JPH03238341A - 流体中の粒子計測装置 - Google Patents
流体中の粒子計測装置Info
- Publication number
- JPH03238341A JPH03238341A JP2033712A JP3371290A JPH03238341A JP H03238341 A JPH03238341 A JP H03238341A JP 2033712 A JP2033712 A JP 2033712A JP 3371290 A JP3371290 A JP 3371290A JP H03238341 A JPH03238341 A JP H03238341A
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- Japan
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- laser light
- laser
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- fluid
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、流体中の粒子計測装置、更に詳細には、測定
セルの中を流れる流体にレーザー光を照射し、流体中に
含まれる粒子からのレーザー散乱光を受光してそのレー
ザー散乱光強度から粒子の特性を計測する流体中の粒子
計測装置に関する。
セルの中を流れる流体にレーザー光を照射し、流体中に
含まれる粒子からのレーザー散乱光を受光してそのレー
ザー散乱光強度から粒子の特性を計測する流体中の粒子
計測装置に関する。
［従来の技術］
現在、半導体製造過程において使用される超純水や薬液
は、４Ｍビット、１６ＭビットとＬＳＩの高密度化が進
むにつれて不純物が含まれていない高品質なものが要求
されている。その中で特に超純水や薬液の中の微粒子を
管理することはＬＳＩの歩留まりに大きく影響するため
重要である。
は、４Ｍビット、１６ＭビットとＬＳＩの高密度化が進
むにつれて不純物が含まれていない高品質なものが要求
されている。その中で特に超純水や薬液の中の微粒子を
管理することはＬＳＩの歩留まりに大きく影響するため
重要である。
これまでは、超純水中や薬液中の微粒子を計測するため
に走査型電子顕微鏡が使用されてきたが、多大なコスト
がかかり、リアルタイム性に欠けるという問題点があっ
た。この問題点を解決するために、レーザー光散乱法に
よる微粒子計測法が普及してきている。この計測法は、
レーザー光を照射された微粒子からの散乱光強度が微粒
子の直径に依存することを応用したものである。このよ
うな装置では、粒子を含む測定セル中の流体にレーザー
光を照射し、その散乱光を光電子増倍管を用いて光信号
を電気信号に変換し、その電気信号を解析することによ
って粒子径や粒子分布等の粒子特性を求めている。
に走査型電子顕微鏡が使用されてきたが、多大なコスト
がかかり、リアルタイム性に欠けるという問題点があっ
た。この問題点を解決するために、レーザー光散乱法に
よる微粒子計測法が普及してきている。この計測法は、
レーザー光を照射された微粒子からの散乱光強度が微粒
子の直径に依存することを応用したものである。このよ
うな装置では、粒子を含む測定セル中の流体にレーザー
光を照射し、その散乱光を光電子増倍管を用いて光信号
を電気信号に変換し、その電気信号を解析することによ
って粒子径や粒子分布等の粒子特性を求めている。
まず、このような従来の装置を第４図を用いて説明する
。第４図に置いて、レーザー光源ｌから放出されたレー
ザー光は、レンズ２によって測定セル３中の測定領域４
に集光される。測定領域４内を粒子が通過すると、粒子
はレーザー光を散乱する１粒子によって散乱させられた
光をレンズ５で集光し、スリット６に結像させる。
。第４図に置いて、レーザー光源ｌから放出されたレー
ザー光は、レンズ２によって測定セル３中の測定領域４
に集光される。測定領域４内を粒子が通過すると、粒子
はレーザー光を散乱する１粒子によって散乱させられた
光をレンズ５で集光し、スリット６に結像させる。
スリット６を通過した粒子からの散乱光は光電子増倍管
７に到達し、電気信号に変換される。前置増幅器８によ
って増幅された電気信号は、粒径解析装置９でアナログ
法や光子計数法によって解析され、その散乱光強度から
粒子径が算出され、粒子数密度を算出している。
７に到達し、電気信号に変換される。前置増幅器８によ
って増幅された電気信号は、粒径解析装置９でアナログ
法や光子計数法によって解析され、その散乱光強度から
粒子径が算出され、粒子数密度を算出している。
［発明が解決しようとする課題］
通常、このような粒子計測装置で用いられるレーザー光
はＴＥＭ００モードであり、その空間強度分布はガウス
分布をしているので、レーザビームの強度は中央部が強
く、周辺部に行くにしたがって弱（なる。したがって、
同じ粒子であってもレーザービームを通過する位置によ
って散乱光強度が異なり、散乱光強度から粒径判定を行
う上において誤差を生じてしまう。
はＴＥＭ００モードであり、その空間強度分布はガウス
分布をしているので、レーザビームの強度は中央部が強
く、周辺部に行くにしたがって弱（なる。したがって、
同じ粒子であってもレーザービームを通過する位置によ
って散乱光強度が異なり、散乱光強度から粒径判定を行
う上において誤差を生じてしまう。
このような問題を解決する方法として、ＴＥＭ００モー
ドのレーザー光をマルチモード光ファイバーに入射し、
その出射口における空間強度分布がガウス分布でなくな
り、−構分布に近い強度分布にして測定セルに入射する
方法も知られている。しかし、マルチモード光ファイバ
ーのコア径は約０．１ｍｍであり、レーザーとマルチモ
ト光ファイバーが分離しているときには、レザー光をマ
ルチモード光ファイバーに入射させるのに調整時間がか
かる。しかも、Ｈｅ−ＮｅレザーやＡｒレーザーなどの
ように放電管を用いたレーザー光源では、電源投入後の
レーザービームの光軸の空間的な位置のズレが起きやす
く、レーザービームをマルチモード光ファイバーに安定
的に導くことは困難である。
ドのレーザー光をマルチモード光ファイバーに入射し、
その出射口における空間強度分布がガウス分布でなくな
り、−構分布に近い強度分布にして測定セルに入射する
方法も知られている。しかし、マルチモード光ファイバ
ーのコア径は約０．１ｍｍであり、レーザーとマルチモ
ト光ファイバーが分離しているときには、レザー光をマ
ルチモード光ファイバーに入射させるのに調整時間がか
かる。しかも、Ｈｅ−ＮｅレザーやＡｒレーザーなどの
ように放電管を用いたレーザー光源では、電源投入後の
レーザービームの光軸の空間的な位置のズレが起きやす
く、レーザービームをマルチモード光ファイバーに安定
的に導くことは困難である。
従って、本発明はこのような問題点を解決するためにな
されたもので、入射レーザー光の空間強度分布が一様に
近い分布となるようにすることが可能な流体中の粒子計
測装置を提供することをその課題とする。
されたもので、入射レーザー光の空間強度分布が一様に
近い分布となるようにすることが可能な流体中の粒子計
測装置を提供することをその課題とする。
［課題を解決するための手段］
本発明によれば、この課題を解決するために、測定セル
の中を流れる流体にレーザー光を照射し、流体中に含ま
れる粒子からのレーザー散乱光を受光してそのレーザー
散乱光強度から粒子の特性を計測する流体中の粒子計測
装置において。
の中を流れる流体にレーザー光を照射し、流体中に含ま
れる粒子からのレーザー散乱光を受光してそのレーザー
散乱光強度から粒子の特性を計測する流体中の粒子計測
装置において。
レーザー光を発生するレーザー光源と前記レーザー光源
からのレーザー光を測定セル中に集光するための集光レ
ンズとの間に複数の光ファイバーを束ねた光導波器を配
置し、前記光導波器の入射口と出射口における光ファイ
バーの配列を無相関にする構成を採用した。
からのレーザー光を測定セル中に集光するための集光レ
ンズとの間に複数の光ファイバーを束ねた光導波器を配
置し、前記光導波器の入射口と出射口における光ファイ
バーの配列を無相関にする構成を採用した。
［作 用］
このような構成では、レーザー光が入射される光導波器
の入射口とそのレーザー光を出射する出射口における光
ファイバーの配列は無相関になるので、ガウス分布して
いるレーザー光の空間強度分布は、光導波器を出射する
ときにはほぼ一様になっており、粒子の通過位置による
散乱光強度のばらつきは少なくなり、正確な粒子測定が
可能になる。
の入射口とそのレーザー光を出射する出射口における光
ファイバーの配列は無相関になるので、ガウス分布して
いるレーザー光の空間強度分布は、光導波器を出射する
ときにはほぼ一様になっており、粒子の通過位置による
散乱光強度のばらつきは少なくなり、正確な粒子測定が
可能になる。
また、好ましい実施例によれば、光導波器の入射口の径
は入射口におけるレーザー光のビーム径よりも大きくさ
れる。このような構成では、レーザー光を光ファイバー
に容易に導くことができるので、レーザー光源を含めて
光学系の調節工数が削減できる。
は入射口におけるレーザー光のビーム径よりも大きくさ
れる。このような構成では、レーザー光を光ファイバー
に容易に導くことができるので、レーザー光源を含めて
光学系の調節工数が削減できる。
［実施例］
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図には、本発明の一実施例に係わる粒子計測装置の
概略構成が図示されている。第４図の同−の部分には同
一の参照符号を付しその説明は省略する。
概略構成が図示されている。第４図の同−の部分には同
一の参照符号を付しその説明は省略する。
第４図の構成と異なり、第１図の装置ではレザー光源１
とレーザー光源からのレーザー光を測定セル３中に集光
するための集光レンズ２との間にＰｉ数の光ファイバー
を束ねた光導波器ＩＯが装置されていることである。光
導波器１０は、第２図に示されているように複数の光フ
ァイバー１０ａを束ねることによって構成される。光導
波器ｌＯの入射口１１と出射口１２における各光ファイ
バー１０ａの空間的な９列は無相関にされる。また光導
波器１０の入射口１１の径（約２０１１１〜５ｍｍ）が
入射口におけるレーザー光のビーム径（Ｌ ｍｍ）より
も大きく設定される。
とレーザー光源からのレーザー光を測定セル３中に集光
するための集光レンズ２との間にＰｉ数の光ファイバー
を束ねた光導波器ＩＯが装置されていることである。光
導波器１０は、第２図に示されているように複数の光フ
ァイバー１０ａを束ねることによって構成される。光導
波器ｌＯの入射口１１と出射口１２における各光ファイ
バー１０ａの空間的な９列は無相関にされる。また光導
波器１０の入射口１１の径（約２０１１１〜５ｍｍ）が
入射口におけるレーザー光のビーム径（Ｌ ｍｍ）より
も大きく設定される。
このような構成において、第３図（ａ）に図示したよう
な空間強度分布がガウス分布をしているレーザー光を光
導波器ＩＯに入射すると、光導波器１０の入射口１１と
出射口１２における各光ファイバー１０ａの空間的な配
列は無相関になっているので、光導波器ＩＯの出射口か
ら出てくるレーザー光の空間強度分布は、第３図に図示
したように一様な分布になる。このような−様分布をρ
＼゛ しているレーザービーム内を粒子冬通過した場合、粒子
の通過位置による散乱光強度のばらつきはなくなり、粒
子測定精度を向上させることができる。
な空間強度分布がガウス分布をしているレーザー光を光
導波器ＩＯに入射すると、光導波器１０の入射口１１と
出射口１２における各光ファイバー１０ａの空間的な配
列は無相関になっているので、光導波器ＩＯの出射口か
ら出てくるレーザー光の空間強度分布は、第３図に図示
したように一様な分布になる。このような−様分布をρ
＼゛ しているレーザービーム内を粒子冬通過した場合、粒子
の通過位置による散乱光強度のばらつきはなくなり、粒
子測定精度を向上させることができる。
さらに、このように複数の光ファイバーを束ねた光導波
器ｌＯの直径はレーザー光のビーム径よりも太き（設定
されているので、レーザー光をファイバーに容易に導く
ことができ、レーザー光源を含めて光学系の調節工数が
削減できる。さらにこのようにレーザー光の光軸の変動
があっても入射口の直径がレーザー光のビーム径よりも
太き（設定されているので、光導波器ＩＯの出射口から
のレーザー光の空間強度分布は変化することはなく、光
軸変動の影響を受けずに安定で正確な粒子測定が可能に
なる。
器ｌＯの直径はレーザー光のビーム径よりも太き（設定
されているので、レーザー光をファイバーに容易に導く
ことができ、レーザー光源を含めて光学系の調節工数が
削減できる。さらにこのようにレーザー光の光軸の変動
があっても入射口の直径がレーザー光のビーム径よりも
太き（設定されているので、光導波器ＩＯの出射口から
のレーザー光の空間強度分布は変化することはなく、光
軸変動の影響を受けずに安定で正確な粒子測定が可能に
なる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明では、レーザー光を発生す
るレーザー光源とレーザー光源からのレーザー光を測定
セル中に集光するための集光レンズとの間に複数の光フ
ァイバーを束ねた光導波器を配置し、その光導波器の入
射口と出射口における光ファイバーの配列を無相関にす
るようにしたので、ガウス分布しているレーザー光の空
間強度分布は、光導波器を出射するときにはほぼ一様に
なる。
るレーザー光源とレーザー光源からのレーザー光を測定
セル中に集光するための集光レンズとの間に複数の光フ
ァイバーを束ねた光導波器を配置し、その光導波器の入
射口と出射口における光ファイバーの配列を無相関にす
るようにしたので、ガウス分布しているレーザー光の空
間強度分布は、光導波器を出射するときにはほぼ一様に
なる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）測定セルの中を流れる流体にレーザー光を照射し、
流体中に含まれる粒子からのレーザー散乱光を受光して
そのレーザー散乱光強度から粒子の特性を計測する流体
中の粒子計測装置において、 レーザー光を発生するレーザー光源と前記レーザー光源
からのレーザー光を測定セル中に集光するための集光レ
ンズとの間に複数の光ファイバーを束ねた光導波器を配
置し、前記光導波器の入射口と出射口における光ファイ
バーの配列を無相関にしたことを特徴とする流体中の粒
子計測装置。 ２）前記光導波器の入射口の径を入射口におけるレーザ
ー光のビーム径よりも大きくしたことを特徴とする請求
項第１項に記載の流体中の粒子計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2033712A JPH03238341A (ja) | 1990-02-16 | 1990-02-16 | 流体中の粒子計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2033712A JPH03238341A (ja) | 1990-02-16 | 1990-02-16 | 流体中の粒子計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03238341A true JPH03238341A (ja) | 1991-10-24 |
Family
ID=12394026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2033712A Pending JPH03238341A (ja) | 1990-02-16 | 1990-02-16 | 流体中の粒子計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03238341A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020088299A (ko) * | 2001-05-21 | 2002-11-27 | 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 | 광소자 패키지 |
| JP2013246023A (ja) * | 2012-05-25 | 2013-12-09 | Azbil Corp | 光学式粒子検出装置及び粒子の検出方法 |
-
1990
- 1990-02-16 JP JP2033712A patent/JPH03238341A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020088299A (ko) * | 2001-05-21 | 2002-11-27 | 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 | 광소자 패키지 |
| JP2013246023A (ja) * | 2012-05-25 | 2013-12-09 | Azbil Corp | 光学式粒子検出装置及び粒子の検出方法 |
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