Lazerle oluşturulan kalay plazma ortamlarından yayılan x-ışınları ve EUV-ışınlarının modellemesi

Abstract

Laserle oluşturulan kalay plazma ortamlarından yayılan Ni-benzeri ve Co- benzeri X-ışınları ile uç-morötesi(EUV) ışınların simülasyonu hidrodinamik ve atomik fizik kodu EHYBRID kullanılarak yapılmıştır. Laserle oluşturulan plazma ortamlarından yayılan x-ışınları litografi, spektroskopi, mikroskopi, holografi ve x-ışını laser üretimi gibi uygulamalarda kullanılmaktadır. Laserle oluşturulan plazma ortamlarından yayılan uç-morötesi ışınlar ise yeni nesil litografi olarak adlandırılan uç-morötesi litografide kullanılır.İlk olarak, Nd:YAG laser atımları ile oluşturulan kalay plazma ortamından yayılan x-ışını rezonans çizgileri modellenmiştir. Laser enerjisinin x-ışınına dönüşüm verimliliği hesaplanarak, laser şiddetinin ve atım süresinin dönüşüm verimliliğini nasıl etkilediği incelenmiştir. Daha sonra temel, 2. harmonik ve 3. harmonik dalgaboylarında Nd:YAG laseri ikili atım konfigürasyonunda kullanılarak kalay-plazma ortamı oluşturulmuş ve bu ortamdan yayılan x-ışınlarının dönüşüm verimlilikleri hesaplanmıştır.Nd:YAG laser atımları ile oluşturulan kalay plazma ortamından yayılan 11-17 nm arasındaki uç-morötesi ışınların simülasyonu yapılmış ve dönüşüm verimlikleri hesaplanmıştır. Dönüşüm verimliliğini artırmak için ön laser atım tekniği kullanılmıştır. Ön laser atım süresi ile ana laser atım sürelerinin ve laser atımları arasındaki zaman farkının dönüşüm verimliliğine etkileri incelenmiştir. Ayrıca temel dalgaboyunda, 2. harmonikte, 3. harmonikte ve 4. harmonikte Nd:YAG laser atımı kullanımının dönüşüm verimliliğine etkileri incelenmiştir.Saydamsızlık, dönüşüm verimliliğini önemli ölçüde etkilemektedir, bu nedenle laser ile oluşturulan kalay plazma ortamından yayılan x-ışınları ile uç-morötesi ışınların modellenmesi yapılırken saydamsızlık etkileri kaçış faktörü yaklaşımı ile modellemeye katılmıştır.Anahtar sözcükler : Laserle oluşturulan plazmalar, x- ışınları, uç-morötesi ışınlar, dönüşüm verimliliği.

The Ni-like and Co-like X-rays and extreme ultraviolet radiation emitted from laser produced tin plasmas were simulated by using hydrodynamic and atomic physics code EHYBRID. X-rays emitted from laser produced plasmas are used in lithography, spectroscopy, microscopy, holography applications and x-ray laser production. Extreme ultraviolet radiation emitted from laser produced plasmas is used in extreme ultraviolet lithography so called next generation lithography.First of all, X-ray resonance lines emitted from Sn plasma created by Nd:YAG laser pulses were modelled. Conversion efficiency of x-ray was calculated and dependence of conversion efficiency to laser intensity and pulse duration were examined. After that, a tin plasma was created by Nd:YAG double pulses at the fundamental wavelength, 2nd harmonic and 3rd harmonics and x-ray conversion efficiencies were calculated.Extreme ultraviolet radiation between 11-17 nm emitted from laser produced tin plasmas were simulated and conversion efficiencies were calculated. Pre-pulses were used to increase conversion efficiency. The effects of delay time, pre-pulse and main pulse durations were investigated. The laser wavelength, also affects the conversion efficiency, so Nd:YAG laser pulses at fundamental, 2nd harmonic, 3rd harmonic and 4th harmonic wavelength used to produce plasmas.Opacity effects on conversion efficiency are exteremely important therefore, opacity effects on x-rays and extreme ultraviolet radiation emitted from laser produced tin plasmas were estimated using an escape factor calculation.Keywords : Laser produced plasmas, x-rays, extreme ultraviolet radiation, conversion efficiency.