CN103076644B - 一种硅铝合金/硅/锆/硅极紫外多层膜反射镜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于精密光学元件制作技术领域，涉及一种极紫外多层膜反射镜及其制备方法。该反射镜包括基底和硅铝合金/硅/锆/硅周期多层膜，其中硅铝合金/硅/锆/硅周期多层膜是硅铝合金薄膜层、硅薄膜层、锆薄膜层和硅薄膜层交替沉积于基底表面上。本发明与现有的铝基多层膜相比，通过在硅铝合金/锆膜层之间引入纳米厚度的硅薄膜层，抑制了硅铝合金与锆膜层之间的相互扩散，改善了多层膜的界面，有效提升了反射镜的反射率。本发明提出的这种新型的硅铝/硅/锆/硅极紫外多层膜反射镜具有成膜质量好、光学性能满足需求等优势，适用于对能谱分辨率和反射率要求均很高的极紫外光学系统。
Description
技术领域
本发明属于精密光学元件制作技术领域，涉及一种极紫外多层膜反射镜及其制备方法。
背景技术
在极紫外（EUV）波段，基于纳米厚度多层膜的反射式光学元件已经在科学研究和工程技术领域得到了广泛应用。极紫外多层膜反射镜的膜层材料选择是研制多层膜反射镜的重点，经过几十年的研究，一些非常好的膜层材料被提出。在12.5~30nm极紫外波段，Si/Mo多层膜反射镜被广泛应用于极紫外分束镜、反射镜、极紫外光刻和天文观测装置中。但是，在波长超过25nm的极紫外波段，由于硅和钼对极紫外辐射的吸收快速增大，导致硅/钼多层膜的反射率相对较低、光谱分辨率较差，难以满足应用需求。因此，在波长较长的EUV波段（17.1～29nm），需要寻找更好的多层膜材料。
由于铝的L吸收边在17.06nm，因此在17.1～19nm波段，铝具有较小的吸收系数，相比硅，更适于作为多层膜的间隔层材料。近年来，铝基极紫外多层膜反射镜日渐成为国际研究热点。目前为止，已经公开发表的铝基多层膜主要包括铝/钼、铝/碳化硅和铝/锆多层膜。
1.铝/钼多层膜从理论上具有相比钼/硅多层膜更高的峰值反射率，但是铝/钼多层膜表面容易氧化，且铝/钼多层膜的膜层界面间粗糙度比较大，如：工作于18.5nm的铝/钼多层膜的表面具有100nm尺度的颗粒，界面粗糙度为1.17nm（H.Nii,M.Niibe,H.Kinoshita and Y. Sugie,Fabrication of Mo/Al multilayer films for a wavelength of18.5nm,J.Synchrotron Radiat.5(1998)702.）。因此，基于铝/钼多层膜的极紫外反射镜的反射率不高，稳定性较差，不适于长期使用。
2.碳化硅/铝多层膜在17.06～80nm波段具有很好的光学特性，并具有低的应力和好的热稳定性，在理论上具有很大的优势，但是在真实的碳化硅/铝多层膜结构中，两种材料膜层的界面粗糙度较大，而且铝较容易形成多晶态，从而导致多层膜的峰值反射率相对理论值有较大的降低。（P.Jonnard at el,“Optical,chemical and depth characterization of Al/SiC periodicmultilayers,”Proc.of SPIE,Vol.7360）
3．为了改善碳化硅/铝多层膜的膜层界面，降低界面粗糙度，提升反射率，可以采用在碳化硅层和铝层之间插入一层钼或钨薄层，形成碳化硅/钼/铝或碳化硅/钨/铝的多层膜结构，可以有效改变两种材料膜层的界面粗糙度，从而提升多层膜的峰值反射率（E. Meltchakov at el,“Development ofAl-based multilayer optics for EUV”,Appl.Phys.A(2010)98:111-117）。但是，由于引入的金属薄膜层对极紫外辐射的吸收较大，对反射率的提升有限。
4．从理论上看，在17-19nm波段，铝/锆多层膜反射镜具有最高的反射率，但是由于纯铝锆膜层之间容易生产合金化合物，导致膜层间的相互渗透较大，另外由于两种材料都是金属，所形成的薄膜一般是多晶状态，因此导致两者的界面粗糙度较大（Jin-Kuo Ho andKwang-Lung Lin,The metastable Al/Zr alloy thin films prepared by alternate sputtering Deposition,J. Appl.Phys.75,2434(1994)）。
5．为了克服铝/锆多层膜中铝膜层的结晶问题，人们采用硅铝合金（质量密度：铝为99%，硅为1%）代替纯铝，制作硅铝合金/锆多层膜反射镜，掺杂了硅的硅铝合金薄膜中铝的结晶情况有所减弱，但没有完全抑制，两种材料膜层间的相互渗透依然存在，界面间的粗糙度随多层膜的生长而逐渐增加，因而，反射镜的反射率没有明显提升。
因此，寻找一种能够有效阻止硅铝合金和锆膜层相互渗透的方法，减少多层膜界面层宽度，提升多层膜反射镜在极紫外波段的反射率，是进一步拓展铝基极紫外多层膜反射镜应用范围的有效方法。
发明内容
本发明的目的在于为了克服现有技术中铝基多层膜界面粗糙度和膜层间相互渗透较严重的缺点，而提供一种硅铝合金/硅/锆/硅极紫外多层膜反射镜。
本发明的另一个目的是提供一种上述硅铝合金/硅/锆/硅极紫外多层膜反射镜制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种极紫外多层膜反射镜，该反射镜包括基底和沉积于基底表面上的由若干个周期构成的硅铝合金/硅/锆/硅多层膜，所述的硅铝合金/硅/锆/硅多层膜周期是由硅铝合金薄膜层、硅薄膜层、锆薄膜层和硅薄膜层依次交替沉积而成。
所述的基底为光学玻璃。
所述的基底粗糙度为：0纳米<基底粗糙度<0.5纳米。
所述的硅铝合金/硅/锆/硅周期多层膜的周期数为35~45，总厚度为332.5~410纳米，其中：每个硅铝合金薄膜层厚度为5.0～7.0纳米，每个锆薄膜层厚度为2.8~3.3纳米，每个硅薄膜层厚度为0.4-0.7纳米。
所述的硅铝合金中，99%的重量是铝、1%的重量是硅；所述的硅为纯度是99.999%的硅材料；所述的锆为纯度是99.999%的锆金属材料。
所述的硅铝合金薄膜层、硅薄膜层、锆薄膜层和硅薄膜层依次沉积于基底表面上是指在基底表面上，第一层薄膜是硅铝合金薄膜层，第二层薄膜是硅薄膜层，第三层薄膜是锆薄膜层，第四层薄膜是硅薄膜层，至此形成第一个周期；第五层薄膜是硅铝合金薄膜层，第六层薄膜是硅薄膜层，第七层薄膜是锆薄膜层，第八层薄膜是硅薄膜层，至此形成第二个周期，如此往复形成若干个周期。
一种上述硅铝合金/硅/锆/硅极紫外多层膜反射镜的制备方法，该方法包括以下步骤：
首先对基底进行清洗，然后在基底上镀制硅铝合金/硅/锆/硅周期多层膜。
所述的对基底进行清洗包括以下步骤：采用去离子水超声波清洗8-12分钟、有机清洗液超声波清洗8-12分钟，去离子水超声波清洗3-8分钟，MOS级丙酮超声波清洗8-12分钟，去离子水超声波清洗8-12分钟，MOS级乙醇超声波清洗8-12分钟，去离子水超声波清洗8-12分钟，干燥的纯净氮气吹干。
所述的有机清洗液采用的是洗洁精，去离子水电阻率≤18MΩ。
所述的在基底上镀制硅铝合金/硅/锆/硅周期多层膜采用磁控溅射方法。
所述的磁控溅射方法包括以下步骤：
1.镀制多层膜前，溅射室的本底真空度低于8×10-5帕斯卡；靶到基板的距离为8-12厘米；
2.利用靶和基板之间的机械挡板来控制薄膜的厚度：
(1)先通过公转电机将基板运动到装有硅铝合金靶材料的溅射靶枪上方，移开挡板，开始镀膜，通过镀膜时间来控制膜层的厚度，当硅铝合金膜层镀完后，将挡板移回，然后将基板运动到装有硅靶材料的溅射靶枪上，其中，挡板移开到移回之间的时间间隔即为镀制一层薄膜的镀膜时间；
(2)当基板运动到装有硅靶材料的靶枪上方后，该靶枪的挡板移开，开始镀制硅膜层，通过镀膜时间来控制膜层的厚度，当硅膜层镀完后，将挡板移回，然后再将基板运动到装有锆靶材的溅射靶枪上方；
(3)当基板运动到装有锆靶材料的靶枪上方后，该靶枪的挡板移开，开始镀制锆膜层，通过镀膜时间来控制膜层的厚度，当锆膜层镀完后，将挡板移回，然后再将基板运动到装有硅靶材的溅射靶枪上方；
(4)当基板运动到装有硅靶材料的靶枪上方后，该靶枪的挡板移开，开始镀制硅膜层，通过镀膜时间来控制膜层的厚度，当硅膜层镀完后，将挡板移回，然后再将基板运动到装有硅铝合金靶材的溅射靶枪上方；
(5)如此反复以上过程35-45次，实现多层膜的制作也即35-45个周期的多层膜；在膜层沉积过程中，基板保持自转，自转速度为40转/分钟。
3.多层膜制作过程中，通过镀膜时间来控制每层膜的厚度，通过反复的次数来控制多层膜周期数。
4.所述的磁控溅射的溅射靶枪的工作模式为恒功率溅射，溅射工作气压为0.18帕斯卡。
5.所述的每层硅铝薄膜层的镀膜时间为18秒-33秒；所述的每层锆薄膜层的镀膜时间为32秒-38秒；所述的每层硅薄膜层的镀膜时间为0.4秒-0.6秒。
本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
1.本发明与现有的Al基多层膜相比，硅铝合金/硅/锆/硅极紫外多层膜反射镜引入了化学性质和物理性质更为稳定的硅铝合金代替纯铝，在没有较大改变铝材料光学性能的基础上，抑制了Al膜层的结晶，改善了多层膜的界面；在硅铝合金薄膜层和锆薄膜层之间引入亚纳米量级厚度的硅薄膜层，有效抑制了硅铝合金薄膜和锆薄膜之间的相互渗透，使得多层膜的界面更为清晰，在保证较高的光谱分辨率的前提下，提升了反射镜的反射率。
2.本发明提出的这种新型的硅铝合金/硅/锆/硅极紫外多层膜反射镜具有成膜质量好、光学性能满足需求等优势，更适于对反射率要求较高的极紫外光学系统。
附图说明
图1为硅铝合金/硅/锆/硅极紫外多层膜反射镜的结构示意图。
图2为硅铝合金/硅/锆/硅极紫外多层膜反射镜的工作示意图。
图3为实施例2所述方法制作的硅铝合金/硅/锆/硅极紫外多层膜反射镜反射率测量曲线。其中，入射光束的入射角度为10°，横坐标为极紫外辐射的波长，纵坐标为多层膜反射镜的反射率。
图4为实施例3所述方法制作的硅铝合金/硅/锆/硅极紫外多层膜反射镜反射率测量曲线。其中，入射光束的入射角度为10°，横坐标为极紫外辐射的波长，纵坐标为多层膜反射镜的反射率。
附图标注：
1基底，
2硅铝合金/硅/锆/硅多层膜，
3硅铝合金/硅/锆/硅周期多层膜中的硅铝合金薄膜层，
4硅铝合金/硅/锆/硅周期多层膜中的锆薄膜层，
5硅铝合金/硅/锆/硅周期多层膜中的硅薄膜层
6入射光，
7反射光。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
以下所用的硅铝合金中，99%的重量是铝、1%的重量是硅；所述的硅为纯度是99.999%的硅材料；所述的锆为纯度是99.999%的锆金属材料。
实施例1
首先对基底光学玻璃进行清洗，包括以下步骤：采用去离子水超声波清洗10分钟、有机清洗液超声波清洗10分钟，去离子水超声波清洗5分钟，MOS级丙酮超声波清洗10分钟，去离子水超声波清洗10分钟，MOS级乙醇超声波清洗10分钟，去离子水超声波清洗10分钟，干燥的纯净氮气吹干。有机清洗液采用的是立白牌洗洁精，去离子水电阻率≤18MΩ。基底粗糙度为：0纳米<基底粗糙度<0.5纳米。
然后在光学玻璃基底上镀制硅铝合金/硅/锆/硅周期多层膜，采用磁控溅射方法，包括以下步骤：溅射靶枪的工作模式为恒功率溅射，溅射工作气压为0.18帕斯卡；镀制多层膜前，溅射室的本底真空度为8×10-5帕斯卡；靶到基板的距离为10厘米；利用靶和基板之间的机械挡板来控制薄膜的厚度：
(1)先通过公转电机将基板运动到装有硅铝合金靶材料的溅射靶枪上方，移开挡板，开始镀膜，通过镀膜时间来控制膜层的厚度，当硅铝合金膜层镀完后，将挡板移回，然后将基板运动到装有硅靶材料的溅射靶枪上，其中，挡板移开到移回之间的时间间隔即为镀制一层薄膜的镀膜时间；
(2)当基板运动到装有硅靶材料的靶枪上方后，该靶枪的挡板移开，开始镀制硅膜层，通过镀膜时间来控制膜层的厚度，当硅膜层镀完后，将挡板移回，然后再将基板运动到装有锆靶材的溅射靶枪上方；
(3)当基板运动到装有锆靶材料的靶枪上方后，该靶枪的挡板移开，开始镀制锆膜层，通过镀膜时间来控制膜层的厚度，当锆膜层镀完后，将挡板移回，然后再将基板运动到装有硅靶材的溅射靶枪上方；
(4)当基板运动到装有硅靶材料的靶枪上方后，该靶枪的挡板移开，开始镀制硅膜层，通过镀膜时间来控制膜层的厚度，当硅膜层镀完后，将挡板移回，然后再将基板运动到装有硅铝合金靶材的溅射靶枪上方；
(5)如此反复以上过程40次，实现多层膜的制作；在膜层沉积过程中，基板保持自转，自转速度为40转/分钟。
制备得到的硅铝合金/硅/锆/硅极紫外多层膜反射镜，包括基底1和硅铝合金/硅/锆/硅周期多层膜2，硅铝合金/硅/锆/硅周期多层膜2由硅铝合金薄膜层3、硅薄膜层、锆薄膜层4和硅薄膜层5依次重复镀制，硅铝合金薄膜层3、硅薄膜层、锆薄膜层4和硅薄膜层5交替沉积于基底表面上；基底1为光学玻璃，硅铝合金/硅/锆/硅周期多层膜2的周期数为40，总厚度为388.0纳米，其中：每个硅铝合金薄膜层3厚度为5.5nm，镀膜时间为21.5秒；每个锆薄膜层4厚度为3.0nm，镀膜时间为32.4秒；每个硅膜层5的厚度为0.6nm，镀膜时间为0.5秒。硅铝合金薄膜层3、硅薄膜层、锆薄膜层4和硅薄膜层5交替沉积于基底1表面上是指在基底1表面上，第一层薄膜是硅铝合金薄膜层3，第二层薄膜是硅薄膜层5，第三层薄膜是锆薄膜层4，第四层薄膜又是硅薄膜层5，如此往复40次，直至最后一层薄膜是硅薄膜层5。图1为硅铝合金/硅/锆/硅极紫外多层膜反射镜的结构示意图。其中，硅铝合金中，99%的重量是铝、1%的重量是硅；所述的硅为纯度是99.999%的硅材料；所述的锆为纯度是99.999%的锆金属材料。
图2为硅铝合金/硅/锆/硅极紫外多层膜反射镜的工作示意图，入射光6通过硅铝合金/硅/锆/硅周期多层膜2，在每个膜层界面上均发生反射，出射反射光7。一方面，硅铝合金的吸收较小，而硅铝合金和锆的光学折射率相差较大，可以形成较高的反射率；另一方面，硅铝合金的性质稳定，所成薄膜不易形成结晶态，且与锆膜层之间由硅膜层相隔离，不易相互渗透，所形成的界面层厚度较小，因而硅铝合金/硅/锆/硅极紫外多层膜反射镜能获得比较高的反射率，展示出优良的光学性能。
实施例2
首先对基底光学玻璃进行清洗，包括以下步骤：采用去离子水超声波清洗10分钟、有机清洗液超声波清洗10分钟，去离子水超声波清洗5分钟，MOS级丙酮超声波清洗10分钟，去离子水超声波清洗10分钟，MOS级乙醇超声波清洗10分钟，去离子水超声波清洗10分钟，干燥的纯净氮气吹干。有机清洗液采用的是立白牌洗洁精，去离子水电阻率≤18MΩ。基底粗糙度为：0纳米<基底粗糙度<0.5纳米。
然后在光学玻璃基底上镀制硅铝合金/硅/锆/硅周期多层膜，采用磁控溅射方法，包括以下步骤：溅射靶枪的工作模式为恒功率溅射，溅射工作气压为0.18帕斯卡；镀制多层膜前，溅射室的本底真空度为8×10-5帕斯卡；靶到基板的距离为10厘米；利用靶和基板之间的机械挡板来控制薄膜的厚度：
(1)先通过公转电机将基板运动到装有硅铝合金靶材料的溅射靶枪上方，移开挡板，开始镀膜，通过镀膜时间来控制膜层的厚度，当硅铝合金膜层镀完后，将挡板移回，然后将基板运动到装有硅靶材料的溅射靶枪上，其中，挡板移开到移回之间的时间间隔即为镀制一层薄膜的镀膜时间；
(2)当基板运动到装有硅靶材料的靶枪上方后，该靶枪的挡板移开，开始镀制硅膜层，通过镀膜时间来控制膜层的厚度，当硅膜层镀完后，将挡板移回，然后再将基板运动到装有锆靶材的溅射靶枪上方；
(3)当基板运动到装有锆靶材料的靶枪上方后，该靶枪的挡板移开，开始镀制锆膜层，通过镀膜时间来控制膜层的厚度，当锆膜层镀完后，将挡板移回，然后再将基板运动到装有硅靶材的溅射靶枪上方；
(4)当基板运动到装有硅靶材料的靶枪上方后，该靶枪的挡板移开，开始镀制硅膜层，通过镀膜时间来控制膜层的厚度，当硅膜层镀完后，将挡板移回，然后再将基板运动到装有硅铝合金靶材的溅射靶枪上方；
(5)如此反复以上过程45次，实现多层膜的制作；在膜层沉积过程中，基板保持自转，自转速度为40转/分钟。
制备得到的硅铝合金/硅/锆/硅极紫外多层膜反射镜，包括基底1和硅铝合金/硅/锆/硅周期多层膜2，硅铝合金/硅/锆/硅周期多层膜2由硅铝合金薄膜层3、硅薄膜层、锆薄膜层4和硅薄膜层5依次重复镀制，硅铝合金薄膜层3、硅薄膜层、锆薄膜层4和硅薄膜层5交替沉积于基底表面上；基底1为光学玻璃，硅铝合金/硅/锆/硅周期多层膜2的周期数为45，总厚度为411.3纳米，其中：每个硅铝合金薄膜层3厚度为5.0nm，镀膜时间为19.4秒；每个锆薄膜层4厚度为3.0nm，镀膜时间为32.4秒；每个硅膜层5的厚度为0.6nm，镀膜时间为0.5秒。硅铝合金薄膜层3、硅薄膜层、锆薄膜层4和硅薄膜层5交替沉积于基底1表面上是指在基底1表面上，第一层薄膜是硅铝合金薄膜层3，第二层薄膜是硅薄膜层5，第三层薄膜是锆薄膜层4，第四层薄膜又是硅薄膜层5，如此往复45次，直至最后一层薄膜是硅薄膜层5。图1为硅铝合金/硅/锆/硅极紫外多层膜反射镜的结构示意图。其中，硅铝合金中，99%的重量是铝、1%的重量是硅；所述的硅为纯度是99.999%的硅材料；所述的锆为纯度是99.999%的锆金属材料。
基于上述方法，制作的硅铝合金/硅/锆/硅极紫外反射镜的反射率在合肥同步辐射国家实验室辐射标准与计量实验站测量，测量反射率如图3所示。由图3可知，该反射镜的反射率峰值在17.8nm附近，峰值反射率接近50%，明显高于铝/钼多层膜反射镜（H.Nii,M.Niibe,H.Kinoshita and Y. Sugie,Fabrication of Mo/Al multilayer films for a wavelength of18.5nm,J.Synchrotron Radiat.5(1998)702.）和碳化硅/钼/铝多层膜反射镜（E.Meltchakov at el，“Development ofAl-based multilayer optics for EUV”,Appl.Phys.A(2010)98:111–117）的峰值反射率。
实施例3
首先对基底光学玻璃进行清洗，包括以下步骤：采用去离子水超声波清洗10分钟、有机清洗液超声波清洗10分钟，去离子水超声波清洗5分钟，MOS级丙酮超声波清洗10分钟，去离子水超声波清洗10分钟，MOS级乙醇超声波清洗10分钟，去离子水超声波清洗10分钟，干燥的纯净氮气吹干。有机清洗液采用的是立白牌洗洁精，去离子水电阻率≤18MΩ。基底粗糙度为：0纳米<基底粗糙度<0.5纳米。
然后在光学玻璃基底上镀制硅铝合金/硅/锆/硅周期多层膜，采用磁控溅射方法，包括以下步骤：溅射靶枪的工作模式为恒功率溅射，溅射工作气压为0.18帕斯卡；镀制多层膜前，溅射室的本底真空度为8×10-5帕斯卡；靶到基板的距离为10厘米；利用靶和基板之间的机械挡板来控制薄膜的厚度：
(1)先通过公转电机将基板运动到装有硅铝合金靶材料的溅射靶枪上方，移开挡板，开始镀膜，通过镀膜时间来控制膜层的厚度，当硅铝合金膜层镀完后，将挡板移回，然后将基板运动到装有硅靶材料的溅射靶枪上，其中，挡板移开到移回之间的时间间隔即为镀制一层薄膜的镀膜时间；
(2)当基板运动到装有硅靶材料的靶枪上方后，该靶枪的挡板移开，开始镀制硅膜层，通过镀膜时间来控制膜层的厚度，当硅膜层镀完后，将挡板移回，然后再将基板运动到装有锆靶材的溅射靶枪上方；
(3)当基板运动到装有锆靶材料的靶枪上方后，该靶枪的挡板移开，开始镀制锆膜层，通过镀膜时间来控制膜层的厚度，当锆膜层镀完后，将挡板移回，然后再将基板运动到装有硅靶材的溅射靶枪上方；
(4)当基板运动到装有硅靶材料的靶枪上方后，该靶枪的挡板移开，开始镀制硅膜层，通过镀膜时间来控制膜层的厚度，当硅膜层镀完后，将挡板移回，然后再将基板运动到装有硅铝合金靶材的溅射靶枪上方；
(5)如此反复以上过程35次，实现多层膜的制作；在膜层沉积过程中，基板保持自转，自转速度为40转/分钟。
制备得到的硅铝合金/硅/锆/硅极紫外多层膜反射镜，包括基底1和硅铝合金/硅/锆/硅周期多层膜2，硅铝合金/硅/锆/硅周期多层膜2由硅铝合金薄膜层3、硅薄膜层、锆薄膜层4和硅薄膜层5依次重复镀制，硅铝合金薄膜层3、硅薄膜层、锆薄膜层4和硅薄膜层5交替沉积于基底表面上；基底1为光学玻璃，硅铝合金/硅/锆/硅周期多层膜2的周期数为35，总厚度为374.5纳米，其中：每个硅铝合金薄膜层3厚度为6.5nm，镀膜时间为25.7秒；每个锆薄膜层4厚度为3.0nm，镀膜时间为32.4秒；每个硅膜层5的厚度为0.6nm，镀膜时间为0.5秒。硅铝合金薄膜层3、硅薄膜层、锆薄膜层4和硅薄膜层5交替沉积于基底1表面上是指在基底1表面上，第一层薄膜是硅铝合金薄膜层3，第二层薄膜是硅薄膜层5，第三层薄膜是锆薄膜层4，第四层薄膜又是硅薄膜层5，如此往复35次，直至最后一层薄膜是硅薄膜层5。图1为硅铝合金/硅/锆/硅极紫外多层膜反射镜的结构示意图。其中，硅铝合金中，99%的重量是铝、1%的重量是硅；所述的硅为纯度是99.999%的硅材料；所述的锆为纯度是99.999%的锆金属材料。
基于上述方法，制作的硅铝合金/锆极紫外反射镜的反射率在合肥同步辐射国家实验室辐射标准与计量实验站测量，测量反射率如图4所示。由图4可知，该反射镜的反射率峰值在20.5nm附近，峰值反射率接近40%，明显高于铝/碳化硅多层膜反射镜（E.Meltchakov at el,“Development ofAl-based multilayer optics for EUV”,Appl.Phys.A(2010)98:111-117）的峰值反射率。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种极紫外多层膜反射镜，该反射镜包括基底和沉积于基底表面上的由若干个周期构成的硅铝合金/硅/锆/硅多层膜，所述的每个周期硅铝合金/硅/锆/硅多层膜是由硅铝合金薄膜层、硅薄膜层、锆薄膜层和硅薄膜层依次交替沉积而成；
所述的硅铝合金/硅/锆/硅周期多层膜的周期数为35～45，总厚度为332.5～410纳米，其中：每个硅铝合金薄膜层厚度为5.0～7.0纳米，每个硅薄膜层的厚度为0.4-0.7纳米，每个锆薄膜层厚度为2.8～3.3纳米。
2.根据权利要求1所述的极紫外多层膜反射镜，其特征在于：所述的基底为光学玻璃。
3.根据权利要求1所述的极紫外多层膜反射镜，其特征在于：所述的基底粗糙度为：0nm<基底粗糙度<0.5nm。
4.根据权利要求1所述的极紫外多层膜反射镜，其特征在于：所述的硅铝合金中，99％的重量是铝、1％的重量是硅；所述的硅为纯度是99.999％的硅材料；所述的锆为纯度是99.999％的锆金属材料。
5.根据权利要求1所述的极紫外多层膜反射镜，其特征在于：所述的硅铝合金薄膜层、硅薄膜层、锆薄膜层和硅薄膜层依次交替沉积于基底表面上是指在基底表面上，第一层镀制的薄膜是硅铝合金薄膜层，第二层镀制的薄膜是硅薄膜层，第三层镀制的薄膜是锆薄膜层，第四层镀制的薄膜是硅薄膜层，至此形成第一个周期；反复叠加且直至最后一层薄膜是硅薄膜层即形成多周期。
6.一种权利要求1-5中任一所述的极紫外多层膜反射镜的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：首先对基底进行清洗，然后在基底上镀制硅铝合金/硅/锆/硅周期多层膜。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述的对基底进行清洗包括以下步骤：
采用去离子水超声波清洗8-12分钟、有机清洗液超声波清洗8-12分钟，去离子水超声波清洗3-8分钟，MOS级丙酮超声波清洗8-12分钟，去离子水超声波清洗8-12分钟，MOS级乙醇超声波清洗8-12分钟，去离子水超声波清洗8-12分钟，干燥的纯净氮气吹干，其中所述的有机清洗液采用的是洗洁精，去离子水电阻率≤18MΩ。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述的在基底上镀制硅铝合金/硅/锆/硅周期多层膜采用磁控溅射方法，所述的磁控溅射方法包括以下步骤：
(1)镀制多层膜前，溅射室的本底真空度低于8×10-5帕斯卡；靶到基板的距离为8-12厘米；
(2)利用靶和基板之间的机械挡板来控制薄膜的厚度：先通过公转电机将基板运动到装有硅铝合金靶材料的溅射靶枪上方，移开挡板，开始镀膜，通过镀膜时间来控制膜层的厚度，当硅铝合金膜层镀完后，将挡板移回，然后将基板运动到装有硅靶材料的溅射靶枪上，其中，挡板移开到移回之间的时间间隔即为镀制一层薄膜的镀膜时间；
当基板运动到装有硅靶材料的靶枪上方后，该靶枪的挡板移开，开始镀制硅膜层，通过镀膜时间来控制膜层的厚度，当硅膜层镀完后，将挡板移回，然后再将基板运动到装有锆靶材的溅射靶枪上方；
当基板运动到装有锆靶材料的靶枪上方后，该靶枪的挡板移开，开始镀制锆膜层，通过镀膜时间来控制膜层的厚度，当锆膜层镀完后，将挡板移回，然后再将基板运动到装有硅靶材的溅射靶枪上方；
当基板运动到装有硅靶材料的靶枪上方后，该靶枪的挡板移开，开始镀制硅膜层，通过镀膜时间来控制膜层的厚度，当硅膜层镀完后，将挡板移回，然后再将基板运动到装有硅铝合金靶材的溅射靶枪上方；
如此反复以上过程30-45次，实现多层膜的制作；在膜层沉积过程中，基板保持自转，自转速度为40转/分钟。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述的磁控溅射的溅射靶枪的工作模式为恒功率溅射，溅射工作气压为0.18帕斯卡；所述的每层硅铝合金薄膜层的镀膜时间的为18.0秒-30.0秒；所述的每层硅薄膜层的镀膜时间为0.4秒-0.6秒；所述的每层锆薄膜层的镀膜时间为30.0秒-38.0秒。
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