α線量率測定方法及びα線量率測定装置
【課題】より高精度にα線量率を測定し得るα線量率測定方法及び装置を提供する。
【解決手段】試料１０から放出されるα線の線量率を固体飛跡検出器１２を用いて求めるα線量率測定方法において、互いに対向する磁石２０の一方の端部とコイル２２の一方の端部との間に試料を配置し、コイルの他方の端部の近傍に固体飛跡検出器１２を配置する第１のステップと、磁石とコイルとを用いて磁場を発生させ、試料と固体飛跡検出器とを減圧したチャンバ１４内に所定時間放置する第２のステップと、固体飛跡検出器をエッチングすることにより、固体飛跡検出器に入射したα線の飛跡に応じたエッチピットを固体飛跡検出器に形成する第３のステップと、固体飛跡検出器に形成されたエッチピットの数と放置した所定時間とに基づいて、試料から放出されたα線の線量率を求める第４のステップとを有している。
【解決手段】試料１０から放出されるα線の線量率を固体飛跡検出器１２を用いて求めるα線量率測定方法において、互いに対向する磁石２０の一方の端部とコイル２２の一方の端部との間に試料を配置し、コイルの他方の端部の近傍に固体飛跡検出器１２を配置する第１のステップと、磁石とコイルとを用いて磁場を発生させ、試料と固体飛跡検出器とを減圧したチャンバ１４内に所定時間放置する第２のステップと、固体飛跡検出器をエッチングすることにより、固体飛跡検出器に入射したα線の飛跡に応じたエッチピットを固体飛跡検出器に形成する第３のステップと、固体飛跡検出器に形成されたエッチピットの数と放置した所定時間とに基づいて、試料から放出されたα線の線量率を求める第４のステップとを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、α線量率測定方法及びα線量率測定装置に係り、特に、α線量率を高精度に測定し得るα線量率測定方法及びα線量率測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半田材料、配線材料、封止材料等には微量の放射性物質が含まれており、これらの材料からα線が放出される場合がある。これらの材料から放出されたα線は半導体素子の動作に影響を与え、いわゆるソフトエラーが生じてしまうことがあった。近時では、より信頼性の高い半導体装置を提供すべく、ソフトエラーに対する対策が極めて重要となっている。
【０００３】
ソフトエラーの生じにくい半導体装置を提供するためには、放出されるα線の量が少ない材料を用いることが極めて重要である。放出されるα線の量が少ない材料を選択するためには、材料から放出されるα線の量を正確に測定することが必要である。
【０００４】
従来より、試料から放出されるα線の量を測定する装置として、ガスフロー型比例計数装置が知られている。ガスフロー型比例計数装置を用いれば、検出下限が０．００１ｃｐｈ／ｃｍ２程度の測定を行うことが可能である。なお、ｃｐｈ／ｃｍ２は、count per hour／ｃｍ２の略であり、単位面積当たりの線量率を示す単位である。線量率とは、単位時間当たりの放射線の量のことである。ｃｐｈ／ｃｍ２なる単位は、試料表面１ｃｍ２当たりにおいて、１時間にいくつのα粒子が放出されるかを示す際に用いられる。
【０００５】
しかしながら、ガスフロー型比例計数装置は、上述したように検出下限が０．００１ｃｐｈ／ｃｍ２程度であり、検出下限が必ずしも十分に低いとはいえなかった。よりソフトエラーの起こりにくい半導体装置を提供するためには、放出されるα線の線量率が０．００１ｃｐｈ／ｃｍ２より十分に小さい材料を用いることが要求される。このため、より低い検出下限でα線の線量率を測定し得る技術が待望されていた。
【０００６】
α線の線量率の測定精度を向上し得るα線量率測定方法として、固体飛跡検出器（Solid State Track Detector、ＳＳＴＤ）と試料とを重ね合わせた状態で所定時間放置するステップと；固体飛跡検出器をエッチングすることにより、固体飛跡検出器に入射したα線の飛跡に応じたエッチピットを固体飛跡検出器に形成するステップと；固体飛跡検出器に形成された前記エッチピットの数と放置した所定時間とに基づいて、試料から放出されたα線の線量率を求めるステップとを有するα線量率測定方法が、本願発明者等により提案されている（特許文献２参照）。
【０００７】
提案されているα線量率測定方法によれば、試料と固体飛跡検出器とを比較的長時間放置しておき、エッチピットの数を放置時間で除算することによりα線の線量率を求めるため、放置時間を長く設定するほど測定精度を高くすることが可能となる。従って、提案されているα線量率測定方法によれば、α線の線量率の測定精度を向上することが可能となる。
【特許文献１】特開２００６−２１４９７１号公報
【特許文献２】国際公開第２００６／０３５４９６号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、試料からは様々な方向にα粒子（α線）が放出される。このため、固体飛跡検出器１１２に入射されるα粒子の入射角θも様々である。図３は、提案されているα線量率測定方法においてα粒子が様々な方向に入射した場合を示す工程断面図である。α粒子の入射角θが比較的大きい場合、例えば、固体飛跡検出器１１２の表面に対してほぼ垂直方向にα粒子が入射された場合には、固体飛跡検出器１１２のうちの深い領域までα粒子が達し、α粒子の飛跡１１４が固体飛跡検出器１１２のうちの深い領域まで形成される。一方、α粒子の入射角θが比較的小さい場合には、α粒子は固体飛跡検出器１１２のうちの深い領域には達せず、α粒子の飛跡１１４は固体飛跡検出器１１２のうちの浅い領域にのみ形成される。固体飛跡検出器１１２を薬液を用いてエッチングすると、α粒子の飛跡１１４が形成された箇所においては比較的速いレートでエッチングが進行し、α粒子の飛跡１１４が形成されていない部分においては比較的遅いレートでエッチングが進行する。即ち、α粒子の飛跡１１４が形成されていない箇所においても、固体飛跡検出器１１２の表面はある程度エッチング除去される（バルクエッチング）。α粒子が比較的小さい入射角θで入射した箇所においては、固体飛跡検出器１１２のうちの浅い領域にのみα粒子の飛跡１１４が形成されるため、α粒子の飛跡の周囲がエッチング除去されてしまい、α粒子の飛跡１１４に応じたエッチピットが固体飛跡検出器１１２に残存しない。このため、提案されているα線量率測定方法では、比較的大きい入射角θで固体飛跡検出器１１２に入射したα粒子についてはエッチピット１２８を検出し得るものの、比較的小さい入射角θで固体飛跡検出器１１２に入射したα粒子についてはエッチピットを検出し得なかった。このため、提案されているα線量率測定方法では、必ずしも高精度にα線量率を測定することができなかった。
【０００９】
本発明の目的は、より高精度にα線量率を測定し得るα線量率測定方法及びそのα線量率測定方法に用いられるα線量率測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一観点によれば、試料から放出されるα線の線量率を固体飛跡検出器を用いて求めるα線量率測定方法において、互いに対向する磁石の一方の端部とコイルの一方の端部との間に試料を配置し、前記コイルの他方の端部の近傍に固体飛跡検出器を配置する第１のステップと、前記磁石と前記コイルとを用いて磁場を発生させ、前記試料と前記固体飛跡検出器とを減圧した前記チャンバ内に所定時間放置する第２のステップと、前記固体飛跡検出器をエッチングすることにより、前記固体飛跡検出器に入射したα線の飛跡に応じたエッチピットを前記固体飛跡検出器に形成する第３のステップと、前記固体飛跡検出器に形成された前記エッチピットの数と放置した前記所定時間とに基づいて、前記試料から放出されたα線の線量率を求める第４のステップとを有することを特徴とするα線量率測定方法が提供される。
【００１１】
また、本発明の他の観点によれば、チャンバ内に設けられた磁石と、前記チャンバ内に前記磁石から離間して設けられたコイルであって、前記コイルの一方の端部が前記磁石の一方の端部に対向するコイルとを有し、前記磁石の前記一方の端部と前記コイルの前記一方の端部との間に設けられ、試料を支持するための試料支持手段と、前記コイルの他方の端部の近傍に設けられ、固体飛跡検出器を支持するための固体飛跡検出器支持手段とを有することを特徴とするα線量率測定装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、互いに対向する磁石の一方の端部とコイルの一方の端部との間に試料を配置し、コイルの他方の端部の近傍に固体飛跡検出器を配置し、磁石とコイルとを用いて磁場を発生させ、試料と固体飛跡検出器とを減圧したチャンバ内に所定時間放置する。このため、本発明では、磁力線が、磁石からコイルに向かうに従って広がり、コイルの内部においては均一な状態となる。α粒子は、最終的には磁力線に沿った方向に運動するため、固体飛跡検出器の検出面に対してほぼ垂直な方向にα粒子を入射させることが可能となる。このため、本発明によれば、試料から様々な方向にα粒子が放出されるにもかかわらず、α粒子の飛跡を固体飛跡検出器のうちの深い領域に達するように形成することが可能となり、エッチピットを固体飛跡検出器に確実に形成することが可能となる。このため、本発明によれば、極めて高精度にα線量率を測定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［一実施形態］
本発明の一実施形態によるα線量率測定方法及びα線量率測定装置を図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施形態によるα線量率測定装置を示す図である。図２は、エッチピットが形成された固体飛跡検出器を示す平面図である。
【００１４】
まず、本実施形態において用いられるα線量率測定装置を図１を用いて説明する。
【００１５】
図１に示すように、α線量率測定装置２は、超伝導磁石２０と、試料を支持する試料支持手段（図示せず）と、固体飛跡検出器を支持する固体飛跡検出器支持手段（図示せず）と、ソレノイドコイル２２と、超電導磁石２０及びソレノイドコイル２２を収容するチャンバ１４と、チャンバ１４内を真空状態にするための真空ポンプ１８とを有している。
【００１６】
超電導磁石２０の材料としては、例えばＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系の超伝導材料が用いられている。超電導磁石２０のサイズは、例えば、長さ２０ｃｍ程度とする。超伝導磁石２０から発生する磁場の磁束密度は、例えば約１５Ｔ程度とする。超伝導磁石２０の直径は、例えば２ｃｍ程度とする。
【００１７】
ソレノイドコイル２２は、ボビン２４と、ボビン２４の周囲に巻き付けられた導線２６とにより構成されている。ボビンの材料２４は、例えば、プラスチックやステンレス３０４等の非磁性材料とする。導線２６の材料は、例えば銅とする。ソレノイドコイル２２から発生する磁場の磁束密度は、例えば０．０１Ｔ程度とする。ソレノイドコイル２２から発生する磁場の磁束密度は、導線に流す直流電流の大きさを適宜設定することにより制御し得る。ソレノイドコイル２２の直径は、例えば２０ｃｍ程度とする。即ち、ソレノイドコイル２２の直径は、超電導磁石２０の直径に対して十分に大きく設定されている。ソレノイドコイル２２のＺ軸方向の長さは、例えば２ｍ程度とする。なお、Ｚ軸方向は、図１における紙面左右方向である。
【００１８】
超電導磁石２０とソレノイドコイル２２とは互いに離間して設けられている。超電導磁石２０の長手方向とソレノイドコイル２２の長手方向は、いずれもＺ軸方向とする。超電導磁石２０の長手方向の中心軸とソレノイドコイル２２の長手方向の中心軸とは、互いに一致している。即ち、超電導磁石２０は、ソレノイドコイル２２の中止軸の延長線上に配されている。超電導磁石２０の一方の端部とソレノイドコイル２２の一方の端部とは、互いに対向している。超電導磁石２０の一方の端部とソレノイドコイル２２の一方の端部との間の距離は、例えば４０ｃｍ程度とする。
【００１９】
測定対象となる試料１０は、超電導磁石２０の一方の端部（磁極）とソレノイドコイル２２の一方の端部との間における超電導磁石２０の一方の端部の近傍に配される。試料１０は、図示しない試料支持手段により支持される。
【００２０】
固体飛跡検出器１２は、ソレノイドコイル２２の他方の端部の近傍に配される。固体飛跡検出器１２は、図示しない固体飛跡検出器１２により支持される。固体飛跡検出器１２の主面の方向は、Ｚ軸方向に対して垂直とする。即ち、固体飛跡検出器１２の主面の法線方向は、ソレノイドコイル２２の中心軸の方向に一致している。
【００２１】
チャンバ１４には、配管１６を介して真空ポンプ１８が接続されている。チャンバ１４としては、例えばステンレス製のチャンバを用いる。
【００２２】
こうして本実施形態において用いられるα線量率測定装置が構成されている。
【００２３】
本実施形態によるα線量率測定装置では、図１のような磁力線２８が得られる。即ち、超電導磁石２０の一方の端部からソレノイドコイル２２の一方の端部に向かうに従って磁力線２８が徐々に広がり、ソレノイドコイル２２の内部では磁力線２８はＺ軸方向にほぼ揃った状態となる。
【００２４】
試料２０からＺ軸方向に放出されたα粒子は、磁力線２８を横切る方向に運動しないため、磁場によって運動方向が変化させられることなく、Ｚ軸方向に運動し、固体飛跡検出器１２の主面に対してほぼ垂直に入射する。
【００２５】
一方、Ｚ軸方向に対して垂直な成分の運動量を有するα粒子は、磁力線２８を横切る方向に運動するため、ローレンツ力を受けて回転運動を行う。超電導磁石２０から離れるに伴って磁場が弱くなるため、α粒子の回転半径は大きくなり、α粒子の回転の角速度は減少し、Ｚ軸方向に垂直な面内における運動エネルギーは減少する。磁場はα粒子にエネルギーを与えないため、試料２０から放出された際にα粒子が有していた運動エネルギーの殆どは、Ｚ軸方向の運動エネルギーに変換される。かかるα粒子が固体飛跡検出器１２に達する際には、α粒子は磁力線２８に沿ってほぼＺ軸方向に運動するようになる。
【００２６】
即ち、α粒子は試料１０から様々な方向に放出されたとしても、最終的には磁力線に沿って運動する。このため、本実施形態によれば、α粒子が試料１０から様々な方向に放出されたとしても、固体飛跡検出器１２に達する際にはα粒子の運動方向をＺ軸方向にすることができ、固体飛跡検出器１２の主面に対してほぼ垂直な方向にα粒子を入射させることが可能となる。このため、本実施形態によれば、固体飛跡検出器１２のうちの深い領域にα粒子を到達させることが可能となり、α粒子の飛跡に応じたエッチピットを確実に形成することができる。従って、本実施形態によれば、α線の線量率を極めて高精度に測定することが可能となる。
【００２７】
次に、本実施形態によるα線量率測定方法を図１及び図２を用いて説明する。
【００２８】
まず、測定対象となる試料１０と固体飛跡検出器１２とを用意する。試料１０は、例えば、半田材料、電極材料、配線材料、封止材料等である。試料１０のサイズは、例えば３０ｍｍ×３０ｍｍ×１ｍｍとする。固体飛跡検出器１２としては、例えばアリルジグリコールカーボネート（商標名：ＣＲ−３９）より成る平板を用いる。固体飛跡検出器１２のサイズは、例えば９０ｍｍ×９０ｍｍ×１ｍｍとする。
【００２９】
α粒子等の重荷電粒子が絶縁性の固体中を通過すると、重荷電粒子の通路に沿って固体中の原子配列に歪みが生じ、荷電粒子の飛跡（放射線損傷）が形成される。飛跡が形成された固体を薬液を用いてエッチングすると、飛跡に沿って比較的速いレートでエッチングが進行し、光学顕微鏡で観測可能な蝕孔（エッチピット、Etch pit）が形成される。固体飛跡検出器とは、このような原理により放射線の量を検出し得る放射線検出器のことである。
【００３０】
次に、チャンバ１４内に、試料１０と固体飛跡検出器１２とを配置する。試料１０は、図１に示すように、超電導磁石２０の一方の端部とソレノイドコイル２２の一方の端部との間であって、超電導磁石２０の端部の近傍に試料１０を配する。また、固体飛跡検出器１２は、ソレノイドコイル２６の他方の端部の近傍に配する。固体飛跡検出器１２の主面の方向は、Ｚ軸方向に対して垂直とする。即ち、固体飛跡検出器の主面の法線方向を、Ｚ軸方向に設定する。固体飛跡検出器１２の主面のうちの試料１０に対向する側の面は、試料１０から放出されるα粒子を検出する検出面として機能する。
【００３１】
次に、真空ポンプ１８を用いてチャンバ１４内の気体を排気し、チャンバ１４内を真空状態にする。チャンバ１４内の圧力は、例えば１Ｐａ以下とする。
【００３２】
また、超電導磁石２０とソレノイドコイル２２とを用いて磁場を発生させる。超電導磁石２０から発生させる磁場の磁束密度は、例えば約１５Ｔ程度とする。ソレノイドコイル２２から発生させる磁場の磁束密度は、例えば０．０１Ｔ程度とする。これにより、超電導磁石２０の端部からＺ軸方向に離れるに伴って徐々に弱くなる磁場が、超電導磁石２０の一方の端部とソレノイドコイル２２の一方の端部との間に形成される。超電導磁石２０の一方の端部の近傍に試料１０が配されるため、試料１０から離れるに伴って徐々に弱くなる磁場が、試料１０と固体飛跡検出器１２との間に形成されることとなる。図１に示すように、磁力線２８は、超伝導磁石２０の一方の端部からＺ軸方向に離れるに伴って徐々に広がる。ソレノイドコイル２２の内部においては、磁場は比較的弱く、磁束密度はほぼ一様である。図１に示すように、ソレノイドコイル２２の内部においては、磁力線の方向はＺ軸に対してほぼ平行となる。
【００３３】
そして、チャンバ１４内を真空状態に維持したまま、試料１０と固体飛跡検出器１２とをチャンバ１４内に所定時間放置する。試料１０と固体飛跡検出器１２とをチャンバ１４内に放置する時間は、例えば、数百時間から数千時間、即ち、数週間から数箇月程度とする。
【００３４】
本実施形態によるα線量率測定装置では、図１のような磁力線２８が得られる。即ち、超電導磁石２０の一方の端部からソレノイドコイル２２の一方の端部に向かうに従って磁力線２８が徐々に広がり、ソレノイドコイル２２の内部では磁力線２８はＺ軸方向にほぼ揃った状態となる。
【００３５】
上述したように、α粒子は試料１０から様々な方向に放出されたとしても、最終的には磁力線に沿って運動する。このため、本実施形態によれば、α粒子が試料１０から様々な方向に放出されたとしても、固体飛跡検出器１２に達する際にはα粒子の運動方向をＺ軸方向にすることができ、固体飛跡検出器１２の主面に対してほぼ垂直な方向にα粒子を入射させることが可能となる。このため、本実施形態によれば、固体飛跡検出器１２のうちの深い領域にα粒子を到達させることが可能となり、α粒子の飛跡に応じたエッチピットを確実に形成することができる。従って、本実施形態によれば、α線の線量率を極めて高精度に測定することが可能となる。
【００３６】
試料１０と固体飛跡検出器１２とを重ね合わせる前の段階において、α線等による飛跡が固体飛跡検出器１２に数箇所形成されている場合があり得る。このような飛跡は、例えば、空気中に存在するラドン等の放射性物質によって生じると考えられる。また、固体飛跡検出器１２自体に微量に含まれている放射性物質によっても、かかる飛跡が生じると考えられる。このように固体飛跡検出器１２に予め形成されている飛跡の数は、バックグラウンドと称される。
【００３７】
α線の線量率を高精度に測定するためには、バックグラウンドの影響を無視できる程小さくすることが重要である。バックグラウンドの影響を無視できる程小さくするためには、試料１０と固体飛跡検出器１２とを重ね合わせておく時間、即ち、放置時間を長めに設定すればよい。後述するように、エッチピット２８（図２参照）の数を放置時間で除算することによりα線の線量率を求めるためである。
【００３８】
本実施形態においてチャンバ１４内を真空状態にするのは、以下のような理由によるものである。
【００３９】
試料１０と固体飛跡検出器１２との間に空気が存在している場合には、試料１０から放出されたα線の固体飛跡検出器１２表面への到達が、空気により妨げられる。そうすると、試料１０から放出されるα線の量を正確に測定することが困難となる。本実施形態では、チャンバ１４内の空気を排気した状態で、試料１０と固体飛跡検出器１２とをチャンバ１４内に放置するため、試料１０から放出されるα線の固体飛跡検出器１２への到達が空気により妨げられることがなく、試料１０から放出されるα線の線量を正確に測定することが可能となる。
【００４０】
また、大気中にはラドン（２１８Ｒｎ、２１９Ｒｎ、２２０Ｒｎ）等の放射性物質が含まれている。このため、試料１０と固体飛跡検出器１２を大気中で放置した場合には、大気中に存在する放射性物質が固体飛跡検出器１２に入射し、空気中に存在する放射性物質によるα線の飛跡が固体飛跡検出器１２に形成されてしまい、試料１０のみから放出されるα線の量を正確に測定することが困難となる。本実施形態では、チャンバ１４内の空気を真空にした状態で試料１０と固体飛跡検出器１２とを放置するため、空気中に存在する放射性物質の影響を受けることなく、試料１０のみから放出されるα線の量を正確に測定することが可能となる。
【００４１】
所定時間が経過した後、試料１０と固体飛跡検出器１２とをチャンバ内１４から取り出す。
【００４２】
次に、固体飛跡検出器１２をエッチング液に浸漬する。エッチング液としては、例えば、ＮａＯＨ溶液やＫＯＨ溶液を用いる。固体飛跡検出器１２のうちのα線が入射した箇所（飛跡）においては、固体飛跡検出器１２を構成する分子に化学変化が生じているため、α線が入射していない箇所と比較してエッチングが速い速度で進行する。このため、固体飛跡検出器１２をエッチング液に浸漬すると、α線の飛跡が拡大され、α線の飛跡に応じたエッチピット（Etch Pit、蝕孔）２０が固体飛跡検出器１２表面に形成される（図２参照）。エッチピット２８の直径は、例えば１０μｍ程度となる。
【００４３】
次に、光学顕微鏡等を用い、エッチピット２８の数を観測する。
【００４４】
次に、エッチピット２８の数ｎと、放置時間ｔと、検出面の面積Ｓとに基づいて、単位面積当たりのα線の線量率を求める。単位面積当たりのα線の線量率は、ｎ／ｔ／Ｓにより求められる。試料１０と固体飛跡検出器１２とを重ね合わせる前の段階において、固体飛跡検出器１２にα線の飛跡が形成されている場合がある。かかるバックグラウンドは、数個から数十個程度と考えられる。α線の線量率はエッチピットの数を放置時間により除算することにより求められるため、放置時間を長く設定するほどバックグラウンドの影響を小さくし得る。
【００４５】
こうして、試料１０から放出されるα線の線量率が測定される。
【００４６】
本実施形態によるα線量率測定方法は、超電導磁石２０の一方の端部とソレノイドコイル２２の一方の端部とが互いに対向するように超電導磁石２０とソレノイドコイル２２とを配置し、超電導磁石２０の一方の端部とソレノイドコイル２２の一方の端部との間に試料１０を配置し、ソレノイドコイル２２の他方の端部の近傍に固体飛跡検出器１２を配置し、超電導磁石２０とソレノイドコイル２２とを用いて磁場を発生させ、試料１０と固体飛跡検出器１２とを減圧したチャンバ内に所定時間放置することに主な特徴がある。このため、本実施形態では、磁力線が、超電導磁石２０からソレノイドコイル２２に向かうに従って広がり、ソレノイドコイル２２の内部においては均一な状態となる。α粒子は、最終的には磁力線２８に沿った方向に運動するため、固体飛跡検出器１２の検出面に対してほぼ垂直な方向にα粒子を入射させることが可能となる。このため、本実施形態によれば、試料１０から様々な方向にα粒子が放出されるにもかかわらず、α粒子の飛跡を固体飛跡検出器１２のうちの深い領域に達するように形成することが可能となり、エッチピット２８を固体飛跡検出器１２に確実に形成することが可能となる。このため、本実施形態によれば、極めて高精度にα線量率を測定することが可能となる。
【００４７】
［変形実施形態］
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
【００４８】
例えば、上記実施形態では、固体飛跡検出器１２の材料としてアリルジグリコールカーボネートを用いる場合を例に説明したが、固体飛跡検出器１２の材料はアリルジグリコールカーボネートに限定されるものではない。α線の飛跡に応じたエッチピット２８が得られる他のあらゆる樹脂を、固体飛跡検出器１２の材料として適宜用いることが可能である。
【００４９】
また、上記実施形態では、固体飛跡検出器１２の主面がソレノイドコイル２２の中心軸に対して垂直になるように固体飛跡検出器１２を配置する場合を例に説明したが、固体飛跡検出器１２の主面がソレノイドコイル２２の中心軸に対して必ずしも垂直である必要はない。固体飛跡検出器１２の主面がソレノイドコイル２２の中心軸の方向に対して垂直でなくても、固体飛跡検出器１２のうちの深い領域にα粒子を到達させることは可能である。ただし、固体飛跡検出器１２のうちの十分に深い領域にα粒子を到達させるためには、固体飛跡検出器１２の主面の法線とソレノイドコイル２２の中心軸との為す角を、小さめに設定することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態によるα線量率測定装置を示す図である。
【図２】エッチピットが形成された固体飛跡検出器を示す平面図である。
【図３】提案されているα線量率測定方法においてα粒子が様々な方向に入射した場合を示す工程断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
２…α線量率測定装置
１０…試料
１２…固体飛跡検出器
１４…チャンバ
１６…配管
１８…真空ポンプ
２０…超伝導磁石
２２…ソレノイドコイル
２４…ボビン
２６…導線
２８…エッチピット
１１２…固体飛跡検出器
１１４…飛跡
１２８…エッチピット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、α線量率測定方法及びα線量率測定装置に係り、特に、α線量率を高精度に測定し得るα線量率測定方法及びα線量率測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半田材料、配線材料、封止材料等には微量の放射性物質が含まれており、これらの材料からα線が放出される場合がある。これらの材料から放出されたα線は半導体素子の動作に影響を与え、いわゆるソフトエラーが生じてしまうことがあった。近時では、より信頼性の高い半導体装置を提供すべく、ソフトエラーに対する対策が極めて重要となっている。
【０００３】
ソフトエラーの生じにくい半導体装置を提供するためには、放出されるα線の量が少ない材料を用いることが極めて重要である。放出されるα線の量が少ない材料を選択するためには、材料から放出されるα線の量を正確に測定することが必要である。
【０００４】
従来より、試料から放出されるα線の量を測定する装置として、ガスフロー型比例計数装置が知られている。ガスフロー型比例計数装置を用いれば、検出下限が０．００１ｃｐｈ／ｃｍ２程度の測定を行うことが可能である。なお、ｃｐｈ／ｃｍ２は、count per hour／ｃｍ２の略であり、単位面積当たりの線量率を示す単位である。線量率とは、単位時間当たりの放射線の量のことである。ｃｐｈ／ｃｍ２なる単位は、試料表面１ｃｍ２当たりにおいて、１時間にいくつのα粒子が放出されるかを示す際に用いられる。
【０００５】
しかしながら、ガスフロー型比例計数装置は、上述したように検出下限が０．００１ｃｐｈ／ｃｍ２程度であり、検出下限が必ずしも十分に低いとはいえなかった。よりソフトエラーの起こりにくい半導体装置を提供するためには、放出されるα線の線量率が０．００１ｃｐｈ／ｃｍ２より十分に小さい材料を用いることが要求される。このため、より低い検出下限でα線の線量率を測定し得る技術が待望されていた。
【０００６】
α線の線量率の測定精度を向上し得るα線量率測定方法として、固体飛跡検出器（Solid State Track Detector、ＳＳＴＤ）と試料とを重ね合わせた状態で所定時間放置するステップと；固体飛跡検出器をエッチングすることにより、固体飛跡検出器に入射したα線の飛跡に応じたエッチピットを固体飛跡検出器に形成するステップと；固体飛跡検出器に形成された前記エッチピットの数と放置した所定時間とに基づいて、試料から放出されたα線の線量率を求めるステップとを有するα線量率測定方法が、本願発明者等により提案されている（特許文献２参照）。
【０００７】
提案されているα線量率測定方法によれば、試料と固体飛跡検出器とを比較的長時間放置しておき、エッチピットの数を放置時間で除算することによりα線の線量率を求めるため、放置時間を長く設定するほど測定精度を高くすることが可能となる。従って、提案されているα線量率測定方法によれば、α線の線量率の測定精度を向上することが可能となる。
【特許文献１】特開２００６−２１４９７１号公報
【特許文献２】国際公開第２００６／０３５４９６号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、試料からは様々な方向にα粒子（α線）が放出される。このため、固体飛跡検出器１１２に入射されるα粒子の入射角θも様々である。図３は、提案されているα線量率測定方法においてα粒子が様々な方向に入射した場合を示す工程断面図である。α粒子の入射角θが比較的大きい場合、例えば、固体飛跡検出器１１２の表面に対してほぼ垂直方向にα粒子が入射された場合には、固体飛跡検出器１１２のうちの深い領域までα粒子が達し、α粒子の飛跡１１４が固体飛跡検出器１１２のうちの深い領域まで形成される。一方、α粒子の入射角θが比較的小さい場合には、α粒子は固体飛跡検出器１１２のうちの深い領域には達せず、α粒子の飛跡１１４は固体飛跡検出器１１２のうちの浅い領域にのみ形成される。固体飛跡検出器１１２を薬液を用いてエッチングすると、α粒子の飛跡１１４が形成された箇所においては比較的速いレートでエッチングが進行し、α粒子の飛跡１１４が形成されていない部分においては比較的遅いレートでエッチングが進行する。即ち、α粒子の飛跡１１４が形成されていない箇所においても、固体飛跡検出器１１２の表面はある程度エッチング除去される（バルクエッチング）。α粒子が比較的小さい入射角θで入射した箇所においては、固体飛跡検出器１１２のうちの浅い領域にのみα粒子の飛跡１１４が形成されるため、α粒子の飛跡の周囲がエッチング除去されてしまい、α粒子の飛跡１１４に応じたエッチピットが固体飛跡検出器１１２に残存しない。このため、提案されているα線量率測定方法では、比較的大きい入射角θで固体飛跡検出器１１２に入射したα粒子についてはエッチピット１２８を検出し得るものの、比較的小さい入射角θで固体飛跡検出器１１２に入射したα粒子についてはエッチピットを検出し得なかった。このため、提案されているα線量率測定方法では、必ずしも高精度にα線量率を測定することができなかった。
【０００９】
本発明の目的は、より高精度にα線量率を測定し得るα線量率測定方法及びそのα線量率測定方法に用いられるα線量率測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一観点によれば、試料から放出されるα線の線量率を固体飛跡検出器を用いて求めるα線量率測定方法において、互いに対向する磁石の一方の端部とコイルの一方の端部との間に試料を配置し、前記コイルの他方の端部の近傍に固体飛跡検出器を配置する第１のステップと、前記磁石と前記コイルとを用いて磁場を発生させ、前記試料と前記固体飛跡検出器とを減圧した前記チャンバ内に所定時間放置する第２のステップと、前記固体飛跡検出器をエッチングすることにより、前記固体飛跡検出器に入射したα線の飛跡に応じたエッチピットを前記固体飛跡検出器に形成する第３のステップと、前記固体飛跡検出器に形成された前記エッチピットの数と放置した前記所定時間とに基づいて、前記試料から放出されたα線の線量率を求める第４のステップとを有することを特徴とするα線量率測定方法が提供される。
【００１１】
また、本発明の他の観点によれば、チャンバ内に設けられた磁石と、前記チャンバ内に前記磁石から離間して設けられたコイルであって、前記コイルの一方の端部が前記磁石の一方の端部に対向するコイルとを有し、前記磁石の前記一方の端部と前記コイルの前記一方の端部との間に設けられ、試料を支持するための試料支持手段と、前記コイルの他方の端部の近傍に設けられ、固体飛跡検出器を支持するための固体飛跡検出器支持手段とを有することを特徴とするα線量率測定装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、互いに対向する磁石の一方の端部とコイルの一方の端部との間に試料を配置し、コイルの他方の端部の近傍に固体飛跡検出器を配置し、磁石とコイルとを用いて磁場を発生させ、試料と固体飛跡検出器とを減圧したチャンバ内に所定時間放置する。このため、本発明では、磁力線が、磁石からコイルに向かうに従って広がり、コイルの内部においては均一な状態となる。α粒子は、最終的には磁力線に沿った方向に運動するため、固体飛跡検出器の検出面に対してほぼ垂直な方向にα粒子を入射させることが可能となる。このため、本発明によれば、試料から様々な方向にα粒子が放出されるにもかかわらず、α粒子の飛跡を固体飛跡検出器のうちの深い領域に達するように形成することが可能となり、エッチピットを固体飛跡検出器に確実に形成することが可能となる。このため、本発明によれば、極めて高精度にα線量率を測定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［一実施形態］
本発明の一実施形態によるα線量率測定方法及びα線量率測定装置を図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施形態によるα線量率測定装置を示す図である。図２は、エッチピットが形成された固体飛跡検出器を示す平面図である。
【００１４】
まず、本実施形態において用いられるα線量率測定装置を図１を用いて説明する。
【００１５】
図１に示すように、α線量率測定装置２は、超伝導磁石２０と、試料を支持する試料支持手段（図示せず）と、固体飛跡検出器を支持する固体飛跡検出器支持手段（図示せず）と、ソレノイドコイル２２と、超電導磁石２０及びソレノイドコイル２２を収容するチャンバ１４と、チャンバ１４内を真空状態にするための真空ポンプ１８とを有している。
【００１６】
超電導磁石２０の材料としては、例えばＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系の超伝導材料が用いられている。超電導磁石２０のサイズは、例えば、長さ２０ｃｍ程度とする。超伝導磁石２０から発生する磁場の磁束密度は、例えば約１５Ｔ程度とする。超伝導磁石２０の直径は、例えば２ｃｍ程度とする。
【００１７】
ソレノイドコイル２２は、ボビン２４と、ボビン２４の周囲に巻き付けられた導線２６とにより構成されている。ボビンの材料２４は、例えば、プラスチックやステンレス３０４等の非磁性材料とする。導線２６の材料は、例えば銅とする。ソレノイドコイル２２から発生する磁場の磁束密度は、例えば０．０１Ｔ程度とする。ソレノイドコイル２２から発生する磁場の磁束密度は、導線に流す直流電流の大きさを適宜設定することにより制御し得る。ソレノイドコイル２２の直径は、例えば２０ｃｍ程度とする。即ち、ソレノイドコイル２２の直径は、超電導磁石２０の直径に対して十分に大きく設定されている。ソレノイドコイル２２のＺ軸方向の長さは、例えば２ｍ程度とする。なお、Ｚ軸方向は、図１における紙面左右方向である。
【００１８】
超電導磁石２０とソレノイドコイル２２とは互いに離間して設けられている。超電導磁石２０の長手方向とソレノイドコイル２２の長手方向は、いずれもＺ軸方向とする。超電導磁石２０の長手方向の中心軸とソレノイドコイル２２の長手方向の中心軸とは、互いに一致している。即ち、超電導磁石２０は、ソレノイドコイル２２の中止軸の延長線上に配されている。超電導磁石２０の一方の端部とソレノイドコイル２２の一方の端部とは、互いに対向している。超電導磁石２０の一方の端部とソレノイドコイル２２の一方の端部との間の距離は、例えば４０ｃｍ程度とする。
【００１９】
測定対象となる試料１０は、超電導磁石２０の一方の端部（磁極）とソレノイドコイル２２の一方の端部との間における超電導磁石２０の一方の端部の近傍に配される。試料１０は、図示しない試料支持手段により支持される。
【００２０】
固体飛跡検出器１２は、ソレノイドコイル２２の他方の端部の近傍に配される。固体飛跡検出器１２は、図示しない固体飛跡検出器１２により支持される。固体飛跡検出器１２の主面の方向は、Ｚ軸方向に対して垂直とする。即ち、固体飛跡検出器１２の主面の法線方向は、ソレノイドコイル２２の中心軸の方向に一致している。
【００２１】
チャンバ１４には、配管１６を介して真空ポンプ１８が接続されている。チャンバ１４としては、例えばステンレス製のチャンバを用いる。
【００２２】
こうして本実施形態において用いられるα線量率測定装置が構成されている。
【００２３】
本実施形態によるα線量率測定装置では、図１のような磁力線２８が得られる。即ち、超電導磁石２０の一方の端部からソレノイドコイル２２の一方の端部に向かうに従って磁力線２８が徐々に広がり、ソレノイドコイル２２の内部では磁力線２８はＺ軸方向にほぼ揃った状態となる。
【００２４】
試料２０からＺ軸方向に放出されたα粒子は、磁力線２８を横切る方向に運動しないため、磁場によって運動方向が変化させられることなく、Ｚ軸方向に運動し、固体飛跡検出器１２の主面に対してほぼ垂直に入射する。
【００２５】
一方、Ｚ軸方向に対して垂直な成分の運動量を有するα粒子は、磁力線２８を横切る方向に運動するため、ローレンツ力を受けて回転運動を行う。超電導磁石２０から離れるに伴って磁場が弱くなるため、α粒子の回転半径は大きくなり、α粒子の回転の角速度は減少し、Ｚ軸方向に垂直な面内における運動エネルギーは減少する。磁場はα粒子にエネルギーを与えないため、試料２０から放出された際にα粒子が有していた運動エネルギーの殆どは、Ｚ軸方向の運動エネルギーに変換される。かかるα粒子が固体飛跡検出器１２に達する際には、α粒子は磁力線２８に沿ってほぼＺ軸方向に運動するようになる。
【００２６】
即ち、α粒子は試料１０から様々な方向に放出されたとしても、最終的には磁力線に沿って運動する。このため、本実施形態によれば、α粒子が試料１０から様々な方向に放出されたとしても、固体飛跡検出器１２に達する際にはα粒子の運動方向をＺ軸方向にすることができ、固体飛跡検出器１２の主面に対してほぼ垂直な方向にα粒子を入射させることが可能となる。このため、本実施形態によれば、固体飛跡検出器１２のうちの深い領域にα粒子を到達させることが可能となり、α粒子の飛跡に応じたエッチピットを確実に形成することができる。従って、本実施形態によれば、α線の線量率を極めて高精度に測定することが可能となる。
【００２７】
次に、本実施形態によるα線量率測定方法を図１及び図２を用いて説明する。
【００２８】
まず、測定対象となる試料１０と固体飛跡検出器１２とを用意する。試料１０は、例えば、半田材料、電極材料、配線材料、封止材料等である。試料１０のサイズは、例えば３０ｍｍ×３０ｍｍ×１ｍｍとする。固体飛跡検出器１２としては、例えばアリルジグリコールカーボネート（商標名：ＣＲ−３９）より成る平板を用いる。固体飛跡検出器１２のサイズは、例えば９０ｍｍ×９０ｍｍ×１ｍｍとする。
【００２９】
α粒子等の重荷電粒子が絶縁性の固体中を通過すると、重荷電粒子の通路に沿って固体中の原子配列に歪みが生じ、荷電粒子の飛跡（放射線損傷）が形成される。飛跡が形成された固体を薬液を用いてエッチングすると、飛跡に沿って比較的速いレートでエッチングが進行し、光学顕微鏡で観測可能な蝕孔（エッチピット、Etch pit）が形成される。固体飛跡検出器とは、このような原理により放射線の量を検出し得る放射線検出器のことである。
【００３０】
次に、チャンバ１４内に、試料１０と固体飛跡検出器１２とを配置する。試料１０は、図１に示すように、超電導磁石２０の一方の端部とソレノイドコイル２２の一方の端部との間であって、超電導磁石２０の端部の近傍に試料１０を配する。また、固体飛跡検出器１２は、ソレノイドコイル２６の他方の端部の近傍に配する。固体飛跡検出器１２の主面の方向は、Ｚ軸方向に対して垂直とする。即ち、固体飛跡検出器の主面の法線方向を、Ｚ軸方向に設定する。固体飛跡検出器１２の主面のうちの試料１０に対向する側の面は、試料１０から放出されるα粒子を検出する検出面として機能する。
【００３１】
次に、真空ポンプ１８を用いてチャンバ１４内の気体を排気し、チャンバ１４内を真空状態にする。チャンバ１４内の圧力は、例えば１Ｐａ以下とする。
【００３２】
また、超電導磁石２０とソレノイドコイル２２とを用いて磁場を発生させる。超電導磁石２０から発生させる磁場の磁束密度は、例えば約１５Ｔ程度とする。ソレノイドコイル２２から発生させる磁場の磁束密度は、例えば０．０１Ｔ程度とする。これにより、超電導磁石２０の端部からＺ軸方向に離れるに伴って徐々に弱くなる磁場が、超電導磁石２０の一方の端部とソレノイドコイル２２の一方の端部との間に形成される。超電導磁石２０の一方の端部の近傍に試料１０が配されるため、試料１０から離れるに伴って徐々に弱くなる磁場が、試料１０と固体飛跡検出器１２との間に形成されることとなる。図１に示すように、磁力線２８は、超伝導磁石２０の一方の端部からＺ軸方向に離れるに伴って徐々に広がる。ソレノイドコイル２２の内部においては、磁場は比較的弱く、磁束密度はほぼ一様である。図１に示すように、ソレノイドコイル２２の内部においては、磁力線の方向はＺ軸に対してほぼ平行となる。
【００３３】
そして、チャンバ１４内を真空状態に維持したまま、試料１０と固体飛跡検出器１２とをチャンバ１４内に所定時間放置する。試料１０と固体飛跡検出器１２とをチャンバ１４内に放置する時間は、例えば、数百時間から数千時間、即ち、数週間から数箇月程度とする。
【００３４】
本実施形態によるα線量率測定装置では、図１のような磁力線２８が得られる。即ち、超電導磁石２０の一方の端部からソレノイドコイル２２の一方の端部に向かうに従って磁力線２８が徐々に広がり、ソレノイドコイル２２の内部では磁力線２８はＺ軸方向にほぼ揃った状態となる。
【００３５】
上述したように、α粒子は試料１０から様々な方向に放出されたとしても、最終的には磁力線に沿って運動する。このため、本実施形態によれば、α粒子が試料１０から様々な方向に放出されたとしても、固体飛跡検出器１２に達する際にはα粒子の運動方向をＺ軸方向にすることができ、固体飛跡検出器１２の主面に対してほぼ垂直な方向にα粒子を入射させることが可能となる。このため、本実施形態によれば、固体飛跡検出器１２のうちの深い領域にα粒子を到達させることが可能となり、α粒子の飛跡に応じたエッチピットを確実に形成することができる。従って、本実施形態によれば、α線の線量率を極めて高精度に測定することが可能となる。
【００３６】
試料１０と固体飛跡検出器１２とを重ね合わせる前の段階において、α線等による飛跡が固体飛跡検出器１２に数箇所形成されている場合があり得る。このような飛跡は、例えば、空気中に存在するラドン等の放射性物質によって生じると考えられる。また、固体飛跡検出器１２自体に微量に含まれている放射性物質によっても、かかる飛跡が生じると考えられる。このように固体飛跡検出器１２に予め形成されている飛跡の数は、バックグラウンドと称される。
【００３７】
α線の線量率を高精度に測定するためには、バックグラウンドの影響を無視できる程小さくすることが重要である。バックグラウンドの影響を無視できる程小さくするためには、試料１０と固体飛跡検出器１２とを重ね合わせておく時間、即ち、放置時間を長めに設定すればよい。後述するように、エッチピット２８（図２参照）の数を放置時間で除算することによりα線の線量率を求めるためである。
【００３８】
本実施形態においてチャンバ１４内を真空状態にするのは、以下のような理由によるものである。
【００３９】
試料１０と固体飛跡検出器１２との間に空気が存在している場合には、試料１０から放出されたα線の固体飛跡検出器１２表面への到達が、空気により妨げられる。そうすると、試料１０から放出されるα線の量を正確に測定することが困難となる。本実施形態では、チャンバ１４内の空気を排気した状態で、試料１０と固体飛跡検出器１２とをチャンバ１４内に放置するため、試料１０から放出されるα線の固体飛跡検出器１２への到達が空気により妨げられることがなく、試料１０から放出されるα線の線量を正確に測定することが可能となる。
【００４０】
また、大気中にはラドン（２１８Ｒｎ、２１９Ｒｎ、２２０Ｒｎ）等の放射性物質が含まれている。このため、試料１０と固体飛跡検出器１２を大気中で放置した場合には、大気中に存在する放射性物質が固体飛跡検出器１２に入射し、空気中に存在する放射性物質によるα線の飛跡が固体飛跡検出器１２に形成されてしまい、試料１０のみから放出されるα線の量を正確に測定することが困難となる。本実施形態では、チャンバ１４内の空気を真空にした状態で試料１０と固体飛跡検出器１２とを放置するため、空気中に存在する放射性物質の影響を受けることなく、試料１０のみから放出されるα線の量を正確に測定することが可能となる。
【００４１】
所定時間が経過した後、試料１０と固体飛跡検出器１２とをチャンバ内１４から取り出す。
【００４２】
次に、固体飛跡検出器１２をエッチング液に浸漬する。エッチング液としては、例えば、ＮａＯＨ溶液やＫＯＨ溶液を用いる。固体飛跡検出器１２のうちのα線が入射した箇所（飛跡）においては、固体飛跡検出器１２を構成する分子に化学変化が生じているため、α線が入射していない箇所と比較してエッチングが速い速度で進行する。このため、固体飛跡検出器１２をエッチング液に浸漬すると、α線の飛跡が拡大され、α線の飛跡に応じたエッチピット（Etch Pit、蝕孔）２０が固体飛跡検出器１２表面に形成される（図２参照）。エッチピット２８の直径は、例えば１０μｍ程度となる。
【００４３】
次に、光学顕微鏡等を用い、エッチピット２８の数を観測する。
【００４４】
次に、エッチピット２８の数ｎと、放置時間ｔと、検出面の面積Ｓとに基づいて、単位面積当たりのα線の線量率を求める。単位面積当たりのα線の線量率は、ｎ／ｔ／Ｓにより求められる。試料１０と固体飛跡検出器１２とを重ね合わせる前の段階において、固体飛跡検出器１２にα線の飛跡が形成されている場合がある。かかるバックグラウンドは、数個から数十個程度と考えられる。α線の線量率はエッチピットの数を放置時間により除算することにより求められるため、放置時間を長く設定するほどバックグラウンドの影響を小さくし得る。
【００４５】
こうして、試料１０から放出されるα線の線量率が測定される。
【００４６】
本実施形態によるα線量率測定方法は、超電導磁石２０の一方の端部とソレノイドコイル２２の一方の端部とが互いに対向するように超電導磁石２０とソレノイドコイル２２とを配置し、超電導磁石２０の一方の端部とソレノイドコイル２２の一方の端部との間に試料１０を配置し、ソレノイドコイル２２の他方の端部の近傍に固体飛跡検出器１２を配置し、超電導磁石２０とソレノイドコイル２２とを用いて磁場を発生させ、試料１０と固体飛跡検出器１２とを減圧したチャンバ内に所定時間放置することに主な特徴がある。このため、本実施形態では、磁力線が、超電導磁石２０からソレノイドコイル２２に向かうに従って広がり、ソレノイドコイル２２の内部においては均一な状態となる。α粒子は、最終的には磁力線２８に沿った方向に運動するため、固体飛跡検出器１２の検出面に対してほぼ垂直な方向にα粒子を入射させることが可能となる。このため、本実施形態によれば、試料１０から様々な方向にα粒子が放出されるにもかかわらず、α粒子の飛跡を固体飛跡検出器１２のうちの深い領域に達するように形成することが可能となり、エッチピット２８を固体飛跡検出器１２に確実に形成することが可能となる。このため、本実施形態によれば、極めて高精度にα線量率を測定することが可能となる。
【００４７】
［変形実施形態］
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
【００４８】
例えば、上記実施形態では、固体飛跡検出器１２の材料としてアリルジグリコールカーボネートを用いる場合を例に説明したが、固体飛跡検出器１２の材料はアリルジグリコールカーボネートに限定されるものではない。α線の飛跡に応じたエッチピット２８が得られる他のあらゆる樹脂を、固体飛跡検出器１２の材料として適宜用いることが可能である。
【００４９】
また、上記実施形態では、固体飛跡検出器１２の主面がソレノイドコイル２２の中心軸に対して垂直になるように固体飛跡検出器１２を配置する場合を例に説明したが、固体飛跡検出器１２の主面がソレノイドコイル２２の中心軸に対して必ずしも垂直である必要はない。固体飛跡検出器１２の主面がソレノイドコイル２２の中心軸の方向に対して垂直でなくても、固体飛跡検出器１２のうちの深い領域にα粒子を到達させることは可能である。ただし、固体飛跡検出器１２のうちの十分に深い領域にα粒子を到達させるためには、固体飛跡検出器１２の主面の法線とソレノイドコイル２２の中心軸との為す角を、小さめに設定することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態によるα線量率測定装置を示す図である。
【図２】エッチピットが形成された固体飛跡検出器を示す平面図である。
【図３】提案されているα線量率測定方法においてα粒子が様々な方向に入射した場合を示す工程断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
２…α線量率測定装置
１０…試料
１２…固体飛跡検出器
１４…チャンバ
１６…配管
１８…真空ポンプ
２０…超伝導磁石
２２…ソレノイドコイル
２４…ボビン
２６…導線
２８…エッチピット
１１２…固体飛跡検出器
１１４…飛跡
１２８…エッチピット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料から放出されるα線の線量率を固体飛跡検出器を用いて求めるα線量率測定方法において、
互いに対向する磁石の一方の端部とコイルの一方の端部との間に試料を配置し、前記コイルの他方の端部の近傍に固体飛跡検出器を配置する第１のステップと、
前記磁石と前記コイルとを用いて磁場を発生させ、前記試料と前記固体飛跡検出器とを減圧した前記チャンバ内に所定時間放置する第２のステップと、
前記固体飛跡検出器をエッチングすることにより、前記固体飛跡検出器に入射したα線の飛跡に応じたエッチピットを前記固体飛跡検出器に形成する第３のステップと、
前記固体飛跡検出器に形成された前記エッチピットの数と放置した前記所定時間とに基づいて、前記試料から放出されたα線の線量率を求める第４のステップと
を有することを特徴とするα線量率測定方法。
【請求項２】
請求項１記載のα線量率測定方法において、
前記磁石は、超電導磁石である
ことを特徴とするα線量率測定方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のα線量率測定方法において、
前記コイルの中心軸の方向に対して前記固体飛跡検出器の主面がほぼ垂直になるように、前記固体飛跡検出器を配置する
ことを特徴とするα線量率測定方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のα線量率測定方法において、
前記磁石の前記一方の端部の近傍に前記試料を配置する
ことを特徴とするα線量率測定方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のα線量率測定方法において、
前記固体飛跡検出器は、樹脂より成る
ことを特徴とするα線量率測定方法。
【請求項６】
チャンバ内に設けられた磁石と、
前記チャンバ内に前記磁石から離間して設けられたコイルであって、前記コイルの一方の端部が前記磁石の一方の端部に対向するコイルとを有し、
前記磁石の前記一方の端部と前記コイルの前記一方の端部との間に設けられ、試料を支持するための試料支持手段と、
前記コイルの他方の端部の近傍に設けられ、固体飛跡検出器を支持するための固体飛跡検出器支持手段と
を有することを特徴とするα線量率測定装置。
【請求項１】
試料から放出されるα線の線量率を固体飛跡検出器を用いて求めるα線量率測定方法において、
互いに対向する磁石の一方の端部とコイルの一方の端部との間に試料を配置し、前記コイルの他方の端部の近傍に固体飛跡検出器を配置する第１のステップと、
前記磁石と前記コイルとを用いて磁場を発生させ、前記試料と前記固体飛跡検出器とを減圧した前記チャンバ内に所定時間放置する第２のステップと、
前記固体飛跡検出器をエッチングすることにより、前記固体飛跡検出器に入射したα線の飛跡に応じたエッチピットを前記固体飛跡検出器に形成する第３のステップと、
前記固体飛跡検出器に形成された前記エッチピットの数と放置した前記所定時間とに基づいて、前記試料から放出されたα線の線量率を求める第４のステップと
を有することを特徴とするα線量率測定方法。
【請求項２】
請求項１記載のα線量率測定方法において、
前記磁石は、超電導磁石である
ことを特徴とするα線量率測定方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のα線量率測定方法において、
前記コイルの中心軸の方向に対して前記固体飛跡検出器の主面がほぼ垂直になるように、前記固体飛跡検出器を配置する
ことを特徴とするα線量率測定方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のα線量率測定方法において、
前記磁石の前記一方の端部の近傍に前記試料を配置する
ことを特徴とするα線量率測定方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のα線量率測定方法において、
前記固体飛跡検出器は、樹脂より成る
ことを特徴とするα線量率測定方法。
【請求項６】
チャンバ内に設けられた磁石と、
前記チャンバ内に前記磁石から離間して設けられたコイルであって、前記コイルの一方の端部が前記磁石の一方の端部に対向するコイルとを有し、
前記磁石の前記一方の端部と前記コイルの前記一方の端部との間に設けられ、試料を支持するための試料支持手段と、
前記コイルの他方の端部の近傍に設けられ、固体飛跡検出器を支持するための固体飛跡検出器支持手段と
を有することを特徴とするα線量率測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−２４１６６４（Ｐ２００８−２４１６６４Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８６７７１（Ｐ２００７−８６７７１）
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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