JP3097778B2 - 多層膜分光反射鏡 - Google Patents
多層膜分光反射鏡Info
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Description
の材料の化学状態、化学組成、不純物濃度、中でも軽元
素を高感度で分析する装置に必要な軟X線を選択する分
光素子や、微細加工、X線顕微鏡、X線望遠鏡などに必
要なX線分光反射鏡に関するものである。
軽元素層がそれぞれ一定の厚みで交互に並んでいるよう
な物質や材料にX線が入射すると各原子や各層でX線が
散乱する。ある特定の角度方向ではこれら散乱したX線
が干渉し強めあう結果、その角度方向に強いX線が出射
する現象、いわゆるブラッグ回折が観察される。
するために、このようなブラッグ回折効果を有する分光
素子が用いられているが、中でも重元素層と軽元素層が
交互に一定の厚みで形成された多層膜が使用されるよう
になってきた。多層膜はシリコンや石英などの基板の上
に、一般には軽元素層と重元素層をそれぞれ一定の厚み
で規則正しく積層させて形成されており、このような多
層膜は特に軟X線波長領域で回折格子や結晶に比べてX
線の反射率が高いという利点を有している。例えば波長
が約13nm程度では重元素層にMoやRuを使用し、
軽元素層にSiを使用した、Mo/Si,Ru/Si
は、50〜60%という高い反射率が得られることから
上記分光素子への適用が検討されつつあった。
Mo/Si多層膜やRu/Si多層膜においては、Mo
の融点が約2600℃、Ruの融点が約2300℃ある
のに対し、Siの融点が1410℃と低いために、数1
00℃のレベルでMo/Si多層膜やRu/Si多層膜
の構造が乱れ始める。例えばMo/Si多層膜をAr雰
囲気中で1時間熱処理した場合のX線反射率は、200
℃1時間の熱処理ではほとんど変化しないが、400℃
程度の温度を越えると多層膜の積層構造が原子の拡散な
どによって乱れ、この影響でX線反射率は急激に低下す
る。この事実を反映して、高強度のX線や軟X線がこの
多層膜に照射されると照射部の温度が上昇するため、こ
の部分の積層構造が乱れ、この影響で反射率が低下す
る。反射率が低下すると、分析応用の場合には変化した
だけ精度や確度が悪くなり、また、X線リソグラフィー
などに適用された場合は、レジストを適正時間露光する
ことが困難になる。更には、多層膜そのものの寿命が短
いなどの様々の問題を有していた。
案されたもので、その目的は、軽元素層にSiを用いた
多層膜のX線反射率を同程度に維持したまま耐熱性の向
上された多層膜分光反射鏡を提供することにある。
を達成するために鋭意検討した結果、重元素層と軽元素
層との間にSiとCの化合物からなる中間層を使用する
ことにより上記の問題が解消されることを見出した。す
なわち本発明は、ブラッグ回折効果を有する多層膜分光
素子のSiからなる軽元素層と融点がSiよりも高い材
料からなる重元素層との間にSiとCからなる化合物中
間層を使用したことを特徴とする多層膜分光反射鏡を要
旨とするものである。
Cを約2%以上化合させると融点は図1に示すように上
昇していく。即ち、重元素層にSiよりも融点の高い材
料を用い、かつ、軽元素層にSiを用いた多層膜におい
て、重元素層と軽元素層との間にSiに約2%以上Cを
化合させたSi−C化合物中間層を用いると多層膜の重
元素の金属とSiの拡散が抑制され、多層膜の耐熱性が
向上されることになる。しかも金属/Si多層膜とSi
−C化合物中間層を用いた金属/Si多層膜の反射率を
比較した場合、一般にSiにCが10%程度まで入った
中間層が存在することによるX線反射率や軟X線反射率
の低下は少ない。また、特に高い反射率を必要とせず、
経時変化の少なさだけを求める場合、中間層のC含有量
が更に増加してもかまわない。このため、中間層にこの
ような材料を用い、かつ、重元素層に融点がSiよりも
高い材料を用いた多層膜を、(1)X線・軟X線を利用
した各種分析に適用させた場合、多層膜の耐熱性が軽元
素層にSiを用いた多層膜よりも向上するため、反射率
の変化が少なくなり、精度や確度が向上する。(2)X
線リソグラフィーに適用させた場合、中間層の無い金属
/Siを用いた多層膜よりも(1)と同様の理由で反射
率の変化が少なくなり、適正露光時間を正確に決められ
るようになる。(3)更に多層膜自身の寿命が延びるな
どの効果を有することとなる。
る。
元素層にSiを用いたMo/Si多層膜を作製した。ま
た中間層にSiCを使用した多層膜を作製した。Mo/
Siの周期長は約67Å、重元素層と軽元素層の層厚の
比率は2:3、重元素層と軽元素層のペアの数を30と
した。中間層にSiCを使用したMo/Si多層膜の周
期長は約67Å、重元素層と軽元素層の層厚の比率は
2:3、中間層の厚みは約3Å、ペア層数は30とし
た。これらの多層膜をAr雰囲気中、種々の温度で1時
間熱処理した。そのときのX線(1.54Å)反射率の
変化を測定した。反射率と熱処理温度との関係を図2に
示す。高温での熱処理でも中間層にSiCを使用したM
o/Si多層膜はMo/Si多層膜に比べ反射率の低下
がはるかに少なく、耐熱性に優れていることが確認され
た。波長13nmでの反射率はMo/Si多層膜で56
%、中間層にSiCを使用したMo/Si多層膜で53
%であった。熱処理後はMo/Si多層膜では反射率は
6%まで減少したが、中間層にSiCを使用したMo/
Si多層膜では反射率46%と高い値を維持していた。
Reを用い、軽元素層にSi、中間層にSi100-xCxを
使用して多層膜を作製した。中間層の無い多層膜の周期
長はいずれも約70Å、重元素層と軽元素層の層厚の比
率は2:3、重元素層と軽元素層のペアの数は30とし
た。中間層にSi100-xCxを使用した多層膜の周期長は
いずれも約70Å、重元素層と軽元素層の層厚の比率は
2:3、ペア層数は30とした。中間層の組成xの値を
2から99までの間で変化させた。中間層の厚みは約3
Åとした。これらの多層膜をAr雰囲気中、600℃で
1時間熱処理した。そのときのX線(1.54Å)反射
率の熱処理前後の変化を測定した。図3に熱処理後の反
射率/熱処理前の反射率と組成との関係を示す。反射率
の変化が少ない程耐熱性に優れていることを示す。高温
での熱処理においてもSi100-xCx中間層を使用した多
層膜は中間層の無い多層膜に比べ反射率の低下は少なく
耐熱性に優れることが確認された。
iとCからなる化合物を使用した多層膜は、中間層の無
い金属/Siを用いた多層膜に比較して耐熱性が向上し
ている。このため、このような多層膜を(1)X線・軟
X線を利用した各種分析に適用させた場合、多層膜の耐
熱性が中間層なしで軽元素層にSiを用いた多層膜より
も向上するため、耐熱性の向上から反射率の変化が少な
くなり、精度や確度が向上する。(2)X線リソグラフ
ィーに適用させた場合、中間層の無い軽元素層にSiを
用いた多層膜よりも(1)と同様の理由で反射率の変化
が少なくなり、適正露光時間を正確に決められるように
なる。(3)更に多層膜自身の寿命が延びるなどの効果
を有することとなる。上記の実施例ではSiとCの化合
物を中間層として使用した例を述べたが、これらに他の
元素を加えて融点が更に向上する場合、即ち、Si−C
−他元素の化合物を中間層に適用しても効果があるこ
と、また、重元素層に実施例以外の元素や化合物でSi
より融点の高い材料を使用した場合にも効果があること
は言うまでもない。さらに中間層中のC濃度は必ずしも
一定である必要は無く、例えば軽元素層側より重元素層
側に向って増加するように濃度勾配を持たせても良く、
また、軽元素側、重元素側でC濃度が減少していても増
加していても良い。
図である。
/Si多層膜のX線反射率と熱処理温度の関係を示した
図である。
射率と中間層のC濃度との関係を示した図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 ブラッグ回折効果を有する多層膜分光素
子のSiからなる軽元素層と融点がSiよりも高い材料
からなる重元素層との間にSiとCからなる化合物中間
層を使用したことを特徴とする多層膜分光反射鏡。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04010254A JP3097778B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 多層膜分光反射鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04010254A JP3097778B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 多層膜分光反射鏡 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05203798A JPH05203798A (ja) | 1993-08-10 |
JP3097778B2 true JP3097778B2 (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=11745187
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04010254A Expired - Lifetime JP3097778B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 多層膜分光反射鏡 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3097778B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7261957B2 (en) | 2000-03-31 | 2007-08-28 | Carl Zeiss Smt Ag | Multilayer system with protecting layer system and production method |
EP1348984A1 (en) * | 2002-03-27 | 2003-10-01 | Carl Zeiss Semiconductor Manufacturing Technologies Ag | Optical broad band element and process for its production |
JPWO2023037980A1 (ja) | 2021-09-07 | 2023-03-16 | ||
KR20240070522A (ko) | 2021-09-30 | 2024-05-21 | 호야 가부시키가이샤 | 다층 반사막 부착 기판, 반사형 마스크 블랭크, 반사형 마스크 및 반도체 장치의 제조 방법 |
-
1992
- 1992-01-23 JP JP04010254A patent/JP3097778B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05203798A (ja) | 1993-08-10 |
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