BL09 : experimental equipment

X-ray irradiation in LIGA process

Figure 1. X-ray irradiation chamber

Accessories

Horizontal(X) / vertical(Z) / rotation(R) driving stage, Scroll pump, Helium, nitrogen, and argon gases, Mortar controller unit, Vacuum display.

Outline

• The deep micro-fabricated patterning with 0.5 mm-depths is performed.
• The width of the irradiation window of the equipment is around 140 mm. You can bring self-built equipment.
• The driving ranges of the vertical and horizontal stages are ±30 mm and the range of the rotation stage is ±120°.The experiment is performed with driving the stages during the irradiation (see Fig. 2).
• Helium gas is available. Users can conduct the irradiation under the gas atmosphere.
• The irradiation dose is controlled by product of Storage ring current (mA) and Time (hour). (see Fig. 3).
• Please contact us when you have no idea of holding the resist sample.

Figure 2. X, Z, R stages in the chamber

Figure 3. Dose display

Processing

1. Align horizontal, vertical, and rotational axes using fluorescent screen so as to be irradiated on center of stage.
2. Fix resist and mask on stage.
3. Sample is irradiated with up-and down movement of Z-axis in desired time.
4. Sample is irradiated under helium atmosphere if necessary.

Radiation effect

Figure 1. Illustration of experimental condition

Accessories

Horizontal(X) / vertical(Z) / rotation(R) driving stage, Metal filters at tens micrometers (aluminum, copper).

 

Outline

• X-ray induced mutant breeding is conducted using white X-ray.
• The irradiated doses are needed to estimate before the experiment.  The facility staff will calculate doses.
• The wide area should be irradiated owing to driving the Z stage in range of ±25 mm.
• The irradiated time is around ten minutes.  In the case of seed of marble size, you will be able to irradiate around 1,000 pieces.
• Please contact us when you have no idea of holding the sample.

Figure 2. Calculated spectra

Figure 3. Operation program

Processing

1. Hold sample at front of beam and align sample stages so that beam goes through center of sample.  Beam path is confirmed by a visible laser.
2. Set metal filters with required thickness in front of sample.
3. Irradiate the doses with driving Z stage.

X-ray topography

Figure 1. X-ray topography instrument

 

Accessories

Goniometer, Si channel-cut monochromator, Si-PIN diode, Industrial X-ray film (~2 µm), Flat panel sensor (50 µm), High resolution CCD detector (7 µm), High-temperature heater (<1500 °C)

 

Outline

• X-ray topography is a diffracted-based imaging technique.  The defect structure in a material can be observed.
• The experiments on both of Laue and Bragg geometries can be employed.
• Crystal with thicknesses less than 3 mm can be available for observing defect structure in the case of transmission geometry.
• You can precisely align the axes around the sample. The axes are controlled by LabVIEW programs (see Fig. 3).
• The monochromatic X-ray is also supplied using the switching function of white/monochromatic X-ray.
• The X-ray film has high-resolution and wide-area though development is required.  In contrast, the real-time observation is allowed to be performed using CCD detector.
• The high-temperature heater is also equipped.  Please inquire the staff when you want to use it.

Figure 2. Geometry of X-ray topography. (a) Transmission (white X-ray)            (b) Reflection (monochromatic X-ray)

Figure 3. Operation program

 

Processing

1. Adjust slit position and slit size.
2. Hold sample on stage.
3. Set condition of white X-ray.
4. Capture a required diffraction spot using a flat panel sensor.
5. Set condition of monochromatic X-ray using a white/monochromatic X-ray switching function.
6. Sequentially, in case of applying the monochromatic X-ray, the beam alignment of the monochromator is required.
7. Record a high-resolution topograph using an industrial X-ray film or CCD detector.

 Go to top of this page