落下塵カウンターとは

クリーンブース内でゆっくりと落下し、製品に付着する落下塵は、製品不良の原因となるため、ブース内部は適切な管理と除去が必要です。この際、落下塵を測定できる機械が落下塵カウンターです。ここでは、落下塵カウンターの概要と、落下塵カウンターでできることを紹介します。

落下塵とは？

ものが落ちると、それは等加速度運動（自由落下）をします。しかし、塵は小さすぎるため等加速度運動しません。1mmを切る大きさになると、空気抵抗によってなかなか落下せず、ゆっくり落ちてくるようになります。さらにその1000分の1の大きさ（1㎛）になると、空気中を浮遊するようになります。この1㎛以下の微粒子のことを浮遊塵（ふゆうじん）とよび、この浮遊塵が時間をかけて落ちてきたものが落下塵です。

ちなみに、肉眼で見える粒子の大きさは、一般的に10μm以上と言われており、10μm～100μm程度の粒子を粗大粒子と呼び、粗大粒子は地上に落ちる性質があります。

落下塵カウンターとは

落下塵カウンターは、浮遊塵ではなく落下塵を測定できる特殊測定機です。クリーンブース内で問題となるのは、製品の表面に付着する落下塵（粗大粒子）です。これらはクリーンブース内にゆっくりと落下してきて、製品に堆積していきます。落下塵カウンターは、サンプル板の上に落下してきたダストを分級し、計数します。

類似する製品に、空気中の浮遊塵を計数するパーティクルカウンターがありますが、この機械では、製品の表面に付着するダストを計数できません。ごみや異物不良の原因には、落下塵の評価が重要であり、落下塵カウンターを使用することが有効になります。

落下塵カウンターでできること

クリーン化機器・ツールの除去率を調べることができる

ごみが付着したシリコンウエハを使用し、除去ツールのごみを除去する前と除去した後の数値を比較することで、除去ツールの除塵率を調べることができます。なお、静電気によるごみの付着対策用に使われるブロアタイプのイオナイザーは、静電気による付着を予防することはできますが、すでに静電気で付着したごみやほこりを除去することは、ほとんどできません。

装置ごとの付着塵数を調べることができる

クリーンアップしたシリコンウエハ（サンプル収集板）を装置に設置し、付着した落下塵数を調べることができます。シリコンウエハを設置できる装置であれば計測可能。応用で、真空装置内やオーブン内など、パーティクルを計数することが難しい工程でも使用できます。

同じメーカーで作られ、同じ時期に導入された装置でも、ワークを通した時に付着するダスト数がまったく違う場合があるので、装置ごとに付着塵数を調べることは重要です。組み立て時や輸送時など、装置が汚れる要素は多くあります。

フィルム加工工程での落下塵数カウントができる

近年、さまざまな分野で使用される機能性フィルムは、薄いためにほこり不良が発生することも多いです。それにもかかわらず、ライン速度が速くて、また1ロットが数kmに及ぶこともあり、ワーク上のほこりを計数することは現実的に難しくなっています。

そこで、シリコンウエハを工程中の複数の箇所に設置し、1ロットごとに回収してデータを取ります。この方法を使用すれば、ロットごとに客観的な数値を得ることができます。その結果から、ロット中のほこり付着の状態を想定できます。