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引言
为了实现微粒子的x射线荧光分析(XRF)，需要单色色的x射线化和聚焦。作为一种器件，有一种具有双曲率和单色聚焦x射线。但是，它要求晶体的表面没有缺陷。作为制备双弯曲晶体材料的硅单晶的方法，我们提出了采用化学反应的数控局部湿蚀刻(NC-LWE)。本文报道了NC-LWE机对五轴硅单晶的加工性能。
通过利用以SPring―8为代表的大型放射光设施的X射线， 虽然得到了较高的空间分辨率， 必须将测量试料带入设施， 不能发挥迅速、简便的优点，为了发挥这一优点， 希望在研究室水平开发具有亚微米级空间分解能的微小部分荧光X射线分析装置。因此，本文提出了数控局部湿蚀刻法（NC―LWE:Numerically Controlled Local Wet Etching）作为其加工法2）。本加工法的特征是，通过双重结构的加工喷嘴头供给蚀刻剂。加工成厚度为30µm的圆筒状，之后，对于曲率半径R，2Rsin2円的台座，研究了双重弯曲，使之粘结的2阶段的程序。
实验
NC-LWE中硅的加工特性：为了通过LWE进行NC加工， 通过对目标去除形状和单位加工痕迹形状进行反卷积模拟， 有必要求出加工喷嘴头的停留时间分布，因此，首先， 采用吸口径φ5mm的加工喷嘴头获取单位加工痕迹， 测定了其形状。测定中， 使用了扫描型白色显微干涉仪（ZYGO公司制造New View 200CHR）。
单位加工痕迹的整体情况如图1(a)所示。 断面形状如图1(b)所示， 加工条件如表1所示。单位加工痕迹的形状为 吸引口附近加工量较多， 在供应端口附近，加工量已经减少。 如果停留时间和加工量的关系具有线形性以及再现性， 我们认为高精度的形状创建是可能的。因此， 为了评价加工量的扫描速度依赖性， 以50～500mm/min的扫描速度进行了线加工。
图1单位加工痕的形状和截面形状
图2显示了在各扫描速度下，1次扫描形成的加工沟的最大深度和扫描速度的倒数的关系。图2的直线累计图1的单位加工痕迹的加工量，求出了线加工时的理想加工速度的扫描速度依赖性。另外，还记录了与该直线的加工量的比。据此，扫描速度快，即停留时间短的话，加工量比低扫描速度时要低。可以认为这是因为硅和氟硝酸的反应系存在诱导期间3）。另外，通过与从单位加工痕迹求出的理想加工量进行比较，为了将误差控制在10%以内，以200mm/min以下的扫描速度进行数值控制
图3 加工速度的经时变化
为了提高形状精度， 加工速度在NC加工中有必要维持一定。因此，调查了加工速度的经时变化。图3显示了每15分钟追加10g HF（50wt%）的情况和没有追加时的加工速度的变化率和经过时间的关系。横轴的经过时间，在装置内开始蚀刻剂循环时为0，另外，纵轴表示加工开始时的加工速度为1时的加工速度的变化率。没有追加HF时，加工开始2小时后加工速度降低到初始值的约60%。这是因为蚀刻剂的温度通过恒温槽维持一定，但由成分随着蒸发和消耗而发生变化，所以加工速度降低了。
在利用布拉格衍射的分光结晶中， 晶面的倾斜与衍射强度的降低相关联。因此，利用NC―LWE将Si薄板加工成圆筒状的同时，也进行晶面倾斜的修正。在进行NC加工之前，根据目标去除形状和单位加工痕迹形状，有必要进行求得加工喷嘴头的停留时间分布的模拟实验。目标去除形状由根据摇摆曲线测定法求得的，用于晶面倾斜修正的加工量和将薄板加工成凸状、凹状所需的加工量，以及最终的Si厚度调整的加工量（偏移量）决定。该目标去除形状如图4所示。模拟实验的条件根据上一节的结果将最高扫描速度设定为200mm/min.另外，关于加工速度的稳定性，从加工开始2小时在±10%之间。
为了得到保障，关于加工量多、总加工时间约为4小时的凹面加工，采用了2批加工。凸面、凹面的进给螺距均为0.3 mm.
图5显示了利用NC―LWE将Si薄板加工成圆筒状时的加工后形状误差的模拟结果。凸面为p―v 38nm，凹面为p―v 94nm.作为约翰森型分光结晶的形状误差是由NC―LWE的Si的加工精度、台座的加工精度、与台座的粘接技术等复合因素决定的。
讨论和总结
为了进行约翰森型分光结晶的加工，调查了硅的加工特性。首先，使用吸引口径φ5mm的加工喷嘴头取得了单位加工痕迹。NC加工时的扫描速度，几乎看不到诱导期间，知道了扫描速度的倒数，即蚀刻剂的停留时间和加工量成比例的200mm/min以下就可以了。
另外，加工速度的经时变化，通过每15分钟追加10g HF（50wt%），在2个小时内可以控制在初期状态的±10%以内。根据这些结果进行了加工模拟。
今后，预定以此次得到的模拟结果为基础，将Si薄板加工成圆筒状，与台座粘合，使之弯曲，评价聚光特性。