JPS62215843A - Particle detector for wafer processor - Google Patents

Particle detector for wafer processor

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Publication number
JPS62215843A
JPS62215843A JP61291665A JP29166586A JPS62215843A JP S62215843 A JPS62215843 A JP S62215843A JP 61291665 A JP61291665 A JP 61291665A JP 29166586 A JP29166586 A JP 29166586A JP S62215843 A JPS62215843 A JP S62215843A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light beam
particle detector
reflecting
particle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP61291665A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ピーター ボーデン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HAI IIRUDO TECHNOL
Original Assignee
HAI IIRUDO TECHNOL
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Filing date
Publication date
Application filed by HAI IIRUDO TECHNOL filed Critical HAI IIRUDO TECHNOL
Publication of JPS62215843A publication Critical patent/JPS62215843A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粒子検出器に関するものであって、更に詳細に
は、空中の粒子又は真空中又は流体環境内の粒子をモニ
ターする為の粒子検出器に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to particle detectors, and more particularly to particle detectors for monitoring airborne particles or particles in a vacuum or fluid environment.

ウェハ寸法が増加し且つデバイスの幾何学的形状が一層
小さくなると、粒子物体の検出及び制御が半導体処理に
おいて更に一層重要となる。粒子レベルのモニターは、
帆えばホトレジストパターンの露光等の大気圧力での空
気環境内において行われる処理、及び例えば金属膜の付
着等の真空室内で行われる処理に対して重要である。空
気濾過方式を使用する所謂クリーンルームの使用に拠っ
て大気圧力における空気環境において行われる処理に対
して、粒子汚染を減少させることが可能である。然し乍
ら、空気濾過方式を使用しても、処理装置は可動部品を
使用し、それらが粒子を発生し、且つ粒子レベルのモニ
ターは過剰な粒子レベルを発生するシステムブレークダ
ウンの早期の検出の為に望ましい。
As wafer sizes increase and device geometries become smaller, particle object detection and control becomes even more important in semiconductor processing. Particle level monitor
It is important for processes performed in an air environment at atmospheric pressure, such as the exposure of photoresist patterns, and for processes performed in a vacuum chamber, such as the deposition of metal films. By using so-called clean rooms using air filtration methods, it is possible to reduce particle contamination for processes carried out in an air environment at atmospheric pressure. However, even with air filtration methods, processing equipment uses moving parts that generate particles, and particle level monitoring is essential for early detection of system breakdowns that generate excessive particle levels. desirable.

空中粒子を検出する従来方法の1つを第1図に示しであ
る。サンプルした空気(第1図において矢印5で示しで
ある)が円筒管6の端部6 +1に取付けた真空ポンプ
(不図示)によって狭い透明管6を介して引き込まれる
。レーザ(不図示)からの単色光1又はランプ(不図示
)からの白色光はレンズ2によって合焦された合焦ビー
ム3を形成し、そのビームは透明管6に沿った選択した
点においてそれを介して通過する。ビーム3を通過す 
、る管6を介して吸引されるサンプルされた空気5内の
粒子によって散乱される光は検出器7によって検出され
る。別法として、管6の開口(不図示)と空気シースと
を設けて1合焦ビームが該管の開口を通過する様にして
も良い。検出器7はホトマルチプライヤを有しており、
その構成は従来は公知である。散乱強度は略粒子寸法に
比例する。この様なシステムは、0.1ミクロン及び7
.5ミクロンの間の範囲内の平均直径を持った粒子を通
常検出し、且つ原理的には、上述したシステムを使用し
てより小さな粒子及びより大きな粒子を検出することが
可能である。
One conventional method of detecting airborne particles is shown in FIG. Sampled air (indicated by arrow 5 in FIG. 1) is drawn through narrow transparent tube 6 by a vacuum pump (not shown) attached to end 6+1 of cylindrical tube 6. Monochromatic light 1 from a laser (not shown) or white light from a lamp (not shown) forms a focused beam 3 that is focused by a lens 2, which is directed at a selected point along a transparent tube 6. pass through. Pass through beam 3
The light scattered by particles in the sampled air 5 drawn in through the tube 6 is detected by a detector 7. Alternatively, an aperture (not shown) in the tube 6 and an air sheath may be provided such that one focused beam passes through the aperture in the tube. The detector 7 has a photomultiplier,
Its configuration is conventionally known. Scattering intensity is approximately proportional to particle size. Such systems are 0.1 micron and 7
.. Particles with an average diameter in the range between 5 microns are typically detected, and in principle it is possible to detect smaller and larger particles using the system described above.

従来技術の粒子モニター装置は幾つかの欠点を有してい
る。
Prior art particle monitoring devices have several drawbacks.

(1)従来装置は基本的に成る点、即ち管の開口の点、
から空気をサンプルし、且つより広い空間領域に渡って
の粒子汚染の適切な測定値を提供するものでは無い。半
導体処理環境において屡々遭遇することであるが、種々
の機械の可動部品は粒子を発生することがあるが、これ
らの粒子は特定の点でのサンプリングによって検出され
ることが無い。従って、従来技術の粒子モニター装置は
(1) The conventional device basically consists of the following points: the opening of the tube;
sample the air from the ground and do not provide adequate measurements of particle contamination over a larger spatial area. As often encountered in semiconductor processing environments, moving parts of various machines can generate particles that are not detected by sampling at specific points. Therefore, prior art particle monitoring devices.

複数の乃至は分散された発生源からの粒子を適切にモニ
ターするものでは無い。
It does not adequately monitor particles from multiple or dispersed sources.

(2)従来技術のモニターシステムは、粒子を搬送する
為に空気流を必要とするので、空気中で作動するが、真
空室内では動作しない。
(2) Prior art monitoring systems require airflow to transport the particles and therefore operate in air, but not in a vacuum chamber.

(3)  粒子が管6の側部に付着し且つ後の時間にお
いて再度空中に浮遊して、その際に遅延効果を発生する
ことがある。
(3) Particles may stick to the sides of the tube 6 and become airborne again at a later time, creating a retardation effect.

(4)管の物理的端部6bはモニターされる点に物理的
に近接して位置されねばならず、それは処理システムの
その他の部分と干渉することがある。
(4) The physical end 6b of the tube must be located physically close to the point being monitored, which may interfere with other parts of the processing system.

本発明は1以上の点に鑑みなされたものであって、上述
した如き従来技術の欠点を解消し、空中又は真空内に存
在する粒子を検出するのに適した粒子検出器を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of one or more points, and it is an object of the present invention to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art and to provide a particle detector suitable for detecting particles existing in air or in a vacuum. purpose.

1実施例においては、本検出器はレーザ及びビーム形成
レンズを有しており、それはその幅に比較してその高さ
が小さなビームを発生する。該ビームは2つのミラーの
間を選択した回数に渡って往復して反射され、該2つの
ミラー間に光「シートJ乃至は「ネット」を形成する。
In one embodiment, the detector includes a laser and a beam-forming lens that generates a beam whose height is small compared to its width. The beam is reflected back and forth between the two mirrors a selected number of times, forming a "sheet J" or "net" of light between the two mirrors.

眩光の経路は[ビームストップJによって終端され、該
ビームストップは該ビームの強度をモニターしてその際
にシステム整合状態の度合いを与える。該2つのミラー
間に発生された光ネットを介して落下する粒子から散乱
された光は1つ又はそれ以上のホトダイオードによって
検出される。該ホトダイn −ドによって発生される信
号は、増幅され且つピーク検出器によって処理される。
The path of the glare is terminated by a beam stop J which monitors the intensity of the beam and thereby provides a degree of system alignment. Light scattered from particles falling through the light net generated between the two mirrors is detected by one or more photodiodes. The signal generated by the photodiode is amplified and processed by a peak detector.

選択したスレッシュホールド値を超えるピークはマイク
ロプロセサによってカウントされ、該マイクロプロセサ
は粒子フランクス密度を計算する。
Peaks above a selected threshold value are counted by a microprocessor, which calculates the particle Franks density.

1実施例においては、該ビームがチョップされ、且つレ
ンズを使用して該ビームを合焦させてビーム発散を補償
する。突出部材は塵芥が該ミラーの反射表面上へ落下す
ることを防止し且つ該ミラー表面内の欠陥によって散乱
される光がホトダイオードへ到達することを防止する。
In one embodiment, the beam is chopped and a lens is used to focus the beam and compensate for beam divergence. The protruding member prevents debris from falling onto the reflective surface of the mirror and prevents light scattered by imperfections in the mirror surface from reaching the photodiode.

特定の構成においては、該ホトセルは、該2つの反射ミ
ラー間の光シートを直接的に観測する様に位置決めされ
ており、その際に非常に小型のセンサ組立体を構成する
ことを可能としている。該反射ミラーは該小型のセンサ
組立体内で一体的に近接して移動されるので、検出され
る光ビームに応答する著しい改良が実現される。例えば
高温又は腐食性気体又は液体等の高温環境における粒子
をモニターするのに有用な別のモカ成においては、セン
サ組立体はガラス窓を取付けた狭い長尺のパイプを有し
ており、反射ミラー間に小さな間隙を与えている。該ガ
ラス窓は、該光学系を腐食及び熱から保護すべく機能す
る。該センサ組立体用のハウジングは熱効果を減少させ
る為に水冷却されている。
In certain configurations, the photocell is positioned to directly observe the light sheet between the two reflective mirrors, allowing very compact sensor assemblies to be constructed. . Since the reflective mirrors are moved in close proximity together within the miniature sensor assembly, a significant improvement in response to the detected light beam is realized. In another configuration useful for monitoring particles in high temperature environments, such as high temperature or corrosive gases or liquids, the sensor assembly comprises a narrow length of pipe fitted with a glass window and a reflective mirror. It leaves a small gap in between. The glass window functions to protect the optics from corrosion and heat. The housing for the sensor assembly is water cooled to reduce thermal effects.

本発明の2つ又はそれ以上の粒子検出器を組合せて、例
えば8インチ×8インチの如き大きな面積を介して落下
する粒子を検出することが可能である。
Two or more particle detectors of the present invention can be combined to detect particles falling through large areas, such as 8 inches by 8 inches.

以下、添付の図面を参考に、本発明の具体的実施の態様
に付いて詳細に説明する。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第2a図及び第2c図は、本発明のパーティクルモニタ
ー即ち粒子観測器の1実施例の平面図及び側面図を夫々
示している(縮尺率は一定ではない)。レーザ10は好
適には、半導体レーザであって、例えば820nmの波
長で動作するAlGaAsレーザとすると良い。RCA
レーザ番号C86000E及び日立レーザ番号HL 8
312 Eはこの為に適している。その他の光源(必ず
しも単色である必要は無い)も本発明において使用する
ことが可能である。半導体レーザ10のPN接合から射
出されるビーム11は1円筒ビーム形成レンズ12及び
13によって形成(コリメート)され、これらのレンズ
は結合されて該ビームを水平及び垂直の平面において整
形する。レンズ13から射出されるビーム14を第2b
図に更に詳細に示してあり、該図面は第2a図に示した
A線に沿ってのレーザビーム14の断面を示している。
Figures 2a and 2c show a plan view and a side view, respectively (not to scale) of an embodiment of the particle monitor of the present invention. Laser 10 is preferably a semiconductor laser, such as an AlGaAs laser operating at a wavelength of 820 nm. R.C.A.
Laser number C86000E and Hitachi laser number HL 8
312 E is suitable for this purpose. Other light sources (not necessarily monochromatic) can also be used in the present invention. The beam 11 emerging from the PN junction of the semiconductor laser 10 is collimated by one cylindrical beam-forming lens 12 and 13, which are combined to shape the beam in the horizontal and vertical planes. The beam 14 emitted from the lens 13 is
Further details are shown in the figure, which shows a cross-section of the laser beam 14 along line A shown in FIG. 2a.

1実施例において、ビーム14は第5図に概略示した回
路によって変調乃至はチョップされる。ビーム14は半
導体レーザ1のPN接合(不図示)の幅及び整形レンズ
12及び13によって決定される初期高さH6及び初期
幅W。を持っている。
In one embodiment, beam 14 is modulated or chopped by the circuitry shown schematically in FIG. The beam 14 has an initial height H6 and an initial width W determined by the width of the PN junction (not shown) of the semiconductor laser 1 and the shaping lenses 12 and 13. have.

1実施例において、PN接合の幅は約40ミクロンであ
り、ビーム14は、整形レンズ13から射出される点で
、2.0no++の幅と0.4mmの高さを持っている
。レーザ10及びビーム整形レンズ12及び13は、平
担なM電体ミラーM1及びM2と相対的に位置決めされ
ており、従ってミラーM、及びM2の誘電体表面S1及
びS2の夫々は互いに平行であり且つ、第2b図に示し
た如く、ビーム14の中心を介して面Pに対して垂直で
ある。ミラーM1及びM2の反射表面S□及びS2は夫
々長さLl及びH2を持っており、且つ、第2a図にお
いて矢印L1及びH2で又第2c図においてhで示した
如く、高さhを持っている。
In one embodiment, the width of the PN junction is approximately 40 microns, and beam 14 has a width of 2.0 no++ and a height of 0.4 mm at the point where it exits shaping lens 13. Laser 10 and beam shaping lenses 12 and 13 are positioned relative to flat M electric mirrors M1 and M2, such that dielectric surfaces S1 and S2 of mirrors M and M2, respectively, are parallel to each other. Moreover, as shown in FIG. 2b, it is perpendicular to the plane P through the center of the beam 14. The reflective surfaces S and S2 of mirrors M1 and M2 have lengths Ll and H2, respectively, and a height h, as indicated by arrows L1 and H2 in FIG. 2a and by h in FIG. 2c. ing.

第2a図において、レーザ10から表れる実線はビーム
14の中心を示している。ビーム14の中心における光
は90度未満の入射角度αでPlにおいて表面S1に入
射し、且つ表面S2上の点P2へ反射され、且つ、一般
的には、PkからPk+1へ反射され(尚、k=1.、
、、.6)、従って第2a図に示したジグザグパターン
が形成される。
In FIG. 2a, the solid line emerging from laser 10 indicates the center of beam 14. In FIG. Light at the center of beam 14 is incident on surface S1 at Pl with an angle of incidence α of less than 90 degrees and is reflected to point P2 on surface S2 and generally from Pk to Pk+1 (where k=1.,
,,. 6), thus forming the zigzag pattern shown in FIG. 2a.

点P7から反射される光は、ホトセル(不図示)を具備
するビームストップ20によって受光される。
The light reflected from point P7 is received by beam stop 20, which includes a photocell (not shown).

第2a図において、長い点線で示した各対の隣接する平
行線の間の面積は、表面S工へ向かって進む光ビーム1
4のセグメントを表し、且つ短い点線によって表される
各対の隣接する平行線の間の面積は表面S1から表面S
2へ進むビーム14のセグメントを表す。表面Sよと8
2との間の間隔S及び入射角度αは、PlとP3との間
の距離がビーム14の幅W。である様に選択される。表
面S工と82は平行であるから、Pk及びPk+1の間
の距離は、k=2.3,4.5に対しては、W、である
In Figure 2a, the area between each pair of adjacent parallel lines, indicated by long dotted lines, is the area of the light beam 1 traveling towards the surface S.
The area between each pair of adjacent parallel lines representing segments of 4 and represented by short dotted lines is from surface S1 to surface S
2 represents a segment of beam 14 proceeding to 2; Surface S Yoto 8
2 and the angle of incidence α, the distance between Pl and P3 is the width W of the beam 14. is selected so that Since the surface S and 82 are parallel, the distance between Pk and Pk+1 is W for k=2.3, 4.5.

注意すべきことであるが、このパラメータS及びαの選
択に対して、ビーム14のジグザグ経路は、表面S1の
端点15及び16及びS2の点17及び18によって画
定される台形の全面積をカバーする光シートを形成する
。実際には、この全面積は。
It should be noted that for this choice of parameters S and α, the zigzag path of beam 14 covers the entire area of the trapezoid defined by end points 15 and 16 of surface S1 and points 17 and 18 of S2. form a light sheet. In fact, this total area is.

表面S1から表面S2へ移動する光、及び表面S2から
表面S1へ移動する光の両方によってカバーされる。
It is covered both by light traveling from surface S1 to surface S2 and by light traveling from surface S2 to surface S1.

第2d図は5表面S□と82間の間隔Sの別の選択、及
び入射角度αの別の選択を示しており、この場合には、
ビーム14の中心が表面S1に入射する個所の第1及び
第2点A1及びA1間の距離はビーム14の幅W。より
も一層大きい。このパラメータの選択の場合、ビーム1
4の反射によって形成されるジグザグパターン(光ネッ
ト)は、反射表面S1及びS2の夫々の点25,26,
27゜28によって画定される台形の全面積をカバーす
るものではない。影線を付けた三角形は、該ビームによ
ってカバーされないこれらの区域を示している。
FIG. 2d shows another choice of the spacing S between the 5 surfaces S□ and 82, and another choice of the angle of incidence α, in which case:
The distance between the first and second points A1 and A1 where the center of the beam 14 is incident on the surface S1 is the width W of the beam 14. even bigger than. For this parameter selection, beam 1
The zigzag pattern (optical net) formed by the reflection of
It does not cover the entire area of the trapezoid defined by 27°28. The shaded triangles indicate these areas not covered by the beam.

反射表面S0及びS2の側面図を第2c図に示しである
。コレクタミラー21及び22が、表面S、及び82間
のビーム14によって発生される光ネットを介して落下
する粒子から散乱される光を集光する。これらのコレク
タミラーは典型的に放物線的形状をしており且つ該散乱
された光を夫々ホトダイオードPD、及びPO2上へ合
焦させる。ミラーM0及びM2の高さhは、コレクタミ
ラー21及び22の寸法と相対的に小さい。何故ならば
A side view of reflective surfaces S0 and S2 is shown in FIG. 2c. Collector mirrors 21 and 22 collect the light scattered from the falling particles through the light net generated by the beam 14 between the surfaces S and 82. These collector mirrors are typically parabolic in shape and focus the scattered light onto photodiodes PD and PO2, respectively. The height h of mirrors M0 and M2 is relatively small with respect to the dimensions of collector mirrors 21 and 22. because.

ミー21及び22は、レーザビーム14によって発生さ
れる光シートの面から反射され、且つミラーM□及びM
2を「クリア」し更にO□、0□、Ol及び○、を「オ
ーバーハング」する光のみを集光することが可能だから
である。「オーバーハング」01102.0.及び0.
は、塵芥が表面S□及びS2上に落下することを防止し
、且つ、それらは不透明であるから、表面S工及びS2
無いの欠陥によって散乱される光がコレクタミラー21
及び22に到達することを防止する。
M 21 and 22 are reflected from the surface of the light sheet generated by the laser beam 14 and mirrors M□ and M
This is because it is possible to "clear" 2 and further collect only the light that "overhangs" O□, 0□, Ol, and ○. "Overhang" 01102.0. and 0.
prevents dust from falling onto the surfaces S□ and S2, and since they are opaque, the surface S and S2
The light scattered by the defect is reflected in the collector mirror 21.
and 22.

注意すべきことであるが、表面S、及びS2からビーム
14の反射によって形成される光ネットの側面図は概略
単に線として示しである。補償手段を設けないと、ビー
ムが進行するに従い、ビーム発散に起因して、ビーム1
4の厚さが次第に増加する傾向となる。このことは、該
ビームのパワー密度を減少させることとなる。簡単化の
為に、このビーム厚さが次第に増加することは第2c図
には示していない。
It should be noted that the side view of the optical net formed by the reflection of beam 14 from surface S and S2 is shown schematically only as a line. Without compensation means, as the beam progresses, beam divergence would cause beam 1
The thickness of No. 4 tends to increase gradually. This will reduce the power density of the beam. For simplicity, this gradual increase in beam thickness is not shown in FIG. 2c.

同様に、発散に対する補償が無い場合には、ビーム14
の幅も経路長と共に増加するが、このことは簡単化の為
に第2a図及び第2d図には示していない。HoはW。
Similarly, in the absence of compensation for divergence, beam 14
The width of also increases with path length, but this is not shown in FIGS. 2a and 2d for simplicity. Ho is W.

よりも小さいので、ビーム14の幅の発散は該ビームの
高さの発散よりも通常かなり小さい。
Since the width divergence of the beam 14 is typically much smaller than the height divergence of the beam.

絶縁体ミラーM4及びM2は典型的には、ガラス又は石
英基板上の交互の高及び低の屈折率のコーティングから
形成されている。適宜のミラーは、最小反射率99.3
%を持った、例えば部品番号/237の如き、特許登録
されているMAX−Rコーティングを具備するメレスグ
リオット(Melles Griot)のλ/30ミラ
ーである。従って、ビーム強度は1表面S1及び82間
のビーム14の反射回数が増加するに従い、ゆっくりと
減少するに過ぎない。然し乍ら、本発明で半導体レーザ
を使用する場合、その市販されているモデルは現在パワ
ーが制限的であり、例えば典型的に20ミリワット未満
であり、各反射が反射されたビームのパワー密度を減少
させるので、反射回数を減少させる為に、表面S4及び
S2は典型的にL工及びL2よりも大きな距離Sだけ離
隔されている。
Insulator mirrors M4 and M2 are typically formed from alternating high and low index coatings on glass or quartz substrates. A suitable mirror has a minimum reflectance of 99.3
%, such as part number /237, is a Melles Griot λ/30 mirror with a patented MAX-R coating. Therefore, the beam intensity only decreases slowly as the number of reflections of beam 14 between surfaces S1 and 82 increases. However, when using semiconductor lasers in the present invention, commercially available models thereof are currently limited in power, e.g. typically less than 20 milliwatts, and each reflection reduces the power density of the reflected beam. Therefore, to reduce the number of reflections, surfaces S4 and S2 are typically separated by a larger distance S than L and L2.

然し乍ら、第2a図及び第2d図の両方に関して注意す
べきことであるが、典型的に、表面S工と82との間に
は6回又は7回の反射を超える反射が使用されるが、簡
単化の為にこれらの図面中においてはより少ない回数の
反射を示しである。
However, it should be noted with respect to both Figures 2a and 2d that typically more than 6 or 7 reflections are used between the surface S and 82; For simplicity, fewer reflections are shown in these figures.

例えば、5=150a+IlでW、=1mmの場合、2
0回の反射が約150mmX 20mmの面積をカバー
する。
For example, if 5=150a+Il and W=1mm, 2
Zero reflections cover an area of approximately 150 mm x 20 mm.

ビームストップ20はハウジング内にホトセル(第2a
図には不図示)を有しており、それはビーム14を終端
させ且つ該ホトセルに入射するレーザビームのパワーを
モニターする。このモニター動作は、従来の回路(不図
示)によって行われ且つ本システムが何時不整合とされ
たかを表すべく機能する。レーザビームが不整合とされ
ると。
The beam stop 20 has a photocell (second a) inside the housing.
(not shown) which terminates the beam 14 and monitors the power of the laser beam incident on the photocell. This monitoring operation is performed by conventional circuitry (not shown) and serves to indicate when the system is misaligned. When the laser beam is misaligned.

ビームスポット20内のホトセル上に入射するビームの
パワーは予め選択したレベル以下に減少し、且つ従来の
回路(不図示)はビームスポット20から信号を発生さ
せる。この信号は、ライトの如き視覚信号装置を動作さ
せるか、又はマイクロプロセサ(不図示)へ供給するこ
とが可能である。
The power of the beam incident on the photocell in beam spot 20 is reduced below a preselected level, and conventional circuitry (not shown) generates a signal from beam spot 20. This signal can operate a visual signaling device, such as a light, or can be fed to a microprocessor (not shown).

第2e図は、コレクタミラー21及びホトダイオードP
D、の1実施例の部分的線図を示している。該線図の下
部は上部の鏡像であるが、簡単化の為に図示してない。
FIG. 2e shows the collector mirror 21 and the photodiode P.
FIG. 6 shows a partial diagram of an embodiment of D. The lower part of the diagram is a mirror image of the upper part, but is not shown for simplicity.

ミラー21は放物線的形状である。該放物線の焦点は頂
点Vから2cmである。
Mirror 21 has a parabolic shape. The focus of the parabola is 2 cm from the vertex V.

幅(第2e図における垂直寸法)が0.5cmであるP
Dlの中心は該座標系の原点(0,0)に位置されてお
り且つ頂点Vから2.6cmである。ミラーM4とPD
lとの間の距離は0.2cmであり、且つミラーMLは
ミラーM2からLoanだけ離隔されている。放物線ミ
ラー21と平坦表面21bとの間の領域21aは、屈折
率1.5を持ったガラスを有しており、それは水平線に
向かって第2e図に示した15度で散乱された光の光束
を屈折する。(表面21bは該ガラスの正面の表面であ
る。
P whose width (vertical dimension in Figure 2e) is 0.5 cm
The center of Dl is located at the origin (0,0) of the coordinate system and is 2.6 cm from the vertex V. Mirror M4 and PD
The distance between mirror M2 and mirror M2 is 0.2 cm, and mirror ML is separated from mirror M2 by Loan. The region 21a between the parabolic mirror 21 and the flat surface 21b comprises a glass with a refractive index of 1.5, which reflects the beam of light scattered at 15 degrees as shown in FIG. 2e towards the horizon. refract. (Surface 21b is the front surface of the glass.

)この様な屈折率が1より大きなガラスを使用すること
により、アクセプタンス即ち許容角度θaが増加する。
) By using such a glass having a refractive index greater than 1, the acceptance, that is, the permissible angle θa increases.

該アクセプタンス角度は、ミラーM、の正面におけるビ
ーム14内の粒子から光が散乱され且つレンズ21を介
してホトダイオードPD1へ反射可能な最大角度のこと
である。
The acceptance angle is the maximum angle at which light can be scattered from particles in beam 14 in front of mirror M and reflected through lens 21 to photodiode PD1.

第20図中の表1は、XをミラーM4の正面におけるビ
ーム14中の粒子の距離として、Xの関数としてのアク
セプタンス角度θa(度)を示している。表1に示した
如く、ミラーM、の正面における少なくとも1c11の
粒子に対するアクセプタンスの最小角度は15度である
Table 1 in FIG. 20 shows the acceptance angle θa (in degrees) as a function of X, where X is the distance of the particles in beam 14 in front of mirror M4. As shown in Table 1, the minimum angle of acceptance for at least 1c11 particles in front of mirror M is 15 degrees.

第3a図は、粒子に入射する6、328人の波長(He
 N eレーザ)を持った単色光に対して角度及び粒子
寸法の関数として球状粒子に対する散乱断面を示してい
る。
Figure 3a shows the 6,328 wavelengths (He
Figure 3 shows the scattering cross-section for spherical particles as a function of angle and particle size for monochromatic light with an N e laser.

第3a図における横軸は度であり且つ各横軸Oは、第3
b図に示した如く、角度θを持った直円錐と角度θ+5
°を待った直円錐との間の立体領域を表している。縦軸
はdを表している。
The horizontal axis in FIG. 3a is degrees and each horizontal axis O is the third
As shown in figure b, a right circular cone with an angle θ and an angle θ+5
It represents the three-dimensional area between the right circular cone and the angle. The vertical axis represents d.

曲線A、B、C,D、E、F、G、H,Tは、夫々、0
.2ミクロン、0.3ミクロン、0.4ミクロン、0.
5ミクロン、1.0ミクロン、1゜5ミクロン、2.0
ミクロン、2.5ミクロン。
Curves A, B, C, D, E, F, G, H, and T are respectively 0
.. 2 micron, 0.3 micron, 0.4 micron, 0.
5 microns, 1.0 microns, 1°5 microns, 2.0
Micron, 2.5 micron.

3.0ミクロンの物理的直径を持った粒子に対する散乱
断面曲線である。干渉効果の為に、各粒子はその物理的
断面とは異なる見掛は断面を持っている。第3a図に示
した散乱断面は見掛は断面である。好適実施例において
使用される如<、AlGaAsレーザダイオードは、8
,200人の波長を持った光を発生する。散乱した光の
強度は、この場合に幾分少ないが、角度依存性は第3a
図中の曲線A無いしIに示したものと略同−である。注
意すべきことであるが、最も強力な散乱は前方向であり
、例えば曲線へでは約25′″である。この為に、第2
c図に示したコレクタレンズシステムは、前方向散乱を
収集する為にレーザビーム14の前進方向と略垂直に位
置させたレンズと共に使用される。レーザビーム14に
よって発生されるレーザネットの側部上に位置されてお
り且つレーザビーム14の進行方向と略平行なコレクタ
レンズを具備するシステムは動作可能であるが、かなり
効率は低下する。
Figure 3 is a scattering cross section curve for a particle with a physical diameter of 3.0 microns. Because of interference effects, each particle has an apparent cross section that is different from its physical cross section. The scattering cross section shown in Figure 3a is apparently a cross section. As used in the preferred embodiment, the AlGaAs laser diode is
, generates light with a wavelength of 200 people. The intensity of the scattered light is somewhat less in this case, but the angular dependence is
This is approximately the same as curves A to I in the figure. It should be noted that the strongest scattering is in the forward direction, e.g. about 25'' into the curve.
The collector lens system shown in Figure c is used with a lens positioned approximately perpendicular to the direction of advancement of the laser beam 14 to collect the forward scatter. A system with a collector lens positioned on the side of the laser net generated by the laser beam 14 and approximately parallel to the direction of travel of the laser beam 14 is operable, but with significantly reduced efficiency.

1実施例において、レーザダイオード10から射出され
る光は、AC電源30(第4図に概略示しである)をレ
ーザダイオード10へ1妾続させることによって従来の
方法で電子的にチョップ(即ち、パルス化)される。ビ
ームストップ20(第2a図に示しである)中のホトセ
ル31の出力信号は、選択した一定のレーザパワー出力
を維持する為に、レーザダイオード10の電力源3oへ
供給される。該ビームをチョップする目的は、日光又は
その他の非変調光源からの光の存在下で動作する粒子検
出システムを発生することである。以下に説明する検出
回路はDCではなくチョッピング周波数で信号を探すの
で、このことは著しく信号対雑音比を改善する。1実施
例においては、交流電源の周波数は3メガヘルツであり
、ビーム14によって発生される光ネットを介して垂直
に重力下で粒子が落下するのにかかる時間の間、レーザ
ビームが少なくとも10回のオンサイクルを持つ様に十
分に高い周波数を使用することが望ましい。例えば、粒
子が1,500cm/秒の速度で厚さH=0.03cm
を持ったビームを通貨して垂直下方へ(重力の影響下で
)落下するものと仮定すると(これは約1..15mの
距離を介して真空中を停止状態から粒子が落下すること
に対応する)、1150.000秒内に10サイクル発
生せねばならず、これは500kHzの周波数に対応す
る。
In one embodiment, the light emitted from laser diode 10 is electronically chopped (i.e., pulsed). The output signal of the photocell 31 in the beam stop 20 (shown in Figure 2a) is fed to the power source 3o of the laser diode 10 to maintain a selected constant laser power output. The purpose of chopping the beam is to generate a particle detection system that operates in the presence of light from sunlight or other unmodulated light sources. Since the detection circuit described below looks for signals at the chopping frequency rather than DC, this significantly improves the signal-to-noise ratio. In one embodiment, the frequency of the AC power source is 3 MHz and the laser beam is activated at least 10 times during the time it takes for a particle to fall under gravity vertically through the optical net generated by beam 14. It is desirable to use a frequency high enough to have an on-cycle. For example, if a particle has a speed of 1,500 cm/s and a thickness H=0.03 cm
Assuming that a beam with a force of ), 10 cycles must occur within 1150.000 seconds, which corresponds to a frequency of 500 kHz.

ビーム14はチョップされるので、ビーム14によって
発生される光ネットを通過して粒子が落下する際にホト
ダイオードPD1及びPDよによって受光される散乱光
もチョップされる。PD4によって検知されるチョップ
され散乱された光は増幅器34aによって増幅される。
Since beam 14 is chopped, the scattered light received by photodiodes PD1 and PD as the particles fall through the light net generated by beam 14 is also chopped. The chopped and scattered light detected by PD 4 is amplified by amplifier 34a.

増幅器34aは低ノイズ演算増幅器であって、例えばリ
ニアテクノロジー社によって製造されるLT10378
Cである。別法として、増幅器34aはディスクリート
部品及び低雑音FETで製造することも可能であり、そ
の際に更に良好な信号対雑音比を提供する。接続部にお
ける雑音のピックアップを最小とする為にホトダイオー
ドPD1の2cm以内に増幅器34aを装着することが
好適である。第2利15段34bは、第4図中に点線で
概略示した別のハウジング内に装着されている。増幅器
34bの典型的な出力信号を第5a図中に実線で示しで
ある(縮尺通りではない)。第5a図中の実線の正のピ
ークを接続する点線は、該信号の「正包絡線」である。
Amplifier 34a is a low noise operational amplifier, such as the LT10378 manufactured by Linear Technology Corporation.
It is C. Alternatively, amplifier 34a can be fabricated with discrete components and low noise FETs, providing an even better signal-to-noise ratio. It is preferred to mount amplifier 34a within 2 cm of photodiode PD1 to minimize noise pickup at the connections. The second stage 34b is mounted in a separate housing, shown schematically in dotted lines in FIG. A typical output signal of amplifier 34b is shown in solid line in Figure 5a (not to scale). The dotted line connecting the solid positive peaks in Figure 5a is the "positive envelope" of the signal.

増幅器34bの出力信号はミキサー35へ送られ、該ミ
キサーは、例えば、エクサール(Exar)社が製造し
ているアナログマルチプライヤである部品番号XR−2
208とすることが可能である。ミキサー35は又交流
電源20から3メガヘルツ信号を受は取る。ミキサー3
5の出力(第5b図に示しである)は増幅器34bの出
力信号の正包絡線である。ミキサー35の出力信号は、
例えばリニアテクノロジー社製の部品番号LT1055
の如き増幅器36によって増幅され、次いでピーク検出
器37へ供給され、その出力信号は増幅器36によって
増幅された第6b図に示した包絡線のピークの大きさを
表している。ピーク検出器37の出力は、A/D変換器
38へ供給され、それは対応するデジタル信号をマイク
ロプロセサ39へ供給する。
The output signal of amplifier 34b is sent to a mixer 35, which is, for example, an analog multiplier manufactured by Exar, part number XR-2.
208 is possible. Mixer 35 also receives a 3 MHz signal from AC power source 20. mixer 3
The output of 5 (shown in Figure 5b) is the positive envelope of the output signal of amplifier 34b. The output signal of the mixer 35 is
For example, part number LT1055 manufactured by Linear Technology
and is then fed to a peak detector 37 whose output signal represents the magnitude of the peak of the envelope shown in FIG. 6b amplified by amplifier 36. The output of peak detector 37 is provided to an A/D converter 38 which provides a corresponding digital signal to microprocessor 39.

この実施例において、ピーク検出器37の出力信号はピ
ーク検出器37aの出力信号とマルチプレクサ操作され
る。ピーク検出器37aはホトダイオードPD2と連動
するピーク検出器である。
In this embodiment, the output signal of peak detector 37 is multiplexed with the output signal of peak detector 37a. The peak detector 37a is a peak detector that works in conjunction with the photodiode PD2.

ホトダイオードPD2と連動する残りの回路は、ホトダ
イオードPD1と連動するものと同一であり、且つ簡単
化の為に第4図には示していない。
The remaining circuitry associated with photodiode PD2 is the same as that associated with photodiode PD1 and is not shown in FIG. 4 for simplicity.

第4図中のピーク検出器37b、37c、37dは、よ
り大きな区域に対する粒子検出を行う為に、第2a図に
示したものと同一の2つ又はそれ以上のシステムを一体
化した、即ち物理的に近接して位置させた実施例に使用
されるホトダイオード(不図示)に対するピーク検出器
を表している。
Peak detectors 37b, 37c, 37d in FIG. 4 are integrated two or more systems identical to those shown in FIG. 2a, i.e., physical 3 represents a peak detector for a photodiode (not shown) used in the embodiment, which is located in close proximity to the photodiode shown in FIG.

典型的な適用において、コンピュータが粒子フラックス
密度、即ち選択した時間間隔の間にビーム14を通過す
る粒子数を計算する。マイクロプロセサ39は、それが
ピーク検出器37及び37aから受は取る信号を比較す
る。両方の信号が予め選択したスレッシュホールド値を
超えると、マイクロプロセサ39は、粒子がビーム14
によって発生された光ネットを通過して降下したことを
判別する。該ピーク検出器は信号を供給し、それは選択
した時間1例えば1ミリ秒の間保持され、従って選択し
た時間の間に光を散乱させる最大の粒子のみがカウント
される。多くのカウントは非常に低い、例えばクリーン
ルームにおいては、典型的に毎秒辺り1個の粒子がカウ
ントされるのであるから、このことは適用において許容
可能である。マイクロプロセサは、このカウントを保持
し、且つ時間を追跡して、その際に粒子フラックス密度
を計算し且つディスプレイ(不図示)上又はインターフ
ェースバス(不図示)を介して外部コンピュータへ結果
を出力することを可能とする。マイクロプロセサは又1
回路34a、34b、35゜36の利得、及びA/D変
換器によって与えられる検出された信号強度に基づいて
1粒子寸法を推定することが可能である。典型的に、マ
イクロプロセサの出力は又、検出された粒子フラックス
が予め設定した臨界レベルを超えると処理装置の87作
を終了させる為にインターロックリレー(不図示)の開
成をトリガーさせる為に使用することが可能である。
In a typical application, a computer calculates the particle flux density, ie, the number of particles passing through beam 14 during a selected time interval. Microprocessor 39 compares the signals it receives from peak detectors 37 and 37a. When both signals exceed a preselected threshold value, microprocessor 39 causes particles to
It is determined that the light has passed through the optical net generated by the light and has descended. The peak detector provides a signal that is held for a selected time, eg 1 millisecond, so that only the largest particles that scatter light during the selected time are counted. This is acceptable in applications since many counts are very low, for example in a clean room, typically one particle per second is counted. The microprocessor maintains this count and tracks time while calculating the particle flux density and outputting the results on a display (not shown) or via an interface bus (not shown) to an external computer. make it possible. Microprocessor is also 1
It is possible to estimate one particle size based on the gains of the circuits 34a, 34b, 35.degree. 36 and the detected signal strength provided by the A/D converter. Typically, the output of the microprocessor is also used to trigger the opening of an interlock relay (not shown) to terminate the operation of the processing device when the detected particle flux exceeds a preset critical level. It is possible to do so.

第2d図に示した本発明の実施例においては、影線を施
した三角形を通過して落下する粒子は、勿論、コレクタ
21及び22に対する光を散乱させることはない。然し
乍ら、ミラーS工及びS2及び光ビームによって区切ら
れる領域を通過して落下する粒子が一様に分布している
と仮定される場合には、光ビーム14のジグザグ経路に
よって実際にカバーされる区域を介して落下する粒子に
よって発生される実際の粒子カウントに、表面S□及び
S2の間の全面積を光ビーム14のジグザグ経路によっ
て実際にカバーされる面積で割った値を乗算することに
よって全粒子カウントを推定することが可能である。
In the embodiment of the invention shown in FIG. 2d, particles falling through the shaded triangle will of course not scatter the light to the collectors 21 and 22. However, if it is assumed that the particles falling through the mirrors S and S2 and the area delimited by the light beam are uniformly distributed, the area actually covered by the zigzag path of the light beam 14 The total count is calculated by multiplying the actual particle count generated by particles falling through the surface by the total area between surfaces S and S2 divided by the area actually covered by the zigzag path of the light beam 14. It is possible to estimate particle counts.

本方式の動作の原理の1つはビームを通過して落下する
粒子によって散乱される光の検知であるあから、ビーム
の全経路に渡って許容可能なパワー密度を維持すること
が重要である。ビームのパワー密度は、ビームパワーを
ビームの断面積で割ったものとして定義され、それは該
ビームがビーム発散に起因して伝播される距離と共に降
下する。
Since one of the principles of operation of this method is the detection of light scattered by particles falling through the beam, it is important to maintain an acceptable power density over the entire path of the beam. . The power density of a beam is defined as the beam power divided by the cross-sectional area of the beam, which falls with the distance the beam is propagated due to beam divergence.

第6図は、初期高さHoで初期幅W、、(第2b図に図
示)を持っているコリメートしたビームに対する垂直な
ビーム発散をそのビームが伝播した距離Xの関数として
示している。第6図に示した如く、距離X伝播した後に
、ビーム厚さHは次式で与えられる。
FIG. 6 shows the vertical beam divergence for a collimated beam having an initial height Ho and an initial width W, , (shown in FIG. 2b) as a function of the distance X that the beam has propagated. As shown in FIG. 6, after propagating a distance X, the beam thickness H is given by the following equation.

)(” H、+ 2 d □” H6+ 2 x ta
nθ更に、θ=λ/πHoであり、λはモノクロ即ち単
色レーザビームの波長である。従って、H=H,+ 2
 xtan (λ/πH,)である。
)("H, + 2 d □" H6+ 2 x ta
nθ Furthermore, θ=λ/πHo, where λ is the wavelength of the monochrome or monochromatic laser beam. Therefore, H=H, + 2
xtan (λ/πH,).

θは小さな角度であるから、 H=H0+2xλ/ 7CHo=Ho(1+ 2 xλ
/πI−r o” )。
Since θ is a small angle, H=H0+2xλ/7CHo=Ho(1+2xλ
/πI−r o”).

同様な解析の結果、距離Xを伝播した後のビームの幅は
次式で与えられる。
As a result of a similar analysis, the width of the beam after propagating the distance X is given by the following equation.

W ” Wo (1+ 2 xλ/ 7CW、” )従
って、ビームが距離X伝播した後のビームのパワー密度
は次式で与えられる。
W ''Wo (1+2xλ/7CW,'') Therefore, the power density of the beam after it has propagated a distance of X is given by the following equation.

P (X’)= P、/HW= Po/H,Wo(1+
 2 X入/ πHo2) (1+ 2 xλ/ x 
W a ” )■]。はW。よりも著しく小さいと仮定
すると、臨界的な間隔(即ち、パワー密度が元のパワー
密度の約半分となる点)は次式で与えられる。
P (X')= P, /HW= Po/H, Wo(1+
2 X input/πHo2) (1+ 2 xλ/ x
Assuming that W a ”)■]. is significantly smaller than W., the critical interval (i.e., the point at which the power density is approximately half the original power density) is given by:

2xλ/ 7CHo” = 1又はx = 7CHo”
 / 2λ例えば、λ=1ミクロンでH8= 3 X 
I Q−2cmの場合、臨界的間隔はx==15cmで
発生する。
2xλ/7CHo” = 1 or x = 7CHo”
/ 2λ For example, λ = 1 micron and H8 = 3
For I Q-2 cm, the critical spacing occurs at x==15 cm.

ビームが全部でn同表面Sよ及びS2から反射される場
合、パワー密度は次式の如くなる。
If the beam is reflected from a total of n same surfaces S and S2, the power density is:

P(X)=P、R″/HOW、(1+2Xλ/ πH、
”)(1+2xλ/ x W a ” )尚、Rは反射
率である(典型的には、絶縁体ミラー表面S□及びS2
に対して約99.5%である。)検知器PD□によって
受光する散乱光のパワーは次式で与えられる。
P(X)=P, R''/HOW, (1+2Xλ/πH,
”) (1+2xλ/x W a ”) where R is the reflectance (typically, the insulator mirror surfaces S□ and S2
It is about 99.5%. ) The power of the scattered light received by the detector PD□ is given by the following equation.

P、=ησP(x) 尚、ηは検知器回収効率であり且つσは粒子散乱断面で
ある(即ち、ビームに垂直な粒子の断面積である。)雑
音は検知器の感度を制限する。雑音パワーは次式で表さ
れる。
P, = ησP(x) where η is the detector collection efficiency and σ is the particle scattering cross section (ie, the particle cross section perpendicular to the beam). Noise limits the sensitivity of the detector. Noise power is expressed by the following formula.

Pn= N X5QRT(n ) 尚、Nは検知器PD□の離行等価パワー(NEP)であ
り、且つBは電子回路34 a + 34 b 、 3
5 +36の帯域幅である。雑音等価パワーは、ホトダ
イオードに対する周波数帯域における雑音パワーの標準
測定値である。
Pn= N
5+36 bandwidth. Noise equivalent power is a standard measurement of noise power in a frequency band for a photodiode.

粒子の最小検出可能断面は、該検出器によって受は取ら
れたパワーを雑音パワーと等値し、且つ粒子散乱断面で
あるσに付いて解くことによって得られ、その結果次式
が得られる。
The minimum detectable cross section of a particle is obtained by equating the power received by the detector with the noise power and solving for σ, the particle scattering cross section, resulting in:

a −+−=N X 5QRT(B )/ ’7 P 
(X ) = N X 5ORT(B )H6W、(1
+xλ/πH0”)(1+xλ/7CWo”)/ηP、
Rn Hoの関数としてσ、□8を最大とさせることが望まし
い。Hoの最適値は次式を解くことによって与えられる
a -+-=N X 5QRT(B)/'7P
(X) = N X 5ORT(B)H6W, (1
+xλ/πH0”)(1+xλ/7CWo”)/ηP,
It is desirable to maximize σ, □8 as a function of RnHo. The optimal value of Ho is given by solving the following equation.

a (7MIN/ a HD = 0 その結果、次式が得られる。a (7MIN/a HD = 0 As a result, the following equation is obtained.

H,、optimal=sQRT(λx / π)例え
ば、820nmの波長(AIGaAsレーザ)で50c
mの伝播距離の場合、Ho、 optimal= 0 
、036Cmである。H,= 0 、936cm、 W
0= O、1cm、B = 200kl(z、 N= 
5 X 10−13ワツト/ Hz ″、η=0.5、
Po=10ミリワット、λ=820nm、a 、、N=
 3 、7 x 10−10cdである。この(I M
INに対して、30度検出器は容易に0.3ミクロン直
径の粒子を検出することが可能である。コレクタレンズ
21及びホトダイオードPD工を有する検出器は、該ホ
トダイオードがビーム14によって発生される光ネット
の面に関して最大30度迄の角度をなす光線を受は取る
場合に、30度検出器である。第7図は、第3図の曲線
B、C,Dに対して角度(0°乃至10°は排除)と集
積した散乱断面との関係を示している。第7a図におけ
る横軸θ(度)は、第7b図に示した如く、10度(垂
線に関して)の角度を持った直円錐と角度Oを持った直
円錐との間に領域を表している。この領域内に散乱され
る光のパワーP(0)は、P(O)=1゜σ(0)で与
えられ、ここで1゜は入射パワー/単位面積であり、且
つσ(Ill)はOに対応する集積した散乱断面である
(第7a図)。
H,, optimal=sQRT(λx/π) For example, 50c at a wavelength of 820nm (AIGaAs laser)
For a propagation distance of m, Ho, optimal=0
, 036Cm. H, = 0, 936cm, W
0=O, 1cm, B=200kl(z, N=
5 x 10-13 Watts/Hz'', η=0.5,
Po=10 milliwatts, λ=820 nm, a,, N=
3,7 x 10-10 cd. This (I M
For IN, a 30 degree detector can easily detect particles of 0.3 micron diameter. A detector with a collector lens 21 and a photodiode PD is a 30 degree detector if the photodiode receives and receives rays at an angle of up to 30 degrees with respect to the plane of the optical net generated by the beam 14. FIG. 7 shows the relationship between angle (0° to 10° excluded) and integrated scattering cross section for curves B, C, and D of FIG. 3. The horizontal axis θ (degrees) in Figure 7a represents the area between the right circular cone with an angle of 10 degrees (with respect to the perpendicular) and the right circular cone with an angle O, as shown in Figure 7b. . The power of light scattered within this region, P(0), is given by P(O) = 1°σ(0), where 1° is the incident power/unit area, and σ(Ill) is The integrated scattering cross-section corresponding to O (Figure 7a).

上野解析が示す如く、パワー密度は発散に起因してビー
ム14の伝播距離と共に減少する。
As the Ueno analysis shows, the power density decreases with the propagation distance of the beam 14 due to divergence.

上に説明した如くレンズ12及び13を使用してビーム
をコリメートする代わりに、第6図に示した発散角度θ
を正確に補償する焦点へビームを持ってくることによっ
てビーム発散を補償することが可能である。これは、従
来公知の技術であり。
Instead of collimating the beam using lenses 12 and 13 as described above, the divergence angle θ shown in FIG.
It is possible to compensate for beam divergence by bringing the beam to a focal point that accurately compensates for . This is a conventionally known technique.

例えば、メラスグリオット光学系案内書3 (Mell
es Griot 0ptics Guide 3)、
 349頁、1985年に説明されている。第8図は、
この発散を保証する為の1実施例を更に詳細に示してい
る。レーザダイオード10は典型的にパッケージされて
おり、従ってレーザ10のPN接合から表れる光はガラ
ス10aを通過する。ガラス10aの厚さT、は、ガラ
ス10aから表れるビームの寸法に影響を与え(屈折に
より)且つ製造業者毎に異なる可能性がある。レンズ4
1及び42の合焦特性は。
For example, Melasgriot optical system guidebook 3 (Mell
es Griot Optics Guide 3),
349, 1985. Figure 8 shows
One embodiment for ensuring this divergence is shown in more detail. Laser diode 10 is typically packaged so that light emerging from the PN junction of laser 10 passes through glass 10a. The thickness T, of the glass 10a affects the dimensions of the beam emerging from the glass 10a (due to refraction) and can vary from manufacturer to manufacturer. lens 4
The focusing characteristics of 1 and 42 are as follows.

異なった製造業者によって典型的に使用されるプレート
10aに対して変化する厚さよりも大きなガラスの選択
した厚さTを介して通貨したビームに基づいて選択され
る。従って、T□+T2=Tである様に選択されている
厚さT2を持ったガラスプレート40を挿入することに
よって、異なったガラス厚みT1を使用する異なるレー
ザダイオードが時折使用される場合に、光学系の残部は
不変のままである。
The selected thickness T of the glass is selected based on the beam width, which is greater than the varying thickness for plate 10a typically used by different manufacturers. Therefore, by inserting a glass plate 40 with a thickness T2 selected such that T + T2 = T, the optical The rest of the system remains unchanged.

ガラスプレート40から表れるビームは円筒レンズ41
を通過し、該円筒レンズは該ビームを第2b図における
矢印H6で示した垂直寸法において合焦させる。レンズ
40の曲率半径は、第6図に示した垂直ビーム発散角度
0を正確に補償すべく選択されている。次いで、円筒レ
ンズ41がら表れるビームは、水平ビーム発散(ビーム
の幅方向への発散)を正確に保証するべく選択された曲
率半径を持った円筒レンズ42を介して通過する。
The beam emerging from the glass plate 40 passes through a cylindrical lens 41
, the cylindrical lens focuses the beam in the vertical dimension indicated by arrow H6 in Figure 2b. The radius of curvature of lens 40 is selected to accurately compensate for the zero vertical beam divergence angle shown in FIG. The beam emerging from the cylindrical lens 41 then passes through a cylindrical lens 42 with a radius of curvature chosen to accurately ensure horizontal beam divergence (widthwise divergence of the beam).

従って、レンズ42から表れるビーム14は、それがミ
ラーM4とM2との間を伝播する場合に、一定の厚さ及
び一定の幅を維持する。
The beam 14 emerging from lens 42 therefore maintains a constant thickness and constant width as it propagates between mirrors M4 and M2.

別法として、ビーム14の厚さTIにおける発散は、ミ
ラー表面S1及びS7を多少湾曲させることによって補
正することが可能である。上に説明した円筒レンズ41
及び42を使用することは、この第2の方法にとって望
ましい。何故ならば、湾曲したミラーは高価であり且つ
実施困難であるからである。
Alternatively, the divergence in the thickness TI of the beam 14 can be corrected by somewhat curving the mirror surfaces S1 and S7. The cylindrical lens 41 described above
and 42 is desirable for this second method. This is because curved mirrors are expensive and difficult to implement.

コリメーション及び発散補正の第3の方法は、グラディ
エントインデックスレンズを使用することである。グラ
ディエントインデックスレンズは、顧客が特定した長さ
で06LGT生産ラインにおけるメルスグリオット(M
elles Griot)社から入手することが可能で
ある。グラディエントインデックスレンズは、直径に関
して屈折率が変化するガラスロッド即ちガラス棒体であ
る。光が該ロッドを介して伝播するに従い合焦作用が発
生する。該グラディエントインデックスレンズの焦点距
離は。
A third method of collimation and divergence correction is to use gradient index lenses. Gradient index lenses are manufactured by Mels Griot (M
It is available from Elles Griot. A gradient index lens is a glass rod whose refractive index varies with diameter. A focusing effect occurs as light propagates through the rod. The focal length of the gradient index lens is:

ガラスロッドの長さによって決定される。第9図は、グ
ラディエントインデックスレンズを使用してビーム発散
を補償する為に使用される光学手段の1実施例を示して
いる。第8図と同一の第9図中の要素は同一の参照番号
を有している。第9図において、平担なガラスプレート
40から表れるビームは、レンズ50から表れるビーム
が所望の高さと幅の比を持つ様に、選択された円筒レン
ズ5oによって受光される。レンズ50からのビームは
、グラディエントインデックスレンズ51によって受は
取られ、該レンズ51はビームを水平(幅)軸に沿って
コリメートさせ且つ垂直厚さ軸に沿ってビーム発散角度
θ(第6図)を補償し、従ってビーム14によって発生
される光ネットは一定の厚さを持っている。
Determined by the length of the glass rod. FIG. 9 shows one embodiment of the optical means used to compensate for beam divergence using a gradient index lens. Elements in FIG. 9 that are the same as in FIG. 8 have the same reference numerals. In FIG. 9, the beam emerging from the flat glass plate 40 is received by a selected cylindrical lens 5o such that the beam emerging from the lens 50 has the desired height to width ratio. The beam from lens 50 is received by gradient index lens 51, which collimates the beam along the horizontal (width) axis and adjusts the beam divergence angle θ (FIG. 6) along the vertical thickness axis. , so that the optical net generated by beam 14 has a constant thickness.

第10図、第11図、第12a図、第12b図を参照す
ると、小型の直接観測センサが示されている。該直接観
測センサ組立体は、コリメートされたレーザビーム62
を供給するレンズを持った。
Referring to FIGS. 10, 11, 12a and 12b, miniature direct observation sensors are shown. The direct observation sensor assembly includes a collimated laser beam 62.
It has a lens that supplies

レーザカートリッジの如き光源60を有している。It has a light source 60 such as a laser cartridge.

ビームはミラー64の平坦面と相対的に約15度の角度
で第1反射ミラー64に指向される。該ビームは第1ミ
ラー64のものと実質的に平行な面を持った第2ミラー
66へ反射され、従って光シート乃至は光ネットが該ミ
ラー間の狭い間隙内に発生される。反射されたビームは
第1ミラー64上を通過してホトダイオード68−Eへ
入射する。
The beam is directed to the first reflective mirror 64 at an angle of approximately 15 degrees relative to the flat surface of the mirror 64. The beam is reflected onto a second mirror 66 with a surface substantially parallel to that of the first mirror 64, so that a light sheet or net is generated within the narrow gap between the mirrors. The reflected beam passes on the first mirror 64 and enters the photodiode 68-E.

該ホトダイオードは、受は取った光ビームの強度を表し
、該レーザビーム及び本センサ組立体の光学系が適切に
動作することを確保する。該ビームは該ホトダイオード
からビームストップ空洞部70内へ反射され、それは迷
光が光学系へ帰還することを防止し、且つ安全特性を提
供している。
The photodiode reflects the intensity of the received light beam and ensures proper operation of the laser beam and the optics of the sensor assembly. The beam is reflected from the photodiode into a beam stop cavity 70, which prevents stray light from returning to the optical system and provides a safety feature.

第11図に図示した如く、ホトセルフ2及び74は、該
光シートを介しての粒子の通過を検出する為にミラー6
4及び66に近接して位置決めされている。該ホトセル
は、該ミラー間の間隙内を通過する粒子の入射を表す信
号を発生する。該信号は増幅され、ピークが検出され、
且つマイクロプロセサによって処理されて、前述した如
く、粒子フラックス密度を計算する。視党ディスプレイ
は、該マイクロプロセサに接続されているディスプレイ
モニタによって得られる。グラスフィルタ74及び76
は、レーザビーム以外の異なった波長の偶発的な光を阻
止する為に該ホトセルに具備されている。該ミラーは正
面部品80及び82を持っており、これらは約780n
mの波長を通過させるMAX−R(メレスグリオットの
商標)コーティングを具備する基板から形成されている
絶縁体積層体で構成されている。該正面部品は、夫々の
ミラ」1の面上に着座されているカバーガラス84及び
86へ取り付けである。
As shown in FIG. 11, the photoself 2 and 74 are equipped with a mirror 6 for detecting the passage of particles through the light sheet.
4 and 66. The photocell generates a signal representing the incidence of particles passing within the gap between the mirrors. the signal is amplified, peaks detected,
and processed by a microprocessor to calculate particle flux density as described above. A viewing display is provided by a display monitor connected to the microprocessor. Glass filters 74 and 76
is included in the photocell to block incidental light of different wavelengths other than the laser beam. The mirror has front parts 80 and 82, which are about 780n
It consists of an insulating laminate formed from a substrate with a MAX-R (trademark of Melles-Griot) coating that passes wavelengths of m. The front part is attached to cover glasses 84 and 86 seated on the face of the respective mirror 1.

該センサ組立体はフレーム88内に位置されており、且
つ一方が第12図に示しである支持ブラケット90は該
フレームの端部を包囲して、該センサ組立体に対するハ
ウジング乃至は包囲体を形成している。
The sensor assembly is located within a frame 88 and support brackets 90, one of which is shown in FIG. 12, surround the ends of the frame to form a housing or enclosure for the sensor assembly. are doing.

センサ組立体の別の実施例は第13図及び第14図に示
しである。該センサ組立体は高温又は腐食性の気体又は
流体の粒子検出に有用であり、2つの反射ミラー91及
び92間の実質的に横断方向に配設されているパイプセ
クション89で構成されている。該パイプセクション8
9は、狭い中央部分94及び裾広がりのフランジ部分9
6a、96bを持っており、それらは該パイプセクショ
ンを検出下の気体又は流体が通過される標準の直径のパ
イプへ結合させることを可能としている。
Another embodiment of the sensor assembly is shown in FIGS. 13 and 14. The sensor assembly is useful for detecting particles in hot or corrosive gases or fluids and consists of a pipe section 89 disposed substantially transversely between two reflective mirrors 91 and 92. The pipe section 8
9 has a narrow center portion 94 and a wide flange portion 9;
6a, 96b, which make it possible to connect the pipe section to a standard diameter pipe through which the gas or fluid under detection is passed.

ガラス窓98及び100は、該ミラーと該パイプセクシ
ョンの中央空洞部との間に設けられている。
Glass windows 98 and 100 are provided between the mirror and the central cavity of the pipe section.

該ガラス窓は、該光学系を腐食及び熱から保護している
。誠意は耐熱性で低温度係数ガラス、例えば溶融したシ
リカから構成されている。該ガラスは正面及び背面は平
坦に研磨されている。該ミラーは誠意に組み立てられて
おり、それらは最大200℃の温度に耐えることの可能
なフロオロカーボン即ち過弗化炭化水素の0リングを使
用して該パイプへ装着される。該ミラーは、該パイプへ
誠意をクランプする2組のスリーボルト102及び10
4を締め付けることによって整合され、一方該Oリング
は所望の遊びを与える。
The glass window protects the optics from corrosion and heat. Sincerity is constructed from a heat resistant, low temperature coefficient glass, such as fused silica. The glass is polished flat on the front and back sides. The mirrors are assembled in good faith and they are attached to the pipe using fluorocarbon O-rings that can withstand temperatures of up to 200°C. The mirror has two sets of three bolts 102 and 10 that clamp the cord to the pipe.
4, while the O-ring provides the desired play.

高温環境動作する場合、レーザ106及びホトダイオー
ド109を具備するビームストップ構成体108用のハ
ウジングは、該ハウジング内の位置されたチャンネル又
はパイプを介して@環する冷却用の流体又は水によって
冷却される。前述した如く、プリアンプ110はレーザ
ビームの強度を増幅する為に設けられている。
When operating in a high temperature environment, the housing for the beam stop arrangement 108 containing the laser 106 and photodiode 109 is cooled by a cooling fluid or water circulating through channels or pipes located within the housing. . As mentioned above, the preamplifier 110 is provided to amplify the intensity of the laser beam.

第10図乃至第14図の別の実施形態において実現され
る如く、該ミラー間に小さな間隙があるので、改良した
信号分解能を与える小型の構成が可能とされている。こ
の小型の構成は、部品点数を減少させ且つ製造費用を低
減させて可能とされている。
The small gap between the mirrors, as implemented in the alternative embodiment of FIGS. 10-14, allows for a compact configuration that provides improved signal resolution. This compact configuration is made possible by reducing the number of parts and manufacturing costs.

以上、本発明の具体的実施の態様に付いて詳細に説明し
たが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
では無く、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに種
々の変形が可能であることは勿論である。例えば、光ネ
ットを発生させる為に2つを超えるミラーを使用するこ
とが可能であり、且つ光ビームに対する所望の経路を与
える為に光学系を変形させることが可能である。又、第
13図及び第14図に関して説明したパイプセクション
は円筒状、矩形チャンネル、又は反射ミラー間の小型の
狭い間隙を与える任、a:の形態とすることが可能であ
る。
Although specific embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention should not be limited only to these specific examples, and various modifications may be made without departing from the technical scope of the present invention. Of course, it is possible. For example, more than two mirrors can be used to generate the light net, and the optical system can be modified to provide the desired path for the light beam. Also, the pipe sections described with respect to FIGS. 13 and 14 can be in the form of cylindrical, rectangular channels, or any shape that provides small narrow gaps between reflective mirrors.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来技術の空中粒子検出器を示した概略図、第
2a図は本発明の粒子検出器の概略平面図、第2b図は
第2a図に示したビームエクスパンダから表れるビーム
の形状を示した説明図、第2c図は第2a図中に示した
粒子検出器の部分側面図、第2d図は本粒子検出器にお
いて使用される光に対する別の経路を示した概略図、第
2e図は放物線ミラー21によって反射された156光
線に沿って散乱され且つ第2a図及び第2C図に示した
ホトダイオードPD、上に合焦される光の経路を示した
概略図、第3a図はθ及びθ+51の角度領域内への球
状粒子に対する散乱断面を示した概略図、第3b図は第
3a図において使用した角度O及びθ+5°を示した説
明図、第4図はホトダイオードPD工によって受は取ら
れる信号を処理する為に使用される回路のブロック線図
。 第5a図は第4図において示される増幅器34. bの
典型的な出力信号を示した説明図、第5b図は第5a図
中に示した信号の正包絡線を示した説明図、第6図は経
路長さの関数としてのビーム発散を示した説明図、第7
a図は角度領域と集積化した散乱断面との関係を示した
説明図、第7b図は角度10°を待った円錐と角度φを
持った円錐との間の角度領域を示した説明図、第8図は
ビーム発散を保証するレンズ配列を示した概lll3図
、第9図はビーム発散を保証する別の配列を示した概略
図、第10図は本発明の別の実施例である小型直接視覚
センサ組立体の平面図、第11図は第10図のセンサ組
立体の側面図、第12図は第11図に示したセンサ組立
体の端面図、第13図はパイプ構成体を具備する小型セ
ンサ組立体を使用する本発明の更に別の実施例の平面図
、第14図は第13図のセンサ組立体の側面図、である
6(符号の説明) 10:レーザ 12.13:整形レンズ 20:ビームストップ 21.22:コレクタミラー 30;電源 34a:増幅器 38 : A/D変換器 37:ビーク検出器 39:マイクロプロセサ 40ニガラスプレート 41:円筒レンズ 51:グラディエントインデックスレンズ特許出願人 
  ハイ イールド テクノロジー:モー冒゛−゛j 代理人 小 橋 −男、′1′:1 L         FIG、 3α FIG、  5a FIG、  4 10°枦−、ammイムφ 口””’      FI
G、   7a手続苔口正書(方式) 昭和62年4月6日 特許庁長官  黒 1)明 雄 殿 1、事件の表示   昭和61年 特 許 願 第29
1665号2、発明の名称   ウェハ処理装置用の粒
子検出器3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 名称    ハイ イールド テクノロジー4、代理人 5、補正命令の日付 昭和62年2月4日(62年2月24日発送)6、補正
により増加する発明の数   な しどτ\ t t、2
Figure 1 is a schematic diagram showing a conventional airborne particle detector, Figure 2a is a schematic plan view of a particle detector of the present invention, and Figure 2b is the shape of the beam emerging from the beam expander shown in Figure 2a. FIG. 2c is a partial side view of the particle detector shown in FIG. 2a, FIG. 2d is a schematic diagram showing another path for light used in the particle detector, and FIG. The figure is a schematic diagram showing the path of the light scattered along the 156 rays reflected by the parabolic mirror 21 and focused onto the photodiode PD shown in Figures 2a and 2C; Figure 3a is θ 3b is an explanatory diagram showing the angles O and θ+5° used in FIG. 3a, and FIG. 1 is a block diagram of a circuit used to process the signals taken; FIG. FIG. 5a shows the amplifier 34 shown in FIG. FIG. 5b is an illustration showing the positive envelope of the signal shown in FIG. 5a; FIG. 6 is an illustration showing the beam divergence as a function of path length. Explanatory diagram, No. 7
Figure a is an explanatory diagram showing the relationship between the angular area and the integrated scattering cross section, Figure 7b is an explanatory diagram showing the angular area between the cone waiting for an angle of 10° and the cone having an angle φ. Figure 8 is a schematic diagram showing a lens arrangement that ensures beam divergence, Figure 9 is a schematic diagram showing another arrangement that ensures beam divergence, and Figure 10 is a compact direct lens arrangement that is another embodiment of the present invention. 11 is a side view of the sensor assembly of FIG. 10; FIG. 12 is an end view of the sensor assembly shown in FIG. 11; and FIG. 13 includes a pipe arrangement. FIG. 14 is a side view of the sensor assembly of FIG. 13. 10: Laser 12. 13: Shaping Lens 20: Beam stop 21, 22: Collector mirror 30; Power supply 34a: Amplifier 38: A/D converter 37: Beak detector 39: Microprocessor 40 Glass plate 41: Cylindrical lens 51: Gradient index lens Patent applicant
High Yield Technology: Moo Expansion Agent Kobashi - Male, '1': 1 L FIG, 3α FIG, 5a FIG, 4 10° 枦-, amm imφ mouth ""' FI
G, 7a Procedure Kokeguchi Ordinary (Method) April 6, 1988 Commissioner of the Patent Office Kuro 1) Akio Tono 1, Indication of Case 1986 Patent Application No. 29
1665 No. 2, Title of the invention: Particle detector for wafer processing equipment 3, Relationship with the person making the amendment: Patent applicant name: High Yield Technology 4, Agent: 5, Date of amendment order: February 4, 1985 ( (Shipped on February 24, 1962) 6. Number of inventions increased by amendment None τ\ t t, 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、光ビーム発生手段、前記光ビームを反射する第1手
段、前記光ビームを反射する第2手段、を有しており、
前記発生手段と前記第1手段と前記第2手段とは、前記
発生手段によって発生される前記光ビームが前記第1手
段から前記第2手段へ且つ前記第2手段から前記第2手
段へ全体でN回(Nは2以上の予め選択した正整数)反
射される様に互いに相対的に位置決めされており、且つ
前記ビームは90度に等しくない角度で反射すべく前記
第1手段へ初期的に入射し、且つ前記光ビームを介して
通過する粒子によって散乱される光を検知する手段、を
有していることを特徴とする粒子検出器。 2、特許請求の範囲第1項において、前記ビームが前記
N回反射された後に前記ビームを終了させるビームスト
ップを有することを特徴とする粒子検出器。 3、特許請求の範囲第2項において、前記ビームストッ
プは前記ビームストップに入射する光の強度を検出する
手段を具備していることを特徴とする粒子検出器。 4、特許請求の範囲第3項において、前記ビームストッ
プは更に前記ビームストップ上に入射する光の強度が予
め選択した値以下に降下した時に信号を発生する手段を
具備することを特徴とする粒子検出器。 5、特許請求の範囲第1項において、前記光ビーム発生
手段はレーザを具備していることを特徴とする粒子検出
器。 6、特許請求の範囲第1項において、前記光ビームを反
射する前記第1手段と前記光ビームを反射する前記第2
手段の各々が平担な表面を持ったミラーを具備すること
を特徴とする粒子検出器。 7、特許請求の範囲第1項において、前記光ビームを反
射する前記第1手段と前記光ビームを反射する前記第2
手段の各々は前記光ビームの発散を減少させる為に湾曲
したミラーを具備していることを特徴とする粒子検出器
。 8、特許請求の範囲第1項において、前記光ビームを発
生する手段が、前記光ビーム源と前記第1反射手段との
間に位置されておりビーム発散を補償すべく選択された
焦点距離を持ったレンズを具備することを特徴とする粒
子検出器。 9、特許請求の範囲第6項において、前記ミラーの1つ
の前記表面上に塵芥が付着することを防止する為に前記
ミラーの1つから外方へ延在する少なくとも1つの部材
を有することを特徴とする粒子検出器。 10、特許請求の範囲第6項において、前記ミラーの1
つの前記表面における欠陥から散乱された光が前記検出
手段によって検出されることを防止する為に前記ミラー
の前記1つから外方へ延在する少なくとも1つの不透明
部材を有することを特徴とする粒子検出器。11、特許
請求の範囲第1項において、前記光ビーム発生手段がそ
の幅よりもその高さが小さい光ビームを発生する1つ又
はそれ以上のレンズを具備することを特徴とする粒子検
出器。 12、特許請求の範囲第5項において、前記光ビームを
チョップする手段を有することを特徴とする粒子検出器
。 13、特許請求の範囲第1項において、前記検出手段が
、粒子によって散乱された前記光を集め且つ粒子によっ
て散乱された前記光を粒子によって散乱された前記光を
検出する手段へ反射させる光学要素を具備することを特
徴とする粒子検出器。 14、特許請求の範囲第13項において、前記検出手段
の許容角度を増加させる為に、前記光学要素と前記検出
手段との間に位置されており1を超える屈折率を持った
物質を有することを特徴とする粒子検出器。 15、特許請求の範囲第1項において、前記散乱された
光を検出する手段が集光ミラー及びホトダイオードを具
備しており、前記集光ミラーは前記散乱された光を前記
ホトダイオード上に合焦させることを特徴とする粒子検
出器。 16、特許請求の範囲第15項において、前記検出手段
は更に前記ホトダイオードによって受光された光信号の
ピーク振幅の代表値を検出する手段を具備することを特
徴とする粒子検出器。 17、特許請求の範囲第16項において、前記検出手段
は更にアナログ・デジタル変換器及びマイクロプロセサ
を具備しており、前記アナログ・デジタル変換器は前記
マイクロプロセサへ前記ホトダイオードによって受光さ
れた前記光信号の前記ピーク振幅の前記代表値のデジタ
ル表示を供給することを特徴とする粒子検出器。 18、特許請求の範囲第1項において、前記光ビーム発
生手段はグラディエントインデックスレンズを具備する
ことを特徴とする粒子検出器。 19、光ビームを発生し、前記光ビームを第1反射手段
から第2反射手段へ且つ前記第2反射手段から前記第1
反射手段へ全部でN回(Nは2以上の予め選択した正の
整数)反射させ且つ前記ビームは初期的に90度以外の
角度で前記第1反射手段へ入射し、前記光ビームを通過
する前記粒子によって散乱される光を検出する、ことを
特徴とする粒子検出方法。 20、特許請求の範囲第19項において、前記ビームは
前記N回反射された後に前記ビームを終了させることを
特徴とする粒子検出方法。 21、特許請求の範囲第1項において、前記光ビームに
実質的に横断する方向に延在する狭い空洞部を持ったパ
イプセクションを具備することを特徴とする粒子検出器
。 22、特許請求の範囲第21項において、前記パイプセ
クションに隣接し且つ前記第1反射手段と前記第2反射
手段との間に配設された窓手段を有することを特徴とす
る粒子検出器。 23、特許請求の範囲第21項において、前記光検出手
段は前記反射手段に密接して隣接して位置決めされてい
ることを特徴とする粒子検出器。 24、特許請求の範囲第21項において、前記パイプセ
クションが、流体又は基体を前記狭い空洞部を介して通
過させることが可能である様に外部パイプへ接続させる
為のフランジ付き部分を具備することを特徴とする粒子
検出器。
[Claims] 1. A light beam generating means, a first means for reflecting the light beam, and a second means for reflecting the light beam,
The generating means, the first means, and the second means are arranged such that the light beam generated by the generating means is transmitted collectively from the first means to the second means and from the second means to the second means. positioned relative to each other to be reflected N times (N being a preselected positive integer greater than or equal to 2), and the beam is initially directed to the first means for reflection at an angle not equal to 90 degrees; A particle detector, characterized in that it comprises means for detecting light scattered by particles incident on and passing through said light beam. 2. A particle detector according to claim 1, further comprising a beam stop for terminating the beam after the beam has been reflected the N times. 3. A particle detector according to claim 2, wherein the beam stop comprises means for detecting the intensity of light incident on the beam stop. 4. Particle according to claim 3, characterized in that the beam stop further comprises means for generating a signal when the intensity of light incident on the beam stop falls below a preselected value. Detector. 5. The particle detector according to claim 1, wherein the light beam generating means includes a laser. 6. Claim 1, wherein the first means for reflecting the light beam and the second means for reflecting the light beam
Particle detector, characterized in that each of the means comprises a mirror with a flat surface. 7. In claim 1, the first means for reflecting the light beam and the second means for reflecting the light beam
A particle detector characterized in that each of the means comprises a curved mirror to reduce divergence of the light beam. 8. Claim 1, wherein the means for generating a light beam is located between the light beam source and the first reflecting means and has a focal length selected to compensate for beam divergence. A particle detector characterized in that it is equipped with a lens. 9. Claim 6, further comprising at least one member extending outwardly from one of the mirrors to prevent dust from adhering to the surface of one of the mirrors. Characteristic particle detector. 10. In claim 6, one of the mirrors
particles characterized in that they have at least one opaque member extending outwardly from said one of said mirrors to prevent light scattered from defects in one of said surfaces from being detected by said detection means; Detector. 11. Particle detector according to claim 1, characterized in that the light beam generating means comprises one or more lenses for generating a light beam whose height is smaller than its width. 12. A particle detector according to claim 5, comprising means for chopping the light beam. 13. According to claim 1, the detection means is an optical element that collects the light scattered by the particles and reflects the light scattered by the particles to the means for detecting the light scattered by the particles. A particle detector comprising: 14. According to claim 13, a substance having a refractive index greater than 1 is located between the optical element and the detection means in order to increase the permissible angle of the detection means. A particle detector featuring 15. In claim 1, the means for detecting the scattered light comprises a focusing mirror and a photodiode, the focusing mirror focusing the scattered light onto the photodiode. A particle detector characterized by: 16. The particle detector according to claim 15, wherein the detection means further comprises means for detecting a representative value of the peak amplitude of the optical signal received by the photodiode. 17. In claim 16, the detection means further includes an analog-to-digital converter and a microprocessor, and the analog-to-digital converter transmits the optical signal received by the photodiode to the microprocessor. A particle detector characterized in that it provides a digital representation of said representative value of said peak amplitude of. 18. A particle detector according to claim 1, wherein the light beam generating means comprises a gradient index lens. 19, generating a light beam and directing the light beam from the first reflecting means to the second reflecting means and from the second reflecting means to the first reflecting means;
the light beam is reflected to a reflecting means a total of N times (N being a preselected positive integer greater than or equal to 2), and the beam is initially incident on the first reflecting means at an angle other than 90 degrees and passes through the light beam. A particle detection method, comprising detecting light scattered by the particles. 20. The particle detection method according to claim 19, wherein the beam is terminated after the beam is reflected the N times. 21. Particle detector according to claim 1, comprising a pipe section having a narrow cavity extending substantially transversely to the light beam. 22. A particle detector according to claim 21, further comprising window means disposed adjacent to the pipe section and between the first reflecting means and the second reflecting means. 23. A particle detector according to claim 21, wherein said light detection means is positioned closely adjacent said reflection means. 24. According to claim 21, the pipe section comprises a flanged portion for connection to an external pipe such that fluid or substrate can pass through the narrow cavity. A particle detector featuring
JP61291665A 1985-12-10 1986-12-09 Particle detector for wafer processor Pending JPS62215843A (en)

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US807395 1985-12-10
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