JP3169191B2 - 多層膜分光反射鏡 - Google Patents
多層膜分光反射鏡Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体材料など各種の材
料の化学状態、化学組成、不純物濃度なかでも軽元素を
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。
料の化学状態、化学組成、不純物濃度なかでも軽元素を
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。
【０００２】
【従来の技術】単色・準単色の軟Ｘ線やＸ線を選択する
ために、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
重元素層を数１０Å〜数１００Åの一定の厚さで規則正
しく積層させて形成されていた。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反射率が高
いという利点を有している。従来の単層膜では垂直入射
に近ずくにつれて反射しなくなり、反射率は0.000001以
下とほとんど反射しないが、例えば波長が約１３ｎｍ程
度では重元素層にＭｏを使用し、軽元素層にＳｉを使用
した多層膜（Ｍｏ／Ｓｉ多層膜）が直入射においても計
算上約５０〜８０％という高い反射率が得られるため適
用が検討されている。
ために、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
重元素層を数１０Å〜数１００Åの一定の厚さで規則正
しく積層させて形成されていた。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反射率が高
いという利点を有している。従来の単層膜では垂直入射
に近ずくにつれて反射しなくなり、反射率は0.000001以
下とほとんど反射しないが、例えば波長が約１３ｎｍ程
度では重元素層にＭｏを使用し、軽元素層にＳｉを使用
した多層膜（Ｍｏ／Ｓｉ多層膜）が直入射においても計
算上約５０〜８０％という高い反射率が得られるため適
用が検討されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
Ｍｏ／Ｓｉ多層膜においてはＳｉの融点が約１４１４℃
と低いこと、また、一般に物質の融点は数１０Åの膜厚
ではバルクの融点よりも更に下がるため、Ｍｏ層とＳｉ
層の界面で拡散が生じ易くなる。軟Ｘ線波長領域を中心
とした波長領域のＸ線・軟Ｘ線・紫外線などを分光する
場合多層分光素子では分光後のＸ線・軟Ｘ線・紫外線の
強度は多層膜の界面の拡散が少ないほど大きくなり、分
光後Ｘ線・軟Ｘ線・紫外線を使用して、分析や加工を行
う場合に感度が向上する、加工性が向上するなど特性が
良くなる。しかし、例えば、このＭｏ／Ｓｉの組み合わ
せの多層膜を用いた場合、成膜時の基板温度の上昇や多
層膜分光素子使用中時の温度の上昇などの理由で拡散が
生じ多層膜分光素子への入射強度に対する多層膜分光素
子からの出射強度の比（反射率）が小さくなり、特性が
悪くなる。例えば周期長９０Å、層厚比１：２、Ｍｏ層
とＳｉ層のペア数３０のＭｏ／Ｓｉ多層膜ではＭｏの融
点が約２６００℃、Ｓｉの融点が約１４００℃であるが
この多層膜を真空中４００℃で１時間熱処理すると、Ｘ
線反射率は初期値の５０％程度に低下してしまい耐熱特
性が悪い。特に現在、高強度のＸ線・軟Ｘ線・紫外線源
として放射光やレーザープラズマなどが使用されている
が、高強度であるがゆえにこれら軟Ｘ線などの照射され
る部分の多層膜分光素子上の温度上昇が激しい。このた
め、この照射部の多層膜の界面の拡散が生じて、Ｘ線反
射率が大幅に低下してしまうという大きな問題が生じて
いた。反射率が低下すると、上にも一部述べたように分
析応用の場合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していた場合、レジ
ストを適性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様々な問題が生じてい
た。本発明は前述の問題点を解決するために提案された
もので、その目的は重元素層と軽元素層の化合物の融点
が、それら単体の融点よりも高い材料を用い、界面拡散
の少ない多層膜を形成し、Ｘ線反射特性の耐熱性を向上
させた多層膜分光反射鏡を提供することにある。
Ｍｏ／Ｓｉ多層膜においてはＳｉの融点が約１４１４℃
と低いこと、また、一般に物質の融点は数１０Åの膜厚
ではバルクの融点よりも更に下がるため、Ｍｏ層とＳｉ
層の界面で拡散が生じ易くなる。軟Ｘ線波長領域を中心
とした波長領域のＸ線・軟Ｘ線・紫外線などを分光する
場合多層分光素子では分光後のＸ線・軟Ｘ線・紫外線の
強度は多層膜の界面の拡散が少ないほど大きくなり、分
光後Ｘ線・軟Ｘ線・紫外線を使用して、分析や加工を行
う場合に感度が向上する、加工性が向上するなど特性が
良くなる。しかし、例えば、このＭｏ／Ｓｉの組み合わ
せの多層膜を用いた場合、成膜時の基板温度の上昇や多
層膜分光素子使用中時の温度の上昇などの理由で拡散が
生じ多層膜分光素子への入射強度に対する多層膜分光素
子からの出射強度の比（反射率）が小さくなり、特性が
悪くなる。例えば周期長９０Å、層厚比１：２、Ｍｏ層
とＳｉ層のペア数３０のＭｏ／Ｓｉ多層膜ではＭｏの融
点が約２６００℃、Ｓｉの融点が約１４００℃であるが
この多層膜を真空中４００℃で１時間熱処理すると、Ｘ
線反射率は初期値の５０％程度に低下してしまい耐熱特
性が悪い。特に現在、高強度のＸ線・軟Ｘ線・紫外線源
として放射光やレーザープラズマなどが使用されている
が、高強度であるがゆえにこれら軟Ｘ線などの照射され
る部分の多層膜分光素子上の温度上昇が激しい。このた
め、この照射部の多層膜の界面の拡散が生じて、Ｘ線反
射率が大幅に低下してしまうという大きな問題が生じて
いた。反射率が低下すると、上にも一部述べたように分
析応用の場合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していた場合、レジ
ストを適性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様々な問題が生じてい
た。本発明は前述の問題点を解決するために提案された
もので、その目的は重元素層と軽元素層の化合物の融点
が、それら単体の融点よりも高い材料を用い、界面拡散
の少ない多層膜を形成し、Ｘ線反射特性の耐熱性を向上
させた多層膜分光反射鏡を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、回折効果を有する多層膜分光素子の重元
素層と軽元素層が各々単一の元素からなり、前記重元素
層を構成する物質と前記軽元素層を構成する物質との化
合物の融点が、前記重元素層を構成する物質及び前記軽
元素層を構成する物質の融点よりも高くなる組合せの物
質を使用したことを特徴とする多層膜分光反射鏡を発明
の要旨とするものである。
めに本発明は、回折効果を有する多層膜分光素子の重元
素層と軽元素層が各々単一の元素からなり、前記重元素
層を構成する物質と前記軽元素層を構成する物質との化
合物の融点が、前記重元素層を構成する物質及び前記軽
元素層を構成する物質の融点よりも高くなる組合せの物
質を使用したことを特徴とする多層膜分光反射鏡を発明
の要旨とするものである。
【０００５】
【作用】例えばＡｌとＢｉで多層膜を作製した場合、Ａ
ｌの融点は約６６０℃でＢｉの融点は２７１℃である。
このため、これら材料の組み合わせで作製した図１に示
すような構造の多層膜に放射光をあてはめると照射部の
温度は照射時間や照射強度にも依存するが１００℃から
６００℃に上昇し、一般には拡散が生じ易くなると考え
られる。図１において１は重元素層を、２は軽元素層
を、３は基板を表す。しかしながら、図２に示すように
多層膜の温度が上昇すると各層の界面で拡散が生じる。
ここで４は拡散層を表す。例えばＡｌとＢｉの組み合わ
せの多層膜で拡散が生じ界面でＡｌ−Ｂｉ化合物が一旦
できると、そのＡｌ−Ｂｉ化合物は図３に示すように最
高では１０３７℃の融点をもつようになる。そのためこ
の高い融点をもつ化合物とそれぞれの単体物質との拡散
が生じにくくなるという自己修復機能が働く。このた
め、このような重元素層と軽元素層の化合物の融点が、
それら単体の融点よりも高くなる材料を組み合わせた多
層膜では、拡散が生じにくい、あるいは照射部の温度に
よっては実質上拡散がおこらなくなる。このような多層
膜分光素子ではその反射率はあまり低下せず、しかもそ
れが維持される、つまり、特性の耐熱性が向上すること
になる。このためこのような材料の組み合わせからなる
多層膜分光素子をＸ線・軟Ｘ線などを利用した各種分
析に適用した場合、多層膜の分光特性の耐熱性が向上す
るため時間による変動が減少し、精度や確度が向上す
る、Ｘ線リソグラフィーに適用した場合、と同様の
理由で反射率の変化が少なくなり、適性露光時間を正確
に決められるようになる。更に多層膜自身の寿命が延
びるなどの作用を有することになる。
ｌの融点は約６６０℃でＢｉの融点は２７１℃である。
このため、これら材料の組み合わせで作製した図１に示
すような構造の多層膜に放射光をあてはめると照射部の
温度は照射時間や照射強度にも依存するが１００℃から
６００℃に上昇し、一般には拡散が生じ易くなると考え
られる。図１において１は重元素層を、２は軽元素層
を、３は基板を表す。しかしながら、図２に示すように
多層膜の温度が上昇すると各層の界面で拡散が生じる。
ここで４は拡散層を表す。例えばＡｌとＢｉの組み合わ
せの多層膜で拡散が生じ界面でＡｌ−Ｂｉ化合物が一旦
できると、そのＡｌ−Ｂｉ化合物は図３に示すように最
高では１０３７℃の融点をもつようになる。そのためこ
の高い融点をもつ化合物とそれぞれの単体物質との拡散
が生じにくくなるという自己修復機能が働く。このた
め、このような重元素層と軽元素層の化合物の融点が、
それら単体の融点よりも高くなる材料を組み合わせた多
層膜では、拡散が生じにくい、あるいは照射部の温度に
よっては実質上拡散がおこらなくなる。このような多層
膜分光素子ではその反射率はあまり低下せず、しかもそ
れが維持される、つまり、特性の耐熱性が向上すること
になる。このためこのような材料の組み合わせからなる
多層膜分光素子をＸ線・軟Ｘ線などを利用した各種分
析に適用した場合、多層膜の分光特性の耐熱性が向上す
るため時間による変動が減少し、精度や確度が向上す
る、Ｘ線リソグラフィーに適用した場合、と同様の
理由で反射率の変化が少なくなり、適性露光時間を正確
に決められるようになる。更に多層膜自身の寿命が延
びるなどの作用を有することになる。
【０００６】
【実施例】次に本発明の代表的な実施例について説明す
る。 実施例１ 蒸着法により軽元素層にＡｌを用い、重元素層にＢｉを
使用した多層膜を作製した。重元素層と軽元素層の層厚
の比率は１：２、重元素層と軽元素層のペアの数は６０
で周期長９０Åの多層膜を作製した。この多層膜のＸ線
反射率を測定した。図４にその反射率のプロファイルを
示す。横軸に波長、縦軸に反射率をとってある。図５に
この多層膜を３００℃で種々の時間アニールした後の多
層膜の波長約１０Åにおける軟Ｘ線反射率の変化を示
す。横軸、アニール時間、縦軸にアニール前後の反射率
の比をとってある。アニール時間が１０時間以上ではほ
とんど反射率の変化が無視できるようになる。このこと
は１０時間以上のアニールでは単体物質の融点より、融
点の高い化合物が生成し、この化合物のため物質の拡散
が生じにくくなって、耐熱性が向上したことを示してい
る。図６にはこの多層膜の軟Ｘ線反射率のアニール温度
による変化率と、多層膜の構成物質それぞれの単体の融
点が、これら単体の化合物よりも高い材料の組み合わせ
であるＡｌ／Ｍｇ多層膜の軟Ｘ線反射率のアニール温度
による変化率を示す。参考にＡｌとＭｇの状態図を図７
に示しておく。Ａｌ／Ｍｇ多層膜の構造はここで用いた
Ａｌ／Ｂｉ多層膜と同一の構造とした。Ａｌ／Ｂｉ多層
膜の軟Ｘ線反射率の減少が、あまりすすまないのに対し
て、Ａｌ／Ｍｇ多層膜はアニール時間の増加に伴って反
射率は大幅に減少していく。つまり、このような重元素
層と軽元素層の化合物の融点が、それら単体の融点より
も高い材料を組み合わせた多層膜は、多層膜の構成物質
それぞれの単体の融点がこれら単体の化合物よりも高い
材料の組み合わせである多層膜に比べて耐熱性が高いこ
とが確認された。
る。 実施例１ 蒸着法により軽元素層にＡｌを用い、重元素層にＢｉを
使用した多層膜を作製した。重元素層と軽元素層の層厚
の比率は１：２、重元素層と軽元素層のペアの数は６０
で周期長９０Åの多層膜を作製した。この多層膜のＸ線
反射率を測定した。図４にその反射率のプロファイルを
示す。横軸に波長、縦軸に反射率をとってある。図５に
この多層膜を３００℃で種々の時間アニールした後の多
層膜の波長約１０Åにおける軟Ｘ線反射率の変化を示
す。横軸、アニール時間、縦軸にアニール前後の反射率
の比をとってある。アニール時間が１０時間以上ではほ
とんど反射率の変化が無視できるようになる。このこと
は１０時間以上のアニールでは単体物質の融点より、融
点の高い化合物が生成し、この化合物のため物質の拡散
が生じにくくなって、耐熱性が向上したことを示してい
る。図６にはこの多層膜の軟Ｘ線反射率のアニール温度
による変化率と、多層膜の構成物質それぞれの単体の融
点が、これら単体の化合物よりも高い材料の組み合わせ
であるＡｌ／Ｍｇ多層膜の軟Ｘ線反射率のアニール温度
による変化率を示す。参考にＡｌとＭｇの状態図を図７
に示しておく。Ａｌ／Ｍｇ多層膜の構造はここで用いた
Ａｌ／Ｂｉ多層膜と同一の構造とした。Ａｌ／Ｂｉ多層
膜の軟Ｘ線反射率の減少が、あまりすすまないのに対し
て、Ａｌ／Ｍｇ多層膜はアニール時間の増加に伴って反
射率は大幅に減少していく。つまり、このような重元素
層と軽元素層の化合物の融点が、それら単体の融点より
も高い材料を組み合わせた多層膜は、多層膜の構成物質
それぞれの単体の融点がこれら単体の化合物よりも高い
材料の組み合わせである多層膜に比べて耐熱性が高いこ
とが確認された。
【０００７】実施例２ 実施例１と同様に例として軽元素層にＡｌを用い、重元
素層に融点の比較的近いＣａ（融点８４２℃），Ｓｂ
（融点６３０℃），Ｓｒ（融点７６９℃），Ｔｅ（融点
４５０℃）のいずれかを使用して、重元素層と軽元素層
の化合物の融点が、それら単体の融点よりも高い材料を
組み合わせた多層膜を蒸着法やスパッタ法で作製し、多
層膜の構成物質それぞれの単体の融点が、これら単体の
化合物よりも高い材料の組み合わせであるＡｌ／Ｍｇ多
層膜とその耐熱性を比較した。Ｍｇの融点は６５０℃で
ある。いずれも周期波は９０Å、重元素層と軽元素層の
層厚の比率は１：２、重元素層と軽元素層のペアの数は
６０とした。これらの多層膜を３００℃で種々の時間ア
ニールした後の軽Ｘ線反射率の変化率を測定した結果を
図８に示す。横軸にアニール時間、縦軸にアニール前後
の反射率の比をとってある。重元素層と軽元素層の化合
物の融点がそれら単体の融点よりも高い材料を組み合わ
せたいずれの多層膜においても、多層膜の構成物質それ
ぞれの単体の融点が、これら単体の化合物よりも高い材
料の組み合わせであるＡｌ／Ｍｇ多層膜の軟Ｘ線反射率
の減少に比べて単体の融点が同様な値であるにもかかわ
らず、その減少率が少なく耐熱性が優れていることを確
認された。
素層に融点の比較的近いＣａ（融点８４２℃），Ｓｂ
（融点６３０℃），Ｓｒ（融点７６９℃），Ｔｅ（融点
４５０℃）のいずれかを使用して、重元素層と軽元素層
の化合物の融点が、それら単体の融点よりも高い材料を
組み合わせた多層膜を蒸着法やスパッタ法で作製し、多
層膜の構成物質それぞれの単体の融点が、これら単体の
化合物よりも高い材料の組み合わせであるＡｌ／Ｍｇ多
層膜とその耐熱性を比較した。Ｍｇの融点は６５０℃で
ある。いずれも周期波は９０Å、重元素層と軽元素層の
層厚の比率は１：２、重元素層と軽元素層のペアの数は
６０とした。これらの多層膜を３００℃で種々の時間ア
ニールした後の軽Ｘ線反射率の変化率を測定した結果を
図８に示す。横軸にアニール時間、縦軸にアニール前後
の反射率の比をとってある。重元素層と軽元素層の化合
物の融点がそれら単体の融点よりも高い材料を組み合わ
せたいずれの多層膜においても、多層膜の構成物質それ
ぞれの単体の融点が、これら単体の化合物よりも高い材
料の組み合わせであるＡｌ／Ｍｇ多層膜の軟Ｘ線反射率
の減少に比べて単体の融点が同様な値であるにもかかわ
らず、その減少率が少なく耐熱性が優れていることを確
認された。
【０００８】実施例３ 実施例２と同様にして軽元素層にＡｌを用い、重元素層
にＣｏ（融点１４９５℃）、Ｅｒ（融点１５２９℃）、
Ｇｄ（融点１３１３℃）、Ｈｏ（融点１４７４℃）、Ｎ
ｉ（融点１４５５℃）、Ｐｄ（融点１５５５℃）のいず
れかを使用して、重元素層と軽元素層の化合物の融点
が、それら単体の融点よりも高い材料を組み合わせた多
層膜を作製し、多層膜の構成物質それぞれの単体の融点
がこれら単体の化合物よりも高い材料の組み合わせであ
るＡｌ／Ｃｕ多層膜、また、多層膜の構成物質いずれか
の単体の融点が、これら単体の化合物よりも高い材料の
組み合わせであるＡｌ／Ｆｃ多層膜とその耐熱性を比較
した。Ｃｕの融点は１０８５℃であり、Ｆｅの融点は１
５３８℃である。いずれも周期長は９０Å、重元素層と
軽元素層の層厚の比率は１：２、重元素層と軽元素層の
ペアの数は６０とした。これらの多層膜を３００℃で種
々の時間アニールした後の軟Ｘ線反射率の変化率を測定
した結果を図９に示す。横軸にアニール時間、縦軸にア
ニール前後の反射率の比をとってある。重元素層と軽元
素層の化合物の融点が重元素層や軽元素層の融点よりも
高い材料を組み合わせたいずれの多層膜においても、一
般的な多層膜の例である、つまり、多層膜の重元素層、
軽元素層の物質の融点の方がこれら重元素層、軽元素層
から生じる化合物の融点よりも高い組み合わせであるＡ
ｌ／Ｃｕ多層膜の軟Ｘ線反射率の減少よりも、その減少
率が少ないのみならず、ある程度の時間が経過すると反
射率がほぼ一定になり、変化がなくなってくるなど耐熱
性が優れていることが確認された。また、これも一般的
な多層膜である、つまり、多層膜の構成物質である重元
素層や軽元素層の融点が、これらの層が化合して生じる
化合物よりも高い材料の組み合わせであるＡｌ／Ｆｅ多
層膜に比較しても、本発明の多層膜のＸ線反射率の減少
率は１０時間程度をすぎるとほぼ一定となって。Ａｌ／
Ｆｅ，Ａｌ／Ｃｕ多層膜よりも変化が少なく耐熱性に優
れることが確認された。
にＣｏ（融点１４９５℃）、Ｅｒ（融点１５２９℃）、
Ｇｄ（融点１３１３℃）、Ｈｏ（融点１４７４℃）、Ｎ
ｉ（融点１４５５℃）、Ｐｄ（融点１５５５℃）のいず
れかを使用して、重元素層と軽元素層の化合物の融点
が、それら単体の融点よりも高い材料を組み合わせた多
層膜を作製し、多層膜の構成物質それぞれの単体の融点
がこれら単体の化合物よりも高い材料の組み合わせであ
るＡｌ／Ｃｕ多層膜、また、多層膜の構成物質いずれか
の単体の融点が、これら単体の化合物よりも高い材料の
組み合わせであるＡｌ／Ｆｃ多層膜とその耐熱性を比較
した。Ｃｕの融点は１０８５℃であり、Ｆｅの融点は１
５３８℃である。いずれも周期長は９０Å、重元素層と
軽元素層の層厚の比率は１：２、重元素層と軽元素層の
ペアの数は６０とした。これらの多層膜を３００℃で種
々の時間アニールした後の軟Ｘ線反射率の変化率を測定
した結果を図９に示す。横軸にアニール時間、縦軸にア
ニール前後の反射率の比をとってある。重元素層と軽元
素層の化合物の融点が重元素層や軽元素層の融点よりも
高い材料を組み合わせたいずれの多層膜においても、一
般的な多層膜の例である、つまり、多層膜の重元素層、
軽元素層の物質の融点の方がこれら重元素層、軽元素層
から生じる化合物の融点よりも高い組み合わせであるＡ
ｌ／Ｃｕ多層膜の軟Ｘ線反射率の減少よりも、その減少
率が少ないのみならず、ある程度の時間が経過すると反
射率がほぼ一定になり、変化がなくなってくるなど耐熱
性が優れていることが確認された。また、これも一般的
な多層膜である、つまり、多層膜の構成物質である重元
素層や軽元素層の融点が、これらの層が化合して生じる
化合物よりも高い材料の組み合わせであるＡｌ／Ｆｅ多
層膜に比較しても、本発明の多層膜のＸ線反射率の減少
率は１０時間程度をすぎるとほぼ一定となって。Ａｌ／
Ｆｅ，Ａｌ／Ｃｕ多層膜よりも変化が少なく耐熱性に優
れることが確認された。
【０００９】実施例４ 実施例２と同様に例として軽元素層にＢ（融点２０９２
℃）を用い、重元素層にＣｒ（融点１８６３℃）、Ｄｙ
（融点１４１２℃）、Ｅｒ（融点１５２９℃）、Ｇｄ
（融点１３１３℃）、Ｈｆ（融点２２３１℃）、Ｈｏ
（融点１４７４℃）、Ｎｂ（融点２４６９℃）、Ｔｉ
（融点１６７０℃）、Ｖ（融点１９１０℃）、Ｚｒ（融
点１８５５℃）のいずれかを使用して、重元素層と軽元
素層の化合物の融点が、それら単体の融点よりも高い材
料を組み合わせた多層膜を作製し、多層膜の構成物質が
それぞれの単体の融点が、これら単体の化合物よりも高
い材料の組み合わせであるＮｉ／Ｂ多層膜とＲｕ／Ｂ多
層膜とのその耐熱性を比較した。Ｎｉの融点は１４４５
℃で、Ｒｕの融点は２３３４℃である。いずれも周期長
は９０Å、重元素層と軽元素層の層厚の比率は１：２、
重元素層と軽元素層のペアの数は６０とした。これらの
多層膜を４００℃で種々の時間アニールした後の軟Ｘ線
反射率の変化率を測定した結果を図１０に示す。重元素
層と軽元素層の化合物の融点がそれら各層単体の融点よ
りも高い材料を組み合わせたいずれの多層膜において
も、多層膜を構成する重元素層と軽元素層の物質の融点
が、これら各層が化合して生じる化合物の融点よりも高
い材料の組み合わせである。Ｎｉ／Ｂ多層膜とＲｕ／Ｂ
多層膜の軟Ｘ線反射率の減少率に比べて、その減少率が
少なく耐熱性が優れていることが確認された。
℃）を用い、重元素層にＣｒ（融点１８６３℃）、Ｄｙ
（融点１４１２℃）、Ｅｒ（融点１５２９℃）、Ｇｄ
（融点１３１３℃）、Ｈｆ（融点２２３１℃）、Ｈｏ
（融点１４７４℃）、Ｎｂ（融点２４６９℃）、Ｔｉ
（融点１６７０℃）、Ｖ（融点１９１０℃）、Ｚｒ（融
点１８５５℃）のいずれかを使用して、重元素層と軽元
素層の化合物の融点が、それら単体の融点よりも高い材
料を組み合わせた多層膜を作製し、多層膜の構成物質が
それぞれの単体の融点が、これら単体の化合物よりも高
い材料の組み合わせであるＮｉ／Ｂ多層膜とＲｕ／Ｂ多
層膜とのその耐熱性を比較した。Ｎｉの融点は１４４５
℃で、Ｒｕの融点は２３３４℃である。いずれも周期長
は９０Å、重元素層と軽元素層の層厚の比率は１：２、
重元素層と軽元素層のペアの数は６０とした。これらの
多層膜を４００℃で種々の時間アニールした後の軟Ｘ線
反射率の変化率を測定した結果を図１０に示す。重元素
層と軽元素層の化合物の融点がそれら各層単体の融点よ
りも高い材料を組み合わせたいずれの多層膜において
も、多層膜を構成する重元素層と軽元素層の物質の融点
が、これら各層が化合して生じる化合物の融点よりも高
い材料の組み合わせである。Ｎｉ／Ｂ多層膜とＲｕ／Ｂ
多層膜の軟Ｘ線反射率の減少率に比べて、その減少率が
少なく耐熱性が優れていることが確認された。
【００１０】
【発明の効果】以上述べたように本発明の多層膜は、回
折効果を有する多層膜分光素子の重元素層と軽元素層が
各々単一の元素からなり、前記重元素層を構成する物質
と前記軽元素層を構成する物質との化合物の融点が、前
記重元素層を構成する物質及び前記軽元素層を構成する
物質の融点よりも高くなる組合せの物質を使用したの
で、多層膜の周囲の温度が向上した場合、自然に界面に
多層膜を構成する物質よりも高い融点をもつ物質が形成
され、温度による拡散速度を抑制することが可能とな
る。このため多層膜を構成する重元素層と軽元素層の物
質の融点が、これら重元素層と軽元素層の物質が化合し
てできる化合物の融点とほぼ同じ、あるいは、化合物の
融点より高い材料の組み合わせからなる多層膜に比較し
て、重元素層と軽元素層とが化合してできる化合物の融
点が、重元素層と軽元素層の物質の融点よりも高くなる
材料を組み合わせた本発明の多層膜においては、多層膜
の周囲の温度が向上し、各層の界面において重元素層と
軽元素層との物質が化合してできる化合物内では、多層
膜の重元素層と軽元素層の物質内での原子の動きにくら
べて、融点が高くなった分、原子の移動がおそくなり耐
熱性が向上する。このため、各層の界面で化合して生じ
る化合物の融点と各層の物質との融点がほぼ同じである
か、あるいは、化合物の融点の方が低くなるような物質
の組み合わせによる多層膜に比較して、本発明の多層膜
をＸ線・軟Ｘ線を利用した各種分析に適用した場合に
は、耐熱性が向上するため、反射率の変化が少なくな
り、精度や確度が向上する、安定性が増すため、Ｘ線
リソグラフィーに適用した場合、適性露光時間を正確に
決められる、多層膜自身の寿命が延びるなどの効果を
有することになる。実施例ではいくつかの例を示しただ
けであるが、当然推定されるように、これ以外の物質の
組み合わせにおいても各層の界面において多層膜の構成
物質それぞれの単体の融点よりもこれらの化合物の融点
のほうが高くなる材料の組み合わせの場合には効果があ
ることはいうまでもない。
折効果を有する多層膜分光素子の重元素層と軽元素層が
各々単一の元素からなり、前記重元素層を構成する物質
と前記軽元素層を構成する物質との化合物の融点が、前
記重元素層を構成する物質及び前記軽元素層を構成する
物質の融点よりも高くなる組合せの物質を使用したの
で、多層膜の周囲の温度が向上した場合、自然に界面に
多層膜を構成する物質よりも高い融点をもつ物質が形成
され、温度による拡散速度を抑制することが可能とな
る。このため多層膜を構成する重元素層と軽元素層の物
質の融点が、これら重元素層と軽元素層の物質が化合し
てできる化合物の融点とほぼ同じ、あるいは、化合物の
融点より高い材料の組み合わせからなる多層膜に比較し
て、重元素層と軽元素層とが化合してできる化合物の融
点が、重元素層と軽元素層の物質の融点よりも高くなる
材料を組み合わせた本発明の多層膜においては、多層膜
の周囲の温度が向上し、各層の界面において重元素層と
軽元素層との物質が化合してできる化合物内では、多層
膜の重元素層と軽元素層の物質内での原子の動きにくら
べて、融点が高くなった分、原子の移動がおそくなり耐
熱性が向上する。このため、各層の界面で化合して生じ
る化合物の融点と各層の物質との融点がほぼ同じである
か、あるいは、化合物の融点の方が低くなるような物質
の組み合わせによる多層膜に比較して、本発明の多層膜
をＸ線・軟Ｘ線を利用した各種分析に適用した場合に
は、耐熱性が向上するため、反射率の変化が少なくな
り、精度や確度が向上する、安定性が増すため、Ｘ線
リソグラフィーに適用した場合、適性露光時間を正確に
決められる、多層膜自身の寿命が延びるなどの効果を
有することになる。実施例ではいくつかの例を示しただ
けであるが、当然推定されるように、これ以外の物質の
組み合わせにおいても各層の界面において多層膜の構成
物質それぞれの単体の融点よりもこれらの化合物の融点
のほうが高くなる材料の組み合わせの場合には効果があ
ることはいうまでもない。
【図１】多層膜の構造を表す図である。
【図２】多層膜の各層の界面で拡散が生じていることを
示す図である。
示す図である。
【図３】ＡｌとＢｉの状態図を示す。
【図４】Ａｌ／Ｂｉ多層膜の反射率のプロファイルであ
る。
る。
【図５】Ａｌ／Ｂｉ多層膜を３００℃でアニールした後
の多層膜の波長約１０Åにおける軟Ｘ線反射率の変化を
示す。
の多層膜の波長約１０Åにおける軟Ｘ線反射率の変化を
示す。
【図６】Ａｌ／Ｂｉ多層膜の軟Ｘ線反射率のアニール温
度による変化率とＡｌ／Ｍｇ多層膜の軟Ｘ線反射率のア
ニール温度による変化率を示す。
度による変化率とＡｌ／Ｍｇ多層膜の軟Ｘ線反射率のア
ニール温度による変化率を示す。
【図７】ＡｌとＭｇの状態図を示す。
【図８】ＡｌとＣａ，Ｓｂ，Ｓｒ，Ｔｅのいずれかを組
み合わせた多層膜およびＡｌ／Ｍｇ多層膜の３００℃に
おける耐熱性を比較した図である。いずれも周期長は９
０Å、Ａｌと他元素層の層厚の比率は１：２、ペアの数
は６０とした。
み合わせた多層膜およびＡｌ／Ｍｇ多層膜の３００℃に
おける耐熱性を比較した図である。いずれも周期長は９
０Å、Ａｌと他元素層の層厚の比率は１：２、ペアの数
は６０とした。
【図９】ＡｌとＣｏ，Ｅｒ，Ｇｄ，Ｈｏ，Ｎｉ，Ｐｄの
いずれかを組み合わせた多層膜およびＡｌ／Ｃｕ，Ａｌ
／Ｆｅ多層膜の３００℃における耐熱性を比較した図を
示す。いずれも周期長は９０Å、Ａｌと他元素層の層厚
の比率は１：２、ペアの数は６０とした。
いずれかを組み合わせた多層膜およびＡｌ／Ｃｕ，Ａｌ
／Ｆｅ多層膜の３００℃における耐熱性を比較した図を
示す。いずれも周期長は９０Å、Ａｌと他元素層の層厚
の比率は１：２、ペアの数は６０とした。
【図１０】ＢとＣｒ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｇｄ，Ｈｆ，Ｈｏ，
Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒのいずれかを組み合わせた多層膜
およびＮｉ／Ｂ，Ｒｕ／Ｂ多層膜の４００℃における耐
熱性を比較した図を示す。いずれも周期長は９０Å、Ａ
ｌと他元素層の層厚の比率は１：２、ペアの数は６０。
Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒのいずれかを組み合わせた多層膜
およびＮｉ／Ｂ，Ｒｕ／Ｂ多層膜の４００℃における耐
熱性を比較した図を示す。いずれも周期長は９０Å、Ａ
ｌと他元素層の層厚の比率は１：２、ペアの数は６０。
１ 重元素層 ２ 軽元素層 ３ 基板 ４ 拡散層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−250400（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−232299（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−232298（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−203798（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−161403（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−164297（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−88502（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−88503（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−297800（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−266396（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−94300（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21K 1/06
Claims (1)
- 【請求項１】 ブラッグ回折効果を有する多層膜分光素
子の重元素層と軽元素層が各々単一の元素からなり、前
記重元素層を構成する物質と前記軽元素層を構成する物
質との化合物の融点が、前記重元素層を構成する物質及
び前記軽元素層を構成する物質の融点よりも高くなる組
合せの物質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 |
|---|---|---|---|
| JP23428292A JP3169191B2 (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 多層膜分光反射鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23428292A JP3169191B2 (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 多層膜分光反射鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0659098A JPH0659098A (ja) | 1994-03-04 |
| JP3169191B2 true JP3169191B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=16968539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23428292A Expired - Lifetime JP3169191B2 (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 多層膜分光反射鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3169191B2 (ja) |
-
1992
- 1992-08-10 JP JP23428292A patent/JP3169191B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0659098A (ja) | 1994-03-04 |
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