Hiden SIMS 工作區 - 有效二次離子質譜術 (SIMS)解決方法分析的 Hiden

包括的事宜

背景
簡介
     SIMS
     SIMS 的可行性
真空 - 效率和靈活性
範例處理
分析要素
IG-20 氣體離子槍
IG-5C 銫離子槍
離子槍控制
格言分光儀
SNMS - 過量化限定範圍
儀器控制 - 去掉猜測
範例查看
氧氣洪水
結論

背景

分析的 Hiden 在 1981年建立了和在一個 2,130m 製造廠2 目前位於在 Warrington,有人員的英國 50。 一家私有的公司我們的名譽在創建被建立接近和積極關係用我們的客戶機。 許多這些客戶從事在新技術最前方 - 在等離子研究領域,表面科學,處理的真空和氣體分析。 要維護此名譽分析的 Hiden 在這些區在我們的公司內,多年來,設立專門技術的例外級別。

簡介

SIMS

二次離子質譜術是最敏感的通常可用的表面分析技術。 作為深度 - 深度描出功能,能評定低級濃度下來到每十億的部分,提供化工配電器想像和確定物質化學。 SIMS 查找在各種各樣行業應用并且研究設置包括半導體、塗層技術、燃料電池發展、 photovoltaics、冶金學和配藥。 是在質譜分析基礎上的技術它有這個能力檢測特定同位素,做它理想地說配合與核和同位素指示劑工作。 在使用中,砲擊在真空的固定的標本和這個標本 (附屬離子) 的被電離的材料特性,質譜分析分析一條集中的射線離子 (主要離子)。

SIMS 的可行性

儘管此非常強大的技術的無容置疑的福利, SIMS 經常被察覺如困難和消耗大,頻繁地調控它是最後一招技術。 因為早 SIMS 手段是高度複雜和消耗大的兩個根據資本和運行費用並且需要的 PhD 級別人員運行和解釋它,此態度出現了。 然而,正早期的電子顯微鏡的複雜給用戶友好半自動化的儀器讓了路,因此 SIMS 分析精華變得精煉。 在此條款上我們在 Hiden SIMS 工作區,一臺完全,高度靈活的一般用途 SIMS 儀器附近將採取瀏覽,仔細設計為操作方便和所有權的低成本。

SIMS 工作區

真空 - 效率和靈活性

SIMS 進程依靠主要離子的能力與這個標本配合和生成到達這臺探測器的附屬離子。 例如他們可能造成被飛濺的表面的光譜汙穢 - 氧化作用在一個最壞情況必須避免與殘餘的氣體的交往。

SIMS 工作區運行以 UHV 壓 (典型地 1E-9 乇) 和在 18 端口,球狀, turbomolecular 抽的房間附近根據。 離子槍和 loadlock 其中每一個用他們自己的 turbomolecular 泵和真空表裝備,保證主要房間被保持一樣乾淨儘可能。 真空互鎖保證安全操作和供電保護。

整個系統充分地 bakeable 并且使用工業標準 Conflat® 類型密封。 有被設計的一定數量未使用的端口允許這個系統容易地重新配置或為了客戶能添加特定他們自己的設備到他們的需求,例如激光,熱化,冷卻或者機械附件、 X-射線和電子槍等。 SIMS 工作區為明天被設計是靈活和可升級的,一臺儀器和今天一樣多。

分析房間

範例處理

SIMS 分析由半導體行業是 (和仍然是) 大量使用的,并且這總是顯而易見的進入為商業契約提供的範例階段。 然而,多數其他客戶沒稀薄有,完全平面,容易地剪切了範例。 在現實世界它是要分析整個要素或專門性行業的測試贈券的一個巨大好處。 範例階段和處理在工作區在此哲學附近被設計。 首先,整個分析系統 (離子槍和分光儀) 在分析上飛機,意味大和笨拙地塑造制取試樣的金屬塊可以適應 (Hiden 可能如果必須也設計客戶特定房間採取非常大於正常標本)。 標準標本持有人在有金屬絲彈簧的一塊平板基礎上,并且容易地修改這些採取各種各樣的範例,從小的平板到標準嵌入冶金範例。 整個小的要素,例如下面燃料噴射,可以附有,不用修改。 這是特別重要的剪切可能造成汙穢或非常費時的地方。

為分析掛接的燃料噴射要素

範例介紹給主要房間通過一條 turbomolecular 抽的 loadlock 和 UHV 被密封的磁性耦合的胳膊。 這保證主要真空沒有減弱并且提供高速運輸從航空到 UHV。 標準持有人提供在 6mm 直徑視窗後被掛接的 5 個或 10 個小的範例。 範例從後方掛接,以便這個前表面總是為分析正確地確定。

分析要素

調用這個範例到主要房間在 UHV 下, SIMS 分析可能現在進行。 標準完全工作區裝備二個離子槍,通過 35 mm 端口介紹的兩個。 IG20 氣體離子槍為與氧氣或惰性氣體的砲擊使用,并且 IG-5C 銫離子槍導致銫離子一條集中的射線。 在全部的系統中心位於對儀器的非常好的區分負責的格言四極的 SIMS/SNMS 分析程序。

IG-20 氣體離子槍

在全部的儀器的照片的右邊 IG20 氣體離子槍能被看見,掛接在 45°。 IG20 是一杆高度多才多藝的槍導致強烈的集中的離子束。 離子由通過精確度洩漏閥門生產被承認的氣體的電子砲擊。 對於多數 SIMS 分析槍使用與氧氣,提供最高區分為電陽性的要素。

對於被飛濺的中立質譜分析,離子產量改進沒有需要, IG20 運行與氬。 氣體衝減是低的,并且標準高壓純制冷劑瓶將持續許多月,提供氣體給洩漏閥門通過管理者被設置在大約 0.5 棒。

在深度描出和想像期間, IG20 離子光學列包括二個 threeelement Einzel 透鏡,射線對準線階段,彎去除中立微粒和光束控制階段瀏覽的。

光束控制電子適合直接地在離子槍引線上,取消對大 multiway 電纜的需要 - 不確實的一個常見的來源在有些系統的。

IG-5C 銫離子槍

IG-5C (在 2008 生成) 打開對電陰性的要素以及 MCs+ 字符串檢測的敏感分析 (其中 M 是要素利益)。 離子是由一個微型低功率熱量聯絡電離來源生成的,製造由 Hiden,使用安全的銫鹽。 可能放氣這個來源宣揚,當溫暖 (幾分鐘,在運算停止) 以後并且在幾分鐘之內是多變的用戶 (來源壽命估計有 500 營業時間)。

離子槍是與二套的二個透鏡設計獨立對準線階段。 這個上面的階段在這個來源之後確定保證這條湧現的射線儘快被優選在光纖軸上。 這條射線穿過由最終用戶容易地是有用的,替換的或修改射線特性的定義的開口。 更低的對準線階段合併一個雙彎取消中性并且接近二個小角度靜電部門。 離子是由一個低球差透鏡終於集中的并且由一個組四個短的牌照瀏覽。 IG-5C 的熱量管理通過電腦控制的離子槍接口部件自動地提供。

離子槍控制

2008 也看到一根本更新離子槍控制系統使它更加容易使用和添加功能。 主要照片 (在頁 1) 顯示手工離子槍管理員 (可用為 IG20 如果必須),然而,離子槍管理員的新一代是基於微處理機的和通過個人計算機界面被獲取。

使用此管理員存儲和收回離子槍設置是可能的。 這使這個分析員的生活非常舒適作為描出高電流的深度的,低電流細致的重點想像,低能源高描出深度的解決方法設置,并且其他有用的任務可能從下拉式下來菜單叫。

個人計算機離子槍控制界面

診斷方式對射線參數評定立刻是可用的 (當前和射線形狀) 通過電子抑制法拉第收集器。

一個有用的功能是保證目標偏心的自動切換在模式之間的正確的偏心是應用的當運行分析或診斷。

格言分光儀

格言 SIMS/SNMS 分光儀被掛接在這個房間背面在一個軸位置和特別地被設計產生敏感,再現,分析。 離子從這個範例收集由使用一個並行牌照系統和能源被過濾的一個形狀的提取域,当能量分辨率被符合對那這個四極的分析程序。 9 mm 三倍補白有耐熱性的鉬標尺,并且計數探測器的脈衝有 4 keV 過帳加速度勢增加效率在大彌撒。 分光儀是可用的在 300u、 510u 和 1000u 的質量範圍為不同的應用。

立即在提取器後是可以為被飛濺的中立質譜分析或殘餘的氣體分析使用的一個高效率 (SNMS)電子影響離子源。

SNMS - 過量化限定範圍

SIMS 分析對對摻雜物、擴散研究和汙穢的分析是高靈敏和理想的。 SIMS 的量化模式一般假設,被評定的雜質稀釋 (較少比一些百分比)。 在此稀釋限額上電離的概率變得從屬在雜質濃度,以及這個矩陣的化學。 被飛濺的中立質譜分析 (SNMS)整潔地解決此限制。

運行 SNMS 分析的格言

首先,從這個標本 (SIMS 信號) 的多數離子由適當的目標和偏折潛在拒绝。 其次,漂移從這個範例的中立微粒在電子影響來源被電離; 他們從殘餘的氣體離子分隔,也形成,由顯著更高的他們的動能。 因為電離發生遠離範例表面電離概率總是相同的,因而 SNMS 信號是容易定量。

儀器控制 - 去掉猜測

儀器使用 Hiden MASsoft 軟件套件是受控的。 這提供附屬離子列和分光儀 - 去掉的自動高效和再現優化猜測。 如果必須所有參數可能手動地也調整。 MASsoft 提供非常強大的套分光儀, rastering,裝門和數據處理控制,以一個簡單的清楚的流程結構樹。 設備帶有,以便相當數量控制能是有限的,一些個選項為無經驗的用戶直到完全控制為希望的那些試驗。

有用地,通常執行的任務 (像列調整和光譜收集) 可能被設置作為簡單的用戶可編程序的 quickstart 按鈕,使分析被這個鼠標的唯一單擊啟動。

範例查看

它經常俯視,但是範例的一個清晰視界在分析的之前及之中使分析員的工作顯著更加容易。 它允許區準確地是和確信地瞄準了。 有時在對薄膜的分析的期間顏色更改關於侵蝕費率和一貫性的被添加的情報。 這個工作區用一個正常入射顏色 CCD 照相機和 LED 冷光來源裝備,產生範例表面的一個清晰視界。

查看系統

分析彈坑範例視圖。

氧氣洪水

當做高深度解決方法深度剖面,特別是在低能源 (在 2 keV 以下) 時與氧氣,表面知道粗化和降低被尋找的這個解決方法。 然而,如果表面做充分地氧化在分析期間深度解決方法被維護。 這可以達到通過掛接在正常入射的槍 (非常可能在 SIMS 工作區) 或通過充斥範例區與氧氣。 在工作區,細致的血絲給正確地帶來氧氣需要的地方,達到在解決方法的猛烈改善。

氧氣洪水的作用對對 3.6nm Fe/Si 中子鏡子的分析

結論

Hiden SIMS 工作區開發了與與那些的強相互作用對執行 SIMS 分析用於合同服務工作和研究在許多分析領域。 設計哲學是簡單的,生產結合高區分、靈活性和操作方便的一臺適當的 SIMS 分析儀器,而且使它有效兩個根據資本和持續的費用。

Hiden SIMS 工作區達到了這些目標,是合併氧氣和銫離子槍的唯一的中間定價的儀器 - 通用分析的必要性。 它提供一個真的 UHV 環境、靈活的 loadlock 和範例操作系統。 嵌入 SNMS 設備從通過 ppm 保證工具報道充分的分析濃度範圍,到 100% 批量,并且數據系統意味著重要的結果對其他應用容易地存儲并且被導出。 為生產線分析配置,提供專用的研究專業人員以想像力仅限制的工具是足够容易的。

來源: 分析的 Hiden

關於此來源的更多信息请請參觀分析的 Hiden

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

Last Update: 14. June 2013 03:58

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