JPWO2009110463A1 - 全反射減衰型遠紫外分光法およびそれを用いた濃度測定装置 - Google Patents

Abstract

全反射減衰型遠紫外分光において、遠紫外光の波長、測定対象の屈折率、全反射減衰プローブの光学材質の屈折率、プローブと測定対象との界面への紫外光の入射角により定められる、全反射光のエバネッセント波の潜り込み深さを遠紫外域の測定波長範囲で１５０ｎｍ以上として全反射光を測定する。ここで、潜り込み深さが１５０ｎｍ以上になるように選択された屈折率を有する光学材質で作成した全反射減衰プローブを用い、全反射減衰プローブの界面に測定対象を接触させ、遠紫外光を、潜り込み深さが１５０ｎｍ以上となる、臨界角以上の入射角および測定波長範囲で界面に入射し、界面からの全反射光を測定して、測定対象の吸光度を求める。

Description

本発明は、遠紫外領域での全反射減衰を用いた分光分析に関するものである。

近年、水溶液中の微量溶解成分濃度を高感度に測定すること、たとえば、シリコンウエハなどをエッチング処理する過程で用いられるエッチング液や洗浄液の濃度を正確にかつ簡単迅速に測定して管理することが、半導体製造プロセスなどにおいて要請されている。

発明者らは、水溶液中の微量成分の高感度な分析方法として、遠紫外分光を用いた分析方法を提案している(特開2005-214863号公報、Applied Spectroscopy Vol.58 (2004) 910-916）。この方法では、遠紫外領域に現れる水の吸収バンド（水分子のｎ→σ＊遷移吸収バンド）の吸収ピークの高波長側の裾の部分（たとえば170〜210nm）で遠紫外線の吸収を測定する。この吸収バンドは、水分子の水素結合状態の変化に敏感であるため、水溶液中に水和する成分の定量測定を近赤外分光や赤外分光よりも高感度に行うことができる。また、300nm以下の遠紫外領域には、水に溶解する物質自体の吸収スペクトルも同時に現れる場合が多いので、170〜300nmの波長範囲での遠紫外分光分析では複数の溶解成分を高感度に分光分析することが可能である。

しかし、遠紫外域での透過光の測定において測定波長をさらに短くすると、水による吸収が大きくなるため、光学セルにおける光路長を非常に短くしなければ測定ができなくなる。この問題を解決するため、発明者らは全反射減衰型光学プローブ（ＡＴＲプローブ）に着目した。ここで全反射減衰吸光について説明すると、屈折率がより高い媒体（たとえば合成石英）と屈折率がより低い媒体（測定対象のサンプル、たとえば水）の間の界面に、屈折率がより高い媒体側から光線が当たると、入射角θが臨界角より大きな場合には光線は全反射される。しかし、光線は、屈折率がより低い媒体にも波長オーダーの一定の距離潜り込み、界面方向に進み、その後、反射される。この屈折率がより低い媒体に潜り込む光線をエバネッセント波という。エバネッセント波の電界強度は反射点で最大であり、界面方向と界面に鉛直な方向とに向かってすぐに減衰する。エバネッセント波の電場強度が１／ｅまで減衰する距離を潜り込み深さ(penetration depth）という。全反射減衰吸光法によれば、光が全反射する際に形成される波長オーダーの光の潜り込み（エバネッセント波）に対する光の吸収を反射光から測定できる。この光の潜り込み深さが通常の透過スペクトルの光路長に対応するので、微少なセル長が実現でき、理論的に波長オーダーのセル長による透過スペクトルと類似の吸収スペクトルを得ることができる。

ここで、ＡＴＲプローブの材質は、測定領域において常にサンプルよりも屈折率が高く、十分な透過率を有するものに限定される。このため、発明者らは、遠紫外分光において水のｎ→σ＊遷移吸収バンドを測定するには、前述の透過率と屈折率の条件から特別な構造のＡＴＲプローブを要すると考え、特別な構造のＡＴＲプローブを提案している（特開2007-279025号公報）。

なお、本発明は、半導体製造プロセスの処理液の濃度測定に適用できるので、以下で、従来の濃度測定について説明する。半導体材料の製造分野におけるシリコンウエハ洗浄工程やフォトエッチング工程等で使用される酸の混合物の処理液やラジカル成分を有する機能水に関して、製品の歩留まり向上、安全性、作業効率などの観点から処理液の濃度管理が不可欠であり、そのための濃度分析が要求されている。近年、このための種々の測定方法（たとえば特開2007-155494号公報、特開2006-234663号公報、特開平07-12713号公報）が提案されている。しかし、これらの測定方法はいずれも処理槽内部の洗浄液の濃度をオーバーフローした洗浄液をサンプリングして測定したり、循環ライン中の洗浄液を測定したりして予測するものであり、処理槽内の洗浄液の濃度を直接にリアルタイムで測定できるものではなかった。最近では、これら製品のエッチングや洗浄の制御がより高精度に行われるようになってきたため、処理槽内部の洗浄液の正確な濃度、さらには槽内の処理液の濃度分布をモニタすることも求められている。かかる課題に対して、処理槽内の任意の点での成分濃度や温度のインライン測定が可能である小型の浸漬型光学プローブ及び測定装置（特開2006-23200号公報）が提案されている。しかし、処理槽内に測定のためのプローブを浸漬させることは、槽内の洗浄液の循環精度に悪影響を及ぼす可能性があり、また、槽内でのウエハ投入量が減少するという問題があった。

この発明の目的は、特別な構造のＡＴＲプローブを用いないで遠紫外領域での分光測定を容易に行えるようにすることである。
また、この発明の目的は、洗浄液処理プロセスで用いられる洗浄液の成分濃度を、洗浄液をサンプリングすること無く、その使用状況でリアルタイムに測定することである。

本発明に係る全反射減衰型遠紫外分光法では、遠紫外光の波長、測定対象の屈折率、全反射減衰プローブの光学材質の屈折率、プローブと測定対象との界面への紫外光の入射角により定められる、全反射光のエバネッセント波の潜り込み深さを遠紫外域の測定波長範囲で１５０ｎｍ以上として全反射光を測定する。ここで、上記潜り込み深さが１５０ｎｍ以上になるように選択された屈折率を有する上記光学材質で作成した全反射減衰プローブを用い、全反射減衰プローブの上記界面に上記測定対象を接触させ、遠紫外光を、上記潜り込み深さが１５０ｎｍ以上となる、臨界角以上の入射角および上記測定波長範囲で上記界面に入射し、上記界面からの全反射光を測定して、上記測定対象の吸光度を求める。

本発明に係る第１の全反射減衰型遠紫外分光法を用いた成分濃度測定装置は、半導体洗浄用の洗浄液を収容する半導体洗浄槽の石英材質の壁面の一部に取り付けられ、前記壁面と一体化された石英材質の全反射減衰プローブと、上記全反射減衰プローブの界面へ臨界角より大きい入射角で遠紫外光を照射する投光光学系と、上記全反射減衰プローブの界面から全反射する反射光を光検出器で受光する受光光学系とを備える。

本発明に係る第２の全反射減衰型遠紫外分光法を用いた成分濃度測定装置は、半導体が設置され半導体洗浄用の洗浄液が上記半導体のほうに噴射される回転ステージの横に配置される全反射減衰吸光装置であって、上記回転ステージから洗浄液が落ちてくる位置に配置される石英材質の全反射減衰プローブと、光源により発生された遠紫外光を上記全反射減衰プローブの界面へ臨界角より大きい入射角で照射する投光光学系と、上記全反射減衰プローブの界面から全反射する反射光を光検出器で受光する受光光学系とを備える。

本発明に係る第３の全反射減衰型遠紫外分光法を用いた成分濃度測定装置は、半導体洗浄用の洗浄液が流れる石英材質の配管に一体化されて取り付けられる全反射減衰吸光装置であって、上記配管を流れる洗浄液と接する位置に、上記洗浄液との界面が配置される石英材質の全反射減衰プローブと、光源により発生された遠紫外光を上記全反射減衰プローブの界面へ臨界角より大きい入射角で照射する投光光学系と、上記全反射減衰プローブの界面から全反射する反射光を光検出器で受光する受光光学系とを備える。

全反射減衰プローブの材質および遠紫外分光の測定波長範囲を特定の条件下に最適化することにより、全反射減衰型遠紫外分光法を用いた高感度な水溶液成分濃度測定が行える。また、全反射減衰型遠紫外分光法を採用しているため、半導体製造プロセスに用いる場合、半導体洗浄用の洗浄液濃度をその場で短時間に感度よく測定できる。

遠紫外域での各種光学材質の屈折率の波長依存性のグラフ 石英プローブの全反射面での水へのエバネッセント波の潜り込み深さのグラフ サファイアプローブの全反射面での水へのエバネッセント波の潜り込み深さのグラフ 石英ＡＴＲプローブ及びサファイアＡＴＲプローブを用いて測定した水の吸光度のグラフ 石英ＡＴＲプローブ及びサファイアＡＴＲプローブを用いて測定したＮａＩの水溶液の吸光度のグラフ バッチ式洗浄法に用いる半導体洗浄システムの図 濃度測定部の内部に設けられる光学測定部の図 枚葉式の半導体洗浄システムにおける洗浄液成分濃度測定装置の図 中空構造の光ファイバを用いた光学系の一部の図 中空構造の光ファイバを用いた光学系の一部の図

以下、本発明の実施の形態を添付の図面を参照して説明する。
すでに説明したように、発明者らは、遠紫外領域で水のｎ→σ＊遷移吸収バンドを測定するには、光学プローブ（プリズム）の材質の屈折率がサンプル物質の屈折率よりも大きいという全反射条件と、光学プローブの材質の光透過率が測定波長範囲で十分に高いという透過条件とから、特別な構造の全反射減衰（ATR）プローブを要すると考え、３層構造のＡＴＲプローブを提案している（特開2007-279025号公報）。遠紫外域でのＡＴＲプローブの材質として代表的なサファイアと石英とを比較すると（図１参照）、サファイアは、全波長範囲で水より屈折率が高い。これに対して、石英は160nm付近の波長範囲では水より屈折率が低くなり全反射が起こらないため、ＡＴＲプローブとして使用できない。

しかし、半導体洗浄の処理槽内の洗浄液濃度の測定に遠紫外ＡＴＲプローブを用いる場合、ＡＴＲプローブの材質はサンプル中に溶出したり侵食されたりしない材質のものでなければならないうえ、測定領域において常にサンプルよりも屈折率が高く、十分な透過率を有するものに限定される。従って、ＡＴＲプローブに適用できる材質は高純度の合成石英に限られる。合成石英は赤外領域で光を強く吸収するため、その利用は近赤外領域に限られると考えられていたが、近赤外領域では水の吸収スペクトルが禁制遷移であり吸収が弱く、十分な測定精度が得られないため、これまで洗浄液モニタリングには使用されていなかった。

そこで、発明者らは、全反射減衰吸光法を半導体洗浄プロセスで使用される洗浄液の成分濃度測定に適用するために、合成石英を用いた遠紫外用のＡＴＲプローブについて潜り込み深さ(penetration depth)の最適化のため測定光の入射角度条件と測定波長範囲の選定を試行錯誤で検討し吸光データを得ることに成功した。その結果、前述の特別な構造のＡＴＲプローブを用いなくとも水溶液中の微量な成分濃度の測定が可能となる測定方法及び装置を提案するに至ったのである。この測定方法及び装置では、ＡＴＲプローブの材質にその屈折率が測定対象（水溶液）と非常に近い物質を用いて、全反射光のエバネッセント波の潜り込み深さを積極的に拡張して遠紫外吸光測定を行う。これについて以下に説明する。

ＡＴＲプローブの界面でのエバネッセント波の潜り込み深さｄｐは、下記の式（１）のように、波長λ、入射角θ、プローブの材質の屈折率ｎ１、測定対象（水）の屈折率ｎ２から計算される。

全反射は臨界角以上の入射角θで起こる。

図２は、石英プローブにおける光の測定対象（水）への潜り込み深さの計算結果に示す。ここで、入射角θが６８度、７０度、７２度、７４度である場合のデータを示している。

石英では160nm付近でその屈折率ｎ２が水の屈折率ｎ１より小さくなるため（図１参照）、入射角度θが75度以上では、168nmより短波長側の光は全反射せずに透過してしまい、測定対象の吸光度を測ることができない。しかし、図２に示されるように、全反射条件の境となる170nm付近の波長ではエバネッセント波の潜り込み深さが数百nm以上と大きくなる。このため、ＡＴＲ測定により170nm付近で水の吸収バンドが拡大されて観測される。この170nm付近は、水のｎ→σ＊遷移吸収バンドの傾斜部分であり、吸光度は、水溶液中に含まれる溶解成分の濃度に依存して変化するため、170nm付近でのＡＴＲ測定は、水溶液中の成分濃度の定量に利用できる。従来、この全反射条件の境界となる波長範囲を積極的に利用して、水の遠紫外吸収スペクトルの裾の部分を拡大して観測するという試みはなされていなかった。しかし、全反射条件を考慮した潜り込み深さの最適化の研究により、水溶液中の溶解成分の定量測定に適用できることが分かったのである。したがって、ＡＴＲプローブとして合成石英を用い、水溶液を測定する場合、水の吸収ピークの付近で合成石英の屈折率と水の屈折率とが接近するため、全反射光のエバネッセント波の潜り込み深さを遠紫外域の測定波長範囲で１５０ｎｍ以上として全反射光を測定でき、これにより、吸光度を高感度で測定できる。このとき、測定波長範囲はほぼ１７０〜１７５nmの範囲である。

また、プローブの材質（石英）と測定対象の屈折率が170nm付近に比べて接近していない175〜300nmの波長領域でも、その屈折率差がやはり小さいために全反射光の潜り込み深さは100nm程度あり、吸光度は分光測定装置により測定できる。したがって、溶質自体の吸収もこの波長範囲にあれば観測できる。170〜300nmの遠紫外領域における水溶液の吸光係数は非常に大きいため、ＡＴＲ法を用いても十分な測定感度を得ることができる。従って、特開2005-214863号公報に記載された水溶液の透過測定と同様の測定が、ＡＴＲプローブを用いて全反射光について行えるようになる。

比較のため、図３に、サファイアプローブにおける光の水への潜り込み深さの計算結果を、入射角が５６度から６６度まで範囲の場合に示す。潜り込み深さは遠紫外域で70nm以下である。サファイア材質の場合、プローブの材質と測定対象の間の屈折率差が大きいため、遠紫外波長域の全域でＡＴＲ測定は可能であるが、潜り込み深さは１００nmより小さい。

図４は、石英ＡＴＲプローブ及びサファイアＡＴＲプローブを用いて測定した水の吸光度を示す。本来、水のｎ→σ＊遷移吸収バンドの吸収のピークは１５０nm付近にあり、ＡＴＲプローブの材質をサファイア等の高屈折率材質とした場合には170nm付近には水の吸収バンドは観測されない。しかし、プローブの材質を合成石英とした場合は、その屈折率が水の屈折率に近接する領域でエバネッセント波の潜り込み深さが非常に大きくなるため、ＡＴＲ測定であっても170nm付近に水の吸収バンドが拡大されて観測される。

図５は、石英プローブ及びサファイアプローブを用いて測定したＮａＩの水溶液の遠紫外領域での吸光度を示す。なお、図において２つの矢印で囲まれた範囲は、全反射が起こらない波長範囲を示す。ここで、２３０ｎｍ付近のピークは溶質（ＮａＩ）による吸収によるピークである。サンプル内のＮａＩの濃度は、０，２０，４０，６０，８０，１００ｍＭである。なお、サファイアについては純水の場合のみを示しているが、ＮａＩによる吸収も観測されている。しかし、そのピークは低いため、図示を省略している。

なお、以上に、ＡＴＲプローブの材質として石英を用いた水溶液の測定を説明したが、一般に、ＡＴＲプローブの材質にその屈折率が測定対象の屈折率と非常に近い光学材質を用いて、全反射光のエバネッセント波の潜り込み深さを積極的に拡張して遠紫外分光測定を行うことができる。すなわち、全反射光のエバネッセント波の潜り込み深さは、遠紫外光の波長、サンプルの屈折率、全反射減衰プローブの光学材質の屈折率、および、プローブとサンプルとの界面への紫外光の入射角により定められるが、測定対象の屈折率と非常に近い屈折率をもつ光学材質を使用できる場合、測定対象への潜り込み深さが１５０ｎｍ以上となるように、ＡＴＲプローブの光学材質、測定波長及び入射角を選択する。そのような屈折率を有する光学材質で作成した全反射減衰プローブを用い、全反射減衰プローブの界面にサンプルを接触させる。そして、臨界角以上の入射角および上記測定波長で遠紫外光を界面に入射して、その潜り込み深さが１５０ｎｍ以上となるようにする。そして、界面からの全反射光を測定して、サンプルの吸光度を求める。

上述の測定方法は半導体洗浄システムの洗浄液成分濃度や水質の管理に適用できる。図６は、バッチ式洗浄法に用いる洗浄槽１を示す。洗浄槽１は合成石英製であり、薬液７を収容する。この洗浄槽１の中に複数のウエハ２が設置され、洗浄液７に浸される。ここで、たとえば４つの濃度測定部３，４，５，６が洗浄槽１の側面に設置される。ＡＴＲプローブを含む濃度測定部は洗浄槽１の壁面であればどこにでも設置可能である。これにより、洗浄槽１内の洗浄液７の濃度を、洗浄液を洗浄槽１の外に取り出さずに、リアルタイムでチェックできる。複数箇所への設置により洗浄槽１内の洗浄液７の濃度分布ばらつきをチェックできる。

図７は、濃度測定部３，４，５，６の内部に設けられる光学測定部を示す。処理槽の壁面２２と同じく合成石英からなるＡＴＲプローブ２１は、洗浄槽の壁面２２に直接に固定され、洗浄槽の壁面２２と一体化される。紫外光源（たとえば重水素ランプ）２３から発生された光は、投光レンズ２６で平行光にされ、単色分光器である回折格子２４で反射され、さらに投光レンズ２７を通ってＡＴＲプローブ２１に入射する。これらは、ＡＴＲプローブ２１へ光を照射する投光光学系を構成する。光学プローブ２１への入射角は、適当な値に設定する。光学プローブ２１からの全反射光は、受光レンズ２８をとおり、光検出器（紫外光センサ）２５に入射する。これらは、ＡＴＲプローブ２１から出射する反射光を光検出器２５で受光する受光光学系を構成する。また、ＡＴＲプローブ２１の光入出射端面とその投受光光学系部分の空気を窒素で置換するため光学系を密閉する密閉構造（ハウジング）３１を備える。この密封構造において、遠紫外域で光吸収を生じない窒素ガスが入口２９から導入され、出口３０から排出され、こうして光学系内から酸素ガスが排除される。（なお、アルゴンガスによる空気置換を用いてもよいし、空気自体を真空に排気するという方法もとれる。）光検出器２５で検出されたスペクトルは、外部の信号処理部（図示しない）で処理され、測定データを基に吸光度が計算される。ここで、複数波長での吸光度に対する公知の多変量解析により検量線を作成できる。また、この検量線を用いて測定はリアルタイムで行える。これにより、この測定装置を用いて洗浄槽２２内の洗浄液の濃度を直接測定できる。この測定装置では、プローブ２１の材質に処理槽の壁面２と同じく合成石英を用いているので、プロセス中にプローブ２１から不純物が溶出したり、プローブ２１自体が洗浄液によって侵食されたりする問題も解消できる。また、測定用紫外光が作用するのはプローブの界面に接するごく一部のサンプル物質であるため、実質的に紫外光照射によるサンプル変化を回避できる。

図８は、枚葉式の半導体洗浄システムにおける洗浄液成分濃度測定装置を示す。枚様式の場合、シリコンウエハの回転ステージ（回転台）の横にＡＴＲプローブを設置し、液を噴射した際にウエハから落ちる洗浄液がＡＴＲプローブの上に落ちるようにする。具体的には、ウエハ回転ステージ４４の上に設置されたウエハ４３に対し、ウエハ回転ステージ４４の上方に位置される洗浄ノズル４１から洗浄液４２が噴射される（スプレー）。ウエハ４３の方へ噴射された洗浄液４６は、ウエハ回転ステージ４４の回転による遠心力の作用により、外周方向から外に落ちる。ここで、ウエハ回転ステージ４４の側方に、図７に示すのと同様な濃度測定部４５が設置されている。濃度測定部４５において、ＡＴＲプローブが洗浄液との界面を上方にして位置されている。ウエハ回転ステージ４４から濃度測定部４５のＡＴＲプローブの上に落ちてきた洗浄液の吸光度が測定される。

また、たとえば、投受光光学系に中空の光ファイバを用い、光ファイバ内の光路中の空気を窒素あるいはアルゴンで置換してもよい。中空光ファイバを用いるため、図９と図１０に示すように、光学系を光ファイバで接続される２つの部分に分離できる。図９と図１０は、散布液を導入する配管の壁面６２にＡＴＲプローブ６１を設ける例を示す。このＡＴＲプローブ６１は半球状である。中空光ファイバ（投光側）６５からの入射光６３は、ＡＴＲプローブ６１の洗浄液との界面に入射し、全反射して反射光として中空光ファイバ（受光側）６５’に入る。光ファイバ６５，６５’は、光の入射角に対応して設置される。一方、光学系の他の部分は、図１０に示される密封構造（ハウジング）の中に設けられる。光源６６から発生される遠紫外光は、回折格子６７で反射されて、中空光ファイバ（投光側）６５に入る。また、中空光ファイバ（受光側）６５’からの反射光は、ミラー６８で反射されて、光検出器６９で検出される。また、密封構造の中に、酸素ガスを排除するため、遠紫外域で吸収を生じない窒素ガスが入口７０から導入され、光ファイバ６５，６５’の中空部分に入る。そして、図９に示される端部から出ていく。

なお、図７〜図１０に種々の遠紫外測定装置の構造が示されているが、それらに含まれる構成要素は組み合わせることができる。たとえば、図９と図１０に示す中空光ファイバは、図７や図８の構造においても使用できる。

Claims (9)

1. 遠紫外光の波長、測定対象の屈折率、全反射減衰プローブの光学材質の屈折率、および、プローブと測定対象との界面への紫外光の入射角により定められる全反射光のエバネッセント波の潜り込み深さを遠紫外域の測定波長範囲で１５０ｎｍ以上として全反射光を測定する全反射減衰吸光方法であって、
   上記潜り込み深さが１５０ｎｍ以上になるように選択された屈折率を有する上記光学材質で作成した全反射減衰プローブを用い、全反射減衰プローブの上記界面に上記測定対象を接触させ、
   遠紫外光を、上記潜り込み深さが１５０ｎｍ以上となる、臨界角以上の入射角および上記測定波長範囲で上記界面に入射し、
   上記界面からの全反射光を測定して、上記測定対象の吸光度を求める
   全反射減衰型遠紫外分光法。
2. 上記材質が合成石英であり、上記測定対象が水溶液であり、上記測定波長範囲が１７０〜１７５nmの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の全反射減衰型遠紫外分光法。
3. 上記光学材質が合成石英であり、上記測定対象が水溶液であり、上記材質は、上記測定波長範囲で上記潜り込み深さが１００ｎｍ以上となりうる屈折率を有し、上記測定波長範囲が１７５〜３００nmの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の全反射減衰型遠紫外分光法。
4. 前記水溶液が、半導体製造プロセスにおいて用いられる洗浄液であり、上記吸光度より上記洗浄液の成分濃度を求めることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の全反射減衰型遠紫外分光法。
5. 半導体洗浄用の洗浄液を収容する半導体洗浄槽の石英材質の壁面の一部に取り付けられ、前記壁面と一体化された石英材質の全反射減衰プローブと、
   上記全反射減衰プローブの界面へ臨界角より大きい入射角で遠紫外光を照射する投光光学系と、
   上記全反射減衰プローブの界面から全反射する反射光を光検出器で受光する受光光学系と
   を備える全反射減衰型遠紫外分光法を用いた成分濃度測定装置。
6. 半導体が設置され半導体洗浄用の洗浄液が上記半導体のほうに噴射される回転ステージの横に配置される成分濃度測定装置であって、
   上記回転ステージから洗浄液が落ちてくる位置に配置される石英材質の全反射減衰プローブと、
   光源により発生された遠紫外光を上記全反射減衰プローブの界面へ臨界角より大きい入射角で照射する投光光学系と、
   上記全反射減衰プローブの界面から全反射する反射光を光検出器で受光する受光光学系と
   を備える成分濃度測定装置。
7. 半導体洗浄用の洗浄液が流れる石英材質の配管に一体化されて取り付けられる全反射減衰吸光装置であって、
   上記配管を流れる洗浄液と接する位置に、上記洗浄液との界面が配置される石英材質の全反射減衰プローブと、
   光源により発生された遠紫外光を上記全反射減衰プローブの界面へ臨界角より大きい入射角で照射する投光光学系と、
   上記全反射減衰プローブの界面から全反射する反射光を光検出器で受光する受光光学系と
   を備える成分濃度測定装置。
8. 上記投光光学系と上記受光光学系に中空の光ファイバを用い、上記光ファイバの一端を上記全反射減衰プローブの入射面と出射面の近くに位置し、
   上記光ファイバ内の光路中の空気を、上記遠紫外光を吸収しない気体で置換したことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の成分濃度測定装置。
9. 上記全反射減衰プローブは、遠紫外光の波長、測定対象の屈折率、全反射減衰プローブの光学材質の屈折率、および、プローブと測定対象との界面への紫外光の入射角により定められる全反射光のエバネッセント波の潜り込み深さを遠紫外域の測定波長範囲で１５０ｎｍ以上になるように選択された屈折率を有する上記光学材質からなることを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の成分濃度測定装置。

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