PHI ADEPT 2
Dynamic-SIMS für automatisierte Tiefenprofilanalysen
Die PHI ADEPT 2 ist das Dynamic-SIMS-System der neuesten Generation von Physical Electronics / ULVAC-PHI. Aufbauend auf der bewährten Plattform des Vorgängersystems ADEPT-1010 wurden die Hardware und Software gezielt weiterentwickelt, um den steigenden Anforderungen moderner Halbleiterbauelemente gerecht zu werden – bei höherer Empfindlichkeit, besserer Auflösung und deutlich mehr Automatisierung. Damit eignet sich das System gleichermaßen für die Entwicklung neuer Materialien wie für den Einsatz in der Serienfertigung.
Dynamic-SIMS (D-SIMS), teils auch als Quadrupol-SIMS (Q-pole-SIMS) bezeichnet, ist eine hochempfindliche Analysemethode zur Bestimmung der Tiefenverteilung von Elementen in Festkörpern. Ein fokussierter Ionenstrahl trägt kontinuierlich Material von der Probenoberfläche ab; die dabei freigesetzten Sekundärionen werden mittels Massenspektrometrie analysiert. So entsteht ein präzises Profil davon, wie sich Dotierstoffe, Verunreinigungen oder andere Elemente über die Tiefe einer Schicht oder eines Bauteils verteilen – bei extrem niedrigen Nachweisgrenzen und hoher Messgeschwindigkeit.
Weitere Systemvorteile
- Hohe Geschwindigkeit und hohe Empfindlichkeit bei der SIMS-Analyse
- Ultimative Tiefenauflösung für präzise Schichtcharakterisierung
- Breiter Elementbereich – von Wasserstoff bis Uran
- Sehr niedrige Nachweisgrenzen durch exzellentes Vakuumniveau
- Einfache, automatisierte Bedienung dank moderner Steuerungssoftware
- CE-konform für den Einsatz im europäischen Markt
Das Herzstück des PHI ADEPT 2: neu entwickelte Ionenoptik
Im Zentrum der PHI ADEPT 2 stehen neu konstruierte Ionensäulen sowohl für die Cäsium- (Cs⁺) als auch für die Sauerstoff-Ionenquelle (O₂⁺). Sie liefern eine höhere Strahlhelligkeit und ein optimiertes Ergebnis über ein breites Spektrum an Probenmaterialien hinweg. Ein verkürzter Arbeitsabstand zwischen Linse und Probe verbessert die Fokussierung zusätzlich: Der Ionenstrahl lässt sich auf einen kleineren Durchmesser bündeln, wodurch präzisere und gleichmäßigere Abtragskrater entstehen – eine wichtige Voraussetzung für exakte Tiefenprofile, besonders bei sehr dünnen oder komplex aufgebauten Schichtsystemen.
Ergänzt wird dies durch eine neue Hochmassen-Detektion, mit der auch große Molekülcluster wie CsM⁺ und Cs₂M⁺ zuverlässig erfasst werden können – ein Vorteil für die Analyse komplexer Materialsysteme, wie sie in der modernen Halbleitertechnik zunehmend vorkommen.
Anwendungsbereiche
Die PHI ADEPT 2 ist speziell für die Analyse von Dotierstoffen und Verunreinigungen in dünnen Schichten und Bauelementen konzipiert. Typische Einsatzgebiete sind:
Besonders relevant ist die PHI ADEPT 2 für:
SmartSoft-SIMS: intuitive Steuerung für mehr Automatisierung
Die neue Steuerungssoftware SmartSoft-SIMS bringt eine moderne, intuitive Benutzeroberfläche mit, die Mehrpunktmessungen und wiederkehrende Analyseabläufe deutlich vereinfacht. Messroutinen lassen sich effizient einrichten und automatisiert abarbeiten – das reduziert den Bedienaufwand im Laboralltag spürbar und macht die PHI ADEPT 2 auch für Anwender zugänglich, die nicht täglich mit komplexer SIMS-Messtechnik arbeiten.
Optionale ICP-Ionenquelle für höchste Stabilität
Als Option steht eine ICP-Sauerstoffplasmaquelle zur Verfügung. Im Vergleich zu klassischen Duoplasmatron-Quellen liefert sie einen höheren Ionenstrom, eine längere Standzeit und eine verbesserte Strahlstabilität – das erweitert den nutzbaren Dynamikbereich der Messung und ist besonders für sehr kleine Strukturen sowie für den Einsatz mit hohen Anforderungen an Langzeitstabilität von Vorteil.
Nahtloser Probentransfer ohne Luftkontakt
Mit einer standardisierten Transfer-Vessel-Lösung lassen sich Proben instrumentenübergreifend transportieren, ohne dass sie mit Umgebungsluft in Kontakt kommen. Das ist besonders dann wichtig, wenn Materialien empfindlich auf Oxidation oder Kontamination reagieren und Ergebnisse über mehrere Analysetechniken hinweg konsistent bleiben sollen.
Warum PHI ADEPT 2?
Die PHI ADEPT 2 tritt nicht als Ersatz für hochspezialisierte magnetische Sektor-SIMS-Systeme an, sondern als leistungsfähige und zugleich wirtschaftliche Alternative für den industriellen SIMS-Alltag. Seine Stärken liegen dort, wo Geschwindigkeit, einfache Bedienbarkeit, ein hoher Automatisierungsgrad und ein überschaubarer Investitionsaufwand gefragt sind – etwa in der Routineanalytik und in der Produktionsüberwachung. Das ausgezeichnete Vakuumniveau des Systems bietet zudem klare Vorteile bei der Analyse leichter Elemente wie Wasserstoff und Kohlenstoff.
Kurz gesagt: Die PHI ADEPT 2 bringt hochpräzise Tiefenprofilanalytik dorthin, wo sie im Arbeitsalltag gebraucht wird – schnell, automatisiert und zuverlässig.
