CN113812214A - 用于控制液滴形成的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

用于控制用于生成EUV辐射的液滴形成的装置和方法，包括产生指向辐照区域和液滴源的激光束的装置。该液滴源包括具有喷嘴的毛细管和用于在该毛细管中的液体源材料中产生干扰的电致动元件。该液滴源产生流，该流破碎为液滴，当它们朝着该辐照区域前进时，该液滴进而聚结为更大的液滴。该电致动元件由与控制所述液滴生成/聚结过程的该液滴源的至少一个谐振相关联的波形驱动。

Description

用于控制液滴形成的装置和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年5月6日提交的名称为APPARATUS FOR AND METHOD OFCONTROLLING DROPLET FORMATION(用于控制液滴形成的装置和方法)的美国申请号为62/843,712的优先权，该申请通过引用全部并入本文。
技术领域
本申请涉及极紫外(“EUV”)光源及其操作方法。这些光源通过从源材料创建等离子体来提供EUV光。在一种应用中，EUV光可以被收集，并且用于光刻工艺以生产半导体集成电路。
背景技术
图案化的EUV光束可以被用于曝光涂有抗蚀剂的衬底，诸如硅晶片，以在衬底中产生极小的特征。极紫外光(有时也称为软x射线)通常被定义为波长在大约5nm-100nm范围内的电磁辐射。光刻感兴趣的一种特定波长是13.5nm。
产生EUV光的方法包括但不一定限于将源材料转换为等离子态，该等离子态具有在EUV范围内具有发射谱线的化学元素。这些元素可以包括但不限于氙、锂和锡。
在一种这样的方法中，通常称为激光产生等离子体(“LPP”)，期望的等离子体可以通过用激光束照射源材料(例如以液滴、流或导线的形式)来产生。在另一方法中，通常称为放电产生等离子体(“DPP”)，所需的等离子体可以通过在一对电极之间放置具有适当发射谱线的源材料并且使电极之间发生放电来生成。
用于生成液滴的一种技术涉及熔化诸如锡等源材料，然后在高压下迫使它通过孔口，诸如直径为大约0.5μm至大约30μm的孔口，以产生导致液滴具有在大约30m/s至大约150m/s范围内的液滴速度的流。在大多数条件下，在称为瑞利破碎的过程中，离开孔口的流中自然发生的不稳定性(例如噪声)会导致流破碎为液滴。这些液滴可能具有不同的速度，并且可以在飞行中彼此组合以聚结为更大的液滴。
在此处考虑的EUV生成工艺中，期望控制破碎/聚结过程。例如，为了使液滴与LPP驱动激光器的光学脉冲同步，振幅超过随机噪声振幅的重复干扰可以被施加到连续流。通过以与脉冲激光的重复速率或其较高谐波相同的频率施加干扰，液滴可以与激光脉冲同步。例如，可以通过将电致动元件(诸如压电材料)耦合至流并且以周期波形驱动电致动元件来将干扰施加于流。在一个实施例中，电致动元件的直径会收缩和扩展(在纳米量级上)。这种尺寸变化被机械地耦合至毛细管，该毛细管经历对应的直径收缩和扩展。毛细管内部的液体源材料(例如熔融锡)柱也在直径上收缩和扩展(以及在长度上扩展和收缩)，以在喷嘴出口处的流中引起速度扰动。
如本文使用的，术语“电致动元件”及其派生词是指当经受电压、电场、磁场或其组合时会发生尺寸变化的材料或结构，并且包括但不限于压电材料、电致伸缩材料和磁致伸缩材料。用于使用电致动元件来控制液滴流的装置和方法在例如名称为“Laser ProducedPlasma EUV Light Source Having a Droplet Stream Produced Using a ModulatedDisturbance Wave(具有使用调制干扰波产生的液滴流的激光产生等离子体EUV光源)”并且于2009年1月15日公开的美国专利申请公开号为2009/0014668A1的美国专利申请以及名称为“Droplet Generator with Actuator Induced Nozzle Cleaning(具有致动器引起的喷嘴清理的液滴生成器)”并且于2013年8月20日授权的美国专利号为8,513,629的美国专利中公开，两者均通过引用全部并入本文。
发明内容
以下提出了一个或多个实施例的简化发明内容，以提供对实施例的基础理解。该发明内容不是所有设想实施例的广泛概述，并且既不旨在标识所有实施例的关键或重要元件，也不旨在描写任何或所有实施例的范围。其唯一目的是以简化的形式提出一个或多个实施例的一些概念，作为稍后提出的更详细描述的序言。
根据一个方面，一种源材料分发器包括毛细管和电致动元件，该电致动元件机械地耦合至毛细管并且与毛细管同轴布置，其中毛细管和电致动元件中的至少一个的至少一个尺寸被选择为使得源材料分发器在周期控制信号的频率分量处具有谐振模式。谐振模式可以是压电和毛细管机械叠层的厚度模式。毛细管和电致动元件的尺寸可以被确定为使得毛细管和电致动元件各自在厚度方向上以共同频率谐振。谐振模式可以是弹性长度模式。电致动元件的长度可以被选择为使得当源材料填充毛细管时，电致动元件的谐振频率和波长与源材料的声学谐波的频率和波长基本相同。电致动元件可以是压电元件。
根据另一方面，一种装置包括：源材料分发器，包括毛细管和电致动元件，该电致动元件机械地耦合至毛细管并且与毛细管同轴布置以形成毛细管电致动元件系统；以及信号生成器，电耦合至电致动元件以供应控制信号，该控制信号包括频率分量与毛细管电致动元件系统的至少一种谐振模式相匹配的周期信号。周期控制信号可以具有频率与毛细管电致动元件系统的厚度模式相匹配的正弦波分量。周期控制信号可以具有在频率和波长上与源材料分发器的弹性长度模式相匹配的相干超声分量。电致动元件可以是压电元件。控制信号可以使电致动元件在毛细管中生成具有与波分量的频率基本相同的波频的纵波，该纵波沿着毛细管的长度传播以在轴向方向上位移毛细管的尖端以促进离开毛细管尖端中的喷嘴孔口的源材料射流的瑞利破碎。
根据另一方面，一种方法包括以下步骤：提供源材料分发器，该源材料分发器包括具有喷嘴的毛细管和电致动元件，该电致动元件机械地耦合至毛细管并且与毛细管同轴布置；将控制信号供应给源材料分发器，该控制信号具有频率与源材料分发器的谐振模式的频率基本相等的分量；以及将液体源材料供应给源材料分发器，该液体源材料以流的方式从喷嘴排出，该流破碎为液滴以及液滴的聚结中的至少一项由控制信号控制。谐振模式可以是厚度模式。谐振模式可以是弹性长度模式。控制信号可以具有频率与包括毛细管和电致动元件的系统的厚度模式相匹配的至少一个正弦波分量。控制信号可以具有在频率和波长上与源材料分发器的弹性长度模式相匹配的相干超声分量。电致动元件可以是压电元件。控制信号可以使电致动元件在毛细管中生成具有与波分量的频率基本相同的波频的纵波，纵波沿着毛细管的长度传播以在轴向方向上位移毛细管的尖端以促进离开毛细管尖端中的喷嘴孔口的锡射流的瑞利破碎。
本发明的其他实施例、特征和优点以及各种实施例的结构和操作在下面参照附图详细描述。
附图说明
被并入到本文中并且形成说明书的一部分的附图通过示例而非限制的方式图示了本发明的实施例的方法和系统。连同详细描述，附图还用于解释原理，并且使(多个)相关领域的技术人员可以制造和使用本文提出的方法和系统。在附图中，相同的附图标记指示相同的或者功能类似的元件。
图1是根据实施例的一个方面的激光产生等离子体EUV辐射源系统的总体宽泛概念的示意性的未按比例视图。
图2是根据实施例的一个方面的用于分发源材料的装置的图。
图3A至3C是根据实施例的一个方面的用于分发源材料的装置中的厚度模式谐振的图。
图4是根据实施例的一个方面的用于分发源材料的装置的图。
图5是根据实施例的一个方面的用于分发源材料的装置的图。
图6是根据实施例的一个方面的分发源材料的方法的流程图。
本发明的其他特征和优点以及本发明的各种实施例的结构和操作在下面参照附图详细描述。要注意的是，本发明不被限于本文描述的具体实施例。这种实施例是仅出于说明性目的而在本文中提出的。基于本文包含的教导，附加实施例对于相关领域的技术人员将是显而易见的。
具体实施方式
现在参照附图描述各种实施例，其中相同的附图标记始终被用于指代相同元件。在以下描述中，出于解释的目的，许多具体细节被陈述以便促进对一个或多个实施例的透彻理解。然而，在一些或所有实例中可能很明显，下面描述的任何实施例可以在不采用下面描述的具体设计细节的情况下实现。在其他实例中，众所周知的结构和设备以框图形式示出，以便有助于描述一个或多个实施例。以下提出了一个或多个实施例的简化发明内容，以提供对实施例的基础理解。该发明内容不是所有设想实施例的广泛概述，并且既不旨在标识所有实施例的关键或重要元件，也不旨在描写任何或所有实施例的范围。
然而，在更详细地描述这种实施例之前，提出本发明的实施例可以被实现的示例环境是有益的。在以下描述和权利要求中，术语“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”、“竖直”、“水平”等术语可以被使用。这些术语旨在仅示出相对方向，而不是相对于重力的任何方向。
首先参照图1，示出了根据本发明的实施例的一个方面的示例性EUV辐射源(例如激光产生等离子体EUV辐射源10)的示意图。如所示，EUV辐射源10可以包括脉冲或连续激光源22，其可以例如是脉冲气体放电CO2激光源，其产生波长通常低于20μm(例如，在大约10.6μm至大约0.5μm或更小的范围内)的辐射束12。脉冲气体放电CO2激光源可以具有以高功率和高脉冲重复速率操作的DC或RF激励。
EUV辐射源10还包括源递送系统24，用于以液滴或连续液体流的形式递送源材料。在该示例中，源材料是液体，但也可以是固体或气体。源材料可以由锡或锡化合物制成，但其他材料也可以被使用。在所描绘的系统中，源材料递送系统24将源材料的液滴14引入真空腔26的内部至辐照(irradiation)区域28，其中源材料可以被辐射以产生等离子体。在一些情况下，电荷被放置在源材料上以允许源材料朝着或远离辐照区域28控向。应该注意的是，如本文使用的，辐照区域是源材料辐照可以发生的区域，并且即使在实际上没有发生辐照时也是辐照区域。EUV光源还可以包括束聚焦和控向系统32，如下面将结合图2更详细地解释的。
在所示系统中，组件被布置为使得液滴14基本水平地行进。从激光源22朝着辐照区域28的方向(即，束12的标称传播方向)可以被作为Z轴。液滴14从源材料递送系统24到辐照区域28采取的路径可以被作为X轴。因此，图1的视图正交于XZ平面。而且，虽然描绘了液滴14在其中基本水平行进的系统，但本领域的普通技术人员将理解，液滴竖直行进或以相对于重力的某个角度(在90度(水平)和0度(竖直)之间并且包括90度(水平)和0度(竖直))行进的其他装置可以被使用。
EUV辐射源10还可以包括EUV光源控制器系统60，该EUV光源控制器系统60还可以包括激光点火控制系统65以及束控向系统32。EUV辐射源10还可以包括检测器，诸如源位置检测系统，该检测器可以包括一个或多个液滴成像器(droplet imager)70，液滴成像器产生指示源液滴的绝对位置或者例如相对于辐照区域28的相对位置的输出，并且将该输出提供给源位置检测反馈系统62。
源位置检测反馈系统62可以使用液滴成像器70的输出来计算源位置和轨迹，目标误差可以从中计算。源误差可以逐滴地计算或者平均地计算或者在一些其他基础上计算。然后目标误差可以作为输入提供给光源控制器60。作为响应，光源控制器60可以生成控制信号，诸如激光位置、方向或定时校正信号，并且将该控制信号提供给激光束控向系统32。激光束控向系统32可以使用控制信号来改变腔26内的激光束焦斑的位置和/或焦度。激光束控向系统32也可以使用控制信号来改变束12和液滴14相互作用的几何形状。例如，可以使束12偏离中心或以不同于直接迎面的入射角撞击液滴14。
如图1所示，源材料递送系统24可以包括源递送控制系统90。源递送控制系统90可操作为响应于信号(例如上述目标误差)或者从由系统控制器60提供的目标误差中导出的一些量，以调整目标液滴14通过辐照区域28的路径。这可以例如通过重新定位源递送机制92释放目标液滴14的点来实现。可以例如通过倾斜源递送机制92或者通过偏移源递送机制92来重新定位液滴释放点。源递送机制92延伸到腔26中，并且优选地被从外部供应源材料并且连接至气源以将源材料放置在压力下的源递送机制92中。
继续图1，辐射源10还可以包括一个或多个光学元件。在以下讨论中，收集器30被用作这种光学元件的示例，但该讨论也适用于其他光学元件。收集器30可以是正入射反射器(normal incidence reflector)，例如被实现为多层反射镜(MLM)，具有附加的薄阻挡层(例如B4C、ZrC、Si3N4或C)沉积在每个界面处以有效地阻挡热诱导层间扩散。其他衬底材料也可以被使用，诸如铝(Al)或硅(Si)。收集器30可以是扁长椭圆体的形式，具有中心孔径以允许激光辐射12穿过并且到达辐照区域28。收集器30可以是例如椭圆体的形状，其具有辐照区域28处的第一焦点和所谓的中间点40(也称为中间焦点40)处的第二焦点，其中EUV辐射可以从EUV辐射源10输出并且输入至例如使用辐射的集成电路光刻扫描仪或步进机50，例如以使用掩模版或掩模54以已知方式处理硅晶片工件52。掩模54可以是透射的或反射的。针对EUV应用，掩模54通常是反射的。然后硅晶片工件52以已知方式被附加地处理以获得集成电路设备。
图1的装置还可以包括温度传感器34，例如位于腔26内的热电偶，以测量腔26内的气体的局部温度，即，传感器处的温度。图1示出了一个温度传感器，但是很明显，附加的温度传感器可以被使用。温度传感器34生成指示所测量温度的信号，并且将其作为附加输入供应给控制器60。控制器60使其供应给束控向系统32的控制信号至少部分地基于该温度信号。
图2以示意性格式图示了简化的液滴源92的组件。如此处所示，液滴源92可以包括在压力下保持流体96(例如，熔融锡)的毛细管94。还示出，毛细管94可以形成有喷嘴98，允许加压流体96流过喷嘴98，建立连续流100，连续流100随后破碎为液滴102。所示的液滴源92还包括在流体96中产生干扰的子系统，该子系统具有与流体96可操作地耦合的电致动元件104和驱动电致动元件104的信号生成器106。
如下面进一步描述的，具有不同振幅、频率或形状的波形可以被用于驱动电致动元件104以产生用于EUV输出的液滴。电致动元件104在流体96中产生干扰，其生成具有不同初始速度的液滴，导致至少一些相邻的液滴对在到达辐照区域之前聚结在一起。初始液滴与聚结液滴的比率可以是2、3或更多，并且在一些情况下为数十、数百或更多。
更具体地，当源材料96首先离开喷嘴98时，源材料是速度扰动的稳定流100的形式。流100破碎为具有不同速度的一系列微液滴。微液滴聚结为中等大小的液滴，称为亚聚结(subcoalesced)液滴，其相对于彼此具有不同的速度。亚聚结液滴然后聚结为具有期望的最终大小的液滴102。亚聚结步骤的数量可以变化。从喷嘴98到液滴达到其最终聚结状态的点的距离是聚结距离L。因此，对破碎/聚结过程的控制涉及控制流和液滴，使得流破碎为液滴，然后液滴在到达辐照区域之前充分聚结，并且具有与用于辐射聚结液滴的激光的脉冲率相对应的频率。
对液滴聚结的一些方面的控制可以通过施加方块波电压信号来实现，该方块波电压信号被施加到压电致动器形式的电致动元件104以刺激液滴聚结。压电元件可以与毛细管同轴安装，并且毛细管由诸如玻璃等材料制成。在以下讨论中，压电致动器和玻璃毛细管将被用作具体示例，但是对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，可以使用其他类型的致动器，并且毛细管可以由不同于玻璃或除玻璃之外的材料制成。
方块波可以由多个高频分量组成。这些可以间接促进瑞利破碎和完全聚结的50kHz液滴所必需的液滴的亚聚结，但不提供直接控制这些过程的手段。
频率与压电/毛细管同轴系统的厚度模式相匹配的压电致动器的正弦波激励生成相同频率的纵波，该纵波沿着毛细管长度传播以在轴向方向上位移毛细管喷嘴。这直接促进了离开喷嘴孔口的锡射流的瑞利破碎。而且，频率在大约100kHz至大约1MHz范围内的相干超声激励可以被施加于与毛细管同轴布置并且机械地结合至毛细管的压电致动器。压电致动器的弹性长度模式可以在频率和波长上与毛细管中的液体源材料中期望的亚聚结液滴频率声学谐波相匹配。这提供了直接控制聚结过程的手段。
关于破碎，压电致动器和毛细管的厚度可以被设置为使得它们各自在厚度方向上以共同频率谐振。这在图3A至3B中图示。图3A示出了在λ/4处毛细管94的一阶厚度模式的轮廓。图3B示出了在5λ/4处具有三阶厚度模式谐振的压电致动器104的轮廓。图3C示出了在3λ/2处毛细管/压电系统300的总体三阶厚度模式的轮廓。
在毛细管和压电被如此配置的情况下，并且如图4所示，系统厚度模式400在玻璃毛细管94中生成纵波402，其沿着毛细管轴传播以将毛细管喷嘴98位移距离D。因此这些纵波引起喷嘴98的轴向位移，这提供了控制源材料流的瑞利破碎的直接手段。通过将系统厚度模式分解为多个分量级别厚度模式，可以通过选择频率调谐的压电和玻璃毛细管厚度来设计在最优瑞利破碎频率处谐振的系统。例如，谐振频率可以在大约4MHz至6MHz的范围内。
阻抗扫描可以在系统上执行以标识厚度模式谐振的频率f1。可以生成具有该频率处的第一分量和用于控制聚结的附加正弦分量的控制信号。换言之，附加正弦分量可以由多个(两个或更多个)正弦波组成，这些正弦波的频率、振幅(电压)和相对相位被选择以在期望的聚结长度内完全聚结液滴。例如，第二分量可以是600kHz正弦波和50kHz正弦。例如，频率为大约4.2MHz的第一分量的电压振幅可以被选择以最小化液滴速度抖动。
因此，根据实施例的一个方面，声波被生成以在轴向方向上通过毛细管传播，从而以设计频率在轴向方向上位移喷嘴孔口，以促进受控的锡射流瑞利破碎。高频瑞利液滴首先以与系统压电/毛细管厚度模式相匹配的正弦波频率被生成，然后以中间正弦波频率(例如600kHz)被亚聚结，然后使用另一正弦波(例如，使用三个正弦波的组合)被完全聚结。
关于聚结的控制，如图5所示，同轴结合至毛细管94的压电104的长度可以被设计为以对应于毛细管94内的源材料96(例如，锡)的声学谐波的特定谐振频率和波长为目标。例如，压电元件104在2λ/2处的二阶长度模式谐振500可以被用于以由((2n-1)λ/4)处的迹线502所示的锡声学谐波为目标。更具体地，并且也仅作为示例，如果压电元件104的长度大约为6mm，那么在考虑减小有效致动总长度的同轴电容条纹效应之后，压电的第二长度模式大约为500kHz，波长为大约2.6mm。使用长度为大约20mm的毛细管的系统的(19λ/4)音频和波长可以分别被计算为大约516kHz和2.6mm。通过匹配压电和毛细管中的液体源材料的频率和波长，可以最大限度地将电能转移到目标频率下的轴向射流速度扰动中。这使液滴生成器液滴破碎过程线性化，从而导致更精确的液滴间距，并且还可以对液滴形成过程进行更确定性的控制。
因此，根据实施例的一个方面，使用同轴结合压电致动器对填充有源材料的毛细管进行相干激励被用于控制液滴聚结过程，该同轴结合压电致动器的设计长度被选择为在与超声(100kHz至1MHz)频率范围内的期望声学谐波共有的频率和波长下弹性谐振。
根据另一方面，公开了一种控制源材料流的破碎和/或后续聚结的方法。参照图6，在步骤S10中，源材料分发器被提供，其中源材料分发器的尺寸和配置如上所述，以在要被施加的控制信号的频率处具有谐振。例如，该选择可以是选择分发器的厚度模式谐振，以引起分发器喷嘴的轴向位移以控制离开喷嘴的流破碎为液滴的过程。该选择还可以用于将压电的纵向谐振与填充毛细管的液体源材料的声学谐波相匹配以控制聚结。在步骤S20中，控制信号被施加到源材料分发器，其中控制信号的频率分量被选择为与源材料分发器已经被构造为表现出的谐振特点相匹配。在步骤S30中，源材料被供应给分发器。要理解的是，取决于特定应用，供应源材料的步骤可以在供应控制信号的步骤之前执行。
借助于图示了指定功能及其关系的实现方式的功能构建块，已经在上面描述了本发明。为了方便描述，这些功能构建块的边界在本文中被任意地定义。只要指定功能及其关系被适当地执行即可定义替代边界。
特定实施例的前述描述如此充分展现本发明的一般性，以至于其他人通过应用本技术领域内的知识，在无需过度实验、未脱离本发明的一般概念的情况下，就可以容易地修改和/或适应这种特定实施例的各种应用。因此，基于本文提出的教导和指导，这种适应和修改旨在处于与所公开的实施例等同的意义和范围内。要理解的是，本文的措辞或术语是为了描述而非限制的目的，因此，本说明书的措辞或术语将由本领域领域技术人员根据教导和指导而解释。本发明的广度和范围不应该受到任何上述示例性实施例的限制，而应该仅根据所附权利要求及其等同物来定义。
本发明的其他方面在以下带编号的条项中陈述：
1.一种源材料分发器，包括：
毛细管；以及
电致动元件，所述电致动元件机械地耦合至所述毛细管并且与所述毛细管同轴布置，
所述毛细管和所述电致动元件中的至少一个的至少一个尺寸被选择为使得所述源材料分发器在周期控制信号的频率分量处具有谐振模式。
2.根据条项1的源材料分发器，其中所述谐振模式是所述毛细管连同所述电致动元件的厚度模式。
3.根据条项1或2的源材料分发器，其中所述毛细管和所述电致动元件的尺寸被确定为使得所述毛细管和所述电致动元件各自在厚度方向上以共同频率谐振。
4.根据条项1的源材料分发器，其中所述谐振模式是弹性长度模式。
5.根据条项4的源材料分发器，其中所述电致动元件的长度被选择为使得当源材料填充所述毛细管时，所述电致动元件的谐振频率与所述源材料的声学谐波的频率基本相同。
6.根据条项1至5中任一项的源材料分发器，其中所述电致动元件包括压电元件。
7.一种装置，包括：
源材料分发器，所述源材料分发器包括毛细管和电致动元件，所述电致动元件机械地耦合至所述毛细管并且与所述毛细管同轴布置，以形成毛细管电致动元件系统；以及
信号生成器，电耦合至所述电致动元件以供应控制信号，所述控制信号包括具有与所述毛细管电致动元件系统的至少一种谐振模式相匹配的频率分量的周期信号。
8.根据条项7的装置，其中所述周期控制信号具有频率与所述毛细管电致动元件系统的厚度模式相匹配的正弦波分量。
9.根据条项7的装置，其中周期控制信号具有在频率和波长上与所述源材料分发器的弹性长度模式相匹配的相干超声分量。
10.根据条项7的装置，其中所述电致动元件包括压电元件。
11.根据条项7的装置，其中所述控制信号使所述电致动元件在所述毛细管中生成具有与所述波分量的频率基本相同的波频的纵波，所述纵波沿着所述毛细管的长度传播以在轴向方向上位移所述毛细管的尖端，以促进离开所述毛细管尖端中的喷嘴孔口的源材料射流的瑞利破碎。
12.一种方法，包括以下步骤：
提供源材料分发器，所述源材料分发器包括具有喷嘴的毛细管和电致动元件，所述电致动元件机械地耦合至所述毛细管并且与所述毛细管同轴布置；
将控制信号供应给所述源材料分发器，所述控制信号具有频率与所述源材料分发器的谐振模式的频率基本相等的分量；以及
将液体源材料供应给所述源材料分发器，所述液体源材料以流的方式从所述喷嘴排出，所述流破碎为液滴以及所述液滴的聚结中的至少一项由所述控制信号控制。
13.根据条项12的方法，其中所述谐振模式是所述毛细管连同所述电致动元件的厚度模式。
14.根据条项12的方法，其中所述谐振模式是弹性长度模式。
15.根据条项12的方法，其中所述控制信号具有频率与包括所述毛细管和所述电致动元件的系统的厚度模式相匹配的至少一个周期波分量。
16.根据条项12的方法，其中所述控制信号具有在频率和波长上与所述源材料分发器的弹性长度模式相匹配的相干超声分量。
17.根据条项12的方法，其中所述电致动元件是压电元件。
18.根据条项12的方法，其中所述控制信号使所述电致动元件在所述毛细管中生成具有与所述波分量的频率基本相同的波频的纵波，所述纵波沿着所述毛细管的长度传播以在轴向方向上位移所述毛细管的尖端以促进离开所述毛细管尖端中的喷嘴孔口的锡射流的瑞利破碎。

Claims (20)

1.一种源材料分发器，包括：
毛细管；以及
电致动元件，所述电致动元件机械地耦合至所述毛细管并且与所述毛细管同轴布置，
所述毛细管和所述电致动元件中的至少一个的至少一个尺寸被选择为使得所述源材料分发器在周期控制信号的频率分量处具有谐振模式。
2.根据权利要求1所述的源材料分发器，其中所述谐振模式是所述毛细管连同所述电致动元件的厚度模式。
3.根据权利要求2所述的源材料分发器，其中所述毛细管和所述电致动元件的尺寸被确定为使得所述毛细管和所述电致动元件各自在厚度方向上以共同频率谐振。
4.根据权利要求1所述的源材料分发器，其中所述毛细管和所述电致动元件的尺寸被确定为使得所述毛细管和所述电致动元件各自在厚度方向上以共同频率谐振。
5.根据权利要求1所述的源材料分发器，其中所述谐振模式是弹性长度模式。
6.根据权利要求5所述的源材料分发器，其中所述电致动元件的长度被选择为使得当源材料填充所述毛细管时，所述电致动元件的谐振频率与所述源材料的声学谐波的频率基本相同。
7.根据权利要求1所述的源材料分发器，其中所述电致动元件包括压电元件。
8.根据权利要求4所述的源材料分发器，其中所述电致动元件包括压电元件。
9.一种装置，包括：
源材料分发器，所述源材料分发器包括毛细管和电致动元件，所述电致动元件机械地耦合至所述毛细管并且与所述毛细管同轴布置以形成毛细管电致动元件系统；以及
信号生成器，所述信号生成器电耦合至所述电致动元件以供应控制信号，所述控制信号包括具有与所述毛细管电致动元件系统的至少一种谐振模式相匹配的频率分量的周期信号。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述周期控制信号具有频率与所述毛细管电致动元件系统的厚度模式相匹配的正弦波分量。
11.根据权利要求9所述的装置，其中所述周期控制信号具有在频率和波长上与所述源材料分发器的弹性长度模式相匹配的相干超声分量。
12.根据权利要求9所述的装置，其中所述电致动元件包括压电元件。
13.根据权利要求9所述的装置，其中所述控制信号使所述电致动元件在所述毛细管中生成具有与所述波分量的所述频率基本相同的波频的纵波，所述纵波沿着所述毛细管的长度传播以在轴向方向上位移所述毛细管的尖端，以促进离开所述毛细管尖端中的喷嘴孔口的源材料射流的瑞利破碎。
14.一种方法，包括以下步骤：
提供源材料分发器，所述源材料分发器包括具有喷嘴的毛细管和电致动元件，所述电致动元件机械地耦合至所述毛细管并且与所述毛细管同轴布置；
将控制信号供应给所述源材料分发器，所述控制信号具有频率与所述源材料分发器的谐振模式的频率基本相等的分量；以及
将液体源材料供应给所述源材料分发器，所述液体源材料以流的方式从所述喷嘴排出，所述流破碎为液滴以及所述液滴的聚结中的至少一项由所述控制信号控制。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述谐振模式是所述毛细管连同所述电致动元件的厚度模式。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述谐振模式是弹性长度模式。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述控制信号具有频率与包括所述毛细管和所述电致动元件的系统的厚度模式相匹配的至少一个周期波分量。
18.根据权利要求14所述的方法，其中所述控制信号具有在频率和波长上与所述源材料分发器的弹性长度模式相匹配的相干超声分量。
19.根据权利要求14所述的方法，其中所述电致动元件是压电元件。
20.根据权利要求14所述的方法，其中所述控制信号使所述电致动元件在所述毛细管中生成具有与所述波分量的所述频率基本相同的波频的纵波，所述纵波沿着所述毛细管的长度传播以在轴向方向上位移所述毛细管的尖端，以促进离开所述毛细管尖端中的喷嘴孔口的锡射流的瑞利破碎。
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