本发明专利技术公开了一种ICP-MS在线取样装置，该装置包括：框架、设置在所述框架内的管路连接系统以及管路控制系统，所述管路连接系统连接待测试的化学系统与ICP-MS取样针，所述管路控制系统对所述管路连接系统进行控制。同时本发明专利技术还公开了一种金属杂质在线监测方法，该方法通过所述ICP-MS在线取样装置连接ICP-MS分析仪和待测试化学系统，实现对所述待测试化学系统的金属杂质的监测。由于该ICP-MS在线取样装置可直接连接待测试的化学品系统与ICP-MS分析仪，从而使测量结果不受取样环境、样品转换交叉污染和取样容器的影响，可以满足ppt级别的化学品的日常监测，并且可实现一台ICP-MS分析仪监测多种化学品系统中的金属杂质，从而节省了成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体集成电路制造领域，尤其涉及一种用于监测半导体制造用液体化学品中金属杂质的ICP-MS在线取样装置及金属杂质在线监测方法。
技术介绍
在半导体行业的生产过程中，所使用的超纯水、液体化学品中的金属杂质，甚至空气中的金属杂质对半导体产品的良率影响重大；其中，由于直接参与器件的制造，超纯水和液体化学品中的金属杂质对半导体产品的影响更是重中之重。因此，通常来说，芯片加工厂针对不同线宽的产品所需使用的超纯水和液体化学品，都制定了一系列严谨的规格，从而确保所生产的产品良率不因金属杂质而受到影响。然而，随着器件线宽的不断缩小，超纯水和液体化学品中的金属污染问题对产品良率的影响尤为突出。因此，要求超纯水和液体化学品中的金属杂质的规格尽可能的低。例如化学品中金属杂质的规格可能为IOppt (ppt :part pertrillion，万亿分之...)，超纯水中的金属杂质规格甚至要小于5ppt。所述ppt为体积浓度比。并且对金属杂质在ppt级别的化学品需进行监测，以防止金属杂质含量超标而对产品造成影响。对于物质中含量在百万分之一以下的组合的分析方法称为痕量分析。痕量分析包括测定痕量元素在试样中的总浓度，和用探针技术测定痕量元素在试样中或试样表面的分布状况。一般分成3个基本步骤取样、样品预处理和测定。由于被测元素在样品中含量很低、分布很不均勻，特别是环境样品，往往随时间、空间变化波动很大，要充分注意取样的代表性和保证一定的样品量。痕量分析较常用的方法有(1)光学方法，包括分光光度法、原子发射光谱法、原子吸收分光光度法、原子荧光光谱法、分子荧光和磷光法、化学发光法、激光增强电离光谱法等；( 电化学方法，包括极谱分析法、库仑分析法、电位法和计时电位法等；C3)X射线法，包括电子微探针法、X射线荧光光谱法等；(4)放射化学法，包括活化分析法、同位素稀释法、放射性标记分析法等；( 质谱法，包括二次离子质谱分析、火花源固体质谱；(6)色谱法，包括气相色谱法、液相色谱法、离子色谱法等。其中，电感耦合等离子体质谱(ICP-MS Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)分析是一种多元素分析技术，具有极好的灵敏度和高效的样品分析能力，它可以同时测量周期表中大多数元素，测定分析物浓度可低至亚纳克/升(ng/Ι)或万亿分之几(ppt)的水平，因此被广泛地应用于半导体中液体化学品的金属杂质监测分析。针对化学品中的金属杂质的监测，目前的测试方法是由化学实验室专业人员使用防腐材料-聚四氟乙烯(PFA :P0lyflU0r0alk0Xy)制成的取样容器从化学品分配系统中取样，然后将样品带到化学实验室进行ICP-MS分析。尽管专业人员使用专业容器取样，但是取样不可避免地受到取样环境、取样容器和样品分析过程的污染，从而导致结果的偏差。因此，在对ppt级别化学品的金属杂质的日常监测中，如何避免测量结果不受取样环境、取样容器和样品分析过程的污染的影响，已成为业界亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种ICP-MS在线取样装置及金属杂质在线监测方法，以解决目前半导体用化学品系统在进行金属杂质ICP-MS分析时，化学品系统的取样受到取样环境、取样容器和样品分析过程的污染，从而导致结果产生偏差的问题。为解决上述问题，本专利技术提出一种ICP-MS在线取样装置，用于连接ICP-MS分析仪和待测试化学系统，其中所述ICP-MS分析仪包括ICP-MS取样针，所述待测试化学系统包括多个化学品系统，所述ICP-MS在线取样装置包括框架、设置在所述框架内的管路连接系统以及管路控制系统，所述管路连接系统连接所述待测试的化学系统与所述ICP-MS取样针，所述管路控制系统控制所述管路连接系统的开关及流量。可选的，所述管路连接系统包括空白验证管路系统以及化学测试管路系统。可选的，所述空白验证管路系统包括通过管道依次相连的第一阀门、第四阀门、水槽、第五阀门以及第一连接器，所述第一阀门连接一超纯水系统，所述水槽通过管道与一微量取样泵相连，所述微量取样泵通过管道与一标准溶液瓶相连，所述第一连接器与所述 ICP-MS取样针相连。可选的，所述化学测试管路系统包括一主管道以及多个化学测试管路，且每个化学测试管路包括一第二阀门，所述第二阀门的一端通过管道与所述待测试化学系统中的一个化学品系统相连，所述第二阀门的另一端通过一三通管道与所述主管道相连，所述主管道的一端连接在所述空白验证管路系统的第一阀门与第四阀门之间，所述主管道的另一端与所述第一连接器相连。可选的，所述管路连接系统还包括一废弃液体管路，所述废弃液体管路包括废弃溶液瓶、第六阀门、第四三通管道以及第五三通管道，所述第六阀门的一端通过管道与所述废弃溶液瓶相连，另一端与所述第四三通管道的一端相连，所述第四三通管道的另两端分别连接所述主管道以及所述第五三通管道，所述第五三通管道的另两端分别连接所述第五阀门以及所述第一连接器。可选的，所述ICP-MS在线取样装置还包括样品盘以及旋转升降杆，所述样品盘设置在所述框架内，且所述样品盘内固定有多个取样烧杯，所述旋转升降杆设置在所述样品盘的中央，所述ICP-MS取样针固定在所述旋转升降杆上，所述管路连接系统连接所述待测试的化学系统与所述取样烧杯。可选的，所述取样烧杯为内外双层共底杯，内层的高度比外层低，外层包括一带孔盖且底部具有一排液管。可选的，所述管路连接系统包括标准溶液管路、超纯水管路、多个化学测试管路以及第二连接器，所述标准溶液管路包括第十阀门，所述第十阀门的一端通过管道连接一标准溶液瓶，其另一端连接所述第二连接器，所述超纯水管路包括第九阀门，所述第九阀门的一端通过管道连接一超纯水系统，其另一端连接所述第二连接器，所述多个化学测试管路的每个化学测试管路包括一第三阀门，所述第三阀门的一端通过管道与所述待测试化学系统中的一个化学品系统相连，其另一端连接所述第二连接器，所述第二连接器通过管道与所述取样烧杯的内层相连。可选的，所述管路连接系统还包括废弃液体管路，所述废弃液体管路包括废弃溶液瓶以及第十一阀门，所述第十一阀门的一端通过管道与所述废弃溶液瓶相连，其另一端通过管道与所述取样烧杯的排液管相连。可选的，所述管路连接系统的材质为PFA或PTFE。同时，为解决上述问题，本专利技术还提出一种利用所述ICP-MS在线取样装置的金属杂质在线监测方法，所述方法包括如下步骤启动ICP-MS在线取样装置；通过所述管路控制系统控制所述超纯水系统对所述管路连接系统进行冲洗，并通过所述ICP-MS分析仪判断是否冲洗干净；通过所述管路控制系统控制所述超纯水系统中的超纯水与所述标准溶液瓶中的液体进行混合形成混合液体，并通过所述ICP-MS分析仪进行分析，同时通过改变所述混合液体中金属杂质的浓度，得出所述ICP-MS分析仪测量出的信号强度与浓度的关系；通过所述管路控制系统控制所述超纯水系统对所述管路连接系统进行冲洗，并通过所述ICP-MS分析仪判断是否冲洗干净；对所述待测试化学系统中的多个化学品系统的金属杂质分别进行检测；关闭所述ICP-MS在线取样装置。本专利技术由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果1、本专利技术提供的IC本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种ＩＣＰ－ＭＳ在线取样装置，用于连接ＩＣＰ－ＭＳ分析仪和待测试化学系统，其中所述ＩＣＰ－ＭＳ分析仪包括ＩＣＰ－ＭＳ取样针，所述待测试化学系统包括多个化学品系统，其特征在于，包括：框架、设置在所述框架内的管路连接系统以及管路控制系统，所述管路连接系统连接所述待测试的化学系统与所述ＩＣＰ－ＭＳ取样针，所述管路控制系统对所述管路连接系统进行控制。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张士仁，刘克斌，方明海，吴静銮，
申请(专利权)人：武汉新芯集成电路制造有限公司，中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：83
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