(57)【要約】【課題】位相格子と平行な面内でのＸ線の強度分布との関係において、位相格子を構成する回折格子の縞状構造部の厚さを、所定の厚さとすることによって、  位相格子と明暗周期像との距離の短縮化を図ることが可能となるＸ線位相イメージングに用いられる位相格子等を提供する。【解決手段】Ｘ線位相イメージングに用いられる位相格子であって、  前記位相格子は、互いに平行な直線状の縞状構造部が一定の間隔で周期的に配列されて構成された回折格子を備え、  前記回折格子の縞状構造部は、Ｘ線が透過する方向に対し垂直な方向の幅と該Ｘ線の透過する方向と同方向の厚さを有し、  該縞状構造部の厚さは、前記位相格子と平行な面内でのＸ線の強度分布を所定強度にするために、前記透過するＸ線に対して位相を必要量シフトさせる厚さに設定され、  前記回折格子が、前記縞状構造部が配列されている周期方向に互いにずらして積層された構造を有する構成とする。【選択図】            図３
2010099287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線位相イメージングに用いられる位相格子であって、
前記位相格子は、互いに平行な直線状の縞状構造部が一定の間隔で周期的に配列されて構成された回折格子を備え、
前記回折格子の縞状構造部は、Ｘ線が透過する方向に対し垂直な方向の幅と該Ｘ線の透過する方向と同方向の厚さを有し、
該縞状構造部の厚さは、前記位相格子と平行な面内でのＸ線の強度分布を所定強度にするために、前記透過するＸ線に対して位相を必要量シフトさせる厚さに設定され、
前記回折格子が、前記縞状構造部が配列されている周期方向に互いにずらして積層された構造を有することを特徴とするＸ線位相イメージングに用いられる位相格子。
【請求項２】
前記位相のシフト量が、前記透過するＸ線に対してＡπ（但し０＜Ａ＜１）であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線位相イメージングに用いられる位相格子。
【請求項３】
前記縞状構造部の幅が、前記周期的に配列された前記縞状構造部の間隔と等しいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線位相イメージングに用いられる位相格子。
【請求項４】
前記積層された回折格子は、第１の回折格子と第２の回折格子からなり、
前記第２の回折格子が、前記第１の回折格子に対しその周期方向に１／４ピッチずらして積層されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のＸ線位相イメージングに用いられる位相格子。
【請求項５】
前記第１の回折格子が単一基板の一方の面側に形成され、
前記単一基板の他方の面側に、前記第２の回折格子が前記第１の回折格子に対し、その周期方向に１／４ピッチずらして形成されていることを特徴とする請求項４に記載のＸ線位相イメージングに用いられる位相格子。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のＸ線位相イメージングに用いられる位相格子を用い、Ｘ線位相コントラスト像の撮像が可能に構成されていることを特徴とするＸ線位相コントラスト像の撮像装置。
【請求項７】
請求項６に記載のＸ線位相コントラスト像の撮像装置を有することを特徴とするＸ線コンピューター断層撮影システム。
【請求項８】
Ｘ線位相イメージングに用いられる位相格子の製造方法であって、
互いに平行な直線状の縞状構造部が一定の間隔で周期的に配列されて構成された回折格子を作製するに際し、
Ｘ線が透過する方向に対し垂直な方向の幅と該Ｘ線の透過する方向と同方向の厚さを有し、該厚さを前記透過するＸ線に対して位相をＡπ（但し０＜Ａ＜１）シフトさせた厚さの縞状構造部を備えた複数の回折格子を作製する工程と、
前記工程において作製された複数の回折格子を、前記縞状構造部が配列されている周期方向に互いにずらして積層する工程と、
を有することを特徴とするＸ線位相イメージングに用いられる位相格子の製造方法。
【請求項９】
前記回折格子を作製する工程は、
前記回折格子として、前記縞状構造部が直線状に形成されて一定の間隔で平行に周期的に配列されたライン状の回折格子による第１及び第２の回折格子を形成し、
前記第１の回折格子を単一基板の一方の面側に形成すると共に、
前記単一基板の他方の面側に、前記第２の回折格子が前記第１の回折格子に対しその周期方向に１／４ピッチずらして形成する工程を含むことを特徴とする請求項８に記載のＸ線位相イメージングに用いられる位相格子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線位相イメージングに用いられる位相格子及びその製造方法、該位相格子を用いたＸ線位相コントラスト像の撮像装置、Ｘ線コンピューター断層撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線の吸収能の違いを利用してコントラスト画像を得るＸ線透視画像技術が検討されてきた。
しかし、Ｘ線の吸収能は軽元素になればなるほど小さくなるため、生体軟組織やソフトマテリアルに対しては十分なコントラストが期待できないという問題がある。
そこで、近年、Ｘ線の位相変化量に基づいてコントラストを発生させる撮像方法が検討されている。この位相コントラストを利用したＸ線位相イメージング法の一つとして、タルボ干渉を用いた撮像方法がある。
【０００３】
図１０にタルボ干渉法の構成例を示す。
タルボ干渉法による撮像のためには、空間的に可干渉なＸ線源１３、Ｘ線の位相を周期的に変調するための位相型回折格子（以下、位相格子と記す）１５、検出器１７が少なくとも必要である。
空間的に可干渉なＸ線は、位相格子１５を透過した後のＸ線強度分布が位相格子１５の形状を反映したものになる。
位相格子を透過したＸ線の位相は周期的に変調され、位相差がπ／２である位相格子を用いた場合には、位相格子からの距離が
（ｎ−１／２）×（ｄ２／λ）
の位置、及びその周辺位置に高コントラストの明暗周期像が現れる。
ここで、ｄは位相格子１５のピッチ、λはＸ線の波長、ｎ整数である。
なお、本明細書において、位相格子のピッチとは、位相格子中における上記一定の間隔で平行に周期的に配列された直線状の構造体による周期を指している。
また、本明細書において、一定の間隔で平行に周期的に配列された直線状の構造体を、縞状構造部と定義する。
したがって、位相格子は、このような互いに平行な直線状の縞状構造部が一定の間隔で周期的に配列された回折格子によって構成された構造を備える。
これらについて、更に具体的に説明すると、位相格子のピッチとは、図９の位相格子の模式図に示されているように、ある縞状構造体とそれに隣接する縞状構造体との間における、中心部分同士の距離Ｃを指し、或はそれら格子の端面同士の距離Ｃ’を指している。
また、この縞状構造部の幅とは、図９にＡで示されているＸ線が透過する方向に対し垂直な方向の縞状構造部の長さ（縞状構造部の短辺側の長さ）を指している。
また、この縞状構造部の高さ（厚さ）とは、図９にＢで示されているＸ線の透過する方向と同方向の縞状構造部の長さ（縞状構造部の長辺側の長さ）を指している。
また、この縞状構造部における間隙とは、図９にＤで示されている縞状構造部と縞状構造部の間隔を指している。
【０００４】
このように、位相格子から特定の距離において位相格子のピッチと同一周期の明暗周期像が形成される現象が、タルボ効果である。
図１０のように、位相格子の前に被検体１４を配置すると、照射されたＸ線は被検体１４により屈折する。
そのため、被検体１４を透過して屈折されたＸ線により形成された明暗周期像を検出すれば、被検体１４の位相像を得ることができる。
但し、明暗周期像は位相格子と同一ピッチであるため、直接検出するためには、空間分解能の高いＸ線画像検出器が必要となる。
このような場合、Ｘ線を吸収する材料で作製され、十分な厚さを持つ回折格子である吸収格子１６を用いることができる。
吸収格子１６を明暗周期像が形成される位置に配置すれば、この明暗周期像と吸収格子１６との重なりによりモアレ縞が発生する。
つまり、位相シフトの情報はモアレ縞の変形として検出器１７により観察することができる。
【０００５】
ところで、Ｘ線位相コントラスト像の撮像装置の小型化を図る際、明暗周期像を位相格子１５のなるべく近くに形成することが望ましい。
このように位相格子１５から明暗周期像までの距離を短縮する方法の一つとして、位相格子１５のピッチを小さくすることが挙げられる。
【０００６】
しかしながら、位相格子１５のピッチを小さくしようとすると、上記縞状構造部における幅Ａと間隙Ｄも小さくせざるを得ない。
したがって、縞状構造部における厚さ（高さ）Ｂ／縞状構造部における間隙Ｄ、あるいは縞状構造部における厚さ（高さ）Ｂ／縞状構造部における幅Ａによって規定されるアスペクト比が大きくなり、作製するのが困難になる。
例えば、位相格子１５の材料としてＳｉを用いた場合、２０ｋｅＶのＸ線における位相をπシフトさせるのに必要な厚みは２９．２μｍ程度である。
また、スリット状の位相格子１５を作製する場合、求める分解能により２μｍ程度のピッチ、すなわち１μｍの開口幅で作製することが求められることとなる。このとき、アスペクト比は３０程度となり、大面積の回折格子を作製することは難しい。
【０００７】
このようなことから、特許文献１では、アスペクト比の低い部分格子を用いて積層し、実質的なアスペクト比を高くした回折格子を作製している。
具体的には、図１１に示すように、容易に作製可能であるアスペクト比の低い部分格子１８を縦方向に積層することで、見かけ上の突条部の高さを高くし、アスペクト比の高い回折格子を作製している。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０１８３５７９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記したように、従来例の特許文献１のものでは、低アスペクト比の部分格子１８を積層することにより、見かけ上の突条部の高さを高くし、高アスペクト比である回折格子を作製している。
特許文献１のように多層化した位相格子を用いることで、単層の位相格子と比較し、一応、位相格子と明暗周期像の距離を短縮することはできる。
しかしながら、特許文献１では、部分格子を積層するに際して、位相格子と平行な面内でのＸ線の強度分布との関係において、部分格子の厚さを所定の厚さとすることによって、上記距離を短縮化させるようにすることについては、何も言及されていない。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑み、位相格子と平行な面内でのＸ線の強度分布との関係において、位相格子を構成する回折格子の縞状構造部の厚さを、所定の厚さとすることによって、
位相格子と明暗周期像との距離の短縮化を図ることが可能となるＸ線位相イメージングに用いられる位相格子及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、上記の位相格子を用いたＸ線位相コントラスト像の撮像装置、該撮像装置を有するＸ線コンピューター断層撮影システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、以下のように構成したＸ線位相イメージングに用いられる位相格子及びその製造方法、該位相格子を用いたＸ線位相コントラスト像の撮像装置、Ｘ線コンピューター断層撮影システムを提供する。
本発明は、Ｘ線位相イメージングに用いられる位相格子であって、
前記位相格子は、互いに平行な直線状の縞状構造部が一定の間隔で周期的に配列されて構成された回折格子を備え、
前記回折格子の縞状構造部は、Ｘ線が透過する方向に対し垂直な方向の幅と該Ｘ線の透過する方向と同方向の厚さを有し、
該縞状構造部の厚さは、前記位相格子と平行な面内でのＸ線の強度分布を所定強度にするために、前記透過するＸ線に対して位相を必要量シフトさせる厚さに設定され、
前記回折格子が、前記縞状構造部が配列されている周期方向に互いにずらして積層された構造を有することを特徴とする。
また、本発明のＸ線位相イメージングに用いられる位相格子は、前記位相のシフト量が、前記透過するＸ線に対してＡπ（但し０＜Ａ＜１）であることを特徴とする。
また、本発明のＸ線位相イメージングに用いられる位相格子は、前記縞状構造部の幅が、前記周期的に配列された前記縞状構造部の間隔と等しいことを特徴とする。
また、本発明のＸ線位相イメージングに用いられる位相格子は、前記積層された回折格子が、第１の回折格子と第２の回折格子からなり、
前記第２の回折格子が、前記第１の回折格子に対しその周期方向に１／４ピッチずらして積層されていることを特徴とする。
また、本発明のＸ線位相イメージングに用いられる位相格子は、
前記第１の回折格子が単一基板の一方の面側に形成され、
前記単一基板の他方の面側に、前記第２の回折格子が前記第１の回折格子に対し、その周期方向に１／４ピッチずらして形成されていることを特徴とする。
また、本発明のＸ線位相コントラスト像の撮像装置は、上記したいずれかに記載のＸ線位相イメージングに用いられる位相格子を用い、Ｘ線位相コントラスト像の撮像が可能に構成されていることを特徴とする。
また、本発明のＸ線コンピューター断層撮影システムは、上記したＸ線位相コントラスト像の撮像装置を有することを特徴とする。
また、本発明のＸ線位相イメージングに用いられる位相格子の製造方法は、
互いに平行な直線状の縞状構造部が一定の間隔で周期的に配列されて構成された回折格子を作製するに際し、
Ｘ線が透過する方向に対し垂直な方向の幅と該Ｘ線の透過する方向と同方向の厚さを有し、該厚さを前記透過するＸ線に対して位相をＡπ（但し０＜Ａ＜１）シフトさせた厚さの縞状構造部を備えた複数の回折格子を作製する工程と、
前記工程において作製された複数の回折格子を、前記縞状構造部が配列されている周期方向に互いにずらして積層する工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明のＸ線位相イメージングに用いられる位相格子の製造方法は、
前記回折格子を作製する工程が、
前記回折格子として、前記縞状構造部が直線状に形成されて一定の間隔で平行に周期的に配列されたライン状の回折格子による第１及び第２の回折格子を形成し、
前記第１の回折格子を単一基板の一方の面側に形成すると共に、
前記単一基板の他方の面側に、前記第２の回折格子が前記第１の回折格子に対しその周期方向に１／４ピッチずらして形成する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、位相格子と平行な面内でのＸ線の強度分布が最大または二番目となる位相格子からの距離が、単層の位相格子の場合と比較して短縮される積層型位相格子及びその製造方法を実現することができる。
また、本発明によれば、上記の位相格子を用いたＸ線位相コントラスト像の撮像装置、該撮像装置を有するＸ線コンピューター断層撮影システムを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
つぎに、本発明の実施形態について説明する。
図１に、２層のライン状回折格子をずらして相互に積層したＸ線位相イメージングに用いられる位相格子の構成例を説明する図を示す。
図１において、１はＸ線、２は１層目の回折格子、３は２層目の回折格子である。
本実施形態の位相格子は、互いに平行な直線状の縞状構造部が一定の間隔で周期的にライン状に配列されて構成された２層のライン状回折格子が、入射するＸ線に対して、上記縞状構造部が配列されている周期方向にずらして積層して構成されている。
本実施形態では、このような複数の回折格子を積層した位相格子において、
上記縞状構造部の厚さが、前記位相格子と平行な面内でのＸ線の強度分布を所定強度にするために、前記透過するＸ線に対して位相を必要量シフトさせる厚さに設定された構成例について説明する。
【００１３】
本実施形態において、前記回折格子における前記縞状構造部は、Ｘ線が透過する方向に対し垂直な方向の幅と該Ｘ線の透過する方向と同方向の厚さを有している。
また、この縞状構造部の厚さは、前記透過するＸ線に対して位相をＡπシフトさせる厚さに形成されている。但し、０＜Ａ＜１である。
そして、上記２層のライン状回折格子を積層する際には、図１に示すように、入射するＸ線に対し２層目の回折格子３（第２の回折格子）を、１層目の回折格子２（第１の回折格子）の周期方向に４分の１ピッチずらして積層する。
Ｘ線１は基板に対して垂直方向から入射する。入射したＸ線は、回折格子のＡπシフト部を１層分通過する部分、２層分通過する部分、通過しない部分とがある。
【００１４】
このとき、透過するＸ線は図２に示すように、Ｘ線が位相変化せずに透過する領域６と、位相差Ａπの領域５、位相差２Ａπの領域４を形成する。
ここで、積層された位相格子を透過したＸ線の強度が最大及び２番目となる位置と、回折格子の位相シフト量の関係に関するシミュレーション結果を図３に示す。
ここでの位相シフト量とは、回折格子単層時（回折格子１層分）に透過したＸ線の位相が変化する量である。
例えば、図１及び図２に示す位相格子おいて、位相のシフト量はＡπである。
また、位相格子における縞状構造部の幅と間隙は等しく、積層された位相格子は周期方向に１／４ピッチ互いにずれているとした。
なお、図３の横軸は回折格子を透過した時のＸ線の位相シフト量を示す。
縦軸は位相格子からの距離を示しており、（ｄ２／λ）を１００分割し、（ｄ２／λ）×（１／１００）〜（ｄ２／λ）×（９９／１００）の間を１／１００×（ｄ２／λ）間隔で計算した。
縦軸は位相格子を透過したＸ線が形成する明暗周期像と、位相格子の距離である。
白丸プロットは、回折格子単層時における明暗周期像の最大強度となる位置と、位相格子との距離を、位相格子の位相シフト量毎に示している。
また、白三角プロットは回折格子単層時における明暗周期像の２番目の強度となる位置と、位相格子との距離を、位相格子の位相シフト量毎に示している。
同様に、黒丸プロットは回折格子積層時における明暗周期像の最大が強度となる位置と位相格子との距離を、黒三角プロットは回折格子積層時における明暗周期像の２番目の強度となる位置と位相格子との距離を示している。
【００１５】
図３に示されているように、位相格子を透過したＸ線の強度が最大または２番目の強度における位相格子からの距離は、そのいずれか一方の短い方の距離において、単層よりも積層した位相格子を用いたときの方が短縮される。
図より、０．０７≦Ａ≦０．８９の範囲が効果的である。
ただし、０＜Ａ＜０．０７、０．８＜Ａ＜１の範囲においても、強度が３番目に強い位置を加味してみれば、積層の効果をみとめることができる。
【００１６】
上記位相格子を製造するに際し、該位相格子を構成する個々の回折格子は、基板表面または基板内部またはその両方に形成することができる。
図４に示すように基板８を形成する材料と異なる材料を用いて位相差Ａπの縞状構造部７を形成しても良いし、図５のように基板の一部を加工して縞状構造部を備えた回折格子９としても良い。
また、図５に示す回折格子は非貫通構造であるが、貫通していても良い。貫通していれば基板によるＸ線の吸収が無いのでＸ線の利用効率が向上する。
図５において縞状構造部の間隙の少なくとも一部を、縞状構造部を形成する材料と異なる材料により充填しても良い。
例えば、図６において、縞状構造部ａ１０を透過したＸ線と、縞状構造部ｂ１１を透過したＸ線の位相差がＡπとなるような材料を選択する。
さらに、多層化した回折格子を得るためには、図７のように回折格子を形成した基板を２枚以上積層しても良いし、図８のように基板の表裏を加工して作製した回折格子１２を用いても良い。
例えば、前記第１の回折格子が単一基板の一方の面側に形成し、前記単一基板の他方の面側に、前記第２の回折格子をその周期方向に１／４ピッチずらして作製するようにしても良い。
積層時には、回折格子同士が接するように加工済み基板を積層することが好ましいが、離れていても良い。この時に基板は互いに平行になるように積層する。
【００１７】
また、アライメントを行うため基板に予めアライメントマークを作製しても良い。
その他のアライメントの方法として、Ｘ線顕微鏡により回折格子を拡大観察して位置合わせをすることもできる。
また、空間的に可干渉なＸ線を照射しタルボ効果により得られる自己像を観察しながら位置合わせをしても良い。
位置合わせした後の位相格子は固定しても良いし、そのままＸ線位相像の観察を行っても良い。位相格子の固定時には、エポキシ樹脂などの接着剤や金−金接合、クランプなどを用いた機械的な固定などを用いることができる。
【００１８】
基板にはＸ線照射時にＸ線の吸収が少ない材料を使用することが好ましい。
形状は薄板状で、表裏が鏡面であればコントラストは良好と成る。例えばＳｉやＧａＡｓ、Ｇｅ、ＩｎＰといった半導体ウェハー、ガラス基板などを使用することができる。
Ｘ線の吸収はＳｉより大きいが、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などの樹脂基板を用いることもできる。
【００１９】
回折格子を形成するためには、フォトリソグラフィ法やドライエッチング法、スパッタや蒸着・ＣＶＤ・無電解めっき・電解めっきといった各種成膜法、ナノインプリント法などを用いることができる。
つまり、フォトリソグラフィ法でレジストパターンを形成した後に、ドライエッチングまたはウェットエッチングで基板に加工しても良いし、リフトオフ法で基板上に回折格子を付与することもできる。
また、ナノインプリント法により基板又は基板上に成膜した材料を加工しても良い。
【００２０】
本実施形態の位相格子を用いることによって、空間的に可干渉なＸ線源、検出器と組み合わせることでタルボ干渉計として用いることができる。
その際、吸収格子を用いてモアレ縞を形成した後に検出器を用いて出力を検出しても良い。
また、従来のコンピューター断層撮影システムに用いられているガントリ内に、本発明のＸ線位相像の撮像装置を組み込むことで患者のＸ線位相断層像を得ることができる。
本発明の実施形態においては、上記した実施形態のＸ線位相イメージングに用いられる位相格子をＸ線位相コントラスト像の撮像装置に用いることにより、Ｘ線位相コントラスト像の撮像が可能となる撮像装置を実現することができる。
また、このようなＸ線位相コントラスト像の撮像装置を備えたＸ線コンピューター断層撮影システムを実現することができる。
【実施例】
【００２１】
以下に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１においては、位相格子として互いに平行な直線状の縞状構造部が一定の間隔で周期的に配置されたライン状回折格子を積層した構成例について説明する。
本実施例においては、まず、４インチ径の両面研磨２００μｍ厚シリコンウェハー表面にレジストコート後、フォトリソグラフィ法により６０ｍｍ角のエリアに線幅２μｍ間隙２μｍのレジストパターンを作製する。
次に、ディープ・リアクティブ・イオン・エッチング（Ｄｅｅｐ−ＲＩＥ）により次のような加工を行う。
すなわち、幅２μｍ間隙２μｍで深さが９μｍのスリット構造を作製した後にレジストを除去する（図５参照）。
１７．７ｋｅＶのＸ線において、９μｍ厚Ｓｉと９μｍ厚空気の位相差は０．４πとなる。この位相格子に１７．７ｋｅＶのＸ線をウェハーの垂直構造から照射する。
このとき、位相格子から１３８ｍｍの位置においてＸ線強度の明暗像におけるＸ線強度が最大となり、９１．２ｍｍの位置においてＸ線強度の明暗像におけるＸ線強度が２番目に強くなる。
【００２２】
次に、２枚のウェハー表面に同様のパターンを作製する。
パターンが接するように２枚の加工済みシリコンウェハーを張り合わせる（図７参照）。
張り合わせ時には、スリット構造が互いに平行になるようにし、スリットの周期方向のずれ量が１μｍになるようにする。
単層の場合と同様に１７．７ｋｅＶのＸ線をウェハーの垂直構造から照射する。このとき、Ｘ線強度の明暗像におけるＸ線強度が最大となる位置は位相格子から１６４ｍｍと長くなるものの、Ｘ線強度の明暗像におけるＸ線強度が２番目に強くなる位置は位相格子から６４ｍｍとなる。
Ｘ線の強度が最大または２番目となる位置のいずれか短いほうを比較すると、位相格子が単層の場合にはＸ線強度の明暗像の位相格子からの距離が９１．２ｍｍだったのに対し、積層した場合は６４．０ｍｍとなり、約３０％短縮される。
【００２３】
［実施例２］
実施例２においては、位相格子として互いに平行な直線状の縞状構造部が一定の間隔で周期的に配置されたライン状回折格子を基板表裏に形成された構成例について説明する。
本実施例においては、まず、１ｍｍ厚アクリル板の表裏それぞれ６０ｍｍ角のエリアに幅４μｍ間隙４μｍで深さが８．２μｍのスリット構造を作製する。
このとき、基板表裏に形成された縞状構造部は互いに平行で周期方向に２μｍずらして形成する（図８参照）。
１７．７ｋｅＶのＸ線において、８．２μｍ厚アクリルと８．２μｍ厚空気の位相差は０．２πとなる。
比較のためアクリル板の片面のみに幅４μｍ間隙４μｍで深さが８．２μｍのスリット構造を形成した基板も作製する。
アクリル板の片面のみ縞状構造を形成した位相格子の場合、位相格子から５３９ｍｍの位置においてＸ線強度の明暗像におけるＸ線強度が最大となる。
また、３５７ｍｍの位置においてＸ線強度の明暗像におけるＸ線強度が２番目に強くなる。
【００２４】
一方アクリル板の表裏に縞状構造を形成した基板にも、単層の場合と同様に１７．７ｋｅＶのＸ線をウェハーの垂直構造から照射する。
このとき、Ｘ線強度の明暗像におけるＸ線強度が最大となる位置は位相格子から６５７ｍｍと長くなるものの、Ｘ線強度の明暗像におけるＸ線強度が２番目に強くなる位置は２５７ｍｍとなる。
Ｘ線の強度が最大または２番目となる位置のいずれか短い方を比較すると、位相格子が単層の場合にはＸ線強度の明暗像の位相格子からの距離が３５７ｍｍだったのに対し、積層した場合は２５７ｍｍとなり約３０％短縮される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態における２層のライン状回折格子をずらして相互に積層したＸ線位相イメージングに用いられる位相格子の構成例を説明する図。
【図２】本発明の実施形態における平行な直線状の縞状構造部が一定の間隔で周期的に配置した２層の回折格子からなる位相格子を透過したＸ線の位相差を示す図。
【図３】位相格子を積層したときに、透過したＸ線の強度が最大または２番目となる位置が単層位相格子時よりも位相格子に近くなることを説明する図。
【図４】本発明の実施形態における基板を形成する材料と異なる材料を用いて位相差Ａπの回折格子を形成した構成例を説明する図。
【図５】本発明の実施形態における基板の一部を加工して回折格子を形成した構成例を説明する図。
【図６】本発明の実施形態における２種類の材料を加工して回折格子を形成した構成例を説明する図。
【図７】本発明の実施形態における回折格子を形成した基板を２枚積層した構成例を説明する図。
【図８】本発明の実施形態における基板の表裏を加工して作製した回折格子を用いた構成例を説明する図。
【図９】Ｘ線位相イメージングに用いられる位相格子におけるピッチ、縞状構造部の厚さ（高さ）、縞状構造部の幅、開口幅を説明するための模式図。
【図１０】従来例であるＸ線位相像を得るためのタルボ干渉計を説明する図。
【図１１】従来例である特許文献１を説明するための図。
【符号の説明】
【００２６】
１：Ｘ線
２：１層目の回折格子
３：２層目の回折格子
４：位相差２Ａπの領域
５：位相差Ａπの領域
６：Ｘ線が位相変化せずに透過する領域
７：位相差Ａπの縞状構造部
８：基板
９：基板の一部を加工して作製した回折格子
１０：縞状構造部ａ
１１：縞状構造部ｂ
１２：基板の表裏を加工して作製した回折格子
１３：Ｘ線源
１４：被検体
１５：位相格子
１６：吸収格子
１７：検出器
１８：部分格子
【図１】
2010099287.tif 000003
【図２】
2010099287.tif 000004
【図３】
2010099287.tif 000005
【図４】
2010099287.tif 000006
【図５】
2010099287.tif 000007
【図６】
2010099287.tif 000008
【図７】
2010099287.tif 000009
【図８】
2010099287.tif 000010
【図９】
2010099287.tif 000011
【図１０】
2010099287.tif 000012
【図１１】
2010099287.tif 000013