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污染物分析

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污染物
出现出乎意外和无法追溯的污染物,会对制程造成重大的影响,因此关键是要对其了解与控制。基于这个理由,大部分的材料特性分析工作都专注于搜索污染物,搜索污染物的来源,并且测量去除/清除污染物的效力。
依据污染物的性质和分析目的,那种技术最为合适?

  • 预计污染物是有机物还是无机物?
  • 预计是存在大量污染物或者只有一小部分?
  • 预计污染物是广泛分布、局部化或者是微粒结构?
  • 预计是在表面、在特定层、在界面或者是在基材?
  • 痕量程度重要吗?或者它的存在要在一定程度以上才重要呢?

技术选择
根据不同类型的污染物,以下列出的都是潜在的重要技术。在某些情况下,需要将几种技术结合起来使用,尤其是当我们对污染物知之甚少,或者如果它是多种成分的混合物。

  • 微粒
  1. 扫描式电子显微镜(SEM)
  2. 能量散射X-射线光谱(EDS)(%, > 0.5µm)
  3. Auger电子光谱(AES)(%, > 200Å)
  4. 傅立叶变换红外光谱(FTIR)(>15µm,有机)
  5. 飞行式二次离子质谱(TOF-SIMS)
  • 残留物
  1. Auger电子光谱(AES)(%,>200Å)
  2. FTIR(%,小面积)
  3. X-射线光电子光谱(XPS)
  4. 飞行式二次离子质谱(TOF-SIMS)
  • 污点,瑕疵
  1. o XPS(at%,化学)
  2. o Auger(%,小面积)
  3. o TOF-SIMS(ppm,有机)
  • 薄雾
  1. 扫描式电子光谱(SEM)(成像)
  2. 原子力显微镜(AFM)(成像)
  3. TOF-SIMS
  4. XPS
  1. SEM-EDS(%,>0.5µm)
  2. XPS(%,仅适用元素分析)
  3. Auger(%,小面积)
  4. SIMS(ppm, >10µm)
  • 块材
  1. XRF(ppm, >3µm)
  2. ICP-OES
  3. ICP-MS
  4. GDMS


清洁度
根据要分析的表面与材料特点,使用不同的测量方法去评估表面清洁度。另外,还可能会涉及到对使用不同的处理方式,或是暴露在不同环境的样品比较。使用这种方法通常可以突显出检测样品和控制样品或标准品之间的区别。例如,非常灵敏的测量方法可以发现到因为没有进行适当地冲洗而残留的清洁化学品,灵敏度较低的测定方法则可能会测不到残留物。

PINGGUQINGJIEDUYIBANXUYAODUIYUWURANWUDEKENENGLAIYUANYOUYIDINGCHENGDUSHANGDELIJIE:

  • 是否有感兴趣的元素或者分子污染物?(嫌疑犯?)
  • 材料存在或不存在的确认?
  • 在意的元素是否必须要低于特定浓度?
  • 测定非常干净的表面可能会要求侦测极限为ppm范围的分析技术,例如全反射X-射线荧光分析(TXRF),只探测元素成分,或者飞行式二次离子质谱(TOF-SIMS),针对元素和分子污染物。通过表面的许多微粒来测定清洁度,对于表面成像和微粒计算来说,扫描式电子显微镜(SEM)是个不错的选择。

ZHUYAOFENXIJISHU

  • 扫描式电子显微镜(SEM)
  • 飞行式二次离子质谱(TOF-SIMS)
  • 全反射X-射线荧光光谱(TXRF)
  • X-射线光电子光谱(XPS)和化学分析电子光谱(ESCA)

QITAFENXIJISHU

  • Auger电子光谱 (Auger)
  • 傅立叶变换红外光谱 (FTIR)
  • 气相色谱质谱(GC-MS)