JP2017083346A - Liquid sample analyzer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蛍光X線を利用して液体試料を分析する液体試料分析装置に関する。 The present invention relates to a liquid sample analyzer that analyzes a liquid sample using fluorescent X-rays.
物質に含まれる元素やその構成比率を分析する際、しばしば蛍光X線分析が用いられる。この蛍光X線分析では、元素によって蛍光X線のエネルギーが異なることを利用して、その物質についての分析を行う。例えば、特許文献1には、試料セル中に2次ターゲットを設け、1次X線、および2次ターゲットから発生した蛍光X線を用いて試料の原子を励起する分析装置が開示されている。 X-ray fluorescence analysis is often used when analyzing elements contained in substances and their constituent ratios. In this fluorescent X-ray analysis, the substance is analyzed using the fact that the energy of fluorescent X-rays differs depending on the element. For example, Patent Document 1 discloses an analyzer that provides a secondary target in a sample cell and excites atoms of the sample using primary X-rays and fluorescent X-rays generated from the secondary target.
一般に、分析装置では分析精度が高いことが望まれており、蛍光X線を利用して液体試料を分析する液体試料分析装置においても、分析精度の向上が期待されている。 In general, an analysis apparatus is desired to have high analysis accuracy, and an improvement in analysis accuracy is also expected in a liquid sample analysis apparatus that analyzes a liquid sample using fluorescent X-rays.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、分析精度を高めることができる液体試料分析装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a liquid sample analyzer that can improve the analysis accuracy.
本発明の液体試料分析装置は、容器と、電極と、X線源と、攪拌部材と、検出部とを備えている。容器は、液体試料を収容するものである。電極は、容器に設けられたものである。X線源は、1次X線を射出するものである。攪拌部材は、1次X線に基づいて2次X線を射出するとともに、前記液体試料を攪拌するものである。検出部は、2次X線に基づいて、液体試料から電極の近傍に濃縮された濃縮試料から放射される蛍光X線を検出するものである。 The liquid sample analyzer of the present invention includes a container, an electrode, an X-ray source, a stirring member, and a detection unit. The container contains a liquid sample. The electrode is provided on the container. The X-ray source emits primary X-rays. The stirring member emits secondary X-rays based on primary X-rays and stirs the liquid sample. The detection unit detects X-ray fluorescence emitted from the concentrated sample concentrated in the vicinity of the electrode from the liquid sample based on the secondary X-ray.
本発明の液体試料分析装置によれば、攪拌部材が1次X線に基づいて2次X線を射出し、検出部が2次X線に基づいて濃縮試料から放射される蛍光X線を検出するようにしたので、分析精度を高めることができる。 According to the liquid sample analyzer of the present invention, the stirring member emits secondary X-rays based on the primary X-rays, and the detection unit detects fluorescent X-rays emitted from the concentrated sample based on the secondary X-rays. As a result, analysis accuracy can be improved.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態
2.第2の実施の形態
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The description will be given in the following order.
1.
<1.第1の実施の形態>
[構成例]
図1は、第1の実施の形態に係る液体試料分析装置が適用された洗浄装置1の一構成例を表すものである。洗浄装置1は、この例では、半導体製造工程において用いられる半導体ウエハを洗浄するものであり、洗浄液に含まれる、着目したイオンの含有量を測定可能に構成されたものである。洗浄装置1は、洗浄部11と、ポンプ12と、フィルタ13と、分析装置20とを備えている。洗浄部11、ポンプ12、フィルタ13、および分析装置20は、洗浄液9が流れる流路8上に設けられている。
<1. First Embodiment>
[Configuration example]
FIG. 1 shows an example of the configuration of a cleaning apparatus 1 to which the liquid sample analyzer according to the first embodiment is applied. In this example, the cleaning apparatus 1 cleans a semiconductor wafer used in a semiconductor manufacturing process, and is configured to be able to measure the content of focused ions contained in the cleaning liquid. The cleaning device 1 includes a
洗浄部11は、半導体ウエハを洗浄するものである。具体的には、洗浄部11は、フィルタ13から供給された洗浄液9を用いて半導体ウエハを洗浄し、洗浄に使用された洗浄液9を排出するようになっている。ポンプ12は、洗浄部11から排出された、洗浄に使用された洗浄液9をフィルタ13に送るものである。フィルタ13は、供給された洗浄液9に含まれるダストなどの不純物を取り除くものである。
The
この構成により、洗浄部11において洗浄に使用された洗浄液9は、フィルタ13により不純物が取り除かれ、再び洗浄部11に供給される。このように、洗浄液9は、洗浄部11、ポンプ12、およびフィルタ13の順に循環し、再利用されるようになっている。
With this configuration, the
洗浄に使用された洗浄液9は、しばしばイオン(例えば銅イオンCu2+)を含む。このようなイオンは、フィルタ13により取り除くことが難しい。よって、洗浄装置1では、分析装置20が、例えば10分に1回の割合で洗浄液9をサンプリングし、そのサンプリングした洗浄液9に含まれるイオンの量を検出する。そして、分析装置20は、このイオンの含有量が所定量を超えた場合に、洗浄装置1の制御装置(図示せず)に対して、洗浄液9の交換を促すようになっている。このように、分析装置20は、この例では、半導体製造工程においてプロセス管理を行うために設けられている。
The cleaning
分析装置20は、蛍光X線を用いて洗浄液9に含まれるイオンの量を検出するものである。分析装置20は、バルブ21と、ポンプ22と、析出部30と、電圧生成部23と、X線源24と、検出部25と、計測部26と、バルブ27と、制御部28とを有している。バルブ21、ポンプ22、析出部30、およびバルブ27は、流路8上に設けられている。
The analyzer 20 detects the amount of ions contained in the cleaning
バルブ21は、洗浄部11、ポンプ12、およびフィルタ13を循環する洗浄液9の一部をサンプリングするためのものである。バルブ21の開閉は、制御部28により制御されるようになっている。ポンプ22は、サンプリングされた洗浄液9を析出部30の導入口35に送るものである。
The
析出部30は、導入口35から供給された洗浄液9に含まれるイオンを析出させるものである。
The depositing
図2は、析出部30の一構成例を表すものである。なお、この図2では、析出部30に加え、説明の便宜上、電圧生成部23、X線源24、および検出部25をも描いている。析出部30は、電極31,32と、基準電極33と、攪拌子90と、網部37と、攪拌部38とを有している。
FIG. 2 shows a configuration example of the
電極31は、X線を透過させる性質を有する導電性電極であり、その表面にイオンを析出させるものである。電極31は、例えば薄膜電極を用いることができる。この例では、電極31は、析出部30の容器34の底部に設けられた開口部を覆うように設けられている。この電極31には、後述するように、電圧生成部23により負の電圧が印加される。これにより、電極31の近傍には、洗浄液9に含まれる陽イオン(例えば銅イオンCu2+)が濃縮される。具体的には、電極31の近傍には、洗浄液9に含まれる陽イオンが、イオンのまま引き寄せられてただよう。そして、電極31の表面には、洗浄液9に含まれる陽イオンが析出する。このようにして、電極31の近傍では、イオンのまま引き寄せられた洗浄液9中の陽イオン、および陽イオンが析出した析出物が、濃縮試料を構成するようになる。そして、この電極31には、後述するように、X線源24によりX線L1が照射される。これにより、X線L1がこの電極31を透過し、電極31の近傍の濃縮試料に照射される。また、電極31を透過したX線L1は、後述する攪拌子90にも照射されるようになっている。電極31は、X線に対する透過性が高く、かつ耐薬品性が高い材料を用いて構成されるのが望ましい。具体的には、電極31は、例えば、ダイヤモンド電極、グラッシーカーボン電極、炭素を含む導電性の樹脂からなる電極などにより構成されるのが望ましい。
The
電極32は、コイル形状を有する電極であり、例えば白金を含んで構成されるものである。この形状により、電極32の表面積を広くすることができるようになっている。基準電極33は、電極31,32に電圧を印加する際の基準として用いる電極であり、例えば、いわゆる銀・塩化銀(Ag/AgCl)電極により構成されるものである。なお、この例では基準電極33を設けたが、これを省いてもよい。
The
攪拌子90は、棒形状を有するものであり、XY面内で回転することにより析出部30内の洗浄液9を攪拌するものである。また、攪拌子90は、X線L1に基づいて蛍光X線L3を放射する機能をも有している。この例では、攪拌子90は、網部37の上に配置されている。なお、この例では、攪拌子90は、棒形状を有するものとしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば円盤形状を有してもよい。
The
図3は、攪拌子90の一構成例を表すものである。攪拌子90は、磁石91と、ターゲット92とを有している。磁石91は、磁性体を含んで構成されるものであり、長手方向(図3における横方向)の一方がN極であり他方がS極である。ターゲット92は、X線L1に基づいて、分析対象である原子を励起させることができるエネルギーを有する蛍光X線L3を放射するものである。このようなターゲット92は、例えば、洗浄液9に含まれる分析対象であるイオンの原子番号よりも大きい原子番号を有する元素を含んで構成することができる。具体的には、分析対象であるイオンが銅イオンである場合には、ターゲット92は、亜鉛やガリウムなどを含んで構成することができる。磁石91およびターゲット92は、皮膜93によりコーティングされている。皮膜93は、例えば樹脂により構成されるものである。これにより、析出部30では、磁石91およびターゲット92の材料が洗浄液9に溶けださないようになっている。
FIG. 3 shows a configuration example of the stirring
網部37は、析出部30の上下方向(Z方向)の中央付近に設けられたものであり、例えば樹脂により構成されるものである。そして、網部37の上には、攪拌子90が配置されるようになっている。これにより、析出部30では、攪拌子90を、電極31から離れた位置に配置することができるようになっている。
The
攪拌部38は、析出部30内に磁場を生成することにより、攪拌子90をXY面内で回転させるものである。
The
この構成により、攪拌子90は、攪拌部38が生成する磁場に基づいて、網部37の上においてXY面内で回転することにより、析出部30内の洗浄液9を攪拌する。また、攪拌子90は、X線源24により照射されたX線L1に基づいて蛍光X線L3を放射する。この蛍光X線L3は、電極31の近傍の濃縮試料に含まれる分析対象である原子を励起させることができる。このように、攪拌子90は、電極31の近傍の濃縮試料に対してX線を照射するX線源としても機能するようになっている。
With this configuration, the
電圧生成部23(図1)は、制御部28から供給される制御信号に基づいて、析出部30に供給する各種電圧を生成するものである。具体的には、電圧生成部23は、基準電極33の電位を基準として、電極31に負の電圧を印加するとともに、電極32に正の電圧を印加する。これにより、析出部30では、洗浄液9に含まれる陽イオンの一部が電極31の表面に析出するようになっている。また、電圧生成部23は、分析装置20において分析が終了した後に、基準電極33の電位を基準として、電極31に正の電圧を印加するとともに、電極32に負の電圧を印加する。これにより、析出部30では、電極31の近傍から濃縮試料を取り除くことができるようになっている。
The voltage generation unit 23 (FIG. 1) generates various voltages to be supplied to the
X線源24は、X線L1を射出するものである。具体的には、X線源24は、図2に示したように、射出範囲R1内においてX線L1を射出する。すなわち、この射出範囲R1は、X線L1が進行する空間領域に対応するものである。これにより、X線源24は、電極31を介して、電極31の近傍の濃縮試料にX線L1を照射する。また、X線源24は、同様に、電極31を介して、網部37上の攪拌子90にもX線L1を照射する。X線源24は、制御部28から供給される制御信号に基づいて動作するようになっている。
The
検出部25は、蛍光X線L2を検出するものであり、例えば半導体検出器やシリコンドリフト検出器(SDD)などを用いて構成されるものである。この例では、攪拌子90、電極32、および基準電極33を、検出部25の検出範囲R2の外側に配置している。すなわち、この検出範囲R2は、検出部25の検出可能空間領域に対応するものである。これにより、析出部30では、検出部25が、攪拌子90、電極32、および基準電極33による散乱X線や、攪拌子90から放射された蛍光X線L3を検出するおそれを低減するようになっている。
The
計測部26は、検出部25が検出した蛍光X線L2に基づいて、洗浄液9に含まれるイオンの含有量を求めるものである。計測部26は、例えば、増幅器、波高分析器、マルチチャネルアナライザなどを含んで構成されるものである。この構成により、計測部26は、蛍光X線L2のエネルギーに基づいて、その蛍光X線L2を放射する元素を特定するとともに、蛍光X線L2の強度に基づいてそのイオンの含有量を求めるようになっている。また、計測部26は、イオンの含有量が所定量を超えた場合に、その旨を洗浄装置1の制御装置(図示せず)に対して通知する機能をも有している。
The
バルブ27は、析出部30内の洗浄液9を排出するためのものである。バルブ27の開閉は、制御部28により制御されるようになっている。制御部28は、バルブ21、電圧生成部23、X線源24、およびバルブ27の動作を制御するものである。
The
ここで、分析装置20は、本発明における「液体試料分析装置」の一具体例に対応する。洗浄液9は、本発明における「液体試料」の一具体例に対応する。電極31は、本発明における「電極」の一具体例に対応する。攪拌子90は、本発明における「攪拌部材」の一具体例に対応する。X線L1は、本発明における「1次X線」の一具体例に対応する。蛍光X線L3は、本発明における「2次X線」の一具体例に対応する。蛍光X線L2は、本発明における「蛍光X線」の一具体例に対応する。
Here, the analyzer 20 corresponds to a specific example of “liquid sample analyzer” in the present invention. The cleaning
[動作および作用]
続いて、本実施の形態の洗浄装置1の動作および作用について説明する。
[Operation and Action]
Then, operation | movement and an effect | action of the washing | cleaning apparatus 1 of this Embodiment are demonstrated.
(全体動作概要)
まず、図1,2を参照して、洗浄装置1の全体動作概要を説明する。洗浄部11は、フィルタ13から供給された洗浄液9を用いて半導体ウエハを洗浄する。ポンプ12は、洗浄部11から排出された、洗浄に使用された洗浄液9をフィルタ13に送る。フィルタ13は、供給された洗浄液9に含まれるダストなどの不純物を取り除く。バルブ21は、開状態になることにより、洗浄部11、ポンプ12、およびフィルタ13を循環する洗浄液9の一部をサンプリングする。ポンプ22は、サンプリングされた洗浄液9を析出部30に送る。電圧生成部23は、例えば、基準電極33の電位を基準として、電極31に負の電圧を印加するとともに、電極32に正の電圧を印加する。攪拌部38は、析出部30内に磁場を生成することにより、攪拌子90をXY面内で回転させる。これにより、攪拌子90は、析出部30内の洗浄液9を攪拌する。その結果、電極31の近傍には、洗浄液9に含まれる陽イオン(例えば銅イオンCu2+)が濃縮される。具体的には、電極31の近傍には、洗浄液9に含まれる陽イオンが、イオンのまま引き寄せられる。そして、電極31の表面には、洗浄液9に含まれる陽イオンが析出する。X線源24は、電極31の近傍の濃縮試料にX線L1を照射するとともに、攪拌子90に対してX線L1を照射する。攪拌子90は、このX線L1に基づいて蛍光X線L3を放射する。その結果、電極31の近傍の濃縮試料は、X線L1および蛍光X線L3に基づいて、蛍光X線L2を放射する。検出部25は、この蛍光X線L2を検出する。計測部26は、検出部25が検出した蛍光X線L2に基づいて、洗浄液9に含まれるイオンの含有量を求める。バルブ27は、開状態になることにより、析出部30内の洗浄液9を排出する。制御部28は、バルブ21、電圧生成部23、X線源24、およびバルブ27の動作を制御する。
(Overview of overall operation)
First, referring to FIGS. 1 and 2, an overall operation outline of the cleaning apparatus 1 will be described. The
(分析装置20の詳細動作)
制御部28は、バルブ21を、例えば10分に1回の割合で開状態にする。これにより、分析装置20は、分析対象となる洗浄液9をサンプリングし、ポンプ22が、サンプリングした洗浄液9を析出部30に送る。そして、制御部28は、電圧生成部23の動作を制御し、電圧生成部23は、基準電極33の電位を基準として、電極31に負の電圧を印加するとともに、電極32に正の電圧を印加する。これにより、電極31の近傍には、洗浄液9に含まれる陽イオンが濃縮される。
(Detailed operation of the analyzer 20)
The
図4は、析出部30の一動作状態を模式的に表すものである。電極31の近傍には、洗浄液9に含まれる陽イオンが引き寄せられ、電極31の表面には、イオンが析出し析出物9Aが形成される。なお、この図では、電極31に引き寄せられたイオンの図示を省いている。また、この図では、析出物9Aの量を誇張して描いている。その際、攪拌子90は、攪拌部38が生成する磁場に基づいて、網部37の上においてXY面内で回転することにより、析出部30内の洗浄液9を攪拌する。これにより、析出部30では、電極31の表面付近に、洗浄液9に含まれるイオンをより多く供給することができるため、短い時間で多くのイオンを析出させることができる。
FIG. 4 schematically shows one operation state of the
次に、制御部28は、洗浄液9をサンプリングしてから所定時間が経過した後にX線源24を制御し、X線源24は、X線L1を射出する。この例では、X線L1のうちのX線L11は、電極31の近傍の濃縮試料に含まれる原子を励起させ、蛍光X線L2を放射させる。また、X線L1のうちのX線L12は、攪拌子90のターゲット92に含まれる原子を励起させ、蛍光X線L3を放射させる。そして、この蛍光X線L3は、電極31の近傍の濃縮試料に含まれる原子を励起させ、蛍光X線L2を放射させる。
Next, the
このようにして、電極31の近傍の濃縮試料は、X線L1(X線L11)および蛍光X線L3に基づいて蛍光X線L2を放射する。検出部25は、このようにして放射された蛍光X線L2を検出する。そして、計測部26は、検出部25が検出した蛍光X線L2に基づいて、洗浄液9に含まれるイオンの含有量を求める。
In this way, the concentrated sample in the vicinity of the
このように、分析装置20では、ターゲット92を用いて攪拌子90を構成した。これにより、まず、攪拌子90が洗浄液9を攪拌するため、短い時間で多くのイオンを析出させることができる。そして、蛍光X線L2を検出する際には、X線L1(X線L11)に加え、攪拌子90から放射された蛍光X線L3にも基づいて、濃縮試料に含まれる原子を励起させることができる。その結果、分析装置20では、蛍光X線L2の強度を高めることができ、分析精度を高めることができる。
Thus, in the analyzer 20, the
すなわち、例えば、特許文献1に記載の技術では、測定試料であるオイルにX線を照射することにより蛍光X線を放射させるようにしたので、蛍光X線の強度が弱くなってしまうおそれがある。一方、分析装置20では、攪拌子90を用いて洗浄液9を攪拌しつつ、洗浄液9に含まれるイオンを析出させ、その析出物にX線L1を照射するようにした。これにより、分析装置20では、多くのイオンを電極31付近に集めることができるため、蛍光X線L2の強度を高めることができ、分析精度を高めることができる。さらに、分析装置20では、ターゲット92を用いてこの攪拌子90を構成したので、ターゲットを別体として設ける必要がないため、ターゲットと攪拌子を別々に設ける場合に比べて、構成をシンプルにすることができる。
That is, for example, in the technique described in Patent Document 1, since X-rays are emitted by irradiating oil as a measurement sample with X-rays, the intensity of the fluorescent X-rays may be weakened. . On the other hand, in the analyzer 20, while the cleaning
また、分析装置20では、攪拌子90、電極32、および基準電極33を、検出部25の検出範囲R2の外側に配置した。具体的には、例えば、網部37の上に攪拌子90を配置することにより、攪拌子90を電極31から離れた位置に配置した。これにより、分析装置20では、検出部25が、攪拌子90、電極32、および基準電極33による散乱X線や、攪拌子90から放射された蛍光X線L3を検出するおそれを低減することができる。その結果、分析装置20では、分析精度を高めることができる。
In the analyzer 20, the
[効果]
以上のように本実施の形態では、攪拌子を用いて析出部内の洗浄液を攪拌するようにしたので、短い時間で多くのイオンを析出させることができる。このように、析出させるイオンの量を多くすることができるため、蛍光X線分析における分析精度を高くすることができるとともに、短い時間で分析を行うことができる。
[effect]
As described above, in this embodiment, since the cleaning liquid in the precipitation part is stirred using the stirrer, a large number of ions can be deposited in a short time. As described above, since the amount of ions to be deposited can be increased, the analysis accuracy in the fluorescent X-ray analysis can be increased, and the analysis can be performed in a short time.
本実施の形態では、ターゲットを用いるようにしたので、X線源から射出されたX線に加え、ターゲットから放射された蛍光X線にも基づいて、濃縮試料に含まれる原子を励起させることができるため、分析精度を高めることができる。さらに、本実施の形態では、ターゲットを用いて攪拌子を構成したので、構成をシンプルにすることができる。 In this embodiment, since the target is used, the atoms contained in the concentrated sample can be excited based on the X-ray emitted from the X-ray source and the fluorescent X-ray emitted from the target. Therefore, the analysis accuracy can be increased. Furthermore, in this Embodiment, since the stirring bar was comprised using the target, a structure can be simplified.
本実施の形態では、攪拌子、電極、および基準電極を、検出部の検出範囲の外側に配置したので、散乱X線や、攪拌子から放射された蛍光X線が検出されるおそれを低減することができるため、分析精度を高めることができる。 In the present embodiment, since the stirrer, the electrode, and the reference electrode are arranged outside the detection range of the detection unit, the possibility of detecting scattered X-rays and fluorescent X-rays emitted from the stirrer is reduced. Therefore, the analysis accuracy can be increased.
[変形例1−1]
上記実施の形態では、図2に示したように、攪拌子90、電極32、および基準電極33を、検出部25の検出範囲R2の外側に配置したが、これに限定されるものではない。これに代えて、図5に示す析出部30Aのように、攪拌子90を検出部25の検出範囲R2内に配置してもよい。この場合でも、計測部26は、蛍光X線L2のエネルギーと蛍光X線L3のエネルギーとが互いに異なること利用して、蛍光X線L2と蛍光X線L3とを区別することができるため、蛍光X線L2の強度を検出することができる。
[Modification 1-1]
In the above embodiment, as shown in FIG. 2, the
[変形例1−2]
上記実施の形態では、攪拌子90を用いて洗浄液9を攪拌したが、これに限定されるものではなく、洗浄液9を攪拌するものであれば、どのようなものを用いてもよい。以下に、いくつか例を挙げて、本変形例について説明する。
[Modification 1-2]
In the above embodiment, the cleaning
図6は、本変形例に係る析出部30Bの一構成例を表すものである。析出部30Bは、羽根部94と、攪拌部38Bとを有している。羽根部94は、軸部95を回転軸としてXY面内で回転することにより、析出部30B内の洗浄液9を攪拌するものである。羽根部94は、軸部95を介して攪拌部38Bと接続されており、攪拌部38Bから供給される動力により回転するようになっている。また、羽根部94は、上記実施の形態に係る攪拌子90と同様に、X線L1に基づいて蛍光X線L3を放射する機能をも有している。羽根部94は、攪拌子90と同様に、樹脂によりコーティングされているのが望ましい。攪拌部38Bは、例えばモータを用いて構成されるものであり、軸部95を回転軸として、羽根部94をXY面内で回転させるものである。このように構成しても、上記実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
FIG. 6 illustrates a configuration example of the precipitation unit 30B according to this modification. The precipitation part 30B has a blade part 94 and a
図7Aは、本変形例に係る析出部30Cの一構成例を表すものである。図7Bは、析出部30Cの内部の部分断面図を表すものである。析出部30Cは、支持部39を有している。支持部39は、攪拌子90がXY面内で回転することができるように、攪拌子90を支持するものである。この例では、支持部39は、図7Bに示したようにリング形状を有している。そして、支持部39のリングの内側には、円周方向に沿って凹部が形成され、これにより攪拌子90が支持されるようになっている。なお、この例では、支持部39は、棒形状の攪拌子90を支持するようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば円盤形状の攪拌子を支持してもよい。
FIG. 7A shows a configuration example of the precipitation unit 30C according to this modification. FIG. 7B shows a partial cross-sectional view of the inside of the precipitation portion 30C. The
[変形例1−3]
上記実施の形態では、分析装置20を洗浄装置1に適用し、洗浄液9に含まれるイオンを検出したが、これに限定されるものではなく、微量のイオンを検出する必要がある様々な用途に適用することができる。具体的には、例えば、半導体製造工程において、エッチングを行う際に用いるエッチング液に含まれるイオンを検出してもよい。
[Modification 1-3]
In the above embodiment, the analyzer 20 is applied to the cleaning device 1 and ions contained in the cleaning
[変形例1−4]
上記実施の形態では、分析装置20を、予め想定したイオンを検出することによりプロセス管理を行うために用いたが、これに限定されるものではなく、不純物となる様々なイオンを検出することによりコンタミネーションを管理するために用いてもよい。
[Modification 1-4]
In the above embodiment, the analyzer 20 is used to perform process management by detecting ions assumed in advance. However, the present invention is not limited to this, and by detecting various ions that become impurities. It may be used to manage contamination.
[その他の変形例]
また、これらの変形例のうちの2以上を組み合わせてもよい。
[Other variations]
Further, two or more of these modifications may be combined.
<2.第2の実施の形態>
次に、第2の実施の形態に係る洗浄装置2について説明する。本実施の形態は、析出部へのX線L1の入射方法が、上記第1の実施の形態と異なるものである。なお、上記第1の実施の形態に係る洗浄装置1と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
<2. Second Embodiment>
Next, the
図1に示したように、洗浄装置2は、分析装置40を備えている。分析装置40は、析出部50を有している。
As shown in FIG. 1, the
図8は、析出部50の一構成例を表すものである。析出部50は、透過部51を有している。透過部51は、X線を透過させる性質を有するものである。この例では、透過部51は、析出部50の容器54の側壁部における、網部37に対応する位置に設けられている。また、この例では、X線源24は、この透過部51に対応する位置に設けられている。この構成により、析出部50では、この透過部51を介して、攪拌子90に対して、ななめ下の方向からX線L1を照射するとともに、電極31にはこのX線L1を照射しないようにしている。これにより、析出部50では、X線L1の射出範囲R1における洗浄液9の体積を少なくしている。また、この例では、析出部50において、X線源24によるX線L1の射出範囲R1と、検出部25による検出範囲R2とが、互いに重ならないようにしている。
FIG. 8 illustrates a configuration example of the
図9は、析出部50の一動作状態を模式的に表すものである。X線L1は、攪拌子90のターゲット92に含まれる原子を励起させ、蛍光X線L3を放射させる。そして、この蛍光X線L3は、濃縮試料(この図では析出物9A)に含まれる原子を励起させる。このように、分析装置40では、上記第1の実施の形態に係る分析装置20とは異なり、X線L1は、濃縮試料に含まれる原子を直接的に励起させず、蛍光X線L3を介して間接的に励起させる。検出部25は、その原子が放射した蛍光X線L2を検出する。
FIG. 9 schematically shows one operation state of the
その際、分析装置40では、X線源24は、透過部51を介して、主に攪拌子90に対してX線L1を照射している。これにより、分析装置40では、射出範囲R1における洗浄液9の体積を少なくすることができる。その結果、分析装置40では、以下に説明するように、散乱X線の影響を抑えることができ、分析精度を高めることができる。
At that time, in the analyzer 40, the
図10は、X線のスペクトルを表すものである。横軸はエネルギーを示し、縦軸はX線強度を示す。スペクトルW1は、X線源24が射出するX線のスペクトルを示し、スペクトルW2は、検出部25が検出するX線のスペクトルを示す。X線源24が射出するX線のスペクトルW1は、線スペクトルW11および連続スペクトルW12を含む。同様に、検出部25が検出するX線のスペクトルW2は、線スペクトルW21および連続スペクトルW22を含む。
FIG. 10 shows an X-ray spectrum. The horizontal axis indicates energy, and the vertical axis indicates X-ray intensity. A spectrum W1 represents an X-ray spectrum emitted from the
X線L1は、X線源24が射出するX線のスペクトルW1のうちの線スペクトルW11に対応する。このX線L1は、例えば攪拌子90のターゲット92に含まれる原子を励起させ、蛍光X線L3を放射させる。この蛍光X線L3は、濃縮試料に含まれる原子を励起させ、蛍光X線L2を放射させる。そして、検出部25が、この蛍光X線L2を検出する。蛍光X線L2は、検出部25が検出するX線のスペクトルW2における線スペクトルW21に対応する。なお、この図10では、励起状態からの複数の状態遷移に対応して、複数の線スペクトルW21を描いている。
The X-ray L1 corresponds to the line spectrum W11 of the X-ray spectrum W1 emitted from the
また、X線源24が射出するX線のスペクトルW1のうちの連続スペクトルW12に対応するX線は、例えば、洗浄液9などにより散乱される。そして、検出部25は、この散乱X線を検出する。散乱X線は、検出部25が検出するX線のスペクトルW2における連続スペクトルW22に対応する。
Further, X-rays corresponding to the continuous spectrum W12 of the X-ray spectrum W1 emitted from the
このように、検出部25が検出するX線のスペクトルW2は、散乱X線に係る連続スペクトルW22を含む。この連続スペクトルW22のX線強度が強い場合には、蛍光X線L2に係る線スペクトルW21が埋もれてしまうおそれがある。このような場合には、洗浄液9におけるイオンの含有量の検出精度が低下してしまうおそれがある。
As described above, the X-ray spectrum W2 detected by the
一方、分析装置40では、透過部51を介して、主に攪拌子90に対してX線L1を照射することにより、射出範囲R1における洗浄液9の体積を少なくした。特に、分析装置40では、析出部50において、射出範囲R1(X線L1が進行する空間領域)と検出範囲R2(検出可能空間領域)とが互いに重ならないようにした。これにより、分析装置40では、X線源24が射出するX線が洗浄液9により散乱されるおそれを低減することができるため、散乱X線に係る連続スペクトルW22のX線強度を下げることができる。その結果、分析装置40では、洗浄液9におけるイオンの含有量の検出精度を高めることができ、分析精度を高めることができる。
On the other hand, in the analyzer 40, the volume of the cleaning
以上のように本実施の形態では、透過部を介して、主に攪拌子に対してX線を照射するようにした。また、特に、本実施の形態では、析出部において、射出範囲と検出範囲とが互いに重ならないようにした。これにより、X線源が射出するX線が洗浄液により散乱されるおそれを低減することができるため、分析精度を高めることができる。その他の効果は、上記第1の実施の形態の場合と同様である。 As described above, in this embodiment, the stirrer is mainly irradiated with X-rays through the transmission part. In particular, in the present embodiment, the injection range and the detection range are not overlapped with each other in the precipitation portion. Thereby, since the possibility that the X-rays emitted from the X-ray source are scattered by the cleaning liquid can be reduced, the analysis accuracy can be increased. Other effects are the same as in the case of the first embodiment.
以上、いくつかの実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。 Although the present invention has been described with reference to some embodiments and modifications, the present invention is not limited to these embodiments and the like, and various modifications can be made.
例えば、上記の各実施の形態等では、基準電極33を設けたが、これに限定されるものではなく、この基準電極を省いてもよい。
For example, in each of the above-described embodiments, the
また、例えば、上記の各実施の形態等では、サンプリングした洗浄液9を流さずに分析を行ったが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、サンプリングした洗浄液9を、析出部30,50の導入口35から導出口36に向かって流しながら分析を行ってもよい。
Further, for example, in each of the above-described embodiments and the like, analysis was performed without flowing the sampled cleaning
なお、本発明は以下のような構成とすることができる。
(1)液体試料を収容する容器と、
前記容器に設けられた電極と、
1次X線を射出するX線源と、
前記1次X線に基づいて2次X線を射出するとともに、前記液体試料を攪拌する攪拌部材と、
前記2次X線に基づいて、前記液体試料から前記電極の近傍に濃縮された濃縮試料から放射される蛍光X線を検出する検出部と
を備えた液体試料分析装置。
(2)前記攪拌部材は、前記液体試料に含まれる分析対象イオンの原子番号よりも大きい原子番号を有する元素を含む
前記(1)に記載の液体試料分析装置。
(3)前記X線源は、前記1次X線が進行する空間領域に前記攪拌部材および前記電極が含まれるように配置された
前記(1)または(2)に記載の液体試料分析装置。
(4)前記X線源は、前記1次X線が進行する空間領域に前記攪拌部材が含まれるとともに、前記1次X線が進行する空間領域以外の空間領域に前記電極が含まれるように配置された
前記(1)または(2)に記載の液体試料分析装置。
(5)前記容器内において、前記1次X線が進行する空間領域と、前記検出部の検出可能空間領域とが互いに重ならない
前記(4)に記載の液体試料分析装置。
(6)前記攪拌部材は、前記電極と離間して配置される
前記(1)から(5)のいずれか一項に記載の液体試料分析装置。
(7)前記攪拌部材は、前記検出部の検出可能空間領域外に配置される
前記(1)から(6)のいずれか一項に記載の液体試料分析装置。
(8)前記攪拌部材は磁性体を含む
前記(1)から(7)のいずれか一項に記載の液体試料分析装置。
(9)前記濃縮試料は、前記電極の表面上に析出された、前記液体試料に含まれる分析対象イオンの析出物を含む
前記(1)から(8)のいずれか一項に記載の液体試料分析装置。
In addition, this invention can be set as the following structures.
(1) a container for storing a liquid sample;
An electrode provided in the container;
An X-ray source emitting primary X-rays;
A stirrer that emits secondary X-rays based on the primary X-rays and stirs the liquid sample;
A liquid sample analyzer comprising: a detection unit configured to detect fluorescent X-rays emitted from a concentrated sample concentrated in the vicinity of the electrode from the liquid sample based on the secondary X-ray.
(2) The liquid sample analyzer according to (1), wherein the stirring member includes an element having an atomic number larger than an atomic number of an analysis target ion included in the liquid sample.
(3) The liquid sample analyzer according to (1) or (2), wherein the X-ray source is arranged so that the stirring member and the electrode are included in a space region where the primary X-rays travel.
(4) In the X-ray source, the stirring member is included in a space region where the primary X-rays travel, and the electrode is included in a space region other than the space region where the primary X-rays travel. The liquid sample analyzer according to (1) or (2), which is arranged.
(5) The liquid sample analyzer according to (4), wherein a space region in which the primary X-rays travel and a detectable space region of the detection unit do not overlap each other in the container.
(6) The liquid sample analyzer according to any one of (1) to (5), wherein the stirring member is disposed apart from the electrode.
(7) The liquid sample analyzer according to any one of (1) to (6), wherein the stirring member is disposed outside a detectable space region of the detection unit.
(8) The liquid sample analyzer according to any one of (1) to (7), wherein the stirring member includes a magnetic body.
(9) The liquid sample according to any one of (1) to (8), wherein the concentrated sample includes a precipitate of ions to be analyzed included in the liquid sample, which is deposited on a surface of the electrode. Analysis equipment.
1,2…洗浄装置、8…流路、9…洗浄液、9A…析出物、11…洗浄部、12…ポンプ、13…フィルタ、20,40…分析装置、21…バルブ、22…ポンプ、23…電圧生成部、24…X線源、25…検出部、26…計測部、27…バルブ、28…制御部、30,30A,30B,30C,50…析出部、31,32…電極、33…基準電極、34,54…容器、35…導入口、36…導出口、37…網部、38…攪拌部、39…支持部、51…透過部、90…攪拌子、91…磁石、92…ターゲット、93…皮膜、94…羽根部、95…軸部、L1…X線、L2,L3…蛍光X線、R1…射出範囲、R2…検出範囲、W1,W2…スペクトル、W11,W21…線スペクトル、W12,W22…連続スペクトル。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記容器に設けられた電極と、
1次X線を射出するX線源と、
前記1次X線に基づいて2次X線を射出するとともに、前記液体試料を攪拌する攪拌部材と、
前記2次X線に基づいて、前記液体試料から前記電極の近傍に濃縮された濃縮試料から放射される蛍光X線を検出する検出部と
を備えた液体試料分析装置。 A container containing a liquid sample;
An electrode provided in the container;
An X-ray source emitting primary X-rays;
A stirrer that emits secondary X-rays based on the primary X-rays and stirs the liquid sample;
A liquid sample analyzer comprising: a detection unit configured to detect fluorescent X-rays emitted from a concentrated sample concentrated in the vicinity of the electrode from the liquid sample based on the secondary X-ray.
請求項1に記載の液体試料分析装置。 The liquid sample analyzer according to claim 1, wherein the stirring member includes an element having an atomic number larger than an atomic number of an analysis target ion included in the liquid sample.
請求項1または請求項2に記載の液体試料分析装置。 The liquid sample analyzer according to claim 1, wherein the X-ray source is arranged so that the stirring member and the electrode are included in a space region where the primary X-rays travel.
請求項1または請求項2に記載の液体試料分析装置。 The X-ray source is arranged so that the stirring member is included in a space region where the primary X-rays travel, and the electrode is included in a space region other than the space region where the primary X-rays travel The liquid sample analyzer according to claim 1 or 2.
請求項4に記載の液体試料分析装置。 The liquid sample analyzer according to claim 4, wherein a spatial region in which the primary X-ray travels and a detectable spatial region of the detection unit do not overlap each other in the container.
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の液体試料分析装置。 The liquid sample analyzer according to any one of claims 1 to 5, wherein the stirring member is disposed apart from the electrode.
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の液体試料分析装置。 The liquid sample analyzer according to claim 1, wherein the stirring member is disposed outside a detectable space area of the detection unit.
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の液体試料分析装置。 The liquid sample analyzer according to any one of claims 1 to 7, wherein the stirring member includes a magnetic body.
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の液体試料分析装置。
The liquid sample analyzer according to any one of claims 1 to 8, wherein the concentrated sample includes a precipitate of ions to be analyzed included in the liquid sample, which is deposited on a surface of the electrode.
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WO2021112079A1 (en) * | 2019-12-02 | 2021-06-10 | 株式会社堀場アドバンスドテクノ | X-ray fluorescence analysis device |
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