JPH06105249B2 - 液中の不純物測定方法及び装置 - Google Patents

液中の不純物測定方法及び装置

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JPH06105249B2
JPH06105249B2 JP62500195A JP50019586A JPH06105249B2 JP H06105249 B2 JPH06105249 B2 JP H06105249B2 JP 62500195 A JP62500195 A JP 62500195A JP 50019586 A JP50019586 A JP 50019586A JP H06105249 B2 JPH06105249 B2 JP H06105249B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、液体中の不純物の例えば0.01ppmから104ppm
の間の測定、特に不純物の濃度がppm以下の超高純度を
持つ液体中に溶解した不純物を迅速に測定するための方
法及び装置に関する。
公知の技術に関する摘要 近年、超高純度水が半導体機器の研究，開発及び製造に
とって不可欠であることが認識されている。１個の“チ
ップ”を製造するのに必要とされる水の量は２から５リ
ットルの間にある。半導体工業により制定されている規
格は、水中の不純物の量がppm単位以下であることを要
求している。超高純度水に対するこれ等の要求は、水の
中の痕跡不純物の濃度測定法に対する必要性をより高め
る。
かかる不純物の測定精度の向上に関する問題は、超高純
度水が殆んどあらゆる構成材料を溶解させるという事実
により複雑なものとなる。即ち、純水に接触するあらゆ
る材料は、迅速に溶け、溶解不純物となって水自体の状
態を変化せしめる。従って、かかる水の中の不純物の量
を迅速に測定することが、この不純物を許容し得る限界
内に保持する処理の上で重要性を帯びて来る。超高純度
の状態に保たれることを要する他の液体に対しても、同
様の要求が存す。
現在、液中の不純物を検出するのに用いられる標準テス
ト法は、揮発性の液を蒸発せしめて皿及び残滓を105℃
で30分間加熱した後の残滓を測定している。蒸発残滓秤
量法は、BOOK OF SEMI STRNDARDS 1985,Volume 1,
Chemicals Divisions,p.6,section 3.3,Determimatio
n of Residue After Evaporation;in the Annual
Book of ASTM Standards,1984,Designation:D 13
53−83, Standard Test Method for Nonvolatile Matter
in Volatile Solvents for use in Paint,Varnis
h,Lacquer,and related products:as well as in
Analytical Chemistry,Volume 50 No.7,June 197
8 issue,in the article entitled“Analysis of
High Purity Chemicals:Examination and Improv
ement of the Residue After Evaporation Test
Solvents",by Campbell and Hallquistに記載され
ている。
テスト法は、基本的には同じである。例えば最近の方法
は、0.006cmの厚みを有する“家庭用”のアルミニウム
ホイルを、直径約20cmの円型に切り抜いたものを用い
る。不純物を測定すべき液で洗い、空気で乾燥した後、
前記ホイルは800mlのビーカの底の周囲に押し付けられ
る。得られたアルミホイル皿は、次に105℃で30分間加
熱される。用いられた液がアルミニウムを侵す場合に
は、白金皿が用いられる。皿は、次に塩化カシウムを入
れたデシケーター中で約30分間から45分間冷却される。
静電気が次に放射線源から放射され、その後皿はその重
さが計量される。次に皿は、0.8μｍのメンブランフィ
ルターを通して過された窒素をそれに流入せしめるジ
アーズ アセンブリー（Thiers assembly）中に入れら
れる。200gに相当する測定されるべき液量が皿に加えら
れる。皿と液は、次のその上に設けられた加熱ランプ及
び下の低温ホットプレートにより加熱される。加熱は、
蒸発が8ml/分以上でない割合で行なわれるように調節さ
れる。
液の蒸発後、皿は尚ジアーズ アセンブリーに入れられ
たままで105℃のオーブンに30分間放置され、次に上記
のデシケーターの中で冷却される。約35分から40分後に
静電気が放電され、次に皿だけの重量が秤量される。残
滓の重量は、皿のみの場合の最初の重量を差引くことに
より求めることができる。上記の方法の精度は、0.4ppm
程度の低い残滓量を検出することを可能にする。誤差
は、空気中の不純物，装置の汚染物，移し替えた場合の
残滓の損失，秤量前の皿の冷却時間，空気中からの水分
の吸収及び逃出蒸気の連行による残滓の損失を、その原
因とすることが考えられる。
上述のことから、上記方法は、かなりの精度を確保でき
るものの、不純物の分析に長時間を必要とし、従って液
体中の不純物の測定に要求される迅速さを満足するもの
ではないことは明らかである。
本発明は、半導体工業及び液体の中に含まれる不純物の
迅速な分析を必要とする他の業種の要求を対象とする。
本発明方法は、標準法よりも遥かに正確、迅速且つ必要
量が少なく、経済的である。基本的な必要事項は、分析
されるべき液体が液滴に分散されること、蒸発可能であ
ること、及び不純物を追加するが如き反応又は溶解を起
こすことなく容器の中に収容可能な性質を有することで
ある。
発明の概要 本発明は、 溶解した不純物を含む液体を準備し； 所定の直径Ｄの液滴を生ぜしめるように、ガス流中に前
記液体を分散せしめ； 前記ガス流中を搬送される間に、前記液滴を蒸発せし
め、 該蒸発により前記液滴から形成された溶解不純物の残滓
粒子の直径ｄを測定し； 前記液滴中の体積残滓濃度CVを式 CV＝（d/D）３ に従って計算することを特徴とする液中のppm単位以下
の溶解不純物の体積濃度を迅速に測定するための方法を
提供するものである。
本発明はまた、 液のための槽； 液のジェットを形成するために、前記槽から液をポンピ
ングするための前記槽に接続されたシリンジポンプ； 選択可能な周波数で振動することができ、前記シリンジ
ポンプからの液ジェットを制御された手段で極めて均一
な直径Ｄを有する液滴に分割し得る圧電振動オリフィス
（piezoelectric vibrator orifice）； 前記圧電振動オリフィスに予め定められた周波数を供給
するための発信器； 前記液滴を搬送し、かつ液滴ガス流を形成しつつ液滴中
の液を蒸発させる撹乱ガス供給源； 前記液滴及びガスに対する入口を持つ前記液滴ガス流を
容れるためのチャンバー； 前記ガスにより運ばれる前記液滴の蒸発後に残る溶解不
純物の残滓粒子を集めるための出口； 前記残滓粒子の直径ｄを測定するための光線散乱スペク
トロメーターに前記ガスにより運ばれる前記残滓粒子を
通すためのコンジット（conduit）手段を組み合わせて
なり、前記光線散乱スペクトロメーターは、 前記粒子の収集のための手段； 光線束； 前記収集手段からの粒子を前記光線束の進路に90゜の角
度を以って導き入れるための手段；該手段により導き入
れられた粒子によって散乱された光を集めるための集光
装置； 前記集光装置からの光を受けるための増倍型光電管（ph
otomultiplier tube）； 前記増倍型光電管からの信号を増巾するための手段；及
び 粒径ｄの測定を可能にするための前記増巾手段からの出
力を読み取るための手段； を含む液中の溶解不純物の体積濃度を迅速に測定するた
めの装置をも提供するものである。
前記装置は、残滓粒子の直径ｄを測定するための光線散
乱スペクトロメーターにガスにより運ばれる残滓粒子を
通すための前記コンジット手段に代えて、電荷を与えら
れたときに、前記粒子の運動性によって前記粒子の径ｄ
により前記残滓粒子を分級するため、静電気分級装置に
前記ガス粒により運ばれる前記残滓粒子を通し、その後
に前記粒子を凝縮核カウンターにより検出するためのコ
ンジット手段を備えることができ、前記静電荷分級器
は、 チャンバー； 前記チャンバーを接地するための手段； 前記チャンバー内のガス流手段； 前記ガス流中を運ばれる前記残滓粒子のための入口手
段； 前記ガス流手段のための入口手段； 前記ガス流手段のための出口手段； 前記ガス流中を運ばれる前記非選択残滓粒子のための出
口手段； 前記粒子上に双極平衡電荷レベルを確立するための前記
チャンバー内の手段； 高圧電源； 電気的運動性スペクトラムを走査するための前記高圧給
電に必要とされる可変電圧電源； 粒子検出のための凝縮核カウンターへ前記ガス流により
運ばれる前記分級された残滓粒子を導くための出口手段 を以って構成され、しかも前記凝縮核カウンターは、 液体プール； 前記ガス流により運ばれた前記残滓粒子を前記液体プー
ルの上を通すことにより液滴を形成するための手段； コンデンサーチューブ； 高照度光束； 前記ガス流により運ばれた前記液滴を、前記光束を通過
せしめるための手段； 前記液滴により散乱した光を集めるための集光装置；前
記集光装置からの光を受けるための光検出器； 前記光検出器により受けられる光に応じて電気パルスを
送るためのフォトダイオード出力； 前記電気パルスの読み取りのためのアナログ出力 を備えたものとすることができる。
前記装置はまた、前記コンジット手段に代えて、前記ガ
スにより運ばれる前記残滓粒子を空気力学粒径分析機
（particle sizer）に通すためのコンジット手段を備え
たものとすることができ、前記空気力学粒径分析機は、 正確に制御されたガスの加速性の高速ジェットを作るた
めに、前記ガス流により運ばれる前記残滓粒子を引き出
すためのフローノズル手段； 粒子の速度を測定するためのレーザーベロシメーター
（leser velocimeter）からなり、前記レーザーベロシ
メーターは、 レーザー光源； レーザービームを拡大し、かつそれを２つのビームに分
割するビーム拡大器（beam expander）及び細分器（spl
itter）； 前記ビームを加速フローノズルの直下にある２つの平行
平面に焦点を結ばせるための手段； 前記２つのビームを通過する残滓粒子の通過から生じた
光パルスを集めるための手段； 増倍型光電管（photomultiplier）式光線検出システ
ム； 前記集められた光を前記増倍型光電管式光検出システム
上で焦点を結ばせることにより２つの電気パルスを生ぜ
しめるための手段； ２つの電気パルスの間隔を測定し、従って粒子の速度
を、従ってその空気力学的な粒子のサイズを測定するた
めの手段 を備えたものとすることができる。
シリンジポンプにより供給される液体ジエットは、例え
ば、圧電振動器（piezoelectricvibrator）を用いるこ
とにより制御され方法で、極めて均等な液滴に細分され
る。振動器は、液滴の均一なサイズを制御する選択可能
な周波数で振動する。液滴が形成されると同時に、それ
らは空気又は窒素の如き撹乱ガス流の中に運ばれること
により分散かつ乾燥し、各液滴は後に残滓粒子を残す。
静電荷の中和を必要とする場合の中和には、クリプトン
−85（Krypton−85）放射線中和装置を用いて行なわれ
る。
本発明の一つの実施例によれば、残滓粒子のガス流は有
機不純物の蒸発を行うために、周期的な加熱ゾーンを通
過せしめることができる。これにより、残滓粒子が有機
物であるか、又は無機物であるかを判定することが可能
である。熱に晒される前後の粒子のサイズを比較するこ
とにより有機不純物の量を求めることができる。
液滴ジェネレーターから生じる残滓粒子の各々は等しい
直径ｄを有しており、これが測定される。ここで重要と
なるのは、光散乱スペクトロメーターの如き粒子のサイ
ズの測定装置である。使用することのできる他の装置
は、下記の本発明の詳細の中に記載されている。
液滴の直径及び残滓粒子の直径ｄが判れば、液中の不純
物のボリューム単位の濃度、CVを次式から計算すること
ができる。
CV＝（d/D）３ 本発明は、添付の図面を参照することにより、更に容易
に理解することができる。
図面の簡単な説明 図１は、液滴形成装置からの粒子供給源及びレーザー光
線散乱粒子のスペクトロメーターを用いる本発明方法及
び装置の例を模式的に示すフロー図； 図２は、一般的な光散乱粒子のスペクトロメーターを示
す模式図； 図３は、本発明の方法及び装置の例における液滴形成装
置を中心に示す模式図；及び 図４は、本発明方法及び装置の例における静電気分級装
置と凝結核カウンターとの模式図である。
実施例 本発明の方法及び装置の精度は、不純物が分析されるべ
き液体の液滴の直径Ｄの正確な認識及び液滴から液が蒸
発した後に残る残滓粒子の直径ｄの測定によって決ま
る。
振動オリフィス液滴形成装置が均一な液滴をガス流中に
均一に分散せしめるために好んで使用される。好ましい
液滴形成装置は、TSI,Inc.製のモデル3450てある。この
装置は、科学文献の中で公知である。例えばR.N.Bergla
nd及びB.Y.H.Liv（1973）Eviron.Sci.Technol.7,147.を
参照されたい。
液滴形成装置の模式図は、図３から知ることができる。
図に示される如く、シリンジポンプ60が、サンプリング
されるべき液を予め定められた流量でチャンバー62に供
給し、この中では流れが振動オリフィスを通過する際
に、振動オリフィス64が均一な液滴66を形成する。振動
オリフィス64は、均一な液滴66を液体ジエットの破断を
制御することにより生ぜしめる。液滴が不均一になるこ
とは、適切な周波数の周期的な撹乱を調節された方法で
与えることにより避けることができる。このプロセス
は、標準偏差が普通液滴の中央値の１％以下の極めて均
一な液滴を作り出す。
振動オリフィス64はサイズが極めて小さく、シリンジポ
ンプ60からの液体は予め定められた流量で供給される。
圧電セラミック（piezoelectric ceramic）はオリフィ
ス64を一定の周波数で振動せしめ、この振動は、発振電
圧ポテンシャルにより駆動される。均一な液滴66が形成
されると、それらはチャンバー62の底から入る撹乱空気
ジエット68の中に送り込まれる。撹乱エアージエット68
は液滴を分散せしめ、凝集を防止する働きをなす。過
された大量の洗浄且つ乾燥した空気がチャンバー62に加
えられることにより、液の蒸発を引き起こす。
液滴66がチャンバー62の中を上方に向かって通過する際
に、それらは、チャンバー内のクリプトン−85中和装置
70の脱イオン効果を作用せしめられることにより、液滴
又は残滓粒子に静電荷があると、これが中和される。
各液滴が中和装置70及びある長さのコラム62を通過する
ときに、液体は、液滴66から蒸発することにより残滓粒
子69を生ぜしめ、該残滓粒子は有機及び／又は無機の成
分からなる。粒子は、バルブ74により制御されているチ
ューブ72の中に引き込まれ、これが、粒子をチューブ76
又は78を通して粒径分析器80に導く。流れの一部はチュ
ーブ78に通され、ここでヒーター82により加熱される。
ヒーター82を通過した粒子の径を、チューブ76を通過し
た粒子の径と比較することにより残滓粒子が有機物であ
るか否かを知ることができる。
粒径分析器の一種の光線散乱粒子スペクトロメーター
は、図２に模式的に示されている。図に示された如く、
測定されるべき粒子100は、入射光線102を通過せしめら
れることにより、光を103に示される如く散乱せしめ
る。散乱した光は集光システム104によりピックアップ
され、該集光システムは光を増倍型光電管（photomulti
plier tube）、又は感光ダイオード106に導く。増倍型
光電管又は感光ダイオード106からの信号は、増巾器108
に送られ次に読取器110に送られる。
0.1μｍから12μｍの範囲の残滓粒径の測定に対して好
まれる装置は、パーティクル メジャーリング システ
ム インコーポレーテッド（Particle Measuring Sys
tem,Inc.）から入手することのできるレーザー光線散乱
粒子スペクトロメーター、モデルLAS−Ｘ又はLAS−250X
である。この装置の模式図は図１に示されている。
図３は概略が示されたサンプル液滴形成装置は、不純物
を測定すべき液を均一な液滴として空気中に分散せし
め、直径Ｄを持つ各液滴は、蒸発後に直径ｄを持つ残滓
粒子サンプルを形成する。この液滴形成装置の出口は、
図１に示される粒子の供給源10を構成する。粒子供給源
10から出る残滓粒子サンプル流は、500μｍの直径を持
つハイポダーミック（hypodermic）チューブ18を通じて
引き出される。同時に流量計12により制御される外鞘空
気はフィルター14を通って流れ、ノズル16において空気
力学的に焦点を結び、ここで残滓粒子サンプル流が過
された該外鞘空気の流れと合体する。過された外鞘空
気と残滓粒子サンプル流との組み合わされた流れは、ポ
ンプ22によりフィルター24に吸引される前に、位置20に
おいてレーザ光線と交差する。フィルター24は、系から
フロメーター26に導かれる空気の通過中に残滓粒子を集
める。ニードルバルブ25及び27は、系に出入りする空気
の量を制御する。
レーザー28は、ハイブリッドHe−Ne632.8nmチューブで
あり、レーザーのために特別にデザインされたアルミニ
ウム製外被を有する。レーザーが作用するキャビティー
30は、ハウジング32の中に含まれる。レーザー28は、２
つの正面ミラー34及び36と共に使用される。第１コレク
ティング表面ミラーは、パラボラ型のミラー34であり、
これを通して分析されるべき粒子はサンプリングプロセ
ス中にその焦点を通過する。パラボラ型のミラー34は、
632.8nmの波長の場合に、90％の反射性を保障するため
に金メッキされている。
第２の表面ミラー36は45゜の角度を持ち、632.8nmで99
％以上の反射性を得るために、誘電的にコートされる。
同様に、誘電的にコートされる非球面屈折エレメント38
は単一アルミニウムブロック40の中に収納されている。
レーザーキャビティー30は、ｏ−リング42、44及び44に
よりシールされる。また、レーザー28とは対角的な位置
には、外部ミラー48がある。シールされたミラー50が、
レーザーと基準光検出モジュール52との間で回転する。
散乱検出モジュール54は、光学システムを完成させる。
上記の光学系は、400μｍ−600μｍのビーム巾の場合に
500Wcm2を上回るエネルギー密度を可能にする。組み合
わされた結像システムは、４倍（4X）の有効倍率を持
つ。系は、35％−120％の光を集め2.2piステラジアン立
体角（Steradian solid angle）を与える。
粒子のサンプリングは、過された外鞘空気流により囲
まれた粒子供給源10から粒子サンプル流から成る、空気
力学的に焦点を結ぶジエットにより行なわれる。粒子サ
ンプル流は、図１の点20のパラボリックミラー34の焦点
に位置する。レーザーから集められた光線は、パラボリ
ックミラー34により平行化され、フラットミラー36で45
゜に反射された後、再び非球面レンズ38により再び焦点
を結ぶ。集められた光線は、光線検出モジュール54によ
り光電流信号に変換される。
約0.5μｍ以上の直径ｄを持つ残留粒子に対して、特に
適合する残滓粒子の直径を測定するための上記に代わる
装置は、ティーエスアイ，インコーポレーテッド（TSI,
Incorporated）により製作されたエーピーエス33アエロ
ダイナミック パーティクル サイザー（APS33aerodyn
amic particle sizer）である。アエロダイナミック
パーティクル サイザーの原理は、判明している流れの
中での粒子の加速度を測定し得るならば、真の空気力学
的なサイズを求めることができるものである。この装置
においては、粒子がノズルを通して引き出されることに
より、正確に制御された加速高速エアージエットが形成
される。粒子の速度は、レーザー速度計により測定され
る。全測定時間中、流れの領域の中の任意の点での速度
は、粒子の空気力学的サイズ特性に従ってジエットの中
で一定の値を保つ。小さい粒子は、大きい粒子よりもよ
り迅速に加速が行なわれる。
粒子速度は、実際に加速ノズルの出口において測定され
る。レーザー速度計システムは、レーザ光源，ビームの
拡大及び分割装置，焦点を結んだ後に受光するための装
置及び増倍型光電管検出システム（photomultiplier li
ght detection system）からなる。実際には拡大された
レーザビームは、２つに分割され、次にこれは流れの加
速ノズルの直ぐ下の２つの平行平面の中に焦点を結ぶ。
これ等２つの平行平面を通過する各粒子は散乱光の２つ
パルスを形成し、これらは集められて増倍型光電管光検
出システム上で焦点を結ぶことにより、２つの電気パル
スを形成する。２つのパルスの間隔は、測定されること
により粒子の速度を、従ってその空気力学的サイズを示
す。
約0.1μｍから約0.01μｍの直径を持つ残滓粒子の直径
を測定するためには静電分級器と粒子検出器、例えば凝
縮核カウンターとの組み合わせが好適である。記載のタ
イプの静電気分級器はティーエスアイ インコーポレー
テッド（TSI,Inc.）により製作されている。
静電分級器の原理は、図４に模式的に示されている。液
滴発生装置により形成された残滓粒子流がKr−85双極チ
ャージャーを通過した後に、粒子には双極平衡電荷レベ
ルが形成される。0.005μｍから0.3μｍの直径域の中
で、大抵の粒子は、単一の正、又は負の電荷単位を与え
られる。正、又は負の電荷粒子は、次にその概要を図４
に示されている差動電気運動性分析装置を通過せしめら
れる。この装置は、その範囲が電圧によって決まる狭
い、運動を許す範囲の中の粒子を除き、全ての粒子を除
外する。
粒子は、人口70を通じて中に入り、入口74から装置内に
入る空気の流れにより、接地されたチャンバー72内の装
置部分を通じて運ばれ、その後、可変高圧電源76に接触
する。チャンバー72内では、あらゆる粒子は、電圧によ
り決まる狭い、運動の可能な範囲内の粒子を除き、除去
される。運動性分析装置の電圧がその作動域にわたって
調節されることにより直径ｄが不明の残滓粒子のエキゾ
ースト流は、チャンバー72の出口78から出て、凝縮核カ
ウンター81に導かれる。凝縮核カウンター81が粒子を検
出するときに、粒子の直径は、運動性分析装置電圧，定
常流速及びシステムの形状を知ることにより正確に求め
ることができる。何故ならばすべての粒子は、単一電荷
を持つからである。
使用し得る凝縮核カウンターの一つのタイプは、ティー
エスアイ インコーポレーテッド（TSI、Inc.）により
製作されているモデル3020である。この装置の中では、
ブタノールはミクロン以下の粒子上に凝縮され、この粒
子はブタノールプールの表面を約33℃の温度下で通過せ
しめられる。蒸気は、粒子表面上に凝縮し、それらを約
10μｍの液滴にまで成長せしめる。ブタノール蒸気を表
面に凝縮せしめた粒子は、次に信頼度の高い10000時間
のハロゲンランプの高照度ビームを通過する。その結
果、前方に向かって生じる光の散乱は、光の検出器によ
りピックアップされることにより、フォトダイオードの
出力に変換され、この出力はノイズ比に対して高い信号
を持つ。アナログ出力は、全濃度領域にわたり濃度に正
比例する。
処理方法の説明 本発明のプロセスは、液中の不純物のppm以下の濃度の
迅速な測定方法を提供する。該方法は、不純物が有機物
又は無機物の何れであるかには関係なく使用することが
できる。
理想的には、不純物を測定するための液は、液滴の形成
を可能にする周囲条件で、比較的低い速度で進むべきで
ある。また、液は、その中に外部から不純物が更に浸入
することを防止するために、かかる液とは反応せぬ適切
な容器の中に保存されることができるべきである。最後
に、液体は蒸発することが出来ねばならない。
液中の不純物を測定するには、液は、先ずガス流中で正
確に判明している直径Ｄを持つ均一な液滴の中に分散せ
しめられねばならない。図面は或るタイプの液滴形成装
置を示すが、究極的に直径Ｄが正確に判明している均一
な液滴を形成し得る如何なるタイプのものも使用するこ
とができる。例えば液は、図３に記載されたタイプの均
一分散エアロゾル発生装置を用いて直接均一分散せしめ
られることができる。好ましい装置はティーエスアイ
インコーポレーテッド（TSI、Inc.）のモデル3450であ
る。
一般に、図に示された如き振動オリフィスジェネレータ
ーの場合には、液滴の直径のサイズは１μｍから200μ
ｍ、特に約20μｍから約50μｍの範囲内におさめられる
ことができる。最後に述べた範囲では、不純物のppmレ
ベルでの測定に対して優れた結果をもたらすことができ
る。
測定プロセス中、液体の汚染されることを防止するため
に液が接触する材質は、得られる結果を最高に正確にす
るために考慮されねばならない。例えばステンレス鋼
は、振動オリフィスジェネレーターのバイブレーターヘ
ッド及びオリフィスプレート上に、一般的に使用され
る。チューブ，ガスケット，フィルター及びマイクロオ
リフィスを保護する13mmフィルターには、テフロンが用
いられる。また、フィルターホルダーには、一般にポリ
プロピレンが用いられる。シリンダ材料も、又考慮され
ねばならない。材料の正確な選択は、使用される液のタ
イプによって決まる。
大抵の有機溶剤及び水の中の不純物の測定に対しては、
ステンレス鋼及びテフロンが好まれる。更に、ポリプロ
ピレンフィルターハウジングは、ほとんどの有機溶液、
又は水と反応するとは思われない。シリンジは、それを
形成する材料のみならず、プランジャーをも包含する。
イソプロパノールの場合には、ボロシリケートガラスの
シリンジに、テフロンプランジャーを用いたときに満足
し得る結果が得られる。水の測定の場合には、ポリプロ
ピレンシリンジはネオプレンプランジャーを用いること
により満足し得る結果が得られた。然し、材料のタイプ
によっては測定すべき液と反応することが銘記されるべ
きであり、その時々に材料の適切な選択が検討されねば
ならない。
通常、液滴を形成するために使用されるべきガス流は、
限外過装置（Ultrafilter）を通された空気である。
他の場合には、同じく限外過装置を通された空気、又
は測定されるべき液、又はその中の不純物と反応せぬ他
の不活性ガスを使用することができる。
液滴は、液を不純物から迅速に蒸発せしめることによ
り、直径ｄの残滓粒子を残すための動作を促進するの
に、撹乱ガスの中に乗せられることが望ましい。
液滴又は残滓粒子上の静電荷を中和することが重要であ
る。理想的には静電荷は、ボルツマン（Boltzman）最終
電荷平衡状態近くにまで低下せしめられるべきである。
粒子及び液滴の中和には、液滴が形成されつつある際
に、又はそれらが蒸発又は乾燥する間に行なうことがで
きる。
クリプトン−85（Krypton−85）放射線中和装置を用い
て液滴及び残滓粒子上の静電荷を中和する場合に、優れ
た結果が得られた。然し、他の同位元素、例えばAm−13
1も使用することができる。
図３に示された如く、液滴形成装置にはガス粒子流を加
熱するために、出口に近く短い加熱セクションを備える
ことができる。粒子は、残滓が有機性か無機性であるか
の推定のために、このセクションを通すことができる。
不純物が有機残滓からなるときには、直径の変化が加熱
後に表われる。加熱セクションを通過した後の粒子の直
径を加熱セクションを通されなかった粒子の直径と比較
したときに得られる差異は直径の差異により不純物の有
機部分を求めることを可能にする。
振動オリフィス液滴形成装置を用いる際に、各液滴のボ
リュームＶは、次の式を用い、運転パラメーターから計
算することができる； Ｖ＝Q/F 但し、Ｑはジエット中の液体の体積流量であり、Ｆは周
期的な撹乱を生ぜしめるための励磁周波数である。精度
を最高レベルにするためには、液体Ｑの体積流は、各シ
リンジ毎にその時々に改めて求められることが必要であ
る。Ｖが求められると、液滴の直径Ｄは、球の体積の公
式の中のＤを求めることにより計算される； Ｖ＝D3π/6 Ｄ＝（6V/π）1/3 又、Ｖ＝Q/Fであるから Ｄ＝（6Q/πＦ）1/3 液の体積流量は、定められた時間にわたりシリンジポン
プによって供給される液の量を測定することにより、測
定することができる。例えば、10cm3が蒸発を最小に抑
えるために隔壁によりシールされた小型フラスコに注入
され得る。誤差分析は、時間測定，秤量及び蒸発損失に
対する誤差が無視し得るに過ぎないものであることを実
証した。64分間のテスト期間中、開放されたフラスコか
らの蒸発は0.06gに過ぎないことが判った。約0.05cm3又
は液体の供給率である0.153cm3/分に対する約0.5％に相
当する最後の液滴が、不確定の主因となっていた。この
結果、総合した不確定さは、Ｑの±１％以下であった。
振動オリフィス液滴形成装置の読取りから個々に得られ
るパラメーターＱ及びＦを測定することにより、Ｄに対
する総合不確定さは約1/2％となった。
20μｍオリフィス及び40/80KHzの周波数領域を用いるこ
とにより、Ｆに対する総合不確定性及び安定性は、約0.
2％と判定された。
液滴が形成され、振動オリフィス液滴形成装置の乾燥チ
ューブの中を流された後に、大気雰囲気下で液体ができ
る限り蒸発することにより生じる乾燥した残滓粒子の希
釈ガス流が生まれる。図３に記載の装置を用いることに
より、例えば1cm3当り約50粒子が形成される。溶剤液滴
からの溶剤の蒸発は極めて迅速に行なわれるが、その溶
液濃度が著るしく高い場合でも約100msから2100msで充
分である。
液滴中の静電荷が中和され且つ液滴が乾燥して残滓粒子
を形成した後、残滓粒子の直径ｄが次に求められる。残
滓粒子の直径は、使用すべき最良の装置が何であるかを
定める。
特に残滓粒子が0.1μｍから12μｍの範囲内の直径を持
つときには残滓粒子の直径ｄの測定に対する光線散乱粒
子スペクトロメーターを用いる装置を使用した場合に優
れた結果を得ることができた。好ましい装置の例が図１
に示され、この装置の模式図は図２に示されている。好
ましい装置はパーティクル メジャーリング システム
インコーポレーテッド（Particle Measurimg Syste
m,Inc.）の光線散乱粒子スペクトロメーター、モデルLA
S−Ｘ又はLAS−250Xである。
レーザー光線散乱スペクトロメーターは、粒子に対する
“光学的に等価な球”の径を測定するが、これは粒子の
形状及び屈折率によって左右されることに留意が必要で
ある。完全に円形ではなく球状様であり、そのサイズが
１μｍ以下のNaCl結晶の如き粒子は、一般にシステマテ
イックな誤差の原因とはならない。サイズの差異は、パ
ルスの分布を僅かに拡げることになるが、これはレーザ
ー光線散乱スペクトロメーターの分解能に影響を認め得
る程のものではない。
塩水液滴は蒸発することにより乾燥した固形粒子を形成
し、その体積サイズは関係湿度が約40〜50％以下の場合
では該湿度には無関係で一定である。粒子は、高湿度下
では水を吸収する（潮解）ことにより成長し始める。上
述の如くNaClの固形結晶は、立方体でコーナーは丸い。
不純物濃度が極めて低い他の無機粒子は、しばしば球体
様であるが多結晶系であり、電子顕微鏡の視野の中では
割目状の表面を持つ。
上記と異なり、有機不純物及び有機溶剤は、粘性の高い
油状の性質を示すことがある。このように形成された残
滓液滴は、溶剤の蒸気圧よりも大巾に低い蒸気圧を持つ
球となる。生じた残滓液滴は、各種のオンラインサイズ
分析技法による分析に対して充分に安定している。環境
温度以上の熱を与えられた時には、これらの液滴は蒸発
し、不純物が有機性か又は無機性かを判別するための手
段を提供する。
液体の液滴の直径Ｄ及び残滓粒子の直径ｄを測定するた
めの上記の装置に比較して、振動オリフィス液滴形成装
置とレーザー光線散乱スペクトロメーターとの組み合わ
せが、大抵の液体の中の不純物を測定するために好んで
使用される。その理由の一つは、光線散乱スペクトロメ
ーターの分解能と線型性が0.7μｍ以下のサイズ範囲内
で最良であるからである。0.5μｍから３μｍの残滓粒
子径サイズ範囲をカバーするレーザー光線散乱スペクト
ロメーターに、40μｍの液滴径サイズを用いた場合に、
0.1ppm−Ｖから125ppm−Ｖの範囲の不純物濃度が検出さ
れることができない。
約0.5μｍ以上の径を持つ残滓粒子に対しては、ティー
エスアイ インコーポレーテッド（TSI、Incorporate
d）製のAPS22の如き空気力学的パーティクルサイザーを
使用することができる。
粒子径が約0.1μｍから約0.01μｍの範囲以下の残滓粒
子の場合には、図４に示された如き静電分級装置が凝縮
核カウンターの如き粒子検出器と組合わされることによ
り、サイズの分級に用いられ得る。好ましい静電分級装
置は、ティーエスアイ インコーポレーテッド（TSI、I
nc.）により供給され。好ましい粒子検出器はティーエ
スアイ インコーポレーテッド（TSI、Inc.）により製
作された凝縮核カウンター、モデル3020である。
液滴の直径Ｄ及び残滓粒子の直径ｄが求められた後、ボ
リューム濃度、CVにより表わされるオリジナルの液中に
含まれている不純物の量は、次式から求められる； CV＝（d/D）３ 下記の例は、本発明の概念を示すことを目的とし、その
限界を構成することを意図するものではない。
例１ 水及びイソプロピルアルコールが、約0.2ppmから約100p
pmの範囲内での不純物レベルを別個に測定され、しかも
該測定は、各液体に対して３から４濃度レベルに分けて
行なわれた。
用いられた水は本発明方法による測定で0.16ppmvの初期
残滓レベルを持つ市販のボトル入りの脱イオン水であっ
た。蒸発残滓秤量法により測定されたとき、残留レベル
は0.41ppmwであった。塩化ナトリウムが水の中に溶かさ
れることにより、2ppmw及びそれ以上の不純物レベルが
作り出された。
用いられたイソプロピルアルコールは、蒸発残滓秤量法
により2ppm以下のレベルを持つHPLCグレードであった。
残滓を加熱する前に測定された不純物含有量は、夫々0.
8ppmv及び0.6ppmwであった。加熱後すべての残滓は蒸発
せしめられた。2ppm以上の不純物レベルは、イソプロピ
ルアルコールをネオプレンガスケット材料からの抽出物
と混合することにより、約5ppmから100ppmの間の不純物
レベルを作り出すことにより準備される。
不純物を測定するために用いられた装置は、図３に概要
を示された如き振動オリフィス液滴形成装置及び図１に
概要を示された如きレーザー光線散乱スペクトロメータ
ーからなっていた。用いられた振動オリフィス液滴形成
装置は、ティーエスアイ インコーポレーテッド（TS
I、Inc.）のモデル3450であった。20μｍオリフィスが
用いられ、液体供給速度Ｑは、0.153cm3/分から0.077cm
3/分の間であった。オリフィスは、40KHz−150KHzの範
囲内の周波数で振動せしめられた。液滴は、限外過装
置を通された空気の撹乱流の中に投じられた。イソプロ
ピルアルコールに対する測定に対しては、44μｍの液滴
径サイズが用いられ、水の測定に対しては42μｍと23μ
ｍの液滴径サイズが用いられた。
残滓粒子径は、パーティクル メジャーリング システ
ム インコーポレーテッド（Partclc Measuring Syst
ems,Incorprated.）製のレーザ光線散乱スペクトロメー
ターLAS−250Xを用いて測定された。
イソプロピルアルコール測定に対して用いられたシリン
ジはボロシリケート製で、プランジャーはテフロン製で
あり、水の測定には使い捨て式のポリプロピレンシリン
ジとネオプランプランジャーとが用いられた。シリンジ
内に水又はイソプロピルアルコールが充填され、液滴サ
イズ測定のための僅かな量の液が、20分間又は１時間の
間隔で供給され液滴化された。
比較の目的に限り、本発明方法によることなく“蒸発後
の残滓秤量法を用いた各濃度において、秤量法により同
時に測定された。有機性残滓の存在する場合には、測定
は105℃の加熱の前後に行なわれた。
使用された蒸発後の残滓秤量法は、概要をASTM（Americ
an Society for Testing Materials）及びSEMI（Se
miconductor Materials Institute）により記載され
ている。基本的には、各サンプルは、低蒸発率を維持す
るために適切な温度において、蒸発せしめられた。水が
不純物を測定されるときには、皿は、使用温度域にわた
り重量が一定であることのテストを既に終わっているコ
ーティングにより不活性化された。蒸発は、クラス100
清浄室条件の下で実施された。テストされた液のボリュ
ームは約30cm3から約1000cm3の範囲にあり、正確なボリ
ュームは、実在する不純物のレベルによって定められ
る。重量を測るためにマイクロバランス又はセミマイク
ロバランスが用いられ、両者の選択は皿の風袋重量によ
り支配された。
本発明方法と標準法との間の相関性に対するデーターを
更に得るために残滓粒子の単一粒子分析に対する幾つか
の試みが選ばれた。この場合に測定は、SEM及びEDSによ
り行なわれた。“軟質”の有機球体が存在するときに
は、静電沈降が粒子サンプルを得るために用いられた。
固形無機粒子が存在する他の場合には、粒子サンプルを
得るのに衝撃動作が用いられた。
不純物の測定の結果は、下記の表Ｉ及びIIにまとめられ
ている： 表Ｉ及びIIの結果は、極めて低い不純物レベルでも、本
発明方法及び装置を用いることにより極めて高い解像力
及び精度が得られることを示している。比較によれば残
滓又はバルク（Bulk）蒸発法は約0.1ppmwの検出限界を
持つ。表IIには、不純物の濃度の高い場合に、残滓粒径
が1.05μｍ±0.1μｍと、液滴径が42μｍとの場合を除
き、結果の間に良好な一致が認められる。同じ不純物濃
度において42μｍの代わりに23μｍの液滴径を用いる場
合には、表IIの最後の例に示される如く、２つの方法の
間には良好な一致が得られた。
表Ｉは、110ppmvの不純物濃度を持つイソプロピルアル
コールの測定に対して±30の不確定性を示している。こ
れは、44μｍの液滴径がレーザー光線散乱スペクトロメ
ーターを用いて、正確な測定を行なうには大き過ぎる径
の残滓粒子を生ぜしめることの事実に基づく。然しこれ
は、最初の液滴を小さく選ぶことにより克服されること
ができる。液滴径を小さくすることによって、レーザー
光線散乱スペクトロメーターにより処理の可能な残滓粒
径が得られる。
0.16ppmvレベルでの水の残滓粒径の電子顕微鏡像は、0.
22μｍの幾何学的な粒径を示した。表IIからは、0.16pp
mvの水の不純物レベル0.23±0.01μｍの残滓粒径が示さ
れる。これも又、本発明方法の信頼性を実証する。
その各々に１日を費やしたテストが、シリンジ材料によ
る不純物のもたらす影響を求めるために実施された。テ
ストの結果は、イソプロピルアルコールに対し、ボロシ
リケートガラスシリンジとテフロンプランジャーとが経
時的な結果の変動又はドリフトを認めなかった。
然し、使い捨てのポリプロピレンシリンジとネオプレン
プランジャーとを用いてイソプロピルアルコールを測定
したときには、不純物レベルは、テストの時間中に200
倍以上にも増大することが判明した。
与えられた不純物濃度での水の経時的なテストに関して
は、ボロシリケートガラスシリンジとテフロンプランジ
ャーとを使用した際には、水の中への滲出の兆候を認め
ることができた。0.16ppmの最初のレベルは、１時間の
間に約0.2ppmに上昇した。ポリプロピレンシリンジとミ
オプランジャーとを使用し、純粋な水を用いて更にすす
ぎ洗いをしたあとには、水への滲出の兆候は24時間の経
過後迄は認め得なかった。この時間の経過後には0.16pp
mから0.18ppmへの上昇が認められた。上記テストでは、
加熱は用いられなかった。
本発明に係る方法及び装置は、極めて低い濃度での液中
の不純物の迅速な測定を可能にする。測定すべき液の液
滴を分散せしめることにより、その径Ｄを求め、次に液
滴を測定し得る径ｄを持つ残滓粒子を残す如く液滴を蒸
発せしめことにより、オリジナル液中のボリューム濃度
CVを下記の式に従って求めることを可能にす； CV＝（d/D）３ 方法は迅速に行なうことができ、１回のテストは５分以
内にい行い得る。更に、該方法では、表Ｉ及びIIに示さ
れた結果により実証される如く、精度の高さは信頼し得
るものであり、必要な液の量が比較的少量であることか
ら経済的である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウエン，ホン，ヤン アメリカ合衆国 アイエル60513 ブルッ クフィールド サウス グローブ アベニ ュー 4604 (56)参考文献 特開 昭61−110056（ＪＰ，Ａ)

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】溶解した不純物を含む液体を準備し； 所定の直径Ｄの液滴を生ぜしめるように、ガス流中に前
    記液体を分散せしめ； 前記ガス流中を搬送される間に、前記液滴を蒸発せし
    め、 該蒸発により前記液滴から形成された溶解不純物の残滓
    粒子の直径ｄを測定し； 前記液滴中の体積残滓濃度CVを式 CV＝（d/D）３ に従って計算することを特徴とする液中のppm単位以下
    の溶解不純物の体積濃度を迅速に測定するための方法。
  2. 【請求項２】前記液体は単分散（monodisperse）液滴発
    生器を用いて分散せしめられ、シリンジポンプにより供
    給される液体ジェットは制御された方法で振動数を選択
    することのできる圧電振動オリフィス（piezoelectric
    vibrator orifice）により高度に均一な液滴に細分さ
    れ、しかも前記液滴は撹乱ガス流の中に送り込まれ、該
    ガス流は液滴又は溶解不純物とは殆んど反応することは
    なく前記液滴を迅速に乾燥せしめる特許請求の範囲第１
    項に記載の方法。
  3. 【請求項３】前記液滴の直径Ｄは、約１μｍから約200
    μｍの範囲内のものである特許請求の範囲第１項又は第
    ２項に記載の方法。
  4. 【請求項４】前記液滴径Ｄは、約20μｍから約50μｍの
    範囲内にある特許請求の範囲第１項に記載の方法。
  5. 【請求項５】前記液滴及び乾燥された残滓粒子は、クリ
    プトン（Krypton）−85放射線中和装置により電気的に
    中和されることによって、前記液滴及び残滓粒子上の静
    電荷のレベルがボルツマン（Bolzmann）電荷平衡点の近
    傍まで引き下げられる特許請求の範囲第２項に記載の方
    法。
  6. 【請求項６】前記残滓粒子を搬送する前記ガス流を、周
    期的に加熱することにより有機不純物の蒸発作用を生ぜ
    しめ、加熱前の前記粒子の直径ｄと、加熱後の前記粒子
    の直径ｄとを比較することにより、不純物が有機である
    か無機であるかの決定を可能にすることを含む特許請求
    の範囲第５項に記載の方法。
  7. 【請求項７】測定すべき前記残滓粒子は約0.1μｍから
    約12μｍの範囲の直径ｄを持ち、前記残滓粒子径ｄは光
    線散乱スペクトロメーターを用いて測定される特許請求
    の範囲第２項又は第５項に記載の方法。
  8. 【請求項８】液中において測定されるべき不純物は、約
    0.05ppmから約2ppmの範囲の濃度を持つ特許請求の範囲
    第１項又は第７項に記載の方法。
  9. 【請求項９】前記ガス流は、前記均一分散を行なう液滴
    形成装置を通過する前にフィルターを通される特許請求
    の範囲第２項に記載の方法。
  10. 【請求項１０】前記残滓粒子の径ｄは約0.1μｍから約
    0.01μｍの範囲内にあり、前記残滓粒子の直径ｄは静電
    分級器を通過して粒子検出器に送られる特許請求の範囲
    第１項又は第２項に記載の方法。
  11. 【請求項１１】前記粒子検出器が凝縮核カウンターであ
    る特許請求の範囲第10項に記載の方法。
  12. 【請求項１２】測定されるべき前記残滓粒子が0.5μｍ
    以上の径ｄを有し、前記残滓粒子の直径は空気力学的粒
    径分析器（particle sizer）により測定される特許請求
    の範囲第１項又は第２項に記載の方法。
  13. 【請求項１３】液のための槽； 液のジェットを形成するために、前記槽から液をポンピ
    ングするための前記槽に接続されたシリンジポンプ； 選択可能な周波数で振動することができ、前記シリンジ
    ポンプからの液ジェットを制御された手段で極めて均一
    な直径Ｄを有する液滴に分割し得る圧電振動オリフィス
    （piezoelectric vibrator orifice）； 前記圧電振動オリフィスに予め定められた周波数を供給
    するための発信器； 前記液滴を搬送し、かつ液滴ガス流を形成しつつ液滴中
    の液を蒸発させる撹乱ガス供給源； 前記液滴及びガスに対する入口を持つ前記液滴ガス流を
    容れるためのチャンバー； 前記ガス流により運ばれる前記液滴の蒸発後に残る溶解
    不純物の残滓粒子を集めるための出口； 前記残滓粒子の直径ｄを測定するための光線散乱スペク
    トロメーターに前記ガスにより運ばれる前記残滓粒子を
    通すためのコンジット（conduit）手段を組み合わせて
    なり、前記光線散乱スペクトロメーターは、 前記粒子の収集のための手段； 光線束； 前記収集手段からの粒子を前記光線束の進路に90゜の角
    度を以って導き入れるための手段；該手段により導き入
    れられた粒子によって散乱された光を集めるための集光
    装置； 前記集光装置からの光を受けるための増倍型光電管（ph
    otomultiplier tube）； 前記増倍型光電管からの信号を増巾するための手段；及
    び 粒径ｄの測定を可能にするための前記増巾手段からの出
    力を読み取るための手段； を含む液中の溶解不純物の体積濃度を迅速に測定するた
    めの装置。
  14. 【請求項１４】液体のための槽； 液のジェットを形成するために、前記槽から液をポンピ
    ングするための前記槽に接続されたシリンジポンプ； 選ばれた周波数で振動し、かつ前記シリンジポンプから
    の液体ジェットを制御された方法で直径Ｄを有する高度
    に均一な液滴に分割することのできる圧電振動オリフィ
    ス（piezoelectric vibrating orifice）； 前記圧電振動オリフィスに予め定められた周波数を与え
    るための発信器； 前記液滴を運び、液滴−ガス粒を形成しつつ液滴中の液
    を蒸発させる撹乱ガス供給源； 前記液滴及びガスに対する入口を持つ前記液滴ガス流を
    容れるためのチャンバー； 前記ガス流により運ばれる前記液滴の蒸発後に残る溶解
    不純物の残滓粒子を集めるための出口；及び 電荷を与えられたときに、前記粒子の運動性によって前
    記粒子の径ｄにより前記残滓粒子を分級するため、静電
    気分級装置に前記ガス流により運ばれる前記残滓粒子を
    通し、その後に前記粒子を凝縮核カウンターにより検出
    するためのコンジット手段 の組み合わせを以ってなり、前記静電荷分級器は、 チャンバー； 前記チャンバーを接地するための手段； 前記チャンバー内のガス流手段； 前記ガス流中を運ばれる前記残滓粒子のための入口手
    段； 前記ガス流手段のための入口手段； 前記ガス流手段のための出口手段； 前記ガス流中を運ばれる前記非選択残滓粒子のための出
    口手段； 前記粒子上に双極平衡電荷レベルを確立するための前記
    チャンバー内の手段； 高圧電源； 電気的運動性スペクトラムを走査するための前記高圧給
    電に必要とされる可変電圧電源； 粒子検出のための凝縮核カウンターへ前記ガス流により
    運ばれる前記分級された残滓粒子を導くための出口手段 を以って構成され、しかも前記凝縮核カウンターは、 液体プール； 前記ガス流により運ばれた前記残滓粒子を前記液体プー
    ルの上を通すことにより液滴を形成するための手段； コンデンサーチューブ； 高照度光束； 前記ガス流により運ばれた前記液滴を、前記光束を通過
    せしめるための手段； 前記液滴により散乱した光を集めるための集光装置；前
    記集光装置からの光を受けるための光検出器； 前記光検出器により受けられる光に応じて電気パルスを
    送るためのフォトダイオード出力； 前記電気パルスの読み取りのためのアナログ出力 からなる液中の溶解不純物の体積濃度を迅速に測定する
    ための装置。
  15. 【請求項１５】液のための槽； 液体のジェットを形成するために、前記槽から液をポン
    ピングするための前記槽に接続されたシリンジポンプ； 選ばれた周波数で振動することができ、前記シリンジポ
    ンプからの液ジェットを制御された方法で直径Ｄを有す
    る高度に均一な液滴に分割し得る圧電振動オリフィス
    （piezoelectric vibrating orifice）； 前記圧電振動オリフィスに予め定められた周波数を与え
    るための発信器； 前記液滴を搬送して液滴−ガス流を形成しつつ液滴中の
    液を蒸発させる撹乱ガス供給源； 前記液滴及びガスのための入口を持つ前記液滴−ガス流
    を容れるためのチャンバー； 前記ガス流により運ばれる前記液滴の蒸発後に残る溶解
    不純物の残滓粒子を集めるための出口；及び 前記ガスにより運ばれる前記残滓粒子を空気力学粒径分
    析機（particle sizer）に通すためのコンジット手段 の組み合わせを以ってなり、前記空気力学粒径分析機
    は、 正確に制御されたガスの加速性を高速ジェットを作るた
    めに、前記ガス流により運ばれる前記残滓粒子を引き出
    すためのフローノズル手段； 粒子の速度を測定するためのレーザーベロシメーター
    （leser velocimeter）からなり、前記レーザーベロシ
    メーターは、 レーザー光源； レーザービームを拡大し、かつそれを２つのビームに分
    割するビーム拡大器（beam expander）及び細分器（spl
    itter）； 前記ビームを加速フローノズルの直下にある２つの平行
    平面に焦点を結ばせるための手段； 前記２つのビームを通過する残滓粒子の通過から生じた
    光パルスを集めるための手段； 増倍型光電管（photomultiplier）式光線検出システ
    ム； 前記集められた光を前記増倍型光電管式光検出システム
    上で焦点を結ばせることにより２つの電気パルスを生ぜ
    しめるための手段； ２つの電気パルスの間隔を測定し、従って粒子の速度
    を、従ってその空気力学的な粒子のサイズを測定するた
    めの手段 からなる液中の溶解不純物の体積濃度を迅速に測定する
    ための装置。
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Families Citing this family (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5096615A (en) * 1988-07-19 1992-03-17 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Solid aerosol generator
US5098657A (en) * 1989-08-07 1992-03-24 Tsi Incorporated Apparatus for measuring impurity concentrations in a liquid
US5076097A (en) * 1990-06-28 1991-12-31 Tsi Incorporated Method and apparatus for determining concentration of macromolecules and colloids in a liquid sample
US5247842A (en) * 1991-09-30 1993-09-28 Tsi Incorporated Electrospray apparatus for producing uniform submicrometer droplets
CA2062629C (en) * 1992-03-10 1999-06-15 John Barry French Apparatus and method for liquid sample introduction
US5374396A (en) * 1992-05-05 1994-12-20 Tsi Incorporated Syringe injection system for measuring non-volatile residue in solvents
US5298967A (en) * 1992-06-02 1994-03-29 Pacific Scientific Company Measurement of concentrations of dissolved solvent
US5351523A (en) * 1993-01-21 1994-10-04 Tsi Incorporated Apparatus and process for determining filter efficiency in removing colloidal suspensions
US5481357A (en) * 1994-03-03 1996-01-02 International Business Machines Corporation Apparatus and method for high-efficiency, in-situ particle detection
GB9405392D0 (en) * 1994-03-18 1994-05-04 Secr Defence Microorganism detection apparatus and method
US5559284A (en) * 1995-04-17 1996-09-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method for determining elongational viscosity and dynamic surface tension in liquid solutions
JP4323571B2 (ja) 1997-01-31 2009-09-02 エックスワイ， インコーポレイテッド 光学装置
US6004393A (en) * 1997-04-22 1999-12-21 Komatsu Electronic Metals Co., Ltd. Detecting method of impurity concentration in crystal, method for producing single crystal and apparatus for the pull-up of a single crystal
JPH10291892A (ja) * 1997-04-22 1998-11-04 Komatsu Electron Metals Co Ltd 結晶中の不純物濃度検出方法および単結晶の製造方法並びに単結晶引上げ装置
US6149867A (en) 1997-12-31 2000-11-21 Xy, Inc. Sheath fluids and collection systems for sex-specific cytometer sorting of sperm
US6248590B1 (en) 1998-02-27 2001-06-19 Cytomation, Inc. Method and apparatus for flow cytometry
US6620620B1 (en) 1998-04-27 2003-09-16 Era Systems, Inc. Micro liquid evaporator
US6391149B1 (en) * 1998-06-04 2002-05-21 Advanced Cardiovascular Systems, Inc. Method and apparatus for concentrating a solute in solution with a solvent
EP1100534B1 (en) 1998-07-30 2008-01-16 XY, Inc. Equine system for non-surgical artificial insemination
US6368562B1 (en) 1999-04-16 2002-04-09 Orchid Biosciences, Inc. Liquid transportation system for microfluidic device
US6485690B1 (en) 1999-05-27 2002-11-26 Orchid Biosciences, Inc. Multiple fluid sample processor and system
US7024316B1 (en) 1999-10-21 2006-04-04 Dakocytomation Colorado, Inc. Transiently dynamic flow cytometer analysis system
US7208265B1 (en) 1999-11-24 2007-04-24 Xy, Inc. Method of cryopreserving selected sperm cells
NZ545311A (en) 2000-05-09 2008-03-28 Xy Inc Flow cytometer for high purity X-chromosome bearing and Y-chromosome bearing populations of spermatozoa
US7713687B2 (en) 2000-11-29 2010-05-11 Xy, Inc. System to separate frozen-thawed spermatozoa into x-chromosome bearing and y-chromosome bearing populations
CA2822983C (en) 2000-11-29 2017-05-09 Xy, Llc System to separate frozen-thawed spermatozoa into x-chromosome bearing and y-chromosome bearing populations
US6607597B2 (en) * 2001-01-30 2003-08-19 Msp Corporation Method and apparatus for deposition of particles on surfaces
US7012689B2 (en) 2001-05-17 2006-03-14 Dako Colorado, Inc. Flow cytometer with active automated optical alignment system
JP3572319B2 (ja) * 2001-11-15 2004-09-29 独立行政法人理化学研究所 液体中微粒子分析装置
US6802828B2 (en) * 2001-11-23 2004-10-12 Duoject Medical Systems, Inc. System for filling and assembling pharmaceutical delivery devices
US6639671B1 (en) * 2002-03-01 2003-10-28 Msp Corporation Wide-range particle counter
US20040005352A1 (en) * 2002-04-16 2004-01-08 Lopez Gabriel P. Biologically functionalized porous microspheres
US8486618B2 (en) 2002-08-01 2013-07-16 Xy, Llc Heterogeneous inseminate system
BRPI0313163B1 (pt) 2002-08-01 2015-11-17 Univ Colorado State sistema de separação de células espermáticas a baixa pressão
AU2003265471B2 (en) 2002-08-15 2009-08-06 Xy, Llc. High resolution flow cytometer
US7169548B2 (en) 2002-09-13 2007-01-30 Xy, Inc. Sperm cell processing and preservation systems
DK2305173T3 (en) 2003-03-28 2016-08-22 Inguran Llc Apparatus and method for providing sorted particles
US20060263829A1 (en) 2003-05-15 2006-11-23 Evans Kenneth M Efficient haploid cell sorting flow cytometer systems
US7119899B2 (en) * 2003-07-23 2006-10-10 Lighthouse Worldwide Solutions, Inc Particle sensor system
AU2005229073B2 (en) 2004-03-29 2010-08-19 Inguran, Llc Sperm suspensions for use in insemination
US7833147B2 (en) 2004-07-22 2010-11-16 Inguran, LLC. Process for enriching a population of sperm cells
PL2884258T3 (pl) 2004-07-27 2017-04-28 Beckman Coulter, Inc. Poprawa zdolności dyskryminacji w cytometrii przepływowej przy użyciu transformacji geometrycznej realizowanej za pomocą komputera
US7618770B2 (en) 2005-07-29 2009-11-17 Xy, Inc. Methods and apparatus for reducing protein content in sperm cell extenders
US8030082B2 (en) * 2006-01-13 2011-10-04 Honeywell International Inc. Liquid-particle analysis of metal materials
JP2007248229A (ja) * 2006-03-15 2007-09-27 Fujitsu Ltd 排気浄化機能付き微粒子測定装置
US7847936B2 (en) * 2007-05-15 2010-12-07 Waters Technologies Corporation Evaporative light scattering device and methods of use thereof
US8272253B2 (en) * 2008-01-22 2012-09-25 Ct Associates, Inc. Particle concentration measurement technology
US8573034B2 (en) * 2008-01-22 2013-11-05 Ct Associates, Inc. Residue concentration measurement technology
JP5852834B2 (ja) * 2011-10-04 2016-02-03 アズビル株式会社 微粒子検出装置の評価システム及び微粒子検出装置の評価方法
EP2777818A1 (en) 2013-03-15 2014-09-17 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Method and device of producing an intermittent liquid jet
US9821325B2 (en) 2013-04-30 2017-11-21 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University Apparatus and methods for lipidic cubic phase (LCP) injection for membrane protein investigations
JP6714441B2 (ja) * 2016-06-09 2020-06-24 アズビル株式会社 粒子検出装置及び粒子検出装置の制御方法
US10054530B2 (en) * 2016-08-16 2018-08-21 General Electric Company Particle detection systems
CN107064000B (zh) * 2016-12-31 2023-12-12 广东正扬传感科技股份有限公司 防紊流降垢结构及光学液体浓度测试装置
US10815521B1 (en) * 2017-03-13 2020-10-27 Ravi Saraf Electrochemical microarray chip and applications thereof
WO2020076330A1 (en) * 2018-10-11 2020-04-16 Xinova, LLC Concentration of water contaminants via rapid dispensing by microdispenser
DE102018129812A1 (de) * 2018-11-26 2020-05-28 Dionex Softron Gmbh Tropfengeneratorsystem, Detektor für Proben, entsprechendes Verfahren und entsprechende Verwendung
US12002665B2 (en) * 2019-07-01 2024-06-04 Applied Materials, Inc. Real-time detection of particulate matter during deposition chamber manufacturing

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR885390A (fr) * 1941-08-22 1943-09-13 Dispositif pour placer et extraire des fiches reposant dans des réceptacles placés verticalement

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3765771A (en) * 1971-10-27 1973-10-16 Coulter Electronics Liquid borne particle sensing method using aerosolizing techniques
US3854321A (en) * 1973-04-27 1974-12-17 B Dahneke Aerosol beam device and method
US4173415A (en) * 1976-08-20 1979-11-06 Science Spectrum, Inc. Apparatus and process for rapidly characterizing and differentiating large organic cells
US4284496A (en) * 1979-12-10 1981-08-18 Newton William A Particle guiding apparatus and method
FR2472754A1 (fr) * 1979-12-28 1981-07-03 Inst Francais Du Petrole Methode et dispositif pour determiner notamment la quantite de carbone organique contenue dans un echantillon
US4361400A (en) * 1980-11-26 1982-11-30 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Fluidic assembly for an ultra-high-speed chromosome flow sorter
JPS60192259A (ja) * 1984-03-14 1985-09-30 Dan Kagaku:Kk 純水中のダスト計測装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR885390A (fr) * 1941-08-22 1943-09-13 Dispositif pour placer et extraire des fiches reposant dans des réceptacles placés verticalement

Also Published As

Publication number Publication date
EP0247180A1 (en) 1987-12-02
JPS63501448A (ja) 1988-06-02
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US4794086A (en) 1988-12-27

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