(57)【要約】【課題】  湾曲した遮蔽格子であって、製造の際に破損が起こりにくい構造を有する遮蔽格子及び、該遮蔽格子の製造方法を提供すること。【解決手段】  Ｘ線遮蔽格子１は、基板２と、複数の凹部３と、凹部に配置された金属４とを有する。Ｘ線遮蔽格子は、複数の凹部の配列方向に湾曲した湾曲領域５を有し、湾曲領域の曲率半径は２００ｍｍ以下である。湾曲領域５において、複数の凹部のうち、隣り合う２つの凹部に挟まれた領域の幅の最大値が、隣り合う２つの凹部に挟まれた領域の幅の最小値の３倍以下である。また、湾曲領域の端部７における基板の幅を、端部が基板の一部であるとき、端部から金属までの最短距離とし、端部が金属の一部であるとき、０とするとき、湾曲領域の端部における基板の幅が、最小値の３倍以下である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の凹部が配列された基板と、前記複数の凹部のそれぞれに配置された金属とを備えるＸ線遮蔽格子であって、
前記複数の凹部の配列方向に湾曲した湾曲領域を有し、
前記湾曲領域の曲率半径は２００ｍｍ以下であり、
前記湾曲領域において、
前記複数の凹部のうち、隣り合う２つの凹部に挟まれた領域の幅の最大値が、
前記隣り合う２つの凹部に挟まれた領域の幅の最小値の３倍以下であり、
前記湾曲領域の端部における前記基板の幅を、
前記端部が前記基板の一部であるとき、前記端部から前記金属までの最短距離とし、
前記端部が前記金属の一部であるとき、０とするとき、
前記湾曲領域の端部における前記基板の幅が、
前記最小値の３倍以下であることを特徴とするＸ線遮蔽格子。
【請求項２】
前記湾曲領域の端部における前記基板の幅を、
前記端部が前記金属を有さないとき、前記端部から前記金属までの最短距離とし、
前記端部が前記金属の一部を有すとき、０とするとき、
前記湾曲領域の端部における前記基板の幅が、
前記隣り合う２つの凹部に挟まれた領域の幅の最大値以下であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線遮蔽格子。
【請求項３】
前記基板は、前記湾曲領域と接する外枠領域を有し、
前記外枠領域の曲率半径は２００ｍｍより大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線遮蔽格子。
【請求項４】
前記湾曲領域は、前記配列方向と垂直な方向にも湾曲していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＸ線遮蔽格子。
【請求項５】
前記基板はシリコンまたはガラスであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＸ線遮蔽格子。
【請求項６】
複数の凹部が配列された基板と、前記複数の凹部のそれぞれに配置された金属とを備える部分遮蔽格子を複数備えるＸ線遮蔽格子であって、
部分遮蔽格子のそれぞれは、
前記複数の凹部の配列方向に湾曲した湾曲領域を有し、
前記湾曲領域の曲率半径は２００ｍｍ以下であり、
前記湾曲領域において、
前記複数の凹部のうち、隣り合う２つの凹部に挟まれた領域の幅の最大値が、
前記隣り合う２つの凹部に挟まれた領域の幅の最小値の３倍以下であり、
前記湾曲領域の端部における前記基板の幅を、
前記端部が前記基板の一部であるとき、前記端部から前記金属までの最短距離とし、
前記端部が前記金属の一部であるとき、０とするとき、
前記湾曲領域の端部における前記基板の幅が、
前記最小値の３倍以下であり、
複数の前記部分遮蔽格子は、前記部分遮蔽格子の周期方向同士が交差するように積層されていることを特徴とするＸ線遮蔽格子。
【請求項７】
前記複数の部分遮蔽格子の前記湾曲領域の曲率半径同士が互いに異なることを特徴とする請求項６に記載のＸ線遮蔽格子。
【請求項８】
前記曲率半径が大きい方の前記部分遮蔽格子の湾曲の内側に前記曲率半径が小さい方の前記部分遮蔽格子が配置されていることを特徴とする請求項７に記載のＸ線遮蔽格子。
【請求項９】
Ｘ線源からの発散Ｘ線を分割する線源格子と、
前記線源格子からのＸ線を回折することにより干渉パターンを形成する回折格子と、
前記干渉パターンを形成するＸ線を検出する検出器とを備え、
前記線源格子は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のＸ線遮蔽格子であることを特徴とするＸ線トールボット干渉計。
【請求項１０】
前記干渉パターンを形成するＸ線の一部を遮蔽する分析格子を備え、
前記検出器は前記分析格子からのＸ線を検出することで、前記干渉パターンを形成するＸ線を検出することを特徴とする請求項９に記載のＸ線トールボット干渉計。
【請求項１１】
Ｘ線源からの発散Ｘ線を回折することにより干渉パターンを形成する回折格子と、
前記干渉パターンを形成するＸ線の一部を遮蔽する分析格子と、
前記分析格子からのＸ線を検出する検出器とを備え、
前記分析格子は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のＸ線遮蔽格子であることを特徴とするＸ線トールボット干渉計。
【請求項１２】
Ｘ線源と線源格子とを有し、前記線源格子は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のＸ線遮蔽格子であることを特徴とするトールボット・ロー干渉計用のＸ線照射手段。
【請求項１３】
複数の凹部が配列され、前記複数の凹部のそれぞれに金属が配置された基板の少なくとも端部を切断する工程と、
前記端部が切断された基板を前記複数の凹部の配列方向に湾曲させる工程と、を有し、
前記湾曲させる工程は、前記端部が切断された基板の少なくとも一部が、曲率半径が２００ｍｍ以下の湾曲領域になるように、前記端部が切断された基板を湾曲させ、
前記湾曲領域において、
前記複数の凹部のうち隣り合う２つの凹部に挟まれた領域の幅の最大値が、
前記隣り合う２つの凹部に挟まれた領域の幅の最小値の３倍以下であり、
前記湾曲領域の端部における前記基板の幅を、
前記端部が前記基板の一部であるとき、前記端部から前記金属までの最短距離とし、
前記端部が前記金属の一部であるとき、０とするとき、
前記端部を切断する工程において、
前記湾曲領域の端部における前記基板の幅が、前記複数の凹部のうち隣り合う２つの凹部に挟まれた領域の幅の最小値の３倍以下になるように前記端部を切断することを特徴とするＸ線遮蔽格子の製造方法。
【請求項１４】
前記端部を切断する工程において、
前記湾曲領域の端部における前記基板の幅が、前記領域における前記隣り合う２つの凹部に挟まれた領域の幅の最大値よりも小さくなるように前記端部を切断することを特徴とする請求項１３に記載のＸ線遮蔽格子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線遮蔽格子および該Ｘ線遮蔽格子を備えたＸ線トールボット干渉計に関する。
【背景技術】
【０００２】
周期構造を有する構造体からなる格子は光学素子として様々な機器に利用されている。特に、Ｘ線吸収率が高い金属で形成される格子は、Ｘ線遮蔽格子として物体の非破壊検査や、医療分野に用いられている。
【０００３】
Ｘ線遮蔽格子の用途の一つとして、Ｘ線のトールボット干渉計における遮蔽格子があげられる。Ｘ線トールボット干渉計を用いた撮像方法（Ｘ線トールボット干渉法）は、被検体によるＸ線の位相変化を利用して被検体の情報を取得する方法の一つである。
【０００４】
Ｘ線トールボット干渉法について簡単に説明をする。Ｘ線トールボット干渉計では、空間的に可干渉なＸ線が、Ｘ線を回折する回折格子と被検体を通過して干渉パターンを形成する。その干渉パターンが形成される位置に、Ｘ線を周期的に遮蔽する遮蔽格子を配置してモアレを形成する。このモアレを検出器によって検出し、その検出結果を用いて被検体の情報を取得する。
【０００５】
Ｘ線トールボット干渉法に用いられる一般的なＸ線遮蔽格子は、Ｘ線透過部とＸ線遮蔽部とが周期的に配列している構造を有する。Ｘ線遮蔽部は、例えば金のような、Ｘ線吸収率が高い金属からなる高アスペクト比（アスペクト比とは、構造体の高さまたは深さｈと横幅ｗの比（ｈ／ｗ）である。）な構造体で形成されることが多い。
【０００６】
また、このような構造を有する遮蔽格子は、上述のように干渉パターンを形成するＸ線の一部を遮蔽してモアレを形成するためではなく、Ｘ線の空間的な可干渉性を向上させるために用いられることがある。このように用いられる遮蔽格子は、線源格子（又は光源格子）と呼ばれる。尚、干渉パターンが形成される位置に配置される遮蔽格子は、分析格子と呼ばれることもある。Ｘ線の干渉性を向上させるために用いられる線源格子も、モアレを形成するために用いられる分析格子も、Ｘ線遮蔽格子であるため、本明細書では両者を区別する際は線源格子または分析格子と呼び、両者を同時に指すときはＸ線遮蔽格子と呼ぶこととする。また、本明細書において、単に、透過部、遮蔽部、遮蔽格子というときは、それぞれ、Ｘ線透過部、Ｘ線遮蔽部、Ｘ線遮蔽格子のことを指す。
【０００７】
線源格子をＸ線源と回折格子の間に配置すると、仮想的に微小焦点Ｘ線源が配列した状態を作り出すことができる。Ｘ線源の焦点（Ｘ線発生部）が小さい方がそのＸ線源から発生するＸ線の空間的な可干渉性が高いため、このように線源格子を用いることによりＸ線の空間的な可干渉性を向上させることができる。尚、このように仮想的に微小焦点Ｘ線源が配列した状態を作り出して行うトールボット干渉法は、トールボット・ロー干渉法と呼ばれ、線源格子を用いないトールボット干渉法と区別されることがあるが、トールボット干渉法の一種である。
【０００８】
平面状の遮蔽格子では放射光施設で用いられるような、平行光（平行Ｘ線）を用いてトールボット干渉法を扱う場合には有効である。しかし、実験室でのＸ線管のように、発散光（発散Ｘ線）を出射するＸ線源を用いたトールボット干渉法では光軸（Ｘ線軸）から離れるに従って、Ｘ線の進行方向と遮蔽部の高さ方向とがずれてしまい、いわゆる、ケラレが生じる。それにより、遮蔽格子を透過させたいＸ線までも遮蔽されてしまい、十分なＸ線の透過コントラストが得られなかったり、検出器に到達するＸ線量が低下したりするという課題がある。これらにより、光軸から離れた周辺の領域では検出器で検出されるＸ線の強度分布のコントラストが低下する。
【０００９】
特許文献１には、トールボット干渉計に用いられる線源格子と回折格子と分析格子の少なくともいずれかを湾曲させることにより、Ｘ線の進行方向と遮蔽部の高さ方向とを一致させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−２０６０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、遮蔽格子を外部から力を加え湾曲させると、遮蔽格子の曲率半径によっては、遮蔽格子に加わる曲げ応力が破壊応力を上回り、遮蔽格子が破損してしまうことがあるという課題が本発明の発明者によって見出された。
【００１２】
そこで本発明は、湾曲した遮蔽格子であって、製造の際に破損が起こりにくい構造を有するＸ線遮蔽格子及び、該Ｘ線遮蔽格子を備えるＸ線トールボット干渉計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一側面としてのＸ線遮蔽格子は、複数の凹部が配列された基板と、前記複数の凹部のそれぞれに配置された金属とを備えるＸ線遮蔽格子であって、前記複数の凹部の配列方向に湾曲した湾曲領域を有し、前記湾曲領域の曲率半径は２００ｍｍ以下であり、前記湾曲領域において、前記複数の凹部のうち、隣り合う２つの凹部に挟まれた領域の幅の最大値が、前記隣り合う２つの凹部に挟まれた領域の幅の最小値の３倍以下であり、前記湾曲領域の端部における前記基板の幅を、前記端部が前記基板の一部であるとき、前記端部から前記金属までの最短距離とし、前記端部が前記金属の一部であるとき、０とするとき、前記湾曲領域の端部における前記基板の幅が、前記最小値の３倍以下であることを特徴とする。
【００１４】
本発明のその他の側面については、以下で説明する実施の形態で明らかにする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、湾曲した遮蔽格子であって、製造の際に破損が起こりにくい構造を有するＸ線遮蔽格子及び、該Ｘ線遮蔽格子を備えるＸ線トールボット干渉計を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る断面図。
【図２】実施形態について説明をする斜視図。
【図３】曲率半径の定義を説明する図。
【図４】実施例１に係るＸ線遮蔽格子の製造方法について説明をする図である。
【図５】実施例１に係るＸ線遮蔽格子の製造方法について説明をする図である。
【図６】実施例２に係るＸ線遮蔽格子の製造方法について説明をする図である。
【図７】実施例３に係るＸ線遮蔽格子の製造方法について説明をする図である。
【図８】実施例４に係るトールボット・ロー干渉計の模式図。
【図９】比較形態に係る図。
【図１０】比較例１に係る図。
【図１１】実施例５に係るＸ線遮蔽格子の図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本実施形態に係るＸ線遮蔽格子は、複数の凹部が配列された基板と、複数の凹部のそれぞれに配置された金属とを備える。Ｘ線遮蔽格子は、Ｘ線源側からみて複数の凹部が配列されるように（つまり、凹部の高さ方向とＸ線の進行方向とがほぼ一致するように）配置される。そして、凹部に配置された金属が、遮蔽部として機能し、隣り合う２つの凹部に挟まれた部分（以下、凸部と呼ぶことがある）と、基板の端面と凹部とに挟まれた部分が透過部として機能する。
【００１８】
また、Ｘ線遮蔽格子は、複数の凹部の配列方向に湾曲した湾曲領域を有し、この湾曲領域の曲率半径は２００ｍｍ以下である。尚、湾曲領域の曲率半径とは、複数の凹部の配列方向に湾曲領域を切断した際の断面における、湾曲の外側の基板表面の曲率半径のことを指す。
【００１９】
本実施形態のＸ線遮蔽格子の湾曲領域において、凸部の幅の最大値は凸部の幅の最小値の３倍以下である。凸部の幅が大きいと、該凸部と、該凸部に接する凹部との間に曲げ応力が集中しやすい。本発明者らが検討したところ、基板としてシリコン基板又はガラス基板を用いたとき、特に湾曲領域の曲率半径を２００ｍｍ以下にすると、このような曲げ応力の集中により、基板が破損しやすい傾向があることが分かった。加えて、本発明者らの更なる検討により、湾曲領域における凸部の幅の最大値を凸部の幅の最小値の３倍以下とすると、湾曲領域の曲率半径を２００ｍｍ以下にしても基板の破損が生じにくくなることが分かった。これは、湾曲領域における凸部の幅の最大値を凸部の幅の最小値の３倍以下とすると、曲げ応力が局所的に集中することが抑制され、湾曲領域全体の各凸部と各凹部との間に分散することによるものと考えられる。
【００２０】
図９は比較形態のＸ線遮蔽格子１１である。図９のＸ線遮蔽格子１１は、基板１２の端にまでは凹部を形成せず、基板１２の端部１７における基板の幅Ｗｐは、その他の凸部１６の幅の最小値の３倍よりも大きい。また、各凹部には金属１４が配置されている。このようなＸ線遮蔽格子１１を湾曲させると、基板のうち、端部１７から該端部に最も近い凹部までの基板の領域と該端部に最も近い凹部との間１３に曲げ応力が集中し、曲率半径を２００ｍｍ以下にすると基板２が曲げ応力により割れやすくなる。
【００２１】
本実施形態のＸ線遮蔽格子は、湾曲領域の端部における基板の幅も、湾曲領域における凸部の幅の最小値の３倍以下とする。これにより、端部における基板と該端部に最も近い凹部との間への曲げ応力の集中を軽減することができ、湾曲領域の曲率半径を２００ｍｍ以下にしても基板の破損が生じにくくなる。但し、湾曲領域の端部における基板の幅とは、端部が凹部に配置された金属の一部を有さないときは端部から金属（つまり、Ｘ線遮蔽部）までの最短距離とし、端部が凹部に配置されたた金属の一部を有するときは０とする。また、湾曲領域の端部は、湾曲領域の端の面のことを指すが、基板の一部のみが湾曲領域である場合、湾曲領域の端の面を仮想し、この仮想面を湾曲領域の端部とみなす。
【００２２】
以下、本実施形態について図面に基づいてより具体的に説明する。
【００２３】
図１と図２は、本実施形態に係るＸ線遮蔽格子１の模式図である。
【００２４】
本実施形態のＸ線遮蔽格子１は、複数の凹部が配列された基板２と、凹部に配置された金属４とを有する。
【００２５】
基板２としてはシリコン基板やガラス基板を用いることができる。ガラス基板とは石英、非鉛ガラス、または青板ガラスの基板のことをいう。シリコンは結晶方位面を利用した強アルカリ水溶液でのエッチングで垂直性の高い凹部が形成できる材料である。また、シリコンは反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）のＳＦ６ガスによるエッチングとＣ４Ｆ８ガスによる側壁保護膜の堆積を交互に行うＢｏｓｃｈプロセスにより高アスペクト比の凹部を形成するのに適している。よって、基板としてシリコン基板を用いることが好ましい。基板２の厚さは小さいほどＸ線透過部におけるＸ線透過率が高くなるため好ましい。具体的には、５００μｍ以下であることが好ましく、３００μｍ以下であることがより好ましいが、小さすぎると加工時のハンドリングが困難となるため、適宜厚さは選択する。また、シリコン基板を用いる場合、複数の凹部の配列方向とシリコン基板の結晶軸＜１１０＞とのなす角度は１度以上４５度以下であることが好ましく、より好ましくは３０度以上４５度以下である。湾曲させる方向もまた、シリコン基板の結晶軸＜１１０＞とのなす角度は１度以上４５度以下であることが好ましく、より好ましくは３０度以上４５度以下である。
【００２６】
これは、シリコン基板の結晶軸＜１１０＞方向と平行に曲げるとへき開しやすく、複数の凹部の配列方向とシリコン基板の結晶軸＜１１０＞との角度を上述の範囲にすることで、シリコン基板がへき開によって破損する可能性を低減することができるためである。
【００２７】
図２の斜視図に示すように、複数の凹部のそれぞれを高さ方向に垂直な方向で切断した断面は、ライン状であることが好ましい。このような凹部のことを、以下、単にライン状の凹部ということがある。このように複数の凹部のそれぞれがライン状であるとき、Ｘ線遮蔽格子１はライン状の遮蔽部と、２つの遮蔽部に挟まれたライン状の透過部とを有し、このような遮蔽格子のパターンをラインアンドスペースのパターンと呼ぶ。尚、ライン状の凹部同士が凹部の端部で繋がっていたとしても、格子領域においてその凹部同士が繋がっていなければ、その凹部同士は独立しているものとみなし、その凹部同士に挟まれた領域を隣り合う２つの凹部に挟まれた領域とみなす。尚、格子領域は適宜設定することができる。
【００２８】
図１、２に示した凹部の断面図は矩形であり、凹部のそれぞれが基板に垂直に形成されているが、凹部の断面が順テーパーもしくは逆テーパーなどの形状であってもよい。また、図１、２に示した凹部は幅（配列方向に伸びている長さのこととする）と間隔とが一定であるが、凹部の幅も凹部の間隔も、湾曲領域において一定である必要はない。
【００２９】
金属４は、Ｘ線遮蔽率が高い金属であればよい。例えば、金、銅、鉄、ニッケル、錫、パラジウム、白金やこれらの合金を金属４として用いることができる。特に、このなかでもＸ線遮蔽率が高く、凹部への配置が容易な金または金の合金を用いることが好ましい。
【００３０】
金属４の高さは、凹部の高さと一致する必要はない。つまり、金属４が凹部の頂面まで充填されていなくてもよいし、凹部から溢れ出していてもよい。但し、凹部からあふれ出す量が多く、透過部として機能する基板上にも金属が配置されてしまうと、Ｘ線透過部のＸ線透過率が低下するため、好ましくない。よって、金属の高さは凹部の高さと等しいか、小さいことが好ましい。
【００３１】
また、本実施形態において、基板のうちＸ線透過部として機能する領域は、露出していなくてもよい。例えば、基板２に絶縁膜等が成膜された面が露出されており、この基板のうち、凹部に挟まれた部分がＸ線透過部として機能してもよい。
【００３２】
Ｘ線遮蔽格子１は、湾曲領域５を有する。湾曲領域５は、複数の凹部の配列方向に湾曲した領域であり、曲率半径が２００ｍｍ以下である。複数の凹部の配列方向に湾曲した領域であっても曲率半径が２００ｍｍより大きい領域は、本発明および本明細書において湾曲領域とは呼ばない。Ｘ線遮蔽格子が、このような領域を有する場合、その領域は外枠領域であるとみなす。尚、外枠領域とは、Ｘ線遮蔽格子のうち、湾曲領域以外の領域のことを指し、湾曲の有無や凹部を有するか否かに関わらず、湾曲領域以外の領域は外枠領域とみなす。また、外枠領域は、枠状の形態を有する領域に限定されない。トールボット干渉法を行う際は、この外枠領域を用いず、湾曲領域の一部もしくは全部を格子領域として用いることが好ましい。
【００３３】
上述のように、湾曲領域の曲率半径とは、複数の凹部の配列方向に湾曲領域を切断して得られる断面における、湾曲の外側の基板表面の曲率半径である。但し、本発明および本明細書において、曲率半径は下記のように求める。
【００３４】
図３を用いて、本発明および本明細書における曲率半径の求めかたを説明する。円弧の幅の１／２をＬ、円弧の高さをＨとするとき、Ｒは次のようにあらわすことができる。
Ｒ＝Ａ＋Ｈ
Ｒ２＝Ａ２＋Ｌ２
この２つの式を解くと、Ｒ＝（Ｈ＋Ｌ２／Ｈ）／２となり、この式を用いて算出したＲを本発明および本明細書における曲率半径とする。
【００３５】
尚、基板の曲率半径が一定でなく、局所的な曲率半径を求める場合は、円弧を短く区切り、その円弧に対して上述の方法を行うことで、曲率半径を求めることができる。例えば、曲率半径が異なる領域を有する遮蔽格子があり、この遮蔽格子が外枠領域を有するか、又は、外枠領域と湾曲領域との境界はどこかを調べる際は、遮蔽格子の湾曲に沿った円弧を短く区切り、各領域における曲率半径を調べれば良い。
【００３６】
湾曲領域は、複数の凹部の配列方向での切断面において、真円の円周に沿うように湾曲していなくてもよく、例えば、楕円の円周に沿うように湾曲していてもよい。つまり、湾曲領域が円柱の側面の一部に沿うように湾曲しているとすると、その円柱の底面は真円であってもよいし、楕円であってもよい。このように、湾曲領域の切断面が真円でない場合であっても、上記の式を用いれば、曲率半径を算出することができる。
【００３７】
また、湾曲領域は、複数の凹部の配列方向と垂直な方向にも湾曲していてもよい。但し、複数の凹部の配列方向（Ｘ線遮蔽格子の遮蔽部の配列方向と一致）におけるＸ線の進行方向と遮蔽部の高さ方向とのずれより、複数の凹部の配列方向と垂直な方向におけるＸ線の進行方向と遮蔽部の高さ方向とのずれの方が、Ｘ線のケラレを生じさせにくい。よって、湾曲領域は、複数の凹部の配列方向と垂直な方向には湾曲していなくてもよいし、湾曲している場合であっても、複数の凹部の配列方向と垂直な方向に湾曲領域を切断した際の断面における曲率半径が２００ｍｍより大きくてもよい。
【００３８】
本実施形態のＸ線遮蔽格子が有する湾曲領域において、凸部の幅の最大値は凸部の幅の最小値の３倍以下であり、且つ、湾曲領域の端部における基板の幅は、凸部の幅の最小値の３倍以下である。このように、湾曲領域の基板のうち、凹部が形成されていない領域の幅の差を小さくすることで、湾曲領域全体に曲げ応力を分散することができ、曲げ応力の集中を軽減することができるため、湾曲領域の基板を割れにくくすることができる。尚、１つの凸部で幅が一定でない場合は、複数の凸部のうち、最も幅が大きい箇所の幅を凸部の幅の最大値とし、最も幅が小さい箇所の幅を凸部の幅の最小値とする。つまり、複数の凸部の１つの凸部の、幅が小さい箇所が凸部の幅の最小値となり、幅が大きい箇所が凸部の幅の最大値となることもあり得る。
【００３９】
基板２としてシリコンやガラスのような脆性材料を用いた場合、金属のように展延性が高くないため、凹部が形成された基板２を湾曲させると凹部が形成されていない基板を湾曲させるときよりも基板が破損しやすい。これは、基板にとって凹部が形成されていることは、キズが形成されていることとほぼ等しく、キズが形成されているところはキズが形成されていないところに比べ割れやすいためである。例えば、図９に示すＸ線遮蔽格子１１では、湾曲領域の端部から該端部に最も近い凹部までの基板の領域と該端部に最も近い凹部との間１３に曲げ応力が集中しやすく、この箇所は割れやすいため、該端部に最も近い凹部付近で基板が破損しやすい。
【００４０】
一方、本実施形態のように、湾曲領域における凸部の幅の最大値と、湾曲領域の端部における基板の幅とを、湾曲領域における凸部の幅の最小値の３倍以下とすると、湾曲領域内で曲げ応力が集中する点を分散させることができる。よって、本実施形態のＸ線遮蔽格子は、基板が破損しにくい構造を有する。
【００４１】
本実施形態に係るＸ線遮蔽格子の製造方法は、複数の凹部が配列され、複数の凹部のそれぞれに金属が配置された基板の、少なくとも端部を切断する工程と、端部が切断された基板を複数の凹部の配列方向に湾曲させる工程と、を有する。湾曲させる工程において、基板を湾曲させることで湾曲領域を形成する。つまり、湾曲させる工程は、端部が切断された基板の少なくとも一部の曲率半径が２００ｍｍ以下になるように、端部が切断された基板を湾曲させる。また、端部を切断する工程は、湾曲領域の端部における基板の幅が、湾曲領域における透過部の幅の最小値の３倍以下になるように端部を含む領域を切断する。加えて、端部を切断する工程において端部が切断される基板のうち、後の湾曲工程における湾曲により湾曲領域となる領域に形成された複数の凹部は、凸部の幅の最大値が凸部の幅の最小値の３倍以下になるように形成されていることが好ましい。言い換えると、湾曲させる工程は、凸部の幅の最大値と端部における基板の幅とが、凸部の幅の最小値の３倍以下になる領域を、曲率半径が２００ｍｍ以下になるように湾曲させる。端部が切り落とされた基板が、凸部の幅の最大値が凸部の幅の最小値の３倍よりも大きくなる領域を有している場合は、その領域の曲率半径が２００ｍｍよりも大きくなるように湾曲させるか、湾曲しないようにすればよい。このとき、湾曲領域の端部における基板の幅が、湾曲領域における凸部の幅の最大値以下であることが好ましい。湾曲領域の端部における基板の幅が、湾曲領域における凸部の幅の最大値以上であると、凹部が形成されていない領域の幅のばらつきが大きくなるためである。基板の切り落とし方は特に問わず、基板を湾曲させる方法も特に問わないが、具体例については実施例で説明をする。
【００４２】
別の製造方法として、複数の凹部が配列された基板の少なくとも端部を切り落とす工程と、端部が切り落とされた基板を複数の凹部の配列方向に湾曲させる工程と、複数の凹部のそれぞれに金属を配置する工程と、を有する製造方法がある。この製造方法は、基板に形成された複数の凹部に金属が配置されていない状態で、該基板の端部を切り落とし、切り落とす工程の後で複数の凹部のそれぞれに金属を配置する工程を行う点が上述の製造方法と異なるが、その他の点は一致するため詳細は省略する。複数の凹部のそれぞれに金属を配置する方法は特に問わないが、例えばめっき、スパッタリング、蒸着、ＣＶＤなどを用いることができる。トールボット干渉計用のＸ線遮蔽格子のように、アスペクト比が高く、ピッチが小さい（２０μｍ以下）凹部に金属を配置する場合、比較的容易に精度よく金属を凹部に配置することができる電気めっきを用いることが好ましい。
【００４３】
本実施形態のＸ線遮蔽格子を、複数の凹部の配列方向で切断した断面の一例を図１（（ａ）〜（ｈ））に示す。
【００４４】
図１（ａ）のＸ線遮蔽格子１は複数の凹部の幅とピッチが基板２内で一定であり、凹部のピッチが凹部の幅の２倍である基板２を備える。よって、基板内で、凸部６の幅と凹部の幅とが等しい。複数の凹部の夫々には金属４が配置されている。図２は図１（ａ）のＸ線遮蔽格子１の斜視図である。図１（ａ）のＸ線遮蔽格子１において、複数の凹部のそれぞれはライン状であり、透過部と遮蔽部とが同じ幅で１方向に配列されたＸ線遮蔽格子として用いることができる。図１（ａ）のＸ線遮蔽格子１は湾曲領域５が円筒面（シリンドリカル面）状に湾曲され、基板の端面までが湾曲領域である。湾曲領域の左右の端部７ａは基板であり、端部における基板の幅Ｗａは凸部の幅と等しい。このように、端部における基板の幅が凸部の幅と等しいため、基板２を湾曲させることにより生じる曲げ応力は、基板２全体の各凹部と凸部との間に分散されている。よって、図１（ａ）のＸ線遮蔽格子１は、基板２が破損しにくい構造を有する。尚、図１（ａ）のＸ線遮蔽格子においては、湾曲領域における凸部の幅が一定であるため、湾曲領域の端部における基板の幅は、湾曲領域における凸部の幅の最小値と等しいと同時に、最大値とも等しい。つまり、湾曲領域の端部における基板の幅が、湾曲領域における端部の最大値以下である。
【００４５】
図１（ｂ）のＸ線遮蔽格子１は、端部における基板の幅が左右で異なる点が図１（ａ）の遮蔽格子と異なるが、そのほかの点は同一であるため詳細は省略する。図１（ｂ）のＸ線遮蔽格子１において湾曲領域５の左側の端部７ｂ１は金属を有さず、端部における基板の幅Ｗｂは凸部の幅の１／２である。一方、湾曲領域５の右側の基板の端面７ｂ２は金属を有し、端部における基板の幅は０である。図１（ｂ）のＸ線遮蔽格子の基板２においても、基板２を湾曲させることにより生じる曲げ応力は、基板２全体の各凹部と凸部との間に分散されている。よって、図１（ｂ）のＸ線遮蔽格子１も、基板２が破損しにくい構造を有する。
【００４６】
図１（ｃ）のＸ線遮蔽格子１は凹部のピッチが凹部の幅の２倍以下であり、凹部の幅が凸部の幅よりも大きい点が図１（ａ）の遮蔽格子と異なるが、そのほかの点は同一であるため詳細は省略する。図１（ｃ）のＸ線遮蔽格子１の湾曲領域の左右の端部７ｃも基板であり、端部における基板の幅Ｗｃは凸部の幅と一致する。このように、凹部の幅が凸部の幅よりも大きくても、湾曲領域における凸部の幅が一定で、端部における基板の幅が湾曲領域における凸部の幅と等しいため、基板２を湾曲させることにより生じる曲げ応力は、基板２全体の各凹部と凸部との間に分散されている。よって、図１（ｃ）のＸ線遮蔽格子１も、基板２が破損しにくい構造を有する。
【００４７】
図１（ｄ）のＸ線遮蔽格子１は、湾曲領域５の外側に、湾曲領域と接する外枠領域８ｄを有する点と、湾曲領域における端部の幅が０である点が図１（ａ）の遮蔽格子と異なるが、そのほかの点は同一であるため詳細は省略する。外枠領域８ｄも、湾曲領域と同様に複数の凹部を有し、複数の凹部のそれぞれには金属４が充填されているが、凹部の配列方向の断面において、曲率半径が２００ｍｍより大きい点が湾曲領域５と異なる。このように、外枠領域を有していても、湾曲領域における凸部の幅は一定であり、端部における基板の幅が湾曲領域における凸部の幅と等しいため、基板２を湾曲させることにより生じる曲げ応力は、湾曲領域５全体の各凹部と凸部との間に分散されている。よって、図１（ｄ）のＸ線遮蔽格子１も、基板２が破損しにくい構造を有する。
【００４８】
図１（ｅ）のＸ線遮蔽格子１は、外枠領域８ｅが、複数の凹部が形成された領域２８ｅの他に、凹部が形成されていない領域１８ｅを有する点が図１（ｄ）のＸ線遮蔽格子と異なるが、その他の点は同一であるため詳細は省略する。Ｘ線遮蔽格子の端部は基板であり、Ｘ線遮蔽格子の端部における基板の幅（つまり、凹部が形成されていない領域１８ｅの幅）は湾曲領域の凸部の幅の最小値の３倍以上であるが、凹部が形成されていない領域は曲率半径が２００ｍｍよりも大きい。凹部が形成されていない領域と該領域と接する凹部との間には曲げ応力が集中しやすく、特に凹部が形成されていない領域の幅が大きいと、その凹部が形成されていない領域と該領域と接する凹部との間に曲げ応力が集中しやすい。しかしながら、図１（ｅ）のＸ線遮蔽格子１のように、湾曲領域においては凸部の幅が一定であり、且つ、湾曲領域の端部における基板の幅が０であれば、曲げ応力が集中しやすい箇所が外枠領域８ｅ内にあっても基板が破損しにくい。それは、外枠領域は曲率半径が大きい（無限大を含む）ため、生じる曲げ応力自体が小さいためである。湾曲領域を湾曲させることで生じる曲げ応力は、湾曲領域５全体の各凹部と凸部との間に分散されている。よって、図１（ｅ）のＸ線遮蔽格子１も、基板２が破損しにくい構造を有するＸ線遮蔽格子１である。このように、本実施形態では外枠領域においては、凸部の幅も、端部における基板の幅も特に限定されない。但し、外枠領域の端部とは、基板の端部とする。
【００４９】
図１（ｆ）のＸ線遮蔽格子１は、外枠領域８ｅに凹部が形成されていない点が図１（ｄ）のＸ線遮蔽格子と異なるが、その他の点は同一であるため詳細は省略する。図１（ｆ）のＸ線遮蔽格子１も、図１（ｅ）の遮蔽格子同様、基板２が破損しにくい構造を有する遮蔽格子である。
【００５０】
図１（ｇ）のＸ線遮蔽格子１は、湾曲領域の端部における基板の幅Ｗｇが、湾曲領域における凸部の幅の３倍である点が図１（ａ）のＸ線遮蔽格子と異なるが、その他の点は同一であるため詳細は省略する。湾曲領域の端部における基板の幅が湾曲領域における凸部の幅の３倍なので、凸部と該凸部と接する凹部との間よりも、湾曲領域の端部と該端部と最も近い凹部とに挟まれた領域と、該領域と接する凹部との間の方が、多少曲げ応力が集中しやすい。しかしながら、湾曲領域の端部における基板の幅が、湾曲領域の凸部の幅の３倍以下であるため、曲げ応力の集中を軽減することができ、基板２の破損は生じにくい。よって、図１（ｇ）のＸ線遮蔽格子１も、基板２が破損しにくい構造を有する。但し、湾曲領域において、凸部の幅のばらつきが小さく、且つ、端部における基板幅と凸部の幅の最小値との差が小さい方が、基板が破損しにくくなる。よって、凸部の最大値と端部における基板の幅とは、凸部の最小値の２倍以下であることが好ましく、凸部の最小値の１．５倍以下であることがより好ましい。特に、曲率半径が１００ｍｍ以下の湾曲領域においては、凸部の最大値と端部における基板の幅とは、凸部の最小値の２倍以下であることが好ましく、凸部の最小値の１．５倍以下であることがより好ましい。
【００５１】
複数の凹部が１方向に配列した基板の各凹部に金属を配置して製造した構造体は、Ｘ線遮蔽部とＸ線透過部とが１次元に配列された１次元Ｘ線遮蔽格子として用いることができる。さらに、各凹部に配置されたた金属４の高さ方向は円筒面に対して法線方向に向かうようにすることができる。これにより、Ｘ線の進行方向と金属４の高さ方向とを揃えることができるようになり、Ｘ線の透過コントラストの高いＸ線遮蔽格子として使用することができる。また、本実施形態のＸ線遮蔽格子１では特開２０１２−１３５３０号公報のように、基板２に接合基板を用いて補強しなくても、湾曲領域を有するＸ線遮蔽格子を製造することができる。よって、更にＸ線の透過コントラストの高いＸ線遮蔽格子として使用することができる。尚、接合基板を用いる場合であっても、本実施形態を適用すれば、接合基板を薄くすることができるため、本実施形態を適用しないよりも、Ｘ線の透過コントラストの高いＸ線遮蔽格子を製造することができる。
【００５２】
本実施形態のＸ線遮蔽格子は、Ｘ線の透過部と遮蔽部を小さなピッチで配列することができるため、特に、Ｘ線トールボット干渉計における線源格子や分析格子として用いることができる。とりわけ、線源格子は、分析格子よりもＸ線源との距離が近く、曲率半径が小さくなるように格子を湾曲させることが求められるため、本実施形態のＸ線遮蔽格子を用いる効果が大きい。
【００５３】
以下、具体的な実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。
【００５４】
（実施例１）
本実施例では、図１（ａ）に示すＸ線遮蔽格子１のより具体的な実施例について説明をする。本実施例では、基板としてシリコン基板、金属として金を用いる。本実施例のＸ線遮蔽格子１の製造方法を図４と図５を用いて説明する。
【００５５】
まず、複数の凹部が配列され、該複数の凹部のそれぞれに金属が配置された基板を用意する。このような基板は、例えば図４（ａ）〜（ｄ）に示した工程を行うことで取得できる。図４（ａ）〜（ｄ）に示した工程について説明をする。
【００５６】
基板２として、１００ｍｍφ、２００μｍ厚で、抵抗率が０．０２Ωｃｍのシリコン基板を用いる。シリコン基板を１０５０℃で７５分間熱酸化することによって、シリコン基板の表裏にそれぞれ約０．５μｍの熱酸化膜２０を形成する（図４（ａ））。
【００５７】
その片面のみに電子ビーム蒸着装置にてクロムを２００ｎｍ成膜する。その上にポジ型レジストを塗布し、半導体フォトリソグラフィにて５５ｍｍ×２５ｍｍの領域に６μｍ幅のライン状のレジスト開口パターンが１２μｍピッチでストライプ状に配置されるようにパターニングを行う。その後、クロムエッチング水溶液にてクロムをエッチングし、続いてＣＨＦ３を用いた反応性エッチングで熱酸化膜をエッチングする。これにより５５ｍｍ×２５ｍｍのシリコン露出面内に６μｍのクロムのライン状パターンが１２μｍのピッチでストライプ状に配列されたパターンが形成される（図４（ｂ））。本実施例ではこのクロムマスク２１をエッチングマスクとして使用する。
【００５８】
続いて、ＩＣＰ−ＲＩＥを用いてシリコンが露出した領域から異方性の深堀りエッチングを行い、凹部３を形成する。約１２０μｍの深堀りエッチングを行ったところで深堀りエッチングを停止する。これにより深さ約１２０μｍの複数の凹部３がシリコン基板に形成される（図４（ｃ））。
【００５９】
続いてＵＶオゾンアッシングとクロムエッチング水溶液にてレジストとクロムを除去する。そして硫酸と過酸化水素水の混合液によって洗浄し水洗後、乾燥させる。
【００６０】
次に、シリコン基板を１０５０℃で７分間熱酸化することによって、上述の深堀りエッチングによって凹部３が形成されたシリコン基板の表面に約０．１μｍの熱酸化膜を形成する。これにより、凹部３の底面と側壁にも熱酸化膜が形成される（不図示）。
【００６１】
次にＣＨＦ３プラズマによるドライエッチング法を用いて、凹部３の底面１５に形成した熱酸化膜をエッチングする。このエッチングは高い異方性があり、基板にほぼ垂直の方向で進行する。そのため、凹部の側壁の熱酸化膜を残したまま凹部の底面１５の熱酸化膜を除去することができる。
【００６２】
次に電子ビーム蒸着装置にてクロム、銅の順番でそれぞれ約７．５ｎｍ、約５０ｎｍ成膜しシリコンの露出面上にクロムと銅からなるシード電極層を付与する。電子ビーム蒸着は指向性の高い蒸着方法であるため、クロムと銅は、凹部の底面１５と凹部の上面１４に成膜される。
【００６３】
次に、シリコン基板の周囲の一部の熱酸化膜を除去しシリコン表面を露出させ、そこをめっきの取り出し電極とし、これをモールドとして電気めっきにより凹部３に金を配置する。金めっき液はミクロファブＡｕ１１０１（メーカー：日本エレクトロプレイティング・エンジニヤース株式会社）を用い、金めっき層を形成する。モールドを金めっき液に浸し、取り出し電極をマイナス極にして６０℃にて電流密度０．２Ａ／ｄｍ２で２６時間通電すると、凹部から金めっき層が溢れるまで金めっき層が形成される。溢れた金めっき層はＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）にて除去する（図４（ｄ））。ここまでの工程は、複数の凹部が配列され、該複数の凹部のそれぞれに金属が配置された基板を購入することで省略することもできる。
【００６４】
次に、基板２の端部を切断する工程をおこなう。本実施例では、基板の端面から凹部までの最短距離（湾曲領域の端部における基板の幅Ｗａと一致）が６μｍとなるように基板２の端部を含む領域を切断し、５５ｍｍ×２５ｍｍの大きさの基板２を取得する（図４（ｅ））。
【００６５】
次に、端部が切断された基板を複数の凹部の配列方向に湾曲させる工程を行う。端部が切断された基板は、図５（ａ）に示す、曲率半径が１４９．８ｍｍの円筒面を有する支持体９を用いて湾曲させる。支持体９には５０ｍｍ×２０ｍｍの貫通孔１０が設けられている。端部が切断された基板２を、複数の凹部の配列方向に曲げ、端部が切断された基板２の形状が支持体９の円筒面の形状に追従するように、基板２を支持体の円筒面に押し当て、固定具１１で基板２を支持体９に固定する（図５（ｂ））。これによって円筒面を有するように湾曲した５５ｍｍ×２５ｍｍのＸ線遮蔽格子１が得られる。ここで、基板２の支持体９の円筒面に押し当てる面（接触する面）を複数の凹部が形成されている面に対向する面にすることで円筒面の形状に追従しやすい。さらに複数の凹部を形成する面と対向する面がミラー面のシリコン基板を用いることでより支持体９の円筒面の形状に追従しやすくなる。これはシリコン基板の支持体９の円筒面に押し当てる面は平滑な面であるほど円筒面の形状に追従しやすいためである。
【００６６】
Ｘ線遮蔽格子１の支持体と接触している面と対向する面（図５（ｂ）における紙面側）の形状は曲率半径が１５０ｍｍである。さらに支持体９の５０ｍｍ×２０ｍｍの貫通孔１０から露出した領域をＸ線遮蔽格子の格子領域として使用すると、透過コントラストが高い格子領域を有するＸ線遮蔽格子として使用することができる。尚、貫通孔を設ける代わりに、支持体をＸ線の透過率が高い部材で形成しても良いが、本実施例のように貫通孔を設けた方が、透過コントラストが高いため好ましい。
【００６７】
（実施例２）
本実施例では、実施例１よりも厚い基板を用い、実施例１と異なる方法でＸ線遮蔽格子を湾曲させる具体例について説明をするが、その他の点は実施例１と一致するため詳細は省略する。
【００６８】
基板２として、厚さが３００μｍのシリコン基板を用いること以外は、実施例１と同様に、端部を切断する工程までを行い、複数の凹部が配列され、該凹部のそれぞれに金が配置された、５５ｍｍ×２５ｍｍの基板２を得る。
【００６９】
本実施例では、図６に示す支持体１９を使用して、端部が切断された基板を複数の凹部の配列方向に湾曲させる工程を行う。本実施例で使用する支持体１９は、基板の側面２２に対して平行に加重を与えて基板２を円筒面状に湾曲させるものである。この支持体１９に、複数の凹部の配列方向に垂直な面から加重を与えると、基板２は複数の凹部の配列方向に湾曲し、曲率半径が２００ｍｍになっても基板２は破損しない。基板の曲率半径が２００ｍｍになったところで支持体からの更なる加重を停止することで、曲率半径が２００ｍｍのＸ線遮蔽格子１が得られる。
【００７０】
（比較例）
本比較例では、端部を切断する工程において、基板の端面から凹部までの最短距離が２０μｍになるように基板の端部を切断すること以外は実施例２のＸ線遮蔽格子の製造方法と同様にＸ線遮蔽格子を製造する。
【００７１】
図１０に示すように実施例２と同様な支持体１９を使用して、複数の凹部の配列方向（金属１４の配列方向と一致する）に湾曲するように、基板１２に加重を与えると曲率半径が２００ｍｍまでに変形する前に基板１２は破損する。
【００７２】
（実施例３）
本実施例は、図１（ｆ）に示すＸ線遮蔽格子の具体的な実施例について説明をする。本実施例は、基板の端部を切断する工程において、基板の端部における基板の幅が１０ｍｍとなるように切断する点と、基板を湾曲させる工程において、基板全体でなく、基板の一部のみが湾曲領域となるように基板を湾曲させる点が実施例１と異なる。その他の点は実施例１と一致するため、詳細は省略する。
【００７３】
本実施例では、基板２の端部を切断する工程をおこなう。本実施例では、基板の端面から金属までの最短距離が１０ｍｍとなるように基板の端部を切断し、７５ｍｍ×２５ｍｍの基板２を得る。
【００７４】
図７に示すように、実施例１と同様な支持体９と固定具１１を使用し、凹部と凸部とが形成されている、５５ｍｍ×２５ｍｍの領域が支持体９の円筒面に追従するように、基板を支持体に押し当て、固定具１１で基板２を支持体に固定する。これによって凹部３に金が充填されている５５ｍｍ×２５ｍｍの領域は曲率半径が１５０．０ｍｍの円筒面を有するように湾曲した形状となる。これによって曲率半径が１５０．０ｍｍのＸ線遮蔽格子１が得られる。この際、基板のうち、基板の配列方向側の端部（基板のうち、配列方向と垂直な面とする）から１０ｍｍの領域は、支持体９の円筒面と接しないため、曲率半径が２００ｍｍよりも大きくなる。そのため、この領域に生じる曲げ応力自体を小さくすることができるため、基板の破損は発生しない。尚、このように、端部が切断された基板よりも小さな支持体を用いる代わりに、５５ｍｍ×２５ｍｍの領域の曲率半径が１４９．８ｍｍの円筒面と、その領域の外側に１９８．８ｍｍよりも大きな曲率半径の円筒面とを有する支持体を用いても良い。このような支持体を用いることで、基板の配列方向側の端部から１０ｍｍの領域の曲率半径をより確実に２００ｍｍより大きくすることができる。
【００７５】
（実施例４）
本実施例では、実施例１のＸ線遮蔽格子１を線源格子として用いたＸ線トールボット・ロー干渉計１０００について、図８を用いて説明をする。
【００７６】
本実施例のＸ線トールボット・ロー干渉計１０００は、Ｘ線トールボット・ロー干渉法を用いた干渉計である。Ｘ線トールボット・ロー干渉計１０００は、発散Ｘ線を射出するＸ線源１００と、Ｘ線を回折する回折格子２００と、Ｘ線の遮蔽部と透過部が配列された分析格子３００と、分析格子からのＸ線を検出する検出器５００を備える。また、Ｘ線トールボット・ロー干渉計１０００は、実施例１の遮蔽格子を線源格子４００として備える。線源格子４００は、Ｘ線源１００と回折格子２００の間に配置されることで、Ｘ線源からのＸ線を分割して仮想的に微小焦点Ｘ線源が配列した状態を作り出す。そして、それらの微小焦点Ｘ線源から射出するＸ線が回折格子に照射される。
【００７７】
線源格子によるＸ線のケラレを少なくするためには、線源格子の格子領域の曲率中心とＸ線源の焦点とが一致するように線源格子とＸ線源とを配置することが好ましい。
【００７８】
回折格子２００は線源格子４００からのＸ線を回折することにより干渉パターンを形成し、分析格子３００はこの干渉パターンを形成するＸ線の一部を遮蔽することでモアレを形成する。回折格子２００及び分析格子３００は共に１次元周期構造を有する。つまり、回折格子２００は、１次元の干渉パターンを形成する１次元の回折格子であり、分析格子は、Ｘ線透過部とＸ線遮蔽部とが１方向に周期的に配置された１次元の分析格子（１次元の遮蔽格子）である。線源格子４００と回折格子２００の間に被検体６００を配置すると、干渉パターンが被検体の影響により変化するため、この干渉パターンと分析格子３００により形成されるモアレも変化する。このモアレを形成するＸ線の強度を検出器５００により検出し、検出結果から被検体の情報を取得することができる。尚、干渉パターンを直接検出器で検出できる場合は、分析格子を用いなくても良い。また、図８では被検体６００が線源格子と回折格子の間に配置しているが、回折格子と分析格子（分析格子を用いない場合は検出器）の間に配置しても良い。また、Ｘ線源１００から射出されるＸ線が、回折格子に回折されることで干渉パターンが形成される程度に可干渉性を有する場合は、線源格子４００は用いなくても良い。線源格子を用いないＸ線トールボット干渉計であっても、線源格子を用いるＸ線トールボット・ロー干渉計であっても、本実施形態のＸ線遮蔽格子を分析格子として用いることができる。
【００７９】
また、図８のトールボット・ロー干渉計は、Ｘ線源を備えるが、Ｘ線源を備えないトールボット干渉計の線源格子又は分析格子として上述の実施形態のＸ線遮蔽格子を用いることもできる。Ｘ線源を備えないトールボット干渉計は、Ｘ線源と組み合わせることで被検体の計測を行うことができる。このようなトールボット干渉計は、使用者が所有しているＸ線源と組み合わせることができたり、計測に応じて種々のＸ線源（例えば、射出するエネルギーが異なるなど）と組み合わせることができたりする。また、Ｘ線源と線源格子とを有するトールボット・ロー干渉計用のＸ線照射手段に用いられる線源格子として、上述の実施形態のＸ線遮蔽格子を用いることもできる。トールボット・ロー干渉計用のＸ線照射手段は、少なくとも、回折格子と検出器と備えるトールボット干渉計と組み合わせることで、被検体の計測を行うことができる。
【００８０】
（実施例５）
本実施例では図１１（（ａ）、（ｂ））に示すＸ線遮蔽格子２０１の具体的な実施例について説明をする。
【００８１】
図１１（ａ）は、Ｘ線遮蔽格子２０１の斜視図である。本実施例のＸ線遮蔽格子２０１は、実施例１の図４（ｅ）の、凸部６の間に金属４が配置されている基板２（以下、部分遮蔽格子と呼ぶことがある）を２枚備え、２方向に周期方向を有する点が実施例１と異なるが、その他は実施例１と同様である。１枚目の部分遮蔽格子１０２は実施例１と同じ支持体９（曲率半径が１４９．８ｍｍ）を用いて湾曲させ、２枚目の部分遮蔽格子２０２は、実施例１の支持体９と曲率半径のみが異なる支持体（曲率半径が１５９．８ｍｍ）を用いて湾曲させる。実施例１と同様に、部分遮蔽格子１０２、２０２の基板は２００μｍ厚のため、部分遮蔽格子１０２の支持体との接触面と対向する面の曲率半径は１５０ｍｍであり、部分遮蔽格子２０２の支持体との接触面と対向する面の曲率半径は１６０ｍｍである。こうすることで曲率半径同士が異なるように湾曲された部分遮蔽格子１０２、２０２が得られる。
【００８２】
図１１（ａ）に示すように、２枚の部分遮蔽格子１０２、２０２は、周期方向同士が交差（図１１においては直交）し、且つ、曲率半径が小さい方の部分遮蔽格子１０２が湾曲の内側になるように配置される。
【００８３】
図１１（ｂ）は、Ｘ線遮蔽格子２０１における２枚の部分遮蔽格子１０２、２０２との位置関係を示す模式図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＡ−Ａ’の断面図であり、この断面は、部分遮蔽格子２０２の周期方向と平行である。尚、図１１（ｂ）は、２枚の部分遮蔽格子１０２と２０２との位置関係を示すための模式図であるため、支持体９は省略している。Ｘ線遮蔽格子２０１において、２枚の部分遮蔽格子１０２、２０２の距離Ｌ２は１０ｍｍである。部分遮蔽格子の距離Ｌ２は、部分遮蔽格子の周期方向における中心線間の距離とする。部分遮蔽格子１０２の周期方向における中心線とは、部分遮蔽格子１０２の支持体と接触している面と対向する面１０４内の、部分遮蔽格子１０２の周期方向における中心線１０６のことを指す。同様に、部分遮蔽格子２０２の周期方向における中心線とは、部分遮蔽格子２０２の支持体と接触している面と対向する面２０４内の、部分遮蔽格子２０２の周期方向における中心線のことを指す。尚、図１１（ｂ）は基板２０２の周期方向と平行な断面を示す断面図であるため、図１１（ｂ）において、基板２０２の面２０４内の周期方向における中心線は、面２０４と一致する。
【００８４】
２枚の部分遮蔽格子は、周期方向が一致し、曲率半径が小さい方の部分遮蔽格子１０２が湾曲の内側になり、部分遮蔽格子の距離Ｌ２が１０ｍｍになるように２枚の部分遮蔽格子を配置してから、部分遮蔽格子２０２を９０度回転した位置に配置されている。こうすることによって、２枚の部分遮蔽格子１０２、２０２のそれぞれにライン状に形成された金属４の周期は互いに垂直に交差し、Ｘ線透過部（部分遮蔽格子の透過部（凸部）同士が積層された領域）が実質的に２次元に配列された形になる。互いの支持体９の貫通孔１０も積層するため、貫通孔同士が重なった２０ｍｍ×２０ｍｍの領域をＸ線遮蔽格子の格子領域として使用すると、Ｘ線透過部が２次元に配列し透過コントラストが高い格子領域を有するＸ線遮蔽格子として使用することができる。加えて、２枚の部分遮蔽格子の距離Ｌ２と２枚の部分遮蔽格子の曲率半径の差（１６０ｍｍ−１５０ｍｍ＝１０ｍｍ）とが一致する。よって、２枚の部分遮蔽格子のそれぞれの曲率中心（夫々の部分遮蔽格子が側面を構成する円柱を回転体としたときの回転中心に一致する）同士が交差する。曲率中心同士が交差する点にＸ線源の焦点を配置すると、２枚の部分遮蔽格子の曲率中心にＸ線源の焦点を配置することができる。よって、２枚の部分遮蔽格子の距離Ｌ２と２枚の部分遮蔽格子の曲率半径の差が一致しない場合よりもＸ線遮蔽格子によるＸ線のケラレを少なくすることができる。
【００８５】
（実施例６）
本実施例では、実施例５のＸ線遮蔽格子２０１を線源格子として用いたＸ線トールボット・ロー干渉計について説明をする。本実施例のＸ線トールボット・ロー干渉計は、線源格子が実施例５のＸ線遮蔽格子２０１であることと、回折格子及び分析格子が２次元周期構造を有する点が実施例４と異なるが、その他の点は実施例４と一致するため詳細は省略する。
【００８６】
実施例５のＸ線遮蔽格子２０１は、２枚の基板の曲率中心がＸ線源の焦点と一致するように配置する。Ｘ線遮蔽格子の曲率半径が小さい方の基板１０２とＸ線源の焦点との距離が１５０ｍｍとなり、且つ、２枚の基板１０２、２０２のそれぞれの周期方向における中心線を結んだ線分の延長線上にＸ線源が配置されるようにＸ線遮蔽格子を配置すればよい。
【００８７】
Ｘ線遮蔽格子２０１は、Ｘ線源と回折格子の間に配置されることで線源格子として機能し、Ｘ線源からのＸ線を分割して仮想的に微小焦点Ｘ線源が２次元に配列した状態を作り出す。そして、それらの微小焦点Ｘ線源から射出するＸ線が回折格子に照射される。回折格子は、２次元周期構造を有し、仮想的な微小焦点Ｘ線源から射出されたＸ線により、２方向に周期を有する２次元の干渉パターンを形成する。また、分析格子はＸ線の遮蔽部と透過部が２次元に配列されており、Ｘ線検出器が２方向に周期を有する２次元強度分布を検出する。
【００８８】
トールボット干渉計は、シアリング干渉計であるため、検出結果から波面を微分した情報を取得することできる。本実施例のように２次元強度分布を検出すると、１つの検出結果から波面を２つの異なる方向に微分した情報（所謂Ｘシアの情報とＹシアの情報）を取得できる。つまり、１つの検出結果から２つの微分位相像を取得することも可能である。
【００８９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【００９０】
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００９１】
１  Ｘ線遮蔽格子
２  基板
３  凹部
４  金属
５  湾曲領域
７  基板の端面
【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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