Выпуски

 / 

2020

 / 

Январь

  

Конференции и симпозиумы


Рентгеновская оптика дифракционного качества: технология, метрология, применения

, , , , ,
Институт физики микроструктур РАН, ул. Ульянова 46, Нижний Новгород, 603950, Российская Федерация

Прогресс в технологии изготовления многослойных интерференционных зеркал нормального падения позволяет распространить традиционные для оптики методы микроскопии, астрономии и литографии в вакуумный ультрафиолетовый (ВУФ) диапазон (длины волн 10—200 нм) и длинноволновую часть мягкого рентгеновского (МР) диапазона (длины волн 2—10 нм). Благодаря короткой волне и особенностям её взаимодействия с веществом излучение этих диапазонов предоставляет уникальные возможности для нанофизики, нанотехнологии и нанодиагностики вещества. Для использования преимущества короткой волны в полном объёме необходима оптика дифракционного качества, точность которой должна быть как минимум на два порядка выше точности традиционной оптики. Даётся анализ реальных возможностей традиционных методов изготовления и изучения прецизионных оптических элементов, сообщается о развиваемых в Институте физики микроструктур РАН методах изготовления и характеризации оптики дифракционного качества для ВУФ- и МР-диапазонов. Приводятся примеры применения такой оптики для задач внеземной астрономии, рентгеновской микроскопии и литографии.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
Ключевые слова: многослойное рентгеновское зеркало, оптика дифракционного качества, интерферометрия, асферическая поверхность, ионное травление, шероховатость, рентгеновская микроскопия, астрономия, литография
PACS: 06.30.−k
DOI: 10.3367/UFNr.2019.05.038601
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2020/1/f/
Цитата: Чхало Н И, Малышев И В, Пестов А Е, Полковников В Н, Салащенко Н Н, Торопов М Н "Рентгеновская оптика дифракционного качества: технология, метрология, применения" УФН 190 74–91 (2020)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 4 июля 2019, 22 мая 2019

English citation: Chkhalo N I, Malyshev I V, Pestov A E, Polkovnikov V N, Salashchenko N N, Toropov M N “Diffraction limited X-ray optics: technology, metrology, applicationsPhys. Usp. 63 67–82 (2020); DOI: 10.3367/UFNe.2019.05.038601

Список литературы (162) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (2) Похожие статьи (16)

  1. Kirz J, Jacobsen С, Howells M Q. Rev. Biophys. 28 33 (1995)
  2. Wu B, Kumar A Appl. Phys. Rev. 1 011104 (2014)
  3. Golub L et al Nature 344 842 (1990)
  4. Горбунов Г Г и др Оптический журн. 76 (10) 75 (2009); Gorbunov G G et al J. Opt. Technol. 76 651 (2009)
  5. Акопов А К и др Космонавтика и ракетостроение (5) 77 (2014)
  6. Hoffman С, Giallorenzi T G, Slater L B Appl. Opt. 54 F268 (2015)
  7. Erko A et al (Eds) Modern Developments in X-Ray and Neutron Optics (Berlin: Springer, 2008) p. 533
  8. Berglund M et al J. Microsc. 197 268 (2000)
  9. Legall H et al Opt. Express 20 18362 (2012)
  10. Wachulak P W et al Opt. Express 19 9541 (2011)
  11. Takman P A C et al J. Microsc. 226 175 (2007)
  12. Bertilson M et al Opt. Express 17 11057 (2009)
  13. Rehbein S et al Phys. Rev. Lett. 103 110801 (2009)
  14. Виноградов А В и др Зеркальная рентгеновская оптика (Л.: Машиностроение, 1989)
  15. Platonov Y et al Proc. SPIE 8076 80760N (2011)
  16. Ахсахалян А Д и др Поверхность (1) 5 (2017)
  17. Huang Q et al Appl. Phys. Rev. 4 011104 (2017)
  18. Attwood D, Sakdinawat B A X-Rays and Extreme Ultraviolet Radiation (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2017)
  19. Williamson D M, Zernike E F, Attwood D T OSA Proc. Extreme Ultraviolet Lithography 23 68 (1995)
  20. Dinger U et al Proc. SPIE 4146 35 (2000)
  21. Oshino T et al Proc. SPIE 5037 75 (2003)
  22. Chkhalo N I et al Appl. Opt. 55 619 (2016)
  23. Voznesensky N, Zhevlakov A Proc. SPIE 5482 136 (2004)
  24. Tan J et al Opt. Lett. 39 6699 (2014)
  25. Malacara D Optical Shop Testing (New York: John Wiley and Sons, 1992)
  26. Zygo Corporation, http://www.zygo.com
  27. Линник В П Изв. АН СССР 1 210 (1933); Linnik V P Bull. Acad. Sci. USSR 1 208 (1933)
  28. Goldberg K A et al J. Vac. Sci. Technol. 20 2834 (2002)
  29. Sommargren G E Laser Focus World 8 61 (1996)
  30. Naulleau P P et al Appl. Opt. 38 7252 (1999)
  31. Otaki K et al J. Vac. Sci. Technol. B 20 2449 (2002)
  32. Вознесенский Н Б и др ЖТФ 77 (2) 126 (2007); Voznesensky N B et al Tech. Phys. 52 271 (2007)
  33. Zheng M et al Chinese Opt. Lett. 15 101203 (2017)
  34. Салащенко Н Н, Торопов М Н, Чхало Н И Поверхность (7) 3 (2008)
  35. Chkhalo N I et al Proc. SPIE 7025 702507 (2008)
  36. Салащенко Н Н, Торопов М Н, Чхало Н И Изв. РАН. Сер. физ. 74 62 (2010); Salashchenko N N, Toropov M N, Chkhalo N I Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 74 53 (2010)
  37. Chkhalo N I et al Rev. Sci. Instrum. 79 033107 (2008)
  38. Chkhalo N I et al Lithography (Ed. M Wang) (London: INTECH, 2010) p. 71
  39. Барышева М М и др УФН 182 727 (2012); Barysheva M M et al Phys. Usp. 55 681 (2012)
  40. Blunt R Proc. of the CEMANTECH Conf., Vancouver, Canada, April 24 - 27, 2006 p. 59
  41. Griffith J E, Grigg D A J. Appl. Phys. 74 R83 (1993)
  42. Азарова В В и др Оптический журн. 69 (2) 71 (2002); Azarova V V et al J. Opt. Technol. 69 125 (2002)
  43. Martínez-Galarce D et al Opt. Eng. 52 095102 (2013)
  44. Барышева М М и др Изв. РАН. Сер. физ. 75 71 (2011); Barysheva M M et al Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 75 67 (2011)
  45. Chkhalo N I et al Opt. Express 22 20094 (2014)
  46. Barysheva M M et al Proc. SPIE 8076 80760M (2011)
  47. Barysheva M M et al Fundamentals of Picoscience (Ed. K D Sattler) (Boca Raton, Fl.: CRC Press. Taylor and Francis Group, 2013) p. 595
  48. Holý V, Baumbach T Phys. Rev. B 49 10668 (1994)
  49. Kozhevnikov I V, Pyatakhin M V J. X-Ray Sci. Technol. 8 253 (2000)
  50. Asadchikov V E et al Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 530 575 (2004)
  51. Chkhalo N I, Salashchenko N N, Zorina M V Rev. Sci. Instrum. 86 016102 (2015)
  52. Барышева М М и др Нанофизика и наноэлектроника. Труды XV международного симпозиума, 14 - 18 2011 г., Нижний Новгород Т. 1 (Нижний Новгород: Институт физики микроструктур РАН, 2011) с. 85
  53. Svechnikov M V et al Opt. Lett. 40 159 (2015)
  54. Mahajan V N, Dai G M J. Opt. Soc. Am. A 24 2994 (2007)
  55. Svechnikov M V et al Opt. Express 23 14677 (2015)
  56. Karger A M Appl. Opt. 12 451 (1973)
  57. Eisenberg N P, Carouby R, Broder J Proc. SPIE 1038 279 (1988)
  58. Eklund E R et al Phys. Rev. Lett. 67 1759 (1991)
  59. Ellison J F et al Proc. SPIE 8860 88600O (2013)
  60. Liao W et al Opt. Express 22 377 (2014)
  61. Inaba T et al Microelectron. Eng. 86 497 (2009)
  62. Makeev M A, Cuerno R, Barabasi A-L Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B 197 185 (2002)
  63. Chkhalo N I et al Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 603 62 (2009)
  64. Барышева М М и др Изв. РАН. Сер. физ. 76 190 (2012); Barysheva M M et al Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 76 163 (2012)
  65. Chkhalo N I et al Appl. Opt. 55 1249 (2016)
  66. Chkhalo N I et al Proc. SPIE 8076 80760P (2011)
  67. Ziegler E et al Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 616 188 (2010)
  68. Chen S et al Appl. Opt. 54 1478 (2015)
  69. Chkhalo N I et al Appl. Opt. 57 6911 (2018)
  70. Sidorov D S et al Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B 387 73 (2016)
  71. Chkhalo N I Surf. Coat. Tech. 311 351 (2017)
  72. Chkhalo N I et al Appl. Opt. 58 3652 (2019)
  73. Chkhalo N I et al Proc. SPIE 10235 102350M (2017)
  74. Endo H et al Microelectron. Eng. 87 982 (2010)
  75. Черезова Л А, Михайлов А В, Жевлаков А П Оптический журн. 73 (11) 86 (2006); Cherezova L A, Mikhailov A V, Zhevlakov A P J. Opt. Technol. 73 812 (2006)
  76. Xu M et al Appl. Opt. 54 8055 (2015)
  77. Weiser M Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B 267 1390 (2009)
  78. Chkhalo N I et al Precision Eng. 48 338 (2017)
  79. Житник И А и др Труды ФИАН 195 19 (1989)
  80. Собельман И И и др Письма в Астрон. журн. 22 604 (1996); Sobelman I I et al Astron. Lett. 22 539 (1996)
  81. Ораевский В Н, Собельман И И Письма в Астрон. журн. 28 457 (2002); Oraevsky V N, Sobelman I I Astron. Lett. 28 401 (2002)
  82. Кузин С В и др Астрон. вестник 45 166 (2011); Kuzin S V et al Solar Syst. Res. 45 162 (2011)
  83. Андреев С С и др Поверхность (1) 6 (2003)
  84. Кузин С В и др Изв. РАН. Сер. физ. 75 91 (2011); Kuzin S V et al Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 75 87 (2011)
  85. Malyshev I V Proc. SPIE 10235 102350C (2017)
  86. Wilson R N Reflecting Telescope Optics. I Basic Design Theory and its Historical Development (Rohrbach: Springer Science and Business Media, 2013) p. 43
  87. Пономарев Д Н Астрономические обсерватории Советского Союза (М.: Наука, 1987)
  88. Lew A et al NASA Technical Report NASA-TM-103443 (1990)
  89. Wilson R N, Delabore B Astron. Astrophys. 294 322 (1995)
  90. Brooks P Acta Astronautica 52 905 (2003)
  91. Middleton E M et al IEEE J. Sel. Top. Appl. Earth. Obs. Remote. Sens. 6 243 (2013)
  92. Korsch D Appl. Opt. 13 2005 (1974)
  93. Thales SESO. Space Optics, http://seso.com/new-services/space-optics/
  94. Baker J G Proc. Am. Phil. Soc. 82 339 (1940)
  95. Schmidt B Central Zeitung Opt. Mech. 52 25 (1931)
  96. Brychikhin M N et al Appl. Opt. 55 4430 (2016)
  97. Chkhalo N I et al J. Astron. Telescopes Instrum. Syst. 4 014003 (2018)
  98. Григорьев И С, Мейлихов Е З (Ред.) Физические величины. Справочник (М.: Энергоатомиздат, 1991); Пер. на англ. яз., Grigoriev I S, Meilikhov E Z (Eds) Handbook of Physical Quantities (Boca Raton, Fl.: CRC Press, 1997)
  99. Barnes W P Appl. Opt. 5 1883 (1966)
  100. Fanson J L et al Proc. SPIE 3356 478 (1998)
  101. Gildner D A, Marder J M Proc. SPIE 1485 46 (1991)
  102. Сизенев В С и др Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика радиац. поврежд. радиационное материаловедение (1) 21 (2010)
  103. Hashiguchi D, Marder J, Paquin R Adv. Mater. Process. 173 20 (2015)
  104. Berglund M et al J. Microscopy 197 268 (2000)
  105. Hanssen E. et al J. Struct. Biol. 177 224 (2012)
  106. Ayele M G et al Acta Phys. Polon. A 129 237 (2016)
  107. Wachulak P W et al J. Phys. Conf. Ser. 849 012050 (2017)
  108. Sage D et al Methods 115 28 (2017)
  109. http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=42612
  110. Baghaie A et al PLoS One 12 e0175078 (2017)
  111. Tafti A P et al Micron 78 54 (2015)
  112. Халисов М М "Применение атомно-силовой микроскопии для детектирования отклика нативных клеток на внешние воздействия" Дисс. ... канд. физ.-мат. наук (Спб.: Институт аналитического приборостроения РАН, 2017)
  113. Dehlinger A et al Proc. SPIE 9589 95890 (2015)
  114. Kim K W et al Phys. Med. Biol. 51 N99 (2006)
  115. Chao W et al Opt. Express 20 9777 (2012)
  116. Weib D et al Ultramicroscopy 84 185 (2000)
  117. Артюков И А и др Квантовая электроника 22 951 (1995); Artyukov I A et al Quantum Electron. 25 919 (1995)
  118. Артюков И А ЖЭТФ 136 1009 (2009); Artyukov I A JETP 109 872 (2009)
  119. Ejima T et al Opt. Express 18 7203 (2010)
  120. Panessa-Warren B J X-Ray Microscopy. Proc. of the Intern. Symp., Gottingen, Fed. Rep. of Germany, September 14 - 16, 1983 (Eds G Schmahl, D Rudolph) (Berlin: Springer-Verlag, 1984) p. 268
  121. Chkhalo N I et al Rev. Sci. Instrum. 86 063701 (2015)
  122. Малышев И В Поверхность (1) 3 (2019)
  123. Andreev S S et al J. Synchrotron Radiat. 10 358 (2003)
  124. Bertilson M Opt. Lett. 36 2728 (2011)
  125. Malyshev I V et al Ultramicroscopy 202 76 (2019)
  126. Kim K et al Proc. SPIE 8326 832605 (2012)
  127. Scotten Jones (2018), https://seekingalpha.com/article/4151376-tsmc-intel-lead-semiconductor-processes
  128. Wood O et al Proc. SPIE 8322 832203 (2012)
  129. Neisser M, Wurm S Adv. Opt. Technol. 4 235 (2015)
  130. Turkot B, Phillips M Proc. of the Intern. Workshop on EUV and Soft X-Ray Sources, Dublin, 2015 p. 1; Turkot B, Phillips M http://www.euvlitho.com/2015/S1.pdf
  131. Kim S S et al Proc. SPIE 10143 1014306 (2017)
  132. Levinson H J Proc. of the Intern. Workshop on EUV Lithography, June 13-16, Berkeley CA, 2016 p. 1; Levinson H J http://www.euvlitho.com/2016/P1.pdf
  133. Wagner C, Harned N Nature Photon. 4 24 (2010)
  134. Кошелев К Н, Банин В Е, Салащенко Н Н УФН 177 777 (2007); Koshelev K N, Banine V E, Salashchenko N N Phys. Usp. 50 741 (2007)
  135. Салащенко Н Н, Чхало Н И Вестник РАН 78 450 (2008); Salashchenko N N, Chkhalo N I Herald Russ. Acad. Sci. 78 279 (2008)
  136. Chkhalo N I et al J. Micro/Nanolith. MEMS MOEMS 11 021123 (2012)
  137. Chkhalo N I et al J. Micro/Nanolith. MEMS MOEMS 11 021115 (2012)
  138. Chkhalo N I et al Opt. Lett. 42 5070 (2017)
  139. Menon R et al Mater. Today 8 (2) 26 (2005)
  140. Белокопытов Г В, Рыжикова Ю В Микроэлектроника 40 453 (2011)
  141. Mapper Lithography, https://mapper.nl/
  142. Servin I et al Proc. SPIE 9423 94231C (2015)
  143. Choksi N et al J. Vac. Sci. Technol. B 17 3047 (1999)
  144. Menon R, Patel A, Smith H I Proc. SPIE 5721 53 (2005)
  145. Chkhalo N I et al Proc. SPIE 102241 102241O1 (2016)
  146. Shroff Y A, Chen Y, Oldham W G Proc. SPIE 5374 637 (2004)
  147. Chen Y, Shroff Y Proc. SPIE 6151 61512D (2006)
  148. Chen Y Proc. SPIE 8323 83231Q (2012)
  149. Johnson K C J. Vac. Sci. Technol. B 30 051606 (2012)
  150. Chkhalo N et al J. Vac. Sci. Technol. B 35 062002 (2017)
  151. Texas Instruments, http://www.ti.com/lit/ds/symlink/dlp9000x.pdf
  152. Виноходов А Ю и др Нанофизика и наноэлектроника. Труды XXIII Международного симпозиума, 11 - 14 2019 г., Нижний Новгород Т. 1 (Нижний Новгород: Изд-во Нижегородского госуниверситета им. Н.И. Лобачевского, 2019) с. 436
  153. Chkhalo N I et al AIP Adv. 8 105003 (2018)
  154. Svechnikov M V et al Opt. Express 26 33718 (2018)
  155. Shalashov A G et al Appl. Phys. Lett. 113 153502 (2018)
  156. Белик В П и др Письма в ЖТФ 43 (22) 10 (2017); Belik V P et al Tech. Phys. Lett. 43 1001 (2017)
  157. Салащенко Н Н, Чхало Н И, Дюжев Н А Поверхность (10) 10 (2018)
  158. Basu A et al J. Phys. D 48 225501 (2015)
  159. Chkhalo N I et al Proc. SPIE 11022 110221M (2019)
  160. Лопатин А Я и др ЖЭТФ 154 1067 (2018); Lopatin A Ya et al JETP 127 985 (2018)
  161. Chkhalo N I, Salashchenko N N AIP Adv. 3 082130 (2013)
  162. Otsuka T et al Proc. SPIE 8322 832214 (2012)

© Успехи физических наук, 1918–2020
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение