(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】本発明の製造方法は、基板１３の主面において、後述で形成される複数の第４領域ＡＲ４それぞれに、後述で形成される互いに隣接した第３領域ＡＲ３間に渡る第１レジスト層１３３を設けた複数の第１領域とこれを設けない複数の第２領域とを交互に形成し、複数の第２領域の各表面から複数の穴ＰＥを形成し、複数の第１領域と複数の第２領域との上に、第２レジスト層を設けた複数の第３領域ＡＲ３とこれを設けない複数の第４領域ＡＲ４とを交互に周期的に形成し、エッチング液の中に浸漬することによって、基板１３における複数の第４領域ＡＲ４それぞれに凹部を形成する。ここで、複数の穴ＰＥのうちの少なくとも一部は、第１領域の下方に延びる。【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おいて、後記第２レジスト形成工程で形成される複数の後記第４領域それぞれに、後記第２レジスト形成工程で形成される互いに隣接した後記第３領域間に渡る第１レジスト層を設けた複数の第１領域と前記第１レジスト層を設けない複数の第２領域とを交互に形成する第１レジスト層形成工程と、
前記主面の表面のうちの複数の前記第２領域の各表面から、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、
前記第１レジスト層を設けた複数の前記第１領域と前記複数の穴を形成した複数の前記第２領域との上に、第２レジスト層を設けた複数の第３領域と前記第２レジスト層を設けない複数の第４領域とを交互に周期的に形成する第２レジスト層形成工程と、
エッチング液の中に浸漬することによって、前記基板における複数の前記第４領域それぞれに凹部を形成する凹部形成工程とを備え、
前記穴形成工程で形成される複数の穴のうちの少なくとも一部は、前記第１領域の下方に延びる、
高アスペクト比構造物の製造方法。
【請求項２】
所定の基板の少なくとも一つの主面において、後記第２レジスト形成工程で形成される複数の後記第４領域それぞれに、後記第２レジスト形成工程で形成される互いに隣接した後記第３領域間に渡る第１レジスト層を設けた複数の第１領域と前記第１レジスト層を設けない複数の第２領域とを交互に形成する第１レジスト層形成工程と、
陽極酸化法または陽極化成法によって、前記主面の表面のうちの複数の前記第２領域の各表面から、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、
前記第１レジスト層を設けた複数の前記第１領域と前記複数の穴を形成した複数の前記第２領域との上に、第２レジスト層を設けた複数の第３領域と前記第２レジスト層を設けない複数の第４領域とを交互に周期的に形成する第２レジスト層形成工程と、
エッチング液の中に浸漬することによって、前記基板における複数の前記第４領域それぞれ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。
【請求項３】
前記穴形成工程と前記第２レジスト層形成工程との間に、前記第１レジスト層を除去する第１レジスト層除去工程をさらに備え、
前記第２レジスト層形成工程は、前記第１レジスト層を除去した複数の前記第１領域と前記複数の穴を形成した複数の前記第２領域との上に、第２レジスト層を設けた複数の第３領域と前記第２レジスト層を設けない複数の第４領域とを交互に周期的に形成する、
請求項１または請求項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、
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、
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、
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】
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、互いに隣接する凸部間それぞれに、一方の凸部から他方の凸部に架け渡されている複数の梁部とを備え、
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、
高アスペクト比構造物。
【請求項８】
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７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、
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。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、例えばタルボ干渉計あるいはタルボ・ロー干渉計を応用したＸ線位相イメージングが注目されている。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等が必要になる。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、例えば特許文献１等に、半導体の加工技術を応用した作製方法が提案されている。この特許文献１に開示された製造方法では、ドライエッチング装置を用いてスリット溝（凹部）が形成され、その後、前記スリット溝に金属が埋設される。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】
【０００３】
【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】
【０００４】
ところで、ドライエッチング装置は、高価であり、前記特許文献１に開示された製造方法では、この高価なドライエッチング装置を使う必要があるために、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ドライエッチングする場合には、製造コストがより高くなってしまう。このため、より安価に加工できるウェットエッチングを用いて格子を作る方法が考えられる。しかしながら、この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。
【０００５】
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を提供することである。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】
【０００６】
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おいて、後記第２レジスト形成工程で形成される複数の後記第４領域それぞれに、後記第２レジスト形成工程で形成される互いに隣接した後記第３領域間に渡る第１レジスト層を設けた複数の第１領域と前記第１レジスト層を設けない複数の第２領域とを交互に形成する第１レジスト層形成工程と、前記主面の表面のうちの複数の前記第２領域の各表面から、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、前記第１レジスト層を設けた複数の前記第１領域と前記複数の穴を形成した複数の前記第２領域との上に、第２レジスト層を設けた複数の第３領域と前記第２レジスト層を設けない複数の第４領域とを交互に周期的に形成する第２レジスト層形成工程と、エッチング液の中に浸漬することによって、前記基板における複数の前記第４領域それぞれに凹部を形成する凹部形成工程とを備え、前記穴形成工程で形成される複数の穴のうちの少なくとも一部は、前記第１領域の下方に延びる。
【０００７】
このような高アスペクト比構造物の製造方法では、穴形成工程で形成される複数の穴のうちの少なくとも一部が第１領域の下方に延びるので、エッチング液の中に浸漬することによって凹部を形成する際に、第１領域での基板が前記凹部に架け渡された梁のように部分的に残る。この結果、前記凹部における両側壁が前記部分的に残った第１領域での基板によって支持されるので、上記高アスペクト比構造物の製造方法は、基板をウェットエッチングしてもスティッキングの発生をより低減できる。
【０００８】
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。
【０００９】
本発明の他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おいて、後記第２レジスト形成工程で形成される複数の後記第４領域それぞれに、後記第２レジスト形成工程で形成される互いに隣接した後記第３領域間に渡る第１レジスト層を設けた複数の第１領域と前記第１レジスト層を設けない複数の第２領域とを交互に形成する第１レジスト層形成工程と、陽極酸化法または陽極化成法によって、前記主面の表面のうちの複数の前記第２領域の各表面から、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、前記第１レジスト層を設けた複数の前記第１領域と前記複数の穴を形成した複数の前記第２領域との上に、第２レジスト層を設けた複数の第３領域と前記第２レジスト層を設けない複数の第４領域とを交互に周期的に形成する第２レジスト層形成工程と、エッチング液の中に浸漬することによって、前記基板における複数の前記第４領域それぞれに凹部を形成する凹部形成工程とを備える。
【００１０】
陽極酸化法または陽極化成法によって穴形成工程を実施すると、第２領域の表面から、主面に交差する方向に複数の穴が延び、これら複数の穴のうちの少なくとも一部は、第１領域の下方にも延びる。このため、上記高アスペクト比構造物の製造方法では、エッチング液の中に浸漬することによって凹部を形成する際に、第１領域での基板が前記凹部に架け渡された梁のように部分的に残る。この結果、前記凹部における両側壁が前記部分的に残った第１領域での基板によって支持されるので、上記高アスペクト比構造物の製造方法は、基板をウェットエッチングしてもスティッキングの発生をより低減できる。
【００１１】
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、前記穴形成工程と前記第２レジスト層形成工程との間に、前記第１レジスト層を除去する第１レジスト層除去工程をさらに備え、前記第２レジスト層形成工程は、前記第１レジスト層を除去した複数の前記第１領域と前記複数の穴を形成した複数の前記第２領域との上に、第２レジスト層を設けた複数の第３領域と前記第２レジスト層を設けない複数の第４領域とを交互に周期的に形成する。
【００１２】
これによれば、第１レジスト層を除去した高アスペクト比構造物が製造できる。
【００１３】
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。
【００１４】
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複数の穴を容易に形成できる。
【００１５】
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。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。好ましくは、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。
【００１６】
このような高アスペクト比構造物の製造方法は、凹部にＸ線吸収性材料を埋設することで、第４領域をＸ線吸収部に形成でき、第３領域をＸ線透過部にできる。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、互いに隣接する凸部間それぞれに、一方の凸部から他方の凸部に架け渡されている複数の梁部とを備え、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。
【００２０】
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、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。
【００２１】
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、上述の高アスペクト比構造部をＸ線用金属格子として含む。
【００２２】
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】
【００２３】
本発明にかかる高アスペクト比構造物の製造方法および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。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】
【００２４】
【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線用金属格子の構成を説明するための一部拡大図である。
【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】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４）である。
【図７】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５）である。
【図８】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６）である。
【図９】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１０】第１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１１】第２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１２】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１３】第２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１４】第３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１５】第４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１６】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。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
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、前記格子は、さらに、互いに隣接する凸部間それぞれに、一方の凸部から他方の凸部に架け渡されている複数の梁部を備えている。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。ここでは、以下に、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する。
【００２７】
（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２は、図１に示すＸ線用金属格子の構成を説明するための一部拡大図である。図２は、図１に示す範囲αを側面視した図である。なお、図１では、Ｘ線吸収部１１１に形成される複数の穴部の図示が省略されている。
【００２８】
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１２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１２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。
【００２９】
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。
【００３０】
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１１の格子面ＤｘＤｙに交差する方向に延びる複数の穴ＰＥを備える。これら複数の穴ＰＥは、それぞれ、枝分かれしながら格子面ＤｘＤｙと略直交する方向に延びて良く、あるいは、枝分かれせずに格子面ＤｘＤｙと略直交する方向に延びて良い。互いに隣接する穴ＰＥ間の隔壁は、その厚さが格子面ＤｘＤｙ側から穴ＰＥの底部側に渡って略一定であって良く、あるいは、その厚さが格子面ＤｘＤｙ側より穴ＰＥの底部側の方が薄くなっていて良い。図２に示す例では、これら複数の穴ＰＥは、途中で枝分かれしながら格子面ＤｘＤｙと略直交する方向に延びてＸ線吸収部１１１ａ内に形成され、互いに隣接する穴ＰＥ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ＰＥの底部へ向かうに従って徐々に薄くなっている。
【００３１】
さらに、本実施形態では、これら複数のＸ線吸収部１１１ａ間それぞれに（すなわち、これら複数のＸ線透過部１１２ａそれぞれには）、一方のＸ線吸収部１１１ａから他方のＸ線吸収部１１１ａに架け渡されている複数の梁部１１３が形成されている。図１および図２に示す例では、これら複数の梁部１１３それぞれは、格子面ＤｘＤｙから、前記格子面ＤｘＤｙに直交する方向Ｄｚに所定の長さで形成されている。複数のＸ線吸収部１１１ａ間それぞれに形成される各梁部１１３は、Ｘ線吸収部１１１ａの延びる前記一方向Ｄｘの各位置が同一となるように形成されている。１つのＸ線吸収部１１１ａ間（１つのＸ線透過部１１２ａ）には、１または複数で、好ましくは複数で梁部１１３が形成される。１つのＸ線吸収部１１１ａ間に形成される複数の梁部１１３は、Ｘ線吸収部１１１ａの延びる前記一方向Ｄｘにおいて、等間隔で形成されて良く、不等間隔で形成されて良い。そして、これら複数の梁部１１３それぞれにおける各上面には、層状（膜状）の第１層１１４が形成され、これら複数のＸ線吸収部１１１ａそれぞれにおける各上面には、第２層１１５が形成されている。ここで、この第２層１１５は、梁部１１３の延長上（図１ではＸ線吸収部１１１ａにおいて、梁部１１３の形成領域を方向Ｄｙに伸ばした場合の領域上）では、第１層１１４を介して間接的にＸ線吸収部１１１ａの上面に形成されている。
【００３２】
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。ここで、吸収とは、Ｘ線吸収部１１１ａがＸ線透過部１１２ａより多くのＸ線を吸収することをいい、透過とは、Ｘ線透過部１１２ａがＸ線吸収部１１１ａより多くのＸ線を透過することをいう。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。あるいは、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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おいて、後記第２レジスト形成工程で形成される複数の後記第４領域それぞれに、後記第２レジスト形成工程で形成される互いに隣接した後記第３領域間に渡る第１レジスト層を設けた複数の第１領域と前記第１レジスト層を設けない複数の第２領域とを交互に形成する第１レジスト層形成工程と、前記主面の表面のうちの複数の前記第２領域の各表面から、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、前記第１レジスト層を設けた複数の前記第１領域と前記複数の穴を形成した複数の前記第２領域との上に、第２レジスト層を設けた複数の第３領域と前記第２レジスト層を設けない複数の第４領域とを交互に周期的に形成する第２レジスト層形成工程と、エッチング液の中に浸漬することによって、前記基板における複数の前記第４領域それぞれに凹部を形成する凹部形成工程とを備える。そして、前記穴形成工程では、前記穴形成工程で形成される複数の穴のうちの少なくとも一部は、前記第１領域の下方に延びる。以下、本実施形態では、一例として前記凹部がスリット溝である１次元格子の前記Ｘ線用金属格子１ａの製造方法について、詳述する。
【００３５】
図３ないし図８は、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である。図３Ａおよび図３Ｂを１組として一区切りの製造工程が模式的に説明されており、図３Ａは、図３Ｂの断面図であり、図３Ｂは、上面図である。図３Ｃおよび図３Ｄを１組として一区切りの製造工程が模式的に説明されており、図３Ｃは、図３Ｄの断面図であり、図３Ｄは、上面図である。図４Ａないし図４Ｃを１組として一区切りの製造工程が模式的に説明されており、図４Ａは、図４Ｂの断面図であり、図４Ｂは、上面図であり、図４Ｃは、斜視図である。図５ないし図８において、図Ａないし図Ｄを１組として各一区切りごとに製造工程が模式的に説明されており、図Ａは、図Ｂに示すＩ−Ｉ断面線での断面図であり、図Ｂは、上面図であり、図Ｃは、図Ｂに示すＩＩ−ＩＩ断面線での断面図であり、図Ｄは、斜視図である。図９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。
【００３６】
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および図３Ｂ）。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ＰＥ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。
【００３７】
次に、この金属基板１３の少なくとも一つの主面において、後述の第２レジスト形成工程で形成される複数の後述の第４領域ＡＲ４それぞれに、第２レジスト形成工程で形成される互いに隣接した後述の第３領域ＡＲ３間に渡る第１レジスト層１３３を設けた複数の第１領域ＡＲ１と前記第１レジスト層１３３を設けない複数の第２領域ＡＲ２とが交互に形成される（第１レジスト層形成工程）。
【００３８】
より詳しくは、この第１レジスト形成工程では、まず、金属基板１３の両主面それぞれに保護膜（第１保護膜）１３１、１３２が形成される（第１レジスト層形成工程における保護膜形成工程（第１保護膜形成工程）、図３Ｃおよび図３Ｄ）。第１および第２領域ＡＲ１、ＡＲ２それぞれを規定するために、金属基板１３の両主面において、これら第１および第２領域ＡＲ１、ＡＲ２を規定する主面のみに保護膜１３１が形成されて良いが、本実施形態では、後述の穴形成工程で金属基板１３の一方の主面のみに複数の穴ＰＥを形成するために、両主面に保護膜１３１、１３２が形成される。例えば、保護膜１３１、１３２として石英（二酸化ケイ素、ＳｉＯ２）膜１３１、１３２が形成される。この石英膜１３１、１３２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、１３２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、１３２が形成される。
【００３９】
なお、上述では、保護膜１３１、１３２は、石英膜１３１、１３２であったが、これに限定されるものではない。保護膜１３１、１３２は、陽極酸化法（または陽極化成法）の実施の際に、該陽極酸化法（または該陽極化成法）で用いられる溶液に抗して金属基板１３を保護する第１レジスト層１３３として機能するので、保護膜１３１、１３２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。
【００４０】
次に、この第１レジスト層形成工程において、金属基板１３における一方の主面に形成された保護膜１３１がパターニングされ、第１および第２領域ＡＲ１、ＡＲ２が規定される（第１レジスト層形成工程における領域規定工程（第１領域規定工程）、図４Ａないし図４Ｃ）。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、保護膜１３１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保護膜１３１が除去される。より具体的には、保護膜１３１上に所定のフォトレジストが塗布され、前記フォトレジストに所定のリソグラフィーマスクを押し当てて、前記フォトレジスト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、前記フォトレジスト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）のフォトレジストが除去される。このフォトレジストをマスクとして、例えばＣＨＦ３ガスを用いたドライエッチングによって保護膜１３１がパターニングされ、例えば酸素アッシングによって、保護膜１３１上に残る前記フォトレジストが除去される。これにより金属基板１３には、保護膜１３１を残置して第１レジスト層１３３として設けた第１領域ＡＲ１と、保護膜１３１（第１レジスト層１３３）を除去した第２領域ＡＲ２とが形成される。第１領域ＡＲ１は、少なくとも梁部１１３に対応する領域に設定される。一例として本実施形態では、１つのＸ線吸収部１１１ａ間（１つのＸ線透過部１１２ａ）に前記一方向Ｄｘに沿って等間隔で複数の梁部１１３を形成するために、ピッチ（周期長）１０μｍ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１レジスト層１３３として保護膜１３１の残るラインアンドスペースパターンが形成される。なお、上述したように、１つのＸ線吸収部１１１間に前記一方向Ｄｘに沿って不等間隔で複数の梁部１１３を形成しても良いので、必ずしも周期的である必要はなく、また、デューティ比も必ずしも５０％である必要はない。後述する各工程によって第１レジスト層１３３に起因して梁部１１３が形成されるので、前記一方向Ｄｘに沿った第１レジスト層１３３の長さ（幅）（第１領域の長さ（幅））および個数は、ウェットエッチング法でスティッキングを防止するために梁部１１３に要求される性能に応じて適宜に設定される。
【００４１】
なお、石英膜１３１の保護膜１３１に代え、前記フォトレジストが用いられても良い。この場合では、金属基板１３の両主面に保護膜１３１、１３２として前記フォトレジストが塗布され、一方の主面に形成された保護膜１３１としての前記フォトレジストが例えばラインアンドスペースパターンでパターニングされ、第１および第２領域ＡＲ１、ＡＲ２が形成される。
【００４２】
次に、主面の表面のうちの複数の第２領域ＡＲ２の各表面から、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５Ａないし図５Ｄ）。より具体的には、本実施形態では、前記穴形成工程は、陽極酸化法（または陽極化成法）によって実施される。陽極酸化法（または陽極化成法）の実施によって、この穴形成工程で形成される複数の穴ＰＥのうちの少なくとも一部は、第１領域ＡＲ１の下方に延びる。
【００４３】
この陽極酸化法（または陽極化成法）による穴形成工程では、一例では、図９に示すように、第１レジスト層１３３によって第１および第２領域ＡＲ１、ＡＲ２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（第１および第２領域ＡＲ１、ＡＲ２を形成した面）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における複数の第２領域ＡＲ２の各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。一例では、約６０Ｖの直流電圧で、約１８時間、通電が実施された。これによって、表面において、互いに隣接する穴ＰＥにおける中心間の平均距離が約１５０ｎｍであって、直径が約４０ｎｍであって、深さ（方向Ｄｚに沿った長さ）が約１２０μｍである複数の穴ＰＥが形成された。一方、前記通電の実施によって、第１領域ＡＲ１では、金属基板１３の表面上に第１レジスト層１３３が設けられているので、金属基板１３における複数の第１領域ＡＲ１の各表面から穴ＰＥは、形成されない。しかしながら、例えば図５Ａおよび図５Ｄに示すように、金属基板１３における第２領域ＡＲ２の表面から内部に向かって穴ＰＥが形成されるに従って、前記穴ＰＥが途中で分岐して第１領域ＡＲ１の下方にも延びる。一例では、金属基板１３における第２領域ＡＲ２の表面から内部に向かって約１０μｍも穴ＰＥが伸びると、分岐して第１領域ＡＲ１の下方に回り込み、その後、第１領域ＡＲ１の下方で略垂直下方に穴ＰＥが伸びる。
【００４４】
なお、陽極酸化法（または陽極化成法）では、互いに隣接する穴ＰＥ間の隔壁厚さは、電圧に比例する。このため、通電開始時の第１印加電圧Ｖ１より通電終了時の第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）が実施されても良い。これによって互いに隣接する穴ＰＥ間の隔壁厚さが、前記主面側より前記穴ＰＥの底部側の方が薄くなる。
【００４５】
次に、第１レジスト層１３３を設けた複数の第１領域ＡＲ１と複数の穴ＰＥを形成した複数の第２領域ＡＲ２との上に、第２レジスト層１３５を設けた複数の第３領域ＡＲ３と前記第２レジスト層１３５を設けない複数の第４領域ＡＲ４とが交互に周期的に形成される（第２レジスト層形成工程）。
【００４６】
より詳しくは、この第２レジスト形成工程では、まず、第１レジスト層１３３を設けた複数の第１領域ＡＲ１と複数の穴ＰＥを形成した複数の第２領域ＡＲ２との上に、保護膜（第２保護膜）１３４が形成される（第２レジスト層形成工程における保護膜形成工程（第２保護膜形成工程）、図６Ａないし図６Ｄ）。例えば、保護膜１３４としてシリコン膜１３４が例えばスパッタ法によって所定の厚さ（例えば５００ｎｍ等）で形成される。このスパッタ法は、いわゆるステップカバレッジ（Ｓｔｅｐ  Ｃｏｖｅｒａｇｅ、段差被覆性）に優れているので、第２領域ＡＲ２に形成された複数の穴ＰＥを埋めることなく第１および第２領域ＡＲ１、ＡＲ２上にシリコン膜１３４が形成できる。
【００４７】
次に、この第２レジスト層形成工程において、第１および第２領域ＡＲ１、ＡＲ２上に形成された保護膜１３４がパターニングされ、周期的に交互に第３および第４領域ＡＲ３、ＡＲ４が規定される（第２レジスト層形成工程における領域規定工程（第２領域規定工程）、図７Ａないし図７Ｄ）。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、保護膜１３４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保護膜１３４が除去される。より具体的には、保護膜１３４上に所定のフォトレジストが塗布され、前記フォトレジストに所定のリソグラフィーマスクを押し当てて、前記フォトレジスト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、前記フォトレジスト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）のフォトレジストが除去される。このフォトレジストをマスクとして、例えばＳＦ６ガスを用いたドライエッチングによって保護膜１３４がパターニングされ、例えば酸素アッシングによって、保護膜１３４上に残る前記フォトレジストが除去される。これにより金属基板１３には、保護膜１３４を残置して第２レジスト層１３５として設けた第３領域ＡＲ３と、保護膜１３４（第２レジスト層１３５）を除去した第４領域ＡＲ４とが交互に周期的に形成される。第３および第４領域ＡＲ３、ＡＲ４は、格子を形成するように設定される。そして、互いに隣接する第３領域ＡＲ３間に第１領域ＡＲ１が渡されるように、第３領域ＡＲ３の延びる方向（長尺方向）と第１領域ＡＲ１の延びる方向（長尺方向）とが交差するように、一例として本実施形態では略直交するように、第３および第４領域ＡＲ３、ＡＲ４は、設定される。一例として本実施形態では、Ｘ線金属格子を形成するために、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１３５として保護膜１３４の残るラインアンドスペースパターンが形成される。
【００４８】
なお、シリコン膜１３４の保護膜１３４に代え、ドライフィルムレジストが用いられ、前記フォトレジストとして兼用されても良い。この場合では、第１および第２領域ＡＲ１、ＡＲ２上にドライフィルムレジストが貼付され、一方の主面に形成された保護膜１３４としての前記ドライフィルムレジストが例えばラインアンドスペースパターンでパターニングされ、第３および第４領域ＡＲ３、ＡＲ４が形成される。
【００４９】
次に、エッチング液の中に浸漬することによって、金属基板１３における複数の第４領域ＡＲ４それぞれに凹部１３７が形成される（凹部形成工程、図８Ａないし図８Ｄ）。前記エッチング液には、穴ＰＥに浸透し、互いに隣接する穴ＰＥ間の隔壁を好適に溶解する溶液が利用される。
【００５０】
本実施形態では、金属基板１３は、上述したようにアルミニウム（Ａｌ）で形成され、陽極酸化法によって酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、アルミナ）に化学変化するので、エッチング液としてリン酸液が利用される。より具体的には、前記第２レジスト層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、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、第２レジスト層１３５で被覆されずに露出している第４領域ＡＲ４における各穴ＰＥに、リン酸液が浸透する。その後、リン酸液は、穴ＰＥ内で、等方的に、互いに隣接する穴ＰＥ間の隔壁をエッチングし、第４領域ＡＲ４にスリット溝状の凹部１３７が形成される。この際に、互いに隣接する第３領域ＡＲ３間における第１領域ＡＲ１（第４領域ＡＲ４での第１領域ＡＲ１）では、第１レジスト層１３３によって穴形成工程で穴ＰＥが形成されていないので、第１レジスト層１３３の直下ではリン酸液によってエッチングされない。その一方で、上述したように、穴形成工程によって第１領域ＡＲ１の下方では、穴ＰＥが回り込んでいるので、リン酸液によってエッチングされる。この結果、図８Ａおよび図８Ｄに示すように、第１領域ＡＲ１に対応する金属基板１３の一部分１３６が、凹部１３７に架け渡されるように略柱状に残る。
【００５１】
このような各製造工程を経ることによって、凹部形成工程で第２レジスト層１３５によって保護されて残存した第３領域ＡＲ３に対応する金属基板１３の一部分１３８が格子１１ａのＸ線吸収部１１１ａ（またはＸ線位相部）となり、第４領域ＡＲ４に形成された凹部１３７が格子１１ａのＸ線透過部１１２ａとなり、第１領域ＡＲ１に残った金属基板１３の一部分１３６が梁部１１３となり、第１領域ＡＲ１の第１レジスト層１３３が第１層１１４となり、第３領域ＡＲ３の第２レジスト層１３５が第２層となり、図１に示す構成のＸ線用金属格子１ａが製造される。なお、第２レジスト層１３５は、Ｘ線吸収部１１１ａの頂部を保護する保護膜として機能するが、除去されても良い。
【００５２】
従来の通常のウェットエッチングでは、例えば図１６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高アスペクト比構造物の製造方法は、エッチング液の中に浸漬することによって、第１領域ＡＲ１に対応する金属基板１３の一部分１３６が梁部１１３として残るので、この梁部１１３によって凹部１３７における両測壁が支持され、金属基板１３をウェットエッチングしてもスティッキングの発生をより低減できる。
【００５３】
上記高アスペクト比構造物の製造方法は、陽極酸化法または陽極化成法によって穴形成工程を実施するので、第２領域ＡＲ２の表面から、主面に交差する方向に複数の穴ＰＥが延び、これら複数の穴ＰＥのうちの少なくとも一部が、第１領域ＡＲ１の下方にも延びる。このため、上記高アスペクト比構造物の製造方法では、エッチング液の中に浸漬することによって凹部１３７を形成する際に、第１領域ＡＲ１での金属基板１３の一部分１３６が前記凹部１３７に架け渡された梁のように部分的に残すことができる。
【００５４】
そして、上記高アスペクト比構造物の製造方法によって製造される高アスペクト比構造物は、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。
【００５５】
図１０は、第１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１１は、第２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。なお、図１１では、Ｘ線透過部１１２に形成される複数の穴部の図示が省略されている。図１２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。
【００５６】
なお、上述では、第１領域ＡＲ１に第１レジスト層１３３が設けられているが、この第１レジスト層１３３は、除去されても良い。この場合では、穴形成工程と第２レジスト層形成工程との間に、第１レジスト層１３３を除去する第１レジスト層除去工程がさらに実施される。第１レジスト層１３３を形成する物質（材料）に応じた適宜な公知の手法によって第１レジスト層１３３が除去される。ここで、凹部形成工程では、第１レジスト層１３３が除去されているので、第１領域ＡＲ１の金属基板１３がエッチングされる虞がある。しかしながら、凹部形成工程で用いられるエッチング液は、互いに隣接する穴ＰＥ間の隔壁を溶解する程度の溶解力で良いので、第１領域ＡＲ１の金属基板１３は、梁部１１３の機能を損なうほどエッチングされない。本実施形態では、８ｖｏｌ％のリン酸液は、数十ｎｍ程度の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、アルミナ）を溶解する溶解力しかないので、互いに隣接する穴ＰＥ間の隔壁を十分に溶解する一方、第１領域ＡＲ１のアルミニウムは、ほとんど影響されない。
【００５７】
このような製造工程では、例えば、図１０に示すＸ線用金属格子１ｂが製造される。このＸ線用金属格子１ｂは、格子領域１０ｂおよび枠領域１２を備える。このＸ線用金属格子１ｂの枠領域１２は、上述のＸ線用金属格子１ａの枠領域１２と同様であるので、その説明を省略する。格子領域１０ｂは、格子１１ａを形成した領域であり、格子１１ａは、複数のＸ吸収部１１１ａと、複数のＸ線透過部１１２ａと、複数の梁部１１３とを備える。これらＸ線用金属格子１ｂにおける複数のＸ吸収部１１１ａ、複数のＸ線透過部１１２ａおよび複数の梁部１１３は、それぞれ、上述のＸ線用金属格子１ａにおける複数のＸ吸収部１１１ａ、複数のＸ線透過部１１２ａおよび複数の梁部１１３と同様であるので、その説明を省略する。そして、Ｘ線用金属格子１ｂでは、これら複数の梁部１１３それぞれにおける各上面には、層状（膜状）の第１層１１４が形成されず、これら複数のＸ線吸収部１１１ａそれぞれにおける各上面に、第２層１１５が形成されている。
【００５８】
また、上述の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１３７それぞれは、Ｘ線透過部１１２ａとして機能し、前記複数の凹部１３７の形成によって残った第３領域ＡＲ３に対応する金属基板の一部分１３８それぞれは、Ｘ線吸収部（またはＸ線位相部）１１１ａとして機能したが、前記複数の凹部１３７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１３７それぞれは、Ｘ線吸収部（またはＸ線位相部）１１１ａと同様に機能し、前記複数の凹部１３７の形成によって残った第３領域ＡＲ３に対応する金属基板の一部分１３８それぞれは、Ｘ線透過部１１２ａと同様に機能しても良い。
【００５９】
上述のＸ線用金属格子１ａに対し、前記複数の凹部１３７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１１に示されている。ここでは、Ｘ線用金属格子１ｃは、Ｘ線用金属格子１ａに対する変形形態であるが、Ｘ線用金属格子１ｂに対する変形形態のＸ線用金属格子１ｃ（図略）も、同様に、説明でき、構成できる。
【００６０】
このＸ線用金属格子１ｃは、図１１に示すように、格子領域１０ｃおよび枠領域１２を備える。このＸ線用金属格子１ｃの枠領域１２は、上述のＸ線用金属格子１ａの枠領域１２と同様であるので、その説明を省略する。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、複数の梁部１１３と、第１層１１４と、第２層１１５とを備える。
【００６１】
上述の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）である。一方、この変形形態における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。この変形形態のＸ線用金属格子１ｃにおける複数の梁部１１３、第１層１１４および第２層１１５は、それぞれ、上述のＸ線用金属格子１ａにおける複数の梁部１１３、第１層１１４および第２層１１５と同様であるので、その説明を省略する。
【００６２】
このようなＸ線用金属格子１ｃは、第１実施形態で説明した上述の第１レジスト層形成工程、穴形成工程、第２レジスト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。
【００６３】
このＸ線吸収性材料埋設工程では、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、スリット溝状の前記凹部１３７に埋められる。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。
【００６４】
より具体的には、電鋳法（電気メッキ法）によって、第２金属が複数の前記凹部１３７それぞれに埋設される。特に、上述では、前記凹部１３７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１３７に埋設できる。より詳しくは、図１２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１３７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１３７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１３７それぞれを埋め、凹部１３７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。
【００６５】
このような各製造工程を経ることによって、図１１に示す構成のＸ線用金属格子１ｃが製造される。
【００６６】
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１３７にＸ線吸収性材料を埋設することで、前記第４領域ＡＲ４に対応する部分をＸ線吸収部１１１ｃに形成でき、前記第３領域ＡＲ３に対応する部分をＸ線透過部１１２ｃにできる。
【００６７】
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。
【００６８】
また、電鋳法で前記凹部１３７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１３７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１１ｃに接着されても良い。
【００６９】
また、これら上述では、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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
また、これら上述では、予め他方の主面に石英膜からなる保護膜１３２を形成することで、陽極酸化法または陽極化成法による複数の穴ＰＥ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、穴形成工程で一方および他方の両主面に複数の穴ＰＥが形成されても良い。この場合、両面に複数の穴ＰＥを形成した後、格子１１を形成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。
【００７４】
次に、別の実施形態について説明する。
（第２および第３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、高アスペクト比で格子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Ｘ線用金属格子１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。
【００７５】
図１３は、第２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１４は、第３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。
【００７６】
実施形態のＸ線用タルボ干渉計１００Ａは、図１３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（１ａ、１ｂ、１ｃ）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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
このような図１３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。
【００８２】
一方、タルボ・ロー干渉計１００Ｂは、図１４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１３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。
【００８３】
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（１ａ、１ｂ、１ｃ）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、１１２ａ、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、１１１ａ、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。
【００８４】
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。
【００８５】
次に、別の実施形態について説明する。
（第４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。
【００８６】
図１５は、第４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１５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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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等である。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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】
【０１０５】
ＰＥ  穴
ＡＲ１  第１領域
ＡＲ２  第２領域
ＡＲ３  第３領域
ＡＲ４  第４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、１１ｃ  格子
１２  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
１１３  梁部
２００  Ｘ線撮像装置
【図１】
2019144299.tif 000003
【図２】
2019144299.tif 000004
【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】
2019144299.tif 000012
【図１１】
2019144299.tif 000013
【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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