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EQP Series－電漿離子質量與能量分析系統
EQP Series－電漿離子質量與能量分析系統
正負離子、中性物種、自由基與 Ion Energy Distribution 的高性能電漿診斷平台
Hiden EQP Series 是專為Plasma Diagnostics and Characterisation 設計的高性能質量／能量分析系統，可量測電漿中的正離子、負離子、中性物種、自由基以及離子能量分布。
系列涵蓋 EQP-6、EQP-9 與 EQP-20，可依 Mass Range、Mass Resolution、Hydrogen Isotope、Cluster Analysis 與時間解析需求選擇適合的系統。
EQP Series 系統概述
同時量測 Plasma Species 的 Mass、Polarity 與 Energy Distribution。
電漿中包含 Positive Ions、Negative Ions、Neutral Species、Radicals 與各種短生命週期 Reaction Intermediates。只知道氣體的 Mass Spectrum，通常不足以完整描述電漿反應機制。
Hiden EQP Series 將Quadrupole Mass Spectrometry 與 Electrostatic Energy Analysis整合於單一平台，使研究人員能同時分析物種的質量與能量分布。
這種能力對 HiPIMS、Magnetron Sputtering、PECVD、Plasma Etching、Ion Source、Pulsed Plasma 與先進薄膜製程尤其重要，可直接研究離子能量、電漿反應化學與薄膜成長條件之間的關係。
EQP-6 / EQP-9 / EQP-20
依 Mass Range、Cluster、Stability 與 Hydrogen Isotope Resolution 選擇不同平台。
EQP-6
一般電漿研究與製程診斷
- 6 mm Triple Filter Quadrupole
- 300 或 510 amu Mass Range
- 適合廣泛 Plasma Research
- Positive / Negative Ion Analysis
- Neutral Species Analysis
- Ion Energy Distribution Measurement
EQP-9
寬質量範圍與 Cluster Analysis
- 9 mm Triple Filter Quadrupole
- 50 至 5000 amu Mass Range Options
- 高穩定度 Mass Measurement
- 適合 Ion Cluster Analysis
- 適合高質量 Plasma Species
- 廣泛研究與特殊製程應用
EQP-20
氫同位素與超高解析電漿研究
- 20 mm Triple Filter Quadrupole
- Zone I / Zone H 可切換
- Zone H：20 amu 高解析模式
- Peak Width 可達約 0.003 amu
- Zone I：200 amu Unit Mass Resolution
- 適合 Hydrogen Isotope Plasma
Mass + Energy 質量與能量同步分析
不只辨識 Plasma Species，也能分析不同離子的 Energy Distribution。
45° Electrostatic Sector Energy Analyser
所有 EQP Series 均整合高傳輸 45° Electrostatic Sector Energy Analyser，可分析 Positive 與 Negative Ions 的 Energy Distribution。
Energy Scan 可使用約 0.05 eV Increment，典型 Energy Resolution 約為 0.25 eV FWHM。
標準 Energy Analysis 可延伸至最高約 1000 eV，並另提供 Floating Option，可因應最高約 10 keV 的特殊高能 Plasma / Ion Beam 應用。
Positive Ions、Negative Ions 與 Neutral Species
從帶電粒子到中性反應物種，建立更完整的 Plasma Chemistry 資訊。
Positive Ion Analysis
直接擷取並分析電漿中的正離子，取得 Mass Spectrum 與 Ion Energy Distribution。
Negative Ion Analysis
量測 Negative Plasma Ions，適合 Oxygen Plasma、Fluorocarbon Plasma、Etching 與 Electronegative Plasma 研究。
Neutral Species
利用 Integrated Electron Bombardment Ion Source 將 Neutral Species 電離後進行質譜分析。
Electronegative Radicals
搭配 EAMS Electron Attachment Mode，可協助分離與辨識具有較高 Electron Affinity 的 Radical Species。
EAMS 與 Appearance Potential Mass Spectrometry
降低 Fragmentation 干擾並分析電負性自由基與反應中間體。
EQP 內建可調式 Electron Impact Ioniser，可透過調整 Electron Energy 進行 Appearance Potential Mass Spectrometry。
當 Electron Energy 接近分析物種的 Ionisation Threshold 時，可降低部分 Fragmentation，使複雜 Plasma Chemistry 中的 Parent Species、Radicals 與 Reaction Intermediates 更容易辨識。
另外可選 EAMS（Electron Attachment Mass Spectrometry）模式，使具有較高 Electron Affinity 的 Electronegative Radical Species 形成負離子後再進行分析。
Pulsed Plasma 與 50 ns 時間解析分析
MCS 與 Signal Gating 可解析脈衝電漿不同時間階段的 Ion Mass / Energy Behaviour。
Multi-Channel Scalar（MCS）
EQP Series 可配置 Integrated MCS Multi-Channel Scalar Data Acquisition，時間解析能力最低可達約 50 ns。
搭配 Signal Gating 與 Programmable Signal Gating，可在 Plasma Pulse 的不同時間區段取得 Mass Spectrum 或 Energy Distribution。
這對 HiPIMS、Pulsed Magnetron Sputtering、Pulsed Laser Deposition 與其他快速時間變化 Plasma 特別重要，因為不同 Species 的形成與能量可能在單一 Pulse 期間快速改變。
低擾動 Plasma Ion Extraction
軟體控制離子擷取光學，降低分析探頭本身對 Plasma 的影響。
進行 Plasma Diagnostics 時，分析器入口若顯著改變局部 Electric Field，可能造成原本 Ion Trajectory 與 Energy Distribution 被量測系統本身改變。
EQP 使用 Software-Controlled Ion Extraction Optics，以降低 Plasma Perturbation，同時保持不同 Ion Energy 下穩定的 Ion Transmission。
這對需要比較真實 Ion Energy Distribution Function（IEDF）以及不同 Plasma Condition 的研究非常重要。
EQP Series 主要特色
Mass、Energy、Polarity、Neutral、Radical 與 Time-Resolved Analysis 整合於同一平台。
- Positive / Negative Plasma Ion Analysis
- Neutral Gas / Vapour Mass Spectrometry
- Electronegative Radical Analysis
- 45° Electrostatic Sector Energy Analyser
- 0.05 eV Energy Scan Increment
- 約 0.25 eV FWHM Energy Resolution
- Ion Energy Analysis 最高約 1000 eV
- Differentially Pumped Triple Filter Quadrupole
- Mass Range Options 最高至 5000 amu
- 7-Decade Pulse Ion Counting Dynamic Range
- Appearance Potential Mass Spectrometry
- EAMS Electron Attachment Option
- Signal Gating / Programmable Gating
- MCS Time Resolution 最低約 50 ns
EQP Series 主要規格
依 Hiden Analytical 現行 EQP Series 官方產品資料整理。
| Analysis | Mass / Energy Analysis of Positive Ions, Negative Ions and Neutral Species |
|---|---|
| Energy Analyser | 45° High-Transmission Electrostatic Sector |
| Energy Scan Increment | 0.05 eV |
| Energy Resolution | 約 0.25 eV FWHM |
| Ion Energy Range | 最高約 1000 eV；特殊 Floating Option 可支援更高能量應用 |
| EQP-6 | 6 mm Triple Filter Quadrupole，300 / 510 amu |
| EQP-9 | 9 mm Triple Filter Quadrupole，50–5000 amu Options |
| EQP-20 | 20 mm Triple Filter Quadrupole；Zone I / Zone H Switchable |
| EQP-20 High Resolution | 20 amu High Resolution Mode，約 0.003 amu Peak Width |
| Detector | High-Sensitivity Pulse Ion Counting Detector |
| Dynamic Range | 7 Decades |
| Time Resolution | MCS Option 最低約 50 ns |
| Vacuum Protection | Penning Gauge + Interlocks |
| Communication | RS232 / RS485 / Ethernet LAN |
| Software | MASsoft Professional |
EQP Series 典型應用
從薄膜製程到高功率脈衝電漿與氫同位素 Plasma Research。
HiPIMS
研究 High Power Impulse Magnetron Sputtering 中 Ion Species、Charge State、Ion Energy 與 Pulse-Time Behaviour。
PVD / Magnetron Sputtering
分析 Sputtered Species、Process Gas Ions、Metal Ions 與 Energy Distribution，研究薄膜沉積機制。
Plasma Etching
研究正負離子、Radicals、Etch Species 與 Ion Energy 對 Etch Rate、Selectivity 與 Surface Damage 的影響。
PECVD / PEALD
分析 Plasma Precursor、Radical、Ion Species 與 Energy Distribution，研究薄膜成長與反應機制。
Pulsed Plasma
利用 MCS 與 Signal Gating 取得 Nanosecond Time-Resolved Mass / Energy Data。
Ion Source Characterisation
量測 Ion Beam / Plasma Source 的 Species Composition、Charge Polarity 與 Energy Distribution。
Hydrogen Isotope Plasma
EQP-20 適合 H / D 等低質量、高解析度氫同位素 Plasma Characterisation。
Cluster Analysis
EQP-9 可配置最高 5000 amu Mass Range，適合 Plasma Cluster 與高質量離子研究。
MASsoft Professional 軟體
Mass Spectrum、Energy Distribution、Trend 與 External I/O 整合。
EQP Series 搭配 Hiden MASsoft Professional，可進行 Mass Scan、Ion Energy Scan、Multiple Ion Detection、Time-Resolved Measurement 及儀器控制。
MASsoft Professional 可透過 RS232、RS485 或 Ethernet LAN 與 EQP 系統通訊，並提供 External I/O，可將 Plasma Power、Pressure、Voltage、Current、Gas Flow 或其他 Process Parameters 與質譜資料同步記錄。
這使研究人員可直接比較 Plasma Operating Condition 與 Ion Species / Energy Distribution 的變化，建立完整的 Plasma Process Diagnostics Workflow。
恩詠有限公司－Hiden EQP 電漿質量／能量分析系統規劃
EQP Series 的實際選型需依 Plasma Type、Operating Pressure、Ion Energy、Mass Range、Positive / Negative Ion、Neutral / Radical Species、Pulse Duration 與所需 Time Resolution 進行評估。
恩詠有限公司可依客戶的HiPIMS、PVD、PECVD、PEALD、Plasma Etching、Ion Source、Pulsed Plasma、Hydrogen Isotope Plasma、Cluster Analysis、Mass Range、Ion Energy 與 Time-Resolved Measurement需求，協助評估 EQP-6、EQP-9 或 EQP-20 的適合配置。