薄膜の軟X線光学定数の研究と軟X線用多層膜光学素子の開発

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63420023
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 波岡 武 東北大学, 科学計測研究所, 教授 (90015743)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 繁 高エネルギー物理学研究所, 放射光実験施設, 教授 (10005796) ; 高島 幸史 東北大学, 科学計測研究所, 助教授 (10006140) ; 山本 正樹 東北大学, 科学計測研究所, 助手 (00137887) ; 柳原 美廣 東北大学, 科学計測研究所, 助手 (40174552)
• Keywords: 軟X線 / 多層膜 / 光学定数 / 超薄膜 / 軟X線光学素子 / 軟X線分光反射率計

Research Abstract

本研究は、膜厚・膜質の正確なモニター法や薄膜状態における光学定数の精密決定法などの基盤的研究のうえに、軟X線に対しても直入射光学系を可能にする各種多層膜光学素子を開発しようとするものである。そのため、本年度は、光学定数決定法の確立、反射率計の整備、超薄膜が連続膜となる限界膜厚の決定、多層膜反射鏡の設計法・製作技術の改善を行なった、主たる成果を次に示す。
1. 薄膜及び基板の表面粗さによる散乱と膜内での多重反射を考慮し、薄膜の分光反射率から光学定数を正確に決定する解析法を開発した。シンクロトロン放射光を光源として薄膜試料の分光反射率を50〜1000eVの範囲で測定し本研究で開発した解析法を適用して極薄膜状態でのRh、C、Mo、Siの光学定数を決定した。
2. イオンビームスパッタ(IB)、超高真空電子ビーム蒸着(EB)で超研磨基板上に成膜しながら偏光解析装置で均質連続膜となる限界膜厚をその場測定した。限界膜厚は、IB法によるAu、Pd、W、Mo膜で、それぞれ50、35、30、20〓であった。また、EB法では、Au膜で110〓であった。これらのデータを、光学定数測定用の薄膜試料および多層膜各層の最低膜厚データとして用いた。
3. 製作したRh/Si、Mo/Si多層膜の軟X線領域での反射率をシンクロトロン放射光を光源として測定し、100eVの軟X線に対し入射角45°で43%の高反射率を得た。
4. 高工研のマシンタイムは限られているので研究室での測定や高工研用試料の事前選択を可能にするために、本研究費でエキシマレーザーを購入し、これを励起源とする軟X線連続光源と分光反射率測定装置を製作し、40〜200eVの範囲で反射率測定を行ない、良好な性能を示すことを確認した。

Research Products

• [Publications] M.Yanagihara: Proc.SPIE. 984. 228-231 (1988)
• [Publications] M.Yamamoto: Proc.SPIE. 984. 160-165 (1988)
• [Publications] T.Namioka: Proc.SPIE. 984. 124-132 (1988)
• [Publications] S.Mitani: Abstr.3rd Int.Conf.SRI. B-022 (1988)
• [Publications] M.Yamamoto: Abstr.3rd Int.Conf.SRI. A-097 (1988)
• [Publications] M.Yanagihara: Abstr.3rd Int.Conf.SRI. A-098 (1988)
• [Publications] M.Yamamoto: Proc.SPIE. 1140. (1989)
• [Publications] M.Yanagihara: Applied Optics. (1989)