JP3125952U - グロー放電発光分光分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】グロー放電灯内の低圧を維持したまま試料の分析位置を変更できるグロー放電発光分光分析装置を提供する。
【解決手段】試料台（外側）４ａの内側と試料台（内側）４ｂの外側の間には摺動用のＯリング７ｂが挟着され、試料台（外側）４ａは試料台（内側）４ｂの周りを気密を保持した状態で回転する。試料８は固定用のＯリング７ａを介して試料台（外側）４ａに固定され、試料台（外側）４ａの回転に伴い回転する。この回転中心は陽極２の中心から偏心しているため、試料台（外側）４ａの回転に伴い、試料８の陽極２に対向する部分は変化し、試料８の分析位置が変更される。このとき、グロー放電灯５内の低圧雰囲気は破られることはない。
【選択図】 図１

Description

本考案は、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試料の分析を行う、グロー放電発光分光分析装置に関する。

低圧力のアルゴンガス雰囲気中で、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アルゴンプラズマ中のアルゴンイオンは、電界で加速されて陰極側に衝突し、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装置では、この発光を分光器で分光することで、元素分析等を行うことができる。

グロー放電発光分光分析装置では、陰極に分析対象の試料を配置し、スパッタリングによって除去された試料表面に由来する各元素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可能となり、酸化物薄膜などの膜組成の評価等に適用することができる。

図２は従来のグロー放電発光分光分析装置のグロー放電灯の概略構成図を示す。グロー放電灯２５は金属製の陽極２、放電灯ブロック３および試料台４からなり、電極６との間に試料８を挟みこむ構造となっている。試料台４と試料８との間はＯリング７によってシールされ、グロー放電灯２５内部を外部から隔てている。グロー放電灯２５の内部にはガス供給経路１０を通してアルゴンガスが供給される。グロー放電灯２５内部の排気は主排気経路１２、補助排気経路１１を通して行われ、放電灯先端部９の圧力を、分析に適当な圧に保っている。この状態で陽極２と電極６との間に高電圧を印加し、グロー放電灯２５内部にグロー放電を発生させる。グロー放電により発生したプラズマは試料８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８中の粒子は、プラズマ中で励起されて元素特有の光を放出する。この放出される光は、集光レンズ１を通して分光器（図示しない）に導入され、元素分析される。

従来のグロー放電発光分光分析装置では、試料８の分析位置を変更する場合は一旦グロー放電灯２５内の低圧を破る必要がある。低圧を破ると、グロー放電灯２５内に周囲の空気が流れ込むため、空気中の水蒸気や窒素、酸素などのガスにより、グロー放電灯２５内の雰囲気が汚染される。特にこれらの汚染物に含まれる軽元素の分析に悪影響を及ぼす。この問題の解決のために、試料８の分析位置変更時には、グロー放電灯２５内に供給するアルゴンガスの量を増やし、雰囲気内への空気の流入を防ぐなどの方法がとられているが、特に同一試料の繰り返し分析時は、分析条件の安定性に問題がある。上記問題に鑑み、本考案が解決しようとする課題は、グロー放電灯内の低圧を維持したまま試料の分析位置を変更できるグロー放電発光分光分析装置を提供することにある。

所要の平面を有して配置された試料と、この試料平面に対して気密接合する試料台と、この試料台に架設された低圧化される分析室に設置された電極とを備え、電極と試料との間で発生したグロー放電によって試料の表面をスパッタリングしながら発光させ、この光を分光検出して元素分析を行うグロー放電発光分光分析装置において、試料台の外方に可動形試料台を設けるとともに、可動形試料台は試料台に対して回転可能に設置され、かつ可動形試料台の回転中心が電極中心より変位した位置に保持されている構造とする。

可動形試料台に気密接合された試料の分析位置は、試料台の周りを可動形試料台が気密を保持した状態で回転することにより変更される。このとき、グロー放電灯内の低圧雰囲気が破られることはない。したがって、空気の流入による汚染の影響がない状態で同一試料の連続分析を安定して行うことができる。

可動形試料台の内側と円筒状試料台の外側の間には摺動用Ｏリングが挟着され、可動形試料台は円筒状試料台の周りを気密を保持した状態で回転する。

可動形試料台の平面部と試料との間には固定用Ｏリングが挟着され、グロー放電灯内の低圧雰囲気が保たれる。

以下、本考案の実施例を説明する。図１は本考案のグロー放電発光分光分析装置のグロー放電灯の概略構成図を示す。図１において、グロー放電灯５は金属製の陽極２と、放電灯ブロック３と、試料台（外側）４ａおよび試料台（内側）４ｂからなり、電極６との間に試料８を挟みこむ構造となっている。試料台（外側）４ａおよび試料台（内側）４ｂは、試料台を構成する。グロー放電灯５および集光レンズ１は分光器（図示しない）に保持される。

試料台（外側）４ａの内側と試料台（内側）４ｂの外側の間には摺動用のＯリング７ｂが挟着され、試料台（外側）４ａは試料台（内側）４ｂの周りを気密を保持した状態で回転する。この回転中心は陽極２の中心から偏心している。試料台（外側）４ａと試料８との間は固定用のＯリング７ａによってシールされ、グロー放電灯５内部を外部から隔てている。

グロー放電灯５の内部にはガス供給経路１０を通してアルゴンガスが供給される。グロー放電灯５内部の排気は主排気経路１２、補助排気経路１１を通して行われ、放電灯先端部９の圧力は、分析に適当な圧に保たれる。この状態で陽極２と電極６との間に高電圧を印加し、グロー放電灯５内部にグロー放電を発生させる。グロー放電により発生したプラズマは試料８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８中の粒子は、プラズマ中で励起されて元素特有の光を放出する。この放出される光は、集光レンズ１を通して分光器（図示しない）に導入され、元素分析される。

本考案は以上の構成であるから、試料８は固定用のＯリング７ａを介して試料台（外側）４ａに固定され、試料台（外側）４ａの回転に伴い回転する。この回転中心は陽極２の中心から偏心しているため、試料台（外側）４ａの回転に伴い、試料８の陽極２に対向する部分は変化し、試料８の分析位置が変更される。このとき、グロー放電灯５内の低圧雰囲気は破られることはない。したがって、空気の流入による汚染の影響がない状態で同一試料の連続分析を安定して行うことができる。

図１における実施例においては、円筒状の試料台（外側）４ａの内円と外円が同心ではないが、同心でも本考案は適用可能であり、本考案はこれら変形例を包含する。

本考案は、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試料の分析を行う、グロー放電発光分光分析装置に利用可能である。

本考案のグロー放電発光分光分析装置のグロー放電灯の概略構成図を示す。 従来のグロー放電発光分光分析装置のグロー放電灯の概略構成図を示す。

符号の説明

１ 集光レンズ
２ 陽極
３ 放電灯ブロック
４ 試料台
４ａ 試料台（外側）
４ｂ 試料台（内側）
５ グロー放電灯
６ 電極
７ Ｏリング
７ａ Ｏリング
７ｂ Ｏリング
８ 試料
９ 放電灯先端部
１０ ガス供給経路
１１ 補助排気経路
１２ 主排気経路
２５ グロー放電灯

Claims (1)

1. 所要の平面を有して配置された試料と、この試料平面に対して気密接合する試料台と、この試料台に架設された低圧化される分析室に設置された電極とを備え、電極と試料との間で発生したグロー放電によって試料の表面をスパッタリングしながら発光させ、この光を分光検出して元素分析を行うグロー放電発光分光分析装置において、試料台の外方に可動形試料台を設けるとともに、可動形試料台は試料台に対して回転可能に設置され、かつ可動形試料台の回転中心が電極中心より変位した位置に保持されていることを特徴とするグロー放電発光分光分析装置。

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