XPS X光光电子能谱仪
材料经由带有能量的X光照射后形成光电效应，将内层轨域的电子激发产生光电子，只有在样品表面所产生的光电子才能脱逸出而被测得，此被激发的光电子经侦检器分析后，可测得光电子束缚能的能谱；由于不同元素、不同轨域所产生的光电子束缚能不同，所以可由束缚能得知此光电子来自于哪一种元素的哪一层轨域。
当元素与不同元素键结时，由于键结的电荷密度不同会导致光电子束缚能有些许改变，当氧化态越高其束缚能越高，可由此束缚能的改变得知其化学键结。
分析应用
1. 表面污染/异常之分析：
由于光电子来自于最表面的1nm-10nm，且XPS具有化学键结分析的能力，能针对表面的异常分析得知其成份与键结讯息，如针对颜色异常、表面缺陷或金属腐蚀进行分析。
2. 薄膜成份及纵深分析：
可由XPS得知薄膜的成分及比例，同时可搭配氩离子蚀刻作纵深分析。
3. 金属表面氧化程度及氧化层厚度判定：
可得知金属之表面比例、氧化程度, 表面氧化层厚度可透过非破坏性的分析(适用于膜厚小于10nm)或破坏性的纵深分析估计。
4. 金属材料功函数之分析：
可由XPS得知金属材料之功函数。
机台种类
图-1 XPS/ESCA (Thermo K-alpha, K-alpha+)
图-2 (最新机台) XPS/ESCA (ESCALAB Xi+)
最新机台[ESCALAB Xi+]之特色与应用
[ ESCALAB Xi+ ] 特色：
- 微区分析之平面解析度可至5um
- 光电子影像提供精确定位分析
- 分子离子枪可减少离子蚀刻所导致的样品损伤
- 全能谱平面分布分析有助未知物鉴定
- Energy band gap 与能带结构分析
- H 含量分析
- 同位素分析
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图-3 (a) Parallel Image
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图-4 (b) Spectrum for Interested Area
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图-5 (c) Cluster-cleaned Prevent Ta Reduction
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图-6 (d) Depth profile by using MAGCIS
应用实例
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图-7 (a) Adhesion failure issue
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图-8 (b) Identification of photo resist residue
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图-9 (c) Surface contamination
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图-10 (d) Depth profiling
图-11 (e) Work function
常见问题
Q1. 请问 XPS 样品大小限制 ?
A. 样品大小建议为长宽约为1cmx1cm、高度约为0.5cm以下，超过或小于此样品大小，请与技术单位讨论。
平面解析度可达5um，分析面积可达900um，可依分析需求可提供最适化的分析方案。
平面解析度可达5um，分析面积可达900um，可依分析需求可提供最适化的分析方案。
Q2. XPS 跟 EDS 的差別 ?
A. XPS主要分析表面约0~10nm的元素成份，且可以分析原子序3 (Li)以上的元素；EDS侦测元素深度约1~3um，侦测的原子序为5以上，且较轻的元素灵敏度不高。
EDS为半定量分析, XPS定量较准确；若分析目的是要看较表层的元素成份，建议可由XPS分析。
EDS为半定量分析, XPS定量较准确；若分析目的是要看较表层的元素成份，建议可由XPS分析。
Q3. 请问不导电的样品 (例如玻璃) 是否能分析 ?
A. 可以，因为XPS分析入射源为光束，且分析时会同时开启Flood Gun进行电荷补偿，增加分析过程的导电性。
Q4. 请问若只做元素成份分析送样，一般交期是多久 ?
A. 一般收到样品确认完需求，1-3个工作天会提供报告。
Q5. XPS 除了做表面元素成份分析还能做什么 ?
A. 除了做元素成份分析，还可以做纵深分析、化态键结、功函数、成分平面分布等分析。
可依您的分析目的做进一步讨论，再提供分析建议帮助您找出问题，提供最佳的解决方案。
可依您的分析目的做进一步讨论，再提供分析建议帮助您找出问题，提供最佳的解决方案。
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