Электроразрядные лазерные и плазменные источники излучения УФ и ВУФ диапазона с высокой частотой следования импульсов

• Автор: Виноходов, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Троицк
• Количество страниц: 301 с. : ил.

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ЛАЗЕРНЫХ И ПЛАЗМЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ УФ И ВУФ ДИАПАЗОНА, ИСПОЛЬЗУЮЩИХСЯ В СОВРЕМЕННЫХ МИКРОЭЛЕКТРОННЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ

1.1. Эксимерные лазеры для оптической литографии

1.2. Плазменные источники излучения для ВУФ литографии

1.2.1, Особенности ВУФ литографии

1.2.2. Источники излучения ВУФ литографии

1.3. Эксимерные лазеры для материальных процессов

1.3.1. Микрообработка материалов

1.3.2. Лазерная кристаллизация кремния в производстве жидкокристаллических экранов

ГЛАВА II. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ДОСТИЖЕНИЕ ВЫСОКОЙ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНЫХ ЭКСИМЕРНЫХ ЛАЗЕРОВ

2.1. Параметры, определяющие эффективность эксимерных лазеров

2.1.1. Условия получения эффективной генерации

2.1.2. Лазеры с максимальной эффективностью и максимальной частотой следования импульсов
2.2. Газодинамические процессы в газовом контуре эксимерных лазеров
2.2.1. Влияние акустических колебаний на выходные параметры ХеС1-импульсно-периодического эксимерного лазера (ИПЭЛ)
2.2.2. Расчет параметра Б для ХеС1-ИПЭЛ
2.2.3. Пространственное распределение энерговклада при импульснопериодическом режиме (ИПР)
2.2.4. Влияние области нагретого разрядом газа на характеристики ИПЭЛ
2.3. Влияние приэлектродных процессов на контрагироваиие объёмного разряда в ИПЭЛ
2.3.1. Экспериментальное моделирование приэлектродных процессов и их влияние на контрагироваиие разряда в ИПР
2.3.2. Режимы воздействия лазерного импульса на электрод
2.3.3. Влияние приэлектродных процессов на выходные параметры ХеС1-ИПЭЛ
2.4.Выводы к главе II

ГЛАВА III. ХеС1-ЛАЗЕРЫ
ЗЛ. ХеСІ-ИПЗЛ с энергией генерации ~1 Дж
3 Л Л. ХеСІ-лазер со средней мощностью излучения 420 Вт
ЗЛ.2. ХеС1-лазеры с компактными газодинамическими контурами
3.2.Широкоапертурные ХеС1-лазеры
3.2 Л. Пространственно-временные и энергетические характеристики излучения широкоаппертурного (7x7см2) ХеСІ-лазера
3.2.2. Влияние неоднородности предыонизации на характеристики разряда широкоапертурного ХеСІ-лазера
3.2.3. ХеСІ-лазер со средней мощностью 600 Вт
3.3. Расходимость излучения ХеСІ-лазера при ИПР
3.3.1. Увеличение расходимости излучения ХеСІ-лазера при ИПР
3.3.2. Влияние акустических колебаний на расходимость излучения ХеСІ-лазера
3.4. ВКР-преобразование излучения ХеСІ-лазера в сжатом Н2 в ИПР
3.4.1. Эффективность ВКР-преобразование излучения ХеСІ-лазера в сжатом Н2
3.4.2. Влияние ИПР на эффективность ВКР-преобразования
3.5. Выводы к главе III
ГЛАВА IV. КгЕ-ЛАЗЕРЫ
4.1. Высокоэффективные КгЕ-лазеры
4.1.1. Особенности газопродувной и электроразрядной систем ЮР-лазеров с компактными газодинамическими контурами
4.1.2. Влияние распределения электрического поля на характеристики КгР-лазера
4.1.3. Эффекты ограничения средней мощности в компактных КгР-ИПЭЛ
4.2. КгЕ-лазер с высокой средней мощностью
4.2.1. Особенности функциональных систем лазера
4.2.2. Выходные характеристики лазера
4.3. КгЕ-лазеры с высокой частотой следования импульсов
4.3.1. ЮР-лазер со средней мощностью 650 Вт
4.3.2. ЮР лазер с частотой следования импульсов 5 кГц
4.4.Выводы к главе IV
ГЛАВА V. А г Б- И ХеБ-ЛАЗЕРЫ
5.1. Высокоэффективные АгЕ-лазеры

5.2. ArF-лазеры с высокой частотой следования импульсов
5.2.1. ArF-лазер со средней мощностью 300 Вт
5.2.2. ArF-лазер с частотой следования импульсов 6 кГц
5.2.3 Исследование выноса области нагретого разрядом газа
5.3. XcF-лазер с частотой следования 5,5 кГц
5.4.Выводы к главе V
ГЛАВА VI. ПЛАЗМЕННЫЕ ВУФ ИСТОЧНИКИ С ВЫСОКОЙ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТЬЮ ИЗЛУЧЕНИЯ
л 6.1.Устройство источников ВУФ излучения на основе разряда типа Z-пинч
" и методы регистрации их параметров
6.1.1. Функциональные системы источников
6.1.2. Источники первого поколения
6.1.3. Источники второго поколения
6.1.4. Высокотемпературная керамика лайнера источников
6.1.5. Система регистрации параметров ВУФ излучения
6.2. Процесс формирования разряда типа Z-пинч
6.3. Особенности режима вклада энергии в разряд
6.4. Спектр излучения ВУФ источника на основе разряда в Хе
, 6.5. Зависимость характеристик ВУФ источника от давления Хе
'Y 6.6. Энергетические параметры ВУФ источников
6.6.1. Источники первого поколения
6.6.2. Источники второго поколения
6.7. Пространственные характеристики излучающей плазмы
6.8. Импульсно-периодический режим работы источников
6.9.Выводы к главе VI
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ф ЛИТЕРАТУРА

Дж/см2, который обеспечивал скорость абляции 0,1 мкм/имп. В [98] приведены данные по абляции таких керамик как АЬОз, ТхО, ВЫ, 81зЫ4, СЫ. Скорость абляции всех исследованных керамик составляла 0,1-ь0,3 мкм/имп. при А=бч-100 Дж/см2 для всех типов ИПЭЛ. Было установлено, что при А=25-^-50 Дж/см2 поверхность испытывает тепловой удар до (10000-^5 0000)°С, при этом, проведенные спектральные исследования плазменного факела показали присутствие в нём атомарных составляющих исходного образца в высоких электронных возбужденных состояниях, в то же время наличие возбуждённых ионов было незначительно.
Композитные структуры. Среди композитных материалов, широко использующихся, например, в авиастроении, при обработке которых используется ИПЭЛ, можно выделить материал, состоящий из эпоксидных смол, армированных стекло- или углеволокном [14]. Для того чтобы во время обработки не повредить матрицу из армирующего материала и в то же время удалить эпоксидную смолу, плотность энергии лазерного излучения и частоту следования импульсов необходимо строго дозировать. Для материала армированного стекловолокном К должна быть установлена в диапазоне 0,1ч-1 Дж/см2, для углеволокна - 0,1-ь0,3 Дж/см2, а/не должна превышать Ю-ьЗО Гц.
1.3.2. Лазерная кристаллизация кремния в производстве жидкокристаллических экранов
Мировой объём продаж жидкокристаллических экранов (ЖКЭ) к 2000 г. сравнялся с объёмом продаж кинескопов в ближайшее время превзойдет его (в 2000 г. он составлял 20 млрд. $ [105]), что связано, прежде всего, с преимуществами ЖКЭ в материалоёмкости, потребляемой энергии, ресурсе работы и минимальном воздействии на пользователя.
ЖКЭ представляет собой две склеенные между собой стеклянные пластины толщиной по 1 мм каждая. На первой пластине размещаются матрица тонкоплёночных транзисторов (ТПТ), каждый размером 2,5ч-5 мкм, и управляемые ими подпиксели. На второй пластине размещается ряд цветных