JP2019203151A - 高アスペクト比構造物の製造方法、高アスペクト比構造物およびｘ線撮像装置 - Google Patents

Abstract

【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前記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、所定の基板の少なくとも一つの主面に、前記主面に交差する方向に延びる複数の穴を形成する工程と、前記複数の穴を形成した前記主面に、一方向に延び、前記一方向と交差する第１交差方向に互いに所定の間隔を空けて周期的に配置される複数の第１領域部分と、互いに隣接する前記第１領域部分間に前記一方向と交差する第２交差方向に延びて配置される複数の第２領域部分と、を持つレジスト層を形成する工程と、前記エッチング液の中に浸漬することで前記複数の第１領域部分間それぞれおよび前記複数の第２領域部分下それぞれに対応する前記基板をウェットエッチングすることによって前記基板に前記第１交差方向に周期的な複数の凹部を形成する工程とを備える。【選択図】図１

Description

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。

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。

国際公開第２０１２／００８１１８号公報

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。

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の製造方法を提供することである。本発明は、前記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。

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、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、前記複数の穴を形成した前記主面に、一方向に延び、前記一方向と交差する第１交差方向に互いに所定の間隔を空けて周期的に配置される複数の第１領域部分と、互いに隣接する前記第１領域部分間に前記一方向と交差する第２交差方向に延びて配置される複数の第２領域部分と、を持つレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、前記エッチング液の中に浸漬することで前記複数の第１領域部分間それぞれおよび前記複数の第２領域部分下それぞれに対応する前記基板をウェットエッチングすることによって前記基板に前記第１交差方向に周期的な複数の凹部を形成する凹部形成工程とを備える。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、前記複数の第２領域部分は、前記複数の第１領域部分それぞれにおける互いに隣接する前記第１領域部分間それぞれに配置される。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、前記複数の第２領域部分は、前記複数の第１領域部分それぞれにおける互いに隣接する前記第１領域部分間それぞれに対し選択的に配置される。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、前記第１交差方向と前記第２交差方向とは、同方向である。または、上述の高アスペクト比構造物の製造方法において、前記第１交差方向と前記第２交差方向とは、異方向であっても良い。

このような高アスペクト比構造物の製造方法は、複数の第１領域部分間それぞれおよび複数の第２領域部分下それぞれに対応する基板を除去して複数の凹部を形成する凹部形成工程を備えるので、ウェットエッチングでより容易に前記複数の凹部を形成できる。そして、上記高アスペクト比構造物の製造方法は、ウェットエッチング後におけるエッチング液の乾燥の際に、前記複数の第２領域部分それぞれに当たる各部分でのレジスト層によって、前記複数の凹部の形成により残って形成された複数の凸部を支持できる。したがって、上記高アスペクト比構造物の製造方法は、スティッキングの発生をより低減できる。

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。

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、前記凹部形成工程は、前記複数の第１領域部分それぞれについて、当該第１領域部分の両端それぞれから内側へ少なくとも前記第２領域部分の幅の半分の長さで当該第１領域部分下の前記基板をウェットエッチングする。

このような高アスペクト比構造物の製造方法は、第１領域部分の両端それぞれから内側へ少なくとも第２領域部分の幅の半分の長さで第１領域部分下の基板をウェットエッチングするので、前記複数の第２領域部分下それぞれに対応する前記基板をウェットエッチングでより確実に除去できる。

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、前記複数の第２領域部分は、前記一方向においてランダムに配置されている。

これによれば、前記複数の第２領域部分を前記一方向においてランダムに配置する高アスペクト比構造物の製造方法が提供できる。

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、前記穴形成工程は、陽極酸化法または陽極化成法によって前記複数の穴を形成する工程である。

このような高アスペクト比構造物の製造方法は、穴形成工程に、陽極酸化法または陽極化成法を用いるので、基板の主面上に、前記主面（前記主面の広がり面）に垂直な穴を複数、容易に形成できる。

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。

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主面に垂直に延びる複数の穴を容易に形成できる。

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、前記複数の凹部それぞれに、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、Ｘ線吸収性材料を前記複数の凹部それぞれにより容易により確実に埋設できる観点から、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、上述の高アスペクト比構造物の製造方法において、前記金属は、金（Ａｕ）、プラチナ（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）およびイリジウム（Ｉｒ）のうちのいずれか１つである。

このような高アスペクト比構造物の製造方法は、前記複数の凹部それぞれにＸ線吸収性材料を埋設することで、前記複数の凹部それぞれをＸ線吸収部に形成でき、前記複数の凹部の形成によって残って形成された複数の凸部をＸ線透過部にできる。

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。

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。

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、前記複数の凸部上それぞれに形成された第１領域部分および互いに隣接する第１領域部分間に架け渡されて形成された複数の第２領域部分を備える層とを備え、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。

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る。

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。

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。

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。

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。 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５に示す凹部形成工程において、金属基板に凹部を形成する際の説明図である。 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。 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。 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。 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。 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。 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。

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。

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と、前記複数の凸部上それぞれに形成された第１領域部分および互いに隣接する第１領域部分間に架け渡されて形成された複数の第２領域部分を備える層とを備え、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。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。

（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１１１ａに形成される複数の穴部の図示が省略されている。

図１および図２に示す第１実施形態における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。

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、層（膜）１１３とを備える。

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、空間的な周期を持つように、前記一方向Ｄｘと直交する方向Ｄｙ（第１交差方向の一例）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、空間的な周期を持つように、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の凸部であり、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（凹部）である。

層（膜、層部、膜部）１１３は、これら複数のＸ線吸収部１１１ａ上それぞれに形成された複数の第１領域部分（層本体部、膜本体部）１１３１と、互いに隣接する第１領域部分１１３１間に架け渡されて形成された複数の第２領域部分（延長部、梁部）１１３２とを備える。層１１３は、後述の製造方法から分かるように、Ｘ線用金属格子１ａを製造するために形成されたレジスト層１１３がそのまま残置されたものである。複数の第１領域部分１１３１それぞれは、複数のＸ線吸収部１１１ａ上それぞれに形成されているので、Ｘ線吸収部１１１ａの延びる前記一方向Ｄｘに線状に延び、複数の第２領域部分１１３２それぞれは、前記一方向Ｄｘに交差する第２交差方向に延びて形成されている。この第２交差方向は、図１および図２に示す例では、前記第１交差方向と同方向Ｄｙであるが、前記第１交差方向と異方向であって良い。すなわち、第２交差方向は、方向Ｄｘと交差する方向であれば、方向Ｄｙに対し斜行しても良い。複数の第２領域部分１１３２は、図１および図２に示す例では、複数の第１領域部分１１３１それぞれにおける互いに隣接する第１領域部分１１３１間それぞれの全てに配置されているが、複数の第１領域部分１１３１それぞれにおける互いに隣接する第１領域部分１１３１間それぞれに対し選択的に配置されて良い。互いに隣接する第１領域部分１１３１間に形成される第２領域部分１１３２は、複数の第１領域部分１１３１それぞれにおける互いに隣接する第１領域部分１１３１間それぞれにおいて、図１および図２に示す例では異数であるが、同数であって良い。互いに隣接する第１領域部分１１３１間に形成される第２領域部分１１３２は、複数の第１領域部分１１３１それぞれにおける互いに隣接する第１領域部分１１３１間それぞれにおいて、図１および図２に示す例ではランダム（無作為）に配置されているが、同位置に配置されて良い。互いに隣接する第１領域部分１１３１間に形成される第２領域部分１１３２は、複数である場合に、前記一方向Ｄｘにおいて、不等間隔であって良く、等間隔であって良い。第１領域部分１１３１の幅（第２幅、方向Ｄｙに沿った長さ）Ｗ２は、Ｘ線吸収部１１１ａの幅（第１幅、方向Ｄｙに沿った長さ（厚さ））Ｗ１より広く（長く）、第１領域部分１１３１の両側端は、Ｘ線吸収部１１１ａに対し庇のように突出している。この突出している部分の長さＬｐは、後述の製造方法から分かるように、少なくとも第２領域部分１１３２の幅（第３幅、方向Ｄｘに沿った長さ）Ｗ３の半分の長さとなっている（Ｌｐ≧Ｗ３／２）。第２領域部分１１３２の第３幅Ｗ３、その厚さ、個数および間隔は、スティッキングの発生を防止できるように適宜に設定される。

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。

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における第１幅Ｗ１に対する厚さＨの比（アスペクト比＝厚さＨ／第１幅Ｗ１）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における第１幅Ｗ１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。

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。また、複数のＸ線吸収部１１１ａは、空間的な周期を持つように形成された複数の凸部の一例に相当する。複数のＸ線透過部１１２ａは、周期的な複数の凹部の一例に相当する。

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、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、前記複数の穴を形成した前記主面に、所定の幅（第２幅Ｗ２）で一方向に延び、前記一方向と交差する第１交差方向に互いに所定の間隔を空けて周期的に配置される複数の第１領域部分と、互いに隣接する前記第１領域部分間に所定の幅（第３幅Ｗ３）で前記一方向と交差する第２交差方向に延びて配置される複数の第２領域部分と、を持つレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、前記エッチング液の中に浸漬することで前記複数の第１領域部分間それぞれおよび前記複数の第２領域部分下それぞれに対応する前記基板をウェットエッチングすることによって前記基板に前記第１交差方向に周期的な複数の凹部を形成する凹部形成工程とを備える。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。

図３ないし図５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。これら図３ないし図５において、図Ａおよび図Ｂ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Ａは、図Ｂの断面図であり、図Ｂは、上面図であり、図Ｃおよび図Ｄ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Ｃは、図Ｄの断面図であり、図Ｄは、上面図である。図６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。図７は、図５に示す凹部形成工程において、金属基板に凹部を形成する際の説明図である。

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。

次に、金属基板１３の少なくとも一つの主面に、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３Ｃ、図３Ｄ、図４Ａ、図４Ｂ、図６）。

より具体的には、金属基板１３のまま、陽極酸化法または陽極化成法が実施されると、金属基板１３の両面主に前記複数の穴ＰＥが形成される。このように金属基板１３の両主面に前記複数の穴ＰＥが形成されても良いが、本実施形態では、金属基板１３の一方の主面に前記複数の穴ＰＥを形成するために、この穴形成工程では、まず、金属基板１３の他方の主面に保護膜（保護層）１３１が形成される（保護膜形成工程、図３Ｃ、図３Ｄ）。

一例では、保護膜形成工程では、金属基板１３の他方の主面に保護膜１３１として石英（二酸化ケイ素、ＳｉＯ_２）膜１３１が形成される。この石英膜１３１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が形成される。

なお、上述では、保護膜１３１は、石英膜１３１であったが、これに限定されるものではない。保護膜１３１は、陽極酸化工程における陽極酸化法の実施の際に、該陽極酸化法で用いられる酸性液に抗して金属基板１３を保護する機能を有すれば良いので、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）等の誘電体材料や金属膜で形成されても良い。

そして、金属基板１３の一方の主面に、陽極酸化法または陽極化成法によって複数の穴ＰＥを有する穴群層１３ａが形成される（陽極酸化工程（陽極化成工程）、図４Ａ、図４Ｂ、図６）。この陽極酸化工程では、一例では、図６に示すように、上述の保護膜１３１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（保護膜１３１の無い面）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の主面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。本実施形態では、通電されると、金属基板１３の主面表面から、金属基板１３の厚さ方向（Ｄｚ方向、表面と垂直方向）に延びる複数の穴ＰＥが互いに間隔を空けて形成される。一例では、約６０Ｖの直流電圧を陰極電極２２および金属基板１３間に約１８時間印加することによって、直径φが約４０ｎｍであって深さＨが約１２０μｍである複数の穴ＰＥが、平均ピッチが約１５０ｎｍで互いに間隔を空けて形成された。

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。

次に、前記複数の穴を形成した前記主面に、レジスト層１１３が形成される（レジスト層工程、図４Ｃ、図４Ｄ）。このレジスト層１１３は、図４Ｃおよび図４Ｄに示すように、一方向に延び、前記一方向と交差する第１交差方向に互いに所定の間隔を空けて周期的に配置される複数の第１領域部分１１３１と、互いに隣接する第１領域部分１１３１間に前記一方向と交差する第２交差方向に延びて配置される複数の第２領域部分１１３２とを持つ。

上述から、前記第１交差方向と前記第２交差方向とは、異方向であって良いが、図４Ｃおよび図４Ｄに示す例（図１および図２に示す例）では、前記一方向は、一例として、方向Ｄｘであり、前記第１交差方向は、一例として方向Ｄｙであり、前記第２交差方向は、一例として、前記第１交差方向と同方向の方向Ｄｙである。上述から、複数の第２領域部分１１３２は、複数の第１領域部分１１３１それぞれにおける互いに隣接する第１領域部分１１３１間それぞれに対し選択的に配置されて良いが、図４Ｃおよび図４Ｄに示す例（図１および図２に示す例）では、複数の第２領域部分１１３２は、複数の第１領域部分１１３１それぞれにおける互いに隣接する第１領域部分１１３１間それぞれの全てに配置されている。上述から、互いに隣接する第１領域部分１１３１間に配置される第２領域部分１１３２は、複数の第１領域部分１１３１それぞれにおける互いに隣接する第１領域部分１１３１間それぞれにおいて、同数であって良いが、図４Ｃおよび図４Ｄに示す例（図１および図２に示す例）では異数である。上述から、互いに隣接する第１領域部分１１３１間に形成される第２領域部分１１３２は、複数の第１領域部分１１３１それぞれにおける互いに隣接する第１領域部分１１３１間それぞれにおいて、同位置に配置されて良いが、図４Ｃおよび図４Ｄに示す例（図１および図２に示す例）ではランダム（無作為）に配置されている。上述から、互いに隣接する第１領域部分１１３１間に形成される第２領域部分１１３２は、複数である場合に、前記一方向Ｄｘにおいて、等間隔であって良いが、図４Ｃおよび図４Ｄに示す例（図１および図２に示す例）では不等間隔とある。

より詳しくは、このレジスト形成工程では、まず、金属基板１３の穴群層１３ａ上に層（膜）を形成する第１工程と、前記層をパターニングして、第１および第２領域部分１１３１、１１３２を残すとともに残余を除去してレジスト層１１３を形成する第２工程とを備える。このレジスト層１１３は、凹部形成工程におけるウェットエッチング法の実施の際に、エッチング液に抗して金属基板１３の穴群層１３ａを保護するとともに、前記エッチング液の乾燥の際にスティッキングを防止する梁のように機能すれば良く、例えばシリコン等の無機材料で形成されて良い。

より具体的には、本実施形態では、前記第１工程では、穴群層１３ａを形成した金属基板１３の主面全面上に、スパッタ法によってシリコン層が約５００ｎｍで前記層として成膜された。スパッタ法は、ステップカバレッジ（Ｓｔｅｐ Ｃｏｖｅｒａｇｅ、段差被覆性）に優れているので、穴ＰＥ内を基本的に埋めることなく金属基板１３の主面全体を覆うことができる。前記第２工程では、フォトリソグラフィー技術を用いて前記シリコン層をパターニングするために、まず、前記シリコン層上に、スピンコート法によって有機材料から成るフォトレジスト層が成膜され、前記第１および第２領域を残すための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層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）の前記フォトレジスト層が除去される。その後、このパターニングされたフォトレジスト層をマスクに、ＳＦ_６ガスを用いたドライエッチング法によって、前記パターンニングされたフォトレジスト層が前記シリコン層に転写され、第１および第２領域部分１１３１、１１３２を残すとともに残余を除去したレジスト層１１３が形成される。このレジスト層１１３は、一例では、複数の第１領域部分１１３１が周期５．３μｍ、幅３．６５μｍであるラインアンドスペースパターンで配置され、この各スペース部分にスティッキング防止用の複数の第２領域部分１１３２が適宜に配置されている。例えば、複数の第２領域部分１１３２は、１５μｍ〜４０μｍの間でランダム周期で、幅０．９μｍで配置される。その後、前記フォトレジスト層が酸素アッシングによって除去される。一例では、このようにレジスト層形成工程が実施される。

次に、エッチング液の中に浸漬することによって、複数の第１領域部分１１３１間それぞれおよび複数の第２領域部分１１３２下それぞれに対応する基板１３をウェットエッチングすることによって、Ｘ線透過部１１２ａとして、前記基板１３に周期的な複数の凹部１１２ａが形成される（凹部形成工程、図５Ａないし図５Ｂ）。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。

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（Ａｌ_２Ｏ_３、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、２４時間放置される。このとき、金属基板１３の浸漬後、数秒から数分で、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃに示すように、レジスト層１１３で被覆されずに露出している第１領域部分１１３１間における各穴ＰＥに、リン酸液が浸透する。その後、約８時間かけて、図７Ｄ、図７Ｅに示すように、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ＣＷをエッチングし、第１領域部分１１３１間に凹部が形成される。さらに、その後、約１６時間かけて、図７Ｅに示すように、リン酸液は、第１領域部分１１３１の両端下それぞれから内側へ、隔壁ＣＷをエッチングするとともに、第２領域部分１１３２下の隔壁ＣＷをエッチングし（図７には不図示）、第１領域部分１１３１間にスリット溝状の凹部１１２ａが形成される。このため、この凹部形成工程では、複数の第１領域部分１１３１それぞれについて、当該第１領域部分１１３１の両端それぞれから内側へ少なくとも第２領域部分１１３２における幅Ｗ３の半分の長さ（サイドエッチング量）Ｌｐ（≧Ｗ３／２）で当該第１領域部分１１３１下の基板１３がウェットエッチングされる。例えば、第２領域部分１１３２の幅Ｗ３が０．９μｍに設計された場合（Ｗ３＝０．９μｍ）、前記長さ（サイドエッチング量）Ｌｐが約０．５μｍとなり（Ｌｐ＝０．５μｍ）、凸部１１１ａは、その幅Ｗ１が、第１領域部分１１３１の幅Ｗ２の３．６５μｍより細い２．６５μｍとなった（Ｗ１＝２．６５μｍ、Ｗ２＝３．６５μｍ）。この結果、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、第２領域部分１１３２が、互いに隣接する第１領域部分１１３１間に架け渡されるように残る。

このような各製造工程を経ることによって、図１および図２に示すＸ線用金属格子１ａが製造される。

以上説明したように、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、複数の第１領域部分間１１３１それぞれおよび複数の第２領域部分１１３２下それぞれに対応する基板１３を除去して複数の凹部１１２ａを形成する凹部形成工程を備えるので、ウェットエッチングでより容易に前記複数の凹部１１２aを形成できる。

そして、従来の通常のウェットエッチングでは、例えば図１３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虞がある。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、ウェットエッチング後におけるエッチング液の乾燥の際に、前記複数の第２領域部分１１３２それぞれでのレジスト層１１３によって、前記複数の凹部１１２ａの形成により残って形成された複数の凸部１１１ａを支持できる。したがって、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、スティッキングの発生をより低減できる。

上記高アスペクト比構造物の製造方法は、第１領域部分１１３１の両端それぞれから内側へ少なくとも第２領域部分１１３２の幅Ｗ２の半分の長さＬｐで前記第１領域部分１１３１下の基板１３をウェットエッチングするので（Ｌｐ≧Ｗ３／２）、前記複数の第２領域部分１１３２下それぞれに対応する前記基板１３をウェットエッチングでより確実に除去できる。

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、基板１３の主面上に、前記主面（前記主面の広がり面）に略垂直な穴ＰＥを複数、容易に形成できる。

本実施形態によれば、複数の第２領域部分１１３２を前記一方向においてランダムに配置する高アスペクト比構造物の製造方法が提供できる。

なお、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。

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。

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。

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（ＮＨ_４ＯＨ）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。

また、上述では、予め他方の主面に石英膜からなる保護膜１３１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１１ａを形成する主面ではない方の主面に、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。

また、上述のＸ線用金属格子１ａでは、凹部形成工程によって形成された、スリット溝状の空間である複数の凹部それぞれは、Ｘ線透過部１１２ａとして機能し、前記複数の凹部の形成によって残った複数の凸部それぞれは、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、前記複数の凹部の形成によって残った複数の凸部それぞれは、Ｘ線透過部１１２ａと同様に機能しても良い。

上述のＸ線用金属格子１ａに対し、前記複数の凹部それぞれに、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１ｂの一例が図８に示されている。図８は、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９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。

このＸ線用金属格子１ｂは、図８に示すように、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１１ｂを形成した領域であり、格子１１ｂは、複数のＸ線吸収部１１１ｂと、複数のＸ線透過部１１２ｂと、層１１３とを備える。

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１ｂでは、Ｘ線吸収部１１１ｂ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１１２ｂ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Ｘ線用金属格子１ｂの層１１３は、上述のＸ線用金属格子１ａの層１１３と同様であるので、その説明を省略する。

このようなＸ線用金属格子１ｂは、第１実施形態で説明した上述の穴形成工程、レジスト層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。

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複数の凹部に埋められる。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。

より具体的には、Ｘ線吸収性材料を前記複数の凹部それぞれにより容易により確実に埋設できる観点から、電鋳法（電気メッキ法）によって、第２金属が前記複数の凹部それぞれに埋設される。特に、上述では、前記凹部の側壁は、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金属が前記凹部に埋設できる。より詳しくは、図９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それぞれを埋め、前記凹部の深さ（厚さＨ）だけ成長する。こうしてＸ線吸収部１１１ｂが形成される。

このような各製造工程を経ることによって、図８に示す構成のＸ線用金属格子１ｂが製造される。

このような高アスペクト比構造物の製造方法は、前記複数の凹部にＸ線吸収性材料を埋設することで、図１に示すＸ線用金属格子１ａのＸ線透過部１１２ａに対応する部分をＸ線吸収部１１１ｂに形成でき、図１に示すＸ線用金属格子１ａのＸ線吸収部１１１ａに対応する部分をＸ線透過部１１２ｂにできる。

なお、上述では、電鋳法によって前記複数の凹部それぞれに第２金属が埋設されたが、例えば金粉等の第２金属粉を前記複数の凹部それぞれに流し込むことによって第２金属が埋設されても良い。

また、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。

また、電鋳法で前記複数の凹部に第２金属が埋設された場合には、透過率を向上するために、前記複数の凹部の底、すなわち、埋設された第２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１１ｂに接着されても良い。

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）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。

図１０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１１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。

実施形態のＸ線用タルボ干渉計１００Ａは、図１０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）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。

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）×（ｄ^２／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。

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。

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。

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。

このような図１０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。

一方、タルボ・ロー干渉計１００Ｂは、図１１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１０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。

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、１１２ｂ）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、１１１ｂ）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。

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。

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）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。

図１２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１２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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

ＰＥ 穴
１、１ａ、１ｂ Ｘ線用金属格子（高アスペクト比構造物）
１０ａ、１０ｂ 格子領域
１１ａ、１１ｂ 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 層
２００ Ｘ線撮像装置
１１３１ 第１領域部分（層本体部）
１１３２ 第２領域部分（延長部、梁部）

Claims (9)

1. 所定の基板の少なくとも一つの主面に、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、
   前記複数の穴を形成した前記主面に、一方向に延び、前記一方向と交差する第１交差方向に互いに所定の間隔を空けて周期的に配置される複数の第１領域部分と、互いに隣接する前記第１領域部分間に前記一方向と交差する第２交差方向に延びて配置される複数の第２領域部分と、を持つレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、
   前記エッチング液の中に浸漬することで前記複数の第１領域部分間それぞれおよび前記複数の第２領域部分下それぞれに対応する前記基板をウェットエッチングすることによって前記基板に前記第１交差方向に周期的な複数の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。
2. 前記凹部形成工程は、前記複数の第１領域部分それぞれについて、当該第１領域部分の両端それぞれから内側へ少なくとも前記第２領域部分の幅の半分の長さで当該第１領域部分下の前記基板をウェットエッチングする、
   請求項１に記載の高アスペクト比構造物の製造方法。
3. 前記複数の第２領域部分は、前記一方向においてランダムに配置されている、
   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。
4. 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前記複数の穴を形成する工程である、
   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。
5. 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。
6. 前記複数の凹部それぞれに、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。
7. 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６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。
8. 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、前記複数の凸部上それぞれに形成された第１領域部分および互いに隣接する第１領域部分間に架け渡されて形成された複数の第２領域部分を備える層とを備え、
   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。
9. 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８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。
   

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