JP5315149B2 - 四重極型質量分析計 - Google Patents
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Description
m/Δm=0.05×f2×L2×m/e/(2×Ei)
の関係がある。ここで、fは電極柱130に印加する高周波電圧の周波数、Lは電極柱130の長さ、Eiはイオンの加速電圧である。したがって、電極柱130が短い場合でも、分解能を得るためには、周波数を大きくする必要がある。
V=7.219×m×r0 2×f2
のように表され、周波数が大きくなると、高周波電圧も大きくなる。ここで、2×r0 は、電極柱130間の距離である。
全圧コレクタの配線は、電極柱130に印加するための直流電圧+高周波電圧の配線と並行に配線されることになる(例えば、特許文献3、図6参照)。
本発明の請求項2に記載の四重極型質量分析計は、請求項1において、前記配線が、前記貫通孔内においてセラミックパイプ及びシ−ルドパイプによって順に被覆されており、さらに、前記シ−ルドパイプがグランドと接続されていること、を特徴とする。
本発明の請求項3に記載の四重極型質量分析計は、請求項1又は2において、前記電極ホルダが、前記電極柱の長さ方向において両端部にそれぞれ配され、電極柱の長さ方向の中央部分は露出されてなることを特徴とする。
本発明の請求項4に記載の四重極型質量分析計は、請求項1又は2において、前記電極ホルダが、前記電極柱の長さ方向において略全体を覆うように配されてなることを特徴とする。
図1は、本発明の四重極型質量分析計の一構成例(第一実施形態)を模式的に示す図である。また、図2は、図1に示す四重極型質量分析計1A(1)において質量検出部10A(10)の一構成例を模式的に示す図であり、(a)は上面図、(b)は側面図である。
図1に示すように、四重極型質量分析計1A(1)は有底の金属製の容器2を有している。この容器2は一方が開口2aされた円筒形状からなり、内部に質量検出部10が配置され、前記開口2a側が真空槽(図示略)に取り付けられるようになっている。
この四重極型質量分析計1A(1)は、前記四重極14に直流電圧と交流電圧を印加し、イオン化装置11によって気体のイオンを生成し、該イオンを前記四重極14の間を通過させ、分圧コレクタ電極15で収集して質量分析を行う。
電極ホルダ12は、絶縁物が円筒形状に成形されて構成されており、その円筒の両端(図1では上下端)にはスリット18、19がそれぞれ配され、各スリットの中央付近には小孔18a、19aがそれぞれ設けられている。すなわち、スリット18の小孔18aは容器2の開口2a側に向けられ、スリット19の小孔19aは分圧コレクタ電極15に向けられている。
四重極14は、金属製円柱からなる4本の電極柱13で構成されており、電極ホルダ11の内部に配置されている。また、四重極14を構成する4本の電極柱13は、それぞれ電極ホルダ11の中心軸線に沿った方向に向けられており、互いに所定間隔を開けて電極ホルダ11内部の壁面にネジ止め固定されている。
本発明の四重極型質量分析計1A(1)では、全圧コレクタ電極16の配線21を、電極ホルダ12に設けられた貫通孔20を通して配することで、小型化が可能である。
このような四重極型質量分析計1A(1)は、例えば残留ガス分析計として用いられる。
イオン化装置12によって生成されたイオンは、スリット18の小孔18aを通過して四重極14の内部に進入する。
全圧コレクタ電極16の配線21をセラミックパイプ22及びシ−ルドパイプ23で被覆し、さらにシ−ルドパイプ23をグランド30と接続することで、配線21が電極柱13に接近した場合でも、高周波電圧のノイズ成分をカットすることが可能である。これにより、四重極型質量分析計1を小型化した場合であっても、高周波電圧の影響を抑制し、全圧の測定下限を下げることが可能である。
次に、本発明の四重極型質量分析計の第二実施形態について説明する。
なお、以下の説明では、上述した第一実施形態と異なる部分について主に説明し、第一実施形態と同様の部分については、その説明を省略する。
前述した第一実施形態では、電極ホルダ12が、前記電極柱13の長さ方向において両端部にそれぞれ配され、電極柱13の長さ方向の中央部分は露出されていたが、本実施形態の四重極型質量分析計1B(1)では、質量検出部10C(10)において、電極ホルダ12が、前記電極柱13の長さ方向において略全体を覆うように配されてなる。
このような四重極型質量分析計1B(1)は、例えばプロセスモニタとして用いられる。
全圧コレクタ電極16の配線21をセラミックパイプ22及びシ−ルドパイプ23で被覆し、さらにシ−ルドパイプ23をグランド30と接続することで、配線21が電極柱13に接近した場合でも、高周波電圧のノイズ成分をカットすることが可能である。これにより、質量分析計を小型化した場合であっても、高周波電圧の影響を抑制し、全圧の測定下限を下げることが可能である。
図9〜図13からわかるように、全圧コレクタ電極の配線を、電極ホルダの貫通孔に通して小型化した場合(実験例1)、配線が電極柱に接近することにより高周波電圧のノイズ成分の影響がやや増えるものの、全圧コレクタ電極の配線をシ−ルドすることで(実験例2)、配線が電極柱に接近した場合でも、高周波電圧のノイズ成分をカットすることが可能であることがわかる。
これらの結果より、本発明では、質量分析計を小型化した場合であっても、高周波電圧の影響を抑制し、全圧の測定下限を下げることが可能であることがわかった。
Claims (4)
- 絶縁性で環状の電極ホルダの内周面に固定して配された、4本の電極柱からなる四重極を備え、
前記四重極に直流電圧と交流電圧を印加し、イオン化装置によって気体のイオンを生成し、前記イオンを前記四重極の間を通過させ、コレクタで収集して質量分析を行う四重極型質量分析計であって、
前記電極ホルダに設けられた貫通孔を有し、前記コレクタの配線が、該貫通孔を通して配されていること、を特徴とする四重極型質量分析計。
- 前記配線が、前記貫通孔内においてセラミックパイプ及びシ−ルドパイプによって順に被覆されており、
さらに、前記シ−ルドパイプがグランドと接続されていること、を特徴とする請求項1に記載の四重極型質量分析計。
- 前記電極ホルダが、前記電極柱の長さ方向において両端部にそれぞれ配され、電極柱の長さ方向の中央部分は露出されてなることを特徴とする請求項1又は2に記載の四重極型質量分析計。
- 前記電極ホルダが、前記電極柱の長さ方向において略全体を覆うように配されてなることを特徴とする請求項1又は2に記載の四重極型質量分析計。
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