算作极紫外与X射线光学的枢纽元件，多层膜已在等离子体会诊、生命科学[1]、空间天文不雅测、同步放射[2]等领域阐扬着越来越紧要的作用。多层膜Laue透镜(multilayer Laue lens，MLL)是一种新式的基于多层膜的一维波带片结构[3]。它利用多层膜本事，克服了传统刻蚀模式对高宽比的截至，稳妥应用于硬X射线波段av色图，是当今外洋上达成硬X射线纳米聚焦最灵验的模式之一。 W/Si多层膜材料是X射线正常期骗的材料组合，其化学性质清醒，界面了了，粗俗度小等优点。在X射线能段，要求多层膜的总层数几百层达到上千层。然而磁控溅射制备出的W/Si多层膜具有较大的压应力，摄取W的硅化物代替W膜层，制备出的WSi2/Si多层膜应力较小[4]。举例，同济大学实践室制备的MLL的膜层总额为532层，总厚度为7.9 μm。膜层孕育中不行幸免的应力及薄膜应力的蕴蓄会引起膜层褶皱、闹翻和基板变形等问题[5]，因此，膜系的应力是多层膜Laue透镜研制中必须管理的枢纽问题[6]。
薄膜应力可分为热应力和内应力。热应力主要来自于不同薄膜材料热推广悉数的相反;内应力的性质和大小主要取决于千里积原子的孕育姿色，不同材料、不同工艺、不同膜层厚度都会引起内应力的很大变化。当薄膜和基板的黏服从无法承受薄膜应力带来的形变，尤其当应力发生突变或在边际处王人集时，薄膜就会因压应力而迂曲、褶皱，或因张应力而闹翻、零星[3]。为了制备多层膜Laue透镜，本文征询了W/Si、WxSi1-x/Si周期多层膜的应力特质，摄取共溅射制备WxSi1-x膜层，通过测量镀膜经由中基板的曲率变化，利用Stony公式规画了多层膜的应力大小，比拟了相易工艺条目下制备的W/Si和WxSi1-x/Si周期多层膜应力特质。
萝莉porn1 实践在薄膜应力征询中，一般只探求宏不雅应力，薄膜应力测量领先所以面形测量为基础，然后再把柄Stony公式进行规画。薄膜中应力的测量模式有多种，本文摄取测量基片曲率半径的模式来规画薄膜的应力。在厚度为0.15 mm圆形的平面基片上镀制薄膜以后，基板会产生形变。基板所产生的形变是由薄膜内存在的应力导致的。形变后的曲面可视为球面的一部分，Stony公式，由镀膜经由中圆形基片的曲率的变化规画出薄膜的应力大小。本文利用及时应力测量装配对镀膜经由中的圆形玻璃基板面形进行测量，得回镀膜经由中基板面形的变化情况，将其跟镀膜前基板面形进行对比，由此得回千里积前后基板形变，利用几何筹办R≈a2/8h(h«a)得回镀膜前基板名义的曲率半径Rpre，终末把柄Stony公式就可求得应力值。
利用直流磁控溅射本事制备了W/Si周期多层膜，利用共溅射本事制备了WxSi1-x/Si周期多层膜。镀膜后，膜层摄取X射线掠入射反射(grazing incident X-ray reflectivity，GIXRR)测量膜层的厚度。多层膜的联想周期D=27.5 nm，γ =0.5，周期数N=10，基板为直径为30 mm超光滑玻璃，厚度为0.15 mm。制备时镀膜建树本底真空为2×10-4 Pa，职责气体Ar(纯度为99.99%)，职责气压为0.3 Pa。
镀膜前，利用台阶仪(Veeco公司，Dektak 6M)对玻璃基板的面形进行测量。测量时探针沿着玻璃基板名义的两个相互垂直的场地进行扫描，并象征X、Y场地。图 1给出了两块基板镀膜前在X场地的测试恶果，其中基板1准备镀制W/Si多层膜，基板2准备镀制WxSi1-x多层膜。从图 1中看出，由于基板太薄，基板略有迂曲。利用几何筹办R≈a2/8h(h«a)可得回镀膜前基板名义的曲率半径Rpre，其中a为台阶仪横向扫描的长度;h为扫描的最大形变高度。基板1与基板2名义曲率别离为0.03 m-1和0.025 m-1。
图 1 镀膜前沿X场地测量基板的曲率Fig. 1 Surface profile measurement along Xdirection of the substrate before deposition
用来制备样品的镀膜机有ABC三个靶，其中，AC均为Si靶，B为W靶。镀制W/Si周期多层膜时利用AB两靶，W靶的溅射功率为30 W，Si靶的溅射功率为40 W。镀制WxSi1-x/Si周期多层膜时利用ABC三靶，通过退换BC两靶之间的歪斜角度达成W、Si的共溅射，共溅射W靶和Si靶的溅射功率别离为30 W和20 W。A靶Si的溅射功率保握40 W不变。在镀膜经由中，每镀完一层薄膜，样品回到测量点，及时应力测量装配测量样品基板曲率。
图 2是两样品在膜层镀制经由中基板曲率及时变化情况。不错看出，在薄膜镀制的经由中，跟着镀膜的进行，WxSi1-x/Si多层膜与W/Si多层膜玻璃基板的曲率束缚增大，而况在通盘镀膜经由中，WxSi1-x/Si多层膜的曲率变化幅度彰着小于W/Si多层膜。
图 2 溅射经由中基板曲率的变化Fig. 2 Surface profile of the substrate during the sputtering
2 薄膜应力规画分析
把柄镀膜前后基板名义的曲率半径值，利用Stony公式即不错求得薄膜应力[7]。假定基板是具有弹性模量Es和泊松比Vs的各向同性的弹性固体，把柄Stony公式，可规画出薄膜举座的应力
式中:ts为基板厚度;tf为薄膜厚度。 取超光滑基板的弹性模量Es=80 GPa，泊松比Vs=0.17[8]。规画恶果标明，W/Si周期多层膜的应力值为-476.86 MPa，WxSi1-x/Si周期多层膜的应力值为-102.84 MPa。W/Si和WxSi1-x/Si多层膜都变现出压应力，这是因为溅射成膜条目下能量较高的千里积原子轰击薄膜名义酿成精良的膜层结构，薄膜孕育经由中产生压应力，这与文件[9， 10]中论断一致。在两种膜系中，WxSi1-x/Si周期多层膜的应力远小于W/Si周期多层膜的应力。W/Si多层膜应力较高的原因可能与界面材料相互扩散酿成界面层相干，而关于WxSi1-x/Si多层膜来说，WxSi1-x是Si的化合物，不易与Si发生响应[11]，因此有着较小的应力。 3 论断通过薄膜及时应力测量实践，对直流磁控溅射条目下制备W/Si、WxSi1-x/Si周期多层膜的应力特质进行了征询。应力实践恶果走漏，W/Si、WxSi1-x/Si都阐明为压应力av色图，然而WxSi1-x/Si周期多层膜的应力彰着小于W/Si周期多层膜的应力，阐明出更清醒的应力特质，因此引入共溅射WxSi1-x层代替W层不错改善周期多层膜的应力。关于研制大膜层对数的MLL有一定的匡助。