Time-Of-Flight 2 차 이온 질량 분석 (TOF-SIMS) 서비스

테크닉 노트

EAG Laboratories에는 전 세계에 여러 TOF-SIMS 기기가 있습니다. 이러한 기기 중 일부에는 진공 상태의 반 휘발성 물질 분석을위한 대형 샘플 단계 또는 샘플 냉각과 같은 특수 기능이 포함되어 있습니다. 당사의 TOF-SIMS 경험은 다양한 산업 및 응용 분야에서 10 년 이상의 실제 TOF-SIMS 경험을 가진 많은 TOF-SIMS 과학자들과 함께 타의 추종을 불허합니다. 역사적으로 EAG의 캘리포니아 연구소 (이전의 Charles Evans & Associates)는 TOF-SIMS 기기의 초기 상용화에 직접 참여하여 EAG에 비할 데없는 실용적인 분석 경험을 제공했습니다.

전형적인 데이터

실리콘 오염을 보여주는 플루오로 카본 필름.

실리콘이없는 깨끗한 플루오르 카본 필름.

깨끗한 웨이퍼와 비교하여 오염 된 Si 웨이퍼상의 철 (Fe)의 높은 질량 분해 스펙트럼.

원칙

Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry 또는 TOF-SIMS은 관심 영역에 초점을 맞춘 1 차 이온의 펄스 빔을 래스터 링하여 시료의 최상층의 단일 층에 존재하는 물질의 특성 인 2 차 이온을 방출합니다. 검출 된 이온의 질량을 정확하게 측정함으로써 그들은 확인 될 수 있고 화학 종에 관련된 샘플 표면. 획득 된 데이터는 질량 스펙트럼 또는 특정 종의 이온 이미지의 형태 일 수 있습니다. 이온 스퍼터링 (동일한 일차 이온 건 또는 추가 Cs, O 또는 Ar 클러스터 이온 빔 사용)과 함께 기술을 수행하면 깊이 프로파일을 얻을 수 있습니다.

일반적인 응용 프로그램

탁월한 표면 감도, 유기 물질 및 기타 절연체 분석 능력, 탁월한 검출 한계 및 원소 및 분자 정보 제공 능력으로 TOF-SIMS는 다음과 같은 유형의 애플리케이션을 처리하는 이상적인 기술입니다.

표면 특성 유기 및 원소 물질의
표면 종의 측면 분포 매핑
오염 물질 식별 (원소 또는 분자 종류의 ppm 범위까지)
웨이퍼 표면 금속 정량 분석
고장 분석예 : 접착, 본드 패드, 코팅
세정 공정 평가 (QA / QC)
얼룩, 변색 및 헤이스트의 식별
차이를 확인하기 위해 처리 전후의 서페이스 검사
표면 변화를 결정하기 위해 여러 환경에서 처리되거나 저장된 샘플의 비교

강점

표면 민감; 상위 소수 단층
ppm 범위의 탐지 한계
조사 분석
원소 및 분자 정보
절연체 및 도체 분석 가능
이미징 모드에서 가능한 sub-μm 공간 분해능
주요 구성 요소 구성 가능, 일부 애플리케이션

제한

광범위한 정량화없이 절대 정량화가 어렵습니다.
너무 조심해서 샘플 취급 / 포장이 중요합니다.
샘플은 진공 호환 가능해야합니다.
데이터 집합은 복잡 할 수 있습니다.

기술 비교

비슷한 깊이의 분석 또는 응용을 가진 다른 표면 분석 도구에는 X 선 광전자 분광학 (XPS), Auger Electron Spectroscopy (AES) 및 푸리에 변환 적외선 분광법 (FTIR). XPS는 일반적으로 TOF-SIMS를 사용하여 직접 얻지 못하는 양적 농도 및 화학 결합 정보를 제공합니다. AES는 요소 종에 대해 더 나은 공간 해상도 이미지를 제공 할 수 있지만 감도는 떨어집니다. FTIR은 보완적인 유기 정보를 제공 할 수 있으며 상업 도서관 스펙트럼에 대한 정보 깊이와 접근성이 뛰어납니다. 극한의 표면 정보가 중요하지 않을 수있는 거시적 인 양의 물질을 식별하기 위해 FTIR이 더 나은 선택이 될 수 있습니다.

기술

TOF-SIMS라고도하는 비행 시간 (Secondary Ion Mass Spectrometry)은 표면 및 표면 오염 물질을 특성화하는 데 널리 사용되는 기술입니다. 그것은 밀접한 관계가있다. 동적 SIMS이것은 1 분 이온의 일정한 빔을 사용하여 스퍼터 크레이터를 샘플에 몇 분 동안 에칭합니다. 대조적으로, TOF-SIMS는 펄스 이온빔을 사용하고 분석의 시간 척도에 따라 시료 표면을 크게 에칭하거나 손상시키지 않습니다. 이러한 손상의 부재는 매우 얇은 샘플링 깊이 (1-2nm)를 갖는 원소 (주기율표의 대부분 원소)와 분자 종의 존재에 대한 표면 분석을위한 이상적인 기술입니다. 비행 시간 질량 분석기와 함께이 기술은 백만 분의 1 (ppm) 범위의 감도로 우수한 조사 능력을 제공합니다. TOF-SIMS 기기에 사용되는 1 차 이온 빔 (일반적으로 TOF-SIMS ⁶⁹가 또는 ¹⁹⁷Au)는 sub-μm 크기로 집중 될 수 있습니다.이 기술은 1μm에서 500μm 범위의 피쳐를 분석하는 데 사용될 수 있습니다. 전도성 샘플과 절연 샘플 모두 성공적으로 분석 할 수 있습니다.