(57)【要約】【課題】液体状態の試料を高精度且つ安全に分注できる分注装置及び分注方法を提供する。【解決手段】配管４及び試料容器３内を真空ポンプ５により真空引きした後に、配管４に配置された第１の開閉弁６を閉じた状態で、貯留容器２を第１の加熱部８により加熱することによって、貯留容器２内で気体状態となった試料Ｓを配管４へと供給し、第１の開閉弁６を閉じた状態で、配管４を第２の加熱部９により加熱することによって、配管４に供給された試料Ｓを気体状態で維持しながら、配管４内の圧力を圧力測定部１０により測定し、配管４内の圧力が所定の変化量となるまで、第１の開閉弁６を開いた状態とすることによって、配管４内の第１の開閉弁６よりも上流側の試料Ｓを気体状態のまま試料容器３へと供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体状態の試料が貯留された貯留容器から試料容器へと所定量の試料を分注する分注装置であって、
前記貯留容器と前記試料容器との間を接続する配管と、
前記配管及び前記試料容器内を真空引きする真空ポンプと、
前記配管に配置された第１の開閉弁と、
前記真空ポンプにより前記配管及び前記試料容器内を真空引きした後に、前記第１の開閉弁を閉じた状態で、前記貯留容器を加熱することによって、前記貯留容器内で気体状態となった試料を前記配管へと供給する第１の加熱部と、
前記第１の開閉弁を閉じた状態で、前記配管を加熱することによって、前記配管に供給された試料を気体状態で維持する第２の加熱部と、
前記配管内の圧力を測定する圧力測定部とを備え、
前記配管内の圧力が所定の変化量となるまで、前記第１の開閉弁を開いた状態とすることによって、前記配管内の前記第１の開閉弁よりも上流側の試料を気体状態のまま前記試料容器へと供給することを特徴とする分注装置。
【請求項２】
前記配管の前記第１の開閉弁よりも上流側に配置された第２の開閉弁を備え、
前記第２の開閉弁を開いた状態で、前記第１の加熱部及び前記第２の加熱部による加熱を行い、前記配管内の前記第１の開閉弁よりも上流側が気体状態の試料で満たされた状態となったときに、前記第２の開閉弁を閉じた後に、前記第１の開閉弁を開いた状態とすることを特徴とする請求項１に記載の分注装置。
【請求項３】
前記配管の前記第１の開閉弁よりも上流側に配置されて、前記配管に供給された気体状態の試料が貯留されるバッファー部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の分注装置。
【請求項４】
前記圧力測定部は、前記配管の前記第１の開閉弁よりも上流側に配置された第１の圧力計と、前記配管の前記第１の開閉弁よりも下流側に配置された第２の圧力計との少なくとも一方又は両方を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の分注装置。
【請求項５】
前記配管内の温度を測定する温度測定部と、
前記温度測定部の測定結果に基づいて、前記第２の加熱部を制御しながら、前記配管内の温度を調整する温度調整部とを備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の分注装置。
【請求項６】
前記試料容器に供給された試料が液体状態で貯留されることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の分注装置。
【請求項７】
前記試料容器は、示差走査型熱量計に設けられていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の分注装置。
【請求項８】
液体状態の試料が貯留された貯留容器から試料容器へと配管を通じて所定量の試料を分注する分注方法であって、
前記配管及び前記試料容器内を真空ポンプにより真空引きする工程と、
前記配管に配置された第１の開閉弁を閉じた状態で、前記貯留容器を第１の加熱部により加熱することによって、前記貯留容器内で気体状態となった試料を前記配管へと供給する工程と、
前記第１の開閉弁を閉じた状態で、前記配管を第２の加熱部により加熱することによって、前記配管に供給された試料を気体状態で維持する工程と、
前記配管内の圧力を圧力測定部により測定し、前記配管内の圧力が所定の変化量となるまで、前記第１の開閉弁を開いた状態とすることによって、前記配管内の前記第１の開閉弁よりも上流側の試料を気体状態のまま前記試料容器へと供給する工程とを含むことを特徴とする分注方法。
【請求項９】
前記配管の前記第１の開閉弁よりも上流側に配置された第２の開閉弁を開いた状態で、前記第１の加熱部及び前記第２の加熱部による加熱を行い、前記配管内の前記第１の開閉弁よりも上流側が気体状態の試料で満たされた状態となったときに、前記第２の開閉弁を閉じた後に、前記第１の開閉弁を開いた状態とすることを特徴とする請求項８に記載の分注方法。
【請求項１０】
前記配管の前記第１の開閉弁よりも上流側に配置されたバッファー部に、前記配管に供給された気体状態の試料を貯留することを特徴とする請求項８又は９に記載の分注方法。
【請求項１１】
前記配管の前記第１の開閉弁よりも上流側に配置された第１の圧力計と、前記配管の前記第１の開閉弁よりも下流側に配置された第２の圧力計との少なくとも一方又は両方を有する前記圧力測定部により、前記配管内の圧力を測定することを特徴とする請求項８〜１０の何れか一項に記載の分注方法。
【請求項１２】
前記配管内の温度を温度測定部により測定し、前記温度測定部の測定結果に基づいて、前記第２の加熱部を制御しながら、前記配管内の温度を調整することを特徴とする請求項８〜１１の何れか一項に記載の分注方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分注装置及び分注方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、様々な分析機器を用いて、液体試料の性質を分析することが行われている。その中で、分析機器の一つに示差走査型熱量計（ＤＳＣ：Differential Scanning Calorimetry）（以下、「ＤＳＣ」という。）がある（下記特許文献１を参照。）。
【０００３】
ＤＳＣでは、有機高分子化合物の位相転移や、ガラス転移、結晶化、酸化、硬化、脱水などの熱挙動及び発吸熱量を測定することができる。ＤＳＣでは、２つの密閉可能な金属製の試料容器を使用する。一方の試料容器には測定する試料を入れ、もう一方の試料容器には比較用の基準試料などを入れる。これら２つの試料の温度差が常時ゼロとなるように加熱制御し、それぞれに加えた熱量を比較する。これにより、試料の熱物性を分析することができる。また、ＤＳＣでは、分析に必要な試料の分量が微量で済むといった特徴がある。
【０００４】
ＤＳＣで正確な分析を行うためには、試料容器に微量の液体試料を高精度で分注することが求められる。従来の分注作業では、例えばシリンジや、スポイト、ホールピペット、マイクロピペットなどの分注器具が用いられている。しかしながら、このような分注器具を用いた分注作業には、様々な課題が存在する。
【０００５】
すなわち、従来の分注器具を用いた分注作業では、分注器具から試料容器へと液体試料を分注する際に、液体試料が分注器具から勢いよく飛び出すことによって、試料容器の外に飛散してしまうことがあった。特に、液体試料に毒性や腐食性である場合には、作業員が危険に曝される可能性がある。また、作業員の安全性を確保するためには、グローブボックスなどの設備が必要となる。
【０００６】
このため、分注器具を用いた分注作業では、熟練した技術が必要である。また、分注器具を取り扱う作業者の技量によって、分注精度に差が生じてしまい、試料容器に分注される液体試料の増減などによって、上述したＤＳＣによる分析結果に影響を及ぼすことになる。さらに、近年はより高い分注精度が求められており、上述した分注器具を用いた分注作業では、このような精度レベルを満足することが困難となってきている。
【０００７】
そこで、上述した課題を解決するために、例えば、遠心力を用いて試料容器に試料を分注させる技術が提案されている（下記特許文献２を参照。）。また、マスフローメータを用いて、液体試料を気体状態で供給する技術が提案されている（下記特許文献３を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４８５２７４０号公報
【特許文献２】特開２００２−２７７３５６号公報
【特許文献３】特開平２−０２２４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２に記載の技術では、液体試料を分注しているため、配管の途中などに液体試料が残留することによって、分注される液体試料の量に差が生じることになる。また、分注時に液体試料が揺れ動くことで、試料容器内で微小な液滴が生じ、液体試料の表面積が増加する。この場合、液体試料の表面積の増減によって、ＤＳＣによる高精度の分析が困難となる。一方、特許文献３に記載の技術では、測定精度に合わせて、高い精度のマスフローメータが複数必要となってしまう。
【００１０】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、液体状態の試料を高精度且つ安全に分注できる分注装置及び分注方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕  液体状態の試料が貯留された貯留容器から試料容器へと所定量の試料を分注する分注装置であって、
前記貯留容器と前記試料容器との間を接続する配管と、
前記配管及び前記試料容器内を真空引きする真空ポンプと、
前記配管に配置された第１の開閉弁と、
前記真空ポンプにより前記配管及び前記試料容器内を真空引きした後に、前記第１の開閉弁を閉じた状態で、前記貯留容器を加熱することによって、前記貯留容器内で気体状態となった試料を前記配管へと供給する第１の加熱部と、
前記第１の開閉弁を閉じた状態で、前記配管を加熱することによって、前記配管に供給された試料を気体状態で維持する第２の加熱部と、
前記配管内の圧力を測定する圧力測定部とを備え、
前記配管内の圧力が所定の変化量となるまで、前記第１の開閉弁を開いた状態とすることによって、前記配管内の前記第１の開閉弁よりも上流側の試料を気体状態のまま前記試料容器へと供給することを特徴とする分注装置。
〔２〕  前記配管の前記第１の開閉弁よりも上流側に配置された第２の開閉弁を備え、
前記第２の開閉弁を開いた状態で、前記第１の加熱部及び前記第２の加熱部による加熱を行い、前記配管内の前記第１の開閉弁よりも上流側が気体状態の試料で満たされた状態となったときに、前記第２の開閉弁を閉じた後に、前記第１の開閉弁を開いた状態とすることを特徴とする前記〔１〕に記載の分注装置。
〔３〕  前記配管の前記第１の開閉弁よりも上流側に配置されて、前記配管に供給された気体状態の試料が貯留されるバッファー部を備えることを特徴とする前記〔１〕又は〔２〕に記載の分注装置。
〔４〕  前記圧力測定部は、前記配管の前記第１の開閉弁よりも上流側に配置された第１の圧力計と、前記配管の前記第１の開閉弁よりも下流側に配置された第２の圧力計との少なくとも一方又は両方を有することを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕の何れか一項に記載の分注装置。
〔５〕  前記配管内の温度を測定する温度測定部と、
前記温度測定部の測定結果に基づいて、前記第２の加熱部を制御しながら、前記配管内の温度を調整する温度調整部とを備えることを特徴とする前記〔１〕〜〔４〕の何れか一項に記載の分注装置。
〔６〕  前記試料容器に供給された試料が液体状態で貯留されることを特徴とする前記〔１〕〜〔５〕の何れか一項に記載の分注装置。
〔７〕  前記試料容器は、示差走査型熱量計に設けられていることを特徴とする前記〔１〕〜〔６〕の何れか一項に記載の分注装置。
〔８〕  液体状態の試料が貯留された貯留容器から試料容器へと配管を通じて所定量の試料を分注する分注方法であって、
前記配管及び前記試料容器内を真空ポンプにより真空引きする工程と、
前記配管に配置された第１の開閉弁を閉じた状態で、前記貯留容器を第１の加熱部により加熱することによって、前記貯留容器内で気体状態となった試料を前記配管へと供給する工程と、
前記第１の開閉弁を閉じた状態で、前記配管を第２の加熱部により加熱することによって、前記配管に供給された試料を気体状態で維持する工程と、
前記配管内の圧力を圧力測定部により測定し、前記配管内の圧力が所定の変化量となるまで、前記第１の開閉弁を開いた状態とすることによって、前記配管内の前記第１の開閉弁よりも上流側の試料を気体状態のまま前記試料容器へと供給する工程とを含むことを特徴とする分注方法。
〔９〕  前記配管の前記第１の開閉弁よりも上流側に配置された第２の開閉弁を開いた状態で、前記第１の加熱部及び前記第２の加熱部による加熱を行い、前記配管内の前記第１の開閉弁よりも上流側が気体状態の試料で満たされた状態となったときに、前記第２の開閉弁を閉じた後に、前記第１の開閉弁を開いた状態とすることを特徴とする前記〔８〕に記載の分注方法。
〔１０〕  前記配管の前記第１の開閉弁よりも上流側に配置されたバッファー部に、前記配管に供給された気体状態の試料を貯留することを特徴とする前記〔８〕又は〔９〕に記載の分注方法。
〔１１〕  前記配管の前記第１の開閉弁よりも上流側に配置された第１の圧力計と、前記配管の前記第１の開閉弁よりも下流側に配置された第２の圧力計との少なくとも一方又は両方を有する前記圧力測定部により、前記配管内の圧力を測定することを特徴とする前記〔８〕〜〔１０〕の何れか一項に記載の分注方法。
〔１２〕  前記配管内の温度を温度測定部により測定し、前記温度測定部の測定結果に基づいて、前記第２の加熱部を制御しながら、前記配管内の温度を調整することを特徴とする前記〔８〕〜〔１１〕の何れか一項に記載の分注方法。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によれば、液体状態の試料を高精度且つ安全に分注することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る分注装置の一構成例を示す系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（分注装置）
先ず、本発明の一本実施形態として、例えば図１に示す分注装置１について説明する。
なお、図１は、分注装置１の概略構成を示す系統図である。
【００１５】
本実施形態の分注装置１は、図１に示すように、液体状態の試料Ｓが貯留された貯留容器２から示差走査型熱量計（ＤＳＣ）１００に設けられた試料容器３へと、所定量の試料Ｓを分注する際に好適に用いられるものである。
【００１６】
具体的に、この分注装置１は、貯留容器２と試料容器３との間を接続する配管４と、配管４及び試料容器３内を真空引きする真空ポンプ５と、配管４を開閉する第１の開閉弁６及び第２の開閉弁７と、貯留容器２を加熱する第１の加熱部８と、配管４を加熱する第２の加熱部９と、配管４内の圧力を測定する圧力測定部１０とを備えている。
【００１７】
貯留容器２は、例えばステンレスなどの金属製のタンクからなる。なお、貯留容器２については、このような金属製のタンクに限らず、試料Ｓを貯留するのに十分な強度と、後述する第１の加熱部８により加熱可能な材質のものを用いることができる。
【００１８】
貯留容器２には、液体状態の試料Ｓとして、例えば、常温常圧で液体状態の半導体デバイスの製造に用いられる材料が貯留されている。半導体材料としては、例えば、ＣＶＤプロセス（ＡＬＤプロセス）で使用される絶縁膜材料、金属アミド・イミド化合物、高・強誘電体の電極形成用材料などを挙げることができる。
【００１９】
具体的には、ＴＥＯＳ、３ＤＭＡＳ、４ＤＭＡＳ、ＴＭＰ、ＴＭＯＰ、ＴＥＯＰ、ＴＭＢ、ＴＥＢ、ＴＤＭＡＨ、ＴＤＥＡＨ、ＴＥＭＡＺ、Ｔａｉｍａｔａ、ＴＢＴＥＭＴ、及びＮＨ３代替水和物、並びにこれらと溶剤との混合物などを挙げることができる。これらの半導体材料は、常温常圧では液体状態であるが、本実施形態の分注装置１では、これらの試料Ｓを液体状態から気体状態にして分注することとなる。
【００２０】
試料容器３は、試料Ｓの熱物性を分析するＤＳＣ１００の一部を構成する金属製容器である。なお、本実施形態では、試料容器３として、内容積が約３．７ｍＬのものを用いている。また、試料容器３の周囲には、図示を省略する冷却機構が設けられている。これにより、後述する気体状態のまま試料容器３に供給された試料Ｓを冷却しながら、液体状態でゆっくりと試料容器６内に貯留することができる。さらに、試料容器３には、図示を省略する蓋体が設けられており、分注作業が終了したときに試料容器３を蓋体によって密閉することが可能となっている。
【００２１】
配管４は、試料Ｓを貯留容器２から試料容器３へと供給する流路であると共に、貯留容器２から気体状態となった試料Ｓが一旦貯留される空間を形成している。なお、配管４の材質については、特に限定されるものではなく、試料Ｓが腐食性を有する場合も想定されることから、金属製であることが好ましい。具体的に、配管４としては、例えばステンレス製の鋼管などが一般的に用いられている。また、配管４のサイズについては、特に限定されないものの、例えば、外径が３．１８ｍｍ〜６．３５ｍｍのものを用いている。
【００２２】
配管４は、貯留容器２に一端側が接続され、試料容器３に他端側が接続された本管４ａと、本管４ａからそれぞれ分岐された第１の枝管４ｂ、第２の枝管４ｃ、第３の枝管４ｄ、第４の枝管４ｅ及び第５の枝管４ｆとを有している。
【００２３】
また、配管４には、バッファー部１１が設けられている。バッファー部１１は、配管４の第１の開閉弁６と第２の開閉弁７との間に配置されて、配管４と共に貯留容器２から気体状態となった試料Ｓが一旦貯留される空間を形成している。なお、バッファー部１１の材質については、特に限定されるものではなく、上述した配管４と同様に、試料Ｓが腐食性を有する場合も想定されることから、金属製であることが好ましい。本実施形態では、バッファー部１１として、内容積が約５ｍＬであるステンレス製のタンクを用いている。
【００２４】
また、バッファー部１１の内部には、図示を省略する攪拌機を設けてもよい。これにより、バッファー部１１内の試料Ｓを撹拌しながら、バッファー部１１内の試料Ｓの温度を均一化することができる。
【００２５】
なお、バッファー部１１は、必ずしも必要な構成ではなく、試料Ｓを分注する量（以下、「分注量」という。）が配管４の内容積で十分足りる場合には、このようなバッファー部１１を省略した構成とすることも可能である。
【００２６】
真空ポンプ５は、配管４の第１の開閉弁６よりも上流側に位置する第１の枝管４ｂに接続されている。また、第１の枝管４ｂには、この第１の枝管４ｂを開閉する第３の開閉弁１２が設けられている。真空ポンプ５については、特に限定されるものではなく、各種の真空ポンプを用いることができるが、一般的には到達真空度が０Ｐａに近いものを用いることが好ましい。なお、本実施形態では、到達真空度が２Ｐａ程度のドライ真空ポンプを用いている。また、真空ポンプ５は、配管４の第１の開閉弁６よりも下流側において配管４と接続される構成とすることも可能である。
【００２７】
第１の開閉弁６は、配管４のバッファー部１１よりも下流側に配置されている。第１の開閉弁６については、特に限定されるものではなく、各種の開閉弁を用いることができるが、配管４内を流れる試料Ｓの流量を精密に制御できるものを用いることが好ましい。なお、本実施形態では、第１の開閉弁６として、ダイヤフラム弁を用いている。
【００２８】
また、第１の開閉弁６とは別に、配管４の第１の開閉弁６よりも上流側に、この配管４内を流れる試料Ｓの流量を精密に制御できる開閉弁を設けてもよい。さらに、配管４の第１の開閉弁６よりも上流側に絞りなどを設けて、配管４内を流れる試料Ｓの流速を制御する構成としてもよい。
【００２９】
第２の開閉弁７は、配管４のバッファー部１１よりも上流側に配置されている。第２の開閉弁７については、特に限定されるものではなく、各種の開閉弁を用いることができる。なお、本実施形態では、第２の開閉弁７として、ダイヤフラム弁を用いている。
【００３０】
なお、第２の開閉弁７は、必ずしも必要な構成ではなく、例えば、第１の加熱部８で貯留容器２を常に一定の温度で加熱する場合には、第２の開閉弁７を省略することも可能である。また、貯留容器２に貯留された試料Ｓの量が、配管４の第１の開閉弁６よりも上流側を１気圧で満たす場合にも、第２の開閉弁７を省略することができる。
【００３１】
第１の加熱部８は、ホットバスを有し、シリコンオイルからなる熱媒体Ｈに貯留容器２を浸すことで、貯留容器２内の試料Ｓを加熱する。第１の加熱部８では、貯留容器２内の試料Ｓを加熱することによって、気体状態となった試料Ｓを配管４へと供給することができる。
【００３２】
なお、ホットバスの熱媒体Ｈについては、上述したシリコンオイルに限定されるものではなく、試料Ｓに対する加熱温度（試料Ｓの沸点）が低い場合には、熱媒体Ｈとして温水を用いることも可能である。また、第１の加熱部８については、上述したホットバスを用いた間接加熱方式に限らず、ヒーターなどの直接加熱方式を用いて、貯留容器２を加熱する構成としてもよい。
【００３３】
第２の加熱部９は、ヒーターを有し、バッファー部１１を含む配管４の第２の開閉弁７の下流側とＤＳＣ１００（試料容器３）の上流側との間に亘って設けられている。第２の加熱部９では、配管４及びバッファー部１１を加熱することによって、配管４及びバッファー部１１内に供給された試料Ｓの温度を沸点以上とし、試料Ｓを気体状態で維持することができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、第２の加熱部９として、１本のリボンヒーターを用いているが、これに限らず、各種のヒーターを用いることができる。また、複数のヒーターを用いて、配管４及びバッファー部１１の加熱を行ってもよい。さらに、第２の加熱部９における加熱精度を求める場合には、配管４を内管と外管との二重管構造とし、内管と外管との間に加熱したシリコンオイルなどの熱媒体を流すことで、内管に供給された試料Ｓを加熱する間接加熱方式を用いてもよい。
【００３５】
圧力測定部１０は、配管４の第１の開閉弁６よりも上流側に配置された第１の圧力計１３と、配管４の第１の開閉弁６よりも下流側に配置された第２の圧力計１４とを有している。このうち、第１の圧力計１３は、配管４の第１の開閉弁６よりも上流側に位置する第２の枝管４ｃに接続されて、配管４の第１の開閉弁６よりも上流側の圧力（以下、「上流側圧力」という。）を測定する。一方、第２の圧力計１４は、配管４の第１の開閉弁６よりも下流側に位置する第３の枝管４ｄに接続されて、配管４の第１の開閉弁６よりも下流側の圧力（以下、「下流側圧力」という。）を測定する。
【００３６】
第１の圧力計１３及び第２の圧力計１４については、特に限定されるものではなく、到達真空度から試料Ｓの蒸気圧まで測定可能な圧力レンジを有するものを用いればよい。一方、第１の圧力計１３及び第２の圧力計１４については、後述する上流側圧力の変化量又は下流側圧力の変化量に基づいて、試料Ｓの分注量を定量化するため、測定精度の高いものを用いることが好ましい。
【００３７】
また、分注装置１は、バッファー部１１を含む配管４内の温度を測定する温度測定部１５と、バッファー部１１を含む配管４内の温度を調整する温度調整部１６とを備えている。
【００３８】
温度測定部１５は、バッファー部１１に配置された温度計１７を有している。なお、本実施形態では、温度計１７として、Ｔ型熱電対を用いているが、これに限らず、各種の熱電対を用いることができる。また、複数の熱電対（温度計１７）を用いて、配管４及びバッファー部１１内の温度を測定してもよい。
【００３９】
温度測定部１５は、温度調整部１６と電気的に接続されている。温度測定部１５では、温度計１７が測定した結果（測定データ）を温度調整部１６へと送信する。温度調整部１６は、この測定データに基づいて、第２の加熱部９に設けられたヒーターの駆動及び停止を制御する。具体的には、上述したバッファー部１１を含む配管４に供給された試料Ｓを気体状態で維持するため、この試料Ｓの温度が沸点以上となるように調整する。なお、第２の加熱部９が複数のヒーターを含む場合には、それぞれのヒーターに対応した複数の温度調節部１６を設けてもよい。
【００４０】
また、分注装置１は、配管４及び試料容器３に不活性ガスＧを供給し、その後外部に不活性ガスＧを放出することを繰り返すパージのための不活性ガスパージ部１８を備えている。不活性ガスパージ部１８は、不活性ガスＧの供給源となるガスボンベ１９と、配管４及び試料容器３に供給された不活性ガスＧを外部に放出する放出弁２０とを有している。
【００４１】
ガスボンベ１９は、配管４の第１の開閉弁６よりも上流側に位置する第４の枝管４ｅに接続されている。また、第４の枝管４ｅには、この第４の枝管４ｅを開閉する第４の開閉弁２１が設けられている。放出弁２０は、配管４の第１の開閉弁６よりも上流側に位置する第５の枝管４ｆに接続されている。
【００４２】
不活性ガスパージ部１８では、第２の開閉弁７を閉じると共に、第１の開閉弁６及び第４の開閉弁２１を開いた状態で、ガスボンベ１９から第４の枝管４ｅを介して配管４及び試料容器３に不活性ガスＧを供給する。その後、ガスボンベ１９からの不活性ガスＧの供給を停止し、第４の開閉弁２１を閉じると共に、放出弁２０を開いた状態とする。これにより、配管４及び試料容器３に供給された不活性ガスＧは、第５の枝管４ｆを介して放出弁２０から外部へと放出される。このような操作を繰り返すことによって、配管４及び試料容器３内をパージすることができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、放出弁２０として、ダイヤフラム弁を用いているが、これに限らず、各種の放出弁を用いることができる。また、不活性ガスＧとして、窒素ガスを用いているが、それ以外にも例えばアルゴンガスなどの希ガスを用いることができる。また、不活性ガスパージ部１８は、配管４の第１の開閉弁６よりも下流側に配置された構成とすることも可能である。
【００４４】
（分注方法）
次に、上記分注装置１を用いた分注方法について説明する。
上記分注装置１を用いた分注方法では、液体状態の試料Ｓが貯留された貯留容器２からＤＳＣ１００に設けられた試料容器３へと配管４を通じて所定量の試料Ｓを分注する。なお、本実施形態では、試料Ｓとして、３ＤＭＡＳ（沸点：１５０℃）を用い、試料Ｓの分注量として、１０ｍｇ（１２μＬ）を分注する場合を例示している。
【００４５】
具体的には、上記分注装置１では、初期状態として、第１〜第４の開閉弁６，７，１２，２１及び放出弁２０を閉じた状態とする。また、真空ポンプ５、第１の加熱部８及び第２の加熱部９を停止した状態とする。さらに、ガスボンベ１９からの不活性ガスＧの供給を停止した状態とする。
【００４６】
この初期状態から、先ず、第１の加熱部８に設けられたホットバスのシリコンオイルを加熱することによって、貯留容器２内の試料Ｓを加熱する。このとき、シリコンオイルの温度は、３ＤＭＡＳの沸点（１５０℃）の１／２〜２／３程度の温度となる約７５〜１００℃とし、好ましくは１００℃とする。
【００４７】
また、初期状態から、第２の加熱部９に設けられたヒーターによって、配管４及びバッファー部１１を加熱する。このとき、温度測定部１５の温度計１７によって測定される配管４及びバッファー部１１の温度は、３ＤＭＡＳの沸点（１５０℃）以上となる規定温度（本実施形態では１５０℃）とする。
【００４８】
この加熱は、配管４及びバッファー部１１内の温度を温度測定部１５の温度計１７により測定し、この測定結果に基づいて、温度調整部１６が第２の加熱部９を制御し、この温度が規定温度となるように行われる。
【００４９】
次に、第１の開閉弁６を開いた状態とし、配管４及び試料容器３内を少なくとも１０回以上パージする。具体的には、第４の開閉弁２１を開いた状態で、ガスボンベ１９から第４の枝管４ｅを介して配管４及び試料容器３に不活性ガスＧを供給する。その後、ガスボンベ１９からの不活性ガスＧの供給を停止し、第４の開閉弁２１を閉じると共に、放出弁２０を開いた状態とする。これにより、配管４及び試料容器３に供給された不活性ガスＧを、第５の枝管４ｆを介して放出弁２０から外部へと放出する。そして、このようなパージを繰り返し行った後に、第４の開閉弁２１及び放出弁２０を閉じた状態とする。
【００５０】
次に、配管４及び試料容器３内を真空ポンプ５により真空引きする。具体的には、第３の開閉弁１２を開いた状態とし、真空ポンプ５を作動させることによって、第１の枝管４ｂを介して配管４及び試料容器３内の雰囲気を吸引する。そして、圧力測定部１０（第１の圧力計１３と第２の圧力計１４との何れを用いてもよい。）によって測定される圧力が、真空ポンプ５の到達真空度（本実施形態では２Ｐａ）に達した時点で、第３の開閉弁１２を閉じた状態とし、真空ポンプ５を停止する。
【００５１】
次に、第１の開閉弁６を閉じた状態とする。これにより、試料容器３を含む配管４の第１の開閉弁６よりも下流側は高真空状態で保持され、第２の圧力計１４は真空状態（２Ｐａ）を示す。
【００５２】
次に、配管４及びバッファー部１１内の温度が規定温度（１５０℃）で安定したことを温度測定部１５の温度計１７により確認した後に、第２の開閉弁７を開いた状態とする。これにより、バッファー部１１を含む配管４側と貯留容器２側との圧力差によって、貯留容器２内で気体状態となった試料Ｓがバッファー部１１を含む配管４へと供給される。
【００５３】
次に、第２の開閉弁７を閉じた状態とする。このとき、配管４及びバッファー部１１が第２の加熱部９により加熱されて、この配管４及びバッファー部１１内の温度が再び規定温度（本実施形態では１５０℃）で安定する。これにより、配管４及びバッファー部１１に供給された試料Ｓが気体状態で維持される。また、第２の開閉弁７を閉じた後は、上述した第１の加熱部８による貯留容器２の加熱を停止してもよい。
【００５４】
この状態で、第１の圧力計１３によりバッファー部１１を含む配管４内の圧力（上流側圧力）を測定する。ここで、体積が一定の空間内を一定の温度の気体で満たした場合、その気体のモル量は常に一定である。また、配管４及びバッファー部１１内の温度が試料Ｓの沸点（１５０℃）となるとき、上流側圧力は１気圧となる。したがって、配管４及びバッファー部１１の内部に、高い精度で一定量の試料Ｓが貯留された状態を作り出すことができる。
【００５５】
次に、バッファー部１１を含む配管４内の圧力が所定の圧力（１気圧）で安定したら、第１の開閉弁６を開いた状態とする。これにより、バッファー部１１を含む配管４側と試料容器３側との圧力差によって、バッファー部１１を含む配管４内の試料Ｓが気体状態のまま試料容器３へと供給される。
【００５６】
このとき、第１の圧力計１３により測定される上流側圧力と、第２の圧力計１４により測定される下流側圧力との少なくとも一方又は両方の圧力に基づいて、第１の開閉弁６の開閉を調節する。すなわち、第１の圧力計１３により測定される上流側圧力の１気圧からの減少量と、第２の圧力計１４により測定される下流側圧力の真空状態（２Ｐａ）からの上昇量との何れか一方又は両方を測定することで、試料容器３側に供給される試料Ｓの分注量を厳密に把握することができる。
【００５７】
次に、所定量（１２μＬ）の試料Ｓが供給された後に、第１の開閉弁６を閉じた状態とする。その後、第２の加熱部９による加熱を停止する。その後、気体状態のまま試料容器３に供給された試料Ｓは、冷却機構によりゆっくり冷却（凝縮）されながら、試料容器６内に液体状態で貯留される。以上の工程を経ることによって、分注作業が終了する。また、ＤＳＣ１００では、分注作業が終了したときに、試料容器３を蓋体によって密閉することができる。なお、試料容器３内の温度における試料Ｓの蒸気圧を考慮することで、試料Ｓの液体状態の分注量を更に厳密に把握することが可能である。
【００５８】
ここで、上記分注装置１を用いて分注作業を行った場合と、従来の分注器具を用いて分注作業を行った場合との分注精度の比較を行った。
【００５９】
具体的に、従来の分注器具を用いた分注作業では、分注器具の誤差が「ＪＩＳ Ｋ ０９７０」に準拠している。この場合、公称容量が２０μＬの空気置換式／直接置換式ピペットを用いて、３ＤＭＡＳ（試料Ｓ）を１０ｍｇ（１２μＬ）分注したところ、最大許容偶然誤差が±０．５％（±０．１μＬ）、最大許容系統誤差が±１．０％（±０．２μＬ）となった。
【００６０】
これに対して、第１の圧力計１３の精度が読値の±０．０５％、バッファー部１１を含む配管４内における第１の開閉弁６と第２の開閉弁７との間の容積を５ｍＬとした分注装置１を用いて、３ＤＭＡＳ（試料Ｓ）を１０ｍｇ（１２μＬ）分注したところ、分注精度は約±０．１８％（約±０．２２μＬ）となった。
【００６１】
したがって、本実施形態の分注装置１を用いた場合には、空気置換式／直接置換式ピペットの最大許容偶然誤差に対して約１／５、最大許容統計誤差に対して約１／１０の分注精度に抑えることができた。
【００６２】
以上のように、本実施形態の分注装置１を用いた分注方法では、配管４及び試料容器３内を真空ポンプ５により真空引きした後に、第１の開閉弁６を閉じた状態で、貯留容器２を第１の加熱部８により加熱することによって、貯留容器２内で気体状態となった試料Ｓを配管４へと供給し、第１の開閉弁６を閉じた状態で、配管４を第２の加熱部９により加熱することによって、配管４に供給された試料Ｓを気体状態で維持しながら、配管４内の圧力を圧力測定部１０により測定し、配管４内の圧力が所定量（試料Ｓの分注量）に相当する変化量となるまで、第１の開閉弁６を開いた状態とすることによって、配管４内の試料Ｓを気体状態のまま試料容器３へと供給する。
【００６３】
これにより、安全に貯留容器２から試料容器３へと配管４を通じて所定量の試料Ｓを分注させることが可能である。また、この方法は、作業者の技量に寄らず、高い分注精度を得ることが可能である。
【００６４】
また、気体状態となった試料Ｓは、バッファー部１１を含む配管４内の表面などに微小な液滴（液体）として付着（残留）することなく、試料容器３側へと精度良く分注されるため、ＤＳＣ１００による高い精度での分析が可能となる。
【００６５】
また、本実施形態の分注装置１では、より精度の高い第１の圧力計１３及び第２の圧力計１４を用いることで、更に高い分注精度を得ることが可能である。さらに、試料容器３と配管４とを分離可能とした場合には、ＤＳＣ１００による更に高い精度での分析が可能となる。
【００６６】
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
具体的に、上記本実施形態では、図示を省略するものの、配管４及び試料容器３に雰囲気ガスを供給する雰囲気ガス供給部を設けて、試料Ｓと雰囲気ガスとの混合ガスを試料容器３に分注させる構成としてもよい。
【００６７】
雰囲気ガス供給部は、雰囲気ガスの供給源となるガスボンベを有して、配管４の第１の開閉弁６よりも上流側から雰囲気ガスを供給する。なお、雰囲気ガスとしては、半導体材料が晒される可能性のある気体や蒸気などを挙げることができる。具体的には、例えば、酸素、窒素、空気、塩素、臭素、フッ素、ホウ素、水素、硫黄、ネオン、アルゴン、キセノン、セレン、アンモニア、水蒸気、アセトンなどの有機溶剤、並びに油分などの単体若しくは２種以上の混合物等を挙げることがきる。また、雰囲気ガスを供給する場合、第２の圧力計１４については、更に圧力レンジの広いものを用いることが好ましい。
【００６８】
また、上記実施形態の分注装置１は、上述したＤＳＣ１００に設けられた試料容器３に試料Ｓを分注させる場合に好適に用いることができるが、このようなＤＳＣ１００に限らず、液体状態の試料が貯留された貯留容器から試料容器へと所定量の試料を分注する分注装置及び分注方法に対して本発明を幅広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１…分注装置  ２…貯留容器  ３…試料容器  ４…配管  ４ａ…本管  ４ｂ〜４ｆ…第１〜第５の枝管  ５…真空ポンプ  ６…第１の開閉弁  ７…第２の開閉弁  ８…第１の加熱部  ９…第２の加熱部  １０…圧力測定部  １１…バッファー部  １２…第３の開閉弁  １３…第１の圧力計  １４…第２の圧力計  １５…温度測定部  １６…温度調整部  １７…温度計  １８…不活性ガスパージ部  １９…ガスボンベ  ２０…放出弁  ２１…第４の開閉弁  １００…示差走査型熱量計（ＤＳＣ）  Ｓ…試料  Ｇ…不活性ガス
【図１】
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