XPS,ESCA
（X線光電子分光法:X-ray Photoelectron Spectroscopy）
X線光電子分光法では、超高真空中で固体にX線を照射し、表面から数nm（ナノメートル）内の深さから放出される電子のエネルギー分光を行うことにより、表面に存在する元素の種類（水素，ヘリウムを除く）と量（検出限界は、～0.数at%程度）と元素の化学的結合状態を分析できます。
状態分析ができる特徴があることからエスカ（ESCA:Electron Spectroscopy for Chemical Analysis）と呼ばれることもあります。
金属・半導体・ガラス・セラミックス・有機物・高分子材料など、あらゆるものの分析が可能です。また、マイクロXPS装置では、φ10μm程度までの微小部をねらって分析することも可能です。
薄膜・接合・ぬれ性・耐蝕・腐食・変色・汚染・洗浄・付着・吸着・表面処理などの問題に威力を発揮します。
所有装置
SSI社製XPS装置：S-Probe
ULVAC-PHI社製XPS装置：PHI Quantera SXMTM
分析事例
チップ表面の異物分析
半田バンプ近くにある異物は何？
走査X線励起の二次電子像(SXI:Scanning X-ray Image)で位置を指定すると、より正確に分析位置を特定できます。
また、ビーム径が絞れる（最小ビーム径は9μm）ので、小さい異物の分析も可能です。
バンプの影響を等しくするため、半田バンプから等しい距離のNG部とOK部を分析した。
NG部からはSn（スズ）が検出され、OK部からは検出されなかった。
薄い付着異物の成分がわかった!
スズを主成分とする異物が付着していることがわかりました。
プラスチック製部品の塗装剥離
剥離の原因として思い当たるものは････？
製品製造時に使用している離型剤の残存？保管に用いたトレーから付着？
そこで原因究明のため、3種類の試料を分析した。
分析試料
- 塗装膜が剥離した部品
- 製造時の離型剤を塗布した部品
- 部品保管用トレー（ポリスチレン樹脂製）
ワイドスキャンスペクトル
（定性分析）
物質表面（～数nm）に存在する元素の種類とおおよその量（検出限界：～0.数at%）がわかります。
各試料表面の検出元素
- C,N,O,Si
- C,O,P,Br
- C,O,Si
3.部品保管用トレー表面のワイドスキャンスペクトル
離型剤にはP（リン）が含まれているが、塗装剥離面からはPが検出されなかった。
保管用トレー材料のポリスチレンにSi（シリコン）は含まれていないが、多量のSiが検出された。
塗装剥離面からもSiが検出された。
ナロウスキャンスペクトル
（状態分析）
高エネルギー分解能でスペクトルを測定し、ピーク位置などを解析することにより、元素の化学的結合状態がわかります。
塗装剥離面および保管用トレー表面にあるSiは、シリコーン（有機シリコン）であった。
一方、製造時の離型剤は、PO4の状態を含む天然油脂系のレシチンであった。
剥離の原因は・・・・・
保管トレーの表面にあったシリコーンが保管中に部品表面に付着し、その後塗装を実施したため塗装が剥離したことがわかりました。
3.部品保管用トレー表面のナロウスキャンスペクトル
金属スパッタ膜表面のレジスト残さ
金属スパッタ膜表面にパターン形成に用いるレジストが残るのではないか････？
3種類の分析試料を用意した。
分析試料
- スパッタ膜（清浄表面）
- レジスト塗布膜
- レジスト塗布後除去したはずのスパッタ膜
最表面の分析ができます。
清浄なスパッタ膜表面からも、炭素は必ず検出され、通常は右図のようなスペクトル形状をしています。
炭素のナロウスキャンスペクトル
（1.スパッタ膜）
絶縁膜の分析ができます。
レジストは絶縁物ですが、低速電子照射などにより帯電を中和すれば、歪みのないスペクトルを得ることができます。
（2.レジスト塗布膜）
化学的結合状態が確認できます。
2.と3.の炭素のスペクトルは、どちらも、-C-C-,-C-O-,ベンゼン環があるという特徴を持っていました。
（3.レジスト塗布後除去したはずのスパッタ膜）
レジスト残渣があることがわかった！
肉眼ではレジストが除去できたように見えていましたが、実際にはごく薄く表面に残っていることがわかりました。