JP2002298776A - イオン化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 イオン化の性能劣化を短時間で回復し、メモ
リ効果を防ぎ、正確な質量分析を行うことのできる質量
分析装置に適したイオン化装置を提供する。 【解決手段】 イオン放出体１９から放出される金属イ
オンを、導入された試料ガスに付着させて試料ガスイオ
ンを生成し、試料ガスイオンを、電場と磁場のいずれか
一方または両方が形成された領域を有する質量分析装置
１３へ射出する構成を有する。さらに試料ガスイオンを
生成するイオン化領域にクリーニング用プラズマを発生
させる電極として例えば上記イオン放出体を利用する。
イオン放出体により、中空容器との間でプラズマを発生
させ、プラズマでイオン化領域に面した構成部品上の堆
積物を除去する。プラズマクリーニング工程はイオン化
工程の後に適宜なタイミングで連続して行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はイオン化装置に関
し、特に、イオン付着イオン化法を利用して成り、気相
状態である有機物、化学的に活性な物質、あるいは吸着
性の高い物質を含む試料ガスの質量分析に適したイオン
化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種のガス（気体）の質量分析に関し
て、従来、試料ガスをイオン化した後にこのイオンを電
界または磁界あるいは電界および磁界を利用して質量ご
とに分別して解析する質量分析方法が知られている。試
料ガスをイオン化する方法には様々あるが、中でも、イ
オン付着イオン化法は、イオン化の際の余剰エネルギが
他のイオン化の方法よりも低いという特徴を有する。従
ってイオン付着イオン化法は、質量分析対象の試料ガス
が原子同士の弱い結合部を含む気相分子であってもその
計測が可能となり、電子衝撃イオン化や化学的イオン化
等の他の方法よりも測定可能なガス種の範囲が広いとい
う利点を有している。

【０００３】イオン付着イオン化法は、例えばアルカリ
金属イオンなどの金属イオンを気相分子に直接に付着で
きるイオン化法であり、特開平６−１１４８５号公報や
特公平７−４８３７１号公報等でその方法および装置が
開示されている。

【０００４】次に図１２と図１３を参照して従来の代表
的な質量分析装置用イオン化装置について説明する。図
１２は内部構造を部分的に示したイオン化装置の斜視図
であり、図１３は概略縦断面図である。

【０００５】イオン付着質量分析装置に用いられる従来
のイオン化装置は、例えば有底の円筒状容器の中空容器
１０１から成り、開口１０２ａを有するアパーチャ１０
２を介して質量分析装置１０３に接続されている。中空
容器１０１内の空間すなわちイオン化領域１０４にはイ
オン放出機構１０５が配置されている。イオン放出機構
１０５は、例えばタングステンの高融点材料を材質とす
るリード線１０６と、このリード線１０６に取りつけら
れた例えばアルミナシリケイトにアルカリ金属塩をドー
プしたイオン放出体１０７から成る。リード線１０７
は、中空容器１０１の一部に設けられた取付け部１０８
からその外部に引き出されている。中空容器１０１の図
中左側端の底部１０１ａにはガス導入機構１０９が備え
られている。ガス導入機構１０９からは、イオン化領域
１０４に対して例えば試料ガスと三体ガスが混合状態で
導入されている。三体ガスは、例えば窒素等の不活性ガ
スであり、試料ガスを構成する気相分子（分析目的物
質）に金属イオンが付着する際に生ずる余剰エネルギを
奪い、試料ガスイオンが再び分析目的物質と金属イオン
に分離することを防ぐガスである。

【０００６】中空容器１０１内のイオン化領域１０４
は、ガス導入機構１０９から三体ガスおよび試料ガスが
導入されると共に、質量分析装置 に備えられた真空
ポンプ（図示せず）によって排気され、１００Ｐａ程度
の圧力状態に維持される。この状態でリード線１０６に
電流を流し、その抵抗発熱を利用してイオン放出体１０
７を６００℃程度に加熱すると、ほぼ球形のイオン放出
体１０７はその表面上に金属イオンを生成する。リード
線１０６に１０Ｖ程度の電圧を印加して正電位とし、ア
パーチャ１０２を接地電位とし、さらに質量分析装置１
０３の内部を負電位に保つと、イオン化領域１０４に電
位勾配ができる。この電位勾配によって、金属イオンは
イオン放出体１０７から離脱（放出）され、質量分析装
置１０３の側へ移送される。イオン化領域１０４での移
送過程で、金属イオンは、分析目的物質に衝突し、分析
目的物質の電荷の偏った場所に穏やかに付着し、試料ガ
スイオンを生成する。この試料ガスイオンはそのまま質
量分析装置１０３の側へ移送を続け、アパーチャ１０２
に設けられた開口１０２ａを通過してイオン化装置の外
部へ射出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のイオン化装置に
よれば、試料ガスに、例えば原子間同士の弱い結合部を
含む有機物あるいは化学的に活性な物質からなる気相分
子を含む場合、イオン放出体１０７と接触すると、試料
ガスは加熱されたイオン放出体１０７から伝達される熱
により分解、重合または化学反応を引き起こす。これら
の反応により本来質量分析の対象とならない分析目的物
質以外の物質が生成される。この分析目的物質以外の物
質の生成量は極めて微量であり、質量分析の測定でほと
んど無視できる量であるが、イオン放出体やその他イオ
ン化領域に面した構成部品上に堆積され測定時間（装置
の積算稼動時間）に比して蓄積されていく（以下、構成
部品上に堆積された物質を「副生成物」という）。その
結果、金属イオンの放出量の低下、測定で必要なイオン
移送への影響などが生じ、その検出感度が低下するとい
う問題があった。

【０００８】金属イオンを放出する機能が損なわれたイ
オン放出体１０７に限っては、加熱した状態で真空保管
また酸素暴露することによって、その機能を回復させる
ことができる場合がある。しかし、この回復は、試料ガ
スの種類の相違により、常にその効果が得られるとは限
らない。なおこの試料ガスに有機物を含む場合、上記係
る課題を解決するものとして、本願と同一の出願人によ
る特願２０００−３６９８７６号に開示された発明があ
る。

【０００９】またその他に、イオン化領域１０４に面し
た構成部品の回復に関しては、質量分析装置並びにイオ
ン化装置を停止してその内部を一度大気圧に戻し、その
まま洗浄するか、あるいは汚染された構成部品を装置よ
り取外して洗浄する必要があった。しかし、この質量分
析装置およびイオン化装置は一度その作動を停止して装
置内部を大気圧に戻してしまうと、再び測定を行える状
態になるまでに長い待機時間を必要とする。また、試料
ガスがシラン（ＳｉＨ₄）系ガスである場合、大気暴露
によってイオン化装置の内壁面に固形物（ＳｉＯ₂な
ど）が析出し、この固形物が複雑でおよび精密な構造を
有する質量分析装置内に入り込み、正確な測定ができな
くなるという問題があった。

【００１０】さらに上記の有機物や化学的に活性な気相
分子以外の物質を試料ガスとした場合であっても、これ
らの気相分子がイオン化装置内の壁面に吸着され、この
状態が一定時間保持されることがある。これはメモリ効
果の原因となる。測定間隔が十分に設けられていない質
量分析測定では、前の測定で使われた試料ガスがイオン
化装置内に微量ながら残っていることとなり、正確な質
量分析測定ができないという問題があった。この問題
は、特に試料ガスが例えば固形物などに吸着する性質の
高い物質を含むときに顕著に現れる。

【００１１】本発明の目的は、上記の問題に鑑み、イオ
ン化装置の性能劣化を短時間で回復することができ、質
量分析装置とイオン化装置を停止することなくその性能
劣化を回復できるイオン化装置を提供することにある。

【００１２】本発明の他の目的は、メモリ効果を防ぎ、
正確な質量分析を行うことのできる質量分析装置に適し
たイオン化装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段および作用】本発明に係る
イオン化装置は、上記目的を達成するため、次のように
構成される。

【００１４】本発明に係るイオン化装置は、前提構成と
して、イオン放出体から放出される金属イオンを、導入
された試料ガスに付着させて試料ガスイオンを生成し、
試料ガスイオンを、電場と磁場のいずれか一方または両
方が形成された領域を有する質量分析部へ射出する構成
を有する。このイオン化にはイオン付着イオン化の原理
が用いられる。イオン化装置は、通常、イオン化の工程
のみが実施される。一方、イオン化工程を継続すると、
イオン放出体やイオン化領域に面する構造物の表面に副
生成物が堆積する。特に試料ガスが、気相状態である有
機物、化学的に活性な物質、あるいは吸着性の高い物質
を含む場合に堆積物の発生が顕著になる。そこで、イオ
ン化装置において、プラズマを利用したクリーニング工
程を実施できる構成を設ける。すなわち、試料ガスイオ
ンを生成するイオン化領域にクリーニング用プラズマを
発生させる電極部を設ける。これにより、プラズマでイ
オン化領域に面した構成部品上の堆積物を除去するよう
にした。通常、プラズマクリーニング工程はイオン化工
程の後に適宜なタイミングで連続して行われる。

【００１５】プラズマクリーニング工程で放電を発生さ
せるための電極部としては、イオン化領域の内部に配置
される上記構成部品のいずれかが用いられる。特に、好
ましくは、イオン化放出体、あるいは、イオン化工程で
用いられるイオン集束電極が電極部として用いられる。
さらには、イオン化領域の内部において、放電専用の電
極部を設けることもできる。

【００１６】イオン化装置のイオン化を行う中空容器の
内部空間（イオン化領域）でクリーニング用のプラズマ
を発生させるとき、イオン化工程で用いる三体ガスを放
電ガスとして用い、イオン化工程での圧力条件（代表的
に１００Ｐａ）と実質的に同じ圧力条件が用いられる。
従ってプラズマクリーニング工程で設定される条件は、
イオン付着イオン化によるイオン化工程をそのまま利用
して設定することができる。

【００１７】他の観点に基づく本発明に係るイオン化装
置は、前述の前提構成を有しており、さらに、試料ガス
イオンを生成するイオン化領域を内部に形成しかつイオ
ン化領域の側の壁面が導電性部材で構成された中空容器
と、金属イオンを放出するイオン放出機構と、イオン化
領域に放電ガスを導入する放電ガス導入機構と、イオン
化領域に導入された放電ガスを中空容器の外部へ排出す
る排気機構とを備えて成る。上記の構成において、イオ
ン化領域に放電ガス導入機構により放電ガスを導入しな
がら排気機構で排気してイオン化領域を所定圧力に維持
すると共に、イオン放出機構または中空容器のいずれか
一方をカソードとしかつ他方をアノードとしてイオン化
領域にプラズマを発生させ、イオン化領域に面したカソ
ードとした構成部品上の堆積物を除去する。

【００１８】上記において所定圧力は好ましくはイオン
化工程での通常の圧力１００Ｐａである。またイオン化
装置にもともと備えられた構造部分を利用して、プラズ
マクリーニングのための放電を発生させることができ
る。そのために、イオン化装置の中空容器の外部には電
源装置、電源装置の動作を切り換える機構、制御装置が
設けられる。特に放電を発生させるためのアノードとカ
ソードの一対の電極は、クリーニングする箇所に関する
目的に応じて適宜に選択される。

【００１９】上記の構成において、イオン化領域に面し
たイオン放出機構上の堆積物を除去するときには、イオ
ン放出機構をカソードとすることが好ましく、イオン化
領域に面した中空容器内壁上の堆積物を除去する際に
は、中空容器内壁をカソードとすることが好ましい。

【００２０】上記の構成において、イオン化領域にプラ
ズマを発生させてイオン化領域に面した構成部品上の堆
積物を除去する工程は、試料ガスに金属イオンを付着さ
せて試料ガスイオンを生成して当該試料ガスイオンを質
量分析部へ射出する工程の後に連続して行われることを
特徴とする。

【００２１】上記の構成において、さらに、試料ガスは
気相状態の有機物であり、試料ガスのイオン化が行われ
た後に、イオン化領域に酸素を導入し、かつ所定圧力に
維持しながらイオン化領域にプラズマを発生させること
を特徴とする。さらに上記試料ガスは気相状態の金属化
合物または半導体を含む化合物であるときには、試料ガ
スのイオン化が行われた後に、イオン化領域にハロゲン
系ガスを導入し、かつ上記所定圧力に維持しながらイオ
ン化領域にプラズマを発生させることを特徴とする。

【００２２】上記の構成によれば、金属イオンを放出す
るイオン放出体や他の構成部品上に副生成物が堆積され
試料ガスイオンの生成量や検出量が低下したとき、つま
り質量分析装置での検出感度が低下したときなどには、
イオン化領域内部に前述の機構によりプラズマを発生さ
せ、このイオン化領域に面した構成部品上の堆積物を除
去する。これによりイオン化装置の性能を回復すること
を可能にする。

【００２３】上記において、プラズマを発生させる機構
としては、例えば、容量性放電の場合のカソードおよび
アノードである電極構造部材、または誘導性放電の場合
のコイルである螺旋状導電性部材、または電磁波加熱放
電の場合の電磁波発生部材などが好適である。これらは
装置の本来の構造や目的に応じて使い分けられる。

【００２４】プラズマ発生機構は、それ専用に新たに備
えられたものであってもよいが、イオン化装置内部に備
えられたイオン集束電極やリペラ電極、さらにこのイオ
ン化装置が所定の質量数のイオンを補足する構成を有す
るもの（以下「イオントラップ型」という）であるとき
には、エンドギャップ電極、リング状電極などの金属イ
オンや試料ガスイオンの移送に寄与する電極を用いるこ
とができる。

【００２５】さらに他の観点による本発明に係るイオン
化装置は、前述の前提構成を有し、試料ガスイオンが生
成されるイオン化領域に通じたプラズマ発生領域を有
し、かつ放電ガス導入機構とプラズマ発生機構を備えた
プラズマ発生室と、イオン化領域に配置されたプラズマ
引込み電極と、イオン化領域とプラズマ発生領域を排気
する排気機構とを備える。かかる構成において、イオン
化領域とプラズマ発生領域を所定圧力に維持し、プラズ
マ発生領域にプラズマ発生機構によって第１プラズマを
発生させ、プラズマ引込み電極によってイオン化領域に
第１プラズマを引込んで第２プラズマを発生させ、イオ
ン化領域に面した構成部品上の堆積物を除去する。

【００２６】上記のプラズマ発生機構は棒状電極または
螺旋状導電性部材を用いることを特徴とする。さらに引
込み電極は、試料ガスイオンを前記質量分析部へ射出す
る際に、イオンの移送に寄与する電極を兼ねることを特
徴とする。

【００２７】上記のイオン化装置は、例えば、イオン化
領域に壊れやすい構成部品が存在する場合、その構成部
品が多種にわたって多く配置されその近傍にプラズマ発
生手段を設けることができない場合、などに好適であ
る。このイオン化装置は、イオン化領域に隣接するよう
にプラズマ発生領域を設け、このプラズマ発生領域で第
１プラズマを発生させ、第１プラズマよりも高い電位と
したプラズマ引込み電極によりプラズマ発生領域からイ
オン化領域内に第１プラズマ中の電子を引込むことで第
２プラズマを発生させている。

【００２８】プラズマ引込み電極は、それ専用に新たに
備えられたものであってもよいが、イオン化装置内部に
備えられたイオン集束電極やリペラ電極、さらにこのイ
オン化装置がイオントラップ型の場合はエンドギャップ
電極、リング状電極などの電極を用いることが好適であ
る。このプラズマ引込電極は、イオン化装置が試料ガス
イオンを質量分析装置へ射出するときには、イオン集束
電極やリペラ電極、このイオン化装置がイオントラップ
型の場合はエンドギャップ電極、リング状電極として機
能し、イオン化領域に面した構成部品上の堆積物を除去
するときには第１プラズマよりも高い電位となるように
引込み電極として構成される。

【００２９】また他の好適な手段としてプラズマ引込み
電極が、金属イオンを放出するイオン放出機構を兼ねる
構成とすることもできる。このときもイオン放出機構
は、第１プラズマよりも高い電位となるようにする。

【００３０】プラズマ発生機構やプラズマ引込み電極
が、イオン化工程で用いられる構成部品で併用すること
により、構成部品の数を減らし、装置の省スペース化を
図ることができる。

【００３１】イオン化装置においてイオン化工程とプラ
ズマを利用した副生成物のクリーニング工程とを連続的
に動作させることが好ましい。イオン化領域にプラズマ
を発生させるときを、試料ガスの質量分析測定が行われ
る直前またはその測定直後とする。これによって、相前
後する質量分析測定で、特に定性的または定量的に異な
る試料ガスの測定を行う場合であっても、イオン化装置
内に残るガスや構成部品上の堆積物を除去し、次に正確
な質量分析測定を行うことが可能となるまでの間隔を短
くする、または装置の性能劣化が進む前にその機能を完
全に回復することができる。

【００３２】プラズマ発生の際にイオン化領域に導入さ
れるガスを酸素とする。これは、例えば試料ガスが気相
状態の有機物を含むとき、このイオン化によって堆積さ
れる副生成物は、酸素で除去しやすいためである。また
プラズマによってイオン放出体上の堆積物を除去した際
は、そのイオン放出体の表面もわずかながらエッチング
される。このイオン放出体は、そのままの酸化されてい
ない状態では、十分な金属イオンの放出量が得られな
い。そのため、イオン化領域にプラズマを発生させるた
めのガスを酸素とすることは、有機物からなる堆積物の
除去に適し、またイオン放出体上の堆積物を除去する場
合、この堆積物を除去しながらイオン放出体表面を酸化
させることができる。

【００３３】さらに、試料ガスが金属化合物あるいは半
導体を含む化合物である場合、イオン化領域に導入され
る放電ガスにハロゲン系ガスを用いることが好ましい。
このハロゲン系ガスは例えばＮＦ₃やＳＦ₆のようなハロ
ゲンを含むガスであり、この雰囲気中にプラズマを発生
すると、ハロゲン系遊離基を生ずる。この遊離基は、例
えばタングステン（Ｗ）やアルミニウム（Ａｌ）などの
電子部品の配線材料となる金属や例えばシリコン（Ｓ
ｉ）などの半導体を含む化合物からなる試料ガスがイオ
ン化された際に生ずる副生成物との反応性が高く、イオ
ン化装置の構成部品上に堆積した副生成物がこれら金属
化合物あるいは半導体を含む化合物を除去する場合に特
に効果を発揮する。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。

【００３５】実施形態で説明される構成、形状、および
配置関係については本発明が理解できる程度に概略的に
示したものにすぎず、また数値および各構成の組成（材
質）については例示にすぎない。従って本発明は、以下
に説明される実施形態に限定されるものではなく、特許
請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限
り様々な形態に変更することができる。

【００３６】図１と図２を参照して本発明の第１の実施
形態を説明する。図１は一部を切り欠いて内部の要部構
造を示したイオン化装置の斜視図、図２はその縦断面図
である。この実施形態では、イオン化を行うための金属
イオンを放出するイオン放出体を、クリーニングを行う
ときの電極として併用する例を示している。

【００３７】図に示すごとくイオン化装置１０は、金属
材で形成された有底の円筒状の中空容器１１を有してい
る。この実施形態では中空容器１１は接地され、接地電
位（ゼロ電位）に保持されている。中空容器１１の図中
左端面には底部１１ａが形成され、図中右端部には、中
央部に開口１２ａを有する円板状のアパーチャ１２が固
定されている。図２に示すように中空容器１１はアパー
チャ１２を介して質量分析装置１３に接続される。アパ
ーチャ１２と質量分析装置１３の左端面１３ａとの間に
はリング状のシール部材１４が介設されている。アパー
チャ１２はネジ１５で上記左端面１３ａに固定されてい
る。

【００３８】上記イオン化装置１０にはイオン放出機構
１６とガス導入機構１７が設けられている。

【００３９】イオン放出機構１６は、Ｕ字型に折り曲げ
て形成されたリード線１８と、これに取り付けられたイ
オン放出体１９から成る。リード線１８は、中空容器１
１の円筒部に形成された開口部１１ｂで絶縁物２０を介
して取り付けられている。リード線１８の両端１８ａ，
１８ｂは、さらに中空容器１１の外部へ引き出されてい
る。イオン放出体１９は、例えばＬｉ⁺のごとき正の金
属イオンを放出する。通常、イオン化工程においてイオ
ン放出体１９は金属イオンを放出する放出源（エミッ
タ）として機能する。

【００４０】中空容器１１の外側に位置する上記リード
線１８の一端１８ａは、一例として、切換えスイッチ２
１を経由して２つの電源２２，２３のいずれかに接続さ
れる。リード線１８の外側の他端１８ｂはスイッチ２４
を介して加熱電源２５に接続されている。イオン化工程
（イオン化動作時）ではスイッチ２４はオンされてお
り、そのとき加熱電源２５はリード線１８の端子１８
ａ，１８ｂの間に接続され、リード線１８とイオン放出
体１９に加熱用の電流（例えば４Ａ程度）を流す。クリ
ーニング工程（クリーニング動作時）ではスイッチ２４
はオフされる。スイッチ２４のオン・オフ動作は、通
常、図示しない制御装置によって自動的に行われる。電
源２２はイオン化工程に用いられる電源であり、電源２
３はクリーニング工程に用いられる電源である。電源２
２，２３のいずれかとの接続は切換えスイッチ２１の切
換え動作によって行われる。切換えスイッチ２１の切換
え動作は前述の制御装置（図示せず）によって自動的に
行われる。イオン化用電源２２は、イオン放出体１９に
好ましくは１０Ｖの電圧を印加しかつ０．１μＡのエミ
ッション電流を流すように設定されている。イオン化動
作時のイオン放出機構１６の電気的等価回路を示すと図
３のごとくとなる。図３で、２６は加熱電源２５によっ
てリード線１８を流れる加熱電流を示し、２７はイオン
放出体１９から金属イオン（Ｌｉ⁺）が放出された状態
を示している。放出された金属イオンが上記エミッショ
ン電流となる。またイオン放出体１９には電源２２によ
って１０Ｖが印加されている。他方、クリーニング用電
源２３は、イオン化領域にプラズマを生成する放電を起
こすため、リード線１８を介しイオン放出体１９に対し
て好ましくは２００Ｖの電圧を印加するための電源であ
る。クリーニング工程では、上記スイッチ２４はオフさ
れているので、端子１８は開放されている。この結果、
電源２３はイオン放出体１９に対して２００Ｖの電圧を
印加する。クリーニング動作時のイオン放出機構１６の
電気的等価回路を示すと、図４のごとくなる。図４で、
２８はイオン放出体１９の周囲で発生したプラズマを示
している。図４に示すごとく電源２３によってイオン放
出体１９には２００Ｖの電圧が印加されている。この状
態でクリーニング用のプラズマが発生すると、ｍＡ単位
の電流が流れることになる。

【００４１】切換えスイッチ２１とスイッチ２４の動作
は上記のごとく制御装置で制御され、イオン化工程また
はクリーニング工程のそれぞれに応じて適宜なタイミン
グで制御される。

【００４２】上記の実施形態では、説明の便宜上、イオ
ン化用とクリーニング用の２つの電源２２，２３を設け
たが、１つを電源を設けて構成することもできるのは勿
論である。この場合には、電源は、制御装置によってそ
の動作状態をイオン化用設定状態またはクリーニング用
設定状態に制御される。

【００４３】ガス導入機構１７は、試料ガス供給容器３
１、三体ガス供給容器３２、バルブ３３，３４、混合器
３５、導入パイプ部材３６を備えて成る。導入パイプ部
材３６の先端部は中空容器１１の底部１１ａのほぼ中央
部に接続されている。バルブ３３，３４は、その開閉を
制御する信号線３３ａ，３４ｂから与えられる開閉制御
信号に基づいて開閉される。導入パイプ部材３６の先端
開口部からは、バルブ３３，３４の開閉状態に基づいて
試料ガスおよび三体ガス、または三体ガスのみがイオン
化領域に導入される。なお図中、信号線３３ａ，３４ａ
を経由してバルブ３３，３４に開閉制御信号を与える制
御装置の図示は省略されている。

【００４４】次に、上記イオン化装置１０におけるイオ
ン化動作（試料ガスイオンの生成）とクリーニング動作
を説明する。

【００４５】イオン化装置１０で試料ガスイオンを生成
する場合は、ガス導入機構１７からイオン化領域に対し
て試料ガスと三体ガスを同時に導入する。イオン化領域
は、アパーチャ１２に設けられた開口１２ａを通して、
質量分析装置１３に備えつけられた真空ポンプによって
排気されている。このときのイオン化領域の圧力は、ほ
ぼ１００Ｐａ程度に維持されている。この状態で、加熱
電源２５リード線１８に電流を流し、その抵抗発熱を利
用してイオン放出体１９を６００℃程度に加熱する。ま
たイオン化用電源２２によってイオン放出体１９に１０
Ｖの電圧を印加する。イオン放出体１９はその表面上に
金属イオンを生成する。

【００４６】イオン放出体１９はリード線１８を介し電
源２２によって１０Ｖ程度の電圧を印加して正電位とさ
れ、アパーチャ１２を接地電位、かつ質量分析装置１３
の内部を負電位に保持して、イオン化領域に電位勾配を
作る。この電位勾配により、イオン放出体１９から金属
イオンを離脱（放出）させ、この金属イオンを、アパー
チャ１２の開口１２ａを通して、質量分析装置１３の側
へ移送する。金属イオンは、この移送の過程で試料ガス
を構成する各気相分子（分析目的物質）に衝突し、この
分析目的物質の電荷の偏った場所に穏やかに付着する。
こうして試料ガスイオンが生成される。この試料ガスイ
オンは電界によってそのまま質量分析装置１３側へ移動
を続け、やがてアパーチャ１２に設けられた開口１２ａ
を通過してイオン化装置１０の外部へと射出される。イ
オン化装置１０から出た試料ガスイオンは、質量分析装
置１３において、良く知られた作用に基づいて分別さ
れ、質量分析される。

【００４７】次に、上記イオン化装置１０におけるクリ
ーニング動作を説明する。イオン化装置１０において上
述のイオン化工程を連続的または断続的に或る一定以上
の時間行うと、イオン化装置１０の内部の各構成部品
（イオン放出体１６の表面や中空容器１１の内面等）上
に副生成物が堆積し、蓄積される。そこでかかる副生成
物を除去するため、イオン化装置１０の内部でプラズマ
を発生させてクリーニングを行う。クリーニング動作の
ときには、ガス導入機構１７からの試料ガスの導入を停
止し、三体ガスの導入はそのまま継続される。三体ガス
は放電ガスとして使用される。中空容器１１内のイオン
化領域における圧力状態は、イオン化を行う場合と実質
的に同一である。この状態で、スイッチ２４をオフに
し、かつ切換えスイッチ２１をクリーニング用電源２３
の側に切換え、イオン放出体１９に電源２３から２００
Ｖの電圧を印加する。クリーニング動作の際には、イオ
ン放出体１９（イオン放出機構１６）はプラズマを生成
するための電極として用いられる。電極としてのイオン
放出体１９と接地された中空容器１１との間でプラズマ
が生成されることになる。イオン放出体１９に所定電力
を供給すると、イオン化領域に放電が起き、プラズマが
発生する。このプラズマによってイオン放出体１９の表
面や中空容器１１の内面に堆積した副生成物を除去す
る。

【００４８】上記のプラズマによるクリーニングの場合
において、プラズマを集中させるため、除去したい堆積
物が堆積した構成部品の箇所を最も低い電位とすること
が望ましい。第１実施形態の場合には、例えば、イオン
放出体１９自体に高いマイナス電圧を印加することによ
り、イオン放出体１９の表面の堆積物を特に除去するこ
とができる。このときイオン放出体１９の表面にクリー
ニングイオンが集中する。

【００４９】第１実施形態によれば、イオン付着方式の
イオン化装置において、内部の堆積物（副生成物）の除
去のためのプラズマクリーニングにおいて、特別にプラ
ズマ発生のための装置を用意することなく、イオン化工
程における本来の圧力条件をそのまま利用し、かつイオ
ン付着で使用する三体ガス（Ａｒガス等）をプラズマ発
生用の放電ガスとして利用でき、イオン放出機構それ自
体を電極として併用することができる。従って、簡単な
構成で、かつ適宜なタイミングでプラズマクリーニング
を行うことができる。

【００５０】次に図５と図６を参照して本発明の第２の
実施形態を説明する。図５は一部を切り欠いて内部の要
部構造を示したイオン化装置の斜視図、図６はその縦断
面図である。図５と図６において、第１実施形態で説明
した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付し、
その詳細な説明は省略する。また図５と図６では、第１
実施形態で説明されたガス導入機構１７の詳細な図示は
省略されているが、当該機構部分に関しては同一の構成
を有しているものとする。

【００５１】第２実施形態において、第１実施形態と比
較して、その特徴部分は、プラズマクリーニングの工程
において、電極として、イオン放出機構１６を用いるの
ではなく、中空容器１１の円筒部に電極４１を特別に設
けたことである。電極４１は直線形状の針状部材であ
り、先端は好ましくは針のごとく尖がっている。電極４
１は、中空容器１１の円筒部に形成された開口部４２に
絶縁体４３を介して取り付けられている。電極４１の外
側の端部にはスイッチ４４を介して前述したクリーニン
グ用電源２３が接続されている。中空容器１１の内部に
はできる限り突出部分は存在しない方が望ましいが、そ
の点を考慮して電極４１の内方突出部の寸法が適宜に決
定される。またリード線１８の端子１８ａはスイッチ４
５を介してイオン化用電源２２に接続されている。スイ
ッチ４４，４５のオン・オフ動作は、制御装置に基づき
イオン化工程またはクリーニング工程に応じて適宜なタ
イミングで制御される。その他の構成については第１実
施形態で説明した構成と同じである。

【００５２】また第２実施形態では、中空容器１１の電
位、イオン放出体１９の電位、あるいはその他の内部の
構成部品の電位は、図示しない電源により任意に設定す
ることができるように構成されている。

【００５３】本実施形態の構成では、イオン放出機構１
６はイオン付着のイオン化工程のみに使用され、イオン
放出機構１６のリード線１８の外側端部１８ａには前述
のイオン化用電源２２のみが接続されている。イオン化
の工程の際には、電極４１は何らの作用も有しない。他
方、イオン化領域で放電を起こし、プラズマを生成し、
クリーニングを行う場合には、針状の電極４１に前述の
クリーニング用電源２３から所定の電力が供給される。

【００５４】第２実施形態によるイオン源において、中
空容器１１内での前述の圧力条件の下で、前述のごとく
ガス導入のパイプ部材３６から試料ガスと三体ガスが同
時に導入され、イオン放出体１９から金属イオンが放出
され、イオン化領域でイオン化が行われる。また副生成
物を除去するため、適当なタイミングで、同じ圧力条件
で、導入パイプ部材３６から三体ガスのみを導入して、
かつ電極４１に前述の所定電圧を印加してプラズマを生
成し、クリーニングを行う。

【００５５】上述のごとく、イオン化の工程を連続的ま
たは断続的にある一定以上の時間行うと、イオン化装置
内の各構成部品上に副生成物が堆積するので、一定時間
後に試料ガスの導入を停止し三体ガスのみそのまま放電
ガスとして導入し、この状態で、電極４１に所定電力を
供給してイオン化領域にプラズマを発生させる。このと
きの電位は、イオン放出体１９上の堆積物を除去する場
合、図示しない電源によりイオン放出体１９をイオン化
領域に面した構成部品のうち最も低い電位とし、プラズ
マで生成されたイオンを引き寄せ、その表面にイオンを
衝突させるようにする。また中空容器１１の内壁の堆積
物を除去する場合は、この中空容器内壁をイオン化領域
に面した構成部品のうち最も低い電位とする。つまり、
除去したい堆積物が堆積した構成部品を最も低い電位と
する。なお複数の構成部品を同電位かつこれら以外の構
成部品よりも低い電位とすると、複数の構成部品上の堆
積物を同時に除去することも可能である。

【００５６】なお第２実施形態において、電極４１の取
付け位置は、図示した位置が望ましいが、目的に応じて
任意の位置に定めることができる。

【００５７】次に図７を参照して本発明に係るイオン化
装置の第３の実施形態を説明する。図７において第１と
第２の実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素に
は同一の符号を付し、説明を省略する。第３実施形態
は、第２実施形態の構成の変形例である。

【００５８】第３実施形態において、イオン放出体１９
と試料ガスとの接触を防ぎ、イオン放出体２から金属イ
オンの安定かつ十分な放出量を長期的に得るための構造
を有するイオン化装置である。そのため中空容器１１で
は、試料ガス導入機構と三体ガス導入機構をそれぞれ独
立して設けている。図７で、５１は三体ガス導入パイ
プ、５２は試料ガス導入パイプである。試料ガス導入パ
イプ５２は絶縁体５２ａを介して取り付けられている。
試料ガス試料ガス導入機構と三体ガス導入機構の図示は
省略されているが、従来のよく知られた機構が用いられ
ている。またイオン放出機構１６の配置された金属イオ
ン生成領域５３と試料ガスが導入されるイオン化領域５
４とを、金属イオンが通過する開口５５ａのみを残して
アパーチャー５５によって隔離した構成となっている。
イオン化領域５４に電極４１が備えられている。その他
の構成は図５に示した構成と同じである。

【００５９】この実施形態によるイオン化装置では、そ
の内部の構成部品上の堆積物を除去する場合、電極４１
に電力を供給し、アパーチャ１２、アパーチャ５５、中
空容器１１の隔壁を接地電位、電極４１を正電位とす
る。これによりイオン化領域５４にプラズマが発生し、
イオン化領域５４に面した構成部品上の堆積物を除去す
ることができる。この実施形態では、金属イオン生成領
域５３とイオン化領域５４とを分けたため、イオン放出
体１９の表面上に堆積物が生じるのを防止することがで
きる。

【００６０】なお前述の図５〜７に基づいて説明したイ
オン化装置では、プラズマ発生用の電極として棒状電極
４１を備えた構成としたが、中空容器１１の内壁、イオ
ン放出機構１６、さらにはアパーチャ１２，５５などの
他のイオン化領域５４に面した構成部品の一部または全
部をそれぞれ独立に電力供給または電圧印加が可能な構
成とし、この供給電力と、それぞれの電位が与えられた
構成部品とによってプラズマを発生させる構成としても
よい。

【００６１】次に図８に基づいて本発明に係るイオン化
装置の第４の実施形態を説明する。この実施形態ではイ
オン化室５６にイオン集束電極５７を備えたイオン化装
置に本発明を適用した例である。上記の電極４１を用い
ない点を除いて、その他の構成は図５に示された構成と
同じである。図８において、図５で説明した要素と実質
的に同一の要素には同一の符号を付している。

【００６２】図８に示すごとくこのイオン化装置は、イ
オン放出機構１６とアパーチャ１２ａの間の領域に、中
空容器１１に絶縁物５８を介して配置されたリング状イ
オン集束電極５７を備えている。イオン集束電極５７
は、中空容器１１に絶縁物５８を介して取り付けられ、
中空容器１１と絶縁された導電性部材５９を介して図示
しないイオン化装置外部の電源と電気的に接続されてい
る。この電源は前述したクリーニング用電源の機能を含
んでいる。イオン集束電極５７は、中空容器１１の中心
軸と同軸となるように配置されている。軸上のイオン集
束電極５７が配置された位置に対応する位置の電位より
もやや高い電位となるような電圧が印加されている。イ
オン集束電極５７は、イオン放出機構１６が配置された
領域側からアパーチャ１２側へ移送してくる金属イオン
および試料ガスイオンを中空容器１１の中心軸側へと集
束させる。

【００６３】この実施形態によるイオン化装置では、そ
の内部の構成部品上の堆積物を除去する場合、装置内部
の領域を所定圧力に維持し、クリーニング用電極からイ
オン集束電極５７に電力を供給する。このときイオン放
出体１９また中空容器１１の内壁を他の構成部品よりも
低い電位とすると、イオン化領域５６に発生されたプラ
ズマのエネルギを利用して、この低い電位として選択さ
れた構成部品上の堆積物を除去することができる。

【００６４】さらに図９に基づいて本発明に係るイオン
化装置の第５の実施形態を説明する。このイオン化装置
は、所定の空間内で金属イオンを捕捉して溜め込むイオ
ントラップ機能を有し、この空間内に試料ガスを導入す
ることで試料ガスイオンを生成し、金属イオンよりも質
量の重いイオンのみを分別して装置外部へ射出すること
のできる装置である。

【００６５】図９に示すごとく、このイオン化装置は、
中空容器６１内のイオン生成領域６２と、容器６３内の
イオン化領域とを、金属イオンが移送できる程度の開口
を有するアパーチャ６４によって隔離している。中空容
器６１には、リード線１８とイオン放出体１９が例えば
第５図に示したものと同様な構成に基づいて設けられて
いる。またイオン化領域には、試料ガスおよび三体ガス
を導入するガス導入機構１７および導入パイプ部材３６
と、金属イオンを所定の空間内に捕捉して溜め込むため
の二対のエンドギャップ電極６５と、その間に配置され
たリング状電極６６とから構成されている。エンドギャ
ップ電極６５とリング状電極６６には、直流電圧と交流
電圧の重畳電圧を印加し、その内部に三次元双曲電磁界
を形成している。周知のごとく、イオンの動きは重畳電
圧の直流と交流の印加電圧の関係で制御され、金属イオ
ンをその内部の所定空間に捕捉し、それ以上の質量数を
有するイオンのみをアパーチャ６７に設けられた開口６
７ａより装置外部へ射出する。図９で、６８は、エンド
ギャップ電極６５とリング状電極６６に対して直流また
は交流の電圧を印加する導電部材である。

【００６６】上記のイオン化装置において構成部品上に
付着した堆積物を除去する場合、二対のエンドギャップ
電極６５のうちの一方またはリング状電極６６をプラズ
マ発生用の電極として用いる。構成部品の電位について
は、前述の各実施形態で説明したイオン化装置と同様
に、除去したい副生成物が堆積している構成部品を最も
低い電位とする。

【００６７】本発明に係るイオン化装置では、イオン化
領域を所定圧力に維持するためのガス導入機構および排
気機構を、それぞれプラズマ発生用に別途設けた構成と
してもよい。特に、排気機構をイオン化装置に直接設け
ることは、放電ガス、および例えば副生成物と放電ガス
が反応して生成された気相分子が、質量分析装置へ流入
することを防ぎ、質量分析装置内の部品が二次的に汚染
されることを防止することができる。また装置の構成
上、イオン化領域内に直接プラズマ発生用の電極を設け
ることができないときなどは、イオン化領域に隣接する
領域を設け、この領域をプラズマ発生領域としてもよ
い。

【００６８】図１０に、放電ガス導入機構と排気機構を
別途に設け、さらにイオン化領域とプラズマ発生領域を
それぞれ別に設けた本発明に係るイオン化装置の第６の
実施形態を示す。図１０において、前述の各実施形態で
説明した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付
している。このイオン化装置の構成は、図５と図８に示
した構成の組合せにおいてプラズマ発生領域の構造を付
加的に別途に設けたものである。

【００６９】図１０に示すごとく、有底の中空容器１１
の底部側側面に、この中空容器１１よりも小さい円筒状
容器からなるプラズマ発生室７１を設ける。中空容器１
１内部のイオン化領域は、プラズマ発生室７１内のプラ
ズマ発生領域と連通となっている。プラズマ発生室７１
の底部には放電ガスを導入する放電ガス導入機構７２が
設けられており、中空容器１１のアパーチャ１２側の壁
部には、図示しない真空ポンプに接続された排気ポート
７３が設けられている。また、プラズマ発生室７１の円
筒部にはプラズマ発生室７１と絶縁された棒状電極４１
が備えられ、この電極４１はイオン化装置外部の電源と
電気的に接続された構成となっている。またイオン放出
機構１６とアパーチャ１２の間にイオン集束電極５７が
備えられている。

【００７０】上記のイオン化装置で構成部品上に堆積し
た副生成物を除去する場合、放電ガス導入機構７２から
放電ガスを導入するとともに、排気ポート７３よりプラ
ズマ発生領域およびイオン化領域を排気して、イオン化
装置の内部領域を所定圧力に維持する。この状態で電極
４１に電力を供給し、プラズマ発生室７１内に第１のプ
ラズマを発生させる。このときイオン化領域に配置され
たイオン集束電極５７に第１のプラズマよりも高い電位
となる電圧を印加する。第１のプラズマ中の電子は、こ
のプラズマ発生領域とイオン集束電極５７との間に形成
された電界によりイオン化領域内に移送される。つま
り、イオン集束電極５７は第１のプラズマ中の電子をイ
オン化領域内に引込む引込電極として機能する。イオン
化領域では、この電子が放電ガスを衝撃して多数のイオ
ン化を引き起こし、イオン化領域内に第２のプラズマを
生成する。この第２のプラズマによってイオン化室内の
構成部品の上に堆積した副生成物が除去される。こうし
てクリーニング工程が適宜なタイミングで行われる。

【００７１】前述の各実施形態で説明したイオン化装置
は、所定圧力に維持された領域内に設けられたプラズマ
発生用電極に供給される電力がプラズマ中の電極に直接
結合される容量性放電を利用してプラズマを発生させて
いる。しかしながら、その代わりに、他の誘導性放電や
電磁波加熱放電などを利用することもできる。さらに、
発生されたプラズマがＤＣ放電またはＲＦ放電であるか
に関しては、適宜に選択することができる。

【００７２】次に、第１１図に基づいて本発明に係るイ
オン化装置の第７の実施形態を説明する。この実施形態
によるイオン化装置は、イオン化領域に隣接する他の領
域で第１のプラズマを発生させ、この第１のプラズマを
引込む引込電極が設けられた装置であって、このプラズ
マが誘導性放電で、かつ放電ガス導入機構と排気機構を
別途設けた装置である。図１１において、前述の各実施
形態で説明された要素と実質的に同一の要素には同一の
符号が付されている。

【００７３】図１１において、有底の中空容器１１の底
部側側面に、この中空容器１１よりも小さい容器であっ
て、円筒部が絶縁物（誘電体）で構成されたプラズマ発
生室８１を設ける。中空容器１１内部のイオン化領域
は、プラズマ発生室８１内のプラズマ発生領域と連通と
なっている。プラズマ発生室８１の底部には放電ガスを
導入する放電ガス導入機構８２が設けられている。また
プラズマ発生室８１を形成する隔壁の円筒部外側には螺
旋状導電性部材８３が備えられている。中空容器１１の
アパーチャ１２側の壁部には、図示しない真空ポンプと
接続された排気ポート７３が設けられている。その他の
基本的な構成は、図１０に示した実施形態で説明した構
成と同じである。

【００７４】上記のイオン化装置において、その内部の
構成部品上の堆積物を除去する場合、放電ガス導入機構
８２から放電ガスを導入すると共に、排気ポート７３と
排気機構によりプラズマ発生領域およびイオン化領域を
排気して、このイオン化装置内部の領域を所定圧力に維
持する。この状態で螺旋状導電性部材８３に図示しない
ＲＦ電源からＲＦ電力を供給し、プラズマ発生室８１の
円筒部の誘電体壁を介して螺旋状導電性部材と電気的に
結合された第１のプラズマをプラズマ発生領域に発生さ
せる。イオン集束電極５７は、第１のプラズマよりも高
い電位となるような電圧が印加され、第１のプラズマ中
の電子をイオン化領域内に引込む引込電極となる。これ
により、第１のプラズマ中の電子はイオン化領域内に移
送され、放電ガスを衝撃して多数のイオン化を引き起こ
し、イオン化領域内に第２のプラズマを生成する。この
第２のプラズマによってイオン化室内の構成部品上の堆
積物が除去され、クリーニングが行われる。

【００７５】上記の各イオン化装置において、好ましく
は、金属イオンを試料ガスに付着させて試料ガスイオン
を生成し、この試料ガスイオンを質量分析装置へと射出
する工程と、イオン化領域にプラズマを発生させてその
内部の構成部品上に堆積した副生成物を除去する工程が
連続的に行われるようにする。これにより、イオン化装
置の性能が低下する前に、そのイオン化性能を回復する
ことができ、また相前後する定量的もしくは定性的に異
なる質量分析測定に係るメモリ効果を防ぎ、正確な質量
分析測定を行うことができるようにする。

【００７６】さらに放電ガスに酸素を採用すると、プラ
ズマによる構成部品上の堆積物を除去する際に、イオン
放出体表面を同時に酸化させることができ、この除去工
程後、直ちに質量分析測定を行うことができる。

【００７７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、試料ガスのイオンの生成量あるいはその検出量が
低下したとき、すなわち質量分析装置による検出感度が
低下したときに、イオン化装置のイオン化工程のために
設けられた装置構成を利用してプラズマクリーニング工
程を実現できるように構成したため、イオン化装置の内
部を大気開放することなしにこの装置の性能を回復する
ことができる。特に、気相状態である有機物、化学的に
活性な物質、あるいは吸着性の高い物質を含む試料ガス
の質量分析におけるイオン化に最適であり、イオン化装
置の性能劣化を短時間で回復することができる。加え
て、メモリ効果を防ぎ、正確な質量分析を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るイオン化装置の第１実施形態を示
し、一部を切り欠いて内部の要部構造を示した斜視図で
ある。

【図２】図１に示したイオン化装置の要部の縦断面図で
ある。

【図３】第１実施形態によるイオン化装置のイオン化工
程でのイオン放出機構の電気回路図である。

【図４】第１実施形態によるイオン化装置のクリーニン
グ工程でのイオン放出機構の電気回路図である。

【図５】本発明に係るイオン化装置の第２実施形態を示
し、一部を切り欠いて内部の要部構造を示した斜視図で
ある。

【図６】図５に示したイオン化装置の要部の縦断面図で
ある。

【図７】本発明に係るイオン化装置の第３実施形態を示
し、一部を切り欠いて内部の要部構造を示した斜視図で
ある。

【図８】本発明に係るイオン化装置の第４実施形態を示
し、一部を切り欠いて内部の要部構造を示した斜視図で
ある。

【図９】本発明に係るイオン化装置の第５実施形態を示
し、一部を切り欠いて内部の要部構造を示した斜視図で
ある。

【図１０】本発明に係るイオン化装置の第６実施形態を
示し、一部を切り欠いて内部の要部構造を示した斜視図
である。

【図１１】本発明に係るイオン化装置の第７実施形態を
示し、一部を切り欠いて内部の要部構造を示した斜視図
である。

【図１２】従来のイオン化装置を示し、一部を切り欠い
て内部の要部構造を示した斜視図である。

【図１３】図１２に示したイオン化装置の要部の縦断面
図である。

【符号の説明】

１０ イオン化装置 １１ 中空容器 １２ アパーチャ １３ 質量分析装置 １６ イオン放出機構 １７ ガス導入機構 １８ リード線 １９ イオン放出体 ３１ 試料ガス供給容器 ３２ 三体ガス供給容器 ４１ 電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 亨 東京都府中市四谷５丁目８番１号 アネル バ株式会社内 (72)発明者 藤井 敏博 東京都羽村市五の神１丁目10番12号 Ｆターム(参考） 5C038 GG05 GH04 GH13

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イオン放出体から放出される金属イオン
   を、導入された試料ガスに付着させて試料ガスイオンを
   生成し、前記試料ガスイオンを、電場と磁場のいずれか
   一方または両方が形成された領域を有する質量分析部へ
   射出するイオン化装置において、 前記試料ガスイオンを生成するイオン化領域にクリーニ
   ング用プラズマを発生させる電極部を設け、前記プラズ
   マで前記イオン化領域に面した構成部品上の堆積物を除
   去することを特徴とするイオン化装置。
2. 【請求項２】 前記イオン化領域の内部に配置される前
   記構成部品のいずれかを前記電極部として用いることを
   特徴とする請求項１記載のイオン化装置。
3. 【請求項３】 前記イオン化放出体を前記電極部として
   用いることを特徴とする請求項２記載のイオン化装置。
4. 【請求項４】 イオン化工程で用いられるイオン集束電
   極を前記電極部として用いることを特徴とする請求項２
   記載のイオン化装置。
5. 【請求項５】 前記イオン化領域の内部に放電専用の電
   極部を設けたことを特徴とする請求項１記載のイオン化
   装置。
6. 【請求項６】 前記プラズマを発生させるとき、イオン
   化工程で用いる三体ガスを放電ガスとして用い、前記イ
   オン化工程での圧力条件と実質的に同じ圧力条件が用い
   られることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に
   記載のイオン化装置。
7. 【請求項７】 イオン放出体から放出される金属イオン
   を、導入された試料ガスに付着させて試料ガスイオンを
   生成し、前記試料ガスイオンを、電場と磁場のいずれか
   一方または両方が形成された領域を有する質量分析部へ
   射出するイオン化装置において、 前記試料ガスイオンを生成するイオン化領域を内部に形
   成しかつ前記イオン化領域の側の壁面が導電性部材で構
   成された中空容器と、 前記金属イオンを放出するイオン放出機構と、 前記イオン化領域に放電ガスを導入する放電ガス導入機
   構と、 前記イオン化領域に導入された前記放電ガスを前記中空
   容器の外部へ排出する排気機構とを備え、 前記イオン化領域に前記放電ガス導入機構により前記放
   電ガスを導入しながら前記排気機構で排気して前記イオ
   ン化領域を所定圧力に維持すると共に、前記イオン放出
   機構または前記中空容器のいずれか一方をカソードとし
   かつ他方をアノードとして前記イオン化領域にプラズマ
   を発生させ、前記イオン化領域に面した前記カソードと
   した構成部品上の堆積物を除去することを特徴とするイ
   オン化装置。
8. 【請求項８】 前記イオン化領域に面した前記イオン放
   出機構上の堆積物を除去するときには、前記イオン放出
   機構をカソードとし、前記イオン化領域に面した中空容
   器内壁上の堆積物を除去する際には、前記中空容器内壁
   をカソードとすることを特徴とする請求項７記載のイオ
   ン化装置。
9. 【請求項９】 前記イオン化領域にプラズマを発生させ
   て前記イオン化領域に面した構成部品上の堆積物を除去
   する工程は、前記試料ガスに前記金属イオンを付着させ
   て前記試料ガスイオンを生成して当該試料ガスイオンを
   前記質量分析部へ射出する工程の後に連続して行われる
   ことを特徴とする請求項７記載のイオン化装置。
10. 【請求項１０】 前記試料ガスは気相状態の有機物であ
    り、前記試料ガスのイオン化が行われた後に、前記イオ
    ン化領域に酸素を導入し、かつ前記所定圧力に維持しな
    がら前記イオン化領域にプラズマを発生させることを特
    徴とする請求項９記載のイオン化装置。
11. 【請求項１１】 前記試料ガスは気相状態の金属化合物
    または半導体を含む化合物であり、前記試料ガスのイオ
    ン化が行われた後に、前記イオン化領域にハロゲン系ガ
    スを導入し、かつ前記所定圧力に維持しながら前記イオ
    ン化領域にプラズマを発生させることを特徴とする請求
    項９記載のイオン化装置。
12. 【請求項１２】 イオン放出体から放出される金属イオ
    ンを、導入された試料ガスに付着させて試料ガスイオン
    を生成し、前記試料ガスイオンを、電場と磁場のいずれ
    か一方または両方が形成された領域を有する質量分析部
    へ射出するイオン化装置において、 前記試料ガスイオンが生成されるイオン化領域に通じた
    プラズマ発生領域を有し、かつ放電ガス導入機構とプラ
    ズマ発生機構を備えたプラズマ発生室と、 前記イオン化領域に配置されたプラズマ引込み電極と、 前記イオン化領域と前記プラズマ発生領域を排気する排
    気機構とを備え、 前記イオン化領域と前記プラズマ発生領域を所定圧力に
    維持し、前記プラズマ発生領域に前記プラズマ発生機構
    によって第１プラズマを発生させ、前記プラズマ引込み
    電極によって前記イオン化領域に前記第１プラズマを引
    込んで第２プラズマを発生させ、前記イオン化領域に面
    した構成部品上の堆積物を除去したことを特徴とするイ
    オン化装置。
13. 【請求項１３】 前記プラズマ発生機構は棒状電極を用
    いることを特徴とする請求項１２記載のイオン化装置。
14. 【請求項１４】 前記プラズマ発生機構は螺旋状導電性
    部材を用いることを特徴とする請求項１２記載のイオン
    化装置。
15. 【請求項１５】 前記引込み電極が、前記試料ガスイオ
    ンを前記質量分析部へ射出する際に、イオンの移送に寄
    与する電極を兼ねることを特徴とする請求項１２記載の
    イオン化装置。