軟X射線透射光柵制作.pdf

1、作為X射線波段的一種重要色散元件，金透射光柵主要用于激光慣性約束核聚變(ICF)實驗中的等離子體診斷，以及X射線天體物理研究的高能透射光柵光譜儀中。使用全息光刻技術制作金透射光柵工藝復雜，尤其是制作具有高線密度的自支撐金透射光柵。因此，對其制作工藝進行系統(tǒng)化的研究十分必要。 本課題的目的是要掌握軟X射線透射光柵的制作工藝，并制作出高線密度自支撐金透射光柵。論文的主要內(nèi)容包括： 1.對全息光刻制作光刻膠掩模工藝進行了深入的

2、研究。建立了曝光監(jiān)測與顯影監(jiān)測系統(tǒng)，通過大量的實驗與分析，能夠根據(jù)監(jiān)測曲線的變化趨勢，較為準確地確定不同基片所需要的最佳曝光量及最佳顯影時間，實現(xiàn)了對曝光及顯影過程的控制。 2.對兩種光刻膠掩模圖形轉移工藝技術--離子束刻蝕與電鍍工藝，從實驗上進行了探索。嘗試了消除金再沉積現(xiàn)象的兩種常見方法--傾斜旋轉刻蝕與使用薄掩模，并取得了顯著的效果。對電鍍沉積金的工藝，從實驗上探討了電鍍液的溫度、pH值以及電流密度對電鍍沉積制作的金光柵質(zhì)

3、量的影響，根據(jù)對實驗結果的比較與分析獲得了較為合適的電鍍條件。 3.計算并模擬了全息曝光過程中光刻膠內(nèi)的光強分布，計算與實驗結果證實了來自基底的反射光將與入射光干涉，從而使光強分布出現(xiàn)明顯的駐波效應。進一步的分析與實驗結果表明，隨著基底反射率的增加，駐波效應變得越來越嚴重，進而給全息光刻制作的光刻膠光柵掩模的槽形、占寬比帶來不利影響，并減小對曝光光束光強偏差的寬容度。因此，基底的高反射率將給光柵掩模的制作帶來麻煩，尤其是利用全息

4、光刻制作具有較窄線寬的高線密度光刻膠光柵掩模。最后提出了通過在基底與光刻膠之間增加一層減反射膜(ARC)的辦法吸收來自基底的反射光強度，以減弱駐波效應的辦法。實驗結果表明這種方法效果顯著。 4.設計并制作了位相型金透射光柵，光柵的周期1μm，槽深約200nm，占寬比約0.55，面積5mm×15mm。在中國科技大學國家同步輻射實驗室的光譜輻射標準與計量站測量了它在5-12nm波段的各級透射衍射效率，結果表明，在7.425nm波長處