(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟Ｘ線波長範囲６９．５Å〜１２４Åを対象とした２種以上の複数層を複数回積層させた多層膜Ｘ線反射鏡の構成材料に少なくともＲｈ、Ｒｕの一種を含む層、およびＢＢｅ、Ｂ６Ｂｅの少なくとも一種を含む層を使用したことを特徴とする多層膜Ｘ線反射鏡。
【請求項２】
軟Ｘ線波長範囲６９．５Å〜１２４Åを対象とした２種以上の複数層を複数回積層させた多層膜Ｘ線反射鏡の構成材料に少なくともＲｈ、Ｒｕの一種を含む層、およびＢｅと金属の化合物の少なくとも一種を含む層を使用したことを特徴とする多層膜Ｘ線反射鏡。
【請求項３】
請求項２においてＢｅ化合物としてＣａ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗの少なくとも１種を含んだことを特徴とする多層膜Ｘ線反射鏡。
【請求項４】
請求項１乃至３において少なくともＲｈ、Ｒｕの一種を含む層がＲｈとＲｕの合金層であってＲｈの組成比が３０％から７０％の範囲で、合金層の厚みが繰り返し層の周期の１０〜６０％の範囲であることを特徴とする多層膜Ｘ線反射鏡。
【請求項５】
軟Ｘ線波長範囲６９．５Å〜１２４Åを対象とした２種以上の複数層を複数回積層させた多層膜Ｘ線反射鏡の構成材料に少なくともＲｈ、Ｒｕの一種を含む層、およびＢ、Ｂｅ、Ｂｅ化合物の少なくとも一種を含む層を使用する多層膜Ｘ線反射鏡において、少なくともＲｈ、Ｒｕの一種を含む層がＭｏとＲｈあるいはＭｏとＲｕの合金層であって、いずれもＭｏに対するＲｈあるいはＲｕの組成比が３０％から７０％の範囲で、合金層の厚みが繰り返し層の周期の３０〜７０％の範囲であることを特徴とする多層膜Ｘ線反射鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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高効率の多層膜Ｘ線反射鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
様々な結像光学系において、波長が短くなると解像度が向上するために、使用光の短波長化が進められている。一方、光の波長が短くなると、特に波長が数１００  Å以下になると反射率が極端に低下しほとんど反射率は実質上零になってしまう。しかし、例えば第１図のように２種類の物質層を一定の厚みで交互に規則正しく積層させるとブラッグ回折を利用した高反射率の直入射反射鏡（多層膜反射鏡）が実現される。
【０００３】
特に波長が１３０  Åｎｍ近傍の軟Ｘ線に対してはＭｏ層とＳｉ層を数ｎｍずつ規則正しく交互に数１０層以上積層させたＭｏ／Ｓｉ  多層膜では６０数％もの直入射反射率が得られるため、Ｘ線縮小露光やＸ線顕微鏡，天体望遠鏡などの反射鏡として広く利用されるようになってきた。またＸ線源としてはシンクロトロン放射光（ＳＲ）、レーザープラズマＸ線（ＬＰＸ）、ガスピンチプラズマ（ＧＰＰ）が用いられているがシンクロトロン放射光は加速器を用いた大がかりで且つ高価な装置を必要とし、ガスピンチプラズマは輝度が数桁低い光源であるため、輝度が１０１２Ｗ／ｃｍ２  と大きく、比較的コンパクトなレーザプラズマＸ線が前記応用の実用光源として有望である。しかし、第２図に示すようにパルスレーザー光で励起されるレーザープラズマＸ線源ではターゲット材料の蒸気、微粒子の蒸発があるため、これがＸ線反射鏡を代表とするＸ線光学系に付着すればその性能を損なう。これを阻止するため反射鏡との間に機械的に同期するシャッターを挿入したり、バッファーガスを入れたり、又は反射鏡を距離的に遠くに配置したりして発生するＸ線を集光し利用に供している。しかしいずれにしても反射鏡は点源であるレーザープラズマＸ線源からは離れた場所に配置せざるを得ないため、Ｘ線の利用効率が悪いという欠点があり、その実用化が妨げられていた。一方これらの応用において更に解像度を向上させようとすると１３０  Å近傍より波長の短い軟Ｘ線を使用する必要があった。しかしながらＭｏ／Ｓｉ  多層膜を波長１２４  Å以下（ＳｉのＬ  吸収端以下）で使用すると直入射反射率が数〜１０数％と極端に低下し、実用上使用できなかった。そこでＭｏとＢ４Ｃ  などの組み合わせの多層膜Ｘ線反射鏡の適用がはかられてきたがこれでも３０％程度の反射率しか得られず実用には適さなかった。最近、ＭｏとＢｅの層を交互に積層させた多層膜Ｘ線反射鏡が作製され、この多層膜Ｘ線反射鏡でＢｅの吸収端直上波長（１１１  Å直上）において６０％を越える直入射反射率が得られることが見出され、上記応用等において波長の短い軟Ｘ線でも高反射率を得ることにより解像度向上がはかられることが期待されるようになってきた。また最近、化学的に不活性な希ガス元素を低温にて液化又は固化した状態、又は液体に近い蒸気密度の低温ガス状態にして、これをレーザープラズマＸ線源（ＬＰＸ）のターゲット材として用い、反射鏡他のＸ線光子系へのターゲット粒子の付着を無くしたクライオターゲットが発明（特許第２６１４４５７号）されＬＰＸは実用化の道を歩み始めたと云える。
【０００４】
【発明が解決しようとしている問題】
通常、Ｘ線結像光学系では第１図のような多層膜反射鏡を複数枚使用するので一般に光学系全体ではＸ線集光・透過率が大幅に低下する。そのため反射鏡１枚当たりに少しでも高い反射率が求められている。
【０００５】
ＭｏとＢｅの組み合わせでは実際に成膜するとＭｏやＢｅが凝集するため各層の界面のあらさが大きくなり、この粗さの影響のため、理想構造での計算上の反射率に比べ２０％程度も低下する問題があった。また、Ｍｏ／Ｂｅ  の組み合わせでは、Ｂｅの融点が１２７０℃程度と低いため、Ｍｏ／Ｓｉ  多層膜Ｘ線反射鏡と同様、高輝度の軟Ｘ線の使用や使用環境の高温化によって反射率が急激に低下し、安定に使用できないという耐熱性の問題も存在した。更にＭｏとＢｅの組み合わせの多層膜Ｘ線反射鏡では波長が１１１  Å以下になると極端に反射率が低下するため、この波長以下では使用できないという問題も存在した。一方、クライオターゲットとして典型的な例であるＸｅ（キセノン）クライオターゲットレーザープラズマＸ線源では波長１０８  Å付近にて発光スペクトル強度が最も強いことが本発明者の一人、望月により見いだされた＊  がこれらの波長で十分な反射率（５０％以上）を与える反射鏡は現在存在していない。またクライオターゲットを用いる最大の利点、即ちターゲット粒子の付着を避けられるため反射鏡を線源近傍に配置でき、大きな集光立体角を持つ集光光子系を形成出来るという利点を生かすには強力なＸ線やプラズマからの散乱レーザー光に曝されても安定に高反射率を保つ長寿命の反射鏡が必要であるが、従来の反射鏡ではこれらの要求を満たすものは無い。（＊  引用文献  Ｔ．  Ｍ        ｏｃｈｉｚｕｋｉ  ｅｔ  ａｌ．，  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．  （１９９８）  Ｊａｎ．  ｔｏ  ｂｅ  ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ  ）
【０００６】
【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（１）一方の層の材料としてＲｕ、Ｒｈの一種を含む層を使用し、他の一方にＢｅ、Ｂ６Ｂｅを使用したこと、（２）一方の層の材料としてＲｕ、Ｒｈの一種を含む層を使用し、他の一方にＢｅと金属の化合物を使用したこと、（３）一方の層の材料としてＲｕあるいはＲｈと金属の化合物を含む層を使用し、他の一方にＢ、Ｂｅ、Ｂｅ化合物の一種を含む層を使用したことを特徴とする高効率、長寿命の多層膜Ｘ線反射鏡を要旨とするものである。
【０００７】
【作用】
本手段は反射率向上のためＭｏ／Ｂｅ  多層膜においてＭｏの代わりにＲｈを使用した多層膜を作製し波長１１５  Åで反射率測定を行ったところ、反射率が４％向上したことに端を発する。このことはＭｏよりも光学定数が適した材料がある可能性を示していた。そこでＭｏよりもこの波長近傍では適した光学定数の材料であるＲｕ、更にＭｏとＲｕあるいはＲｈとの合金、ＲｕとＲｈの合金をＭｏの代わりに使用するとＸ線反射率は高まることになる。
【０００８】
更につけ加えると、反射率は光学定数に大きく依存するが多層膜の層界面の粗さが大きくなると得られる反射率は計算値に比べ低下する。一方、Ｂ  、Ｃ  、Ｏ  、Ｎ  などの元素を添加させた合金や金属は数ｎｍ〜数１０ｎｍの厚みの極薄層とすると通常非晶質層となり易く、非晶質になると合金や金属の単体層よりも層界面が滑らかになる。そこでこれらの元素を添加させた合金をＭｏの代わりに使用すると反射率向上の効果が出現することになる。このため一方の層にこのような物質を用い、かつ、他の一方の層にＢｅを用いた多層膜を、（１）Ｘ  線・軟Ｘ  線を利用した各種分析に適用した場合、多層膜の反射率がＢｅ層以外の層にＭｏ層を用いた多層膜よりも向上するため、感度や精度が向上し、（２）Ｘ  線リソグラフィーに適用した場合、Ｂｅ層以外の層にＭｏを用いた多層膜よりも（１）と同様の理由でスループットの向上がはかれるようになる。
【０００９】
また、Ｂｅも含め金属にＢ  、Ｃ  、Ｏ  、Ｎ  など他元素を添加あるいは化合させた物質は一般に金属単体よりも融点が高くなることが多く、かつ、層間の拡散も抑制される。このためこれらの物質を多層膜の構成材料として用いると耐熱性が向上するのでこれらの物質を利用した多層膜を（１）Ｘ  線・軟Ｘ  線を利用した各種分析に適用した場合、耐熱性が従来の多層膜反射鏡よりも向上するため、使用中での反射率の変化が従来の反射鏡よりも少なくなり、精度や確度が向上する、（２）Ｘ  線リソグラフィーに適用した場合は、（１）と同様の理由で適性露光時間を正確に決められるようになる、更に（３）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。
【００１０】
さらに、本発明の反射鏡では１０８  Å近辺でも充分高い反射率（５０％）を得ることができるので、特にクライオターゲットを用いたレーザープラズマＸ線源用の高効率で且つ寿命の長い集光光学系が実現できるなどの作用がある。特に縮小投影リソグラフィーのスループットを実用レベルにまで向上させるなどの作用がある。またＸ線加工の速度を早くするなどの作用もある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、実施例に沿って発明の実施の形態例を説明する。
【００１２】
【参考例１】
複数個の原料ターゲットを備えたＲＦマグネトロンスパッタ装置を用い、成膜室を１０-8Ｔｏｒｒ台に排気後、Ａｒガスを成膜室に導入して成膜室内を３×１０-3Ｔｏｒｒの圧力のＡｒ雰囲気にした後、放電を起こし、Ｍｏ層とＢｅ層を繰り返し積層させた多層膜を作製した。Ｍｏ層とＢｅ層のペアの数は４０で周期長６ｎｍとした。Ｍｏ層とＢｅ層の一層ずつの厚みを加えた厚み（周期長Ｄ）に対するＭｏの厚みｄＭｏを１０〜９０％の範囲の中で変化させた。この多層膜の波長と反射率との関係を放射光利用の反射率計を用いて測定した結果を表１に示す。Ｍｏ層の厚みが周期長の５０％のとき最大の反射率を示しその値は６２％であった。また、Ｍｏ層の厚みが周期長の２０％から７０％の範囲で反射率が４０％以上と高い値を示した。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【参考例２】
参考例１と同様にしてＮを５ａｔ．％添加したＭｏ−Ｎ層とＮを５ａｔ．％添加したＢｅ−Ｎ層を繰り返し積層させた多層膜を作製した。Ｍｏ−Ｎ層とＢｅ−Ｎ層のペアの数は４０で周期長６ｎｍのものとペアの数が８０で周期長５．６ｎｍのものを作製した。Ｍｏ−Ｎ層とＢｅ−Ｎ層の一層ずつの厚みを加えた厚みＤに対するＭｏの厚みｄＭｏ−Ｎを１０〜９０％の範囲の中で変化させた。参考例１と同様この多層膜の波長と反射率との関係を反射率計を用いて測定したところ、周期長６ｎｍのものは波長１１４Åの軟Ｘ線に対しＭｏ−Ｎ層の厚みが周期長の５０％のとき反射率６９％を示し、また、参考例１と同様、Ｍｏ−Ｎ層の厚みが周期長の２０％から７０％の範囲で反射率が４５％以上と高い値を示した。更に、周期長６ｎｍのものは波長１０８Åの軟Ｘ線に対しＭｏ−Ｎ層の厚みが周期長の５５％のとき反射率がほぼ５１％を示し、また、参考例１と同様、Ｍｏ−Ｎ層の厚みが周期長の４５％から７０％の範囲で反射率が４５％以上と１１０Å以下の波長に対しては従来に無い高い値を示した。
【００１５】
【参考例３】
参考例１と同様、スパッタ法により一つの層にＲｈを用い、他の一つの層にＢｅを使用し、これらの層構成を繰り返した多層膜を作製した。Ｒｈ層とＢｅ層のペアの数は４０で周期長６ｎｍとした。Ｒｈ層とＢｅ層の一層ずつの厚みを加えた厚み（周期長Ｄ）に対するＲｈの厚みｄＲｈを１０〜６０％の範囲の中で変化させた。この多層膜の波長と反射率との関係を放射光利用の反射率計を用いて調べた結果を表１に示す。Ｒｈ層の厚みが周期長の３０％のとき最大の反射率を示し、その値は６５％であった。また、Ｒｈ層の厚みが周期長の２０％から７０％の範囲で反射率が３０％以上と比較的高い値を示し、Ｒｈ層の厚みが周期長の２０％から４０％の範囲で反射率が５５％以上と極めて高い値を示した。
【００１６】
【表２】
【００１７】
【参考例４】
参考例１と同様にしてスパッタ法により一つの層にＲｕを用い、他の一つの層にＢｅを使用し、この繰り返し多層膜を作製した。Ｒｕ層とＢｅ層のペアの数は４０で周期長６ｎｍとした。Ｒｕ層とＢｅ層の一層ずつの厚みを加えた厚み（周期長Ｄ）に対するＲｕの厚みｄＲｕを１０〜９０％の範囲の中で変化させた。この多層膜の波長と反射率との関係を放射光利用の反射率計を用いて調べた結果を表１に示す。Ｒｕ層の厚みが周期長の５０％のとき最大の反射率を示し、その値は６７％であった。また、Ｒｕ層の厚みが周期長の３０％から７０％の範囲で反射率が５０％以上と高い値を示し、Ｒｕ層の厚みが周期長の３０％から６０％の範囲で反射率が５５％以上と極めて高い値を示した。
【００１８】
【表３】
【００１９】
【参考例５】
参考例１と同様にしてスパッタ法により一つの層にＭｏ−Ｒｈ合金を用い、他の一つの層にＢｅを使用し、これらを繰り返した多層膜を作製した。Ｍｏ−Ｒｈ層とＢｅ層のペアの数は４０で周期長６ｎｍとした。周期長に対するＭｏ−Ｒｈの厚みを１０〜９０％の範囲の中で変化させ、ＭｏとＲｈの組成比を１０〜９０％まで変化させたものをそれぞれ作製した。これら多層膜の波長と反射率反射率との関係を参考例１と同様にして調べたところ、Ｍｏ−Ｒｈ合金においてＲｈの組成比が３０％から７０％の範囲で、ｄＭｏ−Ｒｈ／Ｄが３０〜７０％の範囲の多層膜が直入射角（多層膜の放線からの傾き角）３゜、ピーク波長１１４Å近傍で反射率６０％を越える極めて高い値を示した。特にＭｏ−Ｒｈ合金においてＲｈの組成比が５０％でｄＭｏ−Ｒｈ／Ｄが４５％の場合、上記反射率が７２％という高い値を示した。
【００２０】
【参考例６】
参考例１と同様にしてスパッタ法により一つの層にＭｏ−Ｒｕ合金を用い、他の一つの層にＢｅを使用し、これらの繰り返し多層膜を作製した。Ｍｏ−Ｒｕ層とＢｅ層のペアの数は４０で周期長６ｎｍとした。周期長に対するＭｏ−Ｒｕの厚みを１０〜９０％の範囲の中で変化させ、ＭｏとＲｕの組成比を１０〜９０％まで変化させたものをそれぞれ作製した。これら多層膜の波長と反射率反射率との関係を参考例１と同様にして調べたところ、Ｍｏ−Ｒｕ合金においてＲｕの組成比が３０％から７０％の範囲で，ｄＭｏ−Ｒｕ／Ｄが３０〜７０％の範囲の多層膜が直入射角（多層膜の放線からの傾き角）３゜、ピーク波長１１２Å近傍から１１７Å近傍の広い範囲で反射率６０％を越える極めて高い値を示した。特にＭｏ−Ｒｕ合金においてＲｕの組成比が５０％でｄＭｏ−Ｒｕ／Ｄが４０％の場合、上記反射率が７２％という高い値を示した。
【００２１】
【参考例７】
参考例１と同様にしてスパッタ法により一つの層にＲｕ−Ｒｈ合金を用い、他の一つの層にＢｅを使用し、この繰り返し多層膜を作製した。Ｒｕ−Ｒｈ層とＢｅ層のペアの数は４０で周期長６ｎｍとした。周期長に対するＲｕ−Ｒｈの厚みを１０〜９０％の範囲の中で変化させ、ＲｕとＲｈの組成比を１０〜９０％まで変化させたものをそれぞれ作製した。これら多層膜の波長と反射率との関係を参考例１と同様にして調べたところ、Ｒｕ−Ｒｈ合金においてＲｈの組成比が３０％から７０％の範囲で、ｄＲｕ−Ｒｈ／Ｄが１０〜６０％の範囲の多層膜が、直入射角３゜、ピーク波長１１３Å近傍で反射率６０％を越える極めて高い値を示した。特にＲｕ−Ｒｈ合金においてＲｕの組成比が５０％でｄＭｏ−Ｒｕ／Ｄが２５％の場合、上記反射率が７８％という高い値を示した。
【００２２】
【参考例８】
参考例１と同様にして、一方の層にＭｏを使用し、他の一方の層にＢ−Ｂｅ化合物使用してこれらを繰り返し積層させた多層膜を作製した。Ｍｏ層とＢ−Ｂｅ化合物層のペアの数は６０で周期長６ｎｍとした。Ｂ−Ｂｅ化合物層のＢとＢｅの組成比を２０％〜９０％まで変化させ、周期長Ｄに対するＭｏの厚みｄＭｏを１０〜９０％の範囲の中で変化させた。この多層膜の波長と反射率との関係を参考例１と同様にして調べたところ、ｄＭｏ／Ｄが３０〜７０％の範囲の多層膜が、直入射角３゜、ピーク波長１１５Å近傍で反射率５０％を越える比較的高い値を示した。特にＢｅ化合物としてＢ２ＢｅおよびＢ５Ｂｅを使用した場合、最大反射率は６０％を越えた。またこれら多層膜を１０-5Ｔｏｒｒの真空中で４００℃、１時間加熱した後、加熱前と同一の反射率測定を行ったところ反射率の低下は５〜１８％であり、耐熱性に優れることを示した。特に、Ｂ２ＢｅおよびＢ６Ｂｅを使用した場合、反射率の低下が５〜９％と低く良好な耐熱性を示した。
【００２３】
【参考例９】
参考例１で作製したＭｏ／Ｂｅ多層膜を参考例７と同一の加熱を行った後、加熱前と同一の反射率測定を行ったところ反射率は加熱前の反射率に比べて４５％低下した。
【００２４】
【実施例１】
参考例１と同様にして、一方の層にＭｏ−Ｒｈを使用し、他の一方の層にＢ−Ｂｅ化合物使用してこれらを繰り返し積層させた多層膜を作製した。Ｍｏ−Ｒｈ層とＢ−Ｂｅ化合物層のペアの数は６０で周期長６ｎｍとした。Ｍｏ−Ｒｈ合金においてＲｈの組成比を３０％から７０％の範囲で変化させ、Ｂ−Ｂｅ化合物層のＢとＢｅの組成比を２０％〜９０％の範囲で変化させ、周期長Ｄに対するＭｏ−Ｒｈの厚みｄＭｏ−Ｒｈを３０〜７０％の範囲の中で変化させた。この多層膜の波長と反射率との関係を参考例１と同様にして調べたところ、Ｍｏ−Ｒｈ合金においてＲｈの組成比が３０％から７０％、ｄＭｏ−Ｒｈ／Ｄが４０〜６０％、Ｂ−ＢｅにおけるＢの組成比が３０〜９０％の範囲になる多層膜が、直入射角３゜、ピーク波長１１４Å近傍で反射率５０％を越える比較的高い値を示した。またこれら多層膜を１０-5Ｔｏｒｒの真空中で４００℃、１時間加熱した後、加熱前と同一の反射率測定を行ったところ反射率の低下は５〜２０％であり、Ｍｏ／Ｂｅ多層膜より耐熱性に優れることを示した。
【００２５】
【実施例２】
参考例１と同様にして、一方の層にＭｏ−Ｒｕを使用し、他の一方の層にＢ−Ｂｅ化合物使用してこれらを繰り返し積層させた多層膜を作製した。Ｍｏ−Ｒｕ層とＢ−Ｂｅ化合物層のペアの数は６０で周期長６ｎｍとした。Ｍｏ−Ｒｕ合金においてＲｕの組成比を３０％から７０％の範囲で変化させ、Ｂ−Ｂｅ化合物層のＢとＢｅの組成比を２０％〜９０％の範囲で変化させ、周期長Ｄに対するＭｏ−Ｒｕの厚みｄＭｏ−Ｒｕを３０〜７０％の範囲の中で変化させた。この多層膜の波長と反射率との関係を参考例１と同様にして調べたところ、Ｍｏ−Ｒｕ合金においてＲｕの組成比が３０％から７０％、ｄＭｏ−Ｒｈ／Ｄが４０〜６０％、Ｂ−ＢｅにおけるＢの組成比が３０〜９０％の範囲になる多層膜が、直入射角３゜、ピーク波長１１４Å近傍で反射率５０％を越える比較的高い値を示した。またこれら多層膜を１０-5Ｔｏｒｒの真空中で４００℃、１時間加熱した後、加熱前と同一の反射率測定を行ったところ反射率の低下は５〜２２％であり、Ｍｏ／Ｂｅ多層膜より耐熱性に優れることを示した。
【００２６】
【実施例３】
参考例１と同様にして、一方の層にＲｈ−Ｒｕを使用し、他の一方の層にＢ−Ｂｅ化合物使用してこれらを繰り返し積層させた多層膜を作製した。Ｒｈ−Ｒｕ層とＢ−Ｂｅ化合物層のペアの数は６０で周期長６ｎｍとした。Ｒｈ−Ｒｕ合金においてＲｕの組成比を３０％から７０％の範囲で変化させ、Ｂ−Ｂｅ化合物層のＢとＢｅの組成比を２０％〜９０％の範囲で変化させ、周期長Ｄに対するＲｈ−Ｒｕの厚みｄＲｈ−Ｒｕを１０〜６０％の範囲の中で変化させた。この多層膜の波長と反射率との関係を参考例１と同様にして調べたところ、Ｒｈ−Ｒｕ合金においてＲｕの組成比が３０％から７０％、ｄＲｈ−Ｒｕ／Ｄが２０〜４０％、Ｂ−ＢｅにおけるＢの組成比が３０〜９０％の範囲になる多層膜が、直入射角３゜、ピーク波長１１４Å近傍で反射率６０％を越える比較的高い値を示した。またこれら多層膜を１０-5Ｔｏｒｒの真空中で４００℃、１時間加熱した後、加熱前と同一の反射率測定を行ったところ反射率の低下は５〜２４％であり、Ｍｏ／Ｂｅ多層膜より耐熱性に優れることを示した。
【００２７】
【参考例１０】
参考例１と同様にしてスパッタ法により一つの層としてＣを添加したＲｕ−Ｒｈ合金を用い、他の一つの層にＢｅを使用し、この繰り返し多層膜を作製した。Ｃ添加Ｒｕ−Ｒｈ層とＢｅ層のペア数４０で周期長６ｎｍおよびペア数８０で周期長５．６ｎｍとした。周期長に対するＣ添加Ｒｕ−Ｒｈの厚みを２５％とし、ＲｕとＲｈの組成比を５０％の多層膜を作製した。これら多層膜の波長と反射率反射率との関係を参考例１と同様にして調べたところ、Ｃ添加Ｒｕ−Ｒｈ合金においてＣの組成比が２％から２０％の範囲で、直入射角３゜、ピーク波長１１３Å近傍で周期長６ｎｍの多層膜は反射率５５％を越える高い値を示した。また、周期長５．６ｎｍの多層膜においては波長１０８Åで反射率が５３％が得られた。更に、これら多層膜を１０-5Ｔｏｒｒの真空中で４００℃、１時間加熱した後、加熱前と同一の反射率測定を行ったところ反射率の低下は４〜１４％であり、耐熱性に優れることを示した。
【００２８】
【参考例１１】
参考例１と同様にしてスパッタ法により一つの層としてＢを添加したＲｕ−Ｒｈ合金を用い、他の一つの層にＢｅを使用し、この繰り返し多層膜を作製した。Ｂ添加Ｒｕ−Ｒｈ層とＢｅ層のペアの数は４０で周期長６ｎｍとした。周期長に対するＢ添加Ｒｕ−Ｒｈの厚みを２５％とし、ＲｕとＲｈの組成比を５０％の多層膜を作製した。これら多層膜の波長と反射率反射率との関係を参考例１と同様にして調べたところ、Ｂ添加Ｒｕ−Ｒｈ合金においてＢの組成比が１％から２０％の範囲で、直入射角３゜、ピーク波長１１３Å近傍で反射率５５％を越える高い値を示した。またこれら多層膜を１０-5Ｔｏｒｒの真空中で４００℃、１時間加熱した後、加熱前と同一の反射率測定を行ったところ反射率の低下は７〜２０％であり、Ｍｏ／Ｂｅ多層膜より耐熱性に優れることを示した。
【００２９】
【参考例１２】
参考例１と同様にしてスパッタ法により一つの層としてＯを添加したＲｕ−Ｒｈ合金を用い、他の一つの層にＢｅを使用し、この繰り返し多層膜を作製した。Ｏ添加Ｒｕ−Ｒｈ層とＢｅ層のペアの数は４０で周期長６ｎｍとした。周期長に対するＯ添加Ｒｕ−Ｒｈの厚みを２５％とし、ＲｕとＲｈの組成比を５０％の多層膜を作製した。これら多層膜の波長と反射率反射率との関係を参考例１と同様にして調べたところ、Ｏ添加Ｒｕ−Ｒｈ合金においてこのＯの組成比が２％から２０％の範囲で、直入射角３゜、ピーク波長１１３Å近傍で反射率５５％を越える高い値を示した。またこれら多層膜を１０-5Ｔｏｒｒの真空中で４００℃、１時間加熱した後、加熱前と同一の反射率測定を行ったところ反射率の低下は６〜１７％であり、Ｍｏ／Ｂｅ多層膜より耐熱性に優れることを示した。
【００３０】
【参考例１３】
参考例１と同様にしてスパッタ法により一つの層としてＮを添加したＲｕ−Ｒｈ合金を用い、他の一つの層にＢｅを使用し、この繰り返し多層膜を作製した。Ｎ添加Ｒｕ−Ｒｈ層とＢｅ層のペアの数は４０で周期長６ｎｍとした。周期長に対するＮ添加Ｒｕ−Ｒｈの厚みを２５％とし、ＲｕとＲｈの組成比を５０％の多層膜を作製した。これら多層膜の波長と反射率反射率との関係を参考例１と同様にして調べたところ、Ｎ添加Ｒｕ−Ｒｈ合金においてＲｕ−Ｒｈに対するＮの組成比が２％から２０％の範囲で、直入射角３゜、ピーク波長１１３Å近傍で反射率５５％を越える高い値を示した。またこれら多層膜を１０-5Ｔｏｒｒの真空中で４００℃、１時間加熱した後、加熱前と同一の反射率測定を行ったところ反射率の低下は６〜１６％であり、耐熱性に優れることを示した。
【００３１】
【参考例１４】
参考例１０と同様にしてスパッタ法により一つの層としてＣを添加したＭｏを用い、他の一つの層にＢｅを使用し、この繰り返し多層膜を作製した。Ｃ添加Ｍｏ層とＢｅ層のペアの数は４０で周期長６ｎｍとした。周期長に対するＣ添加Ｍｏの厚みが４０％の多層膜を作製した。これら多層膜の波長と反射率反射率との関係を参考例１と同様にして調べたところ、Ｃ添加ＭｏにおいてＭｏに対するＣの組成比が２％から２０％の範囲で、直入射角３゜、ピーク波長１１３Å近傍で反射率５５％を越える高い値を示した。またこれら多層膜を１０-5Ｔｏｒｒの真空中で４００℃、１時間加熱した後、加熱前と同一の反射率測定を行ったところ反射率の低下は１〜９％であり、耐熱性に優れることを示した。
【００３２】
【実施例４】
参考例１と同様にしてスパッタ法により一つの層にＲｕ−Ｒｈ合金を用い、他の一つの層にＣａ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗをそれぞれ１種づつ添加したＢｅを使用し、この繰り返し多層膜を添加物の種類数だけ作製した。Ｒｕ−Ｒｈ合金層とＢｅ層のペアの数は４０で周期長６ｎｍとした。周期長に対するＲｕ−Ｒｈの厚みを２５％とし、ＲｕとＲｈの組成比を５０％の多層膜を作製した。これら多層膜の波長と反射率反射率との関係を参考例１と同様にして調べたところ、Ｃａ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗをそれぞれ１種づつ添加したＢｅ層において添加物の組成比が１％から３３％の範囲で、直入射角３゜、ピーク波長１１３Å近傍で反射率５０％を越える高い値を示した。またこれら多層膜を１０-5Ｔｏｒｒの真空中で４００℃、１時間加熱した後、加熱前と同一の反射率測定を行ったところいずれの多層膜においても反射率の低下は７〜１８％であり、耐熱性に優れることを示した。
【００３３】
【実施例５】
参考例１と同様にして、一方の層にＲｕを使用し、他の一方の層にＢ６Ｂｅを使用してＲｕ層とＢ６Ｂｅ層のペアの数は４０で周期長を３．９ｎｍから７ｎｍまで２Å刻みで多層膜を作製した。層厚比は１：１とした。これら多層膜の波長と反射率反射率との関係を参考例１と同様にして調べたところ直入射角３゜でピーク波長は周期長に対応して７８Å近傍という高反射率化が困難な波長においても２５％というこのような波長領域においては極めて高い反射率を得、更に例えば波長１００Åにおいて３５％、波長１１４Åで反射率５７％、更に、これ以上の波長で１４０Åまで反射率が４５％以上の値を示すなど波長７８Åから１４０Åという長い範囲でこれらの物質の組み合わせの多層膜Ｘ線反射鏡は高い反射率を示した。
【００３４】
【参考例１５】
参考例１と同様、スパッタ法により一つの層にＲｕを用い、他の一つの層にＢを使用し、２層の繰り返し構造の多層膜を作製した。Ｒｕ層とＢ層のペアの数は６０で周期長を５．１ｎｍおよび５．５ｎｍの多層膜を作製した。Ｒｕ層とＢ層の一層ずつの厚みを加えた厚みに対するＲｕの厚みを１０〜９０％の範囲の中で変化させ、この多層膜の波長と反射率との関係を参考例１と同様、軟Ｘ線反射率計を用いて調べた。周期長が５．１ｎｍの場合、軟Ｘ線波長が１００Åに対してはＲｕ層厚が周期長の４５％のとき最大の反射率を示し、その値は５２％であった。また、Ｒｕ層厚が周期長の３０％から６０％の範囲で反射率が３５％以上と比較的高い値を示し、Ｒｕ層厚が周期長の４０％から５０％の範囲で反射率が４５％以上とこの波長では極めて高い値を示した。更に周期長が５．５ｎｍの場合、軟Ｘ線波長が１０８Åに対してはＲｕ層厚が周期長の４５％のとき最大の反射率を示し、その値は５８％であった。また、Ｒｕ層厚が周期長の３０％から６０％の範囲で反射率が４０％以上と比較的高い値を示し、Ｒｕ層厚が周期長の４０％から５０％の範囲で反射率が５０％以上とこの波長では極めて高い値を示した。
【００３５】
【参考例１６】
実施例５と同様、スパッタ法により一つの層にＮを５ａｔ．％添加したＲｕを用い、他の一つの層にＮを５ａｔ．％添加したＢを使用し、２層の繰り返し構造の多層膜を作製した。Ｒｕ−Ｎ層とＢ−Ｎ層のペアの数は６０で周期長を５．１ｎｍおよび５．５ｎｍの多層膜を作製した。Ｒｕ−Ｎ層とＢ−Ｎ層の一層ずつの厚みを加えた厚みに対するＲｕ−Ｎの厚みを１０〜９０％の範囲の中で変化させ、この多層膜の波長と反射率との関係を参考例１と同様、軟Ｘ線反射率計を用いて調べた。周期長が５．１ｎｍの場合、軟Ｘ線波長が１００Åに対してはＲｕ−Ｎ層厚が周期長の４５％のとき実施例５と同様最大の反射率を示し、その値は５１％であった。また、Ｒｕ−Ｎ層厚が周期長の３０％から６０％の範囲で反射率がほぼ３５％以上と比較的高い値を示し、Ｒｕ−Ｎ層厚が周期長の４０％から５０％の範囲で反射率がほぼ４５％以上とこの波長では極めて高い値を示した。更に周期長が５．５ｎｍの場合、軟Ｘ線波長が１０８Åに対してはＲｕ層厚が周期長の４５％のとき最大の反射率を示し、その値は５６％あった。また、Ｒｕ層厚が周期長の３０％から６０％の範囲で反射率がほぼ４０％以上と比較的高い値を示し、Ｒｕ層厚が周期長の４０％から５０％の範囲で反射率がほぼ５０％以上とこの波長では極めて高い値を示した。
【００３６】
【参考例１７】
参考例１と同様にして作製された参考例１から参考例１６、実施例１から実施例５の多層膜を持つ回転放物面、又は回転楕円面、又は球面の形状のＸ線反射鏡、又はこれらを組み合わせたＸ線光学系を第３図のようにクライオターゲットレーザープラズマＸ線点源を囲むようにその近傍数センチメートルのところに配置することによって、点源より放射されるＸ線に対し高い集光効率（立体角にて３ステラジアン程度）と高い反射率（５０％以上）を同時に得ることが出来る。繰り返し数毎秒５００パルス以上、パルスエネルギー１Ｊ以上、パルス時間巾１０-8秒程度のパルスレーザーを用いれば前記多層膜反射鏡の反射波長巾を持つＸ線に対するプラズマでのＸ線発生効率としては１ステラジアン立体角当たり１％が実験値として検証されているので、平均強度７．５Ｗ以上のスペクトルの揃ったＸ線をａ）平行ビーム、ｂ）集束ビーム、ｃ）集光ビームとして取り出すことができるレーザープラズマＸ線発生装置が構成される。（前記機能を持つ反射鏡の形状は前記形状に限らないことは言うまでもない。）
【００３７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の多層膜は、波長６９．５Åから１２４  Åの範囲で高反射率を示すのに適した光学定数をもつ材料の採用と、構造の選択および界面の平滑化により直入射反射率を向上させることができた。また、反射率が高くなる光学定数を持ちかつ耐熱性に優れた化合物あるいは混合物の採用で多層膜の耐熱性も向上した。このため、従来発明品のＭｏ        ／Ｂｅ  多層膜Ｘ線反射鏡に比べ直入射反射率が高くなるか、耐熱性が向上するか、あるいは両者ともに向上する。反射率が高くなる多層膜を（１）Ｘ  線・軟Ｘ  線を利用した各種分析に適用した場合、感度や精度が向上し、（２）Ｘ  線リソグラフィーに適用した場合、一方の層にＭｏを用いた多層膜よりもスループットの向上がはかれるようになる。
【００３８】
また、耐熱性が向上した多層膜Ｘ線反射鏡を（１）Ｘ  線・軟Ｘ  線を利用した各種分析に適用した場合、耐熱性が従来の多層膜反射鏡よりも向上するため、使用中での反射率の変化が従来の反射鏡よりも少なくなり、精度や確度が向上する、（２）Ｘ  線リソグラフィーに適用した場合は、（１）と同様の理由で適性露光時間を正確に決められるようになる、更に（３）多層膜Ｘ線反射鏡自身の寿命が延びるなどの作用を有することになる。
【００３９】
ここでは波長１１４  Å近傍を中心に材料、構造の例を示したが周期を変えることでほぼブラッグの式に従って反射ピーク波長が変えられることは言うまでもない。また、Ｂ  とＢｅの化合物と金属の組み合わせでＢ  の吸収端（６９．５Å）近傍からＳｉの吸収端（１２３−１２６  Å）近傍あるいはそれ以上の長い波長領域にわたって高反射率であることをＲｕとＢ６Ｂｅの組み合わせの実施例で示したが、これは一例であってＲｕ、Ｒｈ、Ｍｏのいずれを用いても、あるいはこれらの合金を用いても、あるいはこれら３  種のいずれかに他元素添加物を含んだ物質、あるいはこれら３  種の内２種以上を含む合金に他元素の添加物を含んだ物質においても同様の効果があること、また、Ｂ６Ｂｅの代わりにＢＢｅ  などＢ  とＢｅの化合物、混合物を使用しても同様の効果があることは言うまでもない。
【００４０】
前記多層膜を持つＸ線反射鏡又は複数のＸ線反射鏡から成るＸ線光学系をクライオターゲットレーザープラズマＸ線点源の近傍に配置、組み合わせることにより、スペクトルが揃って且つ強度の大きいＸ線平行ビーム、又は集束ビーム、又は集光ビームを発生させることができるコンパクトで実用的なＸ線発生装置が供される。このようなＸ線発生装置の実現により、Ｘ線縮小投影露光やＸ線ビーム加工機などの応用機器が実用化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】多層膜Ｘ線反射鏡の構造を示す図である。
【図２】従来のレーザープラズマＸ線発生装置の構成である。
【図３】レーザープラズマＸ線発生装置の構成である。（ａ）は回転放物面、（ｂ）は回転楕円面、（ｃ）は球面の場合を示す。
【符号の説明】
１    基板
２    軽元素層
３    重元素層
２１  パルスレーザ
２２  ターゲット
２３  放射Ｘ線
２４  機械的シャッター又はガス
２５  Ｘ線反射鏡
２６  デブリス（微粒子・蒸気）
３１  パルスレーザ
３２  クライオターゲット
３３  放射Ｘ線
３４  Ｘ線反射鏡
【表１】0003602717.tif 000002
（測定条件：直入射角（多層膜の放線からの傾き角）３°、ピーク波長                  １１４Å近傍）
【表２  】
0003602717.tif 000003
（測定条件：直入射角（多層膜の放線からの傾き角）３°、ピーク波長          １１４Å近傍）
【表３】0003602717.tif 000004
（測定条件：直入射角（多層膜の放線からの傾き角）３°、ピーク波長          １１４Å近傍）
【図１】
0003602717.tif 000005
【図２】
0003602717.tif 000006
【図３】
0003602717.tif 000007