【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.13】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24UT1207
利用課題名 / Title
光学素子の表面粗さの評価
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
X線望遠鏡、ウォルターミラー、ノズル型EEM（Elastic Emission Machining）,光デバイス/ Optical Device,走査プローブ顕微鏡/ Scanning probe microscope
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
毛利 柊太郎
所属名 / Affiliation
東京大学先端科学技術研究センター
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
郭建麗
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
UT-863：大面積走査プローブ顕微鏡Dimension ICON
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本研究では、X線望遠鏡の集光素子として用いられる大面積ウォルターミラーを高効率に高精度化するための膜厚基準形状修正加工プロセスを開発している。本形状修正加工プロセスでは、ミラー内面に成膜されたシリコン層表面の形状が理想形状となるように、膜厚計によるシリコン層の膜厚分布計測とノズル型EEM（Elastic Emission Machining）による除去加工を繰り返し行う。加工後のシリコン層表面の表面粗さは光学系のスループットに影響を与えるため、表面粗さを小さくする必要がある。加工後のシリコン層表面の500 nm四方領域をDimension iconにより計測し、表面粗さを評価した。
実験 / Experimental
開発したDCマグネトロンスパッタリング装置を用いてスライドガラス基板上にシリコンを成膜し、開発したノズル型EEM加工装置によってラスタースキャン加工を行なった。加工前後で、開発した膜厚計測システムを用いて膜厚分布を取得し、加工深さを評価した。また、加工後のシリコン層表面の500 nm四方領域を東京大学ARIM共用施設のDimension iconにより計測し、表面粗さを評価した。
結果と考察 / Results and Discussion
加工領域中央部における、500 nm四方領域の表面粗さをDimension iconにより評価したところ、RMSで0.313 nmであった（図1）。これをもとに、実際に望遠鏡として用いる場合に、観測する1 keVから10 keVのエネルギーのX線の反射率を評価したところ、表面粗さが0 nmの理想的に滑らかな場合の反射率に比べて99%以上と、十分であることを確認した。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 ノズル型EEM加工装置によってラスタースキャン加工を行なった加工領域中央部における、500 nm四方領域の表面粗さのAFM像。
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件