JP6400475B2 - Component analysis apparatus and component analysis method - Google Patents
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Description
本発明は、固体ターゲット中に含まれる成分を分析するための装置および方法に関し、より具体的には、分析試料液を良好に調製することができる、成分を分析するための装置および方法に関するものである。 The present invention relates to an apparatus and method for analyzing a component contained in a solid target, and more specifically to an apparatus and method for analyzing a component that can satisfactorily prepare an analysis sample liquid. It is.
元素分析法の一例として知られる誘導結合プラズマ質量分析法(ICP−MS:Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)は、アルゴンのプラズマをイオン化源とした質量分析法であり、検出下限がpptレベルの高感度で、60元素程度の迅速同時定量が可能である。ICP−MSのほかにも、誘導結合プラズマ発光分光分析法(ICP−AES)、原子吸光分析法(AAS)等が元素分析法として挙げられる。このような元素分析法は、半導体や電機、鉄鋼・非鉄、化学、食品、環境など幅広い分野で成分の分析に用いられる。 Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), which is known as an example of elemental analysis, is a mass spectrometry using argon plasma as an ionization source, and has a high detection sensitivity with a detection limit of ppt level. Rapid simultaneous quantification of about 60 elements is possible. In addition to ICP-MS, inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES), atomic absorption spectrometry (AAS), and the like can be given as elemental analysis methods. Such elemental analysis methods are used for analyzing components in a wide range of fields such as semiconductors, electrical machinery, steel and non-ferrous metals, chemistry, food, and the environment.
ところで、近年、炭化ケイ素がセラミックス材料として注目され応用が進められている。このようなセラミックス材料は、高純度であることが要求されるため、不純物の正確な分析法およびそのための装置の開発も進められている。 By the way, in recent years, silicon carbide has attracted attention as a ceramic material and its application has been promoted. Since such a ceramic material is required to have high purity, development of an accurate analysis method of impurities and an apparatus for the same are also being developed.
炭化ケイ素中に含まれる成分を分析する方法として、非特許文献1に記載の炭化ケイ素微粉末の化学分析方法が知られている。非特許文献1に記載の方法によれば、複数の酸を混合した混酸溶液中に炭化ケイ素を浸漬して加熱および加圧し、混酸溶液中に炭化ケイ素を溶解させて分析試料液を得て、この分析試料中に含まれる金属成分を検出する。
As a method for analyzing components contained in silicon carbide, the chemical analysis method for silicon carbide fine powder described in Non-Patent
非特許文献1は、粉末状の炭化ケイ素試料をそのまま混酸に浸漬して全部を溶解させる方法である。そのため、例えば、当該試料が成型品であり、さらにその表面のうちの特定の領域のみを分析対象とすることができない。セラミックス材料などの分野では材料全体ではなく材料表面または表層のみを成分分析の分析対象とすれば良い場合があるが、非特許文献1の方法では、このような或る特定の領域だけを検査対象とすることができない。
Non-Patent
本発明は、上記の課題に鑑みて試されたものであり、その目的は、分析試料液を短時間で準備でき、定量性を有し、特定の領域のみを分析対象とすることが可能な、成分分析装置および方法を提供することにある。 The present invention has been tried in view of the above problems, and its purpose is to be able to prepare an analysis sample solution in a short time, to have quantitative properties, and to analyze only a specific region. It is to provide a component analysis apparatus and method.
そこで、本発明に係る成分分析装置は、上記の課題を解決するために、
固体ターゲットの成分を分析する成分分析装置であって、
上記固体ターゲットの表面の少なくとも一箇所にレーザー光を照射して、当該少なくとも一箇所から上記固体ターゲットの微粒子を生成するレーザー照射手段と、
上記固体ターゲットを支持する支持手段と、
を備え、
上記支持手段は、上記レーザー照射手段から出射したレーザー光を透過する、分析対象成分の溶出がない材料からなり、
上記成分分析装置は、
上記微粒子を捕捉する捕捉領域であって、上記支持手段に支持された上記固体ターゲットの上記表面に接している捕捉領域を形成する捕捉領域形成部と、
上記捕捉領域形成部内部に液体を供給する液体供給手段と、
を更に備え、
上記微粒子を上記液体中に回収し、当該微粒子の成分分析を行なうことを特徴としている。Therefore, in order to solve the above problems, the component analysis apparatus according to the present invention,
A component analyzer for analyzing a component of a solid target,
Laser irradiation means for irradiating laser light to at least one location on the surface of the solid target, and generating fine particles of the solid target from the at least one location;
Supporting means for supporting the solid target;
With
The support means is made of a material that transmits the laser light emitted from the laser irradiation means and does not elute the analysis target component.
The component analyzer is
A capture region that captures the fine particles, and forms a capture region that is in contact with the surface of the solid target supported by the support means; and
Liquid supply means for supplying a liquid to the inside of the capture region forming section;
Further comprising
The fine particles are collected in the liquid, and component analysis of the fine particles is performed.
また本発明に係る成分分析方法は、上記の課題を解決するために、
上記した成分分析装置を用いて行なう、固体ターゲットの成分を分析する成分分析方法であって、
上記固体ターゲットの表面の少なくとも一箇所にレーザー光を照射して、当該少なくとも一箇所から上記固体ターゲットの微粒子を生成するレーザー照射工程と、
上記捕捉領域形成部内部に液体を供給する液体供給工程とを含み、
上記微粒子を上記液体中に回収し、当該微粒子の成分分析を行なうことを特徴としている。In addition, the component analysis method according to the present invention, in order to solve the above problems,
A component analysis method for analyzing a component of a solid target, which is performed using the above-described component analyzer,
A laser irradiation step of irradiating laser light to at least one location on the surface of the solid target to generate fine particles of the solid target from the at least one location;
Including a liquid supply step for supplying a liquid into the capture region forming part,
The fine particles are collected in the liquid, and component analysis of the fine particles is performed.
本発明によれば、定量性を有し、特定の領域のみを分析対象とすることが可能な、成分分析装置および方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can provide the component analysis apparatus and method which have quantitative property and can make only a specific area | region analysis object.
本願発明者らは、例えば先述の非特許文献1を含む周知の分析方法では比較的長時間を要し、また、固体ターゲットの或る特定の領域のみを分析対象とできないこという不都合があることに着目し、誘導結合プラズマ質量分析法(ICP−MS)といった分析工程に供する試料を調製する工程に改善の余地があることを見出し、本発明を完成するに至った。上述のように、分析工程に供する試料は、固体ターゲットを、複数の酸を混合した混酸溶液を用いて分解して調製することが知られている。そこで、本願発明者らは、固体ターゲットの特定の領域から当該固体ターゲットの微粒子を生成し、この微粒子を成分分析の試料とすることを見出し、本発明を完成するに至った。
The inventors of the present application, for example, have a disadvantage that a known analysis method including the above-mentioned Non-Patent
以下に、本発明に係る成分分析装置および成分分析方法の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of a component analysis apparatus and a component analysis method according to the present invention will be described.
本発明に係る成分分析装置の一形態は、固体ターゲットに含まれる不純物を分析するための不純物分析装置である。ここで、固体ターゲットとしては、周知の不純物分析対象物が挙げられるが、固体ターゲットとして最も適しているのは、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素などセラミックスであり、次に適しているが単結晶半導体であり、更に次に適しているのが化合物半導体であり、更に次に適しているのがフッ素樹脂、塩素化ポリエーテルなどの有機化合物である。また、不純物とは、金属、非金属、および、イオンの少なくとも何れかの原子または分子が挙げられる。 One form of the component analyzer according to the present invention is an impurity analyzer for analyzing impurities contained in a solid target. Here, as the solid target, a well-known impurity analysis object can be mentioned. The most suitable as the solid target is ceramic such as alumina, zirconia, silicon carbide, etc. A compound semiconductor is more suitable next, and an organic compound such as a fluororesin and a chlorinated polyether is more suitable next. Examples of the impurity include at least one atom or molecule of metal, nonmetal, and ion.
以下の本実施形態では、固体ターゲットとしてセラミックス材料を挙げ、このセラミックス材料中に金属不純物が含まれているか否かの分析を行なう態様について説明する。なお、本発明はこれに限定されるものではない。 In the following embodiment, a ceramic material is cited as a solid target, and an aspect of analyzing whether or not a metal impurity is contained in the ceramic material will be described. Note that the present invention is not limited to this.
図1は、本実施形態における不純物分析装置10(成分分析装置)の要部構成を示すブロック図である。本実施形態における不純物分析装置10は、分散液作成部1(レーザー照射手段)と、分解部2(分解手段)と、分析部3(分析手段)とを備えている。
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of an impurity analyzer 10 (component analyzer) in the present embodiment. The
分散液作成部1では、液体中(捕捉領域中)においてセラミックス材料の一部を切片化して微粒子を生成して、当該微粒子を当該液体中に分散させた分散液を作成する。以下、分散液作成部1について、図2を用いて詳述する。
In the
図2は分散液作成部1の構成を示す図である。分散液作成部1は、ステージ12(支持手段)、ステージ12上に配された底板13(支持手段)、底板13に対向配置された蓋板16(カバー手段)、底板13と蓋板16との間に配設されて蓋板16を支持する側壁14、レーザー照射装置17を備えている。また、底板13と蓋板16と側壁14とによって囲まれる密閉空間、具体的には底板13と側壁14とによって形成される凹形状の容器(捕捉領域形成部)内部に、図示しない液体供給手段から供給された液体15(捕捉領域)が貯留され、その液体15中に浸漬した状態でセラミックス材料50が底板13上に静置される。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the
分散液作成部1では、底板13上に静置された液体15に浸漬した状態のセラミックス材料50に対してレーザー光70を照射し、照射領域においてセラミックス材料50にレーザーアブレーションを起こして微粒子を生成する。生成された微粒子は、液体15中に放出され、分散する。
The
レーザー照射装置17から出射されるレーザー光70は、図2に示すように蓋板16を透過し、液体15中のセラミックス材料50に照射される。具体的には、レーザー光70は、セラミックス材料50における蓋板16との対向領域のうちの少なくとも一箇所に照射される。そして、照射範囲内にある固体ターゲットの表面がレーザー光70の照射を受けて切片となる。この切片が微粒子であり、微粒子は液体15に放出される(レーザー照射工程)。
レーザー照射装置17から出射されるレーザー光70は、以下の条件から適宜選択することができる。
The
例えばパルス幅は、100フェムト秒〜100ナノ秒の範囲から選択することが好ましい。なぜなら、パルス幅が100ナノ秒を超える場合には、粒子が効率よく生成および捕集されない場合があるからである。また、パルス幅は、100ピコ秒〜100ナノ秒の範囲から選択することが更に好ましく、1ナノ秒〜100ナノ秒から選択することがより一層好ましい。 For example, the pulse width is preferably selected from the range of 100 femtoseconds to 100 nanoseconds. This is because if the pulse width exceeds 100 nanoseconds, particles may not be efficiently generated and collected. The pulse width is further preferably selected from the range of 100 picoseconds to 100 nanoseconds, and more preferably selected from 1 nanosecond to 100 nanoseconds.
また、波長は、10nm〜10.6μmの範囲から選択することが好ましい。なぜなら、10nm未満であるか、もしくは、10.6μmを超える場合には、セラミックス材料が効率よく粒子を発生しない場合があるからである。また、波長は、193nm〜10.6μmの範囲から選択することが更に好ましく、213nm〜10.6μmから選択することがより一層好ましい。 The wavelength is preferably selected from the range of 10 nm to 10.6 μm. This is because if the thickness is less than 10 nm or exceeds 10.6 μm, the ceramic material may not generate particles efficiently. The wavelength is further preferably selected from the range of 193 nm to 10.6 μm, and more preferably selected from 213 nm to 10.6 μm.
また、レーザー照射装置17に具備されるレーザー光源としては、YAGレーザー、エキシマレーザー、窒素レーザー、Arイオンレーザー、色素レーザー、半導体レーザー、チタンサファイヤレーザー、ガラスレーザー等が用いられる。
As a laser light source provided in the
このような諸条件を備えたレーザー光70をセラミックス材料50に照射することにより、セラミックス材料50の微領域(表層から0.1〜10μm)から微粒子を生成することができ、この微領域の不純物分析を精度良く行なうことが可能である。なお、微領域は表層から0.1〜10μmの範囲に限定されるものではない。例えば、同じ箇所にレーザー光70を繰り返し照射することによって表層から10μm以上深い領域からも微粒子を生成することができ、この微粒子を不純物分析の対象とすることができる。
By irradiating the
なお、図2では、レーザー照射装置17がセラミックス材料50の設置位置よりも上方にあって、レーザー光が下方に向かって出射して下方に在るセラミックス材料50の上面に照射される態様となっている。しかしながら、セラミックス材料における液体15と接触している領域にレーザー光が照射される態様であれば、レーザー照射装置とセラミックス材料との位置関係について本発明は図2の位置関係に限定されるものではない。例えば、レーザー光が側方から液体15中に入射して図2に示すセラミック材料50の側面に照射する態様であってもよい。また、レーザー照射装置から出射した光を途中で反射鏡などを用いて光路を変換してセラミック材料50に照射する態様であってもよい。
In FIG. 2, the
なおまた、セラミックス材料50のレーザー光70の照射径(光径)が、所望する照射領域よりも小さい場合には、レーザー照射装置を図示しない移動手段を用いて移動させることで照射範囲を広げて、所望する照射領域にレーザー光を照射することができる。
In addition, when the irradiation diameter (light diameter) of the
蓋板16は、レーザー照射装置17側から液体15中に埃や塵などが混入しないように側壁14の上端部に密着する構成となっている。また、蓋板16は、レーザー光70を散乱させることなく透過させる材料から構成する。具体的には、石英から構成することができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
The
また、底板13についても、レーザー光70の吸収率が悪い場合に削られることがない材料から構成することが好ましい。これも具体例としては石英を挙げることができる。
The
なお、蓋板16および底板13は、石英以外であっても良く、具体例としては、CaF2(フッ化カルシウム)、BaF2(フッ化バリウム)、ZnSe(セレン化亜鉛)、MgF2(フッ化マグネシウム)、KRS−5(臭沃化タリウム)、LiF(フッ化リチウム)などを挙げることができる。石英をはじめ、これらの材料から選択することにより、レーザー光によるダメージを避け、蓋板16および底板13の構成成分が液体中に混入することを回避することができ、正確な分析を実現することができる。The
側壁14については、液体15に対して耐溶性を有する材料であって、且つ、分析対象成分の溶出がない材料、つまりコンタミフリーの材料から構成することが好ましい。
The
ここで、液体15は、セラミックス材料50が、後の工程を行なう分解部2において分解するために悪影響とならず、且つ、更に後の工程を行なう分析部3において不純物を分析するために悪影響とならない液体を用いれば特に制限はない。液体15として、例えば、有機溶媒あるいは超純水などを採用することができる。なかでも液体15として超純水を用いれば、後工程である分解部2における処理をスムーズに行なうことができるための好ましい。この点は後述する。なお、本実施形態ではセラミックス材料を固体ターゲットとしているが、本発明は分析対象をセラミックス材料に限定するものではないので、分析対象の固体ターゲットに応じて液体15も適宜選択すればよい。
Here, the liquid 15 is not adversely affected because the
本実施形態では、分散液作成部1において上述のようにレーザーアブレーションを起こしてセラミックス材料50の微粒子を作成する。したがって、この分散液作成部1では、液体15によるセラミックス材料50の分解を目的としていない。
In the present embodiment, fine particles of the
つまり、本願明細書において「分散」とは、固体ターゲット(セラミックス材料50)の一部分が微粒子となって液体15中に放出されている状態をいい、固体ターゲットおよび微粒子は液体15と反応せず、よって、分解部2において、固体ターゲットおよび微粒子が液体と反応して物性や組成が変化することはない。一方、本願明細書において「分解」とは、後述する分解部2において生じる現象をいい、微粒子が、(分解部2の)分解液中において分解液と反応して、イオン、原子あるいは分子になる現象を表す。なお、「分解」は、溶解に換言することができる。 That is, in the present specification, “dispersion” means a state in which a part of the solid target (ceramic material 50) is released as fine particles into the liquid 15, and the solid target and the fine particles do not react with the liquid 15, Therefore, in the decomposition part 2, the solid target and the fine particles do not react with the liquid and the physical properties and composition do not change. On the other hand, “decomposition” in the specification of the present application refers to a phenomenon that occurs in the decomposition unit 2 described later, and fine particles react with the decomposition solution in the decomposition solution (of the decomposition unit 2) to become ions, atoms, or molecules. Represents a phenomenon. Note that “decomposition” can be restated as dissolution.
上述のように分散液作成部1では液体15によるセラミックス材料50および微粒子の分解を目的としておらず、あくまでも分散液を作成すること目的としている。これは、本実施形態では、微粒子をセラミックス材料50の或る特定の領域から微粒子を生成して、この微粒子を後工程で分解することにより、当該或る特定の領域のみの不純物分析が可能となるからである。しかしながら、特定の領域のみの分析を必要としない場合には、これに限定されるものではなく、分散液作成部1において、微粒子の生成と共に、セラミックス材料50および微粒子が液体15に反応して分解が進むような態様としてもよい。分散液作成部1において微粒子の生成と共に分解を進める場合には、後述する分解部2において用いる酸溶液のうち、分散液作成部1においてレーザーアブレーションによる微粒子生成を妨げない酸溶液を液体15として用いればよい。
As described above, the
なお、本実施形態では分散液作成部1で生成した微粒子を分解して不純物分析に供する態様について説明するが、分散液作成部1で生成した微粒子が十分に小さい(粒径が1nm以下)場合には後述する分解部2での分解は行なわずに分散液作成部1で生成した微粒子を直接、分析することも可能である。つまり、本発明に係る成分分析装置(成分分析方法)では、後述する分解部2(分解工程)は必須でない。しかしながら、分散液作成部1で生成する微粒子の粒子径が1nmを超える場合には、分解部2による分解が好ましく、1μmを超える場合には、分解部2による分解が必要である。粒径が1nmを超え、且つ1μm以下で在る場合にも、定量性に欠ける場合があるため、分解部2による分解を行なうことが好ましい場合がある。なお、分解部2(分解工程)を必要としない態様については、後の変形例において説明する。
In the present embodiment, a mode in which the fine particles generated in the dispersion
分解部2は、分散液作成部1において作成された分散液に分散した微粒子を分解する(分解工程)。 The decomposition unit 2 decomposes the fine particles dispersed in the dispersion prepared in the dispersion preparation unit 1 (decomposition step).
本実施形態では、分解部2は、先ず、分散液作成部1にて作成された分散液から微粒子を回収する。回収方法としては、分散液(液体15に微粒子が分散したもの)を加熱乾燥することにより液体15(媒質)を除去する手法が挙げられるが、これに限定されるものではない。なお、この回収処理は、前工程の分散液作成部1において行なってもよい。
In the present embodiment, the decomposition unit 2 first collects fine particles from the dispersion created by the
回収した微粒子を、次に、(i)フッ化水素酸、塩酸、硝酸、過塩素酸、硫酸、酢酸、ギ酸、過酸化水素およびリン酸からなる群より選択される少なくとも1つの酸を含む酸溶液、(ii)水酸化ナトリウム溶液、水酸化カルシウム溶液またはアンモニア溶液などのアルカリ溶液、または、(iii)へキサン、ベンゼン、トルエン、クロロホルム、アセトン、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコールなどの有機溶剤の溶液と接触させる。これにより、微粒子が分解する。 The collected microparticles are then (i) an acid comprising at least one acid selected from the group consisting of hydrofluoric acid, hydrochloric acid, nitric acid, perchloric acid, sulfuric acid, acetic acid, formic acid, hydrogen peroxide and phosphoric acid. Solution, (ii) alkaline solution such as sodium hydroxide solution, calcium hydroxide solution or ammonia solution, or (iii) solution of organic solvent such as hexane, benzene, toluene, chloroform, acetone, ethanol, methanol, isopropyl alcohol, etc. Contact with. Thereby, the fine particles are decomposed.
分解部2では、或る容器を準備し、その中に微粒子と酸溶液、アルカリ溶液、または有機溶剤とを収容することで微粒子と酸溶液、アルカリ溶液、または有機溶剤とを接触させればよい。なお、分解部2の構成は、分散液作成部1の少なくとも一部の構成を共有して実現することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、分散液作成部1と分解部2とは別構成であってよい。すなわち、分散液作成部1から分散液を回収した後に、別構成の分解部2にこの回収液を移して、液体15(媒質)の蒸発を行なってもよい。ここで、分散液作成部1において上述のように液体15として超純水を用いている場合には、分散液をセラミックス材料50と分離した後に、分散液から液体15を除去することなく、この超純水に酸溶液、アルカリ溶液、または有機溶剤を添加するなどして分解液を作成してもよい。
In the decomposition unit 2, a certain container is prepared, and the fine particles and the acid solution, the alkaline solution, or the organic solvent are accommodated therein, so that the fine particles and the acid solution, the alkaline solution, or the organic solvent are brought into contact with each other. . The configuration of the decomposition unit 2 can be realized by sharing at least a part of the configuration of the
分解部2での分解によって、微粒子(セラミックス材料の微粒子)に由来するセラミックスの原子またはイオン化物と、不純物とが、分解物として含まれる。つまり、セラミックスの原子またはイオン化物と、不純物とが含まれた液を、後工程の分析部3による不純物分析の分析試料とする。
Due to the decomposition in the decomposition unit 2, ceramic atoms or ionized products derived from the fine particles (fine particles of the ceramic material) and impurities are included as decomposed products. That is, a liquid containing ceramic atoms or ionized substances and impurities is used as an analysis sample for impurity analysis by the
なお、分離部2において、微粒子と酸溶液、アルカリ溶液、または有機溶剤とを接触させた液を、加熱および/または加圧してもよい。 In the separation unit 2, the liquid in which the fine particles are brought into contact with the acid solution, the alkali solution, or the organic solvent may be heated and / or pressurized.
分析部3は、上述の手法で作成した分析試料を用いて不純物分析を行なう。分析方法は、従来周知の方法を採用することができる。具体的は、誘導結合プラズマ質量分析法(ICP−MS)、誘導結合プラズマ発光分光分析法(ICP−AES)、原子吸光分析法(AAS)、キャピラリー電気泳動法、または、イオンクロマトグラフィーを用いた不純物分析法を採用することができる。
The
また、分解部2によって作成された分析試料は、適宜、媒質を調整した後に、分析部3による分析に供してもよい。
The analysis sample created by the decomposition unit 2 may be subjected to analysis by the
本実施形態によれば、セラミックス材料50の或る特定部分にレーザー光を照射してレーザーアブレーションを行ない、得られた微粒子を分解したものを用いて不純物分析に供する分析試料の調製を行なっている。これにより、固体ターゲット(セラミックス材料50)そのままを分解処理に供する従来構成と比べて、微粒子になっていることから分解効率を向上させることができ、不純物分析に供する試料を調製する調製時間を短縮することができる。
According to the present embodiment, laser ablation is performed by irradiating a specific portion of the
また、微粒子はセラミックス材料50の或る特定部分から生成されたものである。そのため、セラミックス材料50の或る特定部分のみを不純物分析の対象とすることができる。
The fine particles are generated from a specific portion of the
また、分散液作成部1では、液体15中に静置したセラミックス材料50をレーザーアブレーションして、分析対象となる微粒子を液体15中に分散させることから、気相中でレーザーアブレーションして微粒子を生成する場合と比較して、微粒子の回収率が高い。よって、正確な不純物分析を実現することができる。
Further, in the dispersion
なお、本実施形態では、セラミックス材料の不純物分析を行なう態様について説明している。これは、本発明に係る成分分析装置および成分分析方法によれば微量の成分(=不純物)の分析であっても高い分析精度を実現できるためである。しかしながら、本発明は不純物の分析ではなく、成分分析(例えば主成分分析)にも適用することができる。 In the present embodiment, an aspect of performing an impurity analysis of a ceramic material is described. This is because according to the component analysis apparatus and the component analysis method of the present invention, high analysis accuracy can be realized even when analyzing a very small amount of components (= impurities). However, the present invention can be applied not only to impurity analysis but also to component analysis (for example, principal component analysis).
〔変形例A〕
上述のとおり、本実施形態において説明した分解部2(分解工程)は本発明において必須の構成ではない。[Modification A]
As described above, the decomposition unit 2 (decomposition step) described in the present embodiment is not an essential configuration in the present invention.
本実施形態では分散液作成部1で生成した微粒子を、酸溶液、アルカリ溶液、または有機溶剤を用いて分解する態様について説明したが、この分解処理は、分散液作成部1で生成した微粒子の粒径が1μm以上の金属微粒子である場合に必要な処理である。
In this embodiment, although the aspect which decomposes | disassembles the microparticles | fine-particles produced | generated by the dispersion
しかしながら、本発明は、分散液作成部1で生成する微粒子が金属である場合に限らず、また、粒径が1μm以上である場合に限らない。例えば、金属微粒子であっても1nm以下である場合には、分解部2による分解処理は不要であり、分散液作成部1で生成した微粒子(1nm以下)は、そのまま分析部3において直接分析することが可能である。このように、分散液作成部1で生成する微粒子の粒径に応じて、分析部3において分析にかける試料の調製方法も異なる。
However, the present invention is not limited to the case where the fine particles generated by the
以下に、分解部2による分解を要しない態様について、変形例A(1)〜A(3)として3つの例を挙げて説明する。 Below, the aspect which does not require the decomposition | disassembly by the decomposition | disassembly part 2 is given, giving three examples as modification A (1) -A (3).
・変形例A(1)
図3は、本変形例A(1)の不純物分析装置(成分分析装置)の要部構成を示すブロック図である。-Modification A (1)
FIG. 3 is a block diagram showing a main configuration of the impurity analyzer (component analyzer) of Modification A (1).
本変形例A(1)の不純物分析装置10は、上述した分散液作成部1で生成した微粒子を分析部3において直接、分析する態様を実現する。
The
この態様は、分散液作成部1で生成する微粒子の粒径が1nm以下である場合に適用することができる。分散液作成部1において粒径が1nm以下である微粒子を生成するためには、レーザー照射装置のレーザー照射条件を適宜設定すればよい。
This aspect can be applied when the particle diameter of the fine particles generated by the
・変形例A(2)
図4は、本変形例A(2)の不純物分析装置(成分分析装置)の要部構成を示すブロック図である。-Modification A (2)
FIG. 4 is a block diagram showing a main configuration of the impurity analyzer (component analyzer) of Modification A (2).
本変形例A(2)の不純物分析装置10は、上述の実施形態の分解部2に代えて試料調整部22を備えている。そして、本変形例A(2)の不純物分析装置10は、試料調整部22において、上述した分散液作成部1で作成する分散液を遠心分離する。そして、その上澄みを分析部3において分析する態様を実現する。
The
本変形例A(2)の態様は、分散液作成部1で作成した微粒子をそのまま分析部3において測定すると分析部3に当該微粒子そのものが入り正しい分析を行なうことができないことが想定される場合に適用することができる。
In the case of the modification A (2), it is assumed that when the fine particles produced in the dispersion
・変形例A(3)
図5は、本変形例A(3)の不純物分析装置(成分分析装置)の要部構成を示すブロック図である。-Modification A (3)
FIG. 5 is a block diagram showing a main configuration of an impurity analyzer (component analyzer) according to Modification A (3).
本変形例A(3)の不純物分析装置10は、上述の実施形態の分解部2に代えて抽出部22´を備えている。そして、本変形例A(3)の不純物分析装置10は、抽出部22´において、分散液作成部1で作成する微粒子から分析目的の成分を抽出して、不純物を分析部3において分析する態様を実現する。
The
具体的には、抽出部22´は、加熱や微粒子を溶かさない溶媒(酸溶液・アルカリ溶液または有機溶剤)との接液や超音波印加または攪拌操作などを行なって、分析目的の成分を抽出する。 Specifically, the extraction unit 22 'extracts components for analysis by heating, contact with a solvent that does not dissolve fine particles (acid solution, alkali solution, or organic solvent), ultrasonic application, or stirring operation. To do.
〔変形例B〕
上述の実施形態において説明した分散液作成部1は、図2に示すように、底板13と蓋板16と側壁14とによって囲まれる密閉空間に、図示しない液体供給手段を用いて液体15を貯留し、その液体15中に浸漬したセラミックス材料50に対してレーザー照射をおこなっているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、次の変形例B(1)とB(2)が有り得る。[Modification B]
As shown in FIG. 2, the
・変形例B(1)
図6は、変形例を示す図であり、図2に対応する図面であるが、図6のように、図2の蓋板16が無い構成であっても、底板13と側壁14とから構成される容器内部に液体15を貯留して、レーザー照射により発生した微粒子を液体15中で捕捉することによって、微粒子を液体15中に回収することが可能である。-Modification B (1)
FIG. 6 is a view showing a modified example, and is a drawing corresponding to FIG. 2. However, as shown in FIG. 6, even if there is no
・変形例B(2)
別の変形例として、図7を示す。図7は、底板13と蓋板16と側壁14とによって囲まれる密閉空間(捕捉領域)に、図2の液体15が無い構成である。すなわち、底板13と蓋板16と側壁14とが、補足領域を形成する捕捉領域形成部である。図7の構成は、密閉空間(セル)において液体なしの状態でレーザーを照射する。この構成の場合、例えば側壁14に設けられた図示しない液体供給手段から、レーザー照射後に当該セル内に液体が供給されて、生成された微粒子を当該液体に回収することが可能であるため、この態様も、実施形態の分散液作成部1の一変形例として実現し得る。-Modification B (2)
FIG. 7 shows another modification. FIG. 7 shows a configuration in which the liquid 15 in FIG. 2 does not exist in the sealed space (capture region) surrounded by the
〔まとめ〕
本発明に係る成分分析装置は、以上のように、
固体ターゲットの成分を分析する成分分析装置であって、
上記固体ターゲットの表面の少なくとも一箇所にレーザー光を照射して、当該少なくとも一箇所から上記固体ターゲットの微粒子を生成するレーザー照射手段と、
上記固体ターゲットを支持する支持手段と、
を備え、
上記支持手段は、上記レーザー照射手段から出射したレーザー光を透過する、分析対象成分の溶出がない材料からなり、
上記成分分析装置は、
上記微粒子を捕捉する捕捉領域であって、上記支持手段に支持された上記固体ターゲットの上記表面に接している捕捉領域を形成する捕捉領域形成部と、
上記捕捉領域形成部内部に液体を供給する液体供給手段と、
を更に備え、
上記微粒子を上記液体中に回収し、当該微粒子の成分分析を行なうことを特徴としている。[Summary]
The component analyzer according to the present invention is as described above.
A component analyzer for analyzing a component of a solid target,
Laser irradiation means for irradiating laser light to at least one location on the surface of the solid target, and generating fine particles of the solid target from the at least one location;
Supporting means for supporting the solid target;
With
The support means is made of a material that transmits the laser light emitted from the laser irradiation means and does not elute the analysis target component.
The component analyzer is
A capture region that captures the fine particles, and forms a capture region that is in contact with the surface of the solid target supported by the support means; and
Liquid supply means for supplying a liquid to the inside of the capture region forming section;
Further comprising
The fine particles are collected in the liquid, and component analysis of the fine particles is performed.
上記の構成によれば、固体ターゲットそのままを分解処理に供する従来構成と比べて、固体ターゲットの或る特定部分にレーザー光を照射してレーザーアブレーションを行ない、得られた微粒子を分解して成分分析に供する分析試料の調製を行なうことができることから、分解効率を向上させることができ、成分分析に供する試料を調製する調製時間を短縮することができる。 According to the above configuration, compared to the conventional configuration in which the solid target is subjected to the decomposition process, laser ablation is performed by irradiating a specific portion of the solid target with laser light, and the obtained fine particles are decomposed to analyze the components. Therefore, the decomposition efficiency can be improved, and the preparation time for preparing the sample for component analysis can be shortened.
また、上記の構成によれば、固体ターゲットを溶液中に分解させて試料を調製した後に測定することができるため、固体ターゲットを直接測定するレーザーアブレーションICP−MS法と比較して、定量性が高い測定を実現することができる。 Moreover, according to said structure, since it can measure after decomposing | disassembling a solid target in a solution and preparing a sample, compared with the laser ablation ICP-MS method which measures a solid target directly, quantitative property is good. High measurement can be realized.
また、微粒子は固体ターゲットの或る特定部分から生成されたものである。そのため、固体ターゲットの或る特定部分のみを成分分析の対象とすることができる。 The fine particles are generated from a specific part of the solid target. Therefore, only a specific part of the solid target can be the target of component analysis.
また、支持手段を、レーザー光を透過する、分析対象成分の溶出がない材料(例えば石英)から構成することにより、レーザー光により支持手段が削られることがないので、レーザー照射時に支持手段の材料に由来する成分が液体中に混入することがない。よって、高精度の成分分析が可能となる。 Further, since the support means is made of a material that transmits laser light and does not elute the analysis target component (for example, quartz), the support means is not scraped by the laser light. The component derived from is not mixed in the liquid. Therefore, highly accurate component analysis becomes possible.
また、本発明に係る成分分析装置は、上記の構成に加えて、
上記捕捉領域形成部は、上記レーザー照射手段と上記固体ターゲットとの間に、当該レーザー照射手段から出射したレーザー光を透過する、分析対象成分の溶出がない材料からなるカバー手段を有することができる。In addition to the above configuration, the component analyzer according to the present invention includes:
The capture region forming unit may have a cover unit made of a material that transmits laser light emitted from the laser irradiation unit and does not elute the analysis target component between the laser irradiation unit and the solid target. .
上記の構成によれば、レーザー光を透過する、分析対象成分の溶出がない材料(例えば石英)から構成される上記カバー手段を上記捕捉領域形成部が有していることにより、レーザー光によりカバー手段が削られることがないので、レーザー照射時にカバー手段の材料に由来する成分が捕捉領域に混入することがない。 According to the above configuration, the capture region forming portion has the cover means made of a material that transmits laser light and does not elute the analysis target component (for example, quartz). Since the means is not shaved, components derived from the material of the cover means are not mixed into the capture region during laser irradiation.
また、本発明に係る成分分析装置は、上記の構成に加えて、
上記捕捉領域は、上記液体供給手段から上記捕捉領域形成部内に供給された液体によって構成されており、
上記レーザー照射手段は、上記液体が接触している上記固体ターゲットの上記表面の少なくとも一箇所にレーザー光を照射して上記微粒子を生成し、
上記微粒子が上記液体に捕捉されることにより、上記微粒子が上記液体に回収される構成とすることが可能である。In addition to the above configuration, the component analyzer according to the present invention includes:
The capture region is constituted by the liquid supplied from the liquid supply means into the capture region forming unit,
The laser irradiation means generates the fine particles by irradiating laser light to at least one place on the surface of the solid target in contact with the liquid,
It is possible to adopt a configuration in which the fine particles are collected in the liquid by being captured by the liquid.
上記の構成によれば、上述の効果を奏し、且つ、液体が接触している箇所において固体ターゲットをレーザーアブレーションして、分析対象となる微粒子を液体中に分散させることから、気相中でレーザーアブレーションして微粒子を生成する場合と比較して、微粒子の回収率が高い。よって、正確な成分分析を実現することができる。 According to the above configuration, the laser beam is produced in the gas phase because the solid target is laser ablated at the location where the liquid is in contact and the fine particles to be analyzed are dispersed in the liquid. Compared with the case where fine particles are produced by ablation, the recovery rate of fine particles is high. Therefore, accurate component analysis can be realized.
また、本発明に係る成分分析装置は、上記の構成に加えて、
上記捕捉領域は、上記固体ターゲットを内部に含む密閉空間によって構成されており、
上記成分分析装置は、上記密閉空間中に生成された上記微粒子が、当該密閉空間中に当該微粒子の生成後に供給された上記液体に回収される構成とすることも可能である。In addition to the above configuration, the component analyzer according to the present invention includes:
The capture region is constituted by a sealed space containing the solid target inside,
The component analyzer may be configured such that the fine particles generated in the sealed space are recovered by the liquid supplied after the fine particles are generated in the sealed space.
また、本発明に係る成分分析装置は、上記の構成に加えて、
上記レーザー照射手段は、上記固体ターゲットの上記表面のうちの一部の領域のみにレーザー光を照射して、当該一部の領域から上記微粒子を生成することが可能である。In addition to the above configuration, the component analyzer according to the present invention includes:
The laser irradiation means can irradiate only a part of the surface of the solid target with laser light to generate the fine particles from the part of the area.
また、本発明に係る成分分析装置は、上記の構成に加えて、
上記液体に回収されて当該液体に上記微粒子が分散した分散液の成分分析を行なうことによって上記微粒子の成分分析を行なう分析手段を更に備えることが可能である。In addition to the above configuration, the component analyzer according to the present invention includes:
It is possible to further comprise analysis means for performing component analysis of the fine particles by performing component analysis of a dispersion liquid collected in the liquid and in which the fine particles are dispersed in the liquid.
また、本発明に係る成分分析装置は、上記の構成に加えて、
上記微粒子を、酸溶液、アルカリ溶液、または有機溶剤を用いて分解して成分分析試料とする分解手段を更に備えることが可能である。In addition to the above configuration, the component analyzer according to the present invention includes:
It is possible to further include a decomposing means for decomposing the fine particles using an acid solution, an alkali solution, or an organic solvent to obtain a component analysis sample.
また、本発明に係る成分分析装置は、上記の構成に加えて、
上記成分分析を、誘導結合プラズマ質量分析法(ICP−MS)、誘導結合プラズマ発光分光分析法(ICP−AES)、原子吸光分析法(AAS)、キャピラリー電気泳動法、または、イオンクロマトグラフィーを用いて行なうことが可能である。In addition to the above configuration, the component analyzer according to the present invention includes:
The above component analysis is performed using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), inductively coupled plasma emission spectroscopy (ICP-AES), atomic absorption spectrometry (AAS), capillary electrophoresis, or ion chromatography. It is possible to do this.
また、本発明に係る成分分析装置は、上記の構成に加えて、
上記液体として上記固体ターゲットを溶解しない液体を用いることが可能である。In addition to the above configuration, the component analyzer according to the present invention includes:
As the liquid, it is possible to use a liquid that does not dissolve the solid target.
上記の構成によれば、固体ターゲットから微粒子を生成する段階では、固体ターゲットも微粒子も液体によって分解しない。そのため、後で微粒子のみを成分分析すれば、微粒子の成分を正確に分析することができる。 According to the above configuration, neither the solid target nor the fine particles are decomposed by the liquid at the stage of generating the fine particles from the solid target. Therefore, if the component analysis is performed on only the fine particles later, the components of the fine particles can be accurately analyzed.
これはすなわち、固体ターゲットの或る特定の領域の成分分析を精度良く行なうことができることを意味する。 This means that the component analysis of a specific region of the solid target can be accurately performed.
また、本発明に係る成分分析装置は、上記の構成に加えて、
上記液体として超純水を用いることが可能である。In addition to the above configuration, the component analyzer according to the present invention includes:
Ultrapure water can be used as the liquid.
上記の構成によれば、上記液体として超純水を用いることで、固体ターゲットと反応せず、よって、微粒子のみを成分分析の対象とすることを可能にする。 According to said structure, by using ultrapure water as said liquid, it does not react with a solid target, Therefore It becomes possible to make only a microparticle into the object of component analysis.
また、本発明に係る成分分析装置は、上記の構成に加えて、
上記少なくとも一箇所に接触している上記液体に上記微粒子が分散して得られる分散液に含まれる当該微粒子の不純物成分の分析を行なうことが可能である。In addition to the above configuration, the component analyzer according to the present invention includes:
It is possible to analyze the impurity component of the fine particles contained in the dispersion obtained by dispersing the fine particles in the liquid in contact with the at least one location.
また、本発明に係る成分分析方法は、以上のように、
上記した成分分析装置を用いて行なう、固体ターゲットの成分を分析する成分分析方法であって、
上記固体ターゲットの表面の少なくとも一箇所にレーザー光を照射して、当該少なくとも一箇所から上記固体ターゲットの微粒子を生成するレーザー照射工程と、
上記捕捉領域形成部内部に液体を供給する液体供給工程とを含み、
上記微粒子を上記液体中に回収し、当該微粒子の成分分析を行なうことを特徴としている。The component analysis method according to the present invention is as described above.
A component analysis method for analyzing a component of a solid target, which is performed using the above-described component analyzer,
A laser irradiation step of irradiating laser light to at least one location on the surface of the solid target to generate fine particles of the solid target from the at least one location;
Including a liquid supply step for supplying a liquid into the capture region forming part,
The fine particles are collected in the liquid, and component analysis of the fine particles is performed.
上記の構成によれば、固体ターゲットそのままを分解処理に供する従来構成と比べて、固体ターゲットの或る特定部分にレーザー光を照射してレーザーアブレーションを行ない、得られた微粒子を分解して成分分析に供する分析試料の調製を行なうことができることから、分解効率を向上させることができ、成分分析に供する試料を調製する調製時間を短縮することができる。 According to the above configuration, compared to the conventional configuration in which the solid target is subjected to the decomposition process, laser ablation is performed by irradiating a specific portion of the solid target with laser light, and the obtained fine particles are decomposed to analyze the components. Therefore, the decomposition efficiency can be improved, and the preparation time for preparing the sample for component analysis can be shortened.
また、上記の構成によれば、固体ターゲットを溶液中に分解させて試料を調製した後に測定することができるため、固体ターゲットを直接測定するレーザーアブレーションICP−MS法と比較して、定量性が高い測定を実現することができる。 Moreover, according to said structure, since it can measure after decomposing | disassembling a solid target in a solution and preparing a sample, compared with the laser ablation ICP-MS method which measures a solid target directly, quantitative property is good. High measurement can be realized.
また、微粒子は固体ターゲットの或る特定部分から生成されたものである。そのため、固体ターゲットの或る特定部分のみを成分分析の対象とすることができる。 The fine particles are generated from a specific part of the solid target. Therefore, only a specific part of the solid target can be the target of component analysis.
また、本発明に係る成分分析方法は、上記の構成に加えて、
上記液体供給工程は、上記レーザー照射工程の前に、上記捕捉領域形成部内部に上記液体を供給し、
上記レーザー照射工程は、上記液体が接触している上記固体ターゲットの上記表面の少なくとも一箇所にレーザー光を照射して上記微粒子を生成し、
上記微粒子が上記液体に捕捉されることにより、上記微粒子が上記液体に回収される構成とすることが可能である。Further, the component analysis method according to the present invention, in addition to the above configuration,
The liquid supply step supplies the liquid to the inside of the capture region forming unit before the laser irradiation step,
In the laser irradiation step, the fine particles are generated by irradiating laser light to at least one place on the surface of the solid target in contact with the liquid,
It is possible to adopt a configuration in which the fine particles are collected in the liquid by being captured by the liquid.
上記の構成によれば、上述の効果を奏し、且つ、液体が接触している箇所において固体ターゲットをレーザーアブレーションして、分析対象となる微粒子を液体中に分散させることから、気相中でレーザーアブレーションして微粒子を生成する場合と比較して、微粒子の回収率が高い。よって、正確な成分分析を実現することができる。 According to the above configuration, the laser beam is produced in the gas phase because the solid target is laser ablated at the location where the liquid is in contact and the fine particles to be analyzed are dispersed in the liquid. Compared with the case where fine particles are produced by ablation, the recovery rate of fine particles is high. Therefore, accurate component analysis can be realized.
また、本発明に係る成分分析方法は、上記の構成に加えて、
上記の構成を具備する成分分析装置のうち、上記レーザー照射手段と上記固体ターゲットとの間に、当該レーザー照射手段から出射したレーザー光を透過する、分析対象成分の溶出がない材料からなるカバー手段を更に備え、上記支持手段および上記カバー手段によって形成される密閉空間が上記捕捉領域として構成され、当該密閉空間に上記固体ターゲットは保持される構成となっており、上記密閉空間中に捕捉された、上記少なくとも一箇所から生成された上記微粒子を、上記液体に当該微粒子を分散させた分散液の形態で回収して当該微粒子の成分分析を行なう構成の成分分析装置において、
上記捕捉領域は、上記固体ターゲットを内部に含む密閉空間によって構成されており、
上記レーザー照射工程は、上記密閉空間に接している上記固体ターゲットの上記表面の少なくとも一箇所にレーザー光を照射して上記微粒子を生成し、
上記液体供給工程は、上記微粒子が生成された後に、上記密閉空間に上記液体を供給する構成とすることが可能である。Further, the component analysis method according to the present invention, in addition to the above configuration,
Among the component analyzers having the above-described configuration, a cover unit made of a material that transmits laser light emitted from the laser irradiation unit and does not elute the analysis target component between the laser irradiation unit and the solid target. The closed space formed by the support means and the cover means is configured as the capturing region, and the solid target is held in the sealed space, and is captured in the sealed space. In the component analysis apparatus configured to recover the fine particles generated from the at least one place in the form of a dispersion in which the fine particles are dispersed in the liquid and perform component analysis of the fine particles.
The capture region is constituted by a sealed space containing the solid target inside,
In the laser irradiation step, at least one part of the surface of the solid target that is in contact with the sealed space is irradiated with laser light to generate the fine particles,
The liquid supply step may be configured to supply the liquid to the sealed space after the fine particles are generated.
また、本発明に係る成分分析方法は、上記の構成に加えて、
上記レーザー照射工程では、上記固体ターゲットの上記表面のうちの一部の領域のみにレーザー光を照射して、当該一部の領域から上記微粒子を生成することが可能である。Further, the component analysis method according to the present invention, in addition to the above configuration,
In the laser irradiation step, it is possible to irradiate only a partial region of the surface of the solid target with a laser beam and generate the fine particles from the partial region.
また、本発明に係る成分分析方法は、上記の構成に加えて、
上記微粒子を、酸溶液、アルカリ溶液、または有機溶剤を用いて分解して上記試料とする分解工程を更に含むことが可能である。Further, the component analysis method according to the present invention, in addition to the above configuration,
It is possible to further include a decomposition step in which the fine particles are decomposed using an acid solution, an alkaline solution, or an organic solvent to obtain the sample.
また、本発明に係る成分分析方法は、上記の構成に加えて、
上記試料を用いて、誘導結合プラズマ質量分析法(ICP−MS)、誘導結合プラズマ発光分光分析法(ICP−AES)、原子吸光分析法(AAS)、キャピラリー電気泳動法、または、イオンクロマトグラフィーを用いた成分分析を行なう分析工程を更に含むことが可能である。Further, the component analysis method according to the present invention, in addition to the above configuration,
Using the above sample, inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), inductively coupled plasma emission spectroscopy (ICP-AES), atomic absorption spectrometry (AAS), capillary electrophoresis, or ion chromatography It is possible to further include an analysis step for performing the used component analysis.
〔実施例1〕
・捕集効率について
本発明に係る成分分析装置および成分分析方法の一実施例について説明すれば以下のとおりである。[Example 1]
-About collection efficiency It will be as follows if one Example of the component analyzer which concerns on this invention and a component analysis method is demonstrated.
図1に示したセラミックス材料50としてSi基板およびSiC基板を用いて、各基板について溶液レーザーアブレーション法を用いて液中(超純水)にアブレート粒子を生成した。レーザー照射条件は、波長213nmのYAGレーザーで出力が4GW/cm2である。また、照射領域は、5mm四方の領域(Si基板)および1mm四方の領域(SiC基板)とした。Using a Si substrate and a SiC substrate as the
生成したアブレート粒子をシリンジによって回収後、回収液を酸分解(具体的には、硝酸及びフッ酸を添加。)したのち、シリコン(Si)濃度をICP−MSによって測定した。 After the produced ablated particles were collected by a syringe, the collected liquid was acid-decomposed (specifically, nitric acid and hydrofluoric acid were added), and then the silicon (Si) concentration was measured by ICP-MS.
粒子を回収した溶液に含まれるSi量とアブレート跡の体積から算出したSi量を比較することで、アブレートした粒子の溶液への捕集効率を算出した。 The collection efficiency of the ablated particles into the solution was calculated by comparing the amount of Si contained in the solution from which the particles were collected with the amount of Si calculated from the volume of the ablation trace.
その結果、Si基板およびSiC基板ともにアブレートしたすべての粒子が溶液中に回収されていることが確認された(図8)。 As a result, it was confirmed that all particles ablated on both the Si substrate and the SiC substrate were recovered in the solution (FIG. 8).
〔実施例2〕
・微量金属元素の回収率について
本実施例2では、ガラス標準物質について実施例1と同様に前処理をし、ICP−MSによって微量金属元素を測定した。そして、標準物質認証値と測定値を比較することで、微量金属元素の回収率を求めた。[Example 2]
-About recovery rate of trace metal elements In this Example 2, the glass standard substance was pretreated in the same manner as in Example 1, and trace metal elements were measured by ICP-MS. And the recovery rate of the trace metal element was calculated | required by comparing a reference material certification | authentication value and a measured value.
その結果、すべての元素において、良好な回収率が得られた(図9)。 As a result, good recoveries were obtained for all the elements (FIG. 9).
〔実施例3〕
実施例1は図2の分散液作成部1の構成に基づいて分散液を作成したが、図6の分散液作成部1を用いた実施例を本実施例3として挙げる。Example 3
In Example 1, a dispersion was prepared based on the configuration of the
本実施例3では、セラミックス材料50としてSiC基板を用いて、溶液レーザーアブレーション法を用いて液中(超純水)にアブレート粒子を生成した。レーザー照射条件は、波長213nmのYAGレーザーで出力が4GW/cm2である。また、照射領域は、1mm四方の領域(SiC基板)とした。In Example 3, ablation particles were generated in a liquid (ultra pure water) using a solution laser ablation method using a SiC substrate as the
生成したアブレート粒子を実施例1と同じ条件でシリンジによって回収後、回収液を酸分解したのち、シリコン(Si)濃度をICP−MSによって測定した。 The produced ablated particles were collected by a syringe under the same conditions as in Example 1, and the collected solution was acid-decomposed, and then the silicon (Si) concentration was measured by ICP-MS.
その結果、図8のSiC基板を用いた結果と同一の結果を得た。すなわち、図6の分散液作成部1であっても、アブレートしたすべての粒子が液体15中に回収されていることを確認することができた。
As a result, the same result as that obtained using the SiC substrate of FIG. 8 was obtained. That is, even in the dispersion
〔実施例4〕
実施例1は図2の分散液作成部1の構成に基づいて分散液を作成したが、図7の分散液作成部1であっても、密閉空間中に生成した微粒子を超純水で回収できることがわかった(データ不図示)。Example 4
In Example 1, a dispersion was prepared based on the configuration of the
なお、本発明は、各実施形態、変形例および実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、各実施形態、変形例および実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 It should be noted that the present invention is not limited to each embodiment, modification, and example, and various modifications are possible within the scope of the claims, and are disclosed in each embodiment, modification, and example. Embodiments obtained by appropriately combining the technical means provided are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、特定範囲の対象物に含まれる不純物を分析(検査)することができるので、特に半導体分野における不純物分析に好適に用いることができる。 The present invention can analyze (inspect) impurities contained in an object within a specific range, and therefore can be suitably used particularly for impurity analysis in the semiconductor field.
1 分散液作成部(液体接触手段、レーザー照射手段)
2 分解部(分解手段)
3 分析部(分析手段)
10 不純物分析装置(成分分析装置)
12 ステージ(支持手段)
13 底板(支持手段)(捕捉領域形成部)
14 側壁(捕捉領域形成部)
15 液体(捕捉領域)
16 蓋板(カバー手段)
17 レーザー照射装置
22 試料調整部
22´ 抽出部
50 セラミックス材料(固体ターゲット)
70 レーザー光1 Dispersion preparation unit (liquid contact means, laser irradiation means)
2 Disassembly part (disassembly means)
3 analysis department (analysis means)
10 Impurity analyzer (component analyzer)
12 stages (support means)
13 Bottom plate (supporting means) (capturing area forming part)
14 Side wall (capturing area forming part)
15 Liquid (capture area)
16 Cover plate (cover means)
17
70 Laser light
Claims (17)
上記固体ターゲットの表面の少なくとも一箇所にレーザー光を照射して、当該少なくとも一箇所から上記固体ターゲットの微粒子を生成するレーザー照射手段と、
上記固体ターゲットを支持する支持手段と、
を備え、
上記支持手段は、上記レーザー照射手段から出射したレーザー光を透過する、分析対象成分の溶出がない材料からなり、
上記成分分析装置は、
上記微粒子を捕捉する捕捉領域であって、上記支持手段に支持された上記固体ターゲットの上記表面に接している捕捉領域を形成する捕捉領域形成部と、
上記捕捉領域形成部内部に、上記固体ターゲットを溶解しない液体を供給する液体供給手段と、
を更に備え、
上記生成された上記微粒子を上記液体中に回収し、
上記成分分析装置は、
上記回収された上記微粒子を、酸溶液、アルカリ溶液、または有機溶剤を用いて分解して成分分析試料とする分解手段と、
上記成分分析試料の成分分析を行う分析手段と、
を更に備えていることを特徴とする成分分析装置。 A component analyzer for analyzing a component of a solid target,
Laser irradiation means for irradiating laser light to at least one location on the surface of the solid target, and generating fine particles of the solid target from the at least one location;
Supporting means for supporting the solid target;
With
The support means is made of a material that transmits the laser light emitted from the laser irradiation means and does not elute the analysis target component.
The component analyzer is
A capture region that captures the fine particles, and forms a capture region that is in contact with the surface of the solid target supported by the support means; and
Liquid supply means for supplying a liquid that does not dissolve the solid target into the trapping region forming portion;
Further comprising
Collecting the produced fine particles in the liquid;
The component analyzer is
And decomposing means for the upper Symbol fine particles recovered above, the acid solution, and alkali solution or component analysis sample is decomposed with an organic solvent,
Analysis means for performing component analysis of the component analysis sample;
The component analyzer further comprising:
上記レーザー照射手段は、上記液体が接触している上記固体ターゲットの上記表面の少なくとも一箇所にレーザー光を照射して上記微粒子を生成し、
上記生成された上記微粒子が上記液体に捕捉されることにより、上記微粒子が上記液体に回収される構成となっていることを特徴とする請求項1に記載の成分分析装置。 The capture region is constituted by the liquid supplied from the liquid supply means into the capture region forming unit,
The laser irradiation means generates the fine particles by irradiating laser light to at least one place on the surface of the solid target in contact with the liquid,
The component analyzer according to claim 1, wherein the fine particles are collected in the liquid when the produced fine particles are captured in the liquid.
上記固体ターゲットの表面の少なくとも一箇所にレーザー光を照射して、当該少なくとも一箇所から上記固体ターゲットの微粒子を生成するレーザー照射手段と、
上記固体ターゲットを支持する支持手段と、
を備え、
上記支持手段は、上記レーザー照射手段から出射したレーザー光を透過する、分析対象成分の溶出がない材料からなり、
上記成分分析装置は、
上記微粒子を捕捉する捕捉領域であって、上記支持手段に支持された上記固体ターゲットの上記表面に接している捕捉領域を形成する捕捉領域形成部と、
上記捕捉領域形成部内部に液体を供給する液体供給手段と、
上記微粒子の成分分析を行う分析手段と、
を更に備え、
上記微粒子を上記液体中に回収し、当該微粒子の成分分析を行ない、
上記捕捉領域形成部は、上記レーザー照射手段と上記固体ターゲットとの間に、当該レーザー照射手段から出射したレーザー光を透過する、分析対象成分の溶出がない材料からなるカバー手段を有しており、
上記捕捉領域は、上記固体ターゲットを内部に含む密閉空間によって構成されており、
上記成分分析装置は、上記密閉空間中に生成された上記微粒子が、当該密閉空間中に当該微粒子の生成後に供給された上記液体に回収される構成となっていることを特徴とする成分分析装置。 A component analyzer for analyzing a component of a solid target,
Laser irradiation means for irradiating laser light to at least one location on the surface of the solid target, and generating fine particles of the solid target from the at least one location;
Supporting means for supporting the solid target;
With
The support means is made of a material that transmits the laser light emitted from the laser irradiation means and does not elute the analysis target component.
The component analyzer is
A capture region that captures the fine particles, and forms a capture region that is in contact with the surface of the solid target supported by the support means; and
Liquid supply means for supplying a liquid to the inside of the capture region forming section;
Analysis means for performing component analysis of the fine particles;
Further comprising
The fine particles are collected in the liquid, the component analysis of the fine particles is performed,
The capture region forming unit has a cover unit made of a material that transmits the laser beam emitted from the laser irradiation unit and does not elute the analysis target component between the laser irradiation unit and the solid target. ,
The capture region is constituted by a sealed space containing the solid target inside,
The component analyzer is configured such that the fine particles generated in the sealed space are collected in the liquid supplied after the fine particles are generated in the closed space. .
上記固体ターゲットの表面の少なくとも一箇所にレーザー光を照射して、当該少なくとも一箇所から上記固体ターゲットの微粒子を生成するレーザー照射工程と、
上記捕捉領域形成部内部に、上記固体ターゲットを溶解しない液体を供給する液体供給工程とを含み、
上記生成された上記微粒子を上記液体中に回収し、
上記成分分析方法には、
上記回収された上記微粒子を、酸溶液、アルカリ溶液、または有機溶剤を用いて分解して成分分析試料とする分解工程を更に含むことを特徴とする成分分析方法。 A component analysis method for analyzing a component of a solid target, which is performed using the component analyzer according to any one of claims 1 to 10 ,
A laser irradiation step of irradiating laser light to at least one location on the surface of the solid target to generate fine particles of the solid target from the at least one location;
A liquid supply step for supplying a liquid that does not dissolve the solid target inside the capture region forming unit,
Collecting the produced fine particles in the liquid;
In the component analysis method,
The The recovered above Symbol microparticles, acid solution, component analysis method characterized by further comprising a decomposition step of the component analysis samples were decomposed using an alkali solution or an organic solvent.
上記レーザー照射工程は、上記液体が接触している上記固体ターゲットの上記表面の少なくとも一箇所にレーザー光を照射して上記微粒子を生成し、
上記生成された上記微粒子が上記液体に捕捉されることにより、上記微粒子が上記液体に回収される構成となっていることを特徴とする請求項11に記載の成分分析方法。 The liquid supply step supplies the liquid to the inside of the capture region forming unit before the laser irradiation step,
In the laser irradiation step, the fine particles are generated by irradiating laser light to at least one place on the surface of the solid target in contact with the liquid,
The component analysis method according to claim 11 , wherein the fine particles are collected in the liquid by capturing the produced fine particles in the liquid.
上記固体ターゲットの表面の少なくとも一箇所にレーザー光を照射して、当該少なくとも一箇所から上記固体ターゲットの微粒子を生成するレーザー照射工程と、
上記捕捉領域形成部内部に液体を供給する液体供給工程とを含み、
上記微粒子を上記液体中に回収し、当該微粒子の成分分析を行ない、
上記捕捉領域は、上記固体ターゲットを内部に含む密閉空間によって構成されており、
上記レーザー照射工程は、上記密閉空間に接している上記固体ターゲットの上記表面の少なくとも一箇所にレーザー光を照射して上記微粒子を生成し、
上記液体供給工程は、上記微粒子が生成された後に、上記密閉空間に上記液体を供給することを特徴とする成分分析方法。 A component analysis method for analyzing a component of a solid target, which is performed using the component analyzer according to claim 2,
A laser irradiation step of irradiating laser light to at least one location on the surface of the solid target to generate fine particles of the solid target from the at least one location;
Including a liquid supply step for supplying a liquid into the capture region forming part,
The fine particles are collected in the liquid, the component analysis of the fine particles is performed,
The capture region is constituted by a sealed space containing the solid target inside,
In the laser irradiation step, at least one part of the surface of the solid target that is in contact with the sealed space is irradiated with laser light to generate the fine particles,
In the liquid supply step, the liquid is supplied to the sealed space after the fine particles are generated.
上記分解工程では、上記生成された上記微粒子を回収した、微粒子が分散した超純水に、酸溶液、アルカリ溶液、または有機溶剤を加えることによって分解液を作成して、前記回収した全ての微粒子を分解することを特徴とする請求項11から16までの何れか1項に記載の成分分析方法。 The liquid is ultrapure water,
In the decomposition step, an acid solution, an alkali solution, or an organic solvent is added to ultrapure water in which the generated fine particles are collected, and the fine particles are dispersed. The component analysis method according to any one of claims 11 to 16, wherein the component is analyzed.
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