(57)【要約】      （修正有）【課題】平面視において異方性の高いパターンを有する構造体の反りを緩和する。【解決手段】構造体は、第１面（１０２）、および第１面（１０２）に対向する第２面（１０４）を有する基板（１００）であって、第１面（１０２）側に開口する複数の溝（１２０）を有する基板（１００）と、第１面（１０２）に設けられた積層構造体であって、第１層（２００）および第１層（２００）よりも上層に位置する第２層（３００）を含む積層構造体と、を有し、第１層（２００）および第２層（３００）の一方が圧縮応力を有し、かつ、第１層（２００）および第２層（３００）の他方が引張応力を有し、平面視において、複数の溝（１２０）の各々は、第１方向に沿って延びており、かつ、第１方向に交差する第２方向に沿って並んでいる構造体とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面、および前記第１面に対向する第２面を有する基板であって、前記第１面側に開口する複数の溝を有する前記基板と、
前記第１面に設けられた積層構造体であって、第１層および前記第１層よりも上層に位置する第２層を含む前記積層構造体と、を有し、
前記第１層および前記第２層の一方が圧縮応力を有し、かつ、前記第１層および前記第２層の他方が引張応力を有し、
平面視において、前記複数の溝の各々は、第１方向に沿って延びており、かつ、前記第１方向に交差する第２方向に沿って並んでいる、構造体。
【請求項２】
前記溝の側壁の少なくとも一部に設けられた絶縁層をさらに有し、
前記溝の底部は、前記絶縁層から露出されている、請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
前記絶縁層および前記第１層は、酸化シリコンであり、
前記絶縁層の膜厚は、前記第１層の膜厚よりも薄い、請求項２に記載の構造体。
【請求項４】
第１面、前記第１面に対向する第２面を有する基板であって、前記第１面側に開口する複数の溝を有する前記基板と、
前記第１面に設けられた積層構造体であって、第１酸化シリコン層および第１窒化シリコン層を含む前記積層構造体と、を有し、
平面視において、前記複数の溝の各々は、第１方向に沿って延びており、前記第１方向に交差する第２方向に並んでいる、構造体。
【請求項５】
前記溝の側壁の少なくとも一部に設けられた第２酸化シリコン層をさらに有し、
前記溝の底部は、前記第２酸化シリコン層から露出されている、請求項４に記載の構造体。
【請求項６】
前記第１酸化シリコン層は、前記第１面上に配置され、
前記第１窒化シリコン層は、前記第１酸化シリコン層よりも上層に位置する、請求項５に記載の構造体。
【請求項７】
前記第２酸化シリコン層の膜厚は、前記第１酸化シリコン層の膜厚よりも薄い、請求項６に記載の構造体。
【請求項８】
前記第２酸化シリコン層よりも前記基板から離れて配置された第２窒化シリコン層をさらに有し、
前記基板は、前記溝の底部において前記第２窒化シリコン層から露出されている、請求項６に記載の構造体。
【請求項９】
前記複数の溝の各々は、前記第１方向に延びる直線形状部を有し、
前記第１方向において、前記直線形状部の長さは前記基板の長さの１／３以上である、請求項１または４に記載の構造体。
【請求項１０】
前記複数の溝は、前記第２方向に周期的に配置されている、請求項１または４に記載の構造体。
【請求項１１】
前記複数の溝は、少なくとも前記第２方向に１０００以上並べて配置されている、請求項１０に記載の構造体。
【請求項１２】
前記複数の溝の各々は、前記第１方向に延びる直線形状部を有し、
前記直線形状部は、前記第２方向に周期的に配置されている、請求項１または４に記載の構造体。
【請求項１３】
複数の前記直線形状部は、前記第２方向に一定間隔で配置されている、請求項１２に記載の構造体。
【請求項１４】
複数の前記直線形状部は、少なくとも前記第２方向に１０００以上並べて配置されている、請求項１２に記載の構造体。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか一に記載の構造体と、
前記溝の内部に配置された充填材と、
を有する、回折格子。
【請求項１６】
前記充填材の電磁波に対する透過率は、前記基板の前記電磁波に対する透過率よりも低い、請求項１５に記載の回折格子。
【請求項１７】
前記充填材の放射線に対する透過率は、前記基板の前記放射線に対する透過率よりも低い、請求項１５に記載の回折格子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、構造体およびその構造体を用いた回折格子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術が実用化され、電子機器分野のみならず光学機器等の多様な分野での利用が進められている。ＭＥＭＳ技術を用いて、平面視において異方性の高い、例えば、細長い溝（凹部または有底孔）等の開口部が設けられた基板を用いた構造体が作製される。
【０００３】
平面視において異方性の高いパターンを有する構造体の用途の一つとして回折格子がある。例えば、上記の構造体の開口部に金属材料が充填された回折格子は、Ｘ線の透過性や位相を制御するＸ線画像撮像用グリッドとして用いられる（例えば、特許文献１および２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１９０７７８号公報
【特許文献２】国際公開第２０１４／０３４０３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
平面視において異方性の高いパターンを有する構造体は、パターンに応じて反りが生じ、複雑な歪みをもちやすい。特許文献１および２において、Ｘ線画像撮像用グリッドが形成される構造体の反りに起因して撮像された画像に歪みが生じる虞がある。
【０００６】
本発明の一目的は、平面視において異方性の高いパターンを有する構造体の反りを緩和することにある。
【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は、第１面、および第１面に対向する第２面を有する基板であって、第１面側に開口する複数の溝を有する基板と、第１面に設けられた積層構造体であって、第１層および第１層よりも上層に位置する第２層を含む積層構造体と、を有し、第１層および第２層の一方が圧縮応力を有し、かつ、第１層および第２層の他方が引張応力を有し、平面視において、複数の溝の各々は、第１方向に沿って延びており、かつ、第１方向に交差する第２方向に沿って並んでいる。
【０００８】
溝の側壁の少なくとも一部に設けられた絶縁層をさらに有し、溝の底部は、絶縁層から露出されていてもよい。
【０００９】
絶縁層および第１層は、酸化シリコンであり、絶縁層の膜厚は、第１層の膜厚よりも薄くてもよい。
【００１０】
本開示の一実施形態に係る構造体は、第１面、第１面に対向する第２面を有する基板であって、第１面側に開口する複数の溝を有する基板と、第１面に設けられた積層構造体であって、第１酸化シリコン層および第１窒化シリコン層を含む積層構造体と、を有し、平面視において、複数の溝の各々は、第１方向に沿って延びており、第１方向に交差する第２方向に並んでいる。
【００１１】
溝の側壁の少なくとも一部に設けられた第２酸化シリコン層をさらに有し、溝の底部は、第２酸化シリコン層から露出されていてもよい。
【００１２】
第１酸化シリコン層は、第１面上に配置され、第１窒化シリコン層は、第１酸化シリコン層よりも上層に位置してもよい。
【００１３】
第２酸化シリコン層の膜厚は、第１酸化シリコン層の膜厚よりも薄くてもよい。
【００１４】
第２酸化シリコン層よりも基板から離れて配置された第２窒化シリコン層をさらに有し、基板は、溝の底部において第２窒化シリコン層から露出されていてもよい。
【００１５】
複数の溝の各々は、第１方向に延びる直線形状部を有し、第１方向において、直線形状部の長さは基板の長さの１／３以上であってもよい。
【００１６】
複数の溝は、第２方向に周期的に配置されていてもよい。
【００１７】
複数の溝は、少なくとも第２方向に１０００以上並べて配置されていてもよい。
【００１８】
複数の溝の各々は、第１方向に延びる直線形状部を有し、直線形状部は、第２方向に周期的に配置されていてもよい。
【００１９】
複数の直線形状部は、第２方向に一定間隔で配置されていてもよい。
【００２０】
複数の直線形状部は、少なくとも第２方向に１０００以上並べて配置されていてもよい。
【００２１】
本開示の一実施形態に係る回折格子は、構造体と、溝の内部に配置された充填材と、を有する。
【００２２】
充填材の電磁波に対する透過率は基板の電磁波に対する透過率よりも低くてもよい。
【００２３】
充填材の放射線に対する透過率は基板の放射線に対する透過率よりも低くてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、平面視において異方性の高いパターンを有する構造体の歪みを緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【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】本開示の一実施形態に係る構造体において、第２層を選択的に除去した状態を示す図である。
【図４】本開示の一実施形態に係る構造体の製造方法において、基板上に第１層および第２層を形成する工程を示す図である。
【図５】本開示の一実施形態に係る構造体の製造方法において、基板に溝を形成する工程を示す図である。
【図６】本開示の一実施形態に係る回折格子の製造方法において、基板に形成された溝の底部からめっき層を成長させる工程を示す図である。
【図７】本開示の一実施形態に係る回折格子の製造方法において、基板に形成された溝にめっき層を充填する工程を示す図である。
【図８】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。
【図９】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１０】本開示の一実施形態に係る構造体の溝の拡大断面図である。
【図１１】本開示の一実施形態に係る構造体の製造方法において、基板に溝を形成する工程を示す図である。
【図１２】本開示の一実施形態に係る構造体の製造方法において、溝の側壁に絶縁層を形成する工程を示す図である。
【図１３】本開示の一実施形態に係る構造体の製造方法において、溝の底部において基板を露出する工程を示す図である。
【図１４】本開示の一実施形態に係る構造体の製造方法において、斜めスパッタリング法によって基板の第１面側に金属層を形成する工程を示す図である。
【図１５】本開示の一実施形態に係る構造体の製造方法において、溝の底部において基板を露出する工程を示す図である。
【図１６】本開示の一実施形態に係る構造体の溝の拡大断面図である。
【図１７】本開示の一実施形態に係る構造体の製造方法において、溝の側壁および第２層上にさらに絶縁層を形成する工程を示す図である。
【図１８】本開示の一実施形態に係る構造体の製造方法において、溝の底部において基板を露出する工程を示す図である。
【図１９】本開示の一実施形態に係る構造体の溝の拡大断面図である。
【図２０】本開示の一実施形態に係る構造体の製造方法において、溝に形成された第１絶縁層上および第２層上に第２絶縁層を形成する工程を示す図である。
【図２１】本開示の一実施形態に係る構造体の製造方法において、溝の底部において基板を露出する工程を示す図である。
【図２２】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２３】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２４】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２５】参考例に係る構造体の概要を示す平面図である。
【図２６】参考例に係る構造体のＡ−Ａ’断面図である。
【図２７】参考例に係る構造体のＢ−Ｂ’断面図である。
【図２８】参考例に係る構造体のＣ−Ｃ’断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本開示の実施形態に係る構造体およびその構造体を用いた回折格子について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は一例であって、本開示はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。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の後にアルファベットを付して、その繰り返しの説明は省略する場合がある。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。
【００２７】
本開示の各実施の形態において、基板１００の第１面１０２側を基板１００の上または上方ということがある。逆に基板１００の第２面１０４側を基板１００の下または下方ということがある。このように、説明の便宜上、上方又は下方という語句を用いて説明するが、例えば、実際の第１面１０２および第２面１０４の上下関係が図示と逆になるように配置されることがある。また、以下の説明で、例えば基板１００上の第１層２００という表現は、上記のように基板１００および第１層２００の上下関係を説明しているに過ぎず、基板１００と第１層２００との間に他の部材が配置されていてもよい。
【００２８】
［本願発明に至る経緯］
図２５は、参考例に係る構造体の概要を示す平面図である。図２５は、Ｘ線画像撮像用グリッドに用いられる構造体９０である。構造体９０は、基板９００の有効領域９１０に複数の溝９２０を有している。各溝９２０はＤ１方向に長手を有する形状である。溝９２０は複数形成されており、Ｄ２方向に周期的に並べて形成されている。上記のように、Ｘ線画像撮像用グリッドに用いられる構造体９０に形成される溝９２０のパターンは、例えばＬＳＩのダマシン配線に用いられる溝とは異なり、平面視において異方性の高いパターンが周期的に多数形成されているものである。なお、基板９００には切欠け部９３０（以下、ノッチとも称する）が設けられている。
【００２９】
溝９２０の内部に金属材料などのＸ線に対する透過率が低い材料が配置されることで、構造体９０はＸ線画像撮像用グリッドとして機能する。参考例のＸ線画像撮像用グリッドでは、有効領域９１０の中央付近で撮像されるＸ線画像に比べて、有効領域９１０の端部付近で撮像されるＸ線画像に歪みが発生するという問題が生じていた。
【００３０】
図２６は、参考例に係る構造体のＡ−Ａ’断面図である。溝９２０は、基板９００の第１面９０２から第２面９０４に向かって設けられている。溝９２０は、そのアスペクト比が１０以上の高アスペクト比の溝である。換言すると、Ｄ２方向の溝９２０の幅に対する溝９２０の深さの比は１０以上である。溝９２０はＤ２方向に複数形成されており、複数の溝９２０はＤ２方向に周期的に形成されている。基板９００の第１面９０２には絶縁層９４０が形成されている。絶縁層９４０は、電解めっき法によって溝９２０の内部に金属材料を充填する際に、めっき層の成長方向を制御する目的で設けられている。絶縁層９４０として、例えば酸化シリコン層などの圧縮応力を有する層が用いられる。
【００３１】
図２７は、参考例に係る構造体のＢ−Ｂ’断面図である。図２８は、従来例に係る構造体のＣ−Ｃ’断面図である。図２７に示すように、溝９２０はＤ１方向に長手を有する。絶縁層９４０は溝９２０が形成されていない領域の第１面９０２に形成されている。図２８に示すように、溝９２０が形成されていない領域では、第１面９０２の全面に絶縁層９４０が形成されている。
【００３２】
絶縁層９４０の膜応力（圧縮応力又は引張応力）によって基板９００が変形する。基板９００の変形は絶縁層９４０が形成されたパターン、つまり溝９２０が形成されたパターンの影響を受ける。例えば、Ｄ２方向において、絶縁層９４０は溝９２０によって分断されているため、絶縁層９４０の圧縮応力に起因する基板９００の変形は相対的に小さい。一方、Ｄ１方向において、溝９２０が形成されていない領域では絶縁層９４０は連続しているため、絶縁層９４０の圧縮応力に起因する基板９００の変形は相対的に大きい。さらに、Ｄ１方向において、溝９２０が形成されている領域では絶縁層９４０はごく一部の領域にしか形成されていないため、絶縁層９４０の圧縮応力に起因する基板９００の変形は相対的に小さい。
【００３３】
上記のように、例えば図２５に示すようなパターンの溝９２０が形成され、基板９００の第１面に圧縮応力を有する絶縁層９４０が形成された構造体９０では、基板９００の平面方向（Ｄ１方向またはＤ２方向）によって基板９００の変形の大きさが異なる。さらに、平面方向が同じであっても、基板９００面内の位置によって基板９００の変形の大きさが異なる。このように、平面視において異方性の高いパターンを有する基板９００において、基板９００上に形成された絶縁層９４０のパターンによって複雑な方向の内部応力が発生するため、基板９００は複雑な形状に歪んでしまう。
【００３４】
基板９００が歪んだ状態で、溝９２０の内部に金属材料を充填すると、基板９００は歪んだ状態で固定される。したがって、金属材料を充填した後では、基板９００の形状を補正することは困難である。発明者らは上記の現象を鋭意検討した結果、本発明に至った。
【００３５】
〈実施形態１〉
図１〜図９を用いて、本発明の実施形態１に係る構造体１０の構成、および構造体１０の製造方法について説明する。本実施形態では、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について説明する。
【００３６】
［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の概要を示す平面図である。構造体１０は、少なくとも基板１００の有効領域１１０に線状の溝１２０を有している。有効領域とは、構造体または金属材料充填構造体（後述する）において実使用される領域である。有効領域は、図１に示すように基板１１０他の領域に囲まれたり、他の領域に接したりするように設けられてもよいし、基板１１０の外形に一致するように設けられてもよい。基板１００が円形状である構成を例示したが、この構成に限定されず、例えば、基板１００は四角形等であってもよい。
【００３７】
溝１２０はＤ１方向に長手を有する形状である。溝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。なお、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。溝１２０のＤ２方向の幅をＬ、Ｄ２方向に隣接する溝１２０の間隔をＳ、溝１２０のＤ１方向の幅をＫとする。溝１２０のＬは０．５μｍ以上３０μｍ以下、Ｓは０．５μｍ以上３０μｍ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、溝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。溝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。Ｌ＋Ｓ（ピッチ）の繰り返し数が、Ｋと同じであれば好ましいが（１１０のエリアが正方形）、それに限定されたものではない。溝１２０はＤ２方向に一定間隔で配置されている。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１００にはノッチ１３０（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。
【００３８】
図１において各溝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。第１方向において、溝１２０の直線形状部の長さは基板１００の長さの１／３以上である。溝１２０の直線形状部の長さは、好ましくは基板１００の長さの２／３以上である。基板１００の平面形状が円形の場合、溝１２０の直線形状部の長さは基板１００の直径の１／３以上である。溝１２０の直線形状部の長さは、好ましくは基板１００の直径の１／３以上である。なお、平面視において、各溝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。
【００３９】
図２は、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２に示すように、構造体１０は、基板１００、第１層２００、および第２層３００を有する。基板１００には、基板１００の第１面１０２から第２面１０４に向かって溝１２０が設けられている。複数の溝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の溝を１以上含む。アスペクト比は、Ｄ２方向の溝１２０の幅Ｌに対する溝１２０の深さの比である。Ｄ２方向の溝１２０の幅Ｌは、基板１００の第１面１０２と溝１２０の開口により規定される幅である。溝１２０の深さは、基板１００の第１面１０２から溝１２０の底部の距離である。溝１２０はＤ２方向に複数形成されており、図２において、例えば、複数の溝１２０はＤ２方向に周期的に形成されている。換言すると、複数の溝１２０（Ｌに相当する）と、溝１２０が設けられていない箇所（Ｓに相当する）とが交互に配置されている。さらに、各溝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０．５〜２．０の範囲で設定されていてもよい。
【００４０】
図２に示す断面視において、溝１２０の側壁が第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、溝１２０の側壁が第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の溝、逆テーパーの溝）にあってもよい。
【００４１】
第１層２００は、基板１００の第１面１０２上に配置されている。第２層３００は、第１層２００よりも上層に位置するように配置されている。例えば、第１層２００は圧縮応力を有する層であるとき、第２層３００は引張応力を有する層である。第１層２００の厚さは、例えば、０．０５μｍ以上２．０μｍ以下としてもよい。第２層３００の厚さは、例えば、０．０５μｍ以上２．０μｍ以下としてもよい。さらに、第１層２００の厚さに対する第２層３００の厚さが、０．１以上０．５以下としてもよい。第１層２００と第２層３００との間に他の層（例えば、第１層と第２層の密着性を向上する密着層）が設けられていてもよい。第１層２００および第２層３００のうち、少なくともいずれか一方は絶縁層であってもよい。圧縮応力を有する層は、例えば酸化シリコン層である。引張応力を有する層は、例えば、窒化シリコン層である。上記の例では、第１層２００を酸化シリコンとし、第２層３００を窒化シリコンとすることができる。なお、酸化シリコンの圧縮応力は、例えば−４００ＭＰａ以上−３００ＭＰａ以下である。窒化シリコンの引張応力は、例えば５００ＭＰａ以上１２００ＭＰａ以下である。ただし、第１層２００または第２層３００が導電性を有する層であってもよい。
【００４２】
第１層２００および第２層３００がそれぞれ逆方向の応力を有していることで、第１層２００および第２層３００を含む積層構造による膜応力を緩和し、基板１００の変形を抑制することができる。上記の構造の場合、第２層３００の引張応力が、第１層２００の圧縮応力によって発生する基板１００の変形を緩和する。第１層２００および第２層３００を併せて積層構造体という場合がある。
【００４３】
上記の説明では、第１層２００が圧縮応力を有し、第２層３００が引張応力を有する構造について説明したが、第１層２００が引張応力を有し、第２層３００が圧縮応力を有する構造であってもよい。
【００４４】
基板１００として、シリコン基板などの半導体基板、ガラス基板等の絶縁性基板等を用いることができるが、なかでも半導体基板が好ましく用いられる。半導体基板としては、シリコン基板の他に炭化シリコン基板、ガリウムヒ素基板、窒化ガリウム基板などの基板を用いることができる。基板１００は、単結晶基板であってもよく多結晶基板であってもよく、非晶質基板であってもよい。基板１００として、半導体基板や導電性基板を用いる場合、抵抗率が０．００１Ωｃｍ以上１０Ωｃｍ以下の基板を用いることができる。
【００４５】
基板１００の材料として、熱膨張係数が２×１０−６［／Ｋ］以上１７×１０−６［／Ｋ］以下の範囲の材料を用いることができる。基板１００の厚さは、特に制限はないが、例えば１００μｍ以上８００μｍ以下の厚さの基板を用いることができる。基板１００の厚さが下限よりも薄くなると、基板１００のたわみが大きくなる。その影響で、製造過程におけるハンドリングが困難になるとともに、基板１００上に形成された第１層２００および第２層３００の応力に起因して基板１００が反ることがある。一方、基板１００の厚さが上限よりも厚くなると、基板１００の重量が増加し、ハンドリングを行う装置への負担が大きくなることがある。さらに、構造体１０をＸ線画像撮影用グリッドとして用いる場合、Ｘ線が基板１００を通過する距離が長くなるため、基板１００によるＸ線の散乱及び吸収が大きくなり、Ｘ線映像を撮影するための信号が弱くなることがある。
【００４６】
第１層２００として、酸化シリコン層以外にも、酸化マグネシウムなどを用いることができる。第２層３００として、窒化シリコン層以外にも、酸化アルミニウムおよび酸化チタンなどを用いることができる。
【００４７】
構造体１０において第１層２００および第２層３００が積層された状態（図２に示した状態）で斜入射干渉法フラットネステスター（ニデック社製；ＦＴ−９００）を用いて計測した基板の反り量を初期状態とする。次に構造体１０の第２層３００を、基板１００に第１層２００を残して選択的に除去したとき、例えば図３に示すように、斜入射干渉法フラットネステスターを用いて計測し、初期状態に比べて基板中央部が端部より盛り上がる方向に基板が変形した場合に、第２層３００が引張応力を有するとみなす。一方、図３とは逆に、初期状態に比べて基板端部が中央部より盛り上がる方向に基板が変形した場合に、第２層３００が圧縮応力を有するとみなす。さらに、基板１００から第１層２００を選択的に除去したとき、斜入射干渉法フラットネステスターを用いて計測し、第２層３００が選択的に除去された状態に比べて基板端部が中央部より盛り上がる方向に基板が変形した場合に、第１層２００が圧縮応力を有し、一方、第２層３００が選択的に除去された状態に比べて基板中央部が端部より盛り上がる方向に基板が変形した場合に、第１層２００が引張応力を有するとみなす。なお、膜応力の値は、計測により得られた反り量をストーニー（Ｓｔｏｎｅｙ）の公式を用いて算出できる。
【００４８】
以上のように、実施形態１に係る構造体１０によると、第１層２００および第２層３００の一方が圧縮応力を有し、かつ、他方が引張応力を有する積層構造とされていることで、膜応力による基板１００の変形を緩和することができる。
【００４９】
［構造体１０の製造方法］
図４および図５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。以下の説明において、構造体１０の基板１００としてシリコン基板が用いられる。第１層２００として酸化シリコン層が用いられる。第２層３００として窒化シリコン層が用いられる。
【００５０】
図４は、本開示の一実施形態に係る構造体の製造方法において、基板上に第１層および第２層を形成する工程を示す図である。図４に示すように、例えば、基板１００を熱酸化することで、基板１００上に酸化シリコン層の第１層２００を形成し、例えば第１層２００上にプラズマＣＶＤ法によって窒化シリコン層の第２層３００を形成する。第１層２００は、熱酸化以外にも、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、触媒ＣＶＤ法（Ｃａｔ（Ｃａｔａｌｙｔｉｃ）−ＣＶＤ法又はホットワイヤＣＶＤ法）などによって形成されてもよい。第２層３００は、プラズマＣＶＤ法以外にも、熱ＣＶＤ法、触媒ＣＶＤ法などによって形成されてもよい。なお、基板１００の熱酸化によって第１層２００を形成する場合、基板１００の側面および底面にも酸化シリコン層が形成されるが、図４では、基板１００の側面および底面に形成された酸化シリコン層は除去されている。
【００５１】
図５は、本開示の一実施形態に係る構造体の製造方法において、基板に溝を形成する工程を示す図である。図５に示すように、第２層３００上にパターンが形成されたフォトレジスト４００が形成され、フォトレジスト４００をマスクとして第２層３００、第１層２００、および基板１００がエッチングされる。上記のエッチングは、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を用いることができる。上記のエッチングによって、基板１００に溝１２０が形成される。溝１２０の側壁１２２は基板１００の第１面１０２および第２面１０４に対して直交する方向に延びている。エッチングによって溝１２０を形成した後にフォトレジスト４００を除去することで、図２に示す構造体１０を形成することができる。
【００５２】
以上のように、実施形態１に係る構造体１０の製造方法によると、第１層２００および第２層３００を含む積層構造を形成することができる。
【００５３】
［構造体１０を用いた金属材料充填構造体（回折格子２０）］
図５〜図８を用いて、実施形態１に係る構造体１０を用いた回折格子２０（金属材料充填構造体の一例）およびその製造方法について説明する。ここでは、上記で説明した構造体１０の溝１２０の内部に充填材５００が配置された回折格子２０について説明する。
【００５４】
図６および図７を用いて、実施形態１に係る回折格子２０の製造方法について説明する。ここでは、電解めっき法によって溝１２０の底部から充填材５００となるめっき層を成長させる方法について説明する。
【００５５】
図６は、本開示の一実施形態に係る回折格子の製造方法において、基板に形成された溝の底部からめっき層を成長させる工程を示す図である。図６に示すように、基板１００に通電する電解めっき法によって、溝１２０の底部から上方に向かって充填材５００を成長させる。なお、充填材５００の成長が溝１２０の底部から上方に向かって成長するように、基板１００の第２面１０４側から通電することが好ましい。この場合、第１層２００および第２層３００の少なくとも一方が絶縁性を有することで、基板１００の第１面１０２からのめっき層の成長を抑制することができる。これにより、充填材５００の内部にボイドが形成されることを抑制できる。
【００５６】
図７は、本開示の一実施形態に係る回折格子の製造方法において、基板に形成された溝にめっき層を充填する工程を示す図である。図７に示すように、溝１２０を充填材５００で充填する。図７の状態から、第１面１０２側の第１層２００および第２層３００、ならびに第２面１０４側の基板１００を研削することで、図８に示す回折格子２０を得ることができる。なお、溝１２０が充填材５００によって充填されることによって、基板１００の形状が固定される。つまり、充填材５００が充填された後は、第１層２００および第２層３００を除去しても、基板１００の形状はほとんど変化しない。仮に充填材５００が充填されたときに基板１００が歪んでいると、充填材５００が充填された後の基板１００の形状は歪んだ状態で固定されてしまう。したがって、充填材５００を充填する前の構造体１０において歪みを補正することは非常に重要である。
【００５７】
図８は、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。図８に示すように、溝１２０の内部には充填材５００が配置されている。図２において基板１００の第１面１０２側に配置されていた第１層２００および第２層３００が除去されており、第１面１０２は外部に露出されている。ただし、第１層２００および第２層３００が第１面１０２に配置されていてもよい。基板１００の第２面１０４側の研削によって、基板１００は薄板化されている。図８では、充填材５００は第２面１０４側に露出されていないが、充填材５００が第２面１０４側に露出されていてもよい。充填材５００の側壁５１０は第１面１０２および第２面１０４に対して直交することが好ましい。
【００５８】
充填材５００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。つまり、対象の波長帯の電磁波に対する充填材５００の透過率は基板１００の透過率よりも低くてもよい。例えば、回折格子２０をＸ線画像撮像用グリッドとして用いる場合、充填材５００の材料として、充填材５００のＸ線（放射線）に対する透過率が、基板１００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、回折格子２０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。
【００５９】
充填材５００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。例えば、回折格子２０をＸ線画像撮影用グリッドとして用いる場合、充填材５００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。上記では、充填材５００として金属材料が挙げられているが、対象の電磁波に対する透過率が基板１００の透過率よりも低ければ、金属以外の材料を用いることができる。例えば、充填材５００として、樹脂材料が用いられてもよい。
【００６０】
［回折格子２０の応用方法］
図９を用いて、実施形態１に係る回折格子２０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９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９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、点光源が用いられる。Ｘ線光源５３０から出射したＸ線５５０は、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の進行方向と充填材５００の側壁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９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は充填材５００が溝１２０に充填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の溝に充填材５００が設けられていない。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。
【００６１】
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。
【００６２】
以上のように、基板１００の溝１２０に充填材５００を充填する段階において、基板１００の歪みが補正されていることで、歪みの小さい回折格子２０を実現することができる。その結果、回折格子２０を用いたＸ線画像撮像用グリッドにおいて、歪みの小さいＸ線画像を撮像することができる。
【００６３】
〈実施形態２〉
図１０〜図１３を用いて、実施形態２に係る構造体１０Ａの構成、および構造体１０Ａの製造方法について説明する。なお、構造体１０Ａは図２に示した構造体１０と比較して溝内部の構造が異なる。
【００６４】
［構造体１０Ａの構成］
図１０は、本開示の一実施形態に係る構造体の溝の拡大断面図である。図１０に示す構造体１０Ａは、図２に示した構造体１０と類似しているが、溝１２０Ａの側壁１２２Ａ上に第１層２００Ａと同じ材料の絶縁層２１０Ａが配置されている点において構造体１０とは相違する。絶縁層２１０Ａは側壁１２２Ａの少なくとも一部を覆っている。溝１２０Ａの底部１２４Ａにおいて基板１００Ａは絶縁層２１０Ａから露出されている。図１０では、絶縁層２１０Ａは側壁１２２Ａ全体を覆っている。ただし、側壁１２２Ａの一部が絶縁層２１０Ａから露出されていてもよい。絶縁層２１０Ａの材料は、例えば、第１層２００Ａの材料と主成分が同一であり、同様の物性を有していればよく、不純物濃度まで同一でなくてもよい。なお、絶縁層２１０Ａは第１層２００Ａとは異なる材料の絶縁層であってもよい。
【００６５】
絶縁層２１０Ａの厚さは、例えば、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下の範囲で設定することができる。また、絶縁層２１０Ａは、側壁１２２Ａの上方（溝１２０Ａの開口に近い側）と側壁１２２Ａの下方（溝１２０Ａの底部１２４Ａに近い側）の厚さが同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、側壁１２２Ａの上方の絶縁層２１０Ａの厚さを、側壁１２２Ａの下方の絶縁層２１０Ａの厚さよりも厚くすることで、後述する電解めっき時において、電界集中しやすい溝１２０Ａの開口近傍での異常析出を抑制することができる。
【００６６】
絶縁層２１０Ａとして、例えば、酸化シリコン層が用いられる。第１層２００Ａおよび絶縁層２１０Ａはともに酸化シリコン層である。絶縁層２１０Ａが膜応力を有していても、溝１２０Ａの内部において、対向する側壁１２２Ａ上の絶縁層２１０Ａ同士により膜応力が緩和されることから、絶縁層２１０Ａが基板１００Ａの変形に与える影響は小さい。好ましくは絶縁層２１０Ａの膜厚は第１層２００Ａの膜厚よりも薄い。絶縁層２１０Ａが基板１００Ａの変形に与える影響をより小さくすることができる。
【００６７】
以上のように、実施形態２に係る構造体１０Ａによると、絶縁層２１０Ａが側壁１２２Ａを覆っていることで、例えば電解めっき法によって溝１２０Ａ内部に充填材としてめっき層を成長させる場合に、溝１２０Ａの側壁からのめっき層の成長を抑制することができる。めっき層は溝１２０Ａの底部１２４Ａから上方に向けて成長するため、充填材の内部にボイドが形成されることを抑制できる。
【００６８】
［構造体１０Ａの製造方法］
図１１〜図１３を用いて、実施形態２に係る構造体１０Ａの製造方法について説明する。以下の説明において、構造体１０Ａの基板１００Ａとしてシリコン基板が用いられる。第１層２００Ａとして酸化シリコン層が用いられる。第２層３００Ａとして窒化シリコン層が用いられる。絶縁層２１０Ａとして酸化シリコン層が用いられる。
【００６９】
図１１は、本開示の一実施形態に係る構造体の製造方法において、基板に溝を形成する工程を示す図である。図３および図４に示す方法と同様の方法で、第２層３００Ａ、第１層２００Ａ、および基板１００Ａに溝１２０Ａを形成する。
【００７０】
図１２は、本開示の一実施形態に係る構造体の製造方法において、溝の側壁に絶縁層を形成する工程を示す図である。図１１に示すように、溝１２０Ａの側壁１２２Ａおよび底部１２４Ａにおける基板１００Ａが露出された状態で熱酸化が行われる。この熱酸化によって側壁１２２Ａおよび底部１２４Ａに酸化シリコン層の絶縁層２１０Ａが形成される。熱酸化によって絶縁層２１０Ａは等方的に形成されるため、側壁１２２Ａおよび底部１２４Ａの各々の絶縁層２１０Ａの膜厚はほぼ同じ膜厚である。熱酸化によって形成される酸化シリコン層は、基板１００Ａが表面に露出されている領域にのみ形成されるため、第１層２００Ａおよび第２層３００Ａで覆われている基板１００Ａの第１面１０２には酸化シリコン層は形成されない。なお、熱酸化によって基板１００Ａの第２面１０４にも酸化シリコン層が形成される場合があるが、図１２では第２面１０４側の酸化シリコン層は省略されている。
【００７１】
図１３は、本開示の一実施形態に係る構造体の製造方法において、溝の底部において基板を露出する工程を示す図である。図１３に示すように、基板１００Ａの第１面１０２Ａ側から異方性エッチングを行うことで、底部１２４Ａに形成された絶縁層２１０Ａを除去し、底部１２４Ａの基板１００Ａを露出する。この異方性エッチングの際に、第１面１０２Ａ側の最表面に露出されている第２層３００Ａもエッチングされて薄膜化する。したがって、この異方性エッチングによる薄膜化を考慮して第２層３００Ａの膜厚を設定することが好ましい。上記の製造方法によって、図１０に示した構造体１０Ａが形成される。
【００７２】
以上のように、実施形態２に係る構造体１０Ａの製造方法によると、第１層２００Ａおよび第２層３００Ａを同じパターンで形成することができ、溝１２０Ａの側壁１２２Ａには、第１層２００Ａに比べて応力の小さな絶縁層２１０Ａを形成することができる。
【００７３】
〈実施形態２の変形例〉
上記とは異なる方法で溝１２０Ａの底部１２４Ａの基板１００を露出する方法について図１４および図１５を用いて説明する。
【００７４】
図１４は、本開示の一実施形態に係る構造体の製造方法において、斜めスパッタリング法によって基板の第１面側に金属層を形成する工程を示す図である。図１２に示した状態の基板に対して斜めスパッタリング法により金属層４１０Ａを形成する。斜めスパッタリング法とは、基板１００Ａの第１面１０２Ａに対して斜め方向からスパッタされた原子が堆積されるスパッタリング法である。通常のスパッタリング法では、基板１００Ａの第１面１０２Ａに対する法線方向にスパッタリングターゲットが配置された状態で処理される。一方、斜めスパッタリング法では、第１面１０２Ａに対する法線方向に対して傾斜した方向にスパッタリングターゲットが配置された状態で処理される。
【００７５】
斜めスパッタリング法で金属層４１０Ａを形成すると、主に基板１００Ａの第１面１０２Ａ側に金属層４１０Ａが形成される。金属層４１０Ａは溝１２０Ａの内部にも形成されるが、第１面１０２Ａ側に比べて非常に薄い。つまり、斜めスパッタリング法で形成された金属層４１０Ａは溝１２０Ａに対応する領域が開口される。なお、上記では斜めスパッタリング法によって金属層４１０Ａを形成する方法を例示したが、斜め蒸着法によって金属層４１０Ａを形成してもよい。
【００７６】
図１５は、本開示の一実施形態に係る構造体の製造方法において、溝の底部において基板を露出する工程を示す図である。図１５に示すように、金属層４１０Ａをマスクとして、基板１００Ａの第１面１０２Ａ側から異方性エッチングを行うことで、底部１２４Ａに形成された絶縁層２１０Ａを除去する。上記の異方性エッチングの後に金属層４１０Ａを選択的に除去することで図１０に示した構造体１０Ａが形成される。なお、基板１００Ａと金属層４１０Ａとが絶縁されていれば、金属層４１０Ａを除去しなくてもよい。
【００７７】
以上のように、実施形態２の変形例に係る構造体１０Ａの製造方法によると、第１層２００Ａおよび第２層３００Ａを同じパターンで形成することができ、溝１２０Ａの側壁１２２Ａには、第１層２００Ａに比べて応力の小さな絶縁層２１０Ａを形成することができる。さらに、第２層３００Ａを薄膜化せずに溝１２０Ａの底部１２４Ａの絶縁層２１０Ａを除去することができる。
【００７８】
〈実施形態３〉
図１６〜図１８を用いて、実施形態３に係る構造体１０Ｂの構成、および構造体１０Ｂの製造方法について説明する。なお、構造体１０Ｂは図２に示した構造体１０と比較して溝内部の構造が異なる。
【００７９】
［構造体１０Ｂの構成］
図１６は、本開示の一実施形態に係る構造体の溝の拡大断面図である。図１６に示す構造体１０Ｂは、図２に示した構造体１０と類似しているが、溝１２０Ｂの側壁１２２Ｂ上、第１層２００Ｂの側壁、および第２層３００Ｂの側壁に第２層３００Ｂと同じ材料の絶縁層２２０Ｂが配置されている点において構造体１０とは相違する。絶縁層２２０Ｂは側壁１２２Ｂの少なくとも一部を覆っている。溝１２０Ｂの底部１２４Ｂにおいて基板１００Ｂは絶縁層２２０Ｂから露出されている。図１６では、絶縁層２２０Ｂは側壁１２２Ｂ全体を覆っている。ただし、側壁１２２Ｂの一部が絶縁層２２０Ｂから露出されていてもよい。絶縁層２２０Ｂの材料は第２層３００Ｂの材料と主成分が同一であり、同様の物性を有していればよく、不純物濃度まで同一でなくてもよい。なお、絶縁層２２０Ｂは第２層３００Ｂとは異なる材料の絶縁層であってもよい。
【００８０】
絶縁層２２０Ｂとして、窒化シリコン層が用いられる。第２層３００Ｂおよび絶縁層２２０Ｂはともに窒化シリコン層であるが、絶縁層２２０Ｂの膜厚は第２層３００Ｂの膜厚よりも薄い。さらに、絶縁層２２０Ｂが配置されている面積は第２層３００Ｂが配置されている面積に比べて小さいため、絶縁層２２０Ｂの応力は第２層３００Ｂの応力に比べて小さい。したがって、絶縁層２２０Ｂが基板１００Ｂの変形に与える影響は小さい。
【００８１】
以上のように、実施形態３に係る構造体１０Ｂによると、絶縁層２２０Ｂが側壁１２２Ｂを覆っていることで、例えば電解めっき法によって溝１２０Ｂ内部に充填材としてめっき層を成長させる場合に、側壁１２２Ｂからのめっき層の成長を抑制することができる。めっき層は溝１２０Ｂの底部１２４Ｂから上方に向けて成長するため、充填材の内部にボイドが形成されることを抑制できる。
【００８２】
［構造体１０Ｂの製造方法］
図１７および図１８を用いて、実施形態３に係る構造体１０Ｂの製造方法について説明する。以下の説明において、構造体１０Ｂの基板１００Ｂとしてシリコン基板が用いられる。第１層２００Ｂとして酸化シリコン層が用いられる。第２層３００Ｂとして窒化シリコン層が用いられる。絶縁層２２０Ｂとして窒化シリコン層が用いられる。
【００８３】
図１７は、本開示の一実施形態に係る構造体の製造方法において、溝の側壁および第２層上にさらに絶縁層を形成する工程を示す図である。図１１に示した状態の基板に対して熱ＣＶＤ法によって絶縁層２２０Ｂを形成する。絶縁層２２０Ｂは、側壁１２２Ｂ、底部１２４Ｂ、第１層２００Ｂの側壁、ならびに第２層３００Ｂの側壁および上面に形成される。熱ＣＶＤ法はプラズマＣＶＤ法に比べて等方的に成膜される成膜方法である。つまり、絶縁層２２０Ｂは側壁１２２Ｂにもカバレッジ（被覆性）よく成膜される。
【００８４】
図１８は、本開示の一実施形態に係る構造体の製造方法において、溝の底部において基板を露出する工程を示す図である。図１８に示すように、基板１００Ｂの第１面１０２Ｂ側から異方性エッチングを行うことで、底部１２４Ｂに形成された絶縁層２２０Ｂを除去する。この異方性エッチングの際に、第１面１０２Ｂ側の最表面に露出されている絶縁層２２０Ｂもエッチングされる。この異方性エッチングは、底部１２４Ｂにおいて基板１００Ｂを露出できればよく、第２層３００Ｂ上面の絶縁層２２０Ｂが残存していてもよく、絶縁層２２０Ｂが除去され、絶縁層２２０Ｂ下の第２層３００Ｂが一部エッチングされて薄膜化してもよい。上記の製造方法によって、図１６に示した構造体１０Ｂが形成される。なお、図１４および図１５に示す方法によって底部１２４Ｂの絶縁層２２０Ｂを除去してもよい。
【００８５】
以上のように、実施形態３に係る構造体１０Ｂの製造方法によると、第１層２００Ｂおよび第２層３００Ｂを同じパターンで形成することができ、溝１２０Ｂの側壁１２２Ｂには、第２層３００Ｂに比べて応力の小さな絶縁層２２０Ｂを形成することができる。
【００８６】
〈実施形態４〉
図１９〜図２１を用いて、実施形態４に係る構造体１０Ｃの構成、および構造体１０Ｃの製造方法について説明する。ここでは、実施形態１と同様にＸ線画像撮像用グリッドに用いられる構造体１０Ｃについて説明する。なお、構造体１０Ｃは図２に示した構造体１０と比較して溝内部の構造が異なる。具体的には、図１９に示す構造体１０Ｃは、図１０に示す構造体１０Ａおよび図１６に示す構造体１０Ｂを併せた構造を有している。
【００８７】
［構造体１０Ｃの構成］
図１９は、本開示の一実施形態に係る構造体の溝の拡大断面図である。図１９に示す構造体１０Ｃは、図２に示した構造体１０と類似しているが、溝１２０Ｃの側壁１２２Ｃ上に第１層２００Ｃと同じ材料の第１絶縁層２１０Ｃが配置されている点、ならびに第１絶縁層２１０Ｃ、第１層２００Ｃの側壁、および第２層３００Ｃの側壁に第２層３００Ｃと同じ材料の第２絶縁層２２０Ｃが配置されている点において構造体１０とは相違する。第１絶縁層２１０Ｃは側壁１２２Ｃを覆っている。第２絶縁層２２０Ｃは第１絶縁層２１０Ｃを覆っている。溝１２０Ｃの底部１２４Ｃにおいて基板１００Ｃは第１絶縁層２１０Ｃおよび第２絶縁層２２０Ｃから露出されている。図１９では、第１絶縁層２１０Ｃおよび第２絶縁層２２０Ｃは側壁１２２Ｃ全体を覆っている。ただし、側壁１２２Ｃの一部が第１絶縁層２１０Ｃおよび第２絶縁層２２０Ｃから露出されていてもよい。なお、第１絶縁層２１０Ｃは第１層２００Ｃとは異なる材料の絶縁層であってもよく、第２絶縁層２２０Ｃは第２層３００Ｃとは異なる材料の絶縁層であってもよい。
【００８８】
第１絶縁層２１０Ｃとして、酸化シリコン層が用いられる。第２絶縁層２２０Ｃとして、窒化シリコン層が用いられる。第１層２００Ｃおよび第１絶縁層２１０Ｃはともに酸化シリコン層であるが、第１絶縁層２１０Ｃの膜厚は第１層２００Ｃの膜厚よりも薄い。同様に、第２層３００Ｃおよび第２絶縁層２２０Ｃはともに窒化シリコン層であるが、第２絶縁層２２０Ｃの膜厚は第２層３００Ｃの膜厚よりも薄い。第１絶縁層２１０Ｃの応力に起因する基板１００Ｃの反り量は第１層２００Ｃの応力に起因する基板１００Ｃの反り量に比べて小さい。したがって、第１絶縁層２１０Ｃが基板１００Ｃの変形に与える影響は小さい。同様に、第２絶縁層２２０Ｃの応力に起因する基板１００Ｃの反り量は第２層３００Ｃに起因する基板１００Ｃの反り量の応力に比べて小さい。したがって、第２絶縁層２２０Ｃが基板１００Ｃの変形に与える影響は小さい。
【００８９】
以上のように、実施形態４に係る構造体１０Ｃによると、第１絶縁層２１０Ｃが側壁１２２Ｃを覆っていることで、例えば電解めっき法によって溝１２０Ｃ内部に充填材としてめっき層を成長させる場合に、溝１２０Ｃの側壁からのめっき層の成長を抑制することができる。めっき層は溝１２０Ｃの底部１２４Ｃから上方に向けて成長するため、充填材の内部にボイドが形成されることを抑制できる。
【００９０】
［構造体１０Ｃの製造方法］
図２０および図２１を用いて、実施形態４に係る構造体１０Ｃの製造方法について説明する。以下の説明において、構造体１０Ｃの基板１００Ｃとしてシリコン基板が用いられる。第１層２００Ｃとして熱酸化によって形成された酸化シリコン層が用いられる。第２層３００ＣとしてプラズマＣＶＤ法によって形成された窒化シリコン層が用いられる。第１絶縁層２１０Ｃとして熱酸化によって形成された酸化シリコン層が用いられる。第２絶縁層２２０Ｃとして熱ＣＶＤ法によって形成された窒化シリコン層が用いられる。
【００９１】
図２０は、本開示の一実施形態に係る構造体の製造方法において、溝に形成された第１絶縁層上および第２層上に第２絶縁層を形成する工程を示す図である。図１２に示した状態の基板に対して熱ＣＶＤ法によって第２絶縁層２２０Ｃを形成する。第２絶縁層２２０Ｃは、側壁１２２Ｃ上および底部１２４Ｃ上に形成された第１絶縁層２１０Ｃ、第１層２００Ｃの側壁、ならびに第２層３００Ｃの側壁および上面に形成される。熱ＣＶＤ法はプラズマＣＶＤ法に比べて等方的に成膜される成膜方法である。つまり、第２絶縁層２２０Ｃは側壁１２２Ｃにもカバレッジよく成膜される。
【００９２】
図２１は、本開示の一実施形態に係る構造体の製造方法において、溝の底部において基板を露出する工程を示す図である。図２１に示すように、基板１００Ｃの第１面１０２Ｃ側から異方性エッチングを行うことで、底部１２４Ｃに形成された第１絶縁層２１０Ｃおよび第２絶縁層２２０Ｃを除去する。この異方性エッチングの際に、第１面１０２Ｃ側の最表面に露出されている第２絶縁層２２０Ｃおよび第２絶縁層２２０Ｃ下の第２層３００Ｃもエッチングされて薄膜化する。上記の製造方法によって、図１９に示した構造体１０Ｃが形成される。なお、図１４および図１５に示す方法によって底部１２４Ｃの第２絶縁層２２０Ｃを除去してもよい。
【００９３】
以上のように、実施形態４に係る構造体１０Ｃの製造方法によると、第１層２００Ｃおよび第２層３００Ｃを同じパターンで形成することができ、溝１２０Ｃの側壁１２２Ｃには、第１層２００Ｃおよび第２層３００Ｃに比べて応力の小さな第１絶縁層２１０Ｃおよび第２絶縁層２２０Ｃを形成することができる。
【００９４】
〈実施形態５〉
図２２〜図２４を用いて、実施形態５およびその変形例に係る構造体１０Ｄ〜１０Ｆの構成について説明する。ここでは、実施形態１と同様にＸ線画像撮像用グリッドに用いられる構造体１０Ｄ〜１０Ｆについて説明する。なお、構造体１０Ｄ〜１０Ｆは図１に示した構造体１０と比較して溝１２０Ｄ〜１２０Ｆのパターンが異なる。
【００９５】
［構造体１０Ｄの構成］
図２２は、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２２に示す溝１２０Ｄのパターンは、図１に示した溝１２０のパターンと類似しているが、Ｄ１方向に隣接する溝１２０Ｄの間にスペース１２６Ｄが設けられている点において溝１２０のパターンとは相違する。スペース１２６Ｄの領域は基板１００Ｄに溝１２０Ｄが形成されていない領域である。各々がＤ１方向に長手を有し、スペース１２６Ｄを介してＤ１方向に隣接する複数の溝１２０Ｄをまとめて直線形状部１２８Ｄということができる。スペース１２６Ｄが設けられていることで、構造体１０Ｄの機械的強度が向上する。構造体１０Ｄを用いた回折格子において、スペース１２６Ｄは、例えばＸ線の回折の障害となり得る。しかし、予めスペース１２６Ｄの位置が分かっているので、データ処理の際にスペース１２６Ｄ付近の情報を除外することで、スペース１２６Ｄによる影響を排除することができる。
【００９６】
［構造体１０Ｅの構成］
図２３は、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２３に示す溝１２０Ｅのパターンは、図１に示した溝１２０のパターンと類似しているが、Ｄ２方向に並べて配置された溝１２０Ｅの間に連結溝１２９Ｅが設けられている点において溝１２０のパターンとは相違する。図２３に示すような溝１２０Ｅのパターンの場合、連結溝１２９Ｅを除いた領域の溝１２０Ｅを直線形状部１２８Ｅということができる。連結溝１２９Ｅが設けられていることで、スティッキングによって溝１２０Ｅによって分離された基板１００Ｅのパターン同士が互いに引き寄せられてしまう現象を抑制することができる。構造体１０Ｅを用いた回折格子において、連結溝１２９Ｅは、例えばＸ線の回折の障害となり得る。しかし、予め連結溝１２９Ｅの位置が分かっているので、データ処理の際に連結溝１２９Ｅ付近の情報を除外することで、連結溝１２９Ｅによる影響を排除することができる。
【００９７】
［構造体１０Ｆの構成］
図２４は、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２４に示す溝１２０Ｆのパターンは、図１に示した溝１２０のパターンと類似しているが、溝１２０ＦはＤ１方向およびＤ２方向に有効領域１１０Ｆを越えて配置されている点において溝１２０のパターンとは相違する。有効領域１１０Ｆ外に設けられた溝１２０Ｆは単なるダミーパターンである。有効領域１１０Ｆ外に溝１２０Ｆのダミーパターンを設けることで、有効領域１１０Ｆ内の溝１２０Ｆの均一性を向上させることができる。
【００９８】
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。
【符号の説明】
【００９９】
１０：構造体、    ２０：回折格子、    ９０：構造体、    １００：基板、    １０２：第１面、    １０４：第２面、    １１０：有効領域、    １２０：溝、    １２２：側壁、    １２４Ａ：底部、    １２６Ｄ：スペース、    １２８Ｄ：直線形状部、    １２９Ｅ：連結溝、    １３０：ノッチ、    ２００：第１層、    ２１０Ａ：絶縁層、    ２１０Ｃ：第１絶縁層、    ２２０Ｂ：絶縁層、    ２２０Ｃ：第２絶縁層、    ３００：第２層、    ４００：フォトレジスト、    ４１０Ａ：金属層、    ５００：充填材、    ５１０：側壁、    ５３０：線光源、    ５４０：拡散部材、    ５５０：Ｘ線、    ５５５：拡散Ｘ線、    ９００：基板、    ９０２：第１面、    ９０４：第２面、    ９１０：有効領域、    ９２０：溝、    ９３０：ノッチ、    ９４０：絶縁層
【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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