JPH083987B2 - 質量分析装置の後段加速検知器 - Google Patents
質量分析装置の後段加速検知器Info
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- JPH083987B2 JPH083987B2 JP1002264A JP226489A JPH083987B2 JP H083987 B2 JPH083987 B2 JP H083987B2 JP 1002264 A JP1002264 A JP 1002264A JP 226489 A JP226489 A JP 226489A JP H083987 B2 JPH083987 B2 JP H083987B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/025—Detectors specially adapted to particle spectrometers
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は質量分析装置の後段加速検知器に係り、特に
低加速のイオンや高質量のイオンを検知するのに好適な
質量分析装置の後段加速検知器に関する。
低加速のイオンや高質量のイオンを検知するのに好適な
質量分析装置の後段加速検知器に関する。
従来の後段加速検知器は、特公昭59-16706号公報に示
されているように、負のイオンビームを正に印加された
変換電極に衝突させて、その変換電極の表面から正の荷
電粒子を発生させ、更にその荷電粒子を２次電子増倍管
により増幅してイオン電流として検知している。このよ
うにすると、変換電極にかなり高電圧を印加しておけ
ば、正の荷電粒子を高速にすることができ、イオンビー
ムを直接に２次電子増倍管に入射するよりも増倍率が数
桁向上することが分っている。
されているように、負のイオンビームを正に印加された
変換電極に衝突させて、その変換電極の表面から正の荷
電粒子を発生させ、更にその荷電粒子を２次電子増倍管
により増幅してイオン電流として検知している。このよ
うにすると、変換電極にかなり高電圧を印加しておけ
ば、正の荷電粒子を高速にすることができ、イオンビー
ムを直接に２次電子増倍管に入射するよりも増倍率が数
桁向上することが分っている。
しかしながら、上記従来技術では、変換電極の表面か
ら発生する荷電粒子を正確に２次電子増倍管へ導入する
ために、イオンビームのエネルギに対して、変換電極の
印加電圧を変化させる必要がある。一般には、変換電極
の印加電圧はイオンビームのエネルギに略比例した値と
なる。すなわち、イオンビームのエネルギが小さくなる
と、変換電極の印加電圧を下げなければならない。とこ
ろが、印加電圧を下げると、増倍率が低下し、イオン電
流を精度良く検知するのが難しくなる欠点がある。
ら発生する荷電粒子を正確に２次電子増倍管へ導入する
ために、イオンビームのエネルギに対して、変換電極の
印加電圧を変化させる必要がある。一般には、変換電極
の印加電圧はイオンビームのエネルギに略比例した値と
なる。すなわち、イオンビームのエネルギが小さくなる
と、変換電極の印加電圧を下げなければならない。とこ
ろが、印加電圧を下げると、増倍率が低下し、イオン電
流を精度良く検知するのが難しくなる欠点がある。
本発明の目的は、イオンビームのエネルギが小さい場
合でも、増倍率を低下させることなくイオン電流を検知
することができる質量分析装置の後段加速検知器を提供
することである。
合でも、増倍率を低下させることなくイオン電流を検知
することができる質量分析装置の後段加速検知器を提供
することである。
上記目的を達成するために、本発明は、高電圧が印加
された変換電極に正のイオンビームを衝突させて、前記
変換電極から負の荷電粒子を飛び出させ、該荷電粒子を
荷電粒子検知器で増幅して検知する質量分析装置の後段
加速検知器において、前記変換電極を回動させることな
く、前記荷電粒子検知器の中心軸に対して平行、直角又
は斜め方向に移動させる移動手段を設けたものである。
された変換電極に正のイオンビームを衝突させて、前記
変換電極から負の荷電粒子を飛び出させ、該荷電粒子を
荷電粒子検知器で増幅して検知する質量分析装置の後段
加速検知器において、前記変換電極を回動させることな
く、前記荷電粒子検知器の中心軸に対して平行、直角又
は斜め方向に移動させる移動手段を設けたものである。
また、本発明は、高電圧が印加された変換電極に電場
と磁場により制御された正のイオンビームを衝突させ
て、前記変換電極から負の荷電粒子を飛び出させ、該荷
電粒子を荷電粒子検知器で増幅して検知する二重収束型
の質量分析装置の後段加速検知器において、電場電圧の
走査に応じ、前記変換電極を回動させることなく、前記
荷電粒子検知器の中心軸に対して平行、直角又は斜め方
向に移動させる移動手段を設けたものである。
と磁場により制御された正のイオンビームを衝突させ
て、前記変換電極から負の荷電粒子を飛び出させ、該荷
電粒子を荷電粒子検知器で増幅して検知する二重収束型
の質量分析装置の後段加速検知器において、電場電圧の
走査に応じ、前記変換電極を回動させることなく、前記
荷電粒子検知器の中心軸に対して平行、直角又は斜め方
向に移動させる移動手段を設けたものである。
本発明の原理を第２図を用いて説明する。
入射イオンビーム１のエネルギをeUとし、変換電極３
の電圧をＶとした場合、変換電極３と荷電粒子検知器30
との距離をＤに設定すると、イオンビーム１が変換電極
３の電界に入射したときのイオンビーム１の軌道半径Ｒ
は次のように求められる。
の電圧をＶとした場合、変換電極３と荷電粒子検知器30
との距離をＤに設定すると、イオンビーム１が変換電極
３の電界に入射したときのイオンビーム１の軌道半径Ｒ
は次のように求められる。
（１），（２）式より 変換電極３表面へのイオンビーム１の衝突位置Ｐは、
Ｒの円軌道ではなく放物線と考えられるが、近似的にＲ
の円弧で推定できる。
Ｒの円軌道ではなく放物線と考えられるが、近似的にＲ
の円弧で推定できる。
Ｐ点でイオンビーム１に衝突されて変換電極３の表面
からは荷電粒子（２次電子又は２次負イオン）が発生
し、加速エネルギeVを得て、荷電粒子検知器30へ向って
飛行する。そして、この荷電粒子検知器30の増倍率は電
子の加速エネルギeVに比例し、距離Ｄには直接関係しな
い。
からは荷電粒子（２次電子又は２次負イオン）が発生
し、加速エネルギeVを得て、荷電粒子検知器30へ向って
飛行する。そして、この荷電粒子検知器30の増倍率は電
子の加速エネルギeVに比例し、距離Ｄには直接関係しな
い。
したがって、上記のように構成すれば、イオンビーム
のエネルギが低下した場合、変換電極を荷電粒子検知器
から離すように操作すれば、増倍率を低下させることな
く、イオン電流を検知することが可能となる。
のエネルギが低下した場合、変換電極を荷電粒子検知器
から離すように操作すれば、増倍率を低下させることな
く、イオン電流を検知することが可能となる。
以下に本発明の一実施例を図面に従って説明する。
本発明の後段加速検知器の全体構成を第１図に示す。
図において、正のイオンビーム１が通過するスリット板
２の横方には変換電極３が配設され、この変換電極３は
移動手段としての駆動制御機構９に固定されている。そ
して、駆動制御機構９を駆動させることにより、変換電
極３を矢印方向に移動させることができる。変換電極３
は高圧電源４に接続され、負の電圧が印加されている。
高圧電源４は電圧を変えることができるようになってい
る。また変換電極３の上方にはシールド電極５が配設さ
れ、そのシールド電極５の下面にはシールド電極口８が
設けられている。シールド電極５の内部には、荷電粒子
７を増幅するための２次電子増倍管６が配設されてい
る。なお、シールド電極５と２次電子増倍管６は荷電粒
子検知器30を構成している。
図において、正のイオンビーム１が通過するスリット板
２の横方には変換電極３が配設され、この変換電極３は
移動手段としての駆動制御機構９に固定されている。そ
して、駆動制御機構９を駆動させることにより、変換電
極３を矢印方向に移動させることができる。変換電極３
は高圧電源４に接続され、負の電圧が印加されている。
高圧電源４は電圧を変えることができるようになってい
る。また変換電極３の上方にはシールド電極５が配設さ
れ、そのシールド電極５の下面にはシールド電極口８が
設けられている。シールド電極５の内部には、荷電粒子
７を増幅するための２次電子増倍管６が配設されてい
る。なお、シールド電極５と２次電子増倍管６は荷電粒
子検知器30を構成している。
次に本実施例の作用について説明する。
高圧電源４により変換電極３に負の高電圧を印加して
おき、正のイオンビーム１をスリット板２を介して入射
させると、変換電極３とシールド電極５との間の電界に
より、イオンビーム１は変換電極３の方へ曲げられ、変
換電極３の表面に衝突する。この衝突により変換電極３
の表面からは負の荷電粒子（主に２次電子）７が発生す
る。発生した荷電粒子７は前記電界によりシールド電極
５側へ高速に加速され、シールド電極口８を通過して２
次電子増倍管６に到達する。２次電子増倍管６において
荷電粒子７は増幅されてイオン電流として検知される。
おき、正のイオンビーム１をスリット板２を介して入射
させると、変換電極３とシールド電極５との間の電界に
より、イオンビーム１は変換電極３の方へ曲げられ、変
換電極３の表面に衝突する。この衝突により変換電極３
の表面からは負の荷電粒子（主に２次電子）７が発生す
る。発生した荷電粒子７は前記電界によりシールド電極
５側へ高速に加速され、シールド電極口８を通過して２
次電子増倍管６に到達する。２次電子増倍管６において
荷電粒子７は増幅されてイオン電流として検知される。
そして、イオンビーム１のエネルギＵが低い場合に
は、変換電極３とシールド電極５との相対距離Ｄを大き
くとるようにする。すなわち、駆動制御機構９を作動さ
せて変換電極３を図の下方へ移動する。このようにする
と、従来のように変換電極電圧Ｖを下げる必要がないた
め、低エネルギのイオンビームに対しても加速電圧が変
わらず、増倍率が著しく低下することも防止できる。
は、変換電極３とシールド電極５との相対距離Ｄを大き
くとるようにする。すなわち、駆動制御機構９を作動さ
せて変換電極３を図の下方へ移動する。このようにする
と、従来のように変換電極電圧Ｖを下げる必要がないた
め、低エネルギのイオンビームに対しても加速電圧が変
わらず、増倍率が著しく低下することも防止できる。
また、イオンビーム１のエネルギＵが変化する場合
も、変換電極電圧Ｖを変えずに、変換電極３を移動させ
て相対距離Ｄを調整するようにすれば、荷電粒子のエネ
ルギが変わらないため、増倍率もあまり変動しなくな
る。
も、変換電極電圧Ｖを変えずに、変換電極３を移動させ
て相対距離Ｄを調整するようにすれば、荷電粒子のエネ
ルギが変わらないため、増倍率もあまり変動しなくな
る。
本発明の他の実施例を第３図に示す。前述の実施例で
は、２次電子増倍管６の中心軸に対して平行方向に変換
電極３が移動するようになっていたが、本実施例では、
２次電子増倍管６の中心軸に対して直角方向（図の左右
方向）に変換電極３が移動するようになっている。その
他の構成は前述の実施例と同様である。
は、２次電子増倍管６の中心軸に対して平行方向に変換
電極３が移動するようになっていたが、本実施例では、
２次電子増倍管６の中心軸に対して直角方向（図の左右
方向）に変換電極３が移動するようになっている。その
他の構成は前述の実施例と同様である。
このような構成において、イオンビーム１のエネルギ
Ｕが低い場合には、変換電極３の印加電圧Ｖを変えず
に、変換電極３を図の右方へ移動させる。このようにし
ても前述と同様の効果がある。
Ｕが低い場合には、変換電極３の印加電圧Ｖを変えず
に、変換電極３を図の右方へ移動させる。このようにし
ても前述と同様の効果がある。
第３図の変換電極を駆動する駆動制御機構の詳細を第
４図に示す。図において、断面Ｌ字形の変換電極３には
電極棒15が連結され、この電極棒15の他端は高圧用ケー
ブル20に接続されている。電極棒15の外側には絶縁筒16
が配設され、この絶縁筒16の外周に駆動用ネジ17が回転
自在に設けられている。またこの駆動用ネジ17はケース
22に形成されたネジ部18と螺合し、駆動用ネジを回転さ
せることにより、変換電極３を図の矢印方向へ移動させ
ることができる。なお、図中、符号21はケース22内を真
空に保持するためのＯリングである。
４図に示す。図において、断面Ｌ字形の変換電極３には
電極棒15が連結され、この電極棒15の他端は高圧用ケー
ブル20に接続されている。電極棒15の外側には絶縁筒16
が配設され、この絶縁筒16の外周に駆動用ネジ17が回転
自在に設けられている。またこの駆動用ネジ17はケース
22に形成されたネジ部18と螺合し、駆動用ネジを回転さ
せることにより、変換電極３を図の矢印方向へ移動させ
ることができる。なお、図中、符号21はケース22内を真
空に保持するためのＯリングである。
また、前記２つの実施例を組み合せて、２次電子増倍
管６の中心軸に対して、変換電極３を斜め方向に移動さ
せるようにしても同様の効果がある。
管６の中心軸に対して、変換電極３を斜め方向に移動さ
せるようにしても同様の効果がある。
本発明の更に他の実施例を第５図に示す。これは、電
場と磁場を備えた二重収束型の質量分析装置に本発明の
後段加速検知器を適用したものである。図に示すよう
に、イオン源10から出射したイオンビーム１は扇形電場
11と扇形磁場12を通過したのち、スリット板２を通って
変換電極３へ入射するようになっている。また扇形電場
11には電場制御装置13が接続され、この電場制御装置13
は変換電極３を移動させる駆動制御機構９に接続されて
いる。
場と磁場を備えた二重収束型の質量分析装置に本発明の
後段加速検知器を適用したものである。図に示すよう
に、イオン源10から出射したイオンビーム１は扇形電場
11と扇形磁場12を通過したのち、スリット板２を通って
変換電極３へ入射するようになっている。また扇形電場
11には電場制御装置13が接続され、この電場制御装置13
は変換電極３を移動させる駆動制御機構９に接続されて
いる。
このような構成にすれば、イオンビーム１のエネルギ
に応じて電場制御装置13が電場電圧を適正に制御すると
ともに、この電場電圧の制御に応じて駆動制御機構９が
変換電極の位置を制御する。その結果、増倍率を低下さ
せることなく、異なるエネルギのイオンを検知すること
が可能となる。
に応じて電場制御装置13が電場電圧を適正に制御すると
ともに、この電場電圧の制御に応じて駆動制御機構９が
変換電極の位置を制御する。その結果、増倍率を低下さ
せることなく、異なるエネルギのイオンを検知すること
が可能となる。
ここで、イオンビームのエネルギ（加速電圧）と後段
加速検知器の増倍率との関係を第６図に示す。図中、点
線は、イオンビームのエネルギに応じて変換電極の電圧
（以下、変換電圧という）を可変にし、変換電極の位置
を固定にした場合であり、エネルギが小さくなるに従っ
て変換電圧を下げているので、増倍率は急激に低下して
いる。これに対して、実線は、変換電圧を一定にして、
変換電極の位置を可変にした場合であり、イオンビーム
のエネルギが小さくなっても、増倍率の低下は微少であ
る。
加速検知器の増倍率との関係を第６図に示す。図中、点
線は、イオンビームのエネルギに応じて変換電極の電圧
（以下、変換電圧という）を可変にし、変換電極の位置
を固定にした場合であり、エネルギが小さくなるに従っ
て変換電圧を下げているので、増倍率は急激に低下して
いる。これに対して、実線は、変換電圧を一定にして、
変換電極の位置を可変にした場合であり、イオンビーム
のエネルギが小さくなっても、増倍率の低下は微少であ
る。
以上説明したように、本発明によれば、移動手段によ
って、変換電極を回動させることなく、荷電粒子検知器
の中心軸に対して平行、直角又は斜め方向に移動させる
ことができるので、イオンビームのエネルギが小さい場
合でも、増倍率を低下させることなく、イオン電流を検
知することが可能となる。
って、変換電極を回動させることなく、荷電粒子検知器
の中心軸に対して平行、直角又は斜め方向に移動させる
ことができるので、イオンビームのエネルギが小さい場
合でも、増倍率を低下させることなく、イオン電流を検
知することが可能となる。
第１図は本発明の後段加速検知器の全体構成図、第２図
は本発明の原理を説明する図、第３図は本発明の他の実
施例を示す構成図、第４図は第３図の駆動部の詳細断面
図、第５図は本発明の更に他の実施例を示す全体構成
図、第６図は入射イオンビームのエネルギと増倍率との
関係を示す線図である。 １……イオンビーム、２……スリット板、３……変換電
極、４……高圧電源、５……シールド電極、６……２次
電子増倍管、７……荷電粒子、８……シールド電極口、
９……駆動制御機構、10……イオン源、11……扇形電
場、12……扇形磁場、13……電場制御装置、30……荷電
粒子検知器。
は本発明の原理を説明する図、第３図は本発明の他の実
施例を示す構成図、第４図は第３図の駆動部の詳細断面
図、第５図は本発明の更に他の実施例を示す全体構成
図、第６図は入射イオンビームのエネルギと増倍率との
関係を示す線図である。 １……イオンビーム、２……スリット板、３……変換電
極、４……高圧電源、５……シールド電極、６……２次
電子増倍管、７……荷電粒子、８……シールド電極口、
９……駆動制御機構、10……イオン源、11……扇形電
場、12……扇形磁場、13……電場制御装置、30……荷電
粒子検知器。
Claims (2)
- 【請求項１】高電圧が印加された変換電極に正のイオン
ビームを衝突させて、前記変換電極から負の荷電粒子を
飛び出させ、該荷電粒子を荷電粒子検知器で増幅して検
知する質量分析装置の後段加速検知器において、前記変
換電極を回動させることなく、前記荷電粒子検知器の中
心軸に対して平行、直角又は斜め方向に移動させる移動
手段を設けたことを特徴とする質量分析装置の後段加速
検知器。 - 【請求項２】高電圧が印加された変換電極に電場と磁場
により制御された正のイオンビームを衝突させて、前記
変換電極から負の荷電粒子を飛び出させ、該荷電粒子を
荷電粒子検知器で増幅して検知する二重収束型の質量分
析装置の後段加速検知器において、電場電圧の走査に応
じ、前記変換電極を回動させることなく、前記荷電粒子
検知器の中心軸に対して平行、直角又は斜め方向に移動
させる移動手段を設けたことを特徴とする質量分析装置
の後段加速検知器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1002264A JPH083987B2 (ja) | 1989-01-09 | 1989-01-09 | 質量分析装置の後段加速検知器 |
| US07/460,372 US4972083A (en) | 1989-01-09 | 1990-01-03 | Post-acceleration detector for mass spectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1002264A JPH083987B2 (ja) | 1989-01-09 | 1989-01-09 | 質量分析装置の後段加速検知器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02183960A JPH02183960A (ja) | 1990-07-18 |
| JPH083987B2 true JPH083987B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=11524512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1002264A Expired - Fee Related JPH083987B2 (ja) | 1989-01-09 | 1989-01-09 | 質量分析装置の後段加速検知器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4972083A (ja) |
| JP (1) | JPH083987B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
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|---|---|---|---|---|
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| US6504393B1 (en) | 1997-07-15 | 2003-01-07 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for testing semiconductor and integrated circuit structures |
| US6252412B1 (en) | 1999-01-08 | 2001-06-26 | Schlumberger Technologies, Inc. | Method of detecting defects in patterned substrates |
| US7528614B2 (en) * | 2004-12-22 | 2009-05-05 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for voltage contrast analysis of a wafer using a tilted pre-charging beam |
| WO2010125671A1 (ja) * | 2009-04-30 | 2010-11-04 | キヤノンアネルバ株式会社 | ２次電子増倍管、イオン検出装置、およびイオン検出方法 |
| JP5953956B2 (ja) * | 2012-06-07 | 2016-07-20 | 株式会社島津製作所 | イオン検出器、質量分析装置、及び三連四重極型質量分析装置 |
| JP5900631B2 (ja) * | 2012-09-20 | 2016-04-06 | 株式会社島津製作所 | 質量分析装置 |
| CA3065324A1 (en) * | 2017-06-02 | 2018-12-06 | ETP Ion Detect Pty Ltd | Improved charged particle detector |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4973351U (ja) * | 1972-10-11 | 1974-06-25 | ||
| US3898456A (en) * | 1974-07-25 | 1975-08-05 | Us Energy | Electron multiplier-ion detector system |
| DE2461224C3 (de) * | 1974-12-23 | 1978-10-12 | Kernforschungsanlage Juelich Gmbh, 5170 Juelich | Ortsempfindlicher Detektor für den Nachweis von Ionen in der Fokalebene eines Magneten eines Massenspektrometers |
| FR2376511A1 (fr) * | 1976-12-31 | 1978-07-28 | Cameca | Spectrometre de masse a balayage ultra-rapide |
| DE2825760C2 (de) * | 1978-06-12 | 1983-08-25 | Finnigan MAT GmbH, 2800 Bremen | Einrichtung zum alternativen Nachweis von positiv und negativ geladenen Ionen am Ausgang eines Massenspektrometers |
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| JPS5916706B2 (ja) * | 1981-01-10 | 1984-04-17 | 日本電子株式会社 | 質量分析装置のイオン検出装置 |
| JPS5838446A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-05 | Shimadzu Corp | イオン検出器 |
| JPS5916706A (ja) * | 1982-07-21 | 1984-01-27 | 橋本電機工業株式会社 | ベニヤ単板の矯正切断分配装置 |
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| JPS6240148A (ja) * | 1985-08-15 | 1987-02-21 | Shimadzu Corp | イオン検出器 |
| GB8705289D0 (en) * | 1987-03-06 | 1987-04-08 | Vg Instr Group | Mass spectrometer |
| US4766312A (en) * | 1987-05-15 | 1988-08-23 | Vestec Corporation | Methods and apparatus for detecting negative ions from a mass spectrometer |
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-
1989
- 1989-01-09 JP JP1002264A patent/JPH083987B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-01-03 US US07/460,372 patent/US4972083A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02183960A (ja) | 1990-07-18 |
| US4972083A (en) | 1990-11-20 |
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