JPS6326558A

JPS6326558A - ウランの超微量分析法

Info

Publication number: JPS6326558A
Application number: JP16976986A
Authority: JP
Inventors: Shozo Sakamaki; 酒巻　昭三; Katsuhisa Endo; 勝久遠藤; Koichi Ishibashi; 孝一石橋
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1986-07-21
Filing date: 1986-07-21
Publication date: 1988-02-04

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、ウランの超微量分析法、特にシリカ等の半
導体材料中に含まれるウランの超微量分析法に関するも
のである。

半導体の高集積化に伴ない、ソフトエラーの発生原因と
なる放射線発生物質、特にウランの含有量を知ることが
材料管理上重要な問題になってきており、例えば１Ｍバ
イトでのウラン許容量は０．１ＰＰｂ以下の値が要求さ
れ極低ウラン品の開発には高感度分析技術が確立されね
ばならない。

（従来技術）従来のウラン分析法は、第２図に示すようなものであっ
て、Ｘランプ１Ｂからの光を励起側の分光光器１８で分
光した２８０ｎｍの光を励起光源とし、固体試料２０に
照射し、発生した蛍光を蛍光側の分光器２１で分光し４
００〜Ｂｏｏｍｍの範囲で走査した信号を検知器２２で
検出する。光信号は電圧−に変換され、アンプ２３で増
幅されてＡＯ変換器を備えたＣＰυ２Ｂで測定される。

一方、Ｘランプ１Ｂの変動をモニター検知器２４で検出
し、アンプ２５で増幅した後、ＡＯ変換器を備えたＣＰ
υ２６へ導入する。測定された信号は、Ｘランプ１８の
変動補正や微分などｅの信号処理を行った後Ｄ／Ａ変換器２７を介しレコーダ
ー２８に記録する。

これらの操作を試料と標準試料について行い、その比較
によりウランを定量するものである。

この分析方法においては、試料１ｇを処理して測：ｉ−
：、た場合、測定できる濃度下限的０゜２ｐｐｂ程度一
部って要求される感度及び分析精度を得られな１戸　。

ｒ’　ＩＩ的）軌発明は、例えば半導体封止材となるシリカフィラー等
のウラン含宥量を志願分解分光分析法によって高感度で
検出定量できる超微量分析法を提供するもので現行分析
法の約５０倍の感度をもって定量できるものである。

（構成）本発明は、中心波長が２４０＋＋ｍ〜４２０ｎ−のパル
スレーザ−光を２０）１〜１００Ｈの繰り返し周期で固
体ｚ　　　　　　　　　　　２試料に照射し、発生した蛍光又はりん光を分光器によっ
て波＆４００ｒ＋ｍ〜８５０ｎ口の範囲で分光し、この
波長範囲の蛍光又はりん光強度をパルスレーザ−照射後
１　ｇ　ｓｅｃ　〜３０　ｇ　ｓｅｃ経過後１０ｇ５ｅ
ｃ〜１００　ｈ　ｓｅｅの時間幅で測定記録するもので
ある。

本発明において、パルスレーザ−光源としてはＸｅｃｌ
ガスを用いた中心波長３０８ｎｓのエキシマレーザ−又
は第４高調波２１３８ｎｍノＮｄ：ＹＡＧレーザー或は
窒素レーザー等が好適である。

本発明において、試料からのウランによる蛍光は４００
＋＋■〜８５０ｎｍの波長範囲で観測される。

更にウランの波長５５５ｎ■のスペクトル線についてそ
の蛍光強度が最大の条件を信号検出時点とその測定時間
幅について種々実測したところ信号検出時点つま、り遅
延時間はレーザー照射後１ｕＬｓａｃ〜３０　ｐ、　ｓ
ｅａ特に１２．５１７．　ｓｅｃ　〜２５４　ｓｅｃと
するのが最適であることが判った。１ｐ、　ｓｅｃ未満
では散乱光や短時間物質の影響が大きくなりまた３Ｑ　
ＪＬ　ｓｅｃを超えるとウランの蛍光を感度よく検出で
きない。

また、測定時間幅については１０ｇ５ｅｃ未満では十分
な蛍光強度を得ることができず、１００　ｐ、　ｓｅｃ
を超えると長寿命物質の影響を−受けるので好ましくな
い、好適な時間幅は・１２．５終Ｓｅｃ〜２５終ｓｅｃ
である。

上記の時間設定は試料の種類及び処理方法等によって異
なるから実測前に最良の状態が得られるように決定する
のがよい。

本発明分析方法に適用する装置は第１図のようであって
、（１）はパルスレーザ−１（２）はプリズム、（３）
（４）はミラー、（５）（６）はレンズ、（７）は固体
試料である。

分光器（８）で分光された蛍光は、検出手段である光電
子増倍Ｉ′ｒＦ（９）で電気信号に変換される。

（ＩＱ）（１７）は電源、　、（１１）はアッテネータ
−１（１２）はアンプ、　（１３）はボックスカー積分
器、（１４）はシンクロスコープ、（１５）はレコーダ
である。パルス発生器（１Ｂ）は、パルス幅　１ｍ５ｅ
ｃの短形波を発生する。このタイミングパルスはパルス
レーザ−の照射時点に同期して発生され、その繰り返し
周期は２０Ｈ２〜　１００Ｈ２に設定されボー７クス力
−積分器（１３）シンクロスコープ（１４）等に入力さ
れ夫々の動作時点を制御している。

（実施例）（１）試料シリカＩｇを白金皿に入れ硝酸とツー２酸を
加えてホットプレート上で分解管乾固させた。

これにＮａＦ　、　Ｈａ、、Ｇｏ３．　Ｋ２ｆ、０３混
合の融剤を加え融解冷却固化させ、直径３０ｍｍφ程度
の固体試料を作成した。

（２）レーザーを発振させサイラトロンへの供給電圧の
周期を設定し、レーザー発振の繰り返しを２０Ｈｚ〜　
１００）！２の範囲で決定する。

（３）プリズム、ミラー、レンズの調整により光軸の調
整を行なう、この場合、レーザー光が試料に１０〜２０
ｍｍφの大きさで均一に照射される様に調整する。また
、試料からの蛍光が分光器スリットの中心へ集光する様
に調整する。

（４）分光器（８）の波長を最も強い信号が得られる波
長５５５ｎｍに合せ、ボックスカー積分窓、シンクロス
コープ、レコーダーの各レンチ及ヒアンプの増ｌ１１ｉ
率をレコーダーの範囲内に信号が納まる様に設定する。

（５）シンクロスコープにより、減衰曲線をモニターし
、信号検出の開始時間及び信号検出の時間範囲を設定す
る０本例の場合は、信号検出の開始時間はレーザー光を
試料に照射後２０　ＩＬｓｅｃまた測定時間範囲は２５
　ＪＬ　ｓｅｃとした。また、ボックスカー積分器への
入力信号の調整は、検出器であり光電子増倍管への印加
電圧及び分光器のスリット幅により調整する。

（６）分光器の波長を４００ｎ腸に設定し、分光器の波
長とレコーダーとを同期させて駆動する０分光波長（７
）Ｒ囲は４００＋ｍ〜８５０ｎｓとし、レコーダーに記
録する。

（７）最大強度を示すピークのピーク強度又はピーク面
積を算出し、あらかじめ作成しておいた検量線又は、濃
度既知の標準試料との比較により含有ウラン量を計算す
る。

第３図Ａ、Ｈに従来法により測定したウランＩ　ＰＩ）
ｋｌと　５　ＰＰｂのスペクトルを示し、第３図Ｃに水
沫より測定したウラン０．Ｉ　ＰＰｂのスペクトルを示
す゛、この結果より水沫は従来法に較べ少なくとも５０
倍は感度が良いことがわかる。

（発明の効果）本発明によれば、試料調整時の処理に関係なく蛍光測定
の際に不純物の影響を除くことができ、かつ装置に特別
の装置又は器具を必要とすることなく　０．０１　ｐｐ
ｂ程度の極微量ウランでも高精度に定量することができ
るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の構成図、第２図は従来の固体蛍光
法による装置の構成図である。第３図は従来法（Ａ、Ｂ
）と水沫（Ｃ）により蛍光強度を波長の関数として測定
したスペクトルの比較図。第４図は、蛍光波長５５５＋ｍにおける蛍光強度を時間
の関数として測定した減衰曲線を示したものである。（１）・・・パルスレーザ− （７）・・・試料（８）・・・波長駆動装置付き分光器（９）・・・ホトマルチ（１３）・・・ボックスカー積分器（１４）・・・シンクロスコープ（１５）・・・レコーダー

Claims

【特許請求の範囲】

（１）パルスレーザー光を固定試料に照射することによ
って発生した蛍光又はりん光の強度を時間及び波長の関
数として測定するウランの時間分解分光分析法において
、波長が紫外域であるパルスレーザー光を試料に照射し
て得られる波長４００ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲の特定波
長光を前記レーザーパルス照射後１μｓ〜３０μｓの時
間内において１０μｓ〜１００μｓの時間巾で検出して
ウラン濃度を測定することを特徴とするウランの超微量
分析法。
（２）照射レーザ光の中心波長が２４０〜４２０ｎｍで
ある特許請求の範囲第１項の分析法。