Tascon: Das Labor für Oberflächenanalytik in Münster

Die Tascon GmbH mit ihrem Hauptsitz in Münster ist ein kompetentes Dienstleistungslabor, das viele verschiedene Techniken der Oberflächenanalyse in seinen Laboren in Münster und Sulzbach betreibt und anbietet. Begonnen hat die Tascon mit der ToF-SIMS als zentralen oberflächenanalytischem Werkzeug. Doch die Anfänge reichen noch weiter zurück.

Tascon Logo

1970er und 1980er: Pionierarbeit am physikalischen Institut der Universität Münster

Prof. Benninghoven entwickelt mit seiner Arbeitsgruppe in seinem Labor in Münster die statische SIMS. Für die massenspektrometrische Analyse der Oberfläche werden nur sehr wenige Oberflächenteilchen abgetragen. Die Oberfläche bleibt fast unverändert von der Analyse, dadurch stammt die gewonnene Information aus der unbeschädigten Oberfläche. So können auch dynamische Prozesse wie temperatur- oder zeitabhängige Veränderungen an der Oberfläche im Labor beobachtet werden.

Die Entwicklung von geeigneten Flugzeitanalysatoren wurde in dieser Zeit in Münster ebenfalls vorangetrieben. Bahnbrechend sind die Entwicklungen von hochpräzisen Ionendetektions- und Registrierungseinheiten mit bis dahin unerreichter Zeitauflösung für die Flugzeitmessung. In der Kombination mit Analysatoren nach dem energiefokussierenden Reflektronprinzip ergibt sich so die Möglichkeit des parallelen Massennachweises aller Sekundärionenmassen auf einer grundsätzlich unbegrenzten Massenskala mit gleichzeitig hoher Massenauflösung. Die hohe Transmission macht die statische ToF-SIMS Analyse zu einem empfindlichen Werkzeug der Oberflächenanalyse mit einer sehr guten Nachweisegrenze. Die hohe Massenauflösung und der schonende Oberflächenabtrag ermöglichen den Nachweis und die Identifizierung nicht nur von Atomen, sondern auch von Molekülen an der Oberfläche von Festkörpern. Wegen dieser besonderen Eigenschaften etabliert sich in der Folgezeit das Akronym ToF-SIMS als eigenständiger Begriff im Bereich der Oberflächenanalytik. Im münsteraner Universitätslabor entsteht zu dieser Zeit eine einzigartige Technologie für Oberflächenanalytik.

1989 wird die IONTOF GmbH in Münster gegründet. Sie führt die Entwicklungen, die Herstellung und den Vertrieb von Analysegeräten der ToF-SIMS Kategorie auf kommerzieller Ebene fort. Sie beliefert weltweit Labore in Industrie und Forschung. Die IONTOF in Münster ist heute weltweit führend auf dem Gerätemarkt für Flugzeit-Sekundärionen-Massenspektrometer.

1990er: Tiefenprofilierung oberflächennaher Schichten: dynamische ToF-SIMS

Der Einsatz einer zusätzlichen Sputterquelle zum Probenabtrag ermöglicht jetzt auch Tiefenprofilanalysen. In der nun auch dynamischen SIMS können oberfächennahe Schichten analysiert und dargestellt werden. Das Analysesystem der statischen SIMS bleibt dabei erhalten und wird um die Sputterquelle ergänzt. Diese Kombination (Dual Beam Mode) führt die Vorzüge der dynamischen SIMS (Tiefenprofile) und der ToF-SIMS (z.B. paralleler Massennachweis aller Elemente in einer Analyse und hohe Lateralauflösung) zusammen.

1990er: Weiterentwicklung der molekularen Sekundärionen-Massenspektrometrie

Die Entwicklung der molekularen Sekundärionen-Massenspektrometrie wird in Münster vorangetrieben. Die Einführung von Gold-Clusterquellen für den Probenbeschuss kombiniert erstmals eine hohe Nachweisempfindlichkeit für Moleküle mit gleichzeitig hoher Lateralauflösung. Der Nachweis von molekularen Verunreinigungen an der Oberfläche gewinnt in der Laborpraxis zunehmend an Bedeutung.

Auch der schonende Abtrag und die hohe Empfindlichkeit der statischen SIMS (ToF-SIMS) spielen hier ihre besondere Stärke aus, da organische Moleküle durch Ionenbeschuss schnell fragmentieren und dann nicht mehr nachweisbar wären. Zahlreiche Studien zum Nachweis und zur Identifikation von Molekülen entstehen in dieser Zeit. Die Laboranalyse von organischen Kontaminationen auf Oberflächen und die Analyse von Molekülen organischer Festkörper wie Kunststoffe und Lacke entwickeln sich zu einer Stärke der ToF-SIMS Analyse. Zunehmend wird die Bedeutung der ToF-SIMS Analyse für die Fehleranalytik, die Schadensanalytik und die Begleitung von Entwicklunsprozessen deutlich. Immer mehr Labore für Oberflächenanalytik erkennen die Bedeutung der Informationen aus der ToF-SIMS Analytik im Zusammenspiel der oberflächenanalytischen Techniken.

Physikalisches Institut der WWU
Physikalisches Institut der WWU

1997: Gründung der Tascon, Gesellschaft für Oberflächen- und Materialanalyse mbH in Münster

Mit der Gründung der Tascon GmbH als Labor in Münster wird die ToF-SIMS Oberflächenanalytik auch im Anwendungsbereich als Dienstleistung vermarktet. Die geschäftsführenden Gesellschafterin Birgit Hagenhoff ist schon in den 1980er und 1990er Jahren an den Entwicklungen der ToF-SIMS Analysegeräte und deren Anwendungen am physikalischen Institut der Universität Münster beteiligt. Später treiben die Wissenschaftler der Tascon GmbH seit der Gründung die Entwicklung grundlegenden Anwendungs-Knowhows in allen Bereichen der ToF-SIMS Analyse zielgerichtet und hoch spezialisiert voran. Die gewonnenen Erkenntnisse finden regelmäßig Eingang in Beiträge zu internationalen Konferenzen wie der internationalen SIMS Tagung, der AVS Tagung, der europäischen ECASIA und anderen Konferenzen. In Shortcourses und Workshops, die begleitend zum Beispiel zur EuroSIMS in Münster angeboten werden, geben Mitarbeiter der Tascon zusammen mit anderen Wissenschaftlern und Experten einen Einblick in die unzähligen aktuellen Anwendungen. Umfassendes Wissen, kontinuierlich gesammelt seit den Anfängen der ToF-SIMS Oberflächenanalyse, steht im Labor der Tascon GmbH in Münster zur Verfügung. Durch die Dienstleistungen im Labor für Oberflächenanalytik wird die ToF-SIMS Analytik für Industrie und Forschungseinrichtungen nutzbar, auch ohne ein eigenes Gerät zu besitzen.

2000er: Der Durchbruch in der Oberflächenanalyse von organischen Materialien: Einführung von Bi Quellen

Die Analyse von organischen Substanzen, zum Beispiel als organische Oberflächenkontamination oder fester Bestandteil des Festkörpers, wird mit der Einführung der Bi-Metallionen-Clusterquellen (2005) noch mal deutlich empfindlicher. Es können größere Moleküle mit höherem Signal nachgewiesen und damit einfacher und genauer bestimmt werden. Ursachenforschung für Oberflächenkontaminationen wird im kompetenten Labor konkreter und direkter. Lösungen werden schneller gefunden.

2005: Tascon USA in New York nimmt den Betrieb auf

Tascon USA wird 2005 gegründet. ToF-SIMS Oberflächenanalysen werden direkt am Standort in New York durchgeführt. Weitere Oberflächenanalysen werden in Kooperation mit dem deutschen Standort angeboten. Der Kunde in Nordamerika bekommt die ganze Analyse der Oberfläche aus einer Hand.

2007: Akkreditierung nach DIN EN ISO/IEC 17025 für ToF-SIMS

Das Labor der Tascon GmbH in Münster wird für Oberflächenanalyse mittels ToF-SIMS akkreditiert. Die hohe und langjährige Kompetenz der Tascon und ihrer Mitarbeiter ermöglichen eine flexible Akkreditierung. So können sehr unterschiedliche und teilweise sehr spezielle Anforderungen verschiedener Kunden abgedeckt werden. Qualität im Labor zählt.

2008: LEIS als zusätzliche Technik der Oberflächenanalytik am Standort Münster

Die Streuung niederenergetischer Ionen (LEIS) wird als zusätzliche exklusive Technik der Oberflächenanalytik ins Portfolio der Tascon im Labor am Standort Münster aufgenommen. Die LEIS ist empfindlich für die erste atomare Lage. Sie ermöglicht die quantitative Analyse der elementaren Zusammensetzung in der ersten Atomlage. Damit ist sie ideal geeignet für die Analyse von Katalysatoren und dünnen Schichten (Beispiel: ALD- und CVD-Schichten) in der Halbleiterindustrie. Mit diesen Möglichkeiten ist sie immer noch einzigartig und wird weltweit von nur sehr wenigen Laboren für Auftragsanalytik angeboten.

2008: XPS am Standort Sulzbach im Taunus

2008 wird ein neuer Laborstandort im Rhein-Main-Gebiet gegründet. Die Oberflächenanalytik mittels XPS bildet hier mit einem eigenen High-End Gerät den Schwerpunkt der Oberflächenanalytik. Aber auch alle anderen Analysetechniken können im Labor im Rhein-Main-Gebiet angeboten werden. Den kurzen Weg zum Labor wissen viele Kunden der Region zu schätzen.

2010er: Die Tascon erweitert ihr Technikportfolio: organische Tiefenprofile

Die ToF-SIMS Oberflächenanalytik im Labor in Münster bildet immer noch einen wesentlichen Schwerpunkt der Aktivitäten der Tascon. Umfangreiche moderne und innovative Erweiterungen der ToF-SIMS Geräte eröffnen neue Möglichkeiten der ToF-SIMS Oberflächenanalytik, die in der Vergangenheit oft als unerreichbar galten.

Die Einführung der Ar-Cluster Quelle ist ein weitere Booster in der Oberflächenanalytik von organischen Oberflächen. Jetzt sind auch organische Tiefenprofile möglich. Hohe Signalintensitäten von Molekülen, auch in tiefen oder dicken Schichten, werden möglich wie zuvor nur in der statischen Oberflächenanalyse. Schichtstrukturen organischer Multischichtsysteme wie zum Beispiel organischer Leuchtdioden können untersucht werden. Dabei können in allen Schichten ganze Moleküle, zum Beispiel Farbstoffe, identifiziert werden.

2012: Akkreditierung nach DIN EN ISO/IEC 17025 für XPS

Die Tascon GmbH erhält auch für die XPS Oberflächenanalyse im Labor Frankfurt (Sulzbach) eine flexible Akkreditierung. Auch hier ist die flexible Akkreditierung gleichzeitig eine Anerkennung der hohen Kompetenz, der langjährigen Erfahrung und der Motivation des Personals am Standort Sulzbach. Damit besteht auch für die Zentrale Technik dieses Standortes eine flexible Akkreditierung wie zuvor auch schon für das Labor für Oberflächenanalytik in Münster.

2017: Hybrid SIMS: einzigartige Massenauflösung

Die Einführung der Hybrid-SIMS als Kombination aus ToF-Analysator und Orbitrab-Analysator (MS-MS-System) ermöglicht bisher unerreichte Massenauflösungen von > 240.000 mit gleichzeitig hoher Massengenauigkeit von <3 ppm. Der Clou: verschiedene molekulare Fragmente mit sehr ähnlicher Masse können präzise unterschieden werden. Die Bestimmung von unbekannten Molekülen (z.B. pharmazeutische Substanzen und ihre Metaboliten) wird leicht möglich. Ein riesiger Sprung zur Identifizierung und Unterscheidung von Molekülen ist getan. Diese Technik steht unseren Kunden auf Nachfrage im Labor für Oberflächenanalytik in Münster zur Verfügung.

2017: Akkreditierung für die Bestimmung der Rauigkeit von Oberflächen mittels optischer Profilometrie

Die Tascon mit ihrem Labor in Münster ist nun auch für die Bestimmung der Rauigkeit von Oberflächen mittels optischer Profilometrie akkreditiert.

2020: Akkreditierung nach der neuen Ausgabe der DIN EN ISO/IEC 17025: 2018

Alle akkreditierten Bereiche, insbesondere auch die flexibel akkreditierten Bereiche der ToF-SIMS- als auch der XPS-Oberflächenanalytik werden nach der neuen Ausgabe der Norm von der DAkkS auditiert. Nach erfolgreichen Audit steht auch der formalen Umstellung der Akkreditierung auf die neue Norm nichts mehr im Wege. So ist die Qualität der Labore in Münster und im Raum Frankfurt (Sulzbach) auf dem neuesten Stand bestätigt.

Qualität und umfassende Oberflächenanalytik werden auch in Zukunft Leitlinien der Entwicklung der Tascon GmbH sein.