JP2013536403A - 少なくとも二つの材料から成るｘ線撮像用の格子 - Google Patents
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Abstract
本発明は、位相コントラスト法を用いるＸ線トモグラフィのための干渉計における干渉像の分析の格子に関する。この格子は、支持体と、少なくとも二つの異なる材料から成る格子ウェブとを有する。更に本発明は、格子の製造方法及び格子の使用に関する。
Description
本明細書において挙げられた全ての刊行物は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる（incorporated by reference in their entirety）。
本発明は、位相コントラスト方式を用いるＸ線撮像及び／又は暗視野撮像のための新規の格子に関する。
Ｘ線放射を用いる位相コントラスト撮像は、撮像にタルボ（Taibot）効果を利用する、格子を基礎とした干渉計に依拠している。このために、二つの格子がＸ線に対して垂直な方向において相互に平行に位置決めされている。位相格子ｇ1は、π（又はπ／２）の位相シフト及び無視できる程度のＸ線吸収を惹起する複数のラインから構成されている。回折された放射は分数タルボ効果に従い干渉して、格子線に対して垂直な方向において周期的な干渉縞を生じさせる。第２の格子は干渉像の分析に使用され、またＸ線放射を可能な範囲で最大限に吸収するべきである［吸収格子］（５０％よりも高い吸収率が画像評価のために少なくとも必要とされる）。
刊行物、Franz Pfeiffer等著「Phase retrieval and differential phase-contrast imaging with low-brilliance X-ray sources」，Nature Physics，Vol. 2，2006年4月，258-261頁、及び、「Hard X-ray dark-field imaging using a grating interferometer」，Nature Materials，Vol. 7，2008年2月，134-137頁には、非コヒーレントなＸ線源を用いる位相コントラストＸ線撮像及び暗視野撮像の可能性が開示されている。この撮像システムを実現するためには、数マイクロメートルの範囲の周期を有し、また関連するエネルギー領域を超えると５０％を下回る透過率を有する格子構造を実現しなければならない。関連するエネルギーはそれぞれの用途によって規定される。全身の人間医学レントゲン検査は、通中の場合、５０ｋｅＶから９０ｋｅＶまでの間の作業エネルギーで実施される。Ｘ線が貫通する対象物の厚さが比較的薄い場合、例えば子供のＣＴでは、５０ｋｅＶを下回る値から７０ｋｅＶまでのエネルギーもしばしば使用される。つまり、例えば、マンモグラフィにおいては比較的低いエネルギーを使用することができる。小動物の検査においてもエネルギーは比較的低い。更には、レントゲン管から放出される放射に起因して、「作業エネルギー」が高い場合であっても、作業エネルギーを下回る放射は回避できないことを顧慮しなければならない。
今日使用されている格子は材料として、Ｘ線を大きく吸収する金を使用している。原子構造に起因して、金の吸収は、８０．７ｋｅＶのレントゲンエネルギーを下回り係数４だけ低下する。従って、８０ｋｅＶを上回る範囲及び８０ｋｅＶを下回る範囲のＸ線光を用いる露光、特に広帯域の露光では満足の行く結果が得られない。
従来では、ＬＩＧＡ法を用いる、金を使用する格子の製造（Reznikova, E.；Mohr, J.；Boerner, M.；Nazmov, V.；Jakobs, P.J.「Soft X-ray lithography of high aspect ratio SU8 submicron structures」，Microsystem Technologies，14 (2008)，1683-88頁）、及び、電気化学的な金槽における金によるＳｉ構造の共コーティング（C. David，J. Bruder，T. Rohbeck，C. Gruenzweig，C. Kottier，A. Diaz，O. Bunk，F. Pfeiffer，「Fabrication of diffraction gratings for hard X-ray phase contrast imaging」, Microelectric Engineering 84，(2007)，1172-1177頁）が公開されており、そこではＳｉ構造はＤＲＩＥプロセスによって製造されている。
P. Ramm，M. J. Wolf，A. Klumpp，R. Wieland，B. Wunderle，B. Michelの「Through Silicon Via Technology - Processes and Reliability for Wafer-Level 3D System Integration」，Proc. 2008，Electronic Components and Technology Conference，841頁以降からは、タングステンを用いる構造を製造するためのシリコン技術の技術的なプロセスが公知である。
鉛から成る同等の構造の製造も同様に公知である(V. Lehmann，S. Roennebeck「MEMS techniques applied to the fabrication of anti-scatter grids for X-ray imaging」，Sensors and Actuators，A95 (2002)，202- 207頁)。
金の吸収が非常に低く、８０．７ｋｅＶの端部を下回るという問題はこれまで検討されていなかった。
従って本発明の課題は、８０．７ｋｅＶ、特に７０ｋｅＶから８０ｋｅＶまでの間において金の吸収端を下回っても、比較的高い吸収効率を有し、それにより８０．７ｋｅＶを下回っても放射の減衰を問題無く実現することができる、格子を提供することである。
同様に、本発明の課題は、慣例のレントゲン管における場合のようなＸ線光を用いる広帯域の露光に関しても、従来技術の格子よりも適している格子を提供することである。
更に本発明の課題は、その種の格子の製造方法を提供することであった。
とりわけ、相応の使用可能性を発見することが課題であった。
この課題は、支持体と、少なくとも二つの異なる材料、特に金属を有する格子によって、並びに、その格子の製造方法及び使用によって解決される。
術語の定義：
本発明において使用される略語「ＬＩＧＡ」は、「Lithographie, Galvanik und Abformung（フォトリソグラフィ、電界めっき及び形成）」を表し、またマイクロ構造を製造するための公知の方法である。
本発明において使用される略語「ＬＩＧＡ」は、「Lithographie, Galvanik und Abformung（フォトリソグラフィ、電界めっき及び形成）」を表し、またマイクロ構造を製造するための公知の方法である。
本発明において使用される略語「ＤＲＩＥ」は、「Deep reactive-ion etching（深堀り反応性イオンエッチング）」を表し、またマイクロ構造を処理するための公知の方法である。
本発明において使用される略語「ＣＶＤ」は、「Chemical Vapor Deposition（化学気相成長法）」を表し、また材料を析出するための公知の方法である。
本発明の範囲における格子は、位相コントラスト法及び／又は暗視野撮像法を用いるＸ線撮像のための干渉計における干渉像の分析のための格子、特に吸収格子である。
詳細な説明
本発明は特に、Ｘ線放射に関する吸収端が金の吸収端を下回っている材料を使用する。この材料は、バリウムに迄至る（極僅かな）比較的低い原子番号を有する全ての材料である。それらの材料を使用することによって、６７．４ｋｅＶ（Ｔａ）又は６９ｋｅＶ（Ｗ）を上回るエネルギー領域が、金と同じ層厚でもって数倍より良く減衰される。
本発明は特に、Ｘ線放射に関する吸収端が金の吸収端を下回っている材料を使用する。この材料は、バリウムに迄至る（極僅かな）比較的低い原子番号を有する全ての材料である。それらの材料を使用することによって、６７．４ｋｅＶ（Ｔａ）又は６９ｋｅＶ（Ｗ）を上回るエネルギー領域が、金と同じ層厚でもって数倍より良く減衰される。
より広いエネルギー分布においても良好な吸収特性を得るために、本発明の範囲においては、例えば、格子の一方の部分が第１の材料から製造され、格子の他方の部分が第２の材料から製造されることによって、格子に対して複数の材料の組み合わせが使用され、その際、それらの材料の内の一方は金の吸収端を下回る吸収端を有している。
一つのヴァリエーションにおいては、第１の材料がマスクとして公知のＬＩＧＡプロセスにおいて使用され、それによりin situで調整されたＬＩＧＡ構造が形成され、従って、一つの結合体構造が実現される。
本発明の一つのヴァリエーションにおいては、第１の材料がタングステンであり、第２の材料が金である。
本発明の一つのヴァリエーションにおいては、金を鉛に置換することもできる。
本発明の対象は、一つのヴァリエーションにおいて、所定のスペクトルを（必要な幾何学形状／格子の周期を用いて）特異に減衰できるようにするための、格子における複数の材料の組み合わせである。
更に本発明の対象は、前述の格子のための吸収材料としてのタングステンの使用である。
同様に本発明の対象は、その種の格子を製造するための、既存の技術「ＤＲＩＥ ＳｉトレンチにおけるタングステンＣＶＤ」（P. Rammet等を参照）の使用、並びに、その種の格子を製造するための、既存の技術「エッチングされた多孔性のＳｉ構造における鉛鋳造（V. Lehmann等を参照）」の使用である。
技術的な挑戦は、構造を必要とされる程度に小型化させ（１μｍ程度の線の幅）、十分な吸収を生じさせることであったが、これは線の高さが高くなることを要求し、従って高いアスペクト比を要求するものであった。
このように要求される高い吸収は、本発明の範囲において、少なくとも二つの材料を組み合わせることによって達成することができた。
本発明の一つのヴァリエーションにおいては、６９．５ｋｅＶから８０．７ｋｅＶまでの間のエネルギー領域に関してはタングステンが使用される。何故ならば、５０％を下回る透過率を達成するために、金構造は約１７６μｍの高さでなければならず、タングステン構造は僅か約４６μｍの高さ（進入深さの約４倍）でなければならなかった。もっとも、６９．５ｋｅＶを下回ると、タングステンの吸収は比較的少なくなるので、従って金はやはり有利である。
従って、それら二つの元素の組み合わせは本発明の一つのヴァリエーションである。
本発明の別のヴァリエーションでは、更に低いエネルギーにおいて吸収端を有する少なくとも一つの別の材料が付加的に使用される。
本発明の範囲では、一つのヴァリエーションにおいて、異なる吸収端を有し、また任意選択的に付加的に適合された高さを有する、その用途に関して材料の極めて有利な特別な組み合わせ、特に金とタングステンの組み合わせが発見された。
本発明の範囲では、広帯域の用途に関して、選択された少なくとも二つの材料、有利には金及びタングステンの相対的な高さをエネルギー領域全体にわたって適合させることによって、十分な画像品質が得られるように吸収特性を調整することができる。
本発明による一つの有利なヴァリエーションにおいては、１００μｍのＡｕと２２μｍのＷの組み合わせがエネルギー領域全体にわたり５０％よりも良い吸収率を提供する。従って、医学的な分析においては、Ｘ線エネルギーは７０ｋｅＶから８０ｋｅＶまでの範囲においても、検査すべき組織サンプルが可能な限り感度良く表されるように選択することができる。
原理的には、１００μｍまでの高さを有する金において、１μｍまでの比較的狭い幅を有する格子の製造が可能であるので、８０．７ｋｅＶを上回る約１１０ｋｅＶまでの範囲では透過率が５０％を遥かに下回っている。しかしながら比較的厚い厚さは今日の観点からは実現することが困難である。何故ならば、形状の安定性は高さの３乗で減少し、最小の負荷でもウェブの湾曲が生じるからである。
これに対して、６９．５ｋｅＶから８０．７ｋｅＶまでの間の範囲においては、５０％を下回る透過率を約４６μｍの厚さのタングステン構造によって達成することができる。もっとも、このタングステン構造の透過率は別のエネルギー領域においては比較的高く、従ってそのエネルギー領域では格子が比較的悪いものとなることが問題である。更には、マイクロメートルの寸法と１００のアスペクト比を有するタングステンの構造化を実現する方法は公知ではない。
６９．５ｋｅＶから８０．７ｋｅＶまでの間の範囲において金の透過率が高いという問題を、本発明では、この範囲外で高い吸収を維持しながら、即ち異なる材料の組み合わせによって解決することができる。
従って、本発明は特に、支持体と少なくとも二つの材料、特に金属とを有する格子に関する。
本発明の複数のヴァリエーションは、以下のものから成るグループから選択された層構造を有する格子である：
ｉ）支持体／ＭＳ１／ＭＳ２、
ｉｉ）支持体／ＭＳ１／ＭＳ２／ＭＳ３、
ｉｉｉ）支持体／ＭＳ１／ＭＳ２／ＭＳ３／ＭＳ４、
ｉｖ）支持体／ＭＳ１／ＭＳ２／ＭＳ３／ＭＳ４／ＭＳ５、
ｖ）ＭＳ１／支持体／ＭＳ２、
ｖｉ）ＭＳ１／ＭＳ２／支持体／ＭＳ３、
ｖｉｉ）ＭＳ１／ＭＳ２／支持体／ＭＳ３／ＭＳ４、
ｖｉｉｉ）ＭＳ１／ＭＳ２／ＭＳ３／支持体／ＭＳ４、
ｉｘ）ＭＳ１／ＭＳ２／ＭＳ３／支持体／ＭＳ４／ＭＳ５、
有利には、層構造ｉ）又はｖ）、
但し、符号ＭＳは材料層、特に金属層を表す。
ｉ）支持体／ＭＳ１／ＭＳ２、
ｉｉ）支持体／ＭＳ１／ＭＳ２／ＭＳ３、
ｉｉｉ）支持体／ＭＳ１／ＭＳ２／ＭＳ３／ＭＳ４、
ｉｖ）支持体／ＭＳ１／ＭＳ２／ＭＳ３／ＭＳ４／ＭＳ５、
ｖ）ＭＳ１／支持体／ＭＳ２、
ｖｉ）ＭＳ１／ＭＳ２／支持体／ＭＳ３、
ｖｉｉ）ＭＳ１／ＭＳ２／支持体／ＭＳ３／ＭＳ４、
ｖｉｉｉ）ＭＳ１／ＭＳ２／ＭＳ３／支持体／ＭＳ４、
ｉｘ）ＭＳ１／ＭＳ２／ＭＳ３／支持体／ＭＳ４／ＭＳ５、
有利には、層構造ｉ）又はｖ）、
但し、符号ＭＳは材料層、特に金属層を表す。
ここで、本発明の範囲における層とは、必ずしも平坦な均一の面を意味しているのではない。本発明の格子は、例えばその面から見て、櫛状の構造を基礎としている。従って層は、相互に並んで配置されている薄片から構成されているか、又は、前述の面から見て櫛状の構造（底部プレート及びほぞもしくは薄片に対応する）から構成されており、これに対して別の層はそれに依存せずに平坦なプレートであって良い。
このことは当業者には十分に公知であり、本発明による方法においても、適用される技術に鑑みれば必須のものである（図２も参照されたい）。
この場合、本発明の一つのヴァリエーションは、支持体と、ちょうど二つの金属とから成る格子であり、金属は有利には金及びタングステンである。
本発明の別のヴァリエーションは、層構造として支持体／金／タングステン又は支持体／タングステン／金又はタングステン／支持体／金から成る格子、有利には支持体／タングステン／金から成る格子である。
本発明の一つのヴァリエーションは、支持体と、ちょうど三つの金属とから成る格子であり、ここで金属の内の二つは有利には金及びタングステンである。
一つのヴァリエーションにおいて、本発明による格子の支持体は、吸収の少ない材料のグループから選択されている。
支持体材料において吸収が少ないとは、その吸収が金属による吸収に比べて極僅かなものでしかないことと解される。支持体材料のこの特性は当業者には良く知られた事項であり、当業者がそれを知らない場合には、必要に応じて簡単なやり方で図表から知ることができる。
層厚が適切に選択された、原子番号３０迄の全ての金属が有利には適している。
一つのヴァリエーションにおいては、支持体がシリコン及び／又はその化合物、例えば、特に窒化シリコン、有利にはシリコンから成るものである。
別のヴァリエーションにおいては、支持体がポリマー、特にポリイミドから成るものである。
更なるヴァリエーションにおいては、支持体が３０以下の原子番号を有する金属、特にチタンから構成されている。
付加的なヴァリエーションにおいては、支持体がシリコン乃至シリコン化合物、ポリマー及び／又は原子番号の小さい材料の組み合わせから成るものである。
特に、２２μｍのタングステン及び１００μｍの金の組み合わせによって、６９．５ｋｅＶから８０．７ｋｅＶまでの範囲における透過率を、１００μｍの厚さの金構造に比べて、１０％を超える値（約１６％）から５０％以下まで低下させることができる。別の領域においては、１００μｍの厚さの純金の透過率よりも約５％低い。
１００μｍの金及び２２μｍのタングステンの場合、透過率は全体のエネルギー領域に関してそれよりも下にある。
本発明の特に有利な実施の形態は、高さ比が２．１から６．１までにある金とタングステンの組み合わせである。
本発明による例は、
−１００μｍの金及び２２μｍのタングステン、
−９０μｍの金及び３０μｍのタングステン、
−８０μｍの金及び４０μｍのタングステン。
−１００μｍの金及び２２μｍのタングステン、
−９０μｍの金及び３０μｍのタングステン、
−８０μｍの金及び４０μｍのタングステン。
吸収性の材料として、本発明の範囲においては、タングステンと金の組み合わせの他に、ヴァリエーションとして以下の材料も組み合わせることができる：Ｐｂ／Ｐｔ，Ｐｂ／Ｗ，Ｐｂ／Ｔａ，Ａｕ／Ｔａ，Ａｕ／Ｂａ，Ａｕ／ＢａＦ2，Ａｕ／Ｇｄ2Ｏ2Ｓ。
二つの材料、特に金属を用いる本発明による格子の本発明による製造方法は、複数のステップ、有利には以下のステップから成る複数のステップを備えている方法Ｉ）である：
ａ１）支持体ディスク、有利にはシリコンディスクに、有利にはＤＲＩＥによるエッチングでもって格子構造が形成される、
ｂ１）それらの格子構造が、有利にはＣＶＤによって、第１の材料、有利にはタングステンでもって充填される、
ｃ１）表面に析出された第１の材料、有利にはタングステンが除去され、有利にはバックスパッタリングによって除去され、ウェハ、有利にはシリコンウェハが裏面から薄くされ、有利にはラッピングプロセスによって薄くされ、必要に応じて機械的に安定させるためにフレームにクランプされる、
ｄ１）前面（第１の材料／ウェハの結合構造）には、金属製に層が被着され、この層は後に金属めっき開始層として使用される、
ｅ１）この層の上に、ネガティブレジストが被着され、この被着は、
ｆ１）ＬＩＧＡ法によって、Ｘ線放射を用いて裏面から構造化される、
ｇ１）自由に形成された溝は第２の材料によって充填される。
ａ１）支持体ディスク、有利にはシリコンディスクに、有利にはＤＲＩＥによるエッチングでもって格子構造が形成される、
ｂ１）それらの格子構造が、有利にはＣＶＤによって、第１の材料、有利にはタングステンでもって充填される、
ｃ１）表面に析出された第１の材料、有利にはタングステンが除去され、有利にはバックスパッタリングによって除去され、ウェハ、有利にはシリコンウェハが裏面から薄くされ、有利にはラッピングプロセスによって薄くされ、必要に応じて機械的に安定させるためにフレームにクランプされる、
ｄ１）前面（第１の材料／ウェハの結合構造）には、金属製に層が被着され、この層は後に金属めっき開始層として使用される、
ｅ１）この層の上に、ネガティブレジストが被着され、この被着は、
ｆ１）ＬＩＧＡ法によって、Ｘ線放射を用いて裏面から構造化される、
ｇ１）自由に形成された溝は第２の材料によって充填される。
これらのヴァリエーションにおいては、第１の材料／ウェハ構造がネガティブレジストのためのマスクとして使用される。即ち、薄くされたウェハは裏面から照射が行われる。第１の材料の構造は吸収体を現し、ネガティブレジストにおける溝構造の形成を実現する。それらの溝構造は電気めっき的に第２の材料、有利には金で充填される。第１の金属の統合型マスクによって、第２の材料の構造は第１の材料の構造を介する別の位置調整を要することなく位置決めされる。
択一的な実施の形態によれば、この製造方法に関して、
ｄ１．２）裏面（第１の材料／ウェハの結合構造）上に、金属性の層が被着され、この層が後に金属めっき開始層として使用される、
ｆ１．２）ＬＩＧＡ法によって、Ｘ線放射を用いて前面から構造化が実施される。
ｄ１．２）裏面（第１の材料／ウェハの結合構造）上に、金属性の層が被着され、この層が後に金属めっき開始層として使用される、
ｆ１．２）ＬＩＧＡ法によって、Ｘ線放射を用いて前面から構造化が実施される。
二つの材料、特に金属を有する本発明による格子を製造するための本発明による第２のヴァリエーションは、複数のステップ、有利には以下のステップから成る複数のステップを備えている方法ＩＩ）である：
ａ２） ａ１）に対応、
ｂ２） ｂ１）に対応、
ｃ２） ｃ１）に対応、
ｄ２） ｄ１）もしくはｄ１．２）に対応、
ｅ２）この層の上に、ポジティブレジストが被着される、このポジティブレジストは、
ｆ２）ＬＩＧＡ法による位置調整されたマスクを介して、Ｘ線放射を用いて前面から、又は裏面から構造化される。
ａ２） ａ１）に対応、
ｂ２） ｂ１）に対応、
ｃ２） ｃ１）に対応、
ｄ２） ｄ１）もしくはｄ１．２）に対応、
ｅ２）この層の上に、ポジティブレジストが被着される、このポジティブレジストは、
ｆ２）ＬＩＧＡ法による位置調整されたマスクを介して、Ｘ線放射を用いて前面から、又は裏面から構造化される。
これら二つの方法Ｉ）及びＩＩ）によって、非常に良好な結合体構造、特に格子を、第１の材料及び第２の材料、有利にはタングステン及び金から形成することができる。
本発明の方法Ｉ）及びＩＩ）のヴァリエーションにおいては、以下の特徴が適用され、ここでは個々の特徴のそれぞれ異なる範囲は他の特徴の任意の範囲に依存しない（即ち、個々のステップの最も有利な範囲を別のステップのより広い範囲と組み合わせることが可能である）。
ａ１），ａ２）１５０μｍから１０００μｍ、有利には５００μｍから８００μｍ、特に５００μｍから７００μｍ又は１８０μｍから２２０μｍのシリコン層厚、
ａ１），ａ２）２０μｍから１００μｍ、有利には３０μｍから７０μｍ、特に３０μｍから５０μｍの深さまでのＤＲＩＥ、
ｂ１），ｂ２）０．５μｍから６μｍ、有利には１μｍから３μｍの共コーティング厚、
ｃ１），ｃ２）最大で１００μｍ、有利には最大で７０μ、特に最大で５０μｍのバックラッピング、
ｄ１），ｄ２）０．０５μｍから１０μｍ、有利には０．３μｍから３μｍ、特に１μｍから３μｍの材料層厚、
ｄ１），ｄ２）Ｔｉ，Ｃｒ，Ｔｉ／Ａｕ，Ｔｉ／Ａｕ，Ｃｒ／Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ及びそれらの混合物から成るグループから選択された金属性の層の材料、
ｅ１）３０μｍから１０００μｍ、有利には４０μｍから２００μｍ、特に５０μｍから１５０μｍのネガティブレジストの層厚、
ｅ１)化学的に補強されたレジスト、特にエポキシベースのレジスト、ポリイミド及びそれらの混合物から成るグループから選択されたネガティブレジスト、
ｅ２）３０μｍから１０００μｍ、有利には４０μｍから２００μｍ、特に５０μｍから１５０μｍのポジティブレジストの層厚、
ｅ２）アクリレート、フェノール樹脂及びそれらの混合物から成るグループから選択されたポジティブレジスト。
ａ１），ａ２）１５０μｍから１０００μｍ、有利には５００μｍから８００μｍ、特に５００μｍから７００μｍ又は１８０μｍから２２０μｍのシリコン層厚、
ａ１），ａ２）２０μｍから１００μｍ、有利には３０μｍから７０μｍ、特に３０μｍから５０μｍの深さまでのＤＲＩＥ、
ｂ１），ｂ２）０．５μｍから６μｍ、有利には１μｍから３μｍの共コーティング厚、
ｃ１），ｃ２）最大で１００μｍ、有利には最大で７０μ、特に最大で５０μｍのバックラッピング、
ｄ１），ｄ２）０．０５μｍから１０μｍ、有利には０．３μｍから３μｍ、特に１μｍから３μｍの材料層厚、
ｄ１），ｄ２）Ｔｉ，Ｃｒ，Ｔｉ／Ａｕ，Ｔｉ／Ａｕ，Ｃｒ／Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ及びそれらの混合物から成るグループから選択された金属性の層の材料、
ｅ１）３０μｍから１０００μｍ、有利には４０μｍから２００μｍ、特に５０μｍから１５０μｍのネガティブレジストの層厚、
ｅ１)化学的に補強されたレジスト、特にエポキシベースのレジスト、ポリイミド及びそれらの混合物から成るグループから選択されたネガティブレジスト、
ｅ２）３０μｍから１０００μｍ、有利には４０μｍから２００μｍ、特に５０μｍから１５０μｍのポジティブレジストの層厚、
ｅ２）アクリレート、フェノール樹脂及びそれらの混合物から成るグループから選択されたポジティブレジスト。
支持体もしくはウェハとしては、上記において支持体として説明した物質が使用される。
この方法に続いて、別の複数の層を相応の方法ステップを用いて被着させることができる。
相応の方法も同様に本発明の対象である。
上記の二つの方法Ｉ）及びＩＩ）の代わりに、第２の金属の構造を薄くされた基板の裏面にも製造することができる。この場合、ウェハを薄くした後に、ウェハがフレームに取り付けられるので、ウェハの下面は露出される。続いてこの下面にネガティブラックがコーティングされ、リソグラフィプロセス及び電界めっきプロセスが相応に実施される。このヴァリエーションの利点は、レントゲンリソグラフィ的な理由から必要とされる場合には、シリコンを５０μｍよりも遥かに薄くすることができることである。つまりこのことは、複数のステップ、有利には以下のステップから成る複数のステップを備えている方法ＩＩＩ）に対応する：
ａ３）支持体ディスクに格子構造が形成される、
ｂ３）この格子構造が第１の金属で充填される、
ｃ３）表面上に析出された第１の金属がラッピングプロセスによって除去される、
ｄ３）ウェハがフレームに取り付けられ、それによりウェハの下面が露出され、ウェハの裏面が薄くされ、金属性の層が被着される、
ｅ３）この下面の上に、ネガティブラックが被着され、この被着は、
ｆ３）ＬＩＧＡ法によって構造化される、
ｇ３）自由に形成された溝は第２の材料によって充填される。
ａ３）支持体ディスクに格子構造が形成される、
ｂ３）この格子構造が第１の金属で充填される、
ｃ３）表面上に析出された第１の金属がラッピングプロセスによって除去される、
ｄ３）ウェハがフレームに取り付けられ、それによりウェハの下面が露出され、ウェハの裏面が薄くされ、金属性の層が被着される、
ｅ３）この下面の上に、ネガティブラックが被着され、この被着は、
ｆ３）ＬＩＧＡ法によって構造化される、
ｇ３）自由に形成された溝は第２の材料によって充填される。
択一的に、ステップｅ３）においてポジティブラックを被着させ、続いて、ＬＩＧＡ法によって、第１の構造について位置調整されたマスクを介して照射を行なうこともできる。
この方法ＩＩＩ）によっても、非常に良好な結合体構造、特に格子を、第１の材料及び第２の材料、有利にはタングステン及び金から形成することができる。
またこの方法に続いて、別の複数の層を相応の方法ステップを用いて被着させることができる。
相応の方法も同様に本発明の対象である。
本発明による格子を、医療技術のＸ線を基礎とするシステム（例えばレントゲントモグラフィ）、材料及び構成要素の非破壊検査、製薬のスクリーニング、小包及び郵便物のスキャン、コンピュータトモグラフのガントリーユニット、マイクロＣＴ装置におけるＸ線光学系、医療用ラジオグラフィ（マンモグラフィ）もしくは血管造影法のためのレントゲン光学システム、小動物の腫瘍治療検査、最も広義の意味でのＸ線撮像（トモグラフィ、ラジオグラフィ、散乱光格子、材料検査）に使用することができる。
本発明の種々の実施の形態（しかしながら例えば種々の独立請求項に記載されている実施の形態に限られるものではない）を任意のやり方で相互に組み合わせることができる。
図面の説明
図面は縮尺通りのものではない。見やすくするため、また分かりやすくするために、本発明の幾つかの特徴を過度に大きく、又は概略的な形で図示している場合もあり、従って同様に、慣例もしくは公知の構成要素の幾つかの詳細を図示していない場合もある。
図面は縮尺通りのものではない。見やすくするため、また分かりやすくするために、本発明の幾つかの特徴を過度に大きく、又は概略的な形で図示している場合もあり、従って同様に、慣例もしくは公知の構成要素の幾つかの詳細を図示していない場合もある。
図１：
図１においては、８０ｋｅＶを上回り、また約１１０ｋｅＶまでの範囲での１００μｍの厚さの金の構造において透過率が５０％を遥かに下回る（紫色の曲線；小さい星型のシンボル）ことが示されている。この図から見て取れるように、透過率は８０ｋｅＶを下回ると跳躍的に上昇し、それどころか６０％よりも高い値を取る。
図１においては、８０ｋｅＶを上回り、また約１１０ｋｅＶまでの範囲での１００μｍの厚さの金の構造において透過率が５０％を遥かに下回る（紫色の曲線；小さい星型のシンボル）ことが示されている。この図から見て取れるように、透過率は８０ｋｅＶを下回ると跳躍的に上昇し、それどころか６０％よりも高い値を取る。
更に図１からは、７０ｋｅＶから８０ｋｅＶまでの間の範囲においては、５０％よりも低い透過率を４６μｍの厚さのタングステン構造によって達成することができるが（図１におけるピンク色の曲線、四角形のシンボル）、もっともこのタングステン構造の透過率は他のエネルギー領域においては比較的高い。三角形のシンボルによって表されている黄色の曲線は、２２μｍのタングステン及び１００μｍの金の組み合わせが透過率を７０ｋｅＶから８０ｋｅＶまでの範囲において、１００μｍの厚さの金構造に比べて、１０％を超えて５０％以下まで低下させていることを示している。別の領域においては、１００μｍの厚さの純金の透過率によりも約５％低い。
更には、１７６μｍまでの金の層厚の上昇（青色の曲線、菱形状のシンボル）が透過率を全体のエネルギー領域において５０％を下回るまで低下させていることが見て取れる。
図２：
図２は、本発明のヴァリエーションＩ）による、二つの金属の組み合わせを基礎とした本発明による格子の製造方法を示す。
図２は、本発明のヴァリエーションＩ）による、二つの金属の組み合わせを基礎とした本発明による格子の製造方法を示す。
Claims (12)
- 支持体と、Ｘ線を吸収する少なくとも二つの材料とを有することを特徴とする格子。
- 前記材料は金属である、請求項１記載の格子。
- ｉ）支持体／ＭＳ１／ＭＳ２、
ｉｉ）支持体／ＭＳ１／ＭＳ２／ＭＳ３、
ｉｉｉ）支持体／ＭＳ１／ＭＳ２／ＭＳ３／ＭＳ４、
ｉｖ）支持体／ＭＳ１／ＭＳ２／ＭＳ３／ＭＳ４／ＭＳ５、
ｖ）ＭＳ１／支持体／ＭＳ２、
ｖｉ）ＭＳ１／ＭＳ２／支持体／ＭＳ３、
ｖｉｉ）ＭＳ１／ＭＳ２／支持体／ＭＳ３／ＭＳ４、
ｖｉｉｉ）ＭＳ１／ＭＳ２／ＭＳ３／支持体／ＭＳ４、
ｉｘ）ＭＳ１／ＭＳ２／ＭＳ３／支持体／ＭＳ４／ＭＳ５、
有利には、層構造ｉ）又はｖ）、
からなるグループから選択された層構造を有し、ここで、符号ＭＳは材料層、特に金属性の層を表す、請求項１又は２に記載の格子。 - 支持体と、ちょうど二つの金属とから構成されており、前記材料は有利には金及びタングステンである、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の格子。
- タングステンの層厚と金の層厚の比は１：２から１：６までである、請求項４に記載の格子。
- 層構造は、支持体／金／タングステン又は支持体／タングステン／金又はタングステン／支持体／金であり、有利には支持体／タングステン／金である、請求項５に記載の格子。
- シリコン乃至シリコン化合物、ポリマー及び／又は原子番号が低い材料又はそれらの組み合わせから成るグループから前記支持体は選択されている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の格子。
- 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の格子の製造方法において、
ａ１）支持体ディスクに格子構造を形成するステップと、
ｂ１）複数の前記格子構造を第１の材料で充填するステップと、
ｃ１）表面に析出された第１の材料を除去し、ウェハを裏面から薄くするステップと、
ｄ１．１）前面（第１の材料／ウェハの結合構造）、又は、
ｄ１．２）裏面（第１の材料／ウェハの結合構造）に、後に金属めっき開始層として使用される金属層を被着するステップと、
ｅ１）前記層上にネガティブレジストを被着し、該被着をＬＩＧＡ法により、Ｘ線放射を用いて、
ｆ１．１）前面から、又は、
ｆ１．２）裏面から構造化するステップと、
ｇ１）自由に形成された溝を第２の材料によって充填するステップとを備えていることを特徴とする、製造方法。 - 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の格子の製造方法ＩＩ）において、
ａ２）支持体ディスクに格子構造を形成するステップと、
ｂ２）複数の前記格子構造を第１の材料で充填するステップと、
ｃ２）表面に析出された第１の材料を除去し、ウェハを裏面から薄くするステップと、
ｄ２．１）前面（第１の材料／ウェハの結合構造）、又は、
ｄ２．２）裏面（第１の材料／ウェハの結合構造）に、後に金属めっき開始層として使用される金属層を被着するステップと、
ｅ２）前記層上にポジティブレジストを被着するステップと、
ｆ２）前記被着を、ＬＩＧＡ法により位置調整されたマスクを介して、Ｘ線放射を用いて前面又は裏面から構造化するステップとを備えていることを特徴とする、製造方法II)。 - 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の格子の製造方法において、
ａ３）支持体ディスクに格子構造を形成するステップと、
ｂ３）複数の前記格子構造を第１の金属で充填するステップと、
ｃ３）表面に析出された第１の金属をラッピングプロセスによって除去するステップと、
ｄ３）ウェハをフレームに取り付け、ウェハの下面を露出させ、該ウェハを裏面から薄くし、金属層を被着するステップと、
ｅ３）前記下面上にネガティブラックを被着するステップと、
ｆ３）前記ネガティブラックをＬＩＧＡ法によって構造化するステップと、
ｇ３）自由に成長した溝を第２の材料によって充填するステップとを備えていることを特徴とする、製造方法。 - 前記ステップｅ３）においてポジティブラックを被着し、該ポジティブラックに対してＬＩＧＡ法により、第１の構造について位置調整されたマスクを介して照射を行う、請求項１０に記載の方法。
- 医療技術のＸ線を基礎とするシステム（例えばレントゲントモグラフィ）、材料及び構成要素の非破壊検査、製薬のスクリーニング、小包及び郵便物のスキャン、コンピュータトモグラフのガントリーユニット、マイクロＣＴ装置におけるＸ線光学系、医療用ラジオグラフィ（マンモグラフィ）もしくは血管造影法のためのレントゲン光学システム、小動物の腫瘍治療検査、最も広義の意味でのＸ線撮像、例えば、トモグラフィ、ラジオグラフィ、散乱光スクリーン、材料検査における、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の格子の使用。
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