Рабочее место Hiden SIMS - Рентабельное Разрешение Вторичного Спектрометрирования Иона (SIMS) Массового Hiden Аналитически

Покрытые Темы

Предпосылка
Введение
     SIMS
     Осуществимость SIMS
Вакуум - Эффективность и Гибкость
Регулировать Образца
Компоненты Анализа
Пушка Иона Газа IG-20
Пушка Иона Цезия IG-5C
Управление Орудием Иона
Спектрометр СЕНТЕНЦИИ
SNMS - Пересекать Границу Квантификации
Управление Аппаратуры - Принимать вне Догадки
Просмотр Образца
Flooding Кислорода
Заключение

Предпосылка

Hiden Аналитически было основано в 1981 и в настоящее время расположено в промышленное предприятие2 2,130m в Warrington, Англии с штатом над 50. Как a приватно - имеемая компания наша репутация построена на создавать близкие и положительные отношения с нашими клиентами. Много из этих клиентов работают на передовой линии новой технологии - в полях исследования плазмы, поверхностной науки, обрабатывать вакуума и анализа газа. Для поддержания этой репутации Hiden Аналитически имейте, над летами, установленные исключительнейшие уровни технических знаний и опыт в этих зонах внутри наша компания.

Введение

SIMS

Вторичное спектрометрирование иона массовое самые чувствительные вообще - доступных поверхностных методов анализа. Оно могл измерить низкоуровневую концентрацию вниз к частям в миллиард, обеспечить воображение химических распределений и определить материальную химию как функция глубины - профилировать глубины. SIMS находит применения в широком диапазоне промышленного и исследует установки включая полупроводники, технологию покрытий, развитие отсека топливного бака, photovoltaics, металлургию и фармацевтическую продукцию. Быть методом основанным на массовом спектрометрировании оно имеет способность обнаружить специфические изотопы, делая его идеально одетый к работе ядерного и изотопного трейсера. В пользе, сфокусированный луч ионов (первичных ионов) бомбардирует твердый образец в вакууме и ионизированную материальную характеристику образца (вторичных ионов), проанализирован массовым спектрометрированием.

Осуществимость SIMS

Несмотря На несомненные преимущества этого весьма мощного метода, SIMS часто воспринимано как трудно и дороге, часто регулирующ его для того чтобы быть методом последнее средства. Эта ориентация возникала потому что предыдущее измерительное оборудование SIMS было сильно сложно и дороге оба оперируя понятиями прописных и идущих цен и также необходимо штат уровня PhD для того чтобы привестись в действие и интерпретироваться его. Однако, как раз по мере того как сложность предыдущих электронных кинескопов давала путь к дружественный semiautomated аппаратурам, поэтому суть анализа SIMS будет уточнятьле. В настоящей статье мы примем путешествие вокруг Рабочего места Hiden SIMS, полной, сильно гибкой аппаратуры общего назначения SIMS, тщательно конструированной для легкости деятельности и низкой цены владения.

Рабочее место SIMS

Вакуум - Эффективность и Гибкость

Процесс SIMS полагается на способности первичных ионов взаимодействовать с образцом и производить вторичные ионы которые достигают детектор. Взаимодействия с остаточным газом необходимо во избежание, в наихудшийе случай они могут причинить загрязнение спектра - например оксидацию sputtered поверхности.

Рабочее место SIMS работает на давлениях UHV (типично торр. 1E-9) и основано вокруг 18 порта, сферически, turbomolecular нагнетенная камера. Пушки иона и loadlock каждое оборудованы с их собственными turbomolecular насосами и датчиками вакуума, обеспечивающ что главным образом камера сдержана как можно чистым. Блокировки Вакуума обеспечивают предохранение от безопасной деятельности и электропитания.

Вся система полно bakeable и использует тип уплотнения Conflat® индустриального стандарта. Несколько неиспользованных портов конструированных для того чтобы позволить систему легко быть заново скомпонованным или для клиентов для того чтобы добавить их собственные приборы специфические к их требованию, как лазеры, топление, охлаждать или механически приложения, Рентгеновский Снимок и электронные пушки Etc. Рабочее место SIMS конструировано для того чтобы быть гибко и upgradeable, аппаратура на завтра как много как сегодня.

Камера Анализа

Регулировать Образца

Анализ SIMS был (и все еще) тяжело - использовано индустрией и этим полупроводника всегда заметен в этапах образца обеспеченных для коммерчески аппаратур. Однако, большинств другие клиенты не имеют тонко, совершенно плоскостно, легко отрезали образцы. В реальном мире было бы большим преимуществом для того чтобы проанализировать все компоненты или талоны испытания индустрии специфические. Этап образца и регулировать в Рабочем месте конструированы вокруг этого общего соображения. Во Первых, всю аналитически систему (пушки и спектрометр иона) над плоскостью анализа, что больш и несуразно формирует части испытания можно приспособить (Hiden может также конструировать камеру клиента специфическую если требуется для того чтобы принять очень много более в большинстве чем нормальные образцы). Стандартные держатели образца основаны на плоской плите с веснами провода и эти легко доработаны для того чтобы принять большое разнообразие образцов, от малых плоских плит к образцам врезанным стандартом металлургическим. Все малые компоненты, как инжектор топлива ниже, можно прикрепиться без изменения. Это специально важно где резать может причинить загрязнение или быть очень требующий много времени.

Компонент Системы подачи топлива установленный для анализа

Образцы введены к главным образом камере через turbomolecular нагнетенное loadlock и загерметизированную UHV магнитно соединенную рукоятку. Это обеспечивает что главным образом вакуум не скомпрометирован и снабубежит быстрый переход от воздуха UHV. Стандартный держатель обеспечивает для 5 или 10 малых образцов установленных за окнами диаметра 6mm. Образцы устанавливают от задего так, что передняя грань всегда правильно будет расположена для анализа.

Компоненты Анализа

Переносить образец к главным образом камере под UHV, анализу SIMS может теперь продолжать. Стандартное полное Рабочее место оборудовано с 2 пушками иона, обоими введенными через порты 35 mm. Пушка иона газа IG20 использована для бомбардировки с кислородом или инертными газами, и пушка иона цезия IG-5C производит сфокусированный луч ионов цезия. В основе всей системы лежит анализатор СЕНТЕНЦИИ квадрупольный SIMS/SNMS который ответствен для превосходной чувствительности аппаратуры.

Пушка Иона Газа IG-20

На стороне righthand изображения всей аппаратуры пушку иона газа IG20 можно увидеть, установлено на 45°. IG20 сильно разносторонняя пушка производящ интенсивный сфокусированный луч иона. Ионы произведены бомбардировкой электронами газа впущенной через клапан утечки точности. Для большинств анализа SIMS пушка использована при газ кислорода, обеспечивая самую высокую возможную чувствительность для электроположительных элементов.

Для sputtered нейтрального массового спектрометрирования, где необходимо повышение выхода иона, IG20 работается с аргоном. Потребление Газа низко и бутылки газа стандартного высокого давления чисто будут продолжать много месяцев, поставляя газ к клапану утечки через комплект регулятора на приблизительно 0,5 адвокатских сословиях.

Колонка иона IG20 оптически состоит из 2 объективов Einzel threeelement, этапов выравнивания луча, загиба для того чтобы извлечь нейтральные частицы и этапы управления рулем луча для просматривать во время профилировать и воображения глубины.

Электроника управления рулем луча приспособленная сразу на feedthrough пушки иона, извлекая потребность для больших multiway кабелей - частый источник ненадежности на некоторых системах.

Пушка Иона Цезия IG-5C

IG-5C (запущенные в 2008) раскрывают вверх по чувствительному анализу электроотрицательного обнаружения элементов так же, как группы MCs+ (где M элемент интереса). Ионы произведены источником ионизацией контакта миниатюрной низкой мощности термальным, изготовленным Hiden, которое использует безопасные соли цезия. Источник может быть провентилирован для того чтобы проветрить когда все еще тепло (немного минут после того как деятельность перестает) и пользователь переменчивый в немного минут (оценены, что будет продолжительность жизни источника 500 часов деятельности).

Пушка иона конструкции 2 объективов с 2 комплектами независимых этапов выравнивания. Верхний этап расположен немедленно после источника для того чтобы обеспечить что вытекая луч оптимизирован как можно скорее на оптически ось. Балочные калибры до определяя апертура которая легко serviceable конечным пользователем, или для замены или доработать характеристики луча. Более низкий этап выравнивания включает двойной изгиб для того чтобы извлечь нейтрали и приближается 2 малоугольных электростатических участка. Ионы окончательно сфокусированы низким объективом сферически аберрации и просмотрены группой в составе 4 коротких плиты. Термальное управление IG-5C обеспечено автоматически через контролируемый ПК блок интерфейса пушки иона.

Управление Орудием Иона

2008 также увидели радикальное уточнение системы управления орудием иона для того чтобы сделать ее более легким использовать и добавлять функциональность. Главным образом изображение (на страница 1) показывает ручные регуляторы пушки иона (все еще доступные для IG20 если требуется), однако, нового поколения регулятора пушки иона основанный микропроцессор и достигают через интерфейс ПК.

Используя этот регулятор возможно хранить и вспоминать установки пушки иона. Это делает жизнь для аналитика очень легким как установки для сильнотоковой глубины профилируя, низкоточного точного воображения фокуса, разрешения глубины низкой энергии высоко профилируя и другие полезные задачи могут просто быть вызваны от меню тяги вниз.

Интерфейс управления орудием Иона ПК

Диагностические режимы немедленно доступны с измерениями параметра луча (форма течения и луча) через подавленный электроном сборник Фарадея.

Полезная характеристика автоматическое переключение смещения цели между режимами которое обеспечивает что правильное смещение прикладной работая анализы или диагностики.

Спектрометр СЕНТЕНЦИИ

Спектрометр СЕНТЕНЦИИ SIMS/SNMS установлен на задней части камеры в положении оси и специфически был конструирован для того чтобы дать чувствительное, возпроизводимо, анализы. Ионы собраны от образца форменными полем и энергией извлечения фильтрованными используя параллельную систему плиты, при разрешение энергии, котор соответствуют к тому из квадрупольного анализатора. Фильтр триппеля 9 mm имеет штанги молибдена для термальной стабилности и ИМП ульс подсчитывая детектор имеет ускорительный потенциал столба 4 keV увеличить эффективность на высоком MASS. Спектрометр доступен в массовых рядах 300u, 510u и 1000u для различных применений.

Немедленно за экстрактором источник иона удара электрона высокой эффективности могущие понадобиться для или sputtered нейтрального массового спектрометрирования (SNMS) или остаточного анализа газа.

SNMS - Пересекать Границу Квантификации

Анализ SIMS сильно чувствительн и идеально для анализа dopants, изучений диффузии и загрязнения. Разбавлены схемы Квантификации для SIMS вообще высказать предположение о том, что будучи измерянными примесь (чем немного процентов). Над этим разбавленным пределом вероятность ионизации будет зависимой на концентрации примеси самой, так же, как химии матрицы. Sputtered нейтральное массовое спектрометрирование (SNMS) опрятно отжимает это ограничение.

СЕНТЕНЦИЯ работая анализ SNMS

Во Первых, большинств ионы от образца (сигнала SIMS) излучены соответствующими потенциалами цели и отклонения. Затем, нейтральные частицы перемещаясь от образца ионизированы в источнике удара электрона; они отделены от остаточных ионов газа, также формируя, их кинетической энергией которая значительно более высока. По Мере Того Как ионизация происходит далеко от поверхности образца вероятность ионизацией всегда это же, таким образом сигнал SNMS легок для того чтобы квантифицировать.

Управление Аппаратуры - Принимать вне Догадки

Аппаратура проконтролирована используя сюиту ПО Hiden MASsoft. Это обеспечивает автоматическое эффективное и возпроизводимое оптимизирование вторичных колонки иона и спектрометра - принимать вне догадки. Если требуется все параметры могут также вручную быть настроены. MASsoft обеспечивает очень мощный комплект спектрометра, rastering, управления стробировать и регулировать данных, с простым ясным деревом потока процесса. Средство обеспечено так, что количество управления будет мочь быть лимитировано, с немного вариантов для неопытного права пользователя до полного контроля для тех желая экспериментировать.

Полезно, обыкновенно предпринимаемые задачи (как настраивать колонки и собрание спектра) могут быть установлены как кнопки quickstart простого пользователя programmable, позволяющ анализ быть начатым одиночным щелчком мыши.

Просмотр Образца

Он часто обозреван но ясный взгляд образца перед и в течение анализом делает работу аналитика значительно более легким. Он позволяет зонам быть точно и уверенно пристрелл. В несколько случаев изменения цвета во время анализа тонких фильмов обеспечивают добавленную информацию о тарифе и последовательности размывания. Рабочее место оборудовано при нормальная камера CCD цвета падения и источник света СИД холодный, давая ясный взгляд поверхности образца.

Система Просмотра

Взгляд Образца кратеров анализа.

Flooding Кислорода

Делая высокие профили глубины разрешения глубины, специально на низкой энергии (под 2 keV) с кислородом, знаны, что делает шероховатым и ухудшает поверхность очень будучи изыскиванным разрешение. Однако, если поверхность сделана полно для того чтобы окислить во время анализа, то разрешение глубины поддержано. Это может быть достигано или устанавливать пушку на нормальном падении (очень возможном на Рабочем месте SIMS) или путем затоплять зону образца с кислородом. В Рабочем месте, точный капилляр приносит газ кислорода к точно где необходимо, принося около радикальное улучшение в разрешении.

Влияние потока кислорода на анализе зеркала нейтрона 3.6nm Fe/Si

Заключение

Рабочее место Hiden SIMS было начато с сильным взаимодействием при те используемые к выполнять анализы SIMS как для работы, так и для исследования обслуживания подряда в много полей анализа. Общее соображение конструкции просто, для того чтобы произвести правильную аппаратуру анализа SIMS которая совмещает высокие чувствительность, гибкость и легкость деятельности, но также сделать им рентабельный оба оперируя понятиями прописных и продолжающийся цен.

Рабочее место Hiden SIMS достигло этих целей, был единственной средний-оцененной аппаратурой для того чтобы включать и пушки иона кислорода и цезия - необходимость для общего анализа. Оно обеспечивает истинную окружающую среду UHV, гибкое loadlock и систему управления образца. Врезанное средство SNMS обеспечивает что инструмент покрывает польностью аналитически ряд концентрации, от ppm до конца до 100% навальное и система данных значит что ценные результаты легко хранятся и ехпортированы к другим применениям. Легко достаточно установить для анализа производственной линии, но обеспечит преданного профессионала исследования при инструмент ограничиваемый только воображением.

Источник: Hiden Аналитически

Для больше информации на этом источнике пожалуйста посетите Hiden Аналитически

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

Last Update: 14. June 2013 04:40

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit