JPH0467549A - 質量分析装置を有するイオン源 - 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】

この発明はある定まった質量数のイオンのみを含む大面
積のイオンビームを生成することのできるイオン源に関
する。

【　　従　　来　　の　　技　　術　　】イオンを細い
ビームにして試料に当て局所的な試料の物性を調べる（
例えばＳＩＭＳ）場合など、特定のイオンだけを選ばな
ければならないので質量分析装置が設けられる。１次イ
オンが試料に当たって、２次イオンが放出されるのであ
るが、１次イオンの種類、質量数が一定していないと、
２次イオンのエネルギー分析により試料の物性が分から
ないからである。 このような場合は、電磁石が作る静磁界の中をイオンが
通過するようにする。イオン源から出たイオンは加速エ
ネルギーが同じであるが質量数が違うので、同一の磁界
の中で描く円弧のラーモア半径が異なる。軌道の半径が
異なると、磁界で偏向した後、イオンの軌道が異なるの
でこれらを分離することができる。 このように細いイオンビームを偏向磁界で質量分析する
装置はよく知られている。ビーム径が小さいので、磁石
の断面積が比較的小さい。 ところがこれとは反対に大面積のイオンビームを必要と
する場合がある。半導体ウェハの上にイオンを打ち込む
場合、シート材の表面改質のためにイオンを照射する場
合などなんらかの表面処理を広い面積にわたって行う場
合である。表面処理を目的とするので、イオンビームは
大きく拡がっている方が効率的である。 このような大面積のイオンビームを作る装置は既に存在
する。しかし、これらの装置は質量分析のための機構を
備えていない。大面積のイオンビームを質量分析しよう
とすると、これらのビームの断面積の何倍もの断面積を
有する電磁石が必要である。大面積のイオンビームに対
して、このような電磁石は巨大なものとなるので、実際
には使用されていない。磁界を生ずる部分が大きいと、
コイルを巻く部分も大きく全体として極めて大きい電磁
石となり非現実的である。 大面積のイオンビームを作らず細い直径のイオンビーム
を作って、これを質量分離し、この後ビームを拡げて大
面積の平行ビームにするという事も考えられる。

【発明が解決しようとする課題】

細いイオンビームを質量分析するために偏向電磁石を用
いることは公知である。しかし、大面積イオンビームに
対して同様の手段を用いることはできない。もしもそう
しようとすれば巨大な電磁石が必要でイオン源全体の殆
ど全てを電磁石やその架台、冷却水系、電源によって占
められることになろう。これは非現実であり、大面積イ
オンビームを質量分析する装置は現在のところ存在しな
い。 ビームを細く絞れば偏向磁石によって質量分析できるは
ずである。しかしこのためにはビームを絞るための距離
が必要になる。また質量分析後の細いビームを拡げるた
めに距離が必要になる。 また偏向磁石による方法はイオンを「へ」の字型の軌道
に曲げるので装置全体が大きくならざるを得ない。 またイオン源を出たイオンは数１０ｋｅＶ〜数１００ｋ
ｅＶ程度の高いエネルギーを持ち磁石で曲げようとする
と長手方向に磁石が大きいものでなければならない。結
局現在のところ大面積ビームを生ずるイオン源で質量分
析装置を備えたものは存在しない。 本発明は大面積イオンビ−ムを生ずるイオン源に於いて
、大面積性を損なうことなく質量分析できるようにした
ものを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

イオン源に於いては、例えばアーク放電によってガスを
プラズマ化する。引き出し電極と呼ぶ多数の穴を穿った
電極板が、アーク放電を行うチャンバの出口に設けられ
る。これに高電位にされたチャンバに対して負の電圧を
加えて正イオンを引き出す。さらに引き出し電極の前方
に加速電極があって、ここでさらに引き出し電極に対し
て負の電圧を加えてイオンを加速する。 引き出し電極を出たイオンのエネルギーは低い。数１０
０ｅｖ〜数ｋｅＶ程度である。また加速電極では所望の
高いエネルギーに加速される。数１Ｏｋｅｖ〜数１００
ｋｅＶ程度である。 電極板に多数の穴が縦横にあるので、イオンは多数の穴
を通過することができ全体として大面積のイオンビーム
となる。 大面積用のイオン源は公知である。 本発明に於いては、さらに引き出し電極と加速電極との
間に、或は加速電極の後段に引き出し電極、加速電極の
穴と合致した縦横の通し穴を育する２枚の導体に取り付
けられた絶縁板と、これらの絶縁板の間に通し穴と同じ
ピッチで各人の回りに４つずつ並ぶ多数の柱状電極とよ
りなる多数の電気四重極を設け、ビームの大面積性を損
なうことな（直線的な通路を直進させることによっであ
る定まった質量数のイオンのみを取り出すことができる
ようにしている。

【　　作　　用　　］ 引き出し電極、２枚の絶縁板、加速電極はほぼ同じ大き
さの多孔板で、穴が合致するように縦横に穿たれている
。イオンビームは電極板の法線方向に直進するから、引
き出し電極を通過したイオンはほとんど全て、絶縁板、
加速電極の穴をそのまま通り抜けることができる。 これは絶縁板の中間にある電気四重極をなす電極の間に
電圧をかけない場合である。 本発明に於いては、穴の回りに４つずつ、しかも穴のピ
ッチと同じピッチで存在する柱状電極を、任意の穴を中
心として右下がりの対角線方向に並ぶ電極の組と、左下
がりの対角線方向に並ぶ電極の組とを作り、この間に直
流が重畳された交流電圧を印加する。つまり柱状電極は
２組に分けられ、これらの間に １ｏ＝　Ｕ　＋　Ｖ　ｃｏｓｍｔ　　　　　　　（１）
というような電圧を印加するのである。 すると絶縁体の穴から他の絶縁体の穴に至る通路に於い
て、イオンは通路と直角な方向に（１）のような電圧で
できる電界の作用を受けるので、通路と直角な方向に振
動する。ある特定の質量数とエネルギーを持ったイオン
だけが安定な振動をするその他のイオンは直角な方向に
発散する振動をする。従って、ある特定の質量数とエネ
ルギーを持ったイオンだけが２番目の絶縁体の穴を通り
抜ける事ができる。その他のイオンはこの穴を通り抜け
ることができない。 こうして多数の通し穴を有する２枚の絶縁体と多数の柱
状電極と電源とは電気四重極分析器を構成することにな
る。２枚の絶縁体の前後の通し穴を通過できるのはある
特定のエネルギー質量数のイオンだけだからである。 通し穴は縦横に数多くあり、通し穴の数だけ電気四重極
があるので、全ての穴に於いて質量分析作用がある。こ
のため、イオンビームはそのままの面積を保ったまま質
量分析されることになる。 つまりイオンビームの大面積が毫も損なわれることがな
い。単一の電気四重極で質量分析するというのは周知で
ある。しかし、多数の四重極分析器を縦横に並べて大面
積のイオンビームをそのまま質量分析するものはこれま
で存在しなかった。 このようにすると、１本の柱状電極が４つの穴に対して
電極として作用するので、４倍の機能を果たすことにな
る。 ひとつの電極の役割が４倍になるという事は、空間の節
約にもなるわけで電極のために必要な空間が１／４に減
少していることになる。 引き出し電極、２枚の絶縁板、加速電極の縦横の穴は軸
方向（板の法線の方向）に合致するように、寸法、配列
が同一になっている。このため本発明の質量分析器を挿
入したため、所望の質量数のイオンビーム強度が低減す
るという事はない。 つまりイオンビームの挿入損失がない。 電気四重極の分解能は柱状電極の長さに比例して大きく
なる。分解能を高めるためには柱状電極を長くし分析の
ための空間を長くしなければならない。測定装置に使わ
れる細いビームを質量分析するものは同位体分離などが
要求される。つまり質量数がひとつちがうものが分離さ
れなければならない。 しかし大面積イオン源の場合は、同位体分離など要求さ
れない。もっと粗い質量分離であって差し支えない。 例えばｐｎ３”″とＰ＋というようにかなり質量数の異
なるものが分離できれば良い。従って本発明の質量分析
装置の長さＬ（２枚の絶縁板の間隔）はあまり大きくな
い。 この多数の電気四重極からなる質量分析器を複合電気四
重極分析器という事にする。これは引き出し電極と加速
電極の間に設けることもできるし、加速電極の後段に設
けることもできる。 ただし、引き出し電極と加速電極の間の方が質量分析の
分解能は良い。ここではイオンのエネルギーが低いから
である。加速電極の後段ということになると、エネルギ
ーが高いので分解能が低くなる。 【　　実　　施　　例　　】 第１図は本発明の実施例に係るイオン源の概略断面図で
ある。これはアーク放電によって導入されたガスをプラ
ズマとし、多孔電極板によってイオンを引き出し加速し
てイオンビームとするものである。 フィラメント１はアークチャンバ２の中にあって加熱さ
れて熱電子を放出する。アークチャンバ２とフィラメン
ト１の間にはアーク電圧ＶＡＲＣが印加されている。こ
れは数１０Ｖ−１００Ｖ程度である。 ガス導入口２１からガスが導入されこれが、アークチャ
ンバ２とフィラメント１の間に生ずるアーク放電によっ
てプラズマ化される。 アークチャンバ２の周囲には壁面近くにカスプ磁場を形
成するための多数の永久磁石があるが、ここでは図示を
略している。 フィラメント１は絶縁物２２を通る電流導入端子によっ
てフィラメント電源２３につながっている。フィラメン
ト１とアークチャンバ２の間にアーク電源２４がありこ
れがアーク電圧ｖ０゜を生じている。 アークチャンバ２は真空に引くことのできる広い空間で
あるが、この一方が開口になっており、開口には幾つか
の多孔電極板が設けられる。 絶縁物３によって、多数の縦横の穴を有する弓き出し電
極４、導入電極５が支持されている。これらの穴は軸方
向に合致している。 引き出し電極４には、アーク電源２４によってアークチ
ャンバ２に対して負の電圧Ｖ□。が印加されている。正
のイオンはこの電圧によって引き出し電極４に引き寄せ
られる。そして引き出し電極４の穴を通過して、アーク
チャンバ２の外へ出る。 次の導入電極５は導入電源２５によりさらに負の電圧ｖ
ｅがかかっている。ここを通るイオンはさらにｑｖ６の
運動エネルギーを得る。ｑはイオンの電荷である。ｖｅ
は１ｋＶ〜数にＶ程度である。 この実施例では、導入電極５に次いで質量分析部６が設
置されている。 質量分析部６は前後に、多孔電極板である第１スリツト
板７、第２スリツト板８を有し、これらによって挟まれ
た空間に絶縁板や柱状電極選別空間を備えている。 質量分析部６に続いて、絶縁体３によって支持され多孔
板である、加速電極９、減速電極１０、接地電極１１が
設けられる。 これらの電極４．５．７．８．９．１０．１１は全て多
孔の電極板であるが穴は寸法、位置、配列などが軸方向
に合致している。面に垂直に進むイオンは最初の引き出
し電極４を通過できれば他の電極も通過できるようにな
っている。 導入電極５と第１スリツト板７の間には補償電源２６に
よりＶＩの正電圧がかかっている。これはイオンを減速
する作用があり、Ｖ、＜Ｖｅとすることにより、第１ス
リツト板７の直前でのイオンの速さを極めて小さくする
ことができる。そうすると質量分析部６に入射するイオ
ンエネルギーが低くこれが通過する時間が長くなるので
質量分解能が良くなる。 第１スリツト板７と第２スリツト板８は加速電極９より
高電位にある。加速電極９は、大地に対し加速電源２７
によりｖｌの高電圧に保たれている。 ｑ（Ｖｅ＋Ｖａ）が最終的にイオンが得る運動エネルギ
ーになる。目的によってこの値は適当に設定される。例
えば数１０ｋＶ〜数＋００ｋＶである。 減速電極１０には減速電源２８によって、大地に対して
−ｖ５の電圧が印加される。引き出し電極４と減速電極
１０の間に加わる電圧は（Ｖｅ十Ｖａ十Ｖ、）であり、
減速電極を通ることによりＶ、だけ電位が上がるので、
結局加速エネルギーはｑ（Ｖｅ＋Ｖａ）ということにな
る。 質量分析部６について説明する。これは導体である第１
スリツト板７、第２スリツト板８によって、第１絶縁体
１２、第２絶縁体１３を挟み、第１、第２絶縁体１２．
１３−によって、多数の柱状電極１４．１５の両端を挟
んだような形状になっている。 柱状電極１４．１５の両端を支持するために、絶縁体１
２．１３の内面には、円形の凹部を設けておき、これに
電極１４．１５を差し込むようにすれば便利である。そ
うではなくて、柱状電極１４．１５を中間部で支持する
ための第３の絶縁体板を用いてもよい。 絶縁体１２．１３及び中間の絶縁体があればこれも含め
て、第１スリツト板７、第２スリツト板８の縦横の穴を
合致するような通し穴１７．１８が穿孔されている。結
局、全ての電極４．５．７８．９．１０．１１の穴と絶
縁体１２．１３の通し穴は軸方向に全て合致するような
寸法、配列、個数になるようになっている。 柱状電極１４．１５は、絶縁体１２．１３の通し穴１７
．１８と同じ縦横のピッチで設けられるが、ｌ／２ピツ
チずつ縦横にずれている。このためひとつの通し穴１７
．１８の中心軸がら見ると４方に柱状電極が存在する。 またひとつの柱状電極から見ると、４方に通［７穴が存
在するように見える。 第２図は質量分析部の横断平面図である。 柱状電極、通し穴の方向を２軸とし、これに直角なｘｙ
平面に、これら電極や通し穴が均等に分布しているもの
とする。 通し穴、柱状電極の縦横のピッチを２ｐとする。 中心座標を０点とし、ここにひとつの通し穴の中心が重
なっているものとする。通し穴は±２ｐずつＸＮ　Ｖ方
向に配列しているので、その座標はＱ　、、、ｆｉ＝　
（２ｍｐ１２　ｎｐ）　　　　■というように表現でき
る。たたしｍＸｎは正負の整数である。 柱状電極はこれに±ｐを加えたものとして表現すること
ができる。しかし、柱状電極には２種類ある。正負の電
極とするためである。任意の通し穴１７．１８の中心線
から見て、ある対角線方向には正の電極が、他の対角線
方向には負の電極が並ぶものとする。 つまり柱状電極に着目すれば、ひとつおきに同じ極性の
電極が並ぶという事である。 正の柱状電極Ｒの座標は というように表現できるし、負の柱状電極Ｓの座標は というように表現できる。正柱状電極はＸＮ　ｙ軸に対
し４５°　の方向に並ぶ。負柱状電極も同様である。 こうして正、負の柱状電極が区別できる。ひとつの穴か
ら見れば、４５°　の４方向にかならず柱状電極がある
。正柱状電極１４はそのＸＮＶ座標の和が４の倍数でな
い、負柱状電極１５はＸ１ｙ座標の和が４の倍数である
、という事によって区別できる。 そうでなくて、正柱状電極１４はＸ％Ｖ座標の差が４の
倍数で、負柱状電極１５はＸ１Ｙ座標の差が４の倍数で
ないという事によって定義することもできる。 正柱状電極１４は全て同一の電位を与えるために連結さ
れる。負柱状電極１５も全て同一の電位を与えるために
連結される。 正柱状電極１４と負柱状電極１５の間には、四電極電源
１６により直流を重畳した交流電圧Ｕ０が印加される。 Ｕ０＝　Ｕ　＋　Ｖ　ｃｏｓωｔ　　　　（５）第３図
は簡略化した四重極の電源との接続図である。四重接電
源１６の中には直流電源ｖｂと、交流電源Ｖｒｒがあり
、それぞれ直流電圧Ｕ１交流電圧Ｖを発生している。 四重極の中心では電界はＯである。また正電極負電極を
結ぶ線上（ＸＮＹ軸と４５°　をなす方向）でも電界は
Ｏである。また電界の強さは、原点の中心近傍では原点
からの距離に比例して電界が増加する。 そこで元のＸＮＶ軸から４５“回転した座標系を考える
。つまり、新しいＸ軸上に負電極があり、新しいＸ軸上
に正電極があるものとする。第３図はそのような座標系
で書いている。 この座標系でＸ１Ｙ軸で電界は軸に沿う成分しかもたな
い。これは対称性のためである。また、Ｘ軸上で電界は
反対称である。Ｙ軸上でも反対称である。また、任意の
点で位置ベクトル（Ｘ、　Ｙ）と電界ベクトル（Ｅｘｌ
Ｅｙ）とは直交する。このようなことから、（Ｘ１Ｙ）
点での電界はＥｘ＝ｕ０ｘ　　　　　（６） Ｅｙ＝−ｋＵ、Ｙ　　　　（７） と書くことができる。ただしｋは定数である。柱状電極
のピッチが２ｐであり、柱状電極の半径をｂとすると原
点から電極までの距離は（ｐ−ｂ）ということになる。 これをｒｏとして、Ｅｘを積分して Ｊ　　　Ｅｘｄｘ　　＝　−Ｕ、／２　　　　　　　　
　（８）であるから（原点と電極の電位差はＵ０／２だ
から）ｋｒｏ”／２＝　１／２　　　　　　　　　　　
　　（９）となってｋが求まる。 この座標系では変数分離の微分方程式になり、イオンの
運動方程式は、 ＭＸ＝　Ｑ　（Ｕ＋Ｖｃｏｓωｔ　）　Ｘ／ｒｏ”　　
Ｏ０ＭＹ＝　−ｑ（Ｕ＋Ｖｃｏｓωｔ）Ｙ／ｒｏ”（Ｉ
Ｉ） ＭＺ＝０ ということになる。ｑはイオンの電荷、Ｍはイオンの質
量である。 ξ ωｔ／２ Ｍω２．。２ という変換を行うと、マシューの微分方程式の標準形と
なる。 ｄξ２ これは発散する解と安定な解を持つ。安定な解を持つａ
ｌｂの領域は既によく知られている。 もしもｂ＝ｏだとすると、これは、単純な定数係数２階
線型微分方程式になる。ａ＞０なら（１７）は安定な振
動解、（ＩＧ）は発散解である。ａ＜０ならその逆とな
る。つまりｂ＝ｏであれば（ＩＧ）、（１７）がともに
安定な振動解を持つことはない。 反対にａ＝Ｏであれば、ｂ≠０で全て発散解となる。２
つの式が共に安定な振動解を持つには、ａ１ｂ共にＯで
あってはならない。 （１７）がマシューの微分方程式の標準形である。 これは、ａ＞Ｏの領域でバンド状の安定解の範囲を持つ
。ａ＜Ｏの領域では僅かな安定解の範囲を持つ。（ＩＧ
）、（１７）共に安定解を持つという事は、ａ＞０の領
域とａ＜Ｏの領域の安定解を重ね合わせたものになり、
これは僅かな範囲である。ａｌｂが最もＯに近い部分で
、安定解を持つ範囲を第４図に示す。２重斜線の部分が
その範囲である。 パラメータａ１ｂは直流分Ｕ１交流分Ｖを含むパラメー
タで、イオンの質量などは同じ形で含まれている。イオ
ン質量Ｍ１電荷ｑが違うとａ）　ｂは変化するが比の値
ａ／ｂは変わらない。 ２重斜線の部分は、下に凸のＯＫＬ曲線と、ＬＮｌＮｏ
で囲まれる略三角形状である。 直線ＯＬの傾きａｌｂは０．３３　　である。そこでａ
／ｂ＝ｋが、０．３３より小さい値になるようにＵ、Ｖ
の値を ｖ　　　　　　　　　　ｂ 設定すれば、この傾きの直線は２点Ｒ１、Ｒ２て安定領
域曲線に変わる。 どのようなイオンに対しても、ａｌｂの比は一定である
が、ａＮ　ｂがＯＲ，の間、Ｒ２より外側にある場合、
発散解を持つことになる。ａｌｂが線分Ｒ１Ｒ２の間に
あるときたけ安定解を持つ。 Ｒ，Ｒ２のときのｂの値をｂｌ、ｂ２として、ｂ、＜ｂ
　＜ｂ２となるｂの値を持つような質量数Ｍのイオンは
安定な振動をするので、これは２つの通し穴１７１８を
通過することができる。 これらは電気四重極質量分析器の原理として既によく知
られていることである。この話は電極の長さが無限大と
しての話である。実際に測定器のイオンビームに対して
使用する場合は同位体も除く必要があるので、長い電極
を用いる。 しかし本発明の場合、多様で接近した質量数のイオンが
プラズマ中に含まれているという事は少ないし、同位体
を区別する必要もないので、分解能はあまり高くなくて
もよい。このため質量分析器の長さ（柱状電極の長さ）
Ｌは短くて良い。 入射イオンのエネルギーをＥｏとすると、これが長さし
を飛行する時間が２π／ωより長ければ良いと考えられ
る。 ω　　　　　　　　　　　　　　２Ｅ。 また質量分析器の長さＬが短いから、第４図でＲ，Ｒ２
から少しずれた所の（ａｌｂ）に対してもイオンが通し
穴１７．１８を通過することもある。従ってＮ　ａ　／
　ｂの値を０．３３に近付けても、所望の質量のイオン
を通すことは十分に可能である。 ａ／ｂを０．３３に近付けると、Ｌが短くても分析作用
が高くなる。

【発明の効果】 大面積イオンビームを作るイオン源に於いて、初めて質
量分析器を設けたものである。イオン源から多種類のイ
オンが引き出されたとしても、単一の質量数を持つイオ
ンのみが質量分析器を通過することができる。 磁場を用いてビームを彎曲させるのではなく、直進させ
ることによって特定の質量数のイオンのみを選択する。 磁場を用いる場合は、巨大な磁石が必要になり、大面積
ビームに対しては現実的でない。また「へ」の字型にビ
ームを曲げるから、大きな空間を必要とする。−旦細い
ビームに絞ってから磁場で偏向し再びビームを拡大する
というのとは違う。大面積ビームのまま多くの通し穴を
通し、ここに設けた四重極質量分析器によってそれぞれ
の穴で質量分析する。生成されたイオンビームの大面積
性を損なうことがない。 電圧を用いて質量分析するので、強磁性体コアも嵩高い
巻線も不必要である。電極があればよいだけであるので
、空間の利用効率が良い。またひとつの電極が４つの質
量分析器の電極を兼ねており電極材料及び空間の有効利
用をはかることができる。 なお、この発明によればイオン源は大面積のビームを生
するから、高精度の均一性を必要としない場合には、被
照射物の回転を省略することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るイオン源の概略縦断面図
。 第２図は第１図の装置のうち質量分析部の横断平面図。 第３図は質量分析部の柱状電極に、直流、交流電圧を印
加するための配線図。 第４図はマシューの微分方程式のパラメータａｂに対す
る安定解の存在領域を示すグラフ。 １・・・・・フィラメント ２・・・・・アークチャンバ ３−・１」絶　縁　物 ４・・・・・引き出し電極 ５・・・φ・導入電極 ６　・　・　・　・ ７　・　・　・　・ ８　・　・　・　・ ９　・　・　・　・ １０拳・・ １１　・　・　・ １２　・　・　・ １３　・　・　・ １４　・　・　・ １５　・　・　・ １６　・　・　・ １７　・　・　・ １８　・　・　・ ２１　・　・　・ ２２１　・ ２３　・　・　・ ２４　・　・　・ ２５１１　・　・ ２６　・　・　・ ２７　・　・　・ ・質量分析部 ・第１スリツ　ト板 ・第２スリツト板 ・加速電極 ・減速電極 ・接地電極 ・第１絶縁体 ・第２絶縁体 ・正柱状電極 ・負柱状電極 ・四重接電源 ・通　し　穴 ・通　し　穴 ・ガス導入口 ・絶　縁　体 ・フィラメント電源 ・アーク電源 ・導入電源 ・補償電源 ・加速電源 減速電源 発明者 藤 田 秀 樹 第 図 図 交流電源　直流電源 ！。、ｔ 手続補正書 （自発） ６゜ 補正の内容 （１）明細書第２３ 頁第１１行目 に示す式（１９） を以下のように訂正する。 事件の表示 特願平２−１７９９７１号 ２、発明の名称 質量分析装置を有するイオン源 ３、補正をする者 事件との関係

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フィラメントと容器との間にアーク放電を起こさせて導
   入されたガスをプラズマ化するアークチャンバと、縦横
   に多数の穴を有する多孔板であって電圧を印加すること
   によりプラズマからイオンを引き出す引き出し電極と、
   縦横に穴を有する多孔板であって高電圧を印加する事に
   よって引き出されたイオンを加速する加速電極と、引き
   出し電極と加速電極の間に挿入され或は加速電極の後に
   設けられた質量分析器とよりなり、質量分析器は引き出
   し電極、加速電極の孔と合致した通し穴を有する２枚の
   絶縁体の板と、絶縁体の板の間に設けられ穴の縦横のピ
   ッチに等しいピッチで穴のまわりに４つずつ並ぶ柱状の
   電極と、柱状の電極のうち穴の対角線方向に並ぶ２つを
   １組とし、他の対角線方向に並ぶ２つを他の１組とする
   ように、柱状電極を２つの組に分け、これらの２組の柱
   状電極間に直流電圧と交流電圧とを重畳して印加しある
   定まったエネルギーに対してある定まった質量のイオン
   のみが前後の通し穴を通過できるようにしたものである
   ことを特徴とする質量分析装置を有するイオン源。