(57)【要約】【課題】質量分析計のコンポーネントを迅速で精密な位置合わせでもって、分解／再組み立てできるようにする。【解決手段】質量分析計システムはイオン光学系（100）及びイオン光学系用のハウジング（301）を含む。パネル（303、305）がハウジングに対して開位置と閉位置との間で移動可能である。イオン光学系の第１のセクション（211）がハウジング内にあり、イオン光学系の第２のセクション（205、207、209）がパネルに取り付けられる。イオン光学系は、パネルが閉位置にある場合に、ハウジング及びパネルにより取り囲まれる。位置合わせ機構（401）は、パネルを閉じた際に、イオン光学系の第１及び第２のセクションを所定の整合状態へと位置合わせする。【選択図】図３
2011009197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量分析計システムであって、
イオン光学系（100）と、
前記イオン光学系用のハウジング（301）と、
前記ハウジングに対して開位置と閉位置との間で移動可能なパネル（303、305）と、
前記イオン光学系の第１のセクション（211）が前記ハウジング内にあり、
前記イオン光学系の第２のセクション（205、207、209）が前記パネルに取り付けられ、前記イオン光学系は、前記パネルが前記閉位置にある場合に、前記ハウジング及び前記パネルにより取り囲まれ、
前記パネルを閉じた際に、前記イオン光学系の前記第１及び第２のセクションを所定の整合状態へと位置合わせするための位置合わせ機構（401）とを含む、質量分析計システム。
【請求項２】
前記イオン光学系（100）の前記第１のセクション（211）が、前記ハウジング（301）に取り付けられる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記イオン光学系の前記第１のセクションを前記ハウジングに取り付けるために、前記イオン光学系の前記第１のセクションが置かれる、前記ハウジングに取り付けられる少なくとも１つのブラケット（225、227）を更に含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記イオン光学系の前記第２のセクションを前記ハウジングに取り付けるために、前記パネルに取り付けられ、且つ前記イオン光学系の前記第２のセクションを支持する少なくとも１つのブラケット（221、223、229、231）を更に含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記イオン光学系の前記第１のセクション（211）、及び前記イオン光学系の前記第２のセクション（205、207、209）の前記所定の整合状態の位置合わせ許容誤差が、０．５ｍｍ未満である、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記パネルが、前記開位置と閉位置との間で移動する際にヒンジ（307、309）を中心に回転する、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記位置合わせ機構が、前記パネルを閉じる際に、前記第１及び第２のセクションを前記所定の整合状態へと位置合わせするために互いとの係合状態に入るための、前記イオン光学系の前記第１のセクションのピン（403、405）と、前記イオン光学系の前記第２のセクションのソケット（407、409）とを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記ピンが垂直に外方向に延在する、前記第１のセクションのフランジ（411）と、
前記ソケットが形成されている、前記第２のセクションのフランジ（413）とを更に含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
少なくとも１つのピンは、前記パネルが閉位置に移動し、前記ピンと前記ソケットが互いとの係合状態に入る場合に、前記イオン光学系の前記第１のセクションと前記イオン光学系の前記第２のセクションとの間の所定の距離を設定するためのスペーサ（705）を含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記パネルが、前記開位置と閉位置との間で移動する際にヒンジ（307、309）を中心に回転し、前記ヒンジに近いソケット（409）がほぼ円形の断面を有する一方、前記ヒンジから遠く離れているソケット（407）が、前記ヒンジに近いソケットに比べて細長い断面を有する、請求項７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、質量分析計システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
質量分析法は、荷電粒子の質量対電荷比（ｍ／ｚ）に基づいて、試料の化学成分を同定するために使用され得る分析技術である。試料は、荷電粒子からなるか、又は荷電粒子を形成するためにイオン化を受ける。粒子の質量対電荷比は一般に、質量分析計の電場および磁場にそれらを通過させることにより求められる。
【０００３】
質量分析法は、未知の化合物を同定する、化合物の元素の同位体組成を求める、フラグメンテーションを観測することにより化合物の構造を求める、試料の化合物の量を定量化する、気相イオン化学（真空状態においてイオン及び電荷的に中性な物質（neutral）の化学）の基礎を研究する、及び化合物の他の物理的、化学的、又は生物学的特性を求めるような、定性的使用法および定量的使用法を有する。
【０００４】
図１は、典型的な三連四重極型質量分析計システムのイオン光学系１００の例を示す。質量分析計のイオン光学系１００は概して、３つの主要モジュール、即ち、試料の分子をイオン１１３に変えるイオン源（イオンソース）１０１、電場および磁場を印加することによる質量対電荷比によりイオン１１３を分類する質量分析器１０３、及び何らかの指標量の値を測定する、ひいては各イオンの存在の存在度を計算するためにデータを提供する検出器１０５を有する。
【０００５】
三連四重極型質量分析計の場合、質量分析器１０３は、一連の３つの四重極を有する。第１の四重極１０７及び第３の四重極１１１は、質量フィルタの役割を果たす。中間の四重極１０９は、コリジョンセルに含められる。このコリジョンセルはガスを用いて、第１の四重極１０７から選択された前駆イオンのフラグメンテーション（衝突誘起解離）を誘発する。その後のフラグメントは、それらが完全にフィルタリングされるか又は走査され得る第３の四重極１１１を通過させられる。
【０００６】
３つの四重極の使用は、フラグメントの研究（プロダクトイオン）を可能にし、それは構造の解明に非常に役立つ。例えば、第１の四重極１０７は、中間の四重極１０９においてフラグメント化される既知の質量のイオンの「フィルタ」に設定され得る。次いで、第３の四重極１１１は、ｍ／ｚ範囲の全体を走査するように設定されることができ、行われたフラグメントのサイズに関する情報を与える。かくして、元のイオンの構造が推定され得る。
【０００７】
時として、イオン光学系１００のコンポーネントが、汚れて、動作不良になる可能性があるか、又は定期的なメンテナンスを必要とする場合があり、従って、ユーザによりアクセスされるか又は取り外される必要がある。しかしながら、従来の質量分析計からイオン光学系のコンポーネントにアクセスする又は当該コンポーネントを取り外すことは不便である。例えば、特定の質量分析計（例えば、特許文献１）は、別個の真空チャンバ及び標準的な真空接続を有し、それにより真空チャンバの内部のコンポーネントにアクセスする又は当該コンポーネントを取り外すことを非常に困難にし、多大な時間が必要となる。更に、イオン光学系１００のコンポーネントは、質量分析計の内部に再組み立てされる場合に、互いに対して精密に位置決めされて、位置合わせされる必要がある。
【０００８】
従来技術において、内部コンポーネントは、内部コンポーネントの全てが装着されるレールのような位置合わせシステムを用いて位置合わせされることが多い。他の位置合わせシステムは、精密に機械加工されたチャンバを使用し、当該チャンバに内部コンポーネントが挿入される。アジレントテクノロジー社の液体クロマトグラフィー三連四重極型質量分析計測器（ＬＣ／ＱＱＱ）は、係る位置合わせ技術を利用する質量分析計の例である。しかしながら、これら従来技術の位置合わせシステムにおいて、位置合わせシステムの部品は、位置合わせされるべきコンポーネントに比べて遠く離れている可能性がある。これは、許容誤差の積み重ね、及び機械加工の許容誤差要件を達成することの困難を有する問題につながる可能性があり、それにより係るシステムは、より複雑になり、製造コストがより高くなる。ここで、許容誤差の積み重ねは、特定の寸法および許容誤差の累積の結果として生じるばらつきを説明するために使用された用語である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第６０６９３５５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
質量分析計のコンポーネントに対する速くて便利なアクセスを提供すると同時に、精密な位置決めと位置合わせでもって当該コンポーネントが再組み立てされることを可能にすることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施形態によれば、質量分析計システムはイオン光学系およびイオン光学系用のハウジングを含む。パネルがハウジングに対して開位置と閉位置との間で移動可能である。イオン光学系の第１のセクションがハウジング内にあり、イオン光学系の第２のセクションがパネルに取り付けられる。イオン光学系は、パネルが閉位置にある場合に、ハウジング及びパネルにより取り囲まれる。位置合わせ機構は、パネルを閉じた際に、イオン光学系の第１及び第２のセクションを所定の整合状態へと位置合わせする。
【００１２】
ここで、本発明の更なる好適な特徴は、添付の図面に関連して単なる例示のために説明される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、質量分析計システム２０１（図２）は、パネル３０３、３０５がハウジング３０１に対して開かれる場合（図３）に、イオン光学系２０３に対する速くて便利なアクセスを提供する。イオン光学系２０３のコンポーネントは、パネル３０３、３０５及びハウジング３０１に取り付けられるが、パネル３０３、３０５を開くことにより、コンポーネントは互いから、パネル３０３、３０５から、及びハウジング３０１から容易に分離され得る。本発明の位置合わせ機構４０１（図４、図５、及び図８）は、パネル３０３、３０５を閉じることによりイオン光学系２０３がハウジング３０１内に再組み立てされる際に、当該イオン光学系２０３の精密な位置決めと位置合わせを達成することを簡単にする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来技術の典型的な三連四重極型質量分析計システムのイオン光学系を示す略図である。
【図２】本発明の三連四重極型質量分析計システムのハウジングに対してパネルが閉じられた場合のイオン光学系とパネルの位置を示す図である。
【図３】ハウジングに対して開位置にあるパネルを示す図である。
【図４】中間四重極コリジョンセルと円筒形シュラウド内の四重極質量フィルタとの間の位置合わせ機構の拡大図である。
【図５】四重極質量フィルタ及び中間の四重極コリジョンセルが互いに位置決めされた状態の位置合わせ機構を示す図である。
【図６】内部に形成されたソケットを有する、図５の位置合わせ機構のフランジを示す図である。
【図７】図５の位置合わせ機構の位置合わせピンの詳細図である。
【図８】四重極質量フィルタ及び中間の四重極コリジョンセルが分離した位置にある、図５の位置合わせ機構を示す図である。
【図９】中間の四重極コリジョンセルを支持するブラケットを示す図である。
【図１０】質量分析計システムのイオン光学系を組み立てる及び分解するためのステップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態において、質量分析計システム２０１（図２）は、パネル３０３、３０５がハウジング３０１に対して開かれる場合（図３）に、イオン光学系２０３に対する速くて便利なアクセスを提供する。イオン光学系２０３のコンポーネントは、パネル３０３、３０５及びハウジング３０１に取り付けられるが、パネル３０３、３０５を開くことにより、コンポーネントは互いから、パネル３０３、３０５から、及びハウジング３０１から容易に分離され得る。本発明の位置合わせ機構４０１（図４、図５、及び図８）は、パネル３０３、３０５を閉じることによりイオン光学系２０３がハウジング３０１内に再組み立てされる際に、当該イオン光学系２０３の精密な位置決めと位置合わせ（整合）を達成することを簡単にする。
【００１６】
図面をより詳細に説明すると、図２において、イオン光学系２０３及びパネル３０３、３０５の位置は、パネル３０３、３０５がハウジング３０１に対して閉じられている状態で示されている。ハウジング３０１は、イオン光学系２０３をより明瞭に示すために取り除かれている。質量分析計システム２０１が使用されるべきである場合、イオン光学系２０３がハウジング３０１により、又はハウジング３０１内に取り囲まれるように、パネル３０３、３０５はハウジング３０１に対して閉じた位置に配置される。
【００１７】
イオン光学系２０３は、イオン源２０５、円筒形シュラウド２０９内の第１の四重極質量フィルタ２０７、中間の四重極コリジョンセル２１１、円筒形シュラウド２１５内の第３の四重極質量フィルタ２１３、及び検出器２１７を含むように示される。第１の四重極質量フィルタ２０７、中間の四重極コリジョンセル２１１、及び第３の四重極質量フィルタ２１３は、質量分析器２１９を形成するように組み合わされる。
【００１８】
コンポーネント２０５〜２１７の任意の１つ又は組み合わせ、或いはイオン源２０５から検出器２１７まで進む際にイオンが通過する（イオン１１３が取る経路は、「イオンビーム経路」又は「イオン経路」と呼ばれ得る）任意の他のコンポーネントは、イオン光学系２０３と呼ばれ得る。
【００１９】
図３は、ハウジング３０１に対して開位置にあるパネル３０３、３０５を示す。中間の四重極コリジョンセル２１１の概観を提供するように、ハウジングは上部で切り取られて示される。第１のパネル３０３及び第２のパネル３０５（図２及び図３に示される）は、ハウジング３０１内のイオン光学系２０３に対するアクセスを提供する。パネル３０３、３０５はそれぞれ、ヒンジ３０７、３０９（図２）を介してハウジング３０１に接続される。パネル３０３、３０５は、ハウジング３０１に対して開位置と閉位置との間で動く場合、ヒンジ３０７、３０９を中心に回転する。
【００２０】
パネル３０３、３０５をヒンジ３０７、３０９を中心に回転させることにより、パネル３０３、３０５が開いたり又は閉じたりするものとして説明されるが、代案として、パネル３０３、３０５は、それらを開位置または閉位置へ滑動させることにより、又は当業者により理解されるような他の態様で開いたり又は閉じたりされることができる。
【００２１】
イオン光学系２０３の部分は、パネル３０３、３０５及びハウジング３０１の任意の組み合わせ又は全てに、直接的に又は間接的に取り付けられる。他の実施形態において、電子顕微鏡、電子顕微鏡の試料ハンドラ、表面科学機器、又はウェハローダを含む様々な装置が、パネル３０３、３０５、及び／又はハウジング３０１に取り付けられ得る。また、電子サブアセンブリも、パネル３０３、３０５、及び／又はハウジング３０１に取り付けられ得る。
【００２２】
図２及び図３は更に、ブラケット２２１、２２３を用いてパネル３０５に取り付けられ、且つパネル３０５に対して固定されたイオン源２０５および円筒形シュラウド２０９内の第１の四重極質量フィルタ２０７を示す。より具体的には、円筒形シュラウド２０９がブラケット２２１、２２３に堅固に固定され、次いでブラケット２２１、２２３がパネル３０５に堅固に固定される。
【００２３】
同様に、円筒形シュラウド２１５内の第３の四重極質量フィルタ２１３及び検出器２１７が、ブラケット２２９、２３１を用いてパネル３０３に取り付けられ、且つパネル３０３に対して固定されるように示される。
【００２４】
図２に示されるように、中間の四重極コリジョンセル２１１は、ブラケット２２５、２２７を用いてハウジング３０１に取り付けられる。図９は、中間の四重極コリジョンセル２１１を支持するブラケット２２７をより詳細に示す。中間の四重極コリジョンセル２１１は、ブラケット２２７により堅固に拘束されるのではなく、ブラケット２２７上に緩く載せられる。同様に、中間の四重極コリジョンセル２１１の反対側の端部も、ブラケット２２５上に緩く載せられる。中間の四重極コリジョンセル２１１及びブラケット２２５、２２７のこの構成の使用目的は、以下で更に詳述される。
【００２５】
ブラケット２２１、２２３がパネル３０５上の所定位置に取り付けられ、ブラケット２２５、２２７がハウジング３０１上の所定位置に取り付けられ、ブラケット２２９、２３１がパネル３０３上の所定位置に取り付けられ、その結果、イオン光学系２０３がブラケット２２１、２２３、２２５、２２７、２２９、２３１に装着され、且つパネル３０３、３０５がハウジング３０１に対して閉位置にある場合に、イオン光学系２０３が所定の整合状態へと組み立てられる。
【００２６】
一般に、イオン光学系のコンポーネントは、パネル３０３、３０５及びハウジング３０１に直接的に、間接的に、又は当業者により理解されるような任意の取り付け手段を用いて、取り付けられ得る。取り付けは、固定の堅固な支持を提供することができ、又は代案として、緩い支持を提供することができる。取り付けは、全て又は幾つかの運動方向において、イオン光学系のコンポーネントを拘束することができる。
【００２７】
イオン光学系２０３を形成するコンポーネントには、厳しい位置決め要件および位置合わせ要件が存在する。従って、本発明のイオン光学系２０３は、これら要件を満たすために高精度で互いに位置合わせされるコンポーネントから製作される。イオン源２０５、第１の四重極質量フィルタ２０７、中間の四重極コリジョンセル２１１、第３の四重極質量フィルタ２１３、及び検出器２１７を含むイオン光学系２０３のコンポーネントは全て、設計仕様の０．５ｍｍ以内まで半径方向（ビーム経路に垂直に）に位置合わせされ、且つ軸方向（ビーム経路の方向）に位置決めされなければならない。幾つかのシステムにおいて、位置合わせの許容誤差は、更に精密な位置合わせと位置決めを達成するために、本発明のコンポーネントに必要な設計仕様の０．５ｍｍよりずっと少ない。
【００２８】
留意すべきは、この説明において、イオン光学系２０３の位置合わせと位置決めが、円筒座標系に関連して説明され、その円筒座標系は、ビーム経路に沿ったその軸方向成分、ビーム経路に垂直なその半径方向成分、及びビーム経路の周りを回るその接線成分を有する。
【００２９】
図４は、位置合わせ機構４０１の拡大図を示し、当該機構４０１は、精密な位置合わせと位置決めを提供すると同時に、イオン光学系２０３のコンポーネントの便利な組み立てと分解を可能にする。位置合わせ機構４０１は、中間の四重極コリジョンセル２１１と円筒形シュラウド２１５内の第３の四重極質量フィルタ２１３との間に示される。図５と図８は、位置合わせ機構４０１だけの詳細図を示す。
【００３０】
位置合わせ機構４０１は、第１のソケット４０７と係合するための第１の位置合わせピン４０３、及び第２のソケット４０９と係合するための第２の位置合わせピン４０５を含む。ピン４０３、４０５は、中間の四重極コリジョンセル２１１に取り付けられるフランジ４１１から外側へ垂直に延在するように示される。ソケット４０７、４０９は、円筒形シュラウド２１５に取り付けられるフランジ４１３内に形成される。
【００３１】
他の実施形態において、ピン４０３、４０５は、フランジ４１３から延在することができ、ソケット４０７、４０９はフランジ４１１内に形成され得る。代案として、フランジ４１１、４１３はそれぞれ、ピンとソケットの組み合わせを含むことができる。また、フランジ上／内に配置された任意の数の対応するピンとソケットが存在することができる。更に他の実施形態において、ピン４０３、４０５又はソケット４０７、４０９は、フランジ４１１、４１３を利用せずに、イオン光学系２０３の質量フィルタ又はコリジョンセルの部分に直接的に取り付けられるか、又は当該質量フィルタ又はコリジョンセルの部分内に直接的に形成され得る。
【００３２】
別の位置合わせ機構が、中間の四重極コリジョンセル２１１の反対側に、中間の四重極コリジョンセル２１１と第１の四重極質量フィルタ２０７との間に配置され、それは位置合わせ機構４０１に関連して説明された実施形態と実質的に同じとすることができる。
【００３３】
イオン光学系２０３の製作または最初の組み立て時に、位置合わせ機構４０１は、イオン光学系２０３のコンポーネントの互いに対する位置合わせ（整合）と位置を精密に制御するように設計または調整される。ピン４０３、４０５がフランジ４１１から外側へ垂直に延在する距離は、第１の四重極質量フィルタ２０７と中間の四重極コリジョンセル２１１との間の所望の相対的な軸方向位置を達成するために調整され得る。また、ピン４０３、４０５の半径方向および接線方向の位置決めは、所望の相対的な半径方向および接線方向の位置合わせを達成するために調整され得る。従って、イオン光学系のコンポーネントは、所定の軸方向の位置決め、半径方向の位置合わせ、及び接線方向の位置合わせの状態にされる。
【００３４】
図５は、第３の四重極質量フィルタ２１３及び中間の四重極コリジョンセル２１１が互いに配置される場合の位置合わせ機構４０１を示す。図６は、内部に形成されたソケット４０７、４０９を有するフランジ４１３を示す。図７は、ピン４０３の詳細な図を示す（他のピン、例えばピン４０５は、ピン４０３と実質的に同じとすることができる）。ピン４０３は、扁平な頂部７０３を有する概して丸い球状の頭部７０１を有する。また、ピン４０３は、スペーサ７０５も含む。
【００３５】
ピン４０３と第１のソケット４０７との間、及び第２のピン４０５と第２のソケット４０９との間の嵌合は、０．５ｍｍ未満の許容誤差を有するように設計される。従って、コンポーネント間の半径方向の位置合わせ（ビーム経路に垂直）は非常に精密である。また、図５に示されるように、コンポーネントの相対的な軸方向の位置（ビーム経路の方向において）は、設計仕様の０．５ｍｍ以内までフランジ４１３に対して支持されるスペーサ７０５により精密に設定される。また、ピン４０３に類似した他のピンも使用して、イオン光学系２０３のコンポーネントの相対的な軸方向の位置を設定する。
【００３６】
図９に戻ると、看取され得るように、ピン４０３、４０５が、ブラケット２２７に形成されたノッチ９０１、９０３内に置かれることにより、中間の四重極コリジョンセル２１１を支持する。他の位置合わせ機構が、中間の四重極コリジョンセル２１１と第１の四重極質量フィルタ２０７との間に配置され、それはブラケット２２５上に置かれる同様のピンを有して、中間の四重極コリジョンセル２１１の反対側の端部を支持する。
【００３７】
ここで、質量分析計システム２０１のイオン光学系２０３を組み立てる及び分解するための方法が、図１０に関連して説明される。ステップ１００１において、イオン光学系２０３のコンポーネントが質量分析計システム２０１内へ配置される。パネル３０３、３０５が図３に示されるような開位置にある状態で、イオン源２０５、及び円筒形シュラウド２０９内の第１の四重極質量フィルタ２０７（又はより一般的には、イオン光学系の第１のセクション）が、ブラケット２２１、２２３を用いてパネル３０５に取り付けられる、又はパネル３０５に対して固定される。また、円筒形シュラウド２１５内の第３の四重極質量フィルタ２１３、及び検出器２１７（又はより一般的には、イオン光学系の第３のセクション）が、ブラケット２２９、２３１を用いてパネル３０３に取り付けられる、又はパネル３０３に対して固定される。中間の四重極コリジョンセル２１１（又はより一般的には、イオン光学系の第２のセクション）が、ブラケット２２５、２２７を用いてハウジング３０１に取り付けられる。この目的を達成するために、中間の四重極コリジョンセル２１１は、ピン４０３、４０５がブラケット２２７に形成されたノッチ９０１、９０３内へ嵌合するように、及び中間の四重極コリジョンセル２１１の反対側の端部にある同様のピンもブラケット２２５に形成された同様のノッチ内へ嵌合するように、ブラケット２２５、２２７の上に配置される。次いで、当業者により理解されるように、イオン光学系２０３のコンポーネントに対する様々な電気接続が行われる。
【００３８】
ステップ１００３において、パネル３０３、３０５は、質量分析計システム２０１のハウジング３０１に対して閉じられる。パネル３０３はヒンジ３０７を中心に回転し、その結果、第３の四重極質量フィルタ２１３と中間の四重極コリジョンセル２１１との間の位置合わせ機構４０１が接合して、第３の四重極質量フィルタ２１３と中間の四重極コリジョンセル２１１を位置合わせする（図４と図８を参照）。ヒンジ３０７の回転軸は、円筒座標系の軸方向成分に対応する。パネル３０３がヒンジ３０７を中心に回転すると、位置合わせ機構４０１のピン４０３、４０５は、それらが位置合わせ機構４０１のソケット４０７、４０９と係合する際に、この円筒座標系の接線方向に向けられた経路に沿って進む。
【００３９】
ソケット４０７は、おおよそ円形の断面を有することができ、その理由はピン４０３がヒンジ３０７から遠く離れているからである。一方、ピン４０５及びソケット４０９はヒンジ３０７にずっと近く、ピン４０５のはるかに極端な接線方向の動きに対処するために、ソケット４０９は、ソケット４０７の断面に比べて、接線方向に伸長された断面（細長い断面）を有する。更に、おおよそ円形の断面を有するようにソケット４０７を設計し、ソケット４０７に比べて伸長された断面を有するようにソケット４０９を設計することにより、許容誤差の積み重ねが低減されるのに役立つ。
【００４０】
パネル３０３が閉位置にある場合、ピン４０３、４０５はソケット４０７、４０９に緊密に嵌合し、中間の四重極コリジョンセル２１１と第１の四重極質量フィルタ２０７との間の精密な半径方向の位置合わせを行う。更に、パネル３０５が閉位置にある場合、ピン４０３、４０５のスペーサ７０５は、フランジ４１３に対して支持され、中間の四重極コリジョンセル２１１と第１の四重極質量フィルタ２０７との間の精密な軸方向の位置決めを行う。
【００４１】
また、ステップ１００３において、パネル３０５を閉じることは、パネル３０３を閉じることと同様に行われ、その結果、パネル３０５はヒンジ３０９を中心に回転し、それにより第１の四重極質量フィルタ２０７と中間の四重極コリジョンセル２１１との間の位置合わせ機構が接合して、第１の四重極質量フィルタ２０７と中間の四重極コリジョンセル２１１を位置合わせする。
【００４２】
図９に関連して上述したように、中間の四重極コリジョンセル２１１は、ブラケット２２５、２２７の上に緩く載置されている。更に、パネル３０３、３０５が閉じる際に、パネル３０３、３０５の動きにある程度の遊び（ガタ）がある。従って、パネル３０５に取り付けられたイオン源２０５及び第１の四重極質量フィルタ２０７、パネル３０３に取り付けられた第３の四重極質量フィルタ２１３及び検出器２１７、及びブラケット２２５、２２７上に載置されている中間の四重極コリジョンセル２１１は全て、互いに対して「浮動」する。
【００４３】
位置合わせ機構のピン４０３、４０５の概して円形で球状形状の頭部は、パネル３０３、３０５が閉じられて位置合わせ機構を接合する際に、イオン光学系２０３の「浮動」コンポーネントを案内する働きをする。パネル３０３、３０５が完全に閉じられた位置に到達すると、ピン４０３、４０５のスペーサ７０５がフランジに対して支持され（フランジに突き当たり）、ピンの頭部がそれらの対応するソケットへ「パチン」とはめ込まれ、その結果、イオン光学系２０３のコンポーネントは、半径方向および軸方向において約０．５ｍｍ未満の許容誤差の範囲内で所定の整合状態に組み立てられる。
【００４４】
更に、パネル３０５に取り付けられたイオン源２０５及び第１の四重極質量フィルタ２０７と、パネル３０３に取り付けられた第３の四重極質量フィルタ２１３及び検出器２１７と、ブラケット２２５、２２７上に載置されている中間の四重極コリジョンセル２１１との間の遊びの量は、パネル３０３、３０５が閉じる際に、ピン及び対応するソケットが互いに係合するのに失敗するほど多くない。
【００４５】
ステップ１００５において、質量分析計システム２０１の真空チャンバがポンプで吸い出されて（真空引きされて）、質量分析計システム２０１がオンされ、次いで試料の測定を実行するために使用され得る。
【００４６】
試料の測定は、試料の分子をイオンに変えるためのイオン源２０５を用いて試料をイオン化することにより実行され得る。また、ヘリウムのようなガスがイオン源２０５に供給される。次いで、イオン光学系２０３の質量分析器の部分が、電場および磁場を印加することによって、イオンの質量によりイオンを仕分けする。イオン光学系２０３の検出器２１７が、何らかの指標量の値を測定し、ひいては各イオンの存在の存在度を計算するためにデータを提供する。
【００４７】
メンテナンスが必要とされる場合、ステップ１００７において、ハウジング３０１内の真空状態が解放されて、質量分析計システム２０１がオフされる。
【００４８】
ステップ１００９において、パネル３０３、３０５が開かれる。これが行われる場合、ピンとソケットが互いから切り離されて、イオン源２０５、第１の四重極質量フィルタ２０７、及び円筒形シュラウド２０９が、中間の四重極コリジョンセル２１１から分離される。同様に、第３の四重極質量フィルタ２１３、円筒形シュラウド２１５、及び検出器２１７が、中間の四重極コリジョンセル２１１から分離される。
【００４９】
ステップ１０１１において、ユーザは、クリーニング、修理、又は定期的なメンテナンスを行うために、ハウジング３０１の内部の質量分析計のコンポーネント、例えばイオン光学系２０３を、単に手作業で取り外すだけである。
【００５０】
上記の詳細な説明において、本発明は、その特定の例示的な実施形態に関連して説明された。従って、詳細な説明および図面は、制限的な意味ではなくて例示的な意味で考えられるべきである。
【００５１】
以下においては、本発明の種々の構成要件の組み合わせからなる例示的な実施形態を示す。
１．質量分析計システムであって、
イオン光学系（100）と、
前記イオン光学系用のハウジング（301）と、
前記ハウジングに対して開位置と閉位置との間で移動可能なパネル（303、305）と、
前記イオン光学系の第１のセクション（211）が前記ハウジング内にあり、
前記イオン光学系の第２のセクション（205、207、209）が前記パネルに取り付けられ、前記イオン光学系は、前記パネルが前記閉位置にある場合に、前記ハウジング及び前記パネルにより取り囲まれ、
前記パネルを閉じた際に、前記イオン光学系の前記第１及び第２のセクションを所定の整合状態へと位置合わせするための位置合わせ機構（401）とを含む、質量分析計システム。
２．前記イオン光学系（100）の前記第１のセクション（211）が、前記ハウジング（301）に取り付けられる、上記１に記載のシステム。
３．前記イオン光学系の前記第１のセクションを前記ハウジングに取り付けるために、前記イオン光学系の前記第１のセクションが置かれる、前記ハウジングに取り付けられる少なくとも１つのブラケット（225、227）を更に含む、上記１に記載のシステム。
４．前記イオン光学系の前記第２のセクションを前記ハウジングに取り付けるために、前記パネルに取り付けられ、且つ前記イオン光学系の前記第２のセクションを支持する少なくとも１つのブラケット（221、223、229、231）を更に含む、上記１に記載のシステム。
５．前記イオン光学系の前記第１のセクション（211）、及び前記イオン光学系の前記第２のセクション（205、207、209）の前記所定の整合状態の位置合わせ許容誤差が、０．５ｍｍ未満である、上記１に記載のシステム。
６．前記パネルが、前記開位置と閉位置との間で移動する際にヒンジ（307、309）を中心に回転する、上記１に記載のシステム。
７．前記位置合わせ機構が、前記パネルを閉じる際に、前記第１及び第２のセクションを前記所定の整合状態へと位置合わせするために互いとの係合状態に入るための、前記イオン光学系の前記第１のセクションのピン（403、405）と、前記イオン光学系の前記第２のセクションのソケット（407、409）とを含む、上記１に記載のシステム。
８．前記ピンが垂直に外方向に延在する、前記第１のセクションのフランジ（411）と、
前記ソケットが形成されている、前記第２のセクションのフランジ（413）とを更に含む、上記７に記載のシステム。
９．少なくとも１つのピンは、前記パネルが閉位置に移動し、前記ピンと前記ソケットが互いとの係合状態に入る場合に、前記イオン光学系の前記第１のセクションと前記イオン光学系の前記第２のセクションとの間の所定の距離を設定するためのスペーサ（705）を含む、上記７に記載のシステム。
１０．前記パネルが、前記開位置と閉位置との間で移動する際にヒンジ（307、309）を中心に回転し、前記ヒンジに近いソケット（409）がほぼ円形の断面を有する一方、前記ヒンジから遠く離れているソケット（407）が、前記ヒンジに近いソケットに比べて細長い断面を有する、上記７に記載のシステム。
１１．少なくとも１つのピン（403、405）が、円形の頭部（701）を有し、少なくとも１つのソケット（407、409）との係合へと前記ヒンジを中心に接線方向に回転する、上記１０に記載のシステム。
１２．前記イオン光学系の前記第１のセクションが、コリジョンセル（211）を含む、上記１に記載のシステム。
１３．前記イオン光学系の前記第２のセクションが、質量フィルタ（207）を含む、上記１に記載のシステム。
１４．質量分析計システムのイオン光学系（100）を位置合わせするための方法であって、
位置合わせ機構（401）が前記イオン光学系の第２のセクションを、ハウジング内に取り付けられたイオン光学系の第１のセクション（211）と所定の整合状態にするように、前記イオン光学系の第２のセクション（205、207、209）が取り付けられたパネル（303、305）を閉じるステップ（1003）を含む、方法。
１５．前記イオン光学系の前記第１のセクションが、前記ハウジングに取り付けられる（1001）、上記１４に記載の方法。
１６．前記イオン光学系（100）の前記第１のセクション（211）、及び前記イオン光学系の前記第２のセクション（205、207、209）の前記所定の整合状態の位置合わせ許容誤差が、０．５ｍｍ未満である、上記１４に記載の方法。
１７．前記位置合わせ機構がピンとソケットを含み、前記閉じるステップ（1003）が、前記パネルを閉じる際に前記所定の整合状態へと前記第１及び第２のセクションを位置合わせするために、前記ピンとソケットを互いとの係合状態へ入れることを更に含む、上記１４に記載の方法。
１８．少なくとも１つのピンがスペーサを含み、前記パネルを閉じるステップは、前記パネルが閉位置に移動し、前記ピンとソケットが互いとの係合状態に入る場合に、前記イオン光学系の前記第１のセクションと前記イオン光学系の前記第２のセクションを、前記スペーサにより設定された互いの所定の距離以内にすることを更に含む、上記１７に記載の方法。
１９．前記パネルを閉じるステップの前に、前記イオン光学系の前記第１のセクションを少なくとも１つのブラケット上に配置することにより、前記ハウジングに前記イオン光学系の前記第１のセクションを取り付けるステップ（1001）が実行される、上記１５に記載の方法。
２０．前記閉じるステップ（1003）が、ヒンジを中心に前記パネルを回転させることを更に含む、上記１４に記載の方法。
【符号の説明】
【００５２】
100、203  イオン光学系
201  質量分析計システム
205  イオン源
207、213  四重極質量フィルタ
209、215  円筒形シュラウド
211  四重極コリジョンセル
217  検出器
221、223、229、231  ブラケット
301  ハウジング
303、305  パネル
307、309  ヒンジ
401  位置合わせ機構
403、405  ピン
407、409  ソケット
411、413  フランジ
705  スペーサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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