JP2002168998A - Method of manufacturing metal membrane, and metal filter - Google Patents

Method of manufacturing metal membrane, and metal filter

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Hiroshi Hamamura
Kiyoshi Kadomatsu
寛 浜村
潔 門松
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株式会社ニコン
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a metal membrane which is optically uniform, and which will not have corrosion or change of characteristics.
SOLUTION: On the surface and the back of a silicon monocrystal substrate 1, an SiN film 2 as a support body is formed by LP-CVD or the like (a). On the back side of it, resist 3 is applied, and it is removed by a photolithography process except for a part for forming a metal thin film (b). The SiN film 2 is removed by dry etching by SF6 gas, and the resist is then removed (c). Next, the silicon monocrystal substrate 1 is removed by dry etching using fluorine- based active seeds from the back side to produce SiN as a support layer (d). After that, metal 4 of Al, Ti, or the like is formed on the surface side of the SiN film 2 by deposition, sputtering, or the like (e). Finally, the SiN film 2 is removed by dry etching by SF6 gas from the back side, thereby the metal membrane 4 is completed.
COPYRIGHT: (C)2002,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【従来の技術】従来、真空紫外域から軟X線域の用いられるメタル系フィルターとしてはAl、Ti、In、Zr等の薄膜(厚さ:〜0.15μm以上)をステンレス等のメッシュで保持した構造を有するものが一般的に用いられている。 Conventionally, a thin film of Al, Ti, an In, Zr, etc. as a metal-based filters used from the vacuum ultraviolet region of soft X-ray region (thickness: more than ~0.15Myuemu) was held at the mesh of stainless steel or the like those having a structure is generally used.

【0002】このようなメタル系フィルターの製造方法は、ガラス板など平坦な基板上に先ずNaClを真空蒸着し、そのNaCl層上にメンブレンとして得たい金属層を希望厚だけ蒸着等により形成した後、基板ごと水に漬け、 Processes for the preparation of such metal-based filters, the first NaCl on a flat substrate such as a glass plate by vacuum deposition after forming by vapor deposition or the like of the metal layer to be obtained as a membrane on that NaCl layer only the desired thickness , soaked in each of the substrate water,
NaCl層を水に溶解させることによって金属薄膜を基板から遊離させ、その後ステンレス等のメッシュで掬う方法がとられていた。 The NaCl layer to liberate the metal thin film by dissolving in water from a substrate, a method of scooping in mesh followed stainless steel were taken.

【0003】 [0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしこの方法で作られたフィルターは、金属薄膜を支持するメッシュ部が光を通さないために陰ができ、光学的に均一では無くなり、理想的なフィルターとはいえなかった。 Filters made by however this METHOD SUMMARY is], the mesh portion for supporting the metal thin film can shade to a light-tight, no is an optically uniform, an ideal filter It did not say. また溶け残ったNaClによるメッシュやメンブレンの腐食がフィルターの寿命を縮めたり、フィルターの特性変化を引き起こし、信頼性に問題があった。 The undissolved NaCl or shortens the life of the corrosion filter mesh or membrane according to the cause characteristic changes of the filter, there is a problem in reliability.

【0004】本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、光学的に均一で、かつ、腐食や特性変化を引き起こさない金属メンブレンの製造方法、及びこの金属メンブレンを使用した金属フィルターを提供することを課題とする。 [0004] The present invention has been made in view of such circumstances, an optically uniform, and a method for producing a metal membrane does not cause corrosion and change in characteristics, and provide a metal filter using the metal membrane it is an object of the invention to.

【0005】 [0005]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するための第1の手段は、窒化物メンブレンを金属層形成時の支持層として使用し、その後、当該窒化物メンブレンの一部をドライエッチングによって除去する工程を有することを特徴とする金属メンブレンの製造方法(請求項1) According to a first aspect of the means for solving the above problems, a nitride membrane was used as a support layer during the metal layer formed, followed by dry etching a part of the nitride membrane metal membrane manufacturing method characterized by having a step of removing (claim 1)
である。 It is.

【0006】本手段においては、窒化物メンブレンを支持層として使用してその上に金属層のメンブレンを形成し、その後、当該窒化物メンブレンの一部をドライエッチングによって除去することにより、その部分の金属層のメンブレンを露出させる。 [0006] In this unit, using the nitride membrane as a support layer to form a membrane of a metal layer thereon, then a part of the nitride membrane are removed by dry etching of the portion exposing the membrane of the metal layer. 除去されなかった窒化物メンブレンは、金属層のメンブレンの支持体として使用される。 Nitride membrane was not removed is used as a support for the membrane of the metal layer.

【0007】支持層として窒化物のメンブレンを使用するのは、強度が強く、Siをエッチングする場合のウェットエッチングによってはエッチングされず、ドライエッチングによりエッチングされやすいという特性を有するからである。 [0007] to use the membrane of the nitride as a support layer, the intensity is strong, not etched by wet etching when etching Si, because having the property of being etched easily by dry etching. 窒化物の中でも、SiN xやBNが、特にこのような性質に優れているので好ましい。 Among nitride, SiN x or BN is because particularly excellent in such properties preferred.

【0008】また、窒化物のメンブレンの除去にドライエッチングを使用するのは、金属メンブレンの厚さが非常に薄くて強度的に弱いので、ウェットエッチングでは破れ易いこと、ウェットエッチングを使用するとエッチング液で汚れやすいこと、ドライエッチングでは弱い条件でエッチングができること等によるものである。 Further, the use of dry etching to remove the membrane of nitrides, the thickness of the metal membrane is very thin and the strength weak, it is easy tear by wet etching, using wet etching etchant in dirt easily be is by like that can etch a weak condition in dry etching.

【0009】前記課題を解決するための第2の手段は、 [0009] The second means for solving the above problems,
前記第1の手段であって、前記窒化物メンブレンが、Si A first means, the nitride membrane, Si
単結晶ウェハ基板上に成膜され、成膜後、前記Si単結晶ウェハ基板の一部をエッチングにより除去することにより形成されたものであることを特徴とするもの(請求項2)である。 It is deposited on a single crystal wafer substrate, which is performed after the formation, which is characterized in that a portion of the Si single crystal wafer substrate is one formed by removing by etching (claim 2).

【0010】本手段においては、窒化物メンブレンを形成するとき、Si単結晶ウェハ基板上に窒化物メンブレンを成膜し、その後、Si単結晶ウェハ基板の一部をエッチングにより除去する方法を採用している。 [0010] In this section, when forming a nitride membrane, thereby forming a nitride membrane on the Si single crystal wafer substrate, then, a part of the Si single crystal wafer substrate employs a method of removing by etching ing. よって、薄くて安定した窒化物メンブレンを形成することができると共に、残されたSi単結晶ウェハ基板を金属メンブレンの支持体として用いることができる。 Therefore, it is possible to form a thin stable nitride membrane, an Si single crystal wafer substrate left can be used as a support for the metal membrane.

【0011】前記課題を解決するための第3の手段は、 [0011] A third means for solving the above problems,
前記第1又は第2の手段である金属メンブレンの製造方法によって製造されたる金属メンブレンを有してなる金属フィルター(請求項3)である。 Is the first or second metal filter comprising a metal membrane upcoming manufactured by the manufacturing method of the metal membrane is a means (claim 3).

【0012】本手段にかかる金属フィルターは、ステンレス等のメッシュを有しないので、光学的に均一で腐食や特性変化を引き起こさない。 [0012] metal filter according to the present device, since does not have a mesh of stainless steel or the like, does not cause corrosion and characteristic change in optically uniform.

【0013】前記課題を解決するための第4の手段は、 [0013] A fourth means for solving the above problems,
前記第3の手段であって、前記金属メンブレンがAl、T A third means, wherein the metal membrane is Al, T
i、Zr又はこれらを主成分とする金属から構成されていることを特徴とするもの(請求項4)である。 i, is a thing which is characterized by being composed of a metal that Zr or those mainly (claim 4).

【0014】これらの金属は、真空紫外域から軟X線域に用いるのに好適である。 [0014] These metals are suitable for use in the soft X-ray region from the vacuum ultraviolet region.

【0015】 [0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を図を用いて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 図1は、本発明の実施の形態の1 Figure 1 is a first embodiment of the present invention
例である金属メンブレンの製造方法を示す図である。 Is a diagram showing a manufacturing method of a metal membrane is an example. まず、シリコン単結晶基板1の表裏面に、LP−CVD等により、支持体となる厚さ1μm程度のSiN膜2を成膜する(a)。 First, the front and back surfaces of the silicon single crystal substrate 1, by LP-CVD, etc., forming a SiN film 2 having a thickness of about 1μm as a support (a). 支持体としては、この他にSiN The support, SiN In addition xやBNなど機械的に強靭で、メンブレン上に一定厚の異なった材質の成膜が可能なものを使用することができる。 mechanically tough like x and BN, it is possible to use those capable of depositing a predetermined thickness of the different materials on the membrane. そして、その裏側に、レジスト3を塗布し、金属薄膜を形成する部分より広めの部分を残して、フォトリソグラフィープロセスにより除去する(b)。 Then, on the back side, a resist 3 is coated, leaving a portion of the spread from the part forming the metal thin film is removed by photolithography process (b). そして、残されたレジストをマスクとして、SF 6ガスによるドライエッチングによりSiN膜2を除去し、その後レジストを除去する(c)。 Then, as a mask the remaining resist, the SiN film 2 is removed by dry etching using SF 6 gas, and then removing the resist (c).

【0016】続いて、裏面からフッ素系活性種を用いたドライエッチングによりシリコン単結晶基板1を除去して、支持層となるSiNを製作する(d)。 [0016] Subsequently, by removing the silicon single crystal substrate 1 by dry etching using a fluorine-based active species from the back, to fabricate the SiN as the supporting layer (d). その後、Al、 After that, Al,
Ti、Zr等の金属4を、SiN膜2の表面側に蒸着、スパッタ等により成膜する(e)。 Ti, the metal 4 such as Zr, deposited on the surface side of the SiN film 2 is deposited by sputtering or the like (e). 最後に、裏面側から、SF Finally, from the back side, SF
6ガスによるドライエッチングによりSiN膜2を除去し、金属メンブレン4を完成させる(f)。 6 an SiN film 2 is removed by dry etching with a gas, to complete the metal membrane 4 (f). 使用するエッチングガスとしては、支持メンブレン材料をエッチングでき、且つ、金属系メンブレン層にはあまり損傷を与えない条件の採用できるRIE、RIBE、ICP−E、 As an etching gas used, the supporting membrane material can be etched, and, RIE which may be employed in conditions that do not have much damage to the metallic membrane layer, RIBE, ICP-E,
ラジカルビームエッチングなどが使用できる。 Such radical beam etching can be used. 支持メンブレンがSiN xの場合、エッチングガスはCF 4 、CHF If the supporting membrane of SiN x, etching gas CF 4, CHF
3 、SF 6などF系ガスを主成分としたガス組成を用いるのが望ましい。 3, SF 6, etc. to use the gas composition mainly composed of F-based gas preferably.

【0017】(f)に示されるような構造の金属メンブレンは、Si単結晶1によって支持されているので、引っ張り応力をかけることができ、金属メンブレンを平坦とすることができるので、金属フィルターとして用いるのに特に有効である。 The metal membrane structure as shown in (f), since it is supported by the Si single crystal 1, it is possible to apply a tensile stress, since the metal membrane can be flat, as metal filter it is particularly effective for use.

【0018】 [0018]

【実施例】(実施例1)蒸着プロセスを利用して、本発明の実施例であるAlメンブレンを製作した。 EXAMPLES (Example 1) using a deposition process to fabricate an Al membrane is an embodiment of the present invention. まず、Siウェハ基板両面にLP−CVD法によって弱い引っ張り応力を有する厚さ0.1μmのシリコン窒化膜を成膜し、片面(裏面)のシリコン窒化膜の一部にフォトリソグラフィープロセス及びCF 4 +O 2ガスプラズマによって5mm角の窓を開けた後、約90℃の1N(規定)−KOH溶液によって基板中央部の開口部を形成する部分のみをエッチングすることにより、図1(d)に示すような支持層となるシリコン窒化物メンブレンを製作した。 First, Si wafer substrate both sides a silicon nitride film having a thickness of 0.1μm with a weak tensile stress by the LP-CVD method, single-sided photolithography process and CF 4 + O 2 to a portion of the silicon nitride film (back surface) after opening the window of 5mm square by gas plasma, by etching only the portion forming the opening of the central portion of the substrate by 1N (defined) -KOH solution at about 90 ° C., as shown in FIG. 1 (d) It was manufactured silicon nitride membrane comprising a support layer.

【0019】次に基板の表面方向からシリコン窒化物メンブレン上に、AlをEB蒸着装置を用いた真空蒸着法により0.1μm成膜した後、平行平板型RIE装置によって基板裏面方向からSF 6ガス20sccm、圧力25mTorr、電力密度0.16W/cm 2 、時間5分の条件で、図1(f)に示すような支持体のないAlメンブレンを製作した。 [0019] Then on the silicon nitride membrane from the surface direction of the substrate, after 0.1μm deposited by a vacuum deposition method was used to EB evaporation device Al, SF 6 from the rear surface direction by a parallel plate RIE apparatus Gas 20sccm , pressure 25 mTorr, the power density of 0.16 W / cm 2, under conditions of time of 5 minutes was fabricated Al membrane without support as shown in FIG. 1 (f). シリコン窒化物層を選択除去する際のエッチングガスは、Alメンブレンを痛めないように、かつ、エッチングが行われるようにする必要があるため、圧力10〜100mTorrとし、電力密度は0.02〜0.1W/cm 2とすることが好ましい。 Etching gas in selecting removing the silicon nitride layer, since to not damage the Al membrane, and it is necessary to etch is performed, the pressure 10~100MTorr, power density 0.02~0.1W / it is preferable that the cm 2.

【0020】(実施例2)スパッタ法により本発明の実施例であるTiメンブレンを製作した。 [0020] were fabricated Ti membrane is an embodiment of the present invention (Example 2) sputtering method. まず、Siウェハ基板両面にLP−CVD法によって弱い引っ張り応力を有する厚さ0.1μmのシリコン窒化膜を成膜し、片面(裏面)のシリコン窒化膜の一部にフォトリソグラフィープロセス及びCF 4 +O 2ガスプラズマによって5mm角の窓を開けた後、約90℃の1N(規定)−KOH溶液によって基板中央部の開口部を形成する部分のみをエッチングすることにより、図1(d)に示すような支持層となるシリコン窒化物メンブレンを製作した。 First, Si is a silicon nitride film having a thickness of 0.1μm with a weak tensile stress in the wafer substrate both surfaces by the LP-CVD method, a photolithography process and CF 4 + O on a part of the silicon nitride film of a single-sided (back surface) after opening the window of 5mm square by 2 gas plasma, by etching only the portion forming the opening of the central portion of the substrate by 1N (defined) -KOH solution at about 90 ° C., as shown in FIG. 1 (d) It was manufactured silicon nitride membrane comprising a Do support layer.

【0021】次に基板の表面方向からシリコン窒化物メンブレン上にTiをスパッタ法により0.1μm成膜した後、 [0021] Then after 0.1μm deposited by sputtering Ti onto the silicon nitride membrane from the surface direction of the substrate,
平行平板型RIE装置によって基板裏面方向からCHF CHF from the substrate rear surface direction by a parallel plate RIE apparatus
3 +O 2ガス20sccm,圧力30mTorr、電力密度0.16W/cm 2 3 + O 2 gas 20 sccm, pressure 30 mTorr, the power density of 0.16 W / cm 2,
時間3分の条件でシリコン窒化物層を選択除去し、図1 The silicon nitride layer is selectively removed under conditions of time of 3 minutes, 1
(f)に示すような支持体のないTiメンブレンを製作した。 It was manufactured Ti membrane without support as shown in (f). シリコン窒化物層を選択除去する際のエッチングガスは、Tiメンブレンを痛めないように、かつ、エッチングが行われるようにする必要があるため、圧力10〜100m Since the silicon nitride layer etching gas for choosing removed, that to not damage the Ti membrane, and it is necessary to etch is performed, the pressure 10~100m
Torrとし、電力密度は0.02〜0.1W/cm 2とすることが好ましい。 And Torr, the power density is preferably set to 0.02~0.1W / cm 2.

【0022】(実施例3)実施例1で得られたAlメンブレンを、図2に示すような、SOR(シンクロトロン放射光)光源から発生する放射光のバンドパスフィルターとして使用した。 [0022] The Al membrane obtained in Example 3 Example 1, as shown in FIG. 2, was used as a band-pass filter of the radiation generated by the SOR (synchrotron radiation) light source. 真空紫外域からX線領域の物性評価、 Evaluation of the physical properties of the X-ray region from the vacuum ultraviolet region,
光デバイス評価や光反応プロセスにおいては特定波長のみを試料に照射する必要があるが、この波長領域で高輝度を有するSOR光源を使う場合、光源のスペクトルが赤外域からX線領域まで含有するため、波長選択性を持ったフィルターを試料の前に配置し、特定波長のみを試料上へ到達させる必要が生じる。 It is necessary to irradiate only a specific wavelength to the sample in the optical device evaluation and photoreaction process, when using a SOR light source having a high brightness in this wavelength region, since the spectrum of the light source contains the infrared region to the X-ray region , a filter having a wavelength selectivity placed before the sample is necessary to reach only a specific wavelength onto the sample occurs.

【0023】実施例1で得られた厚さ0.1μmのAlメンブレンは軟X線領域では図3のような分光透過特性を持ち、図2に示すようにSOR光源と試料の間に配置することによって、25〜100eVの透過帯域を有するバンドパスフィルターとして使用することができた。 [0023] It is Al membrane thickness 0.1μm obtained in Example 1 in the soft X-ray region having a spectral transmittance characteristic as shown in FIG. 3, is disposed between the SOR source and the sample as shown in FIG. 2 by, it could be used as a band-pass filter having a transmission band of 25~100EV. この場合ビームライン、メンブレンフィルター、試料は高真空中に配置された。 In this case the beam line, membrane filter, the sample was placed in a high vacuum.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の実施の形態の1例である金属メンブレンの製造方法を示す図である。 1 is a diagram showing a manufacturing method of a metal membrane is one example of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明に係るAlメンブレンを、SOR光源のバンドパスフィルターとして用いた場合の配置を示す図である。 The Al membrane according to [2] the present invention, showing the arrangement when used as a band-pass filter SOR light source.

【図3】本発明に係るAlメンブレンを、フィルターとして用いた場合の分光透過率を示す図である。 The Al membrane according to [3] the present invention, showing the spectral transmittance in the case of using as a filter.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…シリコン単結晶 2…SiN膜 3…レジスト 4…金属メンブレン 1 ... silicon single crystal 2 ... SiN film 3 ... resist 4 ... metal membrane

Claims (4)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 窒化物メンブレンを金属層形成時の支持層として使用し、その後、当該窒化物メンブレンの一部をドライエッチングによって除去する工程を有することを特徴とする金属メンブレンの製造方法。 1. A nitride membrane was used as a support layer during the metal layer formed, then, the production method of the metal membrane is characterized by having a step of removing a portion of the nitride membrane by dry etching.
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の金属メンブレンの製造方法であって、前記窒化物メンブレンが、Si単結晶ウェハ基板上に成膜され、成膜後、前記Si単結晶ウェハ基板の一部をエッチングにより除去することにより形成されたものであることを特徴とする金属メンブレンの製造方法。 2. A method for producing a metal membrane of claim 1, wherein the nitride membrane, is deposited on the Si single crystal wafer substrate, after deposition, a portion of the Si single crystal wafer substrate method for producing a metal membrane, characterized in that the one in which is formed is removed by etching.
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の金属メンブレンの製造方法によって製造されたる金属メンブレンを有してなる金属フィルター。 3. A process according to claim 1 or a metal filter including the metal membrane upcoming manufactured by the manufacturing method of the metal membrane of claim 2.
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の金属フィルターであって、前記金属メンブレンがAl、Ti、Zr又はこれらを主成分とする金属から構成されていることを特徴とする金属フィルター。 4. A metal filter according to claim 3, metal filter, characterized in that the metal membrane is made of a metal mainly composed Al, Ti, Zr, or these.
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