Analysis of Trace Metal Impurities in High Purity Hydrochloric Acid Using ICP-QQQ

Aplikace | 2017 | Agilent TechnologiesInstrumentace
ICP/MS, ICP/MS/MS
Zaměření
Polovodiče
Výrobce
Agilent Technologies

Význam tématu


Hydrochloridová kyselina je klíčovým reagentem pro čistění křemíkových waferů v polovodičové výrobě, přičemž její čistota přímo ovlivňuje kvalitu procesů jako oxidace nebo CVD. S ohledem na limit 100 ppt kovových nečistot (SEMI C27-0708) je nutné vyvinout analytické metody schopné spolehlivé detekce stopových kovů v korozivním matrice HCl.

Cíle a přehled studie / článku


Cílem bylo demonstrovat schopnost triplé kvadrupólové ICP-QQQ (Agilent 8900) v režimu MS/MS měřit až 50 kovových prvků přímo v 20–36 % HCl s detekčními limity v řádu jednotek ppt a bez předúpravy vzorku.

Použitá metodika a instrumentace


Pro analýzu byl nasazen Agilent 8900 ICP-QQQ s PFA-100 nebulizérem, chlazenou kvartsovou komorou, Peltierovým chlazením a platinovými kužely. Režim MS/MS s Q1 selekcí zajišťuje řízenou reakci s plyny H2, O2, NH3 a He. Kalibrace probíhala metodou standardních přídavků, převedenou na externí kalibraci pro rychlé rutinní stanovení.

Hlavní výsledky a diskuse


  • Detekční limity (DL) a ekvivalentní koncentrace pozadí (BEC) pro klíčové prvky (Li, K, V, Cr, Ge, As) byly v rozsahu 0,03–1,4 ng/L.
  • Odstranění interferencí matice (např. H2³⁷Cl+ na ³⁹K+, ³⁵Cl¹⁶OH+ na ⁵²Cr+) bylo zajištěno kombinací „cool plasma“ a NH3 v buňce.
  • V režimu on-mass NH3 pro V a mass-shift NH3 pro Ge byly dosaženy BEC 0,19 ppt a 0,77 ppt.
  • Pro As se díky O2 v buňce měřilo AsO+ na m/z 91 bez overlapu se ZrO+, což umožnilo DL 0,73 ppt.
  • Neutral gain scan potvrdil, že vyšší pozadí As v jednom vzorku bylo způsobeno skutečnou kontaminací, nikoli interferencí ArClO+.

Přínosy a praktické využití metody


Metoda umožňuje přímou analýzu koncentrované HCl bez časově náročných předúprav, minimalizuje riziko ztráty analytu i kontaminace a nabízí vysokou propustnost laboratoře při zachování ultranízkých DL pod limity SEMI.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Rozšíření aplikace na další čisté kyseliny a agresivní matrice.
  • Automatizace přípravy a dávkování vzorků pro průmyslové linky.
  • Optimalizace nových reaktivních plynů a režimů pro ještě nižší DL.
  • Implementace inline monitoringu výrobních procesů v reálném čase.

Závěr


Agilent 8900 ICP-QQQ s MS/MS a režimem „cool plasma“ dosahuje spolehlivého stanovení stopových kovů v HCl na úrovni jednotek ppt, překonává tradiční ICP-QMS i požadavky SEMI a významně zjednodušuje analytický workflow.

Reference


  • SEMI C27-0708, Specifications and guidelines for hydrochloric acid (2008)
  • J. Takahashi, K. Mizobuchi, Use of Collision Reaction Cell under Cool Plasma Conditions in ICP-MS, Asia Pacific Winter Conference on Plasma Spectroscopy (2008)
  • J. Takahashi, Direct analysis of trace metallic impurities in high purity hydrochloric acid by Agilent 7700s/7900 ICP-MS, Agilent 5990-7354EN (2017)
  • Handbook of ICP-QQQ Applications using the Agilent 8800 and 8900, Agilent 5991-2802EN (2017)

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Measuring Inorganic Impurities in Semiconductor Manufacturing
Handbook of ICP-QQQ Applications using the Agilent 8800 and 8900
Determination of ultra trace elements in high purity hydrogen peroxide with Agilent 8900 ICP-QQQ
Determination of trace elements in ultrapure semiconductor grade sulfuric acid using the Agilent 8900 ICP-QQQ in MS/MS mode