JP5265095B2 - 微細加工したナノスプレー電極システム - Google Patents
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Description
・LCシステムまたはCEシステムとのインターフェースとなり得るエレクトロスプレーイオン化源
・(好ましくは、分子ではなく)イオンを真空チャンバに結合するインターフェース
・結合を最大にし得る位置合わせおよび/または観察用のシステム
・マスフィルタおよび検出器
従来方式では、スプレーは、大気圧から、中間の圧力で保持されるチャンバを介して注入される。差動排気を用いて流量と実現可能な圧力を合わせるいくつかの真空インターフェースが開発されている(例えば、非特許文献3参照)。イオン光学系は通常、キャピラリ(capillaries)などの入力および出力用のオリフィス、キャピラリアレイ(capillary arrays)、およびスキマー電極を備え、場合によっては、全通過モードでイオン案内部として動作する4重極レンズも含む。これらのコンポーネントを使用して、結合したイオンと電気的中性物(neutrals)との比を最大にする。そうしないとチャンバが一杯になる。
・電気化学エッチングまたは光支援電気化学エッチング
・ドライプラズマエッチングまたは反応性イオンエッチング
・イオンビームによる除去
・レーザ
・蒸着
・厚膜被着
・スパッタリング
・電気メッキ
・化学気相成長(CVD)
・エピタキシ
これらの技術をウエハの接合と組み合わせて、複雑な3次元を生成することができる。本発明によって提供されるインターフェース装置はこれらの例である。
Claims (32)
- 取り外し可能なキャピラリナノスプレー源入力部と、分離質量分析器(106)と、を結合するための単一チップ(108)上に設けられる微細加工したナノスプレーイオン化装置であって、
前記取り外し可能なキャピラリ入力部と協働する第1位置合わせフィーチャ(109)であって、前記取り外し可能なキャピラリ入力部は、前記装置内に受け入れることができてイオン化装置への流体の送りをもたらす、第1位置合わせフィーチャ(109)と、
キャピラリ出力部と協働する第2位置合わせフィーチャ(110)であって、前記キャピラリ出力部は前記質量分析器にイオンビームを提供する、第2位置合わせフィーチャ(110)と、
前記キャピラリ入力部とキャピラリ出力部の間のイオン経路を画定するオリフィスと、
を備え、
前記イオン経路にほぼ直交する向きに設けられた少なくとも1つの導電電極(111)をさらに備え、
前記第1位置合わせフィーチャ(109)、前記第2位置合わせフィーチャ(110)、前記オリフィス、および前記少なくとも1つの電極(111)は、それぞれ前記チップ(108)内に一体に形成され、
前記装置は、前記取り外し可能なキャピラリ入力部が、前記少なくとも1つの導電電極に関連する前記装置内に使用可能に備わるように構成され、前記キャピラリ入力部と、前記キャピラリ入力部から抜ける流体をイオン化してスプレーの形態で前記装置に入るようにする前記少なくとも1つの導電電極と、の間の電位差が提供される
ことを特徴とする微細加工したナノスプレーイオン化装置。 - 前記チップ(108)は2枚の基板から構築され、
前記各基板はスタック構成で組み合わされて、前記チップ(108)が形成される
ことを特徴とする請求項1に記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。 - 前記2枚の基板はそれぞれ絶縁基部(201)を備え、
前記各基板は、前記得られるチップ(108)がその外側の表面に絶縁部分を有するように互いに重ね合わされる
ことを特徴とする請求項2に記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。 - 前記2枚の基板はそれぞれ、個々のフィーチャと共に形成され、
前記各フィーチャは、前記2枚の基板が合わせられたときに、得られるフィーチャの組合せにより、前記第1位置合わせフィーチャ(109)、前記第2位置合わせフィーチャ(110)、前記オリフィス、および前記少なくとも1つの電極(111)が画定されるように構成される
ことを特徴とする請求項2または3に記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。 - 第1基板は、前記キャピラリ入力部用の第1の溝状の位置合わせフィーチャ(204)、および前記キャピラリ出力部用の第2の溝状の位置合わせフィーチャ(206)を画定し、
前記第1基板はさらに、その上に、前記第1基板に垂直に配置された溝状の直立縁部を伴う前記少なくとも1つの導電電極を備える
ことを特徴とする請求項4に記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。 - 第2基板は、その上に、前記第2基板に垂直に配置された溝状の直立縁部を伴う少なくとも1つの導電電極(111)を備えることを特徴とする請求項5に記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。
- 前記第1基板と第2基板を互いに重ね合わせて、前記第1および第2基板上に設けられた前記少なくとも1つの電極(111)が連続電極を形成し、
前記電極の溝は組み合わされてオリフィスを形成する
ことを特徴とする請求項6に記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。 - 前記キャピラリ入力部は、ナノスプレーキャピラリ(106)であることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。
- 前記ナノスプレーキャピラリ入力部は流体を供給し、
前記流体は、液体クロマトグラフィシステムから導入可能である
ことを特徴とする請求項8に記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。 - 前記ナノスプレーキャピラリ入力部は流体を供給し、
前記流体は、キャピラリ電気泳動システムから導入可能である
ことを特徴とする請求項8に記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。 - 前記入力キャピラリに最も近い電極(111)は、最初にテイラーコーンを生成し、次いで、前記入力キャピラリに収容された液体からイオンを引き出すことを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。
- 前記キャピラリ出力部は、質量分析器(106)への入力部を形成することを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。
- 少なくとも2つの電極(111)を備え、少なくとも第2電極は前記出力キャピラリにイオンを集束することを特徴とする請求項1から12のいずれかに記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。
- 少なくとも1つの電極は電気的に加熱され、選択的に溶媒を除去することを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。
- 少なくとも1つの電極はセグメント化されて、偏向横方向電界を形成することによって、電気的中性物からのイオンの分離を助けることを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。
- 前記偏向横方向電界は経時的に変化して、噴霧化を促進することを特徴とする請求項15に記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。
- 前記チップは、少なくとも1つの流体排出用の穴を含むことを特徴とする請求項1から16のいずれかに記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。
- 少なくとも第1基板基部は、少なくとも1つのガス注入用の穴と、前記キャピラリ入力部を取り囲むプレナムチャンバ(410)と、を含むことを特徴とする請求項3に記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。
- 前記プレナムチャンバ(410)は、前記スプレーに対するシースとして構成された軸方向ガス流を生成するように構成されることを特徴とする請求項18に記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。
- 前記絶縁基部は、フォトパターニングが可能なポリマーで形成されることを特徴とする請求項3に記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。
- 前記基板−基部(201)の周囲、排出用の穴、およびガス注入口は、フォトパターニングによって画定されることを特徴とする請求項18に記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。
- 前記位置合わせフィーチャ(109,110)および電極(111)は、半導体で形成されることを特徴とする請求項1から21のいずれかに記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。
- 前記半導体は、シリコンであることを特徴とする請求項22に記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。
- 前記半導体は、異方性湿式化学エッチングによって結晶面を貫通して溝状に加工されることを特徴とする請求項22に記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。
- 前記半導体は、深堀反応性イオンエッチングによって溝状に加工されることを特徴とする請求項22に記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。
- 前記位置合わせフィーチャまたは前記電極のいずれかは、深堀反応性イオンエッチングを利用することによって形成されることを特徴とする請求項22に記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。
- 前記電極、溝、または基板−基部は、ソーイングによって形成されることを特徴とする請求項3に記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。
- 前記位置合わせフィーチャ(109,110)および電極(111)は、金属で形成されることを特徴とする請求項1から21および27のいずれかに記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。
- 前記金属は、電気メッキによって被着されることを特徴とする請求項28に記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。
- 前記基板−基部は、ガラスで形成されることを特徴とする請求項3に記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。
- 前記ガラスは、フォトパターニング可能であることを特徴とする請求項30に記載の微細加工したナノスプレーイオン化装置。
- 出力部にキャピラリニードルを有するナノスプレー供給源と、入力部にキャピラリニードルを有する質量分析器と、前記供給源と前記質量分析器(101)の間に設けられた請求項1から31のいずれかに記載のナノスプレーイオン化装置と、を備え、
前記装置の前記位置合わせフィーチャ(109,110)は、前記キャピラリニードル用の接続ポートを提供し、それによって、前記供給源から発する流体がイオン化されて、前記質量分析器(101)に渡されるようにし得ることを特徴とする一体化パッケージ。
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