JP3731251B2 - 多層膜ｘ線ハーフミラーの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線レーザー発振器で使用する多層膜Ｘ線ハーフミラーの製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
Ｘ線レーザーの出現は、物理、化学をはじめ物質、材料科学や工学等に革命的な進歩をもたらす可能性を秘めている。
例えば、▲１▼試料の構成元素の吸収を利用した充分なコントラストと高空間分解能をもつ観測が可能なＸ線顕微鏡への応用▲２▼Ｘ線リソグラフィーによる超精密パターンの製作▲３▼生体組織中巨大分子の３次元的観察や構造決定が可能となるＸ線ホログラフィーへの応用▲４▼Ｘ線レーザーの照射により材料構成元素を内殻励起させて通常起きにくい高い化学的励起状態を発生させ、その化学反応を研究する事により放射線被爆などの過酷な環境下で安定な新材料を開発する等が挙げられる。
【０００３】
Ｘ線は、高出力の励起レーザー光を固体ターゲットに照射すると、高温プラズマが発生し、その高温プラズマ中の励起状態にある多価イオンが基底状態にもどるとき発生する。
Ｘ線は高い反射率のＸ線ミラーを用いて共振させることによりＸ線レーザーになり、図４に示す様に多層膜Ｘ線ミラー及びハーフミラーにより共振器を組めばＸ線レーザー発振器となる。
【０００４】
Ｘ線レーザー発振器に用いられる多層膜Ｘ線ハーフミラーは窒化シリコン等の薄いメンブレン上に多層膜を形成して製作していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、窒化シリコンはＸ線透過率が非常に悪いため所望の透過率を得るためには、０．１μｍ程度まで薄くしなければならず、０．１μｍ程度の窒化珪素メンブレン上に多層膜を形成した場合、多層膜の圧縮応力によって多層膜Ｘ線ハーフミラーが歪でしまうという問題があった。
【０００６】
また、比較的透過率の良いメンブレン材料を用いて所望の膜厚に形成後、多層膜を形成して多層膜Ｘ線ハーフミラーを製作した場合でも歪でしまうという問題があった。
本発明は、歪まず、所望の透過率、反射率を得られる多層膜Ｘ線ハーフミラーを製作する方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は「ＳＯＩ基板を用意する工程と、
前記ＳＯＩ基板の層厚の厚い第１のシリコン層上に窒化珪素層を形成し、該窒化珪素層に所定のパターンを形成する工程と、
前記窒化珪素層のパターンに合わせて前記第１のシリコン層をエッチングし、Ｘ線透過窓に相当する部分を形成する工程と、
前記Ｘ線透過窓に相当する部分の前記ＳＯＩ基板の酸化シリコンをドライエッチングする工程と、
前記ＳＯＩ基板の層厚の薄い第２のシリコン層上に多層膜を形成する工程と、
前記Ｘ線透過窓に相当する部分の前記ＳＯＩ基板の前記第２のシリコン層を所望の厚さにドライエッチングする工程と、
を有し、前記第２のシリコン層の厚さが約２〜１０μｍであることを特徴とする多層膜Ｘ線ハーフミラーの製造方法（請求項１）」を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の製造方法により製作された多層膜Ｘ線ハーフミラーの概略断面図である。
本発明の製造方法を図２に示す。
先ず、ＳＯＩ基板（第２のシリコン層２、酸化シリコン層５、第１のシリコン層３）を用意する（図２（ａ））。
【００１０】
ＳＯＩ基板は公知の方法により製作される。
第２のシリコン層２の厚さは、約２〜１０μｍ程度が好ましい。
第２のシリコン層の膜厚の好ましい範囲が約２〜１０μｍである理由は、第１のシリコン層３にＸ線が透過する窓の部分形成後、第２のシリコン層２上に多層膜を形成し、窓部分の透過率を向上させるために第２のシリコン層２のうち窓部分に相当する部分を所望の厚さにエッチングしても多層膜の圧縮応力により多層膜Ｘ線ハーフミラーが歪まず、しかも所望の厚さにエッチングするのに最小限ですむ厚さだからである。
【００１１】
次に、第１のシリコン層３上にＳｉＮ４を形成する（図２（ｂ））。
ＳｉＮ４の形成方法として、ＣＶＤ法、イオンビームスパッタリング法等により成膜する方法が挙げられる。
ＳｉＮ４上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィーにより窓用パターンを作製しＳｉＮ４に転写する（図２（ｃ））。
【００１２】
窓用パターンが転写されたＳｉＮ７をマスクとして、ＫＯＨ溶液でウエットエッチング法により、第１のシリコン層３をエッチングする。
酸化シリコン層５がストッパー材の役割を果たし、第１のシリコン層３のウエットエッチングが終了する（図３（ａ））。
第１のシリコン層３はウエットエッチング法以外にドライエッチング法によってもエッチングされる。ドライエッチング法として、−１２０℃、圧力２．７Ｐａの環境下で、反応ガスとしてＳＦ6を用いてプラズマエッチングする方法や、常温下で反応ガスＣｌ2＋ＣＨＦ3の混合ガスを用いてエッチングし、エッチングされた側壁をエッチング生成物により保護しながらプラズマエッチングする方法が挙げられる。
【００１３】
酸化シリコン層５を前記ドライエッチング法によりエッチングする（図３（ｂ））。
第２のシリコン層２上に多層膜１を形成する（図３（ｃ））。
多層膜１としてＭｏ／Ｓｉ多層膜又はＭｏ／Ｓｉ化合物多層膜が挙げられ、１０〜２０ペア程度形成した。形成する多層膜の層数は使用するＸ線の波長やハーフミラーの透過率によって調節する。
【００１４】
多層膜１の形成方法として、ＣＶＤ法、イオンビームスパッタリング法等により成膜する方法が挙げられる。
第２のシリコン層２を裏面側から−１２０℃、圧力２．７Ｐａの環境下で、反応ガスとしてＳＦ6を用いてプラズマドライエッチング法により、所望の厚さにエッチングする（図３（ｄ））。但し、第２のシリコン層２がドライエッチングされれば温度、圧力、反応ガス等は特に限定されない。
【００１５】
窓用パターンが転写されたＳｉＮ７は第２のシリコン層２を裏面側からプラズマドライエッチングする際、除去される。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明にかかる多層膜ミラーまたはハーフミラーの製造方法は、薄い第２のシリコン層上に形成する多層膜の圧縮応力のため多層膜Ｘ線ハーフミラーが歪ないような膜厚の薄い第２のシリコン層を有するＳＯＩ基板を用いて、薄い第２のシリコン層上に多層膜を形成後、Ｘ線が透過する窓の部分に相当する薄い第２のシリコン層をエッチングにより所望の厚さに調節したので、多層膜Ｘ線ハーフミラーは歪まず、かつ所望の透過率、反射率を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる多層膜Ｘ線ハーフミラーの製造方法により製作した多層膜ハーフミラーの垂直断面図である。
【図２】本発明にかかる多層膜Ｘ線ハーフミラーの製造方法の工程図である。
【図３】本発明にかかる多層膜Ｘ線ハーフミラーの製造方法の工程図である。
【図４】軟Ｘ線レーザーの基本概念図である。
【符号の説明】
１・・・多層膜
２・・・第２のシリコン層
３・・・第１のシリコン層
４・・・ＳｉＮ層
５・・・酸化シリコン層
６・・・ＳＯＩウエハ
７・・・窓用パターンを転写されたＳｉＮ層
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線レーザー発振器で使用する多層膜Ｘ線ハーフミラーの製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
Ｘ線レーザーの出現は、物理、化学をはじめ物質、材料科学や工学等に革命的な進歩をもたらす可能性を秘めている。
例えば、▲１▼試料の構成元素の吸収を利用した充分なコントラストと高空間分解能をもつ観測が可能なＸ線顕微鏡への応用▲２▼Ｘ線リソグラフィーによる超精密パターンの製作▲３▼生体組織中巨大分子の３次元的観察や構造決定が可能となるＸ線ホログラフィーへの応用▲４▼Ｘ線レーザーの照射により材料構成元素を内殻励起させて通常起きにくい高い化学的励起状態を発生させ、その化学反応を研究する事により放射線被爆などの過酷な環境下で安定な新材料を開発する等が挙げられる。
【０００３】
Ｘ線は、高出力の励起レーザー光を固体ターゲットに照射すると、高温プラズマが発生し、その高温プラズマ中の励起状態にある多価イオンが基底状態にもどるとき発生する。
Ｘ線は高い反射率のＸ線ミラーを用いて共振させることによりＸ線レーザーになり、図４に示す様に多層膜Ｘ線ミラー及びハーフミラーにより共振器を組めばＸ線レーザー発振器となる。
【０００４】
Ｘ線レーザー発振器に用いられる多層膜Ｘ線ハーフミラーは窒化シリコン等の薄いメンブレン上に多層膜を形成して製作していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、窒化シリコンはＸ線透過率が非常に悪いため所望の透過率を得るためには、０．１μｍ程度まで薄くしなければならず、０．１μｍ程度の窒化珪素メンブレン上に多層膜を形成した場合、多層膜の圧縮応力によって多層膜Ｘ線ハーフミラーが歪でしまうという問題があった。
【０００６】
また、比較的透過率の良いメンブレン材料を用いて所望の膜厚に形成後、多層膜を形成して多層膜Ｘ線ハーフミラーを製作した場合でも歪でしまうという問題があった。
本発明は、歪まず、所望の透過率、反射率を得られる多層膜Ｘ線ハーフミラーを製作する方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は「ＳＯＩ基板を用意する工程と、
前記ＳＯＩ基板の層厚の厚い第１のシリコン層上に窒化珪素層を形成し、該窒化珪素層に所定のパターンを形成する工程と、
前記窒化珪素層のパターンに合わせて前記第１のシリコン層をエッチングし、Ｘ線透過窓に相当する部分を形成する工程と、
前記Ｘ線透過窓に相当する部分の前記ＳＯＩ基板の酸化シリコンをドライエッチングする工程と、
前記ＳＯＩ基板の層厚の薄い第２のシリコン層上に多層膜を形成する工程と、
前記Ｘ線透過窓に相当する部分の前記ＳＯＩ基板の前記第２のシリコン層を所望の厚さにドライエッチングする工程と、
を有し、前記第２のシリコン層の厚さが約２〜１０μｍであることを特徴とする多層膜Ｘ線ハーフミラーの製造方法（請求項１）」を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の製造方法により製作された多層膜Ｘ線ハーフミラーの概略断面図である。
本発明の製造方法を図２に示す。
先ず、ＳＯＩ基板（第２のシリコン層２、酸化シリコン層５、第１のシリコン層３）を用意する（図２（ａ））。
【００１０】
ＳＯＩ基板は公知の方法により製作される。
第２のシリコン層２の厚さは、約２〜１０μｍ程度が好ましい。
第２のシリコン層の膜厚の好ましい範囲が約２〜１０μｍである理由は、第１のシリコン層３にＸ線が透過する窓の部分形成後、第２のシリコン層２上に多層膜を形成し、窓部分の透過率を向上させるために第２のシリコン層２のうち窓部分に相当する部分を所望の厚さにエッチングしても多層膜の圧縮応力により多層膜Ｘ線ハーフミラーが歪まず、しかも所望の厚さにエッチングするのに最小限ですむ厚さだからである。
【００１１】
次に、第１のシリコン層３上にＳｉＮ４を形成する（図２（ｂ））。
ＳｉＮ４の形成方法として、ＣＶＤ法、イオンビームスパッタリング法等により成膜する方法が挙げられる。
ＳｉＮ４上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィーにより窓用パターンを作製しＳｉＮ４に転写する（図２（ｃ））。
【００１２】
窓用パターンが転写されたＳｉＮ７をマスクとして、ＫＯＨ溶液でウエットエッチング法により、第１のシリコン層３をエッチングする。
酸化シリコン層５がストッパー材の役割を果たし、第１のシリコン層３のウエットエッチングが終了する（図３（ａ））。
第１のシリコン層３はウエットエッチング法以外にドライエッチング法によってもエッチングされる。ドライエッチング法として、−１２０℃、圧力２．７Ｐａの環境下で、反応ガスとしてＳＦ6を用いてプラズマエッチングする方法や、常温下で反応ガスＣｌ2＋ＣＨＦ3の混合ガスを用いてエッチングし、エッチングされた側壁をエッチング生成物により保護しながらプラズマエッチングする方法が挙げられる。
【００１３】
酸化シリコン層５を前記ドライエッチング法によりエッチングする（図３（ｂ））。
第２のシリコン層２上に多層膜１を形成する（図３（ｃ））。
多層膜１としてＭｏ／Ｓｉ多層膜又はＭｏ／Ｓｉ化合物多層膜が挙げられ、１０〜２０ペア程度形成した。形成する多層膜の層数は使用するＸ線の波長やハーフミラーの透過率によって調節する。
【００１４】
多層膜１の形成方法として、ＣＶＤ法、イオンビームスパッタリング法等により成膜する方法が挙げられる。
第２のシリコン層２を裏面側から−１２０℃、圧力２．７Ｐａの環境下で、反応ガスとしてＳＦ6を用いてプラズマドライエッチング法により、所望の厚さにエッチングする（図３（ｄ））。但し、第２のシリコン層２がドライエッチングされれば温度、圧力、反応ガス等は特に限定されない。
【００１５】
窓用パターンが転写されたＳｉＮ７は第２のシリコン層２を裏面側からプラズマドライエッチングする際、除去される。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明にかかる多層膜ミラーまたはハーフミラーの製造方法は、薄い第２のシリコン層上に形成する多層膜の圧縮応力のため多層膜Ｘ線ハーフミラーが歪ないような膜厚の薄い第２のシリコン層を有するＳＯＩ基板を用いて、薄い第２のシリコン層上に多層膜を形成後、Ｘ線が透過する窓の部分に相当する薄い第２のシリコン層をエッチングにより所望の厚さに調節したので、多層膜Ｘ線ハーフミラーは歪まず、かつ所望の透過率、反射率を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる多層膜Ｘ線ハーフミラーの製造方法により製作した多層膜ハーフミラーの垂直断面図である。
【図２】本発明にかかる多層膜Ｘ線ハーフミラーの製造方法の工程図である。
【図３】本発明にかかる多層膜Ｘ線ハーフミラーの製造方法の工程図である。
【図４】軟Ｘ線レーザーの基本概念図である。
【符号の説明】
１・・・多層膜
２・・・第２のシリコン層
３・・・第１のシリコン層
４・・・ＳｉＮ層
５・・・酸化シリコン層
６・・・ＳＯＩウエハ
７・・・窓用パターンを転写されたＳｉＮ層
Claims (1)
- ＳＯＩ基板を用意する工程と、
前記ＳＯＩ基板の層厚の厚い第１のシリコン層上に窒化珪素層を形成し、該窒化珪素層に所定のパターンを形成する工程と、
前記窒化珪素層のパターンに合わせて前記第１のシリコン層をエッチングし、Ｘ線透過窓に相当する部分を形成する工程と、
前記Ｘ線透過窓に相当する部分の前記ＳＯＩ基板の酸化シリコンをドライエッチングする工程と、
前記ＳＯＩ基板の層厚の薄い第２のシリコン層上に多層膜を形成する工程と、
前記Ｘ線透過窓に相当する部分の前記ＳＯＩ基板の前記第２のシリコン層を所望の厚さにドライエッチングする工程と、
を有し、前記第２のシリコン層の厚さが約２〜１０μｍであることを特徴とする多層膜Ｘ線ハーフミラーの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16806096A JP3731251B2 (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 多層膜ｘ線ハーフミラーの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16806096A JP3731251B2 (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 多層膜ｘ線ハーフミラーの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1010305A JPH1010305A (ja) | 1998-01-16 |
| JP3731251B2 true JP3731251B2 (ja) | 2006-01-05 |
Family
ID=15861092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16806096A Expired - Fee Related JP3731251B2 (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 多層膜ｘ線ハーフミラーの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3731251B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10943756B2 (en) | 2017-01-18 | 2021-03-09 | Oxford Instruments Technologies Oy | Radiation window |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101845618B (zh) * | 2010-05-06 | 2012-09-26 | 上海纳腾仪器有限公司 | 一种x射线显微透镜成像用氮化硅薄膜窗口的制作方法 |
| CN102768950A (zh) * | 2012-07-12 | 2012-11-07 | 江苏扬景光电有限公司 | 一种混合式蚀刻产生氮化物器件衬底的孔洞的方法 |
-
1996
- 1996-06-27 JP JP16806096A patent/JP3731251B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10943756B2 (en) | 2017-01-18 | 2021-03-09 | Oxford Instruments Technologies Oy | Radiation window |
| DE112018000422B4 (de) | 2017-01-18 | 2022-06-30 | Oxford Instruments Technologies Oy | Strahlungsfenster |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1010305A (ja) | 1998-01-16 |
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