超純水 (UPW) 的電阻率 > 18 MΩ-cm，是最關(guān)鍵的半導(dǎo)體制程化學(xué)品之一，因?yàn)樵谥圃爝^(guò)程中的許多階段它都會(huì)與晶圓表面直接接觸。由于水中的雜質(zhì)會(huì)影響最終電子器件的性能和可靠性，因此必須在 ppt (1 × 10–9 g/kg) 或亞 ppt 水平上監(jiān)測(cè) UPW 中的多種元素。
根據(jù) ASTM 和 SEMI 的 UPW 標(biāo)準(zhǔn)指南，除硼 (B) 之外，許多元素的檢出限 (DLs) 應(yīng)小于 0.5 ppt，背景等效濃度 (BECs) 應(yīng)小于 1 ppt?？紤]到控制 UPW 中 B 背景水平的難度，對(duì)硼的檢出限和背景等效濃度分別放寬至 15 ppt 和 50 ppt。
此外，由于 B 在環(huán)境中的豐度較高、電離效率低且存在記憶效應(yīng)，因此使用 ICP-MS 檢測(cè)低于 1 ppt 的 B 具有挑戰(zhàn)性。
由于 B 背景信號(hào)受水質(zhì)的影響較大，Organo Puric ω Ⅱ UPW 制備系統(tǒng)配備了用于去除 B 的過(guò)濾器。為了測(cè)試該系統(tǒng)的有效性，使用 Agilent 8900 半導(dǎo)體配置 ICP-MS/MS 分析了 UPW。該儀器配備石英霧化器 (G1820-65138)，并使用安捷倫 I-AS 自動(dòng)進(jìn)樣器進(jìn)樣。
圖 1 顯示了與 I-AS 自動(dòng)進(jìn)樣器相連的 Organo 流動(dòng)清洗口。該清洗口僅適用于安捷倫 ICP-MS 儀器。
分析 UPW 中的多種雜質(zhì)元素
Agilent ICP-MS MassHunter 軟件會(huì)根據(jù)瓶裝 Puric ω II UPW 空白樣品 10 次重復(fù)測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差的 3 倍自動(dòng)計(jì)算 LODs 和 BECs（表 1）。
大多數(shù)元素（包括 B）的 LODs 和 BECs 在 1 ppq 至 0.63 ppt 范圍內(nèi)，證實(shí)了 ICP-MS/MS 方法具有卓越的靈敏度和干擾去除能力。
評(píng)估硼過(guò)濾器的有效性
使用 8900 ICP-MS/MS 方法分析未配備硼過(guò)濾器的 Organo Puric ω 系統(tǒng)制備的 UPW，采集 B 的分析數(shù)據(jù)。
比較使用兩種系統(tǒng)獲得的 LODs 和 BECs（圖 2），結(jié)果表明，使用硼過(guò)濾器時(shí)，LODs 和 BECs 均下降了約 50% 或更多。Puric ω II 過(guò)濾器將 B 的 LOD 從 0.51 ppt 降低至 0.12 ppt，將 BEC 從 1.2 ppt 降低至 0.63 ppt。
釋放 8900 ICP-MS/MS 的檢測(cè)潛能
硼是一種低質(zhì)量、難電離且廣泛存在的污染物。即使是最潔凈的超純水，硼的檢測(cè)也具有挑戰(zhàn)性。8900 的超潔凈進(jìn)樣系統(tǒng)、高靈敏度和高電離效率，結(jié)合配備硼過(guò)濾器的 Organo Puric ω 系統(tǒng)，可有效降低背景污染，從而使 8900 ICP-MS/MS 實(shí)現(xiàn)出色的檢出限和極低的背景。
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使用 ICP-MS 對(duì)低硼背景的超純水進(jìn)行超痕量雜質(zhì)分析