用于减少热效应的激光取样方法_2

文档序号:9401759阅读:来源:国知局
绘为单一整体形成的一件,但将会体认到的是如同此项技术中已知的,该框架114可以是由多个耦接在一起的构件所形成的。
[0035]该样本室102可进一步包含一或多个注入喷嘴120,每个注入喷嘴120是被配置以将一种例如是一载体气体(例如,氦、氩、氮或类似者或是其之一组合)的流体,以一范围从20mL/min 到 10OOmT,/miη (例如,在一 10OmT,/miη 到 1 50mT,/miη 的范围中、或是 1 25mT,/miη 或是大约该值)的流速引入该内部106中。例如,每个注入喷嘴120可通过一流体埠而被插入在该框架114中,并且包含一被配置以流体地耦接至一位在该样本室102之外的流体源(例如,一加压的流体源)的入口以及一露出在该样本室102的内部106中的出口。密封(未显示)可被设置在框架与该注入喷嘴120之间,以流体地隔离该样本室102的内部106与在该样本室102之外的环境。在引入一载体气体到该内部106中的时候,该载体气体的一流动(在此也被称为一 〃载体气体流〃)是被产生在该内部106之中。将会体认到的是,该载体气体流在该内部106中的不同位置处的速度及方向可以依据下列而变化:该样本室102的内部106的形状及尺寸、该一或多个注入喷嘴120的配置、载体气体通过任何特定的注入喷嘴120引入该内部106的流速或类似者或是它们的组合。在一实施例中,在该内部106中的压力可通过控制载体气体被引入该内部106的流速而被维持(例如,维持在一小于或等于Ilpsi的压力)。
[0036]该装置100可进一步包含一靶材定位系统,该靶材定位系统是被配置以调整该靶材104相对于该光学路径122的位置。在一实施例中,该定位系统是包含一被配置以支承该革巴材104的革E材座124、一被配置以载有该革E材座124的托架(carriage) 126、一被配置以支承该托架126在该内部106中的基底130以及一被配置以移动该托架126的定位台128。尽管该靶材座124以及该托架126被描绘成个别可分开的构件,但将会体认到的是该革巴材座124以及该托架126可以是一体形成的。选配的是,一例如是测微计(micrometer)的调整高度的机构(未显示)可被设置以调整该靶材座124沿着一垂直的方向(例如,沿着该光学路径122)的位置,以确保该靶材104是被配置在该内部106中的一适当或有利的位置。
[0037]该定位台128可被配置以相对于该光学路径122沿着至少一方向(例如,一 X方向、一与该X方向正交的Y方向或类似者或是其之一组合)线性地平移该托架126、或是可被配置以相对于该光学路径122旋转该托架126或类似者或是它们的组合。在一实施例中,该定位台128以及该框架114都可以支承在一例如是工作台(未显示)共同的支撑表面上。该框架114的一部分可以和该支撑表面间隔开以在其间界定一容纳台的空间,并且该定位台128可被设置在该容纳台的空间中。
[0038]该基底130可包含一在该内部106露出的第一侧132以及一相对该第一侧132的第二侧134。该基底130可耦接至该框架114,以便于流体地隔离该样本室102的内部106与在该样本室102之外的环境。因此,如同范例所绘的,该托架126以及该定位台128是被设置在该基底130的相反侧。为了促进该靶材104在该内部106中的移动以及有利的定位,该托架126是通过该基底130而磁性地親合至该定位台128。例如,托架126可包含一或多个配置在其中的磁铁(未显示),并且该定位台128可包含一具有一或多个磁铁附接至其的末端受动器(end effector) 136。在该托架126以及该末端受动器136的磁铁的方位可被选择成产生一延伸在该末端受动器136以及该托架126之间穿过该基底130吸引的磁场。将会体认到的是,该基底130可以用任何适当或有利的方式来加以建构,以在该末端受动器136以及该托架126之间发送一具有足够强度的磁场。例如,该基底130可以是由一种例如是一金属、一玻璃、一陶瓷、一玻璃陶瓷或类似者的材料所形成的。在一实施例中,该基底130可包含一种由在一硼娃玻璃基质(matrix)中的氟晶云母(fluorphlogopite mica)所形成的材料。
[0039]为了促进该托架126横跨该基底130的第一侧132的移动,该第一侧132可具有一相当平滑的表面(例如,具有一约0.4 μ m到约0.8 μ m的表面粗糙度Ra)。在一实施例中,该定位系统可进一步包含一或多个耦接至该托架126并且被配置以接触该基底130的第一侧132的轴承。尽管该装置100被描绘为包含该靶材定位系统,但将会体认到的是,该靶材定位系统可被省略、修改或是取代任何其它用于调整该靶材104相对于该光学路径122的位置的适当或有利的机构。
[0040]根据以上作为范例所述的各种实施例建构的,该靶材定位系统是确保该靶材104在该内部106中,以低移动延迟及动态迟滞的可重复的横向角度及定位。
[0041 ] 该样本产生器108是被配置以导引激光沿着一光学路径122、通过该光学端口 116并且进入该样本室102的内部106中以撞击在该靶材104之上。该激光可以被导引成沿着该光学路径122的由一或多个激光所产生的一或多个激光脉波。该些激光脉波的一或多个特征可被选择或者被另外控制以撞击该靶材104的一区域,以剥蚀该靶材104的一部分。可被选择或控制的特征例如可包含波长(例如,在一约157nm到约11 μπι的范围中,例如是193nm、213nm、266nm或类似者)、脉波持续期间(例如,在一约100飞秒(femtosecond)至丨J约25奈秒的范围中)、光点尺寸(例如,在一约I μπι到大约9_的范围中或类似者)、脉波能量、平均功率、峰值功率、时间波形变化(temporal profile)等等。该样本产生器108也可包含被配置以修改通过该些激光中的一或多个所产生的激光的激光光学(例如,一或多个透镜、扩束器、准直仪、孔径、反射镜等等)。如同在此所用的,该靶材104被一激光脉波撞击的一区域是被称为一"激光剥蚀位置"。在被剥蚀的时候,靶材材料是从该靶材104位在该激光剥蚀位置之内或是相邻该激光剥蚀位置的一区域被移除,以形成一包含该靶材材料的羽流。
[0042]为了促进该靶材材料的处理(例如,因而该靶材材料的成分可以在该分析系统110处被分析),该装置100可包含一样本捕捉单元138,当该样本捕捉单元138被配置成可运作地接近该靶材104时,其是被配置以捕捉该靶材材料。通过该样本捕捉单元138捕捉的靶材材料在此也被称为一 〃样本〃或是一 〃靶材样本〃。该装置100可进一步包含一被配置以传输该样本至该样本准备系统112的传输导管140。在该举例说明的实施例中,该装置可包含一耦接至该样本室102(例如,耦接在该框架114)的单元支撑件142,以将该样本捕捉单元138固定在该内部106中。
[0043]在一实施例中,前述选配的调整高度的机构可被用来调整该靶材座124(以及因此该革G材104)相对于该样本捕捉单元138的高度,以确保该样本捕捉单元138是可运作地接近该靶材104。在另一实施例中,一例如是测微计的高度调整机构可以选配地被设置以调整该样本捕捉单元138相对于该靶材104 (例如,沿着该光学路径122)的位置,以确保该样本捕捉单元138是被配置在该内部106中的一适当或有利的位置处。因此,作为调整该靶材104相对于该样本捕捉单元138的位置额外(或替代)的是,该样本捕捉单元138相对于该靶材104的位置可被调整以确保该样本捕捉单元138是可运作地接近该靶材104。在一实施例中,当该样本捕捉单元138是和该革El材104间隔开在一从0.0lmm到Imm的范围中(例如,在一从0.05mm到0.2mm的范围中或是在一从0.1mm到0.2mm的范围中)的一间隙距离d(例如参看图2)时,该样本捕捉单元138是可运作地接近该靶材104。然而,将会体认到的是,根据例如是在该内部106的介于该样本捕捉单元138与该靶材104之间的一区域内载体气体流速的因素,该间隙距离可以是小于0.0lmm或是大于1mm,并且甚至可以接触到该靶材104。
[0044]图2是沿着在图2A中所示的线I1-1I所取的横截面图,其是概要地描绘根据一实施例的图1中所示的样本捕捉单元。图2A是概要地描绘当在沿着图2中的线IIA-1IA指出的方向上观看时的该样本捕捉单元的一第一入口、一第二入口、一捕捉凹处以及一出口的平面图。图2B是描绘当在沿着图2中的线IIB-1IB指出的方向上观看时的该样本捕捉单元的该第一入口、第二入口、捕捉凹处以及出口的平面图。图3是概要地描绘激光被导引通过该样本单元的该第二入口及捕捉凹处而到位在一激光剥蚀位置的一靶材之上,以及一包含来自该激光剥蚀位置处的靶材材料所产生的羽流进入到该样本单元的该捕捉凹处中的横截面图。图4是概要地描绘在该样本室的内部中的载体气体进入到图2中所示的该样本捕捉单元的该捕捉凹处的流动特征的立体横截面图。图5是概要地描绘图4中所示的载体气体进入到图2中所示的该样本捕捉单元的该捕捉凹处的流动特征的放大的俯视平面图。图6是图4中所示的概要图放大的立体横截面图,其是概要地描绘载体气体从一介于该样本捕捉单元以及该靶材之间的区域,通过该捕捉凹处的一开口并且进入图2中所示的该样本捕捉单元的该出口的流动特征。图7是图4中所示的概要图放大的侧横截面图,其是概要地描绘载体气体通过该第二入口并且进入图2中所示的该样本捕捉单元的该出口的流动特征。
[0045]参照图2、2A及2B,该样本捕捉单元138可大致被描述特征为具有一上表面200 (例如,被配置以大致面向该样本产生器108)以及一下表面202 (例如,被配置以大致面向该靶材104)、一前端区域以及一相对该前端区域的后端区域。一般而言,该样本捕捉单元138是被配置在该内部106中,使得相对于在内部106中的该样本捕捉单元138被配置所在的位置处载体气体流的主要方向上,该前端区域是被设置在该后端区域的上游处。在一实施例中,该样本捕捉单元138的一界定该前端区域的表面是被配置成为凸面弯曲的。例如,而且如同在图2B中最佳所示的,该样本捕捉单元138的界定该前端区域的表面是圆形弯曲的,其中心在一第二入口 204(在以下更加详细描述)的一轴上,具有一在1.2mm到1.5mm的范围或是大约的范围中的半径。然而,将会体认到的是,根据例如是在内部106中的该样本捕捉单元138被配置所在的位置处载体气体流的主要方向、该第二入口 204在该样本捕捉单元138内的位置以及该样本捕捉单元138的其它尺寸的因素,界定该样本捕捉单元138的前端区域的表面的几何配置可以用任何可能是适当或有利的方式来加以改变。将会进一步体认到的是,该样本捕捉单元138在该内部106中的位
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