JPH03239999A - 光学素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、シンクロトロン放射光施設のビームライン等
、比較的高強度、かつ高エネルギーの光を扱う光学系に
おいて用いられる光学素子およびその製造方法に関する
ものである。

（従来の技術） 従来、シンクロトロン放射光施設のビームライン等、比
較的高強度、かつ高エネルギーの光を扱う光学系におい
ては、ミラー等の光学素子として、白金等の単体金属膜
を石英の上に形成したものが一般に用いられてきた。し
かし従来のことような構造を有する光学素子の場合、主
として光照射による温度上昇が原因で単体金属膜の結晶
構造に変化が生ずる等、光照射損傷が大きいので、光学
特性の経時変化が大きいという問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、前述の問題点を解決するためになされたもの
で、耐高強度、かっ耐高エネルギーの光学素子を提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の光学素子は、従来の単体金属の代わりに、高強
度、かつ高エネルギーの光照射に対しても、結晶構造の
安定な金属もしくは合金、シリコン、窒素からなる３元
化合物により構成する。

本発明の光学素子の製造方法は、スパッタ装置に、金属
もしくは合金のシリサイドをターゲットとして装填する
か、または金属もしはく合金のターゲットとシリコンタ
ーゲットとを装填し、また基板を装填し、スパッタ装置
の内部を排気した後、アルゴンと窒素の混合気体を導入
し、窒素成分を制御して、前記ターゲットを用いて反応
性スパッタ法により、金属もしくは合金、シリコン、窒
素からなる３元化合物の膜を形成する。

（実施例） 第１図は、金属にタングステンを用いた場合の本発明の
光学素子の一実施例図であって、ＷＳｉＮ　（Ｗ：Ｓｉ
　：Ｎ＝２　：　１　：　１）／石英よりなる構造の光
学素子を示す。１はＷＳｉＮ、２は石英である。

第２図に、前述のＷＳｉＮ膜のＸ線回折データを示す。

第２図かられかるようにＷＳｉＮ膜を形成した直後、お
よび真空中での８００℃、１時間の熱処理後における膜
の構造は、ともにアモルファスであり、極めて安定であ
る。第１図のＷＳｉＮ／石英よりなる構造の光学素子に
、１０　ＫｅＶ程度までのＸ線を含むシンクロトロン放
射光を、計１０００時間照射したところ、特性変動は見
られず極めて安定であった。

なおこの実施例ではＷＳｉＮ膜中の窒素原子濃度を２５
％としたが、これに限定されることはなく、少なくとも
５％以上含有すれば、膜の構造は、高温状態でも安定で
あり、本発明は有効である。５％以下の場合には高温状
態で結晶化を生ずる。

あまりＮ原子濃度を上げると、他の成分の濃度が下がる
ので、膜特性は安定でなく、実用的には５％程度までが
適当である。

またこの実施例では、Ｗ：５ｉ＝２：ｌとしたが、これ
を３：１．１：２等とした場合においても膜の構造は安
定であり、本発明は有効である。

またこの実施例では、金属にタングステンを用いたが、
これをモリブデン、タンタル、ニオブ、チタン、コバル
ト、ニッケル、またはこれらの合金とした場合において
も、同様に膜の構造は安定であり、本発明は有効である
。

またこの実施例では、基板に石英を用いたが、これをシ
リコン等、他の材料とした場合においても、３元化合物
層の特性には影響を与えないので、本発明は有効である
。

このように、本発明の光学素子は、高強度、かツ高エネ
ルギーの光照射による経時変化が極めて小さいので、特
に高強度、かつ高エネルギーの放射光を利用するアンジ
ュレータ、ウィグラー等を用いたビームラインの光学素
子の寿命を、大幅に向上させることができるという利点
がある。

次に〜ＶＳｉＮの場合を例にとり、本発明の光学素子の
製造方法の実施例について述べる。

第３図は本発明の光学素子用のスパッタ装置の概略図で
あって、３は基板、４は基板ホルダ、５はスパッタリン
グ・ターゲット（ＷＳｉ）、６は真空チェンバ、７はマ
スフローコントローラ、８は高周波電源を示す。

石英等の基板３をスパッタ装置に装填して、内部を排気
した後、アルゴンと窒素とを、マスフローコントローラ
７でそれぞれ２０　ｓｅｃ／ｍｉｎ、　２　ｓｅｃ／ｍ
ｉｎに制御して、その混合気体を導入し、タングステン
・シリサイドのターゲット５を用い、放電電力５００Ｗ
を印加して、反応性スパッタ法によりＷＳｉＮ膜を形成
した。膜中の窒素原子濃度は、ガスの混合比を変えるこ
とにより制御する。またタングステンとシリコンの組成
比は、スパッタリング・ターゲットの組成比を変えるこ
とにより制御する。

なおこの実施例は、ターゲットとしてタングステン・シ
リサイドを用いたが、これをタングステンとシリコンの
二つのターゲットとして、基板を回転させながら交互に
極めて薄い膜を堆積していく場合においても、同様の性
質を備えたＷＳｉＮ膜を形成することができ、本発明は
有効である。

またこの実施例では、金属としてタングステンのみを用
いたＷＳｉＮの場合の製造方法について述べたか、これ
をモリブデン、タンタル、ニオブ、チタン、コバルト、
ニッケル、またはこれらの合金とした場合には、スパッ
タリング・ターゲットとして、それぞれモリブデン・シ
リサイド、タンタル・シリサイド、ニオブ・シリサイド
、チタン・シリサイド、コバルト・シリサイド、ニッケ
ル・シリサイド、またはこれら金属の合金のシリサイド
を用いることにより、同様の手順で前述の光学素子を製
造することができ、本発明は有効である。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明の製造方法によれば、任意の
組成の膜を制御性良く製作でき、耐高強度・耐高エネル
ギーの光学素子を容易に実現できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学素子の一実施例の構造を示す図、 第２図は第１図に示す光学素子のＷＳｉＮ膜のＸ線回折
データを示す図、 第３図は本発明の光学素子用のスパッタ装置の概略図で
ある。 ■・・・ＷＳｉＮ　　　　　　２・・・石英３・・・基
板　　　　　　　４・・・基板ホルダ５・・・スパッタ
リング・ターゲット（ＷＳｉ）６・・・真空チェンバ ７・・・マスフローコントローラ 訃・・高周波電源

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属もしくは合金、シリコン、窒素からなる３元化
   合物により構成されていることを特徴とする光学素子。 ２、特許請求の範囲第１項記載の光学素子において、３
   元化合物中の窒素原子濃度が少なくとも５％以上あるこ
   とを特徴とする光学素子。 ３、光学素子の製造方法において、スパッタ装置に、金
   属もしくは合金のシリサイドをターゲットとして装填す
   るか、または金属もしくは合金のターゲットとシリコン
   ターゲットとを装填し、また基板を装填し、スパッタ装
   置の内部を排気した後、アルゴンと窒素の混合気体を導
   入し、窒素成分を制御して、前記ターゲットを用いて反
   応性スパッタ法により、金属もしくは合金、シリコン、
   窒素からなる３元化合物の膜を形成することを特徴とす
   る光学素子の製造方法。