JP2841021B2 - グロー放電分析機器 - Google Patents
グロー放電分析機器Info
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- JP2841021B2 JP2841021B2 JP6190140A JP19014094A JP2841021B2 JP 2841021 B2 JP2841021 B2 JP 2841021B2 JP 6190140 A JP6190140 A JP 6190140A JP 19014094 A JP19014094 A JP 19014094A JP 2841021 B2 JP2841021 B2 JP 2841021B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/10—Ion sources; Ion guns
- H01J49/105—Ion sources; Ion guns using high-frequency excitation, e.g. microwave excitation, Inductively Coupled Plasma [ICP]
-
- 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
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/66—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence
- G01N21/68—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence using high frequency electric fields
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Description
【０００１】市販のグロー放電原子放射及び質量分光計
システムは一般に導電性の固体サンプルの分析に制限さ
れる。非導電性サンプルの分析のためにグロー放電技術
を開発しょうと試みて、グロー放電を発生させるために
ラジオ周波数の動力供給源の使用の研究努力がなされ
た。ナショナル科学財団がスポンサーとなりクレムソン
大学のＲ．ケネス マーカスによって発明された１９９
１年４月９日発行の米国特許５．００６．７０６及び１
９９２年２月４日発行の米国特許５．０８６．２２６及
びフランスのミッシエルシュヴアリエ外に１９９１年７
月２に発行された米国特許５．０２８．１３３はこのよ
うな仕事の代表である。これらの参考例のシステムは凡
てサンプルを通してラジオ周波数動力を結合することに
依存し、サンプルは片側で分析されラジオ周波数動力は
反対側に加えられる。この分析の方法は分析信号が根本
的構成要素の濃度と共に変化し（希望される関係であ
る）且つ又サンプルの厚さと共に変化する（これは希望
されない関係である）ことにおいて制限される。この後
者の影響は、ＲＦ動力が分析ゾーン（分析されるサンプ
ルの部分）に結合されることができる効率による。この
影響は（同じ厚さを持っていないかも知れない）異なっ
たサンプルからの分析信号を比較しょうと試みるとき重
要となる。この結果この方法は同じ厚さのサンプルに制
限されるか又は異なった厚さのサンプルからは低下され
た精度の分析結果が得られることとなる。
システムは一般に導電性の固体サンプルの分析に制限さ
れる。非導電性サンプルの分析のためにグロー放電技術
を開発しょうと試みて、グロー放電を発生させるために
ラジオ周波数の動力供給源の使用の研究努力がなされ
た。ナショナル科学財団がスポンサーとなりクレムソン
大学のＲ．ケネス マーカスによって発明された１９９
１年４月９日発行の米国特許５．００６．７０６及び１
９９２年２月４日発行の米国特許５．０８６．２２６及
びフランスのミッシエルシュヴアリエ外に１９９１年７
月２に発行された米国特許５．０２８．１３３はこのよ
うな仕事の代表である。これらの参考例のシステムは凡
てサンプルを通してラジオ周波数動力を結合することに
依存し、サンプルは片側で分析されラジオ周波数動力は
反対側に加えられる。この分析の方法は分析信号が根本
的構成要素の濃度と共に変化し（希望される関係であ
る）且つ又サンプルの厚さと共に変化する（これは希望
されない関係である）ことにおいて制限される。この後
者の影響は、ＲＦ動力が分析ゾーン（分析されるサンプ
ルの部分）に結合されることができる効率による。この
影響は（同じ厚さを持っていないかも知れない）異なっ
たサンプルからの分析信号を比較しょうと試みるとき重
要となる。この結果この方法は同じ厚さのサンプルに制
限されるか又は異なった厚さのサンプルからは低下され
た精度の分析結果が得られることとなる。
【０００２】本発明によるＲＦの動力を分析ゾーンが位
置するサンプルの同じ側に加えるＲＦの動を与えられた
グロ放電源が開示されている。斯くしてサンプルの厚さ
は最早分析信号に影響を与えない。従って如何なる厚さ
のサンプルも自由に分析される。
置するサンプルの同じ側に加えるＲＦの動を与えられた
グロ放電源が開示されている。斯くしてサンプルの厚さ
は最早分析信号に影響を与えない。従って如何なる厚さ
のサンプルも自由に分析される。
【０００３】本発明のこれら及び其の他の利点、目的及
び特徴は添付図面に関連して行われた以下の説明を研究
することにより明らかとなるであろう。
び特徴は添付図面に関連して行われた以下の説明を研究
することにより明らかとなるであろう。
【０００４】図１及び２において、グロー型グロー放電
ランプの中のカソード板に取付けられることのできるイ
ンターフエース組立体９が非導電性アイソレーター１０
を含めて示されている。アイソレーター１０はセラミッ
クのような適当な非電導性材料から作られることがで
き、直径が約３インチで、最も巾の広い中央部において
厚さ3/8インチである。アイソレーターは高くなった縁
１３によって制限された中央の穴１１を有している。溝
１５には隣接する縁１３が設けられ、この中にＯーリン
グ１７のような男性的なシーリング部材が置かれる。好
ましくは円形の電気的な接触部材１９はアイソレーター
の高くなった部分を囲み、アイソレーターを形成する絶
縁材の中の凹所に置かれる。電気的接触部材１９は高く
なった環状のリング部分２１を有する。環状のリングの
先端面２２は縁１３の先端面を越えて約０．００５イン
チ外側に突き出てサンプルの表面と均一な電気的接触を
与える。円形の電気的接触部材が好まれるが接触部は例
えば四角の接触パッドの中の穴又はアイソレーターの中
の穴のまわりに間隔をおいた複数の接触パッドのような
他の構成にすることができる。重要な基準はこの接触部
がグロー放電領域と実質的に均一な接触を与えることで
ある。
ランプの中のカソード板に取付けられることのできるイ
ンターフエース組立体９が非導電性アイソレーター１０
を含めて示されている。アイソレーター１０はセラミッ
クのような適当な非電導性材料から作られることがで
き、直径が約３インチで、最も巾の広い中央部において
厚さ3/8インチである。アイソレーターは高くなった縁
１３によって制限された中央の穴１１を有している。溝
１５には隣接する縁１３が設けられ、この中にＯーリン
グ１７のような男性的なシーリング部材が置かれる。好
ましくは円形の電気的な接触部材１９はアイソレーター
の高くなった部分を囲み、アイソレーターを形成する絶
縁材の中の凹所に置かれる。電気的接触部材１９は高く
なった環状のリング部分２１を有する。環状のリングの
先端面２２は縁１３の先端面を越えて約０．００５イン
チ外側に突き出てサンプルの表面と均一な電気的接触を
与える。円形の電気的接触部材が好まれるが接触部は例
えば四角の接触パッドの中の穴又はアイソレーターの中
の穴のまわりに間隔をおいた複数の接触パッドのような
他の構成にすることができる。重要な基準はこの接触部
がグロー放電領域と実質的に均一な接触を与えることで
ある。
【０００５】放射方向の凹んだチャンネル２３がアイソ
レーターの表面に設けられて電気的な接触部が挿入され
て、スロット２５において導電リング１９と接触する。
銅線２７（図２）は溝２３の中に挿入されることができ
て、ワイヤーの端は接触部１９に銀ろう付けされるか又
はねじ（図示されていない）のような適当なねじを切ら
れた部材によって接続される。
レーターの表面に設けられて電気的な接触部が挿入され
て、スロット２５において導電リング１９と接触する。
銅線２７（図２）は溝２３の中に挿入されることができ
て、ワイヤーの端は接触部１９に銀ろう付けされるか又
はねじ（図示されていない）のような適当なねじを切ら
れた部材によって接続される。
【０００６】アイソレーター１０の反対面上には円形の
溝３１（図２）がありこの中にはＯーリング３３が置か
れてカソードの表面とガスタイトなシールを形成する。
アイソレーターの中心部分に近く高くなった円形の隆起
があり、これは円形の溝３７（図３）にはまって、アイ
ソレーター１０の穴１１をカソードの中の穴３８と揃え
る。
溝３１（図２）がありこの中にはＯーリング３３が置か
れてカソードの表面とガスタイトなシールを形成する。
アイソレーターの中心部分に近く高くなった円形の隆起
があり、これは円形の溝３７（図３）にはまって、アイ
ソレーター１０の穴１１をカソードの中の穴３８と揃え
る。
【０００７】図３に示されたようにカソード４０は約4
1/4 インチ直径の円形構造である。カソードは又約1/2
インチの厚さである。図３に示されたように、カソード
は導電性サンプルの分析に用いるのに適当であり、ここ
でサンプルは穴３８の上に置かれ、グロー放電装置の中
の減圧のために大気圧によって穴の表面に対してサルプ
ルを押付けて正しい位置にしっかりと保つ。穴３８と境
を接して高くなった環状リング４１かあり（図４に最も
よく示されている）。ここには平らなサンプルに接触す
る表面がある。溝３７はリング４１を囲んでいる。Ｏリ
ング又は他の弾性的なシール４５は溝３７の中に置かれ
ることができる。
1/4 インチ直径の円形構造である。カソードは又約1/2
インチの厚さである。図３に示されたように、カソード
は導電性サンプルの分析に用いるのに適当であり、ここ
でサンプルは穴３８の上に置かれ、グロー放電装置の中
の減圧のために大気圧によって穴の表面に対してサルプ
ルを押付けて正しい位置にしっかりと保つ。穴３８と境
を接して高くなった環状リング４１かあり（図４に最も
よく示されている）。ここには平らなサンプルに接触す
る表面がある。溝３７はリング４１を囲んでいる。Ｏリ
ング又は他の弾性的なシール４５は溝３７の中に置かれ
ることができる。
【０００８】グロー放電プロセスの間にカソードに発生
される熱を考慮して、冷却水入口５３（図３）が設けら
れ、ここを通って水が内部のコンヂット５５の中に入っ
て冷却室５７（図４）に導かれ、この冷却室はグロー放
電プロセスの間サンプルによって占められる領域を囲ん
でいる。冷却室５７はデイスク５８によってシールされ
ている。水は内部のコンヂット５９と外のニップル６１
を通って室５７から出ることができる。複数の間隔をあ
けた穴６３が、カソードをグロー放電装置のアノードに
取付けるために絶縁されたボルトを通すために設けられ
ている。ねじを切られた穴６５が非電導性アイソレータ
ー１０の取付のために設けられている。アイソレーター
１０は１組の穴６７（図１）を有し、これらは傾斜した
表面部分６９によって囲まれている。傾斜した肩を有す
る平らな頭部のスクリューは便利にカソード４０の中の
穴６５の中にねじ込まれることができ、アイソレーター
１０の表面に対して同じ高さでスクリューによってアイ
ソレーターをカソードに取付ける。
される熱を考慮して、冷却水入口５３（図３）が設けら
れ、ここを通って水が内部のコンヂット５５の中に入っ
て冷却室５７（図４）に導かれ、この冷却室はグロー放
電プロセスの間サンプルによって占められる領域を囲ん
でいる。冷却室５７はデイスク５８によってシールされ
ている。水は内部のコンヂット５９と外のニップル６１
を通って室５７から出ることができる。複数の間隔をあ
けた穴６３が、カソードをグロー放電装置のアノードに
取付けるために絶縁されたボルトを通すために設けられ
ている。ねじを切られた穴６５が非電導性アイソレータ
ー１０の取付のために設けられている。アイソレーター
１０は１組の穴６７（図１）を有し、これらは傾斜した
表面部分６９によって囲まれている。傾斜した肩を有す
る平らな頭部のスクリューは便利にカソード４０の中の
穴６５の中にねじ込まれることができ、アイソレーター
１０の表面に対して同じ高さでスクリューによってアイ
ソレーターをカソードに取付ける。
【０００９】アイソレーター１０の他の面上の高くなっ
た隆起３５（図７）はカソードの面の中の円形の溝３７
の中にはまり且つこれと結合すつように設計されてい
る。このようにカソードとアイソレーターを一緒にはめ
ることによって、穴１１と３８は揃えられる。溝３７は
通常は、カソード４０がＤＣグリム型のグロー放電ラン
プとして電導性サンプルをリング４１に対して押付けて
使用されていた時はＯリング４５を保っていた。Ｏリン
グ４５はサンプルとカソードの間の弾性的なシールを与
える。
た隆起３５（図７）はカソードの面の中の円形の溝３７
の中にはまり且つこれと結合すつように設計されてい
る。このようにカソードとアイソレーターを一緒にはめ
ることによって、穴１１と３８は揃えられる。溝３７は
通常は、カソード４０がＤＣグリム型のグロー放電ラン
プとして電導性サンプルをリング４１に対して押付けて
使用されていた時はＯリング４５を保っていた。Ｏリン
グ４５はサンプルとカソードの間の弾性的なシールを与
える。
【００１０】図５において、公知の技術による直流（Ｄ
Ｃ）のグロー放電源のアノード７５とその中に穴７７を
もつものが記述されている。穴７７はねじを切られた壁
７９によって囲まれている。グロー放電源の運転中アノ
ードを冷却するために、冷却水は孔８１を通って入り、
孔８３を通って出ることができる。グロー放電源にはカ
ソード８５がありその中に穴８７をもっている。絶縁部
材９１はチューブ状の突出部分９３を有し、カソード８
５の中の穴８７を囲む壁９５の殆んどをカバーする。カ
ソード表面９７の小さい環状部分９７は電導性サンプル
９９に隣接してさらされている。
Ｃ）のグロー放電源のアノード７５とその中に穴７７を
もつものが記述されている。穴７７はねじを切られた壁
７９によって囲まれている。グロー放電源の運転中アノ
ードを冷却するために、冷却水は孔８１を通って入り、
孔８３を通って出ることができる。グロー放電源にはカ
ソード８５がありその中に穴８７をもっている。絶縁部
材９１はチューブ状の突出部分９３を有し、カソード８
５の中の穴８７を囲む壁９５の殆んどをカバーする。カ
ソード表面９７の小さい環状部分９７は電導性サンプル
９９に隣接してさらされている。
【００１１】アノードの挿入部材１０１はねじを切られ
た外側表面１０３を有し、これにより挿入部材をアノー
ド７５の中にねじ込むことを可能としている。アノード
のインサート１０１は突き出たチューブ状の部分１０４
を有し、この部分はカソードと絶縁部材９１の中心の穴
８７を通過する。アノードのインサート部材１０１は環
状の平らな表面の突き出たリング部分１０５を有しこの
部分は電導性サンプル９９の近くに位置される。カソー
ド８５の外側の面１０７は周辺の溝１０９を有しカソー
ドの中の穴をかこんでいる。Ｏリング１１１又は他の弾
性的なシール部材が溝１０９の中に置かれて、サンプル
９９とグロー放電源との間にガスタイトなシールを与え
ている。
た外側表面１０３を有し、これにより挿入部材をアノー
ド７５の中にねじ込むことを可能としている。アノード
のインサート１０１は突き出たチューブ状の部分１０４
を有し、この部分はカソードと絶縁部材９１の中心の穴
８７を通過する。アノードのインサート部材１０１は環
状の平らな表面の突き出たリング部分１０５を有しこの
部分は電導性サンプル９９の近くに位置される。カソー
ド８５の外側の面１０７は周辺の溝１０９を有しカソー
ドの中の穴をかこんでいる。Ｏリング１１１又は他の弾
性的なシール部材が溝１０９の中に置かれて、サンプル
９９とグロー放電源との間にガスタイトなシールを与え
ている。
【００１２】図のＤＣグロー放電源を運転する時はアノ
ード７５とカソード８５の間に直流の電位が加えられ
る。絶縁部材９１はカソード８５の穴８７の面９５の主
要部分を遮蔽する。グロー放電はアノードインサート１
０１とサンプル９９のさらされた部分との間に形成する
ことができる。グロー放電は不活性ガスのイオンを発生
し、このイオンはサンプル９９の表面に衝撃を与え、サ
ンプルの励起された原子の中の電子が低エネルギー状態
に戻るときにグローを形成させ、サンプル９９の中の元
素の組成の特徴をグローに放射させる。サンプル９９は
カソード８５と接触して居り且つ以前に記述したように
電導性であり、実際上グロー放電装置のカソードの部分
を形成している。
ード７５とカソード８５の間に直流の電位が加えられ
る。絶縁部材９１はカソード８５の穴８７の面９５の主
要部分を遮蔽する。グロー放電はアノードインサート１
０１とサンプル９９のさらされた部分との間に形成する
ことができる。グロー放電は不活性ガスのイオンを発生
し、このイオンはサンプル９９の表面に衝撃を与え、サ
ンプルの励起された原子の中の電子が低エネルギー状態
に戻るときにグローを形成させ、サンプル９９の中の元
素の組成の特徴をグローに放射させる。サンプル９９は
カソード８５と接触して居り且つ以前に記述したように
電導性であり、実際上グロー放電装置のカソードの部分
を形成している。
【００１３】非電導性サンプルをグロー放電技術によっ
て分析するために、好ましい方法はグロー放電を発生さ
せるためにＲＦ電流を用いることである。図６におい
た、ＲＦグロー放電装置が示され、この装置は図５に示
されたＤＣグロー放電装置からのいくつかの構成要素を
用いており、従って共通の要素に対しては同一の図面番
号が用いられる。一般にアノード７５とカソード８５が
あって、絶縁部材９１によって分離されており、この絶
縁部材はカソード８５の中の穴８７をかこむ壁を実質的
にカバーするチューブ状部分９３をもっている。
て分析するために、好ましい方法はグロー放電を発生さ
せるためにＲＦ電流を用いることである。図６におい
た、ＲＦグロー放電装置が示され、この装置は図５に示
されたＤＣグロー放電装置からのいくつかの構成要素を
用いており、従って共通の要素に対しては同一の図面番
号が用いられる。一般にアノード７５とカソード８５が
あって、絶縁部材９１によって分離されており、この絶
縁部材はカソード８５の中の穴８７をかこむ壁を実質的
にカバーするチューブ状部分９３をもっている。
【００１４】絶縁アイソレーター１０はカソード８５の
表面１０７に適当なねじを切られたファスナー（図示さ
れない）によって取付けられている。上に記述したよう
に、アイソレーアー１０はセラミック材料のような適当
な絶縁材料から作られて、電気的な絶縁性を与え且つグ
ロー放電プロセスの間に発生される熱に耐える。アイソ
レーター１０の側面上にカソード８５の表面１０７に面
して、周辺の突出部分３５があって、この部分は以前は
Ｏリング１１１（図５）を含んでいた溝１０９の中には
まり込む。アイソレーターをこの同じ溝の中にはめこむ
ことによって、インサート部材の中の穴１１はアノード
７５とカソード８５を通る正確に揃えられる。Ｏリング
３３を受け入れるための周辺の溝３１がアイソレーター
１０の面上に設けられ、アイソレーとグロー放電装置の
内部との間のガスタイトなシールを与えている。
表面１０７に適当なねじを切られたファスナー（図示さ
れない）によって取付けられている。上に記述したよう
に、アイソレーアー１０はセラミック材料のような適当
な絶縁材料から作られて、電気的な絶縁性を与え且つグ
ロー放電プロセスの間に発生される熱に耐える。アイソ
レーター１０の側面上にカソード８５の表面１０７に面
して、周辺の突出部分３５があって、この部分は以前は
Ｏリング１１１（図５）を含んでいた溝１０９の中には
まり込む。アイソレーターをこの同じ溝の中にはめこむ
ことによって、インサート部材の中の穴１１はアノード
７５とカソード８５を通る正確に揃えられる。Ｏリング
３３を受け入れるための周辺の溝３１がアイソレーター
１０の面上に設けられ、アイソレーとグロー放電装置の
内部との間のガスタイトなシールを与えている。
【００１５】アイソレーター１０の反対側の表面には、
好ましくは高くなった環状の縁２１を有する平らな金属
のリング１９があって、サンプル１３７の表面１３５と
の接触を与えている。アイソレーター１０の中の穴１１
は非電導面１３９によってかこまれ、この面は周辺に突
き出る縁１３に終っている。縁１３は溝１５を規定し、
この中にＯリング１７が置かれて、サンプル１３７の表
面１３５とグロー放電装置の内部との間のガスタイトの
シールを与えることができる。環状の金属接触表面２２
は非電導性の縁１３よりも約０．００５インチ高い。高
くされた金属Ｏリングはグロー放電分析にさらされるサ
ンプルの表面との均一な接触を与える。図１に関して以
前に述べたように、アイソレーターの表面は凹んだチャ
ンネルを有し、この中に電気の導体２７が挿入され金属
接触体（図示されない）の縁に取付けられることができ
る。
好ましくは高くなった環状の縁２１を有する平らな金属
のリング１９があって、サンプル１３７の表面１３５と
の接触を与えている。アイソレーター１０の中の穴１１
は非電導面１３９によってかこまれ、この面は周辺に突
き出る縁１３に終っている。縁１３は溝１５を規定し、
この中にＯリング１７が置かれて、サンプル１３７の表
面１３５とグロー放電装置の内部との間のガスタイトの
シールを与えることができる。環状の金属接触表面２２
は非電導性の縁１３よりも約０．００５インチ高い。高
くされた金属Ｏリングはグロー放電分析にさらされるサ
ンプルの表面との均一な接触を与える。図１に関して以
前に述べたように、アイソレーターの表面は凹んだチャ
ンネルを有し、この中に電気の導体２７が挿入され金属
接触体（図示されない）の縁に取付けられることができ
る。
【００１６】アノード７５はねじを切られたインサート
１５３を有し、このインサートは細長い中心のチューブ
状部分があって、カソード８５の中の穴８７とアイソレ
ーター１０の中の穴１１を実質上通って伸び、アノード
のインサートの端をサンプル１３７の近くに置く。電導
性の環状のカラー１５７はアノードインサート１５３の
チューブ状部分の端を囲む。
１５３を有し、このインサートは細長い中心のチューブ
状部分があって、カソード８５の中の穴８７とアイソレ
ーター１０の中の穴１１を実質上通って伸び、アノード
のインサートの端をサンプル１３７の近くに置く。電導
性の環状のカラー１５７はアノードインサート１５３の
チューブ状部分の端を囲む。
【００１７】アノードインサートカラー１５７からカソ
ードに接続されたサンプルの面１３５のギャップは約
０．１２ｍｍであるべきである。カラー１５７及び絶縁
壁１３９のまわりの同心のギャップは同じ距離であるべ
きである。同心のギャップは十分注意して機械加工され
なければならない。アノードインサートの端はやや大き
く作られ、その後相対する工具がインサート部材の中の
周囲の面を位置ぎめのために除々に取のぞくことによっ
て寸法に戻される。この密接な間隔を維持することによ
って、ギャップの中のプラズマ形成の可能性は０とな
る。この領域はしばしば“暗いスペース”として参照さ
れる。
ードに接続されたサンプルの面１３５のギャップは約
０．１２ｍｍであるべきである。カラー１５７及び絶縁
壁１３９のまわりの同心のギャップは同じ距離であるべ
きである。同心のギャップは十分注意して機械加工され
なければならない。アノードインサートの端はやや大き
く作られ、その後相対する工具がインサート部材の中の
周囲の面を位置ぎめのために除々に取のぞくことによっ
て寸法に戻される。この密接な間隔を維持することによ
って、ギャップの中のプラズマ形成の可能性は０とな
る。この領域はしばしば“暗いスペース”として参照さ
れる。
【００１８】アイソレーターの縁１３はグロー放電プロ
セスの間電気的接触表面１９を活性イオンから実質的に
遮蔽することに注目することは重要である。高くされた
隆起１３は接触の金属要素１９が、分析されるサンプル
のグロー放電のスペクトルの中に現われるのを効果的に
妨げる。
セスの間電気的接触表面１９を活性イオンから実質的に
遮蔽することに注目することは重要である。高くされた
隆起１３は接触の金属要素１９が、分析されるサンプル
のグロー放電のスペクトルの中に現われるのを効果的に
妨げる。
【００１９】装置の運転においては図７を参照して、ア
ノート７５、カソード８５、アイソレーター１０及びア
ノードインサート１５３は図６に示されたように一緒に
組立てられる。非電導性サンプル１３７はいくつかの寸
法の砂を用いて適用する表面の研磨を与えられた後に、
Ｏリング１７に対して押しつけられ且つ其の後グロー放
電装置の内部は空気を抜かれる。サンプル１３７に対し
て押しつける大気圧によって、アイソレーター１０の上
の電気的接触表面２２に対してこのサンプルを正しい位
置に保つ。アノードとカソードは０の直流電位にある。
約１００ワット１３．５６ＭＨｚのＲＦエネルギー源が
導体２７、電気接触子１９及びサンプル１３７の面１３
５に加えられる。グロー放電はその後アノードインサー
トとサンプルの間に形成される。グロー放電プロセスの
間に物質はサンプルの面からスパッタ−（ｓｐｕｔｔｅ
ｒ）される。この物質を取除くために真空ポンプ１５７
（図７）がバルブ１５９を通してコンヂット１６１に接
続され、このコンヂットはグロ−放電セルの内側１６３
及びサンプルの面に導く。アルゴンガスを約毎分５０ｍ
ｌポンプで排出することによって、スパッターされた物
質はサンプル面から引離され常に新鮮なサンプルの面が
分析用に提供されることを可能としている。
ノート７５、カソード８５、アイソレーター１０及びア
ノードインサート１５３は図６に示されたように一緒に
組立てられる。非電導性サンプル１３７はいくつかの寸
法の砂を用いて適用する表面の研磨を与えられた後に、
Ｏリング１７に対して押しつけられ且つ其の後グロー放
電装置の内部は空気を抜かれる。サンプル１３７に対し
て押しつける大気圧によって、アイソレーター１０の上
の電気的接触表面２２に対してこのサンプルを正しい位
置に保つ。アノードとカソードは０の直流電位にある。
約１００ワット１３．５６ＭＨｚのＲＦエネルギー源が
導体２７、電気接触子１９及びサンプル１３７の面１３
５に加えられる。グロー放電はその後アノードインサー
トとサンプルの間に形成される。グロー放電プロセスの
間に物質はサンプルの面からスパッタ−（ｓｐｕｔｔｅ
ｒ）される。この物質を取除くために真空ポンプ１５７
（図７）がバルブ１５９を通してコンヂット１６１に接
続され、このコンヂットはグロ−放電セルの内側１６３
及びサンプルの面に導く。アルゴンガスを約毎分５０ｍ
ｌポンプで排出することによって、スパッターされた物
質はサンプル面から引離され常に新鮮なサンプルの面が
分析用に提供されることを可能としている。
【００２０】上に述べたようにグロー放電はアノードイ
ンサートチューブの１５５の領域で発生される。分析は
適当するスペクトロメーター１７０によって行われ、こ
のスペクトロメーターは矢印１７１により示されている
ように、グロ−放電領域に直接装置の中の開口部の孔を
通して見下すように焦点を合わされている。スペクトロ
メーターは、孔を与えるアノードインサートチューブを
もってグロー放電を孔を通して見ると云うことができよ
う。
ンサートチューブの１５５の領域で発生される。分析は
適当するスペクトロメーター１７０によって行われ、こ
のスペクトロメーターは矢印１７１により示されている
ように、グロ−放電領域に直接装置の中の開口部の孔を
通して見下すように焦点を合わされている。スペクトロ
メーターは、孔を与えるアノードインサートチューブを
もってグロー放電を孔を通して見ると云うことができよ
う。
【００２１】図８−１１において、インターフエース組
立体２０９の代案の実施例が示され、これはグリム型の
グロー放電ランプのカソードプレートに取付けられるこ
とができる。インターフエース組立体２０９はセラミッ
クのＭＡＣＯＲのような適当な非電導性材料から作られ
たアイソレーター２１０を含み、直径が約１．７５イン
チ、最も広い中心部分において1/4インチ厚である。ア
イソレーターは中央に開口部２１１を有し、この開口部
は高くされた縁２１３によって囲まれている。溝２１５
には隣接する縁２１３が設けられ、この中に円形の電気
的接触部材２１９がゆるく置かれている。接触部材２１
９は溝２１５の外側の直径よりも約０．１インチ小さく
外径を有し、使用中に接触部材の膨張を許している。接
触部材２１９の寸法と形状は接触部材２１９とアイソレ
ーター２１０の間の溝２１５の中のエヤーギャップを変
化し、接触部材２１９とカソード２４０の間のキヤパシ
タンスの結合を変えるように変更されてもよい。接触部
材２１９は銅のような適当な材料から作られる。
立体２０９の代案の実施例が示され、これはグリム型の
グロー放電ランプのカソードプレートに取付けられるこ
とができる。インターフエース組立体２０９はセラミッ
クのＭＡＣＯＲのような適当な非電導性材料から作られ
たアイソレーター２１０を含み、直径が約１．７５イン
チ、最も広い中心部分において1/4インチ厚である。ア
イソレーターは中央に開口部２１１を有し、この開口部
は高くされた縁２１３によって囲まれている。溝２１５
には隣接する縁２１３が設けられ、この中に円形の電気
的接触部材２１９がゆるく置かれている。接触部材２１
９は溝２１５の外側の直径よりも約０．１インチ小さく
外径を有し、使用中に接触部材の膨張を許している。接
触部材２１９の寸法と形状は接触部材２１９とアイソレ
ーター２１０の間の溝２１５の中のエヤーギャップを変
化し、接触部材２１９とカソード２４０の間のキヤパシ
タンスの結合を変えるように変更されてもよい。接触部
材２１９は銅のような適当な材料から作られる。
【００２２】接触部材２１９はアイソレーター２１０の
縁２１３をかこみ、ここから外側に突き出る。接触部材
２１９は又アイソレーターを形成する絶縁材料の中に受
け入れられる。電気的接触部材２１９は高くされた環状
のリング部分２２１を有し、この部分は０リング２１７
のような弾性シールのための４つの側面の中の１つを形
成する。接触部材２１９の先端面２２２は縁２１３の先
端を超えて約０．０６５インチ外側に突き出てサンプル
２１６（図１３）の面と均一な電気的な接触を与える。
円形の電気的接触部材が好まれるが、この接触部材は、
四角形の接触パッドの中の開口部又はアイソレーターの
中の開口部のまわりに間隔をあけておかれた複数の接触
パッドのような他の構成であってもよい。重要な基準
は、接触部材が実質的にグロー放電領域に同心の均一な
接触を与えることである。接触部材２１９はアイソレー
ター２１０の中にリテーナー２１８（図８）によって保
たれる。リテーナー２１８は好ましくはナイロンのねじ
を切られたファスナーのようなナイロンファスナー２７
２を用いてアイソレーター２１０に固定される。リテ−
ナーはテフロン又はナイロンのような何等かの適当な非
電導材料から作られる。
縁２１３をかこみ、ここから外側に突き出る。接触部材
２１９は又アイソレーターを形成する絶縁材料の中に受
け入れられる。電気的接触部材２１９は高くされた環状
のリング部分２２１を有し、この部分は０リング２１７
のような弾性シールのための４つの側面の中の１つを形
成する。接触部材２１９の先端面２２２は縁２１３の先
端を超えて約０．０６５インチ外側に突き出てサンプル
２１６（図１３）の面と均一な電気的な接触を与える。
円形の電気的接触部材が好まれるが、この接触部材は、
四角形の接触パッドの中の開口部又はアイソレーターの
中の開口部のまわりに間隔をあけておかれた複数の接触
パッドのような他の構成であってもよい。重要な基準
は、接触部材が実質的にグロー放電領域に同心の均一な
接触を与えることである。接触部材２１９はアイソレー
ター２１０の中にリテーナー２１８（図８）によって保
たれる。リテーナー２１８は好ましくはナイロンのねじ
を切られたファスナーのようなナイロンファスナー２７
２を用いてアイソレーター２１０に固定される。リテ−
ナーはテフロン又はナイロンのような何等かの適当な非
電導材料から作られる。
【００２３】凹んだチャンネル２２３がアイソレーター
１０の表面の中に設けられて電気接触部材（図示されな
い）を挿入され、電導リング２１９と接触する。銅線２
２７は溝２２３の中に挿入されて、ワイヤーの端は、接
触部材２１９に銀ろう付けされるか又はスクリュー（図
示されない）のような適当なねじを切られた部材によっ
て接続される。アイソレーター２１０の反対の面は実質
的に平らでＯリング２４５（図１３）に接し、カソード
２４０の面とガスタイトなシールを形成する。
１０の表面の中に設けられて電気接触部材（図示されな
い）を挿入され、電導リング２１９と接触する。銅線２
２７は溝２２３の中に挿入されて、ワイヤーの端は、接
触部材２１９に銀ろう付けされるか又はスクリュー（図
示されない）のような適当なねじを切られた部材によっ
て接続される。アイソレーター２１０の反対の面は実質
的に平らでＯリング２４５（図１３）に接し、カソード
２４０の面とガスタイトなシールを形成する。
【００２４】図１２に示されたようにカソード２４０は
直径が約 4 1/3 インチの円形構造のものである。この
カソードの厚さは約1/2インチである。カソードは図１
２に示されたように、非電導体サンプルの分析に用いる
のに適し、且つ通常のアノード２５５と組み合わされ
る。カソードの中には中心の開口部２３８が設けられて
いる。高くなった環状リング２４１は、アイソレーター
２１０に接触するための平らな接触表面２４２を有す
る。溝２３７はリング２４１の内側の限界を画する。Ｏ
リング又は他の弾性的なシール２４５は溝２３７の中に
置かれてカソード２４０とアイソレーター２１０の接合
部をシールする。カソード２４０の反対の面は、Ｏリン
グ２５８のような弾性のあるガスのシーリング部材を受
け入れるための周囲の溝２５６を含む。
直径が約 4 1/3 インチの円形構造のものである。この
カソードの厚さは約1/2インチである。カソードは図１
２に示されたように、非電導体サンプルの分析に用いる
のに適し、且つ通常のアノード２５５と組み合わされ
る。カソードの中には中心の開口部２３８が設けられて
いる。高くなった環状リング２４１は、アイソレーター
２１０に接触するための平らな接触表面２４２を有す
る。溝２３７はリング２４１の内側の限界を画する。Ｏ
リング又は他の弾性的なシール２４５は溝２３７の中に
置かれてカソード２４０とアイソレーター２１０の接合
部をシールする。カソード２４０の反対の面は、Ｏリン
グ２５８のような弾性のあるガスのシーリング部材を受
け入れるための周囲の溝２５６を含む。
【００２５】組立体２０８と共に用いるグロー放電ラン
プ２５０はその間に置かれた電導性のスペーサーデイス
ク２４４を含む。電導性デイスクは何等かの適当な材料
から作られることができ且つアノード２５５又はカソー
ド２４０と同じ材料から作られてもよい。アノード２５
５とカソード２４０は部材２４２によって電気的に接触
されており且つ好ましくは０ボルトに接続されているけ
れども、これらのデイスクは物理的に伝統的なグリムタ
イプのランプのアノードとカソードの位置に置かれてい
るので「アノード」及び「カソード」と云う標識はこの
実施例の説明の中に保たれる。デイスク２４４は、精密
なスペーサー２４６を受け入れる丸い中心の開口部を含
む。精密なスペーサーは適当な材料から作られた円形の
部材で、例えばｍａｃｏｒセラミックから作られてもよ
い。このスペーサーは開口部２３８と揃えるための中心
の穴２４８を含む。
プ２５０はその間に置かれた電導性のスペーサーデイス
ク２４４を含む。電導性デイスクは何等かの適当な材料
から作られることができ且つアノード２５５又はカソー
ド２４０と同じ材料から作られてもよい。アノード２５
５とカソード２４０は部材２４２によって電気的に接触
されており且つ好ましくは０ボルトに接続されているけ
れども、これらのデイスクは物理的に伝統的なグリムタ
イプのランプのアノードとカソードの位置に置かれてい
るので「アノード」及び「カソード」と云う標識はこの
実施例の説明の中に保たれる。デイスク２４４は、精密
なスペーサー２４６を受け入れる丸い中心の開口部を含
む。精密なスペーサーは適当な材料から作られた円形の
部材で、例えばｍａｃｏｒセラミックから作られてもよ
い。このスペーサーは開口部２３８と揃えるための中心
の穴２４８を含む。
【００２６】グロ−放電プロセスの間に発生される熱に
かんがみて、冷却水入口２５３（図１２）がアノード２
５５の中に設けられ、これを通って水が内部のコンヂッ
ト（図示されていない）の中に入り、冷却室２５７（図
１３）に導かれることができる。水はこの領域から内部
のコンヂット（図示されていない）及び外部のニップル
２６１を通って出る。複数の間隔をあけた穴２６３が内
部の電極に設けられて絶縁されたボルトが通ってグロー
放電ランプのカソード２４０をアノード２５５に取付け
る。ねじを切られた穴２６５（図１２）が非電導性アイ
ソレーター２１０の取付のために設けられている。アイ
ソレーター２１０は１組の穴２６７（図１０）を有し、
これらの穴は傾斜表面部分２６９によって囲まれてい
る。平らな頭のスクリュー（図示されていない）は傾斜
した肩を有し、内側の電極２４０の中の穴２６５の中に
容易にねじこまれることができ、アイソレーターをカソ
ードにアイソレーター２１０の表面に対して同一平面の
スクリューで取付ける。カソード２４０はリテーナー２
１８を取付けるためのねじを切られた穴２６８を含む。
アイソレーター２１０は又穴２７０（図１０）を含み、
リテーナー２１８を組立体の上に固定するねじを切られ
たファスナー２７２（図８）を通す。
かんがみて、冷却水入口２５３（図１２）がアノード２
５５の中に設けられ、これを通って水が内部のコンヂッ
ト（図示されていない）の中に入り、冷却室２５７（図
１３）に導かれることができる。水はこの領域から内部
のコンヂット（図示されていない）及び外部のニップル
２６１を通って出る。複数の間隔をあけた穴２６３が内
部の電極に設けられて絶縁されたボルトが通ってグロー
放電ランプのカソード２４０をアノード２５５に取付け
る。ねじを切られた穴２６５（図１２）が非電導性アイ
ソレーター２１０の取付のために設けられている。アイ
ソレーター２１０は１組の穴２６７（図１０）を有し、
これらの穴は傾斜表面部分２６９によって囲まれてい
る。平らな頭のスクリュー（図示されていない）は傾斜
した肩を有し、内側の電極２４０の中の穴２６５の中に
容易にねじこまれることができ、アイソレーターをカソ
ードにアイソレーター２１０の表面に対して同一平面の
スクリューで取付ける。カソード２４０はリテーナー２
１８を取付けるためのねじを切られた穴２６８を含む。
アイソレーター２１０は又穴２７０（図１０）を含み、
リテーナー２１８を組立体の上に固定するねじを切られ
たファスナー２７２（図８）を通す。
【００２７】上記のようにグロー放電技術により非電導
サンプルを分析するためには、好ましい方法はＲＦ電流
を用いてグロー放電を発生させることである。絶縁アイ
ソレーター２１０は適当なねじを切られたファスナー
（図示されていない）によってカソード２４０の表面２
４２に取付けられる。アイソレーター２１０はセラミッ
クのような適当な絶縁材料から作られ、電気的な絶縁を
与えると共にグロー放電プロセス中に発生する熱に耐え
る。カソード２４０の向い合う表面２４２、アイソレー
ター２１０の表面は平らで、Ｏリング２４５と隣接して
シールを形成する。アイソレーター２１０は穴２６７に
挿入されたねじを切られたファスナー（図示されていな
い）とねじを切られた穴２６５（図１２）によって位置
をきめられている。
サンプルを分析するためには、好ましい方法はＲＦ電流
を用いてグロー放電を発生させることである。絶縁アイ
ソレーター２１０は適当なねじを切られたファスナー
（図示されていない）によってカソード２４０の表面２
４２に取付けられる。アイソレーター２１０はセラミッ
クのような適当な絶縁材料から作られ、電気的な絶縁を
与えると共にグロー放電プロセス中に発生する熱に耐え
る。カソード２４０の向い合う表面２４２、アイソレー
ター２１０の表面は平らで、Ｏリング２４５と隣接して
シールを形成する。アイソレーター２１０は穴２６７に
挿入されたねじを切られたファスナー（図示されていな
い）とねじを切られた穴２６５（図１２）によって位置
をきめられている。
【００２８】図１３において、アノード２５５はねじを
切られたインサート２８３を有し、このインサートは細
長い中心のチューブ部分２８５を有し、この部分はカソ
ード２４０の中の穴２４８を通り且つ実質的にアイソレ
ーター２１０の中の穴２１１を通って伸びて、アノード
インサートの端をサンプル２１６の近くに位置させる。
円筒状の絶縁チューブは適当な非電導材料、例えばセラ
ミック等で作られて、アノードインサートと部材２４０
と２１０と、部材２４６の１部との間に位置される。
切られたインサート２８３を有し、このインサートは細
長い中心のチューブ部分２８５を有し、この部分はカソ
ード２４０の中の穴２４８を通り且つ実質的にアイソレ
ーター２１０の中の穴２１１を通って伸びて、アノード
インサートの端をサンプル２１６の近くに位置させる。
円筒状の絶縁チューブは適当な非電導材料、例えばセラ
ミック等で作られて、アノードインサートと部材２４０
と２１０と、部材２４６の１部との間に位置される。
【００２９】アノードインサートチップ２９２から接続
されたサンプル２１６の面２９４へのギャップは約０．
１２ｍｍである。この密接な間隙を保つことによってギ
ャップの中のプラズマ形成の可能性は０となるこの領域
は又しばしば「暗いスペ−ス」として参照される。
されたサンプル２１６の面２９４へのギャップは約０．
１２ｍｍである。この密接な間隙を保つことによってギ
ャップの中のプラズマ形成の可能性は０となるこの領域
は又しばしば「暗いスペ−ス」として参照される。
【００３０】アイソレーターの縁２１３とチューブ２９
０はグロー放電プロセスの間電気的接触表面２１９を活
性イオンから実質的に遮蔽していることは重要である。
これらは接触部材２１９の金属要素が、分析されるサン
プルのグロー放電スペクトルの中に現れることを有効に
妨げる。
０はグロー放電プロセスの間電気的接触表面２１９を活
性イオンから実質的に遮蔽していることは重要である。
これらは接触部材２１９の金属要素が、分析されるサン
プルのグロー放電スペクトルの中に現れることを有効に
妨げる。
【００３１】この装置の運転において、図１３を参照す
ると、ここに示されたようにアノード２５５、カソード
２４０、アイソレーター２１０及びアノードインサート
２８３は一緒に組立てられている。非電導サンプル２１
６はＯリング２１７に対して押しつけられ、其の後グロ
ー放電装置の内部は排気される。大気圧はサンプル２１
６に対して押付けてインターフエース組立体２０９上の
電気接触表面２２２に対してサンプルを正しい位置に保
つ。アノードとカソードは直流電位は０である。約１０
０ワット１３．５６ＭＨｚまでのＲＦエネルギー源が導
体２２７、電気接触部材２１９及びサンプル２１６の内
側表面に加えられることができる。グロー放電は、この
ときアノードとアノードインサートの中の領域２９５の
中のサンプルとの間に形成する。グロー放電プロセスの
間材料はサンプルの面からスパッターされる。この材料
を取除くために、図７に示されたような真空ポンプが利
用される。
ると、ここに示されたようにアノード２５５、カソード
２４０、アイソレーター２１０及びアノードインサート
２８３は一緒に組立てられている。非電導サンプル２１
６はＯリング２１７に対して押しつけられ、其の後グロ
ー放電装置の内部は排気される。大気圧はサンプル２１
６に対して押付けてインターフエース組立体２０９上の
電気接触表面２２２に対してサンプルを正しい位置に保
つ。アノードとカソードは直流電位は０である。約１０
０ワット１３．５６ＭＨｚまでのＲＦエネルギー源が導
体２２７、電気接触部材２１９及びサンプル２１６の内
側表面に加えられることができる。グロー放電は、この
ときアノードとアノードインサートの中の領域２９５の
中のサンプルとの間に形成する。グロー放電プロセスの
間材料はサンプルの面からスパッターされる。この材料
を取除くために、図７に示されたような真空ポンプが利
用される。
【００３２】本願発明の装置を用いることによって、分
析されるサンプルの面はＲＦエネルギー源と接触する同
じ面であることは明らかに見ることができる。同じ面を
見ることによって、以前にはプロセスを複雑化し、不正
確なデータに導く傾向があったサンプルの厚さの影響が
除去される。分析器具は分析されるサンプルの面からの
活性原子によって起されたグロー放電を直接監視する。
析されるサンプルの面はＲＦエネルギー源と接触する同
じ面であることは明らかに見ることができる。同じ面を
見ることによって、以前にはプロセスを複雑化し、不正
確なデータに導く傾向があったサンプルの厚さの影響が
除去される。分析器具は分析されるサンプルの面からの
活性原子によって起されたグロー放電を直接監視する。
【００３３】本発明は特定の好ましいその実施例に関し
て記述されたが、当業者には多くの変更及び改良が明ら
かとなろう。従って付帯する請求項はこれらの変更及び
改良を凡て含むよう公知の技術に関して出来るだけ広く
解釈されることが意図される。
て記述されたが、当業者には多くの変更及び改良が明ら
かとなろう。従って付帯する請求項はこれらの変更及び
改良を凡て含むよう公知の技術に関して出来るだけ広く
解釈されることが意図される。
【図１】電気的コンタクトリングを示している非電導ア
イソレーターの平面図である。
イソレーターの平面図である。
【図２】図１のII−IIの面に沿ってとられた断面図であ
る。
る。
【図３】内部の水冷却付のカソードの平面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ平面に沿ってとられたカソー
ドから間隔をあけたアイソレーターを示す分解断面図で
ある。
ドから間隔をあけたアイソレーターを示す分解断面図で
ある。
【図５】明らかにするために斜交平行線を省略した先行
技術によるＤＣグロー放電源の図式断面図である。
技術によるＤＣグロー放電源の図式断面図である。
【図６】明らかにするために斜交平行線を省略した本発
明のＲＦグロー放電源の図式断面図である。
明のＲＦグロー放電源の図式断面図である。
【図７】明らかにするために斜交平行線を省略したブロ
ックダイヤグラムで示された真空源とスペクトロメータ
付の図６の装置の概略図である。
ックダイヤグラムで示された真空源とスペクトロメータ
付の図６の装置の概略図である。
【図８】非導電性インターフエースの代案の実施例の平
面図である。
面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸの平面に沿ってとられた図８
の断面図である。
の断面図である。
【図１０】リレーナーを取去った図８のインシュレータ
ーの平面図である。
ーの平面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩの平面に沿ってとられた
図１０の断面図である。
図１０の断面図である。
【図１２】図８のインターフエースを含むグロー放電ラ
ンプの平面図である。
ンプの平面図である。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ平面に沿ってと
られた図１２のインターフエースの断面図である。
られた図１２のインターフエースの断面図である。
９ インターフエース組立体 １０ アイソレーター １１ 中心部の穴 １３ 高くなった縁 １５ 溝 １７ Ｏリング １９ 接触部材 ２１ リング部分 ２２ 先端面 ２３ 凹んだチャンネル ２５ スロット ２７ 銅線 ３１ 円形溝 ３３ Ｏリング ３５ 円形の隆起 ３７ 円形の溝 ３８ カソードの穴 ４０ カソード ４１ 環状リング ４５ 弾性シール／Ｏリング ５３ 冷却水入口 ５５ 内部コンヂット ５７ 冷却室 ５８ デイスク ５９ 内部コンヂット ６１ 外部ニップル ６３ 穴 ６５ ねじを切られた穴 ６７ 穴 ６９ 傾斜表面部分 ７５ アノード ７７ 穴 ７９ ねじを切られた壁 ８１ 孔 ８３ 孔 ８５ カソード ８７ 穴 ９１ 絶縁部材 ９３ チューブ状突出部分 ９５ 壁 ９７ カソード表面 ９９ 電導性サンプル １０１ アノードインサート部材 １０３ ねじを切られた外側表面 １０４ 突出したチュ−ブ状部分 １０５ リング部分 １０７ 外側の面 １０９ 周辺の溝 １１１ Ｏリング １３５ 表面 １３７ 非電導性サンプル １３９ 非電導性面 １５３ アノードインサート １５５ アノードインサートチューブの領域 １５７ 環状カラー／真空ポンプ １５９ バルブ １６１ コンヂット １６３ グロー放電セル内部 １７０ スペクトロメーター １７１ 矢印 ２０９ インターフエース組立体 ２１０ アイソレーター ２１１ 穴 ２１３ 高くなった縁 ２１５ 溝 ２１６ サンプル ２１７ Ｏリング ２１８ リテーナー ２１９ 接触部材 ２２１ リング部分 ２２２ 先端面 ２２３ 凹んだチャンネル ２２７ 銅線 ２３７ 溝 ２３８ 穴 ２４０ カソード ２４１ リング ２４２ 接触表面 ２４４ スペーサーデイスク ２４５ Ｏリング／弾性シール ２４６ 精密スペーサー ２４８ 穴 ２５０ グロー放電ランプ ２５３ 冷却水入口 ２５５ アノード ２５６ 溝 ２５７ 冷却室 ２５８ Ｏリング ２６１ 外部ニップル ２６３ 穴 ２６５ ねじを切られた穴 ２６７ 穴 ２６８ 穴 ２６９ 傾斜表面部分 ２７０ 穴 ２７２ ナイロンファスナ− ２８２ インサート ２８５ チューブ部分 ２９０ 絶縁チュ−ブ ２９２ アノードインサートチップ ２９４ サンプルの面 ２９５ アノードインサートの領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−106030（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−211269（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−80534（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−247068（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−247069（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−43100（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−313050（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 21/67 C23C 14/00 - 14/56 H01L 21/302
Claims (24)
- 【請求項１】 グロー放電技術による非電導性及び電導
性サンプルの分析に用いられる装置において、 イオン化できるガスを含む室と、 当該室の中に配置され、その中に穴を有するアノード
と、 当該アノードから間隔をおいたカソードであって、当該
アノードの中の当該穴と揃えられ、当該アノードの中の
当該穴と共に軸方向の通路を形成するその中に穴を有す
る当該カソードと、 当該カソードと隣接し、分析されるサンプルを当該アノ
ードとカソードを通る当該軸方向通路と揃えて保つため
の非電導のアイソレーターと、 当該軸方向通路に面するサンプルの側面に接触するため
の当該アイソレーター上の電気的接触部材と、及びラジ
オ周波数のエネルギーを当該電気的接触部材とこれと接
触するサンプルに加えて、当該軸方向通路を通って動く
傾向があって、当該電気的接触部材と接触するサンプル
の表面と接触するイオン化されるガスのイオンを生むこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項２】 請求項１に規定された装置において、 当該電気的接触部材は実質的に当該アイソレーターによ
って当該軸方向の通路の中のガスイオンから遮蔽されて
いることを特徴とする装置。 - 【請求項３】 請求項１に規定された装置において、 当該電気的接触部材は、当該非電導性アイソレーターの
表面の上に配置された電導性の平らなリングを含むこと
を特徴とする装置。 - 【請求項４】 請求項３に規定された装置において、 当該電気的接触部材は実質的に平らな電導性リングを含
み、このリングは当該リングの中の穴をかこむ高くなっ
た環状のサンプルに接触する部分を有することを特徴と
する装置。 - 【請求項５】 請求項４に規定された装置において、 当該電導性リングは当該非電導性アイソレーターの表面
上に配置され、当該リングの当該環状の高くされた部分
は当該アイソレーターの当該表面から外に突き出ている
ことを特徴とする装置。 - 【請求項６】 請求項３に規定された装置において、 当該非電導アイソレーターは当該アノードとカソードの
中の当該軸方向通路と揃えられるための穴をその中に有
し、且つ当該穴を囲みこれから間隔をおいた環状の溝を
有して当該カソードの表面とガスタイトなシールを形成
する弾性的なシ−リング部材を受け入れこれを支持する
ことを特徴とする装置。 - 【請求項７】 請求項６に規定された装置において、 当該カソ−ドは当該アノードから間隔をあけた第１の表
面と、当該カソードの中の当該穴をかこむ環状の溝をそ
の中にもつ当該カソ−ドの反対側の側面上の第２の表面
とを有し、当該アイソレ−タ−は当該第２のカソード表
面の中の当該環状溝とインターロックするための高くな
った円形部分を有して、当該アイソレータ−の中の当該
穴を当該カソードの中の当該穴と揃えることを特徴とす
る装置。 - 【請求項８】 請求項５に規定された装置において、 当該アイソレーターは当該アイソレーターの中の当該穴
を囲む高くなった環状の縁を有し、その縁は当該電導リ
ングの当該環状の高くされた部分から間隔をおいてこれ
を囲み、サンプルの表面とガスタイトなシールを形成す
るために用いられる弾性的なシーリング部材を受け入れ
且つ支持するための溝を形成することを特徴とする装
置。 - 【請求項９】 請求項７に規定された装置において、 当該アイソレーターの当該高くなった円形部分は当該電
導リングの当該高くなった環状部分の側面をガスイオン
による接触から遮蔽することを特徴とする装置。 - 【請求項１０】 ラジオ周波数を用いて誘起されたグロ
ー放電技術を用いる装置による分析のための非電導性サ
ンプルを支持するためのアイソレーターにおいて、 中に穴を有し、且つ中に穴を有するカソード部材の表面
と協同するよう構成された第１表面を有して、当該アイ
ソレーター中の当該穴を当該カソード部材中の当該穴に
合わせるように置く非電導性アイソレーターと、 当該支持部材の中の当該穴に隣接して当該アイソレータ
ーの第２の表面上に配置された電気的に電導性の部材で
あって、当該グロー放電分析技術により分析を受けるサ
ンプルの同じ表面に電気的な接続を与える電導性部材
と、 当該支持部材の中の当該穴に隣接し当該アイソレーター
の第２の表面の上で当該電導性部材を当該グロー放電と
の接触から実質的に遮蔽するよう構成された高くなった
部分とを含むことを特徴とするアイソレーター。 - 【請求項１１】 請求項１０に規定されたアイソレータ
ーにおいて、 当該電導性部材は当該リングの中の穴をかこむ高くなっ
たサンプルに接触する部分をもつ実質的に平らな電導性
リングを含むことを特徴とするアイソレーター。 - 【請求項１２】 直流グロー放電分析装置をラジオ周波
数により誘起されたグロー放電分析装置に変換するアダ
プターキットにおいて、 当該装置のカソードの面に取付けられる非電導性のアイ
ソレーターであって、当該カソードはその中に穴をも
ち、当該アイソレーターは当該カソードの中の当該穴と
揃えられる穴をその中に持つ非電導性アイソレーター
と、 当該アイソレーター上の電導性カップリングリングであ
って、当該誘起されたグロー放電と直接に接触するサル
プルの表面にラジオ周波数のエネルギー源を電気的に接
続するカップリングリングと、 当該装置のアノードに取付けられ、当該アイソレーター
の中の当該穴を通りサンプルの表面に極めて近い位置に
伸びるチューブ状のアノードインサート部材とを含むこ
とを特徴とするアダプターキット。 - 【請求項１３】 グロー放電技術により電導性サンプル
の分析用のラジオ周波数電流によりエネルギー与えられ
たグロー放電源において、 その中に穴をもつアノード部材と、 当該アノード部材に隣接するカソード部材であって、そ
の中に穴を有し、当該カソードは当該アノード部材から
離れて当該アノード部材と向い合って円型の溝を有し、
当該溝は当該アノード部材の中の当該穴をかこんでいる
カソード部材と、当該アノード部材と当該カソード部材
の間に配置され且つ電気的に分離する絶縁部材であっ
て、当該絶縁部材の中に穴を規定する突き出たチューブ
部分を有し、当該突き出たチューブ状部分は、当該カソ
ード部材の中に当該穴を規定する壁の環状部分を除く凡
てをカバーする当該カソード部材の中の当該穴を通って
伸びる絶縁部材と、 当該カソード部材に取付けるための非電導性アイソレー
ターであって、当該絶縁部材の中の当該穴と揃えられた
穴をその中に持つアイソレーターと、 当該誘起されたグロー放電と直接に接触するサンプルの
同じ表面にラジオ周波数のエネルギーを電気的に接続す
る、当該カソード部材から離れた当該アイソレーターの
表面上の電気的接触部材と、及び当該アノード部材に取
付けられるチューブ状のアノードインサート部材であっ
て、当該絶縁部材の中の当該穴を通り且つ当該アイソレ
ーターの中の当該穴を通って、当該アイソレーターのさ
らされた表面に極めて近い位置に伸びるチューブ状のア
ノードインサート部材とを含むことを特徴とするグロー
放電源。 - 【請求項１４】 請求項１３に規定されたラジオ周波数
の電流のグロー放電において、当該アノード部材の中の
当該穴はねじを切られており、当該アノードインサート
部材もねじを切られ当該アノード部材にねじ込まれて取
付けられることを特徴とするラジオ周波数電流のグロー
放電。 - 【請求項１５】 請求項１３に規定されたラジオ周波数
の電流のグロー放電において、当該電気的接触部材は当
該アイソレーターによって当該軸方向通路の中のガスイ
オンから実質的の遮蔽されていることを特徴とするグロ
ー放電。 - 【請求項１６】 請求項１３に規定されたラジオ周波数
の電流のグロー放電において、当該電気的接触部材は当
該非電導アイソレーターの表面上に配置された電導性の
平らなリングを含むことを特徴とするラジオ周波数の電
流のグロー放電。 - 【請求項１７】 請求項１３に規定されたラジオ周波数
の電流のグロー放電において、当該電気的接触部材は実
質的に平らな電導性リングを含み、このリングは当該リ
ングの中の穴をかこむ高くなった環状のサンプルに接触
する部分を有することを特徴とするラジオ周波数の電流
のグロー放電。 - 【請求項１８】 請求項１３に規定されたラジオ周波数
の電流のグロー放電源において、当該電導性リングは当
該非電導性アイソレーターの表面上に配置されて、当該
リングの当該環状の高くなった部分は当該アイソレータ
ーの当該表面から外側に突出していることを特徴とする
ラジオ周波数の電流のグロー放電源。 - 【請求項１９】 請求項１３に規定されたラジオ周波数
の電流のグロー放電源において、当該非電導性アイソレ
ーターは、当該アノードとカソードの中の当該軸方向通
路と揃えられる穴をその中に有し、且つ当該カソード部
材の表面とガスタイトなシールを形成するための弾性的
なシール部材を受け入れこれを支持するための、当該穴
から間隔をおいてこれを囲む環状の溝を有することを特
徴とするラジオ周波数の電流のグロー放電源。 - 【請求項２０】 請求項１３に規定されたラジオ周波数
の電流のグロー放電において、当該カソードは当該アノ
ードから間隔をあけた第１の表面と、当該カソードの中
の当該穴をかこむ環状の溝をその中にもつ当該カソード
の反対側の第２の表面とを有し、当該アイソレーターは
高くされた円形部分を有して当該第２のカソードの表面
の当該環状の溝とインターロックし、当該アイソレータ
ーの中の当該穴を当該カソードの中の当該穴と揃えるこ
とを特徴とするラジオ周波数の電流のグロー放電源。 - 【請求項２１】 請求項１３に規定されたラジオ周波数
の電流のグロー放電源において、当該アイソレーターは
当該アイソレーターの中の当該穴を囲む高められた環状
の縁を有し、この縁は当該電導性のリングの当該環状の
高められた部分から間隔をおいてこれを囲み、サンプル
の表面とガスタイトなシールを形成するために用いられ
る弾性的なシーリング部材を受け入れ、これを支持する
ための溝を形成することを特徴とするラジオ周波数の電
流のグロー放電源。 - 【請求項２２】 請求項１９に規定されたラジオ周波数
の電流のグロー放電源において、当該アイソレーターの
当該高くされた円形の部分は、当該電導性リングの当該
環状の高くされた部分の側面をガスイオンによる接触か
ら遮蔽することを特徴とするラジオ周波数の電流のグロ
ー放電源。 - 【請求項２３】 ラジオ周波数の電流により誘起された
グロー放電により非電導性サンプルを分析する方法にお
いて、 揃えられた穴をその中にもつアノードとカソードのある
グロー放電装置を設けることと、 中に穴をもつ非電導性アイソレーターを当該カソードに
取付け、当該アイソレーターの中の穴を当該アノードと
カソードを通る穴と揃えることと、 電気的接触部材を当該カソードから離れた当該アイソレ
ーターの側面に設けることと、 分析されるサンプルの表面を当該電気的接触部材に添え
て、当該インターフエースの当該穴を当該サンプルの同
じ表面で閉じることと、 グロー放電を当該接触部材と電気的に接触している当該
サンプルの表面に近接して発生させることと、 当該グロー放電を当該アノードとカソードの中の当該穴
を通して観察することにより分析することとの段階を含
むことを特徴とする分析方法。 - 【請求項２４】 請求項２３の方法は更に分析用にきれ
いなサンプル表面を与えるためにスパッターされたサン
プルの材料を除去するように当該グロー放電の付近に真
空源を加える追加の段階を含むことを特徴とする方法。
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