软X射线金属透射自支撑光栅的纳米压印制备工艺研究

《软X射线金属透射自支撑光栅的纳米压印制备工艺研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、软X射线金属透射自支撑光栅的纳米压印制备工艺研究FabricationofSoftX-rayTransmissionGoldGratingUtilizingNanoimprintUthography叶良YeLiang白京犬落现代工程与应用科学学院材料科学与工程系目录IIIIIPlllIIIIIIIIJIIlllllIIIIIllllIY2372858目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．IAbstract⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．III第一章

2、绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．11．1金属透射自支撑光栅概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．2自支撑透射光栅的制备方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5第二章软X射线金属透射光栅的结构设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．82．1软X射线金属透射光栅的衍射效率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．82．2自支撑透射光栅厚度与衍射效率的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．92．3纳米压印制各自支撑光栅的实验设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10

3、参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一13第三章基于纳米压印技术光栅结构制备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯143．1纳米压印工艺⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯143．2纳米压印模板的制备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯173．3纳米压印实验过程和结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l9参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25第四章基于反应离子刻蚀的高分子图案转移⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯264．1刻蚀工艺与湿法腐蚀⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

4、⋯264．2反应离子刻蚀工艺⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯264．3电感耦合等离子体刻蚀实验过程和结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯30参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．34第五章金属光栅及支撑结构的制备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯355．1金电镀工艺⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯355．2电镀工艺制备200nm周期光栅实验过程和结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．365．3光刻工艺制备支撑结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯375．4衬底腐蚀⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

5、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯42参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．46第六章衍射性能测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯476．1266Tim激光衍射测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯476．2软x射线光谱同步辐射测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯49参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．52目录第七章总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯53攻读硕士期间发表的相关论文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一55致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

6、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．56摘要茎堑塞挝盘堂专业』垦_级硕士生姓名：生匿指导教师(姓名、职称)：蔓盘笙塾撞盔益壁刘塾撞随着对高能粒子和宇宙X射线探测的发展，金属自支撑亚微米周期透射光栅的制备取得了重大进步。纳米压印工艺因其可以低成本制作线宽在10nm以下的结构而被有广阔的应用前景。本文采用纳米压印工艺，结合物理气相沉积，电感耦合等离子体刻蚀，微电镀，光刻，湿法腐蚀等微加工手段成功制备出面积达1cm×1cm，200nm周期的金自支撑光栅并测试了其衍射性能。首先采用纳米压印技术将石英模板上的光栅结构转移到压印胶中。用电子束加热蒸

7、发和电阻加热蒸发工艺在硅衬底上沉积5nm的Cr和10nm的金作为电镀的底电极，并分别尝试通过热压印和紫外光固化压印对压印模板上的结构进行转移。使用电感耦合等离子刻蚀去除压印的残余层，对于双层胶压印，则将刻蚀与斜角沉积工艺结合起来进行压印结构的转移。随后通过无氰镀金工艺进行金的微电镀，让金填充入结构的凹槽内。用氯苯超声清洗或等离子体刻蚀去除残余的压印胶，得到200nm周期的金属光栅。采用光刻工艺在得到的金光栅表面制备支撑结构，并再次通过金电镀制备金属支撑结构。随后在样品表面涂上石蜡做为保护层，用HF和HN03的混合溶液在硅片背面腐蚀出1cm×1cm的窗口。最

8、后采用Ar气等离子体刻蚀去除5nm的cr和10nm的Au电极层，得