Hiden SIMS ワークステーション - 分析的な Hiden 著費用有効 (SIMS)二次イオン質量分析法の解決

カバーされるトピック

背景
導入
     SIMS
     SIMS の可能性
真空 - 効率および柔軟性
サンプル処理
分析のコンポーネント
IG-20 ガスイオン銃
IG-5C のセシウムイオン銃
イオン銃砲規制
格言の分光計
SNMS - 定量化の境界の交差
器械制御 - 当て推量を取ること
サンプル観覧
酸素の氾濫
結論

背景

分析的な Hiden は 1981 年に創設され、 Warrington、 50 上のの2 スタッフが付いているイギリスの 2,130m の製造工場に現在置かれます。 私有の会社が私達の顧客と近く、積極的な関係を作成することで私達の評判構築されるように。 これらの顧客の多数は - 血しょう研究、表面科学、処理し、ガス分析真空のフィールドの…新技術の最前線で働いています。 分析的なこの評判 Hiden を維持するためには、長年かけて、私達の会社内のこれらの領域に技術的専門知識の例外的なレベルを確立してしまいました。

導入

SIMS

二次イオン質量分析法は一般に利用可能な表面の分析の技術の最も敏感です。 それは低レベルの集中を十億ごとの部分に測定し、化学分布のイメージ投射を提供し、深さ - 深さの側面図を描くことの機能として物質的な化学を定められます。 SIMS は産業の広い範囲のアプリケーションを見つけ、半導体、コーティングの技術、燃料電池の開発、 photovoltaics、冶金学および医薬品を含む設定を研究します。 質量分析に基づく技術理想的に核および同位体トレーサ作業に適するそれを作る特定の同位体を検出する機能がありますそれであることに。 使用中、イオン (一次イオン) の集中されたビームは質量分析によって真空の固体標本および標本 (二次イオン) のイオン化された材料特性を、分析されます衝撃します。

SIMS の可能性

この非常に強力な技術の確実な利点にもかかわらず、 SIMS は頻繁に困難および高いですように感知され、最終的な解決策としての技術であるために頻繁にそれを調整します。 この態度はそれを作動させ、解読するために早い SIMS の器械使用が重要な、運営費用の点では非常に複雑、高かった両方また必要とされた PhD のレベルのスタッフので起こりました。 ただし SIMS の分析の早い電子顕微鏡の複雑さがユーザーフレンドリーの半自動の器械にくずれた、従って本質より精製されるようになりました。 この記事では私達は Hiden SIMS ワークステーション、注意深く操作の容易さおよび所有権の低価格のために設計されている完全で、非常に適用範囲が広い一般目的 SIMS の器械のまわりで旅行を、取ります。

SIMS ワークステーション

真空 - 効率および柔軟性

SIMS プロセスは一次イオンの機能に標本と相互に作用し、探知器に達する二次イオンを生成する頼ります。 残りのガスとの相互作用は放出させた表面のスペクトルの汚染 - 例えば酸化を引き起こすかもしれない最悪の場合で、避けなければなりません。

SIMS ワークステーションは UHV 圧力 (普通 1E-9 トル) で動作し、 18 ポートのまわりで、球形、 turbomolecular ポンプでくまれた区域基づいています。 イオン銃および loadlock はそれぞれ自身の turbomolecular ポンプおよび真空ゲージが、主要な区域ができるだけきれい保たれることを保障します装備され。 真空の連結は安全な操作および電源の保護を保障します。

全体のシステムは十分に bakeable、 Conflat® の業界標準のタイプシールを使用します。 顧客が条件に特定の彼らの自身の装置を、レーザーかのような、暖房か、等冷却するか、または機械接続機構、 X 線および電子銃追加することができるようにシステムが容易に再構成されるために設計されているいくつかの未使用ポートがまたはあります。 SIMS ワークステーションは今日適用範囲が広く、アップグレード可能、明日の器械多くであるように設計されています。

分析区域

サンプル処理

SIMS の分析は (まだあります) 半導体工業によって頻繁に使用され、これは商業器械に提供されるサンプル段階で顕著いままで常にでした。 ただし、他のほとんどの顧客は、完全に平面、容易に切りましたサンプルを薄く持っていません。 現実の世界でそれは全体のコンポーネントか業界固有のテストクーポンを分析する大きい利点です。 ワークステーションのサンプル段階そして処理はこの哲学のまわりで設計されています。 初めに、全体の分析的なシステムは分析の平面の上に (イオン銃および分光計) 形づけます、あり、不適切に試験砲を取り扱うことができます大きいことを意味します (非常に主としてより正常な標本を取るように Hiden はまた顧客特定の区域を必要であれば設計できます)。 標準標本のホールダーはワイヤーばねが付いている平らな版に基づき、小さく平らな版からの標準によって埋め込まれる冶金のサンプルにいろいろサンプルを、持って行くためにこれらは容易に修正されます。 全体の小さいコンポーネントは、次燃料噴射装置のような修正なしで、接続することができます。 これは切断により汚染を引き起こすか、または非常に時間のかかるかもしれないところに特に重要です。

分析のために取付けられる燃料噴射装置のコンポーネント

サンプルは turbomolecular ポンプでくまれた loadlock および UHV によって密封される磁気的につながれたアームで主要な区域に導入されます。 これは主要な真空が妥協されない保障し、空気からの UHV に高速転送をことを提供します。 標準ホールダーは 6mm の直径の Windows の後ろに取付けられる 5 つか 10 の小さいサンプルを提供します。 サンプルは後部から前部表面が分析のために常に正しく置かれるように取付けます。

分析のコンポーネント

転送することは UHV の下で主要な区域、 SIMS の分析へサンプルを今進むことができます。 標準完全なワークステーションは 2 挺のイオン銃、 35 の mm ポートを通して導入される両方が装備されています。 IG20 ガスイオン銃は酸素または不活性ガスとの衝突のために使用され、 IG-5C のセシウムイオン銃はセシウムイオンの集中されたビームを作り出します。 全システム格言の四重極 SIMS/SNMS の検光子はの中心で器械の優秀な感度に責任があるあります。

IG-20 ガスイオン銃

全器械の映像の右側で IG20 ガスイオン銃は 45° に取付けられて見ることができます。 IG20 は非常に多目的な銃で強い集中されたイオンビームを作り出します。 イオンは精密漏出弁で是認されるガスの電子衝突によって作り出されます。 ほとんどの SIMS の分析のために銃は陽性の要素に最大級の感度を提供する酸素のガスと使用されます。

イオン収穫の機能拡張が必要とならない放出させた中立質量分析のために、 IG20 はアルゴンと動作します。 ガスの消費は低く、標準高圧純粋なガス容器はおよそ 0.5 棒でセットされた調整装置によって漏出弁にガスを供給する多くの月を持続させます。

IG20 イオン光学コラムは深さ側面図を描くことおよびイメージ投射の間にスキャンのための中立粒子そしてビームステアリング段階を除去するために threeelement の Einzel 2 枚のレンズ、ビームアラインメントの段階、くねりから成り立ちます。

大きい multiway ケーブルのための必要性 - あるシステムの不信頼性の頻繁なもとを取除くイオン銃のフィードスルーに直接合うビームステアリング電子工学。

IG-5C のセシウムイオン銃

IG-5C は (2008 年に進水する) (M が興味の要素であるかところで) 陰性の要素、また MCs+ クラスタ検出の敏感な分析を開発します。 イオンは安全なセシウムの塩を使用する Hiden によって製造されたミニチュア低い電力の熱接触のイオン化ソースによって生成されます。 ソースは操作が終わった (数分) 後まだ暖かかったです場合出るかもしれ、可変性数分の内にユーザー乾燥するためにです (ソース寿命は 500 営業時間であるために推定されます)。

イオン銃は 2 組の独立したアラインメントの段階との 2 枚のレンズデザインです。 上部の段階はソースの直後に出現のビームが光軸にできるだけ早く最適化されることを保障するために置かれます。 ビームは置換のためのエンドユーザーによって容易に修理可能、またはビーム特性を修正するためにである定義の開口を通ります。 より低いアラインメントの段階はニュートラルを取除くために二重くねりを組み込み、 2 つの小型角度の静電気のセクターを近づけます。 イオンは低い球面収差レンズによって最終的に集中し、 4 つの短い版のグループスキャンされます。 IG-5C の熱管理は PC イオン銃インターフェイス単位によって自動的に提供されます。

イオン銃砲規制

2008 はまたイオン銃砲規制システムの根本的なそれを機能性を使用し、追加することもっと簡単にするためにアップデートを見ました。 主要な映像しかし (ページで 1) は IG20 のために使用できる手動イオン銃のコントローラを (まだ必要であれば) 示しますイオン銃のコントローラの新しい世代はマイクロプロセッサ・ベースで、パソコンインターフェイスによってアクセスされます。

このコントローラを使用してイオン銃の設定を保存し、再呼び出しすることは可能です。 これはアナリストのための生活を、低く現在の良い焦点イメージ投射側面図を描く、高い現在の深さ側面図を描く低負荷の高く深さの解像度のための設定として非常に楽にしてくれ、他の有用なタスクはからメニュー引き単に呼出されるかもしれません。

パソコンイオン銃砲規制インターフェイス

診断モードはファラデー電子によって抑制されるコレクターでビームパラメータ測定と直ちに使用できます (流れおよびビーム形)。

有用な機能は分析か診断を実行するとき正しいバイアスは応用であることを保障するモード間のターゲットバイアスの自動切換えです。

格言の分光計

格言 SIMS/SNMS の分光計は軸線の位置に区域の背部に取付けられ、敏感、与えるようにのとりわけ分析再生可能設計されていました。 イオンは四重極の検光子のそれに一致させてエネルギー分解能が平行版システムを使用して、フィルタに掛ける整形抽出フィールドおよびエネルギーによってサンプルから集められます。 9 つの mm の三倍フィルターは熱安定性のためのモリブデンの棒を備え、探知器を数えるパルスに高い大容量で効率を高める 4 つの keV のポスト加速潜在性があります。 分光計は異なったアプリケーションのために 300u、 510u および 1000u の多くの範囲で使用できます。

すぐに抽出器の後ろに放出させた中立質量分析か残りのガス分析に使用することができる高性能の電子 (SNMS)影響イオンソースはあります。

SNMS - 定量化の境界の交差

SIMS の分析は添加物、拡散の調査および汚染の分析にとって機密性が高く、理想的です。 SIMS のための定量化スキームは一般に測定される不純物が希薄であると仮定します (数パーセントよりより少し)。 この希薄な限界の上でイオン化の確率は不純物集中自体、またマトリックスの化学に依存するようになります。 放出させた中立質量分析は (SNMS)端正にこの限定を克服します。

SNMS の分析を実行する格言

初めに、標本 (SIMS のシグナル) からのほとんどのイオンは適したターゲットおよび偏向の潜在性によって拒絶されます。 次に、サンプルから漂う中立粒子は電子影響ソースでイオン化します; それらはかなりより高い運動エネルギーでまた形作る残りのガスイオンから、分かれています。 イオン化がサンプル表面から発生するのでイオン化確率は同じ常にです、従って SNMS のシグナルは量を示し易いです。

器械制御 - 当て推量を取ること

器械は Hiden MASsoft のソフトウェアスイートを使用して制御されています。 これは二次イオンコラムおよび分光計 - 当て推量を取ることの自動効率的で、再生可能な最適化を提供します。 必要であればパラメータすべてはまた手動で調整されるかもしれません。 MASsoft は簡単で明確なプロセスフローの木を非常に強力な一組の分光計、 rastering、ゲートで制御することおよびデータ処理制御に、与えます。 機能は実験したいそれらに完全な制御まで経験の浅いユーザーに少数のオプションを制御の量が限られるように与えられます。

有効に、一般に引き受けられたタスクは簡単なユーザーのプログラム可能な quickstart ボタンとして (コラムの調整およびスペクトルのコレクションのように) セットされるかもしれマウスの単一クリックによって始められることを分析が可能にします。

サンプル観覧

それは頻繁に見落とされますが、分析の前および最中のサンプルのクリアビューはアナリストのジョブをかなりもっと簡単にします。 それは領域が正確にあるようにし、確信をもって目標としました。 場合によっては薄膜の分析の間のカラー変更は腐食のレートおよび整合性についての追加された情報を提供します。 ワークステーションはサンプル表面のクリアビューを与える正常な発生カラー CCD のカメラおよび LED の冷光ソースが装備されています。

観覧システム

分析の噴火口のサンプル眺め。

酸素の氾濫

高い深さの解像度の深さプロフィールを、特に (2 つの keV の下で) 酸素との低負荷で作るとき追求されるまさに解像度を荒くし、低下させるために、表面は知られています。 ただし、表面が十分に分析の間に酸化するためになされれば深さの解像度は維持されます。 これを正常な発生の銃を (非常に SIMS ワークステーションで可能な) 取付けることによってまたは酸素とサンプル領域にあふれることによって達成することができます。 ワークステーションでは、良い毛管は丁度にそれが必要となるところで酸素の持って来るガスを、解像度の約徹底的な改善を持って来ます。

3.6nm Fe/Si 中性子ミラーの分析に対する酸素の洪水の効果

結論

Hiden SIMS ワークステーションは契約両方サービス作業および研究に分析の多くのフィールドで SIMS の分析を使用するそれらの強い相互作用と行うことに開発されました。 デザインの哲学はまた簡単、ずっと操作の高い感度、柔軟性および容易さを作り出すために結合する、それに両方をするために重要な、進行中の費用の点では費用有効にです適切な SIMS の分析器械を。

Hiden SIMS ワークステーションはこれらの目標を達成しま、酸素およびセシウム両方イオン銃 - 汎用分析のための必要 -- を組み込む唯一の中間値を付けられた器械です。 それは本当 UHV の環境、適用範囲が広い loadlock およびサンプル処理システムを提供します。 埋め込まれた SNMS 機能はツールが完全で分析的な集中範囲をカバーすることを、保障し、バルク 100% に PPM から貴重な結果が他のアプリケーションに容易に保存され、エクスポートされることをデータシステムは意味します。 生産ライン解析のために設定することは十分に容易でけれども想像によってだけ限定されるツールを専用研究の専門家に与えます。

ソース: 分析的な Hiden

このソースのより多くの情報のために分析的な Hiden を訪問して下さい

Date Added: Sep 17, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 04:20

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