[实用新型]一种高精度质谱检出限的检测装置

说明书

一种高精度质谱检出限的检测装置，所述检测装置包括待测高精度质谱仪、真空腔室、分子泵、干泵、隔膜泵、微调阀、金属细管、金属毛细管和大气采样阀。通过所述金属毛细管对空气进行采集，逐级减压地，并通过金属细管将采样空气直接运送到高精度质谱仪的离子源中，从而避免了真空腔室本底、高精度质谱仪真空本底、灯丝反应物和碎片分子反应物的干扰，高精度质谱仪直接分析空气中低浓度稀有气体的同位素谱图，从而保证了其检出限检测的精确度。相比已有的技术成果，本实用新型的一种高精度质谱检出限的检测装置简单可靠，通过一次有效的测试，即可直观可比地获得检出限的数量级；通过简单地计算，即可精确可靠地获得四极质谱仪的最小可检浓度和最小可检分压。

技术领域

本实用新型涉及设备检测领域，特别是涉及了一种高精度质谱检出限的检测装置，用于对高精度四极质谱仪检出限的检测。

背景技术

极紫外光刻(EUVL)技术是获得7nm及以下光刻节点最有前景的一项技术。由于空气及绝大多数材料对13.5nm的EUV光都具有强烈的吸收作用，因而EUVL内的光学微环境必须是真空。当材料置于真空就会解溶、解析而放气，放出的部分气体不仅吸收EUV光还污染光学镜片，如水蒸气会导致其发生氧化，碳氢化合物会在镜子上沉积碳层。同时，EUVL曝光过程也会产生一些污染气体。因此，EUVL真空系统对各真空微环境的气体组分分压都具有明确的严格要求，如在总压约为几Pa量级的主腔室中，某些气体组分分压甚至需要控制到极低的10^-9Pa量级及以下。四极质谱仪是真空中残余气体分析测量的常用设备，EUVL真空系统中极低量级真空污物的在线检测对四极质谱仪的检出限提出了极高的要求，必须选用测量下限达ppb量级及以下的高精度四极质谱仪。因此有必要进行高精度质谱检出限的检测，同时获得其最小可检浓度和最小可检分压。

国内外对检出限的定义和使用比较混乱，检出限的测量一般需要进行9～12次测量然后根据实验统计数据获得，测量过程较繁琐且容易引入操作误差；同时，高精度质谱检出限的检测需要引入低浓度的标准气体，目前国内配置的极小浓度标准气体常见为ppm量级，更低浓度的标准气体要么造价很高要么根本无法实际购买。对于高精度质谱仪的使用者来说，如何简单快速地、直观可靠地获得高精度四极质谱仪的检出限是待解决的问题。

实用新型内容

针对上述内容，根据本实用新型的一个方面公开了一种高精度质谱检出限的检测装置，包括：待测高精度质谱仪、真空腔室、分子泵、干泵、隔膜泵、微调阀、金属细管、金属毛细管和大气采样阀，其中，所述真空腔室第一端口依次与所述分子泵、所述干泵连接，所述真空腔室第二端口连接有真空计，待测高精度质谱仪与所述真空腔室第三端口密封连接，且待测高精度质谱仪的检测端伸入真空腔室内，所述真空腔室第四端口与大气采样阀的第一端密封连接，所述金属细管位于真空腔室内，其一端与所述真空腔室内的检测端连通，其另一端与所述大气采样阀的第一端内连通，所述大气采样阀的第二端与所述金属毛细管连通，所述大气采样阀的第三端与所述微调阀的进气口连通，所述微调阀的出气口与所述隔膜泵连通。

优选的，所述真空腔室四个端口与所述分子泵、所述大气采样阀、所述真空计以及所述高精度质谱仪的连接均采用无氧铜全金属密封。

优选的，所述高精度质谱仪的检测端包括：离子源、质量分析器和检测器，其中，所述离子源为封闭式离子源，所述封闭式离子源与所述金属细管连通；所述检测器底部为开放式结构，用于与所述真空腔室连通。

优选的，所述金属细管为内径为1毫米、长度为100毫米的金属细管，用于将采样气体引入高精度质谱仪的检测端。

优选的，所述金属细管与所述大气采样阀的第一端通过孔径为10μm的限流小孔连通，所述限流小孔用于检测气体的限流，降低金属细管内的检测气体压力。

优选的，所述金属毛细管为内径为150微米，长度为1米的金属毛细管，用于对检测空气进行采集。

更优选的，所述金属细管和金属毛细管材质为316L不锈钢。