دستگاه جدید شکل مطلق آینه های منحنی را تا 2 نانومتر بدون دست زدن به آنها اندازه می گیرد

توسط موسسه ملی علوم و فناوری پیشرفته صنعتی

ویرایش شده توسط Swati Mestri، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

محققان AIST دستگاهی ساخته اند که مشخصات سطح مطلق عناصر نوری منحنی را با دقت بالا و بدون دست زدن به آنها اندازه گیری می کند.

آینه های منحنی با دقت بالا برای جمع آوری نور و کنترل جبهه موج در سیستم های لیتوگرافی فرابنفش شدید (EUV)، تاسیسات سنکروترون، تلسکوپ های نجومی، آشکارسازهای امواج گرانشی و غیره استفاده می شوند. دقت پروفیل های سطح آنها به طور قابل توجهی بر عملکرد این دستگاه ها تأثیر می گذارد.

در طول تولید، تعیین نه تنها توپوگرافی سطح در مقیاس ریز، بلکه مشخصات سطح مطلق، از جمله اطلاعاتی مانند شعاع انحنا، بسیار مهم است. سپس از این اندازه گیری ها برای تصحیح نمایه سطح استفاده می شود. با این حال، اندازه گیری مشخصات سطح آینه های منحنی با دقت در حد چند نانومتر بدون آسیب رساندن به سطح دشوار بوده است.

این تحقیق در مجله Precision Engineering منتشر شده است.

ما سیستمی را توسعه داده‌ایم که شیب سطح (زاویه محلی) را در هر موقعیت روی یک سطح منحنی در یک محدوده زاویه‌ای وسیع با تجزیه و تحلیل جهت نور منعکس شده اندازه‌گیری می‌کند. از آنجایی که زاویه محلی مربوط به تغییرات در نیمرخ سطح است، می‌توانیم نیمرخ سطح مطلق را با تعیین چگونگی تغییر آن زاویه‌ها در طول سطح محاسبه کنیم.

برای اندازه گیری جهت نور منعکس شده با دقت بالا، ما یک دستگاه اندازه گیری زاویه با دقت بالا (SelfA) را وارد کردیم که به طور خودکار خطاهای مقیاس زاویه را تصحیح می کند.

این سیستم اندازه گیری بدون تماس مشخصات سطح مطلق آینه های منحنی را با دقت 2 نانومتر امکان پذیر می کند. انتظار می رود این فناوری از ساخت، توسعه و ارزیابی اجزای نوری پیشرفته برای سیستم های نوری با کارایی بالا پشتیبانی کند.

نور با طول موج کوتاه، مانند اشعه ماوراء بنفش شدید (EUV) و اشعه ایکس، برای ساخت ویژگی های میکروسکوپی در دستگاه های نیمه هادی و مشاهده ساختارهای مقیاس نانومتری در مواد باتری و مولکول های زیستی استفاده می شود. در سال‌های اخیر، سیستم‌های لیتوگرافی EUV و تجهیزات پیشرفته تشعشع سنکروترون که از این نور استفاده می‌کنند، توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند.

از آنجایی که انتقال نور با طول موج کوتاه دشوار است و نمی توان از لنزها برای تمرکز آن یا کنترل جبهه موج آن استفاده کرد، از آینه های منحنی بزرگ با عرض چند صد میلی متر استفاده می شود. مشخصات سطح آینه به طور قابل توجهی بر دقت ویژگی های میکروسکوپی تولید شده در طول ساخت و دقت مشاهدات تأثیر می گذارد.

به طور خاص، سطوح عناصر نوری با دقت بالا که در سیستم‌های لیتوگرافی EUV و تاسیسات سنکروترون استفاده می‌شوند باید بسیار صاف باشند و نمایه سطح کلی آنها باید با مشخصات طراحی با دقت بسیار بالا مطابقت داشته باشد.

در طول ساخت، اندازه گیری میزان انحراف پروفیل سطح نهایی از طراحی و اصلاح آن بر اساس آن نتایج بسیار مهم است. این امر مستلزم اندازه گیری دقیق مشخصات سطح مطلق آینه های منحنی، از جمله اطلاعات هندسی مانند شعاع انحنا است. از آنجایی که پوشش‌های کاربردی، مانند پوشش‌های چند لایه، گاهی بر روی عناصر نوری با کارایی بالا اعمال می‌شوند، روش‌های اندازه‌گیری نباید سطح را لمس کرده یا به آن آسیب برساند.

تداخل سنجی، یک روش اندازه گیری غیر تماسی که به طور گسترده در گذشته استفاده می شد، شامل مقایسه با سطح مرجع یا جبهه موج است. این امر ارزیابی مشخصات سطح مطلق را دشوار می کند. بنابراین تقاضای زیادی برای فناوری وجود دارد که می‌تواند مشخصات سطح مطلق آینه‌های منحنی را بدون تماس، با دقتی در حدود چند نانومتر اندازه‌گیری کند.

شوسی ماسودا و همکاران، اندازه‌گیری مطلق غیرتماسی پروفیل‌های سطح منحنی با استفاده از پروفیل‌کننده انحراف‌سنجی روبشی، مهندسی دقیق (2026). DOI: 10.1016/j.precisioneng.2026.05.011

ارائه شده توسط موسسه ملی علوم و فناوری پیشرفته صنعتی

سواتی مستری دارای مدرک لیسانس در مهندسی الکترونیک است و از سال 2019 به عنوان ویرایشگر محتوا کار کرده است. او ویرایش اسناد تحقیقاتی در زمینه فناوری، مراقبت های بهداشتی و علم مواد را تجربه کرده است و علاقه خاصی به فناوری و فضا دارد. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →