(57)【要約】【課題】本発明は、より寸法精度の高い高アスペクト比構造物を製造できる高アスペクト比構造物の製造方法、超音波プローブの製造方法および高アスペクト比構造物ならびにこれを用いたＸ線撮像装置を提供する。【解決手段】本発明の高アスペクト比構造物の製造方法は、所定の基板１３の少なくとも一つの主面に、主面に交差する方向に延びる複数の穴ＰＥａを形成する穴形成工程と、複数の穴ＰＥaを形成した主面に、次の凹部形成工程で凹部１３４を形成する第１領域ＡＲ１と凹部１３４を形成しない第２領域ＡＲ２とを規定する領域規定工程と、エッチング液の中に浸漬することによって第１領域ＡＲに対応する基板１３に凹部１３４を形成する凹部形成工程とを備え、前記穴形成工程は、互いに隣接する穴ＰＥａ間の隔壁厚さが、主面側より穴ＰＥａの底部側の方が薄くなるように、複数の穴ＰＥａを形成する隔壁薄化穴形成工程を含む。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の基板の少なくとも一つの主面に、前記主面に交差する方向に延びる複数の穴を形成する穴形成工程と、
前記複数の穴を形成した前記主面に、後記凹部形成工程で後記凹部を形成する第１領域と後記凹部形成工程で後記凹部を形成しない第２領域とを規定する領域規定工程と、
エッチング液の中に浸漬することによって前記第１領域に対応する前記基板に凹部を形成する凹部形成工程とを備え、
前記穴形成工程は、互いに隣接する穴間の隔壁厚さが、前記主面側より前記穴の底部側の方が薄くなるように、前記複数の穴を形成する隔壁薄化穴形成工程を含むこと
を特徴とする高アスペクト比構造物の製造方法。
【請求項２】
前記穴形成工程は、前記領域規定工程を実施する前に実施される第１穴形成工程と、前記領域規定工程を実施した後に実施される第２穴形成工程とを備え、
前記第２穴形成工程は、前記第１穴形成工程で形成された前記複数の穴それぞれに連続して前記方向にさらに延びるようにさらに複数の穴を形成する前記隔壁薄化穴形成工程であること
を特徴とする請求項１に記載の高アスペクト比構造物の製造方法。
【請求項３】
前記第１穴形成工程は、前記隔壁薄化穴形成工程であること
を特徴とする請求項２に記載の高アスペクト比構造物の製造方法。
【請求項４】
前記穴形成工程は、前記領域規定工程を実施する前に実施される第１穴形成工程と、前記領域規定工程を実施した後に実施される第２穴形成工程とを備え、
前記第１穴形成工程は、前記隔壁薄化穴形成工程であり、
前記第２穴形成工程は、前記第１穴形成工程で形成された前記複数の穴それぞれに連続して前記方向にさらに延びるようにさらに複数の穴を形成すること
を特徴とする請求項１に記載の高アスペクト比構造物の製造方法。
【請求項５】
前記領域規定工程は、前記第２領域に対応する前記主面上にレジスト層を形成するレジスト層形成工程であること
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の高アスペクト比構造物の製造方法。
【請求項６】
前記領域規定工程は、前記複数の穴のうち、前記第２領域に対応する部分に形成されている１または複数の穴を閉塞する閉塞工程であること
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の高アスペクト比構造物の製造方法。
【請求項７】
前記隔壁薄化穴形成工程は、開始時の第１印加電圧より終了時の第２印加電圧が低くなるように実施される陽極酸化法または陽極化成法によって前記複数の穴を形成する工程であること
を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の高アスペクト比構造物の製造方法。
【請求項８】
前記所定の基板は、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、シリコン（Ｓｉ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）およびインジウムリン（ＩｎＰ）のうちのいずれか１つで形成されていること
を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の高アスペクト比構造物の製造方法。
【請求項９】
前記凹部に、Ｘ線吸収可能なＸ線吸収性材料を埋設するＸ線吸収性材料埋設工程をさらに備えること
を特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の高アスペクト比構造物の製造方法。
【請求項１０】
前記Ｘ線吸収性材料埋設工程は、電鋳法によって、Ｘ線吸収性材料である金属を埋設すること
を特徴とする請求項９に記載の高アスペクト比構造物の製造方法。
【請求項１１】
前記高アスペクト比構造物は、Ｘ線タルボ干渉計またはＸ線タルボ・ロー干渉計に用いられるＸ線用金属格子であること
を特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の高アスペクト比構造物の製造方法。
【請求項１２】
前記高アスペクト比構造物は、超音波プローブを製造する際に用いられる超音波プローブ製造用型であること
を特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の高アスペクト比構造物の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の超音波プローブ製造用型の凹部に金属を充填して金型用凹部を有する金型を形成する金型形成工程と、
前記金型の金型用凹部に樹脂材料からなる樹脂充填物を充填して樹脂型用凹部を有する樹脂型を形成する樹脂型形成工程と、
前記樹脂型の樹脂型用凹部に圧電材料を含有するスラリーを充填して構造体凹部を有する微細構造体を形成する微細構造体形成工程と、
前記微細構造体の構造体凹部に合成樹脂を充填して前記圧電材料からなる圧電層と合成樹脂からなる合成樹脂層とが交互に並んでアレイ化された超音波プローブ本体を形成する超音波プローブ本体形成工程とを備えること
を特徴とする超音波プローブの製造方法。
【請求項１４】
基板と、
前記基板に形成された格子とを備え、
前記格子は、空間的な周期を持つように形成された複数の凸部を備え、
前記複数の凸部それぞれは、前記格子の格子面に交差する方向に延びる複数の穴を備え、
互いに隣接する穴間の隔壁は、その厚さが前記格子面側より前記穴の底部側の方が薄くなっていること
を特徴とする高アスペクト比構造物。
【請求項１５】
前記複数の凸部それぞれは、前記複数の穴それぞれを閉塞する閉塞部材をさらに備えること
を特徴とする請求項１４に記載の高アスペクト比構造物。
【請求項１６】
前記複数の凸部間それぞれに形成される複数の凹部それぞれに埋設された、Ｘ線吸収可能なＸ線吸収性材料から成る複数のＸ線吸収部材をさらに備えること
を特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の高アスペクト比構造物。
【請求項１７】
Ｘ線を放射するＸ線源と、
前記Ｘ線源から放射されたＸ線が照射されるタルボ干渉計またはタルボ・ロー干渉計と、
前記タルボ干渉計またはタルボ・ロー干渉計によるＸ線の像を撮像するＸ線撮像素子とを備え、
前記タルボ干渉計またはタルボ・ロー干渉計は、請求項１４ないし請求項１６のいずれか１項に記載の高アスペクト比構造物をＸ線用金属格子として含むこと
を特徴とするＸ線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＸ線用金属格子や超音波プローブ等のアスペクト比が３以上である高アスペクト比の構造物を製造する高アスペクト比構造物の製造方法に関する。そして、本発明は、この高アスペクト比構造物の製造方法を用いて超音波プローブを製造する超音波プローブの製造方法に関する。さらに、本発明は、このような高アスペクト比の構造物およびこれを用いたＸ線撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＸ線を受けるＸ線用金属格子は、多数の平行な周期構造を備えた素子として様々な装置に利用されており、近年では、Ｘ線撮像装置への応用も試みられている。このＸ線撮像装置では、近年、被爆量の低減の観点から、Ｘ線位相イメージングが注目されており、例えばタルボ干渉計あるいはタルボ・ロー干渉計が応用されている。このタルボ・ロー干渉計を用いたＸ線撮像装置では、第０格子、第１格子および第２格子の３個のＸ線用金属格子が用いられている。この第０格子は、単一のＸ線源をマルチ光源とするために利用される通常の格子であり、前記単一のＸ線源から放射されたＸ線を複数のＸ線（複数のＸ線ビーム）に分けて放射する。そして、これら第１および第２格子は、互いにタルボ距離だけ離間して配置される回折格子であり、タルボ・ロー干渉計（あるいはタルボ干渉計）を構成する。この回折格子には、回折方法で分類すると、一般に、透過型回折格子と反射型回折格子とがあり、さらに、透過型回折格子には、光を透過させる基板上に光を吸収する部分を周期的に配列した振幅型回折格子（吸収型回折格子）と、光を透過させる基板上に光の位相を変化させる部分を周期的に配列した位相型回折格子とがある。
【０００３】
このようなＸ線位相イメージングでは、高透過特性を有するＸ線に対し、Ｘ線を透過する、透過しない、のコントラストが明瞭な吸収型回折格子や、位相差が明瞭な位相型回折格子が必要になる。このため、例えばアスペクト比が３以上である、非常にアスペクト比の高い高アスペクト比構造の格子が必要となる。そのため、半導体の加工技術を応用した作製方法が提案され、例えば特許文献１に、高アスペクト比構造物の製造方法が開示されている。この特許文献１に開示された高アスペクト比構造物の製造方法は、基板の少なくとも１つの主面に、複数の穴を形成する穴形成工程と、前記穴形成工程終了後、前記複数の穴が形成された前記主面上に、レジスト層を配設した第１領域と前記レジスト層を配設していない第２領域とを形成するレジスト形成工程と、エッチング液中に浸漬させて前記第２領域に対応する前記基板に凹部を形成する凹部形成工程とを備える。
【０００４】
また、このような高アスペクト比構造物は、超音波プローブ（超音波探触子）にも見られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−３２４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記特許文献１に開示された高アスペクト比構造物の製造方法では、理想的には、互いに隣接する穴間の隔壁厚さは、表面から底部まで一定で陽極酸化法によって形成され、前記隔壁は、表面から底部までほぼ同時にエッチングされる。このような理想的なケースも生じ得るが、高アスペクト比な格子を製造するために、陽極酸化によって形成された複数の穴を持つ穴群層が、比較的、厚い（前記複数の穴それぞれは、深い）ため、前記穴の径は、表面側が底部側より大きくなり、したがって、互いに隣接する穴間の隔壁厚さは、穴の底部側より主面側の方が薄くなるケースが生じる虞があった。このようなケースでは、凹部形成工程が実施され、これにより互いに隣接する穴間の隔壁がエッチング液でエッチングされると、前記隔壁厚さの相違と、常に新鮮な（未反応な）エッチング液に曝されていること等から、互いに隣接する穴間の隔壁は、表面側がエッチング液で溶解してしまっても、底部側が残存してしまう。そのため、底部側の前記隔壁を溶解するために、さらにエッチングすると、逆に、主面側では、過剰にエッチングされてしまい、凹部の側壁がエッチングされ、凹部の幅が広がってしまう。この結果、高アスペクト比構造物の寸法精度が低下してしまう。
【０００７】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、より寸法精度の高い高アスペクト比構造物を製造できる高アスペクト比構造物の製造方法、および、これを用いた超音波プローブを製造する超音波プローブの製造方法を提供することである。そして、本発明は、このような高アスペクト比構造物、および、これを用いたＸ線撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる高アスペクト比構造物の製造方法は、所定の基板の少なくとも一つの主面に、前記主面に交差する方向に延びる複数の穴を形成する穴形成工程と、前記複数の穴を形成した前記主面に、後記凹部形成工程で後記凹部を形成する第１領域と後記凹部形成工程で後記凹部を形成しない第２領域とを規定する領域規定工程と、エッチング液の中に浸漬することによって前記第１領域に対応する前記基板に凹部を形成する凹部形成工程とを備え、前記穴形成工程は、互いに隣接する穴間の隔壁厚さが、前記主面側より前記穴の底部側の方が薄くなるように、前記複数の穴を形成する隔壁薄化穴形成工程を含むことを特徴とする。好ましくは、上述の高アスペクト比構造物の製造方法において、前記穴形成工程は、前記隔壁薄化穴形成工程そのものから成る。
【０００９】
このような高アスペクト比構造物の製造方法は、互いに隣接する穴間の隔壁厚さが、前記主面側より前記穴の底部側の方が薄くなるように、前記複数の穴を形成する隔壁薄化穴形成工程を含むので、凹部形成工程によって、表面側がエッチング液で溶解してしまったときに、底部側も溶解できる。このため、上記高アスペクト比構造物の製造方法は、過剰にエッチングされることを防止でき、より寸法精度の高い高アスペクト比構造物を製造できる。
【００１０】
なお、アスペクト比とは、凹部の幅に対する厚さ（深さ）の比（アスペクト比＝厚さ／幅＝深さ／幅）である。高アスペクト比とは、アスペクト比が３以上である場合をいう。
【００１１】
また、他の一態様では、前記穴形成工程は、前記領域規定工程を実施する前に実施される第１穴形成工程と、前記領域規定工程を実施した後に実施される第２穴形成工程とを備え、前記第２穴形成工程は、前記第１穴形成工程で形成された前記複数の穴それぞれに連続して前記方向にさらに延びるようにさらに複数の穴を形成する前記隔壁薄化穴形成工程であることを特徴とする。好ましくは、上述の高アスペクト比構造物の製造方法において、前記第１穴形成工程は、その開始時からその終了時まで一定値の印加電圧で実施される陽極酸化法または陽極化成法によって前記複数の穴を形成する。
【００１２】
また、他の一態様では、上述の高アスペクト比構造物の製造方法において、前記第１穴形成工程は、前記隔壁薄化穴形成工程であることを特徴とする。
【００１３】
また、他の一態様では、上述の高アスペクト比構造物の製造方法において、前記穴形成工程は、前記領域規定工程を実施する前に実施される第１穴形成工程と、前記領域規定工程を実施した後に実施される第２穴形成工程とを備え、前記第１穴形成工程は、前記隔壁薄化穴形成工程であり、前記第２穴形成工程は、前記第１穴形成工程で形成された前記複数の穴それぞれに連続して前記方向にさらに延びるようにさらに複数の穴を形成することを特徴とする。好ましくは、上述の高アスペクト比構造物の製造方法において、前記第２穴形成工程は、その開始時からその終了時まで一定値の印加電圧で実施される陽極酸化法または陽極化成法によって前記複数の穴を形成する。
【００１４】
このような、これら上述の高アスペクト比構造物の製造方法は、穴形成工程を第１および第２穴形成工程に分けるので、凹部形成工程によって互いに隣接する凹部間に形成された凸部の基部には、前記複数の穴が形成されないため、前記凸部をよりしっかり支持できる。
【００１５】
また、他の一態様では、これら上述の高アスペクト比構造物の製造方法において、前記領域規定工程は、前記第２領域に対応する前記主面上にレジスト層を形成するレジスト層形成工程であることを特徴とする。
【００１６】
このような高アスペクト比構造物の製造方法は、前記第２領域に対応する前記主面上にレジスト層を形成することで、凹部形成工程で凹部を形成しない第２領域を規定（形成）でき、レジスト層形成工程で前記領域規定工程を容易に実現できる。
【００１７】
また、他の一態様では、これら上述の高アスペクト比構造物の製造方法において、前記領域規定工程は、前記複数の穴のうち、前記第２領域に対応する部分に形成されている１または複数の穴を閉塞する閉塞工程であることを特徴とする。好ましくは、上述の高アスペクト比構造物の製造方法において、前記閉塞工程は、前記主面上に第２レジスト層を形成する第１工程と、前記第２レジスト層をパターニングして前記第２領域に対応する前記第２レジスト層を除去する第２工程と、前記複数の穴のうち、前記第２工程で前記第２レジスト層を除去した前記第２領域に形成されている１または複数の穴を閉塞する第３工程と、前記第２工程後に残置している前記第２レジスト層を除去する第４工程とを備える。好ましくは、上述の高アスペクト比構造物の製造方法において、前記閉塞工程は、封孔処理材を用いた封孔処理によって前記穴を閉塞する工程である。
【００１８】
このような高アスペクト比構造物の製造方法は、前記複数の穴のうち、前記第２領域に対応する部分に形成されている１または複数の穴を閉塞することで、凹部形成工程で凹部を形成しない前記第２領域を規定（形成）でき、閉塞工程で前記領域規定工程を容易に実現できる。上記高アスペクト比構造物の製造方法は、ウェットエッチング法の実施の際にエッチング液の前記穴への侵入を閉塞工程で防ぐので、ウェットエッチング法の実施の際に通常必要となる、前記エッチング液に対するレジスト層が不要となる。このため、上記高アスペクト比構造物の製造方法は、ウェットエッチング法の実施に通常生じる、レジスト層によるいわゆるアンダーカットが生じることなく、前記エッチング液が前記穴の底部まで浸透し、互いに隣接する穴間に形成された隔壁を溶解する。したがって、上記高アスペクト比構造物の製造方法は、ウェットエッチング法によって基板の主面に対し略垂直な側面を持つ凹部を有する高アスペクト比構造物を製造できる。
【００１９】
また、他の一態様では、これら上述の高アスペクト比構造物の製造方法において、前記隔壁薄化穴形成工程は、開始時の第１印加電圧より終了時の第２印加電圧が低くなるように実施される陽極酸化法または陽極化成法によって前記複数の穴を形成する工程であることを特徴とする。好ましくは、上述の高アスペクト比構造物の製造方法において、前記隔壁薄化穴形成工程の前記陽極酸化法または陽極化成法は、時間経過に従って徐々に低下する印加電圧で実施される。好ましくは、上述の高アスペクト比構造物の製造方法において、前記隔壁薄化穴形成工程の前記陽極酸化法または陽極化成法は、時間経過に従って所定の割合で低下する印加電圧で実施される。好ましくは、前記所定の割合は、時間経過にかかわらず所定の一定値である（前記隔壁薄化穴形成工程の前記陽極酸化法または陽極化成法は、経過時間に対し所定の傾きでリニア（線形）に変化して低下する印加電圧で実施される。前記隔壁薄化穴形成工程の前記陽極酸化法または陽極化成法は、単位時間あたり所定の一定値で低下する印加電圧で実施される）。好ましくは、前記所定の割合は、時間経過に従って変化する値である（前記所定の傾きは、時間経過に従って変化する値である。前記隔壁薄化穴形成工程の前記陽極酸化法または陽極化成法は、経過時間に対し非線形に変化して低下する印加電圧で実施される）。
【００２０】
このような高アスペクト比構造物の製造方法は、隔壁薄化穴形成工程に、陽極酸化法または陽極化成法を用い、開始時の第１印加電圧より終了時の第２印加電圧が低くなるように陽極酸化法または陽極化成法の印加電圧を調整するので、基板の主面上に、互いに隣接する穴間の隔壁厚さが、前記主面側より前記穴の底部側の方が薄くなる前記複数の穴を容易に形成できる。
【００２１】
また、他の一態様では、これら上述の高アスペクト比構造物の製造方法において、前記所定の基板は、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、シリコン（Ｓｉ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）およびインジウムリン（ＩｎＰ）のうちのいずれか１つで形成されていることを特徴とする。
【００２２】
このような高アスペクト比構造物の製造方法は、基板がこれらいずれか１つで形成されているため、例えば陽極酸化法または陽極化成法により主面に略垂直に延びる複数の穴を容易に形成できる。
【００２３】
また、他の一態様では、これら上述の高アスペクト比構造物の製造方法において、前記凹部に、Ｘ線吸収可能なＸ線吸収性材料を埋設するＸ線吸収性材料埋設工程をさらに備えることを特徴とする。
【００２４】
このような高アスペクト比構造物の製造方法は、前記凹部にＸ線吸収性材料を埋設することで、前記第１領域をＸ線吸収部に形成でき、前記第２領域をＸ線透過部にできる。
【００２５】
また、他の一態様では、これら上述の高アスペクト比構造物の製造方法において、前記Ｘ線吸収性材料埋設工程は、電鋳法によって、Ｘ線吸収性材料である金属を埋設することを特徴とする。好ましくは、上述の高アスペクト比構造物の製造方法において、前記金属は、金（Ａｕ）、プラチナ（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）およびイリジウム（Ｉｒ）のうちのいずれか１つである。
【００２６】
このような高アスペクト比構造物の製造方法は、電鋳法によりＸ線吸収性材料である金属を埋設することで、Ｘ線吸収性材料を凹部に容易に確実に埋設できる。
【００２７】
また、他の一態様では、これら上述の高アスペクト比構造物の製造方法において、前記高アスペクト比構造物は、Ｘ線タルボ干渉計またはＸ線タルボ・ロー干渉計に用いられるＸ線用金属格子であることを特徴とする。
【００２８】
このような高アスペクト比構造物の製造方法は、より性能の高い、Ｘ線タルボ干渉計またはＸ線タルボ・ロー干渉計に用いられる第０格子、第１格子および第２格子のＸ線用金属格子を製造できる。
【００２９】
また、他の一態様では、これら上述の高アスペクト比構造物の製造方法において、前記高アスペクト比構造物は、超音波プローブを製造する際に用いられる超音波プローブ製造用型であることを特徴とする。
【００３０】
このような高アスペクト比構造物の製造方法は、超音波プローブを製造する際に用いられる超音波プローブ製造用型を容易に低コストで製造できる。
【００３１】
そして、本発明の他の一態様にかかる超音波プローブの製造方法は、上述の超音波プローブ製造用型の凹部に金属を充填して金型用凹部を有する金型を形成する金型形成工程と、前記金型の金型用凹部に樹脂材料からなる樹脂充填物を充填して樹脂型用凹部を有する樹脂型を形成する樹脂型形成工程と、前記樹脂型の樹脂型用凹部に圧電材料を含有するスラリーを充填して構造体凹部を有する微細構造体を形成する微細構造体形成工程と、前記微細構造体の構造体凹部に合成樹脂を充填して前記圧電材料からなる圧電層と合成樹脂からなる合成樹脂層とが交互に並んでアレイ化された超音波プローブ本体を形成する超音波プローブ本体形成工程とを備えることを特徴とする。
【００３２】
このような超音波プローブの製造方法は、ウェットエッチング法で基板の一方の主面に複数の凹部を備えた超音波プローブ製造用型に基づいて圧電層と合成樹脂層とが正確に交互に並んでアレイ化された超音波プローブ本体を形成でき、しかも、低コストで製造できる。
【００３３】
そして、本発明の他の一態様にかかる高アスペクト比構造物は、基板と、前記基板に形成された格子とを備え、前記格子は、空間的な周期を持つように形成された複数の凸部を備え、前記複数の凸部それぞれは、前記格子の格子面に交差する方向に延びる複数の穴を備え、互いに隣接する穴間の隔壁は、その厚さが前記格子面側より前記穴の底部側の方が薄くなっていることを特徴とする。
【００３４】
このような高アスペクト比構造物は、これら上述のいずれかの高アスペクト比構造物の製造方法によって製造可能であるので、より寸法精度が高い。
【００３５】
また、他の一態様では、上述の高アスペクト比構造物において、前記複数の凸部それぞれは、前記複数の穴それぞれを閉塞する閉塞部材をさらに備えることを特徴とする。好ましくは、上述の高アスペクト比構造物において、前記基板は、アルミニウムで形成され、前記凸部は、酸化アルミニウム（アルミナ）で形成され、前記閉塞部材は、酸化アルミニウム（アルミナ）の水和物で形成される。
【００３６】
このような高アスペクト比構造物は、前記閉塞部材を備えるので、製造工程中にウェットエッチング法が利用される場合でも、上述のレジスト層によるアンダーカットが生じることなく、基板の主面に対し略垂直な側面を持つ凹部を有する。したがって、上記高アスペクト比構造物は、より精巧である。しかも、上記高アスペクト比構造物は、低コストで製造できる。
【００３７】
また、他の一態様では、これら上述の高アスペクト比構造物において、前記複数の凸部間それぞれに形成される複数の凹部それぞれに埋設された、Ｘ線吸収可能なＸ線吸収性材料から成る複数のＸ線吸収部材をさらに備えることを特徴とする。
【００３８】
このような高アスペクト比構造物は、前記第１領域をＸ線吸収部とし、前記第２領域をＸ線透過部としたＸ線用金属格子となる。
【００３９】
そして、本発明の他の一態様にかかるＸ線撮像装置は、Ｘ線を放射するＸ線源と、前記Ｘ線源から放射されたＸ線が照射されるタルボ干渉計またはタルボ・ロー干渉計と、前記タルボ干渉計またはタルボ・ロー干渉計によるＸ線の像を撮像するＸ線撮像素子とを備え、前記タルボ干渉計またはタルボ・ロー干渉計は、これら上述のいずれかの高アスペクト比構造部をＸ線用金属格子として含むことを特徴とする。
【００４０】
このようなＸ線撮像装置は、タルボ干渉計またはタルボ・ロー干渉計を構成するＸ線用金属格子に、より性能の高い上述の高アスペクト比構造物を用いるので、より鮮明なＸ線の像を得ることができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明にかかる高アスペクト比構造物の製造方法は、より寸法精度の高い高アスペクト比構造物を製造できる。本発明によれば、これを用いた超音波プローブを製造する超音波プローブの製造方法が提供される。そして、本発明にかかる高アスペクト比構造物は、より寸法精度の高い。さらに、本発明によれば、このような高アスペクト比構造物を用いたＸ線撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１実施形態にかかるＸ線用金属格子の構成を説明するための図である。
【図２】図１に示すＸ線用金属格子におけるＸ線吸収部の断面を説明するための図である。
【図３】図１に示すＸ線用金属格子の製造方法を説明するための図（その１）である。
【図４】図１に示すＸ線用金属格子の製造方法を説明するための図（その２）である。
【図５】図１に示すＸ線用金属格子の製造方法を説明するための図（その３）である。
【図６】金属基板に複数の穴を形成する陽極酸化法を説明するための図である。
【図７】凹部形成工程における凹部形成過程の様子を説明するための図である。
【図８】第２実施形態にかかるＸ線用金属格子の構成を説明するための図である。
【図９】図８に示すＸ線用金属格子におけるＸ線吸収部の断面を説明するための図である。
【図１０】図８に示すＸ線用金属格子の製造方法を説明するための図（その１）である。
【図１１】図８に示すＸ線用金属格子の製造方法を説明するための図（その２）である。
【図１２】閉塞工程における封止処理を説明するための図である。
【図１３】第３実施形態にかかるＸ線用金属格子の構成を説明するための図である。
【図１４】図１３に示すＸ線用金属格子におけるＸ線吸収部の断面を説明するための図である。
【図１５】図１３に示すＸ線用金属格子の製造方法を説明するための図（その１）である。
【図１６】図１３に示すＸ線用金属格子の製造方法を説明するための図（その２）である。
【図１７】第４実施形態にかかるＸ線用金属格子の構成を説明するための図である。
【図１８】凹部を金属材料で埋める電鋳法を説明するための図である。
【図１９】第５実施形態におけるＸ線用タルボ干渉計の構成を示す斜視図である。
【図２０】第６実施形態におけるＸ線用タルボ・ロー干渉計の構成を示す上面図である。
【図２１】第７実施形態におけるＸ線撮像装置の構成を示す説明図である。
【図２２】高アスペクト比構造物の製造方法により製造された一例である第８実施形態の超音波プローブ製造用型の断面図である。
【図２３】前記超音波プローブ製造用型を用いて金型を形成する際の断面図である。
【図２４】図２３に示す金型の断面図である。
【図２５】図２３の金型を用いて樹脂型を形成する際の断面図である。
【図２６】図２５の樹脂型の断面図である。
【図２７】図２６の樹脂型を用いてチタン酸ジルコン酸鉛焼結体を形成する際の断面図である。
【図２８】図２７のチタン酸ジルコン酸鉛焼結体の断面図である。
【図２９】図２８のチタン酸ジルコン酸鉛焼結体に設けられた焼結体凹部にエポキシ樹脂を充填した際の断面図である。
【図３０】図２９の状態から形成した超音波プローブの要部の断面図である。
【図３１】比較例における凹部形成工程における凹部形成過程の様子を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
【００４４】
本実施形態における高アスペクト比構造物は、基板と、前記基板に形成された格子とを備え、前記格子は、空間的な周期を持つように形成された複数の凸部を備え、前記複数の凸部それぞれは、前記格子の格子面に交差する方向に延びる複数の穴を備える。そして、本実施形態では、互いに隣接する穴間の隔壁は、その厚さが前記格子面側より前記穴の底部側の方が薄くなっている。このような高アスペクト比構造物は、例えば、金属格子や超音波プローブ製造用型等を挙げることができる。以下では、まず、金属格子の一例として、Ｘ線用金属格子に関してより具体的に説明し、次に、超音波プローブ製造用型に関してより具体的に説明する。
【００４５】
（第１実施形態；高アスペクト構造物の一例であるＸ線用金属格子およびその製造方法）
図１は、第１実施形態にかかるＸ線用金属格子の構成を示す斜視図である。図２は、図１に示すＸ線用金属格子におけるＸ線吸収部の断面を説明するための図である。図２Ａは、Ｘ線吸収部の断面を模式的に示し、図２Ｂは、格子面側（主面側）におけるＸ線吸収部の拡大断面図を示し、図２Ｃは、穴の底部側におけるＸ線吸収部の拡大断面図を示す。
【００４６】
図１および図２に示すＸ線用金属格子１ａは、金属基板１３に設けられた格子領域１０ａおよび枠領域１２ａを備えて構成される。格子領域１０ａは、格子１１ａを形成した領域であり、枠領域１２ａは、この格子領域１０ａを取り囲むようにその周辺に設けられている。
【００４７】
この格子１１ａは、図１に示すようにＤｘＤｙＤｚの直交座標系を設定した場合に、所定の厚さ（深さ）Ｈ（格子面ＤｘＤｙに垂直なＤｚ方向（格子面ＤｘＤｙの法線方向）の長さ）を有して一方向Ｄｘに線状に延びる複数のＸ線吸収部１１１ａと、前記所定の厚さＨを有して前記一方向Ｄｘに線状に延びる複数のＸ線透過部１１２ａとを備え、これら複数のＸ線吸収部１１１ａと複数のＸ線透過部１１２ａとは、交互に平行に配設される。このため、複数のＸ線吸収部１１１ａは、前記一方向Ｄｘと直交する方向Ｄｙに所定の間隔を空けてそれぞれ配設される。言い換えれば、複数のＸ線透過部１１２ａは、前記一方向Ｄｘと直交する方向Ｄｙに所定の間隔を空けてそれぞれ配設される。この所定の間隔（ピッチ）Ｐは、本実施形態では、一定とされている。すなわち、複数のＸ線吸収部１１１ａは、前記一方向Ｄｘと直交する方向Ｄｙに等間隔Ｐでそれぞれ配設されている。また、本実施形態では、Ｘ線吸収部１１１ａは、前記ＤｘＤｙ面に直交するＤｘＤｚ面に沿った板状または層状であり、複数のＸ線透過部１１２ａは、互いに隣接するＸ線吸収部１１１ａに挟まれた、ＤｘＤｚ面に沿った板状または層状の空間である。
【００４８】
そして、本実施形態では、これら複数のＸ線吸収部１１１ａそれぞれは、図２に示すように、格子１１ａの格子面ＤｘＤｙに交差する方向に延びる複数の穴ＰＥａを備え、互いに隣接する穴ＰＥａ間の隔壁は、その厚さが格子面ＤｘＤｙ側より穴ＰＥａの底部側の方が薄くなっている。図２に示す例では、これら複数の穴ＰＥａは、格子面ＤｘＤｙと略直交する方向Ｄｚに延びてＸ線吸収部１１１ａ内に形成され、互いに隣接する穴ＰＥａ間の隔壁は、その厚さが前記方向に沿って格子面ＤｘＤｙから穴ＰＥａの底部へ向かうに従って徐々に薄くなっている。
【００４９】
これら複数のＸ線吸収部１１１ａは、Ｘ線を吸収するように機能し、これらＸ線透過部１１２ａは、Ｘ線を透過するように機能する。このため、このようなＸ線用金属格子１ａは、一態様として、ピッチＰがＸ線の波長に対し十分に長く干渉縞を生じない通常の格子、例えば、Ｘ線タルボ・ロー干渉計における第０格子として利用できる。また、このようなＸ線用金属格子１ａは、他の一態様として、前記所定の間隔ＰをＸ線の波長に応じて適宜に設定することにより、回折格子として機能し、例えば、Ｘ線タルボ・ロー干渉計やＸ線タルボ干渉計における第１格子および第２格子として利用できる。Ｘ線吸収部１１１ａは、例えば仕様に応じて充分にＸ線を吸収することができるように、適宜な厚さＨとされている。Ｘ線は、一般的に透過性が高いので、この結果、Ｘ線吸収部１１１ａにおける幅Ｗに対する厚さＨの比（アスペクト比＝厚さ／幅）は、例えば、３以上の高アスペクト比とされている。Ｘ線吸収部１１１ａにおける幅Ｗは、前記一方向（長尺方向）Ｄｘに直交する方向（幅方向）ＤｙにおけるＸ線吸収部１１１ａにおける長さであり、その厚さＨは、前記一方向Ｄｘとこれに直交する前記方向Ｄｙとで構成される平面ＤｘＤｙの法線方向（深さ方向）ＤｚにおけるＸ線吸収部１１１ａの長さである。
【００５０】
なお、上述では、Ｘ線用金属格子１ａは、吸収型回折格子であるが、Ｘ線用金属格子１ａは、Ｘ線吸収部１１１ａを、Ｘ線透過部１１２ａに対し所定の位相変化を与えるようにその厚さＨを調整したＸ線位相部とすることで、位相型回折格子となる。
【００５１】
このようなＸ線用金属格子１ａは、所定の基板の少なくとも一つの主面に、前記主面に交差する方向に延びる複数の穴を形成する穴形成工程と、前記複数の穴を形成した前記主面に、次の凹部形成工程で凹部を形成する第１領域と次の凹部形成工程で凹部を形成しない第２領域とを規定する領域規定工程と、エッチング液の中に浸漬することによって前記第１領域に対応する前記基板に凹部を形成する凹部形成工程とを備える高アスペクト比構造物の製造方法によって製造される。ここで、本実施形態では、前記穴形成工程は、互いに隣接する穴間の隔壁厚さが、前記主面側より前記穴の底部側の方が薄くなるように、前記複数の穴を形成する隔壁薄化穴形成工程を含む。前記凹部は、１次元格子では、例えば、スリット溝であり、また２次元格子では、柱状穴（柱状孔）等である。以下、後述する第２ないし第４実施形態も含め、前記凹部がスリット溝である前記Ｘ線用金属格子１ａの製造方法について、詳述する。なお、凹部が例えば柱状穴等の他の形状であっても同様である。
【００５２】
図３ないし図５は、第１実施形態におけるＸ線用金属格子の製造方法を説明するための図である。図３ないし図５において、図Ａおよび図Ｂを１組として各製造工程を模式的に説明しており、図Ａは、図Ｂの断面図であり、図Ｂは、上面図である。図３ないし図５において、図Ｃおよび図Ｄを１組として各製造工程を模式的に説明しており、図Ｃは、図Ｄの断面図であり、図Ｄは、上面図である。図６は、金属基板に複数の穴を形成する陽極酸化法を説明するための図である。図７は、凹部形成工程における凹部形成過程の様子を説明するための図である。図７Ａは、ウェットエッチング法の実施を開始した直後の穴群層１３２を模式的に示し、図７Ｄは、ウェットエッチング法の実施によって第１領域ＡＲ１に凹部１３４が形成された穴群層１３２を模式的に示し、図７Ｂおよび図７Ｃは、この順で、図７Ａに示す穴群層１３２と図７Ｄに示す穴群層１３２との中間の状態における穴群層１３２を示す。
【００５３】
高アスペクト比構造物の一例としてＸ線用金属格子１ａを製造する、高アスペクト比構造物の第１製造方法では、このＸ線用金属格子１ａを製造するために、まず、板状の金属基板１３が用意される（図３Ａ、図３Ｂ）。
【００５４】
次に、この金属基板１３の少なくとも一つの主面に、前記主面に交差する方向、好ましくは略直交する方向に延びる複数の穴ＰＥａが形成される（穴形成工程）。このために、金属基板１３は、陽極酸化法または陽極化成法によって複数の穴ＰＥａを形成できる金属（合金を含む）で形成される。ここでは、一例として、金属基板１３がアルミニウムで形成されている場合について説明する。そして、本実施形態では、この穴形成工程は、互いに隣接する穴ＰＥａ間の隔壁厚さが、前記主面側より前記穴ＰＥａの底部側の方が薄くなるように、前記複数の穴ＰＥａを形成する隔壁薄化穴形成工程を含む。より具体的には、本実施形態では、前記穴形成工程は、前記隔壁薄化穴形成工程そのものから成る。
【００５５】
より詳しくは、前記隔壁薄化穴形成工程そのものから成る穴形成工程では、まず、金属基板１３の一方の主面のみに複数の穴を形成するために、他方の主面に保護膜１３１が形成される（穴形成工程における保護膜形成工程、図３Ｃ、図３Ｄ）。例えば、保護膜１３１として石英（二酸化ケイ素、ＳｉＯ２）膜１３１が形成される。この石英膜１３１は、例えば、公知の常套手段である化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＣＶＤ）およびスパッタ法等の種々の成膜方法によって形成される。例えば、本実施形態では、テトラエトキシシランを用いたプラズマＣＶＤによって石英膜１３１は、成膜される。より詳しくは、まず、有機シランの一種であるテトラエトキシシラン（Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ、ＴＥＯＳ）が加温され、キャリアガスによってバブリングされることによってＴＥＯＳガスが生成され、このＴＥＯＳガスに例えば酸素やオゾン等の酸化ガスおよび例えばヘリウム等の希釈ガスが混合されて原料ガスが生成される。そして、この原料ガスが例えばプラズマＣＶＤ装置に導入され、プラズマＣＶＤ装置内の金属基板１３の表面に所定の厚さ（例えば２μｍ等）の石英膜１３１が形成される。
【００５６】
なお、上述では、保護膜１３１は、石英膜１３１であったが、これに限定されるものではない。保護膜１３１は、陽極酸化法の実施の際に、該陽極酸化法で用いられる溶液に抗して金属基板１３を保護する保護膜として機能するので、保護膜１３１は、このような機能を有すれば良く、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）等の誘電体材料や金属膜等で形成されても良い。
【００５７】
そして、この穴形成工程では、次に、金属基板１３の一方の主面に、陽極酸化法（または陽極化成法）によって複数の穴ＰＥａを有する穴群層１３２が形成される（穴形成工程における陽極酸化工程（陽極化成工程）、図４Ａ、図４Ｂ）。例えば、この陽極酸化工程では、一例では、図６に示すように、上述の保護膜１３１が形成された金属基板１３に電源２１の陽極が通電可能に接続され、電源２１の陰極に接続された陰極電極２２および金属基板１３が、電解液２４を貯留した水槽２３内における前記電解液２４に浸けられる。その際、陰極電極２２と金属基板１３の一方の主面（保護膜１３１のない面）とを対向させて、陰極電極２２および金属基板１３が、浸けられる。前記電解液２４は、酸化力が強く、かつ陽極酸化法によって生成された金属酸化膜を溶解する酸性溶液、例えば、リン酸およびシュウ酸等のエッチング液が好ましい。陰極電極２２は、この電解液２４に対して溶解しない金属、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）およびカーボン（Ｃ）等で形成されることが好ましい。一例では、アルミニウムで形成された金属基板１３に対し、電解液２４は、０．３Ｍ（モル濃度、ｍｏｌ／ｌ）のシュウ酸液であり、陰極電極２２は、白金をメッキしたチタン板である。通電されると、金属基板１３の主面表面から内部に向かって延びる複数の穴ＰＥａが形成される。陽極酸化法（または陽極化成法）では、互いに隣接する穴ＰＥａ間の隔壁厚さは、電圧に比例する。このため、開始時の第１印加電圧Ｖ１より終了時の第２印加電圧Ｖ２が低くなるように実施される陽極酸化法（または陽極化成法）によって前記複数の穴ＰＥａが形成される（Ｖ１＞Ｖ２）。すなわち、互いに隣接する穴ＰＥａ間の隔壁厚さが、前記主面側より前記穴ＰＥａの底部側の方が薄くなるように、通電初期では、所定の第１電圧値Ｖ１で通電が実施され、通電終期では、前記第１電圧値Ｖ１より低い所定の第２電圧値Ｖ２で通電が実施される。好ましくは、この陽極酸化法（または陽極化成法）は、前記第１電圧値Ｖ１から前記第２電圧値Ｖ２まで時間経過に従って徐々に低下する印加電圧で実施される。好ましくは、この陽極酸化法（または陽極化成法）は、前記第１電圧値Ｖ１から前記第２電圧値Ｖ２まで時間経過に従って所定の割合で低下する印加電圧で実施される。好ましくは、前記所定の割合は、時間経過にかかわらず所定の一定値である（前記陽極酸化法（または陽極化成法）は、経過時間に対し所定の傾きでリニア（線形）に変化して低下する印加電圧で実施される。前記陽極酸化法（または陽極化成法）は、単位時間あたり所定の一定値で低下する印加電圧で実施される）。好ましくは、前記所定の割合は、時間経過に従って変化する値である（前記隔壁薄化穴形成工程の前記陽極酸化法（または陽極化成法）は、経過時間に対し非線形に変化して低下する印加電圧で実施される）。このように通電されると、図２に示すように、金属基板１３の主面表面から、金属基板１３の厚さ方向（方向Ｄｚ、表面と垂直方向）に延びる複数の穴ＰＥａが互いに間隔を空けて形成され、互いに隣接する穴ＰＥａ間の隔壁厚さが、前記主面側より前記穴ＰＥａの底部側の方が薄くなる。一例では、直流電圧で、６０Ｖから２０Ｖまでリニアに（線形に）時間変化するように２０時間、通電が実施された（Ｖ１＝６０Ｖ、Ｖ２＝２０Ｖ、−２Ｖ／ｈ）。したがって、通電開始から１０時間経過後では、印加電圧Ｖ１２は、４０Ｖとなる（Ｖ１２＝４０Ｖ）。これによって互いに隣接する穴ＰＥａ間の隔壁厚さが前記主面側では約８５ｎｍであって、前記底部側では約４０ｎｍである複数の穴ＰＥａが形成された（ａ１＝約８５ｎｍ（図２Ｂ），ａ２＝約４０ｎｍ（図２Ｃ））。なお、互いに隣接する穴ＰＥａにおける中心間の平均距離は、前記主面側では約１５０ｎｍであり、前記底部側では約５０ｎｍであった。穴ＰＥａの底部におけるアルミナ層（二酸化アルミニウム層）の厚さは、約２０ｎｍであった（ａ２／２＝約２０ｎｍ（図２Ｃ））。このような複数の穴ＰＥａを形成した穴群層１３２の厚さは、約１１０μｍであった。この穴ＰＥａは、その隔壁厚さが変化することで、枝分かれしながら、前記主面に交差する方向に延びて形成される。
【００５８】
次に、前記複数の穴ＰＥａを形成した前記主面に、後述の凹部形成工程で後述の凹部１３４を形成する第１領域ＡＲ１と凹部形成工程で凹部１３４を形成しない第２領域ＡＲ２とが規定（形成）される（領域規定工程（領域形成工程）、図４Ｃ、図４Ｄ、図５Ａ、図５Ｂ）。
【００５９】
より具体的には、本実施形態では、前記領域規定工程は、金属基板１３の、第２領域ＡＲ２に対応する主面上にレジスト層１３３を形成するレジスト層形成工程である。より詳しくは、まず、金属基板１３の、複数の穴ＰＥａを形成した前記主面上にレジスト層１３３が形成される（レジスト層形成工程、図４Ｃ、図４Ｄ）。例えば、ドライフィルムレジストを金属基板１３の前記主面上に貼付することで、レジスト層１３３が形成される。次に、例えば、フォトリソグラフィー技術を用いることによって、レジスト層１３３がパターニングされ、前記パターニングされた部分の前記レジスト層１３３が除去される（パターニング工程、図５Ａ、図５Ｂ）。より具体的には、レジスト層１３３に図略のリソグラフィーマスクを押し当てて、レジスト層１３３に前記リソグラフィーマスクを介して紫外線が照射され、レジスト層１３３がパターン露光され、現像される。そして、露光されなかった部分（あるいは露光された部分）のレジスト層１３３が除去される。これによって例えば、ピッチ（周期長）５．３μｍであってデューティ比５０％であるストライプ状（縞模様状）にレジスト層１３３の残るラインアンドスペースパターンが形成される。これにより金属基板１３の穴群層１３２には、レジスト層１３３を除去した第１領域ＡＲ１と、レジスト層１３３を残置（配置）している第２領域ＡＲ２とが形成される。
【００６０】
なお、レジスト層１３３は、ドライフィルムレジストに限定されず、さらに、フォトレジストに限定されるものではなく、他のレジストが用いられても良い。このレジスト層１３３は、凹部形成工程におけるウェットエッチング法の実施の際に、エッチング液に抗して金属基板１３の穴群層１３２を保護するように機能すれば良く、無機材料や有機材料で形成されて良い。例えば、金属基板１３の、複数の穴ＰＥａを形成した前記主面上にフォトレジストが形成され、前記フォトレジストがパターニングされた後に、レジスト層１３３として例えばクロム（Ｃｒ）膜等の金属膜（金属層）が形成される。そして、いわゆるリフトオフ（前記パターニングされたフォトレジストの除去）により前記金属膜がパターニングされる。これにより金属基板１３の穴群層１３２には、レジスト層１３３としての前記金属膜を除去した第１領域ＡＲ１と、レジスト層１３３としての前記金属膜を残置（配置）している第２領域ＡＲ２とが形成される。
【００６１】
次に、金属基板１３をエッチング液の中に浸漬することによって、前記領域規定工程で規定された第１領域ＡＲ１に対応する金属基板１３に凹部１３４が形成される（凹部形成工程、図５Ｃ、図５Ｄ）。より具体的には、前記領域規定工程後の金属基板１３が、８ｖｏｌ％のリン酸液（エッチング液）に浸漬され、１８０分間放置される。このとき、図７Ａに示すように、金属基板１３の浸漬後、数秒から数分で、前記領域規定工程のパターニング工程によって露出した穴群層１３２の穴ＰＥａに、リン酸液が浸透する。その後、図７Ｂおよび図７Ｃに示すように、リン酸液は、穴ＰＥａ内で、残りの時間（≒１８０分）すべてを使い、等方的に、互いに隣接する穴ＰＥａ間の隔壁をエッチングし、隔壁を溶解する。これにより、図７Ｄ（図５Ｃおよび図５Ｄ）に示すように、金属基板１３における第１領域ＡＲ１に、凹部１３４が形成される。
【００６２】
そして、第２領域ＡＲ２に残存しているレジスト層１３３が除去される（レジスト層除去工程）。
【００６３】
このような各製造工程を経ることによって、凹部形成工程でレジスト層１３３によって保護されて残存した第２領域ＡＲの穴群層１３４が格子１１ａのＸ線吸収部１１１ａ（またはＸ線位相部）となり、第１領域ＡＲの凹部１３４が格子１１ａのＸ線透過部１１２ａとなり、図１に示す構成のＸ線用金属格子１ａが製造される。なお、レジスト層１３３は、除去されずに（レジスト層除去工程が省略され）、図１に破線で示すように、レジスト層１３３を、Ｘ線吸収部１１１ａの頂部を保護する保護層１５としたＸ線用金属格子１ａであっても良い。
【００６４】
従来では、前記理想的なケースも生じ得るが、高アスペクト比な格子を製造するために、陽極酸化法または陽極化成法によって形成された複数の穴を持つ穴群層は、比較的、厚い（前記複数の穴それぞれは、深い）ため、相対的に長い時間、電界液２４と接している表面側と相対的に短い時間しか電解液２４と接していない底面側とを較べると、表面側の方が電界液２４による溶解作用により、前記穴の径は、表面側が底部側より大きくなり、したがって、互いに隣接する穴間の隔壁厚さは、穴の底部側より主面側の方が薄くなるケースが生じる虞があった。このようなケースでは、図３１Ａに示すように、凹部形成工程が実施され、互いに隣接する穴ＰＥｄ間の隔壁がエッチング液でエッチングされると、前記隔壁厚さの相違と、表面側の方が常に新鮮な（未反応な）エッチング液に曝されていること等から、互いに隣接する穴ＰＥｄ間の隔壁は、図３１Ｂに示すように、表面側がエッチング液で溶解してしまっても、底部側が残存してしまう。そのため、底部側の前記隔壁を溶解するために、さらにエッチングすると、図３１Ｃに示すように、逆に、主面側では、エッチング時間が過剰となってしまい、凹部の側壁がエッチングされ、凹部の幅が広がってしまう。この結果、高アスペクト比構造物の寸法精度が低下してしまう。なお、図３１は、比較例における凹部形成工程における凹部形成過程の様子を説明するための図である。図３１Ａは、ウェットエッチング法の実施を開始した直後の穴群層１３２を模式的に示し、図３１Ｂおよび図３１Ｃは、この順で、ウェットエッチング法の実施の進行に伴う穴群層１３２の各状態を示す。
【００６５】
一比較例では、上述の穴形成工程における陽極酸化工程の条件が異なる点を除き、第１実施形態における高アスペクト比構造物の第１製造方法で、比較例の高アスペクト比構造物が作成された。この比較例の陽極酸化工程では、開始時から終了時まで、一定の電圧値６０Ｖで通電が９時間、実施された。これによって、例えば、図３０Ａに示すように、互いに隣接する穴ＰＥｄ間の隔壁厚さが前記主面側では約８５ｎｍであって、前記底部側では約１２０ｎｍである複数の穴ＰＥｄが形成された。互いに隣接する穴ＰＥｄにおける中心間の平均距離は、金属基板１３の厚さ方向（Ｄｚ方向）の厚さに無関係に約１５０ｎｍであった。穴ＰＥｄの底部におけるアルミナ層の厚さは、約６０ｎｍであった。このような複数の穴ＰＥｄを形成した穴群層１０００の厚さは、約１１０μｍであった。凹部形成工程では、第１実施形態と同様に、前記領域規定工程後の金属基板１３が、８ｖｏｌ％のリン酸液（エッチング液）に浸漬され、１８０分間放置された。この比各例では、この時点において、第１領域ＡＲ１の隔壁を形成する酸化アルミニウム（アルミナ）は、前記主面側では、溶解により消失したが、前記底部側では、消失していなかった。このため、さらに、穴ＰＥｄの底部に形成された酸化アルミニウムが溶解により消失し、金属基板１３のアルミニウムを露出するために、さらに、１８０分のエッチング時間が必要とされた。この結果、凹部形成工程のエッチング時間は、１８０分＋１８０分の３６０分となり、このため、前記底部では、凹部の幅は、設計値の約２．６５μｍであったが、前記主面（格子面）では、凹部の幅は、設計値２．６５μｍを越えて約２．８μｍとなってしまい、過剰にエッチングされてしまった。
【００６６】
しかしながら、本実施形態における高アスペクト比構造物の第１製造方法は、互いに隣接する穴ＰＥａ間の隔壁厚さが、主面側より穴ＰＥａの底部側の方が薄くなるように、複数の穴ＰＥａを形成する隔壁薄化穴形成工程を含むので、凹部形成工程によって、表面側がエッチング液で溶解してしまったときに、底部側もより確実に溶解できる。このため、上記高アスペクト比構造物の製造方法は、過剰にエッチングされることを防止でき、より寸法精度の高い高アスペクト比構造物を製造できる。
【００６７】
上記高アスペクト比構造物の製造方法は、第２領域ＡＲ２に対応する主面上にレジスト層１３３を形成することで、凹部形成工程で凹部１３４を形成しない第２領域ＡＲ２を規定（形成）でき、レジスト層形成工程で前記領域規定工程を容易に実現できる。
【００６８】
陽極酸化法または陽極化成法では、互いに隣接する穴ＰＥａ間の隔壁厚さは、電圧に比例する。この陽極酸化法または陽極化成法の特性を利用するために、上記高アスペクト比構造物の製造方法は、穴形成工程の隔壁薄化穴形成工程に、陽極酸化法または陽極化成法を用い、開始時の第１印加電圧Ｖ１より終了時の第２印加電圧Ｖ２が低くなるように陽極酸化法または陽極化成法の印加電圧を調整する。したがって、上記陽極酸化法または陽極化成法の特性のために、上記高アスペクト比構造物の製造方法は、基板１３の主面上に、互いに隣接する穴ＰＥａ間の隔壁厚さが、前記主面側より前記穴ＰＥａの底部側の方が薄くなる前記複数の穴を容易に形成できる。
【００６９】
次に、別の実施形態について説明する。
（第２実施形態；高アスペクト構造物の一例であるＸ線用金属格子およびその製造方法）
第１実施形態では、第２および第１領域ＡＲ２、ＡＲ１は、レジスト層１３３（１５）の有無によって規定されたが、第２実施形態では、レジスト層１３３（１５）に代え、前記複数の穴の閉塞の有無によって規定される。
【００７０】
図８は、第２実施形態にかかるＸ線用金属格子の構成を示す斜視図である。図９は、図８に示すＸ線用金属格子におけるＸ線吸収部の断面を説明するための図である。図９Ａは、Ｘ線吸収部の断面を模式的に示し、図９Ｂは、格子面側（主面側）におけるＸ線吸収部の拡大断面図を示し、図９Ｃは、穴の底部側におけるＸ線吸収部の拡大断面図を示す。
【００７１】
この図８および図９に示すＸ線用金属格子１ｂは、金属基板１３に設けられた格子領域１０ｂおよび枠領域１２ｂを備えて構成される。格子領域１０ｂは、格子１１ｂを形成した領域であり、格子１１ｂは、複数のＸ線吸収部１１１ｂと、複数のＸ線透過部１１２ｂとを備える。これら第２実施形態のＸ線用金属格子１ｂにおける格子領域１０ｂ、枠領域１２ｂ、格子１１ｂ、複数のＸ線吸収部１１１ｂ、および、複数のＸ線透過部１１２ｂは、それぞれ、後述するように第１実施形態のレジスト層１３３に代えて用いられた閉塞部材（図１２Ｂ〜図１２Ｅ参照）が複数のＸ線吸収部１１１ｂそれぞれに設けられている点を除き、第１実施形態のＸ線用金属格子１ａにおける格子領域１０ａ、枠領域１２ａ、格子１１ａ、複数のＸ線吸収部１１１ａ、および、複数のＸ線透過部１１２ａと同様であるので、その説明を省略する。
【００７２】
前記閉塞部材は、図９Ａおよび図９Ｂに斜線で示すように、格子１１ｂの格子面（金属基板１３の主面）に交差する方向に延びるように形成された複数の穴ＰＥａを閉塞する部材である。
【００７３】
このようなＸ線用金属格子１ｂは、前記隔壁薄化穴形成工程そのものから成る前記穴形成工程と、前記領域規定工程（領域形成工程）と、前記凹部形成工程とを備える高アスペクト比構造物の製造方法によって製造される。ここで、前記領域規定工程は、本実施形態では、前記複数の穴のうち、前記第２領域に対応する部分に形成されている１または複数の穴を閉塞する閉塞工程を含む。
【００７４】
図１０および図１１は、第２実施形態におけるＸ線用金属格子の製造方法を説明するための図である。図１０および図１１において、図Ａおよび図Ｂを１組として各製造工程を模式的に説明しており、図Ａは、図Ｂの断面図であり、図Ｂは、上面図である。図１０および図１１において、図Ｃおよび図Ｄを１組として各製造工程を模式的に説明しており、図Ｃは、図Ｄの断面図であり、図Ｄは、上面図である。図１２は、閉塞工程における封止処理を説明するための図である。
【００７５】
高アスペクト比構造物の一例としてＸ線用金属格子１ｂを製造する、高アスペクト比構造物の第２製造方法では、このＸ線用金属格子１ｂを製造するために、上述したＸ線用金属格子１ａの第１製造方法と同様に、金属基板１３が用意され、次に、保護膜形成工程および陽極酸化工程（または陽極化成工程）を備え、隔壁薄化穴形成工程そのものから成る穴形成工程が実施される。この陽極酸化工程（または陽極化成工程）では、第１実施形態と同条件で実施され、これによって第１実施形態と同様の穴群層１３２が形成された。
【００７６】
次に、後述の凹部形成工程で後述の凹部１３７を形成する第１領域ＡＲ１と凹部形成工程で凹部１３７を形成しない第２領域ＡＲ２とが規定（形成）される（領域規定工程（領域形成工程）、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ、図１０Ｄ）。
【００７７】
より具体的には、本実施形態では、前記領域規定工程は、穴群層１３２における複数の穴ＰＥａのうち、第２領域ＡＲ２に対応する部分に形成されている１または複数の穴を閉塞する閉塞工程である。前記閉塞工程は、より具体的には、前記主面上に第２レジスト層１３５を形成する第１工程と、第２レジスト層１３５をパターニングして第２領域ＡＲ２に対応する第２レジスト層１３５を除去する第２工程と、穴群層１３２における複数の穴ＰＥａのうち、前記第２工程で第２レジスト層１３５を除去した第２領域ＡＲ２に形成されている１または複数の穴ＰＥａを閉塞する第３工程と、前記第２工程後に残置している第２レジスト層１３５を除去する第４工程とを備える。この第２レジスト層１３５は、第２領域ＡＲ２に形成されている１または複数の穴ＰＥａを閉塞する際に、第１領域ＡＲ１に形成されている１または複数の穴ＰＥａを保護するように機能すれば良く、無機材料や有機材料で形成されて良い。
【００７８】
より具体的には、まず、穴群層１３２を形成した金属基板１３の主面上に、例えば有機材料から成るドライフィルムレジストを貼付することで、第２レジスト層１３５が形成される（第１工程）。
【００７９】
次に、例えば、フォトリソグラフィー技術を用いることによって、第２レジスト層１３５がパターニングされて第２領域ＡＲ２に対応する部分の第２レジスト層１３５が除去される（第２工程、図１０Ａ、図１０Ｂ）。より具体的には、第２レジスト層１３５に図略のリソグラフィーマスクが押し当てられ、第２レジスト層１３５に前記リソグラフィーマスクを介して紫外線が照射され、第２レジスト層１３５がパターン露光され、現像される。そして、露光されなかった部分（あるいは露光された部分）の第２レジスト層１３５が除去される。これによって、例えば、ピッチ（周期長）５．３μｍであってデューティ比５０％であるストライプ状に第２レジスト層１３５の残るラインアンドスペースパターンが形成される。
【００８０】
次に、穴群層１３２における複数の穴ＰＥａのうち、前記第２工程で第２レジスト層１３５を除去した領域（第２領域ＡＲ２）に形成されている１または複数の穴ＰＥａにおける開口が閉塞され、閉塞の穴群層１３６が形成される（第３工程、図１０Ｃ、図１０Ｄ）。例えば、封孔処理材を用いた封孔処理によって前記穴ＰＥａが閉塞される。より具体的には、前記第２工程後の金属基板１３が、９８℃の純水（沸騰水）中に１時間浸漬される。これによって、図１２Ａに示すように、第２レジスト層１３５を除去した第２領域ＡＲ２における複数の穴ＰＥａでは、図１２Ｂないし図１２Ｅに示すように、各図の各種態様で、前記沸騰水によって生成されたアルミナの水和物により、アルミナの体積が膨張し、少なくとも穴ＰＥａの開口が閉塞される。より好ましくは、図１２Ｄに示すように、穴ＰＥａ内全てがアルミナの水和物によって満たされる（充填される）。一方、第２レジスト層１３５を残置（配置）している領域（第１領域ＡＲ１）に形成されている複数の穴ＰＥａでは、前記沸騰水が第２レジスト層１３５によって穴ＰＥａ内に侵入しないため、閉塞されない。
【００８１】
なお、封孔処理は、上述の沸騰水を用いた純粋沸騰水法に限定されるものではなく、表１に示すように、例えば奥野製薬工業製のトップシールＨ２９８等の封孔処理材を用いた酢酸ニッケル法等の他の方法であっても良い。
【００８２】
【表１】
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【００８３】
次に、前記第２工程後に残置している第１領域ＡＲ１の第２レジスト層１３５が除去される（第４工程、図１１Ａ、図１１Ｂ）。例えば、前記第２工程後に残置している第２レジスト層１３６がドライフィルム用専用リムーバー液で除去される。
【００８４】
このように閉塞工程を備える領域規定工程が実施され、金属基板１３の主面には、凹部形成工程で凹部１３７が形成されることになる、開口が閉塞されなかった（本実施形態では封孔されなかった）穴ＰＥａから成る穴群層１３２を備える第１領域ＡＲ１と、凹部形成工程で凹部１３７が形成されないことになる、開口が閉塞された（本実施形態では封孔された）穴ＰＥａから成る閉塞の穴群層１３６を備える第２領域ＡＲ２が規定（形成）される（図１１Ａ、図１１Ｂ）。これら穴群層１３２の第１領域ＡＲ１と閉塞の穴群層１３６の第２領域ＡＲ２とは、この例では、周期５．３μｍのピッチで交互に並置されている。
【００８５】
次に、この金属基板１３をエッチング液の中に浸漬するウェットエッチング法によって第１領域ＡＲ１に対応する金属基板１３に凹部が形成される（凹部形成工程、図１１Ｃ、図１１Ｄ）。より具体的には、金属基板１３が、第１実施形態と同様に、８ｖｏｌ％のリン酸液（エッチング液）に浸漬され、１８０分間放置される。これによって第１実施形態と同様に、互いに隣接する穴ＰＥａ間の隔壁がエッチングされ、前記隔壁が溶解される。これにより、金属基板１３における第１領域ＡＲ１に、スリット溝状の凹部１３７が形成される。
【００８６】
このような各製造工程を経ることによって、複数のスリット溝状の凹部１３７の形成によって第２領域ＡＲ２に残った複数の板状の閉塞の穴群層１３６が格子１１ｂのＸ線吸収部１１１ｂ（またはＸ線位相部）となり、第１領域ＡＲ１に形成された凹部１３７が格子１１ｂのＸ線透過部１１２ｂとなり、図８および図９に示す構成のＸ線用金属格子１ｂが製造される。
【００８７】
以上説明したように、一例としてＸ線用金属格子１ｂを製造する高アスペクト比構造物の第２製造方法は、上述のレジスト形成工程による効果の点を除き、第１実施形態におけるＸ線用金属格子１ａを製造する高アスペクト比構造物の第１製造方法と同様の作用効果を奏する。
【００８８】
上記高アスペクト比構造物の製造方法は、前記複数の穴ＰＥａのうち、第２領域ＡＲ２に対応する部分に形成されている１または複数の穴ＰＥａを閉塞することで、凹部形成工程で凹部を形成しない第２領域ＡＲ２を規定（形成）でき、閉塞工程で領域規定工程を容易に実現できる。上記高アスペクト比構造物の第２製造方法は、ウェットエッチング法の実施の際にエッチング液の前記穴ＰＥａへの侵入を閉塞工程で防ぐので、ウェットエッチング法の実施の際に通常必要となる、前記エッチング液に対するレジスト層が不要となる。このため、上記高アスペクト比構造物の第２製造方法は、ウェットエッチング法の実施の際に通常生じる、レジスト層によるいわゆるアンダーカットが生じることなく、前記エッチング液が前記穴ＰＥの底部まで浸透し、互いに隣接する穴ＰＥａ間に形成された隔壁を溶解する。したがって、上記高アスペクト比構造物の第２製造方法は、ウェットエッチング法によって金属基板１３の主面に対し略垂直な側面を持つ凹部１３６を有する高アスペクト比構造物を製造できる。
【００８９】
次に、別の実施形態について説明する。
（第３実施形態；高アスペクト構造物の一例であるＸ線用金属格子およびその製造方法）
上述の第１および第２実施形態におけるＸ線用金属格子１ａ、１ｂでは、方向Ｄｚにおいて、スリット溝状の空間である複数の凹部１３４、１３７における底の位置（凹部底位置）は、前記複数の凹部１３４、１３７の形成によって残った板状（層状）の複数の穴群層１３２、１３６に形成された複数の穴ＰＥａにおける底の位置（穴底位置）と略同位置であるが、第３実施形態におけるＸ線用金属格子１ｃでは、方向Ｄｚにおいて、スリット溝状の空間である複数の凹部１４０における凹部底位置は、前記複数の凹部１４０の形成によって残った板状（層状）の複数の穴群層１３８に形成された複数の穴ＰＥｂにおける穴底位置より低い。すなわち、凹部１４０の深さＨは、穴ＰＥｂの深さより深い。
【００９０】
図１３は、第３実施形態にかかるＸ線用金属格子の構成を説明するための図である。図１４は、図１３に示すＸ線用金属格子におけるＸ線吸収部の断面を説明するための図である。
【００９１】
この図１３および図１４に示すＸ線用金属格子１ｃは、金属基板１３に設けられた格子領域１０ｃおよび枠領域１２ｃを備えて構成される。格子領域１０ｃは、格子１１ｃを形成した領域であり、格子１１ｃは、複数のＸ線吸収部１１１ｃと、複数のＸ線透過部１１２ｃとを備える。これら第３実施形態のＸ線用金属格子１ｃにおける格子領域１０ｃ、枠領域１２ｃ、格子１１ｃ、複数のＸ線吸収部１１１ｃ、および、複数のＸ線透過部１１２ｃは、それぞれ、複数のＸ線吸収部１１１ｃに形成される複数の穴ＰＥｂにおける各隔壁厚さおよび前記複数の穴ＰＥｂにおける穴底位置が第１実施形態と異なる点を除き、第１実施形態のＸ線用金属格子１ａにおける格子領域１０ａ、枠領域１２ａ、格子１１ａ、複数のＸ線吸収部１１１ａ、および、複数のＸ線透過部１１２ａと同様であるので、その説明を省略する。
【００９２】
そして、本実施形態では、これら複数のＸ線吸収部１１１ｃそれぞれは、図１４に示すように、格子１１ｃの格子面ＤｘＤｙに交差する方向にＸ線吸収部１１１ｃの途中まで延びる複数の穴ＰＥｂを備え、互いに隣接する穴ＰＥｂ間の隔壁は、理想的なケースでは方向Ｄｚにおいて略等しく、もしくは、その厚さが格子面ＤｘＤｙ側より穴ＰＥｂの底部側の方が厚くなっている。このように複数の穴ＰＥｂは、格子１１ｃの格子面ＤｘＤｙに交差する方向にＸ線吸収部１１１ｃの途中まで延びているので、複数のＸ線吸収部１１１ｃそれぞれは、方向Ｄｚにおいて、その内部に複数の穴ＰＥｂを形成した第１部分１１１１ｃと、この第１部分１１１１ｃに続くその内部に複数の穴ＰＥｂを形成しない、すなわち、金属基板１３のみで形成された第２部分１１１２ｃとを備えて成る。図１４に示す例では、これら複数の穴ＰＥｂは、格子面ＤｘＤｙと略直交する方向ＤｚにＸ線吸収部１１１ｃの途中まで延びてＸ線吸収部１１１ｃ内に形成され、互いに隣接する穴ＰＥｂ間の隔壁は、その厚さが前記方向に沿って格子面ＤｘＤｙから穴ＰＥｂの底部へ向かうに従って徐々に厚くなっている。
【００９３】
このようなＸ線用金属格子１ｃは、前記穴形成工程と、前記領域規定工程（領域形成工程）と、前記凹部形成工程とを備える高アスペクト比構造物の製造方法によって製造される。ここで、前記穴形成工程は、本実施形態では、前記領域規定工程を実施する前に実施される第１穴形成工程と、前記領域規定工程を実施した後に実施される第２穴形成工程とを備え、前記第２穴形成工程は、前記第１穴形成工程で形成された前記複数の穴ＰＥｂそれぞれに連続して前記方向にさらに延びるようにさらに複数の穴ＰＥｃを形成する前記隔壁薄化穴形成工程である。
【００９４】
図１５および図１６は、第３実施形態におけるＸ線用金属格子の製造方法を説明するための図である。図１５および図１６において、その図Ａは、図Ｂの断面図であり、図Ｂは、上面図であり、図Ｃは、図Ｂの一部を拡大した拡大断面図である。
【００９５】
高アスペクト比構造物の一例としてＸ線用金属格子１ｃを製造する、高アスペクト比構造物の第３製造方法では、このＸ線用金属格子１ｃを製造するために、上述したＸ線用金属格子１ａの第１製造方法と同様に、金属基板１３が用意され、次に、第１穴形成工程が実施される。
【００９６】
この第１穴形成工程では、金属基板１３の少なくとも一つの主面に、前記主面に交差する方向、好ましくは略直交する方向に延びる複数の穴ＰＥｂが形成される。そして、本実施形態では、この第１穴形成工程では、互いに隣接する穴ＰＥｂ間の隔壁厚さが、理想的なケースでは方向Ｄｚにおいて略等しく、もしくは、前記主面側より穴ＰＥｂの底部側の方が厚くなるように、前記複数の穴ＰＥｂが形成される。
【００９７】
より詳しくは、第１穴形成工程では、まず、金属基板１３の一方の主面のみに複数の穴を形成するために、第１実施形態と同様に、他方の主面に保護膜１３１が形成される（第１穴形成工程における保護膜形成工程）。例えば、保護膜１３１として石英（二酸化ケイ素、ＳｉＯ２）膜１３１が公知の成膜方法で形成される。
【００９８】
そして、この第１穴形成工程では、次に、金属基板１３の一方の主面に、陽極酸化法（または陽極化成法）によって複数の穴ＰＥｂを有する穴群層１３８が形成される（第１穴形成工程における陽極酸化工程（または陽極化成工程））。この陽極酸化工程（または陽極化成工程）では、第１実施形態とは異なる条件で実施される。一例では、図６に示すように、保護膜１３１を持つ金属基板１３に電源２１の陽極が通電可能に接続され、電源２１の陰極に接続された陰極電極２２および金属基板１３が、陰極電極２２と金属基板１３の一方の主面（保護膜１３１のない面）とを対向するように、電解液２４を貯留した水槽２３内における前記電解液２４に浸けられる。そして、本実施形態では、開始時から終了時まで、一定の電圧値Ｖ３で通電が実施される。これによって、金属基板１３の主面表面から内部に向かって延びる複数の穴ＰＥｂが形成され、互いに隣接する穴ＰＥｂ間の隔壁厚さは、理想的なケースでは方向Ｄｚにおいて略等しく、もしくは、前記主面側より穴ＰＥｂの底部側の方が厚くなるように、前記複数の穴ＰＥｂが形成される。一例では、アルミニウムで形成された金属基板１３に対し、電解液２４は、０．３Ｍ（モル濃度、ｍｏｌ／ｌ）のシュウ酸液であり、陰極電極２２は、白金をメッキしたチタン板である。開始時から終了時まで、一定の電圧値６０Ｖで通電が９時間、実施された。このように通電されると、図１４に示すように、金属基板１３の主面表面から、金属基板１３の厚さ方向（方向Ｄｚ、表面と垂直方向）に延びる複数の穴ＰＥｂが互いに間隔を空けて形成され、互いに隣接する穴ＰＥｂ間の隔壁厚さが、前記主面側より前記穴ＰＥｂの底部側の方が厚くなった。これによって互いに隣接する穴ＰＥｂ間の隔壁厚さが前記主面側では約８５ｎｍであって、前記底部側では約１２０ｎｍである複数の穴ＰＥｂが形成された。互いに隣接する穴ＰＥｂにおける中心間の平均距離は、金属基板１３の厚さ方向（方向Ｄｚ）の厚さに無関係に約１５０ｎｍであった。このような複数の穴ＰＥｂを形成した穴群層１３８の厚さは、約１１０μｍであった。
【００９９】
次に、前記複数の穴ＰＥｂを形成した前記主面に、後述の凹部形成工程で後述の凹部１４０を形成する第１領域ＡＲ１と凹部形成工程で凹部１４０を形成しない第２領域ＡＲ２とが規定（形成）される（領域規定工程（領域形成工程）、図１５）。より具体的には、第１実施形態における前記領域規定工程と同様に、ドライフィルムレジストを用いたレジスト層形成工程が実施され、これをパターニングするパターニング工程が実施される。図１５に示すように、例えば、ピッチ（周期長）５．３μｍであってデューティ比５０％であるストライプ状にレジスト層１３３の残るラインアンドスペースパターンが形成される。これにより金属基板１３の穴群層１３８には、レジスト層１３３を除去した第１領域ＡＲ１と、レジスト層１３３を残置（配置）している第２領域ＡＲ２とが形成される。
【０１００】
次に、第２穴形成工程が実施される。この第２穴形成工程は、前記第１穴形成工程で形成された前記複数の穴ＰＥｂそれぞれに連続して前記方向にさらに延びるようにさらに複数の穴ＰＥｃを形成する前記隔壁薄化穴形成工程である（図１６）。すなわち、この前記隔壁薄化穴形成工程そのものから成る第２穴形成工程では、第１実施形態と同様に、開始時の第１印加電圧Ｖ１より終了時の第２印加電圧Ｖ２が低くなるように実施される陽極酸化法（または陽極化成法）によって前記複数の穴ＰＥｃが形成される（Ｖ１＞Ｖ２）。言い換えれば、互いに隣接する穴ＰＥｃ間の隔壁厚さが、前記主面側より前記穴ＰＥｃの底部側の方が薄くなるように、通電初期では、所定の第１電圧値Ｖ１で通電が実施され、通電終期では、前記第１電圧値Ｖ１より低い所定の第２電圧値Ｖ２で通電が実施される。一例では、直流電圧で、６０Ｖから２０Ｖまでリニアに（線形に）時間変化するように０．５時間（３０分）、通電が実施された（Ｖ１＝６０Ｖ、Ｖ２＝２０Ｖ、−８０Ｖ／ｈ（≒−１．３３３Ｖ／ｍｉｎ））。これによって、例えば、図１６Ｃに示すように、前記第１穴形成工程で形成された前記複数の穴ＰＥｂそれぞれに連続して方向Ｄｚにさらに延びるようにさらに複数の穴ＰＥｃが形成され、互いに隣接する穴ＰＥｃ間の隔壁厚さが前記主面側では相対的に厚く、前記底部側では相対的に薄くなった。これによって互いに隣接する穴ＰＥｃ間の隔壁厚さは、前記主面側では約１２０ｎｍであって、前記底部側では約４０ｎｍである複数の穴ＰＥｃが形成された。互いに隣接する穴ＰＥｃにおける中心間の平均距離は、前記主面側では約１５０ｎｍであり、前記底部側では約５０ｎｍであった。このような複数の穴ＰＥｃを形成した穴群層１３９の厚さは、約３μｍであった。この場合における穴ＰＥｃの底部におけるアルミナ層の厚さは、約２０ｎｍであった。このような穴ＰＥｃは、その隔壁厚さが変化することで、枝分かれしながら、前記主面に交差する方向に延びて形成される。
【０１０１】
次に、金属基板１３をエッチング液の中に浸漬することによって、前記領域規定工程で規定された第１領域ＡＲ１に対応する金属基板１３に凹部１４０が形成される（凹部形成工程、図１４）。より具体的には、前記第２穴形成工程後の金属基板１３が、８ｖｏｌ％のリン酸液（エッチング液）に浸漬され、１８０分間放置される。本実施形態では、穴群層１３９の隔壁厚さが穴群層１３８の隔壁厚さに較べて薄いので、穴群層１３９は、穴群層１３８に対し優位に溶解する。このため、図１４に示すように、１８０分間のエッチングによって、穴群層１３８および穴群層１３９を形成する酸化アルミニウム（アルミナ）が消失し、凹部１４０が形成できた。
【０１０２】
そして、第２領域ＡＲ２に残存しているレジスト層１３３が除去される（レジスト層除去工程）。
【０１０３】
このような各製造工程を経ることによって、凹部形成工程でレジスト層１３３によって保護されて残存した第２領域ＡＲの穴群層１３８が格子１１ｃのＸ線吸収部１１１ｃ（またはＸ線位相部）となり、第１領域ＡＲの凹部１４０が格子１１ｃのＸ線透過部１１２ｃとなり、図１３に示す構成のＸ線用金属格子１ｃが製造される。なお、レジスト層１３３は、除去されずに（レジスト層除去工程が省略され）、図１３に破線で示すように、レジスト層１３３を、Ｘ線吸収部１１１ｃの頂部を保護する保護層１５としたＸ線用金属格子１ｃであっても良い。
【０１０４】
以上説明したように、本実施形態における高アスペクト比構造物の第３製造方法では、穴形成工程は、第１および第２穴形成工程を備え、前記第２穴形成工程は、前記第１穴形成工程で形成された前記複数の穴ＰＥｂそれぞれに連続して前記方向にさらに延びるようにさらに複数の穴ＰＥｃを形成する前記隔壁薄化穴形成工程であるので、凹部形成工程によって、表面側がエッチング液で溶解してしまったときに、底部側もより確実に溶解できる。このため、上記高アスペクト比構造物の第３製造方法は、過剰にエッチングされることを防止でき、より寸法精度の高い高アスペクト比構造物を製造できる。
【０１０５】
また、上記高アスペクト比構造物の第３製造方法では、穴形成工程を第１および第２穴形成工程に分けるので、凹部形成工程でレジスト層１３３によって保護されて残存した第２領域ＡＲの穴群層１３８、すなわち、凹部形成工程によって互いに隣接する凹部１４０間に形成された凸部のＸ線吸収部１１１ｃにおける基部１１１２ｃには、前記複数の穴ＰＥｂが形成されないため、前記凸部のＸ線吸収部１１１ｃをよりしっかり支持できる。
【０１０６】
なお、上述のＸ線用金属格子１ｃの第３製造方法では、第２および第１領域ＡＲ２、ＡＲ１は、第１実施形態と同様に、レジスト層１３３（１５）の有無によって規定されたが、第２実施形態と同様に、レジスト層１３３（１５）に代え、前記複数の穴ＰＥｂの閉塞の有無によって規定されてもよい。
【０１０７】
また、上述のＸ線用金属格子１ｃの第３製造方法において、前記第１穴形成工程は、前記隔壁薄化穴形成工程であっても良い。すなわち、前記第１穴形成工程は、電圧を制御しながら陽極酸化法または陽極化成法によって前記複数の穴を形成しても良い。より具体的には、第１実施形態と同様に、この第１穴形成工程では、開始時の第１印加電圧Ｖ１より終了時の第２印加電圧Ｖ２が低くなるように実施される陽極酸化法または陽極化成法によって前記複数の穴が形成される（Ｖ１＞Ｖ２）。一例では、直流電圧で、６０Ｖから４０Ｖまでリニアに（線形に）時間変化するように１７時間、通電が実施された（Ｖ１＝６０Ｖ、Ｖ２＝４０Ｖ、約−１．１８Ｖ／ｈ）。これによって、互いに隣接する穴間の隔壁厚さが前記主面側では相対的に厚く、前記底部側では相対的に薄くなった。これによって互いに隣接する穴間の隔壁厚さが前記主面側では約８５ｎｍであって、前記底部側では約８０ｎｍである複数の穴が形成された。互いに隣接する穴における中心間の平均距離は、前記主面側では約１５０ｎｍであり、前記底部側では約１００ｎｍであった。このような複数の穴を形成した穴群層の厚さは、約１１０μｍであった。そして、この場合における前記隔壁薄化穴形成工程の前記第２穴形成工程では、一例では、直流電圧で、４０Ｖから２０Ｖまでリニアに（線形に）時間変化するように０．５時間、通電が実施された（Ｖ１＝４０Ｖ、Ｖ２＝２０Ｖ、−４０Ｖ／ｈ（≒−０．６６７ｖ／ｍｉｎ））。これによって、例えば、前記第１穴形成工程で形成された前記複数の穴それぞれに連続して方向Ｄｚにさらに延びるようにさらに複数の穴が形成され、互いに隣接する穴間の隔壁厚さが前記主面側では相対的に厚く、前記底部側では相対的に薄くなった。これによって互いに隣接する穴間の隔壁厚さは、前記主面側では約８０ｎｍであって、前記底部側では約４０ｎｍである複数の穴が形成された。互いに隣接する穴における中心間の平均距離は、前記主面側では約１００ｎｍであり、前記底部側では約５０ｎｍであった。このような複数の穴を形成した穴群層の厚さは、約２μｍであった。この場合における穴の底部におけるアルミナ層の厚さは、約２０ｎｍであった。
【０１０８】
また、上述のＸ線用金属格子１ｃの第３製造方法において、前記第１穴形成工程は、前記隔壁薄化穴形成工程であり、前記第２穴形成工程は、前記第１穴形成工程で形成された前記複数の穴それぞれに連続して前記方向にさらに延びるようにさらに複数の穴を形成する。好ましくは、この場合において、前記第２穴形成工程は、その開始時からその終了時まで一定値の印加電圧で実施される陽極酸化法または陽極化成法によって前記複数の穴を形成する。一例では、第１実施形態のように、前記第１穴形成工程では、直流電圧で、６０Ｖから２０Ｖまでリニアに（線形に）時間変化するように２０時間、通電が実施され、第１実施形態のように複数の穴が形成された。そして、この場合における前記第２穴形成工程では、開始時から終了時まで、一定の電圧値２０Ｖで通電が１時間、実施された。これによって互いに隣接する穴間の隔壁厚さは、前記主面側から前記底部側まで約４０ｎｍである複数の穴が形成された。互いに隣接する穴における中心間の平均距離は、金属基板１３の厚さ方向（方向Ｄｚ）の厚さに無関係に約５０ｎｍであった。このような複数の穴を形成した穴群層の厚さは、約２μｍであった。この場合における穴の底部におけるアルミナ層の厚さは、約２０ｎｍであった。
【０１０９】
次に、別の実施形態について説明する。
（第４実施形態；高アスペクト構造物の一例であるＸ線用金属格子およびその製造方法）
上述の第１ないし第３実施形態におけるＸ線用金属格子１ａ、１ｂ、１ｃでは、スリット溝状の空間である複数の凹部１３４、１３７、１４０それぞれは、Ｘ線透過部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃとして機能し、前記複数の凹部１３４、１３７、１４０の形成によって残った板状（層状）の複数の穴群層１３２、１３６、１３８それぞれは、Ｘ線吸収部（またはＸ線位相部）１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃとして機能したが、前記複数の凹部１３４、１３７、１４０それぞれに、Ｘ線吸収可能なＸ線吸収性材料を埋設することで、このＸ線吸収材料を埋設した前記複数の凹部１３４、１３７、１４０それぞれは、Ｘ線吸収部（またはＸ線位相部）１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃと同様に機能し、前記複数の凹部１３４、１３７、１４０の形成によって残った板状（層状）の前記複数の穴群層１３２、１３６、１３８それぞれは、Ｘ線透過部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃと同様に機能しても良い。
【０１１０】
このような第４実施形態のＸ線用金属格子１ｄに対し、前記複数の凹部１３４、１３７、１４０それぞれに、Ｘ線吸収可能なＸ線吸収性材料を埋設したＸ線用金属格子１ｄの一例が図１７に示されている。図１７は、第４実施形態にかかるＸ線用金属格子の構成を説明するための図である。ここでは、Ｘ線用金属格子１ｄは、第１実施形態のＸ線用金属格子１ａに対する変形形態であるが、第２および第３実施形態のＸ線用金属格子１ｂ、１ｃに対する変形形態のＸ線用金属格子１ｄ（図略）も、同様に、説明でき、構成できる。図１８は、凹部を金属材料で埋める電鋳法を説明するための図である。
【０１１１】
この第４実施形態におけるＸ線用金属格子１ｄは、図１７に示すように、金属基板１３に設けられた格子領域１０ｄおよび枠領域１２ｄを備えて構成される。格子領域１０ｄは、格子１１ｄを形成した領域であり、格子１１ｄは、複数のＸ線吸収部１１１ｄと、複数のＸ線透過部１１２ｄとを備える。これら第４実施形態のＸ線用金属格子１ｄにおける枠領域１２ｄは、第１実施形態のＸ線用金属格子１ａにおける枠領域１２ａと同様であるので、その説明を省略する。
【０１１２】
第１実施形態におけるＸ線用金属格子１ａでは、Ｘ線吸収部１１１ａは、上述の各工程を実施することによって金属基板１３から作り出された、ＤｘＤｚ面に沿った板状（層状）の部材（上述では穴群層１３２）であり、Ｘ線透過部１１２ａは、上述の各工程を実施することによって金属基板１３から作り出された、ＤｘＤｚ面に沿った板状（層状）の空間（スリット溝）（上述では凹部１３４）である。一方、この第４実施形態におけるＸ線用金属格子１ｄでは、Ｘ線吸収部１１１ｄは、後述の各工程を実施することによって金属基板１３から作り出された、ＤｘＤｚ面に沿った板状（層状）の空間（スリット溝）、に入れられた、Ｘ線吸収性（好ましくは比較的高いＸ線吸収性）を持つ金属材料から成る部材であり、Ｘ線透過部１１２ｄは、後述の各工程を実施することによって金属基板１３から作り出された、ＤｘＤｚ面に沿った板状（層状）の部材である。この点を除き、この第４実施形態におけるＸ線用金属格子１ｄにおける、格子１１ｄを形成した前記格子領域１０ｄは、第１実施形態におけるＸ線用金属格子１ａにおける、格子１１ａを形成した前記格子領域１０ａと同様であるので、その説明を省略する。
【０１１３】
このようなＸ線用金属格子１ｄは、第１実施形態で説明した上述の穴形成工程、領域形成工程および凹部形成工程の各工程後に、さらに、前記凹部に、Ｘ線吸収可能なＸ線吸収性材料を埋設するＸ線吸収性材料埋設工程を備えることによって製造される。
【０１１４】
第４実施形態におけるＸ線用金属格子１ｄを製造するために、第１実施形態におけるＸ線用金属格子１ａを製造するための、上述の、隔壁薄化穴形成工程そのものから成る穴形成工程（保護膜形成工程、陽極酸化工程（または陽極化成工程））、領域規定工程（レジスト層形成工程、パターニング工程）、および、凹部形成工程の各工程と同様の各工程が実施される。なお、凹部形成工程後にレジスト層除去工程が実施されても良い。
【０１１５】
そして、上記凹部形成工程の後に、金属基板１３を形成する第１金属（合金を含む。上述の例ではアルミニウム）におけるＸ線に対する第１特性とは異なる第２特性を持つ第２金属（合金を含む）が前記凹部１３４に埋められる（金属埋設工程（ここではＸ線吸収性材料埋設工程））。前記第２金属は、例えば、原子量が比較的重い元素の金属や貴金属、より具体的には、例えば、金（Ａｕ）、プラチナ（白金、Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）およびイリジウム（Ｉｒ）等である。
【０１１６】
より具体的には、電鋳法（電気メッキ法）によって、第２金属が複数の凹部１３４それぞれに埋設される。特に、上述では、前記凹部１３４の側壁は、電気的に絶縁性の二酸化アルミニウム（アルミナ）である一方、その底部は、電気的に導電性のアルミニウムであるので、その底部からボトムアップで第２金属が前記凹部１３４に埋設できる。より詳しくは、図１８に示すように、前記凹部形成工程の後の金属基板１３（ここではＸ線用金属格子１ａ）に電源３１の陰極が接続され、電源３１の陽極に接続された陽極電極３２および金属基板１３（ここではＸ線用金属格子１ａ）が、メッキ液３４を貯留した水槽３３内における前記メッキ液３４に浸けられる。なお、金属基板１３の側面等がメッキされないように、金属基板１３の側面等に絶縁膜が成膜され、電源３１の陰極に接続される部分の前記絶縁膜が除去され、この除去部分で電源３１の陰極と金属基板１３とが互いに電気的に接続される。これによって、電鋳法で前記複数の凹部１３４それぞれの底部側から第２金属が析出し、成長する。そして、この第２金属が前記複数の凹部１３４それぞれを埋めると、電鋳法の実施が終了される。これによって第２金属が前記複数の凹部１３４それぞれを埋め、凹部１３４の深さ（厚さＨ）だけ成長する。こうしてＸ線吸収部１１１ｄが形成される。
【０１１７】
このような各製造工程を経ることによって、前記複数の凹部１３４それぞれに埋設されたＸ線吸収性材料の第２金属から成るＸ線吸収部１１１ｄおよび穴群層１３２を備えるＸ線透過部１１２ｄを持つ、図１７に示す構成のＸ線用金属格子１ｄが製造される。
【０１１８】
以上説明したように、一例としてＸ線用金属格子１ｄを製造する高アスペクト比構造物の第４製造方法は、第１実施形態におけるＸ線用金属格子１ａを製造する高アスペクト比構造物の第１製造方法と同様の作用効果を奏する。
【０１１９】
上記高アスペクト比構造物の第４製造方法は、前記凹部１４０にＸ線吸収性材料を埋設することで、前記第１領域ＡＲ１をＸ線吸収部１１１ｄに形成でき、前記第２領域ＡＲ２をＸ線透過部１１２ｄにできる。
【０１２０】
ここで、上述のように電鋳法（電気メッキ法）によって、複数の凹部１３４それぞれに金属を埋設する場合、その埋設された金属部分の内部に空間（ボイド、金属が未充填の部分）が発生してしまう虞がある。しかしながら、第３実施形態におけるＸ線用金属格子１ｃを用いて第４実施形態におけるＸ線用金属格子１ｄを製造した場合、第３実施形態におけるＸ線用金属格子１ｃでは前記第２穴形成工程が実施されるので、前記凹部１４０の底部分の表面積が前記第１穴形成工程のみの場合より広くなり、前記凹部１４０の底部分の通電可能な表面積が前記第１穴形成工程のみの場合より広くなる。このため、電鋳法で金属が前記凹部１４０の底部分から効果的に成長するので、ボイドの発生を効果的に抑制できる。この結果、このような第３実施形態のＸ線用金属格子１ｃを用いた第４実施形態のＸ線用金属格子１ｄは、電鋳法によってＸ線吸収部１１１ｄをより緻密に形成できる。
【０１２１】
なお、上述では、第１金属は、第１特性としてＸ線透過性を持つ金属（合金を含む）であって、第２金属は、第２特性としてＸ線吸収性を持つ金属（合金を含む）であったが、第１金属は、第１特性として位相シフトの小さい低位相シフト性を持つ金属（合金を含む）であって、第２金属は、第２特性として相対的に位相シフトの大きい高位相シフト性（第１金属の位相シフトより大きい位相シフト）を持つ金属（合金を含む）であってもよい。
【０１２２】
また、Ｘ線吸収性材料埋設工程は、上述の電鋳法に限らず、他の方法によって実施されても良い。例えば、Ｘ線吸収性材料埋設工程は、粒子状の複数の金属粒子を前記凹部１３４の開口から前記凹部１３４内に振動により埋め込む加振法によって実施できる。より具体的には、容器の底面に、上述の各工程を経て加工された金属基板１３が固定され、タップ密度約８ｇ／ｃｃであって粒径約０．２μｍ〜１．０μｍである純金粉末が入れられた。そして、振動を生成する振動発生器によって前記容器に約１０Ｈｚの振動が加えられて、前記容器を介して前記金属基板１３が加振された。これによってスリット溝状の前記凹部１３４に金（純金粉末）が埋め込まれ、Ｘ線吸収部１１１ｄが形成された。
【０１２３】
また、電鋳法で前記凹部１３４に金属が埋設された場合には、透過率を向上するために、前記凹部１３４の底、すなわち、埋設された金属が露出するまで、金属基板１３における他方の主面が研磨されても良い。また、この場合に、透過率の高い材料（例えばアクリル樹脂等）の板状部材が支持基板として接着剤等によって格子１１に接着されても良い。
【０１２４】
また、上述の第１ないし第４実施形態では、Ｘ線用金属格子１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）は、一次元周期構造であったが、これに限定されるものではない。Ｘ線用金属格子１は、例えば、二次元周期構造の格子であってもよい。例えば、二次元周期構造のＸ線用金属は、二次元周期構造の部材となるドットが線形独立な２方向に所定の間隔を空けて等間隔に配設されて構成される。このような二次元周期構造のＸ線用金属格子は、平面に高アスペクト比の穴を二次元周期で空ける、あるいは、平面に高アスペクト比の円柱を二次元周期で立設させることによって形成できる。または、これら空間に、上述と同様に、金属が埋め込まれても良い。
【０１２５】
また、上述の第１ないし第４実施形態では、陽極酸化法または陽極化成法によって複数の穴を形成できる金属（合金を含む）として、アルミニウムが用いられたが、金属基板１３は、他の金属（合金を含む）で形成されても良い。このような金属として、例えば、上述のアルミニウム（Ａｌ）の他に、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、シリコン（Ｓｉ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）およびインジウムリン（ＩｎＰ）が挙げられる。これら金属は、陽極酸化法または陽極化成法によって、微細垂直穴を形成し易い。なお、陽極酸化法と同様な処理が実施された場合、金属基板１３の材料によって金属基板１３が酸化しない場合があり、この場合、前記処理は、陽極酸化法と呼称されず、陽極化成法と呼称される。
【０１２６】
金属基板１３がタングステンやモリブデンで形成される場合、硝酸およびシュウ酸等の溶液を用いた陽極酸化法によって複数の穴が形成できる。
【０１２７】
金属基板１３がシリコンで形成される場合、例えば金属基板１３がｐ型シリコンの（００１）基板である場合、フッ酸とメタノールの混合溶液を用いた陽極化成法によって複数の穴が形成できる。
【０１２８】
金属基板１３がガリウムヒ素やインジウリウムで形成される場合、例えば金属基板１３がｎ型ガリウムヒ素の（００１）基板である場合、水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）の溶液を用いた陽極化成法によって複数の穴が形成できる。この陽極化成法では、金属基板１３は、光照射および磁界印加されながら水酸化アンモニウム溶液中に浸漬され、電圧が印加される。
【０１２９】
なお、これら金属基板１３がタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、シリコン（Ｓｉ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）およびインジウムリン（ＩｎＰ）のうちのいずれかで形成される場合、封孔処理は、酸素雰囲気で金属基板１３を加熱処理することによって実施される。これによれば酸化による体積膨張で前記穴ＰＥａ、ＰＥｂが封孔できる。
【０１３０】
また、上述の第１ないし第４実施形態では、予め他方の主面に石英膜からなる保護膜１３１を形成することで、陽極酸化法または陽極化成法による穴群層１３２が一方の主面のみに形成されたが、酸化による面精度の変化を抑えるために、一方および他方の両主面に穴群層１３２が形成されても良い。この場合、両面に穴群層１３２を形成した後、パターニングをする面ではない方の面に、例えばドライレジストフィルムを貼付することによって、また例えばＴＥＯＳ−ＣＶＤ等の手法で石英膜を形成することによって、保護膜が形成されても良い。
【０１３１】
次に、別の実施形態について説明する。
（第５および第６実施形態；タルボ干渉計およびタルボ・ロー干渉計）
上記実施形態のＸ線用金属格子１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）は、高アスペクト比で金属部分を形成することができるので、Ｘ線用のタルボ干渉計およびタルボ・ロー干渉計に好適に用いることができる。この金属格子ＤＧを用いたＸ線用タルボ干渉計およびＸ線用タルボ・ロー干渉計について説明する。
【０１３２】
図１９は、第５実施形態におけるＸ線用タルボ干渉計の構成を示す斜視図である。図２０は、第６実施形態におけるＸ線用タルボ・ロー干渉計の構成を示す上面図である。
【０１３３】
実施形態のＸ線用タルボ干渉計１００Ａは、図１９に示すように、所定の波長のＸ線を放射するＸ線源１０１と、Ｘ線源１０１から照射されるＸ線を回折する位相型の第１回折格子１０２と、第１回折格子１０２により回折されたＸ線を回折することにより画像コントラストを形成する振幅型の第２回折格子１０３とを備え、第１および第２回折格子１０２、１０３がＸ線タルボ干渉計を構成する条件に設定される。第２回折格子１０３により画像コントラストの生じたＸ線は、例えば、Ｘ線を検出するＸ線画像検出器１０５によって検出される。このＸ線用タルボ干渉計１００Ａでは、第１回折格子１０２および第２回折格子１０３の少なくとも一方は、上述したＸ線用金属格子１の製造方法のいずれかによって製造されたＸ線用金属格子１である。
【０１３４】
タルボ干渉計１００Ａを構成する前記条件は、次の式１および式２によって表される。式２は、第１回折格子１０２が位相型回折格子であることを前提としている。
ｌ＝λ／（ａ／（Ｌ＋Ｚ１＋Ｚ２））      ・・・（式１）
Ｚ１＝（ｍ＋１／２）×（ｄ２／λ）      ・・・（式２）
ここで、ｌは、可干渉距離であり、λは、Ｘ線の波長（通常は中心波長）であり、ａは、回折格子の回折部材にほぼ直交する方向におけるＸ線源１０１の開口径であり、Ｌは、Ｘ線源１０１から第１回折格子１０２までの距離であり、Ｚ１は、第１回折格子１０２から第２回折格子１０３までの距離であり、Ｚ２は、第２回折格子１０３からＸ線画像検出器１０５までの距離であり、ｍは、整数であり、ｄは、回折部材の周期（回折格子の周期、格子定数、隣接する回折部材の中心間距離、前記ピッチＰ）である。
【０１３５】
このような構成のＸ線用タルボ干渉計１００Ａでは、Ｘ線源１０１から第１回折格子１０２に向けてＸ線が照射される。この照射されたＸ線は、第１回折格子１０２でタルボ効果を生じ、タルボ像を形成する。このタルボ像が第２回折格子１０３で作用を受け、モアレ縞の画像コントラストを形成する。そして、この画像コントラストがＸ線画像検出器１０５で検出される。
【０１３６】
タルボ効果とは、回折格子に光が入射されると、或る距離に前記回折格子と同じ像（前記回折格子の自己像）が形成されることをいい、この或る距離をタルボ距離Ｌといい、この自己像をタルボ像という。タルボ距離Ｌは、回折格子が位相型回折格子の場合では、上記式２に表されるＺ１となる（Ｌ＝Ｚ１）。タルボ像は、Ｌの奇数倍（＝（２ｍ＋１）Ｌ、ｍは、整数）では、反転像が現れ、Ｌの偶数倍（＝２ｍＬ）では、正像が現れる。
【０１３７】
ここで、Ｘ線源１０１と第１回折格子１０２との間に被写体Ｓが配置されると、前記モアレ縞は、被写体Ｓによって変調を受け、この変調量が被写体Ｓによる屈折効果によってＸ線が曲げられた角度に比例する。このため、モアレ縞を解析することによって被写体Ｓおよびその内部の構造が検出される。
【０１３８】
このような図１９に示す構成のタルボ干渉計１００Ａでは、Ｘ線源１０１は、単一の点光源であり、このような単一の点光源は、単一のスリット（単スリット）を形成した単スリット板をさらに備えることで構成することができ、Ｘ線源１０１から放射されたＸ線は、前記単スリット板の前記単スリットを通過して被写体Ｓを介して第１回折格子１０２に向けて放射される。前記スリットは、一方向に延びる細長い矩形の開口である。
【０１３９】
一方、タルボ・ロー干渉計１００Ｂは、図２０に示すように、Ｘ線源１０１と、マルチスリット板１０４と、第１回折格子１０２と、第２回折格子１０３とを備えて構成される。すなわち、タルボ・ロー干渉計１００Ｂは、図１９に示すタルボ干渉計１００Ａに加えて、Ｘ線源１０１のＸ線放射側に、複数のスリットを並列に形成したマルチスリット板１０４をさらに備えて構成される。
【０１４０】
このマルチスリット板１０４は、いわゆる第０格子であり、上述したＸ線用金属格子１の製造方法のいずれかによって製造されたＸ線用金属格子１であってよい。マルチスリット板１０４を、上述したＸ線用金属格子１の製造方法のいずれかによって製造することによって、Ｘ線を、スリット状のＸ線透過部１１２（１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ）によって透過させるとともにより確実にスリット状のＸ線吸収部１１１（１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ）によって遮断することができるので、Ｘ線の透過と非透過とをより明確に区別することができるから、マルチスリット板１０４は、Ｘ線源１０１から放射されたＸ線を、より確実にマルチ光源とすることができる。
【０１４１】
そして、タルボ・ロー干渉計１００Ｂとすることによって、タルボ干渉計１００Ａよりも、被写体Ｓを介して第１回折格子１０２に向けて放射されるＸ線量が増加するので、より良好なモアレ縞が得られる。
【０１４２】
次に、別の実施形態について説明する。
（第７実施形態；Ｘ線撮像装置）
前記Ｘ線用金属格子１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）は、種々の光学装置に利用することができるが、高アスペクト比でＸ線吸収部１１１（１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ）を形成することができるので、例えば、Ｘ線撮像装置に好適に用いることができる。特に、Ｘ線タルボ干渉計を用いたＸ線撮像装置は、Ｘ線を波として扱い、被写体を通過することによって生じるＸ線の位相シフトを検出することによって、被写体の透過画像を得る位相コントラスト法の一つであり、被写体によるＸ線吸収の大小をコントラストとした画像を得る吸収コントラスト法に較べて、約１０００倍の感度改善が見込まれ、それによってＸ線照射量が例えば１／１００〜１／１０００に軽減可能となるという利点がある。本実施形態では、前記Ｘ線用金属格子１を用いたＸ線タルボ干渉計を備えたＸ線撮像装置について説明する。
【０１４３】
図２１は、第７実施形態におけるＸ線撮像装置の構成を示す説明図である。図２１において、Ｘ線撮像装置２００は、Ｘ線撮像部２０１と、第２回折格子２０２と、第１回折格子２０３と、Ｘ線源２０４とを備え、さらに、本実施形態では、Ｘ線源２０４に電源を供給するＸ線電源部２０５と、Ｘ線撮像部２０１の撮像動作を制御するカメラ制御部２０６と、本Ｘ線撮像装置２００の全体動作を制御する処理部２０７と、Ｘ線電源部２０５の給電動作を制御することによってＸ線源２０４におけるＸ線の放射動作を制御するＸ線制御部２０８とを備えて構成される。
【０１４４】
Ｘ線源２０４は、Ｘ線電源部２０５から給電されることによって、Ｘ線を放射し、第１回折格子２０３へ向けてＸ線を照射する装置である。Ｘ線源２０４は、例えば、Ｘ線電源部２０５から供給された高電圧が陰極と陽極との間に印加され、陰極のフィラメントから放出された電子が陽極に衝突することによってＸ線を放射する装置である。
【０１４５】
第１回折格子２０３は、Ｘ線源２０４から放射されたＸ線によってタルボ効果を生じる回折格子である。第１回折格子２０３は、例えば、上述したＸ線用金属格子１の製造方法のいずれかによって製造された回折格子である。第１回折格子２０３は、タルボ効果を生じる条件を満たすように構成されており、Ｘ線源２０４から放射されたＸ線の波長よりも充分に粗い格子、例えば、格子定数（回折格子の周期）ｄが当該Ｘ線の波長の約２０以上である位相型回折格子である。なお、第１回折格子２０３は、このような振幅型回折格子であってもよい。
【０１４６】
第２回折格子２０２は、第１回折格子２０３から略タルボ距離Ｌ離れた位置に配置され、第１回折格子２０３によって回折されたＸ線を回折する透過型の振幅型回折格子である。この第２回折格子２０２も、第１回折格子２０３と同様に、例えば、上述したＸ線用金属格子１の製造方法のいずれかによって製造された回折格子である。
【０１４７】
これら第１および第２回折格子２０３、２０２は、上述の式１および式２によって表されるタルボ干渉計を構成する条件に設定されている。
【０１４８】
Ｘ線撮像部２０１は、第２回折格子２０２によって回折されたＸ線の像を撮像する装置である。Ｘ線撮像部２０１は、例えば、Ｘ線のエネルギーを吸収して蛍光を発するシンチレータを含む薄膜層が受光面上に形成された二次元イメージセンサを備えるフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）や、入射フォトンを光電面で電子に変換し、この電子をマイクロチャネルプレートで倍増し、この倍増された電子群を蛍光体に衝突させて発光させるイメージインテンシファイア部と、イメージインテンシファイア部の出力光を撮像する二次元イメージセンサとを備えるイメージインテンシファイアカメラなどである。
【０１４９】
処理部２０７は、Ｘ線撮像装置２００の各部を制御することによってＸ線撮像装置２００全体の動作を制御する装置であり、例えば、マイクロプロセッサおよびその周辺回路を備えて構成され、機能的に、画像処理部２７１およびシステム制御部２７２を備えている。
【０１５０】
システム制御部２７２は、Ｘ線制御部２０８との間で制御信号を送受信することによってＸ線電源部２０５を介してＸ線源２０４におけるＸ線の放射動作を制御すると共に、カメラ制御部２０６との間で制御信号を送受信することによってＸ線撮像部２０１の撮像動作を制御する。システム制御部２７２の制御によって、Ｘ線が被写体Ｓに向けて照射され、これによって生じた像がＸ線撮像部２０１によって撮像され、画像信号がカメラ制御部２０６を介して処理部２０７に入力される。
【０１５１】
画像処理部２７１は、Ｘ線撮像部２０１によって生成された画像信号を処理し、被写体Ｓの画像を生成する。
【０１５２】
次に、本実施形態のＸ線撮像装置の動作について説明する。被写体Ｓが例えばＸ線源２０４を内部（背面）に備える撮影台に載置されることによって、被写体ＳがＸ線源２０４と第１回折格子２０３との間に配置され、Ｘ線撮像装置２００のユーザ（オペレータ）によって図略の操作部から被写体Ｓの撮像が指示されると、処理部２０７のシステム制御部２７２は、被写体Ｓに向けてＸ線を照射すべくＸ線制御部２０８に制御信号を出力する。この制御信号によってＸ線制御部２０８は、Ｘ線電源部２０５にＸ線源２０４へ給電させ、Ｘ線源２０４は、Ｘ線を放射して被写体Ｓに向けてＸ線を照射する。
【０１５３】
照射されたＸ線は、被写体Ｓを介して第１回折格子２０３を通過し、第１回折格子２０３によって回折され、タルボ距離Ｌ（＝Ｚ１）離れた位置に第１回折格子２０３の自己像であるタルボ像Ｔが形成される。
【０１５４】
この形成されたＸ線のタルボ像Ｔは、第２回折格子２０２によって回折され、モアレを生じてモアレ縞の像が形成される。このモアレ縞の像は、システム制御部２７２によって例えば露光時間などが制御されたＸ線撮像部２０１によって撮像される。
【０１５５】
Ｘ線撮像部２０１は、モアレ縞の像の画像信号をカメラ制御部２０６を介して処理部２０７へ出力する。この画像信号は、処理部２０７の画像処理部２７１によって処理される。
【０１５６】
ここで、被写体ＳがＸ線源２０４と第１回折格子２０３との間に配置されているので、被写体Ｓを通過したＸ線には、被写体Ｓを通過しないＸ線に対し位相がずれる。このため、第１回折格子２０３に入射したＸ線には、その波面に歪みが含まれ、タルボ像Ｔには、それに応じた変形が生じている。このため、タルボ像Ｔと第２回折格子２０２との重ね合わせによって生じた像のモアレ縞は、被写体Ｓによって変調を受けており、この変調量が被写体Ｓによる屈折効果によってＸ線が曲げられた角度に比例する。したがって、モアレ縞を解析することによって被写体Ｓおよびその内部の構造を検出することができる。また、被写体Ｓを複数の角度から撮像することによってＸ線位相ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）により被写体Ｓの断層画像が形成可能である。
【０１５７】
そして、本実施形態の第２回折格子２０２では、高アスペクト比のＸ線吸収部１１１を備える上述した実施形態におけるＸ線用金属格子１であるので、良好なモアレ縞が得られ、高精度な被写体Ｓの画像が得られる。
【０１５８】
なお、上述のＸ線撮像装置２００は、Ｘ線源２０４、第１回折格子２０３および第２回折格子２０２によってタルボ干渉計を構成したが、Ｘ線源２０４のＸ線放射側にマルチスリットとしての上述した実施形態におけるＸ線用金属格子１をさらに配置することで、タルボ・ロー干渉計を構成してもよい。このようなタルボ・ロー干渉計とすることで、単スリットの場合よりも被写体Ｓに照射されるＸ線量を増加することができ、より良好なモアレ縞が得られ、より高精度な被写体Ｓの画像が得られる。
【０１５９】
また、上述のＸ線撮像装置２００では、Ｘ線源２０４と第１回折格子２０３との間に被写体Ｓが配置されたが、第１回折格子２０３と第２回折格子２０２との間に被写体Ｓが配置されてもよい。
【０１６０】
また、上述のＸ線撮像装置２００では、Ｘ線の像がＸ線撮像部２０１で撮像され、画像の電子データが得られたが、Ｘ線フィルムによって撮像されてもよい。
【０１６１】
次に、別の実施形態について説明する。
（第８実施形態；超音波プローブおよびその製造方法）
非破壊検査（ＮＤＴ）や医療用に用いられている超音波プローブは、一般に、単一の能動素子（高周波音波の発信と受信両方を行うピエゾ素子）が使用される。これに対して、フェーズドアレイシステムは、複数（例えば１６から多い場合は２５６）の個別にパルス発振できるピエゾ素子から成るプローブで構成されており、これら複数のピエゾ素子から発せられる超音波の強度および位相等を個別に電気的に制御することで、超音波の伝搬方向や焦点域を任意に変えることが可能となる。
【０１６２】
以下に、このフェーズドアレイ用の超音波プローブを高アスペクト比構造物としてその製造方法を説明する。
【０１６３】
図２２は、高アスペクト比構造物の製造方法により製造された一例である第８実施形態の超音波プローブ製造用型の断面図である。図２３は、前記超音波プローブ製造用型を用いて金型を形成する際の断面図である。図２４は、図２３に示す金型の断面図である。図２５は、図２３の金型を用いて樹脂型を形成する際の断面図である。図２６は、図２５の樹脂型の断面図である。図２７は、図２６の樹脂型を用いてチタン酸ジルコン酸鉛焼結体を形成する際の断面図である。図２８は、図２７のチタン酸ジルコン酸鉛焼結体の断面図である。図２９は、図２８のチタン酸ジルコン酸鉛焼結体に設けられた焼結体凹部にエポキシ樹脂を充填した際の断面図である。図３０は、図２９の状態から形成した超音波プローブの要部の断面図である。
【０１６４】
一例では、第２実施形態のＸ線用金属格子１ｂを製造した場合と同様の各工程によって、図２２に示すように、アルミニウムからなる基板３０１の主面に、幅Ｌ１が１５ｕｍ、深さＨ３が１００ｕｍの複数の凹部３００ａと幅が１５ｕｍ、深さＨ３が１００ｕｍの複数の凸部３００ｂとを、３０ｕｍのピッチ間隔Ｌ２（＝周期３０ｕｍ）で交互に配置した１次元構造の高アスペクト比構造物である超音波プローブ製造用型３００が作製される。この例では、超音波プローブ製造用型３００は、第２実施形態のＸ線用金属格子１ｂを製造した場合と同様の各工程によって、作製されたが、超音波プローブ製造用型３００は、第１および第３実施形態のＸ線用金属格子１ａ、１ｃを製造した場合と同様の各工程によって、作製されても良い。
【０１６５】
次に、図２３に示すように、この超音波プローブ製造用型３００における凹部３００ａの底部の基板３０１をめっき電極とした電鋳法が実施され、ニッケルから成るニッケル充填物が凹部３００ａに充填され、１ｍｍの厚さまで堆積される。その後、超音波プローブ製造用型３００がリン酸液で溶解除去され、図２４に示すように金型用凹部３５０ａを有する金型３５０が作製される（金型形成工程）。
【０１６６】
次に、図２５に示すように、この作製された金型３５０に、樹脂材料から成る樹脂充填物が充填される。樹脂材料は、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）から成るアクリル樹脂である。加熱により軟化したシロップ状のアクリル樹脂が、金型３５０の金型用凹部３５０ａに流し込まれ、室温まで冷却することで硬化される。その後、樹脂材料が金型３５０から離型され、図２６に示すように樹脂型用凹部３５１ａを有する樹脂型３５１が作製される（樹脂型形成工程）。
【０１６７】
次いで、図２７に示すように樹脂型３５の樹脂型用凹部３５１ａに、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）粒子を含有するスラリーが充填される。このスラリーは、水および有機バインダーを用いて、調製される。次に、乾燥により充填したスラリーが固化される。その後、酸素プラズマを用いたアッシングが実施され、樹脂型３５１が除去される（図２８）。次に、残ったスラリーの固化物が、５００℃で仮焼成され、さらに１１００°Ｃで本焼成される。この焼成により、図２８に示すように焼結体凹部（構造体凹部）３５２ａを有する微細構造体から成る圧電材料としてのチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）焼結体３５２が作製される（微細構造体形成工程）。
【０１６８】
このようにして作製したチタン酸ジルコン酸鉛焼結体３５２の焼結体凹部３５２ａに、図２９に示すようにエポキシ樹脂３５３が充填され、その後、図３０に示すようにエポキシ樹脂３５３およびチタン酸ジルコン酸鉛焼結体３５２の台座部分が研磨によって除去される。これによって、チタン酸ジルコン酸鉛焼結体３５２とエポキシ樹脂３５３が交互に並んでアレイ化された超音波プローブ本体３１０が形成される（超音波プローブ本体形成工程）。その後、超音波プローブ本体３１０の両面に電極を形成することによって、超音波プローブが作製される。
【０１６９】
以上のように、超音波プローブの製造方法に用いられた高アスペクト比構造物である超音波プローブ製造用型３００は、ウェットエッチング法で基板３０１の一方の主面に形成された複数の凹部３００ａそれぞれが基板３０１の主面に垂直な側面を有している。そして、この超音波プローブの製造方法は、この超音波プローブ製造用型３００に基づいて超音波プローブ３１０を製造することで、チタン酸ジルコン酸鉛焼結体３５２とエポキシ樹脂３５３とを正確に交互に並んでアレイ化でき、しかも、低コストで超音波プローブ３１０を製造できる。
【０１７０】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【符号の説明】
【０１７１】
ＰＥａ、ＰＥｂ、ＰＥｃ、ＰＥｄ  穴
ＡＲ１  第１領域
ＡＲ２  第２領域
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ  Ｘ線用金属格子（高アスペクト比構造物）
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ  格子領域
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ  格子
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ  枠領域
１３  金属基板
１００Ａ  Ｘ線用タルボ干渉計
１００Ｂ  Ｘ線用タルボ・ロー干渉計
１０２、２０３  第１回折格子
１０３、２０２  第２回折格子
１０４  マルチスリット板
１３２、１３８、１３９  穴群層
１３４、１３７、１４０  凹部
１３６  閉塞の穴群層
２００  Ｘ線撮像装置
３００  超音波プローブ製造用型（高アスペクト比構造物）
【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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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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