WO2007135183A1 - Ensemble optique de coques réflectives et procédé associé - Google Patents

Ensemble optique de coques réflectives et procédé associé Download PDF

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WO2007135183A1
WO2007135183A1 PCT/EP2007/055034 EP2007055034W WO2007135183A1 WO 2007135183 A1 WO2007135183 A1 WO 2007135183A1 EP 2007055034 W EP2007055034 W EP 2007055034W WO 2007135183 A1 WO2007135183 A1 WO 2007135183A1
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WO
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layer
optical assembly
reflective
adhesion layer
assembly according
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PCT/EP2007/055034
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Inventor
Peter Hoghoj
Sergio Rodrigues
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Xenocs
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/06—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diffraction, refraction or reflection, e.g. monochromators
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K2201/00—Arrangements for handling radiation or particles
    • G21K2201/06—Arrangements for handling radiation or particles using diffractive, refractive or reflecting elements
    • G21K2201/067—Construction details

Definitions

  • the present invention relates to a reflective optical assembly, and more particularly to an optical assembly comprising a plurality of reflective shells for reflecting X-rays at more or less low angle of incidence.
  • Certain optical assemblies with X-ray reflective coatings are used to condition X-rays, i.e. to focus or collimate an X-ray beam while producing a spectral effect that may be a monochromatic effect or a simultaneous reflection effect of several energies.
  • Such an optical assembly may, for example, be designed according to the Wolter I design (or a conical approximation of such a design), the Wolter I design consisting of a side-by-side association of a stack of reflective shells constituting parts of a paraboloid. revolution with a stack of reflective hulls constituting parts of hyperboloid of revolution.
  • Another known geometry for an optical assembly of this type is that of Kirkpatrick-Baez, for which the reflective shells are not concentric but curved along the optical axis.
  • optical assemblies consisting of reflective shells stacked according to these known geometries, or according to other types of geometry, may for example be used for imaging applications in the spatial domain (of the Newton XMM telescope type), or in the medical field (SPECT analyzers for radiopharmaceutical agent imaging, for example for small animal imaging applications).
  • the field is not limited to this type of applications and collection optics for high-flux X-ray analytical applications could also be envisaged (applications of X-ray diffraction or X-ray fluorescence, for example).
  • Optical assemblies of this type may consist of an assembly of concentric reflective shells, each of these shells representing a portion of ellipsoid or paraboloid of revolution for example.
  • a known technique for implementing this type of reflective shell stacks consists in arranging metal or plastic sheets in a carrier constituted by notches in order to carry out the stacking (with the desired spacing) and to ensure the desired optical assembly. . Nevertheless, such a solution requires the use of a notch support that can weigh down the optical assembly and limit its compactness.
  • FIG. 1A illustrates a method of joining adjacent reflective shells in an optical assembly with a porous structure as known from the prior art.
  • the optical assembly 5 comprises reflective shells (50; 60) covered with a reflective coating 52 disposed on a substrate 51, the shells being secured at the level of assembly zones 53 devoid of reflective coating.
  • a structure thus makes it possible to implement molecular adhesion processes between substrates consisting of portions of silicon wafers according to mastered methods and used in the field of microelectronics.
  • Such a structure nevertheless has disadvantages of implementation and / or performance.
  • This type of structure may thus require a selective deposition of reflective coating on the substrate (with very precise application of masking zones) or etching of the reflective coating after uniform deposition on the substrate 51. The etching process is notably rendered very delicate.
  • An object of the present invention is to provide an optical assembly having improved optical performance and structural stability, and to solve at least one of the aforementioned drawbacks.
  • an optical assembly comprising a stack of a plurality of reflective shells
  • each reflective shell comprising a substrate having a rear face comprising a plurality of ribs forming an etrail and a front face, and a X-ray reflective coating deposited on the front face of the substrate, characterized in that each reflective shell further comprises an adhesion layer deposited on the reflective coating, the adhesion layer being a thin layer formed in an inorganic material allowing a molecular adhesion with the back side of the substrate of the adjacent reflective shell.
  • the adhesion layer is formed of a ceramic material or a metallic material
  • the adhesion layer is formed in a light material for transmitting a substantial portion of X-rays
  • the adhesion layer is formed of a material comprising one or more elements having a density of less than 5 g / cm 3, such as, for example, boron (B), carbon (C), oxygen (O), nitrogen (N), aluminum (Al), silicon (Si), scandium (Sc), and titanium (Ti);
  • the adhesion layer is a silicon (Si) layer, a silicon oxide (SiO2) layer, a silicon nitride (Si3N4) layer, a silicon oxynitride (SiOxNy) layer, a silicon oxide (SiO2) layer; silicon carbide (SiC), an amorphous carbon layer (aC), a boron carbide layer (B4C), a titanium layer (Ti), a scandium layer (Sc), an aluminum layer (Al) a layer of aluminum oxide (Al2O3), or a layer of hydrogenated amorphous carbon (aC-H);
  • the substrate is silicon (Si), silicon carbide (SiC), silicon oxide (SiO2), or aluminum (Al);
  • the substrate is a silicon wafer (Si) and the adhesion layer is a silicon (Si) layer, a silicon oxide (SiO2) layer, a silicon oxynitride (SiOxNy) layer, a layer silicate nitride (Si3N4), or a hydrogenated amorphous carbon layer (aC-H);
  • the substrate and the adhesion layer are made of silicon carbide (SiC);
  • the adhesion layer has a thickness of less than 200 nm;
  • the adhesion layer is formed in a material and with a thickness so that the transmission of X-rays used through the adhesion layer is greater than 90%;
  • the adhesion layer has a surface micro-roughness of less than 6 angstroms rms; The adhesion layer completely covers the reflective coating;
  • the adhesion layer has a constant thickness along the reflective coating
  • the adhesion layer has a variable thickness along the reflective coating;
  • the substrate is curved in at least one direction;
  • the reflective shells of the stack are concentric;
  • the reflective coating is a multilayer coating with a gradient of lateral thickness and / or gradient of depth thickness
  • the reflective coating is a multilayer coating formed of an alternating stack of reflective layers and spacing layers, and further comprising interfacial layers for increasing the thermal stability of the multilayer coating, each interfacial layer being provided between a reflective layer and a layer; adjacent spacing;
  • the reflective coating is adapted to reflect X-rays having an energy less than 100 keV;
  • the adhesion layer is furthermore a compensation layer formed to compensate for a stress in the reflective coating; • the compensation layer is formed to have a compressive stress, respectively compressive, when the reflective coating has a compressive stress, respectively in tension;
  • the compensation layer is a silicon oxynitride layer (SiOxNy) comprising a nitrogen composition varying in the thickness of the layer;
  • the optical assembly comprises a first plurality of concentric reflective shells forming a parabolic revolution surface and a second plurality of concentric reflective shells forming a hyperbolic surface of revolution, the first and second pluralities of reflective shells being aligned along a common axis of revolution; .
  • Such an optical assembly may be used in a Wolter I type optical device or in an SPECT analyzer for single photon imaging of radiopharmaceutical agents.
  • an optical assembly characterized in that it comprises the steps of: a) forming a reflective shell (10) by depositing a reflective coating (12) on the front face (112) of a starting substrate (11) having a rear face (111) comprising a plurality of ribs (11) forming a spacer; b) depositing an adhesion layer (13) on the reflective coating (12) of the reflective shell (10); c) forming an intermediate assembly by contacting the rear face of another substrate (21) and the adhesion layer (13), the rear face of the other substrate (21) comprising a plurality of spacer ribs, the intermediate assembly being secured by molecular adhesion; d) Repeat steps a), b), and c) with the other substrate as the starting substrate.
  • Step b) of deposition of the adhesion layer is carried out so as to form a thin layer in an inorganic material
  • Step c) of forming the intermediate assembly further comprises a treatment step of activating the molecular adhesion so as to create a chemical bond between the reflective shell and the rear face of the other substrate;
  • the treatment step is a heat treatment, carried out for example at a temperature below 200 ° C.
  • the method further comprises a step of preparing the adhesion layer before the step of forming the intermediate assembly;
  • the substrates and the adhesion layers are made of silicon (Si) and the step of preparing the adhesion layer is an HF cleaning method and the treatment step is a heat treatment greater than 400 ° C. ;
  • the substrates and the adhesion layers are of silicon (Si) and the step of preparing the adhesion layer is an SC1 type cleaning process and the treatment step is a heat treatment of less than 200 ° C. ;
  • the substrate is made of monocrystalline silicon (Si) and the adhesion layer is made of silicon oxide (SiO 2) and the step of preparing the adhesion layer is an SC1 type cleaning method;
  • the step of preparing the adhesion layer further comprises a step of polishing the adhesion layer in order to reduce the surface micro-roughness of said adhesion layer;
  • the step of depositing the adhesion layer is controlled so as to create a stress to compensate for the stress created in the reflective coating during its deposition.
  • Figure 1 B is a schematic representation of a stack of concentric reflective shells, seen from the front (that is to say along a plane perpendicular to the axis);
  • FIG. 3 illustrates a multilayer reflective coating with a deep gradient
  • FIG. 4 is a schematic representation of an optical device according to a conical approximation of a Wolter I type design; • Figure 5 illustrates the deformation of a substrate after deposition of a thin film.
  • the optical assembly 1 consists of a stack of reflective hulls (10; 20; 30) whose particular structure is detailed in FIG. 2.
  • FIG. 1B illustrates the detailed structure of a reflective shell 10 on which a reflective shell 20 will be stacked.
  • the two reflective shells of FIG. 2 appear planar, but it is specified that the method of joining together will typically perform between previously curved plates (along the optical axis and / or perpendicular to the optical axis as in Figure 1 B).
  • the reflective shell 10 comprises a substrate 11 comprising a front face 112 and a rear face 11 1.
  • This substrate 11 may be made of a material such as silicon (Si), silicon carbide (SiC), silicon oxide ( SiO 2 ), or aluminum (Al).
  • the rear face 111 is formed to form a spacer network through which the X-rays will be able to circulate while being conditioned.
  • the rear face 11 1 may for example comprise a plurality of longitudinal ribs 111.
  • the shapes and dimensions of this plurality of ribs 11 1 define very precise spacings between the shells and make it possible to form a stack with specific characteristics.
  • the ribs 11 1 may be integral parts of the substrate 11, as be realized and assembled separately.
  • the front face 112 of the substrate 11 is a surface adapted to receive a deposit of a reflective coating 12, the reflective coating 12 being chosen according to the application for which the optical assembly formed is intended.
  • the reflective coating 12 for X-rays can thus be a monolayer coating (gold coating for example) or according to a preferred application of the invention a multilayer coating consisting of an alternation of a reflective layer and a spacer layer ( Mo / Si coating, W / Si, Ni / C or Pt / Si for example).
  • the multilayer coating may include a lateral thickness gradient to adjust Bragg conditions to the surface of curved optics and / or gradient in depth (as shown in Figure 3) to increase the energy bandwidth.
  • the multilayer coating will include a depth gradient to obtain a high reflectivity for a large energy range (for example for some telescope mirrors the energy may be between 0 and 200 keV).
  • the substrate 11 will preferably have a front face 112 having a very good surface state, typically a surface micro-roughness of less than 10 angstroms rms. It is specified in this respect that the statistical values of micro-roughness (that is to say the values expressed in units rms) specified in the invention are typically determined over measuring ranges of the order of one micrometer or a few hundred nanometers and are thus typically measured with AFM equipment (atomic force microscope).
  • the reflective shell 10 comprises an adhesion layer 13 deposited on the reflective coating 12, this adhesion layer 13 for securing the reflective shell 10 to the adjacent reflective shell 20 by contact with the rear face of the substrate 21 of the adjacent reflective shell 20.
  • the adhesion layer 13 is a thin layer formed of an inorganic material, such as a metallic or ceramic material, chosen to allow molecular adhesion with the back side of the substrate 21 of the adjacent reflective shell 20.
  • the use an adhesion layer for joining two adjacent reflective shells makes it possible to use reflective shells for which the reflective coating is chosen solely according to the X-ray application considered and no longer according to the constraints of implementation of the processes usually used.
  • Such a solution makes it possible, for example, to overcome the constraints related to the selection of a multilayer adapted to an etching process in the case of one of the embodiments of the optical assembly as known from the prior art and corresponding to Figure 1A.
  • an adhesion layer 13 made of an inorganic material makes reliable the joining of the reflective shells constituting the optical assembly 1.
  • an inorganic material such as a metallic or ceramic material, does not undergo degradation in X-ray time, which may be the case with epoxy resins used to assemble X-ray optical substrates and which also have a disadvantage related to a phenomenon of partial shrinkage after bonding, which can modify the accuracy of the stack of hulls.
  • the adhesion layer 13 is also capable of supporting surface preparation treatments (cleaning, CMP polishing or the like) without any critical alteration of its properties.
  • the use of an adhesion layer thus proves to be particularly advantageous with respect to a structure envisaging direct bonding to the reflective coating by molecular adhesion, which may require surface preparation processes (CMP polishing, SC1 type cleaning for example, etc.) which can degrade the properties of the X-ray reflector coating.
  • SC1-type cleaning results in a slight etching of the surface which can attenuate optical performance, particularly in the case of a multilayer coating ( modification of the structure of the stack of layers), especially on the surface of the reflector which is the part of the multilayer reflector contributing the most to the reflectivity.
  • the reflective coating 12 is protected by the adhesion layer 13 during the preparation processes for the securing steps.
  • the adhesion layer 13 is in a preferred version made of lightweight materials producing a low absorption of X-rays so as not to reduce the performance of the optical assembly. More specifically, it will be possible to use an adhesion layer 13 formed in a material consisting of elements of the periodic table having a density of less than 5 g / cm 3 , that is to say a pure material or compound consisting of elements among boron (B), carbon (C), oxygen (O), nitrogen (N), aluminum (Al), silicon (Si), scandium (Sc), and / or titanium (Ti).
  • the adhesion layer 13 may be a silicon layer (Si), a silicon oxide layer (SiO 2 ), a silicon nitride layer (Si 3 N 4 ), a layer of silicon silicon oxynitride (SiOxNy), a silicon carbide (SiC) layer, an amorphous carbon layer (aC), a boron carbide (B 4 C) layer, a titanium (Ti) layer, a scandium layer (Sc), an aluminum layer (Al), an aluminum oxide layer (Al 2 O 3), or a hydrogenated amorphous carbon layer (aC-H),
  • Such light materials make it possible to deposit a thin adhesion layer 13 having a sufficient thickness while allowing a high transmission of X-rays (for the energy domain characteristic of the application) of the order of 90 to 95% ( relative value).
  • the adhesion layer 13 is described as thin since it will have a maximum thickness which may be of the order of several hundred nanometers.
  • Such a thin adhesion layer thus differs from the bonding substances such as the abovementioned epoxy glues or other glues based on polymeric materials which are used to assemble X-ray optical substrates and which are typically applied with thicker thicknesses that is to say in practice with minimum thicknesses of the order of several tens of micrometers or hundreds of microns.
  • the thickness of the adhesion layer will be between 10 nm and 200 nm depending on the energy range of the application in question. The thickness will thus be sufficient to protect the reflective coating during surface preparation processes with molecular adhesion. Thus, for X-ray applications at energies below 8 keV (for example spatial imaging applications), the thickness may be a few tens of nanometers.
  • the thickness may be of the order of 50 to 100 nm.
  • the thickness can be between 50 and 200 nm depending on the needs.
  • the adhesion layer 13 will be formed in a material having a good molecular adhesion compatibility with the material used for the substrate 11. Indeed, the process of molecular adhesion between an adhesion layer 13 and the rear face of the substrate 21 of the upper reflective shell 20 at least partially secures two adjacent reflective shells (10 and 20). This process of molecular adhesion is based on the interaction of the surfaces contacted, and more precisely on the Van der Waals forces present at the approach of the two reflective shells (10 and 20). Molecular adhesion will be more effective if the surfaces contacted are smooth and free of contamination.
  • the heat treatment at low or high temperature, having for object to activate a chemical bond (creation of chemical, hydrogen or covalent bonds, depending on thermal budget that can be envisaged) that has been initiated by the prior molecular adhesion process.
  • the adhesion layer will be chosen to allow sufficiently strong bonds to be created using thermal treatments below 500 ° C.
  • the substrates are silicon wafers (Si)
  • the following materials could for example be used to form the adhesion layers: silicon (Si), silicon oxide (SiCb), silicon oxy ⁇ itride (SiOxNy), silicon nitride (Si 3 N 4), or hydrogenated amorphous carbon (aC-H) (also known as Diamond Like Carbon).
  • silicon carbide (SiC) adhesion layers may also be used, for example.
  • silicon carbide (SiC) substrates are more expensive, they can be used for critical applications in terms of weight.
  • the adhesion layer 13 is a continuous layer, covering at least a substantial portion of the reflective coating 12.
  • a continuous layer completely protects the reflective coating. The fact of using a continuous layer simplifies the realization of the stack, the alignment of the reflective shells being simplified, in particular requiring fewer alignment verification steps.
  • a continuous adhesion layer 13 on the reflective coating 12 is simple. Indeed, such a layer can thus be deposited by a vacuum deposition method (physical vapor deposition PVD, or CVD chemical vapor deposition) directly on the reflector without preparation of precise masking of the surface at the zones d 'assembly.
  • a vacuum deposition method physical vapor deposition PVD, or CVD chemical vapor deposition
  • the thickness of the adhesion layer may be uniform or vary along the surface of the reflective coating.
  • the adhesion layer 13 may thus be formed to have a surface micro-roughness of less than 6 angstroms rms.
  • the adhesion layer 13 may be deposited using a vacuum deposition process, taking care to maintain the surface state of the reflective coating generally very good (micro-roughness less than 6 angstroms rms). This may require adjusting the deposition parameters, particularly in the case of deposition of thick layers of a few hundred nanometers.
  • the adhesion layer 13 is designed to act not only as an adhesion layer but also as a stress compensation layer.
  • a 200 nm thick film tr with a stress of 300 MPa generates a deformation b of the order of 10 microns on a silicon substrate having a thickness t s of 400 microns and a diameter d of 10 cm.
  • This deformation b corresponds to a slope at the edge of the substrate of the order of 1 arcminute (or minute of arc).
  • Such a deformation is not negligible in view of the small form errors required. for the applications considered.
  • SPECT single-photon emission computed tomography
  • X-ray diffraction applications on small areas of analysis may require slope error specifications reflective shells a few tens of arcseconds (or seconds of arc) at most.
  • an adhesion layer 13 with a tension stress (respectively compressive) of an equivalent amplitude can significantly reduce the deformation of the shell (a residual amplitude of some Mpa may be tolerated) in the case of a substantially equivalent thickness for the reflective coating 12 and the adhesion layer 13.
  • the adhesion layer 13 selected for its compatibility with a molecular adhesion with the rear face 111 of the substrate 11 will be deposited with a controlled PVD or CVD deposition process, so as to obtain a reverse stress to that created in the reflective coating during his deposit.
  • Materials for which the stresses can be easily controlled as needed are preferably used.
  • the deposition parameters can be adjusted.
  • the adhesion layer 13 so that it has a first portion adapted to compensate for the stress of the reflective coating, and a second portion (similar to the surface area) having properties more compatible with molecular adhesion.
  • a thickness of a few tens of nanometers and even a few hundred nanometers is preferred for producing the stress compensation layer 13. The thickness will be a function of the X-ray absorption as mentioned above and / or the level of reduction of the desired reflective shells deformation. It should be noted that the thickness of a thin film has an impact on the average stress level of this film, and the thickness of the adhesion layer will therefore impact the stress level of this layer and the level of compensation final result (see STONEY equation above).
  • an adhesion layer in the form of a thin layer of silicon oxynitride (SiOxNy) deposited by a PVD deposition technique pulsed from a silicon oxide target will be used. (SiC> 2 ) under a nitrogen atmosphere (N 2 ).
  • the stress of such a layer can be modulated by varying the nitrogen composition.
  • such a layer is adapted to allow molecular adhesion on a silicon substrate (Si).
  • the surface layer may be a silicon oxynitride layer ( SiOxNy) from 50 to 200 nm (the thickness will be a function of the absorption at the energy considered and the level of thickness necessary to reduce the deformation of the reflective shells).
  • the adhesion layer is a layer formed to encapsulate any particulate contaminants (particles, dust) present on its surface and likely to disturb the molecular adhesion process. Due to a certain softness, the adhesion layer will thus allow the "burial" of particulate contaminants for example by applying a slight mechanical pressure using a press on the surface of the adhesion layer. .
  • the manufacturing method envisaged for forming an optical assembly as described above comprises first of all the preparation of the substrates of the reflective shells. We can take a material with good flatness (on both sides) and low surface micro-roughness. It is possible, for example, to use mono-crystalline silicon (Si) wafers of microelectronic grade. These substrates are then typically etched to form the networks of ribs forming a spacer on the rear face (according to known masking and etching methods).
  • Si mono-crystalline silicon
  • a reflective coating on the front face of the substrate, for example by a PVD vacuum deposition technique, such as magnetron sputtering.
  • a PVD vacuum deposition technique such as magnetron sputtering.
  • this technique makes it possible to implement a deposition gradient to achieve a lateral gradient and / or a gradient in depth.
  • adhesion layer is then deposited by vacuum deposition which may be carried out in the same enclosure.
  • the adhesion layer can thus be deposited by a PVD process with a DC polarization process in the case of metal adhesion layers, or an RF polarization process for dielectric adhesion layers such as oxide layers.
  • silicon (SiO 2 ) or silicon carbide (SiC) or by a pulsed DC process of a silicon oxide (SiO 2 ) target in a nitrogen reactive environment (N 2 ) in the case of a layer of silicon oxynitride (SiOxNy).
  • the method may comprise a variation of certain deposition parameters during deposition (for example, N 2 gas flow rate for a SiOxNy layer) in order to ensure sufficient amplitude stress. (through parameters given during a large part of the deposition) while allowing a sufficient molecular adhesion (other deposition parameters on the surface of the layer).
  • the deposition process will be implemented to obtain a very low surface micro-roughness of the adhesion layer 13, typically less than 6 angstroms rms, so as to promote the subsequent bonding by molecular adhesion .
  • Each reflective shell may further be prepared for subsequent bonding to the upper reflective shell.
  • SC1, SPM, or HF type cleaning processes can be used to remove any hydrocarbon deposits on the surface of the adhesion layer and the network formed on the back face and make the surfaces hydrophilic or hydrophobic according to nature of the materials to be assembled so as to promote their molecular adhesions, and more precisely to maximize the binding energies.
  • the thickness of the adhesion layer being significant relative to the thickness of each layer component of the reflective coating, it protects the reflective coating during preparation processes.
  • the two surfaces to be assembled are made of silicon oxide (SiO 2 ), it will be possible in particular to look for a SC1 type cleaning process making the surfaces hydrophilic.
  • the two surfaces to be assembled are made of silicon (Si)
  • Si silicon
  • the surface treatment may comprise an additional step of polishing the adhesion layer to reduce the surface micro-roughness of this layer in order to promote molecular adhesion with the substrate of the adjacent shell.
  • the polishing may be performed when the vacuum deposition step does not make it possible to deposit an adhesion layer with a very low surface roughness (that is to say typically less than 6 angstroms rms).
  • This polishing may be polishing type CMP (for Chemical Mechanical Polishing), ionic polishing or any type of polishing adapted to obtain a surface microroughness of less than 6 angstroms rms.
  • An initial assembly step may also be provided to shape the first shell (for example the hull farthest from the optical axis). This step can thus be done by bonding the rear face of the substrate of this first shell to a mandrel having the desired counter form. This step will for example to form the first shell in a curvature in the transverse direction horizontal to the optical axis for a cone-like Wolter I type revolution stack.
  • the assembly steps of the shells consist of aligning the shells and sticking them by molecular adhesion.
  • the molecular adhesion process will be followed by a heat treatment to enhance the bonding energies.
  • the bonds may be hydrogen bonds or covalent bonds.
  • the heat treatment is preferably carried out at a temperature below 500 c C to avoid degrading the reflective coating particularly in the case of a multilayer reflective coating. Indeed annealing treatments cause phenomena of diffusion of materials at the interfaces of a multilayer which reduces the optical performance.
  • multilayer reflective coatings such as Mo / Si, W / Si, Pt / Si or Ni / C, are very unstable at high temperatures, and that it will be appropriate in this case to perform a lower heat treatment. at 200 0 C for creating chemical bonds.
  • the multilayer may consist of an interfacial layer between the reflective layer and the spacer layer in order to increase the thermal stability of the multilayer (by limiting the interdiffusion during heat treatment) and to allow thermal treatments greater than 200 ° C. vs.
  • such an optical assembly can be used in various high energy applications where the low angle of incidence of the mirrors forces the use of mirror assemblies perpendicular to the optical axis in order to limit clutter. systems.
  • an optical device of Wolter I type as illustrated in FIG. 4 to focus a parallel beam 4, comprising a stack 2 of reflective shells constituting paraboloid portions of revolution and a stack 3 of shells. reflective constituting parts of hyperboloid of revolution.
  • This optical device is adapted to reflect X-rays between 0 and 20 keV.
  • the adhesion layer may consist of a light material with a thickness of a few tens of nanometers.
  • Another application consists in using an optical assembly as described above in a SPECT analyzer (for single-photon emission computed tomography) for single-photon imaging of radiopharmaceutical agents, also called a single photon imaging analyzer for radiopharmaceutical agents ( 125 I to 27.47 keV, Technetium isotopes with energies between 17 and 18 keV), for example in imaging small animals.
  • SPECT analyzer for single-photon emission computed tomography
  • radiopharmaceutical agents also called a single photon imaging analyzer for radiopharmaceutical agents ( 125 I to 27.47 keV, Technetium isotopes with energies between 17 and 18 keV), for example in imaging small animals.

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Abstract

L'invention concerne un ensemble optique comprenant un empilement d'une pluralité de coques réflectives (10;20), chaque coque réflective comprenant un substrat (11) ayant une face arrière (111) comprenant une pluralité de nervures (111 ) formant entretoise et une face avant (112), et un revêtement réflecteur (12) pour rayons X déposé sur la face avant (112) du substrat (11), caractérisé en ce que chaque coque réflective (10) comprend en outre une couche d'adhésion (13) déposée sur le revêtement réflecteur (12), la couche d'adhésion (13) étant une couche mince formée dans un matériau inorganique permettant une adhésion moléculaire avec la face arrière du substrat (21) de la coque réflective adjacente (20). L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel ensemble optique.

Description

Ensemble optique de coques réflectives et procédé associé
DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un ensemble optique réflecteur, et plus particulièrement un ensemble optique comprenant une pluralité de coques réflectives destinées à réfléchir des rayons X sous plus ou moins faible angle d'incidence.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Certains ensembles optiques à revêtements réflecteurs aux rayons X sont utilisés pour conditionner les rayons X, c'est-à-dire focaliser ou collimater un faisceau de rayons X tout en produisant un effet spectral qui pourra être un effet monochromatique ou un effet de réflexion simultanée de plusieurs énergies.
Dans de nombreuses applications utilisant les rayons X, il est nécessaire d'utiliser un ensemble optique constitué d'un assemblage de coques revêtues de couches réflectives aux rayons X, l'ensemble optique étant utilisé pour conditionner les rayons X. Ce sera notamment le cas des applications à hautes énergies où le faible angle d'incidence des miroirs contraint à utiliser des assemblages de miroirs perpendiculairement à l'axe optique afin de limiter l'encombrement des systèmes.
Un tel ensemble optique pourra par exemple être conçu selon le design Wolter I (ou une approximation conique d'un tel design), le design Wolter I consistant en une association côte à côte d'un empilement de coques réflectives constituant des parties de paraboloïde de révolution avec un empilement de coques réflectives constituant des parties d'hyperboloïde de révolution. Une autre géométrie connue pour un ensemble optique de ce type est celle de Kirkpatrick-Baez, pour laquelle les coques réflectives ne sont pas concentriques mais courbées suivant l'axe optique. Ainsi, des ensembles optiques constitués de coques réflectives empilées selon ces géométries connues, ou selon d'autres types de géométrie, pourront par exemple être utilisés pour des applications d'imagerie dans le domaine spatiale (du type du télescope XMM Newton), ou dans le domaine médicale (analyseurs SPECT pour imagerie d'agents radiopharmaceutiques par exemple pour des applications d'imagerie des petits animaux). En outre, le domaine ne se limite pas à ce type d'applications et des optiques de collections pour des applications analytiques rayons X à haut flux pourront également être envisagées (applications de diffractions rayons X ou fluorescence rayons X par exemple). Des ensembles optiques de ce type pourront être constitués d'un assemblage de coques réflectives concentriques, chacune de ces coques représentant une partie d'ellipsoïde ou de paraboloïde de révolution par exemple. Une technique connue de mise en œuvre de ce type d'empilements de coques réflectives consiste à disposer des feuilles métalliques ou plastiques dans un support constitué d'encoches pour réaliser l'empilement (avec l'espacement désiré) et assurer l'ensemble optique désiré. Néanmoins une telle solution nécessite l'utilisation d'un support à encoches pouvant alourdir l'ensemble optique et limiter sa compacité.
Une autre solution consiste à utiliser un ensemble optique comprenant un empilement de coques réflectives, chaque coque étant constituée en face arrière d'un réseau comprenant une pluralité de nervures formant entretoise. Une fois assemblées, les coques réflectives forment ainsi un ensemble optique qui a l'avantage d'être plus rigide sans être trop lourd, ce qui sera particulièrement avantageux pour des miroirs de télescope par exemple. Un tel ensemble optique, dit à structure « poreuse », est décrit dans la demande de brevet FR 2 866 438. Néanmoins, les procédés proposés pour solidariser les coques réflectives entre elles présentent l'inconvénient de dégrader les propriétés optiques des surfaces réflectives et/ou de ne pas être stables au cours du temps. La figure 1A illustre une méthode de solidarisation de coques réflectives adjacentes dans un ensemble optique à structure poreuse tel que connue de l'art antérieur. L'ensemble optique 5 comprend des coques réflectives (50;60) recouvertes d'un revêtement réflecteur 52 disposé sur un substrat 51 , les coques étant assujetties au niveau de zones d'assemblages 53 dépourvues de revêtement réflecteur. Une telle structure permet ainsi de mettre en œuvre des procédés d'adhésion moléculaire entre des substrats constitués de parties de tranches de Silicium selon des procédés maitrisés et utilisés dans le domaine de la microélectronique. Une telle structure présente néanmoins des inconvénients de mises en œuvre et/ou de performances. Ce type de structure peut ainsi nécessiter un dépôt sélectif de revêtement réflecteur sur le substrat (avec application très précise de zones de masquage) ou une gravure du revêtement réflecteur après un dépôt uniforme sur le substrat 51. Le procédé de gravure est notamment rendu très délicat dans le cas d'un revêtement réflecteur rayons X du type multicouche compte tenu d'une différence de sélectivité de gravure (par rapport au procédé de gravure sélectionné) des deux matériaux constituant le multicouche, ce qui empêche d'assurer une gravure du multicouche avec un profil correctement défini en profondeur.
Un but de la présente invention est de fournir un ensemble optique présentant des performances optiques et une stabilité structurelle améliorées, et permettant de résoudre au moins l'un des inconvénients précités.
EXPOSE DE L'INVENTION
A cette fin, on propose selon l'invention un ensemble optique comprenant un empilement d'une pluralité de coques réflectives, chaque coque réflective comprenant un substrat ayant une face arrière comprenant une pluralité de nervures formant eπtretoise et une face avant, et un revêtement réflecteur pour rayons X déposé sur la face avant du substrat, caractérisé en ce que chaque coque réflective comprend en outre une couche d'adhésion déposée sur le revêtement réflecteur, la couche d'adhésion étant une couche mince formée dans un matériau inorganique permettant une adhésion moléculaire avec la face arrière du substrat de la coque réflective adjacente.
Des aspects préférés mais non limitatifs de l'ensemble optique selon l'invention sont les suivants :
• la couche d'adhésion est formée dans un matériau céramique ou dans un matériau métallique ;
• la couche d'adhésion est formée dans un matériau léger permettant de transmettre une partie substantielle des rayons X ;
• la couche d'adhésion est formée dans un matériau comprenant un ou plusieurs éléments ayant une masse volumique inférieure à 5 g/cm3, comme par exemple le bore (B), le carbone (C), l'oxygène (O), l'azote (N), l'aluminium (Al), le silicium (Si), le scandium (Sc), et le titane (Ti) ;
• la couche d'adhésion est une couche de silicium (Si), une couche d'oxyde de silicium (SiO2), une couche de nitrure de silicium (Si3N4), une couche d'oxynitrure de silicium (SiOxNy), une couche de carbure de silicium (SiC), une couche de carbone amorphe (aC), une couche de carbure de bore (B4C), une couche de titane (Ti), une couche de scandium (Sc), une couche d'Aluminium (Al), une couche d'oxyde d'aluminium (AI2O3), ou une couche de carbone amorphe hydrogéné (aC-H) ;
• le substrat est en silicium (Si), en carbure de silicium (SiC), en oxyde de silicium (SiO2), ou en aluminium (Al) ;
• le substrat est une tranche de silicium (Si) et la couche d'adhésion est une couche en silicium (Si), une couche en oxyde de silicium (SiO2), une couche en oxynitrure de silicium (SiOxNy), une couche en nitrure de silicum (Si3N4), ou une couche en carbone amorphe hydrogéné (aC-H) ;
• le substrat et la couche d'adhésion sont en carbure de silicium (SiC) ;
• la couche d'adhésion a une épaisseur inférieure à 200 nm ; « la couche d'adhésion est formée dans un matériau et avec une épaisseur pour que la transmission des rayons X utilisés à travers la couche d'adhésion soit supérieure à 90% ;
• la couche d'adhésion a une micro-rugosité de surface inférieure à 6 angstrδms rms ; « la couche d'adhésion recouvre entièrement le revêtement réflecteur ;
• la couche d'adhésion a une épaisseur constante le long du revêtement réflecteur ;
• la couche d'adhésion a une épaisseur variable le long du revêtement réflecteur ; • le substrat est courbé selon au moins une direction ;
• les coques réflectives de l'empilement sont concentriques ;
• le revêtement réflecteur est un revêtement multicouche à gradient d'épaisseur latéral et/ou à gradient d'épaisseur en profondeur ;
• le revêtement réflecteur est un revêtement multicouche formé d'un empilement alterné de couches réfléchissantes et de couches espaçantes, et comprenant en outre des couches interfaciales pour augmenter la stabilité thermique du revêtement multicouche, chaque couche interfaciale étant prévue entre une couche réfléchissante et une couche espaçante adjacentes ; • le revêtement réflecteur est adapté pour réfléchir les rayons X ayant une énergie inférieure à 100 keV ;
• la couche d'adhésion est en outre une couche de compensation formée pour compenser une contrainte dans le revêtement réflecteur ; • la couche de compensation est formée pour avoir une contrainte en tension, respectivement compressive, lorsque le revêtement réflecteur a une contrainte compressive, respectivement en tension ;
• la couche de compensation est une couche d'oxynitrure de silicium (SiOxNy) comprenant une composition en azote variant dans l'épaisseur de la couche ;
• l'ensemble optique comprend une première pluralité de coques réflectives concentriques formant une surface de révolution parabolique et une deuxième pluralité de coques réflectives concentriques formant une surface de révolution hyperbolique, les première et deuxième pluralités de coques réflectives étant alignées suivant un axe de révolution commun.
Un tel ensemble optique pourra être utilisé dans un dispositif optique de type Wolter I ou dans un analyseur SPECT pour imagerie par simple photon d'agents radiopharmaceutiques.
On propose également un procédé de fabrication d'un ensemble optique caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : a) Former une coque réflective (10) en déposant un revêtement réflecteur (12) sur la face avant (112) d'un substrat (11 ) de départ ayant une face arrière (111 ) comprenant une pluralité de nervures (1 11 ) formant entretoise ; b) Déposer une couche d'adhésion (13) sur le revêtement réflecteur (12) de la coque réflective (10) ; c) Former un ensemble intermédiaire en mettant en contact la face arrière d'un autre substrat (21 ) et la couche d'adhésion (13), la face arrière de l'autre substrat (21 ) comprenant une pluralité de nervures formant entretoise, l'ensemble intermédiaire étant solidarisé par adhésion moléculaire ; d) Répéter les étapes a), b), et c) avec l'autre substrat comme substrat de départ.
Des aspects préférés mais non limitatifs du procédé de fabrication de l'ensemble optique selon l'invention sont les suivants :
• l'étape b) de dépôt de la couche d'adhésion est réalisée de manière à former une couche mince dans un matériau inorganique ;
• l'étape c) de formation de l'ensemble intermédiaire comprend en outre une étape de traitement consistant à activer l'adhésion moléculaire de façon à créer une liaison chimique entre la coque réflective et la face arrière de l'autre substrat ;
• l'étape de traitement est un traitement thermique, réalisé par exemple à une température inférieure à 2000C ;
• le procédé comprend en outre une étape de préparation de la couche d'adhésion avant l'étape de formation de l'ensemble intermédiaire ;
• les substrats et les couches d'adhésion sont en silicium (Si) et l'étape de préparation de la couche d'adhésion est un procédé de nettoyage de type HF et l'étape de traitement est un traitement thermique supérieur à 4000C ; • les substrats et les couches d'adhésion sont en silicium (Si) et l'étape de préparation de la couche d'adhésion est un procédé de nettoyage de type SC1 et l'étape de traitement est un traitement thermique inférieur à 2000C ;
• le substrat est en silicium (Si) monocristallin et la couche d'adhésion est en oxyde de silicium (SiO2) et l'étape de préparation de la couche d'adhésion est un procédé de nettoyage de type SC1 ;
• l'étape de préparation de la couche d'adhésion comprend en outre une étape de polissage de la couche d'adhésion afin de réduire la micro-rugosité de surface de ladite couche d'adhésion ; • l'étape de dépôt de la couche d'adhésion est contrôlée de façon à créer une contrainte pour compenser la contrainte créée dans le revêtement réflecteur lors de son dépôt.
DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des figures annexées parmi lesquelles, en complément de la figure 1A qui a déjà été commentée ci-dessus : « La figure 1 B est une représentation schématique d'un empilement de coques réflectives concentriques, vu de face (c'est-à-dire selon un plan perpendiculaire verticalement à l'axe);
• La figure 2 illustre la solidarisation de deux coques réflectives ; « La figure 3 illustre un revêtement réflecteur multicouche à gradient en profondeur ;
• La figure 4 est une représentation schématique d'un dispositif optique selon une approximation conique d'un design du type Wolter I ; • La figure 5 illustre la déformation d'un substrat après dépôt d'un film mince.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Comme il est illustré à la figure 1 B, l'ensemble optique 1 est constitué d'un empilement de coques réflectives (10;20;30) dont la structure particulière est détaillée sur la figure 2.
Les coques réflectives représentées sur la figure 1 B sont toutes courbées de façon concentrique créant ainsi un ensemble optique également courbé. Cette géométrie n'est toutefois pas limitative puisque l'ensemble optique pourra être formé selon une géométrie quelconque, comme il a été précisé en introduction. La figure 2 illustre la structure détaillée d'une coque réflective 10 sur laquelle va être empilée une coque réflective 20. Pour des commodités d'illustration, les deux coques réflectives de la figure 2 apparaissent planes mais il est précisé que le procédé de solidarisation s'effectuera typiquement entre des plaques préalablement courbées (selon l'axe optique et/ou perpendiculairement à l'axe optique comme dans la figure 1 B).
La coque réflective 10 comprend un substrat 11 comprenant une face avant 112 et une face arrière 11 1. Ce substrat 11 pourra être réalisé dans un matériau comme le silicium (Si), le carbure de silicium (SiC), l'oxyde de silicium (SiO2), ou encore l'aluminium (Al).
La face arrière 111 est formée de façon à constituer un réseau servant d'entretoise à travers lequel les rayons X vont pouvoir circuler tout en étant conditionnés. La face arrière 11 1 pourra par exemple comprendre une pluralité de nervures 111 longitudinales. Les formes et dimensions de cette pluralité de nervures 11 1 définissent des espacements entre les coques très précis et permettent de former un empilement avec des caractéristiques déterminées. Il est à noter que les nervures 11 1 pourront constituer des parties intégrantes du substrat 11 , comme être réalisées puis assemblées à part.
La face avant 112 du substrat 11 est une surface adaptée pour recevoir un dépôt d'un revêtement réflecteur 12, le revêtement réflecteur 12 étant choisi en fonction de l'application à laquelle est destiné l'ensemble optique formé. Le revêtement réflecteur 12 pour rayons X pourra ainsi être un revêtement monocouche (revêtement d'or par exemple) ou selon une application privilégiée de l'invention un revêtement multicouche constitué d'une alternance d'une couche réfléchissante et d'une couche espaçante (revêtement Mo/Si, W/Si, Ni/C ou Pt/Si par exemple). Le revêtement multicouche pourra comprendre un gradient d'épaisseur latérale pour ajuster les conditions de Bragg à la surface d'une optique courbée et/ou un gradient en profondeur (tel qu'illustré à la figure 3) pour augmenter la bande passante en énergie. Typiquement pour des applications spatiales, le revêtement multicouche comprendra un gradient en profondeur pour obtenir une haute réflectivité pour une gamme d'énergie importante (à titre d'exemple pour certains miroirs de télescopes l'énergie pourra être comprise entre 0 et 200 keV). Dans le cas de l'utilisation d'un revêtement réflecteur multicouche, le substrat 11 aura préférentiellement une face avant 112 présentant un très bon état de surface, typiquement une micro-rugosité de surface inférieure à 10 angstrόms rms. Il est précisé à ce titre que les valeurs statistiques de micro-rugosité (c'est-à-dire les valeurs exprimées en unité rms) précisées dans l'invention sont typiquement déterminées sur des plages de mesures de l'ordre du micromètre ou de quelques centaines de nanomètres et sont ainsi typiquement mesurées avec des équipements AFM (microscope à force atomique). Enfin, la coque réflective 10 comprend une couche d'adhésion 13 déposée sur le revêtement réflecteur 12, cette couche d'adhésion 13 permettant de solidariser la coque réflective 10 à la coque réflective adjacente 20 par mise en contact avec la face arrière du substrat 21 de la coque réflective adjacente 20.
La couche d'adhésion 13 est une couche mince formée dans un matériau inorganique, tel qu'un matériau métallique ou céramique, choisi de façon à permettre une adhésion moléculaire avec la face arrière du substrat 21 de la coque réflective adjacente 20. L'utilisation d'une couche d'adhésion pour solidariser deux coques réflectives adjacentes permet d'utiliser des coques réflectives pour lesquelles le revêtement réflecteur est choisi uniquement en fonction de l'application rayons X considérée et non plus en fonction des contraintes de mise en œuvre des procédés de solidarisation utilisés habituellement. Ainsi une telle solution permet par exemple de s'affranchir des contraintes liées à la sélection d'un multicouche adapté à un procédé de gravure dans le cas d'un des modes de réalisation de l'ensemble optique tel que connu de l'art antérieur et correspondant à la figure 1A.
En outre, utiliser une couche d'adhésion 13 réalisée dans un matériau inorganique fiabilise la solidarisation des coques réflectives constituant l'ensemble optique 1. En effet, un matériau inorganique, tel qu'un matériau métallique ou céramique, ne subit pas de dégradation dans le temps sous rayons X, ce qui peut-être le cas avec des résines époxydes utilisées pour assembler des substrats d'optiques rayons X et qui présentent également un inconvénient lié à un phénomène de retrait partielle après collage, qui peut modifier la précision de l'empilement de coques.
La couche d'adhésion 13 est en outre capable de supporter des traitements de préparation de surface (nettoyage, polissage CMP ou autres) sans altération critique de ses propriétés. L'utilisation d'une couche d'adhésion se révèle ainsi particulièrement avantageuse par rapport à une structure envisageant une solidarisation directe sur le revêtement réflecteur par adhésion moléculaire, ce qui peut nécessiter des procédés de préparation de surface (polissage CMP, nettoyage de type SC1 par exemple, etc.) pouvant dégrader les propriétés du revêtement réflecteur rayons X. A titre d'exemple les nettoyages de type SC1 entraînent une légère gravure de la surface qui peut atténuer les performances optiques, particulièrement dans le cas d'un revêtement multicouche (modification de la structure de l'empilement de couches), notamment à la surface du réflecteur qui est la partie du réflecteur multicouche contribuant le plus à la réflectivité. Dans le cas de la structure présentée dans le présent document, le revêtement réflecteur 12 est protégé par la couche d'adhésion 13 lors des procédés de préparation aux étapes de solidarisation.
La couche d'adhésion 13 est selon une version privilégiée constituée de matériaux légers produisant une faible absorption des rayons X de façon à ne pas réduire les performances de l'ensemble optique. Plus précisément, on pourra utiliser une couche d'adhésion 13 formée dans un matériau constitué d'éléments du tableau périodique ayant une masse volumique inférieure à 5g/cm3, c'est-à-dire un matériau pur ou composé constitué d'éléments parmi le bore (B), le carbone (C), l'oxygène (O), l'azote (N), l'aluminium (Al), le silicium (Si), le scandium (Sc), et/ou le titane (Ti). A titre d'exemple la couche d'adhésion 13 pourra être une couche de silicium (Si), une couche d'oxyde de silicium (SiO2), une couche de nitrure de silicium (SÎ3N4), une couche d'oxynitrure de silicium (SiOxNy), une couche de carbure de silicium (SiC), une couche de carbone amorphe (aC), une couche de carbure de bore (B4C), une couche de titane (Ti), une couche de scandium (Sc), une couche d'Aluminium (Al), une couche d'oxyde d'aluminium (AI2O3), ou une couche de carbone amorphe hydrogéné (aC- H),
De tels matériaux légers permettent de déposer une couche d'adhésion 13 mince ayant une épaisseur suffisante tout en permettant une transmission importante des rayons X (pour le domaine d'énergie caractéristique de l'application) de l'ordre de 90 à 95% (valeur relative). On qualifie la couche d'adhésion 13 de mince puisqu'elle aura une épaisseur maximum qui pourra être de l'ordre de plusieurs centaines de nanomètres. Une telle couche mince d'adhésion se différencie ainsi des substances de collages comme les colles époxydes mentionnées ci-dessus ou d'autres colles à base de matériaux polymériques qui sont utilisées pour assembler des substrats d'optiques rayons X et qui sont typiquement appliquées avec des épaisseurs plus épaisses c'est-à-dire en pratique avec des épaisseurs minimum de l'ordre de plusieurs dizaines de micromètres voire centaines de micromètres.
Dans un mode de mise en oeuvre privilégié de l'invention, l'épaisseur de la couche d'adhésion sera comprise entre 10 nm et 200 nm selon le domaine d'énergie de l'application considérée. L'épaisseur sera ainsi suffisante pour protéger le revêtement réflecteur durant les procédés de préparations de surfaces à l'adhésion moléculaire. Ainsi, pour des applications rayons X à des énergies inférieures à 8 keV (par exemple des applications d'imagerie spatiales), l'épaisseur pourra être de quelques dizaines de nanomètres.
Pour des applications de diffraction rayons X ou fluorescence rayons X, à des énergies correspondant à la raie K-alpha du Cuivre (environ 8 keV), l'épaisseur pourra être de l'ordre de 50 à 100 nm.
Pour des énergies plus élevées (17 keV et plus), l'épaisseur pourra être comprise entre 50 et 200 nm selon les besoins.
La couche d'adhésion 13 sera formée dans un matériau présentant une bonne compatibilité d'adhésion moléculaire avec le matériau utilisé pour le substrat 11. En effet, le processus d'adhésion moléculaire entre une couche d'adhésion 13 et la face arrière du substrat 21 de la coque réflective supérieure 20 permet de solidariser au moins partiellement deux coques réflectives adjacentes (10 et 20). Ce processus d'adhésion moléculaire est basé sur l'interaction des surfaces mises en contact, et plus précisément sur les forces de Van der Waals présentes lors du rapprochement des deux coques réflectives (10 et 20). L'adhésion moléculaire sera d'autant plus efficace que les surfaces mises en contact sont lisses et exemptes de contamination. En outre, on pourra sélectionner un matériau qui sera également adapté pour un éventuel traitement thermique ultérieur, le traitement thermique, à basse ou haute température, ayant pour objet d'activer une liaison chimique (création de liaisons chimiques, hydrogènes ou covalentes, en fonction du budget thermique pouvant être envisagé) qui aura été initiée par le procédé d'adhésion moléculaire préalable. Selon une application privilégiée de l'invention, où le revêtement réflecteur rayons X est un revêtement multicouche, la couche d'adhésion sera choisie pour permettre de créer des liaisons suffisamment fortes à l'aide de traitements thermiques inférieurs à 5000C.
Dans le cas où les substrats sont des tranches de silicium (Si), on pourra par exemple utiliser les matériaux suivants pour former les couches d'adhésion : silicium (Si), oxyde de silicium (SiCb), oxyπitrure de silicium (SiOxNy), nitrure de silicium (SÎ3N4), ou encore du carbone amorphe hydrogéné (aC-H) (également appelé Diamond Like Carbon).
Pour des substrats en carbure de silicium (SiC), on pourra par exemple utiliser des couches d'adhésion en carbure de silicium (SiC) également. Même si des substrats en carbure de silicium (SiC) sont plus coûteux, ils peuvent être utilisés pour des applications critiques en termes de poids.
Selon un autre mode de réalisation, la couche d'adhésion 13 est une couche continue, recouvrant au moins une partie substantielle du revêtement réflecteur 12. Une couche continue permet de protéger entièrement le revêtement réflecteur. Le fait d'utiliser une couche continue simplifie la réalisation de l'empilement, l'alignement des coques réflectives étant simplifié, nécessitant notamment moins d'étapes de vérification de l'alignement.
En outre, l'application d'une couche continue d'adhésion 13 sur le revêtement réflecteur 12 est simple. En effet, une telle couche peut ainsi être déposée par un procédé de dépôt sous vide (dépôt physique en phase vapeur PVD, ou dépôt chimique en phase vapeur CVD) directement sur le réflecteur sans préparation de masquage précis de la surface au niveau des zones d'assemblage.
L'épaisseur de la couche d'adhésion pourra être uniforme ou varier le long de la surface du revêtement réflecteur.
Pour augmenter l'adhésion moléculaire entre la couche d'adhésion
13 et la face arrière du substrat 21 , on utilisera des surfaces les plus lisses possibles de façon à augmenter leur énergie de liaison. La couche d'adhésion 13 pourra ainsi être formée pour présenter une micro-rugosité de surface inférieure à 6 angstrόms rms. Pour ce faire, la couche d'adhésion 13 pourra être déposée à l'aide d'un procédé de dépôt sous vide en prenant soin de conserver l'état de surface du revêtement réflecteur généralement très bon (micro-rugosité inférieure à 6 angstrόms rms). Ceci peut nécessiter d'ajuster les paramètres de dépôt, notamment dans le cas de dépôt de couches épaisses de quelques centaines de nanomètres.
Selon un autre mode de réalisation, la couche d'adhésion 13 est prévue pour agir non seulement comme couche d'adhésion mais également comme couche de compensation de contrainte.
En effet, les dépôts sous vide de films minces tels que des revêtements réflecteurs rayons X monocouches ou multicouches induisent généralement des contraintes internes dans les films ce qui peut provoquer une déformation du substrat sur lequel le dépôt est réalisé. La figure 5 illustre ce principe dans le cas d'une contrainte en compression. Les contraintes peuvent être en compression (forme convexe) ou en tension (forme concave). La relation entre la contrainte moyenne du film et la déformation du substrat est donnée par la relation suivante (équation de Stoney simplifiée) : E tr 2 4 E t.2Jb σ = -x- = — X - - X -
1 -υ 6.Ri7 3 1 -υ tf.d2
E où σ est la contrainte moyenne du film, le module élastique biaxial
1 -υ du substrat, ts et tj- les épaisseurs respectives du substrat et du film, R le rayon de courbure correspondant à la déformation, b la hauteur de la courbure correspondant à la déformation, et d le diamètre du substrat.
A titre d'exemple, un film de 200 nm d'épaisseur t r ayant une contrainte de 300 MPa engendre une déformation b de l'ordre de 10 μm sur un substrat de silicium ayant une épaisseur ts de 400 μm et un diamètre d de 10 cm. Cette déformation b correspond à une pente en bordure de substrat de l'ordre de 1 arcminute (ou minute d'arc). Une telle déformation n'est pas négligeable compte-tenu des faibles erreurs de formes requises pour les applications considérées. A titre d'exemple, des applications d'imagerie SPECT (pour single-photon émission computed tomography) des petits animaux nécessitant des résolutions inférieures à 100 μm ou des applications de diffractions rayons X sur des petites zones d'analyses (spot d'analyse de 50 μm environ) pourront nécessiter des spécifications d'erreurs de pentes des coques réflectives de quelques dizaines d'arcsecondes (ou secondes d'arc) au maximum.
La déformation du substrat de la coque réflective engendrée par le dépôt d'un film mince pourrait être compensée lors de l'étape de courbure ultérieure de la coque effectuée dans une grande partie des cas mais cela complexifie cette étape. De plus la présence de contraintes peut être à l'origine d'un problème de solidification des coques réflectives.
Il est tout à fait commun de réaliser des revêtements réflecteurs multicouches pour rayons X de quelques centaines de nanomètres par PVD avec des niveaux de contraintes de quelques centaines de MPa. Généralement ces contraintes sont en compression (contraction du film). L'amplitude et le signe de ces contraintes dépendent fortement de l'énergie des atomes déposés et par conséquent de la technique de dépôt utilisée. Il est connu pour compenser ces contraintes de modifier les paramètres de dépôt mais ces modifications ne sont pas toujours compatibles avec les objectifs principaux recherchés. Il est ainsi connu que pour certains revêtements multicouches comme des revêtements Mo/Si la présence d'une interphase entre les couches permet de relaxer le niveau de contraintes mais une telle interphase entraîne par ailleurs une baisse de la réflectivité.
C'est pourquoi on va utiliser la couche d'adhésion permettant la solidarisation des coques réflectives comme couche d'équilibration de contraintes afin de limiter la déformation de la coque réflective préalablement à tout assemblage. Ainsi en cas de contrainte compressive (respectivement en tension) dans le revêtement réflecteur 12, une couche d'adhésion 13 avec une contrainte en tension (respectivement compressive) d'une amplitude équivalente pourra réduire significativement la déformation de la coque (une amplitude résiduelle de quelques Mpa pourra être tolérée) dans le cas d'une épaisseur sensiblement équivalente pour le revêtement réflecteur 12 et la couche d'adhésion 13.
La couche d'adhésion 13 sélectionnée pour sa compatibilité à une adhésion moléculaire avec la face arrière 111 du substrat 11 sera déposée avec un procédé de dépôt PVD ou CVD contrôlé, de façon à obtenir une contrainte inverse à celle créée dans le revêtement réflecteur lors de son dépôt. On utilisera de préférence des matériaux pour lesquels les contraintes peuvent être contrôlées aisément selon les besoins. En cas d'incompatibilité avec le processus d'adhésion moléculaire, par exemple si la modification physique ou la modification de composition de la couche 13 pour créer une nouvelle contrainte entraîne une force d'adhésion moléculaire plus faible, on pourra ajuster les paramètres de dépôt de la couche d'adhésion 13 de sorte qu'elle possède une première portion adaptée pour compenser la contrainte du revêtement réflecteur, et une deuxième portion (assimilée à la zone en surface) ayant des propriétés plus compatibles avec l'adhésion moléculaire. Une épaisseur de quelques dizaines de nanomètres et mêmes quelques centaines de nanomètres est privilégiée pour réaliser la couche 13 de compensation de contrainte. L'épaisseur sera fonction de l'absorption des rayons X comme il a été précisé plus haut et/ou du niveau de réduction de la déformation des coques réflectives souhaité. Il est à noter que l'épaisseur d'un film mince a un impact sur le niveau de contrainte moyenne de ce film, et l'épaisseur de la couche d'adhésion impactera donc le niveau de contrainte de cette couche et le niveau de compensation final obtenu (voir équation de STONEY ci-dessus).
On utilisera par exemple une couche d'adhésion se présentant sous la forme d'une couche mince d'oxynitrure de silicium (SiOxNy), déposée par une technique de dépôt PVD puisée à partir d'une cible en oxyde de silicium (SiC>2) sous atmosphère d'azote (N2). La contrainte d'une telle couche peut être modulée en faisant varier la composition en azote. De plus, une telle couche est adaptée pour permettre une adhésion moléculaire sur un substrat de silicium (Si). Ainsi pour des revêtements réflecteurs multicouches Mo/Si ou W/Si de quelques centaines de nanomètres (200 à 300 nm par exemple) obtenus par dépôt PVD et générant des contraintes compressives, la couche de surface pourra être une couche d'oxynitrure de silicium (SiOxNy) de 50 à 200 nm (l'épaisseur sera fonction de l'absorption à l'énergie considérée et du niveau d'épaisseur nécessaire pour réduire la déformation des coques réflectives).
Parmi les autres matériaux pouvant être utilisés pour former des couches de compensation de contraintes, on peut citer entres autres le nitrure de silicium (SÎ3N4), l'oxyde de silicium (SiO2), ou encore le carbone amorphe hydrogéné (aC-H). Selon un autre mode de réalisation, la couche d'adhésion est une couche formée pour encapsuler les éventuels contaminants particulaires (particules, poussières) présents à sa surface et susceptibles de perturber le procédé d'adhésion moléculaire. En raison d'une certaine mollesse, la couche d'adhésion permettra ainsi "l'enterrement" de contaminants particulaires par exemple par application d'une légère pression mécanique à l'aide d'une presse à la surface de la couche d'adhésion.
Le procédé de fabrication envisagé pour former un ensemble optique tel que décrit ci-dessus comprend d'abord la préparation des substrats des coques réflectives. On pourra prendre un matériau à bonne planéité (sur les deux faces) et faible micro-rugosité de surface. On pourra par exemple utiliser des tranches de silicium (Si) monocristallin de grade microélectronique. Ces substrats sont ensuite typiquement gravés pour constituer les réseaux de nervures formant entretoise en face arrière (selon des procédés de masquage et de gravure connus).
Il convient ensuite de déposer un revêtement réflecteur sur la face avant du substrat, par une technique de dépôt sous vide PVD par exemple, comme le magnetron sputtering. Dans le cas d'un revêtement réflecteur multicouche, cette technique permet de mettre en œuvre un gradient de dépôt pour réaliser un gradient latéral et/ou un gradient en profondeur.
On dépose ensuite une couche d'adhésion, par dépôt sous vide qui pourra être réalisé dans la même enceinte. La couche d'adhésion peut ainsi être déposée par un procédé PVD avec un procédé en polarisation DC dans le cas de couches d'adhésion métalliques, ou un procédé en polarisation RF pour des couches d'adhésion diélectriques telles que des couches d'oxyde de silicium (SiO2) ou de carbure de silicium (SiC), ou par un procédé DC puisé d'une cible d'oxyde de silicium (SiO2) en environnement réactif d'azote (N2) dans le cas d'une couche d'oxynitrure de silicium (SiOxNy).
Dans le cas d'une couche de compensation de contraintes, le procédé pourra comporter une variation de certains paramètres de dépôt pendant le dépôt (par exemple débit de gaz en N2 pour une couche de SiOxNy) afin d'assurer une contrainte suffisante en amplitude (au travers de paramètres donnés pendant une grande partie du dépôt) tout en permettant une adhésion moléculaire suffisante (autres paramètres de dépôt en surface de la couche). Selon une application privilégiée de l'invention, le procédé de dépôt sera mis en œuvre pour obtenir une très faible micro-rugosité de surface de la couche d'adhésion 13 typiquement inférieure à 6 angstrδms rms de manière à favoriser le collage ultérieur par adhésion moléculaire.
Ces étapes constituent les étapes de réalisation d'une coque réflective donnée. Il est à noter que les ordres de réalisation des étapes de constitution des réseaux et de dépôt du revêtement réflecteur et de la couche d'adhésion peuvent être inversés.
Chaque coque réflective pourra en outre être préparée au collage ultérieur à la coque réflective supérieure. Ainsi, des procédés de nettoyage de type SC1 , ou SPM, ou HF pourront être utilisés pour retirer d'éventuels dépôts hydrocarbures à la surface de la couche d'adhésion et du réseau formé en face arrière et rendre les surfaces hydrophiles ou hydrophobes suivant la nature des matériaux à assembler de manière à favoriser leurs adhésions moléculaires, et plus précisément à maximiser les énergies de liaisons. Dans le cas d'un revêtement réflecteur multicouche, l'épaisseur de la couche d'adhésion étant significative par rapport à l'épaisseur de chaque couche composant le revêtement réflecteur, elle permet de protéger le revêtement réflecteur lors des procédés de préparation.
Ainsi dans le cas d'une couche d'adhésion en oxyde de silicium (SiO2) et d'un substrat de coque en silicium (Si) monocristallin, on pourra par exemple favoriser un collage des deux surfaces rendues hydrophiles (énergies de liaisons plus fortes). Dans ce cas là, un nettoyage de type SC1 pourra être effectué sur les surfaces à assembler.
Dans le cas où les deux surfaces à assembler sont en oxyde de silicium (Siθ2), on pourra notamment rechercher un procédé de nettoyage de type SC1 permettant de rendre les surfaces hydrophiles.
Dans le cas où les deux surfaces à assembler sont en silicium (Si), on pourra rechercher un collage hydrophobe par un nettoyage HF dans le cas où le revêtement réflecteur utilisé possède de très bonnes propriétés thermiques (jusqu'à plus de 6000C), ou un collage hydrophile par un nettoyage de type SC1 dans le cas d'un revêtement réflecteur ne supportant pas une élévation de température supérieure à 2000C.
En effet pour des collages silicium sur silicium (Si/Si), les énergies de liaisons sont supérieures au-delà de l'application d'une certaine température (typiquement 400°C) dans le cas de collage de surfaces hydrophobes. Mais dans le cas d'un traitement thermique inférieur à 400°C, elles sont très faibles et il vaut alors mieux envisager un collage de surfaces hydrophiles.
Par ailleurs, le traitement de surface pourra comprendre une étape additionnelle de polissage de la couche d'adhésion afin de réduire la micro- rugosité de surface de cette couche dans le but de favoriser l'adhésion moléculaire avec le substrat de la coque adjacente. Le polissage pourra notamment être réalisé lorsque l'étape de dépôt sous vide ne permet pas d'effectuer un dépôt d'une couche d'adhésion à très faible rugosité de surface (c'est-à-dire typiquement inférieur à 6 angstrδms rms). Ce polissage pourra être de type polissage CMP (pour Chemical Mechanical Polishing), polissage ionique ou tout type de polissage adapté pour obtenir une microrugosité de surface inférieure à 6 angstrδms rms.
Une étape initiale d'assemblage peut également être prévue pour mettre en forme la première coque (par exemple la coque la plus éloignée de l'axe optique). Cette étape peut ainsi se faire par collage de la face arrière du substrat de cette première coque sur un mandrin ayant la contre forme souhaitée. Cette étape permettra par exemple de former la première coque selon une courbure dans la direction transversale horizontale à l'axe optique pour un empilement de révolution de type Wolter I à approximation conique.
Les étapes d'assemblage des coques consistent à aligner les coques et à les coller par adhésion moléculaire.
Le procédé d'adhésion moléculaire sera suivi d'un traitement thermique pour renforcer les énergies de liaisons. Selon le traitement thermique effectué les liaisons pourront être des liaisons hydrogènes ou des liaisons covalentes. Le traitement thermique sera réalisé de préférence à une température inférieure à 500cC pour ne pas dégrader le revêtement réflecteur notamment dans le cas d'un revêtement réflecteur multicouche. En effet des traitements de recuits occasionnent des phénomènes de diffusion de matériaux aux interfaces d'un multicouche ce qui réduit les performances optiques. II est à noter que les revêtements réflecteurs multicouches, tels que Mo/Si, W/Si, Pt/Si ou Ni/C, sont très instables à hautes températures, et qu'il conviendra dans ce cas d'effectuer un traitement thermique inférieur à 2000C pour création des liaisons chimiques. Eventuellement, le multicouche pourra être constitué d'une couche interfaciale entre la couche réfléchissante et la couche espaçante afin d'augmenter la stabilité thermique du multicouche (en limitant l'interdiffusion lors du traitement thermique) et de permettre des traitements thermiques supérieurs à 2000C.
Comme on l'a indiqué en introduction, un tel ensemble optique peut être utilisé dans diverses applications à hautes énergies où le faible angle d'incidence des miroirs contraint à utiliser des assemblages de miroirs perpendiculairement à l'axe optique afin de limiter l'encombrement des systèmes.
Pour un télescope spatial par exemple, on pourra former un dispositif optique de type Wolter I comme illustré sur la figure 4 pour focaliser un faisceau parallèle 4, comportant un empilement 2 de coques réflectives constituant des parties de paraboloïde de révolution et un empilement 3 de coques réflectives constituant des parties d'hyperboloïde de révolution. Ce dispositif optique est adapté pour réfléchir des rayons X compris entre 0 et 20 keV. Dans ce cas, la couche d'adhésion pourra être constituée d'un matériau léger avec une épaisseur de quelques dizaines de nanomètres. Une autre application consiste à utiliser un ensemble optique tel que décrit ci-dessus dans un analyseur SPECT (pour single-photon émission computed tomography) pour imagerie par simple photon d'agents radiopharmaceutiques, appelé aussi analyseur pour imagerie par simple photon d'agents radiopharmaceutiques (125I à 27,47 keV, d'isotopes Technetium avec des énergies comprises entre 17 et 18 keV), par exemple en imagerie des petits animaux. Pour une description plus détaillée de ce type d'applications, on pourra se référer à l'article de MJ. Pivovaroff paru dans SPIE vol 5199, 2003, p147-161 , "Small animal radionuclide imaging with focusing gamma-ray optics".
Le lecteur aura compris que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans sortir matériellement des nouveaux enseignements et des avantages décrits ici. Par conséquent, toutes les modifications de ce type sont destinées à être incorporées à l'intérieur de la portée de l'ensemble optique décrit ci-dessus, ainsi que de son procédé de fabrication.

Claims

REVENDICATIONS
1. Ensemble optique comprenant un empilement d'une pluralité de coques réflectives (10;20), chaque coque réflective comprenant un substrat
(11 ) ayant une face arrière (111 ) comprenant une pluralité de nervures (11 1 ) formant entretoise et une face avant (112), et un revêtement réflecteur
(12) pour rayons X déposé sur la face avant (112) du substrat (11 ), caractérisé en ce que chaque coque réflective (10) comprend en outre une couche d'adhésion (13) déposée sur le revêtement réflecteur (12), la couche d'adhésion (13) étant une couche mince formée dans un matériau inorganique permettant une adhésion moléculaire avec la face arrière du substrat (21 ) de la coque réflective adjacente (20).
2. Ensemble optique selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la couche d'adhésion (13) est formée dans un matériau céramique ou dans un matériau métallique.
3. Ensemble optique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche d'adhésion (13) est formée dans un matériau léger permettant de transmettre une partie substantielle des rayons X.
4. Ensemble optique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la couche d'adhésion (13) est formée dans un matériau comprenant des éléments ayant une masse volumique inférieure à 5 g/cm3.
5. Ensemble optique selon la revendication 4, caractérisé en ce que la couche d'adhésion (13) comprend un ou plusieurs éléments parmi le bore (B), le carbone (C), l'oxygène (O), l'azote (N), l'aluminium (Al), le silicium (Si), le scaπdium (Sc), et le titane (Ti).
6. Ensemble optique selon la revendication 5, caractérisé en ce que la couche d'adhésion (13) est une couche de silicium (Si), une couche d'oxyde de silicium (Siθ2), une couche de nitrure de silicium (SJsN4), une couche d'oxynitrure de silicium (SiOxNy), une couche de carbure de silicium (SiC), une couche de carbone amorphe (aC), une couche de carbure de bore (B4C), une couche de titane (Ti), une couche de scandium (Sc), une couche d'Aluminium (Al), une couche d'oxyde d'aluminium (AI2O3), ou une couche de carbone amorphe hydrogéné (aC-H).
7. Ensemble optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat (11 ) est en silicium (Si), en carbure de silicium (SiC), en oxyde de silicium (Siθ2), ou en aluminium (Al).
8. Ensemble optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat (11 ) est une tranche de silicium (Si) et la couche d'adhésion (13) est une couche en silicium (Si), une couche en oxyde de silicium (SiC^), une couche en oxynitrure de silicium (SiOxNy), une couche en nitrure de silicum (SÎ3N4), ou une couche en carbone amorphe hydrogéné (aC-H).
9. Ensemble optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le substrat (11 ) et la couche d'adhésion (13) sont en carbure de silicium (SiC).
10. Ensemble optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d'adhésion (13) a une épaisseur inférieure à 200 nm.
11 . Ensemble optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d'adhésion (13) est formée dans un matériau et avec une épaisseur pour que la transmission des rayons X utilisés à travers la couche d'adhésion (13) soit supérieure à 90%.
12. Ensemble optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d'adhésion (13) a une microrugosité de surface inférieure à 6 angstroms rms.
13. Ensemble optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d'adhésion (13) recouvre entièrement le revêtement réflecteur (12).
14. Ensemble optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d'adhésion (13) a une épaisseur constante le long du revêtement réflecteur (12).
15. Ensemble optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d'adhésion (13) a une épaisseur variable le long du revêtement réflecteur (12).
16. Ensemble optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat (11 ) est courbé selon au moins une direction.
17. Ensemble optique selon la revendication 16, caractérisé en ce que toutes les coques réflectives (10;20) de l'empilement sont concentriques.
18. Ensemble optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement réflecteur (12) est un revêtement multicouche à gradient d'épaisseur latéral.
19. Ensemble optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement réflecteur (12) est un revêtement multicouche à gradient d'épaisseur en profondeur.
20. Ensemble optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement réflecteur (12) est un revêtement multicouche formé d'un empilement alterné de couches réfléchissantes et de couches espaçantes, et comprenant en outre des couches interfaciales pour augmenter la stabilité thermique du revêtement multicouche, chaque couche interfaciale étant prévue entre une couche réfléchissante et une couche espaçante adjacentes.
21 . Ensemble optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement réflecteur (12) est adapté pour réfléchir les rayons X ayant une énergie inférieure à 100 keV.
22. Ensemble optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d'adhésion (13) est en outre une couche de compensation formée pour compenser une contrainte dans le revêtement réflecteur (12).
23. Ensemble optique selon la revendication 22, caractérisé en ce que la couche de compensation (13) est formée pour avoir une contrainte en tension, respectivement compressive, lorsque le revêtement réflecteur (12) a une contrainte compressive, respectivement en tension.
24. Ensemble optique selon l'une quelconque des revendications 22 ou 23 caractérisé en ce que la couche de compensation (13) est une couche d'oxynitrure de silicium (SiOxNy) comprenant une composition en azote variant dans l'épaisseur de la couche.
25. Ensemble optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une première pluralité (2) de coques réflectives concentriques formant une surface de révolution parabolique et une deuxième pluralité (3) de coques réflectives concentriques formant une surface de révolution hyperbolique, les première et deuxième pluralités de coques réflectives étant alignées suivant un axe de révolution commun.
26. Dispositif optique de type Wolter I comprenant un ensemble optique selon la revendication 25.
27. Analyseur pour imagerie par simple photon d'agents radiopharmaceutiques comprenant un ensemble optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 25.
28. Procédé de fabrication d'un ensemble optique caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : a) Former une coque réflective (10) en déposant un revêtement réflecteur (12) sur la face avant (1 12) d'un substrat (11 ) de départ ayant une face arrière (11 1 ) comprenant une pluralité de nervures (111 ) formant entretoise ; b) Déposer une couche d'adhésion (13) sur le revêtement réflecteur (12) de la coque réflective (10) ; c) Former un ensemble intermédiaire en mettant en contact la face arrière d'un autre substrat (21 ) et la couche d'adhésion (13), la face arrière de l'autre substrat (21 ) comprenant une pluralité de nervures formant entretoise, l'ensemble intermédiaire étant solidarisé par adhésion moléculaire ; d) Répéter les étapes a), b), et c) avec l'autre substrat comme substrat de départ.
29. Procédé selon la revendication 28, caractérisé en ce que l'étape b) de dépôt de la couche d'adhésion est réalisée de manière à former une couche mince dans un matériau inorganique.
30. Procédé selon l'une des revendications 28 à 29, caractérisé en ce que l'étape c) de formation de l'ensemble intermédiaire comprend en outre une étape de traitement consistant à activer l'adhésion moléculaire de façon à créer une liaison chimique entre la coque réflective et la face arrière de l'autre substrat.
31 . Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce que l'étape de traitement est un traitement thermique.
32. Procédé selon la revendication 31 , caractérisé en ce que le traitement thermique est réalisé à une température inférieure à 2000C.
33. Procédé selon l'une quelconque des revendications 28 à 32, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de préparation de la couche d'adhésion avant l'étape de formation de l'ensemble intermédiaire.
34. Procédé selon la revendication 33, caractérisé en ce que les substrats et les couches d'adhésion sont en silicium (Si), et en ce que l'étape de préparation de la couche d'adhésion est un procédé de nettoyage de type HF et l'étape de traitement est un traitement thermique supérieur à 4000C.
35. Procédé selon la revendication 33, caractérisé en ce que les substrats et les couches d'adhésion sont en silicium (Si), et en ce que l'étape de préparation de la couche d'adhésion est un procédé de nettoyage de type SC1 et l'étape de traitement est un traitement thermique inférieur à 2000C.
36. Procédé selon la revendication 33, caractérisé en ce que le substrat est en silicium (Si) monocristallin et la couche d'adhésion est en oxyde de silicium (SiO2), et en ce que l'étape de préparation de la couche d'adhésion est un procédé de nettoyage de type SC1.
37. Procédé selon l'une des revendications 33 à 36, caractérisé en ce que l'étape de préparation de la couche d'adhésion comprend en outre une étape de polissage de la couche d'adhésion afin de réduire la microrugosité de surface de ladite couche d'adhésion.
38. Procédé selon l'une quelconque des revendications 28 à 37, caractérisé en ce que l'étape de dépôt de la couche d'adhésion est contrôlée de façon à créer une contrainte pour compenser la contrainte créée dans le revêtement réflecteur lors de son dépôt.
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