JPS5871548A - イオン源 - Google Patents
イオン源Info
- Publication number
- JPS5871548A JPS5871548A JP56169556A JP16955681A JPS5871548A JP S5871548 A JPS5871548 A JP S5871548A JP 56169556 A JP56169556 A JP 56169556A JP 16955681 A JP16955681 A JP 16955681A JP S5871548 A JPS5871548 A JP S5871548A
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- JP
- Japan
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- neutral
- ions
- ion
- electrode
- atoms
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/10—Ion sources; Ion guns
- H01J49/14—Ion sources; Ion guns using particle bombardment, e.g. ionisation chambers
- H01J49/142—Ion sources; Ion guns using particle bombardment, e.g. ionisation chambers using a solid target which is not previously vapourised
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (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】
本発明は質量分析装置に用いて好適なイオン源に関し、
特に試料に高速中性粒子を衝突させてイオン化する方式
のイオン源に関する。
特に試料に高速中性粒子を衝突させてイオン化する方式
のイオン源に関する。
質量分析装置に用−られるイオン源のイオン化方式とし
ては、電子衝撃型、化学電離型、電界電離型あるいは電
界脱離型等が次々と開発され実用化されている。ところ
で近時試料に高いエネルギーを持った高速中性粒子（例
えばムｒ原子）ｔ″衝突せ、そのエネルギーにより試料
をイオン化するイオン化方式が注目されており、この方
式は、＋１）イオン化のエネルギーが小さくソフトなイ
オン化である。 （２）ＬＥイオンばかりでなく負イオ
ンの生成率も高い、（８）加熱気化が不要なため試料の
熱分解が少なｘ、（４）中性粒子なのでチャージアップ
がなく絶縁物でち容易にイオン化できる等多くの優れた
点を持った方式として今後の発達が期待されている。
ては、電子衝撃型、化学電離型、電界電離型あるいは電
界脱離型等が次々と開発され実用化されている。ところ
で近時試料に高いエネルギーを持った高速中性粒子（例
えばムｒ原子）ｔ″衝突せ、そのエネルギーにより試料
をイオン化するイオン化方式が注目されており、この方
式は、＋１）イオン化のエネルギーが小さくソフトなイ
オン化である。 （２）ＬＥイオンばかりでなく負イオ
ンの生成率も高い、（８）加熱気化が不要なため試料の
熱分解が少なｘ、（４）中性粒子なのでチャージアップ
がなく絶縁物でち容易にイオン化できる等多くの優れた
点を持った方式として今後の発達が期待されている。
ところでこの方式のイオン源においては、試料に照射す
るのが電荷を持たない中性粒子と−うことで電ｔＩ７Ａ
を置−で電気的に検出することができず試料への中性粒
子の照射量をモニタすることは極めて困難であった。本
発明はこの点に鑑みてなされたものであや、イオン銃で
作った高速イオンビームを衝突ガスに衝突させて中性粒
子ビームに實換し、該中性粒子ビー人中から変換されず
１こ残ったイオンｔ′ｌ向手段を用いて除去するという
イオン源の構造に着目し、１向手段によって偏向を受け
たイオンが衝突する位置に電ｌｉを配置し、該電極によ
って除去されｔイオン量を検出し、それに基づいて中性
粒子の量を換算して求めることを特徴としている。以下
図面を用いて本発明を詳説するＯ 図面は本発明の一実施例の構成を示す断面図であり、図
中１は試料に照射する中性粒子例えばムｒ原子を一旦イ
オン化するためのイオン銃である。
るのが電荷を持たない中性粒子と−うことで電ｔＩ７Ａ
を置−で電気的に検出することができず試料への中性粒
子の照射量をモニタすることは極めて困難であった。本
発明はこの点に鑑みてなされたものであや、イオン銃で
作った高速イオンビームを衝突ガスに衝突させて中性粒
子ビームに實換し、該中性粒子ビー人中から変換されず
１こ残ったイオンｔ′ｌ向手段を用いて除去するという
イオン源の構造に着目し、１向手段によって偏向を受け
たイオンが衝突する位置に電ｌｉを配置し、該電極によ
って除去されｔイオン量を検出し、それに基づいて中性
粒子の量を換算して求めることを特徴としている。以下
図面を用いて本発明を詳説するＯ 図面は本発明の一実施例の構成を示す断面図であり、図
中１は試料に照射する中性粒子例えばムｒ原子を一旦イ
オン化するためのイオン銃である。
該イオン銃１は質量分析装置のイオン源側壁２に取付け
られており、その内部は排気管３及びバルブ４を介して
真空ポンプ（図示せず）によって排されるアノード７及
びフィラメント８と、上記円筒状電極５の下端に取付け
られた３段構成の環状レンズ電極９，１０．１１から構
成される。＃電＠９ 、１１には接地電位、又電極１０
には電源１２により数ｘｙの正電位が与えられており、
上記生成室６で生成された正電荷を持つＡｒイオン（ム
ｒ ）はこれらの電極間に形成される電界による加速作
用及び収束作用を受け、高速のＡｒイオンビーム１５と
してイオン銃外へ取出される。
られており、その内部は排気管３及びバルブ４を介して
真空ポンプ（図示せず）によって排されるアノード７及
びフィラメント８と、上記円筒状電極５の下端に取付け
られた３段構成の環状レンズ電極９，１０．１１から構
成される。＃電＠９ 、１１には接地電位、又電極１０
には電源１２により数ｘｙの正電位が与えられており、
上記生成室６で生成された正電荷を持つＡｒイオン（ム
ｒ ）はこれらの電極間に形成される電界による加速作
用及び収束作用を受け、高速のＡｒイオンビーム１５と
してイオン銃外へ取出される。
ここで上記環状電［１１は第１図におけるエーエ断面図
である第２図に示すように３分割されて間に絶縁スペー
サ１４を介して一体に成形してあり、分割電極１１ に
正又は負の数百Ｖまでの可変電位を与えることによりＡ
ｒイオンビーム１３をＸ方向へ偏向でき、又分割電極１
１ に同様の可変電位を与えることによりＹ方向へ（Ｉ
ｔａｌできる構造となっている。
である第２図に示すように３分割されて間に絶縁スペー
サ１４を介して一体に成形してあり、分割電極１１ に
正又は負の数百Ｖまでの可変電位を与えることによりＡ
ｒイオンビーム１３をＸ方向へ偏向でき、又分割電極１
１ に同様の可変電位を与えることによりＹ方向へ（Ｉ
ｔａｌできる構造となっている。
尚１５はフィラメント加熱用の電源、１６はフィラメン
ト−アノード間に数百Ｖの電圧を印加するための電源、
１７はフィラメントから電極５の方６Ｂは加速電８：を
印加するための電源である０この様にしてイオン銃１か
ら取出された高速Ａｒイオンビーム１３はイオン源側壁
２に絶縁体ＩＢを介して固着された衝突箱１９を通過し
てイオン源内部へ導入されるが、鍵衝突箱１９には電源
２０かも負の高電圧が印加されており、ムｒイオンンー
ム１５は皺高電圧により更に高速度に加速されて輯央箱
１９内へ入射してゆく。該衝突箱１９の内部には導入管
２１を介してムｒガス（中性Ａｒ［子）が満たされてお
り、衝突箱の内部を通過するイオンのか＆かの部分は轄
ムｒ原子と衝突して運動方向有び速度は殆んど変わらず
に電荷のみを奪われて高速中性ムｒ［子に変換されるた
め、訪衝突箱１９を通過したビーム中にはＡｒイオンと
中性ムｒ原子が温布することになる０このうちＡｒイオ
ンは後続して設けられた偏向器２２による偏向を受けて
除去され、中性ムｒ原子のみが該偏向器２２を通過して
高速ムｒ原子ビーム２３として取出される。本発明では
この時偏向器２２の一対の電極のうち偏向を受けたＡｒ
イオンが衝突する方の電極を電流計２４１−介して接地
するようにしている。
ト−アノード間に数百Ｖの電圧を印加するための電源、
１７はフィラメントから電極５の方６Ｂは加速電８：を
印加するための電源である０この様にしてイオン銃１か
ら取出された高速Ａｒイオンビーム１３はイオン源側壁
２に絶縁体ＩＢを介して固着された衝突箱１９を通過し
てイオン源内部へ導入されるが、鍵衝突箱１９には電源
２０かも負の高電圧が印加されており、ムｒイオンンー
ム１５は皺高電圧により更に高速度に加速されて輯央箱
１９内へ入射してゆく。該衝突箱１９の内部には導入管
２１を介してムｒガス（中性Ａｒ［子）が満たされてお
り、衝突箱の内部を通過するイオンのか＆かの部分は轄
ムｒ原子と衝突して運動方向有び速度は殆んど変わらず
に電荷のみを奪われて高速中性ムｒ［子に変換されるた
め、訪衝突箱１９を通過したビーム中にはＡｒイオンと
中性ムｒ原子が温布することになる０このうちＡｒイオ
ンは後続して設けられた偏向器２２による偏向を受けて
除去され、中性ムｒ原子のみが該偏向器２２を通過して
高速ムｒ原子ビーム２３として取出される。本発明では
この時偏向器２２の一対の電極のうち偏向を受けたＡｒ
イオンが衝突する方の電極を電流計２４１−介して接地
するようにしている。
上記偏向４２２から取出された高速ムｒ［子ビーム２３
は切欠き部２５を介してイオン化箱２６内へ導入され、
該イオン化ｉ２６内へ後方から挿入されたターゲット２
７の原子ビーム２６に対して傾斜が与えらｎたターゲツ
ト面に衝突し、該衝突面に塗布されているグリセ１１ン
と被検物質とを混合調製した試料をイオン化させる。轄
ターゲット例えば３ＫＶ程度の加速電圧が印加されてお
り、その表面から飛び出した試料イオンは加速電圧を分
圧４６１で分圧して得た適宜な電圧が夫々印加されて−
るスリット電極群′！ｈ２〜３５によって引出されて加
速され、図示しない質量分析部へ導かれる０尚３６はタ
ーゲット２７とイオン化箱２６との間にバイアス電圧（
ｉＥ、負可質）を印加するための電源である。
は切欠き部２５を介してイオン化箱２６内へ導入され、
該イオン化ｉ２６内へ後方から挿入されたターゲット２
７の原子ビーム２６に対して傾斜が与えらｎたターゲツ
ト面に衝突し、該衝突面に塗布されているグリセ１１ン
と被検物質とを混合調製した試料をイオン化させる。轄
ターゲット例えば３ＫＶ程度の加速電圧が印加されてお
り、その表面から飛び出した試料イオンは加速電圧を分
圧４６１で分圧して得た適宜な電圧が夫々印加されて−
るスリット電極群′！ｈ２〜３５によって引出されて加
速され、図示しない質量分析部へ導かれる０尚３６はタ
ーゲット２７とイオン化箱２６との間にバイアス電圧（
ｉＥ、負可質）を印加するための電源である。
斯かる構成において、イオン銃１に必要なＡｒ（圧力に
して１０−”〜１０−’テｏｒｒ ） １２衝突箱（同
じ（１０”−−１０−”Ｔｏｒｒ ）から供給されてお
り、両者を結ぶビーム通埠過日ａの大きさとバルブ４の
調節をよって夫々の圧力が保たれる様に設定されている
。又衝突箱１９の出射偵のビーム通過日すも高真空（１
０−’Ｔｏｒｒ以下）のイオン源内部との圧力差が保た
れる様にａよりも小さな穴となっている。そしてイオン
銃１内の生成室６で生成されたムｒイオンは環状レンズ
電１１９，１０．１ｔによって加速された後衝突箱１９
ｔ−通過して中性Ａｒ原子ビームに変換され、更に偏向
器２２によって鱈ビーム中のイオンが除去されるのであ
るが、本発明では１向器２２の一対の電極のうち偏向を
受けたムｒイオンが衝突する方の電極を電流計２４を介
して接地し、該電極に流入するイオン電流をモニタして
いる０衝突箱１９ｔ−通過しｔビーム中に含まれるＡｒ
イオン量と中性Ａｒ原子の量の比は一定であり、従って
電流計２４で検出されるイオン電流と中性ムｒ原子の量
とは比例関係があると考えられるので、鱈イオン電ｆＩ
ｔを中性Ａｒ原子の量に換算してモニタすることが可能
となる。そのためモニタ結果に応じてイオン銃の動作状
ａｔ−制御し、照射中性Ａｒ原子の量（時間当りの）を
所望の値に設定することができる。
して１０−”〜１０−’テｏｒｒ ） １２衝突箱（同
じ（１０”−−１０−”Ｔｏｒｒ ）から供給されてお
り、両者を結ぶビーム通埠過日ａの大きさとバルブ４の
調節をよって夫々の圧力が保たれる様に設定されている
。又衝突箱１９の出射偵のビーム通過日すも高真空（１
０−’Ｔｏｒｒ以下）のイオン源内部との圧力差が保た
れる様にａよりも小さな穴となっている。そしてイオン
銃１内の生成室６で生成されたムｒイオンは環状レンズ
電１１９，１０．１ｔによって加速された後衝突箱１９
ｔ−通過して中性Ａｒ原子ビームに変換され、更に偏向
器２２によって鱈ビーム中のイオンが除去されるのであ
るが、本発明では１向器２２の一対の電極のうち偏向を
受けたムｒイオンが衝突する方の電極を電流計２４を介
して接地し、該電極に流入するイオン電流をモニタして
いる０衝突箱１９ｔ−通過しｔビーム中に含まれるＡｒ
イオン量と中性Ａｒ原子の量の比は一定であり、従って
電流計２４で検出されるイオン電流と中性ムｒ原子の量
とは比例関係があると考えられるので、鱈イオン電ｆＩ
ｔを中性Ａｒ原子の量に換算してモニタすることが可能
となる。そのためモニタ結果に応じてイオン銃の動作状
ａｔ−制御し、照射中性Ａｒ原子の量（時間当りの）を
所望の値に設定することができる。
尚上述した実権例においてはｌ内器２２の一対の電極の
うち片方にイオンを衝突させ１その電極に流入するイオ
ン電流全検出したため構成が簡単となったが、スペース
さえ許せば第３図＋ａｌに示す様に１向器２２とは別個
に検出電（ｉｉ５７を設置し、該電−に偏向されたイオ
ンが衝突するようにしても曳い。又偏向手段としては上
記例の様に静電型だけではなく電磁ｍを用いることも可
能で、第３図ｆｂ）に示す［７こ紙面に直交する方向の
磁場Ｈを印加すれば検出電極３７にイオンを衝突させて
検出することができる。
うち片方にイオンを衝突させ１その電極に流入するイオ
ン電流全検出したため構成が簡単となったが、スペース
さえ許せば第３図＋ａｌに示す様に１向器２２とは別個
に検出電（ｉｉ５７を設置し、該電−に偏向されたイオ
ンが衝突するようにしても曳い。又偏向手段としては上
記例の様に静電型だけではなく電磁ｍを用いることも可
能で、第３図ｆｂ）に示す［７こ紙面に直交する方向の
磁場Ｈを印加すれば検出電極３７にイオンを衝突させて
検出することができる。
又上述した実権例ではムｒｌ［子を用い斥が他の原子又
は中性粒子を衝突させても良いことは１つまでもない。
は中性粒子を衝突させても良いことは１つまでもない。
更に又上述したｌ！總例ではムｒイオンを中性ムｒ原子
に変換する手段として衝突箱を設けて内部にムｒガスを
満たしたが、適度なムｒガスが存在する領域を、イオン
銃の後段につくることができれば独立した衝突箱を設け
なくともその領域で変換が行われることは言うまでもな
い。
に変換する手段として衝突箱を設けて内部にムｒガスを
満たしたが、適度なムｒガスが存在する領域を、イオン
銃の後段につくることができれば独立した衝突箱を設け
なくともその領域で変換が行われることは言うまでもな
い。
ｆａ１図は本発明の一実總例の４成を示す図、第２図は
そのエーエ°断面図、９５図は他の実権例の要部を示す
図である。 １：イオン銃、１３：ムｒイオｙビーム、１９：衝突箱
、２２：偏向器、２３：高速ムｒ原子ビーム、２４：電
流針、２６：イオン化箱、２７：ターゲット、３７：検
出電極。
そのエーエ°断面図、９５図は他の実権例の要部を示す
図である。 １：イオン銃、１３：ムｒイオｙビーム、１９：衝突箱
、２２：偏向器、２３：高速ムｒ原子ビーム、２４：電
流針、２６：イオン化箱、２７：ターゲット、３７：検
出電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｌ イオン銃と、該イオン銃から取出されたイオンビー
ムを衝突ガスに衝突させて中性粒子ビームに変換する変
換手段と、該中性粒子ビーム中から変換されなかったイ
オンを除去するために該変換手段の後段に配置された偏
向手段を備え、該偏向手段を通過した中性粒子ビームを
試料に照射して試料をイオン化するイオン源において、
―記備向手段によって偏向されたイオｙを検出する横出
電ｆＩ【設けたことを特徴とするイオン源Ｏ ＆ ―記偏向手段は電磁型偏向器である特許請求の範囲
第１項記載のイオン源Ｏ ａｍＩ！ｉｌ！ｌ向手段は中性粒千手段ムをはさんで対
向配置された一対の静電偏向電極である特許請求の範囲
第１項記載のイオン源。 ４ｈｓＩＩ記一対の静電偏向電極のうちの一方が検出電
極を兼ねる特許請求の範囲第３項記載のイオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56169556A JPS5838909B2 (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56169556A JPS5838909B2 (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | イオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5871548A true JPS5871548A (ja) | 1983-04-28 |
| JPS5838909B2 JPS5838909B2 (ja) | 1983-08-26 |
Family
ID=15888648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56169556A Expired JPS5838909B2 (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5838909B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0663671A1 (en) * | 1994-01-13 | 1995-07-19 | Ebara Corporation | Beam charge exchanging apparatus |
| WO2013021923A1 (ja) * | 2011-08-08 | 2013-02-14 | 株式会社パスカル | 原子プローブを用いた二次イオンによる分析装置および分析方法 |
-
1981
- 1981-10-23 JP JP56169556A patent/JPS5838909B2/ja not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0663671A1 (en) * | 1994-01-13 | 1995-07-19 | Ebara Corporation | Beam charge exchanging apparatus |
| WO2013021923A1 (ja) * | 2011-08-08 | 2013-02-14 | 株式会社パスカル | 原子プローブを用いた二次イオンによる分析装置および分析方法 |
| JP2013037894A (ja) * | 2011-08-08 | 2013-02-21 | Pascal:Kk | 原子プローブを用いた二次イオンによる分析装置および分析方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5838909B2 (ja) | 1983-08-26 |
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