JPH0420842A

JPH0420842A - 微粒子検出方式および微粒子検出プローブ

Info

Publication number: JPH0420842A
Application number: JP2124050A
Authority: JP
Inventors: Hozumi Yamamoto; 山本　穂積; Izuo Hourai; 泉雄蓬莱; Yukio Kawakami; 幸雄川上; Tsunekiyo Suzuki; 鈴木　恒清
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1990-05-16
Filing date: 1990-05-16
Publication date: 1992-01-24

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−検出方式および微粒子検出プロー
ブに関し、詳しくは流体に含まれている微粒子を、配管
パイプ内または筐体内で検出する方式と、検出プローブ
に関するものである。

［従来の技術］例えば半導体なとの精密部品の製造においては、塵埃な
どの微粒イによるｔり染が製品の品質を阻害するので、
クリーンルームにより作業が行われる。

また、その製造に使用される水や薬剤などに微粒子が含
有されているときも、やはり品質が阻害されて問題とな
る。

クリーンルームに対しては、従来から微粒子検出器を使
用して微粒子の検出が行われており、その方法を図によ
り説明する。

第３図（ａ）によりレーザを用いた光学式の微粒子検出
器１の概念を説明する。クリーンルーム内のエアよりサ
ンプリングしたサンプルエアに対して、密閉された検出
セル０に吸入ノズル１２と排出ノズル１３を設け、排気
ポンプ１４によりサンプルエアを吸引して排出する。吸
入ノズルと排出ノズルの中間のエアフローに対して直角
方向に、光源１５より投光されたレーザを集束レンズ璽
６によりスポットに集束して照射する。エアフローに微
粒子があるとスポットが散乱し、この散乱光を集光レン
ズＩ７とスリット１８を通して受光器１９により受光し
、微粒子を検出するものである。

以上はエアなどのガス中の微粒子の検出方法であるが、
これを液体に適用する場合は上記の検出セル１１の構造
が不適当である。これに適するものとして、例えば、第
３図（ｂ）に示す方法が公表（昭和６３．４．７，８、
第５回センシングフォーラム、「レーザの散乱光を用い
た微粒子の計測」）されている。この場合は、図示のよ
うな透明な角パイプ１１が検出セルとして用いられ、他
の構成部品は上記と同一として液体中の微粒子が検出さ
れるものである。

［解決しようとする課題］従来の微粒子検出方法は、上記に例示したように、クリ
ーンルームや容器内などからエアまたは液体をサンプリ
ングし、検出セルに導入して検出するものであるが、製
造、検査装置に対してガスまたは液体を供給する場合、
流体をサンプリングすることが困難なことがあり、この
ような場合には、流体を供給する配管パイプ中や、それ
らの装置内で直接微粒子を検出することが必要である。

例えば、半導体を製造するＣＶＤ装置に反応ガスを供給
する場合、配管パイプ中や反応炉内で微粒子を検出する
。あるいは、クリーンエアを供給して筐体内を清浄に維
持する場合、筐体内の清浄度を検査することなどが要求
される。このようなサンプリング方式よらず、配管パイ
プまたは筐体内の流体に対して、直接的に微粒子を検出
する方式が必要である。

この発明は以上に鑑みてなされたもので、流体に含有さ
れている微粒子を、流体をサンプリングすることなく、
流体を供給する配管パイプ内または供給された筐体内で
検出する方式と、これに使用する検出プローブを提供す
ることを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］この発明は、微粒子を含有し、配管パイプ内の流体、ま
たは配管パイプにより供給された各種の装置の筐体内の
流体に対して、配管パイプの側面または筐体内に微粒子
検出プローブを取り付け、このプローブによりレーザビ
ームを投光してスポットを形成し、微粒子によるスポッ
トの散乱光をプローブにより受光して微粒子を検出する
方式である。

上記の微粒子検出プローブは、円筒形のプローブ筐体の
中心に、レーザビームを集束してスポットを形成する集
束レンズ系と、集束レンズ系と光源を接続するオプチカ
ルファイバとを設け、集束レンズ系の周囲に、散乱光を
受光するオプチヵルファイハノハンドルを設ける。また
、プローブ筐体の端部に、バンドルが受光した散乱光を
電圧に変換する光電変換器、および光源を取り付けて構
成される。

上記の集束レンズは、ロッドレンズまたは、屈折率分布
型オプチカルファイバとスル。

［作用コこの発明による微粒子検出方式においては、各種の装置
に対して流体を供給する配管パイプの側面に、または流
体が供給された装置の筐体の内部に微粒子検出プローブ
を取り付け、配管パイプ内または筐体内の流体の微粒子
が検出される。

微粒子検出プローブにおいては、円筒形のプローブ筐体
の中心に設けられた集束レンズ系に対して、光源よりの
レーザビームがオプチカルファイバを経て与えられ、集
束されたスポットが配管パイプ内、または装置の筐体内
に形成される。微粒Ｉの散乱光は、集束レンズ系の周囲
に設けられたオプチカルファイバのバンドルにより受光
され、光電変換器により電圧に変換されて微粒子が検出
される。光源と光電変換器は、プローブ筐体の端部に設
けられてプローブがコンパクトに構成される。上記の集
束レンズとしては、ロッ・ｒレンズまたは、屈折率分布
型のオプチカルファイバを使用して、小型で精度の高い
スポットが形成される。

以りにより、流体をサンプリングすることなく、配管パ
イプ中または各種の装置の筐体内で、流体に含有されて
いる微粒子が直接的に高感度で検出されるものである。

［実施例］第１図は、この発明による微粒子検出プローブの実施例
における構造図を示す。検出プローブ２の円筒形のプロ
ーブ筐体２１は適当な直径の金属、または不透明な合成
樹脂により形成する。その中心部に直径が例えば数ｍｍ
の集束レンズ系２２を設け、その内部側の一端に、オプ
チカルファイバ２３を結合する。両者の結合間隔は、オ
プチカルファイバ２３より射出されて集束レンズ系２２
に入力したレーザビームが、前方の所要位置にスポツト
Ｓｐを形成するように設計する。オプチカルファイバ２
３の他端はリレーレンズ２５を介して光源２４に接続さ
れ、光源に対する電源はケーブル２６により供給される
。次に、集束レンズ系２２とオプチカルファイバ２３の
周囲を受光用のオプチカルファイバのバンドル２７によ
り包囲する。その一端により微粒子の散乱光を受光し、
他端は光電変換器２８に接続して散乱光を電圧に変換す
る。光電変換器としては感度の良好な光電子増倍管が適
当である。光電変換器２８の検出電圧はケーブル２９よ
り出力される。

光電変換ｒＡ２８と光源２４はプローブ筐体２１および
これに付属した付属筐体２１′に収容されてコンパクト
に構成される。

第２図（ａ）、（ｂ）は、この発明による微粒子検出方
式の実施例を示す。図（ａ）は、微粒子検出プローブ２
を配管パイプ３に適用したもので、配管パイプ３の側面
に、嵌入孔をあけてプローブ筐体２１を嵌入し、ケーブ
ル２６と２９を処理装置４に接続する。供給パイプには
被検査のガスまたは液体が流れ、これに対してプローブ
２の集束レンズ系２２によりレーザビームのスポットＳ
ｐが形成される。

流体に微粒子が存在すると散乱光が散乱され、これがバ
ンドル２７により受光されて光電変換器２８より検出電
圧が出力され、処理装置４に入力する。

第３図（ｂ）は、ＣｖＤ装置の場合で、反応炉５の内部
の適当な位置に微粒子検出プローブ２を固定する。この
位置としては、反応ガスの流れを阻害せず、しかも炉内
を浮遊する微粒子を検出するに都合の良い所を選定する
。配管パイプ５！より反応ガスが炉内に導入され、被処
理のワーク６に対して反応作用を行って排気管５２より
排気される。

この間に、反応ガスにより生じて炉内を浮遊する無用有
害な微粒子がプローブ２により検出される。

なお、図示しないが、磁気ディスク検査装置などの場合
も、筐体内に浮遊するを害な微粒子を１記と同様の方法
により検出することができる。

以上により検出された検出信号に対する処理装置４の処
理方法は、すでに行われているので説明は省略する。

［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
子検出方式においては、被検査の流体をサンプリングす
ることな（、配管パイプ中または各種の装置の筐体内で
微粒子が直接的に検出されるもので、従来の検出セルに
よる微粒子検出器が適用できない配管パイプや各種の装
置に適用できる効果があり、また微粒子検出プローブは
検出感度が良好で、かつ小型、コンパクトであって取り
扱いが容易であるなど、各種の装置の微粒子管理に寄与
するところ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プローブの実施例
の構造図、第２図（ａ）および（ｂ）は、この発明によ
る微粒子検出方式の実施例における構成図、第３図（ａ
）および（ｂ）は、検出セルによる従来の微粒子検出器
の概念の説明図である。１・・・微粒子検出器、　　ＩＩ、ＩＩ　’・・・検出
セル、１２・・・吸入ノズル、１３・・・排出ノズル、
１４・・・吸引ポンプ、１５・・・光源、１６・・・集
束レンズ、１７・・・集光レンズ、■８・・・スリット
、　　　　　１９．２８・・・光電変換器、２・・・微
粒子検出プローブ、２１・・・プローブ筐体、２１′・・・付属筐体、２２
・・・集束レンズ系、２３・・・オプチカルファイバ、
２４・・・光［，２５・・・リレーレンズ、２６．２９
・・・ケーブル、２７・・・バンドル、３・・・配管パ
イプ、　　　４・・・処理装置、５・−ＣＶ　Ｄ反応炉
、５１・・・配管パイプ、５２・・・排気管、　　　　
　　６・・・ワーク。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）微粒子を含有し、配管パイプ内の流体、または該
配管パイプにより供給された各種の装置の筐体内の流体
に対して、該配管パイプの側面または該筐体内に微粒子
検出プローブを取り付け、該プローブによりレーザビー
ムを投光してスポットを形成し、上記微粒子による該ス
ポットの散乱光を該プローブにより受光して上記微粒子
を検出することを特徴とする、微粒子検出方式。
（２）上記微粒子検出プローブは、円筒形のプローブ筺
体の中心に、上記レーザビームを集束してスポットを形
成する集束レンズ系と、該集束レンズと光源を接続する
オプチカルファイバとを設け、該集束レンズの周囲に、
上記散乱光を受光するオプチカルファイバのバンドルを
設け、上記プローブ筐体の端部に、該バンドルが受光し
た散乱光を電圧に変換する光電変換器、および上記光源
を取り付けて構成したことを特徴とする、微粒子検出プ
ローブ。
（３）上記集束レンズは、ロッドレンズまたは、屈折率
分布型オプチカルファイバとする、請求項２記載の微粒
子検出プローブ。