[发明专利]一种变焦距X射线组合透镜及其制作方法

权利要求书

1、一种变焦距X射线组合透镜，包括透镜主体(1)及透镜主体(1)上间隔排列的空气腔(2)，其特征在于所述透镜主体(1)材料采用PMMA；透镜主体(1)为阶梯形，每个台阶内包含至少一个空气腔(2)。

2、根据权利要求1所述的变焦距X射线组合透镜，其特征在于所述空气腔(2)为双抛物柱面构成的柱形空腔，或者单抛物柱面与平面构成的柱形空腔，或者椭圆柱形空腔。

3、一种权利要求1所述的变焦距X射线组合透镜的制作方法，其特征在于包括下列步骤：

第一步，制备光刻透镜主体时所需的掩膜；

第二步，制备光刻空气腔时所需的掩膜；

第三步：利用第一步制备的掩膜制作透镜主体，包括如下步骤：

(W)对起到支撑作用的单晶硅片进行清洗；

(X)在单晶硅片的一个表面涂覆一层设定厚度的PMMA，并固化；

(Y)使用第一步制作完成的掩膜对PMMA进行X射线曝光、显影；

(Z)将显影后的结构放入去离子水中漂洗，得到透镜主体结构；

第四步：用第三步制作的透镜主体和第二步制备的掩膜制作空气腔，包括如下步骤：

(A′)对制作透镜主体中的步骤(Z)完成的结构进行固定；

(B′)使用第二步制作完成的掩膜对步骤(A′)固定的结构的所需表面进行X射线曝光、显影；

(C′)将显影后的结构放入去离子水中漂洗，完成变焦距X射线组合透镜的制作。

4、根据权利要求3所述的变焦距X射线组合透镜的制作方法，其特征在于所述制备光刻透镜主体时所需的掩膜包括下列步骤：

(A)对单晶硅片进行清洁处理；

(B)在单晶硅片的一个表面自旋涂覆一层聚酰亚胺涂料；

(C)将涂覆聚酰亚胺的单晶硅片放在烘箱中固化；

(D)在固化后的聚酰亚胺表面生长一层金属作为第一种子层；

(E)在第一种子层上涂覆一层PMMA，然后在PMMA表面生长一层金属作为第二种子层；

(F)在第二种子层上涂覆一层厚光刻胶；

(G)使用与透镜主体主视图形状相同的光刻版对光刻胶进行极紫外光刻，然后进行显影、坚膜；

(H)在(G)步完成的结构中于未被光刻胶覆盖的部分电铸金属层，作为软X射线光刻掩膜吸收体；

(I)去除阴影部分的光刻胶及光刻胶下面的第二种子层，得到光刻下一层PMMA所需的金属掩膜；

(J)用经过步骤(I)所完成的掩膜，对PMMA层进行正投影式软X射线曝光；

(K)去除掩膜后，对PMMA层进行显影；

(L)在(K)步完成的结构中于未被PMMA覆盖的部分电铸金属层；

(M)采用无掩膜软X射线曝光方法去除之前未曝光的PMMA结构，并且去除PMMA下面的第一种子层；

(N)对步骤(M)完成的结构的另一个表面进行光刻并腐蚀，即在单晶硅片上开出与透镜主体主视图形状相应的窗口。

5、根据权利要求4所述的变焦距X射线组合透镜的制作方法，其特征在于所述制备光刻空气腔时所需的掩膜包括下列步骤：

(O)重复制备光刻透镜主体时所需掩膜中的(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)六个步骤；

(P)使用与空气腔横截面形状互补的光刻版对步骤(O)中的厚光刻胶进行极紫外光光刻，然后进行显影、坚膜；

(Q)在(P)步骤完成的结构中于未被光刻胶覆盖的部分电铸金属层，作为软X射线光刻掩膜吸收体，去掉阴影部分的厚光刻胶及其下的第二种子层，得到光刻下一层PMMA所需的金属掩膜；

(R)用经过步骤(Q)所完成的掩膜，对PMMA层进行正投影式软X射线曝光；

(S)去除掩膜后，对PMMA层进行显影；

(T)在(S)步骤完成的结构中于未被PMMA覆盖的部分电铸金属层，作为第二次X射线光刻掩膜吸收体；

(U)采用无掩膜软X射线曝光去除之前未曝光的PMMA结构，并且去除PMMA下面的第一种子层；

(V)对步骤(U)完成的结构的另一个表面进行光刻并腐蚀，即在单晶硅片上开出与空气腔横截面形状互补的窗口。