JP3550222B2 - 質量分析装置 - Google Patents

質量分析装置 Download PDF

Info

Publication number
JP3550222B2
JP3550222B2 JP20497295A JP20497295A JP3550222B2 JP 3550222 B2 JP3550222 B2 JP 3550222B2 JP 20497295 A JP20497295 A JP 20497295A JP 20497295 A JP20497295 A JP 20497295A JP 3550222 B2 JP3550222 B2 JP 3550222B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
mass spectrometer
ionization
unit
needle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP20497295A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0922679A (ja
Inventor
員章 溝上
Original Assignee
株式会社日本エイピーアイ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社日本エイピーアイ filed Critical 株式会社日本エイピーアイ
Priority to JP20497295A priority Critical patent/JP3550222B2/ja
Publication of JPH0922679A publication Critical patent/JPH0922679A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3550222B2 publication Critical patent/JP3550222B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、気体中の不純物濃度の測定装置に関し、特に高感度ガス分析装置に適用して有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体製造工程に用いられる高純度ガスの分析おいては、大気圧イオン化質量分析装置(Atmospheric Pressure Ionization Mass Spectrometer:APIMS)という高感度ガス分析装置が用いられている。
【0003】
そして、従来用いられている大気圧イオン化質量分析装置は、応用物理、第56巻、第11号、第1446〜1472頁(1987)で紹介されている。本装置の構成図を図5に示す。本装置は、大気圧に解放されたイオン化部1、約50Paの差動排気部2、約10−4Paの質量分析部3で構成され、イオン化部1にはガス流入口4、ガス流出口5、イオン化を行うための放電針6があり、測定対象ガス7はガス流入口4より供給され、ガス流出口5より排出される。また、イオン化部1と差動排気部2の間は、細穴8、差動排気部2と質量分析部3の間は細穴9を介して仕切られ、差動排気部2の真空ポンプ10および質量分析部3の真空ポンプ11によりそれぞれの圧力が維持できるようになっている。質量分析部3には質量分離部12、検出部13があり、大気圧のイオン化部1でイオン化されたイオンが差動排気部2を通って、高真空の質量分析部3で測定対象ガス7を分析できるようになっている。本装置は、イオン化部が大気圧であるため試料ガスの直接導入が可能であり、半導体製造工程の高純度ガスラインの分析に用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする問題点】
しかしながら、半導体製造工程で用いられるガスの中には大気に放出すると危険なガスもあるのでイオン化部から排出されるガスを排気ダクトで排気する場合があり、従来の大気圧イオン化質量分析装置では、イオン化部の圧力が変動してイオン分子反応の反応率が変化し、分析精度が低下するという問題点と、放電針の電流導入端子のセラミック材料からの不純物の発生により分析精度が低下するという問題点と、半導体素子の微細化が進んだため、さらなる分析感度の向上が望まれるようになって来たという問題点と、例えば水素ガスのようにガス分子の大きさが小さなガスでは、差動排気部に流入するガス量が増えて、真空ポンプに負担がかかるため、イオン化部と差動排気部の間の細穴を測定対象ガスの種類に対応して交換しなければならないという問題点があった。
【0005】
本発明は、このような従来の技術が有する問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、イオン化部の圧力を一定に保つことにより、イオン分子反応の反応率を安定化し、分析精度を向上させ、また、放電針の電流導入端子のセラミック材料からの不純物の発生が測定に影響を与えない技術を提供するととともに、測定対象ガスを高圧の状態のままイオン化部に供給することにより、ガスの密度が高い状態で測定できるので、分析感度を下げることなく測定が可能となる技術を提供し、また、分析対象ガスの種類が変わってもイオン化部と差動排気部の間の細穴をガスの種類に対応して交換する必要のない質量分析装置を提供することにある。
【0006】
【問題点を解決するための手段】
この目的のため、本発明はイオン化部の圧力を一定に保つため、および高圧に保つため、イオン化部に圧力制御手段を備えるものである。また、放電針の電流導入端子のセラミック材料からの不純物の発生が測定に影響を与えないように、ガスの流れ方向に対し、ガス流入口、対向電極、放電針の針先、放電針の電流導入端子、ガス流出口の順に構成するものである。また、圧力を一定にしたためにイオン化部を流れるガスの流量が変化してイオン分子反応の反応率が変動する場合もあるので、イオン化部を流れるガスの流量を制御する手段を備えるものである。
【0007】
そして、イオン化部にガス流入口、ガス流出口および、差動排気部への細穴を備え、ガス流入口に第1の流量制御手段、ガス流出口に第2の流量制御手段を備えるものである。
【0008】
【作用】
上記のように構成された質量分析装置において、イオン化部に備えられた圧力制御手段によりイオン化部の圧力は一定に保たれるのでイオン分子反応の反応率を安定化し、分析精度を向上させることが可能となる。また、ガスの流れ方向に対し、ガス流入口、対向電極、放電針の針先、放電針の電流導入端子、ガス流出口の順に構成することにより、ガスの流れに対し、イオン化を起こす対向電極及び、放電針の針先が不純物の発生する放電針の電流導入端子のセラミック材料より上流にあり、不純物の発生がイオン化に影響しないようになっている。また、圧力を一定にしたためにイオン化部を流れるガスの流量が変化してイオン分子反応の反応率が変動する場合もあるので、イオン化部に備えたガスの流量制御手段により、イオン分子反応の反応率を安定化し、分析精度を向上させることが可能となる。更に、測定対象ガスを高圧の状態のままイオン化部に供給することにより、ガスの密度が高い状態で測定できるので、分析感度を下げることなく測定が可能となり、大気圧の状態で測定した場合に比較して分析感度を向上することができる。
【0009】
また、測定対象ガスの種類によっては、水素ガスのようにガス分子の大きさが小さいため、差動排気部に流入するガス量が増えて、真空ポンプに負担がかかるため、イオン化部と差動排気部の間の細穴を測定ガスの種類に対応して交換する必要があったが、イオン化部に備えたガス流入口の第1の流量制御手段、ガス流出口の第2の流量制御手段により、ガス流入口から流入するガス流量とガス流出口から流出するガス流量の差が、細穴を通って差動排気部へ供給されるガス流量を一定に制御でき、測定対象ガスの種類に対応してイオン化部と差動排気部の間の細穴を交換せずに、差動排気部へ流入するガス量を一定にすることを可能としている。
【0010】
【実施例】
本発明の実施例について図面を参照して説明すると、図1において、イオン化部にはガス流入口4、ガス流出口5の他に流量調節バルブ20を備えた第2のガス流出口21と圧力検出器22を備え、イオン化部1の圧力が設定値より高くなった場合にはガス流出口21よりガスを排出して圧力を一定に保つようになっている。また、設定値を大気圧以上の高圧に保つことができるようにガス流出口5には絞り23が入っている。
【0011】
図2の実施例は、図1の実施例の絞り23の代わりにガス流出口5に流量調節器24を備えたもので、イオン化部の圧力を一定に保ちながらイオン化部を流れるガス流量を一定に保つようになっている。
【0012】
図3の実施例はガス流入口4に第1の流量調節器25、ガス流出口に第2の流量調節器26を備えたもので、第1の流量調節器25、第2の流量調節器26を調節することにより細穴8から差動排気部2へ流入するガス流量を制御できるようになっている。またこの方法では、イオン化部1に第2のガス流出口21を備えられないため、イオン化部の圧力を一定に保つために、第1の流量調節器25の上流側に第1の圧力調節器27、第2の流量調節器26の下流側に第2の圧力調節器28を備えている。
【0013】
図4の実施例はガスの流れ方向に対し、ガス流入口4、対向電極29、放電針6の針先、放電針6の電流導入端子30、ガス流出口5の順に構成したもので、放電針の電流導入端子のセラミック材料からの不純物の発生が測定に影響を与えないようになっている。
【0014】
さらに、本実施例では、イオン化部、差動排気部、及び質量分析部を有する質量分析装置についてのみ説明したが、特に図示しないがイオン化部及び質量分析部を有する質量分析装置もある。
【0015】
【発明の効果】
しかして、本発明によれば、分析精度および分析感度を向上させるとともに、分析対象ガスの種類が変わってもイオン化部と差動排気部の間の細穴をガスの種類に対応して交換する必要のない技術が可能となる。
【0016】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る質量分析装置の一例を示した断面的説明図である。
【図2】本発明に係る質量分析装置の他例を示した断面的説明図である。
【図3】本発明に係る質量分析装置の更に他例を示した断面的説明図である。
【図4】本発明に係る質量分析装置の更に他例を示した断面的説明図である。
【図5】本発明に係る質量分析装置の従来の実施例を示した断面的説明図である。
【符号の説明】
1 イオン化部
2 差動排気部
3 質量分析部
4 ガス流入口
5 ガス流出口
6 放電針
7 測定対象ガス
8 細穴
9 細穴
10 真空ポンプ
11 真空ポンプ
12 質量分離部
13 検出部
20 流量調節バルブ
21 第2のガス流出口
22 圧力検出器
23 絞り
24 流量調節器
25 第1の流量調節器
26 第2の流量調節器
27 第1の圧力調節器
28 第2の圧力調節器
29 対向電極
30 電流導入端子

Claims (4)

  1. 測定対象ガスが供給されるイオン化部、差動排気部、及び質量分析部を有する質量分析装置において、前記測定対象ガスの流れ方向に対し、ガス流入口、対向電極、放電針の針先、放電針の電流導入端子、ガス流出口の順で構成されることを特徴とする質量分析装置。
  2. 測定対象ガスが供給されるイオン化部、及び質量分析部を有する質量分析装置において、前記測定対象ガスの流れ方向に対し、ガス流入口、対向電極、放電針の針先、放電針の電流導入端子、ガス流出口の順で構成されることを特徴とする質量分析装置。
  3. 測定対象ガスが供給されるイオン化部、差動排気部、及び質量分析部を有する質量分析装置において、前記測定対象ガスが放電針の針先側から根元側へ流れることを特徴とする質量分析装置。
  4. 測定対象ガスが供給されるイオン化部、及び質量分析部を有する質量分析装置において、前記測定対象ガスが放電針の針先側から根元側へ流れることを特徴とする質量分析装置。
JP20497295A 1995-07-07 1995-07-07 質量分析装置 Expired - Fee Related JP3550222B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20497295A JP3550222B2 (ja) 1995-07-07 1995-07-07 質量分析装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20497295A JP3550222B2 (ja) 1995-07-07 1995-07-07 質量分析装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0922679A JPH0922679A (ja) 1997-01-21
JP3550222B2 true JP3550222B2 (ja) 2004-08-04

Family

ID=16499351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20497295A Expired - Fee Related JP3550222B2 (ja) 1995-07-07 1995-07-07 質量分析装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3550222B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4678032B2 (ja) * 2008-01-29 2011-04-27 株式会社日立製作所 イオン源およびそれを用いた質量分析計
JP4853588B2 (ja) * 2010-11-19 2012-01-11 株式会社日立製作所 イオン源

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0922679A (ja) 1997-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5485016A (en) Atmospheric pressure ionization mass spectrometer
EP0469437B1 (en) Method of and apparatus for preparing calibration gas
JPH05242858A (ja) ガス分析装置
US10978285B2 (en) Element analysis device and element analysis method
US6355150B1 (en) Analyzer for measuring H2S and its use for a sulfur oxidation reactor
JP3550222B2 (ja) 質量分析装置
EP0122006B1 (en) System for supplying gas at controlled pressure
KR20010098708A (ko) 가스 스트림내의 불순물 분석 방법
US4361810A (en) Arrangement for monitoring the concentration of potentially explosive substances in gas streams
KR100285024B1 (ko) 기체중불순물의분석방법및분석장치
JPH0634616A (ja) 微量不純物の分析方法
WO2020025380A1 (de) Flammenionisationsdetektor und verfahren zur analyse eines sauerstoffhaltigen messgases
JP2003166965A (ja) ガス中の酸素濃度を分析する方法および酸素濃度分析計
EP1393055A2 (en) Method for measuring the concentration of water in argon, hydrogen, nitrogen and helium by means of ionization mobility spectrometry
RU2178929C2 (ru) Спектрометр нелинейности дрейфа ионов
JP3477606B2 (ja) ガス中の微量不純物の分析方法及び装置
JPH10239280A (ja) 質量分析方法及び試料ガス混合装置
US6107805A (en) Extended detection zone in an ionization detector
KR19980072272A (ko) 반도체장치 제조용 공정챔버의 잔류가스 분석장치
JPH0922680A (ja) 気体中の不純物濃度の測定装置
JP4185728B2 (ja) ガス中の微量不純物の分析方法及び分析装置
JP2000036280A (ja) イオン化装置
JP2003016989A (ja) 誘導結合プラズマ質量分析装置用プラズマコーン及び誘導結合プラズマ質量分析装置
KR102140711B1 (ko) 고진공 플라즈마 잔류가스 분석장치 및 이를 이용한 잔류가스 분석방법
JP2000275217A (ja) 質量分析装置を用いた検量線の形成方法および装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040128

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040309

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040318

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040420

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040423

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120430

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120430

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130430

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140430

Year of fee payment: 10

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees