JPH07120376A - 微粒子測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸収する光の波長が種々異なる、不透明溶液
状の測定試料に含まれている微粒子の粒径、粒子数を、
常に精度良く測定する。 【構成】 異物微粒子測定装置１０の試料流路５には、
波長が固定された測定光を発生する複数の測定ユニット
８，８…が設けられている。これらのユニットから照射
される測定光の波長は互いに異なるように設定される。
又、上記試料流路５には、当該測定試料１が吸収する光
の波長を検出する吸光光度計７が設置されている。光度
計７による検出波長、及び測定ユニット８，８…による
測定結果は、システム制御部６に送られる。制御部６
は、測定ユニットからの、複数の測定光の波長と、上記
検出波長とを比較し、当該試料１に適した測定光を発生
する測定ユニット８を選択し、斯く選択したユニットに
よる測定結果のみを用いて、試料１中の異物の粒径、粒
子数等を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体中の微粒子の測定
技術さらには試料中の異物微粒子の粒径、粒子数を測定
する測定装置に適用して特に有効な技術に関し、例えば
半導体製造時に用いられるレジスト等の液状試料の異物
混入量の測定に利用して有用な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】純水、薬品、半導体装置の製造に用いら
れるホトレジスト等の溶液中に存在するミクロン（μ
ｍ）オーダーの異物微粒子の粒径、粒子数、粒径別粒子
数分布等を計測するに当り、その測定試料に測定光を照
射し、このとき発生する散乱光を検出して、上記各種デ
ータを得るようにした液中微粒子測定装置が公知であ
る。この液中微粒子測定装置にあっては、測定試料を一
定速度で通過させる試料流路を設け、この試料流路内
に、光学的に透明で耐薬品性を有するフロースルーセル
を設けておき、このセルに対して、波長数百ナノメータ
（例えば６３２．８ｎｍ）の波長の測定光（レーザ光）
を照射し、このとき微粒子より反射した散乱光を、受光
素子で電気信号として測定し、この測定結果に基いてそ
の粒径、粒子数等を算出するようにしていた。このとき
用いられる測定光は、同一波長の散乱光が得られるよう
にその波長が１つの値に固定されて、当該微粒子の測定
精度を高めていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た技術には、次のような問題のあることが本発明者らに
よってあきらかとされた。すなわち、測定対象たる溶液
（測定試料）によっては、当該溶液固有の光吸収波長帯
域がある。従って、上記微粒子測定装置において固定さ
れた波長が、この波長帯域に含まれる場合、照射された
測定光が、当該溶液に吸収され、或は、当該散乱光が吸
収されて、その微粒子測定が精度良く行えないこととな
る。本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、測
定試料が不透明溶液で、その光吸収波長帯域により特定
波長の光が吸収されるような場合であっても、その試料
中の微粒子の粒径、粒子数を、常に精度良く測定するこ
とができる微粒子測定装置を提供することをその主たる
目的とする。この発明の前記ならびにそのほかの目的と
新規な特徴については、本明細書の記述および添附図面
から明らかになるであろう。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。即ち、本発明の微粒子測定装置は、測定試
料が供給される試料流路に、波長が固定された測定光を
発生させる照射手段が複数個設けられ、各々の照射手段
から発生する測定光の波長が互いに異なるように設定さ
れている。

【０００５】

【作用】上記した手段によれば、測定試料に、互いに異
なる波長の測定光が照射できるようになっているので、
測定試料の光吸収帯域に属さない測定光を選択し、この
測定光による散乱光のみを測定して、当該試料中の微粒
子の粒径、粒子数の算出が行える。従って、１つの測定
装置で、光吸収帯域の異なる複数の測定試料に対する、
微粒子の測定が可能となる。

【０００６】

【実施例】

（第１実施例）以下、本発明の第１実施例を添付図面を
参照して説明する。図１は、本実施例の測定波長可変型
液中異物微粒子測定装置１０の構成を示すブロック図で
ある。この図に示すように、溶液中の異物微粒子の測定
が行われる液体測定試料１は、測定試料漕２に貯留され
る。この試料漕２には、加圧気体導入管３を介して、加
圧装置４から加圧された気体（例えばＮ₂ガス）が導入
され、当該加圧気体の作用によって、測定試料１が、試
料流路５中を移動するようになっている。尚、上記加圧
装置４の動作は、後述のシステム制御部６からの信号に
て制御され、この結果、測定試料１が所定の流速で、当
該流路５中を移動するようになっている。

【０００７】上記流路５の途中には、紫外／可視吸光光
度計７が配設されている。この光度計７は、流路中を流
れている測定試料１が吸収する光の波長を検出するもの
であり、当該吸収光の波長を表す信号は、システム制御
部６に送られる。

【０００８】上記流路５には、更に、複数の測定ユニッ
ト８，８，８，…、及び、流量測定／調整部９が設けら
れており、これら測定ユニット８，８…、流量測定／調
整部９によって異物微粒子測定部１０Ａが構成される。
このうち複数の測定ユニット８，８，…は、流路５途中
に形成された、光学的に透明で耐薬品性を有する測定セ
ル（フロースルーセル）と、このセルに一定波長の測定
光（レーザ光）を照射する測定光照射部と、異物微粒子
に照射された後の散乱光を検出する散乱光検出部とによ
って構成される。しかして、上記測定セルに流入された
測定試料１に対しては、上記測定光照射部より測定光の
照射が行われ、その散乱光が散乱光検出部によって検出
され、その検出結果を表す信号が、システム制御部６に
送られる。この場合、各測定ユニット８，８…では、散
乱光の散乱状態を上記検出部の受光素子が、電気的にパ
ルス信号として検出する。そしてこのパルス信号の電圧
値（振幅）や、発生度数に基いて、上記システム制御部
６が当該試料１中に含まれる異物微粒子の粒径、粒子
数、更には流径毎の粒子数分布状態等を算出する。

【０００９】ところで、本実施例の異物微粒子測定装置
１０では、波長が固定された測定光を生成する測定ユニ
ット８，８…が複数個設けられ、各々のユニット８，
８，…毎に生成される、各々の測定光は、その波長が互
いに異なるように予め一定値に固定されている。そし
て、これら波長が互いに異なる測定光にて得られた、散
乱光データが、上記システム制御部６に送られる。シス
テム制御部６は、上記吸光光度計７によって検出された
当該測定試料１が吸収する波長帯域を認識し、この帯域
から外れた波長域を判断し、各測定ユニット８，８…が
発生する測定光の波長とこの波長域とを比較して、何れ
の測定ユニットが、当該試料１中の異物微粒子の測定に
最適であるかを判断する。そして、最適と判断した１
つ、又は２つ以上の測定ユニット８からのパルス信号の
みを、有効な散乱光データとし、これを用いて当該測定
試料１の異物微粒子の算出を行なう。この場合、その処
理方法によっては、当該測定光が、上記波長帯域に属さ
ない全ての測定ユニット８，８，…からの信号を用い
て、異物微粒子の算出を行なうようにしてもよい。

【００１０】尚、上記流量測定／調整部９は、測定試料
１の流路内移動速度を測定し、この移動速度を一定に調
整する等の働きを有する。尚、試料１の流速の調整は、
この調整部９内に設けられた真空状態発生手段の作用に
よる吸引圧送にて行われる。この結果、装置１０全体と
しては、上記した加圧装置４と、該調整部９の作用によ
って、測定試料１の流速制御が行われる。しかして、調
整された移動速度は、システム制御部６に送られて、異
物微粒子の粒径、微粒子数の測定に用いられるようにな
っている。尚、試料１の移動速度流速は、システム制御
部からの信号を受けた流量測定／調整部９により、適宜
調節され、試料の移動速度を種々変化させて、その都度
得られた散乱光データを用いて、更に詳細な、試料１内
の異物微粒子の混入状態が分析できるようになってい
る。

【００１１】以上詳述したように、第１実施例の異物微
粒子測定装置１０によれば、測定試料１の種類に応じ
て、当該試料が吸収する光の波長以外の波長の測定光に
よる微粒子の測定が行われるので、如何なる試料（特に
半透明又は不透明溶液）に対しても、その異物微粒子の
正確な測定を行なうことができるようになる。

【００１２】（第２実施例）次に、本発明の第２実施例
について説明する。図２は、第２実施例の測定波長可変
型液中異物微粒子測定装置２０の構成を示すブロック図
である。この第２実施例では、第１実施例で、流路５に
設けられた、複数の測定ユニット８，８，８，…、に代
えて、種々の波長の測定光（レーザ光）を発光させるこ
とができる波長可変レーザ測定ユニット１８が設けられ
ている点のみが上記第１実施例と異なる。尚、この測定
ユニット１８では、後述のシステム制御部１６からの信
号に基いて当該試料１に最適の測定光波長が設定される
と、その後、当該波長が変動しない構成となっている。
この測定ユニット１８と流量測定／調整部１９とによっ
て異物微粒子測定部２０Ａが構成される。

【００１３】具体的には、測定ユニット１８は、流路５
途中に形成された測定セルと、このセルに種々の波長の
測定光（レーザ光）を照射する波長可変レーザ照射部
と、上記測定光の照射時に得られる散乱光を検出する散
乱光検出部とによって構成される。試料漕２から試料流
路１５を介して上記測定セルに流入した測定試料１に対
して、上記照射部から所定波長の測定光が照射される
と、このとき発生した散乱光が上記検出部にてパルス信
号として検出され、このとき得られた散乱光データ（パ
ルス信号）が、システム制御部１６に送られて、当該試
料１中の異物微粒子の粒径、微粒子数等が算出される。

【００１４】上記測定ユニット１８から照射される測定
光の波長は、システム制御部１６からの指令信号によっ
て選択される。即ち、システム制御部１６は、試料流路
１５に設置された吸光光度計７からの信号に基いて、当
該試料１が吸収する光の波長を測定し、この測定結果
を、システム制御部１６に送る。この測定結果を受けた
システム制御部１６は、当該試料１の微粒子測定に最適
の波長（吸収されない１つの波長）を決定し、その波長
を表わす信号を、上記波長可変レーザ測定ユニット１８
に送る。そして、この信号に基いて、当該ユニット１８
から、当該試料に、当該微粒子測定に最適の波長の測定
光が照射される。

【００１５】尚、この実施例でも、上記第１実施例と同
様に、１つの測定試料１に対して、上記波長帯域に属さ
ない複数の波長の測定光を照射し、このとき得られた散
乱光にかかるデータに基いて、異物微粒子の粒径、微粒
子数等の算出を行なうようにしてもよい。尚、この第２
実施例の他の構成は、上記した第１実施例の構成と同じ
であり、対応する部材には、同一の符号を付してその説
明を省略する。

【００１６】（第３実施例）次に、本発明の第３実施例
について説明する。この第３実施例は、第１実施例にお
ける微粒子測定機構（微粒子測定部１０Ａ）を、レーザ
ー光散乱方式の絶対分子量測定装置に転用したもので、
その構成を図３のブロック図で示す。このレーザー光散
乱方式絶対分子量測定装置３０では、ＧＰＣ（ゲル浸透
クロマトグラフ）溶離液流路３２と測定試料流路３３を
通って、各々、溶離液と測定試料がＧＰＣ装置３４に入
るようになっている。しかして、この第３実施例では、
分子量測定部（微粒子測定部）３０Ａの作用によって、
溶離液中に含まれる物質の分子量が測定される。

【００１７】即ち、ＧＰＣ装置３４内で測定試料中に含
まれる、分子量が互いに異なる各成分の分離が行われ、
相対分子量を反映したＧＰＣクロマトグラフが得られ
る。そして、ＧＰＣ装置３４から流路３５に送られた溶
出液３１に対して、当該流路３５に配設された測定ユニ
ット３８，３８…による液中成分の測定（液中の物質の
分子量測定）が行われる。

【００１８】この測定ユニット３８，３８…は、第１実
施例の測定ユニット８，８…と略同一の構成となってお
り、各々のユニット３８，３８…は、互いに異なる波長
の測定光（レーザ光）を当該溶出液３１に照射して、こ
の溶出液３１に含まれる物質の分子量に応じた散乱光デ
ータが得られるようになっている。この場合にも、流路
３５に配設された吸光光度計３７によって、当該溶出液
３１が吸収する光の波長が、システム制御部３６に送ら
れ、これを受けた制御部３６が、吸収される光の波長帯
域を認識し、この帯域に含まれない波長域を認識し、該
波長域に含まれる測定光を発する、１又は２以上の所望
の測定ユニット３８を選択し、該測定ユニットにて得ら
れた散乱光データのみを用いて、算出処理を行う。この
とき流路３５中を流れる溶出液３１は、微粒子測定部３
０Ａを構成する流速測定／調整部３９の働きによって一
定流速となり、この速度データに基づいて、システム制
御部３６は、溶出液３１中に含まれる物質の分子量を算
出する。

【００１９】又、図４は、第２実施例における微粒子測
定機構（微粒子測定部２０Ａ）を、レーザー光散乱方式
の絶対分子量測定装置に適用した変形例を示すブロック
図である。尚、この変形例では、図３に示す複数の測定
ユニット３８，３８…に代えて、種々の波長の測定光を
発生させる波長可変レーザ測定ユニット４８が用いられ
ている。この測定ユニット４８は、流量測定／調整部４
９と協同して、分子量測定部（微粒子測定部）４０Ａを
構成する。

【００２０】この測定ユニット４８からの測定光の波長
は、システム制御部４６からの信号に基いて決定され
る。即ち、システム制御部４６は、吸光光度計３７から
の、溶出液３１が吸収する光の波長帯域を表わす信号を
受け、この帯域に属さない１つの波長の測定光（レーザ
光）を、上記測定ユニット４８に発生させて、当該溶出
液３１中の物質の分子量を算出する。この変形例におい
ても、上記第３実施例と同様に、１種類の溶出液３１に
対して、上記波長帯域に属さない２以上の波長の測定光
を選択して、これを順次照射し、このとき得られた散乱
光にかかる複数のデータに基いて、溶出液中に含まれる
物質の分子量の算出を行なうようにしてもよい。尚、こ
の変形例の他の構成は、上記した第３実施例の構成と同
じであり、対応する部材には、同一の符号を付してその
説明を省略する。

【００２１】以上説明したように、上記した実施例の微
粒子測定部を用いた、異物微粒子測定装置（絶対分子量
測定装置）によれば、システム制御部が、測定対象とな
る溶液（溶出液）が吸収する光の波長の帯域を認識し、
この帯域に含まれない測定光を照射する測定ユニットか
らの散乱光データのみを用いて、粒子の粒径（分子
量）、粒子数を測定するので、１つの測定装置で、光吸
収帯域が異なる複数種類の溶液における微粒子の粒径
（分子量）、粒子数を、常に精度良く算出することがで
きる。

【００２２】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上
記第１、第３実施例では、複数の測定ユニットからの散
乱光データを、システム制御部が適宜選択して、微粒子
測定を行っているが、システム制御部からの信号に基い
て、測定に適さない測定ユニットの動作を停止させても
よい。

【００２３】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である異物微
粒子測定装置及び絶対分子量測定装置に適用した場合に
ついて説明したが、この発明はそれに限定されるもので
なく、流体中に含まれる物質の大きさ、含有量等を測定
する技術一般に利用することができる。

【００２４】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。すなわち、半透明又は不透明溶液に含
まれた微粒子の測定を、１つの測定装置によって行うこ
とができ、スループットが向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の測定波長可変型液中異物微粒子測
定装置１０の構成を示すブロック図である。

【図２】第２実施例の測定波長可変型液中異物微粒子測
定装置２０の構成を示すブロック図である。

【図３】第１実施例における微粒子測定機構をレーザー
光散乱方式の絶対分子量測定装置に転用した例を示すブ
ロック図である。

【図４】第２実施例における微粒子測定機構をレーザー
光散乱方式の絶対分子量測定装置に転用した例を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１ 液体測定試料 ５ 試料流路 ６ システム制御部 ７ 紫外／可視吸光光度計 ８ 測定ユニット １０ 測定波長可変型液中異物微粒子測定装置 １０Ａ 異物微粒子測定部（微粒子測定機構） １８ 波長可変レーザ測定ユニット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料流路を通過する試料に測定光を照射
   し、照射時に発生する散乱光を検出して、この検出結果
   に基づいて当該試料中の微粒子の粒径、若くは、粒子数
   を測定する微粒子測定装置において、試料流路に、波長
   が固定された測定光を発生させる照射手段が複数個設け
   られると共に、各々の照射手段から発生する測定光の波
   長が互いに異なるように設定されていることを特徴とす
   る微粒子測定装置。
2. 【請求項２】 試料流路を通過する試料に測定光を照射
   し、照射時に発生する散乱光を検出して、この検出結果
   に基づいて当該試料中の微粒子の粒径、若くは、粒子数
   を測定する微粒子測定装置において、試料流路に、波長
   可変の測定光を発生させる照射手段が設けられているこ
   とを特徴とする微粒子測定装置。
3. 【請求項３】 上記試料流路に設置され、当該試料が吸
   収する光の波長を検出する波長測定手段と、該波長測定
   手段にて測定された波長に基いて、上記照射手段から照
   射される測定光を選択し、斯く選択した測定光に係る散
   乱光の測定結果に基いて、粒径、粒子量を算出する制御
   手段とを具えてなることを特徴とする請求項１又は２に
   記載の微粒子測定装置。