JPH07134094A - Particle sensor head - Google Patents
Particle sensor headInfo
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- JPH07134094A JPH07134094A JP5304548A JP30454893A JPH07134094A JP H07134094 A JPH07134094 A JP H07134094A JP 5304548 A JP5304548 A JP 5304548A JP 30454893 A JP30454893 A JP 30454893A JP H07134094 A JPH07134094 A JP H07134094A
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- sensor head
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 散乱光方式の粒子検出手段において、ビーム
を受け止めるビームストッパーが汚染されてビームの散
乱光・反射光の強度が増加しても、それに起因する迷光
による粒子検出の信頼性の低下を抑制できるパーティク
ルセンサーヘッドを提供することにある。
【構成】軸線方向に長くてパーティクルが進入する取入
口を側部に有する筒状のケーシング内に、光源と、この
光源から放射された光をビーム形状に成形する光学系
と、このビーム光の進む方向とパーティクルが進入する
方向で形成される仮想面と対面するフィルターと、ビー
ム光が取入口から進入したパーティクルに衝突して発生
する散乱光がフィルターを透過して検出される光検出器
と、ビーム光を受け止めるビームストッパーとが配置さ
れたパーティクルセンサーヘッドであって、該フィルタ
ーに干渉膜フィルターを使用する。または前記ビームス
トッパーの前部にスペーサーあるいはアパーチャーを挿
入する。
(57) [Abstract] [Objective] In a scattered light type particle detection means, even if the intensity of scattered light / reflected light of the beam increases due to contamination of the beam stopper that receives the beam, particle detection by stray light caused by the It is intended to provide a particle sensor head capable of suppressing a decrease in reliability. [Structure] A light source, an optical system for shaping the light emitted from the light source into a beam shape, and a light source for the beam light in a cylindrical casing having a long inlet in the axial direction through which particles enter A filter that faces a virtual surface that is formed in the advancing direction and the particle entering direction, and a photodetector that detects scattered light generated when the beam light collides with the particle entering from the inlet through the filter. A particle sensor head in which a beam stopper that receives a beam of light is arranged, and an interference film filter is used as the filter. Alternatively, a spacer or aperture is inserted in the front part of the beam stopper.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、真空処理装置中の粒
子を検出する粒子検出装置用のセンサーヘッドに関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensor head for a particle detecting device for detecting particles in a vacuum processing device.
【0002】[0002]
【従来の技術】近来LSIに代表される半導体装置は高
集積化が進み、例えば4MDRAMにおいてはパターン
線幅は0.8μmとすでにサブミクロンに達している。
こういった現状において、半導体装置の不良原因の80
%以上は粒子(パーティクル)に起因するものとされて
いる。半導体装置の製造に係わる真空処理装置の粒子計
測方法として、実際の製造工程における実プロセス中に
発生する粒子の“in−situ”検出が可能である光
散乱方式の粒子検出装置が使用されている。この粒子検
出装置として、例えば特開平3−311604号公報に
開示された粒子測定システム、具体的にはウシオ電機
(株)製のパーティクルトレンドモニターPM−150
XS及びそのセンサーM−20,M−25,M−20
S,M−25S等が知られている。2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor devices represented by LSI have been highly integrated, and for example, in 4M DRAM, the pattern line width is 0.8 μm, which is already submicron.
Under these circumstances, 80
% Or more is attributed to particles. As a particle measuring method for a vacuum processing apparatus related to the manufacture of a semiconductor device, a light scattering type particle detecting apparatus capable of detecting “in-situ” particles generated during an actual process in an actual manufacturing process is used. . As this particle detecting device, for example, a particle measuring system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-311604, specifically, a particle trend monitor PM-150 manufactured by Ushio Inc.
XS and its sensors M-20, M-25, M-20
S, M-25S and the like are known.
【0003】光散乱方式の粒子検出装置に使用される従
来のセンサーヘッドについて図8に基づいて説明する。
図8に示すように、センサーヘッドは、軸線方向に長く
てパーティクルが進入する取入口10を側部に有する筒
状のケーシング20内に、光源1と、この光源1から放
射された光をビーム形状に成形するレンズ2,5、プリ
ズム3,4および絞り6で構成される光学系と、このビ
ーム光Lの進む方向とパーティクルが進入する方向で形
成される仮想面と対面するフィルター7と、ビーム光L
が取入口10から進入したパーティクルに衝突して発生
する散乱光がフィルター7を透過して検出される光検出
器8a,8b,8c,8dと、ビーム光Lを受け止める
ビームストッパー9より構成される。A conventional sensor head used in a light scattering type particle detecting device will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 8, the sensor head uses a light source 1 and a light beam emitted from the light source 1 as a beam in a cylindrical casing 20 having an inlet 10 on the side which is long in the axial direction and through which particles enter. An optical system including lenses 2 and 5, prisms 3 and 4, and a diaphragm 6 that are shaped into a shape, and a filter 7 that faces an imaginary surface formed in a direction in which the beam light L travels and a direction in which particles enter, Beam light L
Is composed of photodetectors 8a, 8b, 8c and 8d for detecting scattered light generated by colliding with particles entering from the inlet 10 and a beam stopper 9 for receiving the beam light L. .
【0004】粒子情報は以下のようにして得られる。取
入口10に進入したパーティクルにビーム光Lが衝突す
ることによって発生した散乱光は、粒子が存在する時間
だけ存在し、またその強度は粒子が大きいほど強い。従
って散乱光はパルス信号として処理される。このパルス
の個数によって粒子の個数が計測され、パルスの大きさ
によって粒子の大小が識別される。このような粒子によ
る散乱は様々な散乱角を有しているので、粒子を感度良
く検出するには広い立体角で散乱光を検出することが有
利である。先に図8で示した例では、大きな入射角の散
乱光も検出できるように、フィルター7に入射角に対す
る依存性の無い色ガラスフィルターを使用している。Particle information is obtained as follows. The scattered light generated by the collision of the beam light L with the particles that have entered the intake port 10 exists for the time when the particles exist, and the intensity thereof is stronger as the particles are larger. Therefore, the scattered light is processed as a pulse signal. The number of particles is measured by the number of pulses, and the size of the pulse identifies the size of the particles. Since scattering by such particles has various scattering angles, it is advantageous to detect scattered light with a wide solid angle in order to detect particles with high sensitivity. In the example shown in FIG. 8 above, a colored glass filter having no dependence on the incident angle is used as the filter 7 so that scattered light with a large incident angle can be detected.
【0005】通常、ビームストッパー9でビームLを完
全に吸収することは、ビームストッパー9の形状、材
質、受光面のコーティング技術等を十分に考慮しても困
難であり、僅かではあるがビーム光Lの反射光・散乱光
が光検出器8a,8b,8c,8dに入射する。また完
全なビーム形状の成形を実現する光学系を構成すること
は困難であり、成形されたビーム光の一部は直接的に、
あるいはセンサーヘッドの各部で反射され、間接的に光
検出器8a,8b,8c,8dに入射する。こういった
バックグランド光は迷光(ストレイライト)と呼ばれ、
その強度も光検出器8a,8b,8c,8dによってモ
ニターされる。よって散乱光の信号は、例えば図9に示
すように得られる。Normally, it is difficult to completely absorb the beam L by the beam stopper 9, even if the shape, material, coating technology of the light receiving surface, etc. of the beam stopper 9 are sufficiently taken into consideration. The reflected light / scattered light of L enters the photodetectors 8a, 8b, 8c, 8d. Also, it is difficult to construct an optical system that realizes perfect beam shape shaping, and a part of the shaped beam light is directly
Alternatively, the light is reflected by each part of the sensor head and indirectly enters the photodetectors 8a, 8b, 8c, 8d. Such background light is called stray light,
Its intensity is also monitored by the photodetectors 8a, 8b, 8c, 8d. Therefore, the scattered light signal is obtained as shown in FIG. 9, for example.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えばある
種のエッチャーやCVD装置の排気ラインにセンサーヘ
ッドを設置した場合は、プロセス中に発生した反応生成
物を含有するガスがパーティクルの取入口10を通過す
る。そのため取入口10に面するフィルター7やビーム
ストッパー9の受光面が、反応生成物の付着や堆積によ
り汚染される。こういった汚染は、フィルター7の透過
率の低下による光検出器8a,8b,8c,8dの感度
の低下やビームストッパー9におけるビームの反射光・
散乱光に起因する迷光の増加といった現象を誘導する。By the way, for example, when a sensor head is installed in the exhaust line of a certain type of etcher or a CVD apparatus, the gas containing the reaction product generated during the process flows through the particle intake port 10. pass. Therefore, the light-receiving surfaces of the filter 7 and the beam stopper 9 facing the inlet 10 are contaminated by the attachment and deposition of reaction products. Such contamination is caused by the decrease in the sensitivity of the photodetectors 8a, 8b, 8c and 8d due to the decrease in the transmittance of the filter 7 and the reflected light of the beam at the beam stopper 9.
It induces phenomena such as increased stray light due to scattered light.
【0007】フィルター7の透過率低下は、フィルター
7自身が著しく汚染されない限り使用上問題にはならな
い。一方、光学系で成形されたビームストッパー9に入
射するビームLは光強度が大きいので、ビームストッパ
ー9のわずかな汚染によっても光強度が大きい散乱光や
反射光が発生する。従って光強度の大きい迷光が光検知
器8a,8b,8c,8dに入射するため、誤カウント
等が起こりセンサの特性や信頼性に問題が発生する。従
ってビームストッパーのクリーニング頻度が増大し、実
用性が乏しくなるという欠点があった。The decrease in the transmittance of the filter 7 does not cause a problem in use unless the filter 7 itself is significantly contaminated. On the other hand, since the beam L incident on the beam stopper 9 formed by the optical system has high light intensity, even slight contamination of the beam stopper 9 causes scattered light or reflected light having high light intensity. Therefore, stray light having a high light intensity is incident on the photodetectors 8a, 8b, 8c, 8d, which causes erroneous counting and the like, which causes a problem in the characteristics and reliability of the sensor. Therefore, there is a drawback that the cleaning frequency of the beam stopper increases and the practicality becomes poor.
【0008】そこで本発明は、かかる事情に鑑みてなさ
れたものであり、ビームストッパー受光面が汚染されて
ビームの散乱光・反射光の強度が増加しても、それに起
因する迷光による粒子検出の信頼性の低下を抑制できる
センサーヘッドを提供することにある。Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances. Even if the intensity of scattered light and reflected light of the beam is increased due to the contamination of the light receiving surface of the beam stopper, the particle detection due to stray light caused by the contamination can be performed. It is to provide a sensor head capable of suppressing a decrease in reliability.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、軸線方向に長くてパーティクルが新入
する取入口を側部に有する筒状のケーシング内に、光源
と、この光源から放射された光をビーム形状に成形する
光学系と、このビーム光の進む方向とパーティクルが進
入する方向で形成される仮想面と対面するフィルター
と、ビーム光が取入口から進入したパーティクルに衝突
して発生する散乱光がフィルタを透過して検出される光
検出器と、ビームを受け止めるビームストッパーとが配
置されたパーティクルセンサーヘッドにおいて、前記フ
ィルターに干渉膜フィルターを追加する。あるいは、前
記ビームストッパーの前部にスペーサーまたはアパーチ
ャーを挿入する。In order to achieve the above object, the present invention provides a light source and a light source in a cylindrical casing having an inlet, which is long in the axial direction and into which particles newly enter, in a side portion. An optical system that shapes the emitted light into a beam shape, a filter that faces a virtual surface that is formed in the direction in which the beam light travels and the direction in which the particles enter, and the beam light that collides with the particles that enter from the intake. An interference film filter is added to the filter in a particle sensor head in which a photodetector that detects scattered light generated by passing through the filter is detected and a beam stopper that receives the beam is arranged. Alternatively, a spacer or aperture is inserted in the front part of the beam stopper.
【0010】[0010]
【作用】ビームストッパーは取入口長手方向の端部に存
在するので、ビームストッパーからの散乱光・反射光が
光検知器へ入射する入射角は、粒子からの散乱光のそれ
より大きくなる。一方、干渉膜フィルターは所定の波長
の光に対して、その入射角に応じて光の透過率を制御す
る。従って、光源が放射する光の波長領域において、ビ
ームストッパーに起因する迷光の入射角を基準にして、
それ以上の入射角を持つ光の透過率が低くなおかつそれ
以下の入射角を持つ光の透過率が高い干渉膜フィルター
を追加することにより、ビームストッパーに起因する迷
光の検知器への入射が抑制され、迷光による粒子検出の
信頼性の低下が抑制される。Since the beam stopper is present at the end portion in the longitudinal direction of the inlet, the incident angle at which the scattered light / reflected light from the beam stopper enters the photodetector is larger than that of the scattered light from particles. On the other hand, the interference film filter controls the transmittance of light having a predetermined wavelength according to the incident angle. Therefore, in the wavelength range of the light emitted by the light source, the incident angle of stray light due to the beam stopper is used as a reference,
By adding an interference film filter that has a low transmittance for light with an incident angle greater than that and a high transmittance for light with an incident angle less than that, the incidence of stray light due to the beam stopper on the detector is suppressed. As a result, deterioration in reliability of particle detection due to stray light is suppressed.
【0011】また、ビームストッパーに起因する迷光の
光検知器への入射角はおよそ70°以上であるので、使
用する光源の波長において、干渉膜フィルターの透過率
が入射角60°以上で50%以下であることが望まし
い。Since the incident angle of the stray light due to the beam stopper on the photodetector is about 70 ° or more, the transmittance of the interference film filter is 50% at the incident angle of 60 ° or more at the wavelength of the light source used. The following is desirable.
【0012】一方、ビームストッパーの前部にスペーサ
ーまたはアパーチャーを挿入した場合の作用について
は、ビームストッパーに起因する迷光の入射角がスペー
サーまたはアパーチャーを挿入しない場合と比較して大
きくなる。従って検出器へ迷光が入射する入射角範囲が
狭くなるので、結果的に迷光の検知器への入射光量が減
少する。またスペーサーまたはアパーチャーの挿入によ
り、反応生成物の付着や堆積によるビームストッパーの
汚染が抑制される。従ってビームストッパーに起因する
迷光による粒子検出の信頼性の低下を抑制する。尚、こ
こでいうところの入射角とは、入射光線が境界面の法線
となす鋭角のことである。On the other hand, with respect to the operation when the spacer or the aperture is inserted in the front portion of the beam stopper, the incident angle of stray light due to the beam stopper becomes larger than that when the spacer or the aperture is not inserted. Therefore, the incident angle range where stray light is incident on the detector is narrowed, and as a result, the amount of stray light incident on the detector is reduced. Also, the insertion of the spacers or apertures suppresses the contamination of the beam stopper due to the attachment and deposition of reaction products. Therefore, it is possible to prevent a decrease in reliability of particle detection due to stray light caused by the beam stopper. The term “incident angle” as used herein means an acute angle formed by the incident light ray with respect to the normal line of the boundary surface.
【0013】[0013]
【実施例】以下に図面に示す実施例に基づいて本発明を
具体的に説明する。図1に示すように、ケーシング20
は筒状体であり、その側部にケーシング20の軸線方向
に長い長孔である取入口10が形成されている。ケーシ
ング20内の一端側には、光源1として、波長が780
nmの光を放射する半導体レーザーが配置されている。
光源1の前方にはレンズ2,5と、プリズム3,4と、
絞り6からなる光学系が配置され、光源1からのレーザ
ー光を光学系でビーム光Lにするが、ビーム光Lはケー
シング20の軸線に沿って進行する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to the embodiments shown in the drawings. As shown in FIG. 1, the casing 20
Is a cylindrical body, and an inlet 10 which is a long hole elongated in the axial direction of the casing 20 is formed on a side portion thereof. The light source 1 has a wavelength of 780 at one end of the casing 20.
A semiconductor laser that emits nm light is arranged.
In front of the light source 1, lenses 2 and 5, prisms 3 and 4,
An optical system including a diaphragm 6 is arranged, and the laser light from the light source 1 is converted into a beam light L by the optical system. The beam light L travels along the axis of the casing 20.
【0014】また取入口10に対応して一対のフィルタ
ー7と大面積Siフォトダイオードである光検出器8
a,8b,8c,8dが配置されているが、前出のよう
に、ビーム光Lの進む方向とパーティクルが進入する方
向で形成される仮想面に対面するようにフィルター7及
び光検出器8a,8b,8c,8dが配置されており、
このフィルター7,7の間が検出領域である。そしてフ
ィルター7および光検出器8a,8b,8c,8dの下
流側に検出領域を通過したビーム光Lを受け止めるビー
ムストッパー9が配置されている。A pair of filters 7 corresponding to the inlet 10 and a photodetector 8 which is a large area Si photodiode.
Although a, 8b, 8c, and 8d are arranged, as described above, the filter 7 and the photodetector 8a are arranged so as to face a virtual surface formed in the direction in which the light beam L advances and the direction in which particles enter. , 8b, 8c, 8d are arranged,
The area between the filters 7 and 7 is the detection area. A beam stopper 9 that receives the beam light L that has passed through the detection area is arranged downstream of the filter 7 and the photodetectors 8a, 8b, 8c, and 8d.
【0015】フィルター7は、色ガラスフィルター7a
を基板にして、酸化シリコンや酸化チタンで構成される
蒸着膜7bを形成した干渉膜フィルターである。例え
ば、ショットガラス社製の色ガラスフィルターRG9を
基板にして、真空蒸着法により酸化シリコンと酸化チタ
ンを交互に31層蒸着したフィルターであれば、波長7
80nmの光の透過率は図4に示すような入射角依存性
を持つ。The filter 7 is a colored glass filter 7a.
It is an interference film filter in which a vapor-deposited film 7b made of silicon oxide or titanium oxide is formed using the substrate as a substrate. For example, in the case of a filter in which 31 layers of silicon oxide and titanium oxide are alternately deposited by a vacuum deposition method with a colored glass filter RG9 manufactured by Schott Glass Co., Ltd. as a substrate, a wavelength of 7
The transmittance of 80 nm light has an incident angle dependency as shown in FIG.
【0016】本発明の効果を確認するために、ウシオ電
機(株)製のパーティクルセンサーヘッドM−20Sに
異なる汚れを持った様々なビームストッパー9を装着し
て、干渉膜フィルターが有る場合と無い場合の迷光の強
さを比較した。干渉膜フィルターは、ショットガラス社
製の色ガラスフィルターRG9を基板にして、真空蒸着
法により酸化シリコンと酸化チタンを交互に31層蒸着
して構築した。図5は、前述の干渉膜フィルターを使用
した場合と、単にショットガラス社製の色ガラスフィル
ターRGのみを使用した場合の迷光の比較を示すデータ
の説明図である。横軸のビームストッパー9の汚れ度
は、以下のように定義した。ある汚れを有するビームス
トッパー9にレーザービームを照射すると、ビームスト
ッパー9の汚れによって散乱される散乱光の強度は、ビ
ームストッパー9の汚れの程度に比例する。よって、あ
らかじめ予備実験において、様々な汚れを有するビーム
ストッパー9に光学系でビーム形状に成形した波長78
0nmの半導体レーザー光を照射し、ビームストッパー
9の前方45度の位置に設置した集光光学系と検知器で
あるSiフォトダイオードで散乱光強度を測定した。そ
して前述の様々な汚れを有するビームストッパー9のう
ち、それを従来のセンサーヘッドに使用した場合に迷光
強度が迷光レベルの許容限界の最大値となるものに対す
る前述の予備実験の散乱光強度を、ビームストッパー9
の汚れ度の1単位とした。In order to confirm the effect of the present invention, various beam stoppers 9 having different stains are attached to the particle sensor head M-20S manufactured by Ushio Inc., with or without an interference film filter. The intensity of stray light in each case was compared. The interference film filter was constructed by alternately depositing 31 layers of silicon oxide and titanium oxide by a vacuum deposition method using a colored glass filter RG9 manufactured by Shot Glass Co., Ltd. as a substrate. FIG. 5 is an explanatory diagram of data showing a comparison of stray light when the above-mentioned interference film filter is used and when only the colored glass filter RG manufactured by Schott glass is used. The degree of contamination of the beam stopper 9 on the horizontal axis is defined as follows. When the beam stopper 9 having a certain dirt is irradiated with a laser beam, the intensity of scattered light scattered by the dirt on the beam stopper 9 is proportional to the degree of the dirt on the beam stopper 9. Therefore, in a preliminary experiment, the wavelength of 78 that was formed into a beam shape by an optical system on the beam stopper 9 having various stains in advance.
The semiconductor laser light of 0 nm was irradiated, and the scattered light intensity was measured with a condensing optical system installed at a position of 45 degrees in front of the beam stopper 9 and a Si photodiode as a detector. Then, among the beam stoppers 9 having various stains described above, the scattered light intensity of the above-mentioned preliminary experiment for the stray light intensity which becomes the maximum value of the allowable limit of the stray light level when the beam stopper 9 is used in the conventional sensor head, Beam stopper 9
Was set as 1 unit.
【0017】縦軸は迷光の光強度を示す。ここにおいて
迷光強度500(A.U.)が迷光レベルの許容限界で
ある。この限界値はセンサーの種類によって異なる。パ
ーティクルセンサーヘッドM−20Sにおいては、迷光
強度が500(A.U.)より大きくなると、粒子測定
時の任意の5分間において1カウント以上誤カウントす
る確率が0を超える。尚、ここで言うところの迷光レベ
ルの許容限界とは、迷光に起因する出力信号が粒径2μ
mの粒子を計測したときの出力パルスの波高値に相当す
るときの迷光強度である。図9のように、迷光はDC成
分である。一方、粒子を計測したときの散乱光出力パル
スはAC成分である。よって散乱光出力パルスは、ある
レベルまでは迷光レベルが変化しても影響されず、セン
サーの検出感度は変化しない。しかし、あるレベルを超
えると前述のように誤カウントしやすくなる。図5にお
いて、黒丸印が干渉フィルターを使用した場合のデータ
であり、白丸印が干渉フィルターを使用しない場合であ
る。パーティクルセンサーヘッドは、干渉フィルターの
使用により使用しない場合の2.8倍までの汚れに対し
て対応可能となった。The vertical axis represents the light intensity of stray light. Here, the stray light intensity of 500 (AU) is the allowable limit of the stray light level. This limit depends on the type of sensor. In the particle sensor head M-20S, when the stray light intensity exceeds 500 (AU), the probability of miscounting by 1 count or more in any 5 minutes during particle measurement exceeds 0. The allowable limit of the stray light level here is that the output signal due to the stray light has a particle size of 2 μm.
It is the stray light intensity when it corresponds to the peak value of the output pulse when measuring m particles. As shown in FIG. 9, the stray light is a DC component. On the other hand, the scattered light output pulse when measuring particles is an AC component. Therefore, the scattered light output pulse is not affected even if the stray light level changes to a certain level, and the detection sensitivity of the sensor does not change. However, if it exceeds a certain level, it becomes easy to make a false count as described above. In FIG. 5, black circles are data when the interference filter is used, and white circles are data when the interference filter is not used. By using the interference filter, the particle sensor head can handle up to 2.8 times more dirt than when not used.
【0018】また図2には別の実施例を示す。図1と同
様の構成であって7はフィルター、8は光検出器、9は
ビームストッパー、10は取入口であり、スペーサー1
1がビームストッパー9の前部に配置されている。ここ
でL1は従来のビームの光路、L2はスペーサーを使用
したときの光路であり、ビームストッパーに起因する迷
光の入射角がスペーサー11を挿入しない場合と比較し
て大きくなっている。先述したように検出器へ迷光が入
射する入射角範囲が狭くなるので、結果的に迷光の検知
器への入射光量が減少する。またスペーサー11の挿入
により、フィルター7,7間の検出領域とビームストッ
パー9の距離が長くなるので、反応生成物の付着や堆積
によるビームストッパーの汚染が抑制される。従ってビ
ームストッパーに起因する迷光による粒子検出の信頼性
の低下が抑制される。FIG. 2 shows another embodiment. The structure is the same as that of FIG. 1, 7 is a filter, 8 is a photodetector, 9 is a beam stopper, 10 is an inlet, and a spacer 1
1 is arranged in front of the beam stopper 9. Here, L1 is an optical path of a conventional beam, and L2 is an optical path when a spacer is used, and the incident angle of stray light due to the beam stopper is larger than that when the spacer 11 is not inserted. As described above, the incident angle range where stray light is incident on the detector is narrowed, and as a result, the amount of stray light incident on the detector is reduced. Further, since the distance between the detection region between the filters 7 and 7 and the beam stopper 9 is lengthened by inserting the spacer 11, the contamination of the beam stopper due to the attachment or deposition of reaction products is suppressed. Therefore, the decrease in reliability of particle detection due to stray light caused by the beam stopper is suppressed.
【0019】また図3にさらに別の実施例を示す。図1
と同様の構成であって7はフィルター、8は光検出器、
9はビームストッパー、10は取入口であり、アパーチ
ャー12がビームストッパー9の前部に配置されてい
る。ここでL1は従来のビームの迷光、L3はアパーチ
ャー12を使用したときの迷光であり、ビームストッパ
ーに起因する迷光の入射角がアパーチャー13を挿入し
ない場合と比較して大きくなっている。図2の場合と同
様に、迷光の検知器への入射光量が減少する。またアパ
ーチャー12の挿入により、反応生成物の付着や堆積に
よるビームストッパーの汚染が抑制される。従ってビー
ムストッパーに起因する迷光による粒子検出の信頼性の
低下が抑制される。本実施例においては、図2における
実施例であるスペーサー11を使用した場合よりセンサ
ーヘッドの構造をコンパクトにすることが可能となる。FIG. 3 shows still another embodiment. Figure 1
7 is a filter, 8 is a photodetector,
Reference numeral 9 is a beam stopper, 10 is an inlet, and an aperture 12 is arranged in front of the beam stopper 9. Here, L1 is stray light of the conventional beam, and L3 is stray light when the aperture 12 is used, and the incident angle of the stray light due to the beam stopper is larger than that when the aperture 13 is not inserted. As in the case of FIG. 2, the amount of stray light incident on the detector is reduced. Further, the insertion of the aperture 12 suppresses the contamination of the beam stopper due to the attachment and deposition of reaction products. Therefore, the decrease in reliability of particle detection due to stray light caused by the beam stopper is suppressed. In the present embodiment, the structure of the sensor head can be made more compact than when the spacer 11 of the embodiment shown in FIG. 2 is used.
【0020】図6は、図3で説明した実施例において、
異なる汚れを持った様々なビームストッパー9に対し
て、スペーサーを使用しない場合、および10mm, 2
0mmのスペーサーを設置した場合の迷光の比較を示す
データの説明図である。横軸は、前述のようにして定義
したビームストッパー9の汚れ度を表す。縦軸は、迷光
の光強度を示す。前述のように、迷光強度500(A.
U.)が迷光レベルの許容限界である。白四角印はスペ
ーサーを使用しない場合のデータであり、黒丸印は長さ
10mmのスペーサーを使用した場合のデータであり、
白丸印は長さ20mmのスペーサーを使用した場合のデ
ータである。長さ10mmのスペーサーを使用した場合
のパーティクルセンサーヘッドは、スペーサーを使用し
ない場合の1.8倍までの汚れに対して対応可能となっ
た。長さ20mmのスペーサーを使用した場合のパーテ
ィクルセンサーヘッドは、スペーサーを使用しない場合
の2.8倍までの汚れに対して対応可能となった。FIG. 6 shows an example of the embodiment described with reference to FIG.
For various beam stoppers 9 with different dirt, without spacers, and 10 mm, 2
It is explanatory drawing of the data which shows the comparison of the stray light at the time of installing a 0 mm spacer. The horizontal axis represents the degree of contamination of the beam stopper 9 defined as described above. The vertical axis represents the light intensity of stray light. As described above, the stray light intensity 500 (A.
U. ) Is the allowable limit of stray light level. The white squares are the data when the spacer is not used, the black circles are the data when the spacer with a length of 10 mm is used,
White circles are data when a spacer having a length of 20 mm is used. The particle sensor head using the spacer having a length of 10 mm can cope with up to 1.8 times as much dirt as when the spacer is not used. The particle sensor head using the spacer having a length of 20 mm can cope with up to 2.8 times as much dirt as when the spacer is not used.
【0021】ここに示した実施例は組み合わせてもよ
い。図7は、異なる汚れを持った様々なビームストッパ
ー9に対して、前述の干渉膜フィルターと長さ20mm
のスペーサーの両者を設置した場合と、スペーサーを設
置せずショットガラス社製の色ガラスフィルターRG9
のみを設置した場合の迷光の比較を示すデータの説明図
である。横軸は、前述のようにして定義したビームスト
ッパー9の汚れ度を表す。縦軸は、迷光の光強度を示
す。前述のように、迷光強度500(A.U.)が迷光
レベルの許容限界である。黒丸印は前述の干渉膜フィル
ターと長さ20mmのスペーサーの両者を設置した場合
のデータであり、白丸印は干渉膜フィルターおよびスペ
ーサーを設置しない場合のデータである。前述の干渉膜
フィルターと長さ20mmのスペーサーの両者を設置し
た場合のパーティクルセンサーヘッドは、干渉膜フィル
ターおよびスペーサーを設置しない場合の約100倍ま
での汚れに対して対応可能となった。The embodiments shown here may be combined. FIG. 7 shows the interference film filter and the length of 20 mm for various beam stoppers 9 with different stains.
With both spacers, and with no spacer installed, shot glass company colored glass filter RG9
It is explanatory drawing of the data which shows the comparison of the stray light at the time of installing only. The horizontal axis represents the degree of contamination of the beam stopper 9 defined as described above. The vertical axis represents the light intensity of stray light. As described above, the stray light intensity of 500 (AU) is the allowable limit of the stray light level. The black circles are the data when both the interference film filter and the spacer having a length of 20 mm are installed, and the white circles are the data when the interference film filter and the spacer are not installed. The particle sensor head in which both the interference film filter and the spacer having a length of 20 mm are installed can deal with up to about 100 times as much dirt as when the interference film filter and the spacer are not installed.
【0022】[0022]
【発明の効果】以上説明したように、ビームストッパー
からの散乱光・反射光が光検知器へ入射する入射角は粒
子からの散乱光のそれより大きくなるので、ビームスト
ッパーに起因する迷光の入射角を基準にして、それ以上
の入射角を持つ光の透過率が低くてなおかつそれ以下の
入射角を持つ光の透過率が高い干渉膜フィルターを追加
することにより、迷光の検知器への入射を抑制し、粒子
検出の信頼性の低下を抑制できる。また、ビームストッ
パーの前部にスペーサーまたはアパーチャーを挿入すれ
ばビームストッパーに起因する迷光の入射角が大きくな
りそれより小さい入射角の迷光は検出器へ入射しないの
で、結果的に迷光の検知器への入射光量が減少し、また
スペーサーまたはアパーチャーの挿入の結果反応生成物
の付着や堆積によるビームストッパーの汚染が抑制され
ので、ビームストッパーに起因する迷光による粒子検出
の信頼性の低下を抑制することができる。As described above, since the incident angle of scattered light / reflected light from the beam stopper to the photodetector is larger than that of scattered light from particles, stray light caused by the beam stopper is incident. Incident of stray light to the detector by adding an interference film filter with low transmittance of light with an incident angle larger than that of the angle and high transmittance of light with an incident angle smaller than that Can be suppressed, and the decrease in reliability of particle detection can be suppressed. Also, if a spacer or aperture is inserted in the front part of the beam stopper, the incident angle of stray light due to the beam stopper will be large and stray light with an incident angle smaller than that will not enter the detector. The amount of incident light on the beam stopper is reduced, and the contamination of the beam stopper due to the attachment and deposition of reaction products is suppressed as a result of the insertion of the spacer or aperture. Therefore, the reduction in the reliability of particle detection due to stray light due to the beam stopper is suppressed. You can
【図1】本発明のパーティクルセンサーヘッドの実施例
の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of a particle sensor head of the present invention.
【図2】本発明のパーティクルセンサーヘッドの他の実
施例の説明図である。FIG. 2 is an explanatory view of another embodiment of the particle sensor head of the present invention.
【図3】本発明のパーティクルセンサーヘッドの他の実
施例の説明図である。FIG. 3 is an explanatory view of another embodiment of the particle sensor head of the present invention.
【図4】干渉フィルターの透過率の入射角依存性のデー
タの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of data of incident angle dependency of transmittance of the interference filter.
【図5】干渉フィルターを使用した場合の効果を示すデ
ータの説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of data showing an effect when an interference filter is used.
【図6】スペーサーを使用した場合の効果を示すデータ
の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of data showing an effect when a spacer is used.
【図7】干渉フィルターとスペーサーを同時に使用した
場合の効果を示すデータの説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of data showing an effect when an interference filter and a spacer are used at the same time.
【図8】従来のパーティクルセンサーヘッドの説明図で
ある。FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional particle sensor head.
【図9】粒子による散乱光信号とバックランド光信号の
説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a scattered light signal and a backland light signal by particles.
【符号の簡単な説明】1 光源 2 レンズ 3 プリズム 4 プリズム 5 レンズ 6 絞り 7 フィルター 7a 色ガラスフィルター 7b 蒸着膜 8a,8b,8c,8d 光検出器 9 ビームストッパー 10 取入口 12 スペーサー 13 アパーチャー 20 ケーシング L ビーム光 L1,L2,L3 迷光[Brief description of symbols] 1 light source 2 lens 3 prism 4 prism 5 lens 6 diaphragm 7 filter 7a colored glass filter 7b vapor deposition film 8a, 8b, 8c, 8d photodetector 9 beam stopper 10 inlet 12 spacer 13 aperture 20 casing L beam light L1, L2, L3 stray light
Claims (4)
る取入口を側部に有する筒状のケーシング内に、 光源と、 この光源から放射された光をビーム形状に成形する光学
系と、 このビーム光の進む方向とパーティクルが進入する方向
で形成される仮想面と対面するフィルターと、 ビーム光が取入口から進入したパーティクルに衝突して
発生する散乱光がフィルターを透過して検出される光検
出器と、 ビームを受け止めるビームストッパーとが配置されたパ
ーティクルセンサーヘッドであって、 該フィルターに干渉膜フィルターを使用したことを特徴
とするパーティクルセンサーヘッド。1. A light source, an optical system for shaping the light emitted from the light source into a beam shape, and a beam in a cylindrical casing having an intake port on the side, which is long in the axial direction and through which particles enter. A filter that faces a virtual surface that is formed in the direction in which the light travels and the direction in which the particles enter, and light detection in which scattered light generated when the beam light collides with the particles that enter from the inlet passes through the filter and is detected. A particle sensor head having a container and a beam stopper for receiving a beam, wherein an interference film filter is used as the filter.
る取入口を側部に有する筒状のケーシング内に、 光源と、 この光源から放射された光をビーム形状に成形する光学
系と、 このビーム光の進む方向とパーティクルが進入する方向
で形成される仮想面と対面するフィルターと、 ビーム光が取入口から進入したパーティクルに衝突して
発生する散乱光がフィルターを透過して検出される光検
出器と、 ビームを受け止めるビームストッパーとが配置されたパ
ーティクルセンサーヘッドであって、 前記ビームストッパーの前部にスペーサーを配置したこ
とを特徴とするパーティクルセンサーヘッド。2. A light source, an optical system for shaping the light emitted from the light source into a beam shape, and a beam in a cylindrical casing having an inlet on a side portion which is long in the axial direction and through which particles enter. A filter that faces a virtual surface that is formed in the direction in which the light travels and the direction in which the particles enter, and light detection in which scattered light generated when the beam light collides with the particles that enter from the inlet passes through the filter and is detected. A particle sensor head in which a container and a beam stopper for receiving a beam are arranged, wherein a spacer is arranged in front of the beam stopper.
る取入口を側部に有する筒状のケーシング内に、 光源と、 この光源から放射された光をビーム形状に成形する光学
系と、 このビーム光の進む方向とパーティクルが進入する方向
で形成される仮想面と対面するフィルターと、 ビーム光が取入口から進入したパーティクルに衝突して
発生する散乱光がフィルターを透過して検出される光検
出器と、 ビームを受け止めるビームストッパーとが配置されたパ
ーティクルセンサーヘッドであって、 前記ビームストッパーの前部にアパーチャーを配置した
ことを特徴とするパーティクルセンサーヘッド。3. A light source, an optical system for shaping the light emitted from the light source into a beam shape, and a beam in a cylindrical casing having an intake port on the side which is long in the axial direction and through which particles enter. A filter that faces a virtual surface that is formed in the direction in which the light travels and the direction in which the particles enter, and light detection in which scattered light generated when the beam light collides with the particles that enter from the inlet passes through the filter and is detected. A particle sensor head in which a container and a beam stopper for receiving a beam are arranged, and an aperture is arranged in front of the beam stopper.
から放射された光の波長において、入射角60°以上で
50%以下であることを特徴とする請求項1記載のパー
ティクルセンサーヘッド。4. The particle sensor head according to claim 1, wherein the transmittance of the interference film filter is 50% or less at an incident angle of 60 ° or more at a wavelength of light emitted from the light source.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5304548A JPH07134094A (en) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | Particle sensor head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5304548A JPH07134094A (en) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | Particle sensor head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07134094A true JPH07134094A (en) | 1995-05-23 |
Family
ID=17934323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5304548A Pending JPH07134094A (en) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | Particle sensor head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07134094A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100871540B1 (en) * | 2007-06-14 | 2008-12-05 | 웅진코웨이주식회사 | Rotary Particle Sensor Assembly |
| WO2009020355A3 (en) * | 2007-08-08 | 2009-04-09 | Woongjin Coway Co Ltd | Rotary particle sensor assembly and an air cleaner having it |
-
1993
- 1993-11-11 JP JP5304548A patent/JPH07134094A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100871540B1 (en) * | 2007-06-14 | 2008-12-05 | 웅진코웨이주식회사 | Rotary Particle Sensor Assembly |
| WO2009020355A3 (en) * | 2007-08-08 | 2009-04-09 | Woongjin Coway Co Ltd | Rotary particle sensor assembly and an air cleaner having it |
| US8365578B2 (en) | 2007-08-08 | 2013-02-05 | Woongjin Coway Co., Ltd. | Rotary particle sensor assembly and an air cleaner having it |
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