JPH0237303A - 多層膜反射鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多層膜反射鏡に係り、特にＸ線リソグラフィ
ー、Ｘ線顕微鏡等の軟Ｘ線光学系に用いられるＸ線用多
層膜反射鏡に関する。

〔従来の技術〕

近年、軟Ｘ線領域の光学素子として、反射鏡、特に、Ｘ
線の入射角が垂直に近づいても大きな反射率が得られる
多層膜反射鏡が盛んに研究開発されている。

従来、多層膜反射鏡としては基板上に重元素からなる薄
膜層と軽元素からなる薄膜層とを交互に数十層積層して
形成した多層膜反射鏡が一般的に知られており、例えば
、Ａｐｐｌ、　　Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ。

３７　１０４８　（１９８０）には、Ａ　ｕ　Ｐ　ｄと
Ｃの薄膜層を交互に積層したもの、あるいは特開昭６２
−２２６０４７号公報にはＷとＢｅの薄膜層を交互に積
層したものが記載されている。そして、かかる薄膜層は
、通常、最大（あるいは所望）の反射率が得られるよう
に計算によって各層の膜厚や層数が最適化され、電子ビ
ーム蒸着法、スパッタ法あるいは原子線スパック法によ
り各薄膜層が基板上に成形されている。

（発明が解決しようとする課題〕 従来の多層膜反射鏡にあっては、計算上で設定した所望
する大きな反射鏡が得られず、通常は計算値の９０％以
下の反射率となる問題点があった。

この反射率の低下は反射鏡表面や薄膜の各層の粗さのた
め入射Ｘ線が散乱されたり、あるいは膜の形成中に膜に
酸素が混入するため計算に用いた光学定数と異なる膜が
基板上に形成されるのが発生原因である。

即ち、上記反射鏡表面や各層の粗さには、基板の鏡面加
工の粗さの限度に起因するものと、薄膜の結晶成長に起
因するものが考えられるが、鏡面面加工による平均の粗
さは数人程度であり、一方、該反射鏡に使用されるＸ線
の波長は数十から数百人程度まであるので、基板表面の
粗さによりＸ線が散乱されることはないものと考えられ
る。しかしながら、膜の結晶成長にあっては、結晶粒の
大きさがＸｖＡの波長と同程度であるので、結晶粒によ
りＸ線が散乱され、反射率の低下に大きな影響を及ぼす
こととなる。

一方、膜の形成中に膜に混入される酸素は、蒸発材料に
含有される酸素あるいは真空チャンバーの内壁から遊離
した酸素分子等が考えられるが、かかる酸素による膜へ
の混入によって生ずる光学定数の変化についてはあらか
じめ考慮することができるので、所望の反射鏡が得られ
るように膜厚７膜層数の最適化を図ることができる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、
所望の大きな反射率が得られる多層膜反射鏡を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段及び作用〕上記目的を達成
するために、本発明の多層膜反射鏡にあっては、基板上
に重元素薄膜と軽元素薄膜とを交互に積層してなる多層
膜反射鏡において、上記軽元素ｇｔ膜を非晶質のＢＮに
て形成し、膜の結晶粒の発生を防止し、あるいは結晶粒
の大きさを極く小さく抑えることによって反射鏡表面や
各層の粗さを非常に小さくしたものである。

即ち、膜の結晶成長は、膜形成中に生ずるのが主である
が、膜形成時に非晶質であっても、入射Ｘ線の強度によ
っては、入射時に膜中におけるエネルギー吸収による熱
の発生で膜の結晶成長が進んでしまうため、高温におい
ても非晶質のままで結晶成長の起きないＢＮを用いたも
のである。

第２図および第３図は、Ｓｉ基板上に形成したＢＨ膜を
８００°Ｃで１０時間加熱したＢＨ膜の赤外分光分析お
よびＸ線回折の結果を示すグラフ図で、第２図の赤外分
光分析によれば大方晶ＢＮと同じ結合形態をなしている
が、第３図のＸ線回折によれば、ＢＨの結晶成長が起き
ていないことが確認される。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

（第１実施例） 第１図は本発明の多層膜反射鏡の一部省略した拡大断面
図である。

本実施例の多層膜反射鏡ｌは、Ｓｉ基板２の表面上に、
重元素薄膜３としてＷを２０人の膜厚で形成し、重元素
薄膜３上に軽元素薄膜４としてＢＮを２２人の膜厚で形
成し、かかる重元素薄膜３と軽元素１１１４とをそれぞ
れ１５層交互に積層して構成されている。

Ｓｉ基板２は、表面粗さ１０Å以下に鏡面加工され、Ｗ
とＢＮは、水晶振動子式により各層の膜厚を制御しつつ
マグネトロンスパッタ法によりそれぞれ交互に積層した
。ＢＮは、ＡｒとＮ２の混合ガスを真空容器内に導入し
、Ｂ（ホウ素）ターゲットをスパツクして形成した。さ
らに、ＷとＢＮの薄膜は大気にさらさず連続して形成し
た。

本実施例の多層膜反射鏡によれば、入射角Ｏ゛波長８２
．１人のＸ線の場合、計算値１８％の反射率に対して、
実測値１７．８％と計算値に近似する値を得ることがで
きた。

（第２実施例） 本実施例の多層膜反射鏡は、重元素薄膜としてＷを３０
人、軽元素薄膜としてＢＮを２３人の膜厚で、上記第１
実施例と同様にＳｉ基板上にそれぞれ交互に１５層積層
して構成されている。

本実施例の多層膜反射鏡によれば、入射角０゜波長１０
８．７人のＸ線の場合、計算値３３％の反射率に対して
、実測値３１．８％と計算値に近似する値を得ることが
できた。

（第３実施例） 本実施例の多層膜反射鏡は、重元素薄膜としてＲｈを４
８人、軽元素薄膜としてＢＮを２９人の膜厚で、上記第
１実施例と同様にＳｉ基板上にそれぞれ交互に１５層積
層して構成されている。

本実施例の多層膜反射鏡によれば、入射角２０゜波長１
０８．７人のｘｌｉｌの場合、計算値３８％の反射率に
対して、実測値３７，６％と計算値に近似する値を得る
ことができた。

なお、上記第１〜第３実施例にあっては、重元素ｆｌｉ
ＩＷ４と軽元素薄膜のそれぞれの各層の膜厚は等しく形
成されているが、該薄膜の膜厚をそれぞれ異なるように
形成した場合にあっても上記実施例と同様に大きな反射
率を得ることができる。さらに、重元素薄膜と軽元素薄
膜の基板上へ形成の順序については限定されず、上記実
施例と換えて軽元素薄膜を基板上に形成した後、重元素
薄膜と軽元素薄膜を交互に積層して実施することができ
る。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の多層膜反射鏡によれば、従来と
同様の構成の重元素薄膜層間に非晶質の軽元素薄膜を成
形することにより結晶粒の成牛されない均質な薄膜層が
得られ、その結果、反射鏡表面や軽元素薄膜は非常に粗
さの小さなものとなり、入射Ｘ線は上記反射鏡表面や各
層で散乱されることなく、透過５反射を繰り返され、計
算値と同様な大きな反射率を得ることができる。従って
、本多層膜反射鏡は軟Ｘ線領域の光学系にとって非常に
大きい有用性を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の多層膜反射鏡の第１実施例を示す一部
省略した拡大断面図、第２図および第３図はＢＮ膜の赤
外分光分析およびＸ線回折の結果を示すグラフ図である
。 ■・・・多層膜反射鏡 ２・・・基板 ３・・・重元素薄膜 ４・・・軽元素薄膜 特許出願人　　オリンパス光学工業株式会社第１図 第２図 １・・・多層膜反射鏡 ２・・・基板 ３・・・重元素薄膜 ４・−・軽元素薄膜 ＰＳ 第３図 ２θ（ｄｅｇｒｅｅ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に重元素薄膜と軽元素薄膜とを交互に積層
   してなる多層膜反射鏡において、上記軽元素薄膜を非晶
   質のＢＮとしたことを特徴とする多層膜反射鏡。