JPH06186157A - 微粒子分析装置および微粒子分析方法 - Google Patents
微粒子分析装置および微粒子分析方法Info
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- JPH06186157A JPH06186157A JP4337229A JP33722992A JPH06186157A JP H06186157 A JPH06186157 A JP H06186157A JP 4337229 A JP4337229 A JP 4337229A JP 33722992 A JP33722992 A JP 33722992A JP H06186157 A JPH06186157 A JP H06186157A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
- G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means
-
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体プロセスにおけるプロセスチャンバー
内程度の低圧力のガス状試料を直接導入しても、その中
に浮遊する微粒子を効率よく解離しイオン化して分析で
き、微粒子の成分と大きさの情報の対応づけが出来る微
粒子分析装置を得る。 【構成】 光源２０からの光２９を集束させる集束装置
２１を設け、焦点におけるエネルギー密度が、ガス状試
料中の微粒子３０を解離するのに十分なエネルギー密度
を有する光ビームを形成する。分析管２５内で照射され
た微粒子３０は散乱光を発生し、その後、高エネルギー
密度の光ビーム２９により解離され、解離発光を発生す
る。散乱光及び解離発光を集光ミラー３２及び集光装置
２６により集光し、分光器２７及び信号処理装置２８等
において分析して、微粒子３０の個数と、個々の大きさ
及び成分の測定を行う。
内程度の低圧力のガス状試料を直接導入しても、その中
に浮遊する微粒子を効率よく解離しイオン化して分析で
き、微粒子の成分と大きさの情報の対応づけが出来る微
粒子分析装置を得る。 【構成】 光源２０からの光２９を集束させる集束装置
２１を設け、焦点におけるエネルギー密度が、ガス状試
料中の微粒子３０を解離するのに十分なエネルギー密度
を有する光ビームを形成する。分析管２５内で照射され
た微粒子３０は散乱光を発生し、その後、高エネルギー
密度の光ビーム２９により解離され、解離発光を発生す
る。散乱光及び解離発光を集光ミラー３２及び集光装置
２６により集光し、分光器２７及び信号処理装置２８等
において分析して、微粒子３０の個数と、個々の大きさ
及び成分の測定を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ガス状試料中に存在
する微粒子の成分を分析する微粒子分析装置に関し、特
に半導体プロセスにおけるプロセスチャンバ内等の低圧
ガス中に浮遊する微粒子を分析するのに有効な微粒子分
析装置に関する。
する微粒子の成分を分析する微粒子分析装置に関し、特
に半導体プロセスにおけるプロセスチャンバ内等の低圧
ガス中に浮遊する微粒子を分析するのに有効な微粒子分
析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、特開平２−１９０７４４に開示
されている従来の微粒子分析装置の構成図である。図に
おいて、分析されるべき微粒子が存在している被分析空
間１内に、導入管２が、サンプルガスＳＧを採取するた
め一端を挿入して設けられている。導入管２の他端に
は、石英製の分析管５が設けられ、分析管５は、マイク
ロ波源３からのマイクロ波が導入されるキャビティー４
内を貫通し、その先端は、サンプルガスＳＧ中の微粒子
を定性・定量分析するための分光器７に連結されてい
る。キャビティー４は、うすい円筒型をしており、キャ
ビティー４の内部には、分析管５を冷却するために、空
気から水分を除去したドライエアー等の冷却媒体が充填
され、キャビティー４の外周部には、パイプ等に冷却水
を通す等の方法による冷却機構４ａが設けられている。
分光器７の分析管５と反対側の端部には、光電変換器８
が接続されて、光電変換器８には信号処理装置９が接続
されている。信号処理装置９内には、増幅器（アンプ）
９ａ、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器９ｂ、中央
処理装置９ｃが設けられている。また、分析管５の導入
管２側の一端の側面には、アルゴン、ヘリウム等のキャ
リアガスＣＧを導入するキャリアガス導入管５ａが垂直
方向に設けられ、さらに分析管５の他端の側面には、同
じく垂直方向に、ガス排気管５ｂが設けられている。ガ
ス排気管５ｂの先端には、排気ポンプ６が設けられ、分
析管５内のガスは、ガス排気管５ｂ及び排気ポンプ６を
介して、分析管５の外へ排気される。
されている従来の微粒子分析装置の構成図である。図に
おいて、分析されるべき微粒子が存在している被分析空
間１内に、導入管２が、サンプルガスＳＧを採取するた
め一端を挿入して設けられている。導入管２の他端に
は、石英製の分析管５が設けられ、分析管５は、マイク
ロ波源３からのマイクロ波が導入されるキャビティー４
内を貫通し、その先端は、サンプルガスＳＧ中の微粒子
を定性・定量分析するための分光器７に連結されてい
る。キャビティー４は、うすい円筒型をしており、キャ
ビティー４の内部には、分析管５を冷却するために、空
気から水分を除去したドライエアー等の冷却媒体が充填
され、キャビティー４の外周部には、パイプ等に冷却水
を通す等の方法による冷却機構４ａが設けられている。
分光器７の分析管５と反対側の端部には、光電変換器８
が接続されて、光電変換器８には信号処理装置９が接続
されている。信号処理装置９内には、増幅器（アンプ）
９ａ、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器９ｂ、中央
処理装置９ｃが設けられている。また、分析管５の導入
管２側の一端の側面には、アルゴン、ヘリウム等のキャ
リアガスＣＧを導入するキャリアガス導入管５ａが垂直
方向に設けられ、さらに分析管５の他端の側面には、同
じく垂直方向に、ガス排気管５ｂが設けられている。ガ
ス排気管５ｂの先端には、排気ポンプ６が設けられ、分
析管５内のガスは、ガス排気管５ｂ及び排気ポンプ６を
介して、分析管５の外へ排気される。
【０００３】従来の微粒子分析装置は、以上のように構
成され、サンプルガスＳＧは、被分析空間１より、導入
管２を通じ、分析管５に導かれる。分析管５内におい
て、サンプルガスＳＧは、キャリアガス導入管５ａを介
して導入されたアルゴン、ヘリウム等のキャリアガスＣ
Ｇと混合される。この混合ガスには、マイクロ波源３か
らのマイクロ波パワーが、マイクロ波キャビティ４を介
して印加され、分析管５内に混合ガスのプラズマが発生
する。このとき、サンプルガスＳＧ中に存在する微粒子
は、プラズマによって、解離されイオン化される。イオ
ン化された微粒子、サンプルガスＳＧ、キャリアガスＣ
Ｇは、それぞれ成分固有のスペクトルでプラズマ発光す
る。その後、これらのガスは、排気管５ｂ及び排気ポン
プ６を介して、分析管５の外に排気される。
成され、サンプルガスＳＧは、被分析空間１より、導入
管２を通じ、分析管５に導かれる。分析管５内におい
て、サンプルガスＳＧは、キャリアガス導入管５ａを介
して導入されたアルゴン、ヘリウム等のキャリアガスＣ
Ｇと混合される。この混合ガスには、マイクロ波源３か
らのマイクロ波パワーが、マイクロ波キャビティ４を介
して印加され、分析管５内に混合ガスのプラズマが発生
する。このとき、サンプルガスＳＧ中に存在する微粒子
は、プラズマによって、解離されイオン化される。イオ
ン化された微粒子、サンプルガスＳＧ、キャリアガスＣ
Ｇは、それぞれ成分固有のスペクトルでプラズマ発光す
る。その後、これらのガスは、排気管５ｂ及び排気ポン
プ６を介して、分析管５の外に排気される。
【０００４】分析管５内で発生したプラズマ光は、分光
器７によって分光される。分光された光のうち、イオン
化された微粒子の成分元素に起因すると予想される発光
スペクトルの波長域のみを選択し、光電変換器８によっ
て電気的な光強度信号に変換する。光強度信号は、信号
処理装置９内の増幅器（アンプ）９ａによって増幅さ
れ、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器９ｂによって
デジタル光強度信号に変換される。そして、このデジタ
ル光強度信号が中央処理装置（ＣＰＵ）９ｃによって処
理され、スペクトルの波長に基づき、サンプルガスＳＧ
中の微粒子の成分元素が判定される。また、サンプルガ
スＳＧは、排気ポンプ６によって被分析空間１から分析
管５内へ連続的に吸引され、かつ、そこから外へ排気さ
れるので、サンプルガスＳＧ内に存在する微粒子の成分
元素に起因する発光スペクトルの強度変化は、時間の経
過に対してパルス状になり、各パルスが個々の微粒子に
対応しているので、パルス状のピークの個数を時間の経
過に伴って数えることにより微粒子の個数を計測するこ
とが出来る。
器７によって分光される。分光された光のうち、イオン
化された微粒子の成分元素に起因すると予想される発光
スペクトルの波長域のみを選択し、光電変換器８によっ
て電気的な光強度信号に変換する。光強度信号は、信号
処理装置９内の増幅器（アンプ）９ａによって増幅さ
れ、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器９ｂによって
デジタル光強度信号に変換される。そして、このデジタ
ル光強度信号が中央処理装置（ＣＰＵ）９ｃによって処
理され、スペクトルの波長に基づき、サンプルガスＳＧ
中の微粒子の成分元素が判定される。また、サンプルガ
スＳＧは、排気ポンプ６によって被分析空間１から分析
管５内へ連続的に吸引され、かつ、そこから外へ排気さ
れるので、サンプルガスＳＧ内に存在する微粒子の成分
元素に起因する発光スペクトルの強度変化は、時間の経
過に対してパルス状になり、各パルスが個々の微粒子に
対応しているので、パルス状のピークの個数を時間の経
過に伴って数えることにより微粒子の個数を計測するこ
とが出来る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上のように構成され
た従来の微粒子分析装置においては、微粒子を解離しイ
オン化するためのエネルギーは、プラズマ中で運動エネ
ルギーの大きいイオンや電子の互いの衝突によってもた
らされているので、イオンや電子の運動エネルギーが小
さかったり衝突の頻度が低い場合には解離にまで至らな
いことが多かった。独自の計算によれば、現在最も低い
圧力でプラズマを生成することが出来るＥＣＲ方式のプ
ラズマや多極磁場方式のプラズマにおいても、数Ｔｏｒ
ｒ（１Ｔｏｒｒは１気圧の７６０分の１）以上の圧力で
なければ、微粒子を解離するのに十分なプラズマを生成
することはできないという結果になった。
た従来の微粒子分析装置においては、微粒子を解離しイ
オン化するためのエネルギーは、プラズマ中で運動エネ
ルギーの大きいイオンや電子の互いの衝突によってもた
らされているので、イオンや電子の運動エネルギーが小
さかったり衝突の頻度が低い場合には解離にまで至らな
いことが多かった。独自の計算によれば、現在最も低い
圧力でプラズマを生成することが出来るＥＣＲ方式のプ
ラズマや多極磁場方式のプラズマにおいても、数Ｔｏｒ
ｒ（１Ｔｏｒｒは１気圧の７６０分の１）以上の圧力で
なければ、微粒子を解離するのに十分なプラズマを生成
することはできないという結果になった。
【０００６】ところが、半導体プロセス等においては、
半導体基板ウェハの表面に成膜やエッチングを施すため
のプロセスチャンバの反応圧力は数ｍ〜数１０ｍＴｏｒ
ｒというさらに低い圧力のものがほとんどを占めてお
り、昨今半導体の不良の原因として特に問題視されてい
るプロセスチャンバ内に浮遊する微粒子をプロセスガス
とともにサンプルガスＳＧとして、従来の微粒子分析装
置に直接的に導入しても導入する圧力が微粒子を解離で
きる圧力よりもさらに低いため、全く微粒子を解離する
ことが出来ないという課題があった。
半導体基板ウェハの表面に成膜やエッチングを施すため
のプロセスチャンバの反応圧力は数ｍ〜数１０ｍＴｏｒ
ｒというさらに低い圧力のものがほとんどを占めてお
り、昨今半導体の不良の原因として特に問題視されてい
るプロセスチャンバ内に浮遊する微粒子をプロセスガス
とともにサンプルガスＳＧとして、従来の微粒子分析装
置に直接的に導入しても導入する圧力が微粒子を解離で
きる圧力よりもさらに低いため、全く微粒子を解離する
ことが出来ないという課題があった。
【０００７】また、微粒子の大きさは様々であり、ウェ
ハ表面に付着して断線やショート等の欠陥の直接原因と
なる比較的大きいもの、品質・信頼性に及ぶパターン線
幅の１／３〜１／５に相当するもの、欠陥の核となるべ
く更に小さなもの等があり、微粒子の大きさによって半
導体の不良に対する関わりが異なってくる。そのため、
微粒子の大きさに関する情報は重要であるが、上記のよ
うな従来の微粒子分析装置では、微粒子の大きさに関す
る情報は抽出しにくく、解離による成分分析の情報から
推定するしかない。さらに、分光器で設定された波長の
発光スペクトルに対応する成分元素以外の成分元素がそ
の微粒子に多量に含まれていた場合には、その推定は無
意味なものとなってしまい、結局は微粒子の大きさの情
報を得るために他のダストカウンタやウェハ表面検査装
置に頼ることになり、両者の情報から統計的に微粒子の
大きさと成分を対応付ける作業が必要になるという課題
があった。
ハ表面に付着して断線やショート等の欠陥の直接原因と
なる比較的大きいもの、品質・信頼性に及ぶパターン線
幅の１／３〜１／５に相当するもの、欠陥の核となるべ
く更に小さなもの等があり、微粒子の大きさによって半
導体の不良に対する関わりが異なってくる。そのため、
微粒子の大きさに関する情報は重要であるが、上記のよ
うな従来の微粒子分析装置では、微粒子の大きさに関す
る情報は抽出しにくく、解離による成分分析の情報から
推定するしかない。さらに、分光器で設定された波長の
発光スペクトルに対応する成分元素以外の成分元素がそ
の微粒子に多量に含まれていた場合には、その推定は無
意味なものとなってしまい、結局は微粒子の大きさの情
報を得るために他のダストカウンタやウェハ表面検査装
置に頼ることになり、両者の情報から統計的に微粒子の
大きさと成分を対応付ける作業が必要になるという課題
があった。
【０００８】また、プラズマにより、分析管５の温度は
全体的に２０００°Ｃ以上にもなり、分析管５を構成し
ている石英が溶けてしまうため、上述のような冷却機構
４ａを設けて、分析管５の全体を冷却しなければなら
ず、冷却が容易ではなかった。
全体的に２０００°Ｃ以上にもなり、分析管５を構成し
ている石英が溶けてしまうため、上述のような冷却機構
４ａを設けて、分析管５の全体を冷却しなければなら
ず、冷却が容易ではなかった。
【０００９】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、本発明は、数ｍ〜数１０ｍＴｏｒ
ｒ程度の低い圧力のサンプルガスを直接的に導入しても
その中に存在する微粒子を効率よく解離しイオン化し
て、サンプルガス中に含まれる微粒子の個数の測定及び
成分の同定を行うとともに、微粒子の大きさについても
測定することが出来、微粒子の大きさと成分の対応づけ
が可能で、かつ分析管の冷却が容易な微粒子分析装置を
得ることを目的とする。
めになされたもので、本発明は、数ｍ〜数１０ｍＴｏｒ
ｒ程度の低い圧力のサンプルガスを直接的に導入しても
その中に存在する微粒子を効率よく解離しイオン化し
て、サンプルガス中に含まれる微粒子の個数の測定及び
成分の同定を行うとともに、微粒子の大きさについても
測定することが出来、微粒子の大きさと成分の対応づけ
が可能で、かつ分析管の冷却が容易な微粒子分析装置を
得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的に鑑み、この
発明は、微粒子を含むことのあるガス状試料を微粒子に
ついて分析するための微粒子分析装置であって、光源
と、光源からの光を集束させて、焦点に於けるエネルギ
ー密度が分析すべき微粒子を解離させるに十分なエネル
ギー密度である集束する光ビームを形成する集束装置
と、光ビームを導入する光導入窓および光ビームの外形
に沿った形であって光ビームの焦点に対応する喉部を持
つ内面形状を有して、ガス状試料を一端から受け入れて
喉部を通過させ、もってガス状試料にその移動につれて
次第に変化するエネルギー密度の光を照射して、微粒子
から散乱光および解離発光を発生させる透明な分析管
と、分析管の他端に連結され、分析管内のガス状試料を
排気させる排気装置と、分析管内で光ビームにより照射
された微粒子からの散乱光および解離発光を分析管を通
して集光する集光手段と、集光手段に接続され、集光手
段により集光された散乱光および解離発光を分析する分
析手段とを備えた微粒子分析装置である。
発明は、微粒子を含むことのあるガス状試料を微粒子に
ついて分析するための微粒子分析装置であって、光源
と、光源からの光を集束させて、焦点に於けるエネルギ
ー密度が分析すべき微粒子を解離させるに十分なエネル
ギー密度である集束する光ビームを形成する集束装置
と、光ビームを導入する光導入窓および光ビームの外形
に沿った形であって光ビームの焦点に対応する喉部を持
つ内面形状を有して、ガス状試料を一端から受け入れて
喉部を通過させ、もってガス状試料にその移動につれて
次第に変化するエネルギー密度の光を照射して、微粒子
から散乱光および解離発光を発生させる透明な分析管
と、分析管の他端に連結され、分析管内のガス状試料を
排気させる排気装置と、分析管内で光ビームにより照射
された微粒子からの散乱光および解離発光を分析管を通
して集光する集光手段と、集光手段に接続され、集光手
段により集光された散乱光および解離発光を分析する分
析手段とを備えた微粒子分析装置である。
【００１１】また、光源からの光の強度を調節する光学
絞り装置と、集束装置等による光の集束角度を調節する
集束角調節装置と、分析管に対する集光装置の位置を調
節する集光位置調節装置と、ガス状試料を分析管内に導
入する導入速度を調節する試料導入速度調節装置とを備
えている。
絞り装置と、集束装置等による光の集束角度を調節する
集束角調節装置と、分析管に対する集光装置の位置を調
節する集光位置調節装置と、ガス状試料を分析管内に導
入する導入速度を調節する試料導入速度調節装置とを備
えている。
【００１２】
【作用】この発明における微粒子分析装置においては、
微粒子を解離しイオン化するためのエネルギー源をプラ
ズマでなく光として直接微粒子に照射するため、ガス状
試料の圧力によらず低圧力下においても安定して微粒子
を解離しイオン化することが出来る。また、本発明の分
析管は、光の焦点が形成され得る箇所に、最も小さい内
径を有した喉部を設けて、分析管内において、微粒子が
光源からの光の光路内に確実に存在するように形成され
ているので、微粒子を高い効率で確実に解離しイオン化
する。さらに、集束装置で光を集束させて徐々にエネル
ギー密度をあげて微粒子を照射するようにしたため、光
源の出力は小さいもので良く、そのため分析管全体の温
度はそれほど上がらず、従来に比べ分析管の冷却は容易
になる。
微粒子を解離しイオン化するためのエネルギー源をプラ
ズマでなく光として直接微粒子に照射するため、ガス状
試料の圧力によらず低圧力下においても安定して微粒子
を解離しイオン化することが出来る。また、本発明の分
析管は、光の焦点が形成され得る箇所に、最も小さい内
径を有した喉部を設けて、分析管内において、微粒子が
光源からの光の光路内に確実に存在するように形成され
ているので、微粒子を高い効率で確実に解離しイオン化
する。さらに、集束装置で光を集束させて徐々にエネル
ギー密度をあげて微粒子を照射するようにしたため、光
源の出力は小さいもので良く、そのため分析管全体の温
度はそれほど上がらず、従来に比べ分析管の冷却は容易
になる。
【００１３】また、本発明の分析管は、集束装置により
光を集束させて、徐々にエネルギー密度を高めるように
して微粒子に光を照射するようにしたため、微粒子は、
分析管内の内径の最も小さい喉部の手前では解離してい
ないので、解離前の微粒子に照射された光による散乱光
を集光し、分析装置において分析して、微粒子の大きさ
と個数の情報を得る。また、その後、集束装置により集
束されエネルギー密度が高められた光を微粒子に照射し
て、微粒子を解離しイオン化させて、イオン化した微粒
子の成分元素に起因する発光を集光して、それらのスペ
クトルの波長に基づき、微粒子３０の成分元素を判定で
きる。
光を集束させて、徐々にエネルギー密度を高めるように
して微粒子に光を照射するようにしたため、微粒子は、
分析管内の内径の最も小さい喉部の手前では解離してい
ないので、解離前の微粒子に照射された光による散乱光
を集光し、分析装置において分析して、微粒子の大きさ
と個数の情報を得る。また、その後、集束装置により集
束されエネルギー密度が高められた光を微粒子に照射し
て、微粒子を解離しイオン化させて、イオン化した微粒
子の成分元素に起因する発光を集光して、それらのスペ
クトルの波長に基づき、微粒子３０の成分元素を判定で
きる。
【００１４】さらに、サンプルガス及びその中に浮遊す
る微粒子の性質に合わせて、光源からの光の強度、集束
装置による光の絞り込みの角度、分析管に対する集光装
置の位置、サンプルガスの分析管への導入速度のいずれ
かを変化させることが出来る。
る微粒子の性質に合わせて、光源からの光の強度、集束
装置による光の絞り込みの角度、分析管に対する集光装
置の位置、サンプルガスの分析管への導入速度のいずれ
かを変化させることが出来る。
【００１５】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１は、本発明における微粒子分析装置の
実施例の構造を示す概略図である。図において、微粒子
分析装置には、光源２０と、光源２０からの出射光を集
束させる集束装置２１とが設けられ、光源２０からの光
２９の光路２９ａ内に設けられた分析管２５の光導入窓
２５ｂを介して、分析管２５内に導入されたサンプルガ
スＳＧを光２９により照射する。光源２０には、ＵＶラ
ンプやレーザー等の紫外〜可視領域の波長帯を中心とし
た光源が用いられ、集束装置２１内には、光源２０がＵ
Ｖランプの場合には、光源２０の波長帯の集差を抑えた
複合レンズが設けられ、光源２０がレーザーの場合に
は、ビームエクスパンダーが設けられている。また、分
析されるべき微粒子３０が存在している被分析空間１内
に一端を挿入して、サンプルガスＳＧを採取するための
導入管２２が設けられ、導入管２２の他端は、分析管２
５の上部に設けられたサンプルガス導入口２５ｃに挿入
されて、分析管２５に連通している。分析管２５には、
紫外〜可視領域の波長帯について透過率の高い石英管が
用いられている。図２に、分析管２５の構造を示す。図
のように、分析管２５の本体２５ａの両端には、それぞ
れ、光導入窓２５ｂとサンプルガス排気口２５ｄが設け
られており、本体２５ａの上部にはサンプルガス導入口
２５ｃが設けられている。本体２５ａの内面形状は、円
錐形を対抗させた形とし、中央部分に、光導入窓２５ｂ
の径よりも小さい内径の箇所（喉部）２５ｅを設け、ま
た、内面を集束装置２１による光の集束の角度に合うよ
うにして、光路２９ａを遮らずに、かつ導入されるサン
プルガスＳＧ中に存在する微粒子３０を光路２９ａから
外さないように形成されている。分析管２５に設けられ
た排気口２５ｄには、図１に示すように、排気管２３及
び排気ポンプ２４が連設されている。排気ポンプ２４に
より、サンプルガスＳＧは分析管２５内に吸引される。
さらに、分析管２５を囲むように、集光ミラー３２が設
けられ、また、集光ミラー３２からの光を、円筒レンズ
（図示せず）等を備えた受光面２６ａにより集光する集
光装置２６が、集光ミラー３２に対設されている。集光
ミラー３２には、シリンドリカルミラー等が用いられ
る。図３に集光ミラー３２及び集光装置２６の構造を示
す。集光ミラー３２は、図に示すように、断面が半楕円
形の空洞を内部に有し、集光装置２６に対向している一
側面が外部に向かって開口している。また、図のよう
に、集光装置２６は複数の集光ファイバー２６ｂから成
り、また、集光ファイバー２６ｂには紫外〜可視領域の
波長帯について透過率の高い石英ファイバー等が用いら
れる。さらに、図１に示すように、集光装置２６の端部
には分光器２７が連接され、分光器２７には光電変換器
２７ａが設けられている。分光器２７には、光電変換器
２７ａを実装したモノクロメーター等が使用される。さ
らに、分光器２７には、信号処理装置２８が接続されて
おり、信号処理装置２８は、増幅器（アンプ）２８ａ、
アナログ／デジタル変換器２８ｂ、及び中央処理装置
（ＣＰＵ）２８ｃから構成されている。
て説明する。図１は、本発明における微粒子分析装置の
実施例の構造を示す概略図である。図において、微粒子
分析装置には、光源２０と、光源２０からの出射光を集
束させる集束装置２１とが設けられ、光源２０からの光
２９の光路２９ａ内に設けられた分析管２５の光導入窓
２５ｂを介して、分析管２５内に導入されたサンプルガ
スＳＧを光２９により照射する。光源２０には、ＵＶラ
ンプやレーザー等の紫外〜可視領域の波長帯を中心とし
た光源が用いられ、集束装置２１内には、光源２０がＵ
Ｖランプの場合には、光源２０の波長帯の集差を抑えた
複合レンズが設けられ、光源２０がレーザーの場合に
は、ビームエクスパンダーが設けられている。また、分
析されるべき微粒子３０が存在している被分析空間１内
に一端を挿入して、サンプルガスＳＧを採取するための
導入管２２が設けられ、導入管２２の他端は、分析管２
５の上部に設けられたサンプルガス導入口２５ｃに挿入
されて、分析管２５に連通している。分析管２５には、
紫外〜可視領域の波長帯について透過率の高い石英管が
用いられている。図２に、分析管２５の構造を示す。図
のように、分析管２５の本体２５ａの両端には、それぞ
れ、光導入窓２５ｂとサンプルガス排気口２５ｄが設け
られており、本体２５ａの上部にはサンプルガス導入口
２５ｃが設けられている。本体２５ａの内面形状は、円
錐形を対抗させた形とし、中央部分に、光導入窓２５ｂ
の径よりも小さい内径の箇所（喉部）２５ｅを設け、ま
た、内面を集束装置２１による光の集束の角度に合うよ
うにして、光路２９ａを遮らずに、かつ導入されるサン
プルガスＳＧ中に存在する微粒子３０を光路２９ａから
外さないように形成されている。分析管２５に設けられ
た排気口２５ｄには、図１に示すように、排気管２３及
び排気ポンプ２４が連設されている。排気ポンプ２４に
より、サンプルガスＳＧは分析管２５内に吸引される。
さらに、分析管２５を囲むように、集光ミラー３２が設
けられ、また、集光ミラー３２からの光を、円筒レンズ
（図示せず）等を備えた受光面２６ａにより集光する集
光装置２６が、集光ミラー３２に対設されている。集光
ミラー３２には、シリンドリカルミラー等が用いられ
る。図３に集光ミラー３２及び集光装置２６の構造を示
す。集光ミラー３２は、図に示すように、断面が半楕円
形の空洞を内部に有し、集光装置２６に対向している一
側面が外部に向かって開口している。また、図のよう
に、集光装置２６は複数の集光ファイバー２６ｂから成
り、また、集光ファイバー２６ｂには紫外〜可視領域の
波長帯について透過率の高い石英ファイバー等が用いら
れる。さらに、図１に示すように、集光装置２６の端部
には分光器２７が連接され、分光器２７には光電変換器
２７ａが設けられている。分光器２７には、光電変換器
２７ａを実装したモノクロメーター等が使用される。さ
らに、分光器２７には、信号処理装置２８が接続されて
おり、信号処理装置２８は、増幅器（アンプ）２８ａ、
アナログ／デジタル変換器２８ｂ、及び中央処理装置
（ＣＰＵ）２８ｃから構成されている。
【００１６】サンプルガスＳＧ及びサンプルガスＳＧ中
に存在する微粒子３０は様々であり、例えば、サンプル
ガスＳＧとしては、大気、及び、不活性ガスである
Ｎ2、Ａｒ、腐食性ガスであるＣｌ2等があり、微粒子と
しては金属及び有機物等が代表的ではあるが、さらにそ
れらが混在したり複合したりと多種多様な状態で存在し
ており、その大きさについてもまちまちである。それら
を本発明における微粒子分析装置の分析対象としている
ため、それぞれの性質に対して最も効率のよい条件を設
定する必要がある。
に存在する微粒子３０は様々であり、例えば、サンプル
ガスＳＧとしては、大気、及び、不活性ガスである
Ｎ2、Ａｒ、腐食性ガスであるＣｌ2等があり、微粒子と
しては金属及び有機物等が代表的ではあるが、さらにそ
れらが混在したり複合したりと多種多様な状態で存在し
ており、その大きさについてもまちまちである。それら
を本発明における微粒子分析装置の分析対象としている
ため、それぞれの性質に対して最も効率のよい条件を設
定する必要がある。
【００１７】そのため、本発明の微粒子分析装置には、
図１に示すように、光源２０からの光２９を集束させる
集束装置２１に、光学絞り装置６１及び集束角調節装置
６２が設けられている。光学絞り装置６１は、光２９の
光路内に設けられて、光２９を部分的に遮光して光２９
の強度を調節するものである。集束角調節装置６２は、
集束装置２１内の集束レンズ２１ａに設けられ、集束レ
ンズ２１ａの位置を分析管２５に対して前後させること
により、光の集束角度を調節する。また、集光ミラー３
２及び集光装置２６には、集光位置調節機構６３が設け
られている。これにより、分析管２５に対する集光ミラ
ー３２と集光装置２６の位置を図中の矢印７０の方向に
動かして、集光位置を調節する。さらに、排気管２３と
排気ポンプ２４の間には、サンプルガスＳＧが、排気ポ
ンプ２４より被分析空間（図１参照）から導入管２２を
通って分析管２５内へ吸引される吸引速度を調節するマ
スフローコントローラ等の試料導入速度調節機構６４が
設けられている。
図１に示すように、光源２０からの光２９を集束させる
集束装置２１に、光学絞り装置６１及び集束角調節装置
６２が設けられている。光学絞り装置６１は、光２９の
光路内に設けられて、光２９を部分的に遮光して光２９
の強度を調節するものである。集束角調節装置６２は、
集束装置２１内の集束レンズ２１ａに設けられ、集束レ
ンズ２１ａの位置を分析管２５に対して前後させること
により、光の集束角度を調節する。また、集光ミラー３
２及び集光装置２６には、集光位置調節機構６３が設け
られている。これにより、分析管２５に対する集光ミラ
ー３２と集光装置２６の位置を図中の矢印７０の方向に
動かして、集光位置を調節する。さらに、排気管２３と
排気ポンプ２４の間には、サンプルガスＳＧが、排気ポ
ンプ２４より被分析空間（図１参照）から導入管２２を
通って分析管２５内へ吸引される吸引速度を調節するマ
スフローコントローラ等の試料導入速度調節機構６４が
設けられている。
【００１８】次に作用について説明する。本発明の微粒
子分析装置は以上のように構成され、微粒子３０が存在
する分析されるべき被分析空間１から採取されたサンプ
ルガスＳＧは、導入管２２を通って分析管２５に導かれ
る。このサンプルガスＳＧは、分析管２５内において、
集束装置２１により集束光ビームとされた光２９により
照射される。この集束光ビームは、焦点に近づくにつれ
てエネルギー密度をあげて、光２９が焦点を結ぶ分析管
２５内の内径のもっとも小さい喉部２５ｅにおいて最も
エネルギー密度が高くなる。喉部２５ｅの手前において
は、サンプルガスＳＧ中に存在する微粒子３０は解離し
ていないので、解離前の微粒子３０に照射された光２９
は散乱光２９ｂを発生する。その後、微粒子３０は、集
束されてエネルギー密度が最も高くなった光２９によっ
て照射され、微粒子３０は解離されイオン化されて、イ
オン化された微粒子３０に起因する発光が分析管２５内
に生じる。その後、これらのガスは、排気管２３及び排
気ポンプ２４を介して、分析管２５の外に排気される。
子分析装置は以上のように構成され、微粒子３０が存在
する分析されるべき被分析空間１から採取されたサンプ
ルガスＳＧは、導入管２２を通って分析管２５に導かれ
る。このサンプルガスＳＧは、分析管２５内において、
集束装置２１により集束光ビームとされた光２９により
照射される。この集束光ビームは、焦点に近づくにつれ
てエネルギー密度をあげて、光２９が焦点を結ぶ分析管
２５内の内径のもっとも小さい喉部２５ｅにおいて最も
エネルギー密度が高くなる。喉部２５ｅの手前において
は、サンプルガスＳＧ中に存在する微粒子３０は解離し
ていないので、解離前の微粒子３０に照射された光２９
は散乱光２９ｂを発生する。その後、微粒子３０は、集
束されてエネルギー密度が最も高くなった光２９によっ
て照射され、微粒子３０は解離されイオン化されて、イ
オン化された微粒子３０に起因する発光が分析管２５内
に生じる。その後、これらのガスは、排気管２３及び排
気ポンプ２４を介して、分析管２５の外に排気される。
【００１９】このとき、光２９は集束装置２１により集
束されて、エネルギー密度が高められ、また、微粒子３
０が照射を受ける領域が狭いため、光源２０の出力は小
さいもので良い。そのため、分析管２５内の内径の最も
小さい喉部２５ｅの付近、即ち、光のエネルギー密度が
最も高い光の焦点付近でのみ温度は高くなるが、分析管
２５の全体としての温度はそれほど上がることはない。
そのため、特に、従来用いていたような冷却水を流す等
の冷却機構を設けて分析管２５の全体の冷却を行うこと
もなく、必要であれば、温度が高くなる分析管２５の内
径が小さい喉部２５ｅの付近の周りにドライエアーを供
給しておき、ドライエアーを介して放熱を行うようにす
る。さらに、分析管２５の外側形状を内面形状に合わせ
たものにして、喉部２５ｅ付近における分析管２５の肉
厚も薄くして、分析管２５全体の肉厚を均一にすれば、
喉部２５ｅにおける放熱効果を高くすることが出来る。
束されて、エネルギー密度が高められ、また、微粒子３
０が照射を受ける領域が狭いため、光源２０の出力は小
さいもので良い。そのため、分析管２５内の内径の最も
小さい喉部２５ｅの付近、即ち、光のエネルギー密度が
最も高い光の焦点付近でのみ温度は高くなるが、分析管
２５の全体としての温度はそれほど上がることはない。
そのため、特に、従来用いていたような冷却水を流す等
の冷却機構を設けて分析管２５の全体の冷却を行うこと
もなく、必要であれば、温度が高くなる分析管２５の内
径が小さい喉部２５ｅの付近の周りにドライエアーを供
給しておき、ドライエアーを介して放熱を行うようにす
る。さらに、分析管２５の外側形状を内面形状に合わせ
たものにして、喉部２５ｅ付近における分析管２５の肉
厚も薄くして、分析管２５全体の肉厚を均一にすれば、
喉部２５ｅにおける放熱効果を高くすることが出来る。
【００２０】解離前の微粒子３０により分析管２５内で
生じた散乱光２９ｂ（図２）は、分析管２５に併設され
た集光ミラー３２によって、集光ミラー３２に対設され
ている集光装置２６の受光面２６ａに集光され、集光装
置２６を構成している集光ファイバー２６ｂを介して、
集光ファイバー２６ｂの端部に連接された分光器２７に
導かれ、分光器２７において波長分光され、散乱光２９
ｂの個有の波長域が選択される。ここで、散乱光２９ｂ
の固有の波長とは、光源２０からの光２９の固有の波長
と同じ意味であり、光源２０がＵＶランプの場合は、紫
外〜可視領域の波長帯の内で、微粒子３０の成分元素に
起因する発光スペクトルとして予想される波長と重なら
ずに比較的強度が大きい波長を選択し、光源２０がレー
ザーの場合はその波長を選択する。さらに、分光器２７
で波長分光された散乱光２９ｂは、光電変換器２７ａに
よって電気的な光強度信号に変換される。この光強度信
号を、信号処理装置２８内の増幅器（アンプ）２８ａに
よって増幅し、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２
８ｂによってデジタル光強度信号に変換する。その後、
このデジタル光強度信号を中央処理装置（ＣＰＵ）２８
ｃによって処理し、サンプルガスＳＧ中の微粒子３０の
個数及び大きさの測定を行う。また、それとともに、解
離後のイオン化された微粒子３０に起因する発光を集光
ミラー３２及び集光装置２６により集光し、分光器２７
において波長分光し、イオン化した微粒子３０の成分元
素に起因する発光スペクトルの波長域が選択されて、光
電変換器２７ａ及び信号処理装置２８により分析して、
スペクトルの波長に基づき、微粒子３０の成分元素を判
定する。
生じた散乱光２９ｂ（図２）は、分析管２５に併設され
た集光ミラー３２によって、集光ミラー３２に対設され
ている集光装置２６の受光面２６ａに集光され、集光装
置２６を構成している集光ファイバー２６ｂを介して、
集光ファイバー２６ｂの端部に連接された分光器２７に
導かれ、分光器２７において波長分光され、散乱光２９
ｂの個有の波長域が選択される。ここで、散乱光２９ｂ
の固有の波長とは、光源２０からの光２９の固有の波長
と同じ意味であり、光源２０がＵＶランプの場合は、紫
外〜可視領域の波長帯の内で、微粒子３０の成分元素に
起因する発光スペクトルとして予想される波長と重なら
ずに比較的強度が大きい波長を選択し、光源２０がレー
ザーの場合はその波長を選択する。さらに、分光器２７
で波長分光された散乱光２９ｂは、光電変換器２７ａに
よって電気的な光強度信号に変換される。この光強度信
号を、信号処理装置２８内の増幅器（アンプ）２８ａに
よって増幅し、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２
８ｂによってデジタル光強度信号に変換する。その後、
このデジタル光強度信号を中央処理装置（ＣＰＵ）２８
ｃによって処理し、サンプルガスＳＧ中の微粒子３０の
個数及び大きさの測定を行う。また、それとともに、解
離後のイオン化された微粒子３０に起因する発光を集光
ミラー３２及び集光装置２６により集光し、分光器２７
において波長分光し、イオン化した微粒子３０の成分元
素に起因する発光スペクトルの波長域が選択されて、光
電変換器２７ａ及び信号処理装置２８により分析して、
スペクトルの波長に基づき、微粒子３０の成分元素を判
定する。
【００２１】図４は、本発明における微粒子分析装置に
おいて分析された微粒子個々についての成分等の情報を
示したチャート図である。図において、Ｘ軸は時間、Ｙ
軸は光強度信号を表し、４７の波形Ａは微粒子３０から
の散乱光２９ｂによる光強度信号であり、４８〜５１の
波形Ｂ１〜Ｂ４は微粒子３０の成分元素に起因する発光
スペクトルによる光強度信号で、それぞれ別の波長に設
定されたものであり、５２〜５５の微粒子３０Ａ〜３０
Ｄは個々の微粒子３０を示している。
おいて分析された微粒子個々についての成分等の情報を
示したチャート図である。図において、Ｘ軸は時間、Ｙ
軸は光強度信号を表し、４７の波形Ａは微粒子３０から
の散乱光２９ｂによる光強度信号であり、４８〜５１の
波形Ｂ１〜Ｂ４は微粒子３０の成分元素に起因する発光
スペクトルによる光強度信号で、それぞれ別の波長に設
定されたものであり、５２〜５５の微粒子３０Ａ〜３０
Ｄは個々の微粒子３０を示している。
【００２２】微粒子３０Ａは、波形Ｂ１〜Ｂ４の各設定
波長に対応した４つの成分で構成されているものであ
り、微粒子３０Ｂは微粒子３０Ａと同一成分から成り、
微粒子３０Ａと成分の比が異なるもの、微粒子３０Ｃは
波形Ｂ１〜Ｂ４の各設定波長に対応した４つの内の波形
Ｂ２とＢ３が示す２つの成分とそれら以外の他の成分で
ほとんど構成されているもの、微粒子３０Ｄは波形Ｂ１
〜Ｂ４の各設定波長に対応した４つの成分以外で構成さ
れているものを示している。このように、微粒子３０の
成分元素を判定することが出来る。
波長に対応した４つの成分で構成されているものであ
り、微粒子３０Ｂは微粒子３０Ａと同一成分から成り、
微粒子３０Ａと成分の比が異なるもの、微粒子３０Ｃは
波形Ｂ１〜Ｂ４の各設定波長に対応した４つの内の波形
Ｂ２とＢ３が示す２つの成分とそれら以外の他の成分で
ほとんど構成されているもの、微粒子３０Ｄは波形Ｂ１
〜Ｂ４の各設定波長に対応した４つの成分以外で構成さ
れているものを示している。このように、微粒子３０の
成分元素を判定することが出来る。
【００２３】微粒子３０の個数及び大きさは以下のよう
にして計測される。上述のように、解離する前の微粒子
３０の表面に光２９が照射されると、散乱光２９ｂ（図
２参照）が発生する。また、サンプルガスＳＧは、排気
ポンプ２４により、被分析空間１から分析管２５内へ連
続的に吸引され、かつ、そこから排気されているため、
散乱光２９ｂの強度変化は、時間の経過に対して、図４
に示す波形Ａのようなノコギリ波状になり、各パルスが
個々の微粒子３０に対応しているので、各パルスのピー
クの個数を時間の経過に伴って数えることにより、微粒
子３０の個数を計測することが出来る。また、微粒子３
０の大きさに関する情報は、同じく波形Ａによりとらえ
られ、波形Ａが示す散乱光２９ｂの各パルスのピークの
光強度信号の値が微粒子３０の大きさを示している。
にして計測される。上述のように、解離する前の微粒子
３０の表面に光２９が照射されると、散乱光２９ｂ（図
２参照）が発生する。また、サンプルガスＳＧは、排気
ポンプ２４により、被分析空間１から分析管２５内へ連
続的に吸引され、かつ、そこから排気されているため、
散乱光２９ｂの強度変化は、時間の経過に対して、図４
に示す波形Ａのようなノコギリ波状になり、各パルスが
個々の微粒子３０に対応しているので、各パルスのピー
クの個数を時間の経過に伴って数えることにより、微粒
子３０の個数を計測することが出来る。また、微粒子３
０の大きさに関する情報は、同じく波形Ａによりとらえ
られ、波形Ａが示す散乱光２９ｂの各パルスのピークの
光強度信号の値が微粒子３０の大きさを示している。
【００２４】このように、本発明における微粒子分析装
置においては、従来の微粒子分析装置では推定が無意味
であった微粒子３０Ｃや推定すら出来なかった微粒子３
０Ｄについても確実に微粒子個々についての大きさ情報
と成分の情報を対応づけることが可能である。
置においては、従来の微粒子分析装置では推定が無意味
であった微粒子３０Ｃや推定すら出来なかった微粒子３
０Ｄについても確実に微粒子個々についての大きさ情報
と成分の情報を対応づけることが可能である。
【００２５】さらに、本発明の微粒子分析装置において
は、微粒子３０を解離しイオン化する光２９のエネルギ
ーを微粒子３０がどの程度の効率で吸収できるか、ま
た、サンプルガスＳＧが微粒子３０の解離やイオン化を
どの程度妨げるかにより、サンプルガスＳＧとサンプル
ガスＳＧ中の微粒子３０の性質に合わせて、光学絞り装
置６１により光源２０からの光２９の強度を調節した
り、集束角調節装置６２により集束レンズ２１ａの位置
を調節して光２９の集束角度を調節したり、集光位置調
節機構６３により分析管２５に対する集光ミラー３２及
び集光ファイバー２６ｂの位置を調節したり、試料導入
速度調節機構６４により、サンプルガスＳＧの分析管２
５への導入速度を変化させたりして、より効率良く微粒
子３０を解離しイオン化することが出来る。
は、微粒子３０を解離しイオン化する光２９のエネルギ
ーを微粒子３０がどの程度の効率で吸収できるか、ま
た、サンプルガスＳＧが微粒子３０の解離やイオン化を
どの程度妨げるかにより、サンプルガスＳＧとサンプル
ガスＳＧ中の微粒子３０の性質に合わせて、光学絞り装
置６１により光源２０からの光２９の強度を調節した
り、集束角調節装置６２により集束レンズ２１ａの位置
を調節して光２９の集束角度を調節したり、集光位置調
節機構６３により分析管２５に対する集光ミラー３２及
び集光ファイバー２６ｂの位置を調節したり、試料導入
速度調節機構６４により、サンプルガスＳＧの分析管２
５への導入速度を変化させたりして、より効率良く微粒
子３０を解離しイオン化することが出来る。
【００２６】
【発明の効果】本発明の微粒子分析装置は、以上のよう
に構成され、微粒子３０を解離しイオン化するためのエ
ネルギー源をプラズマでなく光にし、微粒子３０に直接
照射するため、低い圧力のガス状試料においても、圧力
によらず安定して微粒子３０を解離しイオン化できる。
に構成され、微粒子３０を解離しイオン化するためのエ
ネルギー源をプラズマでなく光にし、微粒子３０に直接
照射するため、低い圧力のガス状試料においても、圧力
によらず安定して微粒子３０を解離しイオン化できる。
【００２７】さらに、集束装置２１等において、光２９
を徐々に集束させることにより、次第に高くなるエネル
ギー密度の光２９により微粒子３０を照射するようにし
たため、光源２０の出力を小さくすることが出来、解離
前の微粒子３０からの散乱光２９ｂにより微粒子３０の
大きさ及び個数の測定が出来、その後、微粒子３０を解
離させて、解離による成分分析を行い、微粒子３０の個
々についての大きさと成分の情報を対応づけることが出
来る。
を徐々に集束させることにより、次第に高くなるエネル
ギー密度の光２９により微粒子３０を照射するようにし
たため、光源２０の出力を小さくすることが出来、解離
前の微粒子３０からの散乱光２９ｂにより微粒子３０の
大きさ及び個数の測定が出来、その後、微粒子３０を解
離させて、解離による成分分析を行い、微粒子３０の個
々についての大きさと成分の情報を対応づけることが出
来る。
【００２８】また、本発明の微粒子分析装置における分
析管２５は、上述のような構造を備え、内部に、分析管
２５の光導入窓２５ｂの径よりも小さい内径の喉部を設
けているので、分析管２５内において、微粒子３０は光
路２９ａの中に確実に存在するため、微粒子３０を解離
しイオン化する効率がより高くなり、解離やイオン化が
不十分なために分析できずに通過して排気される微粒子
の個数は非常に少なくなる。
析管２５は、上述のような構造を備え、内部に、分析管
２５の光導入窓２５ｂの径よりも小さい内径の喉部を設
けているので、分析管２５内において、微粒子３０は光
路２９ａの中に確実に存在するため、微粒子３０を解離
しイオン化する効率がより高くなり、解離やイオン化が
不十分なために分析できずに通過して排気される微粒子
の個数は非常に少なくなる。
【００２９】また、光２９を集束装置２１により集束さ
せて、焦点付近で解離に必要なエネルギー密度を得てい
るので、光源２１の出力は小さくてよいため、分析管２
５の全体の温度はそれほど高くならず、光のエネルギー
密度がもっとも高い光の焦点部分のみを冷却すれば十分
であり、従来に比べ、非常に狭い領域のみを冷却するた
め、放熱が行いやすく、冷却は容易である。
せて、焦点付近で解離に必要なエネルギー密度を得てい
るので、光源２１の出力は小さくてよいため、分析管２
５の全体の温度はそれほど高くならず、光のエネルギー
密度がもっとも高い光の焦点部分のみを冷却すれば十分
であり、従来に比べ、非常に狭い領域のみを冷却するた
め、放熱が行いやすく、冷却は容易である。
【００３０】さらに、本発明の微粒子分析装置において
は、サンプルガスＳＧとサンプルガスＳＧ中の微粒子３
０の性質に合わせて、光源２０からの光２９の強度、集
束レンズ２１ａによる光２９の集束角度、分析管２５に
対する集光ミラー３２及び集光ファイバー２６ｂの位
置、サンプルガスＳＧの分析管２５への導入速度の少な
くともいずれかを変化させることにより、効率良く微粒
子３０を解離しイオン化することが出来る。
は、サンプルガスＳＧとサンプルガスＳＧ中の微粒子３
０の性質に合わせて、光源２０からの光２９の強度、集
束レンズ２１ａによる光２９の集束角度、分析管２５に
対する集光ミラー３２及び集光ファイバー２６ｂの位
置、サンプルガスＳＧの分析管２５への導入速度の少な
くともいずれかを変化させることにより、効率良く微粒
子３０を解離しイオン化することが出来る。
【図１】本発明の実施例の微粒子分析装置の構造を示す
概略図である。
概略図である。
【図２】実施例の分析管の拡大断面図である。
【図３】図１の集光ミラー及び集光装置を示した斜視図
である。
である。
【図４】実施例の微粒子分析装置において分析された微
粒子個々についての成分、大きさ、個数の情報を示すチ
ャート図である。
粒子個々についての成分、大きさ、個数の情報を示すチ
ャート図である。
【図５】従来の微粒子分析装置の構成図である。
【符号の説明】 １ 被分析空間 ５，２５ 分析管 ７，２７ 分光器 ８，２７ａ 光電変換器 ９，２８ 信号処理装置 ２０ 光源 ２１ 集束装置 ２３ 排気管 ２４ 排気ポンプ ２６ 集光装置 ３２ 集光ミラー ６１ 光学絞り装置 ６２ 集束角調節装置 ６３ 集光位置調節機構 ６４ 試料導入速度調節機構
Claims (5)
- 【請求項１】 微粒子を含むことのあるガス状試料を微
粒子について分析するための微粒子分析装置であって、 光源と、 上記光源からの光を集束させて、焦点に於けるエネルギ
ー密度が分析すべき微粒子を解離させるに十分なエネル
ギー密度である集束する光ビームを形成する集束装置
と、 上記光ビームを導入する光導入窓及び上記焦点に対応す
る喉部を持つ内面形状を有して、上記ガス状試料を受入
れて上記喉部を通過させる透明な分析管と、 上記分析管に連結され、上記分析管内のガス状試料を排
気する排気装置と、 上記分析管の上記喉部内で上記光ビームにより照射され
た微粒子からの解離発光を上記分析管を通して集光する
集光手段と、 上記集光手段に接続され、上記集光手段により集光され
た上記解離発光を分析する分析手段とを備えた微粒子分
析装置。 - 【請求項２】 微粒子を含むことのあるガス状試料を微
粒子について分析するための微粒子分析装置であって、 光源と、 上記光源からの光を集束させて、焦点に於けるエネルギ
ー密度が分析すべき微粒子を解離させるに十分なエネル
ギー密度である集束する光ビームを形成する集束装置
と、 上記光ビームを導入する光導入窓および上記光ビームの
外形に沿った形であって上記焦点に対応する喉部を持つ
内面形状を有して、上記ガス状試料を一端から受け入れ
て上記喉部を通過させ、もって上記ガス状試料にその移
動につれて次第に変化するエネルギー密度の光を照射し
て上記微粒子から散乱光および解離発光を発生させる透
明な分析管と、 上記分析管の他端に連結され、上記分析管内のガス状試
料を排気する排気装置と、 上記分析管内で照射された微粒子からの散乱光および解
離発光を集光するための集光手段と、 上記集光手段に接続され、上記集光手段において集光さ
れた上記散乱光および上記解離発光を分析する分析手段
とを備えた微粒子分析装置。 - 【請求項３】 微粒子を含むことのあるガス状試料を微
粒子について分析するための微粒子分析装置であって、 光源と、 上記光源からの光を集束させて、焦点に於けるエネルギ
ー密度が分析すべき微粒子を解離させるに十分なエネル
ギー密度である集束する光ビームを形成する集束装置
と、 上記光ビームを導入する光導入窓および上記光ビームの
外形に沿った形であって上記焦点に対応する喉部を持つ
内面形状を有して、上記ガス状試料を一端から受け入れ
て上記喉部を通過させ、もって上記ガス状試料にその移
動につれて次第に変化するエネルギー密度の光を照射し
て上記微粒子から散乱光および解離発光を発生させる透
明な分析管と、 上記分析管の他端に連結され、上記分析管内のガス状試
料を排気する排気装置と、 上記分析管内で照射された微粒子からの散乱光および解
離発光を集光するための集光手段と、 上記集光手段に接続され、上記集光手段において集光さ
れた上記散乱光および上記解離発光を分析する分析手段
と、 上記光源からの上記光の強度を調節する絞り装置と、 上記集束装置による上記光ビームの集束角を調節する集
束角調節装置と、 上記分析管に対する上記集光装置の位置を調節する集光
位置調節装置と、 上記ガス状試料を上記分析管内に導入する導入速度を調
節する試料導入速度調節装置とを備えた微粒子分析装
置。 - 【請求項４】 微粒子を含むことのあるガス状試料を微
粒子について分析するための微粒子分析方法であって、 焦点に於けるエネルギー密度が分析すべき微粒子を解離
させるに十分なエネルギー密度である集束する光ビーム
を形成する工程と、 上記光ビームの上記焦点内に分析すべきガス状試料を導
入して上記ガス状試料に上記光ビームを照射し、もって
微粒子から解離発光を発生させる工程と、 上記解離発光を分析して微粒子を分析する工程とを備え
た微粒子分析方法。 - 【請求項５】 微粒子を含むことのあるガス状試料を微
粒子について分析するための微粒子分析方法であって、 焦点に於けるエネルギー密度が分析すべき微粒子を解離
させるに十分なエネルギー密度である集束する光ビーム
を形成する工程と、 上記焦点の上流側で上記光ビーム内に分析すべきガス状
試料を導入して上記光ビームに沿って上記焦点を通過す
るまで案内移動させて、上記ガス状試料にその移動につ
れて次第に変化するエネルギー密度の光を照射し、もっ
て微粒子から散乱光および解離発光を発生させる工程
と、 上記散乱光および解離発光を分析して微粒子を分析する
工程とを備えた微粒子分析方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4337229A JP2804873B2 (ja) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | 微粒子分析装置および微粒子分析方法 |
| US08/167,086 US5432601A (en) | 1992-12-17 | 1993-12-16 | Fine particle analyzing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4337229A JP2804873B2 (ja) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | 微粒子分析装置および微粒子分析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06186157A true JPH06186157A (ja) | 1994-07-08 |
| JP2804873B2 JP2804873B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=18306661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4337229A Expired - Lifetime JP2804873B2 (ja) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | 微粒子分析装置および微粒子分析方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5432601A (ja) |
| JP (1) | JP2804873B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007309895A (ja) * | 2006-05-22 | 2007-11-29 | Univ Nagoya | 粒子分析装置 |
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| US6320656B1 (en) * | 2000-02-18 | 2001-11-20 | Idexx Laboratories, Inc. | High numerical aperture flow cytometer and method of using same |
| US6784981B1 (en) * | 2000-06-02 | 2004-08-31 | Idexx Laboratories, Inc. | Flow cytometry-based hematology system |
| FR2823306B1 (fr) * | 2001-04-10 | 2006-02-24 | Proengin | Procede et dispositif pour l'analyse d'un gaz susceptible de contenir des particules ou d'aerosols en suspension |
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| US20060124510A1 (en) * | 2004-10-12 | 2006-06-15 | Neal Kalechofsky | Devices, materials and methods for sorting, separating and sizing very small particles |
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1992
- 1992-12-17 JP JP4337229A patent/JP2804873B2/ja not_active Expired - Lifetime
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1993
- 1993-12-16 US US08/167,086 patent/US5432601A/en not_active Expired - Fee Related
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