Hiden SIMS 工作区 - 有效二次离子质谱术 (SIMS)解决方法分析的 Hiden

包括的事宜

背景
简介
     SIMS
     SIMS 的可行性
真空 - 效率和灵活性
范例处理
分析要素
IG-20 气体离子枪
IG-5C 铯离子枪
离子枪控制
格言分光仪
SNMS - 过量化限定范围
仪器控制 - 去掉猜测
范例查看
氧气洪水
结论

背景

分析的 Hiden 在 1981年建立了和在一个 2,130m 制造厂2 目前位于在 Warrington,有人员的英国 50。 一家私有的公司我们的名誉在创建被建立接近和积极关系用我们的客户机。 许多这些客户从事在新技术最前方 - 在等离子研究领域,表面科学,处理的真空和气体分析。 要维护此名誉分析的 Hiden 在这些区在我们的公司内,多年来,设立专门技术的例外级别。

简介

SIMS

二次离子质谱术是最敏感的通常可用的表面分析技术。 作为深度 - 深度描出功能,能评定低级浓度下来到每十亿的部分,提供化工配电器想象和确定物质化学。 SIMS 查找在各种各样行业应用并且研究设置包括半导体、涂层技术、燃料电池发展、 photovoltaics、冶金学和配药。 是在质谱分析基础上的技术它有这个能力检测特定同位素,做它理想地说配合与核和同位素指示剂工作。 在使用中,炮击在真空的固定的标本和这个标本 (附属离子) 的被电离的材料特性,质谱分析分析一条集中的射线离子 (主要离子)。

SIMS 的可行性

尽管此非常强大的技术的无容置疑的福利, SIMS 经常被察觉如困难和消耗大,频繁地调控它是最后一招技术。 因为早 SIMS 手段是高度复杂和消耗大的两个根据资本和运行费用并且需要的 PhD 级别人员运行和解释它,此态度出现了。 然而,正早期的电子显微镜的复杂给用户友好半自动化的仪器让了路,因此 SIMS 分析精华变得精炼。 在此条款上我们在 Hiden SIMS 工作区,一台完全,高度灵活的一般用途 SIMS 仪器附近将采取浏览,仔细设计为操作方便和所有权的低成本。

SIMS 工作区

真空 - 效率和灵活性

SIMS 进程依靠主要离子的能力与这个标本配合和生成到达这台探测器的附属离子。 例如他们可能造成被飞溅的表面的光谱污秽 - 氧化作用在一个最坏情况必须避免与残余的气体的交往。

SIMS 工作区运行以 UHV 压 (典型地 1E-9 乇) 和在 18 端口,球状, turbomolecular 抽的房间附近根据。 离子枪和 loadlock 其中每一个用他们自己的 turbomolecular 泵和真空表装备,保证主要房间被保持一样干净尽可能。 真空互锁保证安全操作和供电保护。

整个系统充分地 bakeable 并且使用工业标准 Conflat® 类型密封。 有被设计的一定数量未使用的端口允许这个系统容易地重新配置或为了客户能添加特定他们自己的设备到他们的需求,例如激光,热化,冷却或者机械附件、 X-射线和电子枪等。 SIMS 工作区为明天被设计是灵活和可升级的,一台仪器和今天一样多。

分析房间

范例处理

SIMS 分析由半导体行业是 (和仍然是) 大量使用的,并且这总是显而易见的进入为商业契约提供的范例阶段。 然而,多数其他客户没稀薄有,完全平面,容易地剪切了范例。 在现实世界它是要分析整个要素或专门性行业的测试赠券的一个巨大好处。 范例阶段和处理在工作区在此哲学附近被设计。 首先,整个分析系统 (离子枪和分光仪) 在分析上飞机,意味大和笨拙地塑造制取试样的金属块可以适应 (Hiden 可能如果必须也设计客户特定房间采取非常大于正常标本)。 标准标本持有人在有金属丝弹簧的一块平板基础上,并且容易地修改这些采取各种各样的范例,从小的平板到标准嵌入冶金范例。 整个小的要素,例如下面燃料喷射,可以附有,不用修改。 这是特别重要的剪切可能造成污秽或非常费时的地方。

为分析挂接的燃料喷射要素

范例介绍给主要房间通过一条 turbomolecular 抽的 loadlock 和 UHV 被密封的磁性耦合的胳膊。 这保证主要真空没有减弱并且提供高速运输从航空到 UHV。 标准持有人提供在 6mm 直径视窗后被挂接的 5 个或 10 个小的范例。 范例从后方挂接,以便这个前表面总是为分析正确地确定。

分析要素

调用这个范例到主要房间在 UHV 下, SIMS 分析可能现在进行。 标准完全工作区装备二个离子枪,通过 35 mm 端口介绍的两个。 IG20 气体离子枪为与氧气或惰性气体的炮击使用,并且 IG-5C 铯离子枪导致铯离子一条集中的射线。 在全部的系统中心位于对仪器的非常好的区分负责的格言四极的 SIMS/SNMS 分析程序。

IG-20 气体离子枪

在全部的仪器的照片的右边 IG20 气体离子枪能被看见,挂接在 45°。 IG20 是一杆高度多才多艺的枪导致强烈的集中的离子束。 离子由通过精确度泄漏阀门生产被承认的气体的电子炮击。 对于多数 SIMS 分析枪使用与氧气,提供最高区分为电阳性的要素。

对于被飞溅的中立质谱分析,离子产量改进没有需要, IG20 运行与氩。 气体冲减是低的,并且标准高压纯制冷剂瓶将持续许多月,提供气体给泄漏阀门通过管理者被设置在大约 0.5 棒。

在深度描出和想象期间, IG20 离子光学列包括二个 threeelement Einzel 透镜,射线对准线阶段,弯去除中立微粒和光束控制阶段浏览的。

光束控制电子适合直接地在离子枪引线上,取消对大 multiway 电缆的需要 - 不确实的一个常见的来源在有些系统的。

IG-5C 铯离子枪

IG-5C (在 2008 生成) 打开对电阴性的要素以及 MCs+ 字符串检测的敏感分析 (其中 M 是要素利益)。 离子是由一个微型低功率热量联络电离来源生成的,制造由 Hiden,使用安全的铯盐。 可能放气这个来源宣扬,当温暖 (几分钟,在运算停止) 以后并且在几分钟之内是多变的用户 (来源寿命估计有 500 营业时间)。

离子枪是与二套的二个透镜设计独立对准线阶段。 这个上面的阶段在这个来源之后确定保证这条涌现的射线尽快被优选在光纤轴上。 这条射线穿过由最终用户容易地是有用的,替换的或修改射线特性的定义的开口。 更低的对准线阶段合并一个双弯取消中性并且接近二个小角度静电部门。 离子是由一个低球差透镜终于集中的并且由一个组四个短的牌照浏览。 IG-5C 的热量管理通过电脑控制的离子枪接口部件自动地提供。

离子枪控制

2008 也看到一根本更新离子枪控制系统使它更加容易使用和添加功能。 主要照片 (在页 1) 显示手工离子枪管理员 (可用为 IG20 如果必须),然而,离子枪管理员的新一代是基于微处理机的和通过个人计算机界面被获取。

使用此管理员存储和收回离子枪设置是可能的。 这使这个分析员的生活非常舒适作为描出高电流的深度的,低电流细致的重点想象,低能源高描出深度的解决方法设置,并且其他有用的任务可能从下拉式下来菜单叫。

个人计算机离子枪控制界面

诊断方式对射线参数评定立刻是可用的 (当前和射线形状) 通过电子抑制法拉第收集器。

一个有用的功能是保证目标偏心的自动切换在模式之间的正确的偏心是应用的当运行分析或诊断。

格言分光仪

格言 SIMS/SNMS 分光仪被挂接在这个房间背面在一个轴位置和特别地被设计产生敏感,再现,分析。 离子从这个范例收集由使用一个并行牌照系统和能源被过滤的一个形状的提取域,当能量分辨率被符合对那这个四极的分析程序。 9 mm 三倍补白有耐热性的钼标尺,并且计数探测器的脉冲有 4 keV 过帐加速度势增加效率在大弥撒。 分光仪是可用的在 300u、 510u 和 1000u 的质量范围为不同的应用。

立即在提取器后是可以为被飞溅的中立质谱分析或残余的气体分析使用的一个高效率 (SNMS)电子影响离子源。

SNMS - 过量化限定范围

SIMS 分析对对掺杂物、扩散研究和污秽的分析是高灵敏和理想的。 SIMS 的量化模式一般假设,被评定的杂质稀释 (较少比一些百分比)。 在此稀释限额上电离的概率变得从属在杂质浓度,以及这个矩阵的化学。 被飞溅的中立质谱分析 (SNMS)整洁地解决此限制。

运行 SNMS 分析的格言

首先,从这个标本 (SIMS 信号) 的多数离子由适当的目标和偏折潜在拒绝。 其次,漂移从这个范例的中立微粒在电子影响来源被电离; 他们从残余的气体离子分隔,也形成,由显着更高的他们的动能。 因为电离发生远离范例表面电离概率总是相同的,因而 SNMS 信号是容易定量。

仪器控制 - 去掉猜测

仪器使用 Hiden MASsoft 软件套件是受控的。 这提供附属离子列和分光仪 - 去掉的自动高效和再现优化猜测。 如果必须所有参数可能手动地也调整。 MASsoft 提供非常强大的套分光仪, rastering,装门和数据处理控制,以一个简单的清楚的流程结构树。 设备带有,以便相当数量控制能是有限的,一些个选项为无经验的用户直到完全控制为希望的那些试验。

有用地,通常执行的任务 (象列调整和光谱收集) 可能被设置作为简单的用户可编程序的 quickstart 按钮,使分析被这个鼠标的唯一单击启动。

范例查看

它经常俯视,但是范例的一个清晰视界在分析的之前及之中使分析员的工作显着更加容易。 它允许区准确地是和确信地瞄准了。 有时在对薄膜的分析的期间颜色更改关于侵蚀费率和一贯性的被添加的情报。 这个工作区用一个正常入射颜色 CCD 照相机和 LED 冷光来源装备,产生范例表面的一个清晰视界。

查看系统

分析弹坑范例视图。

氧气洪水

当做高深度解决方法深度剖面,特别是在低能源 (在 2 keV 以下) 时与氧气,表面知道粗化和降低被寻找的这个解决方法。 然而,如果表面做充分地氧化在分析期间深度解决方法被维护。 这可以达到通过挂接在正常入射的枪 (非常可能在 SIMS 工作区) 或通过充斥范例区与氧气。 在工作区,细致的血丝给正确地带来氧气需要的地方,达到在解决方法的猛烈改善。

氧气洪水的作用对对 3.6nm Fe/Si 中子镜子的分析

结论

Hiden SIMS 工作区开发了与与那些的强相互作用对执行 SIMS 分析用于合同服务工作和研究在许多分析领域。 设计哲学是简单的,生产结合高区分、灵活性和操作方便的一台适当的 SIMS 分析仪器,而且使它有效两个根据资本和持续的费用。

Hiden SIMS 工作区达到了这些目标,是合并氧气和铯离子枪的唯一的中间定价的仪器 - 通用分析的必要性。 它提供一个真的 UHV 环境、灵活的 loadlock 和范例操作系统。 嵌入 SNMS 设备从通过 ppm 保证工具报道充分的分析浓度范围,到 100% 批量,并且数据系统意味着重要的结果对其他应用容易地存储并且被导出。 为生产线分析配置,提供专用的研究专业人员以想象力仅限制的工具是足够容易的。

来源: 分析的 Hiden

关于此来源的更多信息请参观分析的 Hiden

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

Last Update: 14. June 2013 03:54

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