JP2002277589A - Ｍｏ／Ｓｉ多層膜及びその耐熱性を向上させる方法 - Google Patents
Ｍｏ／Ｓｉ多層膜及びその耐熱性を向上させる方法Info
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- JP2002277589A JP2002277589A JP2001076031A JP2001076031A JP2002277589A JP 2002277589 A JP2002277589 A JP 2002277589A JP 2001076031 A JP2001076031 A JP 2001076031A JP 2001076031 A JP2001076031 A JP 2001076031A JP 2002277589 A JP2002277589 A JP 2002277589A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 波長13nm領域で高い反射率を実現するMo/Si
多層膜反射鏡において使用される耐熱性を向上させた多
層膜。 【解決手段】 Mo/Si多層膜において、Si層の上、下ま
たは両側にSiO2層を挿入し、Mo層とSi層との界面におけ
る拡散を抑制することからなる、耐熱性を向上させたMo
/Si多層膜、及びMo/Si多層膜において、イオンビームス
パッタ法によりSi層の上、下または両側にSiO2層を挿入
し、Mo層とSi層との界面における拡散を抑制することか
らなるMo/Si多層膜の耐熱性を向上させる方法。
多層膜反射鏡において使用される耐熱性を向上させた多
層膜。 【解決手段】 Mo/Si多層膜において、Si層の上、下ま
たは両側にSiO2層を挿入し、Mo層とSi層との界面におけ
る拡散を抑制することからなる、耐熱性を向上させたMo
/Si多層膜、及びMo/Si多層膜において、イオンビームス
パッタ法によりSi層の上、下または両側にSiO2層を挿入
し、Mo層とSi層との界面における拡散を抑制することか
らなるMo/Si多層膜の耐熱性を向上させる方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長13nm領域で高
い反射率を実現するMo/Si多層膜反射鏡において使用さ
れる耐熱性を向上させた多層膜及びその耐熱性を向上さ
せる方法に関するものである。
い反射率を実現するMo/Si多層膜反射鏡において使用さ
れる耐熱性を向上させた多層膜及びその耐熱性を向上さ
せる方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】放射光のビームラインやX線レーザーの
光学系への応用について考えると、多層膜反射鏡は、極
めて強い光の負荷を受けることになり、結果として素子
の温度が上昇する。そのため、過酷な条件下での使用に
も耐えうる安定な耐熱性多層膜反射鏡が求められてい
る。
光学系への応用について考えると、多層膜反射鏡は、極
めて強い光の負荷を受けることになり、結果として素子
の温度が上昇する。そのため、過酷な条件下での使用に
も耐えうる安定な耐熱性多層膜反射鏡が求められてい
る。
【０００３】Mo/Si多層膜は、波長13nm近傍の直入射領
域において高い反射率を示すにも関わらず、特に300℃
以上では熱的に不安定となり、Si層とMo層との界面にお
いてSi化合物が生成され、界面がぼやけることが原因と
なり反射率が低下することが知られている。
域において高い反射率を示すにも関わらず、特に300℃
以上では熱的に不安定となり、Si層とMo層との界面にお
いてSi化合物が生成され、界面がぼやけることが原因と
なり反射率が低下することが知られている。
【０００４】Mo/Si多層膜の耐熱性改善においては、Mo/
B4C（モリブデン/炭化ホウ素）、Mo/SiC（モリブデン/
炭化シリコン）、W/BN（タングステン/窒化ホウ素）
等、軽元素層に耐熱性材料を用いることで耐熱性が向上
することや、Moに代えてMoシリサイドを使用すること、
Mo層とSi層の間にC（カーボン）層を挿入する方法など
が見出されてきた。
B4C（モリブデン/炭化ホウ素）、Mo/SiC（モリブデン/
炭化シリコン）、W/BN（タングステン/窒化ホウ素）
等、軽元素層に耐熱性材料を用いることで耐熱性が向上
することや、Moに代えてMoシリサイドを使用すること、
Mo層とSi層の間にC（カーボン）層を挿入する方法など
が見出されてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】波長13nm領域において
高い反射率を示すにも関わらず、熱的に不安定なMo/Si
多層膜はMo層とSi層の界面において形成されるSi化合物
が反射率低減の原因となっている。本発明は、従来技術
に無い新たな物質を多層膜界面に導入することにより、
Si化合物の生成を抑え、耐熱性を向上させるものであ
る。
高い反射率を示すにも関わらず、熱的に不安定なMo/Si
多層膜はMo層とSi層の界面において形成されるSi化合物
が反射率低減の原因となっている。本発明は、従来技術
に無い新たな物質を多層膜界面に導入することにより、
Si化合物の生成を抑え、耐熱性を向上させるものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、Mo/Si多層膜
のMo層とSi層との界面（Si層の上、下または両方）に薄
いシリコン酸化物層（Si2O3等も含まれるSiO2を中心と
する層）を挿入することにより、Mo層とSi層の界面にお
けるSi化合物の生成を抑制し、熱による多層膜の周期長
および軟X線反射率の低減を抑え、耐熱性を向上させる
ものである。
のMo層とSi層との界面（Si層の上、下または両方）に薄
いシリコン酸化物層（Si2O3等も含まれるSiO2を中心と
する層）を挿入することにより、Mo層とSi層の界面にお
けるSi化合物の生成を抑制し、熱による多層膜の周期長
および軟X線反射率の低減を抑え、耐熱性を向上させる
ものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】波長が50nmから1nm程度の光は軟X
線と呼ばれており、物質による吸収が大きいため、光路
を真空にしなければならないうえに、光学定数もほとん
ど1に近く、屈折を利用したレンズが使えないなどの困
難がある。また、反射率も極端に小さいために、全反射
を利用した斜入射光学系が主流であるが、結像する際の
収差が大きくなる。また、広い取り込み角で光を集める
ためには、非常に大きな鏡が必要となる。そのため、直
入射で高い反射率を得ることが出来る多層膜反射鏡が注
目された。
線と呼ばれており、物質による吸収が大きいため、光路
を真空にしなければならないうえに、光学定数もほとん
ど1に近く、屈折を利用したレンズが使えないなどの困
難がある。また、反射率も極端に小さいために、全反射
を利用した斜入射光学系が主流であるが、結像する際の
収差が大きくなる。また、広い取り込み角で光を集める
ためには、非常に大きな鏡が必要となる。そのため、直
入射で高い反射率を得ることが出来る多層膜反射鏡が注
目された。
【０００８】多層膜反射鏡は、2種類以上の物質を交互
に軟X線の波長程度の厚さに何十層も積層させたもので
ある。軟X線を多層膜に入射させると、各層から反射さ
れる光が干渉効果によって特定の方向に強め合うBragg
反射が起こる。多層膜反射鏡は、このBragg反射を利用
した光学系であり、表面に対して垂直に近い角度で光が
入射しても高い反射率を得ることができる。
に軟X線の波長程度の厚さに何十層も積層させたもので
ある。軟X線を多層膜に入射させると、各層から反射さ
れる光が干渉効果によって特定の方向に強め合うBragg
反射が起こる。多層膜反射鏡は、このBragg反射を利用
した光学系であり、表面に対して垂直に近い角度で光が
入射しても高い反射率を得ることができる。
【０００９】現在ではMo/Si（モリブデン/シリコン）多
層膜において、波長13nm近傍の直入射領域で60%を超え
る反射率が得られており、直入射型のX線望遠鏡，X線顕
微鏡に加えて、X線リソグラフィー等に用いる光学素子
としての応用研究が精力的に進められている。また、放
射光分光素子やX線レーザーの共振器ミラーとしての多
層膜反射鏡の適応研究も行われている。
層膜において、波長13nm近傍の直入射領域で60%を超え
る反射率が得られており、直入射型のX線望遠鏡，X線顕
微鏡に加えて、X線リソグラフィー等に用いる光学素子
としての応用研究が精力的に進められている。また、放
射光分光素子やX線レーザーの共振器ミラーとしての多
層膜反射鏡の適応研究も行われている。
【００１０】本発明は、波長13nm領域で高い反射率を実
現するMo/Si多層膜反射鏡の耐熱性向上に関するもので
ある。以下に本発明の実施例に基づいて説明する。
現するMo/Si多層膜反射鏡の耐熱性向上に関するもので
ある。以下に本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１１】
【実施例】本発明において、イオンビームスパッタ法に
より、Mo/Si多層膜（従来例）およびMo/SiO2多層膜（従
来例）、そしてMo層とSi層との界面に薄いSiO2層を挿入
したMo/Si/SiO2多層膜（Si層の上側にSiO2層を挿入）、
Mo/SiO2/Si多層膜（Si層の下側にSiO2層を挿入）、Mo/S
iO2/Si/SiO2多層膜（Si層の両側にSiO2層を挿入）を室
温にて成膜した。各多層膜試料の設計値を表1及び概略
図を図１から図５に示す。
より、Mo/Si多層膜（従来例）およびMo/SiO2多層膜（従
来例）、そしてMo層とSi層との界面に薄いSiO2層を挿入
したMo/Si/SiO2多層膜（Si層の上側にSiO2層を挿入）、
Mo/SiO2/Si多層膜（Si層の下側にSiO2層を挿入）、Mo/S
iO2/Si/SiO2多層膜（Si層の両側にSiO2層を挿入）を室
温にて成膜した。各多層膜試料の設計値を表1及び概略
図を図１から図５に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】図１は、Mo/Si多層膜の概略図である。Mo
とSiを1つのペアとし、1周期とする。Mo層厚とSi層厚と
を合わせた膜厚が周期長となり、ペアの総数が多層膜の
周期である。図２は、Mo/SiO2多層膜の概略図である。
とSiを1つのペアとし、1周期とする。Mo層厚とSi層厚と
を合わせた膜厚が周期長となり、ペアの総数が多層膜の
周期である。図２は、Mo/SiO2多層膜の概略図である。
【００１４】図３はSi層の上側に薄いSiO2層を挿入した
Mo/Si/SiO2多層膜である。図４は、図３の多層膜とは反
対にSi層の下側にSiO2層を挿入したMo/SiO2/Si多層膜、
図５は、Si層の両側にSiO2層を挿入したMo/SiO2/Si/SiO
2多層膜成膜の概略図である。
Mo/Si/SiO2多層膜である。図４は、図３の多層膜とは反
対にSi層の下側にSiO2層を挿入したMo/SiO2/Si多層膜、
図５は、Si層の両側にSiO2層を挿入したMo/SiO2/Si/SiO
2多層膜成膜の概略図である。
【００１５】各多層膜成膜に対して、真空加熱炉による
加熱処理を200℃、300℃、350℃及び400℃にて１時間づ
つ行った。また加熱処理の後に各多層膜試料のCuKα1線
によるX線反射率測定を行い、構造評価を行った。各温
度における各多層膜試料の周期長の変化を図６に示す。
加熱処理を200℃、300℃、350℃及び400℃にて１時間づ
つ行った。また加熱処理の後に各多層膜試料のCuKα1線
によるX線反射率測定を行い、構造評価を行った。各温
度における各多層膜試料の周期長の変化を図６に示す。
【００１６】Mo/Si多層膜は、温度の上昇に従って、周
期長が小さくなり、加熱温度が400℃を超えると、１割
以上も周期長が短くなる。しかし、Si層の上または下側
に薄いSiO2層を挿入した多層膜では、周期長にMo/Si多
層膜のような大きな変化は無く、数％の減少にとどまる
ことが確認された。一方、Si層の両側にSiO2層を挿入し
た多層膜とSi層のかわりにSiO2層を用いた多層膜では、
温度の上昇に伴って周期長は大きくなっているが、変化
の割合は小さく抑えられている。
期長が小さくなり、加熱温度が400℃を超えると、１割
以上も周期長が短くなる。しかし、Si層の上または下側
に薄いSiO2層を挿入した多層膜では、周期長にMo/Si多
層膜のような大きな変化は無く、数％の減少にとどまる
ことが確認された。一方、Si層の両側にSiO2層を挿入し
た多層膜とSi層のかわりにSiO2層を用いた多層膜では、
温度の上昇に伴って周期長は大きくなっているが、変化
の割合は小さく抑えられている。
【００１７】400℃に加熱した多層膜試料に対して、放
射光を用いた軟X線反射率測定を行った。結果を図７か
ら図１１に示す。図７に示したMo/Si多層膜では、加熱
処理による周期長の変化に伴って、反射率のピークを示
す波長が短波長側にシフトし、それと同時に反射率も大
きく減少している。図８はSi層の代わりにSiO2層を用い
たMo/ SiO2多層膜の軟X線反射率を示したものである。M
o/Si多層膜に比べ、反射率の絶対値は小さいがピーク波
長、反射率ともに加熱処理による変化は小さい。
射光を用いた軟X線反射率測定を行った。結果を図７か
ら図１１に示す。図７に示したMo/Si多層膜では、加熱
処理による周期長の変化に伴って、反射率のピークを示
す波長が短波長側にシフトし、それと同時に反射率も大
きく減少している。図８はSi層の代わりにSiO2層を用い
たMo/ SiO2多層膜の軟X線反射率を示したものである。M
o/Si多層膜に比べ、反射率の絶対値は小さいがピーク波
長、反射率ともに加熱処理による変化は小さい。
【００１８】図９はSi層の上側にSiO2層を挿入したMo/S
i/ SiO2多層膜の軟X線反射率を示したものである。加熱
処理による変化も小さく、高い反射率を維持しており、
効果的に耐熱性の向上が実現されている。一方、図１０
に示したMo/ SiO2/Si多層膜は、Si層の下側にSiO2層を
挿入した多層膜試料であるが、加熱処理による影響がや
や大きく出ている。しかし、SiO2層を挿入しないMo/Si
多層膜の変化に比べると、耐熱性は向上している。最後
に図１１に示したSi層の両側にSiO2層を挿入したMo/ Si
O2/Si/ SiO2多層膜では、Mo/Si/ SiO2多層膜と同様にピ
ーク波長変化や反射率の低下は抑えられ、SiO2層の挿入
がMo/Si多層膜の耐熱性の向上に効果的に作用している
ことを証明している。
i/ SiO2多層膜の軟X線反射率を示したものである。加熱
処理による変化も小さく、高い反射率を維持しており、
効果的に耐熱性の向上が実現されている。一方、図１０
に示したMo/ SiO2/Si多層膜は、Si層の下側にSiO2層を
挿入した多層膜試料であるが、加熱処理による影響がや
や大きく出ている。しかし、SiO2層を挿入しないMo/Si
多層膜の変化に比べると、耐熱性は向上している。最後
に図１１に示したSi層の両側にSiO2層を挿入したMo/ Si
O2/Si/ SiO2多層膜では、Mo/Si/ SiO2多層膜と同様にピ
ーク波長変化や反射率の低下は抑えられ、SiO2層の挿入
がMo/Si多層膜の耐熱性の向上に効果的に作用している
ことを証明している。
【００１９】以上の結果より、Mo層とSi層との界面にSi
O2層を挿入した多層膜は、Mo/Si多層膜に比べ、周期長
の変化が小さく抑えることが可能である。また、軟X線
反射率の低下やピーク波長のシフトもほとんど起きてい
ないことが証明された。
O2層を挿入した多層膜は、Mo/Si多層膜に比べ、周期長
の変化が小さく抑えることが可能である。また、軟X線
反射率の低下やピーク波長のシフトもほとんど起きてい
ないことが証明された。
【００２０】
【発明の効果】本発明においては、Mo層とSi層との間に
薄いSiO2層を挿入することによって、Mo/Si多層膜の耐
熱性が向上することを見出した。このことから、Mo層と
Si層との界面にSiO2層を挿入した多層膜は、放射光やX
線レーザー等の高熱負荷軟X線用の反射鏡として利用す
ることが期待出来る。
薄いSiO2層を挿入することによって、Mo/Si多層膜の耐
熱性が向上することを見出した。このことから、Mo層と
Si層との界面にSiO2層を挿入した多層膜は、放射光やX
線レーザー等の高熱負荷軟X線用の反射鏡として利用す
ることが期待出来る。
【図１】 Mo/Si多層膜の概略図である。
【図２】 Mo/SiO2多層膜の概略図である。
【図３】 Si層の上側に薄いSiO2層を挿入したMo/Si/Si
O2多層膜を示す図である。
O2多層膜を示す図である。
【図４】 図３の多層膜とは反対にSi層の下側にSiO2層
を挿入したMo/SiO2/Si多層膜を示す図である。
を挿入したMo/SiO2/Si多層膜を示す図である。
【図５】 Si層の両側にSiO2層を挿入したMo/SiO2/Si/S
iO2多層膜を示す図である。
iO2多層膜を示す図である。
【図６】 異なる加熱処理温度における周期長の室温か
らの変化を示した図である。
らの変化を示した図である。
【図７】 400℃で加熱処理をしたMo/Si多層膜試料の軟
X線反射率測定の結果を示した図である。
X線反射率測定の結果を示した図である。
【図８】 400℃で加熱処理をしたMo/ SiO2多層膜試料
の軟X線反射率測定の結果を示した図である。
の軟X線反射率測定の結果を示した図である。
【図９】 400℃で加熱処理をしたMo/Si/ SiO2多層膜の
軟X線反射率を示した図である。
軟X線反射率を示した図である。
【図１０】 400℃で加熱処理をしたMo/ SiO2/Si多層膜
の軟X線反射率を示した図である。
の軟X線反射率を示した図である。
【図１１】 400℃で加熱処理をしたMo/ SiO2/Si/ SiO2
多層膜の軟X線反射率を示した図である。
多層膜の軟X線反射率を示した図である。
Claims (7)
- 【請求項１】 Mo/Si多層膜において、Si層の上、下ま
たは両側にシリコン酸化物層を挿入し、Mo層とSi層との
界面における拡散を抑制することからなる、耐熱性を向
上させたMo/Si多層膜。 - 【請求項２】 シリコン酸化物層がSiO2を中心とするシ
リコン酸化物層である請求項１記載の多層膜。 - 【請求項３】 Si層の上側にSiO2層を挿入したMo/Si/Si
O2多層膜からなる請求項１記載の多層膜。 - 【請求項４】 Si層の下側にSiO2層を挿入したMo/SiO2/
Si多層膜からなる請求項１記載の多層膜。 - 【請求項５】 Si層の両側にSiO2層を挿入したMo/SiO2/
Si/SiO2多層膜からなる請求項１記載の多層膜。 - 【請求項６】 放射光又はX線レーザーの高熱負荷軟X線
用の反射鏡として利用することが来る請求項１乃至請求
項４のいずれかに記載の多層膜。 - 【請求項７】 Mo/Si多層膜において、Si層の上、下ま
たは両側にSiO2層を形成することにより、Mo層とSi層と
の界面における拡散を抑制することからなるMo/Si多層
膜の耐熱性を向上させる方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001076031A JP2002277589A (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | Ｍｏ／Ｓｉ多層膜及びその耐熱性を向上させる方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001076031A JP2002277589A (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | Ｍｏ／Ｓｉ多層膜及びその耐熱性を向上させる方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002277589A true JP2002277589A (ja) | 2002-09-25 |
Family
ID=18933034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001076031A Pending JP2002277589A (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | Ｍｏ／Ｓｉ多層膜及びその耐熱性を向上させる方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002277589A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008090030A (ja) * | 2006-10-03 | 2008-04-17 | Japan Atomic Energy Agency | 高効率耐熱性多層膜回折格子 |
| US9213231B2 (en) | 2013-07-10 | 2015-12-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Reflective original, exposure method, and device manufacturing method |
| JP2016111035A (ja) * | 2014-12-02 | 2016-06-20 | エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社 | 多層膜反射鏡およびｅｕｖ光装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02242201A (ja) * | 1989-03-16 | 1990-09-26 | Canon Inc | 軟ｘ線・真空紫外線用多層膜反射鏡 |
| JPH03202470A (ja) * | 1989-12-29 | 1991-09-04 | Matsushita Giken Kk | 多層膜素子 |
| JPH05232299A (ja) * | 1992-02-25 | 1993-09-07 | Nikon Corp | Ｘ線多層膜反射鏡の製造方法 |
| JPH05232298A (ja) * | 1992-02-25 | 1993-09-07 | Nikon Corp | Ｘ線多層膜反射鏡 |
| JPH09230098A (ja) * | 1996-02-21 | 1997-09-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 多層膜ｘ線反射鏡 |
-
2001
- 2001-03-16 JP JP2001076031A patent/JP2002277589A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| JPH02242201A (ja) * | 1989-03-16 | 1990-09-26 | Canon Inc | 軟ｘ線・真空紫外線用多層膜反射鏡 |
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| US9213231B2 (en) | 2013-07-10 | 2015-12-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Reflective original, exposure method, and device manufacturing method |
| JP2016111035A (ja) * | 2014-12-02 | 2016-06-20 | エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社 | 多層膜反射鏡およびｅｕｖ光装置 |
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