CN102455321B - 一种超高纯氨水中微量钙离子的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超高纯氨水中微量钙离子的检测方法，通过对样品稀释处理，采用标准液信号比对的测试方法，直接测定超纯水和超纯氨水稀释液中的微量钙离子的浓度值，通过精确计算，得到产品中微量钙离子的含量，本发明消除了系统误差，提高了方法的精确度。分析工序简便快捷，数据可靠，成本低廉的特点，适合工业生产中的快速检测。
Description
技术领域
本发明涉及检测方法技术领域，具体涉及一种超高纯氨水中微量钙离子的检测方法。
背景技术
随着信息产业的飞速发展，对相关一些主要配套材料的纯度也提出了更高的要求，如半导体超大规模集成电路制造用氨水，其应用技术要求从最早的ppm单项金属离子至ppb单项技术离子到现在的ppt单项金属离子。
随着半导体行业高速发展，高纯氨水广泛应用于半导体芯片制造工艺中，因此对高纯化学品的测试也提出了更高的要求，一般要求杂质的含量水平控制在20-50ppt，而分析的极限要求在5-10ppt。
目前现有的工业化测超高纯的产品的分析技术普遍采用的都是电感偶尔等离子体质谱仪，运用标准液信号比对法进行测量，样品处理采用稀释法或者蒸馏残渣分析法。运用标准液信号比对法对样品稀释处理严重忽视了标准液和氨水溶液的体系差别，即它们在ICP-MS仪器上的响应度完全不同，对应的标准曲线也会大不相同，所以数据的偏差会不可消除，采用标准液信号比对法对样品蒸馏后测定超纯氨水中的钙离子，也会导致样品处理过程中受到不同程度的干扰，如容器、空气中尘埃和产品的溶解性等，而且耗时会大大提高。
利用现有的工业化测试方法，由于测试方法陈旧和操作过程易产生干扰，数据的误差达到了20％以上，绝对误差大于25ppt，具有检测结果不稳定，精确度低，操作繁琐，误差大等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超高纯氨水中微量钙离子的检测方法，能够有效的检测超高纯氨水中ppt级钙离子的含量，该方法具有分析工序简便快捷，数据可靠，精确度高，成本低廉的特点。
本发明的技术方案是：一种超高纯氨水中微量钙离子的检测方法，其特征在于该检测方法包括下列步骤：
一、质谱条件
仪器型号：安捷伦ICP-MS 7500a；
标准液型号：安捷伦公司钙离子标准液8500-6940；
进样方法：全聚氟乙烯雾化枪G3139-65102；
测量方式：冷焰方式；
功率：900W；59信号值：1680；背景信号值80:2.1；
二、检验方法与计算
①、检验方法
(1)安捷伦公司销售的10ppm的钙离子标准液8500-6940，量取1ml，加入99ml超纯水，得100ppb溶液，再取1ml 100ppb溶液，加入99ml超纯水，得到1ppb钙离子标准液，通过全聚氟乙烯PFA进样管取样上机测试，得钙离子浓度信号值A1；
(2)待其信号值稳定后，直接取直接取电阻率达18.2MΩ·cm的纯水，全聚氟乙烯PFA进样管取样上机测定，得超纯水中的钙离子浓度信号值B1；
(3)称取超纯氨水，加入超纯水，稀释Y倍，得到浓度为4-6％的检测用的稀氨水样品，用5％的超纯硝酸溶液进样，洗净全聚氟乙烯PFA进样管，待仪器信号稳定后，再用上述4-6％的氨水样品，取样，上机测试，得稀释后氨水混合液中钙离子浓度信号值B2；
(4)如步骤(1)预先配置好中性的1ppb标准液，在再向该溶液中加入1ml 5％的超纯氨水得加入5％稀氨水的1ppb的钙离子标准溶液，通过全聚氟乙烯PFA进样管取样上机测试，得钙离子浓度信号值A2；
②、计算
N水＝B1*1000/A1；
N样＝B2*1000/A2；
X＝Y*N样-(Y-1)*N水；
X：最终氨水样品中钙浓度；
N水：超水中钙离子含量：
N样：稀释后氨水混合液中钙离子含量；
Y：稀释的倍数；
三、检验标准
超纯氨水中微量钙离子含量控制在5-100ppt。
在本发明一个较佳实施例中，所述的全聚氟乙烯PFA进样管预先用5％的超纯硝酸水溶液进行清洗。
在本发明一个较佳实施例中，所述的超纯氨水加入超纯水后稀释的倍数Y为4-6倍。
本发明的优点在于：本发明通过对样品采用稀释法处理，采用标准液信号比对的测试方法，直接测定超纯水和超纯氨水稀释液中的微量钙离子的浓度值，通过精确计算，得到产品中微量钙离子的含量，具有分析工序简便快捷，数据可靠，成本低廉的特点，避免了进样量的微弱变化，质谱条件的微小变化以及操作上的偶然误差对分析结果的影响，数据精确度高。
具体实施方式
现在结合优选实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一、质谱条件
仪器型号：安捷伦ICP-MS 7500a；
标准液型号：安捷伦公司钙离子标准液8500-6940；
进样方法：全聚氟乙烯雾化枪G3139-65102；
测量方式：冷焰方式；
功率：900W；59信号值：1680；背景信号值80:2.1；
二、检验方法与计算
①、检验方法安捷伦公司销售的10ppm的钙离子标准液8500-6940，
(1)预先用5％的超纯硝酸水溶液进行清洗聚氟乙烯PFA进样管；量取安捷伦公司销售的10ppm的钙离子标准液8500-69401ml，加入99ml超纯水，得100ppb溶液，再取1ml 100ppb溶液，加入99ml超纯水，得到1ppb钙离子标准液，全聚氟乙烯PFA进样管取样上机测试，得1ppb钙离子标准液钙离子浓度信号值A1为1130；
(2)待其信号值稳定后，直接取直接取电阻率达18.2MΩ·cm的纯水，全聚氟乙烯PFA进样管取样上机测定，得超纯水中的钙离子浓度信号值B1为12；
(3)预先用5％的超纯硝酸水溶液进行清洗聚氟乙烯PFA进样管；称取29％的超纯氨水20g，加入82.65g超纯水，稀释倍数为5.133，得到浓度变成5.65％的检测用的稀氨水混合液，洗净全聚氟乙烯PFA进样管，待仪器信号稳定后，再用上述5.65％的氨水样品，全聚氟乙烯PFA进样管取样上机测试，得稀释后氨水混合液中钙离子浓度信号值B2为18；
(4)如步骤(1)预先配置好中性的1ppb标准液，在再向该溶液中加入1ml 5％的超纯氨水得加入5％稀氨水的1ppb的钙离子标准溶液，全聚氟乙烯PFA进样管取样上机测试，得钙离子浓度信号值A2为1080；
②、计算
N水＝B1*1000/A1＝12*1000/1130＝10.6；
N样＝B2*1000/A2＝18*1000/1080＝16.7；
X＝Y*N样-(Y-1)*N水＝5.133*16.7-4.133*10.6＝41.9113；
X：最终氨水样品中钙浓度；
N水：超水中钙离子含量：
N样：稀释后氨水混合液中钙离子含量；
Y：稀释的倍数；
三、检验标准
超纯氨水中微量钙离子含量控制在10-50PPt。
实施例2
实施条件参考实施例1，稀释倍数为5，得出1ppb钙离子标准液钙离子浓度信号值A1为1000；超纯水中的钙离子浓度信号值B1为8；稀释后氨水混合液中钙离子浓度信号值B2为15；钙离子浓度信号值A2为900；
通过计算得出。N水＝B1*1000/A1＝8*1000/1000＝8；
N样＝B2*1000/A2＝15*1000/900＝16.7；
最终氨水样品中钙浓度：X＝Y*N样-(Y-1)*N水＝5*16.7-4*8＝51.5；
本发明中，采用了5％的超纯硝酸水溶液对全聚氟乙烯管壁进行清洗，然后配制1ppb的钙离子标准溶液，在仪器调谐界面进行测试，当采集图谱趋于稳定时，采样读数，当浓度信号值显示为1000，这个时候，全聚氟乙烯管壁已经被各种金属离子吸附饱和，再将全聚氟乙烯吸样管移至超纯水中，由于超纯水中各种离子远低于1ppb标准液，待仪器图谱趋于稳定时(耗时2-3分钟)，全聚氟乙烯管壁将不会再吸附超纯水中离子，这时仪器显示的浓度信号值代表的就是超纯水中钙离子的真实含量，比如显示值为8。通过计算，我们得出超纯水中钙离子含量为8ppt。而如果在用超纯稀硝酸清洗过后，直接进超纯水，那由于PFA管壁的表面吸附作用，看到的超纯水浓度信号值可能就是6，这个时候计算出来的含量就是6ppt，误差超过30％。这个时候，测出的X＝5*16.7-4*6＝59.5，误差达到了15％
本发明通过对样品采用稀释法处理，采用标准液信号比对的测试方法，由于考虑到本发明中超纯氨水体系和超纯水体系的响应体系完全不一样，直接测定超纯水和超纯氨水稀释液中的微量钙离子的浓度值，而不是采取在检测器上直接扣除水空白的方式，消除了系统误差，提高了方法的精确度。适合工业生产控制的快速和精确的测试。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (2)
1.一种超高纯氨水中微量钙离子的检测方法，其特征在于该检测方法包括下列步骤：
一、质谱条件
仪器型号：安捷伦ICP—MS7500a；
标准液型号：安捷伦公司钙离子标准液8500—6940；
进样方法：全聚氟乙烯雾化枪G3139—65102；
测量方式：冷焰方式；
功率：900W；59信号值：1680；背景信号值80：2.1；
二、检验方法与计算
①、检验方法
(1)安捷伦公司销售的10ppm的钙离子标准液8500-6940，量取1ml，加入99ml超纯水，得100ppb溶液，再取1ml100ppb溶液，加入99ml超纯水，得到1ppb钙离子标准液，通过全聚氟乙烯PFA进样管取样上机测试，得钙离子浓度信号值A1；
(2)待其信号值稳定后，直接取电阻率达18.2MΩ·cm的纯水，全聚氟乙烯PFA进样管取样上机测定，得超纯水中的钙离子浓度信号值B1；
(3)称取超纯氨水，加入超纯水，稀释Y倍，得到浓度为4—6％的检测用的稀氨水样品，用5％的超纯硝酸溶液进样，洗净全聚氟乙烯PFA进样管，待仪器信号稳定后，再用上述4—6％的氨水样品，取样，上机测试，得稀释后氨水混合液中钙离子浓度信号值B2；
(4)如步骤(1)预先配置好中性的1ppb标准液，在再向该溶液中加入1ml配置好的4—6％的超纯氨水得加入4—6％稀氨水的1ppb的钙离子标准溶液，通过全聚氟乙烯PFA进样管取样上机测试，得钙离子浓度信号值A2；
②、计算
N水=B1*1000／A1；
N样=B2*1000／A2；
X=Y*N样-(Y-1)*N水；
X：最终氨水样品中钙浓度；
N水：超水中钙离子含量；
N样：稀释后氨水混合液中钙离子含量；
Y：稀释的倍数；
三、检验标准
超纯氨水中微量钙离子含量控制在5—100ppt。
2.根据权利要求1所述的一种超高纯氨水中微量钙离子的检测方法，其特征在于所述的超纯氨水加入超纯水后稀释的倍数Y为4—6倍。
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| CN201010575063.1A CN102455321B (zh) | 2010-12-06 | 2010-12-06 | 一种超高纯氨水中微量钙离子的检测方法 |
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| CN102455321A CN102455321A (zh) | 2012-05-16 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201010575063.1A Active CN102455321B (zh) | 2010-12-06 | 2010-12-06 | 一种超高纯氨水中微量钙离子的检测方法 |
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