飛行時間型二次イオン質量分析（TOF-SIMS）サービス

テクニックノート

EAGラボラトリーズには、世界中にいくつかのTOF-SIMS機器があります。これらの機器の一部には、真空中の半揮発性物質を分析するための大規模なサンプルステージやサンプル冷却などの特別な機能が含まれています。私たちのTOF-SIMSの経験は、さまざまな業界やアプリケーションで10年以上の実用的なTOF-SIMSの経験を持つ多くのTOF-SIMS科学者にとって卓越したものです。歴史的に、EAGのカリフォルニアラボ（以前はCharles Evans＆Associatesとして知られていました）は、EAGに比類のない実用的な分析経験を与えるTOF-SIMS機器の初期の商品化に直接関与していました。

典型的なデータ

シリコーン汚染を示すフルオロカーボンフィルムの飛行時間型二次イオン質量分析（TOF-SIMS）データ。

シリコン汚染を示すフルオロカーボンフィルム

飛行時間型二次イオン質量分析、シリコンが存在しない、クリーンフルオロカーボンフィルムのTOF-SIMSデータ。

シリコンが存在しない、きれいなフルオロカーボンフィルム。

清浄ウエハと比較した汚染Siウエハ上の鉄（Fe）の高質量分解能スペクトル

飛行時間型二次イオン質量分析、フラットパネルディスプレイ上の残留物のTOF-SIMSイオン画像

原則

飛行時間型二次イオン質量分析法、または TOF-SIMSは、関心のある領域を横切って集束一次イオンのパルスビームをラスター化することによって作用し、その結果、サンプルの上のいくつかの単層に存在する材料に特徴的な二次イオンが放出される。検出されたイオンの質量を正確に測定することによって、それらは識別され、そしてその上に存在する化学種に関連し得る。試料表面。得られたデータは、質量スペクトル、または特定の種のイオン画像の形であり得る。技術がイオンスパッタリングと一緒に（同じ一次イオン銃を用いて、または追加のＣｓ、ＯまたはＡｒクラスターイオンビームを用いて）行われる場合にも、深さプロファイルを得ることができる。

一般的なアプリケーション

その優れた表面感度、有機材料や他の絶縁体を分析する能力、優れた検出限界、そして元素および分子情報を提供する能力は、TOF-SIMSを以下のタイプの用途に取り組むための理想的な技術とします。

表面キャラクタリゼーション有機および元素材料の
表面種の横方向分布のマッピング
汚染物質の特定（元素または分子種のppm範囲まで）
ウェーハ上の表面金属の定量分析
故障解析例：接着剤、ボンドパッド、コーティング
洗浄工程の評価（QA / QC）
汚れ、変色、および危険の識別
違いを識別するために処理の前後に表面を調べる
表面変化を決定するために異なる環境で処理または保管されたサンプルの比較

強さ

表面に敏感。トップ数単層
ppm範囲の検出限界
調査分析
元素および分子情報
絶縁体と導体を分析することができます
イメージングモードでサブミクロンの空間分解能が可能
いくつかの用途では、可能な主要元素組成

制限

徹底的なキャリブレーションなしでは絶対定量は困難です
表面が敏感過ぎる可能性があるため、慎重なサンプルの取り扱い/包装が重要です。
サンプルは真空適合でなければなりません
データセットは複雑になる可能性があります

テクニック比較

同様の分析深度または用途を有する他の表面分析ツールには、X線光電子分光法（X-ray Photoelectron Spectroscopy）が含まれる。（例：XPS）、オージェ電子分光法（AES）およびフーリエ変換赤外分光法（FTIR） XPSは、通常TOF-SIMSを使用して直接得られない定量的濃度および化学結合情報を提供します。 AESは元素種に対してより良い空間解像度の画像を提供することができますが、感度は劣ります。 FTIRは補完的な有機情報を提供することができ、より深い情報の深さと商業図書館のスペクトルへのアクセスを持っています。これは、極端な表面情報が最も重要ではないかもしれない物質の巨視的な量の識別のためのFTIRをより良い選択にするかもしれません。

説明

静的ＳＩＭＳとしても知られる飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴＯＦ − ＳＩＭＳ）は、表面および表面汚染物質を特徴付けるために広く使用されている技術である。それは密接に関連しています動的SIMSこれは、一次イオンの一定のビームを使用して、スパッタクレーターを数分かけて試料にエッチングする。対照的に、ＴＯＦ − ＳＩＭＳはパルスイオンビームを使用し、分析の時間スケールで試料表面を著しくスパッタエッチングまたは損傷することはない。この損傷の欠如は、非常に浅いサンプリング深度（1〜2nm）で、元素（周期表のほとんどの元素）と分子種の両方が存在するかどうかを表面を分析するのに理想的な手法です。飛行時間型質量分析計と組み合わせることで、この技術は、百万分の一（ｐｐｍ）の範囲の感度で優れた調査能力を提供する。 TOF-SIMS装置で使用される一次イオンビーム ⁶⁹Gaまたは ¹⁹⁷Au）は、サブμmの寸法に焦点を合わせることができます。つまり、1µmから500µmの範囲のフィーチャーを分析するためにこの手法を使用できるということです。導電性サンプルと絶縁性サンプルの両方を正常に分析できます。