Термостабильное многослойное зеркало для крайнего ультрафиолетового спектрального диапазона



Термостабильное многослойное зеркало для крайнего ультрафиолетового спектрального диапазона
Термостабильное многослойное зеркало для крайнего ультрафиолетового спектрального диапазона
Термостабильное многослойное зеркало для крайнего ультрафиолетового спектрального диапазона
Термостабильное многослойное зеркало для крайнего ультрафиолетового спектрального диапазона
Термостабильное многослойное зеркало для крайнего ультрафиолетового спектрального диапазона
Термостабильное многослойное зеркало для крайнего ультрафиолетового спектрального диапазона
Термостабильное многослойное зеркало для крайнего ультрафиолетового спектрального диапазона

 


Владельцы патента RU 2410732:

ФРАУНХОФЕР-ГЕЗЕЛЛЬШАФТ ЦУР ФЕРДЕРУНГ ДЕР АНГЕВАНДТЕН ФОРШУНГ Е.Ф. (DE)

Изобретение относится к термостабильному многослойному зеркалу для крайнего (коротковолнового) ультрафиолетового (УФ) спектрального диапазона и может быть использовано в качестве нагреваемого коллекторного зеркала источника излучения крайнего УФ-диапазона. Многослойное зеркало для отражения излучения крайнего УФ-диапазона содержит множество чередующихся слоев молибдена и слоев кремния. На множестве граничных плоскостей между слоями молибдена и слоями кремния расположены, соответственно, барьерные слои, которые содержат нитрид кремния или борид кремния. Технический результат - повышение термостабильности, в частности стабильности при температурах более 300°С, при высокой отражательной способности многослойного зеркала. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к термостабильному многослойному зеркалу для крайнего (коротковолнового) ультрафиолетового УФ спектрального диапазона.

Отражающие оптические конструктивные элементы для использования в крайнем УФ-диапазоне, который охватывает диапазон длин волн примерно от 10 нм до 50 нм, могут быть реализованы с многослойными зеркалами, которые содержат, как правило, периодическую последовательность из множества пар тонких слоев. Пара тонких слоев содержит, в общем случае, два слоя из различных материалов, которые в диапазоне длин волн, предусмотренном для применения конструктивного элемента, должны иметь максимально возможное различие в их оптических постоянных. По меньшей мере, один из этих материалов должен на предусмотренной длине волны иметь минимально возможное поглощение. Поэтому выбор материалов для многослойных зеркал зависит, прежде всего, от длины волны, при которой должен применяться оптический компонент. Поэтому в крайнем УФ спектральном диапазоне, для соответствующего диапазона длин волн, определенного в большинстве случаев шириной всего лишь несколько нм, имеется одна оптимальная пара материалов, которая гарантирует высокое отражение, ввиду оптического контраста материалов слоев.

В диапазоне длин волн от 12,5 до 14 нм, который имеет большое значение, в частности, для разработок оптических систем, предназначенных для применения в литографии крайнего УФ-диапазона, предпочтительным образом применяются многослойные зеркала из пары материалов, образованной молибденом и кремнием, так как между этими материалами существует особенно хороший оптический контраст в названном диапазоне длин волн. С использованием молибден-кремниевых (Mo/Si) многослойных зеркал может, например, быть реализовано отражение порядка 70% на длине волны 13,5 нм.

Подобное высокое отражение особенно важно для применений, в которых осуществляется многократное отражение на многослойных зеркалах, так как отражение всей оптической системы в этом случае экспоненциально снижается с увеличением числа зеркал. Поэтому в устройстве, состоящем из нескольких зеркал, даже незначительное улучшение отражения отдельного зеркала оказывает значительное влияние на полное отражение оптической системы. Это особенно имеет место в оптических системах для литографии крайнего УФ-диапазона, в которых предусматривается применение, например, 11 многослойных зеркал.

Для достижения высокого отражения требуются, в частности, по возможности более гладкие граничные поверхности на переходах слоев между молибденовыми слоями и кремниевыми слоями. Однако с другой стороны, известна тенденция таких материалов, как молибден и кремний, к образованию силицида молибдена, в частности, MoSi2, и к процессам межслойной диффузии на граничных поверхностях, как описано, например, в документе DE 100 11 547 С2. Поэтому, в особенности при повышенных температурах применения, существует опасность деградации подобного многослойного зеркала, ввиду которой отражение существенно снижается. Наряду с уменьшением отражения с деградацией, обусловленной процессами межслойной диффузии и образования силицида молибдена, связано уменьшение толщины пары слоев, которая также обозначается как толщина периода. За счет этого уменьшения толщины периода происходит смещение максимума отражения в сторону более коротких длин волн. Функционирование оптической системы, основанной на таких многослойных зеркалах, может, под влиянием подобных процессов деградации, быть существенно ухудшено или даже полностью нарушено.

Для повышения термостабильности Mo/Si-многослойных зеркал из DE 10011547 С2 известно использование на граничных поверхностях между молибденовыми слоями и кремниевыми слоями, соответственно, барьерного слоя из Мо2С.

Кроме того, в DE 10011548 С2 описано применение барьерных слоев из MoSi2 для повышения термостабильности.

Многослойные системы, описанные в обоих вышеуказанных источниках, характеризуются, по меньшей мере, на временной шкале в несколько часов термической стабильностью примерно до 500°С. Однако, по сравнению с обычным Mo/Si-многослойным зеркалом, они обладают сравнительно низкой отражательной способностью менее чем 60%.

Кроме того, из документа US 6396900 В1 известно использование барьерных слоев из материала В4С в Mo/Si-многослойном зеркале, чтобы повысить отражение и/или термостабильность. Эти многослойные системы хотя и отличаются сравнительно высоким отражением порядка 70%, но термостабильность, в частности долговременная стабильность, во всяком случае при температурах порядка 400°С или более, не гарантируется.

Для функционирования оптических систем в системах литографии крайнего УФ-диапазона в качестве источников излучения предусмотрены, в частности, лазерные источники плазмы, которые излучают на длине волны примерно 13,5 нм. Так как отражение всей оптической системы при литографии крайнего УФ-диапазона, ввиду множества зеркал, сравнительно невелико, подобные источники излучения крайнего УФ-диапазона должны работать с высокими мощностями, чтобы скомпенсировать возникающие в оптической системе потери отражения. Вблизи подобных источников излучения крайнего УФ-диапазона многослойные зеркала крайнего УФ-диапазона могут подвергаться воздействию высоких температур. Это особенно имеет место для многослойного зеркала крайнего УФ-диапазона, которое для формирования луча, например, так называемого коллекторного зеркала, должно позиционироваться непосредственно рядом с источником излучения крайнего УФ-диапазона.

Поэтому существует потребность в многослойных зеркалах, которые отличаются как высокой долговременной термической стабильностью, так и высоким отражением.

В основе изобретения лежит задача создать многослойное зеркало для крайнего УФ-спектрального диапазона, которое отличается как высокой термической стабильностью, в частности сравнительно высокой долговременной термической стабильностью, так и высоким отражением.

Эта задача решается в соответствии с изобретением многослойным зеркалом с признаками пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.

В соответствующем изобретению многослойном зеркале для излучения крайнего УФ-диапазона, которое содержит множество чередующихся слоев молибдена и слоев кремния, на множестве граничных поверхностей между соответствующим слоем молибдена и соответствующим одним из соседних слоев кремния расположен барьерный слой, который содержит нитрид кремния, предпочтительно Si3N4, или борид кремния предпочтительно SiB4 или SiB6. Понятие «граничная поверхность» в рамках изобретения включает в себя переходную область между, соответственно, слоем молибдена и слоем кремния, включая случай, когда слой молибдена и слой кремния, ввиду расположенного между ними барьерного слоя, непосредственно не граничат друг с другом.

За счет использования барьерных слоев из нитрида кремния или борида кремния предпочтительным образом предотвращается образование силицида кремния, а также межслойная диффузия на граничных поверхностях между слоями молибдена или слоями кремния. За счет этого термостабильность, а также долговременная стабильность и стабильность излучения многослойного зеркала существенным образом улучшаются.

Особенно подходящим является многослойное зеркало, соответствующее изобретению, для применения при температурах более 300°С, в особенности в температурном диапазоне от 300°С до 500°С. Это указание диапазона, как и все указания диапазонов в этой заявке, включает в себя указанные границы.

Соответствующее изобретению многослойное зеркало имеет, в частности, преимущество высокой долговременной стабильности при температурах более 300°С, в особенности в температурном диапазоне от 300°С до 500°С. Например, соответствующее изобретению многослойное зеркало и после времени работы 100 часов при температуре около 500°С еще не проявляет никакого значительного снижения отражения и/или толщины периода.

На основе своей высокой термической стабильности соответствующее изобретению многослойное зеркало применяется, в частности, вблизи источника излучения крайнего УФ-диапазона, например лазерного источника плазмы.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения многослойное зеркало нагревается до очень высокой рабочей температуры, в особенности до 300°С или выше, предпочтительно даже до 400°С или выше, чтобы предотвратить осаждение загрязнений на многослойное зеркало. Для этого может быть предусмотрено нагревательное устройство, которое предпочтительным образом размещено на подложке многослойного зеркала. Это, в частности, предпочтительно в многослойном зеркале, которое размещено вблизи источника излучения крайнего УФ-диапазона, так как многослойное зеркало в этом случае за счет материала мишени, применяемого в источнике излучения крайнего УФ-диапазона, например лития, который возбуждается посредством лазерного луча для излучения крайнего УФ-диапазона, могло бы загрязниться, что привело бы к снижению отражения. За счет нагрева многослойного зеркала до рабочей температуры примерно 400°С коэффициент сцепления лития с поверхностью многослойного зеркала предпочтительно снизился бы до такой степени, что отражение, спустя время работы 100 часов или более, не претерпело бы значительного снижения.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения на всех граничных поверхностях между соответствующим слоем молибдена и соответствующим слоем кремния размещен, соответственно, барьерный слой, который содержит нитрид кремния, предпочтительно Si3N4 или борид кремния, предпочтительно SiB4 или SiB6. За счет содержащихся на всех граничных поверхностях барьерных слоев достигается особенно высокая термостабильность многослойного зеркала.

В другой предпочтительной форме выполнения изобретения на граничных поверхностях, на которых в направлении роста следует слой молибдена за слоем кремния, размещен, соответственно, барьерный слой, который содержит нитрид кремния или борид кремния, а на граничных поверхностях, на которых в направлении роста следует слой кремния за слоем молибдена, соответственно, не размещается барьерный слой.

Преимущество этого варианта осуществления изобретения состоит в том, что электромагнитное излучение, которое отражается на системе интерференционных слоев, образованной многослойным зеркалом, внутри этой системы интерференционных слоев образует стоячую электромагнитную волну, узлы которой находятся на граничных поверхностях, на которых в направлении роста слой молибдена следует за слоем кремния. Барьерные слои в этом варианте выполнения изобретения размещены в областях системы интерференционных слоев, на которых напряженность электрического поля стоячей волны незначительна. Поэтому поглощение внутри барьерных слоев предпочтительным образом незначительно.

Толщина барьерных слоев составляет предпочтительным образом от 0,1 нм до 1,5 нм, особенно предпочтительно от 0,2 нм до 0,8 нм. Барьерные слои с подобной толщиной пригодны для того, чтобы эффективно препятствовать межслойной диффузии или образованию силицида кремния на граничных поверхностях. С другой стороны, они еще достаточно тонки, так что поглощение внутри этих барьерных слоев сравнительно незначительно.

Многослойное зеркало содержит предпочтительным образом от 40 до 70 пар слоев. При этом под парой слоев понимается слой кремния и соседний с ним слой молибдена, включая прилегающий барьерный слой или барьерные слои. Дальнейшее повышение числа пар слоев, ввиду ограниченной глубины проникновения излучения в этом спектральном диапазоне, оказывало бы лишь незначительное влияние на отражение многослойного зеркала.

Многослойное зеркало может содержать, например, периодическую структуру из слоев кремния, слоев молибдена и барьерных слоев, в которой толщина слоев кремния, слоев молибдена и барьерных слоев внутри многослойного зеркала не изменяется. В таком периодическом многослойном зеркале может быть реализовано высокое отражение в узком спектральном диапазоне в окрестности заданной длины волны λ.

Многослойное зеркало, в рамках изобретения, может также содержать апериодическую последовательность слоев, внутри которой толщины слоев кремния и/или слоев молибдена варьируются. В таком апериодическом многослойном зеркале может быть реализовано высокое отражение в сравнительно широком диапазоне длин волн и/или углов падения, причем максимальное отражение на заданной длине волны, в общем случае, ниже, чем в периодическом многослойном зеркале

Предпочтительным образом, согласно изобретению, на многослойное зеркало нанесен накрывающий слой, который отличается по материалу и/или толщине от слоев многослойного зеркала, чтобы защитить многослойное зеркало, в частности, от окисления и загрязнения. Вместо отдельного накрывающего слоя могут наноситься также два или более накрывающих слоев.

Например, могут наноситься один или несколько накрывающих слоев, которые выполнены не из молибдена или кремния. Особенно подходящими материалами для накрывающего слоя являются оксиды, нитриды, карбиды или бориды, а также рутений, родий, скандий и цирконий. В частности, накрывающий слой многослойного зеркала может быть выполнен из материала барьерных слоев, то есть из нитрида кремния или борида кремния.

Улучшение отражения многослойного зеркала предпочтительным образом возможно благодаря тому, что многослойное зеркало помещено на подложке, которая имеет шероховатость поверхности менее 0,2 нм. Под шероховатостью поверхности при этом понимается среднеквадратичная шероховатость поверхности, определяемая, например, путем подгонки кривых к кривым рентгеновского излучения, измеренным с помощью Cu Kα-излучения.

Многослойное зеркало может, например, наноситься на полупроводниковую подложку, например кремниевую пластину. Особенно подходящими являются подложки из SiC. Кроме того, подложка может быть выполнена из стекла или стеклокерамики. Особенно предпочтительным образом, подложка состоит из стекла или стеклокерамики с низким коэффициентом теплового расширения, например ULE (ультранизкое растяжение), - стекла или материала Zerodur. Тем самым механические напряжения, которые могут возникать при высоких рабочих температурах, в частности при нагреве многослойного зеркала до рабочей температуры порядка 400°С, предпочтительным образом снижаются.

Подложка представляет собой, например, плоскую подложку. Кроме того, возможно, что многослойное зеркало нанесено на сферически искривленную поверхность подложки. Кроме того, поверхность подложки может иметь асферическую кривизну, например параболическую или эллиптическую кривизну. Например, параболически искривленная поверхность пригодна для формирования по существу параллельного луча из приближенно точечного источника излучения, в то время как эллиптически искривленная поверхность пригодна для фокусировки луча источника излучения, который расположен в первой фокальной точке эллипса, во вторую фокальную точку эллипса.

Многослойное зеркало, согласно изобретению, может, например, применяться для компонентов, предназначенных для направления луча и/или формирования луча источника излучения крайнего УФ-диапазона, в частности, для плоского зеркала для отклонения луча или для криволинейного зеркала для коллимирования или фокусировки излучения.

Ввиду спектрально очень узкополосного отражения, которое может иметь полную ширину на уровне половинного значения примерно около 0,5 нм или менее, многослойное зеркало, соответствующее изобретению, пригодно также для применения в спектрометрах, в частности для характеристики источников излучения крайнего УФ-диапазона.

Изобретение описано далее на примерах выполнения со ссылками на фиг.1-6. На чертежах показано следующее:

Фиг.1 - схематичное представление перечного сечения для примера выполнения многослойного зеркала, соответствующего изобретению.

Фиг.2 - графическое представление отражения R в зависимости от длины волны λ для трех примеров выполнения многослойного зеркала, соответствующего изобретению, по сравнению с обычным Mo/Si-многослойным зеркалом.

Фиг.3 - графическое представление отражения R в зависимости от длины волны λ для трех других примеров выполнения многослойного зеркала, соответствующего изобретению, по сравнению с обычным Mo/Si-многослойным зеркалом.

Фиг.4 - схематичное представление перечного сечения для другого примера выполнения многослойного зеркала, соответствующего изобретению.

Фиг.5 - графическое представление отражения R в зависимости от длины волны λ для трех других примеров выполнения многослойного зеркала, соответствующего изобретению, по сравнению с обычным Mo/Si-многослойным зеркалом.

Фиг.6 - графическое представление отражения R в зависимости от длины волны λ для трех других примеров выполнения многослойного зеркала, соответствующего изобретению, по сравнению с обычным Mo/Si-многослойным зеркалом.

Фиг.7 - схематичное представление структуры, согласно которой пример выполнения многослойного зеркала, соответствующего изобретению, применяется как коллекторное зеркало источника излучения крайнего УФ-диапазона.

Одинаковые или эквивалентные элементы обозначены на чертежах одними и теми же ссылочными позициями.

В показанном на фиг.1 первом примере выполнения изобретения многослойное зеркало 1 выполнено из чередующихся слоев 3 кремния и слоев 4 молибдена на подложке 2, причем, соответственно, слой 3 кремния и соседний слой 4 молибдена образуют пару слоев. Для упрощения представления показаны только четыре пары слоев. Предпочтительное количество пар слоев составляет от 40 до 70.

Внутри многослойного зеркала 1 на всех граничных поверхностях, таким образом, как на граничных поверхностях, на которых в направлении роста слой 3 кремния следует за слоем 4 молибдена, так и на граничных поверхностях, на которых в направлении роста слой 4 молибдена следует за слоем 3 кремния, имеется, соответственно, барьерный слой 5 из нитрида кремния или борида кремния. Толщина барьерных слоев 5 составляет предпочтительно от 0,1 нм до 1 нм, более предпочтительно от 0,2 нм до 0,5 нм. Барьерные слои 5 снижают как межслойную диффузию, так и образование силицида молибдена на граничных поверхностях между слоями 4 молибдена и слоями 3 кремния. Тем самым улучшается термостабильность многослойного зеркала 1, в частности, в температурном диапазоне примерно от 300°С до 500°С.

Подложка 2 может представлять собой полупроводниковую подложку, в частности из кремния или SiC, или подложку из стекла или стеклокерамики, в частности, из стеклокерамики с низким коэффициентом теплового расширения. Предпочтительным образом подложка 2 имеет шероховатость поверхности менее чем 0,2 нм.

Нанесение многослойного зеркала 1 на подложку 2 осуществляется предпочтительным образом путем напыления, в частности посредством магнетронного напыления постоянного тока, причем в качестве рабочего газа применяется аргон. Однако в рамках изобретения возможно использование и других способов нанесения покрытий, в частности напыление электронным лучом, плазменное ионное напыление или лазерная абляция. Многослойное зеркало 1 предпочтительным образом содержит покрывающий слой 6, который состоит не из кремния или молибдена. За счет выбора материала, относительно нечувствительного к окислению, в качестве материала покрывающего слоя 6 термостабильность многослойного зеркала может быть дополнительно повышена. Особенно предпочтительным образом покрывающий слой 6 выполняется как барьерные слои 5 из борида кремния или нитрида кремния.

В этом случае затраты на изготовление предпочтительным образом снижаются, так как для нанесения покрывающего слоя 6 не требуется предпринимать никаких мер для нанесения покрытия из другого материала, который не содержался бы в остальной структуре многослойного зеркала 1.

На фиг.2 показано графическое представление отражения R для перпендикулярного падения в зависимости от длины волны λ для обычного многослойного зеркала без барьерных слоев (кривая 7) в сравнении с тремя примерами выполнения многослойного зеркала согласно изобретению, при которых на всех граничных поверхностях между слоями молибдена и слоями кремния расположен, соответственно, барьерный слой из Si3N4, причем толщина барьерных слоев составляет, соответственно, 0,3 нм (кривая 8), 0,6 нм (кривая 9) и 0,9 нм (кривая 10). Толщины слоев многослойного зеркала, которые были положены в основу математического моделирования, оптимизированы для достижения максимального отражения при длине волны как равные 13,5 нм. Толщина периода многослойного зеркала составляет примерно 6,9 нм, а число пар слоев, соответственно, 60.

Соответствующие изобретению многослойные зеркала отличаются высокой термостабильностью, причем снижение отражения вследствие добавленных барьерных слоев, по сравнению с обычным многослойным зеркалом, предпочтительно незначительно. Например, моделированное значение максимального отражения при барьерных слоях толщиной 0,6 нм (кривая 9) составляет примерно 70%. При использовании барьерных слоев толщиной 0,9 нм снижение отражения по сравнению с обычным многослойным зеркалом составляет примерно 10%. Даже при этом относительно толстом барьерном слое максимальное отражение составляет более 65%.

На фиг.3 показано графическое представление отражения R для перпендикулярного падения в зависимости от длины волны λ для обычного многослойного зеркала без барьерных слоев (кривая 11) в сравнении с тремя примерами выполнения многослойного зеркала согласно изобретению, в которых на всех граничных поверхностях между слоями молибдена и слоями кремния расположен, соответственно, барьерный слой из SiB4, причем толщина барьерных слоев составляет, соответственно, 0,3 нм (кривая 12), 0,6 нм (кривая 13) и 0,9 нм (кривая 14). Так как кривые отражения, представленные на фиг.3, ввиду незначительных различий в отражении было бы очень трудно различить, на фиг.3, в отличие от фиг.2 выбрано масштабирование, обеспечивающее представление только в непосредственной окрестности максимума отражения. Толщины слоев многослойного зеркала, которые были положены в основу математического моделирования, оптимизированы для максимального отражения для длины волны λ=13,5 нм. Как и в примерах выполнения, описанных со ссылкой на фиг.2, толщина периода многослойного зеркала составляет 6,9 нм, а число пар слоев, соответственно, 60.

Снижение отражения за счет барьерных слоев из SiB4, по сравнению с обычным многослойным зеркалом без барьерного слоя, предпочтительно еще меньше, чем при применении барьерных слоев из нитрида кремния. В частности, максимальное отражение снижается даже при использовании барьерных слоев из SiB4 толщиной 0,9 нм (кривая 14) по сравнению с обычным многослойным зеркалом менее чем на 3 процента.

В показанном на фиг.4 примере выполнения многослойного зеркала, соответствующего изобретению, барьерные слои 5 из нитрида кремния или борида кремния размещены исключительно на граничных поверхностях, на которых в направлении роста слой 4 молибдена следует за слоем 3 кремния. Барьерные слои 5 в этой форме выполнения изобретения позиционированы в местах многослойной структуры, которые согласованы с узлами напряженности электрического поля. Отражение в этом случае снижается из-за барьерных слоев 5 по сравнению с обычным многослойным зеркалом, которое не имеет барьерных слоев, лишь незначительно.

В этой форме выполнения изобретения межслойная диффузия и образование силицидов на граничных поверхностях, на которых слой 4 молибдена следует за слоем 3 кремния, снижается за счет барьерных слоев 5. Это является особенно предпочтительным, так как эти граничные поверхности, как известно, например, из US 6396900 B1, в обычных Mo/Si-многослойных зеркалах сильнее подвергаются межслойной диффузии и образованию силицидов, чем граничные поверхности, на которых слой кремния следует за слоем молибдена.

На фиг.5 показано графическое представление отражения R для перпендикулярного падения в зависимости от длины волны λ для обычного многослойного зеркала без барьерных слоев (кривая 15) в сравнении с тремя примерами выполнения многослойного зеркала согласно изобретению, в которых исключительно на граничных поверхностях, на которых в направлении роста слой молибдена следует за слоем кремния, расположен, соответственно, барьерный слой из Si3N4, причем толщина барьерных слоев составляет, соответственно, 0,3 нм (кривая 16), 0,6 нм (кривая 17) и 0,9 нм (кривая 18). Число пар слоев многослойного зеркала составляет, соответственно, 60, а толщина периода, соответственно, 6,9 нм.

Представленные на фиг.5 кривые отражения показывают, что добавление барьерных слоев на всех граничных поверхностях, на которых слой молибдена следует за слоем кремния, обуславливает крайне незначительное снижение отражения. Так как в этих вариантах выполнения многослойных зеркал барьерные слои из нитрида кремния расположены, соответственно, в узлах электрического поля внутри многослойного зеркала, они оказывают лишь незначительное влияние на отражение. Например, снижение отражения даже при использовании барьерных слоев из Si3N4 толщиной 0,9 нм (кривая 18), по сравнению с обычным многослойным зеркалом (кривая 15), составляет примерно лишь один процент.

На фиг.6 показано графическое представление отражения R для перпендикулярного падения в зависимости от длины волны λ для обычного многослойного зеркала без барьерных слоев (кривая 19) в сравнении с тремя примерами выполнения многослойного зеркала согласно изобретению, в которых исключительно на граничных поверхностях, на которых в направлении роста слой молибдена следует за слоем кремния, расположен, соответственно, барьерный слой из SiB4, причем толщина барьерных слоев составляет, соответственно, 0,3 нм (кривая 20), 0,6 нм (кривая 21) и 0,9 нм (кривая 22). Число пар слоев многослойного зеркала составляет, соответственно, 60, а толщина периода, соответственно, 6,9 нм. В этих примерах выполнения снижение отражения за счет барьерных слоев из SiB4 еще меньше, чем в примерах выполнения, показанных на фиг.5 с барьерными слоями из Si3N4. Снижение отражения при использовании барьерных слоев из SiB4 толщиной 0,9 нм (кривая 22), по сравнению с обычным многослойным зеркалом без барьерных слоев (кривая 19), составляет примерно только 0,6 процента.

На фиг.7 приведено схематичное представление примера выполнения многослойного зеркала 23, соответствующего изобретению, которое выполнено на криволинейной, предпочтительно асферически изогнутой подложке 24. Многослойное зеркало 23 функционирует как коллекторное зеркало источника 25 излучения крайнего УФ-диапазона. Излучение 26 крайнего УФ-диапазона, излученное источником 25 излучения крайнего УФ-диапазона, фокусируется коллекторным зеркалом, например, в фокальной точке F. Источник 25 излучения крайнего УФ-диапазона является, например, источником излучения плазмы лазера, в котором материл мишени, например частицы лития, возбуждается посредством лазерного излучения для эмиссии излучения крайнего УФ-диапазона. В случае подобных источников излучения крайнего УФ-диапазона часто существует проблема, состоящая в том, что расположенные в окрестности источника излучения оптические элементы загрязняются материалом мишени. В многослойном зеркале 23 для решения этой проблемы на подложке 24 предусмотрено нагревательное устройство 27, посредством которого многослойное зеркало 23 нагревается до температуры, при которой материал мишени источника 25 излучения крайнего УФ-диапазона имеет лишь незначительный коэффициент сцепления и, тем самым, десорбируется поверхностью 28 многослойного зеркала 23. Предпочтительным образом, многослойное зеркало 23 нагревается до рабочей температуры примерно 400°С или более. Температура примерно 400°С является предпочтительной, в частности, в случае литиевой мишени.

Изобретение не ограничено описанием примеров выполнения. Напротив, изобретение включает каждый новый признак, а также комбинацию признаков, что, в частности, включает в себя каждую комбинацию признаков в формуле изобретения, даже если собственно этот признак или эта комбинация не приведены в явном виде в пунктах формулы изобретения или примерах выполнения.

1. Многослойное зеркало для крайнего ультрафиолетового (УФ) излучения, которое содержит множество чередующихся слоев (4) молибдена и слоев (3) кремния, отличающееся тем, что на множестве граничных поверхностей между соответствующим слоем (4) молибдена и соответствующим соседним слоем (3) кремния расположен барьерный слой (5), который содержит борид кремния.

2. Многослойное зеркало по п.1, отличающееся тем, что на всех граничных поверхностях между соответствующим слоем (4) молибдена и соответствующим слоем (3) кремния расположен барьерный слой (5), который содержит борид кремния.

3. Многослойное зеркало по п.1, отличающееся тем, что на граничных поверхностях, на которых в направлении роста слой (4) молибдена следует за слоем (3) кремния, размещен соответственно барьерный слой (5), который содержит борид кремния, а на граничных поверхностях, на которых в направлении роста слой (3) кремния следует за слоем (4) молибдена, соответственно не размещается барьерный слой.

4. Многослойное зеркало для крайнего ультрафиолетового (УФ) излучения, которое содержит множество чередующихся слоев (4) молибдена и слоев (3) кремния, отличающееся тем, что на множестве граничных поверхностей между соответствующим слоем (4) молибдена и соответствующим соседним слоем (3) кремния расположен барьерный слой (5), который содержит нитрид кремния.

5. Многослойное зеркало по п.4, отличающееся тем, что на всех граничных поверхностях между соответствующим слоем (4) молибдена и соответствующим слоем (3) кремния расположен барьерный слой (5), который содержит нитрид кремния.

6. Многослойное зеркало по п.4, отличающееся тем, что на граничных поверхностях, на которых в направлении роста слой (4) молибдена следует за слоем (3) кремния, размещен соответственно барьерный слой (5), который содержит нитрид кремния, а на граничных поверхностях, на которых в направлении роста слой (3) кремния следует за слоем (4) молибдена, соответственно не размещается барьерный слой.

7. Многослойное зеркало по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что барьерные слои (5) имеют толщину в диапазоне от 0,2 до 0,8 нм.

8. Многослойное зеркало по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что многослойное зеркало (1) содержит, по меньшей мере, один накрывающий слой (6), который выполнен не из кремния или молибдена.

9. Многослойное зеркало по п.8, отличающееся тем, что накрывающий слой содержит нитрид кремния или борид кремния.

10. Многослойное зеркало по п.8, отличающееся тем, что накрывающий слой содержит оксид, нитрид, карбид или борид, или, по меньшей мере, один из следующих материалов: рутений, родий, скандий и цирконий.

11. Многослойное зеркало по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что многослойное зеркало (23) нанесено на искривленную поверхность подложки (24).

12. Многослойное зеркало по п.11, отличающееся тем, что поверхность подложки (24) имеет асферическую кривизну.

13. Многослойное зеркало по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что предусмотрено нагревательное устройство (27), чтобы нагревать многослойное зеркало (23) до рабочей температуры от 300°С или выше, предпочтительно до 400°С или выше.

14. Многослойное зеркало по п.13, отличающееся тем, что многослойное зеркало (23) размещено на подложке (24), на которой размещено нагревательное устройство (27).

15. Многослойное зеркало по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что многослойное зеркало (23) является коллекторным зеркалом источника (25) излучения крайнего УФ диапазона.

16. Применение многослойного зеркала по любому из пп.1-15 для отражения излучения крайнего УФ диапазона при рабочей температуре от 300 до 500°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области оптического машиностроения и может быть использовано в лазерной технике, в системах оптической локации и других областях оптического машиностроения.

Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано в составе оптического тракта мощных лазерных технологических установок, в частности в резонаторах щелевых газовых лазеров.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к отражателю для мобильного терминала, который включает в себя пластину, имеющую фронтальную и тыльную стороны, с вогнутой частью в виде выемки, на которой расположен отражающий материал, который отражает свет, падающий на фронтальную поверхность по меньшей мере части пластины.

Изобретение относится к управляемой оптике и может использоваться в качестве корректора в адаптивных системах для динамического управления волновым фронтом излучения.

Изобретение относится к оптическим наблюдательным устройствам автомобилей, в частности к зеркалам переднего вида. .

Изобретение относится к оптическим наблюдательным устройствам для использования в автомобилях и других транспортных средствах. .

Изобретение относится к космической технике, в частности к развертываемым (раскрываемым) крупногабаритным рефлекторам, зеркальный отражатель (параболоид вращения) которых, например, имеет диаметр 12 м
Инфракрасный отражатель состоит из металлической подложки, характеризующейся тем, что она покрыта слоем нитрида циркония и хрома общей формулы (ZrxCr1-x)1-yNy с х в диапазоне от 0,15 до 0,7 и y в диапазоне от 0,01 до 0,265. Способ получения включает получение металлической подложки; нанесение на данную подложку слоя нитрида циркония и хрома методом физического осаждения из паровой фазы с использованием: цели, включающей от 15 до 70% по весу циркония, с остальной частью, состоящей из хрома и примесей, неизбежных в процессе обработки, и инжектирования азота с нейтральным газом-носителем в отношении от 4/16 до 16/16 с одновременным напылением циркония и хрома. Технический результат: создание инфракрасного отражателя, обладающего одновременно высокой теплоотражательной способностью и высокой устойчивостью к воздействию высоких температур в коррозионных или окислительных средах. 3 н. и 14 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к покрытиям космических зеркал, конкретнее к остекловыванию заготовок космических зеркал, обеспечивающих возможность получения высококачественной оптической поверхности зеркал. Предложено покрытие для заготовки космического зеркала, представляющее собой стекло следующего состава, мас.%: SiO2 - 44-61; B2O3 - 8-20; Al2O3 - 5-19; CaO - 3-12; Sb2O3 - 0,3-0,7; V2O5 - 2-11; Nb2O5 - 1-7; MoO3 - 0,2-4 и F - 1,5-6. Технический результат - состав материала обеспечивает возможность получения высококачественной оптической поверхности непосредственно на подложках из карбидкремниевых материалов. 2 табл.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается способа изготовления зеркала для рентгеновского телескопа. Способ включает в себя нанесение методом гальванопластики на заготовку из алюминиевого сплава слоя из никелевого сплава и доводку рабочей поверхности заготовки путем ее полировки до требуемой шероховатости в несколько этапов на шлифовальном стенде с применением абразивного состава. Дисперсность абразивного состава уменьшают на каждом последующем этапе, а на последнем этапе в качестве абразивного состава используют смолу. После полировки производят снятие оболочки из никелевого сплава и наносят на внутреннюю поверхность оболочки отражающий слой. Технический результат заключается в возможности обеспечения требуемой гладкости рабочей поверхности зеркальной оболочки без выполнения жестких требований к точности выставления полировального инструмента. 1 ил.

Изобретение используется при финишной обработке и контроле крупногабаритных зеркал телескопов. Зеркало устанавливают на координатный станок с вращающимся столом тыльной поверхностью вверх. В местах расположения вспомогательных элементов приклеивают на наклеечную смолу опорные металлические кольца, устанавливают в них юстировочные кольца, которые позиционируют на координатном станке и фиксируют затем прижимными винтами к опорным кольцам. Вставляют в юстировочные кольца направляющие съемные втулки и с их помощью приклеивают к зеркалу вспомогательные элементы, после чего откручивают юстировочные кольца и снимают опорные кольца либо путем сбивания деревянным молотком, либо путем снятия их после нагревания и размягчения наклеечной смолы. Техническим результатом изобретения является существенное упрощение конструкции приспособлений для приклейки и процесса позиционирования элементов, повышение точности позиционирования и сокращение времени выполнения операции по приклейке. 2 ил.

Изобретение может использоваться в многослойных комбинированных покрытиях зеркальных космических антенн с рефлекторами из полимерного композиционного материала - углепластика. Многослойное покрытие содержит три последовательных слоя с равномерной толщиной: нижний зеркальный металлический радиоотражающий скин-слой из чистого алюминия, промежуточный защитный терморегулирующий диэлектрический слой из диоксида циркония и верхний защитный износостойкий высокопрочный алмазоподобный углеродный слой. Технический результат - обеспечение работы в экстремальных условиях открытого космоса за счет использования тонкой подложки-оболочки из полимерного композиционного материала - углепластика. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу изготовления заготовки светоотражающего элемента для оптических систем, включающему предварительную химико-механическую обработку поверхности сложнопрофильных деталей, формирование металлизированного отражающего слоя. При этом формирование металлизированного светоотражающего слоя на основе иридия производят после снятия реплики, после нанесения последовательно подслоя химического цинка, нанесения никель-фосфорного слоя толщиной до 200 мкм, который подвергают термообработке в диапазоне температур 110-400°C и высокоинтенсивной полировке до 6-8 Å с получением дублируемой поверхности матрицы, с последующим формированием несущего слоя гальванического никеля из сульфаминового электролита следующего состава (г/л): никель сульфаминовый 300-400; никель двухлористый 12-15; кислота борная 25-40; натрий лаурилсульфат 0,01-0,1; сахарин 0,008 при плотности тока 2,5 А/дм2, температуре 55-60°C в течение 8 часов, после чего полученную металлизированную реплику снимают с матрицы методом термоудара, а собственно светоотражающий слой иридия наносят методом высокоточного катодного напыления на внутреннюю поверхность никелевой реплики с образованием тонкостенного светоотражающего элемента для последующей установки его в оптическую систему. Использование настоящего способа позволяет обеспечить повышение оптических и геометрических показателей, показателей адгезии никель-фосфорного покрытия к матрице и его механической прочности. 1 пр., 1 ил.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Многопрофильное зеркало имеет корпус с элементами крепления и ориентирования по положению, прямолинейную отражательную зеркальную поверхность, криволинейную часть, заменяющую собой по площади прямолинейную часть, зеркалообразующее плоское стекло, элементы активного и пассивного светоизлучения. Отражающая прямолинейная часть зеркала образуется за счет прилегания к прозрачному прилегающему стеклу зеркальной подушки, представляющей собой пустотелый накачиваемый газом - воздухом или азотом, эллипсоид. Эллипсоид выбран по форме и размерам из эластичного пленочного материала с нанесенным на его прилегающей стенке зеркальным отражающим слоем. Отражающая криволинейная периферийная часть зеркала образуется за счет неприлегания зеркальной подушки к прозрачному прилегающему стеклу. Криволинейная часть зеркала образуется за счет неприлегания зеркальной подушки к прозрачному прилегающему стеклу при помощи выступа, отстоящего в сторону от зеркальной подушки и полученного за счет выреза в прозрачном прилегающем стекле. Регулирование отношения прямолинейной и криволинейной отражающих частей зеркала, а также кривизны криволинейных отражающих частей происходит за счет применения одновременного или раздельного регулирования давления газа - воздуха или азота в зеркальной подушке и поджимающей подушке. Трубопроводы подкачки обоих подушек выводятся через канал к соответствующим органам управления подкачкой или поджимания задней стенки зеркальной подушки поджимающей пластиной. Достигается повышение качества отражающей поверхности. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх