(57)【要約】【課題】シーズ電極を形成した界面における接合不良が生じ難い放射線画像撮影用の吸収型グリッドを提供する。【解決手段】Ｘ線吸収部２６とＸ線透過部２７がＸ線の入射方向に対して垂直な方向に交互に配列されたグリッド層２１と、グリッド層２１側の面にイオン導電性材料を有し、グリッド層２１を支持する支持基板２３と、グリッド層２１と支持基板２３の間に金属層２２とを有し、金属層２２は、第１薄膜３１と、第２薄膜３２または第３薄膜３３を含む。第１薄膜３１は、Ｘ線吸収部２６を電気メッキにより形成するときのシーズ電極である。第２薄膜３２は、第１薄膜３１よりもＸ線透過部２７に対する密着性が良い金属薄膜である。第３薄膜３３は陽極接合において第１薄膜３１よりも支持基板２３に対する接合性が良い金属薄膜である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を吸収する放射線吸収部と前記放射線を透過する放射線透過部が前記放射線の入射方向に対して垂直な方向に交互に配列されたグリッド層と、
少なくとも前記グリッド層側の面にイオン導電性材料を有し、前記グリッド層を支持する支持基板と、
前記グリッド層と前記支持基板の間に設けられ、前記グリッド層の前記放射線透過部に対しては成膜により密着され、前記支持基板に対しては陽極接合により接合された金属層とを有し、
前記金属層は、第１薄膜と、第２薄膜または第３薄膜を含み、
第１薄膜は前記放射線吸収部を電気メッキにより形成するときにシーズ電極として機能する金属薄膜であり、
第２薄膜は、前記第１薄膜よりも前記放射線透過部に対する密着性が良く、前記第１薄膜と前記グリッド層の間に設けられる金属薄膜であり、
第３薄膜は前記陽極接合において前記第１薄膜よりも前記支持基板に対する接合性が良く、前記第１薄膜と前記支持基板の間に設けられる金属薄膜であること
を特徴とする放射線画像撮影用グリッド。
【請求項２】
前記金属層は、前記第２薄膜、前記第１薄膜、前記第３薄膜の３層構造であることを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影用グリッド。
【請求項３】
前記第１薄膜は、前記第２薄膜を介さずに前記放射線吸収部と直接接触していることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線画像撮影用グリッド
【請求項４】
前記放射線透過部の表面に絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射線画像撮影用グリッド。
【請求項５】
前記第２薄膜が、チタン、クロム、ニッケル、またはこれらのいずれかを含む合金であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の放射線画像撮影用グリッド。
【請求項６】
前記第１薄膜が、金、白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム、またはこれらのいずれかを含む合金であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の放射線画像撮影用グリッド。
【請求項７】
前記第３薄膜が、アルミニウム、ニッケル、モリブデン、タングステン、またはこれらのいずれかを含む合金であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の放射線画像撮影用グリッド。
【請求項８】
前記支持基板の熱膨張係数が前記放射線透過部の熱膨張係数よりも大きい場合に、
前記第１薄膜、前記第２薄膜及び前記第３薄膜の熱膨張係数は、前記支持基板の熱膨張係数以下でかつ前記放射線透過部の熱膨張係数以上であることを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載の放射線画像撮影用グリッド。
【請求項９】
前記支持基板は、イオン導電性基板であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の放射線画像撮影用グリッド。
【請求項１０】
前記支持基板は、前記放射線透過部と同じ材料で形成された基板と、この基板上に設けられたイオン導電性薄膜とからなり、前記イオン導電性薄膜によって前記金属層に接合していることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の放射線画像撮影用グリッド。
【請求項１１】
放射線を透過する放射線透過部の材料からなるエッチング基板の一方の表面に、電気メッキ工程においてシーズ電極になる第１薄膜に加えて、前記第１薄膜の成膜前または成膜後に、前記シーズ電極よりも前記エッチング基板との密着性が良く、前記第１薄膜と前記エッチング基板の間に成膜される第２薄膜と、前記シーズ電極よりも支持基板との接合性が良く、前記第１薄膜上に成膜される第３薄膜のうち少なくとも一方を成膜し、少なくとも２種類の金属薄膜を有する金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層に前記支持基板を接触させて陽極接合をすることにより、前記金属層が形成された前記エッチング基板と前記支持基板の接合体を形成する接合工程と、
前記接合体の前記エッチング基板を所定パターンにエッチングし、前記放射線を吸収する放射線吸収部になる溝と前記放射線透過部を形成し、前記溝の底部に前記金属層を露呈させるエッチング工程と、
前記溝に露呈された前記金属層をシーズ電極として、電気メッキにより前記溝に前記放射線を吸収する放射線吸収材を埋め込む電気メッキ工程と、
を備えることを特徴とする放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
【請求項１２】
前記金属層形成工程では、前記エッチング基板上に、前記第２薄膜と、前記第１薄膜と、前記第３薄膜をこの順に成膜し、３種の金属薄膜からなる前記金属層を形成することを特徴とする請求項１１記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
【請求項１３】
前記金属層形成工程では、前記複数の金属薄膜を全て同じ成膜装置で真空を破らずに成膜することを特徴とする請求項１１または１２記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
【請求項１４】
放射線源から照射される放射線を吸収型グリッドを介して撮影して位相コントラスト画像を生成する放射線画像撮影システムにおいて、
前記吸収型グリッドは、前記放射線を吸収する放射線吸収部と前記放射線を透過する放射線透過部が前記放射線の入射方向に対して垂直な方向に交互に配列されたグリッド層と、
少なくとも前記グリッド層側の面にイオン導電性材料を有し、前記グリッド層を支持する支持基板と、
前記グリッド層と前記支持基板の間に設けられ、前記グリッド層の前記放射線透過部に対しては成膜により密着され、前記支持基板に対しては陽極接合により接合された金属層とを有し、
前記金属層は、第１薄膜と、第２薄膜または第３薄膜を含み、
前記第１薄膜は前記放射線吸収部を電気メッキにより形成するときにシーズ電極として機能する金属薄膜であり、
前記第２薄膜は、前記第１薄膜よりも前記放射線透過部に対する密着性が良く、前記第１薄膜と前記グリッド層の間に設けられる金属薄膜であり、
前記第３薄膜は前記陽極接合において前記第１薄膜よりも前記支持基板に対する接合性が良く、前記第１薄膜と前記支持基板の間に設けられる金属薄膜であること
を特徴とする放射線画像撮影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像の撮影に用いられるグリッド及びその製造方法と、このグリッドを用いた放射線画像撮影システムとに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線等の放射線（以下、Ｘ線を例にする）は、人体等の被検体に照射されると、被検体との相互作用により、強度と位相が変化する。従来普及しているＸ線撮影装置は、透過Ｘ線強度を画像化する。例えば、骨等はＸ線透過率が低く、筋肉等の組織はＸ線透過率が高いので、透過Ｘ線強度の分布を画像化すると、これらのＸ線透過率が異なる組織を識別することができる。このように、透過Ｘ線の強度を画像化したＸ線画像（以下、Ｘ線強度画像という）では、典型的にはＸ線透過率が高い組織は黒く、Ｘ線透過率が低い組織は白くなる。
【０００３】
Ｘ線強度画像によれば、Ｘ線透過率が異なる組織を識別することができるが、Ｘ線透過率が近い組織が隣接している場合には、これらの識別は容易ではない。例えば、軟骨等の軟部組織はＸ線透過率が高く、多くの場合、その周囲に隣接する組織や体液等もＸ線透過率が高いので、軟部組織はＸ線強度画像には写り難い。しかしながら、Ｘ線強度画像には写り難い組織にも病変は発生するので、これらもＸ線撮影により識別可能にすることが望まれている。
【０００４】
Ｘ線透過率が高くＸ線強度画像には写り難い組織も、透過Ｘ線に位相変化を与えていることが知られている。近年、透過Ｘ線の位相変化に基づいて被検体を画像化すること（以下、位相イメージングという）により、Ｘ線透過率が高い軟部組織等を識別可能なＸ線画像（以下、位相コントラスト画像という）を得るＸ線撮影システムが提案されている。
【０００５】
このＸ線撮影システムでは、透過Ｘ線の位相変化の情報を得るために、Ｘ線源とＸ線検出器との間に、少なくとも２つのグリッドを配置して被検体の撮影を行う。具体的には、Ｘ線源とＸ線検出器との間に第１グリッド及び第２グリッドを対向配置し、Ｘ線源から射出されたＸ線を、第１グリッドを通過させることにより、第１グリッドの自己像を有するＸ線像を生成する。このＸ線像の生成には、例えばタルボ効果が用いられる。そして、第１グリッドにより生成されたＸ線像に対して、第２グリッドの位置を面内方向に段階的に変化させながら、第１グリッドと第２グリッドを通過したＸ線像をＸ線検出器により撮影する。撮影により得られる複数の画像に基づいて位相コントラスト画像を生成することができる。これは縞走査法と呼ばれている。なお、Ｘ線源と第１グリッドとの間に、Ｘ線焦点を分散化し、Ｘ線像のコントラストを向上させるための線源グリッドが設けられることもある。
【０００６】
第１グリッドには、Ｘ線を部分的に吸収する吸収型グリッドと、部分的にＸ線の位相を変調して透過する位相型グリッドとのいずれかを用いることができる。一方、第２グリッドや線源グリッドには、吸収型グリッドを用いる必要がある。吸収型グリッドは、アスペクト比が高いことが必要である。
【０００７】
吸収型グリッドは、シリコン等の基板の表面に周期的にアスペクト比の高い溝を形成し、この溝に金（Ａｕ）等の金属材料（Ｘ線吸収材）を埋め込むことにより形成される。このように、アスペクト比が高い溝に金属材料をほぼ一様に埋め込む方法としては、例えば電気メッキが用いられるが、この電気メッキを行うためには、溝の底部にシーズ電極を設ける必要がある。
【０００８】
電気メッキを用いた吸収型グリッドの製造方法として、金属薄膜が表面に成膜された２つの基板を、金属薄膜同士を向かい合わせて加圧及び加熱して接合（いわゆる拡散接合）し、一方の基板にアスペクト比の高い複数の溝を形成して、その底に金属薄膜を露呈させ、この金属薄膜をシーズ電極として電気メッキを行う方法が知られている（特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−１６２８５４号公報
【特許文献２】国際公開第２０１１／１２２５０６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
拡散接合は、母材である基板に塑性変形が生じない程度に加圧及び加熱することにより、接触面間の原子の拡散を利用して接合する方法である。このため、拡散接合による接合の状態は、接合する表面の平坦性や清浄性に大きく影響される。このため、接合面に凹凸やゴミがあると未接合部分（ボイド等）が発生して、接合不良や接合後の剥離が発生しやすい。このため、シーズ電極の形成には、拡散接合よりも接合不良が生じにくい接合方法を採用することが望ましい。
【００１１】
特許文献２には、拡散接合の代わりに、陽極接合を用いることが記載されている。陽極接合は、加熱しながら電圧を印加することにより、シリコン等の半導体とガラスを接合する接合方法である。また、陽極接合により、金属とガラスを接合することも知られている。しかしながら、特許文献２には、単に吸収型グリッドを形成するための２つの基板を陽極接合によって接合しても良いことが開示されているに過ぎない。
【００１２】
陽極接合は、ガラスと金属（またはガラスと半導体）を接合する接合方法である。このため、特許文献２の第２実施形態に記載されているように、ともにシリコン基板である支持基板とエッチング基板（溝を形成する基板）の両方に金属薄膜を成膜して接合する場合には、金属と金属の接合になるので、陽極接合では接合できない。
【００１３】
また、特許文献２には、支持基板とエッチング基板のいずれか一方に金属薄膜を成膜してから接合することも示唆されている。このため、支持基板にだけ金属薄膜を成膜してからエッチング基板と接合する方法と、エッチング基板にだけ金属薄膜を成膜してから支持基板と接合する方法を想起できる。
【００１４】
しかし、前者は支持基板上の金属と半導体基板であるエッチング基板との接合になるので、ガラスと金属またはガラスと半導体を接合するための陽極接合ではこれらを接合することができない。一方、後者は、シリコン基板の代わりに、支持基板にガラス基板を用いるようにすれば、エッチング基板表面に設けた金属と、ガラス基板（支持基板）との接合になるので、一応、陽極接合により接合することが可能であるが、単に陽極接合による接合が可能であるだけであって、これだけでは拡散接合よりも接合不良が発生し難いとまでは言えない。
【００１５】
本発明は、２つの基板を接合してその界面に、放射線吸収部を電気メッキにより形成するためのシーズ電極を形成した吸収型グリッドにおいて、界面の接合不良や接合後の剥離が生じ難い吸収型グリッドを提供することを目的とする。また、その製造方法と、この吸収型グリッドを用いた放射線撮影システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の放射線画像撮影用グリッドは、放射線を吸収する放射線吸収部と放射線を透過する放射線透過部が放射線の入射方向に対して垂直な方向に交互に配列されたグリッド層と、少なくともグリッド層側の面にイオン導電性材料を有し、グリッド層を支持する支持基板と、グリッド層と支持基板の間に設けられ、グリッド層の放射線透過部に対しては成膜により密着され、支持基板に対しては陽極接合により接合された金属層とを有し、金属層は、第１薄膜と、第２薄膜または第３薄膜を含むことを特徴とする。第１薄膜は放射線吸収部を電気メッキにより形成するときにシーズ電極として機能する金属薄膜であり、第２薄膜は、第１薄膜よりも放射線透過部に対する密着性が良く、第１薄膜とグリッド層の間に設けられる金属薄膜であり、第３薄膜は前記陽極接合において第１薄膜よりも支持基板に対する接合性が良く、第１薄膜と前記支持基板の間に設けられる金属薄膜である。
【００１７】
金属層は、第２薄膜、第１薄膜、第３薄膜の３層構造であることが好ましい。
【００１８】
第１薄膜は、第２薄膜を介さずに放射線吸収部と直接接触していることが好ましい。
【００１９】
放射線透過部の表面に絶縁膜が形成されていることが好ましい。
【００２０】
第２薄膜が、チタン、クロム、ニッケル、またはこれらのいずれかを含む合金であることが好ましい。
【００２１】
第１薄膜が、金、白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム、またはこれらのいずれかを含む合金であることが好ましい。
【００２２】
第３薄膜が、アルミニウム、ニッケル、モリブデン、タングステン、またはこれらのいずれかを含む合金であることが好ましい。
【００２３】
支持基板の熱膨張係数が放射線透過部の熱膨張係数よりも小さい場合に、第１薄膜、第２薄膜及び第３薄膜の熱膨張係数は、支持基板の熱膨張係数以上でかつ放射線透過部の熱膨張係数以下であることが好ましい。
【００２４】
支持基板の熱膨張係数が放射線透過部の熱膨張係数よりも大きい場合に、第１薄膜、第２薄膜及び第３薄膜の熱膨張係数は、支持基板の熱膨張係数以下でかつ放射線透過部の熱膨張係数以上であり、放射線透過部、第２薄膜、第１薄膜、第３薄膜、支持基板の順に段階的に熱膨張係数が大きいことが好ましい。
【００２５】
支持基板は、イオン導電性基板であることが好ましい。
【００２６】
支持基板は、放射線透過部と同じ材料で形成された基板と、この基板上に設けられたイオン導電性薄膜とからなり、イオン導電性薄膜によって金属層に接合していることが好ましい。
【００２７】
本発明の放射線画像撮影用グリッドの製造方法は、放射線を透過する放射線透過部の材料からなるエッチング基板の一方の表面に、電気メッキ工程においてシーズ電極になる第１薄膜に加えて、第１薄膜の成膜前または成膜後に、シーズ電極よりもエッチング基板との密着性が良く、第１薄膜と前記エッチング基板の間に成膜される第２薄膜と、シーズ電極よりも支持基板との接合性が良く、第１薄膜上に成膜される第３薄膜のうち少なくとも一方を成膜し、少なくとも２種類の金属薄膜を有する金属層を形成する金属層形成工程と、金属層に支持基板を接触させて陽極接合をすることにより、金属層が形成されたエッチング基板と支持基板の接合体を形成する接合工程と、接合体のエッチング基板を所定パターンにエッチングし、放射線を吸収する放射線吸収部になる溝と放射線透過部を形成し溝の底部に金属層を露呈させるエッチング工程と、溝に露呈された前記金属層をシーズ電極として、電気メッキにより溝に放射線を吸収する放射線吸収材を埋め込む電気メッキ工程と、を備えることを特徴とする。
【００２８】
金属層形成工程では、エッチング基板上に、第２薄膜と、第１薄膜と、第３薄膜をこの順に成膜し、３種の金属薄膜からなる前記金属層を形成することが好ましい。
【００２９】
金属層形成工程では、複数の金属薄膜を全て同じ成膜装置で真空を破らずに成膜することが好ましい。
【００３０】
本発明の放射線画像撮影システムは、放射線源から照射される放射線を吸収型グリッドを介して撮影して位相コントラスト画像を生成する放射線画像撮影システムであり、吸収型グリッドは、放射線を吸収する放射線吸収部と放射線を透過する放射線透過部が放射線の入射方向に対して垂直な方向に交互に配列されたグリッド層と、少なくともグリッド層側の面にイオン導電性材料を有し、グリッド層を支持する支持基板と、グリッド層と支持基板の間に設けられ、グリッド層の放射線透過部に対しては成膜により密着され、支持基板に対しては陽極接合により接合された金属層とを有し、金属層は、第１薄膜と、第２薄膜または第３薄膜を含むことを特徴とする。第１薄膜は放射線吸収部を電気メッキにより形成するときにシーズ電極として機能する金属薄膜であり、第２薄膜は、第１薄膜よりも放射線透過部に対する密着性が良く、第１薄膜と前記グリッド層の間に設けられる金属薄膜であり、第３薄膜は前記陽極接合において第１薄膜よりも支持基板に対する接合性が良く、第１薄膜と支持基板の間に設けられる金属薄膜である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、シーズ電極の前後に、シーズ電極よりも放射線透過部との密着性が良い金属薄膜、または陽極接合においてシーズ電極よりも支持基板との接合性が良い金属薄膜のいずれかを含むので、シーズ電極を形成した界面における接合不良により剥離等の不具合が生じ難い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】Ｘ線画像撮影システムの構成を示す説明図である。
【図２】第２グリッドの構成を模式的に示す断面図である。
【図３】シリコン基板にシーズ電極等となる金属薄膜を成膜する工程を示す説明図である。
【図４】シリコン基板と第２基板を接合する工程を示す説明図である。
【図５】シリコン基板に透過部になる柱板状構造と、Ｘ線吸収部になる溝を形成する工程を示す説明図である。
【図６】柱板状構造に酸化膜を形成する工程を示す説明図である。
【図７】電気メッキによりＸ線吸収部を形成する工程を示す説明図である。
【図８】金属層を第１薄膜と第３薄膜で構成する変形例を示す断面図である。
【図９】金属層を第１薄膜と第２薄膜で構成する変形例を示す断面図である。
【図１０】支持基板をシリコン基板とイオン導電性薄膜で構成する例を示す断面図である。
【図１１】金属層を構成する各薄膜の熱膨張係数の好適な例を示すグラフである。
【図１２】グリッドを湾曲させて用いる態様を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１に示すように、Ｘ線画像撮影システム１０は、Ｘ線照射方向であるＺ方向に沿って、Ｘ線源１１、線源グリッド１２、第１グリッド１３、第２グリッド１４、及びＸ線画像検出器１５を備える。
【００３４】
Ｘ線源１１は、回転陽極型のＸ線管（図示せず）と、Ｘ線の照射野を制限するコリメータ（図示せず）とを有し、被検体ＨにＸ線を放射する。
【００３５】
線源グリッド１２及び第２グリッド１４は、Ｘ線を部分的に吸収する吸収型グリッドであり、直線状のＸ線吸収部とＸ線透過部が交互に配列されている。第１グリッド１３は基板の凹凸構造により所定位相差（例えばπまたはπ／２）を発生させる位相型グリッドである。各グリッド１２〜１４は、Ｚ方向においてＸ線源１１に対向配置されており、いずれも格子線がＸ方向に沿って設けられている。
【００３６】
線源グリッド１２と第１グリッド１３との間には、被検体Ｈが配置可能な間隔が設けられている。第１グリッド１３と第２グリッド１４との距離は、例えばタルボ距離に設定する。タルボ距離とは、第１グリッド１３を通過したＸ線が、タルボ効果により第１グリッド１３の自己像を生成する距離である。
【００３７】
Ｘ線画像検出器１５は、半導体回路を用いたフラットパネル検出器であり、第２グリッド１４の背後に配置されている。
【００３８】
Ｘ線源１１から放射されたＸ線は、線源グリッド１２のＸ線吸収部によって部分的に遮蔽されることにより、Ｙ方向に関する実効的な焦点サイズが縮小され、Ｙ方向に配列された多数のライン状のＸ線が形成される。各ライン状のＸ線は、被検体Ｈを通過する際に位相が変化する。この各Ｘ線が第１グリッド１３を通過することにより、被検体Ｈの屈折率と透過光路長とから決定される被検体Ｈの透過位相情報を反映した縞画像（第１グリッド１３の自己像）が形成される。各ライン状のＸ線により生成された縞画像は、第２グリッド１４に投影され、第２グリッド１４の位置で重なり合う。
【００３９】
縞画像は、第２グリッド１４により部分的に遮蔽されることにより強度変調される。本実施形態では、縞走査法を用いて位相コントラスト画像を生成する。すなわち、第１グリッド１３に対して第２グリッド１４を間欠移動させるとともに、その停止中に、Ｘ線源１１から被検体ＨにＸ線を照射してＸ線画像検出器１５により撮影を行う。この間欠移動は、格子ピッチを等分割（例えば、５分割）した一定の走査ピッチでＹ方向に行う。
【００４０】
Ｘ線画像検出器１５の各画素の画素データの強度変化を表す強度変調信号の位相ズレ量（被検体Ｈがある場合とない場合とでの位相のズレ量）を算出することにより、位相微分画像が得られる。位相微分画像は、被検体ＨでのＸ線の屈折角度の分布に対応する。この位相微分画像をＸ方向に沿って積分することにより、位相コントラスト画像が得られる。
【００４１】
以下、第２グリッド１４を例にして、吸収型グリッドの構造を説明する。図２に示すように、第２グリッド１４は、グリッド層２１、金属層２２、支持基板２３を備える。
【００４２】
グリッド層２１は、吸収型グリッドとしての実効的な機能を担っている層であり、Ｘ線吸収部２６とＸ線透過部２７を有し、これらが交互にＸ線の入射方向に対して垂直な方向に配列されて形成されている。
【００４３】
Ｘ線吸収部２６は、Ｘ方向に直線状に延伸して設けられた柱板状構造であり、Ｘ線吸収性を有する金属材料で形成される。この金属材料は、入射Ｘ線を吸収し、後述するように電気メッキで形成することができれば任意の材料で良い。本実施形態では、Ｘ線吸収部２６を金（Ａｕ）で形成している。
【００４４】
Ｘ線透過部２７は、Ｘ線吸収部２６の間に設けられ、Ｘ線吸収部２６と同様にＸ方向に直線状に延伸して設けられた柱板状構造である。但し、Ｘ線透過部２７は、Ｘ線透過性を有する材料で形成される。後述するようにＸ線透過部２７は、基板をエッチングした残存部により形成するので、Ｘ線吸収能が低く、エッチングが容易な材料で形成される。本実施形態では、Ｘ線透過部２７はシリコンで形成されている。なお、Ｘ線透過部２７の外周部分には酸化膜２７ａが設けられている。
【００４５】
Ｘ線吸収部２６のＸ方向の幅や、Ｘ線吸収部２６とＸ線透過部２７の配列ピッチ（Ｘ線吸収部２６とＸ線透過部２７のＸ方向の合計幅）は、Ｘ線源１１と第１グリッド１３との間の距離、第１グリッド１３と第２グリッド１４との距離、及び第１グリッド１３のＸ線吸収部とＸ線透過部の配列ピッチ等に応じて決定される。例えば、Ｘ線吸収部の幅は、およそ２〜２０μｍであり、Ｘ線吸収部とＸ線透過部の配列ピッチはその倍の４〜４０μｍである。Ｘ線吸収部のＺ方向の厚みは、Ｘ線源１１から照射されるコーンビーム状のＸ線のケラレを考慮して、例えば１００〜２００μｍとなっている。本実施形態の第２グリッド１４は、Ｘ線吸収部２６の幅は２．５μｍ、Ｘ線吸収部２６とＸ線透過部２７の配列ピッチは５μｍ、Ｘ線吸収部２６の厚みは１００μｍである。
【００４６】
金属層２２は、グリッド層２１と支持基板２３の間に設けられ、グリッド層２１と支持基板２３を接合して第２グリッド１４の安定性を確保することと、Ｘ線吸収部２６を電気メッキにより形成するときにシーズ電極になることが主な機能である。
【００４７】
このため、金属層２２は、第１薄膜３１、第２薄膜３２、第３薄膜３３の３層構造で形成されている。
【００４８】
第１薄膜３１は、Ｘ線吸収部２６を電気メッキで形成するときにシーズ電極として機能する薄膜であり、１００ｎｍ程度の厚さの金（Ａｕ）で形成されている。第１薄膜３１は、メッキ液に対する耐性があり、電気メッキによるＸ線吸収部２６の形成が進みやすく、メッキ液に対する安定性（耐性）が良いものであれば、材料は任意である。例えば、金の他に、第１薄膜３１を白金（Ｐｔ）や、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、イリジウム（Ｉｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等の金属膜、あるいはこれらのいずれかを含む合金で形成しても良い。これらの各種金属の中でも、第１薄膜３１には、金、白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム、あるいはこれらのいずれかを含む合金を用いることが好ましく、特に、イオン化傾向が小さくメッキ液耐性が高い金または白金を用いることが特に好ましい。金や白金はＸ線吸収能が比較的高いが、第１薄膜３１は、Ｘ線の吸収が影響しない程度に薄く形成されているので、Ｘ線の損失はほぼない。
【００４９】
第２薄膜３２は、Ｘ線透過部２７と第１薄膜３１の密着を強化するための薄膜であり、１０ｎｍ程度の厚さのチタン（Ｔｉ）で形成されている。第２薄膜３２は、少なくとも第２層３２よりもＸ線透過部２７との密着性が良い金属で形成され、Ｘ線透過部２７を透過するＸ線を損失しないように、Ｘ線吸収能が低い材料で、かつ、密着性を損なわず、現実的に安定して製造できる範囲内で薄く形成されていれば良い。本実施形態では、第２薄膜３２としてチタン（Ｔｉ）を用いているが、Ｘ線透過部２７をシリコンで形成する場合、第２薄膜３２を例えばシリコンとの密着性が良いクロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）、またはこれらやチタンを含む合金で形成してもよい。また、第２薄膜３２にこれらの材料を用いる場合も、その厚さは数ｎｍ〜数十ｎｍ程度にすればよい。
【００５０】
第３薄膜３３は、第１薄膜３１と支持基板２３の接合を安定させるための薄膜であり、例えば５００ｎｍ程度のアルミニム（Ａｌ）またはモリブデン（Ｍｏ）で形成されている。後述するように、金属層２２を設けたシリコン基板４１と支持基板２３とは陽極接合によって接合される。このため、第３薄膜３３は、少なくとも第２層３２よりも陽極接合によって支持基板２３と安定して接合される金属で形成され、Ｘ線透過部２７を透過するＸ線を損失しないように、Ｘ線吸収能が低い材料で、かつ、現実的に安定して製造できる範囲内で薄く形成されていれば良い。本実施形態では、第３薄膜３３としてアルミニウムを用いるが、第３薄膜３３はニッケル（Ｎｉ）やモリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、コバルト（Ｃｏ）、あるいはこれらのいずれかを含む合金でも良い。第３薄膜３３にこれらの材料を用いる場合も、その厚さは数十ｎｍ〜数百ｎｍ程度にすれば良い。
【００５１】
支持基板２３は、グリッド層２１を製造し、その構造を維持するための基板であり、ホウケイ酸ガラスからなるガラス基板である。支持基板２３は、金属層２２を設けたシリコン基板４１と陽極接合により接合とするイオン導電性材料からなる基板であればよく、ホウケイ酸ガラス（パイレックス（登録商標）やテンパックス（登録商標））の他には、ソーダガラス、カリウムソーダ鉛ガラス、アルミノシリケート、ベータアルミナ、ジルコニア等を支持基板２３として用いることができる。なお、後述するように、支持基板２３は、金属層２２を設けたシリコン基板４１と支持基板２３の接合面を容易に観察可能とするように、可視光または赤外線に対して透明であることが好ましい。
【００５２】
線源グリッド１２は、上述の第２グリッド１４と同様に構成される。但し、Ｘ線吸収部の幅や、Ｘ線吸収部とＸ線透過部の配列ピッチ、全体としての大きさ等は各グリッドの配置等によって決定される。
【００５３】
次に、第２グリッド１４を例にして、吸収型グリッドの製造方法を説明する。第２グリッド１４は、以下に説明するように、金属層形成工程、接合工程、エッチング工程、酸化膜形成工程、電気メッキ工程の概ね５工程で製造される。
【００５４】
図３に示すように、まず、シリコン基板４１（エッチング基板）の一方の表面に金属層２２を成膜する（金属層形成工程）。シリコン基板４１は、後にグリッド層２１のＸ線透過部２７になる。金属層２２は、第１〜第３薄膜３１，３２，３３からなり、シリコン基板４１側から順に成膜が行われる。具体的には、シリコン基板４１の表面に第２薄膜３２を成膜し、この第２薄膜３２上に第１薄膜３１を成膜する。そして、第１薄膜３１上にさらに第３薄膜３３を成膜する。これらの成膜には、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、ＣＶＤ等を用いる。なお、シリコン基板４１の表面は必要な程度に研磨され、予め所定の平坦性を有している。必要であれば、金属層形成工程の前にシリコン基板４１の表面を研磨する研磨工程を加えて良い。
【００５５】
第１〜第３薄膜３１，３２，３３の成膜は、１台の蒸着装置の同じ真空チャンバ内において、１度も真空を破らずに行われる。このため、この蒸着装置には、第１〜第３薄膜３１，３２，３３をそれぞれ順に飛散させることが可能な３種の蒸着源を設ける。
【００５６】
第１〜第３薄膜３１，３２，３３の成膜をそれぞれ異なる蒸着装置を用いて行うことも可能であるが、各薄膜３１，３２，３３の成膜毎に真空を破ると、各薄膜３１，３２，３３にゴミが付着したり、各薄膜３１，３２，３３の表面に酸化膜等が形成されたりし、各薄膜３１，３２，３３の平坦性や密着性が低下することがある。これらの不具合は、Ｘ線吸収部２６でＸ線を吸収して第２グリッド１４が熱膨張を繰り返すこと等により、第２グリッド１４の早期劣化の原因になることがある。この点、上述のように第１〜第３薄膜３１，３２，３３の成膜を、１台の蒸着装置で真空を破らずに連続して行うことで各薄膜３１，３２，３３間の平坦性や密着性を確保することができるとともに、各薄膜３１，３２，３３間の平坦性や密着性に起因する第２グリッド１４の劣化を防止することができる。第１〜第３薄膜３１，３２，３３が真空を破らずに成膜されたものであるか否かは、例えば、ＳＥＭ等で各薄膜３１，３２，３３の界面を観察し、酸化膜の有無等を調べることにより判断可能である。
【００５７】
続いて、図４に示すように、シリコン基板４１の金属層２２側に支持基板２３を接合する（接合工程）。この接合工程は、陽極接合により行う。具体的には、シリコン基板４１と支持基板２３とを金属層２２を介して接触させ、これらを加熱しつつ、シリコン基板４１（金属層２２）と支持基板２３の間に所定の直流電圧を印加する。例えば、加熱温度は２００〜５００度程度であり、印加電圧は２００〜１０００Ｖ程度である。また、印加電圧は支持基板２３側が負であり、シリコン基板４１側が正である。この接合工程は、真空中で行なっても良いし、空気中で行なっても良い。
【００５８】
このように、金属層２２を介して接触させたシリコン基板４１と支持基板２３を加熱しながら電圧を印加すると、ガラス基板である支持基板２３内では、金属層２２との接触界面４２近傍において、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）やホウ素イオン（Ｂ３＋）等が金属層２２から遠ざかる向きに引き離される。加熱状態において、ガラスは導電性がある固体電解質とみなすことができ、正の電荷を有するナトリウムイオンは極めて動きやすくなる。このため、支持基板２３内のナトリウムイオンは陰極側に集まり、金属層２２と支持基板２３の界面には空間電荷領域が形成される。電圧降下のほとんどがこの空間電荷領域に加わるので、支持基板２３と金属層２２の間に強い電界が加わり、静電力によって強く引き合って接触し、表面原子が共有結合を作る。具体的には、支持基板２３の構造そのものである一酸化ケイ素イオン（ＳｉＯ−）と、第３薄膜３３の金属イオンが共有結合を形成する。これにより、シリコン基板４１と支持基板２３は金属層２２を介して接合される。
【００５９】
接合工程では、金属層２２と支持基板２３が結合されるときに電流が発生する。このため、シリコン基板４１と支持基板２３間に流れる電流量により、金属層２２と支持基板２３の接合の進行度合いを大まかに知ることができる。但し、この電流の監視だけでは接合のムラ等、接合状態の評価まではできないので、上述の接合工程では撮像装置４３によって接触界面４２を撮影して接合状態を監視する。撮像装置４３は、可視光または赤外線により、支持基板２３の裏面側から接触界面４２を撮影する。このため、支持基板２３は、陽極接合のためにイオン導電性であるだけでなく、さらに、可視光または赤外線に対して透明であることが好ましい。
【００６０】
図５に示すように、接合工程で形成されたシリコン基板４１と支持基板２３の接合体は、シリコン基板４１がエッチングされ、Ｘ線透過部２７である柱板状構造とＸ線吸収部２６に対応する溝４７が形成される（エッチング工程）。
【００６１】
具体的には、まず、露呈されたシリコン基板４１の表面にレジストを塗布し、これを露光及び現像して、Ｘ線透過部２７及びＸ線吸収部２６の配列ピッチに対応する直線状パターンのエッチングマスクを形成する。そして、深堀用のエッチングをすることにより、Ｘ線透過部２７と溝４７を形成する。
【００６２】
深堀用のエッチングには、例えば、ボッシュプロセスと呼ばれるドライエッチングが好適である。ボッシュプロセスは、例えば、シリコン（シリコン基板４１）をエッチングするＳＦ６ガスと、保護膜を形成するためのＣ４Ｆ８ガスとを用いるエッチング方法である。ＳＦ６ガスでシリコン基板４１をエッチングすると深さ方向だけでなく、横方向にもエッチングが進行するため、これだけでは第２グリッド１４のようにアスペクト比が大きい溝を形成することができない。このため、ボッシュプロセスでは、ＳＦ６ガスで所定時間エッチングした後、Ｃ４Ｆ８ガスに切り換え、プラズマにより生成されるＣＦｎのポリマーを溝４７内に付着させて保護膜を形成する。そして、再びＳＦ６ガスによりエッチングを行う。このボッシュプロセスによれば、底面に比べて側面のエッチング速度は低いため、ほぼ底面だけをエッチングして溝４７を深堀りすることができる。
【００６３】
また、エッチング工程では、さらに溝４７の底に金属層２２の第１薄膜３１が露呈させるエッチングを行う。電気メッキ工程では、溝４７の底に金属層２２のいずれかの部分が露呈していれば、電気メッキが可能であるので第２薄膜３２が露呈されていても良い。しかし、例えばチタンからなる第２薄膜３２が溝４７の底に露呈していると、イオン化傾向の相違によりチタンイオンがメッキ液中に溶出してメッキ液を汚染する。また、第２薄膜３２は大気やメッキ液と接触すると表面が酸化されるが、酸化した第２薄膜３２表面と電気メッキにより析出する金の密着性は良くない。このため、溝４７の底に露呈された第２薄膜３２を除去し、第１薄膜３２を露呈させてから電気メッキを行うことが好ましい。第１薄膜３２は、電気メッキによって析出させる金で形成されているので、メッキ液耐性があり、かつ、大気やメッキ液に露呈されても表面酸化が起こらないので、析出する金との密着性が良い。
【００６４】
上述のエッチング工程により、Ｘ線透過部２７と溝４７を形成した後は、図６に示すように、Ｘ線透過部２７の表面に酸化膜２７ａを形成する（酸化膜形成工程）。酸化膜２７ａは、電気メッキ工程で絶縁膜として機能する。ここでは、Ｘ線透過部２７の表面に酸化膜２７ａを設けているが、Ｘ線透過部２７の表面に他の絶縁性の材料を成膜しても良い。この酸化膜形成工程を省略することも可能であるが、酸化膜２７ａ等の絶縁膜を形成することにより、電気メッキ工程において成長不良やボイドの発生が抑えられるという利点がある。
【００６５】
酸化膜２７ａの形成後は、図７に示すように、メッキ液に浸漬して、電気メッキにより溝４７に金を析出させて充填し、Ｘ線吸収部２６を形成する（電気メッキ工程）。この電気メッキ工程では、電流端子の陰極が金属層２２に接続される。例えば、エッチング工程でＸ線透過部２７及び溝４７を形成するときにシリコン基板４１の端部を同時にエッチングして、外周部分に金属層２２を露呈させておくことで、この露呈された外周部分で電流端子を金属層２２に接続することができる。
【００６６】
このように電流端子を接続し、メッキ液に浸漬した状態で金属層２２と陽極４９間に通電すると、金属層２２がシーズ電極となり、メッキ液に含まれる金イオン（Ａｕ＋）が露呈された金属層２２の表面に接触することにより金（Ａｕ）が析出する。このため、溝４７には金が充填され、Ｘ線吸収部２６が形成される。この電気メッキ工程により、グリッド２１、及び全体として第２グリッド１４が完成する。
【００６７】
なお、前述のようにエッチング工程では金属層２２のうち第１薄膜３１が露呈されるので、より正確には第１薄膜３１がシーズ電極である。
【００６８】
また、電気メッキ工程で用いるメッキ液は、例えばシアン金浴（ＫＡｕ（ＣＮ）２）であり、ｐＨ緩衝材としてＫＨ２ＰＯ４，ＫＯＨを添加することによりｐｈ６〜８に調節される。例えば、メッキ液の温度は２５〜７０℃、電流密度は０．００１〜１Ａ／ｃｍ２とし、陽極４９には白金メッキされたチタンを用いることができる。この電気メッキ工程の諸条件は一例であり、Ｘ線吸収部２６を形成することができれば任意である。また、電気メッキ工程において、Ｘ線吸収部２６として溝４７に充填する金属も、溝４７の深さを考慮して、Ｘ線を遮蔽することができれば金以外の金属を用いても良い。
【００６９】
以上のように、第２グリッド１４は、支持基板２３と金属層２２を設けたシリコン基板４１を、金属層２２を介して陽極接合し、その接合体を加工して製造される。そして、金属層２２は電気メッキ工程でシーズ電極として機能するものであるが、金属層２２はシーズ電極である第１薄膜３１だけで形成されるのではなく、シリコン基板４１及び支持基板２３の間にそれぞれ第２薄膜３２と第３薄膜３３を備えている。第２薄膜３２は、シリコン基板４１との密着性が良い材料で形成されているので、第１薄膜３１をシリコン基板４１上に成膜する場合よりも接合不良の発生を抑えることができる。また、第３薄膜３３は、支持基板２３に対して陽極接合による接合性が良い材料で形成されているので、第１薄膜３１を支持基板２３に接触させてシリコン基板４１と支持基板２３を陽極接合する場合よりも接合不良の発生を抑えることができる。
【００７０】
第２薄膜３２及び第３薄膜３３は完成品である第２グリッド１４においても残り、同様の機能を果たす。すなわち、第２グリッド１４において、第２薄膜３２はシリコン基板４１から削り出して形成されたＸ線透過部２６と金属層２２を強固に密着させ、第３薄膜３３は陽極接合によって金属層２２と支持基板２３を強固にむらなく接合する。したがって、第２グリッド１４のＸ線吸収部２７はＸ線を吸収して熱を持つので、Ｘ線画像撮影システム１０の使用によって第２グリッド１４がある程度の膨張と収縮を繰り返することが避けられないが、こうした膨張や収縮の繰り返されても、第２薄膜３２と第３薄膜３３があることによってグリッド層２６や支持基板２３が剥離してしまう等の不具合が生じ難い。また、上述のように構成される第２グリッド１４を用いたＸ線画像撮影システム１０は、第２グリッド１４の不良や経時劣化を原因とする故障が生じ難い。
【００７１】
さらに、拡散接合を利用して基板を接合して第２グリッド１４を製造する場合と比較する。拡散接合を利用する場合、例えば、上述の実施形態のように金属層２２を３層構造にするために、シリコン基板４１の表面に第２薄膜３２を設け、支持基板２３の表面に第３薄膜３３を介して第１薄膜３１を設け、これらを拡散接合により接合して第２グリッド１４を製造することが考えられる。しかし、拡散接合は、同じ金属種同士を接触させ、その相互拡散により接合を行うものであるので、上述のように異種金属間を接触させても、通常、拡散接合では接合できない。また、シリコン基板４１の表面に第２薄膜３２を介して第１薄膜３１を設け、支持基板２３の表面に第３薄膜３３を設け、これらを拡散接合により接合して第２グリッド１４を製造する場合も同様である。
【００７２】
この点、上述の実施形態で説明した第２グリッド１４の製造方法によれば、第１〜第３薄膜３１，３２，３３は、界面を接合するのではなく、成膜して形成しているので、拡散接合による場合よりも密着力は強く、ボイド等の接合不良もほぼ発生しない。このため、第２薄膜３２と第１薄膜３１や、第１薄膜３１と第３薄膜３３の接合性により第２グリッド１４に不具合が生じることがない。
【００７３】
また、拡散接合は、金属と金属を接合するものであるため、接合時あるいは接合後に接合面を観察することは容易ではない。超音波検査によれば接合面を非破壊に観察して、拡散接合による接合性（ボイドの有無等）を評価することもできるが、超音波検査装置は高価であり、評価に時間も要する。これに対して、上述実施形態のように、支持基板２３を可視光または赤外線に対して透明なガラス基板とし、陽極接合によって、金属層２２を設けたシリコン基板４１と支持基板２３を接合すれば、接合時あるいは接合後に、支持基板２３側から接合面（第３薄膜３３と支持基板２３の界面４２）を観察してその接合性を評価し、不良を分別することが容易である。
【００７４】
なお、ガラス基板はシリコン基板よりもＸ線吸収能が低いので、支持基板２３としてガラス基板を用いることにより、第２グリッド１４のＸ線吸収部２６を除く部分におけるＸ線損失を抑えることができるという副次的な効果もある。
【００７５】
なお、上述の実施形態では、金属層２２を第１〜第３薄膜３１，３２，３３からなる３層構造としたが、図８に示す第２グリッド５１のように、第１薄膜３１と第３薄膜３３の２層からなる金属層５２にしても良い。この場合、第２薄膜３２がないことにより、上述の実施形態の第２グリッド１４と比較すれば金属層５２とＸ線透過部２７（シリコン基板４１）の密着性が劣るが、第３薄膜３３があることにより、金属層５２と支持基板２３の接合性については上述の実施形態の第２グリッド１４と同様に強固に接合される。また、第２薄膜３２を設けない分、Ｘ線の損失を抑えることができる。電気メッキ工程でシーズ電極になる第１薄膜３１があるので、電気メッキ工程は上述の実施形態と同様に行うことができる。
【００７６】
同様に、図９に示す第２グリッド５３のように、金属層を第２薄膜３２と第１薄膜３１の２層からなる金属層５４にしても良い。この場合、第３薄膜３３がないことにより、上述の実施形態の第２グリッド１４と比較すれば金属層５４と支持基板２３の密着性が劣るが、第２薄膜３２があることにより、金属層５４とＸ線透過部２７（シリコン基板４１）の密着性については上述の第２実施形態の第２グリッド１４と同様に強固である。また、第３薄膜３３を設けない分、Ｘ線の損失を抑えることができる。電気メッキ工程でシーズ電極になる第１薄膜３１があるので、電気メッキ工程は上述の実施形態と同様に行うことができる。
【００７７】
なお、上述の実施形態の第２グリッド１４は、Ｘ線透過部２７がシリコン（熱膨張係数：３．０×１０−６／℃）からなり、支持基板２３がホウケイ酸ガラス（熱膨張係数：３．２×１０−６／℃）であるため熱膨張係数の差は小さいが、支持基板２３に他のイオン導電性材料を用いる場合等、これらの組み合わせ以外の材料を用いるときには、Ｘ線透過部２７と支持基板２３の熱膨張係数が近い値であるとは限らない。Ｘ線透過部２７と支持基板２３の熱膨張係数に差があると、接合工程における陽極接合時の加熱や、Ｘ線画像撮影システム１０使用時の温度変化等によって膨張すると、第２グリッド１４が反ってしまったり、さらには支持基板２３がはがれたり、割れたりしてしまうことがある。また、僅かな接合不良があるだけでも、温度変化等による応力が接合不良箇所に集中するので、上述の実施形態のように陽極接合をする場合でも、特に高品質な接合が要求される。
【００７８】
このため、シリコン基板４１と支持基板２３に熱膨張係数の差が大きい材料を用いる場合には、例えば、図１０に示す第２グリッド５６のように、シリコン基板５７とイオン導電性薄膜５８を接合した基板を支持基板５９にしても良い。このように、支持基板５９をシリコン基板５７とイオン導電性薄膜５８の接合基板にしておけば、シリコン基板４１（Ｘ線透過部２７）と支持基板５９の熱膨張係数を近づけることができるので、支持基板５９の破損等が抑えられる。
【００７９】
シリコン基板５７は、支持基板５９の熱膨張係数を、グリッド層２１を形成するシリコン基板４１と熱膨張係数を合わせるための基板なので、Ｘ線透過部２７をＧａＡｓ等他の材料で形成する場合には、その材料からなる基板をシリコン基板５７の替りに用いれば良い。また、ここではＸ線透過部２６を形成する材料と同じ材料を支持基板２３の一部に用いる例を挙げたが、Ｘ線透過部２７を形成する基板及びＸ線透過部２７と支持基板５９との熱膨張係数の差を緩和することができれば、その他の材料からなる基板を用いても良い。さらに、Ｘ線透過部２７を形成するシリコン基板４１と支持基板５９の熱膨張係数の差を緩和するだけでなく、Ｘ線吸収部２６を考慮してグリッド層２１全体の平均的な熱膨張係数と支持基板５９の熱膨張係数の差を緩和することがより好ましい。
【００８０】
イオン導電性薄膜５８は、上述の実施形態の支持基板２３と同様のガラス材料で形成する。イオン導電性薄膜５８は、接合工程において陽極接合により金属層２２と支持基板５９を接合できるようにするための薄膜なので、金属層２２と強固に接合することができる範囲内で薄く形成することができる。陽極接合により金属層２２と接合することができれば、イオン導電性薄膜５８は、例えば１〜２μｍ程度の厚さで良い。
【００８１】
また、上述のシリコン基板４１と支持基板２３の熱膨張係数の差による不具合を別の方法で解消することもできる。例えば、シリコン基板４１よりも熱膨張係数が大きい支持基板２３を用いる場合には、図１１に示すように、金属層２２を構成する第１〜第３薄膜３１，３２，３３の熱膨張係数を、シリコン基板４１の熱膨張係数以上、支持基板２３の熱膨張係数以下の範囲内にする。こうすると、シリコン基板４１と支持基板２３に熱膨張係数にある程度の差があったとしても、加熱時等に発生する応力が金属層２２によって緩和されるので、第２グリッド１４は破損し難くなる。シリコン基板４１よりも熱膨張係数が大きい支持基板２３を用いる場合も同様である。
【００８２】
さらに、各薄膜３１，３２，３３の熱膨張係数がシリコン基板４１側から支持基板２３側にかけて段階的に大きくなるようにしておくことがより好ましい。具体的には、シリコン基板４１、第２薄膜３２、第１薄膜３１、第３薄膜３３、支持基板２３の順に熱膨張係数が大きくなるように、第１〜第３薄膜３１，３２，３３の材料を選定する。
【００８３】
なお、第１〜第３薄膜３１，３２，３３の熱膨張係数をシリコン基板４１側から支持基板２３側にかけて段階的に大きくする場合には、これらの熱膨張係数がシリコン基板４１の熱膨張係数以上支持基板２３の熱膨張係数以下の範囲内にない（例えば、第３薄膜３３の熱膨張係数が支持基板２３の熱膨張係数より大きい）場合でも、熱膨張による破損等を厚さや接合条件の調整で抑制することが可能である。
【００８４】
もちろん、前述のように、シリコン基板５７とイオン導電性薄膜５８によって形成した支持基板５９を用いた上で、さらに、上述のように第１〜第３薄膜３１，３２，３３の熱膨張係数がシリコン基板４１とイオン導電性薄膜５８の各熱膨張係数の間（等しい場合を含む）になるように、第１〜第３薄膜３１，３２，３３の材料を決定することがより好ましい。また、さらにシリコン基板４１からイオン導電性薄膜５８にかけて段階的に熱膨張係数が大きくなるようにすること好ましい。また、前述の変形例のように、金属層を第２薄膜３２と第１薄膜３１の２層構造にする場合や、第１薄膜３１と第３薄膜３３の２層構造にする場合も同様である。
【００８５】
また、ここでは説明を簡単にするためにシリコン基板４１と支持基板２３の熱膨張係数に差がある場合について説明したが、シリコンとホウケイ酸ガラスは熱膨張係数はほぼ等しいので、上述の実施形態のように、シリコン基板４１とホウケイ酸ガラスからなる支持基板２３を用いる場合には、金属層２２を構成する各薄膜の熱膨張係数をこれらの基板の熱膨張係数の間の値にすることは必ずしも容易ではない。しかし、こうした場合でも、シリコン基板４１と支持基板２３の熱膨張係数と、金属層２２の熱膨張係数の差が大きいために、熱膨張によりシリコン基板４１や支持基板２３が破損するおそれがある。そこで、シリコン基板４１と支持基板２３の熱膨張係数がほぼ等しい場合には、少なくとも第３薄膜３３の熱膨張係数がシリコン基板４１及び支持基板２３の熱膨張係数とほぼ等しい材料で形成することが好ましい。シリコン基板４１とホウケイ酸ガラスからなる支持基板２３を用いる場合、第３薄膜３３は例えばコバールまたは「４２アロイ」にすることが好ましい。金属層２２を第１〜第３薄膜３１，３２，３３の３層構造にする場合も、金属層２２を第１薄膜３１と第３薄膜３３の２層構造にする場合も同様である。
【００８６】
コバールは、鉄にニッケル、コバルトを配合した合金であり、例えば、ニッケル２９重量％、コバルト１７重量％、シリコン０．２重量％、マンガン０．３重量％、鉄５３．５重量％である。コバールの熱膨張係数は約５．２×１０−６／℃である。また、「４２アロイ」は、鉄にニッケルを配合した合金であり、例えばニッケル４２重量％、鉄５７重量％、銅及びマンガンを微量に含む。「４２アロイ」の熱膨張係数は概ね４．５〜６．５×１０−６／℃である。コバールや「４２アロイ」の熱膨張係数は、シリコン及びホウケイ酸ガラスの熱膨張係数よりも大きいが、シリコン基板４１及び支持基板２３と、金属層２２との熱膨張係数の相違による不具合が低減できる程度に概ね等しい範囲内である。コバールや「４２アロイ」を第３薄膜３３に用いる場合には、Ｘ線損失抑制と支持基板２３との陽極接合による接合性の兼ね合いから、約３０ｎｍ程度の厚みにすることが好ましい。
【００８７】
なお、上述の実施形態では、第２グリッド１４は平板状に形成され、平板状のままＸ線画像撮影システム１０に搭載するが、Ｘ線源１１から照射されるＸ線はコーンビーム状に広がるので、平板状のグリッドを用いると、グリッドの周縁部においてＸ線がケラレることがある。ケラレを低減するためには、図１２に示すように、第２グリッド１４等をＸ線の広がりに合わせて円筒面状（あるいは球面状）に湾曲させることが好ましい。第２グリッド１４は、金属層２２とＸ線透過部２７の密着性が良く、及び金属層２２と支持基板２３の接合は強固なので、湾曲させても破損し難い。
【００８８】
なお、上述の実施形態では、第２グリッド１４を例に説明したが、線源グリッド１２及びその製造方法は、上述の第２グリッド１４及びその製造方法と同様である。その効果も同様である。
【００８９】
なお、上述の実施形態では、線源グリッド１２、第２グリッド１４が吸収型グリッドであり、第１グリッド１３が位相型グリッドであるが、第１グリッド１３は吸収型グリッドであっても良い。第１グリッド１３を吸収型グリッドにする場合、その構成や製造方法は上述の実施形態と同様である。少なくとも線源グリッド１２、第１グリッド１３、第２グリッド１４のうちいずれか１つに、上述の実施形態の吸収型グリッドを使用していればその利益を得ることができる。
【００９０】
なお、本実施形態ではエッチング工程において、ボッシュプロセスによりシリコン基板４１を深堀りして溝４７を形成したが、他のエッチング方法で溝４７を形成しても良い。例えば、シリコン単結晶の面方位によってエッチング速度が異なる異方性のウェットエッチングで溝４７を形成しても良い。
【００９１】
また、上記実施形態では、被検体ＨをＸ線源と第１グリッドとの間に配置しているが、被検体Ｈを第１グリッドと第２グリッドとの間に配置してもよい。この場合にも同様に位相コントラスト画像が生成される。また、上記実施形態では、線源グリッドを設けているが、線源グリッドを省略してもよい。
【００９２】
本発明は、医療診断用の放射線画像撮影システムのほか、工業用や、非破壊検査等のその他の放射線撮影システムに適用可能である。また、本発明のグリッドは、Ｘ線撮影において散乱線を除去する散乱線除去用グリッドにも適用可能である。更に、本発明は、放射線として、Ｘ線以外にガンマ線等を用いる放射線画像撮影システムにも適用可能である。
【符号の説明】
【００９３】
１０  Ｘ線画像撮影システム
１１  Ｘ線源
１２  線源グリッド
１３  第１グリッド
１４，５１，５３，５６  第２グリッド
１５  Ｘ線画像検出器
２２  金属層
２３  支持基板
２６  Ｘ線吸収部
２７  Ｘ線透過部
３１  第１薄膜
３２  第２薄膜
３３  第３薄膜
４１，５７  シリコン基板
【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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