[发明专利]一种高频、高速、尺寸稳定的液滴阵列产生装置

说明书

技术领域

本发明属于仪器仪表领域，尤其涉及一种液滴阵列产生装置。

背景技术

目前，越来越多的领域需要提供微米级直径、尺寸稳定、出射频率较高，且具有一定初速度的液滴阵列产生装置作为系统的前端输入，例如在极紫外光源中进行碎屑收集。极紫外光源激发过程中会产生大量的碎屑，若无可靠的碎屑收集装置，势必会对光源后续的极紫外光收集系统带来严重的污染甚至损坏，轻则降低极紫外光收集系统收集效率，重则破坏其光收集能力。因此必须使用有效的碎屑收集装置对极紫外光激发过程汇总产生的碎屑进行收集，达到保护极紫外光收集系统的目的。由此，对碎屑收集装置的研究不断涌现。

在光源系统中，有效的碎屑收集装置需要满足两个方面的要求：

1、有较高的碎屑收集效率；

2、有较好的光源光谱透过率。

基于以上需求，在碎屑收集装置中，专利号为US007355190B2的专利“Debris Mitigation Device”中介绍了使用辐射状的叶片进行碎屑收集的方法。该专利中碎屑收集装置在光源光斑向外的轴线上预留孔，使能量密度较大的近轴光很容易通过。在轴外采用一圈辐射状的碳基叶片对碎屑进行阻挡及降温。由光源产生的的碎屑在传播路径上受到辐射状的叶形金属箔片阻挡，一部分速度降为零落下，另一部分黏贴在金属箔片上。虽然该方法可以有效的收集碎屑，其不足在于，辐射状的碳基叶片数量较少时，碎屑阻挡效果较差，辐射状的碳基叶片数量较多时，箔片对极紫外光的吸收较为严重，不利于极紫外光透过。

为了得到较高的光透过率，专利号WO 2011/110383 A1的专利“Radiation Source,Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method”的碎屑阻挡装置中去掉了碳基叶片，采用对EUV光吸收较小的氢气作为缓冲气体阻挡碎屑，如图1所示。该专利中将碎屑收集器外壁1设计为口径逐步收缩的圆锥形状，以碎屑收集器的物理形状限制碎屑量，同时通过合理的气体流场2设计使用缓冲气体氢气对碎屑3进行收集。该方法可以有效提高通光率，但是碎屑收集效率较低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种液滴阵列产生装置，能产生高输出频率、高初速度、尺寸稳定的微米级液滴阵列，以进行碎屑收集，并能同时具有较高的碎屑收集效率及有较好的光源光谱透过率。

(二)技术方案

本发明提供一种液滴阵列产生装置，包括：

转鼓，用于接收液料，转鼓为一端开口的圆筒状结构，且在贴近其底面的侧壁上开有一个小孔；

旋转驱动机构，设于转鼓之下，用于带动转鼓绕其中心轴转动；

外壳，为一端开口的圆筒状结构，同轴套设于转鼓的外侧，且在侧壁上开有一个条带状开口，条带状开口与转鼓侧壁上的小孔在同一水平位置上。

进一步，液滴阵列产生装置还包括液料提供装置，用于存储液料并向转鼓提供液料。

进一步，液料提供装置包括：

储料箱，用于存储液料；

进料导管，用于将储料箱中的液料导入到转鼓中。

进一步，转鼓接收液料的位置位于转鼓底面上与条带状开口最远的位置。

进一步，液料为液态金属。

进一步，转鼓侧壁上的小孔为毫米量级的小孔。

进一步，液料在所述转鼓内被加速，形成液滴，其中，所述转鼓的转速和转鼓的直径满足下列公式：

其中，D为所要产生的液滴的直径，ρ为液料密度，d为转鼓直径，v为转鼓转速，σ为液料表面张力。

(三)有益效果

1、本发明提供的液滴阵列产生装置能产生出微米量级金属液滴组成的离散结构，对碎屑进行收集，这种离散结构相比碳基叶片的连续结构具有更好的透光效率。

2、本发明采用阵列式结构，在碎屑收集过程中实现对碎屑的逐级缓冲，通过调节液滴阵列密度实现对不同污染程度的碎屑的收集。

3、普通粘附型碎屑收集装置使用一段时间后需要更换叶片，以保证收集效果。本发明采用金属液滴完成碎屑收集，液滴产生装置并不参与收集过程，在使用过程中能够无需更换装置本身。

4、本发明在外壳条带状开口范围外的金属液滴出射后被外壳阻挡，使得碎屑收集介质—金属液滴可以回收再利用，节约时间、经济成本。

附图说明

图1为现有技术中碎屑收集器的示意图。

图2和图3为本发明的一个实施例提供的液滴阵列产生装置的结构示意图。