產品專區
- Hiden Analytical
- Surface Analysis
- ToF-qSIMS 飛行時間四極桿二次離子質譜表面分析系統
ToF-qSIMS 飛行時間四極桿二次離子質譜表面分析系統
ToF-qSIMS－飛行時間與四極桿整合式 SIMS 表面分析系統
結合 TOF-SIMS 完整質譜與 Quadrupole SIMS 高動態範圍 Depth Profiling
Hiden ToF-qSIMS Workstation 將Time-of-Flight SIMS 與高性能 Quadrupole SIMS整合於同一套 UHV 表面分析平台。
系統同時具備 TOF 平行質譜資料收集、Molecular Fragment Analysis、Hyperspectral Imaging，以及 Quadrupole SIMS 高 Dynamic Range 與高靈敏度 Depth Profiling 能力。
適用於 Polymer、Pharmaceutical、Semiconductor、Superconductor、Alloy、Optical Coating、Functional Coating 與 Dielectric Materials 等樣品，Trace Components 可分析至 sub-ppm 等級。
ToF-qSIMS 系統概述
將 TOF-SIMS 的完整光譜資訊與 Quadrupole SIMS 的高動態範圍深度分析整合於同一平台。
Hiden ToF-qSIMS 的核心設計，是利用兩種不同 Mass Analyser 的互補優勢，讓研究人員可在同一套 UHV SIMS Workstation 上完成表面化學鑑定、分子碎片分析、Chemical Imaging 與高靈敏度 Depth Profiling。
TOF Analyzer 具有 Parallel Data Collection 的優勢，可在分析時取得廣泛 Mass Range 的完整質譜資訊，因此非常適合 Molecular Fragments、Organic Species、Unknown Contamination 與複雜材料表面研究。
MAXIM Quadrupole SIMS Analyzer 則提供高 Dynamic Range 與優異的 Abundance Sensitivity，可針對 Trace Components、Thin Films、Dopants 與多層結構進行高靈敏度深度分析。
因此 ToF-qSIMS 可同時涵蓋Static TOF-SIMS 與 High Dynamic Range Quadrupole SIMS Depth Profiling，減少不同樣品必須轉移至多套分析設備進行互補量測的需求。
TOF + Quadrupole 雙分析器架構
從完整分子質譜到高動態範圍痕量元素深度剖析。
TOF-SIMS Analyzer
Time-of-Flight Analyzer 可平行收集廣泛 Mass Range 的離子訊號，在每次分析中取得完整 Mass Spectrum。
適合 Organic Species、Polymer Fragments、Pharmaceutical Materials、Surface Contamination 與未知化學物種分析。
MAXIM Quadrupole SIMS
Hiden MAXIM Quadrupole Analyzer 提供高 Dynamic Range、良好的 Abundance Sensitivity 與高靈敏度 Secondary Ion Detection。
適合 Trace Elements、Dopants、Thin Films、Interfaces 與高解析 Depth Profiling。
Static TOF-SIMS 與高動態範圍 Depth Profiling
同一平台分析最表面化學資訊與材料深度方向組成。
Static TOF-SIMS－表面與分子化學分析
Static TOF-SIMS 使用較低 Primary Ion Dose，以降低分析本身造成的表面破壞，主要取得樣品最表面與近表面區域的化學資訊。
TOF 平行資料收集特性特別適合 Molecular Fragment、Organic Species、Polymer、Pharmaceutical Material、Surface Treatment 與 Unknown Contamination Analysis。
Quadrupole SIMS－高動態範圍深度剖析
針對 Thin Film、Multilayer Structure、Dopant 與 Trace Element Analysis，Quadrupole SIMS 可在材料持續濺射過程中進行高靈敏度訊號監測，建立 Concentration versus Depth Profile。
Electronic Gating 可用於最佳化 High Dynamic Range Depth Profiling，降低 Crater Edge 等非理想區域對深度分析結果造成的影響。
Hyperspectral Imaging 高光譜化學成像
每個 Pixel 均包含完整質譜資訊，使 Chemical Mapping 不再受限於預先指定的單一 Mass Channel。
ToF-qSIMS 的重要特色之一，是利用 TOF-SIMS Parallel Data Acquisition 建立 Hyperspectral Imaging Dataset。
在 Sample Image 中，每個 Pixel 均可取得完整 Mass Spectrum，因此研究人員除了能觀察預先指定 Species 的空間分布，也能在量測完成後重新搜尋其他 Mass Signals 與未知化學成分。
- Full Mass Spectrum at Every Pixel
- 2D Chemical Mapping
- 3D Chemical Reconstruction
- Pixel-by-Pixel Full Spectral Analysis
- 量測後可重新選擇其他 Species 進行分析
- 適合表面污染、分子碎片、異質材料與 Interface Research
完整 ToF-qSIMS Workstation 配置
整合 UHV Chamber、TOF、MAXIM、Primary Ion Guns、SNMS 與 SIMS Enhancement 功能。
| Vacuum Chamber | Multi-Port UHV Analysis Chamber |
|---|---|
| TOF Analyzer | Hiden Time-of-Flight SIMS Analyzer |
| Quadrupole Analyzer | Hiden MAXIM Quadrupole SIMS Analyzer |
| Gas Primary Ion Gun | IG20 Gas Primary Ion Gun |
| Metal Ion Source | Cs Metal Ion Gun |
| Sample Handling | Sample Holder Designed for Broad Sample Compatibility |
| SNMS | High-Sensitivity SNMS Mode |
| SIMS Enhancement | Oxygen Flood / Electron Charge Neutralisation / Vacuum Bakeout |
| Imaging | Hyperspectral Imaging / 2D & 3D Mapping |
| Depth Profiling | Electronic Gating + High Dynamic Range Quadrupole SIMS |
高靈敏度 SNMS 分析
利用 Sputtered Neutral Species 補充 Secondary Ion Yield 受 Matrix Effect 影響的材料分析。
ToF-qSIMS Workstation 標準整合 High-Sensitivity SNMS（Sputtered Neutral Mass Spectrometry）分析能力。
在 SNMS Mode 下，材料經 Primary Ion Beam 濺射後產生的 Neutral Species 會重新游離，再進入 Mass Analyzer 進行分析。
此方式可降低 Secondary Ion Yield 對 Material Matrix 的依賴，因此適合Metallurgical Thin Films、Conductive / Non-Conductive Oxides、Alloys 與 Functional Coatings等材料的成分研究。
主要特色 Features
完整質譜、高質量解析、高動態範圍與 Hyperspectral Chemical Imaging。
- Static TOF-SIMS 表面化學分析
- Parallel Mass Spectral Data Collection
- Molecular Fragment Analysis
- 廣泛 Mass Range 分析能力
- Trace Component Detection 至 sub-ppm 等級
- Hyperspectral Imaging
- Pixel-by-Pixel Full Spectrum Analysis
- High Dynamic Range Depth Profiling
- MAXIM Quadrupole SIMS 高靈敏度分析
- Highly Integrated Modular UHV SIMS Platform
SIMS 分析強化功能
針對 Positive Ion Sensitivity、Insulator Analysis 與潔淨 UHV 條件提供完整輔助功能。
Oxygen Flood
利用 Oxygen Environment 改善部分材料與元素的 Positive Secondary Ion Yield，提高正離子分析能力。
Electron Charge Neutralisation
針對 Dielectrics、Oxides、Polymers 等非導電材料提供 Charge Compensation，降低 Sample Charging 對 Secondary Ion Extraction 的影響。
Vacuum Bakeout
Vacuum Bakeout 可降低 UHV Chamber 內部背景污染，建立適合高靈敏度表面分析的潔淨真空環境。
IG20 + Cs Ion Sources
利用 Gas Primary Ion Gun 與 Cs Metal Ion Gun，可依分析元素、材料與 Secondary Ion Polarity 選擇適當的 Primary Ion Beam。
SIMS Mapper 與 MASsoft Professional
從儀器控制、Rastering、Depth Profile 到 2D / 3D Chemical Mapping。
Hiden SIMS Mapper 可針對 Sample Area 進行 Mapping，並提供 2D 與 3D View。TOF-SIMS 分析可對整個 Sample Image 執行 Pixel-by-Pixel Full Spectral Analysis。
分析 Species 可由週期表介面選擇，並顯示可能的 Mass Interference；進行 Depth Profiling 時，Gated Area 可在分析完成後重新設定，亦可利用多層 Image Data 重建三維 Concentration Profile。
MASsoft Professional 則提供整體 Workstation Control 與 Data Acquisition，包括 Primary Ion Beam Rastering、Surface Analysis 與 Depth Profile Method Setup。
- 2D / 3D Chemical Mapping
- Hyperspectral Data Visualisation
- Pixel-by-Pixel Full Mass Spectrum
- Flexible Gated Depth Profiling
- Periodic Table Species Selection
- Mass Interference Highlighting
- Primary Ion Beam Raster Control
- Stored Analysis Templates
- Automatic Queued Running with Automatic Stage Option
- 多種 Data Export Formats
ToF-qSIMS 典型應用
適合需要表面分子資訊、痕量元素、Chemical Imaging 與 Depth Profiling 的進階材料研究。
Polymers 聚合物
分析 Molecular Fragments、Surface Treatment、Contamination 與不同化學區域的空間分布。
Pharmaceuticals 製藥材料
利用 TOF-SIMS 完整 Mass Spectrum 分析複雜 Organic Species 與材料表面化學。
Semiconductors 半導體
進行 Dopant、Trace Impurity、Interface 與 High Dynamic Range Depth Profiling。
Superconductors 超導材料
研究材料表面組成、微量雜質、界面與深度方向元素分布。
Alloys 金屬與合金
結合 SIMS 與 SNMS 研究 Trace Elements、Surface Contamination 與 Alloy Composition。
Optical & Functional Coatings
分析多層薄膜、Interface、Surface Contamination 與材料 Depth Distribution。
Dielectric Materials
搭配 Electron Charge Neutralisation，可進行 Non-Conductive Films 與 Functional Oxides 表面分析。
Hyperspectral Chemical Imaging
取得材料不同位置的完整 Mass Spectrum，研究複雜異質結構與 Chemical Distribution。
為何選擇 ToF-qSIMS？
當研究同時需要完整表面化學資訊與高動態範圍深度剖析時，雙分析器具有明顯互補性。
Quadrupole SIMS 在 High Dynamic Range、Trace Element Analysis 與 Depth Profiling 方面具有優勢；TOF-SIMS 則適合 Parallel Spectral Collection、Molecular Fragment Analysis 與 Hyperspectral Imaging。
ToF-qSIMS 將兩種技術整合，使同一樣品可進行未知表面成分鑑定、完整化學影像、痕量元素分析與材料深度方向研究。
對於需要進行多種互補 SIMS 分析的研究單位，此架構可減少樣品在不同儀器之間轉移所造成的時間與表面狀態差異。
Hiden 表面分析質譜應用影片
Mass Spectrometers for Surface Analysis Applications
恩詠有限公司－Hiden ToF-qSIMS 表面分析技術服務
ToF-qSIMS 適合需要同時取得完整 Molecular / Elemental Surface Information 與 High Dynamic Range Depth Profile 的進階材料研究。不同 Primary Ion Source、TOF / Quadrupole Analysis Mode、Sample Conductivity 與 Depth Profiling 條件，都會直接影響實際分析結果。
恩詠有限公司可依客戶的樣品材質、薄膜結構、分析元素或分子、預估濃度、Mass Range、Hyperspectral Imaging、Depth Profiling、SNMS、Charge Neutralisation 及 UHV Sample Handling 需求，協助評估適合的 Hiden ToF-qSIMS 系統配置。