JPH0534500A - Ｘ線多層膜反射鏡 - Google Patents
Ｘ線多層膜反射鏡Info
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- JPH0534500A JPH0534500A JP3194329A JP19432991A JPH0534500A JP H0534500 A JPH0534500 A JP H0534500A JP 3194329 A JP3194329 A JP 3194329A JP 19432991 A JP19432991 A JP 19432991A JP H0534500 A JPH0534500 A JP H0534500A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 実用的な反射率を有する多層膜反射鏡を高い
確率で製作でき、結果として歩留りを改善する多層膜反
射鏡を提案する。 【構成】 基板上に複数の物質層を形成して成る波長１
００Å以下のＸ線に対する多層膜反射鏡において、各層
の膜厚の設計値からのずれ△を、以下の式で規定される
範囲内に制御する。 但し、θは入射するＸ線の斜入射角、λは入射するＸ線
の波長である。
確率で製作でき、結果として歩留りを改善する多層膜反
射鏡を提案する。 【構成】 基板上に複数の物質層を形成して成る波長１
００Å以下のＸ線に対する多層膜反射鏡において、各層
の膜厚の設計値からのずれ△を、以下の式で規定される
範囲内に制御する。 但し、θは入射するＸ線の斜入射角、λは入射するＸ線
の波長である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線光学系に用いる光
学素子として好適な多層膜反射鏡に関する。
学素子として好適な多層膜反射鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、数Åから数１００Å程度の膜厚の
薄膜を積層して成る人工格子が、軟Ｘ線用の反射鏡とし
て注目されてきている。この人工格子の積層方法として
は、軟Ｘ線領域において屈折率の低い物質Ａの薄膜と、
屈折率の高い物質Ｂの薄膜とを交互に数１０層から数１
００層程度積層する方法が一般的である。物質Ａとして
は、Ｗ（タングステン），Ｎｉ（ニッケル），Ｍｏ（モ
リブデン）などが知られており、一方物質Ｂとしては、
Ｃ（炭素），Ｂ（ホウ素），Ｂｅ（ベリウム），Ｓｉ
（シリコン）などが知られている（T.Namioka Revue Ph
ys. Appl. Vol.23(1988) 1711 〜 1726 参照）。又、物
質Ａ及び物質Ｂを交互に積層する場合、各物質層の膜厚
を各々一定にして周期的に積層する方法や、膜厚を一層
毎に最適化して積層する方法等が知られている（波岡武
昭和６０年度科学研究費研究成果報告書「軟Ｘ線リソ
グラフィの開発」参照）。更に、物質Ａの層と物質Ｂの
層の接面で夫々の物質が拡散することを防ぐ目的で、物
質Ａと物質Ｂの層間に他の物質から成る緩衡層を設け、
３種類以上の物質で構成される人工格子も考案されてい
る（米国特許第４６９３９３３号）。
薄膜を積層して成る人工格子が、軟Ｘ線用の反射鏡とし
て注目されてきている。この人工格子の積層方法として
は、軟Ｘ線領域において屈折率の低い物質Ａの薄膜と、
屈折率の高い物質Ｂの薄膜とを交互に数１０層から数１
００層程度積層する方法が一般的である。物質Ａとして
は、Ｗ（タングステン），Ｎｉ（ニッケル），Ｍｏ（モ
リブデン）などが知られており、一方物質Ｂとしては、
Ｃ（炭素），Ｂ（ホウ素），Ｂｅ（ベリウム），Ｓｉ
（シリコン）などが知られている（T.Namioka Revue Ph
ys. Appl. Vol.23(1988) 1711 〜 1726 参照）。又、物
質Ａ及び物質Ｂを交互に積層する場合、各物質層の膜厚
を各々一定にして周期的に積層する方法や、膜厚を一層
毎に最適化して積層する方法等が知られている（波岡武
昭和６０年度科学研究費研究成果報告書「軟Ｘ線リソ
グラフィの開発」参照）。更に、物質Ａの層と物質Ｂの
層の接面で夫々の物質が拡散することを防ぐ目的で、物
質Ａと物質Ｂの層間に他の物質から成る緩衡層を設け、
３種類以上の物質で構成される人工格子も考案されてい
る（米国特許第４６９３９３３号）。
【０００３】又、製膜方法としては、電子ビーム蒸着
法，スパッター法，レーザービーム法等が知られてお
り、これらの製膜方法を用いた人工格子の実例も紹介さ
れている（山下広順 Ｏ plus Ｅ １９８７年２月号
Ｐ６７〜Ｐ８３，波岡武等 精密工学会誌 Vol.11(198
6) Ｐ１６〜Ｐ１８参照）。しかし、軟Ｘ線領域で十分
な反射率を得る為には高精度な加工技術が要求され、基
板表面については、１ｎｍ以下の粗さが又、各層の界面
については１．４Å以下の粗さが必要であるとの報告も
ある（米国特許第４７２７０００号）。
法，スパッター法，レーザービーム法等が知られてお
り、これらの製膜方法を用いた人工格子の実例も紹介さ
れている（山下広順 Ｏ plus Ｅ １９８７年２月号
Ｐ６７〜Ｐ８３，波岡武等 精密工学会誌 Vol.11(198
6) Ｐ１６〜Ｐ１８参照）。しかし、軟Ｘ線領域で十分
な反射率を得る為には高精度な加工技術が要求され、基
板表面については、１ｎｍ以下の粗さが又、各層の界面
については１．４Å以下の粗さが必要であるとの報告も
ある（米国特許第４７２７０００号）。
【０００４】上記人工格子を用いて成る多層膜反射鏡の
反射率を理論的に設計・評価するための考察も成されて
おり、一般に長波長領域のＸ線を入射する場合や斜入射
領域においては設計値と実測値との誤差は小さい。この
場合、理論モデルとしては、フレネルの漸化式を適用す
る方法が有効である。図１１は、多層膜反射鏡の光学的
モデルを示しており、Ｒm-1 は（ｍ−１）層まで積層し
て製膜した時の複素振幅反射率を示し、Ｎm-1 は第（ｍ
−１）層の複素屈折率を示している。この上に更に、複
素屈折率Ｎm を有する物質を厚さｄm で積層した時の複
素振幅反射率Ｒ m は次式で与えられる（T.Namioka Revu
e Phys. Appl. Vol.23(1988) 1711 〜 1726 参照）。
反射率を理論的に設計・評価するための考察も成されて
おり、一般に長波長領域のＸ線を入射する場合や斜入射
領域においては設計値と実測値との誤差は小さい。この
場合、理論モデルとしては、フレネルの漸化式を適用す
る方法が有効である。図１１は、多層膜反射鏡の光学的
モデルを示しており、Ｒm-1 は（ｍ−１）層まで積層し
て製膜した時の複素振幅反射率を示し、Ｎm-1 は第（ｍ
−１）層の複素屈折率を示している。この上に更に、複
素屈折率Ｎm を有する物質を厚さｄm で積層した時の複
素振幅反射率Ｒ m は次式で与えられる（T.Namioka Revu
e Phys. Appl. Vol.23(1988) 1711 〜 1726 参照）。
【０００５】 但し、ｒm は新しく積層した第ｍ層の真空に対するフレ
ネル係数、δm は第ｍ層内の一往復の位相差、ｉは虚数
単位である。そして、Ｐ偏光成分に対しては、 Ｓ偏光成分に対しては、 である。但し、φはＸ線が真空から多層膜へ入射すると
きの入射角であり、φm は複素屈折角である。又、波長
をλとすれば位相差δm は次式で与えられる。 従って、図示しない基板をｍ＝０層として、順次第ｍ層
まで式（１）を利用してＲm を求めれば、目的とする多
層膜反射鏡の反射率が計算できる。
ネル係数、δm は第ｍ層内の一往復の位相差、ｉは虚数
単位である。そして、Ｐ偏光成分に対しては、 Ｓ偏光成分に対しては、 である。但し、φはＸ線が真空から多層膜へ入射すると
きの入射角であり、φm は複素屈折角である。又、波長
をλとすれば位相差δm は次式で与えられる。 従って、図示しない基板をｍ＝０層として、順次第ｍ層
まで式（１）を利用してＲm を求めれば、目的とする多
層膜反射鏡の反射率が計算できる。
【０００６】図１２は、基板上に膜厚１７．３ÅのＷと
膜厚３４．７ÅのＣとを１１層積層して成る多層膜反射
鏡に、波長１．５ÅのＸ線を回折角を変化させながら入
射した場合の、反射率の設計値と実測値とを示してい
る。図１２から明らかなように、この場合、設計値と実
測値との誤差は極めて小さい。しかし、入射すべきＸ線
の波長が短くなり又、直入射になると設計値と実測値の
誤差は大きくなる。この原因については、次の２点が理
由として考えられる。 （ａ）短波長のＸ線を入射、或いは直入射でＸ線を入射
させる場合には、一層当たりの膜厚を薄くしなければな
らない。そのため、膜厚の均一化が困難となって反射率
が劣化する。 （ｂ）短波長のＸ線を入射、或いは直入射でＸ線を入射
すると、Ｘ線の干渉条件が厳しくなり、各層界面の粗さ
等の影響を受けやすくなる。
膜厚３４．７ÅのＣとを１１層積層して成る多層膜反射
鏡に、波長１．５ÅのＸ線を回折角を変化させながら入
射した場合の、反射率の設計値と実測値とを示してい
る。図１２から明らかなように、この場合、設計値と実
測値との誤差は極めて小さい。しかし、入射すべきＸ線
の波長が短くなり又、直入射になると設計値と実測値の
誤差は大きくなる。この原因については、次の２点が理
由として考えられる。 （ａ）短波長のＸ線を入射、或いは直入射でＸ線を入射
させる場合には、一層当たりの膜厚を薄くしなければな
らない。そのため、膜厚の均一化が困難となって反射率
が劣化する。 （ｂ）短波長のＸ線を入射、或いは直入射でＸ線を入射
すると、Ｘ線の干渉条件が厳しくなり、各層界面の粗さ
等の影響を受けやすくなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の多層膜
反射鏡は、主として斜入射角が２０°以下の斜入射領域
においてＸ線を入射する場合又は、直入射領域で波長１
００Å以上の長波長のＸ線を入射する場合を対象に製作
されたものが多かった。これらは、層界面の粗さを十分
に管理すれば、設計値に近い反射率を得ることができ
る。しかし、直入射領域で短波長のＸ線を入射する場
合、上述した（ａ）又は（ｂ）の理由により、多層膜反
射鏡内部でのＸ線の干渉性が問題となる。図１３に例示
する、屈折率の異なる２種類の物質Ａ，Ｂの薄膜を各々
膜厚ｄ１，ｄ２で交互に積層して成る多層膜反射鏡にお
いて、この層対の厚みの和（以下、周期厚という）をｄ
として、Ｘ線の波長をλ，斜入射角をθとすれば、ブラ
ッグ条件は、 となり、周期厚ｄについて示せば、 となる。即ち、波長λが短く直入射となる程、周期厚ｄ
は小さくなる。そのため入射するＸ線が、多層膜反射鏡
内部で干渉し、十分な反射率を得る為には、周期厚ｄに
対応した精度で多層膜の厚みを正確に管理する必要があ
る。
反射鏡は、主として斜入射角が２０°以下の斜入射領域
においてＸ線を入射する場合又は、直入射領域で波長１
００Å以上の長波長のＸ線を入射する場合を対象に製作
されたものが多かった。これらは、層界面の粗さを十分
に管理すれば、設計値に近い反射率を得ることができ
る。しかし、直入射領域で短波長のＸ線を入射する場
合、上述した（ａ）又は（ｂ）の理由により、多層膜反
射鏡内部でのＸ線の干渉性が問題となる。図１３に例示
する、屈折率の異なる２種類の物質Ａ，Ｂの薄膜を各々
膜厚ｄ１，ｄ２で交互に積層して成る多層膜反射鏡にお
いて、この層対の厚みの和（以下、周期厚という）をｄ
として、Ｘ線の波長をλ，斜入射角をθとすれば、ブラ
ッグ条件は、 となり、周期厚ｄについて示せば、 となる。即ち、波長λが短く直入射となる程、周期厚ｄ
は小さくなる。そのため入射するＸ線が、多層膜反射鏡
内部で干渉し、十分な反射率を得る為には、周期厚ｄに
対応した精度で多層膜の厚みを正確に管理する必要があ
る。
【０００８】然し乍ら、上述のような場合に膜厚の精度
をどの程度の条件の下で管理すべきかについては詳しい
検討はなされていない。図１４はＮｉ／Ｓｃを各々８．
２Å，１１．８Åの膜厚で２０１層積層して成る多層膜
反射鏡の設計例を示しているが、一般に反射鏡作製時、
各膜厚の設計値に対して、実際の膜厚は設計値とのズレ
量△ｄを有して作製される。そして、このズレ量△ｄは
次式（７）に示す正規分布に従う確率でランダムに発生
すると考えてよい。 但し、σは偏差であり、式（７）によれば、区間−σ≦
△ｄ≦σの△ｄの値は６８％の確率で現れる。この、膜
厚が設計値とのズレ量△ｄを有して作製された多層膜反
射鏡に、波長３９．８ÅのＸ線を入射角を変化して入射
し、更に偏差値σ，即ち製膜精度が変化した時の反射率
をシミュレーションした結果を図１５に示す。図１５に
よれば、偏差σがσ＝０Åからσ＝０．４Åと大きくな
るに従って反射率も大きく低下しており、偏差が０．４
Å程度で作製されたものであっても反射鏡としては利用
できない可能性がある。このように正規分布に従って全
くランダムに膜厚がズレた場合、幾つかの多層膜反射鏡
を作製すると確率論的に反射率が著しく低いものができ
てしまう。従って、実際に作製する際、多層膜反射鏡の
品質は安定せず歩留りが改善され難かった。
をどの程度の条件の下で管理すべきかについては詳しい
検討はなされていない。図１４はＮｉ／Ｓｃを各々８．
２Å，１１．８Åの膜厚で２０１層積層して成る多層膜
反射鏡の設計例を示しているが、一般に反射鏡作製時、
各膜厚の設計値に対して、実際の膜厚は設計値とのズレ
量△ｄを有して作製される。そして、このズレ量△ｄは
次式（７）に示す正規分布に従う確率でランダムに発生
すると考えてよい。 但し、σは偏差であり、式（７）によれば、区間−σ≦
△ｄ≦σの△ｄの値は６８％の確率で現れる。この、膜
厚が設計値とのズレ量△ｄを有して作製された多層膜反
射鏡に、波長３９．８ÅのＸ線を入射角を変化して入射
し、更に偏差値σ，即ち製膜精度が変化した時の反射率
をシミュレーションした結果を図１５に示す。図１５に
よれば、偏差σがσ＝０Åからσ＝０．４Åと大きくな
るに従って反射率も大きく低下しており、偏差が０．４
Å程度で作製されたものであっても反射鏡としては利用
できない可能性がある。このように正規分布に従って全
くランダムに膜厚がズレた場合、幾つかの多層膜反射鏡
を作製すると確率論的に反射率が著しく低いものができ
てしまう。従って、実際に作製する際、多層膜反射鏡の
品質は安定せず歩留りが改善され難かった。
【０００９】本発明は、上記問題点に鑑み、実用的な反
射率を有する多層膜反射鏡を高い確率で製作でき、結果
として歩留りを改善する多層膜反射鏡を提供することを
目的とする。
射率を有する多層膜反射鏡を高い確率で製作でき、結果
として歩留りを改善する多層膜反射鏡を提供することを
目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び作用】基板上に複数の
物質層を形成して成る本発明の多層膜反射鏡は、各層の
膜厚の設計値からのずれ△が、以下の式で規定される範
囲内に制御され、波長１００Å以下のＸ線に適用される
ことを特徴としている。 但し、θは入射するＸ線の斜入射角、λは入射するＸ線
の波長である。以下、この点について詳細に説明する。
物質層を形成して成る本発明の多層膜反射鏡は、各層の
膜厚の設計値からのずれ△が、以下の式で規定される範
囲内に制御され、波長１００Å以下のＸ線に適用される
ことを特徴としている。 但し、θは入射するＸ線の斜入射角、λは入射するＸ線
の波長である。以下、この点について詳細に説明する。
【００１１】図１は、物質Ａ及びＢを積層して成る多層
膜反射鏡にＸ線を入射した時の反射作用を示した概念図
である。尚、Ｌ１，Ｌ２はＸ線である。図において、波
長λのＸ線が多層膜反射鏡内部で干渉して十分な反射率
を得る為には、ブラッグの条件より、次式の関係を満足
する必要がある。 但し、ｄは周期厚（Ａ層とＢ層の厚みの和）、θは斜入
射角である。即ち、Ｘ線Ｌ１とＬ２の光路差をλとすべ
く、各周期の膜厚を制御する必要がある。この膜厚制御
の精度は、式（９）より、Ｘ線が多層膜内の１周期を通
過する光路長Ｓに等しく、図１において、点Ｆ，Ｇ，Ｈ
を結んだ線長と対応する。Ｘ線領域では、多層膜反射鏡
の屈折率は、ほぼ１なので、光路長Ｓは次式で示すこと
ができる。 式（９）を利用すれば、 となる。多層膜反射鏡の干渉性及び反射率の良否は、基
本的には、Ｘ線の入射条件により算出される光路長Ｓに
対して、各層の厚さがどの程度精度良く出来ているかに
より左右される。そして、多層膜の作製精度は、光路長
Ｓに対して相対的に決定される。
膜反射鏡にＸ線を入射した時の反射作用を示した概念図
である。尚、Ｌ１，Ｌ２はＸ線である。図において、波
長λのＸ線が多層膜反射鏡内部で干渉して十分な反射率
を得る為には、ブラッグの条件より、次式の関係を満足
する必要がある。 但し、ｄは周期厚（Ａ層とＢ層の厚みの和）、θは斜入
射角である。即ち、Ｘ線Ｌ１とＬ２の光路差をλとすべ
く、各周期の膜厚を制御する必要がある。この膜厚制御
の精度は、式（９）より、Ｘ線が多層膜内の１周期を通
過する光路長Ｓに等しく、図１において、点Ｆ，Ｇ，Ｈ
を結んだ線長と対応する。Ｘ線領域では、多層膜反射鏡
の屈折率は、ほぼ１なので、光路長Ｓは次式で示すこと
ができる。 式（９）を利用すれば、 となる。多層膜反射鏡の干渉性及び反射率の良否は、基
本的には、Ｘ線の入射条件により算出される光路長Ｓに
対して、各層の厚さがどの程度精度良く出来ているかに
より左右される。そして、多層膜の作製精度は、光路長
Ｓに対して相対的に決定される。
【００１２】従って、算出される光路長Ｓを求めれば各
膜厚の最適設計値は決定され、更にこの光路長Ｓを基に
最適設計値からランダムに発生する製膜時の各膜厚のズ
レをある範囲内で規定することにより、実用的に利用可
能な多層膜反射鏡の作製が高い確率で実現できる。即
ち、 である。但し、Δは作製する膜厚の精度、θは入射する
Ｘ線の斜入射角、λは入射するＸ線の波長である。式
（１２）は、Ｘ線が多層膜内の１周期を通過する光路長
Ｓの３％までの、設計値からのズレを許容している。こ
れにより、仮に製膜時に各膜厚のズレが式（７）に示す
正規分布に従う確率で最適設計値から△の偏差を有して
ランダムに発生したとしても、少なくとも設計値の５０
％以上の反射率を有する多層膜反射鏡が３０％以上の確
率で作製できる。
膜厚の最適設計値は決定され、更にこの光路長Ｓを基に
最適設計値からランダムに発生する製膜時の各膜厚のズ
レをある範囲内で規定することにより、実用的に利用可
能な多層膜反射鏡の作製が高い確率で実現できる。即
ち、 である。但し、Δは作製する膜厚の精度、θは入射する
Ｘ線の斜入射角、λは入射するＸ線の波長である。式
（１２）は、Ｘ線が多層膜内の１周期を通過する光路長
Ｓの３％までの、設計値からのズレを許容している。こ
れにより、仮に製膜時に各膜厚のズレが式（７）に示す
正規分布に従う確率で最適設計値から△の偏差を有して
ランダムに発生したとしても、少なくとも設計値の５０
％以上の反射率を有する多層膜反射鏡が３０％以上の確
率で作製できる。
【００１３】又、多層膜反射鏡の各層の厚みを最適化す
る非周期構造の設計法においても、各層の膜厚を式（１
２）で規定される精度内で作製すれば、周期構造の設計
と同様な条件で実用可能な多層膜反射鏡が作製できる。
又、電子ビーム蒸着法、スパッター法等による、実際の
コーティングの際には、厚膜のモニターは水晶振動子や
エリプソメター等で０．１Åの精度で可能であるから、
式（１２）で規定される精度内で製膜が可能である。
る非周期構造の設計法においても、各層の膜厚を式（１
２）で規定される精度内で作製すれば、周期構造の設計
と同様な条件で実用可能な多層膜反射鏡が作製できる。
又、電子ビーム蒸着法、スパッター法等による、実際の
コーティングの際には、厚膜のモニターは水晶振動子や
エリプソメター等で０．１Åの精度で可能であるから、
式（１２）で規定される精度内で製膜が可能である。
【００１４】
【実施例】以下、図示した実施例に基づき本発明を詳細
に説明する。第１実施例 本実施例では、Ｎｉ／Ｓｃ（層数２０１層、Ｘ線波長３
９．８Å）から構成される多層膜反射鏡について、式
（１２）に規定される精度で作製した場合の、膜厚の最
適設計値に対する反射率の劣化の様子を、Ｎｉ／Ｓｃの
各層の膜厚，Ｘ線入射角φの角度及び膜厚の最適設計値
に対する偏差ＳＤを順次変化させて、シミュレーション
した。シミュレーションは、次の手順で行った。即ち、
偏差ＳＤの時、１００個作製した多層膜反射鏡に式
（７）に示す正規分布に従う確率で膜厚のズレが偏差Ｓ
Ｄ内でランダムに発生すると仮定し、各々の多層膜反射
鏡の反射率とその発生頻度（以下単に頻度という）を求
めた。反射率は式（１）により、最適設計値からズレた
膜厚で一層毎計算した。尚、Ｘ線波長３９．８Åにおけ
るＮｉとＳｃの複素屈折率は、Ｂ．Ｈｅｎｋｅ（B.Henk
e Atomic data & Nucleardata tables 27, 1-144(1982)
参照）の原子散乱因子表及び文献（青木貞夫 応用物
理 VOL.56 No.3(1981) Ｐ１６〜Ｐ１８参照）により求
め、以下に示す数値となる。 ｎ（Ｎｉ）＝ ０．９８８２−０．００４１１８３ｉ ｎ（Ｓｃ）＝ ０．９９７５−０．０００５７３８ｉ
に説明する。第１実施例 本実施例では、Ｎｉ／Ｓｃ（層数２０１層、Ｘ線波長３
９．８Å）から構成される多層膜反射鏡について、式
（１２）に規定される精度で作製した場合の、膜厚の最
適設計値に対する反射率の劣化の様子を、Ｎｉ／Ｓｃの
各層の膜厚，Ｘ線入射角φの角度及び膜厚の最適設計値
に対する偏差ＳＤを順次変化させて、シミュレーション
した。シミュレーションは、次の手順で行った。即ち、
偏差ＳＤの時、１００個作製した多層膜反射鏡に式
（７）に示す正規分布に従う確率で膜厚のズレが偏差Ｓ
Ｄ内でランダムに発生すると仮定し、各々の多層膜反射
鏡の反射率とその発生頻度（以下単に頻度という）を求
めた。反射率は式（１）により、最適設計値からズレた
膜厚で一層毎計算した。尚、Ｘ線波長３９．８Åにおけ
るＮｉとＳｃの複素屈折率は、Ｂ．Ｈｅｎｋｅ（B.Henk
e Atomic data & Nucleardata tables 27, 1-144(1982)
参照）の原子散乱因子表及び文献（青木貞夫 応用物
理 VOL.56 No.3(1981) Ｐ１６〜Ｐ１８参照）により求
め、以下に示す数値となる。 ｎ（Ｎｉ）＝ ０．９８８２−０．００４１１８３ｉ ｎ（Ｓｃ）＝ ０．９９７５−０．０００５７３８ｉ
【００１５】実施例１−１ 本実施例は、直入射，即ちφ＝０°にて多層膜反射鏡を
設計した。Ｎｉ層の膜厚は８．２Å、Ｓｃ層の膜厚は１
１．８Åであり、偏差ＳＤは０．８Åである。図２は、
本実施例における、反射率と頻度との関係を示してい
る。反射率の設計値は２４％であるが、図２によれば、
反射率が設計値の半分（１２％）以上のものは、３６個
有り、これは式（１２）が有効であることを示してい
る。
設計した。Ｎｉ層の膜厚は８．２Å、Ｓｃ層の膜厚は１
１．８Åであり、偏差ＳＤは０．８Åである。図２は、
本実施例における、反射率と頻度との関係を示してい
る。反射率の設計値は２４％であるが、図２によれば、
反射率が設計値の半分（１２％）以上のものは、３６個
有り、これは式（１２）が有効であることを示してい
る。
【００１６】実施例１−２ 本実施例は、φ＝３０°にて設計した。Ｎｉ層の膜厚は
８．８Å、Ｓｃ層の膜厚は１４．４Åであり、偏差ＳＤ
は１．２Åである。図３は、本実施例における、反射率
と頻度との関係を示している。反射率の設計値は２８％
であるが、図３によれば、反射率が設計値の半分（１４
％）以上のものは、３０個有る。
８．８Å、Ｓｃ層の膜厚は１４．４Åであり、偏差ＳＤ
は１．２Åである。図３は、本実施例における、反射率
と頻度との関係を示している。反射率の設計値は２８％
であるが、図３によれば、反射率が設計値の半分（１４
％）以上のものは、３０個有る。
【００１７】実施例１−３ 本実施例は、φ＝６０°にて設計した。Ｎｉ層の膜厚は
１３．４Å、Ｓｃ層の膜厚は２７．１Åであり、偏差Ｓ
Ｄは３．０Åである。図４は、本実施例における、反射
率と頻度との関係を示している。反射率の設計値は３６
％であるが、図４によれば、反射率が設計値の半分（１
８％）以上のものは、４２個有る。
１３．４Å、Ｓｃ層の膜厚は２７．１Åであり、偏差Ｓ
Ｄは３．０Åである。図４は、本実施例における、反射
率と頻度との関係を示している。反射率の設計値は３６
％であるが、図４によれば、反射率が設計値の半分（１
８％）以上のものは、４２個有る。
【００１８】実施例１−４ 本実施例は、φ＝７５°にて設計した。Ｎｉ層の膜厚は
２６．３Å、Ｓｃ層の膜厚は５５．８Åであり、偏差Ｓ
Ｄは９．０Åである。図５は、本実施例における、反射
率と頻度との関係を示している。反射率の設計値は３９
％であるが、図５によれば、反射率が設計値の半分（２
０％）以上のものは、５２個有る。以上、第１実施例に
よれば、各偏差ＳＤは、式（１２）を満足しており、目
標とした反射品質を有する多層膜反射鏡が３０％以上の
確率で作製できる。
２６．３Å、Ｓｃ層の膜厚は５５．８Åであり、偏差Ｓ
Ｄは９．０Åである。図５は、本実施例における、反射
率と頻度との関係を示している。反射率の設計値は３９
％であるが、図５によれば、反射率が設計値の半分（２
０％）以上のものは、５２個有る。以上、第１実施例に
よれば、各偏差ＳＤは、式（１２）を満足しており、目
標とした反射品質を有する多層膜反射鏡が３０％以上の
確率で作製できる。
【００１９】第２実施例 本実施例では、Ｎｉ／Ｓｃ（層数１０１層、Ｘ線波長３
９．８Å）から構成される多層膜反射鏡について、第１
実施例と同様にシミュレーションした。尚、光学定数は
第１実施例と同値である。
９．８Å）から構成される多層膜反射鏡について、第１
実施例と同様にシミュレーションした。尚、光学定数は
第１実施例と同値である。
【００２０】実施例２−１ 本実施例は、φ＝０°にて設計した。Ｎｉ層の膜厚は
８．６Å、Ｓｃ層の膜厚は１１．４Åであり、偏差ＳＤ
は１．２Åである。図６は、本実施例における、反射率
と頻度との関係を示している。反射率の設計値は１１％
であるが、図６によれば、反射率が設計値の半分（６
％）以上のものは、３０個有り、これは式（１２）が有
効であることを示している。
８．６Å、Ｓｃ層の膜厚は１１．４Åであり、偏差ＳＤ
は１．２Åである。図６は、本実施例における、反射率
と頻度との関係を示している。反射率の設計値は１１％
であるが、図６によれば、反射率が設計値の半分（６
％）以上のものは、３０個有り、これは式（１２）が有
効であることを示している。
【００２１】実施例２−２ 本実施例は、φ＝３０°にて設計した。Ｎｉ層の膜厚は
９．７Å、Ｓｃ層の膜厚は１３．４Åであり、偏差ＳＤ
は１．５Åである。図７は、本実施例における、反射率
と頻度との関係を示している。反射率の設計値は１４％
であるが、図７によれば、反射率が設計値の半分（７
％）以上のものは、４１個有る。
９．７Å、Ｓｃ層の膜厚は１３．４Åであり、偏差ＳＤ
は１．５Åである。図７は、本実施例における、反射率
と頻度との関係を示している。反射率の設計値は１４％
であるが、図７によれば、反射率が設計値の半分（７
％）以上のものは、４１個有る。
【００２２】実施例２−３ 本実施例は、φ＝６０°にて設計した。Ｎｉ層の膜厚は
１４．８Å、Ｓｃ層の膜厚は２６．３Åであり、偏差Ｓ
Ｄは３．０Åである。図８は、本実施例における、反射
率と頻度との関係を示している。反射率の設計値は３４
％であるが、図８によれば、反射率が設計値の半分（１
７％）以上のものは、５７個有る。
１４．８Å、Ｓｃ層の膜厚は２６．３Åであり、偏差Ｓ
Ｄは３．０Åである。図８は、本実施例における、反射
率と頻度との関係を示している。反射率の設計値は３４
％であるが、図８によれば、反射率が設計値の半分（１
７％）以上のものは、５７個有る。
【００２３】実施例２−４ 本実施例は、φ＝７５°にて設計した。Ｎｉ層の膜厚は
２６．３Å、Ｓｃ層の膜厚は５５．８Åであり、偏差Ｓ
Ｄは７．５Åである。図９は、本実施例における、反射
率と頻度との関係を示している。反射率の設計値は３９
％であるが、図９によれば、反射率が設計値の半分（２
０％）以上のものは、６４個有る。
２６．３Å、Ｓｃ層の膜厚は５５．８Åであり、偏差Ｓ
Ｄは７．５Åである。図９は、本実施例における、反射
率と頻度との関係を示している。反射率の設計値は３９
％であるが、図９によれば、反射率が設計値の半分（２
０％）以上のものは、６４個有る。
【００２４】第３実施例 本実施例では、Ｒｅ（レニウム）／Ａｌ（アルミニウ
ム）（層数４１層、Ｘ線波長２１０Å）から構成される
多層膜反射鏡について、上記実施例と同様の手順でシミ
ュレーションした。φ＝１５°、Ｒｅ層の膜厚は２８．
３Å、Ａｌ層の膜厚は８０Åとした。尚、ＲｅとＡｌの
光学定数は、文献（波岡武 昭和６０年度科学研究費研
究成果報告書「軟Ｘ線リソグラフィの開発」参照）を利
用し、以下に示す数値となる。 ｎ（Ｒｅ）＝ ０．６５−０．１２ｉ ｎ（Ａｌ）＝ ０．９９−０．００４５８ｉ 図１０は、本実施例における、偏差ＳＤが６．０Åの時
の反射率と頻度との関係を示している。反射率の設計値
は６４％であるが、図１０によれば、反射率が設計値の
半分（３２％）以上のものは、８７個有り、これは式
（１２）が有効であることを示している。
ム）（層数４１層、Ｘ線波長２１０Å）から構成される
多層膜反射鏡について、上記実施例と同様の手順でシミ
ュレーションした。φ＝１５°、Ｒｅ層の膜厚は２８．
３Å、Ａｌ層の膜厚は８０Åとした。尚、ＲｅとＡｌの
光学定数は、文献（波岡武 昭和６０年度科学研究費研
究成果報告書「軟Ｘ線リソグラフィの開発」参照）を利
用し、以下に示す数値となる。 ｎ（Ｒｅ）＝ ０．６５−０．１２ｉ ｎ（Ａｌ）＝ ０．９９−０．００４５８ｉ 図１０は、本実施例における、偏差ＳＤが６．０Åの時
の反射率と頻度との関係を示している。反射率の設計値
は６４％であるが、図１０によれば、反射率が設計値の
半分（３２％）以上のものは、８７個有り、これは式
（１２）が有効であることを示している。
【００２５】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、Ｘ線の入
射条件により算出される光路長Ｓを基に、最適設計値か
らランダムに発生する製膜時の各膜厚のズレをある範囲
内で規定することにより、実用的に利用可能な反射率を
有する多層膜反射鏡を安定して供給することができ、歩
留りも改善される。又、多層膜反射鏡の各層の厚みを最
適化する非周期構造の設計法、更に３種類以上の物質で
構成される多層膜反射鏡においても、本発明は適用され
得、周期構造の設計と同様な条件で実用可能な多層膜反
射鏡が安定して作製でき、極めて有効である。
射条件により算出される光路長Ｓを基に、最適設計値か
らランダムに発生する製膜時の各膜厚のズレをある範囲
内で規定することにより、実用的に利用可能な反射率を
有する多層膜反射鏡を安定して供給することができ、歩
留りも改善される。又、多層膜反射鏡の各層の厚みを最
適化する非周期構造の設計法、更に３種類以上の物質で
構成される多層膜反射鏡においても、本発明は適用され
得、周期構造の設計と同様な条件で実用可能な多層膜反
射鏡が安定して作製でき、極めて有効である。
【図１】本発明の実施例についての多層膜反射鏡にＸ線
を入射した時の反射作用を示した概念図である。
を入射した時の反射作用を示した概念図である。
【図２】実施例１−１における反射率と頻度との関係を
シミュレーションにより示した図である。
シミュレーションにより示した図である。
【図３】実施例１−２における反射率と頻度との関係を
シミュレーションにより示した図である。
シミュレーションにより示した図である。
【図４】実施例１−３における反射率と頻度との関係を
シミュレーションにより示した図である。
シミュレーションにより示した図である。
【図５】実施例１−４における反射率と頻度との関係を
シミュレーションにより示した図である。
シミュレーションにより示した図である。
【図６】実施例２−１における反射率と頻度との関係を
シミュレーションにより示した図である。
シミュレーションにより示した図である。
【図７】実施例２−２における反射率と頻度との関係を
シミュレーションにより示した図である。
シミュレーションにより示した図である。
【図８】実施例２−３における反射率と頻度との関係を
シミュレーションにより示した図である。
シミュレーションにより示した図である。
【図９】実施例２−４における反射率と頻度との関係を
シミュレーションにより示した図である。
シミュレーションにより示した図である。
【図１０】第３実施例における反射率と頻度との関係を
シミュレーションにより示した図である。
シミュレーションにより示した図である。
【図１１】従来の多層膜反射鏡の一実施例の光学的モデ
ルを示した図である。
ルを示した図である。
【図１２】Ｗ／Ｃ１１層の多層膜反射鏡の波長１．５Å
における反射率の設計値と実測値との比較を示した図で
ある。
における反射率の設計値と実測値との比較を示した図で
ある。
【図１３】従来の多層膜反射鏡の一実施例の構造を示し
た図である。
た図である。
【図１４】Ｎｉ／Ｓｃ２０１層の多層膜反射鏡の設計例
を示した図である。
を示した図である。
【図１５】Ｎｉ／Ｓｃ２０１層の多層膜反射鏡の反射率
を膜厚の製膜精度を変えてシミュレーションした図であ
る。
を膜厚の製膜精度を変えてシミュレーションした図であ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 基板上に複数の物質層を形成して成る多
層膜反射鏡であって、各層の膜厚の設計値からのずれ△
が、以下の式で規定される範囲内に制御されていること
を特徴とする、波長１００Å以下のＸ線に適する多層膜
反射鏡。 但し、θは入射するＸ線の斜入射角、λは入射するＸ線
の波長である。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3194329A JPH0534500A (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | Ｘ線多層膜反射鏡 |
| US07/781,912 US5163078A (en) | 1991-08-02 | 1991-10-24 | Multilayer film reflecting mirror for X-rays |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3194329A JPH0534500A (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | Ｘ線多層膜反射鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0534500A true JPH0534500A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16322783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3194329A Pending JPH0534500A (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | Ｘ線多層膜反射鏡 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5163078A (ja) |
| JP (1) | JPH0534500A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7162009B2 (en) * | 2003-08-08 | 2007-01-09 | Canon Kabushiki Kaisha | X-ray multi-layer mirror and x-ray exposure apparatus |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5528646A (en) * | 1992-08-27 | 1996-06-18 | Olympus Optical Co., Ltd. | Sample vessel for X-ray microscopes |
| US5349192A (en) * | 1993-05-20 | 1994-09-20 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Solid state detector for polarized x-rays |
| US5646976A (en) * | 1994-08-01 | 1997-07-08 | Osmic, Inc. | Optical element of multilayered thin film for X-rays and neutrons |
| US5757882A (en) * | 1995-12-18 | 1998-05-26 | Osmic, Inc. | Steerable x-ray optical system |
| US5958605A (en) * | 1997-11-10 | 1999-09-28 | Regents Of The University Of California | Passivating overcoat bilayer for multilayer reflective coatings for extreme ultraviolet lithography |
| EP1149282A2 (en) * | 1998-12-18 | 2001-10-31 | Symyx Technologies, Inc. | Apparatus and method for characterizing libraries of different materials using x-ray scattering |
| US7248667B2 (en) * | 1999-05-04 | 2007-07-24 | Carl Zeiss Smt Ag | Illumination system with a grating element |
| EP1152435B1 (en) * | 1999-11-29 | 2009-01-07 | Nikon Corporation | Optical element such as multilayer film reflection mirror, production method therefor and device using it |
| JP3600849B2 (ja) * | 2001-06-11 | 2004-12-15 | 理学電機工業株式会社 | ホウ素蛍光ｘ線分析用多層膜分光素子 |
| US6643353B2 (en) | 2002-01-10 | 2003-11-04 | Osmic, Inc. | Protective layer for multilayers exposed to x-rays |
| US20050180013A1 (en) * | 2002-03-21 | 2005-08-18 | Carl Zeiss Smt Ag | Grating element for filtering wavelengths < 100 nm |
| JP5344123B2 (ja) * | 2008-07-18 | 2013-11-20 | 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 | Ｘ線反射体、ｘ線反射装置およびｘ線反射鏡作成方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4727000A (en) * | 1983-06-06 | 1988-02-23 | Ovonic Synthetic Materials Co., Inc. | X-ray dispersive and reflective structures |
| US4693933A (en) * | 1983-06-06 | 1987-09-15 | Ovonic Synthetic Materials Company, Inc. | X-ray dispersive and reflective structures and method of making the structures |
| US4785470A (en) * | 1983-10-31 | 1988-11-15 | Ovonic Synthetic Materials Company, Inc. | Reflectivity and resolution X-ray dispersive and reflective structures for carbon, beryllium and boron analysis |
| US4684565A (en) * | 1984-11-20 | 1987-08-04 | Exxon Research And Engineering Company | X-ray mirrors made from multi-layered material |
| US4916721A (en) * | 1987-08-05 | 1990-04-10 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Normal incidence X-ray mirror for chemical microanalysis |
-
1991
- 1991-08-02 JP JP3194329A patent/JPH0534500A/ja active Pending
- 1991-10-24 US US07/781,912 patent/US5163078A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7162009B2 (en) * | 2003-08-08 | 2007-01-09 | Canon Kabushiki Kaisha | X-ray multi-layer mirror and x-ray exposure apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5163078A (en) | 1992-11-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000905 |