Автоматизированная доставка микрофабрикатов для интенсивных экспериментов лазерного облучения

Интенсивные эксперименты лазерного излучения целей субмикрометрической шкалы в настоящее время проводятся с медленными темпами выстрела. Наш протокол решил эту задачу, поставив эти цели быстро в центре внимания лазера в автоматическом режиме. Наша целевая система позволяет сбор данных, включающих большое количество лазерных снимков с целевыми параметрами, измененных небольшими шагами, а также приложения, которые извлекают выгоду из высокой общей дозы радиации.

Визуальная демонстрация этого протокола покажет тонкости процесса изготовления пластин и выравнивания цели. Демонстрацией процесса изготовления мишеней являются инженер-процессщик Нирит Порецкий Шамай и Нофар Ливни. Чтобы изготовить заднюю часть, используйте 250 микрометров толщиной 100 миллиметров в диаметре высокой скорости кремниевой пластины в один ноль-ноль кристаллического образования покрыты с обеих сторон с кремниевым нитрида.

Очистите ацетоном и изопропанолом. Затем спина пальто пластины с HMDS сопротивляется сформировать клей слой. Спин пальто с АК 1518 положительный фоторезист.

Выпекать при температуре 100 градусов по Цельсию в течение одной минуты. Фотолитограф 1000 на 1000 микрометров квадратных отверстий под вакуумом, подвергая в один четыре-семь секунд цикла на 400 нанометров УФ-лампы, так что пластина подвергается общей флюиде 40 джоулей на сантиметр в квадрате. Затем используйте разработчика АЗ 726, чтобы разоблачить нитрид кремния и ванну обезвоженной воды, чтобы остановить этот процесс.

Используйте реактивный ионный и т.д., чтобы удалить нитрид кремния в расположении квадратов. Поместите пластину в ванну NMP в течение 20 минут, чтобы удалить остаточный сопротивление и фоторезистас, производя копию маски на слое нитрида кремния. Затем вымойте его под пресной водой и дайте ему высохнуть.

Потопить пластину в 30%90 градусов по Цельсию раствор гидроксида калия, чтобы вытравить кремний через квадратные отверстия. Чтобы изготовить переднюю сторону, повторите ранее описанную процедуру с маской в форме трех концентрических колец. Используйте реактивный ион и т.д., чтобы удалить нитрид кремния, где расположены кольца, а затем NMP ванну, чтобы удалить сопротивление и фоторезистентные остатки.

Roughen кремниевых колец путем погружения в азотной кислоты и в растворе 0,02 молярной нитрата серебра и четыре молярного фтора водорода. На травленной стороне пластины используйте машину для осаждения физического пара, чтобы распылить слой из нескольких сотен нанометров золота поверх 10 нанометровой пленки из клея титана, никеля или хрома. Заблокив луч и довейте первую цель до зрения под микроскопом высокого увеличения.

Наймите триангуляцию датчика на грубое кольцо, ближайшее к цели, и завечите его показания смещения. Оставив микроскоп на месте, перемести пластину прочь, чтобы очистить путь луча. Используйте два складных зеркала и внеосевое параболическое зеркало, чтобы выровнять луч с низкой мощностью в поле зрения микроскопа.

Отрегулируйте эти три зеркала, чтобы исправить астигматизмы в луче. Результатом должно быть почти дифракции ограниченное координационное место. Заблокив лазерный луч и вернуть цель в фокус микроскопа.

Затем проверить свое положение с помощью микроскопа и диапазон датчиков чтения. Используйте программное обеспечение для реализации обратной связи замкнутого цикла между манипулятором фокусной оси цели и считыв датчиком смещения, используя ранее записанное значение смещения в качестве точки назначения. После того, как замкнутое позиционирование петли достигло желаемого расстояния толерантности от точки назначения, облучить цель одним высокой мощности лазерного импульса.

Запись данных из диагностики частиц и повторить процесс со следующей целью, привлеченной в центре внимания программного обеспечения. Эта целевая система доставки была использована для ускорения ионов с обратной стороны 600 нанометров толщиной золотые фольги. Здесь показана серия времени смещения цели вдоль фокусной оси.

Значения по отношению к точке фокусного положения. Зеленые точки указывают, когда смещение цели было в пределах значения толерантности одного микрометра от точки набора, то есть, когда лазерный выстрел был сделан. Thomson парабола ионный спектрометр следы были получены из 14 последовательных облучения 600 нанометров толщиной золотой фольги целей.

Энергетические спектры были получены из этих следов. Пик-пик стабильности максимальной энергии протона был в пределах 10%После этой процедуры, исследования ионных и электронных ускорений от твердых фольг нейронов генерации могут быть выполнены в систематической основе.