Многослойные абсорбционные фильтры для астрономии и проекционной литографии экстремального ультрафиолетового диапазона

• Автор: Цыбин, Николай Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 144 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Проблемы создания свободновисящих тонкоплёночных структур (литературный обзор)

Глава 2. Методы изготовления и исследования свойств тонкоплёночных структур

2.1. Методика изготовления свободновисящих плёнок

2.1.1 Установка магнетронного распыления

2.1.2. Расчёт пропускания и отражения от многослойных структур в МР и ЭУФ диапазоне

2.1.3. Учёт наличия примесей в плёнке

2.1.4. Методы отделения плёнки от подложки

2.2. Методика долговременного отжига свободновисящих плёнок

2.2.1 Стенд для проведения долговременного отжига свободновисящих плёнок

2.2.2. Определение излучательной способности плёнок
2.2.3. Подготовка образцов для термических испытаний
2.3. Методика испытания свободновисящих плёнок на механическую прочность
2.3.1. Стенд для испытаний плёнок на механическую прочность
2.3.2. Результаты испытаний прочности плёночных фильтров
Глава 3. Тонкоплёночные фильтры на поддерживающих сетках для ЭУФ астрономии
3.1. Требования к фильтрам для солнечных телескопов
3.2. Многослойные фильтры Al/Si
3.3. Многослойные фильтры Zr/Si
3.4. Пропускание системы фильтров (входных фильтров и фильтров детекторов) для телескопов обсерватории ТЕСИС
3.5. Al/Si фильтры на поддерживающих сетках с шагом 5 мм для ракетного эксперимента Hi-C (NASA)
3.6. Многослойные фильтры на основе Mg
3.6.1. Mg/Al фильтр на длину волны 58.4 нм
3.6.2. Особенности метода напыления на свободновисящую плёнку
3.7. Изучение термической стабильности многослойных фильтров Al/Si
Глава 4. Термически стойкие фильтры для проекционной ЭУФ литографии
4.1. Требования, предъявляемые к фильтрам для установок проекционной литографии на длине волны 13.5 нм
4.2. Изучение термической стабильности фильтров Zr/Si
4.2.1. Термостойкость Zr/Si структур при токовом нагреве в вакууме
4.2.2. Изучение эффективности защитных покрытий В4С, Ru
4.2.3. Снижение тепловой нагрузки на Zr/Si фильтр при нагреве в атмосфере водорода
4.3. Изучение термической стабильности Zr/ZrSi2 фильтров
4.3.1. Стенд лазерного отжига
4.3.2. Влияние толщины прослоек ZrSi2 на характер окисления Zr/ZrSi2 структур при вакуумном отжиге
4.3.3. Сравнение эффективности защитных покрытий ZrSi2 и MoSi
4.3.4. Кристаллизация в слоях MoSi
4.4. Изучение термической стабильности фильтров на основе Mo
4.4.1. Термостойкость Mo/Si структур
4.4.2. Термостойкость Mo/ZrSi2 структур с MoSi2 защитными покрытиями.
4.4.3. Изучение эксплуатационной стойкости фильтра при длительных тепловых нагрузках

4.4.4. Прототип большеапертурного Мо/гг812 фильтра с Мо812 защитными покрытиями
Основные результаты
Литература
Список публикаций автора

{1 для у - поляризации
є , для р - поляризации 1 де *
Коэффициенты прохождения и отражения линейно поляризованного (в или р поляризации) излучения определяются (когда плёнка находится в вакууме) как
Для случая деполяризованного излучения коэффициенты отражения и прохождения есть среднее суммы для каждой поляризации:
Зная значения комплексной диэлектрической проницаемости слоев (данные для диапазона 0.041 нм < < 41 нм доступны в Интернете [69]) и угол падения, можно рассчитать коэффициенты отражения и пропускания многослойной структуры в указанном спектральном диапазоне.
Формулы для расчёта отражения применяются для определения параметров многослойной структуры фильтров и распределения толщин слоев по подложке. Для измерения толщин используется метод малоугловой рентгеновской дифракции. Проведя измерения на рентгеновском дифрактометре (ДРОН-ЗМ (Буревестник, С.-Петербург) или Philips X'Pert PRO (Philips Analytical, Нидерланды)), получают распределение интенсивности отраженного излучения на длине волны 0.154 нм (линия излучения меди СиКа) по углу. Из сопоставления расчётной угловой картины дифракции (по положению дифракционных максимумов и соотношению пиков) с измеренной находят период многослойной структуры и приблизительно определяют относительное соотношение толщин слоев в периоде. Так как обычно слои при напылении перемешиваются, то период многослойной структуры не равен сумме толщин слоёв материалов. Для определения толщин каждого элемента в периоде используется методика, предложенная в статье [70]: в одном технологическом цикле на подложку напыляются две многослойные структуры (одна поверх другой) одинакового
Т-|го| ’R-Ы^ (2.5)

2 . (2.6)