高线密度X射线双光栅的研制

研究了采用高分辨率的100 kV电子束光刻和光学光刻系统相结合制作高线密度X射线双光栅的工艺技术,并且分析了电子束邻近效应校正技术在高线密度光栅制备中的应用。首先,利用电子束曝光和纳米电镀技术在同一衬底上制备两种不同线密度光栅图形;然后,利用光学光刻在2 000 lp/mm光栅上制备了自支撑加强筋结构。通过此技术制备的X射线双光栅成功集成了高线密度5 000 lp/mm透射光栅和2 000 lp/mm自支撑透射光栅,其栅线宽度分别为100和250 nm,金吸收体厚度达到400 nm。     

软X射线透射光栅支撑结构的制作工艺研究

在简述软X射线的自支撑透射光栅制作工艺的基础上,重点研究支撑结构制作中的紫外光刻和电镀两步工艺,紫外光刻中的菲涅耳衍射会造成光刻胶不能显影到底或起保护作用的光刻胶面积减小,厚度减薄,比较了两个不同电镀条件下的电镀实验结果,结果表明低的温度和电流密度（40℃,1.5mA/cm^2)下的镀膜致密,光滑,应力小,对光栅结构无任何影响,高的温度和电流密度（47℃,5.6mA/cm^2)下的镀膜相对粗糙,应力大,造成光栅线条的扭曲,并拢,甚至拉断光栅线条。     

高线密度X射线透射光栅的制作工艺

采用电子束光刻、X射线光刻和微电镀技术,成功制作了面积为10mm×0.5 mm,周期为500nm,占空比为1∶1,金吸收体厚度为430nm的可用于X射线衍射的大面积透射光栅.首先利用电子束光刻和微电镀技术制备基于镂空薄膜结构的X射线光刻掩模,然后利用X射线光刻经济、高效地复制X射线透射光栅.整个工艺流程分别利用了电子束光刻分辨率高和X射线光刻效率高的优点,并且可以得到剖面陡直的纳米级光栅线条.最后,测量了制作出的X射线透射光栅对波长为11nm同步辐射光的衍射峰,实验结果表明该光栅具有良好的衍射特性.     

高线密度X射线透射光栅的制作工艺

采用电子束光刻、X射线光刻和微电镀技术,成功制作了面积为10mm×0.5 mm,周期为500nm,占空比为1∶1,金吸收体厚度为430nm的可用于X射线衍射的大面积透射光栅.首先利用电子束光刻和微电镀技术制备基于镂空薄膜结构的X射线光刻掩模,然后利用X射线光刻经济、高效地复制X射线透射光栅.整个工艺流程分别利用了电子束光刻分辨率高和X射线光刻效率高的优点,并且可以得到剖面陡直的纳米级光栅线条.最后,测量了制作出的X射线透射光栅对波长为11nm同步辐射光的衍射峰,实验结果表明该光栅具有良好的衍射特性.     

3333l/mmX射线全镂空自支撑透射光栅的制备与测试

针对我国对高线密度X射线镂空透射光栅在空间环境探测和激光等离子体诊断方面的需求,将电子束光刻和X射线光刻技术相结合,制备出3333l/mmX射线全镂空透射光栅,栅线宽度接近150nm,周期300nm,栅线厚度为500nm,有效光栅面积达到60%。首先利用电子束光刻和微电镀技术在镂空聚酰亚胺薄膜底衬上制备X射线母光栅掩模,然后利用X射线光刻和微电镀技术实现了光栅图形的复制品,之后采用紫外光刻和微电镀技术制作加强筋结构,最后通过腐蚀体硅和等离子体刻蚀聚酰亚胺完成镂空透射光栅的制作。在国家同步辐射实验室光谱辐射和计量实验站上对此光栅在5～23nm波段进行了衍射效率标定。标定结果表明所制备的光栅栅线平滑,占空比合理,侧壁陡直,不同光栅之间一致性好,完全可以满足应用需求。     

二次X射线曝光制作凹面光栅

介绍了一种通过微细加工技术即二次X射线曝光制作凹面光栅的方法。首先利用X射线截面光强遵循高斯分布的性质，无LIGA掩模版曝光显影后在PMMA上得到凹面，凹面深度可由曝光时间控制；再用带有光栅图案的LIGA掩模版第二次曝光显影在凹面上制作光栅。利用不同的掩模版，非常方便地制作了一维和二维凹面光栅，其粗糙度RMS值小于20nm。     

X射线透射光栅谱仪用于激光等离子体辐射特性的研究 Ⅰ.实验基础

成功地研制了一台用于激光等离子体软X射线(0.5～20nm)辐射特性研究的针孔透射光栅谱仪(PTGS)。文中对PTGS的成像及衍射原理进行了分析,并给出了实验上确定光栅常数和计算真实发射谱的方法。     

电子束光刻制备5000line/mm光栅掩模关键技术研究

为了制备高线密度X射线透射光栅掩模,分析了电子束光刻中场拼接对高线密度光栅图形的影响;利用几何校正技术和低灵敏度的950 k的PMMA电子束抗蚀剂,克服了电子束的邻近效应对厚胶图形曝光的影响.采用电子束光刻和微电镀的方法制备了5 000line/mm x射线透射光栅的掩模,并将栅线宽度精确控制在100 nm～110 nm,为X射线光刻复制高线密度X射线透射光栅创造了有利条件.     

软X射线透射光栅谱仪用于激光等离子体辐射特性研究Ⅱ.实验结果

利用铜激光等离子体L带特征线(1.15nm)辐射,对PTGS的衍射效率进行了标定,确定了PTG的基本参数。报道了利用PTGS研究激光等离子体软X射线辐射特性的系列实验结果。     

用改进的透射光栅谱仪定量测量x射线能谱

利用最新研制的小型化透射光栅谱仪在“神光Ⅲ”原型实验装置上测量了激光注入金腔靶时激光注入口的X射线能谱,首次实现了在上极点附近对柱腔注入口辐射的测量,且实现对x射线的二维空间分辨和谱分辨的测量。改进后的透射光栅谱仪成像系统首次使用一种错位排布的狭缝阵列结构来解决因谱仪尺寸减小带来的能谱分辨问题,并同时达到提高系统空间分辨能力的目的,实现了ICF实验研究中对移动方便和高空间分辨的需求。     

A New Method to Retrieve Proximity Effect Parameters in Electron-Beam Lithography

A new method for determining proximity parameters α,β,and η in electron-beam lithography is introduced on the assumption that the point exposure spread function is composed of two Gaussians.A single line is used as test pattern to determine proximity effect parameters and the normalization approach is adopted in experimental data transaction in order to eliminate the need of measuring exposure clearing dose of the resist.Furthermore,the parameters acquired by this method are successfully used for proximity effect correction in electron-beam lithography on the same experimental conditions.     

图形改正方法在邻近效应修正中的应用

本文利用双高斯形式的邻近函数来表达电子束在抗蚀剂中能量的分布,并以邻近函数为基础计算一些简单图形在曝光时所需的尺寸改变量.通过与实验的比较来说明该方法的可靠性,并对所得结果进行讨论和分析.     

软X射线偏折仪用自支撑莫尔光栅研制

介绍了莫尔光栅制作的主要方法和进展。利用紫外光刻、离子束刻蚀技术制作自支撑金莫尔光栅，讨论了金膜厚度要求、电镀金膜质量和光栅占空比控制等影响莫尔光栅质量的关键技术问题。实验结果表明，通过设计较小占空比的光栅掩模、紫外光刻时擦除基片边缘的光刻胶棱以消除衍射效应、离子束刻蚀时基片倾斜一定的角度旋转刻蚀等措施可以改善自支撑金莫尔光栅的占空比。     

电子束光刻中邻近效应校正的几种方法

本文简要介绍了限制电子束光刻分辨率的主要因素之一-邻近效应的产生机制,列举了校正邻近效应的GHOST法、图形区密集度分布法和掩模图形形状改变法,介绍了每种方法的原理、步骤和效果,比较了它们各自的优缺点.     

拓展临近效应由纳米连接制备亚20nm金属Nanogaps

描述了一种拓展电子束光刻中的临近效应来制备特征尺寸在亚20nm的金属Nanogap的方法. 结合图形转移过程（如去胶等）,利用临近效应灵活有效地制备了金属（如Au或者Ag等）Nanogap结构及其阵列. 采用GDSII软件设计图形,以电子束光刻为手段制备Nanogap的原始纳米连接图形,然后通过去胶过程获得金属的Nanogap. 另外,通过控制电子束光刻的剂量,能够把Nanogap的尺寸降低到约10nm.