Spectrométrie de masse à ionisation secondaire temps de vol, analyse TOF-SIMS

Spectrométrie de masse à ionisation secondaire temps de vol, analyse TOF-SIMSLa spectrométrie de masse à ionisation secondaire temps de vol (TOF-SIMS, abréviation de « Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry ») est une technique analytique des surfaces qui s'axe sur un faisceau à impulsion d'ions primaires passés sur la surface de l'échantillon, produisant des ions secondaires dans un processus de pulvérisation. Le fait d'analyser les ions secondaire donne des informations sur l'espèce moléculaire et élémentaire présente à la surface.

Par exemple, s'il y avait des contaminants organiques, comme les huiles absorbées à la surface, l'analyse TOF-SIMS révèlerait ces informations, alors que d'autres techniques ne pourraient peut-être pas le faire. Comme l'analyse TOF-SIMS est une technique par voie de sondage, tous les éléments du tableau périodique des éléments, y compris l'hydrogène, sont détectés. De plus, l'analyse TOF-SIMS peut donner des informations spectrales de masse, des informations d'images sur la dimension XY dans un échantillon et aussi sur le profil en profondeur sur la dimension verticale (Z) dans un échantillon.

La sensibilité en surface de l'analyse TOF-SIMS en fait un bon outil de première étape pour résoudre des problèmes. Une fois que vous avez une idée de ce dont vous vous occupez, vous pouvez alors utiliser d'autres techniques pour obtenir des informations supplémentaires.

Spectrométrie de masse à ionisation secondaire temps de vol, analyse TOF-SIMS - EAG FranceLe groupe Evans Analytical Group® (EAG) commercialise la TOF-SIMS depuis plus longtemps que n'importe quelle autre société ; notre expertise n'est égalée par personne. Ceci est particulièrement crucial pour l'analyse TOF-SIMS, où les données peuvent être extrêmement complexes et peuvent exiger davantage d’interprétation et de traitement de données que d'autres techniques analytiques. Les capacités d'imagerie de l'analyse TOF-SIMS peuvent donner des informations élémentaires moléculaires à partir de défaut de particules à l'échelle du micron. L'analyse TOF-SIMS peut aussi servir à faire du profilage en profondeur et à compléter l'analyse dynamique SIMS. Les avantages de l'analyse TOF-SIMS en profilage sont ses capacités à analyser de petites zones et sa capacité à faire des études de profils en profondeur.

Chez EAG, nous utilisons l'analyse TOF-SIMS pour aider nos clients à faire du contrôle qualité, de l'analyse des défaillances, à régler des problèmes, à suivre les processus, et à faire de la recherche et du développement. Par exemple, les informations que nous donnons en faisant des recherches sur les problèmes de contamination des surfaces peuvent aider à déterminer la source spécifique du problème, comme les huiles de pompe ou le dégazage des composants, ou peuvent indiquer des problèmes portant sur l'étape du traitement du wafer (substrat) elle-même (par ex., des résidus de gravure). Nous nous assurons aussi de vous donner un service de personne à personne tout au long du processus, de manière à ce que vous puissiez comprendre les résultats des tests et leurs implications.

  • Microanalyse en surface des matériaux organiques et inorganiques
  • Spectres de masse directement à partir des surfaces
  • Imagerie ionique des surfaces

Signal détecté : espèce moléculaire et chimique

Éléments détectés : couverture complète du tableau périodique des éléments, plus les espèces moléculaires

Seuils de détection : 107 - 1010 à/cm2 en sous-monocouche

Résolution en profondeur : 1-3 monocouche (mode statique)

Imagerie/cartographie : Oui

Résolution en profondeur/taille de la sonde : ~0.20µm

  • Informations moléculaires spécifiques sur les couches organiques minces (sous-monocouche)/contaminants
  • Analyse en surface qui permet d'avoir une caractérisation plus complète d'une surface
  • Excellents seuils de détection (partie par million) pour presque tous les éléments Analyse quantitative des éléments de Si et GaA
  • Taille de l'échantillon ~0.2 µm pour l'imagerie
  • Analyse des isolants et des conducteurs
  • Sans effets destructeurs
  • Le profilage en profondeur est possible
  • Wafers entiers jusqu'à 200 mm
  • D'habitude analyse non quantitative sans normes
  • Les échantillons doivent être compatibles avec le vide
  • Elle peut être trop sensible en surface :
    • l'emballage de l'échantillon et les manipulations antérieures peuvent avoir des effets sur la qualité des résultats
    • l’ordre de l’analyse est important, il faut faire des tests de dommages de la surface après la TOF-SIMS
  • Très spécifique aux surfaces – n’examine que les deux premières monocouches du dessus
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