JP2006058243A - 粒子検出器 - Google Patents

Abstract

【課題】 粒子検出領域の壁面等を形成する部材による散乱光を低減し、微小粒子による散乱光の検出を可能にする粒子検出器を提供する。
【解決手段】 レーザ光Ｌａを照射して形成される粒子検出領域３に試料空気を導き、この試料空気中の粒子が発する散乱光を検出する粒子検出器において、粒子検出領域３を囲む部材、例えばセンサブロック４の内壁面４ａ、吸入ノズル２１のうちセンサブロック４内に臨む部分２１ａ、鞘管２２のうちセンサブロック４内に臨む部分２２ａ、排出ノズル２３のうちセンサブロック４内に臨む部分２３ａの一部又は全部に、光を吸収する塗料２５を塗布し、背景光を低減する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光を照射して形成される粒子検出領域に試料空気を導き、この試料空気中の粒子が発する散乱光を検出する粒子検出器に関する。

近年、精密電子機器には高密度・高精度な微細加工が要求され、その加工は高清浄な環境下で行われている。この高清浄度の管理には、レーザ粒子検出器が用いられているが、０．１μｍより更に微小な粒子を測定・管理することが求められている。微小な粒子を検出するには、より強力なレーザ光を必要とする。

しかし、レーザ光のパワーを上げると、黒色アルマイト処理などが施された粒子検出領域の壁面などを形成する部材によるレーザ光の散乱が増し、結果として背景光の増加によるノイズの増加が起こり、微小粒子の検出が困難になるという問題がある。

本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、粒子検出領域の壁面等を形成する部材による散乱光を低減し、微小粒子による散乱光の検出を可能にする粒子検出器を提供しようとするものである。

上記課題を解決すべく請求項１に係る発明は、光を照射して形成される粒子検出領域に試料空気を導き、この試料空気中の粒子が発する散乱光を検出する粒子検出器において、前記粒子検出領域を囲む部材の一部又は全部に、光を吸収する塗料を塗布したものである。

請求項２に係る発明は、光を照射して形成される粒子検出領域に試料空気を導き、この試料空気中の粒子が発する散乱光を検出する粒子検出器において、前記粒子検出領域を囲む部材の一部又は全部を、光吸収材で形成したものである。

以上説明したように請求項１に係る発明によれば、必要な粒子検出領域を囲む部材に光を吸収する塗料を塗布することにより、粒子検出領域を囲む部材による散乱光を低減することによって背景光の影響を減らし、Ｓ／Ｎ比の向上を図ることができる。

請求項２に係る発明によれば、粒子検出領域を囲む部材による散乱光を低減することによって背景光の影響を減らし、Ｓ／Ｎ比の向上を図ることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る粒子検出器の構成説明図、図２は光を吸収する塗料と背景光量及び粒子信号の関係を示す図である。

本発明に係る粒子検出器は、図１に示すように、光源としてのレーザ発振器１と、内部に試料空気の流れによる流路２とレーザ光Ｌａにより粒子検出領域３を形成するセンサブロック４と、粒子検出領域３で発生する散乱光を受光して粒子を検出する受光部（不図示）を備えている。

レーザ発振器１は、励起用レーザ光Ｌｅを放射する半導体レーザ１１と、励起用レーザ光Ｌｅを集光する集光レンズ１２と、集光レンズ１２で集光した励起用レーザ光Ｌｅを受けて励起し、レーザ光Ｌａを放射する固体レーザ１３と、固体レーザ１３と流路２を挟んで対向して設置され、固体レーザ１３が放射するレーザ光Ｌａを反射する反射鏡１４からなる。

センサブロック４は、試料空気を導く吸入ノズル２１と、吸入ノズル２１を囲むように吸入ノズル２１と同軸上に配置されて清浄空気を導く鞘管２２と、粒子検出領域３を通過した試料空気と清浄空気を排出する排出ノズル２３と、センサブロック４内に清浄空気を供給する２つのパージエア管２４を設けている。

流路２は、吸入ノズル２１から供給される試料空気と鞘管２２から供給される清浄空気が排出ノズル２３の下流に設置した吸引ポンプ（不図示）により吸引されて、試料空気と清浄空気が排出ノズル２３に流れ込むことによって形成される。なお、パージエア管２４から供給される清浄空気も同様に排出ノズル２３に流れ込んで排出される。

また、粒子検出領域３を囲む部材の一部又は全部に、光を吸収する塗料２５を塗布している。ここで、粒子検出領域３を囲む部材とは、センサブロック４の内壁面４ａ、吸入ノズル２１のうちセンサブロック４内に臨む部分２１ａ、鞘管２２のうちセンサブロック４内に臨む部分２２ａ、排出ノズル２３のうちセンサブロック４内に臨む部分２３ａである。

光を吸収する塗料２５としては、ラッカ塗料や合成樹脂塗料などの樹脂やカーボンを含んだ塗料が適用できる。また、光を吸収する塗料２５の塗膜の厚さは、レーザ光Ｌａの波長より長めが望ましい。特に、吸入ノズル２１、鞘管２２、排出ノズル２３のようにレーザ光Ｌａに近い部材に光を吸収する塗料２５を塗布すると、効果は大きい。

以上のように構成した本発明に係る粒子検出器の作用について説明する。排出ノズル２３の下流に設置した吸引ポンプ（不図示）により吸引することで試料空気を吸入ノズル２１から粒子検出領域３に導く。同時に、鞘管２２を介して所定流量の清浄空気を試料空気の流れの周囲に供給する。

試料空気の流れの周囲を囲んで流れる清浄空気が層流状態にあるため、試料空気の流れも層流状態になるよう誘導され、より安定した層流状態を維持して粒子検出領域３を通過する。すると、試料空気中に存在する粒子は、レーザ光Ｌａを受けて散乱光を発する。散乱光は受光部（不図示）により受光され、粒子の大きさや個数が検出される。

その際、粒子検出領域３を囲む部材に向かったレーザ光Ｌａは、粒子検出領域３を囲む部材に塗布された光を吸収する塗料２５に吸収される。一方、粒子が発する散乱光は、直接受光部（不図示）に設けられた集光レンズなどにより集光されて受光素子に導かれるため、受光素子に入力する粒子の散乱光は殆ど減らさずに、背景光を減らすことができる。

従って、粒子検出領域３を囲む部材に向かったレーザ光Ｌａが背景光になるのを防止できるので、受光部（不図示）にとっての背景光によるノイズが低減され、Ｓ／Ｎ比を向上することができる。

図２は、光を吸収する塗料２５を粒子検出領域３を囲む部材に塗布しない場合の背景光量と粒子信号の関係（ａ）と、塗布した場合の背景光量と粒子信号の関係（ｂ）を示す。光を吸収する塗料２５を粒子検出領域３を囲む部材に塗布することにより、背景光及びノイズ強度が低減され、Ｓ／Ｎ比が向上しているのが分かる。これにより、より微小な粒子を検出することが可能になる。

また、光を吸収する塗料２５を粒子検出領域３を囲む部材に塗布する代わりに、粒子検出領域３を囲む部材を光吸収材で形成しても、同様な効果を得ることができる。光吸収材としては、カーボン、高分子樹脂などである。光の中でも波長が長い赤外光は、樹脂による吸収が多く、効果が大きい。

本発明によれば、背景光を低減して、Ｓ／Ｎ比を向上させることができるので、微小な粒子も精度よく検出可能な粒子検出器を構成することができる。

本発明に係る粒子検出器の構成説明図 光を吸収する塗料を粒子検出領域を囲む部材に塗布しない場合の背景光量と粒子信号の関係（ａ）と塗布した場合の背景光量と粒子信号の関係（ｂ）を示す図

符号の説明

１…レーザ発振器、２…流路、３…検出領域、４…センサブロック、４ａ…内壁面、２１…吸入ノズル、２２…鞘管、２３…排出ノズル、２４…パージエア管、２５…光を吸収する塗料、Ｌａ…レーザ光。

Claims (2)

1. 光を照射して形成される粒子検出領域に試料空気を導き、この試料空気中の粒子が発する散乱光を検出する粒子検出器において、前記粒子検出領域を囲む部材の一部又は全部に、光を吸収する塗料を塗布したことを特徴とする粒子検出器。
2. 光を照射して形成される粒子検出領域に試料空気を導き、この試料空気中の粒子が発する散乱光を検出する粒子検出器において、前記粒子検出領域を囲む部材の一部又は全部を、光吸収材で形成したことを特徴とする粒子検出器。