Reflexionsvermögen

Werden Multischichten zur Reflexion von Röntgenstrahlen eingesetzt, ist häufig ein höchstmögliches Reflexionsvermögen das entscheidende Kriterium für die Materialauswahl und den Multischichtaufbau. Einige Anwendungen erfordern gleichzeitig auch das Einhalten gewisser Randbedingungen hinsichtlich des Auflösungsvermögens oder der Auslöschung höherer Reflexionsordnungen. Dann müssen alle relevanten Aspekte gleichzeitig betrachtet werden.

Besteht die Aufgabe nur darin, das Reflexionsvermögen zu maximieren, müssen folgende Bedingungen für die komplexen Brechungsindizes n = 1 - d + ib (d ... Dispersionskorrektur, b ... Absorptionskonstante) der Schichtmaterialien gleichzeitig erfüllt sein:

• größtmöglicher röntgenoptischer Kontrast der Spacer- und Absorberschichtmaterialien (|d_Absorber - d_Spacer| -> Maximum)
• geringstmögliche Werte für die Absorptionskonstanten b_Absorber und b_Spacer

Aufgrund der Tatsache, dass sich die röntgenoptischen Konstanten der potenziellen Multischichtmaterialien in der Nähe von Absorptionskanten sprunghaft ändern, kann kein universelles Materialsystem für das gesamte Röntgenwellenlängenspektrum eingesetzt werden. Vielmehr muss für jede zu nutzende Röntgenwellenlänge eine separate Betrachtung vorgenommen werden. Dementsprechend ergeben sich unterschiedlichste Materialkombination, die für die jeweiligen Wellenlängen optimal sind (siehe auch nebenstehende Tabelle).

Die in der Praxis am häufigsten genutzten Schichtsysteme mit den jeweiligen Anwendungen sind im Folgenden zusammen gestellt:

• Mo/Si (EUV-Lithographie bei l = 13,5 nm)
• W/Si (Röntgenspektroskopie bei l = 0,5 - 5 nm)
• Ni/C, W/Si und W/B₄C (Reflektometrie und Diffraktometrie bei Cu-Ka-Strahlung mit l = 0,154 nm)
• Mo/Si und Mo/B₄C (Reflektometrie und Diffraktometrie bei Mo-Ka-Strahlung mit l = 0,071 nm)
• Cr/Sc (Röntgenmikroskopie im sogenannten "Wasserfenster" bei l = 2,2...4,4 nm)