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以创新为先导,聚焦EUV极紫外/X射线光学器件的研发- 捷克RITE

2022-04-26 09:40:42 Kelsey
北京众星联恒科技有限公司


随着EUV/XUV产业及激光驱动X射线源研究的蓬勃发展,光刻和高分辨显微成像等应用对于极紫外、X射线光学元件提出了更高的需求,RITE掌握了先进独特的光学复制技术,可以提供高精度、高性能的EUV/X-RAY反射式光学镜片及解决方案

先进的复制技术及超光滑加工技术

根据X射线和物质作用的不同原理和机制,目前主流的X射线光学组件可以大致分为衍射、折射、吸收、反射四类。之前我们有对基于衍射的多层膜镜片做了简单介绍,有兴趣的可以戳这个链接:X射线多层膜在静态和超快X射线衍射中的应用

捷克RITE基于其先进独特的复制技术 (Replication technology),聚焦“超光滑Super Smooth”掠入射反射光学器件的研发设计,定制开发速度快,质量高,工艺水平全球领先。拥有专利技术的工艺,能够商业化生产直径达300mm、段长达250mm,组合拼接后可达1000mm的光学器件。通过复制技术制作的光学元件具有低重量、超高表面精度(低斜率误差)和低表面粗糙度等特点。全反射镜的另一个有趣的特性是使用各种金属层作为涂层,最常用的材料有Ni、Au、Mo和Ru。

▶ 超高表面精度和更低的表面粗糙度


平均粗糙度 Ra (nm)

均方根 RMS (nm)

10 μm × 10 μm

0.72

0.91

1 μm × 1 μm

0.27

0.34

  • Ru镀层的微观粗糙度

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  • 面形误差精度


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使用Taylor – Hobson轮廓仪测量,抛光前测得RMS (Δr) = 1.14 μm,抛光后测得RMS (Δr) = 0.109 μm!


更高的反射率

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金 vs. 钌

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Ruthenium-coated ellipsoidal optics,340mmx 90mm

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关于RITE

Rigaku Corporation于2008年在捷克首都布拉格成立了Rigaku Innovative Technologies Europe s.r.o. (以下简称“RITE”),配有多个专业的X射线实验室,作为日本理学在欧洲的 X 射线光学镜片设计、开发和制造中心。

随着EUV/XUV产业发展如火如荼,X射线各领域的研究也不断深入,RITE专为这两大类应用提供性能优越的光学元件。凭借自身在X射线、极紫外光学领域多年的积累,除了承担母公司理学在EUV/XUV、软X射线、硬X射线等设备的研发 (R&D) 任务以外,RITE秉承着开放合作的理念,也直接向全球的工业客户、实验室科研用户提供标准或定制型EUV/X-RAY光学镜片和高分辨间接X射线探测器等

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RITE Laboratory

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EUV Replicated Optic


极紫外、X射线复制镜

复制镜典型参数
  • 光谱范围: EUV (60 – 200 eV);软X射线(200-2000eV);硬X射线 (2 – 10 KeV)

  • 镜片面形: 椭球镜(点对点聚焦),抛物面镜(平行光束),也可根据需求定制其他面形

  • 光学面材料: Au, Ni, Ru等

  • R ≥50%

  • 典型表层粗糙度: Ra≈1- 2 nm

  • 典型尺寸: 直径D = 5 – 250 mm;长度L=10-140mm

成像几何

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椭球面光学元件

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Wolter la

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抛物面光学元件

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Wolter lb


各类复制镜

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椭球镜, Au active surface, L-100mm

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各种不同规格尺寸的复制镜

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Wolter镜, Au active surface, L=100 mm 


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微反射镜

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嵌套镜

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椭球镜, Ni active surface, L=100mm

优秀性能

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150 μm圆光斑,水窗,镜长L = 60毫米,镀镍

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300 μm圆光斑,

能量= 600 eV,

镜长L = 100 mm,镀镍

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300 μm圆光斑,

能量= 100ev,

镜长 L = 100mm,镀金

▶  MFO多箔光学镜 (龙虾眼,KB镜组) -EUV/SXR大视场

对于光学复制技术的扩展,RITE可以设计和生产多箔光学镜片(MFO)。

多箔光学镜(Multi-Foil Optics, MFO)非常适合软X射线、EUV波段和大视场的应用,由两组相互垂直的极薄反射镜组成,光子通过掠入射角进行反射。可根据客户要求快速定制开发多种形状1D或2D的MFO(如龙虾眼,Kirkptrick-Baez组等)。


大视场:max ±60°

•衬底:玻璃或硅

•开口孔径:3x3 mm - 300x300 mm

•箔层厚度:30μm – 1 mm

•表层材料: Au, Ni, Mo, Pt, W, ...

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加工镜片示例


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性能展示
  • MFO椭圆 KB系统

  • 能量范围: 80 – 120 eV

  • 焦长: 440 mm

  • 倍率: ~ 1:1

  • : 20°

  • 聚焦光斑尺寸: ~ 0.5 – 1.0 mm

  • 外形尺寸: 100 x 100x 100 mm

  • 口径: 75 x 75 mm

  • 金镀膜镜片

  • 镜片间距:1 到 5 mm

  • 镜片间自由空间 (前视): 56%

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焦点细节

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激光驱动氙气和氪气极紫外辐射的聚焦光斑强度分布。

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几何构型

  • 龙虾眼镜片

  • 能量范围5 - 10 keV

  • 焦长: 1 000 - 1 200 mm

  • 倍率: ~ 1:1

  • 视场: 2°

  • 聚焦光斑尺寸: ~ 0.5 mm

  • 外形尺寸: 30 x 30 x 65 mm

  • 口径: 18 x 18 mm

  • 镀金镜片

  • 镜片间距0.3 mm

  • 镜片间自由空间 (前视): 56%

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聚焦细节(FWHM = 19 arcmin),光源80µm,8kev, MEDIPIX2探测器(CTU)。

▶  应用方向

  • 水窗显微

  • X射线光电子能谱

  • X射线显微成像

  • 天文


▶  参考用户

  • 德国BESSY 光源

  • 美国CYMER公司

  • 德国哥廷根激光实验室

  • 美国海军研究实验室

  • 美国国家标准与技术研究院

  • 美国加州大学

  • 日本NTT

  • 韩国LG

  • 荷兰国家应用科学研究院

  • 爱尔兰都柏林大学

北京众星联恒科技有限公司作为捷克RITE公司中国区授权总代理商,为中国客户提供RITE所有产品的售前咨询,销售及售后服务。我司始终致力于为广大科研用户提供专业的EUV、X射线产品及解决方案。如果您有任何问题,欢迎联系我们进行交流和探讨。




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