JPH06347384A - 粒子発生装置 - Google Patents

粒子発生装置

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JPH06347384A
JPH06347384A JP5133729A JP13372993A JPH06347384A JP H06347384 A JPH06347384 A JP H06347384A JP 5133729 A JP5133729 A JP 5133729A JP 13372993 A JP13372993 A JP 13372993A JP H06347384 A JPH06347384 A JP H06347384A
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JP
Japan
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particle
particles
air
dust
sample
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Withdrawn
Application number
JP5133729A
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English (en)
Inventor
Hiroaki Nishiyama
裕亜紀 西山
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 粒子発生装置に関し, 等濃度の粒子を広範囲
に発生させ, また濃度を可変にできるようにすることを
目的とする。 【構成】 1)粒子懸濁液を取り込み噴霧する加圧噴霧
器 1と, 噴霧された懸濁液と清浄気体を混合して粒子を
含む混合気を生成する混合器 3と, 試料雰囲気内に拡散
板 8を通して該混合気を送り出す粒子発生口 5とを有
し, 該拡散板が複数の開口を有する平板で構成されてい
る, 2)大気塵をフィルタ12を通して取り込んだ空気を送出
する手段13と該手段の空気送出量を調節する手段14とを
有し, 該手段により送出された空気を拡散板15を通して
試料雰囲気内に供給する大気塵希釈装置であって, 該拡
散板が複数の開口を有する平板で構成されているように
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は塵埃測定に用いる粒子発
生装置に関する。近年, 半導体装置の微細化にともな
い, パターン寸法がサブミクロン領域となり, 塵埃管理
は0.1 μm以下の粒子を計測しなければならない。さら
に, クリーンルーム内の空気中の塵埃濃度は, 1 cf(28.
3 リットル) 当たり1個以下の清浄度が実現されてお
り,計測精度の高い塵埃測定器が必要である。したがっ
て,その測定器の信頼性と品質の確保あるいは検証のた
めに粒子発生器が必要である。
【0002】本発明はパーティクルカウンタやダストモ
ニタ等の計測器の試験・校正,エアフィルタの試験,半
導体ウエハの汚染標準の作製,エアロゾルの研究等に用
いられる粒子発生装置およびその試験環境を提供する。
【0003】
【従来の技術】図8は従来の粒子発生装置の説明図であ
る。図において,粒子懸濁液を加圧噴霧器 1を加熱器 2
の中に噴霧し,加熱して混合器 3に送り, ここでHEPAフ
ィルタ(超微細フィルタ) 6を通して導入された乾燥空
気と混合され,荷電除去装置 4を経由して粒子発生口 5
より粒子が発生される。
【0004】図中の乾燥管 7はHEPAフィルタ 6を通過し
た空気に含まれる水分を除去するもので, シリカゲルを
充填している。また, 加熱器 2は加圧噴霧器 1で発生し
た粒子に付着している水分, 水滴を除去する。また,荷
電除去装置 4は,粒子の荷電により粒子の発生濃度や分
散に影響を与えるため, 粒子の荷電を除去する装置であ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の粒子発生装置の
発生口は細いノズルであるため,発生口より試料雰囲気
に送られた粒子の分散が少なく, そのために次のような
欠点があった。
【0006】 正確な粒子濃度の比較・校正が行えな
い。従来の方法では,粒子発生口のノズルが細く, 粒子
の分散範囲が限られているため, 分散された粒子の濃度
は均一ではなかったためである。
【0007】 粒子懸濁液による粒子発生が困難であ
る。粒子発生口のノズルが細いため, 粒子がノズルに付
着(慣性沈着)し,粒子発生が困難となる。
【0008】また,大気塵を用いて多分散粒子を発生す
る際に, 次のような欠点があった。 広範囲に均一な濃度の粒子発生が困難である。大気
塵には多数の粒子が含まれ粒径および濃度も場所により
異なるため,大気塵そのもので粒子を発生させても均一
な濃度を保つことはできない。
【0009】 粒子の濃度を可変できない。大気塵は
単分散粒子ではなく,粒径および濃度の異なる多数の粒
子からなり,大気塵そのものを発生させても濃度を制御
できない。
【0010】さらに, 従来のクリーンブースでパーティ
クルカウンタの比較試験や校正を行う際に, 次のような
欠点があった。 粒子の分散が難しい。
【0011】従来のクリーンブースで大気塵を用いて発
生させた粒子の分散は,発生させた部分でのみしか分散
しなかった。また,従来のクリーンブースで粒子発生装
置を用いて発生させた粒子の分散範囲は限られており,
広範囲に分散が行われない。
【0012】 粒子濃度の可変が困難である。前記の
ように,大気塵は単分散粒子ではなく粒径および濃度の
異なる多数の粒子からなるため,従来のクリーンブース
に大気塵を発生させただけでは粒子濃度を可変できな
い。
【0013】また,従来のクリーンブースで粒子発生装
置を用いて発生させた粒子の分散範囲は限られており,
濃度を一定に保つことができないため,粒子濃度を可変
にできない。
【0014】 複数の装置の比較試験・校正が行えな
い。従来のクリーンブースで大気塵を用いて発生させた
粒子の分散は,発生させた部分でしか分散しないため場
所により濃度が異なるため,複数の装置ではそれぞれの
測定値が異なる。
【0015】また,従来のクリーンブースで粒子発生装
置を用いて発生させた粒子の分散範囲は限られているた
め,複数の装置ではそれぞれの測定値が異なるため比較
試験・校正が行えない。
【0016】本発明は上記の欠点を解決し,粒子発生装
置において等濃度の粒子を広範囲に発生させ, また粒子
濃度を可変にできるようにすることを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は, 1)粒子懸濁液を取り込み噴霧する加圧噴霧器 1と, 噴
霧された懸濁液と清浄気体を混合して粒子を含む混合気
を生成する混合器 3と, 試料雰囲気内に拡散板 8を通し
て該混合気を送り出す粒子発生口 5とを有し, 該拡散板
が複数の開口を有する平板で構成されている粒子発生装
置,あるいは 2)前記粒子発生口 5を下向きに配置した前記1)記載
の粒子発生装置,あるいは 3)大気塵をフィルタ12を通して取り込んだ空気を送出
する手段(シロッコファン)13と該手段の空気送出量を
調節する手段(電圧可変器)14とを有し, 該手段により
送出された空気を拡散板15を通して試料雰囲気内に供給
する大気塵希釈装置であって, 該拡散板が複数の開口を
有する平板で構成されている粒子発生装置により達成さ
れる。
【0018】
【作用】従来の粒子発生装置では,粒子発生口が装置の
側面に配置された細いノズルであるため粒子発生の範囲
が狭かったが,本発明では粒子発生口を下方に設け, か
つ多数の開口を配列して設けた拡散板により粒子発生の
範囲を拡げて均一な粒子濃度を有する試料雰囲気をつく
ることができる。
【0019】また,本発明による大気塵希釈による粒子
発生装置においては,広範囲に等濃度の多分散粒子(粒
径の分散幅の大きい粒子で大気中の粒子に相当し,これ
に対して単分散粒子は粒径の揃った粒子)を発生でき,
かつシロッコファンに供給する電圧を可変にし,シロッ
コファンの回転数を制御して粒子濃度を可変にできるよ
うにした。この結果,本発明による大気塵希釈による粒
子発生装置を空気清浄器式環境試験器に用いて,2つの
塵埃測定装置の正確な比較試験ができるようになった。
【0020】
【実施例】図1は本発明の実施例(1) の説明図である。
図において,粒子懸濁液を加圧噴霧器 1を加熱器 2の中
に噴霧し,加熱して混合器 3に送り, ここでHEPAフィル
タ(超微細フィルタ) 6を通して導入された乾燥空気と
混合され,荷電除去装置 4を経由して,装置の下方に設
けられた粒子発生口 5より拡散板 8を経由して試料雰囲
気内に粒子が広範囲に発生される。
【0021】図2は本発明の実施例(2) の説明図であ
る。図は大気塵希釈による粒子発生装置(以下,この粒
子発生装置を単に大気塵希釈装置と呼ぶことにする)を
示し,ファン11により簡易型HEPAフィルタ12を通して取
り込まれた希釈された大気塵を含む空気はシロッコファ
ン13により拡散板15を通して試料雰囲気に送出される。
【0022】この際, 粒子濃度の可変は, 例えばシロッ
コファンに接続する電圧可変抵抗器14により行う。本発
明による拡散板を設けた大気塵希釈装置により, 広範囲
に均一な濃度の多分散粒子を発生させることができる。
【0023】図3(A),(B) は本発明の効果を説明する図
である。実験は,実施例(2) の大気塵希釈装置により発
生した試料空気を空気清浄器式環境試験機に送り,ここ
で大気塵希釈装置により発生した試料空気と清浄空気と
を混合して試料雰囲気をつくる。この試料雰囲気を所望
の範囲内で間隔をおいてパーティクルカウンタA,B,
Cの3台に吸引させたときの各測定レベルの結果を示
す。
【0024】図3(A) は機種AとC, 図3(B) は機種A
とBの粒子濃度測定結果の相関を粒子濃度を5段階に変
化させて求めた結果が示される。この結果,機種A,
B,Cは略同一測定値を表し,大気塵希釈装置により発
生した試料空気は広範囲に均一な濃度の粒子を発生して
いることがわかる。
【0025】次に,拡散板についての実験結果を説明す
る。拡散板として, 平板に孔を配列して形成した次の表
1に示されるA,B2種類について調査した。
【0026】
【表1】
【0027】各拡散板の取りつけはフィルタの出口に,
フィルタより離れて取りつける。
【0028】次に, 上記A.Bの拡散板の評価結果を表
2に示す。
【0029】
【表2】
【0030】ここで,◎は効果あり,〇はや効果あり,
△は効果があるともないともいえない,×は効果なしを
表す。
【0031】次に,イオナイザを用いて,風速を変化さ
せ粒子の調整を行った場合の実験結果を説明する。図4
はイオナイザを用いたときの除電時間の測定系の構成図
である。
【0032】図において,41はクリーンブース, 42はHE
PAフィルタ, 43はイオナイザ放電部, 44はイオナイザ電
源部, 45は大気塵希釈装置, 46はチャージプレート, 47
はチャージアンプ, 48はフィールドメータ, 49はオシロ
スコープ (波形表示器), 50はプリンタである。図中の
×印と丸付き数字はチャージプレートの設定位置(測定
点)である。
【0033】次に,クリーンブース内の風速変化により
イオナイザの除電効果を調査する。チャージプレート46
を+5.0 KVに帯電させ,風速を変化させて除電時間を測
定した結果を図5に示す。
【0034】図5は除電時間の風速依存を示す図であ
る。この図は,パラメータとして次の3つの場合に対す
る除電時間と風速の関係を示す。
【0035】 (1) +5.0 KV→+0.1 KV まで除電する時間 (2) +5.0 KV→+0.5 KV まで除電する時間 (3)+5.0 KV→+2.5 KV まで除電する時間 図示のように風速の変化により除電時間は変化する。こ
のことから,粒子の調整はクリーンブースの風速を変え
ることにより可能となる。
【0036】このように,イオナイザを用い, 風速を変
化させることにより,粒子の帯電量を調整することがで
きる。図6は粒子の沈着速度の粒径依存を示す図であ
る。
【0037】図は粒子の沈着速度の粒子の電荷数,重
力,拡散による影響を表すシミュレーション結果を示
し, シミュレーションの条件は, 風速 48.2cm/s,ウエハ
表面電界100V/cm, 粒子電荷数 0〜3 個である。図のよ
うに粒子は風速,静電気力,重力等の力を受けるため,
これらのパラメータを変化させることにより,粒子実験
の所望の環境をつくり出すことができる。
【0038】次に,上記の実験結果を基に本発明の実施
例(3)を図7に示す。図7は本発明の実施例(3)の説明
図である。この図は,本発明による大気塵希釈装置を空
気清浄器式環境試験機に用いて,2台のパーティクルカ
ウンタA,Bの比較試験を行う場合の説明図である。
【0039】図において,71はクリーンブース, 72はHE
PAフィルタ, 73は拡散板, 74は給気口, 75は簡易型HEPA
フィルタ, 76はシロッコファン, 77はシロッコファンに
接続する電圧可変器, 78はサンプリングチューブ, 79は
2機種(AとB)のパーティクルカウンタである。
【0040】簡易型HEPAフィルタ75とシロッコファン76
で構成される大気塵希釈装置により発生した粒子と, 給
気口74よりクリーンブース71内に取り込みHEPAフィルタ
72を通した空気とを混合した気体を拡散板73を通して試
料雰囲気を作成する。試料雰囲気内に置かれたサンプリ
ングチューブ78の先端より取り込まれた空気をパーティ
クルカウンタ79で粒子数をカウントする。
【0041】ここで,大気塵を評価粒子としているのは
以下の理由による。パーティクルカウンタの試験を行う
際に,実施例(1) によって得ることが可能な単分散粒子
を用いる方法もあるが, クリーンルーム内の塵埃や大気
塵の粒径分布は多分散になっているため, クリーンルー
ムの塵埃測定を行った場合, 単分散粒子を吸引させた結
果とは必ずしも一致しないからである。
【0042】なお,単分散粒子を用いる場合はパーティ
クルカウンタの性能の校正に適し,比較試験を行う場合
は大気塵が適している。比較試験の結果を表3に示す。
【0043】
【表3】
【0044】ここで,A,B列の数値は塵埃数の平均値
を個/cfで示す。
【0045】表3より,A,B2機種のパーティクルカ
ウンタは本発明による手段により,略等しい測定結果が
得られたことがわかる。
【0046】
【発明の効果】本発明により,同濃度の粒子を広範囲に
分散させ, また濃度を可変にできるようにした粒子発生
装置が得られた。また, 空気清浄器式環境試験器に取り
付けることにより,塵埃測定器の正確な比較試験や校正
ができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例(1) の説明図
【図2】 本発明の実施例(2) の説明図
【図3】 本発明の効果を説明する図
【図4】 イオナイザを用いたときの除電時間の測定系
の構成図
【図5】 除電時間の風速依存を示す図
【図6】 粒子の沈着速度の粒径依存を示す図
【図7】 本発明の実施例(3)の説明図
【図8】 従来の粒子発生装置の説明図
【符号の説明】
1 加圧噴霧器 2 加熱器 3 混合器 4 荷電除去装置 5 粒子発生口 6 HEPAフィルタ 7 乾燥管 8 拡散板 11 ファン 12 簡易型HEPAフィルタ 13 シロッコファン 14 電圧可変器 15 拡散板 41 クリーンブース 42 HEPAフィルタ 43 イオナイザ放電部 44 イオナイザ電源部 45 大気塵希釈装置 46 チャージプレート 47 チャージアンプ 48 フィールドメータ, 49はオシロスコープ 50 プリンタ 71 クリーンブース 72 HEPAフィルタ 73 拡散板 74 給気口 75 簡易型HEPAフィルタ 76 シロッコファン 77 シロッコファンに接続する電圧可変器 78 サンプリングチューブ 79 パーティクルカウンタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粒子懸濁液を取り込み噴霧する加圧噴霧
    器(1) と, 噴霧された懸濁液と清浄気体を混合して粒子
    を含む混合気を生成する混合器(3)と, 試料雰囲気内に
    拡散板(8) を通して該混合気を送り出す粒子発生口(5)
    とを有し, 該拡散板が複数の開口を有する平板で構成さ
    れていることを特徴とする粒子発生装置。
  2. 【請求項2】 前記粒子発生口(5) を下向きに配置した
    ことを特徴とする請求項1記載の粒子発生装置。
  3. 【請求項3】 大気塵をフィルタ12を通して取り込んだ
    空気を送出する手段(13)と該手段の空気送出量を調節す
    る手段(15)とを有し, 該手段により送出された空気を拡
    散板(15)を通して試料雰囲気内に供給する大気塵希釈装
    置であって,該拡散板が複数の開口を有する平板で構成
    されていることを特徴とする粒子発生装置。
JP5133729A 1993-06-04 1993-06-04 粒子発生装置 Withdrawn JPH06347384A (ja)

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JP5133729A JPH06347384A (ja) 1993-06-04 1993-06-04 粒子発生装置

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JP5133729A JPH06347384A (ja) 1993-06-04 1993-06-04 粒子発生装置

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JP (1) JPH06347384A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6181150B1 (en) * 1997-09-10 2001-01-30 Soshotech Co., Ltd. Contact probe
JP2008111756A (ja) * 2006-10-31 2008-05-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 微細粒子成分分析装置
US7597013B2 (en) * 2005-09-20 2009-10-06 Varian, S.P.A. Device and method for detecting the presence of test gas

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