JP2001074660A - グロー放電発光分光分析装置 - Google Patents
グロー放電発光分光分析装置Info
- Publication number
- JP2001074660A JP2001074660A JP24866399A JP24866399A JP2001074660A JP 2001074660 A JP2001074660 A JP 2001074660A JP 24866399 A JP24866399 A JP 24866399A JP 24866399 A JP24866399 A JP 24866399A JP 2001074660 A JP2001074660 A JP 2001074660A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- sample
- glow
- discharge
- glow discharge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 グロー放電発光分光分析装置において、ガラ
ス等の絶縁物（誘電体）の試料において、放電電極と試
料との間の電圧低下を防止して、グロープラズマを安定
して維持する。 【解決手段】 グロー放電によって試料表面をスパッタ
リングしながら原子発光を分光検出し、元素分析を行う
グロー放電発光分光分析装置１において、第１の電極〜
第３の電極を備える。第１の電極は陽極として放電電極
３を構成し、第２の電極は陰極として試料の背面電極４
を構成し、第３の電極１１は第１の電極との間でグロー
プラズマを生成する。各電極において、第１の電極３と
第３の電極１１の間にグロー放電を生成する高周波電力
を供給することによってグロープラズマの生成及び維持
を行い、第２の電極４と第３の電極１１の間に直流のバ
イアス電圧を印加することによって、第１の電極と第２
の電極との間に配置した絶縁物バルク試料Ｓのスパッタ
リングを行う。
ス等の絶縁物（誘電体）の試料において、放電電極と試
料との間の電圧低下を防止して、グロープラズマを安定
して維持する。 【解決手段】 グロー放電によって試料表面をスパッタ
リングしながら原子発光を分光検出し、元素分析を行う
グロー放電発光分光分析装置１において、第１の電極〜
第３の電極を備える。第１の電極は陽極として放電電極
３を構成し、第２の電極は陰極として試料の背面電極４
を構成し、第３の電極１１は第１の電極との間でグロー
プラズマを生成する。各電極において、第１の電極３と
第３の電極１１の間にグロー放電を生成する高周波電力
を供給することによってグロープラズマの生成及び維持
を行い、第２の電極４と第３の電極１１の間に直流のバ
イアス電圧を印加することによって、第１の電極と第２
の電極との間に配置した絶縁物バルク試料Ｓのスパッタ
リングを行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、グロー放電発光分
光分析に関し、薄膜の膜組成の分析、評価、特にガラス
等の絶縁物材料上に施した絶縁物のコーティング評価に
適用することができる分析装置に関する。
光分析に関し、薄膜の膜組成の分析、評価、特にガラス
等の絶縁物材料上に施した絶縁物のコーティング評価に
適用することができる分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】低圧力のアルゴン雰囲気中で、電極間に
高電圧を印加すると、グロー放電が発生する。このグロ
ー放電によって生成されたＡｒイオンは、高電界で加速
されて陰極側に衝突して陰極側から物質をたたき出す。
このスパッタリングによって放出された粒子（原子、分
子、イオン）は、プラズマ中で励起状態から基底状態に
戻る際に、その元素特有の波長の光を放出する。グロー
放電発光分光分析は、この発光を分光器で分光して元素
分析等を行う。このグロー放電発光分光分析では、スパ
ッタリングによって試料表面が除去され、各元素の発光
線強度の時間変化を測定することによって、深さ方向の
元素分析を行うことができ、酸化物薄膜などの膜組成の
評価に適用することができる。
高電圧を印加すると、グロー放電が発生する。このグロ
ー放電によって生成されたＡｒイオンは、高電界で加速
されて陰極側に衝突して陰極側から物質をたたき出す。
このスパッタリングによって放出された粒子（原子、分
子、イオン）は、プラズマ中で励起状態から基底状態に
戻る際に、その元素特有の波長の光を放出する。グロー
放電発光分光分析は、この発光を分光器で分光して元素
分析等を行う。このグロー放電発光分光分析では、スパ
ッタリングによって試料表面が除去され、各元素の発光
線強度の時間変化を測定することによって、深さ方向の
元素分析を行うことができ、酸化物薄膜などの膜組成の
評価に適用することができる。
【０００３】図６はグロー放電発光分光分析装置の一構
成例を示すブロック図である。図６に示すグロー放電発
光分光分析装置１０は、中空状に形成した放電電極３と
試料Ｓとを対向配置し、試料Ｓの背面に背面電極４を陰
極として配置し、アルゴンガスを流しながら真空排気を
行なって低真空雰囲気に保ち、放電電極３と背面電極４
との間に高周波電源５及び整合器６を接続することによ
って、試料Ｓと放電電極３との間に高周波電力を供給し
て、試料Ｓと放電電極３との間に安定したアルゴンのグ
ロー放電プラズマを形成する。また、試料Ｓが導電性材
料の場合、高周波電源５及び整合器６の代りに直流電源
を接続することによって同様に安定したアルゴンのグロ
ー放電プラズマを形成することができる。
成例を示すブロック図である。図６に示すグロー放電発
光分光分析装置１０は、中空状に形成した放電電極３と
試料Ｓとを対向配置し、試料Ｓの背面に背面電極４を陰
極として配置し、アルゴンガスを流しながら真空排気を
行なって低真空雰囲気に保ち、放電電極３と背面電極４
との間に高周波電源５及び整合器６を接続することによ
って、試料Ｓと放電電極３との間に高周波電力を供給し
て、試料Ｓと放電電極３との間に安定したアルゴンのグ
ロー放電プラズマを形成する。また、試料Ｓが導電性材
料の場合、高周波電源５及び整合器６の代りに直流電源
を接続することによって同様に安定したアルゴンのグロ
ー放電プラズマを形成することができる。
【０００４】プラズマの正イオンは、試料Ｓの表面を均
一にスパッタリングし、例えば１０ｎｍ／ｓｅｃのオー
ダーの速度で切削する。スパッタリングされた試料Ｓの
原子は、プラズマ中で励起されて元素特有の光を発光す
る。高周波グロー放電発光分光分析装置１０は、この発
光を分光器２で分光して光検出器２３で検出する。な
お、符号２１はスリットであり、符号２２は回折格子等
の分光器である。通常、上記構成のグロー放電発光分光
分析装置１０は、波長毎に光強度を検出して発光線強度
の大きさから含有元素の組成を求める。また、発光の経
時変化を測定することによって、試料Ｓの元素の深さ方
向の分布を測定する。
一にスパッタリングし、例えば１０ｎｍ／ｓｅｃのオー
ダーの速度で切削する。スパッタリングされた試料Ｓの
原子は、プラズマ中で励起されて元素特有の光を発光す
る。高周波グロー放電発光分光分析装置１０は、この発
光を分光器２で分光して光検出器２３で検出する。な
お、符号２１はスリットであり、符号２２は回折格子等
の分光器である。通常、上記構成のグロー放電発光分光
分析装置１０は、波長毎に光強度を検出して発光線強度
の大きさから含有元素の組成を求める。また、発光の経
時変化を測定することによって、試料Ｓの元素の深さ方
向の分布を測定する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のグロー放電発光
分光分析装置においてガラス等の絶縁物を分析する場
合、グロープラズマを安定して維持することがむずかし
いという問題がある。図７は放電電極３、背面電極４、
及び試料Ｓに印加される電圧状態を説明するための図で
ある。なお、図７（ｂ）は等価回路を示している。放電
電極３と背面電極４との間に高周波電源５を接続する
と、印加された電圧Ｅは、放電電極３と試料Ｓとの間の
電圧Ｖ１と、試料Ｓと背面電極４との間の電圧Ｖ２（Ｅ
＝Ｖ１＋Ｖ２）に分圧される。放電電極３と試料Ｓとの
間の静電容量をＣ１とし、試料Ｓの誘電率をε、面積を
ｓ、厚みをｄとすると、Ｖ１の電圧は、 Ｖ１＝Ｅ／（（Ｃ１×ｄ）／（ε×ｓ）＋１） …（１） で表される。
分光分析装置においてガラス等の絶縁物を分析する場
合、グロープラズマを安定して維持することがむずかし
いという問題がある。図７は放電電極３、背面電極４、
及び試料Ｓに印加される電圧状態を説明するための図で
ある。なお、図７（ｂ）は等価回路を示している。放電
電極３と背面電極４との間に高周波電源５を接続する
と、印加された電圧Ｅは、放電電極３と試料Ｓとの間の
電圧Ｖ１と、試料Ｓと背面電極４との間の電圧Ｖ２（Ｅ
＝Ｖ１＋Ｖ２）に分圧される。放電電極３と試料Ｓとの
間の静電容量をＣ１とし、試料Ｓの誘電率をε、面積を
ｓ、厚みをｄとすると、Ｖ１の電圧は、 Ｖ１＝Ｅ／（（Ｃ１×ｄ）／（ε×ｓ）＋１） …（１） で表される。
【０００６】グロー放電発光分光分析装置において、グ
ロープラズマを生成し、生成したグロープラズマを安定
して維持するためには、放電電極３と試料Ｓとの間の電
圧Ｖ１を所定電圧以上とする必要がある。しかしなが
ら、ガラス等の絶縁物は誘電体であるため、絶縁物であ
る試料ｓの厚みｄが大きくなると、電圧Ｖ１は低下する
ことになる。また、真空排気されるグローランプと大気
との間の一部は試料Ｓを介して隔てられているため、試
料Ｓには圧力差による応力が加わる。通常、試料の厚み
を真空排気に耐えられる程度まで厚くすると、試料自体
に加わる電圧Ｖ２が高くなり、電圧Ｖ１は低下すること
になる。上記のように、従来のグロー放電発光分光分析
装置では、放電電極３と試料Ｓとの間の電圧が低下する
ため、グロープラズマを安定して維持することが困難と
なる。
ロープラズマを生成し、生成したグロープラズマを安定
して維持するためには、放電電極３と試料Ｓとの間の電
圧Ｖ１を所定電圧以上とする必要がある。しかしなが
ら、ガラス等の絶縁物は誘電体であるため、絶縁物であ
る試料ｓの厚みｄが大きくなると、電圧Ｖ１は低下する
ことになる。また、真空排気されるグローランプと大気
との間の一部は試料Ｓを介して隔てられているため、試
料Ｓには圧力差による応力が加わる。通常、試料の厚み
を真空排気に耐えられる程度まで厚くすると、試料自体
に加わる電圧Ｖ２が高くなり、電圧Ｖ１は低下すること
になる。上記のように、従来のグロー放電発光分光分析
装置では、放電電極３と試料Ｓとの間の電圧が低下する
ため、グロープラズマを安定して維持することが困難と
なる。
【０００７】印加する高周波電力を上げることによって
電圧Ｖ１を高めることが考えられるが、グロー放電発光
分光分析装置に用いられる絶縁物の耐電圧に限界がある
ため、印加する高周波電力が制限され電圧Ｖ１を充分に
高めることができない。そこで、本発明は前記した従来
の問題点を解決し、グロー放電発光分光分析装置におい
て、ガラス等の絶縁物（誘電体）の試料において、放電
電極と試料との間の電圧低下を防止して、グロープラズ
マを安定して維持することを目的とする。
電圧Ｖ１を高めることが考えられるが、グロー放電発光
分光分析装置に用いられる絶縁物の耐電圧に限界がある
ため、印加する高周波電力が制限され電圧Ｖ１を充分に
高めることができない。そこで、本発明は前記した従来
の問題点を解決し、グロー放電発光分光分析装置におい
て、ガラス等の絶縁物（誘電体）の試料において、放電
電極と試料との間の電圧低下を防止して、グロープラズ
マを安定して維持することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、グロー放電に
よって試料表面をスパッタリングしながら原子発光を分
光検出し、元素分析を行うグロー放電発光分光分析装置
において、第１の電極〜第３の電極を備える。第１の電
極は陽極として放電電極を構成し、第２の電極は陰極と
して試料の背面電極を構成し、第３の電極は第１の電極
との間でグロープラズマを生成する。各電極において、
第１の電極と第３の電極の間に高周波電力を供給するこ
とによってグロープラズマの生成及び維持を行い、第２
の電極と第３の電極の間に直流のバイアス電圧を印加す
ることによって、第１の電極と第２の電極との間に配置
した絶縁物バルク試料のスパッタリングを行う。この第
３の電極を設けることによって、グロープラズマは第１
の電極の放電電極と第３の電極との間の電圧を試料にか
かわらず設定することができるため、放電電極と試料と
の間の電圧を所定電圧に維持して、ガラス等の絶縁物
（誘電体）の試料による電圧低下を抑制し、グロープラ
ズマを安定して維持することができる。
よって試料表面をスパッタリングしながら原子発光を分
光検出し、元素分析を行うグロー放電発光分光分析装置
において、第１の電極〜第３の電極を備える。第１の電
極は陽極として放電電極を構成し、第２の電極は陰極と
して試料の背面電極を構成し、第３の電極は第１の電極
との間でグロープラズマを生成する。各電極において、
第１の電極と第３の電極の間に高周波電力を供給するこ
とによってグロープラズマの生成及び維持を行い、第２
の電極と第３の電極の間に直流のバイアス電圧を印加す
ることによって、第１の電極と第２の電極との間に配置
した絶縁物バルク試料のスパッタリングを行う。この第
３の電極を設けることによって、グロープラズマは第１
の電極の放電電極と第３の電極との間の電圧を試料にか
かわらず設定することができるため、放電電極と試料と
の間の電圧を所定電圧に維持して、ガラス等の絶縁物
（誘電体）の試料による電圧低下を抑制し、グロープラ
ズマを安定して維持することができる。
【０００９】第３の電極は環状電極とし、内側に形成し
た孔内に放電電極を挿入して、放電電極と第３の電極と
を同心円状に配置する構成とすることができる。この構
成において、放電電極と第３の電極との間に高周波電力
を供給することによって、放電電極の中空部分にグロー
プラズマが生成され維持される。第２の電極と第３の電
極の間に直流のバイアス電圧を印加し、第３の電極を陰
極とすると、グロープラズマは第３の電極側に移動し、
試料面に接近する。このグロープラズマの試料面への接
近によって、グロープラズマによる試料面のスパッタリ
ングの効率を向上させることができる。ここで、直流の
バイアス電圧は電圧零を含み、第２の電極と第３の電極
とを同電位とすることができる。本発明によれば、ガラ
ス等の絶縁物（誘電体）の試料において、放電電極と試
料との間の電圧低下を防止して、グロープラズマを安定
して維持することができる。
た孔内に放電電極を挿入して、放電電極と第３の電極と
を同心円状に配置する構成とすることができる。この構
成において、放電電極と第３の電極との間に高周波電力
を供給することによって、放電電極の中空部分にグロー
プラズマが生成され維持される。第２の電極と第３の電
極の間に直流のバイアス電圧を印加し、第３の電極を陰
極とすると、グロープラズマは第３の電極側に移動し、
試料面に接近する。このグロープラズマの試料面への接
近によって、グロープラズマによる試料面のスパッタリ
ングの効率を向上させることができる。ここで、直流の
バイアス電圧は電圧零を含み、第２の電極と第３の電極
とを同電位とすることができる。本発明によれば、ガラ
ス等の絶縁物（誘電体）の試料において、放電電極と試
料との間の電圧低下を防止して、グロープラズマを安定
して維持することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
を参照しながら詳細に説明する。図１はグロー放電発光
分光分析装置の一構成例を示すブロック図であり、図２
はグロー放電発光分光分析装置の電極構成を説明するた
めの概略図である。図１に示すグロー放電発光分光分析
装置１は、第３の電極１１の構成の他は、図６に示した
従来のグロー放電発光分光分析装置１０とほぼ同様の構
成とすることができる。
を参照しながら詳細に説明する。図１はグロー放電発光
分光分析装置の一構成例を示すブロック図であり、図２
はグロー放電発光分光分析装置の電極構成を説明するた
めの概略図である。図１に示すグロー放電発光分光分析
装置１は、第３の電極１１の構成の他は、図６に示した
従来のグロー放電発光分光分析装置１０とほぼ同様の構
成とすることができる。
【００１１】グロー放電発光分光分析装置１は、中空状
に形成した第１の電極である放電電極３と試料Ｓとを対
向配置し、アルゴンガスを流しながら真空排気を行なっ
て低真空雰囲気に保ち、試料Ｓと放電電極３との間に直
流電圧または高周波電力を供給して、試料Ｓと放電電極
３との間に安定したアルゴンのグロー放電プラズマを形
成する。放電電極３は中空状の形状とし、中空部分の試
料Ｓに近い部分においてグロープラズマを生成し、グロ
ープラズマ９で発生した光を中空部分の軸方向に通して
分光器２に導く。分光器２は、この発光をスリット２１
を通して回折格子等の分光素子２２に導いて分光し、光
検出器２３で検出する。グロー放電発光分光分析では、
波長毎に光強度を検出し、この発光線強度の大きさから
含有元素の組成を求めることができ、また、発光の経時
変化を測定することによって、試料Ｓの元素の深さ方向
の分布を測定することができる。
に形成した第１の電極である放電電極３と試料Ｓとを対
向配置し、アルゴンガスを流しながら真空排気を行なっ
て低真空雰囲気に保ち、試料Ｓと放電電極３との間に直
流電圧または高周波電力を供給して、試料Ｓと放電電極
３との間に安定したアルゴンのグロー放電プラズマを形
成する。放電電極３は中空状の形状とし、中空部分の試
料Ｓに近い部分においてグロープラズマを生成し、グロ
ープラズマ９で発生した光を中空部分の軸方向に通して
分光器２に導く。分光器２は、この発光をスリット２１
を通して回折格子等の分光素子２２に導いて分光し、光
検出器２３で検出する。グロー放電発光分光分析では、
波長毎に光強度を検出し、この発光線強度の大きさから
含有元素の組成を求めることができ、また、発光の経時
変化を測定することによって、試料Ｓの元素の深さ方向
の分布を測定することができる。
【００１２】図１，２において、放電電極３は、該放電
電極３の外径よりわずかに大きな内径を有した絶縁物７
の中空部分内に収納されて保持される。試料Ｓと対向す
る絶縁物７の面の一部にはＯリング８を保持するための
溝が形成される。なお、図２ではＯリングを省略してい
る。試料Ｓは、試料面をＯリング８に接触して押圧する
ことによって放電電極３の中空部分を密閉する。放電電
極３の外径部分と絶縁物７の内径部分との間に形成され
る隙間を通して、真空排気が行われる。これによって、
密閉された放電電極３の中空部分は、アルゴンガスを流
しながら真空排気を行うことによって、低真空雰囲気に
保持される。第３の電極１１は中心部分に開口部を備え
る環状電極とすることができ、図１に示す構成では、開
口部内に放電電極３及びＯリング８を配置し、第３の電
極１１をＯリング８の外側部分に配置する。第３の電極
１１は絶縁物７に形成した環状の凹部にはめ込むことに
より取り付けることができる。また、背面電極４は、試
料Ｓの背面に設ける。
電極３の外径よりわずかに大きな内径を有した絶縁物７
の中空部分内に収納されて保持される。試料Ｓと対向す
る絶縁物７の面の一部にはＯリング８を保持するための
溝が形成される。なお、図２ではＯリングを省略してい
る。試料Ｓは、試料面をＯリング８に接触して押圧する
ことによって放電電極３の中空部分を密閉する。放電電
極３の外径部分と絶縁物７の内径部分との間に形成され
る隙間を通して、真空排気が行われる。これによって、
密閉された放電電極３の中空部分は、アルゴンガスを流
しながら真空排気を行うことによって、低真空雰囲気に
保持される。第３の電極１１は中心部分に開口部を備え
る環状電極とすることができ、図１に示す構成では、開
口部内に放電電極３及びＯリング８を配置し、第３の電
極１１をＯリング８の外側部分に配置する。第３の電極
１１は絶縁物７に形成した環状の凹部にはめ込むことに
より取り付けることができる。また、背面電極４は、試
料Ｓの背面に設ける。
【００１３】放電電極３と第３の電極１１との間には高
周波電源５を接続し、第３の電極１１と背面電極４との
間には直流電源１２を接続する。図３は電圧の印加によ
るグロープラズマの状態を説明するための図である。図
３（ａ）において、放電電極３と第３の電極１１との間
に高周波電源５を接続すると、放電電極３と第３の電極
１１との間に高電界が印加され（図３（ａ）中の矢
印）、放電電極３の中空部分にグロープラズマ９が生成
される。また、図３（ｂ）において、第３の電極１１と
背面電極４との間に直流電源１２を接続すると、第３の
電極１１と背面電極４との間にバイアス電圧ｅが印加さ
れる。印加されたバイアス電圧ｅは、放電電極３と試料
Ｓとの間の容量Ｃ１と試料Ｓの容量Ｃ２とによってｖ１
及びｖ２に分圧される。図３（ｃ）は等価回路を示して
いる。放電電極３と試料Ｓとの間の静電容量をＣ１と
し、試料Ｓの誘電率をε、面積をｓ、厚みをｄとする
と、ｖ１の電圧は、 ｖ１＝ｅ／（（Ｃ１×ｄ）／（ε×ｓ）＋１） …（２） で表される。
周波電源５を接続し、第３の電極１１と背面電極４との
間には直流電源１２を接続する。図３は電圧の印加によ
るグロープラズマの状態を説明するための図である。図
３（ａ）において、放電電極３と第３の電極１１との間
に高周波電源５を接続すると、放電電極３と第３の電極
１１との間に高電界が印加され（図３（ａ）中の矢
印）、放電電極３の中空部分にグロープラズマ９が生成
される。また、図３（ｂ）において、第３の電極１１と
背面電極４との間に直流電源１２を接続すると、第３の
電極１１と背面電極４との間にバイアス電圧ｅが印加さ
れる。印加されたバイアス電圧ｅは、放電電極３と試料
Ｓとの間の容量Ｃ１と試料Ｓの容量Ｃ２とによってｖ１
及びｖ２に分圧される。図３（ｃ）は等価回路を示して
いる。放電電極３と試料Ｓとの間の静電容量をＣ１と
し、試料Ｓの誘電率をε、面積をｓ、厚みをｄとする
と、ｖ１の電圧は、 ｖ１＝ｅ／（（Ｃ１×ｄ）／（ε×ｓ）＋１） …（２） で表される。
【００１４】上記ｖ１の式は、前記した高周波電源のみ
を接続した場合の電圧Ｖ１の式と類似した式であるが、
バイアス電圧ｅは高周波電源の電圧Ｅを式内に含まない
ため、放電電極３と試料Ｓとの間の電圧ｖ１は、バイア
ス電圧ｅによって調整することができ、試料Ｓの誘電率
εや厚みｄに応じて変更することができる。バイアス電
圧ｅで印加される電圧ｖ１によって、放電電極３の中空
部分のグロープラズマ９は試料Ｓ側に移動する（図３
（ｂ）中のグロープラズマ９内に示す矢印）。
を接続した場合の電圧Ｖ１の式と類似した式であるが、
バイアス電圧ｅは高周波電源の電圧Ｅを式内に含まない
ため、放電電極３と試料Ｓとの間の電圧ｖ１は、バイア
ス電圧ｅによって調整することができ、試料Ｓの誘電率
εや厚みｄに応じて変更することができる。バイアス電
圧ｅで印加される電圧ｖ１によって、放電電極３の中空
部分のグロープラズマ９は試料Ｓ側に移動する（図３
（ｂ）中のグロープラズマ９内に示す矢印）。
【００１５】グロープラズマ９中のプラズマの正イオン
は、試料Ｓの表面を均一にスパッタリングし、スパッタ
リングされた試料Ｓの原子は、プラズマ中で励起されて
元素特有の光を発光する。本発明の高周波グロー放電発
光分光分析装置１によれば、電圧ｖ１を印加してグロー
プラズマ９を試料Ｓ側に移動させることによって、安定
したスパッタリングを行うことができる。また放電電極
３と試料Ｓとの間の電圧ｖ１は、高周波電源の電圧Ｅと
独立している直流電圧ｅによって印加されるため、絶縁
物の耐電圧を考慮することなく直流電圧ｅを調整するこ
とができる。
は、試料Ｓの表面を均一にスパッタリングし、スパッタ
リングされた試料Ｓの原子は、プラズマ中で励起されて
元素特有の光を発光する。本発明の高周波グロー放電発
光分光分析装置１によれば、電圧ｖ１を印加してグロー
プラズマ９を試料Ｓ側に移動させることによって、安定
したスパッタリングを行うことができる。また放電電極
３と試料Ｓとの間の電圧ｖ１は、高周波電源の電圧Ｅと
独立している直流電圧ｅによって印加されるため、絶縁
物の耐電圧を考慮することなく直流電圧ｅを調整するこ
とができる。
【００１６】本発明の高周波グロー放電発光分光分析装
置１による測定は、以下の手順に従って行うことができ
る。はじめに、第３電極１１を高周波グロー放電発光分
光分析装置１の放電電極３及び絶縁物７を含む電極部分
に配置し、試料Ｓを該電極部分に押し当て、試料Ｓの表
面をＯリング８に接触させてグローランプ（放電電極の
中空部分）内をプラズマ密閉し、アルゴンガスの真空雰
囲気に維持する。放電電極３と第３電極１１との間に高
周波電力を印加し、グローランプ中にグロープラズマ９
を発生させる。このグロープラズマ９は、第３電極１１
と背面電極４の間に印加されるバイアス電圧ｅと独立し
ており、安定に維持される。
置１による測定は、以下の手順に従って行うことができ
る。はじめに、第３電極１１を高周波グロー放電発光分
光分析装置１の放電電極３及び絶縁物７を含む電極部分
に配置し、試料Ｓを該電極部分に押し当て、試料Ｓの表
面をＯリング８に接触させてグローランプ（放電電極の
中空部分）内をプラズマ密閉し、アルゴンガスの真空雰
囲気に維持する。放電電極３と第３電極１１との間に高
周波電力を印加し、グローランプ中にグロープラズマ９
を発生させる。このグロープラズマ９は、第３電極１１
と背面電極４の間に印加されるバイアス電圧ｅと独立し
ており、安定に維持される。
【００１７】第３電極１１と背面電極４の間にバイアス
電圧ｅを印加して、試料Ｓの表面をスパッタリングす
る。このとき印加するバイアス電圧ｅは、試料表面にお
いて十分な電界強度得られるように、試料Ｓの誘電率や
厚みに応じて変更する。バイアス電圧ｅを印加すると同
時に、グロープラズマから放出される発光線強度の測定
を開始する。発光線強度の時系列測定を行うことによっ
て、試料の深さ分析データを得ることができる。
電圧ｅを印加して、試料Ｓの表面をスパッタリングす
る。このとき印加するバイアス電圧ｅは、試料表面にお
いて十分な電界強度得られるように、試料Ｓの誘電率や
厚みに応じて変更する。バイアス電圧ｅを印加すると同
時に、グロープラズマから放出される発光線強度の測定
を開始する。発光線強度の時系列測定を行うことによっ
て、試料の深さ分析データを得ることができる。
【００１８】次に、図４，５を用いて、本発明の高周波
グロー放電発光分光分析装置の他の構成例を説明する。
図４に示す第２の構成例は、図１に示す構成例におい
て、直流電源１２のバイアス電圧を零とし、第２の電極
４と第３の電極１１とを同電位とする構成である。バイ
アス電圧は、生成されたグロープラズマを試料Ｓ側に接
近させて、スパッタリングの効率を高めるものであり、
このバイアス電圧が零の場合であっても、グロープラズ
マによる試料表面のスパッタリングを行うことができ
る。
グロー放電発光分光分析装置の他の構成例を説明する。
図４に示す第２の構成例は、図１に示す構成例におい
て、直流電源１２のバイアス電圧を零とし、第２の電極
４と第３の電極１１とを同電位とする構成である。バイ
アス電圧は、生成されたグロープラズマを試料Ｓ側に接
近させて、スパッタリングの効率を高めるものであり、
このバイアス電圧が零の場合であっても、グロープラズ
マによる試料表面のスパッタリングを行うことができ
る。
【００１９】図５に示す構成例は、第３の電極の変形例
である。図５（ａ）に示す第３の構成例は、図１に示す
構成例において、第３の電極１１ａをＯリング８の内側
に配置する構成である。第３の電極１１ａは図１に示す
構成例と同様に環状とし、絶縁物７に形成した環状の凹
部にはめ込むことにより取り付けることができる。この
構成によれば、放電電極３と第３の電極１１ａとを接近
させて配置することができる。図５（ｂ）に示す第４の
構成例は、図１に示す構成例において、第３の電極１１
ｂにＯリング８を設置する溝を形成し、試料と対向する
絶縁物７の全面部分に第３の電極１１ｂを取り付ける構
成である。この構成によれば、第３の電極による試料表
面に対する電界分布を均一なものとすることができる。
である。図５（ａ）に示す第３の構成例は、図１に示す
構成例において、第３の電極１１ａをＯリング８の内側
に配置する構成である。第３の電極１１ａは図１に示す
構成例と同様に環状とし、絶縁物７に形成した環状の凹
部にはめ込むことにより取り付けることができる。この
構成によれば、放電電極３と第３の電極１１ａとを接近
させて配置することができる。図５（ｂ）に示す第４の
構成例は、図１に示す構成例において、第３の電極１１
ｂにＯリング８を設置する溝を形成し、試料と対向する
絶縁物７の全面部分に第３の電極１１ｂを取り付ける構
成である。この構成によれば、第３の電極による試料表
面に対する電界分布を均一なものとすることができる。
【００２０】本発明によれば、材料全体が絶縁物で構成
されている試料に対して、グロー放電発光分光分析によ
る測定を行うことができる。絶縁物バルク基板上に成膜
された絶縁物薄膜の元素濃度の深さ分析測定を行うこと
ができる。また、絶縁物バルク基板上に成膜された絶縁
物薄膜試料において、薄膜部分だけでなく、基板部の測
定を行うことができる。
されている試料に対して、グロー放電発光分光分析によ
る測定を行うことができる。絶縁物バルク基板上に成膜
された絶縁物薄膜の元素濃度の深さ分析測定を行うこと
ができる。また、絶縁物バルク基板上に成膜された絶縁
物薄膜試料において、薄膜部分だけでなく、基板部の測
定を行うことができる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のグロー放
電発光分光分析装置によれば、ガラス等の絶縁物（誘電
体）の試料において、放電電極と試料との間の電圧低下
を防止して、グロープラズマを安定して維持することが
できる。
電発光分光分析装置によれば、ガラス等の絶縁物（誘電
体）の試料において、放電電極と試料との間の電圧低下
を防止して、グロープラズマを安定して維持することが
できる。
【図１】グロー放電発光分光分析装置の一構成例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】グロー放電発光分光分析装置の電極構成を説明
するための概略図である。
するための概略図である。
【図３】電圧の印加によるグロープラズマの状態を説明
するための図である。
するための図である。
【図４】本発明の高周波グロー放電発光分光分析装置の
他の構成例を説明するための図である。
他の構成例を説明するための図である。
【図５】本発明の高周波グロー放電発光分光分析装置の
他の構成例を説明するための図である。
他の構成例を説明するための図である。
【図６】グロー放電発光分光分析装置の一構成例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図７】放電電極、背面電極、及び試料Ｓに印加される
電圧状態を説明するための図である。
電圧状態を説明するための図である。
１，１０…グロー放電発光分光分析装置、２…分光器、
３…放電電極、４…背面電極、５…高周波電源、６…整
合器、７…絶縁物、８…Ｏリング、９…グロープラズ
マ、１１，１１ａ，１１ｂ…第３の電極、１２…直流電
源、Ｓ…試料。
３…放電電極、４…背面電極、５…高周波電源、６…整
合器、７…絶縁物、８…Ｏリング、９…グロープラズ
マ、１１，１１ａ，１１ｂ…第３の電極、１２…直流電
源、Ｓ…試料。
Claims (1)
- 【請求項１】 グロー放電によって試料表面をスパッタ
リングしながら原子発光を分光検出し、元素分析を行う
グロー放電発光分光分析装置において、陽極を構成する
第１の電極と、陰極を構成する第２の電極と、第３の電
極とを備え、第１の電極と第３の電極の間にグロー放電
を生成する高周波電力を供給し、第２の電極と第３の電
極の間に直流のバイアス電圧を印加し、第１の電極と第
２の電極との間に配置した絶縁物バルク試料を分析す
る、グロー放電発光分光分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24866399A JP2001074660A (ja) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | グロー放電発光分光分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24866399A JP2001074660A (ja) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | グロー放電発光分光分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001074660A true JP2001074660A (ja) | 2001-03-23 |
Family
ID=17181497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24866399A Withdrawn JP2001074660A (ja) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | グロー放電発光分光分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001074660A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006145500A (ja) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Horiba Ltd | グロー放電発光分析方法、グロー放電発光分析装置、及び電力生成装置 |
| JP2015197295A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-09 | 株式会社堀場製作所 | グロー放電発光分析方法 |
-
1999
- 1999-09-02 JP JP24866399A patent/JP2001074660A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006145500A (ja) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Horiba Ltd | グロー放電発光分析方法、グロー放電発光分析装置、及び電力生成装置 |
| JP4484674B2 (ja) * | 2004-11-24 | 2010-06-16 | 株式会社堀場製作所 | グロー放電発光分析装置 |
| JP2015197295A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-09 | 株式会社堀場製作所 | グロー放電発光分析方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shelley et al. | Characterization of direct-current atmospheric-pressure discharges useful for ambient desorption/ionization mass spectrometry | |
| Pisonero et al. | Glow-discharge spectrometry for direct analysis of thin and ultra-thin solid films | |
| Lazik et al. | Electrical and optical characteristics of a radio frequency glow discharge atomic emission source with dielectric sample atomization | |
| Belkin et al. | Characterization of helium/argon working gas systems in a radiofrequency glow discharge atomic emission source. Part II: Langmuir probe and emission intensity studies for Al, Cu and Macor samples | |
| Pisonero et al. | Pulsed rf-GD-TOFMS for depth profile analysis of ultrathin layers using the analyte prepeak region | |
| EP3127140A1 (fr) | Procédé et appareil de mesure d'un echantillon solide organique par spectrometrie de décharge luminescente | |
| JP2001074660A (ja) | グロー放電発光分光分析装置 | |
| KennetháMarcus | Radiofrequency powered glow discharges for emission and mass spectrometry: operating characteristics, figures of merit and future prospects | |
| Saini et al. | Development of a see-through hollow cathode discharge lamp for (Li/Ne) optogalvanic studies | |
| US20150194295A1 (en) | Assembly for use in a vacuum treatment process | |
| JP3790363B2 (ja) | グロー放電発光分光分析装置 | |
| JPH11326216A (ja) | グロー放電発光分光分析の測定方法 | |
| JP2010197067A (ja) | グロー放電発光分光分析装置およびそれを用いる分析方法 | |
| JP2723455B2 (ja) | グロー放電発光分光分析装置 | |
| Petrović et al. | Energetic ion, atom, and molecule reactions and excitation in low-current H 2 discharges: Spatial distributions of emissions | |
| áKenneth Marcus | Comparison of fundamental characteristics between radio-frequency and direct current powering of a single glow discharge atomic emission spectroscopy source | |
| JP3842437B2 (ja) | グロー放電発光分光分析装置 | |
| JPH08193953A (ja) | グロー放電発光分光分析装置 | |
| Djulgerova et al. | Laser optogalvanic analysis of nitrogen layers in hollow cathode glow discharge | |
| JP5435389B2 (ja) | グロー放電発光分光分析用試料容器およびそれを備えたグロー放電発光分光分析装置 | |
| JPH07234184A (ja) | グロー放電発光分光分析装置 | |
| Ivanović et al. | Stark polarization spectroscopy of neon spectral lines for estimating cathode sheath parameters in Grimm-type glow discharge sources | |
| JP2001004546A (ja) | グロー放電発光分光分析装置 | |
| JP3345490B2 (ja) | グロー放電発光分光分析装置 | |
| JP3603121B2 (ja) | グロー放電管の支持部およびそれを用いたグロー放電発光分光分析装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20061107 |