表面分析(元素成分分析)

傅立葉轉換紅外光譜儀 (FTIR) 分析服務

 

FTIR是利用干涉儀產生干涉圖譜,經傅立葉轉換成紅外光光譜,紅外光光譜儀是觀測物質吸收紅外光所引起振動和轉動能階間的能量變化,大多用於有機官能基鑑定、定性比對、半定量分析及少數無機物官能基分析。

FTIR為非破壞性分析,通常是以穿透度對波數作圖來表示分析物對紅外光的吸收情形,一般而言,穿透式紅外光光譜波數範圍為4000~400 cm-1,衰減式全反射紅外光光譜波數範圍為4000~650 cm-1

 


  1. 表面未知物分析:配合資料庫搜尋、指紋區光譜比對,可做官能基鑑定。一般建議分析物大於50µm,厚度大於1µm。小於以上所述範圍,可進一步連絡討論。
  2. 定性比對:
    • 表面未知物可與製程上使用到、懷疑的物品做定性比對。
    • 同一材料正常區v.s.異常區,或標準片v.s.測試片等樣品間的比對。
  3. 半定量分析:一般建議提供七個已知不同濃度的樣品,以此建立檢量線來達到半定量分析的目的。
  4. Mapping:分析區域內(單位面積:30 µm × 30 µm)的官能基濃度梯度,同時提供在此區域光譜與空間分布關係。

 


圖-1 (a)Micro FTIR (Bruker Tensor 27+Hyperion 3000) (b) FTIR (Agilent Technologies Cary 630)

 


圖-2 Mapping: Acrylate, carbonate, carbohydrate, Calcium sulfate分布的情況

 

圖-3 可於mapping圖上任意選點即可得出對應點的FTIR光譜況

Q1. 請問 FT-IR 主要是看什麼呢 ?

A.   FT-IR主要看有機物的官能基,針對未知的物質,亦可藉由資料庫比對判斷有機物的種類。

Q2. 請問 FT-IR 的樣品大小限制 ?

A.  若樣品是塊材,建議長寬約2cm x 2cm,高度約5cm以下。

     若樣品是粉狀,重量約提供0.5g左右。

     若是wafer類,依分析需求,不同的FT-IR分析模式,看是否需要裂片。

     若分析區域小於100um x 100um,視樣品結構與分析需求可能需要進行前處理。

Q3.  FT-IR 僅能提供光譜圖嗎 ?

A.  我們可以依您分析結果,進行資料庫比對,軟體會自動搜尋依您樣品分析出來的光譜與資料庫比對找出相近的結果。藉由比對的符合率與生產會用到的化學品, 可判斷污染來源可能為何種物質。

Q4. 請問 FT-IR 可以分析深度是多少 ?

A.  FT-IR偵測深度約大於600nm~1um。

Q5. 若我懷疑樣品表面有有機物,但不確定多厚,是否可以做 FT-IR ?

A.  若不確定樣品表面是否為有機物,建議先用EDS確認主要元素是否為C、O,若EDS測得C、O比例超過50%,則可進一步用FTIR分析;

     若分析出C、O比例不高,可考慮用XPS或AES進行分析,確認其是否為很薄的有機薄膜。

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