Масс-спектрометр вторичных ионов TOF.SIMS 5

Спектроскопия поверхностей

Следовые количества металлов

Обнаружение и количественное определение следов металлов представляет собой важную аналитическую задачу полупроводниковой промышленности. Вследствие высокого массового разрешения и чрезвычайно низкого уровня шумов, обеспечиваются превосходные уровни обнаружения.

На рисунке изображен детальный спектр поверхности кремниевой пластины. Высокое массовое разрешение (на спектре разделены пики Fe⁺и Si₂⁺ , а также Cu⁺ и SiCl⁺) и точность обеспечивают безошибочное определения следов металлов.

Органические материалы

Во многих технологических сферах необходимостью является распознавание молекулярных структур поверхностей и обработка данных о таких структурах. Статическая система TOF.SIMS 5 предоставляет идеальную аналитическую методику, поскольку позволяет благодаря своей превосходной чувствительности обнаруживать как крупные, комплексные молекулярные ионы, так и фрагментарные ионы. Как пример использования TOF.SIMS 5 представлен анализ высокотехнологичного смазочного материала (фторированный полиэфир). На спектре показано распределение олигомера в широком массовом диапазоне.

Картирование поверхности

Для получения карт латерального распределения химического состояния элементов по поверхности образца развертывают сфокусированный ионный пучок. В результате получают изображения распределения вторичных ионов высокого массового разрешения.

Химическое картирование элементов и молекул является одной из важнейших составляющих многих современных исследований. Система TOF.SIMS 5 способна решать весь круг возможных проблем визуализации по методике ВИМС, в том числе: формирование изображений элементов, органических веществ, а так же картирование больших площадей с помощью передвижения предметного столика. Горизонтальное ориентирование образцов, моторизированный 5-осевой предметный столик большого размера и наличие функции компенсации заряда идеальным способом обеспечивают исследование всех видов образцов материалов. Отсутствуют любые ограничения по форме, топографии или электропроводности исследуемых образцов. В качестве примеров использования системы TOF.SIMS 5 при составлении карт латерального распределения представлены следующие результаты.

Головка записи/считывания жесткого диска
Поле обзора 25×25 мкм²

Ткань мозга животного
Поле обзора 4×4 мм²

Профилирование по глубине

Для осуществления профилирования по глубине используются два ионных пучка в двулучевом режиме. В то время как первый пучок вытравливает кратер,второй пучок последовательно анализирует дно кратера.

Главным достоинством профилирования по глубине в двулучевом режиме является возможность раздельной, независимой настройки каждого из пучков. В качестве примеров использования системы TOF.SIMS 5 при профилировании по глубине представлены результаты анализа покрытия отражателя галогенного светильника.

Трехмерный анализ

Трехмерная визуализация образцов может быть реализована при комбинированном использовании спектральных, визуальных данных данных профилирования по глубине.

Трехмерный анализ идеален при исследовании комплексных и неизвестных структур или при определении дефектов. При его использовании возможна визуализация состава, формы и положения элементов структур, а также дефектов, в таких областях как готовые изделия (тонкопленочные дисплеи), анализ дефектов (скрытые частицы), материаловедение (границы блоков, диффузия). Как пример использования TOF.SIMS 5 представлен анализ пикселя тонкопленочного дисплея.

Компания ION-TOF традиционно поддерживает тесное сотрудничество с заказчиками, предлагая новые решения по улучшению аппаратного и программного обеспечения систем для наиболее полного решения возникающих задач исследователей.

TOF.SIMS 5 поставляется в трех стандартных версиях:

• TOF-SIMS 5-100 для образцов размером до 100 мм в диаметре;
• TOF-SIMS 5-200 для образцов размером до 200 мм в диаметре;
• TOF-SIMS 5-300 для образцов размером до 300 мм в диаметре.

В базовой комплектации система содержит в своем составе времяпролетный анализатор с высокой степенью захвата вторичных ионов и высоким разрешением по массе, камеру образца с 5-осевым манипулятором (x, y, z, поворот и наклон), входной шлюз быстрой загрузки, компенсатор заряда для анализа изолирующих материалов, детектор вторичных электронов для получения СЭМ-изображений образца, вакуумную систему высокого класса и внешний компьютер для автоматизации измерений и накопления данных.

Доступен широкий спектр дополнений системы, таких как нагрев и охлаждение образца для анализа легколетучих соединений, лазерная пост-ионизация нейтральных молекул и т.д. Система может быть дополнена встроенными камерами подготовки образца и системой транспортировки образца. Существует возможность объединить несколько методов исследования образца, требующих сверхвысокого вакуума, такие как рентгеновская спектроскопия, ожэ-спектроскопия и прочие методы. Подобное комбинация методов в одной вакуумной системе позволяет проводить разносторонний анализ без извлечения образца на открытый воздух.

Препарационные камеры

Обычно камеры для подготовки образцов специально проектируются под нужды пользователей. Такой подход особенно важен для лабораторий, которые хотят анализировать много различных видов образцов. Соответствующие вакуумные компоненты со встроенными блокировками, полностью интегрированы в программное обеспечение, с тем, чтобы любые пользовательские операции были безопасны и воспроизводимы. Препарационная камера может находиться в двух различных позициях.

Позиция 1: Это наиболее популярный дизайн. Загрузочная камера остается на своем привычном месте и препарационная камера крепится горизонтально сбоку от главной камеры. Препарационная камера наравне с загрузочной камерой оснащена собственной системой транспортировки держателя образцов, при этом держатель образцов должен быть развернут в главной камере, чтобы переключиться с одной системы на другую. В данной конфигурации образец загружается через загрузочную камеру.

Позиция 2: В этой конфигурации препарационная камера присоединения к загрузочной камере напрямую. Если процесс приготовления образца связан с риском значительного загрязнения камеры, образец может быть извлечен наружу не попадая (и не загрязняя) в рабочую камеру. Тем не менее образец должен пройти через загрузочную камеру, чтобы попасть в главную камеру, при этом вакуум в загрузочной камере не такой высокий, как в двух других камерах.

Работа в чистой комнате

Площадь внутри чистой комнаты весьма дорога, а условия внутри чистой комнаты ограничивают возможности проведения ежедневных процедур обслуживания прибора. Для использования чистотой внутри чистой комнаты без ограничений можно встроить TOF.SIMS 5 непосредственно внутрь чистой комнаты. Образцы при этом загружаются через загрузочную камеру непосредственно из чистой комнаты в то время как вся работа за инструментом может производиться извне чистой комнаты.

Аксессуары

Благодаря модульной конструкции, системы также могут быть оснащены различными специальными принадлежностями для решения даже самых сложных аналитических задач:

• Широкий диапазон ионных источников: Ga, In, (Bi)n, O2, Cs, Ar, Xe, SF5, C60;
• Контролируемый нагрев и охлаждение;
• Перенос образца из азота;
• Место для хранения держателя образцов внутри загрузочной камеры;
• Совместное распыление Cs-Xe;
• Лазерная постионизация;
• 20 kV пост ускорение;
• Внутренняя процедура очистки вакуума.

Характеристики аналитической ионной пушки:

Брошюра на русском языке: TOF.SIMS 5 Brochure (RUS)

Brochure in English: TOF.SIMS 5 Brochure (ENG)