JPH06174897A - 多層膜ｘ線ミラーおよび多層膜ｘ線光学系 - Google Patents
多層膜ｘ線ミラーおよび多層膜ｘ線光学系Info
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- JPH06174897A JPH06174897A JP33051692A JP33051692A JPH06174897A JP H06174897 A JPH06174897 A JP H06174897A JP 33051692 A JP33051692 A JP 33051692A JP 33051692 A JP33051692 A JP 33051692A JP H06174897 A JPH06174897 A JP H06174897A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 多層膜Ｘ線ミラーで目的とする波長のみを反
射し、それ以外の波長の反射を抑圧すること。 【構成】 基板１上に高密度層２としてＷ薄膜と低密度
層３としてＢ4 Ｃ薄膜を周期長が２．５ｎｍ、周期数１
００、Ｗ相対膜厚比０．５となるように多層膜Ｘ線ミラ
ーを構成する。高密度層表面の反射波４，５および裏面
の反射波６が得られる。斜入射角１０度でＸ線を入射す
ると基本波が反射され、２次高調波の反射が抑圧され
る。Ｗの相対膜厚比を０．３３とすると３次高調波の反
射が抑圧される。Ｗ相対膜厚比の異なる２枚の多層膜Ｘ
線ミラーを平行に配置して多層膜Ｘ線光学系を作製す
る。
射し、それ以外の波長の反射を抑圧すること。 【構成】 基板１上に高密度層２としてＷ薄膜と低密度
層３としてＢ4 Ｃ薄膜を周期長が２．５ｎｍ、周期数１
００、Ｗ相対膜厚比０．５となるように多層膜Ｘ線ミラ
ーを構成する。高密度層表面の反射波４，５および裏面
の反射波６が得られる。斜入射角１０度でＸ線を入射す
ると基本波が反射され、２次高調波の反射が抑圧され
る。Ｗの相対膜厚比を０．３３とすると３次高調波の反
射が抑圧される。Ｗ相対膜厚比の異なる２枚の多層膜Ｘ
線ミラーを平行に配置して多層膜Ｘ線光学系を作製す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＸ線分光素子として目的
とする波長以外のＸ線の反射率を抑圧し、単色性を向上
させたＸ線光学装置に関する。
とする波長以外のＸ線の反射率を抑圧し、単色性を向上
させたＸ線光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】波長１ｎｍ以下から１００ｎｍ程度のＸ
線領域におけるほとんどの物質の屈折率は１に非常に近
く、従って非常に浅い角度での全反射を利用したミラー
以外では、可視光におけるような広い波長範囲をカバー
する反射ミラーを実現するのは困難である。そのため、
波長オーダーの周期的構造におけるブラッグ反射を利用
した素子が用いられる。従ってこのような素子は必然的
にブラッグ条件を満たす特定の波長のみを反射する分光
素子の特性を有する。このような周期構造を有する素子
として単結晶を利用することができるが、格子常数は人
為的に制御することができないし、数ｎｍオーダーの大
きい格子常数を持つ単結晶を得るのは困難である。この
ため、異種の薄膜を積層することにより、人工的に周期
構造を実現した多層膜Ｘ線ミラーが提案された。多層膜
Ｘ線ミラーは基板上に密度の高い重い元素を主として含
む薄膜（高密度層）と密度の低い軽い元素を主として含
む薄膜（低密度層）をＸ線の波長程度（典型的には数ｎ
ｍ）の周期間隔で交互に積層したものである。広く用い
られてきた材料の組み合わせとしては、例えばＷとＣか
らなる多層膜Ｘ線ミラーをＷ／Ｃと表記することにすれ
ば、Ｗ／Ｃ，Ｗ／Ｂｅ，Ｗ／Ｂ4 Ｃ，Ｍｏ／Ｓｉ，Ａｕ
／Ｃ，Ｔａ／Ｃなどがある。入射したＸ線は、高密度層
および低密度層のそれぞれの表面で反射するが、ブラッ
グの条件に従う場合には、これらの反射は等価な反射波
となり位相が揃い、強い反射を示す。高密度層の裏面か
らの反射波も存在するため、高密度層と低密度層との相
対膜厚比により高調波の位相が反射波と揃ったり、逆に
なったりしてそれら高調波の反射特性は相対膜厚比に強
く依存する。
線領域におけるほとんどの物質の屈折率は１に非常に近
く、従って非常に浅い角度での全反射を利用したミラー
以外では、可視光におけるような広い波長範囲をカバー
する反射ミラーを実現するのは困難である。そのため、
波長オーダーの周期的構造におけるブラッグ反射を利用
した素子が用いられる。従ってこのような素子は必然的
にブラッグ条件を満たす特定の波長のみを反射する分光
素子の特性を有する。このような周期構造を有する素子
として単結晶を利用することができるが、格子常数は人
為的に制御することができないし、数ｎｍオーダーの大
きい格子常数を持つ単結晶を得るのは困難である。この
ため、異種の薄膜を積層することにより、人工的に周期
構造を実現した多層膜Ｘ線ミラーが提案された。多層膜
Ｘ線ミラーは基板上に密度の高い重い元素を主として含
む薄膜（高密度層）と密度の低い軽い元素を主として含
む薄膜（低密度層）をＸ線の波長程度（典型的には数ｎ
ｍ）の周期間隔で交互に積層したものである。広く用い
られてきた材料の組み合わせとしては、例えばＷとＣか
らなる多層膜Ｘ線ミラーをＷ／Ｃと表記することにすれ
ば、Ｗ／Ｃ，Ｗ／Ｂｅ，Ｗ／Ｂ4 Ｃ，Ｍｏ／Ｓｉ，Ａｕ
／Ｃ，Ｔａ／Ｃなどがある。入射したＸ線は、高密度層
および低密度層のそれぞれの表面で反射するが、ブラッ
グの条件に従う場合には、これらの反射は等価な反射波
となり位相が揃い、強い反射を示す。高密度層の裏面か
らの反射波も存在するため、高密度層と低密度層との相
対膜厚比により高調波の位相が反射波と揃ったり、逆に
なったりしてそれら高調波の反射特性は相対膜厚比に強
く依存する。
【０００３】これらの多層膜Ｘ線ミラーの反射率は１周
期を構成する薄膜の相対膜厚比により変化するため、従
来は反射率が最大になるようにそれぞれの膜厚を設定し
ていた。また、これらの多層膜Ｘ線ミラーを複数組み合
わせた２結晶型のＸ線分光器においては、同じくできる
だけ分光出力を大きくするため、上述した特性を備えた
同一構造の多層膜Ｘ線ミラーを複数枚用いてきた。
期を構成する薄膜の相対膜厚比により変化するため、従
来は反射率が最大になるようにそれぞれの膜厚を設定し
ていた。また、これらの多層膜Ｘ線ミラーを複数組み合
わせた２結晶型のＸ線分光器においては、同じくできる
だけ分光出力を大きくするため、上述した特性を備えた
同一構造の多層膜Ｘ線ミラーを複数枚用いてきた。
【０００４】ブラッグの反射条件は屈折率をほとんど１
に等しいと仮定して反射面からの角度（斜入射角）を
θ、周期長をｄ、Ｘ線の波長をλとすると、
に等しいと仮定して反射面からの角度（斜入射角）を
θ、周期長をｄ、Ｘ線の波長をλとすると、
【０００５】
【数１】２ｄ・ｓｉｎθ＝ｎλ （ｎは自然数） であるので、一般にはｎ＝１の基本波のみならず波長が
基本波のｎ分の１（ｎは２以上）の高調波のＸ線を反射
する。これらの高調波の反射率は多層膜Ｘ線ミラーを構
成する元素による吸収、周期数、１周期内の各薄膜の相
対膜厚比などに依存する。一般に反射率は周期数（Ｎ
rep ）が多くなると増大し、次第に飽和するようになる
が、相対膜厚比、材料組成によっては敏感に増減する。
基本波のｎ分の１（ｎは２以上）の高調波のＸ線を反射
する。これらの高調波の反射率は多層膜Ｘ線ミラーを構
成する元素による吸収、周期数、１周期内の各薄膜の相
対膜厚比などに依存する。一般に反射率は周期数（Ｎ
rep ）が多くなると増大し、次第に飽和するようになる
が、相対膜厚比、材料組成によっては敏感に増減する。
【０００６】図９は多層膜Ｘ線ミラー１０の基本波、お
よび各高調波の反射率の相対膜厚比依存性の具体例を示
すグラフである。高密度層の薄膜としてＷ、低密度層の
薄膜としてＢ4 Ｃを用い、これらの薄膜を積層した単位
周期（周期長ｄ）２．５ｎｍを１００回繰り返した多層
膜Ｘ線ミラーで斜入射角を１０度にし、Ｗの膜厚（相対
膜厚％）を変化させたときの反射率を示す。このとき基
本波は０．８７ｎｍである。
よび各高調波の反射率の相対膜厚比依存性の具体例を示
すグラフである。高密度層の薄膜としてＷ、低密度層の
薄膜としてＢ4 Ｃを用い、これらの薄膜を積層した単位
周期（周期長ｄ）２．５ｎｍを１００回繰り返した多層
膜Ｘ線ミラーで斜入射角を１０度にし、Ｗの膜厚（相対
膜厚％）を変化させたときの反射率を示す。このとき基
本波は０．８７ｎｍである。
【０００７】従来は、基本波の反射率を最大にするよう
にＷの周期長に対する相対膜厚比（Ｗ相対膜厚比：Ｒ
W ）を決定していたので、Ｗ相対膜厚比はＲW ＝０．３
ということになる。ところが、このとき２次高調波に対
する反射率も３０％程度あるため、光源として広い範囲
の波長成分を含んでいるシンクロトロン放射光を用いる
場合には、基本波の他に高調波をも反射することにな
る。
にＷの周期長に対する相対膜厚比（Ｗ相対膜厚比：Ｒ
W ）を決定していたので、Ｗ相対膜厚比はＲW ＝０．３
ということになる。ところが、このとき２次高調波に対
する反射率も３０％程度あるため、光源として広い範囲
の波長成分を含んでいるシンクロトロン放射光を用いる
場合には、基本波の他に高調波をも反射することにな
る。
【０００８】図１０はこのときの反射率スペクトルを示
すグラフであり、１１は基本波、１２は２次高調波、１
３は３次高調波、１４は４次高調波を表す。図１０は２
次高調波の反射率が高いことを示している。一般的に
は、基本波を最大にするように相対膜厚比を設定する
と、２倍波のみならず、高次の高調波が含まれる。分光
素子として多層膜Ｘ線ミラーを用いる場合には、このよ
うな高調波成分が含まれていることは単一波長の光を分
光するという目的にそぐわないものであった。
すグラフであり、１１は基本波、１２は２次高調波、１
３は３次高調波、１４は４次高調波を表す。図１０は２
次高調波の反射率が高いことを示している。一般的に
は、基本波を最大にするように相対膜厚比を設定する
と、２倍波のみならず、高次の高調波が含まれる。分光
素子として多層膜Ｘ線ミラーを用いる場合には、このよ
うな高調波成分が含まれていることは単一波長の光を分
光するという目的にそぐわないものであった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、目的
とする波長のみを反射し、それ以外の波長の反射を抑圧
した多層膜Ｘ線ミラーおよび多層膜Ｘ線光学系を提供す
ることである。
とする波長のみを反射し、それ以外の波長の反射を抑圧
した多層膜Ｘ線ミラーおよび多層膜Ｘ線光学系を提供す
ることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１に従う本発明の
多層膜Ｘ線ミラーは、材料組成の異なる２種以上の薄膜
を所定の厚さで積層した積層単位を複数有する多層膜Ｘ
線ミラーにおいて、前記２種以上の薄膜のうち密度の最
も高い薄膜の膜厚を前記積層単位の厚さのおおよそ１／
ｉ（ｉは正の整数）にしたことを特徴とする。
多層膜Ｘ線ミラーは、材料組成の異なる２種以上の薄膜
を所定の厚さで積層した積層単位を複数有する多層膜Ｘ
線ミラーにおいて、前記２種以上の薄膜のうち密度の最
も高い薄膜の膜厚を前記積層単位の厚さのおおよそ１／
ｉ（ｉは正の整数）にしたことを特徴とする。
【００１１】請求項２に従う本発明の多層膜Ｘ線光学系
は、２つの互いに素である２以上の整数をｍ，ｎとする
とき、ｉ＝ｍである請求項１記載の多層膜Ｘ線ミラーを
少なくとも１枚、およびｉ＝ｎである請求項１記載の多
層膜Ｘ線ミラーを少なくとも１枚有することを特徴とす
る。
は、２つの互いに素である２以上の整数をｍ，ｎとする
とき、ｉ＝ｍである請求項１記載の多層膜Ｘ線ミラーを
少なくとも１枚、およびｉ＝ｎである請求項１記載の多
層膜Ｘ線ミラーを少なくとも１枚有することを特徴とす
る。
【００１２】請求項３に従う本発明の多層膜Ｘ線光学系
は、材料組成の異なる２種以上の薄膜を所定の厚さで積
層した積層単位を複数有する多層膜Ｘ線ミラーを２枚以
上有する多層膜Ｘ線光学系において、少なくとも１枚の
多層膜Ｘ線ミラーが第１の積層単位の厚さを有し、別の
少なくとも１枚の多層膜Ｘ線ミラーが第２の積層単位の
厚さを有し、前記第１の積層単位の厚さ対前記第２の積
層単位の厚さの比がおおよそ１対Ｎ（Ｎは正の整数）の
関係にあり、前記第１の積層単位の厚さを有する多層膜
Ｘ線ミラーにおいてはｉ＝２であり、前記第２の積層単
位の厚さを有する多層膜Ｘ線ミラーにおいてはＮ次の高
調波Ｘ線に対する反射率が最大となるように前記積層単
位での膜厚比が決定されていることを特徴とする。
は、材料組成の異なる２種以上の薄膜を所定の厚さで積
層した積層単位を複数有する多層膜Ｘ線ミラーを２枚以
上有する多層膜Ｘ線光学系において、少なくとも１枚の
多層膜Ｘ線ミラーが第１の積層単位の厚さを有し、別の
少なくとも１枚の多層膜Ｘ線ミラーが第２の積層単位の
厚さを有し、前記第１の積層単位の厚さ対前記第２の積
層単位の厚さの比がおおよそ１対Ｎ（Ｎは正の整数）の
関係にあり、前記第１の積層単位の厚さを有する多層膜
Ｘ線ミラーにおいてはｉ＝２であり、前記第２の積層単
位の厚さを有する多層膜Ｘ線ミラーにおいてはＮ次の高
調波Ｘ線に対する反射率が最大となるように前記積層単
位での膜厚比が決定されていることを特徴とする。
【００１３】
【作用】本発明は多層膜Ｘ線ミラーの高調波反射率がそ
の構成する薄膜の相対膜厚比により変化することに着目
し、最適の相対膜厚比を選ぶこと、あるいは相対膜厚比
の異なった多層膜Ｘ線ミラーを複数枚組み合わせること
によって積極的に高調波成分の反射率抑圧を実現する点
で従来の技術とは異なる。
の構成する薄膜の相対膜厚比により変化することに着目
し、最適の相対膜厚比を選ぶこと、あるいは相対膜厚比
の異なった多層膜Ｘ線ミラーを複数枚組み合わせること
によって積極的に高調波成分の反射率抑圧を実現する点
で従来の技術とは異なる。
【００１４】図１は本発明の多層膜Ｘ線ミラーの模式的
断面図である。多層膜Ｘ線ミラー１０は、基板１上に重
い元素を主な成分とする高密度層２と軽い元素を主な元
素とする低密度層３とを、典型的には数ｎｍを１周期と
して交互に積層したものである。入射したＸ線は、高密
度層２および低密度層３のそれぞれの表面で反射する。
ブラッグの条件に従う場合には、等価な反射波である反
射波４，５で位相が揃い、強い反射を示す。高密度層２
の裏面からの反射波６も存在するため、高密度層２，低
密度層３の相対膜厚比により高調波の位相が反射波４，
５と揃ったり、逆になったりしてそれら高調波の反射特
性は相対膜厚比に強く依存することは従来例と同様であ
る。材料の組み合わせとしては、同様に、Ｗ／Ｃ，Ｗ／
Ｂｅ，Ｗ／Ｂ4 Ｃ，Ｍｏ／Ｓｉ，Ａｕ／Ｃ，Ｔａ／Ｃな
どが使用できる。
断面図である。多層膜Ｘ線ミラー１０は、基板１上に重
い元素を主な成分とする高密度層２と軽い元素を主な元
素とする低密度層３とを、典型的には数ｎｍを１周期と
して交互に積層したものである。入射したＸ線は、高密
度層２および低密度層３のそれぞれの表面で反射する。
ブラッグの条件に従う場合には、等価な反射波である反
射波４，５で位相が揃い、強い反射を示す。高密度層２
の裏面からの反射波６も存在するため、高密度層２，低
密度層３の相対膜厚比により高調波の位相が反射波４，
５と揃ったり、逆になったりしてそれら高調波の反射特
性は相対膜厚比に強く依存することは従来例と同様であ
る。材料の組み合わせとしては、同様に、Ｗ／Ｃ，Ｗ／
Ｂｅ，Ｗ／Ｂ4 Ｃ，Ｍｏ／Ｓｉ，Ａｕ／Ｃ，Ｔａ／Ｃな
どが使用できる。
【００１５】本発明の多層膜Ｘ線ミラーの構成は多層膜
の基本周期を構成する層の相対膜厚比を請求項１記載の
特定の比になるように設定したことに特長がある。
の基本周期を構成する層の相対膜厚比を請求項１記載の
特定の比になるように設定したことに特長がある。
【００１６】従来の多層膜Ｘ線ミラーは反射率を最大に
することに力点がおかれていたため、例えば図９に示す
構成においてＷ相対膜厚比０．３程度が用いられ、その
ため図１０に示すように、その高調波波長においてもか
なり大きな反射率があった。これに対して、本発明にお
いては、例えば図９の例と同様にＷ／Ｂ4 Ｃ組成、基本
単位周期２．５、周期数１００回、斜入射角１０度の条
件において、Ｗ相対膜厚を０．５、あるいは０．３３付
近に設定する。０．５に設定する場合には２次高調波の
反射が抑えられ、０．３３に設定する場合には３次高調
波の反射が抑えられる。本発明に従えば、基本波におけ
る反射率はやや減少するものの、元来、基本波のＷ相対
膜厚比に対する依存性が穏やかであるためにその減少は
僅かであるが高調波ではその反射率をほとんど無視でき
るほど抑えることができるため、分光された光の単色性
は飛躍的に改善される。
することに力点がおかれていたため、例えば図９に示す
構成においてＷ相対膜厚比０．３程度が用いられ、その
ため図１０に示すように、その高調波波長においてもか
なり大きな反射率があった。これに対して、本発明にお
いては、例えば図９の例と同様にＷ／Ｂ4 Ｃ組成、基本
単位周期２．５、周期数１００回、斜入射角１０度の条
件において、Ｗ相対膜厚を０．５、あるいは０．３３付
近に設定する。０．５に設定する場合には２次高調波の
反射が抑えられ、０．３３に設定する場合には３次高調
波の反射が抑えられる。本発明に従えば、基本波におけ
る反射率はやや減少するものの、元来、基本波のＷ相対
膜厚比に対する依存性が穏やかであるためにその減少は
僅かであるが高調波ではその反射率をほとんど無視でき
るほど抑えることができるため、分光された光の単色性
は飛躍的に改善される。
【００１７】図９に示した従来例では、基本波の最大反
射率を示すＷ相対膜厚比は、たまたま、０．３付近であ
るが、これは周期長、周期数、材料の組み合わせにより
変化する。他方、高調波の反射率が極小になるＷ相対膜
厚比は周期長のほぼ１／２，１／３などの整数分の１程
度になり、周期長、周期数、材料の組み合わせにはあま
り依存しない。
射率を示すＷ相対膜厚比は、たまたま、０．３付近であ
るが、これは周期長、周期数、材料の組み合わせにより
変化する。他方、高調波の反射率が極小になるＷ相対膜
厚比は周期長のほぼ１／２，１／３などの整数分の１程
度になり、周期長、周期数、材料の組み合わせにはあま
り依存しない。
【００１８】多層膜Ｘ線ミラー光学系の例として、２枚
の多層膜Ｘ線ミラーを用いた２結晶型分光器の構造を図
２に示す。図２において、１，２，３は図１と同じであ
り、１０Ａ，１０Ｂは第１および第２の多層膜Ｘ線ミラ
ーである。第１の多層膜Ｘ線ミラー１０Ａは第２の多層
膜Ｘ線ミラー１０Ｂと互いに平行に配置されているので
反射条件は同じになり、斜入射角を変化させても出射光
軸は入射光軸とは平行で一定の位置に定められ変化しな
いようにしてある。従来は分光器全体の透過率をなるべ
く大きくするため、２枚の多層膜Ｘ線ミラーは同一の構
成であり、反射率が最大になるように相対膜厚比が選定
された。例えば、図９に示すような特性を有する多層膜
Ｘ線ミラーの場合には、２枚のミラーのＷ相対膜厚比は
ともに基本波の反射率が最大になる０．３付近に定めら
れる。
の多層膜Ｘ線ミラーを用いた２結晶型分光器の構造を図
２に示す。図２において、１，２，３は図１と同じであ
り、１０Ａ，１０Ｂは第１および第２の多層膜Ｘ線ミラ
ーである。第１の多層膜Ｘ線ミラー１０Ａは第２の多層
膜Ｘ線ミラー１０Ｂと互いに平行に配置されているので
反射条件は同じになり、斜入射角を変化させても出射光
軸は入射光軸とは平行で一定の位置に定められ変化しな
いようにしてある。従来は分光器全体の透過率をなるべ
く大きくするため、２枚の多層膜Ｘ線ミラーは同一の構
成であり、反射率が最大になるように相対膜厚比が選定
された。例えば、図９に示すような特性を有する多層膜
Ｘ線ミラーの場合には、２枚のミラーのＷ相対膜厚比は
ともに基本波の反射率が最大になる０．３付近に定めら
れる。
【００１９】本発明では、上記の２枚の多層膜Ｘ線ミラ
ー１０Ａ，１０Ｂは異なる特性を有する点で従来の多層
膜Ｘ線ミラー光学系と異なる。すなわち、所望の波長の
反射率はともにある程度高いものの、それ以外の波長に
おける反射率においては両者に共通して高い反射を示さ
ないように組み合わせる。例えば、図２に示す多層膜Ｘ
線ミラー光学系の構成を例にとると、第１の多層膜Ｘ線
ミラー１０ＡのＷ相対膜厚比を０．５にして２次高調波
の反射を抑え、第２の多層膜Ｘ線ミラー１０ＢのＷ相対
膜厚比を０．３３にして３次高調波の反射を抑えること
で分光器全体として主要な高調波の透過率を抑圧するこ
とができる。２枚の多層膜Ｘ線ミラー１０Ａ，１０Ｂの
組み合わせは必ずしも同じ周期長である必要はなく、所
望の波長として第１の多層膜Ｘ線ミラー１０Ａの基本
波、第２の多層膜Ｘ線ミラー１０Ｂの高調波となるよう
な組み合わせも同様の効果をあげることができる。
ー１０Ａ，１０Ｂは異なる特性を有する点で従来の多層
膜Ｘ線ミラー光学系と異なる。すなわち、所望の波長の
反射率はともにある程度高いものの、それ以外の波長に
おける反射率においては両者に共通して高い反射を示さ
ないように組み合わせる。例えば、図２に示す多層膜Ｘ
線ミラー光学系の構成を例にとると、第１の多層膜Ｘ線
ミラー１０ＡのＷ相対膜厚比を０．５にして２次高調波
の反射を抑え、第２の多層膜Ｘ線ミラー１０ＢのＷ相対
膜厚比を０．３３にして３次高調波の反射を抑えること
で分光器全体として主要な高調波の透過率を抑圧するこ
とができる。２枚の多層膜Ｘ線ミラー１０Ａ，１０Ｂの
組み合わせは必ずしも同じ周期長である必要はなく、所
望の波長として第１の多層膜Ｘ線ミラー１０Ａの基本
波、第２の多層膜Ｘ線ミラー１０Ｂの高調波となるよう
な組み合わせも同様の効果をあげることができる。
【００２０】
【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明を実施
例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実
施例に限定されないこと勿論である。
例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実
施例に限定されないこと勿論である。
【００２１】図３は本発明の第１の実施例に従う多層膜
Ｘ線ミラーの特性を示すグラフであって、Ｗ／Ｂ4 Ｃの
構成で周期長が２．５ｎｍ、周期数１００、Ｗ相対膜厚
比０．５、斜入射角１０度のときの０．４から１ｎｍの
波長域での反射率の波長依存性を示し、基本波波長０．
８７ｎｍである。図３から基本波波長の半分の０．４４
ｎｍの２次高調波１２の反射が抑圧されていることが判
る。同様に、第２の実施例として、Ｗ相対膜厚比を０．
３３にすると、波長０．２９ｎｍ付近の３次高調波１３
の反射が抑圧される。
Ｘ線ミラーの特性を示すグラフであって、Ｗ／Ｂ4 Ｃの
構成で周期長が２．５ｎｍ、周期数１００、Ｗ相対膜厚
比０．５、斜入射角１０度のときの０．４から１ｎｍの
波長域での反射率の波長依存性を示し、基本波波長０．
８７ｎｍである。図３から基本波波長の半分の０．４４
ｎｍの２次高調波１２の反射が抑圧されていることが判
る。同様に、第２の実施例として、Ｗ相対膜厚比を０．
３３にすると、波長０．２９ｎｍ付近の３次高調波１３
の反射が抑圧される。
【００２２】図４は本発明の第３の実施例に従う多層膜
Ｘ線分光系の特性を説明するグラフであって、２枚の多
層膜Ｘ線ミラーを分光素子として用いた２結晶型分光器
（図２）において、第１の多層膜Ｘ線ミラー１０ＡがＷ
／Ｂ4 Ｃの構成で周期長が２．５ｎｍ、周期数６０、Ｗ
相対膜厚０．５、第２の多層膜Ｘ線ミラー１０ＢがＷ／
Ｂ4 Ｃの構成で周期長が２．５ｎｍ、周期数６０、Ｗ相
対膜厚０．３３とする。第１の多層膜Ｘ線ミラー１０Ａ
では２次高調波１２の反射が抑えられ、第２の多層膜Ｘ
線ミラー１０Ｂでは３次高調波１３の反射が抑えられ
る。図４は斜入射角１０度のときの分光器全体の透過率
（反射率）の波長に対する依存性を示すものであるが、
２，３，４次等の高調波の反射が抑圧されていることが
判る。本実施例においては周期長を等しくし、２枚の多
層膜Ｘ線ミラーを平行に配置する２結晶型分光器を示し
たが、周期長が異なっていてもブラッグ条件を満足する
ように各々の斜入射角を異なって設定すれば全く同様の
効果が得られることは明らかである。
Ｘ線分光系の特性を説明するグラフであって、２枚の多
層膜Ｘ線ミラーを分光素子として用いた２結晶型分光器
（図２）において、第１の多層膜Ｘ線ミラー１０ＡがＷ
／Ｂ4 Ｃの構成で周期長が２．５ｎｍ、周期数６０、Ｗ
相対膜厚０．５、第２の多層膜Ｘ線ミラー１０ＢがＷ／
Ｂ4 Ｃの構成で周期長が２．５ｎｍ、周期数６０、Ｗ相
対膜厚０．３３とする。第１の多層膜Ｘ線ミラー１０Ａ
では２次高調波１２の反射が抑えられ、第２の多層膜Ｘ
線ミラー１０Ｂでは３次高調波１３の反射が抑えられ
る。図４は斜入射角１０度のときの分光器全体の透過率
（反射率）の波長に対する依存性を示すものであるが、
２，３，４次等の高調波の反射が抑圧されていることが
判る。本実施例においては周期長を等しくし、２枚の多
層膜Ｘ線ミラーを平行に配置する２結晶型分光器を示し
たが、周期長が異なっていてもブラッグ条件を満足する
ように各々の斜入射角を異なって設定すれば全く同様の
効果が得られることは明らかである。
【００２３】図５〜図８は本発明の第４の実施例に従う
多層膜Ｘ線光学系の特性を説明するグラフであり、２枚
の多層膜Ｘ線ミラーを分光素子として用いた２結晶型分
光器（図２）において、第１の多層膜Ｘ線ミラー１０Ａ
がＷ／Ｂ4 Ｃの構成で周期長が４．９８ｎｍ、周期数１
００、Ｗ相対膜厚比０．１５、第２の多層膜Ｘ線ミラー
１０ＢがＷ／Ｂ4 Ｃの構成で周期長が２．５ｎｍ、周期
数１００、Ｗ相対膜厚比０．５である。斜入射角１０度
のときの第１の多層膜Ｘ線ミラー１０Ａ単独の特性を図
５、第２の多層膜Ｘ線ミラー１０Ｂ単独の特性を図６に
示す。第１の多層膜Ｘ線ミラー１０Ａでは２次高調波の
反射が強調され、むしろ基本波よりも反射率が高い。第
２の多層膜Ｘ線ミラー１０Ｂでは、第２の多層膜Ｘ線ミ
ラー１０Ｂの基本波と第１の多層膜Ｘ線ミラー１０Ａの
２次高調波の波長は等しくなるように、周期長を第１の
多層膜Ｘ線ミラー１０Ａのほぼ半分に設定する。僅かで
はあるがＸ線の屈折率が１からずれていることや吸収が
存在するため第２の多層膜Ｘ線ミラー１０Ｂの周期長は
第１の多層膜Ｘ線ミラー１０Ａの周期長の丁度半分から
は僅かにずれる。また、Ｗ相対膜厚比が０．５であるの
で、第２の多層膜Ｘ線ミラー１０Ｂの２次高調波の反射
は抑えられる。図７は斜入射角１０度のときの分光器全
体の透過率の波長依存性を示すグラフであるが、第１の
多層膜Ｘ線ミラー１０Ａの２次高調波つまり第２の多層
膜Ｘ線ミラー１０Ｂの基本波以外の高調波および第１の
多層膜Ｘ線ミラー１０Ａの基本波の反射が抑圧されてい
ることが判る。本実施例においては第１の多層膜Ｘ線ミ
ラー１０Ａでの基本波，３次高調波，４次高調波等が第
２の多層膜Ｘ線ミラー１０Ｂでそれらの反射が抑えられ
るため、目的とする波長以外での反射が全て小さい。さ
らに、図８は本実施例の場合と、第２の多層膜Ｘ線ミラ
ー１０Ｂを２枚組み合わせた基本波のみの場合とについ
て、所定の波長での反射率のピークの鋭さを比較して示
すグラフである。図８から明らかなように、本実施例の
方がピーク幅が狭く、より単色性に優れた分光特性を示
す。本実施例においては斜入射角を等しくした２枚の多
層膜Ｘ線ミラー１０Ａ，１０Ｂを平行に配置する２結晶
型分光器を示したが、周期長の関係が異なっていてもブ
ラッグ条件を満足するように各々の斜入射角を異なって
設定すればまったく同様の効果が得られることは明らか
である。
多層膜Ｘ線光学系の特性を説明するグラフであり、２枚
の多層膜Ｘ線ミラーを分光素子として用いた２結晶型分
光器（図２）において、第１の多層膜Ｘ線ミラー１０Ａ
がＷ／Ｂ4 Ｃの構成で周期長が４．９８ｎｍ、周期数１
００、Ｗ相対膜厚比０．１５、第２の多層膜Ｘ線ミラー
１０ＢがＷ／Ｂ4 Ｃの構成で周期長が２．５ｎｍ、周期
数１００、Ｗ相対膜厚比０．５である。斜入射角１０度
のときの第１の多層膜Ｘ線ミラー１０Ａ単独の特性を図
５、第２の多層膜Ｘ線ミラー１０Ｂ単独の特性を図６に
示す。第１の多層膜Ｘ線ミラー１０Ａでは２次高調波の
反射が強調され、むしろ基本波よりも反射率が高い。第
２の多層膜Ｘ線ミラー１０Ｂでは、第２の多層膜Ｘ線ミ
ラー１０Ｂの基本波と第１の多層膜Ｘ線ミラー１０Ａの
２次高調波の波長は等しくなるように、周期長を第１の
多層膜Ｘ線ミラー１０Ａのほぼ半分に設定する。僅かで
はあるがＸ線の屈折率が１からずれていることや吸収が
存在するため第２の多層膜Ｘ線ミラー１０Ｂの周期長は
第１の多層膜Ｘ線ミラー１０Ａの周期長の丁度半分から
は僅かにずれる。また、Ｗ相対膜厚比が０．５であるの
で、第２の多層膜Ｘ線ミラー１０Ｂの２次高調波の反射
は抑えられる。図７は斜入射角１０度のときの分光器全
体の透過率の波長依存性を示すグラフであるが、第１の
多層膜Ｘ線ミラー１０Ａの２次高調波つまり第２の多層
膜Ｘ線ミラー１０Ｂの基本波以外の高調波および第１の
多層膜Ｘ線ミラー１０Ａの基本波の反射が抑圧されてい
ることが判る。本実施例においては第１の多層膜Ｘ線ミ
ラー１０Ａでの基本波，３次高調波，４次高調波等が第
２の多層膜Ｘ線ミラー１０Ｂでそれらの反射が抑えられ
るため、目的とする波長以外での反射が全て小さい。さ
らに、図８は本実施例の場合と、第２の多層膜Ｘ線ミラ
ー１０Ｂを２枚組み合わせた基本波のみの場合とについ
て、所定の波長での反射率のピークの鋭さを比較して示
すグラフである。図８から明らかなように、本実施例の
方がピーク幅が狭く、より単色性に優れた分光特性を示
す。本実施例においては斜入射角を等しくした２枚の多
層膜Ｘ線ミラー１０Ａ，１０Ｂを平行に配置する２結晶
型分光器を示したが、周期長の関係が異なっていてもブ
ラッグ条件を満足するように各々の斜入射角を異なって
設定すればまったく同様の効果が得られることは明らか
である。
【００２４】上述した実施例ではＷ／Ｂ4 Ｃの構成、周
期数、周期長、斜入射角など、一例を挙げるに止めた
が、他の材料の組み合せにおいても、他の周期数におい
ても、周期長が異なってもあるいは斜入射角が異なって
も、本発明の効果が期待できるのは云うまでもない。
期数、周期長、斜入射角など、一例を挙げるに止めた
が、他の材料の組み合せにおいても、他の周期数におい
ても、周期長が異なってもあるいは斜入射角が異なって
も、本発明の効果が期待できるのは云うまでもない。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の多層膜Ｘ
線ミラー、あるいはこれを組み合わせた多層膜Ｘ線光学
系により、目的とする波長のＸ線のみを反射し、その高
次高調波の反射を抑制することができるので、単色性に
すぐれた分光特性を実現できる。
線ミラー、あるいはこれを組み合わせた多層膜Ｘ線光学
系により、目的とする波長のＸ線のみを反射し、その高
次高調波の反射を抑制することができるので、単色性に
すぐれた分光特性を実現できる。
【図１】本発明の多層膜Ｘ線ミラーの一例を示す模式的
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明の２枚の多層膜Ｘ線ミラーを用いた２結
晶型分光器の要部の構造を示す模式的断面図である。
晶型分光器の要部の構造を示す模式的断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例に従う多層膜Ｘ線ミラー
の特性を示すグラフである。
の特性を示すグラフである。
【図４】本発明の第３の実施例に従う多層膜Ｘ線光学系
の分光器全体の透過率（反射率）の波長依存性を示すグ
ラフである。
の分光器全体の透過率（反射率）の波長依存性を示すグ
ラフである。
【図５】本発明の第４の実施例に従う多層膜Ｘ線光学系
の特性を説明するグラフであり、第１の多層膜Ｘ線ミラ
ー単独の特性を示す。
の特性を説明するグラフであり、第１の多層膜Ｘ線ミラ
ー単独の特性を示す。
【図６】本発明の第４の実施例に従う多層膜Ｘ線光学系
の特性を説明するグラフであり、第２の多層膜Ｘ線ミラ
ー単独の特性を示す。
の特性を説明するグラフであり、第２の多層膜Ｘ線ミラ
ー単独の特性を示す。
【図７】本発明の第４の実施例に従う多層膜Ｘ線光学系
の特性を説明するグラフであり、分光器全体の透過率
（反射率）の波長依存性を示すグラフである。
の特性を説明するグラフであり、分光器全体の透過率
（反射率）の波長依存性を示すグラフである。
【図８】本発明の第４の実施例に従う多層膜Ｘ線光学系
と、これに使用した２種の多層膜Ｘ線ミラーの一方のみ
を２枚使用した多層膜Ｘ線光学系について、所定の波長
での反射率のピーク幅を比較して示すグラフである。
と、これに使用した２種の多層膜Ｘ線ミラーの一方のみ
を２枚使用した多層膜Ｘ線光学系について、所定の波長
での反射率のピーク幅を比較して示すグラフである。
【図９】従来の多層膜Ｘ線ミラーの基本波および各高調
波の反射率の相対膜厚比依存性の具体例を示すグラフで
ある。
波の反射率の相対膜厚比依存性の具体例を示すグラフで
ある。
【図１０】従来の多層膜Ｘ線ミラーの基本波および各高
調波の反射率スペクトルを示すグラフである。
調波の反射率スペクトルを示すグラフである。
１ 基板 ２ 高密度層 ３ 低密度層 ４，５，６ 反射波 １０ 多層膜Ｘ線ミラー １０Ａ 第１の多層膜Ｘ線ミラー １０Ｂ 第２の多層膜Ｘ線ミラー １１ 基本波 １２ ２次高調波 １３ ３次高調波 １４ ４次高調波 ｄ 周期長 Ｎrep 固期数 ＲW Ｗ相対膜厚比 θ 斜入射角
Claims (3)
- 【請求項１】 材料組成の異なる２種以上の薄膜を所定
の厚さで積層した積層単位を複数有する多層膜Ｘ線ミラ
ーにおいて、前記２種以上の薄膜のうち密度の最も高い
薄膜の膜厚を前記積層単位の厚さのおおよそ１／ｉ（ｉ
は正の整数）にしたことを特徴とする多層膜Ｘ線ミラ
ー。 - 【請求項２】 ２つの互いに素である２以上の整数を
ｍ，ｎとするとき、ｉ＝ｍである請求項１記載の多層膜
Ｘ線ミラーを少なくとも１枚、およびｉ＝ｎである請求
項１記載の多層膜Ｘ線ミラーを少なくとも１枚有するこ
とを特徴とする多層膜Ｘ線光学系。 - 【請求項３】 材料組成の異なる２種以上の薄膜を所定
の厚さで積層した積層単位を複数有する多層膜Ｘ線ミラ
ーを２枚以上有する多層膜Ｘ線光学系において、少なく
とも１枚の多層膜Ｘ線ミラーが第１の積層単位の厚さを
有し、別の少なくとも１枚の多層膜Ｘ線ミラーが第２の
積層単位の厚さを有し、前記第１の積層単位の厚さ対前
記第２の積層単位の厚さの比がおおよそ１対Ｎ（Ｎは正
の整数）の関係にあり、前記第１の積層単位の厚さを有
する多層膜Ｘ線ミラーにおいてはｉ＝２であり、前記第
２の積層単位の厚さを有する多層膜Ｘ線ミラーにおいて
はＮ次の高調波Ｘ線に対する反射率が最大となるように
前記積層単位での膜厚比が決定されていることを特徴と
する多層膜Ｘ線光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33051692A JPH06174897A (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | 多層膜ｘ線ミラーおよび多層膜ｘ線光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33051692A JPH06174897A (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | 多層膜ｘ線ミラーおよび多層膜ｘ線光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06174897A true JPH06174897A (ja) | 1994-06-24 |
Family
ID=18233507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33051692A Pending JPH06174897A (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | 多層膜ｘ線ミラーおよび多層膜ｘ線光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06174897A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005116771A3 (de) * | 2004-05-27 | 2006-06-08 | Infineon Technologies Ag | Wellenlängenselektor für den weichen röntgen- und den extremen ultraviolettbereich |
| JP2007101475A (ja) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Rigaku Corp | Ｘ線光学素子及びそれを用いたｘ線分析装置 |
| JP2008209520A (ja) * | 2007-02-23 | 2008-09-11 | Kyocera Corp | 光フィルタモジュール |
| WO2011117009A1 (en) * | 2010-03-24 | 2011-09-29 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and spectral purity filter |
| US8665420B2 (en) | 2008-08-28 | 2014-03-04 | Asml Netherlands B.V. | Spectral purity filter and lithographic apparatus |
| WO2015140924A1 (ja) * | 2014-03-18 | 2015-09-24 | エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社 | 多層膜反射鏡、分光装置、および高次高調波の分光方法 |
| JP2016533531A (ja) * | 2013-09-23 | 2016-10-27 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 多層ミラー |
| JP2020516921A (ja) * | 2016-11-29 | 2020-06-11 | サントル ナシオナル ドゥ ラ ルシェルシェ シアンティフィクＣｅｎｔｒｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｅ Ｌａ Ｒｅｃｈｅｒｃｈｅ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｑｕｅ | Ｘｕｖ放射用のスペクトル選択素子 |
-
1992
- 1992-12-10 JP JP33051692A patent/JPH06174897A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005116771A3 (de) * | 2004-05-27 | 2006-06-08 | Infineon Technologies Ag | Wellenlängenselektor für den weichen röntgen- und den extremen ultraviolettbereich |
| JP2007101475A (ja) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Rigaku Corp | Ｘ線光学素子及びそれを用いたｘ線分析装置 |
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| JP2013538433A (ja) * | 2010-03-24 | 2013-10-10 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | リソグラフィ装置およびスペクトル純度フィルタ |
| JP2016533531A (ja) * | 2013-09-23 | 2016-10-27 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 多層ミラー |
| US10209411B2 (en) | 2013-09-23 | 2019-02-19 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Multilayer mirror |
| WO2015140924A1 (ja) * | 2014-03-18 | 2015-09-24 | エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社 | 多層膜反射鏡、分光装置、および高次高調波の分光方法 |
| JPWO2015140924A1 (ja) * | 2014-03-18 | 2017-04-06 | エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社 | 多層膜反射鏡、分光装置、および高次高調波の分光方法 |
| JP2020516921A (ja) * | 2016-11-29 | 2020-06-11 | サントル ナシオナル ドゥ ラ ルシェルシェ シアンティフィクＣｅｎｔｒｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｅ Ｌａ Ｒｅｃｈｅｒｃｈｅ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｑｕｅ | Ｘｕｖ放射用のスペクトル選択素子 |
| US11270808B2 (en) | 2016-11-29 | 2022-03-08 | Centre National De La Recherche Scientifique | Spectral selection component for XUV radiation |
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