Système d'analyse de gaz à basse pression par spectroscopie d'émission optique
La présente invention se rapporte à un système d'analyse de gaz à une pression très basse, de l'ordre d'un vide secondaire (10"3 à 10"8 mbar), en utilisant la spectroscopie d'émission optique. La présente invention se rapporte aussi à un procédé d'analyse d'effluents gazeux provenant d'une enceinte sous pression contrôlée.
L'invention concerne enfin un équipement industriel comprenant au moins une enceinte à pression contrôlée, et un système d'analyse des gaz en communication avec l'enceinte à pression contrôlée.
Les progrès réalisés, lors de ces dernières années dans l'industrie du semiconducteur, sont essentiellement liés à l'accroissement de l'intégration de circuits électroniques sur des composants de quelques millimètres carrés ; ceci sur des substrats de silicium de plus en plus grand (diamètre de 200 mm à 300 mm). Les étapes technologiques, nécessaires à la réalisation de tels circuits, sont nombreuses (jusqu'à 400). Parmi elles, les étapes de traitement sous vide, jouent un rôle essentiel, tant par leurs capacités à produire de façon continue tout au long du procédé de fabrication que part leurs fonctions à respecter les critères géométriques du composant. La mise en place d'un système d'analyse de procédé in situ, identifie les défauts dès leurs créations, réduisant le temps de réaction pendant lequel un nombre important de lots peuvent être produit. De ce fait une demande importante apparaît pour le suivi et le contrôle in situ et en temps réel des procédés de fabrication de semi-conducteur par plasma, réalisés sous vide.
On connaît l'utilisation de la spectroscopie par émission optique sur des équipements de fabrication de semi-conducteurs. La spectrométrie par émission est utilisée pour effectuer la détection de fin d'attaque dans les procédés de gravure des circuits ou composants semi-conducteurs. Le plasma analysé est celui généré par le réacteur de l'équipement, ce dernier est simplement instrumenté par un spectromètre d'émission qui analyse la lumière du procédé de gravure, permettant un contrôle des étapes du procédé lui-même.
Cependant on cherche à utiliser la spectrométrie par émission optique pour contrôler, non pas les étapes du procédé de fabrication ou de gravure de l'équipement semi-conducteur, mais tous les constituants gazeux de l'environnement sous vide de l'équipement. Un spectromètre par émission optique, après diffraction de la lumière,
analyse en temps réel l'évolution des radiations émises par les atomes, molécules et ions, excitées par les électrons libres du plasma.
Or les techniques actuellement connues ne permettent de réaliser ce type de mesure qu'en vide grossier (de 1000 mbar à 1 mbar) ou en vide primaire (de 1 mbar à 10"3 mbar).
Le document EP-1 022 559 décrit un équipement comprenant une enceinte contenant des gaz à une pression comprise entre 0,1 mbar et 1000 mbar, et un système pour l'analyse de ces gaz comportant un dispositif d'ionisation des gaz et un dispositif d'analyse des gaz ionisés par spectroscopie d'émission optique. Le dispositif d'ionisation comprend une source radiofréquence de plasma, de type ICP ou micro-onde.
Le document EP-1 131 670 décrit un dispositif de contrôle par spectroscopie d'émission optique des espèces gazeuses provenant d'une enceinte. Le dispositif comprend une chambre comportant une zone de formation d'un plasma et un moyen d'analyse de la radiation lumineuse émise par le plasma. Un capteur de radiation, tel qu'une fibre optique, est placé à proximité de la zone de formation du plasma. Le plasma est formé au moyen d'un générateur de puissance associé à une antenne d'excitation générant des ondes électromagnétiques. Un champ électrique ou magnétique est utilisé pour former une barrière afin d'écarter les particules ionisées de l'interface transparente à la radiation. Le document WO-00/31 773 décrit un dispositif pour la détermination de la composition d'un effluent gazeux provenant d'une chambre de procédé sous vide. Le dispositif comprend une cellule dans laquelle est formé le plasma et un détecteur, placé derrière une fenêtre, pour recueillir la lumière émise par le plasma et la transmettre à un analyseur de spectre optique. Le plasma est généré par un champ électrique produit par un générateur de courant alternatif, tel qu'un générateur commercial du type utilisé dans les lampes fluorescentes ou d'un générateur de microondes du type magnétron. Selon un mode de réalisation particulier, une cathode pleine est disposée coaxialement à la direction du flux gazeux et isolée de la paroi conductrice de la cellule servant d'anode.
Dès que la pression dans la chambre de procédé devient inférieure à 10"3 mbar, les systèmes actuels ne sont plus capables d'exciter suffisamment les gaz afin de générer une lumière exploitable pour une mesure spectroscopique. Le problème est donc de générer une radiation de lumière issue d'un plasma suffisamment lumineuse et suffisamment concentrée pour pouvoir réaliser en temps réel (inférieur à une seconde) une analyse d'espèces gazeuses sous vide secondaire (de 10"3 à 10"7 mbar) par spectrométrie d'émission optique.
Cependant cette mesure doit aussi pouvoir être effectuer de manière reproductible pendant toute la durée nécessaire à l'analyse.
L'objet de la présente invention est un système d'analyse de gaz à une pression de l'ordre d'un vide secondaire. Le système d'analyse comporte - un dispositif d'ionisation des gaz comprenant
- une cathode qui comprend des parois conductrices délimitant un volume cylindrique et un disque comprenant au moins un trou central traversant,
- une anode placée sensiblement au centre du trou,
- une source de plasma, le plasma étant généré dans le volume cylindrique par l'action combinée d'un champ électrique et d'un champ magnétique orthogonal au champ électrique,
- un système collecteur de la radiation lumineuse émise par le plasma,
- une cavité cylindrique coaxiale à l'anode, de conductance moindre que le volume cylindrique, placée entre le dispositif d'ionisation et le système collecteur, et - un dispositif d'analyse des gaz ionisés comprenant un spectromètre optique pour analyser l'évolution du spectre radiatif.
L'anode doit être centrée dans le trou central du disque sinon l'anneau de lumière ne parvient pas à se créer et la mesure est alors impossible à basse pression.
Plus précisément la cathode comporte un disque perforé comprenant des trous traversants périphériques entourant le trou central traversant.
Selon une forme d'exécution de l'invention, le diamètre d de la cavité est moindre que le diamètre D du volume cylindrique, et il est ajustable en fonction de la pression des gaz à analyser.
Selon une autre forme d'exécution, l'anode est isolée de la cathode par un support en matériau diélectrique fixé sur le disque de la cathode.
Selon encore une autre forme d'exécution, l'anode est isolée de la cathode par un support en matériau diélectrique inséré dans le trou central du disque de la cathode.
Avantageusement, dans ce dernier cas, le système comporte en outre un dispositif de régulation permettant d'asservir la tension d'alimentation de l'anode à la variation de pression des gaz à analyser.
Le système collecteur comporte au moins une lentille convergente, qui est disposée de telle sorte que l'axe optique de la lentille et l'axe des électrodes soient de préférence confondus.
Selon une variante, l'extrémité de la cavité opposée au volume cylindrique est fermée par un hublot transparent à la radiation lumineuse émise par le plasma.
Selon une autre variante l'extrémité de la cavité opposée au volume cylindrique est fermée par une lentille transparente à la radiation lumineuse émise par le plasma. Dans ce cas la lentille remplit aussi la fonction du hublot.
Afin de minimiser la pollution du hublot ou de la lentille, la cavité est disposée de préférence à l'extrémité du volume cylindrique de manière à ce que le trajet de la radiation lumineuse qui la traverse soit de même direction et de sens opposé au flux des gaz pompés.
La présente invention a aussi pour objet un équipement de fabrication de semi-conducteurs par plasma comprenant au moins une enceinte contenant des gaz maintenus sous vide secondaire, reliée au système d'analyse de gaz décrit précédemment. Le système d'analyse de gaz comporte un dispositif d'analyse des gaz ionisés comprenant un spectromètre d'émission optique et un ordinateur. Selon l'invention, le spectromètre d'émission optique et l'ordinateur sont placés dans un boîtier commun de manière à constituer un système de contrôle intégré compact, et ils sont reliés à l'équipement afin d'interagir avec lui en fonction des résultats de l'analyse de gaz.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation, donné bien entendu à titre illustratif et non limitatif, et dans le dessin annexé sur lequel - la figure 1 représente schématiquement un équipement industriel comprenant un système d'analyse de gaz selon l'invention,
- la figure 2 montre le dispositif d'ionisation des gaz selon un mode de réalisation de l'invention,
- la figure 3 est une vue détaillée du disque de la cathode du dispositif d'ionisation des gaz,
- la figure 4, analogue à la figure 2, montre le dispositif d'ionisation des gaz selon un autre mode de réalisation de l'invention,
- la figure 5 représente la chaine d'acquisition optique du dispositif d'analyse des gaz ionisés, - la figure 6 est une vue détaillée de la zone de recueil de la radiation lumineuse émise par le plasma.
L'équipement industriel représenté sur la figure 1 comprend au moins une enceinte 1 , dont la pression est contrôlée, et un système d'analyse des gaz 2 en communication avec l'enceinte 1. Un vide secondaire Pv (de 10"3 à 10"8 mbar) est ménagé dans l'enceinte 1 au moyen d'une ligne de vide comportant un groupe de
pompage 3 primaire et secondaire. Le système d'analyse de gaz comprend un dispositif d'ionisation des gaz 4 au moyen d'une source de plasma, un système collecteur optique 5 qui permet de recueillir la lumière et de l'acheminer vers un dispositif d'analyse 6. Le collecteur optique 5 et le dispositif d'analyse 6 composent une chaîne d'acquisition optique 7.
La figure 2 montre plus précisément le dispositif d'ionisation des gaz 4 du système 2 d'analyse de gaz selon l'invention. Le dispositif d'ionisation 4 comporte une source de plasma et un générateur 10 de courant continu.
Le dispositif d'ionisation 4 comporte un volume 11 cylindrique, de diamètre D et délimité par des parois 12 en un matériau conducteur résistant au vide, tel que par exemple l'acier inoxydable. Le dispositif d'ionisation 4 est raccordé à l'enceinte 1 sous vide secondaire. La mise sous vide du volume 11 peut être réalisée grâce aux moyens de pompage 3 de l'enceinte 1 , elle-même sous vide. Un plasma est généré à l'intérieur de ce volume 11 afin de permettre d'analyser les espèces gazeuses présentes dans l'enceinte 1.
La source de plasma est formée d'une anode 13 (pôle +) et d'une cathode 14 (pôle -) respectivement connectées aux pôles positif et négatif du générateur 10 de tension continue. La cathode 14 comprend des parois 12 qui délimitent le volume cylindrique 11 de diamètre D, et un disque 15 perforé. L'anode 13 de type filaire est placée au centre de la cathode 14 dont elle est isolée par un support 16 en matériau diélectrique à faible taux de dégazage, comme par exemple une céramique, posé sur la surface du disque 15 de la cathode 14.
Le générateur 10 applique entre l'anode 13 (chargée positivement) et la cathode 14 (chargée négativement) une forte différence de potentiel, de l'ordre de 3000 Volts, qui génère un champ électrique E 17 intense de direction transverse par rapport à l'axe 18 de la source de plasma. Ce champ 17 permet de créer un plasma par génération et accélération d'un flux d'électrons de la cathode 14 vers l'anode 13 afin d'exciter et ioniser les molécules gazeuses provenant de l'enceinte 1. Pour obtenir un plasma exploitable, on lui adjoint un champ magnétique B 19 d'intensité constante, environ 10O mT, et de direction donnée, perpendiculaire au champ électrique 17 et parallèle à l'axe 18. Le champ magnétique 19 est généré par au moins un aimant 20 torique permanent entourant le volume cylindrique 11. La présence d'un champ magnétique B 19 couplé au champ électrique E 17 permet d'augmenter fortement l'excitation des molécules de gaz du plasma. Ainsi la source plasma est générée par l'action combinée d'un champ électrique 17 constant entre deux électrodes 13, 14 à
géométrie cylindrique et d'un champ magnétique 19 constant, parallèle à la surface des électrodes 13, 14 et orthogonal au champ électrique 17.
Le plasma formé est utilisé comme source de lumière. La lumière émise, provenant de la désexcitation des molécules caractéristiques des gaz présents, devient ainsi suffisante pour permettre une mesure en temps réel (inférieur à 1 seconde) en vide secondaire.
Cependant la génération d'un plasma sous vide dans le volume 11 entraine le craquage moléculaire des molécules (notamment des hydrocarbures) qui sont présentes dans l'enceinte 1 sous vide dont on doit analyser les gaz. Une fois craquées, ces molécules ont tendance à se fixer par des liaisons fortes sur les parois 12 du volume 11 où est réalisé le plasma, et sont donc difficiles à décrocher. La source de plasma joue alors le rôle d'un piège pour ces molécules, et contribue ainsi à décontaminer l'enceinte et les lignes de pompage. Toutefois la présence de ce piège est néfaste pour le dispositif optique d'analyse. Pour récolter suffisamment de lumière permettant une détection et une analyse significative des gaz présents dans l'enceinte 1 , il est indispensable de réduire la distance entre le plasma et le dispositif d'analyse ce qui entraine une pollution rapide de ce dispositif le rendant opaque à la lumière. Une mesure correcte devient rapidement difficile, voire impossible, et ne peut être reproduite dans les mêmes conditions. Pour remédier à ce problème, la présente invention propose de placer un hublot 21 , permettant de laisser passer la lumière émise par le plasma, à l'extrémité 22 d'une cavité cylindrique 23 opposée à l'extrémité de la cavité adjacente à la source plasma dans le volume 11. La cavité cylindrique 23 a une conductance moindre que celle du volume cylindrique 11 dans lequel est placée la source de plasma. Par exemple la cavité 23 peut avoir un diamètre d moindre que le diamètre D du volume 11. Par exemple encore la cavité 23 peut avoir une longueur au moins égale à 1 cm et un diamètre d au moins deux fois plus petit que le diamètre D du volume 11. De préférence, la diamètre d de la cavité 23 est réglable en fonction de la pression de travail : plus la pression de travail est élevée et la pollution importante, plus le diamètre d de la cavité 23 doit être petit. En pratique, le diamètre d de la cavité 23 est réalisé dès le départ avec la valeur maximale compatible avec fonctionnement du dispositif d'analyse de gaz à basse pression. Puis en fonction de l'élévation de la pression de travail, des inserts de même forme que l'intérieur de la cavité pourront être introduits en force dans la cavité 23 de manière à réduire son diamètre d. A l'intérieur de cette cavité 23, il n'y a ni champ électrique E, ni champ magnétique B. L'éloignement du hublot 21 par rapport à la source plasma et l'absence
de champs dans la cavité 23 permettent de piéger les molécules polluantes avant qu'elles n'atteignent le hublot 21. Pour minimiser le problème de la pollution du hublot 21 , la cavité 23 est disposée avantageusement de manière à ce que le trajet de la radiation lumineuse soit de même direction et de sens opposé au flux des gaz pompés 24. En effet une dépression est générée par le groupe de pompage 3 de l'enceinte 1 sous vide, à l'intérieur de laquelle se trouvent les gaz à analyser, et simultanément le plasma provoque une légère surpression. La différence de pression qui en résulte entraîne un flux particulaire des produits du plasma vers le groupe de pompage 3, limitant ainsi la pollution du hublot 21. Selon une variante de réalisation, un chauffage extérieur (non représenté) peut être rajouté autour de la cavité 23, ce qui va crée un effet de diffusion thermique des molécules centrifuge dans la cavité 23, et améliorer encore l'effet barrière lié à la faible conductance de la cavité 23.
Cependant la lumière émise par le plasma devient d'autant plus faible que la pression des gaz à analyser dans l'enceinte 1 diminue. D'autre part le plasma est diffus sur toute la longueur de l'anode 13, ce qui rend difficile la focalisation de la lumière émise sur le dispositif d'analyse 6. La figure 3 montre en détail un mode de réalisation du disque 15 de la cathode 14 permettant de remédier à cet inconvénient.
La cathode 14 comprend un disque 15 percé d'une série de trous 30 traversants en périphérie formant un anneau entourant un trou central 31 également traversant. L'anode filaire 13 traverse le trou 31 en son centre. L'utilisation d'un disque 15 perforé permet la mise sous vide de cette partie de l'installation en libérant la circulation des molécules gazeuse.
Dans cet agencement, le plasma se localise à l'intérieur du trou central 31 du disque 15 sous la forme d'un anneau 32 de quelques millimètre de rayon centré sur l'axe 18 et entourant l'anode 13. Le plasma localisé obtenu est beaucoup plus intense, et donc plus facilement focalisable sur le dispositif d'analyse 6. Ainsi une analyse par spectrométrie d'émission optique peut être réalisée à des pressions très basses, inférieures à 10"3 mbar et même à 10"7 mbar. Le champ magnétique B 19 se dispose le long des génératrices d'un cylindre de révolution centré sur l'axe 18 et passe de manière privilégiée par la matière constituant le disque 15, ce qui le rend intense dans les parties pleines 33 du disque 15 et beaucoup plus faible dans les trous 30, 31 du disque 15. L'utilisation d'un disque 15 augmente fortement et localement la valeur du champ électrique E 17 (jusqu'à le multiplier par cinq) et l'intensité du champ magnétique B 19 à l'intérieur du trou central 31.
Lors de l'opération d'assemblage du dispositif d'ionisation 4 selon l'invention, le disque 15 de la cathode 14 est placée perpendiculairement aux parois 12 du volume 11 cylindrique. Le support 16 est fixé au-dessus du disque 15 de la cathode 14. L'anode 13 est amenée par-dessus le disque 15 de la cathode 14, et est emmanchée au centre du support 16 de manière à être perpendiculaire au plan du disque 15 et à se positionner au centre du disque 15 de la cathode 14.
L'anode 13 doit être sensiblement centrée dans le trou central du disque. Dans le cas contraire l'anneau de lumière 32 ne se crée pas et la mesure est alors impossible à basse pression. Le centrage de l'anode 13 dans le disque 15 de la cathode 14 permet d'assurer également un parfait parallélisme entre l'anode 13 et les parois 12 du volume 11 .
On a illustré sur la figure 4 un autre mode de réalisation de l'invention. Les références de la figure 2 ont été conservées pour les éléments inchangés.
A l'intérieur du trou central du disque perforé 15 de la cathode 14, correspondant à une zone de localisation privilégiée du plasma, l'intensité du champ électrique E 17 est très intense, et jusqu'à cinq fois plus intense que dans le reste du volume cylindrique 11. L'intensité du champ électrique 17 à cet endroit est telle qu'il peut produire une pulvérisation de l'anode 13 à ce niveau. Ce risque est d'autant plus grand que la tension d'alimentation de l'anode 13 est supérieure à environ 3 000 volts. La pulvérisation de l'anode 13 fait apparaître sur le spectre d'émission optique une émission de lumière parasite sous la forme de raies de fortes largeurs spectrales qui ne correspondent pas aux espèces présentes dans l'enceinte sous vide. Ces raies parasites intenses peuvent en outre masquer les raies d'émission optiques caractéristiques des espèces présentes. Pour éviter ce risque, l'anode 13 est isolée de la cathode 14 par un support 25 en matériau diélectrique qui est inséré dans le trou central du disque 15 perforé. Ainsi l'intérieur du trou central de la cathode 14 est neutralisé, et il n'y a plus de risque de pulvérisation de l'anode 13, gênante pour la mesure spectrale. La suppression de cette zone a l'inconvénient de réduire légèrement l'émission de lumière émise par la source plasma. Mais la possibilité de pouvoir alimenter beaucoup plus fortement l'anode 13 permet de compenser largement la perte de lumière, et ainsi d'effectuer une mesure en temps réel (inférieur à une seconde).
Dans ce mode de réalisation il est donc nécessaire d'augmenter la tension d'alimentation des électrodes lorsque la pression des gaz à analyser est faible, de l'ordre de 10"7 mbars. Toutefois, l'application d'une telle tension est beaucoup trop importante lorsque la pression est plus élevée, supérieure à 10"5 mbar. L'intensité du plasma est
alors telle que l'anode risque à nouveau de se pulvériser. De plus, les molécules craquées par le plasma contaminent très rapidement par dépôt le volume 11 contenant le plasma et les éléments optiques pouvant se trouver à proximité de celui-ci, et ce en moins de 24 heures. Pour conserver un avantage à n'importe quelle pression, un dispositif de régulation 26 de la tension d'alimentation de l'anode 13 est installé : lorsque la pression des gaz à analyser augmente, la tension d'alimentation de l'anode 13 est diminuée, et lorsque la pression diminue, la tension d'alimentation est augmentée. On obtient ainsi, quelle que soit la pression, un plasma suffisamment intense pour réaliser une mesure en temps réel, mais cependant suffisamment faible pour éviter toute contamination des éléments optiques. La durée de vie du système s'en trouve augmentée puisque la pollution par dépôt est fortement réduite. Cette régulation peut être corrélée à la mesure du courant d'ionisation généré dans la source plasma ou à la mesure de l'intensité du spectre, par exemple à l'aide d'un spectromètre d'émission optique. L'ajout d'une régulation permet d'obtenir un système pouvant fonctionner à des pressions beaucoup plus élevées, ce qui permettre d'effectuer une mesure spectrale dans une gamme de pression pouvant aller de 10"8 mbar à 1 mbar. La mesure du courant d'ionisation permet d'obtenir une mesure de la pression dans cette même gamme de pression de fonctionnement.
Comme représenté sur la figure 5, la lumière émise par le plasma qui traverse le hublot transparent 40, est recueillie par le système collecteur optique 5 et analysée spectralement par un dispositif d'analyse 6.
Le dispositif d'analyse 6 de la lumière émise par le plasma se compose d'un spectromètre d'émission optique (EOS) 41 associé à un ordinateur 42 reliés optiquement par une fibre 43 qui transporte la lumière du collecteur optique 5 vers le spectromètre 41. De manière avantageuse, l'ordinateur 42 est placé avec le spectromètre d'émission optique 41 dans un même boîtier de manière à former un système de contrôle intégré compact. De cette manière la longueur des câbles de liaison entre l'ordinateur 42 et le spectromètre d'émission optique 41 est très courte, ce qui permet de garantir des temps d'analyse de gaz très court (<20 ms). Ce système de contrôle intégré interagit avec l'équipement de fabrication auquel il est relié en fonction des résultats de l'analyse de gaz. Ce système de contrôle peut, par exemple, arrêter le fonctionnement de l'équipement ou encore déclencher un système de purge de l'enceinte 1 à pression contrôlée.
Le dispositif d'ionisation 4 est environnée d'un vide secondaire et doit donc être séparée de la chaine d'acquisition optique 7 à la pression atmosphérique par une paroi transparente à la lumière. L'interface entre le milieu sous vide 11 , où est généré le
plasma, et l'atmosphère extérieure est réalisée ici à l'aide du hublot transparent 40 muni de joints d'étanchéité qui se laisse traverser par la lumière. Le hublot 40 est de préférence placé au plus près de la zone d'émission de la lumière 44 issue du plasma afin d'optimiser sa détection. Le collecteur optique 5 recueille la lumière émise par le plasma et la fait converger à l'extrémité d'une fibre optique 45, l'autre extrémité de celle-ci étant reliée à l'entrée 46 du spectromètre d'émission optique 41. Le collecteur optique 5 comprend ici au moins une lentille convergente 47 permettant de collecter la lumière émise par le plasma. Ces lentilles peuvent être simples (biconvexes, plan-convexes) ou achromatiques (permettant de s'affranchir des aberrations chromatiques et d'améliorer ainsi la focalisation).
L'axe optique du système collecteur optique 5 de la lumière et l'axe 18 de révolution des électrodes sont confondus. La distance focale du système optique est calculée pour être la plus petite possible afin d'optimiser la convergence, ce qui réduit par la même occasion l'encombrement total du système optique.
Pour améliorer la transmission sur une gamme précise de longueur d'onde, le hublot 40 et les lentilles 47 peuvent subir un traitement antireflets, par exemple par le dépôt d'une couche mince de MgF2 destiné à améliorer la transmission sur la gamme 400-800 nm. Pour avoir une transmission optimum sur la plus large gamme de longueur d'onde possible, le hublot 40 et les lentilles 47 peuvent être réalisées en matériau de composition spéciale. Par exemple, on peut utiliser du fluorure de calcium ou encore de la silice fondue pour laquelle la transmission est supérieure à 90% sur la gamme 200-1000 nm.
Ainsi la chaîne d'acquisition optique 7 du système d'analyse de gaz 2 selon l'invention permet d'obtenir une mesure en temps réel (durée de mesure inférieure à 1 seconde).
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 6, une des lentilles 50 composant le collecteur optique 5 peut permettre, si elle est mise en appui sur un joint 51 , d'éviter l'utilisation d'un hublot transparent, cette lentille 50 jouant elle-même le rôle d'interface séparatrice entre le vide et la pression atmosphérique. L'acheminement de la lumière depuis la sortie du collecteur optique 5, qui est le point de focalisation de la lumière de la source plasma, vers l'entrée 46 du spectromètre 41 est réalisé par l'utilisation d'une fibre optique 52, placée derrière la lentille 50, qui recueille et conduit la radiation lumineuse 53. La longueur de la fibre optique 52 est choisie la plus courte possible (ici environ 10 cm) afin de réduire au maximum les pertes optiques dans la fibre 52.
Selon une variante de réalisation, le collecteur optique 5 de la lumière est un dispositif optique dont le point de convergence se situe à la fente d'entrée 46 du spectromètre 41. Ce dispositif peut être constitué d'un ensemble de plusieurs lentilles 50, ce qui permet d'améliorer la convergence. Dans ce cas la fente d'entrée 46 du spectromètre optique 41 est placée directement au point de convergence du faisceau de lumière 53. Le guidage de la lumière jusqu'au spectromètre d'émission optique ne se fait pas au moyen d'une fibre optique, mais par focalisation directe du faisceau lumineux 53 sur la fente d'entrée 46, les fibres optiques offrant une moins bonne transmission sur de larges gammes de longueur d'onde.