CN109890514A - 适合用于液滴生成器的毛细管 - Google Patents

Abstract

一种由一整体的制造用的玻璃形成的毛细管包括一主体部以及一端部。所述主体部是细长的且具有一第一穿孔，第一穿孔具有一第一内径。所述端部(其可具有一捏手状(knob‑like)形状)具有一第二穿孔，第二穿孔从一第二内径到一第三内径逐渐缩细且所述第三内穿孔结合于所述第一穿孔。所述第二内径大于所述第一内径。如果需要，所述第三内径可小于所述第一内径。

Description

适合用于液滴生成器的毛细管

相关申请的交叉引用：

本申请主张于2016年7月26日提交的美国专利申请NO.62/3668以及2016年9月15日提交的美国专利申请NO.62/394828的优先权，这两个专利申请其整体上通过援引并入本文。

技术领域

本发明涉及毛细管领域，更具体地涉及适合用于液滴生成器的毛细管的领域，所述液滴生成器适合用于平板印刷(lithographic)系统。

背景技术

如名称为“液滴生成器、EUV辐射源、平板印刷装置、用于生成液滴的方法以及设备制造方法”的美国专利公布号NO.2015/0293456A1(该专利的内容整体上通过援引并入本文)教导的，液滴生成器一般包括一毛细管。毛细管一般为一管状结构，管状结构具有在其一前端部的一嘴部，且嘴部与在一相反的第二端部的熔融材料的一存储装置流体连通。存储装置内的熔融材料流入毛细管的第二端部并朝向嘴部流动，而且嘴部生成成形的熔融材料的液滴。如在前述公布文献中所述，毛细管由玻璃形成且具有以下大体的尺寸：长度约15-50毫米、内径约0.5至0.7毫米以及壁厚约0.15至0.25毫米。然而，这些类型的毛细管存在许多问题。例如，在增加的压力下，毛细管(且由此液滴生成器)可能相对存储装置发生所不希望的移动。尽管已试图对毛细管进行设计来克服这个和其它的问题，但是依然未能提供任何可接受的方案，这主要是由于毛细管的极其小的尺寸以及用于形成毛细管的专门的材料。因此，某些人群期望对用于液滴生成器的毛细管的设计进行进一步改进。

发明内容

一种毛细管包括具有一第一穿孔的一主体部以及加大的具有一第二穿孔的一端部。所述端部用作一止挡部，以有助于在增加的压力下将所述毛细管固持在一所需位置。所述第二穿孔可为用于将熔融材料收容在其内的一尺寸/形状独特的穿孔且可一具有漏斗特性。有利地，所述整个毛细管(包括所述端部)以一单根材料形成，单根材料优选一制造用的玻璃，诸如石英，且更优选熔凝二氧化硅。所述第二穿孔从一大内径逐渐缩细到一小内径。所述第二穿孔结合于所述第一穿孔且由此允许所述小内径与所述第一穿孔的一内径结合。

附图说明

本发明通过举例示出但不限于附图，在附图中类似的附图标记表示相似的部件，而且在附图中：

图1示出一毛细管的一实施例的一剖视图。

图2示出图1所示的实施例的一放大图。

图3示出一液滴生成器中的一毛细管的一实施例的一剖视图。

具体实施方式

下面的详细说明描述了示范性实施例且不意欲限制明确公开的组合。因此，除非另有说明，本文公开的特征可组合在一起以形成出于简明目的而未示出的另外的组合。

图1至图3示出一毛细管20。毛细管20具有相反的第一端22和第二端24。毛细管20具有一主体部26(其有时称为套筒(ferrule))以及加大的一端部28。主体部26从第一端22延伸至端部28而端部28从主体部26延伸第二端24。主体部26和端部28一体形成，从而毛细管20为整体式的(monolithic)且用于形成毛细管20的材料整个贯穿主体部26和端部28是连续的。在一优选实施例中，用于形成毛细管20的材料为一制造用的玻璃，优选石英(quartz)，且更优选熔凝二氧化硅(fused silica)。

毛细管20的主体部26大体为一细长的管状结构，具有：一外筒壁30，具有一直径OD1；以及一内筒壁32，具有一直径ID1。内筒壁32限定毛细管20的主体部26的一穿孔(aperture)34。内筒壁32可形成有靠近第一端22的一嘴部(未示出)。内筒壁32的直径ID1优选在0.001mm至10.0mm的范围内。

毛细管20的端部28(或入口喇叭口(inlet flare))是喇叭状(flared)/捏手状的(knobbed)，从而端部28的一外壁36在第二端24具有比主体部26的直径OD1大的一直径OD2。在一优选实施例中，直径OD2能大到为直径OD1的十倍。在一优选实施例中，可以理解的是，尽管端部28的外壁36可具有任何其它合适的形状，例如，诸如一斜角(angled)形状、一方形形状、一椭圆形状或一三角形形状，但是端部28的外壁36为弧形(curved)，从而使得端部28的外壁36呈现一大体半球形的形状(configuration)。

毛细管20的端部28还限定一内壁38。内壁38限定端部28的一穿孔40，穿孔40与主体部26的穿孔34连通。内壁38在形状上优选为圆锥形并由此从一宽开口到一窄开口逐渐缩细。尽管所示出的形状具有一直线式逐渐缩细，但是可以理解的是，端部28的内壁38可具有任何其它合适的形状，例如，诸如一弧形形状。

端部28的内壁38在毛细管20的第二端24具有一直径ID2’。在一优选实施例中，直径ID2’大于主体部26的直径ID1。端部28的内壁38在穿孔40与穿孔34相交的位置具有一直径ID2”。直径ID2’优选等于或大于直径ID2”。直径ID2”优选小于主体部26的直径ID1，从而一肩部42限定在主体部26的内壁32与端部28的内壁38之间，然而，直径ID2”可大于主体部26的直径ID1，从而肩部42可以设置为穿孔40的一部分。最小的直径ID2”可为任意直径，以创建与端部28的外壁36间隔开(separate)的穿孔40。如图2最佳所示，内壁32、38结合的(例如在肩部42的位置)的部位可相对外壁30、36结合的部位偏移，其中内壁32、38的结合的部位位于更靠近第一端22而外壁30、36结合的部位位于更靠近第二端24。鉴于上述情况，可以理解的是，本文限定的第一部26和端部28的大体边界是粗略的(not exact)。

在一优选实施例中，主体部26的一壁厚T1(直径OD1和直径ID1之间的距离)小于或等于端部28的在第二端24的一壁厚T2(直径OD2和直径ID2’之间的距离)。进一步地，在一优选实施例中，主体部26的壁厚T1总是小于或等于沿端部28的整个长度的端部28的壁厚T2，以提供额外的结构支撑。如从图1能了解到的，穿孔34显著长于穿孔40且不要求精确值，但是穿孔一般应至少比穿孔40长四倍。

如图3所示，毛细管20优选设置为一液滴生成器60的一部分。液滴生成器60可包括：一致动器62，其包围毛细管20的一部分(优选主体部26的一部分)；以及一控制器64，其连接于致动器62。控制器64根据一驱动频率控制致动器62。致动器62和控制器64的大体结构及功能在美国专利公布号US2015/0293456A1中说明并示出，该美国专利公布的内容整体上通过援引并入本文。

液滴生成器60的毛细管20优选相对一存储装置82固定就位，存储装置82形成为一平板印刷装置80的一部分。存储装置82配置成将熔融材料收容于其内。毛细管20的端部28的穿孔40与存储装置82连通，从而存储装置82内的熔融材料能流入毛细管20的端部28的穿孔40中，且随后流入毛细管20的主体部26的穿孔34，并随后在毛细管20的第一端22流出/漏出(drip)/滴出(drop)毛细管20的主体部26的穿孔34，以形成所需的熔融材料的液滴。毛细管20的端部28的穿孔40为大体漏斗状(funnel-shaped)，以有助于熔融材料流入并通过毛细管20。

毛细管20可以以任何所需的方式被固定就位，且毛细管20的端部28在尺寸上和形状上设置成有助于毛细管20在其与平板印刷装置80的连接上的稳定性。例如，如美国专利公布号US2015/0293456A1说明并示出的，毛细管20的端部28可位于并固定在平板印刷装置80的一刚性基座(stiff housing)84内，从而毛细管20的端部28的穿孔34与存储装置82连通。当毛细管20承受一增加的压力时，端部28防止或至少显著阻止毛细管20相对存储装置82的推出/拔出移动。端部28通过刚性基座84的壁而基本上停止移动。可以理解的是，不管平板印刷装置80的相对存储装置82保持/固定毛细管20(且由此液滴生成器60)就位的部分的具体构造(configuration)如何，不管是由于刚性基座84还是其它原因(otherwise)，端部28要防止/阻止这种移动。

相比现有技术的毛细管，毛细管20提供了许多改进。例如，毛细管20未形成有任何薄弱的区域，由于多个部分的融合(fusion)或组合(combination)。端部28的穿孔40(其也可称为入口)的内几何形状(geometry)相对现有技术的毛细管扩大，由此考虑到在最终应用时的漏斗特性。端部28的穿孔40的内几何形状还相对现有技术的毛细管扩大，得到有益于某些应用的一“母型”对接端面几何结构。端部28的穿孔40的内部几何结构在直径ID2”处能控制在±0.025毫米的规格(specification)内，这对于液滴脉冲频率规范(pulsefrequency specification)是重要的。可规定(specified)内径的相对主体部26在端部28(其可为半球形或捏手形(knob shaped))处的长度。内径相对主体部在端部处的几何结构为用于一套筒体的腔室的一内壁结构。应注意的是，端部28可具有各种各样的直径和几何形状，且限定ID2’和ID2”的壁的内径的几何尺寸(geometries)能在长度(length)和大小(size)上变化。

本文提供的实施例解决了申请人已确定的在已有设计中存在的某些问题。从阅读本公开的内容，本领域技术人员将想到许多其它的实施方式、修改以及变形。由此，具有不同级别(levels)的特征的各种样式的毛细管是可能的。

Claims (11)

1.一种毛细管，包括：

一主体部，其具有一第一端和一第二端的一细长的管状形状，所述主体部具有一外筒壁和一内筒壁，所述内筒壁限定具有一第一内径的一第一穿孔；以及

一端部，其位于所述第二端，所述端部具有一外壁，所述外壁限定大于第一外径的一直径，所述端部具有一第二穿孔，所述第二穿孔具有一第二内径，所述第二内径朝向所述第二穿孔结合所述第一穿孔的位置的一第三内径逐渐缩细，其中所述第二内径大于所述第三内径和所述第一内径，而且其中所述毛细管以一整体方式形成。

2.如权利要求1所述的毛细管，其中，从所述第二直径到所述第三直径的所述逐渐缩细为直线式。

3.如权利要求1所述的毛细管，其中，所述第三内径大于所述第一内径。

4.如权利要求1所述的毛细管，其中，所述第三内径小于所述第一内径。

5.如权利要求1所述的毛细管，其中，所述内筒壁和所述外筒壁限定一主体部厚度，而所述端部具有由其外壁和所述第二穿孔限定的一端部厚度，所述端部厚度大于或等于所述主体部厚度。

6.如权利要求5所述的毛细管，其中，所述端部厚度变化且总是大于所述主体部厚度。

7.如权利要求1所述的毛细管，其中，所述端部具有半球形形状。

8.如权利要求1所述的毛细管，其中，所述毛细管由一根制造用的玻璃形成。

9.如权利要求8所述的毛细管，其中，所述制造用的玻璃为石英。

10.如权利要求8所述的毛细管，其中，所述制造用的玻璃为熔凝二氧化硅。

11.一种液滴生成器，包括：

如权利要求1所述的毛细管；

一致动器，其包围所述毛细管的一部分；

一控制器，其连接于所述致动器且配置成根据一预定的驱动频率驱动所述致动器；以及

一存储装置，与所述毛细管连通。