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2025-04-24 17:24:54電感耦合等離子
電感耦合等離子（ICP）是一種高溫電離源，通過將樣品氣溶膠引入高頻電磁場中，使樣品離子化。ICP具有檢測限低、線性范圍廣、精密度高等特點，是元素分析領(lǐng)域常用的技術(shù)手段。它廣泛應(yīng)用于環(huán)境、地質(zhì)、生物、材料等多個科學(xué)領(lǐng)域，用于痕量元素的定性及定量分析。ICP技術(shù)能同時分析多種元素，且干擾較少，是實驗室中重要的無機(jī)分析儀器之一。

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2019-06-24 10:47:35單顆粒電感耦合等離子體質(zhì)譜分析法的原理與應(yīng)用
      納米技術(shù)是一個快速發(fā)展的新興領(lǐng)域，其發(fā)展和前景也給科學(xué)家和工程師們帶來了許多巨大的挑戰(zhàn)。納米顆粒正在被應(yīng)用于眾多材料和產(chǎn)品之中，如涂料（用于塑料、玻璃和布料等）、遮光劑、KJ繃帶和服裝、MRI造影劑、生物醫(yī)學(xué)元素標(biāo)簽和燃料添加劑等等。然而，納米顆粒的元素組成、顆粒數(shù)量、粒徑和粒徑分布的同步快速表征同樣也是難題。對于無機(jī)納米顆粒，Z為滿足上述特點的技術(shù)就是在單顆粒模式下應(yīng)用電感耦合等離子體質(zhì)譜分析法（ICP-MS）。使用ICP-MS分析單納米顆粒時，需要采用有別于溶解元素測量的另一種不同方式。本文介紹了單顆粒ICP-MS測量背后的理論，并通過溶解態(tài)元素的分析進(jìn)行比較，提出差異。了解單顆粒ICP-MS分析      如需通過ICP-MS有效地檢測和測量單納米顆粒，則需以不同于溶解樣品分析時的方式操作儀器。溶解樣品和單納米顆粒分析的響應(yīng)信號如圖1所示。在圖1a中，穩(wěn)態(tài)信號來自于溶解元素的測量；檢測單顆粒時的信號呈現(xiàn)脈沖狀，如圖1b中60 nm銀顆粒檢測信號所示。在圖1b中，每個峰代表一個顆粒。數(shù)據(jù)采集方式的差異是理解單顆粒分析的關(guān)鍵，要理解這部分內(nèi)容，Z為簡單的方法就是分析與比較溶解態(tài)元素和顆粒測量時所涉及的流程。使用ICP-MS進(jìn)行溶解態(tài)分析      在測量溶解態(tài)元素時，氣溶膠進(jìn)入等離子體，液滴得到去溶劑化與電離化。產(chǎn)生的離子進(jìn)入四極桿，通過其質(zhì)荷比（m/z）進(jìn)行分辨。四極桿在各質(zhì)荷比（m/z）停留一段時間，然后移動到下一質(zhì)荷比（m/z）；各質(zhì)荷比（m/z）的分析時間被稱作“駐留時間”。在各駐留時間的測量完成之后，執(zhí)行下一次測量之前，通過一定時間進(jìn)行電子器件的穩(wěn)定。該時間段被稱作“穩(wěn)定時間”，即暫停和處理時間。在分析溶解態(tài)元素時，產(chǎn)生的信號基本上屬于穩(wěn)態(tài)信號，如圖2a所示。然而，考慮到駐留時間和穩(wěn)定時間，由于存在電子器件的穩(wěn)定時間，因此檢測信號其實是不連續(xù)的，而這是納米顆粒分析時的一個關(guān)鍵點（圖2b）。圖1. a）溶解分析物測量的連續(xù)信號；b）60 nm銀納米顆粒測量的信號。對于溶解態(tài)離子，因為元素溶解并產(chǎn)生連續(xù)信號，所以錯過的部分信號并不重要。使用ICP-MS進(jìn)行單顆粒分析       以相同于溶解態(tài)溶液的方式，將水溶液中的顆粒引入等離子體。當(dāng)液滴在等離子體中去溶劑化時，產(chǎn)生的顆粒經(jīng)過電離化產(chǎn)生大量離子（每個顆粒形成一個離子云）。隨后，離子進(jìn)入四極桿。然而，使用傳統(tǒng)的ICP-MS數(shù)據(jù)收集方式，且在駐留時間和穩(wěn)定時間之間交替時，無法始終檢測到離子云。例如，如果離子云恰好落在駐留時間窗口內(nèi)，則可以被檢測到。否則，如果離子云在穩(wěn)定時間內(nèi)進(jìn)入四極桿或到達(dá)檢測器，則無法被檢測到，從而導(dǎo)致計數(shù)不準(zhǔn)確。如圖3a所示，如果單顆粒（“信號”峰）的離子云落在駐留時間窗口之外，則可能無法被檢測到。如圖3b所示，當(dāng)單顆粒的離子云落入駐留時間窗口內(nèi)時，可以檢測到該離子云。當(dāng)快速連續(xù)檢測到多個顆粒時，所得到的信號是一系列峰，各個峰都來自于某一顆粒，具體如圖3c所示。圖2. a）溶解態(tài)元素測量的連續(xù)信號；b）連續(xù)信號，其駐留時間和穩(wěn)定時間重疊，僅在停留時間內(nèi)收集數(shù)據(jù)。單顆粒ICP-MS的時間參數(shù)       圖4顯示的是ICP-MS分析中涉及的時間參數(shù)。三個坐標(biāo)軸分別代表信號強(qiáng)度、質(zhì)荷比（m/z）和時間。對于常規(guī)/溶解態(tài)分析，質(zhì)荷比軸和信號強(qiáng)度軸的重要性Z高：所得出的譜圖是m/z與信號強(qiáng)度的圖表。在考慮四極桿從質(zhì)荷比到質(zhì)荷比的移動速度時，時間軸具有重要意義，而此參數(shù)被稱為“四極桿掃描速度”。在測量瞬態(tài)信號的多個元素（如激光燒蝕和多元素形態(tài)分析）時，四極桿掃描速度具有重要作用。圖3. a）單納米顆粒的信號落在駐留時間/測量窗口之外，因此未被檢測到；b）單納米顆粒的信號落入駐留時間/測量窗口內(nèi)，因此被檢測到；c）多個納米顆粒的信號落入駐留時間/測量窗口內(nèi)并被檢測到。圖4. ICP-MS分析的時間參數(shù)。      在測量單個m/z的瞬態(tài)信號時，時間軸具有較高的重要性，因為必須獲取足夠的數(shù)據(jù)點以形成一個數(shù)據(jù)峰。例如，使用HPLC/ICP-MS時，通常4-10點/秒足以形成一個峰。HPLC峰與單顆粒信號之間的對比顯示，各顆粒離子團(tuán)的峰寬度通常是HPLC產(chǎn)生的峰寬的千分之一。因此，單顆粒分析獲取數(shù)據(jù)的速度必須非?？?。時間軸變?yōu)椤八矐B(tài)數(shù)據(jù)采集速度”，其中涉及駐留時間和穩(wěn)定時間。瞬態(tài)數(shù)據(jù)采集速度越快，系統(tǒng)就越適用于單顆粒分析。      在單顆粒ICP-MS中，瞬態(tài)數(shù)據(jù)的采集速度由兩個參數(shù)組成：駐留時間（讀取時間）和穩(wěn)定時間（暫停和處理時間）。十分重要的是，ICP-MS采集信號所需的駐留時間少于顆粒瞬態(tài)時間，從而避免因部分顆粒合并、顆粒重合和團(tuán)聚/聚集產(chǎn)生的錯誤信號。穩(wěn)定時間越短，顆粒遺漏的可能性就越小。圖5展示了駐留時間（100μs）和時間窗口恒定的條件下，縮短穩(wěn)定時間的重要性。如圖5a所示，僅有兩個100μs的窗口用以檢測顆粒；其余時間暫停采集信號，無法獲取數(shù)據(jù)。在這種情況下，一秒鐘內(nèi)僅進(jìn)行約100次測量。因此，大部分時間都被浪費了。圖5b采用相同的駐留時間窗口，但穩(wěn)定時間為100μs。因此，測量和尋找納米顆粒所花費的時間更長，即一秒鐘內(nèi)進(jìn)行約5,000次測量。但是，仍然有一半的時間被浪費了。圖5c顯示的是不存在穩(wěn)定時間的理想情況。一秒鐘內(nèi)可進(jìn)行10,000次測量，不存在時間浪費的情況，所有時間皆用于尋找納米顆粒，這是單顆粒ICP-MS的理想情況。圖5.穩(wěn)定時間和駐留時間對ICP-MS測量的影響：a）沉穩(wěn)定時間比駐留時間長得多；b）穩(wěn)定時間等于駐留時間；c）不存在穩(wěn)定時間。圖6.駐留時間和穩(wěn)定時間對單納米顆粒測量的影響：a）檢測到兩個顆粒；b）檢測到一個顆粒；c）檢測到一個顆粒的前半部分；d）檢測到一個顆粒的后半部分；e）未檢測到顆粒。單顆粒多次測量：理想情況       參見圖6了解快速數(shù)據(jù)采集在單顆粒測量過程中的重要性。在該圖中，上部表示單顆粒脈沖，其與駐留時間和穩(wěn)定時間相關(guān)，而下部則表示相應(yīng)的質(zhì)譜儀響應(yīng)（強(qiáng)度對時間）。如圖6a所示，在單一駐留時間窗口中檢測到兩個顆粒，導(dǎo)致響應(yīng)強(qiáng)度相當(dāng)于檢測到一個顆粒時的兩倍，此時并非理想情況。如果儀器駐留時間超過納米顆粒的瞬態(tài)脈沖，則很容易遇到這種情況。如圖6b所示，在駐留時間窗口中檢測到單個顆粒，產(chǎn)生的信號是圖6a的一半大小，得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。圖6c和圖6d顯示的是不理想的情況，其中僅檢測到顆粒的部分離子脈沖，信號強(qiáng)度因此較小，無法jing準(zhǔn)確定顆粒的尺寸。圖6e顯示的是Z不理想的情況，其中的顆粒落在駐留時間窗口之外，并未被檢測到。這些例子證明了快速連續(xù)數(shù)據(jù)采集功能的重要性。在該功能中，數(shù)據(jù)的連續(xù)采集不受到穩(wěn)定時間的影響，保證了顆粒計數(shù)的準(zhǔn)確性，使每個進(jìn)入等離子體的顆粒都被納入計數(shù)。      快速連續(xù)數(shù)據(jù)采集的另一個好處是可以從單個顆粒獲得多個數(shù)據(jù)點，從而消除顆粒遺漏，或僅檢測到顆粒部分離子云的情況。圖7顯示了具體的測量方法。如圖7a所示，來自單個顆粒的信號經(jīng)過多次測量。將各時間片段的信號繪制成圖，構(gòu)成一個峰。當(dāng)檢測到多個顆粒時，產(chǎn)生的峰是一系列時間片段，具體如圖7b所示。       圖8a和8b顯示了數(shù)據(jù)點如何繪制為單顆粒的信號峰。如圖8a所示，以快速連續(xù)模式（無穩(wěn)定時間）收集數(shù)據(jù)時，駐留時間為100 μs。在前1.6秒，可以看出峰由6個點確定。如圖8b所示，駐留時間減少至50 μs，可使獲取的數(shù)據(jù)點達(dá)到兩倍之多。因此，峰形由12個點確定，峰形更加明確。這一示例證明了盡可能多采集數(shù)據(jù)點的好處。圖7.各顆粒多個測量值的測量對以下方面的影響：a）單顆粒；及b）順序檢測的多顆粒。圖8.取得各顆粒多個測量值的能力：a）各顆粒的6個數(shù)據(jù)點；b）各顆粒的12個數(shù)據(jù)點。總結(jié)如上文所述，相較于溶解態(tài)元素的測量，使用ICP-MS測量單顆粒有著很大不同。在測量單顆粒時，Z重要的因素是獲取數(shù)據(jù)的速度：由于顆粒電離時間大約為微秒級，因此關(guān)鍵的是保證快速數(shù)據(jù)采集，以及在多次測量之間消除穩(wěn)定時間。連續(xù)測量功能支持單顆粒電離后被多次讀數(shù)，這有助于更為準(zhǔn)確地確定顆粒尺寸。對于單顆粒ICP-MS分析，在小于或等于100 μs的駐留時間內(nèi)進(jìn)行連續(xù)數(shù)據(jù)采集是納米顆粒精確計數(shù)和粒度確定的Z重要儀器要求。
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2018-04-01 09:45:02電感耦合等離子質(zhì)譜工作原理
想知道質(zhì)譜儀的簡單工作原理 ？
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2023-03-14 12:04:54等離子去膠機(jī)（Plasma Cleaner）
等離子去膠機(jī)（Plasma Cleaner） 為何要去除光刻膠？在現(xiàn)代半導(dǎo)體生產(chǎn)過程中，會大量使用光刻膠來將電路板圖圖形通過掩模版和光刻膠的感光與顯影，轉(zhuǎn)移到晶圓光刻膠上，從而在晶圓表面形成特定的光刻膠圖形，然后在光刻膠的保護(hù)下，對下層薄膜或晶圓基底完成進(jìn)行圖形刻蝕或離子注入，最后再將原有的光刻膠徹底去除。去膠是光刻工藝中的最后一步。在刻蝕/離子注入等圖形化工藝完成后，晶圓表面剩余光刻膠已完成圖形轉(zhuǎn)移和保護(hù)層的功能，通過去膠工藝進(jìn)行完全清除。光刻膠去除是微加工工藝過程中非常重要的環(huán)節(jié)，光刻膠是否徹底去除干凈、對樣片是否有造成損傷，都會直接影響后續(xù)集成電路芯片制造工藝效果。 半導(dǎo)體光刻膠去除工藝有哪些？半導(dǎo)體光刻膠去除工藝，一般分成兩種，濕式去光刻膠和干式去光刻膠。濕式去膠又根據(jù)去膠介質(zhì)的差異，分為氧化去膠和溶劑去膠兩種類別。干式去膠適合大部分去膠工藝，去膠徹底且速度快，是現(xiàn)有去膠工藝中zui好的方式。 一、等離子去膠機(jī)簡述：氧等離子去膠是利用氧氣在微波發(fā)生器的作用下產(chǎn)生氧等離子體，具有活性的氧等離子體與有機(jī)聚合物發(fā)生氧化反應(yīng)，使有機(jī)聚合物被氧化成水蒸汽和二氧化碳等排除腔室，從而達(dá)到去除光刻膠的目的，這個過程我們有時候也稱之為灰化或者剝離。氧等離子去膠相比于濕法去膠工藝更為簡單、適應(yīng)性更好，去膠過程純干法工藝，無液體或者有機(jī)溶劑參與。當(dāng)然我們需要注意的是，這里并不是說氧等離子去膠工藝100%好于濕法去膠，同時也不是所有的光刻膠都適用于氧等離子去膠，以下幾種情形我們需要注意：① 部分穩(wěn)定性極高的光刻膠如SU-8、PI（聚酰亞胺），往往膠厚也比較大，純氧等離子體去膠速率也比較有限，為了保證快速去膠，往往還會在工藝氣體中增加氟基氣體增加去膠速率，因此不只是氧氣是反應(yīng)氣體，有時候我們也需要其他氣體參與；② 涂膠后形成類非晶態(tài)二氧化硅的HSQ光刻膠。由于其構(gòu)成并不是單純的碳?xì)溲?，所以是無法使用氧等離子去膠機(jī)來實現(xiàn)去膠；③ 當(dāng)我們的樣品中有其他需要保留的結(jié)構(gòu)層本身就是有機(jī)聚合物構(gòu)成的，在等離子去膠的過程中，這些需要保留的層也可能會在氧等離子下發(fā)生損傷；④ 樣品是由容易氧化的材料或者有易氧化的結(jié)構(gòu)層，氧等離子去膠過程，這些材料也會被氧化，如金屬AG、C、CR、Fe以及Al，非金屬的石墨烯等二維材料； 市面上常見氧等離子去膠機(jī)按照頻率可分為微波等離子去膠機(jī)和射頻等離子去膠機(jī)兩種，微波等離子去膠機(jī)的工作頻率為2.45GHz，射頻等離子去膠機(jī)的工作頻率為13.5MHz，更高的頻率決定了等離子體擁有更高的離子濃度、更小的自偏壓，更高的離子濃度決定了去膠速度更快，效率更高；更低的自偏壓決定了其對襯底的刻蝕效應(yīng)更小，也意味著去膠過程中對襯底無損傷，而射頻等離子去膠機(jī)其工作原理與刻蝕機(jī)相似，結(jié)構(gòu)上更加簡單。因此，在光電器件的加工中，去膠機(jī)的選擇更推薦使用損傷更小的微波等離子去膠機(jī)。 二、等離子清洗去膠機(jī)的工作原理：氧氣是干式等離子體脫膠技術(shù)中的首要腐蝕氣體。它在真空等離子體脫膠機(jī)反應(yīng)室內(nèi)高頻和微波能的作用下，電離產(chǎn)生氧離子、自由氧原子O*、氧分子和電子混合的等離子體，其間氧化能力強(qiáng)的自由氧原子（約10-20%）在高頻電壓作用下與光刻膠膜發(fā)生反應(yīng)：O2→O*+O*，CxHy+O*→CO2↑+H2O↑。反應(yīng)后產(chǎn)生的CO2和H2O然后被抽走。 三、等離子去膠機(jī)的優(yōu)勢：1、等離子清洗機(jī)的加工過程易于控制、可重復(fù)且易于自動化；使用等離子掃膠機(jī)可以使得清洗效率獲得更大的提高。整個清洗工藝流程幾分鐘內(nèi)即可完成，因此具有產(chǎn)率高的特點2、等離子掃膠機(jī)清洗對象經(jīng)等離子清洗之后是干燥的，不需要再經(jīng)干燥處理即可送往下一道工序，可以提高整個工藝流水線的處理效率；3、等離子掃膠機(jī)使得用戶可以遠(yuǎn)離有害溶劑對人體的傷害，同時也避免了濕法清洗中容易洗壞清洗對象的問題；4、避免使用ODS有害溶劑，這樣清洗后不會產(chǎn)生有害污染物，因此這種清洗方法屬于環(huán)保的綠色清洗方法；5、等離子去膠機(jī)采用無線電波范圍的高頻產(chǎn)生的等離子體與激光等直射光線不同，等離子體的方向性不強(qiáng)，這使得它可以深入到物體的微細(xì)孔眼和凹陷的內(nèi)部完成清洗任務(wù)，因此不需要過多考慮被清洗物體的形狀；6、等離子去膠機(jī)在完成清洗去污的同時，還可以改良材料本身的表面性能，如提高表面的潤濕性能、改良膜的黏著力等，這在許多應(yīng)用中都是非常重要的。 四、等離子去膠的主要影響因素：頻率選擇：頻率越高，氧越易電離形成等離子體。頻率太高，以至電子振幅比其平均自由程還短，則電子與氣體分子碰撞幾率反而減少，使電離率降低。一般常用頻率為 13.56MHz及2.45GHZ 。功率影響：對于一定量的氣體，功率大，等離子體中的的活性粒子密度也大，去膠速度也快；但當(dāng)功率增大到一定值，反應(yīng)所能消耗的活性離子達(dá)到飽和，功率再大，去膠速度則無明顯增加。由于功率大，基片溫度高，所以應(yīng)根據(jù)工藝需要調(diào)節(jié)功率。真空度的選擇：適當(dāng)提高真空度，可使電子運(yùn)動的平均自由程變大，因而從電場獲得的能量就大，有利電離。另外當(dāng)氧氣流量一定時，真空度越高，則氧的相對比例就大，產(chǎn)生的活性粒子濃度也就大。但若真空度過高，活性粒子濃度反而會減小。氧氣流量的影響：氧氣流量大，活性粒子密度大，去膠速率加快；但流量太大，則離子的復(fù)合幾率增大，電子運(yùn)動的平均自由程縮短，電離強(qiáng)度反而下降。若反應(yīng)室壓力不變，流量增大，則被抽出的氣體量也增加，其中尚沒參加反應(yīng)的活性粒子抽出量也隨之增加， 因此流量增加對去膠速率的影響也就不甚明顯。 五、等離子去膠機(jī)的應(yīng)用：1、光刻膠的去除、剝離或灰化2、SU-8的去除/ 犧牲層的去除3、有機(jī)高分子聚合物的去除4、等離子去除殘膠/去浮渣/打底膜5、失效分析中的扁平化處理6、表面沾污清除和內(nèi)腐蝕（深腐蝕）應(yīng)用7、清洗微電子元件，電路板上的鉆孔或銅線框架8、剝離金屬化工藝前去除浮渣9、提高黏附性，消除鍵合問題10、塑料的表面改型：O2處理以改進(jìn)涂覆性能11、產(chǎn)生親水或疏水表面
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空氣消毒機(jī)除了等離子 紫外線 臭氧 還有其他方式嗎？
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2022-08-25 11:12:04揭秘遠(yuǎn)程微波等離子去膠機(jī)
NPC-3500型微波等離子去膠機(jī)微波等離子去膠機(jī)工作原理：為了產(chǎn)生等離子，系統(tǒng)使用遠(yuǎn)程微波源。氧在真空環(huán)境下受高頻及微波能量作用，電離產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的游離態(tài)氧原子，它在高頻電壓作用下與光刻膠薄膜反應(yīng)，反應(yīng)后生成的 CO2 和 H2O 通過真空系統(tǒng)被抽走。CF4 氣體可以達(dá)到更快速的去膠速率，尤其對于難以去除的光刻膠也具備出色的去除能力。在微波等離子體氛圍中，活性氣體被等離子化，將跟光刻膠產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生產(chǎn)的化合物通過真空泵被快速抽走，可以達(dá)到高效的去膠效果。該去膠機(jī)微波源為遠(yuǎn)程微波源，轟擊性的離子將被過濾掉之后微波等離子進(jìn)入到工藝腔室參與反應(yīng)，因此可以實現(xiàn)無損的去膠。微波等離子去膠機(jī)主要用途：MEMS壓力傳感器加工工藝中光刻膠批量處理；去除有機(jī)或無機(jī)物，而無殘留；去膠渣、深刻蝕應(yīng)用；半導(dǎo)體晶圓制造中光刻膠及SU8工藝；平板顯示生產(chǎn)中等離子體預(yù)處理；太陽能電池生產(chǎn)中邊緣絕緣和制絨；先進(jìn)晶片(芯片)封裝中的襯底清潔和預(yù)處理；NANO-MASTER微波等離子去膠機(jī)系統(tǒng)優(yōu)勢：1）Downstream結(jié)構(gòu)，等離子分布均勻；2）遠(yuǎn)程微波，無損傷；3）遠(yuǎn)程微波，支持金屬材質(zhì)；4）批處理，一次可支持1-25片；5）微波等離子，可以深入1um以內(nèi)的孔隙進(jìn)行清洗；6）光刻膠去除的方式為化學(xué)方式，而非物理轟擊，可實現(xiàn)等離子360度全方位的分布；7）旋轉(zhuǎn)樣品臺，進(jìn)一步提高去膠的均勻性。8) 腔體內(nèi)無電極，更高潔凈度；9）微波波段無紫外排放，操作更安全；10）高電子密度，去膠效率高。
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空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)
近紅外化學(xué)計量
防霧檢測裝置
熱釋光劑量測量
氣體測試儀
土壤環(huán)境監(jiān)測
雙光子顯微鏡
vocs在線監(jiān)測系統(tǒng)
電感耦合等離子
中子發(fā)生器
輻射劑量率儀
氣體測試儀
高光譜成像技術(shù)
激光誘導(dǎo)擊穿光譜
摩擦色牢度儀
激光功率計
振動檢測儀
偏振光譜儀
閃爍探測器