JPH07153419A - 圧力測定又は質量分析用イオン化室 - Google Patents
圧力測定又は質量分析用イオン化室Info
- Publication number
- JPH07153419A JPH07153419A JP5302684A JP30268493A JPH07153419A JP H07153419 A JPH07153419 A JP H07153419A JP 5302684 A JP5302684 A JP 5302684A JP 30268493 A JP30268493 A JP 30268493A JP H07153419 A JPH07153419 A JP H07153419A
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- JP
- Japan
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- ionization chamber
- electron source
- pressure measurement
- mass spectrometry
- ions
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 イオン化室の汚れを防ぎ、超高真空雰囲気下
で高精度の圧力測定又は質量分析を可能にする。 【構成】 イオン化室２を気体分子の吸着に関して不活
性な貴金属材料で作製すると共に、電子源６として蒸発
物を発生しない冷陰極を使用する。熱陰極を使用する場
合には、電子軌道３に沿って遮蔽板を設け、反射板を経
て電子のみをイオン化室２に導入する。 【効果】 ＥＳＤイオンがコレクタ５に取り込まれるこ
とがないので、超高真空雰囲気の圧力や質量が高精度で
測定される。
で高精度の圧力測定又は質量分析を可能にする。 【構成】 イオン化室２を気体分子の吸着に関して不活
性な貴金属材料で作製すると共に、電子源６として蒸発
物を発生しない冷陰極を使用する。熱陰極を使用する場
合には、電子軌道３に沿って遮蔽板を設け、反射板を経
て電子のみをイオン化室２に導入する。 【効果】 ＥＳＤイオンがコレクタ５に取り込まれるこ
とがないので、超高真空雰囲気の圧力や質量が高精度で
測定される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超高真空下における圧
力測定や質量分析等に適したイオン化室に関する。
力測定や質量分析等に適したイオン化室に関する。
【０００２】
【従来の技術】超高真空等の極めて真空度の高い雰囲気
下で圧力や質量を計測する手段として、電離真空計，電
離型質量分析器等が広く使用されている。電離真空計で
全圧力や分圧を測定するとき、図１に示すように電子源
１から放射した電子を１００ｅＶ前後に加速し、イオン
化室２内に電子軌道３に沿って照射する。イオン化室内
の残留分子や原子は、イオン化室２の内部で電離したイ
オンとなり、イオン軌道４に沿ってコレクタ５に集めら
れる。イオン化室２の内部で発生した信号イオンの量が
圧力に比例することを利用し、コレクタ５で測定された
イオン強度に基づき圧力を算出する。質量分析器では、
電場，磁場等に基づいて質量の差を分別して検出する。
イオン化室２にある信号イオンの量は、内部圧力の低下
に伴って減少する。そのため、イオン化室２の内部が１
０-9Ｐａ程度の真空度になると、電子がイオン化室２の
グリッド表面を照射することにより発生する軟Ｘ線や電
子衝撃脱離イオン（ＥＳＤイオン）に起因した暗電流が
信号電流と同程度になる。その結果、暗電流が誤差要因
として取り込まれ、正確な圧力測定ができなくなる。
下で圧力や質量を計測する手段として、電離真空計，電
離型質量分析器等が広く使用されている。電離真空計で
全圧力や分圧を測定するとき、図１に示すように電子源
１から放射した電子を１００ｅＶ前後に加速し、イオン
化室２内に電子軌道３に沿って照射する。イオン化室内
の残留分子や原子は、イオン化室２の内部で電離したイ
オンとなり、イオン軌道４に沿ってコレクタ５に集めら
れる。イオン化室２の内部で発生した信号イオンの量が
圧力に比例することを利用し、コレクタ５で測定された
イオン強度に基づき圧力を算出する。質量分析器では、
電場，磁場等に基づいて質量の差を分別して検出する。
イオン化室２にある信号イオンの量は、内部圧力の低下
に伴って減少する。そのため、イオン化室２の内部が１
０-9Ｐａ程度の真空度になると、電子がイオン化室２の
グリッド表面を照射することにより発生する軟Ｘ線や電
子衝撃脱離イオン（ＥＳＤイオン）に起因した暗電流が
信号電流と同程度になる。その結果、暗電流が誤差要因
として取り込まれ、正確な圧力測定ができなくなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】測定精度を向上させる
ためには、暗電流の原因である軟Ｘ線やＥＳＤイオンの
影響を排除する必要がある。軟Ｘ線は、コレクタ５をイ
オン化室２から隠し、イオン信号のみをコレクタ５に導
くことにより分離できる。他方、ＥＳＤイオンは、信号
イオンと同じ電荷をもち、電場や磁場に対して同じ応答
をするため、信号イオンからの分離が困難である。ＥＳ
Ｄイオンは、たとえばイオン化室２の内面に吸着されて
いる分子が電子によって内面から脱離することにより発
生する。エネルギー差を利用してエネルギー分析器でＥ
ＳＤイオンを分離することができるが、エネルギー分析
器の使用は、信号量を減少させ、装置を複雑にし、制御
電源を高価なものにする弊害を伴う。
ためには、暗電流の原因である軟Ｘ線やＥＳＤイオンの
影響を排除する必要がある。軟Ｘ線は、コレクタ５をイ
オン化室２から隠し、イオン信号のみをコレクタ５に導
くことにより分離できる。他方、ＥＳＤイオンは、信号
イオンと同じ電荷をもち、電場や磁場に対して同じ応答
をするため、信号イオンからの分離が困難である。ＥＳ
Ｄイオンは、たとえばイオン化室２の内面に吸着されて
いる分子が電子によって内面から脱離することにより発
生する。エネルギー差を利用してエネルギー分析器でＥ
ＳＤイオンを分離することができるが、エネルギー分析
器の使用は、信号量を減少させ、装置を複雑にし、制御
電源を高価なものにする弊害を伴う。
【０００４】ＥＳＤイオンの発生を抑制するため、気体
分子の吸着に関して不活性な白金，金，パラジウム等の
貴金属でイオン化室を作ることが知られている。白金，
金，パラジウム等の貴金属は、容易に吸着分子を脱離さ
せる性質を呈する。そのため、予めイオン化室に電子を
照射した後で圧力測定や質量分析等を行うことにより、
イオン化室からのＥＳＤイオンを少なくした測定や分析
が可能になることが予想される。しかし、エネルギー分
析器を実際に使用して超高真空領域のイオンを分析する
と、信号イオンより多量のＥＳＤイオンが検出される。
そのため、このままでは圧力測定に、エネルギー分析器
の使用が余儀なくされる。本発明は、このような問題を
解消すべく案出されたものであり、イオン化室の汚れを
防ぎ、貴金属本来の特性を十分に引出すことにより、超
高真空雰囲気下において高精度で圧力測定或いは質量分
析することを目的とする。
分子の吸着に関して不活性な白金，金，パラジウム等の
貴金属でイオン化室を作ることが知られている。白金，
金，パラジウム等の貴金属は、容易に吸着分子を脱離さ
せる性質を呈する。そのため、予めイオン化室に電子を
照射した後で圧力測定や質量分析等を行うことにより、
イオン化室からのＥＳＤイオンを少なくした測定や分析
が可能になることが予想される。しかし、エネルギー分
析器を実際に使用して超高真空領域のイオンを分析する
と、信号イオンより多量のＥＳＤイオンが検出される。
そのため、このままでは圧力測定に、エネルギー分析器
の使用が余儀なくされる。本発明は、このような問題を
解消すべく案出されたものであり、イオン化室の汚れを
防ぎ、貴金属本来の特性を十分に引出すことにより、超
高真空雰囲気下において高精度で圧力測定或いは質量分
析することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のイオン化室は、
その目的を達成するため、気体分子の吸着に関して不活
性な貴金属材料でイオン化室を作ると共に、蒸発物を発
生しない冷陰極を使用し、或いは電子源で発生した蒸発
物がイオン化室に導入されないように構成している。蒸
発物がイオン化室に至る経路は、電子軌道に沿って設け
られた遮蔽板及び反射板によって遮断される。
その目的を達成するため、気体分子の吸着に関して不活
性な貴金属材料でイオン化室を作ると共に、蒸発物を発
生しない冷陰極を使用し、或いは電子源で発生した蒸発
物がイオン化室に導入されないように構成している。蒸
発物がイオン化室に至る経路は、電子軌道に沿って設け
られた遮蔽板及び反射板によって遮断される。
【０００６】
【作用】本発明は、最近のＥＳＤイオンに関する研究成
果に基づいて完成されたものである。ＥＳＤイオンの発
生原因は、電子源から蒸発した僅かな蒸発物がイオン化
室を構成するグリッドを汚し、この汚れに吸着した分子
に由来することが判明した。そこで、ＥＳＤイオンの影
響を排除するため、気体分子の吸着に関して不活性な貴
金属材料でイオン化室を作ると共に、蒸発物を発生しな
い電子源の使用及び／又は電子源で発生した蒸発物の分
離除去により、イオン化室の汚れを防止する。蒸発物を
発生しない電子源としては、図２に示すように従来の電
子源１に代えて、室温で動作する強電界電子放射銃等の
冷陰極電子源６を使用する。冷陰極電子源６は、トンネ
ル効果で電子を放出するため、室温で動作し陰極表面の
温度が低く、電子源からの蒸発が実質的に無くなる。ま
た、計測に十分な電流を得ることができ、寿命が長いた
め、圧力測定や質量分析に支障を来すこともない。
果に基づいて完成されたものである。ＥＳＤイオンの発
生原因は、電子源から蒸発した僅かな蒸発物がイオン化
室を構成するグリッドを汚し、この汚れに吸着した分子
に由来することが判明した。そこで、ＥＳＤイオンの影
響を排除するため、気体分子の吸着に関して不活性な貴
金属材料でイオン化室を作ると共に、蒸発物を発生しな
い電子源の使用及び／又は電子源で発生した蒸発物の分
離除去により、イオン化室の汚れを防止する。蒸発物を
発生しない電子源としては、図２に示すように従来の電
子源１に代えて、室温で動作する強電界電子放射銃等の
冷陰極電子源６を使用する。冷陰極電子源６は、トンネ
ル効果で電子を放出するため、室温で動作し陰極表面の
温度が低く、電子源からの蒸発が実質的に無くなる。ま
た、計測に十分な電流を得ることができ、寿命が長いた
め、圧力測定や質量分析に支障を来すこともない。
【０００７】熱陰極を蒸発源として使用する場合、昇温
した熱陰極から蒸発した分子がイオン化室２にもち込ま
れ、ＥＳＤイオン発生原因となる。そこで、図３に示す
ように、熱陰極電子源７とイオン化室２との間に遮蔽板
８を配置する。熱陰極電子源７で発生した蒸発物は、遮
蔽板８及び電子反射板９で電子から分離され、イオン化
室２に導かれない。他方、熱陰極電子源７から放射され
た電子は、遮蔽板８の間を通り電子反射板９で偏向され
る電子軌道３に沿ってイオン化室２に導かれる。遮蔽板
８は、電子源に対して正の電位を印加し、電子を加速又
は集束することにより、電子を引き出す機能を呈する。
この遮蔽板８によって、静電場で電子のみがイオン化室
２に導入される。この場合に使用される熱陰極電子源７
としては、トリアコートイリジウム・フィラメントや含
浸型熱陰極等がある。
した熱陰極から蒸発した分子がイオン化室２にもち込ま
れ、ＥＳＤイオン発生原因となる。そこで、図３に示す
ように、熱陰極電子源７とイオン化室２との間に遮蔽板
８を配置する。熱陰極電子源７で発生した蒸発物は、遮
蔽板８及び電子反射板９で電子から分離され、イオン化
室２に導かれない。他方、熱陰極電子源７から放射され
た電子は、遮蔽板８の間を通り電子反射板９で偏向され
る電子軌道３に沿ってイオン化室２に導かれる。遮蔽板
８は、電子源に対して正の電位を印加し、電子を加速又
は集束することにより、電子を引き出す機能を呈する。
この遮蔽板８によって、静電場で電子のみがイオン化室
２に導入される。この場合に使用される熱陰極電子源７
としては、トリアコートイリジウム・フィラメントや含
浸型熱陰極等がある。
【０００８】
【実施例】エネルギー分析器を備えた真空計を使用し
て、超高真空雰囲気で２種のイオン化室を調査した。エ
ネルギー分析器１１では、図４に示すように、電子源１
から放射された電子をイオン化室２に導き、発生した信
号イオンが引出し電極１０により導入される。導入され
た信号イオン及びＥＳＤイオンは、エネルギー分析器１
１の他端に設けた検出器１２で検出される。イオン化室
２は、白金及び白金クラッドモリブデン線で作製した。
電子源１として通常の熱陰極を使用した場合、検出器１
２で得られた測定値は、１０-10 Ｐａで図５に示すよう
に二つのピークを持っていた。低エネルギー側のピーク
が信号イオンを示し、高低エネルギー側のピークがＥＳ
Ｄイオンを示す。図５から明らかなように、ＥＳＤイオ
ンのピークが強く、信号イオンの強度測定には不向きで
あった。
て、超高真空雰囲気で２種のイオン化室を調査した。エ
ネルギー分析器１１では、図４に示すように、電子源１
から放射された電子をイオン化室２に導き、発生した信
号イオンが引出し電極１０により導入される。導入され
た信号イオン及びＥＳＤイオンは、エネルギー分析器１
１の他端に設けた検出器１２で検出される。イオン化室
２は、白金及び白金クラッドモリブデン線で作製した。
電子源１として通常の熱陰極を使用した場合、検出器１
２で得られた測定値は、１０-10 Ｐａで図５に示すよう
に二つのピークを持っていた。低エネルギー側のピーク
が信号イオンを示し、高低エネルギー側のピークがＥＳ
Ｄイオンを示す。図５から明らかなように、ＥＳＤイオ
ンのピークが強く、信号イオンの強度測定には不向きで
あった。
【０００９】電子源１として蒸発物を発生しない冷陰極
を使用した場合、３×１０-11 Ｐａのスペクトルを図６
に示す。このスペクトルは、図５より一桁感度が高いも
のであるにも拘らず、ＥＳＤイオンのピークが観察され
なかった。このときのＥＳＤの雑音レベルは、１０-12
Ｐａ以下であった。また、熱陰極を電子源１として使用
した場合でも、図３に示すように電子軌道３に沿って遮
蔽板８及び電子反射板９を配置し、電子源１をイオン化
室２から隠したとき、図６と同様に信号イオンのピーク
のみが観察され、ＥＳＤの雑音レベルを抑えることがで
きた。
を使用した場合、３×１０-11 Ｐａのスペクトルを図６
に示す。このスペクトルは、図５より一桁感度が高いも
のであるにも拘らず、ＥＳＤイオンのピークが観察され
なかった。このときのＥＳＤの雑音レベルは、１０-12
Ｐａ以下であった。また、熱陰極を電子源１として使用
した場合でも、図３に示すように電子軌道３に沿って遮
蔽板８及び電子反射板９を配置し、電子源１をイオン化
室２から隠したとき、図６と同様に信号イオンのピーク
のみが観察され、ＥＳＤの雑音レベルを抑えることがで
きた。
【００１０】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、気体分子の吸着に関して不活性な貴金属材料でイオ
ン化室を作ると共に、蒸発物を発生しない電子源の使用
及び／又は電子源で発生した蒸発物の除去により、イオ
ン化室の汚れを防止している。そのため、ＥＳＤイオン
がノイズとなって検出されることなく、信号イオンの強
度が高精度で測定される。その結果、超高真空雰囲気に
おける圧力測定や質量分析が高精度で行われる。
は、気体分子の吸着に関して不活性な貴金属材料でイオ
ン化室を作ると共に、蒸発物を発生しない電子源の使用
及び／又は電子源で発生した蒸発物の除去により、イオ
ン化室の汚れを防止している。そのため、ＥＳＤイオン
がノイズとなって検出されることなく、信号イオンの強
度が高精度で測定される。その結果、超高真空雰囲気に
おける圧力測定や質量分析が高精度で行われる。
【図１】 従来の熱陰極電子源を備えたイオン化室
【図２】 電子源として冷陰極を使用したイオン化室
【図３】 電子軌道に沿って遮蔽板及び反射板を設けた
イオン化室
イオン化室
【図４】 実施例で使用したエネルギー分析器
【図５】 熱陰極電子源を使用したときのエネルギース
ペクトル
ペクトル
【図６】 冷陰極電子源を使用したときのエネルギース
ペクトル
ペクトル
１：電子源 ２：イオン化室 ３：電子軌道
４：イオン軌道 ５：コレクタ ６：冷陰極電子源 ７：熱陰極電子
源 ８：遮蔽板 ９：電子反射板 １０：引出し電
極 １１：エネルギー分析器 １２：検出器
４：イオン軌道 ５：コレクタ ６：冷陰極電子源 ７：熱陰極電子
源 ８：遮蔽板 ９：電子反射板 １０：引出し電
極 １１：エネルギー分析器 １２：検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｊ 41/06 4230−5Ｅ
Claims (2)
- 【請求項１】 蒸発物を発生することがない冷陰極と、
該冷陰極から放射された電子が導入されるイオン化室
と、該イオン化室で電離されたイオンを集めるコレクタ
とを備え、前記イオン化室は、気体分子の吸着に関して
不活性な貴金属材料で作製されている圧力測定又は質量
分析用イオン化室。 - 【請求項２】 熱陰極で発生した蒸発物を遮断し、電子
をイオン化室に導く遮蔽板及び反射板を前記熱陰極と前
記イオン化室との間に配置し、前記イオン化室で電離さ
れたイオンを集めるコレクタを前記イオン化室の開口部
に設けている圧力測定又は質量分析用イオン化室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5302684A JPH07153419A (ja) | 1993-12-02 | 1993-12-02 | 圧力測定又は質量分析用イオン化室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5302684A JPH07153419A (ja) | 1993-12-02 | 1993-12-02 | 圧力測定又は質量分析用イオン化室 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07153419A true JPH07153419A (ja) | 1995-06-16 |
Family
ID=17911950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5302684A Pending JPH07153419A (ja) | 1993-12-02 | 1993-12-02 | 圧力測定又は質量分析用イオン化室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07153419A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003022778A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-24 | Agilent Technol Inc | 反応性の試料に対する耐性を有するイオン化室 |
| US7064491B2 (en) | 2000-11-30 | 2006-06-20 | Semequip, Inc. | Ion implantation system and control method |
| JP2016001555A (ja) * | 2014-06-12 | 2016-01-07 | 株式会社堀場エステック | ガス分析計 |
| JP2019139956A (ja) * | 2018-02-09 | 2019-08-22 | 株式会社アルバック | 質量分析計用のイオン源 |
-
1993
- 1993-12-02 JP JP5302684A patent/JPH07153419A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7064491B2 (en) | 2000-11-30 | 2006-06-20 | Semequip, Inc. | Ion implantation system and control method |
| US7394202B2 (en) | 2000-11-30 | 2008-07-01 | Semequip, Inc. | Ion implantation system and control method |
| US7528550B2 (en) | 2000-11-30 | 2009-05-05 | Semequip, Inc. | Ion implantation system and control method |
| US7609003B2 (en) | 2000-11-30 | 2009-10-27 | Semequip, Inc. | Ion implantation system and control method |
| JP2003022778A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-24 | Agilent Technol Inc | 反応性の試料に対する耐性を有するイオン化室 |
| JP2016001555A (ja) * | 2014-06-12 | 2016-01-07 | 株式会社堀場エステック | ガス分析計 |
| JP2019139956A (ja) * | 2018-02-09 | 2019-08-22 | 株式会社アルバック | 質量分析計用のイオン源 |
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