專利名稱：四極桿質(zhì)譜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來分析真空容器等測試體內(nèi)氣體成分(分壓測量)的四極桿質(zhì)譜儀。
背景技術(shù)：
例如在以濺鍍或氣相沉積來成膜等抽真空過程中，除了過程中的壓力，在作為處理室的真空室內(nèi)殘留的氣體的成分有時也對薄膜質(zhì)量等產(chǎn)生巨大的影響。分析這種殘留氣體的組成(氣體成分)，以往使用的是四極桿質(zhì)譜儀。四極桿質(zhì)譜儀由可拆卸地安裝于測試體上的傳感器部以及控制單元構(gòu)成。以相對
于測試體的傳感器部的安裝方向為上方，以往使用的傳感器部具有圓板狀支持體，其設(shè)置在傳感器部的下端；設(shè)置在支持體上，收集離子的離子檢測部；設(shè)置在該離子檢測部上方，在圓周方向上以規(guī)定間隔設(shè)置4根柱狀電極的四極桿部；以及設(shè)置在該四極桿部上，具有細絲及柵極將上述氣體離子化的離子源(例如參照專利文獻I)。通常，離子源的細絲及柵極或四極桿部等，由于要在細絲及柵極間施加離子化電壓或在四極桿部形成電場，而與設(shè)置在支持體上的連接端子之間通過配線連接，經(jīng)該連接端子由控制單元提供電力。作為連接端子與細絲、柵極或四極桿部之間的配線，為了確保絕緣而使用涂敷陶瓷護層的銅等的金屬線。因此，如上述以往例子那樣，如從支持體側(cè)按離子檢測部、四極桿部及離子源的順序設(shè)置，則需要多條長配線，制造成本升高。進而還有傳感器部的組裝也變得很麻煩的問題。還有，對于上述細絲，近年來有用氧化釔涂敷Ir線表面的產(chǎn)品被應(yīng)用以代替鎢制產(chǎn)品，細絲壽命大幅延長。像這樣由于細絲壽命延長，真空氣氛中的分子或原子附著在柵極上而使其受到污染，該污染引起的靈敏度降低問題顯現(xiàn)出來。對于受到污染的柵極的清洗方法，一般已知的是在細絲和柵極之間施加電壓(300V左右)使電子撞擊柵極表面而去除其表面附著的分子、原子的電子撞擊方式，以及使電流通過柵極以焦耳熱來蒸發(fā)去除其表面附著的分子、原子的所謂通電加熱方式(例如參照專利文獻2)。采用通電加熱方式時，需要在通電加熱用的直流電源的正負輸出和柵極之間制作閉合電路。此時，必須對設(shè)置于支持體上的連接端子再通過另一配線進行連接，但在上述以往例子中，到柵極的配線就更長了。因此，電力損失很大通電加熱不適用。再有，四極桿質(zhì)譜儀的構(gòu)造變得更復(fù)雜使其組裝變得更困難。其結(jié)果是通常通電加熱方式幾乎不被采用。另一方面，采用電子撞擊方式時，在使電子撞擊柵極表面期間，不能以質(zhì)譜儀進行質(zhì)譜分析(測量)，而且，如果以高電壓使電子進行撞擊時的壓力高，則可能引起放電問題?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I:專利公開2004 - 349102號公報專利文獻2:專利公開2000 - 39375號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問題鑒于以上內(nèi)容，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種低成本的四極桿質(zhì)譜儀，其能夠?qū)崿F(xiàn)柵極的通電加熱，防止靈敏度降低，并可以進行高精度的氣體成分分析。解決技術(shù)問題的手段為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的第一方式提供的四極桿質(zhì)譜儀是能分析測試體內(nèi)的氣體成分的四極桿質(zhì)譜儀，其特征在于具有可拆卸地安裝于測試體上的傳感器部，以相對該測試體的傳感器部的安裝方為上方，傳感器部具有設(shè)置在下端的規(guī)定形狀的支持體；設(shè)置在該支持體上的、具有細絲及柵極并將上述氣體離子化的離子源；設(shè)置在該離子源上的、在周方向上以規(guī)定間隔設(shè)置有四根柱狀電極的四極桿部；設(shè)置在該四極桿部上的、以在 相對的電極間施加直流電壓和交流電壓來收集通過四極桿部的預(yù)定離子的離子檢測部。根據(jù)本發(fā)明的第一方式，通過使離子源位于支持體側(cè)，能夠縮短離子源用的昂貴的配線的長度。此時，雖然給離子檢測部的配線，與以往例子的裝置比反而變長了，但離子電流檢測用的配線有一條即可。因此，與上述以往例子的裝置相比，不僅能夠簡化其構(gòu)造并使組裝變得容易，而且能夠降低成本。然而，如上述第一方式那樣，離子檢測部，如果位于距離支持體最遠的位置，即處于與要進行氣體分析的測試體內(nèi)氣氛相接觸的位置，則連存在于測試體內(nèi)的氣體成分的離子也有可能被離子檢測部檢測出，根據(jù)測試體，可能無法進行高精度的分析。為此，在所述離子檢測部上，優(yōu)選還具有屏蔽該離子檢測部的屏蔽裝置的結(jié)構(gòu)。再有，在本發(fā)明的第一方式中，能夠采用一種結(jié)構(gòu)，其具有延伸至離子源的上方的筒狀壁，以圍住離子源，在該筒狀壁的上端設(shè)置有可固定在測試體上的凸緣。再有，為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的第二方式的四極桿質(zhì)譜儀，是能分析測試體內(nèi)的氣體成分的四極桿質(zhì)譜儀，其特征在于具有可拆卸地安裝在測試體上的傳感器部，以相對該測試體的傳感器部的安裝方向為上方，該傳感器部具有設(shè)置在下端的規(guī)定形狀的支持體；設(shè)置在該支持體上的、具有細絲及柵極并將上述氣體離子化的離子源；在支持體上與離子源鄰接設(shè)置的、與相對上下方向正交的方向平行地且在周方向上以規(guī)定間隔設(shè)置有四根柱狀電極的四極桿部；在支持體上與四極桿部鄰接設(shè)置的、以在相對位置的電極間施加直流電壓和交流電壓來收集通過四極桿部的預(yù)定離子的離子檢測部。根據(jù)本發(fā)明的第二方式，由于構(gòu)成為離子源、四極桿部及離子檢測部并列設(shè)置在支持板上，所以與上述第一方式一樣，能夠縮短離子源用的昂貴的配線的長度，而且，給離子檢測部的配線的長度能夠設(shè)置得與上述以往例子相同。因此，與上述以往例子的裝置相比較，不僅能夠簡化其構(gòu)造使組裝變得更容易，還能降低成本。此處，將上述傳感器部安裝在測試體上時，有時將該傳感器部收納在管體內(nèi)，以該狀態(tài)安裝在測試體上。這種情況下，如采用上述第二方式的結(jié)構(gòu)的話，則與第一方式的裝置相比較能夠縮短管體的長度，進而安裝在測試體上時從該測試體的突出量變少，是有利的。在上述第一及第二兩方式中，所述離子源的細絲及柵極的自由端，優(yōu)選與在上下方向上貫通所述支持體而固定的連接端子無配線連接。由此，通過將細絲及柵極的兩自由端所謂直接安裝在支持體的連接端子，而能夠不用離子源用的昂貴的配線，在此之上，由于沒了線損而能夠有效地實現(xiàn)對柵極進行通電加熱的結(jié)構(gòu)。結(jié)果，能省掉離子源用配線且來自配線的放氣的影響變少的情況，與通過通電加熱能夠有效防止柵極的污染的情況一同作用，變得能夠以高靈敏度來精度良好地進行氣體成分的分析(分壓測量)。再有，為了使傳感器部容易組裝或使用，有利的是，所述四極桿部的各電極以絕緣性支架來保持，該支架可拆卸地安裝在所述支架上。這種情況下，有利的是，所述離子檢測部可拆卸地安裝在所述支架或支持體上。進而，也能夠采用一種結(jié)構(gòu)，在所述支持體上，還具有隔著離子源的柵極而與離子檢測部相對設(shè)置的板狀的離子收集器，可測量測試體內(nèi)的全壓。另一方面，也能夠采用一種結(jié)構(gòu)，在所述支持體上，還具有以圍繞具有細絲及柵極的離子源而設(shè)置的筒狀離子收集器，可測量測試體內(nèi)的全壓。根據(jù)上述內(nèi)容，使用一個四極桿質(zhì)譜儀,除氣體成分的分析之外還能測量測試體的全壓，而且將離子收集器直接安裝在設(shè)置于支持體上的連接端子上的話，則不需要離子電流檢測用的昂貴的配線，而能以低成本實現(xiàn)全壓測量用的結(jié)構(gòu)。再有，采用上述第一方式的結(jié)構(gòu)，四極桿部或離子檢測部采用在支持體上可自由裝卸的結(jié)構(gòu)，僅通過卸下這些部件，就能構(gòu)成用于測量測試體全壓的真空計，能夠根據(jù)用途，或作為真空計，或作為具有真空計的四極桿質(zhì)譜儀而分開使用。另外，離子收集器為板狀時，其表面容易被污染，容易導(dǎo)致靈敏度降低，另一方面離子收集器為筒狀時，由于軟X射線的影響等下降到低壓時可能無法高精度地測量總壓。因此，離子收集器的種類需要根據(jù)用途來適當選擇。進而，在本發(fā)明中，優(yōu)選采用具有能從大氣壓到所述細絲能放出熱電子的壓力的范圍內(nèi)進行壓力測量的真空計的結(jié)構(gòu)。由此，在將測試體真空排氣后，為了測量到直到開始氣體分析時的測試體的壓力，而不需要皮拉尼真空計等的測量裝置，在將本發(fā)明的四極桿質(zhì)譜儀安裝在沒有真空計的測試體上進行分析時是有利的。


圖I是說明本發(fā)明的第一實施方式涉及的四極桿質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是說明圖I所示的四極桿質(zhì)譜儀的改進例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3(a)是說明圖I所示的四極桿質(zhì)譜儀的另一改進例的結(jié)構(gòu)示意圖，(b)是示出分離了另一改進例涉及的四極桿質(zhì)譜儀的狀態(tài)的圖。圖4是說明四極桿質(zhì)譜儀的控制單元的改進例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是說明本發(fā)明的第二實施方式涉及的四極桿質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是圖5沿VI —VI線的剖面圖。
具體實施例方式下面參照附圖，以測試體TP為真空室，四極桿質(zhì)譜儀安裝在該測試體TP的測試端口 TPl而分析測試體TP內(nèi)的氣體成分的情況為例來說明本發(fā)明的第一實施方式的。參照圖1，MA1是四極桿質(zhì)譜儀，該四極桿質(zhì)譜儀MAl由傳感器部Ml和控制單元C構(gòu)成。傳感器部Ml具有圓板狀的支持體I。支持體I由鋁或不銹鋼等金屬制成，其上面外周緣部設(shè)置有0形環(huán)(密封裝置)11。以下，相對測試體TP以傳感器部Ml的安裝方向為上、方進行說明。在支持體I上設(shè)置有離子源2。離子源2由設(shè)置在支持體I的中央部上方的螺旋狀的柵極21，以及設(shè)置在該柵極21的周圍的、以氧化釔涂敷Ir線表面而成的細絲22構(gòu)成。柵極21和細絲22的兩自由端分別與上下貫通支持體I而豎直設(shè)立的柵極用的連接端子23a、23b及細絲用的連接端子24a、24b連接(直接安裝)。在離子源2之上，設(shè)置有四極桿部3，其四根柱狀的電極31以規(guī)定間隔設(shè)置在周方向上，相對設(shè)置的電極31彼此電連接。各電極31由絕緣材料構(gòu)成的筒狀支架32支持，該各電極31的上部從支架32向上方突出。在支架32的下面上，設(shè)置有經(jīng)配線33而分別與電極31連接的兩個插座式連接器34。而且，通過自上方將在支架32內(nèi)的各插座式連接器34安裝在豎直設(shè)立于支持體I上的兩根連接端子35a、35b上，支架32被支持體I可拆卸地支持在連接端子35a、35b上，同時實現(xiàn)了電連接。由此，傳感器部Ml的結(jié)構(gòu)被簡化。另外，支架32在支持體I的支持方法，也可不受上述限定，而是在支持體I上設(shè)置另一個支持部件(圖中未示出)，在其上支持支架32。在四極桿部3的各電極31的內(nèi)側(cè)上方，設(shè)置有離子檢測部4。離子檢測部4由收 集被離子源2離子化、在四極桿部3的各電極31間往來并到達其上方的氣體分子的法拉第杯構(gòu)成。而且，來自離子檢測部4的配線41也與安裝在支架32的下面上的插座式連接器42連接，與上述一樣，設(shè)置為與豎直設(shè)立在支持體I上的連接端子43連接。另外，對于配線33、41，使用的是涂敷陶瓷表層的銅等金屬線材的制品。另一方面，控制單元C，其具有設(shè)置有計算機、存儲器或序列發(fā)生器等的控制部51，控制部51統(tǒng)一控制后文說明的各電源的啟動、電源電路中的開關(guān)元件的切換或以電流計測量的電流值向圖示省略的顯示器的輸出等。再有，控制單元C具有細絲用的電源El和將測試體TP內(nèi)的氣體離子化的離子化用電源E2。來自電源El的輸出(正)的一方與細絲用的連接端子24b連接，來自電源E2的輸出(正)的一方與柵極用的一方的連接端子23a連接。而且，來自兩電源El、E2的另一方(負的)的輸出彼此連接的同時，該負輸出上連接有來自細絲用的另一連接端子24a的配線。再有，控制單元C具有柵極21通電加熱用的電源E3以及開關(guān)元件SWl。來自電源E3的一方(負)的輸出與連接端子23b連接，其另一方的輸出(正)與經(jīng)開關(guān)元件SWl的來自電源E2的輸出的另一方連接。進而，控制單元C，具有在電耦合的電極31上分別施加直流電壓和高頻電壓的DC + RF電源E4，DC + RF電源E4的輸出與相對設(shè)置的電極31中任意一方分別連接(圖I中僅顯示一方)。再有，控制單元C具有串聯(lián)的離子加速用電源E5和中心電場形成用電源E6，電源E5的一個輸出與電源E2的一個輸出(正)連接，它們的另一個輸出接地。進一步地，控制單元C上附設(shè)有電流計52，用于測量由離子檢測部4所收集的流向大地的離子電流值。上述第一實施方式的四極桿質(zhì)譜儀MA1，設(shè)置為也能測量測試體內(nèi)的全壓。S卩，在支持體I上，隔著柵極21與離子檢測部4相對地設(shè)置一板狀離子收集器61。該離子收集器61直接安裝于貫通支持體I上下而安裝的連接端子62上。再有，在控制單元C上，安裝有測量由離子收集器61所收集然后流向大地的離子電流值的電流計63。接著，說明上述四極桿質(zhì)譜儀MAl的使用例。在實際使用四極桿質(zhì)譜儀MAl時，在傳感器部Ml周圍，安裝兩端具有凸緣PU P2的管體P。即從傳感器部Ml的上方外插管體P，使管體P的下側(cè)的凸緣P2與支持體I的上面外緣部面接觸，在該狀態(tài)下以夾具等固定。由此，被O形環(huán)11真空密封。在該狀態(tài)下，經(jīng)O形環(huán)12使管體P上側(cè)的凸緣Pl與測試體TP的測試端口 TPl的凸緣TP2面接觸，通過在該狀態(tài)下由夾具等固定來完成傳感器部Ml的安裝。另外，也可以不用管體P，而將傳感器部Ml直接裝配在測試端口 TPl上。然后，以真空泵將測試體TP內(nèi)抽真空，一到達規(guī)定真空壓力，就開始氣體分析。首先，以電源EI在細絲22中流通直流電流使該細絲22紅熱，釋放熱電子。之后，通過以電源E2向柵極21施加正電壓，吸收被釋放的熱電子。此時，與熱電子撞擊后的細絲22周邊的氣體原子、分子產(chǎn)生正離子。之后，通過從電源E5向柵極21和電極31之間施加預(yù)定的電壓，離子化的氣體成分的離子從柵極21側(cè)被吸入四極桿部3。在上述狀態(tài)下，開關(guān)元件SWl保持為斷開(截止)。再有，以電流計63測量通過離子收集器61而流過的離子電流值，也能測量此時的全壓。在四極桿部3的四根電極31上，通過DC + RF電源E4，施加規(guī)定的交流電壓，所述規(guī)定的交流電壓重疊了一個直流電壓，該直流電壓較地電位懸浮了電源E6導(dǎo)致的中心電場電壓。由此，在離子群通過四極桿部3中時，它們邊振動邊通過，根據(jù)交流電壓或頻率數(shù)， 僅一定的離子穩(wěn)定振動并通過，而到達離子檢測部4。之后，以附設(shè)在離子檢測部4的電流計52檢測離子電流，此時的離子電流值被輸出給控制部51。再有，通過將上述直流電壓和交流電壓的比保持為固定的同時使交流電壓線性變化獲取頻譜，從離子電流值分析測試體內(nèi)的氣體成分。此時，針對特定的氣體成分也能顯示從離子電流值計算出的指示值。接著，例如靈敏度降低在特定的氣體成分中的指示值超出規(guī)定范圍變動(降低)的話，則由控制部51判斷柵極21受到污染。柵極21的污染一經(jīng)判斷，就由控制部51導(dǎo)通(連接)開關(guān)元件SWl，由電源E3將2A左右的電流提供給柵極21，通電加熱規(guī)定時間。由此，蒸發(fā)除去柵極21的表面附著的分子、原子。如以上所說明的，如采用前述第一實施方式的四極桿質(zhì)譜儀MA1，則通過使離子源2位于支持體I側(cè)，將細絲22及柵極21的兩自由端直接安裝在豎直設(shè)立于支持體I上的連接端子23a、23b、24a、24b上，能夠省去昂貴的配線。此時，雖然給離子檢測部4的配線，與以往例子相比反而變長了，但離子電流檢測用的配線只要一根就可以。因此，與上述以往例子相比較不僅能夠簡化其結(jié)構(gòu)使其組裝變得容易，而且也能降低成本。此外，由于沒有了線損而能夠有效地實行柵極21的通電加熱的結(jié)構(gòu)。結(jié)果，省去離子源2用的配線消除來自配線的放氣的影響的情況，與通過通電加熱能有效防止柵極的污染的情況一同作用，使得可以高靈敏度和良好的精度進行殘留氣體成分的分析。再有，在上述第一實施方式中，由于采用了使支架32保持四極桿部3的各電極31，將離子檢測部4可拆卸地安裝在支架32上，同時在該支架32上設(shè)置有插座式連接器34、42，嵌裝在支持板I上豎直設(shè)立的連接端子35a、35b、43上就可組裝的結(jié)構(gòu)，所以能使該組裝和操作更容易。進而，使用一個四極桿質(zhì)譜儀MA1，除氣體成分的分析(分壓測量)外也能測量測試體的全壓，而且，由于離子收集器61直接設(shè)置在安裝于支持板I上的連接端子62上，所以不需要離子電流檢測用的昂貴的配線，能夠以低成本實現(xiàn)全壓測量的結(jié)構(gòu)。以上，雖然對第一實施方式的四極桿質(zhì)譜儀MAl進行了說明，但本發(fā)明并不被上述內(nèi)容所限定。雖然在上述實施方式的裝置中，傳感器部3和控制單元C是分體的，但也能夠一體組裝于同一箱體中。再有，在上述實施方式的裝置中，離子檢測部4設(shè)置為位于距離支持體I側(cè)最遠的位置，即與要做氣體分析的測試體內(nèi)的氣體相接觸的位置。在這種情況下，連測試體內(nèi)存在的離子也有可能被離子檢測部4檢測出來，取決于測試體TP，有時通過測試體TP無法進行高精度的氣體成分的分析。因此，第一實施方式的改進例的四極桿質(zhì)譜儀的傳感器部M2，如圖2所示，還具有覆蓋離子檢測部4的上部的板狀屏蔽構(gòu)件7，以便為該離子檢測部4屏蔽可能存在于測試體內(nèi)的離子。另外，屏蔽構(gòu)件7的形狀，并不限定于是板狀結(jié)構(gòu)，也可以是半球狀結(jié)構(gòu)等。再有，在上述第一實施方式的裝置中，雖然說明了安裝板狀離子收集器61而能測量測試體的全壓的裝置，但在設(shè)置為板狀的裝置時，其表面容易被污染，易于導(dǎo)致靈敏度降低。因此上述改進例的傳感器部M2，如圖2所示，具有筒狀的離子收集器610。此外，傳感器部M2還具有皮拉尼真空計8，以便能在從大氣壓到熱電子從細絲22被釋放的壓力的范圍內(nèi)測量壓力。由此，在對測試體真空排氣后，為了測量直到氣體分析開始時測試體的壓力，不再需要其他真空計，在將上述傳感器部M2裝配在不帶有真空計的測試體上進行氣體成分分析時是有利的。另外，控制皮拉尼真空計8操作的電路內(nèi)置在控制單元C中。
進而，在上述實施方式的裝置中，雖然以支持體I是圓板狀的裝置為例進行了說明，但并不限于此。在上述第一實施方式的另一改進例涉及的傳感器部M3中，如圖3 (a)及(b)所示，支持板10由平板所構(gòu)成的中央基部10a、豎直設(shè)立在該基部IOa的外周的筒狀壁部IOb以及在該筒狀壁部IOb的上端形成的凸緣IOc構(gòu)成。在基部IOa上安裝有柵極用的連接端子23a、23b或細絲用的連接端子24a、24b。再有，凸緣IOc上表面的位置高于連接在連接端子23a、23b上的柵極21和連接在連接端子24a,24b上的細絲22的位置。由此，如能使四極桿部3或離子檢測部4脫離的話，則變?yōu)橛糜跍y量測試體的全壓的真空計(電離真空計)(參照圖3 (b))。再有，在上述第一實施方式的裝置中，以設(shè)置有一個控制單元C為例進行了說明，但并不僅限于此。參照圖4進行說明，其中涉及一改進例的控制單元，為將測量測試體內(nèi)的全壓等的主單元Cl以及分析測試體內(nèi)的氣體成分的從單元C2連接在一起而構(gòu)成。S卩，主單元Cl具有第一箱體Cl I，在第一箱體Cl I中，具有進行電力供給的電源部C12、控制控制單元啟動的CPU等的控制部C13、向離子源2供電的離子電源部C14、以及測量離子收集器61、610所收集的離子的電流值的電流檢測電路C15。另一方面，與主單元Cl可自由通信地連接的從單元C2，具有第二箱體C21，在第二箱體C21上，具有向四極桿部3的電極31施加直流電壓和高頻電壓的電源部C22，以及測量離子檢測部4所收集的離子的電流值的電流檢測電路C23。由此，在將四極桿質(zhì)譜儀MAl的傳感器部Ml、M2、M3作為真空計使用時，能夠僅使用其所需要的控制單元。接著，參照圖5及圖6，對第二實施方式的四極桿質(zhì)譜儀MA2的傳感器部M4的結(jié)構(gòu)進行說明。另外，對相同部件或要素使用相同符號，再有，設(shè)定控制單元C的結(jié)構(gòu)相同。傳感器部M4，具有圓板狀的支持體100。支持體100為鋁或不銹鋼等的金屬制品，其上面外周緣部安裝有0形環(huán)(密封裝置)11。以下，以相對測試體TP的感器部M4的安裝方向為上方進行說明。在支持體100上安裝有離子源2。離子源2由在支持體100徑向一側(cè)與該支持體100平行設(shè)置的螺旋狀的柵極21、以及貫通該柵極21的中央空間設(shè)置并以氧化釔涂敷Ir線的表面而成的細絲22而構(gòu)成。柵極21和細絲22的兩自由端與上下貫通支持體100而豎直設(shè)立的柵極用連接端子23a、23b及細絲用連接端子24a、24b連接(直接安裝)。在支持體100的徑向內(nèi)側(cè)上與離子源2鄰接設(shè)置有環(huán)狀聚焦電極FP。聚焦電極FP直接安裝在上下貫通并豎直設(shè)立于支持體100上的柵極用的連接端子FPl上，該連接端子FPl與安裝在控制單元C上的電源連接。而且，設(shè)置為通過在氣體分析時向聚焦電極FP施加規(guī)定的直流電壓，來抑制入射四極桿部3的離子的擴散。在支持板100的徑向內(nèi)側(cè)與聚焦電極FP鄰接地安裝有四極桿部300，其四根柱狀的電極31以規(guī)定間隔設(shè)置在周方向上且平行于支持體100，相對位置的電極31電耦合在一起(參照圖6)。各電極31由絕緣材料制成的下側(cè)開口的箱狀支架320來保持，該支架320可拆卸地安裝在支持體100上。而且，相對位置的各電極31中的兩根電極通過配線W而分別與豎直設(shè)立在支持體100上的兩根連接端子35a、35b電性連接。
在支持體100的徑向另一側(cè)與四極桿部3相鄰安裝有離子檢測部4。離子檢測部4由收集在四極桿部300的各電極31間流通而到達其上方的氣體分子的法拉第杯構(gòu)成。離子檢測部4也與豎直設(shè)立在支持體100上的連接端子40連接(直接安裝)。再有，安裝有板狀的離子收集器61，其隔著柵極21與離子檢測部4相對設(shè)置。離子收集器61直接安裝在上下貫通并安裝于支持體I上的連接端子62上。在使用四極桿質(zhì)譜儀MA2時，與上述同樣地，在傳感器部M4的周圍，裝配有兩端具有凸緣P1、P2的管體P。由此，在將上述傳感器部M4裝配在測試體TP上時，與第一方式的裝置相比能縮短管體P的長度，進而，裝配在測試體TP后的從該測試體TP的突出量變少，是有利的。再有，如采用上述第二實施方式的話，由于在支持體100上并列設(shè)置有離子源2、四極桿部300及離子檢測部4，所以不需要配線，不僅能簡化其結(jié)構(gòu)，使組裝變得更容易，而且能進一步降低成本。附圖標記說明MA1、MA2…四極桿質(zhì)譜儀、Ml M4…傳感器部、C…控制單元、1、10、100…支持體、11…密封裝置、2…離子源、21…柵極、22…細絲、3…四極桿部、31…電極、32…支架、4…離子檢測部、35a、35b、43…連接端子、El E6…電源、61、610…離子收集器(全壓測量用)、7...屏蔽構(gòu)件、8…(皮拉尼)真空計。
權(quán)利要求
1.ー種四極桿質(zhì)譜儀，其能夠分析測試體內(nèi)的氣體成分，其特征在于 具有可拆卸地安裝在測試體上的傳感器部； 以相對該測試體的傳感器部的安裝方向為上方，該傳感器部具有 安裝在下端的規(guī)定形狀的支持體； 安裝在該支持體上的、具有細絲及柵極并將上述氣體離子化的離子源； 安裝在該離子源上的、由四根柱狀電極在周方向上以規(guī)定間隔設(shè)置而成的四極桿部；以及 安裝在該四極桿部上的、通過在相対的電極間施加直流電壓和交流電壓而收集通過四極桿部的預(yù)定離子的離子檢測部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的四極桿質(zhì)譜儀，其特征在于 在所述離子檢測部的上方，還具有屏蔽該離子檢測部的屏蔽裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的四極桿質(zhì)譜儀，其特征在于 所述支持體具有延伸至離子源的上方的筒狀壁，以圍住離子源，在該筒狀壁的上端，設(shè)置有可固定在測試體上的凸緣。
4.ー種四極桿質(zhì)譜儀,其能夠分析測試體內(nèi)的氣體成分,其特征在于 具有可拆卸地安裝在測試體上的傳感器部； 以相對該測試體的傳感器部的安裝方向為上方，該傳感器部具有 安裝在下端的規(guī)定形狀的支持體； 設(shè)置在該支持體上的、具有細絲及柵極并將上述氣體離子化的離子源； 在支持體上與離子源鄰接設(shè)置的、由四根柱狀電極平行于相對上下方向正交的方向且在周方向上以規(guī)定間隔設(shè)置而成的四極桿部；以及 在支持體上與離子源鄰接設(shè)置的、通過在相対的電極間施加直流電壓和交流電壓而收集通過該四極桿部的預(yù)定離子的離子檢測部。
5.根據(jù)權(quán)利要求r4中任意一項所述的四極桿質(zhì)譜儀，其特征在于 所述離子源的細絲及柵極的自由端，與在上下方向上貫通所述支持體而固定的連接端子無配線連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求廣5中任意一項所述的四極桿質(zhì)譜儀，其特征在于 所述四極桿部的各電極以絕緣性的支架來保持，該支架可拆卸地裝配在所述支持體上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的四極桿質(zhì)譜儀，其特征在于 所述離子檢測部，可拆卸地裝配在所述支架或支持體上。
8.根據(jù)權(quán)利要求廣7中任意一項所述的四極桿質(zhì)譜儀，其特征在于 在所述支持體上，還具有隔著離子源的柵極而與離子檢測部相對設(shè)置的板狀離子收集器，以測量測試體內(nèi)的全壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求r7中任意一項所述的四極桿質(zhì)譜儀，其特征在于 在所述支持體上，還具有圍繞具有細絲及柵極的離子源而設(shè)置的筒狀離子收集器，以測量測試體內(nèi)的全壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求I、中任意一項所述的四極桿質(zhì)譜儀，其特征在于 還具有能夠在從大氣壓到所述細絲能釋放出熱電子的壓カ的范圍內(nèi)進行壓カ測量的真空計。
全文摘要
一種四極桿質(zhì)譜儀，用于分析測試體內(nèi)的氣體成分，其設(shè)置為能夠?qū)崿F(xiàn)柵極的通電加熱，防止靈敏度降低并可進行高精度的氣體成分的分析的低成本結(jié)構(gòu)。四極桿質(zhì)譜儀(MA1)具有可拆卸地安裝在測試體(TP)上的傳感器部(M1)。以相對測試體的傳感器部的安裝方向為上方，傳感器部具有安裝在下端的規(guī)定形狀的支持體(1)；安裝在該支持體上的、具有細絲(22)及柵極(21)并將上述氣體離子化的離子源(2)；安裝在該離子源上的、由四根柱狀電極(31)在周方向以規(guī)定間隔設(shè)置而成的四極桿部(3)，以及安裝在該四極桿部上的、通過向相對的電極間施加直流電壓和交流電壓而收集通過四極桿部的預(yù)定離子的離子檢測部(4)。
文檔編號H01J49/42GK102763190SQ201180008688
公開日2012年10月31日 申請日期2011年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月17日
發(fā)明者中島豐昭, 田中領(lǐng)太, 由利努, 黑川裕次郎 申請人:株式會社愛發(fā)科