二次イオン質量分析装置（SIMS）

摘要

二次イオン質量分析装置（SIMS）は，試料表面にイオンビームを照射し，その際に放出される二次イオン（イオン化した放出粒子）を質量分析することにより，試料表面物質の構成元素の定性·質量分析を行う装置である。なお測定時には深さ方向の分布に関する情報も同時に得られる。 SIMSは基本的に破壊分析であり，AES，XPS／ESCAなどと比べ深さ方向に高感度で，さらに全元素を分析できるという特長がある。また，材料構成原子を直接イオンとして検出することから，検出感度が高くppbレベルでの分析も可能となっている。分析対象となるのは固体材料一般で，各種固体材料の極微量不純物の分析，各種デバイスなどの表面及び界面評価，表面汚染物質の同定同位体測定などに用いられている。 SIMSは質量分析計の違いにより，二重収束型（セクター型），四重極型（Qポール型），飛行時間型（TOF型）に分類できる。感度そのものはセクター型が高くなっており，セクター型とQポール型がいわゆるダイナミックSIMS（深さ方向分析，破壊分析）で，TOF型はスタティックSIMS（極表面分析，ほぼ非破壊分析）である。ただ近年ではArガスクラスターイオン銃（以下ArGCIBと表記）により，TOF型でも高い深さ分解能が実現できるようになっており，その影響もあってQポール型は実績なしが続いている。