JP2569447B2 - 多層膜反射鏡の製造方法 - Google Patents

多層膜反射鏡の製造方法

Info

Publication number
JP2569447B2
JP2569447B2 JP63298143A JP29814388A JP2569447B2 JP 2569447 B2 JP2569447 B2 JP 2569447B2 JP 63298143 A JP63298143 A JP 63298143A JP 29814388 A JP29814388 A JP 29814388A JP 2569447 B2 JP2569447 B2 JP 2569447B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film thickness
multilayer
film
heat treatment
multilayer film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP63298143A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH02146000A (ja
Inventor
勝彦 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP63298143A priority Critical patent/JP2569447B2/ja
Publication of JPH02146000A publication Critical patent/JPH02146000A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2569447B2 publication Critical patent/JP2569447B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、X線リソグラフィー、X線顕微鏡、X線望
遠鏡、各種X線分析装置などにおいて、X線領域での反
射光学系に用いられる多層膜反射鏡に関するものであ
る。
[従来の技術] X線領域で物質の屈折率は n=1−δ−ik(δ,k:実数) ……(1) と表わされ、δ,kともに1に比べて非常に小さい。即
ち、屈折率がほぼ1に近く、X線はほとんど屈折しない
ので、可視光領域のような屈折を利用したレンズは使用
できない。そこで反射を利用した光学系が用いられる
が、そのような反射鏡には、全反射臨界角θ(波長25
Åで6゜)以下の斜入射で用いる全反射鏡と、反射面を
多数設けた多層膜反射鏡とがある。前者は、斜入射のた
め光学系の寸法が大きくなることと、収差が大きいとい
う欠点があり、この点で多層膜反射鏡の方が優れてい
る。
多層膜反射鏡は使用する波長域で前記(1)式のδの
大きい物質と小さい物質を交互に順次積層し、各界面で
の反射波の位相をそろえて全体として高い反射率を得る
もので、タングステン(w)/炭素(c)やモリブデン
(Mo)/シリコン(Si)などの組合せのものが従来から
知られている。このような多層膜反射鏡はスパッタリン
グや真空蒸着、CVD(Chemical Vapor Deposition 気相
反応法)等の方法によって形成されるが、例えばX線の
集光に用いるような場合には、多層膜は球面、回転楕円
面、回転放物面、回転双曲面などの曲面形状の基材上に
形成される。
[発明が解決しようとする課題] 上記の如き従来の技術において、多層膜の膜厚の周期
dは、各界面での反射波の位相をそろえるために、
(2)式のブラック回折条件を満足しなければならな
い。
2d sinθ=nλ ……(2) なお、θは入射角、λはX線の波長、nは整数で回折
の次数である。
第2図に回転楕円面を用いた反射鏡の例を示す。楕円
の一つの焦点f1に点光源を置くと、そこから出た光はも
う一つの焦点f2へ集光される。このとき反射面上の異な
る位置(p1,q1)(p2,q2)での入射角θ1は等しく
ない。従って、各位置でブラッグの条件(2)式を満足
するためには、場所毎に多層膜の周期dを変化させる必
要がある。これは回転楕円面以外の一般の曲面において
も同様である。
ここで、曲面の各場所によって多層膜の周期を変える
ことは特開昭60−98399号公報に示されている。しか
し、この公報には膜厚周期が場所毎に異なる多層膜を形
成する手段については何等記載されておらず、敢えて推
察すれば成膜時に生じる膜厚分布を利用するものと考え
られる。
しかしながら、成膜時に膜厚分布を任意に制御するこ
とは非常に困難であり、成膜条件によって曲面の各場所
でブラッグの回折条件を満たすような膜厚分布とするこ
とは、仮にできたとしても歩留りが極めて悪く、事実上
不可能でる。このため、従来の多層膜反射鏡では反射面
上のごく一部でしかブラッグの条件を満足することがで
きず、効率が非常に悪いという問題点があった。
本発明はこの様な従来の問題点に鑑みてなされたもの
で、曲面の各場所でブラッグの回折条件を満たす多層膜
反射鏡の製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
[課題を解決するための手段] 本発明においては、曲面基板上に、真空の屈折率との
差が大きい物質と小さい物質をほぼ均一な膜厚周期とな
るように交互に積層して多層膜を曲面状に形成した後、
前記ほぼ均一な膜厚周期が前記多層膜上の各場所におけ
るブラッグの回折条件を満足する膜厚周期の各値となる
ように、その各値と前記ほぼ均一な膜厚周期との膜厚差
の分布と相関する加熱温度の分布を持たせて、前記多層
膜を加熱処理することによって、上記の課題を達成して
いる。
[作 用] 本発明者らは、多層膜反射鏡の耐熱性を評価する実験
を行なう中で、加熱処理によって多層膜の膜厚周期dが
増加するとともに、反射率も増加する現象を見出した。
第3図は、W/C多層膜反射鏡を真空中で熱処理した場合
の熱処理温度と膜厚周期dの増加率の関係を示すグラフ
であり、600〜900℃の温度で温度に依存して多層膜の周
期dが徐々に増加(数%)していることがわかる。この
加熱処理による膜厚周期の増加現象は非可逆的であり、
多層膜の断面のTEM(透過型電子顕微鏡)像を観察した
ところ、熱処理後のW層中には微結晶化が生じているこ
とがわかった。
そこで、本発明者らは、鋭意検討の結果、加熱処理に
よる膜厚の非可逆的な増加現象を利用して曲面上に形成
した多層膜の膜厚分布を制御することを可能にし、本発
明を成すに至った。
即ち、膜厚周期dの変化は第3図に示したように温度
依存性があるので、場所毎に異る温度で熱処理すること
により、場所毎に膜厚周期dを変化させ、これにより曲
面の各場所でブラッグの条件を満たす多層膜反射鏡を得
ることができる。
第1図は本発明による製造方法によって得られた多層
膜反射鏡の模式的な断面図である。図において、基材1
の曲面上には、例えばタングステン等の真空の屈折率と
の差が大きい物質2と例えば炭素等の真空の屈折率との
差が小さい物質3が交互に積層されており、物質2及び
3の膜厚周期は場所毎に異なる温度で加熱処理されるこ
とにより曲面の各場所でブラッグの回折条件を満足する
ように制御(この場合断面中心部ほど厚く、端部ほど薄
くなっている)されている。この際、周期dの変化に伴
い、多層膜の結晶化の状態も変化しており、高い温度で
処理したところほど微結晶化が進行している。
なお、本発明において多層膜を熱処理する方法は特に
限定されるものではなく、ヒータ等の熱源を所定の位置
に配置しても良いし、レーザ光をスポット状に集光して
場所毎にレーザ強度を変えながら多層膜表面を照射する
ことによって行なっても良い。
[実施例] 実施例:1 まず、ガラスを用いて第4図(図aは平面図,図bは
長軸方向の側面図,図cは短軸方向の側面図)に示され
るように回転楕円面を反射面とする多層膜反射鏡の基材
1を作製した。この基材1の反射面は長軸半径50mm、短
軸半径20mmの楕円を長軸を回転中心軸として回転させる
ことによってできる回転楕円面の一部を、長軸半径20m
m、短軸半径8mmの楕円の断面で切断することにより形成
されたものである。
このような反射面においては、第4図bに示されるよ
うに回転楕円面の一方の焦点f1の位置に点光源を置く
と、そこから出た光はもう一方の焦点f2の位置に集光さ
れる。ここで、入射角は反射面の中心でθ=23.6゜,
長軸方向の端部でθ=25.5゜であるので、使用するX
線の波長を25Åとすると、ブラッグの条件を満足する多
層膜の膜厚周期dは、反射面の中心でd1=31.3Å,長軸
方向の端部で29.1Åとなり、その膜厚差は7.5%とな
る。
次に、かかる反射面上にrfマグネトロンスバッタリン
グにより、厚さ13ÅのW層と厚さ16ÅのC層を交互に50
層ずつ積層した。第5図に示すようにスパッタリングタ
ーゲット4と、回転楕円体の回転軸6とが平行になるよ
うに基材1を配置し、成膜中は回転中心軸6と平行な軸
7の周りに基材1を揺動して、回転中心軸6に直交する
方向の膜厚分布は均一となるようにした。
一方、楕円の長軸方向は、面の傾きが異るため端部と
中心部では膜厚の差が生じる。この際の膜厚差は反射面
の中心と長軸方向の端部で1.5%である。従って、反射
面のすべての位置でブラッグの条件を満足するために
は、最大7.5%−1.5%=6.0%だけ膜厚周期dを調整し
なければならないことになる。なお、基材1及びその保
持治具は真空中で異なるターゲット4上へ移動すること
ができるような構造とし、これらをWとCのターゲット
上へ交互に移動することによりW層とC層を順次積層し
た。
次に、このようにして作製した多層膜反射鏡を第6図
(a)に示すような装置で熱処理した。図示したよう
に、回転楕円面の断面である楕円の中心における法線と
交わり、かつこの楕円の短軸と平行になる位置にタング
ステン線から成るヒーター線8を配置した。ヒーター線
8に流す電流とヒーター線8と反射面9との距離lを変
えることによって、反射面上で楕円の上軸方向の温度分
布を変えることができる。
即ち、このような装置を用いると、第6図(c)のグ
ラフに示されるように短軸方向の温度分布は均一となる
が、楕円の長軸方向においては第6図(b)のように中
心に近いほど高い温度で熱処理されることになり、その
結果、多層膜の膜厚周期dの増加も中心に近いほど大き
くなる。
本実施例では約6%の周期dの変化を生じさせるため
の、中心部の最高温度は約900℃であった。なお、これ
らの装置全体は真空中に設置し、熱処理中にW/C多層膜
及びヒーター線8が酸化されるのを防止した。
上記のような装置で、ブラッグの回折条件を満足する
ような膜厚変化を生じさせるに最適な温度分布となるよ
うにヒーター線8に流す電流とヒーター線8と反射面9
との距離lを調整して多層膜反射鏡の熱処理を行った
後、第7図に示すようにエキシマレーザ(波長249nm)1
0とグラファイトターゲット11を用いたレーザプラズマ
X線源を光源の位置が多層反射鏡の一方の焦点f1にくる
ように配置し、他方の焦点f2にX線検出器12を配置して
多層膜反射鏡13の集光効率を測定した。本発明による熱
処理を行なったものと、行なわなかったものとで集光効
率を比較したところ、熱処理を行なったものは集光率が
約7倍に向上していた。
実施例:2 実施例1と同様な回転楕円面形状の反射面を有するガ
ラス製の基材に、rfマグネトロンスパッタリング法によ
りW/C多層膜を形成した。
この多層膜反射鏡を第8図に示すような装置を用い
て、YAGレーザ14(波長1.06μm)のレーザ光をレンズ1
5でスポット状に集光して多層膜を照射し局所的に熱処
理を行なった。多層膜反射鏡13はX−Yステージ16上に
乗せられており、X−Yステージ16をレーザ光に対して
相対移動させることにより反射面全体をレーザ光で走査
することができるようになっている。かかる装置では、
レーザ出力を変化させながら走査することにより場所毎
に異なる温度で熱処理を行なうことができる。
具体的には第9図(a)に示すように楕円の短軸に平
行な方向に一定のレーザ出力でライン走査し、次にレー
ザ出力を変えて次のラインを走査するという動作を繰り
返し反射面の多層膜全体を熱処理した。この際の温度分
布は、短軸方向では第9図(c)のように一定で、長軸
方向では第9図(b)のように中央ほど高い温度となっ
ている。本実施例では約6%の周期dの変化を生じさせ
るための、中心部の最高温度は約900℃であった。な
お、これらの装置全体(YAGレーザ本体は除く)は真空
中に設置し、熱処理中にW/C多層膜が酸化するのを防止
した。
このようにして熱処理を行った多層膜反射鏡の集光効
率を実施例1と同様に第7図に示す装置で評価したとこ
ろ、熱処理を行なわなかったものに対して約12倍に集光
効率が向上した。
[発明の効果] 以上の様に本発明は、曲面上に形成された多層膜の周
期dを各場所でブラッグの回折条件を満たすように変化
させることにより、曲面状の反射面全面で高い反射率を
確保して、多層膜反射鏡の効率を大幅に向上させること
ができるという極めて優れた効果を有している。
また、本発明による加熱処理を行なうこにとよって、
膜厚周期の増加とともに物質の反射率自体も増加するの
で、このことも多層膜反射鏡の効率向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による多層膜反射鏡の模式的な断面図、
第2図は回転楕円面を用いた反射鏡を説明する説明図、
第3図は熱処理温度に対する多層膜周期dの増加を示す
グラフ、第4図は本発明実施例の多層膜反射鏡の形状を
説明する説明図、第5図は本発明実施例における多層膜
の形成法を説明する説明図、第6図は本発明実施例にお
ける熱処理方法を説明する説明図、第7図は多層膜反射
鏡の集光効率を評価した装置の構成図、第8図は本発明
の別の実施例における熱処理装置の構成図、第9図は第
8図に示された装置による熱処理方法を説明する説明図
である。 [主要部分の符号の説明] 1……基材 2……多層膜を形成する一方の物質 3……多層膜を形成するもう一方の物質 4……スパッタリングターゲット 6……回転中心軸 7……揺動の中心軸 8……ヒーター線 9……反射面 10……エキシマレーザ 11……グラファイトターゲット 12……X線検出器 13……多層膜反射鏡 14……YAGレーザ 16……X−Yステージ。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】曲面基板上に、真空の屈折率との差が大き
    い物質と小さい物質をほぼ均一な膜厚周期となるように
    交互に積層して多層膜を曲面状に形成した後、前記ほぼ
    均一な膜厚周期が前記多層膜上の各場所におけるブラッ
    グの回折条件を満足する膜厚周期の各値となるように、
    その各値と前記ほぼ均一な膜厚周期との膜厚差の分布と
    相関する加熱温度の分布を持たせて、前記多層膜を加熱
    処理することを特徴とする多層膜反射鏡の製造方法。
JP63298143A 1988-11-28 1988-11-28 多層膜反射鏡の製造方法 Expired - Fee Related JP2569447B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63298143A JP2569447B2 (ja) 1988-11-28 1988-11-28 多層膜反射鏡の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63298143A JP2569447B2 (ja) 1988-11-28 1988-11-28 多層膜反射鏡の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02146000A JPH02146000A (ja) 1990-06-05
JP2569447B2 true JP2569447B2 (ja) 1997-01-08

Family

ID=17855752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63298143A Expired - Fee Related JP2569447B2 (ja) 1988-11-28 1988-11-28 多層膜反射鏡の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2569447B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6421417B1 (en) * 1999-08-02 2002-07-16 Osmic, Inc. Multilayer optics with adjustable working wavelength
US6317483B1 (en) * 1999-11-29 2001-11-13 X-Ray Optical Systems, Inc. Doubly curved optical device with graded atomic planes
JP4498060B2 (ja) * 2004-08-18 2010-07-07 キヤノン株式会社 投影光学系、露光装置及び光学素子の製造方法
DE102008002403A1 (de) * 2008-06-12 2009-12-17 Carl Zeiss Smt Ag Verfahren zum Herstellen einer Mehrlagen-Beschichtung, optisches Element und optische Anordnung

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02146000A (ja) 1990-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5003567A (en) Soft x-ray reduction camera for submicron lithography
US7412131B2 (en) Multilayer optic device and system and method for making same
US7414787B2 (en) Phase contrast microscope for short wavelength radiation and imaging method
US4525853A (en) Point source X-ray focusing device
JP5631049B2 (ja) ゾーン最適化ミラー及び同ミラーを用いた光学系
US6625250B2 (en) Optical structures and methods for x-ray applications
WO2001039211A1 (en) Doubly curved optical device with graded atomic planes
Senba et al. Stable sub-micrometre high-flux probe for soft X-ray ARPES using a monolithic Wolter mirror
CN106324711A (zh) 硬X射线微聚焦用WSi2/Al0.98Si0.02多层膜Laue透镜
JPH0372298A (ja) 多層膜反射鏡の製造方法
JP2569447B2 (ja) 多層膜反射鏡の製造方法
US9082522B2 (en) Zone compensated multilayer laue lens and apparatus and method of fabricating the same
Spiller A scanning soft x-ray microscope using normal incidence mirrors
JP3010844B2 (ja) X線反射鏡
JP3141660B2 (ja) X線照射装置
US10867717B2 (en) Optical element for deflecting x-rays
Codling Recent European advances in monochromator design for use with synchrotron radiation sources
JP2000147198A (ja) 多層膜反射鏡及びその製造方法
JPH06300897A (ja) X線光学装置
JPH05164899A (ja) 多層膜反射鏡
JP2634661B2 (ja) X線用多層膜反射鏡
JP2001066399A (ja) 多層膜反射鏡および露光装置、又は分析装置。
JPH08262198A (ja) X線多層膜反射鏡
JPH02145999A (ja) 多層膜x線反射鏡
JPH05232298A (ja) X線多層膜反射鏡

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees