多層膜表面ミリングによる反射波面の制御

通过多层表面铣削控制反射波前

• 批准号: 14655022
• 负责人: 津留 俊英
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14655022/
• 关键词: 多層膜鏡; 反射波面; 波面制御; 電磁波; 極紫外光; X線; ミリング; スパッタリング

本研究では,多層膜の反射理論計算で発見した"多層膜鏡の表面をミリングすると物理光学的であり,幾何光学的な基板ミリングとは原理的に全く異なる光学的効果が得られる"ことを可視光で実験的に検証する.また,得られる基礎データをもとに,"多層膜の表面ミリングで反射波面を物理光学的に精密制御できる"ことを応用研究へ展開する道を探ることを目的とする.本年度は実験に先駆けて,昨年度開発した反射位相計算ソフトウエアを改良し,より完成度の高いものとした.具体的には,基板+薄膜(1-4層)+キャップ膜の構成を可能とし,反射位相のみならず複素振幅反射率の入射角依存性と入射波長依存性を計算・表示出来るものとした.このソフトウエアを用いて波長632.8nmの可視光による検証実験のための成膜物質選択と最適膜厚計算を行った.BK7基板上に,成膜物質1:TiO_2,成膜物質2:SiO_2を5周期成膜後,マスクを段階的に施しながら成膜することで所定の段差を持った膜構造を形成し,ミリングした場合と同様の効果が得られる構成とした.なおこの構成では,5周期成膜することで反射率90%が得られ,1周期の段差で約180°の位相変化が見込まれる.その場計測用自動消光エリプソメーターを組み込んだイオンビームスパッタリング装置でTiO_2とSiO_2単層膜を成膜し,屈折率nをそれぞれ2.44,1.65と決定した.この結果を元に最適膜厚をそれぞれ64.8nm,96.1nmと決定した.また,エリプソメーターによるその場膜厚制御を行うためにに,解析ソフトウエアを新規に開発し,成膜装置へ組み込んだ.現在,可視光検証用の多層膜成膜と干渉計測用の光学系のセットアップを終え,干渉計測による検証を開始した.

在这项研究中，我们通过多层膜的反射理论计算发现，“铣削多层镜面是一个物理光学过程，可以获得与几何光学基板铣削根本不同的光学效果。”用可见光进行实验此外，基于所获得的基础数据，我们的目标是探索将“反射波前可以通过多层薄膜的表面铣削在物理和光学上精确控制”这一事实发展为应用研究的方法。我们对2016年开发的反射相位计算软件进行了改进，使其更加完善。具体来说，我们已经可以配置基板+薄膜（1-4层）+盖膜，不仅可以计算反射相位，而且复杂的振幅反射率的入射角依赖性利用该软件，我们选择了成膜材料，并计算了最佳膜厚，使用波长为632.8 nm的可见光进行验证实验，成膜材料1：经过五个循环的TiO_2、成膜材料2：SiO_2，通过逐步施加掩模形成具有预定台阶的膜结构，并且可以获得与直子相同的效果。在此配置中，通过 5 个循环沉积薄膜可以获得 90% 的反射率，并且每一步预计会发生约 180° 的相变。形成O_2和SiO_2单层膜，确定折射率n分别为2.44和1.65，根据这些结果，确定最佳膜厚分别为64.8nm和96.1nm。为了控制场膜厚度，我们新开发了分析软件，并将其集成到薄膜沉积设备中。目前，我们已经完成了用于可见光验证的多层薄膜沉积，并建立了使用干涉测量验证的光学系统。测量已经开始。