X射线二极管平响应滤片的制作

针对X射线二极管平响应滤片的设计要求,采用电子束蒸发生长薄金层、紫外光曝光光刻、微电镀厚金层、体硅腐蚀制作镂空结构和等离子体刻蚀去掉PI等技术,成功制备了阵列结构的圆孔直径为5μm,周期为10.854μm,金层厚度分别为50,400nm的薄、厚两种金层滤片。电镀过程中采用台阶仪多次测量图形四周电镀厚度后取均值的方法得到尽可能准确的电镀厚金层。滤片交付实验后,在X光能量0.1～4keV取得的平响应曲线标准偏差与均值之比在13%以内,可以满足相关单位的具体物理研究实验要求。     

Analysis of X-Ray Photoelectron Spectroscopy of Polymethyl Methacrylate Etched by a KrF Excimer Laser

The C ls and 0 ls electrons in polymethyl methacrylate etched by different incident laser intensities are analysed by x-ray photoelectron spectroscopy. The results show that when the incident laser fluence increases gradually,the percentage of carbon atoms in C-C bonds decreases while the one in carbonyl group (C=O) and alkoxy group (C-O) increases, and the percentage of oxygen atoms in C=O bonds increases while the one in C-O bonds decreases. Based on the analysis of the chemical structure, the energy level transition, energy diversion, and dissociation of bonds are theoretically examined, which is consistent with the experimental results.     

Design and fabrication of computer-generated holograms for testing optical freeform surfaces

Freeform optical surfaces (FOSs) will be the best elements in the design of compact optical systems in the future. However, it is extremely difficult to measure freeform surface with sufficient accuracy, which impedes the development of the freeform surface. The design and fabrication of computer-generated hologram (CGH) , which has been successfully applied to the tests for aspheric surfaces, cannot be directly adopted to test FOSs due to their non-rotational asymmetry. A novel ray tracing planning method combined with successively optimizing even and odd power coefficients of phase polynomials in turn is proposed, which can successfully design a non-rotational asymmetry CGH for the tests of FOSs with an F-θ lens. A new eight-step fabrication process is also presented aiming to solve the problem that the linewidth on the same circle of the CGH for testing freeform surface is not uniform. This problem cannot be solved in the original procedure of CGH fabrication. The test results of the step profiler show that the CGH fabricated in the new procedure meets the requirements.     

HSQ用于电子束曝光的性能分析

作为一种非化学放大的无机负性电子束光刺抗蚀剂,HSQ(hydrogen silsesquioxane)具有极高的分辨率(约5 nm),由于灵敏度较低,限制了其在微纳米加工方面的应用.从化学结构变化的角度分析了HSQ在电子束曝光中的性能,通过实验验证了其灵敏度及对比度受前烘温度及显影液浓度的影响较大,并且其在电子束曝光中的邻近效应也可以通过改变这两个条件而得到一定的抑制.根据所得优化工艺条件,在450 nm胶层上,制作出100 nm等间距光栅结构胶层图形,且其侧壁陡直性良好.     

光学波段量子点阵衍射光栅的衍射特性

概述了量子点阵衍射光栅的原理及制作方法,并设计标定实验,研究了不同角度及不同波长入射情况下量子点阵光栅的衍射特性。研究结果表明：量子点阵光栅不存在高级衍射,只保留了±1级和0级衍射,具有理想的单级衍射模式。光学波段量子点阵衍射光栅的成功研制为研制紫外、X光波段具有单级衍射特征的光栅提供了契机。     

2000 l/mm X射线镂空透射光栅的制备研究

在满足工艺要求的前提下,通过模拟光栅衍射,设计出镂空透射光栅模型,在此基础上将电子束和X射线光刻技术相结合,研究了制造2000 l/mm X射线镂空透射光栅的新工艺技术.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,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.从此新的制造工艺结果上来看.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,充分表明了该制造技术是透射式X射线衍射光学元件制造的良好选择.     

利用螺旋型波带片进行边缘增强成像

为了提高对等离子体内界面区域的诊断精度,研究了利用螺旋型波带片实现边缘增强成像的技术。制作了用于可见光波段的一阶螺旋型波带片,最外环宽度3μm。利用螺旋型波带片对振幅式物体进行了边缘增强成像,实验获得了成像物体内边界区域的清晰图像,界面区域的成像强度得到很大增强。通过实验测量发现,当物距在菲涅耳衍射区域内时,螺旋型波带片也能够获取较好的成像质量,表明螺旋型波带片具有较大的视场角,能够对大尺度物体进行边缘成像。基于螺旋型波带片的边缘增强成像可以弥补传统成像方式对界面区域成像的不足,提高对等离子体内界面区域的诊断能力。     

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。     

高高宽比硬X射线聚焦波带片的制作

相对于软X射线显微成像,硬X射线显微成像对菲涅尔波带片的吸收体厚度提出了更高的要求.采用电子束光刻和X射线光刻复制的方法,在聚酰亚胺薄膜上成功制作了高高宽比的菲涅尔波带片.首先利用电子束光刻和微电镀技术制作了X射线光刻的掩模,然后利用X射线光刻和微电镀制作了高高宽比、线条侧壁陡直的菲涅尔波带片.复制后的波带片最外环宽度500 nm,直径1 mm,吸收体金厚度为3.6μm,高宽比达到7.2,可用于10 keV～25 keV的硬X射线成像.     

90nm硅栅过刻蚀工艺中功率对等离子体性质的影响

通过实验对适用于90nm多晶硅栅刻蚀工艺中过刻蚀阶段等离子体的性质进行了研究分析.实验采用满足200mm硅晶片刻蚀的电感耦合多晶硅刻蚀设备,借助等离子体分析仪器(朗缪尔探针)进行实验数据测定,得到了等离子体性质与功率、气体流量等外部参数的关系.实验表明在射频功率增加的过程中,能量耦合系数处于一个相对稳定的常值;当等离子体处于局部加热状态时,绝大部分的电子处于附着状态,维持等离子体的电子数目相对减少.等离子体中的射频能量耦合空间随着射频功率的增加,分布状态会变得更加一致化.