JPH08510084A

JPH08510084A - 小型化四極子アレイ

Info

Publication number: JPH08510084A
Application number: JP7501884A
Authority: JP
Inventors: ジェイ．フェラン、ロバート
Original assignee: フェランサイエンティフィック
Priority date: 1993-06-14
Filing date: 1994-05-27
Publication date: 1996-10-22
Anticipated expiration: 2014-05-10
Also published as: DE4494105T1; US5613294A; JP2888984B2; US5401962A; US5857890A; WO1994029006A1

Abstract

(57)【要約】低圧チャンバー内のマウントに適し、ガラスシール（１０６）内に一端が延出した形態でマウントされた複数の平行ロッド（１１０）から形成された四極子のアレイを含む残留ガスセンサー（１００）である。１６本の平行ロッドは９コの四極子のアレイを形成し、隣接する四極子は隣接するロッドを共有する。フィラメント（１７６）は低圧チャンバー内に存在するガス分子をイオン化する電子を放出する（１７０）。これらイオンは四極子の各々の中心にあるチャネルに入り、各四極子の各チャネル内にマウントされた表面を有するコレクター（１４０）に向かって加速される。ロッドに電圧が印加され、アレイの四極子の各々のチャネル内に同一の電界を形成する。ロッドに印加される電圧を変化させることによって、特定の質量対電荷比を有するイオンのみがコレクターと接触することを可能とするようチャネル内の電界が同調されることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】小型化四極子アレイ発明の背景発明の分野本発明は一般に四極子アレイベースの残留ガスセンサーに関し、特に、小型化四極子アレイを使用して低圧チャンバー内の特定なガスの存在を検出する残留ガスセンサー及びその製造プロセスに関する。従来技術四極子残留ガスセンサーは従来技術において公知であり、真空状態に近い、例えば１×１０^-5トール若しくはそれより低圧のチャンバー内において特定のガスの存在を検出する為に使用される。典型的な従来技術の四極子残留ガスセンサーは４つの平行ロッドを含み、該ロッドは等しい長さを有し、正方形構成でセラミックベース上に正確に配列及びマウントされる。従って開放空間すなわちチャネルを有する四極子が形成され、該チャネルは四極子の中心にありロッドの全長に渡って延在する。電子ソースが四極子の一端において電子を発生し、該電子はチャンバー内の残留ガス分子の内のいくつかと衝突しそれらをイオン化する。これらイオンの内のいくつかは次に、四極子の他の一端に配置されるコレクターに向かってチャネルを介して加速される。コレクターに衝突するイオンは、イオンの数に比例した電位をコレクターに発生し、従ってチャンバー内のガス分子の数に比例した電位を発生する。コレクターが外部回路に接続される場合、コレクターに衝突するイオンの量に比例した電流が発生される。四極子を含む４つの平行ロッド上に電圧が誘起される。これら電圧は４本のロッド間のチャネルにおいて電界を発生するよう同調され、該電界は特定の質量対電荷比を有するイオンのみをチャネルの全長に渡って移動させコレクターへ向かわせる。他の質量対電荷比を有するイオンは電界によってチャネルから４本の平行ロッドの一つに引き寄せられ中和される。従って、ロッド上の電界を異なる質量対電荷比に対して同調し、これら電圧でコレクター上に衝突するイオンによって発生される電流を解析することによって、四極子が使用されて低圧もしくは真空状態に近いチャンバー内における異なるガスの存在を検出することが可能となる。薄膜形成中において真空状態に近いチャンバー内の特定なガスの存在は結果として不良デバイスの生成を引き起こす可能性があるので、これらガスを検出する能力は、半導体デバイスプロセスにおける薄膜形成のようなアプリケーションに対して重要である。四極子残留ガスセンサーが前述のような方法で動作することが可能であるためには、四極子を含むロッドは相互に平行になるよう正確にマウントされなければならず又正方形の四極子構成に正確に配置されなければならない。現在までこれらロッドはセラミックベース内に正確にドリルで孔あけされたホール内にマウントされてきた。センサーの低圧にたいする信頼性を維持すると共にロッドの正確な配置を充分達成するために、通常、ホールは例えば０．２ミリのような非常に低い公差でマシンにより孔あけされなければならない。次にロッドはセラミックベース内のこれらホール内に平行に四極子構成で正確に配置されなければならない。ロッドは通常、ナットもしくはスクリューによりセラミックベースに装着され、これらナットもしくはスクリューは、平行四極子構成からのロッドの任意のシフトを回避するために正確なトルク量で正確に装着されなければならない。さらに、センサー上の他のコンポーネントのマウントと共にロッドへの電気的接続も又、ロッドが正確な四極子構成に維持されることを保証するために非常に正確に又デリケートに行われなければならない。不幸にして、セラミックベースの正確なドリルによる孔あけ並びにアセンブリ中のロッドの正確なマウントは、従来の四極子残留ガスセンサーの製造を非常に高価なものにする。従って従来の四極子残留ガスセンサーは通常購入するのに非常に高価であり、連続動作の後にセンサーが汚れる場合、それらは清潔なセンサーと交換されるよりも分解されてクリーニングされる。しかしながら、クリーニング及び再アセンブリの後においても、センサーは四極子のコンポーネントの正確で注意深いマウントとハンドリングを必要とする。従って、センサーをクリーニングすることはセンサーを交換することよりも高価でないにも関わらず、センサーをクリーニングすることは以前として高価なものとなる。更に、センサーをセラミックベースに構成するために必要とされる非常に正確な公差はより多くのセンサーコンポーネントを必要とする。特に、スクリュー及びナットが使用されてセラミックベース内のドリルで孔あけされたホール内にロッドが装着及び着座される為に、ロッドはこれらナット及びスクリューのアタッチメントの締めつけを許容するための充分な直径を有していなくてはならない。これらの理由により、従来の四極子アセンブリ構成するために使用される円筒状ロッドは通常直径が少なくとも４分の１インチである。セラミックベース内にマウントされるより大きい直径のロッドを使用して四極子残留ガスセンサーを構成することに関する１つの結果は、特定な質量対電荷比を有するイオンに対して電界が同調されることが可能なロッド間のチャンネルを得るためにロッドはより距離を置いて離間されなければならないということである。しかしながら、ロッドがより離れている場合、目的としない質量対電荷比を有するイオンをチャネルから離脱させる為に各ロッドによって生成される電界は依然として同一でなければならない。しかしながら不幸にして、そのような高い電圧を生成する為には高価な装置が必要とされる。前述の従来の四極子センサーを製造することに関連する困難性及びコストによって、現在のセンサーは一般に単一の４ロッド四極子に制限される。四極子のアレイが使用されて高い感度を有する残留ガスセンサーを得ることが可能である。文献”ＤａｓｅｌｅｋｔｒｉｓｃｈｅＭａｓｓｅｎｆｉｌｔｅｒａｌｓＭａｓｓｅｎｓｐｅｋｔｒｏｍｅｔｅｒｕｎｄＩｓｏｔｏｐｅｎｔｒｅｎｎｅｒ”（Ｐａｕｌ他，ＺｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔｆｕｒＰｈｙｓｉｋ，Ｂｄ．，Ａｐｒｉｌ２１，１９５８）において、四極子のアレイが過去に提唱されているが、単一の四極子を有するセンサーを構成することに関して前述した現実的な困難性及び高いコストによって四極子アレイを組込んだコストエフェクティブなセンサーの構成は非常に困難となっている。特に、セラミックベース内にホールを正確にドリルで孔あけしてロッドのアレイを収容するコスト、及びロッドを正確に配置するコストは手頃な入手価格の四極子アレイベースのセンサーの製造を非常に困難なものとする。更に、前述したように、アレイを含むロッドは相対的に大きく離間された大きい直径のロッドでなければならないことが想定される。従って、公知の技術を使用して製造された四極子のアレイのサイズは非常に大きくなってほとんどの低圧もしくは真空チャンバー内でのその使用を制限することが想定される。一般に、前述の従来技術の単一の四極子センサーの選択性は、ロッドの長さを増加してイオンがコレクターに向かって移動しなければならない距離を長くすることとロッドに印加される電圧の交流成分の周波数を増加してより早い速度で変動する電界を形成することの両者によってのみ改善されることが可能である。通常、従来の四極子残留ガスセンサーは４から６インチ長のロッドを有する。しかしながら、センサーの感度を最大にするためにイオンがチャネル内をコレクターに向かって移動しなくてはならない長さはイオンの平均自由行程より少なくなくてはならない。イオンの平均自由行程は他の分子と衝突する以前にイオンが環境内を直進する平均距離である。好ましくは、チャネル長は粒子の平均自由行程よりも小さくなくてはならず、目的とする質量対電荷比を有するイオンが他の粒子と衝突すること及びチャネルから偏向されるか若しくは中和されることの可能性を最小とする。このようにして偏向される同調されたイオンはコレクターに衝突せず、結果としてコレクターにおいてより低い電流が検出される。イオンのような粒子の平均自由行程は公知の公式によって計算されることができ、該公式においては平均自由行程はその粒子がおかれている環境の圧力に反比例する。従って、従来の四極子残留ガスセンサーは、イオンソースとコレクターとの間のチャネル長よりも大きい平均自由行程を得ることを可能とするために、非常に低圧、例えば５×１０^-5トールにおいて動作しなければならない。チャンバー内にどのようなガスが存在するかを決定する必要を有する多くのアプリケーションにおいてチャンバー内の圧力は従来のセンサーが動作するために必要とされる圧力よりも実質的に高い。例えば、半導体デバイスの製造において使用される膜形成技術において、前述の従来のセンサーが動作するために必要とされる圧力よりもオーダーが２つ高い可能性のある圧力のチャンバー内においてしばしば膜が形成される。従って、ユーザーは低圧チャンバー内の内容物のサンプリングを別のチャンバーに移し、該別のチャンバー内の圧力を低下させてセンサーが動作するために必要とされる圧力を得る。あきらかに理解されるように、そのようなサンプリングを実行するために必要とされる付加的なハードウェアーは非常に高価であり、サンプリングは潜在的に不正確なものとなる。更に、これらのアプレケーションにおいて、四極子残留ガスセンサーはガスが感知される低圧チャンバー内に埋め込まれておらず外部のチャンバー内にマウントされる。従って、四極子のアレイを使用して感度を増加させる安価な残留ガスセンサーに対する必要性が従来技術において存在する。更に、より高い圧力において動作して低圧チャンバーの内容物のサンプリングに関連するコスト及び不正確さを除去することが可能であると共にチャンバー内に直接埋め込まれることが可能なセンサーに対する付加的な必要性が従来技術において存在する。結局、これら改良されたセンサーを製造する安価な方法及びそのような製造を容易にする装置の業者に対する必要性が従来技術において存在する。発明の概要前述の必要性はガスセンサーを含む本発明によって満足され、該ガスセンサーは平行に相互に離間されて配置され四極子アレイを形成する複数のロッドを含む。ロッドはガラスベースにマウントされ、このことはセンサーの低圧に対する信頼性を維持しつつロッドを所定位置に固定的に装着して四極子アレイを形成することを可能とする。センサーは又低圧チャンバー内に存在するガス分子をイオン化することが可能な電子ソースを含む。イオンが誘起されて四極子アレイを形成するロッド間のチャネルをコレクターに向かって下方へ移動する。コレクターは、四極子のチャネル内にマウントされたコレクターの表面に接触するイオンの数に比例した電気信号を発生する。これと同時に四極子アレイの各ロッドに対して電圧が印加され、該電圧はアレイの各四極子を同調し特定の質量対電荷比及びアトミックマスユニット（ＡＭＵ）を有するイオンのみをコレクター表面に到達させることを可能とする。本発明のセンサーは又四極子のチャネル内にマウントされる多数のレンズを含み、該レンズは又更に四極子を同調し同調される質量対電荷比を有するイオンのみをコレクター表面に到達させることを可能とする。本発明の他の態様は四極子アレイベースのガスセンサーの製造方法であり、該方法は、複数のロッドを四極子のアレイに配置するステップと、複数のロッド上にガラスびーずを配置するステップと、ガラスビーズを加熱して溶融させガラスをロッドにグリップさせアレイ内にロッドを配置するステップとを含む。本発明の他の態様は四極子アレイベースのガスセンサーを製造する為の再使用可能な装置であり、該装置はロッドを正確に配置して四極子アレイを形成することを可能にすると共にガラスが加熱されたのちに所定位置にロッドを装着するためにガラスビーズを適性な位置に配置することを可能とする。本発明のこれら及び他の目的及び特徴は添付の図面を伴う以下の記述及び請求の範囲によって完全に明らかなものとなる。図の簡単な説明図１は本発明の小型化四極子アレイを使用する残留ガスセンサーの分解図である。図１ａは図１のガスセンサーの部分図であり、電子を供給する２つのフィラメントを有する代替実施例を示す。図２は図１に示す本発明の残留ガスセンサーの組み立てられた図である。図３は図１及び２の残留ガスセンサーの上面図であり、ロッド、ピン、及び支持部材の位置を示す。図４は図１及び２に示す残留ガスセンサーのピン接続を示す平面図である。図５は、センサーを駆動するために使用される関連する外部コンポーネントネットワークを伴う図１及び２に示される残留ガスセンサーを示す図である。図６は、図１及び２のセンサーの単一の四極子エレメントのロッドに対する電気的接続を示す概略図である。図７は図１及び２に示される残留ガスセンサーの単一の四極子エレメントを概略的に示す側面図である。図８は図１及び２に示される残留ガスセンサーに対して電圧を供給する電気回路の概略図である。図９は図１及び２に示される本発明のセンサーを構成する為のオーブンツールアセンブリを示す側面図である。図１０ａは本発明のセンサーを構成するための図９に示されるオーブンツールアセンブリの矩形下方プレートの上面図である。図１０ｂは本発明のセンサーを構成するための図９に示されるオーブンツールアセンブリの矩形位置合せプレートの上面図である。図１０ｃは本発明のセンサーを構成する為の図９に示されるオーブンツールアセンブリの矩形スペーサープレートの上面図である。図１１は本発明のセンサーを構成するための図９に示されるオーブンツールアセンブリの挿入位置の詳細拡大図である。好ましい実施例の詳細な説明以下図面に対して参照が行われここで一貫して同様な符号は同様の部分を表す。以下図１、２、３、及び４を参照し本発明の小型化四極子アレイを使用する残留ガスセンサーを含むコンポーネントの説明が行われる。次に図５、６、７及び８を参照してセンサーの動作の説明が行われる。最後に、図９、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１１を参照し本発明の基本的四極子アレイ構造の構成の説明が行われる。図１は小型化四極子アレイを使用する残留ガスセンサー１００の好ましい１実施例の分解図を示し、センサー１００に含まれる多くのコンポーネントを示している。図２は図１に示されるセンサー１００の組み立てられた状態を示す。図３は四極子アレイに含まれるロッド、センサーのコンポーネントが電気的に接続されるピン、及びセンサー１００の多くのコンポーネントを支持する支持部材を示す。図１を参照すると、センサー１００の基本的なコンポーネントが円筒状ベース１０２上にマウントされ、円筒状ベース１０２は中空の円筒状金属ボディもしくはガス気密シールを与えるよう形成された固体ガラスシールを有するケーシング１０４を含む。円筒状ベース１０２は通常８分の５インチオーダーの直径を有し約２分の１インチから８分の５インチの長さを有する。硬化ガラスシール１０６を構成する物質は、センサー１００のアセンブリの後、以下に説明される埋め込まれたロッド、サポート、及びピンを構造的に安定な位置及び配向にガラスシール１０６が装着維持するよう選択される。更にガラスシール１０６を構成する物質は、これらロッド、サポート、ピン並びにベースケーシング１０４の内部壁とともに真空気密シールを与えるよう選択される。ガラスシール１０６を形成するよう使用される物質は、好ましくは予備成形されたガラスブランクもしくはガラスビーズ１０５であり、これらはディスク形状を有し、以下に説明されるロッド、ピン、サポート部材の各々に対するホールを有する。予備成形されたガラスビーズ１０５は加熱され硬化ガラスシール１０６内へ溶融され、ロッド、ピン、サポートメンバー並びにベースケーシング１０４の内部壁に対してガラス装着固着される。硬化ガラスシール１０６を形成するために使用されるガラスビーズ１０５はベースケーシング１０４の熱定数と同様の熱定数を有するよう選択され、オーブン内で加熱される場合に適切な振る舞いを行う。ガスアナライザ内の他の物質に依存し、又ガスアナライザの所望の使用温度範囲に依存してガラスビーズ１０５に対して多様なタイプのガラスが使用されることが可能である。例えば、本文中に記載された好ましい実施例においては、ベースケーシング１０４はステンレススチールであり、ガラスビーズ１０５はステンレススチールの熱定数に近い比較的高い熱定数を有するバリウムアルカリガラスを含む。図９、図１０ａ、１０ｂ，１０ｃ及び１１を以下に参照して、ロッド、サポート、及びピンがガラスシール１０６内にマウントされる構成プロセスがより詳細に説明される。１６本の同一の円筒状ロッド１１０から成るアレイ１０８が一端が突出した形態でガラスシール１０６内にマウントされ、ガラスシール１０６は一端が突出したロッドに対するマウンティングベースとしての機能を果たす。代替的にセラミック、光成形ガラス、及びエポキシのような他のマウンティングベースが使用されて図１に示されるようにロッドを一端が突出した形状のアレイに支持することが可能である。１６の円筒状ロッド１１０は各々が４つのロッド１１０からなる４つの等間隔に離間された列からなるグリットに似たパターンでガラスシール１０６内に固定装着される。各ロッド１１０はベース１０２から同じ距離だけ垂直方向に外側に向かって延出する。アレイ１０８のロッド１１０は好ましくはステンレススチールもしくはインコネルのいずれかから成り、好ましい実施例においては、１ミリメトルの直径を有しガラスシール１０６の表面から外側に向かってほぼ４分の３インチ延出する。ロッド１１０は又、上方から見た場合に１６本のロッドが９コの正方形エレメント１１２を形成するようガラスシール１０６内に正確に配置され、この場合隣接ロッド１１０は隣接エレメント１１２間で共有される。各エレメント１１２の中心はチャネル１１４を構成し、該チャネルはロッド１１０の突出端の全長に渡り延在し、この場合チャネル１１４の中心はエレメント１１２の４本の円筒状ロッド各々の中心から等距離にある。各々が４本のロッド１１０及び１つのチャネル１１４を有する９つのエレメント１１２の各々はセンサー１００の単一の四極子を形成する。従って、センサー１００のこの好ましい実施例において四極子アレイは９つの正方形四極子エレメント１１２を形成する。ロッド１１０から成るアレイ１０８の外側にある多様な位置において６本の機械的サポートロッド１１６ａ−１１６ｆが又ガラスシール１０６内にマウントされる。サポートロッド１１６も又一端が突出した形態でガラスシール１０６の表面から外側に向かい垂直に延出する。サポートロッド１１６ａ−１１６ｆのガラスシール１０６内における位置は以下に図３において示される。サポートロッド１１６が使用されて以下に説明されるセンサー１００の多くのコンポーネントをサポートする。異なる長さを有する一連の円筒状ピン１２０ａ−１２０１がガラスシール１０６の上方及び下方表面の両者を完全に通過し又それら表面から外側に向かって垂直に延びる。ガラスシール１０６内のピン１２０ａ−１２０１の正確な位置は以下の図３及び４に示される。ピン１２０は以下に説明されるセンサー１００の残りのコンポーネントに対して電気的接続を与え、センサー１００のベース１０２のシーリング特性（すなわち低圧及びガス気密性に対する信頼性）をそれらが維持するような形態でガラスシール１０６内にマウントされる。サポート１０６及びピン１２０は、好ましくは０．５ミリメートルから１ミリメートルの範囲にある直径を有する円筒状であり又好ましくはアイコネル又はステンレススチールのいずれかから構成される。更に、アタッチされるコンポーネントに依存して、ロッド１１６及びピン１２０は８分の１インチから４分の３インチの距離だけガラスシール１０６の上方表面から外側に向かって垂直に延出する。ロッド１１０、サポートメンバー１１６、及びピン１２０は再使用可能なジグもしくはツールアセンブリを使用してガラスブランク１０５内に正確に配置することが可能であるため、ロッド１１０、サポートメンバー１１６及びピン１２０のガラスシール１０６内へのマウントは高価な製造とはならない。予備成形されたガラスブランク１０５がいったん加熱され冷却されるとロッド１１０、サポートメンバー１１６及びピン１２０はそれらの正確な位置及び配向に永久的に固定される。ポジティブバス１１２及びネガティブバス１１４は図１に示される。バス１２２及び１２４は好ましく薄い（０．００５インチ）ステンレススチールから構成され、アレイ１０８の８本の特定なロッド１１０に対する固体電気接続をその各々が行うよう構成される。バス１２２及び１２４はロッド１１０の直径よりもわずかに大きい直径を有する８コの開口１２６を含む。開口１２６は好ましくは公知の技術を使用してバス１２２及び１２４のステンレススチール内にフォトエッチングされる。バス１２８が開口１２６の各々の内部表面状に形成される。タブ１２８は、バスバー１２２及び１２４がロッド１１０をホール１２６に通過させてロッド１１０上にプレスされることに対応して折れ曲がり、これによってロッド１１０に対してプレスするタブ１２８を介してバス１２２及び１２４及びそれらに対応するロッド１１０間の良好な電気的接続が保証される。ポジティブバス１２２は、図２に示されるように８本のロッド１１０のみと電気的に接触し又ガラスシール１０６の上方表面に非常に近接し接触しないようにロッド１１０のアレイ１０８内に配置される。ポジティブバス１２２に組み込まれるダブ１３０はピン１２０ｇ（図３）にスポット溶接されピン１２０ｇは次に図８を参照して以下に説明される外部電圧ソースに接続される。ネガティブバス１２４は次にアレイ１０８の残りの８本のロッド１１０と電気的に接触し、図２に同様に示されるようにポジティブバス１２２に隣接してそれに接触しない様にロッド１１０のアレイ１０８内に配置される。ネガティブバス１２４に組み込まれるダブ１３２は次にピン１２０ｃにスポット溶接され、つぎにビン１２０ｃは図８を参照して以下に同様に説明される外部電圧ソースに接続される。バス１２２及び１２４は、いずれも単一の正方形四極子エレメント１１２（図３）においても、相互に対角配置されたに２本のロッド１１０がポジティブバス１２２に設置され相互に対角配置された残りの２本のロッドがネガティブバス１２４に接続されるように構成され、このことは以下の図６に概略的に示されている。従って、四極子エレメント１１２の各々において、相互に対角配置される２本のロッド１１０は第一の電圧が供給され、対角配置される残りの２本のロッド１１０は第２の電圧が供給される。シールド１３４が、図２に示されるようにネガティブバス１２４の上方に非常に近接してそれと接触しないようにロッド１１０のアレイ１０８内に配置される。好ましくは、シールド１３４は１６コのフォトエッチングされた開口１３６を有する０．００２インチ厚のステンレススチールから形成された正方形プレートであり該シールドはロッド１１０の各々の周囲に固定されるよう構成される。開口１３６はロッド１１０よりも大きな直径を有しシールド１３４がアレイ１０８内においてネガティブバス１２４の上方に配置される場合にシールド１３４がロッド１１０の各々と接触することなくそれらを包囲しそれによってセンサー１００のチャネル１１４を占有する。従って、シールド１３４は、バス１２２及び１２４へ電圧を印加することに起因する静電的な効果から以下に説明されるセンサー１００の付加的なコンポーネントをシールドする。シールド１３４は次にメカニカルサボート１１６ｄ及び１１６ｅにスポット溶接され前述の方法で装着配置される。さらに、シールド１３４は又ピン１２０ｂにスポット溶接され、以下に述べるように図８の電気回路とシールド１３４の間の電気的な接続が与えられる。次にコレクター１４０は図２に示されるようにシールド１３４の上方近傍にシールド１３４及びロッド１１０と接触しないようにロッド１１０のアレイ１０８内に配置される。コレクター１４０は９コの表面１４２及び４コのフォトエッチングされた開口１４４を含む。開口１４４はロッド１１０の直径よりも大きな直径を有し、これによってコレクター１４０が４つのロッド１１０の周囲にそれと接触することなく四極子アレイ１０８の中心に配置されることが可能となる。コレクター１４０は、開口１４４を通じて延出する最も中心にある４本のロッド１１０と共にアレイ１０８に配置される場合９コの表面１４２が９コの四極子エレメント１１２の各々のチャネル１１４内の中心に位置されるように配置される。次にコレクター１４０上のタブ１４５はピン１２０ａにスポット溶接される。図３及び４に示されるように、ピン１２０ａがガラスシール１０６を通じて延出する場合にピン１２０ａは同軸金属シールドチューブ１４６内に包囲される。以下に説明するように、シールドチューブ１４６は回路のグラウンドに接続され、他の接続ピン上の高い電圧に起因してガラスシール１０６内に生じる可能性のある任意の漏洩電流をブロックする。シールドチューブ１４６はこれら漏洩電流がコレクターピン１２６ａに到達することを防止し、コレクター電流は影響をうけない。従ってコレクター１４６は、各四極子１１２（図３）内の９つのチャネル１１４を下方に移動するイオンの数を示す電流をピン１２０ａを介して図５に示される外部回路へ伝送することが可能となり、従ってセンサーがインストールされたチャンバナー内に存在するガス分子の量を示すことが可能となる。図２に示されるように、上方シールド１４８が次にコレクター１４０の上方近傍においてアレイ１０８内において配置される。上方シールド１４８はコレクター１４０及びロッド１１０のいずれとも接触しない様に配置される。上方シールド１４８はロッド１１０に対する１６コのフォトエッチングされた開口１５０を含み開口１５０の直径はロッド１１０の直径より大きくされる。更に、上方シールド１４８は又上方シールド１４８上に配置される９コのフォトエッチングされた開口１５０を有し上方シールド１４８が前述の形態にコレクター１４０の上方近傍に装着配置される場合に開口１５１はコレクター表面１４２の上方近傍においてチャネル１１４内の中心に配置される。開口１５２はチャネル１１４の中心にあるイオンのみがコレクター１４０の表面１４２上へ衝突することを可能とすることによって９コの四極子エレメント１１２の各々のチャネル１１４を下方に移動するイオンに対してレンズとして作用する。上方シールド１４８は又、サポートメンバー１１６ｆ及びピン１２０ｂを収容するのに充分大きい開口を有する２つのタブ１５４ｂ及び１５４ａをそれぞれ含み、更に第３のタブ１５６を含む。上方シールド１４８は次に、タブ１５４ｂをサポートメンバー１１６にスポット溶接すること並びにタブ１５６をサポートメンバー１１６ｄにスポット溶接することによって当該位置に装着保持される。更に、タブ１５４ａはピン１２０ｂにスポット溶接され以下に説明されるように図８の電気回路とシールド１４８との電気的な接続が与えられる。９コのフォトエッチングされた開口１６２を有するエントランスレンズ１６０が次にロッド１１０のアレイ１０８上に配置され、９コの開口はロッド１１０の一方向延出した端部において９コのチャネル１１４の開口上にその中心が配置される。エントランスレンズ１６０は、図２に示されるようにアレイ１０８のいずれのロッド１１０とも接触しないようにマウントされる。開口１６２も又、９つのチャネル１１４の実質的な中心においてコレクター１４０へ向かって移動するイオンのみが実際にチャネル１１４へ入ることを可能とすることによってレンズとして作用する。エントランスレンズ１６０はサポートメンバー１１６ｄ及び１１６ｆにスポット溶接されることによってこの位置に装着される。更に、エントランスレンズ１６０は又ピン１２０ｂにスポット溶接され、以下に説明する図８の電気回路及びエントランスレンズ１６０との間の電気的接続が与えられる。エントランスレンズ１６０の開口１６２の直径よりもわずかに大きい直径を有する９つのフォトエッチングにより形成された開口１６６を有するイオンチャンバーレンズ１６４が次に、エントランスレンズ１６０の上方近傍にそれと接触するとなく配置される。イオンチャンバーレンズ１６４は、イオンチャンバーレンズ１６４内の開口１６６がエントランスレンズ１６０内の開口１６２上にその中心が位置されるように配置される。イオンチャンバーレンズ１６４は、３つのタブの内の２つをサポートメンバー１１６ｂ及び１１６ａにスポット溶接されることによって所定の位置に装着される。更に、３つめのタブがピン１２０ｈにスポット溶接され、以下に説明される図８の電気回路に対するこれらレンズの電気的な接続が与えられる。イオンチャンバーレンズ１６４は、好ましくは、例えば０．００２インチ厚の薄いステンレススチールから製造され、又好ましくは六角形形状である。上方表面１７１、６つの面１７２及び６つのフランジ１７３、並びに上方表面１７１及び面１７２の両者において複数のフォトエッチングされた開口１７４を有するイオンチャンバー１７０は、イオンチャンバーレンズ１６４の上部にマウントされる。イオンチャンバー１７０は、６つのフランジ１７３をイオンチャンバーレンズ１６４の上方表面にスポット溶接することによってこの位置に装着され、フランジ１７２は六角形のイオンチャンバーレンズ１６４の６つのエッジに位置合せされる（図１）。イオンチャンバ１７０は又イオンチャンバーレンズ１６４と同一の薄い金属材料から形成され、又該材料を折り曲げて６つのフランジ１７３を伴う開口端部を有する六面体を得ることによって形成され、該フランジ１７３は該開口端部に隣接するイオンチャンバー１７０の面１７２に装着される。開口１７４は公知の方法でイオンチャンバ１７２にフォトエッチングされ、これら開口１７４は図７を参照して以下に説明される方法でガス分子がイオンチャンバー１７０に入りイオン化されることを可能とする。従来のフィラメント形成技術によってタングステンもしくはイリジウムの様な適切なフィラメント材料から形成されるフィラメントコイル１７６は２つのフィラメントコイルサポート１８０ａ及び１８０ｂにスポット溶接され、これらサポートは次にピン１２０ｋ及び１２０ｉにそれぞれスポット溶接される。フィラメントコイル１７６は好ましくはイオンチャンバー１７０内の開口１７４の内の１つに隣接してその近傍に配置され、イオンチャンバー１７０のフランジ１７３及びそれに対応する面１７２に平行に配置される。凹状の金属リフレクターシールド１８２が次にメカニカルサポート１１６ｅ上にマウントされ、凹状の金属リフレクターシールド１８２によってフィラメントコイル１７６がシールドされる。以下に説明するようにフィラメントはセンサーによる検出のためにガス分子をイオン化する電子ソースを提供する。他の実施例においては他のイオンソースが使用されることも又可能である。加えて、ガスセンサーが使用されて自然発生するガスイオンを検出することが可能である。センサー１００に対する２つの構成要素からなる金属性保護カバー１８４が次に適切な金属材料から形成される。カバー１８４は第１のメンバー１８６及び第２のメンバー１８８から構成される。図１に示される第１のメンバー１８６は複数の開口１９２を有する八角形形状の上方表面を含む。４つのサイドメンバー１９４（２つが図１に示されている。）が上方表面１９０の交互の端部から下方に向かって垂直に延出し、上方表面１９０の対向端部においてそれぞれ曲げられて４つのフランジ１９６が形成される。同様に図１に示される第２のメンバー１８８は第１のメンバー１８６の外部寸法と実質的に同一な内部寸法を有する八角形のチューブ１９６を形成する８つの側面２０２を含む。これら側面のうちの少なくとも１つ、又好ましくは４つの側面２０２は複数の開口２０４を有する。第２のメンバー１８８は第１のメンバー１８６上へマウントされ次に第１のメンバー１８６にスポット溶接されて図２に示される完全な保護カバー１８４を形成する。保護カバー１８４は次に、フランジ１９６をベースケーシング１０４の上方表面にスポット溶接することによってセンサー１００上にマウントされる。好ましくは保護カバー１８４は、フランジ１９６がケーシング１０４上に位置合わせされてマウントされ又保護カバー１８４がそのようにマウントされる場合に保護カバー１８４がセンサー１００の前述のコンポーネント上にそれらと接触することなくそれらを包囲するような寸法にされる。図２は保護カバー１８４をベースケーシング１０４上へ配置する前の組み立てられたセンサー１００のコンポーネントを示す。図２は更に、センサー１００が組み立てられた後の図１に詳細に示されるコンポーネントの相対的な位置を示す。図２に示されたセンサー１００は好ましくは直径が８分の５インチであり長さがほぼ１から２分の１インチである。従って、センサー１００によって占められる低圧チャンパーの体積は従来の四極子残留ガスセンサーと比較して最小化される。更に、センサー１００は四極子１１２のアレイを使用するためセンサー１００の感度が増加される。図３はセンサー１００のベース１０２の上方表面を示し、ベース１０２から延出する場合のロッド１１０、サポートメンバー１１６、及びピン１２０の相対的な位置を示す。図に示されるように、９コの正方形の四極子エレメント１１２を形成する１６本のロッド１１０からなるアレイ１０８はガラスシール１０６の中心に配置されサポートメンバー１１６及びピン１２０によって包囲される。図４はセンサー１００のベース１０２の底面を示す。図に示されるように、ピン１２０のみがガラスシール１０６を完全に通過して延出する。更に、コレクター１４０に接続されるピン１２０ａはシールドチューブ１４６内に同軸状に包囲され、ピン１２０ａはガラスシール１０６内に埋め込まれる。シールドチューブ１４６は他のピン１２０に対して印加される電圧によって発生する電気的ノイズからピン１２０ａを保護する。図５は、低圧チャンバー内にマウントされる場合のセンサー１００の動作を制御する外部コンポーネントへセンサー１００が接続される典型的な方法を示す。センサー１００は好ましくはフランジがつけられたマウントから２０６内に装着配置される。マウントカラー１０６はセンサー１００が低圧チャンバー壁（図に示されていない）を介してマウントされることを可能とし、チャンバーの低圧シーリングに対する信頼性を維持しつつセンサー１００の一方向に延出した端部がチャンバー内に配置されベース１０２がチャンバー外に配置される。この実施例において、ピン１２０（図４）へのアクセスを可能としチャンバーの低圧に対する信頼性を維持しつつチャンバー内にセンサー１００をマウントする任意の方法が使用可能である。センサー１００は次にフィーメールリセプタクル２０８にプラグインされ、該リセプタクルは図４に示されるセンサー１００のピン１２０の寸法及び配列に対応する寸法及び接続を有する。フィーメールリセプタクル２０８はスペクトラムコンバータ２１０へマウントされ該コンバーターへ電気的な接続を与える。スペクトラムコンバータ２１０はセンサー１００によって発生した信号を電圧チャンバー内にどの様なガスが存在するかを決定するために処理されることが可能な信号へ変換する。スペクトラムコンバータ２１０は、所定の範囲内のアトミックマスユニット（ＡＭＵ）、例えば２〜６０ＡＭＵ、を有するイオンの低圧チャンバー内における存在を示す信号を発生するよう特定的に構成される。次にスペクトラムコンバータ２１０は複数のワイヤーケーブル２１４を介してコンピュータインターフェースモジュール２１２へ相互接続される。コンピュータインターフェースモジュール２１２は次にホストコンピュータ（図に示されない）に従属動作される。好ましくはコンピュータインターフェースモジュール２１２は、スペクトラムコンバータ２１０の予め選択されたアトミックマスユニットの範囲内にある特定のアトミックマスユニット（ＡＭＵ）を有するガス分子の存在を検出するためにロッド１１０及びピン１２０に対して適切な電圧を供給することが可能な回路を含む。ユーザーは次にホストコンピュータを介してセンサー１００の動作を制御することが可能であり、ホストコンピュータはコンピュータインターフェースモジュール２１２に信号を与え、ロッド１１０及びピン１２０に対して適切な電圧を印加することによって予め選択された範囲内のＡＭＵを有するイオンを走査する。これら電圧の発生及び印加については以下に図６．７及び８を参照してより完全に説明が行われる。更に、コンピュータインターフェースモジュール２１２は、ロッド１１０及びピン１２０に対する変動する電圧の印加に起因するスペクトラムコンバータ２１０の変動する出力を走査し、スペクトラムコンバータ２１０の出力が電圧チャンバー内における特定のガス分子の存在を示すかどうかを決定する。スペクトラムコンバータ２１０の出力が特定のＡＭＵを有するガス分子の存在を示す場合、コンピュータインターフェースモジュール２１２はファームウェアーを含む。該ファームウェアーはコンピュータインターフェースモジュール２１２がセンサー１００に印加された電圧及びスペクトラムコンバータ２１０の出力を分析してチャンバー内に存在するガス分子の種類及びその量を確定することを可能とする。理解されるように、センサー１００は複数の低圧もしくは真空チャンバー内にインストールされることが可能であり、単一の中央ホストコンピュータが複数の低圧チャンバー内のイオンを走査するよう公知のネットワークインターフェース及びプロトコルを使用することによってネットワーク化されることが可能である。図６は４本のロッド１１０から構成される単一の四極子アレイエレメント１１２の概略図であり、特定のアトミックマスユニットを有するガス分子の存在をセンサー１００が走査している場合の単一の代表的な四極子エレメント１１２のロッド１１０に対して印加される電圧を示す。図１及び２を参照して前述したように、ポジティブバス１２２及びネガティブバス１２４がそれぞれ１６本のロッド１１０の内の８本に接続され任意の単一の四極子アレイエレメント１１２において相互に対角位置にマウントされたロッド１１０に対して同一の電圧が印加される。従って、図６に示されるように、左上方のロッド１１０及び右下方のロッド１１０、すなわちポジティブロッド１１０ａはポジティブバス１２２（図１及び２）に接続され、ポジティブバス１２２はこれらロッドに対して第１の電圧（Ｖ１）を印加し、右上方のロッド１１０及び左下方のロッド１１０すなわちネガティブロッド１１０ｂは両者ともネガティブバス１２４（図１及び２）に接続され、ネガティブバス１２４はこれらロッドに対して第２の電圧（Ｖ２）を印加する。第１及び第２の電圧は両者ともＡＣ成分及びＤＣ成分を有する。これら電圧の両者のＤＣ成分は４本のロッド１１０に印加される場合、チャネル１１４の中心において例えば５５ＶＤＣの一定のＤＣ電位を好ましくは発生する。好ましくは第１及び第２の電圧のＡＣ成分は同一の振幅及び周波数を有し、しかしながらこれら電圧は相互に１８０°の位相差を有する。従って、任意の瞬間において第１の電圧及び第２の電圧のＡＣ成分の合計は好ましくは０である。更に、ＡＣ及びＤＣ電圧はＡＣ成分のピーク対ピーク値がＤＣ成分のほぼ６倍となるよう選択される。ＡＣ及びＤＣ成分は、チャネル１１４の中心において５５ＶＤＣが維持されＡＣ電圧がＤＣ成分の好ましくは６倍であるかぎりそれぞれ変化されることが可能である。これら電圧の発生は図８を参照して以下に説明が行われる。四極子アレイエレメント１１２内のロッド１１０に印加される電圧はチャネル１１４内の電界を発生する。電界の強度はロッド１１０に印加される電圧Ｖ１及びＶ２の変化に応答して変化する。従って、ポジティブロッド１１０ａ及びネガティブロッド１１０ｂに印加される電圧を変化させることにより、センサー１００の９この四極子エレメント１１２の各々は同時に同調され、センサー１００の９つのチャネル１１４の各々において同一の電界を発生することが可能となる。センサー１００の動作は以下に図７を参照してより完全に説明が行われる。図７は単一の四極子アレイエレメント１１２の概略側面図を示し、センサー１００が低圧チャンバー（図に示されていない）内にマウントされ特定のＡＭＵ及び質量対電荷比を有するイオン２２０を検出する為に同調される場合のアレイエレメント１１２の動作を示す。以下に説明される動作はセンサー１００の四極子エレメント１１２各々の典型的な動作である。異なる値の電圧が最初にピン１２０ｋ及び１２０ｉ（図７に示されていない）の両者に印加され、従ってフィラメントサポート１８０ａと１８０ｂとの間の電圧ポテンシャルを形成し、フィラメント１７６（図１及び２）内の電流を結果としてもたらす。フィラメント１７６内の電流は電子を放出させ、次に該電子は低圧チャンバー内で自由に移動する。シールド１８２はイオンチャンバー１７０へ向かう方向以外の方向への電子の流れを部分的にブロックする。センサー１００の他の実施例において、図１ａに示されるように２つのフィラメント１７６ａ及び１７６ｂがセンサー１００上にマウントされる。第１のフィラメント１７６ａが焼失する場合、第２のフィラメント１７６ｂに接続されたピンに対して同様の異なる電圧が印加され、第２のフィラメント１７６ｂに対して同様の形態で電子を放出させる。有利なことに、２つのフィラメントに対して１つのピンが共通接点を与えるためこの他の実施例において３つのピンのみが必要とされる。６５ＶＤＣの電圧がまた好ましくはピン１２０ｈに印加される。イオンチャンバー１７０及びイオンチャンバーレンズ１６４は両者ともにピン１２０ｈ（図１、２、及び３）に対してスポット溶接されているために、イオンチャンバー１７０及びイオンチャンバーレンズ１６４の両者は６５ＶＤＣに励起される。この電圧は、イオンチャンバー１７０に隣接してその近傍にマウントされたフィラメント１７６によって発生されたいくつかの電子をイオンチャンバー１７０に向かって加速する。これら加速された電子の内のいくつかは、フィラメント１７６に隣接してその近傍にあるイオンチャンバー１７０の面１７２内の開口１７４（図１及び２）を介してイオンチャンバー１７０の内部に送出される。イオンチャンバー１７０の開口１７４は又ガス分子がイオンチャンバー１７０内の空間に浸透することを可能とする。ガス分子が閉じた体積内に渡って分散し均一な濃度となることは公知の現象である。保護カバー１８４（図１及び）は複数の開口１９２及び２１０を有しこれら開口はガス分子センサー１００に入ることを可能とする。従って、イオンチャンバー１７０内において、低圧チャンバー内の他の場所と同様のガス濃度に比例してガス分子が存在する。６５ＶＤＣの電位によってイオンチャンバー１７０内に加速された電子のうちのいくつかはイオンチャンバー１７０内においてガス分子と衝突する。これら衝突は電子を取り去ることによってガス分子を正にイオン化する。従って、低圧チャンバー内に存在するガス分子の均一部分が次にイオンチャンバー１７０においてイオン化される。５５ＶＤＣの電圧がピン１２０ｂに印加され、イオンチャンバーレンズ１６４に隣接してその下部近傍にマウントされたエントランスレンズ１６０上に５５ＶＤＣの電位が生じることを結果としてもたらす。エントランスレンズ１６０上の５５ＶＤＣ電位は、正に帯電されたイオン２２０の部分をイオンチャンバーレンズ１６４内の開口１６６を介してイオンチャンバー１７０から引き出す効果を有する。更に、イオンチャンバーレンズ１６４内の開口１６６を介してイオンチャンバー１７０から引き出されたイオン２２０の部分は又エントランスレンズ１６０内の開口１６２を介してチャネル１１４内へ引き出される。図１及び２を参照して前述したように、エントランスレンズ１６０内の開口１６２及びイオンチャンバーレンズ１６４内の開口１６６はチャネル１１４の中心にそれぞれ位置される。チャネル１１４の中心におけるＤＣ電圧もまた好ましくは５５Ｖに維持される。従ってイオンチャンバー１７０内で発生されたイオン２２０の部分は四極子エレメント１１２のチャネル１１４内へ引き寄せられる。従ってチャネル１１４内へ引き寄せられたイオン２２０は低圧チャンバー内に存在するガス分子の均一部分を表す。図６を参照して前述したように、チャネル１１４の中心点におけるロッド１１０に印加されるＤＣ電圧の平均値の合計は５５ＶＤＣに等しく、ＡＣ電圧は好ましくは同一の振幅及び周波数を有し相互に１８０°の位相差を有するためロッドに印加されるＡＣ電圧の合計は実効的に０に等しくなる。センサー１００のコレクター１４０は０の実効電位を有する。従って、イオン２２０はチャネル１１４下方にマウントされたコレクター１４０に向かって引き寄せられる。しかしながら、ポジティブロッド１１０ａ及びネガティブロッド１１０ｂ（図６）に印加される電圧のＡＣ成分はチャネル１１４内で振動する電界を発生するため、イオン２２０に対してそれらがコレクター１４０に向かって移動する際にチャネル１１４の中心に対して振動する運動を誘起する。イオン２２０の各々がチャネル１１４の中心から振動する程度は、振動する全体の強度、ＤＣ電位、イオンの質量対電荷比に依存する。イオン２２０の質量対電荷比は該イオンが生成されたガス分子のアトミックマスユニットに依存する。更に、振動する電界の強度は四極子エレメント１１２を構成するロッド１１０ａ及び１１０ｂに印加される電圧に依存する。理解されるように、振動する電界は特定の質量対電荷比を有するイオンのみがエントランスレンズ１４０から上方シールドレンズ１４８へチャネル１１４内で移動することができるように同調されることが可能である。同調される質量対電荷比を有していないイオン２２０の振動運動は該イオンがコレクター１４０の方向に向かってチャネル１１４を下方に移動する際にその振幅を増加させイオン２２０はロッド１１０の内の１つに引き寄せられ中和される。これとは対象的に、同調される質量対電荷比を有するイオン２２０の振動運動は該イオンがコレクター１４０に向かってチャネル１１４を下方に移動する際に相対的に一定となり、このことは図７に示されるようにイオン２２０がチャネル１１４の中心を実質的に移動することを可能とする。更に、イオン２２０がコレクター１４０の正面１４２に実際に到達するために、イオン２２０はコレクター１４０に隣接してその上方近傍にマウントされた上方シールドレンズ１４０内の開口１５２を介して移動されなければならない。上方シールドレンズ１４８の開口１５２はチャネル１１４の中心にあるように配置され、又同調される質量対電荷比を有するイオン２２０のみを可能とする寸法にされ、従って該イオンがチャネル１１４の中心を該開口を介して移動することを可能とする。従って、開口１５２の半径は同調されるイオン２２０のチャネル１１４の中心からの振動の最大距離よりもわずかに大きいものとされる。従って、開口１５２は更にロッド１１０上の電圧が特定の質量対電荷比を有するイオンのみが実際にコレクター１４０の表面１４２上に到達することを可能とするよう同調されることが可能である。コレクター表面１４２に到達する同調されたイオン２２０はコレクター１４０上に小さい電流を発生する。ピン１２０ａがコレクター１４０にスポット溶接されている為、この電流はセンサー１００に接続されリセプタクル２０８を介してピン１２０ａに接続されるスペクトラムコンバータ２１０（図５）によって検出されることが可能である。センサー１００及び図５の外部回路は次に、特定のＡＭＵ及び質量対電荷比を有するイオンに対してセンサー１００を同調するために既知である電圧がロッド１１０に対して印加されピン１２０ａ上で電流が検出される場合に、図５の外部回路が電圧チャンバー内におけるこのイオン２２０に対応するガス分子の存在を示すように較正される。この好ましい実施例において、センサー１００に接続される外部回路（図５）は、特定のＡＭＵ及び質量対電荷比を有する特定のイオンに対してセンサー１００が全体として同調されるようにポジティブ及びネガティブロッド１１０ａ及び１１０ｂ上の電圧を同調するようにプログラムされる。更に、図５に示される外部回路は又好ましくは、例えば１から６０ＡＭＵの選択された範囲内にあるＡＭＵを有するイオンの各々に対してセンサー１００をシーケンシャルに同調し、その範囲内にあるどのイオンが存在するかを決定する。このようにして、センサー１００が使用され低圧チャンバー内の１つもしくはそれより多くの存在可能なガス分子の存在が検出されることが可能である。ロッド１１０上の電圧が適性に同調される場合にコレクター１４０に衝突する特定の質量対電荷比のイオンの数は電圧チャンバー内の対応するＡＭＵを有するガス分子の数に直接比例する。従って、コレクター１４０の表面１４２上に衝突する同調されたイオンから結果として生じるピン１２０ａ上の電流はまた、低圧チャンバー内の選択されたＡＭＵのガス分子の数に比例する。従って、センサー１００に接続される外部電子回路を適切に較正することによって、センサー１００のユーザーは低圧チャンバー内にどの様なガスが存在するかを決定することが可能になるだけでなくそれらのガスがどのくらいの量存在するかを決定することが可能となる。結局、前述の図１及び図２に示されるように、イオンチャンバーレンズ１６４、エントランスレンズ１６０、及び上方シールド１４８の各々は開口１６０、１６２、及び１５２をそれぞれ有し、コレクター１４０はセンサー１００の９エレメント四極子アレイを構成する９コの四極子エレメント１１２のチャネル１１４の各々に対する表面１４２を含む。更に、センサー１００内の９コの四極子エレメント１１２の各々に対するポジティブロッド１１０ａ及びネガティブロッド１１０ｂは、バス１２２及び１２４（図１及び２）の各々によって同一の電圧に同時に励起される。従って、センサー１００の９コの四極子エレメント１１２の各々はイオンチャンバー１７０からのイオンを同時に受け取り同一の電圧に充電される。従って、センサー１００のこの好ましい実施例が動作している場合、９コのエレメントの各々は任意の瞬間において同一のイオンに対して同調される。コレクター表面１４２上に衝突する同調されたイオンの数を反映するピン１２０ａ上の出力電流が同一の条件下において．単一の四極子によって受信される電流の９倍であるため前述のことはセンサー１００に対する感度を増加させる。更に、センサー１００の感度の増加は同調されたイオン２２０がコレクター表面１４２に接触する為に移動しなければならないチャネル１１４の長さを増加させることなく達成される。特に、センサー１００の好ましい一実施例において、同調されたイオンが移動しなければならない距離は４分の１インチのオーダーである。従って、イオンの平均自由行程よりも少ないイオン２２０が移動しなれければならない距離を伴うより高い圧力においてセンサー１００は動作可能である。従って、チャネル１１４内において他のガス分子と衝突する同調されたイオン２２０に起因する感度の劣化を実質的に伴うことなく例えば１．５×１０^-2トールのようなより高い圧力においてセンサー１００は動作可能である。これらの圧力で動作するセンサー１００の能力は、低圧チャンバーの内容物をサンプリングすることに対する必要性を最小化すると共に、その様なサンプリングを行う為に必要とされる装置の必要性を最小化する。図８はドライバー回路２４０を含む電子回路を示し、該ドライバー回路２４０は前述の電圧をセンサー１００のコンポーネントに対して供給する。ドライバー回路２４０はホストコンピューター及びコンピュータインターフェースモジュール２１２から受信された信号に応答して適切な電圧を発生する。ドライバー回路２４０はＴＴＬオシレーター２４２を含み、該オシレーターはソリッドステートＤＣパワーサプライ２４４及びキャパシター２４６から５Ｖの入力電圧を受信する。オシレーター２４２の出力はレジスター２５０、結合キャパシター２５２、及び２つのバイアスレジスター２５４及び２５６介してバイポーラトランジスター２４８を駆動する。トランジスター２４８のコレクターはチョーク２６０及びフィルターキャパシター２６２を介して１５ＶのＤＣパワーサプライに接続される。トランジスター２４８のエミッタはキャパシター２６６と並列接続されたレジスター２６４を介してグランドに接続される。コレクターから得られるトランジスター２４８の出力はつぎに、バイアスキャパシター２７２、及び結合キャパシター２７６とレジスター２７８とから構成されるフィルタネットワークを介してスイッチングトランジスタ２７０を駆動する。オシレータ２４２からの信号はこのようにしてトランジスタ２４８によって増幅され、スイッチングトランジスター２７０をオン及びオフするために使用される。スイッチングトランジスタ２７０は好ましくは大電流をハンドリング可能なパワーＭＯＳＦＥＴトランジスタである。ＡＭＵコントロール入力２８０はホストコンピュータから送られた信号に応答して発生されたＤＣ電圧を２つの保護チョーク２８２及び２８４、及び２つのフィルタキャパシター２８６及び２８８を介してスイッチングトランジスタ２７０のドレインに供給する。従って、トランジスタ２４８からの増幅された発信信号は、ＤＣＡＭＵコントロール電圧をＡＣ電圧に変え、該ＡＣ電圧はＡＭＵコントロール入力２８０に印加されたＤＣ電圧に比例する振幅を有すると共にスイッチングトランジスタ２７０のベースに印加される増幅された発振信号の周波数に等しい周波数を有する。スイッチングトランジスタ２７０のドレイン上の発振電圧信号は次に、結合キャパシタ２９４、バイアスキャパシター２９６、チョーク２９８、及びレジスター３００からなるＡＣフィルター回路を介してセットアップトランスフォーマー２９０の一次入力２９２に印加される。ＡＣフィルタ回路は、オシレータ２４２の出力の周波数に等しい周波数を有しＡＭＵコントロール入力２８０に印加されるＡＣ電圧に比例したピーク対ピーク振幅を有する正弦波のＡＣ電圧がトランスフォーマ２９０の一次入力２９２に印加されることを保証する。トランスフォーマ２９０は３つの二次巻線３０２、３０４、及び３０６を有する。トランスフォーマ２９０の巻数比は、センサー１００のロッド１１０に印加されるＤＣ電圧の強度のほぼ６倍となるよう選択されたピーク対ピーク振幅を有するＡＣ電圧がセンサー１００のロッド１１０に供給されるように選択される。トランスフォーマ２９０の第一の二次巻線３０２はキャリブレーション回路へＡＣ電圧を供給し、該キャリブレーション回路は、該二次巻線の出力とグランドとの間に結合された２つのレジスター３１０、３１２、一対のダイオード３１４、キャパシター３１６、及び一対のレジスター３２０を含む。キャリブレーション回路の出力は次にキャパシター３２２を介してＡＭＵＣＡＬターミナル３２４へ供給される。ＡＭＵＣＡＬターミナル３２４上の電圧は次にＡＭＵコントロールターミナル２８０に供給される電圧と比較され、トランスフォーマ２９０の二次巻線３０２、３０４、及び３０６上に発生するＡＣ電圧が適切にキャリブレートされていることを保証する。トランスフォーマ２９０の第二の二次巻線３０４は、センサー１００のこの好ましい実施例における９コの四極子エレメント１１２の各々のポジティブロッド１１０ａ（図６）、すなわち、ポジティブバス１２２に接続されるロッド１１０に対してＡＣバイアスされたＡＣ電圧を供給する。二次巻線３０４の下方端子はフィルターキャパシター３３０ａ及びレジスター３３２ａを介してＲＯＤＴコントロール入力３２６からＤＣバイアス電圧を受信する。ＤＣバイアス電圧はグランドターミナル３３６に接続されたキャパシター３３４ａによってグランドに対してターミナル３２６に印加されるＤＣ電圧において維持される。二次巻線３０４の上方端子は１６の出力ターミナルブロック３４４内のＲＯＤ＋出力ターミナル３４２に接続される。出力ターミナル３４２は次にフィメールリセプタクル２０８（図５）に接続され、出力ターミナル３４２上の電圧がピン１２０ｇ（図３）に供給されて、ポジティブロッド１１０ａ（図６）を励起する。トランスフォーマ２９０の第三の二次巻線３０６は、四極子エレメント１１２の各々のネガティブロッド１１０ｂ（図６）、すなわち、ネガティブバス１２４に接続されるロッド１１０にＤＣバイアスされたＡＣ電圧を供給する。第三の二次巻線３０６の上方端子はキャパシター３３０ｂ及びバイアスレジスター３３２ｂを介してＲＯＤ− コントロール入力３４８からＤＣバイアス電圧を受信する。ＤＣバイアス電圧はグラウンドターミナル３３６に接続されるキャパシター３３４ｂによってグラウンドに対してターミナル３４８に印加されるＤＣ電圧において維持される。二次巻線３０６の下方端子はターミナルブロック３４４内のＲＯＤ− 出力ターミナル３５０に接続される。出力ターミナル３５０は次にフィメールリセプタクル２０８（図５）に接続され、出力ターミナル３５０上の電圧がピン１２０ｃに供給されてネガティブバス１２４（図１及び２）及びネガティブロッド１１０ｂ（図６）を励起する。二次巻線３０４及び３０６は、二つの巻線の基準方向が逆転していることを除いては全ての面で同一である。従って、二次巻線３０４及び３０６から発生する波形は好ましくは同一の振幅及び周波数を有し、しかしながら１８０°の位相差を有する。更に、キャパシター３３４ａ及び３３４ｂは、レジスター３３２ａ及び３３２ｂ、及びキャパシター３３０ａ及び３３０ｂと同様にお互いに同一である。従って、出力ターミナル３４２及び３５０からピン１２０ｇ及び１２０ｃへ印加される電圧のＡＣ成分は好ましくは、同一の振幅及び周波数を有し互いに位相が１８０°ずれた正弦波形である。ピン１２０ｇ及び１２０ｃに印加される電圧のＡＣ成分のピーク対ピーク振幅は、ＡＭＵコントロールターミナル２８０に印加されるＤＣ電圧にステップアップトランスフォーマ２９０の巻数比をかけたものに実質的に等しい。ピン１２０ｇ及び１２０ｃに印加される電圧のＡＣ成分の周波数はオシレータ２４２の周波数に実質的に等しい。センサー１００のこの好ましい実施例において、オシレータ２４２、及び回路２４０を構成するキャパシター、チョーク、及びレジスターのコンポーネント値はほぼ７、１１、及び１３メガヘルツの周波数を可能とするよう選択されることが可能である。選択された周波数はセンサー１００が低圧チャンバー内でガス分子の存在を検出することが可能なＡＭＵの範囲を決定する。ＲＯＤＰコントロールターミナル３２６及びＲＯＤＭコントロールターミナル３４８に印加されるバイアス電圧は前述のようにチャネル１１４の中心において５５ＶＤＣ電位を維持するよう選択される。これらの電圧は可変ＤＣパワーサプライ（図に示されていない）によって発生及び供給され、該パワーサプライは、コンピュータインターフェースモジュール２１２の組み込みコンポーネントである。四極子エレメント１１２の各々のロッド１１０に印加されるＡＣ電圧の振幅はＡＭＵコントロール入力ターミナル２８０上の入力ＤＣ電圧を変化させることにより可変される。更に、ポジティブロッド１１０ａもしくはネガティブロッド１１０ｂに印加されるＤＣ電圧は又ＲＯＤＰコントロール入力ターミナル３２６及びＲＯＤＭコントロール入力ターミナル３４８上の入力ＤＣ電圧を変化させることによって可変である。従って、ターミナル２８０、３２６、３４８に供給されるＤＣ入力電圧を変化させることによって四極子エレメント１１２の各々は特定なＡＭＵ及び質量対電荷比を有するイオンに対して同調されることが可能である。ドライバー回路２４０は又ＲＯＤＰコントロールターミナル３２６とＲＯＤＭコントロールターミナル３４８の間のレジスター３５２ａ及び３５２ｂから構成される電圧デバイダーネットワークを含む。電圧デバイダーネットワークの出力は次にターミナルブロック３４４上のＬＥＮＳＥＳ出力ターミナル３５０へ接続される。出力ターミナル３５４は次にフィメールリセプタクル２０８（図５）へ接続され、出力ターミナル３５４上の電圧がピン１２０ｂに供給されてこの電圧がエントランスレンズ１６０及び上方シールド１４８（図４）へ供給される。好ましくは、レジスター３５２ａ及び３５２ｂは同一の抵抗値を有し、該抵抗値は電圧デバイダネットワークがＬＥＮＳＥＳターミナル３５４及び、従ってエントランスレンズ１６０及び上方シールド１４８へ５５ＶＤＣ供給するよう選択される。ドライバー回路２４０は又ＩＯＮＣＨＡＭＢＥＲ入力ターミナル３５６上のＤＣ電圧を受信する。ＤＣ電圧は好ましくは６５ＶＤＣであり、ターミナルブロック３４４上のＩＯＮＣＨＡＭＢＥＲ出力ターミナル３５８へ直接供給される。ＩＯＮＣＨＡＭＢＥＲ出力ターミナル３５８は次にフィメールプラグリセプタクル２０８（図５）に接続され、ピン１２０ｈに６５ＶＤＣが供給されて図７を参照して前述したようにイオンチャンバー１７０及びイオンチャンバーレンズ１６４を６５ＶＤＣに励起する。ドライバー回路２４０は又グランド接続された入力ターミナル３６０を有し、該ターミナルはターミナルブロック３４４上の出力ターミナル３６２に結合される。グランドに接続された入力ターミナル３６０はセンサー１００に対する外部グランド基準を与える。特に、出力ターミナル３６２はフィメールプラグリセプタクル２０８（図５）に接続され、ピン１２０１がグランドに接続される。前述したようにピン１２０１はピン１２０ａを包囲する同軸シールドチューブ１４６に結合され、コレクター１４０からの電流を搬送するピン１２０ａをガラスシール１０６内の他のピン１２０上の電圧によって引き起こされる電磁気的な効果から保護する。ドライバー回路２４０は又入力ターミナル３６４及び３６８においてフィラメント１７６に電力を供給するＤＣ入力電圧を受信する。これら電圧はターミナルブロック３４４上の出力ターミナル３７０及び３７４にそれぞれ供給される。出力ターミナル３７０及び３７４はそれぞれフィメールプラグ２０８（図５）に接続され、それらはそれぞれピン１２０ｋ及び１２０ｉへ電圧を供給する。図７を参照して前述したようにピン１２０ｋ及び１２０ｉの間でフィラメント１７６上にＤＣ電圧ポテンシャルが形成されて電子を発生する。図１ａに示される２つのフィラメントを有する他の実施例において、第一のフィラメント１７６ａが焼失した場合、電圧ポテンシャルがつぎに第二のフィラメント１７６ｂに印加される。前述のように、ガスセンサーによって測定可能なＡＭＵ範囲は、ロッドに印加される電圧の強度及び周波数、及び結果として生じるロッド間の電界強度によって主に決定される。電界強度は又ロッド間の距離によって決定される。ＡＭＵ範囲は次の式に従ってこれらファクターによって決定されることがわかっている。Ｍm＝７×１０⁶Ｖm／ｆ²ｒ₀ ² ここでＭmはＡＭＵにおける最大質量、ＶmはピークＡＣ電圧、ｆは周波数、及びｒ₀は対角ロッド間のメーター距離の２分の１（すなわち、ｒ₀は一つの四極子アレイ内の内接円の半径である）。本文中に説明される代表的な実施例において、ｒ₀は０．４４３ミリメーターである。１３．５１６８メガヘルツの周波数及び３５３．１１Ｖのピーク電圧によってほぼ１〜６８ＡＭＵの範囲が与えられる。１１．０５９２メガヘルツの周波数及び３４７．６２Ｖのピーク電圧によって１〜１００ＡＭＵの範囲が与えられる。７．３７２８メガヘルツの周波数及び３０８．９９Ｖのピーク電圧によって１〜２００Ｖの範囲が与えられる。先に説明したように、ロッドの長さはガスセンサーが使用されるチャンバーの予想される圧力によってある程度決定される。より低いガス圧はより少ないガス分子を有し従ってより少ないガス分子間の衝突を有する。したがって、より感度を上げる為により長いロッドが使用されるこどか可能てある。本文中に説明される代表的な実施例においては、ほぼマ１５ミリトールに至る最大圧力で使用されるガスセンサにおいて、１ｃｍのロッド長が有利に使用される。図９から１１は本発明のセンサー１００を構成するための代表的な方法及び代表的な装置を示す。図９に示されるように、硬化ガラスシール１０６を形成するために使用されるガラスビーズ１０５がオーブン（図に示されていない）内で加熱されてガラスビーズのリフローを発生し、ロッド１１０、サポートメンバー１１６、及びピン１２０の回りにガラス固着を形成し、ベースケーシング１０４の内部表面へガラスを延在させてそれとの固着を形成する場合、オーブンツールアセンブリ４００が提供されてガラスビーズ１０５、ロッド１１０、サポートメンバー１１６、ピン１２０、及びケーシング１０４（図１及び２）を相互に予め定められた関係に固定する。オーブンツールアセンブリ４００は水平位置に配置される矩形下方プレート４０２を含む。下方プレート４０２は４つの垂直コラム４０４を支持し、該コラムは以下に説明される残りのプレートに対して位置合わせを提供する。図１０ａの平面図に示されるように、下方プレートは４つの正確に機械加工されたホール４０６を含み、該ホールは矩形のほぼコーナーに配置されて垂直コラム４０４を固定位置に保持する。第１の矩形位置合わせプレート４１０が下方プレート４０２上に配置される。図１０ｂの断面図に示されるように、第１の位置合わせプレート４１０は正確な位置合わせのために４つの垂直コラム４０４と係合する４つのホール４１２をコーナーに含む。第１の位置合わせプレート４１０はガスセンサー１００内のロッド１１０のパターンに対応するパターン４１４で離間された複数のホールを更に含む。図に示された実施例において、ホールパターン４１４は４回繰り返され、４つのセンサー１００が一度に製造されることが可能となっている。好ましい実施例において、第１の位置合わせプレート４１０は、ほぼ０．００４インチ（４ミル）の厚さのインコネルから形成される。第１の位置合わせプレート４１０はプリント回路基板技術を使用してエッチングされ、ホールパターンにおいてホールの正確な配置が提供される。第１の矩形スペーサープレート４１６が第１の位置合わせプレート４１０上に配置される。第１のスペーサープレート４１６も又その４つのコーナーにおいて４つの垂直コラム４０４と係合４つのホール４１８を含む。第１のスペーサープレート４１６は又４つの大きなホール４２０を含む。大きなホール４２０の各々は第１の位置合わせプレート４１０の１つのホールパターン４１４内の全てのホールを包囲する充分大きな直径を有し、大きなホール４２０の各々は第１の位置合わせプレート４１０の１つのホールパターンと位置合わせされて配置される。以下に説明する理由により、第１のスペーサープレート４１６はカウンターボアされており、４つのホール４２０の各々は大きい直径を有する上方部分４２２及びわずかに小さい直径を有する下方部分４２４を有し、ホール４２０の各々のより小さい直径を有する下方部分４２４は内部リップもしくはレッジ４２６を形成する。第２の位置合わせプレート４３０は第１のスペーサープレート４１６上へ配置される。第２の位置合わせプレート４３０は前述の第１の位置合わせプレート４１０有利に同一であり、従って又４つの同一のホールパターン４１４を有する。第２のスペーサープレート４３２が第２の位置合わせプレート４３０上へ配置される。第２のスペーサープレート４３２は第１のスペーサープレート４１６と有利に同一であり、第２の位置合わせプレートのホールパターン４１４と位置合わせされた４つの大きいホールを含む。第２のスペーサープレート４３２は、第３の位置合わせプレート４３４、第３のスペーサープレート４３６、第４の位置合わせプレート４３８、第４のスペーサープレート４４０の順に重ねられ、最終的なツールアセンブリは位置合わせプレート及びスペーサープレートから成る４つのペアを含む。最上部のスペーサープレート４４０は下方のカーボン位置合わせディスク４４２を支持する。下方位置合わせディスク４４２は該ディスクを通して形成されたホールのパターンを有し、該ホールは位置合わせプレート４１０、４３０、４３４、及び４３８内のホールと有利に同一である。図９の断面図に示されるように、下方位置合わせディスク４４２は、最上部のスペーサープレート４４０内のホール４２０の小さい直径を有する下方部分４２４に整合する相対的に小さな直径を有する下方部分４４４を有し、又最上部のスペーサープレート４４０内のホール４２０の大きい直径を有する部分の直径に整合する相対的に大きい直径を有する中間部分４４６を有する。従って、下方位置合わせディスク４４２はリップ４２６によって支持され、最上部の位置合わせプレート４３８内のホール４１２によって位置合わせされる。下方位置合わせディスク４４２は又中間部分よりも小さな直径を有する上方部分を有する。下方位置合わせディスク４４２の上方部分の直径はベースケーシング１０４（図１及び２）の内径に整合するよう選択される。ホール４２０の大きい直径を有する部分の直径はベースケーシング１０４の外径に整合するよう選択され、ベースケーシング1０４は下方位置合わせディスク４４２とホール４２０の外周との間に装着される。下方位置合わせディスク４４２はガラスビーズ１０５を支持する。ガラスビーズ１０５は第１の複数のホールを有し、該ホールはガラスビーズ１０５の厚さ全体を通り電気的接続を与えるためのピン１２０に対して支持を提供し、ガラスビーズ１０５はガラスビーズ１０５の一方の表面から入り他方の表面に突き抜けない第２の複数のホールを有する。例えば、第２の複数のホールはビーズ厚のほぼ２分の１から４分の３まで開いていることが可能である。第２の複数のホールはロッド１１０及びサポートメンバー１１６に対して支持及び配置を提供する。下方位置合わせディスク４４２上へのガラスビーズ１０５の配置に先立ち、ロッド１１０、サポートメンバー１１６、及びピン１２０は位置合わせプレート４１０、４３０、４３４、及び４３８内のホール内に配置される。センサー１００の最終形態においてピン１２０及びサポートメンバー１１６は長さが全て同一ではないため、オーブンツールアセンブリ４００において複数の長さ調整ロッド４４８が提供される。長さ調整ロッド４４８は、位置合わせプレート４１０、４３０、４３４、及び４３８のパターン４１４内のホール内に配置され、ロッド４４８の各々の一端がボトムプレート４０２の表面上に支持される。例えば、１６本のロッドに対する長さ調整ロッド４４８の各々の長さは、（図９に見られるように）ロッド１１０の下方端部がガラスビーズ１０５の表面から適切な距離となるように選択される。ロッド１１０の長さはロッド１１０の上方端部がガラスビーズ１０５内にあるように選択される。ロッドをガラスビーズ1０５の表面から更に延出させるために、対応する長さ調整ロッド４４８の長さはより短くなるように選択される。ロッドをガラスビーズ１０５の表面からより短い距離だけ延出させるために、対応する長さ調整ロッド４４８の長さはより長くなるように選択される。外部電気接続を与えるピン１２０の長さは、ガラスビーズ１０５が下方位置合わせディスク４４２上に配置された後にピン１２０がガラスビーズ１０５を通じて充分延出するように選択される。長さ調整ロッド４４８の配置におけるアシストとして、第３及び第４の位置合わせプレート４３４及び４３８をスタックに加えることに先立ち長さ調整ロッドは第１及び第２の位置合わせプレート４１０及び４３０のホール内に有利に配置される。前述のように、コレクター１４０への電気的接続を与えるピン１２０ａはその周囲にシールドチューブ１４６を有する（図３）。シールドチューブ１４６をガラスビーズ１０５内に配置するために、ガラスビーズ１０５はシールドチューブ１４６を受け入れるために大きくされた対応するホール４５０を有する。シールドチューブ１４６はガラスビーズ１０５の表面を越えて延出するため、下方位置合わせディスク４４２はコレクターピン１２０ａを受け入れるホールの回りにより大きい直径のカウンターシャンクホール４５２を有する。シールドチューブ１４６はコレクターピン１２０ａの回りのカウンターシャンクホール４５２内に配置される。ガラスビーズ１０５は次にロッド１１０、サポートメンバー１１６、及びピン１２０の端部上に配置され、ガラスビーズ１０５が下方位置合わせディスク４４２の表面に支持されるまで下方に動かされる。コレクターピン１２０ａとシールドチューブ１４６の内部表面との間のスペースはガラスビーズ１０５と同一タイプのガラスから成る微細なガラスペレットによって充填される。ガラスビーズ１０５の表面上へ付着する任意のガラスペレットはガラスビーズ１０５が加熱された後ガラスシール１０６内に流れ込む。ロッド１１０、サポートメンバー１１６、及びピン１２０上へガラスビーズ１０５を配置した後、前述のように下方位置合わせディスク４４２の上方部分４４６上へベースケーシング１０４が配置される。複数の適切に離間されたホールを有する上方カーボン位置合わせディスク４５４が次にガラスビーズ１０５を通じて延出するピン１２０の端部上へ配置され、ピン１２０の位置合わせが維持される。下方位置合わせディスク４４２の場合のように上方位置合わせディスク４５４はシールドチューブ１４６のより大きい直径を収容するカウンターシャンクホール４５０を有する（図１）。上方位置合わせディスク４５４はセンサー１００のベースケーシング１０４の内径と整合するよう選択された第１の直径を有する。上方位置合わせディスク４５４はベースケーシング１０４の内部に形成された小さいリッジ４５６と整合するよう選択された第２の直径を有する。このことは上方位置合わせディスクの重量がガラスビーズ１０５によってではなくベースケーシング１０４のリッジ４５６によってサポートされることを可能とする。リッジ４５６は又ガラスビーズ１０５が上方位置合わせディスク４５４の下で加熱される場合に上方位置合わせディスク４５４が下方に移動することを防止する。従って、上方位置合わせディスク４５４はガラスビーズ１０５が加熱され硬化ガラスシール１０６内に溶融される場合に静止を維持してピン１２０を装着固着する。位置合わせプレート内の４つのパターン各々に対して同じ位置合わせプロシジャーが繰り返され、４つのセンサー１００が同時に製造されることが仮定される。従って、下方サポートプレート４０２と同様の構造を有する上方サポートプレート４００が４つの垂直コラム４０４上に配置され、４つの垂直コラム４０４を位置合わせ状態に保持する。完成した構造体は次にオーブン内に配置され約２時間１０００℃で加熱される。加熱プロセス中、ガラスビーズ１０５はリフローし、ベースケーシング１０４の内部壁に対してガラスが形成され、ロッド１１０、サポートメンバー１１６、及びピン１２０の各々にガラスが装着固着され、それらは固定された位置合わせ状態に保持される。冷却に際し、ガラスビーズは硬化ガラスシール１０６内に転移し、硬化ガラスシール１０６は強固なハーメチックシールを形成し、センサー１００が挿入されるチャンバーからガスが出たり入ったりできなくなる。シールドチューブ１４６内のガラスビーズは同様に溶融し、ピン１２０ａとシールドチューブ１４６との間のシールを形成する。ガラスビーズ１０５は加熱プロセス中においてカーボン上方位置合わせディスク４５４及び下方位置合わせディスク４４２に圧力を加えない。加熱プロセスが完了しアセンブリが冷却された後、センサー１００は上方サポートプレート４６０を取り除きセンサー１００を垂直に引き出すことによって取り除かれる。上方位置合わせディスク４５４はベースケーシング１０４から取り除かれる。従って、図１から３を参照して先に説明したように、ロッド１１０、サポートメンバー１１６、及びピン１２０間において多くの相互接続が形成される。ツールアセンブリが更に同一のガスセンサーを製造するために使用される場合、下方位置合わせディスク４４２、又は位置合わせプレート４１０、４３０、４３４、もしくは４３８、又はスペーサープレート４１６、４３２、４３６、もしくは４４０のいづれもが取り除かれる必要がない。更に、高さ調整ロッド４４８は所定位置に残されることが可能である。従って、次のセンサー１００が製造去れる場合、適切な長さのロッド１１０、サポートメンバー１１６、ピン１２０、及びシールドチューブ１４６を配置し、ガラスビーズ１０５を配置し、ガラスペレットを付加し、ベースケーシング１０４を配置し、上方位置合わせディスク４５４をピン１２０上へ配置することのみが必要となる。上方サポートプレート４６０が次に垂直コラム４０４上へ配置されて、構造体が再びオーブン内に配置される。従って、本発明は製造が容易である。前述の説明はサイズが小さく製造が容易な四極子のアレイから構成される残留ガスセンサーを示す。ツールアセンブリを使用してアレイを構成するロッドを正確に配置しガラスビーズをリフローしてロッドをそれらの位置に固定する製造プロセスは、残留ガスセンサーの製造を容易にし、ガスセンサーを安価な形態で生成することを可能とする。更に、このプロセスが使用されて小さい直径を有するロッドを用いた残留ガスセンサーを生成することが可能となる。小さい直径のロッドは小さい領域を占める四極子の構造を可能とする。従って、この製造プロセスは四極子のアレイを使用するセンサーの構造を可能とする。四極子の各々が同一のイオン化されたガス分子に対して同調されることが可能な四極子のアレイを有するセンサーは単一の四極子センサーよりも感度が高い。更に、センサーの感度はアレイ内の四極子の数を増加することによって強められるため、四極子の各々のチャネル長は減少されることが可能である。このことは本発明のアレイベースのセンサーが従来技術のセンサーよりもより高い圧力の下で動作することを可能とする。本発明の好ましい実施例は９コの四極子から成るアレイから構成される残留ガスセンサーに関して主に示され説明されてきたが、本発明は本発明の精神から逸脱することなく９コより多くの四極子から成るアレイから構成されるセンサーを含むことも可能である。従って、前述の詳細な説明は１つの特定な実施例における本発明の基本的な概要について示され説明されてきたが、本発明の精神から逸脱することなく例示されたデバイスの形態及び詳細において多くの省略、置換、及び変形が当業者によって行われることが可能であることが理解される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９５年５月２６日【補正内容】請求の範囲１．ガスイオンの存在を測定するガスセンサーであって、基体を有し、相互に平行に離間配置されて四極子のアレイを形成する複数のロッドを有し、前記ロッドは前記基体内に固定配置され、前記基体は前記ロッドの一端に対してのみ支持を提供し、前記四極子アレイによって形成される少なくとも２つのチャネル内にガスイオンを移動させる第１の電気的レンズを有し、前記四極子アレイ内にマウントされ、前記チャネル内に配置される表面を有するコレクターを有し、前記コレクターは、前記チャネル内を移動して前記表面に接触するガスイオンの量に対応する電気信号を出力する、ガスセンサー。２．ガスイオンの存在を測定するガスセンサーであって、基体を有し、相互に平行に離間配置されてアレイを形成する複数のロッドを有し、前記ロッドは前記基体内に固定配置され、前記基体は前記ロッドの一端に対してのみ支持を提供し、前記ロッドから成る前記アレイによって形成される少なくとも１つのチャネル内にガスイオンを移動させる第１の電気的レンズを有し、前記アレイ内にマウントされ、前記少なくとも１つのチャネル内に配置される表面を有するコレクターを有し、前記コレクターは、前記チャネル内を移動して前記表面に接触するガスイオンの量に対応する電気信号を出力し、前記基体は、前記複数のロッド及び前記複数のピンに対して適切に配置されたホールを有する予備成形されたガラスビーズをリフローすることによって形成されるガラスシールを含む、ガスセンサー。３．前記ガラスビーズはバリウムアルカリガラスから構成される請求項２に記載のガスセンサー。４．前記センサーは前記第１の電気的レンズ、前記コレクター、及び前記ロッドに電気的接続を提供する複数のピンを更に含み、前記ガラスシールは前記ピンを支持し、更にシールを提供して前記ガスが前記ピンにそって逃げることを防止する、請求項２に記載のガスセンサー。５．前記四極子アレイの各四極子は、正方形に配列され且つ前記チャネルの内の１つの回りに中心が配置された４本のロッドを含む、請求項１に記載のガスセンサー。６．前記複数のロッドは、チャネルの回りに中心が配置され正方形に配列された４本のロッドからなるグループを有する９つの四極子からなるアレイを構成する１６本のロッドから構成され、隣接する四極子は隣接するロッドを共有する、請求項５に記載のガスセンサー。７．前記四極子の各々の第１のロッドのペアに対して第１の電圧が印加され、前記四極子の各々の第２のロッドのペアに対して第２の電圧が印加され、前記四極子の各々における隣接ロッドは異なる電圧を受信し、前記四極子の各々における対角配置されたロッドは同一の電圧を受信する、請求項６に記載のガスセンサー。８．前記第１及び第２の電圧はＤＣ成分及びＡＣ成分を有し、前記第１の電圧の前記ＡＣ成分及び前記第２の電圧の前記ＡＣ成分は１８０°の位相差を有する同一の周波数及び振幅を有する、請求項７に記載のガスセンサー。９．第１及び第２の電圧は前記チャネル内において変動する電界を発生する請求項８に記載のガスセンサー。１０．前記変動する電界は、特定のアトミックマスユニット（ＡＭＵ）を有するガスイオンが前記コレクターに接触することが可能とするよう同調されることが可能である請求項９に記載のガスセンサー。１１．コンピュータからコマンドを受信するインターフェースを更に備え、前記インターフェースは前記コマンドに応答して前記ロッドに電圧を印加し、アトミックマスユニットの選択された範囲内にあるアトミックマスユニットを有するイオンの各々に対して前記電界をシーケンシャルに同調する請求項１０に記載のガスセンサー。１２．前記インターフェースは第１のアトミックマスユニットを有するイオンの存在及び量を示す信号を前記コンピュータに送出する請求項１１に記載のガスセンサー。１３．低圧チャンバー内で使用するための残留ガスセンサーであって、相互に平行に離間配置されてアレイを形成する複数のロッドを有し、前記ロッドはガラスシール内に固定配置されて前記アレイを維持し、前記ガラスシールは更にシールを提供してガスが前記低圧チャンバーから逃げることを防止し、前記低圧チャンバー内に存在するガス分子をイオン化する手段を有し、前記ロッドからなる前記アレイによって形成される複数のチャネルの内の１つにイオン化されたガス分子を移動させる手段を有し、前記複数のチャネル内の電界を選択的に同調し振動させる手段を有し、前記チャネル内をあらかじめ選択された距離だけ移動したイオン化されたガス分子を検出する手段を有する、残留ガスセンサー。１４．ガス分子をイオン化する前記手段は、電子を発生するフィラメント、前記複数のロッドに隣接してマウントされるイオン化チャンバーを有し、前記電子は前記イオン化チャンバーに入り前記ガス分子と衝突する、請求項１３に記載のガスセンサー。１５．前記チャネルの内の少なくとも１つにイオン化されたガス分子を移動させる前記手段は、各々が前記チャネル上にその中心を配置された複数の開口を有するレンズを有し、前記レンズに電圧を供給して前記イオンを前記イオン化チャンバー外へ前記チャネル内に向かって移動させる電圧ソースを有する、請求項１３に記載の残留ガスセンサー。１６．前記複数のチャネル内の電界を選択的に同調し、振動させる前記手段は、前記チャネルに隣接する第１の数の前記ロッドに対して第１の電圧を印加する第１の電圧ソースを有し、前記チャネルに隣接する第２の数の前記ロッドに対して第２の電圧を印加する第２の電圧ソースを有する、請求項１５に記載の残留ガスセンサー。１７．前記第１及び第２の電圧ソースは、前記チャネル内の前記振動する電界を同調して選択されたアトミックマスユニットを有する第１の数の前記イオン化されたガス分子のみがイオン化されたガス分子を検出する前記手段によって検出されることを可能とするよう選択的にプログラムされることが可能な請求項１６に記載の残留ガスセンサー。１８．イオン化されたガス分子を検出する前記手段は、前記チャネルの各々において表面を有して前記表面に衝突するイオンの数を示す信号を出力するコレクターを有する請求項１３に記載の残留ガスセンサー。１９．前記複数のロッドは、９コの四極子を形成するアレイに配列された１６本のロッドから構成され、隣接する四極子が隣接するロッドを共有する請求項１３に記載の残留ガスセンサー。２０．前記ガラスシールは前記複数のロッドに対する適切に配置されたホールを有する事前成形されたガラスビーズをリフローすることによって形成され、前記ガラスビーズはバリウムアルカリガラスから構成される請求項１３に記載の残留ガスセンサー。２１．アレイに形成された複数の四極子を有するガスセンサーを製造する方法であって、複数のロッドを四極子のアレイに配置するステップを有し、前記ロッド上にガラスビーズを形成するステップを有し、前記ガラスビーズを加熱して前記ロッドに固着させ、前記アレイ内の前記ロッドを一端のみが延出した位置に維持するステップを有し、前記ロッドの一端の近傍に電子ソースを配置してガス分子をイオン化するステップを有し、前記電子ソースの近傍に電気的レンズを配置して前記四極子の前記ロッド間においてイオン化されたガス分子を伝搬させるステップを有し、コレクターを配置して前記ロッド間を伝搬する前記イオン化されたガス分子を受け取るステップを有する、ガスセンサーの製造方法。２２．複数のロッドを四極子のアレイに配置するステップは、前記アレイ内の前記複数のロッドを維持する再使用可能なツールアセンブリ内に前記複数のロッドを配置するステップを含む請求項２１の記載のカスセンサー製造方法。２３．前記ロッド上にガラスビーズを形成する方法は、前記ガラスビーズ内に予備成形されたホール内に前記複数のロッドをマウントし、前記再使用可能なツールアセンブリ内に前記ガラスビーズを配置するステップを含む請求項２２に記載のガスセンサー製造方法。２４．前記ガラスビーズはバリウムアルカリガラスから構成され、前記ガラスビーズを加熱するステップは、前記ガラスビーズをオーブン内で２時間１０００ ℃で加熱して前記複数のロッドを所定位置に固定するガラスシールを形成するステップを有し、前記複数のロッドにそってガスが逃げることを防止するシールを提供するステップを有する請求項２３に記載のガスセンサー製造方法。２５．前記ガラスビーズを冷却して前記ガラスシールを形成するステップを更に含む請求項２４に記載のガスセンサー製造方法。２６．ベースケーシングによって包囲された硬化ガラスシール内に装着配置された複数のロッドから形成される四極子のアレイを有するガスセンサーを製造するためのオーブンツールアセンブリーであって、ベースプレートを有し、前記ベースプレート上に配置される四極子の前記アレイ内に前記複数のロッドを位置合わせするために前記プレート内にパターン配列される複数のホールを有する少なくとも一つの位置合わせプレートを有し、前記ベースケーシング内の前記硬化ガラスシールを形成するために使用される予備成形されたガラスビーズを支持するよう構成される前記位置合わせプレート上に配置される位置合わせディスクを有し、前記位置合わせディスクは前記位置合わせプレート内のパターンと実質的に同一のホールのパターンを有し、前記位置合わせディスク及び前記位置合わせプレート内の第１の数のホール内に配置される第１の数の長さ調整ロッドを有し、前記第１の数の長さ調整ロッドは、前記センサーの前記複数のロッドが前記位置合わせプレート内の前記第１の数のホール内に配置される場合及び前記予備成形されたガラスビーズが前記位置合わせディスク上に配置される場合に前記複数のロッドが前記ガラスビーズ内に予備成形されたホール内に延出する様に充分な長さにされる、オーブンツールアセンブリ。２７．前記位置合わせディスク及び前記位置合わせプレート内の第２の数のホール内に配置される第２の長さ調整ロッドを更に含み、前記第２の数の長さ調整ロッドは前記センサーの複数のピンが前記位置合わせプレート内の前記第２の数のホール内に配置される場合及び前記予備成形されたガラスビーズが前記位置合わせディスク上に配置される場合に、前記複数のピンが前記ガラスビーズ内の予備成形されたホールを貫通して延出するように十分な長さにされる、請求項２６に記載のオーブンツールアセンブリ。２８．前記ベース及び前記第一の位置合わせプレート間に配置される第１のスペーサープレートを更に含む請求項２７に記載のオーブンツールアセンブリ。２９．前記第１及び第２の長さ調整ロッドが前記第１及び第２の位置合わせプレート間を通過することを可能とする開口を有する第２のスペーサープレートによって前記第１の位置合わせプレートから分離される第２の位置合わせプレートを更に含む請求項２８に記載にオーブンツールアセブリ。３０．ガスイオンの存在を測定するガスセンサーであって、基体を有し、前記基体の一端に固定配置された複数のロッドを有し、前記ロッドの各々はそれぞれ特定な長さを有し、前記ロッドは相互に平行に離間配置されて四極子のアレイを形成し、前記ロッドの前記アレイによって形成される複数のチャネル内にガスイオンを移動させる第１の電気的レンズを有し、各チャネルは四極子の前記アレイ内の１つの四極子に対応し、前記アレイ内にマウントされるコレクターを有し、前記コレクターは各前記チャネル内に配置される表面部分を有し、前記コレクターは、前記チャネル内を移動して前記表面に接触するガスイオンの量に対応する電気信号を出力し、前記ロッドの各々の長さは充分短く選択され、前記ガスセンサーが１．５×１０^-2トール程度の圧力下で動作可能となる、ガスセンサー。

Claims

【特許請求の範囲】１．ガスイオンの存在を測定するガスセンサーであって、基体を有し、相互に平行に離間配置されてアレイを形成する複数のロッドを有し、前記ロッドは前記基体内に固定配置され、前記基体は前記ロッドの一端に対してのみ支持を提供し、前記ロッドから成る前記アレイによって形成される少なくとも１つのチャネル内にガスイオンを移動させる第１の電気的レンズを有し、少なくとも１つの前記チャネル内に配置され、表面を有して前記アレイ内にマウントされるコレクターを有し、前記コレクターは、前記チャネル内を移動して前記表面に接触するガスイオンの量に対応する電気信号を出力する、ガスセンサー。２．前記基体は、前記複数のロッド及び前記複数のピンに対して適切に配置されたホールを有する予備成形されたガラスビーズをリフローすることによって形成されるガラスシールを含む、請求項１に記載のガスセンサー。３．前記ガラスビーズはバリウムアルカリガラスから構成される請求項２に記載のガスセンサー。４．前記センサーは前記第１の電気的レンズ、前記コレクター、及び前記ロッドに電気的接続を提供する複数のピンを更に含み、前記ガラスシールは前記ピンを支持し、更にシールを提供して前記ガスが前記ピンにそって逃げることを防止する、請求項２に記載のガスセンサー。５．前記ロッドからなる前記アレイは、四極子のアレイを形成する請求項１に記載のガスセンサー。６．四極子の前記アレイの各々の四極子は、チャネルの回りに中心が配置され正方形に配列された四本のロッドから構成される請求項５に記載のガスセンサー。７．前記複数のロッドは、チャネルの回りに中心が配置され正方形に配列された４本のロッドからなるグループを有する９つの四極子からなるアレイを構成する１６本のロッドから構成され、隣接する四極子は隣接するロッドを共有する、請求項６に記載のガスセンサー。８．前記四極子の各々の第１のロッドのペアに対して第１の電圧が印加され、前記四極子の各々の第２のロッドのペアに対して第２の電圧が印加され、前記四極子の各々における隣接ロッドは異なる電圧を受信し、前記四極子の各々における対角配置されたロッドは同一の電圧を受信する、請求項７に記載のガスセンサー。９．前記第１及び第２の電圧はＤＣ成分及びＡＣ成分を有し、前記第１の電圧の前記ＡＣ成分及び前記第２の電圧の前記ＡＣ成分は１８０°の位相差を有する同一の周波数及び振幅を有する、請求項８に記載のガスセンサー。１０．第１及び第２の電圧は前記チャネル内において変動する電界を発生する請求項９に記載のガスセンサー。１１．前記変動する電界は、特定のアトミックマスユニット（ＡＭＵ）を有するガスイオンが前記コレクターに接触することが可能とするよう同調されることが可能である請求項１０に記載のガスセンサー。１２．コンピュータからコマンドを受信するインターフェースを更に備え、前記インターフェースは前記コマンドに応答して前記ロッドに電圧を印加し、アトミックマスユニットの選択された範囲内にあるアトミックマスユニットを有するイオンの各々に対して前記電界をシーケンシャルに同調する請求項１１に記載のガスセンサー。１３．前記インターフェースは第１のアトミックマスユニットを有するイオンの存在及び量を示す信号を前記コンピュータに送出する請求項１２に記載のガスセンサー。１４．低圧チャンバー内で使用するための残留ガスセンサーであって、相互に平行に離間配置されてアレイを形成する複数のロッドを有し、前記ロッドはガラスシール内に固定配置されて前記アレイを維持し、前記ガラスシールは更にシールを提供してガスが前記低圧チャンバーから逃げることを防止し、前記低圧チャンバー内に存在するガス分子をイオン化する手段を有し、前記ロッドからなる前記アレイによって形成される複数のチャネルの内の１つにイオン化されたガス分子を移動させる手段を有し、前記複数のチャネル内の電界を選択的に同調し振動させる手段を有し、前記チャネル内をあらかじめ選択された距離だけ移動したイオン化されたガス分子を検出する手段を有する、残留ガスセンサー。１５．ガス分子をイオン化する前記手段は、電子を発生するフィラメント前記複数のロッドに隣接してマウントされるイオン化チャンバーを有し、前記電子は前記イオン化チャンバーに入り前記ガス分子と衝突する、請求項１４に記載のガスセンサー。１６．前記チャネルの内の少なくとも１つにイオン化されたガス分子を移動させる前記手段は、各々が前記チャネル上にその中心を配置された複数の開口を有するレンズを有し、前記レンズに電圧を供給して前記イオンを前記イオン化チャンバー外へ前記チャネル内に向かって移動させる電圧ソースを有する、請求項１４に記載の残留ガスセンサー。１７．前記複数のチャネル内の電界を選択的に同調し、振動させる前記手段は、前記チャネルに隣接する第１の数の前記ロッドに対して第１の電圧を印加する第１の電圧ソースを有し、前記チャネルに隣接する第２の数の前記ロッドに対して第２の電圧を印加する第２の電圧ソースを有する、請求項１４に記載の残留ガスセンサー。１８．前記第１及び第２の電圧ソースは、前記チャネル内の前記振動する電界を同調して選択されたアトミックマスユニットを有する第１の数の前記イオン化されたガス分子のみがイオン化されたガス分子を検出する前記手段によって検出されることを可能とするよう選択的にプログラムされることが可能な請求項１７に記載の残留ガスセンサー。１９．イオン化されたガス分子を検出する前記手段は、前記チャネルの各々において表面を有して前記表面に衝突するイオンの数を示す信号を出力するコレクターを有する請求項１４に記載の残留ガスセンサー。２０．前記複数のロッドは、９コの四極子を形成するアレイに配列された１６本のロッドから構成され、隣接する四極子が隣接するロッドを共有する請求項１４に記載の残留ガスセンサー。２１．前記ガラスシールは前記複数のロッドに対する適切に配置されたホールを有する事前成形されたガラスビーズをリフローすることによって形成され、前記ガラスビーズはバリウムアルカリガラスから構成される請求項１４に記載の残留ガスセンサー。２２．アレイに形成された複数の四極子を有するガスセンサーを製造する方法であって、複数のロッドを四極子のアレイに配置するステップを有し、前記ロッド上にガラスビーズを形成するステップを有し、前記ガラスビーズを加熱して前記ロッドに固着させ、前記アレイ内の前記ロッドを一端のみが延出した位置に維持するステップを有し、前記ロッドの一端の近傍に電子ソースを配置してガス分子をイオン化するステップを有し、前記電子ソースの近傍に電気的レンズを配置して前記四極子の前記ロッド間においてイオン化されたガス分子を伝搬させるステップを有し、コレクターを配置して前記ロッド間を伝搬する前記イオン化されたガス分子を受け取るステップを有する、ガスセンサーの製造方法。２３．複数のロッドを四極子のアレイに配置するステップは、前記アレイ内の前記複数のロッドを維持する再使用可能なツールアセンブリ内に前記複数のロッドを配置するステップを含む請求項２２の記載のガスセンサー製造方法。２４．前記ロッド上にガラスビーズを形成する方法は、前記ガラスビーズ内に予備成形されたホール内に前記複数のロッドをマウントし、前記再使用可能なツールアセンブリ内に前記ガラスビーズを配置するステップを含む請求項２３に記載のガスセンサー製造方法。２５．前記ガラスビーズはバリウムアルカリガラスから構成され、前記ガラスビーズを加熱するステップは、前記ガラスビーズをオーブン内で２時間１０００ ℃で加熱して前記複数のロッドを所定位置に固定するガラスシールを形成するステップを有し、前記複数のロッドにそってガスが逃げることを防止するシールを提供するステップを有する請求項２４に記載のガスセンサー製造方法。２６．前記ガラスビーズを冷却して前記ガラスシールを形成するステップを更に含む請求項２５に記載のガスセンサー製造方法。２７．ベースケーシングによって包囲された硬化ガラスシール内に装着配置された複数のロッドから形成される四極子のアレイを有するガスセンサーを製造するためのオーブンツールアセンブリーであって、ベースプレートを有し、前記ベースプレート上に配置される四極子の前記アレイ内に前記複数のロッドを位置合わせするために前記プレート内にパターン配列される複数のホールを有する少なくとも一つの位置合わせプレートを有し、前記ベースケーシング内の前記硬化ガラスシールを形成するために使用される予備成形されたガラスビーズを支持するよう構成される前記位置合わせプレート上に配置される位置合わせディスクを有し、前記位置合わせディスクは前記位置合わせプレート内のパターンと実質的に同一のホールのパターンを有し、前記位置合わせディスク及び前記位置合わせプレート内の第１の数のホール内に配置される第１の数の長さ調整ロッドを有し、前記第１の数の長さ調整ロッドは、前記センサーの前記複数のロッドが前記位置合わせプレート内の前記第１の数のホール内に配置される場合及び前記予備成形されたガラスビーズが前記位置合わせディスク上に配置される場合に前記複数のロッドが前記ガラスビーズ内に予備成形されたホール内に延出する様に充分な長さにされる、オーブンツールアセンブリ。２８．前記位置合わせディスク及び前記位置合わせプレート内の第２の数のホール内に配置される第２の長さ調整ロッドを更に含み、前記第２の数の長さ調整ロッドは前記センサーの複数のピンが前記位置合わせプレート内の前記第２の数のホール内に配置される場合及び前記予備成形されたガラスビーズが前記位置合わせディスク上に配置される場合に、前記複数のピンが前記ガラスビーズ内の予備成形されたホールを貫通して延出するように十分な長さにされる、請求項２７に記載のオーブンツールアセンブリ。２９．前記ベース及び前記第一の位置合わせプレート間に配置される第１のスペーサープレートを更に含む請求項２８に記載のオーブンツールアセンブリ。３０．前記第１及び第２の長さ調整ロッドが前記第１及び第２の位置合わせプレート間を通過することを可能とする開口を有する第２のスペーサープレートによって前記第１の位置合わせプレートから分離される第２の位置合わせプレートを更に含む請求項２９に記載にオーブンツールアセブリ。