JP3412058B2 - Concentration analysis method and device - Google Patents

Concentration analysis method and device

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JP3412058B2
JP3412058B2 JP22204294A JP22204294A JP3412058B2 JP 3412058 B2 JP3412058 B2 JP 3412058B2 JP 22204294 A JP22204294 A JP 22204294A JP 22204294 A JP22204294 A JP 22204294A JP 3412058 B2 JP3412058 B2 JP 3412058B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、濃縮分析方法及び装置
に関し、詳しくは、シラン,アルシン,ホスフィン等の
主として半導体分野で使用されるガスに含まれるメタ
ン,炭酸ガス等の不純物ガス、あるいは、不純物として
のシラン,アルシン,ホスフィン等を高感度かつ迅速に
分析する濃縮分析方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a concentration analysis method and apparatus, and more specifically, to impurity gases such as methane and carbon dioxide contained in gases mainly used in the semiconductor field such as silane, arsine and phosphine, or The present invention relates to a concentration analysis method and device for highly sensitive and rapid analysis of silane, arsine, phosphine, etc. as impurities.

【0002】[0002]

【従来の技術】上記半導体分野で使用されるガス(半導
体材料ガス)中には、上記不純物が少なくとも1種類は
含まれており、通常、ガスクロマトグラフやガスクロマ
トグラフ質量分析計により分析されている。しかし、近
年の半導体素子の高集積化に伴い、上記半導体材料ガス
の高純度化の要求も厳しく、上記不純物濃度が数ppt
〜数ppb程度の極微量の検出感度が要求される。
2. Description of the Related Art The gas (semiconductor material gas) used in the semiconductor field contains at least one of the above impurities, and is usually analyzed by a gas chromatograph or a gas chromatograph mass spectrometer. However, as semiconductor elements have been highly integrated in recent years, demands for high purification of the semiconductor material gas have become strict, and the impurity concentration is several ppt.
An extremely small amount of detection sensitivity of about several ppb is required.

【0003】一般に、試料ガス中の不純物の濃度が低
く、そのままでは通常の分析方法で検出できない場合、
試料ガス中の不純物を濃縮することが行われている。濃
縮方法としては、試料ガスを、吸着剤を充填したカラム
に流通して、試料ガス中の不純物を一旦吸着させて捕集
した後、捕集された該不純物を脱着してキャリヤーガス
中に濃縮・同伴して分析系へ送る方法が多く採用されて
いる。
Generally, when the concentration of impurities in the sample gas is low and cannot be detected as it is by a usual analytical method,
Impurities in the sample gas are concentrated. As a concentration method, the sample gas is passed through a column filled with an adsorbent to once adsorb and collect impurities in the sample gas, and then the collected impurities are desorbed and concentrated in a carrier gas.・ Many methods have been adopted that accompany and send to analysis systems.

【0004】上記濃縮方法において用いる吸着剤は、対
象とする不純物成分に対する選択的吸着性の良いものを
使用するが、試料ガス中の主成分が上記半導体材料ガス
の場合には、通常、主成分である半導体材料ガスも吸着
剤に吸脱着されるので、不純物成分と主成分との分離が
不十分となり、分析系へ送られるガス中に、不純物成分
のみでなく、主成分ガスも含まれる。この結果、検出感
度の向上が制約されたり、主成分ガスがガスクロマトグ
ラフ分析操作等の妨害要因になったりするなどの不都合
がある。したがって、半導体材料ガス中の微量不純物を
分析するにあたっては、不純物成分のみを単離するため
に種々の工夫が成されてきている。
As the adsorbent used in the above-mentioned concentration method, an adsorbent having a good selective adsorption property to the impurity component of interest is used. However, when the main component in the sample gas is the semiconductor material gas, the main component is usually the main component. Since the semiconductor material gas is also adsorbed and desorbed by the adsorbent, the separation of the impurity component and the main component becomes insufficient, and the gas sent to the analysis system contains not only the impurity component but also the main component gas. As a result, there are inconveniences such that the improvement of the detection sensitivity is restricted and the main component gas becomes an obstruction factor for the gas chromatographic analysis operation. Therefore, in analyzing trace impurities in the semiconductor material gas, various measures have been taken to isolate only impurity components.

【0005】例えば、特開平4ー278458号公報に
は、上記半導体材料ガス中の上記不純物を濃縮して分析
するための方法及び装置が記載されている。その概要
は、まず、試料ガスを前処理用のプレカラムで、試料ガ
ス中の被分析成分である不純物ガスと主成分である半導
体材料ガスとを大まかに分離して主成分のみを外部に排
出し、被分析成分が富化されたガスを濃縮管に導入して
濃縮する操作を繰返した後、濃縮管に濃縮されたガスを
メインカラムに導入し、ここで被分析成分を単成分に分
離して定量装置に送るものである。
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-278458 discloses a method and apparatus for concentrating and analyzing the impurities in the semiconductor material gas. The outline is as follows.First, the sample gas is pre-treated for pretreatment, and the impurity gas, which is the component to be analyzed in the sample gas, and the semiconductor material gas, which is the main component, are roughly separated and only the main component is discharged to the outside. After repeating the operation of introducing the gas enriched with the analyte component into the concentration tube and concentrating it, introduce the concentrated gas into the concentration tube into the main column, where the analyte component is separated into single components. And send it to the quantification device.

【0006】上記公報記載の濃縮分析方法を、図2に示
す濃縮分析装置に基づいて説明する。なお、以下の説明
では、プレカラムでの分離において、主成分の方が被分
析成分よりもプレカラムからの流出時間が遅く、かつ、
両ピークの重なりがない場合を例にとって説明する。
The concentration analysis method described in the above publication will be described based on the concentration analysis apparatus shown in FIG. In the following description, in the separation on the precolumn, the main component has a slower outflow time from the precolumn than the analyte, and
The case where both peaks do not overlap will be described as an example.

【0007】まず、第1切換弁1,第2切換弁2及び第
3切換弁3を、図2において実線で示した流路にそれぞ
れ切換え、試料ガス源Sからの試料ガスを、第1切換弁
1,計量管4及び流路5を通して排気し、キャリヤーガ
ス源Cからの第1キャリヤーガスを、第1切換弁1,プ
レカラム6,第2切換弁2,第3切換弁3,濃縮管7,
第3切換弁3及びメインカラム8を通して定量装置Aに
導入した後、流路9を介して排気するとともに、キャリ
ヤーガス源Cから第1切換弁1の手前で流路10に分岐
した第2キャリヤーガスを、ダミーカラム11,第2切
換弁2,チョークカラム12を通して系外に排出する。
First, the first switching valve 1, the second switching valve 2 and the third switching valve 3 are switched to the flow paths shown by the solid lines in FIG. 2, respectively, and the sample gas from the sample gas source S is switched to the first switching valve. The first carrier gas from the carrier gas source C is exhausted through the valve 1, the metering pipe 4 and the flow path 5, and the first switching valve 1, the pre-column 6, the second switching valve 2, the third switching valve 3, and the concentrating pipe 7 are used. ,
After being introduced into the metering device A through the third switching valve 3 and the main column 8, the gas is exhausted through the flow path 9 and the second carrier branched from the carrier gas source C into the flow path 10 before the first switching valve 1. The gas is discharged to the outside of the system through the dummy column 11, the second switching valve 2 and the choke column 12.

【0008】次に、第1切換弁1を破線側流路に切換
え、計量管4内の試料ガスを第1キャリヤーガスに同伴
させてプレカラム6に導入し、主成分と被分析成分とを
分離する。このとき、プレカラム6からは、先に被分析
成分が第1キャリヤーガスに同伴されて導出し、被分析
成分が完全に導出した後に主成分が第1キャリヤーガス
に同伴されて導出する。プレカラム6からの導出ガスが
主成分のみとなり、第1キャリヤーガスに同伴された被
分析成分が第2切換弁2以降に導かれた後、第2切換弁
2を破線側流路に切換える。これにより、主成分は、第
2切換弁2からチョークカラム12を経て系外に排出さ
れ、主成分と被分析成分との大まかな分離が行われる。
また、被分析成分が第2切換弁2から第3切換弁3を通
って濃縮管7に導入された後、第3切換弁3を破線側流
路に切換える。
Next, the first switching valve 1 is switched to the flow path on the broken line side, the sample gas in the measuring pipe 4 is introduced together with the first carrier gas into the precolumn 6, and the main component and the component to be analyzed are separated. To do. At this time, from the pre-column 6, the component to be analyzed is first carried out along with the first carrier gas, and after the component to be analyzed is completely discharged, the main component is carried out along with the first carrier gas. The gas discharged from the pre-column 6 is the main component only, and the component to be analyzed entrained in the first carrier gas is guided to the second switching valve 2 and thereafter, and then the second switching valve 2 is switched to the flow path on the broken line side. As a result, the main component is discharged from the second switching valve 2 through the choke column 12 to the outside of the system, and the main component and the analyzed component are roughly separated.
Further, after the analyzed component is introduced from the second switching valve 2 through the third switching valve 3 into the concentrating pipe 7, the third switching valve 3 is switched to the flow path on the broken line side.

【0009】そして、主成分がチョークカラム12を経
て流路13から排出された後に、第1切換弁1、第2切
換弁2及び第3切換弁3を実線側流路に戻して1回目の
分離操作を終了する。
Then, after the main component is discharged from the flow path 13 through the choke column 12, the first switching valve 1, the second switching valve 2 and the third switching valve 3 are returned to the flow path on the solid line side for the first time. The separation operation ends.

【0010】以上の分離操作を繰返して試料ガス中の被
分析成分を濃縮管7に蓄積した後、第3切換弁3を破線
側流路の状態として濃縮管7を加熱し、該濃縮管7内の
吸着剤に吸着して蓄積されている被分析成分を脱着させ
る。続いて、第3切換弁3を実線側流路に切換えて脱着
ガスをメインカラム8に導入し、該メインカラム9内で
被分析成分を単成分に分離した後、定量装置Aに導入し
て被分析成分ガスを個々に定量する。
After repeating the above separation operation to accumulate the analyte in the sample gas in the concentration tube 7, the concentration tube 7 is heated by setting the third switching valve 3 to the flow path on the broken line side, and the concentration tube 7 is heated. The analyte components that have been adsorbed and accumulated on the adsorbent therein are desorbed. Subsequently, the third switching valve 3 is switched to the flow path on the solid line side to introduce the desorbed gas into the main column 8, and the analyzed component is separated into a single component in the main column 9, and then introduced into the quantification device A. The analyte gas is quantified individually.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法により濃縮分析を実施した場合、試料ガスの組成によ
っては、前記分離操作の繰り返し回数に対応して分析感
度の向上が得られないことがあった。その原因について
鋭意考究した結果、試料ガス中の主成分と被分析成分と
をプレカラム6で分離し、被分析成分を濃縮管7へ送る
分離操作を繰り返す際には、プレカラム6で捕集した試
料ガスを完全に流出させてから次の分離操作に入る必要
があることを突き止めた。例えば、前回捕集した試料ガ
ス中の主成分がプレカラム6内に残っていると、次の分
離操作で余分な主成分ガスが濃縮管7へ送られることに
なり、分離効率が低下したり、精密な分析が困難になっ
たりすることが判明した。しかし、前回捕集したガスを
完全にプレカラム6から流出(パージ)させるには、分
析対象ガスの種類や濃度によっても異なるが、通常、1
0〜15分を必要とし、その時間は次回の分離操作を実
施できず、待ち時間となる。
However, when the concentration analysis is carried out by the above method, the analysis sensitivity may not be improved depending on the number of repetitions of the separation operation depending on the composition of the sample gas. . As a result of diligent research into the cause, the main component in the sample gas and the component to be analyzed are separated by the pre-column 6, and when the separation operation of sending the component to be analyzed to the concentration tube 7 is repeated, the sample collected by the pre-column 6 It was determined that the gas had to be completely drained before entering the next separation operation. For example, if the main component in the sample gas collected last time remains in the pre-column 6, the extra main component gas will be sent to the concentrating pipe 7 in the next separation operation, and the separation efficiency will decrease. It turned out that precise analysis becomes difficult. However, in order to completely flow out (purge) the gas collected last time from the pre-column 6, although it depends on the type and concentration of the gas to be analyzed, it is usually 1
It takes 0 to 15 minutes, and during that time, the next separation operation cannot be carried out and becomes a waiting time.

【0012】したがって、上記分離操作を1回行うのに
10分要するとして、感度を100倍に上げるために上
記操作を100回繰り返すとすると、1000分の時間
がかかることになり、1回の分析操作に極めて長時間を
要することになる。
Therefore, assuming that it takes 10 minutes to perform the separation operation once, and if the above operation is repeated 100 times to increase the sensitivity 100 times, it takes 1000 minutes, which results in one analysis. The operation takes an extremely long time.

【0013】さらに、半導体材料ガスを主成分とするも
のでは、不純物として微量に存在する被分析成分が定量
装置に導入されるのはやむを得ないとしても、反応性の
高い半導体材料ガスを大量に定量装置に導入すると、装
置内に残留する含酸素化合物と反応を起こして酸化物を
形成し、装置内に酸化皮膜を形成するといったことも考
えられ、定量装置に悪影響を及ぼすおそれがある。この
ため、定量装置内には、できるだけ半導体材料ガスのよ
うな反応性の高いガスを導入しないことが望ましく、し
たがって、半導体材料ガスを主成分とするガスの不純物
を分析する際には、前記プレカラム内のパージを十分に
行うことが好ましい。
Further, in the case of using a semiconductor material gas as a main component, a large amount of highly reactive semiconductor material gas can be quantified even if it is unavoidable to introduce a trace amount of the analyte component as an impurity into the quantification device. When introduced into the device, it may be considered that it reacts with the oxygen-containing compound remaining in the device to form an oxide and forms an oxide film in the device, which may adversely affect the quantitative device. For this reason, it is desirable not to introduce a highly reactive gas such as a semiconductor material gas into the quantification device. Therefore, when analyzing impurities of a gas containing a semiconductor material gas as a main component, the precolumn is used. It is preferable to sufficiently purge the inside.

【0014】そこで本発明は、プレカラムにより被分析
成分と主成分とを分離し、被分析成分を濃縮して分析を
行う濃縮分析方法及び装置において、分離操作に要する
時間の短縮を図れ、高精度の分析を迅速に行うことがで
きる濃縮分析方法及び装置を提供することを目的として
いる。
Therefore, in the present invention, in the concentration analysis method and apparatus for separating the component to be analyzed and the main component by the pre-column and concentrating and analyzing the component to be analyzed, the time required for the separation operation can be shortened and the accuracy can be improved. It is an object of the present invention to provide a concentration analysis method and device capable of rapidly performing the analysis described above.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明の濃縮分析方法は、主成分中に微量の被分
析成分を含む試料ガス中の被分析成分を濃縮して分析す
る方法において、キャリヤーガスに同伴された所定量の
試料ガスを複数個が並列に設けられたプレカラムに導入
して主成分と被分析成分とを分離し、各プレカラムから
キャリヤーガスに同伴されて導出した被分析成分を濃縮
管に導入して被分析成分を濃縮した後、該濃縮管内に濃
縮した被分析成分を脱着し、キャリヤーガスに同伴させ
てメインカラムに導入し、該メインカラムで被分析成分
を単成分に分離して定量することを特徴としている。
In order to achieve the above object, the concentration analysis method of the present invention is a method for concentrating and analyzing an analyte component in a sample gas containing a trace amount of the analyte component in the main component. In the above, a predetermined amount of sample gas entrained in the carrier gas is introduced into a plurality of pre-columns provided in parallel to separate the main component and the component to be analyzed, and the target gas entrained in the carrier gas and discharged from each pre-column. After introducing the analytical component into the concentrating tube to concentrate the analytical component, the concentrated analytical component in the concentrating pipe is desorbed, introduced into the main column while being entrained in the carrier gas, and the analytical component is introduced into the main column. It is characterized in that it is separated into single components and quantified.

【0016】また、本発明の濃縮分析装置は、主成分中
に微量の被分析成分を含む試料ガス中の被分析成分を濃
縮して分析する装置において、キャリヤーガスに同伴さ
れた所定量の試料ガスの主成分と被分析成分とを分離す
る並列に設置された複数のプレカラムと、各プレカラム
からキャリヤーガスに同伴されて導出した被分析成分を
順次導入して濃縮する濃縮管と、該濃縮管からキャリヤ
ーガスに同伴されて導出した被分析成分を単成分に分離
するメインカラムと、該メインカラムで単成分に分離し
てキャリヤーガスに同伴されて導出した被分析成分を定
量する定量装置とを備えたことを特徴としている。
Further, the concentration / analysis apparatus of the present invention is an apparatus for concentrating and analyzing a component to be analyzed in a sample gas containing a trace amount of the component to be analyzed in the main component, and a predetermined amount of the sample entrained in the carrier gas. A plurality of pre-columns installed in parallel for separating the main component of the gas and the analyte, a concentration tube for sequentially introducing and concentrating the analyte derived along with the carrier gas from each pre-column, and the concentration tube A main column that separates the analyte component that is carried out with the carrier gas and is separated into a single component, and a quantification device that quantifies the analyte component that is separated into a single component in the main column and that is carried with the carrier gas and discharged. It is characterized by having.

【0017】さらに、本発明装置は、前記複数のプレカ
ラムと前記濃縮管とを六方弁を介して接続したこと、前
記複数のプレカラムに供給するキャリヤーガスは、各プ
レカラム毎に独立して流量を調節可能な流量調節手段を
介して供給されることを特徴としている。
Further, in the apparatus of the present invention, the plurality of precolumns and the concentrating tube are connected via a hexagonal valve, and the carrier gas supplied to the plurality of precolumns is independently adjusted in flow rate for each precolumn. It is characterized in that it is supplied via a possible flow control means.

【0018】[0018]

【作 用】上記構成によれば、複数個を並列に設置した
各プレカラムでそれぞれ分離操作を行えるので、被分析
成分と主成分との分離操作及び濃縮操作を短時間で行う
ことができる。例えば、2個のプレカラムを並列に設置
した場合、1番目のプレカラムに試料ガスを導入して分
離操作を行い、該1番目のプレカラムから導出した被分
析成分を濃縮管に導入するとともに、2番目のプレカラ
ムに同様に試料ガスを導入して分離操作を行うことによ
り、2回分の分離濃縮操作を1回で行うことができる。
このとき、複数のプレカラムにおける分離操作を所定の
タイミングで順次開始するように設定することにより、
ガスの流れが急激に変化することを防止できる。プレカ
ラムの設置数は、被分析成分の濃縮率や、各プレカラム
での分離操作に要する時間、プレカラム内に残存してい
る主成分を完全に流出させるために要する時間等により
適宜に設定すればよい。なお、プレカラムから先に主成
分が流出する場合も同様である。
[Operation] According to the above configuration, the separation operation can be performed in each of the plurality of pre-columns installed in parallel, so that the separation operation and the concentration operation of the component to be analyzed and the main component can be performed in a short time. For example, when two pre-columns are installed in parallel, the sample gas is introduced into the first pre-column to perform the separation operation, and the analyte component derived from the first pre-column is introduced into the concentrating tube and the second pre-column is introduced. By similarly introducing the sample gas into the precolumn and performing the separation operation, the separation and concentration operations for two times can be performed once.
At this time, by setting the separation operation in the plurality of pre-columns to be sequentially started at a predetermined timing,
It is possible to prevent the gas flow from changing rapidly. The number of pre-columns to be installed may be appropriately set depending on the concentration rate of the components to be analyzed, the time required for the separation operation in each pre-column, the time required for completely flowing out the main component remaining in the pre-column, etc. . The same applies when the main component flows out from the precolumn first.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明を、図1に示す一実施例に基づ
いてさらに詳細に説明する。図1に示す濃縮分析装置
は、主成分と微量の被分析成分とを分離する分離手段で
あるプレカラムを4個並列に設置した実施例を示すもの
で、各プレカラム21,22,23,24には、上流側
にそれぞれ計量管31,32,33,34を備えた第1
切換弁41,42,43,44が、下流側に第2切換弁
51,52,53,54が接続されている。さらに、第
2切換弁51,52,53,54の下流には、第3切換
弁61が接続されており、第3切換弁61には、濃縮管
62が設けられるとともに、メインカラム63を介して
定量装置64が接続されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in more detail based on an embodiment shown in FIG. The concentration analyzer shown in FIG. 1 shows an embodiment in which four precolumns, which are separation means for separating a main component and a trace amount of the component to be analyzed, are installed in parallel, and each precolumn 21, 22, 23, 24 is provided. Is a first equipped with measuring pipes 31, 32, 33, 34 on the upstream side, respectively.
The switching valves 41, 42, 43, 44 are connected to the second switching valves 51, 52, 53, 54 on the downstream side. Further, a third switching valve 61 is connected downstream of the second switching valves 51, 52, 53, 54. The third switching valve 61 is provided with a concentrating pipe 62 and a main column 63. And a quantification device 64 is connected.

【0020】また、第1切換弁41,42,43,44
には、試料ガス(S)を導入する試料ガス源45及び試
料ガスの流量を測定する流量計46が設けられるととも
に、前記計量管31,32,33,34で計量した試料
ガスをプレカラム21,22,23,24側に搬送する
ためのキャリヤーガス(C)を供給する第1キャリヤー
ガス供給源71,72,73,74が、それぞれ流量調
節器71a,72a,73a,74aを介して接続され
ている。
The first switching valves 41, 42, 43, 44
Is provided with a sample gas source 45 for introducing the sample gas (S) and a flow meter 46 for measuring the flow rate of the sample gas, and the sample gas measured by the measuring pipes 31, 32, 33, 34 is pre-column 21, First carrier gas supply sources 71, 72, 73, 74 for supplying a carrier gas (C) for carrying to the 22, 23, 24 side are connected via flow rate controllers 71a, 72a, 73a, 74a, respectively. ing.

【0021】さらに、第2切換弁51,52,53,5
4には、該第2切換弁51,52,53,54の下流側
配管内の被分析ガスを濃縮管62に向けて搬送するため
のキャリヤーガス(C)を供給する第2キャリヤーガス
供給源81,82,83,84が、それぞれダミーカラ
ム81a,82a,83a,84aを介して接続されて
おり、第3切換弁61には、濃縮管62内に濃縮された
被分析ガスをメインカラム63を経て定量装置64に搬
送するためのキャリヤーガス(C)を供給する第3キャ
リヤーガス供給源65が流量調節器65aを介して接続
されている。
Further, the second switching valves 51, 52, 53, 5
A second carrier gas supply source 4 supplies carrier gas (C) for carrying the analyzed gas in the downstream pipes of the second switching valves 51, 52, 53, 54 toward the concentration pipe 62. 81, 82, 83, 84 are connected via dummy columns 81a, 82a, 83a, 84a, respectively, and the analyzed gas concentrated in the concentrating pipe 62 is connected to the main column 63 in the third switching valve 61. A third carrier gas supply source 65 for supplying a carrier gas (C) to be conveyed to the quantification device 64 via the flow rate controller 65a.

【0022】なお、プレカラム21,22,23,24
で分離した主成分は、第2切換弁51,52,53,5
4からチョークカラム55を経て排出するように形成さ
れている。また、各キャリヤーガス供給源からのキャリ
ヤーガスの供給量は、略同一になるように設定されてい
る。
The pre-columns 21, 22, 23, 24
The main components separated in step 2 are the second switching valves 51, 52, 53, 5
4 through the choke column 55. The carrier gas supply amounts from the respective carrier gas supply sources are set to be substantially the same.

【0023】次に、上記実施例装置を用いて試料ガス中
の微量成分を分析する手順を説明する。なお、ここで
も、前記同様に、プレカラムでの分離において、主成分
の方が被分析成分よりもプレカラムからの流出時間が遅
く、かつ、両ピークの重なりがない場合を例にとって説
明する。
Next, the procedure for analyzing the trace components in the sample gas using the apparatus of the above embodiment will be described. Here, similarly to the above, the case where the main component has a longer outflow time from the precolumn than the component to be analyzed in the separation on the precolumn and there is no overlap between both peaks will be described as an example.

【0024】まず、全ての切換弁を図に示す実線側の流
路に切換えて試料ガス及びキャリヤーガスの導入を開始
する。試料ガス源45からの試料ガスは、1番目の第1
切換弁41を経て1番目の計量管31を流れた後、再び
1番目の第1切換弁41を通って2番目の第1切換弁4
2に至り、同様に2番目の計量管32を流れる。以下、
同様に3番目の第1切換弁43,3番目の計量管33,
4番目の第1切換弁44,4番目の計量管34を流れた
後、流量計46を通って排出される。
First, all the switching valves are switched to the flow paths on the solid line side shown in the figure to start the introduction of the sample gas and the carrier gas. The sample gas from the sample gas source 45 is the first first
After flowing through the first metering pipe 31 via the switching valve 41, the second first switching valve 4 passes through the first first switching valve 41 again.
2, and similarly flows through the second measuring pipe 32. Less than,
Similarly, the third first switching valve 43, the third measuring pipe 33,
After flowing through the fourth first switching valve 44 and the fourth measuring pipe 34, the gas is discharged through the flow meter 46.

【0025】また、第1キャリヤーガス供給源71,7
2,73,74から供給されるキャリヤーガスは、それ
ぞれ第1切換弁41,42,43,44からプレカラム
21,22,23,24を通過した後に合流して第3切
換弁61を通り、濃縮管62を流れて再度第3切換弁6
1を通過して排出される。第2キャリヤーガス供給源8
1,82,83,84からのキャリヤーガスは、それぞ
れ第2切換弁51,52,53,54からチョークカラ
ム55を通って排出され、第3キャリヤーガス供給源6
5からのキャリヤーガスは、第3切換弁61からメイン
カラム63を通過して定量装置64に流れている。
Further, the first carrier gas supply sources 71, 7
The carrier gases supplied from Nos. 2, 73 and 74 pass through the pre-columns 21, 22, 23 and 24 from the first switching valves 41, 42, 43 and 44, respectively, and then merge and pass through the third switching valve 61 to concentrate. It flows through the pipe 62, and again the third switching valve 6
It is discharged after passing through 1. Second carrier gas supply source 8
The carrier gas from 1, 82, 83, 84 is discharged from the second switching valves 51, 52, 53, 54 through the choke column 55, and the third carrier gas supply source 6
The carrier gas from No. 5 flows from the third switching valve 61 through the main column 63 to the metering device 64.

【0026】この状態で1番目の第1切換弁41を図の
破線側の流路に切換えると、計量管31部分(前後の配
管内も含む)にて計量された所定量の試料ガスが、1番
目の第1キャリヤーガス供給源71から供給されるキャ
リヤーガスに同伴されて1番目のプレカラム21に導入
され、被分析成分と主成分との分離が行われる。キャリ
ヤーガスに同伴されてプレカラム21から先に導出した
被分析成分は、1番目の第2切換弁51,第3切換弁6
1を経て濃縮管62に導入され、該濃縮管62内の充填
剤に捕集される。
In this state, when the first first switching valve 41 is switched to the flow path on the broken line side in the figure, a predetermined amount of sample gas measured in the measuring pipe 31 portion (including the front and rear pipes) becomes The carrier gas supplied from the first first carrier gas supply source 71 is introduced together with the carrier gas into the first pre-column 21, and the component to be analyzed and the main component are separated. The component to be analyzed that has been carried out by the carrier gas and has been led out from the pre-column 21 is the first second switching valve 51 and the third switching valve 6
It is introduced into the concentration tube 62 via 1 and is collected by the filler in the concentration tube 62.

【0027】プレカラム21から導出されるガス中に被
分析成分がなくなり、主成分のみとなったら、1番目の
第2切換弁51を破線側の流路に切換えて主成分をチョ
ークカラム55から排出する。このとき、第2切換弁5
1から先の配管内の被分析成分は、第2キャリヤーガス
供給源81から供給されるキャリヤーガスに同伴され、
第3切換弁61を経て濃縮管62に導入される。
When the gas to be discharged from the pre-column 21 contains no components to be analyzed and only the main components are contained, the first second switching valve 51 is switched to the flow path on the broken line side to discharge the main components from the choke column 55. To do. At this time, the second switching valve 5
The components to be analyzed in the pipes from 1 to are entrained in the carrier gas supplied from the second carrier gas supply source 81,
It is introduced into the concentrating pipe 62 via the third switching valve 61.

【0028】上記1番目のプレカラム21での分離操作
中でも、試料ガスは、2番目以下の第1切換弁42,4
3,44及び計量管32,33,34を流れているの
で、適当な時間後に2番目の第1切換弁42を破線側流
路に切換えると、2番目の計量管32部分で計量された
試料ガスが2番目の第1キャリヤーガス供給源72から
供給されるキャリヤーガスに同伴されて2番目のプレカ
ラム22に導入され、前記同様に被分析成分と主成分と
の分離が行われ、被分析成分が濃縮管62に捕集されて
濃縮される。
Even during the separation operation in the first pre-column 21, the sample gas is the second or lower first switching valves 42, 4
3 and 44 and the measuring pipes 32, 33, and 34 flow, so when the second first switching valve 42 is switched to the flow path on the broken line side after an appropriate time, the sample measured in the second measuring pipe 32 portion The gas is introduced together with the carrier gas supplied from the second first carrier gas supply source 72 into the second pre-column 22, and the analyte and the main component are separated in the same manner as described above, and the analyte is analyzed. Are collected in the concentration tube 62 and concentrated.

【0029】以下、適当なタイミングで3番目以後の第
1切換弁43,44を破線側流路に切換えることによ
り、それぞれのプレカラム23,24での被分析成分と
主成分との分離操作及び被分析成分の濃縮管62への導
入濃縮を行うことができる。
Hereinafter, by switching the third and subsequent first switching valves 43, 44 to the flow paths on the broken line side at an appropriate timing, the separation operation between the components to be analyzed and the main components in the respective pre-columns 23, 24 and the target components for separation are analyzed. The analysis component can be introduced into the concentration tube 62 and concentrated.

【0030】なお、全ての第1切換弁を同時に切換えて
各プレカラムで同時に分離操作を開始することもできる
が、弁の切換えにより生じるガス流れの乱れが大きくな
るので、所定のタイミングで順次分離操作を開始するこ
とが好ましい。
Although it is possible to simultaneously switch all the first switching valves and start the separation operation at the same time in each pre-column, since the turbulence of the gas flow caused by the switching of the valves becomes large, the separation operation is sequentially performed at a predetermined timing. Is preferably started.

【0031】一方、上記2番目以下のプレカラム22,
23,24で分離操作を行っている間、1番目のプレカ
ラム21には、1番目の第1キャリヤーガス供給源71
からのキャリヤーガスが1番目の第1切換弁41を介し
て供給されており、該プレカラム21内に残留している
主成分がキャリヤーガスによりパージされる。このと
き、1番目の第1切換弁41は、実線側流路,破線側流
路のいずれの状態でもよいが、試料ガスの計量を繰り返
して行う場合には、実線側流路に切換えておく。
On the other hand, the second and subsequent pre-columns 22,
During the separation operation at 23 and 24, the first pre-column 21 has a first first carrier gas supply source 71.
The carrier gas from is supplied via the first first switching valve 41, and the main component remaining in the precolumn 21 is purged by the carrier gas. At this time, the first first switching valve 41 may be in either the solid line side flow path or the broken line side flow path, but in the case of repeatedly measuring the sample gas, it is switched to the solid line side flow path. .

【0032】上述の分離・濃縮操作を更に繰り返す場合
は、1番目のプレカラム21内の主成分の流出が完全に
終了した時点で1番目の第1切換弁41を実線側から破
線側の流路に切換えるとともに、1番目の第2切換弁5
1を破線側から実線側の流路に切換える。これにより、
1番目の計量管31で計量された試料ガスが1番目のプ
レカラム21に導入され、前記同様の分離操作及び濃縮
操作が行われる。
When the above-described separation / concentration operation is further repeated, the first first switching valve 41 is connected to the flow path from the solid line side to the broken line side when the outflow of the main component in the first precolumn 21 is completely completed. And the first second switching valve 5
1 is switched from the broken line side to the solid line side flow path. This allows
The sample gas measured by the first measuring pipe 31 is introduced into the first pre-column 21, and the separation operation and the concentration operation similar to the above are performed.

【0033】このように4個のプレカラム21,22,
23,24を使用して順次分離操作を行い、被分析成分
を濃縮管62内に濃縮した後、第3切換弁61を破線側
流路に切換えて第3キャリヤーガス供給源65からのキ
ャリヤーガスを濃縮管62に導入するとともに、濃縮管
62内に捕集されている被分析成分を脱着させ、メイン
カラム63で被分析成分を単成分に分離して定量装置6
4で定量分析を行う。
Thus, the four pre-columns 21, 22,
23 and 24 are used to perform a sequential separation operation to concentrate the component to be analyzed in the concentrating tube 62, and then the third switching valve 61 is switched to the flow path on the side of the broken line to change the carrier gas from the third carrier gas supply source 65. Is introduced into the concentrating tube 62, the analyzed components collected in the concentrating tube 62 are desorbed, the analyzed components are separated into single components in the main column 63, and the quantification device 6
Quantitative analysis is performed in 4.

【0034】上記のように4個のプレカラムを設置する
ことにより、4回分の分離・濃縮操作を並行して略同時
に行うことができるので、従来に比べて分離濃縮に要す
る時間を約1/4にすることが可能となる。したがっ
て、濃縮率や被分析成分及び主成分の流出速度に応じて
プレカラムの設置数を決定すれば、短時間で分離・濃縮
操作を終えることができ、微量成分の分析を迅速に行う
ことができる。但し、プレカラムの設置数を無闇に多く
すると配管が複雑になり、弁の数も多くなって装置コス
トが増大するので、時間短縮効果や装置構成等を勘案し
て適当な数のプレカラムを設置することが好ましい。
By installing the four pre-columns as described above, the separation and concentration operations for four times can be performed in parallel at substantially the same time, so that the time required for separation and concentration is about 1/4 of that in the conventional case. It becomes possible to Therefore, if the number of pre-columns to be installed is determined according to the concentration rate and the outflow rate of the component to be analyzed and the main component, the separation / concentration operation can be completed in a short time, and the trace component can be analyzed quickly. . However, if the number of pre-columns is unreasonably increased, the piping becomes complicated and the number of valves also increases, increasing the equipment cost.Therefore, install an appropriate number of pre-columns in consideration of the time saving effect and equipment configuration. It is preferable.

【0035】ここで、プレカラムの数をn、一つのプレ
カラムにおける分離操作開始から主成分のパージ操作が
終了するまでの時間(分離操作時間)をTr、第2切換
え弁の切換え時間、すなわちプレカラムから被分析成分
が完全に流出するまでの時間をTaとし、第1切換え弁
の切換えタイミング、すなわちi番目の計量管で試料ガ
スを計量してプレカラムに導入してからΔT時間後に次
の(i+1)番目の計量管で試料ガスを計量してプレカ
ラムに導入するとした場合についての時間短縮効果を説
明する。
Here, the number of pre-columns is n, the time from the start of the separation operation in one pre-column to the end of the purging operation of the main component is Tr, the switching time of the second switching valve, that is, the pre-column. Let Ta be the time until the component to be analyzed completely flows out, the switching timing of the first switching valve, that is, after the sample gas is metered by the i-th metering pipe and introduced into the pre-column, the next (i + 1) The effect of shortening the time when the sample gas is measured by the second measuring tube and introduced into the precolumn will be described.

【0036】まず、1番目のプレカラムに注目すると、
第1切換え弁を切換えて分離操作を開始し、被分析成分
と主成分とを分離した後、主成分のパージ操作が終了す
るまでにTr時間かかるから、2回目の分離操作の開始
時間はTr時間後、3回目の分離操作の開始時間は(T
r×2)時間後になり、分離操作をm回繰り返すとすれ
ば、m回目の分離操作の開始時間は(Tr×(m−
1))時間後になる。そして、m回目の分離操作で被分
析成分がプレカラムから流出し終える時間は(Tr×
(m−1)+Ta)となる。
First, paying attention to the first pre-column,
After the separation operation is started by switching the first switching valve to separate the analyte and the main component, it takes Tr time until the purging operation of the main component is completed. Therefore, the start time of the second separation operation is Tr. After time, the start time of the third separation operation is (T
If the separation operation is repeated m times after r * 2) hours have elapsed, the start time of the m-th separation operation is (Tr * (m-
1)) It will be later. The time required for the analyte to flow out from the pre-column in the m-th separation operation is (Tr ×
(M-1) + Ta).

【0037】一方、2番目のプレカラムでは、1番目の
プレカラムからΔT時間後に分離操作を開始するので、
2番目のプレカラムの1回目の分離操作の開始は、分析
開始からΔT時間後になり、2回目の分離操作の開始時
間は(Tr+ΔT)時間後になる。したがって、m回目
の分離操作の開始時間は(Tr×(m−1)+ΔT)時
間後になる。また、3番目のプレカラムにおけるm回目
の分離操作の開始時間は(Tr×(m−1)+ΔT×
2)時間後になり、n番目のプレカラムにおけるm回目
の分離操作の開始時間は(Tr×(m−1)+ΔT×
(n−1))時間後になる。そして、n番目のプレカラ
ムにおいて、m回目の分離操作で被分析成分がプレカラ
ムから流出し終える時間、すなわち分離操作の終了時間
は、(Tr×(m−1)+ΔT×(n−1)+Ta)時
間後となる。
On the other hand, in the second precolumn, the separation operation is started after ΔT time from the first precolumn.
The start of the first separation operation of the second pre-column is after ΔT time from the start of the analysis, and the start time of the second separation operation is after (Tr + ΔT) time. Therefore, the start time of the m-th separation operation is (Tr × (m−1) + ΔT) time later. The start time of the m-th separation operation in the third pre-column is (Tr × (m−1) + ΔT ×
2) After the time, the start time of the m-th separation operation in the n-th pre-column is (Tr × (m−1) + ΔT ×
(N-1)) hours later. Then, in the n-th pre-column, the time when the component to be analyzed has finished flowing out from the pre-column in the m-th separation operation, that is, the end time of the separation operation is (Tr × (m−1) + ΔT × (n−1) + Ta) It will be after hours.

【0038】例えば、前記分離操作時間Trを10分、
プレカラムから被分析成分が完全に流出するまでの時間
Taを2分、第1切換弁の切換えタイミングΔTを12
秒(0.2分)とし、感度を200倍に上げるために分
離・濃縮操作を200回行うとした場合、プレカラムを
50個有する装置(n=50)では、各プレカラムでの
繰り返し回数mが4となるので、(Tr×(m−1)+
ΔT×(n−1)+Ta)=(10×(4−1)+0.
2×(50−1)+2)=41.8となり、41.8分
で200回の分離・濃縮操作を終了できることになる。
For example, the separation operation time Tr is 10 minutes,
The time Ta until the analyte completely flows out from the pre-column is 2 minutes, and the switching timing ΔT of the first switching valve is 12
When the separation / concentration operation is performed 200 times to increase the sensitivity 200 times, the number of repetitions m in each pre-column is m in a device having 50 pre-columns (n = 50). Since it becomes 4, (Tr × (m−1) +
ΔT × (n−1) + Ta) = (10 × (4-1) +0.
2 × (50-1) +2) = 41.8, which means that 200 separation / concentration operations can be completed in 41.8 minutes.

【0039】また、プレカラムが10個の装置(n=1
0)では、各プレカラムでの繰り返し回数mが20とな
るので、(Tr×(m−1)+ΔT×(n−1)+T
a)=(10×(20−1)+0.2×(10−1)+
2)=193.8となり、193.8分で200回の分
離・濃縮操作を終了できることになる。
Further, a device having ten precolumns (n = 1)
In 0), the number of repetitions m in each pre-column is 20, so (Tr × (m−1) + ΔT × (n−1) + T
a) = (10 × (20-1) + 0.2 × (10-1) +
2) = 193.8, which means that 200 separation / concentration operations can be completed in 193.8 minutes.

【0040】一方、従来のプレカラムが1個の装置の場
合は、単純に分離操作時間Trに分離濃縮操作の回数を
掛けた時間になるから、この場合は、10×200=2
000となり、分離・濃縮操作に2000分の時間を要
することになる。
On the other hand, in the case of an apparatus having one conventional precolumn, the time is simply the separation operation time Tr multiplied by the number of separation / concentration operations. In this case, 10 × 200 = 2.
Therefore, the separation / concentration operation requires 2000 minutes.

【0041】このように、プレカラムを並列にn個設け
て各プレカラムで濃縮操作を行うことにより、分離・濃
縮操作に要する時間を従来に比べて約1/nにすること
が可能となる。これにより、プレカラムのパージに十分
な時間をとれるので、定量装置に悪影響を及ぼすような
ガスを主成分とする場合、例えば、半導体材料ガスを主
成分とするガス中に含まれる微量の不純物を定量する場
合でも、定量装置に悪影響を及ぼす主成分が定量装置内
に導入されることを確実に防止できる。
As described above, by providing n pre-columns in parallel and performing the concentration operation in each pre-column, the time required for the separation / concentration operation can be reduced to about 1 / n as compared with the conventional case. This allows sufficient time for purging the pre-column, so when a gas that adversely affects the quantification device is the main component, for example, a small amount of impurities contained in the gas containing the semiconductor material gas as the main component is quantified. Even in such a case, it is possible to reliably prevent the main component that adversely affects the quantification device from being introduced into the quantification device.

【0042】また、本実施例装置では、第2切換弁5
1,52,53,54から導出したガスが合流して第3
切換弁61を通るため、第3切換弁61や濃縮管62に
は、他の流路に比べて4倍の流量でガスが流れることに
なる。したがって、このままの状態で濃縮管62内に捕
集した被分析成分を脱着し、メインカラム63を通して
定量装置64にガスを流すと、ガス量が多すぎることに
なる。すなわち、通常のこの種の分析機器では、ガスの
流量を毎分20〜30mlに設定しているので、各プレ
カラム21,22,23,24におけるガスの流量を毎
分20〜30mlとすると、メインカラム63から定量
装置64に流れるガス量が毎分80〜120mlにな
り、定量装置64の設定流量を大幅に超えてしまう。
In the apparatus of this embodiment, the second switching valve 5
The gas derived from 1, 52, 53, 54 merges and the third
Since the gas flows through the switching valve 61, the gas flows through the third switching valve 61 and the concentrating pipe 62 at a flow rate four times that of the other flow paths. Therefore, if the component to be analyzed collected in the concentrating tube 62 is desorbed in this state and the gas is caused to flow through the main column 63 to the quantification device 64, the amount of gas becomes too large. That is, since the flow rate of the gas is set to 20 to 30 ml per minute in the usual analyzer of this type, if the flow rate of the gas in each pre-column 21, 22, 23, 24 is set to 20 to 30 ml per minute, The amount of gas flowing from the column 63 to the metering device 64 is 80 to 120 ml / min, which greatly exceeds the set flow rate of the metering device 64.

【0043】このようなことから、本実施例では、第3
切換弁61に六方弁を使用し、該六方弁に、第2切換弁
からの合流流路61a,濃縮管62の両端の流路62
a,62b、メインカラム63への流路63a、第3キ
ャリヤーガス供給源65からの流路61b、及び排気流
路61cを、それぞれ切換え可能に接続し、濃縮操作時
には、第2切換弁からの合流流路61aからの被分析成
分を同伴したキャリヤーガスを流路62a,濃縮管6
2,流路62b,排気流路61cの順に流し、分析操作
時には、六方弁を切換えることにより、第3キャリヤー
ガス供給源65から流路61bにより供給される所定流
量、例えば毎分30mlのキャリヤーガスを流路62
a,濃縮管62,流路62b,流路63aの順に流し、
濃縮管62からの脱着ガスを所定流量のキャリヤーガス
でメインカラム63から定量装置64に送るようにして
いる。これにより、定量装置64における所定流量のキ
ャリヤーガスを1個の弁の切換えだけで得ることがで
き、操作性の向上や分析精度の向上が図れる。
Therefore, in the present embodiment, the third
A six-way valve is used as the switching valve 61, and the six-way valve has a confluent channel 61 a from the second switching valve and a channel 62 at both ends of the concentrating pipe 62.
a, 62b, the flow passage 63a to the main column 63, the flow passage 61b from the third carrier gas supply source 65, and the exhaust flow passage 61c are switchably connected to each other, and at the time of the concentration operation, from the second switching valve. The carrier gas accommodating the component to be analyzed from the confluent channel 61a is passed through the channel 62a and the concentrating tube 6.
2, flow path 62b, exhaust flow path 61c in this order, and during analysis operation, by switching the hexagonal valve, a predetermined flow rate supplied from the third carrier gas supply source 65 via the flow path 61b, for example, 30 ml of carrier gas per minute. The flow path 62
a, the concentrating pipe 62, the flow channel 62b, the flow channel 63a in this order,
The desorption gas from the concentrating pipe 62 is sent from the main column 63 to the metering device 64 with a carrier gas at a predetermined flow rate. This makes it possible to obtain a carrier gas at a predetermined flow rate in the quantification device 64 by switching only one valve, and improve operability and analysis accuracy.

【0044】さらに、上記実施例装置では、第1キャリ
ヤーガス供給源71,72,73,74に、それぞれ独
立して流量を調節することができる流量調節器71a,
72a,73a,74aを設けているので、各プレカラ
ム21,22,23,24を流れるガスの流量を各プレ
カラムで略同一にすることができる。これにより、分離
操作における切換タイミングを各プレカラム21,2
2,23,24で略同一にすることができ、切換タイミ
ングの設定を容易に行うことができる。なお、各プレカ
ラム21,22,23,24を流れるガスの流量は、そ
れぞれの流路の抵抗を等しくすることによっても略同一
にすることができるが、各カラムに充填する充填剤の密
度を全て同一にする必要があり、極めて困難である。ま
た、流量調節器としては各種のものを用いることができ
るが、精密な調節が可能なニードルバルブが好適であ
る。
Further, in the apparatus of the above-mentioned embodiment, the first carrier gas supply sources 71, 72, 73, 74 are each provided with a flow rate controller 71a, which can independently adjust the flow rate.
Since 72a, 73a, and 74a are provided, the flow rate of the gas flowing through each precolumn 21, 22, 23, and 24 can be made substantially the same in each precolumn. As a result, the switching timing in the separation operation can be changed between the pre-columns 21 and 2.
2, 23, and 24 can be made substantially the same, and the switching timing can be easily set. The flow rates of the gases flowing through the pre-columns 21, 22, 23, and 24 can be made substantially the same by making the resistances of the respective passages equal, but the density of the packing material packed in each column is It must be the same, which is extremely difficult. Although various types of flow rate controllers can be used, a needle valve that can be precisely adjusted is preferable.

【0045】[0045]

【実験例】主成分としてのアルシンを約10%含む水素
ベースの試料ガス中に含まれる微量のホスフィンの分析
を行った。なお、定量装置64には質量分析計を使用
し、試料ガスの流量は毎分100mlとし、キャリヤー
ガスにはヘリウムを使用して毎分25mlの流量で用い
た。また、各カラム内にはガスクロ充填剤ポーラスポリ
マービーズ(Waters社製ポラパックN)を充填し
た。このカラムにおけるホスフィンの通過速度は約70
秒であり、アルシンの通過速度は約10分である。さら
に、濃縮管62には、上記ポーラスポリマービーズを充
填し、濃縮操作時には、該濃縮管62を液体窒素で−1
96℃に冷却し、分析操作時にはヒーターで約100℃
に加熱して被分析成分を脱着させた。
[Experimental Example] A trace amount of phosphine contained in a hydrogen-based sample gas containing about 10% arsine as a main component was analyzed. A mass spectrometer was used as the quantification device 64, the flow rate of the sample gas was 100 ml / min, and helium was used as the carrier gas at a flow rate of 25 ml / min. Further, each column was filled with gas chromatographic filler porous polymer beads (Porapack N manufactured by Waters). The passage rate of phosphine in this column is about 70.
Seconds, and the passing speed of arsine is about 10 minutes. Furthermore, the concentrating tube 62 is filled with the above-mentioned porous polymer beads, and the concentrating tube 62 is filled with liquid nitrogen at -1 during the concentration operation.
Cool down to 96 ℃, and use a heater for analysis at about 100 ℃
The components to be analyzed were desorbed by heating to.

【0046】そして、図1に示す4個のプレカラムを有
する構成の実施例装置と、前記図2に示すプレカラムが
1個の従来例装置において、前記分離操作時間を10
分、第1切換弁の切換え時間を6秒として分離・濃縮操
作を12回行った後、ホスフィンを分析した。この分析
操作をそれぞれ3回ずつ行った結果を表1に示す。
In the apparatus of the embodiment having four pre-columns shown in FIG. 1 and the apparatus of the prior art shown in FIG.
Min, the phosphine was analyzed after the separation / concentration operation was performed 12 times with the switching time of the first switching valve being 6 seconds. Table 1 shows the results of performing this analysis operation three times.

【0047】[0047]

【表1】 [Table 1]

【0048】表1に示す結果から、ホスフィンの分析結
果は両者共略同じでありながら、本実施例装置では、全
測定時間が従来例装置の約1/3に短縮されていること
が判る。なお、分離・濃縮操作のみに要した時間は、濃
縮管62の冷却や加熱に要する時間、分析時間等を差し
引くと、約1/4であった。また、従来例装置において
分離操作時間を短くすると、プレカラム内に残留してい
たアルシンが次回の濃縮操作時にホスフィンと共に濃縮
管に流入して吸着濃縮され、定量時にアルシンの大きな
ピークがチャート上に生じ、このアルシンの大きなピー
クの影響でベースラインが乱れて高感度な分析を行うこ
とができなかった。
From the results shown in Table 1, it can be seen that, although the phosphine analysis results are substantially the same for both, the total measurement time of the device of this embodiment is shortened to about 1/3 of that of the conventional device. The time required only for the separation / concentration operation was about ¼ when the time required for cooling and heating the concentration tube 62, the analysis time, and the like were subtracted. Further, when the separation operation time was shortened in the conventional apparatus, arsine remaining in the precolumn was adsorbed and concentrated along with the phosphine into the concentration tube during the next concentration operation, and a large peak of arsine was generated on the chart during quantification. , The baseline was disturbed by the large peak of this arsine, and it was not possible to perform a highly sensitive analysis.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の濃縮分析
方法及び装置は、主成分と微量の被分析成分とを分離す
る分離手段であるプレカラムを並列に複数個設け、各プ
レカラムでそれぞれ被分析成分の分離を行うようにした
ので、分離・濃縮操作に要する時間を大幅に短縮するこ
とが可能となり、微量成分の分析効率を高めることがで
きる。
As described above, in the concentration analysis method and apparatus of the present invention, a plurality of pre-columns, which are separation means for separating the main component and a trace amount of the component to be analyzed, are provided in parallel, and each pre-column is subjected to the analysis. Since the analysis components are separated, the time required for the separation / concentration operation can be significantly reduced, and the analysis efficiency of the trace components can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の濃縮分析装置の一実施例を示す系統
図である。
FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of the concentration analyzer of the present invention.

【図2】 従来の濃縮分析装置の一例を示す系統図であ
る。
FIG. 2 is a system diagram showing an example of a conventional concentration analyzer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21,22,23,24…プレカラム 31,32,33,34…計量管 41,42,43,44…第1切換弁、45…試料ガス
源、46…流量計 51,52,53,54…第2切換弁 61…第3切換弁、62…濃縮管、63…メインカラ
ム、64…定量装置、65…第3キャリヤーガス供給源 71,72,73,74…第1キャリヤーガス供給源 71a,72a,73a,74a…流量調節器 81,82,83,84…第2キャリヤーガス供給源
21, 22, 23, 24 ... Pre-column 31, 32, 33, 34 ... Metering pipe 41, 42, 43, 44 ... First switching valve, 45 ... Sample gas source, 46 ... Flowmeter 51, 52, 53, 54 ... Second switching valve 61 ... Third switching valve, 62 ... Concentrating tube, 63 ... Main column, 64 ... Quantitative device, 65 ... Third carrier gas supply source 71, 72, 73, 74 ... First carrier gas supply source 71a, 72a, 73a, 74a ... Flow rate regulator 81, 82, 83, 84 ... Second carrier gas supply source

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−278458(JP,A) 特開 昭59−5954(JP,A) 特開 平4−221759(JP,A) 特開 昭59−157563(JP,A) 特開 平5−232095(JP,A) 特開 平2−291151(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 30/08 G01N 30/46 G01N 30/88 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-4-278458 (JP, A) JP-A-59-5954 (JP, A) JP-A-4-221759 (JP, A) JP-A-59- 157563 (JP, A) JP-A 5-232095 (JP, A) JP-A 2-291151 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 30/08 G01N 30 / 46 G01N 30/88

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 主成分中に微量の被分析成分を含む試料
ガス中の被分析成分を濃縮して分析する方法において、
キャリヤーガスに同伴された所定量の試料ガスを複数個
が並列に設けられたプレカラムに導入して主成分と被分
析成分とを分離し、各プレカラムからキャリヤーガスに
同伴されて導出した被分析成分を濃縮管に導入して被分
析成分を濃縮した後、該濃縮管内に濃縮した被分析成分
を脱着し、キャリヤーガスに同伴させてメインカラムに
導入し、該メインカラムで被分析成分を単成分に分離し
て定量することを特徴とする濃縮分析方法。
1. A method for concentrating and analyzing an analyte in a sample gas containing a trace amount of the analyte in its main component,
A predetermined amount of sample gas entrained in the carrier gas is introduced into a precolumn in which a plurality of sample gases are provided in parallel to separate the main component and the analyte component, and the analyte component derived from each precolumn by being entrained in the carrier gas. Is introduced into the concentrating tube to concentrate the analyte, and then the concentrated analyte is desorbed in the concentrating tube, introduced into the main column along with the carrier gas, and the analyte is separated into a single component in the main column. A method for concentrating analysis, characterized in that it is separated into two parts and quantified.
【請求項2】 主成分中に微量の被分析成分を含む試料
ガス中の被分析成分を濃縮して分析する装置において、
キャリヤーガスに同伴された所定量の試料ガスの主成分
と被分析成分とを分離する並列に設置された複数のプレ
カラムと、各プレカラムからキャリヤーガスに同伴され
て導出した被分析成分を順次導入して濃縮する濃縮管
と、該濃縮管からキャリヤーガスに同伴されて導出した
被分析成分を単成分に分離するメインカラムと、該メイ
ンカラムで単成分に分離してキャリヤーガスに同伴され
て導出した被分析成分を定量する定量装置とを備えたこ
とを特徴とする濃縮分析装置。
2. An apparatus for concentrating and analyzing an analyte in a sample gas containing a trace amount of the analyte in its main component,
A plurality of pre-columns installed in parallel for separating the main component of the predetermined amount of sample gas entrained in the carrier gas and the analyte, and the analytes derived from the pre-column and entrained in the carrier gas are sequentially introduced. And a main column for separating the analyte to be analyzed by being carried with the carrier gas from the concentrating tube into a single component, and with the main column being separated into a single component and being carried with the carrier gas. A concentration analysis device, comprising: a quantification device for quantifying a component to be analyzed.
【請求項3】 前記濃縮管は、前記複数のプレカラムか
らの合流流路と、前記メインカラムへの流路と、該濃縮
管に濃縮された被分析成分をメインカラム方向に搬送す
るキャリヤーガスの流路と、排気流路とを切換え可能な
六方弁に接続されていることを特徴とする請求項2記載
の濃縮分析装置。
3. The concentrating tube comprises a confluent channel from the plurality of pre-columns, a channel to the main column, and a carrier gas for transporting the analyte to be concentrated in the concentrating tube in the main column direction. The concentration analyzer according to claim 2, wherein the concentration analysis device is connected to a hexagonal valve capable of switching between the flow passage and the exhaust flow passage.
【請求項4】 前記複数のプレカラムに供給するキャリ
ヤーガスは、各プレカラム毎に独立して流量を調節可能
な流量調節手段を介して供給されることを特徴とする請
求項2記載の濃縮分析装置。
4. The concentration analyzer according to claim 2, wherein the carrier gas supplied to the plurality of pre-columns is supplied via a flow rate adjusting means capable of independently adjusting the flow rate for each pre-column. .
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