JPWO2006035496A1 - α線量率測定方法 - Google Patents

Abstract

固体飛跡検出器１２と試料１０とを重ね合わせた状態で所定時間放置する第１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２０を固体飛跡検出器に形成する第２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３のステップとを有している。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バックグラウンドの影響を小さくすることができる。従って、極めて高精度にα線の線量率を求めることが可能となる。

Description

本発明は、α線量率測定方法に係り、特に試料から放出されるα線の線量率を高精度に測定し得るα線量率測定方法に関する。

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。

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。

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／ｃｍ^２程度の測定を行うことが可能である。なお、ｃｐｈ／ｃｍ^２は、count per hour／ｃｍ^２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／ｃｍ^２なる単位は、試料表面１ｃｍ^２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。

α線の量を測定する技術は、特許文献１や特許文献２においても提案されている。
特開２００３−５０２７９号公報 特開平９−１５３３６号公報

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／ｃｍ^２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／ｃｍ^２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。

本発明の目的は、試料から放出されるα線の線量率を極めて低い検出下限で高精度に測定し得るα線量率測定方法を提供することにある。

本発明の一観点によれば、固体飛跡検出器と試料とを重ね合わせた状態で所定時間放置する第１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２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前記放置時間とに基づいて、前記試料から放出されたα線の線量率を求める第３のステップとを有するα線量率測定方法が提供される。

本発明によれば、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バックグラウンドの影響を小さくすることができる。従って、本発明によれば、極めて高精度にα線の線量率を求めることが可能となる。

また、本発明によれば、試料と固体飛跡検出器とを重ね合わせた状態で放置するため、試料から放出されるα線が固体飛跡検出器内に確実に入射される。このため、本発明によれば、試料から放出されるα線の線量率を高精度に測定することができる。

また、本発明によれば、チャンバ内を真空にした状態で試料と固体飛跡検出器とをチャンバ内に放置するため、空気中に存在する放射性物質に起因して固体飛跡検出器にα線の飛跡が生ずるのを防止することができる。また、試料と固体飛跡検出器との間に空気が存在しないため、試料から放出されるα線の固体飛跡検出器への到達が空気により妨げられることも防止することができる。従って、本発明によれば、試料から放出されるα線の線量率を正確に測定することができる。

また、本発明によれば、互いに重なり合わせた試料と固体飛跡検出器とを、真空パックした状態で放置するため、真空ポンプを長時間稼働させることなく、α線の線量率を簡便な構成で正確に測定することができる。

また、本発明によれば、試料と固体飛跡検出器とを重ね合わせた部分の周囲を封止材により封止するため、封止材により封止した後においては、放射性物質を含む大気が試料と固体飛跡検出器との間に新たに入り込むことがない。従って、試料から放出されるα線を高精度に測定することができる。しかも、本発明によれば、試料をチャンバ内や真空パック用容器内に収める必要がないため、試料が比較的大きい場合であっても、試料から放出されるα線の線量率を正確に測定することができる。

図１は、本発明の第１実施形態によるα線量率測定方法を示す工程図である。 図２は、本発明の第２実施形態によるα線量率測定方法を示す工程図である。 図３は、本発明の第３実施形態によるα線量率測定方法を示す工程図である。 図４は、本発明の第４実施形態によるα線量率測定方法を示す工程図（その１）である。 図５は、本発明の第４実施形態によるα線量率測定方法を示す工程図（その２）である。 図６は、本発明の第５実施形態によるα線量率測定方法を示す工程図である。 図７は、本発明の第６実施形態によるα線量率測定方法を示す断面図である。

符号の説明

１０…試料
１２、１２ａ、１２ｂ…固体飛跡検出器
１４…チャンバ
１６…配管
１８…真空ポンプ
２０…エッチピット
２２、２２ａ…真空パック用容器
２４…封止材

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態によるα線量率測定方法を図１を用いて説明する。図１は、本実施形態によるα線量率測定方法を示す工程図である。

まず、測定対象となる試料１０と固体飛跡検出器（Solid State Track Detector、ＳＳＴＤ）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。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。

α線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。

次に、互いに重ね合わせた試料１０と固体飛跡検出器１２とをチャンバ１４内に導入する（図１（ａ）参照）。試料１０から放出されるα線が確実に固体飛跡検出器１２内に入射するようにするため、試料１０と固体飛跡検出器１２とを互いに密着させることが望ましい。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。固体飛跡検出器１２の面のうちの試料１０に接する側の面は、試料１０から放出されるα線を検出する検出面として機能する。

次に、真空ポンプ１８を用いてチャンバ１４内の空気を排気し、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１×１０^−１Ｐａ以下とする。

この後、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。

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。

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。本実施形態では、後述するように、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である。

本実施形態でチャンバ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。

即ち、一般に、空気中にはラドン（^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とを単に重ね合わせた状態で放置した場合には、空気中に存在する放射性物質が試料１０と固体飛跡検出器１２との間に入り込んでしまう場合がある。そうすると、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１０に形成されてしまう場合があり、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。

また、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場合がある。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。

なお、チャンバ１４からα線が放出されることも考えられる。しかし、α線は透過性が低いという性質を有しているため、チャンバ１４からα線が放出されたとしても、試料１０や固体飛跡検出器１２の表面から数十μｍ程度の深さまでしかα線は達し得ない。このため、チャンバ１４から放出されるα線が、固体飛跡検出器１２の検出面、即ち、試料１０と固体飛跡検出器１２とが互いに密着している部分にまで到達することはあり得ない。従って、チャンバ１４からα線が放出されたとしても、試料１０から放出されるα線の量を測定する上で、特段の問題は生じない。

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。

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１（ｂ）参照）。エッチピット２０の直径は、例えば１０μｍ程度となる。

次に、光学顕微鏡等を用い、エッチピット２０の数を観測する。

次に、エッチピット２０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。上述したように、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。本実施形態では、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α線の線量率を求めるため、バックグラウンドの影響は、放置時間を長く設定するほど小さくなる。従って、本実施形態によれば、極めて高精度にα線の線量率を求めることが可能となる。

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。

本実施形態によるα線量率測定方法は、試料１０から放出されるα線の量を固体飛跡検出器１２を用いて測定することに主な特徴の一つがある。

上述したように、ガスフロー型比例計数装置を用いてα線の線量率を測定する場合には、検出下限は０．００１ｃｐｈ／ｃｍ^２程度と比較的大きかった。

これに対し、本実施形態によれば、試料１０と固体飛跡検出器１２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バックグラウンドの影響を小さくすることができる。従って、本実施形態によれば、極めて高精度にα線の線量率を求めることが可能となる。

また、本実施形態によるα線量率測定方法は、試料１０と固体飛跡検出器１２とを重ね合わせた状態、より好ましくは密着させた状態で放置することに主な特徴の一つがある。

本実施形態によれば、試料１０と固体飛跡検出器１２とを重ね合わせた状態で放置するため、試料１０から放出されるα線が固体飛跡検出器１２内に確実に入射される。このため、本実施形態によれば、試料１０から放出されるα線の線量率を高精度に測定することができる。

また、本実施形態によるα線量率測定方法は、チャンバ１４内を真空にした状態で試料１０と固体飛跡検出器１２とをチャンバ１４内に放置することにも主な特徴の一つがある。

本実施形態によれば、チャンバ１４内を真空にした状態で試料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、空気中に存在する放射性物質に起因して固体飛跡検出器１２にα線の飛跡が生ずるのを防止することができる。また、試料１０と固体飛跡検出器１２との間に空気が存在しないため、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も防止することができる。従って、本実施形態によれば、試料１０から放出されるα線の線量率を正確に測定することができる。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態によるα線量率測定方法を図２を用いて説明する。図２は、本実施形態によるα線量率測定方法を示す工程図である。図１に示す第１実施形態によるα線量率測定方法と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。

本実施形態によるα線量率測定方法は、互いに重なり合わせた試料１０と固体飛跡検出器１２とを真空パックした状態で放置することに主な特徴がある。

まず、第１実施形態によるα線量率測定方法と同様に、試料１０と固体飛跡検出器１２とを用意する。

次に、互いに重なり合わせた試料１０と固体飛跡検出器１２とを、真空パック用容器（真空パック用袋）２２内に導入する。

次に、真空パック用容器２２内の空気を真空ポンプ（図１（ａ）参照）１８を用いて排気し、真空パック用容器２２内を真空状態にする。これにより、試料１０と固体飛跡検出器１２とが密着する。この後、真空パック用容器２２を封止する（図２（ａ）参照）。

この後、試料１０と固体飛跡検出器１２とを所定時間放置する。試料１０と固体飛跡検出器１２とを放置する時間は、第１実施形態と同様に、例えば、数百時間から数千時間程度とする。

なお、真空パック用容器２２からα線が放出されることも考えられる。しかし、上述したように、α線は透過性が低いため、真空パック用容器２２からα線が放出されたとしても、試料１０や固体飛跡検出器１２の表面から数十μｍ程度の深さまでしかα線は達し得ない。このため、真空パック用容器２２から放出されるα線が、固体飛跡検出器１２の検出面、即ち、試料１０と固体飛跡検出器１２とが互いに密着している部分にまで到達することはあり得ない。従って、真空パック用容器２２からα線が放出されたとしても、試料１０から放出されるα線の量を測定する上で、特段の問題は生じない。

次に、試料１０と固体飛跡検出器１２とを真空パック用容器２２内から取り出す。

次に、第１実施形態によるα線量率測定方法と同様に、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、第１実施形態によるα線量率測定方法と同様に、例えば、ＮａＯＨ溶液、ＫＯＨ溶液を用いる。こうして、固体飛跡検出器１２に入射したα線による飛跡がエッチングにより拡大され、α線の飛跡に応じたエッチピット２０が固体飛跡検出器１２に形成される（図２（ｂ）参照）。

次に、第１実施形態によるα線量率測定方法と同様に、光学顕微鏡を用いてエッチピット２０の数を観測する。

次に、第１実施形態によるα線量率測定方法と同様に、エッチピット２０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。

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。

このように、互いに重なり合わせた試料１０と固体飛跡検出器１２とを、真空パックした状態で放置してもよい。本実施形態によれば、真空ポンプ１８を長時間稼働させることなく、α線の線量率を簡便な構成で正確に測定することができる。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態によるα線量率測定方法を図３を用いて説明する。図３は、本実施形態によるα線量率測定方法を示す工程図である。図３（ａ）は平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ′線断面図であり、図３（ｂ）は平面図である。図１及び図２に示す第１又は第２実施形態によるα線量率測定方法と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。

本実施形態によるα線量率測定方法は、試料１０と固体飛跡検出器１２とを重ね合わせた部分の周囲を封止した状態で、試料１０と固体飛跡検出器１２とを放置することに主な特徴がある。

まず、第１実施形態によるα線量率測定方法と同様に、試料１０と固体飛跡検出器１２とを用意する。

次に、試料１０と固体飛跡検出器１２とを重ね合わせる。これにより、試料１０と固体飛跡検出器１２とが互いに密着する。

次に、試料１０と固体飛跡検出器１２とが重なり合っている部分の周囲を封止材２４により封止する（図３（ａ）及び図３（ｂ）参照）。封止材２４としては、例えば樹脂より成る封止材を用いる。そして、試料１０と固体飛跡検出器１２とを所定時間放置する。試料１０と固体飛跡検出器１２とを放置する時間は、上記実施形態と同様に、例えば、数百時間から数千時間程度とする。

なお、空気中に存在する放射性物質に起因して、試料１０や固体飛跡検出器１２の露出している面にα線が入射することも考えられる。しかし、上述したように、α線は透過性が低いため、試料１０や固体飛跡検出器１２の露出している面から数十μｍ程度の深さまでしかα線は達し得ない。このため、空気中に存在する放射性物質に起因するα線が、固体飛跡検出器１２の検出面、即ち、試料１０と固体飛跡検出器１２とが互いに密着している部分にまで到達することはあり得ない。従って、試料１０と固体飛跡検出器１２とを空気中に放置したとしても、試料１０から放出されるα線の量を測定する上で、特段の問題は生じない。

次に、封止材２４を剥離する。

次に、上記実施形態によるα線量率測定方法と同様に、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、上記実施形態によるα線量率測定方法と同様に、例えばＮａＯＨ溶液やＫＯＨ溶液を用いる。こうして、固体飛跡検出器１２に入射したα線による飛跡がエッチングにより拡大され、α線の飛跡に応じたエッチピット２０が固体飛跡検出器１２に形成される（図３（ｃ）参照）。

次に、上記実施形態によるα線量率測定方法と同様に、光学顕微鏡を用いてエッチピット２０の数を観測する。

次に、上記実施形態によるα線量率測定方法と同様に、エッチピットの数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。

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。

このように、試料１０と固体飛跡検出器１２とを重ね合わせた部分の周囲を封止材２４により封止してもよい。本実施形態によれば、試料１０と固体飛跡検出器１２とを重ね合わせた部分の周囲が封止材２４により封止されているため、封止材２４により封止した後においては、放射性物質を含む大気が試料１０と固体飛跡検出器１２との間に新たに入り込むことはない。従って、本実施形態によっても、試料１０から放出されるα線を高精度に測定することができる。しかも、本実施形態によれば、試料１０をチャンバ１４（図１参照）内や真空パック用容器２２（図２参照）内に収める必要がないため、試料１０が比較的大きい場合であっても測定することが可能である。

［第４実施形態］
本発明の第４実施形態によるα線量率測定方法を図４及び図５を用いて説明する。図４及び図５は、本実施形態によるα線量率測定方法を示す工程図である。図１乃至図３に示す第１乃至第３実施形態によるα線量率測定方法と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。

本実施形態によるα線量率測定方法は、固体飛跡検出器１２と同じロットで製造された他の複数の固体飛跡検出器１２ａ、１２ｂを互いに重ね合わせた状態で所定時間放置し、固体飛跡検出器１２に形成されたエッチピット２０の数に基づいて求められるα線の線量率から、他の固体飛跡検出器１２ａに形成されたエッチピット２０の数に基づいて求められるα線の線量率を減算することに主な特徴がある。

まず、同じロットで製造された３枚の固体飛跡検出器１２、１２ａ、１２ｂと、試料１０とを用意する。

次に、互いに重ね合わせた試料１０と固体飛跡検出器１２とを、チャンバ１４内に導入する。また、互いに重ね合わせた他の２枚の固体飛跡検出器１２ａ、１２ｂを、チャンバ１４内に導入する。

次に、第１実施形態によるα線量率測定方法と同様にして、真空ポンプ１８を用いてチャンバ１４内の空気を排気し、チャンバ１４内を真空状態にする。

この後、第１実施形態によるα線量率測定方法と同様に、チャンバ１４内を真空にした状態で、試料１０と固体飛跡検出器１２、１２ａ、１２ｂとを所定時間放置する。試料１０と固体飛跡検出器１２、１２ａ、１２ｂとを放置する時間は、上記と同様に、例えば数百時間から数千時間とする。チャンバ１４内の圧力は、上記と同様に、例えば１０^−１Ｐａ以下とする。

次に、試料１０と固体飛跡検出器１２、１２ａ、１２ｂとを、チャンバ１４内から取り出す。

次に、各々の固体飛跡検出器１２、１２ａをエッチング液に浸漬する。エッチング液としては、上記と同様に、ＮａＯＨ溶液やＫＯＨ溶液を用いる。こうして、固体飛跡検出器１２、１２ａに入射したα線による飛跡がエッチングにより拡大され、α線の飛跡に応じたエッチピット２０が固体飛跡検出器１２、１２ａに形成される。

次に、光学顕微鏡を用い、各々の固体飛跡検出器１２、１２ａに形成されたエッチピット２０の数を観測する。

次に、固体飛跡検出器１２に形成されたエッチピットの数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。また、他の固体飛跡検出器１２ａに形成されたエッチピットの数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。そして、固体飛跡検出器１２に形成されたエッチピットの数ｎに基づいて求められたα線の線量率から、他の固体飛跡検出器１２ａに形成されたエッチピットの数ｎ′に基づいて求められたα線の線量率を減算する。

本実施形態において、固体飛跡検出器１２に形成されたエッチピット２０の数に基づいて求められたα線の線量率から、他の固体飛跡検出器１２ａに形成されたエッチピット２０の数に基づいて求められたα線の線量率を減算するのは、以下のような理由によるものである。

即ち、上述したように、固体飛跡検出器１２には、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線等による飛跡が形成されている場合があり得る。また、固体飛跡検出器１２自体から放出されるα線によっても、固体飛跡検出器１２に飛跡が形成されることがあり得る。固体飛跡検出器１２と同じロットで製造された固体飛跡検出器１２ａ、１２ｂを、互いに重ね合わせた状態で固体飛跡検出器１２と同じ条件下に放置すれば、固体飛跡検出器１２ａに予め形成されている飛跡の数と固体飛跡検出器１２ａ自体から放出されるα線による飛跡の数との和は、固体飛跡検出器１２に予め形成されている飛跡の数と固体飛跡検出器１２自体から放出されるα線による飛跡の数との和とほぼ等しい値となる。このため、固体飛跡検出器１２に形成されたエッチピット２０の数に基づいて求められたα線の線量率から、他の固体飛跡検出器１２ａに形成されたエッチピット２０の数に基づいて求められたα線の線量率を減算すれば、固体飛跡検出器１２に予め形成されている飛跡の分や固体飛跡検出器１２自体から放出されるα線による飛跡の分を除外することができ、試料１０のみから放出されるα線の線量率をより高精度に求めることが可能となる。

（評価結果（その１））
次に、本実施形態によるα線量率測定方法の評価結果（その１）について説明する。

試料１０としては、シリコン基板上にＣｕ膜を成膜したものを用意した。試料１０と固体飛跡検出器１２、１２ａ、１２ｂとをチャンバ１４内に放置する時間は、２６８９．８５時間とした。試料１０と重ね合わせて放置した固体飛跡検出器１２に対してエッチングを行ったところ、４６個のエッチピット２０が観測された。一方、固体飛跡検出器１２ｂと重ね合わせて放置した固体飛跡検出器１２ａに対して対してエッチングを行ったところ、１２個のエッチピット２０が観測された。固体飛跡検出器１２、１２ａの検出面の面積は、いずれも１７１．８ｃｍ^２であった。

これらの結果から、単位面積当たりの線量率を求めると、
（４６−１２）／１７１．８／２６８９．８５＝７．４×１０^−５ｃｐｈ／ｃｍ^２
となる。

このことから、本実施形態によれば、１０^−５ｃｐｈ／ｃｍ^２という極めて低いオーダーでα線の線量率を求め得ることがわかる。即ち、本実施形態によれば、極めて高精度にα線の線量率を求めることができる。

（評価結果（その２））
次に、本実施形態によるα線量率測定方法の評価結果（その２）について説明する。

試料１０としては、鉛はんだより成る板状体を用意した。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、６２０．４１時間とした。試料１０と重ね合わせて放置した固体飛跡検出器１２に対してエッチングを行ったところ、７２００個のエッチピット２０が観測された。一方、固体飛跡検出器１２ｂと重ね合わせて放置した固体飛跡検出器１２ａに対して対してエッチングを行ったところ、６個のエッチピット２０が観測された。固体飛跡検出器１２、１２ａの検出面の面積は、５６．５ｃｍ^２であった。

これらの測定結果から、単位面積当たりの線量率を求めると、
（７２００−６）／５６．５／６４０．４１＝０．２１ｃｐｈ／ｃｍ^２
となる。

本実施形態によるα線量率測定方法は、上述したように、固体飛跡検出器１２と同じロットで製造された他の複数の固体飛跡検出器１２ａ、１２ｂを互いに重ね合わせた状態で所定時間放置し、固体飛跡検出器１２に形成されたエッチピット２０の数に基づいて求められるα線の線量率から、他の固体飛跡検出器１２ａに形成されたエッチピット２０の数に基づいて求められるα線の線量率を減算することに主な特徴がある。

本実施形態によれば、固体飛跡検出器１２に形成されたエッチピットの数ｎに基づいて求められるα線の線量率から、他の固体飛跡検出器１２ａに形成されたエッチピットの数ｎ′に基づいて求められるα線の線量率を減算するため、試料１０のみから放出されるα線の線量率をより高精度に測定することができる。

［第５実施形態］
本発明の第５実施形態によるα線量率測定方法を図６を用いて説明する。図６は、本実施形態によるα線量率測定方法を示す工程図である。図１乃至図５に示す第１乃至第４実施形態によるα線量率測定方法と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。

本実施形態によるα線量率測定方法は、試料１０に重ね合わせた固体飛跡検出器１２と同じロットで製造された他の固体飛跡検出器１２ａ、１２ｂを、互いに重ね合わせた状態で真空パックして放置することに主な特徴がある。

まず、互いに同じロットで製造された３枚の固体飛跡検出器１２、１２ａ、１２ｂと試料１０とを用意する。

次に、互いに重ね合わせた試料１０と固体飛跡検出器１２とを、真空パック用容器２２内に収める。

次に、真空パック用容器２２内の空気を真空ポンプ１８（図１参照）を用いて排気し、真空パック用容器２２内を真空状態にする。そして、真空パック用容器２２を封止する。

次に、互いに重ね合わせた他の２枚の固体飛跡検出器１２ａ、１２ｂを、他の真空パック用容器２２ａ内に収める。

次に、真空パック用容器２２ａ内の空気を真空ポンプ１８を用いて排気し、真空パック用容器２２ａ内を真空状態にする。そして、真空パック用容器２２ａを封止する。

この後、真空パックされた試料１０及び固体飛跡検出器１２、並びに、真空パックされた他の固体飛跡検出器１２ａ、１２ｂを所定時間放置する。放置時間は、上記実施形態と同様に、例えば、数百時間から数千時間とする。

次に、試料１０と固体飛跡検出器１２とを真空パック用容器２２内から取り出す。また、他の固体飛跡検出器１２ａ、１２ｂを真空パック容器２２ａ内から取り出す。

次に、固体飛跡検出器１２、１２ａをエッチング液に浸漬する。エッチング液としては、上記と同様に、例えばＮａＯＨ溶液やＫＯＨ溶液を用いる。こうして、固体飛跡検出器１２、１２ａに入射したα線の飛跡がエッチングにより拡大され、α線の飛跡に応じたエッチピット２０が固体飛跡検出器１２、１２ａにそれぞれ形成される。

次に、光学顕微鏡を用い、各々の固体飛跡検出器１２、１２ａに形成されたエッチピット２０の数を観測する。

次に、固体飛跡検出器１２に形成されたエッチピットの数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。また、他の固体飛跡検出器１２ａに形成されたエッチピットの数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。そして、固体飛跡検出器１２に形成されたエッチピットの数ｎに基づいて求められたα線の線量率から、他の固体飛跡検出器１２ａに形成されたエッチピットの数ｎ′に基づいて求められたα線の線量率を減算する。

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。

このように、試料１０と固体飛跡検出器１２とを真空パックした状態で放置する場合には、固体飛跡検出器１２と同じロットで製造された他の固体飛跡検出器１２ａ、１２ｂをも真空パックした状態で放置すればよい。

［第６実施形態］
本発明の第６実施形態によるα線量率測定方法を図７を用いて説明する。図７は、本実施形態によるα線量率測定方法を示す断面図である。図１乃至図６に示す第１乃至第５実施形態によるα線量率測定方法と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。

本実施形態によるα線量率測定方法は、試料１０に重ね合わせる固体飛跡検出器１２と同じロットで製造された他の複数の固体飛跡検出器１２ａ、１２ｂを互いに重ね合わせ、これら他の固体飛跡検出器１２ａ、１２ｂの周囲を封止材２４により封止することに主な特徴がある。

まず、互いに同じロットで製造された３枚の固体飛跡検出器１２、１２ａ、１２ｂと試料１０とを用意する。

次に、試料１０と固体飛跡検出器１２とを重ね合わせる。

次に、試料１０と固体飛跡検出器１２とが重なり合っている部分の周囲を封止材２４により封止する。封止材２４としては、上記と同様に、例えば樹脂より成る封止材を用いる。

次に、固体飛跡検出器１２ａと固体飛跡検出器１２ｂとを重ね合わせる。

次に、固体飛跡検出器１２ａと固体飛跡検出器１２ｂとが重なり合っている部分の周囲を封止材２４により封止する。

この後、試料１０と固体飛跡検出器１２、１２ａ、１２ｂを所定時間放置する。試料１０と固体飛跡検出器１２、１２ａ、１２ｂとを放置する時間は、上記と同様に、例えば、数百時間から数千時間程度とする。

次に、封止材２４を剥離する。

次に、固体飛跡検出器１２、１２ａをエッチング液に浸漬する。エッチング液としては、上記と同様に、例えばＮａＯＨ溶液やＫＯＨ溶液を用いる。こうして、固体飛跡検出器１２、１２ａに入射したα線の飛跡がエッチングにより拡大され、α線の飛跡に応じたエッチピット２０が固体飛跡検出器１２、１２ａにそれぞれに形成される。

次に、光学顕微鏡を用い、各々の固体飛跡検出器１２、１２ａに形成されたエッチピット２０の数を観測する。

次に、固体飛跡検出器１２に形成されたエッチピットの数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。また、他の固体飛跡検出器１２ａに形成されたエッチピットの数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。そして、固体飛跡検出器１２に形成されたエッチピット２０の数ｎに基づいて求められたα線の線量率から、他の固体飛跡検出器１２ａに形成されたエッチピット２０の数ｎ′に基づいて求められたα線の線量率を減算する。

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。

このように、試料１０と固体飛跡検出器１２とが重なり合っている部分の周囲を封止材２４により封止する場合には、固体飛跡検出器１２と同じロットで製造された他の複数の固体飛跡検出器１２ａ、１２ｂを互いに重ね合わせ、重ね合わせた部分の周囲を封止材２４により封止した状態で放置すればよい。

[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。

例えば、上記実施形態では、固体飛跡検出器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が得られる他のあらゆる樹脂を、固体飛跡検出器の材料として適宜用いることが可能である。

本発明によるα線量率測定方法は、試料から放出されるα線の線量率を高精度で測定するのに有用である。

Claims (9)

1. 固体飛跡検出器と試料とを重ね合わせた状態で所定時間放置する第１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２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前記放置時間とに基づいて、前記試料から放出されたα線の線量率を求める第３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。
2. 請求の範囲第１項記載のα線量率測定方法において、
   前記第１のステップでは、前記固体飛跡検出器と前記試料とを、減圧したチャンバ内に放置する
   ことを特徴とするα線量率測定方法。
3. 請求の範囲第１項記載のα線量率測定方法において、
   前記第１のステップでは、前記固体飛跡検出器と前記試料とを、排気した真空パック用容器内に放置する
   ことを特徴とするα線量率測定方法。
4. 請求の範囲第１項記載のα線量率測定方法において、
   前記第１のステップでは、前記固体飛跡検出器と前記試料とが重なり合っている部分の周囲を封止した状態で、前記固体飛跡検出器と前記試料とを放置する
   ことを特徴とするα線量率測定方法。
5. 請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか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。
6. 請求の範囲第５項記載のα線量率測定方法において、
   前記樹脂は、アリルジグリコールカーボネートである
   ことを特徴とするα線量率測定方法。
7. 請求の範囲第６項記載のα線量率測定方法において、
   前記第２のステップでは、ＮａＯＨ溶液又はＫＯＨ溶液を用いてエッチングを行う
   ことを特徴とするα線量率測定方法。
8. 請求の範囲第１項乃至第７項のいずれか１項に記載のα線量率測定方法において、
   前記第３のステップでは、光学顕微鏡により前記エッチピットの数を観測する
   ことを特徴とするα線量率測定方法。
9. 請求の範囲第１項乃至第８項のいずれか１項に記載のα線量率測定方法において、
   前記第１のステップでは、前記固体飛跡検出器と同じロットで製造された他の２枚の固体飛跡検出器を互いに重ね合わせた状態で所定時間放置し、
   前記第２のステップでは、前記他の２枚の固体飛跡検出器のうちの一方をエッチングすることにより、前記他の一方の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、前記他の一方の他の固体飛跡検出器にも形成し、
   前記第３のステップでは、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に基づいて求められるα線の線量率から、前記他の一方の固体飛跡検出器に形成された前記エッチピットの数に基づいて求められるα線の線量率を減算することにより、前記試料から放出されるα線の線量率を求める
   ことを特徴とするα線量率測定方法。

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