低TOC濃度分析的加壓集成在線取樣器(PiOS)如何助力微電子應用中超純水系統的有機物監測能力?

簡介
Sievers* M9e總有機碳TOC分析儀的“加壓集成在線取樣器(PiOS,Pressurized Integrated On-Line Sampler)”配件專用于加強微電子應用中的超純水(UPW)系統的有機物監測能力。在微電子應用中(TOC通常小于5 ppb),監測水質的微小變化至關重要,能夠確保最終產品質量和優化處理工藝。
當要監測的濃度很低時,總碳(TC)和無機碳(IC)的值非常接近,因此TOC測量值(TOC=TC-IC)會受信噪等干擾因素的影響。周圍環境中的微氣泡就是這種干擾源之一,會導致意外的TOC峰值。PiOS能給分析儀中的樣品加壓3-5 psig,抑制氣泡的形成,確保分析儀在低濃度下進行準確的分析。
驗證PiOS
在下列條件下進行測試,驗證配置了“加壓集成在線取樣器(PiOS)”和“標準集成在線取樣器(iOS)”的分析儀的低TOC分析性能:
正常運行模式
Turbo運行模式
各標樣的TOC回收率
各種環境溫度、入口壓力、樣品溫度
PiOS不影響系統任務的運行,其中包括校準、確認、儀器檢測限等系統任務。在微電子車間進行的外部測試的結果表明,使用PiOS時能夠報告穩定的亞ppb級的TOC分析結果。本文將在后面的部分中詳細報告此驗證的結果。
降低噪聲和峰值
與標準iOS相比,PiOS能夠減少低TOC分析結果中的TOC峰值和點對點噪聲(見圖1a和1b)。

圖1a:使用標準iOS的TOC分析

圖1b:使用PiOS的TOC分析
此外,在長時間的低TOC(<1 ppb)測試中,PiOS能夠報告穩定的結果和可靠的“儀器到儀器”一致性,如圖2所示。

圖2:使用PiOS進行長時間測試(SN=序列號)
與配置標準iOS的Sievers 900 TOC分析儀相比,配置PiOS的Sievers M9e TOC分析儀的分析結果顯示出更好的穩定性和更少的小尖峰(圖3)。

圖3:配置PiOS的M9e與配置標準iOS的900
TOC分析性能
圖4中的結果表明,使用配置了PiOS的M9e TOC分析儀,能夠在單臺儀器內和多臺儀器間得到相同的有機化合物回收率。

圖4:4臺配置PiOS的M9e的TOC回收率百分比
在回用監測期間,常用Turbo模式來幫助進行快速決策。與普通模式下的情況類似,在Turbo模式下,PiOS比標準iOS更能減少峰值(見圖5a和5b)。

圖5a:配置PiOS的分析儀在Turbo模式下進行TOC分析

圖5b:配置標準iOS的分析儀在Turbo模式下進行TOC分析
可以用可選的壓力計套件來測量樣品壓力,樣品壓力的理想范圍是5-40 psig。在以下方面,PiOS不影響M9e分析儀的性能:
TOC回收率
執行系統任務
可以將可選的樣品瓶端口加到PiOS,但這并非標準配置。與高TOC應用相比,低ppb至亞ppb應用要求采用不同的校準策略,以保證分析儀在低濃度下的分析性能。在無TOC的情況下,自動歸零功能強制校準曲線通過零點。自動歸零功能比校準標樣更加有效,校準標樣不適用于低ppb至亞ppb運行1。
結論
PiOS在低濃度(<5 ppb TOC)應用中有更好的有機物監測性能,其良好的穩定性、準確性、“儀器到儀器”一致性對監測超純水系統來說至關重要。PiOS可安裝于Sievers M9e便攜式分析儀和在線型分析儀,可以安裝在新分析儀上,也可以作為現有分析儀的升級配置。
有了PiOS,M9e就能有效監測整個超純水處理過程中的有機污染物,如有機氮化合物和有機酸。PiOS能夠不受干擾,提供穩定、準確、可靠的分析數據,從而優化分析儀的在線TOC分析,更有效地監測低ppb甚至亞ppb級的超純水系統。
References參考文獻
Operation,Calibration,and Autozero Guidance for TOC Monitoring in Microelectronics UPW Applications.GE Analytical Instruments. 2015.Web. 2 Jun 2016.
免責聲明
- 凡本網注明“來源:化工儀器網”的所有作品,均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品,未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的,應在授權范圍內使用,并注明“來源:化工儀器網”。違反上述聲明者,本網將追究其相關法律責任。
- 本網轉載并注明自其他來源(非化工儀器網)的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責,不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時,必須保留本網注明的作品第一來源,并自負版權等法律責任。
- 如涉及作品內容、版權等問題,請在作品發表之日起一周內與本網聯系,否則視為放棄相關權利。
手機版
化工儀器網手機版
化工儀器網小程序
官方微信
公眾號:chem17
掃碼關注視頻號
















采購中心