JPS607399A - 改良形ｘ線分散性構造体及びその作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は改良形Ｘ線分散性反射性構造体及び該構造体の
合成法に関係する。これ等の合成構造体は結晶性対称性
の拘束を受けず、又、従来の限定された蒸着法と物質の
拘束を受けないものである。

改良形の分散性反射性構造体は制御された反射率を有し
、又、１次及び高次の反射率が改良され得、或いは、特
別の用途の場合、１次の反射を増加させ、高次の反射を
実質的にゼロにすることが出来る。改良された構造体は
問題の乃至所定の波長範囲にわたってほぼ一定の積分反
射係数を有し、その波長範囲では何等のけい光（Ｘ線）
も含まない。

本発明は、Ｘ線、特に波長が９．７５Ａから１２ＯＡの
範囲のＸ線の分散と反射を必要とするほぼ全反射鏡、Ｘ
線望遠鏡　、及び成る種のＸ線ホトリソグラフィ装置な
ど広範な応用を有する。

市販のＸ線分散構造体は、ＬｉＦや金属酸ツクレータＰ
ｈｔｈａｌａｔｅｒ（ｍａｐ）、熱分解クラファイト及
びラングミューアーブロージェ（Ｌａｎｇｍｕｉｒ　−
Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）　（ＬＢ）　フィルムなどの結晶性
構造体から形成されている。これ等の物質は格子間隔の
拘束が大きい。更に、ＬＢ及びｍａｐ　デバイスは、環
境の制限が厳しく、乾燥雰囲気中で且つ、室温近傍で動
作されなければならない。ＬＢデバイスは、成る条件の
下では汚染物を発生するため、超高真空の場合には適さ
ない。又、これ等のデバイスは、分解される虞れがある
ため入射ビームのエネルギーが高い場合には不適切であ
る。これ等は耐引掻性、機械的破壊強度、及び耐磨耗性
などの機械的完全性が十分ではない。更に、従来の構造
体の反射率は全て望ましい値より小さい。

これまで天然の結晶性物質の利用可能性によって制限さ
れていたＸ線特性の改善を意図して、天然物質及び新し
い結晶性類似物質を得る多くの研究がなされている。か
かる研究の１例として単結晶基板に対する分子ビームエ
ピタキシ（ＭＢＫ）を利用した組成改変があげられる。

例えば、米国特許第４，２６１，７７１号には１つのＭ
ＢＥ技術による単一層半導体の製造法が記載されている
。

これ等の従来の改変構造体は通常「超格子」と呼ばれる
。この超格子は１次元の周期的ポテンシャルを与えるよ
うなホモ又はヘテロのエビタキシャこれ等の超格子の最
大周期は数百へ程度であるが単原子層構造も作られてい
る。

超格子は、結晶性が良好で長距離秩序を有する単結晶合
成物質上に形成されたＡ層（例えばＧａＡｓ　）及びＢ
層（例えばＩＡｌｋｓ）などにより形成された多数の胴
対形態で与えられることを特徴とする。各胴対（Ａ及び
Ｂ）の厚みはｒｄＪ間隔として定義されている。これ等
の構造は層間の電子密度の差異が小さいため殆んどの反
射性又は分散性構造体には適さない。これ等の構造体は
余分の超格子周期性を有するが本質的に単結晶であり、
構造全体が単結晶でなければならないという制約と関連
して、ｄ間隔が制限される。ＭＢＥ形の超格子作製法以
外に、他の研究者は層状化合成微細構造（Ｌｓｍ　）を
開発したが、これは別の蒸着法を利用し、ダイオード及
びマグネトロンスノ耐ツタリング、反応性ガス注入並び
に標準の多重ソース（蒸着源）蒸着などを含むものであ
った。層の寸法はシャッターにより、又は基板を物質源
に対して移動させる方法により、或いはシャッターと相
対運動とを組合わせることにより制御される。

多重ソース蒸着の場合には、厚み制御の要件は、蒸着が
なされている際、フィルムのＸ線反射性を監視すること
によって達成される。報告された物質は結晶性柄〆、非
結晶性！＠Ｉ及びそれ等の混合物から形成されているが
、一般にはこれまでに報告された研究は、周期的に再発
生させることに基づいて、デポジション条件を正確に再
現することにより超格子形の構造体を合成するものであ
る。

これ等の若干の構造体は該構造体を通じて傾斜したｄ間
隔を有する。

これ等の物質は合成結晶又は結晶類似物として考えるこ
とが出来、特定の組合わせ層の長距離周期性又は反復性
が維持されることが重要であると規定されている。これ
等の構造体はｘ−Ｙ面内で構造的化学的に均一であり、
又第３（Ｚ）方向に周期的である。これ等の作製の場合
、特にスパッタリングは、蒸着よりも広範な物質を利用
することが出来る。この構造体のｄ間隔は該構造体全体
にわたり傾斜され得、成る範囲のＸ線波長に対して反射
率を上げることが出来るが、高次反射に対して最適制御
を与えるものではなく、又デｆＩ！ジション精度は十分
満足なものではない。その結果、成る応用に望まれる要
件を満足出来る程正確ではない界面や層厚になる。下層
の基板又は層充・平滑にすることは多層デポジションの
場合に報告されているが、報告されている平滑度の最小
値は約１．４Ａから１．８Ａであった。又、成る有意な
反射率を与えるｄ間隔の最小値は約１５Ａと報告されて
いる。

高効率Ｘ線反射体の作製の目標は、勤＃〆〆を与える最
も正確に定義された界面を横切る方向の電子密度の差異
乃至コントラストを最大にすることにある。更に、層の
表面における平滑度は表面の変化により惹起される散乱
を最小にするように出来るだけ正確でなければならない
。

これ等の構造体をＸ線に応用する従来の研究は、軟Ｘ線
領域で反射率の高い構造を与えるべく高い電子密度の金
属層の間にカーバイドの低密度層を用いるものであった
。低電子密度層用として示唆されており、又、ある場合
には既に利用されている他の元素としてはホウ素及びべ
ＩＪ　ＩＪウムがある。

これらの元素は電子密度の大きなコントラストを与える
が、大きな欠点も有する。即ち、これ等の元素は、これ
等の構造体が用いられるべき軟Ｘ線領域に吸収端を有す
る。この事実は、問題の乃至所定の波長範囲で反射率や
分解能が大きく変化するということを意味する。これ等
の元素は、その反射特性が変化する他に、問題の波長範
囲に大きなけい光を持ち、従ってけい光波長近傍の波長
が利用される時は、特に、Ｓ／Ｎ比が低下する。

従来の方法の欠点は改良形のＸ線分散性反射性構造体及
び材料によって克服される。この構造体にわたる層状構
造体に対する積分反射係数の理論値の少なくとも％の反
射係数を与えた。該構造体は、界面特性の制御能力を最
適化するように、゛電気陰性度、原子半径、結合長が最
小限の差を有する物質で形成される。

該構造は、１．４ｆｔ＋漏の二乗平均平方根粗さを有す
る超平滑層界面となるように形成され得、又１ｓｈ力、
鬼のｄ間隔を持つことが出来る。物質は、先行技術のも
の以上の、又はそれに等しい反射率と分解能を有するが
、物質を適当に選択し、構成することにより、所定の乃
至問題のＸ線領域で反射体及び／又は分散要素の性能を
低減させるようなけい光も吸収端もなくし得る。

本構造体はデポジション中、又はデポジション後に、熱
的に活性化され１次の反射率を増加させることが出来、
反射率を変化させ、又は制御することが出来る。本構造
体は、又、高温でアニールされるこきにより全ての反射
次数の反射率が制御されることが出来る。

このＸ線分散性構造体は、又、制御可能で、はぼ連続的
に変化する屈折率を持つことが出来る。

連続的に変化する屈折率構造体は改良形のイオンビーム
デポジション法により形成され得、該方法は又、より正
確に従来技術による屑状化合成構造体の形成に利用可能
である。構造体全体にわたって所定の関数として正確に
電子密度を制御するように、イオンビームシステムを利
用して非晶質物質を付着し得る。このＸｌｔｌ分散性反
射性構造体は磁性物質から形成され得、はぼ円柱状の基
板上に形成され得る。イオンビーム技術は２イオンビ一
ム方式を含んでおり、その場合１方のビームは反応性ガ
スを利用する反応性イオンビームであり得る。

以上より、本発明は改良形のＸ線分散性構造体を提供す
ることを目的とし、該構造体は交互に形成された複数の
胴対によって特徴づけられ、又、問題の所定範囲にわた
って、はぼ一定の積分反射係数を有し、けい光（Ｘ線）
の影響を受けないＸ線分散特性を持つものである。

本発明は更に、真空中で少なくとも１つのイオンビーム
を形成し、真空中に基板を設け、真空中ゴユ基板上に付
着されるべき物質の少なくとも１つのターゲットを設け
、そして該ターゲットから物質の１部分を除去し、該除
去部分を基板上に付着させるべく、イオンビームをター
ゲットに向けることにより特徴づけられるＸ線分散性構
造体の作製方法を提供することを第２の目的とする。

本発明は、更に、Ｘ線分散性ミリステート（Ｍｙｒｉｓ
ｔａｔｅ　）代替構造体を提供することを第３の目的と
し、該構造体は交互に形成された複数の胴対により特徴
づけられ、該層はミリステートフィルムより大きい反射
強度で９．７５大から１２０Ｘの範囲の波長を反射する
非晶質物質で交互に形成される。

次に、本発明の好ましい非限定具体例を添付図面に基づ
いて説明する。

第１図を参照すると、従来のＸ線分析システム１０が概
略図示さ貴重。本システム１０はＸ線ピ該ビームは開口
２０を通過してＸ線分散性構造体２２１−到達するよう
に調整されている。該構造体はビーム１８／　を検出器
２４に反射する。構造体２２の１率は誇張して図示しで
あるが、実際はわずかに曲げられて所望の波長の反射ビ
ーム１８′を検出器２４に集束する。

第２図は通常の先行技術による層状構造２２の分散パタ
ーンを示す。層間隔がｄの１対のみが図示しであるが、
通常は例えば１００〜２０００次う 程度の多層対が利用される。入射ビーム１８はある波長
帯のビームからなり、λはそのうちの１つの波長を表わ
すものである。反射ビーム１８’　は、角度θで、＝；
Ｍｋ＝、＠、ｒ；６ブラツダの反射用ｎλ’＝２ｄ’−
〇に従って反射される実質的ｌこ単一の波長からなる。

この条件はλ′の全ての分数調波、すなわちλ′／２゜
λ／／　３．　＋、　？、　９　、λ’／ｎ　に対して
も満足される。

従って、反射ビーム１８′は、第２図に示したように、
長方形状電子密度分布から生ずる高次反射の大きさと入
射ビームの前記分数調波強度に比例する分数調波の全て
を含む。Ｉｌ（λ）は波長λに依存する入射ビーム強度
分布であり、Ｉｒ（λ′）は波長λ′に依存する反射強
度分布である。（完全に理論的な取り扱いによるとＸＭ
ビームの屈折乃至回折の結果としてブラッグ反射用の変
形則が与えられる） 各胴対は同様な角度での反射ビーム強度に寄与する。１
つの胴対からの反射だけが図示されている。構造体２２
は一般に各胴対からの問題のすなわち所定の反射波長ビ
ームを検出器２４に集束するように崎曲されている。構
造体２２は複数の層からなり、各層は１対の異なる物質
層Ａ及びＢを有し、又、前記の構造体は各層間に急峻な
接合部を有するようにされる。これは、実際には、機能
的には、ビーム１８に交差する方向に方形波状密度又は
反射率２６分布が存在することを意味する。

第３図は、従来のＬＢ形Ｘ線分散性構造体に入射する入
射ビーム１８により生ぜしめられる回折パターン２８を
角度２θと強度との関係で図示したものである。ピーク
の各々は、近似式ｎλ′　＝２ｄａｉｎθｎにより与え
られるような波長λ′（問題の波長）に対する反射次数
ｎに対応する。従来の！ｌＩｍ形装置も装置の回折パタ
ーンを示すが、これは実質的には付着物質及び利用され
るｄ間隔によって制御される。層状構造のより正確な制
御によって回折ノぞターンを制御し、且つ後述するよう
に、所定の乃至問題のＸ＋ｖｉ！領域の吸収端及びけい
光（Ｘ線）をなくすことが望ましい。

更に、単一角度で波長λの全ての入射ビームエネルギー
を反射することが望ましい。これは、各々の対応する角
度の反射波長の強度を実質的に増加させ、且つ反射ビー
ムの解析、従って試料の化学組成の分析を簡単にする。

この構造体の他の用途としてはモノクロメータが考えら
れる。

第４図は本発明による分散性構造体３０からの所望の１
回折ビームパターン１８″を図示するものでこの構造体
は特定の波長を別個の角度で、例えばλのものを０１で
、全ての入射ビームエネルギーを反射する。所定の問題
の波長の分数調波を含む全ての異なる波長は異なる角度
で反射される。

構造体３０は、実質的に連続的に変化する電子密度又は
屈折率３２になるように以下に記載の方法により形成さ
れる。各々の入射波長に対して単一の回折角を与えるた
めには正弦波状屈折率分布が必要である。ｄ、間隔もこ
こに図示されるが、Ｃ及びＤなどの物質はその成分が構
造体全体にわたって実質的に正弦状に変化する物質、例
えば非晶質合金である。構造体３０全体にわたるこの最
大電子密度コントラストの正弦波状変化は１次反射の放
射割合が最も大きい構造体を与える。

分散性構造体３０の全体に、わたり厚さの関数として組
成及び微細構造を正確に制御するためには、デポジット
される原子の運動エネルギ及び入射運動量の大きさを制
御する必要がある。これ等のデポジションパラメータは
、物質をイオンビームシステム内で付着させ、構造体全
体にわたる位置の関数として平均電子密度を正確に制御
することにより最良に調整される。適切なイオンビーム
システム３４の１実施例を第５図及び第６図に示す。

イオンビーム技術は従来のＸ線分散、反射構造体の付着
のためには今まで利用されてはいないが、本発明により
採用されたイオンビーム技術はそれ等の精度、付着（デ
ポジション）パラメータの制御性の観点から、又基板か
らのイオンプラズマのデカップリングや所望構造体の付
着の際の望ましくない成分の最小化などの観点から望ま
しいものである。イオン源３−６は、中性化され、適切
なターゲット４０に向けられたイオンビーム３８を発生
する。ビーム３８は適当な基板４４に付着される実質的
にコリメートされた一様な物質流４２の形でターゲット
４０から物質をスパッタさせる。

基板４４はホルダー（図略）に固定され、そしてシステ
ム３４が、マダネトロン又はダイオードスパッタリング
で利用されるものより低くすることが出来る真空下にチ
也かれる。基板４４は、又、所望に従って、加熱又は冷
却が可能で、これにより以下に記載のように付着物質の
構造が影響される０ イオンビームシステム３４の精度に起因して１．４人よ
り小さい平滑度を有する層を生成することが出来る。Ｗ
及びＣからなり、ｄ間隔が３３．５Ａ。

公称構造がＷｓｏ　ｃ５．の３０層対から１つの構造＠
さ 体が形成される。矧焙り二乗平均平方根Δｄ（又は平滑
度）は、 目　（ＩＩ）珈 によって定義され、０．９３Ａであった。層界面の精度
と平滑度は反射ノリーンに直接影響を与える。

構造体は、２．８　ａｃｃｍでアルゴンをガン３６に流
４ し、１０ｍａ／ｉのビーム密度で、室温、１×１０＠告
さ砒乙） ｔｏｒｒの圧力でデポジットされた。従来Ｃシ！ａｍ構
造体の場合の最良の二乗平均平方根値がＷ：Ｃに対して
与えられ、約１．４Ａであった。

第６図匿示したように、イオン源３６は好ましくは正方
形■至方工斬面源であり、これはほぼ正方形（乃至方診
断面ビーム３８を生成する。基板４４を横切る一様なデ
ポジションが確実に行なわれるように基板４４は、好ま
しくは回転数ｆ１、好ましくは１０〜２０ｒｐｍの範囲
で回転される。ターゲラ）４０は２つの部分に分割され
、各々は上記の異なる物質Ｃ及びＤから形成される。長
方形電子密度の構造体を形成するために、ターゲットが
移動されている間ビーム源がオフにされ得る。

又、ビーム源をシヤツクで閉じて物質層が完全に分離す
るようにしてもよい。一方、イオン源３６と基板４４は
制御された方法で前後に振動され得、これにより連続的
に変化する屈折率が生成されるが、好ましくはターゲッ
トが周波数ｆ２でビーム３８の前面で振動される。ここ
で利用される周波数は相対的な方向の所定の反復を与え
るものとして定められ、又これは正弦波状の反復に限定
されるものではない。

弔漸撤力咥週波数ｆ１は好ましくは周波数ｆ２よりはる
かに大きく例えばｆｌの１００倍程度である。

各種物質に対してｆｌ及びｆ２は異なり、そして部分４
６が異なる速さで、或いは部分４８とは離し得、又２つ
以上の部分を用いることが出来、該部分は所望の場合、
シャッタにより制御可能である。

ターゲット４８上の物質は２つ以上の部分で存在し綱、
例えば、４部分であることが可能で、該部分は２組の胴
対、ＡとＢ１及びＣとＤとして付着され得る。前記の２
組の選択は、所定乃至問題の２波長、λ１及びλ２が同
一角度で共に検出器２４又は異なる検出器に反射される
ように〆ち゛される。

単一元素の物質、化合物、合金、又はそれ等の組合わせ
を利用することが出来る。

第７図は反射された波長の分解能を図示するものである
。帯域が狭くなる程、良好な分解能が反射信号から得ら
れ、従って反射帯域５０は帯域幅５２の同じ反射（ｉ号
より分解能が悪い。システム３４の精度は従来の）ｓｍ
形のＸ線構造体２２よりはるかに狭い帯域幅を与えるこ
とが出来る。

第８図は本発明の付着法の他の利点を図示するものであ
る。非晶質物質は１構造体には限定されないため、本発
明の付着法を利用して、各層に対する最大及び最小電子
密度コントラストを必要に応じて変化させることが出来
る。従来の！８ｍ構造体２２では、物質Ａは物質Ｂと交
互に配置され、従って電子密度は擬人方形分布に制限さ
れる。更に、最大反射率５４が最大値５４周囲に反射帯
域の最小ずれ５６と共に選択され得る。

第９図は第２のイオンビームシステム５８を示したもの
で、これは第２イオンビーム源６０を付加したことを除
くとシステム３４に同等である。

イオンビーム源６０はイオンビーム６２を生成し、該イ
オンビームはアルコ゛ン及び／又は窒素、又はその他の
適切な物質の組合わせから形成された反応性イオンビー
ムであり得る。反応性イオンビームは選択された層、又
はその複数の層、又は全層において物質密度を制御する
ために利用され得る。

基板４４はこの場合も速度ｆ１で回転され、又、ターゲ
ット４０が周波数ｆ２でビーム３８の前面で振動させら
れる。基板４４上への物質の付着を；ｇ４し助けるよう
に、反応性ビ・ムロ２の流れが第３の周波数ｆ３で制御
され得る。イオン源３６のイオン流も第４周波数ｆ４で
変化され得、付着工程に必要な他の制御を行なうことが
出来る。

本発明の付着システムは、又、分散、反射構造体を第１
０に示したようにほぼ彎曲又は円筒状基板６４の内側に
付着させるために利用され得る。

基板６４は流れ４２又はビーム６２と流れ４２との両者
によって被覆可能である。反応源４次１匂虹σ決賜では
なく、又、イオン源６０も流れ４２　同一方向から円筒
に入るように配置され得る。この場合も基板６４が周波
数ｆ１で回転されて一様な付着を与え、又、ターゲット
４ｏの周波数が前記のようｌこ選択される。

第１１図は第３の形の付着システム６６を示したもので
ある。該システム６６はマグネトロンスパッタ付着シス
テムで、回転ドラム７０１Ｃ固定された複数の基板６８
から離れた複数のターゲット７４．７６．７８及び８０
の近傍にプラズマを閉じ込めるものである。ドラム７ｏ
の外部表面も、必要に応じて、基板７２として利用可能
である。

ト９ラム７０は必要に応じて加熱又は冷却され、そして
周波数ｆ５で回転され、システムの外殻８１に固定され
た複数個のターゲラ１−７４　、７６　、７８及び８０
のところを通過するように基板６８を動かすことが出来
る。

各ターゲット７４，７６．７８、及び８ｏは高さ可変分
離用シールド９８２により分離されている。

各ターゲット７４．７６．７８及び８ｏはシャッタ８４
，８６，８８，９０、各々の電源１００゜１０２．１０
４，１０６に結合された付着速度モニタ９２，９４，９
６．９８と関連づけられている。従って各ターゲットは
夫々、各付着ステーションＩこおいて制御ループが形成
されるように、電源、シャッタ、及び付着モニタを備え
ている。４つのステーションが図示されているが、ステ
ーションの数はより多くてもより少なくてもよい。

より一様且つ制御された付着が行なわれ得るように、マ
グネトロンでとじ込められたプラズマの基板からのデカ
ップリングを最大にずべく、基板上への二次電子衝撃を
制御するためにドラム面７２とシェル８１との間の空間
ｒＳＪが変化せしめられる。システム６６はアルゴンな
どのスパッターガスと共に真空下で操作される。更に、
水素などの反応性ガス、又は水素含有化合物が上記の効
果を与えるために夕゛−ゲットに隣接するプラズマに注
入され得る。システムはｉａ数個の基板６８上に多数の
ほぼ同等な変調乃至改変構造体を作ることが出来、或い
はシリンダ７２に単一の構造を作ることが出来る。

本発明は、又、上記の改良された合成法を十分に利用し
た最も適当な物質を選択する方法も与える。Ｊａｍ　デ
フ２イスの反射特性は該デバイスの深さの関数として電
子密度を制御することによってする組成を選択すべきで
ある。従って、従来のＪａｍ装置ではＷ：Ｃ又はＷ　−
Ｒｅ　：　０層が主として用いられている。

本発明の組成勾配の制御を最大にする際に重要となる付
加的な因子としては、相対的な電気陰性度、原子の直径
、及び結合長が考えられる。電気陰性度の差が小さい、
という事は、これ等の物質が付着工程によって隣接層内
に配置される際のこれらの物質の反応性が小さいという
ことを意味する。

好ましくは、最小電、気蔭性度差及び最大電子密度差を
持つ物質を利用してピーク反射率の最も高い構造を合成
すべきであるという理由はこの点にある。幾何学的な観
点から原子の大きさと結合長の間の類似性が大きければ
大きい程これ等の物質を有効に混合し、所定の方法で層
状化することが出来る。

タングステン及び炭素から作られた従来のＩｓｍ構造で
はポーリングの電気陰性度は各々１，７及び２．５であ
る。更にコバレントな半径はそれぞれ、である。既に報
告された結果では、タングステン・炭素の従来の構造体
は、スパッタにより付着された時、タングステン及び炭
素として層を形成せず、むしろタングステンカーバイド
及び炭素として与えられた。

Ｗ及びＣ構成要素間の界面に生じる化学反応は部分的に
はこれ等の化学的、物理的不整合によって制御され、こ
れにより完全に制御された界面の構築が困難になる。

最大精度で構造体を合成するため］こ、本発明の物質は
、含まれる成分間に最小の電気隈性度差が存在し、又、
コバレントな（共有）半径と結合長（Ｍ−Ｍ結合長、非
Ｍ及び非Ｍ結合長、並びに非Ｍ及びＭ結合長を含む）の
最小距離に最も近い類似性が存在するように選択される
。Ｈｆ及びＳｔ物質に対するポーリングの電気陰性度は
、各々、金属及び非金属に対して１．３及び１．８であ
る。

層状構造体の構築及び電子密度のコントラストの最大化
を良好に制御する方法に関する問題の他に、分光学的応
用においてＳ／Ｎ比を低下させる見かけのけい光を使用
物質が持たないようにすることも必要である。

この皇実が反射性／分散性要素であるべき物質に対する
要件に含まれる場合、最も適正な物質対は波長範囲９．
７５Ａ〜１２０Ａに対してハフニウム：シリコン、レニ
ウム：シリコン、又はＨｆ−Ｒｅ　：Ｓｌ与しくである
。本発明の考え方をマダネトロンスパッターシステムに
利用してＨｆ及びｂｔの層から形成された構造体が付着
された。そのｄ間隔は７．８５１であった。この層は室
温で付着され、アルゴン中の背景圧力は２ミクロンであ
った。

上記記載かられかるように、層状化構造体の品質制御に
重要な他の特徴には物質の原子直径及び異なる元素間の
それ等の結合長が考えられる。高低電子密度物質の原子
サイズ及び結合長は出来る限り類似しているという基準
を用いると、軟Ｘ線領域に用いられる層状化構造体で非
金属としてはシリコンが、高電子密度物質としてはＨｆ
　、　Ｒｅ又はＨｆ−Ｒｅ合金が選択される。ハフニウ
ム。

レニウム、及びシリコンの共有半径は、各々１．４４Ａ
、１．２８Ａ、及び１．１１Ａである。

考えられるその他の非金属としては炭素、ホウ素、及び
ハリリウムが挙げられる。これ等の元素の全ては約１．
５Ａの結合長を有する。かくして、これ等の代替として
の軽元素は原子サイズ及び界面での結合長に非常に大き
な不整合を惹起し、構造の最適制御をより困難なものに
する。既に記載したように、ホウ素と炭素の電気陰性度
は最適金属のものより大きく、従って構造が不安定にな
り化合物が形成され易くなる。勿論これ等の軽元素は全
て軟Ｘ線分光及び反射鏡として用いられる時けい光を発
する。

これ等の同様の原理を用いると、最高分解剖の分散構造
体に対して最適な構造体を与える物質は化学的観点から
コンパチブルであり、又小さな電子密度コントラストを
持ち、実質的にけい光を発さないものでなければならな
い。アルミニウムーマグネシウム：シリコン、Ａ’　：
　Ｓｔ又はＭｇ：ｓ＋構造体は高分解能軟Ｘ線装置用に
最適であろう。

Ａ！及びＭｇの共有半径は１．１８λ及び１．３６λ、
結合長は２．８６Ａ及び３．１９Ａ、又、ポーリングの
電気陰性度は１．５及び１．２である。

より硬いＸ線領域で用いられるべきデバイスの場合、こ
の同様の解析がなされなければならないが、Ｘ線構造体
に対するけい光制限は別の形で与えられる。

本発明の構造体により代替可能な特定のランダミューア
ーブロージェ（Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）の例はミリステート
（Ｍｙｒｉｓｔａｔｅ）フィルムである。

本発明に従う構造体が背景圧力２ミクロンのアルゴン中
室温でマグネトロンスパッタによって５０層対のＨｆと
ｓｉから形成された。公称の構造は大体Ｓ　ｉ６０　１
（ｆ４０　であった。第１図にＯＫα及びＮＨα反射の
比較例を示す。

Ｉｐ　Ｉｐ ｏ　１．２４Ｘ１０”　３．３８３ｃｌＯ’Ｎ　１．１
６Ｘ１０４２゜３６Ｘ１０３本発明の構造はＯＫαに対
してはミリステート（Ｍｙｒｊｓｔａｔｅ）より３，６
倍良好であり、ＮＫα検出の場合ミリステートの反射よ
り４．９倍良好であった。これ等の測定はＪＥＯＬ　Ｗ
ＤＳ形分光計で、各テストに対してほぼ同じ動作条件の
下で標準的技術により実施された。Ｈｆ：Ｓｉ構造は４
２Ａのｄ間隔を持ち、ミリステートは４０＾のｄ間隔を
有した。差の大きい部分はＨｆ：ｓｔ構造体ではＣ吸収
端がないこと（；起因するものである。Ｉ（ｆ：Ｓｉ構
造体は所定の乃至問題の軟Ｘ線領域にわたってほぼ一定
の反射率を与えている。一方、従来の構造体、即ち、Ｃ
を含有するＬＢ及びＪｓｍ構造は約４３．７ＡのＣ吸収
端で理論強度のτ以下になった。構造体を１００℃でほ
ぼ１時間程度の短時間アニールすると反射強度は大きな
変化を示した。

本発明の構造体は、又、熱的に活性化され、得られる構
造体の種々の所望のパラメータを制御することが出来る
。構造体を後でアニールすることにより一次の反射率を
増加させることが出来る。

Ｈｌ　Ｓ　Ｓｔ　Ｗ遺体が室温、２ミクロンの背景圧ブ
コの７　／ｌ／　−１７中でマグネトロンスノξ゛ンタ
法でイ寸着さイ′した。この構造体は公称＄＆Ｈｆ４０
　Ｓ’６ａを持ち、１００層対で、ｄ間隔は３４．４＾
であった。付着構造体が２００℃で６３時間アニールさ
れ、その結果第２表に示すように初めの３−′）次数の
力１強度（Ｉｒ／Ｉｆ）が増加した０ 付着時　７０．５　０．４０　０．０６アニール処理後
　７２．５　０．４４　０．４１反射率を調整する第２
の方法を第３表をと示す。

これ等は全て、既に記載したように同一の一般条件の下
でマグネトロンスノぞツタ法で付着されたＨｆ：８１構
造体である。但し、基板温度Ｃよ下ｎ己のｐ口く変化さ
せた。これ等の構造体もまたＨｆ４゜Ｓ１６゜の公称ｉ
ｔを持ち、１００層対からなり、ｄ間隔は３８．８Ａで
あった。

第３表 基板温度　−広反射率 ５０℃　５３．７ １００℃　７５．７ ２００℃　７０．０ 第４表は熱的に活性化して一次の反射を減らし、二次の
反射を増加させた状況を示す。この方法は一次の反射角
が小さ過ぎて有効ではない構造体に利用出来る。Ｈｆ：
　Ｓ　ｋ物質が既に記載の条件の下に室温でマグネトロ
ンスパッタリングシステムにより付着された。両横遺体
は公称組機Ｈｆ　４　Ｄ　Ｓ　ｉ　６０を持ち、１００
層対であった。第１のものはｄ間隔が３２．１３λ、２
番目は３３．２１Ａであった。

アニール以前　７７．８　０．２８ アニール以後　１３．８　０．６０ 第２の構造体＃２ アニール前　５６．０　０．２６ アニール後　４９，６　１．１０ 以上の教示に基づき、本発明の多くの変形が可能である
。層状化構造体に主要成分としてＣ，Ｗ。

及びＢｅ並びに他の元素を利用した場合、望ましくない
吸収端及び／又はけい光が発生するが、その量を少なく
すれば有効に用いることが出来る。

少量のｃ　、　ｗ、又はＢｅを、例えば、ｕｔ　：　５
ｔ−ｃ構造体、又はＷ　−Ｒｅ　−Ｈｆ　：　Ｓ　ｉ　
−Ｃ構造体の如く付加すると、電子密度の差の増加に伴
って反射率が増加するため有用である。Ｃ又はＢｅは成
る程度８１に代替出来、又ＷはＲｅ−Ｈｆ合金に成る程
度代替出来る。これは少なくとも２つの望ましい効果を
もたらす。１つは吸収又はけい光端から離れた所定の乃
至問題の波長での強度が増加すること、２番目は構造体
の全体にわたる安定性が増加することである。

本発明の範囲内で合金二合金層対、合金：ＳＩもしくは
合金：　Ｓｌ：Ｈ胴対、Ｈｆ−Ｒｅ　：　Ｓｉ層対、又
はＨｆ　−Ｒｅ　：　８１−　Ｈ合金対などを含む他の
物質の組合わせを形成することが出来る。又、イオンビ
ームやスパッタ法により基板に付着する構造体の均一性
を制御することが出来る。これにより、基板面やその上
の層に対するｄ間隔をよく制御された方法で変化させ得
る構造体を作製することが出来る。基板の種類は厳しい
ものではなく、研磨されたシリコンウェハ、ガラス、金
属、石英、サファイヤ、又は可撓性プラスチックなどを
含めて従来の！ａｍ形の基板を用いることが出来る。

従ってこれ以上の説明を加えなくても本発明を実施出来
ることが理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＸ線分散性構造体を利用し得るＸ線分
析システムの１例の部分概略図、第２図はＸ線分散パタ
ーンを示す従来のＸ線分散構造体の部分展開断面図、 第３図は、第２図の従来の構造体により生成された回折
パターンのグラフ 第４図は本発明のＸ線分散構造体の１具体例の部分断面
説明図であって、Ｘ線回折パターンを示す説明図、 第５図は本発明のイオンビーム付着法の１実施例を示す
部分側面概略図、 第６図は第５図の方法の部分概略端面説明図、第７図は
反射波長の分解能の概略を示すグラフ、第８図は反射信
号の制御された帯域幅の概略を示すグラフ、 第９図は本発明のイオンビーム付着法の第２の実施例を
示す部分概略図、 第１０図は円筒面上に付着させるために利用される第５
図及び９図の方法の部分概略図、第１１図は本発明の付
着法の第３の実施例を示す部分概略図である。 １０・・・・・・従来のＸＭ２分析システム、１４・・
・・・・Ｘ線ビーム、 １６・・・・・・試料、 １８・・・・・・けい光、 １８′・・・・・・反射ビーム、 ２０・・・・・・開口、 ２２．３０・・・・・・Ｘ線分散構造体、２４・・・・
・・検出器、 ２６．３２・・・・・・屈折率分布、 ２８　、１８′Ｃ・・・・・回折パターン、３４・・・
・・・イオンビームシステム、３６．６０・・・・・・
イオン孫、 ３８・・・・・・イオンビーム、 ４０．４８，７４，７６．７８．８０・・・・・・ター
ゲット、４４．６４．６８・・・・・・基板、 ５０・・・・・・反射帯域、 ５６・・・・・・帯域のずれ、 ６６・・・・・・付着システム、 ７０・・・・・・回転ト９ラム、 ８２・・・・・・分離用シールド、 ８４．８１３．８８．９０・・・・・・シャッタ、１０
０．１０２，１０４，１０６・・・・・・電源、９２．
９４，９６．９８・・・・・・付着速度モニタ。 −武０４ Ｆ／Ｇ４ Ｆ／Ｇ７ サ アメリカ合衆国ミシガン４８０７６ サウスフイールド・フェアファツ ツクス２９０８５ ０発　明　者　ジエイムズ・レスリー・ウッドアメリカ
合衆国ミシガン４８１８５ ウェストランド・コラン３３８０１ ０発　明　者　キース・し・ベーン・ハートアメリカ合
衆国ミシガン４８１３４ フラット・ロック・アスペン ９２６５ ０発　明　者　レンナード・スッタバ アメリカ合衆国ミシガン４８２１２ ハムトラック・ハンリイ３１９０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）交互に形成された層の対を複数有しており、この
   複数の層対が、所定範囲部分にわたって、実質的に一定
   の積分反射係数を有しけい光の影響を受けないＸ線分散
   特性を有する改良形Ｘ線分散性構造体。 （２ン　前記複数の層対が、実質的に一定の積分反射系
   数を有しＸ線吸収端により影響されない所定範囲ρ部分
   にわたってＸ線分散特性を有することにより更に特徴づ
   けられる特許請求の範囲第１項に記載の構造体。 （３）前記複数の層対が前記の所定範囲部分にわたって
   理論的積分反射係数の少なくとも％の反射を有する特許
   請求の範囲第１項又は第２項に記載の構造体。 （４ン　前記層対の各々は、その間で電気陰性度の轟最
   小限になるような２つの異なる物質からなり、１つの物
   質が各層を形成している特許請求の範囲第１項から第３
   項のいずれかに記載の構造体。 （５）前記層対の各々は、その間で原子直径の差異が最
   小限になるような２つの異なる物質からなり、１つの物
   質が各層を形成している、特許請求の範囲第１項から第
   ４項のいずれかに記載の構造体。 （６）　前記の層対の各々は、その間の昂合長の差異が
   最小限であるような２種類の異なる物質からなり、／−
   Ｊｒｒ物質が各層を形成している特許請求の範囲第１項
   から第５項のいずれかに記載の構造体。 （７）前記層対の各々は２種類の異なる物質で形成され
   ており、各物質が各層を形成しており、１つの物質がハ
   フニウムであり、もう１つの物質がシリコンである特許
   請求の範囲第１項から第６項のいずれかに記載の構造体
   。 （８）前記層対の各々は２穏類の異なる物質で形成され
   ており、各物質が各層を形成しており、１つの物質は少
   なくともレニウムを含有しており、もう１つの物質は少
   なくともシリコンを含有している特許請求の範囲第１項
   から第６項のいずれかに記載の構造体。 （９）前記層対の各々は２種類の異なる物質で形成され
   ており、１つの物質が各層を形成しており、少なくとも
   １方の物質は合金である特許請求の範囲第１項から第６
   項のいずれかに記載の構造体。 α０）前記複数の層対は１５Ａ未煤のｄ間隔を有する特
   許請求の範囲第１項から第９項のいずれかに記載の構造
   体。 αυ　前記の所定範囲部分は９．７５　Ａから１２０Ａ
   までの波長を含む特許請求の範囲第１項から第１０項の
   いずれかに記載の構造体。 （ｌり　少なくとも１本のイオンビームを真空中に形成
   することと、基板を前記真空中に設けることと、前記真
   空中に前記基板上に付着されるべき物質の少なくとも１
   つのターゲットを設けることと、前記ターゲットから前
   記物質の１部分を除去すべく前記ターゲットに前記イオ
   ンビームを照射し、除去部分を前記基板上に付着させる
   ことと、からなるＸ線分散性構造体の作製方法。 （１３）所望のＸ線分散性構造体を形成すべく、前記の
   付着される物質の屈折率を変化させるように前記イオン
   ビーム及びターゲットを前記基板に対して制御すること
   、並びに前記の屈折率をほぼ連続的に変えるように前記
   ビーム、ターゲット及び基板を制御することからなる特
   許請求の範囲第１２項に記載の方法。 Ｉ　付着されるべき物質の第２のクープツトを設けるこ
   と、並びに前記第１及び第２のグーゲットから付着され
   る物質の量を変えることによって付着される物質の屈折
   率を変化さぜるべく前記ビーム及びターゲットを前記基
   板に対して制御することからなる特許請求の範囲第１２
   項又は第１３項に記載の方法。 （ＩＱ　前記真空中に第２のイオンビームを形成するこ
   とと、前記屈折率を更に変化させるべく前記の第２イオ
   ンビームを前記基板に向けることとからなる特許請求の
   範囲第１２項又は第１３項に記載の方法。 （ｔ６）　該前記物質が付着される際ガスを前記の物質
   に取り込ませることからなる特許請求の範囲第１２項か
   ら第１５項のいずれかに記載の方法。 囲　複数のターゲット物質を設けること、及び該物質を
   屈折率を異にする少なくとも２つの異なる組で付着させ
   ることからなる特許請求の範囲第１２項に記載の方法。 ａ樽　複数の夕、−プツト物質を設けること、及び所定
   の１つ又はそれ以上の波長に対して前記の付着物質の屈
   折率を整合させるべく複数のターゲット物質の付着を制
   御することからなる特許請求の範囲第１２項又は第１７
   項に記載の方法。 （Ｌ９　電子密度が実質的に異なる少なくとも２種類の
   物質を設けること、及び所定の１つ以上の波長に対して
   前記付着物質での反射率を最大にすウキ化、前記物質を
   交互に付着することからなる特許請求の範囲第１２項第
   １３項、第１４項及び第１６項のいずれかに記載の方法
   。 （２＠　電子密度の差が最大である少なくとも２つのタ
   ーゲット物質を設けることと、及び所定の１つ又はそれ
   以上の波長に対して得られた付着物質での分解能を最大
   にすべく前記物質を交互に付着することからなる特許請
   求の範囲第１２項、第１３項、第１４項、第１６項及び
   第１９項のいずれかに記載の方法。 Ｃ７１）前記付着物質の相互作用を１つ以上の所定の波
   長に適合させるべく、前記物質の電子密度を選択するこ
   とからなる特許請求の範囲第１２項から第２０項のいず
   れかに記載の方法。 （２２各層対間の界面が１．４Ａ未満の界面平滑度を有
   する複数の層対を形成すべく前記の組を交互に形成する
   ことからなる特許請求の範囲第１７項又は第１８項に記
   載の方法。 （２３）前記の組を所定のｄ間隔を有する複数の層対に
   形成すること、及び該層対の得られる特性を制御すべく
   該層対を熱的に活性化することからなる特許請求の範囲
   第１７項、第１８項及び第２２項のいずれかに記載の方
   法。 （２４）　１次の反射率を増加させるべく前記層対が低
   温で形成された後該層対をアニールすることからなる特
   許請求の範囲第２２項又は第２３項に記載の方法。 （２５）得られる反射率を制御すべく、前記層対が形成
   されている際基板温度を制御することからなる特許請求
   の範囲第２２項又は第２３項に記載の方法。 （２６）高次の反射率を増加させるべく前記層対を高温
   で形成した後該層対をアニールすることからなる特許請
   求の範囲第２２項又は第２３項に記載の方法。 Ｇｌ！η　交互に形成された層対な複数有しており、９
   ．７５Ａ〜１２０Ａの範囲の波長をミリステート（Ｍｙ
   ｒ　ｉ　ｓ　ｔａ　ｔｅ）フィルムより大きな強度で反
   射するように、前記層が交互に非晶質物質で形成されて
   いるＸ線分散性ミリステート代替構造体。 （２８前記の層が２つの異なる物質で形成されており、
   １つの物質が少なくともシリコンを含有しており、前記
   の第２の物質が少なくともハフニウムを含有しており、
   少なくとも前記の層の１方が合金である特許請求の範囲
   第２７項に記載の構造体。 （イ）前記層対が１．４Ａ未満の界面平滑度を有する特
   許請求の範囲第２７項又は第２８項に記載の構造体。 （３■　前記層対が吸収端又はけい光により影響されな
   いほぼ一定の積分反射係数を有する特許請求の範囲第２
   ７項から第２９項のいずれかに記載の構造体。