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半导体生产:在晶圆的制备过程中,由于生产流程长,工序繁多,不可避免的会遇到污染,那么该如何分析检测这些濡染物呢?如何评价清洗工序的清洗的效果呢?可以考虑采用飞行时间-二次离子质谱仪来检测。样品制备:飞行时间-二次离子质谱仪作为一种表面分析工具,对样品制备要求非常严格。样品分析的表面绝对不能接触任何包装物,尤其是防静电袋,双面胶等等,这些都会对样品进行污染,常见的污染特征峰,防静电剂:阴离子:311,325,339等,对于双面胶其常见的污染物峰为(硅氧烷):阳离子:28,43,73,143,281 等等,另外,样品也不能在空气或者办公室内放置过长时间,要不同样会测到大量污染物,而测不到污染物下面的成分,因为,其分析深度只有3~6nm。例如,在晶圆的表面上永远都可以测到大量的CH峰,其本质原因就是生产工艺或者空气中的CH化合物吸附在其表面。众所周知,其分析的检测限为ppm~ppb,相当高。所以,样品制备要极其严格。数据处理:一般上分析过程中要考虑,组合峰的出现,比如我们在分析单晶硅得时候,样品表面会不可避免地出现(正离子)14,27,28,45,等等一系列的峰,首先要学会辨认他们。比如28,它可能是Si28,也可能是c2h428,如何区分他们,这就需要经验。欢迎大家分享自己的经验,如需详细讨论,可加入二次离子质谱QQ群:100364310
飞行时间-二次离子质谱仪,TOF-SIMS, 是一种既能测试有机物,又能测试无机物的一种检测仪器,其质谱的基本原理:使用一次的离子源(Ga,Cs, O2, etc)轰击样品,产生二次离子,激发的二次离子被引入一个无场区(drift tube),自由飞行,飞行时间的长短,与离子的mass-to-charge ratio的二分之一此方成正比;也就是说,质量数越小的离子飞得越快,到达检测器的时间越短,反之,质量数越大的离子飞得越慢,到达检测器的时间越长,这样就可以实现质谱的分离。(未完待续)
由于这些仪器的质量分辨率相对有限(单位质量分辨率不能解决每超过一个峰值的质量),因此这些仪器越来越稀有。四级杆利用一个共振电场,其中只有特定质量的离子才能稳定通过震荡场。与扇形磁场仪器相类似的是,这些仪器需要在高一次离子电流下操作,且通常被认为是“动态二次离子质谱”仪器(比如用于溅射深度剖析和/或固体样品的总量分析)。 如今,尽管这些设计在SIMS界最为常见,但仍有许多令人兴奋的新设计正不断出现,它们在未来可能会发挥更重要的作用。这些新设计包括多种质谱仪中的连续离子束设计(比如用四级杆或飞行时间质谱仪作串联质谱(MS-MS)分析),以及傅里叶变换离子回旋共振(FT-ICR)仪器,其质量分辨率接近一百万或更高。