ICS 29.045 H80 GP 中华人民共和国国家标准 GB/T24582—2009 酸浸取-电感耦合等离子质谱仪测定 多晶硅表面金属杂质 Test method for measuring surface metal contamination of polycrystalline silicon by acid extraction-inductively coupled plasma mass spectrometry 2009-10-30发布 2010-06-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T24582—2009 前言 本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会（SAC/TC203)提出并归口。 本标准负责起草单位：新光硅业科技责任有限公司 本标准主要起草人：王波、过惠芬、吴道荣、梁洪、敖细平。 GB/T24582—2009 酸浸取-电感耦合等离子质谱仪测定 多晶硅表面金属杂质 1范围 1.1本标准规定了用酸从多晶硅块表面浸取金属杂质，并用电感耦合等离子质谱仪定量检测多晶硅表 面上的金属杂质痕量分析方法。 1.2本标准适用于碱金属、碱土金属和第一系列过渡元素如钠、钾、钙、铁、镍、铜、锌以及其他元素如铝 的检测。 1.3本标准适用于各种棒、块、粒、片状多晶表面金属污染物的检测。由于块、片或粒形状不规则，面积 很难准确测定，故根据样品重量计算结果，使用的样品重量为50g～300g，检测限为0.01ng/mL。 1.4酸的浓度、组成、温度和浸取时间决定着表面腐蚀深度和表面污染物的浸取效率。在这个实验方 法中腐蚀掉的样品重量小于样品重量的1%。 1.5本标准适用于重量为25g～5000g的样品的测定，为了达到仲裁的目的，该实验方法规定样品的 重量为约300g。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有 的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 ISO14644-1洁净室和相应的受控环境第1部分：空气中的悬浮粒子的分类 SEMIC28氢氟酸的详细说明和指导 SEMIC30过氧化氢的详细说明和指导 SEMIC35硝酸的详细说明和指导 ASTMD5127电子和半导体工业中用超纯水指南 3术语、定义和缩略语 3.1术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3. 1. 1 酸空白acidblank 用来做空白的酸以及操作中含有微量金属杂质的浸取酸。 3.1.2 浸取空白digestedblank 不加样品，经过浸取和分析过程的一个酸样品，用于监控分析过程，包括酸的纯度、浸取瓶的洁净 度、交叉污染和环境洁净度。 3. 1. 3 浸取控制标准digestedcontrolstandard 制备的已知浓度的被分析元素的样品，以对仪器和浸取过程校准检查 1 GB/T24582—2009 3. 1. 4 浸取digestion 在一定温度下将多晶硅块浸入酸混合物中，直到表面金属污染物溶解在溶液中。 3. 1.5 标准样品standardsamples 校准标准和离子计数。 3.2缩略语 下列缩略语适用于本标准。 3.2.1 ICP/MS(inductively coupled plasma mass spectrometry) 电感耦合等离子质谱仪。 3.2. 2 PTFE(polytetrafluoroethylene) 聚四氟乙烯，一种耐氢氟酸材料，用于制作样品瓶、盖和夹子。 4方法原理 试样用硝酸、氢氟酸、过氧化氢和水的混合物（1：1：1：50）浸取，在硝酸介质中，使用ICP/MS不 同的分析模式测定各个金属杂质的离子计数cps，从而检测其含量。 5干扰因素 5.1在该试验方法中通常存在双原子离子、多原子离子、基体效应、背景噪声、元素间的干扰、交叉沾污 和仪器漂移 5.2来自取样及操作过程中试剂纯度、设备的洁净度、室内的洁净度和操作技术造成的沾污的影响应 严格考虑。该标准描述了一系列空白和控制标准，以监控和量化这些干扰， 5.3本试验方法要求样品应具有代表性，由于表面污染物不能均匀分布在表面，因此选择的样品尺寸 和量必须能代表一批样品，如果样品尺寸太小，样品可能不能代表该批样品，导致平行样品偏差过天 6试剂 6.1去离子水：所有的水应为ASTMD5127中描述的E-1型或其他品质相当的去离子水。 6.2硝酸（HNO）：65%，相当于SEMIC35中的2级。 6.3氢氟酸（HF）：48%，相当于SEMIC28中的2级。 6.4过氧化氢（H,O,）：30%，相当于SEMIC30中的2级 6.5酸清洗混合物:(1：1：1：25)HNO：HF：H,Oz：H,O。 6.6浸取酸混合物：(1:1：1:50)HNO，：HF：H2O2:H20。 7仪器和设备 7.1ICP/MS：带动态反应池的电感耦合等离子质谱仪。 7.2空气环境：用于样品采集、酸浸提和ICP/MS分析的区域必须封闭在洁净室内，洁净室最低标准 为ISO14644-1中定义的6级。 7.3洁净室服装：分析者应穿着洁净室服装包括帽子、口罩、靴子和手套。 7.4排酸通风橱：装备排酸通风橱以提供清洁空气环境。 7.5样品瓶和夹子：样品瓶（体积为500mL）、盖和夹子为聚四氟乙烯（PTFE）材料或类似不被氢氟酸 2 GB/T24582—2009 腐蚀并能清洗的聚合物材料制成。 7.6分析天平：天平能称重300g，感量为0.01g。 7.7耐酸腐蚀的电热板：表面有聚四氟乙烯涂层。 8试样制备 8.1从一批样品中选出一袋不少于5kg产品用于取样，将其放在洁净室内以备取样，并且假设分析出 的表面金属含量代表该批样品。如果必须在异地取样，而不是在分析实验室，则必须将样品封在双层袋 中并送到实验室。取样过程中的沾污必须严格考虑并且必须避免。 8.2为保证分析一致性及实验室间分析数值对比，对于块状样品选择一个标准重量和体积，为达到仲 六块样品中至少三块应该有生长外表面，生长外表面即多晶硅棒的表皮 8.3控制标准样品：在清洁的多晶硅样品中加人1.0mL10μg/L校准标准制备两个1.0μg/L控制标 准样品，随同待测样品浸取这些标准样品。 9操作步骤 9. 1 实验用器血清洗 分析时要清洗瓶子和夹子。在使用新瓶子、空白值表明受到污染以及做标准分析时，都应该清洗并 做空白分析。清洗瓶子、盖子和夹子可以按以下步骤操作： 9.1.1用去离子水淋洗三次。 9.1.2将500mL酸清洗混合物装人瓶子（盖上盖子，不要拧紧），在100℃电热板上加热6h；将酸清 洗混合物弃去；再用酸清洗混合物重新装满瓶子，不盖盖子，在100℃电热板上加热6h。 9.1.3用去离子水淋洗瓶子和盖子3次。 10 h。 9.1.5加人2mLHNO（1十19)和8mL去离子水，用ICP/MS分析。 9.1.6如果用ICP/MS分析表明样品瓶中存在沾污，重复9.1.1~9.1.5步骤。 9.1.7将瓶子和盖子用去离子水淋洗3次。备用。 9.2多晶硅块表面金属杂质浸取 9.2.1在实验室中按照标准洁净室操作规程打开双层袋，将样品块转到PTFE瓶中并称重，重量精确 到小数点后第二位，向每个瓶中加入250mL浸取酸混合物没过样品块，并用PTFE盖子密封。 9.2.2将密封瓶放在通风橱中的电热板上并在70C左右加热60min，取下瓶子并冷却，然后用PTFE 夹子取出每块样品，用去离子水淋洗表面，淋洗液收集至瓶中。将浸取液倒人一个口瓶中，并在 110℃～150℃的电热板上加热至干。 9.2.3从电热板上取下瓶子，并冷却。加人2mL5%HNO，溶解浸取残渣，放置20min溶解所有的 盐类，加入8mL去离子水，盖上盖子，摇匀。该溶液用于金属污染物的检测。随同试样做两个浸取 空白。 9.2.4使用ICP/MS依次检测浸取空白、样品的离子计数值cps，从工作曲线上查出相应的待测元素 的浓度。 9.3工作曲线的绘制 9.3.1用1000μg/mL元素的标准溶液稀释至1μg/mL标准（取0.1mL置于100mL浸取酸混合物 中），移取0mL、0.05ml0.1mL和0.2ml1μg/mL标准溶液于100mL容量瓶中，加人20mL 1+19的HNO，，用去离子水稀释至刻度，混匀，配制成0ng/mL、0.5ng/mL、1.0ng/mL和2.0ng/mL 标准溶液。制备的标准的范围应接近于估计的待分析元素的浓度。