공동기기원에 새롭게 도입된 ESCA 장비는 영국 Kratos사의 Axis Supra+모델이며 XPS (X-ray Photoelectron Spectrometer), UPS(Ultraviolet photoelectron spectroscopy), ISS(LEIS, Low energy Ion Scattering spectroscopy), AES(Auger Eelectron spectroscopy)로 구성되어 있다.
X-선 광전자 분광법(XPS)은 내각전자의 결합에너지를 측정함으로써 원소의 조성 및 화학 결합 상태에 대한 정보를 제공한다. 스펙트럼 분석 뿐 아니라 이미지 분석도 가능하여 표면의 화학조성에 대한 mapping이 가능하다. 기존의 장비보다 X-ray를 집중시킬 수 있는 brite-X source를 도입하여 좁은 영역에 대한 X-선 광전자 분광법(XPS)의 분석 감도가 향상되었다. 복합 재료 및 고분자 시료의 Depth Profile 실험을 위하여 일반적인 Ar source 외에 GCIS(Gas Cluster Ion Source)를 구비하였다. 자외선 광전자 분광법(UPS)은 최외각 전자의 에너지를 측정함으로써 재료의 일함수에 대한 정보를 제공하며, 저에너지 이온 산란 분광법 (ISS)은 에너지 비율(입사 광선과 산란 광선의 운동에너지 사이의 비율)의 함수로 산란 이온의 강도를 기록함으로써 원소 조성 및 고체 표면의 구조에 대한 정보를 알 수 있다. 또한 오제 전자를 통해 미세영역의 원소분석이 가능한 오제 전자 분광법(AES)이 추가되어 동일한 영역에 대한 XPS, AES를 모두 분석할 수 있어 표면분석의 시너지 효과를 기대할 수 있다.
 
- 장비의 구성 및 기능
(1) XPS : 내각 전자의 결합에너지 분석, 화학결합 상태, 상대 정량
(2) UPS : 최외각 전자의 에너지 분석, band gap energy, work function
(3) AR-XPS : 각도 변환에 따른 광전자 분석법
(4) GCIS : 고분자 및 복합재료의 Depth Profile 실험
(5) ISS : 표면의 최상층에 대한 정보
(6) AES : 표면의 미세영역에 대한 원소분석

1. 유·무기 재료, 금속 및 고분자 재료의 화학적 특성 연구와 상대정량 분석
2. 재료 개발 분야의 신뢰성 평가
3. 표면의 산화물, 오염물 분석
4. 깊이에 따른 분석
5. ARXPS, Depth Profile, XPS Imaging, UPS, AES

1. Automated monochromatic micro focus X-ray source
(1) Anode material : Al anode
(2) Rowland circle : Bigger than 200mm
(3) Automatic control : Full data system control and adjustment
 
2. UHV analysis chamber and pumping system
(1) Material : Mu metal UHV chamber
(2) Minimum pressure : <5x10-10 Torr
(3) Pumping system
- Turbo molecular pump : Bigger than 400 l/s
- Ti sublimation pump
- Rotary backing pump
(4) Optic camera on analysis position : max. x12 zoom

3. Load lock chamber and pumping system
(1) Material : UHV compatible chamber
(2) Minimum pressure : <5x10-9 Torr
(3) Pumping system
- Turbo molecular pump : Bigger than 240 l/s
- Rotary backing pump
(4) Optic camera for sample holder view
(5) Automated sample holder magazine : more than 3 sample holders loaded
 
4. Automated five axis manipulator
(1) High precision : 2um stage resolution
(2) Automated control by software
(3) Standard reference meterials(Au, Ag, Cu, Au grid) mounted
(4) Sample tilt : ±90°
 
5. Dual mode ion cluster source
(1) Dual mode : Monatomic mode and cluster mode
(2) Monatomic mode : 0.5 ~ 5keV
(3) Cluster mode : 0.5 ~ 20keV, 500~2,000 cluster size, min 250um spot size
(4) Differential pumping : Two turbo molecular pumps
(5) Fully automated switch between Monatomic and Cluster mode
(6) Gas used : Ar gas
 
6. Automated UPS(Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy) package
(1) Windowless gas discharge lamp
(2) Automatic differential pumping system via solenoid valves
(3) Automatic piezoelectric gas introduction system
(4) UV source power supply
(5) UPS performance on clean Ag 4d peak
- He I : 1,000,000 CPS @ 120meV resolution
(6) Minimum step size for UPS mode : 1meV
 
7. Field emission electron source for SEM, SAM, AES
(1) 10kV Schottky field emission electron source
(2) Power supply unit for control of electron source
(3) Integrated 15 l/s ion pump and controller
(4) Secondary electron detector
(5) Anti-vibration kit
(6) SEM spatial resolution : <200nm @ 10kV and 5nA sample current
(7) Auger spectral sensitivity : >500,000 cps
(8) Auger spectral signal to noise : 500 : 1
 
8. Ion scattering spectroscopy(ISS)
(1) Sensitivity : 12,000 cps/nA@12eV FWHM using 1kV He+ ions on pure Au
 
9. Glove box
(1) Attaches directly to load lock