低温等离子体由于其较宽的电子温度和较高的化学活性等在集成电路、太阳能电池、光学器件等领域具有广泛的应用前景,其中,容性耦合等离子体由于其易产生大面积、高密度、均匀的等离子体而成为工业应用的选择之一。半导体工艺中器件纳米线宽尺度刻蚀要求低温等离子体具备更低的刻蚀损伤和更高的刻蚀精度,因而等离子体不仅需要离子通量和离子能量的独立控制,同时也需要更小离子轰击损伤和更低的电荷积累,脉冲调制的容性耦合等离子体正逐渐进入人们的研究视线。相较于连续波调制的容性耦合等离子体而言,工作在脉冲模式下的等离子体不仅在控制放电参数方面具有更高的灵活性,而且可有效降低器件加工过程中由于电荷积累引起的介质损伤,显著提高等离子体的刻蚀质量。脉冲调制过程中驱动频率的周期性变化也意味着等离子体特性呈现出强烈的时变特性,从而影响着等离子体的物理与化学特性。基于此,本论文利用朗缪尔探针、发射探针和激光光致解吸技术着重对脉冲模式下的等离子体物理特性进行研究,尤其是针对电负性气体氧气是如何影响脉冲等离子体放电的物理过程方面的研究。一方面,采用朗缪尔探针结合激光光致解吸的诊断方法对27.12MHz激发的容性耦合Ar/O2等离子体不同含氧量下电子能量几率分布函数、电子温度、电负度等特性进行研究;另一方面,采用悬浮型发射探针对三种脉冲频率(100Hz、500Hz、1KHz)调制的27.12MHz容性耦合Ar/O2等离子体进行空间电位的测量,同时对电子温度也进行了估算,放电参数包括功率、气压、含氧量、调制占空比。连续模式下等离子体的诊断结果表明:电负性气体氧气的引入使电子能量几率分布函数中低能电子区发生了明显的耗散,在高气压条件下甚至出现了“凹”状分布,而这恰好对应了电子密度随含氧量的降低;等离子体空间电位及电子温度在低、高气压下随含氧量均表现为截然不同甚至相反的变化趋势;氧气的逐渐引入使等离子体中心处的电负度大幅升高,而正、负离子密度随含氧量的变化趋势几乎一致。脉冲模式下等离子体空间电位、电子温度的测量结果表明:空间电位在脉冲开启后的200-300μs内趋于稳定,在脉冲关断后呈“阶梯状”分布,该“阶梯”分布在含氧放电及高脉冲频率(过短的脉冲关断持续时间)调制放电时未被发现;电子温度在脉冲开启时有过冲行为,该行为在高功率及纯Ar放电时较为明显,脉冲关断后的电子温度在200-300μs内降至最低。放电功率、气压、含氧量、调制占空比对脉冲周期各阶段内空间电位造成的影响几乎是线性的,而这些因素对脉冲关断期间电子的冷却过程几乎不造成影响。