JPH0240600A - 多層膜反射鏡 - Google Patents
多層膜反射鏡Info
- Publication number
- JPH0240600A JPH0240600A JP63189641A JP18964188A JPH0240600A JP H0240600 A JPH0240600 A JP H0240600A JP 63189641 A JP63189641 A JP 63189641A JP 18964188 A JP18964188 A JP 18964188A JP H0240600 A JPH0240600 A JP H0240600A
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- Japan
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- tin
- refractive index
- reflectance
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- multilayer reflector
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、軟Ｘ線領域で用いられる多層膜反射鏡、特に
、生体観察用の軟Ｘ線顕微鏡に好適な多層膜反射鏡に関
するものである。
、生体観察用の軟Ｘ線顕微鏡に好適な多層膜反射鏡に関
するものである。
［従来の技術］
Ｘ線領域では物質の屈折率は
ｎ＝１−δ−ｉｋ （δ、に：実数） −（１）と
表わされ、δ、にともに１に比べて非常に小さい。（屈
折率の虚部はＸ線の吸収を表わす。）そのため可視光領
域のような屈折を利用したレンズは使用できない。
表わされ、δ、にともに１に比べて非常に小さい。（屈
折率の虚部はＸ線の吸収を表わす。）そのため可視光領
域のような屈折を利用したレンズは使用できない。
そこで、反射を利用した光学系が用いられるが、全反射
臨界角θＣ（波長２５人で５°程度以下）よりも垂直に
近い入射角では反射率が非常に小さいので、界面の振幅
反射率の高い物質の組合せを何層も積層することにより
、反射面を多数（例えば数百層も）設けて、それぞれの
反射波の位相が合うように光学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用いられる。
臨界角θＣ（波長２５人で５°程度以下）よりも垂直に
近い入射角では反射率が非常に小さいので、界面の振幅
反射率の高い物質の組合せを何層も積層することにより
、反射面を多数（例えば数百層も）設けて、それぞれの
反射波の位相が合うように光学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用いられる。
より具体的に説明すれば、多層膜反射鏡は、使用Ｘ線波
長での屈折率と真空の屈折率（＝１）との差が小さい物
質と、差の大きい物質とを交互に積層することによフて
得られ、その代表例としてＷ（タングステン）／Ｃ（炭
素）、Ｍｏ（モリブデン） ／Ｓｔ （シリコン）など
の組合わせが従来から知られており、スパッタリング・
真空蒸着・ＣＶＤなどの薄膜形成技術によって形成され
ていた。
長での屈折率と真空の屈折率（＝１）との差が小さい物
質と、差の大きい物質とを交互に積層することによフて
得られ、その代表例としてＷ（タングステン）／Ｃ（炭
素）、Ｍｏ（モリブデン） ／Ｓｔ （シリコン）など
の組合わせが従来から知られており、スパッタリング・
真空蒸着・ＣＶＤなどの薄膜形成技術によって形成され
ていた。
［発明が解決しようとする課題］
ところで、軟Ｘ線顕微鏡で生体観察を行う場合に使用す
るＸ線の波長は、第４図に示すようにタンパク質と水と
の吸収係数の差の大きい領域、即ち、酸素のに吸収端（
２３人）と炭素のに吸収端（４４人）の間の領域が用い
られる。（なお、なるべく厚い試料まで観察できるよう
に、吸収係数の小さい酸素の吸収端近傍の２５人の波長
がより好ましい。） しかし、軟Ｘ線領域（波長２．５人〜２５０人）で従来
用いられているＷ（タングステン）／Ｃ（炭素）やＭｏ
（モリブデン） ／Ｓｉ （シリコン）の組合わせの多
層膜反射鏡では、低い反射率（波長２５人でｌＯ％程度
）しか得られず、実用に適さない。他方、Ｎ１にッケル
）／Ｂｅ（ベリリウム）の組合わせが高い反射率（３０
％程度）が得られることが従来から知られているが、ベ
リリウムの粉末には強い毒性があり、製造工程上、人体
に重大な危険性を及ぼすという問題点があった。
るＸ線の波長は、第４図に示すようにタンパク質と水と
の吸収係数の差の大きい領域、即ち、酸素のに吸収端（
２３人）と炭素のに吸収端（４４人）の間の領域が用い
られる。（なお、なるべく厚い試料まで観察できるよう
に、吸収係数の小さい酸素の吸収端近傍の２５人の波長
がより好ましい。） しかし、軟Ｘ線領域（波長２．５人〜２５０人）で従来
用いられているＷ（タングステン）／Ｃ（炭素）やＭｏ
（モリブデン） ／Ｓｉ （シリコン）の組合わせの多
層膜反射鏡では、低い反射率（波長２５人でｌＯ％程度
）しか得られず、実用に適さない。他方、Ｎ１にッケル
）／Ｂｅ（ベリリウム）の組合わせが高い反射率（３０
％程度）が得られることが従来から知られているが、ベ
リリウムの粉末には強い毒性があり、製造工程上、人体
に重大な危険性を及ぼすという問題点があった。
本発明は、この様な問題点に鑑みてなされたもので、人
体に有害な物質を用いないで、より高い反射率を有する
軟Ｘ線用の多層膜反射鏡を提供することを目的とするも
のである。
体に有害な物質を用いないで、より高い反射率を有する
軟Ｘ線用の多層膜反射鏡を提供することを目的とするも
のである。
［課題を解決するための手段］
この発明では、軟Ｘ線領域での屈折率と真空の屈折率（
＝１）との差が小さい物質と大きい物質とを交互に積層
してなる多層膜反射鏡において、屈折率の差が小さい物
質として、錫または酸化錫または錫と酸化錫の混合物を
用いたことによって、上記の課題を達成している。
＝１）との差が小さい物質と大きい物質とを交互に積層
してなる多層膜反射鏡において、屈折率の差が小さい物
質として、錫または酸化錫または錫と酸化錫の混合物を
用いたことによって、上記の課題を達成している。
［作 用］
Ｘ線用多層膜反射鏡で高反射率を得るためには、積層す
る２種類の物質の屈折率（ｎ＝１−δ−１ｋ）は、以下
の２つの条件を満足すればよいことが知られている。（
白木ら、 １９８７年秋季応用物理学会連合講演会 講
演番号１９Ｐ−ＺＮ−２）（１）各界面での反射率を大
きくするために、ふたつの物質の６の差が大きいこと。
る２種類の物質の屈折率（ｎ＝１−δ−１ｋ）は、以下
の２つの条件を満足すればよいことが知られている。（
白木ら、 １９８７年秋季応用物理学会連合講演会 講
演番号１９Ｐ−ＺＮ−２）（１）各界面での反射率を大
きくするために、ふたつの物質の６の差が大きいこと。
（２）吸収による損失を小さくして、全体の反射率を大
きくするために、両物質ともにｋが小さいこと。
きくするために、両物質ともにｋが小さいこと。
第５図に波長２５人におけるＳｎ、ＳｎＯ，５ｎ０２．
Ｃ５１，Ｎｉ、 Ｗ９Ｍｏの各物質のδおよびｋの値
を示す。δの小さい物質のグループ（Ｓｎ、ＳｎＯ，５
ｎ０２Ｃ，Ｓｉ）の中で、本発明にかかる錫、酸化第一
錫、酸化第二錫は、従来一般に用いられている炭素やシ
リコンと比較して吸収を示すｋの値はあまり変わらない
か、δの値が非常に小さくなっている。即ち、積層する
２種頚の物質のδの差を大きくできるので、界面の反射
率を高める点（上記条件（Ｉ））で非常に有利となり、
その結果、従来よりずっと高い反射率を得ることができ
る。
Ｃ５１，Ｎｉ、 Ｗ９Ｍｏの各物質のδおよびｋの値
を示す。δの小さい物質のグループ（Ｓｎ、ＳｎＯ，５
ｎ０２Ｃ，Ｓｉ）の中で、本発明にかかる錫、酸化第一
錫、酸化第二錫は、従来一般に用いられている炭素やシ
リコンと比較して吸収を示すｋの値はあまり変わらない
か、δの値が非常に小さくなっている。即ち、積層する
２種頚の物質のδの差を大きくできるので、界面の反射
率を高める点（上記条件（Ｉ））で非常に有利となり、
その結果、従来よりずっと高い反射率を得ることができ
る。
一方、δが大きい物質としては、第５図の表に示された
Ｎｉ、 Ｗ、 Ｍｏの他、Ｒｅ（レニウム）、Ｏ８（オ
スミウム） 、Ｉｒ（イリジウム） 、 ｐｔ（白金）
、八Ｕ（金） 、 Ｔａ（タンタル）、Ｉｆｆ（ハフニ
ウム）、Ｃｕ（銅）、Ｇｏ（コバルト）、７口（亜鉛）
。
Ｎｉ、 Ｗ、 Ｍｏの他、Ｒｅ（レニウム）、Ｏ８（オ
スミウム） 、Ｉｒ（イリジウム） 、 ｐｔ（白金）
、八Ｕ（金） 、 Ｔａ（タンタル）、Ｉｆｆ（ハフニ
ウム）、Ｃｕ（銅）、Ｇｏ（コバルト）、７口（亜鉛）
。
Ｆｅ（鉄）等から適宜選択されたものを用いることがで
きるが、第５図の表に示されるように、ｋの値が非常に
小さく、吸収による損失を低く押えることのできるニッ
ケルを用いることかより好ましい。即ち、錫、酸化錫、
錫と酸化錫の混合物の内の何れかとニッケルを交互に積
層することにより、最も高い反射率の多層膜反射鏡を得
ることができる。
きるが、第５図の表に示されるように、ｋの値が非常に
小さく、吸収による損失を低く押えることのできるニッ
ケルを用いることかより好ましい。即ち、錫、酸化錫、
錫と酸化錫の混合物の内の何れかとニッケルを交互に積
層することにより、最も高い反射率の多層膜反射鏡を得
ることができる。
［実施例］
〈実施例１〉
第１図に示すように鏡面研磨したシリコン基板３上に、
ｒｆマグネトロンスパッタリング法により、１０人の厚
さのニッケル層２と２０人の厚さの錫１を交互にそれぞ
れ２００層（図では層数を省略している）ずつ積層して
多層膜反射鏡を作製した。
ｒｆマグネトロンスパッタリング法により、１０人の厚
さのニッケル層２と２０人の厚さの錫１を交互にそれぞ
れ２００層（図では層数を省略している）ずつ積層して
多層膜反射鏡を作製した。
ターゲット材料にはそれぞれニッケルと錫を用い、スパ
ッタリングガスとしては、何れの成膜時にもアルゴンを
用いた。なお、かかる多層膜反射鏡において、シリコン
基板３側第−層目と最上層はδの小さい物質とδの大き
い物質の何れで構成しても良いが、界面の振幅反射率を
大きくするためには、δの値の大きい物質（この実施例
ではニッケル）とすることがより望まし１い。
ッタリングガスとしては、何れの成膜時にもアルゴンを
用いた。なお、かかる多層膜反射鏡において、シリコン
基板３側第−層目と最上層はδの小さい物質とδの大き
い物質の何れで構成しても良いが、界面の振幅反射率を
大きくするためには、δの値の大きい物質（この実施例
ではニッケル）とすることがより望まし１い。
上記のようにして得た多層膜反射鏡の反射率を波長２５
人のＸ線で測定したところ、第２図に示すような結果と
なり、最大反射率３２％という高い反射率が得られた。
人のＸ線で測定したところ、第２図に示すような結果と
なり、最大反射率３２％という高い反射率が得られた。
〈実施例２〉
実施例１と同様にシリコン基板上に「ｆマグネトロンス
パッタリングン去により１０人の厚さのニッケル層と、
２０人の厚さの酸化錫を交互にそれぞれ２００層ずつ積
層して、多層膜反射鏡を作製した。
パッタリングン去により１０人の厚さのニッケル層と、
２０人の厚さの酸化錫を交互にそれぞれ２００層ずつ積
層して、多層膜反射鏡を作製した。
ターゲット材料にはそれぞれニッケルと錫を用い、スパ
ッタリングガスとしてはニッケル成膜時にはアルゴンを
、酸化錫の成膜時にはアルゴンと酸素の混合ガスを用い
た。このようにして得られた酸化錫薄膜は、酸化第一錫
と酸化第二錫の混合物からなっていた。
ッタリングガスとしてはニッケル成膜時にはアルゴンを
、酸化錫の成膜時にはアルゴンと酸素の混合ガスを用い
た。このようにして得られた酸化錫薄膜は、酸化第一錫
と酸化第二錫の混合物からなっていた。
次に、波長２５人のＸ線でこの多層膜反射鏡の反射率を
測定したところ、第３図に示すような結果となり、最大
反射率は２９％であった。
測定したところ、第３図に示すような結果となり、最大
反射率は２９％であった。
なお、使用に際して、Ｘ線の吸収により多層膜反射鏡の
温度上昇か起こるが、錫の融点が２３２℃であるのに対
して、酸化第二錫の融点は１１２７℃と高いので、酸化
錫層の酸化度を高めることによって、多層膜反射鏡に所
定の耐熱性をもたせることができる。にニッケルの融点
は酸化第二錫より高い１４５３℃である。） ［発明の効果コ 以上のように本発明は、真空の屈折率との差が小さい物
質として、錫、酸化錫、錫と酸化錫の混合物の内から選
択された物質を用いて多層膜反射鏡を構成したことによ
り、ベリリウムのような人体に有害な物質を用いずに、
軟Ｘ線領域において高い反射率が得られるという非常に
優れた効果を存している。
温度上昇か起こるが、錫の融点が２３２℃であるのに対
して、酸化第二錫の融点は１１２７℃と高いので、酸化
錫層の酸化度を高めることによって、多層膜反射鏡に所
定の耐熱性をもたせることができる。にニッケルの融点
は酸化第二錫より高い１４５３℃である。） ［発明の効果コ 以上のように本発明は、真空の屈折率との差が小さい物
質として、錫、酸化錫、錫と酸化錫の混合物の内から選
択された物質を用いて多層膜反射鏡を構成したことによ
り、ベリリウムのような人体に有害な物質を用いずに、
軟Ｘ線領域において高い反射率が得られるという非常に
優れた効果を存している。
かかる多層膜反射鏡は、生体観察用Ｘ線（波長２３人〜
４４人）顕微鏡を初め、他の用途のＸ線顕微鏡や、Ｘ線
リソグラフィー Ｘ線望遠鏡、Ｘ線レーザ等、軟Ｘ線領
域で用いられる光学機器全搬に適用することができ、そ
の高い反射率によって光学系の設計の自由度を大きくす
ることができるとともに、光源の強度も小さくて済むた
め、光学機器の小型化を図ることができる。
４４人）顕微鏡を初め、他の用途のＸ線顕微鏡や、Ｘ線
リソグラフィー Ｘ線望遠鏡、Ｘ線レーザ等、軟Ｘ線領
域で用いられる光学機器全搬に適用することができ、そ
の高い反射率によって光学系の設計の自由度を大きくす
ることができるとともに、光源の強度も小さくて済むた
め、光学機器の小型化を図ることができる。
さらに、かかる多層膜反射鏡においては、光源の強度を
小さくできることから、Ｘ線の吸収による温度上昇を低
く押えることができ、酸化錫層の酸化度を高めることに
より所定の耐熱性を確保することかできるので、耐久性
の点においても有利である。
小さくできることから、Ｘ線の吸収による温度上昇を低
く押えることができ、酸化錫層の酸化度を高めることに
より所定の耐熱性を確保することかできるので、耐久性
の点においても有利である。
また、有害な物質を使用しないことは、製造作業者の安
全を確保するための特別な安全設備を不要とし、製造コ
ストを低減することができる。
全を確保するための特別な安全設備を不要とし、製造コ
ストを低減することができる。
第１図は本発明実施例にかかる多層膜反射鏡の模式的な
断面図、第２図は第１図に示された実施例にかかる多層
膜反射鏡の反射率を示すグラフ、第３図は別の実施例に
かかる多層膜反射鏡の反射率を示すグラフ、第４図は軟
Ｘ線領域での水とタンパク質の吸収係数を示すグラフ、
第５図は波長２５人での物質の屈折率を示す表である。 ［主要部分の符号の説明］ ｌ・・・錫層 ２・・・ニッケル層 ３・・・シリコン基板 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 第 図 第２ 図 第５図 第４図
断面図、第２図は第１図に示された実施例にかかる多層
膜反射鏡の反射率を示すグラフ、第３図は別の実施例に
かかる多層膜反射鏡の反射率を示すグラフ、第４図は軟
Ｘ線領域での水とタンパク質の吸収係数を示すグラフ、
第５図は波長２５人での物質の屈折率を示す表である。 ［主要部分の符号の説明］ ｌ・・・錫層 ２・・・ニッケル層 ３・・・シリコン基板 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 第 図 第２ 図 第５図 第４図
Claims (2)
- （１）軟Ｘ線領域での屈折率と真空の屈折率との差が小
さい物質と大きい物質を交互に積層してなる多層膜反射
鏡において、 前記屈折率の差の小さい物質として、錫または酸化錫ま
たは錫と酸化錫との混合物を用いたことを特徴とする多
層膜反射鏡。 - （２）前記屈折率の差の大きい物質として、ニッケルを
用いたことを特徴とする請求項１記載の多層膜反射鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63189641A JPH0240600A (ja) | 1988-07-30 | 1988-07-30 | 多層膜反射鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63189641A JPH0240600A (ja) | 1988-07-30 | 1988-07-30 | 多層膜反射鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0240600A true JPH0240600A (ja) | 1990-02-09 |
Family
ID=16244709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63189641A Pending JPH0240600A (ja) | 1988-07-30 | 1988-07-30 | 多層膜反射鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0240600A (ja) |
Cited By (2)
| 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 |
| JP2009268015A (ja) * | 2008-04-30 | 2009-11-12 | Goto Denshi Kk | スピ−カ用ボイスコイル |
-
1988
- 1988-07-30 JP JP63189641A patent/JPH0240600A/ja active Pending
Cited By (2)
| 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 |
| JP2009268015A (ja) * | 2008-04-30 | 2009-11-12 | Goto Denshi Kk | スピ−カ用ボイスコイル |
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