Den Hiden SIMS Arbetsstationen - En Kosta - den effektiva Sekundära Jonen Samlas Spectrometry (SIMS)Lösningen vid Analytiska Hiden

Täckte Ämnen

Bakgrund
Inledning
     SIMS
     Feasibility av SIMS
Dammsuga - Effektivitet och Böjlighet
Ta Prov Bruk
AnalysDelar
IG-20 Gasar JonVapnet
Vapen för IG--5CCesiumJon
JonVapenkontroll
SENTENSSpectrometer
SNMS - Korsa Gränsen av Quantification
Instrumentera Kontrollerar - Att Ta ut Gissningen
Ta Prov Visningen
Översvämma för Syre
Avslutning

Bakgrund

Analytiska Hiden grundades i 1981 och placeras just nu i en 2,130m2 fabriks- växt i Warrington, England med en bemanna av över 50. Som a privat - det ägde företaget vårt anseende byggs på att skapa slut- och realitetförhållanden med våra beställare. Många av dessa kunder är funktionsdugliga på förgrunden av ny teknik - i sätter in av plasmaforskning, ytbehandlar vetenskap, dammsuger att bearbeta och gasar analys. Att underhålla detta anseende Analytiska Hiden ha, över åren, etablerat ovanligt jämnar av teknisk sakkunskap i dessa områden inom vårt företag.

Inledning

SIMS

Den Sekundära jonen samlas spectrometry är det känsligast av allmänt - tillgängligt ytbehandla analystekniker. Det är kompetent att mäta låg nivåkoncentrationer besegrar till delar per miljard, ger att avbilda av kemiska fördelningor och bestämmer materiell kemi som en fungera av djup - att profilera för djup. SIMS finner applikationer i en lång räcka av industriellt och forskar inklusive halvledare för inställningar, beläggningsteknologi, tankar cellutveckling, photovoltaics, metallurgy och pharmaceuticals. Vara en teknik som baseras på, samlas spectrometry som den har kapaciteten att avkänna specifika isotopes, danande den passade idealt till kärn- och isotopic spårämnearbete. I bruk fokuserad strålar av joner (de primära jonerna) bombarderar det fasta prov in dammsuger och joniserade det materiella kännetecken av prov (de sekundära jonerna), analyseras by samlas spectrometry.

Feasibility av SIMS

Illviljan som det obestridligt gynnar av denna extremt kraftiga teknik, SIMS, märkas ofta som svår och dyr och vanligt att reglera den för att vara en teknik av räddningsplankan. Denna inställning har uppstått, därför att instrumentation för tidig sort SIMS var högt komplex, och dyrt båda benämner in av huvudstad, och spring kostar och krävde också jämn PhD bemannar för att fungera och tolka den. Emellertid som precis komplexiteten av tidig sortelektronmikroskop har givit sig långt till användarvänligt semiautomated, instrumenterar, så extraktet av SIMS-analys har blivit mer förädlad. I denna artikel ska vi tar en turnera runt om den Hiden SIMS Arbetsstationen, ett färdigt, ämnar den högt böjliga generalen SIMS instrumenterar, försiktigt planlagt för lindra av funktion och kosta low av äganderätt.

SIMS-Arbetsstation

Dammsuga - Effektivitet och Böjlighet

Den processaa SIMSEN relies på kapaciteten av de primära jonerna att påverka varandra med prov och att frambringa sekundära joner som ner avkännaren. Växelverkan med residualen gasar måste undvikas, i ett värre fall som de kan orsaka förorening av spectrumen - till exempel oxidation av fräst ytbehandlar.

SIMS-Arbetsstationskörningarna på UHV pressar (typisk torr 1E-9) och baseras runt om 18 en port, sfärisk turbomolecular pumpad kammare. Jonvapnen och loadlocken varje utrustas med deras egna turbomolecular pumpar och dammsuger mätinstrument och att se till att den huvudsakliga kammaren hålls så ren som möjlighet. Dammsuga säkerthetsbrytare ser till kassaskåpfunktion och driver tillförselskydd.

Det hela systemet är fullständigt bakeable, och förseglar standard Conflat® för bruksbransch typ. Det finns ett nummer av oanvända portar som planläggs till tillstånd systemet lätt att konfigureras om eller för att kunder ska tillfoga deras specifika egna apparater till deras krav, liksom laser, uppvärmning, att kyla eller mekaniska tillbehör, Röntgar, och elektronvapen Etc. SIMS-arbetsstationen planläggs för att vara böjliga och upgradeable, en instrumentera för morgondag så mycket som i dag.

AnalysKammare

Ta Prov Bruk

SIMS-analys var (och stilla är), tungt - använt av halvledarebranschen och denna har alltid varit märkbart i ta prov arrangerar förutsatt att för reklamfilm instrumenterar. Emellertid har mest andra kunder inte thin, perfekt planar, klippte lätt tar prov. I verklig värld som den skulle, var en stor fördel som analyserar hela delar, eller branschnärmare detalj testar kuponger. Ta prov arrangerar, och behandla i Arbetsstationen planläggs runt om denna filosofi. Firstly är formar det hela analytiska systemet (den jonvapen och spectrometeren) ovanför det plant av analys, menande som stort och obehagligt testar lappar kan hysas (Hiden kan också planlägga en specifik kammare för kund, om krävt för att ta mycket större än det normalaprov). De standarda provhållarna baseras på en lägenhet pläterar med binder fjädrar, och dessa ändras lätt för att ta en bred variation av tar prov, från liten lägenhet pläterar till standart inbäddat metallurgical tar prov. Hela lilla delar, liksom den nedanföra tankainsprutningspumpen, kan fästas utan ändring. Detta är speciellt viktigt var klipp kan orsaka förorening eller vara mycket tidskrävande.

Tanka del- för injektion som monteras för analys

Samples introduceras till den huvudsakliga kammaren via en turbomolecular pumpad loadlock, och UHV som förseglas som kopplas ihop magnetiskt, beväpnar. Detta ser till, att det huvudsakligt dammsuger inte kompromissas och ger foren genomreser från luftar till UHV. Den standarda hållaren ger för 5, eller lilla 10 tar prov monterat bak 6mm diameterfönster. Tar Prov monteringen från baksidaen, så att bekläda vänder mot alltid placeras korrekt för analys.

AnalysDelar

Kan överföring av ta prov till den huvudsakliga kammaren under UHV, SIMS-analys nu fortsätta. Den standarda färdiga Arbetsstationen utrustas med två jonvapen, båda som introduceras till och med 35 en mmportar. IG20NA gasar jonvapnet används för beskjutning med syre, eller inert gasar, och vapnet för IG--5Ccesiumjonen producerar fokuserad strålar av cesiumjoner. På hjärtan av det hela systemet ligger analysatorn för SENTENSquadrupolen SIMS/SNMS som är ansvariga för den utmärkta känsligheten av instrumentera.

IG-20 Gasar JonVapnet

På högersidan av föreställa av helheten instrumentera IG20EN gasar jonvapnet kan ses, monterat på 45°. IG20EN är ett högt mångsidigt vapen som producerar en intensiv fokuserad jon, strålar. Joner produceras av elektronbeskjutning av gasar vedertaget via en precision läcker ventilen. För mest SIMS-analys används vapnet med syre gasar och att ge den högsta möjlighetkänsligheten för electropositive beståndsdelar.

För fräst friläge samlas spectrometry, var förbättringen av jonavkastningen inte krävs, IG20EN körs med argon. Gasa förbrukning är lågt, och ett rent standart högtryck gasar buteljerar ska sist många månader som levererar gasar till läckaventilen via en regulatoruppsättning på ca. 0,5 bommar för.

Den optiska kolonnen för jonen IG20 består av två threeelementEinzel linser, strålar justering arrangerar, arrangerar en krökning som tar bort frilägepartiklar och som strålar styrningen, för att avläsa under djup som profilerar och avbildar.

Passformen för strålastyrningelektronik direkt på jonvapenfeedthroughen som tar bort behovet för stora multiway kablar - en frekventerakälla av unreliability på några system.

Vapen för IG--5CCesiumJon

IGNA-5C (som lanseras i 2008) öppnar upp känslig analys av de electronegative beståndsdelarna såväl som MCs+en samla i en klunga upptäckt (var M är beståndsdelen av intresserar). Joner frambrings av en miniatyrlow driver den termiska kontaktjoniseringskällan som tillverkas av Hiden, som använder kassaskåpcesium saltar. Källan kan vädras för att lufta när stilla varmt (några noterar efter funktionsupphörningar) och är användaren som är som kan ändras i några, noterar (källlivstid beräknas för att vara 500 timmar av funktionen).

Jonvapnet är av en design för två lins med två uppsättningar av den oberoende justeringen arrangerar. Upperen arrangerar placeras omgående, efter källan som ser till, att dyka upp strålar, har optimerats så snart som möjligheten på den optiska axeln. Stråla passerar till och med en definierande öppning som är lätt användbar vid avsluta - användare, endera för utbyte eller att ändra strålakännetecknen. Den lägre justeringen arrangerar inkorporerar en dubbel krökning för att ta bort frilägen och approximerar två liten-metar elektrostatiska sektorer. Jonerna fokuseras slutligen av en låg sfärisk avvikelselins, och avläst av en grupp av kort stavelse fyra pläterar. Den termiska ledningen av IGEN-5C ges automatiskt via PC:N kontrollerade jonvapnet har kontakt enheten.

JonVapenkontroll

2008 sågar också radikalt uppdatera av jonvapenkontrollsystemet för att göra det lättare att använda och tillfoga funktionsduglighet. Det huvudsakligt föreställer (på sida 1) shows de manuella jonvapenkontrollanterna (stilla tillgängligt för IG20, om krävt), emellertid, är tas fram den nya utvecklingen av jonvapenkontrollanten den baserade mikroprocessorn och via en PC har kontakt.

Genom Att Använda denna kontrollant är det möjligheten som lagrar och som återkallar jonvapeninställningar. Detta gör liv för analytikeren mycket lätt som inställningar för kickströmdjup som profilerar, fokuserar den låga strömboten avbilda, för kickdjup för låg energi som upplösning profilerar, och andra användbara uppgifter kan enkelt kallas från ett handtag besegrar menyn.

PCJonvapenkontroll har kontakt

Diagnostiska funktionslägen är ögonblickligen tillgängliga med strålar parametermätningar (strömmen och strålar formar), via elektronen dämpad faraday samlare.

Ett användbart särdrag är den automatiska växlingen av uppsätta som målsnedheten mellan funktionslägen som ser till att den korrekta snedheten appliceras när rinnande analyser eller diagnostik.

SENTENSSpectrometer

Spectrometeren för SENTENSEN SIMS/SNMS monteras på baksidaen av kammaren i en axel placerar av och har specifikt planlagts att ge känsligt, reproducible, analyser. Joner samlas från ta prov av en formad extraktion sätter in, och filtrerad energi genom att använda en parallell pläterar systemet, med energiupplösningen som matchas till det av quadrupoleanalysatorn. Den trefaldiga en mm 9 filtrerar har molybdenumstänger för termisk stabilitet, och pulsera som räknar avkännaren, har en 4 keV att posta acceleration som är potentiell till förhöjningeffektivitet på kicken, samlas. Spectrometeren är tillgänglig samlas in spänner av 300u, 510u och 1000u för olika applikationer.

Omgående bak utsugningsfläkten är en kickeffektivitetselektron får effekt jonkällan som kan användas för endera fräst friläge samlas spectrometry, (SNMS) eller residualen gasar analys.

SNMS - Korsa Gränsen av Quantification

SIMS-analys är högt känslig och ideal för analysen av dopants, diffusionsstudier och förorening. Quantificationintriger för SIMS antar allmänt att impurityen som mätas är utspädd (mindre än några procent). Ovanför detta utspätt begränsa probabilityen av jonisering blir anhörigen på impuritykoncentrationen sig själv såväl som kemin av matrisen. Det Fräste friläget samlas spectrometry (SNMS) övervinner neatly denna begränsning.

Rinnande SNMS analys för SENTENS

Firstly kasseras mest joner från prov (SIMSNA signalerar), av passande uppsätta som mål och avböjningsspänningar. Därefter joniseras frilägepartiklarna som driver från ta prov, i elektronen får effekt källa; de avskiljs från residual gasar joner som bildar också, av deras kinetic energi som är markant högre. Som jonisering uppstår i väg från ta prov ytbehandlar, är joniseringsprobabilityen alltid samma, således signalerar SNMSNA är lätta att kvantifiera.

Instrumentera Kontrollerar - Att Ta ut Gissningen

Instrumentera kontrolleras genom att använda det Hiden MASsoft programvaruföljet. Detta ger automatisk effektiv och reproducible optimisation av den sekundära jonkolonnen och spectrometeren - att ta ut gissningen. Om krävt, kan alla av parametrar också manuellt trimmas. MASsoft ger en mycket kraftig uppsättning av spectrometeren, rastering som utfärda utegångsförbud för, och datahandläggningskontroller, med ett enkelt klart bearbetar flödestreen. En lätthet ges, så att beloppet av kontrollerar kan begränsas, med några alternativ för den oerfarna användaren rätt upp till kontrollerar mycket för de som önskar att experimentera.

Praktiskt kan gemensamt företa sig uppgifter (likt trimma för kolonn och spectrumsamlingen) vara fastställda, som programmerbar quickstart för den enkla användaren knäppas och att möjliggöra en analys för att vara initierade vid en singel klickar av musen.

Ta Prov Visningen

Den förbises ofta, men ett klart beskådar av ta prov för och under analys gör analytikerens jobb markant lättare. Det låter områden vara exakt och uppsätta som mål säkert. Färga I vissa fall ändringar under analys av tunt filmar ger ökad information om erosionen klassar och konsistens. Arbetsstationen utrustas med en det normalaförekomst färgar CCD-kameran och LEDDE den ljusa källan för förkylning som ger ett klart, beskådar av ta prov ytbehandlar.

Visningsystem

Sample beskådar av analyskrater.

Översvämma för Syre

När djup för upplösning för danandekickdjup profilerar, speciellt på låg energi (nedanför 2 keV) med syre, är ytbehandla bekant att roughen och degradera den very upplösningen som söks. Emellertid om ytbehandla göras fullständigt för att oxidera under analys, underhålls djupupplösningen. Detta kan uppnås av endera beslag vapnet på det normalaförekomsten (mycket möjlighet på SIMS-Arbetsstationen) eller genom att översvämma ta provområdet med syre. I Arbetsstationen kommer med en fin capillary syre gasar till exakt, var det krävs som kommer med om en drastisk förbättring i upplösning.

Verkställa av syrefloden på analys av neutronen för 3.6nm Fe/Si avspeglar

Avslutning

Den Hiden SIMS Arbetsstationen har framkallats med stark växelverkan med de van vid utförande SIMS-analyser för båda avtalar tjänste- arbete, och forskning i många sätter in av analys. Filosofin av designen har varit enkel, till jordbruksprodukter instrumenterar en riktig SIMS-analys som sammanslutningkickkänsligheten, böjlighet och lindrar av funktion, men också att göra den att kosta - effektivt benämner båda in av huvudstad, och pågående kostar.

Den Hiden SIMS Arbetsstationen har uppnått dessa syften och att vara mitt--prissatte det enda instrumentera till införlivade både syre- och cesiumjonvapen - en nödvändighet för allmän analys. Den ger en riktig UHV-miljö, böjlig loadlock och tar prov brukssystemet. Den inbäddade SNMS-lättheten ser till, att bearbeta täcker den fulla analytiska koncentrationen spänner, från ppm igenom till bulk 100% och datasystemhjälpmedlet att värdesakresultat lätt lagras och exporteras till andra applikationer. Det är lätt nog att konfigurera för produktion fodrar analys, yet ska ge den yrkesmässiga hängivna forskningen med en bearbeta som begränsas endast av fantasi.

Källa: Analytiska Hiden

För mer information på denna källa behaga besök Analytiska Hiden

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

Last Update: 14. June 2013 04:48

Ask A Question

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

Leave your feedback
Submit