Plateforme laser pour la métrologie EUV
Créé en janvier 2020, le laboratoire commun NANOLITE, financé par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR) et associant le CEA et l’entreprise Imagine Optic, développe des solutions originales de métrologie optique aux courtes longueurs d’onde.
Le but du laboratoire commun NanoLite est de rapprocher un laboratoire académique expert en développement de sources lumineuses EUV par lasers (LIDYL) et un laboratoire industriel (Imagine Optic) spécialisé dans la mise en forme spatio-temporelle de ces faisceaux.
La nouvelle source laser construite en commun délivre des impulsions laser dans une gamme spectrale entre 20 et 40 nanomètres.
Elle a déjà permis les premières calibrations de capteurs de front d’onde d’Imagine Optique et les premiers tests de métrologie de miroirs EUV.
La maîtrise du rayonnement extrême ultraviolet (EUV, entre 10 et 100 nanomètres) est cruciale pour de multiples secteurs, allant de la recherche fondamentale (femtomagnétisme et physique attoseconde notamment) à la microélectronique (lithographie), en passant par l’utilisation de rayonnement synchrotron.
Ses activités se développeront dans un environnement pérenne et de hautes performances dans l’EUV, à savoir la ligne de lumière laser installée au LIDYL sur le site de l’Orme des Merisiers du CEA Paris-Saclay et fonctionnelle depuis mi 2022.
Dans un premier temps, la collaboration travaillera à l’optimisation de cette nouvelle source de rayonnement, dont l’architecture originale permet d’accroître le flux de photons, ainsi que la stabilité et la qualité du faisceau de lumière EUV.
Des briques technologiques développées par le consortium y seront notamment intégrées afin d’atteindre des performances uniques. Imagine Optic disposera ainsi d’une source de test pour les futures générations de capteurs de front d’onde EUV, ainsi que pour la calibration des capteurs déjà commercialisés.
Dans un deuxième temps, la ligne sera exploitée pour la métrologie de haute précision, notamment pour des prestations « à la demande », destinées à des entreprises et à des institutions extérieures.
Un exemple emblématique est la caractérisation d’optiques X-EUV, une demande croissante, soutenue par l’immense marché des jouvences des sources de rayonnement synchrotron.
Les miroirs utilisés dans ces installations doivent en effet satisfaire des cahiers des charges très exigeants en matière de qualité de surface. Or aujourd’hui, le contrôle qualité final n’est possible qu’après installation de l’optique sur le synchrotron car les mesures dans le domaine visible ne sont pas assez résolues.
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A contrario, la caractérisation dans l’EUV sur la plateforme NANOLITE permettra un gain de précision d’un facteur 20 ! De plus, la mesure de front d’onde du faisceau réfléchi sur le miroir cible permet de caractériser l’optique dans les conditions expérimentales « réelles » (configuration optique, mécanique de support, influence du vide, etc.).
À terme, le laboratoire commun NANOLITE permettra à Imagine Optic de proposer des solutions d’optique adaptative tout au long de la chaîne optique :
- pour la partie excitation (utilisation de solutions existantes d’optique adaptative pour l’optimisation du rayonnement EUV) ;
- pour la partie application (micro-focalisation par optique active et contrôle du front d’onde associé).
Cette capacité unique positionnera l’entreprise en leader technique mondial.
Enfin, le LIDYL mettra à profit les propriétés de la ligne de lumière et un accès privilégié à ces nouveaux systèmes optiques innovants pour ses propres développements en imagerie nanométrique ultrarapide, avec des applications orientées notamment vers l’étude des phénomènes d’aimantation ultra-rapides.
Porteur du projet : Willem BOUTU
Collaboration
