CN113960198A - 基于气相色谱-质谱联用对电子特气中杂质气体检测方法 - Google Patents

基于气相色谱-质谱联用对电子特气中杂质气体检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113960198A
CN113960198A CN202111209924.9A CN202111209924A CN113960198A CN 113960198 A CN113960198 A CN 113960198A CN 202111209924 A CN202111209924 A CN 202111209924A CN 113960198 A CN113960198 A CN 113960198A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
impurity
impurity gas
mass spectrometry
electronic special
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111209924.9A
Other languages
English (en)
Inventor
朱颜
乔洋
陈化冰
孙建
王陆平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Nanda Photoelectric Material Co ltd
Quanjiao Nanda Photoelectric Material Co ltd
Jiangsu Nata Opto Electronic Material Co Ltd
Original Assignee
Suzhou Nanda Photoelectric Material Co ltd
Quanjiao Nanda Photoelectric Material Co ltd
Jiangsu Nata Opto Electronic Material Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Nanda Photoelectric Material Co ltd, Quanjiao Nanda Photoelectric Material Co ltd, Jiangsu Nata Opto Electronic Material Co Ltd filed Critical Suzhou Nanda Photoelectric Material Co ltd
Priority to CN202111209924.9A priority Critical patent/CN113960198A/zh
Publication of CN113960198A publication Critical patent/CN113960198A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/62—Detectors specially adapted therefor
    • G01N30/72—Mass spectrometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/86—Signal analysis
    • G01N30/8624—Detection of slopes or peaks; baseline correction
    • G01N30/8631—Peaks
    • G01N30/8634—Peak quality criteria

Abstract

本发明公开了基于气相色谱‑质谱联用对电子特气中杂质气体检测方法，具体步骤如下：在全谱扫描模式下对含杂质气体的标准样品进行测定，确定各杂质气体的特征定量及定性离子峰，建立各杂质气体的质谱库；根据各杂质气体的特征定量及定性离子峰，在SIM模式下测定含杂质气体的标准样品，根据各杂质气体的峰面积确定含量，本发明适用于气相色谱‑质谱联用，通过利用色谱分离方法和质谱检测器串联，完成进样后的自动检测分析，能够在质量数1‑500amu范围内对杂质气体进行全谱扫描，并可同时利用杂质气体特征离子峰在SIM模式条件下完成高精度扫描，该分析检测方法可应用于高纯磷烷、高纯砷烷及其它高纯气体中杂质的分析检测，具有通用性和普适性。

Description

基于气相色谱-质谱联用对电子特气中杂质气体检测方法
技术领域
本发明属于气相色谱-质谱联用技术领域，具体是基于气相色谱-质谱联用对电子特气中杂质气体检测方法。
背景技术
气相色谱-质谱联用是一种常用的定性和定量分析检测方式，但是在气体纯度分析检测领域，由于真空本底的干扰和气体小分子质量数的影响，质谱在1-50amu质量数的偏差导致这一应用受限，如常见氮气、氧气和水等干扰在一定程度制约了该技术的发展。
在我司早期专利CN111239317A《特种气体中杂质的质谱检测分析装置及其方法》针对高纯磷烷砷烷等质谱检测技术进行开发，通过压力控制系统和进样系统、真空系统和四极杆检测系统，完成部分杂质定性和定量分析，对于200ppb以上杂质可以通过电子倍增管探测器检出，基于该专利，不仅对高纯磷烷砷烷等杂质气体进行监测，同时证实其对同位素含量检测也呈现精准的分析，但另一方面，基于该专利搭建的分析检测系统在自动化程度和检测分离能力均远远落后本申请气相色谱-质谱联用技术，近年来，在高纯电子特气分析检测领域，100-500ppb含量杂质检测技术基本比较成熟和稳定，10-100ppb是行业内研究的重点，而1-10ppb杂质的分析检测是行业内的难点和痛点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供基于气相色谱-质谱联用对电子特气中杂质气体检测方法，通过色谱分离检测系统和质谱检测系统串联，对于高纯磷烷、砷烷及其它气体中1-10ppb杂质做到全自动定性定量分析，对于特种气体分析检测领域具有普适性。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
基于气相色谱-质谱联用对电子特气中杂质气体检测方法，具体步骤如下：
(S1)、在全谱扫描模式下对含杂质气体的标准样品进行测定，确定各杂质气体的特征定量及定性离子峰，建立各杂质气体的质谱库；
(S2)、根据各杂质气体的特征定量及定性离子峰，在SIM模式下测定含杂质气体的标准样品，根据各杂质气体的峰面积确定含量。
在一种可能的实现方式中，所述步骤(S1)中，在全谱扫描模式测试待测电子特气样品，对微量杂质气体进行定性定量时，针对1ppb含量的微量杂质气体采用SIM模式测试待测电子特气样品，从而进行精确定量。
在一种可能的实现方式中，还包括色谱分离，所述色谱分离是通过不同的色谱柱对待测电子特气进行分离切割。
在一种可能的实现方式中，所述色谱分离中使用的色谱柱包括：Plot-Q系列色谱柱、HP-Plot系列色谱柱、PorabondQ系列色谱柱以及Gaspro色谱柱。
在一种可能的实现方式中，还包括阀切换，所述阀切换是通过切换不同的阀切换程序，进行不同电子特气的分析检测。
在一种可能的实现方式中，所述阀切换包括以下功能：放空、反吹及中心切割。
在一种可能的实现方式中，还包括温控系统，所述温控系统采用高低温控制系统，通过高低温控制系统对电子特气检测的过程中色谱柱的的温度进行控制。
在一种可能的实现方式中，所述步骤(S2)中测定含杂质气体的标准样品时，含杂质气体的标准样品进入质谱的流速为0.8-1.2ml/min。
本发明中，通过利用色谱分离方法和质谱检测器串联，完成进样后的自动检测分析，能够在质量数1-500amu范围内对杂质气体进行全谱扫描，并可同时利用杂质气体特征离子峰在SIM模式条件下完成高精度扫描，全谱扫描针对10ppb以上杂质出峰明显，而选择离子SIM模式杂质检出限低于1ppb，该分析检测方法可应用于高纯磷烷、高纯砷烷及其它高纯气体中杂质的分析检测，具有通用性和普适性。
附图说明
图1是为低纯度磷烷基于气相色谱-质谱联用图谱；
图2为高纯度磷烷基于气相色谱-质谱联用图谱；
图3为两种高纯磷烷产品基于气相色谱-质谱联用放大图谱；
图4为SIM模式下磷烷产品中含碳类杂质基于气相色谱-质谱联用提取图(27amu)；
图5为SIM模式下磷烷产品中含碳类杂质基于气相色谱-质谱联用提取图(16amu)；
图6为氦气中硅烷、磷烷、砷烷杂质基于气相色谱-质谱联用图谱；
图7为氦气中含碳类杂质气体基于气相色谱-质谱联用图谱。
具体实施方式
以下结合附图1-7，进一步说明本发明基于气相色谱-质谱联用对电子特气中杂质气体检测方法的具体实施方式。本发明基于气相色谱-质谱联用对电子特气中杂质气体检测方法不限于以下实施例的描述。
本发明给出一种基于气相色谱-质谱联用对电子特气中杂质气体检测方法，具体步骤如下：
(S1)、在全谱扫描模式下对含杂质气体的标准样品进行测定，确定各杂质气体的特征定量及定性离子峰，建立各杂质气体的质谱库，针对1ppb含量的微量杂质气体采用SIM模式测试待测电子特气样品，从而进行精确定量；
(S2)、根据各杂质气体的特征定量及定性离子峰，在SIM模式下测定含杂质气体的标准样品，根据各杂质气体的峰面积确定含量，在测定含杂质气体的标准样品时，含杂质气体的标准样品进入质谱的流速为0.8-1.2ml/min。
还包括色谱分离，色谱分离是通过不同的色谱柱对待测电子特气进行分离切割，在色谱分离中使用的色谱柱包括：Plot-Q系列色谱柱、HP-Plot系列色谱柱、PorabondQ系列色谱柱以及Gaspro色谱柱。
还包括阀切换，阀切换是通过切换不同的阀切换程序，进行不同电子特气的分析检测，阀切换包括以下功能：放空、反吹及中心切割。
还包括温控系统，温控系统采用高低温控制系统，通过高低温控制系统对电子特气检测的过程中色谱柱的的温度进行控制
实施例1:
实施例1采取HP-plotQ系列色谱柱，针对磷烷中杂质进行分析检测，色谱柱长度为60米预柱和60米分析柱，通过中心切割完成主成分磷烷放空，图1给出低纯度磷烷样品中空气合峰、甲烷、二氧化碳、一氧化二氮及砷烷等杂质谱峰。
实施例2：
针对高纯磷烷进行杂质分析检测，并通过SIM模式对于特征离子峰进行判定，色谱分离条件同实施例1；
图2为99.9999％(6N)高纯磷烷基于气相色谱-质谱联用图谱；
图3为两瓶6N纯度高纯磷烷在底部基于气相色谱-质谱联用放大图，在CO2出峰位置，12.3min两种样品存在差别。
其中下方样品二氧化碳含量为2.5ppb，上方样品二氧化碳含量为1.8ppb。
图4和图5分别针对质量数27amu和16amu进行提取，确认样品中含有乙烯、乙烷和甲烷等杂质，杂质含量和标准物质对比在1-3ppb范围内。
采取SIM模式对于除氮气(28)、氧气(32)及水(18)等质量数扫描存在独特的分析优势，检出限可达到1ppb量级。如下表1针对SIM模式进行扫描确认不同杂质气体定量离子质量数。
Figure BDA0003308533570000041
表1 SIM模式下不同杂质气体定量离子峰
实施例3：
采取Porabond-Q毛细柱，对于氦气中100ppb硅烷、磷烷砷烷及含碳类物质进行检测，分析检测图谱见图6和7。
该色谱柱同时可以完成砷烷中杂质的分离检测，对于乙烯、乙炔、乙烷杂质的分离性能优于HP-PlotQ色谱柱。
结合实施例1-实施例3可以看出：本发明中的一种基于气相色谱-质谱联用对电子特气中杂质气体检测方法，通过利用色谱分离方法和质谱检测器串联，完成进样后的自动检测分析，能够在质量数1-500amu范围内对杂质气体进行全谱扫描，并可同时利用杂质气体特征离子峰在SIM模式条件下完成高精度扫描，全谱扫描针对10ppb以上杂质出峰明显，而选择离子SIM模式杂质检出限低于1ppb，该分析检测方法可应用于高纯磷烷、高纯砷烷及其它高纯气体中杂质的分析检测，具有通用性和普适性，另基于气相色谱-质谱联用装置在杂质气体经色谱柱中不能完全分离的情况下仍具有强大的定性及定量分析能力。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.基于气相色谱-质谱联用对电子特气中杂质气体检测方法，其特征在于：具体步骤如下：
(S1)、在全谱扫描模式下对含杂质气体的标准样品进行测定，确定各杂质气体的特征定量及定性离子峰，建立各杂质气体的质谱库；
(S2)、根据各杂质气体的特征定量及定性离子峰，在SIM模式下测定含杂质气体的标准样品，根据各杂质气体的峰面积确定含量。
2.如权利要求1所述的基于气相色谱-质谱联用对电子特气中杂质气体检测方法，其特征在于：所述步骤(S1)中，在全谱扫描模式测试待测电子特气样品，对微量杂质气体进行定性定量时，针对1ppb含量的微量杂质气体采用SIM模式测试待测电子特气样品，从而进行精确定量。
3.如权利要求1所述的基于气相色谱-质谱联用对电子特气中杂质气体检测方法，其特征在于：还包括色谱分离，所述色谱分离是通过不同的色谱柱对待测电子特气进行分离切割。
4.如权利要求3所述的基于气相色谱-质谱联用对电子特气中杂质气体检测方法，其特征在于：所述色谱分离中使用的色谱柱包括：Plot-Q系列色谱柱、HP-Plot系列色谱柱、Porabond Q系列色谱柱以及Gaspro色谱柱。
5.如权利要求1所述的基于气相色谱-质谱联用对电子特气中杂质气体检测方法，其特征在于：还包括阀切换，所述阀切换是通过切换不同的阀切换程序，进行不同电子特气的分析检测。
6.如权利要求5所述的基于气相色谱-质谱联用对电子特气中杂质气体检测方法，其特征在于：所述阀切换包括以下功能：放空、反吹及中心切割。
7.如权利要求1所述的基于气相色谱-质谱联用对电子特气中杂质气体检测方法，其特征在于：还包括温控系统，所述温控系统采用高低温控制系统，通过高低温控制系统对电子特气检测的过程中色谱柱的的温度进行控制。
8.如权利要求1所述的基于气相色谱-质谱联用对电子特气中杂质气体检测方法，其特征在于：所述步骤(S2)中测定含杂质气体的标准样品时，含杂质气体的标准样品进入质谱的流速为0.8-1.2ml/min。
CN202111209924.9A 2021-10-18 2021-10-18 基于气相色谱-质谱联用对电子特气中杂质气体检测方法 Pending CN113960198A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111209924.9A CN113960198A (zh) 2021-10-18 2021-10-18 基于气相色谱-质谱联用对电子特气中杂质气体检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111209924.9A CN113960198A (zh) 2021-10-18 2021-10-18 基于气相色谱-质谱联用对电子特气中杂质气体检测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113960198A true CN113960198A (zh) 2022-01-21

Family

ID=79464217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111209924.9A Pending CN113960198A (zh) 2021-10-18 2021-10-18 基于气相色谱-质谱联用对电子特气中杂质气体检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113960198A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW421699B (en) * 1999-07-13 2001-02-11 Nippon Oxygen Co Ltd Gas supplying apparatus and gas substitution method
JP2013008874A (ja) * 2011-06-24 2013-01-10 Hitachi Chem Co Ltd 半導体パッケージの開封方法、及び半導体パッケージの検査方法
CN103105441A (zh) * 2013-01-16 2013-05-15 海南电力技术研究院 一种定性定量分析sf6气体放电分解产物的方法
WO2018008510A1 (ja) * 2016-07-04 2018-01-11 北興化学工業株式会社 有機マグネシウムホスフィドとその製造方法、および有機マグネシウムホスフィド錯体とその製造方法、並びに当該ホスフィドを使用した有機リン系化合物の製造方法
CN111239317A (zh) * 2020-03-11 2020-06-05 全椒南大光电材料有限公司 特种气体中杂质的质谱检测分析装置及其方法
CN112213403A (zh) * 2019-07-11 2021-01-12 东泰高科装备科技有限公司 一种砷烷在线检测装置和检测方法
CN113466352A (zh) * 2020-03-31 2021-10-01 中昊晨光化工研究院有限公司 气相色谱-质谱联用测定五氟丙烯的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW421699B (en) * 1999-07-13 2001-02-11 Nippon Oxygen Co Ltd Gas supplying apparatus and gas substitution method
JP2013008874A (ja) * 2011-06-24 2013-01-10 Hitachi Chem Co Ltd 半導体パッケージの開封方法、及び半導体パッケージの検査方法
CN103105441A (zh) * 2013-01-16 2013-05-15 海南电力技术研究院 一种定性定量分析sf6气体放电分解产物的方法
WO2018008510A1 (ja) * 2016-07-04 2018-01-11 北興化学工業株式会社 有機マグネシウムホスフィドとその製造方法、および有機マグネシウムホスフィド錯体とその製造方法、並びに当該ホスフィドを使用した有機リン系化合物の製造方法
CN112213403A (zh) * 2019-07-11 2021-01-12 东泰高科装备科技有限公司 一种砷烷在线检测装置和检测方法
CN111239317A (zh) * 2020-03-11 2020-06-05 全椒南大光电材料有限公司 特种气体中杂质的质谱检测分析装置及其方法
CN113466352A (zh) * 2020-03-31 2021-10-01 中昊晨光化工研究院有限公司 气相色谱-质谱联用测定五氟丙烯的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吕正忠等: "工业乙烯、丙烯中痕量砷烷、磷烷的测定", 《化工技术与开发》, vol. 49, no. 10, pages 57 - 59 *
程鹏等: "气相色谱负压进样分析磷烷中的杂质", 《低温与特气》, vol. 34, no. 02, pages 34 - 37 *
郁光等: "气相色谱法测高纯磷烷中的杂质含量", 《低温与特气》, vol. 34, no. 01, pages 137 - 138 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108445094B (zh) 气相离子迁移谱快速鉴别黄酒酒龄的建立方法以及应用
CN102183610B (zh) 7n电子级超纯氨的分析方法
CN110568118A (zh) 一种c2-c3烃类物质浓度测定方法
CN105021732A (zh) 一种快速测定饮料酒的水中氧同位素组成的方法
JP2011043329A (ja) 低濃度エタノール試料の同位体比分析方法
CN110808203B (zh) 氢燃料电池用高纯氢中杂质快速准确检测装置和方法
CN103091440B (zh) 一种定性定量分析sf6气体中痕量杂质的方法
CN102445508B (zh) 一种氦离子气相色谱仪及其使用方法
CN112526016A (zh) 一种六氟化硫气体中硫酰氟组分含量的检测方法
CN110082469B (zh) 变压器绝缘油中痕量醇类、酮类物质含量的测定方法
CN106950303B (zh) 生物样本血液中苯系物的测定方法
CN112444571B (zh) 大体积顶空热解析气质联用检测四氯化钛中有机物的方法
CN116223708A (zh) 用于四氟化碳中三氟化氮气体含量分析的气相色谱阀路系统及其使用方法
CN103823012A (zh) 气相色谱-质谱法分析氩气中氩质量数丰度值与比值
CN114062540B (zh) 一种快速测定纯气中杂质气体氧气和氩气的方法
CN113960198A (zh) 基于气相色谱-质谱联用对电子特气中杂质气体检测方法
JPH0634616A (ja) 微量不純物の分析方法
CN114200062A (zh) 一种皮革中四乙二醇二甲醚的检测方法
CN112710743B (zh) 碳酸酯溶剂中杂质的分离与检测方法及其应用
CN103926343A (zh) 硅胶材料色谱柱用于高纯气体气相色谱检测的应用
JP2002250722A (ja) 極低濃度硫化水素の分析方法および分析装置
CN110873753B (zh) 一种分离全血样品中气相游离丙泊酚的富集方法
CN114216973A (zh) 一种吹扫捕集-气质联用快速测定废水中苯酚含量的方法
CN112505208A (zh) 一种高纯碳酸酯溶剂中痕量有机杂质的检测方法及其应用
CN208505990U (zh) 一种用于检测电子级高纯二氧化碳中烃的设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination