コーティングデザイン

最高の紫外線ミラー

次の文献はSPIE の マイクロリソグラフィー 2000 の会議で発表されました、

Mandeep Singh and Joseph J.M. Braat, "Design of multilayer extreme ultraviolet mirrors for enhanced reflectivity", Appl. Opt., v. 39(13), 1 May 2000, pp. 2189-97,

著者たちは 11.3 nm で反射する複数レイヤーのデザインを検討しています。このようなミラーを９つ使ったシステムは、将来の集積回路で小さな特徴を映すために使用されるかもしれません。このデザインはミラーの数が多いので、反射率の小さな増加でもシステムのアウトプットを大幅に改善できます。

次の議論は、この文献が書かれた後で作成されたデザインを基にしています。しかし、結果はこの文献にあるものと非常に似ています。

スペクトルの EUV 部分の物質は１に近い屈折率です。それゆえ、ミラーの作成には多くのレイヤーが必要になります。１つのインデックスのレイヤーから他のインデックスのレイヤーへの各転移は、小さな反射を生み出します。著者は Zerodur 上のベリリウム(Be)とモリブデン(Mo)の交互のレイヤーからなる 80 ピリオドのデザインから始めています。また、一番外側のレイヤーの上に自然の酸化物 (BeO) があります。このコーティングの式は (AB)^80 C で、A=Mo、B=Be、C=Be です。レイヤーの厚さは Mo が 2.3、Be が 3.4 nm、BeO が 2 nm です。次のプロット(細い方の曲線)で分かるように、この 161-レイヤーコーティングの、波長 11.3 nm における反射率は 74.5% です。それゆえ、９つのミラーは入射光のわずか 7% しか反射しません。

著者たちは反射率を高めるさまざまな方法を提案しています。最も効果的な方法は、ベリリウム(Be)とモリブデン(Mo)の交互のレイヤーの一番外側のレイヤーに第3の物質 ロジウム (Rh) を使うことです。このデザインの式は (DAB)^80 C で、 C と D は Rh です。C の厚さも 2 nm です。著者は TFCalc を使って A、B、および D レイヤーの厚さを最適化します。さらに、厚さ 0.6 nm 以下のすべてのレイヤーを削除し、再び最適化を行います。この結果、11.3 nm で 80% の反射率をもつ 214 レイヤーのデザインになります。この結果は次のグラフにおいて太い曲線で表わされています。９つのミラーでのアウトプットは 13% になり、最初のデザインより倍近く向上しています。

• 次に、著者が使用した物質のインデックス (11.3 nm における) を載せます:

  n        k
  Be      1.0081   0.0010
  BeO     0.9785   0.0102
  Mo      0.9514   0.0046
  Rh      0.9236   0.0089
  Zerodur 0.9822   0.0146