JP2824857B2 - Error correction method for particle measurement system - Google Patents

Error correction method for particle measurement system

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JP2824857B2 JP1320806A JP32080689A JP2824857B2 JP 2824857 B2 JP2824857 B2 JP 2824857B2 JP 1320806 A JP1320806 A JP 1320806A JP 32080689 A JP32080689 A JP 32080689A JP 2824857 B2 JP2824857 B2 JP 2824857B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、微粒子計測システムにおける誤差補正方
式に関し、詳しくは集中式微粒子計測システムのエアパ
イプにより生ずる計測誤差を対象とするものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an error correction method in a particle measurement system, and more particularly to a measurement error generated by an air pipe of a centralized particle measurement system.

[従来の技術] 半導体ICの集積密度の向上に伴って、これを製造する
クリーンルームはますます高度の清浄度が要請されてい
る。清浄度は、微粒子検出器を用いてクリーンルーム内
のエアに含まれている塵埃などの微粒子の大きさと個数
を計測して評価される。
[Prior Art] With an increase in the integration density of semiconductor ICs, clean rooms for manufacturing semiconductor ICs are required to have an even higher degree of cleanliness. The cleanliness is evaluated by measuring the size and number of fine particles such as dust contained in air in the clean room using a fine particle detector.

第2図(a)は微粒子検出器の基本構成を示すもの
で、微粒子検出器1は検出セル11、被検査エアの吸入排
出機構12および検出光学系13とにより構成される。被検
査エアはインレット121より検出セル11に吸入され、排
気ポンプ123の吸引によりアウトレット122より排出され
る。これに対して、光源131よりのレーザが投光レンズ1
32により検出セル内に投光されて被検査エアと直交し、
この直交部分Sにおける微粒子の散乱光を集光レンズ13
3により集光し、スリット板134のスリットを通して受光
器135により受光して微粒子が検出されるものである。
FIG. 2A shows a basic configuration of the particle detector. The particle detector 1 includes a detection cell 11, a suction / discharge mechanism 12 for the air to be inspected, and a detection optical system 13. The air to be inspected is sucked into the detection cell 11 from the inlet 121, and is discharged from the outlet 122 by suction of the exhaust pump 123. On the other hand, the laser from the light source 131 is
The light is projected into the detection cell by 32 and is orthogonal to the air to be inspected.
The scattered light of the fine particles in the orthogonal portion S is
The light is condensed by 3 and is received by the light receiving device 135 through the slit of the slit plate 134 to detect the fine particles.

さて、クリーンルーム内における微粒子の分布は一様
ではなく、場所により異なりまた時間的に変動するの
で、クリーンルームの広さに応じて適切な複数の箇所を
選定し、各箇所に対する微粒子の時間的変動を計測する
ことが必要である。ただし、このために各箇所のそれぞ
れに微粒子検出器を設けることは配置上に問題があり、
また経費の点でも効率的でないので、1個の微粒子検出
器を共通に使用する集中式の微粒子計測システムが適用
されている。
By the way, the distribution of fine particles in the clean room is not uniform, varies from place to place, and fluctuates over time. It is necessary to measure. However, providing a particle detector at each location for this purpose has a problem in arrangement,
In addition, since it is not efficient in terms of cost, a centralized particle measurement system using one particle detector in common is applied.

第2図(b)は集中式微粒子計測システムの構成を示
す。微粒子検出器1に対してエアパイプに対する切り替
え器2を設け、その出力側をインレット121に接続す
る。一方、クリーンルーム内の複数の測定点p1,p2……p
nよりエアパイプ21,22……2nを布設し、切り替え器2の
入力側に接続する。マイクロプロセッサ3に制御された
駆動機構4により切り替え器2が動作して、エアパイプ
21,22……2nが順次に切り替えられ、各測定点p1,p2……
pnより吸入された被検査エアが、インレット121より検
出セル11に導入されて微粒子が検出され、その検出信号
がマイクロプロセッサ3により処理されて各測定点にお
ける微粒子の直径φと個数の測定データが出力部5に出
力されるものである。
FIG. 2 (b) shows the configuration of the centralized particle measurement system. A switch 2 for the air pipe is provided for the particle detector 1, and the output side is connected to the inlet 121. On the other hand, a plurality of measurement points p 1 , p 2 …… p in the clean room
and laying the air pipe 21,22 ...... 2 n than n, connected to the input side of the switch 2. The switching device 2 is operated by the driving mechanism 4 controlled by the microprocessor 3, and the air pipe is operated.
21,22 ...... 2 n is switched sequentially, each measurement point p 1, p 2 ......
The air to be inspected sucked from pn is introduced into the detection cell 11 from the inlet 121 to detect fine particles, and the detection signal is processed by the microprocessor 3 to measure the diameter φ and the number of fine particles at each measurement point. Are output to the output unit 5.

[解決しようとする課題] 以上の微粒子計測システムに使用するエアパイプは、
パイプの内面に微粒子が吸着されないことが必要である
が、現実には吸着がありその損失により検出セルに吸入
される微粒子の個数が減少し、各測定点に対する計測誤
差が生じて計測システムの信頼性が低下している。この
ような吸着は、主としてパイプ内面に靜電気により発生
するので、これを防止するために半導電性を有するプラ
スチックパイプが使用されているが必ずしも完全ではな
い。すなわち、微粒子の吸着は靜電気のみによらず他の
原因によっても生じ、その程度はパイプ内における被検
査エアの速度と微粒子の直径φに依存して変わるもの
で、流速が速いほど、または直径φが小さいほど吸着は
少ない。そこで、エアパイプを細くすることにより流速
を速くして損失を軽減することが考えられ、これを実行
している向きがあるが、流速の増加には自ずから限度が
あり直径の大きいものまで完全に吸着を防止することは
困難である。また、流速を速くする場合には、同時に排
気ポンプの吸気圧を増加することが必要である。一方、
微粒子検出器は広いクリーンルームに対してできる限り
多量の被検査エアを吸入して計測することが望ましく、
これに対応して排気ポンプの吸気圧は既に大きく設定さ
れ、エアパイプもまた十分に太い直径のものが使用され
ている。従って、さらに排気ポンプの吸気圧を増加する
ことは困難な実情である。これに対して、流速の増加に
より損失を防止するより、計測誤差を補正する方法がむ
しろ効果的であり、これにより計測データの信頼性を維
持することが得策と考えられる。
[Problem to be solved] The air pipe used in the above particle measurement system is
It is necessary that the fine particles are not adsorbed on the inner surface of the pipe, but in reality, there is adsorption, and the loss reduces the number of fine particles sucked into the detection cell, causing measurement errors at each measurement point and reducing the reliability of the measurement system. Sex has declined. Since such adsorption is mainly generated by static electricity on the inner surface of the pipe, a semiconductive plastic pipe is used to prevent this, but it is not always perfect. That is, the adsorption of fine particles is caused not only by static electricity but also by other causes, and the degree varies depending on the speed of the air to be inspected in the pipe and the diameter φ of the fine particles. The smaller the φ, the less the adsorption. Therefore, it is conceivable to reduce the loss by increasing the flow velocity by making the air pipe thinner, and there is a direction in which this is being carried out, but the increase in the flow velocity is naturally limited, and even those with a large diameter are completely absorbed. Is difficult to prevent. Further, when increasing the flow velocity, it is necessary to increase the intake pressure of the exhaust pump at the same time. on the other hand,
It is desirable for the particle detector to measure by inhaling as much air as possible to be inspected into a large clean room.
Corresponding to this, the intake pressure of the exhaust pump has already been set high, and the air pipe also has a sufficiently large diameter. Therefore, it is difficult to further increase the intake pressure of the exhaust pump. On the other hand, it is more effective to correct the measurement error than to prevent the loss due to the increase in the flow velocity, and it is considered to be advantageous to maintain the reliability of the measurement data.

この発明は以上に鑑みてなされたもので、集中式微粒
子計測システムにおけるエアパイプの損失により生ずる
計測データ誤差を、データ処理の段階で補正する方式を
提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a method of correcting a measurement data error caused by a loss of an air pipe in a centralized particle measurement system at a data processing stage.

[課題を解決するための手段] この発明は、微粒子検出器と、複数の測定点との間に
それぞれエアパイプを布設し、エアパイプを切り替え器
により順次に切り替えて微粒子検出器のインレットに接
続し、複数の測定点において吸入され、エアパイプによ
り導かれた被検査エアをインレットより検出セルに導入
し、複数の測定点のエアに含まれる微粒子を計測する集
中式微粒子計測システムにおける誤差補正方式である。
複数の各エアパイプの内面に付着する微粒子の直径φに
対する損失割合R(φ)を測定し、またはエアパイプの
単位長に対する損失係数K(φ)を測定し、損失係数K
(φ)とエアパイプの長さLより各エアパイプの損失割
合R(φ)を計算により求め、損失割合R(φ)により
生ずる各測定点に対する微粒子の計測誤差を、データ処
理により補正する。
[Means for Solving the Problems] According to the present invention, an air pipe is laid between a particle detector and a plurality of measurement points, and the air pipes are sequentially switched by a switch and connected to an inlet of the particle detector. This is an error correction method in a centralized particle measurement system that introduces air to be inspected that is sucked in at a plurality of measurement points and guided by an air pipe into a detection cell from an inlet, and measures particles included in air at a plurality of measurement points.
The loss ratio R (φ) of the fine particles adhering to the inner surface of each of the plurality of air pipes with respect to the diameter φ is measured, or the loss coefficient K (φ) with respect to the unit length of the air pipe is measured.
The loss ratio R (φ) of each air pipe is calculated from (φ) and the length L of the air pipe, and the measurement error of the fine particles at each measurement point caused by the loss ratio R (φ) is corrected by data processing.

上記において測定によりえられたエアパイプの単位長
当たりの微粒子の直径φに対する損失割合K(φ)と、
各エアパイプの長さLより、各エアパイプの損失割合R
(φ)は次式: R(φ)=(1−KL)×100% ……(1) により計算される。
A loss ratio K (φ) with respect to the diameter φ of the fine particles per unit length of the air pipe obtained by the above measurement;
From the length L of each air pipe, the loss ratio R of each air pipe
(Φ) is calculated by the following equation: R (φ) = (1−K L ) × 100% (1)

[作用] 以上のこの発明による微粒子計測システムの計測誤差
補正方式においては、各エアパイプの内面に吸着される
微粒子の直径φに対する損失割合R(φ)は実測される
か、またはエアパイプの単位長さについて測定された直
径φに対する損失係数K(φ)と各エアパイプの長さL
より式(1)により計算される。ここで、式(1)には
被検査エアの流速が含まれていないので、流速データは
計算に必要でない。なお、式(1)は損失割合R(φ)
が長さLを指数とする損失係数K(φ)の指数関数で表
され、例えば導体における電流の減衰現象と同様の指数
関数の変化をするもので、実験によりその正当性が確認
されている。ただし、損失係数K(φ)または損失割合
R(φ)は、エアパイプの種類と直径、および被検査の
エアの流速に依存する当該計測システムに固有のもので
あり、それぞれのシステムの各エアパイプについて、微
粒子の直径φをパラメータとして測定することが必要で
ある。
[Operation] In the above-described measurement error correction method of the particle measurement system according to the present invention, the loss ratio R (φ) to the diameter φ of the particles adsorbed on the inner surface of each air pipe is actually measured, or the unit length of the air pipe is measured. Loss factor K (φ) with respect to diameter φ measured for each and length L of each air pipe
This is calculated by equation (1). Here, since the flow rate of the air to be inspected is not included in Expression (1), the flow rate data is not necessary for the calculation. Equation (1) is the loss ratio R (φ)
Is represented by an exponential function of a loss coefficient K (φ) having the length L as an exponent. For example, the exponential function changes in the same manner as a current decay phenomenon in a conductor, and its validity has been confirmed by experiments. . However, the loss coefficient K (φ) or the loss ratio R (φ) is specific to the measurement system depending on the type and diameter of the air pipe and the flow rate of the air to be inspected. It is necessary to measure the diameter φ of the fine particles as a parameter.

以上によりえられた損失割合R(φ)を各測定点の計
測データに適用し、データ処理により微粒子の直径ごと
に計測誤差が補正される。
The loss ratio R (φ) obtained as described above is applied to the measurement data at each measurement point, and the measurement error is corrected for each particle diameter by data processing.

[実施例] 第1図は、この発明による計測誤差補正方式を適用し
た微粒子計測システムの1例における、微粒子の直径φ
をパラメータとし、エアパイプの長さL(m)に対する
微粒子の直径φに対する損失割合R(φ)の実測結果を
示す曲線図である。なお、このシステムの微粒子検出器
は毎分28リッターを吸入するもので、エアパイプは内径
が8mmの半導体のプラスチックパイプが使用され、パイ
プ内のエアの流速は毎秒約9.3mである。各曲線は多数回
の測定の平均値で信頼性があり、これにより微粒子の直
径ごとに計測誤差が補正されて計測データの信頼性が向
上している。なお、各エアパイプの長さLとこの損失割
合R(φ)を上記の式(1)に代入することにより、図
の右側に付記した損失係数K(φ)がえられ、同時に式
(1)が成立することが確認されている。これにより、
任意の計測システムに対して使用されているエアパイプ
の単位長当たりの直径φに対する損失係数K(φ)を測
定すれば、各エアパイプの長さLにより十分満足できる
損失割合R(φ)が計算によりえられることが確認され
た。このような計算方法は、各エアパイプのそれぞれを
測定する方法より容易である。
[Embodiment] FIG. 1 shows a particle diameter φ of an example of a particle measurement system to which a measurement error correction method according to the present invention is applied.
FIG. 9 is a curve diagram showing actual measurement results of a loss ratio R (φ) with respect to a diameter φ of a fine particle with respect to a length L (m) of an air pipe, with as a parameter. The particle detector of this system inhales 28 liters per minute, and the air pipe is a semiconductor plastic pipe with an inner diameter of 8 mm, and the air flow rate in the pipe is about 9.3 m per second. Each curve has reliability based on an average value of a large number of measurements, whereby a measurement error is corrected for each particle diameter, thereby improving the reliability of measurement data. By substituting the length L of each air pipe and the loss ratio R (φ) into the above equation (1), the loss coefficient K (φ) attached on the right side of the figure can be obtained, and at the same time, the equation (1) Has been confirmed to hold. This allows
By measuring the loss coefficient K (φ) with respect to the diameter φ per unit length of the air pipe used for an arbitrary measurement system, the loss ratio R (φ) which can be sufficiently satisfied by the length L of each air pipe is calculated. It was confirmed that it could be obtained. Such a calculation method is easier than a method of measuring each of the air pipes.

以上によりえられた損失割合R(φ)を各エアパイプ
に適用して、データ処理により各測定点に対する計測誤
差が微粒子の直径ごとに補正される。補正演算は通常の
データ処理技術であるので説明は省略する。
By applying the loss ratio R (φ) obtained as described above to each air pipe, a measurement error for each measurement point is corrected for each particle diameter by data processing. Since the correction calculation is a normal data processing technique, the description is omitted.

[発明の効果] 以上の説明により明らかなように、この発明による誤
差補正方式を適用した集中式微粒子計測システムにおい
ては、各エアパイプに吸着された微粒子の損失により生
ずる計測誤差は、データ処理により微粒子の直径ごとに
補正されるもので、従来行われている被検査エアの流速
を増加するために必要なエアパイプの取り替えや、排気
ポンプの吸気圧の増加に対する費用と手数が省略され、
微粒子の計測データの信頼性の向上に寄与するところに
は大きいものがある。
[Effects of the Invention] As is clear from the above description, in the centralized particle measuring system to which the error correction method according to the present invention is applied, the measurement error caused by the loss of the fine particles adsorbed to each air pipe is reduced by the data processing. It is corrected for each diameter of the air, and the replacement of the air pipe required to increase the flow rate of the air to be inspected and the cost and trouble of increasing the intake pressure of the exhaust pump are omitted.
There is a significant contribution to the improvement of the reliability of the measurement data of the fine particles.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、この発明による微粒子計測システムの計測誤
差補正方式を適用した実施例における、エアパイプの長
さLに対する微粒子の損失割合R(φ)の実測曲線と、
計算により求められた損失係数K(φ)の数値を示す
図、第2図(a)および(b)は、微粒子検出器の基本
構成図および集中式微粒子計測システムの構成図であ
る。 1……微粒子検出器、11……検出セル、 12……吸入排出機構、121……インレット、 122……アウトレット、123……排気ポンプ、 13……検出光学系、131……光源、 132……投光レンズ、133……集光レンズ、 134……スリット板、134……受光器、 2……エアパイプ切り替え器、 21〜2n……エアパイプ、3……マイクロプロセッサ、 4……駆動機構、5……出力部。
FIG. 1 shows an actual measurement curve of a particle loss ratio R (φ) with respect to an air pipe length L in an embodiment to which a measurement error correction method of a particle measurement system according to the present invention is applied;
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing the numerical values of the loss coefficient K (φ) obtained by the calculation, and FIG. 2A and FIG. 2B are a basic configuration diagram of the particle detector and a configuration diagram of the centralized particle measurement system. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Particle detector, 11 ... Detection cell, 12 ... Suction / discharge mechanism, 121 ... Inlet, 122 ... Outlet, 123 ... Exhaust pump, 13 ... Detection optical system, 131 ... Light source, 132 ... ... light projecting lens, 133 ...... condensing lens, 134 ...... slit plate, 134 ...... optical receiver, 2 ...... air pipe switch, twenty-one to two n ...... air pipe, 3 ...... microprocessor, 4 ...... drive mechanism 5, an output unit.

フロントページの続き (72)発明者 鈴木 恒清 東京都千代田区大手町2丁目6番2号 日立電子エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−200145(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 15/00 - 15/14Continuation of the front page (72) Inventor Tsuneyoshi Suzuki 2-6-2 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Hitachi Electronics Engineering Co., Ltd. (56) References JP-A-60-200145 (JP, A) (58) Survey Field (Int.Cl. 6 , DB name) G01N 15/00-15/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】微粒子検出器と、複数の測定点との間にそ
れぞれエアパイプを布設し、該エアパイプを切り替え器
により順次に切り替えて上記微粒子検出器のインレット
に接続し、上記複数の測定点において吸入され、上記エ
アパイプにより導かれた被検査エアを上記インレットよ
り上記微粒子を検出する検出セルに導入し、上記複数の
測定点のエアに含まれる微粒子を計測する集中式微粒子
計測システムにおいて、上記複数の各エアパイプの内面
に付着する上記微粒子の直径φに対する損失割合R
(φ)を測定し、または上記エアパイプの単位長当たり
の微粒子の直径φに対する損失係数K(φ)を測定し、
該損失係数K(φ)とエアパイプの長さLより上記損失
割合R(φ)を計算により求め、該損失割合R(φ)に
より生ずる上記各測定点に対する微粒子の計測誤差を、
該微粒子の直径φごとにデータ処理により補正すること
を特徴とする、微粒子計測システムの誤差補正方式。
1. An air pipe is laid between a particle detector and a plurality of measurement points, and the air pipes are sequentially switched by a switch and connected to an inlet of the particle detector. In the centralized particle measuring system for introducing the air to be inspected sucked and guided by the air pipe into the detection cell for detecting the fine particles from the inlet and measuring the fine particles contained in the air at the plurality of measurement points, Loss ratio R of the fine particles adhering to the inner surface of each air pipe with respect to the diameter φ
(Φ) or a loss coefficient K (φ) with respect to the diameter φ of the fine particles per unit length of the air pipe,
The loss ratio R (φ) is calculated from the loss coefficient K (φ) and the length L of the air pipe, and the measurement error of the fine particles at each of the measurement points caused by the loss ratio R (φ) is calculated as follows:
An error correction method for a particle measurement system, wherein the correction is performed by data processing for each particle diameter φ.
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