JP3306877B2 - 質量分析装置 - Google Patents
質量分析装置Info
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- JP3306877B2 JP3306877B2 JP13084491A JP13084491A JP3306877B2 JP 3306877 B2 JP3306877 B2 JP 3306877B2 JP 13084491 A JP13084491 A JP 13084491A JP 13084491 A JP13084491 A JP 13084491A JP 3306877 B2 JP3306877 B2 JP 3306877B2
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- magnetic poles
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は質量分析装置、特に磁場
型の質量分析装置に関する。
型の質量分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように質量分析装置は、イオン注
入装置などに使用される。図５はイオン注入装置の一例
を示し、イオン源５１で生成されたイオンは、目的外の
イオンを含んだイオンビームとして引き出され、質量分
析装置１に入射される。質量分析装置１内で形成されて
いる磁場中を通過するとき、各イオンは、その電荷、質
量、速度、磁場強度で決まる曲率で運動するため、異な
る軌道を通るように偏向される。
入装置などに使用される。図５はイオン注入装置の一例
を示し、イオン源５１で生成されたイオンは、目的外の
イオンを含んだイオンビームとして引き出され、質量分
析装置１に入射される。質量分析装置１内で形成されて
いる磁場中を通過するとき、各イオンは、その電荷、質
量、速度、磁場強度で決まる曲率で運動するため、異な
る軌道を通るように偏向される。
【０００３】これによって質量分析装置１に入射された
イオンビームＢの中から、目的とするイオンのみを分離
し、通過させることができる。質量分析装置１を通過し
たイオンビームは注入室５２に入り、ここで基材５３に
注入される。５４は真空排気用のポンプである。
イオンビームＢの中から、目的とするイオンのみを分離
し、通過させることができる。質量分析装置１を通過し
たイオンビームは注入室５２に入り、ここで基材５３に
注入される。５４は真空排気用のポンプである。
【０００４】図６に従来の質量分析装置１の断面図を示
す。これは一対の磁極２，３と、両磁極２，３を磁気的
に連結するヨーク４と、両磁極２，３間のギャップ５に
磁場を発生させるための励磁コイル６，７とによって、
主として構成されてある。イオンビームＢは両磁極２，
３に挟まれたギャップ５中を通過する。
す。これは一対の磁極２，３と、両磁極２，３を磁気的
に連結するヨーク４と、両磁極２，３間のギャップ５に
磁場を発生させるための励磁コイル６，７とによって、
主として構成されてある。イオンビームＢは両磁極２，
３に挟まれたギャップ５中を通過する。
【０００５】実際にはギャップ５には、内部が真空とさ
れてある分析管が配置されてあり、この分析管内をイオ
ンビームＢが通過するようになっている。図では分析管
は省略してある。ギャップ５中を通過するイオンビーム
Ｂは、前記のように磁場によって偏向されて、分析され
る。このときのイオンビームＢの通過断面領域における
磁場は、一定であることが必要である。
れてある分析管が配置されてあり、この分析管内をイオ
ンビームＢが通過するようになっている。図では分析管
は省略してある。ギャップ５中を通過するイオンビーム
Ｂは、前記のように磁場によって偏向されて、分析され
る。このときのイオンビームＢの通過断面領域における
磁場は、一定であることが必要である。
【０００６】このような構成における質量分析装置にお
いて、断面積の大きいビームを対象とするとき、図７に
示すようにギャップ５のギャップ長を長く構成する必要
がある。しかし単にギャップ長を長くしただけでは、磁
力線Ｌがギャップ５内で膨らむようになり、ビームの通
過断面領域で一様な磁場を形成するのが困難となる。
いて、断面積の大きいビームを対象とするとき、図７に
示すようにギャップ５のギャップ長を長く構成する必要
がある。しかし単にギャップ長を長くしただけでは、磁
力線Ｌがギャップ５内で膨らむようになり、ビームの通
過断面領域で一様な磁場を形成するのが困難となる。
【０００７】これを解決するには、図８に示すように磁
極２，３の巾を広くし、ギャップ巾を広くすればよい。
このようにすればビームの通過断面領域での磁場を均一
にすることが可能となる。しかしこのようにギャップ巾
を広くすることにより、ヨーク全体が大型化することに
なり、また大重量化するようになる。
極２，３の巾を広くし、ギャップ巾を広くすればよい。
このようにすればビームの通過断面領域での磁場を均一
にすることが可能となる。しかしこのようにギャップ巾
を広くすることにより、ヨーク全体が大型化することに
なり、また大重量化するようになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ギャップ巾
の拡張を必要とすることなく、ビームの通過断面領域に
おける磁場の均一化を図ることを目的とする。
の拡張を必要とすることなく、ビームの通過断面領域に
おける磁場の均一化を図ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、ギャップを設
けて互いに対向して配置した一対の主磁極を有し、前記
一対の主磁極に挟まれた前記ギャップ内に荷電粒子ビー
ムを通過させて前記荷電粒子ビームの質量を前記一対の
主磁極により発生した磁場による偏向により分析してな
る磁場型の質量分析装置において、前記一対の主磁極に
挟まれたギャップの外側に、前記一対の主磁極により形
成される磁場の方向と同方向であって、前記主磁極によ
って発生する磁場の外側への膨らみを抑制する磁場を前
記荷電粒子ビームの通過方向に沿って形成する励磁用コ
イルを巻装した少なくとも一対の補助磁極を配置してな
ることを特徴とする。
けて互いに対向して配置した一対の主磁極を有し、前記
一対の主磁極に挟まれた前記ギャップ内に荷電粒子ビー
ムを通過させて前記荷電粒子ビームの質量を前記一対の
主磁極により発生した磁場による偏向により分析してな
る磁場型の質量分析装置において、前記一対の主磁極に
挟まれたギャップの外側に、前記一対の主磁極により形
成される磁場の方向と同方向であって、前記主磁極によ
って発生する磁場の外側への膨らみを抑制する磁場を前
記荷電粒子ビームの通過方向に沿って形成する励磁用コ
イルを巻装した少なくとも一対の補助磁極を配置してな
ることを特徴とする。
【００１０】
【作用】主磁極間の磁力線のうち、主磁極間に挟まれた
ギャップの外側に膨らむ磁力線は、一対の補助磁極間の
磁力線と反発し合い、そのため主磁極間の磁力線は外側
に膨らむのが阻止されるようになる。これによって主磁
極間のギャップの長さを長くしても主磁極間に挟まれた
ギャップ内の磁場は全体にわたって一様化されることに
なる。
ギャップの外側に膨らむ磁力線は、一対の補助磁極間の
磁力線と反発し合い、そのため主磁極間の磁力線は外側
に膨らむのが阻止されるようになる。これによって主磁
極間のギャップの長さを長くしても主磁極間に挟まれた
ギャップ内の磁場は全体にわたって一様化されることに
なる。
【００１１】
【実施例】本発明の実施例を図１によって説明する。な
お図６と同じ符号を付した部分は、同一または対応する
部分を示す。本発明にしたがい、主磁極２，３間のギャ
ップの両側の外側に、荷電粒子ビームの通過方向に沿っ
て一対の補助磁極１１，１２および１３，１４を設け
る。１５は各補助磁極に設けられた励磁用のコイルであ
る。図２は図１の上半分の斜視図である。
お図６と同じ符号を付した部分は、同一または対応する
部分を示す。本発明にしたがい、主磁極２，３間のギャ
ップの両側の外側に、荷電粒子ビームの通過方向に沿っ
て一対の補助磁極１１，１２および１３，１４を設け
る。１５は各補助磁極に設けられた励磁用のコイルであ
る。図２は図１の上半分の斜視図である。
【００１２】補助磁極１１，１２間および１３，１４間
の磁力線Ｌａは、主磁極２，３間の磁力線Ｌと同方向に
向かうように、各補助磁極が配置され、励磁コイル１５
によって励磁されるようになっている。
の磁力線Ｌａは、主磁極２，３間の磁力線Ｌと同方向に
向かうように、各補助磁極が配置され、励磁コイル１５
によって励磁されるようになっている。
【００１３】以上の構成において、磁力線Ｌのうちの両
側における磁力線は、磁力線Ｌａと反発し合う。そのた
め本来なら外側に膨らもうとする磁力線Ｌは、その膨ら
みが抑制さる。これによってギャップ５間の磁場が一様
化されるようになる。
側における磁力線は、磁力線Ｌａと反発し合う。そのた
め本来なら外側に膨らもうとする磁力線Ｌは、その膨ら
みが抑制さる。これによってギャップ５間の磁場が一様
化されるようになる。
【００１４】図１に示す例ではギャップ５の一方の片側
に、一対の補助磁極を設けた構成とされているが、これ
が複数対であってもよい。また図１の構成では電磁石を
使用しているが、これに代えて図３のように永久磁石３
１〜３６を利用して構成するようにしてもよい。
に、一対の補助磁極を設けた構成とされているが、これ
が複数対であってもよい。また図１の構成では電磁石を
使用しているが、これに代えて図３のように永久磁石３
１〜３６を利用して構成するようにしてもよい。
【００１５】なお以上の各実施例は、何れもイオンビー
ムの通過路に沿ってその両側に補助磁極を配置した構成
であるが、図４に示すように、これに更に前記通過路４
１の入口側４２と出口側４３に、更に別の補助磁極４
４，４５および４６，４７を配置するようにしてもよ
い。このようにすることによって、通過路４１の各端部
において外側に膨らもうとする磁力線も、その膨らみが
抑制されるようになる。
ムの通過路に沿ってその両側に補助磁極を配置した構成
であるが、図４に示すように、これに更に前記通過路４
１の入口側４２と出口側４３に、更に別の補助磁極４
４，４５および４６，４７を配置するようにしてもよ
い。このようにすることによって、通過路４１の各端部
において外側に膨らもうとする磁力線も、その膨らみが
抑制されるようになる。
【００１６】以上の説明はいずれもイオンビームを対象
としたものであるが、これに限られるものではなく、電
子線その他の荷電粒子のビームについても適用されるこ
とはいうまでもない。
としたものであるが、これに限られるものではなく、電
子線その他の荷電粒子のビームについても適用されるこ
とはいうまでもない。
【００１７】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、断
面積の大きいビームを対象として質量分析を行うため
に、磁極のギャップ長を長くした場合でも、磁極巾を広
くすることを必要とせずに、磁力線の外側への膨らみを
抑制することによって、ビームの通過断面領域に一様な
磁場を形成することができ、したがって断面積の大きい
ビームを対象する質量分析装置の小型化が可能となると
いった効果を奏する。
面積の大きいビームを対象として質量分析を行うため
に、磁極のギャップ長を長くした場合でも、磁極巾を広
くすることを必要とせずに、磁力線の外側への膨らみを
抑制することによって、ビームの通過断面領域に一様な
磁場を形成することができ、したがって断面積の大きい
ビームを対象する質量分析装置の小型化が可能となると
いった効果を奏する。
【図１】本発明の実施例を示す断面図である。
【図２】図１の上半分の斜視図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図４】ビームの通過路に沿う断面図である。
【図５】イオン注入装置の平面図である。
【図６】従来例の断面図である。
【図７】別の従来例の断面図である。
【図８】更に別の従来例の断面図である。
１ 質量分析装置 ２、３ 主磁極 ４ ヨーク ５ ギャップ ６〜７ 励磁コイル １１〜１４ 補助磁極 １５ 励磁コイル Ｌ 主磁極による磁力線 Ｌａ 補助磁極による磁力線
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 49/00 - 49/48
Claims (1)
- 【請求項１】 ギャップを設けて互いに対向して配置し
た一対の主磁極を有し、前記一対の主磁極に挟まれた前
記ギャップ内に荷電粒子ビームを通過させて前記荷電粒
子ビームの質量を前記一対の主磁極により発生した磁場
による偏向により分析してなる磁場型の質量分析装置に
おいて、前記一対の主磁極に挟まれたギャップの外側
に、前記一対の主磁極により形成される磁場の方向と同
方向であって、前記主磁極によって発生する磁場の外側
への膨らみを抑制する磁場を前記荷電粒子ビームの通過
方向に沿って形成する励磁用コイルを巻装した少なくと
も一対の補助磁極を配置してなることを特徴とする磁場
型の質量分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13084491A JP3306877B2 (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13084491A JP3306877B2 (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 質量分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04292844A JPH04292844A (ja) | 1992-10-16 |
| JP3306877B2 true JP3306877B2 (ja) | 2002-07-24 |
Family
ID=15044022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13084491A Expired - Fee Related JP3306877B2 (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3306877B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4761985B2 (ja) * | 2006-01-31 | 2011-08-31 | 日本電子株式会社 | エネルギーフィルタ |
| JP4582065B2 (ja) * | 2006-07-25 | 2010-11-17 | 日新イオン機器株式会社 | 分析電磁石、その制御方法およびイオン注入装置 |
-
1991
- 1991-03-20 JP JP13084491A patent/JP3306877B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04292844A (ja) | 1992-10-16 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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