JPH05164899A - Multilayer film mirror - Google Patents
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- JPH05164899A JPH05164899A JP3336700A JP33670091A JPH05164899A JP H05164899 A JPH05164899 A JP H05164899A JP 3336700 A JP3336700 A JP 3336700A JP 33670091 A JP33670091 A JP 33670091A JP H05164899 A JPH05164899 A JP H05164899A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 反射させることができる光の波長域を広くす
る。また、広い範囲の入射角にわたって、その入射した
光を反射させるようにする。
【構成】 多層膜反射鏡4において、その反射面2内で
多層膜1が異なった周期長を有するようにした。
(57) [Abstract] [Purpose] To widen the wavelength range of light that can be reflected. Further, the incident light is reflected over a wide range of incident angles. [Structure] In the multilayer-film reflective mirror 4, the multilayer film 1 has different cycle lengths within its reflection surface 2.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、軟X線領域の波長を有
する光に対して用いられる多層膜反射鏡、即ち、X線レ
ーザー、X線望遠鏡、X線リソグラフィー、X線顕微鏡
等に光学素子として用いられる高反射率の多層膜反射鏡
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is applicable to multilayer film reflecting mirrors used for light having a wavelength in the soft X-ray region, that is, X-ray lasers, X-ray telescopes, X-ray lithography, X-ray microscopes and the like. The present invention relates to a high reflectance multilayer film reflecting mirror used as an element.
【0002】[0002]
【従来の技術】波長がX線領域の光(以下、X線とす
る)に対する物質の屈折率(いわゆる複素屈折率)は、 n=(1−δ)−iβ(δ、βは正の実数、iは虚数単
位)と表され、δ、βはともに1に比べて非常に小さ
い。従って、屈折率がほぼ1に近く、X線はほとんど屈
折しない。そのため、可視光領域の波長を有する光のよ
うに屈折を利用したレンズは使用できない。2. Description of the Related Art The refractive index (so-called complex refractive index) of a substance with respect to light having a wavelength in the X-ray region (hereinafter referred to as X-ray) is n = (1-δ) -iβ (δ and β are positive real numbers. , I are expressed as imaginary units), and δ and β are both much smaller than 1. Therefore, the refractive index is close to 1, and X-rays are hardly refracted. Therefore, a lens that uses refraction such as light having a wavelength in the visible light region cannot be used.
【0003】そこで、反射を利用した光学系が用いられ
るが、やはり屈折率が1に近いために反射率は非常に小
さく、大部分のX線は透過するかまたは吸収されてしま
う。この問題を解決するために、使用するX線の波長域
で屈折率の差のなるべく大きい複数の物質を何層も積層
する事により、それらの界面である反射面を多数設け、
各々の界面からの反射波の位相が一致するように光学的
干渉理論に基づいて各層の厚さを調整した多層膜反射鏡
が開発された。Therefore, an optical system utilizing reflection is used. However, since the refractive index is also close to 1, the reflectance is very small, and most X-rays are transmitted or absorbed. In order to solve this problem, by laminating multiple layers of a plurality of substances having a refractive index difference as large as possible in the wavelength range of X-rays to be used, a large number of reflecting surfaces that are the interfaces between them are provided.
Based on the theory of optical interference, a multi-layered film reflector was developed in which the thickness of each layer was adjusted so that the phases of the reflected waves from each interface would match.
【0004】このような多層膜反射鏡は、それを構成す
る物質の組み合わせの選択によって、様々な波長のX線
を反射することができる。さらに、その層の厚さによっ
て、比較的自由な角度でX線を反射できるという利点を
有する。多層膜の代表例としては、Cr (クロム)/C
(カーボン)、W(タングステン)/C(カーボン)、
Mo (モリブデン)/Si (シリコン)等の組合せが知
られており、スパッタリング、真空蒸着、CVD等の薄
膜形成技術によって形成されていた。Such a multilayer-film reflective mirror can reflect X-rays of various wavelengths by selecting the combination of the materials constituting it. Furthermore, the thickness of the layer has the advantage that X-rays can be reflected at a relatively free angle. A typical example of a multilayer film is Cr (chrome) / C
(Carbon), W (tungsten) / C (carbon),
A combination of Mo (molybdenum) / Si (silicon) or the like is known, and it is formed by a thin film forming technique such as sputtering, vacuum deposition, or CVD.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
多層膜反射鏡がX線を反射させる条件は、その多層膜の
周期長をd、X線の波長をλ、X線の斜入射角をθ、回
折の次数(整数)をnとすると、下記のブラッグの式を
満たすことである。 nλ=2d sinθ 従って、ある周期長を有する多層膜反射鏡は、X線の入
射角(斜入射角により決定される)が決まっている場
合、反射するX線の波長は一義的に決まり、逆に波長が
決まっている場合は、その反射角度が一義的に決まる。By the way, the conditions under which such a multilayer film reflecting mirror reflects X-rays are that the period length of the multilayer film is d, the wavelength of X-rays is λ, and the oblique incident angle of X-rays is. When θ and the diffraction order (integer) are n, it means that the following Bragg equation is satisfied. nλ = 2d sin θ Therefore, in a multilayer-film reflective mirror having a certain period length, when the incident angle of X-ray (determined by the oblique incident angle) is determined, the wavelength of the reflected X-ray is uniquely determined, and If the wavelength is fixed, the reflection angle is uniquely determined.
【0006】また、実際の多層膜による反射において
は、前述の条件に基づいて得られるX線の反射角度ある
いは波長にある程度の広がりが生じるが、この広がりは
次式のように多層膜を形成する層の数の増大にともない
小さくなる。 Δλ/λ〜1/N ここで、Δλ/λは反射するX線の波長の範囲と最も高
い反射率が得られたピーク波長との比、Nは多層膜の周
期数である。表せる。この傾向は反射角度に対してもあ
てはまる。Further, in the actual reflection by the multilayer film, the reflection angle or wavelength of the X-ray obtained based on the above-mentioned condition has a certain spread, but this spread forms the multilayer film as in the following equation. It becomes smaller as the number of layers increases. Δλ / λ to 1 / N Here, Δλ / λ is the ratio between the range of the wavelength of the reflected X-ray and the peak wavelength at which the highest reflectance is obtained, and N is the number of cycles of the multilayer film. Can be represented. This tendency also applies to the reflection angle.
【0007】ところが、多層膜反射鏡は、前記周期数を
増やした方が反射強度が大きくなるため、所望の反射強
度を得るためにはこの周期数を大きくする必要があっ
た。その結果、従来の反射鏡は、反射するX線の波長領
域、および反射角度領域が非常に狭くなり、その応用が
「特定の波長のX線を特定の角度で反射する光学系」に
限られていた。However, in the multilayer-film reflective mirror, the greater the number of periods, the greater the reflection intensity. Therefore, it was necessary to increase the number of periods to obtain the desired reflection intensity. As a result, the conventional reflecting mirror has a very narrow wavelength region of reflected X-rays and a reflection angle region, and its application is limited to "an optical system that reflects X-rays of a specific wavelength at a specific angle". Was there.
【0008】また、ビームをある角度でスキャンさせる
ような入射角が変化する光学系に多層膜反射鏡を用いた
場合、前述のような反射角度領域が小さいという問題だ
けでなく、その小さな角度領域内においても反射強度が
大きく変化してしまうという欠点があった。そのため、
従来はこのような光学系に対しては全反射鏡が用いられ
ていた。しかし、多層膜反射鏡が比較的自由な光学系が
組めるのに対し、全反射鏡には斜入射光学系でしか使用
できないという欠点があった。Further, when a multilayer-film reflective mirror is used in an optical system in which the incident angle changes so that the beam is scanned at a certain angle, not only the problem that the reflection angle region is small as described above, but also the small angle region is small. However, there is a drawback that the reflection intensity changes significantly even in the inside. for that reason,
Conventionally, a total reflection mirror has been used for such an optical system. However, there is a drawback that the total reflection mirror can be used only in the oblique incidence optical system, whereas the multilayer film reflection mirror can be combined with an optical system relatively free.
【0009】ところで、シュバルツシルドミラーや回転
楕円ミラーなどの実用的な光学素子に多層膜反射鏡を利
用する場合、これらの光学素子は一般に光学系に組み込
まれて使用される。そのため、使用するX線の波長とそ
の反射角度をあらかじめ決めておき、それに合わせて多
層膜の周期長を決めることが多い。ところが、前述のよ
うに、多層膜反射鏡が高い反射率を示す反射角度領域は
非常に狭いため、この多層膜の周期長を1Å以下の高精
度で成膜しなければならない。しかし、現在の成膜技術
ではこの精度を再現性良く実現する事は困難であった。
そのため、作製された光学素子は、わずかな周期長のず
れによって、その反射率が設計値より大幅に小さくなっ
てしまい、多層膜反射鏡の実用化における大きな課題と
なっていた。By the way, when a multilayer film reflecting mirror is used for a practical optical element such as a Schwarzschild mirror or a spheroidal mirror, these optical elements are generally incorporated into an optical system for use. Therefore, it is often the case that the wavelength of the X-ray to be used and its reflection angle are determined in advance, and the cycle length of the multilayer film is determined accordingly. However, as described above, since the reflection angle region where the multilayer film reflecting mirror shows a high reflectance is very narrow, it is necessary to form the multilayer film with a high precision of 1 Å or less. However, it is difficult to realize this precision with good reproducibility by the current film forming technology.
Therefore, the reflectance of the manufactured optical element becomes significantly smaller than the designed value due to a slight shift of the cycle length, which has been a major problem in practical application of the multilayer-film reflective mirror.
【0010】本発明はこのような課題を解決することを
目的とする。An object of the present invention is to solve such a problem.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記の目的のために、本
発明では、軟X線領域の波長を有する光の屈折率と真空
の屈折率(=1)との差が小さい物質と大きい物質とを
交互に積層してなる多層膜反射鏡において、該多層膜反
射鏡の反射面内で多層膜が異なった周期長を有するよう
にした。To achieve the above object, in the present invention, a substance having a small difference between the refractive index of light having a wavelength in the soft X-ray region and a refractive index of vacuum (= 1) and a substance having a large difference are used. In a multilayer film reflecting mirror in which and are alternately laminated, the multilayer films have different cycle lengths in the reflecting surface of the multilayer film reflecting mirror.
【0012】[0012]
【作用】本発明においては、一つの多層膜反射鏡がその
反射面内で各々異なった周期長を有するように形成され
ている。従って、この多層膜反射鏡の反射面にある波長
のX線がある角度で入射すると、反射面内で前記ブラッ
グの式を満たす周期長を有する部分においてのみ前記X
線が反射する。そして、この状態からX線の入射角を少
し変えると、今度は、この時の入射角でブラッグの式を
満たす部分でのみX線が反射する。In the present invention, one multilayer film reflecting mirror is formed so as to have different cycle lengths within its reflecting surface. Therefore, when X-rays of a certain wavelength are incident on the reflecting surface of the multilayer-film reflective mirror at an angle, the X-rays are transmitted only in a portion of the reflecting surface having a periodic length that satisfies the Bragg equation.
The line reflects. Then, if the incident angle of the X-ray is changed a little from this state, the X-ray is reflected only at the portion that satisfies the Bragg equation at this incident angle.
【0013】つまり、本発明の多層膜は、下記に示すブ
ラッグの式 nλ=2d sinθ における周期長dの値が、ある範囲を有しているもので
ある。従って、本発明の多層膜反射鏡に一定の波長λを
有するX線が入射した場合、その入射角(入射角が決ま
れば斜入射角θも決まる)が、周期長dの範囲に対応し
て決まるブラッグの式を満たす角度の範囲(以下、有効
角度領域という)内であれば、その多層膜の反射面内の
いずれかの部分でX線が反射する。That is, in the multilayer film of the present invention, the value of the period length d in the Bragg equation nλ = 2d sin θ shown below has a certain range. Therefore, when an X-ray having a constant wavelength λ is incident on the multilayer-film reflective mirror of the present invention, its incident angle (the oblique incident angle θ is determined if the incident angle is determined) corresponds to the range of the cycle length d. Within the range of angles (hereinafter referred to as the effective angle region) satisfying the determined Bragg's equation, X-rays are reflected by any part of the reflective surface of the multilayer film.
【0014】そして、反射面の面方向に対する多層膜の
周期長分布の変化ピッチを反射面の大きさ比べて十分小
さくすれば、この多層膜反射鏡は前記有効角度領域内の
どの角度においても、反射面全面にわたるX線の反射が
可能になる。また、X線の入射角に応じて反射したX線
の強度分布は、多層膜の反射面内における、異なる周期
長を有する部分が占める面積の割合(以下、周期長分布
という)に依存する。従って、多層膜の周期長分布を均
一にすれば、この多層膜で反射されたX線の強度分布を
ほぼ均一(ほぼ台形状の強度分布が得られる)にするこ
とができる。If the change pitch of the periodic length distribution of the multilayer film with respect to the surface direction of the reflecting surface is made sufficiently smaller than the size of the reflecting surface, the multilayer film reflecting mirror can be made at any angle within the effective angle range. X-rays can be reflected over the entire reflecting surface. The intensity distribution of the X-rays reflected according to the incident angle of the X-rays depends on the ratio of the area occupied by the portions having different cycle lengths (hereinafter referred to as the cycle length distribution) in the reflecting surface of the multilayer film. Therefore, if the cycle length distribution of the multilayer film is made uniform, the intensity distribution of the X-rays reflected by this multilayer film can be made substantially uniform (a trapezoidal intensity distribution can be obtained).
【0015】逆に、X線の反射角度に応じて該X線の強
度分布に変化をもたせたい場合は、それに応じた周期長
分布をもたせればよい。このような効果は、本発明に特
有のもので、仮に従来の多層膜において周期数を減らし
て有効角度領域を広くした場合、反射したX線の強度分
布はガウス分布に似た形状のものしか得られない。以
上、X線の波長を一定値に固定し、このX線の入射角を
変えた場合について説明したが、これと同様のことは、
X線の入射角度を固定して波長を変えた場合についても
あてはまる。On the contrary, when it is desired to change the intensity distribution of the X-ray according to the reflection angle of the X-ray, the period length distribution should be provided accordingly. Such an effect is peculiar to the present invention. If the number of periods is reduced and the effective angle region is widened in the conventional multilayer film, the intensity distribution of the reflected X-ray has a shape similar to a Gaussian distribution. I can't get it. The case where the wavelength of the X-ray is fixed to a constant value and the incident angle of the X-ray is changed has been described above.
The same applies to the case where the incident angle of X-ray is fixed and the wavelength is changed.
【0016】従って、本発明の多層膜反射鏡に白色光を
入射すると、前記周期長分布に対応した波長のX線が反
射する。また、入射したX線の波長にかかわらず常に一
定の反射率が得られるようにしたい場合、あるいはX線
の波長によって反射率に変化をもたせたい場合は、それ
に応じて周期長分布を設定すればよい。以下、実施例に
基づいて本発明を説明するが、本発明はこれに限定され
るものではない。Therefore, when white light is incident on the multilayer-film reflective mirror of the present invention, X-rays having a wavelength corresponding to the periodic length distribution are reflected. Further, if it is desired to always obtain a constant reflectance regardless of the wavelength of the incident X-ray, or to change the reflectance depending on the wavelength of the X-ray, set the period length distribution accordingly. Good. Hereinafter, the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited thereto.
【0017】[0017]
【実施例1】図1は、本発明の第1の実施例による多層
膜反射鏡の概略断面図である。多層膜反射鏡4は、一辺
25mmの正方形に形成されたSiからなる基板3と、この
基板3上に形成された周期数 100ペア(図では一部を省
略)のクロムと炭素の組合せの多層膜1とで構成されて
いる。多層膜1は、図に示すようにその反射面2の面内
において異なった周期長を有している。つまり、層の
「山」の部分Aの周期長が最も大きく、逆に「谷」の部
分Bの周期長が最も小さくなっている。そして、AとB
の間の部分は、このAとBの2つの周期長の間の値を有
し、またその値はほぼなだらかに変化している。なお、
図は横方向に対し縦方向を極端に拡大しているため多層
膜1はかなり起伏が大きいように見えるが、実際はほと
んど平坦な膜である。Embodiment 1 FIG. 1 is a schematic sectional view of a multilayer-film reflective mirror according to a first embodiment of the present invention. The multilayer film reflecting mirror 4 has one side
It is composed of a Si substrate 3 formed in a 25 mm square and a multi-layer film 1 of 100 pairs of cycles (a part of which is omitted in the figure) of chromium and carbon formed on the substrate 3. .. The multilayer film 1 has different periodic lengths in the plane of its reflecting surface 2 as shown in the figure. That is, the cycle length of the "mountain" portion A of the layer is the largest, and conversely, the cycle length of the "valley" portion B is the smallest. And A and B
The portion between has a value between the two cycle lengths A and B, and the value changes almost gently. In addition,
In the figure, since the vertical direction is extremely enlarged with respect to the horizontal direction, the multilayer film 1 seems to have a large undulation, but in reality, it is a substantially flat film.
【0018】図4は、本実施例の多層膜反射鏡の製造過
程を示す図である。多層膜1は、イオンビーム・スパッ
タ法によりクロムと炭素を交互に100 層ずつ積層するこ
とで成膜した。この成膜の際、基板3表面の手前に直径
0.2mm 程のタングステンワイヤー5を、0.5mm の間隔で
配列しておく。これにより、イオンビームによってスパ
ッタされたスパッタ粒子8は、ワイヤー5に遮られるた
め基板3表面のワイヤー5の影となる部分には到達しに
くくなる。その結果、ワイヤー5の影となる部分に成膜
された層の厚さは小さくなる。従って、この操作を各層
の成膜時に行えば(但し、ワイヤー5の配置位置は変え
ないようにする)、ワイヤー5の影となる部分の多層膜
は周期長が小さくなり、図1のような周期長分布を持っ
た多層膜1を有する多層膜反射鏡4が作製される。FIG. 4 is a diagram showing the manufacturing process of the multilayer-film reflective mirror of this embodiment. The multilayer film 1 was formed by alternately stacking 100 layers of chromium and carbon by the ion beam sputtering method. At the time of this film formation, the diameter before the surface of the substrate 3
Tungsten wires 5 of about 0.2 mm are arranged at intervals of 0.5 mm. As a result, the sputtered particles 8 sputtered by the ion beam are blocked by the wire 5, and thus it is difficult for the sputtered particle 8 to reach the shadowed portion of the wire 5 on the surface of the substrate 3. As a result, the thickness of the layer formed on the shadowed portion of the wire 5 is reduced. Therefore, if this operation is performed at the time of forming each layer (however, the arrangement position of the wire 5 is not changed), the cycle length of the multilayer film in the shadow of the wire 5 becomes small, as shown in FIG. A multilayer-film reflective mirror 4 having the multilayer film 1 having a period length distribution is manufactured.
【0019】なお、多層膜1は、その周期長が38〜42Å
の範囲で形成されるようにした。この周期長の調整は、
ワイヤー5と基板3との間隔を調節することで行った。
次に、この反射鏡4に対し、炭素(C)に加速した電子
線を照射した時に発生する特性X線であるCKα線(波
長44.8Å)を照射し、その時の入射角と反射したX線の
強度との関係(以下、入射角依存性という)を調べた。
この結果を図7に示す。図に示すように、反射鏡4は広
い入射角にわたってX線を反射することができた。ま
た、反射したX線の強度は、入射角が33〜36.5゜の範囲
ではほぼ一定であった。The multilayer film 1 has a cycle length of 38 to 42Å
Was formed in the range of. This cycle length adjustment is
It was performed by adjusting the distance between the wire 5 and the substrate 3.
Next, the reflecting mirror 4 is irradiated with CKα rays (wavelength 44.8Å), which are characteristic X-rays generated when an electron beam accelerated by carbon (C) is irradiated, and the incident angle at that time and the reflected X-rays. The relationship with the intensity (hereinafter referred to as incident angle dependency) was investigated.
The result is shown in FIG. 7. As shown in the figure, the reflecting mirror 4 was able to reflect X-rays over a wide incident angle. The intensity of the reflected X-rays was almost constant in the incident angle range of 33 to 36.5 °.
【0020】また、図5に示すように反射鏡4に前述の
CKα線6を入射しながらこの反射鏡4を振動させたと
ころ、X線の光路を約70゜曲げて反射した。同時に±3
°の範囲で反射X線7をスキャンさせることができた。
この時、スキャンの角度が変わっても反射したX線の強
度はほぼ一定であった。さらに、反射鏡4の振動の周波
数を大きくすることで、反射したX線ビームを前記スキ
ャンの範囲に応じて広げることができた。Further, as shown in FIG. 5, when the above-mentioned CKα ray 6 was incident on the reflecting mirror 4 and this reflecting mirror 4 was vibrated, the optical path of the X-ray was bent by about 70 ° and reflected. ± 3 at the same time
The reflected X-ray 7 could be scanned in the range of °.
At this time, the intensity of the reflected X-ray was almost constant even if the scan angle was changed. Further, by increasing the frequency of vibration of the reflecting mirror 4, the reflected X-ray beam could be expanded according to the range of the scan.
【0021】比較例として、本実施例と同じ基板上に周
期長が40Åで一定となるように成膜されたクロムと炭素
の組合せの多層膜を周期数 100ペアで積層した多層膜反
射鏡を製作し、実施例と同様に入射角依存性を調べた。
この時の結果を図10に示す。図に示すように、周期長
が均一な多層膜反射鏡は特定の入射角付近でしか高い反
射率を示さず、この状態から入射角を変化させるとその
角度によって反射するX線の強度が大きく低下してしま
った。As a comparative example, a multi-layered film reflecting mirror in which a multi-layered film of a combination of chromium and carbon, which is formed on the same substrate as that of the present example so as to have a constant cycle length of 40 Å, is laminated with a period number of 100 pairs. It was manufactured, and the incident angle dependence was examined in the same manner as in the example.
The result at this time is shown in FIG. As shown in the figure, the multilayer-film reflective mirror with a uniform cycle length shows a high reflectance only near a specific incident angle, and when the incident angle is changed from this state, the intensity of the X-ray reflected by that angle becomes large. It has fallen.
【0022】[0022]
【実施例2】図2は、本発明の第2の実施例による多層
膜反射鏡の概略断面図である。多層膜反射鏡24は、一
辺25mmの正方形に形成されたSiからなる基板23と、
この基板23上に成膜された周期数 100ペア(図では一
部を省略)のクロムと炭素の組合せの多層膜21とで構
成されている。[Embodiment 2] FIG. 2 is a schematic sectional view of a multilayer-film reflective mirror according to a second embodiment of the present invention. The multilayer-film reflective mirror 24 includes a substrate 23 made of Si and formed into a square having a side of 25 mm.
The multi-layered film 21 made of a combination of chromium and carbon having a period number of 100 pairs (a part of which is omitted in the drawing) is formed on the substrate 23.
【0023】基板23の多層膜の成膜面には、クサビ状
の凹凸11が設けられている。凹凸11の周期は0.5mm
とし、深さは40nmとした。この基板23上に、実施例1
と同様、イオンビーム・スパッタ法によりクロムと炭素
の組合せの多層膜21を形成した。この時、タングステ
ンワイヤー5は、凹凸11の凸部分Dの真上にこの部分
Dと面方向において平行となるように0.5mm 間隔で配置
した。なお、多層膜21は、その周期長が38〜42Åの範
囲で形成されるようにした。Wedge-shaped irregularities 11 are provided on the surface of the substrate 23 on which the multilayer film is formed. The period of the unevenness 11 is 0.5 mm
And the depth was 40 nm. On the substrate 23, the first embodiment
Similarly to the above, a multilayer film 21 of a combination of chromium and carbon was formed by the ion beam sputtering method. At this time, the tungsten wires 5 were arranged right above the convex portion D of the unevenness 11 at intervals of 0.5 mm so as to be parallel to this portion D in the plane direction. The multilayer film 21 was formed so that its cycle length was in the range of 38 to 42Å.
【0024】このようにして作製された多層膜反射鏡2
4は、多層膜21が図に示すようにその反射面22の面
内において異なった周期長を有している。つまり、基板
23に設けられた凹凸の「凹」の部分Cの周期長が最も
大きく、逆に「凸」の部分Dの周期長が最も小さくなっ
ている。そして、CとDの間の部分は、このCとDの2
つの周期長の間の値を有し、またその値はほぼなだらか
に変化している。なお、図は横方向に対し縦方向を極端
に拡大してある。The multilayer-film reflective mirror 2 produced in this way
4, the multilayer film 21 has different periodic lengths in the plane of its reflecting surface 22 as shown in the figure. That is, the period length of the “concave” portion C of the unevenness provided on the substrate 23 is the longest, and conversely, the period length of the “convex” portion D is the smallest. And the part between C and D is 2 of this C and D.
It has a value between two cycle lengths, and the value changes almost gently. In the figure, the vertical direction is extremely enlarged with respect to the horizontal direction.
【0025】この反射鏡24に波長44.8ÅのCKα線を
照射して入射角依存性を調べたところ、実施例1と同様
の結果が得られた。When the reflecting mirror 24 was irradiated with CKα rays having a wavelength of 44.8Å and the incident angle dependency was examined, the same results as in Example 1 were obtained.
【0026】[0026]
【実施例3】図3は、本発明の第3の実施例による多層
膜反射鏡の概略断面図である。多層膜反射鏡34は、一
辺25mmの正方形に形成されたSiからなる基板33と、
この基板33上に形成されたタングステンと炭素の組合
せの多層膜31とで構成されている。[Embodiment 3] FIG. 3 is a schematic sectional view of a multilayer-film reflective mirror according to a third embodiment of the present invention. The multilayer-film reflective mirror 34 includes a substrate 33 made of Si and formed into a square of 25 mm on a side,
It is composed of a multilayer film 31 of a combination of tungsten and carbon formed on the substrate 33.
【0027】本実施例の多層膜31は、反射面32の面
内において小面積の周期長の異なる領域がランダムに配
列している。なお、図は横方向に対し縦方向を極端に拡
大してある。タングステンと炭素の組合せの多層膜は、
成膜後に加熱処理することでその周期長が変化すること
が知られている(特開平2−146000)。従って、多層膜
31の所望の部分を様々な温度で加熱することにより、
この多層膜31に様々な周期長を有する部分を形成する
ことができる。In the multilayer film 31 of this embodiment, small areas having different cycle lengths are randomly arranged in the plane of the reflecting surface 32. In the figure, the vertical direction is extremely enlarged with respect to the horizontal direction. The multilayer film of the combination of tungsten and carbon is
It is known that heat treatment after film formation changes the cycle length (Japanese Patent Laid-Open No. 2-146000). Therefore, by heating a desired portion of the multilayer film 31 at various temperatures,
Portions having various cycle lengths can be formed in the multilayer film 31.
【0028】多層膜の加熱温度と周期長の変化率の関係
を図11に示す。加熱処理は、まず基板33上にイオン
ビーム・スパッタ法により周期長31Å、周期数 100ペア
(図では一部を省略)の多層膜31を成膜して多層膜反
射鏡34を作製した。そして、図6に示すように、この
多層膜反射鏡34をX−Yステージ10に設置し、反射
面32にYAGレーザ9を光源とするビーム径が約0.1m
mのレーザ光を照射した。FIG. 11 shows the relationship between the heating temperature of the multilayer film and the change rate of the cycle length. In the heat treatment, first, a multilayer film reflecting mirror 34 was manufactured by forming a multilayer film 31 having a period length of 31 Å and a period number of 100 pairs (a part is omitted in the figure) on the substrate 33 by an ion beam sputtering method. Then, as shown in FIG. 6, this multilayer film reflecting mirror 34 is installed on the XY stage 10, and the beam diameter of the reflecting surface 32 using the YAG laser 9 as a light source is about 0.1 m.
It was irradiated with m laser light.
【0029】多層膜は、レーザ光の照射により20〜600
℃の範囲からランダムに選んだ温度に加熱した。この
時、多層膜31の反射面32全面を0.1mm 間隔で碁盤目
状に加熱した。その結果、多層膜の周期長を1〜6%ほ
ど増加させることができた。以上のようにして、図3の
ような周期長分布を有する多層膜反射鏡34を作製し
た。なお、多層膜31は、その周期長が31〜33Åの範囲
で形成されるようにした。The multi-layer film is irradiated with laser light so as to have a thickness of 20 to 600.
It was heated to a temperature randomly selected from the range of ° C. At this time, the entire reflecting surface 32 of the multilayer film 31 was heated in a grid pattern at intervals of 0.1 mm. As a result, the cycle length of the multilayer film could be increased by 1 to 6%. As described above, the multilayer-film reflective mirror 34 having the periodic length distribution as shown in FIG. 3 was manufactured. The multilayer film 31 is formed so that its cycle length is in the range of 31 to 33Å.
【0030】この反射鏡34に波長44.8ÅのCKα線を
照射し、その時の入射角依存性を調べた。その結果を図
8に示す。図に示すように、反射鏡34は広い入射角に
わたってX線を反射することができた。また、反射した
X線の強度は、入射角が43〜47°の範囲ではほぼ一定で
あった。また、実施例1と同様、反射鏡34に前記CK
α線を入射しながらこの反射鏡を振動させたところ、X
線の光路を約90゜曲げて反射した。同時に±4゜の範囲
で反射したX線をスキャンさせることができた。この
時、スキャンの角度が変わっても反射したX線の強度は
ほぼ一定であった。さらに、反射鏡の振動の周波数を大
きくすることで、反射したX線ビームを前記スキャンの
範囲に応じて広げることができた。This reflecting mirror 34 was irradiated with CKα rays having a wavelength of 44.8Å, and the incident angle dependence at that time was examined. The result is shown in FIG. As shown, the reflector 34 was able to reflect X-rays over a wide angle of incidence. The intensity of the reflected X-ray was almost constant in the incident angle range of 43 to 47 °. Further, as in the first embodiment, the CK
When this reflecting mirror was vibrated while injecting α rays, X
The light path of the line was bent about 90 ° and reflected. At the same time, it was possible to scan the reflected X-ray in the range of ± 4 °. At this time, the intensity of the reflected X-ray was almost constant even if the scan angle was changed. Further, by increasing the vibration frequency of the reflecting mirror, the reflected X-ray beam could be expanded according to the range of the scan.
【0031】なお、本実施例の多層膜反射鏡は、多層膜
の成膜後に周期長(膜厚)を変化させるため、従来の方
法で作製した多層膜反射鏡を加熱処理することで作製す
ることが可能である。従って、従来の反射鏡を光学系に
用いて周期長の誤差による反射光の強度の低減が認めら
れた場合に、前述のような加熱処理を施して所望の強度
が得られるようにしてもよい。Since the multilayer film reflecting mirror of this embodiment changes the cycle length (film thickness) after forming the multilayer film, it is manufactured by heating the multilayer film reflecting mirror manufactured by the conventional method. It is possible. Therefore, when the conventional reflecting mirror is used for the optical system and the reduction of the intensity of the reflected light due to the error of the cycle length is recognized, the above-mentioned heat treatment may be performed to obtain the desired intensity. ..
【0032】[0032]
【実施例4】実施例1と同様の方法で、図1のようなク
ロムと炭素の組合せの多層膜反射鏡を作製した。この多
層膜は、その周期長が38〜42Åの範囲で形成されるよう
にした。次に、この反射鏡に白色の軟X線を斜入射角35
゜で照射し、反射したX線の波長と強度との関係(以
下、波長依存性という)を調べた。この結果を図9に示
す。図に示すように、この反射鏡は波長45〜49ÅのX線
を反射させることができた。また、反射したX線の強度
は、この波長域ではほぼ一定であった。Example 4 By the same method as in Example 1, a multilayer film reflecting mirror made of a combination of chromium and carbon as shown in FIG. 1 was produced. This multilayer film was formed so that its cycle length was in the range of 38 to 42Å. Next, a white soft X-ray is incident on this reflecting mirror at an oblique incidence angle of 35.
The relationship between the wavelength and the intensity of the reflected X-ray (hereinafter, referred to as wavelength dependence) was examined by irradiating the laser beam at an angle of. The result is shown in FIG. As shown in the figure, this reflecting mirror was able to reflect X-rays having a wavelength of 45 to 49Å. The intensity of the reflected X-ray was almost constant in this wavelength range.
【0033】従って、本実施例の反射鏡は特定の波長域
のX線だけを反射させるフィルタとして利用することが
できる。この場合、反射させるX線の波長域では、その
X線の強度をほぼ一定とすることができる。また、図示
したように反射する波長から反射しない波長にかけての
強度の変化が急になっているので、反射させる波長域が
明確である。このような特性を有するフィルタは、本発
明特有のものである。Therefore, the reflecting mirror of this embodiment can be used as a filter for reflecting only X-rays in a specific wavelength range. In this case, the intensity of the X-ray can be made almost constant in the wavelength range of the reflected X-ray. Further, as shown in the drawing, the intensity change from the reflected wavelength to the non-reflected wavelength is rapid, so that the reflected wavelength range is clear. The filter having such characteristics is unique to the present invention.
【0034】なお、多層膜の組合せや成膜方法は実施例
1〜4に示したものに限られない。例えば、モリブデン
/シリコンやクロム/カーボン等の組合せの多層膜を使
用してもよい。また、多層膜の成膜は、真空蒸着、CV
D等を用いてもよい。多層膜を形成する各層の成膜の順
番は、どちらを先にしても構わない。また、本発明の多
層膜反射鏡は、その多層膜が周期長が異なるように形成
されているので、成膜終了後は図1または図3のように
最上層(反射面を有する)に凹凸が形成される。しか
し、図2のようにこの最上層の上にもう一層成膜するこ
とで平面状の最上層を設けても構わない。The combination of multilayer films and the film forming method are not limited to those shown in Examples 1 to 4. For example, a multilayer film of a combination of molybdenum / silicon and chromium / carbon may be used. The multilayer film is formed by vacuum vapor deposition, CV
You may use D etc. The layers may be formed in any order in which the multilayer film is formed. Further, in the multilayer-film reflective mirror of the present invention, since the multilayer films are formed so as to have different cycle lengths, unevenness is formed on the uppermost layer (having a reflecting surface) as shown in FIG. Is formed. However, as shown in FIG. 2, a planar uppermost layer may be provided by forming another film on this uppermost layer.
【0035】[0035]
【発明の効果】以上のように、本発明による多層膜反射
鏡は、軟X線領域の波長を有する光の反射鏡として用い
た際、従来の反射鏡に比べて、広い範囲の入射角にわた
りこの入射した光を反射させることができる。また、反
射させることができるX線の波長域を広くすることがで
きる。As described above, the multilayer-film reflective mirror according to the present invention, when used as a reflective mirror for light having a wavelength in the soft X-ray region, has a wider range of incident angles than conventional reflective mirrors. This incident light can be reflected. In addition, the wavelength range of X-rays that can be reflected can be widened.
【0036】そのため、ある波長を有するX線を特定の
入射角の範囲内で所望の強度分布をもたせて反射させた
り、ある角度から入射した白色X線から所望の波長域の
X線を所望の強度分布で反射させることが可能となる。
また、X線の波長およびその反射角度が決まっている光
学系に用いられる多層膜反射鏡は、その成膜時に高精度
の周期長制御性が求めれられるが、本発明による反射鏡
は広い範囲の周期長を有するため、多層膜成膜時の周期
長の誤差による反射率の大幅な低下が起こらない。その
ため、常に高い強度のX線を反射させることができる。Therefore, an X-ray having a certain wavelength is reflected with a desired intensity distribution within a specific incident angle range, or an X-ray having a desired wavelength range can be obtained from a white X-ray incident from a certain angle. It becomes possible to reflect with an intensity distribution.
Further, a multilayer film reflecting mirror used in an optical system in which the wavelength of X-rays and the reflection angle thereof are determined requires high-precision cycle length controllability during film formation, but the reflecting mirror according to the present invention has a wide range of characteristics. Since it has a period length, the reflectance does not significantly decrease due to an error in the period length when the multilayer film is formed. Therefore, it is possible to always reflect X-rays of high intensity.
【図1】は、実施例1の多層膜反射鏡を示す概略断面図
である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a multilayer-film reflective mirror of Example 1.
【図2】は、実施例2の多層膜反射鏡を示す概略断面図
である。FIG. 2 is a schematic sectional view showing a multilayer-film reflective mirror of Example 2.
【図3】は、実施例3の多層膜反射鏡を示す概略断面図
である。FIG. 3 is a schematic sectional view showing a multilayer-film reflective mirror of Example 3.
【図4】は、実施例1および実施例2の多層膜反射鏡の
作製過程を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic view showing a manufacturing process of the multilayer-film reflective mirrors of Example 1 and Example 2.
【図5】は、本発明による多層膜反射鏡の一利用例を示
し、反射鏡を振動させて反射したX線をスキャンさせた
状態を示す。FIG. 5 shows an application example of the multilayer-film reflective mirror according to the present invention, showing a state in which the reflective mirror is vibrated and the reflected X-rays are scanned.
【図6】は、実施例3の多層膜反射鏡の作製過程を示す
概略図である。6A to 6C are schematic diagrams showing a manufacturing process of the multilayer-film reflective mirror of Example 3.
【図7】は、実施例1の多層膜反射鏡で反射したX線の
入射角依存性を示す図である。7 is a diagram showing the incident angle dependence of X-rays reflected by the multilayer-film reflective mirror of Example 1. FIG.
【図8】は、実施例3の多層膜反射鏡で反射したX線の
入射角依存性を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the incident angle dependence of X-rays reflected by the multilayer-film reflective mirror of Example 3.
【図9】は、実施例4の多層膜反射鏡で反射したX線の
波長依存性を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing wavelength dependence of X-rays reflected by the multilayer-film reflective mirror of Example 4.
【図10】は、従来の多層膜反射鏡で反射したX線の入
射角依存性を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the incident angle dependence of X-rays reflected by a conventional multilayer-film reflective mirror.
【図11】は、タングステンと炭素の組合せの多層膜に
おける、加熱による周期長の変化率を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the rate of change of the cycle length due to heating in a multilayer film of a combination of tungsten and carbon.
1 多層膜 2 反射面 3 基板 4 多層膜反射鏡 5 タングステンワイヤー 6 入射X線 7 反射X線 8 スパッタ粒子 9 YAGレーザ 10 X−Yステージ 11 基板に設けられた凹凸 21 多層膜 22 反射面 23 基板 24 多層膜反射鏡 31 多層膜 32 反射面 33 基板 34 多層膜反射鏡 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multilayer film 2 Reflective surface 3 Substrate 4 Multilayer film reflective mirror 5 Tungsten wire 6 Incident X-ray 7 Reflective X-ray 8 Sputtered particle 9 YAG laser 10 XY stage 11 Concavities and convexities provided on the substrate 21 Multilayer film 22 Reflective surface 23 Substrate 24 Multilayer Reflector 31 Multilayer 32 Reflective Surface 33 Substrate 34 Multilayer Reflector
Claims (1)
真空の屈折率との差が小さい物質と大きい物質とを交互
に積層してなる多層膜反射鏡において、 該多層膜反射鏡の反射面内で多層膜が異なった周期長を
有することを特徴とする多層膜反射鏡。1. A multilayer-film reflective mirror comprising a material having a small difference between a refractive index of light having a wavelength in the soft X-ray region and a vacuum, and a material having a large difference, which are alternately laminated. The multi-layered film reflecting mirror, wherein the multi-layered films have different cycle lengths within the reflecting surface of the.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3336700A JPH05164899A (en) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | Multilayer film mirror |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3336700A JPH05164899A (en) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | Multilayer film mirror |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05164899A true JPH05164899A (en) | 1993-06-29 |
Family
ID=18301898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3336700A Pending JPH05164899A (en) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | Multilayer film mirror |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05164899A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104575655A (en) * | 2013-10-10 | 2015-04-29 | 同济大学 | X-ray multilayer film structure aiming at response of multiple working energy points |
| JP2022069273A (en) * | 2020-10-23 | 2022-05-11 | 株式会社リガク | Image forming type x-ray microscope |
-
1991
- 1991-12-19 JP JP3336700A patent/JPH05164899A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104575655A (en) * | 2013-10-10 | 2015-04-29 | 同济大学 | X-ray multilayer film structure aiming at response of multiple working energy points |
| JP2022069273A (en) * | 2020-10-23 | 2022-05-11 | 株式会社リガク | Image forming type x-ray microscope |
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