JP5660910B2 - 放射線画像撮影用グリッドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、放射線画像の撮影に用いられるグリッドと、その製造方法とに関する。

Ｘ線は、物体に入射したときの相互作用により強度と位相とが変化し、位相変化が強度の変化よりも高い相互作用を示すことが知られている。このＸ線の性質を利用し、被検体によるＸ線の位相変化（角度変化）に基づいて、Ｘ線吸収能が低い被検体から高コントラストの画像（以下、位相コントラスト画像と称する）を得るＸ線位相イメージングの研究が盛んに行われている。

Ｘ線位相イメージングの一種として、２枚の透過型の回折格子（グリッド）によるタルボ干渉効果を用いたＸ線画像撮影システムが考案されている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。このＸ線画像撮影システムは、Ｘ線源から見て、被検体の背後に第１のグリッドを配置し、第１のグリッドからタルボ干渉距離だけ下流に第２のグリッドを配置している。第２のグリッドの背後には、Ｘ線を検出して画像を生成するＸ線画像検出器が配置されている。第１のグリッド及び第２のグリッドは、一方向に延伸されたＸ線吸収部及びＸ線透過部を、延伸方向に直交する配列方向に沿って交互に配列した縞状のグリッドである。タルボ干渉距離とは、第１のグリッドを通過したＸ線が、タルボ干渉効果によって自己像（縞画像）を形成する距離である。タルボ干渉効果によって形成された縞画像は、被検体とＸ線との相互作用（位相変化）により変調を受けている。

上記Ｘ線画像撮影システムでは、第１のグリッドの自己像と第２のグリッドとの重ね合わせ（強度変調）により生じるモアレ縞を、縞走査法により検出し、被検体によるモアレ縞の変化から被検体の位相情報を取得する。この縞走査法とは、第１のグリッドに対して第２のグリッドを、第１のグリッドの面にほぼ平行で、かつ第１のグリッドの格子方向（条帯方向）にほぼ垂直な方向に、格子ピッチを等分割した走査ピッチで並進移動させながら複数回の撮影を行い、Ｘ線画像検出器で得られる各画素値の変化から、被検体で屈折したＸ線の角度分布（位相シフトの微分像）を取得する方法であり、この角度分布に基づいて被検体の位相コントラスト画像を得る。この縞走査法は、レーザ光を利用した撮影装置においても用いられている（例えば、非特許文献２参照）。

第１及び第２のグリッドのＸ線吸収部は、高いＸ線吸収性が求められる。特に第２のグリッドは、縞画像を確実に強度変調させるため、第１のグリッドよりも高いＸ線吸収性を必要とする。そのため、第１及び第２のグリッドのＸ線吸収部は、原子量の重い金（Ａｕ）で形成され、第２のグリッドのＸ線吸収部は、Ｘ線の進行方向に対して比較的大きな厚みを有すること、いわゆるアスペクト比（Ｘ線を吸収する部分における厚みを幅で除算した値）が高いことが必要とされている。このような第２のグリッドは、例えば、Ｘ線吸収部のピッチが数μｍ、Ｘ線の進行方向の厚みが数十〜数百μｍという微細な構造を有する。

特許文献１には、第１及び第２のグリッドの製造方法が幾つか開示されている。その製造方法の１つでは、基板上の金属シーズ層の上に設けられた感光性樹脂層にフォトリソグラフィによって溝を形成し、この溝内に金属シーズ層を電極として用いた電解メッキによってＡｕを析出している。また、別の製造方法では、厚みが５０μｍの板状シリコン層の一方の面に、チタンまたはシリコンからなるシーズ層を蒸着により形成し、板状シリコン層にエッチングにより形成した溝内に、シーズ層を電極として用いた電解メッキによってＡｕを析出している。

非特許文献３には、Ｘ線吸収部に相当する格子線と、Ｘ線透過部に相当する格子間隙とを周期的に交互に並べたグリッドにおいて、格子構造を安定させるために、隣り合う格子線を接続する梁を、格子間隙の延伸方向に沿って不規則に設けることが開示されている。また、特許文献２には、非特許文献３の梁が不規則に設けられていることにより、格子間隙に毛細管力が発生して格子線が湾曲すること、この格子線の湾曲を防ぐために、格子間隙の延伸方向における梁の間隔を所定の幾何学的条件を満たすようにすることが開示されている。

特開２００６−２５９２６４号公報 米国公開公報２０１０／０２７８２９７号

C. David, et al., Applied Physics Letters, Vol.81, No.17, 2002年10月，3287頁 Hector Canabal, et al., Applied Optics, Vol.37, No.26, 1998年9月，6227頁 "Fabrication of, high aspect ratio submicron gratings by soft X-ray SU-8 lithography" by E. Reznikova et al., in Micro. Syst. Techn. (2008),

特許文献１のグリッド製造方法は、感光性樹脂層を用いてＸ線吸収部を形成しているが、加工精度の点で感光性樹脂の影響を大きく受けるため、精度の高いグリッドを製造することができない。また、指向性の高いシンクロトロン放射光で露光、現像して溝を形成しているが、樹脂は柔らかいため、板状のパターンが基板に垂直に立っているような格子パターンは現像中の溶液の揺動あるいは乾燥時の水の表面張力によるスティッキング（隣接するパターンがくっつく現象）による変形が起こり易く、高い精度での格子の幅、高さの維持が難しい。また樹脂よりもＡｕの方が剛性があるため、Ａｕメッキの成長度合いによっては樹脂の変形が起こり易く、グリッドとしての性能を著しく劣化させる。加えてシンクロトロン放射光による露光が可能な露光設備は、国内でもごく限られた施設にしかなく、その露光には長時間を要するためスループットが悪く製造には適さない。感光性樹脂層に代えて、基板上にシリコンの層を形成することも考えられるが、シリコン層を感光性樹脂層と同様に塗布によって形成するには、１４００°ｃ以上の高温でシリコンを溶融させなければならないため技術的に難しい。

また、特許文献１の別のグリッド製造方法は、厚さが５０μｍの薄板状シリコン層にエッチングによって溝部を形成しているが、通常、エッチング装置への搬送を含め、取り扱い可能なシリコン基板の厚みは２００μｍ程度が下限である。また、チタンあるいはシリコンの層を蒸着により形成しても、その厚みは１μｍ程度にしかならないため、板状シリコン層の補強にはならない。したがって、５０μｍの板状シリコン層にエッチングによって溝を形成するのは現実性が低い。更に、厚みが１μｍ程度のチタンまたはシリコンの層は、板状シリコン層の溝内で浮いているような状態となり、その後の電解メッキ工程等の取り扱い時に剥がれてしまうことが容易に予想されるので、溝部内への電解メッキは困難である。

特許文献２及び非特許文献３記載の発明は、Ｘ線吸収部に相当する格子線の間を梁によって接続しているため、格子線の構造強化には効果がある。しかし、特許文献２及び非特許文献３に記載の梁は、例えば特許文献１の手法を用いて格子線を形成する際に、感光性樹脂層のスティッキング防止には効果がない。

本発明の目的は、アスペクト比の高いＸ線吸収部を有するグリッドを精度よく製造する方法を提供することにある。

本発明の放射線画像撮影用グリッドの製造方法は、放射線透過性を有する第１基板と、導電性及び放射線透過性と、第１基板と同程度の熱膨張係数とを有する第２基板とを接合する接合工程と、第１基板にエッチングマスクを介してエッチングを行い、複数の溝と、溝の間に配された複数の放射線透過部とを形成するエッチング工程と、第２基板を電極として用いる電解メッキ法により、溝内に放射線吸収材料を充填して複数の放射線吸収部を形成するメッキ工程とを備えている。エッチングは、深堀用ドライエッチングによって行なわれることが好ましい。

第２基板は、電極として用いられる導電性薄膜と、導電性薄膜が設けられた支持基板とから構成されていてもよい。

本発明の別の放射線画像撮影用グリッドの製造方法は、上記接合工程、エッチング工程及びメッキ工程を備えるとともに、第２基板は、第１基板と同じ材質とし、かつ半導体としたものである。また、本発明の更に別の放射線画像撮影用グリッドの製造方法は、上記接合工程、エッチング工程及びメッキ工程を備えるとともに、第２基板は、第１基板と同じ材質でかつ半導体である導電性薄膜と、絶縁体により構成され、導電性薄膜を支持する支持基板とから構成したものである。更に、第１基板を不純物のドープにより一導電型を有する一導電型半導体とし、第２基板の半導体は、不純物のドープにより一導電型半導体と反対の導電型を有する反対導電型半導体としてもよい。その際に、一導電型半導体は、ｎ型半導体としてもよい。

本発明の別の放射線画像撮影用グリッドの製造方法は、上記接合工程、エッチング工程及びメッキ工程を備えるとともに、第１基板は、エッチング工程後に、少なくとも表面が絶縁性を有するものである。また、第１基板は、比抵抗値が１００Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。エッチング工程後に、第１基板の表面の全部または一部に絶縁層を形成してもよい。その際に、絶縁層は、親水性を有することが好ましい。また、エッチング工程後に、第１基板にイオン注入を行なって比抵抗値を高くしてもよい。

本発明の別の放射線画像撮影用グリッドの製造方法は、上記接合工程、エッチング工程及びメッキ工程を備えるとともに、メッキ工程の後に、第１基板の少なくとも一方の面を研磨する工程を有するものである。また、第１基板の第２基板が接合されている面を研磨する際に、第２基板を除去してもよい。更に、第１基板の両面を研磨する際に、第２基板が接合されていない面を研磨した後に当該面に保護層を形成し、その後に第２基板が接合されている面を研磨してもよい。

本発明の別の放射線画像撮影用グリッドの製造方法は、上記接合工程、エッチング工程及びメッキ工程を備えるとともに、メッキ工程の後に第１基板にエッチングを行ない、放射線吸収部の間の放射線透過部を除去する工程を有するものである。

本発明の別の放射線画像撮影用グリッドの製造方法は、上記接合工程、エッチング工程及びメッキ工程を備えるとともに、接合工程の前に、第１基板と第２基板との少なくとも一方の接合面に、多数の凹部を形成する工程を有するものである。また、本発明の更に別の放射線画像撮影用グリッドの製造方法は、上記接合工程、エッチング工程及びメッキ工程を備えるとともに、接合工程の前に、第１基板の接合面を粗面にする工程と、粗面に放射線透過性及び導電性を有するアンカー層を形成する工程と、アンカー層を研磨して平滑化する工程とを有するものである。

本発明の別の放射線画像撮影用グリッドの製造方法は、上記接合工程、エッチング工程及びメッキ工程によって製造された放射線画像撮影用グリッドを、放射線透過性を有する保持部材に設けられた湾曲面に接合して湾曲させる工程を備えるものである。

第２基板を導電性薄膜と、導電性薄膜が設けられた支持基板とから構成する場合、支持基板は、エッチング工程及びメッキ工程時に撓まない剛性を備えた補強基板と、補強基板上に成膜された有機材料膜とから構成してもよい。この場合、補強基板は、メッキ工程後に除去し、または薄層化するのが好ましい。

本発明の放射線画像撮影用グリッドの製造方法によれば、電解メッキ法によって溝部内に放射線吸収材を埋め込むために、シーズ層となる第２基板を設けているので、溝部内に放射線吸収材を適切に埋め込むことができる。したがって、量産性にすぐれ、放射線吸収部の形成が容易になる。また、第２基板は、第１基板をエッチングする際のエッチングストップ層としても機能するので、溝部の深さの面内均一性が向上する。これらにより、放射線透過率の面内均一性にすぐれたグリッドが製造できる。

エッチング工程には、深堀用ドライエッチングが用いられるので、アスペクト比の高い溝を形成することができる。また、第２基板の熱膨張係数を第１基板と同程度にしたので、接合時の熱応力や、使用中の熱によるグリッドの歪みを防止することができる。更に、第２基板を導電性薄膜と支持基板途から構成したので、支持基板に放射線透過性の高い材質を選択することができ、グリッド性能が向上する。

また、第２基板を第１基板と同じ材質の半導体としたので、第２基板のシーズ層としての機能を維持しながら、第１基板と第２基板との接合性を向上させることができ、第１基板と第２基板との間にボイドが発生するのを防止することができる。また、第１基板及び第２基板を互いに異なる導電型の半導体としたので、第１基板及び第２基板との接続が逆バイアス接続にすることができる。これにより、電解メッキによって、溝内に適切に放射線吸収材を充填することができる。

第１基板の少なくとも表面に絶縁性を付与したので、電解メッキによって、溝内に適切に放射線吸収材を充填することができる。また、第２基板に絶縁性を付与するために絶縁層を形成する際に、絶縁層に親水性を付与したので、電解メッキ時のメッキ液の流れをよくすることができる。

グリッドの完成後に、第１基板または第２基板を除去することにより、グリッドの放射線透過性を向上させることができる。また、溝の開口側または底面側で発生しやすい放射線吸収材料の充填不良部分を除去することができ、グリッド性能が向上する。

第１基板と第２基板との接合面に凹部を設け、接合面に生じたボイドを凹部によって分散して吸収するので、ボイドを原因とする放射線吸収部及び放射線透過部の剥がれや、歪みを防止することができる。また、放射線吸収部及び放射線透過部を支持するアンカー層を設けたので、放射線吸収部及び放射線透過部の剥がれを防止することができる。

第１実施形態のＸ線画像撮影システムの構成を示す模式図である。 第１実施形態の第２のグリッドの構成を示す平面図及び断面図である。 第１実施形態の第２のグリッドの製造手順を示す説明図である。 第２実施形態の第２のグリッドの構成を示す平面図及び断面図である。 第２実施形態の第２のグリッドの製造手順を示す説明図である。 第３実施形態によるグリッドの製造手順を示す説明図である。 第３実施形態において電解メッキ後に導電基板を除去したグリッドを示す断面図である。 第３実施形態において電解メッキ後にＸ線透過部を除去したグリッドを示す断面図である。 エッチング基板の導電性が高いときに発生する電解メッキの不良状態を示した断面図である。 エッチング基板の導電性が比較的低いときに発生する電解メッキの不良状態を示した断面図である。 第４実施形態により、比抵抗値が１００Ω・ｃｍ以上のエッチング基板を用いて電解メッキを行なった状態を示す断面図である。 第５実施形態により、表面に絶縁層が設けられたエッチング基板の断面図である。 第６実施形態において半導体シリコンを用いた導電基板を示す断面図である。 第７実施形態においてｐ型半導体及びｎ型半導体を用いた導電基板及びエッチング基板の断面図である。 第８実施形態において電解メッキ後に導電基板を除去したグリッドを示す断面図である。 第８実施形態において電解メッキ後にＸ線透過部を除去したグリッドを示す断面図である。 第９実施形態においてｐ型半導体及びｎ型半導体を用いた導電性薄膜及びエッチング基板の断面図である。 第１０実施形態において接合面に導電性薄膜が設けられたエッチング基板及び支持基板の断面図である。 第１０実施形態において接合された導電性薄膜内にボイドが発生している状態を示す断面図及び平面図である。 第１０実施形態においてボイド部分でエッチング基板が剥落している状態を示す断面図及び平面図である。 第１０実施形態においてボイド部分でＸ線透過部が剥がれている状態を示す断面図及び平面図である。 第１０実施形態においてボイド部分で剥がれたＸ線透過部が歪んでいる状態を示す平面図である。 第１０実施形態において導電性薄膜に多数の凹部を設けた状態を示す断面図及び平面図である。 第１０実施形態において凹部の別の形態を示す断面図である。 第１１実施形態においてシーズ層内にライン状の凹部を設けた状態を示す斜視図である。 第１１実施形態において導電性薄膜に多数のライン状の凹部を設けた状態を示す断面図及び平面図である。 第１１実施形態においてシーズ層内にライン状の凹部を設けた状態を示す断面図及び平面図である。 第１１実施形態において導電性薄膜を２層にした状態を示す断面図及び平面図である。 第１２実施形態においてＸ線吸収部及びＸ線透過部の剥がれを防止するアンカー層を設けた状態を示す斜視図である。 第１２実施形態においてグリッドの製造手順を示す断面図である。 第１２実施形態において陽極酸化による接合を用いる場合の構成を示す断面図である。 エッチング後のエッチング基板の状態を示す斜視図である。 第１３実施形態により溝内に透過部用ブリッジ部が形成された第２のグリッドの平面図及び断面図である。 第１３実施形態のエッチング後のエッチング基板の状態を示す斜視図である。 第１４実施形態により透過部用ブリッジ部が形成された第２のグリッドの平面図及び断面図である。 第１４実施形態の透過部用ブリッジ部の製造に用いられるエッチングマスクの平面図である。 第１４実施形態の透過部用ブリッジ部の製造手順を示す断面図である。 第１４実施形態のエッチング後のエッチング基板の状態を示す斜視図である。 第１５実施形態のエッチング後のエッチング基板の状態を示す斜視図である。 第１５実施形態の透過部用ブリッジ部の製造に用いられるブリッジ用マスクの平面図である。 第１５実施形態の透過部用ブリッジ部の製造手順を示す断面図である。 第１５実施形態の透過部用ブリッジ部の製造に用いられるエッチングマスクの平面図である。 第１６実施形態のエッチング後のエッチング基板の状態を示す斜視図である。 第１６実施形態においてエッチング基板上に第１絶縁層が形成された状態を示す断面図である。 第１６実施形態に用いられる第１エッチングマスクの平面図である。 第１６実施形態による溝及び透過部用ブリッジ部の形成工程の前半部分を示す説明図である。 第１６実施形態による溝及び透過部用ブリッジ部の形成工程の後半部分を示す説明図である。 第１６実施形態に用いられる第２エッチングマスクの平面図である。 第１７実施形態により溝の中間部にブリッジ部が形成されたエッチング基板の斜視図である。 第１７実施形態においてエッチング基板上にブリッジ部が形成された状態を示す平面図である。 第１７実施形態による溝及びブリッジ部の形成工程を示す説明図である。 第１７実施形態に用いられるエッチングマスクの平面図である。 第１８実施形態においてＸ線透過部を複数本ごとにブリッジ部によって連結した状態を示す平面図である。 第１８実施形態においてブリッジ部を千鳥状に配置したエッチング基板の平面図である。 第１８実施形態においてブリッジ部を斜めに配置したエッチング基板の平面図である。 第１８実施形態においてブリッジ部をランダムに配置したエッチング基板の平面図である。 第１９実施形態において透過部用ブリッジ部と吸収部用ブリッジ部とを備えた第２のグリッドの平面図及び断面図である。 第１９実施形態の第２のグリッドの斜視図である。 第１９実施形態のエッチング後のエッチング基板の状態を示す斜視図である。 第１９実施形態において吸収部用ブリッジ部の形態のバリエーションを示す断面図である。 第１９実施形態においてＸ線吸収部及びＸ線透過部を複数本ごとにブリッジ部によって連結した状態を示す平面図である。 第１９実施形態においてＸ線吸収部及びＸ線透過部の配置バリエーションを示す平面図である。 第２０実施形態において吸収部用ブリッジ部のみを備えた第２のグリッドの平面図である。 第２１実施形態においてエッチング工程と電解メッキ工程の検査手法を示す断面図である。 第２２〜２４実施形態において凹面状のグリッド用いたＸ線画像撮影システムの構成を示す模式図である。 第２２〜２４実施形態においてグリッドの湾曲構造を示す断面図である。 第２５実施形態において支持基板の構成を示す断面図である。 第２６実施形態において線源グリッドを用いたＸ線画像撮影システムの構成を示す模式図である。 第２７実施形態においてＸ線吸収部を十字状に配置した第２のグリッドの平面図及び断面図である。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態のＸ線画像撮影システム１０を示す概念図である。Ｘ線画像撮影システム１０は、Ｘ線源１１、第１のグリッド１３、第２のグリッド１４、及びＸ線画像検出器１５を備えている。Ｘ線源１１は、例えば、回転陽極型のＸ線管と、Ｘ線の照射野を制限するコリメータとを有し、被検体ＨにＸ線を放射する。第１のグリッド１３及び第２のグリッド１４は、Ｘ線を吸収する吸収型グリッドであり、Ｘ線照射方向であるｚ方向においてＸ線源１１に対向配置されている。

Ｘ線源１１と第１のグリッド１３との間には、被検体Ｈが配置可能な間隔が設けられている。また、第１のグリッド１３と第２のグリッド１４との距離は、最小のタルボ干渉距離以下とされている。すなわち、本実施形態のＸ線画像撮影システム１０は、タルボ干渉効果を用いず、Ｘ線を投影することによって位相コントラスト画像を撮影する。

Ｘ線画像検出器１５は、例えば、半導体回路を用いたフラットパネル検出器（ＦＰＤ：Flat Panel Detector）であり、第２のグリッド１４の背後に配置されている。Ｘ線画像検出器１５には、Ｘ線画像検出器１５により検出された画像データから位相コントラスト画像を生成する位相コントラスト画像生成部１６が接続されている。

第１のグリッド１３は、ｚ方向に直交する面内の一方向であるｙ方向に延伸された複数のＸ線吸収部１３ａ及びＸ線透過部１３ｂを備えている。Ｘ線吸収部１３ａ及びＸ線透過部１３ｂは、ｚ方向及びｙ方向に直交するｘ方向に沿って交互に配列されており、縞状のグリッドを構成している。第２のグリッド１４は、第１のグリッド１３と同様にｙ方向に延伸され、かつｘ方向に沿って交互に配列された複数のＸ線吸収部１４ａ及びＸ線透過部１４ｂを備えている。

第２のグリッド１４及び走査機構１９は、本発明の強度変調手段を構成する。走査機構１９は、位相コントラスト画像の撮影時に、第２のグリッド１４の格子ピッチを等分割（例えば、５分割）した走査ピッチで、格子ピッチ方向（ｘ方向）に並進移動させる機構である。

第２のグリッド１４を例にして、グリッドの構成を説明する。なお、第１のグリッド１３は、Ｘ線吸収部１３ａのｘ方向の幅及びピッチと、ｚ方向の厚さ等が異なる以外は第２のグリッド１４とほぼ同様の構成である。そのため、第１のグリッド１３についての詳しい説明は省略する。

図２（Ａ）は、第２のグリッド１４をＸ線画像検出器１５の側から見た平面図である。図２（Ｂ）は、同図（Ａ）のＡ−Ａ断面を表している。第２のグリッド１４は、複数のＸ線吸収部１４ａ及びＸ線透過部１４ｂからなるグリッド層１７と、グリッド層１７を支持する導電基板（第２基板）１８とからなる。Ｘ線吸収部１４ａは、例えば金、白金等のＸ線吸収性を有する金属からなる。Ｘ線透過部１４ｂは、シリコン等のＸ線透過性を有する材質からなる。導電基板１８は、第２のグリッド１４の製造時に必要な導電性と、グリッド層１７のグリッド性能を阻害しないＸ線透過性と、グリッド層１７を支持する剛性とを備えた金属基板からなる。

Ｘ線吸収部１４ａのｘ方向の幅Ｗ２及び配列ピッチＰ２は、Ｘ線源１１と第１のグリッド１３との間の距離、第１のグリッド１３と第２のグリッド１４との距離、及び第１のグリッド１３のＸ線吸収部１３ａのピッチ等に応じて決定される。例えば、幅Ｗ２は、およそ２〜２０μｍであり、ピッチＰ２はその倍の４〜４０μｍ程度である。Ｘ線吸収部１４ａのｚ方向の厚みＴ２は、Ｘ線源１１から放射されるコーンビーム状のＸ線のケラレを考慮して、例えば１００〜２００μｍ程度となっている。本実施形態の第２のグリッド１４は、例えば幅Ｗ２が２．５μｍ、ピッチＰ２が５μｍ、厚みＴ２が１００μｍとなっている。

次に、Ｘ線画像撮影システム１０の作用について説明する。Ｘ線源１１から放射されたＸ線は、被検体Ｈを通過することにより位相差が生じ、このＸ線が第１のグリッド１３を通過することにより、被検体Ｈの屈折率と透過光路長とから決定される被検体Ｈの透過位相情報を反映した縞画像が形成される。

縞画像は、第２のグリッド１４により強度変調され、例えば、縞走査法により検出される。縞走査法とは、第１のグリッド１３に対し第２のグリッド１４を、Ｘ線焦点を中心としてグリッド面に沿ったｘ方向にグリッドピッチを等分割（例えば、５分割）した走査ピッチで並進移動させながら、Ｘ線源１１から被検体ＨにＸ線を照射して複数回の撮影を行なってＸ線画像検出器１５により検出し、Ｘ線画像検出器１５の各画素の画素データの位相のズレ量（被検体Ｈがある場合とない場合とでの位相のズレ量）から位相微分像（被検体で屈折したＸ線の角度分布に対応）を取得する方法である。この位相微分像を上記の縞走査方向に沿って積分することにより、被検体Ｈの位相コントラスト画像を得ることができる。

次に、第２のグリッド１４の製造方法について説明する。なお、第１のグリッド１３は、第２のグリッド１４と同様に製造されるので、詳しい説明は省略する。図３は、第２のグリッド１４の製造手順を示しており、図１及び図２のｘ方向及びｚ方向で規定されるｘｚ面に沿う断面図である。図３（Ａ）に示すように、最初の工程では、グリッド層１７のＸ線透過部１４ｂを構成するエッチング基板（第１基板）２０と、導電基板１８とが接合される。

エッチング基板２０の材質は、Ｘ線吸収性が低くかつ強度を有し、加工し易いことが必要である。このような特性を満たす材質として、例えばシリコン（Ｓｉ）が望ましいが、ＧａＡｓ、Ｇｅまたは石英等を用いてもよい。エッチング基板２０の厚みＬ１は、上述したＸ線吸収部１４ａのｚ方向の厚みＴ２に相当し、例えば２０〜１５０μｍである。

導電基板１８は、導電性を有し、かつＸ線吸収の低い金属材料が望ましく、例えば、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎまたはそれらの合金、ＳＵＳなどが望ましい。また、導電基板１８は、エッチング基板２０との熱膨張係数差が少ないものがより望ましく、例えば、コバール、インバーなどがより望ましい。導電基板１８にエッチング基板２０との熱膨張係数差が小さいものを用いるのは、エッチング基板２０と導電基板１８との接合時の加熱による熱応力の発生を抑制し、Ｘ線照射時の温度上昇によって第２のグリッド１４に歪みが生じるのを防止するためである。

導電基板１８の厚みＬ２は、第２のグリッド１４の強度を確保するため、エッチング基板２０よりも厚くなっており、例えば１００〜７００μｍ程度である。これにより、エッチング基板２０と導電基板１８の合計の厚みは２００μｍ以上となるので、取り扱いが容易となる。なお、導電基板１８の厚みは、接合前は厚くしておき、接合後に研磨して所望の厚さに調整してもよい。

エッチング基板２０と導電基板１８との接合には、熱と圧力をかけながら行う拡散接合や、高真空中で表面を活性化させて接合する常温接合等を用いることができる。またＩｎ、ＡｕＳｎ等、加熱して溶融する材料を介して接着させることでも可能である。

次の工程では、一般的なフォトリソグラフィ技術を用いて、エッチング基板２０の上面に、エッチングマスクが形成される。図３（Ｂ）に示すように、エッチング基板２０の上面に、レジスト層２２が形成される。レジスト層２２は、例えば、液状レジストをスピンコート等の塗布方法によってエッチング基板２０に塗布する工程と、塗布された液状レジストから有機溶剤を蒸発させるプリベーク等の工程を経て形成される。

図３（Ｃ）に示すように、ピッチＰ２を数μｍとした縞模様の露光マスク２４を介して、紫外線等の光がレジスト層２２に照射される。次いで、同図（Ｄ）に示すように、現像液によってレジスト層２２の露光部分が除去される。これにより、エッチング基板２０には、ｙ方向に延伸されかつｘ方向に沿って配列された複数のラインパターンを有する縞模様のエッチングマスク２５が形成される。エッチングマスク２５の各ラインパターン及び開口部分の幅は、例えばそれぞれ２．５μｍである。このフォトリソグラフィには、周知のアライナあるいはステッパーが用いられる。なお、上記レジスト層２２は、ポジ型レジストであるが、露光部が残るネガ型レジストを用いてもよい。また、レジスト層によるエッチングマスクに変えて、ＳｉＯ_２や金属などを成膜し、これをエッチングしてエッチングマスクを形成してもよい。

図３（Ｅ）に示すように、次の工程では、エッチングマスク２５を介したドライエッチングにより、エッチング基板２０に、ｙ方向に延伸されかつｘ方向に配列された複数の溝２０ａと、各溝２０ａの間に配置されるＸ線透過部１４ｂとが形成される。ドライエッチングには、アスペクト比の高い溝２０ａの形成が可能な深堀用のドライエッチングが用いられる。深堀用のドライエッチングには、例えば、エッチングと保護膜の成膜とを交互に繰り返して行うボッシュプロセスと呼ばれる方法が用いられる。

ボッシュプロセスでは、例えば、シリコンをエッチングするガスＳＦ_６と、保護膜を形成するガスＣ_４Ｆ_８とを用いてエッチングを行なう。ＳＦ_６ガスでエッチングすると深さ方向だけでなく横方向にもエッチングが進むため、これだけでは深い穴や溝を形成することが出釆ない。そのため、ボッシュプロセスでは、ある時問エッチングした後でガスをＣ_４Ｆ_８に切り換えることにより、プラズマにより生成されるＣＦｎのポリマーをエッチングされた溝内に付着させて膜を作る。そして、再びエッチング用のＳＦ_６ガスによりエッチングを行う。溝内をエッチングする際に、底面に比べ側面のエッチング速度は低いため、底面だけがエッチングされる。これを繰り返すことで深くアスペクトの高い溝を形成することができる。

上記ボッシュプロセスのエッチング条件は、例えば、ガス圧力が１〜１０Ｐａ、ＳＦ_６とＣ_４Ｆ_８のガスを切り換える間隔は５〜１０ｓ程度、パワー６００ｗである。この条件でのエッチング速度は、例えば２μｍ／ｍｉｎであり、溝の深さは１００μｍである。このエッチングにはプラズマを高密度に作ることが重要であり、この方法としてＩＣＰ（ｌｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｐｌａｓｍａ）、へリコン波など様々な方法がある。

なお、深堀用ドライエッチングとして、ボッシュプロセス以外にクライオプロセスによるドライエッチングを用いてもよい。クライオプロセスによるドライエッチングは、エッチングする基板を−１００°Ｃ以下に冷却し、ＳＦ_６のガスでドライエッチングを行なう手法である。通常のドライエッチングでアスペクト比が高い形状を形成するのが難しいのは、化学的反応による等方的なエッチングが起こるためであり、クライオプロセスでは、エッチングする基板を低温にして化学的エッチングを抑制することで、高いアスペクト比のエッチングを可能にしている。

ドライエッチングは、溝２０ａの底部に導電基板１８が露出されるまで行われる。金属板からなる導電基板１８は、エッチング速度がシリコンからなるエッチング基板２０よりも遅いので、エッチングストップ層として機能する。したがって、エッチング基板２０においてエッチング速度差による溝深さの面内不均一があっても、最終的に溝深さの面内均一性を向上させることが可能である。なお、エッチングにボッシュプロセスを用いたが、例えば、シリコン単結晶の面方位に起因したウェットエッチングによる異方性エッチングで行ってもよい。

図３（Ｆ）に示すように、次の工程では、導電基板１８をシーズ層として用いる電解メッキ法により、溝２０ａ内に金（Ａｕ）２７が埋め込まれ、Ｘ線吸収部１４ａが形成される。この電解メッキでは、導電基板１８に電流端子が取り付けられる。例えば、導電基板１８の外形サイズをエッチング基板２０よりも少し大きくしておけば、導電基板１８とエッチング基板２０とを接合しても導電基板１８の外周部を露出させることができるので、その露出部分に電流端子を取り付けることができる。

エッチング基板２０及び導電基板１８からなる接合基板は、メッキ液中に浸漬され、この接合基板と対向させた位置にもう一方の電極（陽極）が配置される。そして、導電基板１８と他方の電極との間に電流が流されることにより、メッキ溶液中の金属イオンがパターン加工した基板に析出され、溝２０ａ内にＡｕ２７が埋め込まれる。Ａｕ２７の電解メッキには、例えばシアン金浴では、メッキ液としてＫＡｕ（ＣＮ）_２が用いられ、ｐＨ緩衝材としてＫＨ_２ＰＯ_４、ＫＯＨを添加することにより、ｐＨが６〜８とされる。そして、メッキ液の温度２５〜７０°Ｃ、電流密度０．２〜１Ａ／ｃｍ^２とし、陽極材として、ＰｔメッキされたＴｉを用いる。なお、上記Ａｕメッキの諸条件は一例であり、Ａｕメッキは他のメッキ液、条件でも可能である。

Ｘ線吸収部１４ａの形成後、図２（Ｂ）に示すように、Ｘ線透過部１４ｂの上からエッチングマスク２５が除去される。これにより、グリッド層１７と導電基板１８とからなる第２のグリッド１４が完成する。本実施形態によれば、エッチング基板２０にシリコンを用いているので、エッチング基板２０のスティッキングや、電解メッキ時の変形を防止することができ、強度が高く高精度なグリッドを製造することができる。また、電解メッキ用のシーズ層として、金属板からなる導電基板１８を用いているので、電解メッキ時にシーズ層が剥がれてしまうことはない。更に、導電基板１８により、第２のグリッド１４を補強することができる。また、導電基板１８は、エッチング基板２０と同程度の熱膨張係数を有するので、エッチング基板との接合時の加熱による残留応力が生じることもない。

以下では、本発明のその他の実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態では、既に説明済みの実施形態と同じ構成については、同符号を用いて詳しい説明は省略する。また、以下の各実施形態においても、第１のグリッドは、グリッドピッチ及び厚さ等が異なる以外は、第２のグリッドと同様の構成及び製造方法を用いるため、詳しい説明は省略する。

［第２実施形態］
第１実施形態では、グリッド層１７の支持層及び電解メッキ時のシーズ層として金属板からなる導電基板１８を用いたが、複数の層からなる基板を用いてもよい。図４（Ａ）は、本実施形態の第２のグリッド３０を、Ｘ線画像検出器１５の側から見た平面図である。図４（Ｂ）は、同図（Ａ）のＡ−Ａ断面を表している。

第２のグリッド３０は、複数のＸ線吸収部１４ａ及びＸ線透過部１４ｂからなるグリッド層１７と、導電性薄膜３１及び支持基板３２とからなる。導電性薄膜３１及び支持基板３２は、グリッド層１７のグリッド性能を阻害しないＸ線透過性を有している。導電性薄膜３１は、第２のグリッド３０の製造時に電解メッキのシーズ層として用いられる。支持基板３２は、グリッド層１７を支持する剛性を備えている。

第２のグリッド３０は、第１実施形態の第２のグリッド１４に代えて、Ｘ線画像撮影システム１０に用いられる。Ｘ線画像撮影システム１０は、第１実施形態と同様に、第２のグリッド３０をｘ方向に並進移動させながら複数回の撮影を行なう。各撮影工程では、Ｘ線源１１から被検体Ｈに向けてＸ線が放射される。第２のグリッド３０は、第１のグリッド１３により生成された被検体Ｈの縞画像を強度変調する。Ｘ線画像検出器１５は、第２のグリッド３０により強度変調された縞画像を検出する。また、Ｘ線画像撮影システム１０は、Ｘ線画像検出器１５の各画素の画素データの位相ズレ量から位相微分像を取得し、この位相微分像を縞走査方向に沿って積分することにより、被検体Ｈの位相コントラスト画像を生成する。このように、本実施形態の第２のグリッド３０も、第１実施形態と同様に、位相コントラスト画像の撮影に用いることができる。

次に、第２のグリッド３０の製造方法について説明する。図５は、第２のグリッド３０の製造手順を示しており、図４のｘｚ面に沿う断面図である。図５（Ａ）に示すように、最初の工程では、エッチング基板２０と、上面に導電性薄膜３１が設けられた支持基板３２とが接合される。導電性薄膜３１は、例えば、ＡｕまたはＮｉ、もしくはＡｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｐｔ等からなる金属膜、あるいはそれらの合金からなる金属膜から構成するのが好ましい。また、導電性薄膜３１は、エッチング基板２０に設けられていてもよいし、エッチング基板２０と支持基板３２との両方に設けられていてもよい。導電性薄膜３１は、数μｍ程度の厚さであるため、Ａｕ等のＸ線吸収性の高い材質を用いた場合でもＸ線透過性に影響しない。

支持基板３２は、第１実施形態の導電基板１８と同様にＸ線吸収性の低い材料からなるが、導電性薄膜３１がシーズ層として用いられるため、導電性は不要である。支持基板３２の材質には、エッチング基板２０との熱膨張係数差が少ないものが望ましい。例えば、支持基板３２の材質には、ホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、石英、アルミナ、ＧａＡｓ、Ｇｅ等が望ましく、更にはエッチング基板２０と同じシリコンが望ましい。ホウケイ酸ガラスとしては、例えばパイレックス（登録商標）ガラス、テンパックス（登録商標）ガラス等を用いることができる。支持基板３２の材質にエッチング基板２０との熱膨張係数差が少ないものを用いるのは、第１実施形態と同様に、接合時の熱応力及び使用時に歪みを防止するためである。導電性薄膜３１を含む支持基板３２の厚みＬ３は、第１実施形態の導電基板１８と同様にエッチング基板２０よりも厚くなっており、例えば１００〜７００μｍ程度である。なお、支持基板３２の厚みは、接合前は厚くしておき、接合後に研磨して所望の厚さに調整してもよい。

エッチング基板２０と支持基板３２との接合には、熱と圧力をかけながら接合を行う拡散接合や、高真空中で表面を活性化させて接合する常温接合を用いることができる。また、エッチング基板２０と支持基板３２との接合には、真空中で電界と熱をかけながら行なう陽極接合や、Ｉｎ、ＡｕＳｎ等の加熱により溶融する材料を介して接着させる手法を用いてもよい。導電性薄膜３１がＡｕ、エッチング基板２０及び支持基板３２がシリコンという組み合わせで拡散接合を行なう場合、例えば、温度３００〜４００°Ｃ、圧力５〜４０ｋＮを掛けることができる接合装置が用いられる。この拡散接合にかかる時問は、１０分程度である。

エッチング基板２０と支持基板３２との接合後、第１実施形態で説明した工程と同じ工程が実施される。まず、図５（Ｂ）〜（Ｄ）に示すように、エッチング基板２０にエッチングマスク２５が形成される。次いで、同図（Ｅ）に示すように、ボッシュプロセスを用いたドライエッチングによりエッチング基板２０に溝２０ａ及びＸ線透過部１４ｂが形成される。同図（Ｆ）に示すように、溝２０ａ内には電解メッキ法によりＡｕ２７が埋め込まれ、Ｘ線吸収部１４ａが形成される。

本実施形態によれば、導電性薄膜３１及び支持基板３２を用いて、第１実施形態と同様に高アスペクト比の構造を有する第２のグリッド３０を製造することができる。また支持基板３２は、第１実施形態の導電基板１８のように導電性が必要ないので、材質選択の幅が広がり、よりＸ線吸収性が低い材質を選択することができる。

［第３実施形態］
上記各実施形態では、電解メッキ法を用いて溝２０ａ内にＡｕ２７を埋め込んでいる。しかし、溝２０ａ内の面内分布の影響により、各溝２０ａに対するＡｕ２７の充填度合にばらつきが生じることがある。これを解決するため、本実施形態では、図５（Ｆ）の後工程である図６（Ｇ）に示すように、溝２０ａを乗り越えてエッチング基板２０の表面全体を覆うように電解メッキが行なわれている。電解メッキ後には、同図（Ｈ）に示すように、エッチング基板２０の表面が研磨され、溝２０ａからはみ出ているＡｕ２７とエッチングマスク２５とが除去される。

なお、ボッシュプロセスによるドライエッチングでは、表面付近にスキャロップと呼ばれる周期的な溝が顕著に現れ、溝２０ａの幅寸法のばらつきが大きくなるが、エッチング基板２０の表面を研磨することにより、このスキャロップも解消することができる。スキャロップを解消するために行なわれるエッチング基板２０の研磨厚は、例えば５μｍ以上であることが好ましい。

また、上記スキャロップは、エッチング基板２０の表面側ほどではないが、底面側にも発生するので、エッチング基板２０の底面側も研磨するのが好ましい。この場合、完成後のグリッドの取り扱い性を確保するため、図６（Ｉ）に示すように、エッチング基板２０の表面に保護層３５を設けるのが好ましい。そして、同図（Ｊ）に示すように、支持基板３２及び導電性薄膜３１を研磨して除去し、エッチング基板２０の底面側のスキャロップがなくなるように、エッチング基板２０を研磨すれぼよい。保護層３５の材料としては、Ｘ線吸収性が低い有機材料が好ましく、例えば、アクリル、ノボラック樹脂、ポリイミド、パリレン等が望ましい。これにより、第２実施形態よりも薄型化された第２のグリッド４０を得ることができる。

図７に示す第２のグリッド４２のように、保護層３５は、エッチング基板２０の底面側の研磨後に除去してもよい。また、図８に示す第２のグリッド４４のように、電解メッキ後にＸ線吸収部１４ａをマスクとしてエッチングを行い、Ｘ線吸収部１４ａの間のＸ線透過部１４ｂを除去してもよい。これらによれば、支持基板３２あるいはＸ線透過部１４ｂの分だけ、Ｘ線の透過性を向上させることができる。なお、図７に示すように、支持基板３２を除去した場合でも、エッチング基板２０の厚みが１００μｍ以上であれば、基板として必要な剛性を維持することができる。

［第４実施形態］
上記各実施形態では、第２基板であるエッチング基板２０にシリコンを用いたが、シリコンが導電性を有する場合、電解メッキ時にエッチング基板２０自体がシーズ層として機能してしまい、溝２０ａ内へのＡｕ２７の析出が不十分になることがある。溝２０ａ内のＡｕ２７の充填量が異なると、グリッド内のＸ線吸収能が不均一になり、グリッドの性能が低下してしまう。

例えば、エッチング基板２０が導電性を有する場合、図９（Ａ）に示すように、電解メッキによるＡｕ２７の充填は、エッチング基板２０の下の導電性薄膜３１側からではなく、エッチング基板２０の表面から始まってしまう。そして、エッチング基板２０の表面から始まった電解メッキは、同図（Ｂ）に示すように、そのまま横方向に広がり、溝２０ａの底部が埋まらないまま上方に向けてメッキが進んでしまう。また、エッチング基板２０の導電性が比較的低い場合には、図１０（Ａ）に示すように、導電性薄膜３１側とエッチング基板２０の表面側とから同時に電解メッキが始まり、同図（Ｂ）に示すように、溝２０ａ内の中間部分にボイドＶが生じてしまう。

上記問題を解決するため、本実施形態の第２のグリッド４６は、図１１に示すように、非導電性のシリコン、または比抵抗値が１００Ω・ｃｍ以上のシリコンからなるエッチング基板４７を用いている。これによれば、電解メッキ時にエッチング基板４７の導電性に影響を受けないので、エッチング基板４７の溝４７ａ内に、導電性薄膜３１側からＡｕ２７を充填することができる。また、比抵抗値が１００Ω・ｃｍ以上のシリコンは、不純物を含まない高純度なシリコンであるため、Ｘ線透過部１４ｂのＸ線透過性を向上することができる。

［第５実施形態］
第４実施形態では、エッチング基板に比抵抗値が１００Ω・ｃｍ以上のシリコンを用いたが、図１２に示す本実施形態の第２のグリッド５０のように、エッチング基板２０の表面に絶縁層５１を形成し、事後的にエッチング基板２０の比抵抗値を高くしてもよい。エッチング基板２０の表面全域に絶縁層５１を設けるには、例えば、ＳｉＯ_２やＳｉ_３Ｎ_４等の絶縁材料をプラズマＣＶＤによってエッチング基板２０の表面に成膜する。また、溶液中で導電性薄膜３１に電流を流し、エッチング基板２０の表面を陽極酸化させてもよい。エッチング基板２０の表面の一部に絶縁層５１を設ける場合には、例えば、スパッタ、蒸着等によってＳｉＯ_２を成膜してもよい。

メッキ液の溝２０ａ内への流れを円滑にするため、溝２０ａの表面はメッキ液に対して親液性を有することが望ましい。特に、多くのメッキ液は水溶液であるので、溝２０ａの表面は親水性を有することが望ましい。通常、大気中に放置するだけで大気中の油分の付着により親水性が阻害されるので、親水性の改善のため、Ｏ２プラズマなどで油分の灰化が行われるが、溝２０ａが深いとその効果は十分でない。そのため、エッチング基板２０の表面に形成する絶縁層５１に、絶縁性とともに親水性を有する材料、例えば、ＴｉＯ_２またはＺｎＯ、あるいはそれらいずれかを含む絶縁材料を用いるのがより好ましい。特に、ＴｉＯ_２は、紫外線を照射することで親水性が増加することが知られているため、絶縁層５１の材料としてより望ましい。なお、絶縁層５１は、エッチング基板２０の全表面を覆わなくともよく表面部の一部だけ覆っていてもよい。

絶縁層５１は、シリコンにドーピングを行なうイオン注入装置を用いてエッチング基板２０に所定の角度からイオン注入を行い、エッチング基板２０の表面にダメージを与えて導電性を下げることにより形成してもよい。例えば、イオンビームの照射角度をエッチング基板２０の溝２０ａの深さ方向に対して１度とし、イオン源に水素を用い、イオンビームのエネルギを３００ｋｅＶ、幅３μｍ程度として、エッチング基板２０を回転させながらイオン注入を行なうことにより、エッチング基板２０の表面全域に絶縁層５１を形成することができる。本実施形態を用いて製造された第２のグリッド５０は、溝２０ａの内壁に絶縁層５１を有することになるので、Ａｕ２７のエッチング基板２０への拡散を抑止することができる。

［第６実施形態］
第２実施形態等では、シリコンからなるエッチング基板２０とＡｕからなる導電性薄膜３１との接合に、４００°Ｃ程度の低温下での拡散接合を用いている。しかし、この拡散接合では、Ａｕの成膜による凹凸や、接合温度が低いために表面の残留物(ゴミなど)の除去が不十分になること、更にはＡｕの拡散による凝集などが生じることにより、エッチング基板２０と導電性薄膜３１との間にボイドが発生することが分かっている。エッチング基板２０と導電性薄膜３１との間にボイドが発生すると、導電性薄膜３１からグリッド層１７が剥がれやすくなり、剥がれた部分が画像欠陥の原因となるため、グリッドの品質に大きな影響を及ぼしてしまう。上記問題を解決するため、本実施形態では、導電基板または導電性薄膜にエッチング基板と同じ材質の半導体を用いている。以下、本実施形態について詳述する。

図１３（Ａ）に示すように、本実施形態の第２のグリッド５５（図１３（Ｂ）参照）には、第１実施形態と同様に、エッチング基板５６と導電基板５７とが用いられている。エッチング基板５６及び導電基板５７は、ともにシリコンから構成されている。導電基板５７は、電解メッキ時にシーズ層として機能させるため、不純物がドープされた半導体シリコンとなっている。不純物のドープ量は、例えば、１×１０^１８ｃｍ^−３程度であり、また、ドープする不純物としては、放射線吸収性の低い物質、すなわち原子番号が小さい元素が好ましい。エッチング基板５６は、第４実施形態と同様に、導電基板５７よりも高い比抵抗値、例えば１００Ω・ｃｍ以上を有する高抵抗シリコンからなる。ここで、本実施形態における半導体とは、抵抗率が１０^−４〜１０^１２Ω・ｃｍの範囲内を示し、１０^−４Ω・ｃｍ以下を導体（金属）と定義する。

エッチング基板５６と導電基板５７との接合には、例えば、シリコン同士の接合方法として一般的な直接接合が用いられる。この直接接合では、酸などの化学薬品と純水を用いてエッチング基板５６と導電基板５７との表面処理を行い、両者を重ね合わせた状態で熱処理することにより強固に接合することができる。直接接合の熱処理には、１０００°Ｃ程度の高温が用いられるため、残留物の低減とシリコンの優れた平坦性により、ボイドの発生はかなり低減される。

エッチング基板５６に溝５６ａを形成するエッチング工程は、図３（Ｂ）〜（Ｅ）に示す第１実施形態と同様であるため、詳しい説明は省略する。図１３（Ｂ）に示すように、電解メッキ工程では、導電基板５７がシーズ層として用いられ、第１実施形態と同様に溝５６ａ内にＡｕ２７が充填される。上述したように、導電基板５７の表面には接合にともなう凹凸が生じていないので、凹凸を原因とするボイドの発生は少なくなる。また、エッチング基板５６に高抵抗シリコンを用いているので、図９に示すように、エッチング基板５６の表面側からＡｕ２７の充填が始まることもない。これにより、溝５６ａ内のボイドを原因とする画像欠陥を防止することができる。

本実施形態では、エッチング基板５６を高抵抗シリコンとしたが、第５実施形態と同様に、エッチング工程後にエッチング基板の表面を絶縁化し、あるいはエッチング基板の表面にＳｉＯ_２等の絶縁層を設けてもよい。更に、導電基板５７からメッキのための電流端子をとるに際して、電流端子と半導体の導電基板５７との間で電流障壁が形成され電流が流れにくくなる場合がある。この際には、例えば導電基板５７の電流端子をとる部分にオーミック接触がとれる金属を蒸着等によって成膜し、熱処理を行うことで対応してもよい。導電基板５７の導電型がｐ型の場合には、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔなどを蒸着し、数百度の熱処理を行うことにより、オーミック接触が可能な端子を形成することができる。

［第７実施形態］
図１４に示す本実施形態の第２のグリッド６０のように、シリコンで構成されたエッチング基板６１及び導電基板６２を、それぞれを一導電型半導体基板（ｎ型半導体）と、反対導電型半導体基板（ｐ型半導体）から構成してもよい。これによれば、エッチング基板６１と導電基板６２とが逆バイアス接続となり、導電基板６２からエッチング基板６１に電流が流れなくなるので、エッチング基板６１の表面側から溝６１ａ内にメッキが始まるのを防止することができる。エッチング基板６１及び導電基板６２を半導体とするためにドープされる不純物の量は、例えば、１×１０^１６ｃｍ^−３以上であり、ドープ後の抵抗値は、例えば１００Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。また、ドープする不純物としては、放射線吸収性の低い物質、すなわち原子番号が小さい元素が好ましい。なお、導電基板６２を陽極にするような電解メッキ方法があれば、エッチング基板６１と導電基板６２との極性を逆にしてもよい。

第１グリッド及び第２のグリッドは、Ｘ線の照射によりＡｕ２７が発熱したときに、Ａｕ２７がエッチング基板及び導電基板に拡散することがある。Ａｕ２７がエッチング基板及び導電基板に拡散すると、Ａｕ２７のＸ線吸収性と、エッチング基板及び導電基板のＸ線透過性とが低下してしまい、グリッドとしての性能が低下する。しかしながら、本実施形態では、エッチング基板６１及び導電基板６２に、不純物がドープされたｐ型及びｎ型の半導体シリコンを用いているので、不純物がドープされていないシリコンに比べてＡｕ２７の拡散を抑止することができる。これにより、Ａｕ２７の発熱によるグリッドの性能低下を防止することができる。

［第８実施形態］
図１５に示すように、第７実施形態の第２のグリッド６０から導電基板６２を除去し、Ｘ線吸収部１４ａとｎ型半導体のＸ線透過部１４ｂとからなる第２のグリッド６５を構成してもよい。また、図１６に示すように、第７実施形態の第２のグリッド６０にＸ線吸収部１４ａをマスクとしてエッチングを行い、Ｘ線吸収部１４ａの間のＸ線透過部１４ｂを除去することにより、ｐ型半導体の導電基板６２とＸ線吸収部１４ａとからなる第２のグリッド６７を構成してもよい。これらによれば、エッチング基板６１あるいは導電基板６２の分だけ、Ｘ線の透過性を向上させることができる。また、不純物がドープされた半導体がＡｕ２７の拡散を抑止するので、グリッドとしての性能低下を防止することができる。

［第９実施形態］
第７実施形態では、導電基板を用いたグリッドを例に説明したが、図１７に示す第２のグリッド７０のように、エッチング基板７１及び導電性薄膜７２をｎ型半導体シリコン及びｐ型半導体シリコンによって構成し、支持基板７３をガラス等の絶縁体によって構成してもよい。これによれば、導電性薄膜を用いた場合でも、ｐ型及びｎ型半導体によるＡｕ２７の拡散抑止効果を得ることができる。また、第６実施形態と同様に、エッチング基板７１及び導電性薄膜７２を高抵抗シリコン及び半導体シリコンにしてもよい。更に、第８実施形態と同様に、メッキ工程後に導電性薄膜７２及び支持基板７３、あるいはＸ線透過部１４ｂを除去してもよい。

第６〜９実施形態では、半導体シリコンを用いたが、不純物をドープしたＧｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＳｉＣ、ＩＧＺＯのいずれかを用いてもよいし、ペンタセン、パーフルオロフタロシアニン等の有機半導体を用いてもよい。

［第１０実施形態］
上記第２実施形態では、支持基板３２に導電性薄膜３１を設けたが、図１８に示すように、エッチング基板７５と支持基板７６との接合面にそれぞれ第１導電性薄膜７７及び第２導電性薄膜７８を形成し、第１及び第２導電性薄膜７７、７８同士を接合させてシーズ層７９を形成してもよい。第１導電性薄膜７７と第２導電性薄膜７８との接合には、上記各実施形態と同様に、拡散接合、常温接合または陽極接合等を用いることができる。

エッチング基板７５と支持基板７６とを接合する際に、第１導電性薄膜７７または第２導電性薄膜７８にゴミが残留している場合がある。また、第１及び第２導電性薄膜７７、７８の表面に凹凸が生じている場合、もしくは第１及び第２導電性薄膜７７、７８が吸収していたガスが接合時の熱によって放出されることもある。図１８に示すように、エッチング基板７５と支持基板７６との接合時に、第１導電性薄膜７７と第２導電性薄膜７８との間にゴミまたはガス等の異物８０が挟み込まれた場合、または、第１及び第２導電性薄膜７７、７８の表面に凹凸がある場合には、図１９（Ａ）及びその平面図である同図（Ｂ）に示すように、シーズ層７９内にボイドＶ１、Ｖ２が生じることがある。このボイドＶ１、Ｖ２は、１〜１０ｍｍ程度の大きさにまで及ぶことがあり、数μｍのグリッドピッチに比べると非常に大きなものとなる。

例えば、シーズ層７９内にボイドＶ１、Ｖ２が発生している状態でエッチング基板７５を薄くするために研磨すると、図２０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ボイドＶ１の部分でエッチング基板７５が剥がれてしまうことがある。また、研磨時にボイドＶ２の部分でエッチング基板７５が剥がれなかったとしても、図２１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、エッチング基板７５に溝７５ａ及びＸ線透過部１４ｂを形成したときに、ボイドＶ２による応力によって、ボイドＶ２の上にあるＸ線透過部１４ｂがシーズ層７９から離れてしまうことがある。図２２は、図２１（Ｂ）のボイドＶ２の部分を拡大した平面図であるが、Ｘ線透過部１４ｂがシーズ層７９から離れることにより、Ｘ線透過部１４ｂに歪みが生じてしまう。ボイドＶ１、Ｖ２によるグリッドの欠陥は、ミリメータサイズにまで及ぶことが多いため、使用不可能な製造不良となり、グリッドの製造得率が低下してしまう。

上記問題を解決するため、本実施形態では、図２３に示すように、支持基板８１の第２導電性薄膜８２に、微小なサイズの多数の凹部８３を形成している。この凹部８３は、位相コントラスト画像への影響を考慮して、Ｘ線画像検出器１５のｘ方向及びｙ方向の画素サイズ（例えば１５０μｍ角）以下が好ましく、例えば直径５０μｍ、深さ０〜１０μｍであり、その間隔は例えば５００μｍ以上が好ましい。

本実施形態によれば、第１導電性薄膜７７と第２導電性薄膜８２との間に生じたボイドは、多数の凹部８３により分散して吸収されるので、ミリメータサイズの大きなボイドが発生しなくなる。したがって、大きなボイドを原因とするエッチング基板７５の剥落や、Ｘ線透過部１４ｂの歪みの発生を防止することができる。また、凹部８３により第１導電性薄膜７７と第２導電性薄膜８２との接触面積が減少するため、両者の接触部分に接合時にかかる荷重が増え、接合力が高められる。

凹部８３は、図示しないエッチングマスクを介して支持基板８１に多数の凹部８１ａをエッチングによって形成し、この支持基板８１の上に、蒸着等によってＡｕ等からなる導電性薄膜８２を成膜して形成されている。なお、図２４に示すように、支持基板８５の上に成膜した導電性薄膜８６にエッチングマスクを介してエッチングを行い、多数の凹部８７を形成してもよい。この凹部８７の直径、深さ及び間隔も、上記凹部８３と同程度であることが好ましい。

［第１１実施形態］
図２５は、エッチング基板９０、シーズ層９１及び支持基板９２からなる層構造に対し、エッチング基板９０に溝９０ａ及びＸ線透過部１４ｂが形成された状態を示している。本実施形態では、第１０実施形態の円形状の凹部８３に代えて、Ｘ線透過部１４ｂの配列方向（ｘ方向）に沿って設けられた複数のライン状の凹部９３を備えている。

図２６（Ａ）及びその平面図である同図（Ｂ）に示すように、凹部９３は、図示しないエッチングマスクを介してエッチング基板９０に多数の凹部９０ｂをエッチングによって形成し、エッチング基板９０の凹部９０ｂが設けられている面上に、蒸着等によってＡｕ等からなる第１導電性薄膜９５を成膜することにより形成されている。シーズ層９１は、第１導電性薄膜９５と、支持基板９２に設けられた第２導電性薄膜９６とからなる。

本実施形態においても、エッチング基板９０と支持基板９２とを接合する際に第１導電性薄膜９５と第２導電性薄膜９６との間に生じたボイドは、多数の凹部９３により分散して吸収されるので、ボイドを原因とするエッチング基板９０の剥落や、Ｘ線透過部１４ｂの歪みの発生を防止することができ、エッチング基板９０と支持基板９２との接合力を高めることもできる。図２７（Ａ）は、エッチング基板９０に溝９０ａ及びＸ線透過部１４ｂを形成した状態を表す平面図であり、同図（Ｂ）、（Ｃ）はそのＡ−Ａ断面及びＢ−Ｂ断面である。これらの図に示すように、シーズ層９１は、各Ｘ線透過部１４ｂに設けられた凹部９０ｂ内に入り込み、Ｘ線吸収部１４ａ及びＸ線透過部１４ｂがシーズ層９１から剥がれるのを防止するアンカー層としても機能する。

なお、シーズ層９１をＡｕにより形成した場合、Ｘ線吸収部１４ａ及びＸ線透過部１４ｂの剥がれを防止するアンカー層として剛性が不足することも考えられる。その場合には、図２８に示すように、エッチング基板９０に形成する第１導電性薄膜９８を、Ｎｉ等の剛性が高い第１層９８ａと、Ａｕからなる第２層９８ｂによって構成し、シーズ層によるアンカー効果を高めてもよい。

［第１２実施形態］
図２９は、エッチング基板１００、シーズ層１０１及び支持基板１０２からなる層構造に対し、エッチング基板１００に溝１００ａ及びＸ線透過部１４ｂが形成された状態を示している。本実施形態では、第１０実施形態のシーズ層９１に代えて、エッチング基板１００とシーズ層１０１との間に、粗面状のアンカー層１０３を備えている。アンカー層１０３は、エッチング基板１００の下面全域に設けられており、Ｘ線吸収部１４ａ及びＸ線透過部１４ｂの接合面積を増加させることによって、第１０実施形態のシーズ層９１よりも高いアンカー効果を発揮する。

アンカー層１０３は、次のような手順で形成される。図３０（Ａ）に示すように、エッチング基板１００の下面に凹凸の高さが０．１〜１０μｍ程度の粗面１００ｂを形成し、この粗面１００ｂ上にアンカー層１０３をスパッタあるいはメッキ等によって形成する。アンカー層１０３には、低Ｘ線吸収性かつ高剛性であり、エッチング基板１００にドライエッチングを行なう際に用いられるエッチング液及びガスに耐性を有する導電性材料が用いられる。アンカー層１０３の材質には、例えば、Ｎｉ、ステンレス等が好ましい。

図３０（Ｂ）に示すように、次の工程では、アンカー層１０３の下面がＣＭＰ等により研磨され、平坦化される。同図（Ｃ）に示すように、次の工程では、アンカー層１０３の下に凹部１０４を有する第１導電性薄膜１０５が形成される。同図（Ｄ）に示すように、次の工程では、エッチング基板１００と、第２導電性薄膜を有する支持基板１０２とが接合され、シーズ層１０１が形成される。その後、図２９に示すように、上記各実施形態と同様に、エッチング基板１００に溝１００ａ及びＸ線透過部１４ｂが形成され、電解メッキにより溝１００ａ内にＡｕが充填され、Ｘ線吸収部１４ａが形成される。アンカー層１０３は、シーズ層１０１とともに電解メッキ時の電極として用いられる。

なお、エッチング基板と支持基板との接合に拡散接合を用いる場合、エッチング基板と支持基板の接合面に金属層が必要であるが、陽極接合の場合は、片側に金属層があればよい。したがって、エッチング基板と支持基板とを陽極接合する場合には、図３１に示すように、エッチング基板１００側にのみシーズ層１０１を形成してもよい。ただし、陽極接合では、金属層と接合される基板にナトリウムを含有している必要があるので、支持基板１０７をテンパックスガラスまたはパイレックスガラスなどのホウケイ酸ガラスによって形成するのが好ましい。また、接合面にホウケイ酸ガラス膜が形成された支持基板を用いてもよい。

［第１３実施形態］
図３２（Ａ）は、第２実施形態において、エッチング基板２０に溝２０ａ及びＸ線透過部１４ｂが形成された状態を示している。第２のグリッドは、Ｘ線透過部１４ｂのピッチが数μｍ、Ｘ線の進行方向の厚みが数十〜百数十μｍという微細で高アスペクト比な構造を有する。したがって、溝２０ａを形成した後のエッチング基板２０は、板状のＸ線透過部１４ｂがｘ方向に複数枚並んでいるような状態となる。

例えば、Ｘ線リソグラフィを用いて溝２０ａを形成した場合、現像時の溶液の揺動、乾燥時の水の表面張力等により、同図（Ｂ）に示すように、Ｘ線透過部１４ｂが倒れて隣のＸ線透過部１４ｂに当接するスティッキングが発生しやすくなる。Ｘ線透過部１４ｂのスティッキングは、メッキの不均一成長によっても発生する。例えば、成長の早い部分と遅い部分とが隣り合っていると、成長の早い部分がＸ線透過部１４ｂを押し倒してしまう。溝２０ａが変形すると、Ｘ線吸収部１４ａ及びＸ線透過部１４ｂのピッチが不均一になり、第２のグリッドの性能が低下してしまう。

上記問題点を解決するため、本実施形態の第２のグリッド１１０は、図３３に示すように、Ｘ線透過部１４ｂの間の溝２０ａ内に、隣接されたＸ線透過部１４ｂを連結する複数の透過部用ブリッジ部１１１を設けている。透過部用ブリッジ部１１１は、エッチング基板２０によってＸ線透過部１４ｂと一体に設けられており、Ｘ線吸収部１４ｂを分断するように、溝２０ａの開口側から底面側の全域に配置されている。透過部用ブリッジ部１１１は、Ｘ線透過部１４ｂの間隔を維持するので、第２のグリッド１１０の強度が向上する。

透過部用ブリッジ部１１１は、図５（Ｄ）に示すエッチングマスク２５に、透過部用ブリッジ部１１１の形状を規定するブリッジパターンを一緒に形成し、そのエッチングマスク２５を介してエッチング基板２０をエッチングすることにより形成することができる。図３４に示すように、エッチング後のエッチング基板２０には、複数の溝２０ａ及びＸ線透過部１４ｂとともに、複数の透過部用ブリッジ部１１１が一体に形成される。

エッチング基板２０のエッチング終了後、第２実施形態と同様に、電解メッキによって溝２０ａ内にＡｕ２７が充填され、図３３に示す第２のグリッド１１０が形成される。Ｘ線透過部１４ｂは、透過部用ブリッジ部１１１によって連結されているので、電解メッキ時にＸ線透過部１４ｂにスティッキングが発生することはない。

透過部用ブリッジ部１１１の幅Ｆと、溝２０ａの幅Ｗ２との関係は、Ｆ≧Ｗ２であることが好ましい。また、透過部用ブリッジ部１１１のｙ方向のピッチＵは、短すぎると透過部用ブリッジ部１１１の個数が多くなり、Ｘ線吸収部１４ａのＸ線吸収能が低下するので、例えば溝２０ａの幅Ｗ２の５倍以上であることが好ましい。

［第１４実施形態］
第１３実施形態では、溝２０ａの開口側から底部まで達する透過部用ブリッジ部１１１を設けたが、溝２０ａの開口側だけに透過部用ブリッジ部を設けてもよい。図３５に示すように、本実施形態の第２のグリッド１１５は、Ｘ線透過部１４ｂの上に、エッチング基板２０のエッチングに用いられたエッチングマスク１１６が設けられている。エッチングマスク１１６には、隣接されたＸ線透過部１４ｂを連結する透過部用ブリッジ部である、ブリッジパターン１１７が一体に設けられている。ブリッジパターン１１７のｙ方向の幅Ｆ及びピッチＵは、第１３実施形態と同様とされている。ブリッジパターン１１７は、Ｘ線透過部１４ｂの間隔を維持するので、第２のグリッド１１５の強度を向上することができる。

ブリッジパターン１１７の形成方法について説明する。図３６に示すように、支持基板３２と接合された後のエッチング基板２０上に、液状レジストの塗布、露光及び現像等によって、エッチングマスク１１６が形成される。エッチングマスク１１６には、ｙ方向に延びかつｘ方向に沿って配列された複数のラインパターン１１８と、各ラインパターン１１８間を連結する複数のブリッジパターン１１７とが設けられている。図３６は、エッチングマスク１１６の最小構成を表しており、実際は多数のブリッジパターン１１７及びラインパターン１１８を有している。

図３７は、図３６のＡ−Ａ断面を左列に、Ｂ−Ｂ断面を右列に表しており、同図（Ａ）は、エッチングマスク１１６が形成された後のＡ−Ａ断面及びＢ−Ｂ断面を表している。同図（Ｂ）に示すように、次の工程では、エッチングマスク１１６を介してボッシュプロセスまたはクライオプロセスによりエッチング基板２０がエッチングされ、ｘ方向に沿って配列された複数の溝２０ａ及びＸ線透過部１４ｂが形成される。

ボッシュプロセスまたはクライオプロセスでは、垂直性の高い形状を形成することができるが、ある程度のサイドエッチングが発生する。例えば１００μｍの深さをエッチングすると０．５μｍ程度のサイドエッチングが生じる。したがって、ブリッジパターン１１７のｙ方向の幅Ｆを適切に設定することにより、ブリッジパターン１１７の下のシリコンを除去することができる。図３８に示すように、エッチング後のエッチング基板２０には、複数の溝２０ａ及びＸ線透過部１４ｂが一緒に形成され、各Ｘ線透過部１４ｂは、複数のブリッジパターン１１７によって連結される。

エッチング基板２０のエッチング終了後、第１実施形態と同様に、電解メッキによって溝２０ａ内にＡｕ２７が充填され、図３５に示す第２のグリッド１１５が形成される。Ｘ線透過部１４ｂは、ブリッジパターン１１７によって連結されているので、電解メッキ時にＸ線透過部１４ｂにスティッキングが発生することはない。

［第１５実施形態］
第１４実施形態では、エッチングマスク１１６のブリッジパターン１１７によりＸ線透過部１４ｂを連結したが、エッチングマスクを構成するレジストでは強度が低いことが考えられる。そこで、エッチング基板とエッチングマスクとで構成した透過部用ブリッジ部を設けてもよい。図３９に示すように、本実施形態の透過部用ブリッジ部１２０は、Ｘ線透過部１４ｂと一体に設けられた連結部１２１と、連結部１２１の上部に設けられた補強部材であるブリッジパターン１２２とを含んでいる。

以下、透過部用ブリッジ部１２０の形成方法について説明する。図４０に示すように、支持基板３２が接合された後のエッチング基板２０上に、ｘ方向に延びかつｙ方向に沿って配列された複数の帯状のブリッジ用マスク１２３が液状レジストの塗布、露光及び現像等によって形成される。ブリッジ用マスク１２３は、２点鎖線で示すように、エッチングによってエッチング基板２０に形成される溝２０ａを跨いでＸ線透過部１４ｂ間を連結するように配置されている。なお、図４０は、１つのブリッジ用マスク１２３を表しているが、実際は多数のブリッジ用マスク１２３がエッチング基板２０上に形成されている。

図４１は、図４０のＡ−Ａ断面を左列に、Ｂ−Ｂ断面を右列に表している。同図（Ａ）は、ブリッジ用マスク１２３が形成された後のＡ−Ａ断面及びＢ−Ｂ断面を表している。図４１（Ｂ）に示すように、次の工程では、ブリッジ用マスク１２３を介して、ボッシュプロセスによりエッチング基板２０が厚み方向の途中までエッチングされる。

次いで、図４１（Ｃ）に示すように、蒸着等によってＳｉＯ_２等からなる絶縁層１２５がエッチング基板２０上に形成される。同図（Ｄ）に示すように、絶縁層１２５は、図示しないエッチングマスクを介してエッチングされる。これにより、図４２に示すように、エッチング基板２０上には、ｘ方向に延びかつｙ方向に沿って配列された複数のラインパターン１２７と、各ラインパターン１２７間を連結しかつブリッジ用マスク１２３を覆う複数のブリッジパターン１２２とからなるエッチングマスク１２９が形成される。

図４１（Ｅ）に示すように、エッチングマスク１２９を介してボッシュプロセスによりエッチング基板２０がエッチングされ、ｙ方向に沿って配列された複数の溝２０ａ及びＸ線透過部１４ｂが形成される。この場合、ブリッジ用マスク１２３がラインパターン１２７にオーバーラップしているため、このオーバーラップ部分のサイドエッチングは抑えられ、ブリッジ用マスク１２３の下のシリコンは除去されずに残り、Ｘ線透過部１４ｂを連結する連結部１２１となる。これにより、連結部１２１と、この連結部１２１を補強する補強部材であるブリッジパターン１２２及びブリッジ用マスク１２３とが、Ｘ線透過部１４ｂ間を連結する透過部用ブリッジ部１２０として機能する。

［第１６実施形態］
第１３、第１４実施形態では、溝２０ａの開口側に透過部用ブリッジ部を設けたが、図４３に示すように、溝２０ａ内の底部に配置された透過部用ブリッジ部１３５を設けてもよい。

以下、透過部用ブリッジ部１３５の形成方法について説明する。図４４に示すように、本実施形態では、支持基板３２が接合された後のエッチング基板２０の上面に、蒸着等によってＳｉＯ_２等からなる第１絶縁層１３６が厚さｄで形成される。次いで、図４５に示すように、第１絶縁層１３６の上には、ｙ方向に延びかつｘ方向に沿って配列された複数のラインパターン１３７を有する第１エッチングマスク１３８が、液状レジストの塗布、露光及び現像等によって形成される。

図４６は、図４５のＡ−Ａ断面を左列に、Ｂ−Ｂ断面を右列に表しており、同図（Ａ）は、第１エッチングマスク１３８が形成された後のＡ−Ａ断面及びＢ−Ｂ断面を表している。なお、Ｂ−Ｂ断面は、上記透過部用ブリッジ部１３５が形成される位置の断面であり、Ａ−Ａ断面は透過部用ブリッジ部１３５が設けられない位置の断面である。

図４６（Ｂ）に示すように、次の工程では、第１絶縁層１３６が第１エッチングマスク１３８を介してエッチングされ、第１絶縁層１３６からなるラインパターンが形成される。第１エッチングマスク１３８は、第１絶縁層１３６のエッチング後に除去される。次いで、同図（Ｃ）に示すように、エッチング基板２０とエッチング後の第１絶縁層１３６との上に、第１絶縁層１３６と同様に第２絶縁層１３９が厚さｄで形成される。これにより、第１絶縁層１３６と第２絶縁層１３９とが積層された部分の厚みは、２ｄとなる。なお、第１絶縁層１３６の厚さを２ｄにし、エッチングを厚さの半分ｄで止めるハーフエッチングをしてもよい。

図４６（Ｄ）及び図４７に示すように、次の工程では、第２絶縁層１３９の上に、第１エッチングマスク１３８と同様のラインパターン１４０と、Ｂ−Ｂ断面の位置で各ラインパターン１４０を連結するブリッジパターン１４１とを有する第２エッチングマスク１４２が、第１エッチングマスク１３８と同様に形成される。

図４８（Ｅ）に示すように、次の工程では、第２絶縁層１３９が第２エッチングマスク１４２を介してエッチングされる。これにより、エッチング基板２０の上面には、第１絶縁層１３６と第２絶縁層１３９とが積層されたラインパターン１４３と、第２絶縁層１３９からなるブリッジパターン１４４とからなる第３エッチングマスク１４５が形成される。第２エッチングマスク１４２は、第３エッチングマスク１４５の形成後に除去される。

図４８（Ｆ）、（Ｇ）に示すように、次の工程では、第３エッチングマスク１４５を介してボッシュプロセスによりエッチング基板２０がエッチングされる。このエッチングでは、エッチング基板２０だけでなく、第３エッチングマスク１４５もある割合でエッチングして薄くしていき、ラインパターン１４３とブリッジパターン１４４との厚み差によるエッチング速度差を利用して先にブリッジパターン１４４を消失させ、ブリッジパターン１４４の下に透過部用ブリッジ部１３５を形成する。

エッチング基板２０が所定深さだけエッチングされたときにブリッジパターン１４４を消失させるための条件は、エッチング基板２０の材質であるシリコンと第３エッチングマスク１４５の材質であるＳｉＯ_２との選択比をＡ、シリコンのエッチングを行なう目標深さをｔ、シリコンが目標深さｔだけエッチングされるときにＳｉＯ_２がエッチングされるエッチング割合をＢ、ブリッジパターン１４４の厚みをｄとしたとき、式「ｄ＝Ｂ×ｔ／Ａ」により求めることができる。

例えば、選択比Ａ＝１０００、目標深さｔ＝１００μｍ、エッチング割合Ｂ＝０．３としたとき、ブリッジパターン１４４の厚みｄは、ｄ＝３０ｎｍとなる。このように設定すると、エッチング基板２０を３０μｍの深さまでエッチングしたときにブリッジパターン１４４が消失してその下のシリコンのエッチングが始まり、結果として溝２０ａ内には、高さ３０μｍの透過部用ブリッジ部１３５が形成される。

［第１７実施形態］
第１６実施形態では、溝２０ａの底部に透過部用ブリッジ部１３５を設けたが、図４９に示すように、溝２０ａ内の中間位置に透過部用ブリッジ部１５０を設けてもよい。

以下、透過部用ブリッジ部１５０の形成方法について説明する。図５０に示すように、本実施形態では、エッチング基板２０の上面に、ｘ方向に延びかつｙ方向に沿って配列された複数の透過部用ブリッジ部１５０をＳｉＯ_２によって形成する。透過部用ブリッジ部１５０は、例えば、エッチング基板２０の上面にＳｉＯ_２層を形成し、透過部用ブリッジ部１５０と同一形状のパターンを備えたエッチングマスクを介してＳｉＯ_２層をエッチングすることにより形成される。２点鎖線は、エッチング基板２０に形成される溝２０ａ及びＸ線透過部１４ｂであり、透過部用ブリッジ部１５０はこれらを貫通するように形成される。

図５１は、図５０のＡ−Ａ断面を表しており、同図（Ａ）は、透過部用ブリッジ部１５０が形成された後のＡ−Ａ断面を表している。同図（Ｂ）に示すように、次の工程では、エッチング基板２０の膜成長（例えばＣＶＤ）あるいはシリコン基板の接合及び研磨により、透過部用ブリッジ部１５０がエッチング基板２０内に埋め込まれる。同図（Ｃ）に示すように、次の工程では、エッチング基板２０の下面に支持基板３２が接合される。

図５１（Ｄ）及び図５２に示すように、次の工程では、エッチング基板２０の上面に、ｙ方向に延びかつｘ方向に沿って配列された複数のラインパターン１５１を有するエッチングマスク１５２が、液状レジストの塗布、露光及び現像等によって形成される。次に、同図（Ｅ）に示すように、エッチングマスク１５２を介してボッシュプロセスによりエッチング基板２０がエッチングされ、ｘ方向に沿って配列された複数の溝２０ａ及びＸ線透過部１４ｂが形成される。

第１６実施形態と同様に、このエッチング時にもサイドエッチングによって透過部用ブリッジ部１５０の下のシリコンが除去される。これにより、透過部用ブリッジ部１５０は、各Ｘ線透過部１４１ｂを貫通するように配置される。なお、透過部用ブリッジ部１５０の幅は、サイドエッチングが０．５μｍであるとき、例えば０．８μｍであることが好ましい。

透過部用ブリッジ部１５０は、エッチング基板２０のエッチングでは消失しないように設けられている。例えば、エッチング基板２０の材質であるシリコンと透過部用ブリッジ部１５０の材質であるＳｉＯ_２との選択比が１０００であるとき、透過部用ブリッジ部１５０の厚みを１００ｎｍ以上にすれば、目標深さ１００μｍまでエッチング基板２０をエッチングしても透過部用ブリッジ部１５０は消失させずに残すことができる。

［第１８実施形態］
上記各実施形態では、全てのＸ線透過部１４ｂを透過部用ブリッジ部によって連結したが、Ｘ線透過部１４ｂをｘ方向の複数本ごとに透過部用ブリッジ部によって連結してもよい。例えば、第１３実施形態の第２のグリッド１１０を例に説明すると、図５３（Ａ）に示すように、３本のＸ線透過部１４ｂを１組として透過部用ブリッジ部１１１により連結してもよいし、同図（Ｂ）に示すように、５本のＸ線透過部１４ｂを１組として透過部用ブリッジ部１１１により連結してもよい。なお、ブリッジ部により連結するＸ線透過部１４ｂの本数は、３本または５本に限定されるものではなく、その他の本数であってもよい。

また、上記各実施形態では、ブリッジ部をｘ方向、すなわちＸ線透過部１４ｂの配列方向に沿って直線状に配列したが、図５４に示すように、透過部用ブリッジ部１５５をｘ方向において千鳥状に配列してもよい。また、図５５に示すように、透過部用ブリッジ部１６０をｘ方向に対して斜めに配列してもよい。

更には、図５６に示すように、透過部用ブリッジ部１６５のｙ方向のブリッジピッチＵを一定に維持しながら、ｘ方向で隣接する透過部用ブリッジ部１６５間のｙ方向の間隔がｋ１〜ｋ３のようにランダムになるように配置してもよい。第２のグリッドの性能低下を小さくするという観点からすれば、Ｘ線遮蔽能力が低くなる位置が一定にならないようにすることができるので、透過部用ブリッジ部１６５をランダムに配置するのが好ましい。なお、ブリッジピッチＵもランダムにしてもよい。

また、図５６に示す透過部用ブリッジ部１６５のブリッジピッチＵを、所定の中心値ａからある範囲ｂ内で分布する値（ａ±ｂ／２）としてもよい。例えば、中心値ａを３０μｍ、範囲ｂを１０μｍとしたとき、ブリッジピッチＵは、２５μｍ〜３５μｍの範囲内となる。また、ブリッジピッチＵは、整数の倍数にならない素数としてもよい。この場合、２５μｍ以上で、例えばＸ線画像検出器１５のｘ方向及びｙ方向の画素サイズ（例えば１５０μｍ角）以下の素数を順に、あるいはランダムに用いてもよい。また、例えば「０、１、３、５、７、１１、１３、１７、１９」までの素数を、基準となるブリッジピッチＵの開始値２５μｍに加算し、その加算した値「２５、２６、２８、３０、３２・・・」を順に、あるいはランダムに用いてもよい。

［第１９実施形態］
第１３〜第１８実施形態では、グリッドのＸ線透過部１４ｂ間を連結する透過部用ブリッジ部について説明したが、グリッドにＸ線吸収部１４ａ間を連結する吸収部用ブリッジ部を設けてもよい。

図５７（Ａ）は、本実施形態の第２のグリッド１７０をＸ線画像検出器１５の側から見た平面図であり、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＡ−Ａ断面を表している。また、図５８は、第２のグリッド１７０の斜視図を表している。第２のグリッド１７０は、Ｘ線透過部１４ｂを連結する複数の透過部用ブリッジ部１７１と、Ｘ線吸収部１４ａを連結する複数の吸収部用ブリッジ部１７２とを備えている。透過部用ブリッジ部１７１は、Ｘ線透過部１４ｂと同じ材質によって一体に設けられており、第２のグリッド１７０の強度を向上させる。吸収部用ブリッジ部１７２は、Ｘ線吸収部１４ａと同じ材質によって一体に設けられており、透過部用ブリッジ部１７１と同様に第２のグリッド１７０の強度を向上させる。なお、透過部用ブリッジ部１７１は、第１３実施形態と同じ構成であるため、詳しい説明は省略する。

吸収部用ブリッジ部１７２のｙ方向の幅Ｅは、Ｘ線吸収部１４ａの幅と同じか、またはＸ線吸収部１４ａの幅Ｗ２よりも大きくされている。また、吸収部用ブリッジ部１７２のｙ方向の配置ピッチＳは、例えば、Ｘ線画像検出器１５の１画素のサイズ（例えば、１５０μｍ）以下であり、より好ましくは、Ｘ線吸収部１４ａの幅Ｗ２の５倍以上となっている。これは、吸収部用ブリッジ部１７２による位相コントラスト画像への影響をできるだけ小さくするためである。また、Ｘ線画像検出器１５の１画素内に占める吸収部用ブリッジ部１７２の面積の割合は、２０％以下とされている。これは、１画素内に占める吸収部用ブリッジ部１７２の面積が大きくなりすぎると、Ｘ線透過能が低下するためである。Ｘ線透過部用ブリッジ部１７１及び吸収部用ブリッジ部１７２の配置は、例えばｘ向において千鳥状に配置されている。

次に、第２のグリッド１７０の製造方法について説明する。第２実施形態と同様に、エッチング基板２０と支持基板３２との接合、エッチングマスクの形成、溝２０ａ及びＸ線透過部１４ｂの形成、及び電解メッキによるＸ線吸収部１４ａの形成の各工程によって製造される。これらの工程のうち、第２実施形態と異なっているのは、エッチングマスクの形態であり、エッチングマスクには、第１３実施形態と同様に、透過部用ブリッジ部１７１の形状を規定するパターンと、吸収部用ブリッジ部１７２の形状を規定するパターンとが設けられている。

図５９は、エッチング後のエッチング基板２０の形状を示している。エッチング基板２０には、溝２０ａ、Ｘ線透過部１４ｂ及び透過部用ブリッジ部１７１とともに、吸収部用ブリッジ部１７２を構成する連結用溝１７４が形成されている。連結用溝１７４は、電解メッキによってＡｕが充填されることによりＸ線吸収部１４ａを構成する。また、連結用溝１７４は、溝２０ａの間を連結しているので、溝２０ａ内のメッキ液の流動性が向上する。これにより、溝２０ａ内でのメッキ液の滞留によるメッキの不均一成長を防止することができる。

本実施形態では、Ｘ線吸収部１４ａと同じ高さを有する吸収部用ブリッジ部１７２を設けたが、図６０（Ａ）に示すように、Ｘ線の照射方向の入射側であるＸ線吸収部１４ａの上部のみが連結されるように吸収部用ブリッジ部１７５を設けてもよい。吸収部用ブリッジ部１７５は、溝２０ａの形成時に、吸収部用ブリッジ部１７５が形成される連結用溝１７５ａを同時に形成し、この連結用溝１７５ａ内に溝２０ａと同時に金を充填することにより形成することができる。

図６０（Ｂ）に示すように、Ｘ線の照射方向において、Ｘ線吸収部１４ａの中間部分を連結する吸収部用ブリッジ部１７６を設けてもよい。吸収部用ブリッジ部１７６は、エッチングによる溝形成と、電解メッキによる金の充填と、蒸着等によるシリコンの堆積とを組み合わせることによって形成することができる。

図６０（Ｃ）に示すように、Ｘ線の照射方向の出射側であるＸ線吸収部１４ａの底部を連結する吸収部用ブリッジ部１７７を設けてもよい。吸収部用ブリッジ部１７７は、エッチング基板２０の底面にエッチングによって吸収部用ブリッジ部１７７が形成される連結用溝１７７ａを形成し、エッチング基板２０の底面に金の蒸着等によってシーズ層１７８を積層することにより形成することができる。その後、エッチング基板２０に溝２０ａを形成し、溝２０ａ内に金を充填してＸ線吸収部１４ａを形成することにより、シーズ層１７８とＸ線吸収部１４ａが結合して吸収部用ブリッジ部１７７となる。

図６０（Ｄ）に示すように、Ｘ線吸収部１４ａの形成後に、Ｘ線の照射方向の入射側であるＸ線吸収部１４ａの上部を連結する吸収部用ブリッジ部１７９を設けてもよい。吸収部用ブリッジ部１７９は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ等のＸ線透過性を有する金属をメッキ、蒸着等により成膜し、吸収部用ブリッジ部１７９の形状となるようにエッチング等することにより形成することができる。

上述したように、Ｘ線吸収部１４ａの上部、中間、底部のいずれかのみを吸収部用ブリッジ部により連結することにより、Ｘ線透過能の低下を防止することができる。また、吸収部用ブリッジ部に使用する金の量を少なくすることができるので、グリッドのコストダウンが可能となる。

本実施形態においても、Ｘ線吸収部１４ａ及びＸ線透過部１４ｂをｘ方向の複数本ごとに、吸収部用ブリッジ部及び透過部用ブリッジ部によって連結してもよい。例えば、図５７、５８に示す第２のグリッド１７０を例に説明すると、図６１（Ａ）に示すように、３本のＸ線吸収部１４ａ及びＸ線透過部１４ｂをそれぞれ１組として、吸収部用ブリッジ部１７２及び透過部用ブリッジ部１７１により連結してもよい。また、同図（Ｂ）に示すように、５本のＸ線透過部１４ｂ及びＸ線透過部１４ｂをそれぞれ１組として、吸収部用ブリッジ部１７２及び透過部用ブリッジ部１７１により連結してもよい。

更に、図６１（Ｃ）に示すように、全てのＸ線透過部１４ｂを透過部用ブリッジ部１７１によって連結し、Ｘ線吸収部１４ａについては、２本ごとに吸収部用ブリッジ部１７２によって連結するようにしてもよい。これによれば、Ｘ線透過部１４ｂの強度は維持しつつ、吸収部用ブリッジ部１７２によるＸ線透過能の低下を防止することができる。なお、ブリッジ部によって連結するＸ線吸収部１４ａ及びＸ線透過部１４ｂの本数は、２本、３本または５本に限定されるものではなく、その他の本数でもよい。

また、上記実施形態では、透過部用ブリッジ部１７１及び吸収部用ブリッジ部１７２を千鳥状に配置したが、図６２（Ａ）に示すように、ｘ方向に対して直線状に配列してもよいし、同図（Ｂ）に示すように、ｘ方向に対して斜めに配列してもよい。更には、同図（Ｃ）に示すように、透過部用ブリッジ部１７１及び吸収部用ブリッジ部１７２のｙ方向のピッチ及びｘ方向の配置をランダムにしてもよい。

また、図５６に示す第１８実施形態の透過部用ブリッジ部１６５と同様に、透過部用ブリッジ部１７１及び吸収部用ブリッジ部１７２のｙ方向のピッチを一定に維持しながら、ｘ方向で隣接する透過部用ブリッジ部１７１間及び吸収部用ブリッジ部１７２間のｙ方向の間隔がランダムになるように配置してもよい。また、透過部用ブリッジ部１７１及び吸収部用ブリッジ部１７２のｙ方向のピッチを、所定の中心値ａからある範囲ｂ内で分布する値（ａ±ｂ／２）としてもよいし、整数の倍数にならない素数としてもよい。なお、透過部用ブリッジ部１７１及び吸収部用ブリッジ部１７２によるＸ線吸収能及びＸ線透過能の低下を考慮する場合には、透過部用ブリッジ部１７１及び吸収部用ブリッジ部１７２はランダムに配置されているのが好ましい。

［第２０実施形態］
上記各実施形態では、透過部用ブリッジ部を備えたグリッドと、透過部用ブリッジ部及び吸収部用ブリッジ部の両方を備えたグリッドとを説明したが、図６３に示す第２のグリッド１８０のように、Ｘ線吸収部１４ａにのみ吸収部用ブリッジ部１８１を設けてもよい。これによれば、Ｘ線吸収部１４が透過部用ブリッジ部に分断されることがないので、第２のグリッド１８０の強度がより向上する。なお、吸収部用ブリッジ部１８１の製造方法、幅Ｅ、配置ピッチＳや、配置等は、第１９実施形態の吸収部用ブリッジ部１７２と同様であるため、詳しい説明は省略する。

［第２１実施形態］
グリッドは、高アスペクト比な構造を有し、製造が難しいので、製造時の各工程で加工状態を検査するのが好ましい。例えば、エッチング基板にエッチングを行なって複数の溝を形成するエッチング工程では、エッチングが所望の深さまで到達しているか、溝の幅が深さ方向で均一であるかを評価する必要がある。また、溝内に放射線吸収材料であるＡｕを埋め込む電解メッキ工程では、溝内にＡｕが均一に埋め込まれているか（ボイドがないか）を評価する必要がある。

エッチング工程の検査には、可視反射光による顕微鏡観察法を用いることができるが、１０００倍程度の高い倍率で幅数μｍ、深さ１００μｍの溝の底面を観察するのは、溝の表面による散乱光が邪魔をするため困難である。また、電解メッキ工程の検査には、焦点サイズがサブμｍオーダーの線原を用いたＸ線透過観察が適用可能であるが、このＸ線透過観察は観察視野が狭く、画像取得に時間がかかるのでスループットが悪い。

上記問題を解決するため、本実施形態では、エッチング工程後に導電基板を透過可能な第１検査光を照射してエッチング状態を検査し、電解メッキ工程後には、導電基板及びエッチング基板を透過可能な第２検査光を照射して、溝に対するＡｕの充填状態を検査する。以下、この検査方法について詳述する。

図６４（Ａ）に示すように、本実施形態のグリッドの製造には、上述した第２実施形態と同様に、エッチング基板１９０、導電性薄膜１９１及び支持基板１９２が使用され、放射線吸収材料にはＡｕが用いられる。また、上述した第１検査光が導電性薄膜１９１及び支持基板１９２を透過でき、第２検査光がエッチング基板１９０、導電性薄膜１９１及び支持基板１９２を透過できるようにするため、エッチング基板１９０、導電性薄膜１９１及び支持基板１９２の各吸収波長λｅ、λｄ、λｓと、第１検査光及び第２検査光の波長λｍ１及びλｍ２とが下記式（１）及び（２）を満たすように設定されている。なおＡｕは可視、赤外の領域で十分厚い場合不透過である(反射される)。
λｄ、λｓ＜ λｍ１ ＜λｅ・・・（１）
λｄ、λｓ、λｅ＜ λｍ２・・・・（２）

上記式（１）の条件を満たすようにするため、支持基板１９２、導電性薄膜１９１及びエッチング基板１９０のそれぞれに、例えば、ガラス、ＩＴＯ等の透明導電膜及びシリコンを採用し、第１検査光には、ガラス及び透明導電膜の吸収波長よりも長波長で、かつシリコン及びＡｕよりも短波長な０．４〜０．７μｍの可視光を用いている。これにより、第１検査光は、導電性薄膜１９１及び支持基板１９２を透過し、エッチング基板１９０及びＡｕで反射される。

また、上記式（２）を満たすようにするため、第２検査光には、ガラス、透明導電膜及びシリコンの吸収波長よりも長波長で、かつＡｕよりも短波長な０．７μｍ以上の赤外光を用いている。これにより、第２検査光は、エッチング基板１９０、導電性薄膜１９１及び支持基板１９２を透過し、Ａｕで反射される。

図６４（Ｂ）に示すように、エッチング工程後には、第１光源１９３によって支持基板１９２側から第１検査光ＴＬ１が照射される。なお、エッチング工程は第２実施形態と同様であるため、詳しい説明は省略する。第１検査光ＴＬ１は、支持基板１９２及び導電性薄膜１９１を透過してエッチング基板１９０に吸収されるが、溝１９０ａを通過した第１検査光ＴＬ１、上方に配置されたイメージセンサ１９４により検出される。

イメージセンサ１９４の検出画像には、溝１９０ａを通過した第１検査光ＴＬ１がストライプ状に表される。また、エッチング工程の不良等によって溝１９０ａ内にシリコンの残滓１９０ｅが存在する場合には、このシリコン残滓１９０ｅが影となって映し出される。したがって、イメージセンサ１９４の検出画像を解析することにより、エッチング不良の有無だけでなく、その発生位置、大きさ等も判別できるので、例えば、Ｘ線画像検出器１５のｘ方向及びｙ方向の画素サイズ（例えば１５０μｍ角）を基準にしてＮＧ判定を行なうこともできる。本実施形態によれば、従来の顕微鏡観察法のように散乱光によって観察が邪魔されることがなく、エッチング基板１９０の微細な高アスペクト比構造を適切に検査することができる。

図６４（Ｃ）に示すように、電解メッキ工程後には、第２光源１９５によって支持基板１９２側から第２検査光ＴＬ２が照射される。なお、電解メッキ工程は第２実施形態と同様であるため、詳しい説明は省略する。第２検査光ＴＬ２は、支持基板１９２、導電性薄膜１９１を透過してＡｕ２７に吸収されるが、エッチング基板１９０を透過した第２検査光ＴＬ２は、上方に配置されたイメージセンサ１９６により検出される。

イメージセンサ１９６の検出画像には、エッチング基板１９０を透過した第２検査光ＴＬ２がストライプ状に表される。また、電解メッキ工程の不良等によって溝１９０ａ内にボイドＶが生じている場合には、ストライプの幅が変化し、あるいは途中で途切れてしまう。したがって、イメージセンサ１９６の検出画像を解析することにより、電解メッキの不良の有無だけでなく、その発生位置、大きさ等も判別できるので、例えば、Ｘ線画像検出器１５の画素サイズを基準にしてＮＧ判定を行なうこともできる。本実施形態によれば、従来のＸ線透過観察のように、焦点サイズが微小な線源等の高価な設備を必要としないのでローコストに適用可能である。また、検査可能な視野範囲が広いので検査のスループットを向上させることができる。

導電性薄膜１９１には、ＩＴＯの他、ＩＺＯ、ＺｎＯ等の透明導電膜を用いてもよいし、厚みを５００Å以下にしたＡｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ等の金属薄膜を用いてもよい。また、透明導電膜は、基板接合、電解メッキ等に用いる際に、その性質上、金属よりも劣る部分があるため、金属薄膜と組み合わせて用いてもよい。

導電性薄膜を介した基板接合、電界メッキを行う際には、その材料の性質を考慮する必要がある。例えば、基板接合の手法の１つである拡散接合では接合面での相互拡散性が、陽極接合では活性化エネルギが重要である。また、電界メッキでは、メッキ液耐性、メッキ材との密着性が挙げられる。ここで、透明導電膜の多くは酸化物から構成されており、金属に比べ上記の性能で劣る部分があり、これを補強するため表面に透明性を疎外しない程度に金属膜を薄く設けるのが好ましい。透明導電膜上の金属膜は、接合する面だけに設けても良いし、接合面とエッチング基板がエッチングされてメッキされる面両方に設けられてもよい。例えば、透明電極の厚さ２０００Åに対し、その両面にＮｉを２５０Å程度設けることで透明性と、接合、メッキ性能を維持することができる。本実施形態のグリッドは、完成後にもＡｕ２７以外の部分が可視光及び赤外光に対する透明性を有するので、完成後の検査等にも利用することができる。

［第２２実施形態］
以上で説明したＸ線画像撮影システムの撮影視野サイズは、Ｘ線源から第１のグリッドと第２のグリッドとの距離によって制限を受ける。すなわち、Ｘ線源は点光源とみなせるため、そこから離れた距離の分だけスポットサイズは拡大される。ただしその波面は光源からの等距離の関係が維持されるため、湾曲した面になる。すなわちグリッドの中心部と外周部での線源の入射角度は異なる。平坦なグリッド（中心、外周部で同じ入射角）を持ってきた場合、入射角度の違いにより外周部のＸ線の入射角度とグリッドの角度が平行でないためケラレが発生し、結果として不透過の領域ができ、有効面積が制限される。このため、Ｘ線画像撮影システムの撮影視野サイズを拡大するには、２枚のグリッドを大面積化すればよいが、大面積化に伴う周辺部でのＸ線のケラレへの対処と、グリッドの厚さ方向の収束性のコントロールとが必要になるので容易ではない。点光源であるＸ線源から放射されたＸ線を通過させるには、第１のグリッドと第２のグリッドとを収束型に湾曲させればよいが、従来のグリッドは硬い無機材料をベースに形成されているため、湾曲し難い。

上記問題を解決するため、グリッドを湾曲可能に構成し、図６５に示すＸ線画像撮影システム２００のように、第１のグリッド２０１及び第２のグリッド２０２をｙ方向を中心とする円筒状に湾曲させてもよい。例えば、第１のグリッド２０１及び第２のグリッド２０２に、第１実施形態のグリッドを用いる場合、エッチング基板２０の厚みＬ１を２０〜１５０μｍとし、導電基板１８の厚みＬ２を５０〜１５０μｍとするとともに、両者を接合した後の第２のグリッド１４の厚さを２００μｍ未満にするのが好ましい。

以下、第２のグリッド２０２を例にして、グリッドの湾曲構造について説明する。点光源であるＸ線源１１から放射されたコーンビーム状のＸ線を通過させるには、第２のグリッド２０２を、Ｘ線の放射角に沿って湾曲させる必要がある。図６６に示すように、例えば、Ｘ線源１１から第２のグリッド２０２までの距離Ｌ５を２００〜２３０ｃｍ、矩形状をした第２のグリッド２０２の１辺の長さＷを１５ｃｍとしたときＸ線の放射角θはおよそ２°となるので、第２のグリッド２０２の外縁部でＸ線を通過させるには、第２のグリッド２０２の中心に対する端部の湾曲量Ｋは、約３ｍｍとなる。

本実施形態では、第２のグリッド２０２を適切に湾曲させるため、Ｘ線吸収性の低い材質で形成された板状の収束用保持部材２０３の一方の面に、第２のグリッド２０２の端部を３ｍｍ程度湾曲させるような円筒面形状からなる湾曲凹部２０３ａを形成し、この湾曲凹部２０３ａ内に第２のグリッド２０２をエッチング基板２０側から収納して湾曲させている。また、必要に応じて、湾曲凹部２０３ａに対する第２のグリッド２０２の収納位置をアライメントし、接着等することによってその位置を固定する。これにより、コーンビーム状のＸ線が通過可能な湾曲されたグリッドを高い精度できる。なお、円筒状ではなく、球面状に湾曲させてもよい。なお、第１のグリッド２０１も第２のグリッド２０２と同様に湾曲されるので詳しい説明は省略する。

［第２３実施形態］
第２のグリッド２０２に第２実施形態のグリッドを用いて湾曲可能に構成するには、支持基板３２に、Ｘ線吸収性が低くかつフレキシブル性を持った有機材料を用いるのが好ましい。このような条件を満たす支持基板３２の材質としては、例えば、アクリル、ノボラック樹脂、ポリイミド、ポリエチレン、パリレン等の樹脂材料が挙げられる。支持基板３２は、第１実施形態の導電基板１８のように導電性が必要ないので、Ｘ線の透過性及びフレキシブル性が高い材質を選択することができ、Ｘ線の透過率を高く、湾曲しやすいグリッドを得ることができる。また、導電性薄膜３１の厚みは、支持基板３２のフレキシブル性を損なわない厚さであることが必要である。

支持基板３２とエッチング基板２０との接合には、熱と圧力をかけながら行う接着や、接着剤を介した接合、溶剤に分散した溶液をスピンコート等で塗布、熱硬化させてもよい。例えば、永久フォトレジストＳＵ−８を用いる場合、回転数１００ｒｐｍでスピンコートし、２００°ｃ程度の温度で熱処理することで形成可能である。これにより、形成できる膜厚は１０〜２００μｍである。本実施形態の第２のグリッドも、第２２実施形態と同様に湾曲することができる。

［第２４実施形態］
第２３実施形態では、支持基板３２の材質にフレキシブル性を持った有機材料を用いたが、厚みを限定することによりフレキシブル性を備えた無機材料を用いてもよい。支持基板３２に用いられる無機材料は、Ｘ線吸収性の低い材料が望ましく、例えばホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、石英、アルミナ、ＧａＡｓ、Ｇｅ等が望ましく、更にはエッチング基板２０と同じシリコンが望ましい。ホウケイ酸ガラスとしては、パイレックス（登録商標）ガラス、テンパックス（登録商標）ガラス等を用いることができる。また、導電性薄膜３１の材質及び設ける位置は、第２３実施形態と同様であるため、詳しい説明は省略する。更に、エッチング基板２０と支持基板３２とを接合した厚みは、フレキシブル性を考慮して２００μｍ未満であることが好ましい。

［第２５実施形態］
上記第２３実施形態では、エッチング時または電解メッキ時に有機材料からなる支持基板３２が撓んで溝２０ａが変形し、Ｘ線吸収部１４ａの性能が劣化する可能性がある。これを防ぐため、図６７に示すように、剛性を有する補強基板２０５と、補強基板２０５上に設けられた有機材料膜２０６とによって支持基板２０７を構成し、補強基板２０５の剛性によってエッチング時のエッチング基板２０の変形を防止してもよい。補強基板２０５は、溝２０ａ内へのＡｕの電解メッキ後に、上記第３実施形態を適用して除去してもよいし、グリッドが湾曲可能なフレキシブル性を得られる程度まで薄層化してもよい。なお、支持基板２０７を用いたグリッドの製造には、第２実施形態と同様の手順が用いられるので、詳しい説明は省略する。

補強基板２０５には、シリコン、ホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、石英、アルミナ、ＧａＡｓ、Ｇｅ等、エッチング時または電解メッキ時に変形しない剛性を有する材質を用いるのが望ましい。また、有機材料膜２０６には、例えば、アクリル、ノボラック樹脂、ポリイミド、ポリエチレン、パリレン等の樹脂材料を用いるのが好ましい。有機材料膜２０６の好ましい厚みは、例えば５μm程度である。

［第２６実施形態］
上記各実施形態は、第１のグリッド及び第２のグリッドを用いたＸ線画像撮影システムを例に説明したが、本発明は、図６８に示すように、Ｘ線源１１のＸ線放射方向の下流側に線源グリッド２１０を配置したＸ線画像撮影システム２１１にも適用可能である。線源グリッド２１０は、第１のグリッド１３及び第２のグリッド１４と同様にＸ線吸収部２１０ａ及びＸ線透過部２１０ｂを備えた吸収型グリッドであり、Ｘ線管１１から放射されたＸ線を部分的に遮蔽して実効的な焦点サイズを縮小するとともに、幅の狭い多数の線光源の集合を（分散光源）を形成する。この場合、線源グリッド２１０に上記各実施形態の構造及び製造方法を用いることができる。

［第２７実施形態］
上記各実施形態では、Ｘ線吸収部及びＸ線透過部を交互に配列した縞状のグリッドを例に説明したが、ブリッジ部に関する実施形態以外の実施形態は、Ｘ線吸収部を十字状に構成したグリッドにも適用が可能である。図６９に示すように、本実施形態の第２のグリッド２２０は、ｘ、ｙ方向に直交するように十字状に配置されたＸ線吸収部２２１と、Ｘ吸収部２２１の間に配置されたＸ線透過部２２２とから構成されている。なお、Ｘ線吸収部２２１の幅Ｗ２及びピッチＰ２、厚さＴ２等は、上記各実施形態と同様であるため、詳しい説明は省略する。

本実施形態の第２のグリッド２２０を製造する際には、例えば上記第２実施形態と同様に、エッチング基板の上にエッチングマスクを形成し、エッチングマスクを介してエッチングマスクに溝とＸ線透過部２２２とを形成する。溝の形成時には、十字状の溝が形成されるように、十字状のマスクパターンを有するエッチングマスクを使用する。その後、第２実施形態と同様に、導電性薄膜３１をシーズ層として、電解メッキ法により溝内にＡｕを充填する。

本実施形態の第２のグリッド２２０によれば、ブリッジ部を設けなくてもグリッドの強度を向上させることができる。また、第２のグリッド２２０の製造時には、Ｘ線吸収部２２１を形成するための溝自体が電解メッキ時のメッキ液の流路となるので、メッキ液の滞留によるボイド等の発生を防止することができる。なお、Ｘ線吸収部２２１は、ｘ、ｙ方向に直交するように配置したが、ｘｙ平面内において傾けて配置してもよい。また、Ｘ線吸収部を十字状に配置したが、Ｘ線透過部を十字状に配置し、このＸ線透過部の間にＸ線吸収部を配置してもよい。

上記各実施形態は、グリッドの構成及び製造方法の説明について第２のグリッド１４を例に説明したが、第１のグリッドまたは線源グリッドにも用いることができる。また、第１及び第２のグリッドを、そのＸ線透過部を通過したＸ線を線形的に投影するように構成しているが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、Ｘ線透過部でＸ線を回折することにより、いわゆるタルボ干渉効果が生じる構成（国際公開ＷＯ２００４／０５８０７０号公報等に記載の構成）としてもよい。ただし、この場合には、第１及び第２のグリッドの間の距離をタルボ干渉距離に設定する必要がある。また、この場合には、第１のグリッドを吸収型グリッドに代えて、位相型グリッドを用いることが可能であり、第１のグリッドに代えて用いた位相型グリッドは、タルボ干渉効果により生じる縞画像（自己像）を、第２のグリッドに射影する。

また、上記実施形態では、第２のグリッドにより強度変調された縞画像を縞走査法によって検出して位相コントラスト画像を生成しているが、１回の撮影によって位相コントラスト画像を生成するＸ線画像撮影システムも知られている。例えば、国際公開ＷＯ２０１０／０５０４８３号公報に記載されているＸ線画像撮影システムでは、第１及び第２のグリッドにより生成されたモアレをＸ線画像検出器により検出し、この検出されたモアレの強度分布をフーリエ変換することによって空間周波数スペクトルを取得し、この空間周波数スペクトルからキャリア周波数に対応したスペクトルを分離して逆フーリエ変換を行なうことにより微分位相像を得ている。このようなＸ線画像撮影システムの第１及び第２のグリッドの少なくとも一方に、本発明のグリッドを用いてもよい。

また、１回の撮影により位相コントラスト画像を生成するＸ線画像撮影システムには、強度変調手段として、第２のグリッドの代わりに、Ｘ線を電荷に変換する変換層と、変換層により生成された電荷を収集する電荷収集電極とを備えた直接変換型のＸ線画像検出器を用いたものがある。このＸ線画像撮影システムは、例えば、各画素の電荷収集電極が、第１のグリッドで形成された縞画像の周期パターンとほぼ一致する周期で配列された線状電極を互いに電気的に接続してなる線状電極群が、互いに位相が異なるように配置されたものであり、各線状電極群を個別に制御して電荷を収集することにより、１度の撮影により複数の縞画像を取得し、この複数の縞画像に基づいて位相コントラスト画像を生成している（特開２００９−１３３８２３号公報等に記載の構成）。このようなＸ線画像撮影システムの第１のグリッドに、本発明のグリッドを用いてもよい。

また、１回の撮影により位相コントラスト画像を生成する別のＸ線画像撮影システムとして、第１及び第２のグリッドを、Ｘ線吸収部及びＸ線透過部の延伸方向が相対的に所定の角度だけ傾くように配置し、この傾きにより上記延伸方向に生じるモアレ周期の区間を分割して撮影することにより、第１及び第２のグリッドの相対位置が異なる複数の縞画像を取得し、これらの複数の縞画像から位相コントラスト画像を生成することも可能である。このようなＸ線画像撮影システムの第１及び第２のグリッドの少なくとも一方に、本発明のグリッドを用いてもよい。

また、光読取型のＸ線画像検出器を用いることにより、第２のグリッドを省略したＸ線画像撮影システムが考えられる。このシステムでは、第１のグリッドによって形成された周期パターン像を透過する第１の電極層と、第１の電極層を透過した周期パターン像の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、光導電層において発生した電荷を蓄積する電荷蓄積層と、読取光を透過する線状電極が多数配列された第２の電極層とがこの順に積層され、読取光によって走査されることによって各線状電極に対応する画素毎の画像信号が読み出される光読取型のＸ線画像検出器を強度変調手段として用いており、電荷蓄積層を線状電極の配列ピッチよりも細かいピッチで格子状に形成することにより、電荷蓄積層を第２のグリッドとして機能させることができる。このようなＸ線画像撮影システムの第１のグリッドに、本発明のグリッドを用いてもよい。

さらに、上記実施形態では、被検体ＨをＸ線源と第１のグリッドとの間に配置しているが、被検体Ｈを第１のグリッドと第２のグリッドとの間に配置した場合にも同様に位相コントラスト画像の生成が可能である。また、上記各実施形態は、矛盾しない範囲で相互に組み合わせることが可能である。

以上説明した実施形態は、医療診断用の放射線画像撮影システムのほか、工業用や、非破壊検査等のその他の放射線撮影システムに適用することが可能である。また、本発明は、Ｘ線撮影において散乱線を除去する散乱線除去用グリッドにも適用可能である。更に、本発明は、放射線として、Ｘ線以外にガンマ線等を用いることも可能である。

１０、２００、２１１ Ｘ線画像撮影システム
１１ Ｘ線源
１３ 第１のグリッド
１４ 第２のグリッド
１４ａ Ｘ線吸収部
１４ｂ Ｘ線透過部
１５ Ｘ線画像検出器
１７ グリッド層
１８ 導電基板
２０ エッチング基板
２０ａ 溝
２７ Ａｕ
３１ 導電性薄膜
３２ 支持基板
３５ 保護層
５１ 絶縁層
７９ シーズ層
８３ 凹部
１０３ アンカー層
１１１ 透過部用ブリッジ部
１１６ エッチングマスク
１１７ ブリッジパターン
１２２ ブリッジパターン（補強部材）
１２３ ブリッジ用マスク（補強部材）
１７２ 吸収部用ブリッジ部
２０３ 収束用保持部材

Claims (19)

1. 放射線透過性を有する第１基板と、導電性及び放射線透過性と、前記第１基板と同程度の熱膨張係数とを有する第２基板とを接合する接合工程と、
   前記第１基板にエッチングマスクを介してエッチングを行って複数の溝を形成し、前記溝の間に配された部位を複数の放射線透過部とするエッチング工程と、
   前記第２基板を電極として用いる電解メッキ法により、前記溝内に放射線吸収材料を充填して複数の放射線吸収部を形成するメッキ工程と、
   を備えることを特徴とする放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
2. 放射線透過性を有する第１基板と、前記第１基板と同じ材質でかつ半導体であり、放射線透過性を有する第２基板とを接合する接合工程と、
   前記第１基板にエッチングマスクを介してエッチングを行って複数の溝を形成し、前記溝の間に配された部位を複数の放射線透過部とするエッチング工程と、
   前記第２基板を電極として用いる電解メッキ法により、前記溝内に放射線吸収材料を充填して複数の放射線吸収部を形成するメッキ工程と、
   を備えることを特徴とする放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
3. 放射線透過性を有する第１基板と、前記第１基板と同じ材質でかつ半導体である導電性薄膜、及び絶縁体により構成され、前記導電性薄膜を支持する支持基板を有し、放射線透過性を有する第２基板とを接合する接合工程と、
   前記第１基板にエッチングマスクを介してエッチングを行って複数の溝を形成し、前記溝の間に配された部位を複数の放射線透過部とするエッチング工程と、
   前記第２基板を電極として用いる電解メッキ法により、前記溝内に放射線吸収材料を充填して複数の放射線吸収部を形成するメッキ工程と、
   を備えることを特徴とする放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
4. 放射線透過性を有する第１基板と、導電性及び放射線透過性を有する第２基板とを接合する接合工程と、
   前記第１基板にエッチングマスクを介してエッチングを行って複数の溝を形成し、前記溝の間に配された部位を複数の放射線透過部とするエッチング工程と、
   前記第２基板を電極として用いる電解メッキ法により、前記溝内に放射線吸収材料を充填して複数の放射線吸収部を形成するメッキ工程と、を備えており、
   前記第１基板は、前記エッチング工程後に、少なくとも表面が絶縁性を有することを特徴とする放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
5. 放射線透過性を有する第１基板と、導電性及び放射線透過性を有する第２基板とを接合する接合工程と、
   前記第１基板にエッチングマスクを介してエッチングを行って複数の溝を形成し、前記溝の間に配された部位を複数の放射線透過部とするエッチング工程と、
   前記第２基板を電極として用いる電解メッキ法により、前記溝内に放射線吸収材料を充填して複数の放射線吸収部を形成するメッキ工程と、
   前記メッキ工程の後に、前記第１基板の少なくとも一方の面を研磨する工程と、
   を備えることを特徴とする放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
6. 放射線透過性を有する第１基板と、導電性及び放射線透過性を有する第２基板とを接合する接合工程と、
   前記第１基板にエッチングマスクを介してエッチングを行って複数の溝を形成し、前記溝の間に配された部位を複数の放射線透過部とするエッチング工程と、
   前記第２基板を電極として用いる電解メッキ法により、前記溝内に放射線吸収材料を充填して複数の放射線吸収部を形成するメッキ工程と、
   前記メッキ工程の後に、前記第１基板にエッチングを行なって、前記放射線吸収部の間の前記放射線透過部を除去する工程と、
   を備えることを特徴とする放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
7. 放射線透過性を有する第１基板と、導電性及び放射線透過性を有する第２基板との少なくとも一方の接合面に、多数の凹部を形成する工程と、
   前記第１基板と前記第２基板とを接合する接合工程と、
   前記第１基板にエッチングマスクを介してエッチングを行って複数の溝を形成し、前記溝の間に配された部位を複数の放射線透過部とするエッチング工程と、
   前記第２基板を電極として用いる電解メッキ法により、前記溝内に放射線吸収材料を充填して複数の放射線吸収部を形成するメッキ工程と、
   前記メッキ工程の後に、前記第１基板にエッチングを行なって、前記放射線吸収部の間の前記放射線透過部を除去する工程と、
   を備えることを特徴とする放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
8. 放射線透過性を有する第１基板の接合面を粗面にする工程と、
   前記粗面に放射線透過性及び導電性を有するアンカー層を形成する工程と、
   前記アンカー層を研磨して平滑化する工程と、
   前記第１基板と、導電性及び放射線透過性を有する第２基板とを接合する接合工程と、
   前記第１基板にエッチングマスクを介してエッチングを行って複数の溝を形成し、前記溝の間に配された部位を複数の放射線透過部とするエッチング工程と、
   前記第２基板を電極として用いる電解メッキ法により、前記溝内に放射線吸収材料を充填して複数の放射線吸収部を形成するメッキ工程と、
   を備えることを特徴とする放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
9. 放射線透過性を有する第１基板と、導電性及び放射線透過性を有する第２基板とを接合する接合工程と、
   前記第１基板にエッチングマスクを介してエッチングを行って複数の溝を形成し、前記溝の間に配された部位を複数の放射線透過部とするエッチング工程と、
   前記第２基板を電極として用いる電解メッキ法により、前記溝内に放射線吸収材料を充填して複数の放射線吸収部を形成するメッキ工程と、
   前記接合工程、前記エッチング工程及び前記メッキ工程によって製造された放射線画像撮影用グリッドを、放射線透過性を有する保持部材に設けられた湾曲面に接合して湾曲させる工程と、
   を備えることを特徴とする放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
10. 前記エッチングは、深堀用ドライエッチングによって行なわれることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
11. 前記第２基板は、前記電極として用いられる導電性薄膜が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
12. 前記第１基板は、不純物のドープにより一導電型を有する一導電型半導体であり、前記第２基板の半導体は、不純物のドープにより前記一導電型半導体と反対の導電型を有する反対導電型半導体であることを特徴とする請求項２または３に記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
13. 前記一導電型半導体は、ｎ型半導体からなることを特徴とする請求項１２に記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
14. 前記第１基板は、非導電性、あるいは比抵抗値が１００Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
15. 前記エッチング工程後に、前記第１基板の表面の全部または一部に絶縁層を形成する工程を有することを特徴とする請求項４に記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
16. 前記絶縁層は、親水性を有することを特徴とする請求項１５に記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
17. 前記エッチング工程後に、前記第１基板にイオン注入を行なって比抵抗値を高くする工程を有することを特徴とする請求項４に記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
18. 前記第１基板の前記第２基板が接合されている面を研磨する際に、前記第２基板を除去することを特徴とする請求項５に記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。
19. 前記第１基板の両面を研磨する場合には、前記第２基板が接合されていない面を研磨した後に当該面に保護層を形成し、その後に前記第２基板が接合されている面を研磨することを特徴とする請求項１８に記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。

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