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EQS SIMS Analyser 靜電四極桿二次離子質譜分析器
EQS SIMS Analyser－靜電四極桿二次離子質譜分析器
高傳輸 SIMS 質量／能量分析器，可分析正、負二次離子並整合至 XPS、FIB 與表面分析系統
Hiden EQS 是一套高傳輸 Electrostatic Quadrupole Secondary Ion Mass Spectrometer，專門用於分析固體樣品濺射後產生的正（+ve）與負（-ve）Secondary Ions。
EQS 特別適合研究級薄膜與奈米尺度表面分析，也可作為既有 XPS、Focused Ion Beam（FIB）顯微鏡及其他真空表面分析設備的 Bolt-On SIMS Analyzer，增加高靈敏度元素、深度與質譜分析能力。
EQS SIMS Analyser 系統概述
結合離子質量分析與能量分析，提供高度彈性的 Secondary Ion / Neutral Analysis。
Hiden EQS 的特色是將高傳輸 Quadrupole Mass Analyzer 與 45° Electrostatic Sector Ion Energy Analyzer 整合於同一套離子分析器。
除了進行 Secondary Ion Mass Spectrometry 外，EQS 亦可取得 Ion Energy Information，因此可研究不同濺射離子的能量分布、材料表面化學及濺射機制。
EQS 可執行正、負 Secondary Ion Analysis，並可延伸應用至 Dynamic SIMS、Static SIMS、FIB Mass Spectrometry、SNMS、Sputter Depth Profiling，以及 Sputtered Ion / Neutral Mass-Energy Analysis。
45° Electrostatic Sector 能量分析器
在進行質量分析的同時量測 Secondary Ion Energy Distribution。
Mass + Energy Analysis
EQS 內建 45° Electrostatic Sector，可分析 Secondary Ions 的能量分布。此架構讓研究者不僅知道「是哪一種離子」，也能進一步觀察不同離子的 Energy Distribution。
Hiden 官方現行規格列出 Energy Scan 可使用 0.05 eV Increment，典型 Energy Resolution 為 0.25 eV FWHM。
離子光學經過設計以降低 Ion Flight Path Perturbation，並在不同分析能量下維持穩定 Ion Transmission。
SIMS、FIB-SIMS 與 SNMS 分析能力
單一 EQS 分析器可支援多種表面分析與濺射質譜工作模式。
Dynamic SIMS
利用持續濺射與 Secondary Ion Detection 建立高靈敏度元素 Depth Profile，適合薄膜、摻雜層與界面分析。
Static SIMS
以較低 Primary Ion Dose 分析材料最表層，可研究表面污染、近表面元素及材料化學資訊。
FIB-SIMS
EQS 可整合於 Focused Ion Beam 顯微鏡，使 FIB 系統增加原位 Secondary Ion Mass Spectrometry 化學分析能力。
SNMS
搭配 SNMS 功能，可分析 Sputtered Neutral Species，適合高濃度材料與降低 Matrix Effect 影響的定量研究。
Sputter Depth Profiling
結合 Raster Control 與 Signal Gating，可進行高品質的元素濃度隨深度變化分析。
Mass / Energy Analysis
研究 Sputtered Ion 或 Neutral Species 的質量與能量分布，適合表面物理及濺射機制研究。
XPS 與 FIB 系統升級整合
將既有表面分析設備升級為具 SIMS 高靈敏度元素分析能力的多技術平台。
EQS 的模組化 Bolt-On 設計，使它非常適合整合至既有 XPS、FIB 或其他真空分析腔體。
依 Hiden 官方資料，EQS 可將 XPS 系統的元素分析靈敏度範圍延伸超過 1000 倍，使原本以表面化學態分析為主的 XPS 系統，同時具備更高靈敏度的痕量元素與 Depth Profiling 能力。
對 FIB 系統而言，EQS 則可加入原位質譜分析能力，使高空間解析濺射與化學成分量測能夠在同一系統中進行。
主要特色 Features
高靈敏度、寬動態範圍、質量／能量雙重分析與高度整合彈性。
- High Sensitivity Pulse Ion Counting Detector
- 7-Decade Dynamic Range
- Raster Control，可提升 Depth Profiling 與 Imaging 能力
- Integrated Signal Gating
- 45° Electrostatic Sector Ion Energy Analyzer
- Energy Scan：0.05 eV Increment / 0.25 eV FWHM
- Triple Filter Quadrupole
- Mass Range 選項最高至 5000 amu
- Penning Gauge 與 Interlock 過壓保護
- Differential Pumping 高壓環境選配
EQS 主要分析規格
依 Hiden Analytical 現行官方 EQS 公開資料整理。
| Ion Polarity | Positive (+ve) / Negative (-ve) Secondary Ion Analysis |
|---|---|
| Energy Analyzer | Integrated 45° Electrostatic Sector |
| Energy Scan | 0.05 eV Increment |
| Energy Resolution | 約 0.25 eV FWHM |
| Mass Analyzer | Triple Filter Quadrupole |
| Mass Range | 選配最高至 5000 amu |
| Detector | High-Sensitivity Pulse Ion Counting Detector |
| Dynamic Range | 7 Decades |
| Pressure Protection | Penning Gauge + System Interlocks |
| Differential Pumping | 可選，用於較高壓力分析環境 |
| Communication | RS232 / RS485 / Ethernet LAN |
| Software | Hiden MASsoft Control |
Depth Profiling 與 Imaging
整合 Raster Control 與 Signal Gating，提高薄膜深度與二次離子成像品質。
進行 Dynamic SIMS 或 FIB-SIMS 時，Primary Ion Beam 會持續濺射樣品。Raster Control 可控制分析區域，而 Integrated Signal Gating 則能將資料擷取限制在較理想的 Crater Center 區域。
這種方法可降低 Crater Edge、Sidewall 與非均勻濺射造成的訊號干擾，提高 Depth Profile 的準確度與 Dynamic Range。
搭配適當的 Stage 與 Imaging 系統，EQS 亦可用於 Secondary Ion Mapping 與材料化學空間分布研究。
Differential Pumping 高壓環境選配
讓 EQS 能延伸至傳統 UHV 表面分析以外的較高壓力工作條件。
標準 SIMS 通常在高真空或超高真空條件下工作。對部分 FIB、特殊製程或較高背景壓力的應用，EQS 可配置 Differential Pumping。
差分抽氣利用多級真空區域降低分析器內部壓力，使質量分析器能在外部分析腔體壓力較高的情況下維持適當的分析條件。
MASsoft 與 SIMS Mapper 軟體
從儀器控制、Mass Spectrum、Depth Profile 到 2D / 3D SIMS Imaging。
EQS 可透過 Hiden MASsoft 軟體進行控制，並支援 RS232、RS485 或 Ethernet LAN 通訊。
若與完整 Hiden SIMS 系統整合，SIMS Mapper 可提供進階 Imaging 與 Depth Profile 資料處理功能。分析 Species 可由週期表介面選擇，並提示可能的 Mass Interference。
- Mass Spectrum Acquisition
- Ion Energy Distribution Measurement
- Dynamic / Static SIMS Control
- Raster Control
- Signal Gating
- Depth Profiling
- 2D Secondary Ion Imaging
- 3D Concentration Reconstruction
- CSV 與 Hiden Proprietary Format 資料輸出
EQS 典型應用
從薄膜奈米分析到 FIB、XPS 升級與進階濺射離子研究。
Thin Film Analysis 薄膜分析
適合薄膜、多層結構、界面及奈米尺度 Depth Profiling。
FIB-SIMS
為 Focused Ion Beam 系統加入高靈敏度化學分析與 Secondary Ion Mass Spectrometry。
XPS + SIMS
將 XPS 的化學態資訊與 SIMS 痕量元素、高靈敏度及深度分析能力整合。
SNMS
適合金屬、合金、氧化物及其他高濃度材料的 Neutral Species 分析與定量研究。
Surface Contamination
分析薄膜表面、半導體或先進材料中的 Trace Contaminants 與污染來源。
Sputter Physics
藉由 Mass / Energy Analysis 研究濺射離子的能量分布與材料表面交互作用。
Hiden 表面分析質譜應用影片
Mass Spectrometers for Surface Analysis Applications
恩詠有限公司－Hiden EQS SIMS Analyser 技術選型與系統整合
EQS 的主要優勢在於高度模組化，可作為完整 Hiden SIMS Workstation 的核心分析器，也可整合至既有 XPS、FIB、UHV Chamber 或客製化表面分析平台。
恩詠有限公司可依客戶的既有真空系統、XPS／FIB 設備、分析腔體壓力、正負離子需求、Mass Range、Ion Energy Analysis、Depth Profiling、SNMS、Differential Pumping 及 Imaging 需求，協助評估適合的 EQS 配置與系統整合方式。