极紫外与X射线增反膜表面碳沉积去除技术研究

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	极紫外与X射线增反膜表面碳沉积去除技术研究
	王依
学位类型	博士
导师	高云国
	2018
学位授予单位	中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
学位授予地点	中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
学位名称	博士
关键词	极紫外 X射线增反膜碳沉积等离子体去除
摘要	近年来,极紫外与X射线光源技术不断进步,光源性能的提升给光学元件的寿命带来严峻的考验,其中碳沉积是影响极紫外与X射线光学系统寿命的共性问题。碳沉积严重影响光能利用率及光学系统的工作效率,及时有效的碳沉积去除技术对极紫外与X射线光学的发展有重要意义。目前,国内外提出了包括氢原子、射频氢或氧等离子体、活化氧等众多去除技术,但对去除机制及工艺参数的研究还不够深入。论文主要以极紫外光刻(Extreme Ultraviolet Lithography,EUVL)及同步辐射(Synchrotron Radiation)增反膜为对象,将射频氢等离子体碳沉积去除技术作为主要的研究内容。论文围绕极紫外与X射线增反膜碳沉积去除问题,针对射频氩氢混合等离子体去除技术,从理论上分析碳沉积去除机制,搭建碳沉积去除实验平台,利用实验平台开展去除工艺研究,具体研究内容包括以下几个方面:(1)通过建立碳沉积去除技术对增反特性影响分析模型,评定现有碳沉积去除技术对极紫外多层膜增反特性的影响,确定射频氢等离子体作为实验平台的主要清洗源。(2)提出了氩氢混合等离子体去除光学元件表面沉积碳方法,基于物理溅射分析方程及表面离子增强化学理论,深入研究了的作用机制,分析结果认为氩增强了活性氢原子的吸附及去除产物的解吸附效应,提高了等离子体中激发态氢原子的浓度,实验结果说明化学刻蚀是去除增强机制的主要方面。(3)针对氩氢混合等离子体去除碳沉积工艺,展开系列实验研究。通过磁控溅射的方法,在石英晶片表面镀制与实际沉积碳相类似的碳层,来监测去除反应速率。通过理论分析得到主要工艺参数,包括压强、等离子体源功率及气体混合比等,基于碳沉积去除实验平台,开展射频氩氢等离子体去除工艺研究。实验结果表明,当压强为0.001mbar,等离子体源功率为99W,氢氩气体混合比为1:2时,可以得到最高去除速率。(4)在极紫外多层膜样片表面镀制沉积碳,利用反射率计及原子力显微镜来测试去除工艺实施前后反射率及表面粗糙度的变化,以此来表征氩氢混合等离子体去除技术对光学元件光学特性的影响。实验结果表明,多层膜实验样片的反射率及表面粗糙度通过去除工艺得到恢复,氩氢等离子体去除技术可用于解决极紫外与X射线光学系统碳沉积问题。论文研究了射频氩氢等离子体碳沉积去除技术的作用机制,通过实验获得碳沉积去除技术在较高效率条件下的最优工艺参数,将最优工艺实施在多层膜样片,利用检测设备表征去除技术对光学元件光学特性的影响。论文研究成果为极紫外与X射线光学系统碳沉积去除技术提供了理论及工艺上参考,对未来实现在线实时去除有重要意义。
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/61648
专题	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	王依. 极紫外与X射线增反膜表面碳沉积去除技术研究[D]. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所). 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所),2018.

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