九州シンクロトロン光研究センター
県有ビームライン利用報告書
課 題 番 号 ： 1909081S

Ｂ Ｌ 番 号 ： BL09

（様式第 5 号）

実施課題名
LIGA 微 細 加 工 に よ る Ｘ 線 画 像 診 断 シ ス テ ム の
角 度 分 散 式 Air-Grid マ イ ク ロ メ ッ シ ュ 製 作 の 技 術 開 発 （ Ⅱ ）Technical development of the angular-dispersive Air-Grid micro-meshfor the X-ray examining system by the LIGA micro -machining(Ⅱ )日 高 昌 則 1, 2 、 野 上 大 史 1 、 常 葉 信 生 2 、 大 石 明 広 2 、 小 林 和 矢 2 、 横 尾 侑 典 2
田 中 延 和 3、 杜 下 淳 次 3、M.Hidaka, H.Nogami, N.Tokiwa, A. Oishi , K.Kobayasi, U.Yokoo,
N.Tanaka, J.Morishita,
1;九 州 大 学 大 学 院 工 学 研 究 院 機 械 工 学 部 門 、 2;田 口 電 機 工 業 技 術 課 、
3; 九 州 大 学 大 学 院 医 学 研 究 院 ・ 保 健 学 部 門
1; Department of Mechanical Engineering, Graduate School of Engineering, Kyushu
University, 2; Technical Section, Taguchi Plating Industry, Co. Ltd, 3; Department of
Health Sciences, Faculty of Medical Sciences, Kyushu University.
１．概要
本 研 究 は 、シ ン ク ロ ト ロ ン 光 ・ 高 輝 度 Ｘ 線 お よ び 高 出 力 紫 外 線 を 利 用 す る 微 細 加 工 技
法 (SL-LIGA 、 UV-LIGA)を 使 用 し て 、 Ｘ 線 画 像 診 断 装 置 に 装 備 す る 医 療 用 グ リ ッ ド ・Air-Grid マ イ ク ロ メ ッ シ ュ （ M-AGM） 製 作 に 関 す る 技 術 開 発 で あ る 。 M-AGM は 被 写
体への照射Ｘ線の空気散乱および被写体からの２次散乱Ｘ線による診断画像の低画質化 を 抑 制 す る の で 、Ｘ 線 画 像 診 断 に お け る 被 写 体 の 被 ば く 線 量 は M-AGM で か な り 減 少
さ れ る 。 M-AGM に 描 画 さ れ る マ イ ク ロ パ タ ー ン は 、 高 い ア ス ペ ク ト 比 を も つ Au 製 部
で 作 製 さ れ る 。本 実 験 で は 、４ 種 類 の M-AGM を 作 製 す る た め に 、直 入 射 式 と 角 度 分 散
式 に よ る 露 光 実 験 を 行 っ た 。 特 に 、 SL-LIGA に お け る 高 輝 度 Ｘ 線 の ビ ー ム サ イ ズ と 露
光・現像条件との相関を調べた。
In the present investigations, the technical development of medical grid, Air-Grid
micro-meshes (M-AGM), which are used at the X-ray imaging system, were carriedout with the LIGA micro-machining by using the high-bright X-rays emitted fromsynchrotron radiations (SL-LIGA) and the high-power ultraviolet rays (UV-LIGA).
Since the M-AGM controls the air-scattering of the incident X-rays and the secondary
X-rays scattered by the object, the exposure dose of the object is considerably reducedwith the M-AGM for the X-ray imaging system. The M-AGM micro-patters are madeby the periodic Au-network having a highly aspect -ratio. At the present experiments,
two kinds of irradiation methods to be direct and angular -dispersive were used forthe high-bright X-ray beams. Especially, the correlation between the beam-size of theincident X-ray beams and the conditions of the exposure - and develop-time wasstudied at the SL-LIGA processing.

２．背景と目的
田口電機工業と九州大学大学院・理学研究院物理部門は、平成２１～２３年度に国の支援を受けて、LIGA 微細加工（UV-LIGA、SL-LIGA）に使用する各種の関連装置系を整備し、本格的な微細加工の技術開発研究を実施した。これまで国内外のシンクロトロン光研究施設を利用して、シンクロトロ
ン光からの高輝度Ｘ線を使用した深刻Ｘ線リソグラフィによる SL-LIGA の技術開発を実施してきた。これらの各種のマイクロパーツの試作研究で、Air-Grid
画像診断用
Ｘ線検出器

用マイクロメッシュ製作の技術開発も行なってきた。平成２８年度から平成３０年度には、産業技術総合研究所・つくばセンターと田口電機工業は、食品異物混入のＸ線検査装置に利用する位相コントラストＸ線検査システムの共同技術開発を実施した。この研究では、マイクロパターン配列のＸ線
回折格子を試作した。なお、SL-LIGA に関する露光実験は、

Ｘ線源

ポハン加速器研究所（PAL・韓国）のシンクロトロン光研究
被写体施設（PLS）と佐賀ＬＳで実施した。本研究の医療用 Air-Grid
用マイクロメッシュ（M-AGM）試作は、これらの技術開発に基づいている。 M-AGM は４種類があり、直入射式と角度分散式に分けられる。M-AGM は被写体への照射Ｘ線の空
気散乱および被写体からの２次散乱Ｘ線の影響を低下させ

Air-Grid 用マイクロメッシュ

る。従って、Ｘ線画像診断における高画質化が向上して、照射被写体の被ばく線量を抑制することが可能である。

３．実験内容（試料、実験方法、解析方法の説明）
本研究では、高輝度Ｘ線による露光実験に使用するＸ線フォトマスクを製作して、医療用 Air-Grid
用マイクロメッシュ（M-AGM）の試作を行なった。これらのＸ線フォトマスクは、正方形状、ハニ
カム状およびライン状のマイクロパターン配列をもつ。Ｘ線フォトマスクに描画されたマイクロパターンは、UV-LIGA により作製された。上図の黄色部で示された４種類の M-AGM を作製するために、直入射式と角度分散式による露光実験を行った。佐賀ＬＳ・BL09 ビームラインの実験エリヤでは、自作の簡易型実験ステージを仮設して、各種の露光実験を行った。左図は直入射式の実験装置を示す。
直入射式では、BL09 ビームラインでの水平方向でのビームサイズは、約 200mm である。

Ｘ線マスク＆レジストホルダー
Ｘ線マスク＆レジスト

高輝度Ｘ線によるＸ線マスク、フォトレジス
トの温度上昇を抑えるために、これらを固定している Al 製基板ホルダーは、水冷式自動温度制御器の基板に設置されて、露光実験中には約 20℃で制御されている。また、垂直方向

SLのビームサイズは実験エリヤで約 2mm であるので、２次元駆動するＸ線スキャナーに搭載された Al 製基板ホルダーは、露光中には上下方向に反復運動を行う。

2 次元駆動－Ｘ線スキャナー
下図には、角度分散式の簡易型実験装置が示されている。角度分散式では、上図で示されたＸ線マ
スク＆レジストホルダーの前窓にセットさている Al 製薄板が取り除かれて、背後にある Al 製湾曲基
板上にフォトレジストが固定される。Ｘ線フォトマスクは、窓をもつ別の Al 製平板上に固定されて、Ｘ線マスク＆レジストホルダーの前面の固定窓にセットされる。BL09 ビームラインでは、水平方向
ビームサイズは、約 100~400m 領域が選択できる。従って、本研究のＸ線画像診断装置に装備される各種の Air-Grid マイクロメッシュ試作に極めて有効である。

Ｘ線マスクホルダー固定窓
Al 製湾曲レジストホルダー

SL

X-Z 軸駆動・Ｘ線スキャナー
下図は、直入射式と角度分散式の露光実験におけるフォトレジスト基板ホルダーとＸ線フォトマス
ク、高輝度Ｘ線の入射方向の概念図を表す。上図の様に、角度分散式では、フォトレジストは Al 製
薄板の湾曲基板ホルダー表面に、Ｘ線フォトマスクはＸ線マスクホルダーの固定窓にセットされる。
ただし、上図の様に、角度分散式の実験では、この基板ホルダーの湾曲面は水平面内にあり、Ｘ線マ
スク＆レジストホルダーは Z 軸方向に反復駆動を行う。Ｘ線画像診断装置に設置されている小さなＸ
線窓から放出される照射Ｘ線は、指向性のある角度分散をもって被写体およびＸ線検出器に入射する。通常、このＸ線窓と被写体との距離は約 50～100cm である。本研究では、曲率半径 60cm の角度分散特性に対応する湾曲フォトレジストを搭載する Al 製湾曲レジストホルダーを作製した。

フォトレジストAl 製湾曲基板SL
Ｘ線フォトマスク
直入射式

角度分散式

なお、Ｘ線フォトマスクの作製、転写フォトレジスト・シートの LIGA 処理工程(現像、めっき etc. )、マイクロスコープ、レーザー顕微鏡、走査電子顕微鏡（SEM）による画像解析は、田口電機工業で行なった。
４．実験結果と考察
国内外のシンクロトロン光研究施設において実施されている LIGA 微細加工（SL-LIGA）の技術開
発研究では、Ｘ線フォトマスクおよびこのマスクパターンを転写するフォトレジスト作製（厚さ；約50～300μm）が大きな課題になっている。LIGA 技法は、半導体部品製造に利用されてきている
MEMS 微細加工と異なる。これまでに九州大学と田口電機工業と実施してきた共同の技術開発研究において、各種のフォトレジスト素材を調べてきた。数年間に渡る予備実験を経て、最終的に、MEMSに利用されているフォトレジスト溶媒から作製されたフォトレジスト・シートとドライフイルム状のフォトレジスト（DF レジスト）を使用することを決めた。上述した４種類の M-AGM を試作する

ために、直入射式と角度分散式による露光実験を行った。本実験に使用したビームサイズ（垂直方向、
水平方向）は、直入射式では（2mm、200mm）、角度分散式では（2mm、400mm）である。
４－１．直入射式による露光実験
本研究では、正方形状およびハニカム状のマイクロパターン配列をもつＸ線フォトマスクを使用して露光実験を行った。これらのＸ線フォトマスクのマイクロパターン配列は、UV フォトマスクに描画されたマイクロパターン配列が UV-LIGA により DF レジストに転写された。
左図は正方形状のマイクロ細孔配列を持つＸ線フォト
マスクの通常のマイクロスコープ撮像を示し、PMMA 製
細孔のサイズは 300 x 300μm で、Au 製部は壁幅；約200μm、高さ；約 30μm である。このＸ線マスクを使用
して、上図左側の直入射式での露光実験を行った。高輝度
Ｘ線の総露光量は 60 mAh、現像時間は 5min であった。
アスペクト比の大きなマイクロ細孔内での現像効率を高めるために、本実験では市販の加圧シャワー方式（0.3MPa）の現像装置を使用した。本実験に使用したビームサイズは、垂直方向では約 2mm、水平方向では約200mm である。

下図は、露光・現像後の正方形状 Air-Grid マイクロメッシュのレーザー顕微鏡によるマイクロス
コープ撮像（レーザー・マイクロスコープ撮像）を示す。露光用フォトレジストは DF レジスト（厚さ；112μm）である。左側が２次元、右側が３次元の拡大撮像である。

この２次元撮像において、青色部は PMMA 製の正方形柱で、この中央部を横断する青線はレーザ
ー光のスキャン方向を表示している。下図には、このレーザー顕微鏡によるレーザー解析（レーザー解析）が示されている。従って、PMMA 製柱のサイズは幅；約 300μm、細孔；約 200μm、高さ；
113μm である。従って、本Ｘ線画像診断装置に使用する Air-Grid マイクロメッシュの試作研究で使用する Au 製部の高さは約 60～80μm であるので、Au めっきは可能である。
298μm

113μm

196μm
下図は、１１月の露光実験用に作製されたハニカム状マイクロ細孔配列を持つＸ線フォトマスクのマイクロスコープ撮像を示す。Ｘ線フォトマスクのハニカム状マイクロパターン配列の構造仕様は、PMMA 製六角柱の対側面間は約 100μm で、Au 製部の壁幅は約 24μm である。Au 製部の高さは約27μm である。これらのマイクロパターンは、左側の矩形状の外形サイズ；50x50mm 領域に細密配列で描画されている（ハニカム状Ｘ線フォトマスク）。このＸ線フォトマスクは、後述する角度分散式の露光実験でも使用された。

下図上段は、上図のＸ線フォトマスクのハニカム状マイクロパターンが転写・現像されたフォトレジス

ト・シートのレーザー・マイクロスコープ撮像を示す。高輝度Ｘ線の総露光量は 100 mAh、現像時間
は 10min であった。アスペクト比の大きなマイクロ細孔内での現像効率を高めるために、本実験では市販の加圧シャワー方式（0.3MPa）の現像装置を使用した。上段左側が２次元、右側が３次元の拡大撮像である。これらの六角柱配列は PMMA 製であり、左側の隣接する六角柱の中央部を横断する青線
はレーザー光のスキャン方向を示す。下段には、このレーザー解析結果が示されている。PMMA 製六角柱の対側面間は約 94μm で、細孔幅は約 32μm である。ただし、細孔底部（レジスト基板面）の幅は約25μm である。上図・左側のマイクロスコープ撮像（黒・灰色部）が示唆するように、この細孔の対側面間と底部との幅の違いは、側面が僅かに傾斜していることによる。下図の細孔底部において、側壁近傍では、反射レーザー光は顕微鏡の対物レンズに再入射していないことで確認される。なお、使用したフォトレジスト・シート膜厚は、露光前では約 104μm、露光・現像後では約 88μm であった。従って、本Ｘ線
画像診断装置に使用する Air-Grid マイクロメッシュの試作研究使用する高さ；約 60～80μm であるので、Au 製部のめっきは可能である。

94μm

88μm
25μm

25μm

32μm

33μm

しかし、上記と同じハニカム状Ｘ線フォトマスクを使用して１１月に露光実験を行ったが、本実験とは異なる転写結果であった。下図は、上図の露光・現像済フォトレジストの転写マイクロパターンのレーザー・マイクロスコープ（上段）とレーザー解析（下段）を示す。露光・総電流量は 93 mAh、
現像時間は 40min である。現像装置は、手製カム方式の攪拌駆動部をもつ。上段の２、３次元図では、六角柱間の細孔底部の中央付近では、一様な深さに現像されている。レーザー解析では、六角柱の側壁間距離は約 100μm、隣接六角柱間の細孔幅は約 28μm である。従って、UV フォトマスクのマイクロパターン配列は、かなり精度よく転写されている。しかし、使用したフォトレジスト・シー
トの厚さ；95μm を考慮すると、細孔内には約 55μm のフォトレジストが残留している。また、細孔底部付近の両側壁（点線楕円部）では、側壁表面からの反射レーザー光が観測されていない。この事
象は、細孔側壁が大きく傾斜していることを示唆する。従って、細孔底部の中央付近からのみ、反射
レーザー光はレーザー顕微鏡の対物レンズに入射している。

98μm

40μm

29μm

27μm

mm
本実験と１１月実験とのフォトレジストの転写マイクロパターンに関する相違は、BL09
ビームラ
インの光学系から生じていると推測する。高輝度Ｘ線ビームサイズ（垂直方向、水平方向）は、１１
月に行なった直入射式の露光実験では（10mm、400mm）、本実験の直入射式では（2mm、200mm）であった。佐賀ＬＳの BL09 のエミッタンスは、垂直方向では 0.17mrad, 水平方向では横 8.3mrad
である。水平方向での大きなエミッタンスは、ビームライン上流に設置されている光取り出し窓から放出されるシンクロトン光の輝度に影響する。従って、１１月実験で使用したＸ線フォトマスクでは、
照射Ｘ線の一部が Au 製部を透過していることが考えられる。しかし、後述する様に、医療用 Air-Grid
用マイクロメッシュ（M-AGM）の試作研究には、400mm の水平方向ビームサイズは極めて有効である。
４－２．角度分散式による露光実験
角度分散式の露光実験では、直入射式の露光実験で使用したハニカム状のマイクロ細孔配列を持つ
Ｘ線フォトマスクを使用する（１）湾曲ハニカム型 Air-Grid マイクロメッシュと、ライン状のマイ
クロ細孔配列を持つＸ線フォトマスクを使用する（２）湾曲ライン型 Air-Grid マイクロメッシュとの試作研究を行った。本実験で使用したビームサイズは、垂直方向では約 2mm、水平方向では約400mm である。
４－２－１．湾曲ハニカム型 Air-Grid マイクロメッシュ
本露光実験では、上述した直入射実験で使用されたハニカム状Ｘ線フォトマスク（矩形外形サイ
ズ；50x50mm）のＸ線フォトマスクが使用された。このＸ線フォトマスクの PMMA 製六角柱の対側面間は約 100μm で、Au 製部は壁幅；約 24μm、高さ；約 27μm である。角度分散式の露光実験
では以下の方法を使用した。湾曲 DF レジストの高角領域までＸ線フォトマスクのマイクロパターン
を転写するために、同一 DF レジストの中央領域と高角領域とに２分割して多重露光実験を行なった。ただし、両領域でのデータ解析の連続性を保つために、両領域の一部（前者は高角側、後者は低角側）を重ねて転写した。それぞれの露光実験で、高輝度Ｘ線の総露光量は 60 mAh、現像時間は10min であった。本実験では市販の加圧シャワー方式（0.3MPa）の現像装置を使用した。
下図は、DF レジスト中央領域での高輝度Ｘ線の中心部で得られた Air-Grid マイクロメッシュのレーザー解析結果を示す。実験には、DF レジスト（厚さ；112μm）が使用された。上段はレーザー・マイクロスコープ撮像で、左側が２次元、右側が３次元のマイクロパターン配列を示す。これらの六角柱配列は PMMA 製であり、隣接する六角柱の中央部を横断する青線はレーザー光のスキャン方向を表示している。下段には、このレーザー解析結果が示されている。従って、PMMA 製六角柱の対側面間は約 100μm で、細孔幅は約 27μm である。しかし、これらの細孔深さは場所により大きく異なる(約 20～30μm)。直入射式の実験で述べている様に、使用した DF レジストは高輝度の露光Ｘ線により膜厚変化を示さない（Δ＝約±1μm）。従って、細孔内には、高さの異なる DF レジストが残留していることが確認される。

101μm

21μm

27μm

26μm

この様な残留レジストの状況を調べる為に、マイクロスコープ撮像で表示された細孔に添ってレーザー光をスキャンした。下図はこのレーザー解析結果を示す。下段のレーザー解析では、これらの細孔深さは、中央部で約 30μm、隣接する六角柱間で形成される細孔交叉部（上段・右側の青色部）では約 70μm である。従って、細孔内部にはかなりの高さの残留フォトレジストが観測される。

42μm

69μm

34μm

31μm

下図は、DF レジスト高角領域での高角側で得られた露光・現像後のハニカム型 Air-Grid マイクロメッシュのレーザー・マイクロスコー
プ撮像である。右側の３次元撮像において、青色の細孔底部では、残留レジ
スト表面までの深さがかなり同レベルであることを示す。しかし、２次元
撮像は、六角柱の左側壁では側壁表面からの反射レーザー光が観測されていないことを示唆する。
下図には、このレーザー解析結果が示されている。従って、PMMA 製六角柱の対側面間は約 100μmで、細孔幅は約 27μm である。六角柱の左側壁近くでの細孔深さは約 65μm である。従って、上述した DF レジスト中央領域での高輝度Ｘ線の中心部と同様に、この左側壁近くの細孔底部では、約 45μm
高さの残留フォトレジストが観測される。

103μm

27μm

28μm

17μm

12μm

10μm

65μm

15μm

本実験の主目的は、Ｘ線画像診断装置の光焦点位置（Ｘ線源）を仰ぐマイクロ細孔配列をもつ
Air-Grid マイクロメッシュの試作研究である。BL09 ビームラインで行なった実験では、残留レジス
トが Air-Grid マイクロメッシュのマイクロ細孔内で確認された。従って、細孔内部での Au めっきは不可能である。しかし、このハニカム型 Air-Grid マイクロメッシュは、Ｘ線画像診断での被写体からの２次Ｘ線およびＸ線源から放出される１次Ｘ線の角度分散特性の研究には利用できる。下図には、上図のレーザー解析結果が引用されている。ただし、直入射実験で述べた様に、マイクロ細孔内の橙色点線部では、反射レーザー光は顕微鏡の対物レンズに再入射していない。この事象は、細孔の右側壁が僅かに傾斜していることを示唆する（白色点線）。後述するが、この様なレーザー解析結果
は、角度分散式 Air-Grid マイクロメッシュに形成されるマイクロ細孔配列の構造特性を明らかにする。

４－２－２．湾曲ライン型 Air-Grid マイクロメッシュ
本露光実験では、ライン状マイクロ細孔配列を持つＸ線フォトマスク（湾曲 G2-20 型Ｘ線フォトマ
スク）が使用された。下図・上段は、ライン状Ｘ線フォトマスク全体のマイクロスクープ撮像である。
このＸ線フォトマスクを作製するために、転写用 UV フォトマスクのライン状マイクロパターン配列
は、スリット幅；40μm、Cr 製線幅；約 20μm の周期・ピッチで、矩形状の外形サイズ；22 x 180mm
領域に描画されている（赤点線部）。下段には、このライン状マイクロパターン配列の拡大図が示されている。

下図の上段には、湾曲 G2-20 型Ｘ線フォトマスクのレーザー・マイクロスコープ撮像（左側；２次元、右側；３次元）が示されている。下段には、このレーザー解析結果が示されている。PMMA
製ライン表面の線幅は約 43μm で、細孔深さは約 19μm、細孔内に形成された Au 製部の表面の幅は約 14μm である。この露光用フォトレジストはフォトレジスト・シート（厚さ；46μm）であるので、

Au 製部の高さは約 27μm である。ただし、転写用 UV フォトマスクのライン状マイクロパターンの構造仕様は、スリット幅；40μm、Cr 製線幅；約 20μm の周期・ピッチであった。この相違は、主に露光・現像時間のオーバーを示唆する。この事象は、下段の PMMA 製のライン側壁の表面付近における溶解で確認される。

Au めっき部

43μm

17μm

19μm

14μm

13μm

以下の図は、高輝度入射Ｘ線による露光・現像後の G2-20 型 Air-Grid マイクロメッシュのレーザ
ー顕微鏡による計測結果を示す。実験には、DF レジスト（厚さ；112μm）が使用された。高輝度Ｘ
線の総露光量は 40 mAh、現像時間は 6min であった。本実験では市販の加圧シャワー方式（0.3MPa）の現像装置を使用した。露光実験では、ライン型マイクロ細孔配列を持つＸ線フォトマスク（矩形外形サイズ；22 x 180mm）は、入射Ｘ線ビームの中央位置から off-set してセットされた。これは、同一 DF レジストに中央、低角、高角領域での転写マイクロパターンの構造特性を調べるためである。

45μm

44μm

16μm

15μm

上図・上段は、DF レジスト中央領域でのレーザー・マイクロスコープ撮像である（左側；２次元、右側；３次元のマイクロパターン配列）。下段はレーザー解析を示し、PMMA 製ライン表面の線幅は
約 45μm で、細孔幅は約 16μm で、細孔深さは約 44μm である。ただし、底部の中央部には幅約 3μmの丘がある。この事象は、上段・右側の２次元マイクロスコープ撮像では細孔底部の中央部に沿った
点線状の残留 DF レジストで確認される。ただし、露光に使用した DF レジストの厚さは約 112μmであるので、細孔中心部を除いて、DF レジストは固定されている基板から約 65μm の高さまで残留している。
下図は、DF レジスト中角領域でのレーザー・マイクロスコープ撮像を示す。上段にはマイクロスコープ撮像が示されて、左側が２次元、右側が３次元のマイクロパターン配列である。下段はレーザー解析を示し、PMMA 製ライン表面の線幅は約 40μm で、細孔幅は約 22μm で、細孔深さは約 66μmである。従って、固定されている基板から高さ；約 46μm の DF レジストが残留している。また、（４－２－１）項の様に、隣接細孔の右側底部（橙色点線部）では、反射レーザー光は顕微鏡の対物レン
ズに再入射していない。この事象は、細孔の右側壁が僅かに傾斜していることを示唆する。

39μm

22μm

21μm

9μm 13μm

8μm 13μm

66μm

8μm
下図は、DF レジスト高角領域でのレーザー・マイクロスコープ撮像を示す。上段の左側には２次44μm
元、右側には３次元マイクロスコープ撮像が示されている。下段はレーザー解析を示し、PMMA 製
ライン表面の線幅は約 40μm で、細孔幅は約 22μm で、細孔深さは約 69μm である。従って、固定されている基板から高さ；約 40μm の DF レジストが残留している。隣接細孔の右側底部（橙色点線部）
では反射レーザー光は顕微鏡の対物レンズに再入射していないので、細孔の右側壁は傾斜している。

40μm

22μm

22μm
69μm

12μm 10μm

11μm 11μm

上述した湾曲 Air-Grid マイクロメッシュの実験結果から、マイクロパターン配列の中角、高角領
域では、形成された細孔内の右側壁が傾斜していることが明らかになった。下図は、上図の高角領域のレーザー解析結果を示している。白色点線は、この右側壁の傾斜を示している（約 11μm の領域）。
このレーザー解析結果は、角度分散式 Air-Grid マイクロメッシュに形成されるマイクロ細孔配列の構造特性を明らかにする。

40μm

22μm

22μm

12.3μm

11.3μm10.1μm69μm

10.7μm角度分散式の湾曲ハニカム型および湾曲 G2-20 型 Air-Grid マイクロメッシュでは、露光用フォト
レジストは Al 製湾曲基板に固定される。従って、この湾曲基板の曲率半径に応じて、Ｘ線フォトマ
スクに描画されたマイクロパターンは、フォト
入射光
レジストの中角・高角領域では傾斜して転写さ入射・反射光れる。左図・上側は、湾曲フォトレジストで計測された中角・高角領域でのレーザー解析とマ
イクロ細孔壁の傾斜との関係を示す。赤矢印レーザー光はレーザー顕微鏡・対物レンズへ反射
して再入射する。しかし、青矢印レーザー光は
PMMA
PMMA 製壁で反射されて、対物レンズへ再入射しない。従って、角度分散式で作製された
反射光
Air-Grid マイクロメッシュは、傾斜したマイク
ロ細孔配列をもつ。この細孔配列内に形成された Au 製マイクロライン配列は、Ｘ線画像診断
用グリッドの照射Ｘ線の透過路を制限する。下段には、傾斜している PMMA 製部のみを透過する照射Ｘ線が表示されている。
Au めっきこの様な湾曲基板に固定された湾曲フォトレジストは、露光・現像後に平板化すると、湾曲基板の曲率半径に対応する焦点を仰ぐ PMMA 製マイクロ細孔配列を形成する。この様な角度分散式のAir-Grid マイクロメッシュを使用することにより、Ｘ線画像診断における１次Ｘ線・空気散乱、２次Ｘ線・被写体散乱を減衰することが可能である。
５．今後の課題
本研究の主目的は、Ｘ線画像診断装置に装備する医療用 Air-Grid マイクロメッシュ（M-AGM）製作に関する技術開発である。 BL09 ビームラインでの実験結果から、直入射式では約 200mm、角度
分散式では約 400mm の水平方向ビームサイズは有効であることが確証できた。広面積の医療用グリッド・Air-Grid マイクロメッシュ製作には、佐賀ＬＳの水平方向；400mm ビームサイズが必要である。従って、今後の研究課題として、湾曲フォトレジストの露光実験を行う角度分散式では、Ｘ線フォトマスクのマイクロパターンを描画している Au 製部の有効高さを検討する。
６．参考文献 特になし
７．論文発表・特許
８．キーワード・・・LIGA, Ｘ線回折格子
９．研究成果公開について② 研究成果公報の原稿提出 （提出時期：2020 年 10 月）