飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)服务

技术说明

EAG实验室在世界各地设有数种TOF-SIMS仪器。 其中一些仪器具有特殊功能,例如大型样品台或用于冷却真空中半挥发性物质的样品冷却。 我们的TOF-SIMS经验是众多TOF-SIMS科学家无法比拟的,他们在各种行业和应用领域拥有超过10年的实用TOF-SIMS经验。 从历史上看,EAG的加利福尼亚实验室(以前称为Charles Evans&Associates)直接参与了TOF-SIMS仪器的早期商业化,为EAG提供了无与伦比的实际分析经验。

典型数据

飞氟氢化合物薄膜的飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)数据显示有机硅污染。

碳氟化合物膜显示有机硅污染。

飞行时间二次离子质谱,清洁氟碳膜的TOF-SIMS数据,不含有机硅。

清洁氟碳膜,不含有机硅。

飞行时间二次离子质谱,TOF-SIMS,清洁与污染的晶圆

与干净的晶片相比,污染的Si晶片上的铁(Fe)的高质量分辨率光谱。

飞行时间二次离子质谱,TOF-SIMS平板显示器上残留物的离子图像

原则

飞行时间二次离子质谱,或 TOF-SIMS通过在所关注的区域上扫描聚焦的初级离子的脉冲束来工作,导致二次离子的发射,这是存在于样品的顶部几个单层中的材料的特征。 通过精确测量检测到的离子的质量,可以识别它们并将其与存在于其上的化学物质相关联 样品表面。 获得的数据可以是质谱的形式,或特定物种的离子图像。 如果该技术与离子溅射(使用相同的初级离子枪或使用额外的Cs,O或Ar簇离子束)一起完成,也可以获得深度分布。

常见的应用程序

其卓越的表面灵敏度,分析有机材料和其他绝缘体的能力,出色的检测限以及提供元素和分子信息的能力使TOF-SIMS成为解决以下类型应用的理想技术:

  • 表面表征 有机和元素材料
  • 绘制表面物种的横向分布
  • 污染物识别 (低至元素或分子种类的ppm范围)
  • 晶片表面金属的定量分析
  • 故障分析,例如:粘合,粘合垫,涂层
  • 评估清洁过程(QA / QC)
  • 识别污渍,变色和霾
  • 在处理之前和之后检查表面以识别差异
  • 比较在不同环境中处理或存储的样品以确定表面变化

优势

  • 表面敏感; 最少的单层膜
  • 检测限在ppm范围内
  • 调查分析
  • 元素和分子信息
  • 可以分析绝缘子和导体
  • 在成像模式下可能的亚μm空间分辨率
  • 在某些应用中,主要元素组成可能

限制

  • 没有大量校准,绝对定量是困难的
  • 可能过于表面敏感,因此仔细的样品处理/包装很重要
  • 样品必须与真空兼容
  • 数据集可能很复杂

技术比较

其他具有相似深度分析或应用的表面分析工具包括X射线光电子能谱(XPS),俄歇电子能谱(AES)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)。 XPS提供通常不使用TOF-SIMS直接获得的定量浓度和化学键合信息。 AES可以为元素物种提供更好的空间分辨率图像,但灵敏度较差。 FTIR可提供互补的有机信息,并具有更大的信息深度和商业图谱光谱。 这可能使FTIR成为识别宏观材料量的更好选择,其中极端表面信息可能不是主要关注点。

商品描述

飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS),也称为静态SIMS,是一种广泛用于表征表面和表面污染物的技术。 它与之密切相关 动态SIMS,使用恒定的初级离子束在几分钟内将溅射坑蚀刻成样品。 相比之下,TOF-SIMS使用脉冲离子束,并且在分析的时间尺度上不会显着地溅射蚀刻或损坏样品表面。 这种缺乏损伤使其成为分析表面的理想技术,因为元素(元素周期表中的大多数元素)和分子种类的存在,采样深度非常浅(1-2nm)。 结合飞行时间质谱仪,该技术提供了出色的测量功能,灵敏度在百万分之一(ppm)范围内。 TOF-SIMS仪器中使用的主要离子束(通常为 69嘎或 197Au)可以聚焦到亚μm尺寸,这意味着该技术可用于分析1μm至500μm范围内的特征。 可以成功分析导电和绝缘样品。

飞行时间二次离子质谱,TOF-SIMS图标

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