JPH0797106B2 - Fluorine-containing gas component concentration measuring method and apparatus - Google Patents

Fluorine-containing gas component concentration measuring method and apparatus

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JPH0797106B2
JPH0797106B2 JP31765888A JP31765888A JPH0797106B2 JP H0797106 B2 JPH0797106 B2 JP H0797106B2 JP 31765888 A JP31765888 A JP 31765888A JP 31765888 A JP31765888 A JP 31765888A JP H0797106 B2 JPH0797106 B2 JP H0797106B2
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fluorine
concentration
alkaline earth
carbonate
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稔 荒牧
伸介 中川
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、フッ素を含有するガス中のフッ素およびその
他の成分濃度の測定方法およびその装置、および特にエ
キシマガスレーザー中のフッ素およびその他の成分濃度
測定装置に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for measuring the concentration of fluorine and other components in a gas containing fluorine and an apparatus therefor, and particularly fluorine and other components in an excimer gas laser. The present invention relates to a concentration measuring device.

[従来の技術] 従来、ガス中のフッ素濃度を分析する方法としては、種
々の方法が知られているが、一般的には、湿式法および
乾式法の二つの方法が知られている。
[Prior Art] Conventionally, various methods are known as a method for analyzing the fluorine concentration in a gas, but generally, two methods, a wet method and a dry method, are known.

湿式法としては、(1)LiCl溶液中にフッ素ガスを通し
て塩素を酸化させ、これを電極により分析する方法等が
知られている。
Known wet methods include (1) a method in which fluorine gas is passed through a LiCl solution to oxidize chlorine, and this is analyzed by an electrode.

[S.Kaye,M.Griggs:Anal.Chem.,40,2217,(1968)] また、乾式方法としては、(2)NaFペレットにより試
料ガス中のHFを取り除いた後、NaCl層を通してフッ素と
反応させ、発生した塩素ガスをNaOH溶液に吸収させて、
生成した次亜鉛素酸をヨウ素滴定により求める方法[A.
M.G.Macdonald et al,“Fluoline",Encyclopedia of In
dustrial Chemcal Analsis,vol.13,Newyork−London−S
ydney−Tronto,1970]、(3)ガスクロマトグラフ法と
して、試料が接触する部分にニッケルなどの特殊な材質
を用い、熱電導度セルはPTFEで被覆したものを用いて直
接フッ素ガスを分析する方法[E.Rudzitis:Anal.Chem.3
5,465,(1963)]、等が知られている。
[S.Kaye, M.Griggs: Anal.Chem., 40,2217, (1968)] Further, as a dry method, (2) after removing HF in the sample gas with NaF pellets, fluorine was passed through the NaCl layer. React, absorb the generated chlorine gas in NaOH solution,
Method for determining the generated hypozinc acid by iodometric titration [A.
MGMacdonald et al, “Fluoline”, Encyclopedia of In
dustrial Chemcal Analsis, vol.13, Newyork-London-S
ydney-Tronto, 1970], (3) As a gas chromatographic method, a special material such as nickel is used in the part where the sample contacts, and the thermoconductivity cell is coated with PTFE and the fluorine gas is directly analyzed. [E.Rudzitis: Anal.Chem.3
5,465, (1963)], etc. are known.

[発明が解決しようとする問題点] しかし、前記方法において、(1)ではフッ素ガスを液
体に完全に吸収させる必要があるために吹き込み時の工
学的条件の設定や、分析時のPHの調節等、装置や操作が
複雑になり、(2)では反応が2段に亘るため装置が複
雑になり、精度が上がり難く、(3)においては、熱伝
導度セルを被覆する必要があるため、感度が落ち、装置
の材料が高価なものとなる、というような種々の問題点
を抱えている。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above method, in (1), since it is necessary to completely absorb the fluorine gas into the liquid, setting of engineering conditions during blowing and adjustment of PH during analysis Etc., the apparatus and the operation are complicated, and the reaction is complicated in two steps in (2), the accuracy is difficult to increase, and in (3), it is necessary to coat the thermal conductivity cell. There are various problems such as a decrease in sensitivity and an expensive material for the device.

そこで本出願人は、従来方法の問題点を解決するための
簡単な装置を用い、非常に迅速かつ正確にガス中のフッ
素濃度を分析する方法として、特願昭63−79088号(出
願日63年3月31日)、発明の名称「フッ素濃度測定方法
およびその装置」において、ガス中のフッ素をアルカリ
金属またはアルカリ土類金属化合物を含む充填層を通過
させて酸素にコンバートした後、その濃度を測定し、ガ
ス中のフッ素濃度を知る方法およびその装置を提案し
た。その後、本発明者らはさらに検討を進めた結果、ガ
ス中のフッ素濃度だけでなくその他の成分も同時に検知
できる方法として、先願に記述した方法でフッ素を酸素
にコンバートした後のガスをガスクロマトグラフィーで
分析する方法を検討し、本発明に到達したものである。
Therefore, the present applicant has proposed a method for analyzing the fluorine concentration in a gas very quickly and accurately by using a simple device for solving the problems of the conventional method, as disclosed in Japanese Patent Application No. 63-79088 (filed on 63 (March 31, 2012), in the title of the invention "Method and apparatus for measuring fluorine concentration", the concentration of fluorine in gas is converted into oxygen after passing through a packed bed containing an alkali metal or alkaline earth metal compound. We have proposed a method and apparatus for measuring fluorine and knowing the fluorine concentration in gas. After that, as a result of further study by the present inventors, as a method capable of detecting not only the fluorine concentration in the gas but also other components at the same time, the gas obtained by converting fluorine into oxygen by the method described in the previous application was gasified. The present invention has been achieved by studying a method of analyzing by chromatography.

[問題点を解決するための手段] 本発明の方法は、フッ素ガスCa(OH)等のアルカリ化
合物との反応により、定量的に酸素ガスが発生すること
に着目してなされたもので、これにより毒素が大きくか
つ活性であるフッ素ガスを取扱い易い酸素にコンバート
せしめた後、ガスクロマトグラフィーによって各成分を
分離、測定するものである。
[Means for Solving Problems] The method of the present invention was made paying attention to the fact that oxygen gas is quantitatively generated by a reaction with an alkali compound such as fluorine gas Ca (OH) 2 . With this method, fluorine gas, which has a large toxin and is active, is converted into oxygen that is easy to handle, and then each component is separated and measured by gas chromatography.

すなわち本発明は、フッ素等を含む試料ガス中の成分の
濃度を測定する方法において、上記ガスをアルカリ金属
またはアルカリ土類金属の水酸化物、酸化物、炭酸塩、
重炭酸塩またはソーダライムを含む充填層を通す工程、
フッ素と反応して化合物を生成する元素を含む充填層を
通す工程または該充填層とアルカリ金属またはアルカリ
土類金属の水酸化物、酸化物、炭酸塩、重炭酸塩または
ソーダライムを含む二つの層からなる充填層を通す工程
を通過したガスを、それぞれガスクロマトグラフィーか
らなる検知器に導き、ガス成分の濃度を測定することを
特徴とする含フッ素ガス成分濃度測定方法、アルカリ金
属またはアルカリ土類金属の水酸化物、酸化物、炭酸
塩、重炭酸塩またはソーダライムを含む充填層、フッ素
と反応して化合物を生成する元素を含む充填層または該
充填層とアルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化
物、酸化物、炭酸塩、重炭酸塩またはソーダライムを含
む二つの層からなる充填層、およびガスクロマトグラフ
ィーからなる検知部により構成されることを特徴とする
含フッ素ガス成分濃度測定装置、および上記装置より構
成されるエキシマガスレーザー中の含フッ素ガス成分濃
度測定装置である。また、本発明の上記ガスをアルカリ
金属またはアルカリ土類金属の水酸化物、酸化物、炭酸
塩、重炭酸塩またはソーダライムを含む充填層を通した
後、同様の検知装置でガス成分濃度を検知する方法、ア
ルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物、酸化
物、炭酸塩、重炭酸塩またはソーダライムを含む充填層
とガスクロマトグラフィーからなる検知部により構成さ
れることを特徴とする含フッ素ガス成分濃度測定装置、
および上記装置より構成されるエキシマガスレーザー中
の含フッ素ガス成分濃度測定装置は、酸素成分を含まな
いガスに対して使用される方法および装置である。
That is, the present invention is a method for measuring the concentration of components in a sample gas containing fluorine, etc., wherein the gas is a hydroxide, oxide, carbonate of an alkali metal or alkaline earth metal,
Passing a packed bed containing bicarbonate or soda lime,
A step of passing through a packed bed containing an element which reacts with fluorine to form a compound or the packed bed and two steps containing a hydroxide, oxide, carbonate, bicarbonate or soda lime of an alkali metal or alkaline earth metal; The gas that has passed through the step of passing the packed bed consisting of layers is introduced into a detector composed of gas chromatography, respectively, and the concentration of the gas component is measured, a fluorine-containing gas component concentration measuring method, alkali metal or alkaline earth. A packed layer containing a hydroxide, oxide, carbonate, bicarbonate or soda lime of a group metal, a packed layer containing an element that reacts with fluorine to form a compound, or the packed layer and an alkali metal or an alkaline earth metal. Packing layer consisting of two layers containing hydroxide, oxide, carbonate, bicarbonate or soda lime, and a sensing part consisting of gas chromatography Fluorinated gas component concentration measuring apparatus characterized by being more configuration, and a fluorine-containing gas component concentration measuring apparatus of the excimer gas laser constituted by the apparatus. Further, after passing the gas of the present invention through a packed layer containing a hydroxide, oxide, carbonate, bicarbonate or soda lime of an alkali metal or an alkaline earth metal, the gas component concentration is measured by a similar detector. A method for detecting, comprising a packed bed containing a hydroxide, oxide, carbonate, bicarbonate or soda lime of an alkali metal or an alkaline earth metal, and a detector comprising a gas chromatography. Fluorine gas component concentration measuring device,
The apparatus for measuring the concentration of fluorine-containing gas components in an excimer gas laser constituted by the above apparatus is a method and apparatus used for a gas containing no oxygen component.

本発明の原理を、化学反応式により簡単に説明すると、
まずガス中のフッ素と水酸化カルシウムとの反応は下記
の式(a)により表わされる。
Briefly explaining the principle of the present invention by a chemical reaction formula,
First, the reaction between fluorine in the gas and calcium hydroxide is represented by the following formula (a).

F2+Ca(OH)→CaF2+H2O+1/2 O2 …(a) この反応により、ガス中のフッ素、2原子当量に対し、
酸素1原子当量の割合で定量的に酸素にコンバートされ
る。上記反応は、アルカリ土類金属の場合の反応であ
り、アルカリ金属は多少反応係数は異なるが、反応形式
は同様で、発生する酸素量も同様である。
F 2 + Ca (OH) 2 → CaF 2 + H 2 O + 1/2 O 2 (a) By this reaction, with respect to fluorine and 2 atomic equivalents in the gas,
It is quantitatively converted into oxygen at a ratio of one atomic equivalent of oxygen. The above reaction is a reaction in the case of an alkaline earth metal. Alkali metal has a slightly different reaction coefficient, but the reaction mode is the same and the amount of oxygen generated is also the same.

上記反応において水酸化カルシウムに相当するアルカリ
金属およびアルカリ土類金属化合物としては、アルカリ
土類金属およびアルカリ金属の水酸化物(例えば水酸化
リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化
マグネシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム
等)、酸化物(例えば酸化リチウム、酸化ナトリウム、
酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸
化バリウム等)、炭酸塩(例えば炭酸リチウム、炭酸ナ
トリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カル
シウム炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム等)、重炭酸
塩、またはソーダライム等を使用することができるが、
特にソーダライムといわれる水酸化カルシウム、酸化カ
ルシウム、水酸化ナトリウムの混合物が定量的な酸素ガ
スの発生等から考えて好ましい。装置についての説明は
後で記すがこれらの材料を充填した層は、第1図におい
ては、No.1充填層で示す。
In the above reaction, as the alkali metal and alkaline earth metal compounds corresponding to calcium hydroxide, hydroxides of alkaline earth metals and alkali metals (for example, lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, magnesium hydroxide, water Strontium oxide, barium hydroxide, etc., oxides (eg lithium oxide, sodium oxide,
Use potassium oxide, calcium oxide, magnesium oxide, barium oxide, etc.), carbonates (eg lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, magnesium carbonate, calcium carbonate strontium carbonate, barium carbonate etc.), bicarbonate or soda lime etc. But you can
Particularly, a mixture of calcium hydroxide, calcium oxide and sodium hydroxide, which is called soda lime, is preferable from the viewpoint of quantitative generation of oxygen gas. Although a description of the device will be given later, the layer filled with these materials is shown as No. 1 filled layer in FIG.

充填層では、室温においても使用可能であるが、効率
等から考えて、100℃以上に保つのがより好ましい。
Although the packed bed can be used even at room temperature, it is more preferably kept at 100 ° C. or higher in consideration of efficiency and the like.

一方、No.1充填層を通過したガス中の酸素濃度および
その他の成分の濃度を測定する方法としては、ガスクロ
マトグラフィーを用いる。
On the other hand, gas chromatography is used as a method for measuring the oxygen concentration and the concentrations of other components in the gas that has passed through the No. 1 packed bed.

ガスクロマトグラフィーに供給されるガスは、フッ素量
に対して化学量論的に対応した水と酸素およびガス中に
初めからふくまれていた他の成分であるが、検知部に悪
影響を与えるフッ素ガスは安全な酸素にコンバートされ
ているので、その他の腐食性のガスがなければ通常タイ
プのガスクロマトグラフィーが使用できる。本発明はフ
ッ素の他にガスクロマトグラフィーの検知部に対し腐食
性のガスを含まないものおよび充填層と反応しないガス
を対象とし、通常タイプのガスクロマトグラフィーによ
り分析を行う。
The gas supplied to gas chromatography is water and oxygen that stoichiometrically correspond to the amount of fluorine, and other components that were originally included in the gas, but the fluorine gas that adversely affects the detection unit. Since it has been converted to safe oxygen, normal types of gas chromatography can be used without other corrosive gases. In addition to fluorine, the present invention targets a gas that does not contain a corrosive gas for a gas chromatography detection part and a gas that does not react with a packed bed, and analyzes by a normal type gas chromatography.

フッ素は上記のように充填層中で定量的に酸素を発生す
るので、初めに含まれている酸素濃度がわかれば、フッ
素濃度を測定できる。
Since fluorine quantitatively generates oxygen in the packed bed as described above, the fluorine concentration can be measured if the oxygen concentration initially contained is known.

ガス中に酸素が全然含まれていない場合、上述の方法で
測定した値からの換算値がそのままフッ素濃度となり充
填層もNo.1充填層のみでよいので、上記充填層とガス
クロマトグラフィーからなる検知部だけの装置でよい。
If the gas contains no oxygen at all, the converted value from the value measured by the above method will be the fluorine concentration as it is and the packed bed will only need to be the No. 1 packed bed, so it will consist of the packed bed and gas chromatography. A device with only the detector is sufficient.

ガスクロマトグラフィーによりフッ素からコンバートさ
れた酸素以外の成分濃度も分析する必要があるが、この
場合は分析するガスの成分に対応したガスクロカラム用
の充填層を用い、その分析条件で行えばよい。特に、エ
キシマレーザーガスにおいては、Kr、Xe、Ar、酸素の濃
度測定が必要となるが、ポリスチレン−ジビニルベンゼ
ン共重合系のポーラスポリマー成型体を用いることによ
り、上記分析ができる。
It is also necessary to analyze the concentration of components other than oxygen converted from fluorine by gas chromatography. In this case, a packed bed for a gas chromatography column corresponding to the components of the gas to be analyzed may be used and the analysis conditions may be used. Particularly, in the excimer laser gas, it is necessary to measure the concentrations of Kr, Xe, Ar, and oxygen, but the above analysis can be performed by using a polystyrene-divinylbenzene copolymer type porous polymer molding.

また、本発明の原理に基づいて、ガス中のフッ素濃度を
測定するためには、ガス中に初めから存在する酸素の濃
度を予め知っておく必要があり、フッ素を含むガスを直
接ガスクロマトグラフィーに導入すると検知部が破壊す
るおそれがあるので、一旦下記の反応により、フッ素を
充填層に固定した後、ガスクロマトグラフィーに導入す
ることにより、ガス中の初めから含まれている酸素濃度
を測定することができる。
Further, based on the principle of the present invention, in order to measure the concentration of fluorine in the gas, it is necessary to previously know the concentration of oxygen existing in the gas, and the gas containing fluorine can be directly analyzed by gas chromatography. Since the detection part may be destroyed if it is introduced into, the oxygen concentration contained in the gas from the beginning is measured by once fixing fluorine to the packed bed by the following reaction and then introducing it into gas chromatography. can do.

固定方法としては、フッ素と直接反応させて固体のフッ
素物として固定する場合と、フッ化物ガスにした後、N
o.1充填層で使用したものと同じ材料の充填層を後に
設けて、フッ素として固定する場合の二通りが考えられ
る。
As a fixing method, a case of directly reacting with fluorine to fix as a solid fluoride, or a case of using a fluoride gas and then N
o.1 There are two possible ways of fixing the fluorine as a packed bed made of the same material as that used for the packed bed later.

フッ素と反応させる元素としてはフッ素との反応によ
り、化合物を生成する元素であれば何でもよく、Si,Ge,
P,Sb,Te,S,W,Mo,V,Fe,Cr,Mn,Co,Zn,Sn,Pb,Ti,Zr,Se等が
挙げられる。
The element to be reacted with fluorine may be any element as long as it produces a compound by the reaction with fluorine, such as Si, Ge,
P, Sb, Te, S, W, Mo, V, Fe, Cr, Mn, Co, Zn, Sn, Pb, Ti, Zr, Se and the like can be mentioned.

この場合、Fe,Cr,Mn,Co,Zn,Ti,Zr,Sn,Pb等はフッ素との
反応により、FeF3,CrF3,MnF4…等の固体状フッ素物を生
成するので、そのまま固定化される。この場合、第1図
においては充填層はNo.2充填層だけとなる。
In this case, Fe, Cr, Mn, Co, Zn, Ti, Zr, Sn, Pb, etc. react with fluorine to produce solid fluorides such as FeF 3 , CrF 3 , MnF 4, ... Be converted. In this case, the filling layer is only the No. 2 filling layer in FIG.

一方、Si,Ge,P,Sb,S,Se,Te,W,Mo,V等はフッ素との反応
により、ガス状フッ化物を生成するのでこの場合、下記
の反応を用いる。
On the other hand, Si, Ge, P, Sb, S, Se, Te, W, Mo, V, etc. generate a gaseous fluoride by reaction with fluorine, and therefore the following reaction is used in this case.

2F2+Si→SiF4 …(b) SiF4+2Ca(OH)→2CaF2+SiO2+2H2O …(c) 上記式(b)の反応において、それぞれの元素により原
子価が異なるので、フッ化物の価数は多少異なるが、反
応の形は同じである。
2F 2 + Si → SiF 4 (b) SiF 4 + 2Ca (OH) 2 → 2CaF 2 + SiO 2 + 2H 2 O (c) In the reaction of the above formula (b), the valence differs depending on each element, so fluoride The valences of are slightly different, but the reaction forms are the same.

一方式(c)の反応において、フッ化物ガスとの反応に
使用される化合物は、式(a)で使用される化合物と全
く同様である。
On the other hand, in the reaction of the formula (c), the compound used for the reaction with the fluoride gas is exactly the same as the compound used in the formula (a).

ここで、(b)、(c)の反応を行う層は、第1図では
それぞれ、No.2充填層、No.3充填層となる。
Here, the layers for carrying out the reactions (b) and (c) are the No. 2 filled layer and the No. 3 filled layer in FIG. 1, respectively.

この場合も、カラムは室温でも使用可能であるが、ヒー
ター等で100℃以上に保つのが好ましい。
In this case also, the column can be used at room temperature, but it is preferable to keep it at 100 ° C. or higher with a heater or the like.

このように、ガスのフッ素を酸素にコンバートし、酸素
濃度をガスクロマトグラフィーによって測定するという
方法により、ガス中のフッ素、およびその他の成分の濃
度を迅速に測定することが、可能になった。
As described above, the method of converting fluorine in gas to oxygen and measuring the oxygen concentration by gas chromatography has made it possible to rapidly measure the concentration of fluorine and other components in the gas.

この方法は、フッ素を含む様々なガスに適用でき、また
その検出範囲も、フッ素の場合F2として数ppmから数十
%、その他の成分も同様に数ppmから数十%と非常に広
い範囲におよんでいる。この方法を応用した装置は第1
図のようになる。
This method can be applied to various gases including fluorine, and its detection range is also very wide, from a few ppm to a few tens of percent as F 2 in the case of fluorine, and a few ppm to a few tens percent for other components as well. It extends to. The device which applied this method is the first
It becomes like the figure.

そこで第1図に従い、本装置の測定方法を説明する。ま
ずの弁を開け、フローメーターにより一定流量
の測定用ガスを数十秒から数分、No.1充填層に流して
試料導入器にそのガスをサンプリングし、その後ガス
クロマトグラフィーで分析することにより、p1(フッ素
ガス濃度+酸素ガス濃度)の測定ができる。
Therefore, the measuring method of this apparatus will be described with reference to FIG. First open the valve, flow a measurement gas at a constant flow rate for several tens of seconds to several minutes through the No. 1 packed bed, sample the gas in the sample introducer, and then analyze by gas chromatography. , P 1 (fluorine gas concentration + oxygen gas concentration) can be measured.

一方、ガス中に酸素が含まれているかどうかを調べるた
めには、の弁を開き、測定用のガスを同じ流量
でNo.2充填層、NO.3充填層に流すことによりp2(酸
素ガス濃度)が測定できる。この場合、各成分の容量は
ガスクロマトグラフィーによりリテンションタイムおよ
びピーク面積によって表わされるので、予め各成分のリ
テンションタイムを測定し、ピーク面積と成分濃度との
関係を検量線から求めておけば、すぐにそれらのその濃
度を知ることができる。
On the other hand, in order to check whether or not oxygen is contained in the gas, the valve of is opened and the gas for measurement is flowed through the No. 2 packed bed and the NO.3 packed bed at the same flow rate to obtain p 2 (oxygen (Gas concentration) can be measured. In this case, the capacity of each component is represented by retention time and peak area by gas chromatography, so by measuring the retention time of each component in advance and determining the relationship between the peak area and the component concentration from the calibration curve, You can know their concentration in them.

この中で問題となるフッ素濃度について考えてみると、
(a)式からわかるように1モルのF2ガスは、1/2モル
のO2ガスにコンバートされるので、元のフッ素ガス濃度
は酸素ガス濃度の2倍と考え、2n(p1−p2)で計算すれ
ばよい。ここで、nは補正係数である。
Considering the fluorine concentration which is a problem in this,
As can be seen from the equation (a), 1 mol of F 2 gas is converted to 1/2 mol of O 2 gas, so the original fluorine gas concentration is considered to be twice the oxygen gas concentration, and 2n (p 1 − It can be calculated by p 2 ). Here, n is a correction coefficient.

本装置は特にエキシマレーザーガスのフッ素濃度分析計
として、非常に有効である。エキシマレーザーは、装置
の作動中に出力の低下が起きる場合があるが、その原因
はガス中のフッ素濃度および成分として含まれるKr,Xe
またはAr濃度の低下、酸素、その他の不純物ガスの生成
のためと考えられている。
This device is particularly effective as a fluorine concentration analyzer for excimer laser gas. The output of the excimer laser may decrease during the operation of the device, which is caused by the concentration of fluorine in the gas and Kr and Xe contained as components.
It is also considered to be due to a decrease in Ar concentration and generation of oxygen and other impurity gases.

不純物の除去は、吸着法やコールドトラップ法で行うこ
とができるが、レーザーガス中のフッ素濃度の監視は、
その分析の複雑さや、ハンドリングの難しさより行われ
ていないのが現状である。そのため、レーザー出力の低
下が、不純物ガスの発生によるものか、フッ素ガスの濃
度の低下によるものか、把握することができなかった。
Impurities can be removed by adsorption method or cold trap method, but the concentration of fluorine in the laser gas can be monitored.
At present, it has not been performed due to the complexity of the analysis and the difficulty of handling. Therefore, it was not possible to determine whether the decrease in laser output was due to the generation of impurity gas or the decrease in fluorine gas concentration.

本装置によれば、フッ素濃度の他、その重要な成分であ
るKr,Xe,Ar等の希ガスの濃度も一挙に分析することがで
きるため、かかる問題が解決できるもので、効率的なレ
ーザー発振が可能となる。
With this device, it is possible to analyze not only the concentration of fluorine but also the concentrations of the noble gases such as Kr, Xe, and Ar, which are important components, all at once. Oscillation is possible.

また、本発明は特願昭63−79088号で開示した酸素セン
サーによるフッ素濃度の測定装置とも併用することがで
き、その目的によって両者を使いわけることができる。
Further, the present invention can be used in combination with a device for measuring the fluorine concentration by an oxygen sensor disclosed in Japanese Patent Application No. 63-79088, and both can be used properly depending on the purpose.

[実施例] 以下、実施例により詳しく説明するが、本発明はかかる
実施例に限られるものではない。
[Examples] Hereinafter, examples will be described in more detail, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1 第1図に示す装置でNo.1充填層だけを用い、ヘリウム
ガス中に既知濃度の酸素ガスおよびKrが含有されたもの
を用いてNo.1充填層中を50cc/minの流速で30秒以上流
し試料導入器によりサンプリングして、ピーク面積と濃
度(vol%)の関係の検量線を作成しておく。
Example 1 In the apparatus shown in FIG. 1, only the No. 1 packed bed was used, and a helium gas containing a known concentration of oxygen gas and Kr was used to flow through the No. 1 packed bed at a flow rate of 50 cc / min. Sampling for 30 seconds or more at the sample introducer and prepare a calibration curve for the relationship between peak area and concentration (vol%).

この際、ガスクロマトグラフィーのカラムの充填層とし
てはポリスチレン−ジビニールベンゼン共重合体のポー
ラスポリマーであるポラパックQ(Waters製)を用い、
カラムは3φ×3mとし、カラムの温度30℃、キャリヤー
ガスはヘリウムで流量を50cc/minとして行った。
At this time, POLAPACK Q (manufactured by Waters), which is a porous polymer of polystyrene-divinylbenzene copolymer, was used as the packing layer of the column for gas chromatography.
The column was 3φ × 3 m, the column temperature was 30 ° C., the carrier gas was helium, and the flow rate was 50 cc / min.

次にフッ素ガス、およびKrの濃度を第1表のように調節
したヘリウムガスを用い、キャリヤーガス流量を同様に
し、その時のピーク面積より各成分の濃度を読み取っ
た。
Next, using fluorine gas and helium gas in which the concentrations of Kr were adjusted as shown in Table 1, the carrier gas flow rate was made the same, and the concentration of each component was read from the peak area at that time.

フッ素の濃度は、読み取った酸素の濃度を2倍して求め
た。フッ素を酸素にコンバートするためのNo.1充填層
としてはソーダライムを用いた。試料ガスの成分および
濃度、測定されたガスの成分および濃度を第1表に示
す。
The concentration of fluorine was obtained by doubling the read concentration of oxygen. Soda lime was used as the No. 1 packed bed for converting fluorine to oxygen. Table 1 shows the components and concentrations of the sample gas and the measured components and concentrations of the gas.

この結果によりわかるように、導入したガスに対し、ガ
スクロマトグラフィーによる各成分の濃度測定結果はよ
く一致し、この場合実用上何も問題ないということがわ
かった。
As can be seen from these results, the results of measuring the concentrations of the respective components by gas chromatography were in good agreement with the introduced gas, and in this case it was found that there was no problem in practice.

実施例2 実施例1と同様の装置で、Ar、Ne、フッ素からなるガス
で既知濃度のものにつき、同様の測定を行った。この
際、ガスクロマトグラフィーのカラムの充填層としては
ポリスチレン−ジビニールベンゼン共重合体のポーラス
ポリマーであるGaskuropack 54(ガスクロ工業社製)を
用い、カラムは3φ×6mとし、カラムの温度は−72℃
(ドライアイス−アセトン浴)、キャリヤーガスはヘリ
ウムとし流量を30cc/minに設定した。
Example 2 Using the same apparatus as in Example 1, the same measurement was performed using a gas containing Ar, Ne and fluorine with a known concentration. At this time, Gaskuropack 54 (manufactured by Gaskuro Industrial Co., Ltd.), which is a porous polymer of polystyrene-divinylbenzene copolymer, was used as the packing layer of the column for gas chromatography, the column was 3φ × 6 m, and the column temperature was −72. ℃
(Dry ice-acetone bath), the carrier gas was helium, and the flow rate was set to 30 cc / min.

試料ガスの成分および濃度、測定されたガスの成分およ
び濃度を第2表に示す。
Table 2 shows the components and concentrations of the sample gas and the measured components and concentrations of the gas.

実施例3 第1図に示す装置を用い、Kr:5.00vol%、フッ素:0.200
vol%3酸素:0.050vol%、He:94.75%になるように試料
ガスの成分を調節したガスを用いて、その成分濃度の分
析を行った。
Example 3 Using the apparatus shown in FIG. 1, Kr: 5.00 vol%, fluorine: 0.200
The concentration of each component was analyzed using a gas in which the components of the sample gas were adjusted so that vol% 3 oxygen: 0.050 vol% and He: 94.75%.

No.1充填層およびNo.2充填層、No.3充填層の温度
は150℃に設定し、にはソーダライム、にはSi金
属の粉末を充填した。
The temperatures of the No. 1 packed bed, the No. 2 packed bed, and the No. 3 packed bed were set to 150 ° C., soda lime was filled in, and Si metal powder was filled in.

ガスクロマトグラフィーによる分析の条件は実施例1と
同様にした。
The conditions for analysis by gas chromatography were the same as in Example 1.

No.1充填層のみを通した時の分析結果は、Kr:5.05vol
%、酸素:0.143vol%となり、一方を通した後の分
析結果はKr:4.96vol%、酸素:0.047vol%となった。
The analysis result when only the No. 1 packed bed was passed was Kr: 5.05vol.
%, Oxygen: 0.143 vol%, and the analysis result after passing one side was Kr: 4.96 vol%, oxygen: 0.047 vol%.

この結果により各成分の濃度を求めると、Kr:5.01vol
%、酸素:0.047vol%、フッ素:0.192vol%、He:94.75vo
l%となり、酸素を含む系でも、問題なくフッ素濃度の
測定ができることがわかった。
When the concentration of each component was obtained from this result, Kr: 5.01vol
%, Oxygen: 0.047vol%, fluorine: 0.192vol%, He: 94.75vo
It became 1%, and it was found that the fluorine concentration can be measured without problems even in a system containing oxygen.

[発明の効果] 本発明により、簡単な方法、操作および装置を用いて、
ガス中のフッ素、Kr、Ar、Ne等の濃度が迅速、正確に測
定でき、特にエキシマレーザーガス中の各成分の濃度を
迅速に測定することができるので、ガス中の組成を最適
値に制御でき、安定なレーザー発振を行うため、非常に
有効な方法となる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, by using a simple method, operation and device,
The concentration of fluorine, Kr, Ar, Ne, etc. in the gas can be measured quickly and accurately, and especially the concentration of each component in the excimer laser gas can be measured quickly, so the composition in the gas can be controlled to the optimum value. This is a very effective method because it enables stable laser oscillation.

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

第1図は本発明の装置の概略図を示すものであり、は
水分を吸着、除去するためにシリカゲルが充填された層
であり、は試料ガスを一定量サンプリングし、直接ガ
スクロマトグラフィーで分析するための試料導入器であ
る。 ……No.1充填層、……No.2充填層 ……No.3充填層、……試料導入器
FIG. 1 shows a schematic diagram of the apparatus of the present invention, where is a layer filled with silica gel for adsorbing and removing water, and is a fixed amount of sample gas, and analyzed by direct gas chromatography. It is a sample introduction device for doing. ...... No.1 packed bed ...... No.2 packed bed ...... No.3 packed bed ...... Sample introducer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01S 3/225 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H01S 3/225

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】フッ素等を含む試料ガス中の成分の濃度を
測定する方法において、上記ガスをアルカリ金属または
アルカリ土類金属の水酸化物、酸化物、炭酸塩、重炭酸
塩またはソーダライムを含む充填層を通す工程、フッ素
と反応して化合物を生成する元素を含む充填層を通す工
程または該充填層とアルカリ金属またはアルカリ土類金
属の水酸化物、酸化物、炭酸塩、重炭酸塩またはソーダ
ライムを含む二つの層からなる充填層を通す工程を通過
したガスを、それぞれガスクロマトグラフィーからなる
検知器に導き、ガス成分の濃度を測定することを特徴と
する含フッ素ガス成分濃度測定方法。
1. A method for measuring the concentration of a component in a sample gas containing fluorine or the like, wherein the gas is a hydroxide, oxide, carbonate, bicarbonate or soda lime of an alkali metal or alkaline earth metal. A step of passing a packed layer containing the same, a step of passing a packed layer containing an element which reacts with fluorine to form a compound, or a hydroxide, oxide, carbonate or bicarbonate of the packed layer and an alkali metal or alkaline earth metal. Alternatively, the gas that has passed through the process of passing through a packed bed consisting of two layers containing soda lime is introduced into a detector consisting of gas chromatography, and the concentration of the gas component is measured, and the concentration of the fluorine-containing gas component is measured. Method.
【請求項2】アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水
酸化物、酸化物、炭酸塩、重炭酸塩またはソーダライム
を含む充填層、フッ素と反応して化合物を生成する元素
を含む充填層または該充填層とアルカリ金属またはアル
カリ土類金属の水酸化物、酸化物、炭酸塩、重炭酸塩ま
たはソーダライムを含む二つの層からなる充填層、およ
びガスクロマトグラフィーからなる検知部により構成さ
れることを特徴とする含フッ素ガス成分濃度測定装置。
2. A packed layer containing an alkali metal or alkaline earth metal hydroxide, oxide, carbonate, bicarbonate or soda lime, or a packed layer containing an element which reacts with fluorine to form a compound. Consists of a packed bed and two packed layers containing alkali metal or alkaline earth metal hydroxides, oxides, carbonates, bicarbonates or soda limes, and a gas chromatography detector. An apparatus for measuring the concentration of fluorine-containing gas components, which comprises:
【請求項3】アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水
酸化物、酸化物、炭酸塩、重炭酸塩またはソーダライム
を含む充填層、フッ素と反応して化合物を生成する元素
を含む充填層または該充填層とアルカリ金属またはアル
カリ土類金属の水酸化物、酸化物、炭酸塩、重炭酸塩ま
たはソーダライムを含む二つの層からなる充填層、およ
びガスクロマトグラフィーからなる検知部により構成さ
れることを特徴とするエキシマガスレーザー中の含フッ
素ガス成分濃度測定装置。
3. A packed layer containing an alkali metal or alkaline earth metal hydroxide, oxide, carbonate, bicarbonate or soda lime, or a packed layer containing an element which reacts with fluorine to form a compound. Consists of a packed bed and two packed layers containing alkali metal or alkaline earth metal hydroxides, oxides, carbonates, bicarbonates or soda limes, and a gas chromatography detector. An apparatus for measuring the concentration of fluorine-containing gas components in an excimer gas laser, characterized by:
【請求項4】フッ素等を含む試料ガス中の成分の濃度を
測定する方法において、上記ガスをアルカリ金属または
アルカリ土類金属の水酸化物、酸化物、炭酸塩、重炭酸
塩またはソーダライムを含む充填層を通した後、ガスク
ロマトグラフィーからなる検知器に導き、ガス成分の濃
度を測定することを特徴とする含フッ素ガス成分濃度測
定方法。
4. A method for measuring the concentration of a component in a sample gas containing fluorine or the like, wherein the gas is an alkali metal or alkaline earth metal hydroxide, oxide, carbonate, bicarbonate or soda lime. A method for measuring the concentration of a fluorine-containing gas component, which comprises passing the gas through a packed bed containing the gas and then introducing the gas chromatography into a detector to measure the concentration of the gas component.
【請求項5】アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水
酸化物、酸化物、炭酸塩、重炭酸塩またはソーダライム
を含む充填層、およびガスクロマトグラフィーからなる
検知部により構成されることを特徴とする含フッ素ガス
成分濃度測定装置。
5. A packed layer containing a hydroxide, oxide, carbonate, bicarbonate or soda lime of an alkali metal or an alkaline earth metal, and a detector comprising gas chromatography. Fluorine-containing gas component concentration measuring device.
【請求項6】アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水
酸化物、酸化物、炭酸塩、重炭酸塩またはソーダライム
を含む充填層、およびガスクロマトグラフィーからなる
検知部により構成されることを特徴とするエキシマガス
レーザー中の含フッ素ガス成分濃度測定装置。
6. A packed layer containing a hydroxide, oxide, carbonate, bicarbonate or soda lime of an alkali metal or alkaline earth metal, and a detector comprising gas chromatography. Equipment for measuring the concentration of fluorine-containing gas components in excimer gas lasers.
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