JP2993261B2 - Ｘ線多層膜反射鏡 - Google Patents
Ｘ線多層膜反射鏡Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線縮小投影露光、Ｘ
線望遠鏡、Ｘ線顕微鏡、Ｘ線レーザー、各種Ｘ線分析装
置等において、Ｘ線の波長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。
線望遠鏡、Ｘ線顕微鏡、Ｘ線レーザー、各種Ｘ線分析装
置等において、Ｘ線の波長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。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線波長域の光に対しては、物質の屈折
率は、 ｎ＝１−δ−ｉβ （δ、β：正の実数） と表され、δ、βともに１に比べて非常に小さい（屈折
率の虚部βはＸ線の吸収を表す）。従って、屈折率がほ
ぼ１に近くなりＸ線はほとんど屈折せず、また、必ずＸ
線を吸収する。そのため、可視光領域の光のように屈折
を利用したレンズはＸ線波長域の光には使用できない。
率は、 ｎ＝１−δ−ｉβ （δ、β：正の実数） と表され、δ、βともに１に比べて非常に小さい（屈折
率の虚部βはＸ線の吸収を表す）。従って、屈折率がほ
ぼ１に近くなりＸ線はほとんど屈折せず、また、必ずＸ
線を吸収する。そのため、可視光領域の光のように屈折
を利用したレンズはＸ線波長域の光には使用できない。
【０００３】そこで、反射を利用した光学系が用いられ
るが、やはり屈折率が１に近いために反射率は非常に低
く、大部分のＸ線は透過するか或いは吸収されてしま
う。この問題を解決するために、使用するＸ線の波長域
での屈折率と真空の屈折率（＝１）との差が大きい物質
と、差の小さい物質とを交互に何層も積層することでそ
れらの界面である反射面を多数設け、それぞれの界面か
らの反射波の位相が一致するように光学的干渉理論に基
づいて各層の厚さを調整した多層膜反射鏡が開発され
た。このような多層膜反射鏡の代表的なものとして、Ｗ
（タングステン）／Ｃ（炭素）、Ｍｏ（モリブデン）／
Ｓｉ（シリコン）等の組合せが知られている。そして、
これらの多層膜はスパッタリング、真空蒸着、ＣＶＤ
（Chemical Vaper Deposition ）等の薄膜形成技術によ
って作製されていた。
るが、やはり屈折率が１に近いために反射率は非常に低
く、大部分のＸ線は透過するか或いは吸収されてしま
う。この問題を解決するために、使用するＸ線の波長域
での屈折率と真空の屈折率（＝１）との差が大きい物質
と、差の小さい物質とを交互に何層も積層することでそ
れらの界面である反射面を多数設け、それぞれの界面か
らの反射波の位相が一致するように光学的干渉理論に基
づいて各層の厚さを調整した多層膜反射鏡が開発され
た。このような多層膜反射鏡の代表的なものとして、Ｗ
（タングステン）／Ｃ（炭素）、Ｍｏ（モリブデン）／
Ｓｉ（シリコン）等の組合せが知られている。そして、
これらの多層膜はスパッタリング、真空蒸着、ＣＶＤ
（Chemical Vaper Deposition ）等の薄膜形成技術によ
って作製されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述のような多層膜
は、人工的に周期構造を構成してあり本来不安定なもの
である。特に、高強度のＸ線に対してこのような多層膜
反射鏡を使用する場合、Ｘ線の一部が多層膜およびその
基板に吸収され、そのエネルギーによって多層膜の温度
が上昇する。そのため、多層膜中で相互拡散、化合物形
成などの反応が促進されるため、短時間のうちに多層膜
構造が破壊されて反射鏡としての機能を失ってしまう。
は、人工的に周期構造を構成してあり本来不安定なもの
である。特に、高強度のＸ線に対してこのような多層膜
反射鏡を使用する場合、Ｘ線の一部が多層膜およびその
基板に吸収され、そのエネルギーによって多層膜の温度
が上昇する。そのため、多層膜中で相互拡散、化合物形
成などの反応が促進されるため、短時間のうちに多層膜
構造が破壊されて反射鏡としての機能を失ってしまう。
【０００５】最近、Ｘ線多層膜反射鏡の実用化が進むに
従い、多層膜の耐熱性の評価が行われるようになり、い
くつかの材料の組み合わせについてその耐熱性が明らか
にされつつある。例えば、前記Ｍｏ／Ｓｉの組合せの多
層膜は、123 Åというシリコンの吸収端の長波長側で高
い反射率を示すため、Ｘ線縮小投影露光装置の反射光学
系に用いる多層膜反射鏡として優れている。しかし、こ
の多層膜は耐熱性が低く、真空中で400 ℃程度に加熱さ
れると多層膜構造が破壊してしまう。そして、この破壊
の現象は、モリブデン層へのシリコンの拡散とモリブデ
ンシリサイドの形成によることが知られている。（例え
ば、D.G.Sterns et.al.,J.Appl.Phys.67(1990)2415. 参
照） このような拡散による多層膜構造の破壊を防いで耐熱性
を向上するためには、その界面に拡散防止層を設ければ
良い。しかし、拡散防止効果をもつ物質は光学的特性上
は好ましくなく、多層膜自体の反射率を低下させてしま
う。そのため、反射率の低下を極力抑えるために、拡散
防止層はできるだけ薄く形成する必要がある。
従い、多層膜の耐熱性の評価が行われるようになり、い
くつかの材料の組み合わせについてその耐熱性が明らか
にされつつある。例えば、前記Ｍｏ／Ｓｉの組合せの多
層膜は、123 Åというシリコンの吸収端の長波長側で高
い反射率を示すため、Ｘ線縮小投影露光装置の反射光学
系に用いる多層膜反射鏡として優れている。しかし、こ
の多層膜は耐熱性が低く、真空中で400 ℃程度に加熱さ
れると多層膜構造が破壊してしまう。そして、この破壊
の現象は、モリブデン層へのシリコンの拡散とモリブデ
ンシリサイドの形成によることが知られている。（例え
ば、D.G.Sterns et.al.,J.Appl.Phys.67(1990)2415. 参
照） このような拡散による多層膜構造の破壊を防いで耐熱性
を向上するためには、その界面に拡散防止層を設ければ
良い。しかし、拡散防止効果をもつ物質は光学的特性上
は好ましくなく、多層膜自体の反射率を低下させてしま
う。そのため、反射率の低下を極力抑えるために、拡散
防止層はできるだけ薄く形成する必要がある。
【０００６】ところで、薄膜の形成に関し、大部分の物
質は薄膜成長の初期過程においては島状成長をすること
が知られている（例えば、金原あきら 薄膜 P39 裳華
房 1979 参照）。すなわち、非常に薄い薄膜は連続膜と
ならずに島状に成長し、ある程度膜厚が大きくなってか
ら連続した膜になる。島状膜から連続膜に変わる膜厚
は、物質によって異なるが、おおよそ数〜十数オングス
トロームである。一方、Ｘ線多層膜反射鏡の周期長ｄ
（多層構造の一周期の厚さ）は、使用するＸ線の波長を
λ、（法線に対する）入射角をθとして次のブラッグの
式で与えられる。
質は薄膜成長の初期過程においては島状成長をすること
が知られている（例えば、金原あきら 薄膜 P39 裳華
房 1979 参照）。すなわち、非常に薄い薄膜は連続膜と
ならずに島状に成長し、ある程度膜厚が大きくなってか
ら連続した膜になる。島状膜から連続膜に変わる膜厚
は、物質によって異なるが、おおよそ数〜十数オングス
トロームである。一方、Ｘ線多層膜反射鏡の周期長ｄ
（多層構造の一周期の厚さ）は、使用するＸ線の波長を
λ、（法線に対する）入射角をθとして次のブラッグの
式で与えられる。
【０００７】２ｄｃｏｓθ＝λ 例えば、多層膜を垂直入射で使用する場合、この多層膜
の周期長は波長の２分の１になる。Ｘ線多層膜反射鏡は
数十〜百数十オングストロームの波長の軟Ｘ線に対して
使用するものであり、多層膜の周期長もこれと同じオー
ダーとなる。拡散防止層の厚さは周期長に比べて十分小
さい必要があるため、その厚さは数〜数十オングストロ
ームとなり、連続膜としては限界の厚さとなる。
の周期長は波長の２分の１になる。Ｘ線多層膜反射鏡は
数十〜百数十オングストロームの波長の軟Ｘ線に対して
使用するものであり、多層膜の周期長もこれと同じオー
ダーとなる。拡散防止層の厚さは周期長に比べて十分小
さい必要があるため、その厚さは数〜数十オングストロ
ームとなり、連続膜としては限界の厚さとなる。
【０００８】従って、反射率の低下を防ぐために拡散防
止層の厚さを薄くしていくと該拡散防止層が島状の薄膜
となり、この場合拡散防止効果が失われてしまう。ま
た、島状成長によって界面粗さが増大するため、散乱が
生じて反射率がかえって低下してしまう恐れがある。以
上のように、単純に界面に拡散防止層を設ける方法で
は、拡散防止層の厚さを十分小さくできないために反射
率が低下してしまう。そして、周期長の小さい多層膜に
拡散防止層を設けた場合その傾向が顕著であった。
止層の厚さを薄くしていくと該拡散防止層が島状の薄膜
となり、この場合拡散防止効果が失われてしまう。ま
た、島状成長によって界面粗さが増大するため、散乱が
生じて反射率がかえって低下してしまう恐れがある。以
上のように、単純に界面に拡散防止層を設ける方法で
は、拡散防止層の厚さを十分小さくできないために反射
率が低下してしまう。そして、周期長の小さい多層膜に
拡散防止層を設けた場合その傾向が顕著であった。
【０００９】本発明はこのような問題点を解決すること
を目的とする。
を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的のために、本発
明では、使用するＸ線の波長域で屈折率の異なる物質か
らなる２つの層を交互に積層してなるＸ線多層膜反射鏡
において、少なくとも一方の層がその中心部と他方の層
との界面部とで物質の組成が異なり、また該中心部と界
面部との間で前記組成が徐々に変化するようにした。
明では、使用するＸ線の波長域で屈折率の異なる物質か
らなる２つの層を交互に積層してなるＸ線多層膜反射鏡
において、少なくとも一方の層がその中心部と他方の層
との界面部とで物質の組成が異なり、また該中心部と界
面部との間で前記組成が徐々に変化するようにした。
【００１１】
【作用】本発明においては、図１（ａ）に示すようによ
うに多層膜を構成する互いに屈折率の異なる２つ物質か
らなる層（Ａ層、Ｂ層）のうち、少なくとも一方の層
（ここでは、Ｂ層とする）が２種類の物質（Ｂ−１、Ｂ
−２）により形成されるようにした。そして図１（ｂ）
に示すように、多層膜におけるＢ層の深さ方向の組成分
布は、界面部分は物質Ｂ−１からなり内部は物質Ｂ−２
からなる。そして、その間では徐々に組成が変化するよ
うにした。この時、物質Ｂ−２は高反射率を与える屈折
率を有するが拡散しやすい物質を選択し、物質Ｂ−１は
反射率の点では物質Ｂ−２よりも劣るが拡散し難い物質
を選択した。従って、物質Ｂ−２がＡ層へ拡散する恐れ
がない。なお、物質Ｂ−１と物質Ｂ−２との間には明瞭
な界面は存在しないため、この間では界面粗さは生じな
い。そのため、散乱により多層膜の反射率を低下させる
ことはない。また、多層膜の周期長が小さくなっても有
効に拡散防止効果を発揮することができる。
うに多層膜を構成する互いに屈折率の異なる２つ物質か
らなる層（Ａ層、Ｂ層）のうち、少なくとも一方の層
（ここでは、Ｂ層とする）が２種類の物質（Ｂ−１、Ｂ
−２）により形成されるようにした。そして図１（ｂ）
に示すように、多層膜におけるＢ層の深さ方向の組成分
布は、界面部分は物質Ｂ−１からなり内部は物質Ｂ−２
からなる。そして、その間では徐々に組成が変化するよ
うにした。この時、物質Ｂ−２は高反射率を与える屈折
率を有するが拡散しやすい物質を選択し、物質Ｂ−１は
反射率の点では物質Ｂ−２よりも劣るが拡散し難い物質
を選択した。従って、物質Ｂ−２がＡ層へ拡散する恐れ
がない。なお、物質Ｂ−１と物質Ｂ−２との間には明瞭
な界面は存在しないため、この間では界面粗さは生じな
い。そのため、散乱により多層膜の反射率を低下させる
ことはない。また、多層膜の周期長が小さくなっても有
効に拡散防止効果を発揮することができる。
【００１２】さらに、拡散を防止する物質Ｂ−１は、Ａ
層との界面部分で組成比が100 ％となり、Ｂ層の内部に
行くに従って組成比を減少させている。そのため、図２
に示すように拡散防止層として新たに別の層を設ける場
合と比べ、同等の拡散防止効果を得るために必要な物質
Ｂ−１の量が少なくて済む。従って、反射率の低下も小
さく抑えることが可能である。
層との界面部分で組成比が100 ％となり、Ｂ層の内部に
行くに従って組成比を減少させている。そのため、図２
に示すように拡散防止層として新たに別の層を設ける場
合と比べ、同等の拡散防止効果を得るために必要な物質
Ｂ−１の量が少なくて済む。従って、反射率の低下も小
さく抑えることが可能である。
【００１３】以上のように、本発明によれば反射率を大
きく低下させることなく、多層膜を形成する各層の物質
間の相互拡散を防止できる。その結果、多層膜の耐熱性
が向上する。なお、図では層数を省略してあるが、実際
にはこのような周期構造を数十〜数百層積層したもので
ある。
きく低下させることなく、多層膜を形成する各層の物質
間の相互拡散を防止できる。その結果、多層膜の耐熱性
が向上する。なお、図では層数を省略してあるが、実際
にはこのような周期構造を数十〜数百層積層したもので
ある。
【００１４】
【実施例１】図３は、本発明の多層膜の作製に用いたイ
オンビームスパッタ装置の概略構成図である。この装置
は、真空チャンバー１０内に基板１を取り付ける基板ホ
ルダ２、２種類のイオン源３ａ、３ｂおよび２種類のタ
ーゲットホルダ４ａ、４ｂとを設けたものである。一方
のターゲットホルダ４ａは、図示していない回転手段に
より図中矢印Ｓの方向に回転可能になっている。そし
て、ホルダ４ａの両面には、それぞれ異なる物質からな
るターゲット５ａ、５ｂが取り付けられており、成膜し
たい物質のターゲットをイオン源３ａに対向させること
ができる。また、他方のターゲトホルダ４ｂは固定され
ており、ターゲット５ｃが取り付けられている。成膜時
は、イオン源３ａまたは３ｂからアルゴンイオンビーム
６ａ、６ｂを出射してターゲットに衝突させる。そし
て、ターゲット材料をスパッタリングして生じた蒸気を
基板１上に付着させて薄膜を形成する。
オンビームスパッタ装置の概略構成図である。この装置
は、真空チャンバー１０内に基板１を取り付ける基板ホ
ルダ２、２種類のイオン源３ａ、３ｂおよび２種類のタ
ーゲットホルダ４ａ、４ｂとを設けたものである。一方
のターゲットホルダ４ａは、図示していない回転手段に
より図中矢印Ｓの方向に回転可能になっている。そし
て、ホルダ４ａの両面には、それぞれ異なる物質からな
るターゲット５ａ、５ｂが取り付けられており、成膜し
たい物質のターゲットをイオン源３ａに対向させること
ができる。また、他方のターゲトホルダ４ｂは固定され
ており、ターゲット５ｃが取り付けられている。成膜時
は、イオン源３ａまたは３ｂからアルゴンイオンビーム
６ａ、６ｂを出射してターゲットに衝突させる。そし
て、ターゲット材料をスパッタリングして生じた蒸気を
基板１上に付着させて薄膜を形成する。
【００１５】本実施例では、ターゲット５ａにモリブデ
ン、ターゲット５ｂにシリコン、ターゲット５ｃに酸化
珪素（ＳｉＯ2 ）を用いた。また、基板１としてはシリ
コンウエハを用いた。ここで、多層膜の作製過程を説明
する。まず、モリブデンからなるターゲット５ａにイオ
ンビーム６ａを照射して基板１上に膜厚25Åのモリブデ
ン層を形成する。次に、ターゲットホルダ４ａを回転さ
せてシリコンからなるターゲット５ｂをイオン源３ａに
対向させる。そして、ターゲット５ｂにイオンビーム６
ａを照射するとともに、ターゲット５ｃにもイオンビー
ム６ｂを照射した。この時、各イオン源３ａ、３ｂの出
力（イオンビームの加速電圧およびビーム電流）を制御
することで、成膜の開始時と終了時は酸化珪素だけが成
膜され、その中間ではシリコンの組成比を徐々に増加さ
せて層の中央部ではシリコンの組成比が100 ％となり、
その後は再びシリコンの組成比が徐々に減少するように
した。このようにして、膜厚50Åの酸化珪素とシリコン
からなり、図１のように変調された組成分布をもつ層
（Ｂ層）が形成される。そして、以上の操作を50回繰り
返して周期長75Åの多層膜を形成した。この多層膜は、
図１においてＡ層を形成する物質Ａがモリブデン、Ｂ層
を形成する物質Ｂ−１と物質Ｂ−２がそれぞれ酸化珪素
とシリコンからなっている。
ン、ターゲット５ｂにシリコン、ターゲット５ｃに酸化
珪素（ＳｉＯ2 ）を用いた。また、基板１としてはシリ
コンウエハを用いた。ここで、多層膜の作製過程を説明
する。まず、モリブデンからなるターゲット５ａにイオ
ンビーム６ａを照射して基板１上に膜厚25Åのモリブデ
ン層を形成する。次に、ターゲットホルダ４ａを回転さ
せてシリコンからなるターゲット５ｂをイオン源３ａに
対向させる。そして、ターゲット５ｂにイオンビーム６
ａを照射するとともに、ターゲット５ｃにもイオンビー
ム６ｂを照射した。この時、各イオン源３ａ、３ｂの出
力（イオンビームの加速電圧およびビーム電流）を制御
することで、成膜の開始時と終了時は酸化珪素だけが成
膜され、その中間ではシリコンの組成比を徐々に増加さ
せて層の中央部ではシリコンの組成比が100 ％となり、
その後は再びシリコンの組成比が徐々に減少するように
した。このようにして、膜厚50Åの酸化珪素とシリコン
からなり、図１のように変調された組成分布をもつ層
（Ｂ層）が形成される。そして、以上の操作を50回繰り
返して周期長75Åの多層膜を形成した。この多層膜は、
図１においてＡ層を形成する物質Ａがモリブデン、Ｂ層
を形成する物質Ｂ−１と物質Ｂ−２がそれぞれ酸化珪素
とシリコンからなっている。
【００１６】以上のようにして作製した多層膜を真空中
で加熱して耐熱性を調べた。その結果、600 ℃まで反射
率の変化はなく、800 ℃で多層膜構造が破壊して反射し
なくなった。比較例として本実施例と同じ装置で膜厚25
Åのモリブデン層と膜厚50Åののシリコン層とを交互に
50層ずつ積層して多層膜を作製した。そして、同様にし
てその耐熱性を調べた。その結果、400 ℃で既に反射し
なくなった。
で加熱して耐熱性を調べた。その結果、600 ℃まで反射
率の変化はなく、800 ℃で多層膜構造が破壊して反射し
なくなった。比較例として本実施例と同じ装置で膜厚25
Åのモリブデン層と膜厚50Åののシリコン層とを交互に
50層ずつ積層して多層膜を作製した。そして、同様にし
てその耐熱性を調べた。その結果、400 ℃で既に反射し
なくなった。
【００１７】次に、本実施例の多層膜と従来の多層膜に
ついて、それぞれの軟Ｘ線反射率を放射光を用いてＳ偏
光で測定した。放射光の入射角は多層膜の法線に対して
15゜に設定し、波長 135Å付近に反射率のピークが生じ
るようにした。この結果を図４に示す。図４のグラフに
おいて、曲線Ｐは従来のモリブデン／シリコンの組み合
わせの多層膜の反射率を示し、曲線Ｑは本実施例の多層
膜の反射率を示す。グラフから判るように、波長 137Å
の光に対する従来の反射鏡の反射率72％に対して本実施
例の多層膜の反射率は66％であり、反射率の大幅な低下
は認められなかった。
ついて、それぞれの軟Ｘ線反射率を放射光を用いてＳ偏
光で測定した。放射光の入射角は多層膜の法線に対して
15゜に設定し、波長 135Å付近に反射率のピークが生じ
るようにした。この結果を図４に示す。図４のグラフに
おいて、曲線Ｐは従来のモリブデン／シリコンの組み合
わせの多層膜の反射率を示し、曲線Ｑは本実施例の多層
膜の反射率を示す。グラフから判るように、波長 137Å
の光に対する従来の反射鏡の反射率72％に対して本実施
例の多層膜の反射率は66％であり、反射率の大幅な低下
は認められなかった。
【００１８】ところで、図２に示すような界面に拡散防
止層Ｃを設けた多層膜において、本実施例の多層膜と同
等の耐熱性を得るためには、拡散防止層として膜厚10Å
の酸化珪素からなる層が必要となる。この多層膜に対し
て同様に軟Ｘ線反射率を測定した結果を図４のグラフの
曲線Ｒに示す。グラフから判るように、この場合の多層
膜の反射率は58％となり、本実施例の多層膜よりも反射
率が低下した。また、酸化珪素の膜厚を10Åよりも小さ
くすると、十分な拡散防止効果が得られなくなった。
止層Ｃを設けた多層膜において、本実施例の多層膜と同
等の耐熱性を得るためには、拡散防止層として膜厚10Å
の酸化珪素からなる層が必要となる。この多層膜に対し
て同様に軟Ｘ線反射率を測定した結果を図４のグラフの
曲線Ｒに示す。グラフから判るように、この場合の多層
膜の反射率は58％となり、本実施例の多層膜よりも反射
率が低下した。また、酸化珪素の膜厚を10Åよりも小さ
くすると、十分な拡散防止効果が得られなくなった。
【００１９】
【実施例２】本実施例では、実施例１と同じ装置でター
ゲット材料を換えて多層膜を作製した。そして、ターゲ
ット５ａにモリブデン、ターゲット５ｂにシリコン、タ
ーゲット５ｃに炭化珪素（ＳｉＣ）を用いた。基板１に
はシリコンウエハを用いている。
ゲット材料を換えて多層膜を作製した。そして、ターゲ
ット５ａにモリブデン、ターゲット５ｂにシリコン、タ
ーゲット５ｃに炭化珪素（ＳｉＣ）を用いた。基板１に
はシリコンウエハを用いている。
【００２０】そして、まず、モリブデンからなるターゲ
ット５ａにイオンビーム６ａを照射して基板１上に膜厚
25Åのモリブデン層を形成した。次に、ターゲットホル
ダ４ａを回転させてシリコンからなるターゲット５ｂを
イオン源３ａに対向させる。そして、ターゲット５ｂに
イオンビーム６ａを照射するとともに、ターゲット５ｃ
にもイオンビーム６ｂを照射した。この時、各イオン源
３ａ、３ｂの出力（イオンビームの加速電圧およびビー
ム電流）を制御することで、成膜の開始時と終了時は炭
化珪素だけが成膜され、その中間ではシリコンの組成比
を徐々に増加させて層の中央部ではシリコンの組成比が
100 ％となり、その後は再びシリコンの組成比が徐々に
減少するようにした。このようにして、膜厚50Åの炭化
珪素とシリコンとからなり、図１のように変調された組
成分布をもつ層を形成した。そして、以上の操作を50回
繰り返して周期長75Åの多層膜を形成した。この多層膜
は、図１においてＡ層を形成する物質Ａがモリブデン、
Ｂ層を形成する物質Ｂ−１と物質Ｂ−２がそれぞれ炭化
珪素とシリコンからなっている。
ット５ａにイオンビーム６ａを照射して基板１上に膜厚
25Åのモリブデン層を形成した。次に、ターゲットホル
ダ４ａを回転させてシリコンからなるターゲット５ｂを
イオン源３ａに対向させる。そして、ターゲット５ｂに
イオンビーム６ａを照射するとともに、ターゲット５ｃ
にもイオンビーム６ｂを照射した。この時、各イオン源
３ａ、３ｂの出力（イオンビームの加速電圧およびビー
ム電流）を制御することで、成膜の開始時と終了時は炭
化珪素だけが成膜され、その中間ではシリコンの組成比
を徐々に増加させて層の中央部ではシリコンの組成比が
100 ％となり、その後は再びシリコンの組成比が徐々に
減少するようにした。このようにして、膜厚50Åの炭化
珪素とシリコンとからなり、図１のように変調された組
成分布をもつ層を形成した。そして、以上の操作を50回
繰り返して周期長75Åの多層膜を形成した。この多層膜
は、図１においてＡ層を形成する物質Ａがモリブデン、
Ｂ層を形成する物質Ｂ−１と物質Ｂ−２がそれぞれ炭化
珪素とシリコンからなっている。
【００２１】以上のようにして作製した多層膜を真空中
で加熱して耐熱性を調べた。その結果、800 ℃まで反射
率の変化はなく、950 ℃で多層膜構造が破壊して反射し
なくなった。比較例として本実施例と同じ装置で膜厚25
Åのモリブデン層と膜厚50Åのシリコン層とを交互に50
層ずつ積層して多層膜を作製した。そして、同様にして
その耐熱性を調べた。その結果、400 ℃で既に反射しな
くなった。
で加熱して耐熱性を調べた。その結果、800 ℃まで反射
率の変化はなく、950 ℃で多層膜構造が破壊して反射し
なくなった。比較例として本実施例と同じ装置で膜厚25
Åのモリブデン層と膜厚50Åのシリコン層とを交互に50
層ずつ積層して多層膜を作製した。そして、同様にして
その耐熱性を調べた。その結果、400 ℃で既に反射しな
くなった。
【００２２】次に、本実施例の多層膜と従来の多層膜に
ついて、それぞれの軟Ｘ線反射率を放射光を用いてＳ偏
光で測定した。放射光の入射角は多層膜の法線に対して
15゜に設定し、波長 135Å付近に反射率のピークが生じ
るようにした。この結果を図５に示す。図５のグラフに
おいて、曲線Ｐは従来のモリブデン／シリコンの組み合
わせの多層膜の反射率を示し、曲線Ｑは本実施例の多層
膜の反射率を示す。このグラフから判るように波長 137
Åの光に対する従来の多層膜の反射率72％に対して本実
施例の多層膜の反射率は68％であり、反射率の大幅な低
下は認められなかった。
ついて、それぞれの軟Ｘ線反射率を放射光を用いてＳ偏
光で測定した。放射光の入射角は多層膜の法線に対して
15゜に設定し、波長 135Å付近に反射率のピークが生じ
るようにした。この結果を図５に示す。図５のグラフに
おいて、曲線Ｐは従来のモリブデン／シリコンの組み合
わせの多層膜の反射率を示し、曲線Ｑは本実施例の多層
膜の反射率を示す。このグラフから判るように波長 137
Åの光に対する従来の多層膜の反射率72％に対して本実
施例の多層膜の反射率は68％であり、反射率の大幅な低
下は認められなかった。
【００２３】また、図２に示すような界面に拡散防止層
Ｃを設けた多層膜において、本実施例の多層膜と同等の
耐熱性を得るためには、拡散防止層として膜厚15Åの炭
化珪素からなる層が必要となる。この多層膜に対して同
様に軟Ｘ線反射率を測定した結果を図５のグラフの曲線
Ｒに示す。グラフから判るように、この場合の多層膜の
反射率は63％となり、本実施例の多層膜よりも反射率が
低下した。また、酸化珪素の膜厚を15Åよりも小さくす
ると、十分な拡散防止効果が得られなくなった。
Ｃを設けた多層膜において、本実施例の多層膜と同等の
耐熱性を得るためには、拡散防止層として膜厚15Åの炭
化珪素からなる層が必要となる。この多層膜に対して同
様に軟Ｘ線反射率を測定した結果を図５のグラフの曲線
Ｒに示す。グラフから判るように、この場合の多層膜の
反射率は63％となり、本実施例の多層膜よりも反射率が
低下した。また、酸化珪素の膜厚を15Åよりも小さくす
ると、十分な拡散防止効果が得られなくなった。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、Ｘ線の反
射率の低下を小さく抑えたまま、多層膜を形成する各物
質間の相互拡散を防止できる。そのため、多層膜の耐熱
性を大幅に向上させることができる。また、従来のよう
に界面部分に拡散防止層を新たに設ける必要がないた
め、周期長の小さい多層膜に対しても、有効にその耐熱
性を向上することができる。
射率の低下を小さく抑えたまま、多層膜を形成する各物
質間の相互拡散を防止できる。そのため、多層膜の耐熱
性を大幅に向上させることができる。また、従来のよう
に界面部分に拡散防止層を新たに設ける必要がないた
め、周期長の小さい多層膜に対しても、有効にその耐熱
性を向上することができる。
【００２５】本発明、今後、放射光を始めとする高強度
のＸ線源に対して使用される多層膜光学系の用途、ある
いはＸ線レーザー共振器のように極端に過酷な耐久性が
要求される用途等に対し、おおいにその効果を発揮する
ことができるものである。
のＸ線源に対して使用される多層膜光学系の用途、ある
いはＸ線レーザー共振器のように極端に過酷な耐久性が
要求される用途等に対し、おおいにその効果を発揮する
ことができるものである。
【図１】は、本発明による多層膜の構造と、その深さ方
向の組成分布を示す概略図である。
向の組成分布を示す概略図である。
【図２】は、従来の界面に拡散防止層を設けた多層膜の
概略図である。
概略図である。
【図３】は、本発明の多層膜の作製に用いたイオンビー
ムスパッタ装置の概略構成図である。
ムスパッタ装置の概略構成図である。
【図４】は、実施例１の多層膜の軟Ｘ線反射率の測定値
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図５】は、実施例２の多層膜の軟Ｘ線反射率の測定値
を示すグラフである。
を示すグラフである。
１ 基板 ２ 基板ホルダ ３ａ イオン源 ３ｂ イオン源 ４ａ ターゲットホルダ ４ｂ ターゲットホルダ ５ａ ターゲット ５ｂ ターゲット ５ｃ ターゲット ６ａ イオンビーム ６ｂ イオンビーム １０ 真空チャンバー
Claims (1)
- 【請求項１】 使用するＸ線の波長域で屈折率の異なる
物質からなる２つの層を交互に積層してなるＸ線多層膜
反射鏡において、 少なくとも一方の層がその中心部と他方の層との界面部
とで物質の組成が異なり、また該中心部と界面部との間
で前記組成が徐々に変化していることを特徴とするＸ線
多層膜反射鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4037899A JP2993261B2 (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | Ｘ線多層膜反射鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4037899A JP2993261B2 (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | Ｘ線多層膜反射鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05232298A JPH05232298A (ja) | 1993-09-07 |
| JP2993261B2 true JP2993261B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=12510391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4037899A Expired - Fee Related JP2993261B2 (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | Ｘ線多層膜反射鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2993261B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE1007607A3 (nl) * | 1993-10-08 | 1995-08-22 | Philips Electronics Nv | Multilaagspiegel met verlopende brekingsindex. |
| JP2002277589A (ja) * | 2001-03-16 | 2002-09-25 | Japan Atom Energy Res Inst | Ｍｏ／Ｓｉ多層膜及びその耐熱性を向上させる方法 |
| CN109001122B (zh) * | 2018-09-29 | 2023-05-26 | 西安工业大学 | 梯度或渐变折射率薄膜的光学常数测量装置及方法 |
-
1992
- 1992-02-25 JP JP4037899A patent/JP2993261B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05232298A (ja) | 1993-09-07 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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