AttoMap-200
市场上最高的空间分辨率
大样品台行程及空间
核心优势:
✲ 高分辨率实验室microXRF
通过光学器件实现低至数微米 (3-5 µm) 的高分辨率
✲ 亚 ppm 灵敏度
使用Sigray的软件包,令能量可调性达到百万分之一 (ppm) 级别
✲ 能量可调性
利用多达5种不同的入射X射线光谱最大限度地提高效率和灵敏度
✲ 大样品台行程及空间
能进行无人监督的过夜扫描。还能结合其他相关技术,如拉曼光谱等.
市场上分辨率最高的 XRF 显微镜
微束X射线荧光(microXRF)为成分分析提供出色的灵敏度,其灵敏度通常是基于电子的谱学的1000倍(ppm vs. ppt)。而限制实验室microXRF的主要因素是可实现的束斑尺寸,通常约为 20-50 µm。Sigray AttoMap通过使用Sigray 专利性的X射线聚焦光学器件,实现了数微米 (3-5 µm)的最高空间分辨率。与其他实验室microXRF使用的多毛细管光学透镜相比,这些X射线聚焦光学透镜的效率要高得多,并且得到的光斑尺寸要小得多。
亚 ppm 灵敏度(亚飞克级)
AttoMap在亚飞克的绝对检测限和百万分之一的相对检测限上实现了前所未有的灵敏度。这使得人们能高效地进行微量元素分布的显微观察。该系统的准确性和速度是各先进半导体公司采用 AttoMap来监控涉及痕量级掺杂物的过程的原因。
钴的阶梯测量显示检测下限(LLD)为 0.03埃的等效膜厚度,或约8.75 x 1012 原子/cm2
高效率及高灵敏度下的能量可调性
X射线荧光高度依赖于出射X 射线的能量。荧光截面可以变化几个数量级,如表(已指定某几种元素)中所示。Sigray 的AttoMap-200可通过软件轻松选择多达5种靶材,包括硅基源和金基源等特殊靶材,以确保对多种元素的灵敏度。而其他X射线源仅有一种X 射线靶材,这仅能提升部分材料的灵敏度和效率。
作为X 射线源靶材的几种元素的荧光截面(单位为靶/原子,barns/atom)。
正如您所看到的,荧光截面可能会根据X射线靶材选择不同而变化几个数量级!
下图直观地展示了 X 射线源靶材选择对能量可调性的影响,其中比较了使用钨(W)靶和钼(Mo)靶成像的毒砂样品。
毒砂样品中砷的比较。由于Mo的As荧光截面明显优于W砷的灵敏度显着提高
大样品台行程及空间
AttoMap-200 坚固耐用的载物台可容纳大样品或多个样品(用于自动过夜扫描)。 样品可以包括300 毫米晶圆和大型岩芯样品。设备内部空间还可以改造和升级,例如集成拉曼光谱。
系统特点
✲ 有专利的高亮度X射线源,其亮度领先其他microXRF系统中使用的X 射线源的50倍,并在单个源中可以提供多达5种不同的光谱。
✲ X射线光学透镜与传统多毛细管microXRF系统相比具有优势
✲ 各种灵活且直观的软件操作流程。不管是矿物学还是晶圆图案识别。还有灵活且可定制的交互式笔记本(Jupyter Notebook)以及重量百分比的基本参数分析
具有专利的多靶超高亮度X射线源
Sigray 的X射线源与X射线光学透镜结合使用时,其亮度领先其他microXRF 系统的光束(光源+光学透镜)50 倍以上。该X射线源通过专利设计来实现这一点,其中多种靶材与金刚石处于最佳热接触状态,而金刚石具有优异的导热性能。金刚石的快速冷却可以使 X 射线源承受更高的功率负载,从而产生强 X 射线束。这种热效益使得更多的材料可以用作 X 射线源靶材,每种材料都会在特定能量产生强特征 X 射线。AttoMap-200光源最多可以定制4种靶材,从而允许软件为您的样品选择最佳的谱。在前面的例子中可以清楚地看到能量可调的效果。
为AttoMap-200 X 射线源最多选择5个元素。上面给出了示例,也可以根据要求提供其他目标(例如 Ag 等)。
X射线透镜:双抛物面反射镜透镜
对于任何 microXRF系统的性能而言,聚焦 X 射线光学透镜的重要性可与 X 射线源相媲美。Sigray 是 X 射线光学透镜的领先制造商,也是唯一能够制造AttoMap系统中使用的X射线光学透镜的制造商。其他microXRF系统通常使用多毛细管光学透镜将 X 射线聚焦到样品上的一个点上。
多毛细管(左)由于色差(X 射线能量较低,光斑尺寸较大),会产生模糊的焦点。
而Sigray 的光学透镜(右)产生单一紧密聚焦的“笔形光束”,没有色差。
AttoMap 软件
AttoMap-200附带一套可扩展且直观的软件。该软件根据感兴趣的应用有着各自的优势:
半导体:自动图样识别可实现晶圆上基于选定方案的高效点分析。
地质学:通过基于人工智能的聚类算法进行矿物学分类,来分割颗粒并根据元素成分识别其矿物学种类。
材料科学和生命科学:通过软件图形界面进行有标准或无标准的基本参数分析,得到重量百分比。Sigray还为对批量标准化测量感兴趣的用户提供了Jupyter Notebook,对Python有一定了解的用户可以轻松进行拓展或修改。
软件功能包括:单文件和多文件分析、谱拟合和去卷积、无标准的基本参数 (fundamental parameter,FP) 定量分析模型工具、使用 FP 模型的相对重量百分比计算、使用机器学习的谱聚类、谱分解、光学和荧光图像叠加和系统的可扩展性。
应用
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矿物学
利用扫描电子显微镜(SEM)进行自动化矿物学分析已成为自然资源勘探和过程监测的主要方法。AttoMap通过提供比SEM-EDS高出1000倍的微量元素成分面分析灵敏度,为基于SEM的矿物学研究提供了强有力的补充。该系统配备直观的软件,能够实现基于人工智能的颗粒分割与矿物鉴定。此外,AttoMap-310在轻元素(如B、C、O、N、P等)的检测灵敏度方面也达到了前所未有的水平。
使用Sigray的AttoMap进行矿物学面扫描分析(左),与AttoMap获取的相关光学图像(右上)以及同一样品的扫描电子显微镜-能谱分析(SEM-EDS)图像。
在地质岩石中面扫描分析了氧(绿色)、磷(红色)、砷(粉红色)、钙(蓝色)和铜(金黄色)的分布。
感谢印度孟买印度理工学院的S.S. Chinnasamy博士提供此数据。
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生命科学与金属组学
AttoMap最初是为生命科学研究而设计的,得到了美国NIH的资助。在生命科学领域的应用包括研究与微量元素(如铁和铜)失调相关的病理状态(例如癌症和威尔逊病)、注射后纳米颗粒药物的分布情况,以及环境中污染物的吸收等。
水蚤(Daphnia)的元素通道研究
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半导体
AttoMap已被多家领先的半导体公司广泛应用于监测掺杂和测试图案上超薄膜。该系统能够在真空环境中对有机污染物及低原子序数(Z)材料(如硼)进行痕量级别的测量。此外,AttoMap的导航软件具备光学模式识别功能,可实现无人管路、基于配方的点采集,从而在测试台上以极高灵敏度分析关键半导体元素残留,如氮化钛(TiN)、锗(Ge)、铝(Al)和氮化钼(Mo2N)。
在AttoMap上测试中的300mm晶圆
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环境/植物学
同步辐射X射线荧光(XRF)技术已成为许多植物科学家研究元素分布的重要工具。这类研究涵盖了金属在光修复过程中的吸收(以恢复环境)、营养物质的吸收,以及具有抗旱性和改善营养成分等优良特性的转基因植物的分析。
超富集幼苗
AttoMap-200的技术规格:
参数 | 规格 | |
整体参数 | 空间分辨率 | 配备高分辨率光学透镜时:低至3-5 μm 配备标准光学透镜时:7-10 μm |
检测灵敏度 | 亚 ppm 相对检测灵敏度,可以对痕量元素成像。 绝对灵敏度:皮克 (Picogram) 至飞克 (femtogram)( 决定于元素和检测时间 ) |
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光源 | 类型 | Sigray 专利高亮度微聚焦 X 射线源 |
靶材 | 最多可选择5种靶材。 可从 Si、Cr、Cu、Rh、W、Mo、Au、Ti、Ag 中选择。 其他可根据要求提供。 |
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功率 | 电压 | 50W | 20-50 kVp | |
X射线聚焦镜 | 类型 | Sigray独有的双抛物面型X射线聚焦透镜 |
传输效率 | ~80% | |
倍率 | 默认1:1 放大倍率 有可选的聚焦能力更强的聚焦镜(用于达到更高分辨率) |
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内壁涂层 | 铂,用于提高光学透镜的收集效率。 | |
探测器 | 种类 | 硅漂移探测器(SDD) |
能量分辨率 | <129 eV (Mn-Ka) | |
尺寸 | 尺寸大小 | 137cm W x 167cm H x 98cm D |
样品台移动范围 | 标准:200 x 200 mm 对半导体晶圆可升级到:300 x 300 mm |
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最大样品尺寸 | 300 x 300 mm | |
附加功能 | 其它功能和模块 | 集成式光学显微镜及透射式 X 射线显微镜 |
软件 | Sigray Composition (有图形界面的分析工具) Semiconductor Acquisition Jupyter notebooks(可根据要求提供) |