Спосіб оцінки складу перемішаних зон в багатошарових рентгенівських дзеркалах

Реферат: Спосіб оцінки складу перемішаних зон в багатошарових рентгенівських дзеркалах полягає у нанесенні серії періодичних дзеркал на підкладки із змінною товщиною одного з компонентів, визначенні усадки періоду і порівнянні її з розрахунковими значеннями. Разом з періодичним дзеркалом на кожну підкладку напилюють додаткове багатошарове дзеркало з іншою товщиною компонента змінної товщини. Усадку знаходять по відношенню до додаткового багатошарового дзеркала. UA 90842 U (54) СПОСІБ ОЦІНКИ СКЛАДУ ПЕРЕМІШАНИХ ЗОН В БАГАТОШАРОВИХ РЕНТГЕНІВСЬКИХ ДЗЕРКАЛАХ UA 90842 U UA 90842 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі приладобудування, зокрема до відлагодження технології виготовлення багатошарових рентгенівських дзеркал (БРД), що працюють в діапазоні довжин хвиль м'якого рентгенівського випромінювання 0,3-70,0 нм. Вона може бути використана при створенні приладів на основі цих рентгенооптичних елементів. Відомий спосіб оцінки складу перемішаних зон [1], згідно з яким виготовляють серію моноперіодних БРД Mo/Si (Co/Si), в якій послідовно змінюють товщину Mo (Co), записують малокутові спектри жорсткого рентгенівського відбиття (=0,154 нм) для кожного БРД, визначають параметри БРД (період, товщина і склад шарів, міжфазні шорсткості) шляхом підгонки теоретичної кривої відбиття до експериментальної і порівняння отриманих параметрів підгонки з параметрами, отриманими з електронної мікроскопії поперечних зрізів. Недоліком цього методу є значна помилка в підгонці, пов'язана з великою кількістю підгінних параметрів (мінімум 12) і її неоднозначність. Крім того, існує також неоднозначність у визначенні параметрів БРД в електронному мікроскопі, зв'язана, наприклад, з нахилом зразка. Поліпшити ситуацію можна, знизивши кількість параметрів, необхідних для оцінки складу перемішаних зон. Так в [2] для цього вимірюють швидкості осадження кожного з компонентів (Мо і Si), виготовляють серію багатошарових БРД (Mo/Si), в якій послідовно змінюють товщину одного з компонентів (Мо), визначають лише величини періодів і знаходять максимальну усадку БРД [тобто різницю між очікуваними (dОЧ) і експериментально отриманими періодами (dEKСП)], яка пов'язана з утворенням перемішаних зон. Склад перемішаних зон оцінюють, зіставляючи експериментальну усадку з товщиною перемішаних зон, виміряних на електронномікроскопічному знімку поперечного зрізу БРД, а також порівнюючи її з очікуваними усадками, що заздалегідь обчислюються для перемішаних зон різного складу і відомої товщини. Недоліком цього методу також є невисока точність визначення величини усадки. Це пов'язано з тим, що швидкості осадження компонентів і усадки багатошарових зразків вимірюють в різних експериментах. При цьому швидкості осадження від експерименту до експерименту можуть трохи мінятися, наприклад унаслідок ерозії мішеней, зміни складу атмосфери розпилення, малого окислення поверхні мішеней тощо. Крім того, при виготовленні серії зразків послідовно міняється товщина лише одного компонента (Мо), а швидкість осадження може мінятися для обох. В результаті помилка виміру усадки може перевищувати 30 %, що є критичною величиною і може наводити до неоднозначності визначення складу. Зберігаються також помилки у визначенні товщини перемішаних зон, вимірюваних в електронному мікроскопі, як про це було вказано вище. Задачею корисної моделі є підвищення точності визначення складу перемішаних зон за рахунок використання "внутрішнього" еталону. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі оцінки складу перемішаних зон в багатошарових рентгенівських дзеркалах, що полягає у нанесенні серії періодичних дзеркал на підкладки із змінною товщиною одного з компонентів, визначенні усадки періоду і порівнянні її з розрахунковими значеннями, згідно з корисною моделлю, разом з періодичним дзеркалом на кожну підкладку напилюють додаткове багатошарове дзеркало з іншою товщиною компонента змінної товщини, а усадку знаходять по відношенню до додаткового багатошарового дзеркала товщину компонента змінної товщини в додатковому багатошаровому дзеркалі вибирають рівній товщині цього компонента в іншому періодичному дзеркалі серії; товщину компонента змінної товщини в додатковому періодичному дзеркалі для всіх зразків серії вибирають однаковою. Суть корисної моделі полягає в тому, що визначення усадки по відношенню до додаткової стопки наводить до усунення більшості помилок, пов'язаних з дрейфом швидкостей осадження в різних експериментах, оскільки періоди обох багатошарових стопок несуть інформацію про ці помилки. Тому віднімання періодів цих стопок наводить до повної компенсації помилок в дрейфі швидкості для компонента фіксованої товщини (наприклад, Si), а також знищенню помилок тієї частини компонента змінної товщини (наприклад, Мо), які рівні в досліджуваній і додатковій стопках. Нижче наведений приклад, що ілюструє ефективність вживання пропонованого способу при визначенні складу перемішаних зон в БРД Mo/Si. Товщина перемішаних зон в даному типові рентгенівських дзеркал в основному знаходиться в межах від ~0,5 нм до -1,5 нм. Перемішані зони мають силіцидний характер, тобто їх утворення супроводиться усадкою періоду, і по її величині можна судити про склад перемішаних зон. Для здобуття залежності усадки від товщини Мо необхідно мати декілька експериментальних значень, наприклад 3-5. Тому для однозначного визначення параметрів (складу) перемішаних зон необхідно змінювати товщину Мо з кроком менше 0,1 нм. При цьому усадка, супроводжуюча таку зміну товщини, залежно від складу зон може змінюватися від 0,03 до 0,1 нм. Використання рівняння Брега з врахуванням 1 UA 90842 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 заломлення дозволяє визначати період БРД з точністю краще, ніж 0,01 нм, тому зафіксувати таку усадку у відсутність помилок не складає труднощів. Ми виготовили серію багатошарових дзеркал Mo/Si, в якій товщина кремнію була фіксована (~5 нм), а товщина Мо змінювалася в межах від 0,2 до 1,2 нм з кроком 0,05-0,10 нм. На фіг. 1 показана залежність усадки періоду d (=dОЧ - dEKСП) від номінальної товщини молібдену для випадку відсутності компенсації помилок. Як видно з фігури, спостерігається значний розкид усадок (до 50 %), викликаний головним чином впливом дрейфу швидкості кремнію, оскільки його товщина щонайменше в 5 разів вище за товщину молібдену. Додатково на кожну підкладку разом з досліджуваним дзеркалом була також нанесена додаткова багатошарова стопка з товщиною молібдену, що відрізняється. У відповідність з пропонованою корисною моделлю ми використовували два прийоми виміру усадки. Коли товщина молібдену в досліджуваному дзеркалі була відносно невеликою (t Mo