資料4

開発課題名「軟X線多層膜鏡の1Å精度波面補正技術の開発」

(平成20年度採択:要素技術タイプ)

開発実施期間 平成20年10月〜平成24年3月

チームリーダー :  津留 俊英【東北大学 多元物質科学研究所 助教】
中核機関 :  東北大学
参画機関 :  (なし)
T.開発の概要
軟X線を光源とする生体顕微鏡では、軟X線の機能性から生きた細胞の内部を高分解能で元素コントラスト観察できる。しかし、現状では、結像鏡用の超研磨基板の形状精度限界1nmが結像性能を大幅に劣化させている。本開発では、軟X線の強め合いの干渉を利用した多層膜鏡で満たすべき形状誤差0.1nmを、独自に考案した多層膜表面デジタルミリング除去法で物理光学的に反射波面を補正する方法を開発し、軟X線用の回折限界結像鏡を実現する。
U.事後評価における評価項目
(1)曲面多層膜鏡のミリング技術を確立するためのイオンビーム計測技術
 イオンミリング速度分布を±2%以内に均一化することを目標に開発を行った。5つの異なるイオンミリング速度分布の精密計測技術を新規に開発し、これらを用いて目標とした計測誤差と再現性をそれぞれ実現した。汎用性を目指して、イオンミリング速度分布の径時変化や様々な曲率の曲面基板に効率的に対応できる開口角可変式マスクを考案し、所定のミリング速度分布を持つイオンビーム生成技術を確立した。
(2)曲面多層膜鏡のミリング技術を確立するためのミリング特性評価
多層膜鏡の結像特性に大きく寄与する1 mm以上の低空間周波数成分を補正するためにこの領域を精密ミリングする技術と、±1 nm精度ミリング膜厚計測技術の確立を目標に開発を行った。フォトレジストを用いた微細加工技術を適用し、フォトレジスト密着マスク方式でミリング領域を精密指定する技術を提案し、これらの計測技術と、曲面上のミリング膜厚分布を計測するために開発した擬似球面・円筒面ホルダーを用いて、平面及び曲面全面で均一化したミリング膜厚分布を実現した。
(3)干渉計測法による大口径曲面鏡のミリング量の評価、計測法
開発の前半でMo/Si多層膜鏡の表面を1周期イオンミリングすると反射波面を1Åだけ変えられるという波面補正原理そのものを実証するための干渉計測を実施した。放射光光源を利用し、ヤングの干渉計の原理を応用した方法で軟X線による多層膜ミリング波面補正原理を実証した。後半では結像鏡の波面計測を行うためのマルチスリット干渉計を考案し、レーザー生成プラズマ軟X線光源を用いて干渉縞生成に成功し、設計通りの直入射角5度に対応する非点収差を検出した。
V.評 価
軟X線多層膜鏡の波面を1Aの精度で補正可能とする要素技術の開発を目的としている。曲面多層膜鏡のミリング用イオンビーム生成・計測技術、ミリング特性評価技術とミリング量の評価・計測法、の開発において、全ての目標を当初の予定通り達成している。本成果を大型放射光施設での活用、あるいは実験室系で実機に搭載しデータ取得を積み重ね、本技術が早急に実用化することを期待したい。本開発は、当初の開発目標を達成し、本事業の趣旨に相応しい成果が得られたと評価する[A]。


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