[XPS]X線光電子分光法

XPS:X-ray Photoelectron Spectroscopy

装置外観

特徴

XPSは、X線照射により放出される光電子の運動エネルギー分布を測定し、試料表面(数nm程度の深さ)に存在する元素の種類・存在量・化学結合状態に関する知見を得る手法です。化学結合状態に関する知見が得られるため、別名ESCA : Electron Spectroscopy for Chemical Analysis とも呼ばれています。

  • 固体表面(約2~8nm)の元素の定性・定量が可能
  • 化学結合状態分析が可能
  • 非破壊で分析が可能
  • 深さ方向分布(イオンスパッタを併用)の測定が可能
  • 絶縁物の測定が可能
  • 雰囲気制御下での測定が可能

適用例

  • プラズマエッチング表面の化学状態・生成物(デポ)の評価
  • ウエハ表面の洗浄効果(クリーニング)の確認
  • Si酸化膜(SiON膜等)の酸化度および膜厚の評価
  • 金属膜(Cu等)の表面改質層の化学状態の確認
  • 二次電池材料の電極表面における組成・化学状態の調査
  • SUS表面不動態層の評価
  • 太陽電池材料の組成・化学状態の調査
  • 有機EL膜の発光特性と化学状態の評価
  • リソグラフィ用マスクのクリーニング効果の確認
  • 磁気ディスク表面の潤滑剤の状態評価
  • 撥水性ガラス表面塗布膜の撥水性能劣化の原因調査
  • 反射防止膜の成分と光学特性の相関評価
  • 光触媒膜の組成・化学状態の評価 等

原理

XPSは、X線照射により放出される光電子の運動エネルギー分布を測定します。光電子の発生原理は以下の通りです。照射X線のエネルギーと光電子の運動エネルギーから束縛エネルギーを算出することができます((1)式)。ここでhνは既知なので、Ekを測定することによりEbを求めることができます。Ebは元素およびその電子状態等に固有な値であるため、この値から試料中の元素の同定およびその化学結合状態に関する知見を得ることができます。

原理

データ例

データ例

データ形式

  • PDFファイル:ワイドスペクトル(定性)、ナロースペクトル(化学結合状態)、波形分離等
  • Excelファイル: 定量値、光電子スペクトルの数値データ等

仕様

検出可能元素 原子番号3(Li)以上の全元素
搬入可能試料サイズ 70mm×70mm, 高さ20mmまで(加熱ステージ使用時は25mmφまで)
測定可能領域 7.5~200μmφ (通常20~100μmφ)
※微小測定領域については別途ご相談ください
検出深さ 光電子取出角可変、約2~8nm (通常4~5nm)
検出下限 1atomic%程度(元素による)
エネルギー分解能 Ag3dピークのFWHM≦1.0eV (光電子取出角45度、PE=140eVの時)
加熱温度 前処理チャンバーで400℃まで

必要情報

  1. 目的/測定内容
  2. 試料情報
    (1)数量・予備試料の有無 等
    (2)形状・層構造・膜厚・表裏の判断・破壊可否・加工の有無 等
    (3)注意事項
  3. 納期
    (1)ご希望の速報納期
    (2)注意事項
  4. その他の留意点

注意点

以下の場合、評価が困難な可能性があります。別途ご相談ください。

  • 表面汚染が顕著
  • 表面荒れが顕著
  • 溝底部等評価部位の周囲に妨害がある(深さ2mm以上)
  • 厚膜試料の深さ方向分析
  • 昇華性物質、ガス放出が多く著しく真空度を下げる試料 等

[XPS]X線光電子分光法の分析事例はこちらからご覧ください。

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