JPS6326553A - 液中微粒子の計測装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、極微小物体の計数方法に係り、特に半導体プ
ロセスの純水に不溶解物として存在する不純物を容易に
計数する装置に関する。

〔従来の技術〕

半導体素子製造プロセス中で用いられる水を含めた各種
洗浄水に微粒子（ゴミ、ｓｔｏ、）−微生物（生菌、死
菌）などの不純物が混入していると最終製品に悪影響を
与え、場合によっては不良品ができてしまう。

このよう々影響に関しては従来から問題となっていたが
近来、集積度の増加に伴って早急な対応が必要となって
きた。上記の不純物の検出に当っては、メンブランフィ
ルタで０．２μｍから１０μｍまでの粒子に分類し、そ
こで集められた粒子を走査型電子顕微鏡（８ＥＭ）で形
状分類したシ。

Ｘ線分光分析で元素分析する方法があった。また、微生
物の測定には、螢光色素で染色した後、螢光顕微鏡下で
観測する方法があった。さらに、ＳｔＯ。

の測定法に関しても工業用水試験方法ＪＩＳＫＯ１０１
４４，１，２モリブデン青硬質ガラスからの溶出法があ
る。このような種々の測定法は概して大きさ、形状検査
に要する時間が長いとか、上記のような単機能的な目的
にしか適応できない、あるい′ｉＥＭ等の高価な装置を
必要とするなどの欠点があった。

〔発明が解決しようとする問題点３ 以上で述べた従来計測装置では、不純物の大きさ、形状
１種類判別を行うに肖って、種々の測定法を導入する必
要があった。前者の微粒子の大きさ、形状を測定するだ
けでも、メンブランフィルタとＳＥＭの組み合わせで対
応してきたのが実情である。課題の一つである微粒子の
大きさを測定するということに対して適応可能性を持つ
ものとして二本のビームをある任意間隔離して、それに
対して直角方向に微粒子（例えば血球やラテックス粒子
）を含む液体を流し、そのとき発生する何個のパルスの
間隔から流速を求めるとともに微粒子の大きさを固定す
る方式がある（インターナル・キャリブレーション・ツ
ウ・アブソリュート・バリュー−イン・フロースルー・
パーｆイｌル・サイズ・アナリンス、レビュー・オブ・
サイエンティクイック・インストルメント（工ｎ　ｔｅ
ｒｎａｌｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｔｏ　ａｂｓｏｌｕ
ｔｅ　ｖａｌｕｅｓ　ｉｎｆｌｏｗｔｈｒｏｕｇｈ　ｐ
ａｒｔｉｃｌｅ　５ｉｚｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ。

Ｒｅｖ、Ｓｃｉ、Ｉｎｓｔｒｕｍ）１６１７−（６２２
（１９７８））。

しかし本方式では形状分類２種類判別は不可能であった
。

このことから本発明の目的は、液中における不純物の大
きさ測定と種類判別を同時に達成し得る計測装置を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記で述べた目的を達成するため、白色光源からの光を
回折格子あるいはプリズムで分光するとともに多波長の
情報を得るための光検出器を多数個配置する。このとき
目的とする波長以外の隣合った波長の影響を除去するた
め各光検出器の入射部に特定波長のみを透過する干渉フ
ィルタが取シ付けられる。また受光立体角を制限するた
めの開口も干渉フィルタと対になった状態で各々の光検
出器に設けられる。

とのような構成とすることで、多波長からなる多数本の
ビームが得られることになる。回折格子。

プリズムによる分光で生じるスペクトルは、可視光線の
場合赤色から紫色に至る連続スペクトルであるが１本発
明における計測装置では、ビームの間隔が一定となるよ
うに構成される。このような方法で多波長ビームによる
情報を検出する。

半導体洗浄工程で用いる純水中に含まれる微粒子（ゴミ
２　８１　ｏｔ）　％微生物（生菌、死菌）等の種類判
別は、分光特性を評価することで達成できる。

例えば、Ｓｉｎ、では各波長からの出力は同じ割合で強
度が減衰するのに対して、微生物（生菌、死菌）には金
属イオンであるＣｕ、　　Ｚｎ、　　Ｎａ、　　Ｋ等が
複合化した状態で含まれることから各検出器からの出力
にパラツ中が生じる。このように多波長の個々の出力値
を評価することで種類判別が実現できる。

また微粒子の大きさの同定は、基本的には公知例で取シ
上げた二本のビームによシ太・きさを求める方式と同じ
である。しかし公知例の場合、顕微鏡対物レンズを通し
て数朗の間隔で二本のビームとすることから、光学系の
配列が困難であったシ。

あるいはビームに直角に交わる液体の流速が大きいと間
隔が狭いため検出器が応答しきれず微粒子の検出が不可
能となってしまう、ことなどが起こる。本発明では、隣
り合うビーム間の間隔は数十−とすることができるし、
またプリズムあるいは回折格子と光検出器等の配置は比
較的容易にできることから上記の間型は克服できる。

〔作用〕

プリズムあるいは回折格子は、多波長成分全書るための
連続スペクトルを与え、数個の光検出器の前に組み込ま
れる開口の大きさで照射光径？限定する。また、光検出
器の後段には電流、電圧変換回路が接続され光検出器の
感度ムラを含めて初期出力を均一化することが行われる
。

対象とする微粒子の大きさを同定するには流速を一定と
する必要があることから、微粒子を含む流体及びそれを
取り巻く流れを層流状態に保つ必要がある。

上記の構成をとることで、各検出器から異なる波長の情
報が得られ種類判別を可能とするとともに、隣合った光
検出器からの出力パルスの状態？評価することで大きさ
も求めることができる。

〔実施例〕

以下、実施例の構成及び動作の説明を第１図。

第２図に従って説明する。また、第４図では実施例の全
体構成を示す。

第１図は１本発明実施例の主要部を示す。プリズム６に
平行光束とした白色光を入射し赤から紫色に至るスペク
トルを形成する。多波長情報を得ること、それから粒径
を求めるためプリズム６の出射点を基準として等角度θ
で分離した位置に開口２を設ける。このときの開口２は
、光検出器４における入射像１ｆｔ−一定とするためプ
リズム６の出射点から等距離にある。

開口２の大きさが不純物５を含む流路における照射ビー
ム径を決める。開口２の後段には光検出器４に目的とす
る波長以外の光が混入するのを防ぐため目的とする波長
のみが透過する干渉フィルタを組み込む必要がある。

細管７内を流れるノズル６からの不純物５ｔ−含む流れ
は粒径を精度よく測定するうえで層流となっている。そ
の流れを安定状態とするための周辺の流れ（シース流）
８も細管径や流速を考慮し層流状態とする。

光検出器４で得られた情報は第２図に示すように信号変
換回路９で各波長に対応して電気信号に変換される。信
号変換回路９の各々の出力端は、測定開始時、雑音成分
を含めて同一値に調整される。

不純物５による信号変換回路９３〜９ｄからの出力信号
は種類判定回路１０及び粒径判別回路１１に同時に入力
される。種類判定回路１０では、各々の出力レベルを比
較し、微粒子（ゴミ、　８ｉ０１）ことになるつλ１．
λ、の光の間隔が明らかとなっていれば、ｔ、から流速
を求め、ｔｌと流速を乗算することで粒径がわかる。第
４図は、第１図。

第２図を含めた構成から成っていて、不純物、シース流
体導入系、排気系が省略されている。この両系に対する
必要条件は、照射部において層流が実現されていること
である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、多波長ビームを利用することから、物
質に対する波長依存性が明らかとなり。

半導体プロセス中の純水に含まれる微粒子（ゴミ。

８ｉ０ｘ）微生物（生菌、死菌）などを識別することが
できる。また、等間隔からなる多数本のビームからの信
号を評価することで不純物の粒径も同時に求めることが
できる。

さらに本発明の光学素子配列に当っては、隣合う波長で
数十一種変の間隔があることから比較的容易に実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の測定主要部を示す横断面図、４図は本
発明の実施例の全体構成の横断面図である。 １・・・プリズム、２・・・開口、３・・・干渉フィル
タ、４・・・光検出器、５・・・不純物、６・・・ノズ
ル、７・・・細管、訃・・シース液、９・・・信号変換
回路、１０・・・種類判定回路、１１・・・粒径判別回
路、１２・・・表示装置、１３・・・表示装置。 第　３７ （ム）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、不純物を含む純水の流れに、直角に近い角度で多数
   本の波長が異なる光を入射し、不純物による透過光を開
   口、干渉フィルタ、光検出器から成る構成で検出し、各
   波長の情報を評価することで種類判定を行うようにした
   ことを特徴とする液中微粒子の計測装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の液中微粒子の計測装置
   において、出力パルスの時間的な情報を評価することで
   粒径測定を行うようにした液中微粒子の計測装置。