JPS6363944A - 半導体製造プロセスにおける塵埃測定方法および測定装置 - Google Patents
半導体製造プロセスにおける塵埃測定方法および測定装置Info
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- JPS6363944A JPS6363944A JP61208925A JP20892586A JPS6363944A JP S6363944 A JPS6363944 A JP S6363944A JP 61208925 A JP61208925 A JP 61208925A JP 20892586 A JP20892586 A JP 20892586A JP S6363944 A JPS6363944 A JP S6363944A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
- G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
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。
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ＬＳＩプロセスを行なうクリーンルームにおい
て、歩留まυや信頼性に悪影響を与える浮遊粒子の個数
と大きさを測定する半導体製造プロ４・ セスにおける塵埃の測定法および測定方法を実施するの
に直接使用する測定装置に関するものである。
て、歩留まυや信頼性に悪影響を与える浮遊粒子の個数
と大きさを測定する半導体製造プロ４・ セスにおける塵埃の測定法および測定方法を実施するの
に直接使用する測定装置に関するものである。
半導体製品のＬＳＩ、ＶＬＳＩ化への急速な進歩に伴い
、スーパークリーンルームに対応するよシ高度な塵埃管
理が必要となってきている。通常塵埃は素子最小寸法の
１／ｌＯ程度まで除去必要とされているため、１６Ｍｂ
、さらには６４Ｍｂ ＤＲＡＭを炸裂するためには、径
が０．０１μｍφ以下の超微粒子までも除去対象となる
ので、塵埃の測定器もこの領域をカバーする必要があり
、クリーンルーム々どの浮遊塵埃の測定は、塵埃粒子に
よって生じる光散乱を測定する方法が一般的でちυ、中
でも、個々の粒子による散乱を捉える単−粒子散乱法に
よる測定装置（ダストカウンタ）が有力な手段である。
、スーパークリーンルームに対応するよシ高度な塵埃管
理が必要となってきている。通常塵埃は素子最小寸法の
１／ｌＯ程度まで除去必要とされているため、１６Ｍｂ
、さらには６４Ｍｂ ＤＲＡＭを炸裂するためには、径
が０．０１μｍφ以下の超微粒子までも除去対象となる
ので、塵埃の測定器もこの領域をカバーする必要があり
、クリーンルーム々どの浮遊塵埃の測定は、塵埃粒子に
よって生じる光散乱を測定する方法が一般的でちυ、中
でも、個々の粒子による散乱を捉える単−粒子散乱法に
よる測定装置（ダストカウンタ）が有力な手段である。
第６図に、径０．１ ｐｍφの超微粒子まで測定可能な
従来の外部共振器形ダストカウンタの構成概要を示す。
従来の外部共振器形ダストカウンタの構成概要を示す。
１はＨｅ−Ｎｅガスの封入されたレーザ管、２は的チ反
射鏡、３は検出用セル、４は全反射鏡、５と６はコリメ
ート用レンズ、７はスリット、８は光電子増倍管、９は
増幅器、１０はカウンタである。
射鏡、３は検出用セル、４は全反射鏡、５と６はコリメ
ート用レンズ、７はスリット、８は光電子増倍管、９は
増幅器、１０はカウンタである。
これを動作するには、１のレーザ管と２の反射鏡および
４の全反射鏡から構成される外部共振器形Ｈｅ−Ｃｄレ
ーザ（波長０．４４１６ ｐｍ ）を発振させる。
４の全反射鏡から構成される外部共振器形Ｈｅ−Ｃｄレ
ーザ（波長０．４４１６ ｐｍ ）を発振させる。
こ＼で、クリーンルーム内のサンプル用の空気を検出用
セル３内に（紙面に対して垂直に）流し、各塵埃粒子に
よって生じるレーザ散乱光をコリメート用のレンズ５で
集め、コリメート用のレンズ６で再びスリット７を通し
た後に光電子増倍管８で受光し、増幅器９を通して散乱
光のパワーをカウンタ１０で計測する。スリット７は散
乱光以外の光が光電子増倍管８に入射するのを防ぐ為に
使用している。
セル３内に（紙面に対して垂直に）流し、各塵埃粒子に
よって生じるレーザ散乱光をコリメート用のレンズ５で
集め、コリメート用のレンズ６で再びスリット７を通し
た後に光電子増倍管８で受光し、増幅器９を通して散乱
光のパワーをカウンタ１０で計測する。スリット７は散
乱光以外の光が光電子増倍管８に入射するのを防ぐ為に
使用している。
レーザ共振器内の元パワーは、レーザ出射光パワーの少
なくとも２桁大きい。従って、共蚕器内に検出用セルを
設置することにより、散乱光パワーは、レーザ出射光を
セルに照射するよりも少々くとも２桁大きくとれ、その
結果、径が０．１μｍφの超微粒子まで検出可能となる
。
なくとも２桁大きい。従って、共蚕器内に検出用セルを
設置することにより、散乱光パワーは、レーザ出射光を
セルに照射するよりも少々くとも２桁大きくとれ、その
結果、径が０．１μｍφの超微粒子まで検出可能となる
。
この種の塵埃の測定方法においては、１６Ｍｂさらには
６４Ｍｂ ＤＲＡＭ作成化のためには、径が０．０１μ
ｍφ以下の超微粒子検出を必要とする。第６図に示した
従来のダストカウンタでこの分解能を実現するには、レ
ーザ共振器内のパワーを１桁以上向上させねばならず、
レーザ自体の大型化が必要となる。しかし、レーザ自体
の大型化は出力の不安定化を招くため、第６図に示した
従来の構成の測定方法で要求される分解能を実現するこ
とは困難であるという問題がある。
６４Ｍｂ ＤＲＡＭ作成化のためには、径が０．０１μ
ｍφ以下の超微粒子検出を必要とする。第６図に示した
従来のダストカウンタでこの分解能を実現するには、レ
ーザ共振器内のパワーを１桁以上向上させねばならず、
レーザ自体の大型化が必要となる。しかし、レーザ自体
の大型化は出力の不安定化を招くため、第６図に示した
従来の構成の測定方法で要求される分解能を実現するこ
とは困難であるという問題がある。
に対応したスーパークリーンルーム内の塵埃測定方法お
よび該測定方法を実施するのに直接使用する測定装置を
提供するもので、第１の発明は、クリーンルーム内の浮
遊塵埃の個々の粒子を光散乱によって捉える単−粒子散
乱法による半導体製造プロセスにおける塵埃測定方法に
おいて、レーザ光源から出射するレーザ光を分波器によ
り二倍し、前記二倍した一方のレーザ光を浮遊粒子に照
射して光散乱光を生じさせ、前記二倍した他方のレーザ
光は周波数を偏移せしめた後に前記光散乱光と合波させ
、前記合波した合波ｉを光検出器により受光し、前記光
検出器において生じるビード信号を検出・処理する元へ
テロダイン法により浮遊粒子の大きさと個数を計測する
ことを特徴とする半導体製造プロセスにおける塵埃測定
方法で、第２の発明はレーザ光源と、前記レーザ光源か
らの出射光を二倍する分波器と、前記レーザ光源からの
出射ｆｔ、を照射する空気中に含まれる塵埃を検出する
被検出用空気を、内部に流す検出用セルと、前記分波器
により二倍した一方のレーザ光を前記検出用セル内の浮
遊粒子内に照射したとき生じる散乱光を受光し、平行ビ
ームとするレンズ系と、前記分波器により二倍した他方
のレーザ光の周波数全偏移させる光変調器と、前記二倍
したレンズ系および光変調器からそれぞれ出射するレー
ザ光を合波する合波器と、前記合波器により合波したレ
ーザ光を受光し、出力する出力交流信号を増幅する受光
部とを備えてなることを特徴とする半導体製造プロセス
における塵埃測定装置で、第３の発明は、周波数が時間
に対して周期的に偏移する周波数掃引型のレーザ光源と
、前記レーザ光源からの出射光を二倍する分波器と、前
記レーザ光源からの出射光を照射する空気中に含まれる
塵埃を検出する被検出用空気を内部に流す検出用セルと
、前記分波器により二倍した一方のレーザ元金前記検出
用セル内の浮遊粒子内に照射したとき生じる散乱光を受
光し、平行ビームとするレンズ系と、前記分波器により
二倍した他方のレーザ光を前記一方のレーザ光に対して
遅延させる光学系と、前記二倍したレンズ系および光学
系からそれぞれ出射するレーザ光を合波する合波器と、
前記合波器により合波したレーザ光を受光し、出力する
出力交流信号を増幅する受光部とを備えてなることを特
徴とするものである。
よび該測定方法を実施するのに直接使用する測定装置を
提供するもので、第１の発明は、クリーンルーム内の浮
遊塵埃の個々の粒子を光散乱によって捉える単−粒子散
乱法による半導体製造プロセスにおける塵埃測定方法に
おいて、レーザ光源から出射するレーザ光を分波器によ
り二倍し、前記二倍した一方のレーザ光を浮遊粒子に照
射して光散乱光を生じさせ、前記二倍した他方のレーザ
光は周波数を偏移せしめた後に前記光散乱光と合波させ
、前記合波した合波ｉを光検出器により受光し、前記光
検出器において生じるビード信号を検出・処理する元へ
テロダイン法により浮遊粒子の大きさと個数を計測する
ことを特徴とする半導体製造プロセスにおける塵埃測定
方法で、第２の発明はレーザ光源と、前記レーザ光源か
らの出射光を二倍する分波器と、前記レーザ光源からの
出射ｆｔ、を照射する空気中に含まれる塵埃を検出する
被検出用空気を、内部に流す検出用セルと、前記分波器
により二倍した一方のレーザ光を前記検出用セル内の浮
遊粒子内に照射したとき生じる散乱光を受光し、平行ビ
ームとするレンズ系と、前記分波器により二倍した他方
のレーザ光の周波数全偏移させる光変調器と、前記二倍
したレンズ系および光変調器からそれぞれ出射するレー
ザ光を合波する合波器と、前記合波器により合波したレ
ーザ光を受光し、出力する出力交流信号を増幅する受光
部とを備えてなることを特徴とする半導体製造プロセス
における塵埃測定装置で、第３の発明は、周波数が時間
に対して周期的に偏移する周波数掃引型のレーザ光源と
、前記レーザ光源からの出射光を二倍する分波器と、前
記レーザ光源からの出射光を照射する空気中に含まれる
塵埃を検出する被検出用空気を内部に流す検出用セルと
、前記分波器により二倍した一方のレーザ元金前記検出
用セル内の浮遊粒子内に照射したとき生じる散乱光を受
光し、平行ビームとするレンズ系と、前記分波器により
二倍した他方のレーザ光を前記一方のレーザ光に対して
遅延させる光学系と、前記二倍したレンズ系および光学
系からそれぞれ出射するレーザ光を合波する合波器と、
前記合波器により合波したレーザ光を受光し、出力する
出力交流信号を増幅する受光部とを備えてなることを特
徴とするものである。
本発明は、クリーンルーム内の浮遊塵埃の測定を行なう
単−粒子散乱形のダストカウンタにおいて、光源に干渉
性の良いレーザを用い、微粒子か−のノ らの散乱光と、同−光源よシつくった周波数のわずかに
異なる元（局発光）とを干渉させて、その時に生じるビ
ード信号を検出する、いわゆるヘテロダイン検波方式を
採用していることを最も主要な特徴としており、小型の
レーザで、従来不可能であった径０．０１μｍφ以下の
微小粒子までも検出可能となった。以下図面にもとづき
実施例について説明する。
単−粒子散乱形のダストカウンタにおいて、光源に干渉
性の良いレーザを用い、微粒子か−のノ らの散乱光と、同−光源よシつくった周波数のわずかに
異なる元（局発光）とを干渉させて、その時に生じるビ
ード信号を検出する、いわゆるヘテロダイン検波方式を
採用していることを最も主要な特徴としており、小型の
レーザで、従来不可能であった径０．０１μｍφ以下の
微小粒子までも検出可能となった。以下図面にもとづき
実施例について説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を説明する図であって、
第６図と同じ符号は同じ部分を示す。１１は単−縦モー
ド発振する）Ｉｅ−Ｎｅレーザ（波長０．６３２８μｍ
）、１２はビームスプリッタ、１３と１４は音響光学変
調器、１５は全°反射鏡、１６はレンズ、１７はビーム
スプリッタ、１８はシリコン・アバランシェ・ホトダイ
オード、１９は増幅器である。
第６図と同じ符号は同じ部分を示す。１１は単−縦モー
ド発振する）Ｉｅ−Ｎｅレーザ（波長０．６３２８μｍ
）、１２はビームスプリッタ、１３と１４は音響光学変
調器、１５は全°反射鏡、１６はレンズ、１７はビーム
スプリッタ、１８はシリコン・アバランシェ・ホトダイ
オード、１９は増幅器である。
レーザ１１からの出射光の一部はビームスプリッタ１２
を透過し、検出用セル３を通過する。セル３内での散乱
光は、レンズ５と６およびスリット７を通過した後に、
レンズ１６で平行ビームとなり、ビームス７’ ＩＪフ
ッタ７を透過する。一方、ビームスプリッタ１２で反射
した光は、音響光学変調器１３に入射させる。ここで、
音響光学変調器１３は、ν１＝５５ＭＨｚで駆動されて
おり、入射光が１次の回折を受けてその出射光がシ＋シ
１（νはレーザ１１の発振周波数）とシフトするように
設置する。音響光学変調器１３からの出射光は第２の音
響光学変調器１４に入射する。ここで、音響光学変調器
１４はν２＝５０ＭＨｚで駆動しており、入射光力６２
次の回折を受けてその出射光がシ＋シ１−シ２となるよ
うに音響光学変調器１４を設置する。出射光は全反射鏡
１５で反射シ、ビームスプリッタ１７ｔ−介して先の散
乱光と合波シ、シリコン・アバランシェ・ホトダイオー
ド１８に入射する。出力電流は増幅器１９で交流成分が
増幅され、美の波形デジタイザで交流信号をキャッチし
カウンタ１０でその出力をカウントする。
を透過し、検出用セル３を通過する。セル３内での散乱
光は、レンズ５と６およびスリット７を通過した後に、
レンズ１６で平行ビームとなり、ビームス７’ ＩＪフ
ッタ７を透過する。一方、ビームスプリッタ１２で反射
した光は、音響光学変調器１３に入射させる。ここで、
音響光学変調器１３は、ν１＝５５ＭＨｚで駆動されて
おり、入射光が１次の回折を受けてその出射光がシ＋シ
１（νはレーザ１１の発振周波数）とシフトするように
設置する。音響光学変調器１３からの出射光は第２の音
響光学変調器１４に入射する。ここで、音響光学変調器
１４はν２＝５０ＭＨｚで駆動しており、入射光力６２
次の回折を受けてその出射光がシ＋シ１−シ２となるよ
うに音響光学変調器１４を設置する。出射光は全反射鏡
１５で反射シ、ビームスプリッタ１７ｔ−介して先の散
乱光と合波シ、シリコン・アバランシェ・ホトダイオー
ド１８に入射する。出力電流は増幅器１９で交流成分が
増幅され、美の波形デジタイザで交流信号をキャッチし
カウンタ１０でその出力をカウントする。
次に第１の実施例の原理を説明する。
ビームスプリッタ１７で合波される散乱光、および音響
光学素子１３と１４を通過し、Δシ＝シ１−シ、＝５Ｍ
Ｈｚの周波数ンフ）ｋ受けた光（以下参照元と呼ぶ）の
電場はそれぞれ Ｅ（ｔ）＝ΔＥｅ１〔２にｔ＋＄１〕（１）ＥＲ（ｔ）
＝ Ｅ。ｅｉ［ｌｒ（ｖ −ｈｍｙ ） ｔ＋φｚ
’：’ （２）と表わされる。ここで、散乱光
および参照元のパワーは１ΔＥ１！およびＩＥｏｌ！で
表わされ、１△Ｅ１！（ｌ Ｅｏｌ”となる。合波光の
干渉強度工は＝＝ ｌ Ｅｏｌ Ｒ＋ ｌ ６Ｅｌ ！
＋ ２ Ｅ 、、、、Ｅ 、。８（２ＭΔＭ ｊ ＋
φ２−＄、） （３）と表わされる。シリコン・アバラ
ンシェ・ホトダイオード１８からの交流出力信号ばＩＡ
６＝２）】ｏΔＥとなる。散乱光のパワー１ΔＥ１２は
十分小さい、すなわち１ΔＥ１８ユ１０−６×１Ｅｏ１
！であるものの、検出信号は十分大きい、すなわち工Ａ
ｃ＝２ＥｏΔＥ二２Ｘ１０’ｘ ｌ Ｅ ｏ ｌ １
が成り立つことから、第１の実施例で示した測定系に
よって散乱パワーを直接検出した場合と比較して少くと
も３桁の十分大さなＳ／Ｎが得られる。従って、従来の
測定系では不可能であった超微少粒子による微弱散乱光
の検出も可能となる。
光学素子１３と１４を通過し、Δシ＝シ１−シ、＝５Ｍ
Ｈｚの周波数ンフ）ｋ受けた光（以下参照元と呼ぶ）の
電場はそれぞれ Ｅ（ｔ）＝ΔＥｅ１〔２にｔ＋＄１〕（１）ＥＲ（ｔ）
＝ Ｅ。ｅｉ［ｌｒ（ｖ −ｈｍｙ ） ｔ＋φｚ
’：’ （２）と表わされる。ここで、散乱光
および参照元のパワーは１ΔＥ１！およびＩＥｏｌ！で
表わされ、１△Ｅ１！（ｌ Ｅｏｌ”となる。合波光の
干渉強度工は＝＝ ｌ Ｅｏｌ Ｒ＋ ｌ ６Ｅｌ ！
＋ ２ Ｅ 、、、、Ｅ 、。８（２ＭΔＭ ｊ ＋
φ２−＄、） （３）と表わされる。シリコン・アバラ
ンシェ・ホトダイオード１８からの交流出力信号ばＩＡ
６＝２）】ｏΔＥとなる。散乱光のパワー１ΔＥ１２は
十分小さい、すなわち１ΔＥ１８ユ１０−６×１Ｅｏ１
！であるものの、検出信号は十分大きい、すなわち工Ａ
ｃ＝２ＥｏΔＥ二２Ｘ１０’ｘ ｌ Ｅ ｏ ｌ １
が成り立つことから、第１の実施例で示した測定系に
よって散乱パワーを直接検出した場合と比較して少くと
も３桁の十分大さなＳ／Ｎが得られる。従って、従来の
測定系では不可能であった超微少粒子による微弱散乱光
の検出も可能となる。
第２図は、第１の実施例で微小粒子を検出したときの一
例を示す。実験では第２図に示すように、振幅変調され
たビード信号が得られた。キャリアの周期２００ ｎ
ｓｅｃは、２個の音響光学変調器１３ 、１４で生じた
シフト周波数Δν＝５ＭＮｚに相当しており、ビード信
号の持続時間２．２μｆｉｌ！ｌｅは、粒子が検出用セ
ル３内を通過する時間に相当する。出力信号を校正した
結果、第２図で検出した信号は、径０．０１μｍφの粒
子による散乱光であることが判明した。
例を示す。実験では第２図に示すように、振幅変調され
たビード信号が得られた。キャリアの周期２００ ｎ
ｓｅｃは、２個の音響光学変調器１３ 、１４で生じた
シフト周波数Δν＝５ＭＮｚに相当しており、ビード信
号の持続時間２．２μｆｉｌ！ｌｅは、粒子が検出用セ
ル３内を通過する時間に相当する。出力信号を校正した
結果、第２図で検出した信号は、径０．０１μｍφの粒
子による散乱光であることが判明した。
また、第２図中のＳ／Ｎより、粒子の最小検出径は０．
０１ｐｍφ以下である。
０１ｐｍφ以下である。
第１の実施例では、音響光学変調器を２個使用したが、
原理的には１個でもヘテロゲイン検波系を構成すること
が可能である。しかしながら、各音響光学変調器にはＩ
Ｗ以上の高周波を印加するため、空間に高周波が放射さ
れ、シリコン・アバランシェ・ホトダイオード１８．増
幅器１９．波形デジタイザ加およびカウンタ１０に入射
し、検出エラーの原因となる。
原理的には１個でもヘテロゲイン検波系を構成すること
が可能である。しかしながら、各音響光学変調器にはＩ
Ｗ以上の高周波を印加するため、空間に高周波が放射さ
れ、シリコン・アバランシェ・ホトダイオード１８．増
幅器１９．波形デジタイザ加およびカウンタ１０に入射
し、検出エラーの原因となる。
このため、第１の実施例では、２個の音響光学変調器１
３ 、１４を用い、それぞれの駆動周波数をΔν＝ ５
Ｍ［ｌｚ異ならせておくことにより、検出信号は５Ｍ
Ｈｚとなり、駆動周波数ｓＯＭＨ，＋ ５５ＭＨｚ点に
生じる雑音を回避することができる。
３ 、１４を用い、それぞれの駆動周波数をΔν＝ ５
Ｍ［ｌｚ異ならせておくことにより、検出信号は５Ｍ
Ｈｚとなり、駆動周波数ｓＯＭＨ，＋ ５５ＭＨｚ点に
生じる雑音を回避することができる。
第３図は本発明の第２の実施例を説明する図であって、
第１図と同じ符号は同じ部分を示す。２１はエタロン板
、ｎは全反射鏡である。第１の実施例では、Ｈｅ−Ｎｅ
レーザ出射光全２分し、一方は検出用セルに照射し、他
方は局発光として用いた。
第１図と同じ符号は同じ部分を示す。２１はエタロン板
、ｎは全反射鏡である。第１の実施例では、Ｈｅ−Ｎｅ
レーザ出射光全２分し、一方は検出用セルに照射し、他
方は局発光として用いた。
第２の実施例では、Ｈｅ−Ｎｅレーザ全、反射鏡２と全
反射鏡４．レーザ管１およびエタロン板２１から成る外
部法振器として構成し、実施例１と同じくとの只振器内
に検出用セル３を設置することにより、第１の実施例と
比較して少なくとも２桁大きな散乱元金生じさせている
点が異なる。本方式では、第１の実施例と比較して、ｌ
ｔ−Ｅｓ ｌ ” が２桁大きくなることから、検
出信号工Ａ。＝２ＥｏΔＥも１桁大きくなる０この結果
）径０・００５μｍφ以下の超微小粒子からの散乱光も
十分Ｓ／Ｎよく検出することが可能となった。第２の実
施例において、外部共振器内にエタロン板２１ヲ配置さ
せたのは、レーザ出射光を単−縦モード発振させるため
である。
反射鏡４．レーザ管１およびエタロン板２１から成る外
部法振器として構成し、実施例１と同じくとの只振器内
に検出用セル３を設置することにより、第１の実施例と
比較して少なくとも２桁大きな散乱元金生じさせている
点が異なる。本方式では、第１の実施例と比較して、ｌ
ｔ−Ｅｓ ｌ ” が２桁大きくなることから、検
出信号工Ａ。＝２ＥｏΔＥも１桁大きくなる０この結果
）径０・００５μｍφ以下の超微小粒子からの散乱光も
十分Ｓ／Ｎよく検出することが可能となった。第２の実
施例において、外部共振器内にエタロン板２１ヲ配置さ
せたのは、レーザ出射光を単−縦モード発振させるため
である。
第４図は本発明のダストカウンタの第３の実施例を説明
する図であって、第１図と同じ符号は同じ部分を示す。
する図であって、第１図と同じ符号は同じ部分を示す。
詔は波長掃引形半導体レーザ、２４と部はレンズ、５は
単一モード光ファイバである。
単一モード光ファイバである。
２３の半導体レーザは単−縦モード発振で、半導体レー
ザ２３からの出射光の一部はビームスプリッタ１２ヲ透
過して検出用セル３内を通過する。粒子による散乱光は
、第１．第２の実施例と同じく平行ビームとなって、半
導体レーザ２３からの他方の出射光であるビームスプリ
ッタ１２で反射し、単一モード元ファイバ２５′！！−
伝搬した光と合波され、１８のシリコン・アバランシェ
・ホトダイオードに入射する。
ザ２３からの出射光の一部はビームスプリッタ１２ヲ透
過して検出用セル３内を通過する。粒子による散乱光は
、第１．第２の実施例と同じく平行ビームとなって、半
導体レーザ２３からの他方の出射光であるビームスプリ
ッタ１２で反射し、単一モード元ファイバ２５′！！−
伝搬した光と合波され、１８のシリコン・アバランシェ
・ホトダイオードに入射する。
一般に半導体レーザは、注入電流に対して発振周波数が
変化する。従って、半導体レーザ２３への注入電流を時
間に対して三角波的に変化させることにより、半導体レ
ーザ２３からの出射光の周波数は、第５図に示す通り三
角波的に変化する。第３の実施例では、三角波の周期は
１ ｍ ｓｅｃで、レーザーの周波数の最大周波数偏移
は１０ ＧＨｚでちった。
変化する。従って、半導体レーザ２３への注入電流を時
間に対して三角波的に変化させることにより、半導体レ
ーザ２３からの出射光の周波数は、第５図に示す通り三
角波的に変化する。第３の実施例では、三角波の周期は
１ ｍ ｓｅｃで、レーザーの周波数の最大周波数偏移
は１０ ＧＨｚでちった。
第３の実施例では、単一モード元ファイバ２５を用いて
、ビームスプリッタ１７で合波する散乱光と局発光との
光路差を１０ｍ、すなわち郡遅延時間差’１３０ｎｓｅ
ｅに設定しである。このために、ビームスプリッタ１７
で合波される散乱光と局発光との周波数ｆは、第５図に
示す通り、ｆ ＝ ３００ ＫＨｚ離れることから、シ
リコン・アバランシェ・ホトダイオード１８からは、散
乱光が入射したときのみ、ｆ＝ ３００ ＫＨｚのビー
ド信号が生じる。従って、第１゜第２の実施例と同様、
散乱光をヘテロダイン的に検出することが可能となる。
、ビームスプリッタ１７で合波する散乱光と局発光との
光路差を１０ｍ、すなわち郡遅延時間差’１３０ｎｓｅ
ｅに設定しである。このために、ビームスプリッタ１７
で合波される散乱光と局発光との周波数ｆは、第５図に
示す通り、ｆ ＝ ３００ ＫＨｚ離れることから、シ
リコン・アバランシェ・ホトダイオード１８からは、散
乱光が入射したときのみ、ｆ＝ ３００ ＫＨｚのビー
ド信号が生じる。従って、第１゜第２の実施例と同様、
散乱光をヘテロダイン的に検出することが可能となる。
なお検出用セルを通過する距離ｌは、はぼｌ−０，１ａ
ｍであるため、本発明による測定方式を使用したときの
粒子の速度Ｖは、Ｖ ： ｆ￥、ｌ ＝ ３Ｘ１０５Ｘ
ｌ ＝ ３ Ｘ １０’ ｃｍ／ ｓｅｃ以下でなく
てはいけない。
ｍであるため、本発明による測定方式を使用したときの
粒子の速度Ｖは、Ｖ ： ｆ￥、ｌ ＝ ３Ｘ１０５Ｘ
ｌ ＝ ３ Ｘ １０’ ｃｍ／ ｓｅｃ以下でなく
てはいけない。
以上説明したように、本発明は微小粒子からの散乱光検
出にヘテロダイン検波を適用したために、極微弱散乱光
の検出が可能となった。本発明の測定方法を実施する測
定装置では、径０．０１ ｐｍφ以下の微小粒子検出が
可能となシ、１６ Ｍｂ 、 ６４ Ｍｂ ＤＲＡＭ作
成に対応したスーパークリーンルーム内の微小粒子検出
用のダストカウンタに適用して効果顕著である。
出にヘテロダイン検波を適用したために、極微弱散乱光
の検出が可能となった。本発明の測定方法を実施する測
定装置では、径０．０１ ｐｍφ以下の微小粒子検出が
可能となシ、１６ Ｍｂ 、 ６４ Ｍｂ ＤＲＡＭ作
成に対応したスーパークリーンルーム内の微小粒子検出
用のダストカウンタに適用して効果顕著である。
（至）−
第１図は本発明のダストカウンタの第１実施例の構成概
要図、 第２図は出力信号の一例、 第３図および第４図はそれぞれ本発明のダストカウンタ
の第２および第３の実施例の構成概要図、第５図は測定
の原理を説明する図、 第６図は従来の光散乱式ダストカウンタの構成概要図で
ある。 １・・・レーザ管 ２・・・反射鏡 ３・・・検出用セル ４・・・全反射鏡 ５．６・・・レンズ ７・・・スリット ８・・・光を子増倍管 ９・・・増幅器 １０・・・カウンタ １１・・・単−縦モード発振Ｈｅ−Ｎｅレーザ１２・・
・ビームスプリッタ １３ 、１４・・・音響光学変調器 １５・・・全反射鏡 １６・・・レンズ １７・・・ビームスプリッタ １８・・・、７ リコン・アバランシェ・ホトダイオー
ド１９・・・交流増幅器 加・・・波形デジタイザ ２１・・・エタロン板 ｎ・・・全反射鈍 お・・・波長掃引形半導体レーザ ２８ｔ ２６・・・レンズ ５・・・単一モード元ファイバ 特許出願人 日本電信電話株式会社 代理人弁理士 玉 蟲 久 五 部（外２名） 時 間 出力信号の一１列 第 ２ 図 −一一中周波紋
要図、 第２図は出力信号の一例、 第３図および第４図はそれぞれ本発明のダストカウンタ
の第２および第３の実施例の構成概要図、第５図は測定
の原理を説明する図、 第６図は従来の光散乱式ダストカウンタの構成概要図で
ある。 １・・・レーザ管 ２・・・反射鏡 ３・・・検出用セル ４・・・全反射鏡 ５．６・・・レンズ ７・・・スリット ８・・・光を子増倍管 ９・・・増幅器 １０・・・カウンタ １１・・・単−縦モード発振Ｈｅ−Ｎｅレーザ１２・・
・ビームスプリッタ １３ 、１４・・・音響光学変調器 １５・・・全反射鏡 １６・・・レンズ １７・・・ビームスプリッタ １８・・・、７ リコン・アバランシェ・ホトダイオー
ド１９・・・交流増幅器 加・・・波形デジタイザ ２１・・・エタロン板 ｎ・・・全反射鈍 お・・・波長掃引形半導体レーザ ２８ｔ ２６・・・レンズ ５・・・単一モード元ファイバ 特許出願人 日本電信電話株式会社 代理人弁理士 玉 蟲 久 五 部（外２名） 時 間 出力信号の一１列 第 ２ 図 −一一中周波紋
Claims (5)
- （１）クリーンルーム内の浮遊塵埃の個個の粒子を光散
乱によつて捉える単一粒子散乱法による半導体製造プロ
セスにおける塵埃測定方法において、レーザ光源から出
射するレーザ光を分波器により二倍し、 前記二倍した一方のレーザ光を浮遊粒子に照射して光散
乱光を生じさせ、 前記二倍した他方のレーザ光は周波数を偏移せしめた後
に前記光散乱光と合波させ、 前記合波した合波光を光検出器により受光し、前記光検
出器において生じるビード信号を検出・処理する光ヘテ
ロダイン法により浮遊粒子の大きさと個数を計測する ことを特徴とする半導体製造プロセスにおける塵埃測定
方法。 - （２）レーザ光源と、 前記レーザ光源からの出射光を二倍する分波器と、 前記レーザ光源からの出射光を照射する空気中に含まれ
る塵埃を検出する被検出用空気を、内部に流す検出用セ
ルと、 前記分波器により二分した一方のレーザ光を前記検出用
セル内の浮遊粒子内に照射したとき生じる散乱光を受光
し、平行ビームとするレンズ系と、前記分波器により二
分した他方のレーザ光の周波数を偏移させる光変調器と
、 前記二倍したレンズ系および光変調器からそれぞれ出射
するレーザ光を合波する合波器と、前記合波器により合
波したレーザ光を受光し、出力する出力交流信号を増幅
する受光部とを備えてなる ことを特徴とする半導体製造プロセスにおける塵埃測定
装置。 - （３）前記レーザ光源は、レーザ共振器により構成し、 前記検出用セルは、前記レーザ共振器内に設置してなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の半導体製
造プロセスにおける塵埃測定装置。 - （４）前記光変調器は２個からなることを特徴とする特
許請求の範囲第２項記載の半導体製造プロセスにおける
塵埃測定装置。 - （５）周波数が時間に対して周期的に偏移する周波数掃
引型のレーザ光源と、 前記レーザ光源からの出射光を二分する分波器と、 前記レーザ光源からの出射光を照射する空気中に含まれ
る塵埃を検出する被検出用空気を内部に流す検出用セル
と、 前記分波器により二分した一方のレーザ光を前記検出用
セル内の浮遊粒子内に照射したとき生じる散乱光を受光
し、平行ビームとするレンズ系と、前記分波器により二
分した他方のレーザ光を前記一方のレーザ光に対して遅
延させる光学系と、前記二分したレンズ系および光学系
からそ れぞれ出射するレーザ光を合波する合波器と、前記合波
器により合波したレーザ光を受光し、出力する出力交流
信号を増幅する受光部とを備えてなる ことを特徴とする半導体製造プロセスにおける塵埃測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61208925A JPS6363944A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 半導体製造プロセスにおける塵埃測定方法および測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61208925A JPS6363944A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 半導体製造プロセスにおける塵埃測定方法および測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6363944A true JPS6363944A (ja) | 1988-03-22 |
Family
ID=16564397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61208925A Pending JPS6363944A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 半導体製造プロセスにおける塵埃測定方法および測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6363944A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02150747A (ja) * | 1988-12-01 | 1990-06-11 | Res Dev Corp Of Japan | 光断層像画像化装置 |
| US5432601A (en) * | 1992-12-17 | 1995-07-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Fine particle analyzing device |
| WO1999046577A1 (en) * | 1998-02-27 | 1999-09-16 | Pacific Scientific Instruments Company | High sensitivity optical fluid-borne particle detection |
| CN101819128A (zh) * | 2010-04-26 | 2010-09-01 | 浙江万里学院 | 一种抗积灰干扰的激光粉尘检测装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55106340A (en) * | 1979-02-09 | 1980-08-15 | Toshiba Corp | Grain size measuring device |
| JPS55149043A (en) * | 1979-05-10 | 1980-11-20 | Fujitsu Ltd | Light heterodyne detector |
-
1986
- 1986-09-05 JP JP61208925A patent/JPS6363944A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55106340A (en) * | 1979-02-09 | 1980-08-15 | Toshiba Corp | Grain size measuring device |
| JPS55149043A (en) * | 1979-05-10 | 1980-11-20 | Fujitsu Ltd | Light heterodyne detector |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02150747A (ja) * | 1988-12-01 | 1990-06-11 | Res Dev Corp Of Japan | 光断層像画像化装置 |
| US5432601A (en) * | 1992-12-17 | 1995-07-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Fine particle analyzing device |
| WO1999046577A1 (en) * | 1998-02-27 | 1999-09-16 | Pacific Scientific Instruments Company | High sensitivity optical fluid-borne particle detection |
| US6137572A (en) * | 1998-02-27 | 2000-10-24 | Pacific Scientific Instruments Company | High sensitivity optical fluid-borne particle detection |
| CN101819128A (zh) * | 2010-04-26 | 2010-09-01 | 浙江万里学院 | 一种抗积灰干扰的激光粉尘检测装置 |
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