(57)【要約】【課題】常時監視または観測が可能な粒子計数装置及び粒子計数システムを提供する。【解決手段】被検流体中の粒子を検出し計数する粒子計数装置１１は、上記粒子を検出する測定部１３と、測定部１３からの出力信号を処理する制御部１２とを備え、異常が発生した場合に警報を発するための信号を発するようにしている。【選択図】    図１
2007147519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検流体中の粒子を検出し計数する粒子計数装置において、
該粒子計数装置は、前記粒子を検出する測定部と、該測定部からの出力信号を処理する制御部とを備え、異常が発生した場合に警報を発するための信号を発するようにしたことを特徴とする粒子計数装置。
【請求項２】
前記測定部は、前記粒子を光学的に検出する光検出器を備え、前記制御部は、前記光検出器からの出力に基づき粒子数を計数するカウンタ部と、前記カウンタ部による計数モードを予め設定されたモードから選択された計数モードに切換可能であるモード切換部と、前記計数モードに対応して設定される警報を発すべき粒子計数値である警報レベルを記憶可能であるパラメータ記憶部とを備え、前記粒子計数値が前記警報レベルを越えた場合に、警報を発するための信号を発することを特徴とする請求項１に記載の粒子計数装置。
【請求項３】
被検流体中の粒子を検出する測定部と、該測定部からの出力信号を処理する制御部とを備えて、必要な観測地点に常設されるとともに前記粒子の検出に異常が発生した場合に警報を発する粒子計数装置と、前記粒子計数装置と通信可能であって、前記粒子計測装置による計測データの処理及びその結果を表示する制御装置と、を備えることを特徴とする粒子計数システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記粒子計数装置からの前記計測データを蓄積するデータ蓄積部と、前記蓄積に蓄積された計測データおよび／または前記粒子からの計測データに基づき計測データのトレンドを図表化して表示するトレンドグラフ表示部とを備えることを特徴とする請求項３に記載の粒子計数システム。
【請求項５】
前記粒子計数装置の前記制御部は、前記測定部からの出力に基づき粒子数を計数するカウンタ部と、前記カウンタ部による計数モードを予め設定されたモードから選択された計数モードに切換えて設定可能であるモード切換部とを備え、前記制御装置の前記トレンドグラフ表示部は、前記モード切換部により設定されている計数モードに対応する図表により計測データの表示をすることを特徴とする請求項４に記載の粒子計数システム。
【請求項６】
風速計測装置、温度計測装置、湿度計測装置、照度計測装置、その他の環境計測装置および工程状況データ入力装置から選択されるいずれか少なくとも１の装置が制御装置と通信可能に設けられたことを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の粒子計数システム。
【請求項７】
前記粒子計数装置と前記制御装置との通信は、常時接続又は間欠接続のいずれかを選択可能であることを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の粒子計数システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検流体中の粒子を検出し計数する粒子計数装置及び粒子計数システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
粒子計数装置は、半導体装置や液晶装置のような精密微細加工工程を持つデバイスの製造工程環境下で使用されるものである。
このような粒子計数装置は、被検流体の粒子（パーティクル）を検出し計数する測定部と、この測定部を始めとする装置全体を制御するとともに各種の演算を行う各種の演算を行う測定制御部とで構成されている。（例えば、特許文献１を参照。）
【特許文献１】特開２００１−  ７４６４０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した粒子計数装置において、測定部を制御する測定制御部には、データを入力する端末や、演算処理された結果等を表示する表示部が搭載されているので、装置全体が大型で、かつ粒子系分布の演算等の複雑な演算処理を行うために高価である。このため、観測環境下、例えば、クリーンルーム内においては、複数の場所で観測する必要があるが、粒子計数を観測する複数台の装置を非常な高額な投資が必要となる。これを避けるため、１台をワゴン等に乗せて、ルーム内を巡回しながら断片的にクリーン度を測定している。このため、測定したい複数の場所を同時にクリーン度を常時監視することができないという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、常時監視または観測が可能な粒子計数装置及び粒子計数システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的を達成するため、本発明は、被検流体中の粒子を検出し計数する粒子計数装置において、該粒子計数装置は、前記粒子を検出する測定部と、該測定部からの出力信号を処理する制御部とを備え、異常が発生した場合に警報を発するための信号を発するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、常時監視または観測することができ、もし異常が発生した場合には警報を発するための信号を警報器等の装置に出力し、警報を発することができる。
【０００７】
また、前記測定部は、前記粒子を光学的に検出する光検出器を備え、前記制御部は、前記光検出器からの出力に基づき粒子数を計数するカウンタ部と、前記カウンタ部による計数モードを予め設定されたモードから選択された計数モードに切換可能であるモード切換部と、前記計数モードに対応して設定される警報を発すべき粒子計数値である警報レベルを記憶可能であるパラメータ記憶部とを備え、前記粒子計数値が前記警報レベルを越えた場合に、警報を発するための信号を発することが好ましい。なお、「計数モード」とは、粒子の計数の方法又は計数処理の方法をいう。また、「警報を発すべき粒子計数値である警報レベル」とは、パラメータ設定部に設定されるサンプリングタイム、スレッシュルド値等のパラメータをいう。
【０００８】
本発明によれば、粒子計数装置が複数のモードに切換えることができるので、いろいろな用途に適用できる。
【０００９】
さらに、本発明の粒子計数システムは、被検流体中の粒子を検出する測定部と、該測定部からの出力信号を処理する制御部とを備えて、必要な観測地点に常設されるとともに前記粒子の検出に異常が発生した場合に警報を発するような信号を発する粒子計数装置と、前記粒子計数装置と通信可能であって、前記粒子計測装置による計測データの処理及びその結果を表示する制御装置と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、必要な観測点に粒子計数装置を常設することができ、常時監視または観測することができる。
【００１１】
また、前記制御装置は、前記粒子計数装置からの前記計測データを蓄積するデータ蓄積部と、前記蓄積に蓄積された計測データおよび／または前記粒子からの計測データに基づき計測データのトレンドを図表化して表示するトレンドグラフ表示部とを備えることが好ましい。
【００１２】
本発明によれば、粒子計数装置から出力されるデータを蓄積し、図表化することで、観測点での粒子の状況を視認することができる。
【００１３】
さらに、前記粒子計数装置の前記制御部は、前記測定部からの出力に基づき粒子数を計数するカウンタ部と、前記カウンタ部による計数モードを予め設定されたモードから選択された計数モードに切換えて設定可能であるモード切換部とを備え、前記制御装置の前記トレンドグラフ表示部は、前記モード切換部により設定されている計数モードに対応する図表により計測データの表示をすることが好ましい。なお、「計数モード」とは、粒子の計数の方法又は計数処理の方法をいう。
【００１４】
本発明によれば、粒子計数システムが複数のモードに切換えることができるので、いろいろな用途に適用できる。
【００１５】
また、風速計測装置、温度計測装置、湿度計測装置、照度計測装置、その他の環境計測装置および工程状況データ入力装置から選択されるいずれか少なくとも１の装置が制御装置と通信可能に設けられたことが好ましい。
【００１６】
本発明によれば、粒子計数装置以外の計測装置から観測データを得ることができる。
【００１７】
さらに、前記粒子計数装置と前記制御装置との通信は、常時接続又は間欠接続のいずれかを選択可能であることが好ましい。
【００１８】
本発明によれば、粒子計数装置が、制御装置とは分離して単体で動作させることもできる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、被検流体中の粒子を検出し計数する粒子計数装置において、該粒子計数装置は、前記粒子を検出する測定部と、該測定部からの出力信号を処理する制御部とを備え、異常が発生した場合に警報を発するための信号を発するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、常時監視または観測することができ、もし異常が発生した場合には警報を発するための信号を警報器等の装置に出力し、警報を発することができる。
【００２１】
さらに、本発明の粒子計数システムは、被検流体中の粒子を検出する測定部と、該測定部からの出力信号を処理する制御部とを備えて、必要な観測地点に常設されるとともに前記粒子の検出に異常が発生した場合に警報を発するような信号を発する粒子計数装置と、前記粒子計数装置と通信可能であって、前記粒子計測装置による計測データの処理及びその結果を表示する制御装置と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、必要な観測点に粒子計数装置を常設することができ、常時監視または観測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
（全体構成）
図１は、本発明に係る粒子計数装置を適用する粒子計数システムを示すブロック図である。
粒子計数システム１０は、必要な観測点に常設可能な粒子計数装置１１と、粒子計数装置１１と接続し計測データの発信や検出データの表示や処理を行う制御装置１７と、粒子計数以外の風速、温度、湿度等を計測するその他の計測手段１８を主な構成としている。
なお、必要な観測点は、１箇所でもよいし、複数の個所であってもよい。
【００２５】
（粒子計数装置の構成）
粒子計数装置１１は、粒子（パーティクル）を検出する測定部１３と、装置全体の制御を行うとともに測定部１３からの出力信号に基づき所定の処理を実行する制御部１２とからなり、制御部１２は、図１に示すように、通信処理部１２１、外部Ｉ／Ｆ部１２２、計測モード切換部１２３、パラメータ記憶部１２４、カウンタ部１２５、フィルタ処理部１２６、粒子検出部１２７とから構成されている。
また、測定部１３は、粒子を光学的に検出する光学系と、試料流体を流通する流路手段とを有している。
さらに、粒子計数装置１１には、電力を供給する電源１４、上記流路手段としての吸引ポンプ１５、点滅または発音等の警報を発して監視者へ報知する警報器１６が接続されている。
【００２６】
制御部１２を構成する通信処理部１２１は、制御装置１７や電力配線を使用して通信を行うことができるＰＬＣへ観測（検出）データを送信するようになっている。さらに、観測／検出データが所定のレベル値を超えた場合には監視者に警報を発する警報器１６などに所定の信号を出力するようになっている。
なお、本実施の形態では、通信処理部１２１は、リアルタイムでの処理を行うのみであり、小型化、軽量化を図るために、過去のデータをメモリするメモリ機能は備えていない。
外部Ｉ／Ｆ部１２２は、デジタルＩ／Ｏと非同期シリアル通信（ＲＳ２３２）を装備しており、ホストコンピュータへの接続、ＰＬＣへの接続、警報器１６への接続が可能となっている。
【００２７】
計測モード切替部１２３は、切換スイッチ（図示せず）により、予め設定されている粒子計測モードの選択的な切換を行っている。
本実施の形態において、計測モードとしては、粒子検出モード、第一の粒子計数モード、第二の粒子計数モード、粒子監視モードの４モードが設定されている。
これら４つの計測モードについて、図２〜５に基づき説明する。図２は、粒子検出モードの動作を示す説明図である。図３は、第一の粒子計数モードの動作を示す説明図である。図４は、第二の粒子計数モードの動作を示す説明図である。図５は、粒子監視モードの動作を示す説明図である。
【００２８】
粒子検出モードは、粒子が測定部１３で検出される毎にパルスが出力されるようになっている。これにより、警告灯等により作業者に注意を喚起することや、制御装置１７、ＰＬＣに接続した場合には、コンタミ状況を図示しない集中操作盤等に表示することができるようになっている（図２を参照。）
【００２９】
第一の粒子計数モードは、検出された粒子の計数を行い、その結果をシリアル通信等で制御装置１７等に送出する。このモードでは、計数開始は入力端子がＯＦＦからＯＮで開始し、所定の設定時間経過後、自動的に計数は終了するようにしている（図３を参照）。
【００３０】
第二の粒子計数モードは、検出された粒子の計数を所定の設定時間で繰り返し行い、その計数値をシリアル通信等から出力するとともに、所定のスレッショルド値（設定値）を超過した時点で出力をＯＮにするようになっている（図４を参照）。
【００３１】
粒子監視モードは、粒子の計数値をデジタルフィルタで平滑化し、その値をシリアル通信を通して出力するようにしている。上述した第二の粒子計数モードと同様に、所定のスレッショルド値（設定値）を超過したことで出力端子より警報器１６を介して警報を出力するようになっている（図５を参照）。  
なお、計測モードは上記した４モードに限定されるものではなく、監視者の用途に合わせて設計されている。
【００３２】
パラメータ記憶部１２４は、警報を発するためのスレッショルド値やその他のパラメータを保存するようになっている。
カウンタ部１２５は、測定部１３により検出された粒子を計数している。
フィルタ処理部１２６は、検出された粒子の個数から粒子の密度を推定するようにしている。
粒子検出部１２７は、受光素子等の光検出器にて粒子を検出するようになっている。
【００３３】
つぎに、測定部１３は、粒子を光学的に検出する光学系を有し、本実施の形態では、光散乱特性を利用して被検流中の粒子を検出し計数する光散乱式が採用されている。ここで使用される光学系は、例えば、レーザ光を射出するレーザダイオードと、レーザ光を試料流体に集光させる投光レンズ系と、試料流体中の粒子にレーザ光が照射されて発生する散乱光を集光する受光レンズ系と、集光した散乱光を検出する光検出器とを備えており、レーザ光を測定領域に照射し、この測定領域に存在する粒子が発生する散乱光に基づいて粒子を計数するものである。
【００３４】
（制御装置の構成）
制御装置１７は、粒子計数装置１１と通信可能となっている。具体的には、粒子計数装置１１を接続し必要なデータを入力する端末部として機能し、さらに、粒子計数装置１１の作動中では粒子計数装置１１から送信される出力信号を時系列的に表示等し視認可能な監視用として機能している。なお、本実施の形態では、制御装置１７はＰＣである。
なお、通信方法としては、有線でもよいし、無線であってもよい。
【００３５】
本実施の形態において、制御装置１７には、通信処理部１７１、モード判定部１７２、パラメータ設定部１７３、トレンドグラフ表示部１７４、データ蓄積部１７５、蓄積データ表示部１７６とを備えている。
【００３６】
通信処理部１７１は、粒子計数装置１１との通信を行い、データの送受信を行っている。
モード判定部１７２は、粒子計数装置１１における切換スイッチによって切り換えられた複数のモードから、どのモードが選定されているかを判定している。
パラメータ設定部１７３は、サンプリングタイム、スレッショルド値等のパラメータを設定している。
【００３７】
トレンドグラフ表示部１７４は、粒子の計数を計測する計数モード、粒子の計数を監視する監視モード等の表示モードに応じたサンプリングデータの表示を行っている。
データ蓄積部１７５は、粒子計数装置１１から受信したデータをログファイルとして保存している。
蓄積データ表示部１７６は、保存されたログファイルを表示している。
【００３８】
（計測手段について）
粒子計数システム１０には、粒子計数装置１１以外に、環境条件の変化を計測する計測手段１８がそれぞれ並列に接続されている。
計測手段１８としては、例えば、風速計、温度計、湿度計等があり、さらに、作業者を検知することや作業者の動作を確認するカメラ等の人検知手段を設置できるようにしてもよい。また、図１に示す入力手段は、例えば、制御装置１７内にメモリされた作業工程等のデータであり、記憶されているデータと照合して工程監視をするようにしてもよい。
設置してもよい。なお、計測手段１８は、これらに限定されるものではない。
【００３９】
つぎに、粒子計数装置１１の動作について説明する。
初期化されている粒子計数装置１１は、制御装置１７に接続される。必要とする計測モードのデータが、制御装置１７から粒子計数装置１１の通信処理部１２１に送信され、所定のメモリ内に記憶される。また、警報を発するために、所定のスレッショルド値やその他のパラメータがパラメータ記憶部１２４に送信され、記憶される。
粒子計数装置１１が作動する上で必要なデータが記憶された後、流体計数装置１１と制御装置１７との接続が切り離される。
記憶設定された粒子計数装置１１は、必要な観測点に単体で固定設置される。さらに、各粒子計数装置１１には、クリーン度が劣化した場合には警報が発するように、点滅灯、ブザー等の警報器が接続される。
もし、粒子計数装置１１の測定部１３の測定結果、パラメータ記憶部１２４に記憶されたスレッショルド値を超えた場合には、点滅灯等の警報器が作動し、作業者や監視者等が視認することができるようになっている。
粒子計数装置１１は、例えば、大型機械等の可動体近傍に配置して、その可動に伴い変化する粒子の状況をモニタリングしている。また、人手作業において各作業者の作業エリアに設置して、粒子が異常発生した際、警報を発するようにしてもよい。さらには、作業用ロボットに取付けて、ロボットアームの動作に伴う粒子の発生を監視するようにしてもよい。  
【００４０】
（本実施の形態の主な効果）
粒子計数装置１１は、必要な観測点にそれぞれ固定設置し、連続的、あるいは間欠にクリーン度を常時監視、観測することができる。さらに、異常が発生した場合には、ほぼリアルタイムで警報を発することができる。これによりクリーン度が低下したことを見過ごすことがなく、見過ごしによる不良品の発生を最小限に食い止めることができる。
【００４１】
さらに、粒子計数装置１１は、粒子計測装置１１による計測データの処理及びその結果を表示する制御装置１７と通信可能になっているので、必要な観測点に粒子計数装置１１を常設することができ、常時監視または観測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る粒子計数装置を適用する粒子計数システムを示すブロック図である。
【図２】本実施の形態における粒子検出モードの動作を示す説明図である。
【図３】本実施の形態における第一の粒子計数モードの動作を示す説明図である。
【図４】本実施の形態における第二の粒子計数モードの動作を示す説明図である。
【図５】本実施の形態における粒子監視モードの動作を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  粒子計数システム
１１  粒子計数装置
１２  制御部
１３  測定部
１７  制御装置
１８  警報器
【図１】
2007147519.tif 000003
【図２】
2007147519.tif 000004
【図３】
2007147519.tif 000005
【図４】
2007147519.tif 000006
【図５】
2007147519.tif 000007