聚酰亚胺薄膜的反应离子刻蚀抛光

为进一步提高聚酰亚胺薄膜光学器件的表面质量,提出了一种聚酰亚胺薄膜的反应离子刻蚀抛光方法,对其抛光原理和抛光实验进行了研究。利用光刻胶流体的低表面张力及流动特性,通过在聚酰亚胺薄膜表面涂覆光刻胶对其表面缺陷进行填补;结合聚酰亚胺与光刻胶的反应离子高各向异性等比刻蚀工艺,将光刻胶光滑平整表面高保真刻蚀转移至聚酰亚胺表面,从而实现聚酰亚胺薄膜的反应离子刻蚀抛光。实验结果表明:PV、RMS分别为1.347μm和340nm的粗糙表面,通过二次抛光其粗糙度可降低至75nm和13nm;PV、RMS分别为61nm和8nm的表面,其粗糙度可降低至9nm和1nm。该抛光方法能有效提高聚酰亚胺薄膜的表面光洁度,可为以聚酰亚胺薄膜为代表的高分子柔性光学器件的精密加工提供新的工艺思路。     

离子刻蚀技术现状与未来发展

目前国内外出现的几种离子刻蚀技术--等离子体刻蚀、反应离子束刻蚀、离子束铣、聚焦离子束刻蚀等分别作了详细介绍,并指出今后离子刻蚀技术的发展方向。     

反应离子刻蚀的模型及仿真

介绍了反应离子刻蚀的二维模型,模型包括各项同性刻蚀和各向异性刻蚀两部分.为模拟反应离子刻蚀过程中材料的表面轮廓,采用线算法和元胞算法的混合算法,用C++编写计算机模拟软件.模型中的参数随反应离子刻蚀工艺参数的变化而变化,由实验提取.软件可以模拟任意起始条件下不同材料的刻蚀形貌.给出的模拟结果与实验结果吻合.     

等离子与反应离子刻蚀终点的在线监测——光学反射法

叙述了用光学反射法在线监测LSI等离子及反应离子刻蚀过程和终点的监测原理与具体实施。所设计的仪器获得了优于80Å的动态监测精度及小于0.3cm²的最小监测面积。比较了用光学反射法和等离子发射光谱法得到的监测结果, 指出了影响光学反射法监测精度的因素, 提出了切实可行的解决办法。     

聚酰亚胺电容式湿度传感器的研制及改进

聚酰亚胺(PI)电容式湿度传感器的新型设计简化了工艺流程,避免引线台阶式引出时可能出现的脱落、断裂等问题;改进了温度补偿电极的位置及结构;分析了平板式电容式传感器的等效电路及简化条件,以及PI薄膜的厚度与亚胺化温度对吸湿性能的影响.研究了反应离子刻蚀(RIE)对完成电极腐蚀后的芯片进行高选择比的各向异性刻蚀及对湿度响应的影响,结果表明增大了PI与周围环境的接触面积,提高了响应速度.     

金刚石薄膜的抛光技术

介绍了目前正在研究和应用的金刚石薄膜抛光技术，并对它们的原理、特点和适用范围进行了分析和总结。     

金刚石薄膜的抛光技术

介绍了目前正在研究和应用的金刚石薄膜抛光技术，并对它们的原理、特点和适用范围进行了分析和总结。     

砷化镓抛光晶片表面沾污的二次离子质谱分析

在砷化镓工艺过程中,很多失效问题与表面的沾污有关,二次离子质谱分析是表面分析的有力手段,本文提供一种用二次离子质谱分析检测砷化镓表面钠、钾和铝的沾污水平的测试方法。     

湿法化学刻蚀技术处理抛光熔石英元件

为了提高熔石英元件的抗激光损伤能力,采用基于氢氟酸刻蚀的湿法化学技术去除元件内的激光损伤诱因。利用不同的氢氟酸溶液处理经氧化铈抛光的熔石英元件,并对元件的刻蚀速率、表面洁净度、粗糙度、透过率和激光损伤性能进行评价。研究结果表明,与传统的静态刻蚀相比,在质量分数为6%的氢氟酸刻蚀溶液中引入能量密度约为0.6 W/cm^2的兆声能量对元件的溶解速率和激光损伤性能没有明显的提升作用;化学刻蚀产生的沉积物对元件表面粗糙度和透过率均有不利影响,且沉积物比例与所用的刻蚀液成分和浓度密切相关;经质量分数6%或12%的纯氢氟酸溶液刻蚀(5±1)μm深度后,熔石英元件的激光损伤阈值相比于未刻蚀元件提升了约1.9倍;熔石英元件的激光损伤性能与表面粗糙度和透过率之间不是简单的线性关系,但激光损伤阈值较理想的元件(>20 J/cm^2@3ns)往往具有较光滑的表面,即表面粗糙度<2 nm,由此可以确定有利于熔石英元件激光损伤性能的刻蚀条件,并获得元件表面粗糙度的控制指标。     

用CHF3/Ar为工作气体刻蚀融石英

报道了用氟利昂CHF₃和氩气Ar作工作气体的反应离子刻蚀融石英的技术。研究了气体流速、腔压和射频等离子体功率对刻蚀速度的影响,并分析了刻蚀工艺对样品表面的污染,同时也考察了刻蚀工艺的均匀性和重复性。为了优化刻蚀工艺,采用Rs1/Discover软件工具设计优化实验。实验中射频等离子体功率范围在120～160W,氩气和氟利昂流速分别在15～35sccm(1cm³/min standard cubic centimeter/minute)和20～50sccm范围,腔压在13～19Pa范围,相应的刻蚀速度为15～25nm/min.     

宽波段全息-离子束刻蚀光栅的设计及工艺

设计和制作了一种在同一基底上具有多闪耀角的宽波段全息-离子束刻蚀光栅。提出了组合形成宽波段全息-离子束刻蚀光栅的分区设计方法,优化了3种闪耀角混合的宽波段全息光栅设计参数,并利用反应离子束刻蚀装置对该光刻胶掩模进行刻蚀图形转移,采用分段、分步离子束刻蚀技术开展了获得不同闪耀角的离子束刻蚀实验。最后在同一光栅基底上分区制作了位相相同,并具有9,18,29°3个不同闪耀角,口径为60mm×60mm,使用波段为200~900nm的宽波段全息光栅。衍射效率测试结果显示其在使用波段的最低衍射效率超过30%,最高衍射效率超过50%,实验结果与理论计算结果基本符合。与其它方式制作的宽波段光栅相比,采用宽波段全息-离子束刻蚀光栅不但工艺成熟,易于控制光栅槽形,而且光栅有效面积尺寸较大,便于批量复制。     

闪耀全息光栅离子束刻蚀工艺模拟及实验验证

依据特征曲线法推导了非晶体表面的离子束刻蚀模拟方程,结合全息光栅的刻蚀特点开发出离子束刻蚀模拟程序,并通过实验数据分析并优化了非晶体材料刻蚀速率与离子束入射角的关系方程,最后利用离子束刻蚀实验对所开发的离子束刻蚀模拟程序进行了实验验证.调节掩模与基底材料的刻蚀速率比为2∶1至1∶2,制作了线密度为1 200 1/mm,闪耀角为～8.6°,非闪耀角为34°～98°的4种闪耀光栅,与刻蚀模拟程序的结果进行对比,模拟误差＜5％;控制离子束刻蚀时间为6～14 min,制作了线密度为1 200 1/mm,闪耀角为～8.6°,顶角平台横向尺寸为0～211 nm的6种光栅,与刻蚀模拟程序的模拟结果进行对比,模拟误差＜1％.比较实验及离子束刻蚀模拟结果表明,离子束刻蚀模拟程序获得的模拟刻蚀轮廓曲线与实际刻蚀轮廓曲线的误差＜5％;模拟刻蚀截止点与实际刻蚀截止点误差＜1％.实验表明,提出的模拟方程可以准确地描述不同工艺过程和工艺参数对最终刻蚀结果的影响,进而可预知和控制离子束刻蚀过程.     

全息离子束摆动刻蚀凸面闪耀光栅制备技术

高衍射效率的凸面闪耀光栅是高光谱分辨率成像光谱仪的核心分光元件,其制作方法包括机械刻划法、电子束直写法、X射线光刻法、全息离子束刻蚀法等,其中全息离子束刻蚀法因为具备良好的各向异性,不受尺寸与曲面形状限制,杂散光低,完全没有鬼线,制造时间短等优点成为现今光栅制造领域常用方法之一.传统全息离子束刻蚀凸面光栅时基底的弯曲会...     

Homogenous and ultra-shallow lithium niobate etching by focused ion beam

Focused ion beam (FIB) milling has been used for fast prototyping of lithium niobate (LiNbO₃, LN) devices with feature size from sub-to hundreds of micrometers. However, a promising and challenging depth range of tens-of-nanometers or below is rarely attended. Moreover, the surface roughness, related closely with device performances, is particularly non-negligible for such an ultra-shallow etching. Here, the surface roughness evolution was studied on ultra-shallow FIB etched LN structures. It was found that the inhomogeneous etching of the metallic film, coated on LN surface to avoid charge accumulation, had a detrimental effect on the LN surface roughness control. By thinning the gold thickness to 7 nm, sub-nanometer surface roughness was reported for etching depth of several nanometers. This work paves the way towards a homogenous and ultra-shallow FIB milling of LN nano-structures.     

离子束抛光去除函数计算与抛光实验

由于传统的离子抛光工艺采用的确定去除函数的方法操作复杂且成本很高,本文提出了利用法拉第杯对离子束流空间分布进行测量、标定的方法,并计算得到不同离子源工作参数对应的去除函数。首先,基于离子束抛光材料去除原理,研究了离子束抛光过程中束流分布与能量对去除函数的影响,并提出简化的离子束抛光去除函数模型。然后,设计实验并得出离子束流空间分布与去除函数相关参数间的关系,计算得到了不同离子源工作参数产生的离子束流对应的去除函数。对硅和融石英玻璃的相关实验表明:利用法拉第杯扫描结果计算相同材料的去除函数的单位时间体积去除率与实际测量值误差小于2%。结合抛光实验,对Φ800mm碳化硅表面硅改性层平面镜进行抛光,得到的初始面形误差均方根(RMS)值为57.886nm,两次抛光后RMS值为11.837nm,收敛率达到4.89,满足精密光学加工对去除函数的确定性及精度的要求,并大大提升了确定去除函数的效率。     

提高活塞表面光洁度的叶轮抛光工艺

通过对剪板机、折弯机产品活塞杆表面质量、加工原理分析及阐述,提出了"叶轮"抛光加工工艺及其在生产中的广泛应用。实践证明,"叶轮"抛光工艺能很好地满足活塞杆等高精度表面零件的设计要求。     

A novel polishing method for single-crystal silicon using the cavitation rotary abrasive flow

Traditional low-pressure abrasive flow polishing can produce highly smooth surfaces, but the efficiency of this method is too low for polishing of hard-brittle materials parts. This paper proposes a novel cavitation rotary abrasive flow polishing (CRAFP) method. The energy generated from the cavitation bubble collapse is used to increase the kinetic energy of the abrasive particles in the low-pressure abrasive flow and the motion randomness of the abrasive particles near the wall; thereby, the efficiency and quality of low-pressure abrasive flow polishing are improved. The CRAFP mechanism was first introduced, and then the characteristics of the CRAFP process were investigated using computational fluid dynamics (CFD)-based abrasive flow simulation. Subsequently, a single-crystal silicon wafer polishing test was carried outperformed to verify the validity of the CRAFP method. The polishing results were compared with those of the traditional low-pressure abrasive flow polishing method. After 8 h of polishing using the CRAFP method and the traditional low-pressure abrasive flow polishing method, the surface roughness of the workpiece decreased to7.87 nm and 10.53 nm, respectively. Furthermore, by starting at similar initial roughness values, the polishing time required to reduce the roughness to 12 nm was 3.5 h and 6 h, respectively. The experimental results demonstrated that CRAFP can satisfy the surface requirements of single-crystal silicon (R_a < 12 nm) and exhibit high polishing efficiency and good quality.     

基于模糊控制技术的光学抛光机床的改造

介绍了一种基于模糊控制技术、以NLX230模糊单片机为控制核心构成闭环变频调速系统的方法,并应用于光学抛光机床的改进。经过测试,系统安全可靠,控制性能优良,可提高生产效率和稳定产品的质量。     

航空发动机叶片砂带抛光力的干扰观测补偿控制

为提高叶片尺寸精度及表面质量,针对气体的可压缩性、阀的死区效应、阀的流量非线性、气缸摩擦力和测量噪声等干扰因素对叶片抛光力控制精度的影响,提出了一种基于干扰观测器的反向传播神经网络比例—积分—微分控制方法.该方法通过构造干扰观测器来预测抛光力气动控制系统中的非线性干扰,并在控制中引入等效的补偿来抑制干扰,同时利用反向传播神经网络控制算法对比例—积分—微分控制参数进行在线自适应整定.仿真分析和实验结果表明,基于干扰观测器的反向传播神经网络比例—积分—微分控制器具有控制精度高、鲁棒性强、抑制干扰能力强等优点,能够提高叶片型面尺寸精度和表面一致性、降低表面粗糙度、减小残余应力并提高抛光效率.     

Ultrastructural comparison of ion beam and radiofrequency plasma etching effects on biological tissue sections

Three dry etching techniques (Ar+ ion beam, O₂+ ion beam, O₂ radiofrequency electrodeless discharge) were compared with respect to preferential etching and damage to the ultrastructure of glutaraldehyde-fixed Epon-embedded frog skeletal muscle sections. SEM and TEM studies were performed on both unstained and stained (osmium tetroxide, uranyl acetate) sections. Etching effects were observed to differ for the various ion beam or plasma etching techniques. Whereas selective retention of electron dense structures (e.g. Z lines, nuclear heterochromatin) was observed for oxygen plasma etching, preferential etching of these components was observed using O₂+ ion beam bombardment. Selectively etched Z lines and etch-resistant nucleoli were observed for both reactive (O₂+) and inert (Ar+) ion beam sputtering after sufficiently high ion doses. The above suggest that selective etching under keV ion beam irradiation is related more to physical sputtering processes (momentum transfer) than to the chemical reactivity of the incident ion. Heavy metal post-fixation and staining had no qualitative effect on the nature of the selective etching phenomena. The above findings are significant in that they potentially influence both electron and ion microprobe measurements of etched biological specimens.