低TOC浓度分析的加压集成在线取样器（PiOS）

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，能够确保最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。低 TOC浓度分析的加压集成在线 取样器（PIOS） 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，能够确保最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）。 图 1a：使用标准 iOS的 TOC分析 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。 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）。 M9° SN 606 900 SN 5695 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。 M9°SN 54 M9°SN 607■M9°SN 6066■M9SN 608 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）。 图 5a：配置 PiOS的分析仪在 Turbo模式下 进行 TOC分析 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 forTOCMonitoringinMicroelectronicsUPW Applications. GE Analytical Instruments. 2015. Web. 2 Jun 2016.