محاكاة تدفق وهجرة الحطام في وعاء مصدر الأشعة فوق البنفسجية الشديدة

تنتج مصادر الأشعة فوق البنفسجية الشديدة (EUV) العملية الإشعاع المطلوب عند 13.5 نانومتر ولكنها أيضًا تولد الحطام، مما يحد بشكل كبير من عمر مرآة المجمع في التصوير الضوئي. في هذه الدراسة، نستكشف دور غاز العازل في نقل جزيئات الحطام داخل وعاء مصدر EUV باستخدام محاكاة رقمية مباشرة. تشمل دراستنا تجويفًا مستطيلًا بحجم 2 × 1 × 1 م³ مع تدفق نفاث injecting jet flow يتعرض لمخرج جانبي. يتم إدخال جزيئات الحطام إلى التجويف بسرعات ابتدائية محددة، مما يحاكي نمط إشعاعي كروي مع قطر الجزيئات يتراوح من 0.1 إلى 1 ميكرون. يكشف تغيير سرعة تدفق الغاز العازل (من 1 إلى 50 م/ث) عن انتقال شكلي في مجال التدفق. عند سرعات تدفق منخفضة، يبقى التدفق ثابتًا، بينما تؤدي سرعات التدفق الأعلى إلى تشكيل لفات زوايا متجمعة. عند الوصول إلى سرعات تدفق عالية كفاية، يمكن لتدفق النفاث اختراق التجويف بالكامل، مما يؤثر على الجدار النهائي. ومن المثير للاهتمام، أن التدفق الناتج عن إعادة الدوران يؤدي إلى تشكيل عفوي لتدفق حلزوني للخارج. تؤدي الهياكل التدفق المميزة عند سرعات تدفق مختلفة إلى أنماط مميزة من نقل الجزيئات. بالنسبة للغاز البطيء، يكون فعالًا في طرد جميع الجزيئات الأصغر من 0.4 ميكرون، بينما بالنسبة للغاز السريع، تتجمع تلك الجزيئات الدقيقة بالقرب من الجدار النهائي ويكون من الصعب استخراجها. تسلط نتائجنا الضوء على أهمية التحكم في ظروف التدفق لنقل الحطام الفعال وإزالته في تطبيقات متنوعة خاصة في أوعية مصادر EUV.