(57)【要約】表面上を滑動可能なスキャナ、通過する粒子を計数する粒子カウンタ、及びスキャナと粒子カウンタとの間に接続されている導管を含む表面粒子検出器。粒子カウンタは、表面からスキャナ及び導管を通してスキャナへ戻る粒子吸引用空気流を発生させるポンプを含む。センサが空気流の流量を測定し、コントローラが検知された空気流流量に基づいてポンプ速度を制御する。導管は第１のコネクタを介して粒子カウンタに取付けられ、第１のコネクタは導管の他方の端に取付けられたスキャナの型を識別する電子インディシアを含む。コントローラは、検出された電子インディシアに応答して粒子カウンタを制御する。粒子カウンタは、研究室における分析のために粒子を捕捉するフィルタ要素を有する取り外し可能なフィルタカートリッジをも含む。
2004512503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプル表面上の粒子を計数するデバイスにおいて、
サンプル表面からの粒子を受けるための少なくとも１つの開口を有するスキャナと、
通過する粒子を計数する粒子カウンタと、
前記スキャナに接続されている第１の端、及び前記粒子カウンタに接続されている第２の端を有し、第１及び第２の管を含む導管と、
を備え、
前記粒子カウンタは、
前記粒子を前記粒子カウンタへ輸送して定量化するために、前記スキャナ開口から前記第１の管、前記粒子カウンタを通り、前記第２の管を介して前記スキャナへ戻るように流れる空気流を発生させるポンプを含み、
前記デバイスは、更に、
前記空気流の流量を測定するセンサと、
前記測定された空気流の流量に応答して前記ポンプの速度を制御し、前記粒子カウンタが前記空気流内の粒子を定量化する間前記空気流を一定の流量に維持するコントローラと、
を備えていることを特徴とするデバイス。
【請求項２】
前記空気流が前記スキャナへ戻って流れる前に、前記空気流を濾過するフィルタ、
を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記粒子カウンタは、更に、
前記スキャナから到来する前記空気流内の粒子を計数する粒子検出器と、
前記粒子検出器を通過した後の前記空気流を流すフィルタカートリッジポートと、
前記フィルタカートリッジポートに取り外し可能に接続され、前記粒子検出器によって計数された後の前記空気流から粒子を捕捉するフィルタカートリッジと、
を備えていることを特徴とする請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記粒子カウンタは、前記ポンプ、前記センサ、及び前記コントローラへ給電する再充電可能な電池を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記粒子カウンタは、更に、
前記ポンプによって生成される熱を散逸させるヒートシンクと、
前記粒子カウンタの内部の空気温度を正規化する循環用ファンと、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記粒子カウンタは、前記粒子カウンタを動作させるためのデータ及びソフトキーを表示するタッチセンスディスプレイ画面を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記ディスプレイ画面は、選択された表示データを拡大するズームモードを含むことを特徴とする請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記コントローラは、異なるセットのデータに対して、異なるレベルのパスワードにより保護されたアクセスを与えることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記粒子カウンタは、外部コンピュータ及び外部ネットワークの少なくとも１つを介して前記粒子カウンタが格納しているデータへ遠隔アクセスするためのデータポートを更に備えていることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
サンプル表面上の粒子を計数するデバイスにおいて、
サンプル表面からの粒子を受けるための少なくとも１つの開口を有するスキャナと、
前記スキャナに接続されている第１の端、及び第１のコネクタ内で終端している第２の端を有し、第１及び第２の管を含む導管と、
通過する粒子を計数する粒子カウンタと、
を備え、
前記粒子カウンタは、
前記第１のコネクタを受入れるためのポートと、
前記粒子を前記粒子カウンタへ輸送して定量化するために、前記スキャナ開口から前記第１の管、前記粒子カウンタを通り、前記第２の管を介して前記スキャナへ戻るように流れる空気流を発生させるポンプとを含み、
前記デバイスは、更に、
前記第１のコネクタ、前記導管、及び前記スキャナの少なくとも１つ内に配置され、前記スキャナの少なくとも１つの特性を識別するための電子インディシアと、
前記ポート及び前記第１のコネクタを介して前記電子インディシアを検出し、前記検出された電子インディシアに応答して前記粒子カウンタを制御するコントローラと、
を備えていることを特徴とするデバイス。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの特性は、前記スキャナのサイズを含むことを特徴とする請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記コントローラは、前記検出された電子インディシアに応答して前記ポンプの速度を調整することを特徴とする請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記コントローラが前記計数された粒子からデータ分析を計算するために使用する公式は、前記検出された電子インディシアに応答して変化することを特徴とする請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記第１のコネクタ及び前記ポートは、互いに切り離された時にそれら自体をシールすることを特徴とする請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記第１のコネクタを前記ポートから取り外す解放ボタンを更に備えていることを特徴とする請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１６】
通過する空気流を濾過するパージフィルタと、
前記パージフィルタに接続されている第１の端、及び第２のコネクタ内で終端している第２の端を有し、第１及び第２の管を含む第２の導管と、
を更に備え、
前記第２のコネクタは、前記ポンプが作動された時に前記パージフィルタが前記粒子カウンタからの汚染物を濾過するように前記ポートに接続可能である、
ことを特徴とする請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１７】
サンプル表面上の粒子を計数するデバイスにおいて、
サンプル表面からの粒子を受けるための少なくとも１つの開口を有するスキャナと、
通過する粒子を分析する粒子カウンタと、
前記スキャナに接続されている第１の端、及び前記粒子カウンタに接続されている第２の端を有し、第１及び第２の管を含む導管と、
を備え、
前記粒子カウンタは、
前記粒子を前記粒子カウンタへ輸送するために、前記スキャナ開口から前記第１の管、前記粒子カウンタを通り、前記第２の管を介して前記スキャナへ戻るように流れる空気流を発生させるポンプと、
前記スキャナから到来する前記空気流内の粒子を計数する粒子検出器と、
前記粒子検出器を通過した後の前記空気流を流すフィルタカートリッジポートと、
前記フィルタカートリッジポートに取り外し可能に接続され、前記粒子検出器によって計数された後の前記空気流内の粒子を捕捉するフィルタカートリッジと、
を備えていることを特徴とするデバイス。
【請求項１８】
前記粒子カウンタは、更に、
前記空気流が前記スキャナへ戻って流れる前に、前記空気流を濾過するフィルタ、
を備えていることを特徴とする請求項１７に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記粒子カウンタは、更に、
前記フィルタカートリッジポート内に前記フィルタカートリッジが存在することを検出するセンサと、
前記センサに応答して前記ポンプを制御するコントローラと、
を備えていることを特徴とする請求項１７に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記粒子カウンタは、更に、
前記フィルタカートリッジポートに取り外し可能なように接続可能であって、前記空気流を濾過することなく通過させるダミーカートリッジ、
を備え、
前記センサは、前記フィルタカートリッジポート内に前記ダミーカートリッジが存在することを検出する、
ことを特徴とする請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記フィルタカートリッジポートは引き出しトレイを含み、前記フィルタカートリッジは前記トレイ内に挿入されることを特徴とする請求項１７に記載のデバイス。
【請求項２２】
前記トレイは、前記トレイを定位置に確保するためのロッキングレバーを含むことを特徴とする請求項２１に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、一般的には、クリーンルーム用途のための粒子の計数に関し、より特定的には、汚染レベルを確認するために粒子を表面から追い出して粒子カウンタ内へ移動させる改良されたデバイス及びフィルタに関する。
【０００２】
（従来の技術）
汚染検出及び定量化要求は、特に高度技術産業の急速な発展に伴って益々重要になってきている。例えば、半導体産業は、マイクロエレクトロニックデバイスを精密に生産するための技術を開発してきた。これらの製品を信頼できるように生産するためには、生産設備内に極めて厳格な汚染標準を維持しなければならない。
【０００３】
生産プロセスの重要ステージにおいて汚染を制御し、最小にするために、“クリーンルーム”が屡々使用される。クリーンルームは、適切な浮遊煤塵の綺麗さ等級に合致させるために、空気濾過、空気分配、ユーティリティ、構造の材料、機器、及び動作手順を指定し、調整して浮遊煤塵濃度を制御する室である。
【０００４】
クリーンルーム内の綺麗さ／汚染のレベルを監視すること、特にクリーンルーム表面上の粒子を検出することが重要である。紫外光または斜白光を用いた視覚検査技術が使用されてきた。紫外光は、ある有機粒子が蛍光を発することを利用するために使用される。代替としての白光は、可視反射を発生させるようにある角度で試験表面に向けて照射される。白光技術は紫外光技術よりも僅かに高感度であるが、これらは共に同一の制約を受ける。これらの視覚検査技術は、表面状態を粗く検査できるだけである。これらは、定量的なデータを供給しない。また、視覚検査技術は、せいぜい２０ミクロンより大きい粒子しか検出しない。１ミクロンより小さい粒子を検出することが望まれることが多い。
【０００５】
別の検査技術は、例えば接着テープの片を試験表面に付着させて試験表面から粒子を除去することを含む。次いで、テープを顕微鏡で観察して粒子を視覚的に計数することによってテープ上の粒子を手動で定量化する。この技術によれば、ほぼ５ミクロまたはそれより大きい粒子を検出することができる。この技術の主たる欠陥は、それが極めて時間を消費することであり、またそれが動作毎の変化に極めて鋭敏なことである。
【０００６】
第３の検査技術は、本明細書が参照している米国特許第５，２５３，５３８号に開示されているものである。この‘５３８’号特許には、サンプル表面から粒子を受入れるための少なくとも１つの開口を有するスキャナを含むデバイスが開示されている。スキャナは、第１及び第２の端を有する管に接続される。管の第１の端はスキャナに接続され、管の第２の端は光レーザ技術を使用する粒子カウンタに接続されている。粒子カウンタは、空気をサンプル表面からスキャナ及び管を通して粒子カウンタ内へ流入させる真空発生器を含み、空気流内に含まれる粒子が計数される。‘５３８’号特許には、この粒子計数デバイスの使用を含む検査方法が開示されている。クリーンルーム供給空気付近にスキャナを保持し、読みを反復して採ることによって、または粒子カウンタ内にオプションとしての０カウントフィルタを設置することによって、０のバックグラウンド粒子レベルを先ず確立する。次に、手持ちスキャナを、所定の期間にわたって一定の速度でサンプル表面上を通過させる。試験サイクルは、スキャナ上に配置されている実行スイッチを押すことによって開始される。粒子カウンタは、単位面積当たりの粒子の平均数に対応する数を計数し、読みを出力する。通常このプロセスは、隣接する表面領域に沿って数回反復され、各プロセス毎に“試験読み”がもたらされる。
【０００７】
（発明の概要）
本発明は、サンプル表面上の粒子を計数するデバイスに関する。本デバイスは、サンプル表面から粒子を受入れるための少なくとも１つの開口を有するスキャナと、通過する粒子を計数する粒子カウンタと、第１の端がスキャナに接続され、第２の端が粒子カウンタに接続されていて、第１及び第２の管を含む導管と、センサと、コントローラとを含む。粒子カウンタは、粒子を粒子カウンタへ輸送して定量化するために、スキャナ開口から第１の管及び粒子カウンタを通り、第２の管を介してスキャナへ戻るように流れる空気流を発生させるポンプを含む。センサは、空気流の流量を測定する。コントローラは、測定された空気流の流量に応答してポンプの速度を制御し、粒子カウンタが空気流内の粒子を定量化している間の空気流の流量を一定に維持する。
【０００８】
本発明の別の面においては、デバイスは、サンプル表面から粒子を受入れるための少なくとも１つの開口を有するスキャナと、第１の端がスキャナに接続され、第２の端が第１のコネクタにおいて終端していて、第１及び第２の管を含む導管と、粒子カウンタと、電子インディシア（ｉｎｄｉｃｉａ）と、コントローラとを含む。粒子カウンタは、それを通過する粒子を計数し、第１のコネクタを受入れるためのポート及びポンプを含む。ポンプは、粒子を粒子カウンタへ輸送して定量化するために、スキャナ開口から第１の管及び粒子カウンタを通り、第２の管を介してスキャナへ戻るように流れる空気流を発生させる。電子インディシアは、スキャナの少なくとも１つの特性を識別するために、第１のコネクタ、導管、及びスキャナの少なくとも１つ内に配置されている。コントローラは、ポート及び第１のコネクタを介して電子インディシアを検出し、検出した電子インディシアに応答して粒子カウンタを制御する。
【０００９】
本発明の更に別の面においては、デバイスは、サンプル表面から粒子を受入れるための少なくとも１つの開口を有するスキャナと、通過する粒子を分析する粒子カウンタと、第１の端がスキャナに接続され、第２の端が粒子カウンタに接続されている導管とを含む。導管は、第１及び第２の管を含む。粒子カウンタは、粒子を粒子カウンタへ輸送して定量化するために、スキャナ開口から第１の管及び粒子カウンタを通り、第２の管を介してスキャナへ戻るように流れる空気流を発生させるポンプを含む。粒子カウンタは、スキャナから到来する空気流内の粒子を計数する粒子検出器と、粒子検出器を通過した後の空気流を通すフィルタカートリッジポートと、フィルタカートリッジポートに取り外し可能なように接続され、粒子検出器によって計数された後の空気流内の粒子を捕捉するフィルタカートリッジとを更に含む。
【００１０】
本発明の他の目的及び特色は、以下の添付図面に基づく詳細な説明から明白になるであろう。
【００１１】
（実施の形態）
本発明は、本明細書が参照している米国特許第５，２５３，５３８号に開示されている粒子検出器に関連し、改良された表面粒子検出器に関する。本発明は、さまざまな表面上の粒子を都合良くサンプルする柔軟性を与え、また高い精度及び再現性を有する相対定量データを提供するために、３つの主要要素の動作可能な組合わせを有利に使用する。概述すれば、本発明は、特別に設計され、寸法決めされた複数のサンプリングスキャナの１つに、柔軟な導管を介して接続される最新式の粒子カウンタの組合わせを含む。好ましい実施の形態では、導管は、空気をサンプル表面へ供給し、該表面から戻すための２つの空気管と、スキャナに給電するための電線とを有している。軽量で移動可能なスキャナと、柔軟な管設計とによって、多くの異なる型のアクセス可能な表面上の粒子をサンプルすることができる。サンプル表面は実質的に平坦であることも、または非平坦であることもでき、また滑らかであることも、または滑らかでないこともできる。
【００１２】
図１Ａ及び１Ｂに、サンプル表面上の粒子を分析するための粒子検出器１０の主要成分を示す。主検出器成分は、粒子カウンタ組立体１２、粒子カウンタ組立体１２を取り囲むハウジング１４、スキャナプローブ１６、及び粒子カウンタ組立体１２とスキャナプローブ１６との間に接続されている導管１８を含む。
【００１３】
ハウジング１４は、ベース２０、成形されたトップカバー２２、ディスプレイを見るためのアパーチャ２６を有する前板２４、及びハンドル２８を含む。これらのハウジング成分は、小型で軽量のポータブルパッケージ内に粒子カウンタ組立体１２を包囲するように成形されている。ハウジングは、ユニット内で生成される熱を散逸させるためのヒートシンクを含むことができる。好ましくは、ハウジング１４は、ユニットが過熱しないようにユニット内の空気温度を正規化する小型の循環用ファンを含む。
【００１４】
図２Ａ及び２Ｂは、実質的に平面状のベース３０を含むスキャナプローブ１６を示している。スキャナベース３０は、サンプル表面とインタフェースするための底側３２を有している。スキャナベース３０は、スキャナハンドル３４に垂直に接続されている。スキャナハンドル３４は、粒子検出器及び粒子計数中であることを指示するＬＥＤ光を作動する実行スイッチ３６を有する制御部分３５を含む。導管１８は、１対の管３８及び４０（供給及び戻しホース）を含み、各管は第１及び第２の端を有している。管３８／４０の第１の端はスキャナハンドル３４に接続され、第２の端は粒子カウンタ組立体１２内のポート９２に接続されている。導管１８は、スキャナプローブ１６を電気的に粒子カウンタ１２に接続する電気配線４４をも含む。スキャナプローブ１６は、貯蔵を容易にするためにハウジング１４内のレセプタクル１５内に嵌め込まれる。
【００１５】
スキャナプローブ１６のベース部分３０は、ねじ５０によって一緒に締付けられている２つのコイン状部分４６及び４８を有している。図２Ａ及び２Ｂに示すスキャナの実施の形態は、主として粒子を実質的に平坦な表面から拾い上げるように設計されている。しかしながら、非平坦なサンプル表面に順応するように特に設計された他の形状のスキャナも使用することができる。スキャナベース３０のコイン状部分４６はフェース板とも呼ばれ、好ましくは、例えばテフロン（登録商標）含浸ハードブラック陽極酸化アルミニウム、タイプ３、クラス２、ＭＩＬ規格Ａ８６２５Ｄのような摩擦制限非粒状物質を含浸させた材料で作る。スキャナハンドル３４は、供給及び戻し管３８／４０を受入れるための２つの孔５６及び５８を有している。ハンドル３４には、導管１８からの電線４４を受入れるための別の孔６０も設けられている。
【００１６】
スキャナベース底側３２は、サンプル表面とインタフェースするように設計されている。この実施の形態では、底側３２は、ベース板底側３２のほぼ中心に配置されている孔６２を有している。孔６２は、導管１８の戻し管４０に接続されているスキャナハンドル３４内の孔５６に接続されている。粒子カウンタ組立体１２において粒子を計算するために、粒子はフェース板孔６２を通してサンプル表面から吸引される。ベース板底側３２は、導管１８の空気供給管３８に接続されているスキャナハンドル孔５８内に集まっている複数のより小さい孔６４も有している。空気が粒子カウンタ組立体１２からフェース板孔６４を通してサンプル表面上へ供給されて粒子を追い出し、流動化した粒子をフェース板孔６２を通して吸引し、計数できるようにする。ベース板底側３２は、追い出された粒子をフェース板孔６２内へ導くための交叉溝６６をも有している。
【００１７】
図３は、粒子カウンタ組立体１２の概要を示している。粒子カウンタ組立体１２は、９０−２６０ＶのＡＣ−ＤＣコンバータ７０と、電池充電コントローラ７２と、電池パック７４と、差圧センサ７８と、真空ポンプ８０と、レーザ粒子検出器８２と、カラーディスプレイ８６を制御し、制御パネル上に配置されているスイッチからの入力を受けるディスプレイコントローラ８４とを含む。これらは全てシステムコントローラ９０によって制御される。一連のポートもコントローラ９０に接続されている。これらは、スマートプローブポート９２、較正信号出力ポート９４、ユーザプリンタポート９６、ホストコンピュータデータポート９８を含む。好ましい実施の形態では、コントローラ９０は、検出した粒子の数をサンプル表面の単位面積当たりの粒子の数に変換するためのソフトウェアをも含む。
【００１８】
再充電可能な電池パック７４は、連続使用で約２時間、または通常の間欠使用で８時間にわたってユニットを動作可能にする。システムは、静止使用の場合には交流電力で動作させることもできる。システムは、１６ポンドよりも軽い重量を目標としている。電池給電式の軽量ユニット及び便利に輸送するためのハンドルによって、従来はアクセス困難であった領域へユーザがアクセスすることができ、またセットアップ時間を短縮することができる。
【００１９】
図４は、粒子検出器デバイス１０の空気流経路を示している。空気流配管は実質的に閉ループシステムであり、綺麗な空気がスキャナプローブ１６へ供給され、粒子は粒子検出器８２へ送られる空気流内へ戻される。真空ポンプ８０の吸込口は粒子検出器８２の放出側へ配管されており、オプションとしての粒子捕捉フィルタ１０４は真空ポンプ８０と粒子検出器８２との間に配管される。真空ポンプ８０の放出側には、流れる空気から粒子を濾過して除去する（ＨＥＰＡ）フィルタ１００、及びシステムを通る空気流の流量を（空気流経路内の制御されたオリフィスを使用して）測定する空気流測定デバイス（差圧センサのような）７８が配管されている。フィルタ１００の放出側は、濾過された空気をスキャナプローブ１６の排気孔６４へ供給する供給管３８に配管されている。
【００２０】
真空ポンプ８０は、粒子検出器８２、導管１８の戻し管４０、及びスキャナ開口６２に部分真空を発生させる。部分真空は、サンプル表面から粒子検出器８２へ空気を引く。粒子検出器は、好ましくは当分野においては公知のレーザダイオード光散乱カウンタであり、粒子カウント及びサイズを決定する。分析された後の粒子は捕捉フィルタ１０４またはＨＥＰＡフィルタ１００の何れかによって空気流から濾過され、空気流はスマートプローブ９２を介してサンプル表面へ戻される。
【００２１】
差圧センサ７８は、システムを通る空気流の流量を測定する。コントローラ９０は、真空ポンプ８０の速度を調整して流量を所望レベルに維持する。流量の制御は、幾つかの理由から重要である。第１に、正確な測定を得るためには、所与のスキャナプローブに対しては各粒子測定毎に流量は同一であるべきである。第２に、最大の精度を得るために、プローブ９２が異なれば異なる流量が要求される。第３に、プローブ９２を用いて表面を横切って走査する場合、プローブが初めて表面上に配置されるので、また走査中には表面のテキスチャまたは形状が変化するので、システムに付加的な圧力（背圧）が加わる。従って、表面から粒子を効果的に除去し、システムの高感度を維持するためには、全走査を通して流量を適切且つ一定に維持することが重要である。
【００２２】
粒子捕捉フィルタ１０４は、レーザ粒子検出器８２を通過したばかりの、そして該検出器によって計数された空気流内の粒子を捕捉するために、空気流経路内へ挿入されている取り外し可能なフィルタ要素である。これによって、ユーザが表面の綺麗さを測定できるだけではなく、計数された粒子を捕捉して研究室において分析及び識別することもできる。好ましい実施の形態では、捕捉フィルタ１０４は膜フィルタ要素であり、図５に示すように、システム空気流に接続されたレセプタクル１１０内に挿入されるシール可能な使い捨てカートリッジ１０９内に配置される。レセプタクル１１０及びカートリッジ１０８は、フィルタ要素１０４をシステム空気流に接続させるように係合する空気圧式迅速切離しコネクタ１１２を有している。カートリッジ１１０上のコネクタ１１２は、システムから切離された後に手動でキャップを被せることができ、研究室において分析できるようになるまでフィルタ要素１０４の汚染を防ぐようになっている。フィルタカートリッジ１０８は、ＣＤ　ＲＯＭと類似のプルアウト（引き出し）トレイ１１４によって設置され、取り外される。トレイ１１４は、解放ボタン１１５を押すとレセプタクル１１０から部分的にポップアウトする（飛び出す）。次いで、手動でトレイ１１４を全開にすれば、取り外し可能なフィルタカートリッジ１０８を設置したり、または取り外したりすることが可能になる。もし、捕捉フィルタ１０４を必要としなければ、カートリッジ１０８と同一ではあるが内部にフィルタ要素１０４を有していないダミーカートリッジをレセプタクル１１０内に挿入することができる。好ましくは光センサであるセンサは、カートリッジの存否を、及びカートリッジがフィルタ１０４を含むか、またはそれがダミーカートリッジであるかを自動的に識別する。このデータは、サンプル記録と共に記録される。もしカートリッジが検出されなければ、真空ポンプ８０は停止される。カートリッジ１０８はシステムから取り出された時にはシールされるので、フィルタ媒体１０４によって捕捉された汚染物の分析のためにそれを分析研究室へ送ることができる。
【００２３】
導管１８と粒子カウンタ組立体との間の接続を、図６に示す。電気及び空気圧の両接続のために、単一の迅速切離しコネクタ１１６及びスマートプローブポート９２が使用されている。導管１８は、スマートプローブポート９２と切離し可能なように係合するこの迅速切離しマルチコネクタ１１６内で終端している。コネクタ１１６及びスマートプローブポート９２の両者は各々、空気供給及び戻し管３８／４０を粒子カウンタ組立体１２の配管に接続するための空気圧式迅速切離しコネクタ１１８を有している。好ましくは、これらの迅速切離しコネクタ１１８は、システム空気流配管の汚染を防ぐために、非係合になった時に自己シールするようになっている。コネクタ１１６及びスマートプローブポート９２は、導管電線４４（即ち、ＬＥＤ５４を点灯させ、スイッチ３６を作動させるための）を介してスキャナプローブ１６へ電力を供給し、スキャナプローブ１６からデータ及び信号を収集するための電気コネクタ１２０をも含む。コネクタ１１６は、コネクタをスマートプローブポート９２から迅速に解放するための解放ボタン１２２を含む。
【００２４】
異なるサイズ及び型のスキャナプローブ１６を使用して、異なるサイズまたは形状の表面領域を試験することができる。プローブの型／サイズが異なれば、異なる流量及び／またはデータ分析のために異なるセットの計算を必要としよう。例えば、直径が１／２インチ、２インチ、及び３インチのスキャナプローブ１６を使用したが、それらの幾つかを正しく動作させるためには異なる流量を必要とし得る。１／２インチのプローブは約１／２立方フィート／分（ＣＦＭ）の流量を必要とし、２及び３インチのプローブは約１ＣＦＭの流量を必要とし得る。プローブ９２は、それらが、システムコントローラ９０にプローブの１つまたはそれ以上の特性（例えば、そのサイズ及び／または型）を自動的に認識させることができるようにする電子インディシアを含むことから、“スマート”プローブと呼ぶのである。電子インディシアは、ＩＣチップ、電気回路、または単にプローブ内の、導管１８内の、またはマルチコネクタ１１６内の電気ピンの接続の所定の組合わせ（それによって識別されるプローブのサイズ／型に独特な）であることができる。システムコントローラ９０によって電子インディシアが識別されると、コントローラは自動的に制御画面上にプローブの型／サイズを表示し、真空ポンプ８０を作動させて適切な流量を発生させ、粒子検出結果を計算するために適切な公式を適用する。
【００２５】
図７Ａは、マルチコネクタ１１６とスキャナプローブ１６との間を走る配管３８／４０及び配線４４を示している。図７Ｂは、累積した粒子をシステム内の空気ラインから一掃するために、システムに取付けることができるパージフィルタ１２４を示している。パージフィルタはスキャナプローブ１６と同じ手法でシステムにプラグイン（接続）されるが、パージフィルタ自体への電気的配線４４は全く必要としない。パージフィルタ１２４は、システムの空気流ループを完全に閉じる。従って、システムは、パージフィルタ１２４、ＨＥＰＡフィルタ１００、及び粒子捕捉フィルタ１０４（もし接続されていれば）を使用して、システム内の如何なる粒子をも濾過して除去することができる。好ましくは、パージフィルタ１２４は、０．３ミクロン程度の小さい粒子を濾過して除去する。コントローラ９０は、システムにプローブが存在しないこと（パージフィルタを含む）、またはシステムに取付けられたプローブの型を自動的に認識し、システムを相応に動作させる。例えば、もしプローブまたはパージフィルタの存在が検出されなければ、真空ポンプ８０は停止される。
【００２６】
粒子カウンタ組立体１２は、前カバー２４内のアパーチャ２６を通して見ることができる前ディスプレイパネル８６を含む。この前ディスプレイパネルは図８Ａ乃至８Ｆに示されており、マルチカラー画面１２６とシステムを動作させるための一連のタッチスクリーンボタン１２８とを含む。好ましい実施の形態は、５つの異なる画面から選択する５つの画面ナビゲーションボタンを含む。これらの画面は、「主（ＭＡＩＮ ＳＣＲＥＥＮ）」：システムの概要を示す（図８Ａ）、「データ収集（ＣＯＬＬＥＣＴ ＤＡＴＡ）」：現在の、または最後の粒子カウントデータを示す（図８Ｂ）、「データモード（ＤＡＴＡ ＭＯＤＥ）」：ユーザが通常の全画面を選択することを可能にするか（図８Ｄ）または臨界データをより良く見るための拡大されたデータモード（図８Ｃ）、「データを見る（ＶＩＥＷ ＤＡＴＡ）」：先に記録されたデータを示す（図８Ｅ）、及び「警報設定（ＡＬＡＲＭ ＳＥＴ ＵＰ）」：ユーザが各粒子サイズ毎の警報限界を設定するのを可能にする（図８Ｆ）である。また、「ポンプオン・オフ（ＰＵＭＰ ＯＮ／ＯＦＦ）」ボタン（真空ポンプ８０を作動／停止させる）、「クリア（ＣＬＥＡＲ）」ボタン（ハイライトされたフィールドをクリアする）、及び「ナビゲーション」ボタン（カーソルを移動させるための矢印ボタン、及び画面上の選択を保管するための「プログラム（ＰＲＯＧＵＲＡＭ）」ボタン）も存在している。大きいカラー画面によって、オペレータは大量のデータを気軽に見るか、または重要なカウントデータだけをある距離から見るために“ズーム”画面へ切り替えることができる。ボタン１２８は、ハードワイヤードキーであることも、またはタッチスクリーン型ディスプレイ画面１２６上に表示されるソフトキーであることもできる。
【００２７】
較正ポート９４は、較正技術者がユニットを開くことなくレーザ粒子検出器８２に対する通常の較正を遂行できるようにする。収集されたデータは、粒子検出器１０内に格納される。システムはデータポート９８を介してＲＳ−２３２シリアル及びイーサネット（登録商標）通信能力を有しているので、収集されたデータは利用者のネットワークまたはホストコンピュータ内へインポートすることができる。データポート９８は、ユーザがネットワークを通して、またはインターネット（ユニット及びその中に格納されているデータへ、並びにコンピュータ画面上に表示できるデータ、または命令へ遠隔からアクセスすることを可能にする）を用いて直接通信することを可能にする。好ましい実施の形態は、多重レベルのパスワードによって保護されたアクセス（例えば、工場、所有者、ユーザ等）をも含み、各パスワードレベルはシステムに対する、またはあるデータへのアクセスに対する変化を行う異なる権利を有している。
【００２８】
スキャナベース３０は、好ましくは、スキャナハンドル３４に垂直に接続される（代わりに、平行に取付けることもできる）。スキャナハンドル３４は、実行スイッチ３６、及びデバイスが粒子を計数中であるか否かを指示するためのＬＥＤ光５４を有する制御部分５２を含んでいる。制御パネル上のポンプオン／オフボタンを操作すると、真空ポンプ８０が作動される。真空ポンプ８０は、データを収集する前に、１分または２分間にわたって動作させるべきである。本発明の好ましい実施の形態では、システムがそのスタンバイモード（真空ポンプは運転されているが、粒子計数は行われていない）にある時に実行スイッチ３６を操作するとシステムはその“計数”モードに入り、所定の時間（例えば、３秒）にわたって粒子測定を遂行し、ＬＥＤ光５４を点灯させる。この所定の時間が経過すると粒子測定が止み、ＬＥＤ光５４が消灯する。計器がその“計数”モードと“スタンバイ”モードとの間で切り替わる時点を指示するために、可聴信号を発生させることもできる。
【００２９】
上述したデバイスは、表面から解放された粒子を定量化することによって、相対綺麗さのレベルを得るために使用される。考え得る試験表面の例は、卓、棚、壁、天井、ベンチ、製品容器、または実質的に他の如何なる種類の表面をも含む。関心のある特定のサンプル表面にデバイスをカストマイズするために、異なるスキャナジオメトリを使用することができる。この技術は、ある型のクリーンルーム手順に着手する前に、綺麗さを確認するために使用することができる。またこの技術は、種々の清浄化技術及び製品の有効性を評価、または比較するためにも使用することができる。
【００３０】
本発明の好ましい実施の形態では、濾過された空気を使用して表面上の粒子を乱し、空気によって流動化された粒子を真空システムによって収集する。粒子レベルは、光／レーザ技術を使用して粒子／平方ｃｍまたは粒子／平方インチで測定され、記録される。本発明のデバイスは、０．３ミクロン程度の小さい粒子を検出することができる。０．２ミクロンまで濾過された空気がスキャナヘッドへ供給され、同量の空気が計数及び寸法決めのためにスキャナヘッドを通して検知システムへ引かれる。
【００３１】
粒子を計数する前に、先ず、スキャナヘッドをクリーンルーム供給空気に向けて保持し、レベルが５粒子／平方インチより低くなるまで計数を反復することによって、システムを０計数についてチェックすべきである。次いで、スキャナヘッドを、３または６秒の時間にわたって１０ＬＦＰＭ（２ＬＩＰＭ）の速度でサンプル表面上を通過させる。試験サイクルは、スキャナプローブ１６内に配置されている実行スイッチ３６から開始される。流動用空気によって支援された表面を横切ってスキャナプローブ１６を軽く移動させる。
【００３２】
この方法は直ちに相対綺麗さレベルを与えるので、日常的な監視を遂行し、クリーンルーム内の種々の表面及び位置に関する履歴データを記録することを推奨する。また、任意の領域について最小６つの読みを採り、最大の許容される単一の読みレベルを種々の表面及び領域について確立しておくことも推奨する。
【００３３】
本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に入る何等かの、及び全ての変形をも包含することを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】
本発明の粒子検出器の斜視図である。
【図１Ｂ】
本発明の粒子検出器の部分的に切除した斜視図である。
【図２Ａ】
本発明のスキャナの上方から見た斜視図である。
【図２Ｂ】
本発明のスキャナの下方から見た斜視図である。
【図３】
本発明の粒子カウンタ組立体のブロック図である。
【図４】
本発明の粒子検出器内の空気流経路を示す概要図である。
【図５】
本発明の粒子捕捉フィルタカートリッジ及びトレイの部分的に切除した斜視図である。
【図６】
本発明の導管と粒子カウンタ組立体との間の迅速解放接続の部分的に拡大した図である。
【図７Ａ】
本発明のスキャナヘッドのための導管の空気圧配管及び配線を示す概要図である。
【図７Ｂ】
本発明のパージフィルタヘッドのための導管の空気圧配管及び配線を示す概要図である。
【図８Ａ】
本発明の制御パネル及びディスプレイの前面図であって、ディスプレイによって表示される種々の画面を示す図である。
【図８Ｂ】
本発明の制御パネル及びディスプレイの前面図であって、ディスプレイによって表示される種々の画面を示す図である。
【図８Ｃ】
本発明の制御パネル及びディスプレイの前面図であって、ディスプレイによって表示される種々の画面を示す図である。
【図８Ｄ】
本発明の制御パネル及びディスプレイの前面図であって、ディスプレイによって表示される種々の画面を示す図である。
【図８Ｅ】
本発明の制御パネル及びディスプレイの前面図であって、ディスプレイによって表示される種々の画面を示す図である。
【図８Ｆ】
本発明の制御パネル及びディスプレイの前面図であって、ディスプレイによって表示される種々の画面を示す図である。
【図３】
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【図４】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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