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JPH0816720B2 - 軟ｘ線多層膜反射鏡 - Google Patents

軟ｘ線多層膜反射鏡

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Publication number
JPH0816720B2
JPH0816720B2 JP4100072A JP10007292A JPH0816720B2 JP H0816720 B2 JPH0816720 B2 JP H0816720B2 JP 4100072 A JP4100072 A JP 4100072A JP 10007292 A JP10007292 A JP 10007292A JP H0816720 B2 JPH0816720 B2 JP H0816720B2
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JP
Japan
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soft
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molybdenum
ray
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和彦 伊藤
泉 潟岡
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Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Original Assignee
Japan Aviation Electronics Industry Ltd
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    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/06—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diffraction, refraction or reflection, e.g. monochromators
    • G21K1/062—Devices having a multilayer structure

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
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  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体縮小露光投影
装置などに用いられるＸ線反射鏡に関し、特に波長領域
数ｎｍ〜数十ｎｍの軟Ｘ線に対し高い反射率を示す軟Ｘ
線多層膜反射鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の軟Ｘ線多層膜反射鏡では、真空蒸
着法、スパッタ蒸着法などにより、２種類の互いに屈折
率の異なる物質が交互に所定の膜厚ずつ堆積されて多層
構造のものとされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来は、反射率の大き
い軟Ｘ線多層膜反射鏡を得る為に２種類の物質は主に以
下に述べる三つの基準で選ばれている。第一に、Ｘ線の
吸収が少ないこと。第二に、２種類の物質の屈折率の差
が大きいこと。第三に、２種類の物質間でお互いに反応
や拡散がなく、その界面が滑らかに保たれることであ
る。
【０００４】屈折率は物質のみならず軟Ｘ線の波長にも
依存するので、その波長が指定されたときに上記三つの
基準を満足する物質の組み合せは限られていた。物質の
組み合わせの中には、相互に反応して中間化合物を作り
易いもの、相互拡散し易いものもある。相互反応や相互
拡散を起こし易い組み合わせで多層構造を作成した場合
には、界面が反応や拡散によってボケたり粗れたりし
て、期待通りの反射率が得られないものや、作成後に次
第に反応が進み多層構造が崩れ、性能が劣化するものが
あった。これらの物質の組み合わせは上記第三の基準を
満足しないものであり、せっかくの高反射率が期待され
るものであっても、これらの欠点のために、使用できな
かった。この問題を解決するものとして特開平３−４１
９９号公報に、水素化された物質を各層の構成材料とす
る技術が開示されている。然し層物質に水素化物質を用
いることは、その層を低密度化し、高反射率を期待でき
るが、密度が低いため、界面での反射が起き易く、却っ
て反射率が低下することが多いという問題があった。
【０００５】この発明は、異なる２種類の物質の界面で
反応や拡散のない多層膜を形成し、高反射率の軟Ｘ線多
層膜反射鏡を提供する事にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明では、Ｘ線に対
し互いに異なる屈折率を示す物質が交互に積層されて多
層膜構造とされ、この多層膜構造における高屈折率層と
低屈折率層との厚さはこれら各層の境界で反射される前
記Ｘ線が互いに強め合う値に設定されてなる軟Ｘ線多層
膜反射鏡において、上記各層は非水素化物質からなり、
各層の界面に水素化された層が形成される。
【０００７】
【作用】以上述べたように、この発明の軟Ｘ線多層膜反
射鏡の多層膜を構成する各層の界面が水素化されて形成
されているため、２種類の物質間でお互いに反応したり
拡散したりせず、滑らかな界面が形成されるので高反射
率の軟Ｘ線多層膜反射鏡が得られる。
【０００８】次に、各層の界面が水素化されて形成され
ると、何故、界面がなめらかになるかを説明する。一般
に物質の内部は原子または分子同志が相互に結合してい
るが、物質の表面は結合する相手がいないので、未結合
手として残されている。未結合手が残されていると不安
定であり、通常は、大気中の酸素などと結びついて安定
化する。多層薄膜構造を作るときは、真空蒸着などで、
第１物質の層を作った後、第２物質の層を作るという作
業を交互に繰り返すが、第１物質の層の表面の未結合手
は第２物質の表面と結びついて安定化する。この時お互
いの物質が、それぞれ化合物或いは固溶体を作るよりも
単体でいた方がエネルギー的に安定な場合は、結合手の
数は必要最小になる。即ち、両物質が結合せずに界面の
ままで残される部分の割合が多くなる。しかしながら、
化合物や固溶体を作った方がエネルギー的に安定な場合
は、結合手の数が増え、両物質間で反応や拡散が進んで
化合物や固溶体が形成され、界面の滑らかさが失われる
こともある。
【０００９】この発明では、前にも述べたように、多層
構造を作る際に各層の界面に残る未結合手は水素原子と
結合されるので、各層の界面はそれ自体で安定化する。
又、この水素原子との結合層、即ち水素化層がバッファ
として働くため、お互いに反応したり拡散したりせず、
滑らかな界面が形成される。なお、層同志の結合は水素
原子と物質間の水素結合による。又、水素原子はＸ線に
対する吸収が最も少なく、水素の層の反射率に対する影
響は無視できる。
【００１０】
【実施例】つぎに、この発明の一実施例を図面を参照し
て説明する。図１にこの発明によって形成される軟Ｘ線
多層膜反射鏡１０の断面図を示す。この発明では、基板
１上にＸ線に対し互いに異なる屈折率を示す物質、例え
ば、モリブデンとシリコンとが交互に積層されてモリブ
デン層２とシリコン層３の多層膜構造とされ、この多層
膜構造における高屈折率層（シリコン層３）と低屈折率
層（モリブデン層２）との厚さはこれら各層の境界で反
射される前記Ｘ線が互いに強め合う値に設定されて軟Ｘ
線多層膜反射鏡１０が形成され、上記各層の界面は水素
化されて水素化層４が形成される。
【００１１】真空蒸着で軟Ｘ線多層膜反射鏡を形成する
場合、蒸着装置内で初めに基板１上に、例えばモリブデ
ンを蒸着させてモリブデン層２を所定の厚みに形成し、
次に例えば１気圧の下で数ｃｃに相当する水素ガスを蒸
着装置内に注入する。この水素ガスは真空中で拡散し、
約数秒間で、モリブデン層２の表面の未結合手と結合す
る。図２に示すように、モリブデン層２の表面のモリブ
デン原子７と水素原子６が結合する。未結合の余分な水
素ガスは真空引きで取り除かれる。その後で、例えばシ
リコンが蒸着されてシリコン層３が所定の厚さに形成さ
れる。モリブデン層２の表面のモリブデン原子７と水素
原子６とは緩い水素結合で結合され、従ってシリコン層
３とモリブデン層２はこの緩い水素結合で結合される事
になる。
【００１２】モリブデンとシリコンによる多層膜は１０
ｎｍ前後の波長領域の軟Ｘ線に対して高反射率を示す組
み合わせとして知られているが、モリブデン層とシリコ
ン層との界面にモリブデンシリサイドという化合物を形
成し易く、またその界面に拡散層を作る事も知られてい
る。この発明の実施例では、例えば、モリブデン層２、
シリコン層３それぞれが形成されるたびにその表面が水
素化処理されて薄いバッファ層（水素化層４）が形成さ
れて多層化される。これにより、モリブデン層２とシリ
コン層３との界面での相互反応や拡散を防ぐ事ができ、
又その界面がボケたり、粗たりするのを防ぐ事ができる
ので高反射率の軟Ｘ線多層膜反射鏡１０が得られる。
【００１３】図２は水素化処理したモリブデン層２とシ
リコン層３の界面を模式的に示したもので、モリブデン
層２の表面でモリブデン原子７と水素原子６が水素結合
により緩く結合され、シリコン層３の表面ではシリコン
原子５と水素原子６が結合して、モリブデン層２とシリ
コン層３が結合され、その界面は滑らかに保たれる。
【００１４】
【発明の効果】この発明によれば、基板上にＸ線に対し
互いに異なる屈折率を示す物質、例えば、モリブデンと
シリコンとが交互に積層されての多層膜構造とされ、こ
の多層膜構造における高屈折率層（シリコン層）と低屈
折率層（モリブデン層）との厚さはこれら各層の境界で
反射されるＸ線が互いに強め合う値に設定されて軟Ｘ線
多層膜反射鏡が形成され、各層の界面は水素化されて水
素化層が形成されているので、モリブデン層とシリコン
層の界面での相互反応や拡散を防ぐ事ができ、又その界
面がボケたり、粗たりするのを防ぐ事ができるので高反
射率の軟Ｘ線多層膜反射鏡が得られる。又、水素原子の
Ｘ線吸収率は一番小さいので、反射率に対する影響は殆
どない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による軟Ｘ線多層膜反射鏡の断面図。
【図２】水素化処理したモリブデン層とシリコン層の界
面を模式的に示す図。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｘ線に対し互いに異なる屈折率を示す物
    質が互いに積層されている多層膜構造を有し、この多層
    膜構造における高屈折率層と低屈折率層との厚さはこれ
    ら各層の境界で反射される前記Ｘ線が互いに強め合う値
    に設定してある軟Ｘ線多層膜反射鏡において、 上記各層は非水素化物質からなり、各層の界面に水素化
    された層が形成されていることを特徴とする軟Ｘ線多層
    膜反射鏡。
JP4100072A 1992-04-21 1992-04-21 軟ｘ線多層膜反射鏡 Expired - Fee Related JPH0816720B2 (ja)

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EP93106261A EP0567022B1 (en) 1992-04-21 1993-04-16 Multilayer film reflector for soft X-rays
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