【技术实现步骤摘要】
本申请涉及分析检测设备的，具体而言，涉及一种离子源装置及残余气体分析仪。
技术介绍
1、残余气体分析仪是一种相对较小的质谱仪，常用于半导体制程设备腔体内的残余气体和工艺气体的分压力监测。其主要由离子源装置、质量分析器、检测器和配套电路构成。
2、离子源装置是残余气体分析仪不可或缺的重要部分，其作用是将待测气体电离、存储并聚焦成具有一定能量和形状的离子束，离子源装置的好坏，直接关乎残气分析仪的检测灵敏度、最小可检测分压和定量检测的效果。
3、残余气体分析仪离子源通常分为开放式和封闭式离子源装置。开放式离子源通常安装在真空腔室中，离子源装置直接暴露于来自工艺环境的样品气体，真空腔室中的样品气体分子可以从多个方向穿过离子源，因此离子源装置的内部及其周围没有压力差。所以，基于开放式离子源的残余气体分析仪往往工作在真空度高于1.3*10-2pa的环境中。
4、封闭离子源往往在具备单独的真空泵组的残气分析仪中使用，通过真空泵组使离子源装置的电离室与灯丝区域以及残气分析仪的其余部分之间产生一定的真空压力差，并使电离室在样品气体的压力下或略低于样品气体的压力但高于离子源灯丝和其它部件所能承受的压力下运行。因此，基于封闭式离子源的残余气体分析仪可以用于监测更高工作压力范围内的半导体制程工艺分压力。
5、如图1所示，在传统的封闭式离子源装置中，灯丝01发出的电子进入电离室02后，部分电子或电离产生的离子，在电离室02内空间电场(或者空间电荷效应)的作用下会向远离出口方向运动(即向样品进样的方向靠近)，
技术实现思路
1、本申请实施例的目的在于提供一种离子源装置及残余气体分析仪，其中，离子源装置的电离室中由于设置了金属栅网，可以控制电子撞击产生离子的区域，提高离化效率，同时能够削弱由于空间电荷效应使得离子向样品进样方向的运动，且能够对离子的引出产生推斥作用，提高了引出效率，并且在一定程度上提升离子引出的聚焦效果，提升后续系统灵敏度。
2、第一方面，提供了一种离子源装置，包括电离室、灯丝、推斥结构、金属栅网和引出极板。
3、电离室包括出口端和进口端，进口端用于气体进入电离室，电离室靠近出口端的侧壁设置有贯穿侧壁的电子进口。灯丝设置在电离室外并位于电子进口处。推斥结构设置在灯丝远离灯丝的一侧，用于对灯丝产生的电子推斥以使电子由电子进口进入电离室内。金属栅网设置在电离室内将电离室分割为两个腔体，且金属栅网处于电子进口位置与电离室的进口端之间并更靠近电子进口位置；金属栅网与电离室的内壁接触。引出极板中间设置有引出口，引出极板安装在电离室的出口端，且引出口与电离室的出口端正对。
4、在一种可实施的方案中，灯丝和推斥结构的电压都为独立调整的形式。
5、在一种可实施的方案中，灯丝为弧形灯丝，弧形灯丝的凹面朝向电离室的电子进口。
6、在一种可实施的方案中，灯丝为弹簧灯丝。
7、在一种可实施的方案中，灯丝包括弧形件和弹簧，弧形件的凹面朝向电离室的电子进口，弹簧套设在弧形件上形成弧状的整体外形。
8、在一种可实施的方案中，引出极板包括第一引出极板和第二引出极板，第一引出极板上设置有第一引出孔，第二引出极板上设置第二引出孔；
9、第一引出极板设置在电离室的出口端一侧，第一引出极板与电离室之间相隔第一间隙，且第一引出极板的第一引出孔与电离室的出口端正对；
10、第二引出极板设置在第一引出极板背对电离室的一侧，第二引出极板与第一引出极板相隔第二间隙，且第二引出极板的第二引出孔与第一引出极板的第一引出孔正对。
11、在一种可实施的方案中，第一引出孔的开口尺寸小于等于电离室的出口端的开口尺寸，第二引出孔的开口尺寸小于第一引出孔的开口尺寸。
12、在一种可实施的方案中，离子源装置还包括第一陶瓷板和第二陶瓷板，第一陶瓷板上设置有第一过孔，第二陶瓷板上设置有第二过孔；
13、第一陶瓷板设置在电离室出口端的端面与第一引出极板之间的第一间隙中，第一过孔正对第一引出孔及电离室的出口端，第一陶瓷板的厚度值满足填满第一间隙；第一过孔的开口尺寸大于等于电离室的出口端的开口尺寸，第一过孔的开口尺寸大于等于第一引出孔的开口尺寸；
14、第二陶瓷板设置在第一引出极板与第二引出极板之间的第二间隙中，第二过孔正对第一引出孔及第二引出孔，第二陶瓷板的厚度值满足填满第二间隙；第二过孔的开口尺寸大于等于第一引出孔的开口尺寸，第二过孔的开口尺寸大于等于第二引出孔的开口尺寸。
15、在一种可实施的方案中，离子源装置包括离子源基座，离子源基座中间设置有用于离子通过的通道孔；
16、离子源基座设置在引出极板背对电离室的一侧，且离子源基座与引出极板之间设置第三陶瓷板进行密封；
17、第三陶瓷板上设置有与通道孔和引出口正对的第三过孔，第三过孔的开口尺寸大于等于引出口的尺寸。
18、在一种可实施的方案中，推斥结构包括推斥基座，推斥基座中间设置有凹槽结构，凹槽结构的底面中间设置贯穿的安装孔，凹槽结构关于安装孔的中心呈对称结构；
19、电离室的外形为圆柱形，推斥结构通过安装孔套设安装在电离室上；
20、凹槽结构中的安装孔一侧安装一灯丝，电子进口与灯丝对应。
21、在一种可实施的方案中，凹槽结构中的安装孔两侧分别安装一灯丝，两个灯丝关于安装孔的中心呈对称分布；
22、电离室的出口端的侧壁上的电子进口为一个，且电子进口与其中一个灯丝对应。
23、在一种可实施的方案中，凹槽结构与灯丝对应的侧壁为弧形面。
24、在一种可实施的方案中，安装灯丝的电极座与推斥结构的凹槽结构的底面之间设置绝缘垫块。
25、根据本申请的第二方面，还提供了一种残余气体分析仪，包括前述方案中的离子源装置。
26、与现有技术相比，本申请的有益效果至少包括：
27、本申请的离子源装置工作时，灯丝通电产生电子，在推斥结构、灯丝及电离室产生的推斥电场的共同作用下，将电子由电子进口推斥进入电离室内。与此同时，气体由电离室10的进口端进入电离室内，并穿过金属栅网与电子相遇，电子将气体分子电离产生离子。
28、由于金属栅网的存在，金属栅网可以控制电子撞击产生离子的区域，起到限制离子产生范围的作用。同时，金属栅网的结构阻挡及其自身产生的电场，也可以削弱由于空间电荷效应使得离子向电离室进口端的运动。
29、引出极板通电与电离室形成静电透镜，在静电透镜效应的作用下可以将离子由电离室的出口端引出并聚焦。但是，本申请中增加了金属栅网，由于金属栅网与电离室的内壁接触，因此金属栅网也会通电，形成推斥电场，从而有助于推斥离子向电离室的出口端运动，提高引出效率，并能够在一定程度上提升离子引出后的聚焦效果，提高离子由电离室出口端的引出数目，有助于提高后本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种离子源装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的离子源装置，其特征在于，所述灯丝(20)和所述推斥结构(30)的电压都为独立调整的形式。
3.根据权利要求1所述的离子源装置，其特征在于，所述灯丝(20)为弧形灯丝，所述弧形灯丝的凹面朝向所述电离室(10)的所述电子进口(101)。
4.根据权利要求1所述的离子源装置，其特征在于，所述灯丝(20)为弹簧灯丝。
5.根据权利要求1所述的离子源装置，其特征在于，所述灯丝(20)包括弧形件(21)和弹簧(22)，所述弧形件(21)的凹面朝向所述电离室(10)的所述电子进口(101)，所述弹簧(22)套设在所述弧形件(21)上形成弧状的整体外形。
6.根据权利要求1所述的离子源装置，其特征在于，所述引出极板(50)包括第一引出极板(51)和第二引出极板(52)，所述第一引出极板(51)上设置有第一引出孔(511)，所述第二引出极板(52)上设置第二引出孔(521)；
7.根据权利要求6所述的离子源装置，其特征在于，所述第一引出孔(511)的开口尺寸小于等
8.根据权利要求6所述的离子源装置，其特征在于，所述离子源装置还包括第一陶瓷板(61)和第二陶瓷板(62)，所述第一陶瓷板(61)上设置有第一过孔(611)，所述第二陶瓷板(62)上设置有第二过孔(621)；
9.根据权利要求1所述的离子源装置，其特征在于，所述离子源装置包括离子源基座(70)，所述离子源基座(70)中间设置有用于离子通过的通道孔(71)；
10.根据权利要求1-9任一项所述的离子源装置，其特征在于，所述推斥结构(30)包括推斥基座(31)，所述推斥基座(31)中间设置有凹槽结构(32)，所述凹槽结构(32)的底面中间设置贯穿的安装孔(33)，所述凹槽结构(32)关于所述安装孔(33)的中心呈对称结构；
11.根据权利要求10所述的离子源装置，其特征在于，所述凹槽结构(32)中的所述安装孔(33)两侧分别安装一所述灯丝(20)，两个所述灯丝(20)关于所述安装孔(33)的中心呈对称分布；
12.根据权利要求10所述的离子源装置，其特征在于，所述凹槽结构(32)与所述灯丝(20)对应的侧壁为弧形面(301)。
13.根据权利要求10所述的离子源装置，其特征在于，安装所述灯丝(20)的电极座(201)与所述推斥结构(30)的所述凹槽结构(32)的底面之间设置绝缘垫块(202)。
14.一种残余气体分析仪，其特征在于，包括如权利要求1-13中任一项所述的离子源装置。
...【技术特征摘要】
1.一种离子源装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的离子源装置，其特征在于，所述灯丝(20)和所述推斥结构(30)的电压都为独立调整的形式。
3.根据权利要求1所述的离子源装置，其特征在于，所述灯丝(20)为弧形灯丝，所述弧形灯丝的凹面朝向所述电离室(10)的所述电子进口(101)。
4.根据权利要求1所述的离子源装置，其特征在于，所述灯丝(20)为弹簧灯丝。
5.根据权利要求1所述的离子源装置，其特征在于，所述灯丝(20)包括弧形件(21)和弹簧(22)，所述弧形件(21)的凹面朝向所述电离室(10)的所述电子进口(101)，所述弹簧(22)套设在所述弧形件(21)上形成弧状的整体外形。
6.根据权利要求1所述的离子源装置，其特征在于，所述引出极板(50)包括第一引出极板(51)和第二引出极板(52)，所述第一引出极板(51)上设置有第一引出孔(511)，所述第二引出极板(52)上设置第二引出孔(521)；
7.根据权利要求6所述的离子源装置，其特征在于，所述第一引出孔(511)的开口尺寸小于等于所述电离室(10)的出口端的开口尺寸，所述第二引出孔(521)的开口尺寸小于所述第一引出孔(511)的开口尺寸。
8.根据权利要求6所述的离子源装置，其特征在于，所述离子源装置还包括第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾海涛，朱伟平，赵斌，
申请(专利权)人：奕瑞影像科技成都有限公司，
类型：发明
国别省市：
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