元素分析前処理用容器及び元素分析方法
【課題】元素分析前処理用容器であって、耐熱性と、耐酸性等の耐薬品性に優れ、かつ熱処理に最適な元素分析前処理用容器、及びこれを用いた元素分析方法を提供する。
【解決手段】元素分析の前処理で、少なくとも測定試料を溶剤で溶解する際に使用される容器であって、該容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値が０．５ｃａｌ／（℃・ｃｃ）より小であり、又は該容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値が０．０１ｃａｌ／（ｓｅｃ・℃・ｃｍ）（ｃｍ）以上であり、かつ容器の材質がセラミックである元素分析前処理用容器。
【解決手段】元素分析の前処理で、少なくとも測定試料を溶剤で溶解する際に使用される容器であって、該容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値が０．５ｃａｌ／（℃・ｃｃ）より小であり、又は該容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値が０．０１ｃａｌ／（ｓｅｃ・℃・ｃｍ）（ｃｍ）以上であり、かつ容器の材質がセラミックである元素分析前処理用容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、元素分析前に試料を前処理するための元素分析前処理用容器、及び、これを用いた元素分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機化合物、珪素樹脂、酸化ビスマス、酸化アンチモン等を成分として含有する、モールディングコンパウンドやシリコン基板封止材等の電子材料が、デバイス製造において広く用いられている。そして、これらの材料に含有される不純物が、デバイスの動作、性能に影響を与えることが知られている。このことは、デバイス製造の歩留まりや製品の信頼性にも関わることであり、デバイスの製造工程においては、材料に含有される不純物の低減が求められている。特に、半導体素子は、近年の集積度の向上にともない、材料に含有される不純物の低減が強く求められている。
【０００３】
そこで、デバイス製造に用いられるこれらの材料を、例えば誘導結合プラズマ法（以下、ＩＣＰ法とする場合がある。）やフレームレス原子吸光法等の元素分析方法により分析し、材料中の不純物含有量を管理することが重要となっている。
【０００４】
このＩＣＰ法やフレームレス原子吸光法等の元素分析方法による分析の場合、分析前に、デバイス製造に用いられる材料などの試料を分析が可能な溶液にする必要がある。特に、試料中の不純物元素を分析する場合には、主成分である有機化合物や珪素樹脂等を取り除くための前処理をするのが一般的である。
【０００５】
この前処理には、例えば非特許文献１に開示されているように、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製容器、白金製容器又は石英製容器などが用いられていた。
そして、従来は試料中から有機化合物等の主成分を除去するために、白金製容器又は石英製容器中で７００℃以上の高温に加熱して試料を灰化処理し、そして、ＰＴＦＥ製容器に移し替えて硝酸溶液に溶かすといった前処理を行い、その後、元素分析を行っていた。
【０００６】
しかし、このような従来の元素分析前の前処理には以下のような問題点がある。
石英製容器は耐熱性に優れるが、耐酸性に劣り、一方、ＰＴＦＥ製容器は、耐酸性に優れるが、耐熱性に劣る。そのため、従来は、上記のように加熱処理と、酸溶解処理とで異なる容器を用いる必要があった。しかし、容器の移し替えには時間がかかり、また、移し替えの際には不純物混入のリスクがあるという問題があった。特に、有機化合物、珪素樹脂、酸化ビスマス、酸化アンチモン等の成分を複数含む材料を前処理する場合、非常に多くの元素分析前処理用容器を用いることとなり、不純物混入のリスクが非常に高くなる上に、作業が非常に煩雑になるという問題があった。
【０００７】
また、分析のバックグラウンドをそろえるために元素分析前処理用容器は入念に洗浄する必要がある。したがって、従来のように前処理で複数の容器を用いる場合には、容器の洗浄のために、多大な労力及び時間が必要となるという問題があった。
【０００８】
さらに、白金製容器を用いた場合では、白金製容器中に存在する不純物元素が分析試料に混入し、その影響により分析結果にバラツキが発生し、精密な元素分析を確実に行うことができないという問題があった。
【０００９】
そして、熱処理工程において、溶液の加熱処理がスムーズに行われず、突沸等によるロスが生じたり、周囲が余分に加熱されることにより、周囲からの汚染が生じるという問題があった。
【００１０】
【非特許文献１】ぶんせき ２００４ ８、ｐ４４４〜４４８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、元素分析前処理用容器であって、耐熱性と、耐酸性等の耐薬品性に優れ、かつ熱処理に最適な元素分析前処理用容器、及びこれを用いた元素分析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】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、元素分析の前処理で、少なくとも測定試料を溶剤で溶解する際に使用される容器であって、該容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値が０．５ｃａｌ／（℃・ｃｃ）より小であり、かつ容器の材質がセラミックであることを特徴とする元素分析前処理用容器を提供する（請求項１）。
【００１３】
また、元素分析の前処理で、少なくとも測定試料を溶剤で溶解する際に使用される容器であって、該容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値が０．０１ｃａｌ／（ｓｅｃ・℃・ｃｍ）（ｃｍ）以上であり、かつ容器の材質がセラミックであることを特徴とする元素分析前処理用容器を提供する（請求項２）。
【００１４】
このように、元素分析前処理用容器を、容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値が０．５ｃａｌ／（℃・ｃｃ）より小であるか、又は容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値が０．０１ｃａｌ／（ｓｅｃ・℃・ｃｍ）（ｃｍ）以上であり、容器の材質がセラミックである容器とすれば、加熱時に熱が溶液に伝わりやすく、熱処理工程をスムーズに速やかに進める事が出来、工程時間の短縮による分析コストを低減することができる。また、溶液を速やかに熱する事が出来ることから、突沸等によるロスをなくし、周囲を無駄に加熱する事がないため、周囲からの汚染を防ぐことが可能となり、分析の精度を向上させることができる。
しかも、この容器は、耐熱性、耐薬品性に優れるものであるため、加熱処理、酸溶解処理等の複数の工程を含む前処理を、複数の容器を用いることなく、同一の容器を用いて行うことも可能である。したがって、容器の移し替えに伴う不純物混入のリスクを低減することができ、この観点からも精密な元素分析を行うためには有利である。さらに、容器の移し替えに要していた時間や、容器の洗浄に要していた時間及び労力を削減することができ、コストの低減及び作業の合理化の効果もある。
【００１５】
この場合、前記セラミックが、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＢＮ、Ａｌ２Ｏ３のいずれかであることが望ましい（請求項３）。また、前記容器がＣＶＤ法で製造されたものであることが好ましい（請求項４）。
【００１６】
このように、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＢＮ、Ａｌ２Ｏ３のいずれかのセラミックであれば、容器は、耐熱性と耐薬品性に優れており、結果として耐久性にも優れ長寿命である。さらに、容器をＣＶＤ法によって製造することで、純度の高いセラミック容器にできる。これを元素分析の前処理に用いれば、容器由来の試料の汚染が殆どなく、前処理後の元素分析を精密に行うことが可能となる。
【００１７】
また、前記容器の内容積が３００ｃｃ以下のものであることが好ましい（請求項５）。
このように、容器の内容積が３００ｃｃ以下のものであれば、熱処理工程において、試料の温度のむらを少なくし、効率良く加熱することが出来る。
【００１８】
次に本発明では、少なくとも、試料の加熱処理工程、酸溶解処理工程を含む前処理を行い、その後、元素分析を行う方法であって、前記前処理を、上記本発明の元素分析前処理用容器を用いて行うことを特徴とする元素分析方法を提供する（請求項６）。
【００１９】
本発明の元素分析前処理用容器は、試料を効率良く、すばやく加熱できるとともに、耐熱性、耐薬品性に優れるものであるため、従来のように加熱処理工程と酸溶解処理工程とで異なる複数の容器を用いる必要がない。したがって、従来のように、加熱処理工程と酸溶解処理工程とで異なる容器を用いて前処理を行う場合と比較して、工程時間を大幅に短縮することができ、また不純物混入のリスクを少なくすることができ、その後の元素分析を精密に行うことができる。
【００２０】
前記加熱処理として、少なくとも、空気中、４００℃以上で灰化処理を行うのが好ましい（請求項７）。
試料によっては灰化処理は４００℃以上で可能であり、また、本発明の元素分析前処理用容器は耐熱性に優れているため、４００℃以上の温度に充分に耐え得る。
【００２１】
また、前記溶剤として、塩酸、硝酸、フッ酸、硫酸のいずれか一種類以上を用いるのが好ましい（請求項８）。
本発明の元素分析前処理用容器は耐薬品性に優れており、元素分析の前処理として上記溶剤を用いることが可能である。
【００２２】
前記試料を、有機化合物及び／又は珪素樹脂とすることができる（請求項９）。
【００２３】
本発明の元素分析前処理用容器は、耐熱性、耐薬品性に優れるため、例えば有機化合物、珪素樹脂等の試料を分析する場合の前処理を、一つの元素分析前処理用容器を用いて行うことが可能である。したがって、従来のように、加熱処理工程と酸溶解処理工程とで異なる容器を用いて前処理を行う場合と比較して、工程時間を大幅に短縮することができ、また不純物混入のリスクを少なくすることができる。そのため、有機化合物、珪素樹脂等の試料の前処理を迅速に行うことができ、しかも、その後の元素分析を精密に行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に依れば、元素分析前処理用容器として、容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値が０．５ｃａｌ／（℃・ｃｃ）より小であり、又は容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値が０．０１ｃａｌ／（ｓｅｃ・℃・ｃｍ）（ｃｍ）以上であり、かつ容器の材質がセラミックである容器を用いることで、効率的に試料を加熱処理することができるとともに、耐酸性と耐熱性の両方を向上させることができる。さらに、石英製容器の耐酸性やＰＴＦＥ製容器の耐熱性の欠点を補って、種々の無機および有機系やそれらを混合した組成物の元素分析を目的とした前処理を一つの容器で行うことを可能とする。その結果、試料の前処理に伴う工程の煩雑性や時間の短縮も図れ、また、測定精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下では、本発明の実施形態について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。
前述したように、石英製容器は耐熱性に優れるが、耐酸性に劣り、一方、ＰＴＦＥ製容器は、耐酸性に優れるが、耐熱性に劣る。そのため、従来は加熱処理と、酸溶解処理とで異なる容器を用いる必要があった。しかし、容器の移し替えには時間がかかり、また、移し替えの際には不純物混入のリスクがあるという問題があった。特に、有機化合物、珪素樹脂、酸化ビスマス、酸化アンチモン等の成分を複数含む材料を前処理する場合、非常に多くの元素分析前処理用容器を用いることとなり、不純物混入のリスクが非常に高くなる上に、作業が非常に煩雑になるという問題があった。
【００２６】
さらに、白金製容器を用いた場合では、試料の溶解処理の際に、白金製容器中に存在する不純物元素が分析試料に混入し、その影響により分析結果にバラツキが発生し、精密な元素分析を確実に行うことができないという問題があった。
【００２７】
そして、熱処理工程においては、溶液の加熱処理がスムーズに行われず、突沸等によるロスが生じたり、周囲が余分に加熱されることにより、周囲からの汚染が生じるという問題があった。
【００２８】
そこで、本発明者らは、元素分析前処理用容器を、容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値が０．５ｃａｌ／（℃・ｃｃ）より小であり、又は容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値が０．０１ｃａｌ／（ｓｅｃ・℃・ｃｍ）（ｃｍ）以上であり、かつ容器の材質がセラミックである容器とすれば、効率的に試料を加熱処理することができるとともに、耐酸性と耐熱性の両方を向上させることができることを見出し、本発明を完成させた。
【００２９】
本発明の元素分析前処理用容器は、例えば、円筒形状の容器を作製する場合を例にすると、以下のような関係式と図１に示す方法によって製造することが出来る。
先ず、所望の容器材質の密度Ρ、容器の内径Ｄ、高さＨを（１）と（２）の両式に代入し、容器内容積Ｖと容器重量Ｗの値を容器の肉厚ｔを用いて求める（関係式（１）、（２）参照。）。次に容器材質の比熱Ｃｐ、上記ＶとＷ、所望の容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値を（３）式に代入して、本発明の０．５ｃａｌ／（℃・ｃｃ）より小の、容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値を有する元素分析前処理容器の肉厚ｔを算出する（関係式（３）参照。）。この場合、密度Ｐ、比熱Ｃｐは材質が同じでも、製造方法等により、出来た容器の密度、比熱は変わることがあるので、予め測定しておくのが望ましい。
【００３０】
次に、例えばＣＶＤ法により、所望の形状の容器が得られるように成形された耐熱性基材１１上にセラミックを蒸着させてセラミック層１０ａを堆積する。この蒸着時間の長さを変えることにより、セラミック層１０ａ、すなわち容器の肉厚を調節することができ、上記算出値の肉厚の分だけ堆積させる。そして、蒸着反応終了後、それらを室温まで冷却して炉から取り出す（図１（ａ）参照。）。
この冷却の際、耐熱性基材１１とセラミック層１０ａは、それぞれ熱膨張係数の違いから両者の間に隙間を生じる。この隙間を利用して、セラミック層１０ａを耐熱性基材１１から引き抜いて分離することができ、それによってセラミック容器１０を得ることができる（図１（ｂ）参照。）。このようにして、本発明の内容積に対する容器の熱容量の比の値が所望値となる元素分析前処理用容器を得ることができる。
【００３１】
また、所望の容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値が、０．０１ｃａｌ／（ｓｅｃ・℃・ｃｍ）（ｃｍ）以上になるよう、所望の容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値と容器材質の熱伝導率Ｋを（４）式に代入して、肉厚ｔの値を算出し、上記のように、ＣＶＤ法によって算出値の肉厚の分だけ堆積させ、冷却して耐熱性基材と分離することで、本発明の容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値が所望値となる元素分析前処理用容器を得ることができる（関係式（４）参照。）。この場合も、熱伝導率Ｋは材質が同じでも、製造方法等により、出来た容器の熱伝導率は変わることがあるので、予め測定しておくのが望ましい。
容器の肉厚を薄くし、比熱が小さく、熱伝導率の大きな材料を使用することで、本発明の元素分析前処理用容器を製造することが可能となる。
【００３２】
容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値に関する各パラメータ、及び関係式を以下に示す。
容器材質の比熱（ｃａｌ／（℃・ｇ））：Ｃｐ
容器材質の密度（ｇ／ｃｍ３）：Ρ
容器の内径（ｃｍ）：Ｄ
容器の高さ（ｃｍ）：Ｈ
容器の肉厚（ｃｍ）：ｔ
（１）容器内容積（ｃｃ）：Ｖ＝（Ｄ／２）２×Ｈ×３．１４
（２）容器重量（ｇ）：Ｗ＝（Ｄ×Ｈ×３．１４＋（Ｄ／２）２×３．１４）×ｔ×Ρ
（３）容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値（ｃａｌ／（℃・ｃｃ））＝Ｃｐ×Ｗ／Ｖ
【００３３】
容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値に関する各パラメータ、及び関係式を以下に示す。
容器材質の熱伝導率（ｃａｌ／（ｓｅｃ・℃・ｃｍ））：Ｋ
容器の肉厚（ｃｍ）：ｔ
（４）容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値（ｃａｌ／（ｓｅｃ・℃・ｃｍ）（ｃｍ））＝Ｋ／ｔ
【００３４】
本発明の容器を元素分析の前処理に用いれば、試料を効率良く、すばやく加熱できることから、熱処理を行う際、工程時間を短く出来、余分に加熱する必要がないことから、省エネで、周りからの汚染なく精密な処理が可能となり、分析精度を向上させることができる。
また、このセラミックからなる元素分析前処理用容器は、耐熱性、耐薬品性に優れるものであり、また、急速な加熱及び冷却にも十分耐えうるものであるので、加熱処理、酸溶解処理等の複数の工程を有する前処理を、複数の容器を用いることなく、一つの容器を用いて行うことが可能である。したがって、容器の移し替えに伴う不純物混入のリスクを低減することができ、この観点からも精密な元素分析を行うためには有利である。さらに、容器の移し替えに要していた時間や、容器の洗浄に要していた時間及び労力を削減することができ、コスト低減の効果もある。
【００３５】
なお、セラミックとしては、例えば、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＢＮ、Ａｌ２Ｏ３などが挙げられるが、材質がこれらの容器は、耐熱性と、耐薬品性に特に優れており、また耐久性にも優れ長寿命であるため好ましい。その中でも、ＡｌＮ製容器や、ＰＢＮ製容器は、耐フッ酸性に特に優れるものである。また、シリコン元素を成分として含まず、しかも、純度が高くて容器由来の汚染がほとんどないため、これらの容器を用いることで、従来は困難であったシリコン元素の微量分析を、高精度で行うことができる。
そして、ＣＶＤ法によって製造することで純度の高いセラミック容器ができるため、これを元素分析の前処理に用いれば、容器由来の試料の汚染が殆どなく、前処理後の元素分析を精密に行うことが可能となる。
【００３６】
また、容器の内容積が３００ｃｃ以下のものであれば、熱処理工程において、試料の温度のむらを少なくし、効率良く加熱することが出来、速やかに熱処理を行うことが可能となり、それによって前処理後の元素分析の精度を上げることができる。
【００３７】
そして、本発明は、以上のような元素分析前処理用容器を用いて、以下のような元素分析方法を提供する。
例えば、有機化合物及び／又は珪素樹脂といった試料に含まれる不純物元素を分析する場合は、本発明は、少なくとも、試料の加熱処理工程、酸溶解処理工程を含む前処理を行い、その後、元素分析を行う方法であって、前記前処理を、上記本発明の元素分析前処理用容器を用いて行うことを特徴とする元素分析方法である。
【００３８】
上記のように、有機化合物、珪素樹脂といった試料に含まれる不純物元素を分析する場合は、加熱処理、酸溶解処理を含む前処理を行い、有機化合物、珪素樹脂を除去した溶液（測定用試料）にした後に、不純物元素の分析を行う。具体的には、有機化合物の場合は、硫酸分解の後に電気炉等で加熱して有機化合物を除去し、その後硝酸を加えて溶液とする。また、珪素樹脂の場合には、フッ酸を加えた後に加熱して珪素樹脂を除去し、その後硝酸等を加えて溶液とする。
【００３９】
本発明の元素分析前処理用容器は、試料を効率良く、すばやく加熱できるとともに、耐熱性、耐酸性に優れるものであるため、従来のように加熱処理工程と酸溶解処理工程とで異なる複数の容器を用いる必要がなく、前処理を一つの元素分析前処理用容器を用いて行うことが可能である。したがって、従来のように、加熱処理工程と酸溶解処理工程とで異なる容器を用いて前処理を行っていた場合と比較して、工程時間を大幅に短縮することができ、また、不純物混入のリスクを少なくすることができる。そのため、前処理を迅速に行うことができ、しかも、その後の元素分析を、精密に行うことができる。
【００４０】
前記加熱処理として、少なくとも、空気中、４００℃以上で灰化処理を行うのが好ましい。試料によっては灰化処理は４００℃以上で可能であり、また、本発明の元素分析前処理用容器は耐熱性に優れているため、４００℃以上の温度に十分に耐え得る。
【００４１】
次に、前記酸溶解処理工程において、本発明の元素分析前処理用容器は耐薬品性に優れているため、塩酸、硝酸、フッ酸、硫酸のいずれか一種類以上の溶剤を用いることが可能である。
【００４２】
デバイス等の製造工程における材料には、有機化合物、珪素樹脂等の試料と、酸化ビスマス、酸化アンチモン等の試料とが混合して含有されていることも多い。本発明の元素分析前処理用容器は、上記のように異なる前処理をする試料が混合して含有されている試料を分析するのに、特に有効である。すなわち、デバイス等の材料に含有される不純物元素を分析するのに、有機化合物、珪素樹脂等や、酸化ビスマス、酸化アンチモン等を除去した溶液（測定用試料）にする前処理を、一つの元素分析前処理用容器で行うことができるため、不純物混入のリスクが減り、しかも、作業が大幅に効率化できるのである。
【実施例】
【００４３】
以下に本発明の実施例および比較例をあげてさらに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。
（実施例１〜４、比較例１〜４）
下記の表１に示すように、容器の内容積が同じで、肉厚が異なるＰＢＮ製容器を７つ用意し、それぞれの容器を用いてモールディングコンパウンドについて元素分析を行った（実施例１〜４、比較例１〜３。）。
まず、元素分析前に以下の処理を行った。
試料としてモールディングコンパウンド１ｇを容積２１．１９５ｍｌのＰＢＮ製容器に採取して０．５ｍｌの硫酸により電熱器上で分解した。次に、電気炉で７００℃まで加熱して灰化した。次に、フッ酸と臭化水素酸を加えて溶解した。次にその溶解液を電熱器上で加熱して、残渣のケイ素とアンチモンの酸化物を揮散させて除去した。次に、この容器に少量の硝酸を加えて残渣を溶解して回収し、２ｍｌの定容とし、測定用試料とした。
以上の前処理後、元素分析を行った。
また、従来のように石英製容器とＰＴＦＥ製容器を用いて前処理を行い、その後元素分析を行った（比較例４）。
【００４４】
表１に、実施例１〜４と比較例１〜３における、容器の比熱、密度、内径、高さ、肉厚、内容積、重量、容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値を示した。
【００４５】
その結果、本発明の０．５ｃａｌ／（℃・ｃｃ）より小である容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値を有する実施例１〜４では、試料の酸溶解処理工程における加熱分解の際に、スムーズに加熱することができた。さらに、従来の方法である、前処理に石英製容器とＰＴＦＥ製容器を用いた比較例４の分析値と比較して、Ｔｈが７０％、Ｕが８８％となったが、標準偏差はいずれも数％以下となりバラツキが少ないことが確認できた。
また、前処理に要した時間は、２時間程度であり、従来の石英製容器とＰＴＦＥ製容器を用いた場合には、４時間程度であったことと比較すると大幅に前処理の時間を短縮できた。
なお、比較例２、３では、加熱処理時に熱がすぐに伝わらず、突沸してしまい、測定精度が低下して回収率が４０％となってしまった。
【００４６】
【表１】
【００４７】
（実施例５〜８、比較例５〜８）
下記の表２に示すように、肉厚が異なるＰＢＮ製容器を７つ用意し、それぞれの容器を用いてモールディングコンパウンドについて元素分析を行った（実施例５〜８、比較例５〜７。）。
まず、元素分析前に以下の処理を行った。
試料としてモールディングコンパウンド１ｇを容積６．２８ｍｌのＰＢＮ製容器に採取して０．５ｍｌの硫酸により電熱器上で分解した。次に、電気炉で７００℃まで加熱して灰化した。次に、フッ酸と臭化水素酸を加えて溶解した。次にその溶解液を電熱器上で加熱して、残渣のケイ素とアンチモンの酸化物を揮散させて除去した。次に、この容器に少量の硝酸を加えて残渣を溶解して回収し、２ｍｌの定容とし、測定用試料とした。
以上の前処理後、元素分析を行った。
また、従来のように石英製容器とＰＴＦＥ製容器を用いて前処理を行い、その後元素分析を行った（比較例８）。
【００４８】
表２に、実施例５〜８と比較例５〜７における、ＰＢＮの熱伝導率（ＰＢＮ結晶は異方性を持ち、方向によって熱伝導率が異なるが、ここでは容器の厚さ方向の熱伝導率を言う。）、容器肉厚、容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値を示した。
【００４９】
その結果、本発明の０．０１ｃａｌ／（ｓｅｃ・℃・ｃｍ）（ｃｍ）以上である容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値を有する実施例５〜８では、試料の酸溶解処理工程における加熱分解の際に、スムーズに加熱することができた。さらに、従来の方法である、前処理に石英製容器とＰＴＦＥ製容器を用いた比較例８の分析値と比較して、Ｔｈが７１％、Ｕが９０％となったが、標準偏差はいずれも数％以下となりバラツキが少ないことが確認できた。
また、前処理に要した時間は、２時間程度であり、従来の石英製容器とＰＴＦＥ製容器を用いた場合には、４時間程度であったことと比較すると大幅に前処理の時間を短縮できた。
なお、比較例５〜７では、加熱処理時に熱がすぐに伝わらず、突沸してしまい、測定精度が低下して回収率が３５％となってしまった。
【００５０】
【表２】
【００５１】
なお、本発明は、上記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。
【００５２】
例えば、上記実施例では、元素分析前処理用容器として、ＰＢＮ製容器を用いた場合を例に挙げ説明しているが、本発明はこれに限定されず、容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値が０．５ｃａｌ／（℃・ｃｃ）より小であり、又は容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値が０．０１ｃａｌ／（ｓｅｃ・℃・ｃｍ）（ｃｍ）以上であり、かつ容器の材質がセラミックであれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の元素分析前処理用容器の製造方法の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０…セラミック製容器、 １０ａ…セラミック層、 １１…耐熱性基材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、元素分析前に試料を前処理するための元素分析前処理用容器、及び、これを用いた元素分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機化合物、珪素樹脂、酸化ビスマス、酸化アンチモン等を成分として含有する、モールディングコンパウンドやシリコン基板封止材等の電子材料が、デバイス製造において広く用いられている。そして、これらの材料に含有される不純物が、デバイスの動作、性能に影響を与えることが知られている。このことは、デバイス製造の歩留まりや製品の信頼性にも関わることであり、デバイスの製造工程においては、材料に含有される不純物の低減が求められている。特に、半導体素子は、近年の集積度の向上にともない、材料に含有される不純物の低減が強く求められている。
【０００３】
そこで、デバイス製造に用いられるこれらの材料を、例えば誘導結合プラズマ法（以下、ＩＣＰ法とする場合がある。）やフレームレス原子吸光法等の元素分析方法により分析し、材料中の不純物含有量を管理することが重要となっている。
【０００４】
このＩＣＰ法やフレームレス原子吸光法等の元素分析方法による分析の場合、分析前に、デバイス製造に用いられる材料などの試料を分析が可能な溶液にする必要がある。特に、試料中の不純物元素を分析する場合には、主成分である有機化合物や珪素樹脂等を取り除くための前処理をするのが一般的である。
【０００５】
この前処理には、例えば非特許文献１に開示されているように、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製容器、白金製容器又は石英製容器などが用いられていた。
そして、従来は試料中から有機化合物等の主成分を除去するために、白金製容器又は石英製容器中で７００℃以上の高温に加熱して試料を灰化処理し、そして、ＰＴＦＥ製容器に移し替えて硝酸溶液に溶かすといった前処理を行い、その後、元素分析を行っていた。
【０００６】
しかし、このような従来の元素分析前の前処理には以下のような問題点がある。
石英製容器は耐熱性に優れるが、耐酸性に劣り、一方、ＰＴＦＥ製容器は、耐酸性に優れるが、耐熱性に劣る。そのため、従来は、上記のように加熱処理と、酸溶解処理とで異なる容器を用いる必要があった。しかし、容器の移し替えには時間がかかり、また、移し替えの際には不純物混入のリスクがあるという問題があった。特に、有機化合物、珪素樹脂、酸化ビスマス、酸化アンチモン等の成分を複数含む材料を前処理する場合、非常に多くの元素分析前処理用容器を用いることとなり、不純物混入のリスクが非常に高くなる上に、作業が非常に煩雑になるという問題があった。
【０００７】
また、分析のバックグラウンドをそろえるために元素分析前処理用容器は入念に洗浄する必要がある。したがって、従来のように前処理で複数の容器を用いる場合には、容器の洗浄のために、多大な労力及び時間が必要となるという問題があった。
【０００８】
さらに、白金製容器を用いた場合では、白金製容器中に存在する不純物元素が分析試料に混入し、その影響により分析結果にバラツキが発生し、精密な元素分析を確実に行うことができないという問題があった。
【０００９】
そして、熱処理工程において、溶液の加熱処理がスムーズに行われず、突沸等によるロスが生じたり、周囲が余分に加熱されることにより、周囲からの汚染が生じるという問題があった。
【００１０】
【非特許文献１】ぶんせき ２００４ ８、ｐ４４４〜４４８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、元素分析前処理用容器であって、耐熱性と、耐酸性等の耐薬品性に優れ、かつ熱処理に最適な元素分析前処理用容器、及びこれを用いた元素分析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】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、元素分析の前処理で、少なくとも測定試料を溶剤で溶解する際に使用される容器であって、該容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値が０．５ｃａｌ／（℃・ｃｃ）より小であり、かつ容器の材質がセラミックであることを特徴とする元素分析前処理用容器を提供する（請求項１）。
【００１３】
また、元素分析の前処理で、少なくとも測定試料を溶剤で溶解する際に使用される容器であって、該容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値が０．０１ｃａｌ／（ｓｅｃ・℃・ｃｍ）（ｃｍ）以上であり、かつ容器の材質がセラミックであることを特徴とする元素分析前処理用容器を提供する（請求項２）。
【００１４】
このように、元素分析前処理用容器を、容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値が０．５ｃａｌ／（℃・ｃｃ）より小であるか、又は容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値が０．０１ｃａｌ／（ｓｅｃ・℃・ｃｍ）（ｃｍ）以上であり、容器の材質がセラミックである容器とすれば、加熱時に熱が溶液に伝わりやすく、熱処理工程をスムーズに速やかに進める事が出来、工程時間の短縮による分析コストを低減することができる。また、溶液を速やかに熱する事が出来ることから、突沸等によるロスをなくし、周囲を無駄に加熱する事がないため、周囲からの汚染を防ぐことが可能となり、分析の精度を向上させることができる。
しかも、この容器は、耐熱性、耐薬品性に優れるものであるため、加熱処理、酸溶解処理等の複数の工程を含む前処理を、複数の容器を用いることなく、同一の容器を用いて行うことも可能である。したがって、容器の移し替えに伴う不純物混入のリスクを低減することができ、この観点からも精密な元素分析を行うためには有利である。さらに、容器の移し替えに要していた時間や、容器の洗浄に要していた時間及び労力を削減することができ、コストの低減及び作業の合理化の効果もある。
【００１５】
この場合、前記セラミックが、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＢＮ、Ａｌ２Ｏ３のいずれかであることが望ましい（請求項３）。また、前記容器がＣＶＤ法で製造されたものであることが好ましい（請求項４）。
【００１６】
このように、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＢＮ、Ａｌ２Ｏ３のいずれかのセラミックであれば、容器は、耐熱性と耐薬品性に優れており、結果として耐久性にも優れ長寿命である。さらに、容器をＣＶＤ法によって製造することで、純度の高いセラミック容器にできる。これを元素分析の前処理に用いれば、容器由来の試料の汚染が殆どなく、前処理後の元素分析を精密に行うことが可能となる。
【００１７】
また、前記容器の内容積が３００ｃｃ以下のものであることが好ましい（請求項５）。
このように、容器の内容積が３００ｃｃ以下のものであれば、熱処理工程において、試料の温度のむらを少なくし、効率良く加熱することが出来る。
【００１８】
次に本発明では、少なくとも、試料の加熱処理工程、酸溶解処理工程を含む前処理を行い、その後、元素分析を行う方法であって、前記前処理を、上記本発明の元素分析前処理用容器を用いて行うことを特徴とする元素分析方法を提供する（請求項６）。
【００１９】
本発明の元素分析前処理用容器は、試料を効率良く、すばやく加熱できるとともに、耐熱性、耐薬品性に優れるものであるため、従来のように加熱処理工程と酸溶解処理工程とで異なる複数の容器を用いる必要がない。したがって、従来のように、加熱処理工程と酸溶解処理工程とで異なる容器を用いて前処理を行う場合と比較して、工程時間を大幅に短縮することができ、また不純物混入のリスクを少なくすることができ、その後の元素分析を精密に行うことができる。
【００２０】
前記加熱処理として、少なくとも、空気中、４００℃以上で灰化処理を行うのが好ましい（請求項７）。
試料によっては灰化処理は４００℃以上で可能であり、また、本発明の元素分析前処理用容器は耐熱性に優れているため、４００℃以上の温度に充分に耐え得る。
【００２１】
また、前記溶剤として、塩酸、硝酸、フッ酸、硫酸のいずれか一種類以上を用いるのが好ましい（請求項８）。
本発明の元素分析前処理用容器は耐薬品性に優れており、元素分析の前処理として上記溶剤を用いることが可能である。
【００２２】
前記試料を、有機化合物及び／又は珪素樹脂とすることができる（請求項９）。
【００２３】
本発明の元素分析前処理用容器は、耐熱性、耐薬品性に優れるため、例えば有機化合物、珪素樹脂等の試料を分析する場合の前処理を、一つの元素分析前処理用容器を用いて行うことが可能である。したがって、従来のように、加熱処理工程と酸溶解処理工程とで異なる容器を用いて前処理を行う場合と比較して、工程時間を大幅に短縮することができ、また不純物混入のリスクを少なくすることができる。そのため、有機化合物、珪素樹脂等の試料の前処理を迅速に行うことができ、しかも、その後の元素分析を精密に行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に依れば、元素分析前処理用容器として、容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値が０．５ｃａｌ／（℃・ｃｃ）より小であり、又は容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値が０．０１ｃａｌ／（ｓｅｃ・℃・ｃｍ）（ｃｍ）以上であり、かつ容器の材質がセラミックである容器を用いることで、効率的に試料を加熱処理することができるとともに、耐酸性と耐熱性の両方を向上させることができる。さらに、石英製容器の耐酸性やＰＴＦＥ製容器の耐熱性の欠点を補って、種々の無機および有機系やそれらを混合した組成物の元素分析を目的とした前処理を一つの容器で行うことを可能とする。その結果、試料の前処理に伴う工程の煩雑性や時間の短縮も図れ、また、測定精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下では、本発明の実施形態について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。
前述したように、石英製容器は耐熱性に優れるが、耐酸性に劣り、一方、ＰＴＦＥ製容器は、耐酸性に優れるが、耐熱性に劣る。そのため、従来は加熱処理と、酸溶解処理とで異なる容器を用いる必要があった。しかし、容器の移し替えには時間がかかり、また、移し替えの際には不純物混入のリスクがあるという問題があった。特に、有機化合物、珪素樹脂、酸化ビスマス、酸化アンチモン等の成分を複数含む材料を前処理する場合、非常に多くの元素分析前処理用容器を用いることとなり、不純物混入のリスクが非常に高くなる上に、作業が非常に煩雑になるという問題があった。
【００２６】
さらに、白金製容器を用いた場合では、試料の溶解処理の際に、白金製容器中に存在する不純物元素が分析試料に混入し、その影響により分析結果にバラツキが発生し、精密な元素分析を確実に行うことができないという問題があった。
【００２７】
そして、熱処理工程においては、溶液の加熱処理がスムーズに行われず、突沸等によるロスが生じたり、周囲が余分に加熱されることにより、周囲からの汚染が生じるという問題があった。
【００２８】
そこで、本発明者らは、元素分析前処理用容器を、容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値が０．５ｃａｌ／（℃・ｃｃ）より小であり、又は容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値が０．０１ｃａｌ／（ｓｅｃ・℃・ｃｍ）（ｃｍ）以上であり、かつ容器の材質がセラミックである容器とすれば、効率的に試料を加熱処理することができるとともに、耐酸性と耐熱性の両方を向上させることができることを見出し、本発明を完成させた。
【００２９】
本発明の元素分析前処理用容器は、例えば、円筒形状の容器を作製する場合を例にすると、以下のような関係式と図１に示す方法によって製造することが出来る。
先ず、所望の容器材質の密度Ρ、容器の内径Ｄ、高さＨを（１）と（２）の両式に代入し、容器内容積Ｖと容器重量Ｗの値を容器の肉厚ｔを用いて求める（関係式（１）、（２）参照。）。次に容器材質の比熱Ｃｐ、上記ＶとＷ、所望の容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値を（３）式に代入して、本発明の０．５ｃａｌ／（℃・ｃｃ）より小の、容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値を有する元素分析前処理容器の肉厚ｔを算出する（関係式（３）参照。）。この場合、密度Ｐ、比熱Ｃｐは材質が同じでも、製造方法等により、出来た容器の密度、比熱は変わることがあるので、予め測定しておくのが望ましい。
【００３０】
次に、例えばＣＶＤ法により、所望の形状の容器が得られるように成形された耐熱性基材１１上にセラミックを蒸着させてセラミック層１０ａを堆積する。この蒸着時間の長さを変えることにより、セラミック層１０ａ、すなわち容器の肉厚を調節することができ、上記算出値の肉厚の分だけ堆積させる。そして、蒸着反応終了後、それらを室温まで冷却して炉から取り出す（図１（ａ）参照。）。
この冷却の際、耐熱性基材１１とセラミック層１０ａは、それぞれ熱膨張係数の違いから両者の間に隙間を生じる。この隙間を利用して、セラミック層１０ａを耐熱性基材１１から引き抜いて分離することができ、それによってセラミック容器１０を得ることができる（図１（ｂ）参照。）。このようにして、本発明の内容積に対する容器の熱容量の比の値が所望値となる元素分析前処理用容器を得ることができる。
【００３１】
また、所望の容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値が、０．０１ｃａｌ／（ｓｅｃ・℃・ｃｍ）（ｃｍ）以上になるよう、所望の容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値と容器材質の熱伝導率Ｋを（４）式に代入して、肉厚ｔの値を算出し、上記のように、ＣＶＤ法によって算出値の肉厚の分だけ堆積させ、冷却して耐熱性基材と分離することで、本発明の容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値が所望値となる元素分析前処理用容器を得ることができる（関係式（４）参照。）。この場合も、熱伝導率Ｋは材質が同じでも、製造方法等により、出来た容器の熱伝導率は変わることがあるので、予め測定しておくのが望ましい。
容器の肉厚を薄くし、比熱が小さく、熱伝導率の大きな材料を使用することで、本発明の元素分析前処理用容器を製造することが可能となる。
【００３２】
容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値に関する各パラメータ、及び関係式を以下に示す。
容器材質の比熱（ｃａｌ／（℃・ｇ））：Ｃｐ
容器材質の密度（ｇ／ｃｍ３）：Ρ
容器の内径（ｃｍ）：Ｄ
容器の高さ（ｃｍ）：Ｈ
容器の肉厚（ｃｍ）：ｔ
（１）容器内容積（ｃｃ）：Ｖ＝（Ｄ／２）２×Ｈ×３．１４
（２）容器重量（ｇ）：Ｗ＝（Ｄ×Ｈ×３．１４＋（Ｄ／２）２×３．１４）×ｔ×Ρ
（３）容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値（ｃａｌ／（℃・ｃｃ））＝Ｃｐ×Ｗ／Ｖ
【００３３】
容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値に関する各パラメータ、及び関係式を以下に示す。
容器材質の熱伝導率（ｃａｌ／（ｓｅｃ・℃・ｃｍ））：Ｋ
容器の肉厚（ｃｍ）：ｔ
（４）容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値（ｃａｌ／（ｓｅｃ・℃・ｃｍ）（ｃｍ））＝Ｋ／ｔ
【００３４】
本発明の容器を元素分析の前処理に用いれば、試料を効率良く、すばやく加熱できることから、熱処理を行う際、工程時間を短く出来、余分に加熱する必要がないことから、省エネで、周りからの汚染なく精密な処理が可能となり、分析精度を向上させることができる。
また、このセラミックからなる元素分析前処理用容器は、耐熱性、耐薬品性に優れるものであり、また、急速な加熱及び冷却にも十分耐えうるものであるので、加熱処理、酸溶解処理等の複数の工程を有する前処理を、複数の容器を用いることなく、一つの容器を用いて行うことが可能である。したがって、容器の移し替えに伴う不純物混入のリスクを低減することができ、この観点からも精密な元素分析を行うためには有利である。さらに、容器の移し替えに要していた時間や、容器の洗浄に要していた時間及び労力を削減することができ、コスト低減の効果もある。
【００３５】
なお、セラミックとしては、例えば、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＢＮ、Ａｌ２Ｏ３などが挙げられるが、材質がこれらの容器は、耐熱性と、耐薬品性に特に優れており、また耐久性にも優れ長寿命であるため好ましい。その中でも、ＡｌＮ製容器や、ＰＢＮ製容器は、耐フッ酸性に特に優れるものである。また、シリコン元素を成分として含まず、しかも、純度が高くて容器由来の汚染がほとんどないため、これらの容器を用いることで、従来は困難であったシリコン元素の微量分析を、高精度で行うことができる。
そして、ＣＶＤ法によって製造することで純度の高いセラミック容器ができるため、これを元素分析の前処理に用いれば、容器由来の試料の汚染が殆どなく、前処理後の元素分析を精密に行うことが可能となる。
【００３６】
また、容器の内容積が３００ｃｃ以下のものであれば、熱処理工程において、試料の温度のむらを少なくし、効率良く加熱することが出来、速やかに熱処理を行うことが可能となり、それによって前処理後の元素分析の精度を上げることができる。
【００３７】
そして、本発明は、以上のような元素分析前処理用容器を用いて、以下のような元素分析方法を提供する。
例えば、有機化合物及び／又は珪素樹脂といった試料に含まれる不純物元素を分析する場合は、本発明は、少なくとも、試料の加熱処理工程、酸溶解処理工程を含む前処理を行い、その後、元素分析を行う方法であって、前記前処理を、上記本発明の元素分析前処理用容器を用いて行うことを特徴とする元素分析方法である。
【００３８】
上記のように、有機化合物、珪素樹脂といった試料に含まれる不純物元素を分析する場合は、加熱処理、酸溶解処理を含む前処理を行い、有機化合物、珪素樹脂を除去した溶液（測定用試料）にした後に、不純物元素の分析を行う。具体的には、有機化合物の場合は、硫酸分解の後に電気炉等で加熱して有機化合物を除去し、その後硝酸を加えて溶液とする。また、珪素樹脂の場合には、フッ酸を加えた後に加熱して珪素樹脂を除去し、その後硝酸等を加えて溶液とする。
【００３９】
本発明の元素分析前処理用容器は、試料を効率良く、すばやく加熱できるとともに、耐熱性、耐酸性に優れるものであるため、従来のように加熱処理工程と酸溶解処理工程とで異なる複数の容器を用いる必要がなく、前処理を一つの元素分析前処理用容器を用いて行うことが可能である。したがって、従来のように、加熱処理工程と酸溶解処理工程とで異なる容器を用いて前処理を行っていた場合と比較して、工程時間を大幅に短縮することができ、また、不純物混入のリスクを少なくすることができる。そのため、前処理を迅速に行うことができ、しかも、その後の元素分析を、精密に行うことができる。
【００４０】
前記加熱処理として、少なくとも、空気中、４００℃以上で灰化処理を行うのが好ましい。試料によっては灰化処理は４００℃以上で可能であり、また、本発明の元素分析前処理用容器は耐熱性に優れているため、４００℃以上の温度に十分に耐え得る。
【００４１】
次に、前記酸溶解処理工程において、本発明の元素分析前処理用容器は耐薬品性に優れているため、塩酸、硝酸、フッ酸、硫酸のいずれか一種類以上の溶剤を用いることが可能である。
【００４２】
デバイス等の製造工程における材料には、有機化合物、珪素樹脂等の試料と、酸化ビスマス、酸化アンチモン等の試料とが混合して含有されていることも多い。本発明の元素分析前処理用容器は、上記のように異なる前処理をする試料が混合して含有されている試料を分析するのに、特に有効である。すなわち、デバイス等の材料に含有される不純物元素を分析するのに、有機化合物、珪素樹脂等や、酸化ビスマス、酸化アンチモン等を除去した溶液（測定用試料）にする前処理を、一つの元素分析前処理用容器で行うことができるため、不純物混入のリスクが減り、しかも、作業が大幅に効率化できるのである。
【実施例】
【００４３】
以下に本発明の実施例および比較例をあげてさらに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。
（実施例１〜４、比較例１〜４）
下記の表１に示すように、容器の内容積が同じで、肉厚が異なるＰＢＮ製容器を７つ用意し、それぞれの容器を用いてモールディングコンパウンドについて元素分析を行った（実施例１〜４、比較例１〜３。）。
まず、元素分析前に以下の処理を行った。
試料としてモールディングコンパウンド１ｇを容積２１．１９５ｍｌのＰＢＮ製容器に採取して０．５ｍｌの硫酸により電熱器上で分解した。次に、電気炉で７００℃まで加熱して灰化した。次に、フッ酸と臭化水素酸を加えて溶解した。次にその溶解液を電熱器上で加熱して、残渣のケイ素とアンチモンの酸化物を揮散させて除去した。次に、この容器に少量の硝酸を加えて残渣を溶解して回収し、２ｍｌの定容とし、測定用試料とした。
以上の前処理後、元素分析を行った。
また、従来のように石英製容器とＰＴＦＥ製容器を用いて前処理を行い、その後元素分析を行った（比較例４）。
【００４４】
表１に、実施例１〜４と比較例１〜３における、容器の比熱、密度、内径、高さ、肉厚、内容積、重量、容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値を示した。
【００４５】
その結果、本発明の０．５ｃａｌ／（℃・ｃｃ）より小である容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値を有する実施例１〜４では、試料の酸溶解処理工程における加熱分解の際に、スムーズに加熱することができた。さらに、従来の方法である、前処理に石英製容器とＰＴＦＥ製容器を用いた比較例４の分析値と比較して、Ｔｈが７０％、Ｕが８８％となったが、標準偏差はいずれも数％以下となりバラツキが少ないことが確認できた。
また、前処理に要した時間は、２時間程度であり、従来の石英製容器とＰＴＦＥ製容器を用いた場合には、４時間程度であったことと比較すると大幅に前処理の時間を短縮できた。
なお、比較例２、３では、加熱処理時に熱がすぐに伝わらず、突沸してしまい、測定精度が低下して回収率が４０％となってしまった。
【００４６】
【表１】
【００４７】
（実施例５〜８、比較例５〜８）
下記の表２に示すように、肉厚が異なるＰＢＮ製容器を７つ用意し、それぞれの容器を用いてモールディングコンパウンドについて元素分析を行った（実施例５〜８、比較例５〜７。）。
まず、元素分析前に以下の処理を行った。
試料としてモールディングコンパウンド１ｇを容積６．２８ｍｌのＰＢＮ製容器に採取して０．５ｍｌの硫酸により電熱器上で分解した。次に、電気炉で７００℃まで加熱して灰化した。次に、フッ酸と臭化水素酸を加えて溶解した。次にその溶解液を電熱器上で加熱して、残渣のケイ素とアンチモンの酸化物を揮散させて除去した。次に、この容器に少量の硝酸を加えて残渣を溶解して回収し、２ｍｌの定容とし、測定用試料とした。
以上の前処理後、元素分析を行った。
また、従来のように石英製容器とＰＴＦＥ製容器を用いて前処理を行い、その後元素分析を行った（比較例８）。
【００４８】
表２に、実施例５〜８と比較例５〜７における、ＰＢＮの熱伝導率（ＰＢＮ結晶は異方性を持ち、方向によって熱伝導率が異なるが、ここでは容器の厚さ方向の熱伝導率を言う。）、容器肉厚、容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値を示した。
【００４９】
その結果、本発明の０．０１ｃａｌ／（ｓｅｃ・℃・ｃｍ）（ｃｍ）以上である容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値を有する実施例５〜８では、試料の酸溶解処理工程における加熱分解の際に、スムーズに加熱することができた。さらに、従来の方法である、前処理に石英製容器とＰＴＦＥ製容器を用いた比較例８の分析値と比較して、Ｔｈが７１％、Ｕが９０％となったが、標準偏差はいずれも数％以下となりバラツキが少ないことが確認できた。
また、前処理に要した時間は、２時間程度であり、従来の石英製容器とＰＴＦＥ製容器を用いた場合には、４時間程度であったことと比較すると大幅に前処理の時間を短縮できた。
なお、比較例５〜７では、加熱処理時に熱がすぐに伝わらず、突沸してしまい、測定精度が低下して回収率が３５％となってしまった。
【００５０】
【表２】
【００５１】
なお、本発明は、上記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。
【００５２】
例えば、上記実施例では、元素分析前処理用容器として、ＰＢＮ製容器を用いた場合を例に挙げ説明しているが、本発明はこれに限定されず、容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値が０．５ｃａｌ／（℃・ｃｃ）より小であり、又は容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値が０．０１ｃａｌ／（ｓｅｃ・℃・ｃｍ）（ｃｍ）以上であり、かつ容器の材質がセラミックであれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の元素分析前処理用容器の製造方法の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０…セラミック製容器、 １０ａ…セラミック層、 １１…耐熱性基材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
元素分析の前処理で、少なくとも測定試料を溶剤で溶解する際に使用される容器であって、該容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値が０．５ｃａｌ／（℃・ｃｃ）より小であり、かつ容器の材質がセラミックであることを特徴とする元素分析前処理用容器。
【請求項２】
元素分析の前処理で、少なくとも測定試料を溶剤で溶解する際に使用される容器であって、該容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値が０．０１ｃａｌ／（ｓｅｃ・℃・ｃｍ）（ｃｍ）以上であり、かつ容器の材質がセラミックであることを特徴とする元素分析前処理用容器。
【請求項３】
前記セラミックが、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＢＮ、Ａｌ２Ｏ３のいずれかであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の元素分析前処理用容器。
【請求項４】
前記容器がＣＶＤ法で製造されたものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の元素分析前処理用容器。
【請求項５】
前記容器の内容積が３００ｃｃ以下のものであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の元素分析前処理用容器。
【請求項６】
少なくとも、試料の加熱処理工程、酸溶解処理工程を含む前処理を行い、その後、元素分析を行う方法であって、前記前処理を、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の元素分析前処理用容器を用いて行うことを特徴とする元素分析方法。
【請求項７】
前記加熱処理として、少なくとも、空気中、４００℃以上で行う灰化処理を含むことを特徴とする請求項６に記載の元素分析方法。
【請求項８】
前記溶剤として、塩酸、硝酸、フッ酸、硫酸のいずれか一種類以上を用いることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の元素分析方法。
【請求項９】
前記試料を、有機化合物及び／又は珪素樹脂とすることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の元素分析方法。
【請求項１】
元素分析の前処理で、少なくとも測定試料を溶剤で溶解する際に使用される容器であって、該容器の内容積に対する容器の熱容量の比の値が０．５ｃａｌ／（℃・ｃｃ）より小であり、かつ容器の材質がセラミックであることを特徴とする元素分析前処理用容器。
【請求項２】
元素分析の前処理で、少なくとも測定試料を溶剤で溶解する際に使用される容器であって、該容器の肉厚に対する熱伝導率の比の値が０．０１ｃａｌ／（ｓｅｃ・℃・ｃｍ）（ｃｍ）以上であり、かつ容器の材質がセラミックであることを特徴とする元素分析前処理用容器。
【請求項３】
前記セラミックが、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＢＮ、Ａｌ２Ｏ３のいずれかであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の元素分析前処理用容器。
【請求項４】
前記容器がＣＶＤ法で製造されたものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の元素分析前処理用容器。
【請求項５】
前記容器の内容積が３００ｃｃ以下のものであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の元素分析前処理用容器。
【請求項６】
少なくとも、試料の加熱処理工程、酸溶解処理工程を含む前処理を行い、その後、元素分析を行う方法であって、前記前処理を、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の元素分析前処理用容器を用いて行うことを特徴とする元素分析方法。
【請求項７】
前記加熱処理として、少なくとも、空気中、４００℃以上で行う灰化処理を含むことを特徴とする請求項６に記載の元素分析方法。
【請求項８】
前記溶剤として、塩酸、硝酸、フッ酸、硫酸のいずれか一種類以上を用いることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の元素分析方法。
【請求項９】
前記試料を、有機化合物及び／又は珪素樹脂とすることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の元素分析方法。
【図１】
【公開番号】特開２００６−１８９３８２（Ｐ２００６−１８９３８２Ａ）
【公開日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２７８６（Ｐ２００５−２７８６）
【出願日】平成１７年１月７日（２００５．１．７）
【出願人】（０００００２０６０）信越化学工業株式会社 (3,361)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月７日（２００５．１．７）
【出願人】（０００００２０６０）信越化学工業株式会社 (3,361)
【Ｆターム（参考）】
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