(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線が透過する材料から構成された基板の第１面に支持基板の第２面を貼り付ける第１工程と、
前記基板の前記第１面と反対側の第３面に回折パターンを形成する第２工程と、
前記支持基板の前記第２面と反対側の第４面に、前記回折パターンの形成領域に対応する箇所に開口を有する枠状のマスクパターンを形成する第３工程と、
前記支持基板の前記第４面から、前記支持基板の厚さ方向へのエッチングは進行し、前記基板の前記第１面から前記基板の厚さ方向へのエッチングは進行しないエッチング処理により、前記マスクパターンをマスクとして前記支持基板の前記第４面より前記支持基板をエッチングし、前記基板の前記第１面を露出させる第４工程と
を備え、
前記回折パターンが形成された前記基板は、Ｘ線が透過する範囲の厚さとされ、
前記基板は、結晶から構成されて前記第１面が第１結晶面とされ、
前記支持基板は、前記結晶から構成されて前記第２面が第２結晶面とされ、
前記第４工程は、前記結晶の前記第１結晶面が、前記第２結晶面に対してエッチング速度の遅いエッチング処理で、前記マスクパターンをマスクとして前記支持基板の前記第４面より前記支持基板をエッチングし、前記基板の前記第１面を露出させることを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の光学部品の製造方法において、
前記第４工程の前に、前記基板の前記第３面に前記回折パターンを覆う保護層を形成する第５工程を備えることを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の光学部品の製造方法において、
前記結晶は、Ｓｉ、ＩｎＰ、およびＧａＡｓのいずれかであることを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学部品の製造方法において、
前記第２工程の前に、前記基板の前記第３面に、他基板を貼り付ける第６工程を備え、
前記第２工程は、前記他基板を加工して前記回折パターンを形成し、
前記他基板は、前記結晶から構成され、主表面が、前記第１結晶面および前記第２結晶面とは異なる第３結晶面とされている
ことを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学部品の製造方法において、
前記第４工程は、ウエットエッチングにより、前記マスクパターンをマスクとして前記支持基板の前記第４面より前記支持基板をエッチングし、前記基板の前記第１面を露出させることを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学部品の製造方法において、
前記回折パターンにより回折格子が構成されている
ことを特徴とする光学部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線用の光学部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線撮影では、従来、Ｘ線の吸収コントラストを用いた画像が利用されてきた。医療現場で被写体として取り扱う生体は、構成元素が水素、炭素、窒素、酸素といった原子番号が小さな元素から構成されている。このような生体の画像化には、バリウムなどの原子番号の大きな造影剤を用いる必要があった。しかしながら、多様な生体組織のすべてに造影剤を用いることはできないため、多種多様な生体に適用可能なＸ線画像化が喫緊の課題となっていた。この課題を解決するために、位相コントラスト法が開発された（特許文献１参照）。位相コントラスト法は、被写体を透過するＸ線の位相差を利用して画像化する。この位相コントラスト法では、タルボ干渉計を構成するための位相型回折格子と振幅型回折格子とが組み合わせて用いられている。
【０００３】
生体を透過するＸ線の波長の関係から、上述した回折格子は、段差が数μｍ程度の周期的な凹凸から構成されている（特許文献２参照）。また、高解像度で鮮明な画像を得るためには、回折格子の周期的凹凸構造を、高精度にかつ数ｍｍ以上のサイズの大面積に形成する必要がある。ここで要求される事項としては、回折格子を形成する基板は、まず、Ｘ線が透過することが必要なために厚さ数μｍとされている。また、この基板は、１辺の長さがｍｍ以上の大きさである。また、基板は、この基板を支持する支持構造体に取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６３６９２０６号公報
【特許文献２】特許第６２９６０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した支持構造の製造では、厚さ数μｍの極めて破損しやすい基板を支持構造体に取り付ける作業が必要となるため、製品歩留まりが低く、安定に製造することが容易ではない。このように、Ｘ線用の光学部品は、安定して製造することが容易ではないという問題がある。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、Ｘ線用の光学部品が、安定して製造できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る光学部品の製造方法は、Ｘ線が透過する材料から構成された基板の第１面に支持基板の第２面を貼り付ける第１工程と、基板の第１面と反対側の第３面に回折パターンを形成する第２工程と、支持基板の第２面と反対側の第４面に、回折パターンの形成領域に対応する箇所に開口を有する枠状のマスクパターンを形成する第３工程と、支持基板の第４面から、支持基板の厚さ方向へのエッチングは進行し、基板の第１面から基板の厚さ方向へのエッチングは進行しないエッチング処理により、マスクパターンをマスクとして支持基板の第４面より支持基板をエッチングし、基板の第１面を露出させる第４工程とを備え、回折パターンが形成された基板は、Ｘ線が透過する範囲の厚さとされている。
【０００８】
上記光学部品の製造方法の一構成例において、第４工程の前に、基板の第３面に回折パターンを覆う保護層を形成する第５工程を備える。
【０００９】
上記光学部品の製造方法の一構成例において、基板は、結晶から構成されて第１面が第１結晶面とされ、支持基板は、結晶から構成されて第２面が第２結晶面とされ、第４工程は、結晶の第１結晶面が、第２結晶面に対してエッチング速度の遅いエッチング処理で、マスクパターンをマスクとして支持基板の第４面より支持基板をエッチングし、基板の第１面を露出させる。
【００１０】
上記光学部品の製造方法の一構成例において、第２工程の前に、基板の第３面に、他基板を貼り付ける第６工程を備え、第２工程は、他基板を加工して回折パターンを形成し、他基板は、結晶から構成され、主表面が、第１結晶面および第２結晶面とは異なる第３結晶面とされている。
【００１１】
上記光学部品の製造方法の一構成例において、第４工程は、ウエットエッチングにより、マスクパターンをマスクとして支持基板の第４面より支持基板をエッチングし、基板の第１面を露出させる。
【００１２】
上記光学部品の製造方法の一構成例において、回折パターンにより回折格子が構成されている。
【００１３】
上記光学部品の製造方法の一構成例において、結晶は、Ｓｉ、ＩｎＰ、およびＧａＡｓのいずれかである。
【００１４】
また、光学部品は、Ｘ線が透過する材料から構成され、Ｘ線が透過する範囲の厚さとされた基板と、基板に第１面に貼り付けられ、第１面が露出する開口を有する枠状の支持基板と、基板の第１面と反対側の第３面に形成された回折パターンとを備える。
【００１５】
上記光学部品の一構成例において、基板と回折パターンとは、一体に形成されている。
【００１６】
上記光学部品の一構成例において、回折パターンは、凸パターンまたは凹パターンから構成されている。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、Ｘ線が透過する材料から構成された基板と支持基板とを貼り合わせた後、基板の上に回折パターンを形成し、支持基板をエッチングして基板を露出させるので、Ｘ線用の光学部品が、安定して製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施の形態１に係る光学部品の製造方法を説明する途中工程における光学部品の構成を示す断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の実施の形態１に係る光学部品の製造方法を説明する途中工程における光学部品の構成を示す斜視図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明の実施の形態１に係る光学部品の製造方法を説明する途中工程における光学部品の構成を示す斜視図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、本発明の実施の形態１に係る光学部品の製造方法を説明する途中工程における光学部品の構成を示す断面図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、本発明の実施の形態１に係る光学部品の製造方法を説明する途中工程における光学部品の構成を示す斜視図である。
【図１Ｆ】図１Ｆは、本発明の実施の形態１に係る光学部品の製造方法を説明する途中工程における光学部品の構成を示す断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の実施の形態２に係る光学部品の製造方法を説明する途中工程における光学部品の構成を示す断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の実施の形態２に係る光学部品の製造方法を説明する途中工程における光学部品の構成を示す斜視図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の実施の形態２に係る光学部品の製造方法を説明する途中工程における光学部品の構成を示す断面図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、本発明の実施の形態２に係る光学部品の製造方法を説明する途中工程における光学部品の構成を示す斜視図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、本発明の実施の形態２に係る光学部品の製造方法を説明する途中工程における光学部品の構成を示す斜視図である。
【図２Ｆ】図２Ｆは、本発明の実施の形態２に係る光学部品の製造方法を説明する途中工程における光学部品の構成を示す断面図である。
【図２Ｇ】図２Ｇは、本発明の実施の形態２に係る光学部品の製造方法を説明する途中工程における光学部品の構成を示す斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施の形態３に係る光学部品の製造方法を説明する途中工程における光学部品の構成を示す断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の実施の形態３に係る光学部品の製造方法を説明する途中工程における光学部品の構成を示す斜視図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の実施の形態３に係る光学部品の製造方法を説明する途中工程における光学部品の構成を示す斜視図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、本発明の実施の形態３に係る光学部品の製造方法を説明する途中工程における光学部品の構成を示す断面図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、本発明の実施の形態３に係る光学部品の製造方法を説明する途中工程における光学部品の構成を示す斜視図である。
【図３Ｆ】図３Ｆは、本発明の実施の形態３に係る光学部品の製造方法を説明する途中工程における光学部品の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態に係る光学部品の製造方法について説明する。
【００２０】
［実施の形態１］
はじめに、本発明の実施の形態１に係る光学部品の製造方法について、図１Ａ〜図１Ｆを参照して説明する。
【００２１】
まず、図１Ａに示すように、基板１０１の第１面１５１に支持基板１０２の第２面１５２を貼り付ける（第１工程）。基板１０１は、例えば単結晶シリコン（Ｓｉ）から構成され、厚さ２０μｍとされている。Ｓｉは、Ｘ線が透過する材料である。また、基板１０１は、第１面１５１を（１１１）面（第１結晶面）とされている。また、支持基板１０２は、例えば、単結晶Ｓｉから構成され、厚さ１ｍｍとされている。支持基板１０２は、第２面１５２を、（１００）面（第２結晶面）とされている。例えば、基板１０１と支持基板１０２とは、真空雰囲気中で１０００℃に加熱して圧着接合することで、貼り合わせることができる。このようにして貼り合わされた基板１０１と支持基板１０２とは、以降の工程や取り扱いにおいて、分離することがない。
【００２２】
次に、図１Ｂに示すように、基板１０１の第１面１５１と反対側の第３面１５３に、マスクパターン１０３を形成する。マスクパターン１０３は、例えば、白金から構成することができる。また、マスクパターン１０３は、例えば、厚さ５０ｎｍとされている。また、マスクパターン１０３は、ラインアンドスペースパターンであり、ライン幅２５０ｎｍ、スペース幅２５０ｎｍとされている。これらの幅は、回折格子を検討した場合、対象とするＸ線波長領域に適合する。
【００２３】
例えば、次に示す、いわゆるリフトオフ法により、白金からなるマスクパターン１０３が形成できる。まず、公知のフォトリソグラフィー技術により、マスクパターン１０３を形成する箇所に開口を有するレジストパターンを形成し、この上から、例えば、スパッタ法により白金を堆積して白金膜を形成する。この後、レジストパターンを除去することで、レジストパターン上の白金膜を除去すれば、レジストパターンの開口の箇所の白金膜が第３面１５３の上に残り、マスクパターン１０３とすることができる。
【００２４】
次に、マスクパターン１０３をマスクとして基板１０１をエッチング処理することで、図１Ｃに示すように、基板１０１の第１面１５１と反対側の第３面１５３ａに回折パターン１０６を形成する（第２工程）。第３面１５３ａは、エッチング処理により、第３面１５３が第１面１５１の側に後退した面である。第３面１５３ａと第３面１５３とは、互いに平行である。
【００２５】
例えば、エッチングガスに、Ｃ4Ｆ8／ＳＦ6／Ｏ2を用いた、プラズマＤｅｅｐ−ｅｔｃｈｉｎｇ法により、回折パターン１０６が形成できる。例えば、回折パターン１０６は、厚さ（高さ）１０μｍとされ、平面視で１０ｍｍ×１０ｍｍの領域に形成された、格子間隔が２０５ｎｍの回折格子である。回折パターン１０６は、各格子（ライン）による凸パターンから構成されている。なお、回折パターン１０６を形成した後、マスクパターン１０３は除去する。ここで、回折パターン１０６が形成された段階で、基板１０１は、Ｘ線が透過する範囲の厚さとされている。
【００２６】
一方、図１Ｄに示すように、支持基板１０２の第２面１５２と反対側の第４面１５４に、回折パターン１０６の形成領域に対応する箇所に開口１０５を有する枠状のマスクパターン１０４を形成する（第３工程）。マスクパターン１０４は、例えば、白金から構成することができる。また、マスクパターン１０４は、例えば、厚さ５０ｎｍとされている。マスクパターン１０４は、前述したマスクパターン１０３と同様に、リフトオフ法により形成することができる。
【００２７】
次に、マスクパターン１０４をマスクとして支持基板１０２の第４面１５４より支持基板１０２をエッチングすることで、図１Ｅに示すように、基板１０１の第１面１５１を露出させる（第４工程）。この処理（パターニング）により、枠状の支持基板１０２が得られる。上述したエッチングは、支持基板１０２の第４面１５４から、支持基板１０２の厚さ方向へのエッチングは進行し、基板１０１の第１面１５１から基板１０１の厚さ方向へのエッチングは進行しないエッチング処理により実施する。
【００２８】
この例では、支持基板１０２を構成するＳｉ単結晶の（１１１）面（第１結晶面）が、（１００）面（第２結晶面）に対してエッチング速度の遅いエッチング処理で、マスクパターンをマスクとして支持基板１０２の第４面１５４より支持基板１０２をエッチングし、基板１０１の第１面１５１を露出させる。例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液（水溶液）を用いたウエットエッチングで、上述した処理を実施する。例えば、３３ｗｔ％のＫＯＨ溶液を用い、液温を９０°として、エッチング処理を５００分実施することで、厚さ１ｍｍの支持基板１０２を貫通して基板１０１の第１面１５１を露出させることができる。
【００２９】
よく知られているように、ＫＯＨ溶液を用いて単結晶Ｓｉをエッチング加工する場合、単結晶Ｓｉの（１１１）面は、他の（１００）面や（１１０）面に比較してその溶解速度は  １／１０００以下である。このため、支持基板１０２の第４面１５４が（１００）面であり、基板１０１の第１面１５１が（１１１）面であれば、第４面１５４からＫＯＨ溶液でエッチング加工を実施すると、支持基板１０２の厚さ方向に進行するエッチングは、第１面１５１で停止する。また、白金は、ＫＯＨ溶液にはエッチングされない。
【００３０】
以上のことより、マスクパターン１０４を用いた上述のエッチング処理によれば、マスクパターン１０４で覆われた支持基板１０２は、エッチングされることなく、元の厚さが保たれ、開口１０５では、第１面１５１が露出し、これ以上、厚さ方向へのエッチングは進行しない。この結果、基板１０１に、枠状の支持基板１０２が貼り付けられた一体構造が得られる。また、枠状に形成された支持基板１０２の開口している領域では、基板１０１が、第１面１５１および回折パターン１０６の形成されていない領域の第３面１５３ａともに、露出した状態となる。なお、マスクパターン１０４を用いた上述のエッチング処理では、第４工程の前に、第３面１５３ａおよび回折パターン１０６を、ワックスなどによる保護層で覆っておく（第５工程）。
【００３１】
この後、マスクパターン１０４を除去すれば、図１Ｆに示すように、Ｘ線が透過する材料から構成され、Ｘ線が透過する範囲の厚さとされた基板１０１と、基板１０１に第１面１５１に貼り付けられ、第１面１５１が露出する開口を有する枠状の支持基板１０２と、基板１０１の第１面１５１と反対側の第３面１５３ａに形成された回折パターン１０６とを備える光学部品が得られる。この例では、基板１０１と回折パターン１０６とは、一体に形成されている。この光学部品は、例えば、Ｘ線タルボ干渉計に用いる位相格子素子とすることができる。
【００３２】
以上に説明したように、実施の形態１によれば、回折パターン１０６が形成された薄い基板１０１に、支持基板１０２を貼り付ける作業がないので、Ｘ線用の光学部品が、安定して製造できる。
【００３３】
［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２について、図２Ａ〜図２Ｇを参照して説明する。
【００３４】
まず、図２Ａに示すように、基板１１１の第１面１５１に支持基板１０２の第２面１５２を貼り付ける（第１工程）。また、基板１１１の第３面１５３に、他基板１１２を貼り付ける（第６工程）。
【００３５】
基板１１１は、例えば単結晶Ｓｉから構成され、厚さ１５μｍとされている。この厚さは、Ｘ線が透過する範囲の厚さである。Ｓｉは、Ｘ線が透過する材料である。また、基板１１１は、第１面１５１を（１１１）面（第１結晶面）とされている。また、支持基板１０２は、例えば、単結晶Ｓｉから構成され、厚さ５００μｍとされている。支持基板１０２は、第２面１５２を、（１００）面（第２結晶面）とされている。また、他基板１１２は、単結晶Ｓｉから構成され、厚さ２０μｍとされている。また、他基板１１２は、主表面を、（１１０）面（第３結晶面）とされている。いうまでもないが、（１１０）面は、（１００）面および（１１１）面とは異なる結晶面である。
【００３６】
例えば、基板１１１および支持基板１０２、基板１１１および他基板１１２の各々は、真空雰囲気中で１０００℃に加熱して圧着接合することで、貼り合わせることができる。このようにして貼り合わされた基板１１１、支持基板１０２、他基板１１２は、以降の工程や取り扱いにおいて、分離することがない。
【００３７】
次に、図２Ｂに示すように、他基板１１２の上に、マスクパターン１１３を形成する。マスクパターン１１３は、例えば、白金から構成することができる。また、マスクパターン１１３は、例えば、厚さ５０ｎｍとされている。また、マスクパターン１１３は、他基板１１２の上で、＜１１１＞方向に延在するラインアンドスペースパターンであり、ライン幅２５０ｎｍ、スペース幅２５０ｎｍとされている。例えば、前述した実施の形態１と同様であり、リフトオフ法により、白金からなるマスクパターン１１３が形成できる。
【００３８】
一方、図２Ｃに示すように、支持基板１０２の第２面１５２と反対側の第４面１５４に、回折パターン１１６の形成領域に対応する箇所に開口１０５を有する枠状のマスクパターン１０４を形成する（第３工程）。マスクパターン１０４は、例えば、白金から構成することができる。また、マスクパターン１０４は、例えば、厚さ５０ｎｍとされている。マスクパターン１０４は、前述したマスクパターン１１３と同様に、リフトオフ法により形成することができる。
【００３９】
次に、マスクパターン１１３をマスクとして他基板１１２をエッチング処理することで、図２Ｄに示すように、基板１１１の第１面１５１と反対側の第３面１５３に回折パターン１１６を形成する（第２工程）。また、同時に、マスクパターン１０４をマスクとして支持基板１０２の第４面１５４より支持基板１０２をエッチングすることで、図２Ｅに示すように、基板１１１の第１面１５１を露出させる（第４工程）。この処理（パターニング）により、枠状の支持基板１０２が得られる。
【００４０】
上述したエッチングは、支持基板１０２の第４面１５４から、支持基板１０２の厚さ方向へのエッチングは進行し、基板１１１の第１面１５１から基板１１１の厚さ方向へのエッチングは進行しないエッチング処理により実施する。
【００４１】
この例では、支持基板１０２を構成するＳｉ単結晶の（１１１）面（第１結晶面）が、（１００）面（第２結晶面）に対してエッチング速度の遅いエッチング処理で、マスクパターンをマスクとして支持基板１０２の第４面１５４より支持基板１０２をエッチングし、基板１１１の第１面１５１を露出させる。例えば、ＫＯＨ溶液を用いたウエットエッチングで、上述した処理を実施する。例えば、３３ｗｔ％のＫＯＨ溶液を用い、液温を９０°として、エッチング処理を２７０分実施する。
【００４２】
よく知られているように、ＫＯＨ溶液を用いて単結晶Ｓｉをエッチング加工する場合、単結晶Ｓｉの（１１１）面は、他の（１００）面や（１１０）面に比較してその溶解速度は  １／１０００以下である。このため、支持基板１０２の第４面１５４が（１００）面であり、基板１１１の第１面１５１が（１１１）面であれば、第４面１５４からＫＯＨ溶液でエッチング加工を実施すると、支持基板１０２の厚さ方向に進行するエッチングは、第１面１５１で停止する。
【００４３】
以上のことより、マスクパターン１０４を用いた上述のエッチング処理によれば、マスクパターン１０４で覆われた支持基板１０２は、エッチングされることなく、元の厚さが保たれ、開口１０５では、第１面１５１が露出し、これ以上、厚さ方向へのエッチングは進行しない。この結果、基板１１１に、枠状の支持基板１０２が貼り付けられた一体構造が得られる。
【００４４】
また、マスクパターン１１３は、＜１１１＞方向に延在するラインアンドスペースパターンとしている。このため、マスクパターン１１３を用いて他基板１１２をエッチングすると、マスクパターン１１３の長手方向の両側面に続いて現れる他基板１１２の加工面は、（１１１）面となる。前述したように、単結晶Ｓｉの（１１１）は、他の面に比較してほとんどエッチングされない。この結果、マスクパターン１１３を用いた他基板１１２のエッチングにより、形成される回折パターン１１６の長手方向の両側面は、ほとんどエッチングされずに形成される。また、このエッチング処理も、（１１１）面である第３面１５３で停止する。従って、このエッチング処理によれば、ほぼ、マスクパターン１１３の形状が転写された回折パターン１１６が形成できる。
【００４５】
例えば、回折パターン１１６は、厚さ（高さ）２０μｍとされ、平面視で１０ｍｍ×１０ｍｍの領域に形成された、格子間隔が２５０ｎｍの回折格子である。
【００４６】
この後、マスクパターン１０４およびマスクパターン１１３は除去すれば、図２Ｆに示すように、Ｘ線が透過する材料から構成され、Ｘ線が透過する範囲の厚さとされた基板１１１と、基板１１１に第１面１５１に貼り付けられ、第１面１５１が露出する開口を有する枠状の支持基板１０２と、基板１１１の第１面１５１と反対側の第３面１５３に形成された回折パターン１１６とを備える状態が得られる。
【００４７】
次に、図２Ｇに示すように、回折パターン１１６の格子の間を、金属層１０７で充填する。金属層１０７は、金（Ａｕ）などのＸ線を透過しない金属（重金属）から構成する。例えば、単結晶Ｓｉから構成した基板１１１を一方の電極としたＡｕの電解めっきにより、金属層１０７が形成できる。微細な間隔とされている回折パターン１１６の格子の間には、他の領域に比較してより早くめっきが進行する。従って、回折パターン１１６の格子の間以外の領域には、めっきの層をほとんど形成することなく、回折パターン１１６の格子の間を充填する金属層１０７が形成できる。なお、図２Ｇでは、回折パターン１１６の格子の間以外の領域の薄いめっき層は図示していない。
【００４８】
上述した実施の形態２に係る光学部品は、例えば、Ｘ線タルボ干渉計に用いる振幅格子素子とすることができる。
【００４９】
以上に説明したように、実施の形態２においても、回折パターン１１６が形成された薄い基板１１１に、支持基板１０２を貼り付ける作業がないので、Ｘ線用の光学部品が、安定して製造できる。
【００５０】
［実施の形態３］
次に、本発明の実施の形態３に係る光学部品の製造方法について、図３Ａ〜図３Ｆを参照して説明する。
【００５１】
まず、図３Ａに示すように、基板１１１の第１面１５１に支持基板１０２の第２面１５２を貼り付ける（第１工程）。また、基板１１１の第３面１５３に、他基板１１２を貼り付ける（第６工程）。
【００５２】
基板１１１は、例えば単結晶Ｓｉから構成され、厚さ１５μｍとされている。この厚さは、Ｘ線が透過する範囲の厚さである。Ｓｉは、Ｘ線が透過する材料である。また、基板１１１は、第１面１５１を（１１１）面（第１結晶面）とされている。また、支持基板１０２は、例えば、単結晶Ｓｉから構成され、厚さ５００μｍとされている。支持基板１０２は、第２面１５２を、（１００）面（第２結晶面）とされている。また、他基板１１２は、単結晶Ｓｉから構成され、厚さ２０μｍとされている。また、他基板１１２は、主表面を、（１１０）面（第３結晶面）とされている。いうまでもないが、（１１０）面は、（１００）面および（１１１）面とは異なる結晶面である。
【００５３】
例えば、基板１１１および支持基板１０２、基板１１１および他基板１１２の各々は、真空雰囲気中で１０００℃に加熱して圧着接合することで、貼り合わせることができる。このようにして貼り合わされた基板１１１、支持基板１０２、他基板１１２は、以降の工程や取り扱いにおいて、分離することがない。
【００５４】
次に、図３Ｂに示すように、他基板１１２の上に、マスクパターン１２３を形成する。マスクパターン１２３は、例えば、白金から構成することができる。また、マスクパターン１２３は、例えば、厚さ５０ｎｍとされている。また、マスクパターン１２３は、中央の所定の領域に、ラインアンドスペースパターン状の開口１２３ａを備える。ラインアンドスペースパターン状の開口１２３ａは、ライン幅２５０ｎｍ、スペース幅２５０ｎｍとされている。例えば、前述した実施の形態１，２と同様であり、リフトオフ法により、白金からなるマスクパターン１２３が形成できる。
【００５５】
次に、マスクパターン１２３をマスクとして他基板１１２をエッチング処理することで、図３Ｃに示すように、基板１０１の第１面１５１と反対側の第３面１５３に回折パターン１２６を形成する（第２工程）。なお、図３Ｃは、マスクパターン１２３は除去した後の状態を示している。回折パターン１２６は、中央の所定の領域に、ラインアンドスペースパターン状の開口１２６ａを備える。例えば、エッチングガスに、Ｃ4Ｆ8／ＳＦ6／Ｏ2を用いた、プラズマＤｅｅｐ−ｅｔｃｈｉｎｇ法により、ラインアンドスペースパターン状の開口１２６ａを備える回折パターン１２６が形成できる。回折パターン１２６は、開口１２６ａによる凹パターンから構成されている。
【００５６】
一方、図３Ｄに示すように、支持基板１０２の第２面１５２と反対側の第４面１５４に、回折パターン１２６の形成領域に対応する箇所に開口１０５を有する枠状のマスクパターン１０４を形成する（第３工程）。マスクパターン１０４は、例えば、白金から構成することができる。また、マスクパターン１０４は、例えば、厚さ５０ｎｍとされている。マスクパターン１０４は、前述したマスクパターン１２３と同様に、リフトオフ法により形成することができる。
【００５７】
次に、マスクパターン１０４をマスクとして支持基板１０２の第４面１５４より支持基板１０２をエッチングすることで、図３Ｅに示すように、基板１０１の第１面１５１を露出させる（第４工程）。この処理（パターニング）により、枠状の支持基板１０２が得られる。上述したエッチングは、支持基板１０２の第４面１５４から、支持基板１０２の厚さ方向へのエッチングは進行し、基板１０１の第１面１５１から基板１０１の厚さ方向へのエッチングは進行しないエッチング処理により実施する。
【００５８】
この例では、支持基板１０２を構成するＳｉ単結晶の（１１１）面（第１結晶面）が、（１００）面（第２結晶面）に対してエッチング速度の遅いエッチング処理で、マスクパターンをマスクとして支持基板１０２の第４面１５４より支持基板１０２をエッチングし、基板１０１の第１面１５１を露出させる。例えば、前述した実施の形態１，２と同様に、ＫＯＨ溶液を用いたウエットエッチングで、上述した処理を実施する。なお、マスクパターン１０４を用いた上述のエッチング処理では、第４工程の前に、開口１２６ａ内に露出する第３面１５３および回折パターン１２６を、ワックスなどによる保護層で覆っておく（第５工程）。
【００５９】
この後、マスクパターン１０４を除去すれば、図３Ｆに示すように、Ｘ線が透過する材料から構成され、Ｘ線が透過する範囲の厚さとされた基板１０１と、基板１０１に第１面１５１に貼り付けられ、第１面１５１が露出する開口を有する枠状の支持基板１０２と、基板１０１の第１面１５１と反対側の第３面１５３に形成された回折パターン１２６とを備える光学部品が得られる。この例では、基板１０１と回折パターン１２６とは、一体に形成されている。この光学部品は、例えば、Ｘ線タルボ干渉計に用いる位相格子素子とすることができる。
【００６０】
以上に説明したように、実施の形態３においても、回折パターン１２６が形成された薄い基板１０１に、支持基板１０２を貼り付ける作業がないので、Ｘ線用の光学部品が、安定して製造できる。
【００６１】
なお、上述した各実施例では、基板材料としてＳｉを用いたが、基板材料には、ＩｎＰおよびＧａＡｓを適用することもできる。例えば、臭素と臭化水素酸との水溶液や塩酸とリン酸との水溶液を用いたＩｎＰのウエットエッチングでは、（１１１）面が他の結晶面に比較してエッチングされ難い。また、例えば、アンモニア水溶液と過酸化水素水の混合液を用いたＧａＡｓのウエットエッチングでは、（１１１）Ａ面が他の結晶面に比較してエッチングされ難い。これらの、ウエットエッチングにおける結晶異方性を用いることで、ＩｎＰまたはＧａＡｓから構成した基板、支持基板、他基板を用いることで、前述同様の製造方法で、光学部品が製造できる。
【００６２】
以上に説明したように、本発明によれば、Ｘ線が透過する材料から構成された基板と支持基板とを貼り合わせた後、基板の上に回折パターンを形成し、支持基板をエッチングして基板を露出させるので、Ｘ線用の光学部品が、安定して製造できるようになる。
【００６３】
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。
【符号の説明】
【００６４】
１０１…基板、１０２…支持基板、１０３…マスクパターン、１０４…マスクパターン、１０５…開口、１０６…回折パターン、１５１…第１面、１５２…第２面、１５３…第３面、１５３ａ…第３面、１５４…第４面。
【要約】
【課題】Ｘ線用の光学部品が、安定して製造できるようにする。
【解決手段】基板１０１の第１面１５１に支持基板１０２を貼り付けた後で、支持基板１０２に、開口１０５を有する枠状のマスクパターン１０４を形成し、マスクパターン１０４をマスクとして、支持基板１０２の厚さ方向へのエッチングは進行し、第１面１５１から基板１０１の厚さ方向へのエッチングは進行しないエッチング処理により、支持基板１０２の第４面１５４より支持基板１０２をエッチングし、第１面１５１を露出させる。
【選択図】  図１Ｅ【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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