JP2023164360A - 高スペクトル及び時間分解能グロー放電分光測定デバイス及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高スペクトル及び時間分解能グロー放電分光測定デバイス及び方法を提供する。【解決手段】グロー放電ランプ１と、グロー放電プラズマ２によって発せられた光ビーム２０を受けるように適合された発光分光計とを含むグロー放電分光測定デバイス１００で、発光分光計は、光ビームの２次元スペクトルを形成するように配置及び構成された分散性光学部品７及びエシェル格子８であって、２次元スペクトルは、複数の回折次数において分散され、複数の回折次数は、第１の方向Ｘに沿って延び、及び各回折次数は、第１の方向Ｘを横切る第２の方向Ｙに従って分光的に延びる、分散性光学部品７及びエシェル格子８と、時間の関数として２次元スペクトルを取得するように配置及び構成されたピクセル配列ＣＭＯＳセンサ１０とを含む。【選択図】図１
Description
本発明は、グロー放電分光測定法によって固体試料を分析するためのデバイス及び方法に関する。
グロー放電分光測定法（ＧＤＳ）は、均質又は多層固体試料の元素及び／又は分子化学組成を測定することができる分析技術である。測定は、バルクで行われるか、又は深さ分解され得る。さらに、質量分光測定法（ＧＤ－ＭＳ、グロー放電質量分光測定法）を用いて固体試料を分析するグロー放電デバイス若しくはグロー放電源又は発光分光測定法（ＧＤ－ＯＥＳ、グロー放電発光分光測定法）を用いてそれを行うものの間で区別がなされる。
グロー放電分光測定法の原理は、プラズマを用いて試料の表面を侵食し、侵食された化学種を励起及び／又はイオン化し、イオン化した化学種を質量分光測定法で、又は励起した化学種を発光分光測定法で検出し、それから試料組成を推論することを含む。プラズマガスと呼ばれるガスを放電ランプの真空チャンバ内に注入し、ランプの電極間に電力を印加してプラズマを発生させる。プラズマガスは、一般に、アルゴン、ネオン、クリプトン又はヘリウムなどの不活性ガスである。プラズマガスは、ガスの混合物、例えばアルゴンと、酸素、水素、窒素又はヘリウムなどの他のガスとの混合物でも形成され得る。このようにして、ランプの真空エンクロージャ内に配置された試料の表面は、アブレーションプラズマに曝露される。このプラズマは、分析対象の固体材料の侵食と、侵食された種の気体相での励起及び／又はイオン化との両方を保証する。真空エンクロージャに結合された質量分光計又は発光分光計により、プラズマ中に存在する化学種を分析することができる。侵食時間の関数として、ＧＤＳは、特定の試料の深さ分解定量分析を可能にし、したがって分析された試料の組成プロファイルを提供する。
ＧＤＳは、比較的簡単に使用でき、様々な用途を有する。それは、金属又は非金属の固体試料中のマイナー又はメジャーな微量元素を分析することを可能にする。グロー放電分光測定法（ＧＤＳ）は、固体材料の化学組成をバルクで分析することができるが、深さ（深さプロファイル）の関数として分析することもできる。深さプロファイルを得る能力は、ＧＤＳを火花分光測定法、レーザー誘起ブレークダウン分光測定法（ＬＩＢＳ）又は蛍光Ｘ線などの他の初歩的な分析技術と明らかに区別するものである。
市販のＧＤＳデバイスで使用される光学マウントは、一般に、複数の波長で信号を取得する光電子増倍管（ＰＭ）センサ及び／又はスペクトルの一部をそれぞれ取得するように配置された一連のＣＣＤセンサと関連付けられたパッシェン・ルンゲマウンティング内のポリクロメータの使用に基づいている。
しかしながら、ＧＤＳ信号の強度は、ＬＩＢＳ信号よりもはるかに低い。ＧＤＳプロファイル測定を高深度空間分解能で行うには、高感度及び高速取得の両方を得ることができるＰＭセンサを使用する必要がある。しかしながら、ＰＭセンサは、固定式であるため、全スペクトルにわたる取得を可能にせず、いくつかの予め決められた波長での取得のみを可能にする。
薄層試料のプロファイル測定に適用する場合、高い時間分解能を呈する一方、ＰＭを用いたポリクロメータＧＤＳデバイスよりも多くの波長を取得できるＧＤＳデバイスを有することが望ましい。
特定の試料は、未知の組成を有する。その場合、ＰＭを位置決めする波長を決定することは、予備的な調査を必要とする。したがって、試料組成に含まれるすべての化学種を事前に知ることなく検出できるように、可能な限り広いスペクトル範囲にわたり、高いスペクトル分解能で発光スペクトルを取得することが望ましい。
このため、本発明は、グロー放電プラズマを形成するように適合されたグロー放電ランプと、グロー放電プラズマによって発せられた光ビームの一部を受けるように適合された発光分光計とを含むグロー放電分光測定デバイスに関する。
本発明によれば、発光分光計は、光ビームの２次元スペクトルを形成するように配置及び構成された分散性光学部品及びエシェル格子であって、２次元スペクトルは、複数の回折次数（Ｐ１、．．．Ｐｊ、．．．ＰＴ）において分散され、複数の回折次数（Ｐ１、．．．Ｐｊ、．．．ＰＴ）は、第１の方向（Ｘ）に沿って延び、及び各回折次数（Ｐ１、．．．Ｐｊ、．．．ＰＴ）は、第１の方向（Ｘ）を横切る第２の方向（Ｙ）に従って分光的に延びる、分散性光学部品及びエシェル格子と、時間の関数として２次元スペクトルを取得するように配置及び構成されたピクセル配列ＣＭＯＳセンサとを含む。
特定の有利な態様によれば、ＣＭＯＳセンサは、１秒あたり少なくとも２０フレーム（イメージ）、例えば１秒あたり３０、５０又はさらに１００フレームを取得するように適合される。
一実施形態によれば、ＣＭＯＳセンサは、Ｍ個のピクセルのＮ行（ここで、Ｎは、５１２以上であり、及びＭは、５１２以上である）、例えば１０２４×１０２４ピクセル又は好ましくは２０４８×２０４８ピクセルを含む。
別の特定の有利な態様によれば、各回折次数（Ｐ１、．．．Ｐｊ、．．．ＰＴ）は、ＣＭＯＳセンサの行に沿って延びる。
有利には、グロー放電分光測定デバイスは、マクロピクセルベースでＣＭＯＳセンサ信号を処理するように構成されたデータ処理システムを含み、各マクロピクセルは、ＣＭＯＳセンサの少なくとも２×２の隣接ピクセルを含む。
例示的な実施形態において、グロー放電分光測定デバイスは、グロー放電ランプと発光分光計の入力との間の光学的結合システムを含む。
特定の有利な態様によれば、分散性光学部品は、プリズムを含む。
特定の実施形態によれば、グロー放電分光測定デバイスは、グロー放電プラズマによって発せられた光ビームの別の部分を受けるように適合されたモノクロメータ又はポリクロメータを含み、モノクロメータ又はポリクロメータは、回折格子及び光電子増倍管センサ又はいくつかの光電子増倍管センサを含み、各光電子増倍管センサは、所定の波長で発光を検出するように適合される。
任意選択的に、グロー放電分光測定デバイスは、グロー放電プラズマに曝露された試料の侵食クレータのエッチング深さを測定するための微分干渉計を含む。
本発明は、グロー放電分光測定方法であって、グロー放電プラズマを形成するステップ；グロー放電プラズマによって発せられた光ビームの一部を発光分光計の入力において受けるステップ；光ビームの一部を、エシェル格子及び分散性光学部品を介して分光的に分散させて２次元スペクトルを形成するステップであって、２次元スペクトルは、複数の回折次数（Ｐ１、．．．Ｐｊ、．．．ＰＴ）に分散され、複数の回折次数（Ｐ１、．．．Ｐｊ、．．．ＰＴ）は、第１の方向（Ｘ）に沿って延び、及び各回折次数（Ｐ１、．．．Ｐｊ、．．．ＰＴ）は、第１の方向を横切る方向に沿って分光的に延びる、ステップ；及び時間の関数として２次元スペクトルをピクセル配列ＣＭＯＳセンサ上で取得するステップを含むグロー放電分光測定方法にも関する。
明らかに、本発明の異なる特徴、代替形態及び実施形態は、それらが互いに不適合又は排他的でない限り、様々な組み合わせに従って互いに関連付けることができる。
さらに、本発明の様々な他の特徴は、本発明の非限定的な実施形態を示す図面を参照してなされる添付の記載から明らかになる。
これらの図において、異なる代替形態に共通の構造的及び／又は機能的要素は、同じ参照符合を有し得る。
図１には、グロー放電プラズマ２を形成するように構成されたグロー放電ランプ１が概略的に示されている。ＧＤＳに示されるように、グロー放電プラズマは、分析が望まれる試料の表面を侵食するために使用される。
グロー放電プラズマ２は、発光を生成する。プラズマ２によって発せられる光ビーム２０の一部は、例えば、光ファイバ３によって収集される。光ファイバ３は、発出した光ビーム２０が発光分光計の入力４に案内されることを可能にする。
光ビーム２０を分光計入力４に搬送するために光ファイバ３が使用される場合、この入力４は、光ファイバの芯によって形成される。代替的に、分光計入力４は、細長いスリットを含む。
発光分光計は、ここでは、ピクセル配列ＣＭＯＳセンサ１０と組み合わされたエシェル分光計である。エシェル分光計は、光ビームを２つの横方向に沿って分光的に分散させるように取り付けられた分散光学素子及びエシェル格子の組み合わせを含む。有利には、分散光学素子は、エシェル格子に横方向に取り付けられたプリズムである。代替的に、分散光学素子は、別の回折格子を含む。
従来型システムとは対照的に、エシェル分光計は、ＣＣＤ型イメージセンサではなく、ＣＭＯＳ型イメージセンサに接続される。例えば、ＣＭＯＳイメージセンサは、ＣＭＯＳカメラを含む。ＣＭＯＳカメラ技術は、同じ数のピクセルを有するＣＣＤカメラよりもはるかにより高い速度で２Ｄスペクトルを連続して取得することを可能にする。実用では、２０４８×２０４８ピクセルＣＣＤセンサによるイメージ取得は、約４秒を要するが、同じ数のピクセルを有するＣＭＯＳセンサによるイメージ取得は、２０ｍｓ程度でほぼ瞬間的である。しかしながら、ＣＭＯＳセンサは、ＣＣＤセンサよりもはるかに低い感度を有し、それ自体、光電子増倍管（ＰＭ）センサよりもはるかに低い感度である。さらに、ＣＭＯＳセンサは、ＰＭセンサ又はＣＣＤセンサよりもはるか低いダイナミックレンジを有する。最後に、ＣＭＯＳセンサは、ＣＣＤセンサと比較して高コストである。
図１に示される例において、エシェル分光計は、第１のミラー５、第２のミラー６、プリズム７、エシェル格子８及び最終ミラー９を含む。より詳細には、エシェル分光計は、四面体構成で取り付けられる。第１のミラー５及び第２のミラー６は、入力４から到来する光ビーム２０を受け、プリズム７の方に向けられる平行ビームを形成する。既知の通り、プリズム７は、プリズムエッジを横切る方向に光ビームを分光的に分散させる。最初にプリズムによって分散された光ビームは、エシェル格子８に入射する。エシェル格子８は、平行線のセットを含む格子である。エシェル格子８は、プリズム７によって最初に分散された光ビームを受ける。エシェル格子８は、格子線の方向がプリズム７のエッジに対して垂直であるように方向付けられる。したがって、エシェル格子８は、光ビームを、プリズムの方向を横切る方向に回折する。エシェル格子８は、光ビームを多くの回折次数Ｐ１、．．．Ｐｊ、．．．ＰＴに分離し、ここで、Ｔは、２～１００の整数であり、例えば、Ｔは、３０に等しい。
エシェル格子８は、金属製格子であり、反射的に動作する。有利には、エシェル格子８は、オートコリメーションマウンティング内のブレーズド格子である。この構成において、エシェル格子の入射角度は、回折角度に等しい。このようにして、エシェル格子によって回折されたビームは、第２の分散のためにプリズム７を再度通過する。このプリズム７の二重通過は、各回折次数においてより優れた分光的分散を実現する。
最終ミラー９は、２つの横方向に沿って分光的に分散されたビームを受け、ＣＭＯＳセンサ１０にスペクトル画像を形成する。スペクトル画像は、ここでは、２次元スペクトル２６と呼ばれる。
反射及び回折の組み合わせは、光ビームの強度のほぼすべてを抽出することを可能にする。エシェル分光計は、非常に高い視感度を有し、換言すると損失がほとんどない。
エシェル分光計は、例えば、ＬＴＢ、Ｌａｓｅｒｔｅｃｈｎｉｋ Ｂｅｒｌｉｎ ＧｍｂＨ製のＡｒｙｅｌｌｅ２００分光計をベースとし、ＣＣＤセンサは、ＣＭＯＳセンサ、例えばＴｅｌｅｄｙｎｅ製のプライムＢＳＩ商品系列のセンサで置き換えられる。
図２は、ＣＭＯＳセンサで受け取られた２次元スペクトル２６を概略的に示す。ＣＭＯＳセンサは、概ね正方形である。ＣＭＯＳセンサは、例えば、２０４８行及び２０４８列のピクセルを含む。例えば、各ピクセルは、６．５μｍ×６．５μｍの基本サイズを有する。代替として、受け取られた信号は、例えば、２行及び２列の２×２隣接ピクセルを構成するマクロピクセルに累積される。マクロピクセルは、約１３μｍ×１３μｍの表面領域に広がる。このピクセルの１グループあたりの分析（又は「ビニング」）は、エシェル＋ＣＭＯＳユニットの分解能を低下させることなく、検出された信号の感度を４倍上げることを可能にする。なぜなら、使用されるマウンティングにおいて、分解能制限因子は、ピクセルサイズではなく、入力スリットの幅であるためである。このピクセルの１グループあたりの動作モードは、低い視感度を有するグロー放電源に適している。そのようなグロー放電源は、マクロピクセルモード中を含めて、ＣＭＯＳセンサのピクセルを飽和するリスクがほとんどない。
２次元スペクトル２６は、方向Ｙに沿って回折次数Ｐ１、．．．Ｐｊ、．．．ＰＴに従ってエシェル格子によって分散される。ＣＭＯＳセンサは、各回折次数がピクセルの行に沿って延びるように方向付けられる。図２において、順序間の距離は、プリズムのばらつきに起因して一定でないことが観察される。最も低い回折次数Ｐ１及びＰ２は、最も高い回折次数ＰＴ－１及びＰＴ間の距離より低い距離だけ離される。
各回折次数、例えばＰｊにおいて、１次元スペクトルは、低波長Ｌｉと高波長ＬＲとの間で方向Ｘに沿って波長に従って分散される。ＣＭＯＳセンサと組み合わせたエシェル分光計は、したがって、発光スペクトル全体の同時の且つ迅速な測定を可能にする。
エシェル分光計の回折効率は、各回折次数の波長に従って異なる。そのような信号処理システムは、ＣＭＯＳセンサ上で検出された異なる次数を組み合わせて、波長の関数として光ビームの完全１次元スペクトルを再構築することを可能にする。ＣＭＯＳセンサによって生成されたデータフローは、時間の関数として完全スペクトルを抽出するために特別な処理システム及び／又はアルゴリズムを必要とする。
ＣＭＯＳセンサの取得速度は、数ミリ秒、例えば１０ｍｓ又は２０ｍｓの時間的分解能で２次元スペクトルを取得することを可能にする。この取得率は、ナノメータ厚又は数ナノメートルの、非常に薄い層の深さ分解能に対応するＧＤＳ信号の時間的分析を可能にする。グロー放電プラズマによる薄層のエッチングは、非常に迅速であり得る。薄層分析の特定の用途において、薄層は、数ミリ秒でエッチングされ得る。
現在入手可能なＣＭＯＳセンサは、少なくとも１秒あたり２０フレーム、例えば１秒あたり３０、５０又はさらに１００フレームの取得率で２次元スペクトル画像を取得することができる。画像は、その後の処理のためにハードディスクに転送される。
エシェル分光計は、多くの利点を有する。それは、コンパクトであり、且つグロー放電ランプに結合しやすい。それは、可動部品がないため、非常に頑丈である。エシェル分光計は、例えば、非常に正確な波長で光線を発する水銀ランプを使用して、工場で一般に較正される。それにより、検出された各スペクトル画像において、例えば２０３ｎｍ～８００ｎｍの非常に広いスペクトル範囲にわたって連続スペクトルを得ることが可能になる。光学的分解能は、エシェル分光計で一定ではない。例えば、得られたスペクトル分解能は、ＧＤポリクロメータのものにほぼ匹敵し、すなわち２２０ｎｍ付近で約２０～２５ｐｍ及び赤色領域で約５０ｐｍである。光ファイバ３及びプリズム７の吸収は、ＵＶ領域の伝達を制限する。ＵＶ領域における結果を得るために、ＵＶ領域において透明な光ファイバを使用するか、又は分光計を放電ランプに直接結合する必要がある。広いスペクトル範囲にわたる連続スペクトルの検出により、試料において推測的に予想されない要素を検出することが可能になる。
そのコンパクトさのため、ＣＭＯＳセンサと組み合わせたエシェル分光計は、既存のグロー放電分光測定デバイスに容易に搭載され得る。
エシェル分光計及びＣＭＯＳセンサをベースとするグロー放電分光測定デバイスは、薄層試料のプロファイル分析において多くの用途を見出す。例えば、本開示は、いくつかの薄層、例えば太陽電池層のスタックから形成されたハードディスク、電解析出又はＣＶＤ又はＰＶＤ蒸着の分析に適用され得る。
図３は、グロー放電ランプ１と、一方ではポリクロメータ１５の入力１４と、他方ではＣＭＯＳセンサを備えたエシェル分光計の入力４との光学的結合システムの例を示す。レンズ１１は、放電ランプ１内のグロー放電プラズマによって発せられた光ビーム２２を平行化する。ミラー１２は、平行化された光ビームの半分に配置され、この光ビームの半分２１をポリクロメータの入力に逸らす。光ビーム２０の他方の半分は、この光ビームの他方半分を、ＣＭＯＳセンサを備えたエシェル分光計の入力４に集束する別のレンズ１３まで伝播する。光の流れは、各感知システムで２つに分割されるが、この光学的結合は、多くの利点を有する。
そのような光学的結合システムは、それぞれスリットを含む光電子増倍管センサを備えたポリクロメータ１５を介して所定の発光線を、他方ではエシェル分光計のＣＭＯＳセンサ１０を介して検出された完全なスペクトルを同時に検出し、且つそれに追従することを可能にする。特に、ポリクロメータ１５は、プリズム７の存在によりエシェル分光計で検出することがより難しい紫外線領域の発光線に追従することを可能にする。ポリクロメータは、複雑な発光線を分光的に分解することも可能にする。有利には、ポリクロメータ及びＣＭＯＳセンサと組み合わせたエシェル分光計の電子取得システムは、互いに適合性がある。例えば、光電子増倍管センサを設けられたポリクロメータは、１Ｈｚ～１００Ｈｚのレートでの発光線の取得を可能にする。２種類のセンサ、それぞれＰＭ及びＣＭＯＳによって取得されたデータは、コンピュータ処理システムに伝送される。
したがって、２種類のセンサ：ポリクロメータ出力のＰＭ及びエシェル分光計出力のＣＭＯＳイメージセンサを有するハイブリッド式グロー放電分光測定デバイスが得られる。同じグロー放電ランプを有するこれらの２つの感知システムの組み合わせは、同期化された方法でデータを取得すること及び各感知システムの有利性から利益を得ることを可能にする。有利には、ＰＭの取得の速度は、ＣＭＯＳセンサのものと同一であるように調整される。ＰＭ及びＣＭＯＳセンサは、迅速であり、したがって高い時間的分解能を可能にする。ＰＭを設けられた、例えばパッシェン・ルンゲマウンティングにおけるポリクロメータは、ＵＶ領域までの検出を可能にし、正確に決定された波長で発光線に追従する。各ＰＭの高電圧ループ制御は、ＰＭセンサの飽和を回避する。ＰＭセンサは、したがって、検出された信号のどのような強度にも適合され得る非常に高い測定ダイナミクスから利益を得る。しかしながら、ＰＭの数が制限され、各ＰＭの位置が固定されると、ポリクロメータは、特定の予め選択された線に追従することのみを可能にする。ＣＭＯＳセンサは、ＰＭよりも制限された測定ダイナミクスを有するが、連続的且つ比較的広いスペクトル範囲、例えば２００ｎｍ～８００ｎｍにわたる完全なスペクトルの取得を可能にする。そのようにして、ＣＭＯＳセンサは、事前に想定されなかった特定の発光線を検出することを可能にする。さらに、ＣＭＯＳセンサは、同じ化学元素に関連付けられたいくつかの線が検出されることを可能にし、これにより分析された試料に微量として存在する特定の元素を検出することが可能になる。
本開示のハイブリッド式グロー放電分光測定デバイスは、多数の固体材料及び化合物の分析に新たな用途を見出す。ポリクロメータは、エシェル分光計及びＣＭＯＳセンサを介して検出することがより困難である紫外線領域の線に追従することを可能にする。例えば、ポリクロメータは、１２０ｎｍあたりに位置する水素及び重水素の発光線を分解することを可能にし、これらは、連続的に又は２つの異なる回折次数に配置された２つのスリットによって測定される。ＣＭＯＳセンサと組み合わせたエシェル分光計は、遠ＵＶ領域に到達することを許容しない。
本開示のグロー放電分光測定デバイスは、（特許文献１）に記載されているような、エッチングプラズマに曝露する間に試料の侵食クレータの深さを測定するための微分干渉計型の干渉計システムの使用と適合性がある。
当然のことながら、添付の請求項の範囲内で本発明に対する他の修正形態がなされ得る。
１ グロー放電ランプ
２ グロー放電プラズマ
３ 光ファイバ
４ 入力
５ 第１のミラー
６ 第２のミラー
７ プリズム
８ エシェル格子
９ 最終ミラー
１０ ピクセル配列ＣＭＯＳセンサ
１１ レンズ
１２ ミラー
１３ 別のレンズ
１４ 入力
１５ ポリクロメータ
２０ 光ビーム
２１ 光ビームの半分
２２ 光ビーム
２６ ２次元スペクトル
１００ グロー放電分光測定デバイス
２ グロー放電プラズマ
３ 光ファイバ
４ 入力
５ 第１のミラー
６ 第２のミラー
７ プリズム
８ エシェル格子
９ 最終ミラー
１０ ピクセル配列ＣＭＯＳセンサ
１１ レンズ
１２ ミラー
１３ 別のレンズ
１４ 入力
１５ ポリクロメータ
２０ 光ビーム
２１ 光ビームの半分
２２ 光ビーム
２６ ２次元スペクトル
１００ グロー放電分光測定デバイス
Claims (10)
- グロー放電プラズマ（２）を形成するように適合されたグロー放電ランプ（１）と、前記グロー放電プラズマによって発せられた光ビーム（２０）の一部を受けるように適合された発光分光計とを含むグロー放電分光測定デバイス（１００）において、前記発光分光計は、分散性光学部品（７）及びエシェル格子（８）であって、前記光ビームの２次元スペクトル（２６）を形成するように配置及び構成され、前記２次元スペクトル（２６）は、複数の回折次数（Ｐ１、．．．Ｐｊ、．．．ＰＴ）に分散され、前記複数の回折次数（Ｐ１、．．．Ｐｊ、．．．ＰＴ）は、第１の方向（Ｘ）に沿って延び、及び各回折次数（Ｐ１、．．．Ｐｊ、．．．ＰＴ）は、前記第１の方向（Ｘ）を横切る第２の方向（Ｙ）に沿って分光的に延びる、分散性光学部品（７）及びエシェル格子（８）と、時間の関数として前記２次元スペクトル（２６）を取得するように配置及び構成されたピクセル配列ＣＭＯＳセンサ（１０）とを含むことを特徴とするグロー放電分光測定デバイス（１００）。
- 前記ＣＭＯＳセンサは、１秒あたり少なくとも２０フレームを取得するように適合される、請求項１に記載のグロー放電分光測定デバイス（１００）。
- 前記ＣＭＯＳセンサは、Ｍ個のピクセルのＮ行を含み、ここで、Ｎは、５１２以上であり、及びＭは、５１２以上である、請求項１又は２に記載のグロー放電分光測定デバイス（１００）。
- 各回折次数（Ｐ１、．．．Ｐｊ、．．．ＰＴ）は、前記ＣＭＯＳセンサの行に沿って延びる、請求項１又は２に記載のグロー放電分光測定デバイス（１００）。
- マクロピクセルベースでＣＭＯＳセンサ信号を処理するように構成されたデータ処理システムを含み、各マクロピクセルは、前記ＣＭＯＳセンサの少なくとも２×２の隣接ピクセルを含む、請求項１又は２に記載のグロー放電分光測定デバイス（１００）。
- 前記グロー放電ランプ（１）と前記発光分光計の入力（４）との間の光学的結合システムを含む、請求項１又は２に記載のグロー放電分光測定デバイス（１００）。
- 前記分散性光学部品（７）は、プリズムを含む、請求項１又は２に記載のグロー放電分光測定デバイス（１００）。
- 前記グロー放電プラズマによって発せられた前記光ビームの別の部分（２１）を受けるように適合されたモノクロメータ又はポリクロメータ（１５）を含み、前記モノクロメータ又は前記ポリクロメータ（１５）は、回折格子及び光電子増倍管センサ又はいくつかの光電子増倍管センサを含み、各光電子増倍管センサは、所定の波長の発光を検出するように適合される、請求項１又は２に記載のグロー放電分光測定デバイス（１００）。
- 前記グロー放電プラズマ（２）に曝露された試料の侵食クレータのエッチング深さを測定するための微分干渉計を含む、請求項１又は２に記載のグロー放電分光測定デバイス（１００）。
- グロー放電分光測定方法であって、
－ グロー放電プラズマを形成するステップ；
－ 前記グロー放電プラズマによって発せられた光ビーム（２０）の一部を発光分光計の入力（４）において受けるステップ；
－ 前記光ビームの前記一部を、エシェル格子（８）及び分散性光学部品（７）を介して分光的に分散させて２次元スペクトルを形成するステップであって、前記２次元スペクトルは、複数の回折次数（Ｐ１、．．．Ｐｊ、．．．ＰＴ）に分散され、前記複数の回折次数（Ｐ１、．．．Ｐｊ、．．．ＰＴ）は、第１の方向（Ｘ）に沿って延び、及び各回折次数（Ｐ１、．．．Ｐｊ、．．．ＰＴ）は、前記第１の方向を横切る方向に沿って分光的に延びる、ステップ；及び
－ 時間の関数として前記２次元スペクトルをピクセル配列ＣＭＯＳセンサ上で取得するステップ
を含むグロー放電分光測定方法。
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