近場(chǎng)全息制作軟X射線衍射光柵的相關(guān)問題研究.pdf

1、作為光譜儀器的核心元件，各種軟X射線衍射光柵在同步輻射、等離子體診斷、電子束離子阱等應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用。針對(duì)目前機(jī)械刻劃和全息光刻技術(shù)制備軟X射線衍射光柵中存在的問題，與電子束光刻相結(jié)合的近場(chǎng)全息將是一種頗具潛力的制作軟X射線衍射光柵的方法。本文主要研究了與軟X射線變間距光柵的近場(chǎng)全息制作方法相關(guān)的兩方面基本問題:從對(duì)兩種近場(chǎng)全息界面反射抑制方法的比較研究;以及線密度對(duì)熔石英光柵掩模效率對(duì)比度均勻性的影響、以及近場(chǎng)全息工藝參數(shù)優(yōu)化兩方

2、面，研究近場(chǎng)全息制作光刻膠變間距光柵槽形輪廓均勻性的有效控制。
　　1.界面反射是近場(chǎng)全息中降低光刻膠光柵質(zhì)量的重要影響因素，由界面反射導(dǎo)致的雜散光將嚴(yán)重影響光柵線密度的測(cè)試精度及光柵質(zhì)量。因此，比較界面反射抑制方式對(duì)近場(chǎng)全息制作光柵特性的影響，選擇合適的界面反射抑制方式，是系統(tǒng)研究近場(chǎng)全息熔石英掩模與光刻膠光柵線密度相互關(guān)系的基礎(chǔ)。本文以2400線/mm等間距的熔石英掩模為例，從制作光刻膠光柵的遠(yuǎn)場(chǎng)衍射光斑、以及以此為掩模制作的

3、鍍金光柵在5-20nm波段的衍射效率兩方面，比較研究了減反膜和折射率匹配液兩種抑制界面反射方式，對(duì)近場(chǎng)全息制作光柵特性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，這兩種在抑制近場(chǎng)全息界面反射的效果基本相當(dāng)。在抑制界面反射水平相當(dāng)?shù)臈l件下，減反膜法在降低近場(chǎng)全息曝光過程的復(fù)雜性和可控性上優(yōu)于折射率匹配液法。抑制界面反射顯著降低了光柵在軟X射線波段的雜散光。
　　2.針對(duì)變間距光柵的近場(chǎng)全息制作方法，以中心線密度為2400線/mm的熔石英變間距光柵掩模為例

4、，根據(jù)嚴(yán)格耦合波理論模擬計(jì)算了熔石英掩模的效率對(duì)比度隨光柵線密度和占寬比的變化輪廓圖，結(jié)合一般全息對(duì)掩模效率對(duì)比度的經(jīng)驗(yàn)要求，給出中心線密度為2400線/mm的熔石英變間距掩模的設(shè)計(jì)參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，由德國(guó)耶拿大學(xué)利用電子束光刻-離子束刻蝕方法制備了熔石英變間距掩模?；谶@種熔石英變間距掩模，我們開展了一系列初步的近場(chǎng)全息實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，為了有效控制近場(chǎng)全息中光刻膠變間距光柵的槽形輪廓，一方面要求熔石英掩模的效率對(duì)比度盡可能高。另一