炭素の吸収端を含む波長4nm領域用多層膜反射鏡の開発

Development of multilayer mirrors for use in the wavelength region of 4 nm

石野 雅彦; 依田 修*; 小池 雅人

Ishino, Masahiko; Yoda, Osamu*; Koike, Masato

炭素のK殻吸収端(波長:4.4nm)を含む波長4nm領域で機能する軟X線多層膜反射鏡の開発を行った。成膜材料として、重元素層にコバルト酸化物(CoO)及びクロム(Cr)を、軽元素層にシリコン酸化物(SiO)及びスカンジウム(Sc)を選択し、CoO/SiO多層膜,CoO/Sc多層膜、そしてCr/Sc多層膜をイオンビームスパッタ(IBS)法により成膜した。X線回折測定による構造評価から、CoO/Sc多層膜及びCr/Sc多層膜が反射鏡に適した安定した多層膜構造を有することがわかった。また、放射光を用いた波長4nm領域における軟X線反射率測定を行った結果、Cr/Sc多層膜が高い反射率を実現することがわかった。また、炭素のK殻吸収端よりも短波長側において反射率が大きく減少する原因が炭素のコンタミネーションであることを、電子プローブマイクロアナライザ(EPMA)分析及び二次イオン質量分析(SIMS)によって確認した。

We have developed soft X-ray multilayer mirrors for use around the wavelength region of 4 nm including the K-absorption edge of carbon (). We have chosen CoO and Cr as the final candidate materials for absorber layers, and SiO and Sc for the spacer materials as the result of theoretical invitation. CoO/SiO, CoO/Sc and Cr/Sc multilayer mirrors have been fabricated by means of an ion beam sputtering (IBS) method. As the result of structure evaluations with X-ray diffraction measurement, we have found that the fabricated CoO/Sc and Cr/Sc multilayer mirrors have stable structures. Soft X-ray reflectivity measurements for fabricated multilayer mirrors are carried out in the wavelength region of 4 nm with a synchrotron radiation source. We have found that the Cr/Sc multilayer mirror has a high soft X-ray reflectivity. However, soft X-ray reflectivities below the absorption edge of carbon are reduced. The analyses obtained by EPMA and SIMS suggested that this phenomenon was attributed to contamination of carbon.