Analyse ultradünner Schichten:
In der Halbleiterfertigung werden extrem dünne Schichten (oft nur wenige Atomlagen dick) auf Wafer aufgebracht. TOF-SIMS kann diese Schichten chemisch und räumlich auflösen, um beispielsweise Verunreinigungen oder Dotierungen zu erkennen.

3D-Tiefenprofilierung:
TOF-SIMS kann durch kontrollierte Abtragung der Oberfläche (Sputtern) ein dreidimensionales chemisches Profil erstellen. Dies ist beispielsweise für das Verständnis der Materialverteilung in Transistorstrukturen von entscheidender Bedeutung.

Molekulare Identifizierung:
Tandem-MS kann verwendet werden, um Moleküle mit derselben Masse, aber unterschiedlichen Strukturen zu unterscheiden – beispielsweise isomere Verbindungen oder Abbauprodukte von Prozesschemikalien.

Fehleranalyse und Qualitätssicherung:
Wenn eine Komponente ausfällt, kann TOF-SIMS dabei helfen, Rückstände, Verunreinigungen oder Prozessfehler zu identifizieren – oft bis auf molekularer Ebene.

Prozessoptimierung:
Durch die genaue Analyse von Schichtzusammensetzungen und Grenzflächen können Fertigungsprozesse spezifisch angepasst werden, um die Ausbeute und Zuverlässigkeit zu verbessern.