基于光谱和质谱的纳秒激光烧蚀锡等离子体物种诊断研究
发布时间：2021-11-02 21:19
波长在13.5nm的极紫外光刻技术作为传统光刻技术的延续,已被认为是下一代最先进的光刻技术之一。激光产生等离子体（LPP）方法在产生极紫外光源时具有较高的转换效率,低碎屑,光源尺寸小等优点,因此被认为是最有潜力的极紫外光源产生方案。极紫外光谱辐射来源于等离子体中多电荷态离子的高能激发态的能级跃迁,研究等离子体中多电荷态离子分布以及其动力学演化,理解激光等离子体基本物理过程,对于优化提高能量转换效率至关重要。为深化理解激光烧蚀与等离子体形成过程,本文利用发射光谱（OES）和改进的飞行时间质谱（TOF-MS）装置,对激光烧蚀Sn等离子体进行了物种诊断。详细研究了Sn等离子体中电荷态分布以及物种的时间演化,分析了激光烧蚀产生的Sn等离子体膨胀特征,讨论了多电荷态离子产生的基本物理过程,具体研究内容和结果如下:1.改进了TOF-MS等离子体诊断系统,提高TOF-MS装置的分辨率。采用粒子速度限制器对激光烧蚀产生的等离子体进行约束,限制等离子体中粒子横向扩散,使得有限空间范围的粒子被脉冲电场引出并探测。改进后的装置解决了测量时初始横向速度展宽太大的测量问题,谱线的半峰宽减小,分辨率大幅提高。2....
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 极紫外光刻研究背景
1.2 激光烧蚀产生等离子体过程
1.3 国内外研究现状
1.4 本论文的研究目的和研究工作
2 激光烧蚀Sn等离子体诊断系统
2.1 激光烧蚀Sn等离子体飞行时间质谱诊断系统
2.1.1 飞行时间质谱诊断实验装置
2.1.2 飞行时间质谱等离子体约束装置
2.1.3 飞行时间质谱数据采集和控制平台
2.2 激光烧蚀Sn等离子体发射光谱诊断系统
2.3 本章小结
3 激光烧蚀Sn等离子体光谱辐射特性诊断研究
3.1 引言
3.2 Sn等离子体发射光谱
3.3 不同时刻下Sn等离子体光谱
3.4 不同激光能量下Sn等离子体积分光谱
3.5 Sn等离子体电子激发温度计算
3.6 Sn等离子体电子密度计算
3.7 本章小结
4 激光烧蚀Sn等离子体多电荷态物种质谱诊断研究
4.1 Sn等离子体多电荷态飞行时间质谱
4.2 Sn等离子体多电荷态物种演化行为
4.3 不同激光功率密度Sn等离子体多电荷态飞行时间质谱
4.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于液滴锡靶LPP-EUVL光源多层膜的溅射损伤研究[J]. 吴涛,姚拴. 华中师范大学学报(自然科学版). 2017(02)
[2]激光产生的硅等离子体辐射动力学特性研究[J]. 敏琦,苏茂根,曹世权,孙对兄,董晨钟. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2016(08)
[3]下一代光刻技术[J]. 仲冠丞. 科技与企业. 2015(13)
[4]激光光刻技术的研究与发展[J]. 邓常猛,耿永友,吴谊群. 红外与激光工程. 2012(05)
[5]CO2激光锡等离子体极端紫外及可见光光谱[J]. 吴涛,王新兵,唐建,王少义,饶志明,杨晨光,卢宏. 光学学报. 2012(04)
[6]极紫外光刻给光学技术带来的挑战[J]. 王占山. 红外与激光工程. 2006(S2)
[7]极紫外光刻研制进展[J]. 咏涛. 激光与光电子学进展. 2002(12)
博士论文
[1]纳秒激光烧蚀托卡马克装置高z壁材料等离子体动力学演化诊断研究[D]. 吴鼎.大连理工大学 2019
[2]EAST壁材料纳秒激光诱导击穿光谱诊断技术研究[D]. 刘平.大连理工大学 2018
[3]托卡马克高Z壁材料超短脉冲激光诱导击穿光谱及激光烧蚀特性研究[D]. 赵栋烨.大连理工大学 2018
[4]托卡马克面向等离子体材料双脉冲激光诱导击穿光谱诊断研究[D]. 海然.大连理工大学 2016
[5]Sn和SnO2靶激光等离子体特性的研究[D]. 兰慧.华中科技大学 2016
[6]6.7nm输出波长Gd靶激光等离子体极紫外光源的研究[D]. 窦银萍.长春理工大学 2015
[7]聚变装置面对等离子体材料激光诱导击穿光谱原位诊断技术研究[D]. 李聪.大连理工大学 2015
[8]托卡马克类ITER第一壁材料激光烧蚀光谱和质谱研究[D]. 肖青梅.大连理工大学 2014
[9]低温等离子体活性物种的激光诱导荧光光谱和质谱研究[D]. 冯春雷.大连理工大学 2014
[10]激光诱导击穿光谱技术的初步研究[D]. 罗文峰.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2011
硕士论文
[1]SF6/Ar及SF6/N2混合气体脉冲放电等离子体的光谱研究[D]. 李红月.大连理工大学 2019
[2]脉冲CO2激光烧蚀锡靶等离子体的数值模拟研究[D]. 姚黎为.华中科技大学 2017
[3]甲醛团簇等离子体飞行时间质谱的研究[D]. 王燕.大连理工大学 2011
本文编号：3472389
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 极紫外光刻研究背景
1.2 激光烧蚀产生等离子体过程
1.3 国内外研究现状
1.4 本论文的研究目的和研究工作
2 激光烧蚀Sn等离子体诊断系统
2.1 激光烧蚀Sn等离子体飞行时间质谱诊断系统
2.1.1 飞行时间质谱诊断实验装置
2.1.2 飞行时间质谱等离子体约束装置
2.1.3 飞行时间质谱数据采集和控制平台
2.2 激光烧蚀Sn等离子体发射光谱诊断系统
2.3 本章小结
3 激光烧蚀Sn等离子体光谱辐射特性诊断研究
3.1 引言
3.2 Sn等离子体发射光谱
3.3 不同时刻下Sn等离子体光谱
3.4 不同激光能量下Sn等离子体积分光谱
3.5 Sn等离子体电子激发温度计算
3.6 Sn等离子体电子密度计算
3.7 本章小结
4 激光烧蚀Sn等离子体多电荷态物种质谱诊断研究
4.1 Sn等离子体多电荷态飞行时间质谱
4.2 Sn等离子体多电荷态物种演化行为
4.3 不同激光功率密度Sn等离子体多电荷态飞行时间质谱
4.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于液滴锡靶LPP-EUVL光源多层膜的溅射损伤研究[J]. 吴涛,姚拴. 华中师范大学学报(自然科学版). 2017(02)
[2]激光产生的硅等离子体辐射动力学特性研究[J]. 敏琦,苏茂根,曹世权,孙对兄,董晨钟. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2016(08)
[3]下一代光刻技术[J]. 仲冠丞. 科技与企业. 2015(13)
[4]激光光刻技术的研究与发展[J]. 邓常猛,耿永友,吴谊群. 红外与激光工程. 2012(05)
[5]CO2激光锡等离子体极端紫外及可见光光谱[J]. 吴涛,王新兵,唐建,王少义,饶志明,杨晨光,卢宏. 光学学报. 2012(04)
[6]极紫外光刻给光学技术带来的挑战[J]. 王占山. 红外与激光工程. 2006(S2)
[7]极紫外光刻研制进展[J]. 咏涛. 激光与光电子学进展. 2002(12)
博士论文
[1]纳秒激光烧蚀托卡马克装置高z壁材料等离子体动力学演化诊断研究[D]. 吴鼎.大连理工大学 2019
[2]EAST壁材料纳秒激光诱导击穿光谱诊断技术研究[D]. 刘平.大连理工大学 2018
[3]托卡马克高Z壁材料超短脉冲激光诱导击穿光谱及激光烧蚀特性研究[D]. 赵栋烨.大连理工大学 2018
[4]托卡马克面向等离子体材料双脉冲激光诱导击穿光谱诊断研究[D]. 海然.大连理工大学 2016
[5]Sn和SnO2靶激光等离子体特性的研究[D]. 兰慧.华中科技大学 2016
[6]6.7nm输出波长Gd靶激光等离子体极紫外光源的研究[D]. 窦银萍.长春理工大学 2015
[7]聚变装置面对等离子体材料激光诱导击穿光谱原位诊断技术研究[D]. 李聪.大连理工大学 2015
[8]托卡马克类ITER第一壁材料激光烧蚀光谱和质谱研究[D]. 肖青梅.大连理工大学 2014
[9]低温等离子体活性物种的激光诱导荧光光谱和质谱研究[D]. 冯春雷.大连理工大学 2014
[10]激光诱导击穿光谱技术的初步研究[D]. 罗文峰.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2011
硕士论文
[1]SF6/Ar及SF6/N2混合气体脉冲放电等离子体的光谱研究[D]. 李红月.大连理工大学 2019
[2]脉冲CO2激光烧蚀锡靶等离子体的数值模拟研究[D]. 姚黎为.华中科技大学 2017
[3]甲醛团簇等离子体飞行时间质谱的研究[D]. 王燕.大连理工大学 2011
本文编号：3472389
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