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.     

多能点X射线透射光栅的制作技术

针对X射线自支撑透射光栅在多能点单色成像光栅谱仪中的应用,采用电子束和光学匹配曝光、微电镀和高密度等离子体刻蚀技术,成功制备了周期为500nm、金吸收体厚度为350nm、占空比接近1∶1,满足三个能点成像需求的2000lp/mm X射线自支撑透射光栅。首先利用电子束光刻和微电镀技术制备金光栅图形,然后采用紫外光刻和微电镀技术制作自支撑结构,最后通过腐蚀体硅和感应耦合等离子体刻蚀聚酰亚胺完成X射线自支撑透射光栅的制作。在电子束光刻中,采用几何校正和高反差电子束抗蚀剂实现了对纳米尺度光栅图形的精确控制。实验结果表明,同一个器件分布的三块光栅占空比合理,栅线平滑,可以满足单能点单色成像谱仪的要求。     

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.     

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。     

热压印光刻技术复制波带片图形研究

针对只需单次曝光的菲涅尔波带片器件,给出了结合电子束光刻和热压印光刻进行大规模复制的完整工艺路线,即首先采用电子束光刻制作热压印模版,之后用热压印光刻进行波带片的大规模复制,所制得的波带片图形的最外环宽度为250 nm,直径为196μm,环数为196环.初步实验结果表明,这种方法具有很好的重复性和易用性,且可以进行低成本波带片的精确复制.     

X射线光刻和剥离技术制作声表面波叉指换能器

提供了采用电子束光刻、X射线光刻和金属剥离技术制作亚微米尺寸的声表面波叉指换能器的方法.首先利用电子束光刻和微电镀技术制作x射线光刻的掩模,然后利用X射线光刻和剥离技术高效地制作大面积、纳米尺电、电极陡直均匀的叉指换能器.制备出的叉指电极特征尺寸为600 nm,面积为4 mm×6 mm,断指率小于3‰,可应用于高频声表面波器件中.研究结果表明,X射线光刻结合剥离技术是一种制备高频SAW器件的优良方法.     

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。     

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。     

聚焦离子束切割法制备多层膜X射线波带片

X射线波带片是X射线显微成像系统中用于聚焦及成像的核心元件,提高波带片性能参数,更利于X射线显微成像技术的广泛应用。选择可精确控制厚度的原子层沉积(ALD)法结合聚焦离子束(FIB)切割法制备出大高宽比X射线波带片结构,即用原子层沉积法在光滑的钨丝表面交替沉积Al2O3/HfO2多层膜,其总层数为360,最外层膜宽度为10 nm。聚焦离子束的加速电压设定为30 kV,先利用束流为1 000 pA的离子束流将Al2O3/HfO2多层膜切割成设计厚度的薄片,再利用束流为350 pA的离子束流对切割的截面进行抛光,最后得到厚度为50μm、最外层膜宽度为10 nm的大高宽比X射线波带片结构。     

Pattern replication accuracy in 1:1 synchrotron radiation lithography

The replicated pattern distortion for feature sizes down to 0.15 μm, characterized by pattern linearity, pattern density dependence, and corner rounding, is investigated in synchrotron radiation (SR) lithography. In the investigation, a highly accurate X-ray mask delineated by a focused ion beam, a chemically amplified resist, and a Fresnel diffraction model simulator are used. At a 15 μm mask-to-wafer gap, no pattern proximity effect is observed. The corner rounding radius due to Fresnel diffraction is approximately 0.04 μm.     

用深紫外光刻波带片制作全息透镜阵列和椭圆波带片

本文报道用电子束扫描和深紫外曝光获得的离子刻蚀波带片的一级衍射波和二级衍射波干涉,分别在银盐干板和光致抗蚀剂上制作平面全息透镜阵列和椭圆波带片,并给出用它们聚焦和成像的实验结果。     

衍射光学元件在无掩模光刻中的应用

描述了波带片/多孔透镜阵列无掩模光刻方法,着重介绍了波带片的几何结构特点和衍射聚焦特性,研究了影响光刻分辨率的因素和使用位相型波带片代替振幅型波带片提高衍射效率的设计方法,讨论了高级衍射焦点对波带片的光刻对比度的影响及消除措施,表明了波带片光刻有光刻对比度和高光刻分辨率受限于最小结构尺寸两个技术难点。对比介绍了多孔透镜的结构和衍射聚焦原理,论述了利用多孔透镜抑制高级衍射焦点和焦平面上次级大的特性,可以提高光刻对比度、提高光刻分辨率、克服波带片受限于最小结构尺寸的缺点。     

Chemical modification and patterning of self assembled monolayers using scanning electron and ion-beam lithography

We present chemical modification of self assembled monolayers (SAMs) using electron and ion-beam lithographies. We used thiolated polyethylene oxide (PEO) SAMs on gold to fabricate chemically contrasting patterns at the nanoscale. Patterned surfaces were characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), time of flight-secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS). Results showed a chemical modification of surfaces patterned by means of electron beam (e-beam) lithography and a removal of PEO SAMs on the areas treated with the ion beam. The chemical modification of PEO SAMs converted the non-fouling surfaces on fouling surfaces.     

阵列菲涅耳波带片波前探测性能研究

在高功率激光系统中,激光束小尺度畸变波前探测是实现激光束中频段波前补偿与控制的重要前提。采用阵列菲涅耳波带片作为激光束波前传感的子孔径分割器,研究其聚焦性能,讨论了波带片的结构如阵列数目和阵列尺寸对波前探测精度的影响。仿真结果表明,选取合适的波带片结构参数可以使小尺度畸变波前的重构误差小于十分之一个波长。为了检测阵列菲涅耳波带片作为波前传感器检测波前畸变的性能,实现小尺度波前畸变检测的目的,构建了激光波前畸变检测光路系统。实验结果表明了阵列菲涅耳波带片检测波前畸变的可行性和准确性.     

角度限制散射投影电子束光刻

角度限制散射投影电子束光刻（SCALPEL）采用并行投影技术,具有分辨率高、曝光范围大的特点,可望获得远比电子束直写光刻高的产量。本文介绍了SCALPEL的原理、特点及该技术的研究进展情况。     

亚半微米铬掩模版制作技术研究

介绍了用LeicaVB5电子束曝光系统在涂敷有PMMA电子束抗蚀剂的4英寸铬板上,通过扫描曝光、湿法显影、干法刻蚀等手段制作亚微米、亚半微米铬掩模版的工艺技术。     

VLSI曝光技术的现状与未来

本文简要介绍了用于超大规模集成电路微细加工的各种曝光技术，包括光学方法，电子束、离子束和Ｘ射线技术。比较了它们的优缺点，综述了国际上近年来在这些光刻技术方面的进步以及今后的发展趋势。