JP3052271B2 - Ｘ線ミラー作成法 - Google Patents
Ｘ線ミラー作成法Info
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- JP3052271B2 JP3052271B2 JP4107427A JP10742792A JP3052271B2 JP 3052271 B2 JP3052271 B2 JP 3052271B2 JP 4107427 A JP4107427 A JP 4107427A JP 10742792 A JP10742792 A JP 10742792A JP 3052271 B2 JP3052271 B2 JP 3052271B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シンクロトロン装置で
発生するＸ線を含む放射光の反射、分光、集光等に使用
するＸ線ミラーの作成法に関する。
発生するＸ線を含む放射光の反射、分光、集光等に使用
するＸ線ミラーの作成法に関する。
【０００２】
【従来の技術】シンクロトロン放射光（以下、放射光と
呼ぶ）はシンクロトロン装置でほぼ光速まで加速された
電子を偏向電磁石で曲げたときに発生する硬Ｘ線から赤
外線まで幅広い波長域を含む指向性の高い光である。放
射光のＸ線や真空紫外線成分は他の光源と比較して光強
度が極めて高く、物質の構造解析や分析、光化学反応に
よる膜形成やエッチング、サブミクロンパタンを大量に
且つ高速に転写するＸ線露光などへの適用が検討されて
いる。
呼ぶ）はシンクロトロン装置でほぼ光速まで加速された
電子を偏向電磁石で曲げたときに発生する硬Ｘ線から赤
外線まで幅広い波長域を含む指向性の高い光である。放
射光のＸ線や真空紫外線成分は他の光源と比較して光強
度が極めて高く、物質の構造解析や分析、光化学反応に
よる膜形成やエッチング、サブミクロンパタンを大量に
且つ高速に転写するＸ線露光などへの適用が検討されて
いる。
【０００３】シンクロトロン装置から発生するＸ線は光
源点から水平方向にひろがった偏平なビームなので、こ
れを利用するには集光したり、平行光にしたりすること
が必要である。さらに像を結像したり波長域を分光した
りすることが行われる。これらを可能とする光学部品と
してＸ線ミラーが広く一般に使用されている。
源点から水平方向にひろがった偏平なビームなので、こ
れを利用するには集光したり、平行光にしたりすること
が必要である。さらに像を結像したり波長域を分光した
りすることが行われる。これらを可能とする光学部品と
してＸ線ミラーが広く一般に使用されている。
【０００４】図３は従来から使用されているＸ線ミラー
の構成を説明する概略図で、１はＸ線反射膜、２は付着
強化膜、３はミラー基板である。図１においてＸ線反射
膜１として、白金や金が、ミラー基板３として、石英ガ
ラス、ＳiＣ、あるいはアルミニウムや銅などまたはこ
れらに無電解ニッケルメッキしたものが用いられてい
る。付着強化膜２はＸ線反射膜１とミラー基板３との付
着性が不足する場合に用い、クロムなどが使用されてい
る。
の構成を説明する概略図で、１はＸ線反射膜、２は付着
強化膜、３はミラー基板である。図１においてＸ線反射
膜１として、白金や金が、ミラー基板３として、石英ガ
ラス、ＳiＣ、あるいはアルミニウムや銅などまたはこ
れらに無電解ニッケルメッキしたものが用いられてい
る。付着強化膜２はＸ線反射膜１とミラー基板３との付
着性が不足する場合に用い、クロムなどが使用されてい
る。
【０００５】なお、この種の技術が記載されている文献
として、例えば塚本、他；“軟Ｘ線反射ミラーの放射光
照射損傷”、１９９０，秋、第５１回応用物理学会学術
講演会予稿集、第２分冊、５０１頁、２８ｐ‐Ｙ‐５が
挙げられる。
として、例えば塚本、他；“軟Ｘ線反射ミラーの放射光
照射損傷”、１９９０，秋、第５１回応用物理学会学術
講演会予稿集、第２分冊、５０１頁、２８ｐ‐Ｙ‐５が
挙げられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このようなＸ線ミラー
において、Ｘ線領域では反射膜の屈折率がほとんど１に
近く、可視光線の場合のような通常の入射角では反射率
はほとんど期待できない。このため反射膜の全反射特性
を利用し、斜入射角を１〜２度に設定してＸ線をミラー
に入射している。このため放射光を有効に取り込むには
大きなＸ線ミラーが必要になる。例えばＸ線ミラーを光
源点から３ｍ付近に設置した場合、平面ミラーでは長さ
３０〜４０cｍ、曲面ミラーでは５０〜７０cｍ程度の大
きさが必要である。さらにＸ線の波長は可視光に比べて
極めて短いため、Ｘ線ミラーに高反射率で高い結像性能
をもたせるには、面粗さが極めて小さく面精度が優れて
いることが要求される。従ってＸ線ミラーの製作には求
められるその大きさや加工精度の点から高度な加工技術
を必要とし、製作に時間がかかり高価なものになった。
において、Ｘ線領域では反射膜の屈折率がほとんど１に
近く、可視光線の場合のような通常の入射角では反射率
はほとんど期待できない。このため反射膜の全反射特性
を利用し、斜入射角を１〜２度に設定してＸ線をミラー
に入射している。このため放射光を有効に取り込むには
大きなＸ線ミラーが必要になる。例えばＸ線ミラーを光
源点から３ｍ付近に設置した場合、平面ミラーでは長さ
３０〜４０cｍ、曲面ミラーでは５０〜７０cｍ程度の大
きさが必要である。さらにＸ線の波長は可視光に比べて
極めて短いため、Ｘ線ミラーに高反射率で高い結像性能
をもたせるには、面粗さが極めて小さく面精度が優れて
いることが要求される。従ってＸ線ミラーの製作には求
められるその大きさや加工精度の点から高度な加工技術
を必要とし、製作に時間がかかり高価なものになった。
【０００７】しかしこのようなＸ線ミラーを放射光利用
ビームラインなどで使用していると、強力な放射光の影
響を受け次第にその性能が劣化することが避けられな
い。例えば放射光の熱負荷により反射膜が剥離したり、
あるいは使用雰囲気中の残留ガスと放射光との反応によ
り反射膜表面にカーボンなどの汚染物質が付着したりし
て、反射率や結像性能の低下をひきおこす。このためＸ
線ミラーを使用する放射光利用装置では、その性能を一
定に維持させるためＸ線ミラーを定期的に交換する必要
があり、そのつど高価なＸ線ミラーを製作することが余
儀なくされてきた。
ビームラインなどで使用していると、強力な放射光の影
響を受け次第にその性能が劣化することが避けられな
い。例えば放射光の熱負荷により反射膜が剥離したり、
あるいは使用雰囲気中の残留ガスと放射光との反応によ
り反射膜表面にカーボンなどの汚染物質が付着したりし
て、反射率や結像性能の低下をひきおこす。このためＸ
線ミラーを使用する放射光利用装置では、その性能を一
定に維持させるためＸ線ミラーを定期的に交換する必要
があり、そのつど高価なＸ線ミラーを製作することが余
儀なくされてきた。
【０００８】本発明の目的は、これらの問題点を解決
し、性能の低下したＸ線反射膜をＸ線ミラー基板から除
去し、新たにＸ線反射膜を形成し直す方法とすること
で、Ｘ線ミラーを安価にしかも短期に再生することので
きるＸ線ミラー作成法を提供することにある。
し、性能の低下したＸ線反射膜をＸ線ミラー基板から除
去し、新たにＸ線反射膜を形成し直す方法とすること
で、Ｘ線ミラーを安価にしかも短期に再生することので
きるＸ線ミラー作成法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、シンクロトロン装置で発生する
Ｘ線を含む放射光の反射、分光、集光等に使用し、基板
表面に形成する反射膜が重金属からなるＸ線ミラーの作
成法において、（イ）所定の形状に加工され、かつ、所
定の平滑度に平坦化された基板面に前記反射膜が形成さ
れたＸ線ミラーをシンクロトロン放射光に曝して使用し
たことで反射膜の性能が低下した際に、この反射膜を化
学薬品によるウェットエッチングにより、基板面の平滑
度を維持したまま、除去する工程と、（ロ）引き続き乾
燥処理し、基板面上に重金属からなる反射膜を、粒子エ
ネルギーが３００eＶ以下の膜形成法により、基板面の
平滑度を維持したまま、形成する工程と、を含むＸ線ミ
ラー作成法とする。
に、本発明においては、シンクロトロン装置で発生する
Ｘ線を含む放射光の反射、分光、集光等に使用し、基板
表面に形成する反射膜が重金属からなるＸ線ミラーの作
成法において、（イ）所定の形状に加工され、かつ、所
定の平滑度に平坦化された基板面に前記反射膜が形成さ
れたＸ線ミラーをシンクロトロン放射光に曝して使用し
たことで反射膜の性能が低下した際に、この反射膜を化
学薬品によるウェットエッチングにより、基板面の平滑
度を維持したまま、除去する工程と、（ロ）引き続き乾
燥処理し、基板面上に重金属からなる反射膜を、粒子エ
ネルギーが３００eＶ以下の膜形成法により、基板面の
平滑度を維持したまま、形成する工程と、を含むＸ線ミ
ラー作成法とする。
【００１０】
【作用】本発明は放射光を利用する装置に用いられてい
るＸ線ミラーにおいて、反射膜を一度除去し再び形成す
ることを特徴とし、Ｘ線ミラーの性能の維持を安価で短
期間に行えるようにしたもので、従来の性能が低下した
場合新たに作成するＸ線ミラーとは交換に要する費用や
期間の点で大きく異なる。
るＸ線ミラーにおいて、反射膜を一度除去し再び形成す
ることを特徴とし、Ｘ線ミラーの性能の維持を安価で短
期間に行えるようにしたもので、従来の性能が低下した
場合新たに作成するＸ線ミラーとは交換に要する費用や
期間の点で大きく異なる。
【００１１】Ｘ線ミラーは、原子１個、２個オーダの平
滑度に平坦化された基板面に白金などの薄膜を形成して
反射ミラーとしている。シンクロトロン放射光に曝して
使用しているうちにこの反射膜が汚れて反射率が低下す
る。そこで、Ｘ線ミラーの再生のためには、反射膜を除
去することになるが、基板面の平滑性が原子１個、２個
オーダであることを要求されることから、この平滑性を
維持したまま反射膜だけを除去できるとは、従来、考え
られていなかった。
滑度に平坦化された基板面に白金などの薄膜を形成して
反射ミラーとしている。シンクロトロン放射光に曝して
使用しているうちにこの反射膜が汚れて反射率が低下す
る。そこで、Ｘ線ミラーの再生のためには、反射膜を除
去することになるが、基板面の平滑性が原子１個、２個
オーダであることを要求されることから、この平滑性を
維持したまま反射膜だけを除去できるとは、従来、考え
られていなかった。
【００１２】本発明では、化学薬品によるウェットエッ
チングを採用することで、基体面はまったくエッチング
せずにその平滑性を維持したまま、重金属からなる反射
膜だけを除去する。基体面の乾燥処理後、引き続いて行
う反射膜形成には粒子エネルギーが３００eＶ以下の膜
形成法を採用する。この場合、粒子エネルギーが数kＶ
程度のイオンビーム・アシスト等による膜形成法では、
高エネルギーの粒子により基板表面が影響されエッチン
グされたり、基体と膜との界面において基体物質と膜物
質がまざり合ってしまい、基体面の平滑性を維持させる
ことは不可能である。これに対して、真空蒸着法など
の、粒子エネルギーが３００eＶ以下の膜形成法によれ
ば、低エネルギーの粒子により基板面を活性化し、基体
面の平滑性を維持させたままでの良質の膜形成が可能と
なる。また、このような低エネルギー粒子により静かに
形成された反射膜は、ミラー再生時に、前記のウェット
エッチングによる反射膜だけの除去が、基体面の平滑性
を良好に維持したまま可能となり、したがって、反射膜
の除去と形成を何度も繰り返し行ってＸ線ミラーを再生
して使用する場合にも、良好なＸ線反射特性を保持させ
ることができる。
チングを採用することで、基体面はまったくエッチング
せずにその平滑性を維持したまま、重金属からなる反射
膜だけを除去する。基体面の乾燥処理後、引き続いて行
う反射膜形成には粒子エネルギーが３００eＶ以下の膜
形成法を採用する。この場合、粒子エネルギーが数kＶ
程度のイオンビーム・アシスト等による膜形成法では、
高エネルギーの粒子により基板表面が影響されエッチン
グされたり、基体と膜との界面において基体物質と膜物
質がまざり合ってしまい、基体面の平滑性を維持させる
ことは不可能である。これに対して、真空蒸着法など
の、粒子エネルギーが３００eＶ以下の膜形成法によれ
ば、低エネルギーの粒子により基板面を活性化し、基体
面の平滑性を維持させたままでの良質の膜形成が可能と
なる。また、このような低エネルギー粒子により静かに
形成された反射膜は、ミラー再生時に、前記のウェット
エッチングによる反射膜だけの除去が、基体面の平滑性
を良好に維持したまま可能となり、したがって、反射膜
の除去と形成を何度も繰り返し行ってＸ線ミラーを再生
して使用する場合にも、良好なＸ線反射特性を保持させ
ることができる。
【００１３】
【実施例】図１に本発明によるＸ線ミラー作成法の一実
施例を示す。４は石英ガラスよりなるミラー基板、５は
古い付着強化膜、６は古いＸ線反射膜、７は新しい付着
強化膜、８は新しいＸ線反射膜である。石英ガラスを精
密切削あるいは研削などにより形状加工し、最終的に研
磨してＸ線ミラー基板４とする。この段階でＸ線ミラー
として必要な面精度と面粗さが確保されている。次にＸ
線ミラー基板の反射面にＸ線反射膜６を形成してＸ線ミ
ラーとする。通常、付着性を向上させるためクロム膜を
付着強化膜５として基板に膜厚１００Å程度形成する。
クロム膜の上にＸ線反射膜として白金膜を１００〜３０
０Å程度形成する。付着強化膜５及びＸ線反射膜６の形
成は真空蒸着法による。Ｘ線反射膜を形成した後の面精
度はＸ線反射膜などの膜厚が極めて薄いので形成前とほ
とんど変わらず、また面粗さはＸ線反射膜を条件よく形
成すれば形成前より向上させることができる。
施例を示す。４は石英ガラスよりなるミラー基板、５は
古い付着強化膜、６は古いＸ線反射膜、７は新しい付着
強化膜、８は新しいＸ線反射膜である。石英ガラスを精
密切削あるいは研削などにより形状加工し、最終的に研
磨してＸ線ミラー基板４とする。この段階でＸ線ミラー
として必要な面精度と面粗さが確保されている。次にＸ
線ミラー基板の反射面にＸ線反射膜６を形成してＸ線ミ
ラーとする。通常、付着性を向上させるためクロム膜を
付着強化膜５として基板に膜厚１００Å程度形成する。
クロム膜の上にＸ線反射膜として白金膜を１００〜３０
０Å程度形成する。付着強化膜５及びＸ線反射膜６の形
成は真空蒸着法による。Ｘ線反射膜を形成した後の面精
度はＸ線反射膜などの膜厚が極めて薄いので形成前とほ
とんど変わらず、また面粗さはＸ線反射膜を条件よく形
成すれば形成前より向上させることができる。
【００１４】放射光利用装置においてＸ線ミラーとして
使用を続けていると、放射光の熱負荷により反射膜が剥
離したり、あるいは使用雰囲気中の残留ガスと放射光と
の反応により反射膜表面にカーボンなどの汚染物質が付
着したりして、反射率や結像性能の低下が生じる場合が
ある。
使用を続けていると、放射光の熱負荷により反射膜が剥
離したり、あるいは使用雰囲気中の残留ガスと放射光と
の反応により反射膜表面にカーボンなどの汚染物質が付
着したりして、反射率や結像性能の低下が生じる場合が
ある。
【００１５】性能が低下したＸ線ミラーはミラー反射面
からＸ線反射膜６と付着強化膜５を除去する。除去する
には王水などを利用したウェットエッチングによる。除
去後の面精度や面粗さは除去前とほとんど変わらない。
図２に白金反射膜の除去前後の石英ガラス基板のＸ線反
射特性を示す。９は白金形成前の基板のＸ線反射特性、
１０は形成された白金を除去した後の基板のＸ線反射特
性である。一般にＸ線反射特性は反射面の面粗さや面精
度に敏感に影響を受け、この特性から反射面の状態を評
価、判断することが出来る。図２から白金形成前のＸ線
反射率特性９と白金除去後のＸ線反射特性１０は通常使
用する斜入射角範囲１〜２度でほとんど変化が見られな
い。これからＸ線反射膜の白金を除去しても基板反射面
の面粗さや面精度はほとんどを影響を受けないことが分
かる。古い付着強化膜とＸ線反射膜を除去した面に新た
に付着強化膜７とＸ線反射膜８を再び形成しＸ線ミラー
として再び使用する。ここで除去後に形成する付着強化
膜やＸ線反射膜は古い膜と同じ材質である必要はなく別
の材質でもよい。
からＸ線反射膜６と付着強化膜５を除去する。除去する
には王水などを利用したウェットエッチングによる。除
去後の面精度や面粗さは除去前とほとんど変わらない。
図２に白金反射膜の除去前後の石英ガラス基板のＸ線反
射特性を示す。９は白金形成前の基板のＸ線反射特性、
１０は形成された白金を除去した後の基板のＸ線反射特
性である。一般にＸ線反射特性は反射面の面粗さや面精
度に敏感に影響を受け、この特性から反射面の状態を評
価、判断することが出来る。図２から白金形成前のＸ線
反射率特性９と白金除去後のＸ線反射特性１０は通常使
用する斜入射角範囲１〜２度でほとんど変化が見られな
い。これからＸ線反射膜の白金を除去しても基板反射面
の面粗さや面精度はほとんどを影響を受けないことが分
かる。古い付着強化膜とＸ線反射膜を除去した面に新た
に付着強化膜７とＸ線反射膜８を再び形成しＸ線ミラー
として再び使用する。ここで除去後に形成する付着強化
膜やＸ線反射膜は古い膜と同じ材質である必要はなく別
の材質でもよい。
【００１６】以上本発明を実施例に基づいて具体的に説
明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲においてミラー基板やＸ
線反射膜の材質あるいは付着強化膜の有無、反射膜等の
除去に使用する化学薬品など種々変更可能であることは
勿論である。さらに上記実施例ではＸ線反射膜などの除
去を一度しか行っていないが、反射膜の形成と除去を何
度も繰り返し行うＸ線ミラーの再生に適用可能である。
明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲においてミラー基板やＸ
線反射膜の材質あるいは付着強化膜の有無、反射膜等の
除去に使用する化学薬品など種々変更可能であることは
勿論である。さらに上記実施例ではＸ線反射膜などの除
去を一度しか行っていないが、反射膜の形成と除去を何
度も繰り返し行うＸ線ミラーの再生に適用可能である。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＸ線ミラ
ーでは強力な放射光により劣化した場合、反射膜を一度
除去し再び反射膜を形成して再生するので、新たに作り
直す場合に比べて、Ｘ線ミラーを使用する放射光利用装
置の性能を維持することが安価にしかも短期に行うこと
ができる。
ーでは強力な放射光により劣化した場合、反射膜を一度
除去し再び反射膜を形成して再生するので、新たに作り
直す場合に比べて、Ｘ線ミラーを使用する放射光利用装
置の性能を維持することが安価にしかも短期に行うこと
ができる。
【図１】本発明のＸ線ミラー作成法の説明図。
【図２】本発明による反射膜形成前と、形成された反射
膜を除去した後の基板のＸ線反射特性を示す図。
膜を除去した後の基板のＸ線反射特性を示す図。
【図３】従来使用されているＸ線ミラーの構成図。
１…Ｘ線反射膜 ２…付着強化膜 ３…ミラー基板 ４…石英ガラスよりなるミラー基板 ５…古い付着強化膜 ６…古いＸ線反射膜 ７…新しい付着強化膜 ８…新しいＸ線反射膜 ９…反射膜形成前の基板のＸ線反射特性 １０…反射膜除去後の基板のＸ線反射特性
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−359197（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−113504（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−73087（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−5525（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−271625（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21K 1/06 G02B 5/08
Claims (1)
- 【請求項１】シンクロトロン装置で発生するＸ線を含む
放射光の反射、分光、集光等に使用し、基板表面に形成
する反射膜が重金属からなるＸ線ミラーの作成法におい
て、（イ）所定の形状に加工され、かつ、所定の平滑度
に平坦化された基板面に前記反射膜が形成されたＸ線ミ
ラーをシンクロトロン放射光に曝して使用したことで反
射膜の性能が低下した際に、この反射膜を化学薬品によ
るウェットエッチングにより、基板面の平滑度を維持し
たまま、除去する工程と、（ロ）引き続き乾燥処理し、
基板面上に重金属からなる反射膜を、粒子エネルギーが
３００eＶ以下の膜形成法により、基板面の平滑度を維
持したまま、形成する工程と、 を含むことを特徴とするＸ線ミラー作成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4107427A JP3052271B2 (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | Ｘ線ミラー作成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4107427A JP3052271B2 (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | Ｘ線ミラー作成法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05302999A JPH05302999A (ja) | 1993-11-16 |
| JP3052271B2 true JP3052271B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=14458876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4107427A Expired - Fee Related JP3052271B2 (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | Ｘ線ミラー作成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3052271B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050009848A (ko) * | 2003-07-18 | 2005-01-26 | 한국전광(주) | 두 비구면으로 분리 구성된 볼터거울과 그 가공방법 |
-
1992
- 1992-04-27 JP JP4107427A patent/JP3052271B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05302999A (ja) | 1993-11-16 |
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