专利名称：一种制作凹面型x射线聚焦小孔的方法
技术领域：
本发明涉及衍射光学元件制作技术领域，尤其涉及一种制作凹面型X射线聚焦小孔的方法。
背景技术：
X射线由于其波长短、透射强从而难以聚焦，以往的技术往往是利用波带片或者光子筛来进行聚焦，而这样的波带片或者光子筛往往都是平面型。凹面型由于其表面的聚焦特性能更好的进行聚焦，但是又由于其表面的凹面特性，从而在工艺上难以制作。
发明内容
(一)要解决的技术问题有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种制作凹面型X射线聚焦小孔的方法， 以降低凹面的制作难度。( 二 )技术方案为达到上述目的，本发明提供了一种制作凹面型X射线聚焦小孔的方法，该方法包括制作基片；在基片上涂光刻胶，用不同剂量的电子束对该光刻胶进行光刻，形成中心具有圆柱的凸面的光刻胶图形；在形成的光刻胶图形上电镀金层；从基片的背面进行刻蚀，直至穿透基片；以及去胶形成凹面型X射线聚焦小孔。上述方案中，所述制作基片的步骤包括在光滑硅片的正面旋涂聚酰亚胺薄膜，然后使用湿法腐蚀从硅片背面将硅腐蚀掉，形成镂空的聚酰亚胺薄膜；采用电子束蒸发方法在聚酰亚胺薄膜上蒸发铬/金层，形成基片。所述铬/金层中，铬的厚度为5nm，金的厚度为 IOnm0上述方案中，所述在基片上涂光刻胶，用不同剂量的电子束对该光刻胶进行光刻，形成中心具有圆柱的凸面的光刻胶图形的步骤包括在基片的铬/金层上旋涂厚度为 600nm的电子束光刻胶，并在烘箱中烘烤使其干燥；然后采用不同剂量的电子束对该光刻胶进行光刻，电子束的剂量是中间剂量为0周围剂量逐渐增加的同心圆环，直至达到完全去除的剂量；在曝光之后，使用显影液进行显影，最终硅片上形成中心具有圆柱的凸面的光刻胶图形，该光刻胶图形从中间向周围逐渐降低，在中间未光刻的圆环形成一个圆柱形胶柱。上述方案中，所述在形成的光刻胶图形上电镀金层的步骤中，是采用电镀的方法在光刻胶上形成金层，金逐渐的沉积到光刻胶图形上，由周围缓慢的向中间扩散，直至与光刻胶齐平。
上述方案中，所述从基片的背面进行刻蚀，直至穿透基片的步骤，包括从基片的背面对聚酰亚胺进行刻蚀，并继续刻蚀直至将窗口区域的铬金层完全刻蚀掉。上述方案中，所述去胶形成凹面型X射线聚焦小孔的步骤，包括将基片置于去胶液中去除光刻胶，形成凹面的金膜，该金膜中间未光刻的胶柱形成圆形小孔，完成凹面型X 射线聚焦小孔的制作。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果1、本发明提供的制作凹面型X射线聚焦小孔的方法，是一种工艺简单、制造成本低、生产效率高，并能提供更高的均一性的HSQ工艺的方法，能够完成具有凹面的聚焦小孔制作。2、本发明提供的制作凹面型X射线聚焦小孔的方法，采用的HSQ胶具有很高的分辨率，采用HSQ工艺可以极大的提高精确率，确保凹面的均一性，从而有着更加广泛的应用前景。3、本发明提供的制作凹面型X射线聚焦小孔的方法，可以高效率地制作出凹面型聚焦小孔，该凹面型聚焦小孔相对于平面的小孔，凹面小孔有更强的聚焦效果，具有更大的应用前景。
图1为本发明提供的制作凹面型X射线聚焦小孔的方法流程图；图2为依照本发明实施例对衬底基片进行电子束曝光的示意图；图3为残胶与剂量关系示意图；图4为显影后图形示意图；图5为电镀后图形的示意图，黄色为金层；图6为最终完成的凹面聚焦小孔的示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。本发明提供的制作凹面型X射线聚焦小孔的方法，采用HSQ工艺对电子束的敏感性制作凹面型X射线聚焦小孔。如图1所示，图1为本发明提供的制作凹面型X射线聚焦小孔的方法流程图，该方法包括步骤1 制作基片；步骤2 在基片上涂光刻胶，用不同剂量的电子束对该光刻胶进行光刻，形成中心具有圆柱的凸面的光刻胶图形；步骤3 在形成的光刻胶图形上电镀金层；步骤4 从基片的背面进行刻蚀，直至穿透基片；以及步骤5 去胶形成凹面型X射线聚焦小孔。基于图1所示的制作凹面型X射线聚焦小孔的方法，图2至图6示出了依照本发明实施例制作凹面型X射线聚焦小孔的工艺流程图。
如图2所示，在光滑硅片的正面旋涂聚酰亚胺薄膜，然后使用湿法腐蚀从硅片背面将硅腐蚀掉，形成镂空的聚酰亚胺薄膜。采用电子束蒸发方法在硅片正面的聚酰亚胺薄膜上蒸发铬Cr/金Au层，其中Cr的厚度为5nm，Au的厚度为lOnm，然后在铬Cr/金Au层上旋涂电子束光刻胶HSQ约600nm，在烘箱中烘烤使其干燥；然后使用电子束进行光刻，并且光刻时电子束的剂量是中间剂量为O周围剂量逐渐增加的同心圆环，直至达到完全去除的剂量。如图3所示，为剂量和残余光刻胶的曲线。随着剂量的增大，光刻胶残余逐渐减小。如图4所示，在曝光之后，使用显影液进行显影，最终硅片上形成的光刻胶图形为中间向周围减小的山坡状图形，而中间未光刻的圆环形成一个胶柱。在此之后在基片的光刻胶图形上进行电镀金，而由于电镀的均勻性较好，从而金逐渐的沉积到衬底上，由周围缓慢的向中间扩散，直至与光刻胶齐平，如图5所示。从硅片的背面对聚酰亚胺进行刻蚀，并继续刻蚀直至将窗口区域的铬金层完全刻蚀掉，然后将衬底置于去胶液中去除光刻胶HSQ，从而形成最终的由金形成的图形，如图6 所示。中间未光刻的胶柱形成圆形小孔，即完成凹面型X射线聚焦小孔的制作，小孔在直径 2英寸硅片上镀有一层金属铬薄膜、一层金膜，在不透光的金属薄膜中央上形成凹面的小孔。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种制作凹面型X射线聚焦小孔的方法，其特征在于，该方法包括制作基片；在基片上涂光刻胶，用不同剂量的电子束对该光刻胶进行光刻，形成中心具有圆柱的凸面的光刻胶图形；在形成的光刻胶图形上电镀金层；从基片的背面进行刻蚀，直至穿透基片；以及去胶形成凹面型χ射线聚焦小孔。
2.根据权利要求1所述的制作凹面型X射线聚焦小孔的方法，其特征在于，所述制作基片的步骤包括在光滑硅片的正面旋涂聚酰亚胺薄膜，然后使用湿法腐蚀从硅片背面将硅腐蚀掉，形成镂空的聚酰亚胺薄膜；采用电子束蒸发方法在聚酰亚胺薄膜上蒸发铬/金层，形成基片。
3.根据权利要求2所述的制作凹面型X射线聚焦小孔的方法，其特征在于，所述铬/金层中，铬的厚度为5nm，金的厚度为10nm。
4.根据权利要求1所述的制作凹面型X射线聚焦小孔的方法，其特征在于，所述在基片上涂光刻胶，用不同剂量的电子束对该光刻胶进行光刻，形成中心具有圆柱的凸面的光刻胶图形的步骤包括在基片的铬/金层上旋涂厚度为600nm的电子束光刻胶，并在烘箱中烘烤使其干燥；然后采用不同剂量的电子束对该光刻胶进行光刻，电子束的剂量是中间剂量为O周围剂量逐渐增加的同心圆环，直至达到完全去除的剂量；在曝光之后，使用显影液进行显影，最终硅片上形成中心具有圆柱的凸面的光刻胶图形，该光刻胶图形从中间向周围逐渐降低，在中间未光刻的圆环形成一个圆柱形胶柱。
5.根据权利要求1所述的制作凹面型X射线聚焦小孔的方法，其特征在于，所述在形成的光刻胶图形上电镀金层的步骤中，是采用电镀的方法在光刻胶上形成金层，金逐渐的沉积到光刻胶图形上，由周围缓慢的向中间扩散，直至与光刻胶齐平。
6.根据权利要求1所述的制作凹面型X射线聚焦小孔的方法，其特征在于，所述从基片的背面进行刻蚀，直至穿透基片的步骤，包括从基片的背面对聚酰亚胺进行刻蚀，并继续刻蚀直至将窗口区域的铬金层完全刻蚀掉。
7.根据权利要求1所述的制作凹面型X射线聚焦小孔的方法，其特征在于，所述去胶形成凹面型X射线聚焦小孔的步骤，包括将基片置于去胶液中去除光刻胶，形成凹面的金膜，该金膜中间未光刻的胶柱形成圆形小孔，完成凹面型X射线聚焦小孔的制作。
全文摘要
本发明公开了一种制作凹面型X射线聚焦小孔的方法，该方法包括制作基片；在基片上涂光刻胶，用不同剂量的电子束对该光刻胶进行光刻，形成中心具有圆柱的凸面的光刻胶图形；在形成的光刻胶图形上电镀金层；从基片的背面进行刻蚀，直至穿透基片；以及去胶形成凹面型X射线聚焦小孔。本发明提供的制作凹面型X射线聚焦小孔的方法，是一种工艺简单、制造成本低、生产效率高，并能提供更高的均一性的HSQ工艺的方法，能够完成具有凹面的聚焦小孔制作。
文档编号G03F7/00GK102214492SQ20111015504
公开日2011年10月12日 申请日期2011年6月10日 优先权日2011年6月10日
发明者刘明, 方磊, 朱效立, 李冬梅, 谢常青 申请人:中国科学院微电子研究所