JPH053538B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は反射法により赤外吸収スペクトルを測
定する赤外吸収スペクトル測定装置に関する。

〔発明の背景〕

従来の反射法による赤外吸収スペクトル測定装
置の一例の構成断面図を第１図ａ，ｂに示す。第
１図ａにおいて、赤外光光源１からの赤外光２は
凹面鏡３で反射して試料固定台４の上の分析試料
Ｓに照射し、試料Ｓから反射した反射光は平面鏡
５で反射し、さらに凹面鏡６で反射して集光さ
れ、検出器７に入つて検出される。この試料固定
台４と平面鏡５は例えば100度の一定角度に開い
たまま、試料固定台４と平面鏡５の交点０を中心
として矢印方向に回転可能で、これにより試料固
定台４上の試料Ｓに照射する赤外光２の入射角度
を変化させても、試料Ｓで反射して平面鏡５およ
び凹面鏡６で反射した反射光は常に一定の光路を
通つて検出器７上に集光される。一般の分析試料
の場合には、試料Ｓに照射する赤外光２の入射角
度は、通常50度前後で測定が行なわれる。

しかしながら、半導体等の薄膜の分析試料の場
合には、試料の厚さが薄いため高感度で精度よく
測定するには、第１図ｂにおいて、試料Ｓに照射
する赤外光２の入射角度をさらに例えば70度程度
以上に大きくする必要がある。しかし、この場合
に破線で示すように、試料固定台４を平面鏡５と
ともに交点０を中心に矢印方向に回転させて、入
射角度を例えば70度以上にすると、試料Ｓは試料
固定台４からはずれた位置にセツトしなければな
らず、このため測定不能となる。また、入射角度
が例えば70度以下であつて、試料Ｓが試料固定台
４からはずれなくても、赤外光２の照射位置まで
試料Ｓの固定位置を移動しなければならないう
え、赤外光２の照射位置における集光性が悪くな
り、また検出器７における集光位置と集光性が悪
化する。

このように従来の反射法による赤外吸収スペク
トル測定装置では、測定試料室Ｒ内での複雑な調
整が必要なうえ、赤外光の入射角度を大きな角度
を含めて可変範囲を広くすることが困難であり、
かつ光路上での減衰や集光性等により試料面に照
射する赤外光および検出器７に入る反射光の強度
が低下するなどのため、各種の分析試験を高感度
で精度よく測定できない欠点があつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上記した従来技術の欠点をなく
し、分析試料を広入射角度を含む広い可変範囲の
入射角度で常に高感度で精度よく容易に測定でき
る反射光による赤外吸収スペクトル測定装置を提
供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は、反射法による赤外吸収スペクトルの
測定において、特に薄膜等の試料を含めて分析試
料を高感度で精度よく測定するには、試料に照射
する赤外光の入射角度を大きくする必要があり、
かつ可変範囲を広くすることが好都合であるが、
従来の試料を移動する方法では困難なため、これ
を改善するため試料を移動しないで赤外光の入射
角度を自由に変化させる方法として、光フアイバ
を用いて該光フアイバの移動により赤外線自体の
試料への入射角度を自由に変える機構を設けると
ともに、試料からの反射光を集光する集光系たと
えば軸外し型だ円面鏡等の集光系を備え、これに
より集光した反射光を検出器に送り込んで検出す
るようにした赤外吸収スペクトル測定装置であ
る。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の一実施例を第２図および第３図
により説明する。

第２図は本発明による赤外吸収スペクトル測定
装置の一実施例を示す構成断面図である。第２図
において、第１図ａ，ｂと同一符号または記号は
同一または相当部分を示すものとし、８は赤外光
光源からの赤外光２を通過させて試料Ｓに照射す
る光フアイバ、９は試料Ｓの反射光を集光して検
出器７へ送り込む集光系をなす軸外し型だ円面鏡
である。

この構成で、赤外光光源からの赤外光２は光フ
アイバ８内を通過して、分析試料Ｓに例えば80度
の入射角度で直接照射する。この分析試料Ｓは反
射光の集光系をなす軸外し型だ円面鏡９のほぼ１
つの焦点位置にあつて、分析試料Ｓからの反射光
はこの軸外し型だ円面鏡９により集光され、他の
焦点位置に置かれた検出器７に集光される。ま
た、分析試料Ｓに例えば30度の入射角度で赤外光
２を照射した場合も、同様に反射光は集光系の軸
外し型だ円面鏡９により集光され、検出器７に集
光される。このように分析試料Ｓに照射する赤外
光２の入射角度は、光フアイバ８を回転移動させ
ることにより自由に変えることができ、特に薄膜
の分析に有効な例えば70度以上の広入射角度を容
易にうることができ、これとともに集光系をなす
例えば軸外し型だ円面鏡により集光され、検出器
７により検出可能である。

つぎに第３図は第２図の光フアイバ８を移動さ
せて赤外光２の入射角度を可変にする機構の一実
施例を示す斜視図である。第３図において、１０
は光フアイバ８を保持するフアイバ移動治具、１
１は移動治具１０と接続し該移動治具を駆動して
光フアイバを移動させる駆動用モータ、１２は光
フアイバ８の先端に取り付けられた集光レンズで
ある。

この構成で、赤外光光源１に接続した光フアイ
バ８は移動治具１０に固定保持され、駆動用モー
タ１０により移動治具１０を回転駆動することに
より、移動治具１０とともに例えば試料台１３の
上に水平に保持された試料Ｓの照射位置を中心に
して駆動用モータ１０の回転角度と等しい角度だ
け回転移動される結果、光フアイバ８を通過した
赤外光２は任意に可変の所定入射角度で常に試料
Ｓの同一位置に照射される。このさい、光フアイ
バ８の先端に取り付けられた集光レンズ１２によ
り、発射する赤外光が集光されるため拡散により
減衰することがない。また光フアイバ８の回転移
動角度は例えば水平から垂直までの90度の範囲で
ある。

なお上記実施例におけるフアイバ８の移動機構
は第３図のような機構に限るものではなく、また
反射光の集光系は第２図の軸外し型だ円面鏡に限
定されるものではない。

以上のように本実施例によれば、光フアイバを
使用し簡単な機構で移動して赤外光の試料への入
射角度を広入射角度を含め広範囲に可変にすると
ともに、試料からの反射光をだ円面鏡などの集光
系により集光して検出器に導くことができて、薄
膜等を含め各種分析試料を常に高感度で精度よく
容易に検出することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、試料室内での複雑な光学反射
系などの複雑な調整を必要とせず、薄膜等を含め
分析試料等に応じて広入射角度を含め広範囲の入
射角度により、常に高感度で精度よく赤外吸収ス
ペクトルが測定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の赤外吸収スペクトル測定装置を
例示する各正常動作時、測定不能時の構成断面
図、第２図は本発明による赤外吸収スペクトル測
定装置の一実施例を示す構成断面図、第３図は第
２図の光フアイバ移動機構の一実施例を示す斜視
図である。 １…赤外光光源、２…赤外光、７…検出器、８
…光フアイバ、９…だ円面鏡（集光系）、１０…
フアイバ移動治具、１１…駆動用モータ、１２…
集光レンズ、１３…試料台、Ｓ…試料。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 赤外光光源と、分析試料を保持する試料台
   と、上記光源からの赤外光を通過させて上記試料
   に照射する光フアイバと、該フアイバを移動させ
   て上記試料に照射する赤外光の入射角度を可変に
   する機構と、上記試料からの反射光を集光する集
   光系と、該集光された反射光を検出する検出器と
   から成る赤外吸収スペクトル測定装置。 ２ 上記集光系はだ円面鏡から成る特許請求の範
   囲第１項記載の赤外吸収スペクトル測定装置。 ３ 上記光フアイバの先端には集光レンズが付加
   した特許請求の範囲第１項記載の赤外吸収スペク
   トル測定装置。