飛行時間型二次イオン質量分析 (TOF-SIMS)Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry

原理

高真空中でパルス化した一次イオンを試料に照射すると、試料の極表面がイオン化され、単原子だけでなく有機物などの質量数の大きい分子が二次イオンとして放出されます。飛行時間型質量検出器で二次イオンを高い透過率・収率で分離し、得られた精密質量数から極表層の分子構造情報を高感度で評価します。

特徴

• 一次イオンの照射エネルギーが小さいため、試料表面にほとんどダメージがない
• 試料の極表面(数分子層)の分析および任意成分の深さ方向分布の測定が可能
• Bi NanoProbeの導入により、高感度かつ高空間分解能の分析が可能となり、微小領域(サブミクロン～)の分析に対応
• 質量分解能が高く、無機物および有機化合物の定性が可能
• 化学構造情報を反映したフラグメントイオン検出により、有機化合物の構造解析が可能
• 任意成分によるマッピング分析と3次元イメージングが可能
  ※マッピング分析エリア ¹⁾：最小1μm×1μm、最大9cm×9cm
  ※3次元イメージ深さ：表面～1μm ²⁾
  1) 通常は500μm×500μm
  2) 膜種により異なる

用途

事例1　Siウェーハ表面の有機汚染分析

有機汚染したSiウェーハ表面のマススペクトル

シロキサンやフタル酸エステルなどの有機汚染を確認

事例2　指紋のマッピング分析

人体由来の無機成分・有機成分を検出

事例3　Siウェーハ上の有機膜の深さ方向分析

事例4　深さ方向分析

GCIB(Gas Cluster Ion Beam)

フラグメント化を抑えて、大きな分子量の有機物の分布を分析できます。

EDR(Extended Dynamic Range)

桁違いの高濃度成分だけを減衰させることで検出器を飽和させずに、微量成分とともに正確なプロファイルを取得できます。

事例5　半導体製品　不具合箇所の3次元イメージング
(O₂イオンスパッタ)

3次元イメージ

任意成分での3次元イメージングが可能で、異常成分の同定と分布の確認ができます。

[ 更新日:2025/04/22 ]