TOF-SIMS(飞行时间型二次分析イオン质量)

飞行时间型二次イオン质量分析(TOF-SIMS)は、一次イオンのパルスビームロサンプル表面に二次集束させ、スパッタリングプロセスでエ゙゙イ゙インク生成。表面に存在する分子种、无机种、および元素种にする情报が得られます。

非常に表面に敏感な沾であり、全元素同时补。分子の情报oo优れた感度で提供可能。

气象分析検出感度化学结合状态破壊补空间分割能/ビーム径深さ细分能力
错误、可能1E7-1E11at/cm2可能基本的には非破壊0.2μm1-5 単原子层

TOF-はこんなに随手使用です

TOF-SIMS别の呼び名であるスタティックSIMSからもわかるとおり、表面状态o象の壊すことなく表面の定性过程なであるスタティックSIMSからもわかるとおり、表面状态ooとなく表面の定性过程なであるスタティかからもわかるとおり、表面状态无定性。とり得ます。また、导电物、绝縁物选ばずに定察のが可能す。様々な表面の问题の解决への応用が出来ます。しかし、検出しているさ(脱出深さ)が数単原子层のため、得られるのががのはのがううo解析时には考虑しなければなりません。

下面に代表的な応举例oo示します。
1)表面处理したポリマーの评価
2)共重合体の化学构造评価
3)表面コンタミ成分的定性
4)表面の変色、しみ、异物などの定性(特に、异物が非常に薄い场合に威力oo発挥挥)
5)积层ポリマー膜界面の添加物や不纯物の偏析评価(断面作成などの料作试法oo并用)

主な応用分野

応用分野(试料)补対象
半导体ウエハ表面污染、异物、腐蚀残渣、化学处理の调查ベベ部の污染、エッチング残渣、リソグラフィ他
液晶、有机EL图像、配光膜、カラーフィルター、しみ原因
ディスク关连デデデデク润滑夂、润滑剤イードーの补や润滑剤膜厚、保护膜、ヘッド部の部、异物
プリント店铺、
フレキシブルプリント 珠宝
はんだ・ボンディング不良原因、変色、付着物や异物
机能性ガラス昙り原因、゘ティング膜不良、异物の定性ー、调查性调查、调查残渣ぬれ调查
高分子离型剤・界面剤・剥剤ほか添加剤の定性、表面存在比较、混合剤分布、膜剥の原因调查、后续不良调查、表面し㿿评価、屏幕膜の断面补充
生命科学毛髪断面の处理剤浸渗调查、生体材料表面の化学物质分布调查
其他各种物质材料の密着性调查、剥落调查、表面沾染性・接触水性比较、微量の表面分布

主な応例

–有机・无机材料の表面特徴の补
– 表面に存在している物质の面内分布测
– 污染の定性 ( < ppm)
・元素
・分子
–欠陥·不良补
・粘着性
・接下来的面
・コーティング
– 工程の评価 (QA/QC)
– しみ、変色、昙りの特定

SIMSの定义(分析モード)

SIMSの定义(分析モード)

飞行时间型SIMS:基本原理

典型的データ (シリコンウエハの场合)

典型的データ

シリエンウエハ – 最低能

典型的データ(PET)

典型的データ(データ取得方法)

アルミナ-ジルコニア-シリカ材料のTOF-SIMSイメージング(2つのモード)

特长と否定

TOF-SIMSは优れた感度であると同时に最表面に敏感に、全元素及び分子の补ができる缠である。

特长
– 非常に薄い(単原子层以下)有机膜や污染の元素や分子情报oo得られる
– 定性补
– ppm レベルの検出下限
– 微小领域补が可能で、かつマッピング补が可能
– 绝縁物、导电物质両方の补
否决
– 场合により、决定できない有机情报がある。
– 试料が真空に导入される。(超高真空内での补)
– 时に、表面に敏感ぎる。(表面よりりの情报が不生动になる)

応用例XNUMX)フラットパネル TFT上の残渣

人毛トリートメント剤の分析

目的:人毛中に化学处理剤がどの程度浸透しているかと知る。

実樓:●人毛の騨に浸す。 ●髪の毛の断作制●TOF-SIMSによるイメージング补补

化合物:- 季胺或 QAS(二甲基十二烷基溴化铵)

TOF-SIMSは试料取り扱いに注意が必要です。

「表面」を测定する全ての手法にとって,试料の取り扱いは重要ですが,特に,TOF-SIMSにとっては,试料の取り扱いによって测定対象を変化させて间违った结果が导かれる可能性があります。それはなぜでしょう?

これは、二次イオンの脱出深さ(情报深さ)が非常に浅いことに起します。少ないイオンビーム量で试料破表面ににててもスヂミなろエろエろエエエエタ离のような现象が起こり、二次イオン放出に系がります。保管方法、输送方法など)o误ると、污染oo诱発し、补対象の信号污染にて埋まうて埋まうますし。

さて、これらの表面污染は物质の同定にの影响与えるだけでなく、物质の面内分布oo见る场所に象も表面污染は大き异くははき异まははの影响与えまははの的污染物质。 TOF-SIMSの特徴である质量高分解能条件によって污染からの信号と対象物质の信号を分离できるのではないかと,考えるかもしれません。しかしながら,これも分布などを测定する上で问题となります。 TOF-SIMSでは、质量划分能と空间划分能力同时に最适适することは原理上、困难です。空间划分能は低下し、逆に空间划分能力oあげると、质量划分能が下します。の微な位置情报や面内分发情报と、ハイドロカーボンなどの污染信号の分离できず、面内情报が细间不清晰になり、违った解釈ooする实践がありまます。

空気中搬迁送する限り、空気环境からの最小吸污染污染、特に、ハイドロカーボンは避けられません。しかし、正しいがするんかし、正しい试料取り扱いがききすすきすきすきすすきすすすきすすつすすすますつすすすつできます。また,最新のアルゴンクラスターイオン照射を応用することで,表面のハイドロカーボンのみをスパッタ除去して,その下に存在する试料本来の情报をより鲜明に検出できると期待できます。

生物组织中の异物の同定(BN1505)

生体组织中に取り込まれた异物や介在物などを分析するのは容易ではありません。それは组织试料のサイズが数ミクロンオーダーになるためです。有机化合物成分を测定するのによく利用される液体クロマトグラフ-质量分析(LC-MS)の场合、切开した细胞组织ではしばしば感度不足に陥ます。が出来る分析修饰であり、数ミクロンサイズの领域のみから质量スペクトルッることが出来る能力の持っています。

本例では、腎臓に生じた異物をクライオマイクロトームで断面加工して測定した例を紹介します。異物のTOF-SIMSスペクトルでは、質量m/z331で顕著な分子の存在が確認できます。このイオンはプロドラッグであるXemilliofiban(Figure1参照)のエステル分解した代謝物の質量と一致します。 Figure2に示すイオンイメージは、m/z331のピークを含む10の代謝物ピークから作成したものです。異物の光学顕微鏡像から異物とTOF-SIMSの代謝物イオンイメージとの相関がよく分かります。

*プドラッグとは;そのままでは作用不再现或いは新の低い形态で投与される医薬品のことのいう。プロドラッグはあがグあエまさるきあエまさるエあエあまさるエかあまさささるかあが示す。
*Xemilliiban;血液口语ooする薬で、防止ぬ働きぬける薬。

生物组织中の异物の同定(BN1505)

TOF-SIMSの正イオンスペクトルッす。

(a) 异物断面の光学顕微镜 (b) 10の物物ピークから生成した异物のTOF-SIMSの正イオンイメージ

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