JPH046896B2 - - Google Patents
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- JPH046896B2 JPH046896B2 JP59211511A JP21151184A JPH046896B2 JP H046896 B2 JPH046896 B2 JP H046896B2 JP 59211511 A JP59211511 A JP 59211511A JP 21151184 A JP21151184 A JP 21151184A JP H046896 B2 JPH046896 B2 JP H046896B2
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- gas
- excimer laser
- oxidizing
- concentration
- fluorine
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/76—Chemiluminescence; Bioluminescence
- G01N21/766—Chemiluminescence; Bioluminescence of gases
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- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は化学工業、機械工業、半導体工業等に
多用されるエキシマーレーザー発生システムにお
けるエキシマーレーザーガス中の酸化性ガスの濃
度を管理、制御するうえで不可欠な酸化性ガスの
濃度を測定する方法および装置に関するものであ
る。 （従来の技術） 従来、エキシマーレーザー発生システムにおけ
るヘリウム、アルゴン、クリプトンガスなどのよ
うな不活性ガスとフツ素、３フツ化窒素、塩化水
素ガスなどのような酸化性ガスとの混合ガスから
なるエキシマーレーザーガスは循環使用すること
なく、酸化性ガスの濃度の減少等に伴うガスの劣
化により、一定時間使用後排出することが多かつ
た。しかし、そのなかには未だ有用ガスが少なか
らず含まれており、コストを低減するうえで、あ
るいはエキシマーレーザーガス中にフツ素ガスな
どの有害ガスが含まれていて排出するうえで公害
処理設備を必要とするような場合は尚更、エキシ
マーレーザーガスを循環使用することが望まれて
いた。 極く一部で循環使用の試みが為されており、こ
の場合、システムで消費した、あるいは減少した
酸化性ガスを補給するためには酸化性ガスの濃度
を測定する必要がある。その手段としては化学分
析やガスクロマトグラフイー等が採用されている
がこれらは次のような問題を有していた。 （本発明が解決しようとする問題点） エキシマーレーザー発生システムにおいて電子
ビーム照射、放電などの励起に伴い酸化性ガス、
たとえばフツ素ガスが低減し、それとともにレー
ザー出力が減少するので、フツ素ガスの補給をし
て常にフツ素ガスの濃度を設定値に維持しておく
のが望ましい。 ところが、化学分析はいうまでもなくガスクロ
マトグラフイーによる場合、分析に長時間、少な
くとも30分以上を要し、ことに腐食性の著しいフ
ツ素ガスの場合はガスクロマトグラフイー装置に
損耗をもたらすので一旦腐食性の少ないフツ化物
に変換し、ガスクロマトグラフイーに供する操作
をも要するため、分析結果が出た時点においては
実際にはフツ素ガスはさらに低減しているのでフ
ツ素ガスの濃度を設定値に維持するのは不可能で
あつた。 また、これらの分析手段は操作が煩雑で熟練を
要し、かつ分析機器の規模が大で高価なものであ
つたりし、非熟練者でも迅速、容易かつ精度良く
測定し得るものではなかつた。 一方、ケミルミネツセンスを利用したガスの測
定方法や装置については、従来から知られてい
る。 たとえば、特開昭48−29492号（以下従来例
という。）には光電倍増管のチユーブに接して透
光板を、該透光板に接してベースプレートをそれ
ぞれ配置し、ベースプレートの透光板に接する面
には浅い曲がりくねつた溝を設けておき、被測定
ガスをその溝に導き、該溝上で固体、液体あるい
はガス状の反応剤と反応させ、生じたケミルミネ
ツセンスを前記透光板を介して光電倍増管で検
知、測定することが、特開昭51−60593号（以下
従来例という。）にはオゾンを用いて有機ガス
を分析するに際してクロマトグラフイーのカラム
を利用して二種類以上の被測定ガスを分離した
り、あるいはさらにそれぞれのガスの反応温度の
差異を利用して適当温度に制御したり、それぞれ
のガスの反応によるケミルミネツセンスの波長の
差異を利用し適当波長を通過するフイルターをも
ちいたりして、それぞれのガスのケミルミネツセ
ンスを検知、測定することが、特開昭57−53646
号（以下従来例という。）には反応室の周囲か
ら被測定ガスおよび反応ガスを取り入れるための
孔を均等に分布させ、また検出のためのフオトダ
イオードの位置を特定したものを、複数個配置さ
せることが開示されている。 これら従来例〜はいずれもエキシマーレー
ザーガス中のフツ素、３フツ化窒素、塩化水素等
の酸化性ガスの測定については何ら言及しておら
ず、またいずれも反応室の一方より被測定ガス、
反応ガスのそれぞれを導入しつつ他方よりより反
応したガスを吸引、排出するシステムであつて、
これらガス導入量を一定に維持するためには導
入、排出を釣合せた精緻なバルブ操作を行わない
と精度のよい測定ができないし、また必然的にガ
スサンプリング量が多くなり、測定のために余分
のガス量を必要とすることになる。 なお、従来例は反応が透光板に近接した場所
で生ずるため反応生成物等による透光板の汚染を
もたらし易くそれは測定精度を悪化させるという
問題がある。従来例においてはカラムによるガ
ス分離に長時間必要とし、加えてカラムや加熱制
御手段、冷却手段、フイルター等を付設すること
は装置を大がかりなものとし、操作を複雑なもの
とする。ことにフツ素ガスのような腐食性の著し
いエキシマーレーザーガスを測定する場合は該ガ
スと接触する部材の腐食を避け得ないが、該部材
を交換するに際して手間がかかり経費も多大なも
のとなる等の問題がある。従来例も前記同様腐
食部材の交換に手間と経費を要することは想像に
難くない。 本発明はこれらの問題点を解決し、エキシマー
レーザーガスの管理上必要とされる迅速、容易か
つ精度のよい測定方法と、加えて構造が簡素でコ
ンパクトな、また部品の交換も迅速、容易にでき
るような測定装置を提供することを目的とする。 （問題点を解決するための手段） 本発明は不活性ガスと、フツ素系または塩素系
ガスのうちの一種類の酸化性ガスとの混合ガスか
らなるエキシマーレーザーガス中の酸化性ガスの
濃度を測定する方法において、水素、メタン、水
素化珪素ガスまたはこれらの混合ガスより選択さ
れる還元性ガスを前記エキシマーレーザーガスに
接触させ、前記酸化性ガスと化学反応する際に生
ずる発光（ケミルミネツセンス）の光強度を測定
すること、および不活性ガスと、フツ素系または
塩素系ガスのうちの一種類の酸化性ガスとの混合
ガスからなるエキシマーレーザーガス中の酸化性
ガスの濃度を測定する装置において、前記エキシ
マーレーザーガスの循環ラインに枝管を設けてそ
の一部を採取する導入管、これに一端を連設し、
水素、メタン、水素化珪素ガスまたはこれらの混
合ガスより選択される還元性ガスを封入した反応
容器、該反応容器に前記還元性ガスを送入する送
入管、前記反応容器のレーザーガス導入側に対向
する他端側において前記酸化性ガスと還元性ガス
との反応により生じたケミルミネツセンスを検知
し電気信号に変換する検出装置、その電気信号を
増幅する増幅器、その増幅信号を記録保存する記
録装置を有することからなる。 本発明において、エキシマーレーザーガス中の
不活性ガスはヘリウム、ネオン、アルゴン、クリ
プトンガス等の主として希ガスをいい、一種類で
も二種類以上存在していてもよい。 酸化性ガスはフツ素、３フツ化窒素、塩化水素
ガス等であつて、エキシマーレーザーガス中に
は、それらのうち一種類を存在せしめる。 還元性ガスは酸化性ガスと反応しケミルミネツ
センスを有効に発現させ、精度よく測定するため
に特定するもので、水素、メタン、水素化珪素、
あるいはこれらの混合ガスを採用する。 本発明の装置は、エキシマーレーザーガスの循
環ラインに該レーザーガスの一部を導く枝管を設
け、さらにこれを採取し反応容器に導入する容積
数c.c.またはそれ以下の導入管を経て、予め送入管
より導いたごく低気圧の特定の還元性ガスを封入
した容積数c.c.〜数百c.c.程度の反応容器たとえば円
筒容器の一端より前記エキシマーレーザーガスを
流入させ、該レーザーガス中の前記した酸化性ガ
スを前記還元性ガスと反応させ、反応の際生ずる
ケミルミネツセンスを反応容器の前記ガス流入端
に対向する他端に設けた窓部を介し、検出装置の
光電変換素子すなわちフオトダイオード等で検出
し、その電気信号を増幅し記録装置で記録保存
し、反応後の残留ガスを排出管より系外に排出す
るようにしたものであり、きわめて簡素かつコン
パクトな構造を呈している。 さらに導入パイプ、反応容器はパイプ継手等に
より着脱自在としたのでこれらが損耗した場合も
迅速容易に交換できる。 （実施例） 以下本発明の実施の一例を詳述する。 フツ素系クリプトンエキシマーレーザーシステ
ムにおいては、電子ビームの照射、放電等による
励起に伴つてフツ素ガスの温度が減少するが、そ
のフツ素ガスを供給するうえで本発明が有効に適
用し得る。 第１図は本発明の装置の一例を示す概略図であ
り、図中５はエキシマーレーザーガス循環ライン
（図示せず）より該レーザーガスを採取する枝パ
イプでバルブ６の操作により例えば容積３c.c.の導
入パイプ１に導かれる。なお、ガス圧は本実施例
においては２気圧である。７は還元性ガス例えば
水素化珪素ガスの導入パイプでガスはバルブ８の
操作により一例として容積50c.c.の反応容器２に封
入される。なお、ガス圧は0.3Torr（４×10-4気
圧）程度の極く低圧でよい。９は測定後の廃ガス
の排出パイプであり、排出はバルブ１４の操作に
よつて行われる。また、バルブ１４は導入パイプ
１及び反応容器２を測定前に10-3Torrの真空下
にするのに用いられる。 混合ガスはバルブ１０の操作により反応容器２
の一端より流入し、そこで混合ガス中のフツ素ガ
スと水素化珪素ガスが接触、瞬時に反応する。前
記ガス流入端に対向する他端に設けた窓部１１を
介し、窓部１１に接して、あるいは近接して配置
したフオトダイオード３により検出され、電気信
号に変換され増幅器１３により適宜増幅されて、
第２図に示すような光強度−時間曲線として記録
計４に記録される。このように操作は極めて容易
であり混合ガスを測定に供してから数秒で結果が
判明する。 反応容器２の形状は特定しないが、既述したよ
うにガス流入端に対向する他端に窓部１１を設
け、流入ガスの噴出方向を窓部１１を形成する面
垂直軸に一致させるようにすることがケミルミネ
ツセンスを検出するために最も効果的である。な
お、前記ガス流入端と窓部１１が余りに近接して
いると反応生成物等が窓部１１を汚染し、その透
光性を損ね、フオトダイオード３の検出精度を悪
化させる恐れがある。したがつて流入ガス圧力と
水素化珪素ガス圧力の差やそれぞれのガスの容積
にもよるが、ガス流入端と窓部１１の間は通常５
cm以上の間隔を保つようにするのが好ましい。 導入パイプ１や反応容器２にはアルミニウムも
しくはニツケルを用いれば、その内表面はフツ素
ガスと反応して堅固なフツ化アルミニウムもしく
はフツ化ニツケルの被膜を形成し、それらはフツ
素ガスの侵食に対しきわめて抵抗の大きなものと
なる。窓部１１には同様に侵食抵抗の大きい石英
ガラスを用いるのが好ましい。 第４図はエキシマーレーザーガスの導入部分を
示す一部破断側面図で、枝パイプ５の先はバルブ
６を取付け、その流出側端部と導入パイプ１の始
端を突合せて取外し自在の筒状の継手１５で連結
し、同様に導入パイプ１の終端にはバルブ１０を
取付け、その流出側端部と反応容器２の流入側パ
イプを突合せて取外し自在の筒状の継手１６を取
付ける。図示しないが、さらに同様にバルブ８，
１４の反応容器側もパイプを突合せて筒状の継手
を取付けることにより、導入パイプ１、反応容器
２が損耗した場合でも簡単に取替えることができ
る。 フツ素ガスの濃度は、第２図のグラフの光強度
−時間曲線の積分強度に比例しており、第３図の
グラフはフツ素ガスの濃度と前記積分強度の関係
を示したものであるが、0.1〜0.3％の微量域にお
いても濃度変化に対し極めてよい直線性が得られ
る。 第１表はフツ素ガス濃度の測定精度及び測定時
間を比較例、参考例と対比して示したものであり
表中No.１〜No.３は本発明によるもの、No.４，No.５
は還元性ガスとしてアンモニア、一酸化炭素を採
用した場合の比較例、No.６はガスクロマトグラフ
イーにおける参考例である。この結果から比較例
においては測定精度が誤差範囲±６％以上と不充
分であるのに対し、本発明において測定精度は誤
差範囲±２％以下であつてフツ素ガスを管理する
うえで充分な精度を示し、かつ測定時間は10秒以
内と極めて短くエキシマーレーザーガスを管理す
るのに好適である。ことにNo.１の水素化珪素ガス
を用いた場合は低フツ素濃度から高フツ素濃度域
にわたり着火手段を用いることなく高精度で測定
できる。一方水素、メタンガスを用いた場合はフ
ツ素ガスの低濃度域の測定には第１図１２に示す
ようなフイラメント等の着火手段（表中＊印で示
している。）を採用すればよく、この着火そのも
のの光強度は予めブランクテストをすることによ
り除外できる。 本発明の実施に際しては、エキシマーレーザー
発生システムに常に補給用のフツ素ガスを流しつ
つ定時間おきに該レーザー発生システム中のフツ
素ガス濃度を測定し、その結果より前記補給用フ
ツ素ガス量を調整するようなことも可能である。
このようにすることにより、前記レーザー発生シ
ステム中のフツ素ガス濃度は常に設定値にあり、
最適なレーザー発振条件を維持できる。 なお、記録計４に換え、フオトダイオードから
の電気信号を増幅した後、アナログ−デジタル変
換し、マイクロコンピユーターに入力し、第３図
のフツ素ガス濃度−積分強度の関係を予め記憶さ
せておけば出力結果をフツ素ガス濃度として表示
させることも可能である。 （発明の効果） 以上のように、本発明はエキシマーレーザーガ
スにおける不活性ガスに混合された酸化性ガスの
濃度を迅速、容易かつ高精度で測定できるので酸
化性ガスの濃度を常に設定値に維持でき、したが
つて常に最適状態でのエキシマーレーザー発生シ
ステムの稼働を可能にするという顕著な効果をも
たらすものである。 また、本発明の装置は簡素かつコンパクトでそ
の操作も熟練を要さず、導入パイプや反応容器等
の部品が損耗した場合でも迅速に交換でき、その
費用も軽微であるという利点を有する。 【表】
多用されるエキシマーレーザー発生システムにお
けるエキシマーレーザーガス中の酸化性ガスの濃
度を管理、制御するうえで不可欠な酸化性ガスの
濃度を測定する方法および装置に関するものであ
る。 （従来の技術） 従来、エキシマーレーザー発生システムにおけ
るヘリウム、アルゴン、クリプトンガスなどのよ
うな不活性ガスとフツ素、３フツ化窒素、塩化水
素ガスなどのような酸化性ガスとの混合ガスから
なるエキシマーレーザーガスは循環使用すること
なく、酸化性ガスの濃度の減少等に伴うガスの劣
化により、一定時間使用後排出することが多かつ
た。しかし、そのなかには未だ有用ガスが少なか
らず含まれており、コストを低減するうえで、あ
るいはエキシマーレーザーガス中にフツ素ガスな
どの有害ガスが含まれていて排出するうえで公害
処理設備を必要とするような場合は尚更、エキシ
マーレーザーガスを循環使用することが望まれて
いた。 極く一部で循環使用の試みが為されており、こ
の場合、システムで消費した、あるいは減少した
酸化性ガスを補給するためには酸化性ガスの濃度
を測定する必要がある。その手段としては化学分
析やガスクロマトグラフイー等が採用されている
がこれらは次のような問題を有していた。 （本発明が解決しようとする問題点） エキシマーレーザー発生システムにおいて電子
ビーム照射、放電などの励起に伴い酸化性ガス、
たとえばフツ素ガスが低減し、それとともにレー
ザー出力が減少するので、フツ素ガスの補給をし
て常にフツ素ガスの濃度を設定値に維持しておく
のが望ましい。 ところが、化学分析はいうまでもなくガスクロ
マトグラフイーによる場合、分析に長時間、少な
くとも30分以上を要し、ことに腐食性の著しいフ
ツ素ガスの場合はガスクロマトグラフイー装置に
損耗をもたらすので一旦腐食性の少ないフツ化物
に変換し、ガスクロマトグラフイーに供する操作
をも要するため、分析結果が出た時点においては
実際にはフツ素ガスはさらに低減しているのでフ
ツ素ガスの濃度を設定値に維持するのは不可能で
あつた。 また、これらの分析手段は操作が煩雑で熟練を
要し、かつ分析機器の規模が大で高価なものであ
つたりし、非熟練者でも迅速、容易かつ精度良く
測定し得るものではなかつた。 一方、ケミルミネツセンスを利用したガスの測
定方法や装置については、従来から知られてい
る。 たとえば、特開昭48−29492号（以下従来例
という。）には光電倍増管のチユーブに接して透
光板を、該透光板に接してベースプレートをそれ
ぞれ配置し、ベースプレートの透光板に接する面
には浅い曲がりくねつた溝を設けておき、被測定
ガスをその溝に導き、該溝上で固体、液体あるい
はガス状の反応剤と反応させ、生じたケミルミネ
ツセンスを前記透光板を介して光電倍増管で検
知、測定することが、特開昭51−60593号（以下
従来例という。）にはオゾンを用いて有機ガス
を分析するに際してクロマトグラフイーのカラム
を利用して二種類以上の被測定ガスを分離した
り、あるいはさらにそれぞれのガスの反応温度の
差異を利用して適当温度に制御したり、それぞれ
のガスの反応によるケミルミネツセンスの波長の
差異を利用し適当波長を通過するフイルターをも
ちいたりして、それぞれのガスのケミルミネツセ
ンスを検知、測定することが、特開昭57−53646
号（以下従来例という。）には反応室の周囲か
ら被測定ガスおよび反応ガスを取り入れるための
孔を均等に分布させ、また検出のためのフオトダ
イオードの位置を特定したものを、複数個配置さ
せることが開示されている。 これら従来例〜はいずれもエキシマーレー
ザーガス中のフツ素、３フツ化窒素、塩化水素等
の酸化性ガスの測定については何ら言及しておら
ず、またいずれも反応室の一方より被測定ガス、
反応ガスのそれぞれを導入しつつ他方よりより反
応したガスを吸引、排出するシステムであつて、
これらガス導入量を一定に維持するためには導
入、排出を釣合せた精緻なバルブ操作を行わない
と精度のよい測定ができないし、また必然的にガ
スサンプリング量が多くなり、測定のために余分
のガス量を必要とすることになる。 なお、従来例は反応が透光板に近接した場所
で生ずるため反応生成物等による透光板の汚染を
もたらし易くそれは測定精度を悪化させるという
問題がある。従来例においてはカラムによるガ
ス分離に長時間必要とし、加えてカラムや加熱制
御手段、冷却手段、フイルター等を付設すること
は装置を大がかりなものとし、操作を複雑なもの
とする。ことにフツ素ガスのような腐食性の著し
いエキシマーレーザーガスを測定する場合は該ガ
スと接触する部材の腐食を避け得ないが、該部材
を交換するに際して手間がかかり経費も多大なも
のとなる等の問題がある。従来例も前記同様腐
食部材の交換に手間と経費を要することは想像に
難くない。 本発明はこれらの問題点を解決し、エキシマー
レーザーガスの管理上必要とされる迅速、容易か
つ精度のよい測定方法と、加えて構造が簡素でコ
ンパクトな、また部品の交換も迅速、容易にでき
るような測定装置を提供することを目的とする。 （問題点を解決するための手段） 本発明は不活性ガスと、フツ素系または塩素系
ガスのうちの一種類の酸化性ガスとの混合ガスか
らなるエキシマーレーザーガス中の酸化性ガスの
濃度を測定する方法において、水素、メタン、水
素化珪素ガスまたはこれらの混合ガスより選択さ
れる還元性ガスを前記エキシマーレーザーガスに
接触させ、前記酸化性ガスと化学反応する際に生
ずる発光（ケミルミネツセンス）の光強度を測定
すること、および不活性ガスと、フツ素系または
塩素系ガスのうちの一種類の酸化性ガスとの混合
ガスからなるエキシマーレーザーガス中の酸化性
ガスの濃度を測定する装置において、前記エキシ
マーレーザーガスの循環ラインに枝管を設けてそ
の一部を採取する導入管、これに一端を連設し、
水素、メタン、水素化珪素ガスまたはこれらの混
合ガスより選択される還元性ガスを封入した反応
容器、該反応容器に前記還元性ガスを送入する送
入管、前記反応容器のレーザーガス導入側に対向
する他端側において前記酸化性ガスと還元性ガス
との反応により生じたケミルミネツセンスを検知
し電気信号に変換する検出装置、その電気信号を
増幅する増幅器、その増幅信号を記録保存する記
録装置を有することからなる。 本発明において、エキシマーレーザーガス中の
不活性ガスはヘリウム、ネオン、アルゴン、クリ
プトンガス等の主として希ガスをいい、一種類で
も二種類以上存在していてもよい。 酸化性ガスはフツ素、３フツ化窒素、塩化水素
ガス等であつて、エキシマーレーザーガス中に
は、それらのうち一種類を存在せしめる。 還元性ガスは酸化性ガスと反応しケミルミネツ
センスを有効に発現させ、精度よく測定するため
に特定するもので、水素、メタン、水素化珪素、
あるいはこれらの混合ガスを採用する。 本発明の装置は、エキシマーレーザーガスの循
環ラインに該レーザーガスの一部を導く枝管を設
け、さらにこれを採取し反応容器に導入する容積
数c.c.またはそれ以下の導入管を経て、予め送入管
より導いたごく低気圧の特定の還元性ガスを封入
した容積数c.c.〜数百c.c.程度の反応容器たとえば円
筒容器の一端より前記エキシマーレーザーガスを
流入させ、該レーザーガス中の前記した酸化性ガ
スを前記還元性ガスと反応させ、反応の際生ずる
ケミルミネツセンスを反応容器の前記ガス流入端
に対向する他端に設けた窓部を介し、検出装置の
光電変換素子すなわちフオトダイオード等で検出
し、その電気信号を増幅し記録装置で記録保存
し、反応後の残留ガスを排出管より系外に排出す
るようにしたものであり、きわめて簡素かつコン
パクトな構造を呈している。 さらに導入パイプ、反応容器はパイプ継手等に
より着脱自在としたのでこれらが損耗した場合も
迅速容易に交換できる。 （実施例） 以下本発明の実施の一例を詳述する。 フツ素系クリプトンエキシマーレーザーシステ
ムにおいては、電子ビームの照射、放電等による
励起に伴つてフツ素ガスの温度が減少するが、そ
のフツ素ガスを供給するうえで本発明が有効に適
用し得る。 第１図は本発明の装置の一例を示す概略図であ
り、図中５はエキシマーレーザーガス循環ライン
（図示せず）より該レーザーガスを採取する枝パ
イプでバルブ６の操作により例えば容積３c.c.の導
入パイプ１に導かれる。なお、ガス圧は本実施例
においては２気圧である。７は還元性ガス例えば
水素化珪素ガスの導入パイプでガスはバルブ８の
操作により一例として容積50c.c.の反応容器２に封
入される。なお、ガス圧は0.3Torr（４×10-4気
圧）程度の極く低圧でよい。９は測定後の廃ガス
の排出パイプであり、排出はバルブ１４の操作に
よつて行われる。また、バルブ１４は導入パイプ
１及び反応容器２を測定前に10-3Torrの真空下
にするのに用いられる。 混合ガスはバルブ１０の操作により反応容器２
の一端より流入し、そこで混合ガス中のフツ素ガ
スと水素化珪素ガスが接触、瞬時に反応する。前
記ガス流入端に対向する他端に設けた窓部１１を
介し、窓部１１に接して、あるいは近接して配置
したフオトダイオード３により検出され、電気信
号に変換され増幅器１３により適宜増幅されて、
第２図に示すような光強度−時間曲線として記録
計４に記録される。このように操作は極めて容易
であり混合ガスを測定に供してから数秒で結果が
判明する。 反応容器２の形状は特定しないが、既述したよ
うにガス流入端に対向する他端に窓部１１を設
け、流入ガスの噴出方向を窓部１１を形成する面
垂直軸に一致させるようにすることがケミルミネ
ツセンスを検出するために最も効果的である。な
お、前記ガス流入端と窓部１１が余りに近接して
いると反応生成物等が窓部１１を汚染し、その透
光性を損ね、フオトダイオード３の検出精度を悪
化させる恐れがある。したがつて流入ガス圧力と
水素化珪素ガス圧力の差やそれぞれのガスの容積
にもよるが、ガス流入端と窓部１１の間は通常５
cm以上の間隔を保つようにするのが好ましい。 導入パイプ１や反応容器２にはアルミニウムも
しくはニツケルを用いれば、その内表面はフツ素
ガスと反応して堅固なフツ化アルミニウムもしく
はフツ化ニツケルの被膜を形成し、それらはフツ
素ガスの侵食に対しきわめて抵抗の大きなものと
なる。窓部１１には同様に侵食抵抗の大きい石英
ガラスを用いるのが好ましい。 第４図はエキシマーレーザーガスの導入部分を
示す一部破断側面図で、枝パイプ５の先はバルブ
６を取付け、その流出側端部と導入パイプ１の始
端を突合せて取外し自在の筒状の継手１５で連結
し、同様に導入パイプ１の終端にはバルブ１０を
取付け、その流出側端部と反応容器２の流入側パ
イプを突合せて取外し自在の筒状の継手１６を取
付ける。図示しないが、さらに同様にバルブ８，
１４の反応容器側もパイプを突合せて筒状の継手
を取付けることにより、導入パイプ１、反応容器
２が損耗した場合でも簡単に取替えることができ
る。 フツ素ガスの濃度は、第２図のグラフの光強度
−時間曲線の積分強度に比例しており、第３図の
グラフはフツ素ガスの濃度と前記積分強度の関係
を示したものであるが、0.1〜0.3％の微量域にお
いても濃度変化に対し極めてよい直線性が得られ
る。 第１表はフツ素ガス濃度の測定精度及び測定時
間を比較例、参考例と対比して示したものであり
表中No.１〜No.３は本発明によるもの、No.４，No.５
は還元性ガスとしてアンモニア、一酸化炭素を採
用した場合の比較例、No.６はガスクロマトグラフ
イーにおける参考例である。この結果から比較例
においては測定精度が誤差範囲±６％以上と不充
分であるのに対し、本発明において測定精度は誤
差範囲±２％以下であつてフツ素ガスを管理する
うえで充分な精度を示し、かつ測定時間は10秒以
内と極めて短くエキシマーレーザーガスを管理す
るのに好適である。ことにNo.１の水素化珪素ガス
を用いた場合は低フツ素濃度から高フツ素濃度域
にわたり着火手段を用いることなく高精度で測定
できる。一方水素、メタンガスを用いた場合はフ
ツ素ガスの低濃度域の測定には第１図１２に示す
ようなフイラメント等の着火手段（表中＊印で示
している。）を採用すればよく、この着火そのも
のの光強度は予めブランクテストをすることによ
り除外できる。 本発明の実施に際しては、エキシマーレーザー
発生システムに常に補給用のフツ素ガスを流しつ
つ定時間おきに該レーザー発生システム中のフツ
素ガス濃度を測定し、その結果より前記補給用フ
ツ素ガス量を調整するようなことも可能である。
このようにすることにより、前記レーザー発生シ
ステム中のフツ素ガス濃度は常に設定値にあり、
最適なレーザー発振条件を維持できる。 なお、記録計４に換え、フオトダイオードから
の電気信号を増幅した後、アナログ−デジタル変
換し、マイクロコンピユーターに入力し、第３図
のフツ素ガス濃度−積分強度の関係を予め記憶さ
せておけば出力結果をフツ素ガス濃度として表示
させることも可能である。 （発明の効果） 以上のように、本発明はエキシマーレーザーガ
スにおける不活性ガスに混合された酸化性ガスの
濃度を迅速、容易かつ高精度で測定できるので酸
化性ガスの濃度を常に設定値に維持でき、したが
つて常に最適状態でのエキシマーレーザー発生シ
ステムの稼働を可能にするという顕著な効果をも
たらすものである。 また、本発明の装置は簡素かつコンパクトでそ
の操作も熟練を要さず、導入パイプや反応容器等
の部品が損耗した場合でも迅速に交換でき、その
費用も軽微であるという利点を有する。 【表】
第１図は本発明の装置の一例を示す概略図、第
２図はフツ素ガスを0.3％含んだアルゴンガスと
水素化珪素ガスとの反応によるケミルミネツセン
スを記録した光強度−時間のグラフ、第３図はフ
ツ素ガスの濃度−光強度（積分強度）の関係を示
したグラフ、第４図はエキシマーレーザーガスの
導入部分を示す一部破断側面図である。 １……導入パイプ、２……反応容器、３……フ
オトダイオード、４……記録計、１３……増幅
器。
２図はフツ素ガスを0.3％含んだアルゴンガスと
水素化珪素ガスとの反応によるケミルミネツセン
スを記録した光強度−時間のグラフ、第３図はフ
ツ素ガスの濃度−光強度（積分強度）の関係を示
したグラフ、第４図はエキシマーレーザーガスの
導入部分を示す一部破断側面図である。 １……導入パイプ、２……反応容器、３……フ
オトダイオード、４……記録計、１３……増幅
器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 不活性ガスと、フツ素系または塩素系ガスの
うちの一種類の酸化性ガスとの混合ガスからなる
エキシマーレーザーガス中の酸化性ガスの濃度を
測定する方法において、水素、メタン、水素化珪
素ガスまたはこれらの混合ガスより選択される還
元性ガスを前記エキシマーレーザーガスに接触さ
せ、前記酸化性ガスと化学反応する際に生ずる発
光（ケミルミネツセンス）の光強度を測定するこ
とを特徴とする酸化性ガスの濃度を測定する方
法。 ２ 不活性ガスと、フツ素系または塩素系ガスの
うちの一種類の酸化性ガスとの混合ガスからなる
エキシマーレーザーガス中の酸化性ガスの濃度を
測定する装置において、前記エキシマーレーザー
ガスの循環ラインに枝管を設けてその一部を採取
する導入管、これに一端を連設し、水素、メタ
ン、水素化珪素ガスまたはこれらの混合ガスより
選択される還元性ガスを封入した反応容器、該反
応容器に前記還元性ガスを送入する送入管、前記
反応容器のレーザーガス導入側に対向する他端側
において前記酸化性ガスと還元性ガスとの反応に
より生じたケミルミネツセンスを検知し電気信号
に変換する検出装置、その電気信号を増幅する増
幅器、その増幅信号を記録保存する記録装置を有
することを特徴とする酸化性ガスの濃度を測定す
る装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21151184A JPS6190044A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | 酸化性ガスの濃度を測定する方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21151184A JPS6190044A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | 酸化性ガスの濃度を測定する方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6190044A JPS6190044A (ja) | 1986-05-08 |
| JPH046896B2 true JPH046896B2 (ja) | 1992-02-07 |
Family
ID=16607131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21151184A Granted JPS6190044A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | 酸化性ガスの濃度を測定する方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6190044A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6453137A (en) * | 1987-08-24 | 1989-03-01 | Fuaamu Tec Kk | Method and apparatus for analyzing silicon hydride |
| JPH0769264B2 (ja) * | 1991-07-12 | 1995-07-26 | 工業技術院長 | 有機塩素化合物の測定装置 |
| JP4749823B2 (ja) * | 2005-10-11 | 2011-08-17 | 大陽日酸株式会社 | フッ素ガス濃度測定方法 |
| JP5112032B2 (ja) * | 2007-12-07 | 2013-01-09 | 大陽日酸株式会社 | フッ素ガス測定方法及び装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55100159U (ja) * | 1978-12-29 | 1980-07-12 | ||
| JPH0237537B2 (ja) * | 1982-03-18 | 1990-08-24 | Horiba Ltd | Kagakuhatsukobunsekikei |
-
1984
- 1984-10-11 JP JP21151184A patent/JPS6190044A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6190044A (ja) | 1986-05-08 |
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