(57)【要約】【課題】本発明は、スティッキングの発生をより低減できる、高アスペクト比構造物を製造す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し、前記複数の穴を形成した前記主面に、凹部を形成する第１領域と前記凹部を形成しない第２領域とを規定し、少なくとも前記第１領域上に、エッチング液を通過させる通液層を形成し、前記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。【選択図】図５
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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、
少なくとも前記第１領域上に、エッチング液を通過させる通液層を形成する通液層形成工程と、
前記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、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３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５】
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】
前記通液層形成工程は、蒸着法またはスパッタ法によって前記通液層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５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】
前記通液層形成工程より前に、前記穴の開口面積を拡大する拡大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８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９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１１】
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９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】
請求項１１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１３】
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と、前記複数の凸部における互いに隣接した凸部間に架け渡された、液体を通過させる通液層とを備えること
を特徴とする高アスペクト比構造物。
【請求項１４】
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ように形成された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１３に記載の高アスペクト比構造物。
【請求項１５】
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１３または請求項１４に記載の高アスペクト比構造物。
【請求項１６】
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１３ないし請求項１５のいずれか１項に記載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シリコン加工を使った作製方法が提案されている。例えば特許文献１に、金属格子の製造方法が開示されている。この特許文献１に開示された金属格子の製造方法は、ドライエッチング装置を用いて凹部（スリット）を形成し、その後、凹部に金属を埋設する方法である。
【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】国際公開第２０１２／００８１１８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、高アスペクト比加工に対応したドライエッチング装置は、同面積のワークを加工する場合、ウェットエッチング装置に較べ高価である。このため、前記特許文献１では、高価な高アスペクト比加工に対応したドライエッチング装置を使うため、製造コストが高くなってしまう。特に、８インチウェハ以上の大面積な基板を高アスペクト比加工でドライエッチングする場合、その製造コストは、より高くなる。
【０００７】
このため、より安価に加工するために、ウェットエッチング法の利用が考えられる。しかしながら、ウェットエッチング法では、ワークをウェットエッチングした後に前記ワークを乾燥させる乾燥工程で、エッチング液の表面張力に起因して構造物が付着してしまうスティッキングという現象が起こってしまうことがある。特に、高アスペクト比構造物は、アスペクト比の高い凸部を持つため、前記凸部にスティッキングがより生じ易い。
【０００８】
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、スティッキングの発生をより低減できる、高アスペクト比構造物を製造す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】
【０００９】
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（形成）する領域規定工程（領域形成工程）と、少なくとも前記第１領域上に、エッチング液を通過させる通液層を形成する通液層形成工程と、前記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、前記通液層は、上面から下面に連通した第２穴（孔）を少なくとも持つ多孔質膜（多孔質層）である。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、前記通液層は、前記第１領域上に形成されるともに、前記第２領域の少なくとも一部上に形成される。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、前記通液層は、前記第１領域上に形成された本体部と、前記本体部から延び、前記第２領域の少なくとも一部上に形成された端部とを持つ。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、前記通液層は、前記第１および第２領域上に形成される。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、前記凹部形成工程で用いるエッチング液は、穴の開口から底部に到達する到達時間が互いに隣接する穴間に形成された隔壁を溶解し終える溶解時間より短い液である。より好ましくは、上述の高アスペクト比構造物の製造方法において、前記凹部形成工程で用いるエッチング液は、穴の開口から底部に到達する到達時間が互いに隣接する穴間に形成された隔壁を溶解し終える溶解時間より２桁以上短い液である（（エッチング液が穴の開口から底部に到達する到達時間）≦（エッチング液が互いに隣接する穴間に形成された隔壁を溶解する溶解時間）／１００）。
【００１０】
このような高アスペクト比構造物の製造方法は、前記第１領域に対応する、前記複数の穴を形成した部分を除去して凹部を形成する凹部形成工程を備えるので、ウェットエッチングでより容易に前記第１領域に前記凹部を形成できる。そして、上記高アスペクト比構造物の製造方法は、少なくとも前記第１領域上に前記通液層を形成する通液層形成工程を備えるので、前記形成された通液層によって、ウェットエッチングの際にエッチング液を通過させることができ、前記形成された通液層によって、ウェットエッチング後におけるエッチング液の乾燥の際に、前記凹部の形成によって残って形成された凸部を支持でき、したがって、上記高アスペクト比構造物の製造方法は、スティッキングの発生をより低減できる。この結果、スティッキングが生じると、高アスペクト比構造物が不良品になってしまうが、本発明では、このような不良品が低減でき、高アスペクト比構造物の製造歩留まりがより高くなる。
【００１１】
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。
【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。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、前記レジスト層形成工程は、前記主面上に前記レジスト層を形成する第１Ａ工程と、前記レジスト層をパターニングして前記第１領域に対応する前記レジスト層を除去する第２Ａ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、前記レジスト層形成工程は、前記主面上に前記レジスト層を形成する第１Ｂ工程と、前記レジスト層上に前記第２レジスト層を形成する第２Ｂ工程と、前記第２レジスト層をパターニングして前記第１領域に対応する前記第２レジスト層を除去する第３Ｂ工程と、前記第２レジスト層を除去した部分に対応する前記レジスト層を除去する第４Ｂ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、前記第３Ｂ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５Ｂ工程をさらに備える。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、前記レジスト層は、無機材料（例えばシリコン、二酸化シリコン等）で形成される。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、前記第２レジスト層は、有機材料（例えばフォトレジスト材料等）で形成される。
【００１３】
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。
【００１４】
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３レジスト層を形成する第１Ｃ工程と、前記第３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３レジスト層を除去する第２Ｃ工程と、前記複数の穴のうち、前記第２Ｃ工程で前記第３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３Ｃ工程と、前記第２Ｃ工程後に残置している前記第３レジスト層を除去する第４Ｃ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、前記第３レジスト層は、無機材料または有機材料で形成される。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。
【００１５】
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。
【００１６】
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、前記穴形成工程は、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。
【００１７】
このような高アスペクト比構造物の製造方法は、穴形成工程に、陽極酸化法または陽極化成法を用いるので、基板の主面上に、前記主面（前記主面の広がり面）に垂直な穴を複数、容易に形成できる。
【００１８】
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。
【００１９】
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垂直に延びる複数の穴を容易に形成できる。
【００２０】
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、前記通液層形成工程は、蒸着法またはスパッタ法によって前記通液層を形成する工程であることを特徴とする。
【００２１】
このような高アスペクト比構造物の製造方法は、前記複数の穴の開口を閉塞しないように蒸着時間またはスパッタ時間を容易に調節でき、これによって上面から下面に連通した第２穴（孔）を持ち、エッチング液を通過させる通液層を容易に形成できる。
【００２２】
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、前記通液層形成工程より前に、前記穴の開口面積を拡大する拡大工程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の製造方法において、前記通液層形成工程より前に、前記穴の開口面積を拡大する拡大工程をさらに備え、前記通液層形成工程は、スパッタ法によって前記通液層を形成する工程である。
【００２３】
通液層の形成に用いる成膜法がステップカバレッジ（Ｓｔｅｐ  Ｃｏｖｅｒａｇｅ）が高いと、前記複数の穴の開口を閉塞し易くなり、この結果、通液層が形成し難くなる。なお、ステップカバレッジとは、成膜による段差部分の被覆率である。上記高アスペクト比構造物の製造方法は、前記通液層形成工程より前に、前記拡大工程をさらに備えるので、前記複数の穴の開口を閉塞するために要する時間が、より長くできる。このため、例えばスパッタ法等のようにステップカバレッジの比較的高い成膜法が用いられても、前記通液層がより形成し易い。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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）およびイリジウム（Ｉｒ）のうちのいずれか１つである。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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と、前記複数の凸部における互いに隣接した凸部間に架け渡された、液体を通過させる通液層とを備えることを特徴とする。
【００３５】
このような高アスペクト比構造物は、前記通液層を備えるので、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、スティッキングをより低減でき、その製造歩留まりがより高くなる。
【００３６】
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、前記格子の格子面に交差する方向に延びるように形成された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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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】
【００４２】
本発明にかかる高アスペクト比構造物の製造方法は、スティッキングの発生をより低減できる。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、スティッキングの発生をより低減できる。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】
【００４３】
【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】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（その１）である。
【図３】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（その２）である。
【図４】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（その３）である。
【図５】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（その４）である。
【図６】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（その５）である。
【図７】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８】凹部形成工程において、金属基板に凹部を形成する際の説明図である。
【図９】通液層形成工程の変形形態を説明するための図である。
【図１０】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１１】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（その１）である。
【図１２】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（その２）である。
【図１３】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（その３）である。
【図１４】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１５】変形形態にかかるＸ線用金属格子の構成を説明するための図である。
【図１６】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１７】第３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１８】第４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１９】第５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２０】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６実施形態の超音波プローブ製造用型の断面図である。
【図２１】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２２】図２１に示す金型の断面図である。
【図２３】図２１の金型を用いて樹脂型を形成する際の断面図である。
【図２４】図２３の樹脂型の断面図である。
【図２５】図２４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２６】図２５のチタン酸ジルコン酸鉛焼結体の断面図である。
【図２７】図２６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２８】図２７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２９】スティッキングを生じた凸部の様子を説明するための図である。
【図３０】従来の、ウェットエッチングにより格子を作る場合の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
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。
【００４５】
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と、前記複数の凸部間に架け渡された、液体を通過させる通液層とを備える。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。
【００４６】
（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説明するための図である。図１Ａは、第１実施形態にかかるＸ線用金属格子１ａの構成を示す斜視図であり、図１Ｂは、図１Ａに対し通液層１４を取り除いた場合のＸ線用金属格子１ａの構成を示す斜視図である。
【００４７】
この図１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、これら格子領域１０ａおよび枠領域１２ａの上面に形成されたレジスト層１５、ならびに、レジスト層を介して格子領域１０ａおよび枠領域１２ａの全面上に形成された通液層１４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。
【００４８】
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。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。
【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】
レジスト層１５は、後述するように、Ｘ線用金属格子１ａを製造するために形成された部材がそのまま残置されたものである。レジスト層１５は、枠領域１２ａ（金属基板１３のうちの枠領域１２ａを形成する枠体）の上面、および、格子領域１０ａにおける複数のＸ線吸収部１１１ａそれぞれの各上面に形成されている。レジスト層１５は、有機材料（例えばフォトレジスト材料等）で形成されても良いが、本実施形態では、レジスト層１５は、例えばシリコン（Ｓｉ）や二酸化シリコン（ＳｉＯ２、石英）等の無機材料で形成されている。
【００５１】
通液層１４は、後述するように、Ｘ線用金属格子１ａを製造するために形成された部材がそのまま残置されたものである。通液層１４は、Ｘ線用金属格子１ａを製造するために用いられたエッチング液を通過させる層状（膜状）の部材である。通液層１４は、本実施形態では、レジスト層１５を介して格子領域１０ａおよび枠領域１２ａの全面上に形成されている。
【００５２】
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。
【００５３】
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、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（形成）する領域規定工程（領域形成工程）と、少なくとも前記第１領域上に、エッチング液を通過させる通液層を形成する通液層形成工程と、前記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。前記領域規定工程は、本実施形態では、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、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。
【００５４】
図２ないし図６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２ないし図４、および、図６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。そして、図２ないし図４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５Ａないし図５Ｄは、この組で１つの製造工程を模式的に示し、図５Ａは、図５Ｂの断面図であり、図５Ｂは、上面図であり、図５Ｃは、図５Ａに一点鎖線で囲む部分の拡大断面図であり、図５Ｄは、図５Ｂに一点鎖線で囲む部分の拡大上面図である。図７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８は、凹部形成工程において、金属基板に凹部を形成する際の説明図である。図８Ａないし図８Ｄは、この順で凹部形成工程における金属基板の時系列変化を示す。
【００５５】
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２Ａおよび図２Ｂ）。後述するように穴形成工程は、陽極酸化法または陽極化成法によって、複数の穴（孔）を形成する工程を含むので、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（孔）を形成できる金属（合金、化合物を含む）から形成される。本実施形態では、例えば、金属基板１３は、アルミニウム（Ａｌ）である。
【００５６】
次に、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に延びる複数の穴ＰＥが形成される（穴形成工程、図２Ｃ、図２Ｄ、図３Ａ、図３Ｂ、図７）。
【００５７】
より具体的には、金属基板１３のまま、陽極酸化法または陽極化成法が実施されると、金属基板１３の両面に前記複数の穴ＰＥが形成される。このように金属基板１３の両面に前記複数の穴ＰＥが形成されても良いが、本実施形態では、金属基板１３の一方の主面に前記複数の穴ＰＥを形成するために、この穴形成工程では、まず、金属基板１３の他方の主面に保護膜（保護層）１３１が形成される（保護膜形成工程、図２Ｃ、図２Ｄ）。
【００５８】
一例では、保護膜形成工程では、金属基板１３の他方の主面に保護膜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。
【００５９】
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、陽極酸化工程における陽極酸化法の実施の際に、該陽極酸化法で用いられる酸性液に抗して金属基板１３を保護する機能を有すれば良いので、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）等の誘電体材料や金属膜で形成されても良い。
【００６０】
そして、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ＰＥを有する穴群層１３２が形成される（陽極酸化工程（陽極化成工程）、図３Ａ、図３Ｂ、図７）。この陽極酸化工程では、一例では、図７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の無い面）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、液温１０℃の０．１Ｍ（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ＰＥが形成される。本実施形態では、通電されると、金属基板１３の主面表面から、金属基板１３の厚さ方向（Ｄｚ方向、表面と垂直方向）に延びる複数の穴ＰＥが互いに間隔を空けて形成される。一例では、約６０Ｖの直流電圧を陰極電極２２および金属基板１３間に約１８時間印加することによって、直径φが約４０ｎｍであって深さＨが約１２０μｍである複数の穴ＰＥが、平均ピッチが約１５０ｎｍで互いに間隔を空けて形成された。
【００６１】
次に、後述の凹部形成工程で後述の凹部を形成する第１領域ＡＲ１と凹部形成工程で凹部を形成しない第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３Ｃ、図３Ｄ、図４Ａ〜図４Ｄ）。
【００６２】
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１５を形成するレジスト層形成工程である。前記レジスト層形成工程は、より具体的には、金属基板１３の主面全面上にレジスト層１５を形成する第１Ａ工程と、レジスト層１５をパターニングして第２領域ＡＲ２に対応するレジスト層１５を残すとともに第１領域ＡＲ１に対応するレジスト層１５を除去する第２Ａ工程とを備える。このレジスト層１５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。本実施形態では、レジスト層１５は、無機材料で形成される通液層１４との密着性を考慮し、例えば、シリコン（Ｓｉ）や二酸化ケイ素（ＳｉＯ２、石英）等の無機材料で形成される。本実施形態では、レジスト層１５は、シリコン層（シリコン膜）である。このシリコン層１５をパターニングして第１領域ＡＲ１と第２領域ＡＲ２とを規定するために、前記レジスト層形成工程は、より詳しくは、次のように、実行される。
【００６３】
まず、金属基板１３の主面上にレジスト層（第１レジスト層）１５が形成され（第１Ｂ工程）、レジスト層１５上に第２レジスト層１３３が形成される（第２Ｂ工程、図３Ｃ、図３Ｄ）。より具体的には、穴群層１３２を形成した金属基板１３の主面上に、スパッタ法によってシリコンが約５００ｎｍでレジスト層１５として成膜された。スパッタ法は、ステップカバレッジに優れているので、穴ＰＥ内を基本的に埋めることなく金属基板１３の主面全体を覆うことができる。そして、シリコンのレジスト層１５上に、スピンコート法によって有機材料から成るフォトレジストが第２レジスト層１３３として成膜された。
【００６４】
次に、フォトリソグラフィー技術によって第２レジスト層１３３がパターニングされて第１領域ＡＲ１に対応する部分の第２レジスト層１３３が除去され（第３Ｂ工程）、第２レジスト層１３３を除去した部分に対応するレジスト層１５が除去される（第４Ｂ工程、図４Ａ、図４Ｂ）とを備える。より具体的には、第２レジスト層１３３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、第２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）に第２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。そして、パターニングされた第２レジスト層１３３をマスクとして、ＳＦ６ガスを用いたドライエッチング法によって前記ラインアンドスペースパターンがレジスト層１５に転写され、前記ラインアンドスペースパターンのレジスト層１５が形成される。
【００６５】
そして、本実施形態では、前記第３Ｂ工程後に残置している第２レジスト層１３３が除去される（第５Ｂ工程、図４Ｃ、図４Ｄ）。より具体的には、酸素を用いたアッシングにより、第２レジスト層１３３が除去された。
【００６６】
このようにレジスト層形成工程を備える領域規定工程が実施され、穴群層１３２を形成した金属基板１３の主面上に、前記ラインアンドスペースパターンのレジスト層１５が形成される。すなわち、穴群層１３２を形成した金属基板１３の主面上に、凹部形成工程で凹部が形成されることになる、レジスト層１５を配設していない第１領域ＡＲ１と、凹部形成工程で凹部が形成されないことになる、レジスト層１５を配設した第２領域ＡＲ２が規定（形成）される（図４Ｃ、図４Ｄ）。
【００６７】
次に、少なくとも第１領域ＡＲ１上に、エッチング液を通過させる通液層１４が形成される（通液層形成工程、図５Ａ〜図５Ｄ）。後述するように、金属基板１３における、第１領域ＡＲ１に対応する部分に凹部形成工程で凹部１３４（１１２ａ）が形成され、これによって、金属基板１３における、第２領域ＡＲ２に対応する部分に凸部１３５（１１１ａ）が形成されることになる。通液層１４は、この凸部１３５にスティッキングが生じないように、前記凸部１３５を支持する部材である。このため、通液層１４は、少なくとも第１領域ＡＲ１上に形成されればよい。好ましくは、通液層１４は、第１領域ＡＲ１上に形成されるともに、第２領域ＡＲの少なくとも一部上に形成されて良い。すなわち、通液層１４は、第１領域ＡＲ１上に形成された本体部と、前記本体部から延び、第２領域ＡＲの少なくとも一部上に形成された端部とを持てば良い。これによって通液層１４は、前記複数の凸部１３５における互いに隣接する凸部１３５（第２領域ＡＲ２）間に架け渡されて前記凸部を支持できる。本実施形態では、成膜の容易性の観点から、通液層１４は、第１および第２領域ＡＲ１、ＡＲ２上に一体で形成されている。
【００６８】
より具体的には、前記ラインアンドスペースパターンのレジスト層１５を形成した、金属基板１３の主面上に、真空蒸着法によってシリコンが約１００ｎｍで通液層１４として成膜された。真空蒸着法は、成膜粒子（本実施形態ではシリコンの粒子）の直進性に優れているため、蒸着時間を調整することにより、図５Ｃおよび図５Ｄに示すように、第１領域ＡＲに形成されている複数の穴ＰＥの開口を塞がないようにシリコン層を成膜できる。このため、上面から下面に連通した第２穴（孔）ＰＥ２を少なくとも持つ多孔質膜（多孔質層）の通液層１４がシリコンで形成できる。この通液層１４は、凹部形成工程のエッチング液に抗してエッチング中に溶けきらずに残置する材料であれば良い。本実施形態では、凹部形成工程のエッチング液は、穴群層１３２の複数の穴ＰＥに対する隔壁ＣＷとなっているアルミナ（二酸化アルミニウム、Ａｌ２Ｏ３）を溶解するリン酸液であるので、前記シリコンに代え、このリン酸液（エッチング液）に耐性がある、例えば二酸化ケイ素（石英）やクロム（Ｃｒ）等の材料で通液層１４が形成されても良い。
【００６９】
次に、この通液層１４を形成した金属基板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１３４が形成される（凹部形成工程、図６Ａ、図６Ｂ）。より具体的には、前記通液層１４を形成した金属基板１３が、８ｖｏｌ％のリン酸液（エッチング液）１６に浸漬され、４２０分間放置される。このとき、金属基板１３の浸漬後、数秒から数分で、図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃに順に示すように、第１領域ＡＲ１では、前記通液層１４を通過して穴群層１３２の穴ＰＥに、リン酸液１６が浸透する。その後、リン酸液１６は、穴ＰＥ内で、残りの時間（≒４２０分）すべてを使い、図８Ｄに示すように、等方的に、互いに隣接する穴ＰＥ間の隔壁ＣＷをエッチングし、隔壁ＣＷを溶解する。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１３４が形成される。
【００７０】
ここで、リン酸液１６のリン酸濃度は、事前のサンプルを用いた実験等によって、リン酸液１６が、穴群層１３２の穴ＰＥの開口から底部に到達する到達時間が、リン酸液１６が互いに隣接する穴ＰＥ間に形成された隔壁ＣＷを溶解し終える溶解時間より短くなるように、より好ましくは２桁以上短くなるように、設定される（（リン酸液１６が穴ＰＥの開口から底部に到達する到達時間）＜（リン酸液１６が互いに隣接する穴ＰＥ間に形成された隔壁ＣＷを溶解し終える溶解時間）、より好ましくは、（エッチング液が穴ＰＥの開口から底部に到達する到達時間）≦（エッチング液が互いに隣接する穴ＰＥ間に形成された隔壁ＣＷを溶解し終える溶解時間）／１００））。したがって、エッチング作用によって、隔壁ＣＷは、両サイドから溶解され、両サイドから５５ｎｍ（隔壁厚の半分）ずつ溶解された時点で、消滅する。この隔壁ＣＷが消滅した時点では、レジスト層１５により塞がれた第２領域ＡＲ２では、第１領域ＡＲ１と隣接する隔壁ＣＷは、まだ半分の幅（厚さ）５５ｎｍ分が残っているはずである。仮に、この状態でさらにエッチングが進められても、この残り５５ｎｍ分を消滅させるために、さらに４２０分と言う長い時間が必要である。また、仮に、非常に過剰にエッチングを実施してしまい、この残り５５ｎｍ分が溶解して消滅したとしても、穴ＰＥ間の平均ピッチは、１５０ｎｍであるため、凹部１１２ａの幅が最大１５０ｎｍ分、広がるのだけである。このため、前記残り５５ｎｍ分が溶解して消滅したとしても、実用上は、問題にならない誤差範囲とみなせる。
【００７１】
この例では、８ｖｏｌ％と非常に濃度が薄いリン酸液１６を用いているため、エッチング時間は、４２０分間であったが、例えば、濃度２倍の１６ｖｏｌ％のリン酸液１６の場合では、エッチング時間は、２００分程度となり、濃度が高い分エッチング時間が短くなる。この場合でも、エッチング初期時に、穴ＰＥ内にエッチング液（＝リン酸液１６）が満たされる時間よりも十分長く、かつ、もう１周期分エッチングするためのエッチング時間は、さらに２００分必要であるから、制御性が著しく失われる可能性は、低い。
【００７２】
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１３４の形成によって第２領域ＡＲ２に残った複数の板状の凸部１３５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ＡＲ１に形成された凹部１３４が格子１１ａのＸ線透過部１１２ａとなり、通液層１４を備えた、図１に示す構成のＸ線用金属格子１ａが製造される。
【００７３】
以上説明したように、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製造方法は、第１領域ＡＲ１に対応する、前記複数の穴ＰＥを形成した部分を除去して凹部１３４（１１２ａ）を形成する凹部形成工程を備えるので、ウェットエッチングでより容易に第１領域ＡＲ１に凹部１３４（１１２ａ）を形成できる。
【００７４】
そして、従来の通常のウェットエッチングでは、例えば図２９に示すように、エッチング液の乾燥の際にスティッキングが生じてしまう。しかしながら、本実施形態における上記高アスペクト比構造物の製造方法は、少なくとも第１領域ＡＲ１上に通液層１４を形成する通液層形成工程を備えるので、この形成された通液層１４によって、ウェットエッチングの際にエッチング液を通過させることができ、前記形成された通液層１４によって、ウェットエッチング後におけるエッチング液の乾燥の際に、凹部１３４（１１２ａ）の形成によって残って形成された凸部１３５（１１１ａ）を支持でき、したがって、上記高アスペクト比構造物の製造方法は、スティッキングの発生をより低減できる。この結果、スティッキングが生じると、高アスペクト比構造物が不良品になってしまうが、本実施形態では、このような不良品が低減でき、高アスペクト比構造物の製造歩留まりがより高くなる。
【００７５】
また、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１５を形成することで、凹部形成工程で凹部１１２ａ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領域規定工程を容易に実現できる。
【００７６】
また、上記高アスペクト比構造物の製造方法は、穴形成工程に、陽極酸化法または陽極化成法を用いるので、金属基板１３の主面上に、前記主面（前記主面の広がり面）に垂直な穴ＰＥを複数、容易に形成できる。
【００７７】
また、上記高アスペクト比構造物の製造方法は、通液層形成工程に、蒸着法を用いるので、前記複数の穴の開口を閉塞しないように蒸着時間を容易に調節でき、これによって上面から下面に連通した第２穴（孔）を持ち、エッチング液を通過させる通液層１４を容易に形成できる。
【００７８】
なお、上述のＸ線用金属格子１ａにおいて、Ｘ線吸収部１１１ｂの破損や倒壊等を防止するために、通液層１４は、そのまま存置されて良い。あるいは、レジスト層１５および通液層１４は、凹部形成工程（ウェットエッチング法の乾燥工程を含む）の実施後に、例えばドライエッチング法等によって除去されても良い。
【００７９】
また、上述では、通液層形成工程は、蒸着法によって通液層１４を形成したが、蒸着法に代え、スパッタ法によって通液層１４を形成しても良い。このような高アスペクト比構造物の製造方法は、通液層形成工程に、スパッタ法を用いるので、前記複数の穴の開口を閉塞しないようにスパッタ時間を容易に調節でき、これによって上面から下面に連通した第２穴（孔）を持ち、エッチング液を通過させる通液層１４を容易に形成できる。
【００８０】
ここで、スパッタ法は、一般に、ステップカバレッジに優れているので、前記複数の穴ＰＥの開口を閉塞し易くなり、スパッタ時間の調整は、蒸着時間の調整よりも難しくなる。このため、上述の高アスペクト比構造物の製造方法において、前記通液層形成工程より前に、前記穴ＰＥの開口面積を拡大する拡大工程をさらに備えても良い。
【００８１】
図９は、通液層形成工程の変形形態を説明するための図である。図９Ａは、拡大工程の実施前における穴群層の一部分を示す断面図であり、図９Ｂは、拡大工程の実施前における前記穴群層の一部分を示す断面図であり、図９Ｃは、拡大工程の実施後における穴群層および通液層の各一部分それぞれを示す断面図であり、図９Ｄは、通液層形成工程後の通液層の一部分を示す上面図である。
【００８２】
より具体的には、通液層形成工程より前に、前記複数の穴ＰＥの隔壁ＣＷをエッチング可能なエッチング液の中に、金属基板１３が、浸漬され、これによって前記穴ＰＥの開口面積が拡大される。より詳しくは、領域規定工程の実施後、通液層形成工程の実施前に、前記ラインアンドスペースパターンのレジスト層１５を穴群層１３２上に形成した金属基板１３（図９Ａ）が、前記複数の穴ＰＥの隔壁ＣＷを形成する二酸化アルミニウム（アルミナ）を溶解する、８ｖｏｌ％のリン酸液に、約９０分間、浸漬され、放置された。これによって、図９Ａに示すように、直径約４０ｎｍの開口を持つ穴ＰＥは、リン酸液のエッチングによって、図９Ｂに示すように、直径約１００ｎｍの開口を持つ穴ＰＥａとなった。その後、この開口を拡大した複数の穴ＰＥａを持つ穴群層１３２ａを備える金属基板１３の主面上に、スパッタ法によって、シリコンがスパッタ時間を調整することで約１００ｎｍで成膜された。このスパッタによって形成されたシリコン層は、蒸着法の場合と同様に、図９Ｃおよび図９Ｄに示すように、上面から下面に連通した第２穴（孔）ＰＥ２を少なくとも持つ多孔質膜（多孔質層）の通液層１４となる。なお、この場合では、前記拡大工程においてエッチングに時間を要しているので、凹部形成工程では、この拡大工程におけるエッチング時間が考慮される。例えば、上述の例では、拡大工程が無い場合における凹部形成工程のエッチング時間が約４２０分であり、前記拡大工程のエッチング時間が約９０分であった場合、前記拡大工程が有る場合における凹部形成工程のエッチング時間は、約３３０分（＝４２０−９０）となる。
【００８３】
このような高アスペクト比構造物の製造方法は、前記通液層形成工程より前に、前記拡大工程をさらに備えるので、前記複数の穴ＰＥの開口を閉塞するために要する時間が、より長くできる。このため、例えばスパッタ法等のようにステップカバレッジの比較的高い成膜法が用いられても、その時間調整がより容易となり、通液層１４がより形成し易い。
【００８４】
（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。
【００８５】
図１０は、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１０Ａは、第２実施形態にかかるＸ線用金属格子１ｂの構成を示す斜視図であり、図１０Ｂは、図１０Ａに対し通液層１４を取り除いた場合のＸ線用金属格子１ｂの構成を示す斜視図である。
【００８６】
この図１０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、ならびに、これら格子領域１０ｂおよび枠領域１２ｂの全面上に形成された通液層１４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、通液層１４、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、第１実施形態のレジスト層１５に代え、複数のＸ線吸収部１１１ｂそれぞれに閉塞部材（図１４Ｂ〜図１４Ｅ参照）が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、通液層１４、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。
【００８７】
前記閉塞部材は、格子１１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ＰＥを閉塞する部材である。
【００８８】
このようなＸ線用金属格子１ｂ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（形成）する領域規定工程（領域形成工程）と、少なくとも前記第１領域上に、エッチング液を通過させる通液層を形成する通液層形成工程と、前記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。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。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、前記凹部がスリット溝である前記Ｘ線用金属格子１ｂ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。
【００８９】
図１１ないし図１３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１１ないし図１３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１１ないし図１３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１４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。
【００９０】
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（陽極化成工程）を備える穴形成工程が実施される。この陽極酸化工程では、アルミニウムで形成された金属基板１３に対し、電解液２４として０．３ｍｏｌ／ｌのシュウ酸液が用いられ、約２０Ｖの直流電圧が両極間に約１０時間印加された。これによって直径φが約２０ｎｍであって深さＨが約８０μｍである複数の穴ＰＥが、平均ピッチが約６０ｎｍで互いに間隔を空けて形成された。
【００９１】
次に、後述の凹部形成工程で後述の凹部を形成する第１領域ＡＲ１と凹部形成工程で凹部を形成しない第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１１Ａ〜図１１Ｄ）。
【００９２】
より具体的には、本実施形態では、前記領域規定工程は、本実施形態では、穴群層１３２における複数の穴ＰＥ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３レジスト層１３６を形成する第１Ｃ工程と、第３レジスト層１３６をパターニングして第２領域ＡＲ２に対応する第３レジスト層１３６を除去する第２Ｃ工程と、穴群層１３２における複数の穴ＰＥのうち、前記第２Ｃ工程で第３レジスト層１３６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ＰＥを閉塞する第３Ｃ工程と、前記第２Ｃ工程後に残置している第３レジスト層１３６を除去する第４Ｃ工程とを備える。この第３レジスト層１３６は、第２領域ＡＲ２に形成されている１または複数の穴ＰＥ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ＰＥ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。
【００９３】
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３レジスト層１３６が形成される（第１Ｃ工程、図１１Ａ、図１１Ｂ）。
【００９４】
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３レジスト層１３６がパターニングされて第２領域ＡＲ２に対応する部分の第３レジスト層１３６が除去される（第２Ｃ工程、図１１Ｃ、図１１Ｄ）。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が押し当てられ、第３レジスト層１３６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３レジスト層１３６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３レジスト層１３６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３レジスト層１３６の残るラインアンドスペースパターンが形成される。
【００９５】
次に、穴群層１３２における複数の穴ＰＥのうち、前記第２Ｃ工程で第３レジスト層１３６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ＰＥにおける開口が閉塞され、閉塞穴群層１３７が形成される（第３Ｃ工程、図１２Ａ、図１２Ｂ）。例えば、封孔処理材を用いた封孔処理によって前記穴ＰＥが閉塞される。より具体的には、前記第２Ｃ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１４Ａに示すように、第３レジスト層１３６を除去した第２領域ＡＲ２における複数の穴ＰＥでは、図１４Ｂないし図１４Ｅ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ＰＥの開口が閉塞される。より好ましくは、図１４Ｄに示すように、穴ＰＥ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３レジスト層１３６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ＰＥでは、前記沸騰水が第３レジスト層１３６によって穴ＰＥ内に侵入しないため、閉塞されない。
【００９６】
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。
【００９７】
【表１】
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【００９８】
次に、前記第２Ｃ工程後に残置している第１領域ＡＲ１の第３レジスト層１３６が除去される（第４Ｃ工程、図１２Ｃ、図１２Ｄ）。例えば、前記第２Ｃ工程後に残置している第３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。
【００９９】
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１３４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ＰＥ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１３４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ＰＥから成る閉塞穴群層１３７を備える第２領域ＡＲ２が規定（形成）される（図１２Ｃ、図１２Ｄ）。これら穴群層１３２の第１領域ＡＲ１と閉塞穴群層１３７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。
【０１００】
次に、上述したＸ線用金属格子１ａの製造方法と同様に、少なくとも第１領域ＡＲ１上に、エッチング液を通過させる通液層１４が形成される（通液層形成工程、図１３Ａ、図１３Ｂ）。より具体的には、複数の穴群層１３２と複数の閉塞穴群層１３７とを交互に形成した、金属基板１３の主面上に、真空蒸着法またはスパッタ法によってシリコンが約１００ｎｍで通液層１４として成膜された。なお、この通液層形成工程前に、上述の拡大工程が実施されても良い。
【０１０１】
次に、この通液層１４を形成した金属基板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１３Ｃ、図１３Ｄ）。より具体的には、前記通液層形成工程後の金属基板１３が、５ｖｏｌ％のリン酸液（エッチング液）１６に浸漬され、２４０分間放置される。このとき、第１実施形態で図８を用いて説明した事象と同様に、金属基板１３の浸漬後、数秒から数分で、第１領域ＡＲ１では、前記通液層１４を通過して穴群層１３２の穴ＰＥに、リン酸液１６が浸透する。その後、リン酸液１６は、穴ＰＥ内で、残りの時間（≒２４０分）すべてを使い、等方的に、互いに隣接する穴ＰＥ間の隔壁ＣＷをエッチングし、隔壁ＣＷを溶解する。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１３４が形成される。
【０１０２】
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１３４の形成によって第２領域ＡＲ２に残った複数の板状の閉塞穴群層１３７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１３４が格子１１ｂのＸ線透過部１１２ｂとなり、通液層１４を備えた、図１０に示す構成のＸ線用金属格子１ｂが製造される。
【０１０３】
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製造方法と同様の作用効果を奏する。
【０１０４】
そして、従来の通常のウェットエッチングでは、図３０Ａおよび図３０Ｂに示すように、フォトリソグラフィー等のパターニング方法により、凹部を形成する基板１０００の一方の主面における凹部形成部分を除く他の部分をレジスト１００１で覆った後、基板１０００を溶解する作用を有するエッチング液１００２に浸漬し、レジスト１００１で覆われていない部分を溶解すると、エッチング液１００２による溶解作用が一般的には等方的であるため、図３０Ｃに示すように、レジスト１００１の下面側まで液が回り込み、アンダーカットが生じ、主面に対して傾斜した側面をもつ凹部１００３になってしまう。しかしながら、本実施形態における上記高アスペクト比構造物の製造方法では、ウェットエッチングの際に、第３レジスト層１３６が除去され、ウェットエッチング後に残留させたい第２領域ＡＲ２に形成されている１または複数の穴ＰＥが閉塞される一方、閉塞後に第３レジスト層１３６を除去した第１領域ＡＲ１に形成されている１または複数の穴ＰＥは、開口したままである。このため、ウェットエッチングしても、第３レジスト層１３６によるアンダーカットが生じることなく、エッチング液が穴ＰＥの底部まで浸透し、互いに隣接する穴ＰＥ間に形成された隔壁ＣＷを溶解する。前記複数の穴ＰＥそれぞれは、金属基板１３の主面に交差する方向、例えば厚さ方向に延びており、陽極酸化法によって、例えば数十〜数百ミクロンメートル等の比較的長く形成されている。このため、前記凹部１３４は、例えば３以上の高アスペクト比で形成できる。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１３４を有する高アスペクト比構造物（本実施形態ではＸ線用金属格子１ｂ）を製造できる。よって、本実施形態におけるＸ線用金属格子１ｂは、より精巧であり、しかも、低コストで製造できる。
【０１０５】
なお、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、スリット溝状の空間である複数の凹部１３４それぞれは、Ｘ線透過部１１２ａ、１１２ｂとして機能し、前記複数の凹部１３４の形成によって残った板状（層状）の複数の凸部１３５や閉塞穴群層１３７それぞれは、Ｘ線吸収部１１１ａ、１１１ｂ（またはＸ線位相部）として機能したが、前記複数の凹部１３４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それぞれは、Ｘ線吸収部１１１ａ、１１１ｂ（またはＸ線位相部）と同様に機能し、前記複数の凸部１３５や閉塞穴群層１３７は、Ｘ線透過部１１２ａ、１１２ｂと同様に機能しても良い。
【０１０６】
このような第２実施形態のＸ線用金属格子１ｂに対し、前記複数の凹部１３４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１ｃの一例が図１５に示されている。図１５は、変形形態にかかるＸ線用金属格子の構成を説明するための図である。
図１５Ａは、変形形態にかかるＸ線用金属格子１ｃの構成を示す斜視図であり、図１５Ｂは、図１５Ａに対し通液層１４を取り除いた場合のＸ線用金属格子１ｃの構成を示す斜視図である。ここでは、Ｘ線用金属格子１ｃは、第２実施形態のＸ線用金属格子１ｂに対する変形形態であるが、第１実施形態のＸ線用金属格子１ａ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１６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。
【０１０７】
この変形形態におけるＸ線用金属格子１ｃは、図１５に示すように、金属基板１３に設けられた格子領域１０ｃおよび枠領域１２ｃ、ならびに、これら格子領域１０ｃおよび枠領域１２ｃの全面上に形成された通液層１４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。これら変形形態のＸ線用金属格子１ｃにおける枠領域１２ｃおよび通液層１４は、それぞれ、第２実施形態のＸ線用金属格子１ｂにおける枠領域１２ｂおよび通液層１４と同様であるので、その説明を省略する。
【０１０８】
第２実施形態のＸ線用金属格子１ｂでは、Ｘ線吸収部１１１ｂ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（上述では閉塞穴群層１３７）であり、Ｘ線透過部１１２ｂ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、この変形形態のＸ線用金属格子１ｃでは、Ｘ線吸収部１１１ｃ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１１２ｃ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、この変形形態のＸ線用金属格子１ｃにおける、格子１１ｃを形成した前記格子領域１０ｃは、第２実施形態のＸ線用金属格子１ｂにおける、格子１１ｂを形成した前記格子領域１０ｂと同様であるので、その説明を省略する。
【０１０９】
このようなＸ線用金属格子１ｃは、第２実施形態で説明した上述の穴形成工程、領域形成工程、通液層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。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、前記凹部がスリット溝である前記Ｘ線用金属格子１ｃ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。
【０１１０】
変形形態におけるＸ線用金属格子１ｃを製造するために、第２実施形態におけるＸ線用金属格子１ｂを製造するための、上述の穴形成工程、第１Ｃないし第４Ｃ工程の閉塞工程を備えるレジスト層形成工程、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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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１６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１ｂ）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１ｂ）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１１１ｃが形成される。
【０１１３】
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１１１ｃおよび閉塞穴群層１３７を備えるＸ線透過部１１２ｃを持つ、図１５に示す構成のＸ線用金属格子１ｃが製造される。
【０１１４】
なお、上述の変形形態では、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。
【０１１５】
また、Ｘ線吸収性材料埋設工程で凹部１３４に第２金属が埋設されるので、スティッキングは、生じない。このため、上述の変形形態において、Ｘ線吸収性材料埋設工程の前に、通液層１４を除去する通液層除去工程（第１通液層除去工程）がさらに実施されても良い。このような場合、前記第１通液層除去工程は、通液層１４を形成する材料に応じたドライエッチング法によって実施される。例えば、上述では、通液層１４は、シリコンで形成されているので、ＳＦ６ガスを用いたドライエッチング法によって前記第１通液層形成工程が実施される。また例えば、通液層１４が二酸化ケイ素（石英）で形成される場合、ＣＨＦ３ガスを用いたドライエッチング法によって前記第１通液層形成工程が実施される。また例えば、通液層１４がクロムで形成される場合、Ｃｌ２ガスを用いたドライエッチング法によって前記第１通液層形成工程が実施される。一方、上述の変形形態において、Ｘ線吸収性材料埋設工程の後に、通液層１４を除去する通液層除去工程（第２通液層除去工程）がさらに実施されても良い。このような場合、前記第２通液層除去工程は、通液層１４を形成する材料に応じたドライエッチング法またはウェットエッチング法によって実施される。
【０１１６】
また、前記第１通液層除去工程が実施される場合、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１１１ｃが形成された。
【０１１７】
なお、上述の第１および第２実施形態（これらの変形形態を含む）では、Ｘ線用金属格子１（１ａ、１ｂ、１ｃ）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。
【０１１８】
また、上述の第１および第２実施形態（これらの変形形態を含む）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。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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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ＰＥが封孔できる。
【０１２３】
また、上述の第１および第２実施形態（これらの変形形態を含む）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ＴＥＯＳ−ＣＶＤ等の手法で石英膜を形成することによって、また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、保護膜が形成されても良い。
【０１２４】
次に、別の実施形態について説明する。
（第３および第４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）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。
【０１２５】
図１７は、第３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１８は、第４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。
【０１２６】
実施形態のＸ線用タルボ干渉計１００Ａは、図１７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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
このような図１７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。
【０１３２】
一方、タルボ・ロー干渉計１００Ｂは、図１８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１７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。
【０１３３】
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）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）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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
次に、別の実施形態について説明する。
（第５実施形態；Ｘ線撮像装置）
前記Ｘ線用金属格子１（１ａ、１ｂ、１ｃ）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）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。
【０１３６】
図１９は、第５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１９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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
次に、別の実施形態について説明する。
（第６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（たとえば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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
図２０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６実施形態の超音波プローブ製造用型の断面図である。図２１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２２は、図２１に示す金型の断面図である。図２３は、図２１の金型を用いて樹脂型を形成する際の断面図である。図２４は、図２３の樹脂型の断面図である。図２５は、図２４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２６は、図２５のチタン酸ジルコン酸鉛焼結体の断面図である。図２７は、図２６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２８は、図２７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。
【０１５７】
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２０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、前記主面上に通液層１４を備えた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実施形態のＸ線用金属格子１ａ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。
【０１５８】
次に、図２１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２２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）。
【０１５９】
次に、図２３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２４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）。
【０１６０】
次いで、図２５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２６）。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２６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）。
【０１６１】
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２７に示すようにエポキシ樹脂３５３が充填され、その後、図２８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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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】
【０１６４】
ＰＥ  穴
ＣＷ  隔壁
ＡＲ１  第１領域
ＡＲ２  第２領域
１、１ａ、１ｂ、１ｃ  Ｘ線用金属格子（高アスペクト比構造物）
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  格子領域
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ  格子
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ  枠領域
１３  金属基板
１４  通液層
１５  レジスト層（第１レジスト層）
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  穴群層
１３４  凹部
１３７  閉塞穴群層
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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