(57)【要約】      （修正有）【課題】電解めっきで金属層を形成するときに絶縁性が低下した部位からの異常析出を原因として金属層内に空隙が発生することを抑制した構造体の製造方法、および構造体を提供する。【解決手段】構造体１０の製造方法は、シリコンを含む基板の一方の面１０２に、所定の方向に並ぶ複数の凹部１２０を形成し、基板を熱酸化することにより、複数の凹部の隣接する２つの凹部間の各領域の領域全体に酸化シリコン層２００を形成し、複数の凹部の底面１２４の酸化シリコン層を、異方性エッチングを行うことにより除去する。一方の面は、複数の凹部が形成される第１領域１１０と、第１領域と隣接する第２領域１３０と、を含み、複数の凹部を形成する前に、少なくとも第２領域の表面に酸化シリコン層２２０を形成してもよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンを含む基板の一方の面に、所定の方向に並ぶ複数の凹部を形成し、
前記基板を熱酸化することにより、前記複数の凹部の隣接する２つの凹部間に存在する少なくともシリコン全体を酸化し、
前記複数の凹部の底面の酸化シリコン層を、異方性エッチングを行うことにより除去する、
構造体の製造方法。
【請求項２】
シリコンを含む基板の一方の面に、所定の方向に並ぶ複数の凹部を形成し、
前記基板を熱酸化することにより、前記複数の凹部の隣接する２つの凹部間に形成される酸化シリコン層の前記一方の面からの深さが、少なくとも前記複数の凹部の底面に形成される酸化シリコン層の深さよりも大きくなるように、前記シリコンを酸化し、
前記複数の凹部の底面の酸化シリコン層を、異方性エッチングを行うことにより除去する、
構造体の製造方法。
【請求項３】
前記一方の面は、前記複数の凹部が形成される第１領域と、前記第１領域と隣接する第２領域と、を含み、
前記複数の凹部を形成する前に、少なくとも前記第２領域の表面に酸化シリコン層を形成する、請求項１または請求項２に記載の構造体の製造方法。
【請求項４】
前記複数の凹部が形成された後、前記第１領域および前記第２領域の表面に酸化シリコン層が存在する、請求項３に記載の構造体の製造方法。
【請求項５】
前記複数の凹部が形成された後、前記第２領域の表面に酸化シリコン層が存在し、且つ前記第１領域の表面に酸化シリコン層が存在しない、請求項３に記載の構造体の製造方法。
【請求項６】
前記一方の面は、前記複数の凹部が形成される第１領域と、前記第１領域と隣接する第２領域と、を含み、
前記熱酸化をした後、前記第２領域にマスク材を形成し、
前記マスク材をマスクとして、前記異方性エッチングを行う、請求項１または請求項２に記載の構造体の製造方法。
【請求項７】
前記熱酸化をした後、前記一方の面と対向する面から酸化シリコン層を除去する、請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載の構造体の製造方法。
【請求項８】
前記隣接する２つの凹部間の各領域は、前記所定の方向よりも前記凹部の深さ方向に長い、請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載の構造体の製造方法。
【請求項９】
前記隣接する２つの凹部間に存在する酸化シリコン層の前記所定の方向における幅を、１６μｍ以下とする、請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記複数の凹部の底面の酸化シリコン層を除去した後、該底面に向けて金属層を形成する、請求項１乃至請求項９のいずれか一に記載の構造体の製造方法。
【請求項１１】
シリコン層と、
前記シリコン層の上に、所定の方向に互いに間隔を開けて設けられた複数の酸化シリコン層と、
前記複数の酸化シリコン層のうちの隣接する２つの酸化シリコン層、および前記シリコン層にそれぞれ接する複数の金属層と、
を含む構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、構造体の製造方法、および構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術は、電子機器のみならず光学機器等の多様な分野で、利用が進められている。ＭＥＭＳ技術を用いて、凹部（例えば、溝または有底孔）が設けられた基板を用いた構造体が作製されることがある。特許文献１乃至特許文献３は、このような構造体の製造方法を開示している。
【０００３】
特許文献１は、誘導結合型プラズマ処理装置に酸素を導入することにより、溝の側面にシリコン酸化膜を形成することを開示している。特許文献２は、シリコンからなる格子の頂上部から深さ方向に対して、絶縁物である酸化シリコンを斜方蒸着することを開示している。特許文献３は、シリコン基板に形成された凹部の側面および底面に、厚さ５ｎｍ以上５０００ｎｍ以下の絶縁膜を形成し、該凹部の底面に形成されている絶縁膜の少なくとも一部を除去してシリコン層を露出させ、電解めっきで該凹部に金属を充填することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許５４２０９２３号公報
【特許文献２】特許５６４９３０７号公報
【特許文献３】特許５７７３６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
基板に設けた凹部の側面および底面に絶縁膜を形成した後、該底面の絶縁膜を除去する場合に、該底面以外の絶縁膜も除去されてしまう。このため、特許文献１乃至特許文献３に記載された発明では、絶縁膜が薄くなる部位、または該絶縁膜の奥に存在するシリコン層が露出する部位が現れることがある。この場合、該凹部の底面に向けて電解めっきで金属層を形成するときに、絶縁性が低下した部位からめっきが成長しやすくなる。その結果、金属層内に空隙（ボイド）が発生しやすくなる。このような空隙が存在することは、望ましくない。例えば、Ｘ線画像撮像用グリッドが作製された場合、該空隙が、撮像した画像にムラを生じさせる原因となる。
【０００６】
本発明の一目的は、絶縁性が低下した部位からの異常析出を原因として金属層内に空隙が発生することを抑制した構造体の製造方法、および構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一実施形態に係る構造体の製造方法は、シリコンを含む基板の一方の面に、所定の方向に並ぶ複数の凹部を形成し、前記基板を熱酸化することにより、前記複数の凹部の隣接する２つの凹部間に存在する少なくともシリコン全体を酸化し、前記複数の凹部の底面の酸化シリコン層を、異方性エッチングを行うことにより除去する。
【０００８】
本開示の一実施形態に係る構造体の製造方法は、シリコンを含む基板の一方の面に、所定の方向に並ぶ複数の凹部を形成し、前記基板を熱酸化することにより、前記複数の凹部の隣接する２つの凹部間に形成される酸化シリコン層の前記一方の面からの深さが、少なくとも前記複数の凹部の底面に形成される酸化シリコン層の深さよりも大きくなるように、前記シリコンを酸化し、前記複数の凹部の底面の酸化シリコン層を、異方性エッチングを行うことにより除去する。
【０００９】
前記一方の面は、前記複数の凹部が形成される第１領域と、前記第１領域と隣接する第２領域と、を含み、前記複数の凹部を形成する前に、少なくとも前記第２領域の表面に酸化シリコン層を形成してもよい。
【００１０】
前記複数の凹部が形成された後、前記第１領域および前記第２領域の表面に酸化シリコン層が存在してもよい。
【００１１】
前記複数の凹部が形成された後、前記第２領域の表面に酸化シリコン層が存在し、且つ前記第１領域の表面に酸化シリコン層が存在しなくてもよい。
【００１２】
前記一方の面は、前記複数の凹部が形成される第１領域と、前記第１領域と隣接する第２領域と、を含み、前記熱酸化をした後、前記第２領域にマスク材を形成し、前記マスク材をマスクとして、前記異方性エッチングを行ってもよい。
【００１３】
前記熱酸化をした後、前記一方の面と対向する面から酸化シリコン層を除去してもよい。
【００１４】
前記隣接する２つの凹部間の各領域は、前記所定の方向よりも前記凹部の深さ方向に長くしてもよい。
【００１５】
前記隣接する２つの凹部間に存在する酸化シリコン層の前記所定の方向における幅を、１６μｍ以下としてもよい。
【００１６】
前記複数の凹部の底面の酸化シリコン層を除去した後、該底面に向けて金属層を形成してもよい。
【００１７】
本開示の一実施形態に係る構造体は、シリコン層と、前記シリコン層の上に、所定の方向に互いに間隔を開けて設けられた複数の酸化シリコン層と、前記複数の酸化シリコン層のうちの隣接する２つの酸化シリコン層、および前記シリコン層にそれぞれ接する複数の金属層と、を含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、絶縁性が低下した部位からの異常析出を原因として金属層内に空隙が発生することを抑制した構造体の製造方法、および構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本開示の一実施形態に係る構造体の概要を示す平面図である。
【図２】本開示の一実施形態に係る構造体のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】本開示の実施形態１に係る構造体の製造方法の流れを示す図である。
【図４】本開示の実施形態１に係る構造体の製造方法において、ステップＳ１１０の工程を説明する図である。
【図５】本開示の実施形態１に係る構造体の製造方法において、ステップＳ１２０の工程を説明する図である。
【図６】本開示の実施形態１に係る構造体の製造方法において、ステップＳ１３０の工程を説明する図である。
【図７】本開示の実施形態１に係る構造体の製造方法において、ステップＳ１４０の工程を説明する図である。
【図８】本開示の実施形態１に係る構造体の製造方法において、ステップＳ１５０の工程を説明する図である。
【図９】本開示の実施形態１に係る構造体の製造方法において、ステップＳ１６０の工程を説明する図である。
【図１０】本開示の実施形態１に係る構造体の製造方法において、凹部の底面の酸化シリコン層の除去の様子を示す図である。
【図１１】本開示の実施形態１に係る構造体の製造方法において、ステップＳ１７０の工程を説明する図である。
【図１２】本開示の実施形態１に係る構造体の製造方法において、ステップＳ１８０の工程を説明する図である。
【図１３】本開示の実施形態２に係る構造体の製造方法の流れを示す図である。
【図１４】本開示の実施形態２に係る構造体の製造方法において、ステップＳ２１０の工程を説明する図である。
【図１５】本開示の実施形態２に係る構造体の製造方法において、ステップＳ２２０の工程を説明する図である。
【図１６】本開示の実施形態２に係る構造体の製造方法において、ステップＳ２３０の工程を説明する図である。
【図１７】本開示の実施形態２に係る構造体の製造方法において、ステップＳ２４０の工程を説明する図である。
【図１８】本開示の実施形態２に係る構造体の製造方法において、ステップＳ２５０の工程を説明する図である。
【図１９】本開示の実施形態２に係る構造体の製造方法において、ステップＳ１４０の工程を説明する図である。
【図２０】本開示の実施形態３に係る構造体の製造方法の流れを示す図である。
【図２１】本開示の実施形態３に係る構造体の製造方法において、ステップＳ３１０の工程を説明する図である。
【図２２】本開示の実施形態３に係る構造体の製造方法において、ステップＳ３２０の工程を説明する図である。
【図２３】本開示の実施形態３に係る構造体の製造方法において、ステップＳ３３０の工程を説明する図である。
【図２４】本開示の実施形態３に係る構造体の製造方法において、ステップＳ３４０の工程を説明する図である。
【図２５】本開示の実施形態３に係る構造体の製造方法において、ステップＳ３５０の工程を説明する図である。
【図２６】本開示の実施形態４に係る構造体の製造方法において、凹部の底面の酸化シリコン層の除去の様子を示す図である。
【図２７】本開示の実施形態４に係る構造体のＡ−Ａ’断面図である。
【図２８】本開示の一実施形態に係る構造体を用いた回折格子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明に係る構造体およびその製造方法について説明する。ただし、本発明の構造体およびその製造方法は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２１】
なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号（数字の後にＡを付しただけの符号）を付す。また、説明の便宜上、上方または下方という語句を用いて説明するが、上下方向が逆転してもよい。また、以下の説明で、例えばシリコン層１００の上の酸化シリコン層２００という表現は、シリコン層１００および酸化シリコン層２００の上下関係を説明しているに過ぎず、シリコン層１００および酸化シリコン層２００の間に他の部材が配置されていてもよい。また、図面の寸法比率は説明の都合上、実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。
【００２２】
〈実施形態１〉
［構造体１０の構成］
図１は、本開示の一実施形態に係る構造体１０の概要を示す平面図である。図２は、本開示の一実施形態に係る構造体１０のＡ−Ａ’断面図である。以下で説明する各断面図においては、図面のスペースの関係上、周辺領域１３０のＤ２方向の幅を小さくて示してある。
【００２３】
構造体１０は、ここでは円形状であるが、この構成に限定されない。構造体１０は、例えば、四角形等の形状であってもよい。構造体１０のうち、一方の面を「第１面１０２」とし、第１面１０２に対向する面を「第２面１０４」とする。構造体１０は、第１面１０２において、少なくとも有効領域１１０（第１領域）に、複数の凹部１２０を有している。有効領域とは、構造体１０において実使用される領域である。
【００２４】
凹部１２０は、ここでは、線状の溝を構成する。このため、有効領域１１０は、凹部１２０が格子状に配置された領域である。周辺領域１３０（第２領域）は、有効領域１１０の周辺に存在する領域である。周辺領域１３０は、有効領域１１０と隣接している。なお、有効領域１１０は、構造体１０の外形に一致するように設けられてもよい。この場合、周辺領域１３０は存在しなくてよい。
【００２５】
凹部１２０は、Ｄ１方向に長手を有する形状である。凹部１２０は、複数形成されており、Ｄ１方向に交差するＤ２方向に周期的に並べて形成されている。すなわち、凹部１２０は、Ｄ２方向に一定間隔で配置されている。また、Ｄ２方向において、凹部１２０と、凹部１２０が設けられていない箇所とが交互に配置されている。図１に示す例では、Ｄ２方向はＤ１方向に直交する方向である。さらに、凹部１２０のＤ２方向の幅をＬ、Ｄ２方向に隣接する凹部１２０のＤ２方向の幅をＳ、凹部１２０のＤ１方向の幅をＫとする。凹部１２０のＬは０．５μｍ以上３０μｍ以下、Ｓは１６μｍ以下、Ｋは６ｃｍ以上１４ｃｍ以下であってもよい。Ｌに対するＫの比（Ｋ／Ｌ）は、例えば、２００以上２８００以下としてもよい。また、Ｌに対するＳの比（Ｓ／Ｌ）は、例えば、２００以上２８００以下としてもよい。一例として、Ｘ線画像撮像用グリッドに用いられる構造体１０において、凹部１２０のＬは２．５μｍ以上７．５μｍ以下、Ｓは２．５μｍ以上７．５μｍ以下、Ｋは１０ｃｍ以上１３ｃｍ以下であってもよい。一例として、ＳおよびＬは２．５μｍである。各凹部１２０のＬに対するＳの比（Ｓ／Ｌ）は一定であってもよく、一定でなくてもよいが、好ましくはＳ／Ｌの値が略一定となるように構成される。例えば、Ｓ／Ｌが０．５以上２．０以下の範囲で設定されてもよい。凹部１２０は、少なくともＤ２方向に１０００以上、好ましくは６０００以上、より好ましくは２６０００以上並べて配置されている。上記のＬ、Ｓ、およびＫの値は一例であり、上記の値に限定されない。なお、基板６００にはノッチ１４０（ノッチに替えてオリエンテーションフラットである場合もある）が設けられている。
【００２６】
平面視において、各凹部１２０は、少なくとも有効領域１１０の一対の端部に到達するような直線形状部として構成される。ただし、各凹部１２０は、直線形状に限定されず、曲線形状であってもよいし、直線形状と曲線形状の組合せであってもよい。また、凹部１２０は、Ｄ１方向およびＤ２方向に有効領域１１０を越えて配置されていてもよい。また、複数の凹部１２０の長さは同一でなくてもよく、一部の凹部１２０の長さが他の凹部１２０の長さと異なっていてもよい。
【００２７】
図２に示すように、構造体１０は、シリコン層１００、酸化シリコン層２００、および金属層３００を有する。シリコン層１００は、主としてシリコンを含む層である。酸化シリコン層２００は、シリコン層１００の上に設けられ、主として酸化シリコンを含む層である。酸化シリコン層２００は、有効領域１１０において、複数の凹部１２０を有する。凹部１２０は、底面１２４においてシリコン層１００を露出させる。凹部１２０は、例えば、そのアスペクト比が１０以上の高アスペクト比である。アスペクト比は、Ｄ２方向の凹部１２０の幅Ｌに対する凹部１２０の深さＰの比である。凹部１２０の幅Ｌは、第１面１０２と凹部１２０の開口により規定される。凹部１２０の深さＰは、第１面１０２から凹部１２０の底面１２４までの距離（つまり、Ｄ３方向の長さ）により規定される。Ｄ３は、Ｄ１およびＤ２に交差する方向、ここではＤ１およびＤ２に直交する方向である。Ｐは、例えば１００μｍであるが、１００μｍ未満であってもよいし、１００μｍよりも深くてもよい。
【００２８】
酸化シリコン層２００は、複数の凸部２１０と、酸化シリコン膜２２０と、を含む。複数の凸部２１０は、それぞれ隣接する２つの凹部１２０間の領域に相当する。複数の凸部２１０は、有効領域１１０に設けられている。複数の凸部２１０は、複数の凹部１２０と同じく、Ｄ２方向において周期的に配置されている。すなわち、複数の凸部２１０は、シリコン層１００の上に、Ｄ２方向に互いに間隔を空けて設けられている。これにより、有効領域１１０では、Ｄ２方向において、凸部２１０と、凹部１２０とが交互に並ぶ。凸部２１０の高さは、第１面１０２から底面１２４の位置までの凹部１２０の深さ方向（つまり、Ｄ３方向）の距離である。このため、凸部２１０の高さは、凹部１２０の深さと実質的に同じ、Ｐである。凸部２１０は、Ｄ２方向よりもＤ３方向に長い柱状である（つまり、Ｐ＞Ｓ）。なお、凸部２１０の全体が酸化シリコン層であるから、Ｓは隣接する２つの凹部１２０間に存在する酸化シリコン層のＤ２方向の幅に等しい。
【００２９】
酸化シリコン膜２２０は、シリコン層１００の表面を覆う、膜状の酸化シリコン層である。本実施形態では、酸化シリコン膜２２０は、例えば周辺領域１３０において、シリコン層１００の表面を覆う。酸化シリコン膜２２０は、第２面１０４には設けられていない。よって、第２面１０４では、酸化シリコン層２００よりも導電率の高いシリコン層１００が露出する。
【００３０】
金属層３００は、複数の凹部１２０の各々の内部に配置されている。構造体１０は、複数の凸部２１０のうちの隣接する２つの凸部２１０、およびシリコン層１００にそれぞれ接する複数の金属層３００を有する。有効領域１１０では、Ｄ２方向において、凸部２１０と、金属層３００とが交互に並ぶ。
【００３１】
金属層３００は、金属を含む材料を用いて形成される。金属層３００の材料は、回折させる波長帯の電磁波に応じて選択することができる。対象の波長帯の電磁波に対する金属層３００の透過率は、シリコン層１００および酸化シリコン層２００の透過率よりも低い。例えば、金属層３００の材料として、金属層３００のＸ線（放射線）に対する透過率が、シリコン層１００および酸化シリコン層２００のＸ線に対する透過率よりも低い材料を用いることができる。なお、構造体１０は、Ｘ線以外にもα線、β線、γ線、中性子線、宇宙線などの放射線に対して用いられてもよい。また、金属層３００として、白金、金、銀、銅、およびニッケル等の金属材料を用いることができる。金属層３００として、上記の材料の他にロジウム、ルテニウム、およびイリジウム等を含む材料を用いることができる。
【００３２】
図２に示す断面視において、凹部１２０の側面１２２が第１面１０２と略直交する関係にあるが、これに限定されない。例えば、断面視において、凹部１２０の側面１２２が第１面１０２と直交ではない角度で交差する関係（いわゆる順テーパー状または逆テーパー状）にあってもよい。
【００３３】
［構造体１０の製造方法］
図３乃至図１２を用いて、実施形態１に係る構造体１０の製造方法について説明する。図３は、実施形態１に係る構造体１０の製造方法の流れを示す図である。図４は、ステップＳ１１０の工程を説明する図である。
【００３４】
ステップＳ１１０の工程は、主としてシリコンを含む基板（つまり、シリコン基板）６００の表面に、酸化シリコン膜２２０を形成する工程である。ステップＳ１１０の工程は、例えば、基板６００を熱酸化することにより、基板６００の表面全体に、酸化シリコン膜２２０を形成する。なお、熱酸化法以外に、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、触媒ＣＶＤ法（Ｃａｔ（Ｃａｔａｌｙｔｉｃ）−ＣＶＤ法またはホットワイヤＣＶＤ法）などが採用されてもよい。
【００３５】
図５は、ステップＳ１２０の工程を説明する図である。ステップＳ１２０の工程は、ステップＳ１１０の工程後の基板６００の第１面１０２のうち、複数の凹部１２０に対応した領域に、マスク材４２０を形成する工程である。本実施形態では、ステップＳ１２０の工程は、第１面１０２の全体にマスク材４２０を形成した後、凹部１２０が形成される領域から、マスク材４２０および酸化シリコン膜２２０を除去する。マスク材４２０は、例えば、フォトレジストである。なお、第１面１０２のうちの凹部１２０が形成されない領域は、マスク材４２０により覆われている。
【００３６】
図６は、ステップＳ１３０の工程を説明する図である。ステップＳ１３０の工程は、基板６００に複数の凹部１２０を形成する工程である。換言すると、ステップＳ１３０の工程は、基板６００に複数の凸部２１０を形成する工程である。具体的には、ステップＳ１３０の工程は、マスク材４２０をマスクとして、基板６００の第１面１０２側からエッチングを行う。エッチングは、例えば、ボッシュプロセスまたは反応性イオンエッチングを用いた深掘りエッチングである。エッチングが行われると、マスク材４２０が形成されていない領域に、複数の凹部１２０が形成される。
【００３７】
図７は、ステップＳ１４０の工程を説明する図である。ステップＳ１４０の工程は、複数の凹部１２０が形成された後、基板６００の第１面１０２から、マスク材４２０を除去する工程である。
【００３８】
図８は、ステップＳ１５０の工程を説明する図である。ステップＳ１５０の工程は、基板６００を熱酸化することにより、複数の凸部２１０に酸化シリコン層を形成する工程である。ステップＳ１５０の工程は、複数の凸部２１０の各凸部２１０に存在する少なくともシリコン全体を酸化する。これにより、複数の凸部２１０の各凸部２１０が酸化シリコン層となる。よって、各凸部２１０の酸化シリコン層の第１面１０２からの深さ（つまり、Ｄ３方向の長さ）は、凸部２１０のＤ３方向の長さと同じ、Ｐである。また、ステップＳ１５０の工程により、各凹部１２０の底面１２４に、酸化シリコン層２３０が形成される。酸化シリコン層２３０の深さをｐ１とすると、Ｐ＞ｐ１の関係を満たす。
【００３９】
例えば、深さ８μｍまで熱酸化する能力を有する装置を用いて、各凸部２１０のＤ２方向における両側の側面１２２から熱酸化を行う場合、各凸部２１０のＤ２方向の幅が１６μｍ以下であれば、凸部２１０の全体が酸化シリコン層に変化する。そこで、ステップＳ１２０の工程は、ステップＳ１５０の熱酸化後に凸部２１０に存在する酸化シリコン層のＤ２方向の幅（つまり、距離Ｓ）が１６μｍとなるように、マスク材４２０を形成する。ステップＳ１２０の工程は、凹部１２０の形成後における隣接する２つの凹部間の距離を、例えば７．０４μｍ（理論値）とすればよい。ステップＳ１２０の工程は、ステップＳ１５０の熱酸化後に凸部２１０に存在する酸化シリコン層のＤ２方向の幅が、最大でも１６μｍ以下となるように、マスク材４２０を形成してもよい。凸部２１０の全体を酸化シリコン層とするする理由については、後述する。また、周辺領域１３０には、厚さｐ２の酸化シリコン膜２２０が形成されている。周辺領域１３０の酸化シリコン膜２２０は、ステップＳ１１０およびステップＳ１５０の工程によって形成されたものである。
【００４０】
図９は、ステップＳ１６０の工程を説明する図である。ステップＳ１６０の工程は、基板６００の第１面１０２側から異方性エッチングを行うことにより、複数の凹部１２０の底面１２４から、酸化シリコン層２３０を除去する工程である。ステップＳ１６０の工程により、凹部１２０の底面１２４において、シリコン層１００が露出する。
【００４１】
図１０は、底面１２４の酸化シリコン層２３０の除去の様子を示す図である。図１０には、基板６００の一部分の拡大断面図が示されている。
【００４２】
ステップＳ１６０の工程によれば、酸化シリコン層２３０だけでなく、各凸部２１０の上面からも酸化シリコン層の一部が除去される。しかし、ステップＳ１５０の工程により、各凸部２１０には、Ｐ＞ｐ１の関係を満たす酸化シリコン層が形成されているので、凸部２１０からシリコン層１００は露出しない。また、ステップＳ１６０の工程によれば、酸化シリコン膜２２０の一部も除去される。しかし、ステップＳ１１０およびステップＳ１５０の工程により、周辺領域１３０には厚さｐ２の酸化シリコン膜２２０が形成されている。少なくともｐ２＞ｐ１の関係を満たすので、周辺領域１３０からシリコン層１００が露出することは考えにくい。これにより、ステップＳ１６０の工程後において、第１面１０２では、底面１２４においてシリコン層１００が露出するが、底面１２４以外の領域においてはシリコン層１００を露出しない。
【００４３】
図１１は、ステップＳ１７０の工程を説明する図である。ステップＳ１７０の工程は、第２面１０４から酸化シリコン膜２２０を除去する工程である。ステップＳ１７０の工程は、例えば、第２面１０４の全体から酸化シリコン膜２２０を除去する。これにより、第２面１０４を介した全面給電が可能となる。ステップＳ１７０の工程は、例えば、第２面１０４側から基板６００のエッチングを行うことにより、酸化シリコン膜２２０を除去する。
【００４４】
エッチングは、例えば、ウェットエッチングまたはドライエッチングである。ドライエッチングを用いる場合、トリフルオロメタン（ＣＨＦ3）ガスや六フッ化エタン（Ｃ2Ｆ6）ガスを使用したドライエッチングを行うことができる。ウェットエッチングを用いる場合、フッ酸（ＨＦ）、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）、界面活性剤添加バッファードフッ酸（ＬＡＬ（登録商標））などを使用することができる。なお、ウェットエッチングは、第１面１０２側をマスクして行われる。これにより、図１１に示すような、構造体１０の作製に用いられる構造体７００が得られる。なお、ステップＳ１７０の工程は、第２面１０４のうちの一部の領域から、酸化シリコン膜２２０を除去する工程であってもよい。または、本開示による構造体の製造方法は、ステップＳ１７０の工程を含まなくてもよい。
【００４５】
図１２は、ステップＳ１８０の工程を説明する図である。ステップＳ１８０の工程は、基板６００（構造体７００）の複数の凹部１２０の底面１２４に向けて、金属層３００を形成する工程である。ステップＳ１７０の工程は、具体的には、基板６００に通電する電解めっき法によって、底面１２４から上方に向かって金属層３００を成長させる。金属層３００の形成が完了すると、図２に示す構造体１０が得られる。
【００４６】
上述したように、実施形態１に係る構造体１０の製造方法によれば、凸部２１０の酸化シリコン層が薄くなる、または該酸化シリコン層の奥に存在するシリコン層１００が露出しない。よって、ステップＳ１８０の工程において、凸部２１０の絶縁性が低下した部位からの金属層の成長は起こりにくい。したがって、実施形態１に係る構造体１０の製造方法によれば、凸部２１０の絶縁性が低下した部位からの異常析出を原因として、金属層３００内に空隙（ボイド）が発生することを抑制することができる。また、周辺領域１３０の表面が酸化シリコン膜２２０で覆われている。よって、周辺領域１３０から金属層が成長することを原因として、有効領域１１０と周辺領域１３０との境界付近での異常析出が発生することも抑えられる。
【００４７】
さらに、構造体１０の有効領域１１０では、酸化シリコン層を構成する凸部２１０と金属層３００とがＤ２方向に交互に並ぶので、シリコンと酸化シリコンとのＸ線に対する吸収率の差異を原因とした撮像画像の変化も抑制される。例えば、撮像画像のコントラストの低下が抑制される。
【００４８】
〈実施形態２〉
図１３乃至図１９を用いて、実施形態２に係る構造体１０の製造方法について説明する。図１３は、実施形態２に係る構造体１０の製造方法の流れを示す図である。図１４は、ステップＳ２１０の工程を説明する図である。ステップＳ２１０の工程は、ステップＳ１１０の工程により酸化シリコン膜２２０が形成された後の基板６００の周辺領域１３０に、マスク材４４０を形成する工程である。マスク材４４０は、有効領域１１０内には形成されない。マスク材４４０は、例えばフォトレジストである。
【００４９】
図１５は、ステップＳ２２０の工程を説明する図である。ステップＳ２２０の工程は、有効領域１１０から酸化シリコン膜２２０を除去する工程である。ステップＳ２２０は、具体的には、第１面１０２側からエッチングを行うことにより、酸化シリコン膜２２０を除去する。なお、図１５の例では、第２面１０４側に酸化シリコン膜２２０が残されているが、除去されてもよい。
【００５０】
図１６は、ステップＳ２３０の工程を説明する図である。ステップＳ２３０の工程は、有効領域１１０内の複数の凹部１２０に対応した領域に、マスク材４６０を形成する工程である。ステップＳ２３０の工程は、例えば、第１面１０２にマスク材４６０を形成した後、凹部１２０が形成される領域から、マスク材４６０を除去する。これにより、凹部１２０が形成される領域において、シリコン層１００が露出する。マスク材４６０は、例えば、フォトレジストである。第１面１０２の凹部１２０が形成されない領域は、マスク材４４０またはマスク材４６０により覆われている。なお、本開示による構造体の製造方法は、ステップＳ２１０の工程後にマスク材４４０を除去する工程を含んでもよい。この場合、ステップＳ２３０の工程が、マスク材４４０が除去された部分に、マスク材４６０を形成してもよい。
【００５１】
図１７は、ステップＳ２４０の工程を説明する図である。ステップＳ２４０工程は、マスク材４４０およびマスク材４６０をマスクとして、基板６００を第１面１０２側からエッチングすることにより、複数の凹部１２０を形成する工程である。ステップＳ２４０の工程により、有効領域１１０のうち、マスク材４４０またはマスク材４６０が形成されておらず、シリコン層１００が露出した領域に、複数の凹部１２０が形成される。エッチングの方法は、実施形態１のステップＳ１３０の工程と同じでよい。
【００５２】
図１８は、ステップＳ２５０の工程を説明する図である。ステップＳ２５０の工程は、基板６００からマスク材４４０およびマスク材４６０を除去する工程である。
【００５３】
図１９は、ステップＳ２６０の工程を説明する図である。ステップＳ２６０の工程は、基板６００を熱酸化することにより、複数の凸部２１０に、酸化シリコン層を形成する工程である。ステップＳ２６０の工程は、ステップＳ１５０の工程と同様、複数の凸部２１０の各凸部２１０に存在する少なくともシリコン全体を酸化する。これにより、複数の凸部２１０の各凸部２１０が酸化シリコン層となる。また、ステップＳ２６０の工程により、各凹部１２０の底面１２４に、酸化シリコン層２３０が形成される。各凸部２１０の酸化シリコン層の第１面１０２からの深さ（つまり、Ｄ３方向の長さ）は、凸部２１０のＤ３方向の長さと同じ、Ｐである（つまり、Ｐ＞ｐ１）。
【００５４】
深さ８μｍまで熱酸化する能力を有する装置を用いる場合、ステップＳ２３０の工程は、ステップＳ２６０の熱酸化後に凸部２１０に存在する酸化シリコン層のＤ２方向の幅（つまり、距離Ｓ）が１６μｍとなるように、マスク材４６０を形成する。ステップＳ２３０の工程は、凹部１２０の形成後における隣接する２つの凹部間の距離を、例えば７．０４μｍ（理論値）とすればよい。ステップＳ２３０の工程は、ステップＳ２６０の熱酸化後に凸部２１０に存在する酸化シリコン層のＤ２方向の幅が、最大でも１６μｍ以下となるように、マスク材４６０を形成してもよい。
【００５５】
ステップＳ１６０の工程後、上述した実施形態１と同様、ステップＳ１６０、ステップＳ１７０、およびステップＳ１８０の各工程が行われることで、図２に示す構造体１０が得られる。
【００５６】
以上説明した実施形態２においても、実施形態１における構造体１０、または構造体１０の製造方法と同様の効果を奏する。
【００５７】
〈実施形態３〉
図２０乃至図２５を用いて、実施形態３に係る構造体１０の製造方法について説明する。実施形態３に係る構造体１０の製造方法は、ステップＳ１１０の基板６００を熱酸化する工程を含まない点で、実施形態１および実施形態２と大きく異なる。図２０は、構造体１０の製造方法の流れを示す図である。
【００５８】
図２１は、ステップＳ３１０の工程を説明する図である。ステップＳ３１０の工程は、酸化シリコン膜２２０が形成されていない基板６００に、複数の凹部１２０を形成する工程である。ステップＳ３１０の工程は、例えば、フォトリソグラフィー法を用いて、複数の凹部１２０を形成するためのエッチングを行う。
【００５９】
図２２は、ステップＳ３２０の工程を説明する図である。ステップＳ３２０の工程は、基板６００を熱酸化することにより、複数の凸部２１０に、酸化シリコン層を形成する工程である。ステップＳ３２０の工程は、ステップＳ１５０およびステップＳ２６０の工程と同様、複数の凸部２１０の各凸部２１０に存在する少なくともシリコン全体を酸化する。これにより、複数の凸部２１０の各凸部２１０が酸化シリコン層となる。また、ステップＳ３２０の工程により、各凹部１２０の底面１２４に、酸化シリコン層２３０が形成される。各凸部２１０の酸化シリコン層の第１面１０２からの深さ（つまり、Ｄ３方向の長さ）は、凸部２１０のＤ３方向の長さと同じ、Ｐである（つまり、Ｐ＞ｐ１）。また、ステップＳ３２０の工程により、基板６００の表面に酸化シリコン膜２２０が形成される。
【００６０】
図２３は、ステップＳ３３０の工程を説明する図である。ステップＳ３３０の工程は、基板６００の周辺領域１３０に、マスク材４８０を形成する工程である。図２３に示すように、有効領域１１０内にはマスク材４８０は形成されない。マスク材４８０は、例えばフォトレジストである。
【００６１】
図２４は、ステップＳ３４０の工程を説明する図である。ステップＳ３４０の工程は、基板６００の第１面１０２側から異方性エッチングを行うことにより、複数の凹部１２０の底面１２４から、酸化シリコン層２３０を除去する工程である。ステップＳ３４０の工程により、凹部１２０の底面１２４において、シリコン層１００が露出する。各凸部２１０には、Ｐ＞ｐ１の関係を満たす酸化シリコン層が形成されているので、凸部２１０の奥のシリコン層１００は露出しない。また、本実施形態ではステップＳ１１０の工程が行われないが、周辺領域１３０の表面にマスク材４８０が形成されているので、ステップＳ３４０の工程を原因として、周辺領域１３０からシリコン層１００が露出することも考えにくい。これにより、ステップＳ３４０の工程後、第１面１０２では、底面１２４においてシリコン層１００が露出し、底面１２４以外の領域においてはシリコン層１００を露出しない。
【００６２】
図２５は、ステップＳ３５０の工程を説明する図である。ステップＳ３５０の工程は、基板６００からマスク材４８０を除去する工程である。
そして、上述した実施形態１と同様、ステップＳ１７０，Ｓ１８０の工程が行われることで、図２に示す構造体１０が得られる。
【００６３】
実施形態３においても、実施形態１における構造体１０、または構造体１０の製造方法と同様の効果を奏する。また、ステップＳ３４０の工程が行われるときには、周辺領域１３０にマスク材４８０が形成されている。よって、周辺領域１３０からシリコン層１００が露出することは考えにくい。よって、周辺領域１３０からシリコン層１００が露出することによる異常析出の発生が抑制される。
【００６４】
〈実施形態４〉
図２６乃至図２７を用いて、実施形態４に係る構造体１０Ａの製造方法について説明する。図２６は、底面１２４の酸化シリコン層２３０が除去される前の基板６００を示す断面図である。図２７は、底面１２４の酸化シリコン層２３０が除去された後の構造体１０Ａを示す断面図である。
【００６５】
実施形態４に係る構造体１０Ａの製造方法は、第１面１０２から底面１２４に向けて徐々に径が小さくなる（つまり、テーパー状の）、複数の凹部１２０Ａを形成する。この場合、複数の凸部２１０Ａに酸化シリコン層を形成する工程（ステップＳ１５０，Ｓ２４０，Ｓ３２０の工程）の熱酸化時間によっては、各凸部２１０Ａの一部にシリコンが残存することがある。このような場合でも、各凸部２１０Ａの酸化シリコン層の第１面１０２からの深さ（つまり、Ｄ３方向の長さ）ｐ３が、底面１２４に形成される酸化シリコン層の深さｐ１よりも大きい（つまり、ｐ３＞ｐ１）という条件を満たしていれば、第１面１０２からのシリコン層１００の露出は起こりにくい。また、構造体１０Ａにおいても、隣接する２つの凹部１２０Ａ間に存在する酸化シリコン層のＤ２方向の幅を、最大でも１６μｍ以下としてもよい。
【００６６】
よって、本実施形態に係る構造体１０Ａの製造方法によっても、実施形態１乃至実施形態３と同様、底面１２４から酸化シリコン層２３０を除去するための異方性エッチングに起因して、凸部２１０からシリコン層１００が露出しない。よって、凸部２１０の絶縁性が低下した部位からの異常析出を原因として金属層３００Ａ内に空隙が発生することを抑制することができる。以上説明したように、凸部２１０Ａの一部にシリコンが残存した場合でも、絶縁性が低下した部位からの異常析出を抑えることができる。
【００６７】
［回折格子２０の応用方法］
図２８を用いて、実施形態１乃至実施形態３に係る構造体１０、および実施形態４に係る構造体１０ＡのＸ線画像撮像用グリッドへの応用方法について説明する。図２８は、本開示の一実施形態に係る回折格子の応用方法を示す図である。図２８に示すように、Ｘ線画像を撮像するためのＸ線光源５３０として、焦点サイズが大きいＸ線管が用いられる。Ｘ線光源５３０から出射したＸ線５５０は、可干渉性を有することができる拡散部材５４０によって拡散され、拡散Ｘ線５５５として位相格子５４５および回折格子２０に入射する。拡散Ｘ線５５５は拡散部材５４０から放射状に広がる。拡散Ｘ線５５５の進行方向と金属層５００の側面５１０の向きとが平行になるように、位相格子５４５および回折格子２０は屈曲している。回折格子２０を図２８に示す形状に屈曲させるために、回折格子２０の第１面１０２側には切り欠き５０５が設けられている。切り欠き５０５は、金属層５００が凹部１２０に形成された後に形成される。位相格子５４５についても同様である。位相格子５４５の形状は回折格子２０の形状に類似しているが、回折格子２０の凹部に金属層５００が配置されていない。拡散Ｘ線５５５は、位相格子５４５でタルボ効果を生じ、タルボ像を形成する。このタルボ像が回折格子２０で作用を受け、モアレ縞の画像コントラストを形成する。このモアレ縞を解析することで、Ｘ線の吸収、散乱、および微分位相などの情報を得ることができる。
【００６８】
拡散部材５４０と回折格子２０との間に被検体が配置されると、被検体によってＸ線の位相がシフトする。Ｘ線の位相シフトはモアレとして、回折格子２０に対して被検体とは反対側に配置された検出器によって検出される。当該モアレを検出することで被検体が撮像される。このようにして検出された情報に対して、フーリエ変換等の位相回復処理を行うことで、被検体の位相像を得ることができる。
【００６９】
なお、本発明は上記の実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、凸部２１０または凸部２１０Ａに形成される酸化シリコン層が厚いほど、凸部２１０または凸部２１０Ａの酸化シリコン層が薄くなったり、該酸化シリコン層の奥に存在するシリコン層１００が露出したりする可能性は低くなる。よって、凸部２１０または凸部２１０Ａに１６μｍよりも厚い酸化シリコン層が存在してもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０，１０Ａ：構造体、    ２０：回折格子、    １００：シリコン層、    １０２：第１面、    １０４：第２面、    １１０：有効領域、    １２０，１２０Ａ：凹部、    １２２：側面、    １２４：底面、    １３０：周辺領域、    １４０：ノッチ、    ２００：酸化シリコン層、    ２１０，２１０Ａ：凸部、    ２２０：酸化シリコン膜、    ２３０：酸化シリコン層、    ３００，３００Ａ：金属層、    ４２０：マスク材、    ４４０：マスク材、    ４６０：マスク材、    ４８０：マスク材、    ５００：金属層、    ５１０：側面、    ５３０：線光源、    ５４０：拡散部材、    ５５０：Ｘ線、    ５５５：拡散Ｘ線、    ６００：基板、    ７００：構造体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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