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先進材料表征方法

 

X射線能譜分析(EDS)聚焦離子束分析(FIB)俄歇電子能譜分析(AES)X射線光電子能譜分析(XPS)
動態二次離子質譜分析(D-SIMS)飛行時間二次離子質譜分析(TOF-SIMS)

 

表面元素分析

 

五十路

飛行時間二次離子質譜技術(Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry,TOF-SIMS)是壹種非常靈敏的表面分析技術,通過用壹次離子激發樣品表面,打出極其微量的二次離子,根據二次離子因不同的質量而飛行到探測器的時間不同來測定離子質量,具有極高分辨率的測量技術。可以廣泛應用於物理,化學,微電子,生物,制藥,空間分析等工業和研究方面。TOF-SIMS可以提供表面,薄膜,界面以至於三維樣品的元素、分子等結構信息,其特點在二次離子來自表面單個原子層分子層(1nm以內),僅帶出表面的化學信息,具有分析區域小、分析深度淺和不破壞樣品的特點,廣泛應用於物理,化學,微電子,生物,制藥,空間分析等工業和研究方面。

 

2. 飛行時間二次離子質譜分析(TOF-SIMS)可為客戶解決的產品質量問題

(1)當產品表面存在微小的異物,而常規的成分測試方法無法準確對異物進行定性定量分析,可選擇TOF-SIMS進行分析,TOF-SIMS能分析≥10μm直徑的異物成分。

(2)當產品表面膜層太薄,無法使用常規測試進行成分分析,可選擇TOF-SIMS進行分析,利用TOF-SIMS可定性分析膜層的成分。

(3)當產品表面出現異物,但是未能確定異物的種類,利用TOF-SIMS成分分析,不僅可以分析出異物所含元素,還可以分析出異物的分子式,包括有機物分子式。

(4)當膜層與基材截面出現分層等問題,但是未能觀察到明顯的異物痕跡,可使用TOF-SIMS分析表面痕量物質成分,以確定截面是否存在外來汙染,檢出限高達ppm級別。

 

3. 飛行時間二次離子質譜分析(TOF-SIMS)註意事項

(1)樣品最大規格尺寸為1×1×0.5cm,當樣品尺寸過大需切割取樣。

(2)取樣的時候避免手和取樣工具接觸到需要測試的位置,取下樣品後使用真空包裝或其他能隔離外界環境的包裝, 避免外來汙染影響分析結果。

(3)TOF-SIMS測試的樣品不受導電性的限制,絕緣的樣品也可以測試。

(4)TOF-SIMS元素分析範圍H-U,包含有機無機材料的元素及分子態,檢出限ppm級別。

 

4.應用實例

樣品信息:銅箔表面覆蓋有機物鈍化膜,達到保護銅箔目的,客戶端需要分析分析苯並咪唑與銅表面結合方式 。

飛行時間二次離子質譜分析飛行時間二次離子質譜分析

 

結論:正負離子譜均出現415和416質量數的分子離子峰, 苯並咪唑(代號P2)分子量為175,推斷結合方式為P2-Cu-P2。

 

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