19. Атомно-емісійна спектрометрія в контролі за елементним складом онс.Спектрографічні,спектрометричні,аес-ізп методи та полум'яна фотометрія.

Атомно-емісійна спектрометрія - найпоширеніший експресний високочутливий метод ідентифікації  кількісного визначення елементів. Метод заснований на вимірюванні інтенсивності випромінення світла на визначених довжинах хвиль атомами, збудженими індуктивно-зв'язаною аргоновою плазмою і використовується для визначення концентрацій досліджуваних елементів.

Зразок  переноситься в прилад у вигляді потоку рідкої проби. Всередині приладу рідина  в процесі  розпилення, переводиться в аерозоль і переноситься в плазму, де випаровується, атомізурується і збуджується та іонізирується плазмой. Збуджені атоми та іони випуспускають характеристичне випромінювання, яке збирається приладом, що сортує випромінення по довжинам хвиль. Випромінення детектується і перетворюється в електронні сигнали, які  для аналітика перетворюються в інформацію по концентраціям.

Індуктивно - зв'язана плазма (ІЗП-АЕС) характеризується високою стабільністю, низьким рівнем шумів і низькою величиною фонового сигналу.

Важливою  перевагою атомно - емісійної спектрометрії  порівняно з іншими оптичними спектральними, а також багатьма хімічними та фізико-хімічними методами аналіза – є  можливість безконтактного, експресного, одночасного кількісного визначення великої кількості елементів в широкому інтервалі концентрацій з допустимою точністю.

Головною аналітичною  перевагою ІЗП над іншими джерелами емісії є здатність випаровувати, атомізувати, збуджувати та іонізувати,  ефективно і постійно, широкий ряд елементів, представлених в самих різних типах зразків.

Індуктивно-зв*язана плазма (І3П) - це тип газового розряду, збуджуваного змінним магнітним полем за допомогою індукційної котушки (індуктора). І3П також має інші назви: індукційна плазма, індукційний розряд. І3П запалюється і підтримується рахунок циклічних індукованих вихорів електричного струму вільних електронів (і іонів) у плазмі. Для порушення І3П зазвичай використовується змінне електромагнітне поле на частоті 1 - 100 МГц. І3П вперше спостерігав Хітторф в 1884 році, який виявив світіння залишкового газу в розрядній камері при пропущенні високочастотного струму через соленоїд, що охоплює розрядний об'єм.

Головна відмінність І3П від ємнісного розряду в тому і полягає, що І3П збуджується (індукується) магнітним полем, у той час як ємнісний розряд збуджується і підтримується рахунок електричного поля (постійного або змінного). За інших рівних умов ІСП характеризується істотно більш високою концентрацією електронів в порівнянні з ємнісним розрядом.

ІСП при атмосферному тиску (зазвичай в аргоні) у вигляді відкритої пальника використовується в спектроскопічних методах аналітичної хімії для визначення складу речовин і матеріалів. І3П при низькому тиску (часто в агресивних газах) в закритих реакторах використовується для плазмового травлення (етчінга, від etching - травлення) при виробництві напівпровідникової мікроелектроніки.

В аналітичній І3П в пальник зазвичай подається розчинена аналізоване речовина, що розпилюється у вигляді аерозолю і внесене в плазмову пальник потоком аргону.Коли в плазму аргонової пальники потрапляють крапельки аерозолю, вони моментально випаровуються і розпадаються на атоми і іони. Інший метод введення цікавить матеріалу в плазму полягає в тому, щоб хімічно перетворити визначається речовина в молекули газу, наприклад, легколетучие гідриди. Третій спосіб - створення "сухого" аерозолю за допомогою потужного лазерного променя, який випалює кратер в підставлену під нього шматочку матеріалу, переводячи невелику його частину в мелкодисперсное аерозольний стан - це так звана лазерна абляція). Збуджені в плазмі атоми й іони детектируются методами атомно-емісійної спектрометрії (І3П-АЕС), або мас-спектрометрії (І3П-МС).

Плазмове травлення в реакторах І2П для виготовлення напівпровідникової продукції зазвичай проводиться при тисках 0.1 - 10 Па. У той же час для ізотропного видалення шарів або очищення внутрішніх поверхонь реактора часто потрібне збільшення тиску до ~ 1 000 Па, що тим не менш значно нижче атмосферного тиску (100 кПа = 1000 гектапаскалей). Крім плазмового травлення в мікроелектронної промисловості використовуються різноманітні технологічні плазмові процеси, наприклад,іонна імплантація, плазмохимическое вирощування шарів, видалення шарів шляхом їх розпилення, плазмова чистка поверхонь та інші. При цьому застосовуються різні газові суміші і різні типи реакторів