JP2008261650A - Soft x-ray filter and its manufacturing method - Google Patents

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雅俊 畑山
Hisataka Takenaka
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress decrease in intensity and reduction of transmittance of a soft X-ray filter with preventing oxidation of a metal thin film used for the filter to extract a soft X-ray. <P>SOLUTION: This filter comprises: a frame-shaped supporting board 101 having an opening part 101a made of single crystal silicon; a frame-shaped thin film (supporting thin film) 102 formed on the main surface side of the supporting board 101, having an opening part 102a; a lower oxidation prevention layer 103 formed on the thin film 102; a filter layer 104 formed on the lower oxidation prevention layer 103; and an upper oxidation prevention layer 105 formed to cover the upper face of the filter layer 104. The filter layer 104 is constituted with the metal thin film transmitting soft X-ray. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、波長200nm以下の真空紫外から軟X線領域の光を対象とした軟X線フィルタ及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a soft X-ray filter that targets light in the vacuum ultraviolet to soft X-ray region with a wavelength of 200 nm or less, and a method for manufacturing the same.

波長が200nm以下の真空紫外から軟X線領域の光は、シンクロトロン放射光やレーザープラズマX線源、あるいはレーザーの高次高調波発生などの高輝度な光源の出現により、産業上への応用が大いに期待されている。これらの光源から得られる光は、広帯域なスペクトルを持つが、多くの応用においては、光源から得られる光の中の特定の波長領域が用いられており、特定の波長領域を取り出すためにフィルタが用いられている。   Light from the vacuum ultraviolet to the soft X-ray region with a wavelength of 200 nm or less is applied to the industry due to the emergence of high-intensity light sources such as synchrotron radiation, laser plasma X-ray sources, or higher harmonic generation of lasers. Is highly expected. The light obtained from these light sources has a broad spectrum, but in many applications, a specific wavelength region in the light obtained from the light source is used, and a filter is used to extract the specific wavelength region. It is used.

例えば特定の波長領域として軟X線を用いる場合、軟X線フィルタが用いられている。軟X線フィルタは、上記光源から得られる広帯域光より、必要とする軟X線領域の光と真空紫外から可視領域の光とを分離するものである。軟X線領域の光学素子の破損などにつながる可視光や、回折格子分光器などの高次光として影響を与える真空紫外線を分離するため、軟X線光学の分野において広い利用分野を持つものである。   For example, when soft X-rays are used as a specific wavelength region, soft X-ray filters are used. The soft X-ray filter separates the required soft X-ray region light and vacuum ultraviolet light from the visible region from the broadband light obtained from the light source. In order to separate visible light that causes damage to optical elements in the soft X-ray region and vacuum ultraviolet rays that affect high-order light such as a diffraction grating spectrometer, it has a wide field of application in the field of soft X-ray optics.

このようなフィルタとしては、従来より特定の波長領域を透過させる金属薄膜が用いられている(特許文献1参照)。フィルタを用いる方法は簡便ではあるが、軟X線領域の光は吸収が非常に大きいため、金属薄膜の膜厚は100nm程度に極めて薄くする必要がある。このような金属薄膜からなるフィルタの作製方法としては、下地としての金属塩の結晶の上に金属薄膜を形成した後、下地の金属塩を水に溶解させて除去し、金属薄膜を支持体によりすくい取る方法がある。また、窒化珪素からなるメンブレンの上に金属薄膜を形成し、この後、メンブレンをドライエッチングにより除去する方法がある。   Conventionally, a metal thin film that transmits a specific wavelength region is used as such a filter (see Patent Document 1). Although a method using a filter is simple, since light in the soft X-ray region is very absorbed, it is necessary to make the thickness of the metal thin film as extremely thin as about 100 nm. As a method for producing a filter composed of such a metal thin film, a metal thin film is formed on a metal salt crystal as a base, and then the base metal salt is dissolved in water and removed. There is a way to scoop. There is also a method in which a metal thin film is formed on a membrane made of silicon nitride, and then the membrane is removed by dry etching.

特開2002−168998号公報JP 2002-168998 A

しかしながら、上述したようにフィルタを作製している過程及び作製の後に、形成した金属薄膜の表面が酸化し、これにより金属薄膜からなるフィルタの強度が著しく低下する。また、軟X線の透過率が減少するという問題があった。   However, as described above, after the process of manufacturing the filter and after the manufacturing, the surface of the formed metal thin film is oxidized, thereby significantly reducing the strength of the filter made of the metal thin film. There is also a problem that the transmittance of soft X-rays is reduced.

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、軟X線を取り出すフィルタとして用いる金属薄膜の酸化を防止することで、軟X線フィルタの強度の低下及び透過率の減少が抑制できるようにすることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. By preventing oxidation of a metal thin film used as a filter for extracting soft X-rays, the strength of the soft X-ray filter is reduced and the transmittance is reduced. The purpose is to be able to suppress the decrease of

本発明に係る軟X線フィルタは、開口部を備える支持構造体の上に形成された軟X線を透過する金属の薄膜からなるフィルタ層と、フィルタ層の支持構造体側の下面に接して形成された下層酸化防止層と、フィルタ層の上面に接して形成された上層酸化防止層とを少なくとも備えるものである。従って、フィルタ層は、下層酸化防止層及び上層酸化防止層により封止された状態となる。なお、支持構造体は、開口部を備えた支持基板と、支持基板の上に形成されて開口部を備えた支持薄膜とから構成されていればよい。   The soft X-ray filter according to the present invention is formed in contact with a filter layer made of a metal thin film that transmits soft X-rays formed on a support structure including an opening, and a lower surface of the filter layer on the support structure side. And a lower antioxidant layer formed in contact with the upper surface of the filter layer. Accordingly, the filter layer is sealed with the lower antioxidant layer and the upper antioxidant layer. In addition, the support structure should just be comprised from the support substrate provided with the opening part, and the support thin film provided on the support substrate and provided with the opening part.

上記金属は、アルミニウム,ジルコニウム,スズ,マグネシウム,チタン,ゲルマニウム,タンタル,レニウム,スカンジウム,クロム,及びイットリウムの中より選択されたものであればよい。また、下層酸化防止層及び上層酸化防止層は、珪素,炭素,ホウ素,及びこれらの窒化物,炭化物,フッ化物,及び金,白金,ルテニウムの中より選択されたものであればよい。また、下層酸化防止層及び上層酸化防止層は、金属の窒化物,炭化物,及びフッ化物の中より選択されたものであればよい。   The metal may be selected from aluminum, zirconium, tin, magnesium, titanium, germanium, tantalum, rhenium, scandium, chromium, and yttrium. The lower antioxidant layer and the upper antioxidant layer may be selected from silicon, carbon, boron, and nitrides, carbides, fluorides thereof, gold, platinum, and ruthenium. In addition, the lower antioxidant layer and the upper antioxidant layer may be selected from metal nitrides, carbides, and fluorides.

また、本発明に係る軟X線フィルタの製造方法は、支持基板の主表面上に支持薄膜が形成された状態とする第1工程と、支持基板の裏面から支持基板を貫通する開口部が形成された状態とする第2工程と、支持薄膜の上に下層酸化防止層が形成された状態とする第3工程と、軟X線を透過する金属の薄膜からなるフィルタ層が、下層酸化防止層の上に接して形成された状態とする第4工程と、フィルタ層の上に接して上層酸化防止層が形成された状態とする第5工程と、支持薄膜を選択的に除去して支持薄膜を貫通して下層酸化防止層が露出する開口部が形成された状態とする第6工程とを少なくとも備える。   Moreover, the manufacturing method of the soft X-ray filter according to the present invention includes a first step in which a support thin film is formed on the main surface of the support substrate, and an opening that penetrates the support substrate from the back surface of the support substrate. A second step of forming a lower layer, a third step of forming a lower layer anti-oxidation layer on the support thin film, and a filter layer made of a thin metal film that transmits soft X-rays. A fourth step in which the upper antioxidation layer is formed in contact with the filter layer, and a support thin film by selectively removing the support thin film. And a sixth step of forming an opening through which the lower antioxidant layer is exposed.

以上説明したように、本発明によれば、軟X線を透過する金属の薄膜からなるフィルタ層と、フィルタ層の下面に接して形成された下層酸化防止層と、フィルタ層の上面に接して形成された上層酸化防止層とを備えるようにしたので、フィルタ層が、下層酸化防止層及び上層酸化防止層により封止された状態となり、フィルタ層の酸化が防止されるようになり、軟X線フィルタの強度の低下及び透過率の減少が抑制できるという優れた効果が得られる。   As described above, according to the present invention, the filter layer made of a metal thin film that transmits soft X-rays, the lower antioxidant layer formed in contact with the lower surface of the filter layer, and the upper surface of the filter layer are in contact with each other. Since the upper anti-oxidation layer is formed, the filter layer is sealed by the lower anti-oxidation layer and the upper anti-oxidation layer, so that the filter layer is prevented from being oxidized, and the soft X The excellent effect that the fall of the intensity | strength of a line filter and the reduction | decrease of the transmittance | permeability can be suppressed is acquired.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態における軟X線フィルタの構成を概略的に示す断面図である。この軟X線フィルタは、例えば単結晶シリコンからなり開口部101aを備える枠状の支持基板101と、支持基板101の主表面側に形成されて開口部102aを備えた枠形状の薄膜(支持薄膜)102と、薄膜102の上に形成された下層酸化防止層103と、下層酸化防止層103の上に形成されたフィルタ層104と、フィルタ層104の上面を覆うように形成された上層酸化防止層105とを備えている。フィルタ層104は、軟X線を透過する金属の薄膜から構成されたものである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a soft X-ray filter in an embodiment of the present invention. This soft X-ray filter includes, for example, a frame-shaped support substrate 101 made of single crystal silicon and having an opening 101a, and a frame-shaped thin film (support thin film) formed on the main surface side of the support substrate 101 and having an opening 102a. ) 102, the lower antioxidant layer 103 formed on the thin film 102, the filter layer 104 formed on the lower antioxidant layer 103, and the upper antioxidant layer formed so as to cover the upper surface of the filter layer 104 Layer 105. The filter layer 104 is composed of a metal thin film that transmits soft X-rays.

この構成例では、支持基板101と薄膜102とからなる開口部を備えた枠状の支持構造体に、下層酸化防止層103,フィルタ層104,及び上層酸化防止層105からなる積層膜が張設された状態となっている。また、フィルタ層104は、下層酸化防止層103及び上層酸化防止層105により封止された状態となっている。なお、上記積層膜は、支持構造他の開口部に架設されていればよく張設されている必要はない。   In this configuration example, a laminated film composed of a lower antioxidant layer 103, a filter layer 104, and an upper antioxidant layer 105 is stretched on a frame-like support structure having an opening made of a support substrate 101 and a thin film 102. It is in a state that has been. Further, the filter layer 104 is sealed with the lower antioxidant layer 103 and the upper antioxidant layer 105. The laminated film does not need to be stretched as long as it is installed in the opening of the support structure or the like.

次に、上記構成とした本発明の軟X線フィルタについて、実施例を用いてより詳細に説明する。   Next, the soft X-ray filter of the present invention configured as described above will be described in more detail using examples.

[実施例1]
はじめに、実施例1の軟X線フィルタについて説明する。本実施例1の軟X線フィルタは、薄膜102を窒化珪素(SiNx)から構成し、下層酸化防止層103及び上層酸化防止層105を炭化珪素(SiC)から構成し、フィルタ層104をアルミニウム(Al)から構成したものである。
[Example 1]
First, the soft X-ray filter of Example 1 will be described. In the soft X-ray filter of Example 1, the thin film 102 is made of silicon nitride (SiN x ), the lower antioxidant layer 103 and the upper antioxidant layer 105 are made of silicon carbide (SiC), and the filter layer 104 is made of aluminum. (Al).

以下、本実施例1の軟X線フィルタの製造方法について、図2(a)〜図2(e)及び図3(f),図3(g)の工程図を用いて説明する。まず、主表面を(100)面とした単結晶シリコンからなる支持基板101を用意し、支持基板101の主表面及び裏面に、よく知られたCVD(Chemical Vapor Deposition)法により窒化珪素を堆積する。このことにより、図2(a)に示すように、支持基板101の主表面及び裏面に、膜厚200nm程度の薄膜(支持薄膜)102及び薄膜112が形成された状態とする。   Hereinafter, the manufacturing method of the soft X-ray filter of the present Example 1 is demonstrated using process drawing of FIG. 2 (a)-FIG.2 (e), FIG.3 (f), and FIG.3 (g). First, a support substrate 101 made of single crystal silicon having a main surface of (100) is prepared, and silicon nitride is deposited on the main surface and back surface of the support substrate 101 by a well-known CVD (Chemical Vapor Deposition) method. . As a result, as shown in FIG. 2A, a thin film (supporting thin film) 102 and a thin film 112 having a thickness of about 200 nm are formed on the main surface and the back surface of the supporting substrate 101.

次に、図2(b)に示すように、裏面側の薄膜112の上に、紫外線に感光するポジ型のフォトレジスト膜201が形成された状態とする。次に、よく知られた露光・現像によりフォトレジスト膜201をパターニングし、図2(c)に示すように、中央部に1辺10mmの平面視正方形の開口部202aを備えるレジストパターン202が形成された状態とする。次に、C26ガスを用いた反応性イオンエッチングにより、レジストパターン202をマスクとして選択的に薄膜112を除去し、図2(d)に示すように、薄膜112に、支持基板101の裏面が露出する開口部112aが形成された状態とする。なお、紫外線を用いたフォトリソグラフィに限らず、電子線を用いたリソグラフィによりレジストパターンを形成しても良い。 Next, as shown in FIG. 2B, a positive type photoresist film 201 that is sensitive to ultraviolet rays is formed on the thin film 112 on the back surface side. Next, the photoresist film 201 is patterned by well-known exposure / development, and as shown in FIG. 2C, a resist pattern 202 having a square-shaped opening 202a with a side of 10 mm is formed at the center. It is assumed that Next, the thin film 112 is selectively removed by reactive ion etching using C 2 F 6 gas using the resist pattern 202 as a mask, and the support substrate 101 is formed on the thin film 112 as shown in FIG. It is assumed that an opening 112a that exposes the back surface is formed. Note that the resist pattern may be formed not only by photolithography using ultraviolet rays but also by lithography using electron beams.

次に、レジストパターン202を灰化することで除去した後、水酸化カリウム(KOH)水溶液などのアルカリを用いたウエットエッチングにより、薄膜112をマスクとして支持基板101を選択的に除去し、図2(e)に示すように、支持基板101の中央部に開口部101aが形成された状態とする。開口部101aは支持基板101を貫通した状態に形成する。このウエットエッチングでは、単結晶シリコンの(111)面がほとんどエッチングされないので、支持基板101の平面方向にはほとんどエッチングが進行せず、支持基板101の平面に対して約54°の角度の側面を備えた状態で開口部101aが形成される。   Next, after removing the resist pattern 202 by ashing, the supporting substrate 101 is selectively removed using the thin film 112 as a mask by wet etching using an alkali such as a potassium hydroxide (KOH) aqueous solution. As shown in (e), an opening 101 a is formed in the center of the support substrate 101. The opening 101a is formed so as to penetrate the support substrate 101. In this wet etching, since the (111) plane of the single crystal silicon is hardly etched, the etching hardly proceeds in the plane direction of the support substrate 101, and the side surface having an angle of about 54 ° with respect to the plane of the support substrate 101 is formed. The opening 101a is formed in the provided state.

なお、上述では、支持基板101として主表面を(100)面とした単結晶シリコンを用いるようにしたが、これに限るものではない。例えば、主表面を(110)面とした単結晶シリコンを用いるようにしても良い。この場合、水酸化カリウム水溶液によるウエットエッチングにより、支持基板101の平面に対してほぼ垂直な側面を備えた状態で開口部が形成できる。   In the above description, single crystal silicon having a main surface of (100) as the support substrate 101 is used. However, the present invention is not limited to this. For example, single crystal silicon whose main surface is the (110) plane may be used. In this case, the opening can be formed with a side surface substantially perpendicular to the plane of the support substrate 101 by wet etching with an aqueous potassium hydroxide solution.

次に、支持基板101の主表面側に形成した薄膜102の上に、図3(f)に示すように、炭化珪素からなる膜厚2nm程度の下層酸化防止層103が形成され、この上にアルミニウムからなる膜厚100nm程度のフィルタ層104が形成され、この上に炭化珪素からなる膜厚2nm程度の上層酸化防止層105が形成された状態とする。下層酸化防止層103及び上層酸化防止層105は、例えば、マグネトロンスパッタ法により炭化珪素を堆積することで形成すればよい。また、フィルタ層104も、マグネトロンスパッタ法により、アルミニウムを堆積することで形成すればよい。枠状に形成された基板101の開口部101aに架設された薄膜102は、例えば、開口部101aに張設されてメンブレンとして機能し、開口部101aの領域の薄膜102の上にも、上述した各層が形成可能である。   Next, on the thin film 102 formed on the main surface side of the support substrate 101, as shown in FIG. 3F, a lower antioxidant layer 103 made of silicon carbide and having a thickness of about 2 nm is formed. A filter layer 104 made of aluminum and having a thickness of about 100 nm is formed, and an upper antioxidant layer 105 made of silicon carbide and having a thickness of about 2 nm is formed thereon. The lower antioxidant layer 103 and the upper antioxidant layer 105 may be formed, for example, by depositing silicon carbide by magnetron sputtering. The filter layer 104 may also be formed by depositing aluminum by magnetron sputtering. The thin film 102 installed in the opening 101a of the substrate 101 formed in a frame shape is, for example, stretched over the opening 101a to function as a membrane, and is also described above on the thin film 102 in the region of the opening 101a. Each layer can be formed.

次に、支持基板101の裏面側より、C26ガスを用いた反応性イオンエッチングにより、支持基板101をマスクとして選択的に薄膜102を除去する。薄膜102に窒化珪素を用いているので、炭化珪素からなる下層酸化防止層103に対して選択比を備えた状態で薄膜102のエッチングが可能であり、下層酸化防止層103に対して損傷を与えることがなく、フィルタ層104の露出を招くことがない。この選択的なエッチングにより、図3(g)に示すように、薄膜102に開口部102aが形成された状態とする。なお、開口部102aの形成により薄膜112も除去される。開口部102aが形成されたことにより、支持基板101の裏面側に、下層酸化防止層103の一部が露出した状態となる。この状態においても、下層酸化防止層103,フィルタ層104,及び上層酸化防止層105が、薄膜102の開口部102aに架設された状態となっている。以上のことにより、実施例1における軟X線フィルタが得られる。 Next, the thin film 102 is selectively removed from the back side of the support substrate 101 by reactive ion etching using C 2 F 6 gas using the support substrate 101 as a mask. Since silicon nitride is used for the thin film 102, the thin film 102 can be etched with a selection ratio with respect to the lower antioxidant layer 103 made of silicon carbide, and the lower antioxidant layer 103 is damaged. In other words, the filter layer 104 is not exposed. By this selective etching, an opening 102a is formed in the thin film 102 as shown in FIG. Note that the thin film 112 is also removed by forming the opening 102a. By forming the opening 102 a, a part of the lower antioxidant layer 103 is exposed on the back side of the support substrate 101. Even in this state, the lower antioxidant layer 103, the filter layer 104, and the upper antioxidant layer 105 are laid over the opening 102 a of the thin film 102. By the above, the soft X-ray filter in Example 1 is obtained.

上述した実施例1の軟X線フィルタは、シンクロトロン放射光から発生する広帯域な放射光より波長25〜40nmの軟X線を透過させるフィルタとして機能し、図4に実線で示すような透過特性が得られる。上述した製造において、下層酸化防止層103及び上層酸化防止層105を形成せず、他は同一条件で作製した軟X線フィルタ(点線)に比較し、波長25〜40nmにおいて2倍を超える透過率が得られている。   The soft X-ray filter of Example 1 described above functions as a filter that transmits soft X-rays having a wavelength of 25 to 40 nm from broadband radiation generated from synchrotron radiation, and has transmission characteristics as indicated by a solid line in FIG. Is obtained. In the production described above, the lower antioxidant layer 103 and the upper antioxidant layer 105 are not formed, and the transmittance is more than doubled at a wavelength of 25 to 40 nm compared to a soft X-ray filter (dotted line) manufactured under the same conditions. Is obtained.

[実施例2]
次に、実施例2について説明する。本実施例2の軟X線フィルタは、薄膜102を窒化珪素から構成し、下層酸化防止層103及び上層酸化防止層105をフッ化マグネシウム(MgF2)から構成し、フィルタ層104をスズ(Sn)から構成したものである。
[Example 2]
Next, Example 2 will be described. In the soft X-ray filter of Example 2, the thin film 102 is made of silicon nitride, the lower antioxidant layer 103 and the upper antioxidant layer 105 are made of magnesium fluoride (MgF 2 ), and the filter layer 104 is tin (Sn). ).

以下、本実施例2の軟X線フィルタの製造方法について説明する。以下の説明においても、図2(a)〜図2(e)及び図3(f),図3(g)の工程図を用いる。まず、主表面を(100)面とした単結晶シリコンからなる支持基板101を用意し、支持基板101の主表面及び裏面に、よく知られたCVD法により窒化珪素を堆積する。このことにより、図2(a)に示すように、支持基板101の主表面及び裏面に、膜厚200nm程度の薄膜102及び薄膜112が形成された状態とする。   Hereinafter, a method for manufacturing the soft X-ray filter of the second embodiment will be described. In the following description, the process diagrams of FIGS. 2A to 2E, 3F, and 3G are also used. First, a support substrate 101 made of single crystal silicon having a main surface of (100) is prepared, and silicon nitride is deposited on the main surface and back surface of the support substrate 101 by a well-known CVD method. As a result, as shown in FIG. 2A, the thin film 102 and the thin film 112 having a thickness of about 200 nm are formed on the main surface and the back surface of the support substrate 101.

次に、図2(b)に示すように、裏面側の薄膜112の上に、紫外線に感光するポジ型のフォトレジスト膜201が形成された状態とする。次に、よく知られた露光・現像によりフォトレジスト膜201をパターニングし、図2(c)に示すように、中央部に1辺10mmの平面視正方形の開口部202aを備えるレジストパターン202が形成された状態とする。次に、C26ガスを用いた反応性イオンエッチングにより、レジストパターン202をマスクとして選択的に薄膜112を除去し、図2(d)に示すように、薄膜112に、支持基板101の裏面が露出する開口部112aが形成された状態とする。 Next, as shown in FIG. 2B, a positive type photoresist film 201 that is sensitive to ultraviolet rays is formed on the thin film 112 on the back surface side. Next, the photoresist film 201 is patterned by well-known exposure / development, and as shown in FIG. 2C, a resist pattern 202 having a square-shaped opening 202a with a side of 10 mm is formed at the center. It is assumed that Next, the thin film 112 is selectively removed by reactive ion etching using C 2 F 6 gas using the resist pattern 202 as a mask, and the support substrate 101 is formed on the thin film 112 as shown in FIG. It is assumed that an opening 112a that exposes the back surface is formed.

次に、レジストパターン202を灰化することで除去した後、水酸化カリウム(KOH)水溶液を用いたウエットエッチングにより、薄膜112をマスクとして支持基板101を選択的に除去し、図2(e)に示すように、支持基板101の中央部に開口部101aが形成された状態とする。以上は、前述した実施例1と同様である。   Next, after removing the resist pattern 202 by ashing, the supporting substrate 101 is selectively removed using the thin film 112 as a mask by wet etching using an aqueous potassium hydroxide (KOH) solution, and FIG. As shown in FIG. 4, an opening 101a is formed at the center of the support substrate 101. The above is the same as that of the first embodiment.

次に、支持基板101の主表面側に形成した薄膜102の上に、図3(f)に示すように、フッ化マグネシウムからなる膜厚2nm程度の下層酸化防止層103が形成され、この上にスズからなる膜厚50nm程度のフィルタ層104が形成され、この上にフッ化マグネシウムからなる膜厚2nm程度の上層酸化防止層105が形成された状態とする。下層酸化防止層103及び上層酸化防止層105は、例えば、マグネトロンスパッタ法によりフッ化マグネシウムを堆積することで形成すればよい。また、フィルタ層104も、マグネトロンスパッタ法により、スズを堆積することで形成すればよい。枠状に形成された基板101の開口部101aに架設された薄膜102は、開口部101aに張設されてメンブレンとして機能し、開口部101aの領域の薄膜102の上にも、上述した各層が形成可能である。   Next, on the thin film 102 formed on the main surface side of the support substrate 101, as shown in FIG. 3F, a lower antioxidant layer 103 made of magnesium fluoride and having a thickness of about 2 nm is formed. Then, a filter layer 104 made of tin with a thickness of about 50 nm is formed, and an upper antioxidant layer 105 made of magnesium fluoride with a thickness of about 2 nm is formed thereon. The lower antioxidant layer 103 and the upper antioxidant layer 105 may be formed by depositing magnesium fluoride by a magnetron sputtering method, for example. The filter layer 104 may also be formed by depositing tin by magnetron sputtering. The thin film 102 laid over the opening 101a of the substrate 101 formed in a frame shape is stretched over the opening 101a and functions as a membrane. The above-described layers are also formed on the thin film 102 in the region of the opening 101a. It can be formed.

次に、支持基板101の裏面側より、C26ガスを用いた反応性イオンエッチングにより、支持基板101をマスクとして選択的に薄膜102を除去する。薄膜102に窒化珪素を用いているので、フッ化マグネシウムからなる下層酸化防止層103に対して選択比を備えた状態で薄膜102のエッチングが可能であり、下層酸化防止層103に対して損傷を与えることがなく、フィルタ層104の露出を招くことがない。この選択的なエッチングにより、図3(g)に示すように、薄膜102に開口部102aが形成された状態とする。なお、開口部102aの形成により、薄膜112も除去される。開口部102aが形成されたことにより、支持基板101の裏面側に、下層酸化防止層103の一部が露出した状態となる。以上のことにより、実施例2における軟X線フィルタが得られる。 Next, the thin film 102 is selectively removed from the back side of the support substrate 101 by reactive ion etching using C 2 F 6 gas using the support substrate 101 as a mask. Since silicon nitride is used for the thin film 102, the thin film 102 can be etched with a selection ratio with respect to the lower antioxidant layer 103 made of magnesium fluoride, and the lower antioxidant layer 103 is damaged. The filter layer 104 is not exposed. By this selective etching, an opening 102a is formed in the thin film 102 as shown in FIG. Note that the thin film 112 is also removed by forming the opening 102a. By forming the opening 102 a, a part of the lower antioxidant layer 103 is exposed on the back side of the support substrate 101. The soft X-ray filter in Example 2 is obtained by the above.

[実施例3]
次に、実施例3について説明する。本実施例3の軟X線フィルタは、薄膜102をダイヤモンド様炭素から構成し、下層酸化防止層103及び上層酸化防止層105を窒化ジルコニウム(ZrN)から構成し、フィルタ層104をジルコニウム(Zr)から構成したものである。下層酸化防止層103及び上層酸化防止層105は、フィルタ層104を構成する金属の窒化物である。なお、ダイヤモンド様炭素(ダイヤモンドライクカーボン)は、例えば、ダイヤモンドの結合形式である炭素のsp3結合の割合が80%以上と高い割合となっている非晶質の物質である。
[Example 3]
Next, Example 3 will be described. In the soft X-ray filter of Example 3, the thin film 102 is made of diamond-like carbon, the lower antioxidant layer 103 and the upper antioxidant layer 105 are made of zirconium nitride (ZrN), and the filter layer 104 is zirconium (Zr). It consists of The lower antioxidant layer 103 and the upper antioxidant layer 105 are metal nitrides constituting the filter layer 104. Note that diamond-like carbon (diamond-like carbon) is an amorphous substance in which, for example, the ratio of sp 3 bonds of carbon, which is a bond type of diamond, is as high as 80% or more.

以下、本実施例3の軟X線フィルタの製造方法について説明する。以下の説明においても、図2(a)〜図2(e)及び図3(f),図3(g)の工程図を用いる。まず、主表面を(100)面とした単結晶シリコンからなる支持基板101を用意し、支持基板101の主表面及び裏面に、よく知られたCVD法によりダイヤモンド様炭素を堆積する。このことにより、図2(a)に示すように、支持基板101の主表面及び裏面に、膜厚200nm程度の薄膜102及び薄膜112が形成された状態とする。   Hereinafter, a method for manufacturing the soft X-ray filter of the third embodiment will be described. In the following description, the process diagrams of FIGS. 2A to 2E, 3F, and 3G are also used. First, a support substrate 101 made of single crystal silicon having a main surface of (100) is prepared, and diamond-like carbon is deposited on the main surface and the back surface of the support substrate 101 by a well-known CVD method. As a result, as shown in FIG. 2A, the thin film 102 and the thin film 112 having a thickness of about 200 nm are formed on the main surface and the back surface of the support substrate 101.

次に、図2(b)に示すように、裏面側の薄膜112の上に、紫外線に感光するポジ型のフォトレジスト膜201が形成された状態とする。次に、よく知られた露光・現像によりフォトレジスト膜201をパターニングし、図2(c)に示すように、中央部に1辺10mmの平面視正方形の開口部202aを備えるレジストパターン202が形成された状態とする。次に、酸素(O2)ガスを用いた反応性イオンエッチングにより、レジストパターン202をマスクとして選択的に薄膜112を除去し、図2(d)に示すように、薄膜112に、支持基板101の裏面が露出する開口部112aが形成された状態とする。 Next, as shown in FIG. 2B, a positive type photoresist film 201 that is sensitive to ultraviolet rays is formed on the thin film 112 on the back surface side. Next, the photoresist film 201 is patterned by well-known exposure / development, and as shown in FIG. 2C, a resist pattern 202 having a square-shaped opening 202a with a side of 10 mm is formed at the center. It is assumed that Next, the thin film 112 is selectively removed by reactive ion etching using oxygen (O 2 ) gas using the resist pattern 202 as a mask, and the support substrate 101 is formed on the thin film 112 as shown in FIG. It is assumed that an opening 112a that exposes the back surface of the substrate is formed.

次に、レジストパターン202を灰化することで除去した後、水酸化カリウム(KOH)水溶液を用いたウエットエッチングにより、薄膜112をマスクとして支持基板101を選択的に除去し、図2(e)に示すように、支持基板101の中央部に開口部101aが形成された状態とする。   Next, after removing the resist pattern 202 by ashing, the supporting substrate 101 is selectively removed using the thin film 112 as a mask by wet etching using an aqueous potassium hydroxide (KOH) solution, and FIG. As shown in FIG. 4, an opening 101a is formed at the center of the support substrate 101.

次に、支持基板101の主表面側に形成した薄膜102の上に、図3(f)に示すように、窒化ジルコニウムからなる膜厚2nm程度の下層酸化防止層103が形成され、この上にジルコニウムからなる膜厚50nm程度のフィルタ層104が形成され、この上に窒化ジルコニウムからなる膜厚2nm程度の上層酸化防止層105が形成された状態とする。下層酸化防止層103及び上層酸化防止層105は、例えば、マグネトロンスパッタ法により窒化ジルコニウムを堆積することで形成すればよい。また、フィルタ層104も、マグネトロンスパッタ法により、ジルコニウムを堆積することで形成すればよい。薄膜102は、基板101の開口部101aに張設されてメンブレンとして機能し、開口部101aの領域の薄膜102の上にも、上述した各層が形成可能である。   Next, on the thin film 102 formed on the main surface side of the support substrate 101, as shown in FIG. 3F, a lower antioxidant layer 103 made of zirconium nitride and having a thickness of about 2 nm is formed. A filter layer 104 made of zirconium and having a thickness of about 50 nm is formed, and an upper antioxidant layer 105 made of zirconium nitride and having a thickness of about 2 nm is formed thereon. The lower antioxidant layer 103 and the upper antioxidant layer 105 may be formed, for example, by depositing zirconium nitride by magnetron sputtering. The filter layer 104 may also be formed by depositing zirconium by magnetron sputtering. The thin film 102 is stretched over the opening 101a of the substrate 101 to function as a membrane, and the above-described layers can be formed also on the thin film 102 in the region of the opening 101a.

次に、支持基板101の裏面側より、酸素ガスを用いた反応性イオンエッチングにより、支持基板101をマスクとして選択的に薄膜102を除去する。薄膜102にダイヤモンド様炭素を用いているので、窒化ジルコニウムからなる下層酸化防止層103に対して選択比を備えた状態で薄膜102のエッチングが可能であり、下層酸化防止層103に対して損傷を与えることがなく、フィルタ層104の露出を招くことがない。この選択的なエッチングにより、図3(g)に示すように、薄膜102に開口部102aが形成された状態とする。なお、開口部102aの形成により、薄膜112も除去される。開口部102aが形成されたことにより、支持基板101の裏面側に、下層酸化防止層103の一部が露出した状態となる。以上のことにより、実施例3における軟X線フィルタが得られる。   Next, the thin film 102 is selectively removed from the back surface side of the support substrate 101 by reactive ion etching using oxygen gas using the support substrate 101 as a mask. Since diamond-like carbon is used for the thin film 102, the thin film 102 can be etched with a selection ratio with respect to the lower antioxidant layer 103 made of zirconium nitride, and the lower antioxidant layer 103 is damaged. The filter layer 104 is not exposed. By this selective etching, an opening 102a is formed in the thin film 102 as shown in FIG. Note that the thin film 112 is also removed by forming the opening 102a. By forming the opening 102 a, a part of the lower antioxidant layer 103 is exposed on the back side of the support substrate 101. By the above, the soft X-ray filter in Example 3 is obtained.

[実施例4]
次に、実施例4について説明する。本実施例4の軟X線フィルタは、薄膜102を炭化珪素から構成し、下層酸化防止層103及び上層酸化防止層105をルテニウム(Ru)から構成し、フィルタ層104をチタン(Ti)から構成したものである。
[Example 4]
Next, Example 4 will be described. In the soft X-ray filter of Example 4, the thin film 102 is made of silicon carbide, the lower antioxidant layer 103 and the upper antioxidant layer 105 are made of ruthenium (Ru), and the filter layer 104 is made of titanium (Ti). It is what.

以下、本実施例4の軟X線フィルタの製造方法について説明する。以下の説明においても、図2(a)〜図2(e)及び図3(f),図3(g)の工程図を用いる。まず、主表面を(100)面とした単結晶シリコンからなる支持基板101を用意し、支持基板101の主表面及び裏面に、よく知られたCVD法により炭化珪素を堆積する。このことにより、図2(a)に示すように、支持基板101の主表面及び裏面に、膜厚200nm程度の薄膜102及び薄膜112が形成された状態とする。   Hereinafter, a method for manufacturing the soft X-ray filter of the fourth embodiment will be described. In the following description, the process diagrams of FIGS. 2A to 2E, 3F, and 3G are also used. First, a support substrate 101 made of single crystal silicon having a main surface of (100) is prepared, and silicon carbide is deposited on the main surface and back surface of the support substrate 101 by a well-known CVD method. As a result, as shown in FIG. 2A, the thin film 102 and the thin film 112 having a thickness of about 200 nm are formed on the main surface and the back surface of the support substrate 101.

次に、図2(b)に示すように、裏面側の薄膜112の上に、紫外線に感光するポジ型のフォトレジスト膜201が形成された状態とする。次に、よく知られた露光・現像によりフォトレジスト膜201をパターニングし、図2(c)に示すように、中央部に1辺10mmの平面視正方形の開口部202aを備えるレジストパターン202が形成された状態とする。次に、CF4ガスを用いた反応性イオンエッチングにより、レジストパターン202をマスクとして選択的に薄膜112を除去し、図2(d)に示すように、薄膜112に、支持基板101の裏面が露出する開口部112aが形成された状態とする。 Next, as shown in FIG. 2B, a positive type photoresist film 201 that is sensitive to ultraviolet rays is formed on the thin film 112 on the back surface side. Next, the photoresist film 201 is patterned by well-known exposure / development, and as shown in FIG. 2C, a resist pattern 202 having a square-shaped opening 202a with a side of 10 mm is formed at the center. It is assumed that Next, the thin film 112 is selectively removed by reactive ion etching using CF 4 gas using the resist pattern 202 as a mask, and the back surface of the support substrate 101 is formed on the thin film 112 as shown in FIG. It is assumed that the exposed opening 112a is formed.

次に、レジストパターン202を灰化することで除去した後、水酸化カリウム(KOH)水溶液を用いたウエットエッチングにより、薄膜112をマスクとして支持基板101を選択的に除去し、図2(e)に示すように、支持基板101の中央部に開口部101aが形成された状態とする。以上は、薄膜に炭化珪素を用い、C26の代わりにCF4を用いる以外は、前述した実施例1と同様である。 Next, after removing the resist pattern 202 by ashing, the supporting substrate 101 is selectively removed using the thin film 112 as a mask by wet etching using an aqueous potassium hydroxide (KOH) solution, and FIG. As shown in FIG. 4, an opening 101a is formed at the center of the support substrate 101. The above is the same as Example 1 described above except that silicon carbide is used for the thin film and CF 4 is used instead of C 2 F 6 .

次に、支持基板101の主表面側に形成した薄膜102の上に、図3(f)に示すように、ルテニウムからなる膜厚2nm程度の下層酸化防止層103が形成され、この上にチタンからなる膜厚100nm程度のフィルタ層104が形成され、この上にルテニウムからなる膜厚2nm程度の上層酸化防止層105が形成された状態とする。下層酸化防止層103及び上層酸化防止層105は、例えば、マグネトロンスパッタ法によりルテニウムを堆積することで形成すればよい。また、フィルタ層104も、マグネトロンスパッタ法により、チタンを堆積することで形成すればよい。薄膜102は、基板101の開口部101aに張設されてメンブレンとして機能し、開口部101aの領域の薄膜102の上にも、上述した各層が形成可能である。   Next, on the thin film 102 formed on the main surface side of the support substrate 101, as shown in FIG. 3F, a lower antioxidant layer 103 made of ruthenium and having a thickness of about 2 nm is formed. The filter layer 104 having a thickness of about 100 nm is formed, and the upper antioxidant layer 105 having a thickness of about 2 nm made of ruthenium is formed thereon. The lower antioxidant layer 103 and the upper antioxidant layer 105 may be formed by depositing ruthenium by a magnetron sputtering method, for example. The filter layer 104 may also be formed by depositing titanium by magnetron sputtering. The thin film 102 is stretched over the opening 101a of the substrate 101 to function as a membrane, and the above-described layers can be formed also on the thin film 102 in the region of the opening 101a.

次に、支持基板101の裏面側より、CF4ガスを用いた反応性イオンエッチングにより、支持基板101をマスクとして選択的に薄膜102を除去する。薄膜102に炭化珪素を用いているので、ルテニウムからなる下層酸化防止層103に対して選択比を備えた状態で薄膜102のエッチングが可能であり、下層酸化防止層103に対して損傷を与えることがなく、フィルタ層104の露出を招くことがない。この選択的なエッチングにより、図3(g)に示すように、薄膜102に開口部102aが形成された状態とする。なお、開口部102aの形成により、薄膜112も除去される。開口部102aが形成されたことにより、支持基板101の裏面側に、下層酸化防止層103の一部が露出した状態となる。以上のことにより、実施例4における軟X線フィルタが得られる。 Next, the thin film 102 is selectively removed from the back surface side of the support substrate 101 by reactive ion etching using CF 4 gas using the support substrate 101 as a mask. Since silicon carbide is used for the thin film 102, the thin film 102 can be etched with a selection ratio with respect to the lower antioxidant layer 103 made of ruthenium, and the lower antioxidant layer 103 is damaged. Therefore, the filter layer 104 is not exposed. By this selective etching, an opening 102a is formed in the thin film 102 as shown in FIG. Note that the thin film 112 is also removed by forming the opening 102a. By forming the opening 102 a, a part of the lower antioxidant layer 103 is exposed on the back side of the support substrate 101. By the above, the soft X-ray filter in Example 4 is obtained.

ところで、上述では、支持基板101の開口部101aに対応し、同じ広さに開口部102aを形成するようにしたが、これに限るものではない。例えば、図5に示すように、薄膜102に、開口部101aよりも狭い開口部502aを形成するようにしても良い。また、上述では、支持基板101及び薄膜102の全域に下層酸化防止層103,フィルタ層104,上層酸化防止層105を形成したが、これに限るものではい。例えば、図6に示すように、薄膜102の上の一部に、開口部102aよりも広い状態で、下層酸化防止層103,フィルタ層104,上層酸化防止層105が形成されていても良い。また、図7に示すように、薄膜102の上の一部に、開口部502aよりも広い状態で、下層酸化防止層103,フィルタ層104,上層酸化防止層105が形成されていても良い。   In the above description, the opening 102a is formed to have the same size as the opening 101a of the support substrate 101. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 5, an opening 502 a narrower than the opening 101 a may be formed in the thin film 102. In the above description, the lower antioxidant layer 103, the filter layer 104, and the upper antioxidant layer 105 are formed over the entire area of the support substrate 101 and the thin film 102. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 6, a lower antioxidant layer 103, a filter layer 104, and an upper antioxidant layer 105 may be formed on a part of the thin film 102 so as to be wider than the opening 102a. Further, as shown in FIG. 7, the lower antioxidant layer 103, the filter layer 104, and the upper antioxidant layer 105 may be formed on a part of the thin film 102 so as to be wider than the opening 502a.

なお、上述では、フィルタ層に用いる材料として、アルミニウム,スズ,ジルコニウム,及びチタンを例に説明したが、これに限るものではなく、マグネシウム(Mg),ゲルマニウム(Ge),タンタル(Ta),レニウム(Re),スカンジウム(Sc),クロム(Cr),及びイットリウム(Y)を用いることが可能である。   In the above description, aluminum, tin, zirconium, and titanium have been described as examples of materials used for the filter layer. However, the material is not limited to this, but magnesium (Mg), germanium (Ge), tantalum (Ta), rhenium (Re), scandium (Sc), chromium (Cr), and yttrium (Y) can be used.

また、上述では、フィルタ層にアルミニウムを用いる場合、炭化珪素からなる酸化防止層を形成するようにしたが、これに限らず、フッ化マグネシウムからなる酸化防止層もしくは炭素からなる酸化防止層を用いるようにしても良い。また、上述では、フィルタ層にジルコニウムを用いる場合、窒化ジルコニウムからなる酸化防止層を形成するようにしたが、これに限らず、ルテニウムからなる酸化防止層,窒化ホウ素(BN)からなる酸化防止層,もしくは炭化ホウ素(B4C)からなる酸化防止層を用いるようにしても良い。 In the above description, when aluminum is used for the filter layer, the antioxidant layer made of silicon carbide is formed. However, the present invention is not limited to this, and an antioxidant layer made of magnesium fluoride or an antioxidant layer made of carbon is used. You may do it. In the above description, when zirconium is used for the filter layer, the antioxidant layer made of zirconium nitride is formed. However, the present invention is not limited to this, and the antioxidant layer made of ruthenium and the antioxidant layer made of boron nitride (BN). Alternatively, an antioxidant layer made of boron carbide (B 4 C) may be used.

また、上述では、フィルタ層にチタンを用いる場合、ルテニウムからなる酸化防止層を形成するようにしたが、これに限らず、フィルタ層の窒化物である窒化チタンからなる酸化防止層,窒化ホウ素からなる酸化防止層,炭化ホウ素からなる酸化防止層,金(Au)からなる酸化防止層,もしくは白金(Pt)からなる酸化防止層を用いるようにしても良い。これらの組み合わせであれば、所望とする軟X線透過特性が得られる。   Further, in the above, when titanium is used for the filter layer, the antioxidant layer made of ruthenium is formed. However, the present invention is not limited to this, and the antioxidant layer made of titanium nitride which is the nitride of the filter layer is made of boron nitride. An antioxidant layer made of boron, an antioxidant layer made of boron carbide, an antioxidant layer made of gold (Au), or an antioxidant layer made of platinum (Pt) may be used. With these combinations, desired soft X-ray transmission characteristics can be obtained.

また、フィルタ層にタンタルを用いる場合は、窒化チタンからなる酸化防止層,窒化ホウ素からなる酸化防止層,炭化ホウ素からなる酸化防止層,金からなる酸化防止層,もしくは白金からなる酸化防止層を組み合わせればよい。また、フィルタ層にレニウムを用いる場合は、窒化ジルコニウムからなる酸化防止層,ルテニウムからなる酸化防止層,窒化ホウ素からなる酸化防止層,もしくは炭化ホウ素からなる酸化防止層を組み合わせればよい。また、フィルタ層にマグネシウムを用いる場合は、フィルタ層のフッ化物であるフッ化マグネシウムからなる酸化防止層を組み合わせればよい。また、フィルタ層にゲルマニウムを用いる場合は、シリコンからなる酸化防止層を組み合わせればよい。   When tantalum is used for the filter layer, an antioxidant layer made of titanium nitride, an antioxidant layer made of boron nitride, an antioxidant layer made of boron carbide, an antioxidant layer made of gold, or an antioxidant layer made of platinum. What is necessary is just to combine. When rhenium is used for the filter layer, an antioxidant layer made of zirconium nitride, an antioxidant layer made of ruthenium, an antioxidant layer made of boron nitride, or an antioxidant layer made of boron carbide may be combined. Moreover, when using magnesium for a filter layer, what is necessary is just to combine the antioxidant layer which consists of magnesium fluoride which is a fluoride of a filter layer. Further, when germanium is used for the filter layer, an antioxidant layer made of silicon may be combined.

また、フィルタ層にスカンジウムを用いる場合は、フッ化マグネシウムからなる酸化防止層を組み合わせればよい。また、フィルタ層にクロムを用いる場合は、金からなる酸化防止層,白金からなる酸化防止層,窒化ホウ素からなる酸化防止層,炭化ホウ素からなる酸化防止層,及び炭素からなる酸化防止層を組み合わせればよい。また、フィルタ層にイットリウムを用いる場合は、ルテニウムからなる酸化防止層,窒化ホウ素からなる酸化防止層,及び炭化ホウ素からなる酸化防止層を組み合わせればよい。これらの組み合わせであれば、所望とする軟X線透過特性が得られる。   Further, when scandium is used for the filter layer, an antioxidant layer made of magnesium fluoride may be combined. When chromium is used for the filter layer, a combination of an antioxidant layer made of gold, an antioxidant layer made of platinum, an antioxidant layer made of boron nitride, an antioxidant layer made of boron carbide, and an antioxidant layer made of carbon is combined. Just do it. When yttrium is used for the filter layer, an antioxidant layer made of ruthenium, an antioxidant layer made of boron nitride, and an antioxidant layer made of boron carbide may be combined. With these combinations, desired soft X-ray transmission characteristics can be obtained.

なお、フィルタ層に用いる金属の窒化物,炭化物,及びフッ化物を酸化防止層に用いることが可能であり、このようにすることで、例えば、スパッタ法による膜の形成において、同時に導入するガスの組成を変化させることで、連続した膜の形成が容易に可能となり、製造過程におけるフィルタ層の酸化防止の観点からよりよい。また、フィルタ層と酸化防止層との間により強い接着力が得られるようになる。また、所望とする軟X線透過特性も、より容易に得られるようになる。   Note that metal nitrides, carbides, and fluorides used for the filter layer can be used for the antioxidant layer. By doing so, for example, in the formation of a film by sputtering, the gas introduced simultaneously By changing the composition, a continuous film can be easily formed, which is better from the viewpoint of preventing oxidation of the filter layer in the manufacturing process. Further, a stronger adhesive force can be obtained between the filter layer and the antioxidant layer. Further, desired soft X-ray transmission characteristics can be obtained more easily.

また、薄膜102としては、窒化珪素,炭化珪素,ダイヤモンド,及びダイヤモンド様炭素を用いることができる。これらの材料は、CVD法に限らず、ECRプラズマをアシストとして用いたCVD法により形成することが可能である。薄膜102には、下層酸化防止層103に対して選択比のとれるエッチングが可能な材料を用いればよい。なお、上述した実施の形態においては、支持基板101として用いたシリコンに対しても、選択比のとれるエッチングが可能な材料を薄膜102に適用させる必要がある。ただし、薄膜102を支持構造体として用いる場合は、支持基板101は必ずしも必要ではなく、薄膜102にシリコンに対する選択比のとれる材料を用いる必要はない。   As the thin film 102, silicon nitride, silicon carbide, diamond, and diamond-like carbon can be used. These materials are not limited to the CVD method, and can be formed by a CVD method using ECR plasma as an assist. For the thin film 102, a material that can be etched with a selection ratio with respect to the lower antioxidant layer 103 may be used. In the above-described embodiment, it is necessary to apply a material that can be etched with a selection ratio to the thin film 102 even for silicon used as the support substrate 101. However, when the thin film 102 is used as a support structure, the support substrate 101 is not necessarily required, and the thin film 102 does not need to be made of a material having a selection ratio with respect to silicon.

また、支持薄膜としての薄膜102を用いずに、所定の材料からなる支持基板のみで支持構造体とすることも可能である。下層酸化防止層103,フィルタ層104,及び上層酸化防止層105からなる積層構造体(膜)が、開口部を備えた支持構造体に形成されていればよい。   Further, it is possible to form a support structure only with a support substrate made of a predetermined material without using the thin film 102 as the support thin film. A laminated structure (film) composed of the lower antioxidant layer 103, the filter layer 104, and the upper antioxidant layer 105 may be formed on a support structure having an opening.

[実施例5]
次に、支持薄膜を用いない場合について、製造方法とともに説明する。
[Example 5]
Next, the case where the supporting thin film is not used will be described together with the manufacturing method.

まず、図8(a)に示すように、塩化ナトリウム(NaCl)の結晶からなる基板801の上に、ルテニウムからなる膜厚3nm程度の下層酸化防止層103が形成され、この上にジルコニウムからなる膜厚200nm程度のフィルタ層104が形成され、この上にルテニウムからなる膜厚3nm程度の上層酸化防止層105が形成された状態とする。下層酸化防止層103及び上層酸化防止層105は、例えば、マグネトロンスパッタ法によりルテニウムを堆積することで形成すればよい。また、フィルタ層104も、マグネトロンスパッタ法により、ジルコニウムを堆積することで形成すればよい。   First, as shown in FIG. 8A, a lower antioxidant layer 103 made of ruthenium and having a thickness of about 3 nm is formed on a substrate 801 made of sodium chloride (NaCl) crystal, and is made of zirconium. A filter layer 104 with a thickness of about 200 nm is formed, and an upper antioxidant layer 105 with a thickness of about 3 nm made of ruthenium is formed thereon. The lower antioxidant layer 103 and the upper antioxidant layer 105 may be formed by depositing ruthenium by a magnetron sputtering method, for example. The filter layer 104 may also be formed by depositing zirconium by magnetron sputtering.

次に、図8(b)に示すように、水802が収容された所定の容器803を用意し、基板801とともに下層酸化防止層103,フィルタ層104,及び上層酸化防止層105からなる積層膜が、水802の中に浸漬された状態とする。このことにより、水溶性を有する基板801は、水に溶解して上記積層膜より除去され、図8(c)に示すように、表面及び裏面に下層酸化防止層103及び上層酸化防止層105が形成されたフィルタ層104が、水802の中に浮遊した状態となる。   Next, as shown in FIG. 8B, a predetermined container 803 containing water 802 is prepared, and a laminated film composed of the lower layer antioxidant layer 103, the filter layer 104, and the upper layer antioxidant layer 105 together with the substrate 801. Is immersed in water 802. As a result, the water-soluble substrate 801 is dissolved in water and removed from the laminated film, and as shown in FIG. 8C, the lower antioxidant layer 103 and the upper antioxidant layer 105 are formed on the front and back surfaces. The formed filter layer 104 is suspended in the water 802.

次に、図8(d)に示すように、下層酸化防止層103,フィルタ層104,及び上層酸化防止層105からなる積層膜が浮遊している水802の中に、開口寸法5mm程度の開口部を備える金属性の枠(支持構造体)804を潜入させる。このようにして水802の中に潜入させた枠804により上記積層膜をすくい上げ、図8(e)に示すように、枠804の開口部に、下層酸化防止層103,フィルタ層104,及び上層酸化防止層105からなる積層膜が架設された状態とする。   Next, as shown in FIG. 8D, an opening having an opening size of about 5 mm is formed in water 802 in which a laminated film composed of the lower antioxidant layer 103, the filter layer 104, and the upper antioxidant layer 105 is floating. A metallic frame (support structure) 804 having a portion is inserted. In this way, the laminated film is scooped up by the frame 804 that has entered the water 802. As shown in FIG. 8E, the lower antioxidant layer 103, the filter layer 104, and the upper layer are formed in the opening of the frame 804. It is assumed that a laminated film composed of the antioxidant layer 105 is installed.

この結果、支持構造体となる枠804の上に、フィルタ層104が形成され、フィルタ層104の枠804の側の下面に接して下層酸化防止層103が形成され、フィルタ層104の上面に接して上層酸化防止層105が形成された軟X線フィルタが得られる。ここで、図8(e)では、枠804の上に下層酸化防止層103が配置され、この上にフィルタ層104が配置され、この上に上層酸化防止層105が配置された状態を示しているが、これに限らず、枠804の側に上層酸化防止層105が配置される場合もある。   As a result, the filter layer 104 is formed on the frame 804 serving as the support structure, and the lower antioxidant layer 103 is formed in contact with the lower surface of the filter layer 104 on the frame 804 side, and in contact with the upper surface of the filter layer 104. Thus, a soft X-ray filter in which the upper antioxidant layer 105 is formed is obtained. Here, FIG. 8E shows a state in which the lower antioxidant layer 103 is disposed on the frame 804, the filter layer 104 is disposed thereon, and the upper antioxidant layer 105 is disposed thereon. However, the present invention is not limited to this, and the upper antioxidant layer 105 may be disposed on the frame 804 side.

なお、枠804の代わりに、0.5mm程度の複数の開口部を備える金属性メッシュを支持構造体として用いるようにしても良い。また、枠804は、金属製に限らず、プラスチックなど水に溶解しない材料から構成されていればよい。上述した製造方法によれば、酸化防止層が水に溶解しない材料から構成されていればよいので、フィルタ層と酸化防止層との組み合わせの自由度を増すことができる。なお、基板801としては、塩化ナトリウムに限らず、塩化カリウム,臭化ナトリウム,臭化カリウムなどの水溶性を有する塩から構成されていればよい。   Instead of the frame 804, a metallic mesh having a plurality of openings of about 0.5 mm may be used as the support structure. Further, the frame 804 is not limited to metal, and may be made of a material that does not dissolve in water, such as plastic. According to the manufacturing method described above, since the antioxidant layer only needs to be made of a material that does not dissolve in water, the degree of freedom in combining the filter layer and the antioxidant layer can be increased. Note that the substrate 801 is not limited to sodium chloride, and may be formed of a water-soluble salt such as potassium chloride, sodium bromide, or potassium bromide.

以上に説明した本発明によれば、従来では達成することができなかったフィルタ層の酸化による強度の低下及び透過率の減少が解消されるようになる。なお、本発明は、上述した実施例の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内において、適宜変更可能であることはいうまでもない。   According to the present invention described above, the decrease in strength and the decrease in transmittance due to the oxidation of the filter layer, which could not be achieved in the past, are solved. Needless to say, the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and can be appropriately changed within the scope of the technical idea of the present invention.

本発明の実施の形態における軟X線フィルタの構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the structure of the soft X-ray filter in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における軟X線フィルタの製造方法について説明するための工程図である。It is process drawing for demonstrating the manufacturing method of the soft X-ray filter in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における軟X線フィルタの製造方法について説明するための工程図である。It is process drawing for demonstrating the manufacturing method of the soft X-ray filter in embodiment of this invention. 実施例1の軟X線フィルタにおける波長25〜40nmの透過特性を示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing transmission characteristics at a wavelength of 25 to 40 nm in the soft X-ray filter of Example 1. 本発明の実施の形態における他の軟X線フィルタの構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the structure of the other soft X-ray filter in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における他の軟X線フィルタの構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the structure of the other soft X-ray filter in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における他の軟X線フィルタの構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the structure of the other soft X-ray filter in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における他の軟X線フィルタの製造方法について説明するための工程図である。It is process drawing for demonstrating the manufacturing method of the other soft X-ray filter in embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

101…支持基板、101a…開口部、102…薄膜(支持薄膜)、102a…開口部、103…下層酸化防止層、104…フィルタ層、105…上層酸化防止層、112…薄膜、112a…開口部、201…フォトレジスト膜、202…レジストパターン、202a…開口部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Support substrate, 101a ... Opening part, 102 ... Thin film (supporting thin film), 102a ... Opening part, 103 ... Lower layer antioxidant layer, 104 ... Filter layer, 105 ... Upper layer antioxidant layer, 112 ... Thin film, 112a ... Opening part , 201... Photoresist film, 202... Resist pattern, 202 a.

Claims (7)

開口部を備える支持構造体の上に形成された軟X線を透過する金属の薄膜からなるフィルタ層と、
前記フィルタ層の前記支持構造体側の下面に接して形成された下層酸化防止層と、
前記フィルタ層の上面に接して形成された上層酸化防止層と
を少なくとも備えることを特徴とする軟X線フィルタ。
A filter layer made of a metal thin film that transmits soft X-rays formed on a support structure having an opening;
A lower antioxidant layer formed in contact with the lower surface of the filter layer on the support structure side;
A soft X-ray filter comprising at least an upper antioxidant layer formed in contact with the upper surface of the filter layer.
請求項1記載の軟X線フィルタにおいて、
前記金属は、アルミニウム,ジルコニウム,スズ,マグネシウム,チタン,ゲルマニウム,タンタル,レニウム,スカンジウム,クロム,及びイットリウムの中より選択されたものである
ことを特徴とする軟X線フィルタ。
The soft X-ray filter according to claim 1,
The soft X-ray filter, wherein the metal is selected from aluminum, zirconium, tin, magnesium, titanium, germanium, tantalum, rhenium, scandium, chromium, and yttrium.
請求項2記載の軟X線フィルタにおいて、
前記下層酸化防止層及び前記上層酸化防止層は、珪素,炭素,ホウ素,及びこれらの窒化物,炭化物,フッ化物,及び金,白金,ルテニウムの中より選択されたものである
ことを特徴とする軟X線フィルタ。
The soft X-ray filter according to claim 2,
The lower antioxidant layer and the upper antioxidant layer are selected from silicon, carbon, boron, and nitrides, carbides, fluorides thereof, and gold, platinum, and ruthenium. Soft X-ray filter.
請求項1又は2記載の軟X線フィルタにおいて、
前記下層酸化防止層及び前記上層酸化防止層は、前記金属の窒化物,炭化物,及びフッ化物の中より選択されたものである
ことを特徴とする軟X線フィルタ。
The soft X-ray filter according to claim 1 or 2,
The soft X-ray filter, wherein the lower antioxidant layer and the upper antioxidant layer are selected from the metal nitride, carbide, and fluoride.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の軟X線フィルタにおいて、
前記支持構造体は、
開口部を備えた支持基板と、
前記支持基板の上に形成されて開口部を備えた支持薄膜と
から構成されていることを特徴とする軟X線フィルタ。
In the soft X-ray filter according to any one of claims 1 to 4,
The support structure is
A support substrate with an opening;
A soft X-ray filter comprising: a support thin film formed on the support substrate and having an opening.
支持基板の主表面上に支持薄膜が形成された状態とする第1工程と、
前記支持基板の裏面から前記支持基板を貫通する開口部が形成された状態とする第2工程と、
前記支持薄膜の上に下層酸化防止層が形成された状態とする第3工程と、
軟X線を透過する金属の薄膜からなるフィルタ層が、前記下層酸化防止層の上に接して形成された状態とする第4工程と、
前記フィルタ層の上に接して上層酸化防止層が形成された状態とする第5工程と、
前記支持薄膜を選択的に除去して前記支持薄膜を貫通して前記下層酸化防止層が露出する開口部が形成された状態とする第6工程と
を少なくとも備えることを特徴とする軟X線フィルタの製造方法。
A first step in which a support thin film is formed on the main surface of the support substrate;
A second step in which an opening penetrating the support substrate is formed from the back surface of the support substrate;
A third step in which a lower antioxidant layer is formed on the support thin film;
A fourth step in which a filter layer made of a metal thin film that transmits soft X-rays is formed in contact with the lower antioxidant layer;
A fifth step in which an upper antioxidant layer is formed in contact with the filter layer;
A soft X-ray filter comprising: a sixth step of selectively removing the support thin film to form an opening through which the lower antioxidant layer is exposed through the support thin film Manufacturing method.
水溶性の塩から構成された基板の上に下層酸化防止層が形成された状態とする第1工程と、
軟X線を透過する金属の薄膜からなるフィルタ層が、前記下層酸化防止層の上に接して形成された状態とする第2工程と、
前記フィルタ層の上に接して上層酸化防止層が形成された状態とする第3工程と、
前記下層酸化防止層,前記フィルタ層,及び前記上層酸化防止層からなる積層膜が形成された前記基板を水に浸漬して前記基板を前記水に溶解させ、前記水の中に前記積層膜が浮遊した状態とする第4工程と、
前記水の中に開口部を備えた支持構造体を潜入させ、前記支持構造体により前記水の中に浮遊している前記積層膜をすくい上げることで、前記支持構造体の前記開口部に前記積層膜が架設された状態とする第5工程と
を少なくとも備えることを特徴とする軟X線フィルタの製造方法。
A first step in which a lower antioxidant layer is formed on a substrate composed of a water-soluble salt;
A second step in which a filter layer made of a metal thin film that transmits soft X-rays is formed in contact with the lower antioxidant layer;
A third step in which an upper antioxidant layer is formed in contact with the filter layer;
The substrate on which the laminated film composed of the lower antioxidant layer, the filter layer, and the upper antioxidant layer is formed is immersed in water to dissolve the substrate in the water, and the laminated film is in the water. A fourth step of floating;
A support structure having an opening in the water is infiltrated, and the laminated film floating in the water is scooped up by the support structure, so that the stacked structure is formed in the opening of the support structure. A soft X-ray filter manufacturing method comprising: at least a fifth step in which a film is installed.
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