JPH034144A - 微粒子検出器におけるレーザの変動ノイズ排除方式 - Google Patents

微粒子検出器におけるレーザの変動ノイズ排除方式

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JPH034144A
JPH034144A JP1139996A JP13999689A JPH034144A JP H034144 A JPH034144 A JP H034144A JP 1139996 A JP1139996 A JP 1139996A JP 13999689 A JP13999689 A JP 13999689A JP H034144 A JPH034144 A JP H034144A
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Ryozo Okada
岡田 亮三
Yukio Kawakami
幸雄 川上
Tadashi Suda
須田 匡
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Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
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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P検出器におけるレーザ変動ノイズの
tJ)詮方式に関し、詳しくは外f’fRミラー型し−
ザ発娠器による微粒子・検出器において、サンプルエア
により発生するレーザビーム強度の変動ノイズを排除し
、微粒子散乱光のみを検出する方式に関するものである
〔従来の技術] ′11導体ICの製造[場においてはICの、<ターン
サイズの微細化に伴って、クリーンルームの塵埃微粒子
に対する管理はますます厳格となり、これに対して微粒
子検出器の検出性能をさらに向1・。
することが必要とされている。
微粒子検出器はレーザビームに塵埃などの微粒rを含む
サンプルエアを直交させ、微粒Yの散乱光を検出するも
のであるが、散乱光の強度はレ−ザビームのそれに比例
するので、直径の小さい微粒子を検出するためにはでき
る限り強度の大きいレーザビームを使用することが望ま
しい。レーザ光源としては通常、ガスレーザ管が使用さ
れており、その構成方法には内部ミラー型と外部ミラー
型とがある。前者においては発振したレーザビーム強度
の数%程度のみを利用するに対して、後者は発振強度そ
のものを利用して強度を飛躍的に大きくできるので有利
である。
第2図(a)、(b)は外部ミラー型レーザ発振器によ
る微粒子@重器の要部を示すもので、図(a)において
、レーザ発振Xiはヘリウム−ネオンなどのレーザガス
を充填したガスレーザ管1aの一端に内部ミラーtbを
固定し、他端にブリニースター窓1cを取り付けて、こ
れを検出セル2の内部に挿入して固定する。検出セル2
にはブリュースター窓1cに対応した位置に外部ミラー
1dを設け、これと内部ミラー1bとの間にレーザビー
ムLが発振する。これに対して、中心ノズル3aよリサ
ンプルエアAを噴射して直交させる。なお、サンプルエ
アAを層流とするために外層ノズル3bによりクリーン
なシースエアBを噴射することも行われ、シースエアB
はサンプルエアAとトモに排出ノズル4より外部に排出
される。図(b)は微粒子の散乱光に対する散乱光受光
系5を示すもので、受光レンズ5 a +スリット板5
bおよび光電変換器5cにより構成され、スリット板5
bのスリットS′により、サンプルエアAとレーザビー
ムLの直交箇所の視野を限定して微粒子検出領域Sとし
、S以外の箇所からの迷光を排除してS/N比が向トさ
れるものである。
[解決しようとする課m] ・般に微粒子@重器の検出性能を向トするためには、上
記の外部ミラー型発振器を使用してレーザビームの強度
を増強するほか、受光系の集光範囲または感度を増加す
る方法などが打われるが、サンプルエアの空気分子は密
度分布がランダムであり、L−記の外部ミラー型レーザ
発振器においては、空気分子がレーザビームをランダム
に遮断して乱反射するために発振強度が変動し、この変
動がノイズとなって散乱光受光系の受光信号のS/N比
が低ドする問題がある。
この発明は以上の問題を解決するためになされたもので
、外部ミラー型のレーザ発振器により構成された微粒子
検出器において、サンプルエアによるレーザビームの変
動ノイズを排除し、微粒子の散乱光のみを検出する方式
を提供することを目的とするものである。
[課題を解決するためのf段] この発明は、一端に内部ミラーを有するガスレーザ管の
外方に外部ミラーを設けて外部ミラー型レーザ発振器を
構成し、この発振器のレーザビームに対してサンプルエ
アを直交させ、直交箇所に対してスリットにより視野を
限定して微粒子検出領域とし、この領域におけるサンプ
ルエアに含まれる微粒子の散乱光を散乱光受光系により
受光する微粒子検出器におけるレーザの変動ノイズの排
除方式であって、サンプルエアにより発振強度が変動し
て変動ノイズが発生したレーザビームに対して、変動ノ
イズ用スリットにより上記の微粒子検出領域の近傍に視
野を限定して変動ノイズ検出領域を設定し、この領域に
おける変動ノイズを変動光受光系により受光し、上記の
散乱光受光系の出力信号より変動光受光系の出力する変
動ノイズ信号を減算して微粒子の散乱光のみを検出する
ものである。
[作用] 前記したように外部ミラー型レーザ発振器においては、
サンプルエアの空気分子密度のランダム性によりレーザ
ビームに変動ノイズが発生し、これが散乱光受光系より
微粒子散乱光の信号とともに出力される。一方、散乱光
検出領域の近傍に設定された変動ノイズ検出領域におけ
るレーザビームの発振強度の変動が、変動光受光系によ
り受光されて変動ノイズ信号が出力される。この信号と
散乱光受光系の出力信号に含まれる変動ノイズは相似形
でかつ同相であるので、各受光系の出力信号の差分をと
ることにより変動ノイズは消去されて微粒−rの散乱光
のみが検出されるものである。
[実施例] 第1図(a)、(b)および(C)はこの発明によるレ
ーザの変動ノイズ排除方式の実施例の全体構成と・部構
成図、および各出力信号の波形図を示す。
図(a)において、前記の第2図(a)と同様に、ガス
レーザ管fat内部ミラー1b、ブリュースター窓1c
および外部ミラー1dにより外部ミラー型レーザ光振器
1が構成され、ミラー1dと1bの間にレーザビームL
が発振する。レーザビームしに直交してサンプルエアA
とシースエアBが噴射され、微粒fにより散乱光が散乱
する。散乱光受光系5もまた第2図(a)、(b)で説
明したと同様に構成され、微粒r検出領域Sにおける微
粒子の散乱光、サンプルエアの空気分子によるレーり散
乱光(レーザビームの強度変動による変動ノイズ)がと
もに散乱光受光系5に受光され、光電変換器5Cより信
号esが出力される。これに対して、変動光受光系6を
設ける。変動光受光系6は!−記の散乱光受光系5の受
光レンズ5aを共用し、スリット板5bの従来のスリッ
トS′の近傍に変動ノイズ用スリットN′を設けて散乱
光検出領域Sの近傍に変動ノイズ検出領域Nを設定し、
領域Nにおけるレーザビームの排出強度の変動が充電変
換器63に受光されて変動ノイズ信kj nが出力され
る。図(b)は散乱光受光系5と変動光受光系6の関係
と各光線の追跡を示すもので、領域Sにおける微粒子が
領域Nに混入しないように、またそれぞれの光線が相r
17に明確に分離して受光されるように両者を適当な間
隔に配列する。以tによりえられた信号6sと信号nは
増幅’147 a 、 7 bにより、esに含まれる
変動ノイズ成分がnと等しくなるようにレベル調整され
てコンパレータ8に人力し、図(c)に示すように両者
の差分信号(6s −n)をとって微粒−rの散乱光に
対する検出信号epがえられる。この場合、信号esに
おける微粒rの検出波形p1 、 p2. p3などは
変動ノイズ【1に小骨してピークが1−ドし、なかには
p2のように波形がマスクされるものもあるが、差分信
号epでは変動ノイズr1が排除されてS/N比が向I
−シ、いずれのピーク値をも正しく検出される。なお、
(、:号epは信号処理部9に人力して個々の微粒子の
粒径が検出されるものである。
[発明の効果] 以Eの説明により明らかなように、この発明によるレー
ザの変動ノイズ排除方式によれば、散乱光受光系の出力
信号に含まれているレーザビームの変動ノイズは、変動
光受光系の出力信号を差し引くことにより排除されて微
粒rの散乱光のみが検出されるもので、外RRミラー型
のレーザ発振器により構成された微粒7’検出器の検出
性能を向L―する効果には大きいものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、(b)および(C)は、この発明による
微粒子検出器におけるレーザの変動ノイズυF除ノj゛
式の実施例の全体構成図と部分図および各出力(ハシ、
tの波形図、第2図(a)および(b)は、外部ミラー
型レーザ発振器により構成された微粒子検出器の要部の
断面図と散乱光受光系の斜視図である。 !・・・外部ミラー型レーザ発振器、 la・・・がスレーザ管、  lb・・・内部ミラー1
c・・・ブリュースター窓、ld・・・外部ミラー2・
・・検出セル、 3a・・・中心ノズル、 4・・・排出ノズル、 5a・・・受光レンズ、 5c、6a・・・光電変換器、 7a、7b・・・増幅器、 9・・・信号処理部。 3・・・噴射ノズル、 3b・・・外層ノズル、 5・・・散乱光受光系、 5b・・・スリット板、 6・・・変動ノイズ受光系、 8・・・コンパレータ、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一端に内部ミラーを有するガスレーザ管の外方に外部ミ
    ラーを設けて外部ミラー型レーザ発振器を構成し、該発
    振器のレーザビームに対してサンプルエアを直交させ、
    スリットにより該直交した箇所に対する視野を限定して
    微粒子検出領域とし、該微粒子検出領域における上記サ
    ンプルエアに含まれる微粒子の散乱光を散乱光受光系に
    より受光する微粒子検出器において、上記サンプルエア
    により発振強度が変動して変動ノイズが発生した上記レ
    ーザビームに対して、変動ノイズ用スリットにより、上
    記微粒子検出領域の近傍に視野を限定して変動ノイズ検
    出領域を設定し、該変動ノイズ検出領域における上記変
    動ノイズを変動光受光系により受光し、上記散乱光受光
    系の出力信号より該変動光受光系の出力する変動ノイズ
    信号を減算して上記微粒子の散乱光のみを検出すること
    を特徴とする、微粒子検出器におけるレーザの変動ノイ
    ズ排除方式。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006189337A (ja) * 2005-01-06 2006-07-20 Fuji Electric Systems Co Ltd 微粒子測定装置
JP2012189483A (ja) * 2011-03-11 2012-10-04 Fuji Electric Co Ltd 粒子測定装置
CN104837636A (zh) * 2012-10-08 2015-08-12 斯内克马公司 带有肉眼可见的预定图形表示的机械零件的表面标记的方法

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