酸浸取电感耦合等离子质谱仪测定多晶硅表面金属杂质

酸浸取电感耦合等离子质谱仪测定多晶硅表面金属杂质

国家标准 GB/T24582一2009 酸浸取-电感耦合等离子质谱仪测定 多晶硅表面金属杂质 Iestmethodformeasuringsurfacemetalcontaminationofpolycrystallinesilicon byaeidextraetion-induetivelycoupledplasmamassspectrometry 2009-10-30发布 2010-06-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管蹬委员会国家标准
GB/T24582一2009 酸浸取-电感稠合等离子质谱仪测定 多晶硅表面金属杂质 范围 本标准规定了用酸从多晶硅块表面浸取金属杂质,并用电感合等离子质谱仪定量检测多晶硅表 面上的金属杂质痕量分析方法 1.2本标准适用于碱金属,碱土金属和第一系列过渡元素如钠、钾、钙、铁,镍,铜、锌以及其他元素如铝 的检测 1.3本标准适用于各种棒、块、粒、片状多晶表面金属污染物的检测 由于块、片或粒形状不规则,面积 很难准确测定,故根据样品重量计算结果,使用的样品重量为50g一300g,检测限为0.01ng/mL. 酸的浓度、组成、温度和浸取时间决定着表面腐蚀深度和表面污染物的浸取效率 在这个实验方 法中腐蚀掉的样品重量小于样品重量的1% 1.5本标准适用于重量为25g一5000g的样品的测定为了达到仲裁的目的,该实验方法规定样品的 重量为约300g 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 凡是注日期的引用文件,其随后所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本 凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准 IsO14644-1洁净室和相应的受控环境第1部分;空气中的悬浮粒子的分类 SEMC28氢氟酸的详细说明和指导 SEMC30过氧化氢的详细说明和指导 sEMc35硝酸的详细说明和指导 ASTMD5127电子和半导体工业中用超纯水指南 术语定义和缩略语 3.1术语和定义 下列术语和定义适用于本标准 3.1.1 酸空白aeidblank 用来做空白的酸以及操作中含有微量金属杂质的浸取酸 3.1.2 digestedblank 浸取空白 不加样品,经过浸取和分析过程的一个酸样品,用于监控分析过程,包括酸的纯度、浸取瓶的洁净 度、交叉污染和环境洁净度 3.1.3 浸取控制标准digestedeontrolstandard 制备的已知浓度的被分析元素的样品,以对仪器和浸取过程校准检查
GB/T24582一2009 3.1.4 浸取digestion 在一定温度下将多晶硅块浸人酸混合物中,直到表面金属污染物溶解在溶液中 3.1.5 标准样品standard samples 制备的已知浓度的被分析物样品,其浓度分别为0.5ng/g、1.0ng/g和2.0ng/g,为ICP/MS提供 校准标准和离子计数 3.2缩略语 下列缩略语适用于本标准 3.2.1 ICP/MSindetivelycouplelplasmamassspeetrometry 电感稠合等离子质谱仪 3.2.2 PITFEpolytetrafluoroethylene 一种耐氢氟酸材料,用于制作样品瓶、盖和夹子 聚四乙烯， 方法原理 试样用硝酸、氢氟酸,过氧化氢和水的混合物(1:1:150)浸取,在硝酸介质中,使用ICP/MS不 同的分析模式测定各个金属杂质的离子计数eps,从而检测其含量 干扰因素 5.1在该试验方法中通常存在双原子离子,多原子离子,基体效应、背景噪声,元素间的干扰,交叉沾污 和仪器漂移 5.2来自取样及操作过程中试剂纯度、设备的洁净度、室内的洁净度和操作技术造成的沾污的影响应 严格考虑 该标准描述了一系列空白和控制标准,以监控和量化这些干扰 5.3本试验方法要求样品应具有代表性,由于表面污染物不能均匀分布在表面,因此选择的样品尺寸 和量必须能代表一批样品,如果样品尺寸太小,样品可能不能代表该批样品,导致平行样品偏差过大 试剂 6.1去离子水;所有的水应为ASTMD5127中描述的E-1型或其他品质相当的去离子水 硝酸(HNO.):65%,相当于sEMIC35中的2级 6. 2 6. 3 氢氟酸(HF):48%,相当于SEMIC28中的2级 6.4过氧化氢(H,O.);30%,相当于SEM1C30中的2级 6 5 酸清洗混合物;(11:1:25)HNO.:HF:H.,O:H.O. 6 浸取酸混合物:(1:1:150)HNO:HF:H.O:H.O. 仪器和设备 ICP/MS:带动态反应池的电感耦合等离子质谱仪 7.2空气环境;用于样品采集、酸浸提和ICP/MS分析的区域必须封闭在洁净室内,洁净室最低标准 为IsO14644-1中定义的6级 洁净室服装;分析者应穿着洁净室服装包括帽子、口罩、靴子和手套 7. 4 排酸通风橱:装备排酸通风橱以提供清洁空气环境 7.5样品瓶和夹子;样品瓶(体积为500mL),盖和夹子为聚四氟乙烯(PTFE)材料或类似不被氢氟酸
GB/T24582一2009 腐蚀并能清洗的聚合物材料制成 7.6分析天平;天平能称重300g,感量为0.01g 7.7耐酸腐蚀的电热板;表面有聚四氟乙烯涂层 试样制备 8.1从一批样品中选出一袋不少于5kg产品用于取样,将其放在洁净室内以备取样,并且假设分析出 的表面金属含量代表该批样品 如果必须在异地取样,而不是在分析实验室,则必须将样品封在双层袋 中并送到实验室 取样过程中的沾污必须严格考虑并且必须避免 8.2为保证分析一致性及实验室间分析数值对比,对于块状样品选择一个标准重量和体积,为达到仲 裁的目的,要求取六块样品,每块尺寸约为3cmX3cm×3cm,重量为约50g,样品总重量约为300g" 六块样品中至少三块应该有生长外表面,生长外表面即多晶硅棒的表皮 8.3控制标准样品;在清洁的多晶硅样品中加人1.0ml10g/校准标准制备两个1.04g/几控制标 准样品,随同待测样品浸取这些标准样品 操作步骤 9.1实验用器皿清洗 分析时要请洗瓶子和夹子 在使用新瓶子,空白值表明受到污染以及做标准分析时,都应该清洗并 做空白分析 清洗瓶子、盖子和夹子可以按以下步骤操作 用去离子水淋洗三次 9 9.1.2将500nml酸清洗混合物装人瓶子(盖上盖子,不要拧紧),在100C电热板上加热6h;将酸清 洗混合物弃去;再用酸清洗混合物重新装满瓶子,不盖盖子,在100C电热板上加热6h 9. .1.3用去离子水淋洗瓶子和盖子3次 9. .1.4将250mL酸浸取混合物装人瓶子.不盖盖子,在130C一150C的电热板上加热至干,约需 10h 9. .1.5加人2mLHNO.,(1十19)和8ml去离子水,用1CP/Ms分析 9.1.6如果用ICP/Ms分析表明样品瓶中存在沾污,重复9.1.19.1.5步骤 9. .1.7将瓶子和盖子用去离子水淋洗3次 备用 多晶硅块表面金属杂质浸取 9. .2 .2.1在实验室中按照标准洁净室操作规程打开双层袋,将样品块转到PTFE瓶中并称重,重量精确 9 到小数点后第二位,向每个瓶中加人250ml浸取酸混合物没过样品块,并用PTFE盖子密封 2.2将密封瓶放在通风橱中的电热板上并在70C左右加热60min,取下瓶子并冷却,然后用PTFE 9. 夹子取出每块样品,用去离子水淋洗表面,淋洗液收集至瓶中 将浸取液倒人一个敞口瓶中,并在 1l0C150C的电热板上加热至干 9.2.3从电热板上取下瓶子,并冷却 加人2mL.5%HNO溶解浸取残渣,放置20min溶解所有的 盐类,加人8ml去离子水,盖上盖子,摇匀 该溶液用于金属污染物的检测 随同试样做两个浸取 空白 9 .2.4使用ICP/MS依次检测浸取空白、样品的离子计数值cps,从工作曲线上查出相应的待测元素 的浓度 9.3工作曲线的绘制 9.3.1用1000g/mL元素的标准溶液稀释至14g/ml标准(取0.1mL.置于100ml浸取酸混合物 中),移取0mL,0.05ml,0.1ml和0.2ml14g/mL标准溶液于100ml 容量瓶中,加人20 mm mL 1十19的HNO.,用去离子水稀释至刻度,混匀,配制成0ng/mlL,0.5ng/ml、1.0ng/ml和2.0ng/ 标准溶液 制备的标准的范围应接近于估计的待分析元素的浓度
GB/T24582一2009 9.3.2在与样品溶液测定相同的条件下,测量标准溶液系列的离子计数值cps,以待测元素浓度为横 坐标,离子计数值cps为纵坐标,绘制工作曲线 10分析结果计算 按式(I)计算结果 M=I一BDF 式中 M -待测分析元素质量浓度,单位为纳克每克(ng/g); -待测分析元素质量浓度,单位为纳克每毫升(ng/mL); B -两个空白平均值的质量浓度,单位为纳克每毫升(ng/ml); DF -稀释因子,酸浸取最后体积除以多晶硅样品重量乘以10,单位为毫升每克(ml/g. 精密度 实验室内的RSD精密度值不大于表1 表1 K N Na Zn Fe 元素 Ca Cu AI Cr RSD 11 13 13 11 15 14 48 9.6 12 报告 报告应包括以下内容 多晶硅批样标识; a 日期; b) 仪器生产商、仪器型号; c 实验室名称和分析者; 分析元素数值,ng/g; 空白值,ng/ml 多晶硅样品重量，g g h 确认校准标准可控