ICS 31.030 L 90
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T29056—2012
硅外延用三氯氢硅化学分析方法硼、铝、磷、钒、铬、锰、铁、钴、镍、
铜、钼、砷和锑量的测定电感耦合等离子体质谱法
Trichlorosilane for silicon epitaxy-Determination of boron,aluminium
phosphorus,vanadium,chrome,manganese,iron,cobalt,nickel, copper,arsenic,molybdenum andantimonycontentInductivel
coupledplasmamassspectrometricmethod
2012-12-31发布
2013-10-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
发布 GB/T29056—2012
前言
本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草。 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。 本标准起草单位：南京中锗科技股份有限公司、南京大学现代分析中心、南京大学国家863计划新
材料MO源研究开发中心。
本标准主要起草人：郑华荣、刘新军、龚磊荣、张莉萍、黄和明、陈逸君、虞磊。
1 GB/T29056—2012
硅外延用三氯氢硅化学分析方法硼、铝、磷、钒、铬、锰、铁、钻、镍、
铜、钼、砷和锑量的测定电感耦合等离子体质谱法
警告 使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。本标准并未指出所有可能的安全问
题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。
1范围
本标准规定了用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS)测定硅外延用三氯氢硅（SiHCls）中硼、铝、磷、 钒、铬、锰、铁、钻、镍、铜、钼、砷、锑等痕量元素含量的方法。
本标准适用于硅外延用三氟氢硅（SiHCl.）中硼、铝、磷、钒、铬、锰、铁、钻、镍、铜、钼、碑砷、锑等含量的测定。各元素测定范围见表1。
表 1
元 素
测定范围（质量分数w)/% 0.000000001~0.000002 0.000000001~0.000002 0.000 000001~0,000 0002 0.0000000005~0.000002 0.000000001~0.000002 0.000000001~0.000002 0.000000001~0,000002 0.0000000005~0.0000002 0.000000001~0.000002 0.000000001~0.000002 0.000 0000005~0. 000 000 2 0.0000000010.000 002 0.000000001~0.000 002
B Al P V Cr Mn Fe Co Ni Cu Mo As Sb
2方法提要
乙腈能与一些金属氯化物生成稳定络合物。于三氯氢硅中加人乙，在常温下，用氮气载带挥发分离基体，残留的SiO2用氢氟酸溶解转化为SiF。挥发除去。再用1%HNO：溶解残渣，溶液用ICP-MS 测定。
1 GB/T29056—2012
3试剂
3.1乙腈：分析纯，经石英蒸馏器于81.0℃蒸馏两次提纯，每升乙腈弃去最初馏分（50～60)mL和末馏分(60～70)mL，取中间馏分保存于石英容器中。 3.2氢氟酸：超纯试剂(Ultrapure，p==1.13g/mL)。 3.3甘露醇：准确称取5g优级纯甘露醇溶于500g超纯水中配制成1%水溶液保存在聚乙烯瓶中。 3.4超纯水：电阻率为18.2MQ·cm。 3.5硝酸：超纯试剂(Ultrapure，p=1.40g/mL）。 3.6混合标准贮存溶液：含B、Al、P、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、As、Sb等元素，浓度为10μg/mL。 3.7亿标准贮存溶液：10μg/mL。 3.8亿标准溶液：10ng/mL：移取100-μL亿标准贮存溶液（3.7）于100mL容量瓶中，加人2mL HNO：，用超纯水稀释至刻度。 3.93 氮气：纯度≥99..999%。
仪器及设备
4
/
电感耦合等离子体质谱仪。
5分析步骤
5.1安全措施
三氯氢硅遇明火强烈燃烧，受高热分解产生有毒的氯化物气体，与氧化剂发生反应，有燃烧危险，极易挥发，在空气中发烟，遇水和水蒸气能产生热和有毒的腐蚀性烟雾。：在三氯氢硅取样及样品处理过程中，要禁止明火禁止高热，禁止与空气及水等物质的接触。
i
5.2试料
量取30mL试样 5.3 3测定数量
独立地进行三份试样的测定，取其平均值。 5.4空白试验
随同试样做空白试验。 5.5测定
于洁净干燥的铂金埚中加入1mL乙腈（3.1），量取30mL试样，并注入铂金埚中，将甘埚放人石墨蒸发器中，通入氮气（3.9)（流量0.8L/min)形成流动的氮气环境，使三氯氢硅常温下缓慢地挥发除尽，取下熏蒸器盖，在埚内加人0.1mL1%的甘露醇溶液和1mL氢氟酸（3.2)，调温至110℃~ 120℃，直至SiO2完全溶解并蒸于，冷却取出埚，在每个埚内加人1mLHNO，（1：99)充分摇动，使残渣完全溶解，溶液待测。
按仪器工作条件，与标准溶液同时测定试液中各杂质元素的质量浓度，其中内标（Y)标准溶液 (3.8)通过三通管在线加入。 2 GB/T29056—2012
5.6工作曲线的绘制
分别移取0μL、20μL、50μL、100μL混合标准溶液（3.6)置于4个洁净的100mL的聚乙烯容量瓶中，加人2mL的硝酸（3.5)，用去离子水稀释至刻度，此标准系列中含B、Al、P、V、Cr、Mn、Fe、Co、 Ni、Cu、As、Mo、Sb浓度各为0ng/mL、2.0ng/mL、5.0ng/mL、10.0ng/mL。按要求设置仪器条件（5.8），待仪器稳定后测定工作曲线。 5.7ICP-MS测定条件 5.7.1具体测量参数见附录A。 5.7.2测定各元素含量时选取的同位素见表2。
表 2
测定同位素
内标同位素
89Y
1B、27Al、Ti(PO)、51V、52Cr、5'Mn、5°Fe、59Co、°Ni、5Cu、5As、"Mo、121Sb
5.8注意事项 5.8.1制样室及仪器室均为洁净室，其洁净度（每立方米0.5μm的颗粒个数)至少需达千级标准。且温度需保持恒定（25℃左右）。 5.8.2铂金埚在每次使用前进行净化处理。具体方法：用10%MOS级盐酸溶液煮沸10min后用去离子水洗净，重复两次，烘干后备用。
6结果计算
6.1按拟定条件进行ICP-MS测定，计算机自动测量，以待测元素的ICPS对其浓度c绘制工作曲线，同时计算出空白及试料溶液中待测元素的含量。 6.2按式(1)计算待测元素的质量分数：
W(%) (m-m）.V×10- ×100%
(1 )
P.V,
式中： W(2%) 分别为硼、铝、磷、矾、铬、锰、铁、钻、镍、铜、钼、砷、锑的质量分数，以质量百分数表
示(%); 工作曲线上查得空白试验的杂质元素的浓度，单位为纳克每毫升（ng/mL）；工作曲线上查得试料中杂质元素的浓度，单位为纳克每毫升（ng/mL）；测定溶液的体积，单位为毫升（mL）；量取试样的体积，单位为毫升（mL)；三氯氢硅的密度，单位为克每毫升（g/mL）。
m1 m V, V2 p 所有样品需进行三次平行试验，最终结果取平行样品测量结果的算术平均值。
7精密度
7.1重复性
在重复性条件下获得两次独立的测量结果，以下给出平均值范围内，这两个测量结果的绝对差值不
3 GB/T29056—2012
超过重复性限（r），超过重复性限(r)的情况不超过5%，重复性限(r)按表3数据采用线性内插法求得
表3 0. 000 000 01 0.000000 005 0.000 000 01 0,000 000 004 0.000 000 01 0.000 000 005 0.000 000 01 0.000 000 004 0.000 000 01 0.000 000 006 0.000 000 01 0. 000 000 006 0. 000 000 01 0.000 000 005 0. 000 000 01 0.000000006 0.00000001 0.000 000 006 0.000 000 01 0.000 000 006 0.00000001 0.000 000 008 0. 000 000 01 0.000 000 005 0.000000 01 0.000 000 004
Wg/% T/% WA / % r/% Wp/% r/% Wv/% r/% Wc / % r/% WMa / % r/% Wr. / % r/% Wc /% /% Wm / % r/% Wc /% T/% WA./ % r/% WMo / % r/% Ws / % T/% 注：重复性(r)为2.8St，S.为重复性标准差。表中每一种同位素拥有上下两行数据，上行为同位索不同浓度下
0.000 000 001 0.000 000 001 0.000000001 0,000000 000 8 0.000 000 001 0.000 000001 0,000 000 000 5 0.0000000004 0.000 000001 0. 000 000 0009 0.000 000001 0.000000 000 7 0. 000 000 001 0.000 000 000 9 0,0000000005 0.000000 0004 0.000000 001 0.000 000 000 8 0.000 000 001 0. 000 000 000 8 0.000000001 0. 000 000 000 9 0. 000 000 0005 0.0000000004 0.000 000001 0.0000000007
0. 000 001 0.00000016 0.000 001 0, 000 000 18 0.000 001 0.000 000 20 0. 000 001 0.000 000 16 0.000 001 0.000 00012 0.000 001 0. 000 000 16 0.000 001 0.000 000 23 0, 000 001 0. 000 000 13 0,000 001 0.000 00014 0.000 001 0. 000 000 22 0.000 001 0.000 000 20 0.000 001 0. 000 000 11 0.000001 0.000 00013
0.000 0001 0.000000 02 0,000 0001 0.000 00003 0,000 0001 0.000 000 03 0. 000 000 1 0.000 000 02 0.000 000 1 0.000 000 02 0.000 0001 0. 000 000 03 0. 000 000 1 0.000 000 03 0, 000 000 1 0.000 000 03 0.000 0001 0.000 00003 0.000 0001 0.000000 02 0.000 000 1 0.000 000 03 0. 000 0001 0.000 00002 0.000 0001 0.000000 02
服从正态分布的随机变量均值，下行为相对应的重复性限。
7.2·再现性
在再现性条件下获得两次独立的测量结果，以下给出平均值范围内，这两个测量结果的绝对差值不超过再现性限(R），超过再现性限（R)的情况不超过5%，再现性限（R)按表4数据采用线性内插法求得。
4 GB/T29056—2012
表 4 0.00000001 0.000 000 006 0.000 000 01 0.000000 005 0.000 000 01 0.000 000 007 0.000 00001 0.000 000 006 0.000 000 01 0.000 000 007 0.000 000 01 0.000 000 008 0. 000 000 01 0.000 000 006 0.000 000 01 0.000 000 006 0.000 000 01 0.000000 006 0.000 000 01 0.000000006 0.000 000 01 0.000000008 0.000 000 01 0.000 000005 0.000 000 01 0.000000006
Ws/% R/% WAa /% R/% Wp/% R/% Wv/% R/% We./% R/% Wxa/% R/% Wr/% R/% Wce/% R/% Wsm/% R/% We./% R/% WAa /% R/% Wmo/% R% Ws /% R/% 注：再现性(R)为2.8Sg，S：为再现性标准差。 表中每一种同位索拥有上下两行数据，上行为同位索不同浓度下
0,000 000001 0.000 0000014 0.000 000001 0.000 000 001 0.000 000 001 0. 000 000 001 5 0.0000000005 0.000 000 000 5 0.000 000001 0.000 000 001 0.000 000001 0.000 000 000 8 0.000 000 001 0.000 000001 0.0000000005 0.000 000 0005 0.000000001 0.0000000009 0.000000001 0.0000000009 0.000000001 0.000 000 001 0.000000 0005 0.0000000005 0.000 000 001 0.000 0000009
0.000 0001 0.000 000 02 0.0000001 0,000 000 03 0,000 0001 0.000 000 03 0.000 000 1 0.000000 02 0.0000001 0.000 000 03 0.0000001 0.000 000 03 0.0000001 0. 000 000 03 0.0000001 0.000 000 04 0.000 0001 0,000000 03 0.000 000 1 0. 000 000 03 0.000000 1 0.000 000 04 0.000 0001 0. 000 000 03 0.000 000 1 0. 000 000 03
0, 000 001 0.000 00018 0.000 001 0. 000 000 20 0.000001 0. 000 000 20 0. 000 001 0.000 00020 0. 000 001 0.000 000 16 0. 000 001 0,000 000 18 0.000 001 0. 000 000 23 0,000 001 0. 000 000 15 0. 000 001 0,00000017 0, 000 001 0.000 00022 0, 000 001 0.000 00020 0. 000 001 0.000 00018 0. 000 001 0. 000 000 19
服从正态分布的随机变量均值，下行为相对应的再现性限。
质量保证与控制
8
检验时，应用控制样品对过程进行校核。 当过程失效时应找出原因，纠正错误后，重新进行校核。
9 试验报告
报告至少应包含以下内容：
5 GB/T29056—2012
a) 样品名称； b) 送样单位； c) 检测日期和报告日期 d) 检测单位和检测人员名称； e) 检测结果； f) 仪器品牌及型号。
6