Кавитация и откол в жидкометаллических микрокаплях, вызванные воздействием суб-пикосекундных лазерных импульсов

Аннотация

Технология проекционной фотолитографии в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне (EUV) является ключом для производства интегральных микросхем нового поколения и дальнейшего развития микроэлектроники. Главным элементом EUV литографа является плазменный источник излучения EUV диапазона, а именно на длине волны 13.5 нм, определяемой характеристиками проекционной оптики. На сегодняшний день наибольшее развитие получил подход, основанный на лазерной плазме, мишенью при этом служат капли жидкого олова. Капля-мишень облучается двумя лазерными импульсами: первый – пред-импульс меняет морфологию мишени, второй – основной, импульс мощного СО₂ лазера индуцирует и нагревает плазму. Выбор того или иного пред-импульса (а значит морфологии мишени) определяет основные характеристики EUV источника.

Обсуждаются результаты исследования деформации и фрагментации жидкометаллических микрокапель, облучаемых интенсивными лазерными импульсами субпикосекундной длительности. В эксперименте плотность мощности на поверхности капли-мишени составляет 10¹⁴ W/cm², что приводит к абляции материала мишени и формированию ударной волны с амплитудой в Mbar диапазоне. В результате распространения столь сильной ударной волны по капле, капля приобретает сложную полую структуру, подверженную асимметричному расширению и, в конечном итоге, фрагментируется. Полая структура расширяющейся капли объясняется явлениями кавитации и откола, вызванными прохождением лазерно-индуцированной ударной волны.

Возврат к списку