JPH09320516A - Quadrupole spectrometer - Google Patents

Quadrupole spectrometer

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Publication number
JPH09320516A
JPH09320516A JP8134698A JP13469896A JPH09320516A JP H09320516 A JPH09320516 A JP H09320516A JP 8134698 A JP8134698 A JP 8134698A JP 13469896 A JP13469896 A JP 13469896A JP H09320516 A JPH09320516 A JP H09320516A
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JP
Japan
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detector
ion current
potential
quadrupole
quadrupole mass
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Withdrawn
Application number
JP8134698A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaya Nakamura
雅哉 中村
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Publication of JPH09320516A publication Critical patent/JPH09320516A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a quadrupole spectrometer less affected by the projection of an ion current, reduce the rate of deterioration of a detector, and enhance the reliability of mass spectrometry. SOLUTION: A quadrupole spectrometer, in which an ion current from an ion source 3 is passed through a quadrupole mass filter 4 and detected by a detector 5, has a control means 7 for controlling the flow of the ion current into the detector 5 by changing bias potential with respect to the detector 5. If the ion current does not project during mass spectrometry, the potential of the detector 5 is lowered by the control means 7 relative to the potential of the ion source 3 and that of the quadrupole mass filter 4, and the ion current is introduced into the detector 5 and measured; if the ion current projects, the potential of the detector 5 is heightened by the control means 7 relative to the potential of the ion source 3 and that of the quadrupole mass filter 4, and control is performed to prevent the ion current from flowing into the detector 5 so as to prevent a strong ion current from flowing into the detector to prevent deterioration of the detector and saturation of an amplifier.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、質量スペクトル等
の分析に用いる四重極質量分析計に関する。
The present invention relates to a quadrupole mass spectrometer used for analyzing mass spectra and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】イオン化した試料を質量/電荷数の比に
応じて分離し検出し、これによって、質量スペクトルを
測定することは一般に質量分析として知られている。そ
して、質量スペクトルのピーク位置から試料の定性分析
を行うことができ、また、ピークの強度から定量分析を
行うことができる。このイオン化した試料を質量/電荷
数の比に応じて分離,検出する手段として四重極型方式
が知られている。図8は従来の四重極型方式による質量
分析計を説明するための概略構成図である。図8におい
て、従来の四重極質量分析計は、4本の電極により四重
極41を構成している。四重極41の電極の内、相対す
る電極を一対として各々に正および負の直流電圧Uと高
周波電圧をV' を重畳したものを印加し、イオン源31
で生成したイオン電流33を加速して電極間隙に導き、
電極間を通過するイオンのみを検出器57で検出してい
る。この四重極41の電極を通過するイオンは、電荷数
zに対する質量mの比m/zが高周波電圧V'と比例関
係にあるため、U/V' を一定に保持しながらV' を変
化させることによって、各質量に対するイオンを検出し
ている。
2. Description of the Related Art It is generally known as mass spectrometry that an ionized sample is separated and detected in accordance with a mass / charge ratio, thereby measuring a mass spectrum. Then, qualitative analysis of the sample can be performed from the peak position of the mass spectrum, and quantitative analysis can be performed from the peak intensity. As a means for separating and detecting the ionized sample in accordance with the mass / charge ratio, a quadrupole type is known. FIG. 8 is a schematic configuration diagram for explaining a conventional quadrupole mass spectrometer. In FIG. 8, the conventional quadrupole mass spectrometer comprises a quadrupole 41 with four electrodes. Among the electrodes of the quadrupole 41, a pair of electrodes facing each other is applied to each of which a positive and negative DC voltage U and a high frequency voltage V'are superposed, and applied to the ion source 31.
The ion current 33 generated in step 3 is accelerated and led to the electrode gap,
Only the ions passing between the electrodes are detected by the detector 57. Ions passing through the electrode of the quadrupole 41 have a ratio m / z of the mass m to the number of charges z in proportion to the high frequency voltage V ', so that V / changes while keeping U / V' constant. By doing so, the ions for each mass are detected.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】半導体製造装置におい
て、成膜の品質管理等のためにガス成分の制御を行うた
めは、真空チャンバ内のガス分析を行う場合がある。こ
の真空チャンバ内のガス分析を従来の四重極質量分析計
を用いて行う場合、真空チャンバ等のイオン源からの導
出されるイオン電流が突出する場合がある。このような
イオン電流の突出は、検出器を劣化させたり、質量スペ
クトルの測定に影響を与えるという問題点がある。例え
ば、スパッタ装置等の半導体製造装置では、真空チャン
バ内にアルゴンガス等のプロセスガスに導入を行ってい
る。このようにアルゴンガス等の特定のガスを導入する
と、真空チャンバ内では導入された特定ガス成分は他の
ガス成分と比較して多量となるため、該特定ガスの質量
数に相当するイオン電流は他の質量数のイオン電流より
も突出して強くなる。
In a semiconductor manufacturing apparatus, gas analysis in a vacuum chamber may be performed in order to control gas components for quality control of film formation and the like. When the gas analysis in the vacuum chamber is performed using the conventional quadrupole mass spectrometer, the ion current derived from the ion source such as the vacuum chamber may project. There is a problem that such a protrusion of the ion current deteriorates the detector and affects the measurement of the mass spectrum. For example, in a semiconductor manufacturing apparatus such as a sputtering apparatus, a process gas such as argon gas is introduced into a vacuum chamber. When a specific gas such as argon gas is thus introduced, the amount of the specific gas component introduced in the vacuum chamber is larger than that of the other gas components, so that the ion current corresponding to the mass number of the specific gas is It becomes significantly stronger than the ion currents of other mass numbers.

【0004】強いイオン電流は、二次電子倍増管等の検
出器の劣化を早めるという問題点を有している。また、
一般に、検出器からの検出信号は、検出回路中の増幅器
によって信号増幅を行っている。図9は、質量数に対す
るイオン電流の増幅器出力を表している。増幅器は質量
数に応じたイオン電流を出力する。しかしながら、検出
器から増幅器に大電流が流れると、増幅器は飽和現象を
起こし、図9中のAで示す飽和領域のように、イオン電
流の大きさにかかわらず一定値を出力する。そして、検
出器からの検出電流が減少した後、増幅器は飽和状態か
ら正常状態に復帰するまでに所定の時間を必要とする。
そのため、例えば図9中のBに示すように、質量スペク
トルの一部に不安定部分が生じ、質量スペクトルの測定
の信頼性に問題が生じることになる。
The strong ion current has a problem of accelerating the deterioration of the detector such as the secondary electron multiplier. Also,
In general, the detection signal from the detector is amplified by an amplifier in the detection circuit. FIG. 9 shows the amplifier output of the ion current with respect to the mass number. The amplifier outputs an ion current according to the mass number. However, when a large current flows from the detector to the amplifier, the amplifier causes a saturation phenomenon and outputs a constant value regardless of the magnitude of the ion current, as in the saturation region indicated by A in FIG. Then, after the detection current from the detector decreases, the amplifier needs a predetermined time to return from the saturated state to the normal state.
Therefore, for example, as shown by B in FIG. 9, an unstable portion occurs in a part of the mass spectrum, which causes a problem in the reliability of the measurement of the mass spectrum.

【0005】そこで、本発明は前記した従来の四重極質
量分析計の問題点を解決し、イオン電流の突出に影響を
受けにくい四重極質量分析計を提供し、該四重極質量分
析計の検出器の劣化を減少させ、また、該四重極質量分
析計による質量スペクトル測定の信頼性を高めることを
目的とする。
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems of the conventional quadrupole mass spectrometer, and provides a quadrupole mass spectrometer which is hardly affected by the protrusion of ion current. It is intended to reduce the deterioration of the detector of the meter and to enhance the reliability of mass spectrum measurement by the quadrupole mass spectrometer.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、イオン源から
のイオン電流を四重極マスフィルタを通して検出器で検
出する四重極質量分析計において、検出器に対するバイ
アス電位を変更して、検出器へのイオン電流の流入を制
御する制御手段を備えた構成とし、これによって、イオ
ン電流の突出に影響を受けにくくし、四重極質量分析計
の検出器の劣化を減少させ、また、四重極質量分析計に
よる質量スペクトル測定の信頼性を高めるものである。
本発明において、検出器に対するバイアス電位は、イオ
ン源や四重極マスフィルタに対する検出器の相対的な電
位である。そして、本発明の制御手段はこのバイアス電
位を変更する機能を備えており、この機能によって、検
出器の電位をイオン源や四重極マスフィルタの電位に対
して相対的に低くしてイオン電流を検出器に導入し、逆
に、検出器の電位をイオン源や四重極マスフィルタの電
位に対して高くしてイオン電流が検出器に導入すること
を阻止する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a quadrupole mass spectrometer in which an ion current from an ion source is detected by a detector through a quadrupole mass filter by changing the bias potential for the detector. A control means for controlling the inflow of the ion current into the analyzer is provided, which makes it less susceptible to the protrusion of the ion current and reduces the deterioration of the detector of the quadrupole mass spectrometer. It is intended to improve the reliability of mass spectrum measurement by a quadrupole mass spectrometer.
In the present invention, the bias potential for the detector is the relative potential of the detector with respect to the ion source and the quadrupole mass filter. The control means of the present invention has a function of changing this bias potential, and by this function, the potential of the detector is made relatively low with respect to the potentials of the ion source and the quadrupole mass filter. Is introduced into the detector, and conversely, the potential of the detector is made higher than the potentials of the ion source and the quadrupole mass filter to prevent the ion current from being introduced into the detector.

【0007】本発明の四重極質量分析計による質量スペ
クトルを測定において、イオン電流の突出がない場合に
は、制御手段によって検出器の電位をイオン源や四重極
マスフィルタの電位に対して相対的に低くしてイオン電
流を検出器に導入し、イオン電流の測定を行い、イオン
電流が突出する場合には、制御手段によって検出器の電
位をイオン源や四重極マスフィルタの電位に対して相対
的に高くしてイオン電流が検出器に流入しないよう制御
を行う。これによって、強いイオン電流の検出器への流
入を防止し、検出器の劣化や増幅器の飽和を防ぐ。
In measuring the mass spectrum by the quadrupole mass spectrometer of the present invention, when there is no protrusion of the ion current, the control means controls the potential of the detector with respect to the potential of the ion source or the quadrupole mass filter. When the ion current is measured by introducing it into the detector while making it relatively low, and if the ion current is prominent, the control means sets the potential of the detector to the potential of the ion source or quadrupole mass filter. On the other hand, it is controlled to be relatively high so that the ion current does not flow into the detector. This prevents a strong ion current from flowing into the detector, preventing detector degradation and amplifier saturation.

【0008】本発明の第1の実施態様は、高感度検出器
と低感度検出器の検出感度の異なる検出器を備え、制御
手段によって両検出器のバイアス電位を制御する。これ
によって、低感度検出器を用いて全質量数の範囲で走査
を行うプリスキャンによってイオン電流の突出範囲を求
め、高感度検出器を用いてイオン電流の突出範囲を除い
た質量数の範囲で走査して質量スペクトルの測定を行
う。本発明の第2の実施態様は、高感度検出器を、イオ
ン源と四重極マスフィルタを結ぶ軸に対してオフセット
して配置するものであり、これによって、突出したイオ
ン電流の流入を防止する。本発明の第3の実施態様は、
検出器の近傍に電極を備えるものであり、この電極の電
位を制御手段によって制御することによって、検出器へ
のイオン電流の流入を制御する。
The first embodiment of the present invention comprises a high sensitivity detector and a low sensitivity detector having different detection sensitivities, and the control means controls the bias potentials of both detectors. With this, the protrusion range of the ion current is obtained by prescan in which the low-sensitivity detector is used to perform scanning over the entire mass number range, and the high-sensitivity detector is used to exclude the ion current protrusion range in the mass number range. The mass spectrum is measured by scanning. In the second embodiment of the present invention, the high-sensitivity detector is arranged offset with respect to the axis connecting the ion source and the quadrupole mass filter, thereby preventing the inflow of a protruding ion current. To do. A third embodiment of the present invention provides:
An electrode is provided in the vicinity of the detector, and the inflow of an ionic current into the detector is controlled by controlling the potential of this electrode by the control means.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら詳細に説明する。本発明の実施の形態の構
成例について、図1,2の本発明の四重極質量分析計の
一実施形態を説明する概略ブロック図,および概略構成
図を用いて説明する。図1,2において、四重極質量分
析計1は、イオン源3,四重極マスフィルタ4,検出器
5,検出回路6,および制御回路7備え、制御回路7を
除いた構成は通常の四重極型方式による質量分析計と同
様の構成である。イオン源3は、測定対象2から試料2
3を導入し、該試料23をフィラメント32からの電子
ビームによる励起によってイオン化する部分である。こ
の試料23は、例えば半導体製造装置が備える真空チャ
ンバ21内に含まれるガスである。スパッタ装置の真空
チャンバ21内には、その処理工程中にアルゴンガス等
のプロセスガス22を多量に導入する場合がある。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. An example of the configuration of the embodiment of the present invention will be described with reference to the schematic block diagram and the schematic configuration diagram of one embodiment of the quadrupole mass spectrometer of the present invention shown in FIGS. 1 and 2, a quadrupole mass spectrometer 1 includes an ion source 3, a quadrupole mass filter 4, a detector 5, a detection circuit 6, and a control circuit 7, and the configuration excluding the control circuit 7 is an ordinary one. It has the same configuration as the quadrupole mass spectrometer. The ion source 3 includes the measurement target 2 to the sample 2
3 is introduced and the sample 23 is ionized by excitation with the electron beam from the filament 32. The sample 23 is, for example, a gas contained in the vacuum chamber 21 included in the semiconductor manufacturing apparatus. A large amount of process gas 22 such as argon gas may be introduced into the vacuum chamber 21 of the sputtering apparatus during the processing step.

【0010】四重極マスフィルタ4は、4本のステンレ
スあるいはモリブデン等の円柱または双曲柱のロッドを
平衡に配置してなる四重極41の電極であり、相対する
電極を一対として各々に正および負の直流電圧Uと周波
数f(MHz)の高周波電圧V’を重畳した電圧を印加
する。図2では、電圧源42により直流電圧Uと高周波
電圧V’を重畳した電圧を四重極41に印加している。
電極表面と中心軸との距離をr(cm)とすると、イオ
ン源3で生成したイオンを加速して電極間隙に導き、U
/V’を0.168よりわずかに小さくしたとき、 m/z=(1/7.22)・(V’/f2 ・r2 ) を満たすイオンのみが、電極間隙を通過する。なお、m
は質量であり、zは電荷数である。そこで、U/V’を
一定に保ちながら、V’を連続的に変化させることによ
って、各質量に対するイオンを検出器5に導いてマスフ
ィルタとして作用する。検出器5は四重極マスフィルタ
4を通過したイオンを検出し、検出回路6に検出信号を
送る。
The quadrupole mass filter 4 is an electrode of a quadrupole 41 in which four cylindrical or hyperbolic rods made of stainless steel, molybdenum or the like are arranged in a balanced manner. A voltage in which a positive and negative DC voltage U and a high frequency voltage V ′ having a frequency f (MHz) are superimposed is applied. In FIG. 2, the voltage source 42 applies a voltage obtained by superimposing the DC voltage U and the high frequency voltage V ′ to the quadrupole 41.
When the distance between the electrode surface and the central axis is r (cm), the ions generated by the ion source 3 are accelerated and guided to the electrode gap, and U
When / V 'is made slightly smaller than 0.168, only ions satisfying m / z = (1 / 7.22) · (V ′ / f 2 · r 2 ) pass through the electrode gap. Note that m
Is mass and z is the number of charges. Therefore, by keeping V / V ′ constant and continuously changing V ′, ions for each mass are guided to the detector 5 and act as a mass filter. The detector 5 detects the ions that have passed through the quadrupole mass filter 4 and sends a detection signal to the detection circuit 6.

【0011】図2に示す本発明の検出器は低感度検出器
51と高感度検出器52を備え、低感度検出器51を四
重極マスフィルタ4の中心軸上に配置し、高感度検出器
52を該中心軸からオフセットして配置する。低感度検
出器51はイオン電流の検出感度が低い検出器であっ
て、突出する大きなイオン電流の流入に対しても、その
検出出力は増幅器を飽和させないい程度の大きさであ
る。各低感度検出器51および高感度検出器52にはバ
イアス電源53,54を接続し、イオン源3および四重
極マスフィルタ4に対する相対電位を調整する。制御回
路7はこのバイアス電位の調整を行う。このバイアス電
位によって、検出器5へのイオン電流の導入の制御を行
う。制御回路7のバイアス電位の調整のタイミングは、
検出回路6の出力に応じて調節することができ、V’の
変化による質量数の走査時において、突出したイオン電
流に応じてバイアス電位の調整を行うことができる。
The detector of the present invention shown in FIG. 2 comprises a low-sensitivity detector 51 and a high-sensitivity detector 52, and the low-sensitivity detector 51 is arranged on the central axis of the quadrupole mass filter 4 for high-sensitivity detection. The device 52 is arranged offset from the central axis. The low-sensitivity detector 51 is a detector having a low ion current detection sensitivity, and its detection output is large enough not to saturate the amplifier even with a large inflow of a large ion current. Bias power sources 53 and 54 are connected to each of the low-sensitivity detector 51 and the high-sensitivity detector 52 to adjust the relative potential with respect to the ion source 3 and the quadrupole mass filter 4. The control circuit 7 adjusts this bias potential. The bias potential controls the introduction of the ion current to the detector 5. The timing of adjusting the bias potential of the control circuit 7 is
It can be adjusted according to the output of the detection circuit 6, and the bias potential can be adjusted according to the protruding ion current during the scanning of the mass number due to the change in V ′.

【0012】なお、図2に示す構成例では、バイアス電
源53,54によって検出器5(低感度検出器51,高
感度検出器52)の電位を調整しているが、イオン源3
や四重極マスフィルタ4にバイアス電源を接続して、イ
オン源3,四重極マスフィルタ4に対する検出器5のバ
イアス電位を調節することもできる。
In the configuration example shown in FIG. 2, the bias power sources 53 and 54 adjust the potential of the detector 5 (low-sensitivity detector 51, high-sensitivity detector 52).
Alternatively, a bias power source may be connected to the quadrupole mass filter 4 to adjust the bias potential of the detector 5 with respect to the ion source 3 and the quadrupole mass filter 4.

【0013】次に、本発明の四重極質量分析計の動作
を、図3のフローチャート,図4の動作図,および図5
のイオン電流の増幅器出力図を用いて説明する。なお、
図4の動作図は、図2に示す構成例について示してい
る。四重極マスフィルタ4に印加する高周波電圧V’を
変化させながら、四重極マスフィルタ4を通過するイオ
ンの質量数を変更させ、通過したイオン電流を低感度検
出器51で検出する。図5(a)は低感度検出器51の
出力特性の概略を示したものである。低感度検出器51
は、入力するイオン電流に対して出力信号値が小さいた
め、その出力信号は増幅器を飽和させることはない。し
たがって、この低感度検出器51を用いて分析範囲をプ
リスキャンすることによって、質量スペクトルの概略を
求めることができる。
Next, the operation of the quadrupole mass spectrometer of the present invention will be described with reference to the flow chart of FIG. 3, the operation diagram of FIG.
This will be described with reference to the ion current amplifier output diagram of FIG. In addition,
The operation diagram of FIG. 4 shows the configuration example shown in FIG. While changing the high frequency voltage V ′ applied to the quadrupole mass filter 4, the mass number of the ions passing through the quadrupole mass filter 4 is changed, and the passing ion current is detected by the low sensitivity detector 51. FIG. 5A shows an outline of the output characteristic of the low sensitivity detector 51. Low sensitivity detector 51
Has a small output signal value with respect to the input ion current, the output signal does not saturate the amplifier. Therefore, by prescanning the analysis range using this low-sensitivity detector 51, the outline of the mass spectrum can be obtained.

【0014】図4(a),(b)は、低感度検出器51
によるイオン電流の走査におけるバイアス電位の印加例
を示している。図4(a)は、バイアス電源53によっ
て低感度検出器51に負の電位を印加する例であり、図
4(b)は、バイアス電源53によって低感度検出器5
1に負の電位を印加するとともに、バイアス電源54に
よって高感度検出器52に正の電位を印加する例であ
る。このバイアス電位の印加によって、四重極マスフィ
ルタ4を通過したイオン電流は、高感度検出器52に流
入することなく低感度検出器51にのみ導くことができ
る(ステップS1)。ステップS1のプリスキャンで求
めた質量スペクトルから、イオン電流が突出して増幅器
が飽和する質量数の範囲,および該質量数に対応する高
周波電圧V’の範囲を求める。図5中では、この増幅器
が飽和する範囲を破線a,bで挟んだ質量数の範囲で示
している(ステップS2)。
FIGS. 4A and 4B show a low sensitivity detector 51.
7 shows an example of applying a bias potential in the scanning of the ion current by. FIG. 4A is an example in which a negative potential is applied to the low sensitivity detector 51 by the bias power supply 53, and FIG. 4B is a low sensitivity detector 5 by the bias power supply 53.
In this example, a negative potential is applied to 1 and a positive potential is applied to the high sensitivity detector 52 by the bias power supply 54. By applying this bias potential, the ion current that has passed through the quadrupole mass filter 4 can be guided only to the low sensitivity detector 51 without flowing into the high sensitivity detector 52 (step S1). From the mass spectrum obtained by the prescan in step S1, the range of the mass number where the ion current is projected and the amplifier is saturated, and the range of the high frequency voltage V ′ corresponding to the mass number are obtained. In FIG. 5, the range in which this amplifier is saturated is shown by the range of mass numbers sandwiched by the broken lines a and b (step S2).

【0015】次に、低感度検出器51に代えて高感度検
出器52を用いて、ステップS1と同様に、四重極マス
フィルタ4に印加する高周波電圧V’を変化させなが
ら、四重極マスフィルタ4を通過するイオンの質量数を
変更させ走査を行う(ステップS3)。この高感度検出
器52による走査において、ステップS2で求めた飽和
範囲では高感度検出器52にイオン電流が流入しないよ
うバイアス電位を制御し、飽和しない範囲でのみ高感度
検出器52によるイオン電流の検出を行う(ステップS
4,5,6)。図5(b)は、高感度検出器52による
出力特性図を示しており、高感度検出器52による出力
が飽和する質量数の範囲において、高感度検出器52に
イオン電流が流入しないようバイアス電位を制御するこ
とによって、高感度検出器52の劣化を防止し、増幅器
の飽和を防止して検出出力の信頼性を高めることができ
る。図4(c)は、高感度検出器52によるイオン電流
の走査におけるバイアス電位の印加例であり、バイアス
電源54によって高感度検出器52に負の電位を印加す
ることによって、イオン電流を高感度検出器52に導入
する。
Next, the high-sensitivity detector 52 is used instead of the low-sensitivity detector 51, and the high-frequency voltage V'applied to the quadrupole mass filter 4 is changed while the quadrupole is being used as in step S1. Scanning is performed by changing the mass number of ions passing through the mass filter 4 (step S3). In the scanning by the high-sensitivity detector 52, the bias potential is controlled so that the ion current does not flow into the high-sensitivity detector 52 in the saturation range obtained in step S2, and the ion current of the high-sensitivity detector 52 is controlled only in the non-saturation range. Detect (step S
4, 5, 6). FIG. 5B shows an output characteristic diagram of the high-sensitivity detector 52. In the mass number range in which the output of the high-sensitivity detector 52 is saturated, a bias is applied so that the ionic current does not flow into the high-sensitivity detector 52. By controlling the potential, deterioration of the high sensitivity detector 52 can be prevented, saturation of the amplifier can be prevented, and the reliability of the detection output can be improved. FIG. 4C is an example of applying a bias potential in the scanning of the ionic current by the high sensitivity detector 52. By applying a negative potential to the high sensitivity detector 52 by the bias power supply 54, the ionic current is highly sensitive. It is introduced into the detector 52.

【0016】また、図6,7は検出器の他の構成例およ
びバイアス電位の印加例である。図6,7の構成例は、
検出器5として高感度検出器56のみを配置するととも
に、イオン電流を引き込むための電極55を配置する。
図6の構成例では、高感度検出器56を質量マスフィル
タ4の中心軸上に配置し、電極55を中心軸からオフセ
ットして配置する。プリスキャンおよびイオン電流が突
出しない質量数の範囲内の走査では、図6(a)に示す
ようにイオン電流をそのまま高感度検出器50に導入し
て検出し、イオン電流が突出する質量数の範囲を走査す
る場合には、図6(b)に示すようにバイアス電源57
によって電極55に負のバイアス電位を印加して、イオ
ン電流を電極55に引込み、高感度検出器56へのイオ
ン電流の流入を防止する。
FIGS. 6 and 7 show another example of the structure of the detector and an example of applying the bias potential. The configuration example of FIGS.
As the detector 5, only the high-sensitivity detector 56 is arranged, and the electrode 55 for drawing in the ion current is arranged.
In the configuration example of FIG. 6, the high sensitivity detector 56 is arranged on the central axis of the mass mass filter 4, and the electrode 55 is arranged offset from the central axis. In the prescan and the scanning within the mass number range in which the ion current does not project, the ion current is directly introduced into the high-sensitivity detector 50 and detected as shown in FIG. When scanning the range, as shown in FIG.
A negative bias potential is applied to the electrode 55 to draw an ionic current into the electrode 55 and prevent the ionic current from flowing into the high-sensitivity detector 56.

【0017】また、図7の構成例では、高感度検出器5
6を質量マスフィルタ4の中心軸からオフセットして配
置する。プリスキャンおよびイオン電流が突出しない質
量数の範囲内の走査では、図7(a)に示すようにバイ
アス電源58によって高感度検出器56に負のバイアス
電位を印加し、バイアス電源57によって電極55に正
のバイアス電位を印加して、イオン電流を高感度検出器
56に導いて検出し、イオン電流が突出する質量数の範
囲を走査する場合には、図7(b)に示すようにバイア
ス電源58によって高感度検出器56に正のバイアス電
位を印加し、バイアス電源57によって電極55に負の
バイアス電位を印加してイオン電流を電極55に引込
み、高感度検出器56へのイオン電流の流入を防止す
る。なお、図7の構成において、電極55は質量マスフ
ィルタ4の中心軸上に配置する構成とすることも、ま
た、中心軸からオフセットした位置に配置する構成とす
ることもできる。
Further, in the configuration example of FIG. 7, the high sensitivity detector 5
6 is arranged offset from the central axis of the mass mass filter 4. In the pre-scanning and the scanning within the range of the mass number where the ion current does not protrude, as shown in FIG. 7A, the bias power source 58 applies a negative bias potential to the high-sensitivity detector 56, and the bias power source 57 applies the electrode 55. When a positive bias potential is applied to the high-sensitivity detector 56 to detect the ion current and the mass number range in which the ion current is projected is scanned, the bias current as shown in FIG. A positive bias potential is applied to the high-sensitivity detector 56 by the power source 58, and a negative bias potential is applied to the electrode 55 by the bias power source 57 to draw an ion current into the electrode 55, so that the ion current to the high-sensitivity detector 56 is Prevent inflow. In addition, in the configuration of FIG. 7, the electrode 55 may be arranged on the central axis of the mass mass filter 4 or may be arranged at a position offset from the central axis.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
イオン電流の突出に影響を受けにくい四重極質量分析計
を提供することができ、四重極質量分析計の検出器の劣
化を減少させ、また、四重極質量分析計による質量スペ
クトル測定の信頼性を高めることができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a quadrupole mass spectrometer that is not easily affected by the protrusion of ion current, reduce the deterioration of the detector of the quadrupole mass spectrometer, and measure the mass spectrum of the quadrupole mass spectrometer. The reliability can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の四重極質量分析計の一実施形態を説明
する概略ブロック図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating an embodiment of a quadrupole mass spectrometer of the present invention.

【図2】本発明の四重極質量分析計の一実施形態を説明
する概略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an embodiment of a quadrupole mass spectrometer of the present invention.

【図3】本発明の四重極質量分析計の動作を説明するた
めのフローチャートである。
FIG. 3 is a flow chart for explaining the operation of the quadrupole mass spectrometer of the present invention.

【図4】本発明の四重極質量分析計の動作を説明するた
めの動作図である。
FIG. 4 is an operation diagram for explaining the operation of the quadrupole mass spectrometer of the present invention.

【図5】本発明の四重極質量分析計によるイオン電流の
増幅器出力図である。
FIG. 5 is an amplifier output diagram of ion current by the quadrupole mass spectrometer of the present invention.

【図6】本発明の四重極質量分析計の検出器の他の構成
例およびバイアス電位の印加例である。
FIG. 6 is another configuration example of the detector of the quadrupole mass spectrometer of the present invention and an application example of a bias potential.

【図7】本発明の四重極質量分析計の検出器の他の構成
例およびバイアス電位の印加例である。
FIG. 7 is another configuration example of the detector of the quadrupole mass spectrometer of the present invention and an application example of a bias potential.

【図8】従来の四重極型方式による質量分析計を説明す
るための概略構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram for explaining a conventional quadrupole mass spectrometer.

【図9】従来の四重極型方式による質量分析計による質
量数に対するイオン電流の増幅器出力図である。
FIG. 9 is an amplifier output diagram of ion current with respect to mass number by a conventional quadrupole mass spectrometer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…四重極質量分析計、2…測定対象、3,31…イオ
ン源、4…四重極マスフィルタ、5…検出器、6…検出
回路、7…制御回路、23…試料、41…四重極、42
…電圧源、51…低感度検出器、52,56…高感度検
出器、53,54,57,58…バイアス電源、55…
電極。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Quadrupole mass spectrometer, 2 ... Measuring object, 3, 31 ... Ion source, 4 ... Quadrupole mass filter, 5 ... Detector, 6 ... Detection circuit, 7 ... Control circuit, 23 ... Sample, 41 ... Quadrupole, 42
... voltage source, 51 ... low-sensitivity detector, 52, 56 ... high-sensitivity detector, 53, 54, 57, 58 ... bias power supply, 55 ...
electrode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 イオン源からのイオン電流を四重極マス
フィルタを通して検出器で検出する四重極質量分析計に
おいて、前記検出器に対するバイアス電位を変更して、
検出器へのイオン電流の流入を制御する制御手段を備え
たことを特徴とする四重極質量分析計。
1. A quadrupole mass spectrometer in which an ion current from an ion source is detected by a detector through a quadrupole mass filter, the bias potential for the detector is changed,
A quadrupole mass spectrometer, comprising a control means for controlling the flow of an ion current into a detector.
JP8134698A 1996-05-29 1996-05-29 Quadrupole spectrometer Withdrawn JPH09320516A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013516036A (en) * 2009-12-23 2013-05-09 アカデミア シニカ Apparatus and method for portable mass spectrometry
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