(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体シリコン結晶中の不純物を分析する際の前処理において、閉塞容器内に、前記半導体シリコン結晶から採取した試料と、フッ化水素酸及び硝酸からなる混酸を入れた後、前記混酸を加熱することで混酸蒸気を発生させて前記試料全体を気相分解する方法であって、
前記閉塞容器として圧力調整バルブが設けられたものを用い、前記閉塞容器内部の圧力が絶対圧で０．２０ＭＰａ以上０．４０ＭＰａ以下となるように、前記閉塞容器内部で発生した揮発性分解生成物及び混酸蒸気を前記圧力調整バルブから漏洩させながら気相分解を行うことを特徴とする半導体シリコン結晶の不純物分析のための前処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の前処理方法で前処理した試料を、誘導結合プラズマ質量分析又は原子吸光分析によって分析することを特徴とする半導体シリコン結晶の不純物分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体シリコン結晶の不純物分析のための前処理方法、及び半導体シリコン結晶の不純物分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体シリコン結晶の表層やバルク中の金属不純物を分析する手法として、半導体シリコン結晶から採取した試料（Ｓｉサンプル片）を全溶解させ、誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ−Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）や原子吸光分析（ＡＡＳ：Ａｔｏｍｉｃ  Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）で分析する方法（以下、「全溶解分析法」と呼ぶ）が広く行われている。
【０００３】
このような全溶解分析法において、ＩＣＰ−ＭＳやＡＡＳによる測定を精度よく行う（即ち、検出下限を低くする）ためには、ＩＣＰ−ＭＳ等の測定に使用する試料溶液において、測定の外乱となるＳｉ成分をできるだけ少なくするとともに、Ｓｉ成分の濃度に比べて被測定金属不純物の濃度をできるだけ高くすることが求められる。これは、ＩＣＰ−ＭＳ等の測定に使用する試料溶液中にフッ化ケイ素のようなＳｉ成分が多く含まれていると、被測定金属不純物の質量ピークの位置にＳｉの複合分子によるゴーストピークが現れたり、ノイズが発生したりして分析感度が大きく損なわれるためである。従って、上記のような全溶解分析法では、ＩＣＰ−ＭＳ等の測定を行う前に、Ｓｉサンプル片を全溶解させＳｉ成分を除去する前処理を行う。
【０００４】
Ｓｉサンプル片を全溶解させる方法としては、液相分解と気相分解が挙げられる。液相分解では、Ｓｉサンプル片をフッ化水素酸及び硝酸からなる混酸（ＨＦ・ＨＮＯ３混酸）に浸漬して溶解させるが、例えば５ｇのＳｉサンプル片を全溶解する場合、少なくとも１００ｍＬ程度の混酸が必要になる。市販されている超高純度試薬の保証純度は各金属不純物元素について１０ｐｐｔｗ以下であるが、これを使用してＳｉサンプル片を全溶解させた溶液を蒸発乾固後に１ｍＬの硝酸で再抽出すると、混酸が予め含有していた金属不純物は１ｐｐｂｗに濃縮される。この金属不純物量は５ｇのＳｉサンプル片に含有される被測定金属不純物量を超えてしまう。このように、液相分解では分解に使用する混酸由来の金属不純物が試料の分析に影響を与えてしまうという問題がある。また、Ｓｉサンプル片を液相分解によって全溶解させた場合には、溶解したＳｉ成分が混酸中に全量残留してしまうという問題もある。
【０００５】
一方、気相分解では、ＨＦ・ＨＮＯ３混酸のガスによってＳｉサンプル片を溶解させる。より具体的には、閉塞容器内に、サンプルカップに入ったＳｉサンプル片と、ＨＦ・ＨＮＯ３混酸を入れた後、これを高温チャンバー内で１００℃程度に加熱することで混酸蒸気を発生させ、この混酸蒸気でＳｉサンプル片を溶解させる。あるいは、キャリアガスをＨＦ・ＨＮＯ３混酸にバブリングさせて得られたガスを閉塞容器内に導入し、Ｓｉサンプル片を溶解させる方法（特許文献１）や、キャリアガスにＨＦガスを混合したガスとキャリアガスにＨＮＯ３ガスを混合したガスを閉塞容器内に導入し、Ｓｉサンプル片を溶解させる方法（特許文献２）なども知られている。
【０００６】
気相分解では、Ｓｉが揮発性のＳｉＦ４（四フッ化ケイ素）に分解されるため、気相分解や後工程の蒸発乾固の過程でＳｉ成分を系外へ効率良く除去することができる。また、気相分解では混酸蒸気中の金属不純物量が少ないため、液相分解に比べて混酸由来の金属不純物による外乱を抑えることができるというメリットもある。
【０００７】
しかしながら、気相分解は分解反応に時間がかかるため、単位時間あたりに処理できる試料の量が少なく、被測定金属不純物の濃度を高める（多量の試料を処理する）には長時間を要するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２０１１／０８３７１９号パンフレット
【特許文献２】特開２００５−３２６２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、半導体シリコン結晶の不純物分析のための前処理において、より短時間でより多量の試料を気相分解によって全溶解させることができる前処理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】
【００１０】
上記課題を達成するために、本発明では、半導体シリコン結晶中の不純物を分析する際の前処理において、閉塞容器内に、前記半導体シリコン結晶から採取した試料と、フッ化水素酸及び硝酸からなる混酸を入れた後、前記混酸を加熱することで混酸蒸気を発生させて前記試料全体を気相分解する方法であって、
前記閉塞容器として圧力調整バルブが設けられたものを用い、前記閉塞容器内部の圧力が絶対圧で０．２０ＭＰａ以上０．４０ＭＰａ以下となるように、前記閉塞容器内部で発生した揮発性分解生成物及び混酸蒸気を前記圧力調整バルブから漏洩させながら気相分解を行う半導体シリコン結晶の不純物分析のための前処理方法を提供する。
【００１１】
このような前処理方法であれば、より短時間でより多量の試料を気相分解によって全溶解させることができるため、試料の単位量あたりの前処理に要する時間を短縮し、また単位時間あたりに処理する試料の量を増やすことができる。
【００１２】
また、本発明では、上記の前処理方法で前処理した試料を、誘導結合プラズマ質量分析又は原子吸光分析によって分析する半導体シリコン結晶の不純物分析方法を提供する。
【００１３】
このような不純物分析方法であれば、より短時間でより多量の試料の前処理を行うことができるため、効率良く不純物の分析を行うことができ、また試料の量を従来よりも増やしてＳｉ成分の濃度に比べて不純物の濃度を高めることで、不純物の測定精度を高めることもできる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明の前処理方法であれば、より短時間でより多量の試料を気相分解によって全溶解させることができるため、前処理に要する時間を大幅に短縮して不純物分析の作業効率を改善することができ、また試料の量を従来よりも増やしてＳｉ成分の濃度に比べて不純物の濃度を高めることで、不純物の測定精度を高めることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の前処理方法に使用される気相分解装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の不純物分析方法の一例を示すフロー図である。
【図３】閉塞容器内部の圧力とＳｉサンプル片の溶解量の相関を示すグラフである。
【図４】従来の前処理方法に使用される気相分解装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
上述のように、半導体シリコン結晶の不純物分析のための前処理において、より短時間でより多量の試料を気相分解によって全溶解させることができる前処理方法の開発が求められていた。
【００１７】
従来の前処理に使用される気相分解装置は、図４に示されるような容器本体１０１ａ、内蓋１０１ｂ、及び外蓋１０１ｃからなる閉塞容器１０１と、高温チャンバー１０２を備えたものである。このような閉塞容器１０１を使用して気相分解を行う際には、サンプルカップ１０３に入れたＳｉサンプル片１０４と、フッ化水素酸及び硝酸からなる混酸１０５を入れた後、閉塞容器１０１を高温チャンバー１０２内に設置して、混酸１０５を１００℃程度に加熱することで混酸蒸気を発生させ、Ｓｉサンプル片１０４を溶解させる。
【００１８】
このような従来の気相分解装置を用いた気相分解では、例えば容積１００ｍＬの閉塞容器と、５０ｗｔ％ＨＦ・発煙ＨＮＯ３混酸を使用し、１００℃で１６時間気相分解を行っても、約１．４ｇのＳｉサンプル片を分解するのが限界であった。
【００１９】
本発明者らは、気相分解を行う際の閉塞容器内部の圧力と試料の溶解量に着目した。まず、上記のような従来の閉塞容器を使用して気相分解を行う際に、閉塞容器内に圧力センサを挿入して、気相分解中の閉塞容器内部の圧力変化を測定した。その結果、閉塞容器内部の圧力は絶対圧で約０．３ＭＰａをピークとして周期的に上昇・下降を繰り返していることが分かった。即ち、従来の閉塞容器１０１では、閉塞容器内部の圧力によって容器本体１０１ａと外蓋１０１ｃの間に間隙ができて、閉塞容器内部の気体が周期的に閉塞容器の外へ漏洩（リーク）しており、これによって気相分解反応が断続的に継続していることが分かった。
【００２０】
本発明者らは、上記の結果から、まず、閉塞容器内部の圧力を更に高めれば、混酸蒸気の濃度を上げて気相分解を促進できると予想した。従来の閉塞容器１０１は、容器本体１０１ａの外面と外蓋１０１ｃの内面にネジを切って密閉構造としているが、フッ素樹脂製（特に、ポリテトラフルオロエチレン、即ちテフロン（登録商標）製）であるために、閉塞容器内部の圧力が高まると容器本体１０１ａと外蓋１０１ｃの間に間隙ができリークが発生すると考え、ステンレス製の容器本体とステンレス製の外蓋に細目のネジを切った完全密閉型の閉塞容器を製作してＳｉサンプル片の気相分解を行ったところ、逆に気相分解反応が進まず、多くのＳｉサンプル片が未溶解のまま残留した。このことから、閉塞容器内部の圧力を高めるだけでは気相分解を促進できないことが判明した。
【００２１】
本発明者らは、ここで気相分解過程で起こっている反応に着目した。ＨＦ・ＨＮＯ３混酸によるＳｉの気相分解過程の素反応式には諸説があるが、下記に一例を示す。
・Ｓｉ＋２ＨＮＯ３→ＳｉＯ２＋ＮＯ２＋ＮＯ＋Ｈ２Ｏ      （１）
・ＳｉＯ２＋４ＨＦ→ＳｉＦ４＋２Ｈ２Ｏ      （２）
・ＳｉＯ２＋６ＨＦ→Ｈ２ＳｉＦ６＋２Ｈ２Ｏ      （３）
・Ｈ２ＳｉＦ６→ＳｉＦ４＋２ＨＦ      （４）
つまり、反応系全体では以下の反応が起こっていると考えられる。
・Ｓｉ＋２ＨＮＯ３＋４ＨＦ→ＳｉＦ４＋ＮＯ２＋ＮＯ＋３Ｈ２Ｏ      （５）
【００２２】
気相分解では、このように、Ｓｉが揮発性のＳｉＦ４（四フッ化ケイ素）に分解される。従って、閉塞容器内で反応が進むにつれて閉塞容器内の分解生成物の濃度が高くなり、Ｓｉの気相分解反応が起こりにくくなると考えられる。つまり、閉塞容器内部の気体が周期的に閉塞容器の外へ漏洩すると、閉塞容器内部の圧力は低下するものの、揮発性が高い分解生成物であるＳｉＦ４ガスが反応の系外へ排出されて、Ｓｉの気相分解反応が促進されると考えられる。
【００２３】
より多量のＳｉサンプル片を気相分解するために従来の閉塞容器をそのまま大型化しても、容器本体と外蓋の間に偶然にできた間隙から内部の気体が安定してリークする保証はない。そこで、本発明者らは、閉塞容器に圧力調整バルブを設置し、閉塞容器内部の圧力を所定の範囲内に保ち、かつ閉塞容器内部で発生した揮発性分解生成物及び混酸蒸気を意図的に漏洩させながら気相分解を行うことで、従来よりも効率良く気相分解を行えることを見出し、本発明を完成させた。
【００２４】
即ち、本発明は、半導体シリコン結晶中の不純物を分析する際の前処理において、閉塞容器内に、前記半導体シリコン結晶から採取した試料と、フッ化水素酸及び硝酸からなる混酸を入れた後、前記混酸を加熱することで混酸蒸気を発生させて前記試料全体を気相分解する方法であって、
前記閉塞容器として圧力調整バルブが設けられたものを用い、前記閉塞容器内部の圧力が絶対圧で０．２０ＭＰａ以上０．４０ＭＰａ以下となるように、前記閉塞容器内部で発生した揮発性分解生成物及び混酸蒸気を前記圧力調整バルブから漏洩させながら気相分解を行う半導体シリコン結晶の不純物分析のための前処理方法である。
【００２５】
以下、図面を参照しながら本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２６】
本発明の前処理方法では、閉塞容器内部の圧力が絶対圧で０．２０ＭＰａ以上０．４０ＭＰａ以下となるように、閉塞容器内部で発生した揮発性分解生成物及び混酸蒸気を漏洩させるため、閉塞容器として圧力調整バルブが設けられたものを用いる。図１は、本発明の前処理方法に使用される気相分解装置の一例を示す概略図である。
【００２７】
図１の気相分解装置は、容器本体１ａ、内蓋１ｂ、外蓋１ｃ、及び圧力調整バルブ１ｄからなる閉塞容器１と、高温チャンバー２を備えたものである。このような閉塞容器１を使用して気相分解を行う際には、サンプルカップ３に入れたＳｉサンプル片４と、フッ化水素酸及び硝酸からなる混酸５を入れた後、閉塞容器１を高温チャンバー２内に設置して、混酸５を１００℃程度に加熱することで混酸蒸気を発生させ、Ｓｉサンプル片４を溶解させる。その際、閉塞容器１内部の圧力が絶対圧で０．２０ＭＰａ以上０．４０ＭＰａ以下となるように、閉塞容器１内部で発生した揮発性分解生成物及び混酸蒸気を圧力調整バルブ１ｄから漏洩させる。
【００２８】
なお、閉塞容器及びサンプルカップとしては、特に限定されないが、従来と同様に、フッ素樹脂製のものを好適に使用することができる。また、圧力調整バルブとしては、特に限定されないが、フッ素樹脂製のものを好適に使用することができる。フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレンが特に好適である。また、圧力調整バルブを設ける位置は、特に限定されないが、例えば、図１のように、閉塞容器１の内蓋１ｂと外蓋１ｃを貫通するように設けることができる。また、高温チャンバーとしては、排気機能のあるものを用いるのが好ましい。
【００２９】
本発明の前処理方法では、気相分解に使用する混酸蒸気は、閉塞容器内に入れたフッ化水素酸及び硝酸からなる混酸を１００℃前後に加熱することで発生させる。このような方法で発生させた混酸蒸気であれば、上記の特許文献１や特許文献２に記載の方法で得られる混酸成分（フッ化水素酸及び硝酸）を含むガスよりも混酸成分の濃度の高いものとなるため、Ｓｉサンプル片全体を効率的に分解することができる。
【００３０】
また、本発明では、気相分解中の閉塞容器内部の圧力を絶対圧で０．２０ＭＰａ以上０．４０ＭＰａ以下に保つ。閉塞容器内部の圧力とＳｉサンプル片の溶解量の相関を調べたところ、図３に示される相関が得られた。なお、図３のグラフでは、閉塞容器内部の圧力が絶対圧で０．１０ＭＰａのときのＳｉサンプル片の溶解量を１として溶解量を相対値で示している。図３に示されるように、閉塞容器内部の圧力が増すとＳｉサンプル片の溶解量は増加するが、溶解量が急激に増加しているのは圧力が０．２０ＭＰａ以上からである。このことから、気相分解中の閉塞容器内部の圧力を絶対圧で０．２０ＭＰａ未満とすると、Ｓｉサンプル片気相分解効率が大幅に低下する恐れがある。一方、閉塞容器内部の圧力が０．４０ＭＰａを超えると、フッ素樹脂製の閉塞容器の実用的な強度限界を超え、閉塞容器が破損するなどの問題が発生する恐れがある。
【００３１】
このような前処理方法であれば、以下のような効果が期待できる。
（ｉ）閉塞容器内部の圧力を絶対圧で０．２０ＭＰａ以上０．４０ＭＰａ以下に保持することで、高い混酸蒸気の濃度によってＳｉの気相分解反応が促進される。
（ｉｉ）閉塞容器内部の気体（閉塞容器内部で発生した揮発性分解生成物及び混酸蒸気）がリークすることで、揮発性が高い分解生成物であるＳｉＦ４ガスが反応の系外へ多く排出され、Ｓｉの気相分解反応が促進される。即ち、上記反応式（５）において、反応生成物であるＳｉＦ４を系外へ除去することで、Ｓｉが分解する方向へ平衡が移動する。
（ｉｉｉ）ＨＦ・ＨＮＯ３混酸蒸気の一部も閉塞容器の外へリークするため、常に新鮮な（より純度の高い）混酸蒸気が提供されることで、Ｓｉの気相分解反応が促進される。
【００３２】
このように、本発明の前処理方法であれば、より短時間でより多量の試料を気相分解によって全溶解させることができる。つまり、試料の単位量あたりの前処理に要する時間を従来法に比べて短縮することができ、また単位時間あたりに処理する試料の量を従来法に比べて増やすことができる。
【００３３】
また、本発明では、上記の本発明の前処理方法で前処理した試料を、誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）又は原子吸光分析（ＡＡＳ）によって分析する半導体シリコン結晶の不純物分析方法を提供する。
【００３４】
なお、このような不純物分析方法では、上記のようにして前処理した試料から測定用の試料溶液を調製し、ＩＣＰ−ＭＳやＡＡＳ等で不純物の分析を行うが、前処理後のサンプルカップ内には、被測定金属不純物とともにＨ２ＳｉＦ６（ヘキサフルオロケイ酸）などのＳｉ分解残渣が残留する場合がある。そこで、更にサンプルカップを加熱（蒸発乾固）することで、サンプルカップ内に残ったＳｉ分解残渣を除去した後、残留物を硝酸によって再抽出して、測定用の試料溶液を調製し、ＩＣＰ−ＭＳやＡＡＳ等で不純物の分析を行うのが好ましい。
【００３５】
図２に本発明の不純物分析方法のフローの一例を示す。図２の不純物分析方法では、まず、上述の本発明の前処理方法で前処理を行う。この前処理では、半導体シリコン結晶から試料を採取し、サンプルカップに入れた試料とＨＦ・ＨＮＯ３混酸を、圧力調整バルブを設けた閉塞容器内に入れる。次に、混酸を１００℃程度に加熱し、閉塞容器内部の圧力が絶対圧で０．２０ＭＰａ以上０．４０ＭＰａ以下となるように、閉塞容器内部で発生した揮発性分解生成物及び混酸蒸気を圧力調整バルブから漏洩させながら試料を気相分解する。次に、前処理（気相分解）後のサンプルカップを閉塞容器内から取り出し、蒸発乾固を行う。蒸発乾固後、硝酸で残留物を再抽出し、測定用試料溶液を調製する。最後に、このようにして調製した測定用試料溶液を用いて、ＩＣＰ−ＭＳで不純物の分析を行う。
【００３６】
このような本発明の不純物分析方法であれば、より短時間でより多量の試料の前処理を行うことができるため、効率良く不純物の分析を行うことができ、また試料の量を従来よりも増やしてＳｉ成分の濃度に比べて不純物の濃度を高めることで、不純物の測定精度を高めることもできる。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３８】
［実施例１］
図１に示される圧力調整バルブが設けられた閉塞容器１（容積：約１，５００ｍＬ）の底に、５０ｗｔ％ＨＦと発煙ＨＮＯ３からなる混酸５（５０ｗｔ％ＨＦ：発煙ＨＮＯ３＝１：１）を３６０ｍＬ入れた。次に、３個のテフロン（登録商標）製サンプルカップ３のそれぞれに約７ｇのＳｉサンプル片４を入れたものを閉塞容器１の中に載置した。次に、閉塞容器１を排気機能のある高温チャンバー（オーブン）２中で１００℃に加熱し、１６時間保持した。１６時間経過後にサンプルカップ３を取り出して計量し、気相分解前後の重量差を溶解量として求めた。なお、気相分解中の閉塞容器１内部の圧力は絶対圧で０．３０ＭＰａとした。結果を表１に示す。なお、分解前のＳｉ重量（ｇ）、分解後のＳｉ重量（ｇ）、溶解量（ｇ）の有効数字は小数点以下２桁とした。これは以降の表でも同様である。
【００３９】
【表１】
0006424742.tif 000002
【００４０】
［実施例２］
５０ｗｔ％ＨＦ：発煙ＨＮＯ３＝１：１の混酸４４０ｍＬを使用する以外は実施例１と同様にして、合計約２１ｇ（約７ｇ×３）のＳｉサンプル片４の気相分解を行い、気相分解前後の重量差からＳｉサンプル片４の溶解量を求めた。結果を表２に示す。
【００４１】
【表２】
0006424742.tif 000003
【００４２】
［実施例３］
５０ｗｔ％ＨＦ：発煙ＨＮＯ３＝２：１の混酸４５０ｍＬを使用する以外は実施例１と同様にして、合計約２１ｇ（約７ｇ×３）のＳｉサンプル片４の気相分解を行い、気相分解前後の重量差からＳｉサンプル片４の溶解量を求めた。結果を表３に示す。
【００４３】
【表３】
0006424742.tif 000004
【００４４】
［実施例４］
気相分解中の閉塞容器１内部の圧力を絶対圧で０．２０ＭＰａとする以外は実施例１と同様にして、合計約２１ｇ（約７ｇ×３）のＳｉサンプル片４の気相分解を行い、気相分解前後の重量差からＳｉサンプル片４の溶解量を求めた。結果を表４に示す。
【００４５】
【表４】
0006424742.tif 000005
【００４６】
［実施例５］
気相分解中の閉塞容器１内部の圧力を絶対圧で０．４０ＭＰａとする以外は実施例１と同様にして、合計約２１ｇ（約７ｇ×３）のＳｉサンプル片４の気相分解を行ったところ各約７ｇのＳｉサンプル片は全て溶解してしまったため、改めて、合計約４８ｇ（約１６ｇ×３）のＳｉサンプル片４の気相分解を行い、気相分解前後の重量差からＳｉサンプル片４の溶解量を求めた。結果を表５に示す。
【００４７】
【表５】
0006424742.tif 000006
【００４８】
［比較例１］
気相分解中の閉塞容器１内部の圧力を絶対圧で０．１５ＭＰａとする以外は実施例１と同様にして、合計約２１ｇ（約７ｇ×３）のＳｉサンプル片４の気相分解を行い、気相分解前後の重量差からＳｉサンプル片４の溶解量を求めた。結果を表６に示す。
【００４９】
【表６】
0006424742.tif 000007
【００５０】
［比較例２］
図１に示される閉塞容器１の容器本体１ａ（容積：約１，５００ｍＬ）のみを用い、閉塞容器の内蓋１ｂ、外蓋１ｃ、及び圧力調整バルブ１ｄを用いずに、大気圧（絶対圧０．１ＭＰａ）に開放した状態で使用する以外は実施例１と同様にして、合計約２１ｇ（約７ｇ×３）のＳｉサンプル片４の気相分解を行い、気相分解前後の重量差からＳｉサンプル片１０４の溶解量を求めた。結果を表７に示す。
【００５１】
【表７】
0006424742.tif 000008
【００５２】
表１〜５に示されるように、圧力調整バルブが設けられた閉塞容器を用い、閉塞容器内部の圧力が絶対圧で０．２０ＭＰａ以上０．４０ＭＰａ以下となるように、閉塞容器内部で発生した揮発性分解生成物及び混酸蒸気を圧力調整バルブから漏洩させながら気相分解を行った実施例１〜５では、合計約８ｇのＳｉサンプル片を溶解させることができた。また、表１〜３に示されるように、いずれの混酸の比率においてもＳｉサンプル片の溶解量は合計約１８ｇであり、混酸の組成によらず安定した気相分解が行えることが分かった。
【００５３】
一方、表６に示されるように、圧力調整バルブが設けられた閉塞容器を用いた場合でも、閉塞容器内部の圧力を絶対圧で０．１５ＭＰａ（０．２０ＭＰａ未満）となるように、閉塞容器内部で発生した揮発性分解生成物及び混酸蒸気を圧力調整バルブから漏洩させながら気相分解を行った比較例１では、合計約６ｇのＳｉサンプル片しか溶解させることができなかった。また、表７に示されるように、閉塞容器を使用せず、大気圧開放状態（絶対圧０．１ＭＰａ）で気相分解を行った比較例２では、合計約５ｇのＳｉサンプル片しか溶解させることができなかった。なお、図４に示すように完全に容器を閉塞させた場合、実施例１〜５と同じような小さな容積では容器内の圧力が上昇して、上述のようにフッ素樹脂製の閉塞容器が破損する恐れがあり危険であるため、圧力調整バルブが設けられていない閉塞容器を使用した比較実験は行わなかった。
【００５４】
以上のように、本発明の前処理方法であれば、従来法の約１０倍のＳｉサンプル片を溶解させることができた。このことから、従来と同様に分解残渣を蒸発乾固後に１ｍＬの硝酸で再抽出すると、測定用試料溶液中の被測定金属不純物濃度を１０倍に高めることができ、これによって金属不純物の検出下限を従来の１／１０に改善することができることが示唆された。また、Ｓｉサンプル片の溶解量を従来と同程度にした場合には、前処理に要する時間を短縮することができるため、不純物分析の作業効率を改善することができることが示唆された。
【００５５】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００５６】
１…閉塞容器、  １ａ…容器本体、  １ｂ…内蓋、  １ｃ…外蓋、
１ｄ…圧力調整バルブ、  ２…高温チャンバー、  ３…サンプルカップ、
４…Ｓｉサンプル片、  ５…混酸。
【図１】
0006424742.tif 000009
【図２】
0006424742.tif 000010
【図３】
0006424742.tif 000011
【図４】
0006424742.tif 000012