Przeglądanie według Temat "plasma sources"

Aktualnie wyświetlane 1 - 1 z 1

Modeling and simulation of laser produced plasma sources for EUV photons generation
(2014-04-29) Sizyuk, Tatyana; ;
Praca doktorska jest poświęcona modelowaniu, analizie, symulacjom komputerowym i optymalizacji produkcji plazmy laserowej do tworzenia i konstrukcji efektywnych źródeł fotonów do celów litografii w zakresie nadfioletu. Takie źródła uważane obecnie za najbardziej obiecujące w technologii wytwarzania chipów nowej generacji. Efektywne generowanie poprzez plazmę promieniowania w zakresie 13.5 nm zależy od stopnia przejrzystości plazmy, liczby obsadzeni poszczególnych stanów kwantowych jonów, gęstości elektronów i temperatury. Po to, aby uzyskać największy współczynnik konwersji (konwersja promieniowania lasera do ekstremalnego nadfioletu, 13.5±1%) ze źródła plazmy laserowej, idealna temperatura plazmy oraz jej gęstość powinny być utrzymane przez możliwie dłuższy czas oraz maksymalny obszar pobierania promieniowania. Dokładne i wyczerpujące wielowymiarowe modelowanie procesów uwikłanych w proces oddziaływania plazmy z tarczą (target) jest pomocne w przewidywaniu zachowania się plazmy i osiągnięciu najlepszych warunków dla maksymalizacji generowania fotonów w zakresie ekstremalnego nadfioletu (EUV). Każde potencjonalne zwiększanie współczynnika konwersji bezpośrednio przekłada się na duży zysk ekonomiczny dla konsumentów i przedsiębiorstw z branży półprzewodnikowej. Modele i metody Rezultaty symulacji komputerowych uzyskane zostały za pomocą pakietu oprogramowania HEIGHTS. Przeprowadzono testy wydajności pakietu a następnie wykorzystano go do symulacji całego cyklu ewolucji plazmy w przyrządzie do generowania plazmy laserowej (LPP). Aby uzyskać realistyczny obraz ewolucji plazmy główne powstające przy tym procesy powinny zostać precyzyjnie opisane i zintegrowane w sposób samouzgodniony: rozważając oddziaływanie fotonów z tarczą w stanie skupienia ciała stałego bądź cieczy, z parą i plazmą, należy wziąć pod uwagę termodynamikę tarczy, jej parowanie, procesy jonizacji i przewodnictwa cieplnego plazmy wraz z hydrodynamiką pary i plazmy oraz promieniowanie i transport plazmy zarówno w całym zakresie częstotliwości jak i zawężonych obszarach widma. Wszystkie te procesy zbadane zostały w sposób systematyczny i wyczerpujący w ramach konstruowania źródła ekstremalnego nadfioletu do celów litografii. Zbadany został także wpływ w/w procesów na optymalizację plazmy laserowej. Zostały przeanalizowane różne parametry źródła, takie jak długość fali lasera, moc i czas trwania impulsu, rozmiar plamki lasera; układ składający się z dwóch wiązek oraz różne geometrie tarczy (target) po to, aby ustalić optymalne warunki do emisji fotonów w zakresie długości fal ekstremalnego nadfioletu (EUV). Rezultaty symulacji Rezultaty symulacji komputerowych włączają: 1. Wpływ głównych parametrów wiązki laserowej na ewolucję plazmy z folii cynowej (cyna była uważana jest za najlepszy materiał tarczy, przy jej użyciu osiąga się największy współczynnik konwersji); przywidywania charakterystyk plazmy zarówno w skali przestrzennej jak i czasowej w układach z wykorzystaniem laserów na dwutlenku węgla (długość fali 10.64 µm) oraz kilku harmonicznych : YAG – laserów (długości fal 1065 nm, 532 nm, 355 nm oraz 266 nm). Rezultaty modelowania zostały sprawdzone i porównane z danymi uzyskanymi w laboratoriach Centre for Materials udner Extreme Enviornments (CMUXE) jak i innymi danymi doświadczalnymi, co pozwala na przewidywanie i optymalizację warunków dla stworzenia źródeł EUV z wykorzystaniem płaskiej tarczy (target). 2. Wpływ geometrii tarczy na wydajność EUV-źródła. Została zbadana ewolucja plazmy w przypadku tarcz płaskiej, sferycznej oraz rowkowatej. Za pomocą symulacji z wykorzystaniem pakietu HEIGHTS udało się wyjaśnić rezultaty kilku unikatowych eksperymentów przeprowadzonych z użyciem tarcz o różnych geometriach. 3. Analiza hydrodynamicznego pułapkowania w procesie laserowej produkcji plazmy i jej wpływu na generowanie EUV-fotonów. Takie 3D-modelowanie zawiera symulacje układów składających się z wielu laserów i sferycznych tarczy oraz porównawczą analizę ewolucji plazmy z folii cynowej i małych kropli cyny. 4. Optymalizację źródeł produkcji plazmy laserowej (LPP) z wykorzystaniem małych tarczy sferycznych do efektywnego generowania EUV-fotonów oraz minimalizację produkcji termicznych i jonowych szczątek, aby zwiększyć „czas życia” LPP- przyrządów. Rezultaty pracy doktorskiej opublikowane zostały w ponad 10 recenzowanych czasopismach naukowych oraz w kilku sprawozdaniach.