半導体・二次電池製造に朗報！ レーザー不要でサブミクロンのコンタミを可視化する小型光源を開発。小型カメラと組み合わせ生産装置の内部の発塵を可視化することで、不良率を効果的に改善へ導きます。

世界で初めてレーザー光を用いずサブミクロンまでのコンタミの「目視」観察を実現する可視化光源を開発。レーザー光を照射せずレーザー安全規格の制約をクリア。浮遊微粒子と堆積異物の双方を可視化撮影します。



[画像1: https://prcdn.freetls.fastly.net/release_image/154680/3/154680-3-761f397c4a3a4934f2cc01a2e98539af-3900x2925.jpg?width=536&quality=85%2C75&format=jpeg&auto=webp&fit=bounds&bg-color=fff ]
小型の照射部ユニットはファイバー長が3ｍあり、装置内部に差し込んで運用ができます。

株式会社パーティクルラボ（本社：神奈川県平塚市、代表取締役社長：加藤竹朝、以下 パーティクルラボ）はクリーンルームにおける微粒子によるコンタミネーション問題を解決する画期的な可視化計測システムを開発しました。本システムに用いられる光源は、従来のレーザー光源が抱えていた安全性の問題を克服し、サブミクロンレベルの微粒子を肉眼で確認できる高精度な可視化を実現します。

本製品は、レーザーの光を照射することなく、微粒子を観察できるため、レーザー安全規格の制約を受けることなく、生産現場での導入が可能です。また、光源ヘッドとカメラの小型化により、半導体製造装置など、様々な生産設備への組み込みが容易になりました。
半導体、自動車、二次電池など、微粒子の混入が製品品質に大きな影響を与える製造現場において、本製品は生産性の向上と製品の高品質化に貢献することが期待されます。歩留まりを改善し不良を減らすことで収益性改善も見込まれます。

■ 開発の背景
　半導体製造では、製品の高性能化に伴い、微細な異物による製品不良が深刻な問題となっています。従来のパーティクルカウンターのようなセンサーでは、5μmから0.1μmまでの粒径の異物を感度よく検出しますが5μ以上の粗大粒子への対応や、異物が発生するメカニズムや発塵源の特定は困難でした。
従来、微粒子を可視化撮影するため、高出力レーザーを用いた計測装置が開発されてきましたが、安全性の問題から生産現場での導入が進んでいませんでした。また、光源やカメラなど計測装置の筐体サイズも大きく、生産設備内部の観察ができないことも課題でした。

　そのような中でパーティクルラボは、パートナーであるウシオ電機株式会社と可視化用光源の開発に取り組み、同社の高輝度光源を微細粒子可視化用に改良し、さらに照射部分の小型化に成功。また独自の画像計測技術を組み合わせ、ファイバーの先端の光学系から非レーザーの光を照射し、視認性高くサブミクロンまでの異物を目視観察でき、装置内の壁面に張り付けて運用できる高感度の小型カメラを用いて粗大粒子から0.1μまでの微粒子撮影を実現した可視化システムを完成させました。これにより、製造現場における異物混入の原因究明と対策が飛躍的に進み、製品品質の向上に貢献することが期待されます。
[画像2: https://prcdn.freetls.fastly.net/release_image/154680/3/154680-3-8d33af63812ba465e43d660df4634a76-3900x2925.jpg?width=536&quality=85%2C75&format=jpeg&auto=webp&fit=bounds&bg-color=fff ]
シリコンウェハー収納ケースの開口部の計測風景


■ 主な使用例：シリコンウェハーの格納ケースFOUP開口時の計測動画(BGM付)



■ コンタミ可視化システムの特長
・照射部ユニットとカメラを小型化・軽量化し、壁面への取り付けも可能
　照射ユニットとカメラユニットは業界最小レベルの小型化・軽量化を実現したため、マグネットベースやクランプで生産装置内部に取り付け可能。照射部とカメラは非冷却で空冷機構がないため、周辺の気流を乱すこともありません。

[画像3: https://prcdn.freetls.fastly.net/release_image/154680/3/154680-3-1839098ccbc748763e171ba18a2a6f20-3900x2589.jpg?width=536&quality=85%2C75&format=jpeg&auto=webp&fit=bounds&bg-color=fff ]
装置内部の壁面に光源とカメラをマグネットベースで貼り付けた計測風景


・5Mピクセルの高解像カメラと画像処理技術
　パーティクルラボ独自の画像処理技術により、従来品に対して圧倒的な空間分解能の画像サイズでの計測を実現。ラボベースでの評価では、0.1μのパーティクルの可視化撮影まで実証しています。
[画像4: https://prcdn.freetls.fastly.net/release_image/154680/3/154680-3-8daf4b2dcfbfbc6a74cc4752554f663d-2448x2048.jpg?width=536&quality=85%2C75&format=jpeg&auto=webp&fit=bounds&bg-color=fff ]


　また浮遊異物だけでなく、堆積・付着する異物の可視化にも対応しました。実際に不良になるのは製造物に付着した異物が原因となりますが、浮遊する異物だけを可視化してもそのパーティクルが製品に付着するものか分かりません。本システムは付着した異物もサブミクロンサイズまで可視化できるため、(1)発塵　(2)浮遊　(3)付着の3つの段階を可視化できる製品になっています。汚染する段階まで可視化できる独自の画像処理を実装していることが製品の特長になっています。

■ 主な使用例：シリコンウェハー表面に堆積付着する異物(BGM付)

■ コンタミ可視化システム　製品概要
[表: https://prtimes.jp/data/corp/154680/table/3_1_6befb130f1575b2cf27b52ea7017e6f7.jpg ]

※1　本製品はクラス1のレーザー組み込み製品です。レーザーを内蔵していますがレーザー光は照射されません。
※2　可視化できる最小粒径については、計測対象や撮影環境の条件により異なります。


■ 今後の目標
　パーティクルラボでは、本製品の評価デモを2025年2月から全国でサービス開始します。主に半導体製造、2次電池製造、自動車製造の各工程の異物評価への採用を目指します。また、中国、台湾、韓国、東南アジア圏の各国での生産現場へのプロモーションを同時に開始し、初年度20台の販売を目指します。
またリリースキャンペーンとして、低価格での計測サービスも提供しております。

＊ 本ニュースリリースに記載された内容は発表日現在のものです。その後予告なしに変更されることがあります。

以上

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