JPH0462749A - Molecular beam sampling device - Google Patents

Molecular beam sampling device

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JPH0462749A
JPH0462749A JP2170007A JP17000790A JPH0462749A JP H0462749 A JPH0462749 A JP H0462749A JP 2170007 A JP2170007 A JP 2170007A JP 17000790 A JP17000790 A JP 17000790A JP H0462749 A JPH0462749 A JP H0462749A
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JP
Japan
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chamber
molecular beam
hole
gas
orifice
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JP2170007A
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Japanese (ja)
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Yoshitsugu Tsutsumi
芳紹 堤
Taketo Usui
建人 臼井
Junichi Kobayashi
淳一 小林
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02Details
    • H01J49/06Electron- or ion-optical arrangements
    • H01J49/067Ion lenses, apertures, skimmers

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To shorten the stopping time of a device caused by blocking of holes by monitoring the blocking of the holes of a primary and a secondary throttle mechanism by means of a block detecting mechanism, and operating a block dissolving mechanism so as to remove the blocking of the holes without disassembling a molecular beam sampling device. CONSTITUTION:The adhesion and deposition of film or powder in the hole part of an orifice 4 invites the reduced inflow of gas into a primary chamber 1. In correspondence with the degree of the reduction of the pressure in the primary chamber 1 caused by this reduced inflow, the degree of the blocking of the hole of the orifice 4 can be monitored. Then laser light 31 is radiated from the laser light source 30 of a block dissolving mechanism so as to dissolve the blocking by evaporating the blocking substance in the hole of the orifice 4. The hole of a clearance 5 is treated in the same manner. Since the blocking of the holes of the orifice 4 and the clearance 5 can be removed without disassembling a molecular beam sampling device, it is unnecessary to do such troublesome adjustments as disassembling and assembling the device, and placing the hole of the orifice 4, the hole of the clearance 5, the small hole of a collimator 6 and an ionization part 101 of a quadrupole mass spectrometry on the same line along the course of molecular beam. Therefore, the time until the spectrometry is resumed can be shortened.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、分子線サンプリング装置に係り、特に、第一
の絞り機構及び第二の絞り機構の絞り部の閉そくによる
装置の停止時間を短縮化するのに好適な分子線サンプリ
ング装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a molecular beam sampling device, and in particular, to shortening the downtime of the device due to blocking of the throttle portions of the first and second throttle mechanisms. This invention relates to a molecular beam sampling device suitable for

〔従来の技術〕[Conventional technology]

分子線サンプリング装置では、被検出側の気体を第一の
絞り機構、及び、第二の絞り機構を通して分析を行なう
In the molecular beam sampling device, the gas on the detection side is analyzed through a first throttle mechanism and a second throttle mechanism.

第4図は、従来の分子線サンプリング装置のブロック図
である。
FIG. 4 is a block diagram of a conventional molecular beam sampling device.

第4図に示す分子線サンプリング装置は、例えば、イン
タナショナル・ジャーナル・オブ・マス・スペクトロメ
トリ・アン1〜・イオン・プロセス。
The molecular beam sampling device shown in FIG.

60巻(1984年)第173頁から第187頁(In
ternational Journal of Ma
ss Spectrometryand Ion Pr
ocesses、 60(1984)p p、173〜
187)で論じられているものであり、以下、第4図を
参照して従来の分子線サンプリング装置を説明する。
Volume 60 (1984), pages 173 to 187 (In
International Journal of Ma
ss Spectrometry and Ion Pr
occesses, 60 (1984) pp, 173~
187), and the conventional molecular beam sampling device will be explained below with reference to FIG.

被検出気体を分子線サンプリング装置を到達圧力まで真
空排気する。以下にその操作を述べる。
The gas to be detected is evacuated through the molecular beam sampling device to the ultimate pressure. The operation will be described below.

各室を各室の真空排気系で真空排気する。即ち、第一室
1内の気体を第一室真空排気系7で真空排気し、第二室
2内の気体を第二室真空排気系8で真空排気し、第三室
3内の気体を第三室真空排気系9で真空排気する。この
とき各室の圧力をモニタするために設けられた第一室真
空計14.第二室真空計15.第三室真空計16で測定
し第三室の圧力が第三室3に設けられた検出器である四
重極質量分析器10が充分に動作できる圧力より低い圧
力である第三室3の到達圧力になっていることを確認す
る。
Each chamber is evacuated using its own vacuum evacuation system. That is, the gas in the first chamber 1 is evacuated by the first chamber evacuation system 7, the gas in the second chamber 2 is evacuated by the second chamber evacuation system 8, and the gas in the third chamber 3 is evacuated. The third chamber is evacuated using the vacuum evacuation system 9. At this time, the first chamber vacuum gauge 14 is provided to monitor the pressure in each chamber. Second chamber vacuum gauge 15. The pressure in the third chamber 3 measured by the third chamber vacuum gauge 16 is lower than the pressure at which the quadrupole mass spectrometer 10, which is a detector installed in the third chamber 3, can fully operate. Check that the ultimate pressure is reached.

次に、分子線サンプリング装置を用いて被検出側の気体
を分析する際の操作について述べる。被検出側の気体は
、極めて小さい穴のあいたオリフィス4を通り第一室へ
と導入される。第一室1内の圧力は被検出側の気体の在
る部分の圧力よりも充分低くなるように第一室真空排気
系7により真空排気がなされている。このため、オリフ
ィス4を通過した気体は第一室1内で自由噴流となる。
Next, the operation when analyzing the gas on the detection side using the molecular beam sampling device will be described. The gas to be detected is introduced into the first chamber through an orifice 4 having an extremely small hole. The first chamber 1 is evacuated by a first chamber vacuum evacuation system 7 so that the pressure in the first chamber 1 is sufficiently lower than the pressure in the area where the gas is present on the detection side. Therefore, the gas that has passed through the orifice 4 becomes a free jet within the first chamber 1.

このとき導入された気体は断熱膨張するため、気体の温
度は著しく低下し、通常では分解しやすい反応によって
生成するような中間活性種も保存される。
Since the gas introduced at this time undergoes adiabatic expansion, the temperature of the gas is significantly lowered, and intermediate active species, which would normally be generated by reactions that easily decompose, are also preserved.

なお、第一室1の圧力状態は、第一室真空計14で計測
されている。
Note that the pressure state of the first chamber 1 is measured by a first chamber vacuum gauge 14.

この自由噴流中には、スキマ(Skimmer)移動機
構11を介してスキマ5を適切な位置に移動させ、自由
噴流の一部を第二室2へ導く。
During this free jet flow, the skimmer 5 is moved to an appropriate position via the skimmer moving mechanism 11, and a portion of the free jet flow is guided to the second chamber 2.

第二室2内は、第一室1にくらべて充分に低い圧力とな
るように第二室真空排気系8により真空排気されており
、その圧力状態は第三室真空計15で計測されている。
The inside of the second chamber 2 is evacuated by the second chamber evacuation system 8 so that the pressure is sufficiently lower than that of the first chamber 1, and the pressure state is measured by the third chamber vacuum gauge 15. There is.

スキマ5を通って第二室2へ導入された気体は気体どう
しの衝突のない分子線となる。この分子線は回転する円
板上に複数個の切り欠き部をもつチョッパ12によって
断続される分子線となる。
The gas introduced into the second chamber 2 through the gap 5 becomes a molecular beam without gas collisions. This molecular beam becomes a molecular beam that is interrupted by a chopper 12 having a plurality of notches on a rotating disk.

また、このとき、チョッパ12を分子線が通過する時を
検出するための検出器19からの信号が出され、四重極
質量分析器10の信号の信号処理に用いられる。
Also, at this time, a signal is output from the detector 19 for detecting when the molecular beam passes through the chopper 12, and is used for signal processing of the signal from the quadrupole mass spectrometer 10.

断続する分子線の一部は第三室3の壁面に設けられたコ
リメータ6を通って第三室3へと導入される。第三室3
内は第三室真空排気系9により四重極質量分析器10の
充分作動する圧力に真空排気されており、その圧力状態
は第三室真空計16で計測されている。
A portion of the intermittent molecular beam is introduced into the third chamber 3 through a collimator 6 provided on the wall of the third chamber 3. Third room 3
The interior of the chamber is evacuated by a third chamber vacuum evacuation system 9 to a pressure sufficient to operate the quadrupole mass spectrometer 10, and the pressure state is measured by a third chamber vacuum gauge 16.

断続する分子線は、一部分が四重極質量分析器10にと
り込まれて分析が行なわれ、残りは四重極質量分析器イ
オン化部101を通過して第三室3の分子線が導入され
た側と反対側にある小孔17を通過して第三室分子線照
射面18へと照射される。実線20は分子線を示す。
Part of the intermittent molecular beam was taken into the quadrupole mass spectrometer 10 for analysis, and the rest passed through the quadrupole mass spectrometer ionization section 101 and was introduced into the third chamber 3. The light passes through the small hole 17 on the opposite side and is irradiated onto the third chamber molecular beam irradiation surface 18. Solid line 20 indicates a molecular line.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来技術は、被検出側の気体のおかれた雰囲気が、
たとえば、CV D (Chemical Vapor
Deposition)反応、あるいは、エツチング反
応などのように膜、あるいは、粉体を生成する場合には
、分子線サンプリング装置を用いて被検出側の気体の分
析を行なうと、先述の反応により発生した固体がオリフ
ィス4、あるいは、スキマ5の穴部に付着し、堆積し、
最終的には穴を閉そくするため、分子線サンプリング装
置に被検出側の気体が導入されないため分析が出来なく
なる。そこで装置を分解しオリフィス4、あるいは、ス
キマ5の穴の閉そくを取除、き再度装置を組立及びオリ
フィス4の穴、スキマ5の穴、コリメータ6の小孔及び
四重極質量分析器イオン化部101を同一直線上におく
(アライメントをとる)調整が必要となり分析を再開す
るまでに長時間を要するという問題があった。
In the above conventional technology, the atmosphere of the gas on the detection side is
For example, CV D (Chemical Vapor
When a film or powder is produced, such as by a reaction (deposition) or an etching reaction, when the gas on the detection side is analyzed using a molecular beam sampling device, the solids generated by the reaction described above can be detected. adheres to and accumulates in the orifice 4 or the hole in the gap 5,
Ultimately, since the hole is blocked, the gas to be detected cannot be introduced into the molecular beam sampling device, making analysis impossible. Therefore, the device is disassembled, the blockage of the hole in the orifice 4 or the gap 5 is removed, and the device is reassembled. There was a problem in that it required adjustment to place the 101 on the same straight line (alignment), and it took a long time to restart the analysis.

本発明の目的は、被検側の気体に起因するオリフイス4
あるいはスキマ5の穴の閉そくによる分子線サンプリン
グ装置の停止時間を短縮することの出来る分子線サンプ
リング装置を提供することにある。
The purpose of the present invention is to
Another object of the present invention is to provide a molecular beam sampling device that can shorten the downtime of the molecular beam sampling device due to blockage of the hole in the gap 5.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、本発明に係る分子線サンプ
リング装置の構成は、少なくとも、被検出側の気体を、
この気体の在る側から圧力の低い側へ噴出させて自由噴
流を形成する第一の絞り機構、および、その室の圧力を
被検出側の気体圧力より低くする第一の真空排気系を備
えた第一室と、この第一室に隣接する室であって、少な
くとも、前記第一の絞り機構で形成された自由噴流を導
入して分子線を形成する第二の絞り機構、室内の圧力を
調整する第二の真空排気系、前記第二の絞り機構で形成
された分子線を周期的に断続する分子線断続機構、およ
び、分子線が前記分子線断続機構を通過したことを検出
する手段を備えた第二室と、この第二室に隣接する室で
あって、少なくとも、前記第二室で形成された断続する
分子線の一部を導入する小孔、導入された断続する分子
線中の成分を分析する分析器、この分析器と分子線の相
対位置を調整する移動機機、および、室内の圧力を調節
する第三の真空排気系を備えた第三室とからなる分子線
サンプリング装置において、第一の絞り機構及び第二の
絞り機構の閉そくを取除く閉そく解消機構を設けたこと
を特徴とする。
In order to achieve the above object, the configuration of the molecular beam sampling device according to the present invention is such that at least the gas on the detection side is
It includes a first throttle mechanism that ejects the gas from the side where the gas is present to the side with lower pressure to form a free jet, and a first evacuation system that lowers the pressure in the chamber than the gas pressure on the detected side. a first chamber adjacent to the first chamber, at least a second throttle mechanism that introduces the free jet formed by the first throttle mechanism to form a molecular beam; a second evacuation system that adjusts the molecular beam, a molecular beam intermittent mechanism that periodically intermittents the molecular beam formed by the second aperture mechanism, and a molecular beam intermittent mechanism that detects that the molecular beam has passed through the molecular beam intermittent mechanism. a second chamber comprising means, a chamber adjacent to the second chamber, a small hole for introducing at least a portion of the interrupted molecular beam formed in the second chamber, and a small hole for introducing at least a portion of the interrupted molecular beam formed in the second chamber; A molecular analyzer that analyzes the components in the molecular beam, a mobile device that adjusts the relative position of the analyzer and the molecular beam, and a third chamber equipped with a third vacuum exhaust system that adjusts the pressure in the chamber. The line sampling device is characterized in that it is provided with a blockage elimination mechanism that removes blockages in the first aperture mechanism and the second aperture mechanism.

〔作用〕[Effect]

上記の技術的手段による働きは次のとおりである。 The working of the above technical means is as follows.

被検出側の気体を分子線サンプリング装置を用いて分析
する際に、第一の絞り機構及び第二の絞り機構の穴の閉
そくを閉そく検出機構で監視して穴の閉そくを検出した
時に、分析を停止して、閉そく解消機構を作動させ、第
一の絞り機構、又は、第二の絞り機構の穴の閉そくを取
除く。この際、分子線サンプリング装置を分解する必要
がないため、被検出側の気体に起因する第一の絞り機構
、あるいは、第二の絞り機構の穴の閉そくによる装置の
停止時間が短縮される。
When analyzing the gas on the detection side using a molecular beam sampling device, the blockage detection mechanism monitors the blockage of the holes in the first aperture mechanism and the second aperture mechanism, and when the blockage of the hole is detected, the analysis starts. is stopped, the blockage elimination mechanism is activated, and the blockage in the hole of the first throttle mechanism or the second throttle mechanism is removed. At this time, since there is no need to disassemble the molecular beam sampling device, the downtime of the device due to blockage of the hole in the first throttle mechanism or the second throttle mechanism caused by the gas on the detection side is shortened.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

第1図は、本発明の一実施例に係る分子線サンプリング
装置の略示構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a molecular beam sampling apparatus according to an embodiment of the present invention.

第1図において、1は第一室、2は第二室、3は第三室
、4は、被検出側の気体を、この気体の在る側から圧力
の低い第一室1へ噴出させて自由噴流を形成する第一の
絞り機構に係るオリフィス、5は、自由噴流を第二室2
へ導入して分子線を形成する第二の絞り機構に係るスキ
マ、6は、第二室で形成された断続する分子線の一部を
導入する小孔をもつコリメータ、7は、第一室内の圧力
を被検出側の気体圧力より低くする第一室真空排気系、
8は、第二室2内の圧力を調節する第二室真空排気系、
9は、第三室3内の圧力を調節する第三室真空排気系、
10は、第三室3内に導入された分子線の成分を分析す
る四重極質量分析器、101は、その四重極質量分析器
のイオン化部、11は、オリフィス4とスキマ5との距
離を調整するためのスキマ移動機構、12は、スキマ5
で形成された分子線を周期的に断続される分子線断続機
構に係るチョッパ、13は、四重極質量分析器10と分
子線との相対位置を調整する四重極質量分析器移動機構
、14は、第一室1の圧力状態を計測する第一室真空計
、15は、第二室2の圧力状態を計測する第三室真空計
、16は、第三室3の圧力状態を計測する第三室真空計
、19は、分子線がチョッパ12を通過したことを検出
する手段に係る検出器、20は分子線を示す。
In Figure 1, 1 is the first chamber, 2 is the second chamber, 3 is the third chamber, and 4 is the gas on the side to be detected that is ejected from the side where this gas is present to the first chamber 1 where the pressure is low. The orifice 5 associated with the first throttling mechanism that forms the free jet flows into the second chamber 2.
6 is a collimator having a small hole for introducing a part of the intermittent molecular beam formed in the second chamber; a first chamber vacuum evacuation system that lowers the pressure of the gas to be lower than the gas pressure on the detected side;
8 is a second chamber vacuum exhaust system that adjusts the pressure inside the second chamber 2;
9 is a third chamber vacuum exhaust system that adjusts the pressure inside the third chamber 3;
10 is a quadrupole mass spectrometer that analyzes the components of the molecular beam introduced into the third chamber 3; 101 is an ionization section of the quadrupole mass spectrometer; 11 is a section between the orifice 4 and the gap 5; A gap moving mechanism for adjusting the distance, 12 is a gap 5
A chopper 13 is a quadrupole mass spectrometer moving mechanism that adjusts the relative position of the quadrupole mass spectrometer 10 and the molecular beam. 14 is a first chamber vacuum gauge that measures the pressure state of the first chamber 1; 15 is a third chamber vacuum gauge that measures the pressure state of the second chamber 2; and 16 is a vacuum gauge that measures the pressure state of the third chamber 3. A third chamber vacuum gauge 19 is a detector for detecting that the molecular beam has passed through the chopper 12, and 20 is a molecular beam.

3oは、閉そく解消機構で、レーザ光源30で出来てい
る。31はレーザ光線である。
3o is a blockage elimination mechanism made of a laser light source 30. 31 is a laser beam.

以下、本装置の作用を説明する。The operation of this device will be explained below.

被検出側の気体を分子線サンプリング装置に導入する前
に、装置を到達圧力まで真空排気をする。
Before introducing the gas to be detected into the molecular beam sampling device, the device is evacuated to the ultimate pressure.

第一室1は第一室真空排気系7で、第二室2は第二室真
空排気系8で、第三室3は第三室真空排気系9で排気を
行なう。このとき各室の圧力を各室の圧力をモニタする
ために設けられた第一室真空計14.第二室真空計15
.第三室真空計16で測定し、第三室3内の圧力が第三
室3に設けられた検出器である四重極質量分析器10が
充分に動作できる圧力より低い圧力である第三室3の到
達圧力になっていることを確認する。
The first chamber 1 is evacuated by a first chamber evacuation system 7, the second chamber 2 is evacuated by a second chamber evacuation system 8, and the third chamber 3 is evacuated by a third chamber evacuation system 9. At this time, the first chamber vacuum gauge 14 is provided to monitor the pressure in each chamber. Second chamber vacuum gauge 15
.. The pressure in the third chamber 3 measured by the third chamber vacuum gauge 16 is lower than the pressure at which the quadrupole mass spectrometer 10, which is a detector installed in the third chamber 3, can fully operate. Confirm that the ultimate pressure in chamber 3 is reached.

次に、分子線サンプリング装置を用いて被検出側の気体
を分析する際の操作について述へる。被検出側の気体は
、オリフィス4を通り第一室1へと導入される。第一室
1内の圧力は被検出側の気体の在る部分の圧力よりも充
分低くなるように第一室真空排気系7により真空排気が
なされている。
Next, the operation when analyzing the gas on the detection side using the molecular beam sampling device will be described. The gas to be detected is introduced into the first chamber 1 through the orifice 4 . The first chamber 1 is evacuated by a first chamber vacuum evacuation system 7 so that the pressure in the first chamber 1 is sufficiently lower than the pressure in the area where the gas is present on the detection side.

このため、オリフィス4を通過した気体は断熱膨張し自
由噴流となる。このとき気体の温度は著しく低下し、通
常では分解しやすい反応によって生成するような中間活
性種も保存される。
Therefore, the gas that has passed through the orifice 4 expands adiabatically and becomes a free jet. At this time, the temperature of the gas is significantly lowered, and intermediate active species, which would normally be produced by reactions that easily decompose, are also preserved.

なお、第一室1の圧力状態は、第一室真空計14で計測
されている。
Note that the pressure state of the first chamber 1 is measured by a first chamber vacuum gauge 14.

この自由噴流中に、スキマ移動機構11を介してスキマ
5を適切な位置に移動させ、自由噴流の一部を第二室2
へ導く。
During this free jet, the clearance 5 is moved to an appropriate position via the clearance moving mechanism 11, and a part of the free jet is transferred to the second chamber 2.
lead to.

第二室2内は、第一室1に比べて充分に低い圧力となる
ように第二室真空排気系8により真空排気されており、
その圧力状態は第三室真空計15で計測されている。
The inside of the second chamber 2 is evacuated by the second chamber evacuation system 8 so that the pressure is sufficiently lower than that of the first chamber 1.
The pressure state is measured by the third chamber vacuum gauge 15.

スキマ5を通って第二室2へ導入された気体は気体分子
どうしの衝突のない分子線となる。この分子線は回転す
る円板上に複数個の切り欠き部をもつチョッパ12によ
って断続される分子線となる。また、このときチョッパ
12を分子線が通過する時を検出するための検出器19
から信号が出され、四重極質量分析器10の信号の信号
処理に用いられる。
The gas introduced into the second chamber 2 through the gap 5 becomes a molecular beam in which gas molecules do not collide with each other. This molecular beam becomes a molecular beam that is interrupted by a chopper 12 having a plurality of notches on a rotating disk. Also, a detector 19 for detecting when the molecular beam passes through the chopper 12 at this time.
A signal is output from the quadrupole mass spectrometer 10 and used for signal processing of the signal of the quadrupole mass spectrometer 10.

断続する分子線の一部は第三室3の壁面に設けられたコ
リメータ6を通って第三室3へと導入される。第三室3
内は第三室真空排気系9により四重極質量分析器10の
充分作動する圧力に真空排気されており、その圧力状態
は第三室真空計16で計測されている。
A portion of the intermittent molecular beam is introduced into the third chamber 3 through a collimator 6 provided on the wall of the third chamber 3. Third room 3
The interior of the chamber is evacuated by a third chamber vacuum evacuation system 9 to a pressure sufficient to operate the quadrupole mass spectrometer 10, and the pressure state is measured by a third chamber vacuum gauge 16.

断続する分子線の一部分が四重極質量分析器10にとり
込まれて分析が行なわれ、残りは四重極質量分析器イオ
ン化部101を通過する。実線20は分子線を示す。こ
の時、閉そく検出機構でオリフィス4及びスキマ5の穴
の閉そくを監視する。この実施例では閉そく検出機構は
第一室真空計14及び第三室真空計15がこれに相当す
る。
A portion of the intermittent molecular beam is taken into the quadrupole mass spectrometer 10 and analyzed, and the rest passes through the quadrupole mass spectrometer ionization section 101. Solid line 20 indicates a molecular line. At this time, blockage of the orifice 4 and the gap 5 is monitored by the blockage detection mechanism. In this embodiment, the first chamber vacuum gauge 14 and the third chamber vacuum gauge 15 correspond to the blockage detection mechanism.

例えば、オリフィス4の穴部に被検側の気体に起因する
膜、粉体が付着・堆積すると気体の第一室1への流入量
の減少を招く。これにより第一室真空排気系7へのガス
の負荷が低くなり第一室1内の圧力は低下する。この圧
力の低下の程度に応じてオリフィス4の穴の閉そくの程
度を監視出来る。
For example, if a film or powder caused by the gas on the test side adheres or accumulates in the hole of the orifice 4, the amount of gas flowing into the first chamber 1 will decrease. This reduces the gas load on the first chamber evacuation system 7 and lowers the pressure inside the first chamber 1. The degree of blockage of the orifice 4 can be monitored depending on the degree of pressure drop.

オリフィス4の穴が完全に閉そくした場合には、第一室
1内の圧力は被検出側の気体を導入する前の到達圧力に
なる。このとき閉そく解消機構のレーザ光源30よりレ
ーザ光31を発してオリフィス4の穴を閉そくしている
物質を気化し閉そくを解消する。またスキマ5の穴が被
検出側の気体に起因する膜、粉体の堆積・付着すると気
体の第二室2への流入量の減少を招く。これにより第二
室真空排気系8へのガス負荷が低くなり第二室2内の圧
力が低下する。この圧力の低下の程度に応じてスキマ5
の穴の閉そくの程度を監視出来る。スキマ5の穴が完全
に閉そくした場合には、第二室2内の圧力は被検出側の
気体を導入する前の到達圧力になる。この時には、オリ
フィス4の穴の閉そく時と同様に閉そく解消機構のレー
ザ光源30よりレーザ光31を発してスキマ5の穴を閉
そくしている物質を気化し閉そくを解消する。被検出側
の気体に起因する膜、粉体によるオリフィス4あるいは
スキマ5の穴の閉そくを分子線サンプリング装置を分解
することなく取除くことが出来るため、装置の分解・組
立、及び、オリフィス4の穴、スキマ5の穴、コリメー
タ6の小孔及び四重極質量分析器イオン化部101を同
一直線上におく調整が必要でないため、分析を再開する
までの時間を短縮することが出来る。また、本実施例で
は閉そく解消機構がレーザ光源30で構成されており、
分子線サンプリング装置の組立・調整の際に、オリフィ
ス4の穴、スキマ5の穴、コリメータ6の小孔及び四重
極質量分析器イオン化部101を同一直線上におく (
アライメントをとる)ための手段としても兼用出来ると
いう特徴がある。また、閉そく解消機構のレーザ光源の
取付位置は本実施例のように分子線サンプリング装置の
第三室3の底面でなくてもよく、例えば、第2図に示す
ように被検気体側に配置してもよい。
When the orifice 4 is completely closed, the pressure in the first chamber 1 becomes the ultimate pressure before the gas to be detected is introduced. At this time, the laser light source 30 of the blockage elimination mechanism emits a laser beam 31 to vaporize the substance blocking the hole in the orifice 4 and eliminate the blockage. Furthermore, if a film or powder caused by the gas on the detection side is deposited or attached to the hole in the gap 5, the amount of gas flowing into the second chamber 2 will be reduced. This reduces the gas load on the second chamber evacuation system 8 and lowers the pressure inside the second chamber 2. Depending on the degree of this pressure drop, the gap 5
The degree of blockage of the hole can be monitored. When the hole in the gap 5 is completely closed, the pressure in the second chamber 2 becomes the ultimate pressure before introducing the gas to be detected. At this time, similarly to when the hole in the orifice 4 is blocked, the laser light source 30 of the blockage elimination mechanism emits a laser beam 31 to vaporize the substance blocking the hole in the gap 5 and eliminate the blockage. Blockage of the hole in the orifice 4 or the gap 5 by film or powder caused by the gas on the detection side can be removed without disassembling the molecular beam sampling device. Since it is not necessary to adjust the holes, the holes in the gap 5, the small holes in the collimator 6, and the quadrupole mass spectrometer ionization unit 101 to be on the same straight line, the time required to restart the analysis can be shortened. Further, in this embodiment, the blockage elimination mechanism is composed of a laser light source 30,
When assembling and adjusting the molecular beam sampling device, the hole of the orifice 4, the hole of the gap 5, the small hole of the collimator 6, and the quadrupole mass spectrometer ionization section 101 are placed on the same straight line (
It has the characteristic that it can also be used as a means for (obtaining alignment). Furthermore, the installation position of the laser light source of the blockage elimination mechanism does not have to be on the bottom of the third chamber 3 of the molecular beam sampling device as in this embodiment; for example, it may be placed on the sample gas side as shown in FIG. You may.

第3図は、本発明の他の実施例に係る分子線サンプリン
グ装置のブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram of a molecular beam sampling device according to another embodiment of the present invention.

本実施例では閉そく検出機構としてフォトダイオード4
0を、閉そく解消機構としてレーザ光源30を用いてい
る。以下、その作用を述べる。オリフィス4の穴あるい
はスキマ5の穴が被検出側の気体に起因する膜、粉体に
より閉そくされた場合には、レーザ光31がフォトダイ
オード40に連続して入射しなくなる。そこで、シャッ
タ41を作動させフォトダイオード40を遮へいする。
In this embodiment, a photodiode 4 is used as the blockage detection mechanism.
0, a laser light source 30 is used as the blockage elimination mechanism. The effect will be described below. If the hole in the orifice 4 or the hole in the gap 5 is blocked by a film or powder caused by the gas on the detection side, the laser beam 31 will no longer be continuously incident on the photodiode 40 . Therefore, the shutter 41 is operated to shield the photodiode 40.

次いで、レーザ光30の強度をあげオリフィス4の穴あ
るいはスキマ5の穴を閉そくしている物質を気化し閉そ
くを取り除く。次いで、レーザ光源30の出力を低くし
、シャッタ41を作動させてフォトダイオード40にレ
ーザ光31が入るようにする。これによりオリフィス4
の穴またはスキマ5の穴の閉そくが取り除かれたことを
確認する。
Next, the intensity of the laser beam 30 is increased to vaporize the material blocking the hole of the orifice 4 or the hole of the gap 5, thereby removing the blockage. Next, the output of the laser light source 30 is lowered and the shutter 41 is activated so that the laser light 31 enters the photodiode 40. This allows orifice 4
Confirm that the blockage in the hole or the hole in gap 5 has been removed.

また、本実施例ではレーザ光源30とフォトダイカート
40が分子線20がチョッパ12を通過したことを検出
する検出器の役目も兼ねているため第二室2内に検出器
を設けなくてよく第二室2内の構造が簡単になる。
Furthermore, in this embodiment, since the laser light source 30 and the photo die cart 40 also serve as a detector for detecting that the molecular beam 20 has passed through the chopper 12, there is no need to provide a detector in the second chamber 2. The structure inside the second chamber 2 becomes simple.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、第一の絞り機構及び第二の絞り機構の
穴の閉そくを閉そく検出機構で監視し、穴の閉そくが検
出された時に閉そく解消機構を作動させ、第一の絞り機
構または第二の絞り機構の穴の閉そくを分子線サンプリ
ング装置を分解せずに取除くことが出来るため、被検出
側の気体に起因する第一の絞り機構、あるいは、第二の
絞り機構の穴の閉そくによる装置の停止時間を短縮化す
ることが出来る。
According to the present invention, the blockage detection mechanism monitors the blockage of the holes of the first throttle mechanism and the second throttle mechanism, and when the blockage of the holes is detected, the blockage elimination mechanism is activated, and The blockage of the hole in the second throttle mechanism can be removed without disassembling the molecular beam sampling device. It is possible to shorten the downtime of the equipment due to blockage.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の一実施例に係る分子線サンプリング
装置のブロック図、第2図および第3図は本発明の他の
異なる実施例に係る分子線サンプリング装置のブロック
図、第4図は、従来の分子線サンプリング装置のブロッ
ク図である。 1・・第一室、2・・第二室、3・第三室、4・・オリ
フィス、5・・スキマ、6・・コリメータ、7・第一室
真空排気系、8・・第二室真空排気系、9・・第三室真
空排気系、10・四重極質量分析器、11・・スキマ移
動機構、12・・・チョッパ、13・・・四重極質量分
析器移動機構、14・第一室真空計、15・・・第三室
真空計、16・・第三室真空計、17・・小孔、18・
・・第二案分子線照射面、19・・検出器、20・・・
分子線、30・・・レーザ光源、31・・レーザ光、4
0・・・フォトダイオード、41・・シャッタ、101
・・・四重極質量分析器イオン化部。
FIG. 1 is a block diagram of a molecular beam sampling device according to one embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are block diagrams of a molecular beam sampling device according to other different embodiments of the present invention, and FIG. 1 is a block diagram of a conventional molecular beam sampling device. 1. First chamber, 2. Second chamber, 3. Third chamber, 4. Orifice, 5. Clearance, 6. Collimator, 7. First chamber vacuum exhaust system, 8. Second chamber. Vacuum exhaust system, 9. Third chamber vacuum evacuation system, 10. Quadrupole mass spectrometer, 11. Clearance moving mechanism, 12... Chopper, 13... Quadrupole mass spectrometer moving mechanism, 14・First chamber vacuum gauge, 15...Third chamber vacuum gauge, 16...Third chamber vacuum gauge, 17...Small hole, 18...
... Second plan molecular beam irradiation surface, 19... Detector, 20...
Molecular beam, 30... Laser light source, 31... Laser light, 4
0...Photodiode, 41...Shutter, 101
...Quadrupole mass spectrometer ionization section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、少なくとも、被検出側の気体を、前記気体の在る側
から圧力の低い室へ噴出させて自由噴流を形成する第一
の絞り機構、および、その室の圧力を前記被検出側の気
体圧力より低くする第一の真空排気系を備えた第一室と
、前記第一室に隣接する室であつて、少なくとも、前記
第一の絞り機構で形成された自由噴流を導入して分子線
を形成する第二の絞り機構、室内の圧力を調節する第二
の真空排気系、前記第二の絞り機構で形成された分子線
を周期的に断続する分子線断続機構、および前記分子線
が前記分子線断続機構を通過したことを検出する手段を
備えた第二室と、前記第二室で形成された断続する前記
分子線中の成分を分析する分析器、および室内の圧力を
調節する第三の真空排気系を備えた第三室とからなる分
子線サンプリング装置において、 前記第一の絞り機構あるいは前記第二の絞り機構の絞り
部の被検出側の気体に起因する閉そくを検出する閉そく
検出機構、及び、閉そくを取除く閉そく解消機構を設け
たことを特徴とする分子線サンプリング装置。
[Claims] 1. At least a first throttling mechanism that injects the gas on the detection side from the side where the gas is present to a low pressure chamber to form a free jet, and a first chamber equipped with a first evacuation system that makes the gas pressure lower than the gas pressure on the detected side; and a chamber adjacent to the first chamber, the free jet being formed by at least the first throttle mechanism. a second constriction mechanism that introduces a molecular beam to form a molecular beam, a second evacuation system that adjusts the pressure in the chamber, and a molecular beam intermittent mechanism that periodically interrupts the molecular beam formed by the second constriction mechanism. , and a second chamber equipped with means for detecting that the molecular beam has passed through the molecular beam intermittent mechanism, and an analyzer for analyzing components in the intermittent molecular beam formed in the second chamber, and In a molecular beam sampling device comprising a third chamber equipped with a third evacuation system for adjusting the pressure in the chamber, the gas on the detection side of the constriction part of the first constriction mechanism or the second constriction mechanism is A molecular beam sampling device comprising a blockage detection mechanism that detects a blockage caused by the blockage, and a blockage elimination mechanism that removes the blockage.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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