粒子计数器制造技术

本发明专利技术能够得到一种粒子计数器，能够以良好的S/N比来进行流体中的小粒径粒子的计数。照射光学系统(12)将对来自光源(1)的光进行分路而得到的多束光中的一束光向在流道(2a)内流动的流体照射，形成检测区域。检测光学系统(13)使来自包含在上述检测区域内的流体中的粒子的散射光中的与照射光学系统的光轴不同方向的散射光射入分光镜(17)。另一方面，扩束镜(16)将上述多束光中的另一束光作为参照光射入分光镜(17)。检测部(4)利用受光元件接收由分光镜(17)得到的散射光与参照光的干涉光，生成与上述干涉光对应的检测信号，计数部(6)基于上述检测信号来进行粒子的计数。

Particle counter

The invention is able to obtain a particle counter that can count the small particle size particles in the fluid in a good S/N ratio. The illumination optical system (12) to (1) from a light source light splitter and beams emitted by a beam of light to flow in fluid flow (2a) irradiation, the formation of the detection area. The optical system is detected (13), so that the scattered light from the scattered light of the particles contained in the fluid above the detection area is transmitted to the spectroscope (17) in different directions of the optical axis of the irradiating optical system. On the other hand, a beam expander (16) will be the light of another beam of light as reference light into a beam splitter (17). The detection part (4) receives the detection signal corresponding to the interference light with the interference light of the scattered light and the reference light obtained by the light collector (17), and counts the part (6) to count the particles based on the detection signal.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】粒子计数器
本专利技术涉及一种粒子计数器。
技术介绍
作为测量药液、水等液体或空气等气体的流体中的粒子的装置，具有粒子计数器。在粒子计数器中，向包含粒子的流体照射激光，观测来自流体中的粒子的散射光，对粒子进行计数(例如参照专利文献1)。例如，在半导体晶片的制造中，由于包含在使用的药液中的杂质的粒子对工序产生影响，所以通过使用粒子计数器对药液中的粒子进行计数，管理药液的状态。在药液中，由于有由介质(即药液自身)产生的散射光(背景光)等，所以与测量水中的粒子时相比，测量药液中的粒子时背景干扰变大。因此，难以对小粒径(例如30nm以下)的粒子进行计数。某种粒子计数器通过使用多分割受光元件使端部的有效受光面积变小，减少了由背景光引起的干扰，从而提高了S/N(SignaltoNoise信噪)比(例如参照专利文献1)。另一方面，提出了一种具有马赫曾德干涉仪和低相干性光源的动态光散射测量装置(例如参照专利文献2)。在这种动态光散射测量装置中，根据由粒子的布朗运动引起的散射光强度的变化，得出粒径分布。现有技术文献专利文献1：日本专利第5438198号说明书专利文献2：日本专利公开公报特开2011-13162号虽然上述动态光散射测量装置能够得出粒径分布，但是由于利用粒子的布朗运动，所以不适合流体中的粒子的计数。虽然利用上述粒子计数器，能够进行某种程度粒径小的粒子的计数，但是需要进行更小粒径的粒子的计数。例如，由于近年来半导体晶片的制造的工艺规则的微细化，需要一种粒子计数器，对药液中的粒径30nm或比其更小粒径的粒子进行计数。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种粒子计数器，该粒子计数器能够以良好的S/N比来进行流体中的小粒径粒子的计数。本专利技术提供一种粒子计数器，其包括：光源，射出光；光重叠部，使两束光在空间上重叠；照射光学系统，将对来自光源的光进行分路而得到的多束光中的一束光，向流道内的流体照射，形成检测区域；检测光学系统，使来自在检测区域内流动的流体所包含的粒子的散射光中的与照射光学系统的光轴不同方向的散射光射入光重叠部；参照光学系统，将多束光中的另一束光作为参照光射入光重叠部；检测部，利用受光元件接收由光重叠部得到的散射光与参照光的干涉光，生成与干涉光对应的检测信号；以及计数部，基于由检测部生成的检测信号，进行粒子的计数。并且，光重叠部是分光镜，生成散射光的透射成分和参照光的反射成分干涉的第一干涉光、以及散射光的反射成分和参照光的透射成分干涉的第二干涉光，检测部利用两个受光元件接收第一干涉光和第二干涉光，并且将与第一干涉光对应的电信号和与第二干涉光对应的电信号的差作为检测信号。按照本专利技术，可以得到一种粒子计数器，该粒子计数器能够以良好的S/N比来进行小粒径粒子的计数。附图说明图1是表示本专利技术实施方式1的粒子计数器的构成的框图。图2是表示图1中的流通池2的一例的立体图。图3是说明图1中的流通池2、检测光学系统13和分光镜17的配置的图。图4是说明图1中的分光镜17中的光的分路的图。图5是说明由图1中的检测部4得到的检测信号的时序图。具体实施方式以下，基于附图对本专利技术的实施方式进行说明。实施方式1图1是表示本专利技术实施方式1的粒子计数器的构成的框图。图1所示的粒子计数器包括：光源1、流通池2、光学系统3、检测电路4、滤波器5和计数部6。光源1是射出稳定频率的光(在此为激光)的光源。在本实施方式中，光源1射出单模高相干的光。例如，光源1使用波长532nm、输出500mW程度的激光光源。流通池2形成包含计数对象粒子的流体的流道。另外，在本实施方式中，包含计数对象粒子的流体是液体。图2是表示图1中的流通池2的一例的立体图。如图2所示，流通池2是透明的管状构件，弯曲成L形，形成弯曲的流道2a。另外，包含计数对象粒子的流体是异丙醇、氢氟酸溶液、丙酮等药液时，流通池2例如由蓝宝石制成。在流通池2中，将对来自光源1的光进行分路而得到的光中的一束光向在流道2a内流动的流体照射，从而形成检测区域。光学系统3包括：分光镜11、照射光学系统12、检测光学系统13、衰减器14、反射镜15、扩束镜16、分光镜17和聚光部18a、18b。分光镜11将来自光源1的光分路为两束光。由分光镜11分路的光中的一束(以下称为测量光)射入照射光学系统12。此外，由分光镜11分路的光中的另一束光(以下称为参照光)射入衰减器14。例如，分光镜11以规定的不均等的比例(例如90：10)对来自光源1的光进行分路，测量光的强度比参照光的强度大。照射光学系统12从与流通池2的流道2a中的流体的前进方向(图2中的X方向)不同的方向(在此为垂直的方向、即图2中的Z方向)，向在流道2a内流动的流体照射测量光。另外，照射光学系统12例如通过日本专利公开公报特开2003-270120号中记载的透镜组，以提高能量密度的方式对激光进行整形。检测光学系统13将由上述测量光的照射产生的来自流道2a内的粒子的散射光，射入分光镜17的规定的射入面。例如，在检测光学系统13中使用聚光透镜或使用具有用于遮挡背景光的针孔以及分别配置在其前后的聚光透镜的光学系统。在本实施方式中，由于测量光从与检测光学系统13的光轴不同的方向射入流道2a，所以侧方散射的散射光利用检测光学系统13射入分光镜17。图3是说明图1中的流通池2、检测光学系统13和分光镜17的配置的图。具体地说，如图3所示，检测光学系统13使流道2a内的粒子和流体发出的散射光中的沿着检测区域内的流体(即粒子)的前进方向发出的散射光射入分光镜17。在本实施方式中，如图3所示，流体(即粒子)的前进方向(X方向)与检测光学系统13的光轴为同一方向，从检测区域的中心在规定的立体角内的散射光射入分光镜17。由此，通过检测流道2a内的粒子发出的散射光中的沿着检测区域内的流体的前进方向(X方向)发出的侧方散射光，伴随检测区域内的粒子的移动，作为上述粒子和分光镜17的距离的光路长度的变化，相比在其他方向(X方向以外)检测粒子的散射光时大。将在后面对这方面进行说明。另一方面，利用分光镜11分路的参照光射入衰减器14。衰减器14使光的强度以规定的比例衰减。在衰减器14中例如使用ND(NeutralDensity中性密度)滤波器。反射镜15反射从衰减器14射出的参照光，并且使该参照光射入扩束镜16。例如，利用分光镜11和衰减器14，使参照光的强度成为从光源1射出的光的强度的万分之一程度。另外，射入分光镜17的参照光的强度根据计数对象粒子的粒径、散射光强度等设定，并且以实现该参照光的强度的方式设定衰减器14的衰减率等。扩束镜16将参照光的光束直径扩大到规定的直径，并且将扩大了光束直径的参照光作为大体平行光射入分光镜17的规定的射入面(与散射光的射入面不同的射入面)。在本实施方式中，检测光学系统13、反射镜15和扩束镜16使在分光镜17中散射光的波面形状与参照光的波面形状大体一致。在本实施方式中，检测光学系统13和扩束镜16分别以大体平行光射出散射光和参照光。另外，散射光和参照光的波面形状可以是曲面。此外，检测光学系统13、反射镜15和扩束镜16使在分光镜17中偏振角一致。由此，在本实施方式中，为了进一步提高干涉的程度，在参照光的光路上设置控制参照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粒子计数器，其特征在于包括：光源，射出光；光重叠部，使两束光在空间上重叠；照射光学系统，将对来自所述光源的光进行分路而得到的多束光中的一束光，向在流道内流动的流体照射，形成检测区域；检测光学系统，使来自包含在所述检测区域内的所述流体中的粒子的散射光中的与所述照射光学系统的光轴不同方向的散射光射入所述光重叠部；参照光学系统，将所述多束光中的另一束光作为参照光射入所述光重叠部；检测部，利用受光元件接收由所述光重叠部得到的所述散射光与所述参照光的干涉光，生成与所述干涉光对应的检测信号；以及计数部，基于所述检测信号来进行所述粒子的计数，所述光重叠部是分光镜，生成所述散射光的透射成分和所述参照光的反射成分干涉的第一干涉光、以及所述散射光的反射成分和所述参照光的透射成分干涉的第二干涉光，所述检测部利用两个受光元件接收所述第一干涉光和所述第二干涉光，并且将与所述第一干涉光对应的电信号和与所述第二干涉光对应的电信号的差作为所述检测信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.06 JP 2015-0451751.一种粒子计数器，其特征在于包括：光源，射出光；光重叠部，使两束光在空间上重叠；照射光学系统，将对来自所述光源的光进行分路而得到的多束光中的一束光，向在流道内流动的流体照射，形成检测区域；检测光学系统，使来自包含在所述检测区域内的所述流体中的粒子的散射光中的与所述照射光学系统的光轴不同方向的散射光射入所述光重叠部；参照光学系统，将所述多束光中的另一束光作为参照光射入所述光重叠部；检测部，利用受光元件接收由所述光重叠部得到的所述散射光与所述参照光的干涉光，生成与所述干涉光对应的检测信号；以及计数部，基于所述检测信号来进行所述粒子的计数，所述光重叠部是分光镜，生成所述散射光的透射成分和所述参照光的反射成分干涉的第一干涉光、以及所述散射光的反射成分和所述参照光的透射成分干涉的第二干涉光，所述检测部利用两个受光元件接收所述第一干涉光和所述第二干涉光，并且将与所述第一干涉光对应的电信号和与所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：松田朋信，进村正树，山川雄生，
申请(专利权)人：理音株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP