近場全息制作軟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。針對目前機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全息制作方法相關(guān)的兩方面基本問題:從對兩種近場全息界面反射抑制方法的比較研究;以及線密度對熔石英光柵掩模效率對比度均勻性的影響、以及近場全息工藝參數(shù)優(yōu)化兩方

2、面，研究近場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試精度及光柵質(zhì)量。因此，比較界面反射抑制方式對近場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，對近場全息制作光柵特性的影響。實驗結(jié)果顯示，這兩種在抑制近場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.針對變間距光柵的近場全息制作方法，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算了熔石英掩模的效率對比度隨光柵線密度和占寬比的變化輪廓圖，結(jié)合一般全息對掩模效率對比度的經(jīng)驗要求，給出中心線密度為2400線/mm的熔石英變間距掩模的設(shè)計參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，由德國耶拿大學(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。基于這種熔石英變間距掩模，我們開展了一系列初步的近場全息實驗。實驗結(jié)果顯示，為了有效控制近場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比度盡可能高。另一