JPH063254A - 粒子検出システム - Google Patents
粒子検出システムInfo
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- JPH063254A JPH063254A JP4185655A JP18565592A JPH063254A JP H063254 A JPH063254 A JP H063254A JP 4185655 A JP4185655 A JP 4185655A JP 18565592 A JP18565592 A JP 18565592A JP H063254 A JPH063254 A JP H063254A
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 粒径サイズの小さなパーティクルを感度良く
検出できる粒子検出システムを提供する。 【構成】 軸線方向に長くてパーティクルが進入する開
口を側部に有する筒状部材と、その内部の一端側に配置
された光学系素子と、他端側に配置されたビームスット
パーと、前記開口に隣接して前記筒状部材の内部に配置
された光センサーと、集光ミラーとショートアーク型放
電ランプからなる光源装置とよりなり、光学系素子と光
源装置を光ファイバで連結した構成である。
検出できる粒子検出システムを提供する。 【構成】 軸線方向に長くてパーティクルが進入する開
口を側部に有する筒状部材と、その内部の一端側に配置
された光学系素子と、他端側に配置されたビームスット
パーと、前記開口に隣接して前記筒状部材の内部に配置
された光センサーと、集光ミラーとショートアーク型放
電ランプからなる光源装置とよりなり、光学系素子と光
源装置を光ファイバで連結した構成である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、真空装置内で浮遊又は
降下する微粒子、または真空装置の排気ラインに排出さ
れる微粒子を高感度で検出する粒子検出システムに関す
るものである。
降下する微粒子、または真空装置の排気ラインに排出さ
れる微粒子を高感度で検出する粒子検出システムに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造装置をはじめとして、
ＬＣＤやディスク製造における薄膜形成装置、エッチン
グ装置、ＣＶＤ装置などの真空装置は、その内部が極め
て清浄であることが要求されている。その結果、それら
の装置の内部に、ミクロン、サブミクロンオーダーの大
きさの「ごみ」などの異物であるパーティクルが存在し
て、ウエハやディスクなどに付着すると歩留りが大きく
低下する。ことに最近では、半導体産業において、半導
体装置の集積度が非常に高いＤＲＡＭが量産されてお
り、パーティクルが生産歩留りに与える影響はきわめて
大きい。このため、パーティクルを測定するパーティク
ルモニターが実用化されており、その測定値に基づいて
プロセス条件を最適化し、更には、突発的なパーティク
ルの発生を検知して歩留りの低下の防止を図っている。
ＬＣＤやディスク製造における薄膜形成装置、エッチン
グ装置、ＣＶＤ装置などの真空装置は、その内部が極め
て清浄であることが要求されている。その結果、それら
の装置の内部に、ミクロン、サブミクロンオーダーの大
きさの「ごみ」などの異物であるパーティクルが存在し
て、ウエハやディスクなどに付着すると歩留りが大きく
低下する。ことに最近では、半導体産業において、半導
体装置の集積度が非常に高いＤＲＡＭが量産されてお
り、パーティクルが生産歩留りに与える影響はきわめて
大きい。このため、パーティクルを測定するパーティク
ルモニターが実用化されており、その測定値に基づいて
プロセス条件を最適化し、更には、突発的なパーティク
ルの発生を検知して歩留りの低下の防止を図っている。
【０００３】一般に、半導体装置の生産プロセスにおい
て、歩留り向上のため、パターンの回路線幅の１／３〜
１／１０のサイズのパーティクルまでも管理する必要が
ある。そして、現在では、回路線幅が０．８μｍの製品
が作られている。また、今後、半導体装置の集積度の高
度化にともない、回路線幅が０．５μｍから０．３５μ
ｍと、ますます狭くなっていくと考えられる。その結
果、より小さなパーティクルまでも検出できる粒子検出
システムが必要になっている。
て、歩留り向上のため、パターンの回路線幅の１／３〜
１／１０のサイズのパーティクルまでも管理する必要が
ある。そして、現在では、回路線幅が０．８μｍの製品
が作られている。また、今後、半導体装置の集積度の高
度化にともない、回路線幅が０．５μｍから０．３５μ
ｍと、ますます狭くなっていくと考えられる。その結
果、より小さなパーティクルまでも検出できる粒子検出
システムが必要になっている。
【０００４】従来、ショートアーク型放電ランプを光源
とした、粒子検出装置として、特開平３ー２８２２３３
号が開示しているものが知られている。それを図３を用
いて説明する。１はショートアーク型放電ランプ、２は
このランプ１の光を集光し、レンズ３へ反射させる集光
ミラー、５はレンズ３の焦点に配置されたスリット、４
は対物レンズ、６は検出領域、７は検出領域６へ被試験
ガスを吐出するノズル、８はビームスットパー、９は投
射レンズ、Ｂはこの投射レンズ９を通過した光を検出す
るための、例えば、フォトマルチブライヤ等によって構
成された光検出器である。次に、動作を説明する。図３
の装置において、測定すべき部所の被試験ガスを不図示
のポンプ等により吸引して、ノズル７から検出領域６へ
吐出する。一方、ランプ１からの光は集光ミラー２で集
光されて、レンズ３、スリット５、対物レンズ４を経
て、検出領域６を照射する。ここで、流入する被試験ガ
スの中に「ごみ」などの異物であるパーティクルが存在
すると、検出領域６を通過中に照射光がパーティクルに
当たって散乱する。そのパーティクルからの散乱光を投
影レンズ９を介して散乱光検出器Ｂで検出する。
とした、粒子検出装置として、特開平３ー２８２２３３
号が開示しているものが知られている。それを図３を用
いて説明する。１はショートアーク型放電ランプ、２は
このランプ１の光を集光し、レンズ３へ反射させる集光
ミラー、５はレンズ３の焦点に配置されたスリット、４
は対物レンズ、６は検出領域、７は検出領域６へ被試験
ガスを吐出するノズル、８はビームスットパー、９は投
射レンズ、Ｂはこの投射レンズ９を通過した光を検出す
るための、例えば、フォトマルチブライヤ等によって構
成された光検出器である。次に、動作を説明する。図３
の装置において、測定すべき部所の被試験ガスを不図示
のポンプ等により吸引して、ノズル７から検出領域６へ
吐出する。一方、ランプ１からの光は集光ミラー２で集
光されて、レンズ３、スリット５、対物レンズ４を経
て、検出領域６を照射する。ここで、流入する被試験ガ
スの中に「ごみ」などの異物であるパーティクルが存在
すると、検出領域６を通過中に照射光がパーティクルに
当たって散乱する。そのパーティクルからの散乱光を投
影レンズ９を介して散乱光検出器Ｂで検出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３で
示す粒子検出装置は、真空装置の内部や、真空装置とそ
の排気系を連絡する排気ラインにおいて使用できない。
その理由として、ショートアーク放電ランプと集光ミラ
ーを組み合わせた光学系を真空装置内に組み込むことや
排気ラインに組み込むことは、非常に大きな空間を必要
とし、事実上不可能である。また、真空装置内では、シ
ョートアーク放電ランプを冷却することも、実際上不可
能である。
示す粒子検出装置は、真空装置の内部や、真空装置とそ
の排気系を連絡する排気ラインにおいて使用できない。
その理由として、ショートアーク放電ランプと集光ミラ
ーを組み合わせた光学系を真空装置内に組み込むことや
排気ラインに組み込むことは、非常に大きな空間を必要
とし、事実上不可能である。また、真空装置内では、シ
ョートアーク放電ランプを冷却することも、実際上不可
能である。
【０００６】そこで、この発明は、かかる課題を解決す
るためになされたもので、ショートアーク放電ランプと
集光ミラーとよりなる光源装置を真空装置内にあるセン
サーヘッドと光ファイバで連結し、粒径サイズの小さな
パーティクルを感度良く検出できる粒子検出システムを
提供することを目的とする。
るためになされたもので、ショートアーク放電ランプと
集光ミラーとよりなる光源装置を真空装置内にあるセン
サーヘッドと光ファイバで連結し、粒径サイズの小さな
パーティクルを感度良く検出できる粒子検出システムを
提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めに、この発明の粒子検出システムは、長手方向に長形
の開口を有する筒状部材と、前記筒状部材の内部の一端
側に配置された光学系素子と、前記筒状部材の内部の他
端側に配置されたビームストッパーと、前記開口に隣接
して前記筒状部材の内部に配置された光センサーと、集
光光学系とショートアーク型放電ランプとよりなる光源
装置と、前記光学系素子と前記光源装置とを連結する光
ファイバとからなることを特徴とする。
めに、この発明の粒子検出システムは、長手方向に長形
の開口を有する筒状部材と、前記筒状部材の内部の一端
側に配置された光学系素子と、前記筒状部材の内部の他
端側に配置されたビームストッパーと、前記開口に隣接
して前記筒状部材の内部に配置された光センサーと、集
光光学系とショートアーク型放電ランプとよりなる光源
装置と、前記光学系素子と前記光源装置とを連結する光
ファイバとからなることを特徴とする。
【０００８】
【作用】短波長を放出する放電ランプを使用することに
よって、このショートアーク放電ランプを用いた強力な
光源で、時間的ズレのないリアルタイムで粒径の小さい
パーティクルを感度良く検出することができる。
よって、このショートアーク放電ランプを用いた強力な
光源で、時間的ズレのないリアルタイムで粒径の小さい
パーティクルを感度良く検出することができる。
【０００９】
【実施例】図１は、この発明の一実施例である粒子検出
システムの概略説明図を示す。図２は、図１に示されて
いる光ファイバ１０のセンサーヘッド内の出射側が、分
岐型になっているバンドルファイバを示す。初めに、構
成を説明する。図中、１００はステンレス鋼で形成され
ている筒状部材であるカバー、９０はカバー１００に設
けられた開口、１０は光ファイバ、２０は光学系素子、
例えばコリメータレンズ、３０はコリメータレンズを通
過して平行光になったショートアーク放電ランプからの
光、４０は平行光３０の両側に設けられた光センサーと
してのフォトダイオード、５０は過剰の迷光を効果的に
取り除くためのフィルター、６０はフォトダイオードを
所定の位置に保持するラバーマウント、７０はビームス
ットパー、８０はケーシング、１はショートアーク放電
ランプ、２は集光光学系として使用する集光ミラー、Ａ
はセンサーヘッドを示す。センサーヘッドＡは、特開平
２ー５５９３７号に開示しているものを参考にして製作
し、パーティクルの検出領域は、開口９０の下方に位置
する、向かい合うフィルター５０、５０の間である。
システムの概略説明図を示す。図２は、図１に示されて
いる光ファイバ１０のセンサーヘッド内の出射側が、分
岐型になっているバンドルファイバを示す。初めに、構
成を説明する。図中、１００はステンレス鋼で形成され
ている筒状部材であるカバー、９０はカバー１００に設
けられた開口、１０は光ファイバ、２０は光学系素子、
例えばコリメータレンズ、３０はコリメータレンズを通
過して平行光になったショートアーク放電ランプからの
光、４０は平行光３０の両側に設けられた光センサーと
してのフォトダイオード、５０は過剰の迷光を効果的に
取り除くためのフィルター、６０はフォトダイオードを
所定の位置に保持するラバーマウント、７０はビームス
ットパー、８０はケーシング、１はショートアーク放電
ランプ、２は集光光学系として使用する集光ミラー、Ａ
はセンサーヘッドを示す。センサーヘッドＡは、特開平
２ー５５９３７号に開示しているものを参考にして製作
し、パーティクルの検出領域は、開口９０の下方に位置
する、向かい合うフィルター５０、５０の間である。
【００１０】ショートアーク放電ランプとしては、キセ
ノンショートアーク放電ランプ，超高圧水銀ランプ，メ
タルハライドアークランプが利用できる。これらのラン
プは、消費電力の約４０％が光に変換され、その光の
内、粒子検出に有効な波長帯のエネルギーを５０％とみ
なし、かつ、光ファイバへの集光効率を２５％と仮定し
た場合、消費電力２５０Ｗのランプにおいて、粒子検出
に利用できる光の強さは約１２Ｗもの強力な光が利用で
きるようになる。放射波長として、半導体レーザの７８
０ｎｍよりも短い波長を利用すると、パーティクルによ
る散乱光は著しく大きくなるので、放電ランプの選択と
利用する波長帯域によって、粒子検出システムの性能は
著しく向上する。
ノンショートアーク放電ランプ，超高圧水銀ランプ，メ
タルハライドアークランプが利用できる。これらのラン
プは、消費電力の約４０％が光に変換され、その光の
内、粒子検出に有効な波長帯のエネルギーを５０％とみ
なし、かつ、光ファイバへの集光効率を２５％と仮定し
た場合、消費電力２５０Ｗのランプにおいて、粒子検出
に利用できる光の強さは約１２Ｗもの強力な光が利用で
きるようになる。放射波長として、半導体レーザの７８
０ｎｍよりも短い波長を利用すると、パーティクルによ
る散乱光は著しく大きくなるので、放電ランプの選択と
利用する波長帯域によって、粒子検出システムの性能は
著しく向上する。
【００１１】次に、動作を説明する。センサーヘッドＡ
の外部に配置されたショートアーク放電ランプ１からの
光は集光ミラー２によって、光ファイバー１０に集光す
る。そして、その光ファイバー１０を介してセンサーヘ
ッドＡの内部に光源として導く。次に、光ファイバ１０
から出射された光は、コリメータレンズ２０を通過し
て、平行な光３０となる。そして、その平行光３０は、
ケーシング８０の軸線に沿って進行し、検出領域を通過
し、ビームスットパー７０に衝突し吸収される。続い
て、この発明における粒子検出方法について説明する。
コリメータレンズ２０を通過した平行光３０は、フィル
ター５０、５０間を通過する際、開口９０より進入して
きたパーティクルに衝突すると、散乱光が発生する。そ
して、発生した散乱光は、フォトダイオード４０で検出
され、パーティクルとしてカウントされる。カウントの
方式については、例えば、特開昭６２ー２１５８４３号
に記載されている。
の外部に配置されたショートアーク放電ランプ１からの
光は集光ミラー２によって、光ファイバー１０に集光す
る。そして、その光ファイバー１０を介してセンサーヘ
ッドＡの内部に光源として導く。次に、光ファイバ１０
から出射された光は、コリメータレンズ２０を通過し
て、平行な光３０となる。そして、その平行光３０は、
ケーシング８０の軸線に沿って進行し、検出領域を通過
し、ビームスットパー７０に衝突し吸収される。続い
て、この発明における粒子検出方法について説明する。
コリメータレンズ２０を通過した平行光３０は、フィル
ター５０、５０間を通過する際、開口９０より進入して
きたパーティクルに衝突すると、散乱光が発生する。そ
して、発生した散乱光は、フォトダイオード４０で検出
され、パーティクルとしてカウントされる。カウントの
方式については、例えば、特開昭６２ー２１５８４３号
に記載されている。
【００１２】しかして、図１に示すように、光源装置と
してショートアーク放電ランプ１，集光ミラー２を真空
装置外に設置し、その集光された光を光ファイバー１０
を介してセンサーヘッドＡ内に導くことにより、波長の
短い強力な放射光をそのまま真空装置内で利用すること
ができる。すなわち、パーティクルと衝突して発生する
散乱光が強くなり粒子検出感度が向上する。また、光源
装置とセンサーヘッドを光ファイバで連結することによ
り、光ファイバーのフレキシビリティを生かし、光源装
置は、真空装置から任意の離れた位置に配置できる一方
で、センサーヘッドは真空装置内で比較的自由な位置に
設置することができる。
してショートアーク放電ランプ１，集光ミラー２を真空
装置外に設置し、その集光された光を光ファイバー１０
を介してセンサーヘッドＡ内に導くことにより、波長の
短い強力な放射光をそのまま真空装置内で利用すること
ができる。すなわち、パーティクルと衝突して発生する
散乱光が強くなり粒子検出感度が向上する。また、光源
装置とセンサーヘッドを光ファイバで連結することによ
り、光ファイバーのフレキシビリティを生かし、光源装
置は、真空装置から任意の離れた位置に配置できる一方
で、センサーヘッドは真空装置内で比較的自由な位置に
設置することができる。
【００１３】光ファイバをセンサーヘッド内の出射側が
分岐型になっている図２で示すバンドルファイバを用い
ると、光源を複数用いて一列に並べ、扁平な光ビームも
しくは平行な複数本のビームを形成したのと同様の効果
が得られる。その結果、粒子検出領域が広くなる。
分岐型になっている図２で示すバンドルファイバを用い
ると、光源を複数用いて一列に並べ、扁平な光ビームも
しくは平行な複数本のビームを形成したのと同様の効果
が得られる。その結果、粒子検出領域が広くなる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、光源装置としての
ショートアーク放電ランプと集光ミラーを真空装置外に
設置し、センサーヘッドを真空装置内に配置し、それら
を光ファイバで連結するものであるから、ショートアー
ク放電ランプを使用することができる。しかも、放電ラ
ンプとしては短波長で出力の大きなランプを任意に選択
できるので、小さな粒子でも感度良く検出できる。ま
た、光ファイバは光損失が少なく、フレキシブルである
から、光源装置は任意の場所に配置できる長所がある。
ショートアーク放電ランプと集光ミラーを真空装置外に
設置し、センサーヘッドを真空装置内に配置し、それら
を光ファイバで連結するものであるから、ショートアー
ク放電ランプを使用することができる。しかも、放電ラ
ンプとしては短波長で出力の大きなランプを任意に選択
できるので、小さな粒子でも感度良く検出できる。ま
た、光ファイバは光損失が少なく、フレキシブルである
から、光源装置は任意の場所に配置できる長所がある。
【図１】本発明の一実施例である粒子検出システムの概
略説明図を示す。
略説明図を示す。
【図２】図２は、図１に示されている光ファイバの粒子
検出装置内の出射側が、分岐型になっているバンドルフ
ァイバを示す。
検出装置内の出射側が、分岐型になっているバンドルフ
ァイバを示す。
【図３】従来の粒子検出システムの概略説明図を示す。
１ ショートアーク放電ランプ ２ 集光ミラー ３ レンズ ４ 対物レンズ ５ スリット ６ 検出領域 ７ ノズル ８ ビームスットパー ９ 投影レンズ Ｂ 光検出器 １０ 光ファイバ ２０ コリメータレンズ ３０ 平行光 ４０ フォトダイオード ５０ フィルター ６０ ラバーマウント ７０ ビームストッパー ８０ ケーシング ９０ 開口 １００ カバー Ａ センサーヘッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 信太郎 静岡県御殿場市駒門１−90 ウシオ電機株 式会社内 (72)発明者 内山 隆博 静岡県御殿場市駒門１−90 ウシオ電機株 式会社内 (72)発明者 植木 和義 神奈川県横浜市緑区石川町6409 ウシオ電 機株式会社内 (72)発明者 飯田 進也 神奈川県横浜市緑区石川町6409 ウシオ電 機株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 長手方向に長形の開口を有する筒状部材
と、 前記筒状部材の内部の一端側に配置された光学系素子
と、 前記筒状部材の内部の他端側に配置されたビームストッ
パーと、 前記開口に隣接して前記筒状部材の内部に配置された光
センサーと、 集光光学系とショートアーク型放電ランプとよりなる光
源装置と、 前記光学系素子と前記光源装置とを連結する光ファイバ
とからなることを特徴とする粒子検出システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4185655A JPH063254A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 粒子検出システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4185655A JPH063254A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 粒子検出システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH063254A true JPH063254A (ja) | 1994-01-11 |
Family
ID=16174564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4185655A Pending JPH063254A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 粒子検出システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063254A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113551860A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-10-26 | 西安环宇芯微电子有限公司 | 一种大腔体模块pind检测设备 |
-
1992
- 1992-06-22 JP JP4185655A patent/JPH063254A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113551860A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-10-26 | 西安环宇芯微电子有限公司 | 一种大腔体模块pind检测设备 |
| CN113551860B (zh) * | 2021-07-13 | 2023-10-10 | 西安环宇芯微电子有限公司 | 一种大腔体模块pind检测设备 |
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