(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象となるエアロゾルの粒子を捕捉するメッシュ構造体と、
前記メッシュ構造体に捕捉された粒子にエネルギー線を照射して、該粒子を脱離させて脱離成分を生じさせるエネルギー線照射部と、
前記脱離成分に基づいて粒子の成分および量の少なくともいずれかを分析する分析部と、
前記メッシュ構造体に配置されたセンサ用導電膜と、を備える粒子成分分析装置。
【請求項２】
前記粒子成分分析装置は、予め定められた方向に積層された複数の前記メッシュ構造体を含み、
前記センサ用導電膜は、最表層のメッシュ構造体のおもて面以外の、複数のメッシュ構造体のいずれかの面に設けられた温度測定用導電膜を含み、
前記粒子成分分析装置は、前記温度測定用導電膜の電気抵抗値に基づいてメッシュ構造体の温度を検出する温度検出部を更に備える
請求項１に記載の粒子成分分析装置。
【請求項３】
複数の前記温度測定用導電膜が、同一のメッシュ構造体の同一面における異なる位置に配置され、
前記粒子成分分析装置は、複数の前記温度測定用導電膜のそれぞれの電気抵抗値に基づいて、前記エネルギー線の照射位置を検出する照射位置検出部を更に備える
請求項２に記載の粒子成分分析装置。
【請求項４】
前記複数のメッシュ構造体の各々は、
メッシュ部と、
前記メッシュ部の周囲に位置し、かつ、前記メッシュ部を支持する支持枠部と
を有し、
複数の前記温度測定用導電膜が、同一メッシュ構造体の同一面において前記メッシュ部を挟んで設けられ、
前記粒子成分分析装置は、複数の前記温度測定用導電膜間の電気抵抗値の変化から前記メッシュ部の破損を検出する破損検出部を更に備える
請求項２に記載の粒子成分分析装置。
【請求項５】
前記複数のメッシュ構造体のうち、２以上のメッシュ構造体のそれぞれに、前記メッシュ部を挟んで設けられた複数の温度測定用導電膜を有し、
前記破損検出部は、前記２以上のメッシュ構造体のそれぞれにおいて、前記メッシュ部の破損を検出する
請求項４に記載の粒子成分分析装置。
【請求項６】
前記複数のメッシュ構造体のうち、２以上のメッシュ構造体のそれぞれに設けられた温度測定用導電膜は、各メッシュ構造体間で設けられる位置が異なる
請求項２に記載の粒子成分分析装置。
【請求項７】
前記複数のメッシュ構造体は、第１のメッシュ部が形成された第１メッシュ構造体と、空隙率が前記第１のメッシュ部より小さい第２のメッシュ部が形成された第２メッシュ構造体とを含み、
前記第１メッシュ構造体に設けられたセンサ用導電膜は、前記温度測定用導電膜を含み、
前記第２メッシュ構造体に設けられたセンサ用導電膜は、前記第２メッシュ構造体の同一面において離間して配置された複数の汚損検出用導電膜を含み、
前記粒子成分分析装置は、離間して配置された複数の汚損検出用導電膜間での電気抵抗値に基づいてメッシュ構造体の汚損状態を判断する汚損判断部を更に備える、
請求項２に記載の粒子成分分析装置。
【請求項８】
前記温度測定用導電膜は、温度変化に対する電気抵抗値の変化が前記複数の汚損検出用導電膜のそれぞれより大きい
請求項７に記載の粒子成分分析装置。
【請求項９】
前記センサ用導電膜は、前記メッシュ構造体のおもて面に設けられた汚損検出用導電膜を含む
請求項１に記載の粒子成分分析装置。
【請求項１０】
前記粒子成分分析装置は、予め定められた方向に積層された複数の前記メッシュ構造体を含み、
前記汚損検出用導電膜は、最表層のメッシュ構造体のおもて面に離間して配置された複数の導電膜を含み、
前記粒子成分分析装置は、複数の導電膜間での電気抵抗値に基づいて汚損状態を判断する汚損判断部を更に備える
請求項９に記載の粒子成分分析装置。
【請求項１１】
前記複数の導電膜は、離間する距離が異なる複数組の導電膜を含む
請求項１０に記載の粒子成分分析装置。
【請求項１２】
前記センサ用導電膜は、最表層のメッシュ構造体のおもて面以外の、複数のメッシュ構造体のいずれかの面に設けられた温度測定用導電膜を更に含み、
前記粒子成分分析装置は、前記温度測定用導電膜の電気抵抗値に基づいてメッシュ構造体の温度を検出する温度検出部を更に備えており、
前記汚損検出用導電膜は、前記温度測定用導電膜よりも小さい
請求項１０に記載の粒子成分分析装置。
【請求項１３】
測定対象となるエアロゾルの粒子を捕捉するメッシュ構造体と、
前記メッシュ構造体に捕捉された粒子にエネルギー線を照射して、該粒子を脱離させて脱離成分を生じさせるエネルギー線照射部と、
前記脱離成分に基づいて粒子の成分および量の少なくともいずれかを分析する分析部と、
前記メッシュ構造体の汚損を検出する汚損検出部と、を備える粒子成分分析装置。
【請求項１４】
前記汚損検出部は、
前記メッシュ構造体に光を当てる照明部と、
前記メッシュ構造体による反射光を検出する反射光検出部と、を含み、
前記粒子成分分析装置は、前記反射光検出部による検出結果に基づいて前記メッシュ構造体の汚損状態を判断する汚損判断部を更に備える
請求項１３に記載の粒子成分分析装置。
【請求項１５】
前記汚損検出部は、
前記メッシュ構造体に高周波信号を印加して前記メッシュ構造体の静電容量を測定する静電容量測定部を含み、
前記粒子成分分析装置は、前記静電容量測定部による測定結果に基づいて前記メッシュ構造体の汚損状態を判断する汚損判断部を更に備える
請求項１３に記載の粒子成分分析装置。
【請求項１６】
汚損が予め定められた値以上であると判断された場合に、前記エネルギー線照射部は、エネルギー線を前記メッシュ構造体に更に照射して、前記メッシュ構造体上に残着した成分を加熱する
請求項７から１５の何れか１項に記載の粒子成分分析装置。
【請求項１７】
前記エネルギー線照射部は、前記メッシュ構造体上に残着した成分を加熱する場合は、照射強度を高める
請求項１６に記載の粒子成分分析装置。
【請求項１８】
前記エネルギー線照射部が前記メッシュ構造体上に残着した成分を加熱する場合に、前記エネルギー線を前記メッシュ構造体上で走査する走査部を更に備える
請求項１６または１７に記載の粒子成分分析装置。
【請求項１９】
前記エネルギー線照射部が前記メッシュ構造体上に残着した成分を加熱する場合は、前記エネルギー線の照射範囲を広げる照射範囲調整部を更に備える
請求項１６または１７に記載の粒子成分分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子成分分析装置に関する。
【０００２】
メッシュ部を有する捕捉体に粒子を捕捉して、捕捉された粒子にエネルギー線を照射することによって粒子の脱離成分を生じさせて、脱離成分を分析する粒子成分分析装置が知られている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］  国際公開第２０１１／１１４５８７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の粒子成分分析装置では、メッシュ構造体の温度または汚損度等の状態を監視することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１態様においては、粒子成分分析装置を提供する。粒子成分分析装置は、メッシュ構造体と、エネルギー線照射部と、分析部と、センサ用導電膜とを有してよい。メッシュ構造体は、測定対象となるエアロゾルの粒子を捕捉してよい。エネルギー線照射部は、メッシュ構造体に捕捉された粒子にエネルギー線を照射して、粒子を脱離させて脱離成分を生じさせてよい。分析部は、脱離成分に基づいて粒子の成分および量の少なくともいずれかを分析してよい。センサ用導電膜は、メッシュ構造体に配置されてよい。
【０００５】
粒子成分分析装置は、複数のメッシュ構造体を含んでよい。複数のメッシュ構造体は、予め定められた方向に積層されてよい。センサ用導電膜は、温度測定用導電膜を含んでよい。温度測定用導電膜は、最表層のメッシュ構造体のおもて面以外の、複数のメッシュ構造体のいずれかの面に設けられてよい。粒子成分分析装置は、温度検出部を更に備えてよい。温度検出部は、温度測定用導電膜の電気抵抗値に基づいてメッシュ構造体の温度を検出してよい。
【０００６】
複数の温度測定用導電膜が、同一のメッシュ構造体の同一面における異なる位置に配置されてよい。粒子成分分析装置は、照射位置検出部を更に備えてよい。照射位置検出部は、複数の温度測定用導電膜のそれぞれの電気抵抗値に基づいて、エネルギー線の照射位置を検出してよい。
【０００７】
複数のメッシュ構造体の各々は、メッシュ部と、支持枠部とを有してよい。支持枠部は、メッシュ部の周囲に位置し、かつ、メッシュ部を支持してよい。複数の温度測定用導電膜が、同一メッシュ構造体の同一面においてメッシュ部を挟んで設けられてよい。粒子成分分析装置は、破損検出部を更に備えてよい。破損検出部は、複数の温度測定用導電膜間の電気抵抗値の変化からメッシュ部の破損を検出してよい。
【０００８】
複数のメッシュ構造体のうち、２以上のメッシュ構造体のそれぞれに、メッシュ部を挟んで設けられた複数の温度測定用導電膜を有してよい。破損検出部は、２以上のメッシュ構造体のそれぞれにおいて、メッシュ部の破損を検出してよい。
【０００９】
複数のメッシュ構造体のうち、２以上のメッシュ構造体のそれぞれに設けられた温度測定用導電膜は、各メッシュ構造体間で設けられる位置が異なってよい。
【００１０】
複数のメッシュ構造体は、第１メッシュ構造体と、第２メッシュ構造体とを含んでよい。第１メッシュ構造体は、第１のメッシュ部が形成されてよい。第２メッシュ構造体は、第２のメッシュ部が形成されてよい。第２のメッシュ部は、空隙率が第１のメッシュ部より小さくてよい。第１メッシュ構造体に設けられたセンサ用導電膜は、温度測定用導電膜を含んでよい。第２メッシュ構造体に設けられたセンサ用導電膜は、複数の汚損検出用導電膜を含んでよい。複数の汚損検出用導電膜は、第２メッシュ構造体の同一面において離間して配置されてよい。
【００１１】
粒子成分分析装置は、汚損判断部を更に備えてよい。汚損判断部は、離間して配置された複数の汚損検出用導電膜間での電気抵抗値に基づいてメッシュ構造体の汚損状態を判断してよい。
【００１２】
温度測定用導電膜は、温度変化に対する電気抵抗値の変化が複数の汚損検出用導電膜のそれぞれより大きくてよい。
【００１３】
センサ用導電膜は、メッシュ構造体のおもて面に設けられた汚損検出用導電膜を含んでよい。
【００１４】
粒子成分分析装置は複数のメッシュ構造体を含んでよい。複数のメッシュ構造体は、予め定められた方向に積層されてよい。汚損検出用導電膜は、複数の導電膜を含んでよい。複数の導電膜は、最表層のメッシュ構造体のおもて面に離間して配置されてよい。粒子成分分析装置は、汚損判断部を更に備えてよい。汚損判断部は、複数の導電膜間での電気抵抗値に基づいて汚損状態を判断してよい。
【００１５】
複数の導電膜は、離間する距離が異なる複数組の導電膜を含んでよい。
【００１６】
センサ用導電膜は、温度測定用導電膜を更に含んでよい。温度測定用導電膜は、最表層のメッシュ構造体のおもて面以外の、複数のメッシュ構造体のいずれかの面に設けられてよい。粒子成分分析装置は、温度検出部を更に備えてよい。温度検出部は、温度測定用導電膜の電気抵抗値に基づいてメッシュ構造体の温度を検出してよい。
【００１７】
本発明の第２態様においては、粒子成分分析装置を提供する。粒子成分分析装置は、メッシュ構造体と、エネルギー線照射部と、分析部と、汚損検出部とを備えてよい。メッシュ構造体は、測定対象となるエアロゾルの粒子を捕捉してよい。エネルギー線照射部は、メッシュ構造体に捕捉された粒子にエネルギー線を照射して、粒子を脱離させて脱離成分を生じさせてよい。分析部は、脱離成分に基づいて粒子の成分および量の少なくともいずれかを分析してよい。
【００１８】
汚損検出部は、照明部と、反射光検出部とを含んでよい。照明部は、メッシュ構造体に光を当ててよい。反射光検出部は、メッシュ構造体による反射光を検出してよい。粒子成分分析装置は、汚損判断部を更に備えてよい。汚損判断部は、反射光検出部による検出結果に基づいてメッシュ構造体の汚損状態を判断してよい。
【００１９】
汚損検出部は、静電容量測定部と、汚損判断部とを更に含んでよい。静電容量測定部は、メッシュ構造体に高周波信号を印加してよい。静電容量測定部は、メッシュ構造体の静電容量を測定してよい。粒子成分分析装置は、静電容量測定部による測定結果に基づいてメッシュ構造体の汚損状態を判断してよい。
【００２０】
汚損が予め定められた値以上であると判断された場合に、エネルギー線照射部は、エネルギー線をメッシュ構造体に更に照射して、メッシュ構造体上に残着した成分を加熱してよい。
【００２１】
エネルギー線照射部は、メッシュ構造体上に残着した成分を加熱する場合は、照射強度を高めてよい。
【００２２】
粒子成分分析装置は、走査部を更に備えてよい。走査部は、エネルギー線照射部がメッシュ構造体上に残着した成分を加熱する場合に、エネルギー線をメッシュ構造体上で走査してよい。
【００２３】
粒子成分分析装置は、照射範囲調整部を更に備えてよい。照射範囲調整部は、エネルギー線照射部がメッシュ構造体上に残着した成分を加熱する場合は、エネルギー線の照射範囲を広げてよい。
【００２４】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態の粒子成分分析装置１００を示す図である。
【図２Ａ】捕捉体３０を構成する複数のメッシュ構造体４０を分解した図である。
【図２Ｂ】複数のメッシュ構造体４０を積層した状態を示す図である。
【図３Ａ】１つのメッシュ構造体４０を示す図である。
【図３Ｂ】図３ＡのＢ‐Ｂ'断面を示す図である。
【図３Ｃ】図３ＡのＣ‐Ｃ'断面を示す図である。
【図４】メッシュ構造体４０と照射位置検出部８４とを示す図である。
【図５】メッシュ構造体４０と温度検出部８２とを示す図である。
【図６】メッシュ構造体４０と破損検出部８６とを示す図である。
【図７】他の捕捉体３０を構成する複数のメッシュ構造体４０を分解した図である。
【図８】第２実施形態における捕捉体３０を構成する複数のメッシュ構造体４０を分解した図である。
【図９】メッシュ構造体４０と汚損判断部８８とを示す図である。
【図１０】第３実施形態における汚損検出部２００を示す概略図である。
【図１１】第４実施形態における汚損検出部３００を示す概略図である。
【図１２】粒子成分分析装置１００による清浄処理を説明する図である。
【図１３】清浄処理の第１例を説明するフローチャートである。
【図１４】清浄処理の第２例を説明するフローチャートである。
【図１５】清浄処理の第２例を説明するフローチャートである。
【図１６】清浄処理の第４例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２７】
図１は、第１実施形態の粒子成分分析装置１００の概略構成を示す図である。粒子成分分析装置１００は、減圧容器２０、粒子線生成部２２、捕捉体３０、エネルギー線照射部５０、分析器６０、排気部７０、制御部８０を備える。制御部８０は、粒子成分分析装置１００と同一筐体内に設けられていてもよく、別途のコンピュータとして設けられていてもよい。本例の粒子成分分析装置１００では、捕捉体３０に、センサ用導電膜３４が設けられている。センサ用導電膜３４は、温度測定用導電膜および汚損検出用導電膜の少なくとも一方であってよい。
【００２８】
減圧容器２０は、外部に対して減圧された領域を提供するための減圧チャンバである。粒子線生成部２２は、エアロゾル中の粒子から粒子線２５を生成して射出する。粒子線生成部２２は、例えばエアロダイナミックレンズである。粒子線生成部２２は、減圧容器２０の壁部の一部に設けられる。粒子線生成部２２は、減圧容器２０の気密性を保ちつつ減圧容器２０の壁部を貫通する。粒子線生成部２２の一端には、粒子線射出口２３が設けられている。
【００２９】
本発明において、「エアロゾル中の粒子の粒子線２５」とは、固体または液体で構成された粒子の空力学的特性を利用して、粒子が浮遊した試料ガスから、各粒子が試料ガス中で同じような飛行・移動特性を持つ様にビーム状に離隔濃縮された粒子の粒子線２５である。減圧容器２０内外の圧力差によって、試料ガスが粒子線生成部２２に流入する。粒子線生成部２２を通過した粒子はビーム状に収束しつつ、粒子線射出口２３を通って、減圧雰囲気側に粒子の粒子線２５として射出される。
【００３０】
捕捉体３０は、粒子線２５中の粒子を捕捉する。捕捉体３０は、粒子線２５が照射される捕捉面３２を有する。捕捉体３０は、捕捉面３２から予め定められた厚さの部分まではメッシュ状構造を有している。
【００３１】
エネルギー線照射部５０は、捕捉体３０に向けてエネルギー線５４を照射して、捕捉体３０に捕捉された粒子を脱離させて脱離成分を生じさせる。本明細書で、「脱離」には、気化、昇華、または脱離反応が含まれる。エネルギー線５４は、減圧容器２０の壁部の一部に設けられた透光窓２６を通過して減圧容器２０内の捕捉体３０に到達する。エネルギー線５４は、捕捉体３０の予め定められた範囲に照射される。
【００３２】
エネルギー線５４は、捕捉体３０に捕捉された粒子を脱離させて、粒子の組成分析に適する脱離成分を生じさせるものであればよく、特に制限されない。エネルギー線５４は、例えば、赤外レーザの供給器、可視レーザの供給器、紫外レーザの供給器、Ｘ線の供給器、及びイオンビームの供給器により供給されるエネルギー線５４である。
【００３３】
分析器６０は、脱離成分に基づいて粒子の成分および量の少なくともいずれかを分析する。分析器６０は、質量分析計または分光分析装置であってよい。分析器６０は、イオン化して供給された粒子の量または成分に応じて分析信号を出力する。分析器６０の導入口には、回収筒部６２の一端が連結されている。脱離成分が、回収筒部６２を通じて回収されて、分析器６０内に導入されてよい。
【００３４】
分析器６０は、電気信号として受信された分析信号に基づいて演算し、粒子の量を導出してよい。分析器６０は、粒子の成分及び成分別の量を導出してよい。分析信号から粒子の成分及び成分別の量を導出する方法は、従来の質量分析計などと同様であるので詳しい説明を省略する。
【００３５】
制御部８０は、捕捉体３０に設けられたセンサ用導電膜３４と電気的に接続されており、センサ用導電膜３４からの出力に基づいて種々の処理を行う。制御部８０は、温度検出部８２、照射位置検出部８４、破損検出部８６、および汚損判断部８８を有してよい。各部の内容については、後述する。
【００３６】
図２Ａは、捕捉体３０を構成する複数のメッシュ構造体４０を分解した図である。図２Ｂは、複数のメッシュ構造体４０を積層した状態を示す図である。図２Ａに示す様に、本例の捕捉体３０は予め定められた方向に積層された４つのメッシュ構造体４０を有する。なお、捕捉体３０は５つ以上のメッシュ構造体４０を有してもよく、２つまたは３つのメッシュ構造体４０を有してもよい。
【００３７】
各々のメッシュ構造体４０は、メッシュ部４２と、支持枠部４４とを有する。支持枠部４４は、メッシュ部４２の周囲に位置し、かつ、メッシュ部４２を支持する。なお、本例のメッシュ構造体４０は、加工されたＳＯＩ基板である。メッシュ部４２は、ＳＯＩ基板の活性層の厚みを有してよい。ＳＯＩ基板の活性層とは、絶縁膜上に形成された半導体層を指す。また、支持枠部４４はＳＯＩ基板の活性層および支持基板の厚みを有してよい。ＳＯＩ基板の支持基板とは、絶縁膜の下側に形成された半導体基板を指す。メッシュ部４２を構成する活性層と支持枠部４４を構成する活性層とはつながっていてよい。
【００３８】
本例では、メッシュ構造体４０を積層して設ける。これにより、メッシュ部４２は、捕捉面３２を上面視した場合に所定の面積空隙率を有する。面積空隙率とは、メッシュ部４２のおもて面の面積に対する、空隙部分が占める面積の割合である。メッシュ部４２における面積空隙率は、８０％以上９９％以下であってよい。捕捉面３２から捕捉体３０に入射した粒子は、メッシュ部４２の空隙に捕獲される。
【００３９】
本例のメッシュ構造体４０は、センサ用導電膜３４として、温度測定用導電膜３５を有する。温度測定用導電膜３５は、温度に応じて電気抵抗値が変化する導電膜であり、測温抵抗体およびサーミスタのいずれかであってよい。本例において、温度測定用導電膜３５として測温抵抗体を用いる。本例の温度測定用導電膜３５は、支持枠部４４に設けられる。これにより、捕捉体３０の温度を直接測定することができる。したがって、捕捉体３０に支持体金属を設けて、当該支持体金属の温度を温度センサで測定する技術に比べて、より正確に捕捉体３０の温度を測定することができる。
【００４０】
温度測定用導電膜３５は、メッシュ部４２の周囲の支持枠部４４に設けられてよい。本例において、温度測定用導電膜３５はメッシュ部４２近傍の四か所に設けられる。温度測定用導電膜３５は、メッシュ構造体４０の各々に設けられてよい。ただし、本例では、複数のメッシュ構造体４０のうちエネルギー線５４に対する最表層に位置するメッシュ構造体４０‐１のおもて面には、温度測定用導電膜３５が設けられない。本明細書において、捕捉体３０の主面のうち粒子線生成部２２側の面を「おもて面」とし、反対側の主面を「裏面」と称する。本例において、最表層とは、図２Ｂに示す様に、最もエネルギー線照射部５０に対して近くに位置するメッシュ構造体４０‐１である。
【００４１】
メッシュ構造体４０‐１の捕捉面３２は、種々の物質が付着する。それゆえ、メッシュ構造体４０‐１のおもて面に設けられる温度測定用導電膜３５は、特性が変化して正確な温度を測定できない場合がある。そこで、本例においては、エネルギー線５４に対する最表層に位置するメッシュ構造体４０‐１のおもて面以外の、複数のメッシュ構造体４０のいずれかの面に設けられた温度測定用導電膜３５を用いて、捕捉体３０の温度を測定してよい。これにより、より正確に捕捉体３０の温度を測定することができる。捕捉体３０の温度は、２以上の温度測定用導電膜３５が測定した温度の平均値としてよく、任意の１つの温度測定用導電膜３５が測定した温度としてもよい。
【００４２】
図２Ｂに示す様に、本例のエネルギー線５４および粒子線２５は、捕捉面３２に対して傾いて入射する。本例において、積層方向と平行であり且つ捕捉面３２に垂直な線４１に対して、エネルギー線５４は角度α（０度＜α＜９０度）を成し、粒子線２５は角度β（０度＜β＜９０度）を成す。角度αおよびβは、捕捉体３０による粒子の捕捉率と捕捉体３０からの粒子の脱離率とを最適にするよう調整されてよい。
【００４３】
メッシュ構造体４０‐１のメッシュ部４２に入射した粒子の一部は、当該メッシュ部４２に捕捉される。また、メッシュ構造体４０‐１のメッシュ部４２に入射した粒子の他の一部は、当該メッシュ部４２を透過する。ただし、メッシュ構造体４０‐１のメッシュ部４２を透過した粒子は、メッシュ構造体４０‐２〜メッシュ構造体４０‐４において捕捉されるまたは跳ね返る。跳ね返る場合においては、粒子は所定の角度をもって跳ね返るので、いずれかのメッシュ構造体４０のメッシュ部４２において捕捉され得る。これにより、本例の捕捉体３０は、エアロゾル試料中の粒子を効率よく捕捉することができる。
【００４４】
図３Ａは、１つのメッシュ構造体４０を示す図である。なお、図３Ａに示すメッシュ構造体４０は、エネルギー線５４に対する最表層に位置するメッシュ構造体４０‐１以外のメッシュ構造体４０‐２から４０‐４に対応する。
【００４５】
本例のメッシュ部４２は、直径３ｍｍ以上８ｍｍ以下の円形領域である。また、本例の支持枠部４４は、縦横の長さが５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の矩形であり、厚みが１００μｍ以上３００μｍ以下である。ただし、メッシュ部４２および支持枠部４４の大きさおよび形状は一例であり、本例の開示内容に限定されるものではない。
【００４６】
メッシュ部４２は、格子状に設けられた複数の線部と、複数の線部により規定される複数の開口部とを有する。本例の線部は、１μｍ以上１０μｍ以下の線幅を有する。また、本例の開口は、一辺が１０μｍ以上１００μｍ以下の正方形の開口を有する。
【００４７】
本例の温度測定用導電膜３５は、支持枠部４４の活性層に接して設けられた薄膜の測温抵抗体である。薄膜の測温抵抗体は白金（Ｐｔ）であってよい。これに代えて、温度測定用導電膜３５は、Ｎｉ（ニッケル）、Ｍｎ（マンガン）、Ｃｏ（コバルト）およびＦｅ（鉄）等の酸化物を混合して焼結したＮＴＣサーミスタ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）であってよい。
【００４８】
図３Ｂは、図３ＡのＢ‐Ｂ'断面を示す図である。本例のメッシュ部４２は、ＳＯＩ基板４５の活性層４６に形成される。図３ＢにおいてはＢＯＸ層（埋め込み酸化層）４７を記載していないが、メッシュ部４２にはＢＯＸ層４７を残してもよい。本例の支持枠部４４は、活性層４６、ＢＯＸ層４７および支持基板４８に形成される。支持枠部４４は、メッシュ部４２が設けられる領域の支持基板４８を部分的に除去することにより形成されてよい。
【００４９】
本例の温度測定用導電膜３５であるＰｔ薄膜は、支持枠部４４の捕捉面３２上にスパッタリング形成されてよい。本例のＰｔ薄膜は、捕捉面３２より突出して設けられる。ただし、他の例においては、捕捉面３２に所定の形状を有する凹部を設けて、当該凹部にＰｔ薄膜を埋め込んで設けてもよい。これにより、Ｐｔ薄膜が捕捉面３２から突出しない様にしてよい。当該他の例においては、Ｐｔ薄膜を設けた後の捕捉面３２が平坦な表面となるので、メッシュ構造体４０が積層された場合においてメッシュ構造体４０間の隙間を無くすことができる。これにより、エアロゾル試料中の粒子をさらに効率よく捕捉することができる。
【００５０】
図３Ｃは、図３ＡのＣ‐Ｃ'断面を示す図である。本例において、温度測定用導電膜３５の直下には一対のビア３７が設けられる。温度測定用導電膜３５から伸びる配線３６は、ビア３７を延在してよい。複数のメッシュ構造体４０は、上層に位置するメッシュ構造体４０の配線３６を通すビア３７を有してもよい。なお、本例において上層とは、最表層により近いメッシュ構造体４０を意味する。例えば、メッシュ構造体４０‐２は、メッシュ構造体４０‐３よりも上層に位置する。また、本例において、上層の反対を下層と表現する。
【００５１】
本例では、配線３６は捕捉体３０の側面に露出することなく、最下層のメッシュ構造体４０の支持枠部４４の底面から捕捉体３０の外部へ導出される。これにより、メッシュ構造体４０間に配線３６を挟まなくてよい。それゆえ、メッシュ構造体４０間に配線３６の厚みに相当する隙間ができるのを防ぐことができる。したがって、本例の捕捉体３０は、メッシュ構造体４０間にすき間がある場合と比較して、エアロゾル試料中の粒子を効率よく捕捉することができる。
【００５２】
図４は、メッシュ構造体４０と照射位置検出部８４とを示す図である。図４に示すメッシュ構造体４０は、エネルギー線５４に対する最表層に位置するメッシュ構造体４０‐１以外のメッシュ構造体４０‐２から４０‐４に対応する。温度測定用導電膜３５として、複数の温度測定用導電膜３５‐１〜３５‐４が配置される。複数の温度測定用導電膜３５‐１〜３５‐４は、同一のメッシュ構造体４０の同一面における異なる位置に配置される。
【００５３】
本例では、温度測定用導電膜３５‐１〜３５‐４が、エネルギー線５４の照射位置であるメッシュ部４２を取り囲む様に配置される。４つの温度測定用導電膜３５‐１〜３５‐４は、メッシュ構造体４０の４辺にそって配置されてよい。本例では、温度測定用導電膜３５‐１と温度測定用導電膜３５‐３とは、Ｘ方向に離間して配列され、温度測定用導電膜３５‐２と温度測定用導電膜３５‐４とは、Ｙ方向に離間して配列される。
【００５４】
制御部８０は、温度測定用導電膜３５‐１〜３５‐４からの信号を受信する。照射位置検出部８４は、複数の温度測定用導電膜３５‐１〜３５‐４のそれぞれの電気抵抗値に基づいて、エネルギー線５４の照射位置を検出する。照射位置検出部８４は、複数の温度測定用導電膜３５‐１〜３５‐４のそれぞれの電気抵抗値に基づいて、メッシュ構造体４０上の温度分布を求め、温度分布からエネルギー線５４の照射位置を検出してよい。例えば、Ｘ方向に離間して配置された複数の温度測定用導電膜３５‐１、３５‐３間の電気抵抗値の差から、エネルギー線の照射位置のＸ方向における位置ずれの有無または位置ずれの程度を検出する。同様に、Ｙ方向に離間して配置された複数の温度測定用導電膜３５‐２、３５‐４間の電気抵抗値の差分などから、Ｙ方向の位置ずれの有無等を検出してよい。
【００５５】
照射位置検出部８４は、複数の温度測定用導電膜３５間の電気抵抗値の差に応じた照射位置の位置ずれ量のテーブルを予め記憶してよい。照射位置検出部８４は、複数の温度測定用導電膜３５間の電気抵抗値の差から照射位置の位置ずれ量へ変換するための関数を記憶していてもよい。
【００５６】
照射位置検出部８４は、検出されたエネルギー線照射位置に基づいて、エネルギー線５４の照射位置を修正するように制御してよい。粒子成分分析装置１００は、照射位置調整部１５０を有する。照射位置調整部１５０は、エネルギー線照射部５０の照射方向を調整するアクチュエータであってよい。照射位置検出部８４は、複数の温度測定用導電膜３５‐１から３５‐４の電気抵抗値の検出結果に基づいて、照射位置調整部１５０に対して位置修正指示を送信してよい。
【００５７】
本例によれば、実際のメッシュ構造体４０の温度検出結果に基づいて、エネルギー線照射位置を調整することができる。本例では、各温度測定用導電膜３５の電気抵抗値に基づいてメッシュ構造体４０の温度が検出される。したがって、照射位置検出部８４は、温度測定用導電膜３５の電気抵抗値に基づいてメッシュ構造体４０の温度を検出する温度検出部８２としても機能している。
【００５８】
図５は、温度検出部８２による処理を説明する概略構成図である。図５では、制御部８０が、温度測定用導電膜３５‐１から信号を受信する場合を例示している。制御部８０は、温度測定用導電膜３５‐１〜３５‐４からの信号をそれぞれ受信してよい。温度検出部８２は、温度測定用導電膜３５‐１〜３５‐４の電気抵抗値に基づいて、それぞれの温度測定用導電膜３５の温度を検出する。そして、温度検出部８２は、温度検出結果に基づいて、エネルギー線照射部５０の出力を制御してよい。
【００５９】
温度検出部８２は、温度測定用導電膜３５‐１〜３５‐４の電気抵抗値に応じた温度の値のテーブルを予め記憶してよい。温度検出部８２は、温度測定用導電膜３５‐１〜３５‐４の電気抵抗値から温度の値へ変換するための関数を記憶していてもよい。
【００６０】
図６は、メッシュ構造体４０と破損検出部８６とを示す図である。図６に示すメッシュ構造体４０は、図４で示したものと同様である。温度測定用導電膜３５として、複数の温度測定用導電膜３５‐１〜３５‐４が配置される。複数の温度測定用導電膜３５‐１〜３５‐４は、同一のメッシュ構造体４０の同一面において、メッシュ部４２を挟んで支持枠部４４に設けられる。
【００６１】
本例では、Ｘ方向に離間する１対の温度測定用導電膜３５‐１および温度測定用導電膜３５‐３と、Ｙ方向に離間する１対の温度測定用導電膜３５‐２および温度測定用導電膜３５‐４とによって、メッシュ部４２が挟まれている。しかし、本例と異なり、１対の温度測定用導電膜３５‐１および温度測定用導電膜３５‐３だけを配置してもよく、特に、温度測定用導電膜３５の数は、制限されない。
【００６２】
本例では、破損検出部８６は、メッシュ部４２を挟んで設けられた複数の温度測定用導電膜３５‐１、３５‐３間の電気抵抗値の変化、または複数の温度測定用導電膜３５‐２、３５‐４間の電気抵抗値の変化からメッシュ部４２の破損を検出する。メッシュ部４２が破損すると、複数の温度測定用導電膜３５‐１および３５‐３の間での導電経路が変換するため、電気抵抗値が変化する。したがって、電気抵抗値の変化によって、メッシュ部４２の破損状況を検出することができる。
【００６３】
捕捉体３０が、積層された複数のメッシュ構造体４０を有する場合、２以上のメッシュ構造体４０のそれぞれに、メッシュ部４２を挟んで設けられた複数の温度測定用導電膜３５を有してよい。この場合、破損検出部８６は、２以上のメッシュ構造体４０のそれぞれにおいて、メッシュ部４２の破損を検出することができる。ただし、積層される複数のメッシュ構造体４０のすべてにおいて、温度測定用導電膜３５を設けなくともよい。
【００６４】
本例によれば、メッシュ部４２の破損を検出することができるので、捕捉体３０の交換時期を知ることができる。また、温度測定用導電膜３５‐１〜３５‐４を、温度検出用のみならず、メッシュ部４２の破損検出用として兼用できる。
【００６５】
図７は、他の捕捉体３０を構成する複数のメッシュ構造体４０を分解した図である。本例の捕捉体３０は、メッシュ構造体４０における温度測定用導電膜３５の配置を除いて同様である。したがって、同じ構成について繰り返しの説明を省略し、同じ構成については同一の符号を用いて説明する。図７に示す様に、本例の捕捉体３０は、予め定められた方向に積層された５つのメッシュ構造体４０を有する。なお、捕捉体３０に含まれるメッシュ構造体４０の数は、５つの場合に限定されない。本例においては、エネルギー線５４に対する最表層に位置するメッシュ構造体４０‐１以外の少なくともいずれかのメッシュ構造体４０に温度測定用導電膜３５が設けられている。
【００６６】
本例では、２以上のメッシュ構造体４０‐２〜メッシュ構造体４０‐５のそれぞれに設けられた温度測定用導電膜３５‐１〜３５‐４は、各メッシュ構造体４０‐２〜メッシュ構造体４０‐５で設けられる面内位置が異なる。例えば、温度測定用導電膜３５‐１〜３５‐４は、各メッシュ構造体４０‐２〜メッシュ構造体４０‐５の異なる辺に配置される。
【００６７】
各メッシュ構造体４０‐２〜メッシュ構造体４０‐５において、温度測定用導電膜３５‐１〜３５‐４が設けられる位置が異なることによって、複数のメッシュ構造体４０間でビア３７の位置が異なるように配置することができる。したがって、各温度測定用導電膜３５‐１〜３５‐４の配線３６を異なる位置のビア３７を介して外部へ導出しやすくできる。本例では、各メッシュ構造体４０‐２〜メッシュ構造体４０‐５に一つずつ温度測定用導電膜３５が配置されているが、この場合に限られず、各メッシュ構造体４０‐２〜メッシュ構造体４０‐５に複数の温度測定用導電膜３５が配置されていてもよい。また、積層される複数のメッシュ構造体４０‐２〜メッシュ構造体４０‐５のすべてにおいて、温度測定用導電膜３５を設けなくともよい。
【００６８】
図８は、第２実施形態における捕捉体３０を構成する複数のメッシュ構造体４０を分解した図である。本例の捕捉体３０は予め定められた方向に積層された４つのメッシュ構造体４０を有する。図２Ａおよび図２Ｂに示される第１実施形態においては、最表層に位置するメッシュ構造体４０‐１のおもて面には、センサ用導電膜３４が設けられていない。これに対し、本実施形態における捕捉体３０においては、センサ用導電膜３４として、汚損検出用導電膜９５および汚損検出用導電膜９６を有する。汚損検出用導電膜９５および汚損検出用導電膜９６が設けられる点を除いて、本例の粒子成分分析装置１００に用いられる捕捉体３０の構成は、第１実施形態の場合と同様である。したがって、同様の構成についての繰り返しの説明を省略し、同様の部材には、同じ符号を用いて説明する。
【００６９】
汚損検出用導電膜９５および汚損検出用導電膜９６は、最表層のメッシュ構造体４０‐１のおもて面に離間して配置された複数の導電膜である。汚損検出用導電膜９５、９６は、離間する距離が異なる複数組の汚損検出用導電膜９５、９６を含んでよい。本例では、第１組の汚損検出用導電膜９５‐１、９６‐１、第２組の汚損検出用導電膜９５‐２、９６‐２、第３組の汚損検出用導電膜９５‐３、９６‐３、および第４組の汚損検出用導電膜９５‐４、９６‐４が含まれる。ただし、捕捉体３０は５組以上の汚損検出用導電膜９５、９６を有してよい。
【００７０】
本例では、最表層のメッシュ構造体４０‐１以外のメッシュ構造体４０‐２から４０‐４においては、図２Ａ、図２Ｂおよび図３Ａに示されるように、温度測定用導電膜３５が配置される。しかし、積層されている複数のメッシュ構造体４０‐１〜４０‐４において、温度測定用導電膜３５を配置したメッシュ構造体４０と汚損検出用導電膜９５、９６を配置したメッシュ構造体４０との積層順序は、この場合に限られない。１枚のメッシュ構造体４０のおもて面に汚損検出用導電膜９５、９６を配置し、裏面に温度測定用導電膜３５を配置してもよい。
【００７１】
また、複数のメッシュ構造体４０‐１〜４０‐４の空隙率に応じて、温度測定用導電膜３５を配置するか、汚損検出用導電膜９５、９６を配置するかを決定してよい。複数のメッシュ構造体４０‐１〜４０‐４は、空隙率が異なる少なくとも２つのメッシュ構造体を含んでよい。特に、おもて面側に第１メッシュ構造体４０を１層または複数層配置し、裏面側に、第２メッシュ構造体４０を１層または複数層配置してよい。第１メッシュ構造体４０は、比較的空隙率が大きい第１のメッシュ部４２が形成されてよく、第２メッシュ構造体４０は、第１のメッシュ部４２より小さい第２のメッシュ部４２が形成されてよい。
【００７２】
第１メッシュ構造体４０には、温度測定用導電膜３５を配置し、第２のメッシュ構造体４０には、汚損検出用導電膜９５、９６を配置してもよい。空隙率が小さくなるほど汚損による影響が大きいことを考慮して、汚損による影響が大きいメッシュ構造体４０について特に汚損を監視できる。
【００７３】
図９は、メッシュ構造体４０と汚損判断部８８とを示す図である。図９に示されるメッシュ構造体４０は、例えば、エネルギー線５４に対する最表層に位置するメッシュ構造体４０‐１に対応する。本例では、第１組の汚損検出用導電膜９５‐１、９６‐１の離間距離がｄ１、第２組の汚損検出用導電膜９５‐２、９６‐２の離間距離がｄ２、第３組の汚損検出用導電膜９５‐３、９６‐３の離間距離がｄ３、および第４組の汚損検出用導電膜９５‐４、９６‐４の離間距離がｄ４と設定されており、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３＜ｄ４である。
【００７４】
離間して設けられた汚損検出用導電膜９５、９６の間の電気抵抗値は、汚損によって変化する。特に、ブラックカーボンなど導電性物質を含む場合には、汚損レベルが高くなると電気抵抗値が低下する。したがって、汚損判断部８８は、離間して配置された複数の汚損検出用導電膜９５、９６間での電気抵抗値に基づいてメッシュ構造体４０の汚損状態を判断する。汚損レベルが高くなり、第１組の汚損検出用導電膜９５‐１、９６‐１間が付着物により短絡すると、それ以上は電気抵抗値が変化しづらくなる。同様に、汚損レベルが高くなるにつれて、第２組から第４組についても、離間距離が短い組から順に電気抵抗値が変化しづらくなる。本例では、複数の汚損検出用導電膜９５，９６は、離間する距離が異なる複数組の導電膜を含むので、離間する距離が同一の導電膜のみを含む場合と比べて広い計測範囲で汚損のレベルを判断することができる。
【００７５】
本例によれば、汚損検出用導電膜９５、９６は、メッシュ構造体４０上に設けられる。これにより、捕捉体３０の汚損の度合いを直接測定することができる。したがって、汚損の有無にかかわらず定期的に捕捉体３０を交換する必要がなくなり、捕捉体３０の交換時期を適切に判断することができる。
【００７６】
本例では、汚損検出用導電膜９５および汚損検出用導電膜９６は、温度測定用導電膜３５より小さくてよい。温度測定用導電膜３５は、温度変化による導電膜自体の抵抗変化を観測するので、導電膜自体を比較的長くした方が電気抵抗変化の検出感度を高くできる。一方、本例では、汚損検出用導電膜９５と汚損検出用導電膜９６との間のメッシュ構造体４０表面における電気抵抗変化を測定するので、導電膜自体を長くする必要がない。また、温度測定用導電膜３５は、検出感度の向上のために、温度変化に対する電気抵抗値の変化が汚損検出用導電膜９５と汚損検出用導電膜９６より大きくてよい。
【００７７】
一方、汚損検出用導電膜９５と汚損検出用導電膜９６は、電極として機能するので、Ｎｉ‐Ｃｕ合金などの温度変化に対する電気抵抗値の変化が小さい導電材料で形成してよい。図８および図９では、汚損検出用導電膜９５と汚損検出用導電膜９６との間のメッシュ構造体４０表面における電気抵抗変化を測定したが、本例は、この場合に限られない。汚損検出用導電膜自体の汚損による抵抗変化を検出するようにしてもよい。
【００７８】
同一のメッシュ構造体４０の同一面において、離間して配置された温度測定用導電膜３５‐１および温度測定用導電膜３５‐２を、汚損検出用導電膜９５および汚損検出用導電膜９６として用いてもよい。具体的には、図６において、複数の温度測定用導電膜３５間の電気抵抗値の変化からメッシュ部４２の破損を検出する場合と同様の処理による。複数の温度測定用導電膜３５間の電気抵抗値の変化から、汚損を判断してよい。この場合は、図６に示さる場合と異なり、同一のメッシュ構造体４０の同一面において、メッシュ部４２を挟まない様に、複数の温度測定用導電膜３５を配置してよい。
【００７９】
第２実施形態において、汚損検出用導電膜９５、９６は、汚損を検出する汚損検出部として用いられている。しかし、粒子成分分析装置１００は、汚損検出部として、汚損検出用導電膜９５、９６以外のセンサを用いてよい。図１０は、第３実施形態における汚損検出部２００を示す概略図である。
【００８０】
本例の汚損検出部２００は、照明部２１０および反射光検出部２２０を備える。照明部２１０は、メッシュ構造体４０に光２１２を当てる。照明部２１０は、白熱光を照射するものであってもよく、予め定められた波長の光を照射するものであってもよい。照明部２１０は、捕捉体３０の捕捉面３２に光２１２を照射してよく、特に、最表層に位置するメッシュ構造体４０‐１のおもて面に光２１２を照射してよい。反射光検出部２２０は、メッシュ構造体４０からの反射光２１４を検出する。
【００８１】
汚損判断部２８８は、反射光検出部２２０から検出結果を受信する。汚損判断部２８８は、反射光検出部２２０による検出結果に基づいて、メッシュ構造体４０の汚損状態を判断する。具体的には、汚損判断部２８８は、反射光強度に基づいてメッシュ構造体４０の汚損状態を判断してよい。汚損判断部２８８は、反射光強度の各値に応じた汚損レベルのテーブルを予め記憶してよい。汚損判断部２８８は、反射光強度の値から汚損レベルへ変換するための関数を記憶していてもよい。本例によっても、捕捉体３０の汚損の度合いを直接測定することができる。したがって、捕捉体３０の交換時期を適切に判断することができる。
【００８２】
図１１は、第４実施形態における汚損検出部３００を示す概略図である。本例の汚損検出部３００は、積層された複数のメッシュ構造体４０のそれぞれの汚損状態を検出してもよく、最表層に位置するメッシュ構造体４０‐１のおもて面の表面の汚損状態を検出してもよい。本例の汚損検出部３００は、高周波信号印加部３１０および静電容量測定部３２０を備える。
【００８３】
高周波信号印加部３１０は、測定対象のメッシュ構造体４０に高周波信号を印加する。静電容量測定部３２０は、メッシュ構造体４０の静電容量を測定する。静電容量測定部３２０は、検出回路として発振回路を利用してよい。メッシュ構造体４０の静電容量は、測定対象のメッシュ構造体４０の汚損レベルによって変化する。メッシュ構造体４０上の付着物が多くなって、汚損層が厚くなるほど、静電容量の変化が大きくなる。静電容量が変化すると、静電容量測定部３２０内の発振回路の発振周波数が変化する。
【００８４】
汚損判断部３８８は、静電容量測定部３２０から検出結果を受信する。汚損判断部３８８は、静電容量測定部３２０による測定結果に基づいてメッシュ構造体４０の汚損状態を判断する。汚損判断部３８８は、発振回路における静電容量の変化に対応する発振周波数に基づいて、メッシュ構造体４０の汚損状態を判断してよい。具体的には、汚損判断部３８８は、発振周波数の値または発振周波数の変化値に応じた汚損レベルのテーブルを予め記憶してよい。したがって、静電容量測定部による測定結果に基づいてメッシュ構造体の汚損状態を判断することには、上記の発振周波数に基づいて、メッシュ構造体４０の汚損状態を判断することが含まれる。
【００８５】
第２から第４実施形態に示される汚損判断部による判断結果に応じて、捕捉体３０に残着した成分を高温に加熱して捕捉体３０を清浄な状態にしてもよい。粒子成分分析装置１００において、図１に示した様に、エネルギー線照射部５０がエネルギー線５４を捕捉体３０に照射することによって、粒子が捕捉体３０から脱離すると、次の粒子を採集および集積して捕捉できる状態になる。このときに、粒子が完全に脱離できずに捕捉体３０上に残渣として残存すると、新たに採集したエアロゾル中の粒子と、残渣による粒子とが混合してしまい、誤差要因となる。
【００８６】
したがって、微粒子の粒子線の照射や分析を行なう操作モードとは別に、脱離成分を生じさせるエネルギー線５４を捕捉体３０に更に照射して、捕捉体３０に残着した成分を加熱して、捕捉体３０をより完全に清浄化する清浄処理を実行してよい。
【００８７】
図１２は、粒子成分分析装置１００による清浄処理を説明する図である。本例の粒子成分分析装置１００は、エネルギー線照射部５０に加えて、走査部４１０、照射範囲調整部４２０を備えてよい。なお、走査部４１０および照射範囲調整部４２０は省略してよい。走査部４１０は、エネルギー線照射部５０の照射位置を走査するアクチュエータである。照射範囲調整部４２０は、エネルギー線照射部５０の照射範囲を調整するものである。
【００８８】
図１３は、粒子成分分析装置１００による清浄処理の第１例を説明するフローチャートである。なお、フローチャートに示される処理は、制御部８０の制御に基づいて実行されてよい。具体的には、汚損判断部８８、２８８、３８８によって実行されてよい。制御部８０は、汚損が予め定められた量以上か否かを判断する（ステップＳ１００）。汚損が所定量に満たなければ、エアロゾル中の粒子のサンプリングを開始する（ステップＳ１０１）。この場合、制御部８０は、通常の分析処理を実行するように制御する。
【００８９】
一方、汚損が所定量以上であると判断される場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、そのまま分析処理を実行しても残渣の影響を受ける。したがって、粒子のサンプリングを一旦停止する（ステップＳ１０２）。制御部８０は、エネルギー線照射部５０から照射されるエネルギー線５４の照射強度を、通常の分析処理時より高く設定する（ステップＳ１０３）。なお、一つのエネルギー線照射部５０の照射強度を高くする代わりに、より高い照射強度を有する別のエネルギー線照射部に切り換えるように設定してもよい。エネルギー線照射部５０は、通常の分析処理時より高い照射強度のエネルギー線５４をメッシュ構造体４０上に照射する（ステップＳ１０４）。これにより、エネルギー線照射部５０は、エネルギー線５４をメッシュ構造体４０に更に照射して、メッシュ構造体４０上に残着した成分を加熱することができる。
【００９０】
図１４は、清浄処理の第２例を説明するフローチャートである。図１４のフローチャートの処理は、図１３のフローチャートの処理に加えて、さらにエネルギー線５４の照射範囲を広げる処理（ステップＳ２０４）が加えられている。したがって、同様の処理について詳しい説明は省略する。メッシュ構造体４のメッシュ部４２において、計測のたびにエネルギー線５４の照射を受けている領域では、粒子は十分に脱離していることが多い。一方、計測のたびにエネルギー線５４の照射を受けている領域の周辺の領域に残渣が存在する場合があり、周辺領域に残留した残渣が徐々に脱離して計測誤差に影響する場合がある。
【００９１】
図１４に示される例では、計測のたびにエネルギー線５４の照射を受けている領域より広い領域に、エネルギー線の照射領域を広げる。エネルギー線照射部の焦点を調整することによって、スポット径を大きくしてよい。この場合、スポット径が大きくなることよる強度不足を補う様に、エネルギー線の強度を高く設定してよい（ステップＳ２０３）。
【００９２】
図１５は、清浄処理の第３例を説明するフローチャートである。図１５のフローチャートの処理は、エネルギー線照射部５０がメッシュ構造体４０上に残着した成分を加熱する場合に、エネルギー線５４をメッシュ構造体４０上で走査する処理が加えられている（ステップＳ３０４）なお、図１５の処理においても、図１３および図１４の処理と同様に、エネルギー線５４の強度を高く設定してもよい。本例においても、エネルギー線５４をメッシュ構造体４０上で走査することによって、計測のたびにエネルギー線５４の照射を受けている領域より広い領域に残留する残渣を除去することができる。
【００９３】
図１６は、清浄処理の第４例を説明するフローチャートである。図１６のフローチャートの処理では、制御部８０は、汚損が予め定められた量以上か否かを判断するのみならず（ステップＳ４００）、粒子成分分析装置１００による粒子の濃度検出結果が予め定められた値以上か否かについても判断する（ステップＳ４０２）。これにより、急激に大量の粒子が粒子成分分析装置１００内に取り込まれたタイミングで、粒子のサンプリングを停止して、清浄処理（ステップＳ４０３）を実行することができる。
【００９４】
清浄処理は、図１３のステップＳ１０２からステップＳ１０４の処理、図１４のステップＳ２０２からステップＳ２０５の処理、またはステップＳ３０２からステップＳ３０４の処理が含まれてよい。したがって、これらの処理について繰り返しの説明は省略する。なお、図１３から図１６に示された処理に加えて、汚損状況の検知結果によらず、一定周期で、清浄処理を実行してもよい。
【００９５】
本実施形態の実施形態の粒子成分分析装置１００によれば、実際に汚損状態を検出して、汚損が予め定められた所定量以上の場合に、清浄処理を実行する。したがって、一定周期でのみ清浄処理を実行する場合と比べて、汚損の具合によって清浄処理の実行頻度が調整される。汚損のレベルが所定値より高い場合には、実行周期を待たずに、清浄処理を実行するので、誤差影響を小さくすることが可能になる。また、汚損のレベルが誤差に影響する水準より低いにもかかわらず、頻繁に清浄処理が介在して、粒子のサンプリングを中断してしまうことを防ぐことができる。
【００９６】
本明細書における各実施形態は、適宜組み合わせることができる。以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００９７】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順序で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００９８】
２０・・減圧容器、２２・・粒子線生成部、２３・・粒子線射出口、２５・・粒子線、２６・・透光窓、３０・・捕捉体、３２・・捕捉面、３４・・センサ用導電膜、３５・・温度測定用導電膜、３６・・配線、３７・・ビア、４０・・メッシュ構造体、４１・・線、４２・・メッシュ部、４４・・支持枠部、４５・・ＳＯＩ基板、４６・・活性層、４７・・ＢＯＸ層、４８・・支持基板、５０・・エネルギー線照射部、５４・・エネルギー線、６０・・分析器、６２・・回収筒部、７０・・排気部、８０・・制御部、８２・・温度検出部、８４・・照射位置検出部、８６・・破損検出部、８８・・汚損判断部、９５・・汚損検出用導電膜、９６・・汚損検出用導電膜、１００・・粒子成分分析装置、１５０・・照射位置調整部、２００・・汚損検出部、２１０・・照明部、２１２・・光、２１４・・反射光、２２０・・反射光検出部、２８８・・汚損判断部、３００・・汚損検出部、３１０・・高周波信号印加部、３２０・・静電容量測定部、３８８・・汚損判断部、４１０・・走査部、４２０・・照射範囲調整部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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