JPH01166456A - イオン検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はイオンビーム検出器に係り、特に質量分析計の
正、負両イオンの高感度検出に好適なイオン検出器に関
する。

〔従来の技術〕

従来のイオン検出器は、引用公知例、マイクロビームア
ナリシス、ＰＰ１４７−１４９　　日本学術振興会朝倉
書店　マイクロビームアナリシス第１４１委員会編　１
９８５．に記載のように信号としてのイオンビームを偏
向する手段はなく、−度イオン検出器が装着されるとイ
オンビームは。

検出器の第一ダイノードの同一場所を常に照射するよう
になっていた。しかし第１ダイノード面に対してイオン
ビーム照射点を変化させる手段は設けられていなかった
。従来の二次電子増幅管の原理を第３図に示す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、第１ダイノードがイオン照射を受けた
場合、注入イオンによる変質層およびイオンエツチング
による表面層の組成変化による二次電子収率の劣化につ
いて配慮がなされておらず、短時間で感度が低下すると
いう問題があった。

本発明の目的は、上述の第１ダイノードのイオン照射に
よる劣化を考慮してイオン検出器の高感度且つ長寿命化
を達成することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、イオン検出器または二次電子増倍管の第
１ダイノードの劣化による感度低下をさけるために該ダ
イノード上のイオン照射部を逐次変化させ、新しいダイ
ノード面が利用できるようにすることにより、達成され
る。

具体的な技術手段として次のような技法を採用する。一
般に該ダイノードの劣化が問題にされるのは、質量分析
計のように高密度細束イオンビームを検出する場合に限
られる。したがって長寿命化は、イオン偏向手段を設け
て劣化に応じてダイノード上のイオン照射点を逐次変化
させることにより達成した。偏向手段としては、二次電
子増倍管の第１ダイノードの前段に偏向電場が可変でき
る静電偏向電極を設けた。

〔作用〕

本発明の技術的手段としての静電偏向手段は、イオン検
出器の第１ダイノードの前段に設けられており、それぞ
れの対抗電極に任意電圧を印加することにより、該ダイ
ノード面の任意位置に信号としてのイオンビームが入射
できるようにする役割をもつ。すなわち劣化が起ったら
偏向電圧を変化させ、イオンビーム照射点を新しいダイ
ノード面（二次電子収率の高い）に移すことにより、高
感度化および長寿命化を達成する。

（実施例〕 以下、本発明の実施例を第１図および第２図により説明
する。第１図および第２図はいずれも質量分析計のイオ
ン検出器に適用した場合の実施例を示す。

本発明のイオン検出器は主に検出すべきイオンビーム６
に対する制限視野絞りまたは質量分析計のコレクタスリ
ット１、二次電子増倍管の第１ダイノード２．第２，３
等後段ダイノード群３、イオンコレクタ４および該入射
イオンビーム偏向用静電偏向電極５より構成されている
。質量分析計にかけられたイオンは質量・電荷比（Ｍ／
　８　）に分離され、Ｍ、Ｍ＋ΔＭ、Ｍ−６Ｍ（Ｍ：質
量数）に分けられ、特定イオンＭのみが検出器に導入さ
れ、その強度が測定される。

第１および第２図により２つの実施例の動作原理を示す
。第１図に示した実施例では、質量分析計のコレクタス
リット１と二次電子増倍管の第１ダイノード２との間に
静電偏向電極５が装着されている。質量数Ｍを検出して
いる状態を考える。

偏向電極５を動作させない場合にはイオンビームＭは直
進し、第１ダイノード２を照射し、発生した二次電子が
後段のダイノード群３により逐次増倍され、コレクタ４
により検出される。この状態で数週間使用すると第１ダ
イノード２のイオン照射部が入射イオンの注入効果やス
ツパツタ現象により劣化し、二次電子収率（放出率）が
低下する。

次に偏向電極５に偏向電圧を印加し、イオンビーム６を
偏向させ、第１ダイノード２の新しい面にイオンビーム
６が照射するようにする。これによりイオンビーム６を
高感度で検出する。このように第１ダイノード２の劣化
が起ったら次々と新しいダイノード面にイオンビーム照
射点を移すことにより常に高感度能力を保つとともにイ
オン検出器自体の長寿命化が達成される。この操作は真
空外より容易にできる。

第２の実施例を第２図を用いて説明する。基本原理は第
１の実施例と同様である。本実施例では、偏向電極５は
質量分析計とコレクタスリット１の間に設けている。コ
レクタスリット１は真空外よりＸ−Ｙ面（ビームに対し
て垂直面）に移動できるように°なっている。第１ダイ
ノード２の照射面が劣化した場合の新しいダイノード面
へのビーム６の偏向は、コレクタスリット１の移動と偏
向電極５の電位を変えることにより行なう。これにより
ダイノード面２の任意点にイオンビーム６を照射でき、
高感度、長寿命化が達成できた。

以上２つの実施例よりイオン検出器の感度劣化を考慮し
た寿命が従来の１０倍以上向上した。またイオン検出器
の劣化による交換作業が１ｏ分の１に減少でき利用効率
が著しく向上した。さらにイオン検出器の交換頻度が１
０分の１減少したため、装置の真空を破る頻度が１０分
の１以下にでき、超高真空化が容易に達成された。

〔発明の効果〕

本発明によれば、二次電子増倍管の感度低下の原因とな
る第１ダイノードへの入射イオン照射部を逐次変えるこ
とにより高感度性の維持と長寿命化を行なっているので
、次のような効果がある。

（１）劣化によるイオン検出器の交換頻度が１０分の１
以下にでき、コスト低減が可能。

（２）イオン検出器の交換頻度が低減でき、その結果と
して真空を破る頻度が１０分の１以下にでき、超高真空
化が容易になった。

（３）　　（２）の結果としてイオン強度の測定精度が
著るしく向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例の原理図、第３図
は従来の二次電子増倍管の原理図である。 １・・・質量分析計のコレクタスリット、２・・・二次
電子増倍管の第１ダイノード、３・・・第２．第３等後
段ダイノード群、４・・・コレクタ、訃・・静電偏向電
極、６・・・被検イオンビーム。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、二次電子増倍法を採用したイオン検出器において該
   検出器の第１ダイノードの前段に少なくとも一対の偏向
   電極を設けて該ダイノード面に対して被検出イオンビー
   ム照射位置を変えられるようにしたことを特徴とするイ
   オン検出器。 ２、特許請求の範囲第１項において、質量分析計のコレ
   クタスリットの後段に該偏向電極を設け。 さらに後々段に二次電子増倍管を配置したことを特徴と
   するイオン検出器。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項において、質量
   分析計のコレクタスリットの前段に偏向電極を設け、該
   コレクタスリットが入射イオンビームと垂直面内で可動
   でき且つ該偏向電圧を任意に変えられ、該ダイノード面
   の任意点を該イオンビームが照射できるようにしたこと
   を特徴とするイオン検出器。