JPH0541496Y2 - - Google Patents
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- JPH0541496Y2 JPH0541496Y2 JP1989127292U JP12729289U JPH0541496Y2 JP H0541496 Y2 JPH0541496 Y2 JP H0541496Y2 JP 1989127292 U JP1989127292 U JP 1989127292U JP 12729289 U JP12729289 U JP 12729289U JP H0541496 Y2 JPH0541496 Y2 JP H0541496Y2
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- JP
- Japan
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- inductively coupled
- coupled plasma
- frequency inductively
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- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 claims description 27
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 23
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 15
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
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- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
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Landscapes
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
＜産業上の利用分野＞
本考案は、高周波誘導結合プラズマ質量分析計
に関し、更に詳しくは、イオンレンズ系に改良を
施した高周波誘導結合プラズマ質量分析計に関す
る。
に関し、更に詳しくは、イオンレンズ系に改良を
施した高周波誘導結合プラズマ質量分析計に関す
る。
＜従来の技術＞
高周波誘導結合プラズマ質量分析計は、高周波
誘導結合プラズマを用いて試料を励起させ、生じ
たイオンをノズルとスキマーからなるインターフ
エイスを介して質量分析計に導いて電気的に検出
し該イオン量を精密に測定することにより、試料
中の被測定元素を高精度に分析するように構成さ
れている。第２図は、このような高周波誘導結合
プラズマ質量分析計の従来例構成説明図である。
この図において、マツチングボツクス１′内に設
けられたプラズマトーチ１の外側管１ｂと最外側
管１ｃにはガス調節器２を介してアルゴンガス供
給源３からアルゴンガスが供給され、内側管１ａ
には試料槽４内の試料がネブライザ５で霧化され
てのちアルゴンガスによつて搬入されるようにな
つている。また、プラズマトーチ１に巻回された
高周波誘導コイル６には高周波電源１０によつて
高周波電流が流され、該コイル６の周囲に高周波
磁界（図示せず）が形成されている。一方、ノズ
ル８とスキマー９に挟まれたフオアチヤンバー１
１内は、真空ポンプ１２によつて例えば1Torr.
に減圧されている。また、センターチヤンバー１
３内にはイオンレンズ１４ａ，１４ｂが設けられ
ると共に、該センターチヤンバー１３の内部は第
１油拡散ポンプ１５によつて例えば10-4Torr.に
減圧され、マスフイルタ（例えば四重極マスフイ
ルタ）１６を収容しているリアチヤンバー１７内
は第２油拡散ポンプ１８によつて例えば10-5
Torr.に減圧されている。この状態で上記高周波
磁界の近傍でアルゴンガス中に電子かイオンが植
え付けられると、該高周波磁界の作用によつて瞬
時に高周波誘導結合プラズマ７が生ずる。該プラ
ズマ７内のイオンは、ノズル８やスキマー９を経
由してのちイオンレンズ１４を通つて収束され
る。このとき、イオンレンズ系で、高周波誘導結
合プラズマからの光をダブル四極子レンズを用い
て遮光する。イオンレンズ系を通過したイオン
は、マスフイルタ１６を通り二次電子増倍管１９
に導かれて検出され、該検出信号が信号処理部２
０に送出されて演算・処理されることによつて前
記試料中の被測定元素分析値が求められるように
なつている。
誘導結合プラズマを用いて試料を励起させ、生じ
たイオンをノズルとスキマーからなるインターフ
エイスを介して質量分析計に導いて電気的に検出
し該イオン量を精密に測定することにより、試料
中の被測定元素を高精度に分析するように構成さ
れている。第２図は、このような高周波誘導結合
プラズマ質量分析計の従来例構成説明図である。
この図において、マツチングボツクス１′内に設
けられたプラズマトーチ１の外側管１ｂと最外側
管１ｃにはガス調節器２を介してアルゴンガス供
給源３からアルゴンガスが供給され、内側管１ａ
には試料槽４内の試料がネブライザ５で霧化され
てのちアルゴンガスによつて搬入されるようにな
つている。また、プラズマトーチ１に巻回された
高周波誘導コイル６には高周波電源１０によつて
高周波電流が流され、該コイル６の周囲に高周波
磁界（図示せず）が形成されている。一方、ノズ
ル８とスキマー９に挟まれたフオアチヤンバー１
１内は、真空ポンプ１２によつて例えば1Torr.
に減圧されている。また、センターチヤンバー１
３内にはイオンレンズ１４ａ，１４ｂが設けられ
ると共に、該センターチヤンバー１３の内部は第
１油拡散ポンプ１５によつて例えば10-4Torr.に
減圧され、マスフイルタ（例えば四重極マスフイ
ルタ）１６を収容しているリアチヤンバー１７内
は第２油拡散ポンプ１８によつて例えば10-5
Torr.に減圧されている。この状態で上記高周波
磁界の近傍でアルゴンガス中に電子かイオンが植
え付けられると、該高周波磁界の作用によつて瞬
時に高周波誘導結合プラズマ７が生ずる。該プラ
ズマ７内のイオンは、ノズル８やスキマー９を経
由してのちイオンレンズ１４を通つて収束され
る。このとき、イオンレンズ系で、高周波誘導結
合プラズマからの光をダブル四極子レンズを用い
て遮光する。イオンレンズ系を通過したイオン
は、マスフイルタ１６を通り二次電子増倍管１９
に導かれて検出され、該検出信号が信号処理部２
０に送出されて演算・処理されることによつて前
記試料中の被測定元素分析値が求められるように
なつている。
また、第３図は従来の高周波誘導結合プラズマ
質量分析計の要部を示した従来例要部構成説明図
であり、図中、２１は内径５mm程度の開口部２１
−を有する入口側アパーチヤープレート、２２は
内径５mm程度の開口部２２-を有する出口側アパ
ーチヤープレート、２３ａ〜２３ｈは２段に設け
られている４極子レンズの電極である。このよう
な構成からなる従来の高周波誘導結合プラズマ質
量分析計の要部において、高周波誘導プラズマ
（即ち、第２図の高周波誘導結合プラズマ８）か
らの光は第３図の破線矢印で示すように入口側ア
パーチヤープレート２１の開口部２１′から入射
して出口側アパーチヤープレート２２の内壁面に
当るようになつている。また、第２図の高周波誘
導結合プラズマ７からノズル８やスキマー９など
を介して導かれたイオンは、第３図の実線矢印で
示すように入口側アパーチヤープレート２１の開
口部２１′から入射し４極子レンズ２３ａ〜２３
ｈの電場によつて曲げられ、イオンビームの中心
軸が高周波誘導結合プラズマからの中心からずれ
るようになる。このため、高周波誘導結合プラズ
マからの直進する光は遮られ、高周波誘導プラズ
マからのイオンだけが、出口側アパーチヤープレ
ート２２の開口部から出て行き、第２図の二次電
子増倍管１９で検出されるようになつている。
質量分析計の要部を示した従来例要部構成説明図
であり、図中、２１は内径５mm程度の開口部２１
−を有する入口側アパーチヤープレート、２２は
内径５mm程度の開口部２２-を有する出口側アパ
ーチヤープレート、２３ａ〜２３ｈは２段に設け
られている４極子レンズの電極である。このよう
な構成からなる従来の高周波誘導結合プラズマ質
量分析計の要部において、高周波誘導プラズマ
（即ち、第２図の高周波誘導結合プラズマ８）か
らの光は第３図の破線矢印で示すように入口側ア
パーチヤープレート２１の開口部２１′から入射
して出口側アパーチヤープレート２２の内壁面に
当るようになつている。また、第２図の高周波誘
導結合プラズマ７からノズル８やスキマー９など
を介して導かれたイオンは、第３図の実線矢印で
示すように入口側アパーチヤープレート２１の開
口部２１′から入射し４極子レンズ２３ａ〜２３
ｈの電場によつて曲げられ、イオンビームの中心
軸が高周波誘導結合プラズマからの中心からずれ
るようになる。このため、高周波誘導結合プラズ
マからの直進する光は遮られ、高周波誘導プラズ
マからのイオンだけが、出口側アパーチヤープレ
ート２２の開口部から出て行き、第２図の二次電
子増倍管１９で検出されるようになつている。
＜考案が解決しようとする問題点＞
然しながら、上記従来例においては、４極子レ
ンズ２３ａ〜２３ｈの各電極電圧が相互に複雑な
関係を有するため、該電極電圧の調整に熟練を必
要とするという欠点があつた。また、電極２３ａ
〜２３ｈの前後に配置されているアパーチヤープ
レートを0V電位で使用し、該偏向レンズの系全
体が0V付近で使用されるため、イオンビームが
し、マスフイルターに達するイオンビーム強度が
低下しやすいとされやすいという欠点もあつた。
ンズ２３ａ〜２３ｈの各電極電圧が相互に複雑な
関係を有するため、該電極電圧の調整に熟練を必
要とするという欠点があつた。また、電極２３ａ
〜２３ｈの前後に配置されているアパーチヤープ
レートを0V電位で使用し、該偏向レンズの系全
体が0V付近で使用されるため、イオンビームが
し、マスフイルターに達するイオンビーム強度が
低下しやすいとされやすいという欠点もあつた。
本考案は、かかる従来例の欠点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、イオンレンズのチユ
ーニングが容易なうえイオンビームの透過率が大
きいイオンレンズ系を備えた高周波誘導結合プラ
ズマ質量分析計を提供することにある。
たものであり、その目的は、イオンレンズのチユ
ーニングが容易なうえイオンビームの透過率が大
きいイオンレンズ系を備えた高周波誘導結合プラ
ズマ質量分析計を提供することにある。
＜問題点を解決するための手段＞
上述のような問題点を解決する本考案の特徴
は、高周波誘導結合プラズマを用いて試料を励起
させ生じたイオンをノズルとスキマーからなるイ
ンターフエイスを介して質量分析計検出器に導い
て検出することにより前記試料中の被測定元素を
分析する分析計において、開口部を有する一対の
アパーチヤープレートで偏向レンズを挟むと共
に、これら一対のアパーチヤーレンズと偏向レン
ズの平均電位を可変にすると共に、平行に向い合
せた一対の平板電極を２組並べ、一組目の平板電
極と２組目の平板電極に平均電位を中心にして対
称的に電圧を印加することにある。
は、高周波誘導結合プラズマを用いて試料を励起
させ生じたイオンをノズルとスキマーからなるイ
ンターフエイスを介して質量分析計検出器に導い
て検出することにより前記試料中の被測定元素を
分析する分析計において、開口部を有する一対の
アパーチヤープレートで偏向レンズを挟むと共
に、これら一対のアパーチヤーレンズと偏向レン
ズの平均電位を可変にすると共に、平行に向い合
せた一対の平板電極を２組並べ、一組目の平板電
極と２組目の平板電極に平均電位を中心にして対
称的に電圧を印加することにある。
＜作用＞
本考案は次のように作用する。即ち、
入口側アパーチヤープレート、出口側アパーチ
ヤープレート、及び平板電極に対し、一定の電圧
が印加されると、入口側の一対の平板電極の作用
で水平イオンビームが下向きに曲げられた後、こ
の下向きのイオンビームが出口側の一対の平板電
極の作用で水平に曲げられる。このため、高周波
誘導結合プラズマからノズルやスキマーなどを介
し入口側アパーチヤープレートの開口部から導か
れたイオンビームの軸は途中からずれる。これに
対し、高周波誘導結合プラズマからの光は入口側
アパーチヤープレートの開口部から入射すると直
進して出口側アパーチヤープレートの内壁面に当
る。このため、高周波誘導結合プラズマから導入
され入口側アパーチヤープレートの開口部から入
射する光が遮断されイオンビームだけが出口側ア
パーチヤープレートの開口部から出て行くように
なる。また、偏向レンズ系全体を負電位におくこ
とでイオンビームによる発散ロスを小さくでき、
イオンの透過効率を上げることができ、その結
果、質量分析計の検出感度が上昇する。
ヤープレート、及び平板電極に対し、一定の電圧
が印加されると、入口側の一対の平板電極の作用
で水平イオンビームが下向きに曲げられた後、こ
の下向きのイオンビームが出口側の一対の平板電
極の作用で水平に曲げられる。このため、高周波
誘導結合プラズマからノズルやスキマーなどを介
し入口側アパーチヤープレートの開口部から導か
れたイオンビームの軸は途中からずれる。これに
対し、高周波誘導結合プラズマからの光は入口側
アパーチヤープレートの開口部から入射すると直
進して出口側アパーチヤープレートの内壁面に当
る。このため、高周波誘導結合プラズマから導入
され入口側アパーチヤープレートの開口部から入
射する光が遮断されイオンビームだけが出口側ア
パーチヤープレートの開口部から出て行くように
なる。また、偏向レンズ系全体を負電位におくこ
とでイオンビームによる発散ロスを小さくでき、
イオンの透過効率を上げることができ、その結
果、質量分析計の検出感度が上昇する。
＜実施例＞
以下、本考案について図を用いて詳細に説明す
る。第１図は本考案実施例の要部を示す要部説明
図であり、図中、第３図と同一記号は同一意味を
もたせて使用しここでの重複説明は省略する。ま
た、２４ａ〜２４ｄは平板電極、２５ａ〜２５ｃ
は可変電圧電源である。
る。第１図は本考案実施例の要部を示す要部説明
図であり、図中、第３図と同一記号は同一意味を
もたせて使用しここでの重複説明は省略する。ま
た、２４ａ〜２４ｄは平板電極、２５ａ〜２５ｃ
は可変電圧電源である。
このような構成からなる本考案の実施例におい
て、第１図に示すように平板電極２４ａ〜２４ｄ
に対し可変電圧電源２４ａ〜２４ｄから下式〜
が成立するような電圧が印加される。
て、第１図に示すように平板電極２４ａ〜２４ｄ
に対し可変電圧電源２４ａ〜２４ｄから下式〜
が成立するような電圧が印加される。
Vap11＝Vap2 ……
VE1＝VE4 ……
VE2＝VE3 ……
VE1＞VE2 ……
（VE1＋VE2）／２＝Vap1 ……
ここで、Vap1は入口側アパーチヤープレート２
１に印加される負の電圧、Vap2は出口側アパーチ
ヤープレート２２に印加される負の電圧、VE1〜
VE4は平板電極２４ａ〜２４ｄに夫々印加される
電圧である。但し、上記式は入射するイオンの
エネルギーにより多少この関係からずれることが
ある。
１に印加される負の電圧、Vap2は出口側アパーチ
ヤープレート２２に印加される負の電圧、VE1〜
VE4は平板電極２４ａ〜２４ｄに夫々印加される
電圧である。但し、上記式は入射するイオンの
エネルギーにより多少この関係からずれることが
ある。
このように入口側アパーチヤープレート２１、
出口側アパーチヤープレート２２、及び平板電極
２４ａ〜２４ｄに対し、上述のような電圧が印加
されると、平板電極２４ａ，２４ｂの作用で水平
イオンビームが下向きに曲げられると共に、平板
電極２４ｃ，２４ｄの作用で下向きのイオンビー
ムが水平に曲げられる。このため、第２図の高周
波誘導結合プラズマ７からノズル８やスキマー９
などを介し入口側アパーチヤープレート２１の開
口部２１′から導かれたイオンビームの軸は前述
の第３図の場合と同様に途中からずれるようにな
る。これに対し、高周波誘導結合プラズマからの
光は入口側アパーチヤープレート２１の開口部２
１′から入射すると直進して出口側アパーチヤー
プレート２２の内壁面に当るようになつている。
従つて、高周波誘導結合プラズマから導入され入
口側アパーチヤープレート２１の開口部２１′か
ら入射する光が遮断されイオンビームだけが出口
側アパーチヤープレート２２の開口部２２′から
出て行くようになる。また、偏向レンズ系全体を
負電位におくことでイオンビームによる発散ロス
を小さくでき、イオンの透過効率を上げることが
でき、その結果、質量分析計の検出感度が上昇す
る。
出口側アパーチヤープレート２２、及び平板電極
２４ａ〜２４ｄに対し、上述のような電圧が印加
されると、平板電極２４ａ，２４ｂの作用で水平
イオンビームが下向きに曲げられると共に、平板
電極２４ｃ，２４ｄの作用で下向きのイオンビー
ムが水平に曲げられる。このため、第２図の高周
波誘導結合プラズマ７からノズル８やスキマー９
などを介し入口側アパーチヤープレート２１の開
口部２１′から導かれたイオンビームの軸は前述
の第３図の場合と同様に途中からずれるようにな
る。これに対し、高周波誘導結合プラズマからの
光は入口側アパーチヤープレート２１の開口部２
１′から入射すると直進して出口側アパーチヤー
プレート２２の内壁面に当るようになつている。
従つて、高周波誘導結合プラズマから導入され入
口側アパーチヤープレート２１の開口部２１′か
ら入射する光が遮断されイオンビームだけが出口
側アパーチヤープレート２２の開口部２２′から
出て行くようになる。また、偏向レンズ系全体を
負電位におくことでイオンビームによる発散ロス
を小さくでき、イオンの透過効率を上げることが
でき、その結果、質量分析計の検出感度が上昇す
る。
尚、上述の実施例は正電荷のイオンの測定の場
合であるが、特別な測定法として、負イオンの測
定を行う場合があり、このときレンズの構成は本
実施例と同じとし引加電圧の極性を負から正に入
れ代えれば良い。この場合、上記式は次の式
のようになる。
合であるが、特別な測定法として、負イオンの測
定を行う場合があり、このときレンズの構成は本
実施例と同じとし引加電圧の極性を負から正に入
れ代えれば良い。この場合、上記式は次の式
のようになる。
VE1＜VE2 ……
＜考案の効果＞
以上詳しく説明したような本考案は、高周波誘
導結合プラズマを用いて試料を励起させ生じたイ
オンをノズルとスキマーからなるインターフエイ
スを介して質量分析計検出器に導いて検出するこ
とにより前記試料中の被測定元素を分析する分析
計において、開口部を有する一対のアパーチヤー
プレートで偏向レンズを挟むと共に、これら一対
のアパーチヤーレンズと偏向レンズの平均電位を
可変にすると共に、平行に向い合せた一対の平板
電極を２組並べ、一組目の平板電極と２組目の平
板電極に平均電位を中心にして対称的に電圧を印
加するように構成した。このため、イオンレンズ
のチユーニングが容易なうえイオンビームの透過
率が大で検出感度の高い高周波誘導結合プラズマ
質量分析計が実現する。
導結合プラズマを用いて試料を励起させ生じたイ
オンをノズルとスキマーからなるインターフエイ
スを介して質量分析計検出器に導いて検出するこ
とにより前記試料中の被測定元素を分析する分析
計において、開口部を有する一対のアパーチヤー
プレートで偏向レンズを挟むと共に、これら一対
のアパーチヤーレンズと偏向レンズの平均電位を
可変にすると共に、平行に向い合せた一対の平板
電極を２組並べ、一組目の平板電極と２組目の平
板電極に平均電位を中心にして対称的に電圧を印
加するように構成した。このため、イオンレンズ
のチユーニングが容易なうえイオンビームの透過
率が大で検出感度の高い高周波誘導結合プラズマ
質量分析計が実現する。
第１図は本考案実施例の要部裁断構成斜視図、
第２図は高周波誘導結合プラズマ質量分析計の全
体的な構成説明図、第３図は従来例の要部構成説
明図である。 １……プラズマトーチ、３……アルゴンガス供
給源、７……高周波誘導結合プラズマ、８……ノ
ズル、９……スキマー、１６……マスフイルタ、
１９……二次電子増倍管、２０……信号処理部、
２１，２２……アパーチヤープレート、２３ａ〜
２３ｈ……四極子レンズ電極、２４ａ〜２４ｄ…
…平板電極、２５ａ〜２５ｃ……可変電圧電源。
第２図は高周波誘導結合プラズマ質量分析計の全
体的な構成説明図、第３図は従来例の要部構成説
明図である。 １……プラズマトーチ、３……アルゴンガス供
給源、７……高周波誘導結合プラズマ、８……ノ
ズル、９……スキマー、１６……マスフイルタ、
１９……二次電子増倍管、２０……信号処理部、
２１，２２……アパーチヤープレート、２３ａ〜
２３ｈ……四極子レンズ電極、２４ａ〜２４ｄ…
…平板電極、２５ａ〜２５ｃ……可変電圧電源。
Claims (1)
- 高周波誘導結合プラズマを用いて試料を励起さ
せ生じたイオンをノズルとスキマーからなるイン
ターフエイスを介して質量分析計検出器に導いて
検出することにより前記試料中の被測定元素を分
析する分析計において、開口部を有する一対のア
パーチヤープレートで偏向レンズを挟むと共に、
これら一対のアパーチヤーレンズと偏向レンズの
平均電位を可変にすると共に、平行に向い合せた
一対の平板電極を２組並べ、一組目の平板電極と
２組目の平板電極に平均電位を中心にして対称的
に電圧を印加することを特徴とする高周波誘導結
合プラズマ質量分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989127292U JPH0541496Y2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989127292U JPH0541496Y2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0366145U JPH0366145U (ja) | 1991-06-27 |
| JPH0541496Y2 true JPH0541496Y2 (ja) | 1993-10-20 |
Family
ID=31675053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989127292U Expired - Lifetime JPH0541496Y2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0541496Y2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01252772A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-09 | Ulvac Corp | イオン注入装置 |
-
1989
- 1989-10-31 JP JP1989127292U patent/JPH0541496Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01252772A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-09 | Ulvac Corp | イオン注入装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0366145U (ja) | 1991-06-27 |
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