结构体、其制造方法和塔尔博干涉仪技术

本发明专利技术提供结构体、其制造方法和塔尔博干涉仪。结构体，其包括：具有多个凹部的硅基板，每个凹部具有底部和侧壁；硅化物层，每个硅化物层与凹部的底部接触；和包括金属部的金属结构体，每个金属部设置在凹部中并且与硅化物层接触。通过硅基板将硅化物层彼此电连接。

【技术实现步骤摘要】
结构体、其制造方法和塔尔博干涉仪本申请是申请号为“201510442291.4”、专利技术名称为“结构体、其制造方法和塔尔博干涉仪”、申请日为2015年7月24日的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及结构体、该结构体的制造方法和塔尔博干涉仪(Talbotinterferometer)。
技术介绍
具有周期结构的衍射格栅(diffractiongrating，衍射光栅)用作各种类型的装置中的光学元件。特别地，由具有高X射线吸收率的金属制成的结构体用于非破坏性检查、医疗等。由具有高X射线吸收率的金属制成的结构体的用途之一是用于X射线塔尔博干涉法的干涉仪(X射线塔尔博干涉仪)的屏蔽格栅(shieldgrating，屏蔽光栅)。X射线塔尔博干涉法是利用由被检测物引起的X射线波的相移来收集被检测物的信息的方法。以下对X射线塔尔博干涉法简要地说明。典型的X射线塔尔博干涉仪通过X射线衍射格栅将相干X射线辐射衍射以形成干涉图案。设置在形成干涉图案的位置的X射线屏蔽格栅屏蔽将形成干涉图案的X射线辐射的一部分，于是形成不同于干涉图案的强度分布的强度分布。通过用X射线检测器检测来自X射线屏蔽格栅的X射线辐射而得到该强度分布的信息。通过在X射线源与X射线屏蔽格栅之间的光路中设置被检测物而改变该强度分布。由该强度分布的改变得到被检测物的信息。如果将发出低相干X射线辐射的X射线源用作塔尔博干涉仪的光源，则将X射线屏蔽格栅设置在X射线源与衍射格栅之间以虚拟地形成微小焦点X射线源的阵列，于是对X射线辐射给予相干性。该技术特别地称为X射线塔尔博-Lau干涉法。在下述说明中，将设置在形成干涉图案的位置的X射线屏蔽格栅称为分析格栅；并且将设置在X射线源与衍射格栅之间的X射线屏蔽格栅称为源格栅。简称的X射线屏蔽格栅是指源格栅或分析格栅或两者。用于塔尔博干涉法的典型的X射线屏蔽格栅具有如下结构，其中将X射线透射部(可简称为透射部)和X射线屏蔽部(可简称为屏蔽部)周期地配置。X射线屏蔽部常常由具有高X射线吸收率的金属制成。但是，即使屏蔽部由具有高X射线吸收率的金属制成时，从屏蔽X射线辐射所要求的厚度与干涉图案的周期(对于分析格栅)或X射线源的虚拟阵列的周期(对于源格栅)之间的关系的观点出发，也要求屏蔽部具有高纵横比。本专利技术或本说明书中，将屏蔽部的纵横比定义为屏蔽部的高度h与其宽度w之比(h/w)。为了制造这样的屏蔽格栅，已知其中通过镀敷用金属填充模具的方法。日本专利公开No.2010-185728公开了制造屏蔽格栅的方法，其中在通过反应性蚀刻在硅基板中形成的凹部中通过镀敷使金属沉积。该方法中，在凹部的底部和侧壁上形成保护膜后，在底部处使硅基板露出，并且将硅基板的露出的表面用作使金属由其生长的种子层。但是，本专利技术人已发现：取决于金属和金属中产生的膜应力的大小，能够使金属与硅基板之间的粘合性减小，并且由于受到物理力，一些情况下将凹部的底部与金属之间的连接破坏。
技术实现思路
根据本专利技术的方面，提供结构体，其包括：具有多个凹部的硅基板，每个凹部具有底部和侧壁；硅化物层(silicidelayer)，每个硅化物层与凹部的底部接触；和包括金属部的金属结构体，每个金属部设置在凹部中并且与硅化物层接触。通过硅基板将不同凹部中的硅化物层彼此电连接。由以下参照附图对例示实施方案的说明，本专利技术的进一步的特征将变得清楚。附图说明图1A是根据本专利技术的第一实施方案的结构体的截面示意图。图1B是根据第一实施方案的结构体的顶视示意图。图2A是根据本专利技术的第二实施方案的结构体的截面示意图。图2B是根据第二实施方案的另一结构体的截面示意图。图2C是根据第二实施方案的结构体的顶视示意图。图3A-3G是根据本专利技术的第三实施方案的结构体的制造方法的工序图。图4A-4D是实施例1的结构体的制造方法的工序图。图5是根据本专利技术的第五实施方案的塔尔博干涉仪的示意图。图6A-6D是表示第四实施方案的效果的图示。图7A-7H是实施例2的结构体的制造方法的工序图。图8A-8C是表示第四实施方案的金属层的形成方法的示意图。图9A-9I是实施例4的结构体的制造方法的工序图。具体实施方式现在参照附图对例示实施方案进行说明。附图中，用相同的附图标记表示相同的部分，因此省略其说明。下述的实施方案将提供结构体，与在硅基板上直接沉积金属的情形相比，各自具有较高的硅基板与金属之间的粘合性。第一实施方案将说明结构体，其包括一维周期结构并且能够用作一维X射线屏蔽格栅。第二实施方案将说明结构体，其包括两维周期结构并且能够用作两维X射线屏蔽格栅。第三实施方案将说明第一和第二实施方案的结构体的制造方法，和第四实施方案将说明第一和第二实施方案的结构体的另一制造方法。第五实施方案将说明包括第一实施方案的结构体的塔尔博干涉仪。第一实施方案和第二实施方案的相同之处在于：结构体10包括硅基板1和金属结构体5，其中将硅基板的部分与金属结构体的部分用它们之间的硅化物层4彼此连接。由于硅化物具有高的与硅和金属两者的粘合性，因此即使将物理力施加到结构体10上，硅基板1与金属结构体5也不易彼此分离。进一步对各个实施方案详细说明。第一实施方案第一实施方案将说明结构体，其包括一维周期结构并且能够用作一维X射线屏蔽格栅。图1A表示本实施方案的结构体的截面示意图，图1B表示该结构体的上面示意图。沿图1B中的线IA-IA取图1A中所示的截面。如图1A和1B中所示，本实施方案的结构体10包括：其中具有多个凹部2的硅基板1、各自与凹部2的底部3接触的多个硅化物层4、和由凹部2中设置的部分限定的金属结构体5。硅化物层4各自与金属结构体5接触。不同凹部中的硅化物层4彼此分离，并且凹部中设置的金属结构体5的部分也彼此分离。换言之，硅基板1在其中具有多个凹部，在每个凹部中设置有与凹部的底部接触的硅化物层4和与对应的硅化物层4接触的金属结构体5的金属部。在x轴方向上以间距p1配置金属结构体5的金属部。对金属结构体的金属部的宽度w和间距p1并无特别限制。金属部的宽度w是配置金属部的方向上即x轴方向上的其长度。如果将结构体10用作X射线屏蔽格栅，则金属结构体5的金属部作为阻挡X射线辐射的屏蔽部发挥作用，并且金属部之间的硅基板1的部分6作为使X射线辐射从中透过的透射部发挥作用。如果将结构体10用作X射线屏蔽格栅，则常常使用结构体10以致X射线辐射沿与x轴和y轴垂直的z轴行进(如果x射线辐射在不同的方向上行进，则在沿X射线流的中心线的方向上)。这种情况下，金属结构体5的金属部的宽度w限定X射线屏蔽部的宽度，并且金属结构体5的间距p1限定X射线屏蔽格栅的间距。根据所需的X射线屏蔽格栅的形状设定金属部的宽度w和金属结构体的间距p1。可无特别限制地采用任何方法在硅基板中形成凹部，例如，采用各向异性蚀刻。对于与图1A和1B中所示的结构体不同的结构体，可使用感光性抗蚀剂形成凹部。这种情况下，通过在硅基板上形成其中具有多个通孔的抗蚀剂层，从而形成凹部。通过将感光性抗蚀剂涂布到硅基板上，将抗蚀剂图案化，并且将抗蚀剂的未固化部分除去，从而形成抗蚀剂层，如日本专利公开No.2009-37023中公开那样。这样形成的各个凹部具有由抗蚀剂层中的通孔的侧壁限定的侧壁和由通过将未固化的抗蚀剂除本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.结构体，包括：具有多个凹部的硅基板，每个凹部具有底部和侧壁；硅化物层，每个硅化物层与凹部的底部接触，通过硅基板将硅化物层彼此电连接；和包括金属部的金属结构体，金属部各自设置在凹部中并且与硅化物层接触。

【技术特征摘要】
2014.07.24 JP 2014-151202;2015.05.29 JP 2015-110211.结构体，包括：具有多个凹部的硅基板，每个凹部具有底部和侧壁；硅化物层，每个硅化物层与凹部的底部接触，通过硅基板将硅化物层彼此电连接；和包括金属部的金属结构体，金属部各自设置在凹部中并且与硅化物层接触。2.根据权利要求1的结构体，其中通过与凹部的侧壁接触的绝缘层将金属部各自与对应的凹部的侧壁分离。3.根据权利要求1的结构体，其中金属部、硅化物层和硅基板的硅依次位于凹部的底部周围。4.根据权利要求2的结构体，其中与侧壁接触的绝缘层的厚度为10nm以上。5.结构体，包括：硅基板；多个凸部，硅化物层，其各自设置在凸部之间的区域中并且与硅基板接触，将硅化物层彼此电连接；和包括金属部的金属结构体，其设置在凸部之间的空间中并且与硅化物层接触。6.根据权利要求5的结构体，其中凸部由硅和树脂中的至少一种制成。7.根据权利要求5的结构体，其中将凸部两维地配置在硅基板上。8.根据权利要求5的结构体，其中通过绝缘层将金属结构体的金属部各自与凸部的侧壁分离，该绝缘层与和侧壁相对的金属部的表面接触。9.根据权利要求5的结构体，其中金属部、硅化物层和硅基板的硅依次位于凹部的底部周围。10.根据权利要求8的结构体，其中与侧壁接触的绝缘层的厚度为10nm以上。11.根据权利要求1的结构体，其中与硅化物层接触的各个金属部的表面含有与硅化物层相同的金属元素。12.根据权利要求1的结构体，其中结构体为X射线屏蔽格栅，金属部用作屏蔽X射线辐射的屏蔽部。13.X射线屏蔽格栅，包括：具有多个凹部的硅基板，每个凹部具有底部和侧壁；硅化物层，每个硅化物层设置在凹部中并且与凹部的底部接触；和包括金属部的金属结构体，金属部各自设置在凹部中。14.根据权利要求13的结构体，其中金属部、硅化物层和硅基板的硅依次位于凹部的底部周围。15.X射线屏蔽格栅，包括：硅基板；多个凸部，硅化物层，其各自设置在凸部之间的空间中并且与凸部之间限定的硅基板的区域中的硅基板接触；和包括金属部的金属结构体，金属部各自设置在凸部之间的空间中。16.根据权利要求10的结构体，其中金属部、硅化物层和硅基板的硅依次位于凹部的底部周围。17.X射线塔尔博干涉仪，包括：能够将来自X射线源的x射线辐射衍射以形成干涉图案的X射线衍射格栅；配置为将形成干涉图案的X射线辐射部分地屏蔽的X射线屏蔽格栅，其包括根据权利要求1－12中任一项的结构体，和能够检测来自X射线屏蔽格栅的X射线辐射的X射线检测器。18.X射线塔尔博干涉仪，包括：配置为将来自X射线源的X射线辐射分割的X...

【专利技术属性】
技术研发人员：手岛隆行，冈有纱，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP