JPH0721973A - Quantitative method of metal element in acid solution - Google Patents

Quantitative method of metal element in acid solution

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JPH0721973A
JPH0721973A JP5164560A JP16456093A JPH0721973A JP H0721973 A JPH0721973 A JP H0721973A JP 5164560 A JP5164560 A JP 5164560A JP 16456093 A JP16456093 A JP 16456093A JP H0721973 A JPH0721973 A JP H0721973A
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acid
acid solution
metal element
solution
concentration
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Hiroto Naka
啓人 中
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a quantitative method of metal element in acid solution which is carried out accurately and rapidly, and with an excellent repeatability. CONSTITUTION:A quantitative method of a metal element in a acid solution which quantifies a metal element dissolved in an acid solution by using the ICP mass spectrometry is a quantification method in which the temperature of a solution atomizing chamber in an ICP mass specrometry device is controlled within 23+ or -3 deg.C. The density of an acid led in the Ar plasma is reduced, the corrosion of a sampling cone can be prevented, and a stable measuring result can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は酸溶液中の金属元素定量
法に関し、より詳細には硫酸又はりん酸等の酸を含む溶
液中の金属元素をICP質量分析法により定量する酸溶
液中の金属元素定量法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for determining a metal element in an acid solution, and more particularly to a method for determining a metal element in a solution containing an acid such as sulfuric acid or phosphoric acid by ICP mass spectrometry. It relates to a metal element determination method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の製造プロセス等において使
用される炭化珪素やアルミナ等のセラミックス材料に
は、製造されるLSI等の半導体装置の特性を劣化させ
ないように、金属不純物の含有量ができるだけ少ないこ
とが要求される。この要求に答えるべく、金属不純物の
含有量が極めて少ないセラミックスの製造が試みられて
いるが、実際にどの程度の不純物を含有するものが製造
されたかを分析する分析技術が完全には確立されておら
ず、ppm以下の微量不純物の分析方法の確立が要望さ
れている。
2. Description of the Related Art Ceramic materials such as silicon carbide and alumina used in the manufacturing process of semiconductor devices contain as little metal impurities as possible so as not to deteriorate the characteristics of semiconductor devices such as LSI to be manufactured. Is required. In order to meet this demand, attempts have been made to produce ceramics containing extremely small amounts of metal impurities, but analytical techniques for analyzing how much impurities were actually produced were completely established. Therefore, establishment of a method for analyzing trace impurities in ppm or less is desired.

【0003】セラミックス中の微量金属不純物の分析方
法としては、試料を酸によって分解して溶液化した後、
誘導結合プラズマ(ICP)発光分析法を適用する方法
が一般的であるが、最近難溶性のセラミックスを酸分解
する方法として、硫酸、あるいは硝酸/フッ化水素酸/
硫酸の混合酸を分解酸に用い、フッ素樹脂等を内筒容器
として用いて密閉容器内で加熱する加圧酸分解法が適用
されるようになってきている(平手直之 分析 506
−513頁(1990)、上蓑義則他 分析化学 41
T151〜T155(1992))。
As a method of analyzing trace metal impurities in ceramics, a sample is decomposed with an acid to form a solution,
The method of applying inductively coupled plasma (ICP) emission spectrometry is generally used, but as a method of acid-decomposing hardly soluble ceramics recently, sulfuric acid or nitric acid / hydrofluoric acid /
A pressurized acid decomposition method in which a mixed acid of sulfuric acid is used as a decomposing acid, and a fluororesin or the like is used as an inner cylindrical container and heated in a closed container has come to be applied (Naoyuki Hirate analysis 506).
Pp. 513 (1990), Yoshinori Kamio et al. Analytical Chemistry 41
T151-T155 (1992)).

【0004】また、他のより高感度な分析方法として、
フレームレス原子吸光分析法やICP質量分析法も適用
されるようになってきている。
As another more sensitive analysis method,
Flameless atomic absorption spectrometry and ICP mass spectrometry have also been applied.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記ICP発
光分析方法では、ppm以下の金属不純物の定量に対し
て感度不足で正確な値を測定することは難しい。また、
フレームレス原子吸光分析法は高感度であるが、一測定
において一元素しか分析できないため、多数の元素を分
析したい場合や多数の試料を分析したい場合には、分析
を完了するまでに長時間を要するという問題があった。
However, in the above ICP emission analysis method, it is difficult to measure an accurate value because the sensitivity is insufficient for the determination of metal impurities of ppm or less. Also,
Although flameless atomic absorption spectrometry has high sensitivity, it can analyze only one element in one measurement, so if you want to analyze many elements or many samples, take a long time to complete the analysis. There was a problem of cost.

【0006】一方ICP質量分析法は、高感度でかつ多
元素を同時に分析することが可能であるため、セラミッ
クス中の微量金属不純物の分析方法としては非常に有効
な方法である。しかし、試料を分解するために用いた硫
酸等を簡単に除去することは難しいため、通常は分析試
料中に硫酸等が残存した状態で分析を行う。この場合、
この硫酸等を含む溶液をICP質量分析装置に導入する
と、測定時間と共にその測定強度が低下するという報告
がなされている(岡野輝雄、松村泰治 鉄と鋼77 1
951−1958頁(1991))。
On the other hand, ICP mass spectrometry is a very effective method for analyzing trace metal impurities in ceramics, since it is highly sensitive and capable of simultaneously analyzing multiple elements. However, since it is difficult to easily remove the sulfuric acid and the like used for decomposing the sample, the analysis is usually performed with the sulfuric acid and the like remaining in the analysis sample. in this case,
It has been reported that when this solution containing sulfuric acid or the like is introduced into an ICP mass spectrometer, the measurement intensity decreases with the measurement time (Teruo Okano, Taiji Matsumura Iron and Steel 77 1
951-1958 (1991)).

【0007】実際に、金属を硫酸中に溶解させてICP
質量分析を行った場合には、以下のような結果となる。
図5及び図6は、Cuを100μg/リットル程度及び
Niを100μg/リットル程度、それぞれ含有する硫
酸の3v/v%溶液(濃度が98wt%の濃硫酸3ml
を純水に溶解して100mlとした溶液、以下同様)に
ICP質量分析装置に連続的に導入した場合の測定時間
と強度比(測定開始時の強度に対する測定時における強
度の比)との関係を示したグラフである。
Actually, the metal was dissolved in sulfuric acid to prepare ICP.
When mass spectrometry is performed, the following results are obtained.
5 and 6 show a 3 v / v% solution of sulfuric acid containing about 100 μg / liter of Cu and about 100 μg / liter of Ni (concentrated sulfuric acid 3 ml with a concentration of 98 wt% is 3 ml).
Relationship between the measurement time and the strength ratio (ratio of strength at the time of measurement to strength at the start of measurement) when continuously introduced into an ICP mass spectrometer in a solution in which is dissolved in pure water to make 100 ml, and so on. It is a graph showing.

【0008】なお、ICP質量分析法では、酸性水溶液
をプラズマ中に噴霧した際に発生する水蒸気中の酸素と
プラズマを発生させるためのArガスとが反応して生成
する40Ar16Oが、56Feの妨害となるところから、通
常は水蒸気の発生をできるだけ抑制するために溶液噴霧
室(以下、スプレーチャンバと記す)を冷却している。
上記測定を行う場合もスプレーチャンバの温度を−4℃
に保持しており、また、プラズマからのイオン抽出治具
であるサンプリングコーンは通常使用されるNi製のも
のを使用している。
[0008] In the ICP mass spectrometry, 40 Ar 16 O in which the Ar gas for generating oxygen plasma in the water vapor generated upon spraying an acidic aqueous solution in the plasma is generated by the reaction, 56 Since it interferes with Fe, the solution spray chamber (hereinafter referred to as the spray chamber) is usually cooled in order to suppress the generation of water vapor as much as possible.
Even when performing the above measurement, keep the temperature of the spray chamber at -4 ° C.
The sampling cone, which is a jig for extracting ions from plasma, is made of Ni which is usually used.

【0009】図5及び図6の結果から明らかなように、
同じCu濃度又はNi濃度を有する溶液をICP質量分
析装置に導入しているにも拘らず、その相対強度比は大
きく変動しており、Cuはその相対強度比が低下する傾
向にあり、Niはその相対強度比が増大する傾向が著し
い。これは、噴霧された液滴中に含まれる酸によりサン
プリングコーンが腐食されて溶解し、これにより質量分
析計にサンプリングコーン中のNiが導入されたためだ
と考えられる。
As is clear from the results shown in FIGS. 5 and 6,
Despite introducing a solution having the same Cu concentration or Ni concentration into the ICP mass spectrometer, its relative intensity ratio is largely fluctuating, and Cu tends to have a lower relative intensity ratio, and Ni is The relative intensity ratio tends to increase. It is considered that this is because the acid contained in the sprayed droplets corroded and dissolved the sampling cone, which introduced Ni in the sampling cone into the mass spectrometer.

【0010】このようなサンプリングコーンの腐食を防
止する方法としては、サンプリングコーンに耐酸性の白
金を使用する方法が考えられる。
As a method of preventing such corrosion of the sampling cone, a method of using acid-resistant platinum for the sampling cone can be considered.

【0011】また、他の方法として、酸を溶液中に含有
しない試料溶液を調製する方法があるが、そのためには
単に加熱するのみでは揮散しにくい硫酸やりん酸を加熱
乾固して揮散させるか、イオン交換により分離して除去
する必要がある。
As another method, there is a method of preparing a sample solution containing no acid in the solution. For that purpose, sulfuric acid and phosphoric acid, which are difficult to volatilize by simply heating, are heated to dryness and volatilized. Alternatively, it must be separated and removed by ion exchange.

【0012】しかし、白金製のサンプリングコーンは非
常に高価であり、一方加熱乾固やイオン交換により酸を
除去する方法は長時間を要し、また操作時に汚染が生じ
て分析値が不正確になり易いという課題があった。
However, the platinum sampling cone is very expensive, while the method of removing the acid by heating to dryness or ion exchange requires a long time, and contamination occurs during the operation, resulting in inaccurate analytical values. There was a problem that it was easy to become.

【0013】本発明は上記課題に鑑み発明されたもので
あって、ICP質量分析法により硫酸やりん酸等の酸を
含む酸溶液中の金属元素定量法において、迅速かつ正確
で安定した測定結果を得ることができる酸溶液中の金属
元素定量法を提供することを目的としている。
The present invention has been invented in view of the above problems, and is a rapid, accurate, and stable measurement result in a method for quantifying metal elements in an acid solution containing an acid such as sulfuric acid or phosphoric acid by ICP mass spectrometry. It is an object of the present invention to provide a method for quantifying a metal element in an acid solution capable of obtaining

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る酸溶液中の金属元素定量法は、ICP質
量分析法を用いて酸溶液中に溶解している金属元素を定
量する酸溶液中の金属元素定量法において、ICP質量
分析装置内の溶液噴霧室を23±3℃に温度制御するこ
とを特徴としている。
In order to achieve the above object, the metal element quantification method in an acid solution according to the present invention is a method for quantifying a metal element dissolved in an acid solution using ICP mass spectrometry. In the method for quantifying a metal element in an acid solution, the temperature of the solution spray chamber in the ICP mass spectrometer is controlled to 23 ± 3 ° C.

【0015】本発明の分析方法を適用することができる
酸溶液としては、例えば硫酸、りん酸等の粘性が高く、
沸点も比較的高くて飛散しにくい酸の溶液が挙げられ、
これらの酸の濃度が約10v/v%以下であれば分析が
可能である。
As the acid solution to which the analysis method of the present invention can be applied, for example, sulfuric acid, phosphoric acid and the like have high viscosity,
An acid solution that has a relatively high boiling point and is difficult to scatter,
Analysis is possible when the concentration of these acids is about 10 v / v% or less.

【0016】また本発明の分析方法が適用可能な材料と
しては、例えばアルミナ、炭化珪素等のセラミックス材
料の他、微量介在物が存在する鉄鋼材料、岩石等、分解
酸として硫酸やりん酸を用いる材料が挙げられ、また実
際に分析が可能な金属元素としては、分子ピークの妨害
のあるSi、P、K、Caやサンプリングコーンの材質
であるNiを除いた他の金属元素が挙げられる。
As the material to which the analysis method of the present invention can be applied, for example, in addition to ceramic materials such as alumina and silicon carbide, iron and steel materials having a small amount of inclusions, rocks and the like, and sulfuric acid and phosphoric acid as decomposing acids are used. Examples of the metal element that can be used as the material and that can be actually analyzed include Si, P, K, and Ca that interfere with the molecular peak, and other metal elements other than Ni that is the material of the sampling cone.

【0017】前記金属の分析が可能な濃度範囲は、それ
ぞれ金属の種類により異なるので一概には言えないが、
例えば0.1μg/リットル〜1mg/リットル程度の
濃度範囲であれば分析が可能となるものが大部分であ
る。
The concentration range in which the metal can be analyzed varies depending on the type of the metal, so it cannot be generally stated.
For example, most can be analyzed in the concentration range of about 0.1 μg / liter to 1 mg / liter.

【0018】[0018]

【作用】以下、図1及び図2に基づいて本発明の分析方
法の作用について説明する。
The operation of the analysis method of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.

【0019】図1はICP質量分析装置を用いてICP
質量分析法により溶液中の金属不純物を定量する方法を
模式的に示した概念図であり、図中、11は試料溶液を
示している。
FIG. 1 shows an ICP using an ICP mass spectrometer.
It is the conceptual diagram which showed typically the method of quantifying the metal impurity in a solution by a mass spectrometry, In the figure, 11 has shown the sample solution.

【0020】炭化珪素等の試料を加圧酸分解等すること
により調製された微量の金属元素及び硫酸、りん酸等の
酸を含有する試料溶液11は、定流量ポンプ12により
吸入され、ネブライザー13によってスプレーチャンバ
14内に噴霧される。
A sample solution 11 containing a trace amount of a metal element and an acid such as sulfuric acid or phosphoric acid prepared by subjecting a sample of silicon carbide or the like to acid decomposition under pressure is sucked by a constant flow pump 12, and a nebulizer 13 is supplied. Is sprayed into the spray chamber 14.

【0021】スプレーチャンバ14の周囲は二重構造に
なっており、その内部は冷却水流通室17となってい
る。また、スプレーチャンバ14には温度計15が設置
されており、この温度計15に接続された温度コントロ
ーラ16を用い、冷却水流通室17を流通する冷却水1
8の温度をコントロールすることにより、スプレーチャ
ンバ14の温度をコントロールしている。
The periphery of the spray chamber 14 has a double structure, and the inside thereof is a cooling water flow chamber 17. A thermometer 15 is installed in the spray chamber 14, and a temperature controller 16 connected to the thermometer 15 is used to cool the cooling water 1 flowing through the cooling water flow chamber 17.
By controlling the temperature of No. 8, the temperature of the spray chamber 14 is controlled.

【0022】このように所定の温度にコントロールされ
たスプレーチャンバ14内に噴霧されて形成された微細
な液滴は水蒸気を発生し、この液滴と水蒸気の一部は、
Arプラズマ19中に導入されて分析元素のイオン化が
行われ、発生したイオンはサンプリングコーン20を経
て質量分析計21に導入され、その量が測定される。
The fine droplets thus formed by being sprayed in the spray chamber 14 controlled to have a predetermined temperature generate water vapor, and the liquid droplets and part of the water vapor are
The analysis element is ionized by being introduced into the Ar plasma 19, and the generated ion is introduced into the mass spectrometer 21 through the sampling cone 20 and the amount thereof is measured.

【0023】図2はスプレーチャンバ14の温度を変化
させ、3v/v%溶液の硫酸濃度を有する溶液を異なる
温度のスプレーチャンバ14内に噴霧し、その一部をサ
ンプリングした際の、スプレーチャンバ14の温度と硫
酸イオンの濃度との関係を示したグラフである。なお、
硫酸イオンはイオンクロマトグラフィーにより定量し
た。
FIG. 2 shows that the temperature of the spray chamber 14 is changed, and a solution having a sulfuric acid concentration of 3 v / v% solution is sprayed into the spray chamber 14 at different temperatures, and a part thereof is sampled. 3 is a graph showing the relationship between the temperature of s and the concentration of sulfate ions. In addition,
Sulfate ion was quantified by ion chromatography.

【0024】図2より明らかなように、スプレーチャン
バ14の温度が上昇するに従って、硫酸イオンの濃度が
次第に低下している。これは、酸溶液の噴霧により形成
された液滴からの水蒸気が、スプレーチャンバ14の温
度の上昇によりArプラズマ19中に導入される水蒸気
の量が増加して相対的に硫酸の濃度が減少したためと考
えられる。特にスプレーチャンバ14の温度が20℃以
上の場合には、スプレーチャンバ14の温度が−5℃の
場合と比較して、酸の濃度が約1/4以下に減少してい
る。
As is apparent from FIG. 2, as the temperature of the spray chamber 14 rises, the concentration of sulfate ions gradually decreases. This is because the water vapor from the droplets formed by spraying the acid solution increases the amount of water vapor introduced into the Ar plasma 19 as the temperature of the spray chamber 14 rises, and the concentration of sulfuric acid relatively decreases. it is conceivable that. In particular, when the temperature of the spray chamber 14 is 20 ° C. or higher, the acid concentration is reduced to about ¼ or less as compared with the case where the temperature of the spray chamber 14 is −5 ° C.

【0025】上記検討結果を基に、種々の酸濃度や金属
イオン濃度において、定量分析を行い、スプレーチャン
バ14の温度が23±3℃の温度範囲内で分析を行え
ば、長時間に亘って安定した分析値を得ることができ、
再現性にも優れていることがわかった。
Based on the above-mentioned examination results, if quantitative analysis is carried out at various acid concentrations and metal ion concentrations and the analysis is carried out within the temperature range of 23 ± 3 ° C. in the spray chamber 14, a long time is obtained. It is possible to obtain stable analysis values,
It was also found to be excellent in reproducibility.

【0026】これは、スプレーチャンバ14の温度条件
を前記条件とすることにより、Arプラズマ19に導入
される酸の濃度が大きく減少するためにサンプリングコ
ーン20の腐食を防止することができ、サンプリングコ
ーン20からの金属の汚染がないためと考えられる。な
お、スプレーチャンバ14の温度が26℃を超えた場合
は、水蒸気の含有量が高くなりすぎるため、Arプラズ
マ19の温度が低下して感度が低下してしまう。
This is because by setting the temperature condition of the spray chamber 14 to the above condition, the concentration of the acid introduced into the Ar plasma 19 is greatly reduced, so that the corrosion of the sampling cone 20 can be prevented, and the sampling cone 20 can be prevented. It is considered that there is no metal contamination from 20. When the temperature of the spray chamber 14 exceeds 26 ° C., the content of water vapor becomes too high, so that the temperature of the Ar plasma 19 decreases and the sensitivity decreases.

【0027】このように、上記構成の酸溶液中の金属元
素定量法によれば、ICP質量分析法を用いて酸溶液中
に溶解している金属元素を定量する酸溶液中の金属元素
定量法において、ICP質量分析装置内のスプレーチャ
ンバ14を23±3℃に温度制御するので、Arプラズ
マ19中に導入される酸の濃度が低くなり、サンプリン
グコーンが腐食しないため、安定した測定結果が得ら
れ、正確かつ迅速で再現性に優れた酸溶液中の金属元素
定量法が実現することとなる。
As described above, according to the metal element quantification method in the acid solution having the above-mentioned constitution, the metal element quantification method in the acid solution for quantifying the metal element dissolved in the acid solution using the ICP mass spectrometry. In the above, since the temperature of the spray chamber 14 in the ICP mass spectrometer is controlled to 23 ± 3 ° C., the concentration of the acid introduced into the Ar plasma 19 becomes low and the sampling cone does not corrode, so that stable measurement results can be obtained. Therefore, a method for quantitatively determining a metal element in an acid solution which is accurate, rapid, and excellent in reproducibility can be realized.

【0028】[0028]

【実施例】以下、本発明に係る酸溶液中の金属元素定量
法の実施例を説明する。
EXAMPLES Examples of the metal element quantification method in an acid solution according to the present invention will be described below.

【0029】図3及び図4は、Cuを100μg/リッ
トル程度及びNiを100μg/リットル程度、それぞ
れ含有する3v/v%の硫酸溶液の前記金属濃度を測定
した際の測定時間と強度比(測定開始時の強度に対する
測定時における強度の比)との関係の一例を示したグラ
フである。なお、スプレーチャンバ14の温度は25℃
に設定した。
FIGS. 3 and 4 show the measurement time and intensity ratio (measurement) when measuring the metal concentration of a 3 v / v% sulfuric acid solution containing Cu of about 100 μg / liter and Ni of about 100 μg / liter, respectively. It is the graph which showed an example of the relationship with the ratio of the intensity | strength at the time of measurement with respect to the intensity | strength at the time of starting. The temperature of the spray chamber 14 is 25 ° C.
Set to.

【0030】図3及び図4から明らかなように継続して
100分分析を行っても、Cu濃度及びNi濃度とも、
それぞれその相対強度比がほとんど変化しないことが確
認された。
As is apparent from FIGS. 3 and 4, even if the 100-minute analysis was continuously performed, both Cu concentration and Ni concentration were
It was confirmed that their relative intensity ratios hardly changed.

【0031】また、Cu及びNiを含有する3v/v%
のりん酸溶液(濃度が85wt%の濃りん酸3mlを純
水に溶解して100mlとした溶液)についても、同様
の測定を行い、2時間程度測定を続けても相対強度比は
変化しないことを確認することができた。
Further, 3 v / v% containing Cu and Ni
The same measurement is performed on the phosphoric acid solution (3 ml of concentrated phosphoric acid having a concentration of 85 wt% in pure water to 100 ml), and the relative intensity ratio does not change even if the measurement is continued for about 2 hours. I was able to confirm.

【0032】そこで、実際にAl、Cr、Cuを含有す
る3v/v%の硫酸溶液について、検量線法によりその
濃度を分析し、その結果を下記の表1に示している。
Therefore, the concentration of a 3 v / v% sulfuric acid solution containing Al, Cr, and Cu was analyzed by the calibration curve method, and the results are shown in Table 1 below.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】ここで、相対標準偏差は試料個数5に対す
る分析値の標準偏差を分析値で割り、百分率で示したも
のである。
Here, the relative standard deviation is the standard deviation of the analysis values for 5 samples divided by the analysis value and expressed as a percentage.

【0035】図3、図4及び表1の結果から、実施例に
係る酸溶液中の金属元素定量法は、測定によるばらつき
が少なく、精度良く酸溶液中の金属元素を定量すること
ができることがわかる。
From the results shown in FIGS. 3 and 4 and Table 1, the metal element quantification method in the acid solution according to the example is capable of accurately quantifying the metal element in the acid solution with little variation due to measurement. Recognize.

【0036】また、前記Al、Cr、Cuを含有する3
v/v%の硫酸溶液の検出限界値を求めたところ、Al
では0.05μg/リットル、Crでは0.03μg/
リットル、Cuでは0.04μg/リットルと非常に微
量の金属まで測定可能であることがわかった。なお、検
出限界値は、空試験液の分析値の標準偏差の3倍として
求めた。
In addition, 3 containing the above Al, Cr, Cu
When the detection limit value of the v / v% sulfuric acid solution was calculated,
0.05 μg / liter for Cr and 0.03 μg / liter for Cr
It was found that even minute amounts of metals such as 0.04 μg / liter can be measured for liters and Cu. The detection limit value was determined as 3 times the standard deviation of the analytical value of the blank test solution.

【0037】次に、本発明を炭化珪素中の不純物元素分
析に適用する方法について説明する。
Next, a method of applying the present invention to the analysis of impurity elements in silicon carbide will be described.

【0038】まず、炭化珪素約0.5gを正確に秤量し
て硫酸3ml、フッ化水素酸10ml、硝酸5mlの混
酸中にいれ、フッ素樹脂性の内筒容器を有するオートク
レーブ内で加熱加圧分解し、取り出した後にさらに加熱
して主成分の分解生成物であるSiと、分解に使用した
フッ化水素酸及び硝酸を揮散させる。この時、高沸点の
硫酸は溶液中に残留する。この溶液を水で100mlに
希釈し、本発明のICP質量分析法により各金属の濃度
の測定を行う。
First, about 0.5 g of silicon carbide was accurately weighed and put into a mixed acid of 3 ml of sulfuric acid, 10 ml of hydrofluoric acid and 5 ml of nitric acid, and heated and pressurized to decompose in an autoclave having an inner cylinder container made of fluororesin. Then, after taking out, it is further heated to volatilize Si, which is a decomposition product of the main component, and hydrofluoric acid and nitric acid used for decomposition. At this time, the high boiling sulfuric acid remains in the solution. This solution is diluted to 100 ml with water, and the concentration of each metal is measured by the ICP mass spectrometry method of the present invention.

【0039】上記炭化珪素の金属不純物濃度の測定方法
を適用して、下記の表2に示した検出限界値を得た。比
較のために、同様の前処理を行った後、ICP発光分析
法により分析を行った場合の検出限界値についても、下
記の表2に示している。
The detection limit values shown in Table 2 below were obtained by applying the above-mentioned method for measuring the concentration of metal impurities in silicon carbide. For comparison, Table 2 below also shows the detection limit values when the same pretreatment was carried out and then the analysis was carried out by ICP emission spectrometry.

【0040】[0040]

【表2】 [Table 2]

【0041】上記表2から明らかなように実施例に係る
酸溶液中の金属元素定量法によれば、従来のICP発光
分析法と比較して非常に高感度の分析が可能であり、p
pbオーダーの濃度を有する金属不純物を迅速かつ精度
良く分析することができる。
As is clear from Table 2 above, the metal element quantification method in the acid solution according to the embodiment enables very sensitive analysis as compared with the conventional ICP emission analysis method.
It is possible to analyze metal impurities having a pb-order concentration quickly and accurately.

【0042】なお当然ながら、これらppbオーダーの
分析を行うに際しては、環境からの汚染がその分析精度
に大きく影響するため、サンプリング容器や試薬等の不
純物管理はもちろんのこと、分析を行う環境についても
極力注意して、環境からの汚染を防止する必要がある。
Of course, when performing these ppb-order analyzes, contamination from the environment has a great influence on the accuracy of the analysis. Therefore, not only control of impurities such as sampling containers and reagents, but also the environment in which the analysis is performed. Extreme care should be taken to prevent pollution from the environment.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る酸溶液
中の金属元素定量法にあっては、ICP質量分析法を用
いて酸溶液中に溶解している金属元素を定量する酸溶液
中の金属元素定量法において、ICP質量分析装置内の
溶液噴霧室を23±3℃に温度制御するので、Arプラ
ズマ中に導入される酸の濃度が低くなり、サンプリング
コーンの腐食を防止することができ、安定した測定結果
を得ることができる。従って、正確かつ迅速で再現性に
優れた酸溶液中の金属元素定量法を提供することができ
る。
As described in detail above, in the method for quantifying metal elements in an acid solution according to the present invention, an acid solution for quantifying the metal elements dissolved in the acid solution using ICP mass spectrometry is used. In the metal element determination method, the temperature of the solution spray chamber in the ICP mass spectrometer is controlled to 23 ± 3 ° C, so the concentration of the acid introduced into the Ar plasma becomes low, and the corrosion of the sampling cone is prevented. Therefore, stable measurement results can be obtained. Therefore, it is possible to provide an accurate, rapid, and reproducible method for quantifying a metal element in an acid solution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】ICP質量分析装置を用い、ICP質量分析法
により溶液中の金属不純物を定量する方法を模式的に示
した概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram schematically showing a method for quantifying metal impurities in a solution by ICP mass spectrometry using an ICP mass spectrometer.

【図2】スプレーチャンバの温度を変化させ、3v/v
%溶液の硫酸濃度を有する溶液を異なる温度のスプレー
チャンバ内に噴霧し、その一部をサンプリングした際
の、スプレーチャンバの温度と硫酸イオンの濃度との関
係を示したグラフである。
[Fig. 2] Changing the temperature of the spray chamber to 3 v / v
It is the graph which showed the relationship between the temperature of a spray chamber, and the density | concentration of a sulfate ion at the time of spraying the solution which has the sulfuric acid concentration of a% solution in the spray chamber of different temperature, and sampling some of it.

【図3】実施例において、Cuを含有する3v/v%の
硫酸溶液中の前記金属濃度を測定した際の測定時間と強
度比(測定開始時の強度に対する測定時における強度の
比)との関係の一例を示したグラフである。
FIG. 3 shows the relationship between the measurement time and the strength ratio (ratio of strength at the time of measurement to strength at the start of measurement) at the time of measuring the metal concentration in a 3 v / v% sulfuric acid solution containing Cu in Examples. It is a graph which showed an example of a relation.

【図4】実施例において、Niを含有する3v/v%の
硫酸溶液中の前記金属濃度を測定した際の測定時間と強
度比(測定開始時の強度に対する測定時における強度の
比)との関係の一例を示したグラフである。
FIG. 4 shows the relationship between the measurement time and the strength ratio (ratio of strength at the time of measurement to strength at the start of measurement) at the time of measuring the metal concentration in a 3 v / v% sulfuric acid solution containing Ni in Examples. It is a graph which showed an example of a relation.

【図5】従来の方法でCuを含有する3v/v%の硫酸
溶液の前記金属濃度を測定した際の測定時間と強度比
(測定開始時の強度に対する測定時における強度の比)
との関係の一例を示したグラフである。
FIG. 5: Measurement time and strength ratio when measuring the metal concentration of a 3 v / v% sulfuric acid solution containing Cu by the conventional method (ratio of strength at the time of measurement to strength at the start of measurement)
It is a graph which showed an example of the relation with.

【図6】従来の方法でNiを含有する3v/v%の硫酸
溶液の前記金属濃度を測定した際の測定時間と強度比
(測定開始時の強度に対する測定時における強度の比)
との関係の一例を示したグラフである。
FIG. 6: Measurement time and strength ratio when measuring the metal concentration of a 3 v / v% sulfuric acid solution containing Ni by a conventional method (ratio of strength at the time of measurement to strength at the start of measurement)
It is a graph which showed an example of the relation with.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

14 スプレーチャンバ(溶液噴霧室) 14 Spray chamber (solution spray chamber)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ICP質量分析法を用いて酸溶液中に溶
解している金属元素を定量する酸溶液中の金属元素定量
法において、ICP質量分析装置内の溶液噴霧室を23
±3℃に温度制御することを特徴とする酸溶液中の金属
元素定量法。
1. A metal element quantification method in an acid solution for quantifying a metal element dissolved in an acid solution using ICP mass spectrometry, wherein a solution spray chamber in an ICP mass spectrometer is set to 23.
A method for determining a metal element in an acid solution, characterized by controlling the temperature to ± 3 ° C.
JP5164560A 1993-07-02 1993-07-02 Quantitative method of metal element in acid solution Pending JPH0721973A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019090786A (en) * 2017-11-16 2019-06-13 住友金属鉱山株式会社 Method for quantifying single metal in metal oxide

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019090786A (en) * 2017-11-16 2019-06-13 住友金属鉱山株式会社 Method for quantifying single metal in metal oxide

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