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TOF-SIMSはこんな用途に便利な手法です

TOF-SIMSの別の呼び名であるスタティックSIMSからもわかるとおり、表面の状態を壊すことなく固体表面の定性を行なえる手法です。原理上は有機物・無機物に限らず固体であれば、何でも測定対象となり得ます。また、導電物、絶縁物を選ばずに測定が可能です。材料表面の化学組成や構造の解析、微量成分の同定、微小部における定性分析や特定の化学種の分布観察など、様々な表面の問題を解決への応用が出来ます。しかし、検出している深さ(脱出深さ)が数単原子層のため、得られるのは極表面のみの情報に限定されるという点を解析時には考慮しなければなりません。

以下に代表的な応用例を示します。
1)表面処理したポリマーの評価
2)共重合体の化学構造評価
3)表面コンタミ成分の定性
4)表面の変色、しみ、異物などの定性(特に、異物が非常に薄い場合に威力を発揮)
5)積層ポリマー膜界面の添加物や不純物の偏析評価(断面作成などの試料作製法を併用)

主な応用分野

応用分野(試料) 測定対象
半導体ウエハ 表面汚染、異物、洗浄残渣、化学処理の調査、ベベル部の汚染、エッチング残渣、リソグラフィ他
LCD、有機EL 液晶、配光膜、カラーフィルター、しみ原因
ディスク関連 ハードディスク潤滑剤、潤滑剤末端基の測定や潤滑剤膜厚、保護膜、ヘッド部の汚染、異物
プリント基板、
フレキシブルプリント基板
はんだ・ボンディング不良原因、変色、付着物や異物
機能性ガラス 曇り原因、コーティング膜不良、異物の定性、洗浄調査、洗浄残渣、ぬれ性調査
高分子 離型剤・界面活性剤・剥離剤ほか添加剤の定性、表面存在比較、混合剤の分布、膜剥離の原因調査、接着不良調査、表面しみ評価、多層膜の断面測定
ライフサイエンス 毛髪断面の処理剤浸透調査、生体試料表面の化学物質分布調査
その他 各種固体材料の密着性調査、剥離調査、表面親水性・撥水性比較、微量金属の表面分布
■ 応用例1 ハードディスク表面のシミの定性
シミの物質:ペンタエリトリトールテトラオクタノアート
■ 応用例2 ウエハボックスからのウエハ表面の汚染評価
ウエハボックスからのウエハ表面の汚染評価
  • ウエハをボックス内に80℃で保管した時の汚染を評価した。
  • ウエハボックの添加剤Irgafos168(酸化防止剤) がウエハ端の表面へ移動しているのを確認。
■ 応用例3 パターンウエハ表面の金属汚染
パターンウエハ表面の金属汚染
  • パターンニングされた200 mmウエハの端部で金属汚染の面内分布を調査した。
  • Cu汚染は端にいくほど増加しているが、Mgはスクライブラインで増加している。
パターンウエハ表面の金属汚染
■ 応用例4 GaAsウエハ表面のCu, Zn汚染と分布
  • 4インチGaAsウエハ表面でのCu、Zn汚染を評価
  • Cu は E12 at/cm2オーダーで存在、かつ中心部で高濃度
  • Zn は E11 at/cm2 オーダーで存在、一つのOF端部で多く存在している。
GaAsウエハ表面のCu, Zn汚染と分布
■ 応用例5 薬カプセルビーズの断面分析
薬カプセルビーズの断面分析 TOF-SIMS スペクトル、断面からの薬剤のスペクトル TOF-SIMS ビーズ断面のイオン像
■ 応用例6 塗装膜の断面評価
塗装膜の断面評価 塗装膜の断面評価:各層の特定
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