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公開番号2024059885
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-01
出願番号2024028419,2021505906
出願日2024-02-28,2019-09-03
発明の名称生産機器および表面上のナノ粒子の検出
出願人パーティクル・メージャーリング・システムズ・インコーポレーテッド
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01N 15/06 20240101AFI20240423BHJP(測定;試験)
要約【課題】表面から粒子を除去し、除去後に粒子をサンプリングすることができるプローブユニットに動作可能に接続された粒子分析器が提供される。
【解決手段】装置および方法は、例えば、クリーンルーム環境内で使用して、永久表面およびツールを洗浄およびサンプリングすることができるように、軽量および/またはハンドヘルドであってもよい。装置は、粒子を検出するために散乱光、不明瞭光、または放射光を使用する光粒子計数器を含むことができ、有効直径が100nm未満の粒子のようなナノスケール粒子の検出に典型的に必要とされる複雑さの増大を回避しながら、装置の感度を高め、それによって、より小さい粒子の検出を容易にするための凝縮粒子計数システムまたは分割検出光粒子計数器を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
表面上の粒子の除去および検出のための装置において、
入口を有する粒子分析器と、
サンプリングポートを有する試料プローブであって、前記サンプリングポートが流路によって前記入口に流体的に接続されている試料プローブと、
前記試料プローブに動作可能に接続された排出システムであって、前記排出システムが、前記表面から前記粒子を取り除くために、前記表面上に物質、エネルギ、または物質とエネルギの組合せを導くように構成された排出システムと、
前記サンプリングポートに動作可能に接続された真空システムであって、前記真空システムは、前記試料プローブに近接する収集領域内の前記取り除かれた粒子を、前記サンプリングポートを通して、前記流路に沿って、前記入口で前記粒子分析器内に押し込むように構成される、真空システムと、
を備える、装置。
続きを表示（約 890 文字）【請求項２】
前記粒子分析器は、非光学的粒子計数器である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記粒子分析器は、光粒子計数器である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記光粒子計数器は、凝縮粒子計数器である、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記凝縮粒子計数器の前記入口が、分析される前記取り除かれた粒子を含む試料流を導入し、前記凝縮粒子計数器は、
凝縮液リザーバと、
前記試料流に凝縮液を導入するための前記凝縮液リザーバと流体連通する飽和槽と、
前記試料流に含まれる前記取り除かれた粒子上に前記凝縮液を凝縮するための前記飽和槽と流体連通する凝縮器と、
を備え、
前記粒子計数器入口は、前記試料流中の前記凝縮して取り除かれた粒子を検出または特徴付けるために、前記凝縮器と流体連通する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記凝縮液が、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、グリセロール、エチレングリコール、ジェテリーナグリコール、プロピレングリコール、またはそれらの組合せである、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記凝縮粒子計数器が、１００ｎｍ以下の有効径を有する粒子を検出する、請求項４～６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記装置が、総質量が２０ｋｇ未満で携帯可能である、請求項４～７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記粒子分析器は、差分光検出器を有し、前記差分光検出器は、前記粒子分析器内の前記取り除かれた粒子と相互作用する光ビームの異なる部分に、それぞれ空間的にマッピングされた複数の光検出器を備える、請求項１～８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記光ビームの少なくとも一部が、前記取り除かれた粒子を含む流動セルを通過し、前記複数の光検出器に誘導される、請求項９に記載の装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【関連出願の相互参照】
【０００１】
[0001]本出願は、２０１８年９月４日に出願された米国仮特許出願第62/725,777号の優先権の利益を主張するものであり、この仮特許出願の全体が、本書と矛盾しない範囲で、参照により本書に組み込まれる。
続きを表示（約 2,000 文字）【０００２】
【発明の背景】
【０００３】
[0002]クリーンルーム製造を必要とする様々な技術の進歩により、ますます小さい粒子の検出が望まれている。マイクロエレクトロニクスファウンドリおよび製薬／生物学的クリーンルームの両方は、ますます敏感になる製造プロセスに影響を及ぼすので、２０ｎｍ未満のサイズの粒子の検出を求め始めている。
【０００４】
[0003]より小さい粒子、具体的には１００ｎｍ未満の粒子は、粒子と表面との間の静電力、物理力、化学力、または磁力により、クリーンルーム環境内の表面と相互作用または付着する可能性がはるかに高いため、クリーンルーム環境を維持することに更なる困難をもたらす可能性がある。非常に小さい粒子サイズでは、粒子の質量が十分に低いので、静電、水素結合、ファンデルワールス力、化学吸着などの粒子-表面相互作用が粒子をクリーンルーム環境内の表面に付着させることができる。
【０００５】
[0004]クリーンルーム環境において表面上の粒子を除去し、同時に捕捉および／または検出することがしばしば望ましい。例えば、ツールおよび他の装置は、保守または交換のために保護された環境から除去される必要があり、粒子がツールの表面から取り除かれ、製造プロセスを妨害する可能性があるため、使用前にナノスケール粒子についてチェックされる必要がある。一部の表面は、クリーンルーム内に恒久的に固定されたものであり、定期的に洗浄され、ナノスケール粒子について詳細に調べる必要がある。
【０００６】
[0005] 凝縮粒子計数器および分割差分干渉粒子計数器は、散乱光粒子計数器よりも安価な、または、より正確な解決策を提供できる。従来の散乱光光粒子計数器は、分析される粒子の検出可能な直径を低減するために、指数関数的に、（通常は、レーザの形態で提供される）より多くのエネルギを必要とする。例えば、凝縮粒子計数器は、分析される粒子の知覚される直径を増加させ、分割差分干渉検出器は、レーザ源を２つのビームに操作し、干渉法を使用して、２つのビームの相互作用を分析し、所与の直径で粒子を検出するために必要とされるエネルギを低減する。これらの技術は、検出システムに必要な電力を劇的に減少させるので、粒子検出システムのコストならびに検出器のサイズを減少させる。
【０００７】
[0006] 従来の（凝結核計数器とも呼ばれる）凝縮粒子計数器は、比較的低感度の粒子計数器システム、例えば光粒子計数器を使用して、粒子の表面上で蒸気を液体に凝縮させ、粒子の見かけの容積を増加させることによって粒子の検出可能性を増加させることによって、小さな粒子の検出を可能にする。通常、分析される試料は、流動制御装置（例えば、流動オリフィス）を通って凝縮粒子計数器システムに入り、飽和槽に入り、そこで、試料は、主に蒸気形態の凝縮液の濃縮物と混合される。飽和槽は、凝縮液を飽和槽に供給する凝縮液リザーバと流体連通しており、凝縮液は、十分に気相であることを確実にするために加熱される。凝縮蒸気と混合された試料流は、試料流を冷却する凝縮器に流入し、試料流に含まれる粒子の周囲に凝縮液を液体として凝縮させ、粒子の周囲に液体の層を形成することにより、粒子を拡大する。次いで、試料流は、光粒子計数器などの粒子検出システムに提供され、光粒子計数器は、液体層によって引き起こされる、より大きなシグネチャにより、粒子をより容易に検出する。凝縮粒子計数器システムの例は、米国特許第5,903,338号及び米国特許公報第2017/0350801号に記載され、両方は、その全体が参考の為に組み込まれる。
【０００８】
[0007]分割差分干渉光粒子計数器は、電磁放射線を少なくとも２つのビームに分割する。１つのビームは、分析されるターゲット（例えば、流動チャンバ、表面など）に入り、任意の粒子と相互作用する。次いで、ビームは、第２ビームと交差し、相互作用するように誘導される。粒子は、２つのビーム間の干渉または相互作用を測定することによって検出可能である。この技術は、粒子計数器の感度を高める。増加した感度は、光学またはレーザ源の電力要件に対して小さい粒子の検出を可能にし、ナノメートルスケール粒子の検出を依然として可能にしながら、粒子計数器のサイズおよびコストを潜在的に減少させる。
【０００９】
[0008]上記から、粒子を捕捉し分析しながら、表面からナノスケール粒子を除去することができる装置および方法が当技術分野において依然として必要とされていることが分かる。場合によっては、クリーンルーム又は無菌環境内の様々な表面上で使用できるように、手持ち操作が可能な軽量装置を有することが望ましい場合がある。
【００１０】
【発明の簡単な概要】
（【００１１】以降は省略されています）

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