Рентгено-электронный спектрометр ULVAC-PHI 5000 VersaProbe III

Описание:

С момента своей разработки, устройства серии VersaProbe были одними из наиболее широко используемых инструментов рентгено-электронной спектроскопии (XPS) по всему миру. С улучшенным анализатором и входным объективом, VersaProbe III обладает в три раза большей чувствительностью, чем устройства с традиционной технологией, что позволяет еще более повысить производительность и качество выполнения микро XPS анализа. Новый механизм, обеспечивающий точный угол обеспечивает максимальное разрешение по глубине.

VersaProbe III ‒ это многофункциональный XPS-инструмент, который сочетает в себе множество вариантов анализа и передовые технологии по автоматизации. 

Ключевые технологии

1.    Высококачественный анализ микро-областей

• Высокоэффективный анализатор

Устройство VersaProbe III оснащено 32-канальным электростатическим полусферическим электронным анализатором и ещё одним анализатором, в котором применяется высокочувствительная система входных линз, обеспечивая в три раза более высокий анализ чувствительности, чем в традиционных технологиях. В сочетании со сверхъярким сканирующим микро-источником рентгеновского излучения, эффективность анализа микро-областей существенно возрастает.

• Сканирование рентгеновского изображения (SXI)

SXI (сканирование рентгеновского изображения) представляет собой процесс получения изображения фотоэлектронов, возбуждаемых микро-сфокусированным рентгеновским излучением, в электронном анализаторе. Фотоэлектронное изображение создается тем же рентгеновским излучением, который используется в действительном анализе, что позволяет быстро и легко проводить точный анализ.

Изображение 1. Анализ дефектной связывающей золотой электродной проволоки

2.    Высоконадёжная технология автоматизации

• Двухлучевая нейтрализация заряда 

Рентгено-электронная спектроскопия используется для анализа состава и связывающего состояния на твердой поверхности для широкого диапазона материалов ‒ от проводников до диэлектриков, но необходимость установления условий по нейтрализации заряда в диэлектриках препятствует автоматическому анализу. В VersaProbe III эта проблема решена путём равномерного облучения электронным пучком с низкой энергией и ионным пучком. Наличие данной технологии теперь позволяет проводить измерения диэлектрических материалов без проведения сложной операций, тем самым позволяя проводить автоматизированный анализ диэлектриков наряду с проводниками.  

Изображение 2. Схематическое изображение нейтрализации заряда посредством двухлучевого облучение

• Удобная навигация и автоматическое измерение

Программное обеспечение SmartSoft позволяет отображать на одном экране данные наблюдений (например, фотоизображения, SXI и фотоизображения, сделанные камерой просмотра в реальном времени) и данные измерений (например, спектры, профили и карты соответствия). Указание местоположения анализа на фотоизображении перемещает установку в это место. 

Кроме того, функция автоматической регулировки высоты (Auto-Z) и SXI может легко и точно определять позицию анализа.

Возможность двухлучевой нейтрализации заряда и точное выравнивание с помощью Auto-Z позволяют производить качественные и эффективные измерения в автоматическом режиме, обеспечивая высокую воспроизводимость результатов.

 
Изображение 3. Экран ПО SmartSoft, с результатами измерений

3.     Аппаратные средства, обеспечивающие максимальный уровень разрешения по глубине

PHI VersaProbe III позволяет не только выполнять в три раза более чувствительный, по сравнению с традиционной технологией, микро XPS анализ, но также позволяет выполнять рентгено-электронную спектроскопию с максимальным разрешением по глубине с помощью способа достижения точного угла и низкоэнергетического распыления аргона.

Как показано на изображении 4, при обычном микроанализе диапазон телесных углов, в котором захватываются фотоэлектроны, достигает +/- 20 градусов, что затрудняет анализ исключительно наиболее удалённых поверхностей. Новый режим установки углов с узким диапазоном телесного угла +/- 5 градусов позволяет производить анализ, основываясь только на информации от наиболее удалённой поверхности. Кроме того, внедрение новой кластерной аргонной ионной пушки (Ar-GCIB) теперь позволит производить распыление с чрезвычайно низкой энергией ‒ 1 кэВ. 

Изображение 4. Схематические диаграммы двух различных режимов анализа, которые захватывают фотоэлектроны в различных диапазонах телесных углов

• Высокое разрешение по глубине, достигаемое с помощью кластерной ионной аргонной пушки с чрезвычайно низкой энергией

На изображении 5 показаны результаты анализа профиля по глубине пленки слоёв Irganox1010, которая обычно используется в качестве полимерной добавки, и слоев Irganox3114, сформированных между слоями Irganox1010 в дельтаобразной форме.

Углерод и кислород содержатся как в Irganox1010 (C73H107O12), так и Irganox3114 (C33H46N3O5), а азот содержится только в Irganox3114. Это можно увидеть в результатах обнаружения азота, представленными в дельтаобразной форме.

Крайне низкая энергия Ar-GCIB обеспечивает еще большее разрешение по глубине.

Изображение 5. Результаты анализа профиля по глубине многослойной плёнки Irganox

4.    Дополнительное оборудование

Рисунок 6. Вид сверху  

Опции

• Кластерная аргонная ионная пушка (Ar-GCIB)
• Ионная пушка C60
• Растровая сканирующая микроскопия
• Источник ультрафиолетового излучения 
• Источник рентгеновского излучения с двойным анодом 
• Низко/высокотемпературная микроскопия
• Сосуд для ввода образцов
• Вводная камера
• Первичный преобразователь и т. д.

Подсистема подготовки образцов

VersaPrep/VersaLock

Различные пакеты опций для PHI 5000 VersaProbe III позволят в полной мере использовать аналитические возможности устройства и проводить максимальное количество исследований.

Изображение 6. Вид сверху VersaPrep / VersaLock