在過去的十幾年里,基于光柵的X射線相位襯度成像技術(shù)發(fā)展迅速。其中的核心光學(xué)元件,大尺寸大高寬比光柵,在相襯成像系統(tǒng)中起到了不可或缺的作用。目前,傳統(tǒng)的大高寬比光柵制作方法是硅體深加工技術(shù)與LIGA技術(shù),但這兩種方法制作出來的光柵難以同時滿足相襯成像裝置高能量和大視場的成像需求,對應(yīng)相襯成像系統(tǒng)成像要求的光柵尺寸至少需要100mm × 100mm,并且需要有良好的結(jié)構(gòu)均勻性。為了實現(xiàn)大尺寸大高寬比光柵的制作,UV-LIGA技術(shù)是一個可能的工藝選擇,該技術(shù)可以制作大尺寸光柵,但是目前光柵結(jié)構(gòu)的均勻性仍難以滿足相襯成像系統(tǒng)成像要求。因此,為了提高大尺寸大高寬比光柵結(jié)構(gòu)的均勻性,本文基于UV-LIGA技術(shù)制備大尺寸大高寬比光柵,對UV-LIGA技術(shù)的關(guān)鍵工藝步驟進(jìn)行了優(yōu)化研究,最終實現(xiàn)了大尺寸大高寬比光柵結(jié)構(gòu)均勻性的提高。論文開展的主要工作如下:1.為了減少間隙不均勻帶來的衍射效應(yīng)的影響,本文對紫外曝光工藝進(jìn)行了研究,引入了背面曝光制作方法。為了探究該方法的可行性,基于傳統(tǒng)接觸式曝光工藝和背面曝光工藝分別制作了不同線寬的大尺寸大高寬比光柵,通過柵條傾斜角度一致性和線寬一致性來評判曝光均勻性。實... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．?１基于光柵的Ｘ射線相襯成像系統(tǒng)Ｍ??相比于傳統(tǒng)Ｘ射線吸收成像技術(shù)，Ｘ射線光柵相位襯度成像技術(shù)己經(jīng)取得??了相當(dāng)大的進(jìn)步，但是真正要實現(xiàn)臨床醫(yī)學(xué)上對人體的成像，相襯成像技術(shù)還面??

??第一章緒論???求，而且裝置中的核心元器件光柵周期可達(dá)幾十微米，極大降低了光柵的制作難??度。但是，由于該裝置中設(shè)計的光柵的周期變大，導(dǎo)致了成像靈敏度變差。中國??科學(xué)技術(shù)大學(xué)國家同步輻射實驗室的研宄人員也設(shè)計了一種新型Ｘ射線相襯成??像裝置［Ｍ］，該成像裝置基于結(jié)構(gòu)光柵多縫獨立照明機(jī)制，可以同時實現(xiàn)高能量和??大視場成像，裝置原理圖如圖１．２所示。??，?＼?＼??＾?Ｌ?＾??Ｉ—Ｐ—廣——…ｎ??Ｘ?光?ｘｉ?；?Ｉ??釀?；Ｉ??ＧＯ?Ｇｌ?；?Ｉ??Ｇ２探涵器??圖１．?２相位襯度光柵成像系統(tǒng)原理圖??綜上所述，光柵相襯成像技術(shù)［２１］經(jīng)過十多年的發(fā)展，從最早依賴于同步輻射??光源到現(xiàn)在用普通光源就可以獲取相位襯度成像［２２－２４］，甚至在一些醫(yī)療產(chǎn)品中己??經(jīng)得到應(yīng)用。最初的相位襯度成像裝置的成像視場孝成像能量低，是因為受限??于成像系統(tǒng)中的核心光學(xué)元件，大尺寸大高寬比光柵。隨著光柵制作工藝的不斷??發(fā)展，成像系統(tǒng)的成像視場從小尺寸（約為１０?提高到現(xiàn)在的較大??尺寸（５０?ｍｍ?ｘ?５０?ｍｍ），成像能量也相應(yīng)的得到了大幅度的提升。為了將Ｘ射??線光柵相襯成像系統(tǒng)推向臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用，滿足Ｘ射線光柵相襯成像裝置更大視??嘗更高能量的需求，對更大面積的大高寬比光柵制作的研宂不可或缺。光柵作??為相襯成像系統(tǒng)的核心光學(xué)器件，其制作工藝水平的發(fā)展很大程度上決定了光柵??相襯成像系統(tǒng)的發(fā)展水平，因此，研宄光柵的制作工藝具有極重要的意義。??１．２光柵制作工藝的研究進(jìn)展??目前適用于加工大尺寸大高寬比光柵的微細(xì)加工方法，根據(jù)制作原理的不同，??大致分為硅體微細(xì)加工技術(shù)和ＬＩＧＡ技術(shù)

?第一章緒論????硅晶向選擇刻蝕技術(shù)是一種化學(xué)濕法腐蝕技術(shù)，指不同的刻蝕液在硅體不同??晶面方向上具有不同刻蝕速率，從而可以在硅體上形成不同的刻蝕剖面結(jié)構(gòu)，加??工深度可達(dá)幾百微米。瑞士光源的ＴＯＭＣＡＴ束線上有一套基于Ｔａｌｂｏｔ－Ｌａｕ干涉??法光柵成像實驗裝置，這套成像實驗裝置包含了三塊光柵器件，分別為源光柵，??相位光柵和吸收光柵。在這一套裝置的光柵結(jié)構(gòu)中，第二塊相位光柵就是采用了??硅晶向選擇刻蝕技術(shù)，其制備過程如圖１．３所示。首先在硅片上涂上一層Ｓｉ０２和??一層光刻膠，通過曝光得到光刻膠圖形結(jié)構(gòu)，采用〇＾３和０２把裸露的Ｓｉ０２膜??刻蝕掉，再利用各向異性濕法刻蝕用ＫＯＨ腐蝕液得到了周期為４ｐｍ，高度為??２２ｐｍ的硅光柵結(jié)構(gòu)。成像裝置中第三塊吸收光柵同樣是基于硅晶向選擇刻蝕技??術(shù)，制備得到周期為２ｐｍ的鍍金硅基光柵結(jié)構(gòu)［２５＿２６］。??ｔ）ＣＨＦ；？?Ｃ＼Ｒｌｉ?Ｕｐ?沒?ｑ??ｓ：?ｉｌＳｉｌｉｉ??丨：ｒ！丨；銀�。樱妫悖樱祝妫妫椋欤龋�?酬??圖１．３?ａ）硅晶向選擇刻蝕方法ｂ）結(jié)構(gòu)髙度為２２ｊｉｍ的相位光柵??深度離子束刻蝕技術(shù)（ｄｅｅｐｒｅａｃｔｉｖｅ?ｉｏｎ?ｅｔｃｈｉｎｇ，?ＤＲＩＥ）是一種以桂為加工材??料、基于等離子體技術(shù)的干性刻蝕技術(shù)，包含了化學(xué)和物理兩個刻蝕過程。深度??離子束刻蝕方法是通過多次重復(fù)進(jìn)行“鈍化／刻蝕”過程來實現(xiàn)大高寬比微結(jié)構(gòu)加??工的。鈍化過程是鈍化氣體Ｃ４ＦＳ與硅體發(fā)生反應(yīng)，在硅面上生成一層鈍化保護(hù)??層；刻蝕過程是刻蝕氣體ＳＦ６結(jié)合各向同性入射離子進(jìn)入結(jié)構(gòu)底部刻蝕保護(hù)層。??由于這種周期性“鈍化－刻蝕－鈍化”過程轉(zhuǎn)化速度快，側(cè)壁方向較少受

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]THz光柵結(jié)構(gòu)UV-LIGA光刻工藝研究[D]. 單云沖.合肥工業(yè)大學(xué) 2014



本文編號：3124648