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JP7085326B2 - Liquid particle collection device and collection method - Google Patents

Liquid particle collection device and collection method
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JP7085326B2JP2017175598AJP2017175598AJP7085326B2JP 7085326 B2JP7085326 B2JP 7085326B2JP 2017175598 AJP2017175598 AJP 2017175598AJP 2017175598 AJP2017175598 AJP 2017175598AJP 7085326 B2JP7085326 B2JP 7085326B2
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本発明は、液中粒子を捕集する装置及び捕集方法に関し、特に、超純水中の微小な粒子の捕集装置及び捕集方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a collecting method for collecting particles in a liquid, and more particularly to an apparatus and a collecting method for fine particles in ultrapure water.

半導体デバイスの高集積化にともない、デバイスの線幅が微細化しており、半導体製造の分野で使用される(超)純水や薬液(IPA,PGMEA等の有機溶媒)については、ますます高純度化が要求されている。特に歩留りに直接影響するとされる微粒子に関しては、粒径と濃度の双方について厳しい管理が要求されている。 With the high integration of semiconductor devices, the line width of the devices is becoming finer, and the purity of (ultra) pure water and chemicals (organic solvents such as IPA and PGMEA) used in the field of semiconductor manufacturing is becoming higher and higher. Is required. Especially for fine particles that directly affect the yield, strict control is required for both the particle size and the concentration.

液体中の微粒子の計測、分析方法として直接検鏡法(SEM法)が知られている(非特許文献1)。非特許文献1に記載された方法は、液体をろ過した膜面上に微粒子を捕捉し、走査型電子顕微鏡(SEM)で粒子形状を観察したり、個数を計測したりするものである。また、エネルギー分散型X線分析法(EDX)などの元素分析機器により、微粒子の元素組成を調べることができる。しかし、計測、分析対象となる微粒子の粒径が小さくなるほど、ろ過膜の孔径が小さくなり、ろ過膜の圧力損失が増大し、ろ過に要する時間が多くなる。そのため、液体のろ過を効率的に行うために、遠心ろ過装置が適用されることがある。例えば、超純水中の微粒子をろ過膜上に捕捉するための遠心ろ過装置が提案されている(特許文献1)。遠心ろ過装置を適用することで、遠心力により液体が加圧され、ろ過膜を通る液体の流量が増加するため、ろ過に要する時間が短縮される。 A direct microscopy method (SEM method) is known as a method for measuring and analyzing fine particles in a liquid (Non-Patent Document 1). The method described inNon-Patent Document 1 captures fine particles on a film surface obtained by filtering a liquid, observes the particle shape with a scanning electron microscope (SEM), and measures the number of the particles. In addition, the elemental composition of fine particles can be investigated by an elemental analysis device such as an energy dispersive X-ray analysis method (EDX). However, as the particle size of the fine particles to be measured and analyzed becomes smaller, the pore diameter of the filtration membrane becomes smaller, the pressure loss of the filtration membrane increases, and the time required for filtration increases. Therefore, a centrifugal filtration device may be applied in order to efficiently filter the liquid. For example, a centrifugal filtration device for capturing fine particles in ultrapure water on a filtration membrane has been proposed (Patent Document 1). By applying the centrifugal filtration device, the liquid is pressurized by the centrifugal force, and the flow rate of the liquid passing through the filtration membrane is increased, so that the time required for filtration is shortened.

さらに、被測定水を液滴群化して、液滴群を乾燥し粒子を含む気体とした後に、気体中の粒子を基板等に捕集し、捕集した粒子を測定する技術が知られている。ここで、「液滴群」とは、気体中に浮遊する微小な液体又は固体の粒子群をいい、エアロゾルとも呼ばれる。特許文献2に記載の発明では、粒径毎に分級された気体中の粒子を基板等に捕集し、電子顕微鏡や原子間力顕微鏡(AFM:Atomic Force Microscope)等を用いて測定し、粒子の組成や構造を分析している。 Further, a technique is known in which the water to be measured is grouped into droplets, the group of droplets is dried to form a gas containing particles, and then the particles in the gas are collected on a substrate or the like, and the collected particles are measured. There is. Here, the "droplet group" refers to a group of fine liquid or solid particles suspended in a gas, and is also called an aerosol. In the invention described in Patent Document 2, particles in a gas classified by particle size are collected on a substrate or the like, measured using an electron microscope, an atomic force microscope (AFM), or the like, and the particles are measured. We are analyzing the composition and structure of the particles.

特開2012-115810号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-115810特開2001-208673号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-208673

日本工業規格JIS K 0554-1995「超純水中の微粒子測定方法」Japanese Industrial Standards JIS K 0554-1995 "Method for measuring fine particles in ultrapure water"

例えば超純水については、含まれる粒子が微小かつ低濃度という厳しい管理要求がある。そのため、SEM法における微粒子測定においては、使用するろ過膜上のブランク粒子、操作時における微粒子のコンタミ等を少なくすることが微粒子のろ過膜として好ましい。また、超純水のように微粒子がほとんど存在しない低濃度の被測定液の場合、ろ過膜上に効率良く微粒子を捕集する必要がある。さらに、ろ過膜上に捕捉された微粒子をSEMで観察する際、観察しやすいろ過膜を選定(材質・形状等)することが好ましい。具体的には、数百枚以上の画像を撮影する必要がある様な連続観察をする際に、焦点がブレないことが重要である。特に径が50nm未満の粒子を観察する場合、高倍率での撮影となるため自動連続観察の難易度が非常に高くなる。 For example, with ultrapure water, there is a strict management requirement that the particles contained in it are minute and have a low concentration. Therefore, in the measurement of fine particles by the SEM method, it is preferable to reduce the amount of blank particles on the filtration membrane used, contamination of fine particles during operation, and the like as the fine particle filtration membrane. Further, in the case of a low-concentration test solution such as ultrapure water in which almost no fine particles are present, it is necessary to efficiently collect the fine particles on the filtration membrane. Further, when observing the fine particles captured on the filtration membrane by SEM, it is preferable to select a filtration membrane (material, shape, etc.) that is easy to observe. Specifically, it is important that the focus is not blurred when performing continuous observation such that it is necessary to take hundreds or more images. In particular, when observing particles having a diameter of less than 50 nm, the difficulty of automatic continuous observation becomes very high because the image is taken at a high magnification.

特許文献1に記載の発明では、遠心ろ過装置を用いることでろ過に要する時間は短縮されるが、依然として長時間のろ過を必要とする場合がある。また、遠心ろ過器の連続運転によって、構成する部材が接液部分から溶出するなどして、微粒子不純物となって液体に混入するリスクが上昇する。また、被測定液中に生菌が含まれている場合、生菌がろ過膜に付着し、ろ過膜上で増殖する可能性もある。そのため、分析精度に影響を与えてしまう可能性があった。 In the invention described inPatent Document 1, the time required for filtration is shortened by using the centrifugal filtration device, but long-time filtration may still be required. In addition, the continuous operation of the centrifugal filter increases the risk that the constituent members elute from the wetted portion and become fine particle impurities and are mixed in the liquid. In addition, if the liquid to be measured contains viable bacteria, the viable bacteria may adhere to the filtration membrane and grow on the filtration membrane. Therefore, there is a possibility that the analysis accuracy will be affected.

特許文献2に記載の発明では、高真空雰囲気下で微粒子を捕集することができるため、外部環境からの不純物の混入を防ぐことが可能となる。しかしDMA(微分型静電式分級装置、Differential Mobility Analyzer)等の分級装置による粒子損失の影響により、微粒子の捕集効率は低く、微粒子の低濃度分析を正確に行うことが困難である。また、付帯設備が多く、現場でのサンプリング・分析が複雑になりやすい。 In the invention described in Patent Document 2, since fine particles can be collected in a high vacuum atmosphere, it is possible to prevent impurities from being mixed from the external environment. However, due to the influence of particle loss by a classifier such as DMA (Differential Electrostatic Classifier, Differential Mobility Analyzer), the collection efficiency of fine particles is low, and it is difficult to accurately analyze the low concentration of fine particles. In addition, there are many incidental facilities, and on-site sampling and analysis tend to be complicated.

本発明は、上記の課題に鑑み、液体中の微粒子を検出、測定(計測、分析)するにあたり、液体中に存在する微粒子を短時間且つ高効率で捕集することができる捕集装置及び捕集方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention is a collecting device and a collecting device capable of collecting fine particles existing in a liquid in a short time and with high efficiency in detecting and measuring (measuring, analyzing) fine particles in the liquid. The purpose is to provide a collection method.

本発明に係る液中粒子の捕集方法は、
被測定粒子を含む液体を液滴群とする液滴群生成工程と、
生成した前記液滴群、及び前記液滴群を乾燥して残った前記被測定粒子の少なくともいずれかを捕集体に捕集する捕集工程と、
前記捕集体に捕集した前記液滴群、及び前記捕集体に捕集する前の前記液滴群の少なくともいずれかから前記液体を乾燥除去する乾燥工程と、
を有し、
前記液体が、含まれる粒径50nm以上の微粒子数が1個/ml未満の超純水であり、前記被測定粒子は粒径が50nm未満の粒子であり、
前記捕集工程と前記乾燥工程とを並行してかつ連続的に行い、前記液滴群生成工程は、クリーン環境を提供するクリーンブース内において、液滴群生成手段から前記捕集体に向けて液滴を放出して行われることを特徴とする、液中粒子の捕集方法である。
The method for collecting submerged particles according to the present invention is as follows.
A droplet group generation step in which a liquid containing the particles to be measured is used as a droplet group,
A collection step of collecting at least one of the generated droplet group and the measured particles remaining after drying the droplet group in a collector.
A drying step of drying and removing the liquid from at least one of the droplet group collected in the collector and the droplet group before being collected in the collector.
Have,
The liquid is ultrapure water containing less than 1 particle / ml of fine particles having a particle size of 50 nm or more, and the particles to be measured are particles having a particle size of less than 50 nm.
The collection step and the drying step are performed in parallel and continuously, and the droplet group generation step is performed from the droplet group generation means toward the collector in a clean booth that provides a clean environment. It is a method for collecting particles in a liquid, which is characterized by discharging droplets.

本発明に係る液中粒子の捕集装置は、
クリーン環境を提供するクリーンブースを有し、該クリーンブース内に
粒子を含む液体を液滴群とする液滴群生成手段と、
前記液滴群生成手段で生成した前記液滴群及び生成した前記液滴群を乾燥させて残った前記粒子の少なくともいずれかを捕集する捕集手段と、
前記捕集手段に捕集された前記液滴群、及び前記捕集手段に捕集される前の前記液滴群の少なくともいずれかから前記液体を乾燥除去する乾燥手段と、
を有し、前記液滴群生成手段が前記捕集手段に向かって液滴を放出する手段であり、前記捕集手段の表面に存在するブランク粒子の数が1.0×10個/mm未満である、液中粒子の捕集装置である。
The liquid particle collecting device according to the present invention is
A droplet group generating means having a clean booth that provides a clean environment and using a liquid containing particles as a droplet group in the clean booth.
A collection means for collecting at least one of the droplet group generated by the droplet group generation means and the particles remaining after drying the generated droplet group.
A drying means for drying and removing the liquid from at least one of the droplet group collected by the collecting means and the droplet group before being collected by the collecting means.
The droplet group generating means is a means for discharging droplets toward the collecting means,and the number of blank particles existing on the surface of the collecting means is 1.0 × 104pieces / A device for collecting particlesin a liquid having a size of less thanmm2 .

本発明に係る液中粒子の捕集装置は、
クリーン環境を提供するクリーンブースを有し、該クリーンブース内に
粒子を含む液体を液滴群とする液滴群生成手段と、
前記液滴群生成手段の下方に設けられ、生成した前記液滴群、及び生成した前記液滴群を乾燥させて残った前記粒子の少なくともいずれかを捕集する捕集手段を着脱可能に固定する固定手段と、
前記固定手段に固定された前記捕集手段、及び前記捕集手段に捕集される前の前記液滴群の少なくともいずれかを加熱する加熱手段と、
を有し、前記液滴群生成手段が前記捕集手段に向かって液滴を放出する手段であり、前記捕集手段の表面に存在するブランク粒子の数が1.0×10個/mm未満である、液中粒子の捕集装置である。
The liquid particle collecting device according to the present invention is
A droplet group generating means having a clean booth that provides a clean environment and using a liquid containing particles as a droplet group in the clean booth.
A collection means provided below the droplet group generation means and which collects at least one of the generated droplet group and the generated particles after drying the generated droplet group is detachably fixed. And fixing means to
A heating means for heating at least one of the collecting means fixed to the fixing means and the droplet group before being collected by the collecting means.
The droplet group generating means is a means for discharging droplets toward the collecting means,and the number of blank particles existing on the surface of the collecting means is 1.0 × 104pieces / A device for collecting particlesin a liquid having a size of less thanmm2 .

本発明によれば、液体中の微粒子を検出、測定(計測、分析)するにあたり、液体中に存在する微粒子を短時間且つ高効率で捕集することができる捕集装置及び捕集方法を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a collecting device and a collecting method capable of collecting fine particles existing in a liquid in a short time and with high efficiency in detecting and measuring (measuring, analyzing) fine particles in a liquid. can do.

本発明の一実施形態における液中粒子捕集装置の構成模式図である。It is a structural schematic diagram of the liquid particle collection apparatus in one Embodiment of this invention.本発明の一実施形態における液中粒子検出方法のフローチャート図である。It is a flowchart of the liquid particle detection method in one Embodiment of this invention.実施例における捕集体上に捕集されたPSL粒子のSEM画像である。6 is an SEM image of PSL particles collected on the collector in the examples.

図1は、本発明の実施の形態に係る液中粒子の捕集装置1の構成模式図を示す。測定する液体(被測定液)の種類は限定されないが、本発明は超純水中の微粒子(被測定粒子)、特に粒径50nm未満の微粒子の測定にあたり、好適に適用できる。このため、この実施形態では、液体として超純水を例にとって説明する。 FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a liquidparticle collecting device 1 according to an embodiment of the present invention. The type of the liquid to be measured (measured liquid) is not limited, but the present invention can be suitably applied to the measurement of fine particles (measured particles) in ultrapure water, particularly fine particles having a particle size of less than 50 nm. Therefore, in this embodiment, ultrapure water will be described as an example as a liquid.

本実施形態の液中粒子の捕集装置1は、液滴群生成装置(液滴群生成手段)20と、捕集体(捕集手段)40と、乾燥装置(乾燥手段、加熱手段)50と、を有している。液中粒子の捕集装置1は、全体を点線で示すクリーンブース5のようなクリーン環境内に配置しておくことが好ましい。なお、検出装置(粒子検出手段)60は別な測定室に配置されており、測定時には捕集体40を搬送して測定する。検出装置60もクリーン環境下5’に設置されていることが好ましい。 The liquidparticle collecting device 1 of the present embodiment includes a droplet group generating device (droplet group generating means) 20, a collecting body (collecting means) 40, and a drying device (drying means, heating means) 50. ,have. It is preferable that the liquidparticle collecting device 1 is arranged in a clean environment such as aclean booth 5 whose whole is shown by a dotted line. The detection device (particle detection means) 60 is arranged in another measurement chamber, and thecollector 40 is conveyed and measured at the time of measurement. It is preferable that thedetection device 60 is also installed in a clean environment 5'.

被測定液である超純水は、例えば液中粒子の捕集装置1の系外にある超純水製造ライン(超純水供給元)10からサンプリングされて液滴群生成装置20へ供給される。液滴群生成装置20への超純水の供給は断続的でもよいが、液滴群生成装置20での液滴群の生成は連続的に行うことが好ましい。なお超純水の供給元は超純水製造ラインに限られない。また被測定液中に含まれる粒子の粒径は5nm以上、50nm未満であることが好ましいが、これに限定されず、50nm以上、100nm未満でもよい。また、100nm以上、1000nm未満でもよい。 The ultrapure water to be measured is sampled from, for example, an ultrapure water production line (ultrapure water supply source) 10 outside the system of the liquidparticle collection device 1 and supplied to the dropletgroup generation device 20. To. The supply of ultrapure water to the dropletgroup generation device 20 may be intermittent, but it is preferable that the dropletgroup generation device 20 continuously generates the droplet group. The source of ultrapure water is not limited to the ultrapure water production line. The particle size of the particles contained in the liquid to be measured is preferably 5 nm or more and less than 50 nm, but is not limited to this and may be 50 nm or more and less than 100 nm. Further, it may be 100 nm or more and less than 1000 nm.

液滴群生成装置20は、粒子を含む超純水を粒子ごと霧化又は液滴群化(以下、合わせて「液滴群化」という。)する液滴群生成手段である。液滴群生成装置20は、生成した液滴群を所定の方向、例えば捕集体40に向けて放出することができる。捕集体40は液滴群生成装置20で生成した液滴群及び生成した液滴群を乾燥させて残った粒子の少なくともいずれかを捕集するように設置されている。液滴群生成装置20と捕集体40の配置は任意であるが、例えば本実施形態のように、捕集体40を液滴群生成装置20の下方に配置することができる。そして液滴群を重力に沿った下方に向けて放出することにより、液滴をできるだけ飛散させず狭い範囲で捕集することができる。液滴群生成装置20は、例えばアトマイザを使用することができる。具体的には、液体の加圧のみで液滴群を生成する一流体ノズルや、気体と液体を混合して液滴群を生成する加圧二流体ノズルなどが例として挙げられる。また超音波を用いた霧化装置を用いてもよい。 The dropletgroup generation device 20 is a droplet group generation means for atomizing or grouping (hereinafter collectively referred to as “droplet grouping”) ultrapure water containing particles together with the particles. The dropletgroup generation device 20 can discharge the generated droplet group toward a predetermined direction, for example, thecollector 40. Thecollector 40 is installed so as to collect at least one of the droplet group generated by the dropletgroup generation device 20 and the particles remaining after drying the generated droplet group. The arrangement of the dropletgroup generation device 20 and thecollector 40 is arbitrary, but thecollector 40 can be arranged below the dropletgroup generation device 20, for example, as in the present embodiment. Then, by ejecting the droplet group downward along the gravity, the droplet can be collected in a narrow range without scattering as much as possible. As the dropletgroup generating device 20, for example, an atomizer can be used. Specific examples thereof include a one-fluid nozzle that generates a droplet group only by pressurizing a liquid, and a pressurized two-fluid nozzle that mixes a gas and a liquid to generate a droplet group. Further, an atomizing device using ultrasonic waves may be used.

液滴群生成装置はアトマイザに限定されず、例えばエレクトロスプレーを用いても良い。エレクトロスプレー法では、電圧と圧力がかけられた超純水を微細管内を通して放出する。そして微細管の放出端で、超純水を電界により誘引することで微細な液滴群を生成させるようになっている。液滴の直径は、あまり小さいと浮遊して捕集体に捕集されないおそれがあり、またあまり大きいと捕集時に飛沫が飛びやすく、乾燥もさせにくいため、適度な粒子径となるように液滴群生成条件を調整する。 The droplet group generator is not limited to the atomizer, and for example, an electrospray may be used. In the electrospray method, ultrapure water to which voltage and pressure are applied is discharged through a microtube. Then, at the emission end of the microtubule, ultrapure water is attracted by an electric field to generate a group of fine droplets. If the diameter of the droplet is too small, it may float and not be collected by the collector, and if it is too large, the droplet is easy to fly at the time of collection and it is difficult to dry it. Adjust the group generation conditions.

液滴群生成装置20で生成された液滴群30は、捕集体40に捕集される。捕集体40は、例えばSUS316からなる円板を用いることができる。捕集体40は、固定部材(固定手段)42で着脱可能に固定されている。着脱可能としたのは、図1に示すように捕集した被測定粒子を捕集体40ごと搬送して検出装置60にかけるためである。捕集体40の材質はSUS316材に限られず、種々の金属製(ここでいう金属とは、シリコンも含まれる)の板状部材で形成することができる。またカーボン材料等の無機材料や、樹脂等の有機材料を用いた板状部材でもよい。シリコンウエハは、表面に存在する粒子数が非常に小さくなるように洗浄、管理することができるため、特に好ましい。 Thedroplet group 30 generated by the dropletgroup generation device 20 is collected by thecollector 40. As thecollector 40, for example, a disk made of SUS316 can be used. Thecollector 40 is detachably fixed by a fixing member (fixing means) 42. The reason why the particles can be attached and detached is that, as shown in FIG. 1, the collected particles to be measured are conveyed together with the collectedbody 40 and applied to thedetection device 60. The material of thecollector 40 is not limited to the SUS316 material, and can be formed of various metal plate-shaped members (the metal referred to here includes silicon). Further, a plate-shaped member using an inorganic material such as a carbon material or an organic material such as a resin may be used. Silicon wafers are particularly preferable because they can be washed and controlled so that the number of particles present on the surface is very small.

液滴群30は捕集体40に向けて放出され、その慣性力で捕集体40の上に衝突、堆積し、捕集液滴32となって捕集される。液滴群生成装置20は、液滴群30をできるだけ狭い範囲に向けて放出できることが好ましい。具体的には、捕集体40において、50mmΦの範囲内に液滴群30を集中させて堆積させ、捕集することが好ましい。さらに、25mmΦの範囲内に液滴群30を集中させて堆積させ、捕集することがより好ましい。液滴をできるだけ収束させて生成、放出させる方法は公知のものを用いることができる。 Thedroplet group 30 is discharged toward thecollector 40, collides with and deposits on thecollector 40 by its inertial force, and is collected as acollection droplet 32. It is preferable that the dropletgroup generation device 20 can emit thedroplet group 30 toward the narrowest possible range. Specifically, in thecollector 40, it is preferable to concentrate and deposit thedroplet group 30 within the range of 50 mmΦ and collect them. Further, it is more preferable to concentrate and deposit thedroplet group 30 within the range of 25 mmΦ and collect them. A known method can be used as a method for producing and discharging droplets by converging them as much as possible.

また、捕集体40として、超純水中に含まれる測定対象となる粒子の粒径よりも小さい孔径の細孔を有するろ過膜を用いてもよい。ろ過膜40の材料は、有機材料膜、無機材料膜等、材質を問わず使用することができる。捕集体40としてろ過膜を用いる場合の捕集方法は、上述のように液滴群30をろ過膜40に向けて放出し、慣性力によってろ過膜40の上に堆積させることができる。 Further, as thecollector 40, a filtration membrane having pores having a pore size smaller than the particle size of the particles to be measured contained in the ultrapure water may be used. The material of thefiltration membrane 40 can be used regardless of the material such as an organic material membrane and an inorganic material membrane. When a filtration membrane is used as thecollection body 40, the collection method is such that thedroplet group 30 is discharged toward thefiltration membrane 40 as described above and can be deposited on thefiltration membrane 40 by an inertial force.

従来技術のように粒子を含む液体をろ過膜を介してろ過・捕集する場合は、捕集対象の粒子径が小さくなるにつれてろ過膜の開口径も小さくする必要がある。そのため、ろ過時の差圧が大きくなって時間あたりのろ過量、即ちろ過・捕集速度が減少する。それに対して、本実施形態のように液滴群を捕集体の上に堆積させて捕集する方法は、捕集する対象の粒子径が小さくなっても捕集速度は影響を受けないという利点がある。特に測定対象粒子径が50nm未満である場合は、捕集体に液滴を堆積させて乾燥する本実施形態では、ろ過法と比べて捕集時間を短縮することができる。 When a liquid containing particles is filtered and collected through a filtration membrane as in the prior art, it is necessary to reduce the opening diameter of the filtration membrane as the particle size to be collected becomes smaller. Therefore, the differential pressure during filtration becomes large, and the amount of filtration per hour, that is, the filtration / collection speed decreases. On the other hand, the method of depositing a group of droplets on a collector and collecting the droplets as in the present embodiment has an advantage that the collection speed is not affected even if the particle size of the object to be collected becomes smaller. There is. In particular, when the particle size to be measured is less than 50 nm, in the present embodiment in which droplets are deposited on the collector and dried, the collection time can be shortened as compared with the filtration method.

捕集後に粒子の元素分析を行う場合、捕集体40の材質は、測定する粒子の材質とは異なる材質を選択することが好ましい。例えば、測定対象である粒子が鉄分を含む組成の場合は、捕集体は鉄を含まない材質のものを用いることが好ましい。また測定する粒子が有機物を含む場合は、金属や無機物からなる捕集体を用いることが好ましい。なお粒子の組成は分析せずに、粒子の数、形状、粒径等のみを観察、計測する場合は、捕集体40の材質の制限はない。 When elemental analysis of particles is performed after collection, it is preferable to select a material different from the material of the particles to be measured as the material of thecollector 40. For example, when the particles to be measured have a composition containing iron, it is preferable to use a collector made of a material that does not contain iron. When the particles to be measured contain organic substances, it is preferable to use a collector made of a metal or an inorganic substance. When observing and measuring only the number, shape, particle size, etc. of particles without analyzing the composition of the particles, there is no limitation on the material of thecollector 40.

捕集体の形状は限定されないが、捕集された粒子の数、形状や粒径等をSEM等で自動連続観察、計測する場合は、少なくとも捕集面は平面状であることが好ましい。粒子を連続検出する際のSEMの焦点調整が容易となるからである。そのような制約がなければ捕集面の形状は平面でなくてもよい。捕集体全体の形状は任意のものが使用できる。 The shape of the collector is not limited, but when the number, shape, particle size, etc. of the collected particles are automatically continuously observed and measured by SEM or the like, it is preferable that the collection surface is at least flat. This is because it becomes easy to adjust the focus of the SEM when continuously detecting particles. If there is no such restriction, the shape of the collecting surface does not have to be flat. Any shape of the entire collector can be used.

被測定液が超純水の場合、測定対象の粒子数が極めて少ないことから、捕集体はブランク粒子の数が少ないものを使用することが好ましい。ブランク粒子とは、測定する粒子を捕集する前から捕集体上に存在する粒子である。ブランク粒子の数が多い場合、ブランク粒子と測定対象の粒子の有意差を得るために、サンプリング液量、即ちサンプリング時間が長くなる。 When the liquid to be measured is ultrapure water, the number of particles to be measured is extremely small, so it is preferable to use a collector having a small number of blank particles. Blank particles are particles that exist on the collector before the particles to be measured are collected. When the number of blank particles is large, the amount of sampling liquid, that is, the sampling time becomes long in order to obtain a significant difference between the blank particles and the particles to be measured.

本実施形態で使用する捕集体は金属製であり、捕集体表面上に存在するブランク粒子の数が1.0×10個/mm未満に洗浄・管理したものを使用することができる。これにより、少ないサンプリング液量、即ち短いサンプリング時間で必要な試料を得ることができる。この数値は捕集体に捕集した超純水中の粒子の数をSEM観察によって計数する場合に、できるだけ少ないサンプリング液量で統計的に有意な計数結果を得るために必要な数値である。具体的には、有意な計数結果を得るために検出すべき粒子の個数Nを用いて下記の式(1)で計算されるサンプリング液量Vが、ある量未満になるようにするための限界値である。下記式のパラメータは、Nは検出すべき粒子の個数、Aは捕集体の面積、nは観察視野の数(画像数)、aは1視野の面積、Cは液体中の粒子濃度である。The collector used in the present embodiment is made of metal, and the number of blank particles present on the surface of the collector is 1.0 × 104 / mm2 and can be washed and controlled. As a result, the required sample can be obtained with a small amount of sampling liquid, that is, a short sampling time. This numerical value is a numerical value necessary for obtaining a statistically significant counting result with the smallest possible amount of sampling liquid when the number of particles in the ultrapure water collected in the collector is counted by SEM observation. Specifically, the limit for making the sampling liquid amount V calculated by the following equation (1) less than a certain amount using the number N of particles to be detected in order to obtain a significant counting result. The value. The parameters of the following formula are N for the number of particles to be detected, A for the area of the collector, n for the number of observation fields (number of images), a for the area of one field of view, and C for the particle concentration in the liquid.

Figure 0007085326000001
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捕集体上に存在するブランク粒子の数が1.0×10個/mm以上である場合、必要なサンプリング液量Vがより多くなり、より時間がかかることになる。なお、上記の数値の算出にあたっては、JIS K 0554-1995に規定された方法を参考にしている。When the number of blank particles present on the collector is 1.0 × 104 / mm2 or more, the required sampling liquid amount V becomes larger and it takes more time. In calculating the above numerical values, the method specified in JIS K 0554-1995 is referred to.

図1に戻り、捕集体40の表面に捕集された捕集液滴32は、捕集体40に捕集された後に乾燥装置50により乾燥される。乾燥工程により、液滴から水分(液体成分)だけが蒸発除去されて被測定粒子が捕集体40に残る。乾燥装置50は、図1に示すように捕集体40の下面に接して配置され、捕集体40に捕集された捕集液滴32を捕集体40ごと加温するヒーターを使用することができる。また、ヒーターを金属製の捕集体40の内部に組み込んで一体化してもよい(図示せず)。 Returning to FIG. 1, the collecteddroplets 32 collected on the surface of the collectedbody 40 are collected by the collectedbody 40 and then dried by the dryingdevice 50. By the drying step, only water (liquid component) is evaporated and removed from the droplets, and the particles to be measured remain in thecollector 40. As shown in FIG. 1, the dryingdevice 50 is arranged in contact with the lower surface of thecollector 40, and a heater that heats the collecteddroplets 32 collected by thecollector 40 together with thecollector 40 can be used. .. Further, the heater may be incorporated inside themetal collector 40 and integrated (not shown).

その他、乾燥装置50は捕集体40に捕集された捕集液滴32を乾燥させることができればどのような乾燥装置又は加熱装置を用いても良い。乾燥装置50は、捕集装置40の下面(底面)に接して配置されていない場合でも良い。例えば乾燥用の気体を捕集体40に吹き付ける温風送風機を用いても良い。 In addition, the dryingdevice 50 may use any drying device or heating device as long as the collecteddroplets 32 collected by the collectingbody 40 can be dried. The dryingdevice 50 may not be arranged in contact with the lower surface (bottom surface) of the collectingdevice 40. For example, a warm air blower that blows a drying gas onto thecollector 40 may be used.

また、赤外線照射器又はマイクロ波照射器を用いて、捕集体に焦点を合わせて赤外線又はマイクロ波を照射して液滴群を直接又は間接的に加熱し、水分を蒸発除去してもよい。また、複数の乾燥装置を組み合わせて用いてもよい。ヒーター、赤外線照射器、又はマイクロ波照射器を用いる場合は、液滴群の捕集と捕集した液滴の乾燥を別々に行ってもよいし、両者を並行して行ってもよい。 Further, using an infrared irradiator or a microwave irradiator, the droplet group may be directly or indirectly heated by focusing on the collector and irradiating with infrared rays or microwaves to evaporate and remove water. Further, a plurality of drying devices may be used in combination. When a heater, an infrared irradiator, or a microwave irradiator is used, the collection of the droplet group and the drying of the collected droplets may be performed separately, or both may be performed in parallel.

蒸発させた水分は、例えばクリーンブース5から排気して除去することができる。あるいは、クリーンブース5内部に除湿器を設けて水分を除去してもよい。 The evaporated water can be removed by exhausting from, for example, theclean booth 5. Alternatively, a dehumidifier may be provided inside theclean booth 5 to remove water.

乾燥装置50による水分の乾燥除去は、ある量だけ液滴群30を捕集したのちに、液滴群生成装置20の動作を停止して、溜まった捕集液滴32をまとめて乾燥してもよい。しかし、液滴群生成装置20を連続的に動作させて捕集体40の表面に液滴群30を連続的に捕集しつつ、同時に乾燥装置50を連続的に動作させて捕集した捕集液滴32を乾燥させるように構成されていることが好ましい。つまり、液滴群を連続的に生成させつつ、生成した液滴群の捕集と捕集した液滴群の乾燥とを同時に(並行して)、かつ連続的に行うように構成することが、大量の超純水を効率的に処理することができるため好ましい。 In the drying removal of water by the dryingdevice 50, after collecting a certain amount of thedroplet group 30, the operation of the dropletgroup generating device 20 is stopped, and the collected collecteddroplets 32 are collectively dried. May be good. However, the dropletgroup generation device 20 is continuously operated to continuously collect thedroplet group 30 on the surface of thecollector 40, and at the same time, the dryingdevice 50 is continuously operated to collect the collected droplets. It is preferably configured to dry thedroplet 32. That is, it is possible to continuously generate a group of droplets and simultaneously (parallel) and continuously collect the generated droplet group and dry the collected droplet group. , It is preferable because a large amount of ultrapure water can be efficiently treated.

上記の実施形態に代えて、生成した液滴群30を、捕集体40に捕集する前に乾燥させてもよい。例えば、クリーンブース5内部を加熱器で高温に保持しておき、放出された液滴群30を乾燥させてもよい。また、液滴群30に赤外線やマイクロ波を照射して加熱乾燥させてもよい。このような構成により、液滴群30が捕集体40までの空間を移動しているうちに水分が除去され、残った被測定粒子が捕集体40に捕集される。 Instead of the above embodiment, the generateddroplet group 30 may be dried before being collected by thecollector 40. For example, the inside of theclean booth 5 may be kept at a high temperature with a heater to dry the emitteddroplet group 30. Further, thedroplet group 30 may be heated and dried by irradiating thedroplet group 30 with infrared rays or microwaves. With such a configuration, the water is removed while thedroplet group 30 is moving in the space up to thecollector 40, and the remaining particles to be measured are collected by thecollector 40.

捕集した液滴中の水分を除去することにより、又は液滴を乾燥させて粒子を捕集することにより、処理水中の被測定粒子が捕集体40に捕集される。その後、捕集体40上の被測定粒子の検出、観察、計測、又は分析を、検出装置60を用いて行う。以下、粒子を検出、観察、計測、又は分析することをまとめて「検出」という。「検出装置」、「検出方法」という場合も同様である。検出装置60として、走査型電子顕微鏡(SEM)、透過型電子顕微鏡(TEM)、原子間力顕微鏡(AFM)、エネルギー分散型X線分析法(EDX)、電子エネルギー損失分光法(EELS)、X線光電分光法(XPS)の少なくとも一つの装置を選択することができる。 The particles to be measured in the treated water are collected in thecollector 40 by removing the water content in the collected droplets or by drying the droplets to collect the particles. After that, the detection, observation, measurement, or analysis of the particles to be measured on thecollector 40 is performed using thedetection device 60. Hereinafter, the detection, observation, measurement, or analysis of particles is collectively referred to as "detection". The same applies to the cases of "detection device" and "detection method". As thedetection device 60, a scanning electron microscope (SEM), a transmission electron microscope (TEM), an interatomic force microscope (AFM), an energy dispersive X-ray analysis method (EDX), an electron energy loss spectroscopy (EELS), X At least one device for line photoelectric spectroscopy (XPS) can be selected.

粒子の個数、粒径、形状を検出する場合は、SEM、TEM、AFMを用いることができる。粒子の元素組成や元素量を検出する場合はEDX、EELS、XPSを用いることができる。EDXは、測定対象に電子線を照射し、発生する特性X線を分光して元素分析や組成分析を行う方法である。EELSは、測定対象に電子線を照射して原子との相互作用により失うエネルギーを測定し、構成元素や電子構造を分析する方法である。XPSは、測定対象にX線を照射し、放出される光電子のエネルギーを分析して元素の定量・定性分析等を行う方法である。 When detecting the number, particle size, and shape of particles, SEM, TEM, and AFM can be used. EDX, EELS, and XPS can be used to detect the elemental composition and the amount of elements of the particles. EDX is a method in which an electron beam is irradiated to a measurement target and the generated characteristic X-rays are separated to perform elemental analysis or composition analysis. EELS is a method of irradiating a measurement target with an electron beam, measuring the energy lost due to interaction with an atom, and analyzing constituent elements and electronic structures. XPS is a method of irradiating a measurement target with X-rays and analyzing the energy of emitted photoelectrons to perform quantitative and qualitative analysis of elements.

検出は、例えばSEMにより粒子の個数を計測する場合は、捕集体40に捕集された粒子をスパッタ蒸着して観察、計数することができる。 For detection, for example, when the number of particles is measured by SEM, the particles collected in thecollector 40 can be sputter-deposited and observed and counted.

具体的には、捕集体上に捕集された粒子数から、被測定液である超純水中の単位体積あたりの粒子数を算出する際には、捕集体40に捕集された粒子をSEMにより連続観察して個数を計数する。連続観察とは、捕集体40上の粒子捕集領域(捕集体の全面積ではない)の面積に対して所定の割合(面積測定率)となる面積に相当する枚数のSEM画像を連続的に自動観察することである。面積測定率を捕集体40上の粒子捕集領域の面積に乗じると、観察すべき面積(上記の(1)式におけるn×a)が得られる。面積測定率は例えば0.1%であるが、液体中の粒子の濃度等により変更することができる。 Specifically, when calculating the number of particles per unit volume in the ultrapure water to be measured from the number of particles collected on the collector, the particles collected on thecollector 40 are used. The number is counted by continuous observation by SEM. Continuous observation is the continuous observation of a number of SEM images corresponding to an area that is a predetermined ratio (area measurement rate) to the area of the particle collection area (not the entire area of the collector) on thecollector 40. It is to observe automatically. By multiplying the area measurement rate by the area of the particle collection region on thecollector 40, the area to be observed (n × a in the above equation (1)) is obtained. The area measurement rate is, for example, 0.1%, but can be changed depending on the concentration of particles in the liquid and the like.

SEM画像の観察は、画像解析ソフトを用いて自動的に行ってもよく、あるいは目視で行ってもよい。例えば、数百枚以上のSEM画像を自動的かつ連続的に取得し、取得した画像中の粒子の確認を目視で行う。最後に確認した粒子の数を自動で計数するという手順で行うことができる。 The observation of the SEM image may be performed automatically using image analysis software, or may be performed visually. For example, hundreds or more SEM images are automatically and continuously acquired, and the particles in the acquired images are visually confirmed. It can be done by the procedure of automatically counting the number of particles confirmed at the end.

超純水中に存在する粒子数は低濃度であるため、SEM画像観察によって粒子数を計数する場合は1つの捕集体あたり一般に数百~数千枚の画像観察が必要となる。これを自動で行うためには、連続観察しやすい捕集体を用いることが好ましい。本実施形態では、捕集体表面(捕集面)の少なくとも一部、好ましくは全体が100μm以下の凹凸差(高低差)を有する粗化(表面加工)又は研磨(表面加工)された捕集体を使用する。これは、多数のSEM画像を連続観察する際に凹凸差を有していた方が自動的に取得した画像の焦点がブレにくく、画像を目視観察するときに粒子を確認しやすいためである。凹凸差は、検出対象の粒子径にもよるが、対象の粒子径が50nm未満の場合は、粒子を発見しやすくするために凹凸差が100nm以下であることが好ましい。また、焦点ブレを防ぐために、凹凸差は1nm以上であることが好ましい。このような凹凸差を設ける方法は任意であり、例えば陽極酸化法、ドライエッチング法、化学エッチング法などを用いることができる。 Since the number of particles present in ultrapure water is low, when counting the number of particles by SEM image observation, it is generally necessary to observe hundreds to thousands of images per collector. In order to do this automatically, it is preferable to use a collector that is easy to observe continuously. In the present embodiment, a roughened (surface-treated) or polished (surface-treated) collector having at least a part, preferably the entire surface of the collector (collection surface) having an unevenness difference (height difference) of 100 μm or less is used. use. This is because the focus of the automatically acquired image is less likely to be blurred when the image has unevenness when continuously observing a large number of SEM images, and it is easier to confirm the particles when visually observing the image. The unevenness difference depends on the particle size of the detection target, but when the target particle size is less than 50 nm, the unevenness difference is preferably 100 nm or less in order to facilitate the detection of particles. Further, in order to prevent focal blurring, the unevenness difference is preferably 1 nm or more. The method of providing such an unevenness difference is arbitrary, and for example, an anodizing method, a dry etching method, a chemical etching method, or the like can be used.

捕集体にろ過膜を使用する場合、ろ過膜の穴は貫通しているため、膜厚分(一般に数μm~数十μm)の凹凸差を有することになるため、ろ過膜表面付近のみ(ろ過膜の厚み方向の一部に)少孔径の穴があればよい(孔径<粒子径)。一方で、貫通孔を有しない捕集体を用いる場合、凹部、凸部の径、ピッチ幅は、粒径幅よりも大きくなっても良い。但し、凹凸差については凹部に入込んだ粒子が観察/検出(測定)出来るように小さくする必要がある。 When a filtration membrane is used for the collector, since the holes in the filtration membrane penetrate, it will have unevenness difference by the thickness (generally several μm to several tens of μm), so only near the surface of the filtration membrane (filtration). It suffices if there is a hole with a small pore diameter (in a part of the thickness direction of the membrane) (pore diameter <particle diameter). On the other hand, when a collector having no through hole is used, the diameter of the concave portion and the convex portion and the pitch width may be larger than the particle size width. However, it is necessary to reduce the unevenness difference so that the particles that have entered the concave portion can be observed / detected (measured).

捕集体がシリコンウエハのような場合は、表面が平滑なため上記のように粗化(表面加工が)したものを用いる。また、SUS材などの表面に大きな凹凸がある場合、研磨等の表面加工を行う。一方で、ろ過膜など捕集体として適度な凹凸がある場合には、改めて粗化(表面加工)する必要は無い。 When the collector is a silicon wafer, the surface is smooth, so the roughened (surface-treated) material as described above is used. Further, if the surface of the SUS material or the like has large irregularities, surface treatment such as polishing is performed. On the other hand, if there are appropriate irregularities as a collector such as a filtration membrane, it is not necessary to roughen (surface process) again.

以上の粒子検出方法の一例を整理して図2を参照して説明する。まず、被測定粒子を含む液体を霧化あるいは液滴群化する(図2のステップS10)。前述のように、霧化あるいは液滴群化する方法は任意である。次に、生成した液滴群を捕集体(捕集手段)に捕集する(ステップS20)。前述のように、捕集体の性状や捕集する方法は任意である。次に、捕集体に捕集した液滴群から液体成分だけを乾燥除去する(ステップS30)。前述のように、液体だけを乾燥除去する方法は任意である。次に、捕集体に残った被測定粒子を検出する(ステップS40)。なお、検出するとは粒子を検出、観察、計測、又は分析することである。また、前述したように、液滴群の生成工程を連続的に行いつつ、液滴群の捕集工程と捕集した液滴群の乾燥工程とを同時に(並行して)、かつ連続的に行うことが好ましい。また、液滴群を捕集体に捕集する前に液体成分を乾燥除去させてもよい。 An example of the above particle detection method will be summarized and described with reference to FIG. First, the liquid containing the particles to be measured is atomized or grouped into droplets (step S10 in FIG. 2). As mentioned above, the method of atomization or droplet grouping is arbitrary. Next, the generated droplet group is collected by a collecting body (collecting means) (step S20). As mentioned above, the properties of the collector and the method of collection are arbitrary. Next, only the liquid component is dried and removed from the droplet group collected in the collector (step S30). As mentioned above, the method of drying and removing only the liquid is optional. Next, the particles to be measured remaining in the collector are detected (step S40). Note that detection means detecting, observing, measuring, or analyzing particles. Further, as described above, while continuously performing the process of generating the droplet group, the process of collecting the droplet group and the process of drying the collected droplet group are simultaneously (parallel) and continuously. It is preferable to do it. In addition, the liquid component may be dried and removed before the droplet group is collected by the collector.

以上のように、液滴群生成装置20を用いて生成させた液滴群30又は粒子を、直接捕集体40上に捕集させるため、粒子径の小さな微粒子を含む液体でも短時間で処理することができる。また、捕集体の清浄度を高く管理することにより、有意な結果を得るためのサンプリング液量を小さくすることができる。そのためより短時間で精度よく検出結果を得ることができる。さらに、例えば超純水中に存在する粒子数(濃度)を定量する際に必要となるSEMでの連続観察において、捕集体表面上に適度な凹凸差を有する表面加工(粗化又は研磨)した捕集体を用いることで、鮮明かつ焦点ブレの少ない画像を得ることができる。以上のように、本発明では、例えばSEMを用いた液中粒子、特に、超純水中に低濃度で存在する微小粒子(粒径50nm未満)を短時間且つ高効率で検出することが可能となる。 As described above, in order to directly collect thedroplet group 30 or particles generated by using the dropletgroup generation device 20 on thecollector 40, even a liquid containing fine particles having a small particle size is treated in a short time. be able to. In addition, by controlling the cleanliness of the collected material to be high, the amount of sampling liquid for obtaining a significant result can be reduced. Therefore, the detection result can be obtained accurately in a shorter time. Further, for example, in continuous observation with SEM required for quantifying the number (concentration) of particles existing in ultrapure water, surface processing (roughening or polishing) having an appropriate unevenness difference on the surface of the collected material was performed. By using the collector, it is possible to obtain a clear and less defocused image. As described above, in the present invention, for example, it is possible to detect submerged particles using SEM, particularly fine particles (particle size less than 50 nm) existing in ultrapure water at a low concentration in a short time and with high efficiency. It becomes.

また、従来技術のろ過膜の透過速度が本実施形態の液滴捕集速度と同じである場合、必要となるサンプリング日数(サンプル量)は、清浄度の高い捕集体(シリコンウエハ等)を使用できる本実施形態の方が従来技術よりも少なくてすむ。また、従来技術のろ過膜と本実施形態の捕集体の清浄度が同じである場合でも、50nm未満の微粒子を測定対象とする場合、本実施形態の処理速度は膜差圧の影響を受けないため、従来技術より早くなる。 Further, when the permeation rate of the filtration membrane of the prior art is the same as the droplet collection rate of the present embodiment, a highly clean collector (silicon wafer, etc.) is used for the required sampling days (sample amount). This embodiment, which can be performed, requires less than the conventional technique. Further, even when the cleanliness of the filtration membrane of the prior art and the collector of the present embodiment are the same, the processing speed of the present embodiment is not affected by the membrane differential pressure when fine particles of less than 50 nm are to be measured. Therefore, it is faster than the conventional technique.

以下に本発明の実施例を説明する。この実施例で用いた粒子捕集装置の構成は図1に示す構成と同じである。 Examples of the present invention will be described below. The configuration of the particle collecting device used in this embodiment is the same as the configuration shown in FIG.

(実施例1)
被測定液として、粒径が50nm以上の微粒子数が1個/ml未満である超純水に、被測定粒子の標準物質として、粒径が30nmであるThermo社製ポリスチレンラテックス(PSL)粒子を濃度が2.50×10(個/ml)となるように調製した。具体的には、まず6.4×1014個/mlのPSL粒子濃度を有する原液39μlを1000mlに希釈し、2.50×1010個/mlの粒子濃度の溶液を作製した。この溶液1mlを100mlに希釈して2.50×10個/mlの粒子濃度の溶液とした。この溶液1mlを超純水1000mlに加えて、2.50×10個/mlの粒子濃度の溶液とした。標準物質を添加したのはサンプリング時間を短縮するためである。この超純水を、クリーンブース内に配置した一流体ノズルを用いて100(μl/分)の速度で3時間連続噴霧して液滴群を生成させた。超純水の処理量は18(ml)であった。一流体ノズルは、液滴群が同じクリーンブース内の直下に配置した孔径10nmのメンブレンフィルタ(PC:ポリカーボネート、直径25mm)に向かって放出されるように配置されている。
(Example 1)
As a liquid to be measured, ultrapure water having a particle size of 50 nm or more and a particle number of less than 1 piece / ml is used, and as a standard substance of the particles to be measured, Thermox polystyrene latex (PSL) particles having a particle size of 30 nm are used. The concentration was adjusted to 2.50 × 105( pieces / ml). Specifically, first, 39 μl of a stock solution having a PSL particle concentration of 6.4 × 1014 particles / ml was diluted to 1000 ml to prepare a solution having a particle concentration of 2.50 × 1010 particles / ml. 1 ml of this solution was diluted to 100 ml to obtain a solution having a particle concentration of 2.50 × 108 particles / ml. 1 ml of this solution was added to 1000 ml of ultrapure water to obtain a solution having a particle concentration of 2.50 × 105 pieces / ml. The standard substance was added to shorten the sampling time. This ultrapure water was continuously sprayed at a rate of 100 (μl / min) for 3 hours using a one-fluid nozzle arranged in a clean booth to generate a droplet group. The amount of ultrapure water treated was 18 (ml). The one-fluid nozzle is arranged so that the droplet group is discharged toward a membrane filter (PC: polycarbonate, diameter 25 mm) having a pore diameter of 10 nm arranged directly under the same clean booth.

連続的に生成させた液滴群を、このメンブレンフィルタの表面に連続的に捕集した。液滴を捕集しつつ、メンブレンフィルタに密着させたヒーターでメンブレンフィルタを加熱し、液滴中の水分のみを蒸発乾燥させた。3時間噴霧乾燥処理した後、メンブレンフィルタ上に残ったPSL粒子を、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて観察した。図3に観察されたSEM画像の一例を示す。 The continuously generated droplet group was continuously collected on the surface of this membrane filter. While collecting the droplets, the membrane filter was heated with a heater in close contact with the membrane filter, and only the water content in the droplets was evaporated and dried. After the spray drying treatment for 3 hours, the PSL particles remaining on the membrane filter were observed using a scanning electron microscope (SEM). FIG. 3 shows an example of the observed SEM image.

図3より、一流体ノズルにより噴霧された超純水中の30nmのPSL粒子が捕集体に捕集されていることがわかる。SEM画像から捕集されたPSL粒子の数を計数し、超純水中に含まれるPSL粒子の数を計算し、濃度を求めることができる。本法を用いて超純水中の30nm微粒子を捕集し計測することができることがわかった。 From FIG. 3, it can be seen that 30 nm PSL particles in the ultrapure water sprayed by the one-fluid nozzle are collected by the collector. The number of PSL particles collected from the SEM image can be counted, the number of PSL particles contained in the ultrapure water can be calculated, and the concentration can be obtained. It was found that 30 nm fine particles in ultrapure water can be collected and measured using this method.

1 液中粒子捕集装置
5、5’ クリーンブース
10 超純水製造ライン(超純水供給元)
20 液滴群生成装置(液滴群生成手段)
30 液滴群
32 捕集液滴
40 捕集体(捕集手段)
42 固定部材(固定手段)
50 乾燥装置(乾燥手段、加熱手段)
60 検出装置(粒子検出手段)
1Liquid particle collector 5,5'Clean booth 10 Ultrapure water production line (ultrapure water supplier)
20 Droplet group generating device (droplet group generating means)
30Droplet group 32Collected droplet 40 Collected body (collecting means)
42 Fixing member (fixing means)
50 Drying equipment (drying means, heating means)
60 Detection device (particle detection means)

Claims (9)

Translated fromJapanese
被測定粒子を含む液体を液滴群とする液滴群生成工程と、
生成した前記液滴群、及び前記液滴群を乾燥して残った前記被測定粒子の少なくともいずれかを捕集体に捕集する捕集工程と、
前記捕集体に捕集した前記液滴群、及び前記捕集体に捕集する前の前記液滴群の少なくともいずれかから前記液体を乾燥除去する乾燥工程と、
を有し、
前記液体が、含まれる粒径50nm以上の微粒子数が1個/ml未満の超純水であり、前記被測定粒子は粒径が50nm未満の粒子であり、
前記捕集工程と前記乾燥工程とを並行してかつ連続的に行い、前記液滴群生成工程は、クリーン環境を提供するクリーンブース内において、液滴群生成手段から前記捕集体に向けて液滴を放出して行われることを特徴とする、液中粒子の捕集方法。
A droplet group generation step in which a liquid containing the particles to be measured is used as a droplet group,
A collection step of collecting at least one of the generated droplet group and the measured particles remaining after drying the droplet group in a collector.
A drying step of drying and removing the liquid from at least one of the droplet group collected in the collector and the droplet group before being collected in the collector.
Have,
The liquid is ultrapure water containing less than 1 particle / ml of fine particles having a particle size of 50 nm or more, and the particles to be measured are particles having a particle size of less than 50 nm.
The collection step and the drying step are performed in parallel and continuously, and the droplet group generation step is performed from the droplet group generation means toward the collector in a clean booth that provides a clean environment. A method for collecting particles in a liquid, which is characterized by emitting droplets.
前記液体が、電子部品製造に使用される液体であることを特徴とする、請求項1に記載の液中粒子の捕集方法。 The method for collecting submerged particles according to claim 1, wherein the liquid is a liquid used for manufacturing electronic components. 被測定粒子を含む液体を液滴群とする液滴群生成工程と、
生成した前記液滴群、及び前記液滴群を乾燥して残った前記被測定粒子の少なくともいずれかを捕集体に捕集する捕集工程と、
前記捕集体に捕集した前記液滴群、及び前記捕集体に捕集する前の前記液滴群の少なくともいずれかから前記液体を乾燥除去する乾燥工程と、
前記捕集体の上の前記被測定粒子を検出する検出工程と、
を有し、
前記液体が、含まれる粒径50nm以上の微粒子数が1個/ml未満の超純水であり、前記被測定粒子は粒径が50nm未満の粒子であり、
前記捕集工程と前記乾燥工程とを並行してかつ連続的に行い、前記液滴群生成工程は、クリーン環境を提供するクリーンブース内において、液滴群生成手段から前記捕集体に向けて液滴を放出して行われることを特徴とする、液中粒子の検出方法。
A droplet group generation step in which a liquid containing the particles to be measured is used as a droplet group,
A collection step of collecting at least one of the generated droplet group and the measured particles remaining after drying the droplet group in a collector.
A drying step of drying and removing the liquid from at least one of the droplet group collected in the collector and the droplet group before being collected in the collector.
A detection step for detecting the particles to be measured on the collector, and
Have,
The liquid is ultrapure water containing less than 1 particle / ml of fine particles having a particle size of 50 nm or more, and the particles to be measured are particles having a particle size of less than 50 nm.
The collection step and the drying step are performed in parallel and continuously, and the droplet group generation step is performed from the droplet group generation means toward the collector in a clean booth that provides a clean environment. A method for detecting particles in a liquid, which is carried out by emitting droplets.
前記粒子検出工程は、SEM、TEM、AFM、EDX、EELS、XPSの少なくともいずれかの方法で、前記被測定粒子を検出、観察、計測、及び分析の少なくともいずれかを行うことを特徴とする、請求項に記載の液中粒子の検出方法。The particle detection step is characterized in that at least one of detection, observation, measurement, and analysis of the particle to be measured is performed by at least one of SEM, TEM, AFM, EDX, EELS, and XPS. The method for detecting particles in a liquid according to claim3 . クリーン環境を提供するクリーンブースを有し、該クリーンブース内に
粒子を含む液体を液滴群とする液滴群生成手段と、
前記液滴群生成手段で生成した前記液滴群及び生成した前記液滴群を乾燥させて残った前記粒子の少なくともいずれかを捕集する捕集手段と、
前記捕集手段に捕集された前記液滴群、及び前記捕集手段に捕集される前の前記液滴群の少なくともいずれかから前記液体を乾燥除去する乾燥手段と、
を有し、前記液滴群生成手段が前記捕集手段に向かって液滴を放出する手段であり、前記捕集手段の表面に存在するブランク粒子の数が1.0×10個/mm未満である、液中粒子の捕集装置。
A droplet group generating means having a clean booth that provides a clean environment and using a liquid containing particles as a droplet group in the clean booth.
A collection means for collecting at least one of the droplet group generated by the droplet group generation means and the particles remaining after drying the generated droplet group.
A drying means for drying and removing the liquid from at least one of the droplet group collected by the collecting means and the droplet group before being collected by the collecting means.
The droplet group generating means is a means for discharging droplets toward the collecting means,and the number of blank particles existing on the surface of the collecting means is 1.0 × 104pieces / A device for collecting particlesin a liquid having a size of less thanmm2 .
クリーン環境を提供するクリーンブースを有し、該クリーンブース内に
粒子を含む液体を液滴群とする液滴群生成手段と、
前記液滴群生成手段の下方に設けられ、生成した前記液滴群、及び生成した前記液滴群を乾燥させて残った前記粒子の少なくともいずれかを捕集する捕集手段を着脱可能に固定する固定手段と、
前記固定手段に固定された前記捕集手段、及び前記捕集手段に捕集される前の前記液滴群の少なくともいずれかを加熱する加熱手段と、
を有し、前記液滴群生成手段が前記捕集手段に向かって液滴を放出する手段であり、前記捕集手段の表面に存在するブランク粒子の数が1.0×10個/mm未満である、液中粒子の捕集装置。
A droplet group generating means having a clean booth that provides a clean environment and using a liquid containing particles as a droplet group in the clean booth.
A collection means provided below the droplet group generation means and which collects at least one of the generated droplet group and the generated particles after drying the generated droplet group is detachably fixed. And fixing means to
A heating means for heating at least one of the collecting means fixed to the fixing means and the droplet group before being collected by the collecting means.
The droplet group generating means is a means for discharging droplets toward the collecting means,and the number of blank particles existing on the surface of the collecting means is 1.0 × 104pieces / A device for collecting particlesin a liquid having a size of less thanmm2 .
前記液滴群生成手段が連続的に前記液滴群を生成させると並行して、請求項に記載の前記乾燥手段、又は、請求項に記載の前記加熱手段が前記捕集手段、及び前記捕集手段に捕集される前の前記液滴群の少なくともいずれかを連続的に乾燥又は加熱するように構成されている、請求項5又は6に記載の液中粒子の捕集装置。In parallel with the droplet group generating means continuously generating the droplet group, the drying means according to claim5 or the heating means according to claim6 is the collecting means and the collecting means. The liquid particle collecting device according to claim5 or 6 , which is configured to continuously dry or heat at least one of the droplet groups before being collected by the collecting means. 前記捕集手段は、金属製の板状部材である、請求項5から7のいずれか1項に記載の液中粒子の捕集装置。The liquid particle collecting device according to any one of claims5 to 7 , wherein the collecting means is a metal plate-shaped member. 前記捕集手段の表面の少なくとも一部が粗化又は研磨されていることを特徴とする、請求項5から8のいずれか1項に記載の液中粒子の捕集装置。The liquid particle collecting device according to any one of claims5 to 8 , wherein at least a part of the surface of the collecting means is roughened or polished.
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