WO2010008086A1 - Ｘ線反射鏡、それを用いたｘ線反射装置とｘ線反射体およびｘ線反射鏡作成方法 - Google Patents

Ｘ線反射鏡、それを用いたｘ線反射装置とｘ線反射体およびｘ線反射鏡作成方法 Download PDF

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reflection
reflector
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和久 満田
学 石田
祐一郎 江副
中嶋　一雄
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独立行政法人宇宙航空研究開発機構
公立大学法人首都大学東京
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    • G21K2201/064—Arrangements for handling radiation or particles using diffractive, refractive or reflecting elements having a curved surface

Definitions

  • the present invention relates to an X-ray reflection device used for X-ray observation equipment in outer space, or radiation measurement and microanalysis equipment on the ground.
  • the X-ray reflection device needs to have the surface of the reflecting mirror as smooth as the wavelength of X-rays in order to ensure a certain reflectance.
  • the conventional X-ray reflectors need to polish the reflecting surface in order to smooth the surface.
  • it has been troublesome to prepare each mirror by preparing a large number of replica mirrors made by pressing a thin film against a polished mold see Non-Patent Document 1).
  • Non-Patent Document 2 a method of using a silicon wafer whose surface is polished as an X-ray reflector.
  • the surface of a commercially available polished silicon wafer has an angstrom level smoothness and can be used as it is as an X-ray reflecting mirror. Since the surface of the wafer can be finished extremely flat, the imaging performance is also good.
  • the thickness of the silicon wafer is about the same level as that of the aluminum foil, and the optical system is relatively light.
  • Non-Patent Document 2 When an optical system is assembled by the method described in Non-Patent Document 2, a wafer is pushed and bent, so-called elastic deformation is performed to bring it close to an ideal curved surface, and a large number of mirrors are arranged concentrically.
  • the silicon is elastically deformed, for example, a minute dust may be caught between the pressing member and the silicon, and the pressing method may be slightly shifted, or the curved surface shape of the mirror may be distorted due to aging or temperature changes. As a result, the imaging performance is not stable.
  • the present invention solves the above-mentioned problems, and is an X-ray reflector that can be manufactured lightly and relatively easily, an X-ray reflector for constructing the X-ray reflector, and a method for producing such an X-ray reflector.
  • the purpose is to provide.
  • an X-ray reflecting mirror includes a plastically deformed silicon substrate body and a reflecting surface having smoothness that can be used for X-ray reflection, and having a predetermined curved surface shape by the plastic deformation. It is characterized by having.
  • the curved surface shape may include, for example, a part of a rotating paraboloid and a part of a rotating hyperboloid.
  • a plurality of the above X-ray reflecting mirrors are arranged around a straight line with the straight line as an axis, and the angles of the plurality of X-ray reflecting mirrors are incident in parallel to the axis L.
  • the X-rays are reflected and converged once by the rotating paraboloid and the rotating hyperboloid, respectively.
  • Another X-ray reflecting mirror of the present invention includes a plastically deformed silicon substrate body and a reflecting surface having smoothness that can be used for X-ray reflection, and having a predetermined curved surface shape by the plastic deformation. And a plurality of X-ray optical path grooves provided in parallel on the back side of the reflecting surface.
  • An X-ray reflector according to the present invention is an X-ray reflector obtained by laminating the plurality of X-ray reflectors so that the groove-formed side faces the reflecting surface, and is substantially parallel to the groove.
  • the incident X-rays are configured to be emitted from the other end side of the groove after being totally reflected on the reflection surface of the silicon substrate body facing the groove.
  • a plurality of the X-ray reflectors are arranged around a straight line parallel to the incident direction of the X-ray so as to have the straight line as an axis.
  • the X-rays emitted from the laser beam are converged.
  • An X-ray reflecting mirror producing method includes a smoothing step of smoothing a surface of a silicon substrate to such an extent that it can be used for X-ray reflection, and a matrix having a predetermined curved surface shape with respect to the silicon substrate. And a plastic deformation step in which the surface of the silicon substrate is plastically deformed by applying pressure and heat to form a predetermined curved surface shape. More specifically, a reflective surface having a predetermined curved surface shape is created by a high-temperature pressure processing method within a temperature range that allows arbitrary plastic deformation of the silicon substrate.
  • the curved surface shape may include a part of a rotating paraboloid and a part of a rotating hyperboloid.
  • the X-ray reflecting mirror which carries out total reflection once for each of a paraboloid and a rotation hyperboloid, and this can be formed by one process.
  • a surface of a silicon substrate is smoothed to a degree that can be used for X-ray reflection, and a number of parallel surfaces are formed on the back surface of the silicon substrate by lithography.
  • annealing in a hydrogen atmosphere can be performed together. Thereby, the smoothness of a reflective surface can be improved and reflective performance can be improved.
  • a step of forming a single-layer or multi-layer metal thin film on the smoothed silicon surface after the plastic deformation step can be included. Thereby, compared with the case where the silicon surface itself is reflected, it is possible to reflect even higher energy X-rays.
  • the material constituting the X-ray reflecting mirror is silicon, and this can be processed to be sufficiently thin, so that the overall weight can be reduced and transported to outer space. It will be advantageous. Further, by plastically deforming the silicon substrate (silicon wafer), the curved surface shape of the reflecting surface is stabilized, and therefore, an X-ray reflecting mirror having high imaging performance (reflection performance) can be provided.
  • FIG. 5 is a view showing the silicon substrate shown in FIG. 4 and a matrix for plastic deformation of the silicon substrate. It is the figure which showed the X-ray reflector obtained by laminating
  • a feature of an embodiment of the present invention is to provide an X-ray reflecting mirror in which a curved surface shape of a reflecting surface is stabilized by thermoplastically deforming a silicon substrate (silicon wafer).
  • a silicon wafer can be deformed into a free shape by applying pressure in a hydrogen atmosphere at a high temperature of about 1300 degrees (Non-patent Document 3).
  • Non-Patent Document 4 Further, as a secondary effect, by performing hydrogen annealing on the substrate, the roughness of the silicon surface is further reduced and the reflectance is improved.
  • Non-Patent Document 3 Although the technical idea of using a silicon wafer after thermal deformation as an optical system using Bragg reflection (direct incidence) has been known (Non-Patent Document 3), the technical idea of using it for an X-ray total reflection mirror has been proposed so far. There was no.
  • FIG. 1 shows a planar silicon substrate (silicon wafer) 10 (FIG. 1A) before plastic deformation and a silicon reflector 12 obtained by plastic deformation of the silicon substrate 10 (FIG. 1B).
  • FIG. 1B shows a state in which X-rays incident from the left side are reflected from the left surface of the silicon reflecting mirror 12 and then reflected from the right surface and emitted to the right side.
  • the silicon reflector 12 has different curved shapes on the left and right with a central boundary line 14 as a boundary. Is a dual-curved X-ray reflector that is part of a rotating hyperboloid.
  • the plastic deformation of the silicon substrate 10 can be performed as follows, for example. First, the planar silicon substrate of FIG. 1A is sandwiched between mother dies (not shown). At this stage, the silicon substrate 10 is in an elastically deformed state. In this state, pressure is applied to the mother die while hydrogen annealing is performed in a hydrogen atmosphere of about 1300 ° C., and a predetermined time elapses. After that, it is gradually cooled, and after it is completely cooled, it is taken out from the mother die. Through such a process, the silicon substrate 10 is plastically deformed, and the silicon reflecting mirror 12 shown in FIG. 1B can be formed by such a relatively simple process. The shape of the silicon reflecting mirror 12 is determined by a mother mold prepared in advance. In addition, the two-reflection optical system of the two-reflection type optical system (Wolter type-I), which has been often used in the cosmic X-ray optical system, can be created with only one thermal deformation. The labor and cost can be reduced.
  • Non-Patent Document 4 it is known that the surface of a silicon wafer is smoothed to an angstrom level by hydrogen annealing, and according to such smoothing improvement, The reflectance can be further improved.
  • the obtained silicon reflecting mirror 12 can be put to practical use as it is, but if necessary, a heavy metal thin film or multilayer film can be formed on the reflecting surface, thereby reflecting even high-energy X-rays. Is possible.
  • a metal multilayer film is formed by sputtering, a multilayer film reflecting mirror capable of reflecting X-rays having an energy of 10 KeV or more can be obtained.
  • FIG. 2 is a view showing a cross section of the double-curved X-ray reflecting mirror shown in FIG.
  • the dotted line shown in FIG. 2 shows a portion obtained by extending the two curved surfaces constituting the silicon reflecting mirror 12, one being a paraboloid of surface extending 12a and the other being a hyperboloid of rotation extending 12b.
  • point A indicates the focal point of the rotating paraboloid
  • point B indicates the focal point of the rotating hyperboloid. Then, by arranging a large number of such silicon reflecting mirrors 12 around the straight line L so that the straight line L in FIG. 2 is the central axis, an X-ray reflecting mirror can be configured.
  • the X-rays emitted from the left point source can be converged to the right focus.
  • the X-ray reflecting mirror configured as described above can be used for a microanalyzer using X-rays on the ground.
  • FIG. 4A shows a silicon substrate 20 having a large number of grooves 22 formed on the back surface (upper side in the figure) as shown in FIG.
  • channel 22 can be formed using the lithography technique in a semiconductor device.
  • the lower side (front side) of the silicon substrate 20 shown in FIG. 4A is a reflective surface that reflects X-rays.
  • FIG. 5 (a) shows the silicon substrate 20 shown in FIG. 4 and mother dies 30a and 30b for plastic deformation thereof.
  • the mother dies 30a and 30b are prepared in advance as predetermined surface shapes.
  • the silicon substrate 20 is sandwiched so that the side on which the groove 22 is formed is located downward as shown in FIG. 5B, and is about 1300 degrees as in the first embodiment.
  • a pressure is applied while hydrogen annealing is performed in a hydrogen atmosphere at a temperature. And let it pass for a fixed time, and it cools gradually after that.
  • one X-ray reflecting mirror 24 having a large number of grooves on the back surface is obtained.
  • the X-ray reflector 26 is obtained by stacking a large number of the X-ray reflectors 24 thus obtained.
  • X-rays from the front side of the paper surface enter the formed grooves almost in parallel, and are totally reflected by the reflection surface (surface) of each X-ray reflector 26. It arrange
  • the X-ray reflection device configured as described above has a stable shape after deformation and hardly changes with time or temperature, as in the case of the first embodiment, so that the imaging performance can be maintained constant. effective.

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Abstract

　反射面の平滑度が多角、結像（反射）性能が高く、かつ、安定であり、全体の受領を軽量化したＸ線反射鏡等を提供する。 　シリコン基板を熱塑性変形させることによって、反射面の曲面形状が安定したＸ線反射鏡を提供する。シリコンウェハは、１３００度程度の高温、水素雰囲気中で圧力をかけることで、自由な形状に変形させることができる。また、基板を水素アニールすることによって、シリコン表面の粗さがさらに低減し、反射率が向上する。

Description

[規則37.2に基づきISAが決定した発明の名称]　Ｘ線反射鏡、それを用いたＸ線反射装置とＸ線反射体およびＸ線反射鏡作成方法
　本発明は、宇宙空間におけるＸ線観測機器、あるいは地上における放射線計測や微量分析装置に利用されるＸ線反射装置に関する。
　Ｘ線は、可視光とは異なり、直入射光学系の利用が困難である。このため、金属のＸ線に対する屈折率が１よりも小さいことを利用して金属面の全反射による斜入射光学系が用いられている。この場合の全反射の臨界角は１度程度と小さいため、反射面の有効面積を大きくとるために、直径の異なる金属製の円筒状の反射鏡を、同軸状に多数配置する方法が知られている。しかしながら、この方法ではＸ線反射装置全体の重量が増大するため、宇宙空間で利用する場合に、地上からの輸送に支障を来すという問題があった。
　また、Ｘ線反射装置は、一定以上の反射率を確保するために、反射鏡の表面がＸ線の波長と同程度まで滑らかである必要がある。このため、これまでのＸ線反射装置は、表面を滑らかにするために、反射面を研磨する必要があった。そのためこれまでは、研磨成形した母型に薄膜を押しつけて作ったレプリカ鏡を多数用意するなどして、一枚一枚の鏡を作成する手間がかかっていた（非特許文献１参照）。さらに、軽量化のために、薄いアルミニウムのフォイルを鏡として利用する方法も存在するが、フォイルのゆがみによって、結像性能が落ちるという欠点があった（非特許文献１）。
　そこで、欧州宇宙機構（ＥＳＡ）のＥＳＴＥＣのグループは、表面を研磨したシリコンウェハをＸ線反射鏡として用いる方法を提案した（非特許文献２）。市販されている研磨されたシリコンウェハの表面は、オングストロームレベルの滑らかさがあり、そのままＸ線反射鏡として使うことができる。ウェハの表面は極めて平坦に仕上げることができるため、結像性能もよい。シリコンウェハの薄さは、アルミニウムフォイルと同程度のレベルであり、比較的軽量な光学系となる。
　上記非特許文献２に記載されている方法で光学系を組む際には、ウェハを押し曲げる、いわゆる弾性変形を行って理想曲面に近づけた上で、多数の鏡を同心円状に多数並べる。しかしながら、シリコンを弾性変形させると、例えば、押さえつける部材とシリコンとの間に微少なダストが挟まるなどして、押さえ方が微妙にずれたり、経年変化や温度の変化によって鏡の曲面形状に狂いが生じ、結像性能が安定しないという問題があった。
『Ｘ線結晶光学』波岡武、山下広順共編（培風館）（136～143ページなど）（従来のＸ線反射装置及び多層膜反射鏡について） Bavdaz et al. 2004, Proc. of SPIE, 5488, 829 （表面研磨したシリコンウェハを弾性変形して用いるＸ線光学系について） Nakajima et al. 2005, Nature Materials, 4, 47 （シリコンウェハの熱塑性変形及びブラッグ反射を利用した光学系について） Sato & Tonehara, 1994, applied Physics Letter, 65, 1924 （シリコンウェハの水素アニールによる平滑化について）
　本発明は上記課題を解決し、軽量かつ比較的容易に製造できるＸ線反射装置及び当該Ｘ線反射装置を構成するためのＸ線反射鏡、さらにこのようなＸ線反射鏡を作成する方法を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するためになされた本発明は、以下のような特徴を有する。まず、本発明に係るＸ線反射鏡は、塑性変形されたシリコン基板本体と、Ｘ線の反射に供しうる平滑度を有する反射面であって前記塑性変形により所定の曲面形状とされた反射面とを有することを特徴とする。
　前記曲面形状としては、例えば、回転放物面の一部と回転双曲面の一部とを含むものとすることができる。
　本発明のＸ線反射装置は、上記のＸ線反射鏡を、直線の周囲に、当該直線を軸とするよう複数配置し、前記複数のＸ線反射鏡の角度を、軸Ｌに平行に入射したＸ線が前記回転放物面と回転双曲面でそれぞれ一回ずつ反射して収束するようにしたことを特徴とする。
　本発明のまた別のＸ線反射鏡は、塑性変形されたシリコン基板本体と、Ｘ線の反射に供しうる平滑度を有する反射面であって前記塑性変形により所定の曲面形状とされた反射面と、前記反射面の裏面側に平行に多数設けられた、Ｘ線光路用の溝とを有することを特徴とする。
　本発明に係るＸ線反射体は、上記の複数のＸ線反射鏡を、溝が形成された側と反射面とが対向するように積層したＸ線反射体であって前記溝に略平行に入射したＸ線が、前記溝が対向するシリコン基板本体の反射面において全反射した後、前記溝の他端側から出射するよう構成したことを特徴とする。
　本発明に係るＸ線反射装置は、上記のＸ線反射体を、前記Ｘ線の入射方向に平行な直線の周囲に、当該直線を軸とするよう複数配置し、前記複数のＸ線反射体から出射したＸ線が収束するようにしたことを特徴とする。
　本発明に係るＸ線反射鏡作成方法は、シリコン基板の表面を、Ｘ線の反射に供しうる程度に平滑化する平滑化工程と、前記シリコン基板に対し、所定の曲面形状を有する母型により圧力及び熱を加えて塑性変形させて、前記シリコン基板の表面を所定の曲面形状とする塑性変形工程と、を有することを特徴とする。より詳しくは、シリコン基板の任意の塑性変形を可能とする温度範囲内で高温加圧加工法により所定の曲面形状とされた反射面を作成する。
　ここで、前記曲面形状は、回転放物面の一部と回転双曲面の一部とを含むものとすることができる。これにより、回転放物面と回転双曲面のそれぞれで一回ずつ全反射させるＸ線反射鏡とすることができ、しかもこれを一回のプロセスで形成することができる。
　本発明の他のＸ線反射鏡作成方法は、シリコン基板の表面を、Ｘ線の反射に供しうる程度に平滑化する平滑化工程と、前記シリコン基板の裏面に、リソグラフィ技術により多数の平行な溝を形成する溝形成工程と、前記シリコン基板に対し、所定の曲面形状を有する母型により圧力及び熱を加えて塑性変形させて、前記シリコン基板の表面を所定の曲面形状とする塑性変形工程とを有することを特徴とする。
　前記塑性変形工程では、水素雰囲気中でのアニールを併せて行うことができる。これにより、反射面の平滑度を高め、反射性能を向上させることができる。
　前記塑性変形工程の後に前記平滑化したシリコン表面に単層又は多層の金属薄膜を形成する工程を含めることができる。これにより、シリコン表面そのものを反射鏡する場合に比べ、よりエネルギーの高いＸ線まで反射させることができる。
　本発明によれば、Ｘ線反射鏡を構成する材料がシリコンであり、しかもこれを十分に薄く加工することができるので、全体の重量を軽量化することができ、宇宙空間に搬送するのに有利となる。また、シリコン基板（シリコンウェハ）を塑性変形させることにより反射面の曲面形状が安定し、したがって結像性能（反射性能）の高いＸ線反射鏡を提供することができる。
塑性変形する前の平面状のシリコン基板と、シリコン基板を塑性変形させて得られるシリコン反射鏡を示した図である。 図１の二曲面反射鏡の断面を示した図である。 左側の点源から発せられるＸ線が右側の焦点に収束するよう、二つの二曲面Ｘ線反射鏡対向配置した状態を示した図である。 裏面（図の上側）に多数の溝が形成されたシリコン基板を示した図である。 図４に示したシリコン基板と、これを塑性変形させるための母型を示した図である。 Ｘ線反射鏡を多数積層して得られるＸ線反射体を示した図である。
　以下に図面を参照しつつ、本発明の実施の一形態について説明する。まず、本発明の実施の形態の特徴は、シリコン基板（シリコンウェハ）を熱塑性変形させることによって、反射面の曲面形状が安定したＸ線反射鏡を提供する。シリコンウェハは、１３００度程度の高温、水素雰囲気中で圧力をかけることで、自由な形状に変形させることができる（非特許文献３）。また、副次的効果として、基板を水素アニールすることによって、シリコン表面の粗さがさらに低減し、反射率が向上する（非特許文献４）。熱変形後のシリコンウェハを、ブラッグ反射（直入射）を利用した光学系として使う技術思想は知られていたが（非特許文献３）、Ｘ線全反射鏡に使うという技術思想はこれまでにはなかった。
［実施形態１］
　図１は、塑性変形する前の平面状のシリコン基板（シリコンウェハ）１０（同図（ａ））と、シリコン基板１０を塑性変形させて得られるシリコン反射鏡１２（同図（ｂ））を示している。また、図１（ｂ）には、左側から入射したＸ線がシリコン反射鏡１２の左側の表面で反射した後、さらに右側の表面でも反射されて右側へ出射する様子を示している。図１に示した例では、シリコン反射鏡１２は、中央の境界線１４を境にして左右で曲面の形状が異なっており、左側の部分１２ａは回転放物面の一部、右側の部分１２ｂは回転双曲面の一部である、二曲面Ｘ線反射鏡とされている。
　シリコン基板１０の塑性変形は、例えば次のようにして行うことができる。まず、図１（ａ）の平面状シリコン基板を母型（図示せず）の間に挟み込む。この段階では、シリコン基板１０は弾性変形した状態である。この状態で、１３００度程度の水素雰囲気中で水素アニールしながら母型に圧力を加えて押しつけて一定時間経過させる。その後に徐々に冷却していって、完全に冷却した後に、母型から取り出す。このようなプロセスを経ることにより、シリコン基板１０は塑性変形し、このような比較的簡単なプロセスで、図１（ｂ）に示すシリコン反射鏡１２を作成することができる。シリコン反射鏡１２をどのような形状とするかは、予め用意する母型によって決まる。また、従来から宇宙Ｘ線光学系でしばしば用いられてきた２回反射型光学系（Wolter type-I）の２回反射の２枚の光学系を１回の熱変形だけで作成できるので、その分手間とコストを削減することができる。
　このようなシリコンの塑性変形は、変形後の形状が安定するため、弾性変形とは異なり、シリコンを押さえ続けなくても曲面形状は変化せず、また、経年変化や温度による変化もほとんど生じないため、結像性能を一定に維持できる。また、非特許文献４等に記載されているように、水素アニールすることによって、シリコンウェハの表面はオングストロームレベルまで平滑化されることが知られており、このような平滑化の向上に応じて、反射率をさらに向上させることができる。
　また、得られたシリコン反射鏡１２は、そのままでも実用に供されるが、必要に応じて反射面に重金属薄膜や多層膜を形成することもでき、これによりエネルギーの高いＸ線まで反射させることが可能となる。例えば、スパッタによって金属多層膜を形成すれば、１０ＫｅＶ以上のエネルギーのＸ線まで反射させることのできる多層膜反射鏡が得られる。
　図２は、図１（ｂ）に示した二曲面Ｘ線反射鏡の断面を示した図である。図２に示した点線は、シリコン反射鏡１２を構成する二つの曲面を延長した部分を示しており、一方は１２ａを延長した回転放物面、他方は１２ｂを延長した回転双曲面である。また、図２において、点Ａは回転放物面の焦点を、点Ｂは回転双曲面の焦点を示している。そして、このようなシリコン反射鏡１２を、図２の直線Ｌが中心軸となるように、直線Ｌの回りに多数配置することによって、Ｘ線反射鏡を構成することができる。
　このようにして構成されたＸ線反射鏡に対し、図２に示すように、右側から水平なＸ線が入射すると、Ｘ線は一点Ｚに収束する。したがって、このようなＸ線反射鏡は、Ｘ線望遠鏡として利用することができる。逆に、点ＺをＸ線の点源とすれば、平行Ｘ線を得る逆望遠鏡として利用することができる。このような構成のＸ線望遠鏡及び逆望遠鏡は、従来の金属を用いたＸ線望遠鏡と比較してかなりの軽量化が図られるため、特に宇宙空間におけるＸ線観測において有用である。
　さらに、図３に示すように、前述の二曲面Ｘ線反射鏡二つを対向するように配置することによって、左側の点源から発せられるＸ線を右側の焦点に収束させることができる。このように構成されたＸ線反射鏡は、地上におけるＸ線を利用した微量分析装置などに利用することができる。
［実施形態２］
　図４乃至図６は、本発明の実施形態２に係るＸ線反射鏡を説明するための図である。図４（ａ）は、裏面（図の上側）に同図（ｂ）に拡大して示すような多数の溝２２が形成されたシリコン基板２０を示している。このような溝２２は、半導体デバイスにおけるリソグラフィ技術を利用して形成することができる。図４（ａ）に示したシリコン基板２０の下側（表側）は、Ｘ線を反射する反射面となる。
　図５（ａ）は、図４に示したシリコン基板２０と、これを塑性変形させるための母型３０ａ、３０ｂを示している。母型３０ａ、３０ｂは、予め所定の表面形状として用意されている。このような母型３０ａ、３０ｂを用いて、図５（ｂ）に示すように溝２２が形成された側が下になるようシリコン基板２０を挟み、実施形態１の場合と同様に１３００度程度の温度の水素雰囲気中で水素アニールしながら圧力を加えて押しつける。そして、一定時間経過させ、その後に徐々に冷却する。こうして、裏面に多数の溝を有する１枚のＸ線反射鏡２４が得られる。
　こうして得られたＸ線反射鏡２４を図６に示すように、多数積層することによって、Ｘ線反射体２６が得られる。このＸ線反射体２６に対しては、紙面の表側からＸ線が、形成された各溝にほぼ平行に入射し、各Ｘ線反射体２６の反射面（表面）で全反射されて、紙面の裏側へと出射するよう配置される。したがって、このようなＸ線反射体２６を円周状に多数配置することによって、平行に入射するＸ線を収束させるＸ線反射装置を構成することが可能となる。
　このように構成されるＸ線反射装置は、実施形態１の場合と同様に、変形後の形状が安定し、経年変化や温度による変化もほとんど生じないので、結像性能を一定に維持できるという効果がある。
１０、２０　シリコン基板
１２　シリコン反射鏡
１４　境界線
２２　溝
２４　Ｘ線反射鏡
２６　Ｘ線反射体
３０ａ、３０ｂ　母型

Claims (11)

  1. 　塑性変形されたシリコン基板本体と、
    　Ｘ線の反射に供しうる平滑度を有する反射面であって、前記塑性変形により所定の曲面形状とされた反射面を有することを特徴とするＸ線反射鏡。
  2. 　前記曲面形状は、回転放物面の一部と回転双曲面の一部とを含むものである、請求項１に記載のＸ線反射鏡。
  3. 　請求項２に記載のＸ線反射鏡を、直線の周囲に、当該直線を軸とするよう複数配置し、前記複数のＸ線反射鏡の角度を、軸に平行に入射したＸ線が前記回転放物面と回転双曲面でそれぞれ一回ずつ反射して収束するようにしたことを特徴とするＸ線反射装置。
  4. 　塑性変形されたシリコン基板本体と、
    　Ｘ線の反射に供しうる平滑度を有する反射面であって、前記塑性変形により所定の曲面形状とされた反射面と、
    　前記反射面の裏面側に平行に多数設けられた、Ｘ線光路用の溝と、
    　を有することを特徴とするＸ線反射鏡。
  5. 　請求項４に記載の複数のＸ線反射鏡を、溝が形成された側と反射面とが対向するように積層したＸ線反射体であって、前記溝に略平行に入射したＸ線が、前記溝が対向するシリコン基板本体の反射面において全反射した後、前記溝の他端側から出射するよう構成したことを特徴とするＸ線反射体。
  6. 　請求項５に記載のＸ線反射体を、前記Ｘ線の入射方向に平行な直線の周囲に、当該直線を軸とするよう複数配置し、前記複数のＸ線反射体から出射したＸ線が収束するようにしたことを特徴とするＸ線反射装置。
  7. 　シリコン基板の表面を、Ｘ線の反射に供しうる程度に平滑化する平滑化工程と、
    　前記シリコン基板に対し、所定の曲面形状を有する母型により圧力及び熱を加えて塑性変形させて、前記シリコン基板の表面を所定の曲面形状とする塑性変形工程と、
    　を有することを特徴とするＸ線反射鏡作成方法。
  8. 　前記曲面形状は、回転放物面の一部と回転双曲面の一部とを含むものである、請求項７に記載のＸ線反射鏡作成方法。
  9. 　シリコン基板の表面を、Ｘ線の反射に供しうる程度に平滑化する平滑化工程と、
    　前記シリコン基板の裏面に、リソグラフィ技術により多数の平行な溝を形成する溝形成工程と、
    　前記シリコン基板に対し、所定の曲面形状を有する母型により圧力及び熱を加えて塑性変形させて、前記シリコン基板の表面を所定の曲面形状とする塑性変形工程と、
    　を有することを特徴とするＸ線反射鏡作成方法。
  10. 　前記塑性変形工程では、水素雰囲気中でのアニールを併せて行う、請求項７乃至９のうちいずれか一項に記載のＸ線反射鏡作成方法。
  11. 　前記塑性変形工程の後に前記平滑化したシリコン表面に単層又は多層の金属薄膜を形成する工程を含む、請求項７乃至１０のうちいずれか一項に記載のＸ線反射鏡作成方法。
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