JPH10111231A - 粒径分布測定装置 - Google Patents
粒径分布測定装置Info
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- JPH10111231A JPH10111231A JP8266916A JP26691696A JPH10111231A JP H10111231 A JPH10111231 A JP H10111231A JP 8266916 A JP8266916 A JP 8266916A JP 26691696 A JP26691696 A JP 26691696A JP H10111231 A JPH10111231 A JP H10111231A
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- 238000009826 distribution Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 33
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- 238000004904 shortening Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 測定時間が短縮できる粒径分布測定装置を提
供する。 【解決手段】 粒径分布測定装置は，レーザ光照射手段
であるＡｒレーザ光源１，集光レンズ４，１次元の受光
素子アレイ５，及び移動ステージ６を含む。レーザ光照
射手段は，所定の測定軸に沿った平行レーザ光束を照射
する。集光レンズ４は，前記測定軸上の所定の測定領域
内にある粒子からの散乱光を集光する。受光素子アレイ
５は，前記測定領域内の各点が前記集光レンズ４により
結像される位置にあって，かつ，前記測定軸と同一平面
に配置され，前記散乱光の光量を測定する，複数個の受
光素子を１列に並べたものである。移動ステージ６は，
前記レーザ光照射手段と前記集光レンズと前記受光素子
アレイの配置関係を一定に保ったまま，全体を前記測定
軸と直交する方向に移動させる。
供する。 【解決手段】 粒径分布測定装置は，レーザ光照射手段
であるＡｒレーザ光源１，集光レンズ４，１次元の受光
素子アレイ５，及び移動ステージ６を含む。レーザ光照
射手段は，所定の測定軸に沿った平行レーザ光束を照射
する。集光レンズ４は，前記測定軸上の所定の測定領域
内にある粒子からの散乱光を集光する。受光素子アレイ
５は，前記測定領域内の各点が前記集光レンズ４により
結像される位置にあって，かつ，前記測定軸と同一平面
に配置され，前記散乱光の光量を測定する，複数個の受
光素子を１列に並べたものである。移動ステージ６は，
前記レーザ光照射手段と前記集光レンズと前記受光素子
アレイの配置関係を一定に保ったまま，全体を前記測定
軸と直交する方向に移動させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，粒径測定装置に関
し，詳しくは，半導体製造装置等の装置内の空間の清浄
度検査に適用される粒径分布測定装置に関する。
し，詳しくは，半導体製造装置等の装置内の空間の清浄
度検査に適用される粒径分布測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の粒径分布測定装置について図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【０００３】従来，微小粒子の粒径測定には，光散乱式
の粒径測定装置が一般的に用いられており，図３は，こ
の種の従来装置の一例である「アネルバ（株）製ＤＭ−
１００型」の構成図である。また，その測定原理は「Ｊ
ＩＳ規格 Ｂ９９２１」にも示されている。
の粒径測定装置が一般的に用いられており，図３は，こ
の種の従来装置の一例である「アネルバ（株）製ＤＭ−
１００型」の構成図である。また，その測定原理は「Ｊ
ＩＳ規格 Ｂ９９２１」にも示されている。
【０００４】図３に示す粒径分布測定装置は，所定の測
定点に向けてレーザ光２を照射する半導体レーザ光源７
と，半導体レーザ光源７から照射されたレーザ光２を測
定点に集光するマイクロレンズ９と，測定点に存在する
粒子３からの散乱光を受光するフォトダイオード１０と
を含んで構成される。
定点に向けてレーザ光２を照射する半導体レーザ光源７
と，半導体レーザ光源７から照射されたレーザ光２を測
定点に集光するマイクロレンズ９と，測定点に存在する
粒子３からの散乱光を受光するフォトダイオード１０と
を含んで構成される。
【０００５】まず，半導体レーザ光源７から照射された
レーザ光２は，マイクロレンズ５１で測定点に集光され
る。このとき，測定点に粒子３が存在すると，粒子３か
らは散乱光が発生するので，この散乱光の光量をフォト
ダイオード５０で測定する。ここで，ミー散乱理論によ
り，散乱を発生する粒子の直径とその散乱光量とは，放
射角度が一定であれば一定の関係にあるので，それを利
用して，フォトダイオード５０による散乱光量測定値か
ら，粒子３の直径を求める。
レーザ光２は，マイクロレンズ５１で測定点に集光され
る。このとき，測定点に粒子３が存在すると，粒子３か
らは散乱光が発生するので，この散乱光の光量をフォト
ダイオード５０で測定する。ここで，ミー散乱理論によ
り，散乱を発生する粒子の直径とその散乱光量とは，放
射角度が一定であれば一定の関係にあるので，それを利
用して，フォトダイオード５０による散乱光量測定値か
ら，粒子３の直径を求める。
【０００６】以上の動作により，所定の測定点に存在す
る粒子３の直径が求められるので，１次元，２次元，お
よび３次元の粒径分布を測定する場合には，測定系全体
を，１次元，２次元，および３次元方向に機械的に走査
することになる。
る粒子３の直径が求められるので，１次元，２次元，お
よび３次元の粒径分布を測定する場合には，測定系全体
を，１次元，２次元，および３次元方向に機械的に走査
することになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の粒径分
布測定装置は，測定箇所が１点であり，１次元，２次
元，および３次元的な粒径分布を測定するには，測定系
全体をｌ次元，２次元，および３次元方向に機械的に走
査する必要があるため，測定に時間がかかる，という欠
点があった。
布測定装置は，測定箇所が１点であり，１次元，２次
元，および３次元的な粒径分布を測定するには，測定系
全体をｌ次元，２次元，および３次元方向に機械的に走
査する必要があるため，測定に時間がかかる，という欠
点があった。
【０００８】そこで，本発明の技術的課題は，測定時間
が短縮できる粒径分布測定装置を提供することにある。
が短縮できる粒径分布測定装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の粒径分布測定装
置では，所定の測定軸に沿った平行レーザ光束を照射す
るレーザ光照射手段と，前記測定軸上の所定の測定領域
内にある粒子からの散乱光を集光する集光レンズと，前
記測定領域内の各点が前記集光レンズにより結像される
位置にあって，かつ，前記測定軸と同一平面に配置さ
れ，前記散乱光の光量を測定する複数の受光素子を備え
た受光手段と，前記レーザ光照射手段と前記集光レンズ
と前記受光素子アレイの配置関係を一定に保ったまま，
全体を前記測定軸と直交する方向に移動させる移動ステ
ージとを含むことを特徴としている。
置では，所定の測定軸に沿った平行レーザ光束を照射す
るレーザ光照射手段と，前記測定軸上の所定の測定領域
内にある粒子からの散乱光を集光する集光レンズと，前
記測定領域内の各点が前記集光レンズにより結像される
位置にあって，かつ，前記測定軸と同一平面に配置さ
れ，前記散乱光の光量を測定する複数の受光素子を備え
た受光手段と，前記レーザ光照射手段と前記集光レンズ
と前記受光素子アレイの配置関係を一定に保ったまま，
全体を前記測定軸と直交する方向に移動させる移動ステ
ージとを含むことを特徴としている。
【００１０】ここで，本発明の粒径分布測定装置におい
て，前記受光手段は，複数個の受光素子を１列に並べた
１次元の受光素子アレイから実質的になることが好まし
い。
て，前記受光手段は，複数個の受光素子を１列に並べた
１次元の受光素子アレイから実質的になることが好まし
い。
【００１１】また，本発明の粒径分布測定装置におい
て，前記レーザ光照射手段は，平行レーザ光束を直接発
生するレーザ光源を備えていること，又は，レーザ光照
射手段は，レーザ光を照射する半導体レーザ光源と，前
側焦点位置を前記半導体レーザ光源の発光点に一致させ
て配置したコリメートレンズとを使用した手段であるこ
とが好ましい。
て，前記レーザ光照射手段は，平行レーザ光束を直接発
生するレーザ光源を備えていること，又は，レーザ光照
射手段は，レーザ光を照射する半導体レーザ光源と，前
側焦点位置を前記半導体レーザ光源の発光点に一致させ
て配置したコリメートレンズとを使用した手段であるこ
とが好ましい。
【００１２】さらに，本発明の粒径分布測定装置におい
て，前記集光レンズ及び前記受光素子アレイは，前記測
定軸方向において，前記散乱光の生成位置よりの前記レ
ーザ光照射手段寄りに配置されていることがより好まし
い。
て，前記集光レンズ及び前記受光素子アレイは，前記測
定軸方向において，前記散乱光の生成位置よりの前記レ
ーザ光照射手段寄りに配置されていることがより好まし
い。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に，本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００１４】図１は，本発明の第１の実施の形態による
粒径分布測定装置の概略構成を示す図である。図１に示
す粒径分布測定装置は，所定の測定軸に沿って，平行光
束のレーザ光２を照射するレーザ光照射手段としてのＡ
ｒレーザ光源１と，測定軸上の所定の測定領域内にある
粒子３からのミー散乱光を集光する集光レンズ４と，測
定領域内の各点が集光レンズ４により結像される位置に
あって，かつ，測定軸と同一平面に配置され，集光レン
ズ４で集光されたミー散乱光の光量を測定する受光手段
である複数個の受光素子を１列に並べた１次元の受光素
子アレイ５と，Ａｒレーザ光源１と集光レンズ４と受光
素子アレイ５の配置関係を一定に保ったまま，全体を測
定軸と直交する方向に移動させる移動ステージ６とを含
んで構成される。
粒径分布測定装置の概略構成を示す図である。図１に示
す粒径分布測定装置は，所定の測定軸に沿って，平行光
束のレーザ光２を照射するレーザ光照射手段としてのＡ
ｒレーザ光源１と，測定軸上の所定の測定領域内にある
粒子３からのミー散乱光を集光する集光レンズ４と，測
定領域内の各点が集光レンズ４により結像される位置に
あって，かつ，測定軸と同一平面に配置され，集光レン
ズ４で集光されたミー散乱光の光量を測定する受光手段
である複数個の受光素子を１列に並べた１次元の受光素
子アレイ５と，Ａｒレーザ光源１と集光レンズ４と受光
素子アレイ５の配置関係を一定に保ったまま，全体を測
定軸と直交する方向に移動させる移動ステージ６とを含
んで構成される。
【００１５】なお，測定軸および受光素子アレイ５は直
線であるため，測定軸と受光素子アレイ５とは完全な結
像配置にはならない。しかしながら，受光素子アレイ５
を構成する各受光素子は所定の受光面積を有するため，
結像のボケ量はこの受光面積分まで許容できる。
線であるため，測定軸と受光素子アレイ５とは完全な結
像配置にはならない。しかしながら，受光素子アレイ５
を構成する各受光素子は所定の受光面積を有するため，
結像のボケ量はこの受光面積分まで許容できる。
【００１６】次に，図１の粒径分布測定装置の動作を説
明する。
明する。
【００１７】まず，Ａｒレーザ光源１は，測定軸に沿っ
て，平行光束のレーザ光２を照射するが，このとき，レ
ーザ光２の光軸上に粒子３が存在すると，粒子３からは
ミー散乱光が発生する。次に，このミー散乱光は集光レ
ンズ４で集光されて受光素子アレイ５にてその光量が測
定されるが，このとき同時に，受光素子アレイ５上での
受光点の位置から，測定軸上での粒子３の位置が測定さ
れる。この粒子３の位置が測定されると，集光レンズ４
の配置位置から，粒子３及びレンズ４間の距離および集
光したミー散乱光の放射角度が求まり，また，粒子３及
び集光レンズ４間の距離と集光レンズ４の有効径から，
集光されたミー散乱光束の立体角が求まる。
て，平行光束のレーザ光２を照射するが，このとき，レ
ーザ光２の光軸上に粒子３が存在すると，粒子３からは
ミー散乱光が発生する。次に，このミー散乱光は集光レ
ンズ４で集光されて受光素子アレイ５にてその光量が測
定されるが，このとき同時に，受光素子アレイ５上での
受光点の位置から，測定軸上での粒子３の位置が測定さ
れる。この粒子３の位置が測定されると，集光レンズ４
の配置位置から，粒子３及びレンズ４間の距離および集
光したミー散乱光の放射角度が求まり，また，粒子３及
び集光レンズ４間の距離と集光レンズ４の有効径から，
集光されたミー散乱光束の立体角が求まる。
【００１８】ここで，ミー散乱理論によれば，微小粒子
から発生するミー散乱光の放射角度とその方向の強度
は，粒径と所定の相関関係を有している。従って，この
うちの放射角度と強度は上述の動作により既知となるた
め，ミー散乱理論に基づいて，粒子３の直径が求まる。
から発生するミー散乱光の放射角度とその方向の強度
は，粒径と所定の相関関係を有している。従って，この
うちの放射角度と強度は上述の動作により既知となるた
め，ミー散乱理論に基づいて，粒子３の直径が求まる。
【００１９】以上により，所定の測定軸上に存在する粒
子３の，１次元の粒径分布が測定される。また，２次
元，および３次元の粒径分布の測定は，移動ステージ６
により，測定系全体をレーザ光２の光軸と直交する方向
に機械的に走査することで行う。
子３の，１次元の粒径分布が測定される。また，２次
元，および３次元の粒径分布の測定は，移動ステージ６
により，測定系全体をレーザ光２の光軸と直交する方向
に機械的に走査することで行う。
【００２０】図２は本発明の第２の実施の形態による粒
径分布測定装置の概略構成を示す図である。図２に示す
粒径分布測定装置は，レーザ光照射手段が，レーザ光２
を照射する半導体レーザ光源７と，前側焦点位置を半導
体レーザ光源７の発光点に一致させて配置したコリメー
トレンズ８とで構成される以外は，図１に示す第１の実
施の形態による粒径分布測定装置と同一構成を備えてお
り，動作も同一である。
径分布測定装置の概略構成を示す図である。図２に示す
粒径分布測定装置は，レーザ光照射手段が，レーザ光２
を照射する半導体レーザ光源７と，前側焦点位置を半導
体レーザ光源７の発光点に一致させて配置したコリメー
トレンズ８とで構成される以外は，図１に示す第１の実
施の形態による粒径分布測定装置と同一構成を備えてお
り，動作も同一である。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように，本発明の粒径分布
測定装置は，１次元上での粒径分布が機械的走査なしに
測定でき，また，２次元，３次元の粒径分布を測定する
場合には，機械的走査が１次元分不要になるため，測定
時間が短縮できるという効果がある。
測定装置は，１次元上での粒径分布が機械的走査なしに
測定でき，また，２次元，３次元の粒径分布を測定する
場合には，機械的走査が１次元分不要になるため，測定
時間が短縮できるという効果がある。
【図１】本発明の第１の実施の形態による粒径分布測定
装置の概略構成を示す図である。
装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態による粒径分布測定
装置の概略構成を示す図である。
装置の概略構成を示す図である。
【図３】従来技術による粒径分布測定装置の一例の概略
構成を示す図である。
構成を示す図である。
１ Ａｒレーザ光源 ２ レーザ光 ３ 粒子 ４ 集光レンズ ５ 受光素子アレイ ６ 移動ステージ ７ 半導体レーザ光源 ８ コリメートレンズ ５１ マイクロレンズ ５０ フォトダイオード
Claims (5)
- 【請求項１】 所定の測定軸に沿った平行レーザ光束を
照射するレーザ光照射手段と，前記測定軸上の所定の測
定領域内にある粒子からの散乱光を集光する集光レンズ
と，前記測定領域内の各点が前記集光レンズにより結像
される位置にあって，かつ，前記測定軸と同一平面に配
置され，前記散乱光の光量を測定する複数の受光素子を
備えた受光手段と，前記レーザ光照射手段と前記集光レ
ンズと前記受光手段の配置関係を一定に保ったまま，全
体を前記測定軸と直交する方向に移動させる移動ステー
ジとを含むことを特徴とする粒径分布測定装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の粒径分布測定装置におい
て，前記受光手段は，複数個の受光素子を１列に並べた
１次元の受光素子アレイから実質的になることを特徴と
する粒径分布測定装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の粒径分布測定装置におい
て，前記レーザ光照射手段は，平行レーザ光束を直接発
生するレーザ光源を備えていることを特徴とする粒径分
布測定装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の粒径分布測定装置におい
て，レーザ光照射手段は，レーザ光を照射する半導体レ
ーザ光源と，前側焦点位置を前記半導体レーザ光源の発
光点に一致させて配置したコリメートレンズとを使用し
た手段であることを特徴とする粒径分布測定装置。 - 【請求項５】 請求項２乃至４の内のいずれかに記載の
粒径分布測定装置において，前記集光レンズ及び前記受
光素子アレイは，前記測定軸方向において，前記散乱光
の生成位置よりの前記レーザ光照射手段寄りに配置され
ていることを特徴とする粒径分布測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8266916A JP2830915B2 (ja) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | 粒径分布測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8266916A JP2830915B2 (ja) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | 粒径分布測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10111231A true JPH10111231A (ja) | 1998-04-28 |
| JP2830915B2 JP2830915B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=17437460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8266916A Expired - Fee Related JP2830915B2 (ja) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | 粒径分布測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2830915B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111678847A (zh) * | 2020-06-12 | 2020-09-18 | 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 | 一种二维喷雾场粒径分布检测装置 |
-
1996
- 1996-10-08 JP JP8266916A patent/JP2830915B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111678847A (zh) * | 2020-06-12 | 2020-09-18 | 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 | 一种二维喷雾场粒径分布检测装置 |
| CN111678847B (zh) * | 2020-06-12 | 2023-05-30 | 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 | 一种二维喷雾场粒径分布检测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2830915B2 (ja) | 1998-12-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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