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低 TOC 浓度分析的加压集成在线取样器(PiOS)

发布日期:2020-11-06 16:13:07 发布人员: 浏览次数:398

简介 

Sievers* M9e 总有机碳(TOC)分析仪的 “加压集成在线 取样器( PiOS , Pressurized Integrated On-Line  Sampler)” 配件专用于加强微电子应用中的超纯水 (UPW)系统的有机物监测能力。在微电子应用中 (TOC 通常小于 5 ppb),监测水质的微小变化至关重 要,能够确保Z终产品质量和优化处理工艺。 当要监测的浓度很低时,总碳(TC)和无机碳(IC)的 值非常接近,因此 TOC 测量值(TOC = TC - IC)会受信 噪等干扰因素的影响。周围环境中的微气泡就是这种干 扰源之一,会导致意外的 TOC 峰值。PiOS 能给分析仪 中的样品加压 3 - 5 psig,抑制气泡的形成,确保分析 仪在低浓度下进行准确的分析。

验证 Pios 

在下列条件下进行测试,验证配置了“加压集成在线取 样器(PiOS)” 和 “标准集成在线取样器(iOS)”的分 析仪的低 TOC 分析性能: • 正常运行模式 • Turbo 运行模式 • 各标样的 TOC 回收率 • 各种环境温度、入口压力、样品温度 PiOS 不影响系统任务的运行,其中包括校准、确认、 仪器检测限等系统任务。在微电子车间进行的外部测试 的结果表明,使用 PiOS 时能够报告稳定的亚 ppb 级的 TOC 分析结果。本文将在后面的部分中详细报告此验证 的结果。

降低噪声和峰值 

与标准 iOS 相比,PiOS 能够减少低 TOC 分析结果中 的 TOC 峰值和点对点噪声(见图 1a 和 1b)。

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图 1a:使用标准 iOS 的 TOC 分析

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图 1b:使用 PiOS 的 TOC 分析

此外,在长时间的低 TOC(<1 ppb)测试中,PiOS 能 够报告稳定的结果和可靠的“仪器到仪器”一致性,如图 2 所示。

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图 2:使用 PiOS 进行长时间测试(SN =序列号)

与配置标准 iOS 的 Sievers 900 TOC 分析仪相比,配置 PiOS 的 Sievers M9e TOC 分析仪的分析结果显示出更好 的稳定性和更少的小尖峰(图 3)。

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图 3:配置 PiOS 的 M9e 与配置标准 iOS 的 900

TOC 分析性能 

图 4 中的结果表明,使用配置了 PiOS 的 M9e TOC 分析仪,能够在单台仪器内和多台仪器间得到相同的有机化 合物回收率。

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图 4:4台配置 PiOS 的 M9e的 TOC 回收率百分比

在回收监测期间,常用 Turbo 模式来帮助进行快速决 策。与普通模式下的情况类似,在 Turbo 模式下, PiOS 比标准 iOS 更能减少峰值(见图 5a 和 5b)。

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图 5a: 配置 PiOS 的分析仪在 Turbo 模式下进行 TOC分析

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图 5b: 配置标准 iOS 的分析仪在 Turbo模式下进行 TOC 分析

可以用可选的压力计套件来测量样品压力,样品压力的 理想范围是 5 - 40 psig。在以下方面,PiOS 不影响 M9e 分析仪的性能:

 TOC 回收率 

执行系统任务 

可以将可选的样瓶端口加到 PiOS,但这并非标准配置。 同高 TOC 应用相比,低 ppb 至亚 ppb 应用要求采用不 同的校准策略,以保证分析仪在低浓度下的分析性能。 在无 TOC 的情况下,自动归零功能强制校准曲线通过 零点。自动归零功能比校准标样更加有效,校准标样不 适用于低 ppb 至亚 ppb 运行 1。

结论 

PiOS 在低浓度(< 5 ppb TOC)应用中有更好的有机物 监测性能,其良好的稳定性、准确性、“仪器到仪器”一 致性对监测超纯水系统来说至关重要。PiOS 可安装于 Sievers M9e 便携式分析仪和在线型分析仪,可以安装在 新分析仪上,也可以作为现有分析仪的升级配置。 有了 PiOS,M9e 就能有效监测整个超纯水处理过程中的 有机污染物,如有机氮化合物和有机酸。PiOS 能够不 受干扰,提供稳定、准确、可靠的分析数据,从而优化 分析仪的在线 TOC 分析,更有效地监测低 ppb 甚至亚 ppb 级的超纯水系统。


参考文献: 

1. Operation, Calibration, and Autozero Guidance for TOC Monitoring in  Microelectronics UPW Applications. GE Analytical Instruments. 2015. Web. 2 Jun 2016.


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