半導(dǎo)體潔凈室 空氣分子污染物（AMC）摻雜劑B和P測(cè)定 電感耦合等離子體質(zhì)譜法編制說(shuō)明

T/CNIAXXX—XXXXII半導(dǎo)體潔凈室空氣分子污染物（AMC）摻雜劑B和P測(cè)定電感耦合等離子體質(zhì)譜法范圍本文件描述了電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測(cè)定半導(dǎo)體潔凈室空氣分子污染物（AMC）中摻雜劑B和P的測(cè)定方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于半導(dǎo)體潔凈室空氣分子污染物（AMC）中摻雜劑B和P的測(cè)定。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T11446.1電子級(jí)水GB/T14264半導(dǎo)體材料術(shù)語(yǔ)GB/T37837四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜方法通則GB/T25915.1-2021潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境第1部分：按粒子濃度劃分空氣潔凈度GB/T25915.6-2010潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境第6部分：詞匯GB/T25915.8-2021潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境第8部分：按化學(xué)物濃度劃分空氣潔凈度（ACC）等級(jí)術(shù)語(yǔ)和定義GB/T14264、GB/T25915.1、GB/T25915.6、GB/T25915.8界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。方法原理使用空氣采樣泵用純水作吸收液吸收潔凈室空氣中的B和P元素，將含有待測(cè)元素的吸收液通過(guò)電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS）進(jìn)樣系統(tǒng)由載氣帶入高頻等離子體源中，并在高溫和惰性氣氛中蒸發(fā)、解離、原子化和電離。這些離子高速通過(guò)雙錐接口進(jìn)入離子透鏡后，在電場(chǎng)作用下聚焦成離子束并進(jìn)入分離系統(tǒng)。離子被提取出并按照其質(zhì)荷比分離后經(jīng)離子檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。按照質(zhì)荷比進(jìn)行定性分析、特定質(zhì)荷比的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行定量分析，得出掃描溶液中待測(cè)元素的質(zhì)量濃度。干擾因素5.1為避免因人員操作帶入外部沾污，檢測(cè)人員應(yīng)對(duì)測(cè)試過(guò)程中各環(huán)節(jié)可能存在的沾污具有控制的技術(shù)和能力。5.2采樣過(guò)程中應(yīng)盡可能避免觸碰器皿接口邊緣，以防止帶入外部沾污。5.3電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的調(diào)諧，如氣壓設(shè)定、穩(wěn)定性、零點(diǎn)漂移、靈敏度等均會(huì)影響測(cè)試結(jié)果，為確保設(shè)備的可靠性實(shí)驗(yàn)室應(yīng)定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行核查。5.4所用到的器皿和管路、工具和防護(hù)用具的潔凈度會(huì)影響測(cè)試結(jié)果，為減少其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響實(shí)驗(yàn)室應(yīng)具備清洗流程和驗(yàn)收程序以保證器皿和管路、工具和防護(hù)用具的潔凈度。5.5吸收液對(duì)測(cè)試結(jié)果存在影響，本方法使用的吸收液為超純水。5.6器皿的元素析出會(huì)對(duì)結(jié)果造成影響，實(shí)驗(yàn)室可根據(jù)分析元素選擇合適的采樣容器。5.7采樣區(qū)域的環(huán)境會(huì)影響測(cè)試結(jié)果，應(yīng)在GB/T25915.1-20216級(jí)及以上區(qū)域采樣，防止環(huán)境顆粒溶解吸收液中堵塞儀器進(jìn)樣管。儀器和設(shè)備6.1電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS）。6.2空氣采樣泵：流量0.050L/min～5.00L/min。6.3移液器：10μL～100μL、100μL～1000μL。6.4分析天平：分度值=0.000016.5由聚丙烯（PP）或聚四氟乙烯（PTFE）或全氟烷氧基樹(shù)脂（PFA）等可清洗且對(duì)測(cè)試結(jié)果無(wú)影響的材料制成的用于儲(chǔ)存、收集溶液的器皿。6.5.1沖擊式吸收瓶：30mL~100mL。6.5.2儲(chǔ)液瓶：容量100mL。試劑和材料7.1超純水：電阻率大于18.2MΩ?cm（25℃），各待測(cè)元素含量均小于1ng/L，其他應(yīng)符合GB/T11446.1規(guī)定。7.2單標(biāo)或者混合元素標(biāo)準(zhǔn)溶液：采用可以量值溯源的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，元素質(zhì)量濃度為1mg/L～1000mg/L。7.3氦氣、氧氣：純度（體積分?jǐn)?shù)）應(yīng)不小于99.999%。7.4防護(hù)用具符合相應(yīng)潔凈間要求的防酸衣、防酸手套、護(hù)目鏡等。測(cè)試環(huán)境8.1潔凈度：符合GB/T25915.1-2021ISO5級(jí)以上潔凈室并加裝B、P過(guò)濾網(wǎng)；8.2溫度：23℃±2℃；8.3濕度：45%±5%。樣品9.1樣品制備9.1.1AMC吸收溶液制備如圖1所示：在大氣采樣系統(tǒng)（空氣采樣泵）前串聯(lián)兩支內(nèi)裝吸收液（純水）的沖擊式吸收瓶，連接管應(yīng)盡可能短并檢查系統(tǒng)的氣密性和可靠性；將采樣系統(tǒng)放在規(guī)定采樣點(diǎn)等速采樣，采樣點(diǎn)設(shè)置可根據(jù)測(cè)量目的設(shè)置，也可參考潔凈室顆粒采樣規(guī)則設(shè)定；選擇采樣流速（0.2～3.0）L/min，控制空氣采樣體積在100L～500L之間；記錄采樣點(diǎn)溫度、濕度、采樣時(shí)間、采樣流速等。采樣完畢，將兩支沖擊式吸收瓶?jī)?nèi)溶液倒入100ml儲(chǔ)液瓶混合后密封待測(cè)。注：1——空氣采集口；2、3——吸收液；4——大氣采集系統(tǒng)；5——廢氣。采樣裝置示意圖9.1.2空白溶液制備每次采集樣品應(yīng)至少帶一套全程序空白樣品。制作方法為：將裝好吸收液的吸收瓶帶至采樣現(xiàn)場(chǎng)，不進(jìn)行空氣采集，和采集樣同步靜置，靜置過(guò)程中需保證樣品瓶處于密閉狀態(tài)。結(jié)束后將兩份溶液混合后密封，帶回實(shí)驗(yàn)室待測(cè)。9.2樣品運(yùn)輸和保存采集的吸收溶液及空白溶液應(yīng)做密封處理，避免傾倒和劇烈搖晃，必要時(shí)冷藏（6℃-12℃）運(yùn)輸保存，并于7天內(nèi)完成測(cè)試。實(shí)驗(yàn)步驟10.1儀器準(zhǔn)備10.1.1按儀器操作說(shuō)明初步設(shè)定儀器工作條件，用調(diào)諧液調(diào)整儀器，在測(cè)試元素的離子計(jì)數(shù)的同時(shí)，對(duì)儀器工作條件進(jìn)行優(yōu)化、調(diào)諧，以達(dá)到最佳靈敏度的測(cè)試條件。10.1.2實(shí)驗(yàn)室應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所用到的超純水進(jìn)行監(jiān)控，確保其不對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響。10.2校準(zhǔn)曲線的繪制10.2.1用潔凈的容量瓶與分析天平或移液器，配制不同質(zhì)量濃度的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。所配制的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度值應(yīng)盡量接近掃描溶液中待測(cè)元素的質(zhì)量濃度值。例如，掃描溶液中待測(cè)元素質(zhì)量濃度預(yù)計(jì)在0.50μg/L，可分別取0μL、0.05μL、0.10μL、0.20μL、0.50μL、1.00μL的混合元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（各待測(cè)元素質(zhì)量濃度為10mg/L)，用超純水定容至100mL，此系列標(biāo)準(zhǔn)溶液中各元素的質(zhì)量濃度分別為0μg/L、0.05μg/L、0.10μg/L、0.20μg/L、0.50μg/L、1.00μg/L。10.2.2在電感耦合等離子體質(zhì)譜儀上對(duì)系列標(biāo)準(zhǔn)溶液中各待測(cè)元素質(zhì)量濃度進(jìn)行測(cè)試，以系列標(biāo)準(zhǔn)溶液中各元素信號(hào)值為縱坐標(biāo)，各元素的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)做校準(zhǔn)曲線。校準(zhǔn)曲線的線性相關(guān)系數(shù)應(yīng)優(yōu)于0.995。10.3樣品測(cè)定在電感耦合等離子體質(zhì)譜儀上，按表1中推薦的質(zhì)量數(shù)（磷建議使用氧模式），分別對(duì)空白溶液和（AMC）吸收溶液進(jìn)行測(cè)試，如果樣品濃度高于標(biāo)準(zhǔn)曲線最高點(diǎn)濃度，可將樣品稀釋后測(cè)定，同時(shí)記錄稀釋倍數(shù)。儀器根據(jù)校準(zhǔn)曲線，自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)算并輸出空白試液濃度和AMC吸收溶液中各待測(cè)元素的質(zhì)量濃度。推薦的質(zhì)量數(shù)及模式元素名稱質(zhì)量數(shù)硼11B磷31P10.4測(cè)定次數(shù)至少獨(dú)立地測(cè)定2次，取2次測(cè)試結(jié)果的算術(shù)平均值。結(jié)果計(jì)算與表示11.1按照公式計(jì)算環(huán)境空氣（AMC）中摻雜劑B和P的濃度（μg/m3）：式中：C空氣分子污染物（AMC）摻雜劑B和P的濃度，單位為微克每立方米（μg/m3）；c1由標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)試AMC吸收溶液的離子濃度，單位為微克每升（μg/L）；c0實(shí)驗(yàn)室空白試樣中離子質(zhì)量濃度，單位為微克每升（μg/L）；V吸收液體積，單位為毫升（mL）；D試樣稀釋倍數(shù)；v采樣流速，單位為升每分鐘（L/min）；h采樣時(shí)間，單位為小時(shí)（h)。11.2當(dāng)樣品含量小于1μg/m3時(shí)，結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后三位；當(dāng)樣品含量大于或等于1μg/m3時(shí)，結(jié)果保留三位有效數(shù)字。精密度10家實(shí)驗(yàn)室，分別在同一個(gè)采樣點(diǎn)位平行采樣3次，計(jì)算3個(gè)樣的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD，B和P測(cè)試值在0~0.332μ