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EQS SIMS Analyser 靜電四極桿二次離子質譜分析器
EQS－高性能 SIMS 質量／能量分析器
正負二次離子分析、45° Electrostatic Energy Analysis、Depth Profiling 與 FIB-SIMS 系統整合
Hiden EQS 是一套高傳輸 Quadrupole Secondary Ion Mass Spectrometer，整合 45° Electrostatic Sector Energy Analyser，可進行 Secondary Ion 的質量與能量分析。
EQS 可偵測 Positive（+ve）與 Negative（-ve）Secondary Ions，具備高靈敏度 Pulse Ion Counting Detector、7-Decade Dynamic Range、Raster Control 與 Integrated Signal Gating。
其 On-Axis Ion Collection 與模組化設計特別適合整合至既有 Surface Analysis、Focused Ion Beam（FIB）與客製化 Vacuum System，增加 SIMS、Depth Profiling 及 Mass / Energy Analysis 能力。
EQS SIMS Analyser 系統概述
將高靈敏度 Secondary Ion Mass Analysis 與 Electrostatic Energy Analysis 整合於單一分析器。
Hiden EQS 的核心架構由高傳輸 Ion Collection Optics、45° Electrostatic Sector Energy Analyser、Triple Filter Quadrupole Mass Filter 與高靈敏度 Pulse Ion Counting Detector 所組成。
相較僅提供 Mass Spectrum 的一般 Quadrupole SIMS Detector，EQS 可進一步分析 Secondary Ion Energy Distribution，使研究者除了辨識離子的 Mass-to-Charge Ratio 外，也能研究其 Energy Characteristics。
EQS 可應用於 Static SIMS、Dynamic SIMS、FIB-SIMS、Sputter Depth Profiling、Secondary Ion Imaging，以及 Sputtered Ion / Neutral Mass-Energy Analysis。
系統亦提供 Differential Pumping Option，可依實際 Chamber Pressure 與應用需求延伸至較高壓力的分析環境。
45° Electrostatic Sector 能量分析
同時取得 Secondary Ion 的 Mass 與 Energy Information。
Mass + Energy Resolving SIMS
EQS 內建 45° Electrostatic Sector Energy Analyser，可在 Secondary Ion 進入 Quadrupole Mass Filter 前進行能量選擇與掃描。
Hiden EQS 現行官方規格提供 0.05 eV Energy Scan Increment，典型 Energy Resolution 為 0.25 eV FWHM。
Ion Optics 經設計以降低不同分析能量對 Ion Flight Path 的擾動，並維持不同 Energy Conditions 下的穩定 Ion Transmission。
此能力特別適合 Sputtered Ion Energy Distribution、Surface Physics、FIB-SIMS 與進階 Sputtering Mechanism Research。
EQS 主要分析模式
從 Static / Dynamic SIMS 到 FIB-SIMS、SNMS 與 Mass / Energy Analysis。
Dynamic SIMS
利用持續 Primary Ion Sputtering 與 Secondary Ion Detection 建立材料元素隨深度變化的 Depth Profile。
Static SIMS
以較低 Primary Ion Dose 分析材料最表面與近表面區域，適合 Surface Composition 與 Contamination Research。
FIB-SIMS
EQS 可整合至 Focused Ion Beam 系統，使 FIB / SEM 平台增加高靈敏度 Secondary Ion Mass Spectrometry 能力。
SNMS
搭配適當 SNMS Configuration，可分析 Sputtered Neutral Species，補充 Secondary Ion Analysis 的材料分析資訊。
Sputter Depth Profiling
結合 Raster Control 與 Integrated Signal Gating，提高 Thin Film 與 Multilayer Depth Profile 的資料品質。
Mass / Energy Analysis
同時研究 Sputtered Species 的 Mass 與 Energy Distribution，適合 Surface Physics 與 Sputtering Mechanism Research。
FIB 與既有表面分析系統整合
以 Bolt-On SIMS 架構為既有真空分析平台增加高靈敏度化學分析能力。
EQS 採用適合 Existing System Integration 的 On-Axis Collection Geometry，可安裝於多種 Surface Analysis Instrumentation 與 Focused Ion Beam Microscope。
對 FIB 系統而言，加入 EQS 後可在 Ion Beam Sputtering 的同時分析產生的 Secondary Ions，使高空間解析材料觀察與 Chemical Mass Analysis 能在同一分析平台進行。
Hiden 已將 EQS 應用於 FIB / SEM 類系統，並提供 Differentially Pumped Configuration，以配合不同 Chamber Geometry 與 Pressure Condition。
Depth Profiling 與 Integrated Signal Gating
利用 Raster Control 與電子式訊號閘控，提高薄膜深度分析品質。
進行 Dynamic SIMS Depth Profiling 時，Primary Ion Beam 會在 Sample Surface 上 Raster Sputtering，逐層移除材料並同步監測 Secondary Ion Signal。
EQS 提供 Raster Control 與 Integrated Signal Gating，可將資料擷取限制於較理想的 Sputter Crater Center Region。
藉由排除 Crater Edge 與 Sidewall 等非理想區域產生的 Secondary Ion Signal，可改善 Depth Profile Quality，並充分利用 EQS 的寬 Dynamic Range。
EQS 主要特色
高靈敏度、寬動態範圍、質量／能量雙重分析與高度系統整合彈性。
- High-Sensitivity Pulse Ion Counting Detector
- 7-Decade Dynamic Range
- Positive / Negative Secondary Ion Detection
- Raster Control for Depth Profiling and Imaging
- Integrated Signal Gating
- 45° Electrostatic Sector Energy Analyser
- 0.05 eV Energy Scan Increment
- 0.25 eV FWHM Energy Resolution
- Triple Filter Quadrupole
- Mass Range Options up to 5000 amu
EQS 主要分析規格
依 Hiden Analytical 現行 EQS 官方公開產品資料整理。
| Ion Polarity | Positive (+ve) / Negative (-ve) Secondary Ion Detection |
|---|---|
| Energy Analyser | 45° Electrostatic Sector Analyser |
| Energy Scan | 0.05 eV Increment |
| Energy Resolution | 0.25 eV FWHM |
| Mass Analyser | Triple Filter Quadrupole |
| Mass Range | Options up to 5000 amu |
| Detector | High-Sensitivity Pulse Ion Counting Detector |
| Dynamic Range | 7 Decades |
| Depth Profiling | Raster Control + Integrated Signal Gating |
| Pressure Protection | Penning Gauge + System Interlocks |
| Differential Pumping | Optional configuration for higher-pressure environments |
| Communication | RS232 / RS485 / Ethernet LAN |
| Control Software | Hiden MASsoft |
Differential Pumping 高壓環境選配
依分析腔體工作壓力，提供差分抽氣配置以保護 Mass Analyser 的工作條件。
EQS 可選配 Differential Pumping System，用於外部 Analysis Chamber Pressure 高於標準高真空／超高真空 SIMS 條件的應用。
Differential Pumping 利用不同 Vacuum Stages，在 Sample Chamber 與 Mass Analyser 之間建立壓力梯度，使 EQS Internal Ion Optics 與 Quadrupole 能維持適合質譜分析的工作壓力。
此配置對特殊 FIB、Surface Processing、Oxygen Flooding 或其他 Higher-Pressure Surface Analysis Environment 特別有價值。
MASsoft 儀器控制與資料擷取
整合 Mass Spectrum、Energy Scan、Raster Control 與 SIMS Data Acquisition。
EQS 使用 Hiden MASsoft 進行 Instrument Control 與 Data Acquisition，並支援 RS232、RS485 或 Ethernet LAN 通訊。
依 EQS 所整合的 SIMS / FIB / Surface Analysis System Configuration，可進行 Mass Spectrum、Ion Energy Scan、Raster Control、Signal Gating 與 Depth Profiling 等分析工作。
- Positive / Negative Ion Mass Spectrum
- Ion Energy Distribution Measurement
- Mass / Energy Analysis
- Raster Control
- Integrated Signal Gating
- Depth Profiling
- Instrument Parameter Control
- RS232 / RS485 / Ethernet LAN Communication
EQS 典型應用
從 Thin Film Depth Profiling 到 FIB-SIMS 與進階 Sputtered Ion Research。
Thin Film Analysis 薄膜分析
適合 Thin Films、Multilayer Structures、Interfaces 與 Nanometre-Scale Depth Profiling。
FIB-SIMS
為 Focused Ion Beam / SEM 系統加入高靈敏度 Secondary Ion Chemical Analysis。
Surface Analysis Integration
將 EQS 整合至 Existing UHV / Surface Analysis Chamber，增加 SIMS Mass Analysis Capability。
SNMS
搭配適當 Configuration 進行 Sputtered Neutral Species Analysis，補充 SIMS 材料分析資訊。
Surface Contamination
利用高靈敏度 Secondary Ion Detection 研究材料表面與近表面 Trace Contamination。
Sputter Physics
利用 Mass / Energy Analysis 研究 Sputtered Ion Energy Distribution 與 Ion-Surface Interaction。
Hiden 表面分析質譜應用影片
Mass Spectrometers for Surface Analysis Applications
技術文件下載
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 SIMS Surface Analysis System 的核心 Mass / Energy Analyser，也可整合至既有 FIB、UHV Chamber 或客製化 Surface Analysis Platform。
恩詠有限公司可依客戶的既有真空系統、FIB 設備、Analysis Chamber Geometry、工作壓力、Positive / Negative Ion Analysis、Mass Range、Ion Energy Analysis、Depth Profiling、SNMS、Differential Pumping 與 System Integration Requirement，協助評估適合的 EQS 配置與整合方式。