JP2019032964A - Quadrupole type mass spectrometer and discrimination method for sensitivity reduction therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、試験体内のガス成分を分析する四重極型質量分析計及びその感度低下を判定するための判定方法に関する。 The present invention relates to a quadrupole mass spectrometer that analyzes a gas component in a test body and a determination method for determining a decrease in sensitivity thereof.
スパッタリングや蒸着による成膜処理等の真空処理装置内で行われる真空処理においては、処理時の圧力だけでなく、真空チャンバ(試験体)内に残留する気体の成分(残留ガス成分)が膜質等に大きな影響を与える場合がある。このような残留ガス成分を分析するために、四重極型質量分析計が従来から使用されている。 In vacuum processing performed in a vacuum processing apparatus such as sputtering or vapor deposition, not only the pressure at the time of processing but also the gas component (residual gas component) remaining in the vacuum chamber (test body) is the film quality, etc. May have a significant impact. In order to analyze such residual gas components, a quadrupole mass spectrometer has been conventionally used.
この種の四重極型質量分析計は例えば特許文献1で知られている。このものは、フィラメント及びグリッドを有してガスをイオン化するイオン源と、4本の柱状電極を周方向に所定間隔で配置してなる四重極部と、四重極部を通過させた所定質量数のガスイオンを捕集する第1イオンコレクタとを備え、第1イオンコレクタを流れる第1イオン電流値から試験体内の所定質量数のガス分圧を測定できる。また、このものでは、イオン源で生成されたガスのイオンを捕集する第2イオンコレクタを更に備え、第2イオンコレクタを流れる第2イオン電流値から試験体内の全圧をも測定できるようになっている。
This type of quadrupole mass spectrometer is known from
ここで、上記四重極型質量分析計を用いて試験体内に残留するガス成分の分析を行っていると、試験体内の分子や原子がグリッドに付着して汚染され、この汚染に起因して感度が低下し、これに起因して、測定しようとする所定質量数のガス分圧の指示値が次第に小さくなることが知られている。このように指示値が小さくなった状態で残留するガス成分の分析を継続すると、試験体に真空リークが発生したような場合には、これを検出できない場合があり、試験体内で行われている真空処理に多大な影響を与えることになる。 Here, when analyzing the gas component remaining in the specimen using the above quadrupole mass spectrometer, molecules and atoms in the specimen adhere to the grid and become contaminated. It is known that the sensitivity decreases, and as a result, the indicated value of the gas partial pressure of a predetermined mass number to be measured gradually decreases. If the analysis of the remaining gas component is continued in such a state that the indicated value is small, this may not be detected in the case where a vacuum leak occurs in the test body, which is performed in the test body. This will greatly affect the vacuum processing.
そこで、定期的に所定のガス成分を含有する校正ガスを試験体内に導入し、校正ガス成分を測定することで感度低下を判定することが従来から行われている(例えば、特許文献2参照)。然し、これでは、試験体内で行われている真空処理を一旦中断する必要があるため、量産性が損なわれるばかりか、校正ガス設備等が必要となってコスト高を招来するという問題がある。 Therefore, it has been conventionally performed to periodically introduce a calibration gas containing a predetermined gas component into the test body and measure the calibration gas component to determine a decrease in sensitivity (for example, see Patent Document 2). . However, in this case, since it is necessary to temporarily interrupt the vacuum processing performed in the test body, there is a problem that not only mass production is impaired but also a calibration gas facility is required, resulting in high cost.
本発明は、以上の点に鑑み、感度低下を可及的速やかに判定できる四重極型質量分析計及びその感度低下の判定方法を提供することをその課題とするものである。 In view of the above points, it is an object of the present invention to provide a quadrupole mass spectrometer that can determine sensitivity reduction as quickly as possible and a method for determining sensitivity reduction.
上記課題を解決するために、試験体内のガス成分を分析する四重極型質量分析計は、フィラメント及びグリッドを有してガスをイオン化するイオン源と、4本の柱状電極を周方向に所定間隔で配置してなる四重極部と、四重極部を通過させた所定質量数のガスイオンを捕集する第1イオンコレクタと、イオン源で生成されたガスイオンを捕集する第2イオンコレクタとを備え、第1イオンコレクタを流れる第1イオン電流値から試験体内の所定質量数のガス分圧を測定すると共に、第2イオンコレクタを流れる第2イオン電流値から試験体内の全圧を測定するように構成し、ガス成分の分析に影響のない所定範囲内の感度を基準感度とし、第2イオン電流値に対する第1イオン電流値の比が基準感度を基に設定される判定値と同等以下になると、感度低下と判定する判定手段を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a quadrupole mass spectrometer for analyzing a gas component in a test body has an ion source having a filament and a grid to ionize a gas and four columnar electrodes in a circumferential direction. A quadrupole part arranged at intervals, a first ion collector that collects gas ions having a predetermined mass number that has passed through the quadrupole part, and a second that collects gas ions generated by the ion source. A gas partial pressure of a predetermined mass number in the test body from a first ion current value flowing through the first ion collector, and a total pressure in the test body from a second ion current value flowing through the second ion collector. The reference value is a sensitivity within a predetermined range that does not affect the analysis of the gas component, and the ratio of the first ion current value to the second ion current value is set based on the reference sensitivity. Equal to or less than , Characterized in that it comprises a determination means and desensitization.
ここで、所定質量数のガス分圧と全圧との両方を測定できる四重極型質量分析計においては、試験体内の分子や原子がグリッドに付着して汚染され、この汚染に起因して感度が低下してくると、全圧の指示値と比較して所定質量数のガス分圧の指示値の方がより早く小さくなる。このことに着目して、本発明では、第2イオン電流値に対する第1イオン電流値の比を求め、これと基準感度を基に設定される判定値(例えば、基準感度に、実験的または経験的に求められる係数を乗じたもの)とを比較することで感度低下したか否かを判定することができる。このように本発明では、四重極型質量分析計を用いて試験体内の所定質量数のガス分圧や全圧を測定するために常時測定している第1イオン電流値と第2イオン電流値との変化から感度低下を判定できるため、試験体内で行われている真空処理を一旦中断する必要はなく、しかも、上記従来例で使用されていた校正ガス設備等を必要とせずに、感度低下を可及的速やかに判定できる。 Here, in a quadrupole mass spectrometer that can measure both the gas partial pressure and the total pressure of a predetermined mass number, molecules and atoms in the specimen adhere to the grid and become contaminated. When the sensitivity decreases, the indicated value of the gas partial pressure of a predetermined mass number becomes smaller faster than the indicated value of the total pressure. Focusing on this, in the present invention, the ratio of the first ion current value to the second ion current value is obtained, and a determination value set based on this ratio (for example, the reference sensitivity is experimental or empirical). It is possible to determine whether or not the sensitivity has decreased. As described above, in the present invention, the first ion current value and the second ion current that are constantly measured in order to measure the gas partial pressure and the total pressure of a predetermined mass number in the test body using the quadrupole mass spectrometer. Since it is possible to determine a decrease in sensitivity from the change in value, it is not necessary to temporarily stop the vacuum processing performed in the test body, and the sensitivity without using the calibration gas equipment used in the conventional example above. Decrease can be determined as quickly as possible.
本発明においては、前記第1イオン電流値として、四重極部を通過させた所定質量数のガスイオンの中で第1イオン電流値が最大となるものを選択するようにすれば、確実に感度低下を可及的速やかに判定できる。他方、前記第1イオン電流値として、四重極部を通過させた所定質量数のガスイオンの総和を用いれば、判定時の試験体内の真空雰囲気がその全圧と分圧とが同等であるような場合でも、正確に判定でき、有利である。 In the present invention, if the first ion current value is selected from the gas ions having a predetermined mass number that have passed through the quadrupole portion, the first ion current value is maximized. Sensitivity reduction can be determined as quickly as possible. On the other hand, if the sum of gas ions having a predetermined mass number that has passed through the quadrupole portion is used as the first ion current value, the vacuum atmosphere in the test body at the time of determination has the same total pressure and partial pressure. Even in such a case, an accurate determination can be made, which is advantageous.
また、上記課題を解決するために、試験体内のガスをイオン源でイオン化し、四重極部を通過させた所定質量数のガスイオンを第1イオンコレクタで捕集し、このときイオンコレクタを流れる第1イオン電流値からガス分圧を測定する四重極型質量分析計にてイオン源の感度低下を判定するための判定方法は、第2イオンコレクタにより試験体内でイオン化されたガスを捕集する工程と、ガス成分の分析に影響のない所定範囲内の感度を基準感度とし、第2イオンコレクタを流れる第2イオン電流値に対する第1イオン電流値の比が基準感度より小さい判定値と比較し、同等以下になると、感度低下したと判定する工程とを含むことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the gas in the test body is ionized by an ion source, and gas ions having a predetermined mass number that has passed through the quadrupole portion are collected by a first ion collector. A determination method for determining a decrease in sensitivity of an ion source in a quadrupole mass spectrometer that measures a gas partial pressure from a flowing first ion current value is to capture gas ionized in a test body by a second ion collector. And a determination value in which the ratio of the first ion current value to the second ion current value flowing through the second ion collector is smaller than the reference sensitivity, with the sensitivity within a predetermined range that does not affect the analysis of the gas component as the reference sensitivity And the step of determining that the sensitivity has been reduced when it is equal to or less than the same.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の四重極型質量分析計MAを説明する。なお、以下においては、図示省略の試験体に対する後述のセンサ部Sの装着方向を上方として説明する。 Hereinafter, a quadrupole mass spectrometer MA according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the mounting direction of a sensor unit S (described later) with respect to a test specimen (not shown) will be described as upward.
図1を参照して、四重極型質量分析計MAは、センサ部Sと制御ユニットCとから構成される。センサ部Sは円板状の支持体1を有する。支持体1は、アルミニウムやステンレス等の金属製であり、その上面外周縁部にはOリング11が設けられている。支持体1上には第1イオンコレクタ2が設けられている。第1イオンコレクタ2は、後述の四重極部3の各電極を通過させて到達する所定質量数のガス原子やガス分子のイオンを捕集するファラデーカップから構成されている。第1イオンコレクタ2は、支持体1に立設した接続端子21に配線接続されている。
With reference to FIG. 1, the quadrupole mass spectrometer MA includes a sensor unit S and a control unit C. The sensor unit S has a disk-
第1イオンコレクタ2上には四重極部3が設けられている。四重極部3は、周方向に所定間隔で配置された上下方向に延びる4本(図中では2本を示す)の円柱状の電極31から構成されている。相対する電極31は電気的に接続され、相対する電極31が、支持体1に立設した2本の接続端子32a、32bに配線接続されている。四重極部3上にはイオン源4が設けられ、イオン源4はフィラメント41とグリッド43とを備える。グリッド43は、金属細線を格子状でかつ円筒形状に組み付けて構成され、支持体1に立設した接続端子42aに配線接続されている。フィラメント41は、図示省略の支持フレームに周方向に所定間隔で吊設した3本の金属製の支持ピン44a〜44cと、中央の支持ピン44aと両側の支持ピン44b、44cとの間に夫々接続された2本のフィラメント片41a、41bとを備え、全体としてグリッド43の外周の半分程度を囲うようになっている。この場合、中央の支持ピン44aがフィラメントコモンとなり、この支持ピン44aが支持体1に立設した接続端子45bに配線接続されていると共に、両側の支持ピン44b、44cが、支持体1に立設した接続端子45aに配線接続されている。
A
イオン源4と四重極部3との間には、四重極部3へ向かうイオンを効率よく収束させるフォーカス電極5が介設されている。フォーカス電極5は、中央開口を備えた金属板から構成され、支持ピン44aとフォーカス電極5とを配線Wにより接続してフィラメント41の電位とフォーカス電極5の電位とを同等としている。イオン源4の上方には、グリッド43を挟んで第1イオンコレクタ2に対向配置されるように、板状の第2イオンコレクタ6が設けられている。第2イオンコレクタ6は支持体1に上下貫通して設けた接続端子61に接続されている。
A
他方、制御ユニットCは筐体F(図1中、一点鎖線で示す)を備え、筐体Fにはコンピュータ、メモリやシーケンサ等を備えた制御部C1が内蔵されている。制御部C1は、後述の各電源の作動、図示省略の電源回路中のスイッチング素子の切替、後述のフローチャートを実行することによる感度低下の判定、後述する感度低下の報知等を統括制御する。このため、制御部C1は、特許請求の範囲における判定手段に相当する。また、筐体F内には、フィラメント41に直流電流を通電してフィラメント41を点灯するフィラメント点灯用の電源E1と、グリッド43に対してフィラメント41より高い電位を与えるグリッド用の電源E2とが内蔵されている。電源E1からのプラス側の出力は、両側の支持ピン44b、44cに導通する接続端子45aに接続され、また、電源E2からのプラス側の出力がグリッド用の接続端子42aに接続され、そのマイナス側がアース接地されている。
On the other hand, the control unit C includes a housing F (indicated by a one-dot chain line in FIG. 1), and the housing F incorporates a control unit C1 including a computer, a memory, a sequencer, and the like. The control unit C1 performs overall control of operation of each power source described later, switching of a switching element in a power supply circuit (not shown), determination of sensitivity decrease by executing a flowchart described later, notification of sensitivity decrease described later, and the like. For this reason, the control part C1 is corresponded to the determination means in a claim. Also, in the housing F, there are a filament lighting power source E1 that turns on the
筐体F内には、電気的に結合された電極31、31にそれぞれ直流電圧と高周波電圧とを印加するDC+RF電源E3が内蔵され、DC+RF電源E3の出力は、電極31、31にそれぞれ接続されている。また、筐体F内には、フィラメント41とグリッド43との間に所定の電位差を作るためにフィラメント41に電位を与える電源E4が内蔵され、電源E4からのプラス側の出力が、電源E2からのプラス側の出力に接続され、電源E4からのマイナス側の出力は、電源E1からのマイナス側の出力に接続されている。この場合、このマイナス側の出力には、フィラメントコモンたる支持ピン44aに導通する接続端子45bからの配線が接続されている。また、筐体F内には、第1イオンコレクタ2に接続されて当該第1イオンコレクタ2を流れる第1イオン電流値を測定する電流計22と、第2イオンコレクタ6に接続されて当該第2イオンコレクタ6を流れる第2イオン電流値を測定する電流計62が付設されている。以下に、上記四重極型質量分析計MAの使用例につき、図示省略する試験体を成膜処理が行われる真空チャンバとし、真空チャンバ内に残留するガス成分を分析する場合を例に説明する。
In the housing F, a DC + RF power source E3 for applying a DC voltage and a high frequency voltage to the
真空チャンバの所定位置にセンサ部Sを装着した後、真空チャンバを真空排気する。真空チャンバが所定圧力まで真空排気されると、四重極型質量分析計MAによるガス分圧及び全圧の測定が開始される。電源E1によりフィラメント41に通電し、フィラメント41から熱電子を放出させる。そして、電源E2によりグリッド43に正電圧を印加し、放出された熱電子を引き込む。このとき、熱電子と衝突したフィラメント周辺の気体原子、分子からガスイオンが生じる。ガスイオンは、グリッド43と四重極部3との電位差に相当する加速電圧で加速されながら、フォーカス電極5により収束され、四重極部3へと引き込まれる。そして、電源E3により四重極部3の電極31、31に直流と交流とが重畳した所定電圧を印加していくと、ガスイオンがその質量電荷比ごとに第1イオンコレクタ2へと到達し、第1イオンコレクタ2を流れる第1イオン電流値が電流計22により測定される。他方、イオン源4で生じたガスイオンの一部が第2イオンコレクタ6へと到達し、第2イオンコレクタ6を流れる第2イオン電流値が電流計62により測定される。これら第1イオン電流値及び第2イオン電流値は制御部C1に入力され、制御部C1により、第1イオン電流値から試験体内の所定質量数のガス分圧が、第2イオン電流値から全圧が夫々算出される。
After mounting the sensor unit S at a predetermined position in the vacuum chamber, the vacuum chamber is evacuated. When the vacuum chamber is evacuated to a predetermined pressure, measurement of gas partial pressure and total pressure by the quadrupole mass spectrometer MA is started. The
ところで、上記四重極型質量分析計MAを用いて試験体内に残留するガス成分の分析を行っていると、試験体内の分子や原子がグリッド43に付着して汚染され、この汚染に起因して感度が低下していく。このため、感度低下を可及的速やかに判定することで、常時ガス成分の分析を精度よく行うことができるように上記四重極型質量分析計MAを構成しておく必要がある。なお、感度が低下しているような場合には、例えば、イオン源4の交換やクリーニング等が行われるが、これについては公知の方法が適用できるため、ここでは詳細な説明は省略する。
By the way, when the gas component remaining in the test body is analyzed using the quadrupole mass spectrometer MA, molecules and atoms in the test body adhere to the
ここで、本願発明者らの実験によれば、グリッド43が汚染されてきたときのH2、H2O、O2、Ar、CO2、N2+COといった特定のガスイオンの第1イオン電流値と、第2イオン電流値の変化を測定してみると、図2に示すように、第1イオン電流値よりも第2イオン電流値の方がより早く小さくなる。これは、第1イオンコレクタ2のガスイオンの入射面積が、第2イオンコレクタ6の入射面積に比べて小さいことで、グリッド43の汚染に伴いイオン源4におけるガスイオンの発生場所が変わると、第1イオンコレクタ2に到達するイオンの量が、第2イオンコレクタ6に到達するイオンの量よりも先に少なくなることに起因すると考えられる。
Here, according to the experiments by the present inventors, the first ion current of specific gas ions such as H 2 , H 2 O, O 2 , Ar, CO 2 , and N 2 + CO when the
そこで、本実施形態では、ガス成分の分析に影響のない所定範囲内の感度を基準感度とし、第2イオン電流値に対する第1イオン電流値の比を求め、この比が基準感度を基に設定される判定値と同等以下になると、感度低下と判定するようにした。この場合、基準感度は、四重極型質量分析計MAに応じて任意に設定され、また、判定値は、例えば基準感度に、実験的または経験的に求めた係数を乗じたものが用いられる。更に、感度低下を判定するための判定手段は制御部C1にプログラムとして組み込まれ、一定の周期でまたは任意に設定される周期で感度低下の判定を実行するようになっている。以下に、図3を参照して、判定手段としての制御部C1による感度低下の判定手順を具体的に説明する。 Therefore, in the present embodiment, the sensitivity within a predetermined range that does not affect the analysis of the gas component is set as the reference sensitivity, the ratio of the first ion current value to the second ion current value is obtained, and this ratio is set based on the reference sensitivity. When the value is equal to or lower than the determination value, it is determined that the sensitivity is lowered. In this case, the reference sensitivity is arbitrarily set according to the quadrupole mass spectrometer MA, and the determination value is obtained by, for example, multiplying the reference sensitivity by a coefficient obtained experimentally or empirically. . Further, the determination means for determining the sensitivity decrease is incorporated as a program in the control unit C1, and the sensitivity decrease determination is executed at a constant cycle or an arbitrarily set cycle. Hereinafter, with reference to FIG. 3, a determination procedure of sensitivity reduction by the control unit C <b> 1 as a determination unit will be specifically described.
試験体内のガス分圧及び全圧が測定されている間で感度低下の判定が開始されると、STEP1に進んで、感度低下の判定対象となる所定質量数のガスイオンが選択される。判定対象は、例えば第1イオン電流値が最大となるものが自動的に選択されるようになっているが、制御部C1に対して、真空チャンバ内で行われている処理に応じて、H2、H2O、O2、Ar、CO2、N2+COといった特定のガスイオンを適宜選択して設定できるようにしてもよい。 If the determination of the sensitivity decrease is started while the gas partial pressure and the total pressure in the test body are being measured, the process proceeds to STEP 1 and a gas ion having a predetermined mass number to be determined for the sensitivity decrease is selected. As the determination target, for example, the one having the maximum first ion current value is automatically selected. However, according to the processing performed in the vacuum chamber with respect to the control unit C1, H A specific gas ion such as 2 , H 2 O, O 2 , Ar, CO 2 , or N 2 + CO may be appropriately selected and set.
判定対象のガスイオンが選択されると、STEP2に進んで、試験体内の全圧が所定圧力(例えば、1×10−5Pa)以上であるか否かを判別し、全圧が所定圧力より低い場合は、STEP3に進み、感度低下判定を終了する。これは、全圧が所定圧力よりも低いと、通常は第1イオンコレクタ2を流れる第1イオン電流値が低くなり、これでは感度低下を精度良く判定できない虞があるためである。このような場合に、制御部C1は、液晶ディスプレイやスピーカー等の図外の報知手段を介して感度低下を判定できない旨を報知するようにしてもよい。この報知を受けると、イオン源4の交換やクリーニングを実施することになる。
When the gas ion to be determined is selected, the process proceeds to STEP 2 to determine whether or not the total pressure in the test body is equal to or higher than a predetermined pressure (for example, 1 × 10 −5 Pa). If it is lower, the process proceeds to STEP 3 and the sensitivity reduction determination is terminated. This is because if the total pressure is lower than the predetermined pressure, the value of the first ion current that normally flows through the
他方、試験体内の全圧が所定圧力以上になった場合は、STEP4に進んで、ガス分圧及び全圧の測定開始から所定の待機時間tが経過したか否かを判別し、待機時間tが経過すると、STEP5に進んで、第1イオン電流値I1と第2イオン電流値I2との測定データが取得される。この場合、制御部C1は、例えば、単位時間当たりの第1及び第2の両イオン電流値の平均値を夫々求め、これを測定データとしての第1イオン電流値I1、第2イオン電流値I2として取得するようにしている。なお、感度低下をより精度良く判定するために、所定の待機時間をおいて上記測定データを更に複数回取得し、これら複数回取得した測定データの平均値を求め、この求めたものを測定データとしての第1イオン電流値I1と第2イオン電流値I2として用いるようにしてもよい。 On the other hand, when the total pressure in the test body becomes equal to or higher than the predetermined pressure, the process proceeds to STEP 4 to determine whether or not a predetermined standby time t has elapsed from the start of measurement of the gas partial pressure and the total pressure, There When elapsed, the process proceeds to STEP5, the measurement data of the first ion current value I 1 and the second ion current value I 2 is obtained. In this case, for example, the control unit C1 obtains an average value of both the first and second ion current values per unit time, and uses the first ion current value I 1 and the second ion current value as measurement data. and so as to obtain as I 2. In addition, in order to more accurately determine the sensitivity reduction, the measurement data is acquired a plurality of times with a predetermined standby time, an average value of the measurement data acquired a plurality of times is obtained, and the obtained value is obtained as the measurement data. it may be used as the first ion current value I 1 and the second ion current value I 2 as.
上記STEP5で測定データが取得されると、STEP6に進んで、第2イオン電流値I2に対する第1イオン電流値I1の比(I1/I2)が求められ、更に、STEP7に進んで、比(I1/I2)が判定値よりも大きいか否かを判別する。この場合の判定値は、感度低下を判定するために任意に設定されるものであり、例えば、ガス分析に影響のない所定範囲内の感度を基準感度とし、この基準感度に、実験的または経験的に求めた係数を乗じた値(例えば、基準感度の1/10)が制御部C1に予め設定されている。そして、比(I1/I2)が判定値より大きい場合は、STEP8に進んで、感度が正常であるとして感度低下の判定を終了させる。一方で、比(I1/I2)が判定値と同等以下である場合には、STEP9に進んで、感度が低下したと判定され、上記STEP3と同様にしてこれが報知される。このような場合、例えば、イオン源4が汚染されているので、これの交換やクリーニングを行う必要がある。
When the measurement data is acquired in
上記実施形態によれば、四重極型質量分析計MAを用いて試験体内の所定質量数のガス分圧や全圧を測定するために常時測定している第1イオン電流値と第2イオン電流値との変化から感度低下を判定できるため、試験体内で行われている真空処理を一旦中断する必要はなく、しかも、上記従来例で使用されていた校正ガス設備等を必要とせずに、感度低下を可及的速やかに判定できる。 According to the above embodiment, the first ion current value and the second ion that are always measured to measure the gas partial pressure and the total pressure of a predetermined mass number in the test body using the quadrupole mass spectrometer MA. Since it is possible to determine a decrease in sensitivity from the change with the current value, it is not necessary to temporarily stop the vacuum processing being performed in the test body, and without requiring the calibration gas equipment etc. used in the conventional example, Sensitivity reduction can be determined as quickly as possible.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変形することができる。上記実施形態では、第2イオン電流値に対する第1イオン電流値の比(I1/I2)を判定値と比較しているが、第2イオン電流値から算出した試験体内の全圧(TP)に対する第1イオン電流値の比(I1/TP)を判定値と比較することで、感度低下を判定してもよい。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified without departing from the scope of the technical idea of the present invention. In the above embodiment, the ratio of the first ion current value to the second ion current value (I 1 / I 2 ) is compared with the determination value, but the total pressure (TP) in the test body calculated from the second ion current value ) May be determined by comparing the ratio (I 1 / TP) of the first ion current value to the determination value.
上記実施形態では、感度低下を判定するための第1イオン電流値として、第1イオン電流値が最大となるものを選択したが、試験体内のガス成分が分かっている場合には、判定対象となるガスイオンを判定開始前に予め設定し、その第1イオン電流値の測定データを取得するようにしてもよい。また、第1イオン電流値として、四重極部3を通過させた所定質量数のガスイオンの総和を用いれば、判定時の試験体内の真空雰囲気がその全圧と分圧とが同等であるような場合でも、正確に判定でき、有利である。
In the above embodiment, as the first ion current value for determining the decrease in sensitivity, the one having the maximum first ion current value is selected, but when the gas component in the test body is known, the determination target is Gas ions may be set in advance before the start of determination, and measurement data of the first ion current value may be acquired. Moreover, if the sum total of the gas ion of the predetermined mass number which passed the
また、上記実施形態では、第2イオンコレクタ6をイオン源4の上方に設けたものを説明したが、これに限定されるものではない。例えば、支持体上に全圧測定用の第2イオンコレクタを設け、その上方にイオン源、更にその上方に四重極部を設け、イオン源を挟んで第2イオンコレクタに対向配置されるように、分圧測定用の第1イオンコレクタを設けてもよい。
Moreover, although the said embodiment demonstrated what provided the 2nd ion collector 6 above the
MA…四重極型質量分析計、2…第1イオンコレクタ、3…四重極部、31…電極、4…イオン源、41…フィラメント、43…グリッド、6…第2イオンコレクタ、C1…制御部(判定手段)。 MA ... quadrupole mass spectrometer, 2 ... first ion collector, 3 ... quadrupole part, 31 ... electrode, 4 ... ion source, 41 ... filament, 43 ... grid, 6 ... second ion collector, C1 ... Control unit (determination means).
Claims (4)
フィラメント及びグリッドを有してガスをイオン化するイオン源と、4本の柱状電極を周方向に所定間隔で配置してなる四重極部と、四重極部を通過させた所定質量数のガスイオンを捕集する第1イオンコレクタと、イオン源で生成されたガスイオンを捕集する第2イオンコレクタとを備え、第1イオンコレクタを流れる第1イオン電流値から試験体内の所定質量数のガス分圧を測定すると共に、第2イオンコレクタを流れる第2イオン電流値から試験体内の全圧を測定するように構成したものにおいて、
ガス成分の分析に影響のない所定範囲内の感度を基準感度とし、第2イオン電流値に対する第1イオン電流値の比が基準感度を基に設定される判定値と同等以下になると、感度低下と判定する判定手段を備えることを特徴とする四重極型質量分析計。 A quadrupole mass spectrometer for analyzing gas components in a test body,
An ion source having a filament and a grid for ionizing a gas, a quadrupole part in which four columnar electrodes are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction, and a gas having a predetermined mass number that has passed through the quadrupole part A first ion collector that collects ions and a second ion collector that collects gas ions generated by the ion source, and a predetermined mass number in the specimen is determined from a first ion current value flowing through the first ion collector. In the configuration configured to measure the gas partial pressure and measure the total pressure in the test body from the second ion current value flowing through the second ion collector,
Sensitivity decreases when the sensitivity within a predetermined range that does not affect the analysis of the gas component is set as the reference sensitivity, and the ratio of the first ion current value to the second ion current value is equal to or less than the determination value set based on the reference sensitivity. A quadrupole mass spectrometer characterized by comprising determination means for determining
第2イオンコレクタにより試験体内でイオン化されたガスを捕集する工程と、
ガス成分の分析に影響のない所定範囲内の感度を基準感度とし、第2イオンコレクタを流れる第2イオン電流値に対する第1イオン電流値の比が基準感度より小さい判定値と比較し、同等以下になると、感度低下したと判定する工程とを含むことを特徴とする判定方法。
The gas in the test body is ionized by the ion source, and gas ions having a predetermined mass number that has passed through the quadrupole portion are collected by the first ion collector. At this time, the gas partial pressure is determined from the first ion current value flowing through the ion collector In a determination method for determining a decrease in sensitivity of an ion source in a quadrupole mass spectrometer that measures
Collecting a gas ionized in the test body by a second ion collector;
The sensitivity within a predetermined range that does not affect the analysis of the gas component is set as the reference sensitivity, and the ratio of the first ion current value to the second ion current value flowing through the second ion collector is compared with a determination value that is smaller than the reference sensitivity. And a step of determining that the sensitivity has been reduced.
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