JPS6065439A - イオン源 - Google Patents
イオン源Info
- Publication number
- JPS6065439A JPS6065439A JP58173008A JP17300883A JPS6065439A JP S6065439 A JPS6065439 A JP S6065439A JP 58173008 A JP58173008 A JP 58173008A JP 17300883 A JP17300883 A JP 17300883A JP S6065439 A JPS6065439 A JP S6065439A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ionized
- electrode
- ion source
- ion
- lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/20—Ion sources; Ion guns using particle beam bombardment, e.g. ionisers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/022—Details
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、質量分析装置およびその類似装置に用いられ
る好適なイオン源に関する。
る好適なイオン源に関する。
一般に、質量分析計、類似装置のイオン源は、これまで
ステンレス鋼などの金属材料がその構造部品材として用
いられている。これは真空かつ高温下で使用するという
使用条件、イオン化の過程やイオンビーム、電子ビーム
などの衝突による汚れの清掃に耐えうろこと、および精
密加工が精度良く可能であることなどの諸条件を同時に
満たしうる材料が限られることによるものである。
ステンレス鋼などの金属材料がその構造部品材として用
いられている。これは真空かつ高温下で使用するという
使用条件、イオン化の過程やイオンビーム、電子ビーム
などの衝突による汚れの清掃に耐えうろこと、および精
密加工が精度良く可能であることなどの諸条件を同時に
満たしうる材料が限られることによるものである。
質景分析言１のイオン源はとりわけ、各種の有機物試料
を分析対象とするために電子ビームなどによるイオン化
が行なわれているイオン化室内壁や、イオンビーム取り
出し通路などの表面が、これら試料の吸着などにより汚
染されやすい。またイオン化に用いる電子ビームにより
分解された試料の一部は各種の炭化水素となって各電極
表面に吸着し、さらに炭素に近い形にまで分解されて、
いわゆる焼き付きを生ずる。このような表面汚染物質上
に照射し蓄積された電荷の作用によってイオン化室内の
電位に乱れを生じ、取り出し得るイオンの鼠が不安定に
なる。更には感度の減衰をおこすなどの不都合が生じる
。
を分析対象とするために電子ビームなどによるイオン化
が行なわれているイオン化室内壁や、イオンビーム取り
出し通路などの表面が、これら試料の吸着などにより汚
染されやすい。またイオン化に用いる電子ビームにより
分解された試料の一部は各種の炭化水素となって各電極
表面に吸着し、さらに炭素に近い形にまで分解されて、
いわゆる焼き付きを生ずる。このような表面汚染物質上
に照射し蓄積された電荷の作用によってイオン化室内の
電位に乱れを生じ、取り出し得るイオンの鼠が不安定に
なる。更には感度の減衰をおこすなどの不都合が生じる
。
従来、このように汚染されたイオン源は真空外に取り出
し、機械的な再研磨や、化学的洗浄により再生を計って
いた。このような作業に対応する方法としてイオン源の
取り出し、解体、再組立てなどが容易に行ないうる構造
が種々考案さ！してきた。しかしながら、いかに構造を
簡単にし、作業の省力化をはかったとしても、真空系の
：？Ｊ＋ ＋）Ｉ気を含めたこの拙作業の清浄化に伴う
時間の消費は大きく、一層の改善が要求ぢれている。
し、機械的な再研磨や、化学的洗浄により再生を計って
いた。このような作業に対応する方法としてイオン源の
取り出し、解体、再組立てなどが容易に行ないうる構造
が種々考案さ！してきた。しかしながら、いかに構造を
簡単にし、作業の省力化をはかったとしても、真空系の
：？Ｊ＋ ＋）Ｉ気を含めたこの拙作業の清浄化に伴う
時間の消費は大きく、一層の改善が要求ぢれている。
また更に前述のような機械的、化学的７ｕ掃を繰返すこ
とにより、製作当初の（畿械的精度が１氏下することに
より質量分析計の性能（たとえば感度。
とにより、製作当初の（畿械的精度が１氏下することに
より質量分析計の性能（たとえば感度。
分解能など）の低下を米ず欠点をも有する。
〔発１力の目的〕
本発す」の目的は、清浄化作業をイオン源装着の丑ま行
なうことのできるイオン源を提供することにある。
なうことのできるイオン源を提供することにある。
イオン源の各構成部品をアルミナ等の電気絶縁物で製作
し、谷構成部品の内部に加熱用ヒータをプリント内蔵す
ることにより清（Ｉ）化作業をイオン源装着の−１１，
ま行なおうというものである。
し、谷構成部品の内部に加熱用ヒータをプリント内蔵す
ることにより清（Ｉ）化作業をイオン源装着の−１１，
ま行なおうというものである。
以下、本発明の実施例について説明す条。
第１図には、本発明の一実施例が丞されている。
図に駁いで、イオン化箱１内に流入する試料ガス流６１
−、Ｊ：イオン化用フィラメント８からの′電子ビーム
９によりイオン化され引出電極２．レンズ３゜出射スリ
ット４を通ってイオンビーム７となって質量分析用に向
けて出射される。５は生成したイオンを引出電極２の方
向に移動させ易くするように１Ｌ界を与えるためのりベ
ラである。
−、Ｊ：イオン化用フィラメント８からの′電子ビーム
９によりイオン化され引出電極２．レンズ３゜出射スリ
ット４を通ってイオンビーム７となって質量分析用に向
けて出射される。５は生成したイオンを引出電極２の方
向に移動させ易くするように１Ｌ界を与えるためのりベ
ラである。
この方式においては前記イオン化箱１．引出電極２．レ
ンズ３．出射スリット４．リベラ５はアルミナなどの絶
縁物で製作され、各部品は必要な衣面イｄｆ削、精密穴
加工などを施し組立時の精度を確保する一方、たとえば
出射スリット４を例にとると第２図１４に示すようにヒ
ータパターンを内蔵プリントし、第１図および第３図１
１に示すようにイオンビーム通過対向面にメタルパター
ンをプリントしている。この両方のプリントは他の構造
部品すなわちイオン化粕ｌ、引出電極２．ンンズ３．リ
ベノ５にも同様に施されている。該メタルパターンは、
必要形状９寸法に加工された前記アルミナ部品に金属粉
末（たとえばモリブデン−マンガン粉末、その他の耐熱
金属粉末）をペースト状にしたものを必要な形状１面積
に塗布し、水素気流中で高温焼結して、アルミナ部品に
前記パターンの数１０μｍの金属層を得る。いわゆる金
属酸化物（本出願ではアルミナ； Ａｔｚ Ｏ３）など
の絶縁物へのメタ２イズ処理である。この金属層に任意
の金属メッキ（たとえば本出願の使用目的には金など）
を施しメタルパターンを形成する。一方ヒータパターン
は前記金属ペーストの金属含有′ｆｔｋ、（濃度）を適
当に設定することにより、メタライズ後の金属層の電気
抵抗を逸切な値に決定することができ、このパターンに
通゛亀することによシヒータとして機能させることがで
きる。ヒータパターン面は前記メタライジング時に別ピ
ースのアルミナ絶縁保護層を同時に焼結することにより
外周を絶縁した発熱体になしうるのである。
ンズ３．出射スリット４．リベラ５はアルミナなどの絶
縁物で製作され、各部品は必要な衣面イｄｆ削、精密穴
加工などを施し組立時の精度を確保する一方、たとえば
出射スリット４を例にとると第２図１４に示すようにヒ
ータパターンを内蔵プリントし、第１図および第３図１
１に示すようにイオンビーム通過対向面にメタルパター
ンをプリントしている。この両方のプリントは他の構造
部品すなわちイオン化粕ｌ、引出電極２．ンンズ３．リ
ベノ５にも同様に施されている。該メタルパターンは、
必要形状９寸法に加工された前記アルミナ部品に金属粉
末（たとえばモリブデン−マンガン粉末、その他の耐熱
金属粉末）をペースト状にしたものを必要な形状１面積
に塗布し、水素気流中で高温焼結して、アルミナ部品に
前記パターンの数１０μｍの金属層を得る。いわゆる金
属酸化物（本出願ではアルミナ； Ａｔｚ Ｏ３）など
の絶縁物へのメタ２イズ処理である。この金属層に任意
の金属メッキ（たとえば本出願の使用目的には金など）
を施しメタルパターンを形成する。一方ヒータパターン
は前記金属ペーストの金属含有′ｆｔｋ、（濃度）を適
当に設定することにより、メタライズ後の金属層の電気
抵抗を逸切な値に決定することができ、このパターンに
通゛亀することによシヒータとして機能させることがで
きる。ヒータパターン面は前記メタライジング時に別ピ
ースのアルミナ絶縁保護層を同時に焼結することにより
外周を絶縁した発熱体になしうるのである。
これらの各ヒータには、リード線１２牙介しで図示され
ていないヒータ加熱源からの直接通電によりジュール熱
により加熱する。
ていないヒータ加熱源からの直接通電によりジュール熱
により加熱する。
また一方イオンビーム７、イオン化用電子ビーム９など
の荷電粒子が所定の運動をするために必要な電界を与え
るためにリード線（たとえば第３図１２）を介してメタ
ルパターン１１に適当電位が与えられる。該メタルパタ
ーン１１の汚染が進行すると各ヒータ回路に通電して最
【１約１５００ Ｃに加熱して表面付着物および前記メ
タルパターン１１の表面を極微量蒸発せしめて清汁面と
するものである。
の荷電粒子が所定の運動をするために必要な電界を与え
るためにリード線（たとえば第３図１２）を介してメタ
ルパターン１１に適当電位が与えられる。該メタルパタ
ーン１１の汚染が進行すると各ヒータ回路に通電して最
【１約１５００ Ｃに加熱して表面付着物および前記メ
タルパターン１１の表面を極微量蒸発せしめて清汁面と
するものである。
この加熱方式を従来方式と比較するとこれまでは加熱源
が真空外部にあり、真空中の各電極は熱伝導などにより
間接的に行なわれている。このため加熱温度は最高３０
０Ｃどまりであり長時間加熱しても真の清浄作用はあま
り期待できない。
が真空外部にあり、真空中の各電極は熱伝導などにより
間接的に行なわれている。このため加熱温度は最高３０
０Ｃどまりであり長時間加熱しても真の清浄作用はあま
り期待できない。
−力木発明は前述の如く対象とする各電極を直接高温に
加熱することからその清浄効果は下記の如くとなる。
加熱することからその清浄効果は下記の如くとなる。
一般に、真空中で高温に保持される物質の蒸発速度Ｇは
つぎの関係式で表わされる。
つぎの関係式で表わされる。
ことでＭは物質の分子量、Ｔは温度［’Ｋ）、Ｐは加熱
されている温度に於ける物質の飽和蒸気圧［ｙｎｍＨｇ
］である。−例として鉄を１３００°Ｋに加熱した場合
の蒸発速度を上記からめると、毎分約９人となる。物質
表面から数十ないし数百人蒸発するということは機械的
、化学的に表面層を除去するに等しいことであり表面吸
着の汚染物質も含めて蒸発させることにより、その清浄
効果は大きい。
されている温度に於ける物質の飽和蒸気圧［ｙｎｍＨｇ
］である。−例として鉄を１３００°Ｋに加熱した場合
の蒸発速度を上記からめると、毎分約９人となる。物質
表面から数十ないし数百人蒸発するということは機械的
、化学的に表面層を除去するに等しいことであり表面吸
着の汚染物質も含めて蒸発させることにより、その清浄
効果は大きい。
またこのほか各部品にプリントされた各ピータは焼き出
し加熱用としてのみでなく、イオン源動作時の定常加熱
（通常２５０〜ａｏｏＣ）にも兼用可能、また各部品は
絶縁物であるので、固定手段１５を絶縁機構とする必要
なく構造簡単９部品数縮減、また各ヒータのパターン設
計が自由で加熱時の温度分布が選択できる（加熱したい
ところのヒータ密度を高くするなど）の効果を有する。
し加熱用としてのみでなく、イオン源動作時の定常加熱
（通常２５０〜ａｏｏＣ）にも兼用可能、また各部品は
絶縁物であるので、固定手段１５を絶縁機構とする必要
なく構造簡単９部品数縮減、また各ヒータのパターン設
計が自由で加熱時の温度分布が選択できる（加熱したい
ところのヒータ密度を高くするなど）の効果を有する。
したがって、本実施例によれば、イオン源の清浄化作業
を各構成部品の内蔵ヒータにより直接ジュール熱加熱が
できるので、高温加熱による蒸発により、より完全な清
浄化が可能となり、この繰返しによる精度の低下は少な
く、かつ各電極やイオン源を真空外に取り出すことなく
行なえ、短時間・確実にイオン源の清浄化を行なうこと
ができる。
を各構成部品の内蔵ヒータにより直接ジュール熱加熱が
できるので、高温加熱による蒸発により、より完全な清
浄化が可能となり、この繰返しによる精度の低下は少な
く、かつ各電極やイオン源を真空外に取り出すことなく
行なえ、短時間・確実にイオン源の清浄化を行なうこと
ができる。
以上説明したように、本発明によれば、清浄化作業をイ
オン源装着のまま行なうことができる。
オン源装着のまま行なうことができる。
第１図は本発明一実施例を示す断面図、第２図は第１図
図示引出電極におけるヒークノ（ターンを示す図、第３
図は第１図図示引出電極におけるメタルパターンを示す
図である。 ■・・・イオン化箱、２・・・引出電極、３・・・Ｖン
ズ、４・・・出射電極、５・・・リペラ、６・・・試別
ガス流、７・・・イオン流、８・・・イオン化フイラメ
ジト、９・・・イオン化電子流、１０・・・電子コレク
タ、１１・・・メタルパターン、１２・・・リード疏、
１３・・・イオン出射孔、１４・・・ヒータパターン、
１５・・・固定手段。 代理人 弁理士 高橋明夫 竿１閏 ６
図示引出電極におけるヒークノ（ターンを示す図、第３
図は第１図図示引出電極におけるメタルパターンを示す
図である。 ■・・・イオン化箱、２・・・引出電極、３・・・Ｖン
ズ、４・・・出射電極、５・・・リペラ、６・・・試別
ガス流、７・・・イオン流、８・・・イオン化フイラメ
ジト、９・・・イオン化電子流、１０・・・電子コレク
タ、１１・・・メタルパターン、１２・・・リード疏、
１３・・・イオン出射孔、１４・・・ヒータパターン、
１５・・・固定手段。 代理人 弁理士 高橋明夫 竿１閏 ６
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、イオン化箱、リベラ、レンズ電極、出射電極。 引出電極から構成され加速してイオンビームを出力する
イオン源において、上記各構成部品にアルミナ等の電気
絶縁物を用い各構成部品の内部に加熱用ヒータをプリン
ト内蔵しかつ架構成部品のイオン化を構成する各壁面部
およびイオンビーム。 電子ビーム通過の対向面にメタルパターンをプリントし
たことを特徴とするイオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58173008A JPS6065439A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58173008A JPS6065439A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6065439A true JPS6065439A (ja) | 1985-04-15 |
Family
ID=15952481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58173008A Pending JPS6065439A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6065439A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63108654A (ja) * | 1986-10-24 | 1988-05-13 | Hitachi Ltd | マイクロ波イオン源 |
-
1983
- 1983-09-21 JP JP58173008A patent/JPS6065439A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63108654A (ja) * | 1986-10-24 | 1988-05-13 | Hitachi Ltd | マイクロ波イオン源 |
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