DE3937547A1

DE3937547A1 - Plasma-massenspektrometer

Info

Publication number: DE3937547A1
Application number: DE3937547A
Authority: DE
Inventors: Yukio Okamoto; Tsutomu Komoda; Satoshi Shimura; Seiichi Murayama; Masataka Koga
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-11-11
Filing date: 1989-11-10
Publication date: 1990-05-17
Also published as: US4963735A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung auf dem Gebiet der Plasma-Massenspektrometrie bzw. Plasmaquellen-Massenspektrometrie, die zur quantitativen Analyse von Spurenelementen in Materialien oder auf bio logischem Gebiet verwendet wird, und insbesondere eine Verbesserung einer Ionen-Extraktionseinrichtung zum Extrahieren von Ionen aus einem in einem Hochdruckbereich erzeugten Plasma.

Die herkömmliche Plasma-Massenspektrometrie wurde in Anal. Chem. 57, 13 (1985), Seiten 2674 bis 2679, Analyst. 108 (Februar 1983) Seiten 159 bis 165, Bunseki, 7 (1985) Seiten 505 bis 508 usw. diskutiert. Der grundsätzliche Aufbau des herkömmlichen Plasma-Massenspektrometers ist in Fig. 2a gezeigt und Details eines Ausschnittes A in Fig. 2a sind in Fig. 2b gezeigt. In Fig. 2b wird gezeigt: ein Auslaßrohr 10, eine Plasmagas-Einlaß 20, ein Probenein laß 30, eine RF-(Radiofrequenz)-Versorgungsspule bzw. RF-Leistungszufuhr spule 40, ein Plasma 50, eine Ionen-Extraktionselektrode 60, eine in der Ionen-Extraktionselektrode 60 vorgesehen Öffnung 61, ein Skimmer bzw. Ablenkeinheit 70, eine in dem Skimmer vorgesehene Öffnung 71, eine Ionen- Extraktionslinse 80, ein Ionenstrahl 90 und eine Photonensperre (oder Ablenkplatte) 100. Desweiteren bezeichnet (i) einen Hochdruckbereich (etwa 1 Atm), (ii) einen Mitteldruckbereich bzw. einen Bremsdruckbereich (unge fähr 1 Torr) und (iii) bezeichnet einen Niedrigdruckbereich (10^-4 Torr).

In dem zuvor erwähnten Stand der Technik ist der Verbesserung der Extrak tionseffizienz von Ionen (Probenionen) 90 aus dem in dem Hochdruckbereich (Umgebungsdruck) (i) erzeugten Plasma 50 nicht genügend Beachtung ge schenkt worden. Daher tritt ein Problem bezüglich der Erfassungsgrenze (oder Empfindlichkeit) auf. Weiterhin ist, um die durch die Intrusion von Photonen aus dem Plasma in einen Ionendetektor verursachte Verschlechte rung des S/N-Verhältnisses von Signal (S) zu Rauschen (N) zu unterdrücken, die Photonensperre 100 auf der Achse des Ionenstrahls 90 vorgesehen, um dadurch zu verhindern, daß Photonen auf die Seite des Massenanalysieres gelangen. Daher tritt ein Problem auf, daß das Ionenlinsensystem einen komplizierten Aufbau hat, wie in Fig. 2a gezeigt.

Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Plasma- Massenspektrometer anzugeben, welches die Extraktionseffizienz von Ionen aus einem Umgebungsdruck-Plasma verbessert.

Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Plasma- Massenspektrometer anzugeben, welches effizient die Verschlechterung des S/N-Verhältnisses verhindert, welche durch Photonen aus einem Umgebungs druck-Plasma verursacht werden kann.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung zum Erreichen der obenerwähnten Aufgabe wird, wie in Fig. 1 gezeigt, ein in einem Hoch druck-(760 bis 1 Torr)-Bereich (i) erzeugtes Hochdruckplasma 50 in einen Mitteldruck (1 bis 10^-3 Torr)-Bereich (ii) verteilt bzw. gestreut (oder expan diert), um ein gestreutes Plasma 51 zu erzeugen, und benötigte Ionen werden aus dem expandierten Plasma 51 in einen Niedrigdruck (10^-3 bis 10^-7 Torr)- Bereich (iii) unter Verwendung einer Ionenextraktionselektrode 110 und einer Ionenbeschleunigungselektrode 120 extrahiert.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung zum Erreichen der obenerwähnten zweiten Aufgabe wird, wie in Fig. 4 gezeigt, ein Winkel R (0 < R 90°) zwischen der Mittelachse a-b eines Ionenerzeugungs- oder Hochdruckbereiches (i) und der Mittelachse c-d der Ionenextraktions-Bereiche (ii) und (iii) eingerichtet, wodurch eine Verschlechterung des S/N-Verhältnis ses, welches durch die Photonen aus dem Plasma, usw. verursacht werden kann, effektiv unterdrückt (oder verhindert) wird.

Bei dem Aufbau gemäß dem obenerwähnten ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Ionenhülle bzw. ein Ionenmantel 130 an der Grenze zwischen der Ionenextraktionselektrode 110 und dem expandierten Plasma 51 ausgebildet. Dadurch können die erforderlichen Ionen effektiv aus dem Plasma 51 extrahiert werden, anstelle eines Extrahierers von Ionen aus einem mit Ultraschall fließenden viskosen Fluß von Plasmagas über die Öffnung 71 des Skimmers 70 in dem herkömmlichen Plasma-Massenspektrometer. Die Form des Ionenmantels 130, der in der Nachbarschaft einer Öffnung (oder Ionen extraktionsöffnung) 111 ausgebildet ist, die in der Ionenextraktionselektrode 110 vorgesehen ist, wird nämlich durch eine Spannung (oder Ionenextrak tionsspannung) V _E optimiert, die zwischen der Ionenextraktionselektrode 110 und der Ionenbeschleunigungselektrode 120 angelegt wird, um so einen konvex geformten Mantel zu schaffen, der in Richtung auf das expandierte Plasma 51 absteht, so daß die von dem expandierten Plasma 51 extrahierten Ionen mittels des konvex geformten Ionenmantels fokussiert werden. Die Stromdichte J von extrahierten Ionen folgt einer Beziehung J ∼ V _E ⁿ (n < 1), wie durch die Kurve A in Fig. 3 angedeutet und kann einen größeren Wert haben, verglichen mit der Ionenstromdichte bei dem herkömmlichen Plasma- Massenspektrometer, die einer Sättigungscharakteristik (J ∼ V _E ^1/2) folgt, wie durch die in Fig. 3 gezeigte Kurve B angedeutet. Die Ionenstromdichte J kann durch Veränderung der Ionenextraktionsspannung V _E leicht gesteuert werden.

Mit dem Aufbau gemäß dem obenerwähnten zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, da die Lichtmenge, die von dem in dem Hochdruckbereich (i) erzeugten Plasma 50 in Richtung auf die Massenanalysierer-Seite wandert, reduziert bzw. abgelenkt bzw. fehlgeleitet wird, ist es möglich die Anzahl bzw. die Menge von Photonen zu reduzieren, die in die Massenanalysierer- Seite eintreten, wodurch bei der Messung das S/N-Verhältnis verbessert wird. Weiterhin, da das Vorsehen der Photonensperre 100 des herkömmlichen Plasma-Massenspektrometers hier nicht erforderlich ist, ist es möglich, den Aufbau eines Ionenlinsensystems einfach zu halten und es ist möglich, die erforderlichen Ionen in die Massenanalysierer-Seite mit einer erhöhten Effizienz einzuführen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Darin zeigt

Fig. 1 eine Ansicht, die den grundlegenden Aufbau eines Hauptteiles eines Massenspektrometers einer Plasmaquelle bei Atmosphärendruck gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2a eine Ansicht, die den Aufbau des herkömmlichen Massenspektro meters einer Plasmaquelle unter Atmosphärendruck zeigt;

Fig. 2b eine Ansicht, die Details eines Ausschnittes A in Fig. 2a zeigt;

Fig. 3 ein Diagramm, das die Charakteristik einer Ionenextraktionsspan nung (V _E) über der Ionenstromdichte (J) eines Ionenextraktions systems gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu der Charakteristik von V _E gegen J gemäß dem Stand der Technik zeigt;

Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Atmosphärendruck-Plasmaquellen- Massenspektrometers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Ansicht, die den Aufbau eines Atmosphärendruck-Plasmaquellen- Massenspektrometers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und

Fig. 6 eine Ansicht, die den Aufbau eines Massenspektrometers mit Plasma quelle unter Atmosphärendruck gemäß einer weiteren Ausführungs form zeigt.

Fig. 1 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines Hauptteiles eines Plasma- Massenspektrometers bzw. Plasmaquellen-Massenspektrometers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt (Fig. 1 entspricht Fig. 1b oder dem Ausschnitt A in Fig. 2a). In Fig. 1 wird gezeigt: ein Auslaßrohr 10, welches aus Quartz oder dergleichen hergestellt ist, eine Hochfrequenz-(auch im Microwellenbereich)-Spannungsversorgung 40 (wie eine Spule oder ein Os zillator), ein Hochdruckplasma 50, das in einem Hochdruck (760 bis 1 Torr)- Bereich (i) erzeugt wird, ein gestreutes bzw. expandiertes Plasma 51, das durch Streuen (oder Expandieren) des Hochdruckplasmas 50 in einen Mittel druck (1 bis 10^-3 Torr)-Bereich (ii) erzeugt wird, eine Plasma-Probenelektro de bzw. Plasma-Probenentnahmeelektrode 63, die aus rostfreiem Stahl oder dergleichen hergestellt wird und gekühlt wird (z. B. mittels Wasserkühlung), eine Plasmaproben-Öffnung 64, die in der Plasmaproben-Elektrode 63 vorge sehen ist (z. B. eine kreisförmige Öffnung mit einem Durchmesser von nicht größer als 1 mm), eine Ionenextraktionselektrode 110, die aus Nickel oder dergleichen hergestellt wird und gekühlt wird (z. B. mittels Wasserkühlung), eine Ionenextraktionsöffnung 111, die in der Ionenextraktionselektrode 110 vorgesehen ist (z. B. eine kreisförmige Öffnung mit einem Durchmesser x ₁ von 1 bis 0,5 mm und einer Dicke (oder einer Elektrodendicke bei der Öffnung) 1₁ von 0,5 bis 1 mm, eine Ionenbeschleunigungselektrode 120, die aus rost freiem Stahl oder dergleichen hergestellt ist, eine Ionenbeschleunigungs öffnung 121, die in der Ionenbeschleunigungselektrode 120 vorgesehen ist (z. B. eine kreisförmige Öffnung mit einem Durchmesser x ₂ von etwa 0,4 bis 0,8 mm und einer Dicke (oder einer Elektrodendicke bei der Öffnung) l ₂ von 0,5 bis 2 mm), ein Ionenmantel 130, der in der Nachbarschaft der Öffnung 1 l der Ionenextraktionselektrode 110 ausgebildet ist und eine Ionenenergie- Steuerelektrode 140, die aus rostfreiem Stahl oder dergleichen hergestellt ist und eine Öffnung bzw. eine Mündung 141 hat, die in ihrem Mittelteil vorge sehen ist. Weiterhin ist ein extrahierter Ionenstrahl 90 gezeigt. Vorzugsweise erfüllen die Öffnungsdurchmesser x ₁ und x ₂ und die Elektrodendicken 11 ₁ und l ₂ eine Beziehung x ₁/x ₂ ≈ 5 l ₁/l ₂ + 0,8. Weiterhin ist die Länge l eines Spaltes zwischen der Ionenextraktionselektrode 110 und der Ionenbeschleuni gungselektrode 120 derart eingerichtet, daß sie eine Beziehung l : x ₂ : x ₁ ≈ 1 : 2 : 3 erfüllt. Eine Ionenextraktionsspannungsquelle 151 dient zum Anlegen einer Ionenextraktionsspannung V _E (<0) zwischen der Ionenextraktionselektrode 110 und der Elektrodenbeschleunigungselektrode 120, und eine Ionenenergie- Steuerspannungsquelle 152 dient zum Anlegen einer Ionenenergie-Steuerspan nung V _B(0) an die Ionenenergie-Steuerelektrode 140.

Der Betrieb des Plasma-Massenspektrometers mit dem obenerwähnten Aufbau ergibt sich wie folgt. Eine Probe und ein Plasmagas (He, N₂, Ar oder dergleichen), die in das Auslaßrohr 10 in den Hochdruckbereich (i) eingeführt werden, werden dissoziiert und ionisiert durch die Wirkung einer Hoch frequenz-Leistung bzw. Hochfrequenz-Spannung, die durch die Hochfrequenz- Spannungsversorgung 40 derart angelegt wird, daß ein Hochdruckplasma 50 erzeugt wird. Das erzeugte Hochdruckplasma 50 wird über die Plasmaproben öffnung 64 in einen unter einem Druck stehenden Mitteldruck (1 bis 10^-3 Torr)-Bereich (ii) expandiert, so daß eine expandiertes Plasma 51 erzeugt wird. Wenn eine Ionenextraktionsspannung V _E zwischen der Ionenextrak tionselektrode 110, die hinter der Plasmaprobenelektrode 63 in einer von dieser um etwa 3 bis 20 mm beabstandeten Position (in Richtung auf die Streuung bzw. Expansion des Plasmas) angeordnet und normal geerdet ist, und der Ionenbeschleunigungselektrode 120 angelegt wird, die hinter der Ionenmantel bzw. Ionenhülle 130, die in Richtung auf das expandierte Plasma 51 absteht bzw. hervortritt, in der Nachbarschaft der Ionenextraktionsöffnung 111 ausgebildet, so daß die an der Grenze zwischen dem expandierten Plasma 51 und dem Ionenmantel 130 extrahierten Ionen durch eine Linsenwirkung des konvex geformten Ionenmantels 130 fokussiert und durch die Ionenbe schleunigungsöffnung 121 mit einer Energie eV _E beschleunigt werden, wo durch ein Ionenstrahl 90 gebildet wird. Wenn ein Potential V _B, an die Ionenenergie-Steuerelektrode 140 angelegt wird, kann die Energie des Ionen strahls 90 bis zur Grenze von eV _B gesteuert werden. Der Ionenstrahl 90 mit der Energie eV _B wird in einem Massenanalysierer (z. B. vom Vierpoltyp) eingeführt, der in einem Niedrigdruck (10^-3 bis 10^-7 Torr)-Bereich (iii) vorgesehen ist, und der Ionenstrahl 90 wird dann auf seine Masse analysiert bzw. massenanalysiert. Hierdurch kann eine quantitative Analyse der Elemente der Probe mit einer hohen Empfindlichkeit ausgeführt werden. Ein Ionen linsensystem wie eine "Einzellinse" kann vorzugsweise zwischen der Ionenbe schleunigungselektrode 120 und der Ionenenergie-Steuerelektrode 140 oder zwischen der Ionenenergie-Steuerelektrode 140 und dem Massenanalysierer vorgesehen sein, um die Divergenz des Ionenstrahls zu minimieren.

In dem Fall, wo die Verschlechterung des S/N-Verhältnisses aufgrund von Rauschen (Hintergrundrauschen), welches durch Photonen aus dem Hoch druckplasma 50 erzeugt wird, in Betracht gezogen wird, kann ein Aufbau wie in Fig. 4 gezeigt, verwendet werden, der eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Hochdruckplasma-Erzeugungsteil (mit dem Ablaßrohr 10, der Hochfrequenz-Spannungsversorgung 40 usw.) und die Plasmaproben-Elektrode 63 sind bezüglich des Ionenextraktionssystems (mit der Ionenextraktionselektrode 110, der Ionenbeschleunigungselektrode 120, usw.), das hinter diesem vorgesehen ist, geneigt angeordnet, so daß ein Winkel R, der die Beziehung 0 < R 90° erfüllt, zwischen der Mittelachse a-b des Hochdruckplasmas 50 und der Mittelachse c-d des Ionenextraktions systems eingerichtet wird. Der Schnittpunkt p der Mittelachsen a-b und c-d wird derart eingerichtet, daß er zwischen dem Schnittpunkt m einer Fläche der Plasmaprobenelektrode 63 auf der Seite des Plasmas 50 und der Mittel achse c-d und dem Schnittpunkt n einer Fläche der Ionenextraktionselektro de 110 auf der Seite des Plasmas 50 und der Mittelachse c-d angeordnet wird (m p < n), wie in Fig. 4 gezeigt. Es ist nicht immer erforderlich, die Ionenprobenelektrode 63 bezüglich der Ionenextraktionselektrode 110 zu neigen. Die Plasmaprobenelektrode 63 kann zu der Ionenextraktionselektrode 110 parallel sein.

Bei einem solchen Aufbau, bei dem die Mittelachse a-b des Hochdruckplasmas 50 und die Mittelachse c-d des Ionenextraktionssystems bezüglich zueinander geneigt sind, ist es möglich, zu verhindern, daß interferierende bzw. beein flussende bzw. überlagernde Partikel wie Photonen, die aus dem Hochdruck plasma 50 emittiert werden, zusammen mit dem Proben-Ionenstrahl in den Massenanalysierer eintreten, wodurch das S/N-Verhältnis bei der Analyse verbessert wird.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Ausführungsform ist durch eine Struktur gekennzeichnet, bei der die Ionenextraktionselektrode 110 und die Ionenbeschleunigungselektrode 120 durch das gleiche Trägersubstrat 160 getragen bzw. gelagert werden, um die Genauigkeit des Einstellens bzw. des Setzens bzw. des Ausrichtens der Achsen für die Ionenextraktionsöffnung 111 der Ionenextraktionselektrode 110 und der Ionenbeschleunigungsöffnung 121 der Ionenbeschleunigungselektrode 120 als auch die Genauigkeit des Spaltabstandes zwischen den Elektroden 110 und 120 und den Grad an Parallelität der Elektroden 110 und 120 zueinander zu verbessern.

Wie in Fig. 5 gezeigt, werden die Ionenextraktionselektrode 110 und die Ionenbeschleunigungselektrode 120 auf voneinander abgewandten Flächen des gemeinsamen Trägersubstrates 160 angebracht, das z. B. aus Messing mit einer hohen Abmessungsgenauigkeit hergestellt ist, wobei die Mittelachsen der Ionenextraktionsöffnung 111 und der Ionenbeschleunigungsöffnung 121 derart ausgerichtet werden, daß sie miteinander mit einer hohen Genauigkeit zusam menfallen. Da die oben erwähnte Ionenextraktionsspannung V _E an die Ionen beschleunigungselektrode 120 anzulegen ist, ist ein isolierendes Abstands stück 170 zwischen der Ionenbeschleunigungselektrode 120 und dem Träger substrat 160 angeordnet bzw. vorgesehen. Ein elektrischer Kurzschluß zwischen der Ionenextraktionselektrode 110 und der Ionenbeschleunigungs elektrode 120 wird durch das isolierende Abstandsstück 170 verhindert. Nachdem die Elektroden 110 und 120 somit an das gemeinsame Trägersubstrat 160 mit einer hohen Genauigkeit angebracht worden sind, wird das Träger substrat 160 an einem Substrat-Halterrahmen 180 angebracht.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß Einstell- bzw. Ausricht-Ausnehmungen zum Erleichtern des Ausrichtens der Ionenextrak tionselektrode 110 und der Ionenbeschleunigungselektrode 160 auf voneinander abgewandten Seiten bzw. Flächen des gemeinsamen Trägersubstrates jeweils vorgesehen sind. Vorzugsweise wird eine kreisförmige Ausricht-Ausnehmung 161 zum Ausrichten der Ionenextraktionselektrode 110 auf einer der vonein ander abgewandten Flächen des Trägersubstrates 160 vorgesehen und eine kreisförmige Ausricht-Ausnehmung 162 zum Ausrichten der Ionenbeschleuni gungselektrode 120 ist auf der anderen Fläche des Trägersubstrates 160 vorgesehen. Die Elektroden 110 und 120 werden jeweils in die Ausricht-Aus nehmungen 161 und 162 eingeführt. Wenn die Ausricht-Ausnehmungen 161 und 162 konzentrisch zueinander ausgebildet sind, kann das Ausrichten der Mittelachsen der Ionenextraktionsöffnung 111 und der Ionenbeschleunigungs öffnung 121 weiter erleichtert werden. Bei einem derartigen Aufbau kann das Ausrichten der Elektroden 110 und 120 mit einer guten Reproduzierbarkeit erreicht werden, selbst wenn die Elektroden erneut nach einem Austausch oder einer Reinigung der Elektroden angebracht werden.

Vorzugsweise wird auch in einer Fläche des Substrat-Halterahmens 180 eine Ausricht-Ausnehmung 181 vorgesehen, so daß der äußere Umfang der Träger substrates 160 in die Ausricht-Ausnehmung 181 eingeführt wird.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf Formen und Abmessungen der ver schiedenen Elektroden begrenzt, die offenbart und in Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen gezeigt sind. Auch das Verfahren des Erzeugens des Hochdruckplasmas 50 ist nicht auf das offenbarte und in Zusammenhang mit den Ausführungsformen gezeigte begrenzt. Es kann z. B. eine Corona Entla dung unter Verwendung einer Gleichspannungsquelle verwendet werden. Weiterhin, selbst wenn der Erdpotentialpegel der Elektroden 63, 110 und der negative Potentialpegel der Elektrode 120, wie in Fig. 1 gezeigt, auf einen positiven Potentialpegel bzw. einen Erdpotentialpegel verändert werden, volzieht das System die gleiche Operation bzw. den gleichen Betrieb. Weiter hin, wenn der Hochdruckbereich (i) unter einem Druck steht, der wesentlich geringer ist als der Umgebungsdruck, kann die Plasmaprobenelektrode 63 weggelassen werden.

Wie aus dem vorangegangenen ersichtlich, wird gemäß der vorliegenden Erfindung, da ein Ionenmantel ausgebildet wird, eine Wirkung erzielt, daß Probenionen effektiv unter der Steuerung der Ionenextraktionsspannung V _E extrahiert werden können, wodurch die Empfindlichkeit des Systems erhöht wird, oder die Erfassungsgrenze abgesenkt wird.

Es kann auch ein Winkel R (0 < R 90°) zwischen der Mittelachse a-b des Plasmaerzeugungsbereiches und der Mittelachse c-d eines Ionenextraktionsbe reiches eingerichtet werden. Hierdurch wird eine Wirkung erzielt, daß die Verschlechterung des S/N-Verhältnisses, die durch Photonen usw. hervorge rufen wird, unterdrückt wird.

Weiterhin schafft die Steuerung des Potentials V _B der Ionenenergie-Steuer elektrode 140 einen Effekt bzw. eine Wirkung, daß die Energie eines Ionen strahls, der in den Massenanalysierer eintritt, frei gesteuert werden kann.

Claims

1. Plasmaquellen-Massenspektrometer, aufweisend:
eine Plasmaerzeugungseinrichtung (10, 40) zum Erzeugen eines Plasmas (50) in einem Hochdruckbereich;
eine Diffusionseinrichtung, die eine Plasmaprobenelektrode (63) mit einer Plasmaprobenöffnung (64) beinhaltet, durch die das in dem Hochdruckbe reich erzeugte Plasma in einen Mitteldruckbereich expandiert wird, um ein expandiertes Plasma (51) zu erzeugen; und
eine Ionenextraktionseinrichtung zum Extrahieren von Ionen aus dem expandierten Plasma, wobei die Ionenextraktionseinrichtung eine Ionen extraktionselektrode (110) zum Ausbilden eines Ionenmantels (130) und eine Ionenbeschleunigungselektrode (120) umfaßt.

2. Plasmaquellen-Massenspektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Winkel R, der die Beziehung 0 < R 90° erfüllt, zwischen der Mittelachse der Plasmaerzeugungseinrichtung und der Mittelachse der Ionenextraktionseinrichtung eingerichtet wird.

3. Plasmaquellen-Massenspektrometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spektrometer weiterhin aufweist eine Ionen energie-Steuerelektrode (140), die hinter der Ionenbeschleunigungselek trode in einer Bewegungsrichtung der Ionen vorgesehen ist, wobei die Ionenenergie-Steuerelektrode eine Mündung (141) hat zum Durchlassen von Ionen durch diese, und wobei eine Vorspannung V _B an die Ionen energie-Steuerelektrode angelegt wird.

4. Plasmaquellen-Massenspektrometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Plasmaprobenelektrode und die Ionenextraktions elektrode geerdet sind, während die Ionenbeschleunigungselektrode mit einem negativen Potential verbunden ist.

5. Plasmaquellen-Massenspektrometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Plasmaprobenelektrode und die Ionen extraktionselektrode mit einem positiven Potential verbunden sind, während die Ionenbeschleunigungselektrode geerdet ist.

6. Plasmaquellen-Massenspektrometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spektrometer weiterhin aufweist ein Linsen system, das hinter der Ionenbeschleunigungselektrode in Wanderrichtung der Ionen vorgesehen ist zum Fokussieren der Ionen.

7. Plasmaquellen-Massenspektrometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenextraktionselektrode und die Ionenbe schleunigungselektrode an dem gleichen Trägersubstrat (160) angebracht sind.

8. Plasmaquellen-Massenspektrometer nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß Ausricht-Ausnehmungen (161, 162) zum Ausrichten der Ionenextraktionselektrode und der Ionenbeschleunigungselektrode in dem Trägersubstrat vorgesehen sind, und daß die Ionenextraktionselektrode und die Ionenbeschleunigungselektrode in die Ausnehmungen eingeführt werden.