JP2020176915A - Particle counting method and particle counting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パーティクル計数方法及びパーティクル計数装置に関する。 The present invention relates to a particle counting method and a particle counting device.
半導体の処理工程で発生し、処理室内を浮遊する粉塵などのパーティクルは、半導体製品の性能を低下させる要因となる。そこで、半導体処理装置では、パーティクルの発生を抑えるためにウエハの処理室(チャンバ)内を高真空状態にするとともに、処理室内を浮遊するパーティクルをリアルタイムで計数するパーティクル計数装置が設置される(例えば特許文献1)。 Particles such as dust generated in the semiconductor processing process and floating in the processing chamber are factors that deteriorate the performance of semiconductor products. Therefore, in the semiconductor processing apparatus, a particle counting apparatus is installed (for example,) in which the inside of the wafer processing chamber (chamber) is placed in a high vacuum state in order to suppress the generation of particles, and the particles floating in the processing chamber are counted in real time (for example). Patent Document 1).
特許文献1に記載のパーティクル計数装置は、円筒形の筐体と、該筐体の周面に互いに対向するように形成された一対の開口と、該筐体の一端(基端)に設けられたレーザ光源と、該筐体内部の、前記レーザ光を直接受光しない位置に設けられた光検出部を備えている。このパーティクル計数装置では、前記一対の開口を通じて筐体内に進入したパーティクルにレーザ光が照射されることにより生じる散乱光が光検出部に入射して、該光検出部からの出力信号の大きさが予め決められた閾値を超えたことに基づいて、パーティクルが検出され、計数される。
The particle counting device described in
半導体処理装置の場合、ウエハの処理状況を確認するためにチャンバ内に照明が設けられることがある。このような場合には、光検出器に照明光が直接入射しないようにパーティクル計数装置が配置されるものの、チャンバ内での照明光の散乱等により生じる、予期しない迷光がパーティクル計数装置に入り込むのを完全に防ぐことは困難である。そのため、パーティクルが計数されているときに、それがパーティクルによる散乱光が検出されたことによるものであるか、閾値を超える強度の迷光を検出したことによるものであるかを判別することが難しい場合があった。 In the case of a semiconductor processing apparatus, lighting may be provided in the chamber to check the processing status of the wafer. In such a case, the particle counting device is arranged so that the illumination light does not directly enter the photodetector, but unexpected stray light caused by scattering of the illumination light in the chamber or the like enters the particle counting device. Is difficult to prevent completely. Therefore, when it is difficult to determine whether the particles are counted and it is due to the detection of scattered light by the particles or the detection of stray light with an intensity exceeding the threshold value. was there.
ここでは、半導体処理装置のチャンバ内で使用されるパーティクル計数装置を例に説明したが、半導体装置以外で使用される場合にも上記同様の問題があった。なお、上記のパーティクル計数装置は筐体を備えたものとしたが、配管を流れるパーティクルを計数する場合などには、該配管内の測定対象領域に光を照射する光源と、その光を直接受光しない位置に設けられた光検出部のみで構成されたパーティクル計数装置を用いる場合もある。 Here, the particle counting device used in the chamber of the semiconductor processing device has been described as an example, but the same problem as described above has occurred when the particle counting device is used in other than the semiconductor device. Although the above-mentioned particle counting device is provided with a housing, when counting particles flowing through a pipe, a light source that irradiates a measurement target area in the pipe with light and directly receives the light. In some cases, a particle counting device composed of only a light detection unit provided at a position not provided is used.
本発明が解決しようとする課題は、パーティクルによる散乱光の検出と、閾値を超える強度の迷光の検出を判別することができるパーティクル計数方法及びパーティクル計数装置を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a particle counting method and a particle counting device capable of discriminating between detection of scattered light by particles and detection of stray light having an intensity exceeding a threshold value.
上記課題を解決するために成された本発明の一態様は、測定対象領域に光を照射しつつ、該光を直接受光しない位置に配置された光検出器からの出力信号を受信し、該出力信号の大きさが予め決められた閾値を超えていることに基づいてパーティクルを検出して計数するパーティクル計数方法において、
前記測定対象領域に光を照射することなく、前記光検出器からの出力信号の大きさが前記閾値を超えているか否かを判定する工程
を含む。
One aspect of the present invention made to solve the above problems is to irradiate a measurement target area with light and receive an output signal from a photodetector arranged at a position where the light is not directly received. In a particle counting method in which particles are detected and counted based on the magnitude of an output signal exceeding a predetermined threshold value.
The step includes determining whether or not the magnitude of the output signal from the photodetector exceeds the threshold value without irradiating the measurement target area with light.
上記課題を解決するために成された本発明の別の態様は、測定対象領域を通過するパーティクルを計数するパーティクル計数装置であって、
前記測定対象領域に光を照射する光源部と、
前記測定対象領域に面した、前記光源からの光を直接受光しない位置に設けられた光検出部と、
前記光源部を点灯させて前記光検出部からの出力信号を受信し、該出力信号の大きさが予め決められた閾値を超えていることに基づいてパーティクルを検出して計数する測定実行部と、
前記光源部を消灯して前記出力信号の大きさが前記閾値を超えているか否かを判定する判定部と
を備える。
Another aspect of the present invention made to solve the above problems is a particle counting device that counts particles passing through a measurement target area.
A light source unit that irradiates the measurement target area with light,
A photodetector provided at a position facing the measurement target area and not directly receiving light from the light source.
A measurement execution unit that lights up the light source unit, receives an output signal from the light detection unit, and detects and counts particles based on the magnitude of the output signal exceeding a predetermined threshold value. ,
A determination unit for determining whether or not the magnitude of the output signal exceeds the threshold value by turning off the light source unit is provided.
前記閾値は、パーティクルが存在しない状態での光検出器からの出力信号よりも大きく、かつ、パーティクルによる散乱光が光検出器で検出されたときの該光検出器からの出力信号よりも小さい値に、予め(例えばパーティクル計数装置の製造段階で)設定される。 The threshold value is larger than the output signal from the photodetector in the absence of particles and smaller than the output signal from the photodetector when the scattered light by the particles is detected by the photodetector. Is set in advance (for example, at the manufacturing stage of the particle counting device).
本発明に係るパーティクル計数装置は、半導体製造装置のチャンバなどの測定対象部位に取り付けて用いられる。また、本発明に係るパーティクル計数方法は、該チャンバ内等の測定対象領域を通過するパーティクルを計数するために用いられる。このパーティクル計数方法及び装置では、測定対象領域に光を照射した状態で、光検出部からの出力信号の大きさが予め決められた閾値を超えていることに基づいてパーティクルを検出して計数する。また、測定対象領域に光を照射することなく、光検出器からの出力信号の大きさが前記閾値を超えているか否かを判定する。この判定は、例えば、パーティクル計数装置を測定対象部位に取り付けた時点で行う。あるいは、測定対象領域を通過するパーティクルの計数を開始した後、所定の時間間隔で行うようにしてもよい。測定対象領域に光を照射していない状態でパーティクルによる散乱光が発生することはなく、本来、光検出部からの出力信号が前記閾値を超えることはない。つまり、測定対象領域に光を照射していないにもかかわらず光検出器からの出力信号が前記閾値を超えている場合には、装置外部から進入した光(迷光)が検出されていることになる。従って、測定対象領域に光を照射していない状態で光検出器からの出力信号の大きさが前記閾値を超えているか否かを判定することにより、検出されている光がパーティクルによる散乱光であるか、装置外部から進入した光であるかを判別することができる。 The particle counting device according to the present invention is used by being attached to a measurement target portion such as a chamber of a semiconductor manufacturing device. Further, the particle counting method according to the present invention is used to count particles passing through a measurement target region such as in the chamber. In this particle counting method and apparatus, particles are detected and counted based on the magnitude of the output signal from the photodetector exceeding a predetermined threshold value in a state where the measurement target area is irradiated with light. .. Further, it is determined whether or not the magnitude of the output signal from the photodetector exceeds the threshold value without irradiating the measurement target area with light. This determination is performed, for example, when the particle counting device is attached to the measurement target portion. Alternatively, after starting the counting of the particles passing through the measurement target area, the counting may be performed at a predetermined time interval. Scattered light by the particles is not generated when the measurement target region is not irradiated with light, and the output signal from the photodetector originally does not exceed the threshold value. That is, when the output signal from the photodetector exceeds the threshold value even though the measurement target area is not irradiated with light, the light (stray light) entering from the outside of the device is detected. Become. Therefore, by determining whether or not the magnitude of the output signal from the photodetector exceeds the threshold value when the measurement target area is not irradiated with light, the detected light is scattered light by particles. It is possible to determine whether the light is present or the light enters from the outside of the device.
本発明に係るパーティクル計数装置及びパーティクル計数方法の一実施例について、以下、図面を参照して説明する。本実施例のパーティクル計数装置及びパーティクル計数方法は、例えば、半導体製造装置のウエハの処理室(チャンバ)内を浮遊するパーティクルをリアルタイムで計数するために用いられる。もちろん、本実施例のパーティクル計数装置及びパーティクル計数方法は、この用途に限らず、他の装置等において測定対象領域を浮遊するパーティクルを計数するためにも使用されうる。 An embodiment of the particle counting device and the particle counting method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The particle counting device and the particle counting method of this embodiment are used, for example, to count particles floating in a wafer processing chamber (chamber) of a semiconductor manufacturing device in real time. Of course, the particle counting device and the particle counting method of this embodiment are not limited to this application, and can be used for counting particles floating in the measurement target area in other devices and the like.
本実施例のパーティクル計数装置1の要部構成を図1及び図2に示す。本実施例のパーティクル計数装置1は、大別して本体部2と制御・処理部4から構成される。図1はパーティクル計数装置1の本体部2の上面図、及び該本体部2に接続される制御・処理部4の構成を示す図である。図2は図1のパーティクル計数装置1の本体部2のA’−A’矢視断面図である。本実施例のパーティクル計数装置1は、円筒形の筐体10と、筐体10の周面に互いに対向するように形成された一対の開口部11a、11bと、筐体10の一端(基端)に設けられたレーザ光源12と、レーザ光を集光及び成形するためのレンズ13と、筐体10の他端(先端)に設けられたビームストッパ14と、筐体10の内部に設けられた一対の光検出部20a、20bとを含んでいる。光検出部20a、20bは、それぞれフォトダイオード21a、21bと該フォトダイオード21a、21bを保護するためのカバーガラス22a、22bを備えており、レーザ光の光路Cを挟んで互いに対向するように配置されている。
The main components of the
このパーティクル計数装置1において、いずれかの開口部11a、11bから筐体10の内部に進入したパーティクルは、レーザ光源12から照射されたレーザ光を散乱させる。この散乱光が光検出部20a、20bに入射してフォトダイオード21a、21bにより検出される。フォトダイオード21a、21bからの出力信号は、制御・処理部4に送出され、該制御・処理部4のパーティクル計数部421によりパーティクルが計数される。以下の説明では、2つの光検出部20a、20bをまとめて光検出部20と呼ぶ。
In the
制御・処理部4は、記憶部41を備えている。記憶部41には、パーティクルを計数する際に用いられる閾値Vthが予め保存されている。また、記憶部41には、光検出部20からの出力信号が順次、保存される。制御・処理部4は、また、機能ブロックとして、測定制御部42を備えている。測定制御部42は、光検出部20からの出力信号に基づいてパーティクルを計数するパーティクル計数部421、パーティクル計数装置1の本体部2の取り付け状態を判定する取り付け状態判定部422、測定実行部423、測定状態判定部424、及び異常通知部425を含む。制御・処理部4の実体は一般的なコンピュータであり、使用者が各種の指示を入力するための入力部5、及びパーティクル計数装置1の状態や測定結果などを表示するための表示部6が接続されている。測定制御部42の各機能ブロックは、コンピュータのプロセッサにより予め該コンピュータにインストールされているパーティクル計数プログラムを実行することで具現化される。
The control /
パーティクル計数部421によるパーティクルの計数について説明する。図3は、光検出部20による出力信号の一例である。パーティクル計数部421は、こうした出力信号を所定のサンプリング間隔で光検出部20から受信し、これを予め定められた閾値と比較して、出力信号が閾値を超えた部分をパーティクル由来の信号ピークと判定してパーティクルの計数を行う。本実施例における光検出部20の出力信号は電圧値であり、閾値としても電圧値が設定されている。この閾値は、パーティクルが存在しない状態での光検出器20からの出力信号よりも大きく、かつ、パーティクルによる散乱光が光検出器20で検出されたときの該光検出器20からの出力信号よりも小さい値に、予め(例えばパーティクル計数装置の製造段階で)設定されている。
The counting of particles by the particle counting unit 421 will be described. FIG. 3 is an example of an output signal by the
次に、本実施例のパーティクル計数装置1を用いたパーティクル計数方法について説明する。図4は、パーティクル計数装置1の本体部2の取り付け状態を判定する手順に関するフローチャートである。図5は、パーティクル計数装置1を用いて測定対象領域を通過するパーティクルを実際に測定(計数)する際の手順に関するフローチャートである。
Next, a particle counting method using the
測定対象領域を通過するパーティクルを測定する際、まず、パーティクル計数装置1の本体部2が測定対象部位(例えばウエハの処理チャンバ内の所定位置)に取り付けられる(ステップ1)。
When measuring particles passing through the measurement target area, first, the
使用者がパーティクル計数装置1の本体部2を測定対象部位に取り付けた後、取り付け状態の確認を指示すると、取り付け状態判定部422は、レーザ光源12が消灯している状態で(レーザ光源12が点灯している場合には該レーザ光源を消灯して)、光検出部20からの出力信号Voutを受信し(ステップ2)、その値を記憶部41に保存されている閾値Vthと比較する。レーザ光源12が消灯しているため、この状態でパーティクルによる散乱光が光検出部20で検出されることはなく、本来、出力信号Voutが閾値Vthを上回ることはない。従って、出力信号Voutが閾値Vthを上回っている場合には、パーティクル計数装置1の本体部2の外の光が該本体部2内に進入して光検出部20で検出されていることになる。そこで、出力信号Voutが閾値Vthを上回っている場合には(ステップ3でYES)、異常通知部425が、外部光が本体部2内に進入しており該本体部2の取り付け状態が適切でないこと(異常)を通知する(ステップ4)。この通知は、例えば表示部6の画面に取り付け状態が適切でないことを表示したり、本体部2に設けられたランプに所定の色(例えば赤色)を点灯あるいは点滅したりすることにより行われる。この通知を見た使用者は、本体部2の取り付け状態を確認し(ステップ5)、再度、取り付け状態の確認を指示する。
After the user attaches the
一方、出力信号Voutが閾値Vth以下である場合には(ステップ3でNO)、取り付け状態判定部422は、本体部2が適切に取り付けられていると判断し、取り付け完了(本体部2が正常に取り付けられていること)を通知する(ステップ6)。この通知も、例えば表示部6の画面に本体部2が適切に取り付けられたことを表示したり、本体部2に設けられたランプに所定の色(例えば緑色)を点灯したりすることにより行うことができる。こうして、パーティクルを計測する前の準備が完了する。
On the other hand, when the output signal V out is equal to or less than the threshold value V th (NO in step 3), the mounting
本体部2が測定対象部位に適切に取り付けられたあと、使用者が、パーティクルの計数開始を指示すると、測定実行部423は、レーザ光源12を点灯させ、光検出部20からの出力信号の受信、及び記憶部41への保存を開始する。記憶部41には光検出部20からの出力信号が時系列で保存される。
After the
測定開始後、測定状態判定部424は、所定時間t0が経過したかを確認する(ステップ11)。所定時間t0が経過していれば(ステップ11でYES)、次に、受信した出力信号Voutが閾値Vthを超えているかを確認する(ステップ12)。出力信号Voutが閾値Vthを超えている場合には(ステップ12でYES)、その状態が所定時間t1継続しているかを確認する(ステップ13)。所定時間t1が経過するまでに出力信号Voutが閾値Vth以下となった場合には(ステップ13でNO)、ステップ11に戻る。所定時間t0は、例えば24時間であり、また、所定時間t1は、例えば10秒である。これらの具体的な数値は一例に過ぎず、測定対象のパーティクルや測定環境に応じて適宜に変更される。
After the start of measurement, the measurement
一方、出力信号Voutが閾値Vthを超えている状態が所定時間t1継続した場合には(ステップ13でYES)、測定状態判定部424はレーザ光源12を消灯する(ステップ14)。そして、レーザ光源12が消灯した状態で、光検出部20からの出力信号Voutが閾値Vthを超えているかを確認する(ステップ15)。
On the other hand, when the state in which the output signal V out exceeds the threshold value V th continues for a predetermined time t 1 (YES in step 13), the measurement
パーティクル計数装置1の本体部2の取り付け状態を判定したときと同様に、レーザ光源12が消灯した状態ではパーティクルによる散乱光は発生せず、従って、本来、この状態で光検出部20からの出力信号Voutが閾値Vthを上回ることはない。レーザ光源12が消灯した状態でも、依然、光検出部20からの出力信号Voutが閾値Vthを上回っている場合には(ステップ15でYES)、本体部2の外の光が該本体部2内に入射し、光検出部20で検出されていることになる。そこで、異常通知部425は、外部光が本体部2内に進入していること(異常)を通知する。この通知も、本体部2の取り付け状態を判定したときと同様に、例えば表示部6の画面に取り付け状態が適切でないことを表示したり、本体部2に設けられたランプに所定の色(例えば赤色)を点灯あるいは点滅したりすることにより行われる。この通知を見た使用者は、パーティクルの計数をいったん中止し、本体部2の取り付け状態を確認し、再度、取り付け状態の確認を指示する(図4参照)。
Similar to the case where the mounting state of the
一方、レーザ光源12を消灯した状態で、光検出部20からの出力信号Voutが閾値Vthを下回った場合には(ステップ15)、測定状態判定部424は、レーザ光源12の点灯時に、パーティクルによる散乱光が光検出部20により検出されたことによって出力信号Voutが閾値Vthを上回った、即ち、正常にパーティクルの計数が行われていると判定する。その場合には、使用者により測定の終了が指示されたか(あるいは事前に設定された測定時間が経過したか)を確認する(ステップ32)。測定が終了していない場合には(ステップ32でNO)、レーザ光源12を点灯させて(ステップ33)、ステップ11に戻る。測定が終了した場合には(ステップ32でYES)、一連の処理を完了する。
On the other hand, when the output signal V out from the
ステップ12(測定開始後、所定時間t0が経過した時点)において、出力信号Voutが閾値Vth以下である場合には(ステップ12でNO)、その状態が所定時間t2継続するかを確認する(ステップ21)。所定時間t2が経過する前に、出力信号Voutが閾値Vthを上回った場合には(ステップ21でNO)、ステップ11に戻る。所定時間t2は、例えば10秒である。この具体的な数値も一例に過ぎず、測定対象のパーティクルや測定環境に応じて適宜に変更される。また、時間t1とt2は同じ時間であってもよく、あるいは時間t1とt2が異なる時間であってもよい。 If the output signal V out is equal to or less than the threshold value V th (NO in step 12) in step 12 (when a predetermined time t 0 has elapsed after the start of measurement), it is determined whether the state continues for a predetermined time t 2. Confirm (step 21). If the output signal V out exceeds the threshold value V th before the predetermined time t 2 elapses (NO in step 21), the process returns to step 11. The predetermined time t 2 is, for example, 10 seconds. This specific numerical value is only an example, and is appropriately changed according to the particles to be measured and the measurement environment. Also, the times t 1 and t 2 may be the same time, or the times t 1 and t 2 may be different times.
一方、出力信号Voutが閾値Vth以下である状態が所定時間t2継続した場合には(ステップ21でYES)、レーザ光源12を消灯する(ステップ22)。
On the other hand, when the state in which the output signal V out is equal to or less than the threshold value V th continues for a predetermined time t 2 (YES in step 21), the
そして、レーザ光源12を消灯した状態で、出力信号Voutが、レーザ光源12の点灯時よりも低下したかを判定する(ステップ23)。レーザ光源12の点灯時には、パーティクルが測定対象領域に流入していない場合であっても、光検出部20からの出力信号にはバックグラウンド信号が含まれている。例えば、レーザ光源12から発せられ、測定対象領域(2つの開口部11a、11bの間の空間)を通過したレーザ光はビームストッパ14により吸収されるが、必ずしも完全に吸収されるわけではなく、その一部はビームストッパ14で散乱し、光検出部20で検出されうる。しかし、そうしたバックグラウンド信号も、レーザ光源12を消灯すれば消失する。つまり、レーザ光源12を消灯した状態での光検出部20からの出力信号Voutは、本来、レーザ光源12の点灯時よりも低くなるはずである。
Then, with the
レーザ光源12を消灯しても光検出部20からの出力信号Voutが低下しない場合には(ステップ23でNO)、レーザ光源12が点灯していない、あるいは光検出部20が光を正常に検出していないことが考えられる。そこで、レーザ光源12を消灯しても光検出部20からの出力信号Voutが低下しない場合には、異常通知部425が、レーザ光源12や光検出部20といった機器に異常が発生していることを通知して(ステップ24)、測定実行部423によるパーティクルの計数を終了する。この通知は、例えば表示部6の画面に取り付け状態が適切でないことを表示したり、本体部2に設けられたランプに所定の色(例えば赤色)を点灯あるいは点滅したりすることにより行われる。この通知を見た使用者は、パーティクルの計数をいったん中止し、光源部12や光検出器20の動作を確認した上で、パーティクルの計数を再開する(ステップ11に戻る)。
If the output signal V out from the
一方、レーザ光源12の消灯により、光検出部20からの出力信号Voutが低下している場合には、レーザ光源12や光検出部20といった機器が正常に動作している。そこで、レーザ光源12の消灯前の光検出部20からの出力信号Voutを、その時点でのバックグラウンド信号の値V0として(ステップ31)、記憶部41に保存する。記憶部41には、ステップ31を経る毎に、その時点でのバックグラウンド信号V0の値が時系列で保存される。これらバックグラウンド信号V0の値は、光検出部20からの出力信号Voutに基づいてパーティクルを計数する処理に用いられる。パーティクルの計数処理には、従来知られている適宜のアルゴリズム(例えば特許文献2に記載のもの)が用いられる。光検出部20からの出力信号Voutからバックグラウンド信号V0の値を差し引いてパーティクルの計数処理を行うことにより、出力信号のS/N比を高め、パーティクルをより正確に計数することが可能となる。
On the other hand, when the output signal V out from the
バックグラウンド信号の値V0を保存すると、使用者により測定の終了が指示されたか(あるいは事前に設定された測定時間が経過したか)を確認する(ステップ32)。測定が終了した場合には(ステップ32でYES)、一連の処理を完了する。測定が終了していない場合には(ステップ32でNO)、レーザ光源12を点灯させて(ステップ33)、最初のステップ11に戻る。測定が終了した場合には(ステップ32でYES)、一連の処理を完了する。
When the background signal value V 0 is saved, it is confirmed whether the user has instructed the end of the measurement (or whether the preset measurement time has elapsed) (step 32). When the measurement is completed (YES in step 32), a series of processes is completed. If the measurement is not completed (NO in step 32), the
従来のパーティクル計数装置やパーティクル計数方法では、装置を測定対象部位に取り付けたあと、測定開始前や測定中にパーティクルが計数されているときに、それがパーティクルによる散乱光が検出されたことによるものであるか、閾値を超える強度の迷光を検出したことによるものであるかを判別することが難しい場合があった。そのため、実際には、測定対象領域をパーティクルが通過していないにもかかわらず、パーティクルが誤って計数されてしまう場合があった。また、測定開始後に、レーザ光源12や光検出部20に異常が発生していたとしても、それを発見することが困難であった。
In the conventional particle counting device and particle counting method, after the device is attached to the measurement target part, when the particles are counted before the start of measurement or during the measurement, the scattered light by the particles is detected. In some cases, it was difficult to determine whether it was due to the detection of stray light with an intensity exceeding the threshold value. Therefore, in reality, the particles may be erroneously counted even though the particles have not passed through the measurement target area. Further, even if an abnormality occurs in the
これに対し、本実施例のパーティクル計数装置1及びパーティクル計数方法では、パーティクル計数装置1を測定対象部位に取り付けた時点で、光検出器20の出力信号が閾値を超える強度の(パーティクルが計数される強度の)光が装置外部から進入していないかを確認することができ、さらに、パーティクルの測定(計数)開始後にも、定期的に、検出器20の出力信号が閾値を超える強度の光が外部からパーティクル計数装置1に進入していないか(即ち光検出部20で検出されていないか)を確認することができる。また、レーザ光源12や光検出部20に異常が発生していないかを確認することもできる。これにより、測定対象領域を通過するパーティクルを正確に計数することができる。
On the other hand, in the
上記実施例は一例であって、本発明の趣旨に沿って適宜に変更することができる。
上記実施例では、測定開始後に測定環境の光が定常的に入射する場合を想定して、ステップ13において、光検出部20からの出力信号Voutが閾値Vthを上回っている状態が、所定時間t1継続しているかを判定した。しかし、測定開始後に測定環境の光が間欠的に入射する(例えば、ウエハの処理チャンバや、処理中のウエハを撮影するカメラに設けられ、それらが動作中であることを示すランプの点滅光などが入射する)可能性がある場合には、上記実施例のステップ13において、所定時間t1の間に予め決められた回数以上、光検出部20からの出力信号Voutが、閾値Vthを上回ったか(即ち、予め決められた以上の頻度で光検出部20からの出力信号Voutが閾値Vthを上回ったか)を確認するようにしてもよい。
The above embodiment is an example, and can be appropriately modified according to the gist of the present invention.
In the above embodiment, assuming that the light in the measurement environment is constantly incident after the start of measurement, the state in which the output signal V out from the
また、上記実施例では、光検出部20にフォトダイオード21a、21bを用いたが、光を検出して信号を出力することが可能なものであればよく、光電子増倍管やCCD検出器など、様々な種類のものを用いることが可能である。
Further, in the above embodiment, the
さらに、上記実施例では予め設定された1つの閾値のみを使用する場合を説明したが、閾値は、パーティクルが存在しない状態での光検出器からの出力信号よりも大きく、かつ、パーティクルによる散乱光が光検出器で検出されたときの該光検出器からの出力信号よりも小さい値であればよく、パーティクル計数装置を測定対象部位に取り付けたあと、該装置の外部から進入しうる光の強度に応じて、予め用意された複数の閾値候補の中から選択可能に(あるいは任意の閾値を設定可能に)してもよい。 Further, in the above embodiment, the case where only one preset threshold value is used has been described, but the threshold value is larger than the output signal from the light detector in the absence of particles, and the scattered light by the particles is large. The value may be smaller than the output signal from the light detector when is detected by the light detector, and the intensity of light that can enter from the outside of the device after the particle counting device is attached to the measurement target site. Depending on the situation, it may be possible to select from a plurality of threshold candidates prepared in advance (or to set an arbitrary threshold value).
その他、上記実施例では、筐体10を有する本体部2を備えたパーティクル計数装置について説明したが、配管を流れるパーティクルを計数する場合などには、該配管内の測定対象領域に光を照射する光源と、その光を直接受光しない位置に設けられた光検出部で構成された、筐体を有しないパーティクル計数装置を用いることもできる。
In addition, in the above embodiment, the particle counting device including the
以上、図面を参照して本発明における種々の実施形態を詳細に説明したが、最後に、本発明の種々の態様について説明する。 The various embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, and finally, various aspects of the present invention will be described.
本発明の第1態様は、測定対象領域を通過するパーティクルを計数するパーティクル計数装置であって、
前記測定対象領域に光を照射する光源部と、
前記測定対象領域に面した、前記光源からの光を直接受光しない位置に設けられた光検出部と、
前記光源部を点灯させて前記光検出部からの出力信号を受信し、該出力信号の大きさが予め決められた閾値を超えていることに基づいてパーティクルを検出して計数する測定実行部と、
前記光源部を消灯して前記出力信号の大きさが前記閾値を超えているか否かを判定する判定部と
を備える。
The first aspect of the present invention is a particle counting device that counts particles passing through a measurement target area.
A light source unit that irradiates the measurement target area with light,
A photodetector provided at a position facing the measurement target area and not directly receiving light from the light source.
A measurement execution unit that lights up the light source unit, receives an output signal from the light detection unit, and detects and counts particles based on the magnitude of the output signal exceeding a predetermined threshold value. ,
A determination unit for determining whether or not the magnitude of the output signal exceeds the threshold value by turning off the light source unit is provided.
また、本発明の第6態様は、測定対象領域に光を照射しつつ、該光を直接受光しない位置に配置された光検出器からの出力信号を受信し、該出力信号の大きさが予め決められた閾値を超えていることに基づいてパーティクルを検出して計数するパーティクル計数方法であって、
前記測定対象領域に光を照射することなく、前記光検出器からの出力信号の大きさが前記閾値を超えているか否かを判定する工程
を含む。
Further, in the sixth aspect of the present invention, while irradiating the measurement target area with light, an output signal is received from a photodetector arranged at a position where the light is not directly received, and the magnitude of the output signal is determined in advance. It is a particle counting method that detects and counts particles based on the fact that the threshold value is exceeded.
The step includes determining whether or not the magnitude of the output signal from the photodetector exceeds the threshold value without irradiating the measurement target area with light.
前記閾値は、パーティクルが存在せず、また装置外部からの光が光検出部に入射していない状態での光検出器からの出力信号よりも大きく、かつ、パーティクルによる散乱光が光検出器で検出されているときの該光検出器からの出力信号よりも小さい値に、予め(例えばパーティクル計数装置の製造段階で)設定される。 The threshold value is larger than the output signal from the photodetector when there are no particles and the light from the outside of the device is not incident on the photodetector, and the scattered light by the particles is the photodetector. A value smaller than the output signal from the photodetector at the time of detection is set in advance (for example, at the manufacturing stage of the particle counting device).
上記第1態様のパーティクル計数装置は、半導体製造装置のチャンバなどの測定対象部位に取り付けて用いられる。また、上記第6態様のパーティクル計数方法は、該チャンバ内等の測定対象領域を通過するパーティクルを計数するために用いられる。このパーティクル計数方法及び装置では、測定対象領域に光を照射した状態で、光検出部からの出力信号の大きさが予め決められた閾値を超えていることに基づいてパーティクルを検出して計数する。また、測定対象領域に光を照射することなく、光検出器からの出力信号の大きさが前記閾値を超えているか否かを判定する。 The particle counting device of the first aspect is used by being attached to a measurement target portion such as a chamber of a semiconductor manufacturing device. Further, the particle counting method of the sixth aspect is used for counting particles passing through a measurement target region such as in the chamber. In this particle counting method and apparatus, particles are detected and counted based on the magnitude of the output signal from the photodetector exceeding a predetermined threshold value in a state where the measurement target area is irradiated with light. .. Further, it is determined whether or not the magnitude of the output signal from the photodetector exceeds the threshold value without irradiating the measurement target area with light.
測定対象領域に光を照射していない状態でパーティクルによる散乱光が発生することはなく、本来、光検出部からの出力信号が前記閾値を超えることはない。つまり、光検出器からの出力信号が前記閾値を超えている場合には、装置外部から進入した光が検出されていることになる。従って、測定対象領域に光を照射していない状態で光検出器からの出力信号の大きさが前記閾値を超えているか否かを判定することにより、検出されている光がパーティクルによる散乱光であるか、装置外部から進入した光であるかを判別することができる。 Scattered light by particles is not generated when the measurement target region is not irradiated with light, and the output signal from the photodetector originally does not exceed the threshold value. That is, when the output signal from the photodetector exceeds the threshold value, the light entering from the outside of the device is detected. Therefore, by determining whether or not the magnitude of the output signal from the photodetector exceeds the threshold value when the measurement target area is not irradiated with light, the detected light is scattered light by particles. It is possible to determine whether the light is present or the light enters from the outside of the device.
本発明の第2態様に係るパーティクル計数装置は、第1態様のパーティクル計数装置において、
前記判定部は、前記測定実行部による測定開始後、前記光源部を点灯させた状態で、前記閾値を超える大きさの出力信号が所定時間、検出された場合に動作する。
The particle counting device according to the second aspect of the present invention is the particle counting device according to the first aspect.
The determination unit operates when an output signal having a magnitude exceeding the threshold value is detected for a predetermined time with the light source unit turned on after the measurement is started by the measurement execution unit.
上記第2態様に係るパーティクル計数装置では、測定開始後に、装置外部の光が進入した場合でも、検出されている光がパーティクルによる散乱光であるか、装置外部から進入した光であるかを判別することができる。なお、上記の、閾値を超える大きさの出力信号が所定時間、検出されるとは、必ずしも上記所定時間の間に光検出器から出力される信号の大きさが全て閾値を上回っている場合のみに限らず、所定時間の間に光検出器から出力される信号のうち、所定の割合以上の出力信号の大きさが閾値を上回っている場合を含みうる。 In the particle counting device according to the second aspect, even when light outside the device enters after the start of measurement, it is determined whether the detected light is scattered light by particles or light entering from outside the device. can do. It should be noted that the above-mentioned output signal having a magnitude exceeding the threshold value is detected for a predetermined time only when all the magnitudes of the signals output from the photodetector during the above-mentioned predetermined time exceed the threshold value. Not limited to this, it may include the case where the magnitude of the output signal of a predetermined ratio or more among the signals output from the photodetector during a predetermined time exceeds the threshold value.
本発明の第3態様に係るパーティクル計数装置は、第2態様のパーティクル計数装置において、
前記判定部は、前記測定実行部による測定開始後、前記光源部を点灯させた状態で、前記閾値以下の前記出力信号の大きさが所定時間、検出された場合に、前記光源部を消灯し、前記光源部を消灯したあとの前記出力信号の大きさが、該光源部の点灯時の前記出力信号の大きさから低下したか否かを判定する。
The particle counting device according to the third aspect of the present invention is the particle counting device according to the second aspect.
After the measurement is started by the measurement execution unit, the determination unit turns off the light source unit when the light source unit is turned on and the magnitude of the output signal below the threshold value is detected for a predetermined time. It is determined whether or not the magnitude of the output signal after the light source unit is turned off is reduced from the magnitude of the output signal when the light source unit is turned on.
上記第3態様に係るパーティクル計数装置では、光源部や光検出器などの機器の動作の異常を発見することができる。 In the particle counting device according to the third aspect, it is possible to detect an abnormality in the operation of a device such as a light source unit or a photodetector.
本発明の第4態様に係るパーティクル計数装置は、第3態様のパーティクル計数装置において、
前記判定部により、前記光源部を消灯したあとの前記出力信号の大きさが、該光源部の点灯時の前記出力信号の大きさから低下した、と判定された場合に、該光源部の点灯時の前記出力信号の大きさをバックグラウンド信号として保存する。
The particle counting device according to the fourth aspect of the present invention is the particle counting device according to the third aspect.
When it is determined by the determination unit that the magnitude of the output signal after the light source unit is turned off is lower than the magnitude of the output signal when the light source unit is lit, the light source unit is turned on. The magnitude of the output signal at the time is saved as a background signal.
上記第4態様に係るパーティクル計数装置では、光検出部からの出力信号からバックグラウンド信号を差し引く処理を行う等により、出力信号のS/N比を高め、パーティクルをより正確に計数することができる。 In the particle counting device according to the fourth aspect, the S / N ratio of the output signal can be increased and particles can be counted more accurately by performing a process of subtracting a background signal from the output signal from the photodetector. ..
本発明の第5態様に係るパーティクル計数装置は、第1態様から第4態様のいずれかのパーティクル計数装置において、
さらに、
前記判定部により、前記出力信号の大きさが前記閾値を超えている、と判定された場合に、異常情報を通知する異常通知部
を備える。
The particle counting device according to the fifth aspect of the present invention is the particle counting device according to any one of the first to fourth aspects.
further,
When the determination unit determines that the magnitude of the output signal exceeds the threshold value, the determination unit includes an abnormality notification unit that notifies abnormality information.
上記第5態様に係るパーティクル計数装置では、異常通知部により通知された異常情報を使用者が見ることにより、装置に異常が生じていることを簡便に把握することができる。 In the particle counting device according to the fifth aspect, the user can easily grasp that an abnormality has occurred in the device by viewing the abnormality information notified by the abnormality notification unit.
1…パーティクル計数装置
2…本体部
10…筐体
11a、11b…開口部
12…レーザ光源
13…レンズ
14…ビームストッパ
20(20a、20b)…光検出部
21a、21b…フォトダイオード
22a、22b…カバーガラス
4…制御・処理部
41…記憶部
42…測定制御部
421…パーティクル計数部
422…状態判定部
423…測定実行部
424…測定状態判定部
425…異常通知部
5…入力部
6…表示部
C…光路
1 ...
Claims (6)
前記測定対象領域に光を照射する光源部と、
前記測定対象領域に面した、前記光源からの光を直接受光しない位置に設けられた光検出部と、
前記光源部を点灯させて前記光検出部からの出力信号を受信し、該出力信号の大きさが予め決められた閾値を超えていることに基づいてパーティクルを検出して計数する測定実行部と、
前記光源部を消灯して前記出力信号の大きさが前記閾値を超えているか否かを判定する判定部と
を備えるパーティクル計数装置。 A particle counting device that counts particles that pass through the measurement target area.
A light source unit that irradiates the measurement target area with light,
A photodetector provided at a position facing the measurement target area and not directly receiving light from the light source.
A measurement execution unit that lights up the light source unit, receives an output signal from the light detection unit, and detects and counts particles based on the magnitude of the output signal exceeding a predetermined threshold value. ,
A particle counting device including a determination unit that turns off the light source unit and determines whether or not the magnitude of the output signal exceeds the threshold value.
前記判定部により、前記出力信号の大きさが前記閾値を超えている、と判定された場合に、異常情報を通知する異常通知部
を備える、請求項1から4のいずれかに記載のパーティクル計数装置。 further,
The particle count according to any one of claims 1 to 4, further comprising an abnormality notification unit for notifying abnormality information when the determination unit determines that the magnitude of the output signal exceeds the threshold value. apparatus.
前記測定対象領域に光を照射することなく、前記光検出器からの出力信号の大きさが前記閾値を超えているか否かを判定する工程
を含むパーティクル計数方法。 While irradiating the measurement target area with light, the output signal from the photodetector arranged at a position where the light is not directly received is received, and the magnitude of the output signal exceeds a predetermined threshold value. A particle counting method that detects and counts particles based on
A particle counting method including a step of determining whether or not the magnitude of an output signal from the photodetector exceeds the threshold value without irradiating the measurement target area with light.
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