JP2003016990A - Inductively coupled plasma mass spectrometer - Google Patents

Inductively coupled plasma mass spectrometer

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JP2003016990A
JP2003016990A JP2001196887A JP2001196887A JP2003016990A JP 2003016990 A JP2003016990 A JP 2003016990A JP 2001196887 A JP2001196887 A JP 2001196887A JP 2001196887 A JP2001196887 A JP 2001196887A JP 2003016990 A JP2003016990 A JP 2003016990A
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JP
Japan
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pump
roughing
vacuum chamber
high vacuum
vacuum
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001196887A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshitomo Nakagawa
良知 中川
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce cost while ensuring sensitivity in an inductively coupled plasma mass spectrometer for identifying and determining trace impurity elements in a sample solution. SOLUTION: A first vacuum chamber 6 is evacuated by two pumps which are a first roughing vacuum pump 5b and a second roughing vacuum pump 14c for the rough evacuation of high vacuum pumps 10, 11.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、試料溶液中の微量不純
物元素の同定・定量を行う誘導結合プラズマ質量分析装
置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】第一の従来技術を図2を用いて説明す
る。図2において、1は誘導結合プラズマである。分析
する試料(図示せず)はネブライザー(図示せず)で霧
状に噴霧されて誘導結合プラズマ1に導入され、イオン
化される。2はサンプリングコーン、3はスキマーコー
ンである。サンプリングコーン2とスキマーコーン3に
は細孔が開いている。誘導結合プラズマ1で発生したイ
オンはサンプリングコーン2およびスキマーコーン3を
通して真空容器4内に導かれる。7はイオンレンズ、8
は質量分析器、9は検出器である。イオンレンズ7はス
キマーコーン3を通過したイオンを質量分析器に導く働
きをしている。イオンレンズ7を通過したイオンは質量
分析器8で質量分離され、検出器9で検出される。この
誘導結合プラズマ質量分析装置は、検出器9でイオン検
出をしたときの質量分析器8の設定(すなわちイオン質
量数)から試料中の不純物元素の同定を行い、イオン検
出の強度から不純物元素の定量を行う。 【0003】次に真空排気について説明する。5は第一
粗引きポンプ、6は第一真空室、16はゲートバルブで
ある。真空容器4のサンプリングコーン2とスキマーコ
ーン3に挟まれた部屋を第一真空室6と呼び、第一粗引
きポンプ4により真空排気されている。第一粗引きポン
プ5は例えばロータリーポンプが使用されている。第一
粗引きポンプ5の排気速度は500〜700L/min
である。ゲートバルブ16はスキマーコーン3とイオン
レンズ7の間に設置された開閉できる構造をしている。
ゲートバルブ16は分析動作を行ってイオンをイオンレ
ンズ7以降に通すときには開状態、分析動作を停止して
いるときには閉状態になる。10は第一高真空ポンプ、
11は第二高真空ポンプである。真空容器4のイオンレ
ンズ7が設置された部分を第二真空室12、検出器9が
設置された部分を第三真空室13と呼び、それぞれ第一
高真空ポンプ10および第二高真空ポンプ11で真空排
気している。第一高真空ポンプ10および第二高真空ポ
ンプ11には例えばターボ分子ポンプが使用される。1
4は第二粗引きポンプで、第一高真空ポンプ10および
第二高真空ポンプ11の排気側の粗排気をしている。第
二粗引きポンプ14の排気速度は200〜300L/m
in程度である。15は粗引きバルブで、開閉できる構
造をしている。粗引きバルブ15は第二真空室12およ
び第三真空室13と第二粗引きポンプ14の間に設置さ
れて、真空排気を行うときには開状態、真空排気を止め
る時には閉状態となる。 【0004】次に装置の真空排気の状態について説明を
加える。真空排気の状態には動作状態、待機状態、停止
状態の3つの状態がある。動作状態は誘導結合プラズマ
1を点灯して分析を行っている状態で、第一粗引きポン
プ5、第一高真空ポンプ10、第二高真空ポンプ11、
第二粗引きポンプ14は動作していて、粗引きバルブ1
5およびゲートバルブ16は開状態である。このとき第
一真空室6の圧力は100から300Pa程度、第二真
空室12の圧力は10のマイナス2乗Pa程度、第三真
空室13の圧力は10のマイナス4乗から3乗Pa程度
に排気している。待機状態はプラズマ1は消灯している
が、第二真空室12および第三真空室13は真空排気し
ていて、容易に動作状態に移行できる状態である。この
ときの状態は、第一高真空ポンプ10、第二高真空ポン
プ11、第二粗引きポンプ14は動作状態、粗引きバル
ブ15は開状態、第一粗引きポンプ5は停止状態、ゲー
トバルブ16は閉状態である。なお真空圧力は第一真空
室6の圧力は大気圧、第二真空室12と第三真空室13
の圧力は10のマイナス4乗Pa以下である。停止状態
は装置を止めている状態で、第一粗引きポンプ5、第一
高真空ポンプ10、第二高真空ポンプ11、第二粗引き
ポンプ14は停止していて、粗引きバルブ15およびゲ
ートバルブ16は閉状態である。第一真空室6の圧力は
大気圧である。第二真空室12と第三真空室13は外界
と隔離されており、減圧状態あるいはアルゴン等の不活
性ガスでパージされていて、次の真空排気に過剰な時間
を掛けないようにしている。 【0005】また第2の従来例として、図3の装置構成
がある。図3中の14bは第二粗引きポンプ、17はイ
ンターフェースバルブである。第2の従来例では第一粗
引きポンプはなくなっている。第一真空室6は第二粗引
きポンプ14bがインターフェースバルブ17を介して
排気を行っている。そのため第二粗引きポンプ2bの排
気速度は500〜700L/min程度となり、第1の
従来技術で示した第二粗引きポンプ14より大排気速度
となっている。そして動作状態では第一高真空ポンプ1
0、第二高真空ポンプ11、第二粗引きポンプ14bは
動作していて、粗引きバルブ15、ゲートバルブ16、
インターフェースバルブ17は開状態である。待機状態
では第一高真空ポンプ10、第二高真空ポンプ11、第
二粗引きポンプ14bは動作状態で、粗引きバルブ15
は開状態、ゲートバルブ16とインターフェースバルブ
17は閉状態である。停止状態では第一高真空ポンプ1
0、第二高真空ポンプ11、第二粗引きポンプ14bは
停止していて、粗引きバルブ15、ゲートバルブ16、
インターフェースバルブ17は閉状態である。この従来
例は例えば特開平11−162399に開示されてお
り、荒引きポンプを1台にして装置の低価格化をはかっ
ている。 【発明が解決しようとする課題】第一真空室6の圧力は
低い程、装置の感度が上がって好ましい傾向があるが、
従来の技術には次のような問題点がある。 【0006】第一の従来例では第一粗引きポンプ5の排
気速度が500から700L/minと大型であるた
め、装置価格やランニングコスト(消費電力)が大きく
なってしまう。 【0007】一方第2の従来例では装置価格は第1の従
来例より低くなる。しかし待機状態でも第2粗引きポン
プ14bを動作し続ける必要がある。本装置は通常、夜
間や休日は待機状態にいるため、動作状態の時間より待
機状態の時間が長く、停止状態の時は希である。そのた
めランニングコスト(消費電力)は第1の従来例より大
きくなる。本装置の待機時の消費電力のうち第2粗引き
ポンプ14bが占める割合は過半を占めるので、ランニ
ングコスト(消費電力)の問題は大きい。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明は従来技術の問題
点を解決するためになされたもので、試料中の不純物元
素の分析を行う目的で、サンプリングコーンとスキマー
コーンとイオンレンズと質量分析器と検出器と、前記サ
ンプリングコーンと前記スキマーコーンに挟まれた第一
真空室の排気を行うための第一粗引きポンプおよび第一
配管と、前記イオンレンズが設置された第二真空室およ
び前記検出器が設置された第三真空室を排気する高真空
ポンプと、前記高真空ポンプの粗排気を行うための第二
粗引きポンプおよび第二配管を備えた誘導結合プラズマ
質量分析装置において、前記第一配管と前記第二配管の
間を第三配管で接続し、前記第三配管の途中にインター
フェースバルブを設置し、分析を行う動作状態の時には
前記インターフェースバルブが開状態になり前記第一真
空室の排気を前記第一粗引きポンプおよび前記第二粗引
きポンプの2台で行ったことを特徴とする誘導結合プラ
ズマ質量分析装置である。 【0009】 【作用】本発明によると、第一真空室6の圧力を好まし
い状態に保ちながら、第一真空室は第一粗引きポンプ5
bおよび第二粗引きポンプ14cの2台で真空排気を行
う。そのため、第一粗引きポンプ5bは第1の従来例よ
り小型化でき、また第二粗引きポンプ14cは第2の従
来例より小型化できる。 【0010】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例に基
づいて説明する。 【0011】本発明の実施例を図1を用いて説明する。
図1において、1は誘導結合プラズマである。分析する
試料(図示せず)はネブライザー(図示せず)で霧状に
噴霧されて誘導結合プラズマ1に導入され、イオン化さ
れる。2はサンプリングコーン、3はスキマーコーンで
ある。サンプリングコーン2とスキマーコーン3には細
孔が開いている。誘導結合プラズマ1で発生したイオン
はサンプリングコーン2およびスキマーコーン3を通し
て真空容器4内に導かれる。7はイオンレンズ、8は質
量分析器、9は検出器である。イオンレンズ7はスキマ
ーコーン3を通過したイオンを質量分析器に導く働きを
している。イオンレンズ7を通過したイオンは質量分析
器8で質量分離され、検出器9で検出される。この誘導
結合プラズマ質量分析装置は、検出器9でイオン検出を
したときの質量分析器8の設定(すなわちイオン質量
数)から試料中の不純物元素の同定を行い、イオン検出
の強度から不純物元素の定量を行う。 【0012】次に真空排気について説明する。5bは第
一粗引きポンプ、6は第一真空室、16はゲートバル
ブ、18aは第一配管である。真空容器4のサンプリン
グコーン2とスキマーコーン3に挟まれた部屋を第一真
空室6と呼び、第一粗引きポンプ4により第一配管18
aを介して真空排気されている。第一粗引きポンプ5b
は例えばロータリーポンプが使用されている。第一粗引
きポンプ5bの排気速度は300〜400L/minで
ある。ゲートバルブ16はスキマーコーン3とイオンレ
ンズ7の間に設置された開閉できる構造をしている。ゲ
ートバルブ16は分析動作を行ってイオンをイオンレン
ズ7以降に通すときには開状態、分析動作を停止してい
るときには閉状態になる。10は第一高真空ポンプ、1
1は第二高真空ポンプである。真空容器4のイオンレン
ズ7が設置された部分を第二真空室12、検出器9が設
置された部分を第三真空室13と呼び、それぞれ第一高
真空ポンプ10および第二高真空ポンプ11で真空排気
している。第一高真空ポンプ10および第二高真空ポン
プ11には例えばターボ分子ポンプが使用される。14
cは第二粗引きポンプ、18bは第二配管である。第一
高真空ポンプ10および第二高真空ポンプ11の排気側
は、第二配管18bを介して第二粗引きポンプ14cに
より粗排気される。第二粗引きポンプ14cの排気速度
は200〜300L/min程度である。15は粗引き
バルブで、開閉できる構造をしている。粗引きバルブ1
5は第二真空室12および第三真空室13と第二粗引き
ポンプ14の間に設置されて、真空排気を行うときには
開状態、真空排気を止める時には閉状態となる。17b
はインターフェースバルブ、18cは第三配管である。
第三配管18cは一方を第二配管18bに接続され、他
方を第一配管18aに接続されている。第三配管18c
の中腹には開閉できる構造のインターフェースバルブ1
7bが設置されている。なおポンプで排気されるガスは
アルゴンガスや試料の蒸気であり、時には酸素や窒素、
ヘリウムやアンモニアが加わることもある。 【0013】次に装置の真空排気の状態について説明を
加える。真空排気の状態には動作状態、待機状態、停止
状態の3つの状態がある。動作状態は誘導結合プラズマ
1を点灯して分析を行っている状態で、第一粗引きポン
プ5b、第一高真空ポンプ10、第二高真空ポンプ1
1、第二粗引きポンプ14cは動作していて、粗引きバ
ルブ15、ゲートバルブ16、インターフェースバルブ
17bは開状態である。このとき第一真空室6は第一粗
引きポンプ5bおよび第二粗引きポンプ14cの2台で
真空排気される。そして第一真空室6の圧力は100か
ら200Pa程度、第二真空室12の圧力は10のマイ
ナス2乗Pa程度、第三真空室13の圧力は10のマイ
ナス4乗から3乗Pa程度となる。待機状態はプラズマ
1は消灯しているが、第二真空室12および第三真空室
13は真空排気していて、容易に動作状態に移行できる
状態である。このときは、第一高真空ポンプ10、第二
高真空ポンプ11、第二粗引きポンプ14cは動作状
態、粗引きバルブ15は開状態、第一粗引きポンプ5は
停止状態、ゲートバルブ16およびインターフェースバ
ルブ17bは閉状態である。なお真空圧力は第一真空室
6の圧力は大気圧、第二真空室12と第三真空室13の
圧力は10のマイナス4乗Pa以下である。停止状態は
装置を止めている状態で、第一粗引きポンプ5b、第一
高真空ポンプ10、第二高真空ポンプ11、第二粗引き
ポンプ14cは停止していて、粗引きバルブ15および
ゲートバルブ16は閉状態であり、インターフェースバ
ルブ17bは開閉どちらでも良い。第一真空室6の圧力
は大気圧である。第二真空室12と第三真空室13は外
界と隔離されており、減圧状態あるいはアルゴン等の不
活性ガスでパージされていて、次の真空排気に過剰な時
間を掛けないようにしている。また粗引きバルブ15は
閉じているため、第二粗引きポンプ14c(通常はオイ
ルを使用したロータリーポンプ)からの油が真空容器4
内に逆流するのを防止している。 【0014】ところで図4のように第一高真空ポンプ1
0と第二高真空ポンプ11は1台の高真空ポンプ19で
排気することもある。この高真空ポンプは例えばターボ
分子ポンプの一種で圧縮比により2つのポートをもつも
の(デュアルポンプと呼ぶ)で、高圧縮比ポートから第
三真空室の排気を行い、中圧縮比ポートから第二真空室
の排気を行う。この場合にも高真空ポンプ19の粗排気
を第二粗引きポンプ14cで行い、かつ第三配管18c
およびインターフェースバルブ17bを設置して、第一
真空室を第一粗引きポンプ15bと第二粗引きポンプ1
4cの2台で排気することは可能で、本発明は有効であ
る。 【0015】 【発明の効果】本発明によると、第一真空室の排気を、
第一粗引きポンプと高真空ポンプの粗排気用の第二粗引
きポンプの2台で行うようにしたので、装置の感度を確
保しながら、第一粗引きポンプ5bあるいは第二粗引き
ポンプ14cを従来技術より小型化できる。そのため装
置価格やランニングコスト(消費電力)を同時に下げる
ことが可能になる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inductively coupled plasma mass spectrometer for identifying and quantifying trace impurity elements in a sample solution. 2. Description of the Related Art A first prior art will be described with reference to FIG. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes an inductively coupled plasma. A sample (not shown) to be analyzed is atomized by a nebulizer (not shown), introduced into the inductively coupled plasma 1, and ionized. 2 is a sampling cone and 3 is a skimmer cone. The sampling cone 2 and the skimmer cone 3 have pores. Ions generated by the inductively coupled plasma 1 are guided into a vacuum vessel 4 through a sampling cone 2 and a skimmer cone 3. 7 is an ion lens, 8
Is a mass analyzer and 9 is a detector. The ion lens 7 has a function of guiding ions passing through the skimmer cone 3 to a mass analyzer. The ions that have passed through the ion lens 7 are mass-separated by the mass analyzer 8 and detected by the detector 9. This inductively coupled plasma mass spectrometer identifies the impurity element in the sample from the setting of the mass analyzer 8 (that is, the ion mass number) when the ion is detected by the detector 9, and identifies the impurity element from the intensity of the ion detection. Perform quantification. Next, evacuation will be described. 5 is a first roughing pump, 6 is a first vacuum chamber, and 16 is a gate valve. A room between the sampling cone 2 and the skimmer cone 3 of the vacuum vessel 4 is called a first vacuum chamber 6, and is evacuated by the first roughing pump 4. As the first roughing pump 5, for example, a rotary pump is used. The pumping speed of the first roughing pump 5 is 500 to 700 L / min.
It is. The gate valve 16 is provided between the skimmer cone 3 and the ion lens 7 and can be opened and closed.
The gate valve 16 is in an open state when the analysis operation is performed to pass ions through the ion lens 7 and thereafter, and is closed when the analysis operation is stopped. 10 is the first high vacuum pump,
11 is a second high vacuum pump. The part of the vacuum vessel 4 where the ion lens 7 is installed is called a second vacuum chamber 12 and the part where the detector 9 is installed is called a third vacuum chamber 13. A first high vacuum pump 10 and a second high vacuum pump 11 are respectively provided. Is evacuated. As the first high vacuum pump 10 and the second high vacuum pump 11, for example, a turbo molecular pump is used. 1
Reference numeral 4 denotes a second roughing pump, which roughly exhausts the first high vacuum pump 10 and the second high vacuum pump 11 on the exhaust side. The pumping speed of the second roughing pump 14 is 200 to 300 L / m.
in. Reference numeral 15 denotes a roughing valve having a structure that can be opened and closed. The roughing valve 15 is provided between the second vacuum chamber 12 and the third vacuum chamber 13 and the second roughing pump 14, and is opened when vacuum evacuation is performed and closed when vacuum evacuation is stopped. Next, the state of vacuum evacuation of the apparatus will be described. There are three states of evacuation: an operating state, a standby state, and a stopped state. The operating state is a state in which the inductively coupled plasma 1 is turned on to perform analysis, and the first roughing pump 5, the first high vacuum pump 10, the second high vacuum pump 11,
The second roughing pump 14 is operating and the roughing valve 1
5 and the gate valve 16 are open. At this time, the pressure in the first vacuum chamber 6 is about 100 to 300 Pa, the pressure in the second vacuum chamber 12 is about 10 −2 Pa, and the pressure in the third vacuum chamber 13 is about 10 −4 to 3 Pa. Exhausting. In the standby state, the plasma 1 is turned off, but the second vacuum chamber 12 and the third vacuum chamber 13 are evacuated to a state where the operation state can be easily shifted. At this time, the first high vacuum pump 10, the second high vacuum pump 11, and the second roughing pump 14 are in the operating state, the roughing valve 15 is open, the first roughing pump 5 is stopped, the gate valve Reference numeral 16 denotes a closed state. The vacuum pressure in the first vacuum chamber 6 is the atmospheric pressure, and the second vacuum chamber 12 and the third vacuum chamber 13
Is 10 −4 Pa or less. The stopped state is a state in which the apparatus is stopped, the first roughing pump 5, the first high vacuum pump 10, the second high vacuum pump 11, and the second roughing pump 14 are stopped, and the roughing valve 15 and the gate are stopped. The valve 16 is in a closed state. The pressure in the first vacuum chamber 6 is atmospheric pressure. The second vacuum chamber 12 and the third vacuum chamber 13 are isolated from the outside and are depressurized or purged with an inert gas such as argon so that the next evacuation does not take excessive time. As a second conventional example, there is an apparatus configuration shown in FIG. In FIG. 3, 14b is a second roughing pump, and 17 is an interface valve. In the second conventional example, the first roughing pump is omitted. The first vacuum chamber 6 is evacuated by the second roughing pump 14 b via the interface valve 17. Therefore, the exhaust speed of the second roughing pump 2b is about 500 to 700 L / min, which is higher than that of the second roughing pump 14 shown in the first conventional technique. In the operating state, the first high vacuum pump 1
0, the second high vacuum pump 11, and the second roughing pump 14b are operating, and the roughing valve 15, the gate valve 16,
The interface valve 17 is open. In the standby state, the first high vacuum pump 10, the second high vacuum pump 11, and the second roughing pump 14b are in the operating state, and the roughing valve 15
Is open, and the gate valve 16 and the interface valve 17 are closed. In the stopped state, the first high vacuum pump 1
0, the second high vacuum pump 11, and the second roughing pump 14b are stopped, and the roughing valve 15, the gate valve 16,
The interface valve 17 is in a closed state. This conventional example is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-162399, in which a single roughing pump is used to reduce the price of the apparatus. The lower the pressure in the first vacuum chamber 6 is, the higher the sensitivity of the apparatus tends to be.
The prior art has the following problems. In the first conventional example, the pumping speed of the first roughing pump 5 is as large as 500 to 700 L / min, so that the apparatus price and running cost (power consumption) increase. On the other hand, in the second conventional example, the device price is lower than in the first conventional example. However, it is necessary to continue operating the second roughing pump 14b even in the standby state. Since this apparatus is normally in a standby state at night or on holidays, the standby state is longer than the operation state, and rarely in the stopped state. Therefore, the running cost (power consumption) becomes larger than in the first conventional example. Since the second roughing pump 14b accounts for more than half of the power consumption of the apparatus during standby, the problem of running cost (power consumption) is large. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and has been made in order to analyze an impurity element in a sample. And a mass analyzer and a detector, a first roughing pump and a first pipe for evacuating a first vacuum chamber sandwiched between the sampling cone and the skimmer cone, and a second in which the ion lens is installed. An inductively coupled plasma mass spectrometer comprising a high vacuum pump for evacuating a vacuum chamber and a third vacuum chamber in which the detector is installed, and a second roughing pump and a second pipe for roughly evacuating the high vacuum pump. In the apparatus, the first pipe and the second pipe are connected by a third pipe, an interface valve is installed in the middle of the third pipe, and in an operating state of performing an analysis, An inductively coupled plasma mass spectrometer characterized in that an interface valve is opened and the first vacuum chamber is evacuated by two of the first roughing pump and the second roughing pump. According to the present invention, while maintaining the pressure in the first vacuum chamber 6 in a preferable state, the first vacuum chamber is connected to the first roughing pump 5.
Vacuum exhaust is performed by two units, b and the second roughing pump 14c. Therefore, the first roughing pump 5b can be smaller than the first conventional example, and the second roughing pump 14c can be smaller than the second conventional example. Embodiments of the present invention will be described based on examples. An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an inductively coupled plasma. A sample (not shown) to be analyzed is atomized by a nebulizer (not shown), introduced into the inductively coupled plasma 1, and ionized. 2 is a sampling cone and 3 is a skimmer cone. The sampling cone 2 and the skimmer cone 3 have pores. Ions generated by the inductively coupled plasma 1 are guided into a vacuum vessel 4 through a sampling cone 2 and a skimmer cone 3. 7 is an ion lens, 8 is a mass analyzer, and 9 is a detector. The ion lens 7 has a function of guiding ions passing through the skimmer cone 3 to a mass analyzer. The ions that have passed through the ion lens 7 are mass-separated by the mass analyzer 8 and detected by the detector 9. This inductively coupled plasma mass spectrometer identifies the impurity element in the sample from the setting of the mass analyzer 8 (that is, the ion mass number) when the ion is detected by the detector 9, and identifies the impurity element from the intensity of the ion detection. Perform quantification. Next, the evacuation will be described. 5b is a first roughing pump, 6 is a first vacuum chamber, 16 is a gate valve, and 18a is a first pipe. A room between the sampling cone 2 and the skimmer cone 3 of the vacuum vessel 4 is called a first vacuum chamber 6, and the first pipe 18 is moved by the first roughing pump 4.
It is evacuated via a. First roughing pump 5b
For example, a rotary pump is used. The pumping speed of the first roughing pump 5b is 300 to 400 L / min. The gate valve 16 is provided between the skimmer cone 3 and the ion lens 7 and can be opened and closed. The gate valve 16 is in an open state when the analysis operation is performed to pass ions through the ion lens 7 and thereafter, and is closed when the analysis operation is stopped. 10 is the first high vacuum pump, 1
1 is a second high vacuum pump. The part of the vacuum vessel 4 where the ion lens 7 is installed is called a second vacuum chamber 12 and the part where the detector 9 is installed is called a third vacuum chamber 13. A first high vacuum pump 10 and a second high vacuum pump 11 are respectively provided. Is evacuated. As the first high vacuum pump 10 and the second high vacuum pump 11, for example, a turbo molecular pump is used. 14
c is a second roughing pump, and 18b is a second pipe. The exhaust side of the first high vacuum pump 10 and the second high vacuum pump 11 is roughly exhausted by the second roughing pump 14c via the second pipe 18b. The pumping speed of the second roughing pump 14c is about 200 to 300 L / min. Reference numeral 15 denotes a roughing valve having a structure that can be opened and closed. Roughing valve 1
Reference numeral 5 is provided between the second vacuum chamber 12 and the third vacuum chamber 13 and the second roughing pump 14, and is in an open state when performing vacuum evacuation and in a closed state when stopping vacuum evacuation. 17b
Is an interface valve, and 18c is a third pipe.
One of the third pipes 18c is connected to the second pipe 18b, and the other is connected to the first pipe 18a. Third pipe 18c
Interface valve 1 that can be opened and closed in the middle
7b is installed. The gas exhausted by the pump is argon gas or sample vapor, and sometimes oxygen, nitrogen,
Helium and ammonia may be added. Next, the state of vacuum evacuation of the apparatus will be described. There are three states of evacuation: an operating state, a standby state, and a stopped state. The operating state is a state in which the inductively coupled plasma 1 is turned on to perform analysis, and the first roughing pump 5b, the first high vacuum pump 10, and the second high vacuum pump 1
1. The second roughing pump 14c is operating, and the roughing valve 15, the gate valve 16, and the interface valve 17b are open. At this time, the first vacuum chamber 6 is evacuated by the first roughing pump 5b and the second roughing pump 14c. The pressure in the first vacuum chamber 6 is about 100 to 200 Pa, the pressure in the second vacuum chamber 12 is about 10 −2 Pa, and the pressure in the third vacuum chamber 13 is about 10 −4 to 3 Pa. . In the standby state, the plasma 1 is turned off, but the second vacuum chamber 12 and the third vacuum chamber 13 are evacuated to a state where the operation state can be easily shifted. At this time, the first high vacuum pump 10, the second high vacuum pump 11, and the second roughing pump 14c are operating, the roughing valve 15 is open, the first roughing pump 5 is stopped, the gate valve 16 and The interface valve 17b is in a closed state. The vacuum pressure in the first vacuum chamber 6 is the atmospheric pressure, and the pressure in the second vacuum chamber 12 and the third vacuum chamber 13 is 10 −4 Pa or less. The stopped state is a state in which the apparatus is stopped, the first roughing pump 5b, the first high vacuum pump 10, the second high vacuum pump 11, and the second roughing pump 14c are stopped, and the roughing valve 15 and the gate are stopped. The valve 16 is closed, and the interface valve 17b may be open or closed. The pressure in the first vacuum chamber 6 is atmospheric pressure. The second vacuum chamber 12 and the third vacuum chamber 13 are isolated from the outside and are depressurized or purged with an inert gas such as argon so that the next evacuation does not take excessive time. Also, since the roughing valve 15 is closed, oil from the second roughing pump 14c (usually a rotary pump using oil) is supplied to the vacuum container 4c.
Prevents backflow inside. As shown in FIG. 4, the first high vacuum pump 1
The 0 and second high vacuum pumps 11 may be evacuated by one high vacuum pump 19. This high vacuum pump is, for example, a type of turbo molecular pump having two ports depending on the compression ratio (referred to as a dual pump). The high compression ratio port exhausts the third vacuum chamber, and the middle compression ratio port exhausts the second vacuum chamber. Evacuate the vacuum chamber. Also in this case, the rough evacuation of the high vacuum pump 19 is performed by the second roughing pump 14c and the third pipe 18c
And the interface valve 17b, and the first vacuum chamber is connected to the first roughing pump 15b and the second roughing pump 1
It is possible to exhaust with two units 4c, and the present invention is effective. According to the present invention, the exhaust of the first vacuum chamber is
Since the first roughing pump and the second roughing pump for rough evacuation of the high vacuum pump are used, the first roughing pump 5b or the second roughing pump 14c is used while ensuring the sensitivity of the apparatus. Can be made smaller than the prior art. Therefore, it is possible to simultaneously reduce the device price and the running cost (power consumption).

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の構成を示した図 【図2】第1の従来例を示した図 【図3】第2の従来例を示した図 【図4】本発明の補足説明するための図 【符号の説明】 1…誘導結合プラズマ 2…サンプリングコーン 3…スキマーコーン 4…真空容器 5、5b…第一粗引きポンプ 6…第一真空室 7…イオンレンズ 8…質量分析器 9…検出器 10…第一高真空ポンプ 11…第二高真空ポンプ 12…第二真空室 13…第三真空室 14、14b、14c…第二粗引きポンプ 15…粗引きバルブ 16…ゲートバルブ 17、17b…インターフェースバルブ 18a、18b、18c…配管 19…高真空ポンプ[Brief description of the drawings] FIG. 1 shows a configuration of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a first conventional example. FIG. 3 is a diagram showing a second conventional example. FIG. 4 is a diagram for supplementary explanation of the present invention. [Explanation of symbols] 1. Inductively coupled plasma 2. Sampling cone 3. Skimmer cone 4: Vacuum container 5, 5b ... first roughing pump 6 ... first vacuum chamber 7 ... ion lens 8 Mass spectrometer 9 Detector 10 ... first high vacuum pump 11 ... second high vacuum pump 12 ... second vacuum chamber 13: Third vacuum chamber 14, 14b, 14c ... second roughing pump 15… Roughing valve 16 ... Gate valve 17, 17b ... Interface valve 18a, 18b, 18c ... piping 19 ... High vacuum pump

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 試料中の不純物元素の分析を行う目的
で、サンプリングコーンとスキマーコーンとイオンレン
ズと質量分析器と検出器と、前記サンプリングコーンと
前記スキマーコーンに挟まれた第一真空室の排気を行う
ための第一粗引きポンプおよび第一配管と、前記イオン
レンズが設置された第二真空室および前記検出器が設置
された第三真空室を排気する高真空ポンプと、前記高真
空ポンプの粗排気を行うための第二粗引きポンプおよび
第二配管を備えた誘導結合プラズマ質量分析装置におい
て、前記第一配管と前記第二配管の間を第三配管で接続
し、前記第三配管の途中にインターフェースバルブを設
置し、分析を行う動作状態の時には前記インターフェー
スバルブが開状態になり前記第一真空室の排気を前記第
一粗引きポンプおよび前記第二粗引きポンプの2台で行
ったことを特徴とする誘導結合プラズマ質量分析装置。
Claims: 1. A sampling cone, a skimmer cone, an ion lens, a mass analyzer, a detector, and a sampling cone and a skimmer cone for analyzing an impurity element in a sample. A first roughing pump and a first pipe for evacuating the first vacuum chamber, and a high vacuum for evacuating a second vacuum chamber in which the ion lens is installed and a third vacuum chamber in which the detector is installed. In an inductively coupled plasma mass spectrometer equipped with a pump and a second roughing pump and a second pipe for performing rough evacuation of the high vacuum pump, a third pipe is provided between the first pipe and the second pipe. Connected, an interface valve is installed in the middle of the third pipe, and in an operating state for performing analysis, the interface valve is opened to exhaust the first vacuum chamber to the second Inductively coupled plasma mass spectrometer, characterized in that made in the two roughing pump and the second roughing pump.
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