四极质谱仪及残留气体分析方法技术

本发明专利技术降低在四极质谱仪中由变压器所引起的温度影响，并具备：离子化部(21)，其将试样离子化；四极部(23)，其具有使由离子化部(21)所产生的离子选择性地通过的两组相向电极(23P)；电压施加部(32)，其向两组相向电极(23P)分别施加将直流电压U与高频电压Vcosωt叠加而得的电压；以及离子检测部(24)，其检测通过四极部(23)的离子，电压施加部(32)具有对高频电压Vcosωt进行变压的变压器(4)，变压器(4)是在环形磁芯(41)卷绕初级绕组(42)和次级绕组(43)而构成的部件，初级绕组(42)由呈板状的金属导体形成。的金属导体形成。的金属导体形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】四极质谱仪及残留气体分析方法


[0001]本专利技术涉及一种四极质谱仪及残留气体分析方法。

技术介绍

[0002]以往，作为四极质谱仪，如专利文献1所示，具有使离子选择性地通过的四极部，在四极部中，对两组相向电极分别施加有将直流电压与高频电压叠加而得的电压。此处，施加于相向电极的高频电压使用变压器来进行升压。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2011
‑
249172号公报

技术实现思路

[0006]技术问题
[0007]另一方面，本申请专利技术人使用上述四极质谱仪，在预定期间连续测定特定的质荷比(m/z＝40AMU)，结果如图9所示，得知随时间经过而输出电流的峰偏移，成为测定误差。对其原因潜心研究，结果得知，受到变压器所产生的热的影响而对周边的电路基板上的电路零件造成热影响。
[0008]因此，本专利技术是为了解决上述问题点而完成的，其主要课题在于，降低在四极质谱仪中由对高频电压进行变压的变压器所引起的温度影响。
[0009]技术方案
[0010]即，本专利技术的四极质谱仪的特征在于，所述四极质谱仪具备：离子化部，其将试样离子化；四极部，其具有两组相向电极，所述两组相向电极使由所述离子化部所产生的离子选择性地通过；电压施加部，其向所述两组相向电极分别施加将直流电压与高频电压叠加而得的电压；以及离子检测部，其检测通过所述四极部的离子，所述电压施加部具有对高频电压进行变压的变压器，所述变压器是在环形磁芯卷绕初级绕组和次级绕组而构成的部件，所述初级绕组由呈板状的金属导体形成。
[0011]若为这样的四极质谱仪，则在环形磁芯卷绕初级绕组及次级绕组而构成变压器，在该变压器中由板状的金属导体形成初级绕组，因此可增大在初级绕组中流通高频电流的实效截面积。其结果，可降低初级绕组中的热损耗，可降低由变压器所引起的温度影响。另外，将初级绕组设为板状的金属导体，因此可减少初级绕组的卷绕数，可使卷绕作业变得容易而改善生产性。
[0012]作为卷绕于所述环形磁芯的所述次级绕组的具体实施方式，考虑具有：第一次级绕组，其连接于所述两组相向电极中的一组；以及第二次级绕组，其连接于所述两组相向电极中的另一组。
[0013]在本专利技术中，通过对初级绕组使用板状的金属导体呈放射状形成电流路径，从而可降低初级绕组与第一次级绕组的磁耦合与初级绕组与第二次级绕组的磁耦合的偏差，可
降低所输出的高频电压的不均一。
[0014]为了减小变压器的占位面积(footprint)(具体而言为高频电路基板的安装面积)，并且增大截面积来提高容许磁通量从而降低环形磁芯中的损耗(铁心)及发热，所述环形磁芯优选通过将两个以上的环形磁芯元件层叠而构成。
[0015]所述初级绕组优选相对于所述环形磁芯以成为放射状的方式卷绕。
[0016]若为该结构，则可增大作为初级绕组的板状的金属导体的截面积，可使本专利技术的效果更显著。
[0017]作为初级绕组的具体实施方式，考虑所述初级绕组在展开的状态下将多个带状部配置成放射状，所述多个带状部卷附于所述环形磁芯。
[0018]若为该结构，则可使呈放射状卷绕初级绕组的作业变得容易。
[0019]另外，作为初级绕组的另一具体实施方式，优选所述初级绕组具备：基板，其在一面设置有金属导体；中心销部件，其连接于该基板的中央部，并且由配置于所述环形磁芯的中央的金属导体构成；以及多个周边销部件，其连接于所述基板的周缘部，并且由配置于所述环形磁芯的周围的金属导体构成。
[0020]若为该结构，则可容易地组装初级绕组。
[0021]考虑作为铁心的环形磁芯因铁损而发热。为了使该环形磁芯可高效地向外部散热，优选所述环形磁芯与所述初级绕组之间被具有导热性的粘接剂填充。
[0022]为了简化将变压器固定于电路基板的结构，并且使初级绕组的发热自电路基板向外部散热，所述变压器优选通过将所述初级绕组固定于电路基板而被固定于所述电路基板。
[0023]在所述四极质谱仪还具备控制部，所述控制部控制本专利技术的所述电压施加部，所述控制部为了在预定期间连续测定特定的质荷比而控制所述电压施加部的情况下，可使本专利技术的效果更显著。
[0024]另外，本专利技术的残留气体分析方法的特征在于，使用上述的四极质谱仪对真空腔室内的残留气体进行分析。
[0025]技术效果
[0026]根据以上所述的本专利技术，可降低在四极质谱仪中由变压器引起的温度影响。
附图说明
[0027]图1为示出将本专利技术的一个实施方式的四极质谱仪安装于真空腔室的状态的示意图。
[0028]图2为示意性地示出该实施方式的四极质谱仪的结构的图。
[0029]图3为示意性地示出该实施方式的四极部等的结构的立体图。
[0030]图4为示出该实施方式的变压器的结构的截面图。
[0031]图5为示出该实施方式的变压器的结构的俯视图。
[0032]图6为该实施方式的变压器的分解立体图。
[0033]图7为示出该实施方式的变压器的高频电源电路及以往的高频电源电路的图。
[0034]图8为示出以往结构的变压器与本实施方式的变压器的发热温度的实验结果的图。
[0035]图9为示出使用以往的四极质谱仪在预定期间连续测定特定的质荷比(m/z＝40AMU)的情形时的测定结果的图。
[0036]图10为示出变形实施方式的变压器的结构的截面图。
[0037]符号说明
[0038]100：四极质谱仪
[0039]VC：真空腔室
[0040]21：离子化部
[0041]23：四极部
[0042]24：离子检测器
[0043]23P：相向电极
[0044]32：电压施加部
[0045]33：控制部
[0046]4：变压器
[0047]41：环形磁芯
[0048]41a、41b：环形磁芯元件
[0049]42：初级绕组
[0050]43a：第一次级绕组
[0051]43b：第二次级绕组
[0052]421：带状部
[0053]44：粘接剂
[0054]5：高频电路基板
具体实施方式
[0055]以下，参照附图对本专利技术的一个实施方式的四极质谱仪加以说明。
[0056]＜1.整体结构＞
[0057]本实施方式的四极质谱仪100例如用于半导体制造工艺中或装置清洁后的真空腔室VC内的气体监视，如图1所示，其安装于真空腔室VC，对该真空腔室VC内的作为试样气体的残留气体进行分析。
[0058]具体而言，如图1及图2所示，四极质谱仪100具备：传感器部2，其检测真空腔室VC内的工艺气体或残留气体等试样气体；以及运算部3，其控制传感器部2，并且基于该传感器部2的输出来进行残留气体的分析处理等。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种四极质谱仪，其特征在于，具备：离子化部，其将试样离子化；四极部，其具有两组相向电极，所述两组相向电极使由所述离子化部所产生的离子选择性地通过；电压施加部，其向所述两组相向电极分别施加将直流电压与高频电压叠加而得的电压；以及离子检测部，其检测通过所述四极部的离子，所述电压施加部具有对高频电压进行变压的变压器，所述变压器是在环形磁芯卷绕初级绕组和次级绕组而构成的部件，所述初级绕组由呈板状的金属导体形成。2.根据权利要求1所述的四极质谱仪，其特征在于，卷绕于所述环形磁芯的所述次级绕组具有：第一次级绕组，其连接于所述两组相向电极中的一组；以及第二次级绕组，其连接于所述两组相向电极中的另一组。3.根据权利要求1或2所述的四极质谱仪，其特征在于，所述环形磁芯通过将两个以上的环形磁芯元件层叠而构成。4.根据权利要求1至3中任一项所述的四极质谱仪，其特征在于，所述初级绕组相对于所述环形磁芯以成为放射状的方式卷绕。5.根据权利要求1至4中任一项所述的四极质谱仪，其特征在于，所述初级绕组在展开的状...

【专利技术属性】
技术研发人员：高仓洋，
申请(专利权)人：株式会社堀场STEC，
类型：发明
国别省市：