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利用極紫外（EUV）輻射實現(xiàn)高分辨率成像！

轉(zhuǎn)自： Edmund Optics 愛特蒙特光學(xué)

極紫外（EUV）應(yīng)用亮點●●

//1｜新的臺式光源使 10-100 納米級的應(yīng)用變?yōu)楝F(xiàn)實

//2｜極紫外線應(yīng)用包括計量學(xué)、納米級成像和電子光譜學(xué)

//3｜極紫外線系統(tǒng)通常采用反射光學(xué)系統(tǒng)因為折射系統(tǒng)的光吸收率高

//4｜表面粗糙度至關(guān)重要因為較短波長處的散射通常更高

極紫外線 (EUV) 輻射包括在 X 射線和深紫外線 (DUV) 光譜區(qū)域之間約 10nm 至 100nm 的波長帶。隨著極紫外線領(lǐng)域（包括光刻技術(shù)、納米級成像和光譜學(xué)等）中對于許多應(yīng)用的需求日趨緊迫，最 jin 均已著手開發(fā)緊湊型極紫外線光源。這一努力為幾種極紫外線光源帶來了商業(yè)可用性.

幾乎所有材料都能夠 完 quan 吸收極紫外線輻射，因此光學(xué)元件幾乎都是反射，而不是透射的。由于波長很短，因此對極紫外線光學(xué)元件表面的質(zhì)量要求比可見光元件的要求更高。雖然由于其苛刻的要求，生產(chǎn)極紫外線光學(xué)元件并非易事，但因極紫外線輻射在高分辨率成像、光譜學(xué)和材料加工等方面的優(yōu)勢，仍然值得為此付出努力.

極紫外輻射來源

第 yi 個在實踐中應(yīng)用的極紫外線輻射源屬于大型設(shè)備，僅供大型研究實驗室和光刻技術(shù)公司使用，但極紫外線技術(shù)的 最 xin 進展已經(jīng)為更小巧和更便捷的臺式極紫外線系統(tǒng)開辟了道路。高諧波產(chǎn)生 (HHG) 系統(tǒng)和毛細(xì)管放電激光器是兩種更有前景的新型極紫外線臺式光源，能產(chǎn)生低散射度的相干輻射束.

極紫外光學(xué)的應(yīng)用

新的緊湊型極紫外線光源正衍生出大量新興的極紫外線應(yīng)用，包括高分辨率成像、電子光譜、分子和固態(tài)動力學(xué)研究以及納米加工技術(shù).

▎極紫外--成像

圖1：典型極紫外線相干衍射成像設(shè)置

極紫外線輻射是相干衍射成像 (CDI) 的理想選擇，相干衍射成像這種成像技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)低至 0.5nm 的分辨率。相干衍射成像用于分析微小結(jié)構(gòu)，如納米管和納米晶體。在相干衍射成像中，反射鏡用于將極紫外線光束引導(dǎo)到物體上。表面上方或甚至下方的特征衍射輻射，再由附近的電荷耦合探測器記錄下來。然后在軟件中對記錄下來的衍射圖案進行處理，產(chǎn)生原始物體的 2D 或 3D 圖像。因為反射鏡和衍射被用于代替透射透鏡，所以 最 zhong 圖像受到衍射限制且?guī)缀鯖]有像差。衍射 極 xian 分辨率與波長成正比，因此極紫外線輻射的短波長進一步提高了分辨率。相干衍射成像是一種非接觸式成像技術(shù)，比原子力顯微鏡等類似技術(shù)更快，可在約一分鐘內(nèi)捕獲圖像。極紫外線相干衍射成像形成的高分辨率正在突破目前的成像技術(shù)限制.

▎極紫外--光譜學(xué)

極紫外線光譜可以探測到用其他光譜技術(shù)無法探測到的能量水平，對許多研究應(yīng)用具有價值。極紫外線輻射用于光電發(fā)射光譜，其通過測量光電效應(yīng)所產(chǎn)生的電子的能量來確定固體、液體或氣體中的電子能量。極紫外線光譜用于核聚變研究，因為在聚變實驗中發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)等離子體雜質(zhì)所釋放的輻射在 1-50nm 之間。極紫外線輻射的短波長還能使極紫外線光譜系統(tǒng)確定結(jié)構(gòu)化對象中特定元素的確切位置。有關(guān)極紫外線光譜學(xué)的研究有可能對使用核聚變的材料科學(xué)和能源產(chǎn)生重大影響.

圖2：極紫外線輻射處于 X 射線和紫外光譜區(qū)域之間

▎極紫外--納米加工

圖3：納米加工是納米電子學(xué)、納米醫(yī)學(xué)和生物材料等許多新興應(yīng)用的關(guān)鍵部分

小之又小的微結(jié)構(gòu)和納米結(jié)構(gòu)的加工能力，對于納米技術(shù)的發(fā)展來說至關(guān)重要。極紫外線納米加工仍處于發(fā)展的早期階段，但對于生成和修改納米級結(jié)構(gòu)來說，這是一項有前景的技術(shù)。聚焦光斑尺寸與波長成正比，因此極紫外線納米加工系統(tǒng)比使用更長波長的系統(tǒng)有更高的空間分辨率。大多數(shù)材料中極紫外線輻射的短吸收深度也能導(dǎo)致能量的定位，便于蝕刻極其精細(xì)的特征。納米技術(shù)有可能對社會產(chǎn)生重大影響，改進 醫(yī) liao 設(shè)備及其程序、制造業(yè)方式，能量系統(tǒng)和電子產(chǎn)品等.

用于極紫外線應(yīng)用的光學(xué)元件

極紫外線系統(tǒng)應(yīng)處于真空環(huán)境中，因為低于 100nm 的波長不能通過空氣傳播。同樣，極紫外線輻射在幾乎所有材料中都具有 極 gao 的吸收率，因此極紫外線應(yīng)用中的光學(xué)元件幾乎總是具有反射性。短波長的散射更高，這使得表面的粗糙度、平整度和表面公差對極紫外線光學(xué)元件很重要。在極紫外線應(yīng)用中常用的反射鏡是多層布拉格反射鏡，兩種不同材質(zhì)的周期性堆疊導(dǎo)致特定波長進行干涉和反射。部分入射光束在堆疊的每個界面處反射。極紫外線多層反射鏡具有非常窄的帶寬，大約 1nm，這種類型的極紫外線光學(xué)元件需要與光源的波長特別匹配.

圖4：λ/4 多層反射鏡的結(jié)構(gòu)。極紫外反射鏡通常具有約 50 個對開層.

相關(guān)產(chǎn)品●●

愛特蒙特光學(xué)（Edmund Optics®）- 極紫外（EUV）光學(xué)元件推介

極紫外平面反射鏡

- 最 da 可實現(xiàn) 13.5nm 反射

- 專為極紫外線光束轉(zhuǎn)向和諧波分離而設(shè)計

- 5°和45°自動光學(xué)檢驗的可用版本

極紫外平面反射鏡是多層布拉格反射器，反射涂層沉積在一個超拋光的單晶硅基板上，使得表面粗糙度小于 3?。在其設(shè)計波長和入射角下實現(xiàn) 最 da 反射率。反射鏡可以有 5° 或 45° 入射角 (AOI).

極紫外 (EUV) 球面反射鏡

- 超拋光基片上的鉬/硅多層鍍膜

- 13.5nm 下可實現(xiàn)的 最 da 反射

- 設(shè)計用于 EUV 光束聚焦應(yīng)用

- 適用于 HHG 應(yīng)用的窄通帶

與極紫外 (EUV) 平面反射鏡類似，極紫外 (EUV) 球面反射鏡也采用多層鉬/硅鍍膜，但是使用彎曲的基片以 5° 入射角聚焦非偏振 EUV 光源。它們能提供 >60% 的反射率（對 13.5nm 的光）、<3? 的表面粗糙度以及 0.5nm 的窄通帶。

常見問題 & 解答

Qustions   Answers

問：為什么極紫外平面反射鏡的設(shè)計用于13.5nm?

答：為什么極紫外平面反射鏡的設(shè)計用于13.5nm?極紫外平面反射鏡的設(shè)計用于 13.5nm，因為 13.5nm 是最 chang 用 的極紫外線波長之一。用于光刻的錫等離子體光源發(fā)射波長為 13.5nm，其他極紫外線應(yīng)用也采用該波長作為標(biāo)準(zhǔn).

問：為什么極紫外平面反射鏡使用單晶硅基底而非熔融石英?

答：雖然一些極紫外線光學(xué)元件使用熔融石英基底，但 EO 提供的單晶硅基底，與熔融石英相比，具有*的熱穩(wěn)定性.

問：為什么透射光學(xué)不能與極紫外線輻射同時使用?

答：極紫外線光子的能量約為 90eV; 有機材料和金屬的典型電離能分別為 7-9eV 和 4-5eV。因此，極紫外線光子很容易被吸收，產(chǎn)生光電子和二次電子，防止極紫外線輻射透過任何材料.

問：如果樣品的光散射沒有在電荷耦合檢測器上聚焦成像，如何在相干衍射成像中產(chǎn)生圖像?

答：物體的輻射散射在探測器上產(chǎn)生相互的空間衍射圖案。將傅里葉變換算法應(yīng)用于記錄的圖案以重建圖像。使用軟件將散射的衍射圖案轉(zhuǎn)換成物體的高度圖，以此取代使用透鏡系統(tǒng)在檢測器上形成圖像.

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