JPH0961314A - 微量金属分析用標準ガス、標準ガスの調製装置および標準ガスの調製方法 - Google Patents
微量金属分析用標準ガス、標準ガスの調製装置および標準ガスの調製方法Info
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- JPH0961314A JPH0961314A JP7237777A JP23777795A JPH0961314A JP H0961314 A JPH0961314 A JP H0961314A JP 7237777 A JP7237777 A JP 7237777A JP 23777795 A JP23777795 A JP 23777795A JP H0961314 A JPH0961314 A JP H0961314A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 クリーンルーム内の雰囲気などに含まれる金
属化合物を直接法により分析するための標準ガスを提供
する。 【解決手段】 微量金属分析用標準ガスは、温度２０℃
以上で昇華圧を有する金属化合物の蒸気と、この金属化
合物に対して不活性な気体とを含んでいる。
属化合物を直接法により分析するための標準ガスを提供
する。 【解決手段】 微量金属分析用標準ガスは、温度２０℃
以上で昇華圧を有する金属化合物の蒸気と、この金属化
合物に対して不活性な気体とを含んでいる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、標準ガス、特に、
微量金属を分析するために用いられる標準ガスに関す
る。
微量金属を分析するために用いられる標準ガスに関す
る。
【０００２】
【従来の技術とその課題】近年、ＩＣ等の電子部品の集
積度が高まるに従って、それを製造するためのクリーン
ルーム内の雰囲気には、より高度な清浄度が求められて
いる。また、各種分析用や半導体の製造用などに用いら
れる高純度ガス、純水あるいは有機溶媒などについて
も、分析精度や製造効率をより高めるために、より高純
度なものが求められている。特に、このような雰囲気中
や高純度ガス中（以下、単に雰囲気中という）あるいは
純水や有機溶媒などに不純物として含まれる金属化合物
の許容量はｎｇ／ｍ3 （ナノグラム：１０-9ｇ／ｍ3 ）
オーダーとされているため、上述の雰囲気中や純水、有
機溶媒などに含まれる金属化合物の検出精度の向上が特
に要求されている。
積度が高まるに従って、それを製造するためのクリーン
ルーム内の雰囲気には、より高度な清浄度が求められて
いる。また、各種分析用や半導体の製造用などに用いら
れる高純度ガス、純水あるいは有機溶媒などについて
も、分析精度や製造効率をより高めるために、より高純
度なものが求められている。特に、このような雰囲気中
や高純度ガス中（以下、単に雰囲気中という）あるいは
純水や有機溶媒などに不純物として含まれる金属化合物
の許容量はｎｇ／ｍ3 （ナノグラム：１０-9ｇ／ｍ3 ）
オーダーとされているため、上述の雰囲気中や純水、有
機溶媒などに含まれる金属化合物の検出精度の向上が特
に要求されている。
【０００３】ところで、雰囲気中などに含まれる微量な
金属化合物の分析方法は、分析対象に対して何らかの前
処理を施してから分析する方法（間接法）と、分析対象
をそのままで直接分析する方法（直接法）とに大別する
ことができる。
金属化合物の分析方法は、分析対象に対して何らかの前
処理を施してから分析する方法（間接法）と、分析対象
をそのままで直接分析する方法（直接法）とに大別する
ことができる。
【０００４】例えば、雰囲気中の微量な金属化合物を分
析する場合、間接法による分析方法では、雰囲気中に含
まれる金属化合物を一旦吸収液に捕集するなどの前処理
を行い、得られた吸収液を試料として分析機器に導入し
て分析している。しかし、このような間接法では、上述
の様な前処理が必要なために操作が煩雑であり、前処理
の過程で用いる試薬、器具および分析環境などから試料
が汚染を受けやすい。このため、信頼性の高い分析結果
を得るためには、クリーンルームなどの環境設備を備え
た特別な分析室において、超高純度試薬や石英器具類な
どを用いる必要がある。
析する場合、間接法による分析方法では、雰囲気中に含
まれる金属化合物を一旦吸収液に捕集するなどの前処理
を行い、得られた吸収液を試料として分析機器に導入し
て分析している。しかし、このような間接法では、上述
の様な前処理が必要なために操作が煩雑であり、前処理
の過程で用いる試薬、器具および分析環境などから試料
が汚染を受けやすい。このため、信頼性の高い分析結果
を得るためには、クリーンルームなどの環境設備を備え
た特別な分析室において、超高純度試薬や石英器具類な
どを用いる必要がある。
【０００５】また、間接法では、上述の前処理におい
て、被分析金属元素を含む全ての化合物を完全に捕集す
る必要があるが、雰囲気中に含まれる被金属元素などの
形態はガス状や粒子状などと一定でなく、また、ガス組
成や粒子径も様々であるため、完全な捕集法を確立する
のは極めて困難である。このため、間接法では、信頼性
の高い分析結果を得るのが困難である。
て、被分析金属元素を含む全ての化合物を完全に捕集す
る必要があるが、雰囲気中に含まれる被金属元素などの
形態はガス状や粒子状などと一定でなく、また、ガス組
成や粒子径も様々であるため、完全な捕集法を確立する
のは極めて困難である。このため、間接法では、信頼性
の高い分析結果を得るのが困難である。
【０００６】一方、直接法による分析手法としては、例
えば、ＩＣＰ／ＡＥＳ（高周波誘導結合プラズマ発光分
光分析装置）を用いる方法が挙げられる。このような直
接法によれば、雰囲気を前処理することなくそのままの
状態で直接分析することができるため、間接法の場合に
比べて信頼性の高い分析結果が容易に得られる。
えば、ＩＣＰ／ＡＥＳ（高周波誘導結合プラズマ発光分
光分析装置）を用いる方法が挙げられる。このような直
接法によれば、雰囲気を前処理することなくそのままの
状態で直接分析することができるため、間接法の場合に
比べて信頼性の高い分析結果が容易に得られる。
【０００７】ところが、このような直接法では、被分析
金属元素の標準ガスが必要となるため、分析可能な被分
析金属元素は、それ用のボンベ詰めの標準ガスが調製可
能なもの、具体的にはアルシンを用いる砒素、セレン化
水素を用いるセレン、シランを用いる硅素の場合などの
僅か数元素に限られている。
金属元素の標準ガスが必要となるため、分析可能な被分
析金属元素は、それ用のボンベ詰めの標準ガスが調製可
能なもの、具体的にはアルシンを用いる砒素、セレン化
水素を用いるセレン、シランを用いる硅素の場合などの
僅か数元素に限られている。
【０００８】本発明の目的は、クリーンルーム内の雰囲
気や高純度ガス中、あるいは各種分析用、半導体の製造
用などに用いられる純水、有機溶媒などに含まれる金属
化合物を直接法により分析するための標準ガスを提供す
ることにある。
気や高純度ガス中、あるいは各種分析用、半導体の製造
用などに用いられる純水、有機溶媒などに含まれる金属
化合物を直接法により分析するための標準ガスを提供す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の目
的を達成するために鋭意研究した結果、昇華性を有する
金属化合物を用い、この化合物の昇華圧と気体中におけ
る拡散速度とを利用すれば、極めて低濃度の標準ガスを
長期間安定して供給できることを見い出し、本発明に至
った。
的を達成するために鋭意研究した結果、昇華性を有する
金属化合物を用い、この化合物の昇華圧と気体中におけ
る拡散速度とを利用すれば、極めて低濃度の標準ガスを
長期間安定して供給できることを見い出し、本発明に至
った。
【００１０】すなわち、本発明に係る微量金属分析用標
準ガスは、温度２０℃以上で昇華圧を有する金属化合物
の蒸気と、この金属化合物に対して不活性な気体とを含
んでいる。
準ガスは、温度２０℃以上で昇華圧を有する金属化合物
の蒸気と、この金属化合物に対して不活性な気体とを含
んでいる。
【００１１】この標準ガスは、通常、金属化合物の蒸気
を１ｐｐｔ〜１０ｐｐｍの濃度範囲で含んでいる。
を１ｐｐｔ〜１０ｐｐｍの濃度範囲で含んでいる。
【００１２】また、金属化合物は、有機金属錯体、有機
金属カルボニルおよび有機金属キレートからなる群から
選ばれた少なくとも１つのものである。
金属カルボニルおよび有機金属キレートからなる群から
選ばれた少なくとも１つのものである。
【００１３】また、本発明に係る標準ガスの調製装置
は、温度２０℃以上で昇華圧を有する金属化合物を用い
て微量金属を分析するために用いられる標準ガスを調製
するためのものである。この装置は、金属化合物を封入
するためのセルと、流入口と流出口とを有しかつ金属化
合物に対して不活性な気体を流すための流路と、セルと
流路とを接続するための連通管とを備えている。連通管
は、流入口と流出口との間において流路に接続してい
る。
は、温度２０℃以上で昇華圧を有する金属化合物を用い
て微量金属を分析するために用いられる標準ガスを調製
するためのものである。この装置は、金属化合物を封入
するためのセルと、流入口と流出口とを有しかつ金属化
合物に対して不活性な気体を流すための流路と、セルと
流路とを接続するための連通管とを備えている。連通管
は、流入口と流出口との間において流路に接続してい
る。
【００１４】このような調製装置では、セル内に封入さ
れた金属化合物から発生した蒸気が連通管を介して流路
内に導かれる。流路内では、流入口から導入された不活
性な気体が金属化合物の蒸気と混ざり合い、標準ガスと
なって流出口から外部に放出される。
れた金属化合物から発生した蒸気が連通管を介して流路
内に導かれる。流路内では、流入口から導入された不活
性な気体が金属化合物の蒸気と混ざり合い、標準ガスと
なって流出口から外部に放出される。
【００１５】なお、この調製装置は、例えば、セルを加
熱するための加熱装置をさらに備えていてもよい。この
ような加熱装置を備えている場合は、セル内の金属化合
物を加熱することができるので、金属化合物から蒸気を
発生させ易くなり、例えば昇華圧が小さな金属化合物を
用いた場合でも、安定的に標準ガスを調製することがで
きる。
熱するための加熱装置をさらに備えていてもよい。この
ような加熱装置を備えている場合は、セル内の金属化合
物を加熱することができるので、金属化合物から蒸気を
発生させ易くなり、例えば昇華圧が小さな金属化合物を
用いた場合でも、安定的に標準ガスを調製することがで
きる。
【００１６】本発明に係る標準ガスの調製方法は、微量
金属を分析するために用いられる標準ガスを調製するた
めの方法である。この方法では、温度２０℃以上で昇華
圧を有する金属化合物から発生する蒸気と、金属化合物
に対して不活性な気体とを混合して標準ガスを調製して
いる。
金属を分析するために用いられる標準ガスを調製するた
めの方法である。この方法では、温度２０℃以上で昇華
圧を有する金属化合物から発生する蒸気と、金属化合物
に対して不活性な気体とを混合して標準ガスを調製して
いる。
【００１７】このような本発明に係る標準ガスの調製方
法によれば、温度２０℃以上で昇華圧を有する金属化合
物から安定的に当該金属化合物の蒸気が発生し得るの
で、結果として目的とする標準ガスを安定的に調製する
ことができる。
法によれば、温度２０℃以上で昇華圧を有する金属化合
物から安定的に当該金属化合物の蒸気が発生し得るの
で、結果として目的とする標準ガスを安定的に調製する
ことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の標準ガスで用いられる、
温度２０℃以上で昇華圧を有する金属化合物は、温度２
０℃以上において固体でありかつ昇華圧を有するもので
ある。当該金属化合物の昇華圧は、２０℃以上で１０-7
Ｐａ以上であり、２００℃以下の温度で１０-4Ｐａ以上
が好ましい。昇華圧が２０℃以上で１０-7Ｐａ未満の場
合は、昇華圧が小さすぎるため、必要な濃度の標準ガス
が得られにくい。同様に、２００℃以下の温度で１０-4
Ｐａ未満の場合も、昇華圧が小さすぎるため、必要な濃
度の標準ガスが得られにくい。
温度２０℃以上で昇華圧を有する金属化合物は、温度２
０℃以上において固体でありかつ昇華圧を有するもので
ある。当該金属化合物の昇華圧は、２０℃以上で１０-7
Ｐａ以上であり、２００℃以下の温度で１０-4Ｐａ以上
が好ましい。昇華圧が２０℃以上で１０-7Ｐａ未満の場
合は、昇華圧が小さすぎるため、必要な濃度の標準ガス
が得られにくい。同様に、２００℃以下の温度で１０-4
Ｐａ未満の場合も、昇華圧が小さすぎるため、必要な濃
度の標準ガスが得られにくい。
【００１９】なお、本発明に係る標準ガスの調製装置を
用いて２０℃で連続的にかつ安定的に標準ガスを調製す
るためには、２０℃で１０-4Ｐａ以上の昇華圧を有する
金属化合物を用いるのが好ましい。
用いて２０℃で連続的にかつ安定的に標準ガスを調製す
るためには、２０℃で１０-4Ｐａ以上の昇華圧を有する
金属化合物を用いるのが好ましい。
【００２０】上述の金属化合物としては、通常、有機金
属錯体、有機金属カルボニル、有機金属キレートなどの
有機金属化合物が用いられる。有機金属錯体の具体例と
しては、ジシクロペンタジエニルチタニウムジクロライ
ド、ジシクロペンタジエニルジルコニウム（ＩＩ）ジク
ロライド、ジシクロペンタジエニル鉄（ＩＩ）、ジシク
ロペンタジエニルニッケル（ＩＩ）が挙げられる。
属錯体、有機金属カルボニル、有機金属キレートなどの
有機金属化合物が用いられる。有機金属錯体の具体例と
しては、ジシクロペンタジエニルチタニウムジクロライ
ド、ジシクロペンタジエニルジルコニウム（ＩＩ）ジク
ロライド、ジシクロペンタジエニル鉄（ＩＩ）、ジシク
ロペンタジエニルニッケル（ＩＩ）が挙げられる。
【００２１】また、有機金属カルボニルの具体例として
は、モリブデンヘキサカルボニル、クロムヘキサカルボ
ニル、タングステンヘキサカルボニル、ジコバルトオク
タカルボニル、ジマンガンデカカルボニルなどが挙げら
れる。
は、モリブデンヘキサカルボニル、クロムヘキサカルボ
ニル、タングステンヘキサカルボニル、ジコバルトオク
タカルボニル、ジマンガンデカカルボニルなどが挙げら
れる。
【００２２】さらに、有機金属キレートの具体例として
は、アセチルアセトン（ＡＡ）、ジビバロイルメタン
（ＤＰＭ）、ヘキサフルオロアセチルアセトン（ＨＦ
Ａ）、３−フェニル−２，４−ペンタンジオン（ＰＡ
Ａ）、ビバロイルトリフルオロアセトン（ＰＴＡ）、ト
リフルオロアセチルアセトン（ＴＡＡ）、トリ−ｎ−オ
クチルホスフィンオキサイド（ＴＯＰＯ）、セノイルト
リフルオロアセトン（ＴＴＡ）などのキレート剤と、Ａ
ｌ（ＩＩＩ）、Ｂａ（ＩＩ）、Ｂｅ、Ｃａ（ＩＩ）、Ｃ
ｄ（ＩＩ）、Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｃｏ（Ｉ
ＩＩ）、Ｃｒ（ＩＩＩ）、Ｃｕ（ＩＩ）、Ｆｅ（Ｉ
Ｉ）、Ｆｅ（ＩＩＩ）、Ｇａ（ＩＩＩ）、Ｍｇ（Ｉ
Ｉ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩＩ）、Ｍｏ（ＩＩ
Ｉ）、Ｎｉ（ＩＩ）、Ｐｂ（ＩＩ）、ＴｉＯ（ＩＩ）、
Ｖ（ＩＩＩ）、Ｚｎ（ＩＩ）、Ｚｒ（ＩＶ）、Ｕ（Ｉ
Ｖ）などの金属とのキレートが挙げられる。
は、アセチルアセトン（ＡＡ）、ジビバロイルメタン
（ＤＰＭ）、ヘキサフルオロアセチルアセトン（ＨＦ
Ａ）、３−フェニル−２，４−ペンタンジオン（ＰＡ
Ａ）、ビバロイルトリフルオロアセトン（ＰＴＡ）、ト
リフルオロアセチルアセトン（ＴＡＡ）、トリ−ｎ−オ
クチルホスフィンオキサイド（ＴＯＰＯ）、セノイルト
リフルオロアセトン（ＴＴＡ）などのキレート剤と、Ａ
ｌ（ＩＩＩ）、Ｂａ（ＩＩ）、Ｂｅ、Ｃａ（ＩＩ）、Ｃ
ｄ（ＩＩ）、Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｃｏ（Ｉ
ＩＩ）、Ｃｒ（ＩＩＩ）、Ｃｕ（ＩＩ）、Ｆｅ（Ｉ
Ｉ）、Ｆｅ（ＩＩＩ）、Ｇａ（ＩＩＩ）、Ｍｇ（Ｉ
Ｉ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩＩ）、Ｍｏ（ＩＩ
Ｉ）、Ｎｉ（ＩＩ）、Ｐｂ（ＩＩ）、ＴｉＯ（ＩＩ）、
Ｖ（ＩＩＩ）、Ｚｎ（ＩＩ）、Ｚｒ（ＩＶ）、Ｕ（Ｉ
Ｖ）などの金属とのキレートが挙げられる。
【００２３】なお、分析対象中に数種類の金属化合物が
含まれているような場合、本発明の標準ガスは、数種類
の上述の金属化合物による蒸気を含んでいてもよい。
含まれているような場合、本発明の標準ガスは、数種類
の上述の金属化合物による蒸気を含んでいてもよい。
【００２４】また、本発明の標準ガスで用いられる、上
述の金属化合物に対して不活性な気体としては、上述の
金属化合物と反応しないものであれば特に限定されるこ
となく種々のものを用いることができる。具体的には、
窒素、ヘリウム、水素、炭酸ガス、酸素、アルゴン、一
酸化炭素、亜酸化窒素などが例示できる。これらの気体
は、それぞれ単独で用いられてもよいし、２種以上を混
合して用いられてもよい。
述の金属化合物に対して不活性な気体としては、上述の
金属化合物と反応しないものであれば特に限定されるこ
となく種々のものを用いることができる。具体的には、
窒素、ヘリウム、水素、炭酸ガス、酸素、アルゴン、一
酸化炭素、亜酸化窒素などが例示できる。これらの気体
は、それぞれ単独で用いられてもよいし、２種以上を混
合して用いられてもよい。
【００２５】なお、上に挙げた不活性な気体の中には、
上に例示した金属化合物のうちのいずれかと反応し得る
ものもあるが、この場合は、気体と金属化合物との組合
せを、両者が互いに反応しないように設定する。
上に例示した金属化合物のうちのいずれかと反応し得る
ものもあるが、この場合は、気体と金属化合物との組合
せを、両者が互いに反応しないように設定する。
【００２６】上述の金属化合物の蒸気と上述の不活性な
気体とを含む本発明の標準ガスは、通常、金属化合物を
１ｐｐｔ〜１０ｐｐｍ（１０-12〜１０-5ｍ3／ｍ3）の
濃度範囲で含んでいる。濃度が１ｐｐｔ未満の場合は、
分析計の検出感度に限界があるため、標準ガスの濃度を
正確に測定すること（値付け）が困難となる。
気体とを含む本発明の標準ガスは、通常、金属化合物を
１ｐｐｔ〜１０ｐｐｍ（１０-12〜１０-5ｍ3／ｍ3）の
濃度範囲で含んでいる。濃度が１ｐｐｔ未満の場合は、
分析計の検出感度に限界があるため、標準ガスの濃度を
正確に測定すること（値付け）が困難となる。
【００２７】次に、上述の標準ガスの調製装置について
説明する。図１は、本発明に係る標準ガスの調製装置の
一形態の縦断面図である。図において、標準ガス調製装
置１は、主に、セル２と流路３と連通管４とを備えてい
る。
説明する。図１は、本発明に係る標準ガスの調製装置の
一形態の縦断面図である。図において、標準ガス調製装
置１は、主に、セル２と流路３と連通管４とを備えてい
る。
【００２８】セル２は、上述の金属化合物を封入するた
めの部材であり、例えばフッ素樹脂を用いて円筒状に形
成されている。セル２の内部には、金属化合物を封入す
るための空間５が設けられている。また、セル２の図上
端部には、空間５に繋がる、連通管４の一端を接続する
ための接続口６が設けられている。
めの部材であり、例えばフッ素樹脂を用いて円筒状に形
成されている。セル２の内部には、金属化合物を封入す
るための空間５が設けられている。また、セル２の図上
端部には、空間５に繋がる、連通管４の一端を接続する
ための接続口６が設けられている。
【００２９】流路３は、金属化合物に対して不活性な気
体を流すための筒状の部材であり、略水平に配置されて
いる。この流路３の両端部には、それぞれ気体の流入口
７および流出口８が設けられている。また、流路３にお
いて、流入口７と流出口８との略中間部には、連通管４
の他端を接続するための接続口９がＴ字状に設けられて
いる。
体を流すための筒状の部材であり、略水平に配置されて
いる。この流路３の両端部には、それぞれ気体の流入口
７および流出口８が設けられている。また、流路３にお
いて、流入口７と流出口８との略中間部には、連通管４
の他端を接続するための接続口９がＴ字状に設けられて
いる。
【００３０】連通管４は、セル２と流路３とを接続する
ための部材であり、セル２と同様に例えばフッ素樹脂製
である。連通管４の両端部には、それぞれジョイント部
１０および１１が形成されている。ジョイント部１０お
よび１１は、それぞれセル２の接続口６および流路３の
接続口９に対して着脱可能な状態で気密に挿入されてい
る。
ための部材であり、セル２と同様に例えばフッ素樹脂製
である。連通管４の両端部には、それぞれジョイント部
１０および１１が形成されている。ジョイント部１０お
よび１１は、それぞれセル２の接続口６および流路３の
接続口９に対して着脱可能な状態で気密に挿入されてい
る。
【００３１】次に、上述の標準ガス調製装置１を用いて
標準ガスを調製する方法について説明する。
標準ガスを調製する方法について説明する。
【００３２】先ず、連通管４をセル２および流路３から
取外し、セル２の空間５内に金属化合物１２を入れる。
そして、その金属化合物１２の上方に、通気性を有する
シリカウール１３を配置する。次に、連通管４のジョイ
ント部１０および１１をそれぞれセル２の接続口６およ
び流路３の接続口９に気密に装着する。
取外し、セル２の空間５内に金属化合物１２を入れる。
そして、その金属化合物１２の上方に、通気性を有する
シリカウール１３を配置する。次に、連通管４のジョイ
ント部１０および１１をそれぞれセル２の接続口６およ
び流路３の接続口９に気密に装着する。
【００３３】次に、流路３の流入口７側から流出口８側
に向けて、セル２内に封入した金属化合物１２に対して
不活性な気体を流し始める。ここで用いる不活性な気体
は、セル２内の金属化合物１２に対して不活性なものと
なるよう適宜選択する。
に向けて、セル２内に封入した金属化合物１２に対して
不活性な気体を流し始める。ここで用いる不活性な気体
は、セル２内の金属化合物１２に対して不活性なものと
なるよう適宜選択する。
【００３４】セル２内の金属化合物１２からは、それが
昇華性を有するために、その蒸気が図に矢印で示すよう
に発生し始める。この蒸気は、シリカウール１３を通過
して連通管４内を上昇し、流路３内に流入する。流路３
内に流入した金属化合物１２の蒸気は、流路３内を流れ
る不活性な気体と混ざり合い、流出口８から外部に流出
する。これにより、不活性な気体中に金属化合物１２の
蒸気が含まれた、目的とする標準ガスが調製される。
昇華性を有するために、その蒸気が図に矢印で示すよう
に発生し始める。この蒸気は、シリカウール１３を通過
して連通管４内を上昇し、流路３内に流入する。流路３
内に流入した金属化合物１２の蒸気は、流路３内を流れ
る不活性な気体と混ざり合い、流出口８から外部に流出
する。これにより、不活性な気体中に金属化合物１２の
蒸気が含まれた、目的とする標準ガスが調製される。
【００３５】このような標準ガスの調製方法において、
金属化合物１２の蒸気が連通管４内に拡散する速度は、
連通管４の長さに反比例し、内面積に比例することか
ら、連通管４の長さおよび内面積を適当に調整すること
により、標準ガスの濃度を所望の範囲に調整することが
できる。また、流路３内を流れる不活性な気体の流量を
可変にしておけば、連通管４から流路３内に流れ込む蒸
気との混合割合を調整することができるため、これによ
り標準ガスの濃度を調整することもできる。例えば、不
活性な気体の流量を５〜５，０００ｍｌ／分の範囲で調
整できるようにすれば、標準ガスの濃度を約１，０００
倍の範囲で調整することが可能になる。
金属化合物１２の蒸気が連通管４内に拡散する速度は、
連通管４の長さに反比例し、内面積に比例することか
ら、連通管４の長さおよび内面積を適当に調整すること
により、標準ガスの濃度を所望の範囲に調整することが
できる。また、流路３内を流れる不活性な気体の流量を
可変にしておけば、連通管４から流路３内に流れ込む蒸
気との混合割合を調整することができるため、これによ
り標準ガスの濃度を調整することもできる。例えば、不
活性な気体の流量を５〜５，０００ｍｌ／分の範囲で調
整できるようにすれば、標準ガスの濃度を約１，０００
倍の範囲で調整することが可能になる。
【００３６】このような手法により濃度を調整すれば、
本発明の標準ガスは、１ｐｐｔ〜１０ｐｐｍの濃度範囲
に容易に調整することができる。
本発明の標準ガスは、１ｐｐｔ〜１０ｐｐｍの濃度範囲
に容易に調整することができる。
【００３７】なお、上述の標準ガス調製装置１では、流
路３に対して１つのセル２のみを連通管４を介して接続
するように構成したが、本発明に係る標準ガス調製装置
では、流路３に対して２つ以上のセル２を接続するよう
に構成することもできる。この場合、２つ以上のセル２
にそれぞれ異なる金属化合物を封入すれば、２種類以上
の金属化合物の蒸気を含む標準ガスを調製することがで
きる。
路３に対して１つのセル２のみを連通管４を介して接続
するように構成したが、本発明に係る標準ガス調製装置
では、流路３に対して２つ以上のセル２を接続するよう
に構成することもできる。この場合、２つ以上のセル２
にそれぞれ異なる金属化合物を封入すれば、２種類以上
の金属化合物の蒸気を含む標準ガスを調製することがで
きる。
【００３８】また、上述の標準ガス調製装置１は、セル
２を加熱するためのヒーターをさらに備えていてもよ
い。この場合、ヒーターによりセル２内の金属化合物１
２を加熱することができるので、金属化合物１２として
昇華圧が小さいもの、例えば、上述したように２００℃
以下の温度で１０-4Ｐａ以上の昇華圧を有する金属化合
物を用いることができる。
２を加熱するためのヒーターをさらに備えていてもよ
い。この場合、ヒーターによりセル２内の金属化合物１
２を加熱することができるので、金属化合物１２として
昇華圧が小さいもの、例えば、上述したように２００℃
以下の温度で１０-4Ｐａ以上の昇華圧を有する金属化合
物を用いることができる。
【００３９】本発明の標準ガスは、クリーンルームなど
の雰囲気中や高純度ガス中あるいは純水や有機溶媒中に
含まれる金属を直接法により定量分析する際などに用い
られる。具体的には、ＩＣＰ／ＡＥＳ（高周波誘導結合
プラズマ発光分光分析法）やＭＩＰ／ＭＳ（マイクロ波
誘導プラズマ質量分析法）により雰囲気中やガス中に含
まれる金属を定量分析する際に用いられる。これらの分
析方法は、いずれも高感度分析法であり、ＭＩＰ／ＭＳ
の場合は数ｐｐｔレベル、ＩＣＰ／ＡＥＳの場合は数ｐ
ｐｂレベルの分析が可能である。このため、これらの分
析方法では、必要とされる標準ガスの濃度も数ｐｐｔか
ら数ｐｐｂであるが、本発明の標準ガスは、このような
濃度範囲に設定可能なため、これらの分析方法用として
用いた場合に特に有効である。
の雰囲気中や高純度ガス中あるいは純水や有機溶媒中に
含まれる金属を直接法により定量分析する際などに用い
られる。具体的には、ＩＣＰ／ＡＥＳ（高周波誘導結合
プラズマ発光分光分析法）やＭＩＰ／ＭＳ（マイクロ波
誘導プラズマ質量分析法）により雰囲気中やガス中に含
まれる金属を定量分析する際に用いられる。これらの分
析方法は、いずれも高感度分析法であり、ＭＩＰ／ＭＳ
の場合は数ｐｐｔレベル、ＩＣＰ／ＡＥＳの場合は数ｐ
ｐｂレベルの分析が可能である。このため、これらの分
析方法では、必要とされる標準ガスの濃度も数ｐｐｔか
ら数ｐｐｂであるが、本発明の標準ガスは、このような
濃度範囲に設定可能なため、これらの分析方法用として
用いた場合に特に有効である。
【００４０】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定される
ものではない。
明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定される
ものではない。
【００４１】実施例１ 予め清浄な窒素で置換した容積１２２ｍｌのバイアル瓶
３本を用意し、それぞれにクロムヘキサカルボニルを５
ｍｇ、１０ｍｇおよび４０ｍｇずつ加えた。その後、各
バイアル瓶をテフロンセプタムを用いて密栓し、２０．
０℃の恒温水槽に３時間放置した。
３本を用意し、それぞれにクロムヘキサカルボニルを５
ｍｇ、１０ｍｇおよび４０ｍｇずつ加えた。その後、各
バイアル瓶をテフロンセプタムを用いて密栓し、２０．
０℃の恒温水槽に３時間放置した。
【００４２】次に、各バイアル瓶内の気体をガスタイト
シリンジを用いて５ｍｌずつ採取した。これを窒素ガス
１，０００ｍｌを予め入れておいた３つのテドラーバッ
グのそれぞれに注入して十分に混合した。
シリンジを用いて５ｍｌずつ採取した。これを窒素ガス
１，０００ｍｌを予め入れておいた３つのテドラーバッ
グのそれぞれに注入して十分に混合した。
【００４３】続いて、各テドラーバッグ内の気体全量を
クロロホルム２０ｍｌを入れたシンター付きガラス吸収
瓶に１００ｍｌ／分の速度で吸引し、その後クロロホル
ムを用いて５０ｍｌに希釈した。このクロロホルム溶液
を、ＩＣＰ／ＡＥＳ（セイコー電子工業株式会社製のＳ
ＰＳ１５００ＶＲ型）に導入し、クロロホルム溶液中に
含まれるクロムの濃度を測定した。そして、その結果に
基づいて、下記の計算式を用いて各テドラーバッグ内の
クロムヘキサカルボニルの濃度を求めた。
クロロホルム２０ｍｌを入れたシンター付きガラス吸収
瓶に１００ｍｌ／分の速度で吸引し、その後クロロホル
ムを用いて５０ｍｌに希釈した。このクロロホルム溶液
を、ＩＣＰ／ＡＥＳ（セイコー電子工業株式会社製のＳ
ＰＳ１５００ＶＲ型）に導入し、クロロホルム溶液中に
含まれるクロムの濃度を測定した。そして、その結果に
基づいて、下記の計算式を用いて各テドラーバッグ内の
クロムヘキサカルボニルの濃度を求めた。
【００４４】
【数１】
【００４５】次に、各バイアル瓶内に清浄な窒素を注入
して大気圧と均圧化させ、これをさらに恒温水槽内に５
時間放置した。そして、上述の操作と同様の操作を繰返
し、同様に各テドラーバッグ内のクロムヘキサカルボニ
ル濃度を求めた。
して大気圧と均圧化させ、これをさらに恒温水槽内に５
時間放置した。そして、上述の操作と同様の操作を繰返
し、同様に各テドラーバッグ内のクロムヘキサカルボニ
ル濃度を求めた。
【００４６】同様に、恒温水槽内にはじめから２４時
間、１０日、３０日、９０日および１８０日放置した場
合についてもテドラーバッグ内のクロムヘキサカルボニ
ル濃度を求めた。結果を表１に示す。
間、１０日、３０日、９０日および１８０日放置した場
合についてもテドラーバッグ内のクロムヘキサカルボニ
ル濃度を求めた。結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】表１の結果から、バイアル瓶内にクロムヘ
キサカルボニルが存在する限り、その量とは無関係に一
定濃度の標準ガスが得られることが明らかになった。ま
た、長時間放置しても、安定した標準ガスが得られるこ
とが判った。
キサカルボニルが存在する限り、その量とは無関係に一
定濃度の標準ガスが得られることが明らかになった。ま
た、長時間放置しても、安定した標準ガスが得られるこ
とが判った。
【００４９】実施例２ 図１に示した標準ガス調製装置を準備した。なお、連通
管として、管の内面積：長さの比率が１：５００のもの
を用いた。
管として、管の内面積：長さの比率が１：５００のもの
を用いた。
【００５０】標準ガス調製装置のセルにクロムヘキサカ
ルボニル１００ｍｇを入れ、装置を２０．０℃の恒温水
槽にセットした。そして、流路に１００ｍｌ／分の速度
で窒素ガスを流しながら放置した。
ルボニル１００ｍｇを入れ、装置を２０．０℃の恒温水
槽にセットした。そして、流路に１００ｍｌ／分の速度
で窒素ガスを流しながら放置した。
【００５１】窒素ガスを流し始めてから１時間、２時
間、８時間、１６時間、２４時間、１０日、３０日、９
０日および１８０日後に、流路の流出口から流出するガ
ス中に含まれるクロムヘキサカルボニルの濃度を電子捕
獲検出器付きガスクロマトグラフ（株式会社島津製作所
製：ＧＣ−１４Ａ）を用いて測定した。結果を表２に示
す。
間、８時間、１６時間、２４時間、１０日、３０日、９
０日および１８０日後に、流路の流出口から流出するガ
ス中に含まれるクロムヘキサカルボニルの濃度を電子捕
獲検出器付きガスクロマトグラフ（株式会社島津製作所
製：ＧＣ−１４Ａ）を用いて測定した。結果を表２に示
す。
【００５２】
【表２】
【００５３】表２から、標準ガス調製装置は、略一定濃
度の標準ガスを長時間にわたって安定して供給できるこ
とが判った。
度の標準ガスを長時間にわたって安定して供給できるこ
とが判った。
【００５４】また、標準ガス調製装置において窒素ガス
の流速を１００ｍｌ／分、２００ｍｌ／分、３００ｍｌ
／分、５００ｍｌ／分、７５０ｍｌ／分および１，００
０ｍｌ／分に設定した場合について、流路の流出口から
流出するガスをＭＩＰ／ＭＳ（株式会社日立製作所製：
Ｐ−６０００型）に導入して質量数５２（Ｃｒ）におけ
るカウント数を測定したところ、図２に示すような極め
て良好な直線関係が得られた。
の流速を１００ｍｌ／分、２００ｍｌ／分、３００ｍｌ
／分、５００ｍｌ／分、７５０ｍｌ／分および１，００
０ｍｌ／分に設定した場合について、流路の流出口から
流出するガスをＭＩＰ／ＭＳ（株式会社日立製作所製：
Ｐ−６０００型）に導入して質量数５２（Ｃｒ）におけ
るカウント数を測定したところ、図２に示すような極め
て良好な直線関係が得られた。
【００５５】実施例３ 実施例２で用いたものと同様の標準ガス調製装置を用
い、セルにモリブデンヘキサカルボニル１００ｍｇを入
れて３０．０℃の恒温水槽にセットした。その後、窒素
ガスを１００ｍｌ／分の流速で流して実施例２と同様の
実験を行った。結果を表３に示す。表３から、この実施
例の場合も極めて安定して標準ガスを供給することがで
きることが判った。
い、セルにモリブデンヘキサカルボニル１００ｍｇを入
れて３０．０℃の恒温水槽にセットした。その後、窒素
ガスを１００ｍｌ／分の流速で流して実施例２と同様の
実験を行った。結果を表３に示す。表３から、この実施
例の場合も極めて安定して標準ガスを供給することがで
きることが判った。
【００５６】
【表３】
【００５７】実施例４ 実施例２で用いたものと同様の標準ガス調製装置を用
い、セルにタングステンヘキサカルボニル１００ｍｇを
入れて２０．０℃の恒温水槽にセットした。その後、窒
素ガスを１００ｍｌ／分の流速で流して実施例２と同様
の実験を行った。結果を表４に示す。表４から、この実
施例の場合も極めて安定して標準ガスを供給することが
できることが判った。
い、セルにタングステンヘキサカルボニル１００ｍｇを
入れて２０．０℃の恒温水槽にセットした。その後、窒
素ガスを１００ｍｌ／分の流速で流して実施例２と同様
の実験を行った。結果を表４に示す。表４から、この実
施例の場合も極めて安定して標準ガスを供給することが
できることが判った。
【００５８】
【表４】
【００５９】
【発明の効果】本発明に係る微量金属分析用標準ガス
は、温度２０℃以上で昇華圧を有する金属化合物の蒸気
を含んでいるので、雰囲気中に含まれる金属化合物を直
接法により分析するために利用することができる。
は、温度２０℃以上で昇華圧を有する金属化合物の蒸気
を含んでいるので、雰囲気中に含まれる金属化合物を直
接法により分析するために利用することができる。
【００６０】また、本発明に係る標準ガスの調製装置
は、昇華圧を有する金属化合物からの蒸気を連通管を介
して流路に導き、そこで当該金属化合物に対して不活性
な気体と混合しているので、一定濃度の標準ガスを安定
的に調製することができる。
は、昇華圧を有する金属化合物からの蒸気を連通管を介
して流路に導き、そこで当該金属化合物に対して不活性
な気体と混合しているので、一定濃度の標準ガスを安定
的に調製することができる。
【００６１】さらに、本発明に係る標準ガスの調製方法
は、昇華圧を有する金属化合物から発生する蒸気と、そ
れに対して不活性な気体とを混合することにより標準ガ
スを調製しているため、一定濃度の標準ガスを安定的に
調製することができる。
は、昇華圧を有する金属化合物から発生する蒸気と、そ
れに対して不活性な気体とを混合することにより標準ガ
スを調製しているため、一定濃度の標準ガスを安定的に
調製することができる。
【図１】本発明に係る標準ガス調製装置の一形態を示す
縦断面図。
縦断面図。
【図２】実施例２において、ＭＩＰ／ＭＳにより測定し
た質量数５２（Ｃｒ）におけるカウント数と窒素ガス流
量との関係を示すグラフ。
た質量数５２（Ｃｒ）におけるカウント数と窒素ガス流
量との関係を示すグラフ。
１ 標準ガス調製装置 ２ セル ３ 流路 ４ 連通管 ７ 流入口 ８ 流出口 １２ 金属化合物
Claims (6)
- 【請求項１】温度２０℃以上で昇華圧を有する金属化合
物の蒸気と、前記金属化合物に対して不活性な気体とを
含む、微量金属分析用標準ガス。 - 【請求項２】前記金属化合物の蒸気を１ｐｐｔ〜１０ｐ
ｐｍの濃度範囲で含む、請求項１に記載の微量金属分析
用標準ガス。 - 【請求項３】前記金属化合物が、有機金属錯体、有機金
属カルボニルおよび有機金属キレートからなる群から選
ばれた少なくとも１つである、請求項１または２に記載
の微量金属分析用標準ガス。 - 【請求項４】温度２０℃以上で昇華圧を有する金属化合
物を用いて微量金属を分析するために用いられる標準ガ
スを調製するための調製装置であって、 前記金属化合物を封入するためのセルと、 流入口と流出口とを有する、前記金属化合物に対して不
活性な気体を流すための流路と、 前記セルと前記流路とを接続するための連通管とを備
え、 前記連通管は、前記流入口と前記流出口との間において
前記流路に接続している、標準ガスの調製装置。 - 【請求項５】前記セルを加熱するための加熱装置をさら
に備えた、請求項４に記載の標準ガスの調製装置。 - 【請求項６】微量金属を分析するために用いられる標準
ガスを調製するための調製方法であって、 温度２０℃以上で昇華圧を有する金属化合物から発生す
る蒸気と、前記金属化合物に対して不活性な気体とを混
合する工程を含む、標準ガスの調製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23777795A JP3672267B2 (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 微量金属分析用標準ガス、標準ガスの調製装置および標準ガスの調製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23777795A JP3672267B2 (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 微量金属分析用標準ガス、標準ガスの調製装置および標準ガスの調製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0961314A true JPH0961314A (ja) | 1997-03-07 |
| JP3672267B2 JP3672267B2 (ja) | 2005-07-20 |
Family
ID=17020282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23777795A Expired - Fee Related JP3672267B2 (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 微量金属分析用標準ガス、標準ガスの調製装置および標準ガスの調製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3672267B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002273202A (ja) * | 2001-03-16 | 2002-09-24 | Kohei Urano | 極低濃度ガス発生方法及びそのための装置 |
| KR100838685B1 (ko) * | 2007-05-18 | 2008-06-16 | 한국표준과학연구원 | 포름알데히드 표준가스 제조를 위한 발생장치 |
| KR200449854Y1 (ko) * | 2009-07-23 | 2010-08-16 | 창성시스템 주식회사 | 플로우 셀 |
| JP2012189582A (ja) * | 2011-02-24 | 2012-10-04 | Sumitomo Seika Chem Co Ltd | 気体中金属元素の測定方法、測定用演算式決定方法および測定システム |
| JP2013205298A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Sumitomo Seika Chem Co Ltd | 標準ガス用原料の充填装置及びその充填方法 |
| CN111487374A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-08-04 | 中国测试技术研究院化学研究所 | 一种以固体原料制备气体标准物质的系统及方法 |
| CN116358967A (zh) * | 2023-05-25 | 2023-06-30 | 中国科学院大气物理研究所 | 一种航天探测用气体检测仪器在轨定标微型标准源装置 |
-
1995
- 1995-08-23 JP JP23777795A patent/JP3672267B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2002273202A (ja) * | 2001-03-16 | 2002-09-24 | Kohei Urano | 極低濃度ガス発生方法及びそのための装置 |
| KR100838685B1 (ko) * | 2007-05-18 | 2008-06-16 | 한국표준과학연구원 | 포름알데히드 표준가스 제조를 위한 발생장치 |
| KR200449854Y1 (ko) * | 2009-07-23 | 2010-08-16 | 창성시스템 주식회사 | 플로우 셀 |
| JP2012189582A (ja) * | 2011-02-24 | 2012-10-04 | Sumitomo Seika Chem Co Ltd | 気体中金属元素の測定方法、測定用演算式決定方法および測定システム |
| JP2013205298A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Sumitomo Seika Chem Co Ltd | 標準ガス用原料の充填装置及びその充填方法 |
| CN111487374A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-08-04 | 中国测试技术研究院化学研究所 | 一种以固体原料制备气体标准物质的系统及方法 |
| CN116358967A (zh) * | 2023-05-25 | 2023-06-30 | 中国科学院大气物理研究所 | 一种航天探测用气体检测仪器在轨定标微型标准源装置 |
| CN116358967B (zh) * | 2023-05-25 | 2023-09-26 | 中国科学院大气物理研究所 | 一种航天探测用气体检测仪器在轨定标微型标准源装置 |
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| JP3672267B2 (ja) | 2005-07-20 |
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