JPH111780A

JPH111780A - エッチング装置及び光学素子の製造方法

Info

Publication number: JPH111780A
Application number: JP9149702A
Authority: JP
Inventors: Sumuto Shimizu; 澄人清水
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-06-06
Filing date: 1997-06-06
Publication date: 1999-01-06

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】メンブレン光学素子作製の生産性を向上させ
ることができるエッチング装置と、該装置を用いて行う
光学素子の製造方法を提供する。【解決手段】エッチング液１を収納する第１槽11と、
非エッチング液２を収納する第２槽12と、第１槽及び第
２槽の間に設けられ開口部Ｋを有する隔壁部材13と、開
口部よりも大きいエッチング対象物３を開口部を塞いだ
状態にて保持する保持部材14であり、エッチング対象物
のエッチング面が第２槽に収納された非エッチング液に
接触することなく第１槽に収納されたエッチング液に接
触し、エッチング面の裏面が第１槽に収納されたエッチ
ング液に接触することなく第２槽に収納された非エッチ
ング液に接触するように、エッチング対象物を保持でき
る保持部材を有し隔壁部材13は、開口部Ｋをそれぞれ有
する複数の隔壁面13ａを有し、保持部材14は、各開口部
よりも大きいエッチング対象物を各開口部を塞いだ状態
にてそれぞれ保持するエッチング装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メンブレンを有す
る光学素子（例えば、Ｘ線透過型素子または透過型フィ
ルター等）の製造に用いて好適なエッチング装置とメン
ブレンを有する光学素子の製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線集光用の透過型光学素子としてゾー
ンプレートがよく用いられる。ゾーンプレートとは、例
えば図４に示すような構造を有するものであり、一般的
に膜厚１ミクロン以下の支持膜（メンブレン）３２上に
Ｘ線吸収体３３からなる円形回折格子のパターン３３’
を配置したものである。

【０００３】この支持膜３２の保持には、厚さ数１００
ミクロン程度のシリコンウェハ（基板）３１を用いるこ
とが多い。この基板３１の両面に真空薄膜形成法により
厚さ0.1 ミクロン前後の窒化シリコン膜３２’、３５’
を形成した後、裏面の窒化シリコン膜３５’をＲＩＥ法
などによりエッチングして開口部３４を有する窒化シリ
コン膜３５を形成する。

【０００４】基板表面上の窒化シリコン膜３２’の前記
開口部３４に対向する部分が支持膜（メンブレン）３２
が形成される部分に相当する。前記窒化シリコン膜３
２’、３５’は、減圧化学的気相成長法（ＬＰＣＶＤ
法）等にて成膜され、この膜の膜応力を制御するために
ＳｉとＮの化学量論比を多少Ｓｉリッチに設定してい
る。

【０００５】基板表面側の窒化シリコン膜３２’上には
Ｘ線吸収体３３からなるパターン３３’を形成する。Ｘ
線吸収体３３には金、タングステン、タンタル、クロ
ム、ニッケルなどがよく用いられるが、使用波長域でＸ
線透過率が極めて低く、また微細加工しやすい物質であ
れば何でもよい。また、パターン３３’形成のための微
細加工方法は、ＲＩＥ法、リフトオフ法、メッキ法、電
子線描画法など何でもよい。

【０００６】その後、裏面側の窒化シリコン膜３５の開
口部３４において露出したシリコン基板３１をエッチン
グすることにより、基板表面側の窒化シリコン膜３２’
の前記開口部３４の対向箇所が支持膜（メンブレン）３
２となるようにする。基板のエッチングには、アンモニ
ア、水酸化カリウム水溶液などをエッチャントとした湿
式エッチング法を用いるとよい。

【０００７】水酸化カリウム水溶液は、シリコン（単結
晶）に対しては腐食性であるが、窒化シリコン膜３
２’，３５に対しては非腐食性であり、この特徴を利用
し、窒化シリコン膜３５をエッチングマスクとして、パ
ターン状のシリコンエッチングが可能である。即ち、前
記基板を若干加熱したエッチャント中に配置すると、開
口部３４において露出したシリコン部分のみエッチング
が行われ、窒化シリコン膜３５により覆われたシリコン
部分はエッチングされず、さらに基板表面側の窒化シリ
コン膜３２’もエッチングされないため、基板表面側に
自立した支持膜（メンブレン）３２を形成することがで
きる。

【０００８】また、エッチャントの水酸化カリウム水溶
液は、シリコン単結晶の結晶軸面の違いによってエッチ
ング速度に大きな差があり、（１１１）面はほとんどエ
ッチングされないため、前記開口部３４の幅よりも若干
狭い窒化シリコン膜３２’部分が自立した支持膜（メン
ブレン）３２となる。また、ゾーンプレートと同様にメ
ンブレンを有する光学素子（以下、メンブレン光学素子
と略称することがある）として、例えばＸ線用の各種フ
ィルター、Ｘ線透過型マスク、電子線露光用マスクなど
があり、これらもゾーンプレートと同様に、前記エッチ
ングにより製造される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】シリコンのエッチング
速度は、用いるエッチャントの種類や温度などにより多
少の違いがあるが、およそ数μｍ／１０〜数μｍ（毎
分）であり、数百μｍから数ミリ厚のシリコンを完全に
エッチングするためには、５〜１２時間程度の時間を要
する。

【００１０】そのため、１日にエッチングできるエッチ
ング対象物の数は、１エッチング治具あたり、せいぜい
２〜４個程度であり、従来のエッチング装置や該装置を
用いた光学素子の製造方法は、生産性が非常に悪いとい
う問題点があった。また、エッチングにより製造される
メンブレン光学素子には、前述したようないくつもの用
途があり、メンブレン光学素子の大きさ（及び／または
形状）は、用途に応じてそれぞれ異なる。

【００１１】そのため、メンブレンを有する光学素子を
エッチングにより作製する際に、作製するメンブレン光
学素子の用途に応じて、エッチング対象物の大きさ（及
び／または形状）が異なることになる。そして従来は、
新規のエッチング対象物が出現する度に、その大きさ
（及び／または形状）に対応した新規のエッチング装置
を設計、作製していた。

【００１２】そのため、従来においては、新規のエッチ
ング対象物が出現してから、エッチングを実際に行うま
でに相当の時間と労力及び費用を要する（メンブレン光
学素子作製の生産性が非常に悪い）、エッチング装置の
使用効率が悪い、メンブレン光学素子作製の製造コスト
が高い、という問題点があった。さらに、前記基板をエ
ッチャント中に配して湿式エッチングを行うと、基板表
面側の窒化シリコン膜３２’上に形成したＸ線吸収体パ
ターン３３’が数分のうちに剥離したり、腐食されてし
まう場合があり問題となっていた。

【００１３】即ち、かかる場合には、シリコン基板のエ
ッチングが終わった頃（例えば、400 μｍ厚のシリコン
基板のエッチングには約５〜６時間程度を要する）には
基板表面の窒化シリコン膜（メンブレン）３２上にＸ線
吸収体が何も残らないという問題点があった。また、前
記方法によりメンブレンを有する光学素子を製造する
と、形成されるメンブレンが製造中に非可逆変形を起こ
したり破壊されることがあり、問題点となっていた。

【００１４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、メンブレン光学素子作製の生産性を向上させ
ることができるエッチング装置と、該装置を用いて行う
光学素子の製造方法を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、新規のエッチング対象物が出現してか
ら、エッチングを実際に行うまでの時間と労力及び費用
を低減させ、装置の使用効率を向上させ、かつメンブレ
ン光学素子作製の製造コストを低減させることが可能な
エッチング装置と、該装置を用いて行う光学素子の製造
方法を提供することを目的とする。

【００１５】さらに、本発明は、メンブレンを有する光
学素子を製造するときに問題となる、形成されるメンブ
レンの非可逆変形や破壊を防止することが可能であり、
また吸収体パターンを備えたメンブレンを有する光学素
子を製造するときに問題となる吸収体パターンの損傷を
防止することができるエッチング装置と、前記変形、破
壊、損傷を防止することができる、メンブレンを有する
光学素子の製造方法を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明は第一
に「少なくとも、エッチング液を収納する第１槽と、非
エッチング液を収納する第２槽と、前記第１槽及び第２
槽の間に設けられ開口部を有する隔壁部材と、前記開口
部よりも大きいエッチング対象物を前記開口部を塞いだ
状態にて保持する保持部材であり、エッチング対象物の
エッチング面が前記第２槽に収納された非エッチング液
に接触することなく前記第１槽に収納されたエッチング
液に接触し、かつ前記エッチング面の裏面が前記第１槽
に収納されたエッチング液に接触することなく前記第２
槽に収納された非エッチング液に接触するようにエッチ
ング対象物を保持できる保持部材と、を有するエッチン
グ装置において、前記隔壁部材は、前記開口部をそれぞ
れ有する複数の隔壁面を有し、かつ前記保持部材は、各
開口部よりも大きいエッチング対象物を各開口部を塞い
だ状態にて、それぞれ保持することを特徴とするエッチ
ング装置（請求項１）」を提供する。

【００１７】また、本発明は第二に「前記複数の隔壁面
それぞれに前記開口部を複数個ずつ設けたことを特徴と
する請求項１記載のエッチング装置（請求項２）」を提
供する。また、本発明は第三に、「前記開口部の大きさ
（及び／または形状）を前記エッチング対象物の大きさ
（及び／または形状）に対応させて、複数種類としたこ
とを特徴とする請求項１または２記載のエッチング装置
（請求項３）」を提供する。

【００１８】また、本発明は第四に「前記エッチング対
象物が前記保持部材により保持された状態において、前
記エッチング液の前記第１槽への注入と前記非エッチン
グ液の前記第２槽への注入を同時に行うか、前記エッチ
ング液の前記第１槽からの排出と前記非エッチング液の
前記第２槽からの排出を同時に行うか、或いはその両方
を行う機構と、前記二液の界面位置が等しくまたは略等
しくなるように、或いは前記エッチング対象物にかかる
前記二液の圧力が等しくまたは略等しくなるように制御
する機構とを設けたことを特徴とする請求項１〜３記載
のエッチング装置（請求項４）」を提供する。

【００１９】また、本発明は第五に「前記保持部材によ
り前記開口部に保持されたエッチング対象物を、そのエ
ッチング面の裏面を前記第１槽に収納されたエッチング
液に接触させることなく、かつ、前記二液の混合を阻止
した状態にて、前記二液中に配置するか、前記二液中か
ら取り出すか、或いはその両方を行うことができる機構
を設けたことを特徴とする請求項１〜３記載のエッチン
グ装置（請求項５）」を提供する。

【００２０】また、本発明は第六に「前記機構は前記隔
壁面の伸縮機構または移動機構であり、前記開口部が前
記二液中に配置された際には、開口部に保持されたエッ
チング対象物、隔壁面及びシ−ル部材により前記二液の
混合を阻止し、前記開口部が前記二液外に配置された際
には隔壁面により、或いは隔壁面及びシ−ル部材によ
り、前記二液の混合を阻止することを特徴とする請求項
５記載のエッチング装置（請求項６）」を提供する。

【００２１】また、本発明は第七に「前記二液の界面位
置が等しくまたは略等しくなるように、或いは前記エッ
チング対象物にかかる前記二液の圧力が等しくまたは略
等しくなるように制御する機構を設けたことを特徴とす
る請求項５または６記載のエッチング装置（請求項
７）」を提供する。また、本発明は第八に「請求項１〜
７記載のエッチング装置を用いて行う、メンブレンを有
する光学素子の製造方法において、少なくともメンブレ
ン材料層を表面に、或いはエッチングストッパー層とメ
ンブレン材料層との積層体を表面に、エッチングマスク
材料層を裏面にそれぞれ形成してなる複数の基板を用意
する工程と、前記エッチングマスク材料層に開孔を形成
して、複数のエッチング対象物を作製する工程と、前記
複数のエッチング対象物をそれらの開孔が前記第１槽側
に向くように、前記メンブレン材料層が前記第２槽側に
向くように、かつ前記複数の隔壁面の各開口部を塞ぐよ
うに、前記保持部材により固定する工程と、エッチング
液を第１槽に、非エッチング液を第２槽にそれぞれ注入
し、前記開孔を形成したエッチングマスク材料層をマス
クとして、前記開孔において露出した前記複数の基板を
エッチングすることにより、メンブレンを形成する工程
と、を備えたことを特徴とするメンブレンを有する光学
素子の製造方法（請求項８）」を提供する。

【００２２】また、本発明は第九に「請求項１〜７記載
のエッチング装置を用いて行う、メンブレンを有する光
学素子の製造方法において、少なくともメンブレン材料
層を表面に、或いはエッチングストッパー層とメンブレ
ン材料層との積層体を表面に、エッチングマスク材料層
を裏面にそれぞれ形成してなる複数の基板を用意する工
程と、前記エッチングマスク材料層に開孔を形成する工
程と、前記メンブレン材料層上に、光吸収パターン層ま
たは光学フィルター層を形成して、複数のエッチング対
象物を作製する工程と、前記複数のエッチング対象物
を、それらの開孔が前記第１槽側に向くように、前記吸
収パターン層または光学フィルター層が前記第２槽側に
向くように、かつ、前記複数の隔壁面の各開口部を塞ぐ
ように、前記保持部材により固定する工程と、エッチン
グ液を第１槽に、非エッチング液を第２槽にそれぞれ注
入し、前記開孔を形成したエッチングマスク材料層をマ
スクとして、前記開孔において露出した前記複数の基板
をエッチングすることにより、メンブレンを形成する工
程と、を備えたことを特徴とするメンブレンを有する光
学素子の製造方法（請求項９）」を提供する。

【００２３】また、本発明は第十に「前記非エッチング
液の比重と前記エッチング液の比重との比率を0.7 〜1.
3 としたことを特徴とする請求項８または９記載の製造
方法（請求項10）」を提供する。また、本発明は第十一
に「前記二液の界面位置を同一の高さまたは略同一の高
さに保持することを特徴とする請求項９〜10記載の製造
方法（請求項11）」を提供する。

【００２４】また、本発明は第十二に「前記非エッチン
グ液の比重と前記エッチング液の比重との比率を0.85〜
1.15とし、かつ前記エッチング対象物の中央位置から一
方の液界面までの距離に対する、前記中央位置から他方
の液界面までの距離の比率が0.9 〜1.1 となるように保
持することを特徴とする請求項８または９記載の製造方
法（請求項12）」を提供する。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明（請求項１〜７）にかかる
エッチング装置においては、隔壁部材に、各エッチング
対象物よりも小さい開口部をそれぞれ有する複数の隔壁
面を設けて、かつ前記保持部材が各開口部よりも大きい
エッチング対象物を各開口部を塞いだ状態にて、それぞ
れ保持するようにした。

【００２６】即ち、本発明（請求項１〜７）のエッチン
グ装置によれば、多数のエッチング対象物を保持部材に
より各隔壁面に、各開口部を塞いだ状態にて、それぞれ
保持することができるので、多数のエッチング対象物を
同時にエッチングすることができる。従って、本発明
（請求項１〜７）のエッチング装置によれば、メンブレ
ン光学素子作製の生産性を向上させることができる。

【００２７】本発明のエッチング装置においては、メン
ブレン光学素子作製の生産性をさらに向上させるため
に、複数の隔壁面それぞれに開口部を複数個ずつ設ける
ことが好ましい（請求項２）。また、本発明のエッチン
グ装置においては、隔壁面に設ける開口部の大きさ（及
び／または形状）をエッチング対象物の大きさ（及び／
または形状）に対応させて、複数種類とすることが好ま
しい（請求項３）。

【００２８】かかる構成にすることにより、第１槽及び
第２槽間の隔壁部材（各隔壁面）に複数種類の大きさ
（及び／または形状）のエッチング対象物を設置するこ
とが可能となり、同一のエッチング装置にて、複数種類
（大きさ及び／または形状）のエッチング対象物をエッ
チングすることができる。即ち、本発明（請求項３）に
かかるエッチング装置によれば、新規のエッチング対象
物が出現してから、エッチングを実際に行うまでの時間
と労力及び費用を低減させ（メンブレン光学素子作製の
生産性を向上させ）、装置の使用効率を向上させて、か
つメンブレン光学素子作製の製造コストを低減させるこ
とが可能である。

【００２９】本発明（請求項１〜７）にかかるエッチン
グ装置は、少なくとも、エッチング液を収納する第１槽
と、非エッチング液を収納する第２槽と、前記第１槽及
び第２槽の間に設けられ開口部を有する隔壁部材と、前
記開口部よりも大きいエッチング対象物を前記開口部を
塞いだ状態にて保持する保持部材であり、エッチング対
象物のエッチング面が前記第２槽に収納された非エッチ
ング液に接触することなく前記第１槽に収納されたエッ
チング液に接触し、かつ前記エッチング面の裏面が前記
第１槽に収納されたエッチング液に接触することなく前
記第２槽に収納された非エッチング液に接触するように
エッチング対象物を保持できる保持部材と、を有する。

【００３０】そのため、本発明（請求項１〜７）のエッ
チング装置によれば、吸収体パターンを備えたメンブレ
ンを有する光学素子を製造するときに問題となる吸収体
パターンの損傷を防止することができる。即ち、吸収パ
ターンを備えたメンブレン材料層を一面に設けた基板
（エッチング対象物）を本発明にかかるエッチング装置
の保持部材により固定すると、エッチング面（吸収パタ
ーンを備えたメンブレン材料層とは反対側の基板面）が
前記第２槽に収納された非エッチング液に接触すること
なく前記第１槽に収納されたエッチング液に接触し、か
つ前記エッチング面の裏面（吸収パターンを備えたメン
ブレン材料層側の面）が前記第１槽に収納されたエッチ
ング液に接触することなく前記第２槽に収納された非エ
ッチング液に接触するので、光学素子を製造するとき
に、吸収体パターンに損傷を与えることがない。

【００３１】また、本発明にかかるエッチング装置（請
求項４）は、エッチング対象物が保持部材により保持さ
れた状態において、エッチング液の第１槽への注入と非
エッチング液の第２槽への注入を同時に行うか、エッチ
ング液の第１槽からの排出と非エッチング液の第２槽か
らの排出を同時に行うか、或いはその両方を行う機構
と、前記二液の界面位置が等しくまたは略等しくなるよ
うに、或いは前記エッチング対象物にかかる前記二液の
圧力が等しくまたは略等しくなるように制御する機構を
設けてなる。

【００３２】そのため、本発明（請求項４）にかかるエ
ッチング装置によれば、メンブレンを有する光学素子を
製造するときに問題となる、形成されるメンブレンの非
可逆変形や破壊を防止することができる。なお、エッチ
ング対象物の肉厚が厚くて、或いはその力学的強度が大
きくて、二液の圧力差に十分に耐えうる（非可逆変形や
破壊が起こらない）場合には、エチング対象物を保持部
材に設置した後、エッチング液の第１槽への注入と非エ
ッング液の第２槽への注入を同時に行う必要はないが、
エッチング対象物の肉厚が薄くて、或いはその力学的強
度が小さくて、二液の圧力差に耐えられない（非可逆変
形や破壊が起こる）場合には、前記二液を同時に注入す
る必要がある（例えば図５参照、２液同時注入機構ｐを
用いる）。

【００３３】かかるエッチング対象物としては、例えば
一度エッチングを行ってメンブレンと微細パターンを形
成したが、エッチング不良のために再度エッチングを行
う必要がある試料３０等が該当する（図５参照）。ま
た、本発明にかかるエッチング装置（請求項５〜７）
は、保持部材により開口部に保持されたエッチング対象
物を、そのエッチング面の裏面を第１槽に収納されたエ
ッチング液に接触させることなく、かつ前記二液の混合
を阻止した状態にて、前記二液中に配置するか、前記二
液中から取り出すか、或いはその両方を行うことができ
る機構を設けてなる。

【００３４】そのため、本発明（請求項５〜７）のエッ
チング装置によれば、メンブレンを有する光学素子を製
造するときに問題となる、形成されるメンブレンの非可
逆変形や破壊を防止することができる。前記機構として
は、隔壁部材の伸縮機構または移動機構であり、前記開
口部が前記二液中に配置された際には、開口部に保持さ
れたエッチング対象物、隔壁部材及びシ−ル部材により
前記二液の混合を阻止し、前記開口部が前記二液外に配
置された際には隔壁部材により、或いは隔壁部材及びシ
−ル部材により、前記二液の混合を阻止するものが使用
できる（請求項６）。

【００３５】請求項５または６にかかるエッチング装置
には、前記二液の界面位置が等しくまたは略等しくなる
ように、或いは前記エッチング対象物にかかる前記二液
の圧力が等しくまたは略等しくなるように制御する機構
を設けることが好ましい（請求項７）。かかる構成にす
ることにより、メンブレンを有する光学素子を製造する
ときに問題となる、形成されるメンブレンの非可逆変形
や破壊を防止する効果を増大できる。

【００３６】本発明（請求項１〜７）のエッチング装置
を用いた、メンブレンを有する光学素子の製造は、請求
項８〜12記載の製造方法により行うことができる。本発
明の製造方法においては、非エッチング液の比重とエッ
チング液の比重との比率を0.7 〜1.3 とすることが好ま
しい（請求項10）。また、本発明の製造方法において
は、前記二液の界面位置を同一の高さまたは略同一の高
さに保持することが好ましい（請求項11）。

【００３７】また、本発明の製造方法においては、前記
非エッチング液の比重と前記エッチング液の比重との比
率を0.85〜1.15とし、かつ前記エッチング対象物の中央
位置から一方の液界面までの距離に対する、前記中央位
置から他方の液界面までの距離の比率が0.9 〜1.1 とな
るように保持することが好ましい（請求項12）。かかる
構成（請求項10〜12）にすることにより、メンブレンを
有する光学素子を製造するときに問題となる、形成され
るメンブレンの非可逆変形や破壊を防止する効果を増大
できる。

【００３８】支持膜（メンブレン）の厚さは、例えば0.
1 ミクロン前後と極めて薄いため、機械強度が極めて小
さく、微小な圧力が加わっただけで、メンブレンは非可
逆変形をおこすか、或いは破壊されてしまう。即ち、エ
ッチング装置において、非エッチング液の比重とエッチ
ング液の比重との差が大きすぎるか、或いは非エッチン
グ液及びエッチング液の各槽における界面位置の差が大
きすぎると、形成されるメンブレンの非可逆変形や破壊
が発生する。

【００３９】例えば、エッチング装置において、第２槽
の非腐食液（非エッチング液）として水を使用し、第１
槽のエッチャント（エッチング液）と同一界面位置とな
るようにしてエッチングを行った場合に、メンブレン材
料層を一面に設けた基板（エッチング対象物）がある程
度エッチングされた時点で、或いはエッチングが終了し
た時点において、第１槽と第２槽との隔壁となっていた
メンブレン材料層及び薄肉化された基板が変形または破
壊され、或いはメンブレン材料層が変形または破壊され
ることがある。

【００４０】これは、各槽の非エッチング液及びエッチ
ング液の比重に大きな差があるため、非エッチング液及
びエッチング液の界面位置を同一とした場合、両槽で隔
壁（メンブレン材料層、薄肉化された基板）にかかる応
力に差が生じ、その圧力差に隔壁が耐えられなかったこ
とが原因と思われる。そこで、各液の界面位置を各液の
比重に反比例させて制御すると、前記応力差を低減して
前記変形または破壊を防止できるが、その界面位置をつ
ねに割り出すという制御は決して容易ではない。

【００４１】一方、非エッチング液及びエッチング液の
比重を同等または略同等にしておけば、両液の界面位置
を同一または略同一に保持するだけで（容易な制御によ
り）、前記応力差を低減して前記変形または破壊を防止
できる。即ち、非エッチング液及びエッチング液の比重
を同等または略同等にしておけば、極めて操作性に優れ
た単純な方法により、試料面、つまりは支持膜に対して
等しい（略等しい）圧力を付加することができるため、
支持膜に対して両方向からの圧力を相殺または略相殺す
ることができる。

【００４２】よって、Ｘ線透過型マスクはもとより、さ
らに薄い支持膜またはより大面積の支持膜を有する光学
素子でも作製可能になる。以下、実施例により本発明を
さらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限定
されるものではない。

【００４３】

【実施例１】図１に本実施例のエッチング装置の概略断
面図を示す。本実施例のエッチング装置は、エッチング
液１を収納する第１槽11と、非エッチング液２を収納す
る第２槽12と、前記第１槽11及び第２槽12の間に設けら
れ開口部ｋを有する隔壁部材13と、前記開口部ｋよりも
大きいエッチング対象物３を前記開口部ｋを塞いだ状態
にて保持する保持部材14であり、エッチング対象物３の
エッチング面が前記第２槽12に収納された非エッチング
液２に接触することなく前記第１槽11に収納されたエッ
チング液１に接触し、かつ前記エッチング面の裏面が前
記第１槽11に収納されたエッチング液１に接触すること
なく前記第２槽12に収納された非エッチング液２に接触
するようにエッチング対象物３を保持できる保持部材14
と、を有するエッチング装置である。

【００４４】そのため、本実施例のエッチング装置によ
れば、吸収体パターンを備えたメンブレンを有する光学
素子を製造するときに問題となる吸収体パターンの損傷
を防止することができる。また、隔壁部材は中空の６角
柱形状であり、開口部をそれぞれ有する６個の隔壁面
（側面）１３ａを有し、かつ６個の保持部材１４が各開
口部Ｋ（６個）よりも大きいエッチング対象物３（６
個）を各開口部Ｋ（６個）を塞いだ状態にてそれぞれ保
持する。

【００４５】即ち、本実施例のエッチング装置によれ
ば、６個のエッチング対象物３を保持部材１４により各
隔壁面１３ａに、各開口部Ｋを塞いだ状態にて、それぞ
れ保持することができるので、６個のエッチング対象物
３を同時にエッチングすることができる。従って、本実
施例のエッチング装置によれば、メンブレン光学素子作
製の生産性を向上させることができる。

【００４６】また、本実施例のエッチング装置には、前
記エッチング対象物３が前記保持部材14により保持され
た状態において、前記エッチング液１の前記第１槽11か
らの排出と前記非エッチング液２の前記第２槽12からの
排出を同時に行う機構として、排出用バルブ41、42がそ
れぞれ設けられ、さらに前記二液の界面位置が等しくな
るように、或いは略等しくなるように制御する機構が設
けられている。

【００４７】そのため、本実施例のエッチング装置によ
れば、メンブレンを有する光学素子を製造するときに問
題となる、形成されるメンブレンの非可逆変形や破壊を
防止することができる。前記二液の界面位置が等しくな
るように、或いは略等しくなるように制御するために、
１槽、２槽それぞれの開口面積が同一（または略同一）
になるように装置を設計するとよい。

【００４８】また、１槽、２槽それぞれの液界面に液揮
発防止用の浮きを設置することにより、二液の界面位置
が等しくなるように、或いは略等しくなるように制御し
てもよい。なお、本実施例のエッチング装置には、各槽
11、12に収納された液を加熱するための加熱機構が設け
られている。

【００４９】次に、本実施例のエッチング装置を用い
て、６個のゾーンプレートを製造する工程を示す。製造
工程は、少なくとも以下の工程を有する。第１工程：メンブレン材料層を表面に、或いはエッチン
グストッパー層とメンブレン材料層との積層体を表面
に、エッチングマスク材料層を裏面にそれぞれ形成して
なる基板（６個）を用意する。

【００５０】第２工程：各エッチングマスク材料層に開
孔を形成する。第３工程：各メンブレン材料層上に、光吸収パターン層
または光学フィルター層を形成してエッチング対象物
（６個）を作製する。第４工程：前記エッチング対象物（６個）のそれぞれ
を、その開孔が前記第１槽側に向くように、前記吸収パ
ターン層または光学フィルター層が前記第２槽側に向く
ように、かつ前記隔壁面（６個）の開口部Ｋをそれぞれ
塞ぐように、各保持部材（６個）により固定する。

【００５１】第５工程：エッチング液を第１槽に、非エ
ッチング液を第２槽にそれぞれ注入し、前記開孔を形成
した各エッチングマスク材料層をマスクとして、前記開
孔においてそれぞれ露出した前記基板（６個）を同時に
エッチングすることにより、メンブレンをそれぞれ形成
する。以下、各工程について具体的に説明する（図１、
３、４参照）。〔第１工程〕６個のシリコン基板（サイズ２インチ、厚
さ４００μｍ）31それぞれの両面に減圧化学的気相成長
法（ＬＰＣＶＤ法）により、シリコンナイトライド（Ｓ
ｉＮｘ）を0.1 μｍ厚にて成膜して、メンブレン材料層
（エッチングストッパー層でもある）32' を表面に、エ
ッチングマスク材料層35' を裏面に形成した。

【００５２】成膜条件は、ＳｉＨ₂Ｃl₂の流量を７５
ｓｃｃｍ、ＮＨ₃の流量を１１ｓｃｃｍ、気相温度を８
００℃とした。成膜装置は、東洋リンドバーグＬＰＣＶ
Ｄシステム、ＭＯＤＥＬ２７０Ｍ１００を使用した。
なお、表面のシリコンナイトライド32' は支持膜（メン
ブレン）32に、裏面のシリコンナイトライド35' は次に
行うパターン加工の後、シリコンエッチング時のマスク
35となる。

【００５３】ここで、表面のシリコンナイトライド32'
にかえて、シリコン基板のボロンド−プ層を形成しても
よい。即ち、シリコン基板にイオン注入法や熱拡散法等
により、Ｂ⁺をド−ピングして基板表面に形成したボロ
ンド−プ層は、殆どエッチングされることがない。例え
ば、シリコン基板にイオン注入法により、２００ＫｅＶ
にてＢ⁺をシリコン基板にド−ピングすると、基板表面
から約0.3 μｍの深さまでＢ⁺が注入されて、エッチン
グ耐性大のボロンド−プ層が形成される。〔第２工程〕その後、各基板（６個）について、裏面の
シリコンナイトライド35' にフォトリソ法により開孔34
を形成した。この開孔34は、シリコンエッチングを行い
たい場所に形成した。

【００５４】この開孔34を形成するために、裏面のシリ
コンナイトライド35' 上に前記開孔34に対応するレジス
トパターンを形成し、このレジストパターンをマスクと
して、シリコンナイトライドにＲＩＥ法でパターン（開
孔）の転写を行った。ＲＩＥ条件は、エッチングガスを
ＣＦ₄２０ｓｃｃｍ、Ｏ₂２ｓｃｃｍ、ガス圧を５Ｐ
ａ、Ｒｆ出力を１００Ｗとし、３分間エッチングを行っ
た。

【００５５】なお、シリコンエッチングマスクには、本
実施例におけるＳｉＮｘの他、ＳｉＯｘ、ＳｉＮＯなど
シリコン用エッチャントに対して非腐食性のものであ
り、開孔パターンが形成できるものであれば何でもよ
い。〔第３工程〕次に、各基板（６個）について、表面のシ
リコンナイトライド32' 上にＸ線吸収体としての金層33
を0.2 μｍ厚成膜した。なお、シリコンナイトライド3
2' との密着性を確保するため、下層に５０Å厚前後の
チタンを成膜してもよい。

【００５６】成膜はマグネトロンスパッタ法により行っ
た。また、成膜条件はチタンがＡｒガス圧0.9 Ｐａにて
１分間、金がＡｒガス圧１Ｐａにて５分間のスパッタリ
ングとした。なお、成膜前にはそれぞれプレスパッタリ
ングを上記条件にて２分間ずつ行った。Ｘ線吸収体に
は、ここで用いた金の他、タンタル、クロム、ニッケ
ル、あるいはこれらの合金など、使用波長域の光吸収率
が高く、微細パターン加工が可能なものであればなんで
もよい。

【００５７】次に、軟Ｘ線吸収体である金層に以下のよ
うな微細加工を施して大口径ゾーンプレートのパターン
33' を形成した。まず、金層33上にレジスト等を塗布
し、フォトリソ法によりゾーンプレートパターンを焼き
付けた。ゾーンプレートの仕様は、最内周直径32.7ミク
ロン、ゾーン数4300、ゾーンプレート直径4.3 ミリ、使
用波長４ｎｍである。上記レジストのパターンは、最内
円（ｒ１）にレジストが残るようにし、それから外周に
向かってＬ＆Ｓを形成し、ゾーンプレートパターンより
外側はレジストが残るように形成した。

【００５８】その後、このレジストパターンをマスクと
して下層である金層３３にパターン転写を行った。パタ
ーン転写にはイオンビームエッチング法と、エリオニク
ス社製のＥＩＲー２００ＥＲを用いた。本装置内でアル
ゴンガスをイオン化し、加速電圧は７００Ｖとした。パ
ターン転写後、エッチングマスクとして用いたレジスト
パターンは酸素アッシング法により除去した。

【００５９】このようにして、６個のエッチング対象物
３を作製した。〔第４、５工程〕最後に、図１のエッチング装置を用い
て、６個のエッチング対象物３のシリコン基板31中央部
をエッチングすることにより、支持膜（メンブレン）３
２形成を同時に行った。

【００６０】ここで、エッチング対象物である６個のゾ
ーンプレート試料３は、基板サイズ３０ミリ□に予め切
り出しておき、６個のエッチング対象物３それぞれを、
シリコンナイトライド（エッチングマスク）35の開孔34
が第１槽11側に向くように、前記ゾーンプレートのパタ
ーン33' が第２槽12側に向くように、かつ各隔壁面１３
ａ（６個）の開口部ｋを塞ぐように、６個の保持部材14
により保持した。

【００６１】なお、隔壁部材13の各隔壁面１３ａの開口
部Ｋは、エッチング対象物３の大きさ（及び／または形
状）に対応させて、φ８ｍｍとした。また、各隔壁面13
ａと各エッチング対象物３の間、各エッチング対象物３
と各保持部材１４の間には、それぞれシ−ル部材（Ｏリ
ング）１５を設けて、エッチング液と非エッチング液と
の混合を阻止している。

【００６２】次に、注入バルブ４１からエッチング液を
第１槽11に、注入バルブ４２から非エッチング液を第２
槽12にそれぞれ注入し、６個のエッチング対象物それぞ
れについて、開孔34を形成したシリコンナイトライド35
をマスクとして、各開孔34において露出した基板31をエ
ッチングすることにより、メンブレン32を形成した。即
ち、６個のゾーンプレート試料３を各保持部材14により
保持した後、第２槽12内に４０重量％のサッカロ−ス水
溶液（非エッチング液）を、第１槽11内には４０重量％
の水酸化カリウム水溶液（エッチング液）を、両液の界
面位置が常に同じ（または略同じ）であり、しかも試料
のエッチング部分より上部位置となるように注入した。

【００６３】なお、サッカロ−ス水溶液の比重が水酸化
カリウム水溶液の比重と同等になるようにした。ここ
で、サッカロ−ス水溶液の溶媒は、取扱い、操作性、安
全性などの観点からは水が好ましいが、これに限定され
るものではない。また、エッチング時には、各槽11、12
に収納された液を８５°Ｃ前後に加熱するので液の揮発
が顕著である。そのため、エッチャント（エッチング
液）の溶媒と同じ溶媒を非腐食性溶液（非エッチング
液）に用いることにより、各槽11、12の液の界面位置が
常に、等しくなるように、或いは略等しくなるようにす
ることが好ましい。

【００６４】なお、各槽11、12の液を加熱するため、引
火性の溶媒は取扱いを極めて注意する必要があるのは言
うまでもない。さらに、各槽11、12の液の界面位置を同
等に制御するために、各槽11、12の開口面積が同一（ま
たは略同一）になるように装置を設計することが好まし
い。また、各槽11、12の液界面に溶媒揮発防止用の浮き
を入れることも、各槽11、12の液の界面位置が常に、等
しくなるように、或いは略等しくなるようにする上で効
果的である。

【００６５】非エッチング液に添加する比重調整用の物
質は、ショ糖などの糖類、食用塩（塩化ナトリウム）、
尿素など、溶媒に溶解し、溶媒に溶解した際に支持膜
（メンブレン）上の微細パターンまたは薄膜（フィルタ
ー膜）を腐食もしくは剥離させないものであれば特に限
定されない。調整する比重の範囲は、形成する支持膜
（メンブレン）の機械的強度（つまり材質、厚さ、面
積）に依存し、機械的強度が低ければ低いほど、第２槽
内の非エッチング液の比重は第１槽内のエッチャント
（エッチング液）の比重に近くなくてはならない。

【００６６】例えば、厚さ0.1 ミクロン、直径３５ｍｍ
のＳｉＮｘ（ｘ＝0.33）のメンブレン膜を作製する際
に、第１槽の４０重量％水酸化カリウム水溶液に対し
て、第２槽のサッカロース水溶液の濃度を３５重量％と
した場合までは支持膜（メンブレン）の形成が可能であ
った。つまり、本条件ではエッチャント（エッチング
液）の比重に対して87.5％以上112.5 ％以下の比重をも
つ非エッチング液を第２槽に入れた場合には、支持膜
（メンブレン）の形成が可能であった。

【００６７】しかし、支持膜（メンブレン）の面積が直
径４０ｍｍになると、比重誤差範囲は９１％以上１０９
％以下でなければ、支持膜の形成はできなかった。ただ
し、以上の結果は第１槽、第２槽それぞれの液界面位置
が常に同一または略同一であった場合である。シリコン
のエッチング速度は、エッチング反応部の温度に大きく
依存し、エッチング速度を１μｍ／分以上とするには、
反応部温度が約７５°Ｃ以上であることが必要である。

【００６８】そのため、エッチング槽全体を直接または
間接的に加熱することにより、本実施例ではエッチャン
ト液温を約８５°Ｃとした。この場合、エッチング速度
は約1.4 μｍ／分であり、４００μｍ厚のシリコン基板
は約５時間で完全にエッチングされ、シリコンナイトラ
イドからなる支持膜（メンブレン）６個が同時に形成さ
れた。

【００６９】エッチングの終了は、試料のエッチング面
側から支持膜上のゾーンプレートパターンが透けて見
え、またシリコン反応面から気泡の連続発生がないこと
から確認した。試料上のシリコンエッチング状況を把握
する必要性から言えば、エッチング槽はほぼ透明な材料
により作製するか、或いは部分的に透明で反応部の観察
ができる構造にすることが好ましい。

【００７０】また、シリコンエッチング時の反応は
（１）式にて表わされ、反応面から発生する気泡は活性
水素であると思われるので、安全衛生上、強制排気設備
が整った場所でエッチングを行うことが好ましい。Ｓｉ＋２（ＯＨ）^-＋４Ｈ₂Ｏ→Ｓｉ（ＯＨ）₂＋２Ｈ₂↑ （１）シリコンエッチングが終了したら試料３’をエッチング
槽から取り出さなければならないが、試料上には支持膜
が形成されているため、破壊変形を引き起こす大きな応
力が支持膜に付加されないように取り出す必要がある。

【００７１】本実施例のエッチング装置には、エッチン
グが終了した６個の試料３’が各保持部材14により保持
された状態において、エッチング液１の第１槽11からの
排出と非エッチング液２の第２槽12からの排出を同時に
行う機構として、排出用バルブ41、42がそれぞれ設けら
れている。即ち、本実施例では、第１槽、第２槽の液を
常にその界面が同じであるように排出用バルブ41、42を
用いて同時に排出することにより、６個の試料３’をエ
ッチング槽から取り出す際に、破壊変形を引き起こす大
きな応力が支持膜に付加されないようにすることができ
る。

【００７２】なお、槽下部のバルブ41、42からの排出量
を適時調整して排出してもよいし、槽上部より液送ポン
プ等で排出してもよい。或いは、本実施例のエッチング
装置に、保持部材14により開口部ｋに保持されたエッチ
ング対象物３または試料３’を、そのエッチング面の裏
面を前記第１槽11に収納されたエッチング液１に接触さ
せることなく、かつ、前記二液１、２の混合を阻止した
状態にて、前記二液中に配置し、前記二液中から垂直に
取り出すことができる機構２３を設けてもよい（図６参
照）。

【００７３】この機構は例えば、前記隔壁面13ａの伸縮
機構23であり、前記開口部ｋが前記二液中に配置された
際には、開口部ｋに保持されたエッチング対象物３また
は試料３’、隔壁面13ａ及びシ−ル部材（Ｏリング）15
により前記二液の混合を阻止し、前記開口部ｋが前記二
液外に配置された際には、隔壁面13ａ及びシ−ル部材15
により、前記二液の混合を阻止する。

【００７４】この場合には、隔壁面13ａの伸縮機構23を
用いて前記二液中から試料３’を垂直に取り出すことが
可能となり、しかもその際に、破壊変形を引き起こす大
きな応力が支持膜に付加されることがない。なお、前記
機構を設けない場合には、第１槽、第２槽の隔壁となっ
ている試料３’を前記二液中からそのまま垂直に引き抜
くと、一時的にしろ第２槽内に第１槽のエッチャントが
急速に進入し、支持膜上ゾーンプレートパターンを剥離
する恐れがある。

【００７５】取り出した６個の試料３’は十分水洗して
乾燥させる。洗浄は水でも温めのお湯でもよいが、破壊
変形を引き起こす大きな応力が支持膜に付加されないよ
うにする。十分洗浄したら、乾燥（自然乾燥等）させて
６個のゾーンプレートが完成する。本実施例の製造方法
によれば、メンブレン光学素子作製の生産性を向上させ
ることができる。

【００７６】また、本実施例の製造方法によれば、ゾー
ンプレート（メンブレンを有する光学素子）を製造する
ときに問題となる、形成されるメンブレンの非可逆変形
や破壊を防止することが可能であり、また吸収体パター
ンの損傷を防止することができる。

【００７７】

【実施例２】本実施例では、メンブレンを備えた透過型
素子（３個）と、微細パターンを形成したメンブレンを
備えた透過型素子（３個）とを、実施例１のエッチング
装置を用いて同様な工程により同時に製造した。なお、
メンブレン材料層はシリコン基板のボロンド−プ層とし
た。

【００７８】３個のエッチング対象物（メンブレンを備
えた透過型素子用）は、以下のようにして作製した。ま
ず、８インチシリコン基板（３個）に２００ＫｅＶにてＢ
⁺を注入することにより、基板表面にボロンド−プ層を
形成した。このとき、Ｂ⁺はシリコン基板の最表面から
約0.3 μｍの深さまで注入された。

【００７９】その後、各基板の両面に減圧化学的気相成
長法（ＬＰＣＶＤ法）により、ＳｉＮｘを約0.1 ミクロ
ン厚に成膜した。成膜条件は、ＳｉＨ₂Ｃｌ₂の流量を
７５ｓｃｃｍ、ＮＨ₃の流量を１１ｓｃｃｍ、気相温度
を９００°Ｃとした。両面に成膜されたＳｉＮｘのう
ち、Ｂ⁺注入面側のＳｉＮｘは剥離し、裏面（非注入
側）のＳｉＮｘはパターン加工してシリコンエッチング
時のマスクとして使用する。

【００８０】Ｂ⁺注入面側のＳｉＮｘは、ドライエッチ
ング法により剥離した。反応ガスはＣＦ₄を２０ｓｃｃ
ｍ、Ｏ₂を２ｓｃｃｍとし、またガス圧２０Ｐａ、Ｒｆ
出力５０Ｗとして、５分間エッチングを行った。一方、
裏面側（非注入側）のＳｉＮｘについては、その上にレ
ジストを塗布しアライナーにてレジストパターンを形成
する。このとき、エッチング対象物上の非エッチング部
分にレジストが残るように露光、現像するとよい。な
お、露光前後に必要に応じて、プリベークまたはポスト
ベーク等を行うこともある。

【００８１】その後、このレジストパターンをマスクと
して、ＳｉＮｘ層にドライエッチング法によりパターン
転写を行った。ドライエッチング条件は、反応ガス（Ｃ
Ｆ₄20ｓｃｃｍ、Ｏ₂２ｓｃｃｍ）、ガス圧５Ｐａ、Ｒ
ｆ出力100 Ｗとして、３分間のエッチングを行った結
果、レジストパターンにおいて露出したＳｉＮｘ部分を
完全にエッチングすることができた。最後に、ドライエ
ッチングによりレジストを剥離して、３個のエッチング
対象物（メンブレンを備えた透過型素子用）を作製し
た。ドライエッチングは、反応ガス（Ｏ₂50ｓｃｃ
ｍ）、ガス圧約30Ｐａ、Ｒｆ出力50Ｗとして、30分間行
った。

【００８２】なお、基板表面のボロンド−プ層に予め微
細パターンを形成してから、基板のバックエッチングを
行ってメンブレンを形成すると、電子線露光用マスク、
Ｘ線露光用マスクなど、用途に応じた微細パターンを有
するメンブレンを作製することができる。次に、別の３
個のエッチング対象物（微細パターンを形成したメンブ
レンを備えた透過型素子用）は、以下のようにして作製
した。

【００８３】まず、３個のエッチング対象物（メンブレ
ンを備えた透過型素子用）を別に作製して用意してお
く。そして、メンブレン上に0.1 μｍ厚のＣｒをＥＢ蒸
着法により成膜した。その後、Ｃｒ層上に電子線用レジ
ストPMMA（東京応化OEBR1000）を0.3 μｍ厚に成膜した
後、ＥＢ描画法により描画し、現像して所望のパターン
を得た。このレジストパターンをマスクとして、ＲＩＥ
法により下層のＣｒ層にパターン転写した。

【００８４】ＲＩＥ条件は、反応ガス（ＣＣｌ₄、
Ｏ₂、Ａｒ）を２：２：３の割合で使用し、ガス圧を約
２０Ｐａとした。Ｃｒ層にパターン転写を行った後、最
後にマスクとして用いたレジストパターンをＭＥＫ（メ
チルエチルケトン）により剥離して、３個のエッチング
対象物（微細パターンを形成したメンブレンを備えた透
過型素子用）を作製した。

【００８５】以上のようにして作製した３個のエッチン
グ対象物（メンブレンを備えた透過型素子用）と、３個
のエッチング対象物（微細パターンを形成したメンブレ
ンを備えた透過型素子用）とを用いて、実施例１と同様
にエッチングを行った。そして、エッチングが終了した
エッチング対象物を水洗浄してから自然乾燥させて、メ
ンブレンを備えた透過型素子３個と、微細パターンを形
成したメンブレンを備えた透過型素子３個を作製した。

【００８６】本実施例の製造方法によれば、メンブレン
光学素子作製の生産性を向上させることができる。ま
た、本実施例の製造方法によれば、ゾーンプレート（メ
ンブレンを有する光学素子）を製造するときに問題とな
る、形成されるメンブレンの非可逆変形や破壊を防止す
ることが可能であり、また吸収体パターンの損傷を防止
することができる。

【００８７】

【実施例３】図２に本実施例のエッチング装置の概略断
面図を示す。本実施例のエッチング装置は、隔壁部材の
６個の隔壁面１３ａのうち、３個の隔壁面の開口部Ｋ’
をφ８ｍｍとし、残り３個の隔壁面の開口部Ｋをφ２３
ｍｍとした点を除けば、実施例１のエッチング装置と同
様の構成を有する。

【００８８】本実施例のエッチング装置により、φ８ｍ
ｍの開口部Ｋ’を有する各隔壁面（３個）にエッチング
対象物３個を設置してゾ−ンプレ−ト３個を、またφ２
３ｍｍの開口部を有する各隔壁面（３個）にエッチング
対象物３個を設置してＸ線顕微鏡用の光学フィルター３
個を、同時に製造することができた。即ち、本実施例の
エッチング装置においては、第１槽及び第２槽間の隔壁
部材１３に多種類の大きさ（及び／または形状）のエッ
チング対象物３を設置することが可能であり、同一のエ
ッチング装置にて、多種類（大きさ及び／または形状）
のエッチング対象物を同時にエッチングすることができ
た。

【００８９】また、本実施例の製造方法によれば、メン
ブレン光学素子作製の生産性を向上させることができ
る。さらに、本実施例の製造方法によれば、光学フィル
ターやゾーンプレート（メンブレンを有する光学素子）
を製造するときに問題となる、形成されるメンブレンの
非可逆変形や破壊を防止することが可能であり、また吸
収体パターンの損傷を防止することができる。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明（請求項１
〜７）のエッチング装置によれば、メンブレン光学素子
作製の生産性を向上させることができる。本発明（請求
項３）にかかるエッチング装置によれば、新規のエッチ
ング対象物が出現してから、エッチングを実際に行うま
での時間と労力及び費用を低減させ（メンブレン光学素
子作製の生産性を向上させ）、装置の使用効率を向上さ
せて、かつメンブレン光学素子作製の製造コストを低減
させることが可能である。

【００９１】また、本発明（請求項４〜12）によれば、
メンブレンを有する光学素子を製造するときに問題とな
る、形成されるメンブレンの非可逆変形や破壊を防止す
ることが可能であり、また吸収体パターンを備えたメン
ブレンを有する光学素子を製造するときに問題となる吸
収体パターンの損傷を防止することができる。本発明
（請求項４〜12）によれば、従来のＸ線透過型マスクに
おける支持膜（メンブレン）よりも一桁薄い支持膜上
に、微細パターンまたは薄膜層を形成した各種Ｘ線透過
型素子を製造することが可能となった。

【００９２】膜の破壊強度は、その厚さの２乗に反比例
し、薄さが１／１０になったということは、膜破壊強度
は１／１００まで低下したということであり、これほど
機械的に弱い透過型素子を生産性よく製造する技術（装
置及び方法）を確立できたことは意義があることであ
る。こうして、透過型光学素子等が生産性よく製造でき
るようになったことで、Ｘ線顕微鏡など、現在開発中の
装置における設計の自由度がより増大したばかりか、そ
の実現に大きく貢献することができるものと思われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、実施例１、２におけるエッチング装置（一
部）の概略垂直断面図である。

【図２】は、実施例３におけるエッチング装置（一部）
の概略垂直断面図である。

【図３】は製造途中にあるゾーンプレート中間体の概略
垂直断面図である。

【図４】はゾーンプレートの概略垂直断面図である。

【図５】は、本発明の一例であるエッチング装置（一
部）の概略垂直断面図である。

【図６】は、本発明の別の一例であるエッチング装置
（一部）の概略垂直断面図である。

【主要部分の符号の説明】

１・・・エッチング液（腐食性溶液）２・・・非エッチング液（非腐食性溶液）３・・・エッチング対象物（試料）３’・・・エッチングが終了した試料１１・・第１槽、１２・・第２槽１３・・隔壁部材１３ａ・・隔壁面１４・・保持部材１５・・シール部材（Ｏリング）２３・・隔壁部材または隔壁面の伸縮機構３０・・・薄肉部を有するエッチング対象物（試料）３１・・・基板（シリコン）３１’・・・メンブレンの保持枠３２・・・支持膜（メンブレン）３２’・・メンブレン材料層３３・・・吸収体層３３’・・パターン化された吸収体層（ゾーンプレート
パターン）３４・・・開孔３５・・・エッチングマスク層４１・・・・エッチャント（腐食性溶液、１槽内）の排
出用バルブ４２・・・・非エッチング液（非腐食性溶液、２槽内）
の排出用バルブｋ・・・隔壁面の開口部ｋ’・・隔壁面の開口部ｐ・・・２液同時注入機構以上

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、エッチング液を収納する第
１槽と、非エッチング液を収納する第２槽と、前記第１
槽及び第２槽の間に設けられ開口部を有する隔壁部材
と、前記開口部よりも大きいエッチング対象物を前記開
口部を塞いだ状態にて保持する保持部材であり、エッチ
ング対象物のエッチング面が前記第２槽に収納された非
エッチング液に接触することなく前記第１槽に収納され
たエッチング液に接触し、かつ前記エッチング面の裏面
が前記第１槽に収納されたエッチング液に接触すること
なく前記第２槽に収納された非エッチング液に接触する
ようにエッチング対象物を保持できる保持部材と、を有
するエッチング装置において、前記隔壁部材は、前記開口部をそれぞれ有する複数の隔
壁面を有し、かつ前記保持部材は、各開口部よりも大き
いエッチング対象物を各開口部を塞いだ状態にてそれぞ
れ保持することを特徴とするエッチング装置。
【請求項２】前記複数の隔壁面それぞれに前記開口部
を複数個ずつ設けたことを特徴とする請求項１記載のエ
ッチング装置。
【請求項３】前記開口部の大きさ（及び／または形
状）を前記エッチング対象物の大きさ（及び／または形
状）に対応させて、複数種類としたことを特徴とする請
求項１または２記載のエッチング装置。
【請求項４】前記エッチング対象物が前記保持部材に
より保持された状態において、前記エッチング液の前記
第１槽への注入と前記非エッチング液の前記第２槽への
注入を同時に行うか、前記エッチング液の前記第１槽か
らの排出と前記非エッチング液の前記第２槽からの排出
を同時に行うか、或いはその両方を行う機構と、前記二
液の界面位置が等しくまたは略等しくなるように、或い
は前記エッチング対象物にかかる前記二液の圧力が等し
くまたは略等しくなるように制御する機構とを設けたこ
とを特徴とする請求項１〜３記載のエッチング装置。
【請求項５】前記保持部材により前記開口部に保持さ
れたエッチング対象物を、そのエッチング面の裏面を前
記第１槽に収納されたエッチング液に接触させることな
く、かつ、前記二液の混合を阻止した状態にて、前記二
液中に配置するか、前記二液中から取り出すか、或いは
その両方を行うことができる機構を設けたことを特徴と
する請求項１〜３記載のエッチング装置。
【請求項６】前記機構は前記隔壁面の伸縮機構または
移動機構であり、前記開口部が前記二液中に配置された
際には、開口部に保持されたエッチング対象物、隔壁面
及びシ−ル部材により前記二液の混合を阻止し、前記開
口部が前記二液外に配置された際には隔壁面により、或
いは隔壁面及びシ−ル部材により、前記二液の混合を阻
止することを特徴とする請求項５記載のエッチング装
置。
【請求項７】前記二液の界面位置が等しくまたは略等
しくなるように、或いは前記エッチング対象物にかかる
前記二液の圧力が等しくまたは略等しくなるように制御
する機構を設けたことを特徴とする請求項５または６記
載のエッチング装置。
【請求項８】請求項１〜７記載のエッチング装置を用
いて行う、メンブレンを有する光学素子の製造方法にお
いて、少なくともメンブレン材料層を表面に、或いはエ
ッチングストッパー層とメンブレン材料層との積層体を
表面に、エッチングマスク材料層を裏面にそれぞれ形成
してなる複数の基板を用意する工程と、前記エッチングマスク材料層に開孔を形成して、複数の
エッチング対象物を作製する工程と、前記複数のエッチング対象物をそれらの開孔が前記第１
槽側に向くように、前記メンブレン材料層が前記第２槽
側に向くように、かつ前記複数の隔壁面の各開口部を塞
ぐように、前記保持部材により固定する工程と、エッチング液を第１槽に、非エッチング液を第２槽にそ
れぞれ注入し、前記開孔を形成したエッチングマスク材
料層をマスクとして、前記開孔において露出した前記複
数の基板をエッチングすることにより、メンブレンを形
成する工程と、を備えたことを特徴とするメンブレンを
有する光学素子の製造方法。
【請求項９】請求項１〜７記載のエッチング装置を用
いて行う、メンブレンを有する光学素子の製造方法にお
いて、少なくともメンブレン材料層を表面に、或いはエ
ッチングストッパー層とメンブレン材料層との積層体を
表面に、エッチングマスク材料層を裏面にそれぞれ形成
してなる複数の基板を用意する工程と、前記エッチングマスク材料層に開孔を形成する工程と、前記メンブレン材料層上に、光吸収パターン層または光
学フィルター層を形成して、複数のエッチング対象物を
作製する工程と、前記複数のエッチング対象物を、それらの開孔が前記第
１槽側に向くように、前記吸収パターン層または光学フ
ィルター層が前記第２槽側に向くように、かつ、前記複
数の隔壁面の各開口部を塞ぐように、前記保持部材によ
り固定する工程と、エッチング液を第１槽に、非エッチング液を第２槽にそ
れぞれ注入し、前記開孔を形成したエッチングマスク材
料層をマスクとして、前記開孔において露出した前記複
数の基板をエッチングすることにより、メンブレンを形
成する工程と、を備えたことを特徴とするメンブレンを
有する光学素子の製造方法。
【請求項10】前記非エッチング液の比重と前記エッチ
ング液の比重との比率を0.7 〜1.3 としたことを特徴と
する請求項８または９記載の製造方法。
【請求項11】前記二液の界面位置を同一の高さまたは
略同一の高さに保持することを特徴とする請求項９〜10
記載の製造方法。
【請求項12】前記非エッチング液の比重と前記エッチ
ング液の比重との比率を0.85〜1.15とし、かつ前記エッ
チング対象物の中央位置から一方の液界面までの距離に
対する、前記中央位置から他方の液界面までの距離の比
率が0.9 〜1.1 となるように保持することを特徴とする
請求項８または９記載の製造方法。