本发明专利技术提供了一种能够有效地将液滴喷射到真空容器中的液滴喷射装置。液滴喷射装置包括盛放液体(9)并且可调整内部压力的液体容器(12)、构造成从盛放在液体容器(12)中的液体(9)产生液滴(16)的液滴产生单元(14)、喷射在液体容器(12)中所产生液滴(16)的喷嘴(11)、连接喷嘴(11)和液体容器(12)的连接管(10)、和构造成加热连接管(10)与喷嘴(11)中至少之一的第一加热单元(30)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过将液滴喷射到真空中来产生分子离子束或者团簇离子束的装置。
技术介绍
通过将包含液滴的载气通过喷嘴喷射到真空容器中，可以将团簇导入到真空中。 团簇的大小从由几个分子组成的团簇到由10, 〇〇〇个以上分子组成的大团簇变化。团簇是 由构成液滴的液体分子或者其他气体分子组成的。当通过电子轰击或者光致离子化而使团 簇离子化时，产生团簇离子。 用团簇离子照射固体表面被用在诸如蚀刻、溅射或者膜淀积的表面处理工艺中。 此外，当用团簇离子照射多原子分子时，多原子分子可以在不分裂的情况下离子化，并且该 技术也可应用于表面分析装置。 形成液滴的方法的例子包括：（1)在放置了用于形成液滴的液体（液体源材料） 的容器中安装超声波振动器并且通过将超声振动施加于液体而从液体表面产生雾形式液 滴的方法；（2)在液体表面以下喷射气体以在液体中产生气泡并且当气泡在液体表面上爆 开时产生液滴的方法；以及（3)使液体源材料加热、蒸发并且然后冷凝以产生液滴的方法。 作为用于从容器中提取先前在容器中产生的液滴的方法，采用了这样的方法：通 过连接至容器的管来导入气体并且从容器中引出包含在气流中的气体和液滴。 管连接至设置于真空容器中的喷嘴。气体和液滴通过喷嘴喷射到真空中（PTL1)。 从喷嘴到真空容器内部，压力迅速降低，并且因此通过绝热膨胀来冷却气体。另一方面，液 滴当接触到喷嘴和管的内壁时凝固，并且液滴转变成沉积的固体（固体源材料）。 引证列表 专利文献 PTL1 :日本专利公开JP2003-329556
技术实现思路
技术问题 当固体源材料沉积到喷嘴和管的内壁上时，包含液滴的气体的流动通道变窄，并 且喷射的液滴量减少了。有时，流动通道会阻塞。为了解决该问题，可以加热管和喷嘴，以 便可以防止液滴凝固到喷嘴和管的内壁上。 然而，当管和喷嘴的温度升高时，气体和液滴的温度也由于来自管和喷嘴的内壁 的传热而升高。在温度升高的气体源材料中，蒸气压也增大，并且促进了液滴的蒸发。结果， 在液滴到达真空容器内部之前，液滴的数量和大小在管和喷嘴中减少了，这是个问题。 如上所述，在已知的液滴喷射装置中，当加热管和喷嘴以便防止会引起所喷射液 滴量减少的固体源材料沉积时，液滴喷射到真空容器中的效率由于液滴的蒸发而降低了， 这是个问题。 本专利技术提供了一种能够高效地将液滴喷射到真空容器中的液滴喷射装置。 根据本专利技术的方面，液滴喷射装置包括盛放液体并且可调整内部压力的液体容 器、构造成从盛放在液体容器中的液体产生液滴的液滴产生单元、喷射在液体容器中所产 生液滴的喷嘴、连接喷嘴和液体容器的连接管、和构造成加热连接管和喷嘴中至少之一的 第一加热单元。 根据本专利技术的方面，可提供一种能高效地将液滴喷射到真空容器中的液滴喷射装 置。 本专利技术的其它特征将从以下参照附图对示例性实施例的说明中变得显而易见。【附图说明】 图IA是示出根据第一实施例的配有液滴喷射装置的团簇离子照射设备的示意 图。 图IB是示出根据第二实施例的配有液滴喷射装置的团簇离子照射设备的示意 图。 图IC是示出以水为例的蒸气压与温度之间关系的图表。 图2A是示出根据本专利技术实施例的液滴喷射装置的实例的示意图。 图2B是示出在液体源材料中产生气泡的液滴喷射装置的示意图。 图2C是示出在液体容器上设置加热器的液滴喷射装置的示意图。 图2D是示出包括脉冲阀的液滴喷射装置的示意图。 图2E是示出包括外部加热单元的液滴喷射装置的示意图。 图2F是示出在连接管上设置加热器的液滴喷射装置的示意图。 图3是示出包括温度控制器的液滴喷射装置的示意图。 图4A是示出在由包括脉冲阀的液滴喷射装置喷射液滴期间压力变化的图表。 图4B是示出在连续喷射过程中的液滴喷射期间的压力的图表。 图5A是不出根据第六实施例的液滴喷射装置的不意图。 图5B是示出根据第七实施例的液滴喷射装置的示意图。 图5C是示出根据第八实施例的液滴喷射装置的示意图。 图是示出根据第八实施例的液滴喷射装置的变例的示意图。【具体实施方式】 第一实施例 下面将对使用根据第一实施例的液滴喷射装置将液滴喷射到真空容器中的方法 和使用包括该液滴喷射装置的团簇离子照射设备的团簇离子照射方法进行说明。团簇离子照射设备包括液滴喷射装置1、团簇产生部2、离子化部3和照射部4。后 三个部分构成了真空容器5,该真空容器被真空栗6(图1A)抽空。该设备还包括信号处理 系统（未不出）。 如图2A中所示，液滴喷射装置1包括：液体容器12,其存储用于液滴的液体源材 料9;气体导入管13,其将气体导入液体容器中；振动器14,其振动液体源材料；位于团簇 产生部2中的喷嘴11 ;和连接液体容器12与喷嘴11的连接管10。 液体源材料9可以是水或者醇（诸如乙醇、甲醇或异丙醇），或者可以是有机溶剂 (诸如苯、丙酮、乙醚或乙酸丁酯）。液体源材料可以是上述材料的混合物或者非混合物。此 外，可以将酸（诸如乙酸、甲酸或三氟乙酸）或者碱（诸如氨）混入到上述材料中。此外， 可以混入乙酸铵或者甲酸铵。 当给振动器14 (液滴产生单元）施加具有适当频率的交流电压时，振动器14产生 振动。频率优选为几千赫到几百兆赫，并且更优选为大约IOOkHz到10MHz。 因为振动器14通过液体容器12振动液体源材料9,所以借助于振动能量从液体源 材料9的表面产生液滴16。 另一方面，可以从气体导入管13导入与汽化的液体源材料9相同的气体，诸如水 汽、气相醇或者汽化的有机溶剂。此外，可以导入与源材料气体不同的气体。例如，可以供 给惰性气体（诸如Ar、Ne、He、Kr或Xe)或者分子气体（诸如H2、C02、C0、N2、02、N02、SF6、 Cl2、或NH4)。 此外，作为另一种液滴产生单元，气体导入管13的末端可以设置在液体源材料9 的表面下面（图2B)。通过从气体导入管13导入气体，可以在液体源材料中产生气泡，并且 可以从液体源材料产生液滴16。正如前述情况那样，可以导入与液体源材料9的气体相同 的气体，或者可以导入不同于源材料气体的气体。 通过连接管10把充满液体容器12的气体导引至喷嘴11，并且喷射到真空容器中。 此时，如图2A中所示，液体容器12中的液滴16沿着气体流移动当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种液滴喷射装置，包括：液体容器，其盛放液体并且其内部压力可调整；液滴产生单元，其构造成从盛放在液体容器中的液体产生液滴；喷嘴，其喷射在液体容器中产生的液滴；连接管，其连接喷嘴和液体容器；以及第一加热单元，其构造成加热连接管和喷嘴中的至少之一。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：岩崎光太，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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