JPS6011145A - Measuring device of foreign matter - Google Patents
Measuring device of foreign matterInfo
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- JPS6011145A JPS6011145A JP11829083A JP11829083A JPS6011145A JP S6011145 A JPS6011145 A JP S6011145A JP 11829083 A JP11829083 A JP 11829083A JP 11829083 A JP11829083 A JP 11829083A JP S6011145 A JPS6011145 A JP S6011145A
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
- G01N21/53—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[技術分野]
本発明は、異物測定技術に関するもので、特に、半導体
装置の製造分野において使用される各種液体中の異物の
密度を測定するのに利用して効果が大である異物測定技
術に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a technology for measuring foreign matter, and in particular, it can be effectively used to measure the density of foreign matter in various liquids used in the field of manufacturing semiconductor devices. This is related to foreign matter measurement technology, which is a major technology.
[背景技術]
半導体装置の製造過程においては、超微細加工が行われ
ているので、洗浄用純水、エツチング液等のような液体
の中に塵埃や微生物等のような異物が混入していること
をきらう。そこで、このような液体中における異物の混
入密度を測定することが考えられる。[Background technology] In the manufacturing process of semiconductor devices, ultrafine processing is performed, so foreign substances such as dust and microorganisms are mixed into liquids such as pure water for cleaning and etching liquid. I hate it. Therefore, it is possible to measure the density of foreign matter in such a liquid.
本発明者は、以下に述べるような液体中の異物を測定す
る装置を開発した。The present inventor has developed a device for measuring foreign substances in liquid as described below.
すなわち、液体が一定速度で流される流路内にレーザ光
線を流路に形成された透光部を通して入射せしめ、この
入射光線の液体中の異物における散乱光を検出すること
により、液体中の異物を測定するというものである。In other words, a laser beam is made to enter a flow path through which liquid flows at a constant speed through a light-transmitting part formed in the flow path, and by detecting the scattered light of this incident light beam from foreign objects in the liquid, foreign objects in the liquid can be detected. The purpose is to measure the
しかし、かかる技術においては、レーザ光線が液体への
入射点において拡散して迷走光線を生ずるため、検出信
号に雑音が発生するという問題点があることが、本発明
者によって明らかにされた。However, the inventor of the present invention has found that in this technique, there is a problem in that the laser beam is diffused at the point of incidence on the liquid, producing a stray beam, which causes noise in the detection signal.
また、かかる技術において、流路が円筒形状に形成され
ると、散乱光が軸心方向において流路壁で全反射し、そ
の分散乱光の出射光量が減少してしまうため、検出光量
が十分に得られないという問題点が生ずるということが
、本発明者によって明らかにされた。In addition, in this technology, when the flow channel is formed into a cylindrical shape, the scattered light is totally reflected on the flow channel wall in the axial direction, and the amount of output light of the scattered scattered light decreases, so that the amount of detected light is insufficient. The inventors of the present invention have found that a problem arises in that it is not possible to obtain the desired results.
[発明の目的]
本発明の目的は、流体中の異物を高精度に測定できる異
物測定技術を提供するにある。[Object of the Invention] An object of the present invention is to provide a foreign object measurement technique that can measure foreign objects in a fluid with high precision.
本発明の他の目的は、流体中での迷走光線を抑制するこ
とができる異物測定技術を提供するにある。Another object of the present invention is to provide a foreign matter measurement technique that can suppress stray light rays in a fluid.
本発明のその他の目的は、異物の散乱光の検出光量を増
加することができる異物測定技術を提供するにある。Another object of the present invention is to provide a foreign object measurement technique that can increase the amount of detected light scattered by foreign objects.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
[発明の概要]
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。[Summary of the Invention] A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.
すなわち、流路にパイプを突設し、このパイプの軸心に
沿って光線を入射させることにより、パイプ内の全反射
によって迷走光線を減衰させるようにしたものである。That is, a pipe is provided protruding from the flow path, and by making light rays incident along the axis of the pipe, stray light rays are attenuated by total reflection within the pipe.
また、散乱光を検出する透光部を中空球体の一部をなす
ように形成することにより、円筒におけるような軸心方
向の全反射現象を回避し、その分検出光量を増加させる
ようにしたものである。In addition, by forming the transparent part that detects scattered light to form a part of the hollow sphere, total internal reflection in the axial direction as in a cylinder is avoided, and the amount of detected light is increased accordingly. It is something.
[実施例1]
第1図は本発明の一実施例である異物測定装置を示す斜
視図、第2図は要部の拡大断面図である。[Embodiment 1] FIG. 1 is a perspective view showing a foreign matter measuring device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view of the main parts.
本実施例において、混入した異物2を測定すべき流体と
しての液体1を一定の速度で、かつ層流状態で流す流路
としての管3には一端を透光部4.5によって閉塞され
た内径数百μm程度の細い一対のバイブロ、7が互いに
周方向に180度の角度で設けられている。管3の一方
の透光部4の外方にはレーザ光源8が設けられ、このレ
ーザ光源8からのレーザ光線9はレンズ(不図示)を通
して対向する透光部4に照射され、この透光部4を透過
して管3内の液体1を通り、他方の透光部5を透過して
外部に出てい(。In this embodiment, a tube 3 serving as a flow path through which liquid 1 as a fluid to be measured for mixed foreign matter 2 flows at a constant speed and in a laminar flow state has one end blocked by a light-transmitting portion 4.5. A pair of thin vibros 7 each having an inner diameter of about several hundred μm are provided at an angle of 180 degrees in the circumferential direction. A laser light source 8 is provided outside one transparent part 4 of the tube 3, and a laser beam 9 from this laser light source 8 is irradiated to the opposite transparent part 4 through a lens (not shown). It passes through part 4, passes through liquid 1 in tube 3, passes through the other transparent part 5, and exits to the outside.
第2図に示すように、入射側透光部4は、レーザ光線9
が空気中から透光部4の内部に入射するときの入射角θ
1が、空気から石英またはガラス等透光部4を形成する
媒質ヘレーザ光線9が入射するときのブリュースター角
(偏光角)に、またレーザ光線9が透光部の内部から液
体1中に入射するときの入射角θ2が、石英またはガラ
ス等から液体lヘレーザ光線が入射するときのブリュー
スター角にそれぞれなるように構成されている。As shown in FIG.
The angle of incidence θ when the light enters the inside of the transparent part 4 from the air
1 is the Brewster angle (polarization angle) at which the laser beam 9 enters the medium forming the transparent part 4, such as quartz or glass, from air, and the laser beam 9 enters the liquid 1 from inside the transparent part. The incident angle θ2 at this time corresponds to the Brewster angle at which the liquid laser beam enters from quartz, glass, or the like.
なお、ブリュースター角とはレーザ光線がある境界へ入
射するとき、入射光のある成分が反射損失なしで完全に
透過する場合の入射角をいい、ブリュースター角θは境
界面の両側の物性によって異なる。The Brewster angle is the angle of incidence when a certain component of the incident light is completely transmitted without reflection loss when a laser beam is incident on a certain boundary, and the Brewster angle θ is determined by the physical properties on both sides of the boundary. different.
他方、出射側の透光部5においてもレーザ光線が液体l
中から透光部5の内部に入射するときの入射角θ3が、
液体から透光部5の媒質(石英またはガラス等)ヘレー
ザ光線が入射するときのブリユースクー角になるように
、また、レーザ光線が透光部5の内部から空気中へ入射
するときの入射角θ4が、透光部5の媒質から空気中ヘ
レーザ光線が入射するときのブリュースター角になるよ
うに設定されている。On the other hand, the laser beam also passes through the liquid l in the light-transmitting part 5 on the emission side.
The angle of incidence θ3 when entering the inside of the transparent part 5 from inside is
The angle of incidence θ4 is set so that the laser beam enters the medium (quartz or glass, etc.) of the light-transmitting part 5 from the liquid at the Brieux-Scoo angle, and the angle of incidence θ4 is set so that the laser beam enters the air from inside the light-transmitting part 5. is set to be the Brewster angle when the in-air laser beam is incident from the medium of the light-transmitting part 5.
管3の一対の透光部4.5と直角な位置には、第3図の
透光部10が設けられており、この透光部10の外方に
はレンズ11を介して散乱光を検出する手段としての受
光器12が設けられている。At a position perpendicular to the pair of light transmitting parts 4.5 of the tube 3, a light transmitting part 10 shown in FIG. A light receiver 12 is provided as a detection means.
この受光器12の出力端にはアンプ13を介しテカウン
タ14が設けられている。A counter 14 is provided at the output end of the light receiver 12 via an amplifier 13.
次に、作用を説明する。Next, the effect will be explained.
レーザ光源8からのレーザ光線9はレンズを通して透光
部4に照射され、透光部4を透過してバイブロ、7およ
び管3内の液体1中を通り、反対側の透光部5から出て
いく。レーザ光線9が液体中を通るとき異物2に照射す
ると、散乱光I5が発生する。この散乱光15は第3の
透光部1oを経て受光器12で検出され、この検出回数
はカウンタ14により計数される。液体1の流速が一定
で、受光器I2の散乱光検出ψmが一定であれば、カウ
ンタ14の計数により単位面積当たりの異物2の個数が
まり、それにより、液体1におりる異物2の混入量がま
る。A laser beam 9 from a laser light source 8 is irradiated onto the transparent part 4 through a lens, passes through the transparent part 4, passes through the vibro, 7 and the liquid 1 in the tube 3, and exits from the transparent part 5 on the opposite side. To go. When the laser beam 9 irradiates the foreign object 2 while passing through the liquid, scattered light I5 is generated. This scattered light 15 is detected by the light receiver 12 after passing through the third light transmitting section 1o, and the number of detections is counted by the counter 14. If the flow rate of the liquid 1 is constant and the scattered light detection ψm of the light receiver I2 is constant, the number of foreign objects 2 per unit area is calculated by the count of the counter 14, and thereby the contamination of the foreign objects 2 that falls into the liquid 1 is determined. The amount is full.
ここで、レーザ光線9の液体1中への入射光量が増加す
れば、粒径の小さな異物2についてもft&乱光を発生
させることができ、また散乱光の光量モ太き(するので
1.センサ感度を向上させることができる。Here, if the amount of incident light of the laser beam 9 into the liquid 1 increases, it is possible to generate ft & scattered light even for the foreign matter 2 with a small particle size, and the amount of scattered light increases (because 1. Sensor sensitivity can be improved.
前記入射側透光部4において、レーザ光線9は空気中か
ら透光部4の内部に入射するとき、ブリュースター角θ
1をもって入射するので、この入射点における反射光の
ある成分はゼロになり、入射角がθ1でないときに比べ
反射光量は少なくなり、したがって、入射光量が多くな
る。たとえば、レーザ光を、入射面に直角な偏波エネル
ギー50、入射面に平行な偏波エネルギー50とすれば
、反射光は入射面に直角な偏波エネルギー0、入射面に
平行な偏波エネルギー10、透過光は入射面に直角な偏
波エネルギー50、入射面に平行な偏波エネルギー40
となるようなものである。In the incident-side transparent section 4, when the laser beam 9 enters the interior of the transparent section 4 from the air, the Brewster angle θ
1, a certain component of the reflected light at this point of incidence becomes zero, and the amount of reflected light is smaller than when the incident angle is not θ1, so the amount of incident light is large. For example, if a laser beam has a polarization energy of 50 perpendicular to the plane of incidence and a polarization energy of 50 parallel to the plane of incidence, the reflected light has a polarization energy of 0 perpendicular to the plane of incidence and an energy of polarization parallel to the plane of incidence. 10. The transmitted light has a polarization energy of 50 perpendicular to the plane of incidence and a polarization energy of 40 parallel to the plane of incidence.
It is as follows.
入射側透光部4において、レーザ光線9が透光部4内か
ら液体1中に入射するときも、ブリュースター角θ2を
もって入射するので、同様に、入射光量が多くなる。When the laser beam 9 enters the liquid 1 from inside the light-transmitting portion 4 on the incident side, it also enters at the Brewster angle θ2, so that the amount of incident light similarly increases.
このようにして、入射側透光部における反射光量が抑制
されることから、液体中への入射光量が増加されるので
、異物にレーザ光線が照射されたときの散乱光が強くな
り、センサ感度が良好となり、かつ微細な異物での散乱
光の発生が増強され測定能力が向上されるという効果が
得られる。In this way, the amount of reflected light at the light-transmitting part on the incident side is suppressed, which increases the amount of light incident on the liquid, which increases the intensity of scattered light when a foreign object is irradiated with a laser beam, which increases sensor sensitivity. The effect is that the measurement performance is improved, and the generation of scattered light from fine foreign matter is enhanced, thereby improving the measurement ability.
レーザ光線9が管3内への入射点において、放射状に拡
散すると、第2図に想像線で示されるような迷走光線1
6が発生される。この迷走光線1Gが透光部IOを透過
して受光器12により検出されると、異物2での散乱光
以外の光を検出することになり雑音が発生される。この
雑音を消去する必要上、測定可能な異物の最小粒径が大
きくなってしまい、測定性能が低下されてしまう。When the laser beam 9 is radially diffused at the point of incidence into the tube 3, a stray beam 1 is formed as shown by phantom lines in FIG.
6 is generated. When this stray ray 1G passes through the light transmitting part IO and is detected by the light receiver 12, light other than the light scattered by the foreign object 2 is detected, and noise is generated. Due to the need to eliminate this noise, the minimum particle size of measurable foreign substances increases, resulting in a decrease in measurement performance.
前記構成にかかる異物測定装置においてば、透光部4か
ら液体1中に入射するレーザ光線9はバイブロ内に最初
に入射する。この入射点においてレーザ光線9が放射状
に拡散した場合、第2図に想像線で示されるように、こ
の拡散光17ばバイブロの内周で全反射を無数に繰り返
して減衰される。このため、拡散光17がバイブロの出
口から管3に出射されることはなく、前記のような迷走
光線16が発生ずることはない。In the foreign matter measuring device having the above configuration, the laser beam 9 that enters the liquid 1 from the transparent portion 4 first enters the vibro. When the laser beam 9 is radially diffused at this point of incidence, the diffused light 17 is attenuated by being totally reflected countless times at the inner periphery of the vibro, as shown by the imaginary line in FIG. Therefore, the diffused light 17 is not emitted from the exit of the vibro to the tube 3, and the stray light 16 as described above is not generated.
他方、出射側透光部5における反射光線は管3中に戻る
と、第2図に想像線で示されるような迷走光線18にな
り、前記迷走光線16と同様に測定信号のS/N比を低
減させる原因になる。On the other hand, when the reflected light ray at the light-transmitting part 5 on the output side returns to the tube 3, it becomes a stray ray 18 as shown by the imaginary line in FIG. This causes a decrease in
前記構成にかかる異物測定装置においては、出射側透光
部5における液体1中から透光部5内への入射角θ3が
所定のブリュースター角に設定されているため、ここで
の反射光量はきわめて小さく抑制される。In the foreign matter measuring device having the above configuration, since the incident angle θ3 from the liquid 1 into the transparent portion 5 in the output side transparent portion 5 is set to a predetermined Brewster angle, the amount of reflected light here is suppressed to an extremely low level.
第2図に想像線で示されるように、極くわずかな反射光
19はパイプ7の内周面で全反射を繰り返すため、減衰
される。このため、反射光19がパイプ7の入口から管
3内に逆に照射されることはなく、迷走光線18が発生
することはない。As shown by the imaginary line in FIG. 2, a very small amount of reflected light 19 is repeatedly totally reflected on the inner circumferential surface of the pipe 7, so that it is attenuated. Therefore, the reflected light 19 is not irradiated backward into the pipe 3 from the entrance of the pipe 7, and no stray light rays 18 are generated.
このようにして、前記構成にかかる異物測定装置におい
ては、迷走光線が発生ずることは殆どないので、迷走光
線により雑音が低減され、S/N比が向上され、その結
果、測定可能な異物の最小粒径を小さくすることが実現
され、測定能力が向上される。In this way, in the foreign matter measuring device according to the above configuration, since stray light rays are hardly generated, noise is reduced by the stray light rays and the S/N ratio is improved, and as a result, the measurable foreign matter A reduction in the minimum particle size is achieved and the measurement capability is improved.
なお、バイブロは前記全反射による減衰が効果的に発揮
されるように構成することが望ましい。Note that it is desirable that the vibro be configured so that the attenuation due to the total reflection is effectively achieved.
たとえば、バイブロを可及的に細長く形成し、その内周
面を吸光性の高い表面に形成するとよい。For example, it is preferable to form the vibro to be as long and thin as possible, and to form its inner peripheral surface to have a highly light-absorbing surface.
[実施例2]
第3図は本発明の他の一実施例である異物測定装置を示
す斜視図、第4図は横断面図、第5図は縦断面図である
。[Embodiment 2] FIG. 3 is a perspective view showing a foreign matter measuring device according to another embodiment of the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view, and FIG. 5 is a longitudinal cross-sectional view.
本実施例において、この異物測定装置はほぼ中空球体形
状に形成された本体21を備えており、この本体21の
頂上にはへソダ22が、底部には止め弁24を有する排
出管23が形成されている。In this embodiment, this foreign matter measuring device is equipped with a main body 21 formed into a substantially hollow spherical shape, a navel 22 is formed at the top of this main body 21, and a discharge pipe 23 having a stop valve 24 is formed at the bottom. has been done.
ヘッダ22の頂面には、混入した異物2を測定すべき流
体としての液体1を本体21内に導入するための導入管
25が挿入されており、この導入管25は細径に形成さ
れた出口を本体21の球心にほぼ一致されている。ヘッ
ダ22の胴部には、液体1を本体21内から導出するた
めの導出管26が接続されており、この導出管26と前
記導入管25との間には、両者間の差圧を検出する差圧
センサ27が設けられている。この差圧センサ27によ
って得られた差圧値に基づいて測定流量がめられる。An introduction pipe 25 is inserted into the top surface of the header 22 for introducing liquid 1 as a fluid to be measured for mixed foreign matter 2 into the main body 21, and this introduction pipe 25 is formed to have a small diameter. The outlet is approximately aligned with the spherical center of the main body 21. A lead-out pipe 26 for leading out the liquid 1 from inside the main body 21 is connected to the body of the header 22, and a differential pressure between the lead-out pipe 26 and the introduction pipe 25 is detected. A differential pressure sensor 27 is provided. The measured flow rate is determined based on the differential pressure value obtained by the differential pressure sensor 27.
本体21のヘッダ22、排出管23に対し直角な位置に
は、一対のバイブロ、7が互いに周方向に180度の角
度で、かつその軸心延長線が本体21の球心を通るよう
に突設され、各バイブロ、7の一端は各透光部4.5に
よって閉塞されている。一方の透光部4の外方にはレー
ザ光源8が設けられ、このレーザ光源8からのレーザ光
線9はレンズ(不図示)を通して対向する透光部4に照
射され、この透光部4を透過して本体21の液体1を通
り、他方の透光部5を透過して外部に出ていく。At a position perpendicular to the header 22 and the discharge pipe 23 of the main body 21, a pair of vibros 7 protrude at an angle of 180 degrees from each other in the circumferential direction, and their axial extensions pass through the spherical center of the main body 21. One end of each vibro 7 is closed by each transparent portion 4.5. A laser light source 8 is provided outside one of the transparent parts 4, and a laser beam 9 from this laser light source 8 is irradiated to the opposite transparent part 4 through a lens (not shown). The light passes through the liquid 1 of the main body 21, passes through the other transparent part 5, and exits to the outside.
第4図に示すように、入射側透光部4は、レーザ光線9
が空気中から透光部4の内部に入射するときの入射各0
1が、空気から石英またはガラス等透光部4を形成する
媒質ヘレーザ光線9が入射するときのブリュースター角
(偏光角)に、またレーザ光線9が透光部の内部から液
体1中に入射するときの入射角θ2が、石英またはガラ
ス等から液体1ヘレーザ光線が入射するときのブリュー
スター角にそれぞれなるように構成されている。As shown in FIG.
When entering the inside of the transparent part 4 from the air, each incident 0
1 is the Brewster angle (polarization angle) at which the laser beam 9 enters the medium forming the transparent part 4, such as quartz or glass, from air, and the laser beam 9 enters the liquid 1 from inside the transparent part. The incident angle θ2 at this time corresponds to the Brewster angle at which the liquid 1 laser beam enters from quartz, glass, or the like.
なお、第1実施例でも説明したが、ブリュースター角と
はレーザ光線がある境界へ入射するとき、入射光のある
成分が反射損失なしで完全に透過する場合の入射角をい
い、ブリュースター角θは境界面の両側の物性によって
異なる。As explained in the first embodiment, the Brewster angle is the angle of incidence when a certain component of the incident light is completely transmitted without reflection loss when a laser beam is incident on a certain boundary. θ varies depending on the physical properties on both sides of the interface.
他方、出射側の透光部5においてもレーザ光線が液体l
中から透光部5の内部に入射するときの入射角θ3が、
液体から透光部5の媒質(石英またはガラス等)ヘレー
ザ光線が入射するときのブリュースター角になるように
、また、レーザ光線が透光部5の内部から空気中へ入射
するときの入射角θ4が、透光部5の媒質から空気中ヘ
レーザ光線が入射するときのブリュースター角になるよ
うに設定されている。On the other hand, the laser beam also passes through the liquid l in the light-transmitting part 5 on the emission side.
The angle of incidence θ3 when entering the inside of the transparent part 5 from inside is
The angle of incidence is set so that the laser beam enters the medium (quartz or glass, etc.) from the liquid into the transparent part 5 at the Brewster's angle, and the incident angle is adjusted so that the laser beam enters the air from inside the transparent part 5. θ4 is set to be the Brewster angle when the in-air laser beam enters from the medium of the light-transmitting portion 5.
本体21の一対の透光部4.5と直角な位置には、第3
の透光部28が設げられており、この透光部28の外方
にはレンズ11を介して散乱光を検出する手段としての
受光器12が設けられている。この受光器12の出力端
にはアンプ13を介してカウンタ14が設番ノられてい
る。At a position perpendicular to the pair of transparent parts 4.5 of the main body 21, a third
A light transmitting section 28 is provided, and a light receiver 12 serving as a means for detecting scattered light through a lens 11 is provided outside the light transmitting section 28 . A counter 14 is connected to the output end of the light receiver 12 via an amplifier 13.
この透光部28は本体21の壁の一部をなすように形成
されているため、本体21の球心を半径とする曲率を有
する中空球の一部を切り欠いてなる形状を実質的に構成
している。Since the light-transmitting portion 28 is formed to form a part of the wall of the main body 21, it substantially has a shape formed by cutting out a part of a hollow sphere having a radius of curvature from the center of the main body 21. It consists of
本体21の透光部28と180度反対側の位置には、本
体2工と球心を一致する凹面鏡29が透明体に形成され
た本体21の外表面にアル[着膜等を形成されることに
より実質的に形成されており、この凹面鏡29は透光部
2Bを挟んで対向するレンズ11の立体角θ6 (後述
する。)に見合う面積に設定されている。At a position 180 degrees opposite to the transparent part 28 of the main body 21, a concave mirror 29 whose spherical center coincides with that of the main body 21 is formed on the outer surface of the transparent main body 21. This concave mirror 29 is set to have an area corresponding to the solid angle θ6 (described later) of the lenses 11 facing each other with the transparent portion 2B in between.
次に、作用を説明する。Next, the effect will be explained.
レーザ光源8からのレーデ光線9はレンズを通して透光
部4に照射され、透光部4を透過してバイブロ、7およ
び本体21内の液体1中を通り、反対側の透光部5から
出ていく。レーザ光線9が液体中を通るとき異物2に照
射すると、散乱光31が発生する。この散乱光31は第
3の透光部28を経て受光器12で検出され、この検出
回数はカウンタ14により計数される。液体Iの流速が
一定で、受光器12の散乱光検出幅が一定であれば、カ
ウンタ14の計数により単位面積当たりの異物2の個数
がまり、それにより、液体1における異物2の混入量が
まる。The radar beam 9 from the laser light source 8 is irradiated onto the transparent part 4 through the lens, passes through the transparent part 4, passes through the vibro, 7, and the liquid 1 in the main body 21, and exits from the transparent part 5 on the opposite side. To go. When the laser beam 9 irradiates the foreign object 2 while passing through the liquid, scattered light 31 is generated. This scattered light 31 passes through the third transparent section 28 and is detected by the light receiver 12, and the number of detections is counted by the counter 14. If the flow rate of the liquid I is constant and the scattered light detection width of the light receiver 12 is constant, the number of foreign substances 2 per unit area is calculated by the count of the counter 14, and thereby the amount of foreign substances 2 mixed in the liquid 1 is circle.
ここで、本実施例においても、前記実施例と同様、ブリ
ュースター角に設定された透光部4.5に閉塞されたバ
イブロ、7を備えているため、入射光量増強効果および
迷走光線低減効果が得られる。Here, in this embodiment as well, as in the previous embodiment, since the vibro 7 is provided which is closed in the transparent part 4.5 set at Brewster's angle, the effect of increasing the amount of incident light and reducing the stray rays is achieved. is obtained.
ところで、流路が円筒形状に形成されている場合、たと
えば、第1図に想像線で示されるように、異物2におい
て管3の軸心方向に9斜して散乱した光30は、媒質に
よって規定される臨界角θ5を越えると全反射してしま
う。この軸心方向の傾斜光30の全反射現象のため、管
3の透光部1゜を透過する光は軸心方向において臨界角
θ5の範囲内に制限されてしまう。すなわち、透光部l
。By the way, when the flow path is formed in a cylindrical shape, for example, as shown by the imaginary line in FIG. If the defined critical angle θ5 is exceeded, total reflection will occur. Due to this total reflection phenomenon of the oblique light 30 in the axial direction, the light that passes through the transparent portion 1° of the tube 3 is limited within the range of the critical angle θ5 in the axial direction. That is, the transparent part l
.
に対応するレンズ11の立体角を大きくすることができ
ない。したがって、受光器12により検出し得る散乱光
の光量が不十分になり、センサ感度が低下し、微細な異
物の測定が不可能になる。It is not possible to increase the solid angle of the lens 11 corresponding to this. Therefore, the amount of scattered light that can be detected by the light receiver 12 becomes insufficient, the sensor sensitivity decreases, and it becomes impossible to measure minute foreign objects.
前記構成にかかる異物測定装置の場合には、軸心方向に
傾斜光の全反射現象が発生しないため、異物2からの散
乱光は全て透光部28を透過することが可能である。In the case of the foreign matter measuring device having the above configuration, since no total reflection phenomenon of oblique light occurs in the axial direction, all of the scattered light from the foreign matter 2 can be transmitted through the light-transmitting portion 28.
すなわち、液体1の導入管25の先端が本体21の球心
にほぼ一致しているため、異物2は球心を通過する。レ
ーザ光線9の光路が本体21の球心を通過しているため
、球心上の異物2にレーザ光線が照射され、散乱光が発
生される。この散乱光31は全て球心から放射されたよ
うに本体2の球面に向かって進み透光部28の球面に入
射する。That is, since the tip of the introduction tube 25 for the liquid 1 substantially coincides with the spherical center of the main body 21, the foreign object 2 passes through the spherical center. Since the optical path of the laser beam 9 passes through the spherical center of the main body 21, the foreign object 2 on the spherical center is irradiated with the laser beam, and scattered light is generated. All of this scattered light 31 travels toward the spherical surface of the main body 2 as if radiated from the spherical center and enters the spherical surface of the transparent portion 28 .
この透光部28の入射点における法線は、透光部28に
曲率中心が本体21の球心と一致されているため、全て
球心を通る。したがって、球心から出た散乱光は法線に
沿って全て入射することになる。一般的な光学の法則に
したがえば、法線に一致する入射光は透明媒質で反射す
ることなくこれを透過するから、球心上の異物2におい
て散乱し透光部28に至った光は全て透光部28を透過
する。Since the center of curvature of the light-transmitting portion 28 coincides with the spherical center of the main body 21, the normal line at the point of incidence of the light-transmitting portion 28 all passes through the spherical center. Therefore, all the scattered light emitted from the spherical center will be incident along the normal line. According to the general laws of optics, incident light that coincides with the normal passes through a transparent medium without being reflected, so the light that is scattered by the foreign object 2 on the center of the sphere and reaches the transparent part 28 is All of the light passes through the light-transmitting portion 28.
このようにして、透光部28では異物散乱光31が全て
法線に従って入射するため、入射角が臨界角を超えたと
きに起こる全反射現象は透光部28の中心をどのように
離れても起こり得ない。したがって、透光部28に対応
するレンズ11の立体角θ6は制限を受けることなく所
望に応じて大き(設定することができる。In this way, all of the foreign object scattered light 31 enters the transparent part 28 along the normal line, so the total internal reflection phenomenon that occurs when the incident angle exceeds the critical angle is caused by how far from the center of the transparent part 28 can't happen either. Therefore, the solid angle θ6 of the lens 11 corresponding to the transparent portion 28 can be set as large as desired without being restricted.
レンズ11の立体角θ6を可及的に大きく設定すること
により、集光能力が増大するため、異物2で散乱した光
の多くが集光され、受光器12における検出量が増加さ
れる。受光器12における検出光量が十分に得られると
、センサ感度が向上され、微細な異物の測定も可能にな
る。By setting the solid angle θ6 of the lens 11 as large as possible, the light collecting ability is increased, so much of the light scattered by the foreign object 2 is collected, and the amount detected by the light receiver 12 is increased. When a sufficient amount of light is detected by the light receiver 12, the sensor sensitivity is improved and even minute foreign objects can be measured.
球心上の異物2において散乱した光31は、透光部28
と正反対の凹面鏡29にも入射する。凹面鏡の光学的法
則によれば球心からの入射光は球心に向かって反射する
ので、凹面鏡29に至った散乱光は球心に戻り、さらに
透光部28の法線を通って透光部28に入射する。すな
わち、凹面鏡29はレンズ11の集光能力を増強させる
。これにより、受光器12における検出光量は一層向上
されることになる。The light 31 scattered by the foreign object 2 on the center of the sphere passes through the transparent part 28
The light also enters the concave mirror 29, which is exactly opposite to the above. According to the optical law of concave mirrors, the incident light from the spherical center is reflected toward the spherical center, so the scattered light that reaches the concave mirror 29 returns to the spherical center, and then passes through the normal line of the transparent part 28 to the transparent part. 28. That is, the concave mirror 29 enhances the light gathering ability of the lens 11. As a result, the amount of light detected by the light receiver 12 is further improved.
異物2が混入した液体1を本体21の球心に導入する導
入管25は細径に形成されているため、異物測定に使用
されるサンプルとしての液体1は少なくて済む。また、
導入管25が細径に形成されているため、ここで損失す
る圧力差を差圧センサ27で検出することにより測定し
ている液体1の流量をめることができる。Since the introduction tube 25 that introduces the liquid 1 mixed with the foreign matter 2 into the spherical center of the main body 21 is formed to have a small diameter, the amount of liquid 1 used as a sample used for foreign matter measurement can be reduced. Also,
Since the introduction pipe 25 is formed to have a small diameter, the flow rate of the liquid 1 being measured can be adjusted by detecting the pressure difference lost here with the differential pressure sensor 27.
導入管25から導入される液体1の流れは、一定流速で
、かつ層流状態になるように制御することが望ましい。It is desirable that the flow of the liquid 1 introduced from the introduction tube 25 be controlled so as to have a constant flow rate and a laminar flow state.
測定中、本体21の内部は液体1で充満され、液体1は
本体21の頂部の導出管26から導出される。導出管2
6が頂部に連通されているため、万一、気泡が発生した
としても本体21内に停滞することなく直ちに排出され
る。During the measurement, the interior of the body 21 is filled with liquid 1, and the liquid 1 is led out from the outlet tube 26 at the top of the body 21. Outlet pipe 2
6 is connected to the top, even if bubbles should occur, they will not remain in the main body 21 and will be immediately discharged.
測定終了後、排出管23の弁24を開放することにより
本体21の液体1は全て排出させることができる。After the measurement is completed, all of the liquid 1 in the main body 21 can be discharged by opening the valve 24 of the discharge pipe 23.
[効果コ
(l〕、測定光線をパイプの軸心に沿って進ませること
により、パイプにおける全反射減衰によって迷走光線を
低減することができるため、測定信号におけるS/N比
が向上できる。[Effect (l)] By causing the measurement light beam to travel along the axis of the pipe, stray light beams can be reduced by attenuated total reflection in the pipe, so the S/N ratio in the measurement signal can be improved.
(2)、透光部の光線に対する角度をブリユースクー角
とすることにより、反射光量が抑制できるため、散乱光
量が増強でき、測定精度、能力が向上できる。(2) By setting the angle of the light-transmitting part to the light beam at the Brieuscoe angle, the amount of reflected light can be suppressed, so the amount of scattered light can be increased, and measurement accuracy and performance can be improved.
(3)、散乱光を取り出すための透光部を中空球体の切
欠形状に形成することにより、全反射現象が回避できる
ため、レンズの立体角を全て利用して集光能力が向上で
き、測定精度、能力が向上できる。(3) By forming the transparent part for extracting scattered light in the shape of a cutout of a hollow sphere, total internal reflection phenomenon can be avoided, so the light gathering ability can be improved by utilizing the entire solid angle of the lens, and the measurement Accuracy and ability can be improved.
(4)1球面透光部の反対側に凹面鏡を設けることによ
り、凹面鏡の反射光が透光部に集光されるため、集光能
力が一層増強される。(4) By providing a concave mirror on the opposite side of the one spherical light-transmitting part, the reflected light of the concave mirror is focused on the light-transmitting part, so that the light-gathering ability is further enhanced.
(5)、導入管を用いて測定流体を流路内における透光
部の球心に直接導入させることにより、異物を球心の一
点を通る測定光路に一致させることができるため、散乱
光を確実に球心にて発生させることができる。(5) By directly introducing the measurement fluid into the spherical center of the transparent part in the flow channel using the introduction tube, it is possible to align foreign objects with the measurement optical path passing through one point of the spherical center, thereby reducing scattered light. It can be reliably generated at the center of the ball.
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that the present invention is not limited to the Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor.
たとえば、パイプは少なくとも入射側に設ければよ(、
透光部におけるブリユースクー角の設定は省略してもよ
い。For example, a pipe should be provided at least on the input side (,
The setting of the Brillou-Scoot angle in the transparent part may be omitted.
流路は全体的に中空球体に形成しなくともよく、少なく
とも散乱光を抽出する透光部が中空球体の一部を構成す
るように形成されればよい。また、真に中空球状に形成
する必要はなく、レンズの立体角に見合う透過光が十分
に得られるものであればよい。流路全体を透光可能に形
成する必要はない。The flow path does not have to be formed entirely into a hollow sphere, but may be formed so that at least a light-transmitting part for extracting scattered light constitutes a part of the hollow sphere. Further, it is not necessary to form the lens into a truly hollow sphere, but it may be any shape that can sufficiently obtain transmitted light commensurate with the solid angle of the lens. It is not necessary to form the entire flow path so that it can transmit light.
導入管、導出管、排出管、差圧センサ等は省略可能であ
る。The inlet pipe, outlet pipe, discharge pipe, differential pressure sensor, etc. can be omitted.
[利用分野]
本発明は半導体装置の製造分野に限定されるものではな
く、あらゆる分野における流体中の粒子測定装置に適用
することができる0[Field of Application] The present invention is not limited to the field of manufacturing semiconductor devices, but can be applied to devices for measuring particles in fluids in all fields.
第1図は本発明の一実施例を示す斜視図、第2図は第1
図に示す実施例の要部の拡大断面図、
第3図は本発明の他の実施例を示す斜視図、第4図、第
5図は第3図に示す実施例の横断面図および縦断面図で
ある。
■・・・流体(液体)、2・・・異物、3・・・流路(
管)、4・・・入射側透光部、5・・・出射側透光部、
6,7・・・パイプ、8・・・レーザ光線、9・・・レ
ーザ光線、10・・・散乱光取り出し用透光部、11・
・・レンズ、12・・・受光器、14・・・カウンタ、
21・・・本体、22・・・ヘッダ、23・・・排出管
、24・・・止め弁、25・・・導入管、26・・・導
出管、27・・・差圧センサ、28・・・散乱光取り出
し用透光部、29・・・凹面鏡。FIG. 1 is a perspective view showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing another embodiment of the present invention; FIGS. 4 and 5 are a cross-sectional view and a longitudinal section of the embodiment shown in FIG. It is a front view. ■...Fluid (liquid), 2...Foreign matter, 3...Flow path (
tube), 4... Incidence side transparent part, 5... Output side transparent part,
6, 7... Pipe, 8... Laser beam, 9... Laser beam, 10... Transparent part for extracting scattered light, 11...
...Lens, 12...Receiver, 14...Counter,
21... Main body, 22... Header, 23... Discharge pipe, 24... Stop valve, 25... Inlet pipe, 26... Outlet pipe, 27... Differential pressure sensor, 28... ... Translucent part for extracting scattered light, 29... Concave mirror.
Claims (1)
のパイプを透光部で閉塞し、この透光部を通して流路内
に光線を入射せしめ、この入射光線の流体中の異物での
散乱光を検出することにより、流体中の異物を測定する
異物測定装置。 2、光線が透光部に入射するときの入射角が、透光部外
部の媒質から透光部の媒質へ前記光線が入射するときの
ブリュースター角に設定され、前記光線が透光部の内部
から流路内に入射するときの入射角が、透光部の媒質か
ら前記流体の媒質へ前記光線が入射するときのブリュー
スター角に設定されたことを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の異物測定装置。 3、流体が流れる流路内に光線を透光部を通して入射せ
しめ、この入射光線の流体中の異物での散乱光を流路壁
の少なくとも一部にほぼ中空球体の一部を構成するよう
に形成されノー透光部を通して検出することにより、流
体中の異物を測定する異物測定装置。 4、流路壁が、入射光路の一点を球心とするほぼ中空球
体に形成されたことを特徴とする特許請求の範囲第3項
記載の異物測定装置。[Claims] 1. A pipe is provided protrudingly in a channel through which a fluid flows, and this pipe is closed with a light-transmitting part, and a light beam is made to enter the flow channel through this light-transmitting part, and the fluid of this incident light is A foreign object measuring device that measures foreign objects in a fluid by detecting light scattered by the foreign objects inside. 2. The angle of incidence when the light ray enters the transparent part is set to the Brewster angle when the light ray enters the medium of the transparent part from the medium outside the transparent part, and the angle of incidence when the light ray enters the transparent part Claim 1, characterized in that the angle of incidence when the light beam enters the flow path from inside is set to the Brewster angle when the light beam enters the medium of the fluid from the medium of the transparent part. Foreign matter measuring device as described in section. 3. A light beam is made to enter the channel through which the fluid flows through the transparent part, and the scattered light of the incident light beam by foreign matter in the fluid is made to form a part of a substantially hollow sphere on at least a part of the channel wall. A foreign object measuring device that measures foreign objects in a fluid by detecting them through a formed non-transparent part. 4. The foreign matter measuring device according to claim 3, wherein the channel wall is formed into a substantially hollow sphere whose center is at one point of the incident optical path.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11829083A JPS6011145A (en) | 1983-07-01 | 1983-07-01 | Measuring device of foreign matter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11829083A JPS6011145A (en) | 1983-07-01 | 1983-07-01 | Measuring device of foreign matter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6011145A true JPS6011145A (en) | 1985-01-21 |
Family
ID=14733008
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11829083A Pending JPS6011145A (en) | 1983-07-01 | 1983-07-01 | Measuring device of foreign matter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6011145A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1989007253A1 (en) * | 1988-02-03 | 1989-08-10 | Loughborough Consultants Limited | Device and method capable of detecting small particles in a fluid |
GB2235764A (en) * | 1988-02-03 | 1991-03-13 | Loughborough Consult Ltd | Device and method capable of detecting small particles in a fluid |
-
1983
- 1983-07-01 JP JP11829083A patent/JPS6011145A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1989007253A1 (en) * | 1988-02-03 | 1989-08-10 | Loughborough Consultants Limited | Device and method capable of detecting small particles in a fluid |
GB2235764A (en) * | 1988-02-03 | 1991-03-13 | Loughborough Consult Ltd | Device and method capable of detecting small particles in a fluid |
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