JP5675409B2 - Gas measuring device and method for measuring hydride gas - Google Patents
Gas measuring device and method for measuring hydride gas Download PDFInfo
- Publication number
- JP5675409B2 JP5675409B2 JP2011026313A JP2011026313A JP5675409B2 JP 5675409 B2 JP5675409 B2 JP 5675409B2 JP 2011026313 A JP2011026313 A JP 2011026313A JP 2011026313 A JP2011026313 A JP 2011026313A JP 5675409 B2 JP5675409 B2 JP 5675409B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- hydride
- analyzer
- port
- reaction tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
本発明は、間接的に水素化物ガスの濃度を測定するガス測定装置、及び水素化物ガスの測定方法に関する。 The present invention relates to a gas measuring device that indirectly measures the concentration of a hydride gas and a method for measuring a hydride gas.
近年、電子産業分野において、モノシラン、アルシン、ホスフィン、アンモニア等の水素化物ガスは、汎用性の高い半導体材料ガスとして、シリコン半導体、液晶ディスプレイ、太陽電池、シリコンウェーハ等に使用されている。
上記水素化物ガスは、毒性が高いため、慎重に取り扱う必要がある。特に、モノシランやアルシン等の特殊高圧ガスに関しては、消費施設や貯蔵場所等について、厳しく法令で規制されている。
In recent years, in the electronics industry, hydride gases such as monosilane, arsine, phosphine, and ammonia have been used for silicon semiconductors, liquid crystal displays, solar cells, silicon wafers, and the like as highly versatile semiconductor material gases.
The hydride gas is highly toxic and must be handled with care. In particular, for special high-pressure gases such as monosilane and arsine, consumer facilities and storage locations are strictly regulated by law.
水素化物ガスの測定には、例えば、ガスクロマトグラフ(GC)やフーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)、質量分析計(MS)等の分析器が使用される。 For measurement of hydride gas, for example, an analyzer such as a gas chromatograph (GC), a Fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR), a mass spectrometer (MS) or the like is used.
特許文献1には、半導体用特殊材料ガスを収納したガスボンベと半導体製造部との間のガス管路途中にガス検出器を配置してインラインによりガス成分又は/及びガス濃度を測定する半導体用特殊材料ガス成分濃度測定方法が開示されている。
特許文献2には、ガスクロマトグラフ及び質量選択検出器を有した質量分析計、真空ポンプ、及び専用のソフトウェアを備えた電気制御システムを一体化し、1つの密閉箱内に収納した手で携帯可能なGC/MS装置が開示されている。
In
特許文献3には、モノシラン、稀ガス、水素、窒素、メタンの少なくとも一つ以上の成分とホスフィンからなる混合ガス中の極低濃度のホスフィンの定量分析を、炎光光度検出器(Flame Photometric Detector,FPD)を有したガスクロマトグラフで行なうことが開示されている。
ところで、ガスクロマトグラフ、フーリエ変換赤外分光光度計、質量分析計等の分析器や特許文献1に記載のガス検出器を用いて水素化物ガスを測定(定量分析)する場合、ボンベに充填された同種の標準ガスを用いて分析計を校正する必要があるが、標準ガスのボンベの取り扱い、管理等に関して法令が厳しく適用されるため、使用場所も限られてしまう。
そのため、分析計の校正も様々な制限を受ける。つまり、分析する水素化物ガスと同じ種類の標準ガスを用いる場合、標準ガスの取り扱いが難しいという問題があった。
By the way, when hydride gas is measured (quantitative analysis) using an analyzer such as a gas chromatograph, a Fourier transform infrared spectrophotometer, a mass spectrometer, or a gas detector described in
Therefore, the calibration of the analyzer is subject to various restrictions. That is, when using the same type of standard gas as the hydride gas to be analyzed, there is a problem that handling of the standard gas is difficult.
また、ガスクロマトグラフを用いて測定する場合、ホスフィンやアンモニア等は、分離カラムに充填されている充填剤に吸着しやすいため、直接定量測定しにくいという問題があった。 Further, when measuring using a gas chromatograph, phosphine, ammonia and the like are easily adsorbed on the packing material packed in the separation column, and thus there is a problem that it is difficult to directly measure quantitatively.
また、フーリエ変換赤外分光光度計を用いて測定する場合、測定ガスの流量が数百ml/minから1L/min程度必要となるが、シラン、ホスフィン等の水素化物ガスは除害装置での有毒成分の除去が必要であり、高濃度の標準ガスによる校正は除害装置への負荷が大きくなる。
また、水素化物ガスよりなる標準ガスの保管は、法規制により管理が厳しく、水素化物ガスを取り扱うには除害装置による除害が不可欠であり、除害の観点からも水素化物ガスよりなる標準ガスの取り扱いは難しい。
In addition, when measuring using a Fourier transform infrared spectrophotometer, the flow rate of the measurement gas is required from about several hundred ml / min to 1 L / min. However, hydride gases such as silane and phosphine are used in the abatement apparatus. Toxic components need to be removed, and calibration with high-concentration standard gas increases the load on the abatement equipment.
In addition, storage of standard gas consisting of hydride gas is strictly controlled by laws and regulations, and it is indispensable to use a detoxification device to handle hydride gas. It is difficult to handle gas.
また、特許文献2記載の携帯可能なガスクロマトグラフの場合、現場で毒性の強い標準ガスを使用して校正を行なうことができないという問題があった。
In addition, in the case of the portable gas chromatograph described in
また、特許文献3に記載の炎光光度検出器を用いた場合、構造上、検出部のガス出口が大気開放されているため、高濃度の水素化物ガスを測定する場合、別途、出口部分に毒性のガスが拡散しないような対策が安全の面から必要であった。
In addition, when the flame photometric detector described in
さらに、水素化物ガスは、金属表面への付着や腐食により、分析計の検出器を劣化させやすいという問題があった。 Furthermore, the hydride gas has a problem that the detector of the analyzer is easily deteriorated due to adhesion or corrosion to the metal surface.
そこで、本発明は、取り扱いやすい標準ガスを用いて容易に校正を行なうことが可能で、かつ分析計を劣化させることなく、間接的に水素化物ガスの濃度を測定可能なガス測定装置、及び水素化物ガスの測定方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a gas measuring device capable of easily performing calibration using a standard gas that is easy to handle, and capable of indirectly measuring the concentration of hydride gas without degrading the analyzer, and hydrogen An object of the present invention is to provide a method for measuring a chemical gas.
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明によれば、ガスを分析する分析計と、前記分析計の前段に配置されると共に、前記分析計と接続され、かつ水素化物ガスを含むガスと反応することで水素化物が含まれていないガスを発生させる置換剤を有する反応管と、を備え、前記水素化物が含まれていないガスが、二酸化炭素、一酸化炭素、又は窒素であることを特徴とするガス測定装置が提供される。
In order to solve the above-described problem, according to the invention according to
また、請求項2に係る発明によれば、前記置換剤は、銅、亜鉛、鉄、マンガン、アルミニウム、ニッケルのうち、少なくとも1種以上の金属を含む化合物であることを特徴とする請求項1記載のガス測定装置が提供される。
According to the invention of
また、請求項3に係る発明によれば、前記分析計は、前記水素化物が含まれていないガスを分析することで、前記水素化物ガスの濃度を得ることを特徴とする請求項1または2記載のガス測定装置が提供される。 According to a third aspect of the present invention, the analyzer obtains a concentration of the hydride gas by analyzing a gas not containing the hydride. The described gas measuring device is provided.
また、請求項4に係る発明によれば、前記反応管は、筒状部材を有しており、前記置換剤は、少なくとも前記筒状部材の一部を充填するように配置したことを特徴とする請求項1ないし3のうち、いずれか1項記載のガス測定装置が提供される。
According to the invention of
また、請求項5に係る発明によれば、前記筒状部材の材料は、ガラスまたはステンレスであることを特徴とする請求項4記載のガス測定装置が提供される。
Moreover, according to the invention which concerns on
また、請求項6に係る発明によれば、前記筒状部材のうち、前記分析計側に位置する部分に、水分を吸着する水分吸着剤を充填したことを特徴とする請求項4または5記載のガス測定装置が提供される。 The invention according to claim 6 is characterized in that a portion of the cylindrical member located on the analyzer side is filled with a moisture adsorbent that adsorbs moisture. A gas measuring device is provided.
また、請求項7に係る発明によれば、前記水分吸着剤は、ゼオライトまたはシリカゲルであることを特徴とする請求項6記載のガス測定装置が提供される。 Moreover, according to the invention which concerns on Claim 7, the said water | moisture-content adsorption agent is a zeolite or a silica gel, The gas measuring device of Claim 6 characterized by the above-mentioned is provided.
また、請求項8に係る発明は、前記反応管が、2つ並列に設けられ、前記分析計に接続される前記反応管を切り替えるバルブが設けられていることを特徴とする請求項1ないし7のうち、いずれか1項に記載のガス測定装置が提供される。
また、請求項9に係る発明は、前記分析計は、ガスクロマトグラフ、質量分析計、還元ガス分析計、フーリエ変換赤外分光光度計、赤外分光光度計、赤外線分析計、ガスモニターのうち、いずれか1つであることを特徴とする請求項1ないし8のうち、いずれか1項記載のガス測定装置が提供される。
The invention according to claim 8 is characterized in that two reaction tubes are provided in parallel, and a valve for switching the reaction tubes connected to the analyzer is provided. The gas measuring device according to any one of the above is provided.
In the invention according to claim 9 , the analyzer is a gas chromatograph, a mass spectrometer, a reducing gas analyzer, a Fourier transform infrared spectrophotometer, an infrared spectrophotometer, an infrared analyzer, or a gas monitor. The gas measuring device according to any one of
また、請求項10に係る発明は、置換剤を有した反応管に、水素化物ガスを含むガスを供給して、前記水素化物ガスと前記置換剤とを反応させることにより、前記水素化物が含まれていないガスを発生させ、分析計により前記水素化物が含まれていないガスを分析することで、間接的に前記水素化物ガスの濃度を得る水素化物ガスの測定方法であって、前記水素化物が含まれていないガスが、二酸化炭素、一酸化炭素、又は窒素であることを特徴とする水素化物ガスの測定方法が提供される。
In the invention according to
また、請求項11に係る発明は、前記置換剤として、銅、亜鉛、鉄、マンガン、アルミニウム、ニッケルのうち、少なくとも1種以上の金属を含む化合物を用いることを特徴とする請求項10記載の水素化物ガスの測定方法が提供される。
The invention according to
また、請求項12に係る発明は、前記水素化物が含まれていないガスを用いて、前記分析計を校正することを特徴とする請求項10または11記載の水素化物ガスの測定方法が提供される。
The invention according to
また、請求項13に係る発明は、前記反応管は、前記置換剤が充填される筒状部材を備え、前記筒状部材の材料として、ガラスまたはステンレスを用いることを特徴とする請求項10ないし12のうち、いずれか1項記載の水素化物ガスの測定方法が提供される。 The invention according to claim 13, wherein the reaction tube comprises a tubular member in which the displacing agent is filled, as the material of the tubular member, to claims 10, characterized in that a glass or stainless The hydride gas measuring method according to any one of 12 is provided.
また、請求項14に係る発明は、前記反応管が、2つ並列に設けられ、前記分析計に接続される前記反応管を切り替えることで、連続して間接的に前記水素化物ガスの濃度を得ることを特徴とする請求項10ないし13のうち、いずれか1項記載の水素化物ガスの測定方法が提供される。
また、請求項15に係る発明は、前記分析計として、ガスクロマトグラフ、質量分析計、還元ガス分析計、フーリエ変換赤外分光光度計、赤外分光光度計、赤外線分析計、ガスモニターのうち、いずれか1つを用いることを特徴とする請求項10ないし14のうち、いずれか1項記載の水素化物ガスの測定方法が提供される。
Further, in the invention according to
The invention according to
本発明のガス測定装置によれば、ガスを分析する分析計と、分析計の前段に配置されると共に、分析計と接続され、かつ水素化物ガスと反応することで水素化物が含まれていないガスを発生させる置換剤を有する反応管と、を備えることで、分析計により水素化物が含まれていないガス(具体的には、例えば、水素、二酸化炭素、一酸化炭素、窒素等のガス)の濃度をして、間接的に水素化物ガスの濃度を得ること(間接的に水素化物ガスの濃度を測定すること)が可能となる。 According to the gas measuring apparatus of the present invention, an analyzer for analyzing a gas and a hydride contained by being connected to the analyzer and reacting with a hydride gas are arranged in front of the analyzer. And a reaction tube having a substitution agent for generating a gas, so that a gas containing no hydride by an analyzer (specifically, a gas such as hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, nitrogen, etc.) It is possible to indirectly obtain the concentration of hydride gas (indirect measurement of the concentration of hydride gas).
これにより、分析計に水素化物ガスが流れることがなくなるため、水素化物ガスに起因する分析計の劣化を抑制できる。
また、校正する際に使用する標準ガスとして、水素化物が含まれていないガス(具体的には、例えば、水素、二酸化炭素、一酸化炭素、窒素等の取り扱いやすいガス)を使用することが可能となるので、安全かつ容易に分析計の校正を行なうことができる。
Thereby, since hydride gas does not flow through the analyzer, deterioration of the analyzer due to hydride gas can be suppressed.
In addition, a gas that does not contain hydride (specifically, for example, a gas that is easy to handle, such as hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, and nitrogen) can be used as a standard gas used for calibration. Therefore, the analyzer can be calibrated safely and easily.
本発明の水素化物ガスの測定方法によれば、置換剤を有した反応管に、水素化物ガスを含むガスを供給して、水素化物ガスと置換剤とを反応させることにより、水素化物が含まれていないガスを発生させ、分析計により水素化物が含まれていないガスを分析することで、間接的に水素化物ガスの濃度を得る(間接的に水素化物ガスの濃度を測)ことにより、分析計に水素化物ガスが流れることがなくなるため、水素化物ガスに起因する分析計の劣化を抑制できる。 According to the method for measuring a hydride gas of the present invention, a hydride gas is contained by supplying a gas containing a hydride gas to a reaction tube having a substitute agent and reacting the hydride gas with the substitute agent. By generating an unreacted gas and analyzing the gas not containing hydride with an analyzer, the concentration of hydride gas is indirectly obtained (indirect measurement of the concentration of hydride gas) Since hydride gas does not flow through the analyzer, deterioration of the analyzer due to hydride gas can be suppressed.
また、校正する際に使用する標準ガスとして、水素化物が含まれていないガス(具体的には、例えば、水素、二酸化炭素、一酸化炭素、窒素等の取り扱いやすいガス)を使用することが可能となるので、安全かつ容易に分析計の校正を行なうことができる。 In addition, a gas that does not contain hydride (specifically, for example, a gas that is easy to handle, such as hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, and nitrogen) can be used as a standard gas used for calibration. Therefore, the analyzer can be calibrated safely and easily.
以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際のガス測定装置の寸法関係とは異なる場合がある。
また、本明細書中で用いる濃度(%)は、体積濃度(vol%)を表している。以下の説明では、体積濃度の単位である「vol%」を単に「%」と記載する。
Embodiments to which the present invention is applied will be described below in detail with reference to the drawings. The drawings used in the following description are for explaining the configuration of the embodiment of the present invention, and the size, thickness, dimensions, etc. of each part shown in the drawings are different from the dimensional relationship of an actual gas measurement device. There is a case.
In addition, the concentration (%) used in this specification represents a volume concentration (vol%). In the following description, “vol%”, which is a unit of volume concentration, is simply referred to as “%”.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るガス測定装置の概略構成を示す模式図である。
図1を参照するに、第1の実施の形態に係るガス測定装置10は、ガス供給装置11と、分析計12と、を有する。なお、図1では、分析計12の一例として、ガスクロマトグラフ(GC)を図示する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a gas measuring device according to a first embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 1, the
ガス供給装置11は、第1及び第2の切り替えバルブ14,15と、バルブ間接続管16と、キャリアガス供給管17と、パージガス供給管18と、第1のガス排出管19と、試料採取管21と、第2のガス排出管22と、試料ガス供給管23と、反応管25と、を有する。
The
第1の切り替えバルブ14は、六方弁切り替えバルブであり、第1ポート14−1、第2ポート14−2、第3ポート14−3、第4ポート14−4、第5ポート14−5、及び第6ポート14−6を有する。
The
なお、図1に示す第1の切り替えバルブ14では、第1ポート14−1と第6ポート14−6との間、第2ポート14−2と第3ポート14−3との間、及び第4ポート14−4と第5ポート14−5との間が接続された状態を模式的に図示している。
また、図1に示す状態から第1の切り替えバルブ14を切り替えることで、第1ポート14−1と第2ポート14−2との間、第3ポート14−3と第4ポート14−4との間、及び第5ポート14−5と第6ポート14−6との間が接続(言い換えれば、図1に示す第1の切り替えバルブ14の点線部分が接続)される。
Note that, in the
Moreover, by switching the
第2の切り替えバルブ15は、六方弁切り替えバルブであり、第1ポート15−1、第2ポート15−2、第3ポート15−3、第4ポート15−4、第5ポート15−5、及び第6ポート15−6を有する。
The
なお、図1に示す第2の切り替えバルブ15では、第1ポート15−1と第2ポート15−2との間、第3ポート15−3と第4ポート15−4との間、及び第5ポート15−5と第6ポート15−6との間が接続された状態を模式的に図示している。
また、図1に示す状態から第2の切り替えバルブ15を切り替えることで、第1ポート15−1と第6ポート15−6との間、第2ポート15−2と第3ポート15−3との間、及び第4ポート15−4と第5ポート15−5との間が接続(言い換えれば、図1に示す第2の切り替えバルブ15の点線部分が接続)される。
In the
In addition, by switching the
バルブ間接続管16は、一方の端部が第1の切り替えバルブ14の第2ポート14−2と接続されると共に、他方の端部が第2の切り替えバルブ15の第5ポート15−5と接続されている。バルブ間接続管16は、第1の切り替えバルブ14を流れるキャリアガス及び試料ガスを第2の切り替えバルブ15に送るための管路である。
The
キャリアガス供給管17は、一方の端部がキャリアガスを供給するキャリアガス供給源(図示せず)と接続され、他方の端部が第1ポート14−1と接続されている。キャリアガス供給管17は、キャリアガスを第1の切り替えバルブ14に供給するための管路である。
第1及び第2の切り替えバルブ14,15の実線部分が接続された状態(図1に示す状態)において、キャリアガス供給管17を流れるキャリアガスは、試料採取管21、第2の切り替えバルブ15、及び反応管25を介して、試料採取管21に吸着された試料ガスを分析計12に供給する。
キャリアガスとしては、例えば、ヘリウム(He)、水素(H2)、窒素(N2)、アルゴン(Ar)等を用いることができる。
The carrier
In the state where the solid line portions of the first and
As the carrier gas, for example, helium (He), hydrogen (H 2 ), nitrogen (N 2 ), argon (Ar), or the like can be used.
パージガス供給管18は、一方の端部がパージガスを供給するパージガス供給源(図示せず)と接続されており、他方の端部が第1ポート15−1と接続されている。パージガス供給管18は、第2の切り替えバルブ15にパージガスを供給するための管路である。
パージガス供給管18を流れるパージガスは、図1に示す状態から第2の切り替えバルブ15を切り替えた状態(図1に示す第2の切り替えバルブ15の点線部分を接続した状態)において、反応管25を経由して、第1のガス排出管19から排出される。
これにより、予め反応管25に存在する水分をガス供給装置11の外部に排出することができる。パージガスとしては、例えば、ヘリウム(He)、水素(H2)、窒素(N2)、アルゴン(Ar)等を用いることができる。
One end of the purge
The purge gas flowing through the purge
Thereby, moisture existing in the
第1のガス排出管19は、パージガスを排出するための排出管であり、第2ポート15−2と接続されている。試料採取管21は、一方の端部が第3ポート14−3と接続されており、他方の端部が第6ポート14−6と接続されている。
第2のガス排出管22は、試料ガスを排出するための排出管であり、第4ポート14−4と接続されている。試料ガス供給管23は、第1の切り替えバルブ14に試料ガスを供給するための管路であり、第5ポート14−5と接続されている。
The first
The second
図2は、図1に示す反応管を模式的に示す図であり、図3は、図2に示す反応管のA−A線方向の断面図である。
次に、図1〜図3を参照して、反応管25について説明する。図1を参照するに、反応管25は、分析計12の前段に配置されている。反応管25は、一方の端部が第6ポート15−6と接続されており、他方の端部が第3ポート15−3と接続されている。反応管25は、ガスを供給可能な状態で、第2の切り替えバルブ15を介して、分析計12と接続されている。
2 is a diagram schematically showing the reaction tube shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the reaction tube shown in FIG.
Next, the
図2及び図3を参照するに、反応管25は、小型の反応管であり、筒状部材35と、置換剤36と、を有する。
筒状部材35は、置換剤36を充填するための管である。筒状部材35の材料としては、例えば、ガラスまたはステンレスを用いることができる。筒状部材35の外径R1は、例えば、6mmとすることができる。この場合、筒状部材35の長さL1は、例えば、12cmとすることができる。
Referring to FIG. 2 and FIG. 3, the
The
置換剤36は、粒状とされており、キャリアガスが通過可能な状態で筒状部材35を充填している。置換剤36は、試料ガスである水素化物ガスと反応することで、水素化物ガスの濃度に対して一定の濃度とされた水素化物が含まれていないガス(例えば、水素、二酸化炭素、一酸化炭素、窒素等のガス)を発生させる。
置換剤36としては、例えば、銅、亜鉛、鉄、マンガン、アルミニウム、ニッケルのうち、少なくとも1種以上の金属を含む化合物(例えば、酸化物、水産物、炭酸化合物、硫化物等)を用いることができる。
The
As the
置換剤36は、使用する分析計12に応じて適宜選択するとよい。このように、置換剤36を適宜選択することにより、例えば、高濃度の水素化物ガスを含むガスを導入する場合、水素化物を含まないガスの生成量が少ないため測定しやすい。また、低濃度の水素化物ガス含むガスを導入する場合、水素化物を含まないガスの生成量が多い成分に置き換えて測定できる。よって、置換剤36を適宜選択することにより、分析計12の利用範囲を広げることができる。
The
上記水素化物を含まないガスは、水素化物ガスに含まれる水素化物の種類、及び置換剤の種類に基づき決定される。水素化物を含まないガスは、キャリアガスにより、分析計12に送られ、分析計12により測定される。この測定結果に基づき、水素化物ガスの濃度を得ることができる。つまり、直接、水素化物ガスを分析計12で測定することなく、間接的に水素化物ガスの濃度を測定することが可能となる。
The gas containing no hydride is determined based on the type of hydride contained in the hydride gas and the type of the displacing agent. The gas not containing hydride is sent to the
このように、間接的に水素化物ガスの濃度を測定することにより、分析計12に水素化物ガスが流れることがなくなるため、水素化物ガスに起因する分析計の劣化を抑制できる。
また、校正する際に使用する標準ガスとして、水素化物が含まれていないガス(具体的には、例えば、水素、二酸化炭素、一酸化炭素、窒素等の取り扱いやすいガス(入手し易く、比較的安全なガス))を使用することが可能となるので、安全かつ容易に分析計の校正を行なうことができる。
Thus, since the hydride gas does not flow through the
In addition, as a standard gas used for calibration, a gas containing no hydride (specifically, for example, a gas that is easy to handle (e.g., hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, nitrogen) Since it is possible to use a safe gas)), the analyzer can be calibrated safely and easily.
また、上記置換剤36は、使用する前に、前処理を行なう必要はなく、分析計12に悪影響を及ぼさないパージガスによりパージを行なうだけでよい。上記反応管25は、常温で使用するので、加熱や冷却する必要はない。
また、上記構成とされた小型の反応管25は、1回の分析で導入する水素化物ガスの量の少ないガスクロマトグラフに適用可能な反応管である。
Further, the
The
図4は、ガスクロマトグラフに適用可能な他の反応管を示す断面図である。図4に示す反応管40の切断面は、図3に示す反応管25の切断面に対応している。図4において、図2に示す反応管25と同一構成部分には同一符号を付す。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another reaction tube applicable to a gas chromatograph. The cut surface of the
次に、図4を参照して、図1に示すガス測定装置10の反応管25の替わりに使用可能な反応管40(小型の反応管)について説明する。
図4を参照するに、反応管40は、図3に示す反応管25の構成に、さらに、水分吸着剤41を設けた以外は、反応管25と同様に構成される。
Next, a reaction tube 40 (small reaction tube) that can be used in place of the
Referring to FIG. 4, the
反応管40では、筒状部材35のうち、第6ポート15−6と接続される側に置換剤36が充填され、分析計12側に位置する部分(言い換えれば、第3ポート15−3と接続される部分)に、水分を吸着する水分吸着剤41が充填されている。つまり、置換剤36の後段に、水分吸着剤41が配置されている。水分吸着剤41としては、例えば、ゼオライト、シリカゲル等を用いることができる。反応管40を構成する筒状部材35の長さL2は、例えば、3cmとすることができる。
このように、置換剤36の後段に位置する筒状部材35を充填する水分吸着剤41を設けることにより、水素化物ガスに含まれる水素化物と置換剤36とが反応した際に発生する水分を除去することができる。
In the
In this way, by providing the
図5は、図3及び図4に示す反応管よりも大型化された反応管の一例を示す断面図である。図5において、図3に示す反応管25と同一構成部分には、同一符号を付す。
次に、図5を参照して、図3及び図4に示す反応管25,40よりも大型化された反応管45について説明する。
図5を参照するに、反応管45は、筒状部材46と、筒状部材46を充填する置換剤36と、ガス導入部47と、ガス排出部48と、底板部49Aと、蓋部49Bと、を有する。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an example of a reaction tube that is larger than the reaction tube illustrated in FIGS. 3 and 4. In FIG. 5, the same components as those of the
Next, referring to FIG. 5, the
Referring to FIG. 5, the
筒状部材46の材料としては、例えば、ステンレスを用いることができる。筒状部材46の外径R2は、134mmとすることができる。この場合、筒状部材46の長さL3は、例えば、195mmとすることができる。
As a material of the
ガス導入部47は、置換剤36にガス(具体的には、パージガス、キャリアガス、試料採取管21に採取された試料ガス等)を供給可能な状態で、筒状部材46の下端に設けられている。ガス導入部47は、パージガスが供給される部分である。
ガス排出部48は、置換剤36からガス(パージガス、キャリアガス、水酸化物を含まないガス等)を排出可能な状態で、筒状部材46の上端に設けられている。
The
The
底板部49Aは、筒状部材46の下端に固定されている。底板部49Aは、筒状部材46内を充填する置換剤36を支持する機能を有する。
蓋部49Bは、筒状部材46の上端に固定されている。筒状部材46内の空間は、底板部49A及び蓋部49Bにより気密されている。
底板部49A及び蓋部49Bの材料としては、例えば、ステンレスを用いることができる。
The
The
As a material of the
上記構成とされた反応管45は、分析計12が連続して水素化物ガスを含むガスを流すことで分析を行なうFT−IR(フーリエ変換赤外分光光度計)やガスモニター等の場合に適用するとよい。
このように、大型の反応管45をフーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)やガスモニター等の分析計12を備えたガス測定装置に適用することで、水素化物ガスに含まれる水素化物を効率よく除去することができる。
The
Thus, the hydride contained in the hydride gas is obtained by applying the
なお、図5では、筒状部材46に、ガス導入部47及びガス排出部48を設けた場合を例に挙げて説明したが、例えば、ガス導入部47を底板部49Aに設けると共に、ガス排出部48を蓋部49Bに設けてもよい。
In FIG. 5, the case where the
図1を参照するに、分析計12は、ガスクロマトグラフであり、オーブン28と、分離カラム31と、検出器32と、を有する。
オーブン28は、分離カラム31を収容している。これにより、オーブン28は、分離カラム31を所定の温度に加熱可能な構成とされている。
Referring to FIG. 1, the
The
分離カラム31は、その一方の端部が第4ポート15−4と接続されており、他方の端部が検出器32と接続されている。分離カラム31は、筒状部に水素化物を含まないガス(反応生成物)を分離する充填剤が充填された構成とされている。
One end of the
検出器32は、分離カラム31の他方の端部(出口側)と接続されている。検出器32は、分離カラム31を通過した成分を検出するためのものである。検出器32としては、例えば、TCD(Thermal Conductivity Detector)、FID(Flame Ionization Detector)、ECD(Electron Capture Detector)、FPD(Flame Photometric Detector)、PID(Photo Ionization Detector)、MS(Mass spectrometer)、PDD(Pulsed Discharge Detector)のうち、いずれか1つを用いることができる。検出器32は、図示していない記録計と接続されている。
The
第1の実施の形態のガス測定装置によれば、ガスを分析する分析計12と、分析計12の前段に配置されると共に、分析計12と接続され、かつ水素化物ガスと反応することで水素化物が含まれていないガスを発生させる置換剤36を有する反応管25と、を備えることで、分析計12により水素化物が含まれていないガス(具体的には、例えば、水素、二酸化炭素、一酸化炭素、窒素等のガス)を分析して、間接的に水素化物ガスの濃度を得ることが可能となる。
According to the gas measuring apparatus of the first embodiment, the
これにより、分析計12に水素化物ガスが流れることがなくなるため、水素化物ガスに起因する分析計12の劣化を抑制できる。
また、校正する際に使用する標準ガスとして、水素化物が含まれていないガス(具体的には、例えば、水素、二酸化炭素、一酸化炭素、窒素等の取り扱いやすいガス)を使用することが可能となるので、安全かつ容易に分析計12の校正を行なうことができる。
Thereby, since hydride gas does not flow into
In addition, a gas that does not contain hydride (specifically, for example, a gas that is easy to handle, such as hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, and nitrogen) can be used as a standard gas used for calibration. Therefore, the
なお、第1の実施の形態では、分析計12の一例としてガスクロマトグラフを用いた場合を例に挙げて説明したが、分析計12として質量分析計または還元ガス分析計を用いることができる。
In the first embodiment, a case where a gas chromatograph is used as an example of the
次いで、図1を参照して、図1に示すガス測定装置10を用いた第1の実施の形態に係る水素化物ガスの測定方法について説明する。
始めに、図1に示す第2の切り替えバルブ15を切り替えた後(言い換えれば、図1に示す第2の切り替えバルブ15の点線部分を接続した後)、反応管25の置換剤36にパージガスを流すことで、置換剤36に残存する水分を除去する。このとき、パージガス及び水分は、第1のガス排出管19を介して、ガス供給装置11の外部に排出される。置換剤36に残存する水分を除去後、第2の切り替えバルブ15を切り替えて、図1に示す実線部分を接続する。
Next, a hydride gas measurement method according to the first embodiment using the
First, after switching the
次いで、図1に示す第1の切り替えバルブ14を切り替えた後(言い換えれば、図1に示す第1の切り替えバルブ14の点線部分を接続した後)、試料採取管21に試料ガスである水素化物ガスを含むガスを導入する。これにより、水素化物ガスが試料採取管21に採取される。
Next, after switching the
次いで、図1に示す第1の切り替えバルブ14の状態となるように第1の切り替えバルブ14を切り替え、キャリアガスにより、試料採取管21に採取された水素化物ガスを反応管25に送る。このとき、反応管25では、水素化物ガスと反応管25を構成する置換剤36とが反応し、水素化物の濃度に対して、一定濃度の水素化物を含まないガス(例えば、水素、二酸化炭素、一酸化炭素、窒素等のガス)が発生する。
その後、上記水素化物を含まないガスは、分析計12に送られて分析される。これにより、間接的に水素化物ガスの濃度を取得(測定)することができる。
Next, the
Thereafter, the gas containing no hydride is sent to the
第1の実施の形態の水素化物ガスの測定方法によれば、置換剤36を有した反応管25に水素化物ガスを含むガスを供給して、水素化物ガスと置換剤36とを反応させることにより、水素化物が含まれていないガスを発生させ、分析計12により水素化物が含まれていないガスを分析することで、間接的に水素化物ガスの濃度を取得することが可能となる。
According to the hydride gas measurement method of the first embodiment, a gas containing hydride gas is supplied to the
これにより、分析計12に水素化物ガスが流れることがなくなるため、水素化物ガスに起因する分析計12の劣化を抑制できる。
また、校正する際に使用する標準ガスとして、水素化物が含まれていないガス(具体的には、例えば、水素、二酸化炭素、一酸化炭素、窒素等の取り扱いやすいガス)を使用することが可能となるので、安全かつ容易に分析計12の校正を行なうことができる。
Thereby, since hydride gas does not flow into
In addition, a gas that does not contain hydride (specifically, for example, a gas that is easy to handle, such as hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, and nitrogen) can be used as a standard gas used for calibration. Therefore, the
(第2の実施の形態)
図6は、本発明の第2の実施の形態に係るガス測定装置の概略構成を示す図である。図6において、図1に示すガス測定装置10と同一構成部分には同一符号を付す。
図6を参照するに、第2の実施の形態のガス測定装置50は、標準ガス供給管51と、第1の切り替えバルブ52と、試料ガス供給管53と、第2の切り替えバルブ54と、標準ガス及び試料ガス供給管56と、反応管45(図5参照)と、ガス供給管58と、可搬式の分析計59と、を有する。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a gas measuring device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 6, the same components as those of the
Referring to FIG. 6, the
標準ガス供給管51は、図示していない標準ガス供給源と接続されている。標準ガス供給管51は、標準ガスが供給される管路である。第1の切り替えバルブ52は、自動または手動の切り替え弁であり、標準ガス供給管51に設けられている。
試料ガス供給管53は、図示していない試料ガス供給源と接続されている。試料ガス供給管53は、試料ガス(水素化物ガスを含むガス)が供給される管路である。第2の切り替えバルブ54は、自動または手動の切り替え弁であり、試料ガス供給管53に設けられている。
The standard
The sample
標準ガス及び試料ガス供給管56は、一方の端部が標準ガス供給管51及び試料ガス供給管53と接続されており、他方の端部が反応管45(具体的には、図5に示すガス導入部47)と接続されている。標準ガス及び試料ガス供給管56には、標準ガス及び試料ガスが供給される。
反応管45は、標準ガス及び試料ガス供給管56と接続されている。反応管45は、標準ガス及び試料ガス供給管56に対して着脱可能な構成とされている。反応管45は、分析に使用する前に、予めパージにより水分を除去しておく。反応管45の構成については、先に図5で説明したので、ここでは、その説明を省略する。
One end of the standard gas and sample
The
ガス供給管58は、一方の端部が反応管45(具体的には、図5に示すガス排出部48)と接続されており、他方の端部が分析計59と接続されている。分析計59は、ガス供給管58を介して送られる水素化物が含まれていないガスを分析することで、間接的に水素化物ガスの濃度を測定する。分析計59は、ガス供給管58に対して着脱可能な構成とされており、分析計59単体で運搬が可能である。分析計59としては、フーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)、赤外分光光度計、赤外線分析計、ガスモニター等を用いることができる。
One end of the
第2の実施の形態のガス測定装置及び水素化物ガスの測定方法によれば、第1の実施の形態のガス測定装置及び水素化物ガスの測定方法と同様な効果を得ることができる。
具体的には、置換剤36を有した反応管45に水素化物ガスを含むガスを供給して、水素化物ガスと置換剤36とを反応させることにより、水素化物を含まないガスを発生させ、分析計12により水素化物が含まれていないガスを分析することで、水素化物ガスの濃度を取得する(間接的に水素化物ガスの濃度を測定する)ことが可能となる。
According to the gas measurement device and the hydride gas measurement method of the second embodiment, the same effects as those of the gas measurement device and the hydride gas measurement method of the first embodiment can be obtained.
Specifically, a gas containing hydride gas is supplied to the
これにより、分析計59に水素化物ガスが流れることがなくなるため、水素化物ガスに起因する分析計59の劣化を抑制できる。
また、校正する際に使用する標準ガスとして、水素化物が含まれていないガス(具体的には、例えば、水素、二酸化炭素、一酸化炭素等の取り扱いやすいガス)を使用することが可能となるので、安全かつ容易に分析計59の校正を行なうことができる。
As a result, the hydride gas does not flow through the
In addition, a gas that does not contain hydride (specifically, for example, a gas that is easy to handle, such as hydrogen, carbon dioxide, or carbon monoxide) can be used as a standard gas used for calibration. Therefore, the
(第3の実施の形態)
図7は、本発明の第3の実施の形態に係るガス測定装置の概略構成を示す模式図である。図7において、図1に示す第1の実施の形態のガス測定装置10と同一構成部分には同一符号を付す。
図7を参照するに、第3の実施の形態に係るガス測定装置65は、検出器32としてPDD(Pulsed Discharge Detector)を有する。
ガス測定装置65は、第1の実施の形態のガス測定装置10を構成するガス供給装置11の替わりに、ガス供給装置66を設けた以外は、ガス測定装置10と同様な構成とされている。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a gas measuring device according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 7, the same components as those of the
Referring to FIG. 7, the
The
ガス供給装置66は、第1の実施の形態で説明したガス供給装置11(図1参照)に設けられた第1及び第2の切り替えバルブ14,15、及び反応管25の替わりに、第1及び第2の切り替えバルブ69,71、及び反応管25−1,25−2を設けると共に、さらに、キャリアガス供給管73、キャリアガス排出管74、及びプレカラム76を設けた以外は、ガス供給装置11と同様に構成される。
The
第1の切り替えバルブ69は、十方弁切り替えバルブであり、第1ポート69−1、第2ポート69−2、第3ポート69−3、第4ポート69−4、第5ポート69−5、第6ポート69−6、第7ポート69−7、第8ポート69−8、第9ポート69−9、及び第10ポート69−10を有する。
The
第1ポート69−1は、第1のキャリアガスを供給するキャリアガス供給管17と接続されている。第1のキャリアガスとしては、ヘリウム(He)を用いることができる。
第2ポート69−2は、プレカラム76の一方の端部と接続されている。第3ポート69−3は、第2のキャリアガスを排出するキャリアガス排出管74と接続されている。
The first port 69-1 is connected to a carrier
The second port 69-2 is connected to one end of the
第4ポート69−4は、第2のキャリアガスを供給するキャリアガス供給管73と接続されている。第2のキャリアガスとしては、ヘリウム(He)を用いることができる。第5ポート69−5は、バルブ間接続管16の一方の端部と接続されている。第6ポート69−6は、プレカラム76の他方の端部と接続されている。
第7ポート69−7は、試料採取管21の一方の端部と接続されている。第8ポート69−8は、第2のガス排出管22と接続されている。第9ポート69−9は、試料ガス供給管23と接続されている。第10ポート69−10は、試料採取管21の他方の端部と接続されている。
The fourth port 69-4 is connected to a carrier
The seventh port 69-7 is connected to one end of the
図7に示す第1の切り替えバルブ69では、第1ポート69−1と第10ポート69−10との間、第2ポート69−2と第3ポート69−3との間、第4ポート69−4と第5ポート69−5との間、第6ポート69−6と第7ポート69−7との間、及び第8ポート69−8と第9ポート69−9との間が接続された状態を模式的に図示している。
また、図7に示す状態から第1の切り替えバルブ69を切り替えることで、第1ポート69−1と第2ポート69−2との間、第3ポート69−3と第4ポート69−4との間、第5ポート69−5と第6ポート69−6との間、第7ポート69−7と第8ポート69−8との間、及び第9ポート69−9と第10ポート69−10との間が接続(言い換えれば、図7に示す第1の切り替えバルブ69の点線部分が接続)される。
In the
Further, by switching the
図7に示す状態において、第1の切り替えバルブ69は、バルブ間接続管16を介して、第2のキャリアガスを第2の切り替えバルブ71に送る。
また、図7に示す状態から第1の切り替えバルブ69を切り替えることで、第1の切り替えバルブ69は、試料採取管21に試料ガスを採取させると共に、バルブ間接続管16を介して、プレカラム76を通過した第1のキャリアガスを第2の切り替えバルブ71に送る。
In the state shown in FIG. 7, the
In addition, by switching the
第2の切り替えバルブ71は、八方弁切り替えバルブであり、第1ポート71−1、第2ポート71−2、第3ポート71−3、第4ポート71−4、第5ポート71−5、第6ポート71−6、第7ポート71−7、及び第8ポート71−8を有する。
The
第1ポート71−1は、反応管25−1の一方の端部と接続されている。反応管25−1は、第1の実施の形態で説明した図2及び図3に示す反応管25と同様な構成とされている。つまり、反応管25−1は、図2及び図3に示す筒状部材35及び置換剤36を有する。
第2ポート71−2は、分離カラム31の一方の端部と接続されている。第3ポート71−3は、反応管25−2の一方の端部と接続されている。反応管25−2は、第1の実施の形態で説明した図2及び図3に示す反応管25と同様な構成とされている。つまり、反応管25−1は、図2及び図3に示す筒状部材35及び置換剤36を有する。
The first port 71-1 is connected to one end of the reaction tube 25-1. The reaction tube 25-1 has the same configuration as the
The second port 71-2 is connected to one end of the
第4ポート71−4は、第1のガス排出管19と接続されている。第5ポート71−5は、反応管25−1の他方の端部と接続されている。
第6ポート71−6は、バルブ間接続管16の他方の端部と接続されている。第7ポート71−7は、反応管25−2の他方の端部と接続されている。第8ポート71−8は、パージガス供給管18と接続されている。
The fourth port 71-4 is connected to the first
The sixth port 71-6 is connected to the other end of the
図7に示す第2の切り替えバルブ71では、第1ポート71−1と第8ポート71−8との間、第2ポート71−2と第3ポート71−3との間、第4ポート71−4と第5ポート71−5との間、及び第6ポート71−6と第7ポート71−7との間が接続された状態を模式的に図示している。
また、図7に示す状態から第2の切り替えバルブ71を切り替えることで、第1ポート71−1と第2ポート71−2との間、第3ポート71−3と第4ポート71−4との間、第5ポート71−5と第6ポート71−6との間、及び第7ポート71−7と第8ポート71−8との間が接続(言い換えれば、図7に示す第2の切り替えバルブ71の点線部分が接続)される。
In the
In addition, by switching the
図7に示す状態において、第2の切り替えバルブ71は、バルブ間接続管16を介して、試料採取管21に採取され、かつ第1のキャリアガスにより送られた水素化物ガス(試料ガス)を反応管25−2に送る。
反応管25−2では、水素化物ガスと置換剤36とが反応することで、水素化物を含まないガス(具体的には、例えば、水素、二酸化炭素、一酸化炭素、窒素等のガス)が発生する。該水素化物を含まないガスは、第2の切り替えバルブ71及び分離カラム31を介して、検出器32により分析される。
また、図7に示す状態において、第2の切り替えバルブ71は、パージガスを流すことで、反応管25−1内に残存する水分を第2の切り替えバルブ71の外部に排出する。
In the state shown in FIG. 7, the
In the reaction tube 25-2, the hydride gas reacts with the displacing
In the state shown in FIG. 7, the
また、図7に示す第2の切り替えバルブ71を切り替えた状態(図7に示す第2の切り替えバルブ71の点線部分を接続した状態)において、第2の切り替えバルブ71は、バルブ間接続管16を介して、試料採取管21に採取され、かつ第1のキャリアガスにより送られた水素化物ガスを反応管25−1に送る。
Further, in a state where the
反応管25−1では、水素化物ガスと置換剤36とが反応することで、水素化物を含まないガス(具体的には、例えば、水素、二酸化炭素、一酸化炭素、窒素等のガス)が発生する。該水素化物を含まないガスは、第2の切り替えバルブ71及び分離カラム31を介して、検出器32により分析される。
また、図7に示す第2の切り替えバルブ71を切り替えた状態において、第2の切り替えバルブ71は、パージガスを流すことで、反応管25−2内に残存する水分を第2の切り替えバルブ71の外部に排出する。
In the reaction tube 25-1, the hydride gas reacts with the displacing
Further, in the state where the
第3の実施の形態のガス測定装置によれば、検出器32としてPDDを備えた分析計12と接続された第2の切り替えバルブ71(八方弁切り替えバルブ)に、2つの反応管25−1,25−2を設けることで、連続して水素化物ガス(試料ガス)を流して、間接的に水素化物ガスの濃度を得る(測定)することが可能となる。
According to the gas measuring apparatus of the third embodiment, the two reaction tubes 25-1 are connected to the second switching valve 71 (the eight-way valve switching valve) connected to the
これにより、分析計12に水素化物ガスが流れることがなくなるため、水素化物ガスに起因する分析計12の劣化を抑制できる。
また、校正する際に使用する標準ガスとして、水素化物が含まれていないガス(具体的には、例えば、水素、二酸化炭素、一酸化炭素、窒素等の取り扱いやすいガス)を使用することが可能となるので、安全かつ容易に分析計12の校正を行なうことができる。
Thereby, since hydride gas does not flow into
In addition, a gas that does not contain hydride (specifically, for example, a gas that is easy to handle, such as hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, and nitrogen) can be used as a standard gas used for calibration. Therefore, the
(第4の実施の形態)
図8は、本発明の第4の実施の形態に係るガス測定装置の概略構成を示す模式図である。
図8において、図6に示す第2の実施の形態のガス測定装置50と同一構成部分には同一符号を付す。
図8を参照するに、第4の実施の形態に係るガス測定装置80は、第2の実施の形態のガス測定装置50の構成に、さらに、標準ガス用マスフローコントローラー81、希釈ガス供給管82、及び希釈ガス用マスフローコントローラー83を設けた以外は、ガス測定装置50と同様な構成とされている。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a gas measuring device according to the fourth embodiment of the present invention.
In FIG. 8, the same components as those of the
Referring to FIG. 8, a
標準ガス用マスフローコントローラー81は、第1の切り替えバルブ52と標準ガス供給源(図示せず)との間に位置する標準ガス供給管51に設けられている。標準ガス用マスフローコントローラー81は、標準ガス供給管51を流れる標準ガスの質量流量を計測し流量制御を行う。
希釈ガス供給管82は、一方の端部が希釈ガス(例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン、空気等)を供給する希釈ガス供給源(図示せず)と接続されており、他方の端部が第1の切り替えバルブ52と標準ガス用マスフローコントローラー81との間に位置する標準ガス供給管51と接続されている。上記希釈ガスを反応管45に流すことで、反応管45を構成する置換剤36に存在する水分を除去することができる。
The standard gas
The dilution
希釈ガス用マスフローコントローラー83は、希釈ガス供給管82に設けられている。希釈ガス用マスフローコントローラー83は、希釈ガス供給管82を流れる希釈ガスの質量流量を計測し流量制御を行う。
The dilution gas
第4の実施の形態のガス測定装置80を用いて、分析計59の校正を行なう場合、希釈ガス用マスフローコントローラー83により一定量の希釈ガスを反応管45の置換剤36に流すことで、置換剤36の水分を除去し、その後、標準ガス用マスフローコントローラー81及び希釈ガス用マスフローコントローラー83を用いて、希釈ガスにより標準ガス(例えば、二酸化炭素及び水の標準ガス)が所定の濃度となるように希釈し、該希釈した標準ガスを分析計59に送ることで行なう。
When the
なお、第4の実施の形態のガス測定装置80を用いて、間接的に水素化物ガスを測定方法した場合も、分析計59に水素化物ガスが流れることがなくなるため、水素化物ガスに起因する分析計59の劣化を抑制できる。
また、校正する際に使用する標準ガスとして、水素化物が含まれていないガス(取り扱いやすいガス)を使用することが可能となるので、安全かつ容易に分析計59の校正を行なうことができる。
Even when the hydride gas is indirectly measured using the
In addition, since it is possible to use a gas that does not contain hydride (a gas that is easy to handle) as the standard gas used for calibration, the
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to such specific embodiments, and within the scope of the present invention described in the claims, Various modifications and changes are possible.
以下、実施例について説明する。
(参考例1)
第1の実施の形態で説明した図1に示すガス測定装置10を用いて、水酸化物ガスであるシラン(SiH4)の測定を行なった。分析計12には、検出器32として熱伝導度型検出器(Thermal Conductivity Detector:TCD)を備えたガスクロマトグラフを用いた。
Examples will be described below.
( Reference Example 1)
Using the
このときの分析条件として、以下の条件を用いた。分離カラム31として、Porapak-Q(60/80#,3mmΦ×3m)を用い、分離カラム31の温度を50℃とした。また、インジェクション温度を80℃、検出器32の温度を100℃、検出器32に流す電流を90mA、キャリアガスとして30ml/minの窒素(N2)、試料採取管21の容量を0.3mlとした。また、反応管25を構成する置換剤36(図2または図3参照)として、塩基性炭酸銅(CuCO3Cu(OH)2)を用いた。
The following conditions were used as analysis conditions at this time. Porapak-Q (60/80 #, 3 mmΦ × 3 m) was used as the
また、試料ガスとして、シラン(SiH4)/窒素(N2)の標準ガスを、窒素(N2)で希釈し、シラン(SiH4)濃度として0.2%、1%、2%に調整したものを用いた。
下記式(1)に示すシラン(SiH4)と置換剤36の推定反応式に示される水素(H2)の濃度を測定し、ガス測定装置10に導入したシラン(SiH4)の濃度と水素(H2)の濃度との関係を図9に示す。
SiH4+2/3CuCO3Cu(OH)2→SiH2O+2/3Cu2O+4/3H2+1/3H2O + 2/3CO2・・・(1)
The adjustment as a sample gas, a standard gas of silane (SiH 4) / nitrogen (N 2), diluted with nitrogen (N 2), silane (SiH 4) 0.2% as the concentration, 1%, 2% What was done was used.
The concentration of silane (SiH 4 ) shown in the following formula (1) and the concentration of hydrogen (H 2 ) shown in the estimated reaction formula of the
SiH 4 + 2 / 3CuCO 3 Cu (OH) 2 → SiH 2 O + 2 / 3Cu 2 O + 4 / 3H 2 + 1 / 3H 2 O + 2 / 3CO 2 (1)
図9は、参考例1によるガス測定装置に導入したシラン(SiH4)の濃度と水素(H2)の濃度との関係を示す図である。
図9を参照するに、ガス測定装置10に導入したシラン濃度と置換剤36で発生した水素濃度とは比例しており、該水素濃度にファクター(この場合、図9の検量線の傾き0.75)を掛ける事により、試料ガス中のシラン濃度を計算できることが確認できた。
また、上記ファクター(0.75)は、上記反応でのシランと水素とのモル比とも一致していた(1モルの水素は0.75モルのシランより発生する)。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the concentration of silane (SiH 4 ) and the concentration of hydrogen (H 2 ) introduced into the gas measurement device according to Reference Example 1.
Referring to FIG. 9, the silane concentration introduced into the
The factor (0.75) also coincided with the molar ratio of silane to hydrogen in the above reaction (1 mol of hydrogen is generated from 0.75 mol of silane).
(参考例2)
第3の実施の形態で説明した図7に示すガス測定装置65を用いて、本発明による水酸化物ガスの測定方法及びプレカット法により、窒素(N2)中に含まれるジボラン(B2H6)の分析を行った。
このとき、反応管25−1,25−2を構成する置換剤36(図2及び図3参照)として、酸化第二銅(CuO)を用いた。また、分析計12として、ガスクロマトグラフを用いた。
なお、反応管25−1,25−2のうち、一方の反応管を使用し、他方の反応筒をパージガスでパージしておくことで、いつでも反応管の切換えを行なえるようにした。下記式(2)に、参考例2の推定反応式を示す。
B2H6+ 3CuO→B2O3+ 3Cu+3H2・・・(2)
( Reference Example 2)
Using the
At this time, cupric oxide (CuO) was used as the substitution agent 36 (see FIGS. 2 and 3) constituting the reaction tubes 25-1 and 25-2. A gas chromatograph was used as the
One of the reaction tubes 25-1 and 25-2 was used, and the other reaction tube was purged with a purge gas so that the reaction tube could be switched at any time. The following formula (2) shows the estimated reaction formula of Reference Example 2.
B 2 H 6 + 3CuO → B 2 O 3 + 3Cu + 3H 2 (2)
分析計12には、検出器32としてパルス放電型検出器(Pulsed Discharge Detector:PDD)を備えたガスクロマトグラフを用いた。
このときの分析条件として、以下の条件を用いた。プレカラム76として、3mmΦ×1mのステンレス管内にポーラスポリマービーズを充填しものを用いた。また、分離カラム31として、3mmΦ×2mのステンレス管内にポーラスポリマービーズを充填しものを用いた。
As the
The following conditions were used as analysis conditions at this time. As the
また、オーブン28の温度を50℃とし、検出器32の温度を100℃、第1及び第2のキャリアガスとして22ml/minのヘリウム(He)、試料採取管21の容量を0.5mlとした。また、パージガスとして、30ml/minのヘリウム(He)を用いた。
The temperature of the
参考例2では、始めに、図7に示す第1の切り替えバルブ69の点線部分を接続して、試料ガスを試料採取管21に流した。このとき、プレカラム76及び反応筒25−2を介して、分析計に、第1のキャリアガスを流した。
次いで、図7に示す第1の切り替えバルブ69の実線部分を接続した状態において、第1のキャリアガスにより、試料採取管21に採取された試料ガスをプレカラム76に送った。
In Reference Example 2, first, a dotted line portion of the
Next, in a state where the solid line portion of the
次いで、プレカラム76において、試料ガスに含まれる窒素(N2)を先に溶出させ、窒素(N2)を排気させた。その後、第1の切り替えバルブ69を切り替えることで、図7に示す第1の切り替えバルブ69の点線部分を接続した。
Next, in the
次いで、第1のキャリアガスにより、プレカラム76に残存するジボラン(B2H6)を反応筒25−2に送った。次いで、反応筒25−2を構成する置換剤36(図2及び図3参照)とジボラン(B2H6)とを反応させて水素(H2)を発生させた。その後、分離カラム31を介して、該水素(H2)を検出器32に送り、検出器32で検出した。この分析結果を図10に示す。
図10は、参考例2による分析結果を示す図である。図10を参照するに、検出器32により、水素(H2)が検出されたことを確認できた。
Next, diborane (B 2 H 6 ) remaining in the
FIG. 10 is a diagram illustrating an analysis result according to Reference Example 2. Referring to FIG. 10, it was confirmed that hydrogen (H 2 ) was detected by the
(実施例3)
第4の実施の形態で説明した図8に示すガス測定装置80を用いて、水酸化物ガスであるシラン(SiH4)の測定を行なった。分析計59として、フーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)を用いた。また、反応筒45は、内径が134mm、長さL3が195mmのものを用いた(図5参照。)反応管45を構成する置換剤36(図5参照)として、塩基性炭酸銅(CuCO3Cu(OH)2)を用いた。
Example 3
Silane (SiH 4 ), which is a hydroxide gas, was measured using the
実施例3では、希釈ガス用マスフローコントローラー83により一定量の希釈ガスである窒素を反応管45の置換剤36に流すことで、置換剤36の水分を除去した。
次いで、標準ガス用マスフローコントローラー81及び希釈ガス用マスフローコントローラー83を用いて、希釈ガスにより標準ガスである二酸化炭素(CO2)及び水(H2O)が所定の濃度となるように希釈し、該希釈した標準ガスを分析計59に送り、分析計59の校正を行なった。
In Example 3, the moisture of the
Next, the standard gas
その後、第2の切り替えバルブ54により、試料ガスを導入させた。次いで、反応管45で発生した二酸化炭素(CO2)及び水(H2O)を分析計59であるフーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)で測定した。
このとき、シラン(SiH4)の流量を500ml/min、濃度を100〜2000ppmとして、30時間測定を行なったが、反応管45を構成する置換剤36の破過はみられなかった。
Thereafter, the sample gas was introduced by the
At this time, the flow rate of silane (SiH 4 ) was 500 ml / min and the concentration was 100 to 2000 ppm, and measurement was performed for 30 hours. However, breakthrough of the
本発明は、間接的に水素化物ガスの濃度測定の可能なガス測定装置、及び水素化物ガスの測定方法に適用可能である。 The present invention can be applied to a gas measuring apparatus and a hydride gas measuring method capable of indirectly measuring a hydride gas concentration.
10,50,65,80…ガス測定装置、11,66…ガス供給装置、12,59…分析計、14,52,69…第1の切り替えバルブ、14−1,15−1,69−1,71−1…第1ポート、14−2,15−2,69−2,71−2…第2ポート、14−3,15−3,69−3,71−3…第3ポート、14−4,15−4,69−4,71−4…第4ポート、14−5,15−5,69−5,71−5…第5ポート、14−6,15−6,69−6,71−6…第6ポート、15,54,71…第2の切り替えバルブ、16…バルブ間接続管、17,73…キャリアガス供給管、18…パージガス供給管、19…第1のガス排出管、21…試料採取管、22…第2のガス排出管、23…試料ガス供給管、25,25−1,25−2,40,45…反応管、28…オーブン、31…分離カラム、32…検出器、35,46…筒状部材、36…置換剤、41…水分吸着剤、47…ガス導入部、48…ガス排出部、49A…底板部、49B…蓋部、51…標準ガス供給管、53…試料ガス供給管、56…標準ガス及び試料ガス供給管、58…ガス供給管、69−7,71−7…第7ポート、69−8,71−8…第8ポート、69−9…第9ポート、69−10…第10ポート、74…キャリアガス排出管、76…プレカラム、81…標準ガス用マスフローコントローラー、82…希釈ガス供給管、83…希釈ガス用マスフローコントローラー、R1,R2…外径、L1,L2,L3…長さ
10, 50, 65, 80 ... gas measuring device, 11, 66 ... gas supply device, 12, 59 ... analyzer, 14, 52, 69 ... first switching valve, 14-1, 15-1, 69-1 , 71-1 ... 1st port, 14-2, 15-2, 69-2, 71-2 ... 2nd port, 14-3, 15-3, 69-3, 71-3 ... 3rd port, 14 -4, 15-4, 69-4, 71-4 ... 4th port, 14-5, 15-5, 69-5, 71-5 ... 5th port, 14-6, 15-6, 69-6 , 71-6 ... sixth port, 15, 54, 71 ... second switching valve, 16 ... inter-valve connecting pipe, 17, 73 ... carrier gas supply pipe, 18 ... purge gas supply pipe, 19 ... first
Claims (15)
前記分析計の前段に配置されると共に、前記分析計と接続され、かつ水素化物ガスを含むガスと反応することで水素化物が含まれていないガスを発生させる置換剤を有する反応管と、
を備え、
前記水素化物が含まれていないガスが、二酸化炭素、一酸化炭素、又は窒素であることを特徴とするガス測定装置。 An analyzer for analyzing the gas;
A reaction tube that is arranged in front of the analyzer and has a substitution agent that is connected to the analyzer and generates a gas not containing hydride by reacting with a gas containing hydride gas;
Equipped with a,
The gas measuring apparatus, wherein the gas not containing hydride is carbon dioxide, carbon monoxide, or nitrogen .
前記置換剤は、少なくとも前記筒状部材の一部を充填するように配置したことを特徴とする請求項1ないし3のうち、いずれか1項記載のガス測定装置。 The reaction tube has a cylindrical member,
The gas measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein the replacement agent is disposed so as to fill at least a part of the cylindrical member.
前記分析計に接続される前記反応管を切り替えるバルブが設けられていることを特徴とする請求項1ないし7のうち、いずれか1項に記載のガス測定装置。The gas measuring device according to any one of claims 1 to 7, further comprising a valve for switching the reaction tube connected to the analyzer.
前記水素化物が含まれていないガスが、二酸化炭素、一酸化炭素、又は窒素であることを特徴とする水素化物ガスの測定方法。 A gas containing hydride gas is supplied to a reaction tube having a displacing agent, and the hydride gas and the displacing agent are reacted to generate a gas not containing the hydride. A method for measuring a hydride gas by indirectly analyzing the gas not containing the hydride to obtain a concentration of the hydride gas,
The method for measuring a hydride gas, wherein the gas containing no hydride is carbon dioxide, carbon monoxide, or nitrogen .
前記筒状部材の材料として、ガラスまたはステンレスを用いることを特徴とする請求項10ないし12のうち、いずれか1項記載の水素化物ガスの測定方法。 The reaction tube includes a cylindrical member filled with the replacement agent,
As the material of the tubular member, one of claims 10, characterized in that a glass or stainless 12, the measuring method according to any one of the hydride gas.
前記分析計に接続される前記反応管を切り替えることで、連続して間接的に前記水素化物ガスの濃度を得ることを特徴とする請求項10ないし13のうち、いずれか1項記載の水素化物ガスの測定方法。The hydride according to any one of claims 10 to 13, wherein the hydride gas concentration is continuously and indirectly obtained by switching the reaction tube connected to the analyzer. Gas measurement method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011026313A JP5675409B2 (en) | 2011-02-09 | 2011-02-09 | Gas measuring device and method for measuring hydride gas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011026313A JP5675409B2 (en) | 2011-02-09 | 2011-02-09 | Gas measuring device and method for measuring hydride gas |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012163540A JP2012163540A (en) | 2012-08-30 |
JP5675409B2 true JP5675409B2 (en) | 2015-02-25 |
Family
ID=46843056
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011026313A Expired - Fee Related JP5675409B2 (en) | 2011-02-09 | 2011-02-09 | Gas measuring device and method for measuring hydride gas |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5675409B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103399127B (en) * | 2013-08-16 | 2015-08-19 | 中国环境科学研究院 | A kind of gas analyzer calibration measurements device and calibration measuring method thereof |
KR102396006B1 (en) * | 2020-06-26 | 2022-05-10 | 한국표준과학연구원 | Hydrogen charge amount evaluation method and recording medium |
KR102491540B1 (en) * | 2021-08-25 | 2023-01-26 | 국방과학연구소 | Gas dilution control system for chemical agent test and control method thereof |
CN116190195B (en) * | 2023-04-26 | 2023-06-27 | 四川质谱生物科技有限公司 | Mass spectrometer detection reagent business turn over device and mass spectrometer |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0641947B2 (en) * | 1984-11-14 | 1994-06-01 | 三井東圧化学株式会社 | Method for detecting silicon hydride |
JPH0682121B2 (en) * | 1990-05-01 | 1994-10-19 | 株式会社エステック | Silicon hydride detector |
JP4860802B2 (en) * | 1998-05-06 | 2012-01-25 | バセル テクノロジー カンパニー ビー.ブイ. | Catalyst component for olefin polymerization |
JP4553705B2 (en) * | 2004-12-02 | 2010-09-29 | 大陽日酸株式会社 | Abatement device and its management method |
JP5011026B2 (en) * | 2007-08-21 | 2012-08-29 | シャープ株式会社 | SPECIFIC GAS COMPONENT CONCENTRATION DEVICE USING POROUS STRUCTURE AND SPECIFIC GAS COMPONENT DETECTION DEVICE |
-
2011
- 2011-02-09 JP JP2011026313A patent/JP5675409B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012163540A (en) | 2012-08-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Fisher et al. | High‐precision, automated stable isotope analysis of atmospheric methane and carbon dioxide using continuous‐flow isotope‐ratio mass spectrometry | |
JP5675409B2 (en) | Gas measuring device and method for measuring hydride gas | |
US7621171B2 (en) | Method and apparatus for sample analysis | |
US5214952A (en) | Calibration for ultra high purity gas analysis | |
US7882754B2 (en) | Gas component collector, gas component collecting device, filter producing method, and gas component analyzing apparatus | |
WO2020129726A1 (en) | Method for removing halogen fluoride, quantitative analysis method for gas component contained in halogen fluoride mixed gas, and quantitative analyzer | |
Trubyanov et al. | Towards the interaction between calcium carbide and water during gas-chromatographic determination of trace moisture in ultra-high purity ammonia | |
JP5317692B2 (en) | Plasma spectroscopy system with gas supply | |
WO2006035609A1 (en) | Method for trace analysis and analyzer therefor | |
JP4744017B2 (en) | Analysis method of trace impurities in high purity fluorine gas | |
EP0902283A1 (en) | Ultra high purity gas analysis using atmospheric pressure ionization mass spectrometry | |
US8409504B2 (en) | Method for supplying gas mixtures for an analyzer | |
JP4909614B2 (en) | Method and apparatus for analyzing trace impurities in hydride gas | |
JP2725876B2 (en) | Method and apparatus for analyzing trace impurities in fluorine or chlorine fluoride gas | |
WO2023105975A1 (en) | Method for analyzing gas containing nitrosyl fluoride, and method for removing nitrosyl fluoride in gas | |
JP2858143B2 (en) | Concentration analysis method and apparatus therefor | |
JP3097031B2 (en) | Method and apparatus for analyzing impurities in gas | |
JP4642602B2 (en) | Method for quantitative analysis of gas components contained in fluorine gas and apparatus used therefor | |
TW524972B (en) | A method for measuring the concentration of nitrogen in argon by means of ionization mobility spectrometry | |
JP2012194042A (en) | Preprocessing apparatus for gas analyzer | |
JP3051231B2 (en) | Method and apparatus for analyzing oxygen in hydride gas-containing gas | |
JP5026304B2 (en) | Method for analysis of carbon dioxide in ammonia-containing gas | |
JP2019045242A (en) | Hydrogen gas analysis kit, hydrogen gas analysis method, and method for controlling quality of hydrogen gas | |
JPH04291151A (en) | Analysis method of carbon monoxide and/or carbon dioxide | |
CN116953133B (en) | Nitroxyl fluoride gas treatment and analysis device and method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131028 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140131 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140212 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140414 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141202 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141224 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5675409 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |