JPH075298A - X線多層膜反射鏡 - Google Patents

X線多層膜反射鏡

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JPH075298A
JPH075298A JP5143934A JP14393493A JPH075298A JP H075298 A JPH075298 A JP H075298A JP 5143934 A JP5143934 A JP 5143934A JP 14393493 A JP14393493 A JP 14393493A JP H075298 A JPH075298 A JP H075298A
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JP
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layer
ray
vanadium pentoxide
metal
rays
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Application number
JP5143934A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Nakamura
浩 中村
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 波長2.5〜4.3nmのX線領域において
高反射率が得られる多層膜反射鏡を提供する。 【構成】 波長2.5〜4.3nmの波長域のX線で使
用され、金属層2と五酸化バナジウム層3とを交互に積
層してなるX線多層膜反射鏡Mの金属層2と五酸化バナ
ジウム層3との間および五酸化バナジウム層3と金属層
2との間に、ボロン、チタン、アルミニウムおよびシリ
コンのうちいずれか1つの物質の窒化物または酸化物か
らなる酸化防止層1を積層した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、X線望遠鏡、X線レー
ザー、X線リソグラフィー、X線顕微鏡または各種X線
分析装置等において、波長2.5〜4.3nmの波長域
のX線に対する反射光学系に用いられるX線多層膜反射
鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】X線波長域の光に対して物質の屈折率
は、 n=1−δ−iβ(δ,βは正の実数) と表されるが、δ,βともに1に比べて非常に小さい
(屈折率の虚部βはX線の吸収を表す)。したがって、
屈折率がほぼ1に近くなるためX線をほとんど屈折させ
ることができず、また、物質を透過することによりX線
が必ず吸収される。このため、可視光領域のように屈折
を利用したレンズはX線波長域の光には使用できない。
【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低
く、大部分のX線は透過するかあるいは吸収されてしま
う。この問題を解決するために、使用するX線の波長域
における屈折率と真空の屈折率(=1)との差が大きい
物質と、差の小さい物質とを交互に何層も積層すること
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知られ
ている。本発明者の実験結果によれば、波長2.5〜
4.3nmの範囲のX線においては、クロム/五酸化バ
ナジウム、ニッケル/五酸化バナジウム等、金属と五酸
化バナジウムとからなる多層膜反射鏡により高い反射率
が得られることが判明した。この波長のX線は水に対す
る吸収係数が低いため、X線顕微鏡、X線光電子分光装
置等に用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たX線多層膜反射鏡にあっては、多層膜を構成する五酸
化バナジウムは化学的に不安定な酸化物であるため、金
属と五酸化バナジウムとで構成される多層膜反射鏡にお
いて金属と五酸化バナジウムが直接接するような界面が
存在する場合、金属が酸化されて五酸化バナジウムが還
元されることが本発明者の実験結果により確認された。
このように、金属が酸化されて五酸化バナジウムが還元
されると、多層膜を構成する2つの物質の屈折率の差が
小さくなってしまい、反射率が低下してしまう、という
問題があった。
【0005】一方、多層膜反射鏡を構成する物質の界面
では、加熱により物質相互の拡散および化合物形成が起
こり得るため、物質間に拡散防止層を設けて耐熱性の向
上を図った多層膜反射鏡が従来より提案されていた。例
えば、特開平2-242201号公報には、モリブデンとシリコ
ンからなる多層膜の界面に炭素または酸化シリコンを形
成することによって、物質相互の拡散を防止して耐熱性
を向上させた多層膜反射鏡が開示されている。しかし、
五酸化バナジウムと金属とからなる多層膜反射鏡が使用
される波長2.5〜4.3nmの範囲のX線において
は、炭素は吸収が大きいために酸化防止層として用いた
場合には反射率が大きく低下してしまう、という問題が
あった。
【0006】本発明の目的は、金属層と五酸化バナジウ
ム層とが交互に積層されて構成され、波長2.5〜4.
3nmのX線領域において高反射率が得られる多層膜反
射鏡を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】一実施例を示す図1に対
応付けて説明すると、本発明は、波長2.5〜4.3n
mの波長域のX線で使用され、金属層2と五酸化バナジ
ウム層3とを交互に積層してなるX線多層膜反射鏡Mに
適用され、そして、金属層2と五酸化バナジウム層3と
の間および五酸化バナジウム層3と金属層2との間に、
化学的に安定でかつ波長2.5〜4.3nmの波長域の
X線に対する吸収が少ないボロン、チタン、アルミニウ
ムおよびシリコンのうちいずれか1つの物質の窒化物ま
たは酸化物からなる酸化防止層1を積層することにより
上述の目的を達成している。酸化防止層1の厚さは0.
5nm以上および1.5nm以下であることが好まし
い。また、X線多層膜反射鏡Mを構成する金属層2は、
クロム、ニッケルの単体またはこれらの合金からなるこ
とが好ましい。
【0008】本発明における酸化防止層1は、上述のご
とくボロン、チタン、アルミニウムおよびシリコンのう
ちいずれか1つの物質の窒化物または酸化物からなるも
のである。通常、酸化防止層1は単一物質からなる1層
だけ設けられるが、複数層設けてもよい。
【0009】酸化防止層1に用いる物質は、化学的に安
定かつ波長2.5〜4.3nmの波長域のX線に対して
吸収の少ない物質を選ぶ必要がある。化学的に安定な物
質としては窒化物、酸化物、炭化物が考えられるが、こ
の波長域では炭素は吸収が大きいために炭素および炭化
物は使用できない。図2は、窒化ボロン(BN)、酸化
チタン(TiO2)および比較のために炭素(C)のX線
の吸収を表す屈折率の虚部βと波長との関係を示したグ
ラフである。図2からわかるように、窒化ボロン、酸化
チタンは、金属/五酸化バナジウムの多層膜反射鏡が使
用される波長2.5〜4.3nmのX線領域における吸
収が少ないので、酸化防止層1に使用しても反射率の損
失を低く抑えることができる。同様に、図3は、窒化シ
リコン(SiN4)、酸化シリコン(SiO2)、酸化アル
ミニウム(Al23)およびおよび比較のために炭素
(C)のX線の吸収を表す屈折率の虚部βと波長との関
係を示したグラフである。本発明者の実験結果によれ
ば、ボロン、チタン、アルミニウムおよびシリコンのう
ちいずれか1つの物質の窒化物または酸化物には、波長
2.5〜4.3nmのX線に対して必ず炭素より吸収の
小さくなる波長域が存在することが判明している。
【0010】この酸化防止層1は、波長2.5〜4.3
nmのX線に用いられるようにその物質、周期数等が定
められた多層膜反射鏡Mの金属層2と五酸化バナジウム
層3との間、および五酸化バナジウム層3と金属層2と
の間に介在、積層される。金属層2を構成する金属とし
ては、クロム、ニッケルの単体またはこれらの合金が挙
げられる。酸化防止層1は、多層膜反射鏡Mの各層を形
成する場合と同様に、スパッタリング、真空蒸着、CV
Dなどの薄膜形成技術により金属層2と五酸化バナジウ
ム層3との間、および五酸化バナジウム層3と金属層2
との間に積層される。
【0011】酸化防止層1の厚さは0.5〜1.5nm
の範囲内にすることが好ましい。0.5nmを下回ると
酸化防止層1としての効果がなく、逆に、1.5nmを
上回ると多層膜反射鏡Mの反射率の損失が大きくなる。
【0012】
【作用】本発明の酸化防止層1は化学的に安定な物質で
あるため五酸化バナジウムによって酸化されにくく、し
かも、X線多層膜反射鏡Mが使用される波長領域のX線
に対する吸収が小さいため、反射率の低下を招くことな
く金属層2の酸化を防止することができる。
【0013】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
【0014】
【実施例】
−実験例1− 図1に示すように、イオンビームスパッタ法により、溶
融石英基板4上に膜厚2nmのクロム層2、膜厚0.5
nmの酸化チタン層1、膜厚2.5nmの五酸化バナジ
ウム層3、膜厚0.5nmの酸化チタン層1の順で10
0回成膜を行い(図では中間の層を省略している)、図
1のような周期長5.5nm、積層数100組の多層膜
反射鏡Mを形成した。なお、本実験例では五酸化バナジ
ウム層3を最上層とした。以上のようにして作製した多
層膜反射鏡Mの波長3.4nmのX線における反射率を
測定したところ17%であった。
【0015】−実験例2− 実験例1と同様に、イオンビームスパッタ法により、溶
融石英基板4上に膜厚2nmのクロム層2、膜厚0.5
nmの窒化ボロン層1、膜厚2.5nmの五酸化バナジ
ウム層3、膜厚0.5nmの窒化ボロン層1の順で10
0回成膜を行い(図では中間の層を省略している)、図
1のような周期長5.5nm、積層数100組の多層膜
反射鏡Mを形成した。なお、本実験例では五酸化バナジ
ウム層3を最上層とした。以上のようにして作製した多
層膜反射鏡Mの波長3.4nmのX線における反射率を
測定したところ17%であった。
【0016】−比較例− 比較例として、実験例1、2と同様にイオンビームスパ
ッタ法により、溶融石英基板4上に膜厚2nmのクロム
層と膜厚3.5nmの五酸化バナジウム層とを交互に1
00層づつ積層して多層膜を作製し、同様に波長3.4
nmのX線に対する反射率を測定したところ10%であ
った。
【0017】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、金属層と
五酸化バナジウム層とからなるX線多層膜反射鏡の金属
層と五酸化バナジウム層との間、および五酸化バナジウ
ム層と金属層との間に、化学的に安定でかつ波長2.5
〜4.3nmの波長域のX線に対する吸収が少ないボロ
ン、チタン、アルミニウムおよびシリコンのうちいずれ
か1つの物質の窒化物または酸化物からなる酸化防止層
1を積層したので、波長2.5〜4.3nmのX線領域
において高反射率を有するX線多層膜反射鏡を実現する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実験例1、2によるX線多層膜反射鏡
を示す断面図である。
【図2】窒化ボロン、酸化チタンおよび炭素のX線の吸
収を表す屈折率の虚部βと波長との関係を示す図であ
る。
【図3】窒化シリコン、酸化シリコン、酸化アルミニウ
ムおよび炭素のX線の吸収を表す屈折率の虚部βと波長
との関係を示す図である。
【符号の説明】
M X線多層膜反射鏡 1 酸化防止層 2 金属層 3 五酸化バナジウム層 4 溶融石英基板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 波長2.5〜4.3nmの波長域のX線
    で使用され、金属層と五酸化バナジウム層とを交互に積
    層してなるX線多層膜反射鏡であって、 金属層と五酸化バナジウム層との間および五酸化バナジ
    ウム層と金属層との間に、ボロン、チタン、アルミニウ
    ムおよびシリコンのうちいずれか1つの物質の窒化物ま
    たは酸化物からなる酸化防止層を積層したことを特徴と
    するX線多層膜反射鏡。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のX線多層膜反射鏡にお
    いて、 前記酸化防止層の厚さが0.5nm以上および1.5n
    m以下であることを特徴とするX線多層膜反射鏡。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載のX線多層膜反
    射鏡において、 前記金属層が、クロム、ニッケルの単体またはこれらの
    合金からなることを特徴とするX線多層膜反射鏡。
JP5143934A 1993-06-15 1993-06-15 X線多層膜反射鏡 Pending JPH075298A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08199342A (ja) * 1995-01-19 1996-08-06 Rikagaku Kenkyusho 軟x線光学素子用多層膜構造
EP1278208A1 (de) * 2001-07-18 2003-01-22 Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh Einrichtung zur Reflektion von Röntgenstrahlen

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