湿式プロセスによる低コスト軟X線ミラー洗浄方の確立

• Project/Area Number: 18H00297
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: 2180:Nano/micro science, applied condensed matter physics, applied physics and engineering, nuclear engineering, earth resources engineering, energy engineering, biomedical engineeringand related fields
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 角館 俊行 東北大学, 多元物質科学研究所, 技術一般職員
• Project Period (FY): 2018
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000); Fiscal Year 2018: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
• Keywords: 軟X線 / 多層膜ミラー / 光学部品洗浄

Outline of Annual Research Achievements

研究目的 : 軟X線顕微鏡は、近年、様々な分野で利用されており多くの注目を集めている。軟X線顕微鏡に用いられる、軟X線ミラーは、作製が容易でないため、長期間利用されることが望まれる。しかしながら、装置の使用による、ミラー表面の汚れや酸化に起因した反射率の低下は不可避であり、ミラーの廃棄と新規作製を繰り返さざるを得ないのが現状である。そこで本研究では、軟X線ミラーの長期間の利用を目的とし、湿式プロセスによる低コストのミラー洗浄方法の確立を目指した。
研究方法 : 本研究では、水酸化ナトリウム溶液への浸漬による、Mo/Si多層膜ミラーの洗浄方法を調査した。具体的には、ミラーのカーボン汚染の前後や浸漬洗浄の前後で、ミラーの反射率と表面状態を軟X線反射率計とXPSによりそれぞれ評価し、その結果を基に浸漬洗浄の原理を明らかにした。カーボン汚染は、ミラー表面に膜厚25nm程度のカーボン膜を形成することで行った。水酸化ナトリウム溶液は、1mol/Lの溶液を用いた。軟X線反射率計は、本研究所で開発した装置である。
研究成果 : Moが最表面となるように作製し、その後大気中に保管した上記ミラーを用いて、カーボン汚染されたミラーと浸漬洗浄後のミラーを比較した。その結果、浸漬洗浄によりカーボンが除去され、反射率が15%以上回復することが判明した。また、浸漬洗浄後のミラーの反射率が、カーボン汚染前よりも数%上回っていたため、ミラー表面を詳しく調査したところ、浸漬洗浄によりミラー最表面のMo酸化物が除去されることがわかった。これにより、水酸化ナトリウム溶液による浸漬洗浄は、カーボンコンタミだけでなく、最表面に形成されたモリブデン酸化物の除去にも有効なことが示された。上記のように本研究では、Mo/Si多層膜ミラーの水酸化ナトリウム溶液での浸漬洗浄が可能であることを示し、また、その原理を明らかにした。