JPH02242140A - ブレイクダウン分光分析方法及び装置 - Google Patents
ブレイクダウン分光分析方法及び装置Info
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- JPH02242140A JPH02242140A JP6267789A JP6267789A JPH02242140A JP H02242140 A JPH02242140 A JP H02242140A JP 6267789 A JP6267789 A JP 6267789A JP 6267789 A JP6267789 A JP 6267789A JP H02242140 A JPH02242140 A JP H02242140A
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- light
- intensity
- plasma
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はブレイクダウン分光分析方法及び装置に係り、
特に試料の成分を同定し、その濃度を定量するのに好適
なブレイクダウン分光分析方法及び装置、並びにブレイ
クダウン分光分析装置からなる半導体製造プロセスの不
純物濃度モニタに関する。
特に試料の成分を同定し、その濃度を定量するのに好適
なブレイクダウン分光分析方法及び装置、並びにブレイ
クダウン分光分析装置からなる半導体製造プロセスの不
純物濃度モニタに関する。
従来、ブレイクダウンプラズマの発光を分光して試料を
分析する装置については、アプライドスペクトロスコピ
ー、３８巻、５号（１９８４年）第７２１頁から第７２
９頁（ＡＩ）Ｅｌｌｉｅｄ ５ｐｅｃｔｒｏｓｃ。
分析する装置については、アプライドスペクトロスコピ
ー、３８巻、５号（１９８４年）第７２１頁から第７２
９頁（ＡＩ）Ｅｌｌｉｅｄ ５ｐｅｃｔｒｏｓｃ。
ｐｙ、 ｖｏｌ ３８． Ｎｏ、５（１９８４） ００
７２１−７２９１において論じられている。この従来装
置は、ブレイクダウンプラズマを誘起させる光を発生さ
せる光源と、その光によって誘起されたブレイクダウン
プラズマからの発光を分光する分光器と、分光されたプ
ラズマからの発光を検出する光検出器とを備え、光検出
器で試料の特定準位間の遷移に基づく輝線の強度を検出
し、この信号を用いて試料濃度を定量する構成となって
いた。
７２１−７２９１において論じられている。この従来装
置は、ブレイクダウンプラズマを誘起させる光を発生さ
せる光源と、その光によって誘起されたブレイクダウン
プラズマからの発光を分光する分光器と、分光されたプ
ラズマからの発光を検出する光検出器とを備え、光検出
器で試料の特定準位間の遷移に基づく輝線の強度を検出
し、この信号を用いて試料濃度を定量する構成となって
いた。
上記従来技術では、試料濃度を定量するために用いてい
る信号は、試料の特定準位間の遷移に基づくｆｌ線強度
のみである。従って、測定時間を一定とした場合、発生
するブレイクダウンプラズマの回数の変動による発光輝
線強度の変動や、また粒子状物質を測定する場合、発生
するブレイクダウンプラズマの位置の変動による発光輝
線強度の変動が起き、濃度の定量範囲及び精度が悪化す
るという問題があった。
る信号は、試料の特定準位間の遷移に基づくｆｌ線強度
のみである。従って、測定時間を一定とした場合、発生
するブレイクダウンプラズマの回数の変動による発光輝
線強度の変動や、また粒子状物質を測定する場合、発生
するブレイクダウンプラズマの位置の変動による発光輝
線強度の変動が起き、濃度の定量範囲及び精度が悪化す
るという問題があった。
本発明の目的は、ブレイクダウンプラズマの発生回数や
発生位置の変動による発光輝線強度の変動を補正し、定
量精度を高めたブレイクダウン分光分析方法及び装置を
提供することである。
発生位置の変動による発光輝線強度の変動を補正し、定
量精度を高めたブレイクダウン分光分析方法及び装置を
提供することである。
本発明の他の目的は、ブレイクダウンプラズマの発生回
数や発生位置の変動による発光輝線強度の変動を補正し
、定量精度を高めたブレイクダウン分光分析装置からな
る半導体製造プロセスの不純物濃度モニタを提供するこ
とである。
数や発生位置の変動による発光輝線強度の変動を補正し
、定量精度を高めたブレイクダウン分光分析装置からな
る半導体製造プロセスの不純物濃度モニタを提供するこ
とである。
上記目的は、ブレイクダウンプラズマから発生する光の
うち、試料の特定準位間の遷移により生ずる発効輝線と
、プラズマの再結合により生ずる白色光とを分離して、
それぞれの強度を測定し、発光輝線の強度と白色光の強
度との比をとり、その比の値を用いて試料濃度を定量す
ることにより、達成される。
うち、試料の特定準位間の遷移により生ずる発効輝線と
、プラズマの再結合により生ずる白色光とを分離して、
それぞれの強度を測定し、発光輝線の強度と白色光の強
度との比をとり、その比の値を用いて試料濃度を定量す
ることにより、達成される。
また、上記目的は、ブレイクダウンプラズマを誘起させ
る光を発生させる光源と、その光によって誘起されたブ
レイクダウンプラズマからの発光を分光する分光器と、
分光されたプラズマからの発光を検出する光検出器とを
備えたブレイクダウン分光分析装置において、試料の特
定準位間の遷移により生じる輝線の強度と、プラズマの
再結合により生ずる白色光の強度との比をとる演算手段
を設けることにより達成される。
る光を発生させる光源と、その光によって誘起されたブ
レイクダウンプラズマからの発光を分光する分光器と、
分光されたプラズマからの発光を検出する光検出器とを
備えたブレイクダウン分光分析装置において、試料の特
定準位間の遷移により生じる輝線の強度と、プラズマの
再結合により生ずる白色光の強度との比をとる演算手段
を設けることにより達成される。
更に、上記目的は、ブレイクダウン分光分析装置におい
て、ブレイクダウンから発生する音を検出する音響検出
器と、光検出器により検出された試料の輝線の強度と、
音響検出器により検出された音の強度との比をとる演算
手段とを設けることにより達成される。
て、ブレイクダウンから発生する音を検出する音響検出
器と、光検出器により検出された試料の輝線の強度と、
音響検出器により検出された音の強度との比をとる演算
手段とを設けることにより達成される。
更に、上記目的は、上記構成のブレイクダウン分光分析
装置で半導体製造プロセスの不純物濃度モニタを構成す
ることにより達成される。
装置で半導体製造プロセスの不純物濃度モニタを構成す
ることにより達成される。
光源はブレイクダウンを誘起するための光を発生させる
。その光は試料の入った試料セルへ送られ集光される。
。その光は試料の入った試料セルへ送られ集光される。
その光の集光部においてブレイクダウンによりプラズマ
が発生し、そのプラズマから、試料の特定準位間の遷移
により生ずる輝線状の発光と、プラズマの再結合により
生ずる白色連続光の発光が生じる。それらの光は分光器
によって分光され、光検出器により検出される。そして
、演算手段によって輝線強度と白色光強度との比を求め
、その比の値を用いて試料濃度を求めることにより、精
度良く定量することができる。
が発生し、そのプラズマから、試料の特定準位間の遷移
により生ずる輝線状の発光と、プラズマの再結合により
生ずる白色連続光の発光が生じる。それらの光は分光器
によって分光され、光検出器により検出される。そして
、演算手段によって輝線強度と白色光強度との比を求め
、その比の値を用いて試料濃度を求めることにより、精
度良く定量することができる。
また、音響検出器を設けた構成においては、発生したブ
レイクダウンプラズマからの発光から輝線強度を分光器
及び光検出器によって検出すると共に、ブレイクダウン
から発生する音響波の強度を音響検出器によって検出し
、演算手段によってｆｆ線強度と音響波の強度との比を
求め、その比の値を用いて試料濃度を求めることにより
、同様に精度良く定量することができる。
レイクダウンプラズマからの発光から輝線強度を分光器
及び光検出器によって検出すると共に、ブレイクダウン
から発生する音響波の強度を音響検出器によって検出し
、演算手段によってｆｆ線強度と音響波の強度との比を
求め、その比の値を用いて試料濃度を求めることにより
、同様に精度良く定量することができる。
以下、本発明の一実施例を第１図〜第６図により説明す
る。
る。
第１図において、光源１はブレイクダウンを誘起させる
光を発生するもので、ブレイクダウンを誘起するには高
いエネルギーを必要とすることから、レーザが用いられ
る。このレーザとしては、瞬間的に高いエネルギー密度
が得られるパレスレーザを用いることが好ましい、この
光源１からの励起光２０は、集光レンズ１１により集光
され、セル２へ送られる。このセル２内に試料が入れら
れており、励起光２０のエネルギー試料がブレイクダウ
ンに至る闇値を越えた領域（ビームウェストという）に
おいてブレイクダウンが発生する。
光を発生するもので、ブレイクダウンを誘起するには高
いエネルギーを必要とすることから、レーザが用いられ
る。このレーザとしては、瞬間的に高いエネルギー密度
が得られるパレスレーザを用いることが好ましい、この
光源１からの励起光２０は、集光レンズ１１により集光
され、セル２へ送られる。このセル２内に試料が入れら
れており、励起光２０のエネルギー試料がブレイクダウ
ンに至る闇値を越えた領域（ビームウェストという）に
おいてブレイクダウンが発生する。
第２図にビームウェストの部分の拡大図を示す。
このブレイクダウンにより生じたプラズマ即ちブレイク
ダウンプラズマから光が発生するが、この光には、試料
の特定準位間の遷移により生ずる輝線状の発光と、プラ
ズマの再結合により生ずる白色光（連続光）とがある、
そこで、これらの光を分離するため、分光器３により分
光し、光検出器４により検出する。この分光器３には通
常回折格子を用いたものが使用され、また光検出器４に
は、光電子増信管やフォトダイオードアレイなどが用い
られる。この光検出器４により検出された試料のプラズ
マ発光スペクトルは演算器４を介して記録計８に記録さ
れ、輝線の波長から試料の成分が同定される。また光検
出器４により検出された試料の輝線強度とプラズマ結合
の白色光強度が演算器６に送られ、輝線強度と白色光強
度の比を求めると共に、この比から試料の濃度を定量し
、それが記録計８に記録される。
ダウンプラズマから光が発生するが、この光には、試料
の特定準位間の遷移により生ずる輝線状の発光と、プラ
ズマの再結合により生ずる白色光（連続光）とがある、
そこで、これらの光を分離するため、分光器３により分
光し、光検出器４により検出する。この分光器３には通
常回折格子を用いたものが使用され、また光検出器４に
は、光電子増信管やフォトダイオードアレイなどが用い
られる。この光検出器４により検出された試料のプラズ
マ発光スペクトルは演算器４を介して記録計８に記録さ
れ、輝線の波長から試料の成分が同定される。また光検
出器４により検出された試料の輝線強度とプラズマ結合
の白色光強度が演算器６に送られ、輝線強度と白色光強
度の比を求めると共に、この比から試料の濃度を定量し
、それが記録計８に記録される。
ここで、ブレイクダウン発光の原理について第３図を用
いて説明する。第３図には、光照射前後における原子の
モデルと電子軌道準位とを模式的に示している。まず、
光照射前には、電子は原子核のまわりの電子軌道上に存
在し、その電子は基底準位にある。光が照射され、ブレ
イクダウンが生じると、電子は軌道単位から飛び出し、
イオン化ポテンシャルをも越える。このとき、原子核（
又はイオン）と電子は分離し、プラズマ状態となる。光
照射後、直ちにプラズマの再結合が始まる。即ち、分離
した電子と原子核（又はイオン）との衝突により、電子
が軌道単位にとらえられる。
いて説明する。第３図には、光照射前後における原子の
モデルと電子軌道準位とを模式的に示している。まず、
光照射前には、電子は原子核のまわりの電子軌道上に存
在し、その電子は基底準位にある。光が照射され、ブレ
イクダウンが生じると、電子は軌道単位から飛び出し、
イオン化ポテンシャルをも越える。このとき、原子核（
又はイオン）と電子は分離し、プラズマ状態となる。光
照射後、直ちにプラズマの再結合が始まる。即ち、分離
した電子と原子核（又はイオン）との衝突により、電子
が軌道単位にとらえられる。
軌道単位にとらえられる前の電子はそれぞれ異なるエネ
ルギを持っているが、軌道単位にとらえられるとき、そ
のエネルギを光として放出する。この光は様々なエネル
ギを持つために、白色光として観測される。プラズマ再
結合後、励起準位にある電子が基底準位に戻る現象が起
こる。この現象も発光を伴うが、この場合、特定の励起
単位と基底単位間のエネルギ差は物質によって決まって
おり、そのエネルギに対応した波長の光が発生する。
ルギを持っているが、軌道単位にとらえられるとき、そ
のエネルギを光として放出する。この光は様々なエネル
ギを持つために、白色光として観測される。プラズマ再
結合後、励起準位にある電子が基底準位に戻る現象が起
こる。この現象も発光を伴うが、この場合、特定の励起
単位と基底単位間のエネルギ差は物質によって決まって
おり、そのエネルギに対応した波長の光が発生する。
これが即ち輝線である。従って、輝線の波長から物質が
同定でき、その強度から物質の濃度を求めることができ
る。よって多成分系においても、各々の物質に対応した
輝線が発生するなめ、その輝線の波長と強度から各物質
の同定と定量が可能となる。
同定でき、その強度から物質の濃度を求めることができ
る。よって多成分系においても、各々の物質に対応した
輝線が発生するなめ、その輝線の波長と強度から各物質
の同定と定量が可能となる。
本実施例は以上の原理に基づき、試料の成分が未知の場
合は、まず最初のブレイクダウン分光分析で試料のプラ
ズマ発光スペクトルを記録計８に記録してその結果から
成分を同定し、その後更にブレイクダウン分光分析を行
い、同定された成分について輝線強度とプラズマ結合の
白色光強度の比を求め、この比から試料の濃度を定量す
る。また、試料の成分が同定されている場合は、直接試
料の濃度を定量する。
合は、まず最初のブレイクダウン分光分析で試料のプラ
ズマ発光スペクトルを記録計８に記録してその結果から
成分を同定し、その後更にブレイクダウン分光分析を行
い、同定された成分について輝線強度とプラズマ結合の
白色光強度の比を求め、この比から試料の濃度を定量す
る。また、試料の成分が同定されている場合は、直接試
料の濃度を定量する。
次に、第４図を用いて本発明の原理について説明する。
測定する試料が溶液の場合、ブレイクダウンは第４図（
ａ＞に示すようにビームウェストの領域全体で発生する
なめ、その発生位置が変化することはない、ところが、
通常測定時間を一定として測定するため、その測定時間
内でのプラズマ発光回数が変動すると、測定される輝線
強度も変動する。このとき輝線強度Ｅは、次式で表わさ
れる。
ａ＞に示すようにビームウェストの領域全体で発生する
なめ、その発生位置が変化することはない、ところが、
通常測定時間を一定として測定するため、その測定時間
内でのプラズマ発光回数が変動すると、測定される輝線
強度も変動する。このとき輝線強度Ｅは、次式で表わさ
れる。
ＥｃｃＣｓ’Ｉｏ Ｈφ 、−、（１）こ
こで、 Ｃ６：溶液中試料成分濃度 ■ｏ：励起光強度 ｎ ：試料成分の励起ポテンシャルに基づく次数 φ ：プラズマ発生回数 を表わす、ｎは試料成分の励起ポテンシャルの増加に伴
って増える値である。
こで、 Ｃ６：溶液中試料成分濃度 ■ｏ：励起光強度 ｎ ：試料成分の励起ポテンシャルに基づく次数 φ ：プラズマ発生回数 を表わす、ｎは試料成分の励起ポテンシャルの増加に伴
って増える値である。
一方、このときの白色光強度Ｂは次のように表わされる
。
。
ＢＯＣＭ −Ｉ Ｏ−ｃｌ、 ・（
２）Ｍ：マトリックス濃度 ここで、マトリックス濃度とは、被測定物質以外の成分
濃度を言い、具体的には溶媒は共存物質の濃度を言う、
白色光強度はマトリックスの成分と濃度の影響を受ける
と考えられることから、上記（２）式のように表わすこ
ととする。
２）Ｍ：マトリックス濃度 ここで、マトリックス濃度とは、被測定物質以外の成分
濃度を言い、具体的には溶媒は共存物質の濃度を言う、
白色光強度はマトリックスの成分と濃度の影響を受ける
と考えられることから、上記（２）式のように表わすこ
ととする。
従って、輝線強度と白色光強度との比（Ｂ／Ｂ）をとる
と、 Ｅ／ Ｂｏｃ （Ｃ−／Ｍ ） ・Ｉ ｏ ”−’
・＝（３）となり、プラズマ発生回数中の変動を補正す
ることが可能となる。従って、マトリックス濃度Ｍ、及
び照射光強度Ｉ０を一定にすれば、試料成分濃度とＥ／
Ｂ値の比例関係を用いて濃度定量が可能となる。
と、 Ｅ／ Ｂｏｃ （Ｃ−／Ｍ ） ・Ｉ ｏ ”−’
・＝（３）となり、プラズマ発生回数中の変動を補正す
ることが可能となる。従って、マトリックス濃度Ｍ、及
び照射光強度Ｉ０を一定にすれば、試料成分濃度とＥ／
Ｂ値の比例関係を用いて濃度定量が可能となる。
今度は測定試料が粒子の場合について述べる。
粒子の場合、粒子１個ごとに成分分析を適用しなければ
ならない、そこで、第４図（ｂ）に示すように粒子がプ
ラズマ化する位置が一定しないことによって、その位置
により吸収する励起光のエネルギーが変動することによ
って、輝線強度が変動する。このときの輝線強度Ｅは次
のように表わされる。
ならない、そこで、第４図（ｂ）に示すように粒子がプ
ラズマ化する位置が一定しないことによって、その位置
により吸収する励起光のエネルギーが変動することによ
って、輝線強度が変動する。このときの輝線強度Ｅは次
のように表わされる。
ＥｏｃＣ，・Ｉ Ｏ−ｆ （Ｘ） ・（４）
Ｃ２：粒子中試料成分濃度 ｆ（Ｘ）：プラズマ発生位置Ｘにおける励起光エネルギ
ー密度の変化率 一方、このときの白色強度Ｂは、 ＢｏｃＭ −Ｉ 、 −ｆ （ｘ） ・（
５）となり、溶液の場合と同じくＥとＢとの比をとると
、 Ｅ／Ｂｏｃ （Ｃ，／Ｍ） ・ Ｉ ｏ ”−’
・”（６）となって、プラズマ発生位置の変動を
補正することができる。従って、溶液の場合と同様に、
粒子中の成分濃度の定量が可能となる。
Ｃ２：粒子中試料成分濃度 ｆ（Ｘ）：プラズマ発生位置Ｘにおける励起光エネルギ
ー密度の変化率 一方、このときの白色強度Ｂは、 ＢｏｃＭ −Ｉ 、 −ｆ （ｘ） ・（
５）となり、溶液の場合と同じくＥとＢとの比をとると
、 Ｅ／Ｂｏｃ （Ｃ，／Ｍ） ・ Ｉ ｏ ”−’
・”（６）となって、プラズマ発生位置の変動を
補正することができる。従って、溶液の場合と同様に、
粒子中の成分濃度の定量が可能となる。
ここで、照射する光の強度をその粒子がブレイクダウン
する強度よりも高く設定し、かつその粒子が存在する媒
質をブレイクダウンする強度よりも低く設定することに
よって、粒子のみを選択的にブレイクダウンさせること
が可能となる。
する強度よりも高く設定し、かつその粒子が存在する媒
質をブレイクダウンする強度よりも低く設定することに
よって、粒子のみを選択的にブレイクダウンさせること
が可能となる。
以上の原理に基づき、演算器６には上記（３）式及び／
又は（６）式から得られる次式 Ｃ，＝（１／に、 ・■。′″−１）・（Ｅ／Ｂ）・・
・（７） Ｃ，＝（１／に、・１．烏−１）・（Ｆ、／Ｂ）・・・
（８） が記憶されている。ここで、Ｋ、、に、は、装置の測定
感度に基づいて装置定数Ｓとマトリックス濃度Ｍよりな
り、次のように表わされる。
又は（６）式から得られる次式 Ｃ，＝（１／に、 ・■。′″−１）・（Ｅ／Ｂ）・・
・（７） Ｃ，＝（１／に、・１．烏−１）・（Ｆ、／Ｂ）・・・
（８） が記憶されている。ここで、Ｋ、、に、は、装置の測定
感度に基づいて装置定数Ｓとマトリックス濃度Ｍよりな
り、次のように表わされる。
Ｋ、又はに、＝Ｓ／Ｍ （９）次に、本
実施例に基づき実際に測定する手順について説明する。
実施例に基づき実際に測定する手順について説明する。
ここではＮａ＋溶液を例にとり説明する。
第５図に、Ｎａ＋溶液におけるブレイクダウンプラズマ
発光を分光分析した結果の１例を示す。
発光を分光分析した結果の１例を示す。
この図において、５８９．ＯｎｌＭと５８９．６ｎｌに
Ｎａ＋の特定準位間の輝線発光が測定され、その他全波
長域にわたって白色光が測定されていることが分かる。
Ｎａ＋の特定準位間の輝線発光が測定され、その他全波
長域にわたって白色光が測定されていることが分かる。
ここで、輝線強度と白色光強度は第５図に示すように分
離できる。
離できる。
試料を測定する前に（７）式におけるｎとに、を事前に
求めておく必要がある。そのため、試料と同じマトリッ
クス濃度を有し、試料濃度が既知の溶液を用意する。ま
ず、試料濃度一定のとき、照射光強度■。を変えて、Ｅ
／Ｂ比を測定する。その−例を第６図に示す、この図に
おいて、Ｅ／ＢはＩｏに一次比例していることから、（
３）式よりｎは２であることが分かる０次に、Ｉ。一定
のとき、試料濃度を増加させたときのＥ／Ｂ比の値の変
化から、次式におけるに、を得ることができる。
求めておく必要がある。そのため、試料と同じマトリッ
クス濃度を有し、試料濃度が既知の溶液を用意する。ま
ず、試料濃度一定のとき、照射光強度■。を変えて、Ｅ
／Ｂ比を測定する。その−例を第６図に示す、この図に
おいて、Ｅ／ＢはＩｏに一次比例していることから、（
３）式よりｎは２であることが分かる０次に、Ｉ。一定
のとき、試料濃度を増加させたときのＥ／Ｂ比の値の変
化から、次式におけるに、を得ることができる。
Ｅ／Ｂ＝に、・Ｃ，・■。−１（１０）そこで、測定に
おいては、まず事前に求めたｎ。
おいては、まず事前に求めたｎ。
Ｋ、及び照射光強度■。を演算器６に記憶させ、前述し
な（７）式に与えておく、そしてこの（７）式に、測定
したＥ／Ｂの値を代入することにより、Ｃ１を求めるこ
とができる。
な（７）式に与えておく、そしてこの（７）式に、測定
したＥ／Ｂの値を代入することにより、Ｃ１を求めるこ
とができる。
粒子の場合においても、上記と同様な手順でＣ２が求め
られる。
られる。
以上のことから本実施例によれば、ブレイクダウンプラ
ズマの発生回数や発生位置による輝線強度の変動が補正
でき、精度良く成分の定量できるという効果がある。
ズマの発生回数や発生位置による輝線強度の変動が補正
でき、精度良く成分の定量できるという効果がある。
本発明の別な実施例について第７図を用いて説明する。
本実施例においては、発生したブレイクダウンプラズマ
からの発光から輝線強度を分光器３及び光検出器４によ
って測定するとともに、ブレイクダウンプラズマから発
生する音響波の強度を音響検出器５によって検出する。
からの発光から輝線強度を分光器３及び光検出器４によ
って測定するとともに、ブレイクダウンプラズマから発
生する音響波の強度を音響検出器５によって検出する。
この音響波強度Ａは、試料が溶液の場合、Ａ″Ｉｏ’φ
・・・（１１）と表わされ、また、試料
が粒子の場合、Ａ（ｘ： Ｉ ６ − ｆ （Ｘ）
・（１２）となる、従って、（１）式
及び（４）式を用いて、輝線強度Ｅとの比をとると、 Ｅ／ＡＯＣＣ，・Ｉ Ｏ”−’ −（１３）Ｅ
／ＡＯＣＣ，・ｌ、１″−１・・・（１４）となり、φ
やｆ（×）の変動の影響を補正して、濃度の定量ができ
る。演算器６にはこの（１３）式及び（１４）式から得
られる前述した（７）式及び（８）式と同様な式が記憶
されており、Ｅ及びＡを検出することによって濃度を求
める。
・・・（１１）と表わされ、また、試料
が粒子の場合、Ａ（ｘ： Ｉ ６ − ｆ （Ｘ）
・（１２）となる、従って、（１）式
及び（４）式を用いて、輝線強度Ｅとの比をとると、 Ｅ／ＡＯＣＣ，・Ｉ Ｏ”−’ −（１３）Ｅ
／ＡＯＣＣ，・ｌ、１″−１・・・（１４）となり、φ
やｆ（×）の変動の影響を補正して、濃度の定量ができ
る。演算器６にはこの（１３）式及び（１４）式から得
られる前述した（７）式及び（８）式と同様な式が記憶
されており、Ｅ及びＡを検出することによって濃度を求
める。
従って、本実施例によれば、プラズマから発生する音響
波によって輝線強度の変動を補正できるという効果があ
る。
波によって輝線強度の変動を補正できるという効果があ
る。
次に、本発明のさらに別な実施例を第８図を用いて説明
する。
する。
本実施例では、光検出器４からの信号を時間分解する時
間分解処理装置７が設置される。この時間分解処理装置
７には、光源１からパルス光の発振時に信号が送られる
。その信号受信時を起点として、その後に発生する光の
経時変化を測定するのがこの時間分解処理装置７である
。第３図を用いて先に説明したように、プラズマ再結合
時には白色光が発生し、その末期において輝線が発生す
る。従って、時間分解測定によれば、白色光と輝線とを
時間的に分離することが可能である。この時間分解によ
って得られたＳ／Ｂ比を演算器６に送り、試料濃度を求
めることができる。
間分解処理装置７が設置される。この時間分解処理装置
７には、光源１からパルス光の発振時に信号が送られる
。その信号受信時を起点として、その後に発生する光の
経時変化を測定するのがこの時間分解処理装置７である
。第３図を用いて先に説明したように、プラズマ再結合
時には白色光が発生し、その末期において輝線が発生す
る。従って、時間分解測定によれば、白色光と輝線とを
時間的に分離することが可能である。この時間分解によ
って得られたＳ／Ｂ比を演算器６に送り、試料濃度を求
めることができる。
本実施例によれば、白色光強度と輝線強度を容易に分離
できるとともに、弱い輝線が白色光の中に埋もれてしま
うのを防ぎ、輝線の検出下限を向上させることが可能と
いう効果がある。
できるとともに、弱い輝線が白色光の中に埋もれてしま
うのを防ぎ、輝線の検出下限を向上させることが可能と
いう効果がある。
次に、本発明の更に別な実施例を第９図を用いて説明す
る。
る。
本実施例では、光源１からの励起光２０を光ファイバを
用いてプローブ１３に伝送し、また、ブレイクダウンプ
ラズマからの発光２１を光ファイバで分光器３に伝送す
る。
用いてプローブ１３に伝送し、また、ブレイクダウンプ
ラズマからの発光２１を光ファイバで分光器３に伝送す
る。
本実施例によれば、ブレイクダウンを発光させる場所を
容易に移動でき、測定したい場所でのその場分析を可能
にできるという効果がある。
容易に移動でき、測定したい場所でのその場分析を可能
にできるという効果がある。
最後に本発明の応用実施例を説明する９本発明のブレイ
クダウン分光分析装置は一例として半導体製造プロセス
の不純物濃度モニタとして用いられる。この場合、前述
した実施例のセル２、例えば第１図に示す実施例のセル
２を半導体製造プロセスにおける半導体ａｉ造処理用の
超純水が流れる配管部分とする。他の構成に実質的な変
更はない。
クダウン分光分析装置は一例として半導体製造プロセス
の不純物濃度モニタとして用いられる。この場合、前述
した実施例のセル２、例えば第１図に示す実施例のセル
２を半導体製造プロセスにおける半導体ａｉ造処理用の
超純水が流れる配管部分とする。他の構成に実質的な変
更はない。
これにより、超純水に含まれる不純物の成分を同定し、
その濃度を正確に定量することができる。
その濃度を正確に定量することができる。
なお、本発明のブレイクダウン分光分析装置は伴動態勢
遣プロセスの不純物濃度モニタ以外にも種々の物質の成
分の同定及び濃度の定量に用いることができ、例えば、
原子燃料の再処理プラントにおけるプロセス溶液の濃度
モニタ等に用いることができる。
遣プロセスの不純物濃度モニタ以外にも種々の物質の成
分の同定及び濃度の定量に用いることができ、例えば、
原子燃料の再処理プラントにおけるプロセス溶液の濃度
モニタ等に用いることができる。
本発明によれば、ブレイクダウン分光法により定量分析
を行う場合におけるブレイクダウンプラズマの発生回数
や発生位置の変動による試料の輝線強度の変動を補正で
きるので、ブレイクダウン分光分析の定量精度を向上で
きるという効果がある。
を行う場合におけるブレイクダウンプラズマの発生回数
や発生位置の変動による試料の輝線強度の変動を補正で
きるので、ブレイクダウン分光分析の定量精度を向上で
きるという効果がある。
また、本発明は、ブレイクダウンプラズマから発生する
白色光や音響波を用いて補正する内部標準法であるため
、簡単な装置で精度良く補正できるという効果がある。
白色光や音響波を用いて補正する内部標準法であるため
、簡単な装置で精度良く補正できるという効果がある。
また、本発明は、半導体製造プロセスにおいて超純水に
含まれる不純物の成分を同定し、その濃度を正確に定量
することができるという効果がある。
含まれる不純物の成分を同定し、その濃度を正確に定量
することができるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例によるブレイクダウン分光分
析装置の構成図であり、第２図はブレイクダウン分光分
析におけるビームウェストの拡大図であり、第３図はブ
レイクダウン発光の原理を説明するための図であり、第
４図（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ試料が溶液及び粒子
の場合のブレイクダウンプラズマ発生位置の模式図であ
り、第５図はＮａ＋溶液のプラズマ発光スペクトルの一
例を示す図であり、第６図はＮａ＋溶液におけるＥ／Ｂ
値の励起光依存性測定結果の一例を示す図であり、第７
図は本発明の別な実施例によるブレイクダウン分光分析
装置の構成図であり、第８図は本発明の更に別な実施例
によるブレイクダウン分光分析装置の構成図であり、第
９図は本発明のまた更に別な実施例によるブレイクダウ
ン分光分析装置の構成図である。 符号の説明 １・・・光源 ３・・・分光器 ４・・・光検出器 ６・・・演算器 ７・・・時間分解処理装置 ９．１０・・・光ファイバ 第１図 出願人 株式会社 日立製作所 代理人 弁理士 春 日 譲 ９．１０−−一光ファイバ 第４ 図 （ａ）溶液の場合 （ｂ）粒子の場合 光子計数値〈任意単位） 第６図 励起光強度１ｏ（ｍＪ） 第８図 第７図
析装置の構成図であり、第２図はブレイクダウン分光分
析におけるビームウェストの拡大図であり、第３図はブ
レイクダウン発光の原理を説明するための図であり、第
４図（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ試料が溶液及び粒子
の場合のブレイクダウンプラズマ発生位置の模式図であ
り、第５図はＮａ＋溶液のプラズマ発光スペクトルの一
例を示す図であり、第６図はＮａ＋溶液におけるＥ／Ｂ
値の励起光依存性測定結果の一例を示す図であり、第７
図は本発明の別な実施例によるブレイクダウン分光分析
装置の構成図であり、第８図は本発明の更に別な実施例
によるブレイクダウン分光分析装置の構成図であり、第
９図は本発明のまた更に別な実施例によるブレイクダウ
ン分光分析装置の構成図である。 符号の説明 １・・・光源 ３・・・分光器 ４・・・光検出器 ６・・・演算器 ７・・・時間分解処理装置 ９．１０・・・光ファイバ 第１図 出願人 株式会社 日立製作所 代理人 弁理士 春 日 譲 ９．１０−−一光ファイバ 第４ 図 （ａ）溶液の場合 （ｂ）粒子の場合 光子計数値〈任意単位） 第６図 励起光強度１ｏ（ｍＪ） 第８図 第７図
Claims (8)
- （１）光照射により誘起されるブレイクダウンプラズマ
からの発光を分光し、試料の特定準位間の遷移により生
じる輝線の強度と、プラズマの再結合により生ずる白色
光の強度との比をとり、その比の値を用いて試料の定量
分析を行うことを特徴とするブレイクダウン分光分析方
法。 - （２）定量する試料の形態が粒子である請求項１記載の
ブレイクダウン分光分析方法において、照射する光の強
度をその粒子がブレイクダウンする強度よりも高く設定
し、かつその粒子が存在する媒質をブレイクダウンする
強度よりも低く設定することを特徴とするブレイクダウ
ン分光分析方法。 - （３）ブレイクダウンプラズマを誘起させる光を発生さ
せる光源と、その光によって誘起されたブレイクダウン
プラズマからの発光を分光する分光器と、分光されたプ
ラズマからの発光を検出する光検出器とを備えたブレイ
クダウン分光分析装置において、試料の特定準位間の遷
移により生じる輝線の強度と、プラズマの再結合により
生ずる白色光の強度との比をとる演算手段を設けたこと
を特徴とするブレイクダウン分光分析装置。 - （４）ブレイクダウンプラズマを誘起させる光を発生さ
せる光源と、その光によって誘起されたブレイクダウン
プラズマからの発光を分光する分光器と、分光されたプ
ラズマからの発光を検出する光検出器とを備えたブレイ
クダウン分光分析装置において、ブレイクダウンから発
生する音響波の強度を検出する音響検出器と、光検出器
により検出された試料の輝線の強度と、音響検出器によ
り検出された音響波の強度との比をとる演算手段とを設
けたことを特徴とするブレイクダウン分光分析装置。 - （５）請求項３又は４記載のブレイクダウン分光分析装
置において、光検出器として、ブレイクダウンプラズマ
からの発光を時間分解して検出する時間分解光検出器を
用いることを特徴とするブレイクダウン分光分析装置。 - （６）請求項３〜５のいずれか１項記載のブレイクダウ
ン分光分析装置において、ブレイクダウンプラズマを誘
起する光を光ファイバで送光することを特徴とするブレ
イクダウン分光分析装置。 - （７）請求項３〜５のいずれか１項記載のブレイクダウ
ン分光分析装置において、ブレイクダウンにより生じた
発光を光ファイバで送光することを特徴とするブレイク
ダウン分光分析装置。 - （８）請求項３項〜７項のいずれか１項記載のブレイク
ダウン分光分析装置からなることを特徴とする半導体製
造プロセスの不純物濃度モニタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1062677A JP2763907B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | ブレイクダウン分光分析方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1062677A JP2763907B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | ブレイクダウン分光分析方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02242140A true JPH02242140A (ja) | 1990-09-26 |
| JP2763907B2 JP2763907B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=13207154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1062677A Expired - Lifetime JP2763907B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | ブレイクダウン分光分析方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2763907B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007163383A (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 微量成分計測装置及び方法 |
| JP2009145243A (ja) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Eisai R & D Management Co Ltd | レーザー誘導ブレークダウン分光分析法を利用した元素の定量方法及び定量装置 |
| JP2015148442A (ja) * | 2014-02-04 | 2015-08-20 | 株式会社Ihi | 物質特定方法および物質特定システム |
| JP2023500086A (ja) * | 2019-11-05 | 2023-01-04 | ヒタチ ハイ－テク アナリティカル サイエンス ゲーエムベーハー | 容易に調整可能な発光分光分析装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56114746A (en) * | 1980-02-14 | 1981-09-09 | Kawasaki Steel Corp | Direct analyzing method for molten metal with pulse laser light |
| JPS60209146A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-10-21 | Olympus Optical Co Ltd | 螢光スペクトル分析装置 |
| JPS61178645A (ja) * | 1985-02-04 | 1986-08-11 | Hitachi Ltd | 粒子密度計測装置 |
| JPS6353443A (ja) * | 1986-08-25 | 1988-03-07 | Hamamatsu Photonics Kk | 高空間・時間分解計測装置 |
| JPS6381248A (ja) * | 1986-09-25 | 1988-04-12 | Toshiba Corp | ガス分析装置 |
-
1989
- 1989-03-15 JP JP1062677A patent/JP2763907B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56114746A (en) * | 1980-02-14 | 1981-09-09 | Kawasaki Steel Corp | Direct analyzing method for molten metal with pulse laser light |
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2007163383A (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 微量成分計測装置及び方法 |
| JP2009145243A (ja) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Eisai R & D Management Co Ltd | レーザー誘導ブレークダウン分光分析法を利用した元素の定量方法及び定量装置 |
| JP2015148442A (ja) * | 2014-02-04 | 2015-08-20 | 株式会社Ihi | 物質特定方法および物質特定システム |
| JP2023500086A (ja) * | 2019-11-05 | 2023-01-04 | ヒタチ ハイ－テク アナリティカル サイエンス ゲーエムベーハー | 容易に調整可能な発光分光分析装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2763907B2 (ja) | 1998-06-11 |
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