WO2017046349A1 - Device for evaluating a per-unit-area particulate concentration in an environment with a controlled atmosphere, such as a cleanroom, and associated method - Google Patents

Device for evaluating a per-unit-area particulate concentration in an environment with a controlled atmosphere, such as a cleanroom, and associated method Download PDF

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WO2017046349A1
WO2017046349A1 PCT/EP2016/072009 EP2016072009W WO2017046349A1 WO 2017046349 A1 WO2017046349 A1 WO 2017046349A1 EP 2016072009 W EP2016072009 W EP 2016072009W WO 2017046349 A1 WO2017046349 A1 WO 2017046349A1
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particle
optical
particles
concentration
deposition surface
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PCT/EP2016/072009
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Nina MENANT
Delphine FAYE
Frédéric Bourcier
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Centre National D'etudes Spatiales
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/06Investigating concentration of particle suspensions
    • G01N15/0606Investigating concentration of particle suspensions by collecting particles on a support
    • G01N15/0612Optical scan of the deposits
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/06Investigating concentration of particle suspensions
    • G01N15/0606Investigating concentration of particle suspensions by collecting particles on a support
    • G01N15/0637Moving support

Definitions

  • the invention relates to a system and a method for measuring the surface concentration of particles in a clean room, that is to say counting the number of particles on a surface.
  • a clean room is a room with a controlled environment (temperature, humidity, particle concentration, etc.) used in industrial or research fields, areas where particulate contamination control is important.
  • the invention proposes to overcome at least one of these disadvantages.
  • the invention proposes a device for evaluating a surface particle concentration in a controlled atmosphere environment such as a clean room, the device comprising: a transparent surface for depositing the particles;
  • an optical system disposed above the deposition surface of the particles, the optical system being configured to emit a focused optical beam from an optical source onto the deposition surface of the transparent particles for the wavelength of the optical beam;
  • a detection system disposed beneath the deposition surface of the particles, the detection system being configured to detect an intensity of an optical beam transmitted by the particle deposition surface;
  • the scanning system being configured to scan the deposition surface of the particles in two dimensions for continuous measurement.
  • the invention is advantageously completed by the following characteristics, taken alone or in any of their technically possible combination.
  • the optical system includes a focusing system disposed between the optical source and the deposition surface of the particles.
  • the focusing system consists of at least two aspherical lenses.
  • the optical source is a laser source typically constituted by a laser diode.
  • the Laser Diode is single-mode and monochromatic.
  • the optical system is configured to emit an optical beam having a diameter on the particle deposition surface of 1 ⁇ m.
  • the optical system is configured to emit a power beam of between 1 and 4 mW, typically between 2.5 mW and 3.5 mW.
  • the scanning system comprises two pivotally integral arms disposed on either side of the particle deposition surface and are configured to simultaneously move the optical system and the detection system.
  • the device includes an autonomous power supply unit such as a rechargeable battery.
  • the device comprises a processing unit configured to control the optical system and the scanning system, the detection system being configured to detect the transmitted optical beam by the particle deposition surface, the processing unit detecting a particle. when the optical intensity is below a threshold and then associating with this detected particle, a particle size at a scanning speed, the processing unit being further configured to determine after the entire particles was scanned, a surface particle concentration.
  • the device comprises a wireless com m unication unit configured to transmit data relating to a surface concentration of particles: number of particles, particle size, particle shape.
  • the invention also relates to a method for evaluating a surface particle concentration in a controlled atmosphere environment such as a clean room by means of a device according to the invention, the method comprising the steps of:
  • the device of the invention is compact and can be placed closer to the area to be monitored by providing a local measurement to measure closer critical surfaces so in a well defined area without hindering the performance of operations.
  • the invention makes it possible to measure particles with a diameter greater than 1 ⁇ m.
  • the invention makes it possible to measure in real time the surface particulate contamination and thus to rapidly alert in the event of a contamination event.
  • FIG. 1 illustrates a device for evaluating a surface particle concentration according to a first embodiment
  • FIG. 2 illustrates a device for evaluating a surface particle concentration according to a second embodiment
  • FIG. 3 illustrates a method for evaluating a surface particle concentration.
  • a device for evaluating a surface particle concentration in a controlled atmosphere environment such as a clean room, the device comprises:
  • a scanning system 4 to which the optical system and the detection system are attached, the scanning system being configured to scan the deposition surface of the particles in two dimensions referenced x and y in FIG.
  • the particle deposition surface 1 is preferably constituted by a disc of transparent material such as glass or plastic. Other forms may be envisaged for the deposition surface of the particles.
  • transparent material is meant a material that passes a portion of the optical beam.
  • the notion of transparency depends on the wavelength of the optical beam used.
  • the particle deposition surface 1 is preferably greater than 1 cm 2 in order to obtain significant data.
  • the latter typically has a diameter greater than 1.2 cm.
  • the optical system 2 comprises a focusing system 22 arranged between the optical source 21 and the particle deposition surface 1.
  • the optical system is configured to emit an optical beam focused on the particle deposition surface 1.
  • the optical beam 24 must be directed perpendicular to the deposition surface of the particles.
  • the optical source 21 is typically constituted by a laser diode, monochromatic and preferably monomode.
  • the latter is advantageously connected to a monomode and monochromatic optical fiber by means of a PC FC type connector for example.
  • single-mode optical fiber and monochromatic allows to have a single spot of circular shape that sweeps the deposition surface of the particles.
  • This focusing system 22 is preferably constituted by at least two aspherical lenses 23.
  • the diameter of the optical beam must be of the same order of magnitude as the smallest particle to be measured, here by 1 ⁇ m.
  • the optical system is preferably configured to emit an optical beam with a wavelength of between 500 nm and 700 nm, typically 635 nm and a power of between 1 and 4 mW, typically between 2.5 mW and 3.5 mW.
  • the total length of the optical system is less than or equal to 15 m and the focusing system 22 is of a molded part to promote the compactness of the device.
  • the optical system is such as to generate a spot on the deposition surface of particles having a diameter which corresponds to the smallest particle diameter. This diameter corresponds to the resolution of the measurement.
  • the detection system 3 is configured to detect an intensity of an optical beam transmitted through the deposition surface of the particles.
  • the detection system is capable of detecting particles having a diameter of between 1 ⁇ and 20 ⁇ .
  • the device comprises a scanning system 4 to which the optical system 2, the optical source 21 and the detection system 3 are linked.
  • the optical system 2 moves simultaneously and in solidarity.
  • the scanning system 4 is configured to scan the deposition surface of the particles in two dimensions.
  • the scanning system consists of two pivoting arms 41 arranged on either side of the particle deposition surface 1 and are configured to move at the same time the optical system 2, the optical source 21 and the detection system 3 in two dimensions (along the x and y axes in FIGS. 1 and 2).
  • a motor 42 controls both arms 41.
  • the scanning system makes it possible to scan a circular surface in two dimensions by coupling a rotation and a translation performed by the two integral arms.
  • the deposition surface remains im movable so that the particles do not move during the scan which could distort the measurement.
  • the device comprises a processing unit 5 configured to control the optical source 21 and the scanning system 4.
  • This processing unit 5 is advantageously constituted by a processor programmed to operate via the detection system 3 the data detected by the detection system 3.
  • the detection system 3 is configured to detect the transmissive optical beam through the particle deposition surface 1, the processing unit 5 then detecting a particle as soon as the optical intensity is below a defined threshold. . Then is associated with the particle size, a scanning speed.
  • the processing unit is configured to determine after all the particle deposition surface 1 has been scanned, a surface concentration of particles.
  • the surface concentration depends on the level of cleanliness of the clean room and the particle sizes considered (large particles are rarer than small particles).
  • the device also includes a wireless communication unit 6 comprising an antenna 61 configured to transmit data from the processing unit to a remote unit (not shown).
  • the transmitted data are in particular the different concentrations obtained.
  • the latter comprises a power system (not shown) comprising for example one or more rechargeable battery (s).
  • the power system is used to power all the elements of the device.
  • the device may include an alarm system (not shown). This alarm can be either visual or auditory.
  • the device described above is advantageously used as part of a method for evaluating a surface particle concentration in a controlled atmosphere environment such as a clean room.
  • such a method comprises the following steps.
  • the device is calibrated in that the particle deposition surface 1 is scanned E2 in order to determine a reference surface particulate concentration. Indeed, when the device is positioned, it is considered that the part to be monitored is clean. Thus, it is by comparison with this reference value that we can determine if the particulate surface concentration characterizes the surfaces have seen their level of cleanliness evolve.
  • the particle deposition surface 1 is scanned E3 in order to determine, regularly, a surface particle concentration.
  • E4 is compared to the reference surface particle concentration, the surface particle concentrations regularly obtained to determine a surface cleanliness of the monitored part.
  • Different particle concentration means the maximum permissible concentration on the surfaces according to the classification of the clean room by the standard I SO 1 4644-9 which provides threshold values to be respected.

Abstract

The invention relates to a device for evaluating a per-unit-area particulate concentration in an environment with a controlled atmosphere, such as a cleanroom, the device comprising: a transparent area (1) for deposition of the particles; an optical system (2) placed above the area for deposition of the particles, the optical system comprising a focusing system configured to emit from an optical source (21) an optical beam focused on the area for deposition of the particles, which area is transparent at the wavelength of the optical beam; a detecting system (3) placed above the area for deposition of the particles, the detecting system (3) being configured to detect an intensity of an optical beam transmitted by the area for deposition of the particles; and a scanning system (4) to which the optical system (2), the optical source (21) and the detecting system (3) are connected, the scanning system being configured to scan the area for deposition of the particles in two dimensions allowing a continuous measurement.

Description

Dispositif pour évaluer une concentration particulaire surfacique dans un environnement à atmosphère contrôlée tel qu'une salle propre et procédé associé  Device for evaluating a surface particle concentration in a controlled atmosphere environment such as a clean room and associated method
DOMAI NE TECHNI QUE GENERAL DOMAI NE TECHNI GENERAL
L'invention concerne un système et un procédé pour m esurer la concentration surfacique de particules dans une salle propre (en anglais, « cleanroom » ) , c'est-à-dire compter le nombre de particules sur une surface. The invention relates to a system and a method for measuring the surface concentration of particles in a clean room, that is to say counting the number of particles on a surface.
ETAT DE LA TECHNI QUE STATE OF THE ART
Une salle propre est une pièce présentant un environnement contrôlé (température, taux d'hum idité, concentration de particules, etc. ) utilisée dans les domaines industriels ou de la recherche, domaines pour lesquels la maîtrise de la contam ination particulaire est importante. A clean room is a room with a controlled environment (temperature, humidity, particle concentration, etc.) used in industrial or research fields, areas where particulate contamination control is important.
On utilise donc une salle propre par exemple dans le domaine de la m icro- électronique, de l'industrie spatiale, de l'optique.  So we use a clean room for example in the field of microelectronics, space industry, optics.
Ces salles propres sont habituellement classifiées en fonction de la quantité de particules dans un volume d'air selon la norme I SO 1 4644- 1 . Cette norme spécifie pour chaque taille de particule considérée la concentration maximale adm issible dans une salle propre et permet en conséquence de caractériser les performances de la salle propre selon l'application visée.  These clean rooms are usually classified according to the amount of particles in a volume of air according to the standard I SO 1 4644-1. This standard specifies for each particle size considered the maximum permissible concentration in a clean room and consequently makes it possible to characterize the performances of the clean room according to the intended application.
Depuis quelques années, un besoin de pouvoir caractériser les performances d'une salle propre selon la propreté des surfaces est apparu de sorte qu'une telle classification est proposée par la norme I SO 1 4644-9.  In recent years, a need to be able to characterize the performance of a clean room according to the cleanliness of the surfaces has appeared so that such a classification is proposed by the standard I SO 1 4644-9.
Afin de classifier les salles propres selon cette norme un certain nombre de dispositifs ont été développés.  In order to classify clean rooms according to this standard a number of devices have been developed.
Ces dispositifs sont toutefois de grandes dimensions et/ou ne permettent pas de mesurer des particules de taille inférieure à 5mri et en tout état de cause ne permettent pas de fournir une mesure dans un environnement restreint du fait de leurs dimensions et/ou en temps réel.  These devices are, however, of large dimensions and / or do not make it possible to measure particles smaller than 5 milli and in any case do not make it possible to provide a measurement in a restricted environment because of their dimensions and / or in real time .
PRESENTATI ON DE L'I NVENTI ON PRESENTATION OF I NVENTI ON
L'invention propose de pallier au moins un de ces inconvénients.  The invention proposes to overcome at least one of these disadvantages.
A cet effet, l'invention propose un dispositif pour évaluer une concentration particulaire surfacique dans un environnement à atmosphère contrôlée tel qu'une salle propre, le dispositif comprenant : - une surface transparente de dépôt des particules ; For this purpose, the invention proposes a device for evaluating a surface particle concentration in a controlled atmosphere environment such as a clean room, the device comprising: a transparent surface for depositing the particles;
- un système optique disposé au-dessus de la surface de dépôt des particules, le système optique étant configuré pour émettre un faisceau optique focalisé depuis une source optique sur la surface de dépôt des particules transparente pour la longueur d'onde du faisceau optique ;  an optical system disposed above the deposition surface of the particles, the optical system being configured to emit a focused optical beam from an optical source onto the deposition surface of the transparent particles for the wavelength of the optical beam;
- un système de détection disposé au-dessous de la surface de dépôt des particules, le système de détection étant configuré pour détecter une intensité d'un faisceau optique transmis par la surface de dépôt des particules ;  a detection system disposed beneath the deposition surface of the particles, the detection system being configured to detect an intensity of an optical beam transmitted by the particle deposition surface;
- un système de balayage auquel le système optique et le système de détection sont attachés, le système de balayage étant configuré pour balayer la surface de dépôt des particules selon deux dimensions permettant une mesure en continu.  a scanning system to which the optical system and the detection system are attached, the scanning system being configured to scan the deposition surface of the particles in two dimensions for continuous measurement.
L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible.  The invention is advantageously completed by the following characteristics, taken alone or in any of their technically possible combination.
Le système optique comprend un système de focalisation disposé entre la source optique et la surface de dépôt des particules.  The optical system includes a focusing system disposed between the optical source and the deposition surface of the particles.
Le système de focalisation est constitué par au moins deux lentilles asphériques. La source optique est une source Laser constituée typiquement par une Diode Laser. La Diode Laser est monomode et monochromatique.  The focusing system consists of at least two aspherical lenses. The optical source is a laser source typically constituted by a laser diode. The Laser Diode is single-mode and monochromatic.
Le système optique est configuré pour émettre un faisceau optique ayant un diamètre sur la surface de dépôt des particules de 1 rm .  The optical system is configured to emit an optical beam having a diameter on the particle deposition surface of 1 μm.
Le système optique est configuré pour émettre un faisceau optique de puissance comprise entre 1 et 4 mW, typiquement entre 2,5 mW et 3,5 mW.  The optical system is configured to emit a power beam of between 1 and 4 mW, typically between 2.5 mW and 3.5 mW.
Le système de balayage comprend deux bras solidaires pivotant disposés de part et d'autre de la surface de dépôt des particules et sont configurés pour déplacer en même temps le système optique et le système de détection.  The scanning system comprises two pivotally integral arms disposed on either side of the particle deposition surface and are configured to simultaneously move the optical system and the detection system.
Le dispositif comprend une unité d'alimentation électrique autonome telle qu'une batterie rechargeable.  The device includes an autonomous power supply unit such as a rechargeable battery.
Le dispositif comprend une unité de traitement configurée pour com mander le système optique et le système de balayage, le système de détection étant configuré pou r détecter le faisceau optique transm is par la surface de dépôt des particules, l'unité de traitement détectant une particule dès lors que l'intensité optique est inférieure à un seuil et associant alors à cette particule détectée, une taille de particule à une vitesse de balayage, l'unité de traitement étant en outre configurée pour déterm iner après que toute la surface de dépôt des particules a été balayée, une concentration particulaire surfacique. Le dispositif comprend une unité de com m unication sans fil configurée pour transmettre des données relatives à une concentration surfacique de particules : nombre de particules, taille des particules, forme des particules. The device comprises a processing unit configured to control the optical system and the scanning system, the detection system being configured to detect the transmitted optical beam by the particle deposition surface, the processing unit detecting a particle. when the optical intensity is below a threshold and then associating with this detected particle, a particle size at a scanning speed, the processing unit being further configured to determine after the entire particles was scanned, a surface particle concentration. The device comprises a wireless com m unication unit configured to transmit data relating to a surface concentration of particles: number of particles, particle size, particle shape.
L'invention concerne également un procédé pour évaluer une concentration particulaire surfacique dans un environnement à atmosphère contrôlée tel qu'une salle propre au moyen d'un dispositif selon l'invention, le procédé comprenant les étapes consistant à :  The invention also relates to a method for evaluating a surface particle concentration in a controlled atmosphere environment such as a clean room by means of a device according to the invention, the method comprising the steps of:
positionner le dispositif selon l'une des revendications précédentes sur un plan dans un environnement à atmosphère contrôlé à surveiller ;  positioning the device according to one of the preceding claims on a plane in a controlled atmosphere environment to be monitored;
balayer la surface de dépôt des particules afin de déterm iner une concentration particulaire surfacique de référence ;  sweeping the deposition surface of the particles to determine a reference surface particulate concentration;
balayer régulièrement la surface de dépôt des particules afin de déterm iner, régulièrement, une concentration particulaire surfacique ;  regularly sweep the deposition surface of the particles in order to regularly determine a surface particle concentration;
comparer à la concentration particulaire surfacique de référence la ou les concentration(s) particulaire(s) surfacique(s) régulièrement obtenue(s) .  compare the reference surface particulate concentration with the regularly obtained surface particulate concentration (s).
Les avantages de l'invention sont m ultiples.  The advantages of the invention are manifold.
Le dispositif de l'invention est peu encombrant et peut donc être placé au plus proche de la zone à surveiller en fournissant une mesure locale afin de mesurer au plus près des surfaces critiques donc dans une zone bien définie sans gêner la réalisation des opérations.  The device of the invention is compact and can be placed closer to the area to be monitored by providing a local measurement to measure closer critical surfaces so in a well defined area without hindering the performance of operations.
L'invention permet de mesurer des particules de diamètre supérieur à 1 rm .  The invention makes it possible to measure particles with a diameter greater than 1 μm.
L'invention permet de mesurer en temps réel la contamination particulaire surfacique et donc d'alerter rapidement en cas d'événement de contam ination. PRESENTATI ON DES FI GURES  The invention makes it possible to measure in real time the surface particulate contamination and thus to rapidly alert in the event of a contamination event. PRESENTATION OF THE FI GURES
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :  Other features, objects and advantages of the invention will emerge from the description which follows, which is purely illustrative and nonlimiting, and which should be read with reference to the appended drawings in which:
- la figure 1 illustre un dispositif pour évaluer une concentration particulaire surfacique selon un prem ier mode de réalisation,  FIG. 1 illustrates a device for evaluating a surface particle concentration according to a first embodiment,
- la figure 2 illustre un dispositif pour évaluer une concentration particulaire surfacique selon un second mode de réalisation,  FIG. 2 illustrates a device for evaluating a surface particle concentration according to a second embodiment,
- la figure 3 illustre un procédé pour évaluer u ne concentration particulaire surfacique.  FIG. 3 illustrates a method for evaluating a surface particle concentration.
Sur l'ensemble des figures les éléments sim ilaires portent des références identiques. DESCRI PTI ON PETAI LLEE DE L'I NVENTI ON In all the figures the sim ilaires elements bear identical references. DESCRI PTI ON PETAI LLEE OF I NVENTI ON
En relation avec la figure 1, un dispositif pour évaluer une concentration particulaire surfacique dans un environnement à atmosphère contrôlée tel qu'une salle propre, le dispositif comprend :  In connection with FIG. 1, a device for evaluating a surface particle concentration in a controlled atmosphere environment such as a clean room, the device comprises:
- une surface 1 transparente de dépôt des particules ;  a transparent surface 1 for depositing the particles;
- un système 2 optique disposé au-dessus de la surface de dépôt des particules ; an optical system placed above the deposition surface of the particles;
- un système 3 de détection disposé au-dessous de la surface de dépôt des particules ; a detection system 3 placed beneath the deposition surface of the particles;
- un système 4 de balayage auquel le système optique et le système de détection sont attachés, le système de balayage étant configuré pour balayer la surface de dépôt des particules selon deux dimensions référencées par x et y sur la figure 1 .  a scanning system 4 to which the optical system and the detection system are attached, the scanning system being configured to scan the deposition surface of the particles in two dimensions referenced x and y in FIG.
Surface de dépôt Deposit area
La surface 1 de dépôt des particules est de préférence constituée par un disque en matériau transparent tel que du verre ou du plastique. D'autres formes peuvent être envisagées pour la surface de dépôt des particules.  The particle deposition surface 1 is preferably constituted by a disc of transparent material such as glass or plastic. Other forms may be envisaged for the deposition surface of the particles.
Par « matériau transparent » , on entend un matériau qui laisse passer une partie du faisceau optique. La notion de transparence dépend de la longueur d'onde du faisceau optique utilisé.  By "transparent material" is meant a material that passes a portion of the optical beam. The notion of transparency depends on the wavelength of the optical beam used.
La surface 1 de dépôt des particules est de préférence supérieure à 1 cm2 afin d'obtenir des données significatives. Dans le cas d'un disque ce dernier présente typiquement un diamètre supérieur à 1 ,2 cm . The particle deposition surface 1 is preferably greater than 1 cm 2 in order to obtain significant data. In the case of a disc, the latter typically has a diameter greater than 1.2 cm.
Système optique Optical system
Le système 2 optique comprend un système 22 de focalisation disposé entre la source 21 optique et la surface 1 de dépôt des particules. Le système optique est configuré pour émettre un faisceau optique focalisé sur la surface 1 de dépôt des particules.  The optical system 2 comprises a focusing system 22 arranged between the optical source 21 and the particle deposition surface 1. The optical system is configured to emit an optical beam focused on the particle deposition surface 1.
Le faisceau optique 24 doit être dirigé perpendiculairement à la surface de dépôt des particules.  The optical beam 24 must be directed perpendicular to the deposition surface of the particles.
La source 21 optique est typiquement constituée par une Diode Laser, monochromatique et de préférence monomode.  The optical source 21 is typically constituted by a laser diode, monochromatic and preferably monomode.
Pour guider précisément le faisceau optique issu de la Diode Laser cette dernière est avantageusement connectée à une fibre optique monomode et monochromatique au moyen d'un connecteur de type FC PC par exemple. En effet, la fibre optique monomode et monochromatique permet d'avoir un unique spot de forme circulaire qui balaie la surface de dépôt des particules. To precisely guide the optical beam from the laser diode, the latter is advantageously connected to a monomode and monochromatic optical fiber by means of a PC FC type connector for example. Indeed, single-mode optical fiber and monochromatic allows to have a single spot of circular shape that sweeps the deposition surface of the particles.
Ce système 22 de focalisation est de préférence constitué par au moins deux lentilles 23 asphériques.  This focusing system 22 is preferably constituted by at least two aspherical lenses 23.
Le diamètre du faisceau optique doit être du même ordre de grandeur que la plus petite particule à mesurer soit ici de 1 rm.  The diameter of the optical beam must be of the same order of magnitude as the smallest particle to be measured, here by 1 μm.
D'autres montages sont possibles, dès lors que l'ouverture du système optique permet d'obtenir une tâche de diffraction (spot) de diamètre égal à 1 rm.  Other montages are possible, since the opening of the optical system makes it possible to obtain a diffraction spot (spot) of diameter equal to 1 μm.
Le système optique est de préférence configuré pour émettre un faisceau optique de longueur d'onde comprise entre 500 nm et 700 nm , typiquement 635 nm et de puissance comprise entre 1 et 4 mW, typiquement entre 2,5 mW et 3,5 mW.  The optical system is preferably configured to emit an optical beam with a wavelength of between 500 nm and 700 nm, typically 635 nm and a power of between 1 and 4 mW, typically between 2.5 mW and 3.5 mW.
D'autres longueurs d'ondes sont possibles notamment dans le domaine de l'ultraviolet.  Other wavelengths are possible especially in the ultraviolet range.
De manière avantageuse, la longueur totale du système optique est inférieure ou égale à 1 5 m m et le système 22 de focalisation est d'une pièce moulée pour favoriser la compacité du dispositif.  Advantageously, the total length of the optical system is less than or equal to 15 m and the focusing system 22 is of a molded part to promote the compactness of the device.
Ainsi, le système optique est tel qu'il permet de générer un spot sur la surface de dépôt des particules ayant un diamètre qui correspond au diamètre de particules le plus petit. Ce diamètre correspond donc à la résolution de la mesure.  Thus, the optical system is such as to generate a spot on the deposition surface of particles having a diameter which corresponds to the smallest particle diameter. This diameter corresponds to the resolution of the measurement.
Système de détection Detection system
Le système 3 de détection est configuré pour détecter une intensité d'un faisceau optique transmis à travers la surface de dépôt des particules.  The detection system 3 is configured to detect an intensity of an optical beam transmitted through the deposition surface of the particles.
I l s'agit par exemple d'une photodiode.  This is for example a photodiode.
Le système de détection est capable de détecter des particules présentant un diamètre compris entre 1 μηη et 20 μηι.  The detection system is capable of detecting particles having a diameter of between 1 μηη and 20 μηι.
Ceci est rendu possible du fait que le faisceau optique est dirigé perpendiculairement à la surface de dépôt des particules. Système de balayage  This is made possible because the optical beam is directed perpendicular to the deposition surface of the particles. Scanning system
Le dispositif comprend un système 4 de balayage auquel le système 2 optique, la source 21 optique et le système 3 de détection sont liés.  The device comprises a scanning system 4 to which the optical system 2, the optical source 21 and the detection system 3 are linked.
Ainsi, au cours du balayage, le système 2 optique, la source 21 optique et le système 3 de détection se déplacent sim ultanément et de manière solidaire. En outre, ΙΘ système 4 de balayage est configuré pour balayer la surface de dépôt des particules selon deux dimensions. Thus, during the scanning, the optical system 2, the optical source 21 and the detection system 3 move simultaneously and in solidarity. In addition, the scanning system 4 is configured to scan the deposition surface of the particles in two dimensions.
Sur la figure 2, le système de balayage est constitué par deux bras 41 pivotant disposés de part et d'autre de la surface 1 de dépôt des particules et sont configurés pour déplacer en même temps le système 2 optique, la source 21 optique et le système 3 de détection selon deux dimensions (selon les axes x et y sur les figures 1 et 2) .  In FIG. 2, the scanning system consists of two pivoting arms 41 arranged on either side of the particle deposition surface 1 and are configured to move at the same time the optical system 2, the optical source 21 and the detection system 3 in two dimensions (along the x and y axes in FIGS. 1 and 2).
Un moteur 42 com mande les deux bras 41 .  A motor 42 controls both arms 41.
Le système de balayage permet de scanner une su rface circulaire suivant deux dimensions grâce au couplage d'une rotation et d'une translation effectuées par les deux bras solidaires. La surface de dépôt reste im mobile pour que les particules ne bougent pas au cours du balayage ce qui pourrait fausser la mesure.  The scanning system makes it possible to scan a circular surface in two dimensions by coupling a rotation and a translation performed by the two integral arms. The deposition surface remains im movable so that the particles do not move during the scan which could distort the measurement.
Unité de traitement Processing unit
De manière complémentaire, le dispositif comprend une unité 5 de traitement configurée pour com mander la source 21 optique et le système 4 de balayage. Cette unité 5 de traitement est de manière avantageuse constituée par un processeur program mé pour exploiter via le système 3 de détection les données détectées par le système 3 de détection.  In a complementary manner, the device comprises a processing unit 5 configured to control the optical source 21 and the scanning system 4. This processing unit 5 is advantageously constituted by a processor programmed to operate via the detection system 3 the data detected by the detection system 3.
En particulier, le système 3 de détection est configuré pour détecter le faisceau optique transm is à travers la surface 1 de dépôt des particules, l'unité 5 de traitement détectant alors une particule dès lors que l'intensité optique est inférieure à un seuil défini. Puis est associée à la taille de particule, une vitesse de balayage.  In particular, the detection system 3 is configured to detect the transmissive optical beam through the particle deposition surface 1, the processing unit 5 then detecting a particle as soon as the optical intensity is below a defined threshold. . Then is associated with the particle size, a scanning speed.
En outre, l'unité de traitement est configurée pour déterm iner après que toute la surface 1 de dépôt des particules ait été balayée, une concentration surfacique de particules.  In addition, the processing unit is configured to determine after all the particle deposition surface 1 has been scanned, a surface concentration of particles.
La concentration surfacique dépend du niveau de propreté de la salle propre et des tailles de particules considérées ( les grosses particules sont plus rares que les petites particules) .  The surface concentration depends on the level of cleanliness of the clean room and the particle sizes considered (large particles are rarer than small particles).
Les concentrations surfaciques acceptables en fonction des tailles des particules sont décrites dans la norme I SO 1 4644-9.  The acceptable surface concentrations according to the particle sizes are described in the standard I SO 1 4644-9.
Unité de communication, systèmeadimentation etadarme Communication unit, power supply and alarm system
Le dispositif comprend également une unité 6 de com m unication sans fil comprenant une antenne 61 configurée pour transmettre des don nées depuis l'unité 5 de traitement vers une unité distante ( non représentée) . Les données transm ises sont notam ment les différentes concentrations obtenues. Afin d'avoir un dispositif autonome, ce dernier comprend un système d'alimentation ( non représenté) comprenant par exemple une ou plusieurs batterie(s) rechargeable(s) . Le système d'alimentation permet d'alimenter tous les éléments du dispositif. The device also includes a wireless communication unit 6 comprising an antenna 61 configured to transmit data from the processing unit to a remote unit (not shown). The transmitted data are in particular the different concentrations obtained. In order to have an autonomous device, the latter comprises a power system (not shown) comprising for example one or more rechargeable battery (s). The power system is used to power all the elements of the device.
Enfin, afin de prévenir d'une éventuelle concentration particulaire surfacique, le dispositif pourra comprendre un système d'alarme ( non représenté) . Cette alarme pourra être soit visuelle soit auditive.  Finally, to prevent a possible surface particle concentration, the device may include an alarm system (not shown). This alarm can be either visual or auditory.
Procédé Process
Le dispositif décrit ci-dessus est avantageusement utilisé dans le cadre d'un procédé pour évaluer une concentration particulaire surfacique dans un environnement à atmosphère contrôlée tel qu'une salle propre.  The device described above is advantageously used as part of a method for evaluating a surface particle concentration in a controlled atmosphere environment such as a clean room.
En relation avec la figure 3, un tel procédé comprend les étapes suivantes.  In connection with FIG. 3, such a method comprises the following steps.
On positionne E1 le dispositif sur un plan dans la pièce à surveiller. Compte tenu du faible encombrement du dispositif, on pourra le positionner au plus près de l'endroit où la surveillance est nécessaire (sur un plan d'assemblage d'un satellite par exemple) .  Positioning E1 the device on a plane in the room to monitor. Given the small size of the device, it can be positioned closer to where the monitoring is necessary (on a satellite assembly plan for example).
Ensuite, on procède à un étalonnage du dispositif en ce qu'on balaye E2 la surface 1 de dépôt des particules afin de déterm iner une concentration particulaire surfacique de référence. En effet, lorsqu'est positionné le dispositif, on considère que la pièce à surveiller est propre. Ainsi, c'est par comparaison à cette valeur de référence que l'on pourra déterm iner si la concentration particulaire surfacique caractérise que les surfaces ont vu leur niveau de propreté évoluer.  Then, the device is calibrated in that the particle deposition surface 1 is scanned E2 in order to determine a reference surface particulate concentration. Indeed, when the device is positioned, it is considered that the part to be monitored is clean. Thus, it is by comparison with this reference value that we can determine if the particulate surface concentration characterizes the surfaces have seen their level of cleanliness evolve.
Ensuite, régulièrement, on balaie E3 la surface 1 de dépôt des particules afin de déterm iner, régulièrement, une concentration particulaire surfacique.  Then, regularly, the particle deposition surface 1 is scanned E3 in order to determine, regularly, a surface particle concentration.
Puis on compare E4 à la concentration particulaire surfacique de référence les concentrations particulaires surfaciques régulièrement obtenues afin de déterm iner une propreté surfacique de la pièce surveillée.  Then E4 is compared to the reference surface particle concentration, the surface particle concentrations regularly obtained to determine a surface cleanliness of the monitored part.
De manière complémentaire, on pourra prévoir de signaler E5 qu'une concentration particulaire est différente de la concentration particulaire surfacique de référence.  In a complementary manner, it can be expected to indicate E5 that a particulate concentration is different from the reference particle surface concentration.
Par concentration particulaire différente on entend la concentration maximale adm issible sur les surfaces suivant la classification de la salle propre par la norme I SO 1 4644-9 qui fournit des valeurs seuils à respecter.  Different particle concentration means the maximum permissible concentration on the surfaces according to the classification of the clean room by the standard I SO 1 4644-9 which provides threshold values to be respected.

Claims

REVENDI CATI ONS REVENDI CATI ONS
1 . Dispositif pour évaluer une concentration particulaire surfacique dans un environnement à atmosphère contrôlée tel qu'une salle propre, le dispositif comprenant : 1. A device for evaluating a surface particle concentration in a controlled atmosphere environment such as a clean room, the device comprising:
- une surface ( 1 ) transparente de dépôt des particules ;  a transparent surface (1) for depositing the particles;
- un système (2) optique disposé au-dessus de la surface de dépôt des particules, le système optique comprenant un système de focalisation configuré pour émettre u n faisceau optique focalisé depuis une source (21 ) optique sur la surface de dépôt des particules transparente pour la longueur d'onde du faisceau optique ;  an optical system (2) disposed above the particle deposition surface, the optical system comprising a focusing system configured to emit a focused optical beam from an optical source (21) onto the transparent particle deposition surface for the wavelength of the optical beam;
- un système (3) de détection disposé au-dessous de la surface de dépôt des particules, le système (3) de détection étant configuré pour détecter une intensité d'un faisceau optique transmis par la surface de dépôt des particules ;  a detection system (3) disposed below the particle deposition surface, the detection system (3) being configured to detect an intensity of an optical beam transmitted by the particle deposition surface;
- un système (4) de balayage auquel le système (2) optique, la source (21 ) optique et le système (3) de détection sont liés, le système de balayage étant configuré pour balayer la surface de dépôt des particules selon deux dimensions permettant une mesure en continu.  a scanning system (4) to which the optical system (2), the optical source (21) and the detection system (3) are linked, the scanning system being configured to scan the deposition surface of the particles according to two dimensions allowing continuous measurement.
2. Dispositif selon la revendication 1 , dans lequel le système (2) optique comprend un système de focalisation disposé entre la source optique et la surface ( 1 ) de dépôt des particules. 2. Device according to claim 1, wherein the optical system (2) comprises a focusing system disposed between the optical source and the surface (1) of deposition of the particles.
3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le système de focalisation est constitué par au moins deux lentilles asphériques. 3. Device according to claim 2, wherein the focusing system is constituted by at least two aspherical lenses.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la source optique (21 ) comprend une source Laser constituée typiquement par une Diode Laser. 4. Device according to one of claims 1 to 3, wherein the optical source (21) comprises a laser source typically constituted by a laser diode.
5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel la Diode Laser est monomode et monochromatique. 5. Device according to claim 4, wherein the laser diode is monomode and monochromatic.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le système optique est configuré pour émettre un faisceau optique ayant un diamètre sur la surface de dépôt des particules de 1 rm. 6. Device according to one of claims 1 to 5, wherein the optical system is configured to emit an optical beam having a diameter on the particle deposition surface of 1 rm.
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le système optique est configuré pour émettre un faisceau optique de puissance comprise entre 1 et 4 mW, typiquement entre 2,5 mW et 3,5 mW. 7. Device according to one of claims 1 to 6, wherein the optical system is configured to emit a power beam of between 1 and 4 mW, typically between 2.5 mW and 3.5 mW.
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le système (4) de balayage comprend deux bras (4) pivotant disposés de part et d'autre de la surface ( 1 ) de dépôt des particules et sont configurés pour déplacer en même temps le système (2) optique, la source (21 ) optique et le système de détection. 8. Device according to one of claims 1 to 7, wherein the scanning system (4) comprises two arms (4) pivoting disposed on either side of the surface (1) of deposition of the particles and are configured for at the same time move the optical system (2), the optical source (21) and the detection system.
9. Dispositif selon la revendication 8, comprenant une unité d'alimentation électrique autonome telle qu'une batterie rechargeable. 9. Device according to claim 8, comprising an autonomous power supply unit such as a rechargeable battery.
1 0. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, comprenant une u nité (5) de traitement configurée pour com mander le système optique (2) et le système (4) de balayage, le système (3) de détection étant configuré pour détecter le faisceau optique transm is par la surface ( 1 ) de dépôt des particules, l'unité (5) de traitement détectant une particule dès lors que l'intensité optique est inférieure à un seuil et associant alors à cette particule détectée, une taille de particule à une vitesse de balayage, l'unité de traitement étant en outre configurée pour déterm iner après que toute la surface ( 1 ) de dépôt des particule ait été balayée, une concentration particulaire surfacique. Device according to one of Claims 1 to 9, comprising a processing unit (5) configured to control the optical system (2) and the scanning system (4), the detection system (3) being configured to detect the transmissive optical beam by the particle deposition surface (1), the processing unit (5) detecting a particle as soon as the optical intensity is below a threshold and then associating with this detected particle, a particle size at a scanning rate, the processing unit being further configured to determine after all the particle deposition surface (1) has been scanned, a surface particle concentration.
1 1 . Dispositif selon l'une des revendications 1 à 1 0, comprenant une unité (6) de com m unication sans fil configurée pour transmettre des données relatives à une concentration surfacique de particules : nombre de particules, taille des particules, forme des particules. 1 1. Device according to one of claims 1 to 10, comprising a wireless com m unication unit (6) configured to transmit data relating to a surface concentration of particles: number of particles, particle size, particle shape.
1 2. Procédé pour évaluer une concentration particulaire surfacique dans un environnement à atmosphère contrôlée tel qu'une salle propre au moyen d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 1 1 , le procédé comprenant les étapes consistant à : A method for evaluating a surface particle concentration in a controlled atmosphere environment such as a clean room by means of a device according to one of claims 1 to 11, the method comprising the steps of:
positionner ( E1 ) le dispositif selon l'une des revendications précédentes sur un plan dans un environnement à atmosphère contrôlée à surveiller ;  positioning (E1) the device according to one of the preceding claims on a plane in a controlled atmosphere environment to be monitored;
balayer ( E2) la surface ( 1 ) de dépôt des particules afin de déterminer une concentration particulaire surfacique de référence ;  sweeping (E2) the particle deposition surface (1) to determine a reference particle surface concentration;
balayer ( E3) régulièrement la surface ( 1 ) de dépôt des particules afin de déterminer, régulièrement, une concentration particulaire surfacique ; comparer ( E4) à la concentration particulaire surfacique de référence la ou les concentration(s) particulaire(s) surfacique(s) régulièrement obtenue(s) . sweeping (E3) regularly the particle deposition surface (1) in order to regularly determine a surface particle concentration; comparing (E4) the reference surface particulate concentration with the regularly obtained surface particulate concentration (s).
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