电子束和X射线光刻制作高分辨率微波带片

在硅为衬底材料的自支撑氮化硅薄膜上,采用阴阳图形互换转移技术,先使用电子束直写方法制作成功了最外环为150nm的阳图形微波带片,然后用同步辐射X射线光刻技术复制成功了最外环为150nm的阴图形微波带片,得到可以应用于ICF诊断技术中的微波带片.     

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.     

电子束图形转移过程中的数据分割和压缩算法

研究了电子束曝光机图形数据各式转换软件的分割、压缩算法,针对传统的图形数据分割、压缩算法存在的主要缺点,提出了新的分割算法和压缩算法,并对压缩算法进行了详细的论述和研究。     

用衍射场叠加法分析四种误差下的X光波带片

利用叠加所有圆环的解析近似衍射场的方法来计算和分析随机环带位置误差、宽度误差、扩散和粗糙度对X射线波带片的效率和分辨率的影响。用Strehl比来量化和衡量与理想波带片有偏差的波带片的性能，对两个波带片例子分别用Strehl极限确定了其能容许的四种误差极限。以一个Ni软X射线波带片为例，用叠加圆环衍射场的方法分析了随机环带位置误差和宽度误差对主焦点效率和分辨率的影响；以一个SiO2／Ni硬X射线溅射切片波带片为例，计算了两种材料的相互扩散和粗糙度对衍射效率和分辨率的影响。计算结果表明，四种误差越大，主焦点效率越小，分辨率越差，对第一个波带片例子而言，随机环带位置误差均方根和宽度误差均方根小于最外环宽度的30％；而对于第二个波带片例子，扩散区宽度和粗糙度均方根分别小于最外环宽度的105％和50％时，得到的Strehl比在Strehl极限之上。     

电子束重复增量扫描生成三维结构的研究

针对三维曝光图形的结构特点,结合自行设计的图形发生器,提出了电子束重复增量扫描方式及曝光剂量与刻蚀深度关系和灵敏度的计算方法.根据计算得到的剂量关系,按照重复增量扫描方式,在SDS-3电子束曝光机上进行了曝光实验,显影后得到了轮廓清晰的梯锥和圆锥的三维结构.因此,重复增量扫描方式可以用于三维结构的加工,并且关于曝光剂量与刻蚀深度关系和灵敏度的计算可以为其提供符合实际曝光的参数.     

电子束重复增量扫描生成三维结构的研究

针对三维曝光图形的结构特点,结合自行设计的图形发生器,提出了电子束重复增量扫描方式及曝光剂量与刻蚀深度关系和灵敏度的计算方法.根据计算得到的剂量关系,按照重复增量扫描方式,在SDS-3电子束曝光机上进行了曝光实验,显影后得到了轮廓清晰的梯锥和圆锥的三维结构.因此,重复增量扫描方式可以用于三维结构的加工,并且关于曝光剂量与刻蚀深度关系和灵敏度的计算可以为其提供符合实际曝光的参数.     

电子束制作高分辨率波带片图形数据研究

根据圆环内部和相邻环分割单元之间的位置关系，设计了无间隙拼接处对齐和错开、有间隙拼接处对齐和错开四种结构模型。通过分析和比较这四种不同结构的高分辨率波带片图形数据，给出图形数据量和剖分单元数的变化关系曲线。根据扫描电子显微镜得到的实验结果，决定采用无间隙拼接处错开的模型。在使用负性抗蚀剂SAL601，电子束曝光剂量35μC，前烘温度75℃等条件下，制作出了最外环宽度为250nm的波带片。     

多台阶相幅型菲涅耳波带片的矢量衍射

用矢量Rayleigh-Sommerfeld(VRS)衍射理论分析计算了高数值孔径多台阶相幅型菲涅耳波带片(M-SHFZP)的聚焦场分布。当线性偏振光垂直入射到M-SHFZP,结果显示:1)由于薄膜透射率随着刻蚀台阶深度发生变化,致使实际的M-SHFZP的聚焦强度小于多台阶纯相位型菲涅耳波带片(M-SPFZP)的聚焦强度,但是M-SHFZP的聚焦光斑大小基本上与M-SPFZP的相同;2)聚焦光的强度随着台阶数的增加而增加,但聚焦光斑的大小不随台阶数变化;3)对于低数值孔径的M-SHFZP,光轴上的强度呈现一个多焦点分布,但是对于高数值孔径的M-SHFZP,高级焦点的强度被大大抑制。台阶数愈多,数值孔径愈大,抑制高级次焦点的能力愈强。VRS矢量衍射理论的计算结果与时域有限差分法(FDTD)模拟结果基本一致。     

电子束三维光刻技术的研究

在IH(Integrated Harden Polymer Stereo Lithography)技术和电子束光刻技术的基础上提出了电子束微三维光刻技术新概念。对其实现方法的可行性进行了简要的理论分析，并使用SDV—Ⅱ型真空腔在约1．33Pa的真空下对环氧618、WSJ-202和苏州2号抗蚀剂进行了气化试验，得出了它们在真空中的气化实验结果，证明了电子束液态光刻的可行性。     

微细直角图形失真及预补偿设计方法

提出一种误差预补偿的方法,调整引起的掩模特征形状以实现光罩图形的轮廓调制,通过数据前期的预补偿,减少失真,从而改善微细直角的最终光刻制作结果。