Rev. Phys. Appl. (Paris) 23, 1675-1686 (1988)
DOI: 10.1051/rphysap:0198800230100167500

Characterization of X-UV multilayers by grazing incidence X-ray reflectometry

L. Nevot, B. Pardo et J. Corno

Institut d'Optique Théorique et Appliquée, Unité Associée 14 du CNRS, Bât. 503 Centre Universitaire, B.P. 43, 91406 Orsay Cedex, France

Abstract
The performance of multilayers at the X-UV wavelengths depends upon the structural and geometrical imperfections of the deposited materials. These two respective contributions are not easily separated when only one Bragg peak is recorded, as is usually the case in the X-UV range, so a prediction of the performance at other wavelengths appears rather doubtful. We show how grazing incidence X-ray reflectometry (using Cu Kα1 radiation) allows the precise evaluation of both interfacial roughnesses and thickness errors, as well as their variations through the stacks. As examples, we analyse three (W/C) multilayers with periods between 3 to 6 nm and up to 40 layers.

Résumé
Les performances des multicouches dans le domaine X-UV sont tributaires des défauts structurels et géométriques des matériaux déposés. Ces défauts sont difficiles à différencier par l'analyse d'un seul pic de Bragg tel qu'observé en X mous. Dès lors, la prédiction des performances pour d'autres longueurs d'onde, devient délicate. Nous montrons comment la réflectométrie de rayons X rasants (Cu Kα1) permet de déterminer à la fois les rugosités interfaciales et les écarts d'épaisseur, ainsi que leur évolution au sein de l'empilement. Trois multicouches (W/C), de périodes comprises entre 3 et 6 nm et comportant de 20 à 40 couches élémentaires, sont analysées à titre d'exemples.

PACS
0785 - X ray, gamma ray instruments and techniques.
0630C - Spatial variables measurement.
0760H - Optical refractometry and reflectometry.
4278F - Performance and testing of optical systems.

Key words
optical films -- optical testing -- reflectometry -- surface topography measurement -- X ray apparatus -- X UV multilayers -- grazing incidence X ray reflectometry -- Bragg peak -- interfacial roughnesses -- thickness errors