JPH10512996A - 小型質量フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 質量フィルタは、サンプルガスを分析するソリッドステート型の質量分析器での使用に供される。質量フィルタは、半導体基板に設けられた空洞内に配される。質量フィルタは、空洞内に電磁場を発生させ、サンプルガスのイオン化された部分を質量／電荷比率によりフィルタ処理する。基板は入口を有し、質量フィルタへ到達する前に、この入口を介して、分析対象のガスが流入する。質量フィルタは、単収束型ウィーンフィルタまたは磁気セクタフィルタであって良く、或いは、電界および磁界の双方を利用してイオン同士を分離する二重収束型フィルタであっても良い。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 小型質量フィルタ 政府契約 アメリカ合衆国国防総省の防衛研究計画機関の裁定による契約番号第９２−Ｆ −１４１５００−０００号に従い、アメリカ合衆国政府は、本発明に係る権利を 有するものである。 継続出願 本願は、１９９３年９月２２日付で出願された出願番号第０８／１２４，８７ ３号の一部継続出願である。 発明の背景 １． 発明の分野 本発明は、ガス検知センサに関し、特に、半導体基板上に微細加工されたソリ ドステート型の質量分析器に関し、更には、質量分析におけるイオン分離のため の質量・電荷比率フィルタに関する。 ２． 先行技術の説明 ガス試料中に存在する分子の量や種類の同定に、近年では種々の装置を利用可 能である。そのような装置の一つに質量分析計がある。 質量分析計は、イオン化法によりガスから生成されたイオンの質量と電荷量と の比および同イオンの量を測定することによって、ガス試料中に存在する分子の 量や種類を同定する。この同定は、少量の試料をイオン化し、これに電場及び／ 又は磁場をかけてイオンの電荷量と質量との比を求めることによって行われる。 従来の質量分析計は、架台載置寸法が嵩高になり、また、重量があり（１００ポ ンド、約４５キロ）、高価でもある。従来の質量分析計の大きな特長は、それら がどのような化学種の検出にも使用可能なことである。 ガス試料中に存在する分子の量や種類の同定に使用される他の装置としては、 ケミカルセンサがある。このようなセンサは低価格で購入可能であるが、個々の 測定環境で使用する毎にキャリブレーションを必要とし、しかも測定可能な化学 物質の種類も限定される。従って、複合した環境下では複数のセンサが必要とな る。 従って、どのような環境でも使用でき、低価格のガス検知センサが必要とされ ている。１９９３年９月２２日付で出願の米国特許出願第０８／１２４，８７３ 号を本明細書中に合体すべく引用する。この引用文献は、半導体基板上で実施可 能なソリッドステート型質量分析器を開示している。第１図は、この様な質量分 析器１の機能図である。この質量分析器１は、サンプルガス中の複数の組成成分 を同時に検出可能である。サンプルガスは、ダストフィルタ３を介して分析器１ に入る。フィルタには、ガスサンプリング路を塞ぐ粒子が保持されている。次い で、サンプルガスは、サンプルオリフィス５を介してガスイオン化装置７に移動 する。このガスイオン化装置において、サンプルガスが、電子ボンバード、核崩 壊からのエナージェティクス粒子により、或いは、高周波誘起プラズマ中でイオ ン化される。次に、イオン光学素子９により、質量フィルタ１１を介して、イオ ンが加速され集束される。この質量フィルタ１１は、イオンビームに強い電磁場 を加える。質量フィルタは、主に磁界を利用するもので、小型質量分析器に最も 適するものと思われる。約１テスラ（１０，０００ガウス）の所要の磁界をコン パクトな永久磁石設計にて容易に達成できるからである。同一エネルギに加速さ れたサンプルガスのイオンは、質量フィルタ１１内で、イオン走行方向に対して 垂直の均一磁界に晒されたときに、円形の経路を描く。この経路の円弧半径は、 イオン質量と電荷との比に依存する。質量フィルタ１１は好ましくはウィーンフ ィルタである。このフィルタでは、交差した電界と磁界とにより、一定速度のフ ィルタ処理されたイオンビーム１３が生じる。このイオンビームにおいて、イオ ンは、第１図の平面にある分散面内で質量／電荷比率に従って分散される。 真空ポンプ１５は、質量フィルタ１１中に真空を生じさせて、イオンに対して 非衝突環境を提供する。この真空環境は、衝突によるイオン軌跡誤差を防ぐため に必要である。 質量フィルタ処理されたイオンビームは、イオン検出器１７で集められる。好 ましくは、イオン検出器１７は、サンプルガスの複数の組成成分から生成される 複数のイオンを同時検出可能なリニア配列の検出器要素である。マイクロプロセ ッサ１９は検出器出力を分析し、イオンの速度および質量に関連する周知のアル ゴリズムを用いて、サンプルされたガスの化学構造を判別する。マイクロプロセ ッサ１９による分析の結果は、出力装置２１へ提供される。出力装置は、アラー ム、ローカルディスプレイ、トランスミッタ及び／又はデータ記憶装置から構成 できる。ディスプレイは、第１図に２１で示す形式をとることができ、ここで、 サンプルガスの組成成分が、原子質量単位（ＡＭＵ）で計測されるラインによっ て同定される。 好ましくは、質量分析器１は、第２図に示すように、半導体チップ２３で実施 される。この好適な分析器１において、チップ２３は長さが約２０ｍｍであり、 幅および厚さが０．８ｍｍである。このチップ２３は、長手方向に延びる分割面 ２７ａ、２７ｂに沿って接合される２つの半部２５ａ、２５ｂとして形成される 半導体材料の基板を備えている。２つの基板半部２５ａ、２５ｂの分割面２７ａ 、２７ｂには細長い空洞２９が形成されている。この空洞２９は、入口部３１、 ガスイオン化部３３、質量フィルタ部３５および検出部３７を有している。基板 に形成された多数の仕切３９は、室４１を形成する空洞２９を横断して延びてい る。空洞２９を介してガス経路を画成する半部２５ａの仕切３９に形成された整 合した孔４３によって、これらの室４１が相互に接続されている。真空ポンプ１ ５は、対向面２７ａ、２７ｂに形成された側方通路４５を介して各々の室４１に 接続されている。この装置構成により、室４１のディファレンシアル・ポンピン グが提供され、小型真空ポンプをもって、質量フィルタ部および検出部で必要と される圧力を達成可能になる。 分子種の性状を判定する方法の一つは、その分子量を判定することである。分 子量は、分子の固有の性質ではない。分子を構成する同一組の原子は、毒性、沸 点その他の性質を異にする分子を形成するように種々に結合可能であるからであ る。従って、特定の分子化合物を一意的に同定するには、構造を同定する必要が ある。分子の分子構造を判定するための、充分に確立された手法は、分子の解離 的イオン化であり、この結果として生じたイオンフラグメントの量および質量と 電荷との比率を判定するもので、クラッキングパターンとして知られている。一 般的手法は、質量スペクトル観測と称されている。 イオンの質量と電荷との比率を判定するために種々の方法が利用されており、 これらの方法は、或る期間にわたる検出器への到達により、若しくは、イオンの 物理的変位を強制することにより、イオンを分離させる。同時使用される検出器 の数により、装置の速度および感度が決まる。イオンビームを単一の検出器の上 で走査する手法は質量分析計（マス・スペクトロメータ）と称され、複数の検出 器を同時に利用するものは質量分析器（マス・スペクトログラフ）と称される。 質量分析器は、質量と電荷との比の全範囲の部分集合をカバーする配列体を利用 することにより走査可能である。複数の部分集合を走査することにより、全質量 範囲をカバー可能である。超小型質量分析器を提供するには、その様な超小型質 量分析器に使用可能な超小型質量分離器（マス・セパレータ）が必要である。 発明の概要 検出器配列体を利用するため、従来は、種々の質量・電荷比を有したイオンを 空間において変位させている。検出器への到達時間によりイオンを分離する飛行 時間方法は、典型的な単一検出器式の分析計である。本発明では、配列体に係る 積分により更なる感度ゲインを得るとの利点を享受するため、空間での物理的分 離が利用される。空間でのイオンの分離のため、典型的には磁界及び／又は電界 を利用可能である。一定の磁界及び電界は、物理的空間でイオンの扇形偏出を生 じさせるもので、また、検出器配列への組み込みに適用可能である。 本発明の質量フィルタは、サンプルガス分析用のソリッドステート型質量分析 器での使用に供される。この質量フィルタは、半導体基板に設けた空洞内に配置 される。質量フィルタは、空洞内に電磁場を発生させ、サンプルガスのイオン化 された部分を質量／電荷比によりフィルタ処理する。基板は、質量フィルタへの 到達前に分析対象ガスを流入させる入口を有している。質量フィルタは、単収束 型ウィーンフィルタまたは磁気セクタフィルタ、或いは、二重収束型フィルタで 良い。二重収束型フィルタは、イオンを分離すべく、イオン軌跡の２つの異なる 領域で電界および磁界の双方を用いる。 図面の簡単な説明 本発明は、添付図面を参考に、以下の好ましい実施の形態の記載から充分に理 解されるであろう。 第１図は、本発明によるソリッドステート型質量分析器の機能ダイヤグラムで ある。 第２図は、本発明に係る質量分析器の２つの半部を開いて、その内部構造を示 した等角投影図である。 第３図は、本発明に係る質量フィルタの第１の好適実施形態の概略図である。 第４図は、本発明に係る質量フィルタの第２の好適実施形態を示す、第１図及 び第２図の質量分析器の一部分を通る長手方向部分図である。 第５図は、第４図の実施形態の変形例を示す、第４図に類似の図である。 第６図は、第４図及び第５図の質量フィルタの概略図である。 第７図は、走査される電場および永久磁場を有した装置に用いられる第４図、 第５図及び第６図の質量フィルタについての、イオン質量に対する分解能および 質量ウインド幅の関係を示すグラフである。 第８図は、第４図、第５図及び第６図の質量フィルタでのサイクロイド軌跡の 解消におけるフィルタ幅の関係を示すグラフである。 第９ａ図及び第９ｂ図は、本発明の質量フィルタの第３の好適実施態様の概略 図である。 好適実施例の詳細な説明 本発明の分離器の３つの実施態様が提供され、これらの態様は、小型化可能で あると共に、イオンビームを数十ミクロンだけ変位可能とする。これらの分離器 は、フォトリソグラフィ的に画成された検出器を有して小型かつコンパクトなガ スセンサを提供する微細加工された装置へ組み込み可能である。質量フィルタ１ １の３つの実施態様は、第３図に示した磁気セクタ、第４図及び第５図に示した ウィーンフィルタ、および、第９ａ図及び第９ｂ図に示した二重収束型フィルタ である。これら３つの実施形態の全てにおいて、質量フィルタ１１は、第２図に 示した空洞２９の質量フィルタ部３５に配置されている。 イオンをその質量と電荷との比に応じて分離するために磁場が広く利用されて いる。限定された断面を有する単一エネルギイオンビームを、非衝突環境におい て磁極間に通過させることにより、この分離が実現される。磁場を伴うイオン電 流の相互作用により、イオン速度および磁界線に直交する力が付与される。この 力は、マックスウェル方程式で表わされるように、イオン速度と磁界強度との積 に比例する。 Ｆ＝ｑ ＊ （ｖ×Ｂ） ここで、Ｆは力ベクトル、ｑはイオンが有する電荷、ｖはイオンの速度ベクト ル、およびＢは磁界ベクトルである。複数のイオンが単一エネルギ的に磁界へ入 る場合、単独に帯電したイオンについては、下記の関係により、イオン速度はイ オンの質量に比例する。 ｖ＝ ｛２＊ｑ＊Ｋ／ｍ｝^0.5 ここで、ｖは速度ベクトル、Ｋは単独に帯電したイオンの運動エネルギ、およ びｍはイオンの質量である。多数の帯電イオンの場合は、イオンの電荷ｑは、上 記の両関係に入る。 上記２つの関係を結合しかつ均一の磁界を用いると、イオンがそれらの質量と 電荷との比に基づいて円を描くことが分かる。９０度セクタ磁石設計についての 円軌跡は以下のとおりである。 ｒ＝ｑ＊Ｂ／（ｍ＊ｖ） ここで、ｒは、電荷ｑ、質量ｍおよび速度ｖを有したイオンが均一磁界Ｂ内で 描くことになる半径である。この結果、イオンの質量と電荷との比に応じたイオ ンの物理的変位が生じ、また、配列体を分散イオンスペクトルを収集するために 使用可能である。この装置は、磁界またはイオンのエネルギを変化させることに より走査可能でもある。 磁気セクタ質量フィルタ４７の概略を第３図に示す。検出器配列体４９は、こ の９０度セクタ装置については、イオンビーム方向の入力５１に対して垂直に配 置されている。検出器配列体４９は、磁界の収束性に起因して磁極面５３に対し て傾斜した線の上に配置されている。本装置の分解能を最大にするという収束さ れたイオンビームの利点を得るため、イオン検出器５５を焦点面に沿って配置す べきである。 磁気セクタ式のフィルタ４７の質量範囲は、磁界強度と、イオンが相互作用可 能であるような極面５３長さとにより制限される。微細加工された装置では小さ なギャップを得ることができるので、大きな磁界を永久磁石材料から発生できる 。平均自由行程も考慮される。非衝突環境を維持するため、典型的には、質量フ ィルタ４７は低圧まで排気される。１センチメートルの平均自由行程を得るため 、圧力は１×１０^-2トール以下でなければならない。質量フィルタをシリコン・ マイクロ電子工学製造に組み入れる際に、１センチメートルは妥当な寸法である 。この寸法上の制約により、イオンのエネルギは１ないし１０電子ボルトになり 、磁界強度は０．８テスラまでになり、磁気セクション質量フィルタ４７の質量 範囲は１ａｍｕから約３００ａｍｕになる。この様な装置の分解能は、３００ａ ｍｕにおいて１ａｍｕになるであろう。イオンのエネルギが高いほど、装置はよ り広い範囲を走査可能である。 磁気セタタ式の質量フィルタ４７は、超小型質量分析器１の実施態様であり、 これは、標準的なフォトリソグラフィック式の手法を用いて製造可能である。こ れにより、小型化および低電力化が可能になり、質量分析手法を用いた検出応用 分野の拡張が図られる。高温応用分野については、好適な基板として、炭化珪素 や、その他のエッチング可能あるいは加工可能なガラスおよびセラミックスを利 用可能である。 ウィーンフィルタとして知られかつ第４図および第５図に示す、よりコンパク トな質量フィルタは、イオン速度ベクトルおよび磁界の双方に垂直な均一静電界 に配置することによって達成可能である。この状況において静電界に極性を付与 可能であって、静電界により発生される力は、イオン電流と磁場との相互作用に より発生される力に対して反対にされる。イオンに加わる力は下記の関係に従う 。 Ｆ ＝ ｑ＊Ｅ ＋ ｑ＊（ｖ×Ｂ） ここで、Ｆは力ベクトル、ｑはイオンの電荷、Ｅは静電界ベクトル、Ｖはイオ ンの速度ベクトル、および、Ｂは磁界ベクトルである。単一エネルギ的なイオン および均一な場に対して、これにより、一つのイオンは、フィルタのセンタライ ン下流側へかつ偏向されることなしに走行する。より遅く走行するイオンは、セ ンタラインの一側へ扇形偏向され、また、より早く走行するイオンは他側へ扇形 偏向される。この結果、イオン検出配列体によりストレートシステムを製造可能 となる。イオン検出配列体は、イオンの質量フィルタへの流入前での初期イオン 軌跡に対して垂直な壁にではなく、室（チャンバ）の端に配設される。 ウィーンフィルタの好適実施態様は、電力消費を低減する永久磁石５７を用い ている。第４図に示すように、この永久磁石５７は、基板両半部２５ａ、２５ｂ に跨る上側および下側極部材５７ａ、５７ｂを有して、イオン経路に垂直な磁場 を発生させる。ウィーンフィルタ用の直交電界は、空洞２９の質量フィルタ部３ ５の側壁に形成された対向電極５９により発生される。第２図及び第４図に示す ように、対向したトリミング電極６３の別の対が、空洞２９の質量フィルタ部３ ５の頂壁および底壁に沿って離間している。電圧のスペクトルはこれらの追加電 極に印加され、電極５９間の電界を均一にする。追加電極６３は、金などの非磁 性の導電性材料からなり、永久磁石５７により発生される磁界と干渉しないよう になっている。これらの電極６３は、空洞２９をライニングする二酸化珪素の絶 縁層６４ａ、６４ｂの上に付設されている。 永久磁石５７の代替手段として、第５図に示すように、空洞２９の質量フィル タ部３５の頂壁および底壁上の二酸化珪素の絶縁層６４ａ、６４ｂに付設した磁 性膜６５によりウィーンフィルタ用の磁界を発生可能である。この実施形態にお いて、電界トリミング電極６３は、磁性膜６５をカバーする二酸化珪素の絶縁層 ６６ａ、６６ｂ上に付設される。 第２のウィーンフィルタを第６図に示す。この概略図において、上側の磁極面 を明確化のために除去する一方、下側磁極面５７ｂを図示した。磁石５７のヨー クは、質量分析器１の基板の外側に設けられている。対向電極６３および磁極面 ５７はイオンビームに作用して、検出器配列体１７に入力される一連のイオン軌 跡６６を発生させる。 ウィーンフィルタは、小型質量フィルタ１１の好適実施態様である。永久磁石 ５７ａ、５７ｂにより、ウィーンフィルタは、磁界強度、イオンのエネルギおよ び磁極長さに依存して一定ではない分解能を付与する。０．６テスラの磁極５７ ならびに長さが７．５および１０ミリメートルの磁極について、分解能および質 量ウインド幅を第７図に示す。第８図に示すように、非偏向イオンに比べて速度 が相当に異なるイオンのサイクロイド軌跡を終了させる必要から、質量ウインド 幅は限定される。この分析は、１５００ミクロンの静電界プレート幅が理想的で あり、ウィーンフィルタの寸法であることを示している。第８図に示すように、 質量と電荷との比が５０であるイオンは０．６テスラの場において偏向されず、 また、質量・電荷比率が１０および２０であるイオンは、フィルタ幅が限定され ない場合に質量・電荷比率が５０のイオンが到達可能であるような物理的空間の 非常に近くに入ることになる。半部の幅が７５０ミクロンである場合、これらの イオンは、静電界プレートに到達して中和され、これにより、フィルタの端には 現れず、検出器配列体上に集められる。 電界または磁界のいずれかを走査する能力により、ウイーンフィルタは、実際 的な分解能を具備しつつ、広い質量範囲にわたって利用可能である。雰囲気ガス 検知のため、６５０ａｍｕ分子量を下回る分子を、０．４テスラを上回る磁界強 度では、１センチの長さの磁界により容易に分散可能である。数百ａｍｕにおい て１ａｍｕの分解能を得るには、より大きい磁界が必要になる。 二重収束型フィルタ６７として知られ第９ａ図及び第９ｂ図に示す別の実施形 態による質量フィルタ１１は、イオン飛行経路の異なる領域にわたって同一イオ ンビームに作用する電界および磁界を使用することにより、イオンの質量・電荷 比率に応じてイオン同士を分離する。これを、二重収束質量分光器と称する。一 方、磁気セクタおよびウィーンフィルタの双方は、単収束型質量分析計として知 られている。 二重収束型フィルタ６７において、静電界が、静電界フィルタ領域アナライザ 部６９に先ず印加され、次に、磁界が磁気フィルタ領域７１に印加される。イオ ンビームが質量・電荷比率に応じたイオンの空間的分散性を既に具備していなけ れば、一定の静電界それ自体によっては、単一エネルギのビームは、その質量・ 電荷比率に応じて分離することはない。静電界は、イオンのエネルギに応じてイ オン同士を分離し、次いで、磁界に対して集束された単一エネルギビームを付与 する。これにより、より高い分解能（一般には５０００ａｍｕにおいて１ａｍｕ を上回る）が付与される。。２つの最も良く使用される二重収束型の質量分析計 の概略を第９ａ図及び第９ｂ図に示す。 質量アナライザの前で分離型の静電界アナライザを使用することの利点は、電 気的な放電のようなエネルギのスペクトルを有したイオンを発生するイオン源を 利用可能である点にある。静電界アナライザは、狭い運動エネルギバンドからな るエネルギを有したイオンビームを付与する。イオン源と質量アナライザとの間 に静電界アナライザを配置した構成は、ウィーンフィルタまたは磁気アナライザ と共に使用可能である。 二重収束型フィルタは、前述したウィーンフィルタに類似するが、静電界を湾 曲パターン形状に形成するべく、湾曲電極またはセグメント化した電極を製造す る必要がある。この構成によれば、分解能をより高くすることができるが、その 全長は、ウィーンフィルタのものの２倍近くになる。検出器配列体７３は、磁気 フィルタ領域７１の端に配置される。分解能を高くするためには、場を正確な形 状に形成する必要があるので、二重収束型フィルタ６７の製造は、磁気セクタま たはウィーンフィルタの場合よりも複雑になる。但し、同フィルタは、微細加工 手法を用いて製造可能である。 質量フィルタ１１を小型化するには、質量フィルタ領域３５に関してイオン光 学的な開口を正確に配置しかつその寸法を正確なものにする必要がある。イオン 光学的な開口９は、イオンビーム１３の寸法と質量フィルタ装置１１の許容角度 とを定める。イオンビーム寸法および許容角度は、検出器領域３７において達成 可能な最小スポット寸法を定め、従って、２つの近接ピークを分離するのに要す る最小変位を定める。シリコン微細加工によれば、イオン化器領域３３と質量フ ィルタ３５への入力との間にミクロンサイズの開口を正確に配置可能である。検 出器配列体１７を使用するには、イオン光学的制御９を質量フィルタ１１の前で 行う必要がある。 本発明の設計について、１０ミクロン幅の開口９が使用されており、これに伴 って検出器１７では２０ミクロンのビーム幅１３が生じる。これは、ピーク同士 を分解するのに要する偏向が２０ミクロン程度であることを意味している。０． ４テスラを上回る強さを有しかつ長さが１センチメートルの磁界の場合、これは 容易に達成できる。従って、イオン光学的な開口９の寸法を小さくすると共にこ の開口９を質量フィルタ領域３５に対して正確に配置することにより、小型の質 量分析器１の製造が可能である。微細加工手法を用いることにより、この様な実 際的な装置を低コストでかつ大量に製造可能である。 上記において本発明の特定の実施態様を詳細に説明したが、本願の全体的な教 示に照らして本分野で通常の知識を有するものが、上記の実施態様を種々に変形 可能であることは明らかである。上記の特定の装置構成は例示に過ぎず、本発明 の範囲を限定するものではない。本発明の範囲は、添付の請求の範囲全体に及ぶ ものであって、その均等物全てを包含するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヤング，ロバート エム アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 15215，ピッツバーグ，オークハースト ロード 106

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．サンプルガスを分析するためのソリッドステート型の質量分析器に用いられ る質量フィルタであって、前記質量フィルタは、半導体基板に設けられた空洞の 質量フィルタ部に配置され、前記質量フィルタは、前記空洞内に電磁場を発生さ せ、前記質量フィルタは、ガスイオン化器により発生された前記サンプルガスの イオン化された部分を質量／電荷比率によりフィルタ処理することを特徴する質 量フィルタ。 ２．前記空洞は、イオン光学的な開口を更に含み、前記イオン光学的な開口は前 記ガスイオン化器と前記質量フィルタとの間に設けられ、１０ミクロン幅の開口 が前記空洞に設けられて前記開口として作用することを特徴とする請求の範囲第 １項に記載の質量フィルタ。 ３．入口と、前記入口に対してほぼ垂直に設けられた検出器配列体とを更に備え 、前記質量フィルタにより発生される前記電磁場は、前記イオンをして、円形軌 跡の限定されたセクタを横断させることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の 質量フィルタ。 ４．前記電磁場を発生させるための磁極面を更に備え、前記検出器配列体は前記 磁極面に対して傾斜関係に設けられていることを特徴とする請求の範囲第３項に 記載の質量フィルタ。 ５．前記基板に設けられ、前記イオンの経路に対して垂直な磁場を発生させる永 久磁石を更に備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の質量フィルタ。 ６．２対の電極を更に備え、各前記電極対の各電極は、前記空洞の前記質量フィ ルタ部の対向壁に設けられることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の質量フ ィルタ。 ７．前記空洞の前記質量フィルタ部の頂壁および底壁に設けられた磁性膜と、前 記磁性膜の頂面に設けられた一対の電極とを更に備え、前記磁性膜は、前記イオ ンの経路に垂直な磁場を発生させることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の 質量フィルタ。 ８．前記基板の外側に設けられたヨークを有する永久磁石を更に備え、前記永久 磁石は、前記イオンの経路に対して垂直な磁場を発生させることを特徴とする請 求の範囲第１項の質量フィルタ。 ９．前記ガスイオン化器と前記質量フィルタとの間に設けられた静電界アナライ ザを更に備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の質量フィルタ。 １０．前記イオンに対して静電界を印加する手段と、前記イオンに磁界を印加す る手段とを更に備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の質量フィルタ 。 １１．前記静電界を印加する手段は、前記イオンが前記磁界による作用を受ける 前に前記イオン同士をイオンの質量と電荷との比に応じて分離することを特徴と する請求の範囲第１０項に記載の質量フィルタ。 １２．前記磁界を印加するための手段の端に設けられた検出器配列体を更に備え ることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の質量フィルタ。 １３．前記空洞の前記質量フィルタ部の対向壁に設けられた一対のトリミング電 極を更に備え、前記トリミング電極は、質量分析計の製造中に形成されることを 特徴とする請求の範囲第１項に記載の質量フィルタ。