(57)【要約】【課題】  イオンビームスパッタやマグネトロンスパッタ法で形成された、異なる２種類の膜材料界面で相互拡散や相互反応のない多層膜が形成可能なスパッタリングターゲットの提供。【解決手段】  炭化硼素を主成分としたターゲットにアルカリ金属又はアルカリ金属の化合物を１種又は２種以上含む炭化硼素（Ｂ４Ｃ）ターゲットで、前記アルカリ金属又はアルカリ金属の化合物は、リチウム（Ｌｉ）又はリチウム化合物を１種又は２種以上含む炭化硼素（Ｂ４Ｃ）ターゲットであるスパッタリングターゲット。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化硼素を主成分としたターゲットにアルカリ金属又はアルカリ金属の化合物を１種又は２種以上含む炭化硼素（Ｂ４Ｃ）ターゲットであることを特徴としたスパッタリングターゲット。
【請求項２】
請求項１記載のスパッタリングターゲットにおいて、リチウム（Ｌｉ）又はリチウム化合物を１種又は２種以上含む炭化硼素（Ｂ４Ｃ）ターゲットであることを特徴としたスパッタリングターゲット。
【請求項３】
請求項２記載のスパッタリングターゲットに於いて、硼化リチウム又は炭化リチウム、フッ化リチウムを１種又は２種以上含む炭化硼素（Ｂ４Ｃ）ターゲットであることを特徴としたスパッタリングターゲット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極端紫外（ＥＵＶ）光を反射する光学素子で、一般に知られているＭｏとＳｉ構成の多層膜ミラーの界面で起こる相互拡散や相互反応を防止する中間層に関するものである。特に、１３．４ｎｍ帯のＥＵＶ波長で高反射率が要求されているＭｏ／Ｓｉ構成のＥＵＶ多層反射ミラーの中間層材料である炭化硼素膜を成膜するスパッタリングターゲットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から用いられている極端紫外（ＥＵＶ）光を反射するＥＵＶ多層膜ミラーは１３．４ｎｍで吸収の少ない軽元素で高屈折率材料あるＳｉと重元素で低屈折率材料あるＭｏが交互に所定の膜厚で繰り返し形成された多層構造となっていた。
【０００３】
しかしながらＭｏとＳｉの界面では、相互拡散や相互反応を起こしシリサイドが形成され界面の粗れや屈折率変化等が起こり期待通りの反射率や帯域幅が得られない等の問題が発生していた。
【０００４】
これらの問題を解決するためにＭｏとＳｉの界面に水素化層を形成しシリサイド反応を防止する方法（例えば、特許文献１参照。）や、第１及び第２材料であるＭｏとＳｉの界面に第３の材料であるＲｂ、ＲｂＣｌ、ＲｂＢｒ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔｃ、Ｐｄ、Ｎｂ、Ｂｅを含む族、並びにそれらの材料の合金および化合物を含む中から選択する（例えば、特許文献２参照。）等が提案されている。
【特許文献１】特開平５−２９７１９４号公報
【特許文献２】特開２００１−５１１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の第１及び第２，第３材料の多層膜形成方法として主にイオンビームスパッタやマグネトロンスパッタが用いられる。一般に前記イオンビームスパッタやマグネトロンスパッタで形成された膜は成膜方法の原理から未結合手が多くせっかく相互拡散や相互反応を防止する第３材料を入れても効果は薄かった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、イオンビームスパッタやマグネトロンスパッタ法で形成された、異なる２種類の膜材料界面で相互拡散や相互反応のない多層膜が形成可能なスパッタリングターゲットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明のスパッタリングターゲットは、炭化硼素を主成分としたターゲットにアルカリ金属又はアルカリ金属の化合物を１種又は２種以上含む炭化硼素（Ｂ４Ｃ）ターゲットで、前記アルカリ金属又はアルカリ金属の化合物は、リチウム（Ｌｉ）又はリチウム化合物を１種又は２種以上含む炭化硼素（Ｂ４Ｃ）ターゲット。更に前記のアルカリ金属の化合物は、硼化リチウム又は炭化リチウム、フッ化リチウムを１種又は２種以上含む炭化硼素（Ｂ４Ｃ）ターゲットで達成される。
【発明の効果】
【０００８】
実際のＥＵＶ多層膜ミラーは、膜構成Ａ／Ｃ／Ｂ／Ｃが所望の膜厚で繰り返し形成された構成で、Ａ層は軟Ｘ線の使用波長で低屈折率を有する材料、Ｂ層は高屈折率を有する材料、Ｃ層は前記の異なる２種材料間の相互拡散や相互反応を防止する中間層でアルカリ金属又はアルカリ金属の化合物を含む炭化硼素（Ｂ４Ｃ）で構成され、イオンビームスパッタやマグネトロンスパッタ法で形成されている。
【０００９】
中間層のＣ層が無い一般的なＡ層（Ｍｏ）／Ｂ層（Ｓｉ）構成の場合、Ｍｏ膜上にＳｉ膜を形成した時と逆にＳｉ膜上にＭｏ膜を形成した場合では相互拡散や相互反応が起きたシリサイド層の厚さが異なる。同様にイオンビームスパッタやマグネトロンスパッタ法で形成される成膜方法でもシリサイド層の厚さが異なる。これらは、スパッタ粒子のエネルギーの差によるものと考えられる。
【００１０】
シリサイド形成を防止する方法として炭化硼素（Ｂ４Ｃ）の中間層でＭｏとＳｉ層を挟み込む対策がとられている。
【００１１】
しかしながら一般的にスパッタリングで形成された膜は、アルゴン（Ａｒ）をイオン化してターゲット材料をたたき出す成膜方法なので、特に化合物ターゲット材料の炭化硼素（Ｂ４Ｃ）を成膜する場合、基板上でストイキオメトリーな炭化硼素膜にすることは非常に困難で、未結合手（ダングリングボンド）を数多く有する炭化硼素膜となってしまう。
【００１２】
この未結合手は、活性で膜構成Ａ層のＭｏやＢ層のＳｉと結合し相互拡散や相互反応が起きて安定する。
【００１３】
実際にＢ４Ｃターゲットを用い２０ｎｍ以上の膜厚の単層膜を成膜して大気中に取り出すとＢ４Ｃ膜中のダングリングボンドと大気中の酸素や水と反応し体積が膨張して膜の密着力よりも膜の応力が大きくなり膜が剥離する現象が現れる。一方、本発明のＬｉ入りのＢ４Ｃターゲットを用いて前記同様の単層膜を形成して大気にさらしてもダングリングボンドがターミネートされているので膜が剥離する現象は見られなかった。
【００１４】
この様に本発明では、中間層Ｃ層を成膜する時、炭化硼素（Ｂ４Ｃ）ターゲット中に１価のアルカリ金属又はアルカリ金属の化合物を入れたターゲットでスパッタリングすることにより前記の未結合手をターミネートして安定化させることで相互拡散や相互反応を抑えさらに防止効果を高めるものである。
【００１５】
特にアルカリ金属は、極端紫外（ＥＵＶ）光波長で吸収の少ないリチウムが好ましく又、アルカリ金属化合物は、前記同様に極端紫外（ＥＵＶ）光波長でＢ４Ｃに比べ吸収係数の小さいボロンとリチウム化合物であるＬｉＢ２、ＬｉＢ１２やフッ化リチウムが好ましい。
【００１６】
更に効率良くダングリングボンドをターミネートさせるには、膜中のリチウム量が多くなるＬｉＦ入りのＢ４Ｃターゲットが好ましい。このターゲットはスパッタ中にＬｉＦは分解されＬｉとＦになり一部のＦはＦ２ガスとなって排気される。従って膜中には、ＬｉリッチのＢ４Ｃ膜となる。
【００１７】
又、リチウムは金属元素の中で一番イオン半径が０．０７４ｎｍと小さくボロン、炭素の隙間に入り込むことが可能で未結合手をターミネートする確率が高いことが言える。
【００１８】
以上の様に、本発明は、軟Ｘ線を光源としたＥＵＶ多層膜ミラーの膜構成Ａ／Ｃ／Ｂ／Ｃが所望の膜厚で繰り返し形成されている多層膜ミラーに於いて、Ａ層は前記軟Ｘ線の使用波長で低屈折率を有する材料、Ｂ層は高屈折率を有する材料、Ｃ層は前記の異なる２種材料間の相互拡散や相互反応を防止する中間層でアルカリ金属又はアルカリ金属の化合物を含む炭化硼素（Ｂ４Ｃ）更に詳細に言えばリチウム（Ｌｉ）又はリチウム化合物であるＬｉＢ２、ＬｉＢ１２やＬｉＦを含む炭化硼素（Ｂ４Ｃ）のターゲットで成膜することで中間層Ｃ層を成膜時に発生する未結合手を１価のアルカリ金属であるＬｉでターミネートが出来、相互拡散や相互反応を抑えさらに防止効果を高めるものである。
【００１９】
相互拡散や相互反応の防止を更に高めた界面は滑らかな界面が形成される。従って各層の滑らかな界面が反射面となり更に干渉で強め合い高反射率のＥＵＶ多層膜ミラーを提供することが出来た。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態による極端紫外（ＥＵＶ）光を反射するＥＵＶ多層膜ミラーの断面図である。図１に示す実施形態のＥＵＶ多層膜ミラーの断面は、表面が平滑なミラー基板１に極端紫外（ＥＵＶ）光に対し吸収が小さく且つ屈折率の大きな材料２及び屈折率の小さな材料３と前記同様使用波長に対し吸収が小さく且つ材料２と３の中間の屈折率を有する材料４をサンドイッチさせた構成を繰り返し積層する。例えば材料２はシリコン（Ｓｉ）ターゲットで、材料３はモリブデン（Ｍｏ）ターゲットで、材料４はアルカリ金属やアルカリ金属化合物を含む炭化硼素ターゲットでそれらを繰り返し成膜して積層したものである。
【００２２】
この多層構造における各層の厚さは、各層の境界面で反射される前記ＥＵＶ光が互いに強め合う値に設定され、モリブデンは約４ｎｍでシリコンは約３ｎｍ又、材料４のアルカリ金属やアルカリ金属化合物を含む炭化硼素は約０．５ｎｍである。
【実施例】
【００２３】
本発明の実施形態による極端紫外（ＥＵＶ）光を反射するＥＵＶ多層膜ミラーのＭｏとＳｉ及びアルカリ金属化合物を含む炭化硼素の多層膜成膜は、下記の手順で行われる。
【００２４】
図２は成膜装置概略構成で、凹凸又は平面の形状を有する表面が滑らかな基板１が基板ホルダーにセットされた状態で真空チャンバー５の内部をメインバルブ６を介してメインポンプであるクライオポンプやターボ分子ポンプ等の排気系７で排気する。真空チャンバー内部の到達圧力が１＊１０−５Ｐａ以下に十分に排気された後、ガス供給系８よりマスフローコントローラ９で制御されたアルゴンガスをモリブデン（Ｍｏ）ターゲット１０とシリコン（Ｓｉ）ターゲット１１、アルカリ金属化合物と炭化硼素の比率が異なるターゲット１２、１３に各々１０ｓｃｃｍ供給する。マスフローコントローラで制御されたアルゴンガスは、回転ガス導入機構を介してモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）カソードに供給され真空チャンバー内部の圧力は、０．０６Ｐａとなる。次にスパッタ電源１４より各カソードに２００Ｗのスパッタ電力を供給すると各ターゲットとアース間で放電が形成される。各ターゲット表面のクリーニング及びターゲット温度が一定となり成膜速度が安定したところでＳｉターゲット前面のシャッター１５を開き凹凸又は平面形状を有する基板の膜厚が均一となる条件で第１層を成膜する。シリコンの膜厚が３ｎｍ成膜した後Ｓｉのシャッターを閉じる。次にターゲット切り替え駆動系１６でターゲットを切り替え上記同様な操作でアルカリ金属やアルカリ金属化合物を含む炭化硼素を０．５ｎｍ、Ｍｏの成膜を４ｎｍ、アルカリ金属やアルカリ金属化合物を含む炭化硼素０．５ｎｍ形成する。これらのシリコン（Ｓｉ）とモリブデン（Ｍｏ）、アルカリ金属やアルカリ金属化合物を含む炭化硼素の４層を１対として４０から５０対繰り返し積層する。更に最終層をＳｉ膜で成膜して終了する。
【００２５】
尚、アルカリ金属やアルカリ金属化合物を含む炭化硼素ターゲットは、Ｂ４Ｃ粉末とリチウム化合物であるＬｉＢ２、ＬｉＢ１２やＬｉＦ粉末を最適な比率で混合し高圧にてプレスしたターゲットや更に高温で焼成したターゲットを用いる。この場合前記材料の混合比率は、１３．５ｎｍの屈折率変化がするが、最適設計を行えば反射率に影響しない。
【００２６】
又、前記材料の１３．５ｎｍにおける吸収係数はほぼ等しいので前記同様反射率に影響を与えることは無い。従って、ダングリングボンドをターミネートさせる最適な比率のターゲットを用いることが出来る。
【００２７】
最後にスパッタ電力の供給及びガス導入を停止した後、メインバルブを閉じ真空チャンバー内部にＮ２ガスを供給して大気開放し基板を取り出し成膜工程は終了する。
【００２８】
本発明は上述のとおり構成されている極端紫外（ＥＵＶ）光を反射するＥＵＶ多層膜ミラーを作成出来、以下に記載するような効果を奏する。
【００２９】
膜構成Ａ／Ｃ／Ｂ／Ｃが所望の膜厚で繰り返し積層されている多層膜ミラーに於いて、Ａ層は前記極端紫外（ＥＵＶ）光の使用波長で低屈折率を有する材料、Ｂ層は高屈折率を有する材料、Ｃ層は前記の異なる２種材料間の相互拡散や相互反応を防止する中間層でアルカリ金属又はアルカリ金属の化合物を含む炭化硼素（Ｂ４Ｃ）更に詳細に言えばリチウム（Ｌｉ）又はリチウム化合物であるＬｉＢ２、ＬｉＢ１２、ＬｉＦを含む炭化硼素（Ｂ４Ｃ）のターゲットで成膜することで中間層Ｃ層を成膜時に発生する未結合手を１価のアルカリ金属であるＬｉでターミネートすることで相互拡散や相互反応を抑えさらに防止効果を高めるものである。
【００３０】
相互拡散や相互反応の防止を更に高めた界面は滑らかな界面が形成される。その結果、各層の滑らかな界面が反射面となり更に干渉で強め合い高反射率のＥＵＶ多層膜ミラー光学部品を提供することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態によるＥＵＶ多層膜ミラーの断面図
【図２】本発明の実施の形態によるスパッタ装置の断面模式図
【符号の説明】
【００３２】
１  ミラー基板
２  材料（シリコン（Ｓｉ））
３  材料（モリブデン（Ｍｏ））
４  材料（アルカリ金属やアルカリ金属化合物を含む炭化硼素）
５  真空チャンバー
６  メインバルブ
７  排気系
８  ガス供給系
９  マスフローコントローラ
１０  モリブデン（Ｍｏ）ターゲット
１１  シリコン（Ｓｉ）ターゲット
１２  アルカリ金属化合物を含む炭化硼素ターゲット（高濃度）
１３  アルカリ金属化合物を含む炭化硼素ターゲット（低濃度）
１４  スパッタ電源
１５  シャッター
１６  ターゲット切り替え駆動系
【図１】
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【図２】
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