化学分析サービス技術資料

微小異物分析のためのサンプリング技術
エレクトロニクス製品の歩留に大きな影響を与える異物は、いち早く分析することが要
求
されます。アイテスは各種サンプリング技術を駆使して迅速な分析結果をご報告します。
■ 多層膜中異物の特殊サンプリング技術
基板上金属薄膜に埋もれた異物
見
つ
め
る
と
視
え
て
く
る
ア
イ
テ
ス
分
析
技
術
金属膜エッチング
Siウェハ上に載変えサンプリング
FT-IR分析
多層薄膜中の異物
表面層の切り取り
Siウェハ上に載変えサンプリング
FT-IR分析
多層薄膜中の異物
ミクロトーム/FIB 薄片化
Siウェハ上に載変えサンプリング
FT-IR分析
■ さらに強化されたマイクロサンプリングツール
新規導入されたマイクロサンプリ
ングツールは、顕微鏡下でマニュ
ピュレータを用い、正確に狙った
異物を捕らえます。
5μmに満たない微小異物でも多
数集めてFT-IRにて測定すること
が可能です。
異物分析のための試料加工技術
エレクトロニクス製品の歩留に大きな影響を与える異物は、いち早く分析することが要
求
されます。アイテスは各種の試料加工技術を駆使して迅速な分析結果をご報告します。
■ 多層膜中に埋もれた異物の掘り出し
見
つ
め
る
と
視
え
て
く
る
ア
イ
テ
ス
分
析
技
術
Siウェハ上に載変えサンプリング
表面層の切り取り
多層薄膜中の異物
FT-IR分析
超音波振動する
切削刃を動かして
切削する
表面層の切り取り概念図
切削ツールの刃先
■ マイクロ切削ツールの概要
マイクロ切削ツールは超音波振動を
刃先に伝え顕微鏡下で、微細加工、
切削を行います。
仕様概要
・刃先の幅：50μm 又は100μm
・切削可能深さ：2～300μm 程度
・切削対象物：
樹脂、ガラス、Siウェハ、金属等
有機・無機異物の分析サービス
製造ラインやクリーンルーム等で発生するパーティクルをさまざまな手法で分析
し、異物を特定することにより、発生原因の解明につながります。
■ ラミネートフィルムの断面観察例
見
つ
め
る
と
視
え
て
く
る
ア
イ
テ
ス
解
析
技
術
白ベタ印刷のインクに塊状
のような箇所が有り、アルミ
箔が盛り上がっている。
PE層
アルミ箔
PET層
拡大
白ベタインクの粒子
白ベタ印刷層
断面光学顕微鏡観察
断面ＳＥＭ観察
＜考察＞
印刷PETの印刷面に球形のインクの塊が発生していた。また、インク
の塊は硬化しており、この為、アルミとの張り合わせ工程でアルミ箔に
盛り上がりを生じ、その箇所が表面観察時にフィッシュアイの様な点状
のものに見えていた可能性が考えられる。
表面観察（フィッシュアイ異物）
■ 基板上パーティクルのSEM-EDX分析例
有機溶剤等にて基板全面洗浄し、
フィルタリング後、低真空SEM観察
EDX元素分析スペクトル
＜考察＞
EDX分析結果より、異物は、製造装置可動部のアルミ部品と鉄
部品がこすれて発生した酸化アルミと酸化鉄の混合物と推測さ
れる
■ FT-IRによる異物分析事例
＜例１＞
IR Image 1644/1468 cm-1
Abs. Ratio = 0.20～0.10
IR Image 1084/1468 cm-1
Abs. Ratio = 6.20～0.00
b×
×
a×
SCAN
３５μｍ
３５μｍ
脂肪酸アミドの分布イメージング
珪酸塩の分布イメージング
異物の光学顕微鏡写真
1644 1468
＜考察＞
異物表面のイメージングデータ
より分析したい箇所のスペクト
ルを取得できます。分析結果か
ら、異物は、フィルムに含有する
滑剤である。
Absorbance
0.07
（縦軸個別スケール）
見
つ
め
る
と
視
え
て
く
る
c
0.06
a
0.05
0.04
b
0.03
0.02
0.01
c
d(b-a)
0.00
3000
ア
イ
テ
ス ＜例２＞
解
析
技
術
1084
2000
1500
Wavenumbers (cm-1)
ＩＲスペクトルデータ
1000
顕微ＦＴ－ＩＲ分析
80μ m
TFTアレイ基板上の異物の光
学顕微鏡写真
ＩＲスペクトルデータ
＜考察＞
TFTアレイ基板上の異物は、得られたスペクトルより、人体皮膚と思われる
お問合せ先
株式会社アイテス
URL：http://www.ites.co.jp
〒520-2392 滋賀県野洲市市三宅800番地
営業窓口 ： 品質技術部 清野 （[email protected] ）ＴＥＬ：077-599-5021、FAX：077-587-5901
波長分散型X線分光法による元素分析
波長分散型X線分光器 WDS はエネルギー分散型X線分光法 EDSでは分離できない
スペクトル上の近接元素を分離することができ、定量精度も向上します。
■ WDSとEDS検出方法の比較
分光結晶
電極層
電子プローブ
電極層
電子
見
つ
め
る
と
視
え
て
く
る
ア
イ
テ
ス
解
析
技
術
入射X線
正孔
回折X線
Si(Li)
分析点
発生X線
（試料）
入射窓
P層
増幅器
N層
検出器
波長分散型X線分光器
エネルギー分散型X線分光器
エネルギー分散型X線分光器（EDS）は、入射X線によって半導体中で発生する電子
と正孔対の個数よりX線のエネルギーを計算します。一方、波長分散型X線分光器
（WDS）はX線の回折現象を利用し、特定波長X線のみを計数します。一般に、WDS
の方が波長分解能、感度共に優れています。
■ WDSの応用（スペクトル上の近接元素 Mo, S, Clの分離）
(a) WDS spectrum
(c) ＷＤＸ map
Ｓ Kα
Ｍｏ Lα
Ｃ ｌ Kα
ＳＥＭ像
Ｓｔｄ Ｍｏ Lg
Ｍｏ
Ｓ
Ｃｌ
Ｍｏ
Ｓ
Ｃｌ
(d) ＥＤＸ map
(b) EDS spectrum
Mo S
Cl
ＳＥＭ像
モリブデン配線上のイオウ、塩素を含む異物の (a)WDS定性分析と(b)EDS定性分析、
(c)WDS面分析、(d)EDS面分析の結果：
WDSではモリブデン－イオウ、モリブデン－塩素の分離が可能であることがわかる。
イメージングFT-IRによる微小有機異物の分析
■ サービス概要
見
つ
め
る
と
視
え
て
く
る
1)
顕微ATR法：約5μm以上あれば異物のIRデータ取得可能
2)
面分布像：有機物の面内分布の観察が可能
3)
時間変化：秒単位で変化する有機物の状態測定が可能
■ 特徴
1） 測定方法：
イメージでデータ収集し、ピクセル単位でスペクトル表示
2） 測定領域：
透過法／反射法 175μm、ATR法 35μm
3） 空間分解能（ピクセルサイズ）：
透過法／反射法 5.5μm、ATR法 1.1μm
■ 適用例：ポリエチレンフィルム上の滑剤の分析
IR Image 1644/1468 cm-1
Abs. Ratio = 0.20～0.10
IR Image 1084/1468 cm-1
Abs. Ratio = 6.20～0.00
b×
c
×
a×
３５μｍ
滑剤の光学顕微鏡写真
Absorbance
0.06
３５μｍ
脂肪酸アミドの分布
珪酸塩の分布
1644 1468
0.07
（縦軸個別スケール）
ア
イ
テ
ス
分
析
技
術
1084
a
0.05
0.04
b
Si
0.03
0.02
0.01
Si
c
d(b-a)
0.00
3000
2000
1500
Wavenumbers (cm -1)
各ポイントのＦＴ－ＩＲスペクトル
1000
イメージングFT-IRによる有機多層膜の分析
多層フィルム断面構造解析
■ イメージングFT-IR
ミクロトームで薄片化した有機多層膜は透過法によるFT-IRイメージングにて有機膜の
層構成を調べることが可能です。
見
つ
め
る
と
視
え
て
く
る
測定領域：透過法／反射法 175μm、ATR法 35μm
空間分解能（ピクセルサイズ）：透過法／反射法 5.5μm、ATR法 1.1μm
■ 高機能多層フィルム断面のイメージングFT-IR分析
①
②
③
④
測定領域：175μm×175μm
ア
イ
テ
ス
分
析
技
術
(a) ミクロトーム薄片化後の多層フィルム試料
(b) IR image：1700cm-1のabsorbance
光学顕微鏡像
Si
(c) 各層のFT-IRスペクトル：①層と④層はポリエチレン、②層はPET、
③層はエチレン/アクリル酸共重合物と推定される。
FT-IRによる樹脂硬化度の測定
FT-IRスペクトルは有機材料の結合状態を敏感に反映するため、接着剤の硬化
反応の進行（硬化度）をモニターすることが可能です。
■ 樹脂の硬化度測定
見
つ
め
る
と
視
え
て
く
る
ア
イ
テ
ス
分
析
技
術
①未反応材料と100%反応後の材料のスペ
クトルを比較して、最も変化する領域を確認
します。
②未反応材料の硬化度を0％、反応後材料
の硬化度を100%とします。
③測定試料スペクトルのピーク強度を内挿し、
反応率（硬化度）を求めます。
ピーク強度変化
硬化度測定の手順
0
50
硬化度（％）
100
■ 応用例（紫外線硬化樹脂の硬化度測定）
未反応品
100%反応品
未知試料
(a) 全領域FT-IRスペクトル
未反応品
100%反応品
未知試料
(b) 部分拡大FT-IRスペクトル
(a) 全領域FT-IRスペクトル
にて 未反応品、100%反応品
と未知試料のピークを比較し、
最も顕著な違いが見られるの
は、780～850 cm-1であるこ
とがわかる。
(b) 部分拡大スペクトルの
ピーク強度より硬化度を求め
ると、およそ84%となり、硬化
が充分ではないことが判る。
ピーク位置よりアクリル基の
残存が認められる。
TOF-SIMSによる最表面微量汚染分析
■ 特徴
見
つ
め
る
と
視
え
て
く
る
1)
最表面に付着した無機・有機汚染の物質の同定が可能
2)
PPMレベルの高感度分析が可能
3)
最小5μm領域の点分析から5cm角までの広領域面分析が可能
■ 装置／ION TOF TOF-SIMS IV
分析イオン
Ga, Ar
スパッターイオン
Cs, Ar
検出方法
飛行時間型質量分析
リフレクター型
分析領域
最小分析領域：約５μm
分析深さ ： １～２nm
■ 適用例：液晶ディスプレイ中異物の分析
ア
イ
テ
ス
分
析
技
術
分析例
測定結果
液晶ディスプレイ内に見つかった異物の分析
有機系のフラグメント以外に、ナトリウム、カリウム、カルシウムが
検出された。人体に由来する異物の可能性が推測される。
Na
C2 H 3
K
Ca
C3 H 5
光学顕微鏡像
Si
Si
In
TOF-SIMSによる表面分析
TOF-SIMS (Time Of Flight Secondary Ion Mass Spectroscopy)は軽元素、
無機物から分子量の大きい有機物まで分析が可能です。
■ TOF-SIMSの原理と光学系

分析イオン：Ga, Ar スパッターイオン：Cs, Ar
Sample
ア
イ
テ
ス
分
析
技
術
2eV
m
C2H5 Na CH3 H2 H
Detector
E
Cs / Ar
V  2,000 V
L2m
イオン検出器
イオン源
Gaイオン源
100 µsec.
0.7 nsec.
H CH Na
3
H2
C2H5
0.7 nsec.
H CH Na
3
H2
C2H5
試料導入バルブ
5軸試料台
TOF-SIMSはパルス状の一次イオンを照射し、励起放出されたイオンの飛行時間により質量分析を
行います。質量の大きなイオン程、検出器に到達する時間が長くなり、質量の分離が出来ます。
■ TOF-SIMS 3つの分析モード
(a)
(b)
D21CS
1.E+05
C
BO
O
Si
F
P
Al
SnO2
1.E+04
Intensity(log)
見
つ
め
る
と
視
え
て
く
る
v
スペクトロメータ
1.E+03
1.E+02
1.E+01
フタロシアニングリー
ンの分子構造
1.E+00
0
(a) 緑顔料の高分解能質量スペクトル
(b) 薄膜a-Si太陽電池の深さ方向分析
(c) Siウェファー表面汚染の面分析
40
60
80
100
Cycle
(c)
高分解能スペクトル/深さ方向分析/面分析
20
120
140
160
180
TOF-SIMSによる界面活性剤残渣の分析
電子部品の製造には数多くの洗浄工程がありますが、しばしば界面活性剤残渣により
汚染問題が発生します。これらはTOF-SIMSによるイオンイメージ分析が有効です。
■ 試料の光学顕微鏡観察
見
つ
め
る
と
視
え
て
く
る
Si半導体のウェハプロセスにて観察された異物の元素
分析と同時に、その由来を確認するため、TOF-SIMSに
よるイメージ分析を行う。
左図中の赤枠は分析領域を示す。
試料の光学顕微鏡像
TOF-SIMSは無機物・有機物をppmオーダーの感度で
検出できるので、多くの情報を得ることができる。
■ TOF-SIMSによるイオンイメージ分析
強
ア
イ
テ
ス
分
析
技
術
イ
オ
ン
強
度
弱
TOF-SIMSにより次のようなフラグメント
イオンが検出された。従って、金属異物
（アルミ、鉄）の周辺にラウリル・ベンゼ
ン・スルホン酸（界面活性剤）の汚染が
あることが判明した。異物は洗浄工程よ
り発生していることが推定される。
C 12 H 25
SO 3
C18H29SO3- (m/e=325)
SO 3
C8H7SO3- (m/e=183)
無機イオン：Al、Fe、
有機イオン：C18H29SO3- (m/e=325)
：C8H7SO3- (m/e=183)
C 12 H 25
SO 3 Na
ラウリル・ベンゼン・スルホン酸（推定される汚染物質）
TOF-SIMSによる表面汚染・残渣分析
シリコンウェハ、ガラス基板、プリント配線基板など洗浄工程を必要とする、さまざまな
基板上の界面活性剤等の残渣あるいは目に見えない微量汚染物質の解析が可能です。
■ TOF-SIMSと他の分析法比較
見
つ
め
る
と
視
え
て
く
る
ア
イ
テ
ス
分
析
技
術
手法
分析可否
有機物
同定
検出感度
左表は一般的なSEM/EDSあるい
はFT-IRとTOF-SIMSを比較したも
のです。
SEM/EDS
×
×
%オーダー
FT-IR
×
○
%オーダー
TOF-SIMS
○
○
PPMオーダー
また、Siウェハ上汚染分析を
SEM/EDSとFT-IRで実施した結果
を下図(a)、(b)に示します。微量汚
染の場合、SEM/EDS、FT-IRでは
有効な結果が得られません。
O
NG
NG
NG
Si
(a) SEM/EDSによるSiウェハ汚染分析
(b) FT-IRによるSiウェハ汚染分析
■ TOF-SIMSによるSiウェハ汚染分析（イオンイメージマップ）
OK
左図はTOF-SIMSにて
取得した、15μm角領域
のSiウェハ上の汚染物
質イメージマップを示し
ます。
PPMオーダーの表面汚
染元素の分布が明瞭に
観察されます。
無機物、有機物を問わ
ず汚染物質の特定に有
効です。
TOF-SIMSによる界面分析
電子材料、ラミネートフィルムに多用される多層薄膜工程では、しばしば層表面汚染により界面
剥離問題が発生します。これらは多層膜の斜め研磨とTOF-SIMS分析を組合せた解析が有効です。
■ 試料の前加工（多層膜の斜め研磨のイメージ）
見
つ
め
る
と
視
え
て
く
る
ア
イ
テ
ス
分
析
技
術
a
多層膜の界面に存在する汚染物質を
分析するには、斜め研磨により、分析
部位を拡大する必要があります。
θ
斜め研磨の角度が小さいほど、拡大
の効果が増大します。
薄膜厚さ：a、研磨角度：θとすると下
記の関係式が成り立ちます。
分析領域
分析領域 :
a
sinθ
■ 斜め研磨多層膜（Alラミネート膜）試料のTOF-SIMS分析
左図(a)はアルミの表裏に
フィルムを接着したラミネー
トフィルムを斜め研磨した試
料面のSEM像を示します。
(a)
左図(b)はこの試料をTOFSIMSにより分析した、トータ
ル・イオン像を示します。
(b)
1mm
ナイロン層
ナイロン層＋接着層
接着層
アルミ層
接着層
このような斜め研磨を施す
ことにより界面汚染、剥離問
題の有効な情報を導き出す
ことが可能となり汚染物質
の分析結果から、発生する
製造工程を特定でき、早期
解決と良品率向上につなが
ります。
オージェ電子分光法による接合部分析
オージェ電子分光法は極表面層 数nm領域の元素分析が可能です。スパッター
エッチングと組合せることにより接合部界面の深さ方向分析も可能です。
■ Al／ITO TEGコンタクト不良の分析
コンタクト部
Al
Al
TEGコンタクト光学像
(b)
(a)
予めFIB加工を施すことにより、イオンミキシング効果を低減させ、界面酸化膜の
存在を明瞭に捉えることができます。
■ 半導体デバイスのボンディングパッド部深さ方向分析
100
100
90
90
(c)
80
70
60
Al
O
C
Si
50
40
30
20
ATOMIC CONCENTRATION (%)
ア
イ
テ
ス
分
析
技
術
(b) TEGコンタクト断面（FIB加工）
ITO
ITO
ATOMIC CONCENTRATION (%)
見
つ
め
る
と
視
え
て
く
る
(a) TEGコンタクト断面（加工無）
(d)
80
70
60
Al
O
C
Si
50
40
30
20
10
10
0
0
0
2
4
SPUTTER TIME (min.)
不良部 Alパッド
6
0
2
4
6
SPUTTER TIME (min.)
正常部 Al パッド
半導体素子のワイヤボンディング不良の発生したAlパッド部に対して、深さ方向分析
を行った結果、不良部パッドは正常部と比較して酸化膜が厚いことが判明した。また、
不良パッド部には表面に炭素が検出されており、有機物汚染の可能性も考えられる。
FE/AESによる半田付け界面の分析
フィールドエミッション電子銃を備えたオージェ電子分光法は非常に空間分解能の高い
元素分析が可能です。精密機械研磨の前処理を併用すると、半田付け部分の断面から
化合物の分布を高い空間分解能にて捉えることができます。
■ 試料の断面観察（機械研磨後のBGA半田付け部）
Sample.107.map:
2012 May 28 5.0 kV 0 nA FRR Sample.107.map:
Sample.107.map:
Sample.107.map:
試料の光学顕微鏡全体像 2012 May
光学顕微鏡拡大像
28 5.0 kV 0 nA FRR
P1
2012 May 28 5.0 kV 0 nA FRR Ni3
2012 May 28 5.0 kV 0 nA FRR
P1
P1
2518
Cu1
■ FE/AESによる面分析（元素マップ）
Cu1
Sn1
CuCu1
2518
2518
Sn
Sn1
F
Ag
Ag1
2605 1691
Ni
Ni3
Ni3
5μm
2883
2883
5μm
5μm
0.0 0.0
55μμmm
0.0
0.0
1691
50.0
Cu、Sn、Ni
Cu1+Sn1+Ni3
5 μ m
5 μ m
5μm
5μm
5μm
0.0
0.0
5μm
5μm
精密機械研磨法とFE/AESの組合せにより、高い空間分解能の元素マップを実現
0.0
0.0
0.00.0
47.0
50.0
50.0
5μm
P1
P1
5μm
0.0
5μm
5μm
1691
1691
5 μ m
0.0
0.0
P
P1Ni3
5μm
5μm
21.85 mi
Company Name
Company
Nam
N
5.46 min
二次電子像 Company
21.85 min
21.85 min
2605
2605
5μm
5μm
0.00.0
2883
5μm
10.0 µm
Sn1Ni3
5 5μμmm
5μm
Ag1Ag1
5.0 keV
2518
2605
5μm
5μm 5μ m
0.0
5μm
5μm
5μm
5μm
5 μ 5mμ m
5μm
2000 X
Sn1
5μm
Cu1
ア
イ
テ
ス
解
析
技
術
Company N
面分析実施領域
55 μμ mm
見
つ
め
る
と
視
え
て
く
る
0.0
0.0
0.0
XPS（X線光電子分光分析器）による分析
XPS分析により極表面層 数nm領域の元素分析と結合状態の把握が可能。
また、イオンエッチングとの併用で深さ方向の分析も可能
■ XPSの特徴と原理
・分析内容 ： 最表面の元素分析
各元素の状態分析
見
つ
め
る
と
視
え
て
く
る
・分析領域 ： 最小 ２００μ ｍΦ
最大 ４００ ｘ １０００μ m
・Ｘ 線源
： Al Kα （１４８６．６ eV)
・分析深さ
： ５ ～ １０ｎｍ
Instruments
・検出感度 ：
～％
型 番
： M-Probe
■ 分析事例
1001
100
Date: Dec 15 2000
Operator:
Y. Yamamo
200
正常なAL 表面のAl (２ｐ）XPS
Narrow Spectrum
1001
100
Date: Dec 15 2000
Operator:
Y. Yamamo
腐蝕したAL表面 Al（２ｐ）
0
1000
800
Binding Energy (eV)
ITES Surface and Material Science
Data Points:
Time/Point:
O(1s)
O(2s)
O(2p)
400
Flood Gun:
Off
Scans,Time:
20
Electron Counts
Al(2p)
600
4
XPS Wide Spectrum
Ar(2p)
Ar(2s)
800
AL with Al-Ox.
Al(2s)
O(1s)
Electron Counts
O(Auger)
1000
Spot: 300
Resolution:
Description:
80000
正常なAL 表面のAl (２ｐ）
XPS Wide Spectrum
File: AL001
Region: 1
600
400
Binding Energy (eV)
ITES Surface and Material Science
腐蝕したAL表面 Al（２ｐ）XPS
Narrow Spectrum
O(2s)
O(2p)
Data Points:
Time/Point:
Al(2s)
Flood Gun:
Off
Scans,Time:
20
Al(2p)
4
Ar(2p)
Al
Ar(2s)
Spot: 300
Resolution:
Description:
O(Auger)
File: AL002
Region: 1
20000
ア
イ
テ
ス
分
析
技
術
メーカー：Surface Science
200
0
液晶中不純物のGC-MS分析
■ 液晶製品におけるGC-MS分析の応用
GC-MSは揮発性有機物を対象と
する分析を行います。
見
つ
め
る
と
視
え
て
く
る
高圧ガス ガス流量
ボンベ
調整弁
試料注入口
試料は加熱・気化されてキャリア
ガスと共にカラムに導入され、試
料中の各成分とカラムとの親和性
の違いによる流出速度の差によっ
て分離される。
恒温槽
カラム
気化室
検出器
質量分析器
記録計
GCMSの構成
分離流出した各成分は検出器に
てクロマトグラムとして記録される。
■ 液晶中不純物のGCMS分析
(a)不具合液晶
(c)不具合液晶
クロマトグラム
クロマトグラム拡大
不純物
不純物
ア
イ
テ
ス
分
析
技
術
b×
(b)良品液晶
(d)不純物
クロマトグラム
質量スペクトル
液晶ディスプレイで配向不良を生じる不具合液晶と良品液晶のGC-MSクロマトグラムを
比較するとそれぞれ(a)、(b)となり、不具合液晶中に不純物の存在が示唆された。
これを拡大すると(c)のように明らかに不純物の存在が明確になった。さらに不純物成分
の質量スペクトルを解析すると、この不純物は使用電圧の異なる液晶コンポーネントの
一部であることが判明した。
液晶パネル周辺ムラHPLC分析
■ 液晶製品におけるHPLC分析の応用
インジェクター
液晶製品の表示不良の中で、
有機不純物に由来する問題を
解明します。
カラム
試料は溶剤と共にカラムに導入
され、試料中の各成分とカラム
との親和性の違いによる流出速
度の差によって分離される。
恒温槽
移動相貯層
HPLCの構成
廃液
質量分析器
■ 液晶パネルのムラ不良のHPLC分析
DAD1 B, Sig=210,10 Ref=360,50, TT (MT\02071605.D)
mAU
17.5
15
ムラ部
CH3
Area: 210.286
HO
12.5
H2 H
O C C CH2
O
C
10
CH3
7.5
5
C18H20O3
Exact Mass: 284.14
2.5
0
-2.5
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
b×
min
DAD1 B, Sig=210,10 Ref=360,50, TT (HATTORI\02071503.D)
mAU
20
LC/MSにて検出された不純物
シール近傍
15
S#: 1-42 RT: 0.00-1.99 AV: 42 NL: 2.08E4
T: - c Full ms [ 100.00 - 2000.00]
283.4
100
27.527
10
Area: 36.6833
95
5
90
85
80
0
355.5
75
70
18
20
22
24
26
28
30
32
34
min
DAD1 B, Sig=210,10 Ref=360,50, TT (HATTORI\02071506.D)
mAU
17.5
65
Relative Abundance
16
セル中央部
15
60
55
50
45
377.5
173.0
40
537.0
35
12.5
568.7
523.1
30
10
27.681
ア
イ
テ
ス
分
析
技
術
記録計
検出器
分離流出した各成分は検出器
にてクロマトグラムとして記録さ
れる。
グラジエント装置
27.510
見
つ
め
る
と
視
え
て
く
る
ポンプ
7.5
666.6
684.6
740.6 848.7
20
Area: 12.9354
1011.5
928.5
25
1061.2
1244.5 1284.7
1295.2
255.6
1419.2 1529.2
1652.0
1716.9
1902.8 1948.8
15
5
10
2.5
5
0
0
200
-2.5
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
m/z
16
18
20
22
24
26
28
30
32
HPLCクロマトグラム拡大図
34
min
LC/MS 負イオンスペクトル
液晶パネルに見られたムラ部、シール近傍と中央部から液晶を採取し、HPLC分析を行った
ところ、ムラ部とシール近傍部のクロマトグラムからは異常ピークが認められた。この部分の
質量スペクトル分析を行ったところ、シール剤の一部と考えられる不純物が検出された。
イオンクロマトグラフ分析の液晶パネルへの応用
■ 液晶製品におけるイオンクロマトグラフ分析の応用
液晶製品の表示不良の中で、イオン性不純物に由来する問題を解明します。
① パネル焼付きの原因の１つにセル中のイオン性物質による汚染があります。
② 線欠陥は腐食性イオン物質によって配線の一部が断線して起こります。
見
つ
め
る
と
視
え
て
く
る
■ 特徴
1)
イオン性不純物の検出可能：液晶中のNaイオンは20ppm程度まで検出。
2)
濃縮法により感度向上：充分な抽出液量が確保できる場合はppbレベルまで検出。
3)
有機酸の検出：ギ酸、酢酸等のカルボン酸の検出も可能。
■ 液晶パネルの不具合に関わるイオン性不純物分析
0.15
μ S
0.10
ア
イ
テ
ス
分
析
技
術
NH4
Na+
0.05
検証のため、標準的なイ
オン性の物質を添加した
液を基板に塗布し、乾燥
後、検出の可否を試みた
ものである。
+
Mg+
K+
Ca+
0
10ng/cm2程度のNa+まで
検出可能である。
b×
-0.05
0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
time(min.)
(a) 検出下限検証実験の陽イオンのイオンクロマトグラム
引出し配線の腐食により
線欠陥を生じた液晶パネ
ルの外周部から、F－、Cl－
が検出された。
40.0
Cl
30.0
μ S
F
-
-
20.0
Si
10.0
0
0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
time(min.)
(b) 腐食を起こした液晶パネルの陰イオンのイオンクロマトグラム
20ng/cm2程度のCl－まで
検出可能。
AFMによる表面構造の観察
AFM (Atomic Force Microscope は探針と試料表面原子間の力を検出し画像を得ます。
原子間力はあらゆる物質の間に生じるため、各種材料表面観察が可能です。
■ 特徴
探針・試料間に働く力を測定し、試料表面の
微細構造を観察
試料表面の微小凹凸形状の観察
見
つ
め
る
と
視
え
て
く
る
ア
イ
テ
ス
解
析
技
術
深さ方向分解能：＞１nm
面方向分解能 ：１０nm程度
適用対象：
ガラス、LCDパネル配向膜、ウェハ、フィルム、
カラーフィルター、高分子など導電材料、絶縁
材料の区別無く、各種電子材料表面の微細
構造の観察が可能です。
■ 観察例
ガラス基板上ITO（成膜：約100℃、1500Å）
c
ガラス基板上ITO（成膜：約200℃、1500Å）
dSi
ガラス基板上 MoW
Si
Siウェファ上SiN
微小硬度計による材料の評価
■ サービス概要
見
つ
め
る
と
視
え
て
く
る
1)
微小硬度計はユニバーサル硬度（国際規格準拠）を測定し、ビッカース硬度と相関関係があります。
2)
圧子を材料中に押込む侵入深さと除荷後回復する、荷重/侵入深さ曲線より硬度を求めます。
3)
ビッカース硬度計と比べ、薄い試料（μmレベル）、小さい領域（数十μmΦ）での測定が可能。
■ 特徴
1） 荷重/侵入深さ曲線より硬さを測定するため、弾性
および塑性変形に基づくユニバーサル硬度以外
に、ヤング率、塑性硬さや回復挙動における特性値
を求めることが可能です。
2) 微小硬度測定の応用範囲 ：金属、高分子、
セラミックスいずれも適用可能。塗膜、プラスチック
皮膜、セラミックスの硬度ヤング率、Al陽極酸化膜、
耐摩耗性薄膜の代用特性、高分子膜の劣化評価
Fischerscope H100
4） 室温での測定以外に高温測定（～200℃）も可能です。
■ 高分子膜の圧縮強度の評価
(mN)200
100
150
80
荷
recovery ratio（％）
ア
イ
テ
ス
分
析
技
術
微小硬度計全体像
3） 押込み荷重：0.4mN～1N （0.04～100gf)
荷
100
重
重
m
N
50
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
変形量
1
1.2
1.4
(um)
変形量 (μm)
荷重を変えた高分子膜の荷重/侵入深さ曲線
d
60
c
b
a
40
20
10
30
50
70
90
110
load（ｍN)
4種類の高分子膜：a,b,c,dの荷重と回復率の比較
3μm厚に調整した4種類の高分子膜の機械的特性を比較するため、微小硬度計による、荷重/侵入深さ
曲線（左上）を測定した。この結果を基に、荷重/回復率（右上）を求めたところ、塑性変形の違いが明確
になった。 塑性変形：大←a,b,c,d→小。