一种极紫外多层膜及其应用、极紫外多层膜反射镜

技术领域

本发明涉及高反射极紫外元件技术领域，尤其涉及一种极紫外多层膜及其应用、极紫外多层膜反射镜。

背景技术

极紫外波段通常指121nm到10nm的波段(分别对应于光子能量从10.25eV～124eV)。极紫外波段存在大量的原子共振线，入射光在极短的距离就会被吸收，传统的透射式光学元件不适用于此波段范围。此外，大部分材料的折射率实部接近1，导致单层膜的近正入射的反射率极低。极紫外波段的辐射特性阻碍了其研究。随着发现X射线及对X射线晶体衍射的了解，现有技术采用高折射率(吸收层)的材料和低折射率(间隔层)的材料交替镀制成周期多层膜，该多层膜同时满足布拉格条件。在极紫外波段，周期多层膜的近正入射的反射率远高于单层膜的近正入射的反射率。极紫外多层膜技术的进步，促进了关于极紫外波段的光学发展。

太阳爆发时，太阳大气会在很短的时间内向空间抛射大量的物质(包括增强的电磁辐射、高能带电粒子流和等离子体云等)，而身处太阳系的地球也会收到扰动。太阳活动包含了大量极紫外辐射线，使用极紫外成像系统观测太阳活动不仅能使人类认识太阳活动物理本质，也可实时检测太阳活动对地球的影响。同时，在极紫外波段含有在许多轻元素和中等原子序数元素的共振线和吸收边，同步辐射人工光源可以通过检测元素的特征谱线进而分析元素分布和化学成分。此外，人类对低功耗、高性能电子器件的需求日益增长，推动了极紫外光刻技术的发展。极紫外光刻机主要由3部分组成：极紫外光源系统、极紫外光反射收集系统以及照明曝光刻蚀系统。极紫外光由10.6微米波长高功率脉冲CO

发明内容

本发明的目的在于提供一种极紫外多层膜及其应用、极紫外多层膜反射镜。所述极紫外多层膜同时具有较高的反射率和优异的热稳定性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种极紫外多层膜，包括依次交替层叠设置的Nb吸收层、B

优选的，所述交替层叠设置的周期数为30～70。

优选的，每层所述Nb吸收层的厚度为2.2～2.8nm；所述极紫外多层膜中各层所述Nb吸收层的厚度相同。

优选的，每层所述B

优选的，每层所述Si间隔层的厚度为3.5～4.0nm；所述极紫外多层膜中各层所述Si间隔层的厚度相同。

优选的，每层所述SiC阻隔层的厚度为0.2～0.5nm；所述极紫外多层膜中各层所述SiC阻隔层的厚度相同。

优选的，所述极紫外多层膜的周期厚度为6.93～7.0nm。

本发明还提供了上述技术方案所述的极紫外多层膜在高反射极紫外元件中的应用。

本发明提供了一种极紫外多层膜反射镜，包括基底和位于所述基底表面的极紫外多层膜；

所述极紫外多层膜为上述技术方案所述的极紫外多层膜。

优选的，所述基底为单晶硅片。

本发明提供了一种极紫外多层膜，包括依次交替层叠设置的Nb吸收层、B

附图说明

图1为本发明所述极紫外多层膜反射镜的结构示意图，1-基底，2-Nb吸收层，3-B

图2为本发明所述的极紫外多层膜和对比例1所述Nb/Si极紫外多层膜的理论反射率示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供了一种极紫外多层膜，包括依次交替层叠设置的Nb吸收层、B

在本发明中，所述交替层叠设置的周期数优选为30～70，最优选为50。

在本发明中，每层所述Nb吸收层的厚度优选为2.2～2.8nm，最优选为2.54nm；所述极紫外多层膜中各层所述Nb吸收层的厚度优选相同。

在本发明中，每层所述B

在本发明中，每层所述Si间隔层的厚度优选为3.5～4.0nm，最优选为3.99nm；所述极紫外多层膜中各层所述Si间隔层的厚度优选相同。

在本发明中，每层所述SiC阻隔层的厚度优选为0.2～0.5nm，最优选为0.2nm；所述极紫外多层膜中各层所述SiC阻隔层的厚度优选相同。

在本发明中，所述极紫外多层膜的周期厚度优选为6.93～7.0nm，最优选为6.93nm。

在本发明中，当所述工作波长为13.5nm时，所述周期厚度为6.93nm。所述周期厚度与工作波长的关系满足式1：

其中，d为周期厚度，m为布拉格衍射级次，θ为入射角度，λ为工作波长，

在本发明中，所述极紫外多层膜的总厚度优选为346.5～350nm，最优选为346.5nm。

在本发明中，所述极紫外多层膜的制备优选采用磁控溅射法得到。

在本发明中，所述极紫外多层膜的制备方法优选包括以下步骤：

在基底上依次交替层叠溅射Nb吸收层、B

本发明对所述基底没有任何特殊的限定，根据实际应用情况，采用本领域技术人员熟知的基底即可。当本领域技术人员为了得到极紫外多层膜反射镜时，所述基底优选为单晶硅片；所述单晶硅片的晶向优选为100。在本发明中，所述单晶硅片的表面粗糙度为0.3nm。

在本发明中，溅射所述Nb吸收层时，溅射腔室的本底真空度≤2×10

在本发明中，溅射所述B

在本发明中，溅射所述Si间隔层时，溅射腔室的本底真空度≤2×10

在本发明中，溅射所述SiC阻隔层时，溅射腔室的本底真空度≤2×10

本发明还提供了上述技术方案所述的极紫外多层膜在高反射极紫外元件中的应用。

本发明提供了一种极紫外多层膜反射镜，包括基底和位于所述基底表面的极紫外多层膜；

所述极紫外多层膜为上述技术方案所述的极紫外多层膜。

在本发明中，所述基底优选为单晶硅片。所述单晶硅片的晶向优选为100。在本发明中，所述单晶硅片的表面粗糙度为0.3nm。

在本发明中，所述极紫外多层膜反射镜的制备方法优选通过参考上述技术方案所述的极紫外多层膜的制备过程制备得到，在此不再进行赘述。

下面结合实施例对本发明提供的极紫外多层膜及其应用、极紫外多层膜反射镜进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

极紫外多层膜反射镜：

基底：表面粗糙度为0.3nm，晶向为100的单晶硅片；

Nb吸收层：厚度为2.54nm；

B

Si间隔层：厚度为3.99nm；

SiC阻隔层：厚度为0.20nm；

制备过程：

选用的靶材分别为纯度为99.99％的Nb靶、纯度为99.5％的B

在本底真空度≤2×10

对比例1

参考实施例1，区别在于，极紫外多层膜反射镜包括基底以及在所述基底表面交替层叠溅射的Nb吸收层和Si间隔层；

所述Nb吸收层的厚度为2.74nm和Si间隔层的厚度为4.19nm；

交替层叠的周期数为50；

制备过程中不包括制备B

测试例

采用IMD软件对实施例1和对比例1所述的极紫外多层膜反射镜的理论反射率进行模拟，模拟结果如图2所示，由图2可知，B

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。