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ナノ分解微小部表面分析装置のご紹介

〜 材料・製品の表層数nmの化学情報を得ることができます 〜


本装置は、材料や製品表面の表層数nmの化学元素情報を最小数十um程度の範囲で取得できます。これにより、微細化が進む工業製品における機能性評価、製品保証評価を行うことが可能です。

機 器 名 ナノ分解微小部表面分析装置
型 式 Theta Probe
メーカー名 サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社
外観写真 外観写真
このような試験が可能です
(用途)
材料、製品表面数nmの深さの元素情報を主にX線光電子分光分析法(XPS)により取得することで、製品表面の微小異物の分析や機能性薄膜・酸化膜等の構造解析、表面汚染物質解析、表面改質性、表面劣化性の評価が可能です。
特 徴 X線マイクロフォーカス方式により、微小部(数10umスポット程度)におけるXPS定性ペクトルを始めとして、高い空間分解能をもった線分析、面分析を行うことが可能です。
 検出部には独自の機構を有しており、試料台を傾けることなく、同一の試料分析点にて角度分解同時測定を行うことができます。
 また、Agアノード銃を装備することによりAlまたはMgのXPS測定よりも深い位置(深さ10数nm)の化学情報を得ることができます。
 さらに、電界放射型の電子銃を用いることで、オージェ電子分析を行い、極微小部(数100nmスポット)の空間分解能での化学状態分析を行えます。
仕 様 ・マイクロフォーカスAlモノクロメータX線源
・Mg / AgツインアノードX線源
・2次元検出器
・同時角度分解測定
・アルゴンイオンスパッタリング銃
・オージェ電子分析用電界放射型電子銃
・5軸制御試料台
利用例 【アルミ合金上の微小部分析】
 アルミ合金表面をX線スポット径20umで分析を行いました。(図1参照)
 20umの微小部でも良好なスペクトルを得ることができ、主成分のピークについて帰属を行うことができました。
 微小部におけるXPS分析が微小異物の分析などに有効な手法となりうることが分かりました。

図1アルミ合金のXPS定性スペクトル
    図1 アルミ合金のXPS定性スペクトル
       (φ20umスポット、測定時間45分)

【シリコンウェハー表面上の酸化ケイ素膜分析】
シリコンウェハー表面に存在する酸化膜を同時角度分解測定にて分析しました。99.0 eVのピークを非酸化物、102.7 eVのピークを酸化物としてそれらの面積強度をプロットしたものを図2に示します。また、その結果を最大エントロピー法を用いて解析することで膜厚の解析を行いました(図3参照)。相対強度の20%を閾値とすると酸化膜厚は1.0 nmと見積もられました。このように極表層(〜数nm)の薄膜について非破壊に分析、解析行うことができます。

図2シリコンウェハーのXPS同時角度分解測定結果
   図2 シリコンウェハーのXPS同時角度分解測定結果
      (Si2p 99.0 eV、Si2p102.7 eVのピークにおけるピーク面積でプロット)

図3最大エントロピー法による酸化膜厚解析結果

   図3 最大エントロピー法による酸化膜厚解析結果
設置場所 群馬産業技術センター(前橋)
担 当 係 環境・エネルギー係
連 絡 先 TEL:027−290−3030
依頼試験
手数料
・X線光電子分光分析
 マクロ定性分析:1件につき、11,800円
 ミクロ定性分析:1件につき、17,600円
 マクロ組成解析:1成分につき、7,190円
 ミクロ組成解析:1成分につき、11,300円
 深さ方向分析:1元素10水準につき、35,900円
 (1元素又は10水準を超えるとき、1元素又は10水準ごとに、26,700円)
微小部分析、角度分解測定、線分析、面分析、オージェ電子分光分析についてはお問い合わせください。
機器開放
使用料
1時間につき、8,530円
(機器使用者の装置習熟度に応じて個別研修(1時間につき、2,570円)を受講していただきます。)
導入年度 2010年度
補助事業名 平成22年度 財団法人JKAの小型自動車等機械工業振興補助事業
(オートレースの補助)