JPH0234431B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0234431B2 JPH0234431B2 JP59058028A JP5802884A JPH0234431B2 JP H0234431 B2 JPH0234431 B2 JP H0234431B2 JP 59058028 A JP59058028 A JP 59058028A JP 5802884 A JP5802884 A JP 5802884A JP H0234431 B2 JPH0234431 B2 JP H0234431B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- quadrupole
- anode
- ions
- ion source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 11
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 31
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 8
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/10—Ion sources; Ion guns
- H01J49/14—Ion sources; Ion guns using particle bombardment, e.g. ionisation chambers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
- H01J49/34—Dynamic spectrometers
- H01J49/42—Stability-of-path spectrometers, e.g. monopole, quadrupole, multipole, farvitrons
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は四重極分析計に関するものである。
従来の四重極質量分析計は、いずれも気体分子
を電子衝撃によつてイオン化し、生成イオンを電
気的にイオンの質量によつて分離検出するもので
あるが小型で高感度、特に超高真空領域において
残留ガス分析に用いられるものは小型で高感度の
ものは少い。四重極質量分析装置の高感度化の要
因としては、 (1) イオン源で作られるイオンが多いこと。
を電子衝撃によつてイオン化し、生成イオンを電
気的にイオンの質量によつて分離検出するもので
あるが小型で高感度、特に超高真空領域において
残留ガス分析に用いられるものは小型で高感度の
ものは少い。四重極質量分析装置の高感度化の要
因としては、 (1) イオン源で作られるイオンが多いこと。
(2) 四重極電極間隔が大きいこと。
(3) 周波数が高いこと。
(4) 分解能が小さいこと。
などが上げられる。
(2)、(3)については、小型化のために相反する問
題である。分解能についてもできるだけ上げる努
力がなされている。従来の性能を下げることなく
感度を上げるためには、(1)のイオン源で作られる
イオンを多くすることが問題となる。イオン源で
作られたイオンがレンズ系で引き出されて四重極
電極に導かれる効率も重要であるが、(1)に含めて
考えている。これまでの四重極分析計のイオン源
はニール型イオン源、およびＢ−Ａ型イオン源が
用いられたが、これらのイオン源では、イオン源
で作られるイオンも少く、作られたイオンのエネ
ルギー分布も分散が多く高感度には問題があつ
た。特に10-10Torr程度の残留ガス分析には感度
が不足するような問題があつた。
題である。分解能についてもできるだけ上げる努
力がなされている。従来の性能を下げることなく
感度を上げるためには、(1)のイオン源で作られる
イオンを多くすることが問題となる。イオン源で
作られたイオンがレンズ系で引き出されて四重極
電極に導かれる効率も重要であるが、(1)に含めて
考えている。これまでの四重極分析計のイオン源
はニール型イオン源、およびＢ−Ａ型イオン源が
用いられたが、これらのイオン源では、イオン源
で作られるイオンも少く、作られたイオンのエネ
ルギー分布も分散が多く高感度には問題があつ
た。特に10-10Torr程度の残留ガス分析には感度
が不足するような問題があつた。
以上のような欠点に鑑み、本発明の目的は、イ
オン源で作られるイオンが多く10-10Torr以上で
も充分に残留ガス分析が行うことのできる四重極
分析計を提供することにある。
オン源で作られるイオンが多く10-10Torr以上で
も充分に残留ガス分析が行うことのできる四重極
分析計を提供することにある。
次に本発明の詳細を図面に基いて説明する。
第１図は本発明による二重アノード型四重極分
析計である。上から順に、金属メツシユから成る
半球状のシールド電極１の内側にフイラメント電
極２をその内側の半球状の第１アノード電極３の
上部に円周上に設けることができる。第１アノー
ド電極３も金属メツシユから構成することができ
る。第１アノード電極３の下側に金属メツシユか
ら成り、一部分に上方に半円球状とした第２アノ
ード電極４を設けることができる。さらにその下
側に上部で造られたイオンを効果的に四重極電極
に導くために引き出し電極５を設けることができ
る。引き出し電極５はイオンを効果的に四重極電
極に導くために中央部の両側に凸状のメツシユ電
極５１を設けることができる。各電極はシールド
材１１によつて電気的に絶縁し、ネジ１２と四重
極電極ケース７で固定することができる。引き出
し電極５より導れたイオンは四重極電極６により
分離され、コレクターシールド８内のフアラデイ
カツプ９で検出することができる。各電極の電位
はシールド電極−70〜−50V、フイラメント電極
−50〜−30V、第１アノード電極20〜10V、第２
アノード電極16〜6V、引き出し電極−70〜−
50Vがよい。特に第１アノード電極と第２アノー
ド電極の電位差重要で１〜4Vにするのが良い。
フイラメントから放出された電子によつて内部の
分子がイオン化され、それらのイオンは第２アノ
ードの近くに集められる。第２アノード電極の電
位を第１アノード電極の電位に近づけることによ
つて内部で作られたイオンのエネルギー分布を均
一にすることができる。エネルギー分布が均一の
イオンを効果的に引き出すために引き出し電極の
上部を凸状のメツシユ電極で行うことができる。
四重極電極に効果的に導入するために下に凸状の
メツシユ電極を設けることができる。引き出し電
極の中央部を単なる穴にするよりも本発明のよう
に穴の両側にメツシユで凸レンズ状に電極を設け
る方が、効率的にイオンを四重極電極に導入する
ことができる。第２アノード電極の半円球状部分
は、第１アノード電極内部の電界を制御し、生成
されたイオンを中央部に集めることおよび、エネ
ルギーを均一にするためである。さらに引き出し
電極５の凸レンズ状部で集め、均一にするように
作用する。感度はフアラデイカツプで検出される
イオン電流Ｉで与えられる。Ｉは次式で与えられ
る。
析計である。上から順に、金属メツシユから成る
半球状のシールド電極１の内側にフイラメント電
極２をその内側の半球状の第１アノード電極３の
上部に円周上に設けることができる。第１アノー
ド電極３も金属メツシユから構成することができ
る。第１アノード電極３の下側に金属メツシユか
ら成り、一部分に上方に半円球状とした第２アノ
ード電極４を設けることができる。さらにその下
側に上部で造られたイオンを効果的に四重極電極
に導くために引き出し電極５を設けることができ
る。引き出し電極５はイオンを効果的に四重極電
極に導くために中央部の両側に凸状のメツシユ電
極５１を設けることができる。各電極はシールド
材１１によつて電気的に絶縁し、ネジ１２と四重
極電極ケース７で固定することができる。引き出
し電極５より導れたイオンは四重極電極６により
分離され、コレクターシールド８内のフアラデイ
カツプ９で検出することができる。各電極の電位
はシールド電極−70〜−50V、フイラメント電極
−50〜−30V、第１アノード電極20〜10V、第２
アノード電極16〜6V、引き出し電極−70〜−
50Vがよい。特に第１アノード電極と第２アノー
ド電極の電位差重要で１〜4Vにするのが良い。
フイラメントから放出された電子によつて内部の
分子がイオン化され、それらのイオンは第２アノ
ードの近くに集められる。第２アノード電極の電
位を第１アノード電極の電位に近づけることによ
つて内部で作られたイオンのエネルギー分布を均
一にすることができる。エネルギー分布が均一の
イオンを効果的に引き出すために引き出し電極の
上部を凸状のメツシユ電極で行うことができる。
四重極電極に効果的に導入するために下に凸状の
メツシユ電極を設けることができる。引き出し電
極の中央部を単なる穴にするよりも本発明のよう
に穴の両側にメツシユで凸レンズ状に電極を設け
る方が、効率的にイオンを四重極電極に導入する
ことができる。第２アノード電極の半円球状部分
は、第１アノード電極内部の電界を制御し、生成
されたイオンを中央部に集めることおよび、エネ
ルギーを均一にするためである。さらに引き出し
電極５の凸レンズ状部で集め、均一にするように
作用する。感度はフアラデイカツプで検出される
イオン電流Ｉで与えられる。Ｉは次式で与えられ
る。
Ｉ∝2πγo2／（Ｍ／△Ｍ）
ここで、γoは相対する四重極電極間の距離、
は周波数、Ｍ／△Ｍは分解能、である。周波数
および分解能は変えられないものとすると、感度
を上げるためには四重極電極間の距離を変える必
要がある。しかし四重極電極を真円の電極とする
と電極の直径γrodとγoとの間にはγrod＝
1.1418γoの関係がある。これらのために感度を上
げるためには大型化が必要である。これらのため
に感度を上げようとするとイオン源で作られる生
成イオンの効率を上げることが重要である。イオ
ン源を本発明による構造とすることによつて、
Nier型、Ｂ−Ａ型イオン源に比べて生成される
イオン効率も十分高くすることができる。例えば
Nier型と比較すると電子が、分子を衝撃する体
積も同じ外径ならば本発明のイオン源は明らかに
多い。Ｂ−Ａ型イオン源と比較すると体積的にも
同様でかつ、効率的には電界分布を考えれば本発
明の方がやはり効率的である。このように効率的
に作られたイオンを本発明による引き出し電極に
よつて効率的に四重極電極に導入することができ
る。
は周波数、Ｍ／△Ｍは分解能、である。周波数
および分解能は変えられないものとすると、感度
を上げるためには四重極電極間の距離を変える必
要がある。しかし四重極電極を真円の電極とする
と電極の直径γrodとγoとの間にはγrod＝
1.1418γoの関係がある。これらのために感度を上
げるためには大型化が必要である。これらのため
に感度を上げようとするとイオン源で作られる生
成イオンの効率を上げることが重要である。イオ
ン源を本発明による構造とすることによつて、
Nier型、Ｂ−Ａ型イオン源に比べて生成される
イオン効率も十分高くすることができる。例えば
Nier型と比較すると電子が、分子を衝撃する体
積も同じ外径ならば本発明のイオン源は明らかに
多い。Ｂ−Ａ型イオン源と比較すると体積的にも
同様でかつ、効率的には電界分布を考えれば本発
明の方がやはり効率的である。このように効率的
に作られたイオンを本発明による引き出し電極に
よつて効率的に四重極電極に導入することができ
る。
以上述べたように本発明によれば、小型で高感
度でかつ10-10Torr程度の残留ガス分析を充分に
行うことのできる二重アノード型の四重極分析装
置を提供することができる。
度でかつ10-10Torr程度の残留ガス分析を充分に
行うことのできる二重アノード型の四重極分析装
置を提供することができる。
図は本発明による二重アノード型四重極分析計
の断面図である。 １……シールド電極、２……フイラメント電
極、３……第１アノード電極、４……第２アノー
ド電極、５……引き出し電極、５１，５２……凸
状メツシユ電極、６……四重極電極、７……四重
極電極ケース、８……コレクターシールド、９…
…フアラデイカツプ。
の断面図である。 １……シールド電極、２……フイラメント電
極、３……第１アノード電極、４……第２アノー
ド電極、５……引き出し電極、５１，５２……凸
状メツシユ電極、６……四重極電極、７……四重
極電極ケース、８……コレクターシールド、９…
…フアラデイカツプ。
Claims (1)
- １ 半球状のシールド電極の内側に順にヒータ電
極、第１アノード電極、第２アノード電極、引き
出し電極を設けたイオン源に四重極電極、コレク
ターシールド、コレクターから成る二重アノード
型四重極分析計において、引き出し電極の中央部
に少くとも一方が凸部状のメツシ電極を設けたこ
とを特徴とする二重アノード型四重極分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59058028A JPS60202646A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 二重アノ−ド型四重極分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59058028A JPS60202646A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 二重アノ−ド型四重極分析計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60202646A JPS60202646A (ja) | 1985-10-14 |
| JPH0234431B2 true JPH0234431B2 (ja) | 1990-08-03 |
Family
ID=13072490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59058028A Granted JPS60202646A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 二重アノ−ド型四重極分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60202646A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7453059B2 (en) * | 2006-03-10 | 2008-11-18 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Technique for monitoring and controlling a plasma process |
| JP2011222142A (ja) * | 2010-04-05 | 2011-11-04 | Ulvac Japan Ltd | 四重極型質量分析計 |
-
1984
- 1984-03-26 JP JP59058028A patent/JPS60202646A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60202646A (ja) | 1985-10-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yost et al. | [7] Tandem mass spectrometry: Quadrupole and hybrid instruments | |
| CA1058772A (en) | Ion scattering spectrometer with two analyzers preferably in tandem | |
| EP0156473B1 (en) | Electron-impact type of ion source | |
| US6239429B1 (en) | Quadrupole mass spectrometer assembly | |
| JP6535250B2 (ja) | 荷電粒子検出器およびその制御方法 | |
| US3939344A (en) | Prefilter-ionizer apparatus for use with quadrupole type secondary-ion mass spectrometers | |
| US6707034B1 (en) | Mass spectrometer and ion detector used therein | |
| US5834770A (en) | Ion collecting electrode for total pressure collector | |
| US5317270A (en) | Cold cathode ionization vacuum gauge with guard ring | |
| GB2289570A (en) | Mass spectrometer and electron impact ion source therefor | |
| JPH0234431B2 (ja) | ||
| CA1118913A (en) | Method and apparatus for the elemental analysis of solids | |
| US4307323A (en) | Vacuum gauge | |
| US7858933B2 (en) | Mass spectrometer | |
| US2888189A (en) | Vacuum pump | |
| Plumlee | Space charge neutralization in the ionizing beam of a mass spectrometer | |
| US2878407A (en) | Ion control means | |
| JPH0378741B2 (ja) | ||
| US5506412A (en) | Means for reducing the contamination of mass spectrometer leak detection ion sources | |
| JPH0968473A (ja) | 熱陰極型真空計 | |
| US3233098A (en) | Mass spectrometer tube | |
| JP2001165907A (ja) | ガス分析装置 | |
| Kirschner | Simple low‐energy sputter ion gun based on a Bayard–Alpert pressure gauge | |
| US3610922A (en) | Combined mass spectrometer and ionization manometer | |
| CN209963019U (zh) | 一种用于磁质谱仪的高效离子源 |