Исследование роли локального изменения оптических свойств тонких металлических плёнок в процессе лазерной термохимической записи тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.03, кандидат наук Синев Дмитрий Андреевич

• Синев Дмитрий Андреевич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Синев Дмитрий Андреевич

Содержание

Введение

Глава 1. Лазерная термохимическая запись на ТМП. Обзор литературы

1.1. Лазерная термохимическая запись на ТМП

1.2. Применение лазерной термохимической записи 28 Глава 2. Лазерная термохимическая запись на ТМП с увеличивающейся поглощательной способностью

2.1. Экспериментальное исследование

2.2. Постановка задачи теоретического исследования

2.3. Моделирование многократного экспонирования

2.3.1. Влияние изменения оптических характеристик

2.3.2. Влияние изменения теплофизических характеристик

2.4. Моделирование многопучкового экспонирования

2.5. Моделирование многопучкового и многократного экспонирования

2.6.Влияние смещений пучка на поверхности пленки на качество записи

2.7. Выводы 59 Глава 3. Лазерная термохимическая интерференционная запись

3.1. Экспериментальное исследование

3.2. Постановка задачи моделирования

3.3. Результаты и обсуждение

3.4.Выводы 76 Глава 4. Лазерная термохимическая запись на ТМП с уменьшающейся поглощательной способностью

4.1.Экспериментальное исследование лазерной термохимической записи на плёнках титана и олова

4.2. Постановка базовой задачи моделирования процесса окисления

4.3. Решение базовой задачи моделирования процесса окисления

4.4.Решение задачи моделирования процесса окисления с учётом

изменения оптических характеристик

4.5. Приближённое решение

4.6. Результаты и обсуждение

4.7. Выводы 106 Глава 5. Пути повышения разрешающей способности лазерной термохимической записи

5.1. Физико-химические свойства материала и разрешающая

способность

5.2. Геометрические параметры и разрешающая способность

5.3. Технологические параметры и разрешающая способность

5.3.1. Длительность и мощность облучения

5.3.2. Количество записывающих пучков

5.3.3. Количество экспонирований

5.4. Выводы 118 Глава 6. Сравнительное исследование конкурентоспособности прямой лазерной термохимической записи на ТМП

6.1. Актуальность

6.2. Лазерные технологии размерной обработки тонких плёнок

6.2.1. Фотолитография DUV и ЕиУ

6.2.2. Наноимпринт литография

6.2.3. Лазерное осаждение

6.3. Метод исследования

6.4. Выводы 128 Заключение 134 Литература 136 Приложение 1. Расчёт изменения оптических свойств тонких металлических плёнок в процессе их окисления

Приложение 2. Тепловизионные измерения процесса окисления плёнки титана

Приложение 3. Структурирование плёнки титана (Ъ = 60 нм) в зависимости от плотности мощности и длительности воздействия излучения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование роли локального изменения оптических свойств тонких металлических плёнок в процессе лазерной термохимической записи»

ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы

Термохимическое действие лазерного излучения на тонкие металлические плёнки (ТМП) исследовалось теоретически и экспериментально с 70-х годов XX века в работах В.П.Вейко и его научной школы, М.Н.Либенсона, Ф.В.Бункина, В.И.Конова, Б.С.Лукьянчука, С.М.Метева и других исследователей. Были созданы теоретические основы лазерного получения термохимического изображения, положенные в основу технологии лазерной термохимической записи на хромовых плёнках путём локального окисления с созданием защитного слоя оксида и последующей операции селективного травления; предложены способы расчета толщины слоя оксида, образующегося при нагревании ТМП импульсным воздействием лазерного излучения.

Основными преимуществами лазерных сканирующих методов формирования топологии планарных элементов перед традиционно используемой фотолитографией являются простота их исполнения и возможность осуществления записи на подложках произвольной формы, кривизны и размера. При этом лазерная термохимическая обработка отличается от метода локального испарения более высоким качеством и точностью записи, достигаемыми за счёт уменьшения термических и отсутствия гидродинамических искажений. Локальное лазерное окисление ТМП к настоящему времени стало одним из базовых процессов для формирования топологии дифракционных оптических элементов, широко используемых в системах оптической записи и считывания информации. Критическим параметром для подобных структур является минимально доступный для записи размер элемента и связанная с ним разрешающая способность записи, повышение которой необходимо для высокоточного формирования топологии дифракционных оптических элементов. В настоящее время возможности и пределы повышения разрешения записи, связанные с фокусировкой записывающего пучка, микроструктурой материала и термохимическим обострением вследствие нелинейной зависимости толщины

оксидного слоя от температуры, в основном, исчерпаны, что приводит к необходимости поиска новых методов повышения разрешающей способности. Перспективным направлением является исследование взаимного влияния термохимических, теплофизических, оптических и технологических особенностей процесса при субмикронном диапазоне размеров зоны воздействия.

Важным шагом в совершенствовании лазерных термохимических технологий представляется переход к одноэтапным технологиям, не требующим операции проявления изображения. Необходимость травления пленки при лазерной термохимической записи на плёнках хрома существенно усложняет технологический процесс и снижает производительность. Осуществление лазерной термохимической записи на плёнках металлов, образующих прозрачные оксиды, в частности, плёнках титана и олова, позволяет проводить обработку в один этап, без последующего травления плёнки. Ранее проведённые экспериментальные исследования показали перспективность такого подхода, однако отсутствует теоретическое описание процесса, сугубо нелинейного из-за наличия обратных связей между изменяющимися оптическими, теплофизическими и другими свойствами ТМП.

Целью настоящей работы является исследование путей повышения разрешающей способности лазерной термохимической записи на ТМП за счет локального изменения их оптических свойств в процессе лазерного воздействия.

Задачи:

• теоретическое исследование особенностей лазерного окисления ТМП с учётом изменения её оптических свойств в процессе лазерного воздействия;

• теоретическое изучение возможностей повышения разрешающей способности лазерной термохимической записи на тонких плёнках металлов, значительно изменяющих свои оптические свойства в процессе окисления (хрома, титана, олова);

• определение областей рабочих режимов лазерной обработки для осуществления высокоразрешающей записи на ТМП.

Методы исследования

Теоретическое исследование процессов лазерного окисления плёнок металлов проведено преимущественно аналитическими методами, позволяющими определить закономерности изучаемых явлений, с использованием аппарата математической физики, уравнений кинетики лазерно-индуцированного окисления и нагревания и др. Теоретические результаты подтверждены экспериментальными исследованиями с использованием методов оптической микроскопии, спектрофотометрии, тепловизионных наблюдений и др.

Практическая значимость работы

• Определены диапазоны режимов лазерного воздействия, оптимальных для осуществления высокоразрешающей лазерной термохимической записи на плёнках хрома, титана и олова и их зависимости от геометрических параметров плёнок и параметров облучения;

• оценены параметры режима многократного облучения несколькими параллельно сканирующими лазерными пучками для повышения разрешающей способности и производительности записи на тонкой пленке хрома;

• определены диапазоны рабочих режимов интерференционной термохимической записи на ТМП наносекундными лазерными импульсами;

• определены параметры обработки, оптимизация которых необходима для повышения конкурентоспособности лазерной термохимической записи на ТМП.

Научная новизна

• В работе предложены методы расчета толщины слоя оксида и его пространственного распределения при действии сканирующего непрерывного лазерного излучения на ТМП, поглощательная способность которых увеличивается в процессе окисления, с учётом положительной обратной связи между температурой, толщиной слоя оксида и поглощательной способностью

плёнки. Теоретически показано, что при гауссовом распределении интенсивности в лазерном пучке взаимное усиление поглощения излучения, ускорение нагревания и окисления ТМП при многократном экспонировании приводит к росту контрастности и достижимого разрешения записи.

• Предложены физико-математические модели, описывающие импульсное лазерное термохимическое воздействие на ТМП, окисляющиеся по различным степенным законам с образованием прозрачных оксидных слоёв и возникновением отрицательной обратной связи между толщиной образующегося оксида и температурой пленки.

• Теоретически показана и экспериментально подтверждена возможность интерференционной записи термохимического изображения на ТМП с разрешением 0,65 лин/мкм наносекундными лазерными импульсами с длиной волны 532 нм.

Основные положения, выносимые на защиту

• Термохимическая запись изображения на тонких плёнках хрома методом последовательных экспонирований (последовательной обработки) лазерным пучком с гауссовым распределением интенсивности позволяет существенно повысить контрастность и разрешение записи, в том числе, за счет увеличения поглощательной способности вблизи центра облучённой зоны при предыдущем экспонировании, что приводит к увеличению градиента толщины образующегося оксидного слоя.

• Интерференционная термохимическая запись наносекундными лазерными импульсами с длиной волны 532 нм позволяет получить на плёнках хрома и титана контрастные периодические структуры с высоким разрешением, при этом с увеличением числа экспонирующих импульсов доступная разрешающая способность записи увеличивается; например, толщина слоя оксида хрома, получаемого в максимуме распределения интенсивности в пороговом режиме, вырастает в 3 раза при повышении числа импульсов с 10

до 1000 и делает доступной запись с разрешающей способностью до 2,5 лин/мкм.

• Получение необходимого контраста при записи на тонких плёнках титана требует применения продолжительных воздействий лазерного излучения, причём минимальное значение длительности воздействия может быть оценено из разработанной модели в зависимости от толщины плёнки.

Апробация результатов

Материалы диссертационной работы докладывались на международных, всероссийских и внутривузовских конференциях: VI всероссийская школа для студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов по лазерной физике и лазерным технологиям, г. Саров, Нижегородская область, 24-27 апреля 2012 г.; VI всероссийский форум студентов, аспирантов и молодых ученых "Наука и инновации в технических университетах", СПб, 9-12 октября 2012 г.; VII международная конференция «Фундаментальные проблемы оптики» «ФПО -2012», СПб, 15-19 октября 2012 г.; XLII научная и учебно-методическая конференция НИУ ИТМО, СПб, 29 января - 1 февраля 2013 г.; II Всероссийский конгресс молодых ученых, СПб, 9-12 апреля 2013 г.; международный симпозиум Fundamentals of Laser Assisted Micro- and Nanotechnologies (FLAMN-13), СПб -Пушкин, 24-28 июня 2013 г.; международная конференция Advanced Laser Technologies ALT13, г.Будва, Черногория, 16-20 сентября 2013 г.; VIII международная конференция молодых ученых и специалистов "0птика-2013", СПб, 14-18 октября 2013 г.; XLIII научная и учебно-методическая конференция Университета ИТМО, СПб, 28-31 января 2014 г.; XII международный междисциплинарный семинар «Математические модели и моделирование в Лазерно-плазменных процессах и Передовых Научных технологиях» LPpM3, г.Будва, Черногория, 31 мая - 8 июня 2014 г.; Международный форум «Крым Hi-Tech-2014», г. Севастополь, 25-27 сентября 2014 г.; XLIV научная и учебно-методическая конференция Университета ИТМО, СПб, 3-6 февраля 2015 г.; XIII международный междисциплинарный семинар «Математические модели и

моделирование в Лазерно-плазменных процессах и Передовых Научных технологиях» LPpM3, г.Петровац, Черногория, 30 мая - 6 июня 2015 г.

Работа была поддержана грантами: РФФИ (проекты 12-02-00974 и ОФИ 14-29-07227), государственным контрактом 11.519.11.4017, грантами Перзидента РФ для поддержки ведущих научных школ 619.2012.2, 1364.2014.2

Достоверность результатов, полученных в диссертационной работе, подтверждается использованием обоснованных физико-математических методов, воспроизводимостью экспериментальных результатов, согласованием полученных теоретических результатов, собственных экспериментальных данных и экспериментальных данных других авторов.

Личный вклад автора.

Все результаты, приведённые в работе, получены лично автором или при его непосредственном участии: теоретическое моделирование проведено лично автором под руководством научного руководителя, экспериментальные данные получены лично автором или в коллективе при непосредственном участии автора, статьи подготовлены автором совместно с соавторами.

Публикации

Основное содержание диссертационной работы отражено в 17 научных публикациях общим объёмом 51 стр., в том числе, в 3 статьях в научных журналах и изданиях, которые включены в перечень российских рецензируемых научных журналов и изданий для опубликования основных научных результатов диссертаций, а также в 2 работах в зарубежных научных журналах и изданиях, индексируемых базами данных Web of Science и Scopus.

Структура и объем

Диссертация состоит из введения, 6-ти глав, заключения, списка литературы, включающего 231 наименование, 3-х приложений на 20 листах. Основная часть работы изложена на 161 странице машинописного текста, работа содержит 85 рисунков и 6 таблиц.

Содержание работы

Во введении дана общая характеристика работы, сформулированы ее цели и задачи, приведены основные положения, выносимые на защиту, отражена научная и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе приведён обзор литературных данных, посвящённых особенностям формирования заданной топологии планарных структур лазерной термохимической записью на ТМП. Рассматриваемый метод относится к лучевым методам прямой записи сфокусированным пучком и заключается в лазерно-индуцированном формировании на поверхности исходной плёнки оксидного слоя, повторяющего свей конфигурацией требуемое изображение. Сформированное таким образом «скрытое» изображение может быть впоследствии проявлено химически с использованием селективного травителя, образуя оптически контрастную структуру. В случае если оптические свойства возникающего оксида значительно отличаются от свойств исходного металла (например, оксид обладает высокой прозрачностью в видимом диапазоне), операция травления не требуется и запись может быть осуществлена в один производственный этап. Полученные таким методом планарные структуры используются для прецизионного изготовления масок, шкал, сеток, фотошаблонов, дифракционных оптических элементов, элементов интегральных микросхем. В главе приводится обзор современных экспериментальных методов осуществления лазерной термохимической записи на ТМП.

Во второй главе рассмотрены возможности повышения разрешающей способности лазерной термохимической записи на тонких пленках хрома с использованием физических особенностей, базирующихся на возникающих в процессе лазерного воздействия термооптических обратных связях.

В разделе 2.1 описаны современные технологические методы, используемые для повышения разрешающей способности, описана проблематика и актуальность постановки теоретического исследования для оценки эффективности используемых методов и нахождения пороговых режимов обработки.

В разделе 2.2 проведено моделирование лазерного термохимического воздействия на ТМП при облучении пленки неоднократно (режим многократного экспонирования) и/или несколькими пространственно разнесёнными лазерными пучками (режим многопучкового экспонирования). В модели учтено пространственное и временное изменение оптических и теплофизических свойств пленки при ее окислении, приводящее к усилению градиентов распределения температуры и толщины слоя оксида.

В разделе 2.3 приведен расчёт температуры и толщины оксидного слоя, возникающих под действием лазерного излучения на тонкую плёнку хрома в режиме многократного экспонирования по контуру требуемого изображения. Показано (рисунок 1), что использование многократного экспонирования плёнки хрома позволяет повысить контраст записываемых структур благодаря возникающей положительной обратной термо-хемо-оптической связи между толщиной слоя оксида, её поглощательной способностью и температурой пленки.

Рисунок 1. Поперечные распределения температурных полей (пунктир) на плёнке и соответствующих толщин окисленных слоёв (сплошные), возникающих на плёнке Сг исходной толщиной 30 нм при различном количестве экспонирований сканирующим со скоростью 0,5 м/с лазерным излучением с длиной волны 532 нм, плотностью мощности 64 ГВт/м2, радиусом пучка 0,2 мкм

В разделе 2.4 приведен расчёт температурного поля и распределения толщины оксидного слоя, индуцированных лазерным излучением на тонкой плёнке хрома в режиме многопучкового экспонирования, используемого на

практике, в частности, для повышения производительности. Показано, что взаимное влияние температурных полей приводит к значительному сокращению контрастности записи, что ограничивает возможности применения метода.

Для обеспечения высокой контрастности записи при многопучковой обработке может быть использован рассмотренный в разделе 2.5 режим лазерной многократной записи несколькими сканирующими пространственно разнесёнными лазерными пучками (режим многопучкового многократного нагрева). Осуществление записи в этом случае производится со сдвигом после каждого экспонирования на шаг, синхронизированный с расстоянием между пучками, так что количество экспонирований каждого трека соответствует количеству пучков. Показано, что этот метод записи объединяет преимущества вышеперечисленных методов, позволяя значительно повысить производительность и энергоэффективность (в 22 раза и в 4,4 раза соответственно в рассчитанном примере по сравнению с записью в режиме однопучкового однократного экспонирования) записи при сохранении значений плотности мощности излучения и профиля термохимического изображения (контраст, максимум толщины оксидного слоя, размер записываемого элемента), несмотря на наложение температурных полей от отдельных пучков (рисунок 2). Показана возможность записи контрастной периодической структуры с разрешением 0,63 лин/мкм.

0.0 -I-1-1-1-1-1-Г

0 1 2 3 4 5 6

П оп е р ечн ая координата у, мкм

Рисунок 2. Пример расчётного распределения толщин оксидных слоёв, получаемых при записи периодической структуры на плёнке Сг исходной

л

толщиной 30 нм тремя пучками при плотности мощности излучения 64 ГВт/м и радиусом 0,2 мкм каждый, скорости сканирования 3,5 м/с, расстоянии между пучками 3,2 мкм. Моделирование проведено для однократного (пунктир) и трехкратного экспонирования со сдвигом (сплошная).

В разделе 2.6 теоретически показано, что свойственные методике многократного экспонирования технологические погрешности, связанные с ошибкой позиционирования лазерного пучка при повторном проходе, могут приводить к погрешности формирования толщины оксидного слоя в среднем до 15% от ожидаемого значения.

В разделе 2.7 приведены основные выводы по результатам исследования возможностей термохимической записи на тонких плёнок хрома. Режим многократного многопучкового экспонирования со сдвигом выделен как наиболее перспективный метод повышения разрешающей способности записи.

Третья глава посвящена изучению интерференционной записи структур на плёнках хрома и титана и возможности применения её для осуществления высокоразрешающей термохимической записи

В разделе 3.1 рассмотрена известная методика интерференционной записи периодических микроструктур, заключающаяся в фиксировании результата интерференции двух и более лазерных пучков. Показана возможность лазерной интерференционной термохимической записи лазерными импульсами длительностью 9 нс периодической системы линий с разрешением 0,65 лин/мкм на плёнках Сг толщиной 30 нм и плёнках Т толщиной 40 нм.

В разделе 3.2 приведена постановка задачи теоретического исследования рабочих режимов и возможностей высокоразрешающей записи указанным методом.

Приведённые в разделе 3.3 результаты исследования пороговых режимов обработки показывают, что для контрастной записи рассматриваемым методом на плёнках Сг толщиной 30 нм требуется не менее 7-8 последовательных импульсов,

а для Т толщиной 40 нм - около 70-100 импульсов. Показано теоретически, что контрастная запись рассматриваемым методом доступна для осуществления как на Сг, так и на Т с высоким разрешением при облучении 1000 и более последовательными импульсами.

Раздел 3.4 содержит ключевые выводы из полученных результатов. В частности, в главе показана принципиальная возможность осуществления контрастной интерференционной записи периодических структур с разрешением выше 2,5 лин/мкм, а также определены рабочие режимы для записи рассмотренным методом.

В четвёртой главе приведены результаты исследования общих закономерностей лазерного окисления тонких плёнок металлов, оксиды которых прозрачны в видимом диапазоне

В разделе 4.1 рассматривается запись структур на плёнках Т и Sn, позволяющая осуществлять термохимическую запись в один этап. Проведённое экспериментальное исследование, сопровождавшееся тепловизионными и оптическими измерениями, позволило показать существенную зависимость характера протекания процессов нагревания и окисления плёнки от изменения оптических характеристик ТМП.

Значительное влияние изменения оптических характеристик плёнки (расчётное поглощение излучения с длиной волны 532 нм падает на 40% при сквозном окислении плёнки Т толщиной 20 нм) приводит к необходимости его учёта непосредственно в процессе облучения для оценки значений температуры и толщины оксидного слоя. В разделе 4.2 приводится постановка теоретической модели, предложенной и разработанной путём совместного решения уравнений температурной и термохимической динамики для учёта изменения поглощения излучения. В разделе 4.3 приведено решение поставленной задачи.

В разделе 4.4 приведены полученные с помощью разработанной модели характерные уравнения для толщин оксидных слоёв на плёнках металлов, окисляющихся по основным степенным законам (линейному, параболическому,

кубическому). В разделе 4.5 приведены аналогичные упрощённые выражения, которые позволяют анализировать общие закономерности лазерно-индуцированного роста оксидных слоёв на ТМП.

В разделе 4.6 приведено обсуждение результатов моделирования, проведённого для пленок титана. Показано, что для достижения глубокого окисления необходимо использование возможно более тонких пленок: толщиной порядка десятков нанометров при длительности воздействия милли- и субмиллисекундного диапазона, что было подтверждено собственными экспериментальными результатами, а также результатами других исследователей. Контраст термохимического изображения, в таком случае, тем существеннее превышает контраст термического, чем тоньше облучаемая плёнка титана и «мягче» режим воздействия (до 10-15 раз в рассчитанном примере).

В разделе 4.7 приведены основные выводы по полученным результатам исследования оптотермохимических особенностей лазерного окисления ТМП. Сужение области рабочих режимов для глубокого окисления вследствие возникновения термооптической отрицательной обратной связи, тем не менее, не препятствует осуществлению контрастной одноэтапной термохимической записи.

Пятая глава посвящена анализу путей повышения разрешающей способности лазерной термохимической записи. В качестве основных факторов, влияющих на разрешение записи, были выделены физико-химические свойства материала ТМП (теплопроводность, поглощательная способность плёнки, закон и константа скорости окисления), геометрические параметры записи (исходная толщина ТМП, радиус пучка), параметры облучения (мощность и длительность воздействия, количество экспонирований и пучков, расстояние между ними в растре), рассмотренные последовательно в разделах 5.1-5.3.

В разделе 5.4 приведены выводы, обобщающие полученные данные, в частности, показано, что для высокоразрешающей записи необходимо выбирать металлы с низкой теплопроводностью, окисляющиеся по линейному или параболическому законам (например, Сг, Т и Бп). Проведенный анализ показал,

что при лазерной термохимической записи на ТМП при сообразном выборе метода и режима обработки достижимы значения разрешающей способности 4 лин/мкм и выше

В последней, шестой главе приводится сравнительный анализ конкурентоспособности технологии прямой лазерной записи на ТМП Сг и Т1, актуальность выполнения этого анализа обоснована в разделе 6.1.

В разделе 6.2 приведен обзор особенностей конкурентных методов записи (прежде всего, фотолитографии с модифицирующими методиками).

В разделе 6.3 описывается метод сравнительного анализа, а также выделяются основные технологические показатели, по которым производится сравнение. Результаты исследования, приведённые в разделе 6.4, подтвердили, что повышение разрешения записи является критическим для развития конкурентоспособности технологии лазерной термохимической записи на ТМП. В заключении к работе сформулированы основные результаты работы.

Основные результаты диссертационной работы: •Обоснована применимость лазерной обработки ТМП несколькими лазерными пучками, пространственно разнесёнными или формирующими интерференционную картину на поверхности плёнки, а также многократным экспонированием с целью повышения контраста, производительности и энергоэффективности записи;

•Теоретически определены оптимальные режимы для осуществления одноэтапной записи на плёнках титана, позволившие рекомендовать для осуществления контрастной записи воздействие субмиллисекундного диапазона на плёнки толщиной 5-30 нм.

•Определены основные факторы, влияющие на возможность записи с высоким разрешением. Обоснована необходимость выбора металлов с низкой теплопроводностью, окисляющиеся при этом предпочтительно по линейному или параболическому (Сг, Т1, Бп) законам. Проведенный анализ показал, что метод лазерной термохимической записи на тонких металлических пленках позволяет

достичь значений разрешения ~4 лин/мкм и выше при многопучковой обработке в режиме многократного экспонирования импульсами или последовательными сканирующими проходами со сдвигом.

•Обоснована экономическая целесообразность и конкурентоспособность метода лазерной термохимической записи на ТМП, а также указаны направления развития и перспективы.

ГЛАВА 1. ЛАЗЕРНАЯ ТЕРМОХИМИЧЕСКАЯ ЗАПИСЬ НА ТМП.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Лазерная термохимическая запись на ТМП

Локальное лазерное окисление тонких металлических плёнок подробно изучалось в течение нескольких последних десятилетий рядом исследователей [138], значительный вклад в этой области был сделан членами научной школы В.П.Вейко и кафедры Лазерных технологий и лазерной техники (изначально -отраслевой лаборатории лазерных технологий) Университета ИТМО [1-21].

Модификация металлических плёнок с помощью лазерного излучения стала базовой операцией для множества технологических приложений, которые делятся на три большие группы: процессы подгонки параметров плёночных элементов и схем (к примеру, электронных), процессы записи информации и процессы размерной обработки или формирования топологии плёночных элементов [8-9] (сюда же может быть отнесена структурно-фазовая обработка [39]). Некоторые технологические операции из последней группы представляют собой предмет настоящего исследования.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Синев Дмитрий Андреевич, 2015 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Вейко, В.П. Термохимические методы получения рисунков микросхем при помощи излучения ОКГ / В.П. Вейко, Г.А. Котов, М.Н. Либенсон, М.Н. Никитин // Сб. трудов школы «Физико-технические основы лазерной технологии». - 1970. - С.43-46.

2. Вейко, В.П. Лазерная литография. / В.П. Вейко, Б.Н. Котлецов, М.Н. Либенсон. - Л.: Знание, 1971.

3. Вейко, В.П. Термохимическое действие лазерного излучения / В.П. Вейко, Г.А. Котов, М.Н. Либенсон, М.Н. Никитин // Докл. АН СССР. 1973. - Т. 208, № 3. - С. 587-590.

4. Вейко, В.П. Окисление тонких плёнок хрома при нагревании импульсным лазерным излучением / В.П. Вейко, Г.А.Котов, М.Н. Либенсон // Электрон.техн. - 1973. - Сер.3, вып.4. - С. 48-56.

5. Вейко, В.П. Особенности использования термохимического метода для получения рисунков на тонких металлических плёнках / В.П. Вейко, М.Н. Румер, Г.А. Котов, Г.Д. Шандыбина, Е.Б. Яковлев // Тр.конф. «Использование лазеров в современной науке и технике». - 1977. - С. 21-33.

6. Вейко, В.П. Термохимический метод лазерной обработки тонких металлических плёнок / В.П. Вейко, Г.А. Котов, Г.Д. Шандыбина. - Л.: Изд-во ЛИТМО, 1980. - С.106-112.

7. Metev, S.M. Thermochemical action of laser radiation on thin metal films / S.M. Metev, S.K. Savtchenko, K.V.Stamenov, V.P.Veiko, G.A.Kotov, G.D.Shandibina // J.Quant.Electr. - 1981. - vol. 17, № 10. - PP. 2004-2007.

8. Вейко, В.П. Лазерная обработка пленочных элементов / В.П. Вейко. - Л.: Машиностроение, 1986.

9. Вейко, В.П. Лазерные технологии в микроэлектронике / В.П. Вейко, С.М. Метев. - София: Изд-во Болгарской АН, 1991.

10.Либенсон, М.Н. Лазерно-индуцированные неустойчивости непрерывного

следа воздействия на поверхность / М.Н. Либенсон, С.М. Сарнаков, В.А. Чуйко, Г.Д. Шандыбина // Журнал технической физики. - 2000. - Т.70, вып.4. - С.82-86.

11.Либенсон, М.Н. Лазерно-индуцированные оптические и термические процессы в конденсированных средах и их взаимное влияние / М.Н. Либенсон. - СПб.:Наука, 2007. - 423 с.

12.Вейко, В.П. Взаимодействие лазерного излучения с веществом / В.П. Вейко, М.Н. Либенсон, Г.Г. Червяков, Е.Б. Яковлев. - М.: Физматлит, 2008.

13.Veiko, V.P. Local laser oxidation of thin metal films: ultra-resolution in theory and in practice / V.P. Veiko, E.A.Shakhno, A.G.Poleshchuk, V.P.Korolkov, V.N.Matyzhonok // J. of Laser Micro&Nanoengineering. - 2008. - Vol. 3, № 3. -PP. 201-205.

14.Вейко, В.П. Исследование структуры тонких металлических пленок после воздействия фемтосекундных лазерных импульсов / В.П. Вейко, А.В. Баранов, М.В. Ярчук, А.И. Иванов, К.В. Богданов // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. - 2010. - Вып. 69, № 5. -C. 21-25.

15. Вейко, В.П. Лазерная термохимическая технология микроструктурирования пленок хрома / В.П. Вейко, Т.В. Беженар, В.А. Чуйко, Г.Д. Шандыбина, М.В. Ярчук // Изв.вузов. Приборостроение. - 2011. - Т. 54, № 1. - С.89-94.

16.Вейко, В.П. Исследование пространственного разрешения лазерной термохимической технологии записи дифракционных микроструктур / В.П. Вейко, В.И. Корольков, А.Г. Полещук, А.Р. Саметов, Е.А. Шахно, М.В. Ярчук // Квантовая Электроника. - 2011. - Т. 41, № 7. - С. 631-636.

17.Veiko, V.P. Diffusionless oxidation and structure modification of thin Cr films by the action of ultrashort laser pulses / Veiko V.P., Jarchuk M.V., Ivanov A.I. // Laser Physics. - 2012. - Vol. 22, № 8. - PP. 1310-1316.

18.Вейко, В.П. Исследование особенностей многопучковой лазерной термохимической записи дифракционных микроструктур / В.П. Вейко, Д.А. Синев, Е.А. Шахно, А.Г. Полещук, А.Р. Саметов, А.Г. Седухин // Компьютерная оптика. - 2012. - T. 36, № 4. - С. 562-571.

19.Sinev, D.A. The peculiarities of local laser oxidation of metal films / D.A. Sinev, E.A. Shakhno, A.M. Kulazhkin, V.A. Kochetova, A.D. Kochetov // Proc. SPIE. -2013. - Vol.9065. - PP. 90650N-1-5.

20.Вейко, В.П. Повышение разрешающей способности лазерной термохимической записи на тонких пленках хрома путем многократного воздействия / В.П. Вейко, Е.А. Шахно, Д.А. Синев // Изв.вузов. Приборостроение. - 2013. - Т. 56, № 12. - C. 57-61.

21.Шахно, Е.А. Особенности лазерного окисления тонких пленок титана / Е.А. Шахно, Д.А. Синев, А.М. Кулажкин // Оптический журнал. - 2014. - Т. 81, № 5. - C. 93-98.

22.Котов, Г.А. Кинетика роста тонких окисных пленок на поверхности металла при импульсном нагревании / Г.А. Котов, М.Н. Либенсон // Электрон.техн. - 1973. - Сер. 3, вып. 4. - С. 56-64.

23.Пат. US4087281 США. Method of producing optical image on chromium or aluminum film with high-energy light beam / Toda M., Osaka S.; заявл. 19.9.1975; опубл. 02.5.1978. - 3 с.

24. Арзуов, М.И. Влияние интерференционных эффектов в окисных пленках на динамику нагрева металлов лазерным излучением / М.И. Арзуов, А.И. Барчуков, Ф.В. Бункин, Н.А. Кириченко, В.И. Конов, Б.С. Лукьянчук // Квант. электрон. - 1979. - Т. 6, № 3. - С. 466-472.

25.Metev, S.M. Pattern generation by laser-induced oxidation of thin metal films / S.M. Metev, S.K. Savtchenko, K.V.Stamenov // J.Phys.D: Appl.Phys. - 1980. -№ 1. - PP. L-75-6.

26.Бункин, Ф.В. Термохимическое действие лазерного излучения / Ф.В. Бункин, Н.А. Кириченко, Б.С. Лукьянчук // УФН. - 1982. - Т. 138, № 1. - С. 45-93.

27.Володькина, В.Л. Термохимический механизм нагрева тонких металлических пластин в оптимальных условиях / В.Л. Володькина, Г.А. Котов // ЖТФ. - 1982. - Т. 52, вып. 1. - С. 64-66.

28.Gerasimov, R.B. Optimization of the process of laser-induced thermochemical image recording. / R.B.Gerasimov, S.M. Metev, S.K. Savtchenko // J.Phys.D: Appl.Phys. - 1984. - № 17. - P. 1671.

29.Metev, S. Thermochemical laser lithography on the basis of local oxidation of thin metal films / S. Metev, S. Savtchenko // Interfaces Under Laser Irradiation. -1987. - Vol. 134. - PP. 371-384.

30.Ursu, I. Excimer laser induced crystallization and oxidation of amorphous Cr thin films / I. Ursu, M.I. Birjega, M. Dinescu, I.N. Mihailescu, N. Popescu-Pogrion, L. Ribco, A.M. Prokhorov, V.I. Konov, V.N. Tokarev // Appl.Surf.Sci. - 1989. - № 36. - PP. 640-647.

31.Salomonsen, G. Kinetics and mechanism of oxide formation on titanium, vanadium and chromium thin films / G. Salomonsen, N. Norman, O. Lonsjo, T.G. Finstad // Journal of the less-common metals. - 1990. - № 158. - PP. 251-265.

32.Barborica, A. Selective laser oxidation of thin metal film as an effect of different thermal regimes / A. Barborica, N. Chitica, M. Dinescu, I.N. Mahailescu, I. Ursu // Thin solid films. - 1994. - № 238. - PP. 276-277.

33.Markevich, M.I. Laser-induced oxidation of chromium films / M.I. Markevich, F.A. Piskunov; A.M. Chaplanov // Inorganic materials. - 1996. - Vol. 32, № 10. - PP. 1069-1072.

34.Gorbunov, A.A. Lateral self-limitation in the laser-induced oxidation of ultrathin metal films / A.A. Gorbunov, H. Eichler, W. Pompe, B. Huey // Appl.Phys.Lett. -1996. - Vol.69, N 19. - PP. 2816-2818.

35.Gorbunov, A.A. Nanostructuring of laser-deposited Ti films by self-limited oxidation / A.A. Gorbunov, H. Eichler, W. Pompe // J.Am.Ceram.Soc. - 1997. -Vol. 80, N 7. - PP. 1663-1667.

36.Gorbunov, A.A. Self-Limitation of the Laser-Induced Thermochemical Reactions in Ultrathin Films / A.A. Gorbunov, H. Eichler, W. Pompe, B. Huey, D.A. Bonnell, A.D. Akhsakhalyan // Proc.SPIE. - 1997. - Vol. 3093. - PP. 127-136.

37.Полещук, А.Г. Микроструктурирование оптических поверхностей: технология и устройство прямой лазерной записи дифракционных структур / А.Г. Полещук, А.А. Кутанов, В.П. Бессмельцев, В.П. Корольков, Р.В. Шиманский, А.И. Малышев, А.Е. Маточкин, Н.В. Голошевский, К.В. Макаров, В.П. Макаров, И.А. Снимщиков, Н.Сыдык уулу // Автометрия. -2010. - Т. 46, № 2. - С. 86-96.

38.Kotsedi, L. Femtosecond laser surface structuring and oxidation of chromium thin coatings: black chromium / L. Kotsedi, Z.Y. Nuru, P. Mthunzi, T.F.G. Muller, S.M. Eaton, B. Julies, E. Manikandan, R. Ramponi, M. Maaza // Appl.Surf.Sci. - 2014. - Vol. 321. - PP. 650-565.

39.Безотосный, В.В. Модификация структуры металлических пленок излучением твердотельного лазера с диодной накачкой для повышения выходных параметров мощных лазерных диодов / В.В. Безотосный, В.Ю. Бондарев, В.И. Коваленко, О.Н. Крохин, В.Ф. Певцов, Ю.М. Попов, В.Н. Токарев, Е.А. Чешев // Квант. электроника. - 2007. - Т. 37, № 11. - С. 1055-1059.

40.Майссел Л. Технология тонких плёнок / Л. Майссел, Р. Глэнг. - М.: Советское радио, 1977. - Т.1. - 664 с.

41.Koronkevich, V.P. Laser thermochemical technology of synthesis of diffractive optical elements in chromium films / V.P. Koronkevich, A.G. Poleshchuk, E.G. Churin, Y.I. Yurlov // Quantum Electronics. - 1985. - vol. 12, N 4. - PP.755761.

42.Applications data for Kodak photosensitive resists / Eastman Kodak Co., Rochester, NY, 1966. - Pamphlet P-91.

43. Агафонов, А.Н. Анализ зависимости разрешающей способности технологии локального термохимического окисления от параметров микроструктуры светочувствительной пленки хрома/ А.Н. Агафонов, О.Ю. Моисеев, А.А. Корлюков // Компьютерная оптика. - 2010. - Т. 34, № 1. - С. 101-108.

44. Агафонов, А.Н. Разработка физических принципов и алгоритмов компьютерного моделирования методами вероятностного клеточного автомата базовых процессов формирования микроструктур / А.Н. Агафонов,

A.В. Волков, С.Б. Коныгин, А.Г. Саноян // Вестн. Сам. гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки. - 2007. - Т. 14, Вып. 1. - С. 99-100.

45. Агафонов, А.Н. Исследование параметров микроструктуры пленок хрома и их влияния на результаты локального термохимического окисления под действием лазерного излучения / А.Н. Агафонов // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. - 2010. - Т. 69, № 5. - С. 17-21.

46.Bauerle, D. Laser processing and chemistry / D. Bauerle. - Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2011. - 851 p.

47. Lian, J. Surface oxidation kinetics of Cr film by Nd-YAG laser / J. Lian, Q. Dong, Z. Guo, Q. Xu, J. Yang, J. Hu, Q. Guan, Bo Chen // Materials Science and Engineering A. - 2005. - N 391. - PP. 210-220.

48.Полещук, А.Г. Методы минимизации ошибок прямой лазерной записи дифракционных оптических элементов / А.Г. Полещук, В.П. Корольков,

B.В. Черкашин, С. Райхельт, Дж. Бёдж // Автометрия. - 2002. - Т. 38, № 3. -

C. 3-19.

49.Fan, J.C.C. Selective black absorbers using r.f.sputtered Cr2O3/Cr cermet films / J.C.C. Fan, S.A. Spura // Appl.Phys.Lett. - 1977. - Vol.30. - PP.511-513.

50.Бонч-Бруевич, A.M. Влияние диффузии и растворения кислорода в металле при изменении его оптических свойств при нагреве излучением / A.M. Бонч-Бруевич, М.Н. Либенсон, В.С. Макин, С.Д. Пудков, М.Н. Иванова, М.К. Коченгина // Письма в ЖТФ. - 1978. - Т. 4, вып. 15. - С. 921-926.

51.Кириченко, Н.А. Лазерная активация окислительных реакций на поверхности металлов / Н.А. Кириченко, Б.С. Лукьянчук // Квант. электрон. 1982. - Т.9, № 4. - С. 819-825.

52.Арзуов, М.И. Горение металлов под действием непрерывного излучения CO2 лазера / М.И. Арзуов, А.И. Барчуков, Ф.В. Бункин, Б.С. Лукьянчук // Квант. электрон. - 1979. - Т. 6, № 6. - С. 1339-1342.

53.Бункин, Ф.В. Интерференционные явления при лазерном нагреве металлов в окислительной среде / Ф.В. Бункин, Н.А. Кириченко, В.И. Конов, Б.С. Лукьянчук // Квант. электрон. - 1980. - Т. 7, № 7. - С. 1548-1556.

54. Акимов, А.Г. Влияние элементного состава на оптические свойства сплавов при импульсном нагреве излучением / А.Г. Акимов, А.М. Бонч-Бруевич, А.П. Гагарин, В.Г. Дорофеев, М.Н. Либенсон, В.С. Макин, С.Д. Пудков // Письма в ЖТФ. - 1980. - Т.6, вып.16. - С. 1017-1021.

55.Гончаров, И.Н. Некоторые особенности нагрева титана лазерным излучением в окислительной среде / И.Н. Гончаров, А.А. Горбунов, В.И. Конов, А.С. Силенок, Ю.А. Скворцов, В.Н. Токарев, Н.И. Чаплиев // Препринт ФИАН СССР. - 1980. - №76. - 38 с.

56.Бузыкин, О.Г. Связь оптических свойств окисной пленки с кинетикой её роста при лазерном воспламенении и горении титана и циркония / О.Г. Бузыкин, А.В. Бурмистров, М.Н. Коган, В.И. Конов, А.М. Прохоров, В.Г. Ральченко// Препринт ФИАН СССР. - 1983. - №212. - 65 с.

57. Szil, E. A new method fo determination of absoptivity during laser heating / E. Szil, L.B. Kiss, J. Kovacs, P. Mogyorosi // Infrared Physics. - 1985. - Vol. 25, N 6. - PP. 779-781.

58.Mogyorosi, P. Dynamic measurement of absorptivity and its unexpected behaviour during CW CO2 laser oxidation of vanadium / P. Mogyorosi, L.B. Kiss, J. Kovacs, E. Szil, I. Hevesi // Infrared Physics, 1986. - Vol. 26, Iss. 3. -PP. 197-199.

59.Бобырев, В.А. Особенности воспламенения и горения титана в окислительной среде под действием излучения СО2-лазера / В.А. Бобырев, Ф.В. Бункин, Н.А. Кириченко, Б.С. Лукьянчук, А.В. Симакин // Квантовая электроника. - 1982. - Т.9, вып.4. - С. 695-703.

60.Gagarin, A.P. The effect of oxygen on the surface absorptivity of tantalum in the mid-IR region / A.P. Gagarin, V.S. Makin, P. Kohns // Journal of Optical Technology. - 2005. - Т. 72. № 7. - С. 560-563.

61.O'Hara, S.G. Influence of hydrogen on the thermal conductivities of superconducting Nb and Ta / S.G. O'Hara, G.J. Sellers, A.C. Anderson// Phys.Rev.B. - 1974. - Vol.10, N7. - PP.2777-2781.

62.Гагарин, А.П. Обратимое растворение азота и инфракрасная поглощательная способность поверхности тантала / А.П. Гагарин, В.С. Макин, П. Конс// Письма в ЖТФ. - 2006. - Т.32, вып.6. - С.83-88.

63.Ginley, D. Handbook of Transparent Conductors / D. Ginley, H.Hosono, D.C. Paine. - Springer Science + Business Media, LLC, 2010. - 534 p.

64.Бай, А.С.Окисление титана и его сплавов / А.С. Бай, Д.И. Лайнер, Е.Н. Слесарева, М.И. Цыпин. - М.: Металлургия, 1970. - 319 с.

65. Коршунов А.В. Особенности окисления субмикрокристаллического титана при нагревании в воздухе / А.В. Коршунов, А.П. Ильин, А.И. Лотков, И.В. Раточка, Т.П. Морозова, О.Н. Лыкова // Известия Томского политехнического университета. - 2011. - Т. 319, № 3. - C.10-16.

66. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник / [под общ. ред. Н.П. Лякишева]. - М.: Машиностроение, 2001. - Т. 3, Кн. 1. -872 с.

67.Кубашевский, О. Окисление металлов и сплавов / О. Кубашевский, Б.Гопкинс. - М.: Металлургия, 1965. - 428 с.

68.Чапланов, А.М. Влияние лазерного излучения на кинетику окисления пленок титана при термической обработке / А.М.Чапланов, А.Н.Шибко // Квантовая электроника. - 1993. - Т.20, №2. - С.191-193.

69.Kofstad, P. Oxydation von Titan / P. Kofstad, K. Hauffe // Materials and Corrosion. - 1956. - vol.7, iss. 11. - PP. 642-649.

70.Kofstad, P. Investigation on the oxidation mechanism of titanium / P. Kofstad, K. Hauffe, H. Kjollesdal // Acta Chemica Scandinavica. - 1958. - N 12. - P.239.

71.Kofstad, P. High-temperature oxidation of metals / P. Kofstad. - New York: Wiley, 1966.

72.Unnam, J. Oxidation of commercial purity titanium / J. Unnam, R.N. Shenoy, R.K. Clark // Oxid. Met. - 1986. - N26. - P.231.

73.Maksimovich, G.G. The question of the mechanism of titanium oxidation / G.G. Maksimovich, V.N. Fedirko, A.T. Lizun // Sov.mat.sci. - 1986. - Vol.22, Iss.2. -PP. 190-194.

74. Голод, А.В. Исследование результатов многоимпульсного лазерного воздействия на массивный титан методами электронной спектроскопии / А.В. Голод, М.Н. Либенсон, С.В. Мурашов, Г.Д. Шандыбина, А.Л. Шахмин // Изв.АН. Сер. физ. - 2001. - Т.65, №4. - С.551-554.

75.Wang, Y. Path-directed and maskless fabrication of ordered TiO2 nanoribbons / Y. Wang, R. Wang, Ch. Guo, J. Miao, Ye Tian, T. Renb, Q. Liu // Nanoscale. -2012. - N4. - PP. 1545-1548.

76.Бункин, Ф.В. Термоэлектрические явления при окислении ванадия под действием лазерного излучения / Ф.В. Бункин, Н.А. Кириченко, Б.С. Лукьянчук, Г.А. Шафеев // Квант. эл. - 1982. - Т.9, №9. - С.1848-1850.

77.Ursu, I. Vanadium oxidation as a result of cw CO2 laser irradiation in atmospheric air / I. Ursu, L. Nanu, M. Dinescu, A. Hening, I. N. Mihailescu, L.C.

Nistor, V.S. Teodorescu, E. Szil, I. Hevesi, J. Kovacs, L. Nanai // Appl. Phys. A.

- 1984. - N35. - PP. 103-108.

78.Szorenyi, T. Kinetic studies of laser-induced synthesis of thin vanadium pentoxide films / T. Szorenyi, L. Baufay, M. C. Joliet, F. Hanus, R. Andrew, I. Hevesi // Appl. Phys. A. - 1986. - N39. - PP.251-255.

79.Kinawy, N.I. Mechanical properties of V2O5 polycrystals grown by laser light irradiation / N.I. Kinawy, L. Nánai, R. Vajtai, I. Hevesi // Journal of Alloys and Compounds. - 1992. - Vol. 186, Iss. 1. - PP. L1-L5.

80.Chaplanov, A.M. Effect of laser-radiation with hv =1.96 eV on vanadium films during thermal annealing / A.M. Chaplanov, A.N. Shibko // Inorganic materials. -1993. - Vol.29, N11. - PP. 1317-1319.

81.Vaccaro, P.O. Nano-oxidation of vanadium thin films using atomic force microscopy / P.O. Vaccaro, S. Sakata, S. Yamaoka, I. Umezu, A. Sugimura // Journal of Materials Science Letters. - 1998. - Vol.17. - PP.1941-1943.

82.Cano-Lara, M. Laser-induced molybdenum oxide formation by low energy (nJ)-high repetition rate (MHz) femtosecond pulses / M. Cano-Lara, S. Camacho-López, A. Esparza-García, M.A. Camacho-López // Optical Materials. - 2011. -N33. - PP.1648-1653.

83.Волков, А.В. Высокоразрешающая лазерная запись контактных масок на плёнках молибдена для изготовления элементов дифракционной оптики / А.В. Волков, О.Ю. Моисеев, С.Д. Полетаев // Компьютерная оптика. - 2013.

- Т. 37, № 2. - С. 220-225.

84.Волков, А.В. Применение тонких плёнок молибдена для контактных масок при изготовлении микрорельефов элементов дифракционной оптики / А.В. Волков, О.Ю. Моисеев, С.Д. Полетаев, И.В. Чистяков // Компьютерная оптика. - 2014, Т. 38, № 4. - С. 757-762.

85.Рябцев, С.В. Механизмы окисления тонких металлических пленок олова / С.В. Рябцев, О.А. Чувенкова, А.Е. Попов, Ф.М. Чернышов, Н.С. Рябцева,

Э.П. Домашевская // Конденсированные среды и межфазные границы. -2012. - Т.14, № 3. - С. 328-333.

86.Guo, Ch.F. Grayscale photomask fabricated by laser direct writing in metallic nano-films / Ch. F. Guo, S. Cao, P. Jiang, Y. Fang, J. Zhang, Y. Fan, Y. Wang, W. Xu, Zh. Zhao, Q. Liu // Opt.Exp. - 2009. - Vol. 17, N 22. - PP.19981-19987.

87.Haefliger, D. Structuring of aluminum films by laser-induced local oxidation in water / D. Haefliger, A. Stemmer // Appl. Phys. A. - 2002. - N 74. - PP. 115118.

88.Petit, E.J. Ultraviolet laser-induced oxidation of antimony: chemical composition and growth kinetics of the oxide layer / E.J. Petit, J. Riga, R. Caudano, J. Verbist // Appl.Surf.Sci. - 1989. - N43. - PP.285-291.

89.d'Auria, L. Photolithographic fabrication of thin film lenses / L. d'Auria, J.P. Huignard, A.M. Roy // Opt. Comm. - 1972. - Vol.5, N4. - PP.232-235.

90.Коронкевич, В.П. Лазерные интерферометрические и дифракционные системы / В.П. Коронкевич, А.Г. Полещук, А.Г. Седухин, Г.А. Ленкова // Компьютерная оптика. - 2010. - Т. 34, №1. - С.4-23.

91.Полещук, А.Г. Многопучковая прямая лазерная запись дифракционных микроструктур / А.Г. Полещук, В.П. Корольков, А.Г. Седухин, А.Р. Саметов, А.И. Малышев // Сборник трудов VIII Международной конференции «Голоэкспо -2011». - С. 318-321.

92.Poleshchuk, A.G. Polar coordinate laser pattern generator for fabrication of diffractive optical elements with arbitrary structure / A.G. Poleshchuk, E.G. Churin, V.P. Koronkevich, V.P. Korolkov // Appl. Opt. - 1999. - Vol. 38. - P. 1295-1301.

93.Сойфер, В.А. Компьютерная оптика / В.А. Сойфер // Соросовский образовательный журнал. - 1999. - №4. - С. 110-115.

94.Koronkevich, V.P. Lensacon / V.P. Koronkevich, I.A. Mikhaltsova, E.G. Churin, Yu.I. Yurlov // Appl.Opt. - 1995. - Vol.34, iss.25. - PP.5761-5772.

95.Павельев, В.С. Синтез ДОЭ, формирующего кольцевую LP-моду, с помощью технологии прямой абляции кварцевой пластины излучением УФ-лазера / В.С. Павельев, В.А. Сойфер, Б.Н. Чичков, Т. Темме, Л. Бюттнер, М. Дюпарре, Б. Людге // Компьютерная оптика. - 2002. - Вып.24. - С. 66-69.

96.Голуб, М.А. Фокусировка излучения в заданную область с помощью синтезированных на ЭВМ голограмм / М.А. Голуб, С.В. Карпеев, А.М. Прохоров, И.Н. Сисакян, В.А. Сойфер // Письма в ЖТФ. - 1981. - Т.7, вып.10. - С.618-623.

97.Методы компьютерной оптики / под ред. В.А.Сойфера. - М.:Физматлит, 2000. - 688 с.

98.Соловьев, В.С. Создание ориентированных надмолекулярных структур / В.С. Соловьев // Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. - 2002. - Т. 3, №11. - С.156-157.

99.Грейсух, Г.И. Потенциальные возможности ахроматизированных дифракционных и дифракционно-рефракционных систем фокуировки рентгеновского излучения / Г.И. Грейсух, Е.Г. Ежов, С.В. Казин, С.А. Степанов // ЖТФ. - 2012. - Т.82, вып.3. - С.99-103.

100.Таблицы физических величин. Справочник / под.ред.акад. И.К.Кикоина. -М.:Атомиздат, 1976. - 1008 с.

101. Чиркин, В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники / В.С. Чиркин. - М.: Атомиздат, 1967. - 474 с.

102.Materials Science and Engineering Handbook / edited by J.F. Shackelford and W.Alexander. - CRC Press, 2000.

103.Физико-химические свойства оксидов: Справочник / под ред. Г.В. Самсонова. - М.: Металлургия, 1978.

104.Poleshchuk, A. Polar coordinate laser writing systems: error analysis of fabricated DOEs / A. Poleshchuk, V. Korolkov, V. Cherkashina, S. Reichelt, J. Burge // Proceedings of SPIE. - 2001. - Vol. 4440. - PP.161-172.

105.Cherkashin V.V. Accuracy Potential of Circular Laser Writing of DOE / V.V.

Cherkashin, A.A. Kharissov, V.P. Korol'kov, V.P. Koronkevich, A.G. Poleshchuk // Proc. SPIE. - 1997. - Vol. 3348. - PP.58-68.

106.Kondo, T. Femtosecond laser interference technique with diffractive beam splitter for fabrication of three-dimensional photonic crystals / T. Kondo, S. Matsuo, S. Juodkazis, H. Misawa // Applied Physics Letters. - 2001. - Vol.79, N6. - PP.725-727.

107.van Rijn, C.J.M. Laser interference as a lithographic nanopatterning tool / C.J.M. van Rijn // J. Microlith., Microfab., Microsyst. - 2006. - vol. 5, N 1. - PP. 011012-1-6.

108.Пат. EP 2 431 120 A1 Европейский союз. Method of forming periodic structures in thin films using interfering laser beams / Raciukaitis G., Gedvilas M., Voisiat B.; заявл. 31.3.2011; опубл. 21.3.2012. - 17 с.

109.Gedvilas, M. Thermochemical microstructuring of thin metal films using multi-beam interference by short laser pulses / M. Gedvilas, B. Voisiat, S. Indrisiunas, G. Raciukaitis, V. Veiko, R. Zakoldaev, D. Sinev, E. Shakhno // Light: Science & Applications, отправлена в редакцию

110.Lasagni, A. Laser interference metallurgy: A new method for periodic surface microstructure design on multilayered metallic thin films / A. Lasagni, C. Holzapfel, T. Weirich, F. M^klich // Appl. Surf. Sci. - 2007. - Vol. 253. - PP. 8070-8074.

111.Molotokaite, E. Picosecond laser beam interference ablation of thin metal films on glass substrate / E. Molotokaite , M. Gedvilas, G. Raciukaitis, V. Girdauskas // JLMN. - 2010. - Vol. 5, N 1. - PP.74-79.

112.Voisiat, B. Picosecond-laser 4-beam-interference ablation as a flexible tool for thin film microstructuring / B. Voisiat, M. Gedvilas, S.Indrisinjnas, G. Raciukaitis // Physics Procedia. - 2011. - Vol. 12. - PP. 116-124.

113.Tsutsumi, N. Fabrication of laser induced periodic surface structure for geometrical engineering / N. Tsutsumi, A. Fujihara, K. Nagata // Thin Solid Films. - 2008. - Vol.517, N4. - PP. 1487-1492.

114.Indrisrnnas, S. Two complementary ways of thin-metal-film patterning using laser beam interference and direct ablation / S. Indrisiunas, B. Voisiat, M. Gedvilas, G. Raciukaitis // J. Micromech. Microeng. - 2013. - N23. - PP.1-9.

115.Lasagni, A. Study of the multilayer metallic films topography modified by laser interference irradiation / A. Lasagni, F. Mucklich // Appl. Surf. Sci. 2005. - Vol. 240, Iss. 1-4. - PP. 214-221.

116.Veiko, V.P. The unevenness of the front of destruction of metal surfaces by laser radiation / V.P. Veiko, Tuchkova E.A. // Poverkhnost'. - 1983. - N5. - P.15

117.Шахно, Е.А. Физико-технологические основы лазерной обработки систем пленка-подложка: дис. ... д-ра техн. наук: 05.27.03 / Шахно Елена Аркадьевна. - Санкт-Петербург, 2002. - 291 с.

118.Erlich, D.J. Nonreciprocal laser-micro-chemical processing: Spatial resolution limits and demonstration of 0.2-^m linewidths / D.J. Erlich, J.Y. Tsao // Appl.Phys.Lett. - 1984. - Vol.44, N2. - PP.267-269.

119.Lawrence, S.K. Deformation and fracture of a mudflat-cracked laser-fabricated oxide on Ti / S.K. Lawrence, D.P. Adams, D.F. Bahr, N.R. Moody // J. Mater. Sci. - 2013. - Vol.48. - PP.4050-4058.

120.Gyorgy, E. Structure formation on titanium during oxidation induced by cumulative pulsed Nd:YAG laser irradiation / E. Gyorgy, A. Perez del Pino, P. Serra, J.I. Morenza // Appl. Phys. A. - 2004. - N78. - PP.765-770.

121.Сойфер, В.А. Компьютерная оптика / В.А. Сойфер // Соросовский образовательный журнал. - 1999. - №4. - С.110-115.

122.Либенсон, М.Н. Поверхностные электромагнитные волны оптического диапазона / М.Н. Либенсон // Соросовский образовательный журнал. - 1996. - №10. - С.92-98.

123.Taneichi, K. Oxidation or nitridation behavior of pure chromium and chromium alloys containing 10 mass% Ni or Fe in atmospheric heating / K. Taneichi, Narushima T., Iguchi Y., Ouchi Ch. // Materials transactions. - 2006. - Vol.47, N10. - PP.2540-2546.

124.Stringer, J. The oxidation of titanium in oxygen at high temperatures / J. Stringer // Acta Metallurgica. - 1960. - Vol. 8, Iss. 11. - PP. 758-766.

125.Stringer, J. Some observations on the kinetics of oxidation of titanium at high temperatures / J. Stringer // Journal of the Less Common Metals. - 1964. - Vol. 6, Iss. 3. - PP. 207-213.

126.Справочник по специальным функциям / под ред. М.Абрамовица и И.Стиган. - М.: Наука, 1979. - 832 с.

127.Градштейн, И.С. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений / И.С. Градштейн, И.М. Рыжик. - М.: Гос. изд-во физ.-мат. лит-ры, 1963. - 1100 с.

128.Дубинов, А.Е. W-функция Ламберта и её применение в математических задачах физики: Учеб. пособие для вузов // А.Е. Дубинов, И.Д. Дубинова, С.К. Сайков. - Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 2006. - 160с.

129. Бронштейн, И.Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов / И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев. - М.:Гос.изд-во технико-теоретической лит-ры, 1957. - 609с.

130.Veiko, V.P. Fundamentals of Laser-Assisted Micro- and Nanotechnologies / V.P. Veiko, V.I. Konov. Springer International Publishing, 2014. 322 p.

131.Bruning, J.H. Optical Lithography ... 40 years and holding / J.H. Bruning // Proc.SPIE. - 2007. - Vol.6520. - PP.652004-1-13.

132.EUV Lithography [Электронный ресурс] / CYMER LLC. ASML. - Режим доступа: https://www.cymer.com/euv-lithography, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. англ.

133.ITRS Reports and Ordering Information [Электронный ресурс] / International Technology Roadmap for Semiconductors. - Режим доступа: http://www.itrs.net/reports.html, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. англ.

134.Бельский, А.Б. Перспективы развития оптических систем для нанолитографии / А.Б. Бельский, М.А. Ган, И.А. Миронов, Р.П. Сейсян // Оптический журнал. - 2009. - Т.76, вып.8. - С.59-69.

135.Kochemirovsky, V.A. Laser-induced chemical liquid phase deposition of metals: chemical reactions in solution and activation of dielectric surfaces / V.A. Kochemirovsky, L.G. Menchikov, S.V. Safonov, M.D. Bal'makov, I.I. Tumkin, Yu.S. Tver'yanovich // Russian Chemical Reviews. - 2011. - Т.80, №9. - PP. 869-882.

136.Кочемировский, В.А. Изучение возможности протекания реакции лазерно-индуцированного осаждения меди в конденсированных средах / В.А. Кочемировский, И.И. Тумкин, Е.В. Шишкова // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - N 1. - С. 447.

137.Тверьянович, Ю.С. Лазерно-индуцированное осаждение золота и и меди из растворов / Ю.С. Тверьянович, В.А. Кочемировский, А.А. Маньшина, А.В. Поволоцкий, А.В. Поволоцкая, С.В. Сафонов, И.И. Тумкин. - СПб: ЛГУ им. Пушкина, 2010.

138.Лапшинов, Б.А. Технология литографических процессов. Учебное пособие / Б.А. Лапшинов. - М.: Изд-во Московского государственного института электроники и математики, 2011. - 95 с.

139.Макушин, М. Рынок полупроводникового оборудования. Перспективы и экономические аспекты развития литографии / М. Макушин // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. - 2010. - №3. - С.2-8.

140. Макарчук, В. В. Методы литографии в наноинженерии: учеб. пособие / В. В. Макарчук, И. А. Родионов, Ю. Б. Цветков. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011. - 176 с.

141.Микролитография : Принципы, методы, материалы/ У. Моро; Пер. с англ. под ред. Р. Х. Тимерова; Предисл. К. А. Валиева. - М.: Мир, 1990.

142.Intel and ASML Reach Agreements to Accelerate Key Next-Generation Semiconductor Manufacturing Technologies [Электронный ресурс] / Intel Newsroom. - Режим доступа:

http://newsroom.intel.com/community/intel_newsroom/blog/2012/07/09/intel-

and-asml-reach-agreements-to-accelerate-key-next-generation-semiconductor-manufacturing-technologies, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. англ.

143.Чабанов, А. УФ-наноимпринтная фотолитография с мягкими штампами / А. Чабанов // Наноиндустрия. - 2010. - №2. - С.8-10.

144.Obducat - Nanoimprint lithography [Электронный ресурс] / Obducat. -Режим доступа: http://www.obducat.com, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. англ.

145.Беляевский, И.К. Маркетинговое исследование: информация, анализ, прогноз. Учебное пособие / И.К. Беляевский. - М.: Финансы и статистика, 2002. - 320 с.

146. Intel's Newest Microarchitecture and 14nm Manufacturing Process [Электронный ресурс] / Intel Newsroom. - Режим доступа: http://newsroom.intel.com/docs/DOC-5677, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. англ

147.Compano, R. Technology roadmap for nanoelectronics / R. Compano et al. -European Communities, Belgium. - 2011.

148.Schift, H. Nanoimprint Lithography - Patterning of Resists Using Molding / H. Schift, A. Kristensen // Springer Handbook of Nanotechnology, 2010. - PP. 271312.

149. Что такое нанотехнологии и как организовать производство конечного нанотехнологического продукта [Электронный ресурс] / ТБС. - Режим доступа: http://www.tbs-semi.ru/article.html?id=86, свободный. - Загл. с экрана.

150.ГОСТ 11141-84. Детали оптические. Классы чистоты поверхностей. Методы контроля. - Москва: Государственный комитет СССР по стандартам, 1984. - 24 с.

151.Nakano, K. Topcoat-less resist approach for high volume production and yield enhancement of immersion lithography / K.Nakano et al. // Proc. of SPIE. - 2010. - Vol. 7640.

152.ASML Homepage [Электронный ресурс] / ASML. - Режим доступа: http://www.asml.com/, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. англ.

153.Higashiki, T. Nanoimprint lithography and future patterning for semiconductor devices / T. Higashiki, T. Nakasugi, I. Yoneda // J. Micro/Nanolith. - MEMS MOEMS. - 2011. - Vol.10, N4. - P.043008.

154.Хохлун, А. Концепция создания в России мини-фабрик по производству современных интегральных микросхем / А. Хохлун // Компоненты и технологии. - 2010. - N3-4. - С.134-135.

155.Борн, М. Основы оптики / М. Борн, Э. Вольф. - М.: Наука, 1973. - 720 с. 156.Sennett, R.S. The Structure of Evaporated Metal Films and Their Optical

Properties / R. S. Sennett, G. D. Scott // J.Opt.Soc.Am., 1950. - Vol.40, N4. -PP.203-211.

157.Shannon, R.D. Refractive index and dispersion of fluorides and oxides / R.D. Shannon, C.R. Shannon, O. Medenbach, R.X. Fischer// J. Phys. Chem. Ref. Data.

- 2002. - Vol. 31, N 4. - PP.931-970.

158.Udachan, L.A. Effect of substrate temperature on the optical properties of chromium films / L.A.Udachan, M.S. Jogad, S. Ramarao // Proc. of SPIE. - 2001.

- Vol. 4413. - PP.267-270.

159.Al-Kuhaili, M.F. Optical properties of chromium oxide thin films deposited by electron-beam evaporation / M.F. Al-Kuhaili, S.M.A. Durrani // Optical Materials, 2007. - N 29. - PP. 709-713.

160.Делоне, Н.Б. Взаимодействие лазерного излучения с веществом / Н.Б. Делоне. - М.:Наука, 1989. - 280 с.

161.Pogany, B. Über spezifischen Widerstand und optishe Konstanten dünner Metallschichten / B. Pogany // Ann.d.Phys. - 1916. - Vol.49. - PP.531-568.

162.Murmann, H. Die optishen Konstanten durchsichtigen Silbers / H. Murmann // Ztschr.f.Phys. A Hadrons and Nuclei. - 1933. - Vol. 80, N 3-4. - PP. 161-177.

163. Krautkrämer, J. Über optishe Konstanten, elektrischen Widerstand und Struktur dünner Metallschichten / J. Krautkrämer // Ann.d.Phys. - 1938. - Vol.32. -PP.537-576.

164.Розенберг, Г.В. Оптика тонкослойных покрытий / Г.В. Розенберг. - М.: Гос. изд-во физ.-мат. лит., 1958. - С.49.

165.Kovalenko, S.A Thickness dependences of optical constants for thin layers of some metals and semiconductors / S.A. Kovalenko, M.P. Lisitsa // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics. - 2001. - Vol.4, N4. - PP.352357.

166.Hill, R.M. The optical properties of evaporated chromium films / R.M. Hill, C. Weaver // Trans. Faraday Soc. - 1958. - N54. - PP.1464-1476.

167.Hemingway, D.J. Numerical evaluation of the optical constants of thin metallic films / D.J. Hemingway, M.R. Parker // J. Phys. D: Appl. Phys. - 1973. - Vol.6, N3. - P.357.

168.Heavens, O.S. Optical properties of thin films / O.S. Heavens // Rep. Prog. Phys.

- 1960. - N23. - PP.1-65.

169.Schulz, L.G. The experimental study of the optical properties of metals and the relation of the results to the Drude free electron theory / L.G. Schulz// Advances in Physics. - 1957. - Vol.6, N21. - PP.102-144.

170.Haringhuizen, P.J. Optical properties and structure of thin gold films / P.J. Haringhuizen, D.A. Was, A.M. Kruithof // Physica. - 1937. - IV, N8. - PP.695702.

171.Hamburger, L. Ultramicroscopic investigation of very thin metal and saltfilms obtained by evaporation in high vacuum / L. Hamburger, W. Reinders // KNAW, Proceedings. - 1917. - Vol.19, II. - PP. 958-968.

172.Holden, J. The Shape of Reflected Interference Fringes from Interferometers Coated with Thin Metal Films / J. Holden // J.Opt.Soc.Am. - 1951. - Vol.41, N8.

- PP.504-510.

173.Kovalenko, S.A. Optical dimensional phenomena in thin layers of gold and atomic semiconductors / S.A. Kovalenko, M.P. Lisitsa // J.Appl.Spectroscopy. -2002. - Vol. 69, N3. - PP.450-458.

174.Weale, R. The Optical Constants of Thin Metallic Films / R. Weale // Proc. Phys. Soc. B. - 1949. - N62. - PP.576-578.

175.Герасимов, В.В. Френелевское отражение в оптических элементах и детекторах для терагерцового диапазона / В.В. Герасимов [и др.]. -Новосибирск: ИЯФ, 2006. - 24с.

176.Theoretical Investigation of the Excitation Structure and Optical Properties of Titanium, Vanadium and their Oxides. Final scientific report / Ribarsky M.W. -Georgia institute of technology. - 1979. - 101 p.

177.Lynch, D.W. Optical properties of Ti, Zr, and Hf from 0.15 to 30 eV / D.W. Lynch, C.G. Olson // Phys.Rev.B. - 1975. - Vol.11, N10. - PP.3617-3624.

178.Abou el Ela, A.H. Some optical properties of thin chromium films / A.H. Abou el Ela, S. Mahmoud // Phys.Stat.Sol.A, 1961. - N66. - PP.K11-K16.

179.Springer Materials [Электронный ресурс] / Springer. - Режим доступа: http://materials.springer.com, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. англ.

180.Rakic, A.D. Optical properties of metallic films for vertical-cavity optoelectronic devices / A.D. Rakic, A.B. Djurisic, J.M. Elazar, M.L. Majewski// Appl.Opt. - 1998. - Vol.37, N22. - PP.5271-5283.

181.Johnson, P.B. Optical constants of transition metals: Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, and Pd / P.B. Johnson, R.W. Christy // Phys.Rev.B. - 1974. - Vol.9, N12. -PP.5056-5070.

182.McCrackin, F.L. Measurement of the thickness and refractive index of very thin films and the optical properties of surfaces by ellipsometry / F.L. McCrackin, E. Passaglia, R.R. Stromberg, H.L. Steinberg// J.of research of the National Bureau of Standarts-A.Phys.&Chem. - 1963. - Vol.67A, N4. - PP.363-377.

183.Henderson, G. Optical properties of evaporated films of chromium and copper / G. Henderson, C. Weaver // J.Opt.Soc.Am. - 1966. - Vol.56, N11. - PP.15511559.

184.Refractive index and extinction coefficient of materials [Электронный ресурс] / E.F.Schubert. - Режим доступа: http://homepages.rpi.edu/~schubert/Educational-resources/Materials-Refractive-index-and-extinction-coefficient.pdf, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. англ.

185.Henderson, G. Determination of the absolute phase change on reflection at chromium films / G. Henderson, C. Weaver // J.Opt.Soc.Am. - 1964. - Vol.54, N8. - PP.1052-1056.

186.Kivaishi, R.T. Optical properties of selectively absorbing chromium films deposited at oblique angle of incidence / R.T. Kivaishi // Solar energy materials. - 1981. - N5. - PP.115-127.

187.Khan, M.S.R. Optical properties of chromium films deposited at normal and oblique angle of incidence / M.S.R. Khan, S.A. Haque// Phys.Stat.Sol.A. 1993. -N136. - PP.K35-K39.

188.Goswami, A. Thin film fundamentals / A. Goswami. - New Age International, 1996. - 556p.

189.Barchiesi, D. Fitting the optical constants of gold, silver, chromium, titanium, and aluminum in the visible bandwidth / D. Barchiesi, T. Grosges// J.of Nanophotonics. - 2014. - Vol.8. - PP.083097-1-16.

190.Bruce, C.F. Optical properties of thin chromium films / C.F. Bruce, W.K. Clothier // J.Opt.Soc.Am. - 1974. - Vol.64, N6. - PP.823-829.

191.Khodair, Z.T. Studying the optical properties of (Cr2O3:I) thin films prepared by spray pyrolysis technique / Z.T. Khodair, G.A. Kazem, A.A. Habeeb // Iraqi J.ofPhys. - 2012. - Vol.10, N17. - PP.83-89.

192.Julkarnain, M.D. Temperature effect on the electrical properties of chromium oxide (Cr2O3) thin films / M.D. Julkarnain, J. Hossain, K.S. Sharif, K.A. Khan // J.of Optoelectronics and advanced materials. - 2011. - Vol.13, N5. - PP.485-490.

193.Hones, P. Characterization of sputter-deposited chromium oxide thin films / P. Hones, M. Diserens, F. Levy// Surface and Coatings Tech. - 1999. - Vol.120121. - PP.277-283.

194.Frank, R.I. Optical properties of reactively evaporated chromium oxide films / R.I. Frank, W.L. Moberg // J.of Vacuum Science & Technology. - 1967. - N4. -PP.133-137.

195.Khanna, A. Growth and characterization of chromium oxide thin films prepared by reactive ac magnetron sputtering / A. Khanna, D.G. Bhat, E.A. Payzant// J. Vac. Sci. Tech. A. - 2006. - Vol.24, N5. - PP.1870-1877.

196. Kangarlou, H. Deposition-rate dependence of optical properties of titanium nanolayers / H. Kangarlou, M.M. Aghgonbad // Ukr. J. Phys. Opt. - 2012. -Vol.13, №1. - PP.4-11.

197. Kirillova M.M. Optical properties of titanium in the quantum transition range / M.M. Kirillova, B.A. Charikov // Phys.Met.Metallogr. - 1963. - N 15. -P.138.

198. Menard, R.C. Optical Measurement of Oxide Thickness on Titanium / R.C. Menard // J.Opt.Soc.Am. - 1962. - Vol.52, N4. - PP.427-431.

199. Mahmoud, S. Structure and optical properties of thin titanium films deposited on different substrates / S. Mahmoud // J.of Mat.Sci. - 1987. - Vol.22. - PP.3693-3697.

200. Carroll J.J. Optical constants of titanium / J.J. Carroll, A.J. Melmed // J.Opt.Soc.Am. - 1974. - Vol.64, N4. - PP.514-515.

201. Hass, G. Optical properties and oxidation of evaporated titanium films / G. Hass, A.P. Bradford // J.Opt.Soc.Am. - 1957. - Vol.47, N2. - PP.125-129.

202. Ordal, M.A. Optical properties of the metals Al, Co, Cu, Au, Fe, Pb, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti, and W in the infrared and far infrared / M.A. Ordal, L.L. Long, R.J. Bell, S.E. Bell, R.R. Bell, R.W. Alexander Jr., C.A. Ward // Appl.Opt. -1983. - Vol.22, N7. - PP. 1099-1120.

203. Dakka, A. Optical study of titanium dioxide thin films prepared by R.F. sputtering / A. Dakka, J. Lafait, M. Abd-Lefdil C. Sella // M.J.Condensed Matter. - 1999. - Vol.2, N1. - PP.153-155.

204. DeVore, J.R. Refractive indices of rutile and sphalerite / J.R. DeVore // J.Opt.Soc.Am. - 1951. - Vol.41, N6. - PP.416-419.

205. Baerwald, C. Mineralogische Notizen / C. Baerwald // Z.Krist. - 1883. -Vol.7, Iss.1. - PP.167-173.

206. Zhou, W. Structural and optical properties of titanium oxide thin films deposited on unheated substrate at different total pressures by reactive dc magnetron sputtering with a substrate bias / W. Zhou, X. Zhong, X. Wu, L. Yuan, Q. Shu, Y. Xia // J.of the Korean Phys.Soc. - 2006. - Vol. 49, N5. - PP. 21682175.

207. Kangarlou, H. Influence of Thickness on Structural and Optical Properties of Titanium Oxide Thin Layers // H. Kangarlou, S. Rafizadeh / Scanning Probe Microscopy-Physical Property Characterization at Nanoscale, edited by Dr. Vijay Nalladega, 2012. - 242p.

208. Jellison, G.E. Spectroscopic ellipsometry of thin film and bulk anatase (TiO2) / G.E. Jellison, L.A. Boatner, J.D. Budai, B.-S. Jeong, D.P. Norton // J. Appl. Phys. - 2003. - Vol.93, N12. - PP.9537-9541.

209. Mardare, D. The influence of heat treatment on the optical properties of titanium oxide thin films / D. Mardare, G.I. Rusu // Materials Letters. - 2002. -Vol.56. - PP.210-214.

210. Hossain, F.M. Optical properties of anatase and rutile titanium dioxide: Ab initio calculations for pure and anion-doped material / F.M. Hossain, L. Sheppard, J. Nowotny, G.E. Murch // J.of Phys.and Chem.of Solids. - 2008. -Vol.69. - PP.1820-1828.

211. Ali, H.M. Structure and optical properties of chemically synthesized titanium oxide deposited by evaporation technique / H.M.Ali, M.M.Abou-

Mesalam, M.M. El-Shorbagy // J.of Phys.and Chem.of Solids. - 2010. - Vol.71. - PP.51-55.

212. Ben Amor, S. Influence of the temperature on the properties of sputtered titanium oxide films / S. Ben Amor, L. Guedri, G. Baud, M. Jacquet, M. Ghedira // Materials Chem.and Phys. - 2002. - Vol.77. - PP.903-911.

213. Martin, N. Characterizations of titanium oxide films prepared by radio frequency magnetron sputtering / N. Martin, C. Rousselot, C. Savall, F. Palmino// Thin Solid Films. - 1996. - Vol.287. - PP.154-163.

214. Modes, T. Structure and properties of titanium oxide layers deposited by reactive plasma activated electron beam evaporation / T. Modes, B. Scheffel, C. Metzner, O. Zywitzki, E. Reinhold // Surf.&Coatings Tech. - 2005. - Vol.200. -PP.306-309.

215. Huang, Ch.-Ch. Optical properties of tungsten and titanium oxide thin films prepared by plasma sputter deposition / Ch.-Ch. Huang, J.-Ch. Tang, W.-H. Tao // Solar Energy Materials & Solar Cells. - 2004. - Vol.83. - PP.15-28.

216. Bendavid, A. Structural and optical properties of titanium oxide thin fims deposited by filtered arc deposition / A. Bendavid, P.J. Martin, A. Jamting, H. Takikawa // Thin Solid Films. - 1999. - Vol. 355-356. - PP.6-11.

217. Hemissi, M. Titanium oxide thin layers deposed by dip-coating method: Their optical and structural properties / M. Hemissi, H.Amardjia-Adnani, J.C. Plenet // Current Appl.Phys. - 2009. - Vol.9. - PP.717-721.

218. Kim, H.J. Determination of optical properties of titanium dioxide thin films on different substrates by using spectroscopic ellipsometry / H.J. Kim, Y.J. Cho, M.H. Cho, W. Chegal, Y.W. Lee, S.Y. Kim // Proc.SPIE. - 2004. - Vol.5538. -PP.165-171.

219. Shakhatov, V.A. Plasma assisted pulsed laser deposition of titanium dioxide / V.A. Shakhatov, A. De Giacomo, V. D'Onghia, A.M. Losacco, G. Chita, G. Bruno, O. De Pascalea // Proc.SPIE. - 2000. - Vol.4070. - PP.394-400.

220. Kowalski, J. Optical properties and morphology of PECVD deposited titanium dioxide films / J. Kowalski, A. Sobczyk-Guzenda, H. Szymanowski, M. Gazicki-Lipman // J.of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. - 2009. - Vol.37, iss.2. - PP.298-303.

221. Witit-anun, N. Determination of the optical constants and thickness of titanium oxide thin film by envelope method / N. Witit-anun, P. Rakkwamsuk, P. Limsuwan // Proc.SPIE. - 2008. - Vol.6793. - PP.67930J-1-6.

222. Xu, Zi-J.Thickness dependent optical properties of titanium oxide thin films / Zi-J. Xu, F. Zhang, R.-J. Zhang, X. Yu, D.-Xu Zhang, Zi-Yi Wang, Yu-X. Zheng, S.-Y. Wang, H.B. Zhao, L.-Y. Chen // Appl.Phys.A. - 2013. - Vol.113. -PP.557-562.

223. Rantala, J.T. Optical properties of spin-on deposited low temperature titanium oxide thin films / J.T. Rantala, A.H.O. Kärkkäinen // Opt.Exp. - 2003. -Vol.11, N12. - PP.1406-1410.

224. Jiang, Y. Structural and optical properties of titanium dioxide films produced by RAS (Radical Assisted Sputtering) coater / Y. Jiang, Y. Song, M. Li, H. Wang, J.G. Hou // Conference Paper Optical Interference Coatings, Tucson, AZ, US, June 27, 2004.

225. Zhang, F. Temperature-Dependent Optical Properties of Titanium Oxide Thin Films Studied by Spectroscopic Ellipsometry / F. Zhang, R.-J. Zhang, D.-Xu Zhang, Zi-Yi Wang, Ji-P. Xu, Yu-X. Zheng, L.-Y. Chen, R.-Zh. Huang, Y. Sun, X. Chen, X.-J. Meng, N. Dai// Appl.Phys.Exp. - 2013. - Vol.6. - PP. 121101-1-4.

226. Hadi, A.K. Study of The Structural and Optical Properties of Titanium dioxide Thin Films Prepared by RF Magnetron sputtering / A.K. Hadi, M.H. Jaduaa, A.-H.K. Elttayef // International Journal of Application or Innovation in Engineering & Management. - 2014. - Vol.3, iss.5. - PP.99-103.

227. Palik, E.D. Handbook of Optical Constants of Solids / E.D. Palik. Elsevier, vol.II, 1997.

228. Ju, Y. The influence of substrate temperature on the electrical and optical properties of titanium oxide thin films prepared by d.c. reactive magnetron sputtering / Y. Ju, Zh. Wu, Y. Qiu, L. Li, Y. Jiang // Proc.SPIE. - 2010. -Vol.7658. - PP.76584K-1-6.

229. Shei, Sh.-Ch. Optical and Structural Properties of Titanium Dioxide Films from TiO2 and Ti3O5 Starting Materials Annealed at Various Temperatures / Sh.-Ch. Shei // Advances in Materials Science and Engineering. - 2013. - Vol.2013. - PP.545076-1-7.

230. Hanaor, D.A.H. Morphology and Photocatalytic Activity of Highly Oriented Mixed Phase Titanium Dioxide Thin Films / D.A.H. Hanaor, G. Triani, C.C. Sorrell // Surface and Coatings Technology. - 2011. - Vol.205, iss.12. -PP.3659-3664.

231. Saleem, M.R. Effect of substrate overetching and heat treatment of titanium oxide waveguide gratings and thin films on their optical properties / M.R. Saleem, S. Honkanen, J. Turunen // Appl.Opt. - 2013. - Vol.52, N3. - PP.422432.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. РАСЧЁТ ИЗМЕНЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТОНКИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛЁНОК В ПРОЦЕССЕ ИХ ОКИСЛЕНИЯ

Для учёта изменения поглощательной способности А(Н), являющегося одним из наиболее существенно влияющих на температурную динамику факторов в процессе окисления, рассмотрим распространение излучения в системе воздух-оксид-металл-подложка (рисунок П1.1).

и

Рисунок П1.1. Прохождение света через слоистую среду Определение оптических свойств слоистой поглощающей среды (например, ТМП) толщиной Н при нормальном падении на неё монохроматического излучения с длиной волны X может быть проведено по методике, изложенной в [155], для чего составляется характеристическая матрица среды в виде

М (Н ) =

ооб

2ж ,

\

—п Н

КЛ у

-т Б1П -п Н

К Л У

— Б1И

п

ооб

2ж ,

\

—п Н

к Л у

г2ж ^ —п Н

Л

(П1.1)

где п = п + ¡к - комплексный показатель преломления среды, п - собственно показатель преломления и к - показатель экстинкции.

При рассмотрении многослойной среды итоговая матрица представляет собой произведение характеристических матриц всех слоев [155]:

MX=U Mj, (П1.2)

где j - количество слоев.

Запишем в таком случае характеристическую матрицу для среды, состоящей из двух тонких пленок (j = 2) суммарной толщиной h:

sin (Д )• cos (Д) | cos (Д )-sin (Д)

M 2 (H ) =

cos (Д )• cos (Д2)—^sin (Д )• sin (Д2)

-1

-1

t

(«2' sin (Д2) • cos (Д) + n cos (Д2) • sin (Д)) cos (Д) • cos (Д) - ^ sin (Д) • sin (Д)

(П1.3)

где толщина верхней (по направлению падения излучения) плёнки обозначена, по-прежнему, как Н, показатели преломления слоёв п' и п[ соответственно,

Д =— п[И ,Д =— п[( Ь - Н). Здесь и далее автор будет иметь в виду под слоем Л Л

«1» оксидный слой на поверхности исходной металлической плёнки «2», рассматривая, таким образом, систему, возникающую при поверхностном лазерном окислении.

Далее, если плёнки нанесены на прозрачную диэлектрическую подложку с вещественным показателем преломления п[ (к примеру, стекло), а излучение падает на первую плёнку из воздушной среды (п'0 = 1), доля излучения, отражаемого от такой системы может быть рассчитана [155] как

М2 ( Н )и + п,М2 (Н >1,2 - М2 ( Н >2,1 - п,М2 (Н X

Д ( H )

>2,2

M2 ( H )1Д + «зМ2 ( H ),2 + M2 ( H )2Д + «3M2 (H \

а доля пропускаемого света [155]:

2

(П1.4)

П( H )

(П1.5)

? M2 ( H )l,1 + «3M2 ( H )U + M2 (H )2,1 + «3M2 (H \

где M2 (H) ; - элемент матрицы M2, находящийся в m-ой строке и /-ом столбце

2

С известными значения долей отраженного и пропущенного света, А(Н) находится как

Таким образом, задача сводится к определению оптических констант среды: показателя преломления п и показателя экстинкции к. Эти величины не являются в строгом смысле константами и имеют не только спектральную зависимость, но также значительно зависят и от структурно-фазовых свойств среды и метода её получения [156-157], от температуры [158-159], от интенсивности падающего излучения при высоких её значениях[160 и др.], а также, что подчёркивается многими авторами, от толщины слоя, в котором распространяется излучение. Одно из первых упоминаний о зависимостях п(И) и к(И) содержалось в работе [161], а затем исследования были развиты в работах [162-163 и др.]. В [164] указано, что «при рассмотрении оптических свойств металлических покрытий нельзя ожидать, чтобы эффективные оптические постоянные образующего тонкое покрытие вещества совпадали с оптическими постоянными массивного металла и даже его поверхностных слоёв». В большинстве случаев наблюдаемые зависимости имеют следующий характер: показатель преломления п нелинейно и значительно возрастает при стремлении И к 0, в то время как значение показателя экстинкции к остаётся постоянным или незначительно снижается. Например, для плёнок золота и серебра [162]: "...неравномерность зависимостей отражения и пропускания особенно бросается в глаза при малых толщинах. Константы зависят преимущественно от толщины; при этом плёнки, нанесённые термически, химически или катодно при одинаковой толщине имеют приблизительно равные значения констант,»- а также в [165]: «При сравнительно большой толщине плёнки п и к меняются слабо. Но совершенно другое поведение п демонстрирует при малых толщинах, увеличиваясь с уменьшением И». Наиболее значительный эффект, таким образом, это оказывает на оптические свойства тонких плёнок, что вызывает необходимость краткого рассмотрения данного вопроса и в настоящей

(П1.6)

работе. Теоретическое объяснение зависимостей оптических характеристик (к примеру, в работе [166]: «Продолжительные попытки объяснить наблюдаемые значения отражения и пропускания были безуспешными при принятии оптических констант одинаковыми для тонких плёнок и для слоёв значительной толщины. Действительно, представляется невозможным объяснить экспериментальные результаты, пока плёнки полагаются непрерывными и гомогенными.»), не является предметом обсуждения в настоящей работе; здесь автора будут интересовать приведенные в литературе численные значения п, к и связанных с ними величин для уточнения деталей расчёта лазерно-индуцированного окисления ТМП.

Исторически сложилось, что наиболее полно для излучения видимого и ближнего ИК-диапазона описаны оптические параметры плёнок золота и серебра, которым посвящены как классические [161-162, 167-172], так и современные [165, 173] работы; также подробные исследования проводились для плёнок платины [165, 174], палладия [165, 168, 174], меди [165, 175] и других металлов [168, 171-172, 176-177]. Наибольший же интерес для осуществления лазерной термохимической записи, являющейся предметом настоящего исследования, представляют плёнки хрома и титана, зависимости оптических констант для которых исследованы не так широко.

Данные для показателей преломления и экстинкции плёнок хрома приведены на рисунке П1.2, соответствующие им значения долей отражаемого и пропускаемого излучения - на рисунке П1.3. Данные могут отличаться довольно значительно от источника к источнику, однако, в целом, поведения зависимостей сходны с вышеописанным. На рисунках П1.4 и П1.5 приведены также значения для величин п и к, Я и П соответственно для оксида хрома (III) Сг203, литературные данные для которого не так обширны, как для Сг, а значения рассматриваемых величин демонстрируют большее постоянство. Усредняя наиболее релевантные данные, получим для плёнки Сг толщиной 30 нм п2 = 1,17,

= 3,48 (что довольно близко к значениям, приведённым в [178]); и п = 3,17, кх = 0,19 для слоя Cr2O3 такой же толщины (в соответствии с [179]). Применяя теперь формулы (П1.4 - П1.6) для расчёта изменения оптических свойств плёнки в процессе её окисления, получим диаграмму, приведённую на рисунке П1.6, показывающую изменение значений Я, П и А плёнки в процессе её поверхностного окисления. По полученным данным можно заключить, что доля поглощенного излучения в процессе окисления увеличивается на 30% (примерно с 30% до 60%), когда толщина окисленного слоя Н составляет примерно

= 15нм. Поскольку при лазерной термохимической записи на тонких плёнках

хрома требуемый для формирования слой оксида редко превышает такие значения и составляет обычно 1,5 - 4 нм [11], А(Н) на начальном этапе окисления в данном случае может быть аппроксимирована линейной функцией

А'(Н) = 0,287 + 0,025Н = 0,287 • (1 + 0,087Н) (П1.7)

(Н исчисляется в нм), что даёт ожидаемую среднеквадратичную ошибку не более 0,76% от максимального значения А(Н). Следующее затем значительное увеличение пропускания в контексте настоящей работы может быть проигнорировано.

Рисунок П1.2. Значения п (•) и к (X) для плёнок Сг различной толщины И при X = 532 нм

Рисунок П1.3. Значения Я (•) и П (X) для плёнок Сг различной толщины И при X = 532 нм

Рисунок П1.4. Значения п (•) и к (X) для плёнок Сг203 различной толщины Н при X = 532 нм

Рисунок П1.5. Значения Я (•) и П (X) для плёнок Сг203 различной толщины Н при X = 532 нм

Рисунок П1.6. Изменение оптических характеристик плёнки хрома с исходной толщиной И = 30 нм в процессе её поверхностного окисления

Аналогично, данные, описывающие оптические характеристики плёнки титана, окисляющейся под лазерным излучением с длиной волны 532 нм, приведены на рисунках П1.7 - П1.11, а излучением с длиной волны 1070 нм - на рисунках П1.12 - П1.16.

Литературные данные для диоксида титана ТЮ2, являющегося в настоящее время популярным в оптоэлектронике и фотовольтаике материалом [63], более подробны, однако, во многих источниках ТЮ2 считается полностью пропускающим излучение видимого и ближнего ИК-диапазона (к1 ~ 0), так что на рисунках П1.4 и П1.9 приведены только ненулевые значения. Полученные выражения для плёнки Т толщиной И = 20 нм п2 = 2,44 , к2 = 3,16 (близкое к приведённому в [189]) и п = 2,36, к = 0,026 для плёнки ТЮ2 при длине волны излучения 532 нм, а также п2 = 3,35, к2 = 3,3 (в соответствии с [184]) и п = 2,18, к = 0,035 при X = 1070 нм. С учётом сравнительного постоянства значений, оптические характеристики в данном случае могут считаться не зависящими от толщины. Использование полученных значений позволило найти вид зависимостей, описывающих изменение оптических характеристик в процессе

окисления, а затем методом наименьших квадратов определить коэффициенты 22, XI и х2 (таблица 6) для обобщённой экспоненциальной аппроксимации функций А(Н) и П(Н):

2 (Н) = ^ (1 -Х1е--Н), (П1.8)

где под 2 может пониматься как А, так и П, в зависимости от контекста, Н исчисляется в нм. В таблице 6 также приведено значение среднеквадратичного отклонения а аппроксимирующей функции от реальных значений.

Таблица 6. Рассчитанные оптические характеристики плёнок титана

X = 532 нм X = 1070 нм

Н, нм 22 XI Х2 а 22 Х1 Х2 а

20 0,4415 4,5-10-4 -0,385 0,018 0,4173 0,0134 -0,215 0,003

А 40 0,5477 9,4-10-7 -0,3465 0,067 0,4295 2,7-10-5 -0,262 0,022

60 0,6677 7-10-7 -0,236 0,102 0,4676 6,7-10-8 -0,275 0,046

20 0,0912 -0,5876 -0,1308 0,004 0,1507 -0,563 -0,11 0,003

П 40 0,0365 -0,2558 -0,1051 0,008 0,0899 -0,216 -0,0914 0,008

60 0,0173 -0,0896 -0,0992 0,009 0,0584 -0,093 -0,0811 0,011

На рисунках П1.11 и П1.16 можно заметить, что при сквозном окислении поглощательная способность титановой плёнки снижается более, чем на порядок (примерно с 40% до 1%), что приводит к возможности записи структур со значительным контрастом .

Рисунок П1.7. Значения п (•) и к (X) для плёнок Т различной толщины И при X = 532 нм

Рисунок П1.8. Значения Я (•) и Т (X) для плёнок Т различной толщины И при X = 532 нм

Рисунок П1.9. Значения п (•) и к (X) для плёнок ТЮ2 различной толщины Н при X = 532 нм. При наличии данных значения для основных структурно-фазовых модификаций ТЮ2 (рутила, анастаза, брукита) указаны раздельно. Ось ординат в нижней части графика приведена в логарифмическом масштабе

Рисунок П1.10. Значения Я (•) и П (X) для плёнок ТЮ2 различной толщины Н при X = 1070 нм. При наличии данных значения для основных структурно-фазовых модификаций ТЮ2 (аморфного и кристаллических: рутила, анастаза, брукита) указаны раздельно.

Рисунок П1.11. Изменение оптических характеристик плёнки титана с исходной толщиной И = 20 нм в процессе её поверхностного окисления, X = 532 нм

Рисунок П1.12. Значения п (•)

Рисунок П1.13. Значения Я (•)

и к (X) для плёнок Т различной и П (X) для плёнок Т различной толщины И при X = 1070 нм толщины И при X = 1070 нм

Рисунок П1.14. Значения п (•) и к (X) для плёнок ТЮ2 различной толщины Н при X = 532 нм. При наличии данных значения для основных структурно-фазовых модификаций ТЮ2 (рутила, анастаза) указаны раздельно. Ось ординат в нижней части графика приведена в логарифмическом масштабе

Рисунок П1.15. Значения Я (•) и П (X) для плёнок ТЮ2 различной толщины И при X = 1070 нм При наличии данных значения для основных структурно-фазовых модификаций ТЮ2 (аморфного и кристаллических: рутила, анастаза, брукита) указаны раздельно.

Рисунок П1.16. Изменение оптических характеристик плёнки титана с исходной толщиной И = 20 нм в процессе её поверхностного окисления, X = 1070 нм

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ТЕПЛОВИЗИОННЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ЛАЗЕРНОЙ

ЗАПИСИ НА ПЛЁНКЕ ТИТАНА

• используемый лазер - ИЛМИ-50-1, иттербиевый волоконный, А = 1070 нм

радиус пятна в области фокусировки г0 « 120 мкм длительность импульсов т = 100 нс частота следования импульсов V = 50 кГц толщина плёнки титана Ь = 60 нм плотность мощности излучения q = 0,138 ГВт/м2

б

Рисунок П2.1 Микрофотографии образца плёнки титана после облучения со скоростью V = 70 мм/с (а,б) и V = 1 мм/с (в,г; коллажи из двух изображений) в отраженном (а,в) и проходящем (б,г) свете.

Ниже на серии рисунков приведены тепловизионные снимки, цветные прямые на них показывают различные сечения поверхности образца и соответствуют цветным кривым на графиках справа от изображений. В колонке слева приведены данные для V = 70 мм/с, в колонке справа - для V = 1 мм/с , время между кадрами - 250 мкс

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. СТРУКТУРИРОВАНИЕ ПЛЁНКИ ТИТАНА (к = 60 нм) В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПАРАМЕТРОВ ЛАЗЕРНОГО

ВОЗДЕЙСТВИЯ

q

—»

t I

10-3 с

0,5 с

1 с

1,5 с

2 с

2,5 с

3 с

0,7 ГВт/м2

0,8 ГВт/м2

0,9 ГВт/м2

q ^

t i 10-3 с

0,5 с

1 с

1,5 с

2 с

2,5 с

3 с

1 ГВт/м2

1,1 ГВт/м2

1,2 ГВт/м2