JP6766388B2 - 高アスペクト比構造物の製造方法およびこれを用いた超音波プローブの製造方法ならびに高アスペクト比構造物 - Google Patents

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。そして、本発明は、この高アスペクト比構造物の製造方法を用いて超音波プローブを製造する超音波プローブの製造方法に関する。さらに、本発明は、このような高アスペクト比の構造物に関する。

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、Ｘ線位相イメージングが注目されており、例えばタルボ干渉計あるいはタルボ・ロー干渉計が応用されている。このタルボ・ロー干渉計を用いたＸ線撮像装置では、第０格子、第１格子および第２格子の３個のＸ線用金属格子が用いられている。この第０格子は、単一のＸ線源をマルチ光源とするために利用される通常の格子であり、前記単一のＸ線源から放射されたＸ線を複数のＸ線（複数のＸ線ビーム）に分けて放射する。そして、これら第１および第２格子は、互いにタルボ距離だけ離間して配置される回折格子であり、タルボ・ロー干渉計（あるいはタルボ干渉計）を構成する。この回折格子には、回折方法で分類すると、一般に、透過型回折格子と反射型回折格子とがあり、さらに、透過型回折格子には、光を透過させる基板上に光を吸収する部分を周期的に配列した振幅型回折格子（吸収型回折格子）と、光を透過させる基板上に光の位相を変化させる部分を周期的に配列した位相型回折格子とがある。

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、半導体の加工技術を応用したシリコン加工を使った作製方法が提案されている。例えば特許文献１に、金属格子の製造方法が開示されている。この特許文献１に開示された金属格子の製造方法は、ドライエッチング装置を用いて凹部（スリット）を形成し、その後、凹部に金属を埋設する方法である。

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、同面積のワークを加工する場合、ウェットエッチング装置に較べ高価である。このため、前記特許文献１では、高価なドライエッチング装置を使うため、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、その製造コストは、より高くなる。

このため、より安価に加工するために、ウェットエッチングの利用が考えられる。しかしながら、一般的なウェットエッチングにより凹部を形成する場合、エッチング液による溶解作用が等方的であるため、レジスト開口部の深さ方向だけでなく、横方向に溶解するため、いわゆるアンダーカットが生じてしまう。この結果、ウェットエッチングによって形成した凹部は、主面に対し傾斜した側面を持ってしまい、ウェットエッチングによる通常の加工では、主面に対し垂直な側面を持つ凹部を形成することが難しい。

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、ウェットエッチングによって基板の主面に対し略垂直な側面を持つ凹部を有する高アスペクト比構造物を製造する高アスペクト比構造物の製造方法、および、これを用いた超音波プローブを製造する超音波プローブの製造方法を提供することである。そして、本発明は、このような高アスペクト比構造物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、前記主面上にレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、前記レジスト層をパターニングして前記パターニングした部分の前記レジスト層を除去するパターニング工程と、前記複数の穴のうち、前記パターニング工程で前記レジスト層を除去した第１領域に形成されている１または複数の穴を閉塞する閉塞工程と、前記パターニング工程後に残置している前記レジスト層を除去するレジスト層除去工程と、ウェットエッチング法によって、前記レジスト層除去工程で前記レジスト層を除去した第２領域に凹部を形成する凹部形成工程とを備えることを特徴とする。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、前記レジスト形成工程は、ドライフィルムレジストを用いて前記レジスト層を形成する工程である。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、前記閉塞工程は、封孔処理材を用いた封孔処理によって前記穴を閉塞する工程である。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、前記凹部形成工程で用いるエッチング液は、穴の開口から底部に到達する到達時間が互いに隣接する穴間に形成された隔壁を溶解する溶解時間より短い液である。より好ましくは、上述の高アスペクト比構造物の製造方法において、前記凹部形成工程で用いるエッチング液は、穴の開口から底部に到達する到達時間が互いに隣接する穴間に形成された隔壁を溶解する溶解時間より２桁以上短い液である（（エッチング液が穴の開口から底部に到達する到達時間）≦（エッチング液が互いに隣接する穴間に形成された隔壁を溶解する溶解時間）／１００）。

このような高アスペクト比構造物の製造方法では、ウェットエッチングの際に、レジスト層が除去され、ウェットエッチング後に残留させたい第１領域に形成されている１または複数の穴が閉塞される一方、閉塞後にレジスト層を除去した第２領域に形成されている１または複数の穴は、開口したままである。このため、ウェットエッチングしても、レジスト層によるアンダーカットが生じることなく、エッチング液が穴の底部まで浸透し、互いに隣接する穴間に形成された隔壁を溶解する。したがって、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によって基板の主面に対し略垂直な側面を持つ凹部を有する高アスペクト比構造物を製造できる。なお、アスペクト比は、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。

また、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とを特徴とする。

このような高アスペクト比構造物の製造方法は、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。

また、他の一態様では、これら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とを特徴とする。

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。

また、他の一態様では、これら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ことを特徴とする。

このような高アスペクト比構造物の製造方法は、前記凹部にＸ線吸収性材料を埋設することでＸ線吸収部を形成できる一方、前記１または複数の穴を有する第１領域を相対的にＸ線透過部にできる。

また、他の一態様では、これら上述の高アスペクト比構造物の製造方法において、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ことを特徴とする。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、電鋳法によりＸ線吸収性材料である金属を埋設することで、Ｘ線吸収性材料を凹部に容易に確実に埋設できる。

また、他の一態様では、これら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とを特徴とする。

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。

また、他の一態様では、これら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、超音波プローブを製造する際に用いられる超音波プローブ製造用型であることを特徴とする。

このような高アスペクト比構造物の製造方法は、超音波プローブを製造する際に用いられる超音波プローブ製造用型を容易に低コストで製造できる。

そして、本発明の他の一態様にかかる超音波プローブの製造方法は、上述の超音波プローブ製造用型の凹部に金属を充填して金型用凹部を有する金型を形成する金型形成工程と、前記金型の金型用凹部に樹脂材料からなる樹脂充填物を充填して樹脂型用凹部を有する樹脂型を形成する樹脂型形成工程と、前記樹脂型の樹脂型用凹部に圧電材料を含有するスラリーを充填して構造体凹部を有する微細構造体を形成する微細構造体形成工程と、前記微細構造体の構造体凹部に合成樹脂を充填して前記圧電材料からなる圧電層と合成樹脂からなる合成樹脂層とが交互に並んでアレイ化された超音波プローブ本体を形成する超音波プローブ本体形成工程とを備えることを特徴とする。

このような超音波プローブの製造方法は、ウェットエッチングで基板の一方の主面に垂直な側面を有する複数の凹部を備えた超音波プローブ製造用型に基いて圧電層と合成樹脂層とが正確に交互に並んでアレイ化された超音波プローブ本体を形成でき、しかも、低コストで製造できる。

そして、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を備え、前記複数の凸部それぞれは、厚さ方向に形成された複数の穴を有し、前記穴の内部を閉塞する閉塞部材を備え、前記閉塞部材は、アルミナ水和物を含むことを特徴とする。好ましくは、上述の高アスペクト比構造物において、前記基板は、アルミニウムで形成され、前記凸部は、酸化アルミニウム（アルミナ）で形成され、前記閉塞部材は、酸化アルミニウム（アルミナ）の水和物で形成される。

これによれば、高アスペクト比構造物が提供できる。特に、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を用いることによって、このような高アスペクト比構造物は、前記凸部に対する凹部であって基板の主面に対し略垂直な側面を持つ前記凹部を有し、しかも、低コストで製造できる。

本発明にかかる高アスペクト比構造物の製造方法は、ウェットエッチングによって基板の主面に対し略垂直な側面を持つ凹部を有する高アスペクト比構造物を製造できる。そして、本発明によれば、これを用いた超音波プローブを製造する超音波プローブの製造方法が提供される。さらに、本発明によれば、このような高アスペクト比構造物を提供することである。

第１実施形態にかかるＸ線用金属格子の構成を示す斜視図である。 第１実施形態におけるＸ線用金属格子の第１製造方法を説明するための図（その１）である。 第１実施形態におけるＸ線用金属格子の第１製造方法を説明するための図（その２）である。 第１実施形態におけるＸ線用金属格子の第１製造方法を説明するための図（その３）である。 第１実施形態におけるＸ線用金属格子の第１製造方法を説明するための図（その４）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。 一例として、陽極酸化法によって複数の穴が形成された金属基板の上面を示す図である。 閉塞工程における封止処理を説明するための図である。 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。 第１実施形態の変形形態におけるＸ線用金属格子の構成を示す斜視図である。 第１実施形態の変形形態におけるＸ線用金属格子の第２製造方法を説明するための図である。 第２実施形態におけるＸ線用金属格子の構成を示す斜視図である。 第２実施形態におけるＸ線用金属格子の第３製造方法を説明するための図である。 第３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４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５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。 高アスペクト比構造物の製造方法により製造された一例である第６実施形態の超音波プローブ製造用型の断面図である。 前記超音波プローブ製造用型を用いて金型を形成する際の断面図である。 図１８に示す金型の断面図である。 図１８の金型を用いて樹脂型を形成する際の断面図である。 図２０の樹脂型の断面図である。 図２１の樹脂型を用いてチタン酸ジルコン酸鉛焼結体を形成する際の断面図である。 図２２のチタン酸ジルコン酸鉛焼結体の断面図である。 図２３のチタン酸ジルコン酸鉛焼結体に設けられた焼結体凹部にエポキシ樹脂を充填した際の断面図である。 図２４の状態から形成した超音波プローブの要部の断面図である。 従来の、ウェットエッチングにより格子を作る場合の説明図である。

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を備え、前記複数の凸部それぞれは、厚さ方向に形成された複数の穴それぞれを閉塞する閉塞部材を備える。このような高アスペクト比構造物は、例えば、金属格子、より好適にはＸ線用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。以下では、まず、Ｘ線用金属格子に関してより具体的に説明し、次に、超音波プローブ製造用型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示す斜視図である。図１に示すＸ線用金属格子１ａは、Ｘ線用金属基板１３ａに設けられた格子領域１０ａおよび枠領域１２ａ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１２ａ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とを備え、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、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。言い換えれば、複数のＸ線透過部１１２ａは、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。また、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である。

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。また、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における幅Ｗに対する厚さＨの比（アスペクト比＝厚さ／幅）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における幅Ｗ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。

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、前記主面上にレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、前記レジスト層をパターニングして前記パターニングした部分の前記レジスト層を除去するパターニング工程と、前記複数の穴のうち、前記パターニング工程で前記レジスト層を除去した第１領域に形成されている１または複数の穴における開口を閉塞する閉塞工程と、前記パターニング工程後に残置している前記レジスト層を除去するレジスト層除去工程と、ウェットエッチング法によって、前記レジスト層除去工程で前記レジスト層を除去した第２領域に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によって製造される。前記凹部は、１次元格子では、例えば、スリット溝であり、また２次元格子では、柱状穴（柱状孔）等である。以下、前記凹部がスリット溝である前記Ｘ線用金属格子１ａの製造方法について、詳述する。なお、凹部が例えば柱状穴等の他の形状であっても同様である。

図２ないし図５は、第１実施形態におけるＸ線用金属格子の第１製造方法を説明するための図である。図２ないし図５において、図（Ａ）および図（Ｂ）を１組として各製造工程を模式的に説明しており、図（Ａ）は、図（Ｂ）の断面図であり、図（Ｂ）は、上面図である。そして、図２ないし図５において、図（Ｃ）および図（Ｄ）を１組として各製造工程を模式的に説明しており、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、一例として、陽極酸化法によって複数の穴が形成された金属基板の上面を示す図である。図８は、閉塞工程における封止処理を説明するための図である。図８（Ａ）は、封止処理前の状態を示し、図８（Ｂ）ないし図８（Ｅ）は、それぞれ、封止処理後の状態を示す。図９は、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。図９（Ａ）ないし（Ｄ）は、この順で凹部形成工程における金属基板の時系列変化を示す。

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第１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１３ａが用意される（図２（Ａ）および（Ｂ））。

次に、この金属基板１３ａの少なくとも一つの主面に、前記主面に交差する方向、好ましくは略直交する方向に延びる複数の穴が形成される（穴形成工程）。このために、金属基板１３ａ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）で形成される。ここでは、一例として、金属基板１３ａ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。

より具体的には、この穴形成工程では、まず、金属基板１３ａの一方の主面のみに複数の穴を形成するために、他方の主面に保護膜１３１が形成される（穴形成工程における保護膜形成工程、図２（Ｃ）および（Ｄ））。例えば、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１３ａ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、陽極酸化法または陽極化成法の実施の際に、該陽極酸化法または陽極化成法で用いられる溶液に抗して金属基板１３ａを保護する保護膜として機能するので、保護膜１３１は、このような機能を有すれば良く、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、この穴形成工程では、次に、金属基板１３ａ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１３２が形成される（穴形成工程における陽極酸化工程（陽極化成工程）、図３（Ａ）および（Ｂ））。例えば、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１３ａ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１３ａ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１３ａの一方の主面（保護膜１３１のない面）とを対向させて、陰極電極２２および金属基板１３ａ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１３ａに対し、電解液２４は、０．３Ｍ（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１３ａ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１３ａの主面表面から、金属基板１３ａ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２０Ｖの直流電圧を陰極電極２２および金属基板１３ａ間に約１０時間印加することによって、直径φが約２０ｎｍであって深さＨが約８０μｍである複数の穴ＰＥが、平均ピッチ距離ｐが約６０ｎｍで互いに間隔を空けて形成された。その一例の主面表面が図７に示されている。図７では、走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｏｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）による写真が図面として示されている。

次に、金属基板１３ａの、複数の穴ＰＥを形成した前記主面上にレジスト層１３３が形成される（レジスト層形成工程、図３（Ｃ）および（Ｄ））。例えば、ドライフィルムレジストを金属基板１３ａの前記主面上に貼付することで、レジスト層１３３が形成される。

次に、例えば、フォトリソグラフィー技術を用いることによって、レジスト層１３３がパターニングされ、前記パターニングされた部分の前記レジスト層１３３が除去される（パターニング工程、図４（Ａ）および図４（Ｂ））。より具体的には、レジスト層１３３に図略のリソグラフィーマスクを押し当てて、レジスト層１３３に前記リソグラフィーマスクを介して紫外線が照射され、レジスト層１３３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）のレジスト層１３３が除去される。これによって例えば、ピッチ（周期長）５．３μｍであってデューティ比５０％であるストライプ状（縞模様状）にレジスト層１３３の残るラインアンドスペースパターンが形成される。これにより金属基板１３ａの穴群層１３２には、レジスト層１３３を除去した第１領域ＡＲ１と、レジスト層１３３を残置（配置）している第３領域ＡＲ３とが形成される。

なお、レジスト層１３３は、ドライフィルムレジストに限定されず、さらに、フォトレジストに限定されるものではなく、他のレジストが用いられても良い。例えば、金属基板１３ａの、複数の穴ＰＥを形成した前記主面上にフォトレジストが形成され、前記フォトレジストがパターニングされた後に、レジスト層１３３として例えばクロム（Ｃｒ）膜等の金属膜（金属層）が形成される。そして、いわゆるリフトオフ（前記パターニングされたフォトレジストの除去）により前記金属膜がパターニングされる。これにより金属基板１３ａの穴群層１３２には、レジスト層１３３としての前記金属膜を除去した第１領域ＡＲ１と、レジスト層１３３としての前記金属膜を残置（配置）している第３領域ＡＲ３とが形成される。

次に、前記複数の穴ＰＥのうち、前記パターニング工程で前記レジスト層１３２を除去した第１領域ＡＲ１に形成されている１または複数の穴ＰＥにおける開口が閉塞され、閉塞穴群層１３４が形成される（閉塞工程、図４（Ｃ）および（Ｄ））。例えば、封孔処理材を用いた封孔処理によって前記穴ＰＥが閉塞される。より具体的には、前記パターニング工程後の金属基板１３ａが、９８℃の純水（沸騰水）中に１時間浸漬される。これによって、図８（Ａ）に示すように、レジスト層１３３を除去した第１領域ＡＲ１における複数の穴ＰＥでは、図８（Ｂ）ないし図８（Ｅ）に示すように、各図の各種態様で、前記沸騰水によって生成されたアルミナの水和物により、アルミナの体積が膨張し、少なくとも穴ＰＥの開口が閉塞される。より好ましくは、穴ＰＥ内全てがアルミナの水和物によって満たされる（充填される）。一方、レジスト層１３３を残置（配置）している第３ＡＲ３における複数の穴ＰＥでは、前記沸騰水がレジスト層１３３によって穴ＰＥ内に侵入しないため、閉塞されない。

なお、封孔処理は、上述の沸騰水を用いた純粋沸騰水法に限定されるものではなく、表１に示すように、例えば奥野製薬工業製のトップシールＨ２９８等の封孔処理材を用いた酢酸ニッケル法等の他の方法であっても良い。

次に、前記パターニング工程後に残置している第３領域ＡＲ３の前記レジスト層１３３が除去される（レジスト層除去工程、図５（Ａ）および（Ｂ））。例えば、前記パターニング工程後に残置している前記レジスト層１３３がドライフィルム用専用リムーバー液で除去される。

これによって図５（Ａ）および（Ｂ）に示すように、金属基板１３ａにおける前記一方の主面には、開口が閉塞されていない（本実施形態では封孔されていない）穴ＰＥから成る穴群層１３２の第２領域ＡＲ２と、開口が閉塞されている（本実施形態では封孔されている）穴ＰＥから成る閉塞穴群層１３４の第１領域ＡＲ１とが形成される。これら穴群層１３２の第２領域ＡＲ２と閉塞穴群層１３４の第１領域ＡＲ１とは、この例では周期５．３μｍのピッチで交互に並置されている。

次に、ウェットエッチング法によって、前記レジスト層除去工程で前記レジスト層１３３を除去した穴群層１３２の第２領域ＡＲ２に凹部１３５が形成される（凹部形成工程、図５（Ｃ）および（Ｄ））。より具体的には、前記レジスト層除去工程後の金属基板１３ａが、５ｖｏｌ％のリン酸液（エッチング液）１６に浸漬され、２４０分間放置される。このとき、金属基板１３ａの浸漬後、数秒から数分で、図９（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に順に示すように、前記レジスト層除去工程によって露出した穴群層１３２の穴ＰＥに、リン酸液１６が浸透する。その後、リン酸液１６は、穴ＰＥ内で、残りの時間（≒２４０分）すべてを使い、図９（Ｄ）に示すように、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、隔壁ＣＷを溶解する。これにより、金属基板１３ａにおける第２領域ＡＲ２に、凹部１３５が形成される。

ここで、リン酸液１６のリン酸濃度は、事前のサンプルを用いた実験等によって、リン酸液１６が穴ＰＥの開口から底部に到達する到達時間が、リン酸液１６が互いに隣接する穴ＰＥ間に形成された隔壁ＣＷを溶解する溶解時間より短くなるように、より好ましくは２桁以上短くなるように、設定される（（リン酸液１６が穴ＰＥの開口から底部に到達する到達時間）＜（リン酸液１６が互いに隣接する穴ＰＥ間に形成された隔壁ＣＷを溶解する溶解時間）、より好ましくは、（エッチング液が穴ＰＥの開口から底部に到達する到達時間）≦（エッチング液が互いに隣接する穴ＰＥ間に形成された隔壁ＣＷを溶解する溶解時間）／１００））。したがって、ウェットエッチングによって、隔壁ＣＷが両側から溶解され、両側から２０ｎｍ（隔壁厚の半分）ずつ溶解され、第２領域ＡＲ２の隔壁ＣＷが無くなった時点では、第１領域ＡＲ１では、第２領域ＡＲ２と隣接する隔壁ＣＷは、まだ半分の幅２０ｎｍ分残っているはずである。仮にエッチングが進んでしまい、第２領域ＡＲ２と隣接する隔壁ＣＷが無くなったとしても、穴ＰＥ間の平均ピッチ距離だけ、凹部１３５の幅が広がるだけである。

このような各製造工程を経ることによって、閉塞穴群層１３４の第１領域ＡＲ１が格子１１ａのＸ線吸収部１１１ａ（またはＸ線位相部）となり、凹部１３５が格子１１ａのＸ線透過部１１２ａとなり、図１に示す構成のＸ線用金属格子１ａが製造される。

従来の通常のウェットエッチングでは、図２６（Ａ）（Ｂ）に示すように、フォトリソグラフィー等のパターニング方法により、凹部を形成する基板１０００の一方の主面における凹部形成部分を除く他の部分をレジスト１００１で覆った後、基板１０００を溶解する作用を有するエッチング液１００２に浸漬し、レジスト１００１で覆われていない部分を溶解すると、エッチング液１００２による溶解作用が一般的には等方的であるため、図２６（Ｃ）に示すように、レジスト１００１の下面側まで液が回り込み、アンダーカットが生じ、主面に対して傾斜した側面をもつ凹部１００３になってしまう。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では、ウェットエッチングの際に、レジスト層１３３が除去され、ウェットエッチング後に残留させたい第１領域ＡＲ１に形成されている１または複数の穴ＰＥが閉塞される一方、閉塞後にレジスト層を除去した第２領域ＡＲ２に形成されている１または複数の穴ＰＥは、開口したままである。このため、ウェットエッチングしても、レジスト層１３３によるアンダーカットが生じることなく、エッチング液が穴ＰＥの底部まで浸透し、互いに隣接する穴ＰＥ間に形成された隔壁ＣＷを溶解する。前記複数の穴ＰＥそれぞれは、金属基板１３ａの厚さ方向に延びており、陽極酸化法によって、例えば数十〜数百ミクロンメートル等の比較的長く形成されている。このため、前記凹部１３５は、例えば３以上の高アスペクト比で形成できる。したがって、上記高アスペクト比構造物の製造方法は、なるべくウェットエッチングを用い、ウェットエッチングによって金属基板１３ａの主面に対し略垂直な側面を持つ凹部１３５を有する高アスペクト比構造物（本実施形態ではＸ線用金属格子１ａ）を製造できる。

また、本実施形態では、前記穴形成工程に陽極酸化法を用いるので、上記高アスペクト比構造物の製造方法は、金属基板１３ａの主面上に、前記主面（前記主面の広がり面）に垂直な穴ＰＥを複数、容易に形成できる。

なお、上述の実施形態において、前記凹部（Ｘ線透過部１１２ａ）は、金属基板１３ａを金属基板１３ａの厚さ方向で貫通した貫通孔であっても良い。このような貫通孔の凹部（Ｘ線透過部１１２ａ）を持つ第１実施形態の変形形態におけるＸ線用金属格子１ｂは、上述の各工程に加えて、さらに次の各工程を実施することによって、製造される。図１０は、第１実施形態の変形形態におけるＸ線用金属格子の構成を示す斜視図である。図１１は、第１実施形態の変形形態におけるＸ線用金属格子の第２製造方法を説明するための図である。図１１において、図（Ａ）および図（Ｂ）を１組として、そして、図（Ｃ）および図（Ｄ）を他の１組として、各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、そして、図（Ｃ）は、図（Ｄ）の断面図であり、図（Ｄ）は、上面図である。

上述の第１実施形態におけるＸ線用金属格子１ａは、図１を用いて説明したように、格子１１ａを形成した格子領域１０ａおよび当該格子領域１０ａを取り囲む枠領域１２ａが金属基板１３ａに一体的に形成された。一方、この第１実施形態の変形形態におけるＸ線用金属格子１ｂは、図１０に示すように、格子１１ａを形成した格子領域１０ａおよび当該格子領域１０ａを取り囲む枠領域１２ａが支持基板１４の一方主面上に配設されている。この第１実施形態の変形形態におけるＸ線用金属格子１ｂでは、Ｘ線透過部１１２ａが金属基板１３ａを金属基板１３ａの厚さ方向（Ｄｚ方向）で貫通する結果、Ｘ線透過部１１２ａの底面が支持基板１４の前記主面（前記主面の一部分の領域）のである点を除き、この変形形態のＸ線用金属格子１ｂにおける、格子１１ａを形成した前記格子領域１０ａおよび前記枠領域１２ａそれぞれは、第１実施形態のＸ線用金属格子１ａにおける、格子１１ａを形成した前記格子領域１０および前記枠領域１２ａと同様であるので、その説明を省略する。

このような図１０に示す変形形態のＸ線用金属格子１ｂは、上述した図５（Ｃ）および（Ｄ）に示す凹部形成工程の後に、保護膜１３１（上述の例では石英膜１３１）が、例えば保護膜１３１の材料に応じた溶解液等によって溶解により除去される（図１１（Ａ）および（Ｂ）、保護膜除去工程）。

次に、金属基板１３ａにおける、前記凹部１３５（１１２ａ）が開口している側の一方の主面で、支持基板１４が、例えば接着剤等によって金属基板１３ａに固定され、金属基板１３ａにおける、凹部１３５が閉塞している側の他方の主面が、凹部１３５に到達して当該凹部１３５が貫通するまで、例えば研磨等によって削られる（図１１（Ｃ）および（Ｄ）、貫通孔形成工程）。支持基板１４は、格子領域１０ａおよび枠領域１２ａを支持するための平板状の部材であり、高いＸ線透過性を持つ材料、例えばアクリル等の樹脂材料で形成される。これによって、図１０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Ｘ線用金属格子１ｂの製造方法は、凹部１３５（Ｘ線透過部１１２ａ）が貫通孔であるので、前記凹部１３５（Ｘ線透過部１１２ａ）の底を形成する部材（上述の例ではアルミニウム）が無くなり、より性能の高いＸ線用金属格子１ｂを製造できる。すなわち、この例では、透過率の高いＸ線用金属格子１ｂが製造できる。

次に、別の実施形態について説明する。
（第２実施形態；高アスペクト構造物の他の一例であるＸ線用金属格子およびその製造方法）
第１実施形態では、ＤｘＤｚ面に沿った板状または層状の空間である凹部１３５がＸ線透過部１１２ａとして機能し、閉塞穴群層１３４がＸ線吸収部１１１ａ（またはＸ線位相部）として機能するＸ線用金属格子１ａであったが、第２実施形態では、前記凹部１３５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凹部１３５がＸ線吸収部１１１ａ（またはＸ線位相部）と同様に機能し、閉塞穴群層１３４がＸ線透過部１１２ａと同様に機能するＸ線用金属格子１ｃである。

図１２は、第２実施形態におけるＸ線用金属格子の構成を示す斜視図である。図１３は、第２実施形態におけるＸ線用金属格子の第３製造方法を説明するための図である。図１３において、図（Ａ）および図（Ｂ）を１組として、各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、上面図である。

第２実施形態におけるＸ線用金属格子１ｃは、図１２に示すように、金属基板１３ｃに設けられた格子領域１０ｃおよび枠領域１２ｃを備えて構成される。格子領域１０ｃは、格子１１ｃを形成した領域であり、枠領域１２ｃは、この格子領域１０ｃを取り囲むように周辺に設けられている。

第１実施形態のＸ線用金属格子１ａでは、Ｘ線吸収部１１１ａは、図２ないし図５に示す各工程を実施することによって金属基板１３ａから作り出された、ＤｘＤｚ面に沿った板状または層状の部材（上述では閉塞穴群層１３４）であり、Ｘ線透過部１１２ａは、図２ないし図５に示す各工程を実施することによって金属基板１３ａから作り出された、ＤｘＤｚ面に沿った板状または層状の空間（スリット溝）（上述では凹部１３５）である。一方、第２実施形態のＸ線用金属格子１ｃでは、Ｘ線吸収部１１１ｃは、後述の各工程を実施することによって金属基板１３ｃから作り出された、ＤｘＤｚ面に沿った板状または層状の空間（スリット溝）、に入れられた、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１１２ｃは、後述の各工程を実施することによって金属基板１３ｃから作り出された、ＤｘＤｚ面に沿った板状または層状の部材である。この点を除き、第２実施形態のＸ線用金属格子１ｃにおける、格子１１ｃを形成した前記格子領域１０ｃおよび前記枠領域１２ｃそれぞれは、第１実施形態のＸ線用金属格子１ａにおける、格子１１ａを形成した前記格子領域１０ａおよび前記枠領域１２ａと同様であるので、その説明を省略する。なお、格子１１ｃにおけるＸ線吸収部１１１ｃおよびＸ線透過部１１２ｃそれぞれは、格子１１ａにおけるＸ線吸収部１１１ａおよびＸ線透過部１１２ａそれぞれに対応している。

このようなＸ線用金属格子１ｃ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、パターニング工程、閉塞工程、レジスト層除去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。前記凹部は、１次元格子では、例えば、スリット溝であり、また２次元格子では、柱状穴（柱状孔）等である。以下、前記凹部がスリット溝である前記Ｘ線用金属格子１ｃの製造方法について、詳述する。なお、凹部が例えば柱状穴等の他の形状であっても同様である。

第２実施形態におけるＸ線用金属格子１ｃを製造するために、第１実施形態におけるＸ線用金属格子１ａを製造するための、上述の穴形成工程、レジスト層形成工程、パターニング工程、閉塞工程、レジスト層除去工程および凹部形成工程の各工程と同様の各工程が実施される。

そして、上記凹部形成工程の後に、金属基板１３ｃを形成する第１金属におけるＸ線に対する第１特性とは異なる第２特性を持つ第２金属が前記凹部１３５に埋められる（金属埋設工程（ここではＸ線吸収性材料埋設工程）、図１３（Ａ）および（Ｂ））。第２実施形態では、金属基板１３ｃは、前記第１金属としてＸ線透過性を持つ金属、本実施形態ではアルミニウムであるので、前記第２金属は、Ｘ線吸収性を持つ金属である。このようなＸ線吸収性材料の第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、粒子状の複数の金属粒子が前記凹部１３５の開口から前記凹部１３５内に振動により埋め込まれた（加振法）。より詳しくは、容器の底面に、上述の各工程を経て加工された金属基板１３ｃが固定され、タップ密度約８ｇ／ｃｃであって粒径約０．２μｍ〜１．０μｍである純金粉末が入れられた。そして、振動を生成する振動発生器によって前記容器に約１０Ｈｚの振動が加えられて、前記容器を介して前記金属基板１３ｃが加振された。これによってスリット溝状の前記凹部１３５に金が埋め込まれ、Ｘ線吸収部１１１ｃが形成された。

なお、この金属埋設工程の実施方法は、前記加振法に限定されるものではなく、前記凹部１３５に前記第２金属を埋め込むことができれば、他の方法であってもよい。例えば、金属埋設工程の実施方法は、超臨界化学堆積法であって良い。この超臨界科学堆積法は、例えば特開２０１３−１２４９５９号公報に開示された公知技術であり、大略、溶媒を超臨界流体に相変位させる超臨界流体化工程と、前記超臨界流体の溶媒に、前記第２金属の元素を含む金属化合物を溶質として溶解する溶解工程と、前記超臨界流体の溶媒に溶解した前記金属化合物を前記凹部１３５内に導入する導入工程と、前記凹部１３５内に導入した前記金属化合物から前記金属を析出させる析出工程を備える。また例えば、金属埋設工程の実施方法は、公知の常套手段である電鋳法であって良い。特に、上述では、前記凹部１３５の側壁は、電気的に絶縁性の酸化アルミニウム（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１３５に埋設できる。また例えば、金属埋設工程の実施方法は、塗込め法であってよい。この塗込め法は、粒子状の複数の第２金属粒子を含む金属ペーストを前記凹部１３５の開口から前記凹部内に塗り込む方法である。

このような各製造工程を経ることによって、前記凹部１３５に埋設されたＸ線吸収性材料の第２金属から成るＸ線吸収部１１１ｃおよび閉塞穴群層１３４から成るＸ線透過部１１２ｃを持つ、図１２に示す構成のＸ線用金属格子１ｃが製造される。

なお、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。

このような第２実施形態におけるＸ線用金属格子１ｃの製造方法は、第１実施形態（その変形形態を含む）と同様の作用効果を奏する。そして、第２実施形態におけるＸ線用金属格子１ｃの製造方法は、前記凹部１３５にＸ線吸収性材料を埋設することでＸ線吸収部１１１ｃを形成できる一方、前記１または複数の穴ＰＥを有する第１領域ＡＲ１を相対的にＸ線透過部１１２ｃにできる。

なお、上述の第１および第２実施形態（これらの変形形態を含む）では、Ｘ線用金属格子１（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、一次元周期構造であったが、これに限定されるものではない。Ｘ線用金属格子１は、例えば、二次元周期構造の格子であってもよい。例えば、二次元周期構造のＸ線用金属は、二次元周期構造の部材となるドットが線形独立な２方向に所定の間隔を空けて等間隔に配設されて構成される。このような二次元周期構造のＸ線用金属格子は、平面に高アスペクト比の穴を二次元周期で空ける、あるいは、平面に高アスペクト比の円柱を二次元周期で立設させることによって形成できる。または、これら空間に、上述と同様に、金属が埋め込まれても良い。

また、上述の第１および第２実施形態（これらの変形形態を含む）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１３ａ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。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１３ａの材料によって金属基板１３ａ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１３ａ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１３ａがシリコンで形成される場合、例えば金属基板１３ａ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１３ａ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１３ａ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１３ａ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。

なお、これら金属基板１３ａがタングステン（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）のうちのいずれかで形成される場合、封孔処理は、酸素雰囲気で金属基板１３ａを加熱処理することによって実施される。これによれば酸化による体積膨張で前記穴ＰＥが封孔できる。

また、上述の第１および第２実施形態（これらの変形形態を含む）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、陽極酸化による穴群層１３２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、一方および他方の両主面に穴群層１３２が形成されても良い。この場合、両面に穴群層１３２を形成した後、パターニングをする面ではない方の面に、例えばＴＥＯＳ−ＣＶＤ等の手法で石英膜を形成することによって、また例えばドライレジストフィルムを貼付することによって、保護膜が形成されても良い。

次に、別の実施形態について説明する。
（第３および第４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、１ｃ）は、高アスペクト比で金属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。この金属格子ＤＧ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１４は、第３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１５は、第４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１４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。そして、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。そして、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１４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１５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１４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、１１２ｃ）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、１１１ｃ）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５実施形態；Ｘ線撮像装置）
前記Ｘ線用金属格子１（１ａ、１ｂ、１ｃ）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（１１１ａ、１１１ｃ）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１６は、第５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１６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などである。

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。

次に、別の実施形態について説明する。
（第６実施形態；超音波プローブおよびその製造方法）
非破壊検査（ＮＤＴ）や医療用に用いられている超音波プローブは、一般に、単一の能動素子（高周波音波の発信と受信両方を行うピエゾ素子）が使用される。これに対して、フェーズドアレイシステムは、複数（たとえば１６から多い場合は２５６）の個別にパルス発振できるピエゾ素子から成るプローブで構成されており、これら複数のピエゾ素子から発せられる超音波の強度および位相等を個別に電気的に制御することで、超音波の伝搬方向や焦点域を任意に変えることが可能となる。

以下に、このフェーズドアレイ用の超音波プローブを高アスペクト比構造物としてその製造方法を説明する。

図１７は、高アスペクト比構造物の製造方法により製造された一例である第６実施形態の超音波プローブ製造用型の断面図である。図１８は、前記超音波プローブ製造用型を用いて金型を形成する際の断面図である。図１９は、図１８に示す金型の断面図である。図２０は、図１８の金型を用いて樹脂型を形成する際の断面図である。図２１は、図２０の樹脂型の断面図である。図２２は、図２１の樹脂型を用いてチタン酸ジルコン酸鉛焼結体を形成する際の断面図である。図２３は、図２２のチタン酸ジルコン酸鉛焼結体の断面図である。図２４は、図２３のチタン酸ジルコン酸鉛焼結体に設けられた焼結体凹部にエポキシ樹脂を充填した際の断面図である。図２５は、図２４の状態から形成した超音波プローブの要部の断面図である。

先の第１実施形態のＸ線用金属格子１ａを製造した場合と同様の各工程によって、図１７に示すようにアルミニウムからなる基板３０１における閉塞穴群層３３２を有する主面に、幅Ｌ１が１５ｕｍ、深さＨ３が１００ｕｍの凹部３００ａを、３０ｕｍのピッチ間隔Ｌ２で（＝周期３０ｕｍ）連続的に配置した１次元構造の高アスペクト比構造物である超音波プローブ製造用型３００が作製される。

次に、図１８に示すように、この超音波プローブ製造用型３００における凹部３００ａの底部の基板３０１をめっき電極とした電鋳法が実施され、ニッケルから成るニッケル充填物が凹部３００ａに充填され、１ｍｍの厚さまで堆積される。その後、超音波プローブ製造用型３００がリン酸液で溶解除去され、図１９に示すように金型用凹部３５０ａを有する金型３５０が作製される（金型形成工程）。

次に、図２０に示すように、この作製された金型３５０に、樹脂材料から成る樹脂充填物が充填される。樹脂材料は、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）から成るアクリル樹脂である。加熱により軟化したシロップ状のアクリル樹脂が、金型３５０の金型用凹部３５０ａに流し込まれ、室温まで冷却することで硬化される。その後、樹脂材料が金型３５０から離型され、図２１に示すように樹脂型用凹部３５１ａを有する樹脂型３５１が作製される（樹脂型形成工程）。

次いで、図２２に示すように樹脂型３５の樹脂型用凹部３５１ａに、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）粒子を含有するスラリーが充填される。このスラリーは、水および有機バインダーを用いて、調製される。次に、乾燥により充填したスラリーが固化される。その後、酸素プラズマを用いたアッシングが実施され、樹脂型３５１が除去される（図２３）。次に、残ったスラリーの固化物が、５００℃で仮焼成され、さらに１１００°Ｃで本焼成される。この焼成により、図２３に示すように焼結体凹部（構造体凹部）３５２ａを有する微細構造体から成る圧電材料としてのチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）焼結体３５２が作製される（微細構造体形成工程）。

このようにして作製したチタン酸ジルコン酸鉛焼結体３５２の焼結体凹部３５２ａに、図２４に示すようにエポキシ樹脂３５３が充填され、その後、図２５に示すようにエポキシ樹脂３５３およびチタン酸ジルコン酸鉛焼結体３５２の台座部分が研磨によって除去される。これによって、チタン酸ジルコン酸鉛焼結体３５２とエポキシ樹脂３５３が交互に並んでアレイ化された超音波プローブ本体３１０が形成される（超音波プローブ本体形成工程）。その後、超音波プローブ本体３１０の両面に電極を形成することによって、超音波プローブが作製される。

以上のように、超音波プローブの製造方法に用いられた高アスペクト比構造物である超音波プローブ製造用型３００は、ウェットエッチングで基板３０１の一方の主面に形成された複数の凹部３００ａそれぞれが基板３０１の主面に垂直な側面を有している。そして、この超音波プローブの製造方法は、この超音波プローブ製造用型３００に基いて超音波プローブ３１０を製造することで、チタン酸ジルコン酸鉛焼結体３５２とエポキシ樹脂３５３とを正確に交互に並んでアレイ化でき、しかも、低コストで超音波プローブ３１０を製造できる。

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
ＡＲ１ 第１領域
ＡＲ２ 第２領域
１、１ａ、１ｂ、１ｃ Ｘ線用金属格子
１０ａ、１０ｃ 格子領域
１１ａ、１１ｃ 格子
１２ａ、１２ｃ 枠領域
１３ａ、１３ｃ 金属基板
１４ 支持基板
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
１３２ 穴群層
１３３ レジスト層
１３４ 閉塞穴群層
１３５ 凹部
２００ Ｘ線撮像装置
３００ 超音波プローブ製造用型（高アスペクト比構造物）

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、
   前記主面上にレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、
   前記レジスト層をパターニングして前記パターニングした部分の前記レジスト層を除去するパターニング工程と、
   前記複数の穴のうち、前記パターニング工程で前記レジスト層を除去した第１領域に形成されている１または複数の穴を閉塞する閉塞工程と、
   前記パターニング工程後に残置している前記レジスト層を除去するレジスト層除去工程と、
   ウェットエッチング法によって、前記レジスト層除去工程で前記レジスト層を除去した第２領域に凹部を形成する凹部形成工程とを備えること
   を特徴とする高アスペクト比構造物の製造方法。
2. 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と
   を特徴とする請求項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と
   を特徴とする請求項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さらに備えること
   を特徴とする請求項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こと
   を特徴とする請求項４に記載の高アスペクト比構造物の製造方法。
6. 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と
   を特徴とする請求項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、超音波プローブを製造する際に用いられる超音波プローブ製造用型であること
   を特徴とする請求項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。
8. 請求項７記載の超音波プローブ製造用型の凹部に金属を充填して金型用凹部を有する金型を形成する金型形成工程と、
   前記金型の金型用凹部に樹脂材料からなる樹脂充填物を充填して樹脂型用凹部を有する樹脂型を形成する樹脂型形成工程と、
   前記樹脂型の樹脂型用凹部に圧電材料を含有するスラリーを充填して構造体凹部を有する微細構造体を形成する微細構造体形成工程と、
   前記微細構造体の構造体凹部に合成樹脂を充填して前記圧電材料からなる圧電層と合成樹脂からなる合成樹脂層とが交互に並んでアレイ化された超音波プローブ本体を形成する超音波プローブ本体形成工程とを備えること
   を特徴とする超音波プローブの製造方法。
9. 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を備え、
   前記複数の凸部それぞれは、厚さ方向に形成された複数の穴を有し、前記穴の内部を閉塞する閉塞部材を備え、
   前記閉塞部材は、アルミナ水和物を含むこと
   を特徴とする高アスペクト比構造物。

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