JPH0618420A - 高周波誘導結合プラズママススペクトル分析を用いる検体の元素分析のための改良法およびこの改良法を実施するための装置 - Google Patents
高周波誘導結合プラズママススペクトル分析を用いる検体の元素分析のための改良法およびこの改良法を実施するための装置Info
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Classifications
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】本発明は、改善された元素分析方法および装置
を提供する。 【構成】プラズマ生成媒体からプラズマを生成し、この
プラズマ中に被検体を注入するためのトーチ１、および
被検体に試料を取り込むためのインターフェースを備
え、２つの連続したコニカル部材であって、異なる頂点
を持つ角度を有しかつ分析すべき被検体のフラクション
をその中に通過させる軸オリフィスをそれぞれ備えた以
外は同軸に沿って配置されたものを含む装置を用い、高
周波誘導結合プラズマ質量分析計により元素分析を行
う。高熱発生力を有する所定量の補充ガスを被検体に加
え、これをプラズマ中に注入して、採取用コニカル部材
を局所的に加熱し、プラズマ中に存在する被検体の成分
をコニカル部材上に付着させることを防止するために、
プラズマの温度を上昇させる。好ましくは、採取用コニ
カル部材（１８，１９）は、ニオブ、ハフニウムおよび
チタンの合金で形成される。
を提供する。 【構成】プラズマ生成媒体からプラズマを生成し、この
プラズマ中に被検体を注入するためのトーチ１、および
被検体に試料を取り込むためのインターフェースを備
え、２つの連続したコニカル部材であって、異なる頂点
を持つ角度を有しかつ分析すべき被検体のフラクション
をその中に通過させる軸オリフィスをそれぞれ備えた以
外は同軸に沿って配置されたものを含む装置を用い、高
周波誘導結合プラズマ質量分析計により元素分析を行
う。高熱発生力を有する所定量の補充ガスを被検体に加
え、これをプラズマ中に注入して、採取用コニカル部材
を局所的に加熱し、プラズマ中に存在する被検体の成分
をコニカル部材上に付着させることを防止するために、
プラズマの温度を上昇させる。好ましくは、採取用コニ
カル部材（１８，１９）は、ニオブ、ハフニウムおよび
チタンの合金で形成される。
Description
【０００１】
【０００２】
【産業上の利用分野】この発明は、高周波数誘導結合プ
ラズマにより、マススペクトロメーターにおいて標本取
りされたイオンの源を形成する、既知のガス試料の分析
方法の改良に関し、また、この方法を実施するために必
要な装置における改良に関する。
ラズマにより、マススペクトロメーターにおいて標本取
りされたイオンの源を形成する、既知のガス試料の分析
方法の改良に関し、また、この方法を実施するために必
要な装置における改良に関する。
【０００３】
【従来の技術】特定の試料、特にガス状成分もしくは溶
液中の成分の元素分析は、極めて詳細な方法でこれらの
成分の純度を調節するために、とても精密な手段を用い
て行われることがますます必要となる。具体的には、限
定はされないが、高集積半導体製品の製造用のようない
くつかのエレクトロニクス用途が知られており、極めて
純粋なシリコンの被着物を製造しおよびその組成が厳密
に一定に保つために不可欠である。一般に、そのような
被着物は、真空下で蒸発し基板上に被着する式ＳｉＨ４
であるシランのようなシリコン化合物から得られる。得
られた被着物の質は、比較的低濃度であってもときどき
シリコン被着物の半導体特性を変化させるリチウムＬ
ｉ，ナトリウムＮａ，鉄Ｆｅ，カルシウムＣａ，砒素Ａ
ｓ，硼素Ｂ等のシラン中の存在により強く改変される。
したがって、使用されるガスもしくは溶液のとても精密
な元素分析をいつでも行うことができることに対する要
求が高まってきている。
液中の成分の元素分析は、極めて詳細な方法でこれらの
成分の純度を調節するために、とても精密な手段を用い
て行われることがますます必要となる。具体的には、限
定はされないが、高集積半導体製品の製造用のようない
くつかのエレクトロニクス用途が知られており、極めて
純粋なシリコンの被着物を製造しおよびその組成が厳密
に一定に保つために不可欠である。一般に、そのような
被着物は、真空下で蒸発し基板上に被着する式ＳｉＨ４
であるシランのようなシリコン化合物から得られる。得
られた被着物の質は、比較的低濃度であってもときどき
シリコン被着物の半導体特性を変化させるリチウムＬ
ｉ，ナトリウムＮａ，鉄Ｆｅ，カルシウムＣａ，砒素Ａ
ｓ，硼素Ｂ等のシラン中の存在により強く改変される。
したがって、使用されるガスもしくは溶液のとても精密
な元素分析をいつでも行うことができることに対する要
求が高まってきている。
【０００４】このため、この成果を成し遂げるために、
高周波数誘導結合プラズマと関係するマススペクトロメ
ーターを使用することが良く知られている。このシステ
ムは、英語表現「誘導結合プラズマ・マススペクトロメ
ーター」のイニシャルである呼称ＩＣＰ／ＭＳの下に当
該技術分野において知られている。特に、前もってミス
トに転化された分析されるガスもしくは溶液の試料を収
容する石英管で形成されたトーチおよびトーチの軸にお
いて中央の試料射出部分の回りのクラウン形に送られる
プラズマ製造媒体から起こる。この方法はトーチに対し
て２軸的である高周波数誘導デバイスによりプラズマを
製造することからなる。これにより、トーチの出口でガ
ス状混合物の励起を引き起こし、その後サンプリングデ
バイスに送られるイオン流を集めることができる。その
後に、マススペクトロメーターと関係する。既知の方法
において、このデバイスは、通常ニッケルで作られた２
つの連続した円錐部材を具備し、これらの円錐部材は一
つが後部にもう一つがトーチの軸に沿って配置され、各
々は分析されるイオンの流れの留分を収容するための軸
状の口を備える。より開いている第１の円錐部材は、試
料円錐部材と呼ばれ、適当な冷媒の連続的な循環により
通常冷却される支持部材と一体となっている。後者の下
流に載置された第２の円錐部材は、サンプリング円錐部
材という語で表現されている。ガス流の主留分は、ポン
プ等により２つの円錐部材の間に引き込まれる。一方、
残りの部分は、第２の円錐部材を通った後、高真空下に
保たれたチャンバーに導入される。その寸法は、その後
にマススペクトロメーターにより集められるイオンの自
由な通行を可能にするために充分である。それらは、イ
オンの電荷に対するイオンの質量の比の関数として検出
される。この分野における専門家に良く知られているそ
のような装置は、例えば、１９８６年１月の雑誌”Ａｎ
ａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ”第５８巻、Ｎ
ｏ．１、９７頁以降に記述されている。
高周波数誘導結合プラズマと関係するマススペクトロメ
ーターを使用することが良く知られている。このシステ
ムは、英語表現「誘導結合プラズマ・マススペクトロメ
ーター」のイニシャルである呼称ＩＣＰ／ＭＳの下に当
該技術分野において知られている。特に、前もってミス
トに転化された分析されるガスもしくは溶液の試料を収
容する石英管で形成されたトーチおよびトーチの軸にお
いて中央の試料射出部分の回りのクラウン形に送られる
プラズマ製造媒体から起こる。この方法はトーチに対し
て２軸的である高周波数誘導デバイスによりプラズマを
製造することからなる。これにより、トーチの出口でガ
ス状混合物の励起を引き起こし、その後サンプリングデ
バイスに送られるイオン流を集めることができる。その
後に、マススペクトロメーターと関係する。既知の方法
において、このデバイスは、通常ニッケルで作られた２
つの連続した円錐部材を具備し、これらの円錐部材は一
つが後部にもう一つがトーチの軸に沿って配置され、各
々は分析されるイオンの流れの留分を収容するための軸
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料円錐部材と呼ばれ、適当な冷媒の連続的な循環により
通常冷却される支持部材と一体となっている。後者の下
流に載置された第２の円錐部材は、サンプリング円錐部
材という語で表現されている。ガス流の主留分は、ポン
プ等により２つの円錐部材の間に引き込まれる。一方、
残りの部分は、第２の円錐部材を通った後、高真空下に
保たれたチャンバーに導入される。その寸法は、その後
にマススペクトロメーターにより集められるイオンの自
由な通行を可能にするために充分である。それらは、イ
オンの電荷に対するイオンの質量の比の関数として検出
される。この分野における専門家に良く知られているそ
のような装置は、例えば、１９８６年１月の雑誌”Ａｎ
ａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ”第５８巻、Ｎ
ｏ．１、９７頁以降に記述されている。
【０００５】シランＳｉＨ４のような分析される物質の
高濃度のイオンを含有する試料を用いた、２つの境界面
円錐部材を通りマススペクトロメーターまでの充分でか
つ規則正しいイオンの移動は、プラズマの中で原子（例
えばＳｉ）またはイオン（例えば、Ｓｉ＋）が、自ら円
錐部材の外表面上にシリコンの彼着物を速やかに与える
こと、特にそれらの軸状ダクトのオリフィスをふさぎ、
これによって、マススペクトロメーターで行われる分析
を実質的に非常に乱すという事実のために困難と直面し
ていることが実験により見出だされている。
高濃度のイオンを含有する試料を用いた、２つの境界面
円錐部材を通りマススペクトロメーターまでの充分でか
つ規則正しいイオンの移動は、プラズマの中で原子（例
えばＳｉ）またはイオン（例えば、Ｓｉ＋）が、自ら円
錐部材の外表面上にシリコンの彼着物を速やかに与える
こと、特にそれらの軸状ダクトのオリフィスをふさぎ、
これによって、マススペクトロメーターで行われる分析
を実質的に非常に乱すという事実のために困難と直面し
ていることが実験により見出だされている。
【０００６】実際の問題として、与えられるプラズマ中
で、液体検体の場合における溶液のブレーク・ダウン
（ｔｈｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｂｒｅａｋｄｏｗｎ）が
起こった後、分子の原子化および原子の励起のすべての
場合において、検体が液体であろうと気体であろうと
も、その物質の沸点（例えば、シリコンの場合には２６
２８°Ｋである）よりも実質的に高いプラズマの温度
（一般的に５０００°Ｋ以上）のために、イオンおよび
原子は必然的に気相になる。一方、ニッケルの円錐部材
の冷却のために、シリコンは後者と接触して部分的に凝
固し、これにより有害である被着物が生じる。
で、液体検体の場合における溶液のブレーク・ダウン
（ｔｈｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｂｒｅａｋｄｏｗｎ）が
起こった後、分子の原子化および原子の励起のすべての
場合において、検体が液体であろうと気体であろうと
も、その物質の沸点（例えば、シリコンの場合には２６
２８°Ｋである）よりも実質的に高いプラズマの温度
（一般的に５０００°Ｋ以上）のために、イオンおよび
原子は必然的に気相になる。一方、ニッケルの円錐部材
の冷却のために、シリコンは後者と接触して部分的に凝
固し、これにより有害である被着物が生じる。
【０００７】この発明の一つの目的は、高周波誘導結合
プラズマ・マススペクトロメータの改良された元素分析
法に関する。この方法は、装置の円錐部材のダクトのオ
リフィスのプラッギング（ｐｌｕｇｇｉｎｇ）を限定す
ることによって上記の欠点を克服し、マススペクトロメ
ータにより発生する信号を減少させる。この信号の減少
は、イオン光学系（ｉｏｎ ｏｐｔｉｃｓ）の調節を変
更（分析の最中は変更することはできないが）すること
によって結局は若干補償され得る。
プラズマ・マススペクトロメータの改良された元素分析
法に関する。この方法は、装置の円錐部材のダクトのオ
リフィスのプラッギング（ｐｌｕｇｇｉｎｇ）を限定す
ることによって上記の欠点を克服し、マススペクトロメ
ータにより発生する信号を減少させる。この信号の減少
は、イオン光学系（ｉｏｎ ｏｐｔｉｃｓ）の調節を変
更（分析の最中は変更することはできないが）すること
によって結局は若干補償され得る。
【０００８】この目的のために考慮された改善は、プラ
ズマ中に注入される検体に所定量のメイキャップガスを
添加することに特徴を有する。該メイキャップガスはプ
ラズマの温度を上昇させるような高発熱能を有し、プラ
ズマ中に存在するサンプリング円錐部材を局部的に加熱
して、その上に検体成分が滞積するのを防止する。
ズマ中に注入される検体に所定量のメイキャップガスを
添加することに特徴を有する。該メイキャップガスはプ
ラズマの温度を上昇させるような高発熱能を有し、プラ
ズマ中に存在するサンプリング円錐部材を局部的に加熱
して、その上に検体成分が滞積するのを防止する。
【０００９】実際に、プラズマ生成媒体および／または
該プラズマに注入されるサンプル中に高発熱能のガスを
補充することによって、おそらくはプラズマと検体成分
との間のエネルギー転移が改善され、生成したプラズマ
の温度（その電子密度および組成に依存する）が実質的
に上昇することが観察された。こうして、例えばアルゴ
ンからなるプラズマ生成媒質について、単に適切な水素
流を添加することによって、プラズマの励起温度を５０
００〜７０００Ｋとすることができる。
該プラズマに注入されるサンプル中に高発熱能のガスを
補充することによって、おそらくはプラズマと検体成分
との間のエネルギー転移が改善され、生成したプラズマ
の温度（その電子密度および組成に依存する）が実質的
に上昇することが観察された。こうして、例えばアルゴ
ンからなるプラズマ生成媒質について、単に適切な水素
流を添加することによって、プラズマの励起温度を５０
００〜７０００Ｋとすることができる。
【００１０】一方、この発明の他の特徴に従えば、プラ
ズマ温度の上昇は、サンプリングおよび検体画分のマス
スペクトロメータへの送給のために用いられる円錐部材
の材料を適切に選択することから得られる効果と組み合
わされる。好ましくは、円錐部材の材料は該部材が高温
における耐火性を示し、且つ要求される形状を得るため
の十分な加工性を有するように決定される。
ズマ温度の上昇は、サンプリングおよび検体画分のマス
スペクトロメータへの送給のために用いられる円錐部材
の材料を適切に選択することから得られる効果と組み合
わされる。好ましくは、円錐部材の材料は該部材が高温
における耐火性を示し、且つ要求される形状を得るため
の十分な加工性を有するように決定される。
【００１１】有利なことに、この発明の特定の実施例に
従えば、円錐部材はニオビウムＮｂ、ハフニウムＨｆ、
チタニウムＴｉの合金で製造され、これら三つの金属元
素の相対比率は夫々約８９％（Ｎｂ）、１０％（Ｈｆ）
および１％（Ｔｉ）である。
従えば、円錐部材はニオビウムＮｂ、ハフニウムＨｆ、
チタニウムＴｉの合金で製造され、これら三つの金属元
素の相対比率は夫々約８９％（Ｎｂ）、１０％（Ｈｆ）
および１％（Ｔｉ）である。
【００１２】この発明に従って改良された高周波誘導結
合プラズマ・マススペクトロメータ（ＩＣＰ／ＭＳ）の
他の特徴は、以下の実施例の説明を通読することによっ
て明らかになるであろう。また、下記の例はこの発明の
範囲を限定するためのものではない。
合プラズマ・マススペクトロメータ（ＩＣＰ／ＭＳ）の
他の特徴は、以下の実施例の説明を通読することによっ
て明らかになるであろう。また、下記の例はこの発明の
範囲を限定するためのものではない。
【００１３】
【実施例】図に示す装置は、タイプＩＣＰ／ＭＳの公知
の装置として従来知られているのと同一の構成を用いて
おり、例えば注入トーチ１を具備する。この注入トーチ
は、図示しない質量分析器に接続される構造２に対向し
て置かれている。トーチ１は、適当な流量でトーチに注
入されたガス状媒体と誘導カップリングされる、プラズ
マの生成を可能とする高周波誘導コイル４と連結した外
面を有する石英管３を具備している。有利なことに、ト
ーチ１は試料のための入口手段、及びプラズマ生成媒体
を具備している。プラズマ生成媒体は一般にアルゴンで
あり、コネクション７により管状部材５と石英管３の内
面に、誘導コイル４に垂直に導入される。他のコネクシ
ョン８もまた管状部材５内に、トーチ内のプラズマの生
成条件を調節するための、プラズマ生成媒体を構成する
もの以外の又は同一のガスの補助的流れの導入を可能と
する。軸方向ダクト６は、装置に試料を導入するための
ユニット９に接続されており、単一のコネクションライ
イン１２によりダクト６と接続された２つの平行ライン
１０，１１を具備している。
の装置として従来知られているのと同一の構成を用いて
おり、例えば注入トーチ１を具備する。この注入トーチ
は、図示しない質量分析器に接続される構造２に対向し
て置かれている。トーチ１は、適当な流量でトーチに注
入されたガス状媒体と誘導カップリングされる、プラズ
マの生成を可能とする高周波誘導コイル４と連結した外
面を有する石英管３を具備している。有利なことに、ト
ーチ１は試料のための入口手段、及びプラズマ生成媒体
を具備している。プラズマ生成媒体は一般にアルゴンで
あり、コネクション７により管状部材５と石英管３の内
面に、誘導コイル４に垂直に導入される。他のコネクシ
ョン８もまた管状部材５内に、トーチ内のプラズマの生
成条件を調節するための、プラズマ生成媒体を構成する
もの以外の又は同一のガスの補助的流れの導入を可能と
する。軸方向ダクト６は、装置に試料を導入するための
ユニット９に接続されており、単一のコネクションライ
イン１２によりダクト６と接続された２つの平行ライン
１０，１１を具備している。
【００１４】分析されるべきガスサンプルは、流れ１３
の自己制御及び調整のために設けられたバルブ１２を通
してライン１０により放出される。この試料はどのよう
なタイプでもよく、加えてガス状又は液体溶液の形とす
ることが出来、液体溶液の形の場合、非常に微細なミス
トを構成するように予め処理されているものである。加
えて、本発明によると、バルブ１４及びセルフコントロ
ール１５も設けられており、第２のライン１１を通して
高い熱形成力を有する補助ガス流、好ましくは水素が導
入され、これはトーチ１の軸にあるダクト６に導入され
る前にコネクションライン１２内で試料と混合される。
の自己制御及び調整のために設けられたバルブ１２を通
してライン１０により放出される。この試料はどのよう
なタイプでもよく、加えてガス状又は液体溶液の形とす
ることが出来、液体溶液の形の場合、非常に微細なミス
トを構成するように予め処理されているものである。加
えて、本発明によると、バルブ１４及びセルフコントロ
ール１５も設けられており、第２のライン１１を通して
高い熱形成力を有する補助ガス流、好ましくは水素が導
入され、これはトーチ１の軸にあるダクト６に導入され
る前にコネクションライン１２内で試料と混合される。
【００１５】このように供給された水素と混合と緊密に
混合された試料ガスは、プラズマに注入され、その一部
はサンプリングされて質量分析器との連結のための構造
２に送られ、試料の各成分の所望の定量元素分析を提供
する。
混合された試料ガスは、プラズマに注入され、その一部
はサンプリングされて質量分析器との連結のための構造
２に送られ、試料の各成分の所望の定量元素分析を提供
する。
【００１６】この目的に対し、試料の必要な部分のサン
プリングは、トーチ１の出口に、かつ電子光学の第１の
電極１７の前に配置されたインターフェース１６を通し
て実施され、このサンプルを分析器に送ることを可能と
する。知られているように、インターフェース１６は、
相互に同軸状に配置されたそれぞれ２つの連続する円錐
部材１８、１９を具備する。第１の円錐部材１８は、試
料円錐部材と呼ばれ、後者はサンプリング円錐部材と呼
ばれている。円錐部材１８、１９は、それぞれ中央オリ
フィス２０、２１を具備し、試料円錐部材１８はサンプ
リング円錐部材１９のそれより大きい頂部開口部を有す
る。円錐部材１８はケーシングサポート２２と一体的で
あり、円錐部材を冷却するための流体、一般に水を循環
させる内部凹部２３を有する。円錐部材１９はオリフィ
ス２０、２１を通してサンプリングされたイオンが、分
析器に向かってそれを加速する電極１７により処理され
る。チャンバー２５は、高真空の下にある。最後に、第
１の円錐部材１８のケーシングサポート２２と第２の円
錐部材１９の構造体２４との間にスペース２６があり、
このスペースは真空下でもあるが、チャンバー２６内に
生ずるほど高くなく、かつ、ポンプ装置（図示せず）に
接続されている。このようにトーチ１から出るプラズマ
ジェット２７は、軸方向ゾーン２８の回りを囲んでい
る。軸方向ゾーン２８では、ダクト６から来るガスサン
プルが高度にイオン化されており、サンプルの重要な部
分は、第１の円錐部材の表面をたどることにより外側に
向かって取り出される。一方、残りの部分は、オリフィ
ス２０を通してスペース２６に入り、そこでは膨脹ゾー
ン２９が形成される。残りの部分の中央部はオリフィス
２１を通してチャンバー２５に入る。
プリングは、トーチ１の出口に、かつ電子光学の第１の
電極１７の前に配置されたインターフェース１６を通し
て実施され、このサンプルを分析器に送ることを可能と
する。知られているように、インターフェース１６は、
相互に同軸状に配置されたそれぞれ２つの連続する円錐
部材１８、１９を具備する。第１の円錐部材１８は、試
料円錐部材と呼ばれ、後者はサンプリング円錐部材と呼
ばれている。円錐部材１８、１９は、それぞれ中央オリ
フィス２０、２１を具備し、試料円錐部材１８はサンプ
リング円錐部材１９のそれより大きい頂部開口部を有す
る。円錐部材１８はケーシングサポート２２と一体的で
あり、円錐部材を冷却するための流体、一般に水を循環
させる内部凹部２３を有する。円錐部材１９はオリフィ
ス２０、２１を通してサンプリングされたイオンが、分
析器に向かってそれを加速する電極１７により処理され
る。チャンバー２５は、高真空の下にある。最後に、第
１の円錐部材１８のケーシングサポート２２と第２の円
錐部材１９の構造体２４との間にスペース２６があり、
このスペースは真空下でもあるが、チャンバー２６内に
生ずるほど高くなく、かつ、ポンプ装置（図示せず）に
接続されている。このようにトーチ１から出るプラズマ
ジェット２７は、軸方向ゾーン２８の回りを囲んでい
る。軸方向ゾーン２８では、ダクト６から来るガスサン
プルが高度にイオン化されており、サンプルの重要な部
分は、第１の円錐部材の表面をたどることにより外側に
向かって取り出される。一方、残りの部分は、オリフィ
ス２０を通してスペース２６に入り、そこでは膨脹ゾー
ン２９が形成される。残りの部分の中央部はオリフィス
２１を通してチャンバー２５に入る。
【００１７】本発明によると、高い熱形成力を有するガ
ス、特に水素の最初のガス試料への添加は、プラズマ温
度を上昇せしめ、その後、例えば、オリフィス２０、２
１がサンプル成分の堆積により徐々に塞いでしまうのを
防止することにより、連続する円錐部材１８、１９を局
部的に加熱する。これらの円錐部材の温度は、どの場合
でも、実質的にプラズマのそれよりも低い。
ス、特に水素の最初のガス試料への添加は、プラズマ温
度を上昇せしめ、その後、例えば、オリフィス２０、２
１がサンプル成分の堆積により徐々に塞いでしまうのを
防止することにより、連続する円錐部材１８、１９を局
部的に加熱する。これらの円錐部材の温度は、どの場合
でも、実質的にプラズマのそれよりも低い。
【００１８】もちろん、円錐部材の材質を同時に加工し
得る金属又は合金から選択すること、及び７０００Ｋに
達し得る温度を維持することが適切である。そのため、
円錐部材１８、１９は、ニオブ（８９％）、ハフニウム
（１０％）、及びチタン（１％）の合金からなることが
有利である。
得る金属又は合金から選択すること、及び７０００Ｋに
達し得る温度を維持することが適切である。そのため、
円錐部材１８、１９は、ニオブ（８９％）、ハフニウム
（１０％）、及びチタン（１％）の合金からなることが
有利である。
【００１９】以下に、１％（０．０２ １／ｎｍ）に希
釈されたシランの試料を用いた本発明のプロセスの実施
例を示す。この実施例は、ニオブ−ハフニウム−チタン
の円錐部材を用いて得た結果と公知のニッケルの円錐部
材を用いて得た結果とを比較しており、その後、水素か
らなる補充ガスを試料に加えた。シラン試料は、２ｐｐ
ｂの非常に低濃度のヨウ化メチルを添加することにより
汚染されている。次の結果は、水素の注入と合金製の円
錐部材の使用との組合わせの効果を示しており、それ
は、所望の成分の信号特性のより高い安定性を可能とす
る検出限界を許容する（ニッケルの円錐部材の場合より
も低い対比変化）。この実施例では、表に示される以下
のパラメーターが用いられる。
釈されたシランの試料を用いた本発明のプロセスの実施
例を示す。この実施例は、ニオブ−ハフニウム−チタン
の円錐部材を用いて得た結果と公知のニッケルの円錐部
材を用いて得た結果とを比較しており、その後、水素か
らなる補充ガスを試料に加えた。シラン試料は、２ｐｐ
ｂの非常に低濃度のヨウ化メチルを添加することにより
汚染されている。次の結果は、水素の注入と合金製の円
錐部材の使用との組合わせの効果を示しており、それ
は、所望の成分の信号特性のより高い安定性を可能とす
る検出限界を許容する（ニッケルの円錐部材の場合より
も低い対比変化）。この実施例では、表に示される以下
のパラメーターが用いられる。
【００２０】注入流は、アルゴンの流れであり、分析す
べき試料をプラズマ（第１図の１２）中に搬送させる。
この混合物は、アルゴン、分析すべきガス、および水素
からなり、コニカル部材は、本発明に従ってＮｂ−Ｈｆ
−Ｔｉで形成される。
べき試料をプラズマ（第１図の１２）中に搬送させる。
この混合物は、アルゴン、分析すべきガス、および水素
からなり、コニカル部材は、本発明に従ってＮｂ−Ｈｆ
−Ｔｉで形成される。
【００２１】１２７Ｉの強度。プラズマ中のイオン（Ａ
ｒ＋、Ｓｉ＋、Ｉ＋）は、コニカル部材により採取され
ると、仕込に対する質量の比（ｍ／ｇ）に依存して質量
分析計中で分離され、ついで、装置の後段に設置された
検出器により、同じｍ／ｇ比を有するイオンがカウント
される。かくして、イオンの量は、その単位がＡＣＰＳ
である強さに形で与えられる。この強度の尺度は装置の
良好な操作を示す。下記式１の典型的な相対偏差を計算
するために、複数回の測定を順次おこなった。
ｒ＋、Ｓｉ＋、Ｉ＋）は、コニカル部材により採取され
ると、仕込に対する質量の比（ｍ／ｇ）に依存して質量
分析計中で分離され、ついで、装置の後段に設置された
検出器により、同じｍ／ｇ比を有するイオンがカウント
される。かくして、イオンの量は、その単位がＡＣＰＳ
である強さに形で与えられる。この強度の尺度は装置の
良好な操作を示す。下記式１の典型的な相対偏差を計算
するために、複数回の測定を順次おこなった。
【００２２】
【式１】 （ここで、ｘは、測定Ｘｉの平均、ｎは、これら測定の
回数）。
回数）。
【００２３】この典型相対偏差は、測定の再現性および
系の安定性を示す。本発明によるＮｂ−Ｈｆ−Ｔｉのコ
ニカル部材に対して、Ｎｉのコニカル部材を用いると、
系は、不安定であり、典型変数は、２９％である。これ
は、例えば、コニカル部材のオリフィスに析出物が生
じ、質量分析計の入口でイオンのジェットを改変させる
ためである。他方、Ｎｂ−Ｈｆ−Ｔｉのコニカル部材の
場合には、相対的典型偏差は、わずか１．５％で有り、
信号の安定性の利得を達成する。
系の安定性を示す。本発明によるＮｂ−Ｈｆ−Ｔｉのコ
ニカル部材に対して、Ｎｉのコニカル部材を用いると、
系は、不安定であり、典型変数は、２９％である。これ
は、例えば、コニカル部材のオリフィスに析出物が生
じ、質量分析計の入口でイオンのジェットを改変させる
ためである。他方、Ｎｂ−Ｈｆ−Ｔｉのコニカル部材の
場合には、相対的典型偏差は、わずか１．５％で有り、
信号の安定性の利得を達成する。
【００２４】コニカル部材の開口部に生成した析出物
は、また、Ｎｉのコニカル部材を用いた場合にイオン
１２７Ｉの平均強さが低い主な理由である。
は、また、Ｎｉのコニカル部材を用いた場合にイオン
１２７Ｉの平均強さが低い主な理由である。
【００２５】こうして、これら２つの効果（平均強さの
増大、および信号のよりよい安定性）の結果、よりよい
検出限界と、分析すべきガス中の不純物量のより低い検
出が達成できる。 （１） 秒当りの面積カウント （２） ＩＵＰＡＣ、１９８７の標準の定義に従い、３
σｃ／Ｉ（ここで、σは、ボトムの典型偏差、ｃは、分
析すべき試料に対する不純物濃度、Ｉは、取り出された
不純物の平均強さ）に等しい。
増大、および信号のよりよい安定性）の結果、よりよい
検出限界と、分析すべきガス中の不純物量のより低い検
出が達成できる。 （１） 秒当りの面積カウント （２） ＩＵＰＡＣ、１９８７の標準の定義に従い、３
σｃ／Ｉ（ここで、σは、ボトムの典型偏差、ｃは、分
析すべき試料に対する不純物濃度、Ｉは、取り出された
不純物の平均強さ）に等しい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置の横断面図。
【図２】本発明の装置の拡大詳細図。
１…注入トーチ，２…構造体，３…石英管，４…誘導コ
イル。
イル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルテイヌ・ブリドンヌ フランス国、91300 マシ、リュ・アン リ・デュナン12 (72)発明者 エリック・コッフル フランス国、78190 トラッペ、リュ・カ ルノ６ (72)発明者 ロバート・ハットン イギリス国、シーダブリユ７・３ビーエッ クス、チェシャー、ナントウイッチ、セア ント・アンド・アルバンス・ドライブ ５ (72)発明者 イブ・マロ フランス国、78000 ベルサイユ、オンジ ェム・レジダンス・デ・ペピニエール、リ ュ・シャン・ラガルド23
Claims (6)
- 【請求項１】 プラズマ生成媒体からプラズマを製造
し、かつ該プラズマに検体を注入するためのトーチ、お
よび前記検体に試料を取り込むためのインターフェイス
を具備し、頂角が異なり、かつ各々分析しようとする検
体の留分の通過を可能にする軸口を有することを除いて
同軸に沿って配置された２つの連続した円錐部材を含む
装置を用いる、高周波誘導結合プラズママススペクトル
分析による検体の元素分析のための改良法であって、プ
ラズマの温度を上昇させて、前記サンプリング円錐部材
を部分的に加熱し、それによりプラズマ中に存在する検
体の成分が前記円錐部材上に堆積することを妨げるため
に、プラズマに注入される検体に所定量の高熱発生力を
有するメイクアップガスを添加する工程を含むことを特
徴とする改良法。 - 【請求項２】 高熱発生力を有する前記ガスが水素から
なることを特徴とする請求項１記載の改良法。 - 【請求項３】 前記プラズマの温度を約７０００℃と
し、このプラズマの製造を可能にするプラズマ生成媒体
がアルゴンからなることを特徴とする請求項１または２
のいずれか１項に記載の改良法。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか１項に記載
の改良法の実施を可能にする装置であって、前記サンプ
リング円錐部材（１８、１９）が、高温での耐火特性お
よび良好な機械加工性を有する材料からなることを特徴
とする装置。 - 【請求項５】 前記円錐部材が、ニオブ（Ｎｂ）、ハフ
ニウム（Ｈｆ）およびチタン（Ｔｉ）の合金からなる材
料で形成されることを特徴とする請求項４記載の装置。 - 【請求項６】 前記合金の成分の割合が、Ｎｂ８９％、
Ｈｆ１０％、およびＴｉ１％であることを特徴とする請
求項５記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9000065 | 1990-01-05 | ||
| FR9000065A FR2656926B1 (fr) | 1990-01-05 | 1990-01-05 | Perfectionnement au procede d'analyse elementaire d'un echantillon par spectrometrie de masse couplee a un plasma induit par haute frequence et a l'installation pour la mise en óoeuvre de ce procede. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0618420A true JPH0618420A (ja) | 1994-01-25 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3040495B2 (ja) |
| CA (1) | CA2033439A1 (ja) |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004039313A (ja) * | 2002-06-28 | 2004-02-05 | Toshiba Microelectronics Corp | Ｉｃｐ質量分析装置及びその分析方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6374111B1 (en) | 1999-03-12 | 2002-04-16 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | System and method for robust automatic cell retune |
| US12051584B2 (en) * | 2020-02-04 | 2024-07-30 | Perkinelmer Scientific Canada Ulc | ION interfaces and systems and methods using them |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1246246A (en) * | 1985-04-24 | 1988-12-06 | Donald J. Douglas | Method and apparatus having rf biasing for sampling a plasma into a vacuum chamber |
| GB8602463D0 (en) * | 1986-01-31 | 1986-03-05 | Vg Instr Group | Mass spectrometer |
| DE3905303C2 (de) * | 1988-02-24 | 1996-07-04 | Hitachi Ltd | Vorrichtung zur Erzeugung eines Plasmas durch Mikrowellen |
| GB8813149D0 (en) * | 1988-06-03 | 1988-07-06 | Vg Instr Group | Mass spectrometer |
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- 1990-01-05 FR FR9000065A patent/FR2656926B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1990-12-28 JP JP2418559A patent/JP3040495B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1990-12-31 CA CA 2033439 patent/CA2033439A1/en not_active Abandoned
-
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- 1991-01-02 EP EP19910400001 patent/EP0446080B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1991-01-02 DE DE69105307T patent/DE69105307T2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004039313A (ja) * | 2002-06-28 | 2004-02-05 | Toshiba Microelectronics Corp | Ｉｃｐ質量分析装置及びその分析方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2033439A1 (en) | 1991-07-06 |
| DE69105307T2 (de) | 1995-04-06 |
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| FR2656926B1 (fr) | 1993-06-11 |
| JP3040495B2 (ja) | 2000-05-15 |
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