标题电子级氢氟酸杂质含量检测方案（ICP-MS）

电子氢氟酸杂质含量检测方案（ICP-MS）

引言

高纯氢氟酸为强酸性清洗、腐蚀剂,可与硝酸、冰醋酸、双氧水及氢氧化铵等配置使用,主要应用于集成电路(IC)和超大规模集成电路(VLSI)芯片的清洗和腐蚀,是微电子行业制作过程中的关键性基础化工材料之一,还可用作分析试剂和制备高纯度的含氟化学品。目,在国内基本上是作为蚀刻剂和清洗剂用于微电子行业,其他方面用量较少。

方案依据SJ/T 11637－－2016电子化学品电感耦合等离子体质谱法通则

方法原理

试样溶液经雾化系统雾化后形成气溶胶，由载气带入等离子体内，在高温和惰性氩气气氛中蒸发、汽化、解离和电离，转化成带正电荷的离子，经离子采集系统进入质谱仪，按离子的质荷比进行分离，各离子质谱峰的强度与样品中相应离子浓度成正比，可对各元素进行定性或定量分析。

仪器及试剂

美析ICP-MS6880电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS)

精密微量移液器及洁净的聚丙烯（PP）吸头

精密微量移液器量程: 10u L-100uL，100uL-1000uL。

全氟烷氧基树脂(PFA)瓶

实验用水符合GB/T 11446.1规定的EW-Ⅰ电子水。

超纯硝酸，金属离子含量不大于1ug/L。

标准溶液

使用有证多元素溶液标准物质或按GB/T 602规定制备，互有化学干扰、产生沉淀及互有质谱干扰的元素应分组配制。分组实例见表1，表中所用溶液以“%”表示的均为质量分数。

表1

气体

高纯氩气、高纯氨气，纯度不低于99.999%或其他仪器要求的气体。

测定条件的选择

按GB50073规定，推荐在洁净度等为2的环境中操作。

入射功率一般范围为500 W~1 500 w。

按炬管和分析要求，确定各气体流量。所用的氩气应符合GB/T 4842的要求。

冲洗时间和扫描时间由仪器和分析要求来确定。

进样系统选择

一般电子化学品

推荐选用全氟烷氧基树脂(PFA)材质的进样毛细管，石英材质雾化器、雾室和中心管，石英炬管以及铂锥或镍锥。

腐蚀石英材质的电子化学品

推荐选用全氟烷氧基树脂(PFA〉材质的进样毛细管，全氟烷氧基树脂(PFA）材质的雾化器、雾室，铂中心管，石英炬管以及铂锥。

有机电子化学品

推荐选用带有冷却加氧装置的雾化系统，全氟烷氧基树脂(PFA)材质的进样毛细管，石英材质雾化器、雾室和中心管，石英炬管以及铂锥或镍锥。

样品元素干扰消除

样品基质元素可能是某些待测目标元素的离子干扰来源。对于质谱干扰的消除,推荐以下四种方法:

a)选择合适的同位素;

b)动态反应池技术;

c)碰撞反应池技术;

d)冷等离子体技术。

对于非质谱干扰应采用基体匹配或标准加入法等进行校正。

测定方法

试样制备和处理

灰化法，指称取样品(加灰化助剂、消泡剂等)于坩埚中，置于电炉上，在较低温度下缓慢加热焦化、炭化，后经过高温(525±25℃)灼烧，直至剩余无机物。操作见GB/T5082。

湿法消解法，在灰化过程中使用硫酸、硝酸、高氯酸、过氧化氢等试剂。由于在相对较低的温度下，且在液相中反应，挥发损失和吸附损失都较小。

萃取法，使用无机酸溶液作萃取剂，对油样中金属元察萃取分离。此种方法简单、快速，是从大量油样中分离出痕量金属元察的比较理想的方法。通过加入氧化剂和硝酸后，把元素分离富集到水溶液中进行ICP测定。

高压溶弹法，称取少量样品于用的聚四氟乙烯瓶中,然后加入适量酸，使样品在高压下溶解。

微波消解法，称取少量样品于绀塌中，放进微波灰化炉，按阶梯温控程序升温，先去除水分和易抨发性组分，接着升高温度对样品爱化,后灰化成无机物。

试样可以采用挥发、酸消解、碱消解、干灰化、萃取、离子交换等分离方法除去试样基体，或直接稀释制成试样溶液，得到试样溶液m克。

取样量根据试样中待测元素的质量浓度和方法的检出限来确定,试样溶液中待测元素质量浓度至少应为该元素检出限三倍。

工作曲线法

按产品标准的规定，制备试样溶液、空白试验溶液及四至五个质量浓度成比例的标准溶液，在规定的仪器条件下，分别测定相应的强度值。以标准溶液的质量浓度为横坐标，对应的强度值为纵坐标，绘制标准工作曲线。在工作曲线上查出试样溶液中待测元素的质量浓度。

标准加入法

按产品标准的规定制备试液和空白溶液。量取相同体积的上述试液，至少四份。其中一份不加标准溶液，其余几份分别加入成比例的标准溶液，并稀释至规定体积，在规定的仪器条件下，分别测定相应的强度值。以加入标准溶液质量浓度为横坐标，对应的强度值为纵坐标，绘制曲线，将曲线反向延长于横轴相交，交点即为待测元素的质量浓度。可在同一份基体中，逐加入浓度成比列的待测元素混合标准溶液。

计算

电子化学品中金属离子的浓度以“ω”计，数值以“ug/kg”表示，按公式计算:

式中:

c—曲线外延与横轴相交的截距的绝对值，单位为微克每千克(g/kg)﹔

m—试样溶液质量的数值，单位为克（g):

m_o——样品质量的数值，单位为克(g)。

精密度、结果

在相同条件下测定同一批次产品的3个样品，其结果的相对标准偏差RSD≤10%，记录平均值。

关于美析

美析主营光谱类仪器可见分光光度计、紫外可见分光光度计、原子吸收光谱仪、超微量分光光度计、原子荧光光度计、ICP电感耦合等离子体发射光谱仪、ICP电感耦合等离子体质谱仪，目，我们的产品已广泛应用于有机化学、无机化学、生物化学、医药、环保、冶金、石油、农业等域。同时美析利用在产品机械结构、光学设计、电气应用和软件开发方面积累的丰富经验，结合市场的新实际需求，近期将陆续推出一批全新的分析类仪器。