[發明專利]帶電粒子光學器件與真空室變形的隔離

有效

• 申請號: 201580050950.8
• 申請日: 2015-09-16
• 公開（公告）號: CN106716594B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: G·佩雷爾曼
• 申請（專利權）人: 安捷倫科技有限公司
• 主分類號: H01J49/26
• 分類號: H01J49/26;H01J49/10;H01J37/26
• 代理公司: 北京坤瑞律師事務所 11494
• 代理人: 封新琴

一種帶電粒子處理設備，包括：真空室；光學器件板；安裝到所述光學器件板的帶電粒子光學器件；聯接在所述光學器件板和室壁之間的安裝構件。所述安裝構件被構造用于將所述光學器件板從所述室壁的變形隔離，所述變形由于所述室的內部與所述室外部的環境之間的壓差而可能發生。所述隔離可以阻止變形影響到所述帶電粒子光學器件的對準和定位。所述帶電粒子可以例如是離子或者電子。由此，所述設備可以例如用在質譜分析法等的分析儀器中或者電子顯微鏡檢查等的檢驗儀器中。

相關申請的交叉引用

本申請要求2014年9月22日提交的、標題為“ISOLATION OF CHARGED PARTICLEOPTICS FROM VACUUM CHAMBER DEFORMATIONS(帶電粒子光學器件與真空室變形的隔離)”的美國專利申請14/493,589的優先權，該申請通過引用整體并入本申請。

技術領域

本發明涉及安裝在真空室中的帶電粒子光學器件與真空室變形隔離，以保持帶電粒子光學器件的對準。帶電粒子光學器件和真空室可以是用在諸如質譜分析儀和/或電子顯微鏡等分析或者檢驗儀器中的類型。

背景技術

真空室是以流體密封的方式封閉內部的結構，使得內部可以保持在期望的真空級流體壓力。該結構可以包括限定內部的邊界的一個以上壁。真空室外部環境的周圍壓力可以是高得多的壓力，例如大氣壓力(760Torr)。因此，室壁兩側上的壓力差可能相當大，例如跨越幾個數量級。施加到室壁的力正比于室壁的暴露表面積和壓力差，F＝A(P_ATM-P_VAC)，并且將在室壁中引起應力和應變。當真空室的尺寸與其壁的厚度相比而言較大時，由于所述壓力差而經受的力將在壁上引起能夠在壁中導致大變形的應變，例如在數微米(μm)到數百微米(幾分之一毫米(mm))的數量級上的變形。

分析儀器利用真空室來促成帶電粒子光學部件(或簡稱為“光學器件”)在控制粒子運動中的操作，例如整形、轉向、加速或減速例如離子束、電子束等帶電粒子束。對于這種應用，一個以上帶電粒子光學部件可以安裝到真空室的一個以上壁的內側。帶電粒子光學器件通常需要精確對準，對準公差在一個以上微米到幾十微米的數量級上。室壁的變形可能導致帶電粒子光學器件的失準。

這種分析儀器的一個示例是質譜分析(MS)系統，其分析相關樣品以產生質譜，即指示作為其質荷比(也簡稱為“m/z比”，或更簡單地稱為“質量”)函數的所測出離子的相對豐度的一系列峰。MS系統通常按照工藝流程的順序包括用于離子化樣品分子的離子源，隨后是提供各種功能的一個以上中間離子處理裝置，隨后是基于離子不同的m/z比來分離離子的質量分析器，隨后是按質量分選出來的離子所到達的離子檢測器。取決于設計，離子源可以在真空或大氣壓下操作。其余裝置按順序包括真空室。真空室通過密封接口與真空系統流體連通。真空系統包括一個以上真空泵，真空泵根據需要可以是不同類型泵的組合，用以實現所需真空水平。真空系統被構造為在各個真空室中提供獨立受控的真空級氣體壓力。可以操作真空系統，使得各個室將氣體壓力一個接一個地降低到前一個室的水平之下，最終降低到操作質量分析器所需的非常低的壓力(非常高的真空，例如，范圍為10^-4至10^-9Torr)。因此，MS系統引導離子束通過一個以上真空室，并最終到達包含質量分析器的真空室。為此，在真空室中安裝各種離子光學器件。在易于變形的真空室中，離子光學器件必須以將其與所述變形充分隔離的方式安裝。否則，離子光學器件可能被移動而失去適當對準，因此對離子束的控制造成不利影響，這種不利影響可能導致離子損失、受損的和/或不準確的束傳輸、所獲取的分析數據的劣化，以及其它問題。

因此，需要將帶電粒子光學器件與其中安裝帶電粒子光學器件的真空室的變形隔離。

發明內容

為了解決本領域技術人員可能已經觀察到的全部或部分的上述問題和/或其它問題，本發明提供在以下提出的實現方式中作為示例描述的方法、過程、系統、設備、儀器和/或裝置。