JPWO2020051131A5

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Publication number: JPWO2020051131A5
Application number: JP2021505906A
Authority: JP
Publication date: 2022-06-15
Anticipated expiration: 2039-09-03

Claims

表面上の粒子の除去および検出のための装置において、
入口を有する粒子分析器と、
サンプリングポートを有する試料プローブであって、前記サンプリングポートが流路によって前記入口に流体的に接続されている試料プローブと、
前記試料プローブに動作可能に接続された排出システムであって、前記排出システムが、前記表面から前記粒子を取り除くために、前記表面上に物質、エネルギ、または物質とエネルギの組合せを導くように構成された排出システムと、
前記サンプリングポートに動作可能に接続された真空システムであって、前記真空システムは、前記試料プローブに近接する収集領域内の前記取り除かれた粒子を、前記サンプリングポートを通して、前記流路に沿って、前記入口で前記粒子分析器内に押し込むように構成される、真空システムと、
を備える、装置。
前記粒子分析器は、非光学的粒子計数器である、請求項１に記載の装置。
前記粒子分析器は、光粒子計数器である、請求項１に記載の装置。
前記光粒子計数器は、凝縮粒子計数器である、請求項３に記載の装置。
前記凝縮粒子計数器の前記入口が、分析される前記取り除かれた粒子を含む試料流を導入し、前記凝縮粒子計数器は、
凝縮液リザーバと、
前記試料流に凝縮液を導入するための前記凝縮液リザーバと流体連通する飽和槽と、
前記試料流に含まれる前記取り除かれた粒子上に前記凝縮液を凝縮するための前記飽和槽と流体連通する凝縮器と、
を備え、
前記粒子計数器の前記入口は、前記試料流中の前記凝縮して取り除かれた粒子を検出または特徴付けるために、前記凝縮器と流体連通する、請求項４に記載の装置。
前記凝縮液が、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、グリセロール、エチレングリコール、ジェテリーナグリコール、プロピレングリコール、またはそれらの組合せである、請求項５に記載の装置。
前記凝縮粒子計数器が、１００ｎｍ以下の有効径を有する粒子を検出する、請求項４～６のいずれか一項に記載の装置。
前記装置が、総質量が２０ｋｇ未満で携帯可能である、請求項４～７のいずれか一項に記載の装置。
前記粒子分析器は、差分光検出器を有し、前記差分光検出器は、前記粒子分析器内の前記取り除かれた粒子と相互作用する光ビームの異なる部分に、それぞれ空間的にマッピングされた複数の光検出器を備える、請求項１～８のいずれか一項に記載の装置。
前記光ビームの少なくとも一部が、前記取り除かれた粒子を含む流動セルを通過し、前記複数の光検出器に誘導される、請求項９に記載の装置。
前記光検出器は、それぞれ、前記光ビームの重なり合わない部分に空間的にマッピングされる、請求項９～１０のいずれか一項に記載の装置。
前記光検出器は、差分検出のために構成される、請求項９～１１のいずれか一項に記載の装置。
前記光検出器は、スプリットビーム検出差分検出のために構成される、請求項９～１２のいずれか一項に記載の装置。
前記光ビームは、ガウスビームである、請求項９～１３のいずれか一項に記載の装置。
前記光ビームは、非ガウスビームである、請求項９～１３のいずれか一項に記載の装置。
前記光ビームは、構造化ビームである、請求項９～１３のいずれか一項に記載の装置。
前記光ビームは、干渉ビームである、請求項９～１３のいずれか一項に記載の装置。
前記排出システムは、エネルギが与えられた物質を前記表面に誘導される、請求項１～１７のいずれか一項に記載の装置。
前記エネルギが与えられた物質は、圧縮ガス、イオン化ガス、パルスガス、超音波ガス、メガソニックガス、極低温ガス、二酸化炭素スノー、大気圧プラズマ、およびそれらの任意の組合せからなる群から選択される、請求項１８に記載の装置。
前記エネルギが与えられた物質はが、空気、二酸化炭素、アルゴン、窒素、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項１８または１９に記載の装置。
前記排出システムは、超音波またはメガソニックエネルギを前記表面に誘導されるように構成される、請求項１～２０のいずれか一項に記載の装置。
前記排出システムは、前記表面上の粒子を熱励起するように構成される、請求項１～２１のいずれか一項に記載の装置。
前記排出システムは、前記エネルギ、物質、またはそれらの組み合わせのパルスを印加するように構成される、請求項１～２２のいずれか一項に記載の装置。
前記排出システムは、パルス液体を印加するように構成され、前記粒子分析器は、液体光粒子計数器である、請求項１～２３のいずれか一項に記載の装置。
前記パルス液体は、一つ又は複数の界面活性剤を含む、請求項２４に記載の装置。
前記試料プローブは、ユーザの手によって保持され、移動されるように構成されるハウジングを備える、請求項１～２５のいずれか一項に記載の装置。
前記表面に対する前記試料プローブの自動位置決めおよび移動のために、前記試料プローブに接続された機械コントローラを更に備える、請求項１～２５のいずれか一項に記載の装置。
前記試料プローブを前記入口に流体接続する可撓性ホース又はチューブを更に備える、請求項１～２７のいずれか一項に記載の装置。
表面上のナノ粒子を除去し、特徴付ける方法において、
前記表面からナノ粒子を取り除くために、前記表面に物質、エネルギ、またはそれらの組み合わせを誘導するステップと、
試料プローブを通して、取り除かれた粒子を粒子分析器の入口に真空引きするステップと、
前記粒子分析器を用いて前記粒子を特徴付けるステップと、
を含む、方法。
前記粒子分析器は、光学凝縮粒子計数器である、請求項２９に記載の方法。
前記粒子分析器は、光学分割差動干渉光粒子計数器である、請求項２９に記載の方法。
前記取り除かれた粒子が、１００ｎｍ以下の平均径を有する、請求項２９～３１のいずれか一項に記載の方法。
表面上の粒子を除去し特徴付ける方法において、
装置を提供するステップであって、前記装置は、
入口を有する凝縮粒子計数器、
サンプリングポートを有する試料プローブであって、前記サンプリングポートは、流路によって前記凝縮粒子計数器の前記入口に流体接続される、試料プローブ、
前記試料プローブに動作可能に接続された排出システムであって、前記表面から前記粒子を取り除くために、前記表面上に物質、エネルギ、またはそれらの組み合わせを誘導する、排出システム、
前記サンプリングポートに動作可能に接続された真空システムであって、前記試料プローブに近接する粒子を、前記サンプリングポートを通して、前記流路を介して前記凝縮粒子計数器に押し込む、真空システム、
を備える、ステップと、
前記排出システムから前記表面に物質、エネルギ、またはそれらの組み合わせを誘導し、それによって前記表面から粒子を取り除くステップと、
取り除かれた粒子を、前記試料プローブ内の前記サンプリングポートを通して、前記流路を介して前記凝縮粒子計数器内に真空引きするステップと、
前記凝縮粒子計数器を使用して前記粒子を特徴付けるステップと、
を含む、方法。
前記粒子を特徴付ける前記ステップが、前記粒子を検出または計数する工程を含む、請求項２９～３３のいずれか一項に記載の方法。
前記凝縮粒子計数器は、
分析される試料流を導入するための入口と、
凝縮液を前記試料流に導入するための飽和槽であって、凝縮液リザーバと流体連通する、飽和槽と、
前記飽和槽と流体連通し、前記凝縮液を前記試料流に含まれる粒子上に凝縮する凝縮器と、
前記試料流中の前記粒子を検出または特徴付けるための、前記凝縮器と流体連通する粒子計数器と、
を備える、請求項３３に記載の方法。
前記誘導するステップは、
流体またはエネルギを前記表面に誘導する工程と、
前記表面に二酸化炭素スノーを誘導する工程と、
前記表面上の粒子を熱的に励起する工程と、
を含む、請求項２９～３５のいずれか一項に記載の方法。
前記表面に流体またはエネルギを誘導する前記ステップは、前記表面に流体を向け、前記流体は、空気、二酸化炭素、アルゴン、窒素、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項３６に記載の方法。
前記誘導するステップは、
前記流体をパルス化する工程と、
前記流体にエネルギを与える工程と、
前記流体をイオン化する工程と、
前記流体を極低温で提供する工程と、
を含む、請求項３６または３７に記載の方法。
前記誘導するステップは、前記表面にエネルギを誘導し、前記エネルギは、超音波またはメガソニック周波数で提供される、請求項３８に記載の方法。
前記特徴付けるステップは、
粒子の数、
単位表面積当たりの粒子数または表面上の粒子濃度、
前記表面上の粒子の数、
粒子洗浄有効性、
粒径、
粒径のヒストグラム、
およびそれらの任意の組み合わせ、
を含む群から選択される粒子パラメータを決定する工程を含む、請求項２９～３９のいずれか一項に記載の方法。