[發(fā)明專利]帶電粒子分析裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200780052915.5
• 申請日: 2007-05-09
• 公開（公告）號(hào): CN101669027A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 西口克
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社島津制作所
• 主分類號(hào): G01N27/62
• 分類號(hào): G01N27/62;H01J49/06;H01J49/40
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 李貴亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種例如質(zhì)量分析裝置、電子分光裝置、能量分析裝置等， 用于分析離子、電子這種帶電粒子的帶電粒子分析裝置，詳細(xì)來說，涉及 一種具有形成用于使帶電粒子以彎曲形狀飛行的扇形電場的帶電粒子光 學(xué)系統(tǒng)的帶電粒子分析裝置。

背景技術(shù)

帶電粒子光學(xué)系統(tǒng)，是指將離子、電子等的帶電粒子通過電場或者磁 場的作用，進(jìn)行聚束、分散、分光、偏轉(zhuǎn)、輸送等的系統(tǒng)。下面的說明中， 雖然是對(duì)作為帶電粒子特別以離子為對(duì)象的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行敘述，但基本 上，其它的帶電粒子例如電子之類也是同樣的。

作為用于使離子束偏轉(zhuǎn)、或者將離子按著質(zhì)量或能量進(jìn)行分離的離子 光學(xué)系統(tǒng)，多利用結(jié)構(gòu)簡單且通用性好的扇形電場。作為扇形電場的具體 的利用例，存在例如專利文獻(xiàn)1等所述的多重旋轉(zhuǎn)飛行時(shí)間型質(zhì)量分析裝 置。多重旋轉(zhuǎn)飛行時(shí)間型質(zhì)量分析裝置中，通過使用多個(gè)扇形電場形成大 致橢圓形、大致8字形狀等的封閉軌道即離子旋轉(zhuǎn)軌道，并且通過沿著該 旋轉(zhuǎn)軌道使離子進(jìn)行多次的旋轉(zhuǎn)飛行，有效確保較長的飛行距離從而提高 離子的質(zhì)量分離性能。

這種多重旋轉(zhuǎn)飛行時(shí)間型質(zhì)量分析裝置中，雖然有時(shí)也在旋轉(zhuǎn)軌道上 設(shè)置用于離子生成的離子源，或是設(shè)置用于離子檢測的離子檢測器，但多 數(shù)情況下，將是將在旋轉(zhuǎn)軌道的外側(cè)生成的離子導(dǎo)入旋轉(zhuǎn)軌道中，使其進(jìn) 行規(guī)定次數(shù)的旋轉(zhuǎn)飛行，其后使離子從旋轉(zhuǎn)軌道脫離，導(dǎo)入旋轉(zhuǎn)軌道外側(cè) 所設(shè)置的離子檢測器中進(jìn)行檢測。為了像這樣進(jìn)行對(duì)旋轉(zhuǎn)軌道的離子導(dǎo)入 或是從旋轉(zhuǎn)軌道的離子取出，有時(shí)需要在形成扇形電場的扇形電極上設(shè)置 開口(參照專利文獻(xiàn)1)。另外，除對(duì)旋轉(zhuǎn)軌道的離子的入射和出射以外， 為了監(jiān)視旋轉(zhuǎn)離子的狀態(tài)或者形態(tài)，為了從外部將激光或者是X射線等的 電磁波或粒子線導(dǎo)入旋轉(zhuǎn)軌道，有時(shí)也需要在扇形電極中設(shè)置開口。

但是，如上所述在扇形電極上設(shè)置開口的情況下，在其開口的附近將 不可避免的產(chǎn)生電場的散亂。若存在扇形電場的散亂，則通過該處時(shí)離子 的軌道將變得不理想(或者不符設(shè)計(jì)初衷)，因此特別是進(jìn)行多圈旋轉(zhuǎn)時(shí) 質(zhì)量精度下降，或者離子透過率惡化從而檢測靈敏度下降等問題將變得顯 著。

以往，為了減小由在扇形電極設(shè)計(jì)了開口而引起的電場散亂的影響， 在開口處鋪設(shè)金屬制的網(wǎng)格(Mesh)或者金屬制線束(Wire)。但是，由 于這種網(wǎng)格或者線束也成為離子通過的障礙，因此將引起離子的透過率下 降，或者激光等的電磁波、粒子線的通過效率下降。另外，就算利用金屬 制的網(wǎng)格或者線束，電場散亂的影響也仍然會(huì)殘留，因此特別是在要進(jìn)行 高精度分析的時(shí)候不是一種合適的方法。

【專利文獻(xiàn)1】特開11-135060號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決上述課題而作出的，其目的是提供一種帶電粒子分 析裝置，具有通過減小由在形成扇形電場的電極上設(shè)置了開口引起的電場 散亂，從而能夠消除離子(帶電粒子)的飛行軌道的偏移的帶電粒子光學(xué) 系統(tǒng)。

為了解決上述課題而完成的本發(fā)明，是如下的帶電粒子分析裝置，具 有帶電粒子光學(xué)系統(tǒng)，其為了形成用于使帶電粒子以圓弧形狀飛行的扇形 電場，含有將外側(cè)電極和內(nèi)側(cè)電極作為一對(duì)的主電極，該帶電粒子分析裝 置，在所述外側(cè)電極上穿透設(shè)置了用于使帶電粒子通過，或者用于使用于 監(jiān)視帶電粒子的狀態(tài)的電磁波或粒子線通過的開口，其特征在于，

具有：電場修正電極，在所述開口的周圍，在面臨由所述外側(cè)電極與 內(nèi)側(cè)電極所夾的空間的位置上配置；

電壓施加機(jī)構(gòu)，其對(duì)該電場修正電極施加規(guī)定的直流電壓；

通過所述電場修正電極，修正由所述的開口所帶來的扇形電場的散 亂。

上述帶電粒子例如是離子或電子，上述帶電粒子光學(xué)系統(tǒng)是離子光學(xué) 系統(tǒng)或者電子光學(xué)系統(tǒng)。

本發(fā)明中的帶電粒子分析裝置中，雖然通過在形成用于使帶電粒子在 圓弧形狀中飛行的扇形電場的電極上設(shè)置了開口，而在該開口附近扇形電 場中產(chǎn)生散亂，但是通過由輔助設(shè)置的電場修正電極形成的直流電場的作 用，能夠減小扇形電場的散亂。因此，帶電粒子通過由上述電極形成的扇 形電場時(shí)，將通過與沒有開口時(shí)大致相同的軌道沿圓弧形狀的軌跡飛行。 因此，即使設(shè)置了開口，離子等的帶電粒子的透過率也不會(huì)下降，從而能 夠確保高分析靈敏度。另外，在例如質(zhì)量分析裝置中，通過減小離子軌道 的偏移，可以抑制質(zhì)量精度的下降，特別在為了延伸飛行距離而增加旋轉(zhuǎn) 周數(shù)的情況下，更為有效。