JP2918860B2 - 鏡面体 - Google Patents
鏡面体Info
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- JP2918860B2 JP2918860B2 JP9007139A JP713997A JP2918860B2 JP 2918860 B2 JP2918860 B2 JP 2918860B2 JP 9007139 A JP9007139 A JP 9007139A JP 713997 A JP713997 A JP 713997A JP 2918860 B2 JP2918860 B2 JP 2918860B2
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/08—Mirrors
- G02B5/0891—Ultraviolet [UV] mirrors
-
- 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
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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
- 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
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線，シンクロト
ロン放射光（ＳＯＲ光），レーザ光等の主として高エネ
ルギビームを扱う光学機器において反射鏡，回折格子等
として使用される鏡面体に関するものあり、特に、炭化
珪素で構成される表面層の表面を鏡面に加工してなる鏡
面体に関するものである。
ロン放射光（ＳＯＲ光），レーザ光等の主として高エネ
ルギビームを扱う光学機器において反射鏡，回折格子等
として使用される鏡面体に関するものあり、特に、炭化
珪素で構成される表面層の表面を鏡面に加工してなる鏡
面体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の鏡面体としては、表面層
を化学蒸着による炭化珪素膜で構成したもの（以下「従
来鏡面体」という）が周知である。すなわち、従来鏡面
体は、炭化珪素焼結体又はカーボン焼結体からなる基体
の表面に高純度の炭化珪素を化学蒸着して、表面層を化
学蒸着による炭化珪素膜（以下「ＣＶＤ−ＳｉＣ膜」と
いう）で構成してなるものであって、膜表面をポリシン
グ等の機械的な鏡面加工法により超平滑面である鏡面
（表面粗さＲＭＳ１０Å以下）に加工してなるものであ
る。
を化学蒸着による炭化珪素膜で構成したもの（以下「従
来鏡面体」という）が周知である。すなわち、従来鏡面
体は、炭化珪素焼結体又はカーボン焼結体からなる基体
の表面に高純度の炭化珪素を化学蒸着して、表面層を化
学蒸着による炭化珪素膜（以下「ＣＶＤ−ＳｉＣ膜」と
いう）で構成してなるものであって、膜表面をポリシン
グ等の機械的な鏡面加工法により超平滑面である鏡面
（表面粗さＲＭＳ１０Å以下）に加工してなるものであ
る。
【０００３】ところで、Ｘ線ミラー等としては、伝統的
に、銅等からなる基材を鏡面研磨し、その上に金を蒸着
させたものや、基材上に使用波長から算出，設計した膜
厚の多層膜をコーティングして、干渉効果を利用するよ
うにしたもの等があるが、これらは、比較的エネルギ密
度が小さく且つ長波長の領域（例えば、可視光線，赤外
線）で使用する場合はともかく、Ｘ線等の如き短波長域
の高エネルギビームを扱う場合にはコーティング面の剥
離や鏡面の歪，熱損等を招来し易く、その対応が極めて
困難なものであった。
に、銅等からなる基材を鏡面研磨し、その上に金を蒸着
させたものや、基材上に使用波長から算出，設計した膜
厚の多層膜をコーティングして、干渉効果を利用するよ
うにしたもの等があるが、これらは、比較的エネルギ密
度が小さく且つ長波長の領域（例えば、可視光線，赤外
線）で使用する場合はともかく、Ｘ線等の如き短波長域
の高エネルギビームを扱う場合にはコーティング面の剥
離や鏡面の歪，熱損等を招来し易く、その対応が極めて
困難なものであった。
【０００４】これに対して、従来鏡面体は、鏡面を形成
する表面層であるＣＶＤ−ＳｉＣ膜が、耐熱性，熱伝導
性，堅牢性等の物理的性質に優れ且つ短波長域で高反射
率を示すといった光学的性質に優れるものであることか
ら、短波長域の高エネルギビームを扱う場合にも上記し
た不都合を生じることがなく、Ｘ線等のような短波長域
の高エネルギビームを扱う反射鏡，回折格子等の光学要
素として好適に使用できるものとして期待されている。
する表面層であるＣＶＤ−ＳｉＣ膜が、耐熱性，熱伝導
性，堅牢性等の物理的性質に優れ且つ短波長域で高反射
率を示すといった光学的性質に優れるものであることか
ら、短波長域の高エネルギビームを扱う場合にも上記し
た不都合を生じることがなく、Ｘ線等のような短波長域
の高エネルギビームを扱う反射鏡，回折格子等の光学要
素として好適に使用できるものとして期待されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来鏡面体に
あっても、Ｘ線等の高エネルギビームを照射した場合、
その照射箇所が損傷する虞れがあり、高エネルギビーム
の照射に対する耐力が充分でないといった問題があっ
た。
あっても、Ｘ線等の高エネルギビームを照射した場合、
その照射箇所が損傷する虞れがあり、高エネルギビーム
の照射に対する耐力が充分でないといった問題があっ
た。
【０００６】すなわち、Ｘ線等の高エネルギビームを照
射すると、鏡面における照射箇所が微細な泡状の様相を
呈し、あたかも一瞬にして溶融したような状態となり、
目視できる程度の白濁（曇り）が生じる。このような損
傷が鏡面に発生すると、当然にビーム反射率が低下し
て、反射鏡，回折格子等の光学要素としての機能を良好
に発揮し得ない。しかも、損傷箇所においては高エネル
ギビームの吸収率が大きくなるため、極端な場合には、
鏡面体自体の破損に繋がる虞れがあった。なお、白濁箇
所では珪素が細かい液滴状をなして析出しており、白濁
が珪素の析出によって生じたものであることは明らかで
ある。
射すると、鏡面における照射箇所が微細な泡状の様相を
呈し、あたかも一瞬にして溶融したような状態となり、
目視できる程度の白濁（曇り）が生じる。このような損
傷が鏡面に発生すると、当然にビーム反射率が低下し
て、反射鏡，回折格子等の光学要素としての機能を良好
に発揮し得ない。しかも、損傷箇所においては高エネル
ギビームの吸収率が大きくなるため、極端な場合には、
鏡面体自体の破損に繋がる虞れがあった。なお、白濁箇
所では珪素が細かい液滴状をなして析出しており、白濁
が珪素の析出によって生じたものであることは明らかで
ある。
【０００７】そこで、本発明者は、従来鏡面体における
高エネルギビーム照射に対する耐力不足の原因（特にビ
ーム照射による損傷の発生原因）を究明すべく種々の実
験を行い、それが、主として、鏡面体の表面層における
一定深さの範囲内に炭化珪素の無欠陥結晶層が存在して
いないことに起因するとの結論を得た。
高エネルギビーム照射に対する耐力不足の原因（特にビ
ーム照射による損傷の発生原因）を究明すべく種々の実
験を行い、それが、主として、鏡面体の表面層における
一定深さの範囲内に炭化珪素の無欠陥結晶層が存在して
いないことに起因するとの結論を得た。
【０００８】すなわち、従来鏡面体にあっては、上述し
た如く、ポリシング等の機械的な表面研磨法（鏡面加工
法）によって表面粗さＲＭＳ１０Å以下の鏡面を得るよ
うにしているが、かかる機械的な表面研磨法はマイクロ
クラックの進展等を利用するものであり、ＣＶＤ−Ｓｉ
Ｃ膜表面に凹凸を形成している結晶を削り取るための物
理的な衝撃（以下「物理的加工力」という）により、鏡
面加工面及びその直下部分における原子配列が著しく乱
れて、加工歪みや結晶内転位等を伴ういわゆる加工変質
層を形成することを確認した。そして、このような加工
変質層の存在がビーム照射に対する耐力の低下を招き、
ビーム照射による損傷が発生することを究明した。例え
ば、原子配列の整合性が崩れた箇所に、高エネルギビー
ムが照射されると、つまり原子の再配列を促すことがで
きる程の高いエネルギが供給されると、原子の再配列が
なされる過程において余剰の珪素が炭化珪素の格子外に
析出し、白濁を生じることになるのである。
た如く、ポリシング等の機械的な表面研磨法（鏡面加工
法）によって表面粗さＲＭＳ１０Å以下の鏡面を得るよ
うにしているが、かかる機械的な表面研磨法はマイクロ
クラックの進展等を利用するものであり、ＣＶＤ−Ｓｉ
Ｃ膜表面に凹凸を形成している結晶を削り取るための物
理的な衝撃（以下「物理的加工力」という）により、鏡
面加工面及びその直下部分における原子配列が著しく乱
れて、加工歪みや結晶内転位等を伴ういわゆる加工変質
層を形成することを確認した。そして、このような加工
変質層の存在がビーム照射に対する耐力の低下を招き、
ビーム照射による損傷が発生することを究明した。例え
ば、原子配列の整合性が崩れた箇所に、高エネルギビー
ムが照射されると、つまり原子の再配列を促すことがで
きる程の高いエネルギが供給されると、原子の再配列が
なされる過程において余剰の珪素が炭化珪素の格子外に
析出し、白濁を生じることになるのである。
【０００９】一方、このような加工変質層の発生は、物
理的加工力を必要としない電気的，化学的な表面研磨法
によっても回避することはできないが、その深さは物理
的加工力を必要とする機械的な表面研磨法による場合に
比して減少させることが可能であると考えられる。そこ
で、加工歪み等による欠陥結晶層の深さ（加工変質層の
深さ）を異にしたＣＶＤ−ＳｉＣ膜コーティング材を使
用して実験を行なったところ、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜の表面
に欠陥結晶層が生じていても、その深さが一定以下であ
り、膜表面から一定深さの範囲内に炭化珪素の無欠陥結
晶が存在している場合には、ビーム照射による損傷が生
じないことが判明した。具体的には、加工変質層若しく
は欠陥結晶層が存在していてもそれが極めて浅く、鏡面
から３００Å以内の深さに炭化珪素の無欠陥結晶層が存
在しておれば、Ｘ線等の高エネルギビームを照射して
も、その照射箇所に白濁を生じる等の損傷は生じないこ
とが判明した。
理的加工力を必要としない電気的，化学的な表面研磨法
によっても回避することはできないが、その深さは物理
的加工力を必要とする機械的な表面研磨法による場合に
比して減少させることが可能であると考えられる。そこ
で、加工歪み等による欠陥結晶層の深さ（加工変質層の
深さ）を異にしたＣＶＤ−ＳｉＣ膜コーティング材を使
用して実験を行なったところ、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜の表面
に欠陥結晶層が生じていても、その深さが一定以下であ
り、膜表面から一定深さの範囲内に炭化珪素の無欠陥結
晶が存在している場合には、ビーム照射による損傷が生
じないことが判明した。具体的には、加工変質層若しく
は欠陥結晶層が存在していてもそれが極めて浅く、鏡面
から３００Å以内の深さに炭化珪素の無欠陥結晶層が存
在しておれば、Ｘ線等の高エネルギビームを照射して
も、その照射箇所に白濁を生じる等の損傷は生じないこ
とが判明した。
【００１０】本発明は、かかる実験による判明事項から
得られた結論に基づいてなされたもので、Ｘ線，ＳＯＲ
光，レーザ光等の高エネルギビームの照射に対して充分
な耐力を有し、かかる高エネルギビーム用の反射鏡，回
折格子等として好適に使用することができる鏡面体を提
供することを目的とするものである。
得られた結論に基づいてなされたもので、Ｘ線，ＳＯＲ
光，レーザ光等の高エネルギビームの照射に対して充分
な耐力を有し、かかる高エネルギビーム用の反射鏡，回
折格子等として好適に使用することができる鏡面体を提
供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この課題を解決した本発
明の鏡面体は、炭化珪素で構成される表面層の表面を鏡
面に加工してなるものであって、特に、表面層における
鏡面から３００Å以内の深さに炭化珪素の無欠陥結晶層
が存在するものである。換言すれば、鏡面加工による加
工変質層若しくは欠陥結晶層の深さ（鏡面を含む当該層
の厚さ）が３００Å未満となっている。なお、本発明に
いう鏡面とは、表面粗さＲＭＳ１０Å以下の超平滑面を
意味する。但し、鏡面の形状（平面，球面，非球面等）
は当該鏡面体の用途等に応じて任意である。
明の鏡面体は、炭化珪素で構成される表面層の表面を鏡
面に加工してなるものであって、特に、表面層における
鏡面から３００Å以内の深さに炭化珪素の無欠陥結晶層
が存在するものである。換言すれば、鏡面加工による加
工変質層若しくは欠陥結晶層の深さ（鏡面を含む当該層
の厚さ）が３００Å未満となっている。なお、本発明に
いう鏡面とは、表面粗さＲＭＳ１０Å以下の超平滑面を
意味する。但し、鏡面の形状（平面，球面，非球面等）
は当該鏡面体の用途等に応じて任意である。
【００１２】また、かかる鏡面体は全体を炭化珪素の単
結晶構造材で構成しておくことも可能であるが、本発明
の鏡面体は、基体の表面に化学蒸着による炭化珪素膜を
被覆形成した複合材で構成されている。すなわち、鏡面
加工する表面層がＣＶＤ−ＳｉＣ膜で構成されている。
さらに、本発明の鏡面体にあっては、このＣＶＤ−Ｓｉ
Ｃ膜が、ミラー指数表示で特定される一の結晶面にその
Ｘ線回折強度比がピーク強度で９０％以上となるように
強配向された結晶構造をなすものとされている。ここ
に、ミラー指数表示で特定される一の結晶面（以下「被
配向面」という）のＸ線回折強度比とは、厳密には、Ｘ
線回折装置によって測定されるピーク強度（米国ＡＳＴ
Ｍ規格に基づく粉末Ｘ線回折値により補正したもの）に
おいて、被配向面を含む全ての結晶面におけるピーク強
度の合計値に対する被配向面のピーク強度の比率をいう
が、結晶面の配向度は（１１１）面において最も高く
（２２０）面がこれに続くものであることから、実用上
は、当該被配向面のＸ線回折強度比を、被配向面が（１
１１）面以外の結晶面（例えば（２２０）面）である場
合には被配向面と（１１１）面との合計ピーク強度に対
する比率とみなし、また被配向面が（１１１）面である
場合には被配向面と（２２０）面との合計ピーク強度に
対する比率とみなして、配向度を特定することができ
る。したがって、例えば、被配向面が（１１１）面以外
の（２２０）面等であり、そのＸ線回折強度比が９０％
であるというときは、（１１１）面のＸ線回折強度比が
１０％であるということになる。また、被配向面が（１
１１）面であり、そのＸ線回折強度比が９０％であると
いうときは、（２２０）面のＸ線回折強度比が１０％で
あるということになる。
結晶構造材で構成しておくことも可能であるが、本発明
の鏡面体は、基体の表面に化学蒸着による炭化珪素膜を
被覆形成した複合材で構成されている。すなわち、鏡面
加工する表面層がＣＶＤ−ＳｉＣ膜で構成されている。
さらに、本発明の鏡面体にあっては、このＣＶＤ−Ｓｉ
Ｃ膜が、ミラー指数表示で特定される一の結晶面にその
Ｘ線回折強度比がピーク強度で９０％以上となるように
強配向された結晶構造をなすものとされている。ここ
に、ミラー指数表示で特定される一の結晶面（以下「被
配向面」という）のＸ線回折強度比とは、厳密には、Ｘ
線回折装置によって測定されるピーク強度（米国ＡＳＴ
Ｍ規格に基づく粉末Ｘ線回折値により補正したもの）に
おいて、被配向面を含む全ての結晶面におけるピーク強
度の合計値に対する被配向面のピーク強度の比率をいう
が、結晶面の配向度は（１１１）面において最も高く
（２２０）面がこれに続くものであることから、実用上
は、当該被配向面のＸ線回折強度比を、被配向面が（１
１１）面以外の結晶面（例えば（２２０）面）である場
合には被配向面と（１１１）面との合計ピーク強度に対
する比率とみなし、また被配向面が（１１１）面である
場合には被配向面と（２２０）面との合計ピーク強度に
対する比率とみなして、配向度を特定することができ
る。したがって、例えば、被配向面が（１１１）面以外
の（２２０）面等であり、そのＸ線回折強度比が９０％
であるというときは、（１１１）面のＸ線回折強度比が
１０％であるということになる。また、被配向面が（１
１１）面であり、そのＸ線回折強度比が９０％であると
いうときは、（２２０）面のＸ線回折強度比が１０％で
あるということになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
及び図２に基づいて具体的に説明する。
及び図２に基づいて具体的に説明する。
【００１４】この実施の形態における鏡面体１は、図１
に示す如く、基体２の表面に化学蒸着により被覆形成さ
れた炭化珪素膜（ＣＶＤ−ＳｉＣ膜）３の表面を表面粗
さＲＭＳ１０Å以下の超平滑面である鏡面３ａに加工し
てなるものであって、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜３における鏡面
３ａから３００Å以内の深さｄに無欠陥結晶層３ｂが存
在しているものである。
に示す如く、基体２の表面に化学蒸着により被覆形成さ
れた炭化珪素膜（ＣＶＤ−ＳｉＣ膜）３の表面を表面粗
さＲＭＳ１０Å以下の超平滑面である鏡面３ａに加工し
てなるものであって、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜３における鏡面
３ａから３００Å以内の深さｄに無欠陥結晶層３ｂが存
在しているものである。
【００１５】この鏡面体１は、以下のような工程を経て
製作されたものである。
製作されたものである。
【００１６】まず、鏡面体１の用途に応じた形状（例え
ば、反射鏡，回折格子等の所望する光学要素形状に応じ
た形状）に成形された基体２を得る。
ば、反射鏡，回折格子等の所望する光学要素形状に応じ
た形状）に成形された基体２を得る。
【００１７】基体２の構成材は、鏡面体１の使用目的，
使用条件やＣＶＤ−ＳｉＣ膜３との接着強度等を考慮し
て決定されるが、一般には、蒸着時に基体２から蒸発す
る不純物がＣＶＤ−ＳｉＣ膜３の純度に及ぼす影響を考
慮して、可及的に高純度の炭化珪素又はカーボン等の焼
結体が好適する。また、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜本来の特性を
最大限有効に発揮させるためには、計算密度９０％以上
の緻密なα型炭化珪素又はβ型炭化珪素の焼結体を使用
することが好ましく、基体２の表面粗度をＲＭＳ１００
０Å以下としておくことが好ましい。なお、基体密度が
低いと、Ｘ線ミラー等の鏡面体において一般に要求され
る機械的強度等を十分に確保できないし、特に、基体２
が多孔質焼結体で構成される場合には、ビーム照射等に
よる温度上昇により基体空隙内の空気が膨張してクラッ
クや熱歪みを生じたりする虞れがあり、更に鏡面体１を
冷却する場合には、冷却水等の冷却液が基体内に侵入し
て、その侵入水の蒸発，膨張によりクラック等が生じる
虞れがある。したがって、このような基体強度延いては
鏡面体強度を充分に確保するためには、基体密度を可及
的に高くしておくことが好ましい。勿論、基体密度は、
ＣＶＤ−ＳｉＣ膜３の基体２との接着強度や特定の結晶
面への配向性等との関係もあるが、一般には高ければ高
い程よく、特に上限はない。例えば、特定の結晶面（被
配向面）に強く配向させるためには、皮膜の蒸着条件を
厳密に管理する必要があることは勿論であるが、その他
に、皮膜の形成面つまり基体２の表面形態も重要な条件
となり、基体２がカーボンの焼結体の如く空孔が多数存
在するようなものであるときには、結晶面の配向には限
度があり、上記した高配向膜の形成は困難である。した
がって、かかる結晶配向性の面からすれば、焼結体で構
成される基体２の密度は９３％以上としておくことが好
ましい。
使用条件やＣＶＤ−ＳｉＣ膜３との接着強度等を考慮し
て決定されるが、一般には、蒸着時に基体２から蒸発す
る不純物がＣＶＤ−ＳｉＣ膜３の純度に及ぼす影響を考
慮して、可及的に高純度の炭化珪素又はカーボン等の焼
結体が好適する。また、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜本来の特性を
最大限有効に発揮させるためには、計算密度９０％以上
の緻密なα型炭化珪素又はβ型炭化珪素の焼結体を使用
することが好ましく、基体２の表面粗度をＲＭＳ１００
０Å以下としておくことが好ましい。なお、基体密度が
低いと、Ｘ線ミラー等の鏡面体において一般に要求され
る機械的強度等を十分に確保できないし、特に、基体２
が多孔質焼結体で構成される場合には、ビーム照射等に
よる温度上昇により基体空隙内の空気が膨張してクラッ
クや熱歪みを生じたりする虞れがあり、更に鏡面体１を
冷却する場合には、冷却水等の冷却液が基体内に侵入し
て、その侵入水の蒸発，膨張によりクラック等が生じる
虞れがある。したがって、このような基体強度延いては
鏡面体強度を充分に確保するためには、基体密度を可及
的に高くしておくことが好ましい。勿論、基体密度は、
ＣＶＤ−ＳｉＣ膜３の基体２との接着強度や特定の結晶
面への配向性等との関係もあるが、一般には高ければ高
い程よく、特に上限はない。例えば、特定の結晶面（被
配向面）に強く配向させるためには、皮膜の蒸着条件を
厳密に管理する必要があることは勿論であるが、その他
に、皮膜の形成面つまり基体２の表面形態も重要な条件
となり、基体２がカーボンの焼結体の如く空孔が多数存
在するようなものであるときには、結晶面の配向には限
度があり、上記した高配向膜の形成は困難である。した
がって、かかる結晶配向性の面からすれば、焼結体で構
成される基体２の密度は９３％以上としておくことが好
ましい。
【００１８】次に、基体２の表面にＣＶＤ−ＳｉＣ膜３
を被覆形成して、鏡面体素材１´（図２参照）を得る。
を被覆形成して、鏡面体素材１´（図２参照）を得る。
【００１９】ＣＶＤ−ＳｉＣ膜３は、任意に特定した被
配向面にそのＸ線回折強度比がピーク強度で９０％以上
となるように強配向された、高純度且つ緻密な無欠陥結
晶構造をなすものとされるが、かかるＣＶＤ−ＳｉＣ膜
３の形成は、例えば、以下のような手法によって行なわ
れる。なお、この例は、（２２０）面を被配向面として
選択した場合であって、当該ＣＶＤ−ＳｉＣ膜３におい
て、（２２０）面にそのＸ線回折強度比が９０％（（１
１１）面のＸ線回折強度比は１０％）となるように強配
向させた場合に関する。
配向面にそのＸ線回折強度比がピーク強度で９０％以上
となるように強配向された、高純度且つ緻密な無欠陥結
晶構造をなすものとされるが、かかるＣＶＤ−ＳｉＣ膜
３の形成は、例えば、以下のような手法によって行なわ
れる。なお、この例は、（２２０）面を被配向面として
選択した場合であって、当該ＣＶＤ−ＳｉＣ膜３におい
て、（２２０）面にそのＸ線回折強度比が９０％（（１
１１）面のＸ線回折強度比は１０％）となるように強配
向させた場合に関する。
【００２０】まず、基体２を適宜のＣＶＤ炉内に配置し
た上、ＣＶＤ炉の排気口から真空ポンプにより排気を行
い、ＣＶＤ炉内を減圧雰囲気に保持させる。そして、か
かる減圧雰囲気に保持させた状態で、基体２を所定温度
に加熱，保持させた上で、所定の反応ガスをＣＶＤ炉内
に連続供給させる。このとき、排気は停止させることな
く継続的に行い、ＣＶＤ炉内を所定の減圧雰囲気に保持
させておく。通常、２００Ｔｏｒｒ以下に保持させてお
くのが好ましい。但し、真空ポンプ能力等を考慮した経
済的理由から、０．１〜２００Ｔｏｒｒとしておくのが
好ましい。また、基体２は１４００〜１５００℃に加
熱，保持させておくことが好ましい。また反応ガスとし
ては、例えば、モノメチルトリクロルシランと所定当量
比（通常、２０当量比程度）の水素との混合ガスを使用
する。反応ガスを供給すると、ＣＨ 3 ＳｉＣｌ3 ＋Ｈ2
→ＳｉＣ＋３ＨＣｌの反応により、基体２表面つまり基
体２の内外周面又はその一方にＣＶＤ−ＳｉＣ膜が形成
される。
た上、ＣＶＤ炉の排気口から真空ポンプにより排気を行
い、ＣＶＤ炉内を減圧雰囲気に保持させる。そして、か
かる減圧雰囲気に保持させた状態で、基体２を所定温度
に加熱，保持させた上で、所定の反応ガスをＣＶＤ炉内
に連続供給させる。このとき、排気は停止させることな
く継続的に行い、ＣＶＤ炉内を所定の減圧雰囲気に保持
させておく。通常、２００Ｔｏｒｒ以下に保持させてお
くのが好ましい。但し、真空ポンプ能力等を考慮した経
済的理由から、０．１〜２００Ｔｏｒｒとしておくのが
好ましい。また、基体２は１４００〜１５００℃に加
熱，保持させておくことが好ましい。また反応ガスとし
ては、例えば、モノメチルトリクロルシランと所定当量
比（通常、２０当量比程度）の水素との混合ガスを使用
する。反応ガスを供給すると、ＣＨ 3 ＳｉＣｌ3 ＋Ｈ2
→ＳｉＣ＋３ＨＣｌの反応により、基体２表面つまり基
体２の内外周面又はその一方にＣＶＤ−ＳｉＣ膜が形成
される。
【００２１】ところで、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜３の形成は、
一般に、ＣＶＤ炉内を常圧に保持させた状態で反応ガス
供給を行う常圧ＣＶＤ法によって行われる。しかし、こ
の常圧ＣＶＤ法では高純度のＣＶＤ−ＳｉＣ膜３を得る
ことが困難である。すなわち、常圧ＣＶＤ法では、基体
純度が低い場合には基体中に含まれる不純物の拡散が防
止できず、又は基体純度が高い場合にもＣＶＤ炉の壁面
からの汚染粒子が飛散して、これらの汚染粒子がＣＶＤ
−ＳｉＣ膜３を形成しようとする基体表面ないしその周
辺領域に滞留することになり、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜３に混
入するからである。
一般に、ＣＶＤ炉内を常圧に保持させた状態で反応ガス
供給を行う常圧ＣＶＤ法によって行われる。しかし、こ
の常圧ＣＶＤ法では高純度のＣＶＤ−ＳｉＣ膜３を得る
ことが困難である。すなわち、常圧ＣＶＤ法では、基体
純度が低い場合には基体中に含まれる不純物の拡散が防
止できず、又は基体純度が高い場合にもＣＶＤ炉の壁面
からの汚染粒子が飛散して、これらの汚染粒子がＣＶＤ
−ＳｉＣ膜３を形成しようとする基体表面ないしその周
辺領域に滞留することになり、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜３に混
入するからである。
【００２２】また、成膜法としては、常圧ＣＶＤ法以外
にも、排気と反応ガス供給とを一定サイクルで交互に繰
り返す間欠ＣＶＤ法があり、この間欠ＣＶＤ法によれ
ば、排気時に上記汚染粒子等が或る程度排出されること
になり、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜３の純度向上が期待される。
しかし、排気工程において汚染粒子等が完全に排出され
る訳ではなく、反応ガスの供給工程開始時において残存
する虞れがあり、常圧ＣＶＤ法と同様に、膜質の高純度
を確保することが困難である。
にも、排気と反応ガス供給とを一定サイクルで交互に繰
り返す間欠ＣＶＤ法があり、この間欠ＣＶＤ法によれ
ば、排気時に上記汚染粒子等が或る程度排出されること
になり、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜３の純度向上が期待される。
しかし、排気工程において汚染粒子等が完全に排出され
る訳ではなく、反応ガスの供給工程開始時において残存
する虞れがあり、常圧ＣＶＤ法と同様に、膜質の高純度
を確保することが困難である。
【００２３】このように、一般に採用されているＣＶＤ
法によっては、基体表面ないしその周辺領域に不純物が
滞留して排除されないために、蒸着条件を如何に工夫し
ようとも、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜３に多量のＦｅ等やＳｉＣ
の当量比から外れた過剰なＳｉといった不純物が含まれ
ることになり、高純度のＣＶＤ−ＳｉＣ膜３を得ること
が困難である。しかし、上記した如く、ＣＶＤ炉内を減
圧雰囲気に保持し、反応ガスの供給中においても排気を
継続して行うと、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜３を形成しようとす
る基体２の表面ないしその周辺領域に排気口方向への排
気流が生じて、不純物の表面への移行（マイグレーショ
ン）と相俟って、基体２の表面ないしその周辺領域がク
リーンに保持されることになる。すなわち、ＣＶＤ炉の
壁面に付着している汚染粒子や反応ガス残渣等の不純物
は、排気流によって速やかにＣＶＤ炉外へと排出され、
ＣＶＤ炉内をクリーンに保持する。その結果、基体２の
表面に高純度のＣＶＤ−ＳｉＣ膜３が良好に形成される
ことになる。なお、反応ガスの供給は、連続的ではなく
間欠的に行ってもよいが、排気は反応ガスの供給，停止
に拘わらず、継続して行うことが好ましい。また、ＣＶ
Ｄ−ＳｉＣ膜３の膜厚Ｄは、基体２との接着強度等が十
分であることを条件として、当該構成材により製作され
るレーザ反射鏡等の鏡面体の使用条件等に応じて適宜に
設定できるが、一般には、５０〜２００μｍとしておく
のが好ましい。膜厚が５０μｍ未満である場合には、膜
厚のバラツキ（±２０μｍ）を考慮に入れると、貫通孔
による欠陥が危惧されるし、逆に膜厚が１５０μｍを超
えると、結晶の粗大化によって表面の滑らかさを欠くと
共に成膜に時間を要してコスト高となるからである。
法によっては、基体表面ないしその周辺領域に不純物が
滞留して排除されないために、蒸着条件を如何に工夫し
ようとも、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜３に多量のＦｅ等やＳｉＣ
の当量比から外れた過剰なＳｉといった不純物が含まれ
ることになり、高純度のＣＶＤ−ＳｉＣ膜３を得ること
が困難である。しかし、上記した如く、ＣＶＤ炉内を減
圧雰囲気に保持し、反応ガスの供給中においても排気を
継続して行うと、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜３を形成しようとす
る基体２の表面ないしその周辺領域に排気口方向への排
気流が生じて、不純物の表面への移行（マイグレーショ
ン）と相俟って、基体２の表面ないしその周辺領域がク
リーンに保持されることになる。すなわち、ＣＶＤ炉の
壁面に付着している汚染粒子や反応ガス残渣等の不純物
は、排気流によって速やかにＣＶＤ炉外へと排出され、
ＣＶＤ炉内をクリーンに保持する。その結果、基体２の
表面に高純度のＣＶＤ−ＳｉＣ膜３が良好に形成される
ことになる。なお、反応ガスの供給は、連続的ではなく
間欠的に行ってもよいが、排気は反応ガスの供給，停止
に拘わらず、継続して行うことが好ましい。また、ＣＶ
Ｄ−ＳｉＣ膜３の膜厚Ｄは、基体２との接着強度等が十
分であることを条件として、当該構成材により製作され
るレーザ反射鏡等の鏡面体の使用条件等に応じて適宜に
設定できるが、一般には、５０〜２００μｍとしておく
のが好ましい。膜厚が５０μｍ未満である場合には、膜
厚のバラツキ（±２０μｍ）を考慮に入れると、貫通孔
による欠陥が危惧されるし、逆に膜厚が１５０μｍを超
えると、結晶の粗大化によって表面の滑らかさを欠くと
共に成膜に時間を要してコスト高となるからである。
【００２４】さらに、鏡面体素材１´のＣＶＤ−ＳｉＣ
膜３の表面を、当該鏡面体１の用途等に応じた形状（平
面，球面，非球面等）に鏡面加工する。鏡面加工法とし
ては、「表面粗さＲＭＳ１０Å以下の鏡面３ａが得ら
れること」及び「鏡面加工後のＣＶＤ−ＳｉＣ膜３に
おいて、鏡面３ａから３００Å以内の深さｄに無欠陥結
晶層３ｂが存在していること、つまり鏡面加工によって
生じる加工変質層若しくは欠陥結晶層３ｃの深さｄが３
００Å未満となること」の条件を満足するものを採用す
る。具体的には、物理的加工力を必要としない鏡面加工
法であるプラズマＣＶＭ (Chemical Vaporization Mach
ining)法，ＥＥＭ（Elastic Emission Machining）法等
を単独で又は組み合わせて使用する。なお、プラズマＣ
ＶＭ法は後述する如き鏡面加工法であり、ＥＥＭ法は、
２種類の固体を接触させると、形成された界面で相互作
用力（結合力）が生じて、それらが分離するときに、一
方の固体表面原子が他方の固体表面原子を除去するとい
った原理を利用したもので、サブミクロン以下の微粒子
を加工表面に無負荷条件で供給し、この微粒子を運動さ
せることにより加工表面の原子を一層づつ除去する鏡面
加工法である。
膜３の表面を、当該鏡面体１の用途等に応じた形状（平
面，球面，非球面等）に鏡面加工する。鏡面加工法とし
ては、「表面粗さＲＭＳ１０Å以下の鏡面３ａが得ら
れること」及び「鏡面加工後のＣＶＤ−ＳｉＣ膜３に
おいて、鏡面３ａから３００Å以内の深さｄに無欠陥結
晶層３ｂが存在していること、つまり鏡面加工によって
生じる加工変質層若しくは欠陥結晶層３ｃの深さｄが３
００Å未満となること」の条件を満足するものを採用す
る。具体的には、物理的加工力を必要としない鏡面加工
法であるプラズマＣＶＭ (Chemical Vaporization Mach
ining)法，ＥＥＭ（Elastic Emission Machining）法等
を単独で又は組み合わせて使用する。なお、プラズマＣ
ＶＭ法は後述する如き鏡面加工法であり、ＥＥＭ法は、
２種類の固体を接触させると、形成された界面で相互作
用力（結合力）が生じて、それらが分離するときに、一
方の固体表面原子が他方の固体表面原子を除去するとい
った原理を利用したもので、サブミクロン以下の微粒子
を加工表面に無負荷条件で供給し、この微粒子を運動さ
せることにより加工表面の原子を一層づつ除去する鏡面
加工法である。
【００２５】以下、の条件を満足する鏡面加工法
を、プラズマＣＶＭ法による場合を例として具体的に説
明する。
を、プラズマＣＶＭ法による場合を例として具体的に説
明する。
【００２６】プラズマＣＶＭ法を実施するための鏡面加
工装置は、図２に示す如く、クリーンルーム内に水平運
動可能なステージ４とステージ４上に回転自在に設けた
球状の電極５とを配置してなる。而して、プラズマＣＶ
Ｍ法による鏡面加工を行なうに当たっては、まず、上記
の如くして得られた鏡面体素材１´を、ＣＶＤ−ＳｉＣ
膜３を電極５に近接させた状態で、ステージ４上にセッ
トする。また、クリーンルーム内を高圧雰囲気（７００
Ｔｏｒｒ以上であることが好ましく、７００〜７５０Ｔ
ｏｒｒであることがより好ましい）に保持させると共
に、電極５とＣＶＤ−ＳｉＣ膜３との間に電気陰性度の
高い反応ガス（例えば、アルゴン，ヘリウム等のハロゲ
ンをベースとするもので、０．１〜５％程度の六弗化硫
黄（ＳＦ6）を含むもの）６を循環供給させる。そし
て、電極５を一定方向に高速回転させつつ、高周波電源
（通常、１５０ＭｅＨｚ程度）７を使用して、電極５と
ＣＶＤ−ＳｉＣ膜３の間に高周波プラズマ８を発生させ
ることによって、ハロゲン等の電気陰性度の大きな原子
を、高圧力雰囲気中において空間的に局在した高周波プ
ラズマ８内で励起し、より反応性の高い中性ラジカルと
する。その結果、励起された反応性の高い中性ラジカル
がＣＶＤ−ＳｉＣ膜３に作用して、膜表面の原子を揮発
性物質に変えて除去する。さらに、ステージ４を水平運
動させることによって、かかる除去作用を膜表面全体に
及ぼす。このように、除去反応が原子単位で純化学的に
起こるため、幾何学的には膜表面が原子オーダの超平滑
面に加工され、しかも結晶学的にも無擾乱の優れた加工
面が得られる。したがって、鏡面加工に伴う加工変質層
若しくは欠陥結晶層３ｃの発生を可及的に抑制し得て、
鏡面３ａから３００Å以内の深さｄに無欠陥結晶層３ｂ
が存在する状態で、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜３の表面を表面粗
さＲＭＳ１０Å以下の鏡面３ａに仕上げることができ
る。
工装置は、図２に示す如く、クリーンルーム内に水平運
動可能なステージ４とステージ４上に回転自在に設けた
球状の電極５とを配置してなる。而して、プラズマＣＶ
Ｍ法による鏡面加工を行なうに当たっては、まず、上記
の如くして得られた鏡面体素材１´を、ＣＶＤ−ＳｉＣ
膜３を電極５に近接させた状態で、ステージ４上にセッ
トする。また、クリーンルーム内を高圧雰囲気（７００
Ｔｏｒｒ以上であることが好ましく、７００〜７５０Ｔ
ｏｒｒであることがより好ましい）に保持させると共
に、電極５とＣＶＤ−ＳｉＣ膜３との間に電気陰性度の
高い反応ガス（例えば、アルゴン，ヘリウム等のハロゲ
ンをベースとするもので、０．１〜５％程度の六弗化硫
黄（ＳＦ6）を含むもの）６を循環供給させる。そし
て、電極５を一定方向に高速回転させつつ、高周波電源
（通常、１５０ＭｅＨｚ程度）７を使用して、電極５と
ＣＶＤ−ＳｉＣ膜３の間に高周波プラズマ８を発生させ
ることによって、ハロゲン等の電気陰性度の大きな原子
を、高圧力雰囲気中において空間的に局在した高周波プ
ラズマ８内で励起し、より反応性の高い中性ラジカルと
する。その結果、励起された反応性の高い中性ラジカル
がＣＶＤ−ＳｉＣ膜３に作用して、膜表面の原子を揮発
性物質に変えて除去する。さらに、ステージ４を水平運
動させることによって、かかる除去作用を膜表面全体に
及ぼす。このように、除去反応が原子単位で純化学的に
起こるため、幾何学的には膜表面が原子オーダの超平滑
面に加工され、しかも結晶学的にも無擾乱の優れた加工
面が得られる。したがって、鏡面加工に伴う加工変質層
若しくは欠陥結晶層３ｃの発生を可及的に抑制し得て、
鏡面３ａから３００Å以内の深さｄに無欠陥結晶層３ｂ
が存在する状態で、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜３の表面を表面粗
さＲＭＳ１０Å以下の鏡面３ａに仕上げることができ
る。
【００２７】ところで、通常の成膜条件下で炭化珪素の
化学蒸着を行った場合、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜の結晶面は無
配向となるか、又は（１１１）面に弱配向される傾向に
あるが、各結晶面の原子密度等は同一ではない。例え
ば、（１１１）面は、他の方位面に比して原子密度が極
めて高く、表面の化学的活性度が極めて低い。したがっ
て、このような無配向又は弱配向のＣＶＤ−ＳｉＣ膜に
おいては、結晶方位の違いにより上記した除去反応が一
様に行なわれず、表面粗さＲＭＳ１０Å以下の超平滑面
に加工することは容易でなく、加工変質層若しくは欠陥
結晶層３ｃの深さ（鏡面３ａを含む層３ｃの厚さ）も大
きくなる虞れがある。しかし、上記した如く、ＣＶＤ−
ＳｉＣ膜３を一の結晶面（被配向面）に強配向させてお
くと、中性ラジカルによる除去反応が一様に行なわれる
ため、このような問題を生じることがない。但し、かか
る効果は、配向度が低い場合（被配向面のＸ線回折強度
比がピーク強度で９０％未満である場合）には顕著に発
揮されない。したがって、鏡面体１の表面層をＣＶＤ−
ＳｉＣ膜３で構成する場合にあって、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜
３を特定の被配向面に強配向させておくことは、鏡面加
工法の適正な選択と共に、表面粗さＲＭＳ１０Å以下の
鏡面３ａを有し且つ鏡面３ａから３００Å以内の深さｄ
に無欠陥結晶層３ｂが存在する鏡面体１を製作する上で
極めて意義あることである。なお、鏡面３ａには必要に
応じて更に加工が施される。例えば、鏡面体１を回折格
子として使用する場合には、鏡面３ａに所定の回折溝を
形成するための加工（エッチング加工等）が施される。
化学蒸着を行った場合、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜の結晶面は無
配向となるか、又は（１１１）面に弱配向される傾向に
あるが、各結晶面の原子密度等は同一ではない。例え
ば、（１１１）面は、他の方位面に比して原子密度が極
めて高く、表面の化学的活性度が極めて低い。したがっ
て、このような無配向又は弱配向のＣＶＤ−ＳｉＣ膜に
おいては、結晶方位の違いにより上記した除去反応が一
様に行なわれず、表面粗さＲＭＳ１０Å以下の超平滑面
に加工することは容易でなく、加工変質層若しくは欠陥
結晶層３ｃの深さ（鏡面３ａを含む層３ｃの厚さ）も大
きくなる虞れがある。しかし、上記した如く、ＣＶＤ−
ＳｉＣ膜３を一の結晶面（被配向面）に強配向させてお
くと、中性ラジカルによる除去反応が一様に行なわれる
ため、このような問題を生じることがない。但し、かか
る効果は、配向度が低い場合（被配向面のＸ線回折強度
比がピーク強度で９０％未満である場合）には顕著に発
揮されない。したがって、鏡面体１の表面層をＣＶＤ−
ＳｉＣ膜３で構成する場合にあって、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜
３を特定の被配向面に強配向させておくことは、鏡面加
工法の適正な選択と共に、表面粗さＲＭＳ１０Å以下の
鏡面３ａを有し且つ鏡面３ａから３００Å以内の深さｄ
に無欠陥結晶層３ｂが存在する鏡面体１を製作する上で
極めて意義あることである。なお、鏡面３ａには必要に
応じて更に加工が施される。例えば、鏡面体１を回折格
子として使用する場合には、鏡面３ａに所定の回折溝を
形成するための加工（エッチング加工等）が施される。
【００２８】以上のようにして得られた鏡面体１は、後
述する実施例において立証されるように、Ｘ線，ＳＯＲ
光，レーザ光等の高エネルギビームを照射しても鏡面３
ａが損傷せず、従来鏡面体に比してビーム照射に対する
耐力を大幅に向上させ得るものであり、Ｘ線，ＳＯＲ
光，レーザ光等を対象とする反射鏡，回折格子等として
好適に使用することができるものである。
述する実施例において立証されるように、Ｘ線，ＳＯＲ
光，レーザ光等の高エネルギビームを照射しても鏡面３
ａが損傷せず、従来鏡面体に比してビーム照射に対する
耐力を大幅に向上させ得るものであり、Ｘ線，ＳＯＲ
光，レーザ光等を対象とする反射鏡，回折格子等として
好適に使用することができるものである。
【００２９】なお、本発明は上記した実施の形態に限定
されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない範
囲において、適宜に改良，変更することができる。鏡面
加工法としては、の条件を満足するものであればよ
く、特に制限されるものではない。
されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない範
囲において、適宜に改良，変更することができる。鏡面
加工法としては、の条件を満足するものであればよ
く、特に制限されるものではない。
【００３０】
【実施例】実施例１として、まず、高純度炭化珪素粉末
（粒径：１μｍ未満）を結合剤を使用することなく成
形，焼成して、直径１００ｍｍ，厚さ１０ｍｍ，密度９
５％の炭化珪素焼結体である基体を製作した。そして、
基体をＣＶＤ炉内に配置して、１５００℃に加熱，保持
した状態で、ＣＶＤ炉内にモノメチルトリクロルシラン
と２０当量比の水素とを連続的に供給させた。この間に
おいては、ＣＶＤ炉の排気口に接続した真空ポンプによ
り排気を継続して行い、炉内を５０Ｔｏｒｒの減圧雰囲
気に保持させた。而して、膜厚：１２０μｍ，スペクト
ル吸収端：５２０ｎｍのＣＶＤ−ＳｉＣ膜（β−ＳｉＣ
（３Ｃ））が形成された鏡面体素材を得た。このＣＶＤ
−ＳｉＣ膜にあっては、化学当量比から外れた余剰Ｓｉ
は殆ど存在せず、膜中に含まれる重金属元素も極く微量
（Ｆｅ：３０ｐｐｂ，Ｃｕ：５０ｐｐｂ以下，Ｃｒ：４
０ｐｐｂ以下）であった。また、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜の結
晶面は（２２０）面に強配向されている（（２２０）面
のＸ線回折強度比は９０％）。
（粒径：１μｍ未満）を結合剤を使用することなく成
形，焼成して、直径１００ｍｍ，厚さ１０ｍｍ，密度９
５％の炭化珪素焼結体である基体を製作した。そして、
基体をＣＶＤ炉内に配置して、１５００℃に加熱，保持
した状態で、ＣＶＤ炉内にモノメチルトリクロルシラン
と２０当量比の水素とを連続的に供給させた。この間に
おいては、ＣＶＤ炉の排気口に接続した真空ポンプによ
り排気を継続して行い、炉内を５０Ｔｏｒｒの減圧雰囲
気に保持させた。而して、膜厚：１２０μｍ，スペクト
ル吸収端：５２０ｎｍのＣＶＤ−ＳｉＣ膜（β−ＳｉＣ
（３Ｃ））が形成された鏡面体素材を得た。このＣＶＤ
−ＳｉＣ膜にあっては、化学当量比から外れた余剰Ｓｉ
は殆ど存在せず、膜中に含まれる重金属元素も極く微量
（Ｆｅ：３０ｐｐｂ，Ｃｕ：５０ｐｐｂ以下，Ｃｒ：４
０ｐｐｂ以下）であった。また、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜の結
晶面は（２２０）面に強配向されている（（２２０）面
のＸ線回折強度比は９０％）。
【００３１】そして、かくして得られた鏡面体素材を、
図２に示す鏡面加工装置を使用して、上記したプラズマ
ＣＶＭ法により、クリーンルーム内の圧力：７５０Ｔｏ
ｒｒ（１気圧），高周波電源：１５０ＭｅＨｚ，反応ガ
ス：１％のＳＦ6 を含むアルゴンガス，電極：アルミナ
製の球体，電極回転数：１５００ｒｐｍの条件下で、Ｃ
ＶＤ−ＳｉＣ膜の表面を表面粗さＲＭＳ１０Å以下の鏡
面に鏡面加工し、本発明に係る鏡面体１1 を得た。
図２に示す鏡面加工装置を使用して、上記したプラズマ
ＣＶＭ法により、クリーンルーム内の圧力：７５０Ｔｏ
ｒｒ（１気圧），高周波電源：１５０ＭｅＨｚ，反応ガ
ス：１％のＳＦ6 を含むアルゴンガス，電極：アルミナ
製の球体，電極回転数：１５００ｒｐｍの条件下で、Ｃ
ＶＤ−ＳｉＣ膜の表面を表面粗さＲＭＳ１０Å以下の鏡
面に鏡面加工し、本発明に係る鏡面体１1 を得た。
【００３２】また、実施例２として、実施例１と同一の
鏡面体素材を得た上、そのＣＶＤ−ＳｉＣ膜の表面を、
電極回転数を３０００ｒｐｍとして点を除いて実施例１
における全く同一の条件としたプラズマＣＶＭ法によ
り、鏡面加工して、本発明に係る鏡面体１2 を得た。
鏡面体素材を得た上、そのＣＶＤ−ＳｉＣ膜の表面を、
電極回転数を３０００ｒｐｍとして点を除いて実施例１
における全く同一の条件としたプラズマＣＶＭ法によ
り、鏡面加工して、本発明に係る鏡面体１2 を得た。
【００３３】また、実施例３として、実施例１と同一の
鏡面体素材を得た上、そのＣＶＤ−ＳｉＣ膜の表面を、
電極回転数を３６００ｒｐｍとして点を除いて、実施例
１における全く同一の条件としたプラズマＣＶＭ法によ
り、鏡面加工して、本発明に係る鏡面体１3 を得た。
鏡面体素材を得た上、そのＣＶＤ−ＳｉＣ膜の表面を、
電極回転数を３６００ｒｐｍとして点を除いて、実施例
１における全く同一の条件としたプラズマＣＶＭ法によ
り、鏡面加工して、本発明に係る鏡面体１3 を得た。
【００３４】さらに、比較例１として、実施例１と同一
の鏡面体素材を得た上、そのＣＶＤ−ＳｉＣ膜の表面を
機械的加工法により鏡面加工して、従来鏡面体に相当す
る鏡面体１4 を得た。すなわち、砥粒をコロイド状に分
散させた液状研磨剤を使用して、この研磨剤を鋳鉄製の
回転盤上に滴下しつつ、回転盤上にセットした鏡面体素
材の膜表面を研磨剤を介在させた状態で両者を水平方向
に相対運動させる（回転盤を２０〜５０ｒｍｐで回転さ
せつつ、鏡面体素材を回転盤上においてその径方向に前
後動させる）ことによって、膜表面を鏡面加工した。
の鏡面体素材を得た上、そのＣＶＤ−ＳｉＣ膜の表面を
機械的加工法により鏡面加工して、従来鏡面体に相当す
る鏡面体１4 を得た。すなわち、砥粒をコロイド状に分
散させた液状研磨剤を使用して、この研磨剤を鋳鉄製の
回転盤上に滴下しつつ、回転盤上にセットした鏡面体素
材の膜表面を研磨剤を介在させた状態で両者を水平方向
に相対運動させる（回転盤を２０〜５０ｒｍｐで回転さ
せつつ、鏡面体素材を回転盤上においてその径方向に前
後動させる）ことによって、膜表面を鏡面加工した。
【００３５】また、比較例２として、実施例１と同一の
鏡面体素材を得た上、そのＣＶＤ−ＳｉＣ膜の表面を比
較例１と異なる機械的加工法により鏡面加工して、従来
鏡面体に相当する鏡面体１5 を得た。すなわち、ＣＶＤ
−ＳｉＣ膜の表面をダイヤモンド砥粒による粗形状出し
を行った上、更にダイヤモンド砥粒による精密研磨を施
すことによって、膜表面を鏡面加工した。
鏡面体素材を得た上、そのＣＶＤ−ＳｉＣ膜の表面を比
較例１と異なる機械的加工法により鏡面加工して、従来
鏡面体に相当する鏡面体１5 を得た。すなわち、ＣＶＤ
−ＳｉＣ膜の表面をダイヤモンド砥粒による粗形状出し
を行った上、更にダイヤモンド砥粒による精密研磨を施
すことによって、膜表面を鏡面加工した。
【００３６】以上のように得た各鏡面体１1 ，１2 ，１
3 ，１4 ，１5 について、加工表面たる鏡面から無欠陥
結晶層が存在する箇所までの距離（無欠陥結晶層までの
深さ）ｄを原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により測定した。
この測定は任意の５箇所〜で行い、更にそれらの平
均値を求めた。また、各鏡面体１1 ，１2 ，１3 ，
１ 4 ，１5 の鏡面における自乗平均平方根粗さ（Å）を
測定した。
3 ，１4 ，１5 について、加工表面たる鏡面から無欠陥
結晶層が存在する箇所までの距離（無欠陥結晶層までの
深さ）ｄを原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により測定した。
この測定は任意の５箇所〜で行い、更にそれらの平
均値を求めた。また、各鏡面体１1 ，１2 ，１3 ，
１ 4 ，１5 の鏡面における自乗平均平方根粗さ（Å）を
測定した。
【００３７】その結果は、表１に示す通りであり、実施
例の鏡面体１1 ，１2 ，１3 については、その何れにお
いても、各測定箇所〜における無欠陥結晶層までの
深さｄ及びそれらの平均値は３００Å以下であった。こ
れに対して、比較例の鏡面体１4 ，１5 については、そ
の何れにおいても、各測定箇所〜における無欠陥結
晶層までの深さｄ及びそれらの平均値が３００Åを大幅
に上回った。なお、鏡面の表面粗さについては、何れの
鏡面体１1 ，１2 ，１3 ，１4 ，１5 においても、Ｘ線
ミラー等として使用できる１０Å以下であった。
例の鏡面体１1 ，１2 ，１3 については、その何れにお
いても、各測定箇所〜における無欠陥結晶層までの
深さｄ及びそれらの平均値は３００Å以下であった。こ
れに対して、比較例の鏡面体１4 ，１5 については、そ
の何れにおいても、各測定箇所〜における無欠陥結
晶層までの深さｄ及びそれらの平均値が３００Åを大幅
に上回った。なお、鏡面の表面粗さについては、何れの
鏡面体１1 ，１2 ，１3 ，１4 ，１5 においても、Ｘ線
ミラー等として使用できる１０Å以下であった。
【００３８】
【表１】
【００３９】そして、高エネルギビームの照射に対する
耐力を確認するために、アルゴンエキシマレーザ共振器
反射鏡に各鏡面体１1 ，１2 ，１3 ，１4 ，１5 を使用
して、共振器内強度が２ＭＷであり且つ１パルスが５ｎ
ｓのアルゴンエキシマレーザを照射（１パルス）し、レ
ーザ照射箇所を肉眼及びノマルスキー微分干渉顕微鏡で
観察した。
耐力を確認するために、アルゴンエキシマレーザ共振器
反射鏡に各鏡面体１1 ，１2 ，１3 ，１4 ，１5 を使用
して、共振器内強度が２ＭＷであり且つ１パルスが５ｎ
ｓのアルゴンエキシマレーザを照射（１パルス）し、レ
ーザ照射箇所を肉眼及びノマルスキー微分干渉顕微鏡で
観察した。
【００４０】その結果、比較例の鏡面体１4 ，１5 につ
いては、レーザ照射箇所に肉眼でも明瞭な白濁が認めら
れた。また、ノマルスキー微分干渉顕微鏡観察を行なっ
たところ、レーザ照射箇所に明瞭な損傷が認められた。
すなわち、レーザ照射箇所においては、微細な泡状の様
相を呈しており、一瞬にして溶融したような状態を示し
ていることが確認された。
いては、レーザ照射箇所に肉眼でも明瞭な白濁が認めら
れた。また、ノマルスキー微分干渉顕微鏡観察を行なっ
たところ、レーザ照射箇所に明瞭な損傷が認められた。
すなわち、レーザ照射箇所においては、微細な泡状の様
相を呈しており、一瞬にして溶融したような状態を示し
ていることが確認された。
【００４１】一方、実施例の鏡面体１1 ，１2 ，１3 に
ついては、その何れにおいても、レーザ照射箇所に肉眼
で観察できるような白濁は認められなかった。また、ノ
マルスキー微分干渉顕微鏡観察によっても、照射箇所に
上記したような損傷は全く認められなかった。
ついては、その何れにおいても、レーザ照射箇所に肉眼
で観察できるような白濁は認められなかった。また、ノ
マルスキー微分干渉顕微鏡観察によっても、照射箇所に
上記したような損傷は全く認められなかった。
【００４２】さらに、上記したアルゴンエキシマレーザ
の照射を１０回に亘って繰り返したところ、比較例の鏡
面体１4 ，１5 は破損したが、実施例の鏡面体１1 ，１
2 ，１3 では破損を生じず、局部的に珪素が析出したも
のの、目視できるような白濁も生じなかった。
の照射を１０回に亘って繰り返したところ、比較例の鏡
面体１4 ，１5 は破損したが、実施例の鏡面体１1 ，１
2 ，１3 では破損を生じず、局部的に珪素が析出したも
のの、目視できるような白濁も生じなかった。
【００４３】これらのことから、鏡面から３００Å以内
の深さに炭化珪素の無欠陥結晶層が存在する本発明に係
る鏡面体では、従来鏡面体に比して、ビーム照射に対す
る耐力が大幅に向上しており、高エネルギビームを対象
とするＸ線ミラー等としても充分実用できることが確認
された。
の深さに炭化珪素の無欠陥結晶層が存在する本発明に係
る鏡面体では、従来鏡面体に比して、ビーム照射に対す
る耐力が大幅に向上しており、高エネルギビームを対象
とするＸ線ミラー等としても充分実用できることが確認
された。
【００４４】
【発明の効果】以上の説明から容易に理解されるよう
に、本発明の鏡面体は、従来鏡面体に比して、ビーム照
射に対する耐力が大幅に向上したものであり、Ｘ線，Ｓ
ＯＲ光，レーザ光等の高エネルギビームを対象とする反
射鏡，回折格子等としても好適に使用することができ、
その実用的価値極めて大なるものである。
に、本発明の鏡面体は、従来鏡面体に比して、ビーム照
射に対する耐力が大幅に向上したものであり、Ｘ線，Ｓ
ＯＲ光，レーザ光等の高エネルギビームを対象とする反
射鏡，回折格子等としても好適に使用することができ、
その実用的価値極めて大なるものである。
【図１】本発明に係る鏡面体の一例を示す要部の縦断面
図である。
図である。
【図２】鏡面加工装置の一例を示す概略図である。
１…鏡面体、２…基体、３…ＣＶＤ−ＳｉＣ膜（表面
層）、３ａ…鏡面、３ｂ…無欠陥結晶層、３ｃ…加工変
質層，欠陥結晶層。
層）、３ａ…鏡面、３ｂ…無欠陥結晶層、３ｃ…加工変
質層，欠陥結晶層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G21K 1/06 G02B 5/08 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】 炭化珪素で構成された表面層の表面を鏡
面に加工してなる鏡面体であって、表面層における鏡面
から３００Å以内の深さに炭化珪素の無欠陥結晶層が存
在するものであり、表面層が化学蒸着による炭化珪素膜
で構成されており、この炭化珪素膜が、ミラー指数表示
で特定される一の結晶面にそのＸ線回折強度比がピーク
強度で９０％以上となるように強配向された結晶構造を
なすものであることを特徴とする鏡面体。
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|---|---|---|---|---|
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- 1997-12-29 TW TW086119913A patent/TW369607B/zh active
-
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- 1998-01-13 KR KR1019980000646A patent/KR100269890B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-01-16 US US09/008,486 patent/US6063513A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1998-01-20 CN CN98105604A patent/CN1107877C/zh not_active Expired - Fee Related
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