JPH03105300A - 軟ｘ線透過窓 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、軟Ｘ線透過窓、即ちＩ　ＡｅＶ以下の軟Ｘ
線を、大気中から真空中に取り込んだり、真空中から大
気中に取り出したりするための軟Ｘ線透過窓に関するも
のである。

［従来の技術］ 一般に、Ｘ線透過窓材ＩＥｌには、Ｘ線吸収係数が小さ
く、原子番号の低い元素を主成分とし、かつ耐圧性及び
耐真空性（νａｃｕｕ＋ａ　ｔｉｇｌ＋Ｌ）の優れた材
ｆ１、即ち微小リークの原因となるピンホールが少な＜
ｌＦｊ械的強度の高い材料が用いられる。従来、このよ
うなＸ線透過窓材料として、マイラ膜，雲？板又はベリ
リウム焼結金属箔（以下、Ｂｅ７３と略称する。）など
が用いられている。これらのうち、特にＩ３ｅ箔が多く
利用されている。

Ｂｅ箔を用いたＸ線透過窓としては、例えば特開昭６３
−２６３４８８号公報及び特開昭６３−２７３１００号
公報に示されたものなどがある。これらのＸ線透過窓は
、前者が円蓋形状の窓Ｗｉ造とすることにより、後者が
支持部材との気密接き部でＸ線透過膜の膜厚を厚くする
ことにより、それぞれ＄７！造的に機械的強度を高めて
いる。

ここで、Ｘ線エネルギーがＩ　ＡｅＶ以下である軟Ｘ線
領域のＸ線を透過させる軟Ｘ線透過窓を、Ｂｅ箔を用い
て製造するためには、厚さ１〜３μ肩のＢｅ箔を必要と
する。しかし、商業的に入手可能なＢｅ箔は厚さ４〜■
５ｐｚ以上のものであり、またＢｅ箔は焼結加工材料で
あるため耐真空性が保証されるのは厚さ８．５１ＪＪ以
上のものである。

また、軟Ｘ線透過窓のＢｅ箔は厚さが非常に薄くなるた
め、例えばろう付け接合など、支持部材への気密接合方
法は技術的に困難である。これに対して、例えば特開昭
６３−３１４５００号公報に示されたものと同様に、Ｂ
ｅ箔の周縁部を押さえ板によって金属基板に押さえ付け
る方法もあるが、この方法では、Ｘ線透過頭域が広くな
るとＢｅ箔の支持に限界が生じてしまう。

一方、Ｂｅ箔以外の材料を用いた軟Ｘ線透過窓としては
、例えば特開昭６３　−　２９８２００号公報に示され
た軟Ｘ線顕微鏡観察用試料容器に用いられるものがある
。この軟Ｘ線透過窓は、炭素，酸素及びグイ素を主戒分
とする自己支持性薄膜を有するものである。このもので
は、膜材料の持つ機械的強度のみによって、一意的にＸ
　８！透過面積（観察可能面積〉が決められてしまう。

また、特開昭６１１４５９９９号公報にζよ、Ｘ線透過
物質のＲｊ層とＸ線吸収物質の薄層とを交互に密接配列
して固定するものが示されている。しかし、このものは
、外周部を合成樹脂薄層により被覆するのみなので、グ
リッドと直角方向の力に対して変形を許すことになり、
耐真空性及び高温特性は高くない。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の軟Ｘ線透過窓においては、Ｂｅ箔を
軟Ｘ線透過材料とするのは、箔の厚さ及び支持部材ｌ＼
の支持の点から実現が困難であり、また他の軟Ｘ線透過
材料を用いた場合にも、１！１械的強度が得られず、軟
Ｘ線の透過面積を大きくすることができないなどの問題
点があり、これらの問題点を解決しなければならないと
いう課題を有していた。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、機械的強度を向上させることができるととも
に、十分な軟Ｘ線の透過面積を確保することができる軟
Ｘ線透過窓を７１−ることを目的とする。

［課題を解決するための千Ｆｌ．　］ この発明に係る軟Ｘ線透過窓は、軟Ｘ線透過膜が戊膜さ
れている支持部材に、多数の透過孔を設けたものである
。

［作用］ この発明においては、軟Ｘ線を透過させるための透過孔
を支持部材に設けることにより、軟Ｘ線透過膜の支持部
材への接き部を、軟Ｘ線透過膜の全体にわたって確保す
る。

［実施例コ 以下、この発明をその一実施例を示す図に基づいて説明
する。

第１図はこの発明の一実施例による軟Ｘ線透過窓の断面
図、第２図は第■図の軟Ｘ線透過窓を部分的に拡大して
示す平面図である。

図にむいて、符号（１）は支持部材としてのシリコン基
板であり、このシリコン基板（１）には多数の円形の透
過孔（１＆）が形戒されている。また、このジリコン基
板（１）には、＜１００＞又は＜ｉｏｉ＞配向性のもの
が用いられている．（２）はシリコン基板（１）上に被
膜されている軟Ｘ線透過膜であり、この軟Ｘ線透過膜（
２）は１３Ｎ膜（ボロン窒化ｇＩ）からなっている。（
３）は軟Ｘ線透過膜（２〉上に蒸着されているアルミニ
ウムからなる保護膜であり、この保護膜（３）は−ｅ要
な軟Ｘ線透過性を得るために数１００人以下の膜厚にさ
れている。

次に、この軟Ｘ線透過窓の製造方法を説明する。

第３図（ａ）〜（ｅ）は第１図の軟Ｘ線透過窓の製造方
法を工程順に示す断面図である。

まず、原料ガスにジボランを用いた４００〜５　０　０
　’ＣのＣＶＤ　（気相戒長）法によって、厚さ１〜数
μｌのアモルファスＢＮｌｌｉを、シリコン基板（１）
上に、軟Ｘ線透過膜（２）として成膜する《第３図（ａ
）》。

次に、軟Ｘ線透過膜（２）上及びシリコン基板（１）の
反対面上に、クロｌ＼下地膜（ｌｌ］示せず）を介して
金膜からなる第１のボ１・レジスｌ−ｉ（４）を設ける
。そして、軟Ｘ線透過膜〈２）に接しない（！ｔｌｌの
第１のホトレジス１・膜（４）に、第２のホ１〜レジス
ト膜（５）をマスクとしてエッチングを行うことにより
、多数の円形状のマスクパターンを形成する《第３図（
ｂ）》。

この後、第２のホ１・レジスＩ−膜（５）を除去し、マ
スクパターンが形成された第１のホトレジスト膜（４）
をマスクとしてシリコン基板（１）をエツチングする。

エッチング液としては、硝酸，沸酸及び酢酸混合液（６
：２：２，４０℃）又は水酸化カルシウム溶液〈４．５
モル，８５℃）を用いればよい。

このウェッ１〜エッチング工程により、シリコン基板（
１）に多数の円形の透過孔（１ａ）が形成される《第３
図（Ｃ）》。

ここで、透過孔（１ａ）の開口径は、シリコン基板（１
）の板厚に依存するが、例えば板厚０．３ｚｚの場合、
開口径は１．５０が蝕刻可能な値である。

従って、径ピッチを１．４５〜１．４７ｘｘとすれば、
Ｘ線透過領域中のジリコン基板く１）の占有面積率を、
約２０％以内に抑えることができる。

次に、第ｌのホトレジスト膜（４〉を除去し《第３図（
ｄ）＞．軟Ｘ線透過膜（２）上に、保護膜（３）を蒸着
させる《第３図（ｅ）》。

このようにして製造された軟Ｘ線透過窓においては、軟
Ｘ線透過膜（２）としてＢＮｇＩを用い、かつ多数の透
過孔〈１ａ）から軟Ｘ線を透過させるようにしたので、
軟Ｘ線の透過性が良く、またシリコン基板（１〉の残部
が軟Ｘ線透過膜《２）との接合部となるため、耐圧性及
び耐真空性など機械的強度が強くなる。さらに、透過孔
（ｌａ）をシリコン基板（１〉に多数設け、軟Ｘ線の透
過面積を確保するようにしたので、軟Ｘ線透過膜（２）
の材質等によらず、透過頑域を広くすることができる。

また、上記実施例では軟Ｘ線透過膜（２）としてＢＮ膜
を用いたため、耐薬品性及び耐高温性（＜４００℃）に
も殴れている。

さらに、上記実施例ではアルミニウｌ＼からなる保護膜
（３）を軟Ｘ線透過膜（２）上に設けたので、微小リー
クの原因となるピンホールを１１止することができ、ま
たアルミニウムは熟伝導・性が良いので、膜温度上昇を
防止できる。

さらにまた、特開昭６３−　３１４４９９号公報には、
Ｘ線透過領域をくり抜いた金属基板に、縦桟，横桟１寸
きのサポートを設け、その上にＸ線透過箔を設けるもの
が示されているが、このものでは、厚さが１〜２μｌの
箔を桟に密着させるのが極めて困難であり、また桟を微
小間隔に多数設けるのも困難である。これに対して、上
記実施例のものでは、シリコン基板（１）に軟Ｘ線透過
ｒＩＡ（２）を成膜した後に、透過孔（ｌａ）を設けて
いるとともに、マスクパターンによるエッチングで透過
孔（１ａ）を設けているので、シリコン基板（１）と軟
Ｘ線透過膜（２）との密着性に優れ，かつ透過面積も容
易にコントロールできる。

また、実開昭６３−　１７７７９９号公報及び実開昭６
３１７７８００号公報には、高熱伝導材料からなる格子
状又はメッシュ状の桟を、Ｘ線透過窓材ｒ１に一体的に
設け、桟の周縁部を冷却することにより、Ｘ線透過窓部
分の温度上昇を抑えるＸ線透過窓が示されているが、こ
のものではＸ線透過窓材料を特定しないので、耐真空性
，耐放射線及び軟Ｘ線透過１シ性の期待効果は得られな
い。これに対して上記実施例のＢＮ膜は、十分な耐真空
性，耐放射線及び軟Ｘ線透過特性を得られる。

なお、上記実施例ではウェットエッチングにより透過孔
（１．ａ）を形戒したが、ドライエッチングでもよい。

また、上記実施例では円形の透過孔（ｌａ）を示したが
、微細なマスクパターンによる蝕刻が可能な範囲であれ
ば、その形状は特に限定されない。

さらに、透過孔（１ａ）の大きさ′ＩＪｆ”？に限定さ
れない。但し、上記実施例の軟Ｘ線透過膜（２）の機械
的強度は、各透過孔（１ａ）の周長に反比例するので、
開口径はなるべく小さくするのが好ましく、また軟Ｘ線
透過率を向上させるために、できるだけ多数設けるのが
好ましい。

さらにまた、上記実施例ては支持部材としてシリコン基
板（１）を示したが、透過孔（１ａ）の開口比を高くと
ることができる機械的強度の高い高溶融点金属材料、例
えばモリブデンやタングステンからなるものなどであっ
てムよい。しかし、透過孔をエッチングにより設ける場
き、支持部材は、その食刻速度が軟Ｘ線透過膜材利より
も速いものでなくてはならない。

また、上記実施例では軟Ｘ線透過膜（２）としてＢＮ膜
からなるものを示したが、例えばパリレン膜など、上記
実施例以外のものであっても適用できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の軟Ｘ線透過窓は、軟Ｘ
線透過膜が成膜された支持部材に、軟Ｘ線を透過させる
ための多数の透過孔を設けたので、軟Ｘ線透過膜の全体
にわたって支持部材への接き部を確保でき、こｉｔによ
り全体の機械的強度を向上させることができるとともに
、軟Ｘ線の透過面積を十分に確保することができるなど
の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による軟Ｘ線透過窓の断面
図、第２図は第１図の軟Ｘ線透過窓の一部を拡大して示
す平面図、第３図（ａ）〜（ｅ）は第１図の軟Ｘ線透過
窓の製造方法を工程順に示す断面図である。 図において、（１）はシリコン基板（支持部材）、（１
ａ）は透過孔、〈２）は軟Ｘ線透過膜である．なお、各
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。 ２：軟メ３蕩＊＊五か月５【 溶３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多数の透過孔が設けられている支持部材と、この支持部
   材上に成膜されている軟Ｘ線透過膜とを備えていること
   を特徴とする軟Ｘ線透過窓。