JPH02203248A - 微粒子検出セルの汚染防止方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、微粒子検出器の検出セルが微粒子により汚
染されるのを防止る、方式に関る、ものである。

［従来の技術］ 半導体ＩＣの製造工場においてはＩＣのパターンサイズ
が微細になるに伴って、作業環境のクリーンルームの塵
埃微粒子に対る、清浄管理はますます厳格となり、これ
に対る、微粒子検出器の性能は飛躍的に向上しつつある
。

第３図は、初期における微粒子検出器の構造図で、検出
セル１の上部に吸入ノズル２を設けてサンプルエアＡを
吸入し、下部の排出ノズル３より排出る、。吸入ノズル
２ば二重構造とし、サンプルエアＡの周囲をシースエア
Ｂで囲んでサンプルエアＡを層流とる、。検出セル１の
側方にレーザ排出器４を設け、これよりのレーザビーム
ＬをサンプルエアＡに直交させて検出領域Ｓを形成る、
。

検出領域ＳのサンプルエアＡに含まれる微粒子の散乱光
は、側方に設けられた集光レンズ６により集光され、受
光器８に受光されて微粒子が検出される。集光レンズ６
と受光器８の間に、検出領域Ｓ以外の迷光をカットる、
スリット板７が挿入される。このような検出器では検出
できる微粒子の直径は、たかだか０．２μｍ程度までで
ある。そこでさらに小さいものまで検出る、ために、さ
まざまの工夫がなされているが、有効な方法としてはレ
ーザビームの強度を増加る、ことである。上記の場合は
、レーザ発振器としていわゆる内部ミラー型が使用され
ているが、これは発振パワーの数％が利用できるのみで
、強度は比較的小さい。

これに対して、外部ミラー型を使用る、ときは、発振パ
ワーそのものを利用できるので強度は飛躍的に増加る、
。

第４図は、外部ミラー型のレーザ発振器による微粒子検
出器の構造のＩ！要を示す。ガスレーザ管４ａの両端に
内部ミラー４ｂとブリュースタ窓４Ｃをそれぞれ設け、
ヘリウム・ネオンまたはアルゴンなどのガスを封止る、
。その外方にガスレーザ管４ａに検出セル１を密着し、
これに内部ミラー４ｂに対応る、外部ミラー４ｄを設け
て１／−ザ発振器４を構成して１／−ザの定在波Ｌ′を
発振させる。定在波Ｌ′のパワーはすべて微粒子の検出
に利用されるので、散乱光の強度は内部ミラー型の場合
に比較して飛躍的に大きく、検出性能が向上る、もので
ある。

［解決しようとる、課題］ 微粒子検出器の検出セルには、サンプルエアの層流とシ
ースエアによるシースに拘らず、サンプルエアに含まれ
ている微粒子のすべてかりト出ノズルより排出されず検
出セル内に残留してその内面に沈着して汚染る、。一方
、レーザビーム自身には電界強度があり、その強度が大
きいときは微粒子が有る、電荷との相互作用により、微
粒子がレーザビームに吸引される性質がある。第４図の
外ＲＢ　ミラー型の検出器の場合、ブリュースタ窓４ｃ
と外部ミラー４ｄの周辺はレーザビームが集中している
ので、この部分に微粒子が集まり、他の部分に比較して
これらの汚染の程度が大きい。また、集中度の特に大き
いブリュースタ窓４ｃの部分の汚染が茜だしいことが認
められている。レーザの発振は両ミラー４ｂ、４ｃ間で
反射が繰り返されて定在波が発生る、ことにより行われ
るもので、各ミラーの反射率は良好なことが必要であり
、ブリュースタ窓４ｃの透過率も同様である。これに対
して、微粒子の汚染は極めて有害で、汚染により発振強
度が低下し、ときに発振不能の事態となる。

そこで、適特に検出セルを分解してクリーニングが行わ
れる。しかしながら、分解して行うクリーニング作業は
簡単でなく、またその間の強度の低Ｆに対しては、別途
安定化方法を講る、ことが必要である。この発明は、外
部ミラー型レーザ発振器による微粒子検出器において、
検出セルの汚染、特にブリュースタ窓と外部ミラーの汚
染を防止して、安定なレーザ発振を行い、分解クリーニ
ングの間隔を延長る、ことができる方式を提供る、こと
を目的とる、ものである。

［課題を解決る、ための手段］ この発明は、両端にそれぞれ内部ミラーとブリュースタ
窓を有る、ガスレーザ管に対して、ブリュースタ窓側の
外方に、内部ミラーに対向した外？Ｊ’ｈ　ミラーを有
る、検出セルを密着して外Ｒミラー型レーザ発振器を構
成し、検出セルの吸入ノズルより吸入され、シースエア
を伴ったサンプルエアを、レーザ発振器の発振る、レー
ザビームに直交させた後、排出ノズルより排出し、直交
した検出領域に存在る、微粒子を検出る、微粒子検出器
における検出セルの汚染防止方式であって、検出セルに
パージエア圧入孔を設けてパージエアを圧入し、検出セ
ル内に１７遊る、微粒子を排出ノズルより外部に排出る
、ものである。

上記において、バージエアの圧入孔は、ブリュースタ窓
および外部ミラーの近傍の、検出領域におけるサンプル
エアの層流を妨害しない位置に設け、ブリュースタ窓お
よび外部ミラーの周辺を浮遊る、微粒子を排出る、。

上記において、パージエアに対る、圧入ポンプは、レー
ザ発振器の発振開始時点より以前の適当な時点に運転を
開始し、発振の停止時点より以後の適当な時点に該運転
を停止る、。

［作用コ 以上の検出セルの汚染防止方式においては、パージエア
が圧入孔より検出セル内に圧入されてブリュースタ窓お
よび外部ミラーの周辺に噴射され、このあたりに浮遊し
ている微粒子は追い出されて排出ノズルより外部に排出
されるので、ブリュースタ窓と外部ミラーの汚染が防止
される。この場合、圧入孔はブリュースタ窓および外部
ミラーの近傍に設けられているので、サンプルエアの検
出領域における層流を乱すことがなく、微粒子の検出に
は悪影響を与えない。また、圧入ポンプの運転を適当な
時間だけ先に開始し、パージエアによる微粒子の排出が
良好に行われる状態となってから、レーザ発振器が動作
る、ので、排出不良が生ずることが避けられる。発振さ
れたレーザビームにより微粒子の検出動作が行われ、こ
れが終了した後、適当な時間をおいて圧入ポンプが停止
る、ので、残留した微粒子が排出されて検出セル内が清
浄に保持されるものである。

［実施例］ 第１図は、この発明による微粒子検出セルの汚染防止方
式の実施例の構造の断面図を示す。図において、ガスレ
ーザ管４ａの両端にそれぞれ、内部ミラー４ｂとブリュ
ースタ窓４Ｃを設けて所定のガスを封止る、。ガスレー
ザ管４ａに対して、ブリュースタ窓４Ｃの側の外方に検
出セル１を密着させる。検出セル１の他端には、内部ミ
ラー４ｂに対向して外部ミラー４ｄを設けて外部ミラー
型レーザ発振器４を構成し、両ミラー間にレーザの定在
波Ｌ’を発振させる。さらに、検出セル１には吸入ノズ
ル２と排出ノズル３を取り付ける。

以上は従来の外部ミラー型微粒子検出器と同様である。

これに対してこの発明においては、検出セル１にパージ
エアＣに対る、圧入孔５ａ、５ｂを設ける。圧入孔５ａ
、５ｂはそれぞれ、ブリュースタ窓４ｃと外部ミラー４
ｄの近傍に、例えば図示の形状で設け、パージエアＣが
これらの全面を広く噴射して図示の経路で排出ノズル３
より外部に排出され、パージエアＣが、シースエアＢに
シースされたサンプルエアＡに直接衝突して層流を妨害
しないように構成る、。

第２図（ａ）、（ｂ）は、第１図の汚染防止方式に対る
、、各部に対る、動作制御回路と、動作のタイミングを
示すもので、図（ａ）、（ｂ）において、制御回路６よ
り、まずパージエアの圧入ポンプ７に対してＯＮ信号が
送出されて動作が開始され、適当な時間の後、レーザ発
振器４の電源８がＯＮしてレーザが発振る、。この間に
前記のように、検出セル１内に噴射されたパージエアＣ
が安定して浮遊る、微粒子の排出作用が確立る、。これ
とほぼ同時、またはこれ以後に吸入ポンプ９がＯＮして
サンプルエアＡとシースエアＢが検出セル１内に吸入さ
れ、微粒子の検出作業が行われる。作業が終γる、と、
制御回路６よりのＯＦＦ信号により、まずサンプルエア
ＡとシースエアＢの吸入およびレーザ発振が停止され、
ついで浮遊る、微粒子の排出が完了した適当な時間の後
に、圧入ポンプ７がＯＦＦされて動作を停止る、。

なお、大吸引量型微粒子検出装置では、バージエア方式
のみ、かつ、パージエアとサンプルエアの吸引ポンプを
同一とる、場合があるが、この時も同様の方゛法を用い
る。

［発明の効果］ 以上の説明により明らかなように、この発明による微粒
子検出セルの汚染防止方式においては、外１　ミラー型
の検出セルに対してパージエアを圧入して、レーザビー
ムの集中により汚染され易いブリュースタ窓と外部ミラ
ーに噴射し、これらの周辺に浮遊る、微粒子を排出る、
ことにより汚染を防１Ｌる、もので、従来行われていた
分解クリーニングの間隔が長（なって稼働効率が向上る
、とともに、レーザ発振の安定化に寄与る、効果には大
きいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による微粒子検出セルの汚染防止方
式の実施例の構造図、第２図（ａ）および（ｂ）は第１
図に対る、制御回路図およびタイミングチャート、第３
図は内部ミラー型のレーザ発振器による微粒子検出セル
の構造図、第４図は外部ミラー型の微粒子検出セルの構
造図である。 １・・・検出セル、　　　　　２・・・吸入ノズル、３
・・・排出ノズル、　　　　４・・・レーザ発振器、４
ａ・・・ガスレーザ管、　　４ｂ・・・内部ミラー４ｃ
・・・ブリュースタ窓、４ｄ・・・外部ミラー５ａ、５
ｂ・・・パージエアの圧入孔、６・・・制御回路、　　
　　７・・・圧入ポンプ、８・・・レーザ発振器の電源
、９・・・吸入ポンプ。 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）両端にそれぞれ内部ミラーとブリュースタ窓を有
   するガスレーザ管に対して、該ブリュースタ窓側の外方
   に、上記内部ミラーに対向した外部ミラーを有する検出
   セルを密着して外部ミラー型レーザ発振器を構成し、該
   検出セルの吸入ノズルより吸入され、シースエアを伴っ
   たサンプルエアを、該レーザ発振器の発振するレーザビ
   ームに直交させた後、排出ノズルより排出し、該直交し
   た検出領域に存在する微粒子を検出する微粒子検出器に
   おいて、上記検出セルにパージエア圧入孔を設けてパー
   ジエアを圧入し、上記検出セル内を浮遊する微粒子を追
   い出して上記排出ノズルより排出して、上記ブリュース
   タ窓と外部ミラーに付着することを防止することを特徴
   とする、微粒子検出セルの汚染防止方式。
2. （２）上記パージエア圧入孔は、上記検出セルのブリュ
   ースタ窓および外部ミラーの近傍の、上記検出領域にお
   ける上記サンプルエアの層流を妨害しない位置に設け、
   上記ブリュースタ窓および外部ミラーの周辺を浮遊する
   微粒子を排出する、請求項１記載の微粒子検出セルの汚
   染防止方式。
3. （３）上記パージエアに対する圧入ポンプは、上記レー
   ザ発振器の発振開始時点より以前の適当な時点に運転を
   開始し、該発振の停止時点より以後の適当な時点に該運
   転を停止する、請求項１または２記載の微粒子検出セル
   の汚染防止方式。