The Determination of Sodium, Calcium and Silicon in Pure Water by Graphite Furnace AA

Význam tématu

V technologii výroby polovodičových čipů je odstranění stopových kontaminantů klíčové pro zamezení poruch zapojení. Analyzovat koncentrace Na, Ca a Si v ultrapurové vodě je proto nepostradatelné pro udržení kvality procesu.

Cíle a přehled studie / článku

Studie se zaměřuje na vývoj citlivé a reprodukovatelné analytické metody pro stanovování stop Na, Ca a Si v čisté vodě pomocí grafitové pecní atomizace spojené s atomovou absorpční spektrometrií (GF-AAS).

Použitá instrumentace

• Agilent SpectrAA-30A s grafitovou pecí GTA-96
• Programovatelný dávkovač PSD-96
• Agilent duté katodové lampy pro Na, Ca a Si
• Argon (99,999 %) jako inertní plyn
• Iontovýměnný filtr Hager a Elsässer a systém Nanopure pro přípravu ultrapurové vody

Hlavní výsledky a diskuse

• Křivky kalibrace pro Ca a Na byly lineární (r>0,996); pro Si byl použit polynomiální fit.
• Metoda dosahuje detekčních limitů 0,05–0,20 ng/mL pro Na a Ca a 2,1 ng/mL pro Si (DIN 38 402), resp. 0,06 ng/mL (Na), 0,13 ng/mL (Ca) a 2,1 ng/mL (Si) dle IUPAC.
• Opakovatelnost lepší než 10 % RSD; u Ca v rozmezí 1,2–3,5 %.
• Vícenásobné vstřikování zlepšuje citlivost až 10–20krát.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rutinní kontrolu ultrapurové procesní vody v mikroelektronice, poskytuje vysokou citlivost při nízkých koncentracích stopových prvků a přispívá ke spolehlivosti výrobního procesu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další optimalizace teplotních programů a chemických modifikátorů.
• Integrace s automatizovanými systémy pro kontinuální monitoring.
• Využití vícenásobné atomizace pro zvýšení citlivosti.
• Aplikace ve širší průmyslové a environmentální analytice.

Závěr

GF-AAS s programovatelným dávkovačem se ukazuje jako efektivní nástroj pro stanovení trace Na, Ca a Si v ultrapurové vodě. Metoda splňuje požadavky na nízké detekční limity, reprodukovatelnost a lze ji rutinně využít v průmyslu.

Reference

• K. Marquardt, Marine Technology 16(4), 155–160 (1985)
• W. Frech, A. Cedergren, Anal. Chim. Acta 113, 227–235 (1980)
• H. Kaiser, Z. Fresenius, Anal. Chem. 209, 1–18 (1965)
• H. Kaiser, Z. Fresenius, Anal. Chem. 216, 80–93 (1966)
• G. L. Long, J. D. Winefordner, Anal. Chem. 55, 713A–724A (1983)
• Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung DIN 38 402, Teil 5