CN105164783A - 液滴喷射装置和离子源 - Google Patents

液滴喷射装置和离子源 Download PDF

Info

Publication number
CN105164783A
CN105164783A CN201480024008.XA CN201480024008A CN105164783A CN 105164783 A CN105164783 A CN 105164783A CN 201480024008 A CN201480024008 A CN 201480024008A CN 105164783 A CN105164783 A CN 105164783A
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid
liquid container
nozzle
droplets
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201480024008.XA
Other languages
English (en)
Inventor
岩崎光太
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Publication of CN105164783A publication Critical patent/CN105164783A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J27/00Ion beam tubes
    • H01J27/02Ion sources; Ion guns
    • H01J27/026Cluster ion sources
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J27/00Ion beam tubes
    • H01J27/02Ion sources; Ion guns
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J27/00Ion beam tubes
    • H01J27/02Ion sources; Ion guns
    • H01J27/20Ion sources; Ion guns using particle beam bombardment, e.g. ionisers
    • H01J27/205Ion sources; Ion guns using particle beam bombardment, e.g. ionisers with electrons, e.g. electron impact ionisation, electron attachment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
    • H01J37/08Ion sources; Ion guns
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/18Vacuum locks ; Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02Details
    • H01J49/10Ion sources; Ion guns
    • H01J49/14Ion sources; Ion guns using particle bombardment, e.g. ionisation chambers
    • H01J49/147Ion sources; Ion guns using particle bombardment, e.g. ionisation chambers with electrons, e.g. electron impact ionisation, electron attachment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/26Mass spectrometers or separator tubes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/06Sources
    • H01J2237/08Ion sources
    • H01J2237/0812Ionized cluster beam [ICB] sources
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/18Vacuum control means
    • H01J2237/182Obtaining or maintaining desired pressure

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Special Spraying Apparatus (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

本发明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)。

Description

液滴喷射装置和离子源
技术领域
本发明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。
背景技术
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10,000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
发明内容
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。
本发明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。
根据本发明的方面,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。
根据本发明的方面,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。
本发明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1A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1B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1C是示出以水为例的蒸气压与温度之间关系的图表。
图2A是示出根据本发明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是示出根据第六实施例的液滴喷射装置的示意图。
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5D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,该真空容器被真空泵6(图1A)抽空。该设备还包括信号处理系统(未示出)。
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100kHz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、CO2、CO、N2、O2、NO2、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沿着气体流移动并且喷射到真空容器中。在此期间,因为通过绝热膨胀降低了气体温度,所以降低了液滴16的温度。
关于喷嘴的形状,可以使用拉瓦尔喷嘴(诸如图2A到2F中所示的喷嘴11)或者具有圆锥形开口的圆锥形喷嘴。替代地,可以使用具有恒定大小的开口的孔式喷嘴。
当冷却的液滴16接触到喷嘴11的内壁时,其凝结在内壁上并且沉积成固体源材料。随着所沉积的固体源材料量增加,喷嘴的流动通道会阻塞,从而难于供给液滴。
因此,在该实施例中,加热器30加热喷嘴11以抑制固体源材料的沉积。另一方面,当喷嘴11被加热时,穿过连接管10的气体和液滴16的温度也因来自喷嘴11内壁的辐射和热传导而升高了。结果,在液滴到达真空容器内部之前,促进了源材料气体从液滴16蒸发。
以下将以源材料气体是水为例进行说明。水的蒸气压(参见图1C)在开始形成冰的0度(摄氏度)为0.6kPa。当喷嘴例如被加热到50度(摄氏度)以便防止冰(固体源材料)沉积在喷嘴内壁上时,水的蒸气压增大到12.3kPa。
如以下表达式1中所示,通过温度和蒸气压来确定气体从液滴(在该例中为水滴)的蒸发。
[数学式1]
其中,Γout是从液滴的每单位面积的气体蒸发,P是蒸气压,m是气体分子的质量,k是波尔兹曼常数,并且T是温度。温度的计量单位为开尔文。
当在具有温度T1的液滴与具有温度T2的液滴之间进行比较时,T1时每单位面积的水蒸发Γout1与T2时每单位面积的水蒸发Γout2的比值由以下表达式2给出。
[数学式2]
其中,P1和P2分别是T1和T2时的蒸气压。
例如,当在假定T1为50度(摄氏度)(323K)和T2为0度(摄氏度)(273K)时具体地比较蒸发时,50度(摄氏度)时的水蒸发是0度(摄氏度)时的18.8倍。因此,水从液滴快速地蒸发。
另一方面,当预先将12.3kPa以上的水蒸气导入连接管10中时,连接管10中构成液滴的物质(液体源材料)的分压Pin比该物质的蒸气压高。由以下的表达式3给出了在液滴表面上入射的水蒸气量。
[数学式3]
因此,当满足表达式4的关系时,水蒸发Γout和液滴表面上的入射水量处于平衡,或者后者比前者大。因此,抑制了液滴的蒸发。此处,Tg为水蒸气的温度。
[数学式4]
Γoutin≥0(4)
因此,当抑制了冰(固体源材料)在喷嘴内壁上的沉积时,就能在液滴16喷射到真空容器中之前抑制液滴蒸发从而抑制液滴16数量和大小的减小。注意,上述条件甚至适用于液滴和水蒸气具有不同温度的不平衡状态。喷嘴内壁、水蒸气和液滴的温度可以是不同的。
作为用于将水蒸气导入连接管10中的方法,如图2C中所示,通过使用液体容器加热器32来将存储在液体容器12中的液体源材料9的温度调整至特定温度(上述实例中的50度(摄氏度)),可以在液体容器12中产生水蒸气。替代地,如图2A中所示,可以通过气体导入管13从液体容器12的外部导入水蒸气。
特别是,在前一情况中,因为液体源材料9和控制蒸气压的液体是相同的,所以从液体容器12至喷嘴11的液滴16的温度较低,并且因此达到了可以减小液滴16的大小或者数量变化的效果。
用于加热喷嘴11的温度不限于50度(摄氏度),可以是高于液体源材料凝固点的温度。此外,温度可以高于室温,并且例如可以为100度(摄氏度)以上。
在从液体容器12延伸至喷嘴11的连接管10中设置构造成用于测量内部压力的压力测量单元31。压力测量单元31可以是全压计或者分压计。
全压计可以是薄膜压力计、波登管或者皮拉尼真空计,并且能够测量高压。因为可以使用全压计来测量高蒸气压,所以可以导入具有高压的源材料气体,并且因此喷嘴11的温度可进一步升高。
另一方面,在分压计用作压力测量单元31的情况中,即使当连接管10中存在源材料气体和别的气体时也可测量源材料气体的分压。因此,达到了可以通过后述方法来更精确地控制源材料气体压力的效果。注意,分压计可以是半导体传感器、四极型分压计或者扇形磁场型分压计。
如图3中所示,可以通过控制液体容器加热器32的发热量来调整液体容器12的温度,即,基于温度控制器43从压力测量单元31接收的测得压力值(压力测量值)来使液体容器12具有所需温度。例如,可以采用这样的方法:温度控制器43读取存在存储器单元44中的压力预定基准值(压力基准值);当压力测量值低于压力基准值时,增加液体容器加热器32的发热量以便可升高液体容器12的温度;并且,当压力测量值高于压力基准值时,减少液体容器加热器32的发热量以便可降低液体容器12的温度。此时,可以通过温度计41来测量液体容器12的温度(液体容器温度),并且可以从温度计41向温度控制器43发送所测得的温度。温度控制器43可以基于所测得的温度来控制液体容器加热器32的发热量。
另一方面,可以通过温度控制器43来控制喷嘴11的温度。类似于以上所述的,温度控制器43可以从喷嘴温度计42接收喷嘴11的温度(喷嘴温度)并且控制喷嘴加热器30的发热量。
此外,可以执行控制,以便当压力测量值与压力基准值之差在给定压差(容许压差)的范围内时,或者当压力测量值高于压力基准值时,保持由压力测量单元31测量压力时液体容器12的温度。以上已经描述了使用压力值的情况。也可以使用分压值。
可以通过另一种方法来产生液滴:由液体容器加热器32加热液体容器12以蒸发源材料气体,然后冷凝所蒸发的源材料气体以产生液滴。在该情况中,可以使用未配有振动器14的液滴导入装置。
从与气体一起从喷嘴11喷射到团簇产生部2中的至少一些液滴16中产生团簇束17。
如图1A中所示,所产生的团簇束17进入离子化部3中。此外,液滴16可以进入离子化部3中。在离子化部3中设置电子源,诸如热丝。由电子源所产生的电子与团簇束17和液滴16中的至少一种发生碰撞,并且从而由电子轰击来使构成团簇或者液滴16的一些原子或分子离子化以产生团簇离子束18。团簇产生部2和离子化部3构成了离子源。
除了使用电子轰击之外,可以使用电磁波(诸如激光)、受激原子/分子或者电离辐射来执行离子化。
随后,团簇离子束进入照射部4中。照射部4包括质量选择器20、会聚透镜21和照射台22。还可在其中设置分析器23。
通过质量选择器20来选择具有适当大小的团簇离子,根据需要加速或减速和聚焦所选择的团簇离子,并且然后使团簇离子入射到保持在照射台22上的待照射目标24上。注意,可以将未选择大小的团簇离子入射到待照射目标24上。
待照射目标24经受团簇离子的溅射或者蚀刻。此外,通过利用分析器23来分析从待照射目标24所产生的二次离子或者中性粒子,该装置可以用作表面分析装置。
当将质谱仪用作分析器23时,可由团簇离子来执行二次离子质谱分析。当将配备有离子化装置的中性粒子检测器用作分析器23时,可由团簇离子来执行中性粒子质谱分析。
第二实施例
图1B中示出了根据第二实施例的液滴喷射装置和包括该液滴喷射装置的团簇离子照射设备。
液滴喷射装置和团簇离子照射设备与第一实施例中的基本相同,区别在于团簇离子产生部2和离子化部3被分流器15分隔开。
在该实施例中,与气体一起从喷嘴11喷射到团簇产生部中的液滴16穿过设置在下游侧的分流器15,以产生团簇束17。
团簇束17进入离子化部3中,并且通过电子轰击来使构成团簇的一些离子或分子离子化,以如第一实施例中那样产生团簇离子束18。
在该实施例中设置分流器15的情况中,即便气体或液滴的导入量增大,也可以减小离子化部3中的压力升高,并且因此达到了防止因放电等导致离子化部3运行不稳定的效果。此外,通过降低离子化部3和照射部4中的压力,增加了残余气体的平均自由行程,并且减小了团簇离子束与残余气体之间的碰撞频率。结果,达到了可以抑制团簇离子束衰减的效果。
可以通过控制气体流量以使离子化部3或者照射部4中的残余气体平均自由行程为预定值以上,来维持真空容器中的压力Pb。该预定值可以是真空容器的几何尺寸,例如,离子化部3与分流器15之间的距离,或者收容离子化部3等的真空容器的内径或长度。
注意,作为平均自由行程,可使用由以下表达式5计算出的氮气的值。λ的计量单位为[mm],并且Pb的计量单位为[Pa]。
[数学式5]
λ=6.6/Pb(5)
第三实施例
图2D中示出了根据第三实施例的液滴喷射装置。该装置与根据第一或第二实施例的液滴喷射装置基本相同,区别在于在喷嘴12与连接管10之间设置有可以在气体喷射与切断之间切换的脉冲阀34。包括该液滴喷射装置的团簇离子照射设备与第一或第二实施例中的是相同的。此外,脉冲阀34可以设置在连接管10上连接至喷嘴的位置处。
在该实施例中,如图4A中所示,通过脉冲阀34来改变喷射到团簇产生部2中的气体和液滴的量。在图4A中,Qp是脉冲阀34的流导率,Pp是团簇产生部2中的压力,并且Pi是施加至喷嘴11的气体压力。
为了对比,图4B示出了在没有使用脉冲阀(例如在图2A中所示的液滴喷射装置中)的情况下将气体和液滴连续地喷射到团簇产生部2中的过程中(下文中称为连续喷射过程)Qp、Pp和Pi之间的关系。
两者的对比表明,与连续喷射过程相比,在该实施例中可以在脉冲阀34打开的瞬间喷射大量气体和液滴。原因是,在脉冲阀34关闭的时段,因为未喷射气体和液滴,所以Pp降低至低于连续喷射过程的Pp,并且可以减小脉冲阀34打开时Pp的增大。
由于上述原因,该实施例中连接管10中气体源材料的分压可以设定为比连续喷射过程中的高,并且因此可以进一步抑制液滴16的蒸发。此外,因为抑制了蒸发,所以可以升高喷嘴11的温度,并且因此可有效地抑制固体源材料的沉积。
第四实施例
图2E中示出了根据第四实施例的液滴喷射装置。
该装置与根据第一或第二实施例的液滴喷射装置基本相同,区别在于设置有用于加热喷嘴11的外部加热单元35。此外,包括该液滴喷射装置的团簇离子照射设备与先前实施例中的是相同的。
在外部加热单元35中,通过用电磁波36照射和加热喷嘴11,抑制了固体源材料的沉积。电磁波可以是微波、红外光、可见光和紫外光或者它们的激光中的任何一种。
代替设置在团簇产生部2中的外部加热单元35,可以使用设置在真空容器外部的外部加热单元37。在该情况中,可以用穿过设置在团簇产生部2上的窗口38的电磁波36来照射喷嘴。
在该实施例中,因为电磁波直接辐射到喷嘴11上易于沉积固体源材料的位置处,所以可以有效地抑制固体源材料的沉积。此外,因为可避免对喷嘴11的未沉积固体源材料的部分加热,所以与使用加热器30的情况相比可以减少流入喷嘴11和连接管10的热量。因此,可减少穿过连接管10的液滴的温度升高,并且因此可以减少液滴的蒸发,这是该实施例的特征。
第五实施例
图2F中示出了根据第五实施例的液滴喷射装置。
该装置与根据第一或第二实施例的液滴喷射装置基本相同,区别在于在连接管10上设置有连接管加热器39。此外,包括该液滴喷射装置的团簇离子照射设备与先前实施例中的是相同的。
在该实施例中,可以通过连接管加热器39来加热连接管10,并且因此达到了可以抑制固体源材料在连接管10内壁上沉积的效果。连接管加热器39可以加热连接管10的一部分或者绝大部分。
第六实施例
图5A中示出了根据第六实施例的液滴喷射装置。
该装置与根据前述实施例的液滴喷射装置基本相同,区别在于设置有第一液体容器121、第二液体容器33和液体容器连接管131。此外,包括该液滴喷射装置的团簇离子照射设备与先前实施例中的是相同的。
如先前实施例那样,通过连接管10把第一液体容器121连接至喷嘴11。可以如先前实施例那样使用液体容器加热器32和振动器14之一或两者来从液体源材料9产生液滴。此外,可以在连接管10上设置连接管加热器39。
第一液体容器121和第二液体容器33通过液体容器连接管131连接。液体容器连接管加热器381设置在液体容器连接管131上。
第二液体341保存在第二液体容器33中,并且可以通过第二液体容器加热器351来加热第二液体341。至少一些加热过的第二液体蒸发并且通过液体容器连接管131导入第一液体容器121中。注意,蒸气压与喷嘴11的温度之间的关系可以与第一实施例中连接管10中源材料气体压力与喷嘴11的温度之间的关系是相同的。此外,可以通过第二振动器50来给第二液体341施加振动。然而,可以不设置第二振动器50。
可以在液体容器连接管131上设置液体容器连接管阀371,并且可以调整从第二液体容器33导入第一液体容器121中的气体量。注意,液体容器连接管阀371可以具有测量液体容器连接管131的内部压力的功能。此外,代替液体容器连接管阀371,可以设置全压计或者分压计。
第二液体341可以与液体源材料9是相同的或者不同的。在前一种情况中,与液体源材料相同的源材料气体可以被液体容器连接管加热器381加热,并且以与由第一液体容器121中液体源材料所产生的源材料气体不同的温度供给到第一液体容器121中。液体源材料和源材料气体的种类可以与第一实施例中的是相同的。
在后一种情况中,在第一液体容器121中产生的液滴可与第二液体341(其不同于构成液滴的液体源材料)的蒸气接触,并且因此蒸气可并入到液滴中。结果,达到了可以产生包含液体源材料9和第二液体341的液滴的效果。
此外,即使在第一液体容器121和第二液体容器33中保存相同液体的情况中,也可以将与添加到一个容器中的物质不同的物质添加到另一容器中。此外,添加到一个容器中的物质的浓度可以与添加到另一容器中的物质的浓度相同或不同。虽然该装置包括两个液体容器,但是还可以添加另一液体容器和用于连接它们的管。另外,可以给第一液体容器121添加气体导入管。
第七实施例
图5B中示出了根据第七实施例的液滴喷射装置。
该装置与根据第六实施例的液滴喷射装置基本相同,区别在于第二液体容器33具有第二气体导入管361。此外,包括该液滴喷射装置的团簇离子照射设备与先前实施例中的是相同的。
在该实施例中,可以如在先前实施例中那样通过第二气体导入管361导入与源材料气体相同或不同的气体。通过从第二气体导入管361导入气体,达到了可以从第二液体341有效地产生液滴的效果。液滴通过液体容器连接管131沿着气流移动到第一液体容器121中,并且通过连接管10导引至喷嘴11。这对于从第二液体341产生的蒸气也是同样。
此外,第一液体容器121中产生的液滴可以如第六实施例那样与第二液体341的蒸气接触。
第八实施例
图5C中示出了根据第八实施例的液滴喷射装置。
该装置与根据第六实施例的液滴喷射装置基本相同,区别在于第一液体容器121、第二液体容器33和喷嘴11由具有并联管部的管100连接。此外,包括该液滴喷射装置的团簇离子照射设备与先前实施例中的是相同的。
在该实施例中,第二液体容器33中产生的液滴和蒸气与第一液体容器121中产生的液滴和蒸气一起通过具有并联管部的管100被引导至喷嘴11。此时,从第二液体341产生的液滴和蒸气与保存在第一液体容器121中的液体源材料9的接触可以比先前的实施例少,并且达到了可以抑制第二液体341混合到液体源材料9中的效果。
此外,如图5D中所示,可以如第七实施例中那样给第二液体容器33添加第二气体导入管361。此外,可以在连接管10上设置连接管加热器39。
虽然已经参照示例性实施例描述了本发明,但是应当理解,本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围应给予最宽泛的解释,以涵盖所有变型以及等同结构和功能。
本申请要求2013年4月30提交的日本专利申请No.2013-096003的权益,其全部内容通过引用而结合于此。

Claims (19)

1.一种液滴喷射装置,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。
2.根据权利要求1所述的液滴喷射装置,其中,在连接管中构成液滴的物质的分压高于该物质的蒸气压。
3.根据权利要求1或2所述的液滴喷射装置,还包括气体导入管,该气体导入管的开口设置在液体容器中,并且该气体导入管将气体导入液体容器中。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的液滴喷射装置,其中,液滴产生单元包括振动器,其设置在液体容器上并且给液体施加振动。
5.根据权利要求3或4所述的液滴喷射装置,其中,在液滴产生单元中,气体导入管的开口设置在液体容器中的液面以下。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的液滴喷射装置,其中,液滴产生单元包括设置在液体容器上的第二加热单元。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的液滴喷射装置,其中,在喷嘴上、气体导入管上或二者之间设置阀,该阀改变要喷射的液滴的流量。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的液滴喷射装置,其中,第一加热单元是设置在连接管和喷嘴中至少之一上的加热器。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的液滴喷射装置,其中,第一加热单元是构造成通过用电磁波照射来加热连接管和喷嘴中至少之一的单元。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的液滴喷射装置,其中,喷嘴、连接管和液滴产生单元中的至少之一配备有构造成用于测量气体压力的压力测量单元。
11.根据权利要求10所述的液滴喷射装置,还包括:
设置在液体容器上的温度计;
温度控制器,其连接至压力测量单元并且构造成控制第二加热单元;以及
存储器单元,其构造成将气体源材料的压力基准值发送给温度控制器,
其中,温度控制器:(1)从存储器单元接收压力基准值,(2)将压力测量单元所测得的压力测量值与压力基准值进行比较,以及(3)控制第二加热单元以使压力基准值与压力测量值之差小于给定压差或者使压力测量值高于压力基准值。
12.根据权利要求1到10中任一项所述的液滴喷射装置,还包括:
连接至液体容器的第二液体容器;以及
液体容器连接管,其连接液体容器和第二液体容器。
13.根据权利要求12所述的液滴喷射装置,还包括连接至第二液体容器的管,其将气体从第二液体容器外导入到第二液体容器中。
14.根据权利要求12或13所述的液滴喷射装置,还包括具有并联部分的管,其连接液体容器和第二液体容器并且将液滴供给至喷嘴。
15.一种离子源,包括:
根据权利要求1到14中任一项所述的液滴喷射装置;
容纳喷嘴的团簇产生部;以及
使从喷嘴喷射的液滴离子化的离子化部。
16.根据权利要求15所述的离子源,还包括将团簇产生部和离子化部分隔开的分隔壁,其中,分隔壁具有供液滴穿过的开口。
17.一种团簇离子照射设备,包括:
根据权利要求15或16所述的离子源;以及
保持要用离子照射的目标的保持台。
18.一种表面分析装置,包括:
根据权利要求15或16所述的离子源;
保持要用离子照射的目标的保持台;以及
检测器,其检测从要照射的目标释放的中性粒子或者带电粒子。
19.根据权利要求18所述的表面分析装置,其中,检测器是质谱仪。
CN201480024008.XA 2013-04-30 2014-04-18 液滴喷射装置和离子源 Pending CN105164783A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-096003 2013-04-30
JP2013096003 2013-04-30
PCT/JP2014/062033 WO2014178418A1 (en) 2013-04-30 2014-04-18 Liquid droplet injecting apparatus and ion source

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105164783A true CN105164783A (zh) 2015-12-16

Family

ID=51843542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480024008.XA Pending CN105164783A (zh) 2013-04-30 2014-04-18 液滴喷射装置和离子源

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20160086758A1 (zh)
EP (1) EP2992544A1 (zh)
JP (1) JP2014232722A (zh)
KR (1) KR20160003000A (zh)
CN (1) CN105164783A (zh)
WO (1) WO2014178418A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108801922A (zh) * 2018-08-09 2018-11-13 金华职业技术学院 一种研究大分子离子光电子谱的装置
CN109001117A (zh) * 2018-08-09 2018-12-14 金华职业技术学院 一种研究大分子离子光电子谱的方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6235749B1 (ja) * 2017-07-07 2017-11-22 長瀬産業株式会社 塗装ガン、塗装装置、及び塗装方法
WO2020264270A1 (en) * 2019-06-27 2020-12-30 Waters Technologies Corporation Apparatus and method for contactless sampling of solutions and interface to mass spectrometry

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4960992A (en) * 1983-08-30 1990-10-02 Research Corporation Technologies Method and means for vaporizing liquids by means of heating a sample capillary tube for detection or analysis
JP3318186B2 (ja) * 1995-05-19 2002-08-26 科学技術振興事業団 ガスクラスターの形成方法と薄膜形成方法
US6054709A (en) * 1997-12-05 2000-04-25 The University Of British Columbia Method and apparatus for determining the rates of reactions in liquids by mass spectrometry
US7247495B2 (en) * 1998-11-23 2007-07-24 Aviv Amirav Mass spectrometer method and apparatus for analyzing a sample in a solution
JP3530942B2 (ja) * 2002-03-05 2004-05-24 独立行政法人通信総合研究所 分子ビーム発生方法及び装置
US7670964B2 (en) * 2007-03-22 2010-03-02 Tokyo Electron Limited Apparatus and methods of forming a gas cluster ion beam using a low-pressure source
JP4854590B2 (ja) * 2007-05-11 2012-01-18 キヤノン株式会社 飛行時間型2次イオン質量分析装置
JP2010272228A (ja) * 2009-05-19 2010-12-02 Mitsubishi Electric Corp イオン源装置、イオン発生方法、イオン注入装置およびイオン注入方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108801922A (zh) * 2018-08-09 2018-11-13 金华职业技术学院 一种研究大分子离子光电子谱的装置
CN109001117A (zh) * 2018-08-09 2018-12-14 金华职业技术学院 一种研究大分子离子光电子谱的方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20160086758A1 (en) 2016-03-24
WO2014178418A1 (en) 2014-11-06
EP2992544A1 (en) 2016-03-09
JP2014232722A (ja) 2014-12-11
KR20160003000A (ko) 2016-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5697259B2 (ja) イオンを冷却するためのイオントラップ
US20140299577A1 (en) Apparatus and method for surface processing of a substrate
US9541479B2 (en) Apparatus and method for liquid sample introduction
CN105164783A (zh) 液滴喷射装置和离子源
US9804183B2 (en) Apparatus and method for liquid sample introduction
JP4629663B2 (ja) 超臨界流体ジェット法を用いる質量分析法と装置
US6768108B2 (en) Ion attachment mass spectrometry apparatus, ionization apparatus, and ionization method
JPH05217545A (ja) 大気圧イオン化質量分析装置
JP2013538430A (ja) 質量分析計のためのイオン源
US9263223B2 (en) Ion generation in mass spectrometers by cluster bombardment
Ninomiya et al. Development of a vacuum electrospray droplet ion gun for secondary ion mass spectrometry
Takaoka et al. Surface irradiation and materials processing using polyatomic cluster ion beams
US5191212A (en) Analytical system with electrothermal atomizer and mass spectrometer for atomic and molecular analysis
GB2522801A (en) High yield atmospheric pressure ion source for ion spectrometers in vacuum
US9117628B2 (en) Diagnostic method and apparatus for characterization of a neutral beam and for process control therewith
Sun et al. Energetic ion bombardment of Ag surfaces by C 60+ and Ga+ projectiles
Majima et al. Secondary ion emission from ethanol microdroplets induced by fast heavy ions
US7306015B2 (en) Device and method for the creation of droplet targets
JP6470852B2 (ja) イオン化装置
JP2014086247A (ja) 超音速ビーム装置
CN113308670A (zh) 一种异形喷嘴的蒸发源及应用
US11145484B2 (en) Gas cluster ion beam apparatus and analyzing apparatus
Fárnı́k et al. The influence of embedded atoms, molecules, and clusters on the lifetimes of electron bubbles in large He4 droplets
Douai Study of the N yield in a microwave plasma for the deposition of CNH materials: Measurement in the remote plasma, Kinetic study and Etching of aC: H films by N atoms
JPH03235055A (ja) 質量分析装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20151216