弹性发射光学制造技术研究进展

李佳慧，侯 溪，张 云，王 佳，钟显云

（1.中国科学院光电技术研究所，四川成都610209；2.中国科学院大学，北京100049）

1 引 言

随着科学技术的不断发展，以先进光源(Advanced Light Source,ALS)，深紫外光刻技术(Deep UltraViolet Lithography,DUVL)，极紫外光刻技术(Extreme Ultraviolet Lithography，EUVL)为代表的现代光学工程迫切需要具有超光滑无损表面的光学元件。以同步辐射和自由电子激光为代表的先进光源装置为实现更高的光束聚焦能力，对所用聚焦反射镜不断提出更为苛刻的表面粗糙度和面形精度要求[1-4]，例如：欧洲X射线自由电子激光装置对其K-B(Kirkpatrick-Baez,KB)镜面形精度要求高达2 nm P-V (Peak to Valley,P-V)，表面残余斜率误差不超过50 nrad RMS(Root Mean Square,RMS)[5]。在光刻领域，提高光刻分辨率的光学方法一般为减小曝光波长和增大投影物镜的数值孔径等。极紫外光刻技术应用的曝光波长为13.5 nm，由于几乎所有的光学材料对极紫外光都有很强的吸收性能，因此EUVL光学系统只能使用反射镜，同时，为了提高反射率和分辨率，通过采用离轴结构和复杂面形的曲面元件提高数值孔径，这对光学制造技术提出了挑战。除此之外，EUVL对光刻物镜不同频段的表面粗糙度的要求也极为苛刻。例如：Carl Zeiss对其EUVL六镜光刻物镜要求如下[6]：空间波长为1μm~103μm的中频粗糙度(Mid-Spatial Frequency Roughness,MSFR)应小于140 pm RMS，空间波长小于1μm的高频表面粗糙度(High-Spatial Frequency Roughness, HSFR)应小于100 pm RMS。这使得光刻物镜的制造技术步入亚纳米阶段。因此，亟需从原子尺度研究超光滑复杂曲面元件制造技术，探索超光滑制造技术新方法、新原理。

现代光学工程对于超光滑复杂曲面元件的制造能力提出了逼近物理极限的苛刻要求，另外难加工材料也一直是光学制造领域面临的难题[7]。……