JPH04182886A - 微粒子計測装置 - 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】 「発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は計測空間に漂う微粒子を計測する微粒子計測
装置に関する。

（従来の技術） たとえば、エレクトロニクス技術には、微細加工を伴う
精密技術か多く要求されるが、とくに半導体製造工程に
おいてはサブミクロン（１μｍ以下）クラスの塵埃が製
造工程中のウェハへ付着することにより製品としての機
能が損なわれてしまう。このため半導体の製造は塵埃の
発生を極力おさえたクリーンルームあるいはクリーンチ
ャンバ中で行われる。さらに、このクリーンルームある
いはクリーンチャンバの清浄度を高く保つためにその内
部の環境は常時監視しておく必要がある。

そこで、従来、第２図に示すような微粒子計測装置をク
リーンルームあるいはクリーンチャ：、・バ中に配置し
て、微粒子の数、その粒径等を監視するようにしている
。

同図中１はＨｅ−Ｎｅレーザ装置１である。

このレーザ装ｆｌＦ１から発振されたレーザ光りの光路
上には板状のミラー２が反射面２ａをレーザ光りと対向
させて配置されている。このミラー２の幅方向の一側に
はスキャナ３の出力軸４が取り付けられている。このス
キャナ３を作動させることで上記ミラー２の傾斜角度を
変化させるようになっている。このことによって、上記
ミラー２で反射するレーザ光りの反射光Ｌ′を角度θの
範囲で走査することができる。また、上記スキャナ３に
はスキャナ制御装置５が接続されていて、上記ミラー２
の揺動角度を変化させる指令をスキャナ３に送るように
なっている。

通常、環境の評価は、クリーンルームの内部全体を計測
することによって行うのではなく、ある一定の容積、範
囲を占める空間をサンプル空間とし、このサンプル空間
を計測することによって行う。すなわち、このサンプル
空間中に漂うｉｌｌ　ｔｉ子の数、形状などからクリー
ンルーム全体の環境を類推評価するのである。上記ミラ
ー２からの反射光Ｌ′は第２図に点線で囲って例えば矩
形状に設定したサンプル空間６に照射されるようになっ
ている。そして、このサンプル空間６に漂う微粒子の数
、形状、位置等を計測することによって、このクリーン
ルームあるいはクリーンチャンバの環境を計画するよう
になっている。

−ｈ記反射光し′か上記サンプル空間６に漂う微粒子７
に当たると、その微粒子７からは散乱光Ｐが発生し、そ
の散乱光Ｐは受光装置８によって検知される。この受光
装置８はＣＣＤカメラ９の入射側に微弱光の増幅器であ
るイメージインテンシファイヤ］−〇とカメラレンズ１
１とが順次光学的に接続されて設けられている。上記、
カメラレンズ１１は上記サンプル空間６を視野とＬ７て
捕らえることができ、また上記イメージインテンシファ
イヤ１０は微粒子７からの微弱散乱光Ｐを増幅して確実
に捕捉できるようになっている。

この受光装置８のＣＣＤカメラ９からは、散乱光Ｐを含
む受光信号かカメラコントローラ１２に入力される。こ
のカメラコントローラ１２は上記受光信号を画像信号と
して出力する。この画像信号はビデオ装置１３において
録画されると共に、モニター１４の画面に表示される。

この様に構成された微粒子計測装置によれば、レーザ光
りをミラー２に入射させると共に、このミラー２をスキ
ャナ３によって角度θの範囲で揺動させることで、反射
光Ｌ′をサンプル空間６に走査さぜることができる。こ
のような走査によって、反射光Ｌ′がサンプル空間６中
を漂う微粒子７に当たると上記受光装置８によってその
散乱光Ｐが検知され、画像処理を行うことによってその
微粒子７の位置、大きさなどが映像信号として求められ
る。その映像信号はビデオ装置１３に録画されると共に
モニター１４の画面に映しだされるからサンプル空間６
のどの位置にどれくらいの粒子が何個漂っているかがモ
ニター１４の画面から判別できるようになっている。

ところで、このような微粒子計測装置ではミラー２を用
いて上記レーザ光りの反射方向をスキャンしているため
に上記ミラー２からの反射光Ｌ′は角度θの扇形状に広
がる。つまり、上記ミラー２の近傍である扇形状の妻部
分１５は測定範囲が狭くなっているのでカメラレンズ１
１の視野Ｌサンプル空間６）をミラー２の近傍に設定し
たときには測定面積が狭くなってしまう。そのため、」
１記ミラー２の近傍に矩形状のサンプル空間６を設定す
ることかできない。また、この妻部分１５にサンプル空
間６を設定したとしても、ミラー２の近傍においては扇
状の範囲しか測定することができないので、カメラレン
ズ１１の視野の一部か反射光Ｌ′の走査範囲から外れて
しまう。すなわち矩形状のサンプル空間６の全体の微粒
子７を判別したいときには、上記ミラー２から所定寸法
離れた場所に上記カメラレンズ１１の視野を設定しなく
てはならない。つまり、サンプル空間６からある程度離
間した位置に上記ミラー２、レーザ発振器１などの光学
系を配置しなければならないから装置自体が大型となっ
て］７まう。また、クリーンチャンバ内部全体の微粒子
を検知する場合など、狭い空間での判定が困難となる場
合がある。

また、Ｈｅ−Ｎｅレーザ装置Ｉの寸法は例えばＬＸＤＸ
Ｈ−１０００ｘ７０ｘ７０　（ｍｍ）と大型であるため
、例えばＣＶＤなどの半導体製造装置のチャンバ内部に
組み込んで設けることか困難となり、外部に設けなけれ
ばならないから取扱いが不便となる。

（発明が解決しようとする課題） この様に従来の微粒子計測装置はレーザ光をミラーを用
いてスキャンしていたために、上記ミラーの近傍におい
ては、計測範囲か狭くなるということかあった。

この発明は、光学系に近い位置においても計測範囲を広
く設定できるような微粒子計測装置を提供することを目
的とするものである。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段および作用）この発明は
、計測空間の微粒子を計測する微粒子計測装置において
、複数の半導体レーザ装置を一方向に向けてアレイ状に
配置され、これら半導体レーザ装置から出力される複数
のレーザ光によって帯状面を形成するレーザ光照射手段
と、上記帯状面に対して受光軸を直交させると共に、少
なくとも上記帯状面の幅を受光可能に配置され上記帯状
面における微粒子からの散乱光を検出する受光手段と、
この受光手段からの受光信号によって微粒子の状態を判
別する判別手段とを有することを特徴とする。

このような構成によれば、複数の半導体レーザから出力
されるレーザ光が帯状をなすから半導体レーザの出射端
近傍においても広い計測範囲を設定することができる。

（実施例） 以下、この発明の−・実施例を第１図を参照し２て説明
する。なお従来例と同一の構成要素は同一記号を付して
説明を省略する。

第１図に示す微粒子計測装置は多数の半導体し７ザ装置
２０・・・を有する。これら半導体レーザ装置２０・・
・は発光面を同一方向に向け、かつ上下方向に接合され
て並列に配置されている。これら半導体レーザ装置２０
・・・はそれぞれレーザ電源２２に接続されている。そ
して、これら半導体レーザ装置２０・・・を作動させる
ことで、各半導体レーザ装置２０から出力されるレーザ
光りが帯状の計測空間２１を形成するようになっている
。この計測空間２１の中を微粒子２３が通過すると、こ
の微粒子２３に１／−サ光りが当たって散乱光Ｐが発生
する。この散乱光Ｐは上記計測空間２１に対して受光軸
を略直交させて対向配置された受光装置８によって検知
される。この受光装置８は従来例と同様に微弱散乱光Ｐ
をも確実に捕捉できるようになっている。この受光装置
８のＣＣＤカメラ９によって受光された散乱光Ｐを含む
受光信号はカメラコントローラ１２、ビデオ装置１３お
よびモニター１４に送られる。上記モニター１４に表示
された画像によって上記計測空間２１を漂う微粒子２３
の数、粒径、位置等を判別することができると共に、ビ
デオ装置１３に録画された画像信号を解析することによ
り微粒子２３の挙動などが検知できるようになっている
。

このような微粒子計測装置によれば並列に配置された複
数個の半導体レーザ装置２０・・・からレーザ光りを出
射することで、これらレーザ光りは帯状の計測空間２〕
を形成する。この計測空間２１は、どの部分においても
同一の幅寸法となっているので半導体レーザ装置２０・
・・の出射端近傍に有効な計測空間２１を設定すること
ができる。

つまり、受光装置８によって半導体レーザ装置２０・・
・の出射端近傍を測定するようにしても、その視野の一
部が計測空間２１から外れることなく測定することが可
能である。このため、装置全体を簡略化し、コンパクト
にまとめることができると共に、光学系と計測空間を離
間させることが困難なチャンバ等の狭い空間内で微粒子
２３・・・を検知する場合には有効である。また、小型
の半導体レーザ装置２０・・を並列に並べる構成とした
ので、スペースを広くとらなから半導体製造装置に一体
的に組み込むことができ、取扱いが容易となる。

なお、この発明は上記一実施例に限定されるものではな
〈発明の要旨を変更しない範囲で種々変形可能である。

上記一実施例においては受光装置８にＣＣＤカメラ９を
用いたが、要は散乱光Ｐを受光しそれを電気信号として
取り出せるものであれば良い。

例えば、フォトマルチプライヤ、フォトダイオード等を
用いても上記一実施例と同様の効果を得ることができる
。

［発明の効果］ この様にこの発明の微粒子計測装置は、半導体レーザ装
置を複数個並列に配置し、これら半導体レーザ装置から
出力されるレーザ光によって帯状の計測空間を形成し、
この計測空間を通過する微粒子からの散乱光を受光手段
で検知するようにした。

このような構成によれば半導体レーザ装置の近傍におい
ても十分な計測空間が設定できるから、狭い場所での計
測空間での計測か容易となるばかりか、例えば半導体製
造装置等の一体的に組み込むことも可能となる。さらに
、Ｈｅ−Ｎｅレーザ装置を用いた従来に比べてコンパク
トに構成することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
は従来例を示す概略構成図である。 ８・・・受光装置、１２・・・カメラコントローラ、コ
４・・・モニター、２０・・半導体レーザ装置、２］・
・・計測空間、２３・・・微粒子。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 計測空間の微粒子を計測する微粒子計測装置において、
   複数の半導体レーザ装置を一方向に向けてアレイ状に配
   置され、これら半導体レーザ装置から出力される複数の
   レーザ光によって帯状面を形成するレーザ光照射手段と
   、上記帯状面に対して受光軸を直交させると共に、少な
   くとも上記帯状面の幅を受光可能に配置され上記帯状面
   における微粒子からの散乱光を検出する受光手段と、こ
   の受光手段からの受光信号によって微粒子の状態を判別
   する判別手段とを有することを特徴とする微粒子計測装
   置。