Manuscrit de la thèse

Les travaux de cette thèse CIFRE portent sur le développement d’une ligne de lumière compacte et performante dans le domaine de l’extrême ultraviolet (EUV, 10-100nm) dédiée à la métrologie aux courtes longueurs d’onde dans le cadre du laboratoire commun NanoLite entre le LIDYL et Imagine Optic. Opérationnelle depuis octobre 2022, nous y avons mis en place diverses applications pour la métrologie, telles que la calibration de capteurs de front d’onde HASO EUV, l’inspection de la qualité de surface d’optiques EUV et des nouvelles modalités de mesure du front d’onde par morceaux. Une autre approche possible pour la métrologie est offerte par l’imagerie nanométrique par diffraction cohérente. La ptychographie, technique qui permet l’étude d’échantillons étendus sans sacrifier la résolution spatiale, permet de reconstruire les caractéristiques spatiale (amplitude et phase) du faisceau d’illumination. Nous avons exploré diverses applications de la ptychographie, notamment l’influence de la largeur spectrale de la source et une nouvelle configuration d’imagerie auto-sondée pour laquelle l’échantillon et la source du rayonnement sont confondus. Enfin, la ptychographie est appliquée pour la caractérisation du foyer EUV de la ligne de lumière. L’ensemble de ces réalisations a permis de valider les performances de la ligne de lumière et a mis à jour les voies d’amélioration possibles pour l’optimiser encore d’avantage.

The present CIFRE thesis focuses on the development of a compact and high-performance beamline in the extreme ultraviolet (EUV, 10-100 nm) range and dedicated to metrology at short wavelengths. Operational since October 2022, it has been applied for various applications towards metrology, such as the calibration of EUV HASO wavefront sensors, the inspection of the surface quality of EUV optics and new wavefront measurement modalities by stitching. Another possible approach for metrology, complementary to wavefront characterization, is offered by nanometre coherent diffraction imaging. Ptychography, a technique that allows the study of extended samples without sacrificing spatial resolution, enables the reconstruction of spatial characteristics (amplitude and phase) of the illumination beam. Various applications of ptychography were explored, including a study of the influence of the spectral width of the source and a new self-probed imaging configuration in which the sample and the radiation source are coincident. Finally, ptychography was applied for the characterization of the EUV focus of the beamline. All these achievements have validated the performance of the beamline and have revealed possible avenues for further optimization.

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