KR100199835B1 - 플라즈마 질량 분석기 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 질량 분석기에 관한 것으로서, 플라즈마가 생성되어 있으며 시료 용액을 이온화하는 플라즈마부, 플라즈마부에서 이온화된 시료 이온빔에서 필요한 성분을 추출해내는 인터페이스, 인터페이스를 통과한 시료 이온빔을 포커싱하는 이온 렌즈부, 이온 렌즈부를 통과한 시료 이온 중 필요한 성분을 추출하는 사중극자부, 사중극자부에서 추출된 시료 이온을 검출하는 이온 검출부를 포함하는 질량 분석기에 있어서, 진공 체임버와 인터페이스를 차단하는 게이트 밸브 기능을 인터페이스에 구비하고 있으며, 인터페이스는 샘플러콘과 스키머콘 모두를 끼울 수 있는 구조로 되어 있고, 이온 렌즈부와 사중극자부가 포함되어 있는 진공 체임버는 알루미늄 기둥을 깎아 만들고, 플라즈마부에 RF 전류를 공급하는 로드 코일은 금도금한 구이 코일을 나선형의 홈이 파져 있는 막대에 홈을 따라 감음을 특징으로 하는 플라즈마 질량 분석기에 관한 것이다. 이렇게 함으로써 본 발명은 이온빔의 통과 효율을 높이며, 제작 및 조립이 용이하며 제작비가 싸고 보수 유지가 용이한 플라즈마 질량 분석기를 제공할 수 있다.

Description

플라즈마 질량 분석기 및 그 제조 방법

제1도는 일반적인 플라즈마 질량 분석기를 기능별로 구분하여 도시한 구역도이고,

제2도는 종래의 플라즈마 질량 분석기를 모식적으로 도시한 도면이고,

제4도 (a) 및 (b)는 본 발명의 한 실시예에 따른 플라즈마 질량 분석길의 차단판으로서, (a)는 정면도, (b)도는 B-B단면도이다.

제5도 (a) 내지 (b)는 본 발명의 한 살시예에 따른 플라즈마 질량 분석기의 인터페이스의 구조를 나타낸 도면도로서, (a)는 진공 체임버 쪽에서 본 정면도, (b) 및 (c)는 (a)의 A-A선 절단한 단면도.

제6도 (a) 및 (b)는 본 발명의 한 실시예에 따른 플라즈마 질량 분석기의 게이트 밸브 플랜지를 도시한 것으로서, (a)는 정면도, (b)는 측면도이며,

제7도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 분석기의 로드 코일을 만드는 기구의 사시도이다.

본 발명은 질량 분석기(mass spectrometry)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 플라즈마(plasma)를 이용한 질량 분석기에 관한 것이다.

일반적으로 유도-결합식 또는 마이크로파-유도식의 플라즈마를 포함하는 플라즈마 이온 발생원을 갖는 질량 분석기는 용액에 용해되어 있는 시료의 조성 성분을 분석하기 위하여 사용된다.

그러면, 아래에서 첨부한 도면을 참고로 하여, 종래의 질량 분석기에 대하여 상세히 설명한다.

제1도는 일반적인 플라즈마 질량 분석기를 기능별로 구분하여 도시한 구역도이고, 제2도는 종래의 플라즈마 질량 분석기를 모식적으로 도시한 도면으로서, 대한민국 특허청 특허공보 제3762호 공고번호 94-9119와 Handbook of ICP-MS에 기재된 내용을 참고한 것이며, 제3도는 종래의 플라즈마 분석기의 인터페이스의 단면을 도시한 것이다.

제1도에 도시한 바와 같이, 일반적인 질량 분석기는 플라즈마가 생성되어 있으며 시료 용액을 이온화하는 플라즈마부(10), 플라즈마부(10)로 에어졸 또는 증기 상태의 시료 용액과 불활성 기체를 공급하는 시료 공급부(60), 아르곤(Ar : argon)과 같은 불활성 기체를 플라즈마부(10) 및 시료 공급부(60)로 공급하는 기체 공급부(70), 플라즈마부(10)로부터의 이온빔(ion beam)에서 필요한 성분을 추출해내는 인터페이스(interface)(20) 그리고, 인터페이스(20)를 통과한 이온빔을 포커싱(focusing)하는 이온 렌즈부(30), 이온 렌즈부(30)를 통과한 이온 중 필요한 성분을 추출하는 사중극자부(40), 사중극자부(40)에서 추출된 이온을 검출하는 이온 검출부(50)로 크게 나눌 수 있다.

플라즈마부(10)는 세 개의 동심 튜브(coaxial tube)로 구성되는 석영 토치(torch)(11), 토치(11)의 입구 부근에 감겨 있는 로드 코일(load coil)(16), 그리고 로드 코일(16)에 RF 전류를 공급하는 RF 생성기(RF generator)(17)를 포함한다.

토치(11)는 세 개의 동심 튜브(12, 13, 14)로 구성되며 바깥쪽의 드 튜브(12, 13)에는 접선 방향으로 각각 기체가 공급되어 회오리 모양으로 흐른다. 축을 따라 형성되어 있는 중앙의 튜브(14)로는 기체의 흐름을 따라 시료가 유입되어 플라즈마로 향한다.

로드 코일 또는 결합 코일(16)은 구리 또는 구리에 은도금을 한 것으로 2-4회 감겨져 있으며, 물 또는 기체 흐름에 의하여 냉각된다.

RF 생성기(17)는 통상적으로 27 또는 40정도의 주파수로 도선(18, 19)을 통하여 로드 코일(16)에 RF전류를 공급하며, 이에 따라 로드 코일(16)의 안쪽에는 시간적으로 변화하는 자기장이 생성된다. 이러한 자기장은 토치(11)의 축을 따라 형성된다.

이온 렌즈부(30) 및 사중극자부(40)는 진공 상태에 있는 원통형의 진공 체임버(chamber)(90)안에 위치하고 있다. 이 진공 체임버(90)는 진공도가 다른 두 개의 진공 영역(91, 92)으로 구분되어 있으며, 두 진공 영역(91, 92)은 격벽(93)에 의하여 구분된다. 각 영역(91, 92)은 각각 진공 펌프(94, 95)와 연결되어 있고 격벽(93)에는 작은 구멍을 가지는 구조물이 설치되어 있어 각 진공 영역(91, 92)의 진공도가 일정하게 유지되도록 되어 있다. 진공 체임버(90)의 재질은 스테인리스 스틸(stainless steel)로서 주로 용접으로 제작되고 있다.

플라즈마부(10)와 이온 렌즈부(30)를 연결하는 인터페이스(20)의 기능은 원래의 시료를 나타내는 플라즈마로부터 기체를 추출하는 것이다. 인터페이스(20)는 진공 체임버(90)와 결합될 수 있는 구조를 갖추고 있으며, 인터페이스 몸체, 가운데에 구멍이 나 있어 플라즈마부(10)로부터의 이온빔을 거르는 샘플러콘(sampler cone)(21), 이 샘플러콘(21)을 지지하며 몸체(90)에 부착되는 샘플러콘 지지대(29), 샘플러콘(21)과 유사하게 가운데에 구멍이 나 있어 샘플러콘(21)을 통과한 이온을 다시 거르며 진공 체임버(90)의 격벽에 고정되어 있는 스키머콘(skimmer cone)(22)을 포함한다.

이 중 샘플러콘(21)과 스키머콘(22)은 ICP-MS 장치의 심장이며 인터페에스(20)의 주요 구성 요소로서 원추형으로 되어 있다.

샘플러콘(21)과 스키머콘(22)은 거의 비슷하게 원추형이며 정점부에 샘플러 오리피스(orifice)라고 하는 구멍이 나 있고 열 전도도가 뛰어나다. 다만, 스키머콘(22)은 측면이 안쪽으로 각이져 있다는 점이 다르다.

이온 렌즈부(30)는 다수의 속이 빈 도전성 원통으로 이루어져 있으며, 이 원통들은 하나의 축을 따라 일렬로 배열되어 있다. 이 원통들에는 스키머콘(22)에 비하여 낮은 전압이 인가되어 있어 양이온들을 가속하는 역할을 한다. 또, 이온 렌즈부(30)의 중앙에는 플라즈마로부터 나오는 광자가 감지기에 도달하는 것을 방지하기 위한 차단판이 축 상에 놓여 있다.

사중극자부(40)는 직류 전압 및 RF 전압이 중첩되어 인가되는 사중극자(quadrupole)로 이루어져 있다.

그러면, 상기한 바와 같은 구조를 가지는 종래의 플라즈마 분석기에서의 시료 분석과정을 상세히 설명한다.

먼저, 분석될 시료는 시료 공급부(60)에서 토치(11)로 공급되는데, 이 때 기체, 증기, 미세한 방울 또는 에어졸의 상태로 유입되어야 한다. 이를 위해서는 연동펌프(peristalic pump)(도시하지 않음)에 의하여 공급된 시료 용액을 기체 압축(pneumatic) 또는 초음파(ultrasonic) 분무하거나, 고온 표면으로부터 미세 시료를 전기 열적으로 증발시키거나, 고체로부터 레이저 또는 스파크를 이용하여 박리하거나, 반응 용기로부터 휘발성 수소화물 또는 산화물을 생성하는 따위의 방법을 이용하며, 이 중에서도 일반적으로 압축기체 분무기를 사용한다.

에어졸이 된 시료는 토치(11)의 가장 안쪽 튜브(14)로 주입된다. 주입 튜브(14)를 벗어나 금방 플라즈마로 들어간 시료 에어졸은 아직 작은 시료 용액 방울을 포함하고 있지만 금방 건조되어 미세한 고체 미세 입자가 되고, 온도가 높아짐에 따라 증기가 되고 결과적인 증기상(vapour phase)의 합성물은 분리되어 원자화된다. 일단 원자화된 시료는 플라즈마의 중앙을 통과하는 동안 고온 하에서 실질적으로 이온화된다.

플라즈마를 떠난 시료 이온들이 다음으로 맞부딪히는 것은 샘플러콘(21)이다. 샘플러콘(21)의 전위는 플라즈마에 비하여 낮으며 일반적으로 바닥(ground) 전위이다. 이 때문에 양이온들은 샘플러콘(21)을 향하여 가속되고 음이온 또는 전자들은 진행 방향과는 다른 방향의 힘을 받아 샘플러콘(21)을 통과하지 못한다.

양이온들은 샘플링 오리피스를 통과하여 기계적인 펌프에 의하여 진공으로 되는 인터페이스(20)의 내부로 들어간다. 샘플러콘(21)을 통과한 이온들은 급격히 팽창하고 이중 중앙 부분이 스키머 오리프스를 통과한다. 그러나, 이온들의 속도가 매우 빠르기 때문에 이온이 스키머 오리피스에 도달하기까지는 수 밀리초에 불과하므로서, 시료 이온은 통과하는 동안 자연적 또는 상대적으로 거의 변화하지 않는다.

플라즈마에서 이온빔은 크기가 동일한 전자빔과 균형을 이루므로 전체 빔은 중성인것처럼 행동한다. 그런, 전체 빔이 스키머 오리피스를 떠나면, 플라즈마보다 전위가 낮은 원통형 전극에 의하여 얻어진 전기장이 양이온을 끌고 전자는 배척한다. 이에 따라 전자빔이 사라져 전체 빔이 갑자기 중성이 아닌 상태가 된다. 이온빔에 있는 이온들은 동일한 전하를 가지고 있기 때문에 서로 척력이 작용하며 이러한 이온 사이의 상호 척력은 주어진 크기의 빔에 압축될 수 있는 이온의 총수를 제한한다. 따라서 이온빔은 이러한 공간 전하 효과에 의하여 크게 팽창하며 이에 따라 스키머를 떠난 이온을 모두 모으기가 어렵고, 이것이 이온 손실의 주된 원천이다. 또한, 동일한 공간 전하력이 모든 이온에 동일하게 작용한다면, 가벼운 이온이 가장 영향을 받아 가장 크게 휘어진다. 그러므로 가벼운 이온인 경우에는 손실이 커지게 되어 가벼운 입자에 대해서 감도를 낮게 한다. 따라서 가벼운 입자와 무거운 입자에 대한 검출 비율을 동일하게 할 필요가 있으며 이온 렌즈가 이러한 역할을 한다.

결국, 이온 렌즈는 이온에 방향 속도를 나누어줌으로써, 렌즈는 이온을 사중극자부(40)쪽으로 밀고 진공 시스템 안에 머무르게 한다. 그러나 원하지 않는 중성 입자들은 펌프(97)로 흐르게 하여 이온 투과와 감도를 개선한다.

또, 이온 렌즈부(30)에는 플라즈마로부터의 광자가 검출부에 도달하는 것을 방지하는 중앙 차단판을 가지고 있다.

이온빔은 그 에너지와 질량에 의하여 결정되는 속도로 축을 따라서 사중극자 구조의 한 끝으로 투입된다. 사중극자의 각 전극에 인가된 RF 전압은 모든 이온을 진동하게 하고 직류 전압은 경로를 휘게 한다. RF전압 및 직류 전압을 적절하게 선택하면, 원하는 질량/전하량(m/z)비율을 가지는 이온만이 안정된 경로를 가지고 사중극자의 다른 끝으로 나타나게 할 수 있다. 이때 다른 이온들은 너무 많이 휘어져 막대와 충돌하고 중성화되어 사라진다.

마지막으로 사중극자를 통과한 이온을 검출부에서 검출하면 된다.

그러나, 이러한 종래의 플라즈마 질량 분석기는 다음과 같은 몇 가지 문제점을 가지고 있다.

첫째, 시료를 분석하지 않을 때 진공 체임버의 진공도를 유지하기 위하여 진공 체임버와 인터페이스 사이에는 차단 밸브가 있어야 하는데, 통상의 상업용 게이트 밸브를 장착할 경우 이온들이 통과해야 할 통로의 길이가 약 5정도 더 길어져 통과 효율이 떨어진다.

둘째, 종래의 원통형 진공 체임버는 스테인리스 스틸을 용접하여 제작하므로 이온 렌즈와 사중극자 장착 따위의 보수 유지 작업을 할 때 완전 해체하여야 하는 문제점이 있다.

섯째, 종래의 로드 코일은 구리 또는 구리에 은도금하여 사용하므로 부식이 잘 되고 수명이 짧다는 문제점이 있다.

넛째, 종래의 인터페이스는 몸체와 샘플러콘 받침대가 분리되어 있어 조립하기가 어려울 뿐 아니라 조립의 정확도가 떨어진다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이온빔을 효과적으로 단속할 수 있으며, 제작 및 조립이 용이하며 부식이 잘 안되어 수명이 긴 플라즈마 질량 분석기를 제공하는 데에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 플라즈마가 생성되어 있으며 시료 용액을 이온화하는 플라즈마부, 상기 플라즈마부에서 이온화된 시료 이온빔에서 필요한 성분을 추출해내는 인터페이스, 상기 인퍼테이스를 통과한 시료 이온빔을 포커싱하는 이온 렌즈부, 상기 이온 렌즈부를 통과한 시료 이온 중 필요한 성분을 추출하는 사중극자부, 상기 사중극자부에서 추출된 시료 이온을 검출하는 이온 검출부를 포함하는 질량 분석기에 있어서, 상기 인터페이스는 상기 시료 이온빔을 단속하는 단속 수단을 포함하는 특성으로 하는 플라즈마 질량 분석기.

이 때, 상기 이온 렌즈부 쪽의 상기 인터페이스에는 오목부가 형성되어 있고, 상기 인터페이스에는 상기 플라주마부를 통과한 이온빔이 상기 이온 렌즈부 쪽으로 이동하는 통로인 관통공의 출구가 상기 오목부에 형성되어 있고, 상기 단속 수단은 상기 오목부에 삽입되어 미끄러져 오르내릴 수 있으며 중앙에 구멍을 가진 차단판을 포함하는 특징으로 하며, 상기 인터페이스에 형성되어 있는 상기 관통공의 출구 둘레에는 이중으로 오링이 형성되어 있음을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따라 플라즈마 분석기는, 플라즈마가 생성되어 있으며 시료 용액을 이온화하는 플라즈마부, 상기 플라즈마부에서 이온화된 시료 이온빔에서 필요한 성분을 추출해내는 인터페이스, 상기 인터페이스를 통과한 시료 이온빔을 포커싱하는 이온 렌즈부, 상기 이온 렌즈부를 통과한 시료 이온 중 필요한 성분을 검출하는 사중극자부, 상기 사중극자부에서 추출된 시료 이온을 검출하는 이온 검출부를 포함하며, 상기 인터페이스는 몸체, 상기 플라즈마부로부터의 이온빔을 거르는 샘플러콘, 상기 샘플러콘을 지지하며 상기 몸체에 부착되는 샘플러콘 지지대, 상기 샘플러콘과 유사하게 가운데에 구멍이 나 있어 상기 샘플러콘을 통과한 이온을 다시 거르며 상기 몸체에 고정되어 있는 스키머콘을 포함하는 플라즈마 질량 분석기에 있어서, 상기 인터페이스의 몸체와 샘플러콘 지지대는 일체로 형성되어 있음을 특징으로 하며, 상기 샘플러콘의 부착부는 상기 스키머콘의 부착부보다 커서 상기 스키머콘의 부착이 용이하도록 되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 플라즈마 분석기의 제조 방법은, 플라즈마가 생성되어 있으며 시료 용액을 이온화하는 플라즈마부, 상기 플라즈마부에서 이온화된 시료 이온빔에서 필요한 성분을 추출해내는 인터페이스, 상기 인터페이스를 통과한 시료 이온빔을 포커싱하는 이온 렌즈부, 상기 이온 렌즈부를 통과한 시료 이온 중 필요한 성분을 추출하는 사중극자부, 상기 사중극자부에서 추출된 시료 이온을 검출하는 이온 검출부를 포함하며, 상기 이온 렌즈부 및 상기 사중극자부는 진공 체임버 속에 위치하고 있는 플라즈마 질량 분석기의 제조 방법에 있어서, 상기 진공 체임버는 알루미늄 기둥을 깎아 만듦을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 플라즈마 분석기의 제조 방법은, 플라즈마가 생성되어 있으며 시료 용액을 이온화하는 플라즈마부, 상기 플라즈마부에서 이온화된 시료 이온빔에서 필요한 성분을 추출해내는 인터페이스, 상기 인터페이스를 통과한 시료 이온빔을 포커싱하는 이온 렌즈부, 상기 이온 렌즈부를 통과한 시료 이온 중 필요한 성분을 추출하는 사중극자부, 상기 사중극자부에서 추출된 시료 이온을 검출하는 이온 검출부를 포함하며, 상기 플라즈마부는 세 개의 동심 튜브로 구성되는 토치, 상기 토치의 입구 부근에 감겨 있는 로드 코일, 상기 로드 코일에 RF 전류를 공급하는 RF 생성기를 포함하는 플라즈마 질량 분석기의 제조 방법에 있어서, 상기 로드 코일은 금도금한 구리 코일을 나선형의 홈이 파져 있는 막대에 홈을 따라 감음으로써 형성함을 특징으로 한다.

그러면, 본 발명에 따른 플라즈마 분석기의 실시예를 첨부한 도면을참고로 하여 상세히 설명한다.

제4도 (a) 및 (b)는 본 발명의 한 실시예에 따른 차단판으로서, (a)는 정면도이고 (b)는 B-B의 단면도이다. 제5도 (a)내지 (c)는 본 발명의 한 실시예에 따른 게이트 밸브의 역할을 할 수 있는 인터페이스의 구조를 나타낸 도면으로서, (a)는 진공 체임버쪽에서 본 정면도이고 (b) 및 (c)는 (a)의 A-A선을 절단한 단면도로서 서로 다른 구조를 가지고 있다. 제6도 (a) 및 (b)는 본 발명의 한 실시예에 따른 게이트 밸브 플랜지(flange)를 도시한 것으로서 진공 체임버에 부착하게 되어 있으며, (a)는 정면도이고 (b)는 측면도이다.

제4도에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 차단판(80)은 중앙에 이온빔이 통과할 수 있는 구멍(81)를 가지고 있으며, 평평한 판형으로 되어 있다.

제5도(a)내지 (c)에 도시한 바와 같이, 인터페이스(20)는 원통형으로 되어 있고 진공 체임버 쪽으로 볼 때의 정면 중앙에 이온빔이 통과할 수 있는 둥근 관통공(23)이 형성되어 있다. 관통공(23)의 부근은 차단판(80)이 끼워져 미끄러져 오르내릴 수 있도록 오목부(24)가 형성되어 있으며, 차단판(80)의 운동을 원활하게 하고 이온빔의 누출을 막을 수 있도록 관통공(23)의 둘레에 이중으로 오링(O-ring)(25)이 삽입되어 있다.

인터페이스(20)의 단면을 보면, 제5도 (b)의 구조에서 스키머콘을 둘러 끼울 수 있도록 나삿니(27)이 형성되어 있으며, 샘플러콘을 지지하는 샘플러콘 지지대를 부착할 수 있는 부분(26)이 형성되어 있다.

그러나, 제5 (c)의 구조에서는 스키머콘뿐 아니라 샘플러콘도 기울 수 있도록 나삿니(28)가 형성되어 있는 구조이다. 이 구조에서는 스키머콘의 둘레를 샘플러콘의 둘레보다 작게 하고 안쪽에 위치하는 스키머콘 및 샘플러콘을 끼울 수 있다.

제6도에 도시한 바와 같이 진공 체임버에 부착되는 원판형의 게이트 밸브 플랜지(85)에는 인터페이스(20)의 면과 동일하게 형성되어 있다. 즉, 정면 중앙에 이온빔에 통과할 수 있는 둥근 관통공(83)에 형성되어 있고, 관통공(83)의 부근은 차단판(80)이 끼워져 미끄러져 오르내릴 수 있도록 오목부(84)가 형성되어 있으며, 차단판(80)의 운동을 원활하게 하고 이온빔의 누출을 막을 수 있도록 관통공의 둘레에 이중으로 오링(86)이 삽입되어 있다. 이와 같이 오목부(24, 84)가 인터페이스(20) 및 게이트 밸브 플랜지(85) 모두에 형성되어 있는 경우에는 각 오목부(24, 84)의 깊이를 더한 값이 차단판(80)의 두께와 동일하거나 약간 커야 한다. 그러나, 이러한 오목부는 이 게이트 밸브 플랜지(85)에는 형성되어 있지 않고 인터페이스(20)에만 형성되어 있을 수도 있다. 그 경우에 인터페이스(20)의 오목부(24)의 깊이는 차단판(80)의 두께와 동일하거나 약간 크다.

이러한 인터페이스(20) 및 게이트 밸브 플랜지(85), 그리고 차단판(80)이 결합된 상태에서는, 차단판(80)은 인터페이스(20)와 게이트 밸브 플랜지(85)의 사이에 위치하게 된다. 차단판(80)의 구멍(82)과 인터페이스(20) 및 게이트 밸브 플랜지(85)의 관통공(23, 83)이 일치하면 이온빔이 통과할 수 있고, 차단판(80)을 오목부(24, 84)를 따라 이동시킴으로써 진공 체임버의 진공도를 유지하면서 플라즈마를 끄고 작업을 중지할 수 있다.

또, 본 발명의 다른 실시예에서는 진공 체임버를 종래와는 달리 스테인리스 스틸을 용접하는 방법으로 제작하지 않고, 알루미늄 기둥을 파내에 체임버를 만듬 다음, 부식을 방지하도록 니켈 도금을 하는 방법을 사용하여 제작한다. 이렇게 함으로써 진공도가 좋고 제작이 용이하여 단가가 적어지며 진공 체임버 안 조작이 용이한 진공 체임버를 만들 수 있다.

제6도는 본 발명의 또다른 실시예에 따라 로드 코일의 형상을 만드는 기구를 도시한 것이다.

제6도에 도시한 바와 같이, 로드 코일의 형성을 만드는 기구(100)는 둘레에 나선형의 홈(101)이 파져 있다. 본 발명의 실시예에서는 종래와는 달리 금도금한 동선을 사용하여 로드 코일을 만들되, 그 동선을 나선형의 홈(101)을 따라 감아 휨으로써 변형이 되지 않고 용이하게 로드 코일을 제작할 수 있다.

상기한 바와 같이 함으로써 본 발명은 이온빔을 효과적으로 단속할 수 있으며, 제작 및 조립이 용이하며 부식이 잘 안되어 수명이 긴 플라즈마 질량 분석기를 제공할 수 있다.

Claims (6)

1. 플라즈마가 생성되어 있으며 시료 용액을 이온화하는 플라즈마부, 상기 플라즈마부에서 이온화된 시료 이온빔에서 필요한 성분을 추출해내는 인터페이스, 상기 인터페이스를 통과한 시료 이온빔을 포커싱하는 이온 렌즈부, 상기 이온 렌즈부를 통과한 시료 이온 중 필요한 성분을 추출하는 사중극자부, 상기 사중극자부에서 추출된 시료 이온을 검출하는 이온 검출부를 포함하는 질량 분석기에 있어서, 상기 인터페이스는 상기 시료 이온빔을 단속하는 단속 수단을 포함함을 특징으로 하는 플라즈마 질량 분석기.
2. 제1항에 있어서, 상기 이온 렌즈부 쪽의 상기 인터페이스는 오목부가 형성되어 있고, 상기 인터페이스에는 상기 플라즈마부를 통과한 이온빔이 상기 이온 렌즈부 쪽으로 이동하는 통로인 관통공의 출구가 상기 오목부에 형성되어 있고, 상기 단속 수단은 상기 오목부에 삽입되어 미끄러져 오르내릴 수 있으며 중앙에 구멍을 가진 차단판을 포함하며, 상기 인터페이스에 형성되어 있는 상기 관통공의 출구 둘레에는 이중으로 오링이 형성되어 있음을 특징으로 하는 플라즈마 분석기.
3. 플라즈마가 생성되어 있으며 시료 용액을 이온화하는 플라즈마부, 상기 플라즈마부에서 이온화된 시료 이온빔에서 필요한 성분을 추출해내는 인터페이스, 상기 인터페이스를 통과한 시료 이온빔을 포커싱하는 이온 렌즈부, 상기 이온 렌즈부를 통과한 시료 이온 중 필요한 성분을 추출하는 사중극자부, 상기 사중극자부에서 추출된 시료 이온을 검출하는 이온 검출부를 포함하며, 상기 인터페이스는 몸체, 상기 플라즈마부로부터의 이온빔을 거르는 샘플러콘, 상기 샘플러콘을 지지하며 상기 몸체에 부착되는 샘플러콘 지지대, 상기 샘플러콘과 유사하게 가운데에 구멍이 나 있어 상기 샘플러콘을 통과한 이온을 다시 거르며 상기 몸체에 고정되어 있는 스키머콘을 포함하는 플라즈마 질량 분석기에 있어서, 상기 인터테이스의 몸체와 샘플러콘 지지대는 일체로 형성되어 있음을 특징으로 하는 플라즈마 질량 분석기.
4. 제4항에 있어서, 상기 샘플러콘의 부착부는 상기 스키머콘의 부착부보다 커서 상기 스키머콘의 부착이 용이하도록 되어 있음을 특징으로 하는 플라즈마 질량 분석기.
5. 플라즈마가 생성되어 있으며 시료 용액을 이온화하는 플라즈마부, 상기 플라즈마부에서 이온화된 시료 이온빔에서 필요한 성분을 추출해내는 인터페이스, 상기 인터페이스를 통과한 시료 이온빔을 포커싱하는 이온 렌즈부, 상기 이온 렌즈부를 통과한 시료 이온 중 필요한 성분을 추출하는 사중극자부, 상기 사중극자부에서 추출된 시료 이온을 검출하는 이온 검출부를 포함하며, 상기 이온 렌즈부 및 상기 사중극자부는 진공 체임버 속에 위치하고 있는 플라즈마 질량 분석기의 제조 방법에 있어서, 상기 진공 체임버는 알루미늄 기둥을 깎아 만듦을 특징으로 하는 플라즈마 질량 분석기의 제조방법.
6. 플라즈마가 생성되어 있으며 시료 용액을 이온화하는 플라즈마부, 상기 플라즈마부에서 이온화된 시료 이온빔에서 필요한 성분을 추출해내는 인터페이스, 상기 인터페이스를 통과한 시료 이온빔을 포커싱하는 이온 렌즈부, 상기 이온 렌즈부를 통과한 시료 이온 중 필요한 성분을 추출하는 사중극자부, 상기 사중극자부에서 추출된 시료 이온을 검출하는 이온 검출부를 포함하며, 상기 플라즈마부는 세 개의 동심 튜브로 구성되는 토치, 상기 토치의 입구 부근에 감겨 있는 로드 코일, 상기 로드 코일에 RF 전류를 공급하는 RF 생성기를 포함하는 플라즈마 질량 분석기의 제조 방법에 있어서, 상기 로드 코일은 금도금한 구리 코일을 나선형의 홈이 파져 있는 막대에 홈을 따라 감음으로써 형성함을 특징으로 하는 플라즈마 질량 분석기의 제조방법.