CN107078020B - 超小型质谱分析装置和超小型粒子加速装置 - Google Patents
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Abstract
使谁都可以低成本、小型化地制作和使用加速器、质谱分析装置。包含第1主基板(301)、附着在第1主基板(301)上面的第1上部基板(302)、以及附着在第1主基板(301)的下面的第1下部基板(303)的多基板所组成的质谱分析装置(300)，质谱分析室(308)是，被形成在第1主基板(301)上，从第1主基板(301)的上面贯通至第1主基板(301)的下面的贯通室，与基板面垂直方向(Z方向)被上部基板(302)和第1下部基板(303)所围，与Z方向成直角方向，并且沿带电粒子(318)的行进方向(X方向)的两侧被第1主基板侧板(301‑4，301‑5)所围，与Z方向和X方向成直角方向(Y方向)的两侧面被第1主基板(301)所围，带电粒子(318)的入射的第1主基板侧板(301‑4)上开有中央孔(310‑4)，带电粒子(318)从前记的第1主基板侧板(301‑4)上形成的中央孔(310‑4)射入到质谱分析室(308)。
Description
技术领域
本发明是关于超小型质谱分析装置和超小型粒子加速装置、以及制造方法。
背景技术
粒子加速装置可在质谱分析、原子破坏、辐射光产生等各种领域内应用。但是，粒子加速运动必须在超真空环境中进行、必须使用非常大的磁场与电场发生装置，所以粒子加速器装置的体积非常大，成本也非常高。
已有技术文献
专利文献
专利文献1：特開2003-036996
发明概要
发明要解决的课题
粒子加速装置小型化的话，可以随带、成本也低、可以进行现场分析与加速粒子。解决课题的手段
本发明，在Si基板等的半导体基板等上形成的贯通室的上下，用玻璃基板或石英基板等绝缘板封住，把该贯通室作为加速离子等带电粒子的通道，且该贯通室中的引出电极、加速电极，加速空洞、4极电极、4极陷阱等加速装置和质谱分析装置等所必要的东西用大规模集成电路LSI工艺成型制作。本发明有以下具体特征：
(1)本发明是由，包含第1主基板，第1主基板的上面附着的第1上部基板，和第1主基板的下面附着的第1下部基板的多张基板所组成的质谱分析装置。质谱分析室在第1主基板上形成，从第1主基板上面贯通至第1主基板下面的是贯通室，在垂直于基板面的方向(Z方向)，上部和下部基板基板与Z方向呈直角方向，并且带电粒子的进行方向(X的方向)的两侧被第1主基板侧板所包围，和与Z方向和X方向垂直方向(Y方向)的两侧面被第1主基板所包围，带电粒子入射的第1主基板侧板开有中央孔，带电粒子是从第1主基板侧板上形成的中央孔射入质谱分析室为特征的质谱分析装置。第1主基板是以绝缘基板、半导体基板，导电基板，或这些沉积板为特征的，上部和下部基板是以玻璃基板，石英基板，塑料基板，氧化铝基板，AlN基板，陶瓷基板、高分子基板或这些的沉积板的特征的。上述主基板是绝缘基板的场合，是以玻璃基板、石英基板、塑料基板、氧化铝基板、AlN基板、陶瓷基板、高分子基板或这些的沉积板基板为特征的。上述主基板是半导体基板的场合，是以Si、SiC、C、GaAS，InP，GaN，CdS基板，2元化合物半导体、3元化合物半导体或这些的沉积基板为特征的。上述的主基板是半导体基板、导导电基板的场合，是以铜，铝，钛，Zn、Fe，或这些含金属的合金，或这些沉积基板为特征的。
(2)本发明的质谱分析室是4极质谱分析室，在质谱分析室，在前述的上部基板的下面上贴着或者形成的2条4极电极，前述的的下部基板的上面贴着或者形成的2条4极电极、连接前述的上部基板的下面的2条四电极的形成在上部基板上的接线(上部基板的连接配线)、连接前述的上部基板上的连接配线的在上部基板上面形成的电极·配线(上部基板上的电极·配线)、以及连接前述的下部基板上的2条4极电极的接线配线(下部基板连接配线)、连接前述的部基板连接配线的下部基板下面的电极·配线(下部基板下面电极·配线)。通过上述的上部电极·配线和上述的的下部电极·配线外加高频电压和/或直流电压。上部基板的下面排列的2个4极电极和下部基板的上面排列的2个4极电极之中，互相不相邻的2个4极电极之间的距离几乎相同，它们之间的中点基本一致。
(3)本发明，在上部基板(第1上部基板)上或上方附着了第2主基板，并且在第2上部基板上附着了上部基板(第2上部基板)，在前述的贯通室(第1贯通室)的上部，在第2主基板上形成从第2上部基板到第1上部基板贯通的贯通室(第2贯通室)，第一贯通室和第二贯通室之间的第一上部基板的一部上设置了开口部，前述的开口部在第1上部基板的下面配置的2个4极电极之间形成，前述的第一上面基板的下面配置的4极电极，连接前述第1上部基板的下面配置的2个4极电极的，在第1上部基板上形成的电极·配线，连接第2贯通室侧面形成的配线(第2配线)，第2配线连接到第2上部基板下面形成的电极·配线，并且在第2上部基板的下面形成的电极·配线，连接到在第2上部基板上形成的接触配线(第2上部基板的连接配线)，第2上部基板的接触配线连接到在第2上部基板上形成的电极·配线(第2上部电极·配线)。下部基板(第1下部基板)的下面或者下方附着第3主基板，并且在第3基板的下面附着第2下部基板(第2下部基板)，在上述贯通室(第1贯通室)的下部，在第3主机板上形成从第2下部基板至第1下部基板的贯通室(第3贯通室)，第一贯通室和第3贯通室之间的第1下部基板的一部分设置了开口部。前述开口部在第1下部基板的上面配置了的2个四电极的之间被形成，连接前述的第1下部基板的上面配置了的4极电极的第1下部基板的下面形成的电极·配线连接到第3贯通室侧面形成的配线(第3配线)，第3配线连接到在第2下基板上面形成的电极·配线，并且第2下部基板上形成的连接·配线连接到第2下部基板上形成的连接配线(第2下部基板连接配线)，第2下部基板的连接配线连接到第2上部基板的下面形成的电极·配线(第2下部电极·配线)。前述的第2上部电极·配线和前述的的第2下部电极·配线上外加高频电压和/或直流电压，作为质谱分析装置的特征。第2主基板和第2下部基板是以玻璃基板，石英基板，塑料基板，氧化铝基板，AlN基板，陶瓷基板、高分子基板或这些的沉积板为特征的。上述的第2主基板和第3主基板是绝缘基板的场合，是以玻璃基板、石英基板、塑料基板、氧化铝基板、AlN基板、陶瓷基板、高分子基板或这些的沉积板基板为特征的。上述第2主基板和第3主基板是半导体基板的场合，是以Si、SiC、C、GaAS，InP，GaN，CdS基板，2元化合物半导体、3元化合物半导体或这些的沉积基板为特征的。上述的主基板是导体板时，是以铜，铝，钛，Zn、Fe，或这些含金属的合金，或这些沉积基板为特征的。
(4)本发明的质谱分析室是4极质谱分析室，在质谱分析室上部的上部基板上面配置了1条4极电极，在质谱分析室下部的下部基板的上配置了1条4极电极、在邻接质谱分析室的主基板上形成的左右贯通室上分别配置了各1条4极电极。在质谱分析室的相邻的主基板上形成的左右贯通室与在质谱分析室之间存在基板侧壁。4极电极是棒材，其特征是把该棒材附着在上部基板、下部基板、主基板的所定地方。4极电极其特征是上部基板或下部基板由CVD法，PVD法，电镀法，电铸法，网版印刷法，刮浆法，旋转电镀法，Dispense法，或这些组合法沉积，加工成所定形状的导电膜电极，质谱分析室是4极质谱分析室，在质谱分析室上部附着的上部基板的下面，质谱分析室侧面附着或形成的2条4极电极被配置，在质谱分析室下部附着或形成的下部基板的上面，质谱分析室侧面的面上附着2根4极电极被配置。在附着或形成2条4极电极的上部基板(第1上部基板)的上方进一步形成贯通室(第2贯通室)，第2贯通室的上部附着第2主基板，除去上述的质谱分析室(第1贯通室)和第2贯通室的之间的第1上部基板的一部分，第1贯通室和第2贯通室的压力几乎相同，附着或形成2根4极电极的下部基板(第1下部基板)的下方进一步形成贯通室(第3贯通室)，第3贯通室下部附着第2下部基板，去除上述的质谱分析室(第1贯通室)和第3贯通室之间的第1下部基板的一部分除去，第1贯通室和第3贯通室的压力基板相同。
(5)作为本发明的特征：质谱分析法室，在上部基板的下面附着或者形成1个4极电极(第14极电极)、附着在下部基板的上面，或者形成的1个4极电极(第24极电极)、质谱分析法室的一方的侧面的基板的一部分向质谱分析法室内的Y方向伸展、那个伸长的侧面的基板上面，或者下面附着或者形成的1个4极电极(第34极电极)，以及质谱分析室的其他的侧面的基板的一部分向质谱分析室内的Y方向伸长，那个伸长的侧面的基板上面或者下面附着或形成1个4极电极(第44极电极)。上部基板具有连接第14极电极的接线(第1上部基板接线)和上述的连接第1接线的电极·配线(第1上部基板的电极·配线)，下部基板具有连接第2个4极电极的接线(第1下部基板的接线)和连接上述第2接线的电极·配线(第1下部基板电极·配线)，第34极电极附着或形成的侧面基板，与第34极电极连接的配线。那配线连接主基板侧或者下部基板上形成的接线配线(第2上部基板接线配线或第2下部基板的接线配线)，并且那个第2上部基板接线配线或第2下部基板的接线配线被连接到上部基板的上面或下部基板的下面上形成的电极·配线(第2上部基板电极·配线或第2下部基板电极·配线)。
(6)作为本发明的特征：上述的上部基板(第1上部基板)的上面，进一步形成贯通室(第2贯通室)，在第2贯通室的上部附着第2上部基板，除去前述的质谱分析室(第1贯通室)和第2贯通室的之间的第1上部基板的一部分，第1贯通室和第2贯通室的压力几乎相同，附着或形成2根4极电极的下部基板(第1下部基板)的下方进一步形成贯通室(第3贯通室)，第3贯通室下部附着第2下部基板，除去上述的质谱分析室(第1贯通室)和第3贯通室之间的第1下部基板的一部分，第1贯通室和第3贯通室的压力基板相同。质谱分析室是4极质谱分析室，质谱分析室具有，上述的上部基板的下面或形成的4极电极(第14极电极)和上述的下部基板的上面，附着/或形成的4极电极(第34极电极)、连接到上述的上部基板的下面被配置的4极电极(第14极电极)的在上部基板形成的接线配线(上部基板的接线配线)、连接上述上部基板的接线配线的上部基板上面形成的电极·配线(上部基板上面的电极·配线)、连接上述下部基板的上面配置的4极电极(第34极电极)的下部基板上形成的接线配线(下部基板接线配线)上述主基板的Y方向的2个侧面上形成的4极电极(第24极电极及第44极电极)。第24极电极及第44极电极具有，上述的上部基板和/或下部基板上形成的接线配线，上部基板的上面和/或下部基板的下面上形成的电极·配线(上部基板的上面电极·配线和/或下部基板的下面电极·配线)，前述的上部基板上面的电极·配线和前述的的下部基板的下面的电极·配线上外加高频电压和/或直流电压。
(7)本发明，上述的第24极电极和第4四重极电极，在主基板上形成的贯通室内沉积导电膜，上述导电体膜的一部分是电镀，质谱分析室是外加磁场型的，形成质谱分析室的主基板的上部附着的上部基板的上部被配置的一个或多线圈和/或形成质谱分析室的主基板的下部上附着的下部板下侧上被配置一个或多个线圈，这些线圈产生与基板面垂直方向的磁场，这些磁场改变带电粒子轨道。质谱分析室是外加磁场型，形成质谱分析室的主基板的上部上附着的上部基板的上侧和/或上述主基板的下部上附着的下部基板的下侧上配置的电磁铁，由这些电磁铁产生与主基板的基板面垂直方向的磁场，这些磁场改变带电粒子的轨迹。上部基板的上侧和/或下部基板的下侧被配置一个或多个线圈，在第2主基板积叠而成。带电粒子从带电粒子的引出室或者带电粒子加速室被射入质谱分析室，带电粒子引出室或者带电粒子加速室质谱分析室之间，被设置了带有中央孔板的基板侧壁板(前方的基板侧壁板)，带电粒子通过上述的前方基板侧壁板的中央孔经被射入质谱分析室。从质谱分析室出来的带电粒子在离子检测室被检测出，上述的离子检测室是在主基板上形成的贯通室，质谱分析室和离子检测室之间配置了带有中央孔的基板侧壁板(后方基板的侧壁墙板)，带电粒子是通过上述后方基板侧壁板的中央孔进入离子检测室这边的。带电粒子被外加磁场向360度方向弯曲，离子检出室360度的领域中被多个配置。
(8)本发明，质谱分析室是进一步外加电场的双重聚焦型，上述的外加电场中的带电粒子通过的领域在主基板上形成，其上面(Z方向)被上部板包围，下面(Z方向)被下部基板包围，侧面(Y方向)被主基板的侧面所包围的扇形贯通室(扇形领域贯通室)，质谱分析室就是包含了这样的贯通室(外加电场型贯通室)。外加电场型贯通室的X方向被带有中央孔的基板侧壁板所包围，带电粒子是另一边的基板侧壁板的中央孔进入，在外加电场型贯通室是的带电粒子的轨迹弯曲，从另一面的基板侧壁板的中央孔出去。在外加电场型贯通室，其中心的轨道的半径为R0，中心角为α、离中心轨道一定的距离d的对面形成电极，带电粒子在外加电压，产生电场的两侧面偏转。外加电场型贯通室中的侧面电极，由CVD法或PVD依法层合而成，再在电极的导电膜上镀上金属膜，连接侧面电极的接线配线被形成在附着在外加电场型贯通室的上面的上部基板上。连接到在上部基板的上面形成的电极·配线，和/或连接到在外加电场型的贯通室的下面附着的下部基板形成，下部基板的下面上形成的电极·配线。
(9)带电粒子进入回旋加速运动的贯通室(ICR室)，被从离子源的带电粒子的入口的带有中央孔基板侧壁板(引出电极基板侧壁板)、沿带电粒子的前进方向、与引出电极用基板基板的侧壁板相对，被回旋加速运动的带电粒子的碰撞基板侧壁(陷阱电极用的基板侧壁)，附着在ICR室上部的上部基板、以及附着在ICR室的下部的下部基板，被带电粒子和行进方向和稍微平行的两个基板侧壁(接收电极用基板侧壁板)所包围。
在引出电极用的基板侧壁板的表面形成把带电粒子从中央从孔引入ICR室的引出电极的导电膜电极。陷阱电极用基板侧壁的表面形成束缚带电粒子的外加电压所需导电膜电极。在上部基板和下部基板上形成外加激发带电粒子电压的导电膜电极。在ICR室中，与从带电粒子的进行方向的引出电极到陷阱电极方向平行的磁场被施加。
产生上述磁场的线圈接线在上部基板和下部基板上紧密附着，并且主基板的外侧侧面上紧密附着而形成的，或者在主基板和上部基板的内部形成的。
支柱基板附着在上部基板上，并且在支柱基板上附着了第2上部基板，在下部基板上被附着支柱基板，并且在支柱基板上附着第2下部基板。产生上述磁场的线圈接线在上部基板和下部基板上紧密附着，并且，在主基板外侧的侧面上也被紧密附着而形成。
并且，ICR室内的引出电极，陷阱电极，2个对置的离子激励电极，以及连接2个对置的接收电极的电极配线，在上部基板和/或下部基板上形成的同时，存在在被上部基板，支柱基板，第2上部基板所包围的空间内和/或者、存在在下部基板、上部基板、支柱基板、第2下部基板层底板所包围的空间内。并且这些电极连线连接到第2上部基板和/或者第2下部基板上形成的电极连线，连接线圈的电极连接到第2上部基板和/或者第2下部基板上形成的电极接线。
(10)产生带电粒子的带电粒子发生室是包含上部与下部基板上附着的主基板上形成的两个贯通室(带电粒子发生室1，2)，带电粒子发生室1与2被带有中央孔的基板侧壁板(第1基板侧壁板)所隔开的相邻带电粒子发生室。从上部基板的开孔部插入的试样板被配置在带电粒子发生室1里。从上部基板的开孔部用激光照射上述的试样板上的试样，试样就会分解为粒子状态，被分解的粒子(分解粒子)，通过基板侧壁板的中央孔进入带电粒子发生室2，在激光、电子束，同步加速器辐射光，X射线中选择一种离子化束，从上部基板或下部基板的外侧照射带电粒子发生室2内的上述分解粒子，以此产生带电粒子。带电粒子发生室2的旁边有被带有中央孔的基板侧壁板(第2基板侧壁板)所隔开的引出电极·加速室，引出电极·加速室是由附着在上部基板与下部基板的主基板所上形成的贯通室。在带电粒子发生室2的里面，在上部基板和下部基板，和/或第1基板侧壁板的侧面，和/或第2基板侧壁板的侧面，和/或其他两个基板侧壁板的侧面上形成的导电膜电极。上述导电膜电极连接上部基板和/或下部基板上的接线配线，并且上述接线配线连接上部基板和/或下部基板的外表面上形成的导电膜电极·配线。与上述导电膜电极上施加的电压同极性的带电粒子，被引出电极·加速室的引出电极吸引通过第2基板侧壁板的中央孔吸引到引出电极·加速室。进入上述引出电极·加速室向的带电粒子从该引出电极·加速室进入质谱分析室。
带电粒子发生室1中，试样板的背面被紧密地配置在基板侧壁的侧面，上述基板侧壁开有中央孔，该中央孔与上部基板或下部基板的开口部相连的主基板的厚度方向的空洞相连，从该上部基板或下部基板的开口部抽真空，试样板被基板侧壁的侧面所吸住。
(11)产生带电粒子的带电粒子发生室是包含上部与下部基板上附着的主基板上形成的两个贯通室(带电粒子发生室1，2)，带电粒子发生室1与2被带有中央孔的基板侧壁板(第1基板侧壁板)所隔开的相邻带电粒子发生室。从上部基板的开孔部插入的试样板被配置在带电粒子发生室1里。带电粒子发生室1中，试样板的背面被紧密地配置在基板侧壁的侧面，上述基板侧壁开有中央孔，该中央孔与上部基板或下部基板的开口部相连的主基板的厚度方向的空洞相连，从该上部基板或下部基板的开口部抽真空，试样板被基板侧壁的侧面所吸住。在上述的基板侧壁的侧面上形成导电膜，该导电膜与上部基板和/或下部基板的带电粒子发生室1侧的表面上形成的导电膜相连。这个导电膜进一步与上部基板和/或下部基板上的接线配线相连，这接线配线又与上部基板和/或下部基板的外表面上形成的导电膜电极·配线相连。由这导电膜电极配线给导电的试样板上外加电压，从上部基板的开口部用激光照射上述的试样板上的试样，试样就会分解为粒子状态，被分解的粒子，产生带电粒子，与试样板的电荷极性相同的带电粒子从试样板飞出，与试样板相对方向上被配置了带有中央孔的基板侧壁(第3基板侧壁板)，第3基板侧壁板的表面上形成导电膜，该导电膜与上部基板和/或下部基板的带电粒子发生室1的侧面的表面上形成的导电膜相连接，这个导电膜进一步与上部基板和/或下部基板上形成的接线配线相连接，这接线配线，又与上部基板和/或下部基板的外侧基板表面上形成的导电膜电极配线相连接，从该导电膜电极配线给第2基板侧壁板表面的导电膜所外加与试样板电压相反的外加电压，吸引从试样板飞出的带电粒子，上述带电粒子，通过第3基板侧壁板上的中央孔进入第1基板侧壁板的中央孔进入带电粒子发生室2，在带电粒子发生室2中，上部基板和下部基板、和/或第1基板侧壁板的侧面、和/或第2基板侧壁板的侧面、和/或其他2个基板侧壁的侧面，和/或第1基板侧壁的中央孔的内形成导电膜电极。上述导电膜电极与上部基板和/或下部基板上形成的引出配线相连接，并且上述引出接线配线与上部基板和/或下部基板的外表面上形成的导电膜电极·配线相连接，上述导电膜电极上被施加电压与带电粒子的电压同极性相同。调整该电压，可聚焦带电粒子，通过隔开带电粒子发生室2和邻室的基板侧壁(第2基板侧壁板)的中央孔进入邻室。上述的通过第2基板侧壁板的中央孔的带电粒子进入质谱分析室。
(12)
本発明、在主基板的上、下面分别附着上部基板和上、下基板，形成在主基板上的贯通室作为离子化室，开有连接该离子化室的中央孔，该中央孔连接上部基板或下部基板的开口部(导入试样样用开口部)相连的主基板上开的竖孔(与基板面相垂直)，在中央孔的内部形成导电膜(第2导电膜)，离子化室内部形成导电膜(第1导电体膜)，第1导电膜和第2导电膜与形成在离子化室主基板的侧面的导电膜相连接。第1导电膜通过是上部基板和/或下部基板上的接线配线与上部基板和/或下部基板上形成的外侧电极相连接。
试样液或试样气体从试样导入用开口部导入，通过竖孔和中央孔，在离子化室的出口雾化气体导入到离子化室。通过在上部基板和/或上部基板上形成的外侧电极外加电压，而对中央孔里面的导电膜施加电压，由此在离子化室的出口部喷出的气体(雾化气体)被离子化。
(13)在主基板的上、下面分别附着上部基板和上、下基板，形成在主基板上的贯通室作为离子化室，开有连接该离子化室的中央孔，该中央孔连接上部基板或下部基板的开口部(导入试样样用开口部)相连的主基板上开的竖孔(与基板面相垂直)，在中央孔的内部形成导电膜(第2导电膜)，离子化室内部形成导电膜(第1导电体膜)，第1导电膜和第2导电膜与形成在离子化室主基板的侧面的导电膜相连接。第1导电膜通过是上部基板和/或下部基板上的接线配线与上部基板和/或下部基板上形成的外侧电极相连接。试样液或试样气体从试样导入用开口部导入，通过竖孔和中央孔，在离子化室的出口雾化气体导入到离子化室。通过在上部基板和/或上部基板上形成的外侧电极外加高频电压，而对中央孔里面的导电膜施加电压，由此在离子化室的出口部喷出的气体(雾化气体)被离子化。
(14)本发明包围离子化室的周囲一部分凹部和开口部做成在主基板、上部基板和/或下部基板上，通过该凹部的冷却或加热用介质，可加热或冷却离子化室和/或中央孔为特征的质谱分析装置。使用上部基板和/或下部基板上形成的导电膜的一部分，加热离子化室为特征，利用上基板和/或下基板上形成的导电膜加热离子室作为特征，利用在中央孔形成的导电膜的一部分，加热离子室作为特征，与引出电极室相对的基板侧壁板或基板侧壁上设置导电膜和引出电极室相对的基板侧壁板或基板侧壁上设置了导电膜电极，对该导电膜电极施加与离子相同极性的电压，把离子推向引出电极室为特征。
(15)本发明在主基板的上面和下面分别附着了上部与下部基板，在主基板上形成的1个贯通室作为离子化室，设置在离子化室隔壁的主基板上形成了贯通室的加热室，离子化室和加热室被带有中央孔(第2中央孔)的基板侧壁板所隔开，或者把离子化室和加热室做成相同贯通室，去除分隔基板侧壁板。具有连接上述加热室的中央孔(第1中央孔)，第1中央孔连接与上部基板或下部基板的开口部(试样导入用开口部)相连的主基板上的竖孔(与基板面垂直)。中央孔内形成导电膜(第2导电膜)，在加热的室内形成导电体膜(第1导电膜)，第1导电膜和第2导电膜由在加热室主基板的侧面形成的导电体膜所连接，第1导电膜通过上部基板和/或下部基板上形成连接配线连接到上部基板和/或下部基板上形成的外侧电极。试样液或试样气体，从试样导入用开口部导入，通过竖孔和中央孔，在加热室的出口以雾化气体形态导入到加热室。从上部基板和/或下部基板上形成的外侧电极施加电压，电流流向第1导电膜，通过加热第1导电膜来加热加热室加温度。在离子化室中，在上部基板和/或下部基板上配置了塔尖形电极，该塔尖形电极通过上部基板和/或下部基板上形成接线配线连接到上部基板和/或下部基板上的外侧电极。通过施加在外侧电极上的电压使塔尖形电极上放电，离子化加过热的雾化气体，以上述为特征的离子化法。
(16)本发明包围离子化室的周囲一部分凹部和开口部形成在主基板和上部基板和/或下部基板上，通过该凹部的冷却或加热用介质，可加热或冷却离子化室和/或中央孔为特征的质谱分析装置。使用上部基板和/或下部基板上形成的导电膜的一部分，加热离子化室为特征，
利用在中央孔形成的导电膜的一部分，加热离子室作为特征，与引出电极室相对的基板侧壁板或基板侧壁上设置导电膜对该导电膜电极施加与离子相同极性的电压，把离子推向引出电极室为特征。
(17)在主基板的上、下面分别附着上部与下部基板，形成在主基板上的贯通室作为离子化室，开有连接该离子化室的中央孔(第1中央孔)，该中央孔连接上部基板或下部基板的开口部(导入试样样用开口部)相连的主基板上开的竖孔(与基板面相垂直)，试样液从试样导入用开口部导入，通过竖孔和中央孔，在离子化室的出口形成阵列(Matrix)，通过在上部基板和/或上部基板上形成的开口部，从外侧用激光或高速原子束向阵列进行照射，而使阵列中的分子离子化，离子化法。
在主基板的上、下面分别附着上部与下部基板，形成在主基板上的贯通室作为离子化室，开有连接该离子化室的中央孔(第1中央孔)，该中央孔连接上部基板或下部基板的开口部(导入试样样用开口部)相连的主基板上开的竖孔(与基板面相垂直)，试样液从试样导入用开口部导入，通过竖孔和中央孔，在离子化室的出口形成阵列(Matrix)，在离子化室的傍边配置了激光或高速原子束室，从激光或高速原子束室用激光或高速原子束室向阵列进行照射，而使阵列中的分子离子化，离子化法。
【权利要求49】
(18)离子化室毗邻的主基板上形成了贯通室为引出电极室，引出电极室和离子化室被带有中央孔(第2中央孔)的基板侧壁所隔开，与基板侧壁板相对的基板侧壁的侧面上形成导电膜电极，导电膜被施加上与离子相同极性的电压，产生的离子被该导电膜电极推出，通过基板侧壁板的第2中央孔射向引出电极室。包围离子化室的周囲一部分凹部和开口部形成在主基板和上部基板和/或下部基板上，通过该凹部的冷却或加热用介质，可加热或冷却离子化室和/或中央孔为特征的质谱分析装置。使用上部基板和/或下部基板上形成的导电膜的一部分，加热离子化室为特征。在中央孔内和/或贯通室内形成导电膜，电流流过该导电膜，使导电膜发热，从而加热中央孔和/或贯通室wei求特征。
(19)本发明在主基板的上、下面分别附着上部与下部基板，在主基板上形成环形电极，在环形电极的中央形成的贯通室是离子阱室。离子阱室的上部配置了形成了在上部基板的上部电极(离子阱上部电极)。离子阱室的下部，配置了下部基板上形成的下部电极(离子阱下部电极)。
环形电极是在主基板的环形状上形成导电膜电极(环形状导膜电极)，环形状导膜电极通过上部基板和/或下部基板上的接线配线，连接到上部基板和/或下部基板上形成的外接电极上。离子阱上部电极与离子阱下部电极通过上部基板和下部基板上形成的接线配线，连接到上部基板和下部基板上外侧电极。环形电极是带中央孔的主基板，被配置在离子阱室的相邻处的贯通室的离子化室或引出电极室与离子阱室之间，一边的中央孔从离子化室连接到离子阱室，另一边中央孔是从离子阱室连接到离子检测室。通过施加一定电压给环形导电膜电极、离子阱上部电极、离子阱的下部电极，从离子化室或者引出电极·加速电极室通过离子阱室的中央孔进入离子阱室的离子被离子阱室所捕获，并且被捕获的离子，通过从离子阱室连接的离子检出室的中央孔，被送入离子检测室，进行离子检测。离子阱形质谱分析装置。
(20)本发明在主基板的上、下面分别附着上部与下部基板，在主基板上形成环形电极，在环形电极的中央形成的贯通室是离子阱室。离子阱室的上部配置了形成了在上部基板的上部电极(离子阱上部电极)。离子阱室的下部，配置了下部基板上形成的下部电极(离子阱下部电极)。
环形电极是在主基板的环形状上形成导电膜电极(环形状导膜电极)，环形状导膜电极通过上部基板和/或下部基板上的接线配线，连接到上部基板和/或下部基板上形成的外接电极上。离子阱上部电极与离子阱下部电极通过上部基板和下部基板上形成的接线配线，连接到上部基板和下部基板上外侧电极。环形电极是带中央孔的主基板，被配置在离子阱室的相邻处的贯通室的离子化室或引出电极室与离子阱室之间，一边的中央孔从离子化室连接到离子阱室，
另一边中央孔是从离子阱室连接到离子检测室。通过施加一定电压给环形导电膜电极、离子阱上部电极、离子阱的下部电极，从离子化室或者引出电极·加速电极室通过离子阱室的中央孔进入离子阱室的离子被离子阱室所捕获，并且被捕获的离子，通过从离子阱室连接的离子检出室的中央孔，被送入离子检测室，进行离子检测为特征的，离子阱形质谱分析装置。
(21)本发明安装有从上面贯通到下面的多个贯通室的主基板，是以主基板的上面与下面分别附着的上部与下部基板，包含分隔贯通室的带有中央孔的基板侧壁板，带电粒子通过通过贯通室和基侧壁板的中央孔作为特征的加速装置。加速装置包括带电粒子发生机构与线性加速机构、带电粒子发生机构与线性加速机构在贯通室里形成，在贯通室内形成电极和配线，是由CVD法，PVD法、电镀法，电铸法之中选择一个或多个方法而层合导电体膜，通过上部基板和/或下部基板上形成的引出配线连接到上部基板和/或下部基板上形成的外侧电极为特征的。线性加速度机构，带有中央孔的基板侧壁板上形成的导电膜的电极(基板侧壁板电极)被多个排列而构成，施加于该基板方侧壁板电极静电压或者高频电压，实现带电粒子的加速或减速(聚焦)。加速装置，具有减速(聚焦)机构。减速(聚焦)机构，由排列多个带有中央孔的基板侧壁板上形成的导电膜电极(基板侧壁板电极)而构成，对该基板侧壁板电极施加与带电粒子相反的电压，就可实现带电粒子减速(聚焦)为特征的。
(22)本发明还有减速(聚焦)机构。减速(聚焦)机构，减速(聚焦)机构是由4极电磁铁组成为特征的加速装置。4极电磁铁是在电荷粒子的通道上的基板内制作的贯通室的基板的从外侧向纵向方(与基板面垂直方向)上、下配置的电磁铁，在带电粒子的通道的基板内制造的贯通室的从外侧方向向横方向(与垂直方向呈直角方向)的两侧上配置的电磁铁为特征。在横向方向配置电磁铁的时候，切断磁铁所配置的基板部位，并在这个开口部上设置磁铁为特征。切断方法，采用激光切片或高压液体喷气式切断为特征。把线圈配置在贯通室的两侧的主基板内为特征。线圈形成贯通上下基板和主基板的贯通孔内形成导电膜(贯通孔配线)，在上下基板上形成连接贯通孔配线的配线，而形成线圈配线，线圈两端电极在上部基板和/或下部基板上形成为特征。
(23)本发明贯通室(带电粒子聚焦用贯通室)的两侧形成的贯通室(线圈配置用贯通室)，向线圈配置用贯通室插入线圈，把线圈配置在带电粒子聚集用的的贯通室的两侧作为特征，线圈是把附着在支撑基板上的线圈插入在线圈配置用贯通室，进行配置为特征。把线圈紧贴或接近在上部基板及下部基板上进行配置作为特征，把形成线圈的基板(线圈形成基板)附着在上部基板和下部基板，配置线圈作为特征。
【发明效果】
本发明，采用LSI和MEMS工序，把加速器装置和质谱分析装置需要的各功能在同一基板上一气完成，所以各功能部分(例如，加速电极)的相互之间的位置极为正确。而且电极之间距和带电粒子通过的通道以mm和μm数量等级精密形成的，尺寸非常小。例如，电极之间的距离变小，可非常高效地控制带电粒子的加速与减速。同时，由于供电的频率高，所以短距离可获得更大的加速。因为可以一次性制造各种功能的零件，制造成本会急剧降低。
把本发明用于质谱分析装置的场合，本发明可使用4英寸～8英寸{直径100mm～200mm、厚度3mm以下(Si基板2mm、玻璃基板0.3mm×2)、8英寸以上也可}的基板，制造出微型的试样供给部、电离室、引出电极·加速室、电场室、磁场室、离子检测室(把这些称为功能部)，而这种制造方法至今还没用被报道过。本专利的创意也没发现过。更何况把这些功能一次性在同一基板实现的报道更没有。所以，本发明的创新性、先进性、优势是显而易见的。
本质谱分析仪为超小型{本体尺寸6英寸晶圆(50cm3)，重量130g以下}，由于是一次制造，制造成本在10万日元以下{本体尺寸6英寸晶圆}。传统的产品，相同的性能要50厘米×50厘米×50厘米，20公斤以上，所以本产品的尺寸(体积)是1/2500，重量是1/100，价格是1/20以下，有足够的优势。由于各功能部是一次做成，并且精度高(1μm以下)，与其的零部件组装方式相比，可更精确地组装，检测精度也比传统方式提高。由于本发明是超小型设备，所以方便随带，可现场测试。因为传统的设备几乎没有随带型，那场测试非常困难，这点具有很大优势。
并且，质谱分析仪在磁场室里使用基板制作线圈。各基板之间校准后装配线圈，装配精度为10μm以下，非常精确。因为线圈的尺寸为1毫米～10毫米，本体的尺寸也不大。使用这样的基板线圈的磁场室，其创新性与先进性非常高。因为价格低、尺寸小、精度高、比传统的设备有格外的优势。线圈也能用于电子电离法。
【图纸简要说明】
【图1】图1是本发明的超小型加速装置的实施形式举例图。
【图2】图2是本发明的粒子发生装置11的举例图。
【图3】图3是带电粒子的线性加速装置图。
【图4】图4是采用高频波导管的带电粒子加速管的举例图。
【图5】图5是本发明的带电粒子加速装置的多节连接的加速装置图。
【图6】图6是本发明的带电粒子加速装置的制造方举例图。
【图7】图7是本发明的带电粒子加速装置的制造方法的举例图，基板侧壁形成后，导电膜图案化流程图。
【图8】图8是上侧基板(主基板201U、上部基板202)和下侧面基板(主基板201B、下部基板203)之间隔着玻璃基板251，采用静电耦合附着在带电粒子加速装置的制造方法图。
【图9】图9是引出电极结构的另一实施状态图。
【图10】图10是中央孔，拥有多个基板侧壁电极排列的加速空洞室图。
【图11】图11是电磁铁(线圈)的制造法的一种实施形状。
【图12】图12是这是插入一个高相对磁导率μ的高性能线圈的制造方法图。
【图13】图13是配置在上、下基板的线圈的制作方法图。
【图14】图14是由本发明线圈(电磁铁)制作的4极电磁铁结构图。
【图15】图15是，图1所示的偏转电磁铁25，30，34，37等的带电粒子通过空洞和在空洞中的电磁铁配置图。
【图16】图16是把图1所示的圆形加速器(同步器加速器)8-1超小型加速装置10-1进一步连接大一圈的圆形加速器8-2，使其变成双重同加速器(或2个同步加速器)。
【图17】图17是把圆形加速器8分割，制作成基板的示意图。
【图18】图18是本发明的微波离子源图。
【图19】图19是本发明的质谱分析的一种实施状态。
【图20】图20是四極型質谱分析室的一种制作方法的举例图。
【图21】图21是说明4极电极附着在基板上的结构与方法的举例图。
【图22】图22是关于4极电极附着在基板上的结构与方法的另外一个举例图。
【图23】图23是本发明的4极电极的制作方法图。
【图24】图24是把4极电极棒407附着在基板上的方法说明图。
【图25】图25是，用薄膜形成法把4极电极配置到质谱分析室内部方法说明图。
【图26】图26是八极电极的结构图。
【图27】图27是本发明的扇形磁场方式的质谱分析装置模式图。
【图28】图28是多方向配置离子检测装置的离子检测质谱分析装置图。
【图29】图29是本发明的二重聚焦型質谱分析装置图。
【图30】图30是单聚焦型磁场分析器和双重聚焦型磁場分析器的设计指导一例。
【图31】图31是本发明的FTICR图。
【图32】图32是ICR室的放大时的结构图。
【图33】图33是本发明的配置线圈的FTICR图。
【图34】图34是与图33不同的本发明的配置线圈的FTICR图。
【图35】图35是与图19说明所不同的另一种离子化法图。
【图36】图36是另一种离子化法的实施形态图。
【图37】图37是关于大气压化学离子化法的说明图。
【图38】图38是具有塔尖形电极的离子化室的制作方法图。
【图39】图39是高速原纸冲击法(FAB)的一种连续流程(CF)-FAB离子化法适用于本发明的实施形态图。
【图40】图40是离子阱型质谱分析装置的制作方法图。
【图41】图41是带电粒子通过终端电极(Endcap电极)609的离子阱质谱分析装置图。
【图42】图42是本发明的倍增节点多个排列的离子探测室图。
【图43】图43是制作图42所示的平行平板型电极方法的一种形态图。
【图44】图44是把本发明的中央孔用于通道型二次电子倍增管的实施一例图。
【图45】图45是本发明的质谱分析装置的概要图(与基板面垂直的剖面图)。
【图46】图46是本发明的最终产品(本体)的想象完成图。
【图47】图47是电子离子化部(剖面图)图。
【图48】图48是在纵向形成的离子阱型质谱分析装置图。
【实施发明的形态】
本发明，在基板或薄板(主基板或第1基板)中，在厚度方向形成贯通槽或贯通孔(以下，称为空洞)，电子和离子等的带电粒子是通过这空洞高速移动的加速器。空洞的上基板或薄板(第2基板)，附着在这个空洞的两侧的基板侧壁上，空洞的下面，基板或薄板(第3板)也附着在那个空洞的两侧的基板方面壁下。因此，空洞的上下附着第2基板和第3基板，空洞的侧面被第1基板侧壁所包围成为密封空间。密封空间的空洞中的一部分，这个空洞的上，和/或下，和/或两侧的基板侧壁的一部分或全部被挖孔(或形成孔)，从那个被挖空或孔(以下，称为真空传达孔)，空洞内气体(空气，氧，氮等)被排出，空洞内呈需要的低压状态(例如，接近真空的低压状态)。
在空洞的一部分中，空洞的上方/或被配置了线圈或电磁铁或永久磁铁，通过空洞内的电子或离子(以下，称带电粒子)在线圈等产生的磁场作用力下，产生加速和/或偏转。和/或在空洞内的一部分，在空洞的一横侧和/或另一侧的横测配置线圈，通过空洞内的带电粒子在线圈产生的磁场作用力下，产生加速和/或偏转。和/或在空洞内的一部分，在空洞的上面和/或下面配置电极，通过空洞内的带电粒子在电极产生的磁场作用力下，产生加速和/或偏转。和/或在空洞内的一部分，在空洞的一边横侧和/或另一边的横测，配置电极，通过空洞内的带电粒子在电极产生的磁场作用力下，产生加速和/或偏转。
在第1基板上制作带电粒子发生部(室)，在该带电粒子发生部使产生的带电粒子通过第1基板上制作的空洞(称为(带电粒子)导入空洞)，也能把带电粒子引导到能加速的空洞(称为(带电粒子)加速空洞)。或者，把外部的带电粒子发生装置连接到第1底板内制作的空洞(也称为把这个(带电粒子)(外部)导入空洞)，通过外部导入空洞，能把带电粒子导入到主基板内的空洞或加速空洞。在加速空洞内运动的带电粒子，从第1基板与外部相连的带电粒子排出的出口(称为(带电粒子)排出出口)排出。带电粒子排出出口和加速空洞，用在第1基板内制作的空洞(称为(带电粒子)排出空洞)相连接。加速带电粒子，从带电粒子排出出口排出适用于医疗，分析，商品改进等各种目的。
本发明的加速器(也称为基板加速器)，因为能用光蚀刻法，或者激光图案化法，模具成形法，冲切成形法等制造，所以空洞幅度和空洞深度可在0.1mm至0.5mm，或0.5mm至1.00mm，或1.0mm至10mm，或者1cm～2cm，或2cm～10cmm，或10cm以上的非常精密地制作。另外，根据需要还可加工成直线、圆形、椭圆形、双曲线的形状、或其他形状的加速器。例如，如果是直线的话，在一张基板里形成多条的直线空洞，把直线空洞，沿空洞长方向切割(例如，根据硬摸切割法)，把切成的材料的空洞连接起来，可做成任意长度的线性加速器。
例如，第1基板是Si基板，加速空洞的幅度为5mm，加速空洞的深度为5mm，在加速空洞的二横侧的第1基板内，形成多个线圈(长10cm)，在加速空洞的上下，附着厚度为0.5mm的玻璃基板(第2板，第3基板)附着在第1基板上，如果在其上下配置多个线圈(长度20mm)的场合，第1基板的尺寸为500mm×500mm时，(或者，能够做在这样尺寸的晶圆片(直径500√2＝707mm以上)上的时)，1个线性加速器的长度为500mm，宽度为15mm，高度为6mm左右，从一张基板(第2基板与第3基板附着在第1基板上，该上下配置线圈)，可以制作33个(1个称为单位加速器)。连接10个单位加速器，就变为5米直线加速器，所以1张晶圆片可做成16.5m长的直线加速器。因此，1公里的加速器，只需要61张的基板。
圆形加速器也能用一张基板制造出超小型加速器。制作多个尺寸的不同的圆形轨道(圆形空洞)，然后制作连接各圆形轨道之间空洞(也称空洞连接)，逐步加速，随着速度移动轨道，加速到最终速度时，带电粒子在最后的轨道(通常是最外边一侧的轨道)向外放出。本发明，因为同时形成所有的空洞，线圈，电极等的图形，与圆形轨道的数量无关，因此工序数(制造工序数)不变，成本几乎相同。例如，最初的圆形轨道半径10mm，空洞的宽度5mm，后一个圆形轨道的大小25mm，再后的大小的圆形轨道半径40mm，做成依次以各15毫米扩大半径的同心圆的圆形加速器时(宽带均为5mm，空洞与空洞之间的间隔10mm，用500mm晶圆时，可以做成16个圆形轨道。依次连接各圆形轨道，使其加速。最初的小圆形轨道10m/秒速度做圆周运动，在下面的圆形轨道上，成为4倍速度，第n个为10×4n-1米/秒的话，最后的第16个圆形轨道为10万公里/sec，是光速的的1/3速度。一个晶圆能产生超高速的带电粒子。
圆形加速器的尺寸变大的情况，跟线性加速器一样，能连接基板制作而成。例如，1张基板的尺寸为500mm×500mm，圆形加速器的直径为1000mm(1米)的情况下，分别制作4张1/4圆形基板，把4张1/4圆的基板拼接好就可以。制作更大圆形加速器的时候，例如，10000毫米(10米)的圆形加速器，用大约100张1000mm×1000mm的基板就可以。
本发明因为在基板上制作加速器，所以加速空洞等带电粒子通过的空洞、加速与减速带电粒子的加速与减速或产生的偏转电场的电极、加减速带电粒子或偏转磁场产生的线圈、电磁铁等都制作在基板上。图1是本发明的超小型加速装置的实施形态的一例子。超小型加速装置在一张基板9中装载，具有带电粒子发生装置11，线性加速装置13，各种电磁铁15、17、22、22、22、28、31、32、35、40、34、18、20、24、27、33、38、40、40、线性加速装置39。这仅是一例，省略其他描述。如果需要其他功能可以进一步增加。
用带电粒子发生装置11产生的带电粒子，通过空洞12，用直线加加速装置13加速，通过空洞14，用偏转电磁铁15偏转轨道，通过空洞16，用偏转电磁铁17对带电粒子进行偏转轨道和/或聚焦。进一步通过空洞18，用偏转电磁铁19偏转轨道。通过下一空洞20时，通过了静电注入器21，在圆形加速器8中，射入带电粒子通过的空洞的存储环24，在空洞20的中途设置了线性加速装置42，可以调节进入静电注入器21的带电粒子的速度。同时，在带电粒子发生装置11射入到静电注入器21的途中，也可设置其他的偏转电磁铁、加速电极、减速电极、直线加速装置等。同时，在该途中也可设置其他偏转电磁铁，加速电极，加速电极，直线加速装置，聚焦电磁铁等。
从静电注入器21射入到圆形加速器8的存储环24的带电粒子，用(水平方向)的聚焦电磁铁22与(垂直方向)聚焦电磁铁22进行聚焦，用偏转电磁铁25进行偏转·加速，进入到下一个存储环27。在高频加速空洞29进一步加速，用(水平方向)的聚焦电磁铁28与(垂直方向)聚焦电磁铁26进行聚焦，用偏转电磁铁30进行偏转·加速，进入到下一个积蓄环33。在这里用(水平方向)的聚焦电磁铁32与(垂直方向)聚焦电磁铁31进行聚焦，用偏转电磁铁34进行偏转·加速，进入到下一个存储环38。在这里，用(水平方向)的聚焦电磁铁36与(垂直方向)聚焦电磁铁35进行聚焦，用偏转电磁铁37进行偏转·加速，进入到下一个积蓄环24。
以此类推，带电粒子在存储环24、27、33、38、38、38、38中被持续循环速度，达到所要求的速度和带电粒子的数量后，把带电粒子引导到外部的空洞40(称为带电粒子排出空洞)。从带电粒子排出空洞40的出口41到外取出。也可在带电粒子排出空洞40的中途设置了直线加速装置39，进一步加速带电粒子。同时，在途中也可设置其他偏转电磁铁，加速电极，减速电极，直线加速装置，聚焦电磁铁等。
如上所述，存储环24，27，33，38连成一个环状通道。此外，各种空洞上的各处形成孔，各孔被连接到抽真空线路上，该抽真空线路连接到外面的真空泵，各空洞的压、力被将降到接近真空的状态低压上。并且，各的空洞上形成孔，从这些孔可灌入氮、He、Ar等的惰性气体，也可适当地清洗空洞内部，或做气体清除。
如图1所示，本发明，在电子或离子的粒子发生装置11也配置在主基板(第1基板)9内。图2是该粒子发生装置11的一例。图2所示的粒子(离子发生器是带有平行平板型电极的离子发生器)。图2(a)是与基板平面垂直的剖面结构，图2(b)是平面结构图。在主基板51内，在等离子发生室的空洞76、等离子发生室76中产生的电子、质子和各种离子等的带电粒子被取出，形成导入到加速装置(图1的13)的空洞，主基板51的上面附着第2基板(上部基板)53，在主基板51的下面附着第3基板(下部底板)52。
在等离子发生室76上，下部基板52上形成(下部)电极54成，这周围被覆盖了硅氧化膜(或硅氮化膜、硅氧氮化膜)等的绝缘膜55。上部基板53上形成了(上部)电极58，这周围被覆盖了硅氧化膜(或硅氮化膜、硅氧氮化膜)等的绝缘膜59。这些电极54和58对置地配置了图案。在主基板51的上下两面附着了第2基板53和第3基板52。在下部基板52上，开有接触孔，该接触孔内形成接触电极(导电膜)56，并且，下部基板52的一面形成电极57。上部板53上也开有接触孔，在该接触孔内形成触电极60。并且，上部基板53的一面形成引出电极61。这些电极57和61，把上下基板52和53附着在主基板51上时，被配置在外侧，这些电极间被连接到匹配电路78和高频电极79，另一电极接地。
上部基板53开有气体导入孔71、排放等离子发生室76的气体，降低压力用的气体排气孔72和73、排放加速装置空洞77的气体，降低压力用的气体排气孔74。这些气体导入孔71、气体排气孔72、73、74，上部基板53的上被形成密封部62，该密封部62连接气体导入路径63、气体排气路径64、65、66，密封成气体(空气等)从外部不能进入等离子发生室76。气体排气路径64、65被连接到真空泵68、69，等离子发生室76降到所规定的压力(例如，0.1atm～0.001atm)，在这个状态，通过被取出电极57，61，施加高频电压在上下电极54、58上，气体就被等离子电离，产生了电子，变化成了离子，发生带电粒子。例如，导入氩气体(Ar)的话，就产生Ar+和电子等。如果导入甲烷气体(CH4)，就产生各种离子(C-、CH+、CH2+、CH3+、CH4+等)。导入砷气(As)的话，就产生As+和电子等。
电极54与电极58的电极之间距离d1，与主基板51的厚度大体相同(严格讲：主基板厚度-上下的电极厚度)，主基板厚度假设为1mm的话，施加100V电压，就产生1KV/cm的高电场，所以用低电压也可以产生等离子。为了施加更高的电场，除施加高电压之外，把主基板的厚度变薄就可。或者，如果主基板(全体)的厚度不能做薄时，仅在设置电极的部分，把厚度的d1做小，按照所定的厚度蚀刻主基板，在其底部形成电极，或者在上部基板或下部基板设置凸起部分，在凸起部分上形成电极。
加速装置的侧面空洞77也连接到气体排气通道66，连接真空泵70，加速装置侧面的空洞77的压力，与等离子发生室76相比，很低(例如，10-3atm～10-12atm)。因此，等离子发生室76所产生的等离子的一部分，被导入加速装置侧空洞77。同时，加速装置侧的空洞连接加速空洞，带电粒子被吸入加速装置侧的空洞。另外，说明的等离子发生室76比加速装置侧的空洞大，不过，只要能够产生等离子的面积就行，所以也有加速装置侧空洞77大的情况。这种情况下，由于加速装置侧空洞77的压力比较低，等离子发生室76与加速装置侧的空洞77之间装置一个阀门就可。或者也可把等离子发生室76和加速装置侧的空洞的一部分做窄。等离子流向是向80的方向流，流入加速装置一边。
等离子发生室76和加速装置侧空洞之间被设置了引出电极83。把等离子发生室76产生的离子引出就可。引出电极83是带有中央孔84的主基板51的基板侧壁81的周围用导电膜82所覆盖的结构。从剖面图(立视图)2(a)与平面图2(b)可以看出，主基板51的基板侧壁81在加速装置空洞77内面的周被围突、出形成的，在中央形成中央孔84。同时，在上部基板53的下面(加速装置侧空洞77的内侧面的上部)形成导电膜配线85-1，这导电膜配线85-1是与导电膜82相连接的。在上部基板53上形成的接线孔及导电膜86，与导电膜配线85-1相连，接线孔内的导电膜86与，在上部基板53上面形成的外侧电极·配线87相连接。结果从外侧电极·配线87对引出电极83施加吸引离子的电压。
对图2的引出电极83可加载与导入加速器的离子相反的电荷和电压，但是，图2的场合，引出电极62是直接与离子面对的，所以除了进入中央孔84的加速离子，还有很多撞击引出电极62的侧面的离子，离子的引出效率可能会降低。因此，通过调整中央孔84的孔径大小使得离子容易通过。例如，把孔径的大小加速装置方面空洞77相同的尺寸，即不设基板侧壁81，只剩加速装置侧空洞77的周围电极85(上部基板的下面的电极配线85-1、主基板51的侧面电极85-2、下部基板的下面电极配线85-3、主基板51的侧面电极85-4的连续连接环状(矩形带状)电极)。这种情况下，把中央孔84设置在基板侧壁82上，把中央孔的孔径的大小开得最合适，在此上面形成导电膜82。另外，引出电极83的跟前，在离子发生室76上设置不带导电膜的中央孔，遮住引出电极83的前方的垂直壁电极，把离子引向中央孔的方向。
其他还有图9所示的方法。图9所示的是引出电极结构的另一种实施图。图9(a)是垂直剖面图，图9(b)是平面剖面图。在图9中，引出电极83的跟前与离子发生电极54，58之间存在聚焦用电极89。在图2中引出电极83的基板侧壁81与上下基板53，52、主基板51的侧面几乎垂直。但是，本实施形态方法，基板侧壁倾斜着，加速装置侧的空洞77-2(夹住基板侧壁81，向右侧(加速空洞侧)的方向逐渐变窄，并与中央孔84相连。中央孔84的尺寸，沿加速装置侧的空洞77-2方向逐渐变小。另外，把这部分作为加速装置侧的空洞77-2的入口部88的时候，入口部88沿着加速装置侧的空洞77-2逐渐变小。相反，沿着中央孔84的尺寸加速装置方面空洞77-1(夹住基板侧壁81，左边(离子发生用电极侧)的空洞)的方向呈锥状的倾斜变大。基板侧壁51-2沿着加速装置侧的空洞77-2方向逐渐变厚，并且，像图9(b)所示，等离子(离子)发生室76的出口，比加速装置侧空洞77的入口大的情况下，从平面看的时候，出口部48形成逐渐变窄的形状。(图2所示的情况下，如图2(b)所示等离子(离子)发生室76的出口的尺寸和加速装置侧的空洞77的入口尺寸是急速变化的。这个加速装置侧空洞77的入口部88的倾斜主基板侧上面形成了导电膜电极89，这导电膜电极89与在上部基板53或下部基板上形成的导电配线45相连，其导电膜配线45是通过上部基板53或下部基板上形成的接线孔及其中的导电膜配线46连接到外侧电极47的。
这个导电膜电极89
是等离子(离子)发生室76的出口部(平面性倾斜的)的主基板侧面延伸而形成的。另外，导电体膜电极82形成在中央孔的一部分和加速装置侧的空洞77-2的基板侧壁81的侧面，与外侧电极87相连接。由于导电膜89和导电膜82没有相连，从外侧电极47和87能加载了不同的电压。即导电膜89被加载了与离子同电荷的电压，离子向着空洞的中央部分聚焦。同时，对引出电极82加载与离子相反的电荷电压，把离子引向引出电极82，并加速。通过空洞77-1的中央孔84，进入邻接的加速空洞77-2。如果加速弱的话，向加速空洞77-2里进一步设置在带有中央孔的基板侧壁上得沉积电膜的加速电极(静电透镜)，加速离子。如果加速过头的话，加载逆电位，变成减速电极就可。本发明，用很短距离就可设置多个加速电极，可以很简单地制作外侧电极，所以可以可以希望的速度通过加速空洞侧的空洞77-1和77-2。如图9所示，离子被引出电极吸引到离子加速装置侧的空洞77，在出口部和入口部处加载与离子相同的和同电位，离子就被聚焦(即，向中侧集中)，由于出口部和入口部渐渐变狭，在出口部和入口部处，即使与离子同电位，被推回的离子也很少，所以离子发生室76产生的离子(引出电极和逆电位)的多数进入了加速装置侧的空洞77-2，由于被加上，离子向着加速装置前进。
或者，在倾斜的电极89加载与离子电位相反的电位，甚至加速度的电极上加载比那电位更高的逆电位，吸引多数离子进入加速装置侧空洞77-2。即离子49越往前去，电场越大，变成离子49在中央集中往前行。
下面，说明图2，图9所示的等离子发生装置、加速空洞侧的空洞、引出电极、加速(减速)电极的原理过程。首先说明无中央孔的带空洞等离子发生装置等。作为主基板(第1板)51，导体板(包含铜、铝、钛、Zn等金属和这些合金、导电性C、导电性塑料、导电陶瓷等)、Si、SiC、C、化合物半导体等的半导体、塑料、玻璃、石英、氧化铝(Al2O3)、AlN、高分子树脂、陶瓷等绝缘、使用这些复合材料。作为上部基板(第2基板)和下部基板(第3基板)，最合适的基板是在内部形成接线孔，所以能够使用与主基板51相同的材料，塑料、玻璃、石英、氧化铝(Al2O3)、AlN、高分子树脂、陶瓷等绝缘体。
在主基板51上通过涂感光膜、涂布法或粘贴法等附着，由感光法生成感光性膜图案。在主基板51和感光膜之间，先附着能提高与感光膜的粘着性的膜，如绝缘膜、蚀刻阻挡的材料等、再附着感光膜，把图案化后的感光膜做成掩膜，形成主基板51从上至下的贯通室。贯通室是按照尺寸制作，侧面蚀刻的小的一侧做成垂直的形状比较理想，如果能控制侧面蚀刻的话，不是垂直形状也可。主基板是Si基板的场合，沉积表面氧化，氮化，或SiO2膜、SiN膜等的绝缘膜后，附着感光膜板，涂上抗蚀剂后，适度地进行热处理，用曝光法在所规定部分开口。从该开口，进行绝缘膜等垂直蚀刻(异方向蚀刻)，并且把这些做成掩膜，进行开口部分的垂直蚀刻(异方向蚀刻，DRIE、BOSCH法等)，制作贯通室。在贯通室内形成导的导电膜图案的场合，也可这样制作。主基板为半导体基板、导电基板的场合，主基板的表面和贯通室的侧面上先形成绝缘膜后，再形成导电膜。用在主基板51上附着感光膜板的方法、抗蚀剂涂布法，感光膜的电镀法等，形成主基板51的表面和侧面的感光膜。然后用暴光法(斜露光法、使用焦点深度的深的暴光装置)，进行主基板51表面和侧面的感光膜图案化。然后，把这感光膜的图案掩膜化，用湿法刻(Wet Etching)或等方形干法蚀刻(Dry Etching)等，蚀刻导电膜，形成一个所规定的导电膜图案。之后必要的话，在导电膜上形成绝缘膜保护膜。之后，在与上下基板的导电膜的连接的部分上，用同样的光刻法(photolithography)+蚀刻法，进行那连接部分导电膜的开口。下面，为了更好地连接上下基板的导电膜，在开口部分用导电体膜做成凸状形(稍微凸出)就可。作为方法，不做再次的导电膜积叠，用同样的光刻法+蚀刻法，仅仅在连接部分留下导电膜，或者选用CVD法、电镀法等，沉积连接部的金属。
在上部基板和下部基板上预先形成电极的导电膜图案。上下基板是玻璃基板、石英基板、塑料基板等的绝缘基板的场合，可直接沉积导电膜，但是为了提高粘着性，可先沉积绝缘膜以后，再沉积导电膜。导电体膜是铜、铝、钛、W、Mo、Au、Cr、Ni、导电性C、导电性PolySi、导电性塑料等、这些合金复、复合膜、积层膜等。可用CVD法、PVD法、电镀法、涂法、丝网印刷法、这些的组合法等。沉积导电膜之后，用感光膜，使用曝光法等制作感光膜图形，做成掩膜，形成导电电极和必要的配线。导电膜的蚀刻可用湿法刻或干法蚀刻。形成导电膜的图形后，为保护该膜，可用绝缘膜等覆盖形成保护膜。被绝缘膜等覆盖的场合，与在上下基板上形成的导电膜模连接的部位，用同样的光刻法+蚀刻法，进行那个的连接部分的导电膜的开口。为了更好地连接上下基板的导电膜，在开口部分用导电体膜做成凸状形(稍微凸出)就可。作为方法，不做再次的导电膜积叠，用同样的光刻法+蚀刻法，仅仅在连接部分留下导电膜，或者选用CVD法、电镀法等，沉积连接部的金属。然后，进行接触孔、及其内的导电膜、接触孔和连接其他部分的导电膜、与电极的形成。同时开口部用湿法刻(Wet Etching)或等方形干法蚀刻(Dry Etching)等进行蚀刻。
其次，在形成贯通室和导电膜的配线图案的主基板上，对准图案附着上下基板。导电膜间的连接部用导电性粘合剂(粘合剂含低熔点的焊锡合金)粘接。粘接后进行热处理，牢固连接。在不使用粘合剂的情况下，在导电膜的熔点前后用热处理或熔接法牢固连接。其他的部分也可用粘合剂粘接、或常温粘接法、扩散粘接法，高温粘接法。主基板51是Si等半导体基板和导电板基板，上下基板是玻璃基板和石英基板，氧化铝基板等的场合，可用阳极结合法粘接。不使用粘合剂的场合，结合后，利用上下基板上的开口部，选用CVD法、电镀法、电铸法等、沉积连接部的导电薄膜。此外，由于保护膜等覆盖的导电膜部分也可沉积导电膜，可牢固的连接。例如，开口部连接石英玻璃管、气体管、耐热性塑料管、不锈钢等金属管(把耐热性塑料垫放在接触之间，从那里把活性气体(例如，WF6气体)灌入主基板的贯通室，一边从另一开口处泵抽出，一边使火星气体过主基板的贯通室。用规定的温度进行热处理，可在导电膜之间的连接部等的导电膜露出部分选择导电膜(例如，W膜)进行沉积。同时，通过这些管子，将镀金液(铜或各种焊锡接液)流动。从外侧电极通电的话，可以对导电薄膜(铜或各种焊锡膜)的部分进行涂膜沉积。此后进行规定的热处理，连接部的连接更牢固。
上述在主基板51的贯通室的形成时没有使用支撑基板，但可以用支撑基板形成贯通室。主基板51的贯通室形成后，用压力等会发生基板变形时，可用支撑基板。以后要去除支撑基板的场合，可使用软化粘合剂或低熔点金属(合金)(为粘接材A)就可。把支撑基板和主基板附着后，用上述方法在主基板上形成贯通室。这时支撑基板也可被蚀刻，使用蚀刻选择率高的蚀刻法，少的支撑基板的蚀刻就可以。此后，绝缘膜、导电膜、保护膜，它们的图案是相同的，但因为要去除支撑基板，那个连接部分的膜，最好预先用蚀刻法去除。之后在上部基板或下部基板开口的主基板上，使图案对准合起来附着。使用粘合剂等(为粘接材B)的场合，在去除支撑基板的温度时，就可把附着去除，需要选择不偏移的粘合剂。例如，使用粘接材B的硬化温度TB比粘合材料(金属)A的软化温度(熔点)TA低的热固性粘合剂就好。或者，粘合剂A为光剥离剂，粘合剂B为热固性粘合剂，用粘合剂B粘合上部基板或下部基板后，用光照射即可把支撑基板去除。之后附着其它基板(上部基板或下部基板)。
替代支撑基板的方法，可最初附着上部基板或下部基板。把上部基板和主基板附着后，形成主基板的图案和贯通室。这时，因为部基板还没这么被蚀刻，最好设定高的蚀刻选择率。形成贯通室后，沉积绝缘膜、导电膜、保护膜，进行这些膜的图案化。这时，因为在上部基板上也必须形成电极·配线，所以用感光制版法、电泳抗蚀剂法、焦点深度的深的曝光法、旋转曝光法、斜着的蚀刻法等制作感光性膜图形，用湿法刻或干法蚀刻等形成导电膜的的图案。然后附着形成电极·配线图案的上部基板或下部基板。
上述的上部基板上准备好预先制作的电极·配线图案，又在主基板上形成预先漏出其上部基板的图案部分的凹部。把这主基板的凹部和上部基板的对齐，附着上部基板与主基板。此后，在主基板上形成贯通室。这时在上部基板上形成的电极·配线图案不被蚀刻(难蚀刻)的条件下，形成了贯通室。例如，主基板有Si的场合，可用CF类气体高速蚀刻Si，铝和铜的电极·配线在上部基板形成的话，用CF类气体，可选择几乎不蚀刻条件。这之后，形成了由绝缘膜形成导电膜后，能只在主基板的侧面进行导电膜的图案化。上部基板上也能形成导电膜，上部基板上没有被感光膜所覆盖，所以不能蚀刻上部基板的导电膜，而且已经被图案化的上部基板的电极·配线被绝缘膜所覆盖，所以不能进行蚀刻。上部基板的电极·配线和主基板的导电膜的连接，在绝缘膜形成之后，进行去除该连接部分绝缘膜的图案。然后，沉积导电膜，所以完全可以连接。或者去除上部基板的电极·配线部分的上部的绝缘膜(大部分)就可以。在导电膜的图案化的时候，也可在上部基板的电极·配线部分上形成重叠着图案。
下面，叙述关于形成中央孔的场合的方法。主基板分割(用主基板厚度的一半的主基板，称为半主基板)，形成中央孔的图案化。这时主基板上形成绝缘膜等，或形成感光膜密紧密形膜，或也可形成蚀刻阻挡用的掩膜(除掉抗蚀剂的时，为不使主基板被蚀刻的掩膜)。用这个图案形成中央孔。曲线形成的时候，可使用湿蚀刻和干蚀刻的侧面蚀刻。垂直方向图案化时，进行各向异性刻蚀。其次，进行贯通室形成和基板侧壁(含中央孔在内)形成的图案化。形成具有垂直图案的部分和图9(a)所示的倾斜主基板侧面形的场合，图案化要分别进行。此外，如果有多个倾斜角度的场合，分别进行垂直刻蚀、倾斜侵蚀1、倾斜的刻蚀2、…。留下主基板的一部分也同样。基本上在主基板上形成贯通室。结果，形成半主基板中有中央孔(一半)、带有中央孔的基板侧壁(一半)、贯通室(也是一半)。中央孔的尺寸可根据蚀刻条件自由改变。另外，倾斜的角度也可根据蚀刻条件自由选择。在图9(b)的平面方向倾斜的出口部的图案也可用掩膜自由控制。因此，可做成任意的所需的形状。之后形成了绝缘膜，形成导电膜，可进行导电膜的图案化。因为高度只有一半，所以的膜形成和图案化变得简单。中央孔内当然也能形成绝缘膜、导电膜等，用蚀刻法可以除去。本发明，因为使用LSI工艺，所以基板侧壁和贯通室的大小可以非常准确地形成。采用导电膜的图案化方法，在贯通室的深部的图案化虽然比较困难，但可达到1μm～10μm以内的加工精度，所以本发明的加速装置的精度几乎不存在问题。
将半主基板制作成两个相同的，使中央孔一致地附着起来就可。用上述的附着法就可以，如果进一步进行静电阳极结合的场合，半主板之间用薄玻璃基板、石英基板等填充就可。在玻璃基板上也以相同的尺寸形成贯通室、基板侧壁、中央孔、必要的部分上形成导电体膜，把些与半主基板依次或同时附着一起就可。把支撑基板用于半基板的时候也同样可能。这个场合，比如，上部基板上附着半主基板后，取下支撑基板，然后把半基板之间附着起来，最后在上部、下部基板上形成接线孔，孔内的导电膜、外侧电极。或者也可预先形成这些接触孔、外侧电极。此外，想加深贯通室的深度，可重复上述的流程。如果同时制作多张相同的基板的话，不需要增加工序就可以简单、自由地制作任何深度的贯通室。例如，如果用0.5mm～1mm的主基板，依次沉积的话，重叠4次就可制作8mm～16mm的贯通室的加速装置。《其他等离子发生法》
图3是带电粒子的线性加速装置结构图。可用于图1中的13和39，也可单独作为直线加速器使用。图3(a)是在基板(主基板91的上面附着第2基板(上部基板)92，下面附着附着第3基板(下部基板))的厚度方向的剖面结构图(加速空洞99的行进方向，即带电粒子G的行进方向)，图3(b)是与基板面平行的平面图，图3(c)是厚度方向的剖面结构图(加速空洞99的行进方向)，即与带电粒子G的行进方向相垂直方向)。
加速装置内的带电粒子G通过的加速空洞99把在主基板(第1基板)91(厚度h1)上形成的贯通孔(室)99(宽度a1)的上部附着在第2基板(上部基板)92，把下部附着在第3基板(下部基板)93，内部的贯通孔(加速空洞)99为隔绝气体空间。
在加速空洞99内沿长度方向(带电粒子的进行方向)上间隔地形成多个环状电极(贯通孔99的侧壁，上部基板92的下面，下部基板93的上面形成的连续的(电性连接)电极)94。(94-1，2，…)例如，环状电极94-1，在深度h1，宽度a1的贯通孔99中，贯通孔99的侧壁上形成了导体电极94、S1、94S2，并且，上部基板92的下面向导体电极94U和下部基板93的上面形成了导体电极94B，这些导体电极94S1、94S2、94U、94B是电性连接，长度(加速空洞99的长度方向)为k1，更准确的形状是矩形形状。导电电极的厚度为t1(假设全部相同)，导电体电极94S1与94S2的距离为b1，a1-2t1，导电电极94U和94B的距离为d4，h1-2t1。例如，ai＝1mm，h1＝1mm，导电膜厚度为10μm的话，bi＝0.98mm，di＝0.98mm。
环状电极94-1的相邻，在相隔距离j1处形成长度为k2的环状电极94-2，再在相邻处，在相隔距离j2处形成长度为k3的环状电极94-3，加速空洞99内形成多个环状电极94。带电粒子G的行进方向上，第i个的环状电极94-i的长度设为ki，与这后面第i+1个的环状电极94(i+1)的距离为ji。在环状电极94(94-i:i＝1,2,…)的上部基板92上形成接线孔，在接线孔内形成接线电极95(95-i:i＝1,2,…)，并且形成了连接接线电极95的上部电极96(96-i:i＝1,2,…)，上部电极96连接在上部基板92的下面形成的导电电极94U。另外，在环状电极94(94-i:i＝1,2,…)的下部基板93上形成接线孔，这接线孔内形成接线电极97(97-i:i＝1,2,…)，进一步形成连接接线电极97的下部电极98(98-i:i＝1,2,…)，下部基板98与在上部基板93的上面形成的导电电极94B电性相连。
这样在空洞99的主基板91的内面形成的各环状电极94(94-i)上，从上下基板上形成的外侧电极96(96-i)和98(98-i)加载电压，因此不管哪个从一方加载就可。同时，只要加载电压，立刻有效地使得环状电极94(94-i)内的电位变为相同。向各环状电极94(94-i)加载与离子G相反的电位的电压的话，被各电环状电极94(94-i)的电位Vi加速离子前行。例如，离子的质量为m，被各环状电极94(94-i)的增加速度为Δui的话，1/2m(Δui)2＝zeV成立。因此，多排列一些的话，离子可以非常高速。例如，m＝10-25kg，z＝1，V＝10V的话，Δui＝5.6km/sec(每1电极)，如果排列1万的话，为5.6万km/sec。即ki＝10μm，ji＝5μm的话，制作15cm长度的加速空洞就可。像这样以非常短的距离就可实现超高速的离子。当然，离子会因为环状电极的吸引发散出去，需要进行聚焦。聚焦离子的方法，配置与离子同电位的电压，或者加载4极磁场。或使用这些组合方法，得到所希望的离子速度。另外，在图3所示的加速室里，上部基板92和/或下部基板93处100开有1个或多个空，通过开口部100抽真空空洞99，或者灌入不活性气体，清扫和清洗内部。
加速空洞室可通过配置多个带有中央孔的基板侧壁电极制作而成。图10是配置了多个带有中央孔的基板侧壁电极的加速空洞室。图10(a)是与基板面垂直的剖面图。图10(b)是与基板面平行的平面图，图10(c)是A1-A2的剖面图，是从图10(a)和图10(b)的左右方向看到的图。如图10所示，在主基板101上，形成从上面贯通到下面的贯通室104，在上部附着上部板102，在下部附着下部基板103，贯通室104的横侧面成为主基板101的侧面。贯通室的等离子发生室和离子化室104-1产生的离子等带电粒子G(虚线箭头表示)，通过基板侧壁101-0的央孔105-0进入贯通室的加速空洞入104-2。加速空洞室104-2上配置了多个带有中央孔105(105-1，…，4，…)的基板侧壁101-1(101-1，…，4，…)。基板侧壁101(101-1，…，4，…)的周围形成了导电膜电极106(106-1，…，4，…)。这个导电膜电极106(106-1，…，4，…)在各基板侧壁101(101-1，…，4，…)的中央孔105(105-1，…，4，…)的内被沉积。这个导电膜电极106(106-1,…,4，…)、与上部基板102的下面形成的导电膜配线107(107-1，…，4，…)相连接，和/或与下部基板103的上面被形成的导电膜配线108(108-1,…，4,…)相连接。这个导电膜的配线107(107-1，…，4，…)，通过上部底板102内形成的接触孔及接触配线109，连接到上部基板102上形成的外侧电极·配线110(110-1，…，4，…)。另外，这个导电膜配线108(108)(108-1，…，4，…)通过下基板103内形成的接线孔和接线配线，与下部基板上形成的外侧电极·配线电极112(112，…，4，…)相连。
从外侧电极·配线112可对基板侧壁电极·配线106加载电压。通常，这电压是与带电粒子电荷相反的电压，所以射入加速空洞室的带电粒子G，被最初的侧壁电极配线基板106-1所吸引、加速，穿过基板侧壁的中央孔105-1，被后面的侧壁电极配线基板106-2所吸引，加速，再穿过基板侧壁的中央孔106-1，这反复加速，被最后的基板侧壁电极配线基板106-n所吸引，加速，穿过基板侧壁的中央孔106-n，射入(假设具有n个基板侧壁电极配线)作为贯通室的邻室104-3。邻室104-3为，如图1中的空洞室14和偏转电磁铁室15等。加速空洞室104-2和邻室104-3之间也带有中央孔105-5的基板侧壁101-5，带电粒子通过中央孔105-5进入邻室104-3。这个带有中央孔基板侧壁电极的通过带电粒子G的领域很窄，所以带电粒子G不会太扩散，而从中央孔附近通过。但是，仍然有一部分的带电粒子被电极侧所吸引，所以在各处需要加载与加带电粒子相同的电位(正或负)，用于聚焦带电粒子。在这里，因为与带电粒子相同的电位，所以会有稍微的减速，但被下一个加速电极再次加速。这个反复聚焦·发散，加速·减速，配置多个带有中央孔的基板侧壁电极，整体上获得非常大的加速。本发明由于使用LSI工艺，所以可以实现过去传统加速器无法实现的，用非常小的中央孔和短距离基板侧壁加速。所以只要配置多个基板侧壁电极，可以短距离获得很大的加速度。此外，用很小的加载电压就可，所以无需大的电源。再者，如果把电源做大，加载更大的电压，可获得更大的加速度。
另外，在带电粒子G的行进方向上，逐步对各基板侧壁电极加载电压，也可以在短时间、短距离内获得大的加速度。或者，向各基板侧壁电极加载高频电压，使其同步的话，反复聚焦和发散、加速和减速，整体可获得很大的加速度。在加速空洞室104-2到上部底板或下部基板上设置开口部113，抽真空，可进行清扫和清洗。另外，各基板侧壁之间设置各自开口部113，也能各自抽真空等。
邻室之间的基板侧壁105-0和105-5如果没有必要可以不配置。例如，如果从邻室104-1来的带电粒子G与最初的基板侧壁电极106-1的前方侧面冲突也没问题的场合、或者，与邻室104-1的压力相同也没问题的场合，带电粒子G充分地加速、聚焦，就能穿过最初的基板侧壁电极106-1的中央孔105-1穿过等。另外，基板侧壁101-0的105的中央孔的尺寸，比最初的基板侧壁电极106-1的中央孔105-1尺寸小，带电粒子G能被最初的基板侧壁电极106-1所容易地吸引。基板侧壁电极106(106-1，…)的中央孔105(105–1，…)的尺寸是相同的尺寸有利于均一的加速性。希望与邻室104-3的相隔的基板侧壁101-5的中央孔105-5的尺寸比最后的基板侧壁电极106(图中是
)的中央孔105(图中是105-4)大，以便不让带电粒子与基板侧壁101-5相撞。
图4是采用高频波导管的带电粒子加速管的举例图。是圆盘加载行波加速器的一种。图4(a)是垂直与基板面的垂直图(示意图)，与带电粒子束G的行进方向相平行图，图4(b)是与基板面相平行的剖面图(示意图)，图4(c)是与基板面相垂直的剖面图(示意图)，从图4(a)和图4(b)的左右方向的视点图，是中央孔的剖面图。图4所示的带电粒子加速管200是形成在主基板201上，附着在带电粒子通道的贯通孔空洞204、主基板201的上面和下面，用把贯通孔空洞204的空间做为密封的空间的上部基板202和下基板203所构成。带电粒子的加速管200是在带电粒子行进的方向的方向(贯通孔空洞长得方向)G，两侧被中心部开孔(中央孔)的基板201S-A和201S-B所隔开，并且，该之间被中心部开孔(中央孔)的基板201S-i(i＝1,2,3，…)所隔形成数个空间，它们的空间的两侧，在上部基板202的空位处(下部基板203的空位也可)的空间(也可称为高频率导入室)204C-A上有微波等高频率的导入口208、在上部基板202的空位处(下部基板203的空位也可)的空间(也可称为高频率导出室)204C-B上有微波等高频率的导出口209。它们之间有加速带电粒子的多个空间(也称为加速空腔(cavity))204C-i(i＝1，2，3，…)。另外，在这些空间上，在上部基板202或下部基板203上酌情开孔，这个真空抽排口210连接真空泵213，使得带电粒子通过的空间接近真空。图4的真空抽排口213开在高频率导入室，或者高频率导出室，但是不限于此，也可设置在其他的空间或空洞。
作为本发明使用主基板使用Si基板等半导体基板的场合，因为主基板的电阻较高，所以带电粒子的加速管200内的多数的贯通孔空洞204内需要生成(形成)部导电膜206。即在主基板201中形成的空洞204里，主基板201的空洞侧面上形成导电膜206S1及206S2，在上部基板202的下面形成导电膜206U，在下部基板203的上面形成导电膜206B。图4(c)是中央孔205的剖面图，所以看不见导电体膜206S1，S2，U，B，这里透视地描述。中央孔205配置在基板侧壁201S-i(i＝1，2，…)的中央，在其中央孔205的内面上形成导电膜206呈环状。中央孔205的截面被说明为长方形，但是中央孔205是在分割主基板的状态下，用蚀刻法(湿或干蚀刻法)形成，所以可以形成合成梯形、椭圆形、或圆形等各种形状。
加速空腔204C-i(i＝1，2，3，…)的内壁上通过高频电流，所以导电膜206的导电性能高的比较好，比如用金，银，铜、铝、钨、钴等最好。如果温度可能会升高的场合，熔点高金属膜比较好。因为本发明的带电粒子加速管可以很小，所以可使用超导膜，可以把整个装置降温冷却。作为超导膜有铌(Nb)，铌-钛(Nb-Ti)，铌-锡(Nb-Sb)、二硼化镁、氧化物高温超导体(钇、铋等)。这些可以用喷镀薄膜、电镀形成。设主基板201的厚度为h2，宽度(平面宽度)为a2，导电膜206的厚度为t2的话，贯通孔空洞204的深度d5为h2-2t2，贯通孔空洞204的宽度b2为a2-2t1。主基板201和导电膜206之间形成绝缘膜(例如，硅氧化膜)或密封性增强型膜(例如，钛，TiN膜)的场合，导电膜206上形成绝缘膜(保护膜)的，必须考虑这些膜的厚度。
带电粒子G从电荷发生装置等发射，通过空洞204—1的内部，通过带电粒子加速管200的入口的基板隔壁201S-A的中央孔205进入带电粒子加速管200。带电粒子G，进入高频率导入空间204C-A之后，通过基板隔壁(侧壁)201S-1中央孔205进入加速空间204-1，不断地通过基板隔壁201S-i(i＝1，2，3，…)的中央孔205，进入加速空间204C-i(i＝1，2，3，…)，最后进入高频率导出空间204C-B后，带电粒子通过加速管200的出口的基板隔壁201S-B的中央孔205，从带电粒子加速管200外侧的空洞204-2出去。高频率211，从高频率导入口208进入高频率导入空间204C-A，通过各基板隔壁的中央孔205通过，在各加速空间204C-i(i＝1，2，3，…)形成加速带电粒子的高频率电场，进入高频率导出空间204C-B，从高频率导出口209以高频率212出去。因此，带电粒子被在各加速空间204C-i(i＝1，2，3，…)中发生的加速电场不断加速，通过基板隔壁201S-B的中央孔205，从带电粒子加速管200出去。
加速管200里可设置聚焦被加速的带电粒子发散的电磁铁207。聚焦用的电磁铁设置在带电粒子G通过基板隔壁201S-B的中央孔205后的空洞204的部位。例如，如图4所示把4极磁铁207(207-1、2、3、4)排列在空洞204的周围。图4(d)是配置4极电磁铁的部分与空洞204的长度方向相垂直的剖面构造图。空洞204的两横侧面用基板侧壁201S-S1和201S-S2夹住而形成线圈207-2和线圈207-4。线圈207越离空洞204的中心近，磁通密度(或磁场)越强，越容易控制带电粒子(带电粒子G通过空洞204中央部位)，所以基板侧壁201S-S1及201S-S2越薄越好。因为可使用LSI工艺，例如，可以形成10μm～1000μm的非常薄的基板侧壁。
在空洞的204的上部存在者上部基板202，但在这个上部基板202的上方，或坎入上部基板的内部，或在上部基板的内部配置线圈207-1。线圈207越靠近空洞204的中心，磁通密度(或磁场)越强，带电粒子的控制变得容易。因此，在上部基板202的上方配置的场合，尽量把线圈207-1接近上部基板202的上面。最好把线圈207-1贴在上部基板202的表面。或将线圈207-1嵌入到上部基板202内部，或在上部基板202的内部形成的场合，空洞204和线圈207-1的底面之间存在着上部基板202，这部分为上部基板202-U，这部分的厚度比上部基板202的薄。这上部基板202-U的厚度越薄越好，比如可做到非常薄的10μm～1000μm。
在空洞的204的下部存在者下部基板203，但在这个下部基板203的下方，或坎入下部基板203的内部，或在下部基板203的内部配置线圈207-3。线圈207越靠近空洞204的中心，磁通密度(或磁场)越强，带电粒子的控制变得容易。因此，在下部基板203的下方配置的场合，尽量把线圈207-3接近下部基板203的下面。最好把线圈207-3贴在下部基板203的表面。或将线圈207-3嵌入到下部基板203内部，或在下部基板203的内部形成的场合，空洞204和线圈207-3的上面之间存在着下部基板203，这部分为下部基板203-B，这部分的厚度比下部基板203的薄。这下部基板203-B的厚度越薄越好，比如可做到非常薄的10μm～1000μm。
如图4(d)所示，以主基板201的横向中心为C1的时候，空洞204的中心O1在横向中心线C1上面，线圈207-2和207-4的轴与横向中心线C1对齐地配置线圈207-2和207-4。另外，线圈207-1和207-3的轴，以通过空洞204的中心O1，与横向中心线C1相垂直的竖直方向中心线C2对齐地配置线圈207-1和207-3。这样配置4极电磁铁(线圈)，可使空洞204内的磁场分布接近对称的状态，使带电粒子能够聚焦到空洞204的中心O1的附近。特别是把基板侧壁201S-S1和201S-S2的厚度做得几乎相等，线圈207-2和线圈207-4的特性也相等，并且对称与空洞204中心O1的位置进行配置，并且202-U和202-B的厚度几乎相等，线圈207-1和线圈207-3的特性也相同，配置在与空洞204中心O1对称的位置，并且线圈207-1、线圈207-2、线圈207-3和线圈207-4的特性相同，空洞204内的磁场分布接近对称状。但是，本发明的4极电磁铁根据组成线圈的特性和配置、基板侧壁和基板的厚度不同，会有一些差异，由于加载在线圈上的电压可自由调节与设定，空洞204内部磁场也可自由改变，因此把带电粒子束聚焦在空洞中心O1附近是比较容易的。再者，空洞204的中心O1是带电粒子的前进方向G，因此希望中央孔205的中心与空洞204的中心O1一致。
基板侧壁201S-i的宽度，即中央孔205的长度为m1，加速空腔204C-i的长度为(带电粒子加速装置200的长度方向尺寸)p1的话，高频率导入室204C-A和高频率导出室204C-B的距离为(n+1×m1+n×p1。(带电粒子加速装置200有n个的加速度空腔时)，也可改变各自的速度空腔的长度p1和中央孔205的长度m1的长度，而改变加速电场的分布。同时，改变空洞204的尺寸(a2,h2)和中央孔的205尺寸(例如，中央孔205为矩形的场合：竖和横的长度，中央孔205为圆形的场合：直径)改变加速电场的分布。本发明的带电粒子加速装置是用LSI工艺制作的，所以可容易廉价地制造。另外，4极电磁铁的大小或数量也可根据空洞204的大小自由变化。
下面说明电磁铁(线圈)的制作方法。图11是电磁铁(线圈)制造法的一种实施形态。把线圈制作基板115-1附着在支撑基板114-1上。因为支撑基板114-1与线圈制作基板后面将分离的，所以可用软性粘合剂(软化温度T1)附着。支撑基板114-1是玻璃基板、石制板、氧化铝、塑料、环氧树脂板、高分子板等绝缘底板、硅等半导体基板，铜，铝等导体板。线圈制作基板115-1是非磁性基板、玻璃基板、石基板、氧化铝基板、陶瓷基板、塑料、环氧树脂底板、高分子基板等的绝缘体基板、Si等半导体基板。如图11(a)所示，在线圈制作基板115—1上，形成线圈导线图案的感光膜图形，蚀刻线圈制作的基板115—1。这个蚀刻对感光性膜的图形需要逼真地垂直蚀刻。或者，把用模具做成的打通的线圈导线图案的线圈制作基板115-1附着到基板114-1。或是把形成线圈导线图案的塑料或高分子树脂膜附着到基板114-1。线圈制做基板115-1为Si等半导体基板的时候，避免线圈配之间的短路，在凹部侧面沉积导电膜。
下面，用导电膜填充凹部的线圈导线用的图案。导电膜可为，例Cu、Ni、Cr、Au、Al、W、Mo、Ti、Zr、各种焊接剂、这些合金或复合金属、或Si化膜、超导体等。作为充填方法，CVD法、PVD法沉积、研磨(例如，CMP)后仅在凹部填充导电膜填充的方法、选择CVD法在在凹部填充导电膜填充的方法、或者电镀法向凹部导电膜填充导电膜、或涂布导电膏等(electrically conductive paste)。还可通过研磨平整这些表面。依靠这些方法，宽度为a，完成深度为c1的线圈配线图案的第1层(116-1)。例如，第1层平面图形如图11(g)所示的长度为d(宽度为a)，距离b的配线图案。
下面，同样地制作2层的图案。第2层也在支撑基板114—2上附着线圈制基板115-2，感光膜等在第2层形成线圈配线图案116-2。与第2层的图案的剖面图案图11(a)相同，但平面图案如图11(h)所示，用(横)宽度a，距离b，(竖)宽度e的矩形图案重叠时，与第1层的图案重合。因为线圈线的宽度为(横)宽度a，距离b，(竖)宽度e，所以e几乎等于a就好。然后，如图11(b)所示，把第2层线圈配线图案与第1层线圈配线图案合起来附着上去。即把形成附着在支撑基板114-2上的第2层线圈导线图案的线圈制作基板115-2，附着在形成附着在支撑基板114-1上的第1层线圈配线图案的线圈制作基板115-1上。作为这个附着法，有常温粘合法、扩散粘合法，高温粘合法，线圈制作基板115-1或2为玻璃基板或石英基板等的绝缘体基板，线圈制基板115-2或1为Si等的半导体基板的时候，可用静电阳极粘合法。同时，也可使用粘合剂附着，导电膜之间可用导电性粘合剂，其他部分用绝缘性粘合剂。其他的粘合法的场合，也可用导电性粘合剂粘合导电膜。配线之间的距离b为10μm以上的话(目前)，可用金属掩膜在粘合部的图案上涂上导电性粘合剂，也可用感光性膜的导电性粘合剂合感光性膜图案+蚀刻法，配线之间的距离b为1μm时，也可用导电性粘合剂涂布粘合部的图案。并且，也可在粘合部涂布焊材或电镀附着。第2层的凹部也同样，设c1为深度，C2＝2c1。用于线圈制作基板115之间的粘合剂，最好是经热处理之后不会脱落的热硬化性粘和剂。用锡焊金属或热可塑性粘合剂的场合，经后面的热处理防止线圈制作基板115之间移位、图案错位、脱离等情况发生。
下面，卸下支撑基板114-2。作为附着支撑基板114-2和线圈制作基板115-2的粘合剂可用热可塑性粘合剂，如果软化温度设为T2时，选择T1＞T2的粘合剂。结果在T1和T2之间的温度时，可以分离支撑基板114-2。图11(c)是支撑基板114-2分离的状态。第3层以后的图案也与第2层相同，通过逐步附着，可沿线圈的高度方向制作线圈。但是，一张一张地重叠很费时间，如图11(d)所示。2张重叠后一起再重叠就变成4张(图11(d)的状态)，再4张重叠后，一起再重叠就变成8张。如果c1＝0.1mm的话，5次附着后，就形成8mm的厚度。
最后的线圈配线图案，作为线圈需要螺旋连接，所以成了图11(i)所示的配线图案。第1层是如图11(g)所示的配线图案，最上面是图11(i)所示的配线图案。(相反也可)这些之间的配线图案是如图11(h)所示的图案。在定好的高度为c4时，最上层的支撑基板分离后，附着感光膜117(涂布)，形成感光膜的图案117。把这图案做成掩膜，再用蚀刻法消去线圈制作基板115。这时因为支撑基板114-1还没分离，所以要用线圈制作基板115和支撑基板114-1的选择比较高的蚀刻。如果支撑基板114-1和线圈制作基板115的材料选用不同的话，就可方便地把蚀刻选择比调大。比如，支撑板114-1是Si或玻璃，线圈制作基板115是玻璃或是Si的场合。或者用切割分离不要的部分。例如，支撑基板114-1和线圈制作基板115-1附着的场合，不要的分离部分使用光照射分离粘合剂，其它地方，使用通常的热可塑性粘合剂，这样切割分离，仅切除线圈制作基板115-1的一部分(稍微深度方向)，然后用光照射不要的部分。把粘合剂分开附着，例如用掩膜涂布就可。结果，如图11(f)所示的形状的线圈118附着到支撑基板114-1了。
下面，附着在下部基板203上，形成线圈插入用的空洞120(120-1,2)和带电粒子光束G所通过的空洞204-2(参照图4)的主基板201上，插入形成在支撑基板114-1上的电磁铁(线圈)118-1、118-2。在下部基板203上，形成连接线圈118的端子的导电电极·配线119，所以对齐图案插入。是线圈118的中心轴靠近主基板201的中心，调整线圈118的大小。连接部分最好预先用导电性粘合剂或焊锡金属。边加热边软化这些部分，就可调整上下方向的高度。在线圈118的配线图形上沉积绝缘膜，附着绝缘片，连接部开口后，大范围地涂布导电粘合剂等，牢固连接、高度的调节和水平度的调整也很容易。
另外，把线圈的端子全部设置在相反侧的话(如图11(j)～(m)所示的线圈118-1)，无需在下部基板203上设置导膜电极·配线图案109，所以把绝缘性粘合剂涂布在下部基板203，和/或者线圈118的下部，所以保证线圈118(コイル18)的附着，而且高度调节和水平调整也可简单进行。比如，可轻松地进行支撑基板114的平整度调整和按压调整。再者，线圈插入空洞120(120-1，2)的大小，没有很严格的限制，比线圈118开的大很多，所以线圈的插入也没有特别问题。另外，导电膜电极·配线形成很大的话，与线圈的连接也没特别问题。线圈118的端面(线圈118-1的右侧、线圈118-2的左侧)与空洞204-2的中心之间的距离，对作用于带电粒子的磁场有影响，用目前的插入法，合计误差为1μm～10μm之间，没有太大影响。
另外，2个线圈118-1和118-2的距离完全没有偏差，作用于空洞204-2的中心两边磁场也几乎没变化。为使作用于空洞204-2的整体场均匀化，可把线圈的大小(端面)做得比空洞204-2的大小(深度方向)更大。但是需要预先把下部基板203，用线圈插入空洞120(120-1、2)的下部基板的203做薄，把线圈插入空洞120(120-1、2)的的深度做得比空洞204-2更深就行。这时，当然应该把线圈118的大小也相应地调大。
把线圈118固定在线圈插入用孔120(120—1，2)的下部基板203之后，分离支撑基板114-1。这个方法，例如，线圈118和下部基板203之间粘合时，可使用的粘合剂等的硬化温度T3比T1低的粘合剂，把线圈118固定在下部部基板203之后，加热温度在温度T1以上时，分离支支撑基板114-1。(图11(k))其后，如图11(l)所示，把形成线圈端子相连的导电电极配线121的上部基板202(上部基板121)对齐线圈118的端子，附着在上部主基板201。在线圈118的上部形成配线图案的情况下，通过沉积绝性缘膜、附着绝性缘膜，沉积绝缘膜，附着绝缘片，连接部开口后，涂布或形成导电粘合剂或焊接金属等之后，附着就可。
下面，在上部基板202上形成导电膜电极配线121和连接孔导电膜配线122，形成与之连接的外侧电极配线123(123-1，2,3)。在下部基板203上也形成连接导电膜电极配线119的接线孔导电膜配线124，形成与之相连接的外侧电极配线125。根据这个，空洞204-2的两侧，夹在主基板侧壁201S-S2和201S-S1的之间的线圈插入用空洞120(120-1，2)内配置线圈118(118-1，2)。因为能很正确地配置(根据配置状况误差在10μm以下)，所以空洞内的磁场也变得均匀。对于线圈118-1，可从外侧电极123-1和123-2通过电流，对于线圈118-2，可从外侧电极123-3和125通电流。图(图11)
在图11的流程中，采用了从第1层的图案附着支撑基板方法，但是第1层的线圈图案预先制作在下面基板上，支撑基板可从2层开始附着形成。如果取这方法，最初的第1层流程就能省略。同样也可在上部基板(的下面)上，形成最后的最上层的图案。这样最上层的流程也省略。并且，在这个场合，从第2层到n-1层(把第n层作为最上层)的线圈配线图案都是相同的，单纯地沉积就可，把沉积的板的大小做成所希望的尺寸可重复制作。最后，把它们附着在下部基板的第1层的图案，把n-1层与上部基板的最上层图案对齐附着就可。
图11(j)的流程，作为带电粒子束G通过空洞204-2和线圈插入用空洞120(120-1，2)之间的间隔，存在基板侧壁201S-S1和基板侧壁201S-S2。但作为间隔，基板侧壁201S-S1和基板侧壁201S-S2，能够去除削弱磁场或搞乱磁场方向的作用。只是，由于空洞204-2是通过带电粒子的，必须使其有着与空洞204-2相同程度的压力。因此，线圈插入用空洞120(120-1，2)上的上下基板202和203上开设真空抽气用的开口部分。如果不设置基板侧壁201S-S1和基板侧壁201S-S2，空洞204-2和线圈插入用空洞120(120-1，2)为相同的空洞，所以插入线圈118-1和2的时候，没有线圈118-1和2与基板侧壁201S-S1和基板侧壁201S-S2相冲突的担心，所以插入也相当简单。
并且，基板侧壁201S-S1、基板侧壁201S-S2、线圈118-1和2之间的距离，无需考虑插入时的余量(距离余量)。因此，可以缩短线圈118-1和线圈118-2之间的距离，使的生成空洞内磁场的电流变小。或者使得磁场更强。或者，在基板侧壁201S-S1和基板侧壁201S-S2上开中央孔的话，那部分的磁场不受基板侧壁201S-S1和基板侧壁201S-S2的(材料)影响，空洞204-2的压力也不受线圈插入用空洞120(120—1，2)的影响。
并且，使用过支撑基板114-1，但是作为替代，如果使用上部基板202或者下部基板203的话，如图11(j)所示的流程，无需拆下支撑基板，可以直接使用。另外，与图12(d)一样，支撑基板114-1设置凸出部分制作线圈118的话，线圈插入的时候，(如图11(j)所示的流程)不让支撑基板114-1与主基板201接触，就可取出支撑基板114-1取出，这样就不用给主基板201造成上给损伤。如图11(m)所示，连接线圈的配线端的电极也能自由地形成在上部基板202，或下部基板203上。图11(j)在下部基板的203上形成了电极的图案，所以必须把线圈118的端子对齐这个电极配线图案，下部基板203上不形成电极配线的图案可以，因此线圈插入时不需对齐，可提用高流程。并且没必要使用导电性粘合剂。可使用通常的1种粘合剂(例如，绝缘性粘合剂)，附着到下部基板203。另外，这时替代支撑基板114-1，如果上部基板202或者下部基板203，线圈118无需与下部基板203接触，仅仅附着线圈118的上部基板202与主基板201附着在一起也可，无需精密的配合。
图11的流程，线圈尺寸为a＝e＝30μm，b＝20μm，d＝1mm(＝5×103μm)，高度＝1mm，长度＝5mm，可做100圈的线圈，用Cu制作时，通过106A/cm2电流的话(从电子迁移耐性，这程度可能)，可通过线圈I＝9A的电流。因此，线圈端面的中心可产生磁场Hc＝8×105A/m
并且，通过插入高导磁率μ的线圈磁芯到这个线圈，能提高产生的磁场。因此，这里说明插入高导磁率μ的线圈磁芯到本发明加速器中使用线圈的方法。已经与之类似的方法已经在特开2012-134329中说明过，所以那些内容也适用于本发明。图12是被插入高导磁率μ的线圈磁芯的高性能的制作法。图12所示的实施形态用4种线圈制作图案。图12(g)～(j)是表示图案的平面图。图12(g)与图11(g)一样，但线圈磁芯插入孔所对应的领域用虚线表示A。同时，用虚线B表示对应线圈的外形。图11和图12中线圈的外侧在各图层也存在着同样的基板。图11(e)的流程把感光性膜图案117掩膜化，一下子蚀刻法消去外侧的基板层115，不过，付着在支撑基板114之后，虚线表示的部分上形成感光膜图案，把图案掩膜化，用蚀刻法消除点B表示的领域的外侧的基板115，可重复只附着线圈形成的领域。或者，附着在支撑基板上，只在这个线圈的部分重复附着，最后在支撑基板114的所定部分上附着线圈，就能制作成图11(f)所示的状态。
图12(a)与图11(c)相同。即线圈制作基板130-1是如图12(g)所示的带有线圈配线图案116的线圈制作基板115。线圈插入的领域是虚线A所表示的矩形(长方形)，在竖立一侧(线圈的宽度方面)，如图12(g)所示的在线圈配线116的内侧，在横侧(线圈的轴方向)方向，从线圈配线左右露出。虚线B是线圈的外形部分。线圈制作基板130-2如图12(h)所示，带有线圈配线图案116的线圈制作基板115。这个线圈配线图案116，在线圈的高度方重叠而构成线圈配线图案。图12(g)和(h)的图案，线圈插入领域A与线圈制作基板115相同，平面上是平整的。这上面附着的图案是如图12(i)所示的带有图案的线圈制作基板115。即线圈制作基板130-3是如图12(i)所示的带有图案的线圈制作基板115。在图12(i)中，线圈插入领域A被挖成空洞。这个空洞如图12(h)所示，把线圈制作支撑基板基板115附着支撑基板上，开空洞、蚀刻线圈制作基板115，模具空制作而成。并且，也可蚀刻已经做成线圈领域B的大小的图12(h)所示的线圈制作基板115，挖空制作而成。在这个线圈制作基板130-3的上面，附着如图12(i)所示的线圈插入领域A被挖成空洞的线圈制作基板115，把这个按照规定数量附着。(图12(b))在这里，线圈制作基板130-4，5，6是如图12(i)所示的带有图案的线圈制作基板115。把图12(i)所示的带有图案的线圈制作基板115多张附着(这是所有线圈插入领域A被挖成空洞)合在一起，如图12(a)所示。如图12(h)所示，也可附着在线圈插入领域A没被挖成空洞的线圈制作基板115的线圈制作基板130-2上。这种情况下，图12(b)所示的虚线A所表示的部分的内侧是空洞。这个空洞，如有与基板面相垂直的侧面的话，与此侧面重合后仍然呈垂直形状，但领域A因其轴方向比线圈领域B大，所以空出部分，不一定要垂直。
或者，也可在图12(a)所示的线圈上，进一步把线圈插入领域A没有被挖空的图12(h)所示的线圈制作基板115重复附着。即成为线圈制作基板130-2～130-6全部线圈插入领域A都没被挖成空洞的平坦平面。这个场合，如图12(c)所示，把感光膜131图案化，开空线圈插入领域A的部分，蚀刻这部分上的线圈制作基板115，形成线圈插入领域A的凹部(开口部)134。图12(c)蚀刻过的线圈插入领域A的凹部(开口部)134到达线圈制做基板130-3部分，但也可线圈制作基板130-2的部分被蚀刻。到达线圈制做基板130-1领域时，不希望线圈配线116露出(线圈配线116也被蚀刻，注意不要带来任何损坏)，所以到达线圈制做基板130-1领域时，在线圈接线116还没露出时停止蚀刻，除去感光膜的图案131。
其次，在这凹部134内灌入粘合剂(涂布液)，或者图12(d)所示的线圈磁芯133上附着粘合剂，把线圈磁芯133插入凹部134。线圈磁芯133预先用粘合剂附着在支撑基板132上。例如，把线圈磁芯的材料薄板或薄膜附着在支撑构件133之后(支撑部材133)，用光刻法+蚀刻法而形成所定的图案、或者也可用模具打穿制作而成。或者，也可用切割法把不要得线圈磁芯的材料薄板切去。这种场合，对于除去部分和需要留下的部分使用不同的粘合剂，用不同的剥离法，可让不要的部分容易地去除。(例如，使用软化温度不同的粘合剂。)作为粘合剂可使用非磁性的绝缘性粘合剂接，也可使用含有铁氧体粒子等的强磁性材料的粘贴状或液态的粘合剂。由于这些强大的磁性粒子也是一种线圈磁芯的材料，可以提高线圈磁芯的效果。
把支撑基板132上附着的线圈磁芯133插入线圈插入领域A的凹部(开口部)134。这时，在支撑基板132上设置凸部135的话，线圈磁芯133上部的最顶端不会露出线圈制作基板130-6上面，即线圈磁芯133的全部都在凹部(开口部)134之内。(线圈磁芯133的高度h1和粘合剂的厚度h2之和，比凹部134的深度h3小即可(即h1+h2＜h3，凸部135的高度h4的时候，h1+h2+h4>h3的话，支撑基板132不会碰到线圈制作基板130-6的上面，可以顺利地把线圈磁芯133放入凹部(开口部)134之内。)。灌入凹部内粘合剂，例如为热固性粘合剂(硬化温度T1)，放入线圈磁芯133和支撑构件132粘合剂为热塑性粘合剂(软化温度T2)的时候，使用T1<T2的粘合剂，就可首先把T1和T2之间的线圈磁芯133固定在凹部134内，之后加热到T2的温度以上，就可使线圈磁芯133从支撑构件132分离开来。
把线圈磁芯133插入凹部134之后，不把粘合剂等的异物附着在最顶部的线圈制作基板130-6的话，图12(f)所示的工序，即可把后面的线圈制作基板130-7附着在线圈制做基板130-6上。粘合剂等的异物附着在最顶部的线圈制作基板130-6上面的场合、或者把线圈磁芯133完全嵌入到凹部内的场合，把线圈磁芯133嵌入到凹部134里，固定之后，用相同的粘合剂从线圈磁芯133的上部灌入凹部134之内，凹部的缝隙用粘合剂填充。或者可沉积绝缘膜，或者可涂布。这时最顶部的线圈制作基板130-6的表面也被附着或沉积了粘合剂和绝缘膜，所以用CMP、BG(研磨)或内腐蚀等方法除去沉积的粘合剂或绝缘膜，平整化后，露出线圈配线图案116。这个平整化，例如，涂抹抗蚀剂液等有机膜，平坦化后用CMP、BG(研磨)等方法研磨，用蚀刻法进行蚀刻，一边平整一边是线圈制作基板130-6的表面露出。(图12(e))
其次，如图12(h)所示，把线圈插入领域A没被开孔的线圈制作基板115的线圈制作基板130-7，附着到线圈制作基板130-6(稍经蚀刻或被研磨)。之后，把最上面的线圈制作基板的，如图12(j)所示的带有线圈配线图案的线圈制作基板120-5的线圈制作基板120-8，附着到线圈制作基板130-7上。这样可制作线圈磁芯133内藏的线圈了。在支撑基板114-1的需要部位，预先制作需要数量的线圈磁芯133内藏线圈。之后在图11(j)以后所示的工序中，把线圈磁芯133内藏的线圈插入到空洞120中。如果需要批量加速装置和电磁铁的部分一次性同时可以配置线圈磁芯133内藏的的线圈。另外，在图12(g)所示的带有线圈配线图案的线圈制作基板115的线圈制作基板130-1上，涂布或沉积绝缘膜，夹着绝缘膜的话，无需附着图12(h)所示的线圈插入领域A没被挖空领域的线圈制作基板115的线圈制作基板130-2，可附着图12(i)所示的线圈插入领域A被挖空的线圈制作基板115的线圈制作基板130-3。(因为线圈配线图案和线圈磁芯133之间没有电导通)另外，同样的在线圈磁芯133的上面有绝缘膜介隔的话，无需把图12(h)所示的线圈插入A领域没被挖空的线圈制作基板115的线圈制作基板130-7附着在线圈制作基板130-6上，可附着图12(j)所示的带有线圈配线图案的线圈制作基板115的线圈制作基板130-8。这个介隔的绝缘膜可用绝缘性粘合剂、绝缘性板、绝缘膜的沉积(CVD，PVD、涂法等)实现。结果，在图12(h)所示的层就没有必要了。另外，作为线圈磁芯133有以下等材料：铁(μ＝约5000)，纯铁(μ＝约10000)，硅铁(μ＝约7000)，坡莫合金(μ＝约100000)，镍铁钼超导磁合金(μ＝约100万)，非结晶铁(μ＝约3000)，铁氧体(μ＝约2000)，铁硅铝磁合金(μ＝约30000)，坡曼德合金(μ＝约5000)等的软磁性材料
其次，对上下基板上配置的线圈的制作方法进行说明。图13是配置在上、下基板的线圈的制作方法图。在支撑基板141-1上附着第1层线圈配线基板142-1。该线圈配线基板142-1没有线圈配线的基板，例如图13(i)所示的没有导电膜配线图案144的基板。
这个线圈配线基板142-1是Si等的半导体基板和导电基板的场合，基板表面上形成绝缘膜，配线和线圈配线基板142之间不要连接。线圈配线基板142-1是玻璃、石英、蓝宝石，氧化铝、塑料、高分子树脂等绝缘体的场合，通常没有必要形成绝缘膜，为提高与导电膜之间的粘着性有可能需要绝缘膜的场合。第1层线圈配线板142-1是保护附着在这上面的配线基板的配线图案的，但是在第2层线圈配线的下面也可有形成保护绝缘膜，所这第1层线圈配线基板142-1也可不设置。不过为了使线圈更加坚固，也可设置这第1层的线圈配线板142-1。
其次，附着第2层线圈配线基板142-2。因为没有第1层的图案，所以不需要对齐图案。第2层线圈配线基板142-2是带有图13(i)所示的配线图案的配线基板。这个附着法，已经说明过，在另外的支撑基板141-2(无法图示)上附着第2层的线圈配线基板142-2，附着在支撑基板141-1上的线圈配线基板142-1和附着在支撑基板141-1上的线圈配线基板142-2被相对面附着以后，把支撑基板141-2从线圈配线基板142-2分离开即可。或者线圈配线基板142单独可以支持的话，直接把线圈基板142-1和支撑基板141-2边校正边附着。或者，把没有配线图案的线圈基板143附着在支撑基板141-2，把没配线图案的线圈电路板143图案化，可用光刻法形成配线图案作为开口部的感光膜图案、蚀刻线圈配线基板143，形成贯通槽图案。希望该贯通槽图案呈垂直形状。或者，用配线图案的模具刻制没有配线图案的线圈配线基板143，形成贯通槽图案。或者，把感光性树脂涂布在支撑基板141上，把贯通槽图案开孔，硬化开口部以外部分，形成贯通槽图案。或者，涂布绝缘膜粘贴胶，用模具开口贯通槽图案，硬化粘贴形成贯通槽图案。或者，用印刷法涂布粘贴胶开口通槽图案后，硬化粘贴形成贯通槽图案。
这样形成贯通槽的线圈配线基板143上，如果需要可以形成绝缘膜，再形成导电膜，用导电膜填充贯通槽图案。用CVD法、PVD法、或电镀法形成厚的导电膜，填满贯通槽后，蚀刻(内蚀刻)，研磨(BG法或CMP法)表面，除去表面的导电膜，用导电膜只填充贯通槽。或者，用CVD法或PVD法在贯通槽的内壁和线圈配线基板143表面沉积薄的导电膜(种子层)后，涂布感光性膜或附着感光膜，用光刻法覆盖除贯通槽以外的部分，此后用电镀法用电电镀填充贯通槽图案，之后，用内蚀刻法、研磨法，除去线圈配线基板143表面沉积的导电膜，用电镀法用电电镀填充贯通槽图案，之后，制作只填充贯通槽图案的导电膜图案(如图13(i)～(k)所示)的线圈配线基板143。或者，涂布导电膏，填充贯通槽图案，除去贯通槽图案之外的导电膏，用热处理等固化贯通槽内的导体膏。或者，把熔化金属注入贯通槽，冷却凝固后,用金属(导电体)填充贯通槽。第二层的线圈配线基板142-2的线圈配线图案144-2是如图13(i)所示的螺旋状图案的第一张。虽然形成矩形图案，但也可是圆形图案，也可椭圆形。其次，线圈配线基板144-2附着在支撑基板141-2的场合，从线圈配线基板142-2分离支撑基板141-2。(图13(a))，另外，进入图13(i)右侧的配线图案144是为在上部制作线圈端子的图形，但仅是为使图纸上易懂所说明的，这图案在左边引出配线也可。
其次，在第二层线圈配线基板142-2的上面附着第3层的线圈配线基板142-3。第3层线圈配线基板142-3的配线图案如图13(j)所示的把上下的环状配线图案做成接线图案144-1。右侧的配线图案144-2是为在上部设置线圈端子电极的接线配线。把线圈配线基板142-3附着在支撑基板141-3上，并且在第二层的线圈配线基板142-2的上面附着第3层的线圈配线基板142-3。图13(从)是(图13(b))线圈配线基板142-3的分离图。这样上下的接线配线在横向没有电流流动，只有纵向的电流流动、所以线圈配线基板143的厚度越薄越好。于是，直接在第2层的线圈配线基板142-2上用CVD法、PVD法，或涂布法(SOG，粘合剂)形成绝缘膜，如果需要做适度的热处理后，用光刻法开接线孔空，用CVD法、PVD法、电镀法、或涂布法(粘合剂)沉积导电膜，用导电膜填充接线孔(根据线圈里电流的大小，不是非要填充)、用光刻法等，和蚀刻法等，形成接线孔周围的导电膜图案、上层的配线、接线导电膜图案。根据该制作法，线圈配线间的厚度，即接线孔的深度也为1μm～10μm左右。(这图也是图13(c))
接线孔尺寸(矩形的场合，长aμm，宽bμm)，是根据流过线圈的电流进行选择。(当然与上下线圈配线的宽度d，厚度h有关)流过线圈电流的大小决定线圈所产生的磁场大小。例如，用电镀法形成接线孔(图13(j)144-1和144-2)和线圈配线144的场合，考虑电迁移和压力迁移，流过大约106A/cm2的电流密度，可以流过a＝b＝30μm，或d＝30μm，h＝30μm，10A的电流。线圈尺寸为x＝1mm，y＝1mm的矩形，线圈圈为100回卷数为100，这时线圈端的中心磁场相当大。接线的深度为2μm的话，每1卷的螺距为32μm，100圈的线圈长度为3200μm＝3.2mm。接线孔的深度为20μm、每1卷的螺距为50μm的话，100圈的线圈长度为5000μm＝5.0mm。再者，不用附着环状线圈配线图案的线圈配线基板，而是用沉积方法制作线圈。其制作方法与上述的接线配线图案相同。
此后，把如图13(k)所示的带有环形线圈配线图案144的线圈配线基板143的线圈配线基板142-4附着到带有接线孔的图案的线圈配线基板、或者带有接线孔图案的绝缘层142-3上。把线圈配线基板142-4也附着到支撑基板141-4上(图无法表示)之后，再附着到线圈配线基板142-3的上面，然后，分离支撑基板141-4。可单独处理线圈配线基板142-4时，可直接地把线圈配线基板142-4附着到线圈配线基板142-3上。其次，把如图13(j)所示的带有接线图案的线圈配线基板143的线圈配线基板142-5，附着到支撑基板141-5之后，附着到线圈配线基板142-4上。如上所述，不使用线圈配线基板142－5，也能形成接线144-5-1。接着，按顺序把连接上部电极与下侧线圈端子的接线144-3-2、144-4-2、144-5-2沉积连接。(图13(d))
重复这些流程，把如图13(i)所示的环形的线圈配线图案与图13(i)所示的接线图案交替附着，或沉积，形成所需圈数的线圈。在图13(e)中，带有环形线圈配线图案的线圈配线基板是142-2、4、6、8的4层，带有接线配线图案的线圈配线基板是142-3、5、7、9的四层。为了简单起见，把线圈配线的圈数减少，但可不断重复地沉积。或把层叠好几层的线圈一起再层叠。线圈中被插入线圈磁芯的场合，应该插入线圈的部分，即环形线圈接线144的内侧部分，如图13(e)的虚线147所示的内侧部分(图13(i)～(k)的线圈配线图案中的虚线147表示部分的里面)，形成为挖空虚线147内的感光膜图案。因为蚀刻厚度很厚，可使用蚀刻阻挡膜或薄板。对这感光膜的图案145进行掩膜，从开口部146进行蚀刻，去除线圈配线图案内侧的线圈配线基板。全部去除最下层的带有配线图案的线圈配线基板142-2内侧的线圈配线基板，并且刻蚀到到下面没有配线图案的线圈配线基板142-1一段(或者全部)。结果，形成形成线圈插入孔148(侧面为147)。这个蚀刻，由于有相当大的线圈基板数，感光膜图案145(以及，如有蚀刻阻挡介隔的话，蚀刻阻挡层也同样)和线圈基板的蚀刻选择比需要很大。或者需要把感光膜145做得非常厚。于是，提前在制作各线圈配线基板的阶段，挖空线圈插入孔的部分148就可。例如，挖空图13(i)～(k)所示的虚线147领域的内侧部分148就可。该除去法是配线图案144和配线槽(贯通孔)同时形成的，所以不会增加流程与成本。形成配线图案144时，在挖空部分148上的导电膜也同时被去除，或者也可用掩膜法使导电膜部分露出。这样也不增加流程。结果，层叠所需的线圈配线基板的张数，就同时形成线圈插入孔的148，无需感光性膜图案145和蚀刻阻挡层流程等。
其次，如图13(f)所示，把附着在支撑基板149上的线圈磁芯151插入线圈插入孔148。使得支撑基板149与最上部的线圈电路板142-9互不相碰，设置凸部150，把线圈磁芯151附着在凸部150上，再把线圈磁芯151插入到线圈插入孔148。这样线圈磁芯151可被完全地被插入到线圈插入孔148。用点胶机或涂布法等把粘合剂注入到线圈插入孔148内，把线圈磁芯151插入到线圈插入孔148，或者在线圈磁芯151的下面或侧面涂上粘合剂后，插入线圈磁芯。如果粘合剂是粘贴型、液体、或胶状的情况，也可起缓冲作用，所以可减小对线圈配线基板142的损害。或者，也可在线圈磁芯151上附着粘贴膜，这粘贴膜也起到缓冲物作用，从而使缓冲作用。如上所述，如果使用含有粉末状的软磁性材料的粘贴膜，或液体、胶状的粘合剂能进一步提高线圈磁芯的效果。如果不使用线圈磁芯151的场合，把含有粉末状的软磁性材料的粘贴膜，或液体、胶状的材料填充到线圈插入孔内，在某种程度上可提高线圈的磁通密度。另外，把含有粉末状的软磁性材料的粘贴膜，或液体、胶状的材料填充满到线圈插入孔148内，或者，插入线圈磁芯151到时，用上述的材料填满线圈插入孔148，线圈磁芯151被这下材料覆盖后，就不需要用这些材料填满线圈插入孔148。把线圈磁芯151插入线圈孔148，用粘合剂涂配线圈磁芯151时，因为线圈配线基板142-9的最上面的露出部分的配线层也可能被沾上粘合剂，所以可用研磨法(BG法，CMP法等)或者蚀刻法，把顶端的线圈配线基板142-9上的粘合剂去除。另外，希望最上面的线圈配线基板142-9做得平坦。
其次，如图13(g)所示，做线圈外形的感光性膜图案152。将这感光膜的图案152做成掩膜，蚀刻线圈配线基板142，去除直到最下层线圈配线基板142-1的不要部分。因为这个线圈配线基板142很厚，所以可在线圈外形定好的状态下沉积。各线圈配线基板142(142-1、2、…)外形，可用最初就定好外形的基板(例如，如图13(i)～(k)所示的只有外形的基板143)上形成配线用贯通孔和贯通孔内的导电膜填充的图案。或者，可制作多个在大面积的线圈配线基板142(142-1、2、…)上形成外形部分、配线用的贯通孔、贯通孔内的导电膜填充的图案的部分(或者，也可制作一个)，把这些部分层叠起来。这样如图13(h)所示，形成了附着在支撑基板141-1的线圈140。
其次，把第4基板153附着到线圈140的上面(图13(g)中的线圈配线基板142-9)。(图13(l)第4基板153，是玻璃基板、石英基板、蓝宝石基板、氧化铝基板、AlN基板、陶瓷板基板、环氧树脂基板、聚酰亚胺基板等的各种高分子板、或塑料基板等绝缘基板。导体基板和硅基板等半导体基板的场合，其表面和接线孔部分需要用绝缘膜涂覆。附着第4基板后，对最上部的线圈配线基板142-9的导电配线图案144—9-1及144—9-2，在第4基板153上形成接线孔和其中的导电膜配线154，并且至少制作连接接线154的电极·配线图案155-1和155-2。导电膜配线图案144-9-2，是连接最下部线圈配线基板142-2的线圈配线端子的配线，与其连接的是电极·配线图案155-2。另一线圈配线端子是最顶端的线圈配线基板142-9的线圈配线端子144-9-1，与其连接的是电极·配线图案155-1。因此，在导电膜配线图案144—9-1和144-9-2间，电流通过线圈140就可产生磁场。第4基板153是绝缘基板(或表面被覆盖了绝缘膜的导电膜基板或半导体基板)的场合，可以省略只有接线配线图案的线圈配线板142-9，可直接把带有环形线圈配线图案的线圈配线基板142-8附着上去。这种场合，可使用绝缘性粘合剂。也可预先把形成接线154和导电膜·配线电极155的第4基板153附着到线圈140上。对于导电膜配线图案144—9-1、144-9-2、接线154的连接需要使用导电性粘合剂，除此以外的部分使用绝缘性粘合剂。或者用直接接合法(常温、高温、熔接合等)，将导电膜配线图案144—9-1、144-9-2、接线154接合，其他部分也同样地接合。
其次，分离支撑基板141-1。结果，制成了附着在第4基板153上的线圈140。线圈140的线圈配线内部具有线圈磁芯151。如不使用该线圈磁芯151的话，没必要形成线圈插入孔148，流程会更简单。再者，用第4基板作为支撑基板141-1，可制作同样的线圈140，最后无需分离支撑基板141-1，也无需使用用最初的没有配线图案的线圈配线基板142。但是，作为产品使用的第4基板153，其材料和流程必须考虑其耐久性等可靠性问题。这时作为支撑基板的第4基板153侧形成接线孔和电极·配线。
把附着在第四基板153上的线圈140，附着到如图11所示的带电粒子通过的空洞204-2的上下的第2基板(上部基板)202和第3基板(下基板部)203上。这种状态如图14所示。即图14是根据本发明的线圈(电磁铁)所制造的4极电磁铁。在带电粒子通过空洞204-2的左右(y方向)设置了空洞(线圈插入空洞)120-1和120-2，线圈118-1和118-2分别被配置在这两个空洞里。其上部附着第2基板(上部基板)202，其下部附着第3基板(下部基板)203。这样加速装置的带电粒子通过空洞204-2的上面的有第2基板(上部基板)202，在第2基板202上有附着在第4基板153(153-1)的线圈140(140-1)。在第2基板(上部基板)202的附着面上涂布粘合剂，或粘贴膜，附着线圈140(140-1)。在被配置线圈140(140-1)的第2基板(上部基板)202的一部分上制作凹部，把第2板(上部板)202的这部分做薄，把线圈140(140-1)插入凹部。带电粒子通过空洞204-2的上方的第2基板(上部基板)202的厚度变薄，所以线圈140(140-1)的端面更加接近带电粒子通过的空洞204-2，可提高带电粒子通过空洞204-2的磁场强度。由于第2基板(上部基板)202会减弱或搞乱磁场，可除去带电粒子通过的空洞204-2上方的第2基板(上部基板)的一部分(虚线表示的开口部分159-1)。这样为了防止带电粒子通过的空洞204-2的压力上升，用粘合剂等把线圈140-1堵住开口部分159-1使其密封。线圈140-1下面的端面的密封部分，用导电膜(导电薄板)、硅膜(硅基板)等的半导体基板接合，第2基板(上部基板)是玻璃基板等的话，用阳极静电接合法牢固地附着。或者，线圈配线基板
也用这些膜，层或基板的话，同样可以用阳极静电接合法坚固地附着。
或者，如图14所示把支柱156-1附着在第2基板(上部基板)上，把第4基板153-1附着在支柱156-1上，形成空洞157-1。其中使得线圈140-1可以被配置，另外在第4基板153-1上设置开口部158-1，使其可真空抽气，这样可防止带电粒子通过空洞204-2的压力上升。这个场合，第4基板153-1附着柱子156-1上时，第2基板(上部基板)202和线圈140-1的端面距离大体为零，可同时附着，即使第2基板(上部基板)202和线圈140-1的端面不附着在一起，带电粒子通过空洞204-2和线圈140-1的一端距离也被固定下来。如果支柱156-1用线圈配线基板142形成的话，不增加流程。
或者，在厚度与线圈140-1的长度相同，或者稍微长一点的基板(可以用绝缘基板、导电基板、或硅基板等的半导体基板)，制作空洞157-1，可附着在第2基板(上部基板)202上，或附着在第4基板153-1上。如果第2基板(上部基板)202、第4基板153-1是玻璃基板等，支柱156-1是导电基板或Si基板等的半导体基板的场合，可用静电阳极接合法牢固地接合。没有叙述与纸面垂直的方向(带电粒子的行进方向)，但由于能比带电粒子通过空洞204-2更大地被支柱156-1所包围，带电粒子通过空洞204-2上部能完全被空洞157-1所包含。因此，带电粒子通过空洞204-2的外侧也被压力控制的空洞157-1所包围，带电粒子通过空洞204-2的压力可以被控制得更低。再者，线圈118(118-1、2)的电极伸入到空洞157-1的内部，因为作为配线可被引出，所以可以伸出空洞的外侧。
带电粒子通过空洞204-2的下侧也能完全相同地配置线圈140-2。支柱156-2、面对线圈端面的第3板(下部基板)203的开口部159-2的形成、凹野形成，空洞157-2的形成，真空抽气开口部158-2的形成都相同。另外，与纸面相垂直、即沿着带电粒子通过空洞204-2，可配置多个线圈118(118-1、2)、线圈140(140—1、2)，也能同时简单地制作4极电磁铁。4极电磁铁可控制通过带电粒子通过空洞204-2的带电粒子的聚焦与发散。
图4所示是配置基板线圈，但也可配置通常的电磁铁。例如，配置各种电磁铁，在带电粒子聚焦部分配置4极电磁铁(例如，图1中的15、17、21、22、26、28、31、31、31、35、35、36等部分)。在上下方向简单地配置电磁铁一边磁极，把磁极接触到上下基板，或接近上下基板。越接近上下基板，就越接近带电粒子轨道(近贯通室的中央)，所以很小的磁场也可聚焦带电粒子。因为不能在侧面配置磁铁，所以在聚焦带电粒子的部分，把聚焦带电粒子的部分的外部领域(两边)与带电粒子轨道平行的基板上设置开口部区域(两边)，在该开口部配置电磁铁，使之产生与带电粒子轨道垂直的磁场。由于空间限制，所以最好采用小型强磁场的电磁铁。超导体电磁能产生强大磁场，所以考虑超导容器的空间，也可配置超导体电磁铁。因为本发明的加速器尺寸小，可把电磁铁部分的全部放入到超导的保温容器内，并且体积很小。作为基板开口部的制作法，可用激光切割，高压水切割等。准确地切开基板开口部分，横向配置的电磁铁越接触到基板或靠近基板，就越靠近带电粒子轨道(贯通室的中央)，这样即使小的磁场也能聚焦带电粒子。
同步加速器的场合，偏转电磁铁25、30、34、37的空洞也能加速，也能产生高速的带电粒子。比如，在后面所说明的质谱分析装置用的加速电极。即在贯通室内平行地制作多块带有中央孔的基板侧壁，在侧壁上沉积导电膜作为加速电极(可聚焦或减速)。在带电粒子的进行方向上，对多块排列的加速电极逐渐加载电压，就能加速通过加速电极中央孔的带电粒子。例如，100张基板侧壁基板以间距为1mm排列起来，长度为100mm，分割这之间的电压、全部加载100V，1/2mv2＝qV(m：带电粒子的质量，v：速度，q：电荷，V：外加电压)，假设m＝10-25kg，q＝e，v＝14km/sec。4处加速后，为56km/sec。回旋1000周，为56000km/sec，为光速的1/5。或者，对这些多块加速电极加载高频电流，加速带电粒子，频率越高加速度越高。同步加速器也可排列多个圆形轨道(参照图16)，在各自的轨道上逐渐提高高频电压的频率，就能增大带电粒子的速度。直线加速器的场合，切开贯通室的横截面的基板，可简单地在横截面上配置电磁铁。
图5所示是本发明的带电粒子加速装置的多个连接图。把图4所示的加速装置200多个连接(200-1、3、…)，通过高频波导入管(导波管)223，从高频发生器225对各加速装置输入高频波，在加速装置200产生加速电场，加速从带电粒子发生装置221射入加速装置200(200-1)的带电粒子，从最后一段加速装置200(200-3)高速射出带电粒子227。另外，通过加速装置200内高频波从高频导波管224被射出。各高频波发生器255、加速装置200、带电粒子发生装置221的频率、电力、时间(脉冲)等被控制器226所控制。本发明的加速装置可以自由地改变尺寸、所以可根据用途灵活选择。比如，空洞深度(h1，即主基板的厚度)为1mm的话，加速装置的宽度为3mm左右，可用300mm×300mm的晶圆(矩形)，制作100个300mm长的加速装置。因此，在一张晶圆能制作出30m长的加速装置。这样小加速装置，可整个被安装进真空(超低压)箱内，因为加速装置内部也是真空的，能实现超超低的空洞。另外，加速装置整体能被浸入液体氦和液体氮等，能降低由于外加高频波的发热，也可采用超导聚焦电磁铁，提高电磁铁的磁场。
图6所示是本发明的带电粒子加速装置的制造法的一例。本发明的带电粒子加速装置，把主基板201内形成贯通孔作为带电粒子加速度空洞。把主基板201附着在下部基板203上。主基板201可使用导电基板、绝缘体基板、半导体基板等各种材料。作为导电基板可使用铜、铝等金属基板，高浓度载体掺杂半导体基板(例如，低阻半导体基板)、导电性塑料、导电性陶瓷、导电性碳基板等。但是由于强磁体或恒磁体会对高频波发生的磁场产生干扰影响，最好不要使用。因此，可使用austenite(奥斯田体/奥氏体)等非磁性不锈钢。作为绝缘基板可使用玻璃基板、石英基板、蓝宝石基板、氧化铝基板、AlN板基板、塑料基板、陶瓷基板等。作为半导体基板可使用硅基板、SiC基板、炭基板、化合物半导体基板等。在本详细说明中没有特别说明的场合，主基板为半导体硅基板。
下部基板203也可用导电基板、绝缘体基板、半导体基板等各种材料，具体的材料与主基板201一样。在本详细说明中没有特别说明的场合，下部基板为绝缘玻璃基板。主基板201和下基板203的附着方法，使用粘合剂接合，有溶化附着接合法，常温接合法，高温接合法，扩散接合法等。在硅基板等的半导体基板或导电基板或玻璃基板的场合，也可用静电接合法(阳极接合)。主基板201的下面，用CVD(化学气相沉积方法，chemical vapordeposition)、PVD(物理气相沉积，Physical Vapor Deposition)法，形成绝缘膜和金属膜等，附着到基板下部203。其次，如图6(a)所示，主基板201的上面用涂布法或者贴膜法等形成光刻胶(photoresist)等感光膜233，用光刻法形成感光膜图案233。感光膜233是用于在主基板201上形成贯通孔的用途。在主基板201与感光膜之间也可形成绝缘膜或金属膜。这些绝缘膜和金属膜可达到保护主基板201的目的，在主基板201蚀刻时感光性膜的233也被感蚀刻，但这时感光膜233有着蚀刻阻挡(etch-stopper)的作用。
接下来，图案化的感光膜233做成掩膜，蚀刻开口部分的主基板201。主基板201硅的场合，作为蚀刻气体，可使用CF、SF、CCl、SiCl、Cl、Br等，贯通孔(空洞)希望尽量与主基板表面垂直的图案，蚀刻要尽量忠实于感光膜图案233的形状(图6(a)的虚线234所示)。这样的垂直蚀刻法，有RIE(反应性离子蚀刻法，博世(Bosch)，低温法等。
下部基板203是玻璃基板的场合，把上述的蚀刻气体和蚀刻法的蚀刻选择比取大，沿厚度方向，即使过量蚀刻主基板201的硅，主基板201的全部均一性良好地蚀刻量，下部基板203的蚀刻量小。比如，主基板201的厚度为500μm，蚀刻选择比为50时，即使25％的过量蚀刻(由这程度的过量蚀刻，主基板201全体可完全形成贯通孔)，下部基板203的蚀刻量最多为5μm。因此，下部基板的厚度有10μm的话，已经足够。但为了保持一定程度的强度，最好是100μm以上。为了增加强度，也可把别的基板附着在下部基板203上。附着厚的下部基板203(例如，300μm以上)之后，用研磨法(CMP法或BG法)、或内蚀刻法(etch back)使厚度变薄到100μm以下。
蚀刻主基板201形成贯通孔，去除感光膜233后的剖面图如图6(b)所示。这个断面是从空洞的长度方向(左右)看到的图，与图5(a)相对应，基板侧壁201S(A)、201S(1)、201S(i){i＝1，2，…}、201S(B)等被形成，空洞(也称贯通孔、贯通槽)204(A)、204C-(i)、204C-(B)等也被形成。这里的括号()代表后面叙述的空洞或基板侧壁的一半的意思。因此，这里的主基板201的基板厚度为h2/2。图6(a)中的主基板201(201H)所标注的H为一半的意思。基板侧壁201S是被形成的与主基板201表面或背面相垂直的主基板侧壁。当然，也有形成不垂直的情况，但是在90度±10以内的话，能得到所需的加速器性能。误差在这之上的情况下，通过高频输入电压或带电粒子发生器的条件、调整聚焦用电磁铁的输入电压等，可控制带电粒子的速度和方向。
图6(c)和(d)是基板侧壁201S的部分，是从与空洞204的长度方向(带电粒子的行进方向，如图6(a)和图6(b)左右方向)成直角方向看到的图。即中央孔205的形成的方法图。图6(b)所示的基板侧壁201S形成之后，形成感光膜235(在感光性板附着法或感光膜涂布法上使用(photo lithography)光刻法形成)，形成为中央孔205的开口236。也可在主基板201的表面形成绝缘体后，再形成感光性膜235。把图案化的感光膜235做成掩膜，从开口部236，蚀刻主基板201，形成中央孔205。中央孔形状是矩形时，纵向长度为e1，宽度为e2的话，移除感光膜235后的状态图如图6(d)所示，这时的中央孔深度(纵向长度)1/2×e 1。从图6(c)及(d)上看不见空洞，空洞在基板侧壁201(例如，201S-(i)){i＝1，2，3，…}的跟前或后方，用虚线237表示。可简单地懂得，如图6(c)及(d)中央孔205的形成过程，也可在如图6(b)所示的基板侧壁201S和空洞204形成之前，即也可在图6(a)之前形成。这时因为没有空洞等的凹凸，容易形成感光膜图案。
其次，如图6(e)所示，主基板201上和贯通孔204内形成绝缘膜238。形成绝缘膜238是为了防止，主基板201是半导体或导电体的场合，与在后面形成的导电体膜206之间产生导电问题。或是作为提高与导电膜牢固接合而形成的薄膜。再者，主基板201是绝缘体的时候，是不需要的，为了牢固接合可形成绝缘膜。绝缘膜238可用CVD法、PVD法等形成。例如，硅氧化膜(SiOx)，矽氮化膜(SiNx)，矽酸氮化膜(SiNxOy)。主基板201是硅的场合，可用氧化或窒形成。之后形成导电膜206。导电膜206是需要加载高频波来加速电场的，导电率高的比较好。另外，不影响磁场产生的非磁性材料(反磁性材料)材料比较理想。例如，铜、金、银、钛、Zr，Ta、钨、铝、碳(例如，导电性纳米管)、各种矽化物、这些合金、导电性PolySi，这些复合膜等比较理想。这些导电体膜可用CVD法、PVD法、电镀法形成。也可在绝缘膜238、主基板201、下部(上部)基板202、203、加强牢固接合度的膜被形成之后，再形成导电膜206。作为提高牢固接合的膜有，比如钛(Ti)、氮化钛(TiN)等。
带电粒子加速装置部分以外的空洞中的导电膜需要被除去或图案化，所以形成感光膜，图案化，蚀刻不需要部分的导电体膜206。在带电粒子加速装置内的空洞(加速腔)204C-(i)、高频波导入室204C-(A)、高频波导出室204C-(B)内形成导电膜206。导电膜206图案化后，也可形成保护作用的绝缘膜，如无需保护膜，也可不要。
如图7所示是流程详细说明。图7是基板侧壁形成后，到导电膜图案化为止的流程图。为了简单化起见，仅示出了图6的一部分结构。如图7(a)所示，基板侧壁201S(201S-(A)、201S-(1)等)和空洞204(204C-(A)、204C-(1)等)形成后，形成绝缘膜238、形成导电膜206，并且形成感光膜241。感光膜241，是用涂布法或附着感光性膜，使其软化而形成的。其次，如图7(b)所示，用曝光法(包含显影和烘烤)形成所要的图案241，把需要去除的导电膜206部分的感光膜除去，开口。在这开口的部位，用干蚀刻法或湿法蚀刻法除去露出部分的导电体膜206。如果导电体膜206上有保护膜等时，把保护膜等蚀刻去除后，蚀刻导电体膜206。蚀刻导电膜206后，在其下面有绝缘膜238存在，如果也要除去的话，也用干蚀刻法或湿蚀刻法除去绝缘膜238。此后，移除感光膜241的话，如图7(c)所示，形成了所要部分的导电膜206。另外，连接加速装置内的导电膜206的场合，可以留下基板侧壁201S的凸部的导电膜206。在中央孔里形成导电膜的场合，只要在该中央孔的部分形成(留下)感光膜就可。
这里说明在要留下的导电膜206部分用电镀法沉积厚导电膜的方法。导电膜206，只要成为电镀的种就可，所以只要薄的沉积即可。例如，导电膜206是铜的场合，100nm左右就好。图7(a)之后，开口要沉积导电膜206的部分。即图7(d)所示图案化感光膜242，在想沉积导电膜206部分的加速腔部分上开口。所以变成了与图7(b)相反的图案。在这状态下，浸泡在电镀液(例如，铜电镀的话，比如硫酸铜液)，外面加载电场，在露出的导电膜206的部分上，电镀所要厚度的电电镀243。另外，如果用无电解电镀法的话，也可不要最初沉积的导电膜206。除去感光膜242之后，蚀刻薄导电膜206，相比电电镀243(+206)，导电膜206的厚度较薄，所以可用导电膜206的蚀刻液或蚀刻液气体进行全面的蚀刻。这样新的掩膜(感光膜等)就不需要了，能只在所需领域形成导电膜206和243。
上部基板202上也如图6(a)～(e)所示的流程形成相同结构。本发明的带电粒子加速装置，以空洞204的中心上下和左右(基本)对称形。因此如图6(f)所示，在下部基板203上形成如图6(e)所示的结构，在上部基板202上形成的图6(e)的结构，然后把这上、下结构附着在主基本201上。上部基板202和下部基板203，如是玻璃基板时，通过没有导电膜206的空洞的部分204是透明的，所以能直接校正上侧基板(上部基板202和主基板201)和下侧基板(下部基板203和主基板201)，能很正确地接合上下侧基板。。本发明的加速装置使用集成电路制作流程，所以能够制作精度在1μm以下的图案，假设共计3μm精度的话，可以5μm以下的精度附着上侧板和下侧基板。这种精度足够控制加速装置。
主基板之间的附着，采用常温接合法、扩散接合法、高温接合法、或粘合剂等强化牢固度。如果附着部分239上存在绝缘膜而影响牢固度时，附着不足和的时候，去除该部分的绝缘膜，主基板(例如，硅)互相之间附着，用常温接合法，表面活性化接合法，高温接合法或扩散接合法等。或者，在这部分金属膜上涂布粘合剂，用常温接合，或加热和压力，强化上侧基板与下侧基板。或者在这个部分夹薄玻璃基板，与上下的主基板(比如，硅)用静电接合(阳极接合)强化附着。另外，如用导电粘合剂的话，上侧基板上形成的导电膜206，和下侧基板上形成的导电体膜206能电气连接。不使用导电性粘合剂的话，也可用常温接合或适当的温度和压力电气连接导电膜206。在这里S1是接合面，加速空洞的中心几乎与S1重合。中央孔的中心也几乎和S1重合。
图6(g)是如图6(f)所示的基板侧壁201S的从与空洞的长度方向相垂直的方向看的断面图。上侧基板(上部基板202和主基板201)与下侧基板(下部基板203和主基板201)在接合面S2上接合的图，用虚线237表示空洞腔的界线。上部基板202和下基板203大致为相同基板的场合，在接合面S上下基板对称。在其中心形成中央孔205。中央孔形状是矩形时，如图6(d)所示，纵向长度为e1，宽度为e2。在中央孔205中，基板侧壁201S的表面沉积硅氧化膜等的绝缘膜239，进一步形成导电膜206。在图6(g)，上侧基板和下侧基板203之间的导电体膜206是被除去的，但留下的导电体膜206部分，用感光膜面掩膜化，需要除去的部分使感光膜开口，用导电体膜206的蚀刻液或蚀刻气体去除。在接合面(附着面)S2，也可除去绝缘膜239。这种情况下，变成了主基板201与主基板201的相接合。另外，主基板201(上侧201(U))与主基板201(下侧201(B))之间可夹一层薄玻璃基板，用静电(阳极)接合法加强附着度。
如上述，可用平板状基板(主基板、下部基板、上部基板)制作带电粒子加速装置。传统的，加速管内的配置园盘是一张一张地制作，空腔也是一个一个地制作，把这些部件组装起来，所以装置大，组装时间也非常长，并且难以提高精度。但本发明使用LSI工艺，可大量地，高精度地(总误差最多1～5μm以下)制作加速器。
图8示出了上面基板(主基板201U、上部基板202)与下侧基板(主基板201B、下部基板203)之间夹着玻璃基板251，采用静电接合法的带电粒子加速装置的制作方法。省略了图6和图7相重复的地方。用阳极接合法接合硅基板201(因是下侧的基板，称为201B)和下部基板203的玻璃基板或石英玻璃基板。其次，硅基板201的另一端的面也用阳极接合法接合玻璃基板或石英玻璃基板251。这时有必要在硅基板201加上加载正(+)电压，所以从硅基板201的侧面加载正(+)电压，或者，下部基板203的周围用光刻法(photolithography)去除，露出硅基板201，从那露出的部分加载正(+)电压。(再者，硅底板201也可用阳极接合法接合金属板等的导电基板。另外，在硅基板201上，把铝等金属膜做得很薄沉积后，与玻璃基板接合的话，可以比没有金属膜的场合的阳极接合以更低温度进行接合)。玻璃基板251等的厚度是越薄越好，所以100μm以下，最好是50μm以下，更希望是20μm以下。也可以是10μm以下。作为做薄的方法，最初附着厚的玻璃基板，然后用研磨法(CMP、BG等)或蚀刻法(湿，干燥等)。
其次，用光刻法形成基板侧壁201S的感光膜233的图案。再用这个感光膜233图案，把开口的领域的玻璃基板251用蚀刻法除去。为了尽量得到正确的感光膜233的图案的蚀刻，最好用异方性干蚀刻(垂直蚀刻)，但是考虑到侧面蚀刻量，也可采用湿蚀刻或等方性干蚀刻。把玻璃基板251蚀刻去除后，把硅基板201蚀刻除去。为了尽量得到正确的感光膜233的图案的蚀刻，最好用异方性干蚀刻(垂直蚀刻)，但是考虑到侧面蚀刻量，也可采用湿蚀刻或等方性干蚀刻。图8(a)所示的垂直蚀刻线234用虚线表示。
中央孔205也是从玻璃基板251上制作感光膜图案，蚀刻玻璃基板251和主基板201的一部分而形成的。如果中央孔尺寸比玻璃基板的厚度251小的话，蚀刻玻璃基板251就好。反之也可使玻璃基板251的厚度配合中央孔尺寸，这时把玻璃基板251与主基板201的蚀刻选择比调大，使得中央孔的尺寸与玻璃基板的厚度相等，可非常正确地控制中央孔的尺寸。中央孔的图案化，可在基板侧壁201S(A)，201S(i){i＝1，2，…}，201S(B)和贯通孔204C(A)、204C(i)、204C(B)形成之前进行。其次，形成绝缘膜238，再形成导电膜206。(图8(b))之后，用光刻法、蚀刻法进行需要的导电膜图案化。(图8(c))在加速空洞的贯通孔204C-(A)、204C-(i){i＝1，2，…}，204C-(B)的内侧面形成导电膜206。另外，在连接这些的中央孔205里面，留下需要的部分的导电膜206。另一面(在图8上侧的上部基板202)也同样制作。(图8(d))因为玻璃基板251的侧面也附着着导电膜206，所以这些可以通过压力、热处理等连接起来。此外，必要时，使用导电性粘合剂或焊锡等把这些连接部分附着上，确保充分的连接。也能用导电性粘合剂、焊锡的金属或点胶机等一边描绘一边涂刷。或者，制作与连接部分一样的注入口的点胶机等，从注入口一下子向连接部分附着导电性粘合剂或焊接金属(熔化，或粘合贴)。或者净化清除导电膜的用感光膜图案化导电膜的需要部分，导电膜露出的部分用电镀法析出焊锡金属。附着这些进行热处理就可。并且，这之后真空抽气用，或者在上部基板202或下部基板203上开设清洗清洁用开口部分。利用这开口部分，注入电镀液电镀连接部分。或者，从开口部注入选择CVD用的气体(如WF6)，连接部等的导电膜206的露出的部分选择性地沉积金属膜(如W)。或者，连接不充分的情况下，在上下也能形成电极，从两边加载相同的高频电压就可。把图8(c)所示的面互相附着在一起的时候的粘合面用虚线244表示，对于粘合面244的上下大致呈对称形状。这个粘合是玻璃面和玻璃面的粘合，所以不用静电阳极粘合，如果一边不用玻璃基板251的话，可以使用静电阳极粘合上下面，使粘合更加坚固。
如图图8(e)所示，下部基板203和绝缘膜238上被形成接线孔，再在那上面形成导电膜，形成连接导电膜206的接线245。再形成连接接线245的导电极膜·电极·配线246。同样，在上部基板202和绝缘膜238上形成接线孔，再在那上面形成导电膜，连接导电膜206的接线248。再形成连接接线248的导电极膜·电极·配线249。如图图8(e)所示，这些接线245、248和电极·配线246、249，分别连接着各空洞室204C-A、C-B、204C-i内形成的导电体膜206，所以制造过程中不会增加流程。这样能够从外部对各空洞室内形成的导电膜206分别加载电压。并且，上下导电膜206在接合面244上相互接合，所以即使接合不够充分，但因为从上下电极246和249(高频波)可以加载高压，所以产生相同的电位。另外，在下部基板203上形成真空抽气开口部247，在上部基板202上形成真空抽气开口部250。开口部247和250也可在各空洞上同时制作完成，各空洞的压力也可分别控制，由于可以把各小空间分别抽真空，所以可以实现超低压的空洞。如上所述，利用这个开口部，把电镀液灌入空洞内，进行内部导电膜的连接部电镀，把选择CVD的气体灌入空洞内，可在内部导电膜的连接部上进行选择导电膜沉积。象以上那样能极简单地制作小型加速空洞。下面说明偏转电磁铁。如图4、图11～图14所示的4极电磁铁中的上下配置线圈制作而成偏转电磁铁。图15所示是图1的偏转电磁铁25，30，34，37等的带电粒子通过空洞和那里配置的电磁铁示意图。图15(a)所示是偏转电磁铁部分的带电粒子通过空洞257和线圈的配置状态。带电粒子通过空洞257，是沿着半径R的曲率的中心轨道的空洞。在这个空洞的上下，排列有多个电磁铁的微型线圈258。微型线圈258紧密地排列在带电粒子通过空洞257外面，全部包围了带电粒子通过空洞257。带电粒子G，从带电粒子通过空洞257的入口进入，受到带电粒子通过空洞257内的垂直磁场的洛伦兹力，以轨道半径R做圆周运动，再从带电粒子通过空洞257的出口出去。
图15(b)所示是带电粒子通过空洞257沿与曲率中心相垂直面A1-A2的断面图。由主基板261形成的贯通室264的上下面被上部基板262和下部基板263所围。贯通室264是带电粒子通过空洞257，以中心轨道半径R为圆形的轨道空洞。上部基板262的上面被配置了多个线圈260(260-1,2,3)。线圈260(260-1,2,3)附着在第4基板266上，第4基板266被附着在支柱265(265-1，2)，支架265被附着在上部基板262上。线圈的尺寸(与线圈轴向垂直面的尺寸)越小，卷数越多，电流越大，线圈端面的磁场也越强，所以排列多个小线圈，可使带电粒子通过空洞257内的磁场很大。本发明的线圈，如图13所示，可很容易地做成小尺寸的线圈，但线圈配线尺寸越小通过电流也越小。因此无法一概而论决定线圈大小，但与带电粒子通过空洞257相比，线圈260尺寸小的场合，可完全覆盖带电粒子通过空洞257地排列线圈260。例如，线圈大小0.5mm×0.5mm，带电粒子通过空洞257的宽度为1mm时，如图15(b)所示，至少要3个线圈沿带电粒子通过空洞257宽度的方向排列。这时，带电粒子G的中心轨道几乎在带电粒子通过空洞257的宽度方向的中心，需要中心与1个线圈的轴几乎一致地配置。因为线圈端面中心的磁场最大。(但差异不大)线圈间以宽度方向紧密排列。线圈之间的距离(例如，线圈260-1和260-2之间的距离)，在制造线圈时决定(线圈配线基板重复附着时)，因为线圈之间不需要间隔，所以可以做得很小。例如，配线之间的距离可以做成线圈的配线宽度。线圈尺寸比带电粒子通过空洞257大的时候，宽度方向用一个线圈即可。这时希望线圈的轴尽量靠近带电粒子通过空洞257的中心。
另外，关于带电粒子通过空洞257中的带电粒子的行进方向，用对齐轨道的线圈配线基板线圈图案，使线圈无缝排列就可。例如，如图15(a)所示地排列线圈258。然后，把线圈排列阵列归类分离(或者不分离)附着在第四基板上，以支架265(265-1，2)为基础，附着在上部基板262。这与图14所说明的一样。线圈260的轴与上部基板262和主基板的面相垂直。另外，线圈260个端面最好尽量靠近带电粒子通过空洞257，所以附着到能接触到上部基板262，或尽量靠近。把线圈260被配置的上部基板262的部分273-1做薄(实际上线圈260(260-1，2，3)比带电粒子通过的空洞257的更宽，所以可设置比带电粒子通过的空洞257的宽度更大的线圈260能全部够插入凹部)，希望把线圈260(260-1，2，3)插入到凹部。并且，在上部基板262的部分273-1开口(带电粒子通过的空洞257上所配置的线圈260部分)，尽量不使线圈260产生的磁场在上部基板262上被减弱，或被搞乱。这时因为带电粒子通过的空洞257的气密空间被开孔，所以线圈260的下端面的外围(多个线圈的外围部分)与上部基板262之间的结合处需要可靠密封。例如，在线圈的外围用焊接材(焊锡)，常温焊接、高温焊接、扩散焊接、静电阳极焊接等牢固焊接。并且，线圈配置的空间269作为气密空间，在第4基板266上开设真空抽气开口部270，从真空抽气开口270抽气，使气密空间269内的压力变成超低压。同样带电粒子通过空洞257也在上部基板262和下部基板263上开设真空抽气开口部，可使带电粒子通过空洞257内部成为超超低压空间。
下部基板263也同样配置线圈259(259-1，2，3)。为把线圈259(259-1，2，3)的端面靠近带电粒子通过空洞到257，设置了凹部273-2，或设置开口部273-2。把线圈259附着在第4基板268上，把支架267(267-1，2)附着在下部基板263，把第4基板268附着在支柱267上。配置线圈259的空间271为气密空间，也可在第4基板268上设置真空抽气口272。下部基板263侧的线圈259，与上部基板262侧的线圈260相同的线圈，配置相同的数量，需要与带电粒子通过空洞257对称配置。相同特性配置，便于控制带电粒子通过空洞257内的磁场。但是即使不同的尺寸的线圈，通过调节电流大小，同样可以控制带电粒子通过空洞257内的磁场。本发明配置线圈的空洞可以做成任意形状，根据空洞的形状设计线圈。比如，可把线圈做成任意的曲线形状。同时，可以自由设置线圈的尺寸，线圈的配置数和配置形状也可以自由变更。图1所示的同步加速器的偏转电磁铁25，30，34，37等是以半径R为曲率的扇型空洞，但可自由地配置对应的线圈。直线形空洞的4极磁铁、聚焦电磁铁的形状和数量也可自由设定。
如上所述本发明的加速器可一次性制作，所以可把基板做大，把设备连接起来。把如图1所示的同步超小型加速器，连接更大的同步加速器，这些都可以一次性制造。
图16是把由图1所示的圆形加速器(同步加速器)8-1所组成的超小型加速装置10-1连接到大一圈的圆形加速器8-2的图，表示双重同步器(或2周期的同步加速器)。第1个小的超小型加速装置10-1的外围围绕着第二个同步加速器8-2。
把这些做成一个超小型装置10-2。第一个小的超小型加速装置
(与图1所示的相同)的出口41-1(是图1的41，但为了区别第2个大的同步器出口41(这是41-2)，加上(-1)。出口41-1连接第二个同步器8-2的静电注入器21-2。即从第一个小的同步加速器器8-1的出口41-1放出的带电粒子，经过静电注入器21-2，在圆形加速器8中，射入带电粒子通过空洞24-2。从圆形加速器8出来的空洞的中途设置直线加速装置39-1，可调节进入静电注入器21-2的带电粒子的速度。同时，在途中可设置其他的偏转电磁铁，加速电极，减速电极，线性加速装置，聚焦电磁铁等。
从静电注入器21-2射入圆形加速器8-2的积蓄环中的带电粒子也可用设置(水平方向)聚集电磁铁和(垂直方向)聚焦电磁铁进行聚焦。然后，用偏转磁铁25-2进行偏转、加速，进入下面一个积蓄环27-2，在这里用高频加速空洞29-2进一步加速，用(垂直方向)聚焦电磁铁26—2，(水平方向)的聚焦磁铁28-2进行聚焦，用偏转磁铁30-2进行偏转、加速，进入下面一个积蓄环中33-2。在这里也是用(垂直方向)聚焦电磁铁31-2与(水平方向)聚集电磁铁32-2进行聚焦，用偏转磁铁34-2进行偏转、加速，进入下一个积蓄环38-2。在这里也是用(垂直方向)聚焦电磁铁35-2与(水平方向)聚集电磁铁36-2进行聚焦，用偏转磁铁37-2进行偏转、加速，进入下面一个积蓄环中24-2。这样带电粒子在积蓄环24-2、27-2、33-2、38-2中不断回旋加速，直到达到所需的速度和带电粒子数之后，带电粒子进入外部导出空洞(也称为带电粒子排出空洞)40-2，取出从带电粒子排出空洞40-2的出口处向外排出的带电粒子。在带电粒子排出空洞40-2的中途也可设置直线加速器39-2，进一步加速带电粒子。同时，在途中可设置其他的偏转电磁铁，加速电极，减速电极，线性加速装置，聚焦电磁铁等。
这样可连接几个圆形加速器。用这方法可提高带电粒子的速度。同时，能在各自的积蓄环中积蓄带电粒子，在短时间内储备需要量的带电粒子。例如，带电粒子通过的积蓄环的空洞直径为1mm，以最内侧的超小型加速装置的半径为50mm，积蓄环的间距为3mm，如果基板的半径为270mm，可配置70个圆形加速器。
图17是把圆形加速器8分割，制作成基板的示意图。即基板不能做大，且圆形加速器等大于基板尺寸的场合，采用这种方法制造加速器。如图1所示，如果圆形加速器8尺寸很大，例如当需要2米×2米的基板，而现实只有1米×1米的基板时，可准备4块1米×1米的基板44-1～4-4(用虚线表示)，分别制成圆形加速器8的1/4的图案43-1～43-4。拼接部的图案45-1、2、3、4处，把基板44-1～44-4用模切机切割。需要拼接这部分是积蓄环24、27、33、38，使积蓄环中轴重合拼接起来。为了保证连接，需要碾磨切割面，蚀刻，磨平拼接面。拼接部的附着方法，可用各种粘合法进行。也可在拼接面介隔其他材料。例如，玻璃基板，塑料基板，金属基板等，进行拼接部的部件材料的融合和静电阳极拼接等。如果积蓄环24、27、33、38的内部是超低压，拼接部不一定要结实地附着。例如，准备好盖住这部分的部件材料或箱子，把基板44-1～44-4附着到这些部件材料上即可。最好选用能够调整积蓄环24、27、33、38的轴心重合度的柔性部件材料。在部件材料等上面设置抽真空线条，最好把其内侧抽成真空。这如果反复巨大圆形加速器也能够制作。反复进行上述操作，可做成非常大的圆形加速器，也如上述适用制造离子化源和直线加速器。
图18所示是本发明的微波离子源图。本发明的微波离子源，在主基板161的上面附着上部基板162，在下面附着下部基板163，包含着主基板形成的贯通室164-1、164-2、164-3。贯通室164-1是通过上部基板162或下部基板163的开口部166导入从微波或高频波(以下称为高频波)振荡器来的高频波160的导波管。(以下也称为导波管室164-1。)。贯通室164-2是波导室164-1的邻室，被带有中央孔165-1的基板侧壁161-2所隔开的放电室里(以下也称为放电室164-2)，从导波管室164-1通过基板侧壁161-2的中央孔165-1射入高频波。放电室164-2的周围配置了线圈配线所绕的线圈169，线圈169在放电室164-2内，沿线圈的轴方向产生磁场B1。放电室164-2内的电子被高频电场加速，气体碰撞产生电离，发生放电，产生等离子。高频振荡器(不能用图显示)连接到开口部166-1，在连接部分设置了密封部168-1，防止高频振荡器和导波管室164-1的连接部泄漏高频波，泄漏空气。密封部168-1可用粘合剂等附着在玻璃、(オウラスチック)塑料等绝缘体上。再者，把导波管室164-1设置在主基板161的外侧，可省了密封部。这种场合，把高频波直接导入到放电室164-2。在波导室164-1的上部基板162和/或下部基板163开置了导入气体用的开口部166-2，从开口部166-2导入离子的原始各种气体，与高频波一起导入放电室164-2。另外，在波导室164-1的上部基板162和/或下部基板163上准备了真空抽气口167-1，可设定波导室164-1的压力。并且在各贯通室的上部基板162和/或下部基板163上设置开口部，可进行压力和温度测量。同时，各贯通室的温度可通过从外部照射红外线控制温度。或者，通过从外部加热水或热风增加温度，用珀耳帖等元件(Peltier element)，冷水和冷风，冷气，液体氦，液体氮等的冷却液体冷却。因为体积小可以简单地控制。
放电室164-2隔壁的贯通室164-3是离子引出电极室，与放电室164-2，被带有中央孔165-2的基板侧壁161-3所隔开。放电室164-2中有，带有中央孔165-3的基板侧壁161-4(引出电极)、带有中央孔165-4的基板侧壁161-5(减速·聚焦电极)，加速电极的带有中央孔165-5的基板侧壁161-6(加速电极)。在放电室164-2内产生的离子(带电粒子)，被引出电极161-4的电场所吸引，通过隔断用的基板的侧壁161-3的中央孔165-2，并且再通过引出电极161-4的中央孔
加速，通过邻接的减速·聚焦电极161-5的中央孔165-4聚焦，再通过邻接的加速电极161-6的中央孔165-5加速。这些反复加速、减速、聚焦，或射入偏转磁铁室，或在4极电磁铁室聚焦，或进入质谱分析室等，进入如各种其他用途的贯通室。在离子引出电极室，组合加速电极、减速·聚焦电极，可得到所希望的电流密度的离子束。
用于间隔各贯通室的带有中央孔的基板侧壁，通常没有沉积导电体膜，所以该处不能进行加速或减速。带有中央孔165-3的基板侧壁161-4作为引出电极，在基板侧壁161-4面上沉积导电膜170-1(前方一侧面)和170-2(后方一侧面)。如果基板161为绝缘体的话，直接形成导电膜170，主基板161不是绝缘体的场合，在主基板161和导电膜170之间隔上绝缘膜就可。这导电膜170连接在上部基板162下面形成的导电膜176和/或下部基板163的表面上形成的导电膜175，并连接上部基板162和下部基板163上形成的接线173，并连接上部基板162上面形成的导电膜电极配线172和/或下部基板163的下面形成的导电膜电极配线174。因此，能在导电膜电极配线172和/或174，对导电膜170加载电压。离子是负电荷的场合，对引出电极161-4上加载正电压，吸引离子使其加速。离子是正电荷的场合，对引出电极161-4加载负电压，吸引离子使其加速。为防止离子发散，或防止离子过快加速，设置了减速、聚焦电极161-5。其结构与引出电极161-4相同。离子是负电荷的场合，对减速·聚焦电极161-5加载负电压，使离子聚焦减速。离子是正电荷的场合，对减速·聚焦电极161-5加载正电压，使其离子聚焦减速。加速电极161-6，其结构与加载电压法也与电极161-4相同。本发明可自由地配置多个基板侧壁电极，所以可对各基板侧壁电极上加载正或负的电压，并且电压的大小也可自由设定，因而可控制离子束G。
在放电室164-2的上部基板162和/或下部基板163上，设置了气体导入用的开口部166-3，可从这里把气体导入到放电室164-2，进行离子化。另外，在放电室164-2的上部基板162和/或下部基板163上，可设置真空抽气用的开口部167-2。线圈169配线呈螺旋形围绕着放电室164-2外侧，这使得放电室164-2产生磁场(第1磁场发生)，但为了补充，在线圈169内侧，放电室164-2的外侧作为产生第2磁场的手段，配置多个电磁铁178。磁铁178也可是永久磁铁，沿放电室164-2的方向(离子行进方向)为同一极性，如图18(b)所示，(沿着图18(a)的A1-A2的剖面图)，在放电室164-2的周围以一定的间隔配置多个磁铁。(图18是16极磁铁)朝着放电室164-2的面的各磁铁178的极性相同，相邻的磁铁相反地排列。这样各磁铁之间产生的磁场在放电室164-2的内的周围成为局限在里面的多极磁场(虚线表示)B2。该多极磁场B2在放电室164-2内，越接近里面变得越小。结果，在放电室164-2的中心附近，磁场B2变的相当弱，放电室164-2的中心附近产生了均匀的等离子。同时在放电室164-2的内，因为磁场B2，抑制了等离子的进入，降低了等离子的损失。此外，由于这些磁铁178，由于高频电磁场使得等离子(プラズマの背性)更加稳定化，使得主磁场B1产生的离子电流的变化变小。通过精确控制主磁场B1，能够在放电室164-2内生成稳定的等离子和离子束G的量，通过配置磁铁178可更加精密地控制。
磁铁178为永久磁铁的场合，可以使用例如铁氧体磁铁、钕磁铁、钐钴磁铁、铁铬钴磁铁、Fe-Pt磁铁、Fe-Al-Ni-Co磁铁、Co-Pt磁铁。磁铁178，除永久磁铁以外，也可多个排列本发明的微型线圈。即如果是16极电磁铁的场合，在各相同极的一侧配置同一极性的微型线圈。或者各极可作为一个线圈。这时沿离子行进的方向，成为细长的线圈。使用微小线圈的场合，因为各线圈的磁场可用外加电流控制，能产生更加精密的磁场B2，并且可以控制。配置电磁铁178的场合，在上部基板162和下部基板163上，放电室164-2的电磁铁178的配置领域上形成凹部181和182。可把那个凹部的基板厚度做薄，这样可以增强放电室164-2的产生的磁场。此外，配置电磁铁178的场合，在放电室164-2的外侧，将第4基板168和第5基板177附着在上部基板162或下部基板163上，如图18所示，可打开电磁铁178的上方。特别在配置微型线圈的时候，如果打开这个部分，电流比较容易地流过微型线圈端子。例如可引线接合法连接微型线圈端子。再者，第4基板的168(168-2、3)也可兼用密封用基板168-1。即，在同一基板上附着在上部基板162。
在电磁铁178上方设置了空间，如图18所示，把第6基板179附着在第4基板168上，把第7基板180附着在第5基板177上。这时预先在第6基板179和第7基板180上形成线圈配线169，另外，在第6基板179和第7基板180上形成连接这些线圈配线169的接线183-1，连接在第4基板168形成接线183-2。并且，在第4基板168上形成的接线183-2，与形成在上部基板162的接线183-3相连接。在上部基板162上形成的接线183-3，与在主基板161上形成的接线183-4相连接。并且，在主基板161上形成的接线183-4与在下部基板163上形成的接线183-5相连接。在下部基板163上形成的接线183-5，与在第5基板177上形成的接线相连接。然后，把与做在第7基板180上的线圈配线169相连接的第7基板上形成的接线183-7，与在第5基板177形成的接线183-6相连接。结果，线圈配线169呈螺旋状地相连接，围着放电室164-2而做成线圈169。如果不配置电磁铁178时，不需要第4基板～第7基板，把线圈配线图案形成在上部基板162和下部基板163即可。
线圈配线169的接线183(183-1～7)，在各基板上形成接线孔，如果该基本不是绝缘体的场合，在该接线孔内预习形成绝缘膜。其次，如果需要在该接线孔内面层积紧贴或电沉积种子层导电体膜后，用电镀法、涂布法、熔化金属浇注法，分配器的方法、电铸法、CVD法，选择CVD法等，用导电膜填满或半填满接线孔里面。依次进行附着就可。如图18(b)所示，上部基板162和下部基板163之间，即在放电室164-2的侧面被配置的电磁铁阵列184(184-1，2)夹着放电室164-2和基板侧壁161-4和161-5而形成的贯通室，被插入到电磁铁磁铁阵列插入用贯通室164-4和164-5。这个插入方法，与已经说明过的线圈插入法相同。同时，磁铁阵列184(184-1、2)的制作法，把电磁铁178间隔在非电磁铁183之间依次层叠即可。这种制作方法与线圈制法相同。
或者，把主基板161分割成几块，在被分割的主基板上安装电磁铁阵列184(184-1,2)和非磁性体183，也可在放电室164–2的侧面顺序配置电磁铁阵列184(184-1,2)。这时电磁铁阵列184(184-1、2)上的电磁铁178的厚度和夹在之间的非磁性体183的厚度与主基板161的厚度希望一致。并且，在图18中，第6基板179上附着了上侧的电磁铁178，在放电室164-2的上方也能配置了电磁铁178。这时当然第4基板168的厚度，凹部181的深度，电磁铁178的厚度一起，最好尽量靠近放电室164-2。同样在第7基板180上上附着下侧的电磁铁178，在放电室164-2的下方配置电磁石178。这时当然第5基板177的厚度，凹部182的深度，电磁铁178的厚度一起，最好尽量靠近放电室164-2。
用上部基板162、第4基板168、第6基板179形成的空间185做成气密空间，用下部基板163、第5基板177、第7基板180形成的空间186也可做成气密空间。这个场合，在放电室164-2的上部基板162的一部分和下部基板163的一部分，除特别被配置电磁铁178的领域外，电磁铁的磁场被直接加载在放电室164-2，所以能产生高效的磁场B2。这个场合，把电磁铁178附着在上部基板162和下部基板163上时，最低限度保留能支撑电磁铁178的上部基板162和下部基板163。在第6基板179和第7基板180上附着电磁铁178的场合，可去除电磁铁正下面或正上面的基板162及163。同样，也去除放电室164-2侧面的基板侧壁161-4和161-5。或者，也可留下一部分。这时可把空间185和186抽成为真空，或者也可把气体导入的开口部设置在第6基板179或第7基板180上。同样，也可把用于贯通室164-4和164-5的真空抽气、气体导入开口部设置在上部基板162或下部基板163上。
估计本发明的高频离子源的尺寸。本发明的贯通室的高、宽均为0.1～100mm，这以上的尺寸也可安装。长度由基板的尺寸决定，但10mm～1000mm，或这以上的尺寸也用连接法实现。例如，主基板的厚度为1mm，上部和下部基板·第4基板～第7基板的厚度为0.2mm，基板尺寸为600mm×600mm的话，放电室的高度为，1张主基板是1mm，10张叠起为10mm，50张叠起来为50mm，100张叠起来为100mm，成为宽1～100mm高度，能够对应宽度1～100mm，能够制作长为500mm的放电室。另外，假设放电室164-2的长度为200mm，线圈169的宽度·厚度为1.5×1.5mm，间距为2mm的话，能够制作100卷的线圈(电磁铁)。如图18所示，线圈169由埋入基板内的导电体膜而制成的，也可以切断基板，把包含放电室164-2的加速器等切下后，在放电室164-2周围，通过手绕或自动绕线圈而制成线圈169。如上所述利用基板制成的本发明的离子发生源可以被制成各种尺寸。
质谱分析，可被广泛地应用于固体表面的组成成分分、反应溶液的成分分析等物质分析。以前的质谱分析，结构非常复杂，用分立元器件组装，要求非常精密，不容易生产，其体积也至少有1m3左右，成本高，搬运困难。因此，使用本发明的加速器(把主基板(第1基板)、和其上下附着的上部基板(第2基板)和下部基板(第3基板)接合在一起，做成的微型通道)，可制成超小型、超廉价的质谱分析装置。
图19是本发明的质谱分析的一种实施形态图。在主基板301的上下面之间形成了贯通槽(贯通室)305、306、307、308、309，在主基板301的上面附着上部基板302，在主基板的下面附着主基板303。这个附着法也可用粘合剂，主基板301为硅、碳、SiC、化合物等的半导体基板或金属板等的导电板，上部基板302和下部基板303为玻璃基板时，能用静电阳极接合，在详细说明书中说明的其他粘合法和其他文献中说明的粘合法等都可用。贯通槽305是试样室，被主基板侧壁301-1与基板侧壁(也称隔壁)301-2所夹着的空间。(侧面，主基板301的侧壁。)试样室305中被配置了试样311。例如，从上部基板302上被开了口的试样开口部312中插入试样311，附着在基板侧壁301-1的话，就比较容易分析。当试样311表面的一部分被加速离子束撞击时，试样的一部分会飞溅，只要在这个离子束撞击到的部分中有需要分析试样(试样分析)就可以，因此可把试样架作为试样311使用。试样311的背面设置了真空管313，从这里抽气时可把试样311吸附固定在基板301-1侧壁上。
在试样室305的上部基板302开有离子束导入口314，通过这离子束导入口314，从质谱仪300的外面配置的离子枪315发射的离子束316对准试样311，喷溅试样311的组成物。另外，离子枪315也可以配置在主基板301内，但这种场合，从试样室305的侧面(与图19的纸面相垂直的方向)形成的离子枪315，通过主基板301的贯通槽把离子束射向试样311上。离子束316是如，氮(N)离子，氩(Ar)离子，氙气灯(Xe)离子等。溅射的试样物质，是中性粒子317、离子(2次离子)318，这些粒子进入隔壁301-2的中央孔310-2，进入离子室306。试样室305内的压力，也可接近大气压，但也可把真空抽气管319开在下部基板303等处，连接真空泵减低试样室305内压力。
在试样室305内，也可在主基板301的内侧面上沉积硅氧化膜、矽氮化膜、矽酸氮化膜等的绝缘膜，这些绝缘膜可用CVD法、PVD法，或氧化法、氮化法形成。中央孔310-2，如已经所述的，把主基板301上下分离的状态下，形成试样室等的贯通槽(的一半)和隔壁301等的隔壁后，去除隔壁301-2等的中央部分(也可相反。即开了中央孔之后，形成基板侧壁。)，那之后附着被分离的上下主基板301。绝缘膜是在附着主基板301之前形成的，或者附着主基板301之后形成。
试样室305的邻室离子室306是在中心附近聚集从试样室305进入的离子和被离子化的中性粒子的空间。离子化室306的邻室是吸引并加速离子化室306中的离子的带电粒子加速室307，离子化306和带电粒子加速室307之间，被带有中央孔310-3的隔壁301-3所隔开。即离子化306，为隔壁301-2和隔壁301-3所隔的空间。(侧面是主基板301的侧壁)。
在离子化室306中，离子化束320通过上部基板302和下部基板303，通过照射离子化室306中的中性粒子317使之离子化。离子化束320，可以参照以往的文献中介绍的各种束，例如激光束，电子束，同步加速器放射光，X射线等。并且，也可把激光对准固体目标，进一步利用这时产生的X射线离子化中性粒子。(专利3079585)为使离子化束320容易通过离子化室，可除去作为离子化束320通道的上部基板302或下部基板303的一部分(设置开口部)。
另外，在离子化室306的内面沉积了导电膜321，在上部基板302和下部基板303上形成接线孔323，在接线孔323里沉积导电膜，上部基板302和下部基板303上形成导电膜电极·配线324，从导电膜电极·配线324对导电膜321加载电压。除了离子化束320经过部分以外，在离子化室的内面沉积导电膜321，可使离子化室内保持等电位状态。离子为正时，在导电膜321上加载正电压，使正离子集中在中央。离子为负时，在导电膜321加载负电压，使负离子集中在中央。分割上下左右导电膜，在各导电膜上形成接线孔和电极·配线，可分别控制各导电膜区域的电压，可调节离子化室306内的带电粒子束325的位置。主基板301是硅等半导体基板、铜、铝等导电基板时，形成绝缘膜之后，沉积导电体膜321。另外，作为导电膜321的保护膜，导电膜321上也可形成绝缘膜。
在离子化室306聚集的带电粒子束325，通过中央孔310-3进入带电粒子加速室307。加速室307的入口处，配置了带有中央孔327-1的隔壁301-11，隔壁301-11的周围被沉积了导电膜326并图案化。导电膜326连接到接线孔323上沉积的导电膜和导电膜电极·配线324，加载与带电粒子束325的离子的电荷相反的电压，带电粒子束325被离子化室306所吸引，并被加速。因此，这个隔壁301-11也被称为引出电极。分割上下左右导电膜，在各导电膜上形成接线孔和电极·配线，可分别控制各导电膜区域的电压，可调节中央孔内的带电粒子束325的位置。
在带电粒子束325行进的方向上，配置了邻接隔壁301-11的隔壁301-12(带有中央孔327-2)配置，隔壁301-12的周围被沉积了导电膜326并图案化。导电膜326连接到接线孔323上沉积的导电膜和导电膜电极·配线324，加载与带电粒子束325的离子的电荷相同或相反的电压。加载与带电粒子的电荷和相同电荷的电压的场合，带电粒子束325聚集，加载与带电粒子的电荷和相反电荷的电压的场合，带电粒子束325被加速。沿带电粒子束325的行进方向，在隔壁301-12之后也形成需要数量的与隔壁301-12相同的隔壁(沉积导电膜，带有中央孔)。在这些导电膜上加载与带电粒子束325的离子的电荷相同或相反的电压，加速需要数量的带电粒子束325，或者聚集需要数量的带电粒子束325，使带电粒子束325进入带中央孔隔壁301-4的邻室的质谱分析室308。上下左右分割隔壁301-12之后的各隔壁的导电膜，在各导接线孔中形成导电膜、电极·配线，在被分割的导电膜上分别加载不同的电压，可控制带电粒子束325的行进方向和聚焦位置。结果，可自由控制进入质谱分析室的带电粒子束的半径、位置、进行方向等。
中央孔310-2、3、4、5、加速室307内的隔壁301-11、12、…上的中央孔327-1，2，…的大小可自由变化。例如，为使被溅射的310-2的中性粒子317和离子318全部进入离子化室，可把中央孔做大。另外，为容易吸引离子，加速室307内的中央孔327-1，可做得比相接离子化室306的中央孔310-3小。另外，为了加速，把加速室307内的中央孔327-2，…等，做得比中央孔310--3小。这样作为改变中央孔大小的方法，把以主基板分割成上下二块，形成隔壁后，对照在隔壁形成的中央孔的大小进行图案化(例如光刻等)。根据各中央孔的大小，蚀刻去除隔壁。或者，分割主基板，在需要形成各隔壁的位置，根据所形成中央孔的大小进行蚀刻(例如光刻等)，根据各中央孔的大小，蚀刻去除隔主基板之后，形成隔壁。之后，进行绝缘膜、导电膜、保护膜的图案化。
质谱分析室308可为，例如四极型。质谱分析室308邻接着加速室307，被带有中央孔310-4的隔壁301-4所隔开。在加速室307被加速、聚焦的带电粒子束325进入质谱分析室308后，在质谱分析室308的电场和磁场下，根据该带电粒子所持有的电荷q和质量m的比m/q(质量电荷比)被分配到不同的轨道，只有特定的带电粒子进入离子检测室309。离子检测室309被加速室307和带有中央孔310-5的隔壁301-5所隔开。
质谱分析室308为·，例如4极型。如图19所示4极质谱分析型。在质谱分析室308里，没有分离隔壁301-4和301-5以外的隔壁，主基板301成为从上部基板302到下部基板303贯通的贯通槽(或贯通室)。(侧面是主基板301)在质谱分析室，沿带电粒子束325的行进方向上，被配置了4条长的4极电极329(如图19的329-1，2所示)。各4极电极329，通过接线孔323内的导电膜被连接到一个或多个导电膜·电极·配线324上，可以加载电压。另外，在上下部基板302和303上，被设置了真空抽气开口330，可把质谱分析室308内抽气到所规定的压力(例如，10-9～10-2torr)。另外，可以同样形成其他开口部，作灌入清洗、清洁用气体。并且，为了质谱分析室308内的导电膜的连接，可设置为灌入或放出选择CVD用的气体(例如，WF 6)、电镀用溶液(例如，铜电镀的硫酸铜溶液)的开口部。
图20所示是4极型质谱分析室制作方法的一例。在第3基板353上沉积4极型电极的导电膜355，再图案化，形成4极型电极。导电膜355是例如，钼(Mo)，钨(W)，铬(Cr)，钛(Ti)，铜(Cu)，铁(Fe)、镍(Ni)、铝(Al)等金属或这些的合金，或这些与硅的化合物的硅化等，用PVD法和CVD法沉积之后，用光刻+蚀刻法的图案化。或者，附着该尺寸的4极电极棒。第3基板353是玻璃、石英、陶瓷、塑料等绝缘体时，可直接沉积或附着，第3基板353是导电体或半导体时，沉积绝缘膜355之后，沉积导电膜。或者，也可用涂布法形成导电膜355。用金属掩膜在第3基板353上面涂布导体胶后，经过热处理，形成所需的4极型电极355。导电胶里含有上述等金属。或者在第3基板353上贴上述金属等的箔，把金属箔图案化后，也可形成导电膜355。另外，在主基板351上预先形成4极型电极355被配置的部分354被挖通的凹部354。主基板351是硅基板等半导体基板、玻璃基板、石英基板等绝缘板、金属板等的场合，用简单的流程就能形成(图20(a))。
其次，如图20(b)所示，附着主基板351和第3基板353。这些附着法按照本详细说明书上记的方法进行。这时，凹部354的深度预先做得比4极型电极355的高度大，使主基板351接触不到4极型电极355。其次，用光刻胶等图案化主基板351的上面，形成质谱分析室356的贯通槽。这时因为图案间是一致的，所以可精密地位置接合。蚀刻主基板351形成贯通槽356的场合，要用导电膜355与第3基板353之间的蚀刻选择比高的干式蚀刻气体，或者用湿蚀刻液进行蚀刻，尽量不要蚀刻导电膜355和第3基板353(图20(c))。在图20(a)的阶段，在导电膜355上也可形成绝缘膜(例如，SiO2膜，SiN膜等)的保护膜。在这种情况下的蚀刻选择比是主基板351和保护膜。
第2基板352也用同样流程进行，在第2基板352上附着主基板351(351-1)，形成贯通槽356、其内部的4极型电极355的导电膜355。这样把在第2基板352上附着的主基板351(351-1)、和第3基板353上附着的主基板351(351-2)两边一起重合、附着(调整对齐使其形成贯通槽356)。作为附着法，可用粘合剂、扩散接合，常温接合、高温接合等。另外，主基板351是硅等半导体基板、金属等导电基板时，可使用玻璃基板或石英基板357，可用静电接合(阳极接合)强化附着。这时，也要把属于质谱分析室356的一部分的中间夹着的基板357的部分除去，边调整位置，把第2基板352和/或第3基板353与基板357附着在一起。(任意哪边都可以。)结果，形成被密闭的质谱分析室358(356接合起来成为358)。(图20(d)、(e))另外，如图20(a)所示的过程中，可附着非凹部的贯通槽主基板351。这时，要正确地对准贯通槽和导电膜图案的位置。贯通槽的深度为一张基板槽就可时，在图20(d)中，可把没有主基板的另一面(例如，没有351(351-1)，导电体膜355形成了第2基板352)的面，附着到主基板351(351-2)。
其次，第2基板352和第3基板353上形成接线孔371，在接线孔371内沉积导电膜后，形成电极·配线372。接线孔371内的导电膜的沉积，可用CVD法、PVD法、电镀法、涂布法等。电极·配线372也可用CVD法、PVD法、电镀法、涂布法等。接线孔371内的导电膜、电极·配线372可以兼用。因为电极·布线372能围绕第2基板352和第353基板，所以在适当的地方设置衬垫电极(与外部电极的连接部)。必要的话可形成保护膜。图20是从在图19中的离子束325的行进方向看的图，即在图19中与纸面相垂直方向的断面图。
结果，在4个4极电极355(355-1，2，3，4)上，可加载从外部电极372输入的交流(高频电压)和直流电压。如上述所述，由于使用半导体工艺，形成质谱分析室，所以能够制造极其精确尺寸的质谱分析室，能进行高精度的质谱分析。再者，从本工艺中清楚地看到，不断地重复附着主基板(中间夹隔玻璃基板也可)，可加深质谱分析室的深度。例如，通常的硅基板的厚度约为1mm，重叠10张基板可变为10mm。当然，也能制作更厚的硅基板，以少数的基板的粘贴实现所定的厚度。另外，形成真空抽气管开口部359，连接真空泵的话，从质谱分析室358真空抽气，即可降低压力。本发明可实现所需尺寸的质谱分析室(例如，质谱分析室的高度为1mm以下，或是100μm以下的极小尺寸)，而且连接部位少、连接坚固、简单地实现希望的超低压力。工艺简单，可用小型真空泵，实现低成本的质谱分析装置。
4极电极型质谱分析的场合，规定只能m/q的离子才能通过4极电极355(图19中的329)，到达检测室(图19中的309)时，m/q以外的离子碰撞到4极电极355、其外侧的主基板351、第2基板352、第3基板353上，可能带来损伤。但把质谱分析室358做大的话，离子的动能变小，带来的损伤也就小。图20(f)所示是把质谱分析室做大的结构和方法。即在第2基板352和第3基板353的上下附着第2主基板361(361-1，2)、第4基板362、第5基板363，在质谱分析室358上部和下部上，设置质谱分析室的上部室365和下部室368，并且把质谱分析室358左右的宽度(w21)扩大，从4极电极355把主基板351的左右壁距离扩大(扩大d21)。另外，把质谱分析室的上部室365和下部室368的平面面积做得比质谱分析室358的面积更大，(即质谱分析室的上部室365左右宽度为w22，质谱分析室下部室368的左右宽度为w23时，w22、23>w21),第2基板基板352和第3基板353的区域，能在强度上支撑程4极电极355的程度，质谱分析室367、质谱分析上部室365、下部室368之间的间隔(第2基板352和第3基板353)被去除，尽量把开口部364和367开大(也可分多个开口部)。另外，把真空抽气管开口部366和369设置在第4基板362、第5基板363的两边。并且尽量把真空抽气管的开口部366和369做大(也可分多个开口部)。把质谱分析上部室365和下部室368的的高度(h22，h23)也做大。
例如，假设质谱分析室358的大小为：w21＝6mm，h21＝2mm，d21＝1.8mm，主基板351(351-1，2)的厚度各为0.8mm，玻璃基板357的厚度为4mm，第2基板352的厚度为0.3mm，第3基板353的厚度为0.3mm，第4基板362的厚度0.5mm，第5基板363的厚度为0.5mm，4极电极355的宽为2mm，高度为50μm，4极电极的长度(图19中横向长度，或图20中与纸面相垂直方向的长度)1mm～100mm，w22＝8mm，h22＝2mm，w23＝8mm，h23＝2mm。或者，作为另一例，质谱分析室358的大小为：w21＝30mm，h21＝10mm，d21＝9mm，主基板351(351-1，2)的厚度各为5mm，玻璃基板的厚度为0.5mm，第2基板352的厚度为1mm，第3基板353的厚度为1mm，第4基板362的厚度为1mm，第5基板363的厚度为1mm，4极电极355的宽度为1mm，高度为0.4mm，4极电极的长度为20mm～200mm，w22＝40mm，h22＝10mm，w23＝40mm，h23＝10mm。
以上的结果，穿过4极电极355之间的间隙，没有到达离子检测室309的离子，即使往主基板351的壁(侧面)的方向移动，因为离子的移动速度变小，给主基板351的壁(侧面)带来的损伤也小。特别是在主基板351壁(侧面)的周围，设置了多个或大面积区域的真空抽气开口部364和367，从4极电极的内侧偏离的离子从开口部364和367进入质谱分析上部室365和质谱分析下部室368。并且，因为在质谱分析室358内被覆盖了耐离子膜，所以损害很小。例如，硅氧化膜、硅氮化膜、氧化铝等具有抗离子性。这些膜可用CVD法和PVD法沉积。另外，往上方的质谱分析上部室365和下方的质谱分析下部室368的离子移动速度变小，带给第4基板362和第5基板363、第2主基板361的壁(侧面)的损坏也小。另外，从真空抽气开口部366和369被排出到真空泵，所以对质谱分析装置的影响很小。并且，在第4基板362和第5基板363上设置了清理用或清洗用的开口部，例如，能用氮，Ar，He，等经常清洗，保持质谱分析室的干净状态可有效地延长使用寿命。
或者，预先在离子检测室309内侧面形成导电膜，能从外侧加载电压，预先加载与离子相同电荷的弱电压的话，可减轻离子的冲撞。4极电极355，通过第2基板352和第3基板353上形成的接线孔371内的导电膜，连接到第2基板352和第3基板353的导电膜372，之后连接到第2基板352或者第3基板353内侧的导电膜373，并且连接到在第4基板362或第5基板363的上下面形成的导电膜374。导电膜374通过第4基板362或第5基板363上形成的接线孔375内沉积的导电膜，连接到第4基板362或第5基板363上面形成的导电体膜电极·配线376。结果，能从4个4极电极355外部电极·配线376加载直流电压和交流(高频)电压。另外，在1个4重电极上，预先设置如图19所示的多个外侧电极·配线的话，也可从这些电极加载直流电压和交流(高频)，精密地控制离子325的轨迹。
举例说明图20(e)～图20(f)的制作方法。在第5基板363上附着第2主基板361(361-2)，就在第5基板363上形成了贯通孔368。另外，在第2主基板361(361-2)侧面形成的导电体膜的373，和在第3基板353(下部基板)的下面形成导电膜372，为了扩大导电体膜的373与372的叠区域，形成凹部377。凹部377的深度设为导电膜372和373的厚度之和的程度(考虑基板上形成绝缘膜厚度。或者，考虑使用包含低熔点焊锡合金在内的导电性接合剂时的厚度。)充分地连接导电膜372和373。贯通孔368和凹部377形成后，沉积导电膜的373和374，形成凹部377、贯通孔368侧面的需要部分、第5基板363上面的需要部分的导电膜的373和374。导电膜的373，374是铜、铝、导电性硅、Cr、Ni、W、Mo、Ti、Au、Ag、这些合金、导电性多晶硅、各种矽化物、导电性石墨烯、导电性纳米管、导电膜的373和372的电性连接不充分的情况下，在导电体膜372、373、374上附着导电性粘合剂、焊料合金(例如，Pb-Sn、Ag-Cu-Sn、Sn-Zn-Bi、Cu-Sn、Sn-Ag-In-Bi、Sn-Zn-Al等)。
在第3基板353下面形成的导电膜372如图20(f)所示，作为配线布线，也形成与凹部377相连接的一侧，做成可与导电膜的373相连接。另外，在第2基板(上部基板)和第3基板(下部基板)形成真空抽气开口部364和367。开口部364和367可在导电膜372形成之前形成，图案化导电膜372后，蚀刻去除第2基板(上部基板)和第3基板(下部基板)。或者，在附着主基板351、第2基板(上部基板)、第3基板之前，如4极电极355一样形成。其次，调整位置使质谱分析下部室368与质谱分析室358对准合上地，把接合在一起的第5基板363和第2主基板361附着到第3基板353上。此后，在第5基板363上形成接线孔375和真空抽气开口部369，在接线孔375沉积导电膜，形成连接接线孔375的导电膜电极·配线376。导电膜是从开口部369进入质谱分析下部室368时，真空抽气开口部369可在导电膜电极·配线376形成后形成。
第4基板362、第2主基板361(361-1)、第2基板361(361-1)、在第2基板(上部基板)也相同。另外，如详细说明书上记的，基板上没有绝缘层时，在沉积导电膜前，沉积硅氧化膜等的绝缘膜，为保护导电膜，在缘导电膜上沉积硅氧化膜等的绝缘膜。另外，把主基板361附着在上部基板362和下部基板363上，形成开口部369和366之后，为牢固连接导电膜372和373，通过开口部369和366，灌入选择用CVD气体，或者电镀液，有选择地在连接部沉积导电膜。
图21说明4极电极的构造和附着方法的举例。图21(a)是剖面图，(b)是平面图。第2基板382和第3基板383上附着4极电极386。4极电极386的剖面图用圆形表示，但通常也可用等轴双曲线，也可其他任何形状，且可选择最适合4极电极和形状。如图21(b)所示的长的方向上呈直线状，全部呈棒状。长的方向上也可呈波形状，选择最有利于质谱分析的4极电极电场的形状。4极电极386的材料可用Mo合金、不锈钢、铜合金等各种材料。4极电极386可用模具、线材、也可电镀图案等方法制作。
在第2基板382和第3基板383上制作粘合剂图案，在图案上附着4极电极棒386，精确地配置到第2基板382和第3基板。在第2基板382、第3基板383上用光刻+蚀刻法，形成槽图案385，也可用粘合胶形成图案385，把4极电极棒附着在槽图案385上，使其配置到第2基板和第3基板383上。4极电极棒386较长时，可用光刻+蚀刻法使4极电极棒386的长度变得整齐。粘合剂可为普通的粘合剂、导电性粘合剂、金属焊剂等。选择能产生最佳电场的4极电极棒的表面形状。此后，进行热处理、紫外线照射，把4极电极棒386附着在第2基板382和第3基板383。
其次，把挖了质谱分析室384的主基板381附着到第2基板382和第3基板383。该附着可分别进行或同时进行。把4极电极棒386配置在规定的质谱分析室384的位置上，并附着到主基板381。381主基板被分割时，把带有质谱分析室384的主基板381分别附着到第2主基板382、第3主基板383上，然后再把主基板381附着在一起。主基板381之间也可夹隔玻璃、石英基板用静电接合法附着。把主基板381分割成多层重复附着，可自由调整质谱分析室的高度。如图21所示的形态，可使用各种粗细(例如，直径50μm～5mm)的4极电极386。4极电极386的长度也可根据基板的尺寸选择，如基板板尺寸为300mm晶圆直径的话，长度可1mm～200mm。接线孔和引出电极可用如图20所示的方法简单地制作。为进一步扩大质谱分析室，可去除第2基板和第3基板的隔壁的一部分，设置质谱分析上部室和下部室，可如图20所示简单地制作。
图22是把4极电极附着到基板上的结构和方法。如图22所示，把4极电极394(394-1,2,3,4)用质谱分析室396(396-1)和边界壁(基板侧壁或基板隔壁)隔开地配置，在质谱分析室396(396-1)内，不配置电极。主基板391上有质谱分析室396(396-1)，其左右被基板隔壁391(391-1，2)所隔开，配置了贯通室396(396-2)和贯通室396(396-3)。在贯通室396(396-2，3)中被配置了4极电极394(394-2，4)。为调整高度，留有主基板391的一部分(称为基座)397，或者把与基座397高度相同的主基板391附着到第3基板上，去除质谱分析室396(396-1)的一部分。如果使用无需调整高度的4极电极，可省去基座。
此后，把4极电极394(394-2,4)附着在基座397上，如预先在基座上形成槽膜398的话，4极电极的固定和配置精度会更好。另外，也在第2基板392的面上附着主基板391，在主基板391中挖通成为质谱分析室396(396-1)的部分、4极电极394(394-2,4)被配置的部分396(396-2，3)、形成通到第2基板392的贯通孔。这时留下4极电极394(394-2,4)的外侧的主基板、贯通孔396-2与质谱分析室396-1之间的隔壁391(391-1)、贯通孔396-3与质谱分析室396-1之间的隔壁391(391-2)。
此后把附着了第3基板393的主基板391和附着了第2基板上的基板391，相互调整附着使其成为质谱分析室。把4极电极394(394-2，4)放入贯通孔396(396-2，3)。主基板391之间接合可用，粘合剂、常温接合、扩散接合、高温接合。之间可夹隔玻璃基板等，主基板391是硅等半导体基板和导电板时，用阳极静电法牢固接合。
此后，把4极电极394(394-1，3)附着在第2基板392和第2基板393的规定位置，或事先把4极电极394(394-1，3)附着到第2基板392和第3基板393的规定位置，从而在围着质谱分析室396(396-1)的状态下，在质谱分析室396(396-1)中，把4极电极394(394-1，2，3，4)配置到被隔壁、第2基板、第3基板所隔的位置上。
图22(b)是图22(a)所示的4极电极质谱分析室的斜透视图。在质谱分析室396-1长度方向上，配置了棒状的4极电极394(394-1，2，3，4)。图22(b)是4极电极394的剖面图，电极呈圆柱状棒，剖面可为等轴双曲线、椭圆、双曲等其他形状。通常，等轴双曲线的形状比较好。在相对着的电极之间，加载电压±(U+Vcosωt)的直流电压和个搜谱电压。即同时对4极电极394-1、3加载+(U+Vcosωt)，对4极电极394-2、4加载(U+Vcosωt)的电压。结果，通过质谱分析室396(396-1)时的带电粒子束(离子)，只有那些具有特定m/e的离子才能被通过。如图22(a)、(b)所示，4极电极质谱分析室，4极电极394被隔壁391(391-1，2)、第2基板392、第3基板393所围，穿过质谱分析室396(396-1)的带电粒子束不会损伤4极电极394。但隔壁391(391-1，2)，带电粒子(离子)可能会撞击到第2基板392、第3基393，但只要把质谱分析室396-1的真空抽气开口399做大，可把撞击的带电粒子束排出。另外，在质谱分析室内，可沉积耐带电粒子膜(例如，硅氮化膜，氧化铝)等。
图22(c)和图22(a)的结构相同，但4极电极是用导电膜形成的。中央的质谱分析室425(425-1)的左右侧面被主基板421的隔壁(基板侧壁)421-1、421-2，上下面被第2基板(上部部板)422、第3基板(下部基板)423所围。质谱分析室425(425-1)的左边被隔壁421-1隔开，成为贯通孔425-2，贯通孔425-2的内面和下面(第3基板423的面)被绝缘膜427被包围，在其内部形成导电膜426(426-1)。导电膜426(426-1)上部，被形成绝缘膜428，但也可没有。导电膜426(426-1)成为4极电极之一。质谱分析室425(425-1)的右边的425(425-3)也是同样结构，导电膜426(426-2)也成为4极电极之一。导电膜426是在形成贯通室425(425-2，3)之后，在贯通室425(425-2，3)内面形成绝缘膜427，再在其上面用CVD法和PVD法形成导电膜426的。这时如果贯通室425(425-2，3)不用导电膜填充就存在空间。仅用这导电膜也可作为4极电极，但为了强化4极电极，用电镀法在贯通室425(425-2、3)内空间里填充导电膜。或用选择CVD法在贯通室425(425-2、3)内空间里填充导电膜。或CVD法和PVD法在贯通室425(425-2、3)内空间里填充导电膜之后，用蚀刻法除去贯通室425(425-2，3)内的空间以外的部分的导电体膜。空出贯通室425(425-2，3)内的空间的上部，用绝缘膜428覆盖。绝缘膜428也可用CVD法、PVD法、或涂布法、或者印刷法、或这些组合形成。之后用蚀刻法整平贯通室425(425-2，3)的上部表面，附着上部基板422。
在第2板(上部基板)422上面和第3基板(下部基板)423的下面，被形成质谱分析室的上部和下部的区域的导电膜图案429(429-1、2)。导电膜图案429(429-1、2)也可用CVD法、PVD法、电镀法、丝网印刷法或这些的组合法形成。剩下的导电膜图案429(429-1、2)就是4极电极。左右的4极电极425(425-1、2)上形成接线孔430，和导电膜。连接该接线孔内导电膜，形成电极431，从电极431在4极电极425(425-1、2)加载电压。另外，在上下的4极电极429(429-1、2)也加载电压。根据加载电压加载的大小，在质谱分析室内形成电场，根据进入质谱分析室425-1内的带电粒子束(离子)m/q的大小，使带电粒子束(离子)的轨道发生变化。本实施形态用导电膜形成4极电极，可制作非常高精度的质谱分析室。
图22(d)是把4极电极全部放入质谱分析室，且扩大质谱分析室的实施形态。附着在第3基板403上的主基板401形成了质谱分析室的贯通室413，贯通室413内的左右间隔地被配置了两个4极电极407(407-2、4)。在连接上述2个4极电极407(407-2、4)的直线的中间(M1)上，与之直角相交的直线上，上、下方各被配置了4极电极407-1和407-3。4极电极407-1和407-3的中间(M2)与M1几乎相同。另外，4极电极407(407-2、4)的距离和4极电极407(407-1、3)的距离基本相等。但即使有些偏差，调整加载在4极电极上的电压和频率，可以选出特定的m/e值的离子。两个4极电极407(407-2、4)被附着在第3基板403上、或被附着在第3基板403上的主基板401的一部分(基座401(401-1、2))。把两个4极电极407(407-2，4)，用焊接等固定在第3基板403或基座401(401-1、2)的规定位置上。或其在规定位置上设置槽408等固定4极电极407(407-2、4)。基座401(401-1、2)存在的场合，开接线孔410，在接线孔410内沉积导电膜。导电膜为：例如，Cu、Al、Mo、W、Ti、Ni、Cr、Au、Ag等的金属、导电性碳(譬如，纳米管、石墨烯)、这些沉积体、这些合金、或这些硅化物、或低阻抗硅。在第3基板403上面，接线孔410被形成的部分上，预先图案化导电膜411，把其配置到基座401(401-1、2)。
在第3基板403的下部附着第2主基板404(404-2)，形成质谱分析下部室的贯通孔空间414。质谱分析下部室414与质谱分析室413同等大小(平面尺寸)，或也可大一些。把进入连接上下4极电极407-1、3的区域的第3基板403的部分尽量大地去除，尽量把开口部412开大。这样可减小4极电极电场的错乱。开口部412做大的结果，被配置4极电极407(407-2、4)的第3基板403可能会因为载重而变形，所以可在被配置了4极电极的第3基板403部分作为支柱配置第2基板404(404-3、4)。支柱404(404-3、4)，沿带电粒子的进行方向(与纸面垂直的方向，质谱分析室的长度方向)没必要是连续的，只要能支撑4极电极407(407-2、4)就可。这样，支柱404(404-3、4)的外侧的贯通孔空间414-2、3和中央的质谱分析下部空间414-1的压力相同。第2主基板404的下面附着了第2基板406。在第5基板406所规定位置附着4极电极。在第5基板406的规定位置形成粘合剂、焊料合金图案等，对齐那图案把4极电极407-3配置上去、再用热处理等固定。在第5基板406的规定位置上，形成槽图案409，把4极电极407-3一部分嵌入、精确固定。4极电极棒407(407-1，2，3，4)是，例如，剖面形状为圆柱形、椭圆形、双曲线形等曲线形状、或者三角形、方形、多角形形状、或者这些组合等的棒状电极。这棒状电极，例如实际安装时(例如，倒装焊接机flip chip bonder)附着在规定部位。粘合剂等是液体时，自动对准地配置所需部位。用轻超声波等的振动可容易第自动定位等。
在4极电极407-3的位置，在第5基板406上接线孔416，在接线孔内沉积导电膜，并形成外部电极配线(导电膜)417。(不图示第5基板406侧面，但可图示第4基板405的侧面。)在连接4极电极407-2的第3基板403上形成导电膜配线图案411、形成连接外部电极418的导电膜配线图案443、419、440、441、442。先在第3基板403内形成接线孔443、接线孔443内沉积导电膜、连接导电膜配线图案411。在第3基板403上附着第2主基板404-2之前，形成接线孔443和其中的导电膜。此后，在第3基板403上附着第2主基板404-2，形成贯通孔(质谱分析下部室)414，沉积导电膜419和440，形成导电膜配线图案419及440。第3基板403的开口部412在这之后开口。或者，在第3基板403上附着第2主基板404-2之前，形成接线孔443和其中的导电膜，并且形成导电膜配线图案419，然后把第2主基板404-2附着到第3基板403。这时在第3基板403上形成了导电膜配线419的凸部，产生凸部起问题的场合，可预先第2主基板404-2的该部分蚀刻凹部。此后，贯通孔(质谱分析下部室)414，在质谱分析下部室414内形成连接导电膜配线图案419的导电膜配线图案440。
或第2主基板404-2附着在第3基板403之前，在接线孔443和其中形成导电体膜之后，在第3基板403上附着第2主基板404-2，然后第2主基板404-2内形成贯通孔(质谱分析下部室)414，在第3板下面形成连接接线孔443内的导电膜的导电膜配线图案419。并且，在质谱分析下部室414内形成连接这导电膜配线图案419的导电膜配线图案440。
在附着4极电极407的第5基板406形成连接导电膜配线图案440的导电膜配线441。或者，在第5基板406上形成导电膜配线441之后，附着4极电极407。把第5基板406附着到形成贯通孔(质谱分析下部室)414、导电膜配线419、440的第2主基板404-2的下面。为使4极电极407-3的位置移到规定位置，进一步调整、附着确保导电膜配线441与导电膜配线440可靠地连接。上述说的配线之间的连接，可采用图22(f)所示的凹部377形成法。此后，形成连接导电膜配线441的接线孔441和其内部导电膜的沉积，并且形成外部电极配线418。(同时，连接4极电极407-3的接线孔416、形成其内的部导电膜沉积，并且也能形成外部电极配线418。)没有图示连接4极电极407-4的接线配线，但这与4极电极407-2相同。
4极电极407-1附着在第4基板405。附着到第4基板405的4极电极407-1的方法，与附着到第5基板406的4极电极407-3的附着法相同。第5基板406的方面，没有必要制作连接4极电极407-2、407-4的导电膜配线和外部电极配线。当然，也可以制作连接第5基板406接线等，但连接距离长。配置了4极电极407-2和407-4的质谱分析室形成在主基板401上，基板401的上面附着了第2基板402，再上面附着了第2主基板404-1，再上面附着了装有4极电极407-1的第4基板405。4极电极407-2和407-4是附着在第3基板403，(或夹着基座)被固定住的，第3基板403被第2主基板的支柱404-3，4等支持，所以4极电极407-2和407-4可以是空的。因此，质谱分析室413的上面的第2基板402可以全部开口。(开口部444)同样，第2主基板404-1的质谱分析上部室445的空间可与质谱分析室413同等大小即可。
把第2基板402附着在主基板401上，附着第2基板402之前，可先形成第2基板402的开口部444，也可把第2基板402附着之后，形成第2基板402的开口部444。或者，第2主基板404-1第2基板402上附着让后质谱上部室445为制作，之后第2基板402开口部444形成也可以。也可在第2主基板404-1形成质谱分析上部室445之后，附着第2基板402。并且，把形成质谱分析上部室445的第2主基板404-1附着到装有4极电极417的第4基板405上，再把其附着到第2基板402上。或者，把第2主基板404-1附着到第4基板405，形成质谱分析上部室445之后，附着4极电极，再把其附着在第2基板402上。
主基板401的厚度为h24厚是比较厚时，形成质谱分析室的蚀刻时间比较长，或蚀刻困难的场合(例如，不能长时间掩膜刻蚀的场合)，可如虚线446所示，可把分成数张后附着。例如，h24＝10mm，可用1mm厚的主基板(分割)，蚀刻质谱分析室413的部分(贯通孔)(厚度为1mm)，10张重叠变成h24＝10mm，把它附着到第3基板403上。作为附着法，如果用静电接合的场合，例如，在0.8毫米的主基板(分割)上，用静电接合法附着0.2mm的玻璃基板等之后，蚀刻质谱分析室413部分(贯通孔的)(厚度1mm)，再重叠10张，就成为h24＝10mm，把它附着到第3基板403就可。(限于最底层的主基板，预先附着到第3基板403，没有第3基板403和玻璃基板的附着，全部用静电接合上附着。)
把最底层的厚度1mm的主基板(分割)附着到第3基板403上，蚀刻质谱分析室413部分(高度方向)(厚度1mm)，此后，把质谱分析室413部分被蚀刻过的厚度1mm的主基板(分割)一张一张地附着，或者，把多张主基板附着在一起，把主基板401(全部)附着到第3基板把403上。这时基座401的高度为1mm(与最底层的主基板(分割)的厚度相同)的场合，就无需对基座进行蚀刻。另外，4极电极407(407-2、4)的第3基板403或基座401-1、2的附着工作，可在附着主基板(分割)的加工过程的开始、中间、或最后进行。
第2主基板404(404-1、404-2)的场合，也可同样地分割第2主基板404(例如，如虚线447和448所示)，分别附着、形成质谱分析上部室、下部室，制作所规定的厚度的第2主基板404(404-1、404-2)。例如，h25＝10mm的场合，厚度为2mm的第2主基板，重叠5张就可。使用玻璃基板的场合也与上述的主基板相同。h26＝10mm的场合，把厚度为1mm的第2主基板重叠10张就可。使用玻璃基板的场合也与上述的主基板相同。第2主基板404-2的场合，需要形成导电膜配线440，可重叠全部之后形成，或者也可每次制作时连接。这种场合，为提高第2主基板和导电膜之间的电气绝缘性和密封性，可在第2主基板404-2的侧面形成绝缘膜。特别是第2基板为非绝缘体时是必须的。此外，使第2主基板404-2的侧面形成锥形(斜)，可防止切割不平。第2主基板404-2的侧面，即质谱分析下部室的侧面的形状无需垂直，所以做成锥形，改善阶梯覆(step coverage)。锥形不仅可用CVD法和PVD法，而且可用电镀法和电铸法。第2主基板404-1和质谱分析上部室也是同样，如果不沉积导电膜，就无需考虑形状。
如上所述，把4极电极配置到所定位置，并且在一个大空间里可以配置4个4极电极，螚做成理想精度的4极电极。另外，4极电极的外面空间也可做大(特别是4极电极407-2，4的外面空间)，所以穿过4极电极的间隙中的离子的运量小，所以可减轻质谱分析室413、质谱分析上部室445、质谱分析下部室414的周围基板损伤。449是真空通气口管，可通过设置多个449，把穿过4极电极间隙的离子即刻排出到真空泵，所以能够减小侧面基板损伤。另外，如图22(f)所示，第4基板405、第5基板406的外侧有更大的空间，在第4基板405、406上设置的第3主基板、第4主基板上分别附着第6基板、第7基板的话，开口部可做得更大，所以因离子而带给第4基板405、第5基板406的损伤可进一步减小。另外，在第3基板403中，可在4极电极407(407-2，407-4)的外侧，设置通往质谱分析下部室414(414-2、414-3)的开口部。全部可以设置开口部以，但此时，需在支架(404-3、404-4)的侧面形成导电体膜·配线。另外，4极电极407除了用棒材附着基板以外，也可直接形成。
如图23所示是4极电极的制作方法。图23所示的例子，是图22(d)所示的4极电极407-2和407-4的制作方法的一例。其他，也可用同样的方法制作。因此，用与图22(d)相同的符号表示。图23(a)～(d)、是用电镀法制作的方法。图23(a)～(d)中的第3基板403、导电膜411、主基板401-2上制作接线孔410、槽408的方法与已经说明过的内容相同。如用电镀法，也可不要槽408。主基板401-2和第3基板403为非绝缘体的场合，与导电膜411和接线孔内导电膜410之间夹隔绝缘膜。
如图23(a)所示，接线孔内导电膜410露出的状态下，沉积增强粘着性用、屏蔽用导电膜、电镀种子层450。例如，电镀膜为铜的场合，电镀种子层为Cu膜时，用CVD法、或PVD法等的沉积。增强粘着性用、屏蔽用导电膜可用，例如，Ti/TiN、Ta/TaN膜、CVD法、PVD法等的沉积。作为增强粘着性用、屏蔽用导电膜的例子，沉积约50nm～500nm之后，沉积电镀种子层，如500nm～5000nm。此后，用涂布法或贴膜法在基板403上沉积感光膜451，用光刻法在需要形成4极电极的位置，形成开口部452。开口部452的深度，是与4极电极的尺寸大致相同。例如，4极电极的高度为0.1mm的话，深度约0.1mm，4极电极的高度为1.0mm的话，深度约1.0mm，4极电极的高度为5.0mm的话，深度约5.0mm。此后，把基板403沉浸在电镀液里，或在喷雾电镀状态，通电电镀种子层，在开口部452形成电镀膜453。(Cu的电镀液，例如硫酸铜。)这电镀膜453变成了4极电极。图23(b)所示的规定厚度的电镀膜453形成后，移除感光膜451。掩膜电镀膜453，除去电镀膜453没形成的电镀种子层、增强粘着性用、屏蔽用导电膜。通常，电镀种子层、电镀金属是同一种材料，电镀种子层的厚度比电镀金属厚薄很多。全面蚀刻(湿蚀刻或干蚀刻)的话，电镀金属的厚度几乎不变。即电镀金属的厚度是电镀种子层的厚度+过度蚀刻所减少的厚度。
如图23(a)、(b)所示，关于感光膜图案方法，在感光膜451的侧面形状中，与纸面垂直的方向可用感光性用掩膜自由地改变，深度方向的形状不能自由改变。最多可倾斜。因此，电镀膜453的形状也是与纸面垂直方向可以自由改变，但深度方向和上部的形状不能自由改变。因此，如图23(c)和(d)所示，制作与最终电镀形状类相似的空间455的膜型454，与图23(a)说明相同，沉积增强粘着性用、屏蔽用导电膜、电镀种子层450之后，把454对好4极电极安装位置的接线孔410的形成位置，挤压基板403。膜型454在空间455以外的部分，用塑料或高分子材料树脂、蜡等绝缘体形成、电镀液注入口456和电镀液排泄口457(这些也空间)也被形成。另外，膜型454和基板403的接触部位用柔软材料形成，所以即使用膜型454挤压基板403，基板403也不会损伤。牢牢地覆盖基板403上形成的图案(411、401-2等)，不让电镀液渗入到基板403和膜型454的接触部分，从膜型454的空间455的上方形成的电镀液注入口456注入电镀液，从膜型454的空间455的下方形成的电镀液排出口457排出电镀液。电镀种子层通电后，从电镀种子层，形成电镀膜的增长，可以形成类似空间455形状的电镀膜。规定大小和形状的电镀膜458形成之后，
停止电镀种子层的通电和电镀液的注入，取出膜型454，规定形状的4极电极458就形成了。(图23(d))此后，把电镀膜掩膜化，除去电镀膜453没形成的电镀种子层、增强粘着性用、屏蔽用导电膜。另外，图23(a)～(d)中，在电镀处理之前，也可用光刻法和蚀刻法，去除没有形成电镀膜区域的电镀种子层、增强粘着性用、屏蔽用导电膜。在图23(a)、(b)的场合，即使没有感光膜的图案形也可电镀，即使部分导电膜留下的话，这部分也会形成电镀膜，所以用感光膜形成图案比较好。
图24所示是把4极电极棒407附着到基板的方法说明图。预先制作所要形状的4极电极棒。这方法的优点是可使用最合适材料的4极电极棒，所以，4极电极棒的电场性能非常好。图24(a)和(b)是用倒装芯片组装(flip-chip assembly)(Bonders粘合机)制造4极电极棒407的状态图。图24(a)所示的纵向剖面图是接线部分的剖面图，图24(b)是与在图24(a)中的纸面相垂直方向的剖面图。即图24(b)是沿4极电极棒407的长度、离子的行进方向，图24(a)的垂直的剖面图。附着4极电极棒部分的第1主基板401-2的形成槽(或凹部)408，该区域内的接线410露出表面。从4极电极棒407的长度方向看，接线410的区域只有一部分相连接，如果电场特性没有受到影响的前提下，也可形成与4极电极棒407的整体相接触的接线410，从接线407对4极电极棒加载电压。
在第1主基板401-2的4极电极棒407的附着的部分上涂布导电性粘合剂、焊接金属、或导电膏等460。作为涂布方法，可用点胶机、丝网印刷、感光胶等各种方法进行图案化。为了易看，图24(b)没有图示感光胶等460，安装4极电极棒407的槽408(图24(b)的虚线表示)部分被全体涂布。槽408的形状，是正好把4极电极棒407嵌入到槽里，能用湿蚀刻法，干蚀刻法，激光法等形成。第1主基板401是硅基板等半导体基板、Cu基板等的导基板时，与4极电极棒407接触的部分用绝缘膜预先覆盖。因此，接线410内的导电膜是在这绝缘膜形成之后沉积。或者，把安装4极电极棒407部分的第1主基板401作为单独图案(即与其他的导电部分和半导体部分相接触)，附着到绝缘基板的第3基板403上的话，第1主基板401上不形成绝缘膜也可。另外，用粘合剂等也可把4极电极棒附着上去。即4极电极棒407与接线410、第1主基板401-2的附着部分可预先涂布粘合剂。
4极电极棒407被倒装芯片组装机吸附部分459所吸附，一边调整第3基板403和第1主基板401附着部分，一边附着。用粘合剂的附着时，进行粘合剂硬化温度以上的热处理使其固化。或者用紫外线硬化粘合剂附着，进行紫外线照射使其固化。金属的场合，在熔点以上附着之后，在熔点以下的温度使其固化。依靠粘合剂等表面的张力能够进行自我调整的话，不用固定4极电极棒407、第3基板403、第1主基板401也可把倒装芯片组装机吸附部459从4极电极棒407分离开。如果不能自我调整的话，确切固定4极电极棒407、第3基板403、第1主基板401之后，希望把倒装芯片组装机吸附部分459从4极电极棒407分离开。另外，也可将接线410附着了4极电极棒407之后，与第3基板403的接线一起形成。图22(d)是4极电极棒407-1和407-3直接附着在第2基板405和406，但在图24(a)和(b)中，可认为是第1主基板401没有附着的场合。槽409在必要时，在第2基板405和406上形成。4极电极棒407的附着部分预先形成接线416和外侧电极·配线417之后，进行4极电极棒407的附着。
图24(c)和(d)所示是把附着在支撑基板461上的4极电极棒407，附着到第4基板405或第5基板406上的方法。在支撑基板461上涂布粘合膜462，把4极电极棒407附着部分的另一端(图的下面)附着到支撑基板462上。在被附着了4极电极棒407的第4基板405上，形成附着部分的槽409。槽409的形成法与图24(a)、(b)相同。槽409的形状是使4极电极棒能很好嵌入就可。另外，也可预先在第5基板405形成接线416和电极·配线417。在槽409中的4极电极棒407的接触部上涂布导电粘合剂等(没标记，460)，把附着在支撑基板461上的4极电极棒407，调整附着在第4基板405的接触部位。附着了支撑基板461和4极电极棒407粘合膜462，例如，软化温度为T1的热可塑性粘合剂。另外，4极电极棒407和第5基板405的粘合剂460是效果温度T2的热硬固性粘合剂。选择T1＞T2的材料。把附着在支撑基板461上的4极电极棒407接触到第4基板405的规定部分后，保持周围温度在T1和T2之间、硬化粘合剂，使固定着4极电极棒407和第5基板405。此后，使温度升至T1以上，使粘合膜462软化，从支撑基板461分离开。结果，把4极电极棒407牢固地附着在第5基板405的规定部位。之后，形成接线416和电极·配线417。另外，如果接线416的区域越大电场特性越好的话可扩大区域。即在图24(d)中，把4极电极棒410的区域在长度方向宽度扩大。在图24(c)中，4极电极棒410的区域也可以在宽度扩大。第5基板406中也同样，关于第2基板403和402，附着第1主基板401之后，用同样的方法附着4极电极棒407。
图25是使用薄膜形成法的质谱分析室内的4极电极棒配置方法。与图22(c)的制作方法类似。在下部基板472上形成电极图案463，把主基板471附着到下部基板。这时，主基板471的附着面的一面形成凹部464，使其不与下部基板472上形成的电极图案463相接触。电极图案463(463-1)是4极电极棒之一，凹部464成为以后的质谱分析室。电极图案463(463-2)和电极图案463(463-3)成为以后的4极电极的一部分，图25(a)中没示出，但在这里主基板471上也形成凹部，使电极图案463(463-2)和电极图案463(463-3)不与主基板471相接触。在下部基板472上附着的主基板471上，形成左右方向上的两个4极电极的贯通室473(473-1，2)。这时在电极图案463(463-2)和电极图案463(463-3)的四周的凹464使其包含在贯通室473(473-1，2)中。即贯通室473(473-1，2)比电极图案463(463-2)和电极图案463(463-3)的四周的凹部464更大。用各向异性蚀刻形成贯通室473(473-1，2)时，因为凹部464先贯通，所以导电膜463(463-2，3)、该导电膜463(463-2，3)与凹部之间露出的下部基板472上会被主基板471的蚀刻而暴露出来。因此，下部基板472和导电膜463(463-2，3)与主基板471的蚀刻充分选择比要足够大，同时预先把下部基板472和导电膜463(463-2，3)的厚度设置的比蚀刻量大。
此后，主基板471为非绝缘体的场合，例如硅半导体基板的场合，使其与之后形成的导电膜475部导通地沉积绝缘膜474。绝缘膜474在贯通室473内也被沉积。绝缘膜的厚度在贯通室473的侧面为500nm～5000nm。如是500nm的话，可耐200V。在高电压的情况下，增加绝缘膜的厚度就可。对贯通室473(473-1，2)，使其尺寸不变，进行垂直蚀刻就可。贯通室473的底面也被沉积了绝缘膜474，导电膜463(463-2，3)也被绝缘膜474所覆盖，所以为蚀刻这部分的绝缘膜474，对基板面进行垂直的蚀刻(干蚀刻)。这时主基板471的上面被沉积的绝缘膜474也被蚀刻，但比贯通室473的底部的导电膜463(463-2，3)上被沉积的绝缘膜474厚，所以，贯通室473的底部的导电膜463(463-2，3)上被沉积的绝缘膜474即使全部被蚀刻，主基板471的上面被沉积的绝缘膜474被稍微留下。只是，主基板471的上面被沉积的绝缘膜474即使全部被蚀刻，露出主基板471的话，只要主基板471和绝缘膜474的蚀刻选择比足够大的话，主基板471不太汇报被蚀刻掉，因主基板471自身厚，蚀刻也没太大问题。另外，贯通室473的侧面被沉积的绝缘膜，在深度方向上相当厚，所以横向几乎不被蚀刻。
露出贯通室473的底部的导电体膜463(463-2，3)的状态下，沉积导电体膜475。导电体膜475与导电膜463(463-2、3)相连接。导电膜475是，与绝缘膜474、导电体膜463(463-2、3)、电镀种子层之间强化粘着性用的导电膜、如，电镀膜为铜的场合例如，Ti、TiN、Ta、TaN，膜厚为100nm程度。在强化粘着性用的导电膜之后、沉积电镀种子用导电体膜。电镀膜为铜的场合，用Cu膜，用CVD法、或PVD法等沉积约50nm～500nm。(图25(a))此后，涂布光刻胶等流动性树脂膜465，硬化热处理，平整主基板471表面。这时，重要的是在贯通室473内部也填充树脂膜465。贯通室473的宽度可取大，例如为0.1mm～0.5mm～5mm，与贯通室473的深度相匹配。因为贯通室473深度为1mm～10mm，纵横比1～5程度即可，所以绝缘膜474、导电体膜475的阶梯覆盖(step coverage)可设定在0.5～1.0的范围内。另外，贯通室473空间的树脂膜465填充也没问题(图25(b))。
此后，用蚀刻法从上开始去除平整过的树脂膜465，露出沉积在主基板471上面的导电膜475。这时贯通室473内部被装填了树脂膜465，贯通室473的内面沉积的475被树脂膜465所覆盖。(图25(c))因此，蚀刻(湿法或干)露出的导电体膜475，去除主基板471上面沉积的导电膜475。但贯通室473内面上沉积的475可以留着。(图25(d))或，图25(b)的状态下，去除用研磨法(CMP法或BG法)平整过的树脂膜465、导电膜475，可做成图25(d)的状态。此后，去除贯通室473内残留树脂膜465后，在下部基板472的导电体膜463(463-1、2、3)是形成接线466(466-1、2、3)。并且，在下部基板472下面沉积连接接线466(466-1、2、3)的导电体膜467。导电体膜467可与接线466的导电体膜同时沉积。导电体膜467，可成为以后向4极电极棒加载电压的电极·配线，这里不图案化，在下部基板467下面整体被沉积的状态下，向其通电，使电镀液和电镀喷雾流向贯通室473(473-1、2)，用增长电镀膜填充到贯通室473(473-1、2)。(图25(e))
此后，用研磨法(CMP法或BG法)研磨或蚀刻主基板471，平整主基板471的表面。此后，用涂布法或感光膜附着法等在主基板471表面形成感光膜469，用光刻法开口成为质谱分析室的部分470。开口部470，开口到贯通室473(473-1、2)处，在贯通室473(473-1、2)之间的主基板471全部开口。(图25(f)此后，把主基板471蚀刻，到下部基板472，形成贯通室476。蚀刻贯通室473(473-1、2)之间的全部主基板471，所以，贯通室476面对在贯通室473(473-1、2)被制作的导电体膜475和电镀填充膜468。(中间夹绝缘膜474)主基板471是硅基板的情况，与贯通室473(473-1、2)的侧面周围的绝缘膜474(例如，SiO2膜、SiN膜)的蚀刻选择比取大，所以，贯通室473(473-1、2)的侧面周围的绝缘膜474不太会被蚀刻掉。导电膜463(463-1)的周围由于是凹部464，所以这部分的下部基板472和导电膜463(463-1)比其他部分更多地暴露在主基板471蚀刻中，但只要与下部基板472和导电膜463(463-1)的选择比取得高，不会过渡被蚀刻。另外，把下部基板472和导电膜463(463-1)做厚就可。(图25(g))。
从感光膜469开口部470蚀刻主基板471(垂直蚀刻)形成贯通室476后，去除感光膜469后，如图25(h)所示，在下部基板472上面附着了主基板471，把导电膜电极478附着在477基板上。导电膜电极478成为4极电极棒的1个电极，所以被配置在质谱分析室的贯通室476。在上部基板477上形成的导电膜电极478，可用如CVD法、PVD法、电镀法、丝网印刷法等形成。或者用点胶机附着到。例如，上部板477是绝缘体的场合，沉积100nm～1000nm厚的增强粘着性用导电膜Ti/TiN，此后，沉积500nm～10000nm厚的铜电镀种子膜，用光刻法开口电极形成部，形成铜电镀(100μm～5mm)。掩膜厚的铜镀，用蚀刻法去除薄的铜镀种子层和导电膜钛Ti/TiN。把电镀膏涂布到电镀膜468部分，附着上部基板477。主基板471是硅基板，上部基板477是玻璃基板等的场合，用静电阳接合法附着。此后，在上部基板477上，形成连接电镀膜468和导电膜电极478的接线479。并且，在上部基板477上，形成连接接线479的导电膜电极配线480(480-1～3)。在下部基板面也形成导电膜电极配线467(467-1～3)。这样，质谱分析室476内形成下部的4极电极463-1、与之相对面的4极电极478，另外，在左右形成两个4极电极468。上下的4极电极棒478和463-1的中心距的中点M1和左右4极电极468中心间距离的中点M2希望一致对称分布。这样可容易地形成稳定的4极电极。再者，图25(h)的结构可用上下重合方法制造质谱分析室。(当然需要去除感光膜469。)这样质谱分析室476的高度可变高。附着的时候，在电镀膜468的表面涂布导电性粘合剂或焊用金属，其他的部分涂布绝缘性粘合剂，不用粘合剂直接粘合也可。因为在质谱分析室内配置了电极，所以，质谱分析室476内能形成更加稳定的4极电极电场。【的0207】【
本发明也适用于4极电极以上的多极电极。作为多极电极型离子导向器，比如6极电极型离子导向器、8极电极型离子导向器等。图26所示是8极电极型的结构图。在图22(a)的4极电极型上加上4电极。与图22(a)中相对应的部分用相同符号表示。与图22(a)不同的是，8极电极394-1(下面)不是被附着到上部基板392，而是附着到第3下部基板482。另外，8极电极394-1的上侧被附着到第2上部基板483。(本详细说明书中，"附着"一词没有特别区别，在外边附着和形成薄膜都用同一附着。)但与图22(a)相同，也能附着到上部基板392(其他的电极393-2、398-8、下方也相同)。在第2下部基板482上附着了3个8极电极394(394-5、1、8)。把8极电极394(394-5、1、8)附着到外面时(附着另外制作的8极电极)，在第2下部基板482上，形成8极电极394(394-5、1、8)形状的槽或凹部，(光刻法或蚀刻法，或用激光形成槽·凹部)，再用粘合剂等粘住8极电极和槽或凹部。8极电极394(394-5、1、8)的上面附着了第2上部基板483，确保固定8极电极394(394-5、1、8)。这时第2上部基板483的下面也形成形成8极电极394(394-5、1、8)形状的槽或凹部，再用粘合剂等粘住8极电极和槽或凹部。
第2下部基板482和第2上部基板483(这时上部基板392为第1上部基板392，下部基板393为第1下部基板)之间附着第2主基板，在第2主基板481上形成贯通室485-1、2、3，也可在通室485-1、2、3内分别配置8极电极394(394-5、1、8)。有各种配置方法。例如，在第2下部基板482上附着第2主基板481，形成贯通室485-1、2、3，更在第2下部基板482的规定部位形成槽395。(也可在第2下部基板482的规定部位形成槽395之后，附着第2主基板481，形成贯通室485-1、2、3。)这里，贯通室485-1和贯通室485-2之间存在第2主基板481的基板侧壁板481-1，贯通室485-1和贯通室485-3之间存在第2主基板481的基板侧壁板481-2。贯通室485-2中，基板侧壁板481-1的对面是基板侧壁481-3。贯通室485-3中，基板侧壁板481-2的对面是基板侧壁481-3。
此后，把8极电极394(394-5、1、8)用倒装芯片组装机装入各自的贯通室485(485-1、2、3)里，附着到第2下部基板482后，把第2上部分基板483附着到第2主基板481。这时8极电极394(394-5、1、8)的上面也附着到第2上部基板483。在第2上部基板483的规定部位形成槽或凹部395，用粘合剂等把8极电极嵌入到这些槽或凹部。或者，在第2上部基板483的规定处形成槽或凹部395，用粘合剂涂在这部分上，把8极电极394(394-5、1、8)的附着到这些槽或凹部。附着了8极电极394(394-5、1、8)的第2上部基板483与附着在第2下部基板482的第2主基板481之间形成了贯通室485(485-1、2、3)，把8极电极分别插入贯通室附着在一起。这时8极电极394(394-5、1、8)的下部被嵌入、附着到第2下部基板482上形成的槽或凹部395。这样就可在第2上部基板和第2下部基板上附着8极电极394。这里第2上部基板与第1上部基板的材料可相同。第2下部基板也与第1下部基板的材料相同。另外，第2个主基板与第1主基板的材料也相同。
3个8极电极394(394-5、1、8)的与第2上部基板483之间和附着部分，在第2上部基板483设置接线，并且在第2上部基板483上能制作能从外部加载电压的外侧电极·配线。与主基板面，上部基板面、下部基板面相垂直的方向为Z方向，带电粒子的进行方向为X方向(在图26中与纸面相垂直的方向，如带电粒子的前进方弯曲时为切线方向)，与X、Z方向相垂直的方向为Y时，8极电极394(394-5、1、8)是沿Y方向排列。贯通室485(485-1、2、3)之间的基板侧壁板481-1和481-2的不需要部分可以去除。第2下部基板482和第2部上部基板483，被3个8极电极394(394-5、1、8)所支撑，所以可以全部去除。这时第2主基板的侧壁，只剩3个8极电极394(394-5、1、8)外出的第2主基板481-3、4。并且，也可去除第2主基板481。这时，3个8极电极394(394-5、1、8)的供电可用外侧电极·配线供电，或者，在第2下部基板侧制作外侧电极·配线。进一步也可去除第2下部基板，这时，3个8极电极394(394-5、1、8)被附着在第1上部基板392上面，所以，可在第1上部基板392的上面制作外侧电极·配线。
如上所述，附着在第2下部基板482的第2主基板481形成的贯通室内被安装了3个8极电极394(394-5、1、8)，把其上部附着的第2上部基板483所构成的电极模块附着到第1上部基板392的上方。该电极模块被附着到第1上部基板392上面。第1部分基板392有接线配线时，在第2下部基板482处制作接线配线，与第1上部基板392的接线配线相连接就好。把该模块附着到第1下部基板393的话，就是如图26(a)所示的下方。即附着在第3下部基板486的第3主基板484形成的贯通室内被安装了3个8极电极394(394-6、3、7)，把其上部附着的第3上部基板485所构成的电极模块附着到第1下部基板393下方。8极电极394-6被配置在第3主基板484的基板侧壁484-3和基板侧壁484-1所围的贯通的室内，8极电极394-3被配置在第3主基板484的基板侧壁484-2和基板侧壁484-1所围的贯通的室内，8极电极394-7被配置在第3主基板484的基板侧壁484-2和基板侧壁484-4所围的贯通的室内。
主带电粒子通过正中间贯通室396-1的中心附近。为此，8极电极394-1～8的贯通室396-1内的电场最好是对称分布。所以，把8极电极394-1～8配置在以贯通室中心称配的位置。但因为本发明加载在各电极上的电压与频率可以调整，所以只要基本对称也可。例如，面对面的电极(394-1和3、394-5和7、394-2和4、394-6和8)距离的中心，尽可能靠近贯通室396-1的中心。另外，如图26(a)的场合，3个电极394-4、1、8和2个电极394-2、4和3个电极394-6、3、7沿Y方齐平配置，3个电极394-5、2、6和2个电极394-1、3和3个电极394-8、4、7沿Z方向齐平配置。同时，在各贯通室里，在第2、2上部基板和第1、2下部基板上形成真空抽气、清洗等开口部分。
8极电极394(394-1～8)，沿X方向形成棒状，但没有必要在沿X方向的下部基板和下部基板上全部支撑，围着8极电极394(394-1～8)外侧，第2基板486、第3主基板484-3、第1主基板391-3、第2主基板481-3、第2上部基板、第2主基板481-4、第1主基板391-4、484-4的内侧，只需留有一部分支撑8极电极394(394-1～8)的部分，其他上部基板(第1上部基板392、第3上部基板485)、下部基板(第1下部基板393、第2下部基板482)、以及第1主基板391的基板侧壁板391-1、2、第2主基板的基板侧壁板481-1、2、第3主基板的基板侧壁板484-1、2也可被去除。因为对8极电极394(394-1～8)的电场产生障碍的主基板、上部基板、下部基板没有了，所以可提高质谱分析室396-1的电场稳定性。另外，这种场合，质谱分析室396-1的周围的贯通室的压力也会相同。而且可开阔8极电极394(394-1～8)外侧的贯通室空间，结果，8极电极394(394-1～8)的外侧也可留有一定的空间。这时，在最外侧的上部基板和下部基板上设置真空抽气开口部分，降低质谱分析室的压力。
图26(b)是图26(a)所示8极电极394(394-1～8)的变形结构。在这个例子中，互相相对的各电极之间的距离都(基本)相等，中心几乎一致。中心点(M)最好是在质谱分析室的中心部位。因此，8极电极394(394-1～8)是被配置在以M为中心的(半径R)园周上。电极之间的中心角大体为45度。此外，各电极的大小和形状都统一，面向中心点M方向的形状也是一样。在图26(b)中，剖面为圆形的棒状(即圆柱形)的电极，旋转后形状也相同，但如果形状为双曲线的场合，面向中心点M方向的方向的形状希望也是双曲线的形状。电极394-2、4的高度比质谱分析室的高度小的场合，尽量把电极394-2、4的中心移到质谱分析室高度的中心来，与图22(a)所示的一样地配置基座397。另外，为使图26(b)的斜方向的电极394-5、8和Z方向的电极394-1、3的距离大致相同，把电极394-5、8附着到第1上部基板392上、第1下部基板的下方，和/或把电极394-1、3附着到第2下部基板482的上面和第3上部基板485的下面，同时，可有效地利用基座。另外，与质谱分析室396-1同一层的电极394-2、4可比较自由改变距离。
用图22(c)中的电极425-2、3的形成方法，或者在图25所说明的方法可以制作8极电极。即图26(a)中的电极都能用图22(c)中的电极425-2和3的形成方法，或者图25所说明的方法制作8极电极。另外，也可同样地制作图26(b)所示的8极电极的配置。例如，斜方向的电极394-5、8也与图26(a)一样，在第2下部电极482和第2上电极483之间，或者在第3下部电极486和第3上电极485之间形成。关于中间的电极394-1和394-3，配置基座，提高电极的位置就可。这样就可使所有电极与中心的距离保持一致。
6极电极型质谱分析室也可用本发明的基板制作。例如，用图26(a)所示的8极电极型说明的话，质谱分析室396-1的Y方向，与其一样地配置，去除图26(a)中的电极394-1和394-3，其他的4个电极，以电极(394-2和394-4)为中线，以中点M为中心角60度的上面配置2个电极(394-5、8)，以中点M为中心角60度的下面配置2个电极(394-6、7)。这些电极可配置在同一圆周上。即配置在离M点的等距离的地方。另外，也可如图26(b)所示的，配置在第1上部基板的上面和第1下部基板的下面。4电极电极的场合，邻接电极被配置在对中心点M呈90度位置，并且4个电极配置在同一圆周上。<扇形电场>
本发明的质谱分析装置，作为质谱分析室可采用扇形磁场方式。图27是在本发明的主基板上，安装作为扇形磁场质谱分析室的贯通室的质谱分析装置的示意图。图27(a)是单一离子检测室的类型，图27(b)是多个离子检测室的类型。本发明的质谱分析室683-2，是在主基板682上被挖成扇型的贯通室，把上部基板688和下部基板689附着到其上下部分。(图27(c))是通往质谱分析室683-2的离子束685的入口处的贯通室(邻室)683-1，例如，在图19所示的引出电极·加速室307中，用加速电压V加速的速度为v的离子，从邻室683-1通过中央孔690-1射入质谱分析室683-2。在质谱分析室683-2的上部和/或下部配置了电磁铁684，电磁铁684所产生的磁场B在贯通室683-2的上下方向，即与主基板基板682、上部基板682、下部基板688、基板689的基板表面相垂直方向加载磁场B。由于磁场B，使得以速度v射入的离子(略)以半径R0的圆形轨道运动，通过作为质谱分析室683-2的出口的基板侧壁682-2的中央孔690-2，进入邻室683-3。这样质谱分析室683-2用上下部基板688和689把贯通室的上下密封起来，横向(离子束行进的方向)被带有中央孔(主基板的)基板侧壁所夹，另外，主基板682的侧面方向(与离子束的进行方向成直角的方向)被主基板围着。只是质谱分析室683-2的上下部分基板688、689有真空抽气开口部，使质谱分析室683-2内的达到规定得压力(例如，10-4～10-8torr)的。并且为了清洗质谱分析室683-2的内部，可设置清洗用的惰性气体(N2、He、Ar等)等的清洗气体的导入开口部。
作为质谱分析室的贯通室683-2，通常离子束的轨道685作为中心，从该中心有大约r1的宽度(横向)的空洞。因此，贯通室683-2在平面上如图27(a)和(b)所示，是扇形的圆筒状空洞(以半径R0的扇形为中心宽度r1的空洞)。但实际上，质谱分析室的贯通室683-2也未必需要是扇形的空洞。至少包含比如上述的扇形的圆筒空洞更大的空洞会更好。然后，在该空洞中，贯通室683-2的上下方向，即与主基板682、上部基板688、下部基板689的基板表面相垂直的方向上加载磁场，所以离子束的轨道几乎是半径R0的圆形轨道(扇形的角度：可选例如30度～180度)。例如，入射时的离子的速度为v(m/sec)，离子的质量为m(kg)，离子的电荷数为z、磁场(磁通密度)为B{N/(Am)}的话，在质谱分析室683-2中，离子按照离心力和洛伦兹力平衡的半径R0绕行，所以mv2/R0＝Bzev···(1)成立。进入质谱分析室683-2之前在加速室用电压V(v)加速的话，zeV＝mv2/2…(2)成立。从(1)和(2)得到m/(ze)＝B2R02/2V···(3)。(e为元电荷，约1.6×10-19C(库仑))。
射入质谱分析室的离子685具有各种质量m和电荷(ze)，在质谱分析室受磁场力后会有各种轨道R。(从(3)式可以明白)。例如，从图27(b)可以知道，在同样的磁场B，加速电压V的场合，(m/z)小时，轨道就比R0小(例如，685-3)，(m/z)大时，轨道就比R0大(例如，685-2)。质谱分析室683-2的邻室690-3是离子分选室，其中配置了带有中央孔690-3的基板侧壁686。基板侧壁686的中央孔690-3，是为了让以半径R0的轨道行进的离子束通过而制作的。即受到磁场B的力，在中心轨道进行的离子束的轨道在中央孔690-3上。既(3)式成立的离子685-1通过中央孔690-3。因此，带有中央孔690-3的基板侧壁686也被称为离子分选缝，(3)式不成立的场合，例如，如图27(b)中的轨道685-2和685-3的离子不能通过中央孔690-3。通过中央孔690-3的离子685-1可通过基板侧壁682-3的中央孔690-4，射入到邻室683-4。该邻室683-4，例如，是离子检测室，在质谱分析室683-2和离子分选室683-3检测出被分选的离子。这样，离子分选室690-3被基板侧壁682-2和682-3所围。留下通不过离子分选室683-3的离子，上下部基板1上可设置真空抽气口和清洗用的开口部，可充分地进行真空抽气和清洗。通常，离子分选缝的中央孔690-3的尺寸比基板侧壁682-2的中央孔的尺寸690-2小。离子分选室683-3比其他室脏，所以希望用基板侧壁682-2和682-3包围，不过尺寸稍微大的话，可不在乎被弄脏，所以可省略，但离子分选缝686是必需的。这样如图27(a)所示的扇形磁场的质谱分析法，使磁场B和加速电压V变化进行离子的检测。
图27(b)所示的扇形磁场质谱分析法，设置多个离子检测室{683-1-1、2、3、…}，不仅可检测轨迹半径R0的离子，其他轨道的离子也可以检测。例如，质谱分析室683-2的中心(离子束通过的位置附近)以半径为R0，从这中心到主基板的一边距离为R1，另一边为r2，设定图27(a)的质谱检测室683-2，r1＝R1(一定)，r2＝R2(一定)，在图27(b)的质谱检测室683-2中，r1>R1，r2>R2，离子受到磁场而弯曲，与主基板682的侧面不产生碰撞，进入质谱检测室683-2的邻室的离子分选室683-3。另外，减小质谱检测室683-2和离子分选室683-3的邻室的基板侧壁(图27(a)的682-2)(即把中央孔690-2做大)或者去除。并且，在离子分选室683-3，中心轨道685-1以外的轨道(例如，685-2和685-3)不断扩大，所以如图27(b)所示，经过离子分选室683-3的主基板682的侧面，离子束的进行方向扩大下去，离子束在主基板682侧面，尽量避免冲突的。并且，也去除离子分选缝的基板侧壁686也除去，尽可能使更多的离子进入离子检测室683-4。离子检测室683-4是多个的单一离子检测室683-4-1、2、3、…被排列在主基板682的侧面方向(与主基板682的基板面相平行的方向)，与离子的行进方向(中心轨道)相垂直的方向上。
作为离子检测室可采用各种方式，特别是在本详细说明书中说明的方式都可使用。离子检测室683-4的单一离子检测室683-4-1，2，3，…之间存在基板侧壁687，所以互不干涉。集电极也是在每个单一离子检室被独立地配置。设单一离子检测室的入口宽度为w1、w2r、w2l、w3r、w3l、…。这里，w1是沿离子中心轨道685-1的单一离子检测室(图27(b)的683-4-1)的入口宽度。w2r是单一离子检测室(图27(b)的683-4-1)的旁边的离子检测室，被配置在离子中心轨道685-1的外侧轨道的单一离子检测室(图27(b)的683-4-2)的入口宽度。w3r是更外侧的单一离子检测室(图27(b)无图示)的入口宽度。wrl是单一离子检测室(图27(b)的683-4-1)的旁边的离子检测室，被配置在离子中心轨道685-1的内侧轨道的单一离子检测室(图27(b)的683-4-3)的入口宽度。w3l是更外侧的单一离子检测室(图27(b)无图示)的入口幅度。单一离子检测室之间的基板侧壁的厚度设为s。另外，单一离子检测室的高度就是主基板682的厚度。离子检测室683-4的整体宽度D为w1+(w2r+W3r+···)+(w2l+w3l+…)+n×s(n为基板侧壁687的数)。单一离子检测室的宽度全部相等的话，单一离子检测室的数量为n+1个，离子检测室683-4的整体宽度D为，D＝(n+1)×w1+n×s。离子无论进入哪个单一别离子检测室的话，一定会被计数，但与隔壁687相撞的离子不计入数。与离子检测室的最外侧和最内侧的主基板682的侧面(以及离子分选室的侧面等)相撞的离子也不计入数。假设没有这种情况的时候，离子检测的捕获率为(n+1)×w1/D。例如，w1＝500μm，s＝100μm，n＝20的话，D＝10500+2000(μm))＝1.125cm，捕获率为84％。
扇形磁场室的质谱分析室室683-2的空洞的扩大，还有沿湾曲空洞683-2的离子束685的进行方向的逐渐扩大，在本发明中可用光刻和蚀刻法简单地实现，可制成所要的质谱分析室683-2和离子分选室683-2、离子检测室683-4。另外，各离子轨道与中心离子轨道685-1倾斜，所以单一离子检测室的入口面积为一定时，捕捉面积不同，本发明根据离子轨道的倾斜度，可简单地改变单一离子检测室的入口面积。例如，离子轨道随着变为外侧时，可使单一离子检测室的入口面积变大。另外，也可简单地使单一离子检测室的方向对齐离子轨道，所以单一离子检测室的入口面积即使一样，也可使离子的侵入面积与各单一离子检测室相同。图27(b)所所示的有多个离子检测室的质谱分析装置也能连续使加速电压V和磁场B的边值变化、边进行精密地测量。
扇形磁场684，在质谱分析室683-2上部及/或下部配置了永久磁铁或电磁铁，对与质谱分析室683-2相垂直方向(从上部向下部的方向，或者相反)加载磁场。即覆盖质谱分析室683-2的上部基板或下部基板的外侧被配置了电磁铁的S极或N极，和/或面对的下部基板或上部基板的外侧相向的方面和逆极配置。例如，质谱分析室683-2如图27(a)和(b)所示的时顺时针湾曲时，也需要使离子束685作相同的顺时针湾曲，所以离子是正时，在上面需配置S极，下面配置N极，磁场从质谱分析室683-2的下部(下部基板689)到上部(上部基板688)。(左手定法则)电磁铁施加磁场对离子产生力的区域，如仅配置在如图27(a)和(b)所示的扇形磁场区域684。
电磁铁也可是线圈，可把线圈制作在基板内，也可把其基板附着在质谱分析室683-2和其他的安装了离子束685通过的空洞(贯通室)的主基板682的上部和/或下部。图27(c)是图27(a)或图27(b)中的质谱分析室683-2的A1-A2的剖面图，把线圈内置的基板模块699(699-1)附着在安装有质谱分析室683-2的主基板682的上面的上部基板688，和/或把线圈内置的基板模块699(699-2)附着在主基板682下面的下部基板689之上。
线圈内置的基板模块，在上部基板693和下部基板692之间装载了线圈695，在上部基板693或下部基板692的外侧的表面,形成了电极·配线697(697-1，2)，从这些电极·配线697(697-1，2)，把电流通向线圈695。在上部基板693和下部基板692之间装载了线圈691，在基板691内装载了线圈695。线圈695的绕线与基板面691的基板面平行，与基板面垂直的方向沉积绕线。因此，从电极·配线697(697-1，2)把电流流向线圈695时，线圈的电流I与基板面平行，其结果沿线圈绕线的垂直方向，即线圈(线圈圆筒)的轴方向产生磁场。设线圈的圈数为n，线圈(圆筒)的半径为a的话，线圈的中心的磁场H＝nI/(2a)。为使线圈产生的磁场传到外面，上部基板693、下部基板692、以及内置基板691等围住线圈695的材料是非磁性体。在装载线圈695的内置基板691上形成连接线圈695的一端的导电膜配线698-1，导电膜配线698-1连接上部基板或下部基板上形成的接线孔696(696-1)，以及其中形成导电膜，并且，接线孔696(696-1)及其中形成的导电膜连接上部基板或下部基板上形成的电极·配线697-1。另外，装载了线圈695的内置基板691形成连接线圈695另一端的导线的导体膜配线698-2，导电膜配线698-2连接上部基板或下部基板上形成的接线孔696(696-2)及其内形成的导电膜，并且，接线孔696(696-2)及其内形成的导电膜连接上部基板或下部基板上形成的电极·配线697-2。
关于线圈内置基板的形成方法，例如，把基板691附着到下部基板692之后，在需要装载线圈695的地方，形成线圈装载用的空洞(贯通室)694。在空洞的694内沉积绝缘膜，用绝缘膜覆盖空洞的内部后，形成导电膜，空洞694内形成导电膜配线698(698-1，2)。基板691是绝缘体时，空洞694内不必沉积绝缘膜。此后，把线圈695插入空洞内，把线圈695的导线端子连接到导电膜698(698-1，2)连接。另外，上部基板693的一面，预先形成导电膜配线698(698-1，2)。把上部基板693附着到附着在下部基板692上的形成空洞694的线圈内置基板691上。这时连接空洞内形成的导电膜配线698(698-1，2)和上部基板693的单面上形成的导电膜配线698(698-1，2)。其次，在上部基板693上，形成接线孔·导电体膜696、电极·配线697。这些也可在上部基板693上预先形成之后，附着到线圈内置基板691。在这里上部基板692和下部基板693通常是绝缘体。这些是半导体基板和导体板的场合，在接线孔696内、空洞694内、基板表面形成导电膜697、698之前，先形成绝缘膜，使得电极·配线之间不导电。就完成了被基板691、692、693所围的线圈。
模块基板699-1内可装载多个线圈，但由于质谱分析装置内也有不需要配置线圈的地方，所以模块基板699-1配合形成质谱分析装置的模块基板(例如，图19中，在基板301、302、303上形成。或者，图27中，在基板682、688、689上形成。)的时候，在模块基板699-1的必要的地方配置线圈695。这个场合，模块基板699-1上产生了不需要的地方，可以一次性地附着模块基板699-1和形成质谱分析装置的模块基板，所以有多个质谱分析装置可用一套工艺形成优点。为了尽量不在模块基板699-1上制作不需要的部分，预先制作多个配置在模块基板699-1上的需要线圈模块(例如，如图27所示把扇形部分684作为1个区域，实际只要容易切断作为包含扇形部分684的最小矩形部分所构成的区域就可)，把这些模块按各区域切断，把各区域相对应地附着到形成质谱分析装置的模块基板上。这个场合，附着线圈区域的厚度变大。这个方法能有效地使用全部的内置线圈模块基板699-1。这里所示的线圈仅是导线呈螺旋状绕的线圈。这是为了说明简单，但是也可使用各种其他线圈(电感)。例如，像贴片电感一样的内置式封装线圈。由于帖片电感的接线端是外露的，所以如图27(c)所示，把贴片电感插入到空洞694的时候，与上部基板、下部基板、以及空洞内的导电膜配线698的连接也变得简单。或者，也可直接把贴片电感附着到质谱分析室683-2的上部基板688上。
使用贴片电感的场合，根据(电感、Q值等)特性，可使用绕线型、沉积型、膜型、磁性芯、非磁性芯、高透磁率芯等种类。导线露出型的线圈，即使大电流也具有耐热和耐久性，可产生大磁场。这种场合，可直接把线圈附着到部基板688和/或689，用空气冷却，简单而耐热性高。如图27(c)所示的插入式线圈，也可在上下部基板设置空气冷却用的开口部Op或用液体在空洞内部冷却线圈。
把线圈内置的模块基板699-1(的下部基板692的下面)附着到具有质谱分析室683-2等的质谱分析装置的上部基板688上。即在质谱分析室683-2的正上面配置线圈695。在扇形磁场发生的部分配置模块基板699-1的线圈695。图27(c)仅说明了1个线圈，但在宽度方向(图27(c)的左右方向和/或深度方向(离子行进方向)也可配置多个线圈。例如，质谱分析室683-2的宽度为d1，线圈695的宽度为d 2(多个线圈的场合，可用根据多个线圈的宽度，即一个线圈的宽度为b，在宽度方向排列了m线圈的场合，d2＝mb的时候，使d2的中心与d1的中心相一致，d2>d1。仅是质谱分析室683-2上部的配置，质谱分析室683-2内的垂直磁场的区域太窄，所以在质谱分析室683-2的下部，也配置与699-1一样的线圈内置的模块基板699-2。模块基板699-2与模块基板699-1相同，相反安装使用。即把线圈内置的模块基板699-2(下部基板692的下面),附着到具有质谱分析室683-2等的质谱分析装置的上部基板689下。即在质谱分析室683-2的正下面配置线圈695。作为附着法，可用常温接合、高温接合、扩散接合、粘合接合等。使用粘合接合时，要用不对线圈磁场有影响的非磁性材料。另外，基板688、689、692是玻璃基板，石英基板等的场合，在这些基板之间夹硅基板和导电基板，可用静电阳极附着附着。另外，质谱分析室683-2的扇形磁场的区域684的正下面或上面被配置了线圈695，所以把质谱分析室683-2的上部基板688或下部基板689需要开口的部位设置在扇形磁场的区域684外侧就可。
质谱分析室683-2的正上方配置的线圈的极性和质谱分析室683-2的正下方配置的线圈的极性相反，就在这些线圈之间发生了垂直磁场。即质谱分析室683-2(的扇形磁场的区域)，产生垂直磁场。半径为a的圆形线圈(n圈)通过电流为I时，中心轴上(从线圈的中心b的距离)的磁场，H＝(nI/2)a2/(a2+b2)3/2。a＝1mm，B＝1mm的话，H＝1.8×nI×102[A/m]。a＝5mm，b＝5mm的话，H＝35×nI[A/m]。扇形的半径R0＝10cm时、(m＝10-27kg，e＝1.6×10- 19C的话，B2/V＝106，B＝4π×10-7×H，加速电压V＝10v时，H＝2.5×103[A/m]。加速电压V＝100v伏时，H＝104[A/m]。从上，线圈圈数为50，a＝1mm，B＝1mm的情况下，(1)加速电压V＝10v，线圈电流为0.28A，(2)加速电压V＝100v，线圈电流是1.2A，a＝5mm，b＝5mm的场合，(3)加速电压V＝10v，线圈电流是1.4A，(4)加速电压V＝100v，线圈电流是5.8A。因此，微型线圈也可以充分达到效果。再者，上述计算为单边线圈的磁场，配置上下2线圈时，线圈电流可减半。上述的计算没有考虑线圈磁芯，如果插入大透磁率的磁芯，线圈流过的电流会更大，有相当的余量。
如图27(c)所示，质谱分析室683-2的高度为h1(与主基板682的厚度相等)，上部基板688的厚度为h2，模块基板699-1的下部基板692的厚度为为h3，空洞694的高度为h4(与基板691的厚度相等)，上部基板693的厚度为h5的话，质谱分析室的整体厚度为h1+2(h2+h3+h4+h5)。(假设下侧与上侧相同。)例如，h1＝1mm,h2＝h3＝0.2mm，h4＝1mm,h5＝0.2mm的话，质谱分析室的厚度为36mm，高度也非常小。离子束的高度为10nm-100nm，所以，h1＝1mm、h2＝h3＝0.2mm、h4＝1mm、h5＝0.2mm时，尺寸也不大。本发明可使用厚度均匀的基板，能够用LSI工艺进行基板的附着和图案化，所以这个大小就足够了。同时，d1和d2也可以扩广。比如，h1＝1mm，可为d1＝1～10mm，d2＝1.1～11mm。圆形线圈的场合，可在磁场区域配置多个。特别是沿离子进行方向，长度长，所以有必要配置多个线圈。本发明的场合，这样小的线圈也能把电极配置在外侧，可分别通电流，进行精密控制(即精密控制磁场)。这些控制可把各线圈分别连接到集成电路芯片上，可用LSI进行控制。质谱分析室大的时候，也可进行上述的离子束控制，排列多个小的线圈，也可按照质谱分析室的大小，把线圈做大。
图28所示是在质谱分析室内，把受磁场力的离子配置在多个方向上的离子检测装置，也是图27(b)所示的质谱分析装置的一种变形。图28(a)是具有与质谱分析室683-2的入射离子束685的行进的方向成直角方向的左右两侧和上方(与入射离子束685同方向)3个出口的质谱分析装置。往右侧的质谱分析室684(的一部分)，离子分选室683-3、离子检测室683-4与图27(a)所示的相同。往左侧的质谱分析室684(的一部分)，离子分选室683-5、离子检测室683-6的右侧部分与质谱分析室683-2对称。因此，质谱分析室683-2比只有单边的大了许多，另外，磁场发生部分684也大。图28(a)的矩形部分是外加磁场部分，离子685从引出电极·加速室683-1被射入质谱分析室，进入磁场部分684，受到垂直方向的磁力，离子发生弯曲，进入右侧的离子分选室683-3，或左侧的离子分选室683-5，进入右侧离子分选室683-3的离子685-1，在离子检测室683-4被检出，进入左侧离子分选室683-5的离子685-2，在离子检测室683-6被检出。进入的离子685为正、负离子时，用一个磁场684，比如，正离子向右侧方向弯曲，负离子向左侧方向弯曲，这样可同时分析正负离子。如果扫描加速电压和磁场的话，可同时分析更宽范围的正负离子。另外，左右2个离子检出室683-4～683-6交替使用的话，可缩短测试周期。另外，测试分析时管会变脏，所以在测试分析的中间，需要对管进行清洗处理，如果有左右2条管的话，就可一边测量，另一边进行清洗处理。或者，当一边不能使用时，可用另一边进行测量分析。
图28(a)中，在入射离子685的行进方向上，还有别室683-7。别室683-7不用磁场，射入直线行进的离子685，用其他方式进行质谱分析。例如，使用4极质谱分析室、离子陷阱型的质谱分析室。加速到适当速度，设置加速室和加速电极，引导离子进入这些4极型或离子陷阱型质谱分析室。这种方式的优点是使用同样的试样，进行不同方式的测量分析。因此，可进行更可靠的测量分析。此外，利用其他的不用空间，制作更多的离子分选室和离子检出室。在本发明的主基板上形成贯通室(空洞)，用其他基板附着其上下的质谱分析装置，可同时、用相同的工艺制作多个的离子检出室，成本与制作一个检出室几乎相同。
图28(b)是进一步的，具有多个离子检出室的磁场型质谱分析装置。引出电极·加速室683-1的旁边或离子束685的行进方向上有质谱分析室683-2，质谱分析室683-2，引出电极·加速室683-1的出口或者从质谱分析室683-2的入口的中心扩展的空洞，该扩展空洞被引出电极·加速室683-1的一部分或全部所围。引出电极·加速室683-1的主基板682的侧面(侧壁)682-a的(往质谱分析室683-2的)延长线(虚线表示)与右侧质谱分析室683-2的广阔空间(空洞)所成的最大角度为α1。另外，引出电极·加速室683-1的主基板682的侧面(侧壁)682-b的(往质谱分析室683-2的)延长线(虚线表示)与左侧质谱分析室683-2的广阔空间(空洞)所成的最大角度为α2。图28(b)中，α1、α2＝180度。从图知道α1或α2的任何一方均可为0。即无论左右的任何一侧，都可进行离子的质谱分析，但是使用左右侧时，可获得更准确的、可靠性更高的测量分析、缩短测量分析时间，能延长装置寿命。这种实施形态中，质谱分析室是连续的空间，没有隔壁，例如，右边检出离子后，在左边检出，两边全部被污染的话，可一起进行清洗，也可延长质谱分析装置的寿命。
只要α1、α2稍有角度就可进行磁场的质谱分析，但是如果离子检出室的数量少，扫描磁场也窄，所以希望α1、α2的角度在30度以上。α1、α2的角度在45度以上更好，180度时达到本发明的最佳利用率。引出电极·加速室683-1和质谱分析室683-2之间有带有中央孔690-1的基板侧壁(隔壁)，离子束685通过中央孔690-1射入质谱分析室683-2。质谱分析室683-2的内部有外加磁场区域684，在这一区域质谱分析室683-2的上下方向(图28(b)的纸面方向)上外加磁场，入射的离子束685受到洛伦兹力后轨道发生弯曲。即满足m/((ze)＝B2R02/2V的轨道半径R0。质谱分析室683-2的周囲，配置了多个离子检出室。在图28(b)中周囲呈矩形，被配置了右侧683-4-1-1～683-4-1-n，上侧683-4-2-1～683-4-2-m，左侧683-4-3-1～683-4-3-p，下侧683-4-4-1～683-4-4-q的离子检出室，全部的离子检出室为m+n+p+q。例如，质谱分析室的大小50mm×50mm，引出电极·加速室683-1的宽度(包含682-a，b的宽度)为5mm的话，离子检出室的间距(离子检出室的宽度+隔壁687的宽度)为0.5mm时，n＝m＝p＝100，q＝90，全部的离子检出室的数量为390。离子束中有多种离子，用1种磁场和1种加速电压，使这些离子进入其中的一个离子检出室，一次就能鉴别多个离子种类。使用扫描磁场和加速电压的话，用多个离子检出室，也能当时检出，进行更准确地分析。在图28(b)中把质谱分析室的空间(外侧形状)做成矩形，但是其他形状，例多角形、园形均可。进一步对弯曲的离子的轨道，在离子检出室的入口处，使其变成垂直形状的话，多种的离子的入射条件变得相同，所以可更准确地进行精密分析。另外，离子检出室的入口和入射离子的倾角是可知的，所以也可进行比较计算。另外，磁场区域684为矩形，单圆形和其他的形状也可。这样，质谱分析室、磁场区域、多离子检出室可以同时制作。而且因为使用LSI工艺，所以可以制作精度非常高的质谱分析装置。因此，质谱分析装置精度比传统的装置好很多，装置的体积也非常小，真空系统也小，质谱分析装置的全部体积可以做的非常小。
上下部基板693、692是玻璃基板、石英基板，氧化铝(Al203)基板，氮化铝(AlN)等绝缘基板，基板691为硅基板等半导体基板时，可用本详细说明书中的各种方法，形成空洞(贯通室)，在空洞内部和上下部基板等形成绝缘膜、导电膜、保护膜等。此外，即使不形成空洞也可形成线圈。例如，在硅基板或绝缘基板上可交替沉积绝缘膜和导电膜，每次把导电膜配线做为圆形或多边形的配线，连接配线制作多个线圈，从而能够制作高密度的微型(小的内侧直径)线圈。可把该基板作为基板模块699-1使用。此外，如果在线圈中心插入高透磁率的磁芯，可制成产生更大磁场的微型线圈。其详细说明在本发明人的专利申请中被说明，这些专利同样适用本发明的线圈。
图29是质谱分析室的另一种实施形态。本实施形态的质谱分析装置，是双重聚集型，有产生电场的电场中心、和产生磁场的磁场中心。即本实施形态，带有扇形电场室710和/或扇形磁场室711的质谱分析室，作为主基板701内的贯通室而被形成，它们的上下被上部基板702和下部基板703所附着，成为密闭空间。图29(a)是与基板面平行的剖面图。在扇形电场室710中，贯通室704(704-2)成扇形，在呈扇形的左右主基板701的基板侧面上形成导电膜707(707-1，2)，在这些导电膜电极707(707-1,2)之间，加载电压使得离子束709(虚线表示)的轨迹发生弯曲。扇形电场室710的贯通室704-2的邻室704-1，例如，如图19中的引出电极·加速室307、离子化室325，其间被带有中央孔712-1的隔壁(基板侧壁)705-1所隔开，离子束709通过中央孔712-1被射入扇形电场室710的贯通室达到704-2。图29(b)是与具有面对的两个导电膜电极707(707-1,2)的主基板701的侧面相垂直的剖面图(A1—A2表示)。主基板701的上面和下面被附着了上部基板702和下部基板703，贯通室704-2空着。贯通室704-2的侧面是主基板701，与上部基板702和下部基板703略垂直。在贯通室704-2的2侧面被形成绝缘膜713，其上面沉积导电膜707。绝缘膜713和导电膜707的形成法在本详细说明书已经说明。
例如，把分割的主基板701附着到上部基板702，或者下部基板703后，形成贯通室704-2。这时贯通室704-2的侧面略微垂直地形成。在贯通室704-2的里面形成绝缘膜713，并且在其上沉积导电膜707。主基板701是绝缘基板时，也可不形成绝缘膜713，为提高导电膜707的密封性也可形绝缘膜713。因为上部基板702和下部基板703通常都为绝缘基板，所以这里也一样。导电膜707是Cu、Al、Au、Ni、Cr、Ti、W、Mo、矽化物、导电性PolySi、导电性C、这些沉积物、或复合膜，所以可用复合膜、CVD法，PVD法、电镀法，电铸法，或这些组合法进行沉积。如图29(a)和(b)所示，主基板701侧面的两侧的导电膜707可用蚀刻法除去，也可预先全部形成。另外，也可进一步分割形成，这时，在导电膜电极上加载电压，通过加载电压，控制各平行平板电极(弯曲)之间的电势，精密地控制离子束轨迹。
分割主基板701，分别在上部基板和下部基板上沉积导电膜707的场合，也在隔离电场室704-2的隔离基板侧壁705-1，2的表面、上部基板702的下面、下部基板703的上面沉积导电膜707，所以可用光刻法+蚀刻法，除去连接主基板701的侧面的电极707-1，2、外侧电极716和717的上部基板702的下面的配线707-3，4和下部基板703的上面配线707-6等导电膜。此后，沉积导电膜配线保护绝缘膜，蚀刻除去基板接合面的保护膜等，附着上部基板702侧的主基板701和下部基板703侧的主基板701。(例如，虚线718表示的位置)这时，为紧密、良好地连接上下之间的导电膜，在导电膜之间的接合部分上进一步沉积导电膜，或附着低熔点金属，进行热处理，在接合部分合金化就可。或者，使用导电材料分散粘合剂，附着上下的主基板701时，施加压力和热，连接上下的导电膜。上下的主基板701之间夹着玻璃基板等，用阳极静电接合时，在导电膜之间的连接部分，玻璃基板的侧面和上下面都预先形成导电膜，(这时也可沉积低熔点金属)这部分导电膜，也可用热压附着方法。并且，上下基板附着之后，在上部基板702或者下部基板703上设置开口部，从那里导入选择CVD用气体，有仅在导电膜部分沉积W等的金属方法和导入电镀液仅在导电膜部分沉积电镀金属的方法。开口的部分也适用于真空抽气的开口部，用低熔点玻璃等堵住开口部，使贯通室704-2维持真空。本发明能从上下部基板上形成电极(716,717)，分别加载电压到主基板701侧面上形成的导电膜电极707(707-1,2)，所以即使附着面上有连接不充分的地方，上下的导电膜电极707-1和707-2的电位也能保持相同。因此，能保持平行平板电极
和707-2的电场固定。
上部基板702上形成连接上部基板702的下面形成的导电膜配线707-3，4的接线孔714，形成该接线孔714内的导电膜，并且在上部基板702上形成与其连接的外侧电极716-1,2。同样，下部基板703上形成连接下部基板703的上面形成的导电膜配线707-5,6的接线孔715，形成该接线孔715内的导电膜，并且在下部基板703的下面形成连接那些的外侧电极717-1,2。结果，可从外侧电极716-1或717-1对平行平板电极707-1，可从外侧电极716-2或717-2对平行平板电极707-2加载电压。
作为其他的制造法，预先在上部基板702或下部基板703上形成导电膜配线707-3，4，5，6。另一方面，在主基板701上预先形成贯通室704-2，再形成绝缘膜713和导电膜707-1，2。导电膜707-1，2的图案化。把主基板701附着到其他基板之后，形成这些膜也可。之后去除其他基板。另外，也可分割主基板701形成这些膜。其次，把形成贯通室704-2和导电膜图案707-1，2的主基板701，图案一致地附着到形成导电膜配线707-3～6的上部基板702或下部基板703。使用另外基板的场合，分离另外基板。这种方法，例如可使用软化性粘合剂(在一定温度以上可以剥离)或低熔点金属等。此后，附着另一边的板(上部基板702或下部基板703)。把主基板701分割成多块的场合，可按顺序把被分割的各主基板701附着，最后或必要的时候附着上部和下部基板，把主基板701按顺序附着到上部基板或下部基板。这种场合，可中间夹玻璃基板，需要预先在玻璃基板等上面形成贯通室和导电膜。这种的场合，为了确保附着的基板的贯通室内的导电膜连接，每次可用电镀法、选择CVD法，也可在连接部使用形成导电膜的沉积层工艺。这种场合，也可用感光膜等而不使用图案化来选择性地形成导电膜。把导电膜707图案化之后，可在导电膜707上沉积保护膜(绝缘膜)。在电极·配线716上沉积保护膜(绝缘膜)，也可在必要的地方开口。
如上所述，平面图为扇形，与基板面几乎垂直地形成在主基板701的两个侧面上的导电膜707-1和707-2之间的间隔为k的平行平板电极。在电极707-1和707-2之间加载V电压的话，平行平板电极间被加载了E＝V/k的电场。离子709通过该平行平板电极的中央时，离子受到电场E的力为F＝qE，轨道发生弯曲。(q为离子带电荷)电场E是恒定，所以离子轨道为圆周运动。这个圆形轨道的半径为r的话，r＝mv2/(qE)。m是离子的质量，v是离子的速度。因此，根据离子的速度，离子的质量，电极间电压，离子的电荷的差异，轨道半径r也变得不同。从平行平板电极出来后，离子不受力，所以直线前进。电场室704-2的旁边是离子分配室704-3，在这里配置了带有中央孔712-3的基板侧壁706，使离子沿电场室704-2的半径为r0的圆形轨道的中心轨道通过。
电场室704-2和离子分配室704-3之间被带有中央孔712-2的基板侧壁705-2所隔开，并且从电场室704-2出来的离子通过中央孔712-2，进入离子分配室704-3。通过中心轨道半径为r0的电场室704-2的圆形轨道的离子，也能通过基板侧壁706的中央孔712-3。即通过中心轨道半径为r0的电场室704-2的圆形轨道的离子(中心轨道离子1)，从平行平板电极出来时的方向上配置了基板侧壁706的中央孔712-3。通过其他轨道的离子，就无法通过基板侧壁706的中央孔712-3，这些离子会冲撞到基板侧壁706的侧壁、主基板701的侧面、上部基板或下部基板。即可根据需要调整基板侧壁706的中央孔712-3的孔径尺寸。在离子分配室704-3中，基板侧壁706的左侧的贯通室为704-3-1，右边的贯通室为704-3-2的话，在左侧的贯通室704-3-1中也存在中心轨道离子1以外的离子，右侧的贯通室704-3-2中，仅存在中心轨道离子1的离子。(当然，可能会有少数漏掉的其他离子进入。)也可不设置分隔电场室704-2与离子分配室704-3之间的基板侧壁705-2，但设置的话，某种程度可用基板侧壁705-2阻止其他离子。另外，也可分别真空抽气、清洗电场室704-2与离子分配室704-3。另外，离子709不仅通过中心轨道，而且某种程度会扩散，所以这些离子受到了电场力，以半径为r0的圆形轨道运动，所以这些离子(中心轨道扩散的离子1)与中心轨道的离子1是同种离子，使其扩散中心轨道离子1也尽量进入右侧的贯通室704-3-2，配置基板侧壁706的中央孔712-3的位置。例如，在平行平板的中心轨道半径r0的中心和离子709刚扩散之前的位置的连线上。配置基板侧壁706的中央孔712-3。另外，把平行平板电极做成90度的扇形，使连接那扇形电极室704-2地配置邻室704-1和704-3。根据这样的配置，扩散的中心轨道离子1的聚焦点(静电场聚焦点(面))移到了基板侧壁706的中央孔712-3的位置附近，所以大部分的中心轨道离子1能够进入扇形磁场室704-4。另外，基板侧壁705-2的中央孔712-2的孔径可比基板侧壁706的中央孔712-3取得大些，使扩散中心轨道离子1也进入离子分配室704-3。
但上述的方法，可使具有某狭窄范围内动能的离子(中心轨道离子1)通过提高分辨率，但这狭缝(中央孔)可除去其他离子的大部分，所以离子检出灵敏度变坏。所以在离这静电场的聚焦点(面)稍微错开的地方设置狭缝(中央孔)，使其他的离子也能通过。这时也可调节狭缝(中央孔)的尺寸。被分配的离子(中心轨道离子1)进入分配室704-3-2，并且被射入邻室的扇形磁场室704-4。在扇形磁场室704-4和分配室704-3-2之间配置了带有中央孔712-4的基板侧壁705-3，中心轨道离子1通过中央孔712-4。也可没有基板侧壁705-3，但设置了基板侧壁705-3，可真空抽气分配室704-3-2和扇形磁场室704-4，使获得所定的压力。另外，为测量压力，可在上部基板或下部基板设置开口部，连接压力传感器。另外，可以进行清洗。
在扇形磁场室704-4的上部和/或下部配置了磁场装置，与基板面相垂直的方向加载了扇形磁场708。磁场室704-4是，在横方向上被两个扇形的侧面所夹，上下方向被上部基板702和下部基板703所夹的贯通室。虽说扇形磁场但不必是扇形，只要对扇形磁场室704-4的需要的区域708加载垂直方向的均匀磁场就可。关于这种扇形磁场室704-4的构造，与图27所示的单独扇形磁场室一样。例如，可用C型电磁铁、H型电磁铁、窗框型电磁铁，或圆筒形电磁铁，角柱形电磁铁等夹住扇形磁场室704-4的上下部就可。这个场合，面向磁场室704-4的上部和下部的电磁铁面的极性是相反的。本发明的扇形磁场室704-4的厚度(高度或纵向深度)非常薄，而且厚度偏差也非常小，可使电磁铁的强度小，结果电磁铁的尺寸可做得很小。另外，扇型磁场室704-4的宽度(横向宽度)也很小，而且偏差非常小，所以电磁铁的宽度尺寸也可很小。
图29(c)所示是磁场室704-4的上下部基板702、703上附着了装载线圈的模块基板699-1和699-2，即图29(a)的B1-B2所表示的断面图。这与图27(c)一样。上部基板702一边的线圈面的极性与下部基板703一边的线圈面的极性是相反的。这可通过改变线圈的绕法和流过线圈的电流方向而简单地设置。线圈695的轴与主基板701、上部基板702、下部基板703的基板面相垂直地配置。即线圈695的轴与模块基板699的上下部分基板692、693、线圈内置基板691的基板面相垂直地配置。结果线圈面(线圈配线的绕线方面)与模块基板699的上下部基板692、693、线圈内置板691的基板面相平行地配置。模块基板699的上下部基板69、693和线圈内置基板691的基板面，与磁场室704-4的主基板701，上下部基板702、703的基板面相平行地配置。结果上下线圈产生的磁场产生在磁场室704-4的上下方向，通过这个磁场室704-4，对离子709加载直角方向的磁场。
通过基板侧壁705-3的中央孔712-4的离子709，在磁场室704-4的磁场区域708中受到均匀的磁场而弯曲成园形轨道，出了磁场区域708做直线运动。磁场室704-4的旁边是离子漂移室704-5，通过后面的集电极狭缝的基板侧壁的中央孔进入离子检出室。磁场室704-4和离子漂移室704-5之间配置了带有中央孔712-5的基板侧壁705-4，可在某种程度上分配离子。在离子漂移室704-5，离子709作直线运动，使离子能够聚焦地配置集电极狭缝。这样在静电场和磁场内，速度色散的方向相反，速度色散的幅度相等，通过配置电场室、磁场室、电场区域(平行平板电极所配置的区域)、磁场区域(磁场加载区域)、各种贯通室，提高离子查出的灵敏度和分辨率。根据情况，离子漂移室704-5和离子检出室可以被兼用。
图30所示是单聚焦扇形磁场分析装置和双重聚焦扇形磁場分析装置的一种设计指南。这是一般的设计指南，但这些设计指南也适用于使用本发明基板的分析装置。图30(a)所示是单聚焦扇形磁场分析装置的设计指南。主基板内包含了离子化室722-1、离子漂移室A722-2、磁场分析装置室722-3、离子漂移室B722-4、离子检出室722-5。离子化室722-1和离子漂移室A722-2，被带有中央孔728-1的基板侧壁721-1所隔开，在离子化室722-1中产生的离子从基板侧壁721-1的中央孔723-1扩散行进。基板侧壁721-1兼作引出电极的场合，在这里离子加速前进。也可在之后用带有中央孔的基板侧壁加速。离子扩散起点的基板侧壁721-1的中央孔723-1的位置为P1时，从这点来的各种离子被加速、扩散。质量电荷比m/z是相同的离子也以各种角度前进。例如，在中央行进的离子725-1、有向外侧膨胀前进的离子用725-2(虚线)，有向内侧前进的离子725-3。离子漂移室A722-2是被加速的离子直行向前区域。离子漂移室722-2和磁场分析装置722-3被带有中央孔723-2的基板侧壁721-2所隔开，可分别进行真空抽气和清洗。从基板侧壁721-1的中央孔723-1出来的离子扩散，所以基板侧壁721-2的中央孔723-2的孔径尺寸比基板侧壁721-1的中央孔723-1的孔径大，容易通过离子。根据情况也可不设置基板侧壁721-2。
磁场分析装置722-3中有磁场区域724，因为加载垂直磁场，所以进入该区域的离子沿园轨道行进。离子725-1的圆形轨道半径为R0时，以相同的m/z，扩散进入磁场区域724的离子725-2，3以R0的圆形轨道前进。出了磁场区域724的离子直行行进，进入邻室的离子漂移室B722-4。磁场分析装置室722-3和离子漂移室B722-4被带有中央孔723-3的基板侧壁721-3所隔开。把中央孔723-3预先做成能通过扩散离子725-2、3的孔径尺寸。相同扩散的离子725-1、2、3集中在聚集点P3处。在聚焦点P3预先配置带有中央孔723-4的基板侧壁721-4的话，只有m/z相同的扩散离子725-1、2、3可以通过。其他的离子冲撞到基板侧壁721-4的壁，主基板721的侧面，上部和下部基板上。因此，离子漂移室B722-4容易变脏，所以进行真空抽气的同时，也适当地进行清洁。为此在离子漂移室B722-4的上部基板和下部基板上设置开口部，通过开口部进行抽气与清洁工作。
如果离子漂移室B722-4污染不是问题的话，也可省去基板侧壁721-3。离子漂移室B722-4的旁边有离子检出室722-5，离子漂移室B722-4和离子检出722-5被带有中央孔723-5的基板侧壁721-5所隔开，通过聚焦点P3的离子会再次扩散，所以有必要调整中央孔723-5的孔径尺寸使得离子不被遮挡。根据情况，可以省去基板侧壁721-5，也可在聚集点P3的附近配置的基板侧壁721-4之后，配置离子检出室。基板侧壁721-4也可称为集电极狭缝。通过磁场区域724内的磁场分析装置室722-3的中央附近的中央轨道离子725-1的圆形轨道半径R0的中心点为P2时，离子扩散的起点P1和P2，聚焦点P3都在一条直线上(m上)，所以可这样地配置各贯通室。另外，扇形磁场区域724，拥有以P2为中心的中心角α。这个α可以在30度～180度中任意设计，图30所示为α＝90度。这时，离子漂移室A与离子漂移室B被配置成90度的角度。在扇形磁场区域724中离子以园轨道绕行，如上述的，mv2/R0＝Bzev，这里只要满足1/2mv2＝zeV(V是加速电压)设计个各室就可。如上所述，各室的宽度为，100μm～1mm～20mm，或者以上。另外，各室的高度是由主基板的厚度而定可为100μm～1mm～20mm或更大。基板侧壁的厚度为10μm～100μm～1毫米，或更大的适合值。中央孔的尺寸为10μm～100μm～1mm～10mm或以上。各室的长度根据离子的速度而设置。如果主基板使用硅晶圆，现在最大的硅晶圆是单晶硅为450mm，而本发明也可使用多晶硅或非晶体材料，也可使用1000mm四方形硅晶。根据尺寸加工成全部。本发明可纵向粘贴，所以能制成所要厚度的产品，横向也可用粘贴技术制作成大尺寸的质谱分析装置，比如分别制作各室把横向连接起来就可。并且也可分割各室再把它们连接起来。
如图30(b)所述是静电场分析装置和磁场分析装置的双重聚焦扇形分析装置的设计指南图。这双重聚焦分析装置也是在主基板731内形成的离子束通过区域内的贯通室，这些贯通室中，主基板的上部与下部分别被附着了上部基板和下部基板，各贯通室的上部基板和/或下部基板配备了开口部，用于真空抽气，设定规定的压力。各贯通室被带有中央孔的基板侧壁所隔开，离子束通过基板隔壁的中央孔进入各贯通室。图30(b)所示的质谱分析装置，包含了含有离子源的离子化室732-1、离子漂移室A732-2、静电场分析装置室732-3、离子漂移室B732-4、磁场分析装置室732-5、离子漂移室C732-6、离子检出室732-7，这些贯通室之间配置了带有中央孔733-1的基板隔壁731-1、带有中央孔733-2的基板隔壁731-2、带有中央孔733-3的基板隔壁731-3、带有中央孔733-4的基板隔壁731-4、带有中央孔733-5的基板隔壁731-5、带有中央孔733-6的基板隔壁731-6、带有中央孔733-7的基板隔壁731-7，隔开了各贯通室。离子是在离子化室732-1产生，在兼加速电极的基板侧壁731-1的中央孔733-1中加速扩散。在起点P1聚集离子，但在离子漂移室A732-2中离子被扩散，通过基板侧壁731-2的中央孔733-2，进入静电场分析装置室732-3。在静电场分析装置室732-3中，由半径为r0的扇形贯通室侧面上形成的平行平板电极734-1和734-2所产生的电场，使得离子作圆周运动。运动方程式为mv2/r＝zeE。(通过中心的离子是mv2/r0＝zeE)。)从起点P1的中央孔733-1出来的离子扩散行进，在静电场分析装置室，根据各自的动能作圆轨道。具有相同动能的离子具有相同的圆轨道半径。在静电场分析装置室732-3，轨道弯曲了的离子通过基板侧壁731-3的中央孔733-3进入邻室的离子漂移室B732-4。
与通过中心的离子736-1有相同动能的离子，平行平板电极的曲率中心点为P2时，被聚焦在通过P1和P2的连接线m和中心与离子轨道736-1的交点P3。在聚焦点P3处设置聚焦狭缝，仅使聚焦的离子通过时可提高分辨率，但具有相同m/z的离子(736-4，5)也会被除去，离子检出灵敏度降低。例如，把基板侧壁731-4的缩小的中央孔733-4配置在聚焦点P3的话，扩散的离子736-4和736-5也会被去除。所以，把离子漂移室B732-4中的基板侧壁731-4的位置配置在P3点的后侧，预先扩大中央孔733-4，使得扩散的离子736-4、736-5、聚焦的736-1，2，3能通过。配备基板侧壁的话，能独立地进行真空抽气、清洗，但为离子通过的目的，可以省略。扩散的离子736-1～5，通过基板侧壁731-5的中央孔733-5，进入磁场分析装置室，在磁场区域735受到磁场的洛伦兹力作圆周运动。做圆周运动的离子中心轨道半径为R0时，mv2/R0＝zevB成立。有相同m/z的扩散离子736-1～5也做同样半径为R0的圆周运动，从磁场区域735出来后就聚焦在聚焦点P4。在聚焦点P4，配置带有集电极狭缝的中央孔733-7的基板侧壁731-7的话，通过中央孔733-7的离子具有相同的m/z。磁场分析装置室732-5的邻室732-6是离子漂移室C，到达拥有特定m/z的离子的聚焦点之前，离子作匀速运动。没通过集电极狭缝的中央孔733-7的离子，冲撞到基板侧壁731-7的壁、主基板731的侧面等。这些冲撞会产生气体和粉末等，可用离子漂移室C内的真空抽气管排出，清洗。通过中央孔733-7的离子进入离子检出室732-7，用离子检出器进行离子检测。
通常，把扇形的平行平板型电极的中心角α设计成90度时比较容易。即把离子漂移室A732-2和离子漂移室B732-4的夹角设计成90度就可。但α也可设定为30度～120度的范围内。另外，扇形磁场区域735的中心角β也可设计为30度～180度的范围。本发明是用掩膜投影法，所以可容易地制作各种尺寸和形状，但依赖于主基板的大小，设计最适合的布局就可。离子检出室732-7的大小也自由设定，所以可排列多个离子检出器。(阵列检出器等)双重聚焦型分析装置是在磁场之前有电场的类型(Nier-Jhonson型)，与此相反，把磁场放在电场之前也可。或者也可简单地排列2磁场。而且可一次性制作，不会提高成本。并可自由地组合四极分析装置和离子陷阱型、飞行时间型(TOF)、FTICR(傅立叶变换离子回旋共振型)等。
本发明也适用于FTICR(Fourier transform-ion cyclotron resonance，傅立叶变换离子回旋共振)。图31所示是本发明的FTICR示意图。图31(a)是与基板面相垂直方向的离子行进方向(磁场方向)的剖面图。图31(b)是与基板面相垂直方向的，与离子行进方向(磁场方向)相垂直方向的剖面图。在主基板751内，形成离子源室754-1、ICR室754-2。这些贯通室是分别在主基板751的上部和下部附着了上部基板752和下部基板753。在离子源室754-1和ICR室754-2之间，有带有中央孔765的基板侧壁751-1，在离子化室产生的离子750-1，通过兼引出电极的基板侧壁751-1的中央孔765，进入ICR(离子回旋共振)室754-2。ICR室754-2，对离子行进的方向，被基板侧壁751-1(有中央孔765)和与其面对的主基板的侧面751-2所围，ICR室754-2的侧面，被主基板751的基板侧壁751-4(无中央孔等的封闭侧面)和主基板751的基板侧壁751-5(无中央孔等的封闭侧面)所围，上下侧被上部基板752和下部基板753所围。
在ICR室754-2内形成了，对向的陷阱电极A755-1,3(在基板侧壁751-1上形成的导电体膜755-1,3)、陷阱电极B756-1(在基板侧壁751-2上形成的导电膜756-1)、对向的离子激励电极A758(在上部基板752上形成的电极758)、离子激励电极B757(下部基板753下形成的电极757)、接收电极A756-2(基板侧壁751-4上形成的导电膜756-2)、接收电极B756-3(基板侧壁751-5上形成的导电膜756-3)。主基板的侧面751-2，4，5，和基板侧壁751-1是与主基板751的基板面、上部基板752的基板面、下部基板753基板面几乎垂直的基板侧面。因此，对向的陷阱电极A，B、对向的接收电极A，B、对向的离子激发电极A，B分别为平行平板电极。各导电膜电极，通过内部配线759(759-1,2)和764(764-1,2)，或者直接地通过接线孔760和761连接到外侧电极762(762-1，2，3)和763(763-1，2，3)，能够检测出外部加载的电压，或者内部产生的电流和电压。
从离子源室754-1通过基板侧壁751-1的中央孔765进入的离子750-1，当在对向的陷阱电极A，B之间加载了直流电压后，离子750-1就从陷阱电极A755-1,3往陷阱电极B756-1的方向行进。磁场B被加载在与陷阱电极A，B相垂直方向，另外，根据对向的离子激励电极A758和离子激励电极B757之间被加载的高频电压(振动频率ω)的不同，在ICR室754-2内，离子750-1做回旋加速器运动，形成相干的离子集合。这时，ω＝k×(zeB/m)成立。由于这个离子回旋(ICR)运动，在离子量检出用的接收电极A756-2和接收电极B756-3之间产生感应电流。感应电流中的各振动频率与ICR的振动频率ω相同，即与离子的质量m相关。把感应电流作为时间对应信号检测出来，经过信号放大，数字化，傅里叶变换，转化为对应振动数的频谱。本发明的FTICR的尺寸非常小，所以，外部磁场B也很小，电磁铁也做得非常小。此外，使用超导体的场合，尺寸也小，所以在超超导的冷却系统的体积也可很小。而且可以简单地内置微型线圈。
下面，说明如图31所示的FT-ICR型的质谱分析装置的工艺。分割主基板751，用光刻法和蚀刻法形成中央孔765。然后在主基板751上，开口应该去除的部分，形成贯通孔754(754-1,2)。贯通孔754(754-1,2)用Haber–Bosch法和DRIE法等用进行垂直蚀刻。主基板751是硅等半导体基板或导板的场合，为避免短路，在基板侧壁751-1的周围表面，主基板751的侧面(751-2,3,4,5)形成绝缘膜(不描述)之后，沉积导电膜755，756，规定的图案化之后，形成导电膜电极·配线755-1，756-1,2,3等。感光膜的形成可用感光片的附着或涂布法、或者通电法、曝光可用斜曝光法，斜转动暴光法，或焦点深度的大露光法等。蚀刻可用湿蚀刻或干蚀刻图案化导电膜。预先在上部基板752上形成导电膜电极图案758，759(759-1,2)等，另外，预先在下部基板753上形成导电膜电极图案757，764(764-1,2)等，把分割的主基板751附着到上部基板752下部基板753。这时，在主基板751形成了贯通孔754和导电膜图案，配合好上部基板752和下部基板753图案。可用粘合剂附着、扩散接合、高温接合、常温接合等。主基板751是硅等半导体基板或导电板，上部基板和下部基板是玻璃基板、石英基板、蓝宝石，氧化铝等的场合，可用静电阳极接合法。
此后，为了牢固连接上部基板和下部基板的导电膜图案和主基板侧的导电膜图案，沉积导电膜，再次图案化，特别在连接部形成导电膜，或者用电镀法、选择CVD法等的选择导电膜形成法，仅在导电膜图案处沉积导电膜，这种场合无需再次图案化。在导电膜的形成之后，也可形成作为保护膜的绝缘膜。其次附着被分割的各主基板751。特别校正好基板侧壁751-1，3、751-2，4，5之间的位置，使其与贯通孔754(754-1,2)一致。附着法也可用前述的方法。主基板751是硅等半导体基板和导电板时，可在基板之间夹上玻璃基板等，使用静电阳极接合法。
这时，夹在中间的玻璃基板等也可预先形成贯通孔等的部分，边配合图案边附着。这样经过几次反复，可形成规定深度(高度)的贯通孔。此后，在上部基板752和下部基板753上形成接线孔760、761，在接线孔内沉积导电膜(可用电镀法、CVD法、PVD法，选择CVD法、导电膜胶涂布法等沉积)。其次，在上部基板752和下部基板753的接线孔760、761部分和规定的地方上形成电极·配线762(762-1，2，3等)、763(763-1，2，3等)。之后形成保护膜等，开口就可。结果，把电极762-1、763-2连接到陷阱电极755、756-1，把电极762-2、763-1连接到离子激励电极758、757，把电极762-3、763-3连接到接收电极756-2、756-3。另外，磁场B被加载在与陷阱电极755、756-1相垂直的方向，离子激励电极758、757和接收电极756-2、756-3也可互相交换。
上述的工艺中，主基板751上的中央孔765的形成、贯通孔754的形成被描述为用主基板单独形成的。特别是贯通孔754的形成和导电膜的形成，不考虑基础部分，所以蚀刻非常简单(无需考虑过度蚀刻、基础沉积)。但是也可在主基板751上附着铺垫基板之后，进行中央孔、贯通孔、沉积膜、图案化等工艺。这种场合，在附着了上部基板和下部基板之后，再把下部基板去除。同样，也可在主基板751上附着了上部基板和下部基板之后，进行中央孔、贯通孔、沉积膜、图案化等工艺。这种场合，没有必要去除上部基板和下部基板。另外，无需预先在上部基板和下部基板上形成导电膜电极·配线图案757、758、759、764，把上部基板和下部基板附着到主基板上，然后形成贯通孔、形成绝缘膜、导电膜等。因为导电膜也可形成在上部基板和下部基板上，所以可把其作为导电膜电极·配线图案757、758、759、764。或者，单独使用主基板，在导电膜电极·配线图案757、758、759、764被配置的部分的主基板部分上形成凹部，使与主基板凹部一致地，把形成导体膜电极·配线图案757、758、759、764的上部基板、下部基板附着到主基板上，然后形成贯通孔、绝缘膜、导电膜。这种场合，主基板侧的导电膜形成时，需要连接上部基板、下部基板的导电体膜电极·配线图案757、758、759、764。这样，预先在上部基板、下部基板上形成导电膜电极·配线图案757、758、759、764的方法可形成非常厚实的导电膜电极·配线图案757、758、759、764，所以，可提高作为离子激励电极的高频电压的可靠性。
图32所示是ICR室的尺寸变大情况下的结构。这也适用于其他的大尺寸的质谱分析装置的各种贯通室。在第1主基板751上形成贯通室754-1、754-2、带有中央孔765(765-1)的基板侧壁(隔壁)751-1等。去除ICR室的贯通室754-2上面的上部基板752、下部的下部基板753。这种去除法，可在主基板751上附着上部基板752、下部基板753之前去除。也可在附着之前去除。对应于上部基板752和下部基板753的ICR室的部分希望进行垂直蚀刻。另外，在挖通上部基板752和下部基板753部分的侧面要沉积导电膜767(767-1,2,3,4)、768(768-1,2,3,4)。这些基板为半导体基板或导电膜的场合，为防止短路，需先形成绝缘膜，然后形成导电膜。上部基板752和下部基板753的表面也形成导电膜的场合，在用光刻法和蚀刻法反复去除表面的导电膜的部分的侧面，最好形成导电膜。
把上部基板752和下部基板753附着到主基板751，挖空上部基板752和下部基板753的场合，可形成主基板751的贯通孔754之后，把贯通孔754作为掩膜(窗口)，蚀刻上部基板752和下部基板753。此后，形成绝缘膜、导电膜、进行必要的图案化，可在挖空上部基板752和下部基板753部分的侧面沉积导电膜767(767-1,2,3,4)、768(768-1,2,3,4)的图案。这时，主基板751的贯通孔754-2的周围的侧面上也形成导电膜。如果必要的话，用电镀法和选择CVD法，特别在连接部要形成厚的导电膜。之后依次把第2下部基板773附着到第1的上部基板752，从挖通的部分，蚀刻去除其下面的第2下部基板773，并且附着第2主基板771，从挖通的部分，蚀刻去除其下面的第2下部基板771，形成贯通室779，并且在该贯通室的侧面，形成导电膜774(774-1,2,3,4)。其次，附着已经形成导电膜776(776-1,2,3,4,5)图案的第2上部基板772，如果需要，可在导电膜连接部分使用电镀法、选择CVD法等用导电膜确保连接。此后，可在贯通室内部的导电膜上覆盖保护膜。另外，在第2上部基板上形成接线孔777，在孔中形成导电膜，再形成导电膜电极·配线图案778(778-1,2,3,5)。在第2主基板771的贯通室779的内部沉积导电膜之前，附着第2上部基板772，之后沉积导电膜，形成导电膜图案774(774-1,2,3,4)和导电膜776(776-1,2,3,4,5)的图案。
分割了的主基板751侧也用同样的工艺，依次进行附着、形成膜、图案化，第3上部基板782的附着、上部基板782的挖通蚀刻、第3主基板781的附着，贯通室789的形成、膜形成、图案化、第3下部基板783的附着，膜形成、图案化等的工艺、形成下侧的ICR室。这样附着2个的上侧的ICR和下侧的ICR，能制成如图31所示的FT-ICR质谱分析装置。
如上所述，依次附着基板，但也可分别制作贯通室，再附着它们。在第2主基板771内形成贯通室779，把第2下部基板773附着到第2主基板771上，预先挖通第2下部基板773。另外，把第2上部基板772也附着到那里。也形成导电体膜774(774-1,2,3,4)、导电膜775(775-1,2,3,4)、导电膜776(776-1,2,3,4)。这个形成法与第1主基板751、第1上部基板752、第1下部基板753的方法相同。另外，预先形成第2上部基板772的接线孔777、其中的导电膜、电极·配线图案778(778-1,2,3,4,5)，也可把第2上部基板772附着到第2主基板771。挖通这样的贯通室754，把在其内部形成导电体膜图案的第1主基板(或分割的上侧)的上侧的上部基板(第1上部板)752，附着到同样被挖通的贯通室779的第2主基板771的第2下部基板773上。附着法可使用粘合剂、常温接合法，扩散接合法，高温接合法等。第1上部基板752是玻璃基板或石英等绝缘板，第2下部基板773是硅基板等半导体基板和导电板时，可用静电阳极接合法附着。或者，第2主基板771是硅基板等半导体基板和导电板的时候，不用第2下部基板773，可把第2主基板771附着到第1上部基板752上，用静电阳极接合法附着。使用保护膜的时候，预先去除连接部分的导电膜上的保护膜。在导电膜的连接部，例如导电膜767和导电膜775之间的连接部，可把连接区域的面积变大，或把导电膜的厚度做厚，使其接触面积增大之外，可用电镀法、选择CVD法，或者进一步进行导电膜的沉积和图案化。并且在熔点附近进行热处理，用低熔点合金辅助导电膜之间的接合。
同样，在第3主基板781内形成贯通室789，把第3上部基板782附着到第3主基板781上，预先挖通第3上部基板782。另外，把第3下部基板783也附着到第3主基板781上。也形成导电膜784(784-1,2,3,4)、导电膜785(785-1,2,3,4)、导电膜786(786-1)。这个形成方法是与第1主基板751、第1上部基板752、第1下部基板753的形成方法一样。另外，预先形成第3下部基板783的接线孔787和其中的导电膜、电极·配线图案788(788-1)，把第3下部基板783附着到第3主基板781。挖通这样的贯通室754，把在其内部形成导电膜图案的第1主基板(或那分割的下侧)的下侧的下部基板(第1下部基板)753，附着到同样挖通的贯通室789的第3主基板781的第3上部基板782。其附着法也相同，导电膜之间的连接法也相同。并且，可用导电性和绝缘性两种粘合剂，对导电膜的连接部分使用导电性粘合剂，对于其他部分使用绝缘性粘合剂。这些都可在图案化后分别附着。或者，在导电膜的连接部分附着低熔点的合金等，其他部分用绝缘性粘合剂。或者在导电膜的部分附着导电性粘合剂和低熔点焊料合金，其他的粘合部分用常温接合、扩散接合、高温接合、静电阳极接合等。
此后，附着上部侧和下部侧。主基板751、771、781是硅基板等的半导体基板或导电板，即使可见光的透视率很低，只要第1～第3上部基板和第1～第3基板是玻璃基板等可见光的透视率高的材料的话，因为贯通室769(把754-2,779,789归为769)空着的，所以可以正确地配合掩膜，可使偏差最小地附着各贯通室754-2，779，789和其内面上附着的各导电膜。附着之后可进行热处理、电镀法，选择CVD法等确保导电膜之间的连接。如果不使用可视光的场合，可使用红外、紫外线等。为使ICR室769达到所定的低压力，在第2上部基板772和第3上部基板783上设置了真空抽气用的开口部，可连接真空泵。也可设置清洗内部用的开口部。离子源室754-1是大气压或比较高的压力时，离子源室754-1和ICR室769之间可设置必要数量的中间室，使各室的压力逐步降低，把ICR的压力降低到所需的压力。这种场合，可设置加速从离子源出来的离子的加速电极或引出电极(也可有中央孔)，能用压力差引出离子。如上所述完成了具有离子源室754-1、离子导入孔765、宽ICR室769的FT-ICR质谱分析装置。
在ICR室769中，导电膜电极755(755-1,3)，756(756-1,3,4)，767(767-1,2,3,4)，775(775-1,2,3,4)，774(774-1,2,3,4)，776(776-2,3,4,5)，768(768-1,2,3,4)，785(785-1,2,3,4)，784(784-1,2,3,4)等各相连接，成为陷阱电极778(778-2,3)和接收电极778(778-4,5)。另外，导电膜电极776(776-1)和786(786-1)成为离子激励电极(电源)778(778-1)和788(788-1)。使用本发明基板的FT-ICR，在二次元(平面)方向，能做成与基板面相同的尺寸，在高度方向，可为基板厚度。例如，主基板是硅基板的场合，一般使用的最大厚度为1mm左右。因此最大高度为1mm，但如使用如图32所示的结构和方式，重复附着沉积，可制成所希望高度的ICR室。(再者硅晶圆的场合，可有任意厚度，例如可以制成1cm～10cm厚度的晶圆，所以即使不重复沉积、层叠，也能制成相当高的厚度。)例如，第1主基板751的厚度为h4，第1上部基板752的厚度为h3，第1下部基板753的厚度为h5，第2主基板771的厚度为h1，第2上部基板772的厚度为h8，第2下部基板773的厚度为h2，第3主基板781的厚度为h7，第3上部板782的厚度为h6，第3下部基板763的厚度为h9的话，全体厚度为h1～h9之和，ICR室769的高度是h1～h7之和。例如，h1＝h4＝h7＝1mm，h2＝h3＝h5＝h6＝h8＝h9＝0.2mm的话，整体厚度为4.2mm，ICR室769的高度是3.8mm。h1＝h4＝h7＝3mm，h2＝h3＝h5＝h6＝h8＝h9＝0.5mm的话，整体厚度为12.0mm，ICR室769的高度为11.0mm。
磁场B是从陷阱电极A755到陷阱电极756的方向。为产生这样的磁场B，本发明有2种方法。一种方法是，在ICR室754-2的陷阱电极的外侧的一边配置N极，另一边配置S极的电磁铁或永久磁铁。由此产生了从陷阱电极A755到陷阱电极756方向，或从激励电极757到758方向上的磁场B。另一种方法是，把ICR室754-2配置在线圈的内侧，使线圈的轴心方向与从陷阱电极A755到陷阱电极756的方向一致。图33是本发明的配置了线圈的FT-ICR。图33(a)是与带电粒子的进行方向相平行的ICR室，图33(b)是从ICR室的带电粒子行进方看到的陪面图。如图31所示，在FT-ICR装置的ICR室的外侧周围绕有线圈。即在上部基板752上形成线圈，形成了连接线圈配线766(766-1)的上部基板752内的接线孔配线766-3，形成连接线圈配线766-3的主基板内的线圈配线766-4，形成连接线圈配线766-4的下部基板753内的接线孔配线766-5，并且，在下部基板753的下面形成了连接线圈配线766-5的线圈配线766(766-2)。这样线圈配线766螺旋状地围绕在ICR室的周围。
线圈配线766-1、766-2可与762电极、763一起形成。例如，上部基板752和下部基板753是绝缘体以外的场合，在其之上形成SiO2膜或SiN膜等绝缘膜后，沉积导电膜，进行图案化。用CVD法、PVD法、电镀法、橡胶滚轴法、丝网印刷法、或这些组合法形成导电膜。接线孔配线(线圈配线)766-3、766-5与接线孔配线760、761同时形成。例如，在上部基板752和下部基板753上形成接线孔之后，上部基板752和下部基板753是绝缘体以外的场合，形成SiO2膜和SiN膜等绝缘膜之后，沉积导电膜，进行图案化。用CVD法、PVD法、电镀法、橡胶滚轴法、丝网印刷法、或这些组合法形成导电膜。例如，用PVD法，沉积50nm～5000nm之后，在接线孔内部形成感光膜后，全面蚀刻(异方向性干蚀刻)，并且移除接线孔内的感光膜之后、用电镀法仅形成接线孔内的电镀膜。这样可形成接线孔内线圈配线。或者，形成接线孔之后，沉积导电膜，并且通过全面电镀在接线孔内形成线圈配线。这时上部基板752和下部基板753上也被形成，但这导电膜可作为线圈配线766-1,2使用。
或者，形成接线孔之后，形成厚的导电膜。例如，接线孔是200μm时，沉积100μm以上厚度的话，接线孔几乎被填满。上部基板752和下部基板753上也被形成，这个导电膜可作为线圈配线766-1,2使用。或者，形成接线孔之后，沉积导电膜，并且用橡胶滚轴法，用导电膜(粘合剂)填充接线孔。这时上部基板752和下部基板753之间设置间隙话，可在上部基板752和下部基板753上同时形成配线。另外，因为线圈配线766-1,2而不能在那里形成电极762和763的场合，如图33所示，可在线圈配线766-1,2的外侧形成。接线孔配线760、761也不能在那地方形成的场合，也可在线圈配线766-1,2的外侧形成。为此，ICR室内的电极配线758、757、759、764等在某种程度引出就可。主基板内的线圈配线766-4也可用同样方法形成。
图34是配置了与图33不同的本发明线圈的FTICR。在图34中，夹着支柱791(791-1，2)，把第2上部基板792附着到上部基板752上，夹着支柱793(793-1，2)，把第2下部基板794附着到下部基板753上，之后，从基板切断FTICR装置，用线圈配线795围绕ICR室的周围。电极762、763，不拘泥于线圈795的配置状态，在支柱791、793和第2上部基板792、第2下部基板794所包围的空间797、796中形成，所以可自由配置的同时，把空间796，797做成密封状态，避免暴露于外部环境。另外，线圈配线795，也可使用市售的配线，可任意地设定配线的尺寸，可自由地选择电流大小。另外，如果在线圈配线795上覆盖绝缘膜的话，与线圈配线795接触的上部基板752、下部基板753、主基板751、支架791、793、第2上部基板792、第2下部基板794不是绝缘体的话，即使是导电体或半导体也不需用绝缘膜覆盖。可用各种方法，把支柱791附着到上部基板752上。例如，在上部基板752上附着作为支柱791的基板之后，形成空间796的贯通孔。在上部基板752上附着作为支柱791的基板时，因电极762的部分凸起，所以，预先在作为支柱791的基板上的这个部分形成凹部，再附着就可。形成空间796之后，附着第2上部基板792。
或者，在第2上部基板792上附着作为支柱的791的基板之后，形成作为空间796的贯通孔之后，边调整边把附着在第2上部基板792上的支柱791附着到上部基板752。或者，在作为支柱791的基板上形成空间796的贯通孔，把支柱791附着到上部基板752和第2上部基板792上。下部基板753也同样，附着支柱793和第2下部基板794。另外，为了降低ICR室的压或为了清洗，在上部基板752、下部基板753、第2上部792、第1上部794上设置开口部。并且，拉长电极762、763，使得从外侧可加载电压。此后，为了按单位制作FTICR装置，切断基板。基板切断可用切割法、激光切割法等。切割槽的部分，每次工序在基板上刻出的话，最后可简单地切断。此后，必要的话在装置的外侧形成绝缘膜等，把线圈配线795绕在ICR室上。为了得到必要的磁场，可选择线圈配线的直径、线圈的材质、圈数、多重线圈等。本发明的ICR装置非常小，所以可用超导材料制作线圈。放入装置的液体He等的容器的体积也很小，所以运行成本和制造成本都很低。作为超导体可用Nb、Mg等金属超导体、铜氧化物等的高温超导体、铁超导体等。
另外，在图33所示的结构，与图34相同，制作FTICR装置之后，可取下电极762和763，把线圈绕在ICR室上。ICR室为10mm×40mm，整个装置的大小为15mm×60mm的话，用6英寸晶圆(直径150mm)可制作12个。材料+制造成本是24万日元的话，1个的价格为2万日元，已有的产品为240万日元以上，所以尺寸与成本为原来的1/100。在图33和图34中，把线圈配线绕在基板上，但可如图31所示的，把线圈放入ICR装置的内部，线圈的轴与ICR室的方向一致地配置。当然，这时线圈配线不紧贴ICR装置，根据情况使线圈配线离开ICR装置一些，所以包含线圈在内的整体体积比图33和图34所示的要大。
图35所示的是与图19中说明不同的另外一种离子化法。这种离子化法基质辅助激光解吸离子化法的一种。形成主基板451内的贯通孔(室)454、455、456、457等，贯通孔454被厚的主基板451-1和带有中央孔481-1的隔壁451-2所围。(侧面侧被主基板451所围。)贯通孔454是试样室，在第2基板(上部基板)452或第3基板(下部基板)453开有试样插入用的开口部470，从这里放入试样板(样品盘)475，紧贴在主基板451的试样背板451-1上。试样背板451-1上有真空抽气管468，在上部基板452或下部基板452上开有开口部，连接真空泵，可用吸附试样板475。试样附着在试样板475的中心，从上部基板452或者下部基板453的开口部471对准试样476照射激光478。激光471是通过透镜477聚焦从外部射入的激光478，对准试样476照射。由于试样476被激光478照射，使其温度急剧上升，试样发生气化和离子化。
在试样板475靠着的试样背板的主基板451-1的向对的主基板隔壁451-2上形成四周的导电膜459，导电膜459连接到上部基板452或者下部基板453的接线孔462、接线孔462内的导电膜，与之相连接的上部基板452或者下部基板453上的外部电极·配线464。如果给外部电极·配线464加载电压，在导电膜459上加载了正或负的电压。产生的离子被导电膜的电压吸引出来(导电膜459也被称为引出电极)，其中一部分通过中央孔481-1，进入邻室的低压力室455，再通过主基板隔壁451-3的中央孔481-2，进入邻室的离子聚焦室456，再通过主基板隔壁451-4的中央孔481-3，进入旁边的贯通孔457。贯通孔457可为，如图19中的引出电极、加速室307、质谱分析室308。
试样室454是大气压状态，它的邻室455，例如是1torr左右的低压力室455，可把真空泵连接到上部基板452或下部基板453上的真空抽气开口部472，降低室内压力。在邻室456内形成导电膜460，把导电膜460连接到上部基板452或者下部基板453内的接线孔465、在其孔内部形成的导电膜、与其导电膜相连接的上部基板452或下部基板453上形成的外部电极·配线466。通过电极·配线466在导电膜460上加载电压，加载与离子束479相同极性(正或负)的电压，离子束479被聚焦。也可把导电膜460分割成几个区域，分别对各区域加载电压，通过调整各区域的电压，可一边聚焦离子束479一边调整其轨道。因为可以调整进入邻室457的离子束的位置，所以可更准确地通过中央孔481-3，甚至可以使离子束479几乎全部引入质谱分析室，提高离子的检出灵敏度。在离子聚焦室456的上部基板452或者下部基板453上设置了真空抽气管用的开口部473，可降低离子聚焦室456内的压力。例如，把离子聚焦室456的压力降为10-3～10-4torr。(另外，质谱分析室，例如可为10-5～10-6torr。)
主基板的试样背板451-1的侧面也可形成导电膜458。导电膜458连接到，上部基板452或者下部基板453上的接线孔767、在其孔内形成的导电膜、与其连接的上部基板452或者下部基板453上形成的外部电极·配线463。试样板475是导电体，通过导电膜458加载电压。激光478照射试样476时，会产生各种离子，但与加载到试样板475上的电压同电位的离子会从试样中飞出去。在导电膜459上加载与试样板475相反极性的电压时，与试样板475的电压极性相同的离子会被导电膜459几乎全部吸引，穿过中央孔481-1。
通过照射离子产生热量，试样室454变热，所以，在主基板451-1的试样背板的附近形成凹部469，做成冷却这凹部469。冷却法可用，例如冷却水、冷却气体等。另外，在试样室454的周围同样可以形成凹部用于冷却，也可进一步从上部基板452和下部基板453一边进行冷却。另外，导电膜458也是良好的热导体，所以可有效地吸收试样板475的热量。特别是试样板475被真空抽气管468所吸，紧贴在导电膜458上，所以导电性和导热性都非常好。
如图36所示是另一种离子化法。在主基板(第1基板)501的上下面，分别附着上部基板(第2基板)502、下部基板(第3基板)503，在主基板501形成了从上部基板(第2基板)502至下部基板(第3基板)503贯通的贯通室504(504-1,504-2,504-3)。504-1是离子化室，离子化室504-1连接喷雾气导入管516。离子化室504-1的旁边是引出电极·加速室504-2，被带有中央孔505-1的基板隔壁501-2所隔开。引出电极·加速室504-2是被带有中央孔505-1的基板侧壁501-2、带有中央孔505-2的基板隔壁501-4所隔的贯通室。在引出电极·加速室504-2中配置了带有中央孔505-3的作为引出电极的基板501-3。在基板侧壁501-3的表面形成导电膜电极配线508，导电膜电极配线508也在下部基板503上面形成，通过下部基板503的接线孔510连接到下部基板503下面的外侧电极511。
喷雾气引入管516在主基板501的中心附近形成的场合，可用与中央孔505相同的工艺制作。但是，与中央孔505和的尺寸不同的场合，可用分别具有光刻和蚀刻。喷雾气引入管516通过别的喷雾气引入管517，连接到上部基板502或下部基板503上开口的喷雾气引入开口部518。用光刻法+蚀刻法等开设喷雾气引入开口部518之后，继续把其开口部分掩膜化，蚀刻主基板501，形成喷雾气引入管517。也可预先在主基板501上形成喷雾气引入管517和/或在上部基板等形成形成喷雾气引入开口部518之后，把上部基板等附着到主基板上。或者，在上部基板502或下部基板503是形成开口部，把这开口部当做形成喷雾气引入管517使用。
从喷雾气引入开口部518放入包含试样液体或试样气体的喷雾气(或雾化气体)，把喷雾气525导入到离子化室504-1中。在离子化室525的里面形成导电膜506，把导电膜506连接到接线孔512(上部基板502)和/或接线孔510(下部基板503)，其孔内形成的导电膜、与其连接的电极·配线513(上部基板502)和/或电极·配线511(下部基板503)，通过这些电极·配线511和513对导电膜506加载电压，对被导入到离子化室525的喷雾气525加载同极性的电压就可离子化。上部基板502上或下部基板503上的导电膜509也可在和主基板501附着之前形成，即在上部基板502上或下部基板503上形成导电膜509之后，把形成贯通孔或凹部的主基板501配合附着就可。同样，也可把主基板侧面的导电膜509，在形成贯通孔或凹部509的主基板501的侧面上形成之后，把上部基板502或下部基板503和主基板501附着在一起就可。也可把主基板501分割成2个以上、分别形成上部基板502和下部基板503，把它们配合附着就可。喷雾气引入管516的里面也形成导电膜526，可那里加载电压。这个场合，喷雾气引入管516内部的喷雾气体也会离子化，所以可更高效地进行离子化。在喷雾气引入管516的内形成导电膜526的方法，可参考本详细说明书，分割主基板501，在那里形成凹部516的一半，之后在凹部516上面形成导电膜526，把上下粘合在一起就可。在喷雾气引入管517的内部也可形成导电膜。
作为形成法，例如形成喷雾气引入管516后，用CVD法、PVD法、或者电镀法可形成导电膜。另外，这些导电膜可为，例如Cu、W、Mo、Ni、Cr、Al、Au、Ti、高浓度聚硅、导电性碳(包含导电碳纳米，石墨烯)等导电膜，或这些复合膜和沉积膜。离子化室504-1需要加载高压(例如100V～10KV)产生离子，所以会产生热量。主基板501假如是硅等，上部基板502和下部基板503是玻璃或石英等时，导电膜和绝缘膜的温度在300度以上不会产生问题，但这些高温要传导到质谱分析室等，会影响性能，所以要尽量防止温度升高。本质谱分析装置非常小，所以可简单地采用风冷冷却，可对容易发热的部分进行冷却。离子化室504-1等相对容易发热，所以可在离子化室504-1等的周围的主基板上501上形成凹部519，把冷却水或冷却液导入凹部519，冷却离子化室504-1。也可在上部基板502或下部基板502形成开口部521，从开口部蚀刻主基板501而形成凹部519，形成凹部519后，把上部基板502和下部基板502附着到主基板501上，开口部521可以预先形成，或附着之后形成。
在电极513和511加载高频电压，可使离子化室504-1内的气体等离子化(离子化)。这时在大气压以下的低压(例如，1torr～100torr)也可等离子化，所以在离子化室504-1的上下基板502、503上设置真空抽气用的开口部，使离子化室504-1变成低压。或者，在引出电极用的隔壁501-3的导电膜508和离子化室504-1内的导电膜506、509之间加载高压(例如100V～10KV)，可使离子化室504-1内的气体和雾化气体离子化。这个场合，最好不要隔壁501-2。图36的场合也与图37相同，可把导电膜506和509作为加热器使用。这个场合，在引出电极和加热器的导电膜506、509之间加载高压，使离子化室504-1内的气体和雾化气体离子化。
在离子化室504-1中，被离子化的离子被夹在带有中央孔505-1的隔壁501-2中，这些离子被在邻室形成的带有中央孔507的基板侧壁501-3所吸引，通过中央孔507，并且再通过隔壁501-4的中央孔505-2，作为离子束528进入邻室的贯通室504-3。在引出电极·加速室504-2的导电膜508上形成接线孔510、电极·配线511，可从外部加载电压。例如，加载与离子相反电位的话，离子被吸引加速，成为通过中央孔507的离子束528。在引出电极·加速室504-2中，也可进一步设置加速电极(带有中央)、聚焦电极。另外，也可把图35所示的离子聚焦室456设置在引出电极·加速室504-2的前后，聚焦离子。隔壁504-3是，例如质谱分析室(图19中的308)。如果用引出电极501-3引出离子时，没有问题的话，可以不设置离子化室504-1和引出电极·加速室504-2之间的隔膜501-2。例如，产生正离子时，要在导电膜506、526上加载正电压，通过加载正电压在离子化室504-1的导电体膜506上，产生的正离子被聚集在中心附近。这些聚焦的正离子被加载负电压的引出电极501-3所吸引。这时可调节隔壁501-2的中央孔505-1的大小，使引出电极501-3更容易吸引离子。例如，把中央孔505-1的直径做得比中央孔507小，就能够容易通过引出电极501-3的中央孔505-1。另外，离子化室504-1接近大气压，通过隔壁501-2，能使引出电极·加速室504-2的压力降低。例如在隔壁501-2和引出电极的隔壁501-3之间,设置真空抽气管522(522-1)，就可进行真空抽气。
如图36所示的方法是电子喷雾法(ESI)的一种。电子喷雾法是大气压离子化法，所以离子化室504-1是大气压的状态的，在这种离子化室504-1的上部基板502或下部基板503设置开口部，可使之在不影响离子化的程度下进行排气。另外，也可设置其他的开口部，进行氮气吹尘、或干燥、或清洗离子化室504-1。在引出电极·加速室504-2右边的邻室(隔壁501-3和隔壁501-4之间)，也可设置真空抽气管522(522-2)进行真空抽气。
再图36中分离上部电极509和下部电极506分离，不形成侧面的导电膜电极，作为平行平板型电极，在上部509电极和下部电极506之间加载高频电压的话，就可产生等离子，从中央孔516喷射的喷雾气525就可离子化。特别是把上部509电极和下部电极506之间的距离做成500μm～1mm～2mm小的时候，上部509电极和下部电极506之间产生高电场，所以非常容易等离子化。这些电极之间的距离为2mm以上的场合，可根据需要把高频电压调大使之产生等离子。分离中央孔516内形成的上侧电极526和下侧电极526，如果作为平行平板型电极的话，这些电极之间的距离比在上部基板502上形成的电极509和下部基板503上形成的电极506之间的距离要小。把在中央孔516内形成的分离了的上侧电极526、下侧电极526、顶部基板502上形成的电极509、下部基板503上形成的电极506、连接侧面的话，通过在中央孔516内形成的分离了的上侧电极526和下侧电极526之间加载高频电压，可以用更小的电压，在中央孔内进行等离子化。贯通室504-1内的压力也可以被降低，所以容易设定等离子化的条件。
如图37所示是大气压化学离子化法。与图36相同的材料时，使用相同符号。喷雾气525进入的地方是加热室504-6、在加热室504-6的旁边、夹着带有中央孔505-1的隔壁501-6，有离子化室504-7。在加热室504-6内沉积了导电膜506、509。导电膜506、509是薄膜电阻，通过电阻，连接电极511-1、511-2(接线孔510-1,510-2)和电极513-1,513-2(接线孔512-1,512-2)。使电流流过电极511-1和511-2之间，和/或电极513-1，513-2之间，薄膜电阻509就发热。加热室504-6，例如加热到约300度～500度时，喷雾气525被溶剂和试样所气化，通过中央孔505-1进入离子化室504。(没有基板侧壁501-6的场合)在喷雾气引入管516和517上也可形成薄膜电阻526，通电流使其发热，可提高喷雾气525的溶剂和试样分子的气化效率。
在离子化室504-7中，配置了一对相面对的尖端电极(尖塔电极)529和530。电极529被配置在下部基板503，通过接线孔510-3连接外部电极·配线511-3。电极530被配置在上部基板502，通过接线孔512-3连接外部电极·配线513-3。在这些电极之间加载电压的话，会产生放电，被气化的溶剂分子会被离子化而变成离子，反应的离子和试样分子之间产生了离子反应，试样分子发生质子附加或质子脱离，成为离子。这些离子通过隔壁501-4的中央孔505-2被配置在隔壁504-8上的引出电极所吸引出来。即邻室504-8是引出电极·加速室，与图36中的引出电极·加速室504-2相同。由此，离子束528被导入质谱分析室等。加热室504-6和离子化室504-7会升温，所以在其周围的主基板501上形成凹部519，通过冷却水和冷却气体，把各室内的热量释放出去。在图37中，喷雾气引入管516的出口与隔壁501-6的中央孔505-1、尖塔电极529、530是互相面对的，没有被气化的雾状进入离子化室504-7，附着到尖塔电极529、530，为了防止离子化室的电场电压下降，可把电极互不面对地设置在加热室504-6的侧面(图37中的纸面的跟前或者更靠里面)。另外，也可在加热室504-6的上下基板502、503上设置雾和气体的排出口，连接排气泵排气。同时，保养的时候，用该排出口，用N2等进行干燥和清洗等。在离子化室504-7也可同样地设置排气、清洗、真空抽气用的开口部。
下面说明尖塔电极529、530形成方法。如图38所示是带有尖塔电极的离子化室的制作方法图。如图38(a)所示，为了使附着在下部基板542上的厚度为h25的主基板541的一部分变薄为厚度h26，图案化感光膜543。加强主基板541与感光膜543之间粘合度，也可沉积蚀刻阻挡膜(如SiO2等绝缘膜)。把图案543掩膜化，形成主基板541的厚度为h26的凹部544。(图38(b))然后，图案化形成h25厚度的主基板541的侧壁541-1的感光膜545(545-1)。同时，在凹部544内，图案化形成尖塔541-3部分的主基板的感光膜545(545-2)。掩膜化(图38(c))感光膜545(545-1,2)，蚀刻主基板541，在下部基板542上形成贯通的贯通孔546。主基板541是硅基板，下部基板是玻璃基板、石英基板的场合，可用静电阳极接合法牢固附着，把硅基板高速地接近垂直蚀刻，选择即使过度蚀刻也不会蚀刻玻璃基板542的干蚀刻条件。使用该蚀刻法，可形成厚度h25的基板隔壁541-1、没有被蚀刻的主基板541、形成尖塔电极541-3的部分的主基板541-2。(图38(d))
此后，图案化感光膜547，图案化基板侧壁541-1等的主基板541不被蚀刻部分上的感光膜547-1。这时，为了不蚀刻基板侧壁541-1的侧面，在基板侧壁541-1的侧面也被覆盖感光膜547-1。同时，在形成尖塔电极541-3部分的主基板541-2上，图案化形成尖塔电极541-3的感光膜547-2。(图38(e))掩膜化感光膜547-2，蚀刻主基板541-2。这蚀刻在侧面也被蚀刻的。在侧面和纵向蚀刻量控制条件下进行蚀刻，这种蚀刻法是，纵向蚀刻量为h26，侧面的蚀刻量为h27。因此感光膜547-2的宽度(直径)为2×h 27，h27＝h26的话，主基板541-3在纵向被蚀刻h26，下部基板542一露出时，被蚀刻的图案541-3变成圆锥状。(图38(f),(g))。
此后，沉积导电膜，图案化后如图38(h)所示，形成覆盖圆锥状的主基板541-3的导电体膜图案548和与其连接的下部基板延伸配线图案549。配线图案549通过下部基板542上形成的接线孔550、其孔内形成的导电膜连接到下部基板542下面形成的导电膜·配线551。把同样的图案也形成在上部基板540，如图38(i)所示，把上部基板540一边的基板侧壁552(552-1)和下部基542一边的的侧壁541(541-1)重合，形成了一对面对的圆锥状的尖塔电极的离子化室。另外，不仅被重合的基板侧壁552(552-1)和基板侧壁541(541-1)，同样高度的主基板552和541之间也被重合。如本详细说明中说明的那样，主基板552和541之间的附着，可使用粘合剂、常温接合、扩散接合、高温接合、静电接合等各种方法。特别当主基板是硅基板和导电体基板时，可以在基板之间加夹玻璃基板或石英基板553，使用静电阳极接合法加固附着性。
图38所示是一对尖塔电极，也可设置更多对的尖塔电极，增加放电区域，提高离子化效率。制作尖塔电极时，有必要过度蚀刻主基板541-2，所以制作完全尖的尖塔电极时，h26会变小、尖塔电极的高度h27会产生差异。因此，附着到上下基板之后的尖塔电极的尖端之间的距离也稍微偏差，放电电压也会有差异，但因为可分别在各电极上加载电压，所以形成多个尖塔电极的场合，可通过改变电压，使其稳定放电。
在图38中把上部基板或下部基板附着到主基板上后，用主基板形成尖塔电极。但也可预先把尖塔电极附着到上部基板或下部基板上，然后附着形成凹部的主基板，做成如图38(g)所示的状态。这个场合，可把尖塔电极整体作为导电电极，制作耐高压的电极。另外，把上部基板或下部基板附着到主基板，全部蚀刻去除主基板上形成尖塔电极的区域(即图38(b)中，作为完全的贯通室)、用安装装置把尖塔电极附着在所定的位置上。尖塔电极整体是导电体的时候、可在尖塔电极根部的上下部基板内形成接线孔，所以也可省略导电膜548和549。另外，也可不形成如图38(b)所示的凹部544，直接形成尖塔电极，侧面蚀刻时调整尖塔电极的高度h27。特别是对面不是尖塔电极，而是平行平板电极的场合，尖塔电极和平行平板电极之间的距离可以比较大，所以很有效。最初使用h26的主基板(这时的高度比h25小)，此后，附着基板侧壁等附着部分所需的高度的别的主基板或这玻璃等的基板，可实现如图38(g)所示的构造。
在图38中，在上下基板上形成尖塔电极，但在一边使用平行平板电极也可进行放电(电晕放电等)，能使气化的气体变为离子化。这个场合，可与如图38(h)所示的导电膜549一样，把平行平板电极形成在上部基板或下部基板上，可以预先在上部基板或下部基板上形成导电膜图案，附着平行平板电极，附着开了贯通孔的主基板，然后，如图38(f)所示，附着下部基板面和上部基板面。这个场合，可形成多个尖塔电极。【
在图37中，离子化室504-7产生的离子进入邻室504-8，比如邻室504-8是引出电极室，引出电极吸引了产生的离子528。但因为离子化室504-7被带有中央孔505-2的基板侧壁板501-4与邻室504-8所隔开，所以离子的吸引力不太强。于是，在基板侧壁板501-4的对面的主基板侧壁上形成导电膜电极，加载与进入邻室504-8的离子相同极性(正面或负面)的电压，可排斥发生的离子，使带有所要极性的离子进入邻室504-8。在图37中，基板侧壁板501-4面对的是基板侧壁板501-6，但因为有中央孔505-1，在基板侧壁板501-6的侧面上形成的导电膜面积比较小，所以离子排斥力也弱。或者，不设置基板侧壁板501-6的场合，对面有基板侧壁501-1，但距离太远，所以离子排斥力也变弱。于是，在基板侧壁板501-6的对面位置上不配置邻室504-8，例如，把邻室504-8与基板侧壁板501-6的关系做成90度的位置关系。那样邻室504-8的对面是基板侧壁(在离子化室504-7中，与图37的纸面相垂直方向的位置)，在这个基板侧壁上形成侧面全部的导电膜电极，所以离子排斥非常强，产生的离子的大部分都有人邻室504-8。
在图19中，通过照射固体试样，产生离子和中性粒子。(这种场合，如果离子化充分的话，就没有必要使用激光照射等。图39是适用于本发明的高速原子冲击法(FAB)的一种的连续流程(CF)-FAB离子化的实施图。把主基板561附着到上部基板562和下部基板563，形成贯通室564-1、564-2、564-3等。贯通室564-1和564-2被带有中央孔565-1的基板侧壁561-3所隔开，贯通室564-2和564-3被带有中央孔565-4的基板侧壁561-10所隔开。贯通室564-1是离子化室，在那侧面的基板侧壁561-1的中央部形成试样导入孔566，与其相连的纵向形成试样导入孔567。试样导入孔566用与中央孔565-1等相同的方法形成。纵向试样导入孔567连接上部基板上形成的开口部568-1。
被检出的成分，与流动相一起从试样导入开口部568-1，纵向试样导入孔567再通过试样导入孔566进入离子化室564-1。作为流动相，例如使甘油等粘度高的液体(基质)变成0.1～数％的浓度，加入有机溶剂或水。在试样导入孔566的出口部573，有机溶剂和水挥发了，在被检出成分溶化的状态下，基质渗透到试样导入孔566的出口部573的基板侧面。这时由于溶剂等的汽化，被检出的成分浓缩在基质里。在离子化室的上部基板等开了开口部568-2，并且，用在这之上配置的FAB枪570，把数kV的加速Xe和Ar等的中性高速原子束571照射到基质574。由于这个高速原子动能，基质或没有挥发的溶剂分子等被离子化，在离子和被检出的成分之间发生了质子和电子的转移。其结果生成了被检出成分的正和负离子。生成的离子进入离子化室564-1的旁边的引出电极·加速室564-2，被加速·聚焦，作为离子束575，被引导到邻室564-3。邻室564-3可为，例如质谱分析室。在引出电极·加速室564-2配置了多个加速电极、聚焦电极561-4、5等，由于开了真空抽气开口部568-3，可使引出电极·加速室564-2变低压。通过带有中央孔565-2、3等的基板侧壁周围形成的导电膜，在加速电极和聚焦电极561-4、5上加载电压。离子化室564-1也可在其上部基板等上面设置真空抽气用开口部降低压力。甚至可以把包含离子枪本身在内的离子化室放入真空箱，降低离子化室的压力。此外，如果原子束571照射的主基板的侧面发热的话，在其背面可以设置冷却室。在原子束571照射的主基板的侧面，除了形成各种绝缘膜以外，也可形成导电膜，可把产生的热量迅速地排出。图39所示的离子化法被称为CF-FAB法，使用本发明可以做得非常小，而且制作简单，可进行正确的测量。
<对撞单元>
为了提高质谱分析装置的分析精度和分析灵敏度，可沿离子束轴方向排列多个4极等多极电极室，把4(多)极室射出的离子放进后面的4(多)极室，以提高效率的方法已经实用化了。这里，说明使用本发明制造碰撞单元。对撞单元，如本详细说明书所示的4极质谱分析室中，从上部基板或下部基板上设置的开口部导入外部的Ar、N2、O2、NH3等的对撞气体、反应气体，从上一段进入的离子束与这里导入的气体相冲撞，解离离子，或发生反应、生成子离子。对这些子离子加载4极电极上被加载的高频电压(也有加载直流偏压的场合)，把离子送入后面的4(多)极室等。因此，本发明可非常简单地把4极电极室变为对撞单元。
气体被导入到对撞单元，所以比前面和后面的贯通室(例如，质谱分析室)的压力高，为了尽量不给前面和后面的贯通室带来影响，在前面和后面的贯通室之间再设置贯通室，可把真空抽气管连接到该贯通室，进行真空抽气。或者，通过调节这些贯通室之间的侧壁上的中央孔(离子光束通过)的大小或长度，调节气体的进出。如果贯通室之间的侧壁上的中央孔变小时，为了不使离子束与侧壁碰撞，可在侧壁自身上设置电极，聚焦离子束。或者，在贯通室的前面配置别的离子束聚焦用的中央孔隔壁(基板侧壁)。在本发明中，即使设置多个贯通室、隔壁、导电膜等，工序几乎都一样，制造成本增长不多。因此，可预先设置备用贯通室、隔壁、导电膜隔壁(也称为离子(加速或聚焦)透镜)，必要时从外部加载电压，平时作为备用。
<离子陷阱型质谱分析装置>
此后，本发明也适用于离子陷阱型质谱分析装置。图40所示是离子陷阱型质谱分析装置的制作方法图。主基板601附着在支撑基板602上。支撑基板602可使用玻璃、陶瓷、塑料等的绝缘基板、硅等的半导体基板、Cu、Al、Fe等的导电基板等的各种基板。支撑基板602和主基板601和附着方法可用粘合剂、低熔点焊料(金属)，后面所示的，能够与主基板601分离。使用粘合剂的场合，可使用通过照射紫外线或加热等能够分离的粘合剂。在主基板601的表面形成感光膜603，开口形成陷阱型离子质谱分析装置所需的区域。(图40(a))其次，把开口部分的主基板601，蚀刻到所定厚度，形成主基板601的凹部604。这个所定的厚度于离子陷阱型质谱分析装置的环形电极的半径几乎相等。(图40(b))(主基板的厚度为h31，所定的厚度为h32)
此后，去除感光膜603，再次涂布感光膜605(或附着)，用光刻法，形成作为基板侧壁和主基板需留下的部分605-3、4、离子陷阱型质谱分析装置的环形电极图案图形605-1、2。离子陷阱型质谱分析装置的环形电极形成用的图案605-1、2被形成在主基板601的凹部604。这时的平面图案如图40(k)所示，感光膜图案605-1和605-2是连接着的，成为圆形图案。(另外，正方形或矩形图案也可通过调整离子陷阱型质谱分析装置的电极电压条件，形成4极电场。)。(图40(c))其次，掩膜化这些感光膜的图案，蚀刻主基板601。这时留下一部分的主基板601-1、2、3。(厚度h33)主基板601的蚀刻是侧面蚀刻，可使用湿蚀刻或干蚀刻法，进行等方向蚀刻。或者用碱湿蚀刻，沿着硅的结晶轴进行蚀刻，横方向也蚀刻。可很好地控制一定厚度h33，进行蚀刻的方法有各种。例如，预先在硅基板上，形成高浓度P型扩散层，(也可基板粘贴法)，那部分成为蚀刻阻挡层。(图40(d))去除感光膜605的状态如图40(e)所示。其次，蚀刻除去成为环形电极部分的中央部空洞部分606-2的主基板601-2。这个蚀刻，形成感光膜仅开口这部分之后，进行垂直(异方向性)蚀刻。这时不蚀刻主基板601-4、601-7、601-3等。如果能够控制成为环形电极部分601-5、6的部分的高度的话，也可进行某种程度的蚀刻。(通过改变电压，可调整特性)(图40(f))。
此后，在主基板601上沉积导电膜，形成导电膜图案607。留下成为环形电极部分(601-5,6)和连接这部分的配线部分，去除不要的导电膜。主基板是硅等的半导体基板的场合，形成绝缘膜之后，形成导电膜。导电体膜是Cu、W、Mo、Cr、Ti、Al、Au等金属膜、这些合金膜、沉积膜，用CVD法、PVD法、电镀法、电铸法等沉积这些膜(图40(g))。此后，边校正附着了端盖电极609的上部基板和下部基板608，边附着到主基板601。(图40(h))这个附着法，也可使用粘合剂，上部基板和下部基板608是玻璃基板或石英基板，主基板是硅等的场合，用静电阳极接合法。此后，去除支撑基板602。这个支撑基板的去除方法也有各种各样。例如，用热软化粘合剂或低熔点合金(软化温度或熔点为T1)附着支撑基板602和主基板601的场合，主基板601和上下基板用硬化性粘合剂，或者静电阳极接合法(固化温度或静电阳极连接温度为T2)的场合，选择T1＞T2的粘合剂等，首先，在T2的温度，附着主基板601和上下基板，然后把温度提高到T1以上，去除支撑基板602和主基板601(图40(i))。
此后，在主基板601上形成离子束通道的槽(中央孔)610。主基板601-4和601-7的高为h31，附着在上下基板608上的作为环形电极部分的主基板601-5、6不附着在上下基板608。但环形电极配线607延伸到主基板601-4和601-7部分，所以开口这部分的上下基板608作为接线孔611，在接线孔内形成导电膜，再在上下基板608上形成电极配线612。同时，形成连接端盖电极609的接线孔611、电极配线612。此后，附着上部基板侧和下基板侧，完成离子陷阱部分。在这个附着也可在主基板之间夹着玻璃基板等。环形电极601-5和601-6成为一体，通过上下的导电膜607也相连。另外，环形电极601-5和601-6被601-3和601-4所支撑，看起来不稳固，但是601-3和601-4的厚度h33是可调整的，或者可在不影响离子陷阱特性的部分，设置适当的支撑部分，或者，也可与上下基板608连接一部分，所以强度上完全没有问题。如图40所示，把环形电极部分601-5、6做得比较薄，但即使不做薄对离子陷阱特性也没问题的场合，可以不做薄此电极，这时因为可直接附着上下基板608和环形电极部分601-5、6，所以可更加增加强度。这种场合，接线孔和电极配线也可直接从环形电极引出，所以没有必要设置环形电极601-3、4，可作为独立的环形电极(图40(j))。
这样，使用本发明可用简单的工艺制作离子陷阱型质谱分析装置。这个离子陷阱型质谱分析装置是由一个环形电极601-5、6和2个相向的端盖电极609-1、2所组成。在环电极601-5、6上加载高频高压电，被环电极601-5、6和一对端盖电极极609-1、2所围的空间(离子陷阱空间613)内形成4极电场，从而形成离子捕捉空间615，再那里捕捉离子。另外，在端盖电极极609-1、2上，根据当时的分析模式，可加载适当的辅助交流电压。带电粒子(离子、电子)通过环形电极601-5、6和与其相连接的主基板601-4上形成的中央孔610的左侧的通道进入(带电粒子G1)。带电粒子G1从带有中央孔610的基板601-4的左侧，比如离子化室，由引出电极加速进来。带电粒子G1从环形电极601-5的中央孔610进入离子陷阱空间613(带电粒子G2)，在离子捕捉空间615内被离子陷阱电场捕捉。离子捕捉空间615内被捕捉到的离子，被适当地扫出，进入(带电粒子G3)相向的环形电极601-6的中央孔610，并且通过与其连接的基板601-7的中央孔610射出(带电粒子G4)，例如进入邻室的离子检出室，进行离子量计数。
另外，在上部基板608等也设置开口部，从那里向离子陷阱室613导入标靶气体(Ar、Xe、N2、NH3、O2等)，由离子陷阱室内部形成的电场，在其中心集中的特定质量范围内的离子和上述的标靶气体相对撞，可产生离子或分解反应。即也能形成对撞单元。充分离解分解之后，改变加载在电极601-5、6、609-1、2上的电压，在离子陷阱615内部，形成了排斥离子的电场，离子被释放出去。从离子陷阱放出的离子，被导入到质谱分析装置和离子检出装置。另外，在上下基板上608上制作真空抽气开口部，可得到离子陷阱室所希望的真空度。
在如图40所示的离子陷阱质谱分析装置中，通过环形电极601-5的中央孔610，带电粒子G进入离子陷阱室613，并且通过环形电极601-6的中央孔610，带电粒子G从离子陷阱室613出去，但也可通过端盖电极609。图41是带电粒子通过端盖电极609的离子陷阱型质谱分析装置。因为到图40(i)为止可使用相同的工艺流程，所以仅示出图40(h)以后的图。特别说明与图40不同部分。图41(h)中，在上部基板608上形成开口部614，在端盖电极609上开设通道618。把端盖电极609附着在上部基板608的时候，使开口部614和通道618一致。由此，成为开口部614、通道618与上部基板608的基板面相垂直的通道。其他与图40(h)、图40(i)、图40(j)的说明内容相同。在图40(j)中，附着上部基板608-1一边和下部基板608-2的一边的时候，上面的通道的614-1、618-1和下面的通道的614-2、618-2要一直线对齐的，其中心线要通过离子捕捉空间615中心。
此后，如图41(k)所示，制作附着第2主基板619的第2上部基板620，形成贯通室621。在贯通室621里配置离子化室和引出电极。产生的离子能要够通过通道614-1和618-1地配置各零件。把拥有附着在第2上部基板620上的贯通室621的第2主基板619的支柱619-1、2(第1)附着到上部基板608-1。调整附着使在贯通室621中产生的离子通过通道614-1和618-1能进入离子陷阱室613。
此后，制作附着第3主基板622的第2下部基板623，形成贯通室624。在贯通室624里配置离子检出室。配置各零件，使得从离子陷阱室613，通过通道614-2和618-2被射入进贯通室624的离子能够进入离子检出室。把拥有附着在第2下部基板623上的贯通室624的第3主基板622的支柱622-1、2(第1)，附着到下部基板608-2上。调整附着，使通过通道614-2和618-2射出的离子进入检出室。
在图40所示的离子陷阱型质谱分析装置中，带电粒子(离子)的行进方向是平行于基板面，但图41的场合，离子的行进方向是垂直于基板面。如果各室的尺寸(高度)用一张主基板不足的场合，可重复附着必要厚度的主基板就可。这样就可制成能够通过端盖电极609设置的通道，移动离子的离子陷阱型质谱分析装置。在图40和图41所示的离子陷阱型质谱分析装置中，环形电极601-5、6与上部基板和下部基板608是分离的，但也可没有此间隙。这种场合，离子陷阱空间被环形电极601-5、6包围。因此，环形电极所占的面积(体积)很小就可，环形电极的制作工艺也变得简单。
图48是与图41相同的在纵向形成的离子陷阱型质谱分析装置。如图48所示的离子陷阱中，环形电极不是浮起，是被固定住的。本质谱分析装置是由拥有离子陷阱室的基板区域A、拥有离子化室和引出电极室的基板区域B、拥有离子检出室的基板区域C组成。在基板区域B中，配置了成为引出电极室的贯通室914-2、供给引出电极室914-2离子的离子化室的贯通室914-1、3。引出电极室914-2和离子化室914-1之间被带有中央孔915-1的基板侧壁板911-3隔开。引出电极室914-2和离子化室914-3之间，被带有中央孔915-2的基板侧壁板911-4隔开。离子化室可采用本详细说明书上说明的各种离子化室。这个离子化室也可连接试样供应室。这里说明了2个离子化室，但也可连接1个、或3个以上的引出电极室914-2。或者，也可把外部产生的离子连接到引出电极室914-2。
引出电极室914-2具有加速离子进入离子陷阱室的功能。主基板911的上面和下面分别附着了上部基板912和下部基板913。在下部基板913的中央形成了打通的圆板状电极917-1、2，并且圆板状电极917-1、2之间形成绝缘膜918。根据需要圆板状电极917-1、2的表面上也可形成绝缘膜918。如果在圆板状电极917-1、2上加载与离子极性相反的电压，就可从圆板状电极917-1、2的中央开口部919吸引出离子、加速离子进入离子陷阱室904。如果在圆板状电极917-1、2的正上方的上部基板912上形成挤出电极916的话，在挤出电极916上加载与离子极性相同的电压，离子就被推出，进入开口部919。有了这个挤出电极916，可增加离子进入开口部919的效率。
基板区域A与图41不一样的地方是环形电极附着在上下基板上。即在主基板901的中央形成变细的贯通室904，形成锥形的基板侧壁901-1、2。这种形成法有各种方法，例如，把硅基板附着在支撑基板上，用光刻胶等掩膜，从上部一侧蚀刻硅，制成锥度形状贯通室的一半。通过改变蚀刻条件可控制锥形角度。之后去除支撑基板，附着同样面(例如，虚线线M)，制成拥有如图48所示形状的贯通室904的基板区域A。环形电极的导电膜905(905-1、2)被沉积在主基板901的侧壁901-1、2的侧面。主基板901是导电膜、硅等的半导体基板时，要在主基板901上沉积绝缘膜之后，再沉积导电膜。这里，在基板面的平行面上，环形电极905(905-1,2)是圆形，连在一起的电极。
在上部基板902上形成端盖电极609，配置离子陷阱室的贯通室904。另外，在下部基板903上形成端盖电极908，配置离子陷阱室的贯通室904。端盖电极609的中央开有开口部907，关于基板区域A和基板区域B，对齐开口部907和开口部919的轴，附着基板区域A的上部基板902和基板区域B的下部基板913。因此，通过开口部919和907进入的离子，在离子陷阱室904的中央部的离子捕捉空间910内被捕捉。
基板领域C，有离子检出室的贯通室924，主基板921的上面和下面分别附着了上部基板922和下部基板923。上部基板922上留有主基板921的一部分921-3、4，在中央部被开了开口部928，主基板一部分921-3、4的周边，特别在开口部928的侧面形成导电膜925-1、2。上部基板922面的开口部928呈孔形状，但主基板的一部分921-3、4的开口部是平行槽形，主基板的一部分921-3、4的侧面上形成导电膜电极成为平行平板电极。在贯通室924，主基板的一部分921-5、6被留下，这些表面是平行的，形成平行的空间924-2。在主基板的一部分921-5、6的表面(主基板是半导体和导电体的时候，夹绝缘膜)形成二次电子放出物质膜926(926-1,2)，在那两端形成导电膜(上中)。关于基板区域A和基板区域C，对齐开口部909和开口部928的轴，附着基板区域A的下部基板903和基板区域C的上部基板922。
在离子捕捉空间910捕捉到的离子，被端盖电极908的电位吸引，通过开口部909进入基板区域C的开口部928。基板区域C的开口部928的主基板921-3、4的侧面形成的导电膜电极925-1、2变成平行平板电极，所以可以通过调节电压使离子轨道发生弯曲。因此，被弯曲的离子与下侧电极的二次电子放出物质膜926-2相撞，释放出电子e。释放出的电子e被上侧的电场吸引，与二次电子放出物质膜926-1相撞，释放出电子e。被释放出的电子e被下侧的电场吸引，与二次电子放出物质膜926-2相撞，释放出电子e。通过相撞被释放出电子比相撞被前的电子数量多很多，因此重复相撞电子数量会被增多。与二次电子放出物质膜的边缘相撞，被释放出的最后的电子，与贯通室924(924-3)的右端的基板侧壁921-2的侧面(里面)上形成的导电膜相撞产生电流。测量这个电流就能得到离子的数量。
空间924-2也可作为中央孔，这时在中央孔的里面形成二次放出物质膜。在其两端形成导电膜，在导电膜上加载电压，如果使进入中央孔924-2内的离子发生相撞，同样被释放出二次电子，可用导电膜电极927测量电流的变化。另外，基板区域用C下面的主基板921-6区域比上面的主基板921-5的区域大，形成中央孔的时候，重合附着上下，也没有问题。如上所述可制作带有多个离子化室的纵向式的离子陷阱型质谱分析装置。另外，图中没有说明连接配线、接线孔配线、外侧电极，但配线可根据需要形成在所希望的外侧电极的地方。同时，也没有说明气体导入、真空抽气用的开口部，这些也形成在所希望的位置。
<电子倍增管>
图19中，在质谱分析室308中被分配的离子束331进入离子检测室309进入。在离子检出室中配置的离子检出系统可以使用各种方式。这里说明平行平板型或者管道形的通道型二次电子倍增管。离子检出309是在主基板内形成的贯通室，被带有中央孔310-5的基板侧壁(隔壁)301-5隔开。贯通室309的上部和下部分别附着上部基板302和下部基板303，侧面被主基板301包围。在上部基板302的下面形成电极333，下部基板303的上面形成电极332。电极332、333是由二次电子放出物质构成。二次电子放出物质是，离子和电子等带电粒子碰撞时，得到能量释放电子的物质。二次电子放出物质有，例如氧化镁(MgO)、Mg、Au、Pt、BeO、Cr、PolySi、Al、Al2O3、TiN、这些复合膜等。
平行平板型的场合，在主基板301的侧面形成二次电子放出物质膜(这时希望夹隔绝缘膜)，也可把主基板301的两侧面之间作为平行平板电极。管状的通道型二次电子倍增管的场合，作为形成在上部基板302的下面的电极333、下部基板303的上面的电极332、主基板301的2个侧面的电极，连续连接二次电子放出物质就可。另外，像带有中央孔的基板侧壁一样，形成带有中央孔的基板侧壁，在其之上形成二次电子放出物质构成的平行平板型电极，或者在中央孔内形成连续的由二次电子放出物质构成的电极，形成二次电子倍增管。
在电极332、333的两端形成接线孔323(孔中形成导电膜)，外部电极324(324-1,2,3,4)被形成在上部基板302、下部基板303的外侧。在离子束331的导入侧的电极332、333的外部电极324-1、3，和离子检出室的出口侧的电极332的外部电极324-2、4之间加载高压直流电压的话，离子束331会如箭头所示，与二次电子放出物质构成的电极332或者333相撞，释放出2次电子334-1，这个2次电子334-1再与对面的电极332或者333相撞，释放出2次电子334-2，这反复碰撞倍增，最终的2次电子334-n、聚集在集电极335处。集电极335是，从离子检出室309的二次电子放出物质构成的电极332、333的输出端出来的2次电子334-n的碰撞部分，例如离子检出室309的长度方向的终端的主基板301-6的侧面上形成的导电膜。集电极335通过接线孔323连接到外部电极324-5。离子检出室309的二次电子放出物质构成的电极332和333的输出端电极324-2、4与集电极335相连接的集电极电极324-5之间，加载引出2次电子334-n的直流电压，所以，2次电子334-n几乎都聚集到集电极335，通过集电极电极324-5测量出集电极电流。
另外，平行平板型的场合，使电极332、333的两端互相错开，可形成倾斜的电场，所以可产生接近2次电子的摆线运动，增大集电极电流。(特公平08-003984)
图42所示是使用本发明的配置了多节倍增电极的离子检出室图。图42(a)是基板面平行方向的剖面图，图42(b)是与基板面垂直方向的剖面图。离子检测室637的邻室是质谱分析室，这两室被基板侧壁(隔壁)631-2-1和631-3-1(这些都是相连的侧壁，有中央孔630(630-1))隔开，离子检出室637通过上下部分基板641或642上开的真空抽气用的开口部647使室内压力变低。从质谱分析室出来进入离子检出室的离子束630，通过基板侧壁631-2-2和631-3-2(这些都是相连的侧壁)的中央孔630(630-2)。在中央孔630(630-2)的左右侧壁上形成构成平行平板电极的导电膜633-1和633-2。一边的电极633-1通过上部基板641上被开口的接线孔(沉积了导电薄膜)645连接到外侧电极646-0，另一边的电极633-2通过下部基板642被开口的接线孔(沉积了导电薄膜))643连接到外侧电极644-0。在外侧电极644-0和646-0上加载电压，可在平行平板电极633-1和633-2之间产生电场，离子束639的轨迹发生弯曲。在中央孔里形成平行平板电极，电极的间距很小，所以加载小电压也能产生大的电场，可简单地使离子束发生弯曲。因此，如果可以加载大电压的话，可不在基板侧壁上设置中央孔，在通常的主基板631的侧面631-2和631-3的一部上形成平行平板电极用的导电膜633-1和633-2就可。导电膜可为Cu、Al、W等。
在离子检出室637中，形成了从左右的主基板侧面631-2和631-3向离子检出室637的内侧凸起的多个主基板631-2-3-1～631-2-3-n(主基板侧面631-2侧)和631-3-3-1～631-3-3-m(主基板侧面631-3侧)，在凸起部631-2-3-1～631-2-3-n和631-3-3-1～631-3-3-m的表面形成绝缘膜(例如SiO2膜、SiNxOy膜、SiNx膜)，在其膜上形成二次电子放出物质膜632(632-1、…、632-n)和635(635-1、…、635-m)。二次电子放出物质膜，例如可用CVD法、PVD法积沉积后，用光刻法+蚀刻法，主基板的侧面631-2和631-3的凸起部631-2-3-1～631-2-3-n和631-3-3-1～631-3-3-m的表面至少要覆盖。因为二次电子放出物质膜是半导体或导电体，所以要使邻近之间互不导电。因此，在主基板631和二次电子放出物质膜632之间沉积绝缘膜(SiO2等)，为了进一步不使在凸起部631-2-3-1～631-2-3-n和631-3-3-1～631-3-3-m上形成的二次电子放出物质膜632彼此不导电，用光刻法+蚀刻去除不需要的部分。此后，沉积导电膜，形成导电膜配线634(634-1,…,n)和636(636-1,…,m)，使得能够连接凸起部631-2-3-1～631-2-3-n和631-3-3-1～631-3-3-m上形成的二次电子放出物质膜632的一部分。可与平行平板电极用的导电膜633-1和633-2同时形成。
凸起部631-2-3-1～631-2-3-n和631-3-3-1～631-3-3-m可以在形成贯通室(离子检出室)637时被形成。二次电子放出物质膜632和导电膜633图案的形成法，在与主基板631表面(或上部基板641和下部基板642的表面)垂直的侧面形成感光膜图案，把它掩膜，有必要蚀刻去除二次电子放出物质膜632和导电膜，但用感光性片曝光的方法、电镀抗蚀剂法形感光膜图案后，可用等方向性刻蚀(干或湿法刻蚀)。因为曝光法可用斜射法和斜旋转曝光法进行，所以焦点深度越深，也能垂直照射。也可使用电子线照射曝光。另外，如果是焦点深度深的曝光法，可用厚的光刻胶曝光，所以可用涂布法形成感光膜。导电膜图案633、634、636，如图42(b)所示，在上部基板641的下面和下部基板642的上面被形成，所以对于这部分，在上部基板641和下部基板642上形成接线孔645和643，在孔内形成导电膜，进一步形成导电膜电极配线646(646-0,1,…，n，n+1)和导电膜电极配线644(644-0,1,…,m)。由此可对导电膜图案633、634、636加载电压。
离子束639一进入离子检出室637，上述的平行平板电极633(633-1,2)产生的电场使离子轨道发生弯曲，能对最近的凸起部631-2-3-1的二次电子放出物质膜进行照射。特别是通过导电膜634-1，在与之连接的二次电子放出物质膜632-1上加载与离子束的电荷相反的电位，可得到更大的照射能量。如果在二次电子放出物质膜632-1上加载电压的话，根据情况可以省略平行平板电极633(633-1,2)。只是如果平行平板电极633(633-1,2)的话，在规定的地方可以控制照射。离子束639与二次电子放出物质膜632-1碰撞的话，会释放二次电子640。
从导电膜636-1，在对面631-3的凸起部631-3-3-1上形成的二次电子放出物质膜635-1加载正电位(为了不使产生的二次电子640回去，预先需把电位设置的比二次电子放出物质膜632-1的电位正。这个电压条件可以边测试边设定最佳值)，如箭头640-1所示，从二次电子放出物质膜632-1被释放出的二次电子大部分入射二次电子放出物质膜635-1，还释放出两次电子。这样反复，从最后一段凸起部631-2-3-n上形成的二次电子放出物质膜632-n上被射出倍增的大量二次电子640-P，被聚焦到集电极导电膜638。集电极导电膜638通过接线孔645，从外侧电极配线646(n+1)加载电压，预先使比二次电子放出物质膜632-n的电位正的话，大部分二次电子被照射到集电极导电膜638上，能够检测到二次电子产生的电流。
例如，入射离子639为正的场合，对平行平板电极633-1加载负电压，离子639就朝主基板631-2一边弯曲，另外，预先对二次电子放出物质膜632-1加载负电压(例如-aV)就可。还有，预先对二次电子640-1在后面碰到的二次电子放出物质膜635-1加载比-aV稍正的电压(例如-a+bV)的话，二次电子640-1就会碰撞二次电子放出物质膜635-1。这样对后一节倍增电极加载比前一节倍增电极稍微正的电压(例如bV)加电压)，对最终一段的二次电子放出物质膜635-n加载cV。(例如，c＝-a+n×2b)而且，对集电极638加载c+dV电压的话，从最后一段二次电子放出物质膜635-n释放出的二次电子640-p几乎全部被聚集到集电极638上。上述的a、b、c、d的值，可以通过实测决定。本发明的离子检出室637非常小，而且可用LSI工艺，所以能制作得非常准确，所以a，b，c，d的值即使很小也能得到比较高电场。例如，在基板侧面631-2和631-3上形成的二次电子放出物质膜之间的距离为1mm的话，可在a＝10V～500V，n＝10，m＝9，b＝0.5V～25V，c＝0，Vd＝1～50V之间选择。另外，基板侧面631-2和631-3上形成的二次电子放出物质膜自身之间的距离变长的话，扩大上述值的倍数就可。
图42(b)是离子检出室637的纵向(与基板面垂直方向)的剖面图面，但断面方向(与纸面垂直方向)的结构也有一部分重复表示。例如，平行平板电极633(633-1,2)、接线孔643、645、电极·配线644-0、646-0不一定处在同一断面，为了弄清它们的关系这里说明了全部的结构。但是，不在同一断面上的部分，采用透视图。把集电极638区域画得与离子检出室637一样大小，但是横向(图42(a)的纵向)也可做大，所以可把集电极638的区域637-A在横向扩大，使集电极638的面积增大，可以捕捉更多的二次电子640-p。
图42(c)是图42(a)和(b)中的A-A剖面结构图，从图42(a)和(b)的左右方向看的图。虚线647所表示是主基板631的侧面631-2和作为倍增电极的凸起部631-2-3的界线。虚线648表示主基板631的侧面631-3和作为倍增电极的凸起部631-3-3-m的界线。在凸起部631-2-3和凸起部631-3-3-m的表面，从上基板641的下面到下基板642的上面分别沉积二次电子放出物质膜632和635。另外，在凸起部631-3-3-m上的二次电子放出物质膜632的表面，从上基板641的下面到下基板642的上面，进一步沉积导电膜636。这样大范围的区域里导电膜636和二次电子放出物质膜632相接触，所以二次电子放出物质膜632、635是导电膜的场合，当然无问题，即使是半导体膜的场合，也可充分地对二次电子放出物质膜632加载电位。当然与没有凸起部相比，离子检出室变小。另外，二次电子放出物质膜632、635和主基板631之间形成绝缘膜，使其不导电，也可在导电膜636和二次电子放出物质膜632、635上形成作为保护膜的绝缘膜。本发明的优点是，在贯通室中无需形成接线孔等微小图案，贯通室那样的凹部也无需非常精确，所以容易制造。
图42(d)是图42(a)和(b)中的B-B'的剖面图，是从图42(a)和(b)的左右方向看到的图。在中央孔630-2的内面的左右两侧上形成平行平板电极用的导电膜633(633-1,2)。导电膜633(633-1,2)如图42(a)和(b)所示，伸展到上基板641和下基板642，可从外侧电极·配线646-0和644-0加载电压。中央孔630和导电膜633的形成方法，如至今为止说明的那样，把主基板631分成上下两部分，再分别附着到上基板641和下基板642上，再把它们粘合在一起。粘合(附着)的部分用虚线649表示。
凸起部631-2-3-1～n和631-3-3-1～m的形状如图42(a)所示，形成的凸起部与离子束639的入射方向成倾斜面，垂直于主基板631的厚度方向，这样离子束639比较容易以一定的角度入射到二次电子放出物质膜632的图案。另外，二次电子的入射角也几乎以一定的角度入射到对面的倾斜面，所以设计和条件的设定较为简单。最靠近离子束639的入射一侧的作为倍增电极的凸起部631-2-3-1的倾角为α1，它对面的作为倍增电极的凸起部631-3-3-1的倾角为β1，主基板631侧面的631-2一边的第n个作为倍增电极的凸起部631-2-3-n的倾角为αn，主基板631侧面的631-3一边的第m个作为倍增电极的凸起部631-3-3-m的倾角为βm。这时可为，10度<α1,…,αn<45度、10度<β1,…,βn<45度。根据此条件，可容易地控制离子束照射角度、二次电子放出率、照射角度。如果倾角小，需增加离子检出室的长度，如果倾角大，可缩短离子查出室长度(相同倍增电极数)。
另外，凸起部631-2-3-1～n和631-3-3-1～m的表面形状也可以湾曲。例如，把主基板分成上下二部分，分别在形成凸起部631-2-3-1～n和631-3-3-1～m的时候，采用可控制横向蚀刻(侧面蚀刻)和垂直蚀刻(主基板的厚度方向)速度的湿蚀刻或干蚀刻，把凸起部631-2-3-1～n和631-3-3-1～m的表面蚀刻成湾曲(单边)或倾斜，然后附着到中央部分就可。使凸起部631-2-3-1～n和631-3-3-1～m的表面形状倾斜或湾曲的话，能使二次电子束等集中在凸起部631-2-3-1～n和631-3-3-1～m的表面，所以能产生更多二次电子束。
图43是图42所示的平行平板电极的制作方法的一种。平行平板电极633-1,2的制作方法的难度是中央孔630-2侧面上的电极形成。图43仅示出图42所示的平行平板电极的周围部分。在图43中，主基板被分割成上下各半。图43(a)～(e)是平面图(与主基板面平行)，图43(f)～(k)是与平面相垂直的剖面图。形成下部基板652上附着的主基板651表面的感光膜图案653，开口中央孔的部分(图43(a)、从开口部开始在主基板651上形成作为中央孔的凹部654。中央孔654的深度是实际中央孔(图42的中央孔630-2)深度的一半。在中央孔654的侧面形成平行平板电极，中央孔654的蚀刻需尽量垂直。图43(g)是去除感光膜图案653的状态。
此后，开口离子检出室部分的感光膜655。感光膜655-2是形成带有中央孔654的基板侧壁的图案，感光膜655-2,3是形成离子检出室部分的基板651侧面的图案，开口部是成为离子检出的部分。(图43(b))掩膜这些感光膜图案，蚀刻离子检出室部分的主基板651。这些蚀刻可以是垂直，或蚀刻锥度。图43(c)是蚀刻离子检出室部分的主基板651，去除感光膜655之后的状态，成为离子检出室的侧面的主基板651-2,3、也示出了带有中央孔654-1的基板侧壁651-1，成为离子检出室下面的下部基板652。在图43(b)所示是凹部654的长度方向(中央孔的离子束行进方向)，考虑到掩膜和蚀刻产生的偏差等，可形成得比实际中央孔654-1大一些。
此后。在主基板651上形成绝缘膜(主基板是绝缘体时，可不用)，沉积导电膜656，形成平行平板用电极的感光膜图案657-1、形成配线用的感光性图657-2,3。这些感光膜的图案被有台阶高低地形成，所以，可用感光性膜、电镀抗蚀膜、焦点深度大的曝光法、斜曝光法、旋转曝光法等。(图43(d))掩膜感光膜图案，蚀刻导电膜656，形成导电膜图案656(656-1,2,3)。图43(e)是去除感光膜657后的平面图，导电膜图案656-1是中央孔654-1左右侧面上形成的电极，导电膜图案656-2,3是下部基板652上被形成的配线图案。图43(e)中的A-A’剖面是图43(h)。主基板651的侧壁651-1的中央部上被形成的中央孔654的左右侧面上形成导电膜电极656-1。图43(e)中的B-B'剖面是图43(i)，在中央孔654的侧面被形成导电膜电极656-1，导电膜电极656-1连接着下部基板652上被形成的配线图案656-2,3。关于导电膜656的形成法，先用CVD法、PVD法形成时，台阶高低的部分变薄，此后用电镀法、选择CVD法等沉积厚导电膜，把台阶高低部分充分连接起来。主基板651的蚀刻时，如果使用锥形蚀刻的话，台阶高低部分也成锥形，导电膜的连接也更充分。另外，在图43(i)中没有说明导电膜656和主基板之间的绝缘膜。
把同样的东西形成在上部基板658一边，然后附着下部基板652一边和上部基板658一边，形成了由中央孔内侧面的平行平板电极所组成的离子检测室。在图43(k)中，是附着了下部基板652一边和上部基板658一边之后，形成接线孔659(659-1,2)、660(660-1,2)、连接接线孔的导电膜，连接电极·配线661(661-1,2)、662(662-1,2)(在这些接线孔、电极·配线都是在附着之前形成)。上下的导电膜配线656-2,4和656-3,5的连接，中央孔654侧面形成的导电膜656-1之间(656-1-1,2)的连接，是在附着时行进的(压力附着)。或者也可热熔接合。用粘合剂粘接时，可用含分散型导电粒子粘合剂，仅在有导电膜的部分接合。形成中央孔侧面的成平行平板电极后，可从离子检出室加载电压，使离子束的轨道发生改变。如上述所述，也可在中央孔的中间分割电极，可对各自的电极加载电压，用前面和后面的平行平板电极分别使离子轨道发生改变，可更精确地控制离子束。并且，也可在中央孔的上下形成平行平板电极(在上下形成感光图案，蚀刻去除侧面的导电膜就可)，所以可控制离子束的上下方向。所以通过控制上下和左右方向，可上下左右地控制离子束。
图44所示是把本发明的中央孔作为通道形2次电子倍增管使用的实例图。在离子检出室677内形成长度为L的中央孔674-3的基板侧壁671-3。离子检出室677是附着了上部基板672、主基板671、下部基板673的状态下，在上部基板672和下部基板673之间的主基板的一部分或全部被挖通的空洞室。离子检出室677具有，带有中央孔674-1的基板側壁(隔壁)671-1(离子检出室677和邻室被基板侧壁671-1隔开)、从邻室，例如从质谱分析室射入的离子束678、使离子束678产生弯曲，并碰撞到通道形二次电子倍增管680中央孔所定的内壁的平行平板型电极676-1-1、带有离子束通过的中央孔674-2的基板侧壁671-2、二次电子倍增管680、从二次电子倍增管680射出的二次电子线679-n所照射的集电极676-4、附着(沉积)集电极676-4的支撑基板侧壁671-4。本发明，集电极也可与其他的导电膜相同的工艺进行沉积。例如，在附着了上部基板672和下部基板673上的主基板671上形成贯通室677，此后主基板是导电板(例如，Fe、Cu、Al、导电C)或半导体基板(例如，Si、C，化合物)的场合，沉积绝缘膜(例如，SiOx，SiOxNy，SiNy)后，沉积导电膜(例如，Cu、Al、导电C、Ti、W、硅化物、导电性Poly Si、Mo、Ni、Au、Ag)，做成希望的图案。然后把上部基板侧和下部基板侧对齐、粘合起来就可。这里集电极676-4被形成在与离子束678的行进方向相垂直的基板侧壁671的侧面671-4上。但只要容易捕捉到二次电子679-n，其他形成法都可用。例如，也可在基板侧面671-4的中央部分挖凹槽。这可在形成基板侧面671-4(分成一半)时，用等方性蚀刻、控制侧面蚀刻等方法制作。另外，相对于离子束678的行进方向，把基板侧壁671的侧面671-4做成一定倾斜也可。并且，也可把带有集电极的离子检出室(从二次电子倍增管680出来处的离子检出室)，沿主基板侧面的方向(与主基板的厚度方向成直角，与图44的纸面成直角方向)扩展。
图44所示的平行平板电极676-1(676-1-1、2)也与图43所示的相同，是在中央孔形成的电极，但上部基板672和与下部基板673，以及主基板表面平行的电极的起点图43所示不同。(图43所示的是上部基板672和下部基板673，以及与主基板表面垂直方向形成。)这个方法如已说明的那样，形成导电膜676-1-1后，用感光膜覆盖中央孔674-2的底面侧，去除侧面侧的感光膜，这些的图案做成掩膜后蚀刻与除去侧面侧的导电膜。或者，不采用基板侧壁，在上部基板672的下面形成上电极，下部基板673上形成下部电极，制造平行平板电极。在这种情况下，把主基板671附着到上部基板672或下部基板673后，形成贯通室。之后形成绝缘膜及导电膜，把感光性膜图案化后把上部电极做在上部基板672的下面，把下部电极做在下部基板673的上面，最终形成平行平板电极结构。或者，在上部基板672和下部基板673上各自形成上部电极和下部电极后，把已经形成贯通室或凹部的主基板671附着上(把贯通室或凹部的部分与上部电极和下部电极的图形相吻合)，这样就构成了平行平板电极结构了。(凹部的场合，为了使附着后完全成为贯通室，需要进行主基板的除去(蚀刻))。如果中央孔的上下电极的距离为d的话，电场E＝V/d，让d和V变化就能改变离子的轨道。即得到相同离子轨道的变量时，如d小的话，施加电压V小也可以。D变得最大时，没有主基板671的侧壁的情况下，d与主基板的厚度几乎相等。(实际上还必要考虑绝缘膜和导电膜的厚度。)
下面，详细说明二次电子倍增管680。使用本发明可用简单的工序制造出通道形二次电子倍增管。即，制造出具有长度L中央孔674-3的基板侧壁671-3。这个方法与传统的制造方法相同，把主基板671-2分割成2段，制造出深度为d/2，宽e的凹部。使用垂直蚀刻法断面成矩形状的凹部，使用侧面蚀刻法就做成倾斜的凹部(台面形状)。(有稍微弯曲的情况)其次，制作主基板671的基板侧壁671-3(这个长度等于二次电子倍增管的通道长度)。即蚀刻基板侧壁671-3等(也包含其他基板侧壁的模型)以外的主基板671，做成贯通室的离子检测室677。这之后在凹部674-3和基板侧壁，贯通室等层结绝缘膜和二次放射物质675，然后如图44所示把二次放射物质675留在凹部674-3和基板侧壁671-3的两端的侧面部分(以及上部基板672，下部基板673，基板671的贯通室677的侧面必要的部分)，除此以外进行蚀刻。其次层合导电膜676，与二次放射物质675的两端的部分连接形成布线676-2(676-2-1、2)和676-3(676-3-1、2)，以及以外的布线676-1(676-1-1、2)和接收器电极676-4等。之后镀保护导电膜676保护的保护膜(例如，SiOx，SiOxNy，SiNy)等。之后上部基板与下部基板粘合一起贴(附着)。
附着后的图44(a)的A-A’的剖面图如图44所示。中央孔674-3被主基板671(671-3)上的沉积绝缘膜674-3，这上面沉积的二次放射物质675所围。二次电子一边被倍增，一边进入空洞部分674-3。即离子束678进到空洞(称为通道)的入口附近时，产生了二次电子679-1。在二次电子倍增管680的入口侧的电极676-2(676-2-1、2)和二次电子倍增管680的出口侧的电极676-3(676-3-1、2)之间施加电压V，入口侧的电压为负。例如，出口侧为0伏，入口侧为P0V(P0>0)时，随着出口方向二次电子倍增管变向正，所以电子相继与二次放射物质675碰撞放出的电子数量逐渐增大。在出口，接收器676-4的电压比出口侧电极676-3(676-3-1、2)正的话，(例如，出口侧为0伏，接收器电压为Q0V(Q0＞0))的话，最后的二次电子679-n向接收器聚集，可检测到接收器的电流。用凹蚀刻法，中央孔674-3的形状可做成各种各样，所以可选择最适合的形状。另外，如果除去凹部侧面或上下的二次放射物质的话，也能形成平行平板的二次放出电子物电极。如果不要主基板671的侧壁671-3，在上部基板672，下部基板673，主基板671的侧面(与图44的纸面垂直方向)层积二次电子放射物质的话，可以制造出深度d几乎与主基板671的厚度相同，宽度e几乎与主基板的侧面宽度相同的通道型(平行平板型管型(内部与二次放射物质相连)也可能)的二次电子倍增管。
并且，向通道的深度方向(主基板的厚度方向)d逐渐增大非常困难，但向通道的宽度方向(主基板的侧面方向，即图44与纸面垂直方向)e逐渐增大比较容易(Mask方法可容易制造)，容易产生梯度电场。因此，通道长度不用太长也能产生梯度电场。另外，用平行平板电极施加电场可上下(图44的方式)或左右(图42，图43的方式)控制轨道。但是对应于二次电子倍增管680内的最初的二次放射物质的地方，发生二次电子被电场所吸引，所以如果二次电子倍增管680结构是平行平板型的场合，该电极结构无论是上下型或左右型都可倍增二次电子。或者，取消改变离子束的轨道的平行平板电极，入射到二次电子倍增管680内的话，被电场所吸引，碰上二次放射物质产生二次电子，此后再次被电场吸引实现二次电子倍增化。但是有平行平板电极的话，离子束能够照射到二次电子倍增管所希望的地方，所以二次电子倍增管的长度和大小(d和小e)可以做得很小。
本发明的质谱分析仪装置，在硅基板(4英寸晶圆以上)的上下面上附着玻璃基板，在硅上制作多个贯通室。邻接的贯通室被具有中央孔(在中央与基板面平行的水平方向开的中央漕)的基板侧壁板所隔开。这种有中央孔的贯通室可用各种方法做成。例如，中央孔的中央处上下分开，做成中央孔的一半和贯通室的一半，把上侧与下侧沿中央孔处结合制作。即一次基板成型装置。图45是采用上下面粘附在玻璃基板上的硅基板(4英寸晶圆以上)的本质谱分析装置的剖面图(与基板面垂直)。本质谱分析仪装置，如图45所示，由试样供应部，离子化部，引出电极，质谱分析部，离子检测部所组成。从试样供应部供给的试样气体或液体，在离子化部分的出口被雾化(气化)，被加上高电场的离子化部离子化了。产生的离子被引出电极·加速电极部的引出电极所吸引，加速或着减速·聚焦、进入有电场室和磁场室质谱分析部。在质谱分析部，根据质量电荷比m/z(m:质量，z:电荷)离子被分选出，送入离子检测部。在离子检测部离子的电荷被倍增，以电流形式检测出离子量。本发明可称为与气液态色谱法等结合的质谱分析仪装置(GC-MS，LC-MS)的一次基板成型装置。(另外，也可适用于固体试样)。基于图45叙述各部分概要。
【A。试样供应部】
图45所示试样供应部和离子化部采用适用于本发明的电喷雾离子化法(ESI)。试样，因为使用包含目标物(试样)在内的液体(试样液)，所以液相色谱法(LC)是ESI法的一种。试样液的进样导入线17连接上部基板2的开口部14。在硅基板中央(厚度方向)上形成中央孔(试样液导入管)11-1，中央孔11-1的入口侧连接沿厚度方向形成的竖孔(试样液导入管)13，那竖孔13连接上部基板2的开口部14。中央孔11—1的出口一侧连接离子化部的离子化室4-1。试样液从箭头A进入，中央孔11-1成为毛细管(capillary)，所以进入离子化室时，扩散、雾化(气化)(记号A-1表示，也可说spray gas)。上部基板2的开口部14，竖孔(样品导入)13的尺寸比较自由选择。中央孔11-1的尺寸依存于硅基板11的厚度，但是硅基板11厚度也可通过基板层叠自由地增大。例如，硅基板11的厚度可在0.5mm～10mm之间调节(当然，可更宽广的范围调节)，中央孔11-1的直径可精确地做成50μm～1mm，可发挥毛细管功能。中央孔11-1上可形成加热用导电膜9-7、10-7，所以可加热试样。或者，中央孔11-1外侧开凹槽，导电膜电极9-1通过上部基板2的接线5，在上部2的上面上下设置形状15，这部分热液体和气体可以流动，或形成薄膜阻抗，进行电加热，提高中央孔11-1内的温度。
<B。离子化部>
离子化室4-1是硅基板1内形成的贯通室，上部由上部基板(例如，玻璃基板或石英基板)2，下部由下部基板3，左侧面(图45)由具有中央孔11-1基板侧壁，右侧面由具有中央孔11-2基板侧壁板1-2，里侧侧面及前面侧面也由硅基板侧壁(图45不能示意)所包围。上部基板2的下面的一部分与形成导电膜电极9-1的外侧电极7-1相连接。同时，导电电极9-1与中央孔内部的导电膜电极9-7相连接。在下部基板3的上部的一部分上形成了导电膜电极10-1，导电膜电极10-1通过下基板3形成的接线6连接到外侧电极8-1。另外，导电膜电极10-1连接中央孔里面的导电膜电极10-7。导电膜电极9-1形成在上部基板2以后，附着在硅基板1上，或者，在附着上部基板2的硅基板1上，形成贯通室4-1后，再形成导电膜电极9-1。这时中央孔11-1形成，中央孔内的导电膜电极9-7也能形成。导电膜电极10-1与10-7相同。另外，贯通室内中，虽然没有说明，导电体膜和硅基板1之间形成了绝缘膜(用CVD法等沉积，例如SiO2膜或SiN膜)。(相关绝缘体其他的部分也没说明)另外，在导电膜的上面可形成保护膜的绝缘膜。上部基板2侧上附着的硅基板1u与下部基板3侧上附着的硅基板1b，是在形成贯通室，中央孔，绝缘膜，导电体膜，保护膜等之后，用硅侧面的面附着(附着面用点划线M表示)。作为附着法，常温接合、使用胶合剂结合，中间夹上玻璃基板用静电阳极结合等。因此，作为毛细管的中央孔11-1内部的导电体膜电极9-7和10-7上能从外侧电极7-1和8-1外加2000V～4000V的高电压。(对电极是基板侧壁板1-2上的导电膜电极10-2-1。)结果，试样液通过毛细管的中央孔11-1，在离子化室4-1的出口18处，成为带电液滴(喷雾气状)A-1，被释放到贯通室4-1。在贯通室4-1内，用导电膜电极9-1，10-1的一部分可加热，再把开口部16设置到上下基板2、3，并连接泵，能迅速排出气化的溶剂。另外，如上述可加热中央孔11-1，帮助试样液A的气化。这样，带电液滴(喷雾气状)可微细粒子化与干燥，试样离子化了。为了不让离子化室4-1的温度传向其他部分，在离子化室4-1的周囲和中央孔11-1周囲像凹部15一样设置凹部，能往凹部灌注冷却气体(二氧化碳气体等)或冷却水。另外，离子化室等污染的话，也可从开口部灌入洁净气体和洗洁气体，或洗浄液等，经常保持干净的状态。本发明的贯通室的容积非常小，清洗后能短时间恢复原来的状态。另外，离子化法，以下的其他离子化法也能用本发明的一次制成基板，所以用TEG(testpattern)也能讨论其他的离子化法。另外，从离子化室4-1处设置的开口部可导入外部产生的离子。
<(1)大气压化学离子化(APCI)、(2)大气压光离子化(APPI)、(3)电子离子化(EI)(4)平行平板电极高频等离子的离子化>
例如，以图47对(3)电子离子化(EI)进行简单说明。离子化室34—1在上部基板32与下部基板31的上下面黏贴的硅基板31内形成贯通室，从开口部42导入试样气体G，从开口部43抽真空，减低压力。在下部基板面上形成钨膜的灯丝电极，外侧电极38-1-1和38-1-2流通电流，加热极41被加热，产生热电子e。热电子e飞向对面上部基板面形成的电子陷阱电极39-1-2。(离子化电压50V～100V)被导入到离化室34-1的试样气体G因热电子而离子化。(M+e-→M++2e-)生成的离子被基板侧壁31-1的侧面上形成的导电膜电极(反射电极)40-1-1推出，从离子化室34–1送入电极·加速极室34–2。在引出电极·加速电极室34-2中离子被引出电极·加速电极40-2-1、2加速、如图45等所示，被射入邻质谱分析室。如果需要的话，可进一步增加电极进行加速或聚焦。上部基板的外侧配置了电磁线圈B-3。在(下侧N极)下部基板的外侧配置了磁铁线圈B-4。(上侧N极)这样用磁铁把离子化室夹围起来，从加热极41释放出来的热电子e被磁场力使其螺旋，前往电子陷阱电极39-2-2，与试样气体分子的冲突时间(机会)增加，增加了离子化效率。其他的方式也可通过本发明来制作，可根据离子种类选择最适合的方式。
<C。引出电极部>
引出电极室4-2被带有中央孔11-2的硅基板侧壁板1-2与离化室4-1隔开。带有中央孔11-3的硅基板侧壁板1-3被配置在接近硅基板侧壁板1-2处，在硅基板侧壁板1-2的侧面和中央孔11-3上形成了导电膜电极10-2-2，连接到外侧电极8-2-2。硅基板侧壁板1-2的侧面的导电膜电极10-2-2和对面的硅基板侧壁板1-2的侧面上也形成导电膜电极10-2-1，通过连接配线6连接外侧电极8-2-1。硅基板侧壁板1-2的导电膜电极10-2-1被接地，在硅基板侧壁1-3的导电膜电极10-2-2上加与带电离子相反的电压。离子化室发生的离子，通过硅基板侧面1-2的中央孔11-2进入引出电极室4-2，被引出电极的导电膜电极10-2-2所吸引，通过硅基板侧壁1-3的中央孔11-3，离子被加速，被射入到隔壁邻室。这个引出电极102-2被加的电压设为V1的话，、1/2mv2＝zeV1(i)成立。(m为离子的质量，v为离子的速度，z为电荷量，e为元电荷，V为外加电压)m＝10-25kg，V1＝10V的话，离子的速度v＝4.5×103米/sec。在引出电极室4-2上开着真空抽口14，保持着规定的压力。另外真空抽口14的用途以外，也可放入Ar等的惰性气体进行引出电极室4-2的清洗工作。必要的话，在引出电极室4-2设置同引出电极相同结构的中央开孔的基板侧部(也有导电膜),外加与离子相反的电压用于加速，或外加与离子相同的电压用于减速和聚焦。
<D。质量分析部>
质谱分析部是拥有电场部和磁场部的双重聚焦型(单聚焦型时去除电场部)。
<D-1.电场部>
在引出电极部处加速的离子，通过硅基板侧壁板的1-4的中央孔11-4射入电场室4-3(速度v)。电场室4-3是扇形状的贯通室，在扇形状的硅基板1的2个相对的侧面，图45的里面硅基板侧面与跟前侧面的硅基板)上形成导电膜电极10-8(10-8-1、10-8-2)。在这导电膜电极10-8上从外侧电极7-3和8-3外加电压V2。扇形电场室4-3的中心轨道半径为r，导电体膜电极10-8(10-8-1、10-8-2)之间的距离为d的话，zeV2/d＝mv2/r(ii)。从(i)和(ii)得到r＝2dV1/V2。例如，d＝10mm，V1＝10V，V2＝5V的话，R＝40mm。因此，可用4英寸晶圆制作。电场室4-3和磁场室4-4之间能配置了功率滤波室4-6，在电场聚焦面附近配置了功率滤波器的缝隙(基板侧壁板1-5-2的中央孔11-5-2)，让具有一定范围的动能的离子通过。
由电场选别的离子通过硅基板侧壁板1-5-3的中央孔11-5-3，以速度v进入磁场室，用扇型磁场B弯曲轨道，以半径R的中心轨道描绘。在{zevB＝mv 2/R(iii)}磁场室4-4，与基板面垂直方向外加磁场B。即在上部基板2的上面B-1的磁铁(线圈)，还有下部基板3的下面线圈轴与基板面垂直排列。假设(i)式的离子速度为103～105m/sec，R＝4厘米，硅基板厚(磁场室高)1mm，磁场H(＝Bμ0,μ0磁导率)为104H(v＝103m/sec)，105H(v＝104m/sec)，106H(v＝105m/sec)。这样的磁场线圈接线直径90μm，线圈直径1mm，卷数100的线圈可通过约0.1A(v＝103m/sec)，1A(v＝104米/sec)，10A(v＝105m/sec)的电流。这样的线圈在基板上线圈布线(把Cu等用PVD法或镀镀膜法形成)沉积就可实现。由于使用(完成专利申请)基板上形成的线圈可减小其尺寸(直径为0.1mm～1mm以下的线圈也容易制作),磁场室很小也能施加充分的磁场强度到磁场室。另外，用基板上形成的线圈，可非常正确地(总误差小于5μm)在磁场室的位置上配置线圈。特别是没有基板面的间隙(10μm以下的间隔)就可排列。各个线圈的电流可控，在配置多个线圈的磁场室内可保持均匀的磁场强度。线圈层间绝缘膜厚度如果为10μm，双重线圈布线的话(基板形成线圈的场合，多重线圈也无需增加工序可容易制造)，上述的尺寸的线圈高度约为5mm。如果用超导体做线圈布线(例Nb和高温超导材料)的话,可以通更大的电流，磁场强度的调节范围更大，可用于质量更大分子。线圈浸入液体也少，运行成本小。
在质谱分析室4–4选出的离子通过基板侧壁板1～6的中央孔11-6射入到离子检测室4-5。对基板方面墙板1-7的两端外加电压(相对于前方，后方为正)的话，在2次电子放出物质膜12-1和12-2的长度L的方形成了梯度电场。图46，是本发明的最终产品(仅本体单元)的想象完成图。即上、下的覆盖玻璃基板的硅晶圆(4英寸～8英寸，或更大)内，装有试样供应，离子化，引出电极，质谱分析(1/4型扇形)，磁场部(1/4型扇形)，离子检测部的质量分析装置。真空系统外置。试样供应部分如图所示，可以多个配置，把试样供从外部连接到该设备的试样供给部分。用控制及分析LSI控制。如果磁场部使用超导磁铁时，这部分安装基板容器架，可冷却到极低温。本发明的质谱分析仪可装进4英寸～10英寸～10英寸以上的晶圆(基板)内，能够制造出非常廉价的超小型质谱分析仪。本质谱分析仪为超小型{本体尺寸6英寸晶圆(50cm3)，重量130g以下}，由于是一次制造，制造成本在10万日元以下{本体尺寸6英寸晶圆}。由于各功能部是一次做成，并且精度高(1μm以下)，与其的零部件组装方式相比，可更精确地组装，检测精度也比传统方式提高。由于本发明是超小型设备，所以方便随带，可现场测试。
这种质谱仪的结构也适用于加速器(直线加速器、同步加速器、电子回旋加速器等)，使得传统的超大型加速器小型化。例如，直径100米的同步加速器缩小到10米，30公里长的线性加速器(ILC)缩短到1公里以下。制造成本大幅降低，实现100万日元/台以下的医疗用加速器。使得所有癌症患者能够低价治疗癌症。
而且在详细说明书中没有记载的其他部分均可适用。前述仅是一例，相关内容也适应于其他部分。此外，上述的实施形式是一例子，可在要点范围内实施变更，本发明的权利要求范围不限于上述实施形态。
本发明，不仅是加速器装置和质谱分析装置，也适应于构成这些装置的要素与机构。同时，用到加速器的所有装置，例如离子注入装置等都可以被使用。
【符号说明】
11…带点粒子发生装置、13…直线(型)加速器装置、15、17、19、21、22、23、26、28、29、31、32、35、36…各种电磁铁、25、30、34、37…偏转电磁铁、12、14、16、18、20、24、27、33、38、40…带电粒子通过空洞、39…直线加速装置、21…偏转板
Claims (18)
1.一种质谱分析装置，其特征在于，包含第1主基板、附着在第1主基板上面的第1上部基板、以及附着在第1主基板的下面的第1下部基板的多基板所组成的质谱分析装置，质谱分析室是被形成在第1主基板的，从第1主基板的上面贯通至第1主基板的下面的贯通室，其被称之为第1贯通室，第1贯通室在与第1主基板的基板面相垂直的Z方向上被第1上部基板和第1下部基板所围，与Z方向成直角方向，并且沿带电粒子的行进方向，其被称之为X方向，第1贯通室在沿X方向的两侧被第1主基板侧板所围，与Z方向和X方向成直角方向，其被称之为Y方向，第1贯通室在Y方向的两侧面被第1主基板所围，此外，在X方向，存在邻接于前记的第1贯通室的从第1主基板的上面贯通至第1主基板的下面的贯通室，其被称之为贯通室A，贯通室A和质谱分析室之间被第1主基板的隔壁所隔开，第1主基板的隔壁被称为第1主基板隔壁，在第1主基板隔壁的大致中央部位形成带电粒子通过孔，其被称之为中央孔，带电粒子从前记的贯通室A通过前记的中央孔，射入到质谱分析室作为特征的质谱分析装置，前记的质谱分析室是，磁场加载型，在形成前记的质谱分析室的第1主基板的上面附着了的第1上部基板的上侧和/或前记的第1主基板的下面附着了的第1下部基板的下侧被配置的电磁铁，由前记的电磁铁产生的与主基板面相垂直方向的磁场，改变了带电粒子的轨道做为特征。
2.如权利要求1所述的一种质谱分析装置，其特征在于，前记的磁场加载型质谱分析室的带电粒子的轨道是被对Z方向平行的第1主基板侧面所包围的扇形第1主基板的空间作为特征。
3.如权利要求1所述的一种质谱分析装置，其特征在于，从前记的质谱分析室出来的带电粒子在离子检出室被检出，前记的离子检出室是在第1主基板上形成的从第1主基板的上面贯通到第1主基板的下面的第1主基板的空间，质谱分析室和离子检出室之间被作为第1主基板的壁板的后方基板隔壁所隔开，在前记的后方基板隔壁的中央被配置了连接从前记质谱分析室到前记的离子检出室的中央孔，带电粒子通过前记的后方基板侧壁板的中央孔，从前记质谱分析室射入离子检出室作为特征。
4.如权利要求1所述的一种质谱分析装置，其特征在于，前记的质谱分析室是进一步附加了电场加载型质谱分析室的双重聚焦型，前记的电场加载型质谱分析室的带电粒子通过区域，是在第1主基板上形成，包含了第1主基板的上面被第1上部基板所围，第1主基板的下面被第1下部基板所围，对于Z方向被垂直的第1主基板侧面所围的扇形的第1主基板空间，其被称之为电场加载型贯通室，对于电场加载型贯通室的Z方向相垂直的带电粒子行进方向，被带有中央孔的基板隔壁所围，带电粒子从一边的基板隔壁的中央孔射入作为特征，在电场加载型贯通室中，带电粒子的轨道发生弯曲，从另一边的基板隔壁的中央孔射出作为特征，电场加载型贯通室的中心轨道半径为R0，中心角为α、在离中心轨道一定距离d0的对面的第1主基板两侧面上形成电极，在第1主基板两侧面上形成的电极被加载电压而产生的电场使带电粒子轨道发生弯曲作为特征。
5.如权利要求4所述的一种质谱分析装置，其特征在于，从前记的质谱分析室出来的带电粒子在离子检出室被检出，前记的离子检出室是在第1主基板上形成的从第1主基板的上面贯通到第1主基板的下面的第1主基板的空间，质谱分析室和离子检出室之间被作为第1主基板的壁板的后方基板隔壁所隔开，在前记的后方基板隔壁的中央被配置了连接从前记质谱分析室到前记的离子检出室的中央孔，带电粒子通过前记的后方基板侧壁板的中央孔，从前记质谱分析室射入离子检出室作为特征。
6.一种质谱分析装置，其特征在于，包含第1主基板、附着在第1主基板上面的第1上部基板、以及附着在第1主基板的下面的第1下部基板的多基板所组成的质谱分析装置，质谱分析室是被形成在第1主基板的，从第1主基板的上面贯通至第1主基板的下面的贯通室，其被称之为第1贯通室，第1贯通室在与第1主基板的基板面相垂直的Z方向上被第1上部基板和第1下部基板所围，与Z方向成直角方向，并且沿带电粒子的行进方向，其被称之为X方向，第1贯通室在沿X方向的两侧被第1主基板侧板所围，与Z方向和X方向成直角方向，其被称之为Y方向，第1贯通室在Y方向的两侧面被第1主基板所围，此外，在X方向，存在邻接于前记的第1贯通室的从第1主基板的上面贯通至第1主基板的下面的贯通室，其被称之为贯通室A，贯通室A和质谱分析室之间被第1主基板的隔壁所隔开，第1主基板的隔壁被称为第1主基板隔壁，在第1主基板隔壁的大致中央部位形成带电粒子通过孔，其被称之为中央孔，带电粒子从前记的贯通室A通过前记的中央孔，射入到质谱分析室作为特征的质谱分析装置，前记的质谱分析室是，电场加载型，前记的电场加载型质谱分析室的带电粒子通过区域，是在第1主基板上形成，包含了第1主基板的上面被第1上部基板所围，第1主基板的下面被第1下部基板所围，对于Z方向被垂直的第1主基板侧面所围的扇形的第1主基板空间，其被称之为电场加载型贯通室，对于电场加载型贯通室的Z方向相垂直的带电粒子行进方向，被带有中央孔的基板隔壁所围，带电粒子从一边的基板隔壁的中央孔射入，在电场加载型贯通室中，带电粒子的轨道发生弯曲，从另一边的基板隔壁的中央孔射出作为特征，电场加载型贯通室的中心轨道半径为R0，中心角为α、在离中心轨道一定距离d0的对面的第1主基板两侧面上形成电极，在第1主基板两侧面上形成的电极被加载电压而产生的电场使带电粒子轨道发生弯曲作为特征。
7.如权利要求6所述的一种质谱分析装置，其特征在于，从前记的质谱分析室出来的带电粒子在离子检出室被检出，前记的离子检出室是在第1主基板上形成的从第1主基板的上面贯通到第1主基板的下面的第1主基板的空间，是和离子检出室之间被作为第1主基板的壁板的后方基板隔壁所隔开，在前记的带电粒子通过前记的后方基板侧壁板的中央孔，从前记质谱分析室射入离子检出室作为特征。
8.一种质谱分析装置，其特征在于，包含第1主基板、附着在第1主基板上面的第1上部基板、以及附着在第1主基板的下面的第1下部基板的多基板所组成的质谱分析装置，质谱分析室是被形成在第1主基板的，从第1主基板的上面贯通至第1主基板的下面的贯通室，其被称之为第1贯通室，第1贯通室在与第1主基板的基板面相垂直的Z方向上被第1上部基板和第1下部基板所围，与Z方向成直角方向，并且沿带电粒子的行进方向，其被称之为X方向，第1贯通室在沿X方向的两侧被第1主基板侧板所围，与Z方向和X方向成直角方向，其被称之为Y方向，第1贯通室在Y方向的两侧面被第1主基板所围，此外，在X方向，存在邻接于前记的第1贯通室的从第1主基板的上面贯通至第1主基板的下面的贯通室，其被称之为贯通室A，贯通室A和质谱分析室之间被第1主基板的隔壁所隔开，第1主基板的隔壁被称为第1主基板隔壁，在第1主基板隔壁的大致中央部位形成带电粒子通过的中央孔，带电粒子从前记的贯通室A通过前记的中央孔，射入到质谱分析室作为特征的质谱分析装置，前记的质谱分析室是，从第1主基板的上面贯通到第1主基板的下面的第1主基板的空间，带电粒子进入并作回旋加速运动的空间，该质谱分析室被称之为ICR室，ICR室被带有从离子源来的带电粒子进入口的进入中央孔的第1基板隔壁，其被称之为引出电极用第1基板侧壁、沿带电粒子的行进方向，与引出电极用的第1基板侧壁板相面对，回旋加速运动的带电粒子碰撞的第1基板侧壁，其被称之为陷阱电极用第1基板侧壁、附着在ICR室上部的第1上部基板、以及附着在ICR室下部的第1下部基板、以及与带电粒子的行进方向大致相平行地被配置的ICR室的两侧的两个第1主基板侧壁所围，ICR室的两侧的两个第1主基板侧壁被称之为接收电极用第1主基板侧壁，在引出电极用第1基板侧壁的表面形成，从前记的进入中央孔吸引带电粒子进入ICR室的引出电极的导电膜电极，在陷阱电极用第1主基板侧壁的表面形成加载捕捉带电粒子电压的导电膜电极，在第1上部基板和第1下部基板上形成加载激发带电粒子电压的导电膜电极作为特征，
在ICR室中，加载与从带电粒子进行方向的引出电极至陷阱电极方向相平行的磁场作为特征。
9.如权利要求8所述的一种质谱分析装置，其特征在于，围绕ICR室周围的螺旋状态的配线，并由在第1上部基板、第2下部基板、陷阱电极用第1基板侧壁、接收电极用第1主基板侧壁的外侧上形成的螺旋状态配线组成的线圈产生前记的磁场作为特征。
10.一种质谱分析装置，其特征在于，包含第1主基板、附着在第1主基板上面的第1上部基板、以及附着在第1主基板的下面的第1下部基板的多基板所组成的质谱分析装置，质谱分析室是被形成在第1主基板的，从第1主基板的上面贯通至第1主基板的下面的贯通室，其被称之为第1贯通室，第1贯通室在与第1主基板的基板面相垂直的Z方向上被第1上部基板和第1下部基板所围，与Z方向成直角方向，并且沿带电粒子的行进方向，其被称之为X方向，第1贯通室在沿X方向的两侧被第1主基板侧板所围，与Z方向和X方向成直角方向，其被称之为Y方向，第1贯通室在Y方向的两侧面被第1主基板所围，此外，在X方向，存在邻接于前记的第1贯通室的从第1主基板的上面贯通至第1主基板的下面的贯通室，其被称之为贯通室A，贯通室A和质谱分析室之间被第1主基板的隔壁所隔开，第1主基板的隔壁被称为第1主基板隔壁，在第1主基板隔壁的大致中央部位形成带电粒子通过孔，其被称之为中央孔，带电粒子从前记的贯通室A通过前记的中央孔，射入到质谱分析室作为特征的质谱分析装置，产生带电粒子的带电粒子发生室，包含上部和下部分别附着在第1上部基板和第1下部基板上的第1主基板上形成的两个贯通室，其被称之为带电粒子发生室1、2，带电粒子发生室1和带电粒子发生室2是被带有中央孔的基板侧壁所隔开的邻室，将带电粒子发生室1和带电粒子发生室2隔开的带有中央孔的基板侧壁被称之为第1基板侧壁A，
从第1上部基板的开口部插入的试样板被配置在带电粒子发生室1，
在带电粒子发生室1中，试样板的背面被紧密地配置在前记的第1主基板侧壁A的对面的第1主基板侧壁上，前记的第1主基板侧壁A的对面的第1主基板侧壁被称之为第1主基板侧壁B，在前记的第1基板侧壁B上开有中央孔，并且该中央孔与第1上部基板或第1下部基板开口部相连的第1主基板的厚度方向上的空洞相连，从该第1上部基板或第1下部基板的开口部进行真空抽气，使试样板被吸附在第1主基板侧壁B上，
前记的第1主基板侧壁B的表面上形成导电膜，该导电膜连接到带电粒子发生室1的第1上部基板的下面和/或第1下部基板的上面形成的导电膜，该导电膜又连接到第1上部基板和/或第1下部基板上形成的接线孔配线，该接线孔配线又连接到第1上部基板和/或第1下部基板的外侧表面上形成的导电膜电极配线，从该导电膜电极配线加载电压到导电体的试样上，
从第1上部基板上的开口部，用激光照射附着在前记的试样板上的试样，试样就会被分解为粒子状，产生带电粒子，
与试样板同极性的带电粒子从试样板飞出，
与试样板相对面方向被配置了带有中央孔的基板侧壁，其被称之为第1主基板侧壁C，在第1主基板侧壁C的表面被形成导电膜，在第1基板侧壁C的表面上形成的导电膜连接到第1上部基板和/或第1下部基板的带电粒子发生室1的内表面上形成的导电膜，该导电膜又连接到第1上部基板和/或第1下部基板上形成的接线孔配线，该接线孔配线又连接到第1上部基板和/或第1下部基板的外侧表面上形成的导电膜电极配线，
从该导电膜电极配线，对第1基板侧壁C的表面形成的导电膜加载与试样板电压极性相反的电压，吸引从试样板上飞出的带电粒子，前记的带电粒子通过第1主基板侧壁C上形成的中央孔，再通过第1主基板侧壁A的中央孔进入带电粒子发生室2，
在带电粒子发生室2的内面，在第1上部基板和第1下部基板、和/或第1基板侧壁A的表面和/或第1基板侧壁A对面的第1基板侧壁，其被称之为第1基板侧壁D，的表面、和/或其他的两个第1主基板侧壁的侧面、和/或第1主基板侧壁D的中央孔的内面形成导电膜电极，该导电膜电极连接到在第1上部基板和/或第1下部基板上形成的接线孔配线，该接线孔配线又连接到第1上部基板和/或第1下部基板的外侧表面形成的导电膜电极配线为特征，该导电膜电极配线上被加载的电压与带电粒子的极性相同，调节该电压可聚焦带电粒子，该带电粒子通过第1主基板侧壁D的中央孔后，进入质谱分析室作为特征。
11.一种质谱分析装置，其特征在于，包含第1主基板、附着在第1主基板上面的第1上部基板、以及附着在第1主基板的下面的第1下部基板的多基板所组成的质谱分析装置，质谱分析室是被形成在第1主基板的，从第1主基板的上面贯通至第1主基板的下面的贯通室，其被称之为第1贯通室，第1贯通室在与第1主基板的基板面相垂直的Z方向上被第1上部基板和第1下部基板所围，与Z方向成直角方向，并且沿带电粒子的行进方向，其被称之为X方向，第1贯通室在沿X方向的两侧被第1主基板侧板所围，与Z方向和X方向成直角方向，其被称之为Y方向，第1贯通室在Y方向的两侧面被第1主基板所围，此外，在X方向，存在邻接于前记的第1贯通室的从第1主基板的上面贯通至第1主基板的下面的贯通室，其被称之为贯通室A，贯通室A和质谱分析室之间被第1主基板的隔壁所隔开，第1主基板的隔壁被称为第1主基板隔壁，在第1主基板隔壁的大致中央部位形成带电粒子通过孔，其被称之为中央孔，带电粒子从前记的贯通室A通过前记的中央孔，射入到质谱分析室作为特征的质谱分析装置，在带电粒子的行进方向上，在质谱分析室的前面配置了带电粒子发生室，前记的带电粒子发生室是，其上部被附着在第1主基板上面的第1上部基板、其下部被附着在第1主基板下面的第1下部基板、其2个侧面被第1主基板的基板侧壁所围的在第1主基板上形成的贯通室，对于带电粒子的行进方向上，带电粒子发生室的一边的侧面是带有中央孔的第1基板的基板侧壁，其被称之为试样导入用基板侧壁，试样导入用基板侧壁的中央孔连通，与形成在连通第1上部基板或第1下部基板的开口部，其被称之为试样导入用开口部的第1主基板上的基板面相垂直的纵向孔，
在试样导入用基板侧壁的中央孔内部形成导电膜，其被称之为第2导电膜，在带电粒子发生室的内面形成导电膜，其被称之为第1导电体膜，第2导电膜被分割成互不导电的2个区域，该2个区域被称之为第2导电膜A和第2导电膜B，第1导电膜被分割成互不导电的2个区域，该2个区域被称之为第1导电膜A和第1导电膜B，
第2导电膜A连接到第1导电膜A，第1导电膜A通过在第1上部基板和/或第1下部基板上形成的接线孔配线，连接到第1上部基板和/或第1下部基板的外侧上形成的外侧电极A作为特征，
第2导电膜B连接到第1导电膜B，第1导电膜B通过第1上部基板和/或第1下部基板上形成的接线孔配线，连接到第1上部基板和/或第1下部基板的外侧上形成的外侧电极B作为特征，
从试样导入用开口部导入试样液或试样气体，通过前记的第1主基板的纵向孔和试样导入用基板侧壁的中央孔，在通往带电粒子发生室的出口，向带电粒子发生室导入雾化气体作为特征，
通过在外侧电极A和外侧电极B加载电压，在第2导电膜A和第2导电膜B之间，以及在第1导电膜A和第1导电膜B之间产生电场，使得在带电粒子发生室的出口部喷出的雾状气体被离子化作为特征，
对于带电粒子的行进方向，离子化的带电粒子通过带电粒子发生室的另一侧面的第1主基板的基板侧壁的中央孔之后，被导入到权利要求1或2记载的质谱分析室中作为特征。
12.一种质谱分析装置，其特征在于，包含第1主基板、附着在第1主基板上面的第1上部基板、以及附着在第1主基板的下面的第1下部基板的多基板所组成的质谱分析装置，质谱分析室是被形成在第1主基板的，从第1主基板的上面贯通至第1主基板的下面的贯通室，其被称之为第1贯通室，第1贯通室在与第1主基板的基板面相垂直的Z方向上被第1上部基板和第1下部基板所围，与Z方向成直角方向，并且沿带电粒子的行进方向，其被称之为X方向，第1贯通室在沿X方向的两侧被第1主基板侧板所围，与Z方向和X方向成直角方向，其被称之为Y方向，第1贯通室在Y方向的两侧面被第1主基板所围，此外，在X方向，存在邻接于前记的第1贯通室的从第1主基板的上面贯通至第1主基板的下面的贯通室，其被称之为贯通室A，贯通室A和质谱分析室之间被第1主基板的隔壁所隔开，第1主基板的隔壁被称为第1主基板隔壁，在第1主基板隔壁的大致中央部位形成带电粒子通过孔，其被称之为中央孔，带电粒子从前记的贯通室A通过前记的中央孔，射入到质谱分析室作为特征的质谱分析装置，从质谱分析室出来的带电粒子在离子检出室被离子检出，前记的离子检出室是在第1主基板上形成的贯通室，质谱分析室和离子检出室之间配置了带有中央孔的基板侧壁，其被称之为后方基板侧壁板，带电粒子通过后方基板侧壁板的中央孔射入离子检出室，
在前记的后方基板侧壁板的中央孔表面形成导电膜，其被称之为后方基板侧壁板的中央孔导电膜，后方基板侧壁板的中央孔导电膜被分割成2个以上互不导电的区域，在其每个区域通过从第1上部基板或第1下部基板的外侧电极加载电压，使得通过后方基板侧壁板中央孔的带电粒子的轨道发生变化，
在前记的离子检出室，形成2次电子倍增管用的中央孔，在2次电子倍增管用的中央孔的内面形成2次电子放出物质膜，对于二次电子倍增管用的中央孔的带电粒子行进方向,前记的离子检出室内形成的导电膜连接到前方的二次电子放出物质膜，该导电膜通过第1上部基板和/或第1下部基板上形成的接线孔配线，连接到第1上部基板和/或第1下部基板上形成的外侧电极C，对于二次电子倍增管用的中央孔的带电粒子行进方向，前记的离子检出室内形成的导电膜连接到后方的二次电子放出物质膜，该导电膜通过第1上部基板和/或第1下部基板上形成的接线孔配线，连接到第1上部基板和/或第1下部基板上形成的外侧电极D，
通过前记的后方基板侧壁板的中央孔的带电粒子，由于轨道发生变化，与二次电子倍增管用中央孔内形成的二次电子放出物质膜相碰撞，从二次电子放出物质膜释放出二次电子，
在外侧电极C和外侧电极D之间加载电压，在二次电子倍增管用中央孔内形成的二次电子放出物质膜就产生倾斜电场，使得二次电子倍增，从2次电子倍增管用中央孔的后方射出的2次电子，与离子检出室的后方配置的第1基板的基板侧壁上形成的导电膜相碰撞，该导电膜通过第1上部基板和/或第1下部基板上形成的接线孔配线，连接到第1上部基板和/或第1下部基板上形成的外侧电极E，在外加电极E上检测出与导电膜相碰撞的二次电子的电子量作为特征。
13.如权利要求1至12中任一项所述的一种质谱分析装置，其特征在于，前记的第1主基板是，绝缘基板、半导体基板、或者导电基板，前述的第1上部基板是，玻璃基板、石英基板、氧化铝基板、氮化铝基板、陶瓷基板、或者高分子基板，
前记的第1下部基板是，玻璃基板、石英基板、氧化铝基板、氮化铝基板、陶瓷基板、或者高分子基板，
前记的第1主基板是，约为前记的第1主基板的厚度约一半的半主基板A和半主基板B在厚度方向相结合的主基板，
半主基板A具有从半主基板A的上面贯通到下面的贯通室，
半主基板B具有从半主基板B的上面贯通到下面的贯通室，
前记的半主基板B和前记的半主基板A具有大致相同的形状，
前记的第1主基板的贯通室，是以前记的半主基板A的贯通室和前记的半主基板B的贯通室相结合的贯通室为特征。
14.如权利要求13所述的一种质谱分析装置，其特征在于，所述高分子基板为塑料基板。
15.一种粒子加速装置，其特征在于，包含具有从上面贯通至下面的多个空间，其被称之为贯通室，的主基板、附着在主基板上面的上部基板、附着在主基板下面的下部基板、隔开贯通室的带有中央孔的基板侧壁板，带电粒子通过贯通室和基板侧壁板的中央孔作为特征的加速带电粒子的加速装置，
加速装置包含带电粒子发生机构、直线加速机构、聚焦机构，在贯通室里形成直线加速机构和聚焦机构，
直线加速机构由配置多个在带有中央孔的主基板侧壁上形成的导电膜电极，其被称之为基本侧壁电极，而组成，在前记的主基板侧壁电极上通过加载静电压或高频电压，加速或聚焦带电粒子作为特征，
把四极磁铁中的两个电磁铁配置在从具有带电粒子通道的贯通室的主基板外侧，垂直于主基板面的方向上，该方向作为Z方向，
把四极磁铁中的另外两个电磁铁配置在从具有带电粒子通道的贯通室的主基板外侧，与Z方向成直角的方向上作为特征。
16.如权利要求15所述的一种粒子加速装置，其特征在于，前记的加速装置，还至少包含一个环形轨道，
环形轨道是从主基板的上面贯通到主基板的下面的空间，
通过前记的直线加速机构和/或聚焦机构的带电粒子进入前记的环形轨道，
在前记的环形轨道的弯曲轨道部分，至少有一个电磁铁被配置在附着在主基板的上面的上部基板的外侧，
在前记的环形轨道的弯曲轨道部分，至少有一个电磁铁被配置在附着在主基板的下面的下部基板的外侧，
带电粒子，通过使用前记的电磁铁产生的磁场，沿着前记的环形轨道的弯曲轨道运动作为特征的。
17.如权利要求16所述的一种粒子加速装置，其特征在于，前记的环形轨道包含直线加速机构，
前记的直线加速机构，包含从主基板的上面贯通到主基板的下面的数个空间，其被称之为直线加速贯通室，
前记的直线加速贯通室之中至少有两个是相邻的空间，
前记的相邻的二个直线加速贯通室被主基板的壁所分隔，该主基板的壁被称为主基板隔壁B，
在前记的主基板隔壁B的大致中央部位有连接前记的二个相邻的直线加速贯通室的通道，其被称之为中央孔，
带电粒子，通过前记的中央孔，从前记的两个相邻的直线加速贯通室之中的一个进入前记的两个相邻的直线加速贯通室之中的另外一个，
带电粒子，通过加载直流电压或高频电压到基板隔板B上被形成的电极上，被加速或减速作为特征。
18.如权利要求15至17中任一项所述的一种粒子加速装置，其特征在于，环形轨道存在n个，n为2以上的整数，
第i个的环形轨道被配置在第(i-1)个的环形轨道的外侧，
第(i-1)个的环形轨道是从主基板的上面贯通到主基板的下面的空间，其被称之为贯通室C，
通过贯通室C连接到第i个的环形轨道，
带电粒子从第(i-1)个的环形轨道射出，通过前记的贯通室C进入第i个的环形轨道，
这里，i是从2到n的整数，即i＝2，...n为特征。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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