JPWO2015060093A1 - 湾曲型格子の製造方法、湾曲型格子、格子ユニット、及びx線撮像装置 - Google Patents
湾曲型格子の製造方法、湾曲型格子、格子ユニット、及びx線撮像装置Info
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Abstract
Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る湾曲型格子の構成を示す断面図である。また、図2は、本発明の第1実施形態に係る湾曲型格子の構成を示す斜視図である。なお、図2では、作図の都合上、格子形成母材11及び応力層12は、応力によって湾曲していない平坦な状態で示されている。実際には、図1に示すように、湾曲型格子DGにおける格子形成母材11及び応力層12は、応力によって湾曲している。
湾曲型格子DGは、上述したように微細加工技術が比較的確立されているシリコンウェハ(シリコン基板)を用いて製造されることが多い。このシリコンウェハは、その調達の容易性や調達コスト性等の観点から、一般的に多用される直径6インチ(φ6インチ)であることが好ましい。このようなφ6インチのシリコンウェハから製作可能な湾曲型格子DGは、一辺が約10cmの正方形(□約10cm)となり、格子面積が□10cm以下となる。第2実施形態における格子ユニットDGUは、この格子面積の制約を解消したものである。
上述の湾曲型格子DG、及び格子ユニットDGUは、一適用例として、X線用のタルボ干渉計及びタルボ・ロー干渉計に好適に用いることができる。X線用のタルボ干渉計、又はタルボ・ロー干渉計に用いられる回折格子は、数μm〜数十μmの周期で複数の構造体を周期的に設ける必要がある。このため、上述の第1実施形態における湾曲型格子DG(その変形態様も含む)の製造方法は、このようなサイズの周期的な構造体を持つX線用のタルボ干渉計またはタルボ・ロー干渉計に用いられる金属格子の製造に好適である。上述の製造方法によって製造された湾曲型格子DGや、この湾曲型格子DGを複数備えた第2実施形態におけるX線用格子ユニットDGUを用いたX線用タルボ干渉計及びX線用タルボ・ロー干渉計について以下に説明する。
Z1=(m+1/2)×(d2/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201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。
前記湾曲型格子DG及び前記格子ユニットDGUは、種々の光学装置に利用することができるが、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、前記格子ユニットDGU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。
12 応力層
13 格子領域
14 部材(構造体)
15 残余体(金属)
16 空隙(隙間)
21 支持基板
22 粘着層
Claims (8)
- 互いに同じ形状の複数の部材を周期的に設けた格子領域を格子形成母材の一方面に形成する格子形成工程と、
前記格子領域の格子面の面上に、応力を生じさせる応力層を形成する応力層形成工程と、
前記応力層に支持基板を貼合する貼合工程と、
前記支持基板を貼合した前記格子形成母材の前記一方面に対向する他方面を研磨する研磨工程と、
前記支持基板を前記応力層から剥離する剥離工程とを備え、
前記研磨工程は、前記剥離工程後に前記格子形成母材が前記応力層により生じる応力で湾曲するように研磨する工程であることを特徴とする湾曲型格子の製造方法。 - 前記研磨工程と前記剥離工程との間に、前記格子形成母材の他方面から前記他方面の法線方向への、前記格子形成母材及び前記応力層の合計厚み以上の深さまでの切り込みを形成することによって、前記格子形成母材に前記切り込みで囲まれた部分を形成する切込工程を備える請求項1に記載の湾曲型格子の製造方法。
- 前記切込工程は、前記切り込みで囲まれた部分を複数形成する工程である請求項2に記載の湾曲型格子の製造方法。
- 前記格子形成工程は、凹部を形成することによって前記格子領域を形成し、
前記格子形成工程と前記応力層形成工程との間に、
少なくとも、前記格子形成母材における前記凹部の底部表面を除く前記凹部の表面に、絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
電鋳法によって、前記格子形成母材に電圧を印加して前記凹部を金属で埋める電鋳工程と、
前記絶縁層形成工程で形成された前記凹部の表面に形成された絶縁層のうち、少なくとも前記格子形成母材と前記電鋳工程で埋めた前記金属との間における絶縁層を除去する絶縁層除去工程とを備える請求項1〜3のいずれか1項に記載の湾曲型格子の製造方法。 - 前記貼合工程は、前記応力層と前記支持基板とを、粘着層を介して貼合する工程であり、
前記剥離工程は、加熱又は前記支持基材を介した紫外線照射によって、前記粘着層の粘着力を低下させる工程である請求項1〜4のいずれか1項に記載の湾曲型格子の製造方法。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の湾曲型格子の製造方法によって製造されることを特徴とする湾曲型格子。
- 1つの格子面を形成するように配置された複数の格子を備える格子ユニットであって、
前記複数の格子のうちの少なくとも1つは、請求項6に記載の湾曲型格子であることを特徴とする格子ユニット。 - 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又はタルボ・ロー干渉計と、
前記タルボ干渉計又はタルボ・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、
前記タルボ干渉計又はタルボ・ロー干渉計は、請求項6に記載の湾曲型格子を含むことを特徴とするX線撮像装置。
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