CN104715802A

CN104715802A - 散射x线除去用滤波栅的制造方法

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Publication number: CN104715802A
Application number: CN201510122594.8A
Authority: CN
Inventors: 胜见雪人; 町井芳文; 长谷川惠一; 长谷川博恒; 吉原丰; 吉田政人; 佐藤秀信
Original assignee: Fujikin Inc
Current assignee: Fujikin Inc
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2015-06-17
Anticipated expiration: 2035-03-19
Also published as: CN104715802B; JP2015203571A; KR101686321B1; KR20150117596A

Abstract

本发明的课题之一在于提供能够简易且廉价地制造1次X线的透射特性优异的散射X线除去用滤波栅的制造方法。解决手段之一是，在贯通图案成形工序中，通过对树脂基板GS照射同步加速光束，成形形成了以规定间隔配置有多个6角形状单位贯通部H的贯通图案的一次加工基板。接着，在无电解镀敷处理工序中，通过在含有具备X线吸收性的金属(Au)的无电解镀敷溶液中浸渍该一次加工基板，在单位贯通部H之间的连结部分B的表背面及单位贯通部H的内面形成无电解金镀敷层。

Description

散射X线除去用滤波栅的制造方法

技术领域

本发明涉及模拟/数字X线拍摄装置或X线CT装置、乳房X线照相术(mammography)、CR等X线图像处理装置(X－ray image handlingapparatus)所使用的散射X线除去用滤波栅的制造方法。

背景技术

X线图像处理装置中，产生向与在被检体中透射的入射X线(一次X线)无关的方向放射的X线、所谓的散射X线(二次X线)而导致拍摄画面的对比度或鲜明度的降低，成为准确诊断的妨碍的情况不少。要除去该散射X线，通常使用被称作散射X线除去用滤波栅(anti－scatter grids)(以下有时简称为“滤波栅”)的装置。

散射X线除去用滤波栅具有将由X线吸收大的物质(铅、钨等)构成的X线吸收部和由X线吸收小的物质(纸、木、铝、树脂等)构成的X线透射部相邻并交互配置的构造。

尽可能减少X线对被检体的曝射量，X线透射部由尽可能地透射X线的材料构成为佳。其中，最近，由空气层构成X线透射部的所谓被称作空气－滤波栅(Air－Grid)的滤波栅备受关注(例如专利文献1)。

在空气－滤波栅的情况下，X线透射部的形状为槽状、柱体状、或锥柱状(或锥体状)。

作为X线透射部的形状为槽状的空气－滤波栅，将细长的板状的X线吸收部和X线透射部(空气部)交互条纹状配置的槽型的平行滤波栅或集束滤波栅，但在重复使用中，难以长期维持X线吸收部和X线透射部的最初的配设精度，很难说机械强度也强，因此，在使用寿命上残存有课题。

另外，在槽型的平行滤波栅或集束滤波栅(以下有时记为“槽型空气－滤波栅”)的情况下，在与数字X线传感器一同使用时，因X线吸收部/X线透射部的排列间距和数字X线传感器的析像度的关系而在图像上产生波纹，成为画质降低的主要因素。

与之相对，X线透射部的形状为柱体状、或锥体状的空气－滤波栅(以下有时记为“柱/锥体型空气－滤波栅”)在多个X线透射部(空气部)沿X－Y方向排列，各X线透射部被X线吸收部区划，该X线吸收部成为自立性的一体构造。因此，在柱/锥体型空气－滤波栅的情况下，虽然没有槽型空气－滤波栅面临的上述课题，但有以下的课题1～3。

作为空气－滤波栅的性能，要提高散射X线的除去率，需要增长X线透射部的透射长(L)、增大将X线透射部的间隔(透射部的宽度)设为D的情况下的滤波栅比(grid ratio：γ)(L/D)(课题1)。

另外，为提高析像度，需要减小X线透射部的X线受容面(入射面)的大小(面积)(S1)和X线吸收部的X线受容面(入射面)的大小(面积)(S2)，且相对于X线透射部的X线受容面(入射面)的大小(S1)尽可能减小X线吸收部的X线受容面(入射面)的大小(S2)(课题2)。

但是，在课题2中，由于空气－滤波栅的构造强度按道理依赖于X线吸收部的构造强度，所以如果以解决课题1为前提，则随着X线吸收部的X线受容面(入射面)的大小(面积)(S2)减小，纵横比增大，难以维持机械强度(课题3)。

空气－滤波栅的制法有：激光直接加工法(专利文献1、2)、使用激光的三维光造形法(专利文献3)、光石版印刷术法(专利文献4、5)、湿式/干式蚀刻法(专利文献1、6)、模制法(专利文献1)、纳米打印法(专利文献7)等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特表2012－530588号公报

专利文献2：特开2000－65995号公报

专利文献3：特开2004－93332号公报

专利文献4：特开2012－122840号公报

专利文献5：特开2012－150144号公报

专利文献6：特开2012－47687号公报

专利文献7：特开2012－93117号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，这些专利文献所记载的空气－滤波栅的制法分别有优缺点，还没有任何制法都能够一举解决上述三个课题1～3，也没有能够保证得到散射X线的除去率、析像度及机械强度优异的空气－滤波栅的可靠的技术。

本发明鉴于上述课题进行了刻意探讨、研究，结果是，其目的之一提供散射X线除去用滤波栅制造方法，一举解决所述课题1～3，能够制造散射X线的除去率、析像度及机械强度优异的散射X线除去用滤波栅。

本发明的另一目的提供散射X线除去用滤波栅制造方法，能够简易且廉价地制造1次X线的透射特性优异的散射X线除去用滤波栅。

本发明的再其它目的提供散射X线除去用滤波栅制造方法，一举解决所述课题1～3，能够生产量良好地一举制造散射X线的除去率、析像度及机械强度优异的散射X线除去用滤波栅。

用于解决课题的手段

本发明第一方面提供散射X线除去用滤波栅的制造方法，制造经由X线吸收部以规定间隔排列有X线透射部的散射X线除去用滤波栅，其特征在于，包含：经由具有用于形成X线吸收部和X线透射部的规定的图案的光掩模对设于支承基板的表面的感光性树脂层曝光同步加速器(synchrotron)辐射光的工序；接着，将相当于X线吸收部的图案区域的树脂层除去而制作X线吸收部形成用槽部的槽图案，得到一次加工体的工序；之后，将所述一次加工体浸渍于含有金属的无电解镀敷溶液中，由此在所述X线吸收部形成用槽部填充所述金属而形成金属填充部之后，将处于非金属填充部的残渣树脂除去，形成作为X线吸收部的空隙部，由此得到二次加工体的工序；接着，将所述空隙部的内壁和所述金属填充部的露出表面壁用X线吸收性的金属膜覆盖，形成X线吸收部的工序。

本发明第二方面提供散射X线除去用滤波栅的制造方法，制造经由X线吸收部以规定间隔排列有X线透射部的散射X线除去用滤波栅，其特征在于，包含：经由具有用于形成X线吸收部和X线透射部的规定的图案的光掩模对设于支承基板的表面的感光性树脂层曝光同步加速器辐射光的工序；接着，将相当于X线吸收部的图案区域的树脂层除去而制作X线吸收部形成用槽部的槽图案，得到一次加工体的工序；之后，将所述一次加工体浸渍于含有X线吸收性的金属的无电解镀敷溶液中，由此在所述X线吸收部形成用槽部填充所述金属而形成成为X线吸收部的金属填充部之后，将处于非金属填充部的残渣树脂除去，形成作为X线吸收部的空隙部的工序。

发明效果

根据本发明，能够一举解决上述课题(课题1～3)，制造散射X线的除去率、析像度及机械强度优异的散射X线除去用滤波栅。另外，能够简易且廉价地制造1次X线的透射特性优异的散射X线除去用滤波栅。进而，能够一举解决上述课题(课题1～3)，生产量高地一举制造散射X线的除去率、析像度及机械强度优异的散射X线除去用滤波栅。

附图说明

图1A是用于说明由本发明的制造方法制造的散射X线除去用滤波栅的优选例的之一的示意放大上面部分图；

图1B是在图1A中点划线X1－X2所示的部位切断的情况下的、示意放大剖面部分图。

图2A～图2E是用于说明本发明的制造方法的工序的主要工序的示意说明图；

图2A主要是曝光工序说明图；

图2B主要是制作一次加工体的工序的工序说明图；

图2C主要是制作一次加工体的工序的工序说明图；

图2D主要是用于说明无电解镀敷的工序的工序说明图；

图2E主要是说明用于制作二次加工体的工序的工序说明图；

图3是表示本发明一实施方式的X线滤波栅制造装置的概略结构的块图；

图4是表示所述实施方式所使用的同步加速光束成形装置4的概略结构的说明图；

图5是表示所述实施方式所使用的无电解镀敷处理装置5的概略结构的说明图；

图6是表示X线滤波栅制造处理内容的概要的图；

图7是表示贯通图案成形工序的处理内容的概要的流程图；

图8是用于说明所述贯通图案成形工序及无电解镀敷处理的树脂基板的局部剖面图；

图9是成形由6角形单位贯通部构成的贯通图案的树脂基板的局部平面图；

图10是形成有无电解金镀敷层PT的滤波栅本体G的外观图；

图11是本发明涉及的X线滤波栅的各种透射构造的局部放大图；

图12是使用本发明涉及的集束型X线滤波栅进行人体的X线拍摄的情况下的概略说明图。

符号说明

100 空气－滤波栅

101 X线吸收部

102 X线透射部

103 开口

104 Aa上面

104 Bb下面

105 内壁

200 空气－滤波栅被加工体

200a 被加工体

200b 一次加工体

200c 二次加工体

201 支承基板

202 感光性树脂层

202a 已曝光树脂层

203 光掩模

204 曝光光

205 部分A

206 部分B

206a 空间部(槽部)

206b 金属填充部

207 非金属填充部

207a 空间部

1 控制装置

2 ROM

3 RAM

4 同步加速光束成形装置

5 无电解镀敷处理装置

6 搬运装置

7 位置检测装置

10 同步加速器装置

11 电子蓄积环

12 电子枪线型加速器

13 电子枪

14 同步加速光束

15 X－Y工作台装置

16 支承部

17 被照射物

18 射出口

19 X－Y工作台本体

20 无电解镀敷溶液槽

21 无电解镀敷溶液

22 升降台机构

23 移动搬运机

24 机械手

25 搬运轨道

26 已成形基板

70 X线源

71 集束型X线滤波栅

72 X线检测器

73 人体

74 1次X线

75 X线透射部

76 X线吸收部

GS 树脂基板

H 单位贯通部

H1 圆形状单位贯通部

H2 四角形状单位贯通部

H3 槽形状单位贯通部

G 滤波栅本体

B 连结部分

P2 无电解金镀敷层

P3 无电解金镀敷层

具体实施方式

以下，对于本发明，列举其实施方式进行具体且详细说明，但本发明不限于这些的具体例，只要以本发明的本质为基础，则也包含外延或扩展的例子。即，本发明不限于上述实施方式或变形例，不用说不脱离本发明的技术思想的范围的各种变形例、设计变更等包含于其技术的范围内。

图1A表示用于说明由本发明的制造方法制造的散射X线除去用滤波栅的优选例之一的示意放大上面部分图。

图1B表示在图1A中由点划线X1－X2表示的部位切断的情况下的、示意放大切断面部分图。

图1A所示的空气－滤波栅100由X线吸收部101和经由X线吸收部101以规定间隔排列的多个X线透射部102构成。X线吸收部101除吸收所照射的X线的功能之外，还一并具有作为空气－滤波栅100的构造体的功能，无论构成材料的如何选择，都能够使空气－滤波栅100拥有自立性。

X线透射部102为六角柱状(或六角筒状)的空隙空间，至少在使用中由高效地透射X线的空气等气体充满。X线透射部102的内壁由X线吸收面构成。通过该构成，吸收除去通过六角形状的开口103入射来的散射X线，尽可能地仅使向开口103直进入射来的一次X线透射，由此能够提高所得的X线图像的鲜明度。

图1A及图1B中，由于为X线吸收部101的外壁具备X线吸收性的情况，所以X线透射部102的内壁105成为由X线吸收部101的外壁构成的例子。即，X线透射部102的内壁105和X线吸收部101的外壁相同。

X线透射部102以六角柱状(或六角筒状)构成体的例子表示，但本发明不限于此。例如，除去六角之外，优选采用包含三角、四角、五角、八角等的多角柱状构成体或三角～八角的多角锥体状构成体。如果由这些多角柱状构成体/多角锥体状构成体构成X线透射部102，则即使将空气－滤波栅100的构造体的X线吸收部101的厚度(d)为提高析像度而充分减薄，也可以保持构造强度，所以优选。特别是在六角的柱状构成体或锥体状构成体的情况下，能够使厚度(d)极薄，能够制造高析像度的空气－滤波栅。

本发明中，将X线吸收部101设为作为构造体的芯的部分(主要部分)A和覆盖该芯的部分A的外表部分B的二片结构，使一举形成1次X线透射的X线透射部102的长度(Lx)非常长的结构成为可能。在本发明涉及的空气－滤波栅的情况下，X线吸收部101如果发挥足够的X线吸收性，则只要芯的部分(主要部分)A和外表部分B的至少任一方为X线吸收性即可。本发明中更优选的方式为至少上面104A、下面104B、内壁面105等露出，使暴露于X线的表面为X线吸收性的形式。

本发明中，作为X线吸收性材料优选采用的是金(Au)、钛(Ti)、钨(W)、钽(Ta)、锡(Sn)、铅(Pb)及它们的合金等重金属材料。特别是，金(Au)能够通过镀敷、溅射、蒸镀等方法设置均一且无缺陷的薄的膜，是更优选的材料。

X线透射部102的X线入射的开口103的面积(开口面积：S1)、1次X线透射的X线透射部102的长度(Lx)、X线吸收部101的厚度(d)为决定空气－滤波栅100的析像度和鲜明度的因素。开口面积(S1)越小，越能够提高析像度和鲜明度。长度(Lx)越长越能够除去散射X线，因此，以能够除去充分的散射X线的方式设计空气－滤波栅100。厚度(d)越薄，越能够提高析像度，因此，如果X线透射部102能够发挥作为构造体的功能，则优选尽可能薄。为使空气－滤波栅100具有自立性，X线透射部102适宜选择所构成的材料和制法形成，另外，其厚度(d)也需要某种程度的厚度。

图2A～图2E是用于说明本发明的制造方法的工序的主要工序的示意说明图。

图2A主要是曝光工序说明图，图2B及图2C主要是制作一次加工体的工序的工序说明图，图2D主要是用于说明无电解镀敷的工序的工序说明图，图2E主要是说明用于制作二次加工体的工序的工序说明图。

空气－滤波栅加工用的被加工体200由支承基板201和设于其表面的感光性树脂层202构成。

本发明中，作为形成感光树脂层的感光树脂，能够举出在光刻技术的领域使用的所谓的光致抗蚀剂。

作为光致抗蚀剂，根据所使用的同步加速器辐射光的波长和能量、光掩模的材质适宜选择使用。另外，所使用的光致抗蚀剂也可以是正型下的负型，但根据目的选择适宜的类型使用。

作为本发明中优选采用的光致抗蚀剂，从X线、深紫外线(Deep－UV)等、波长短且能量较高的线源/光源用的光致抗蚀剂中根据目的适宜选择。

作为这样的光致抗蚀剂，例如能够举出：以酚醛清漆树脂为基体聚合物且以萘醌为溶解阻止剂的光致抗蚀剂、以含有氟的聚合物或硅氧烷系聚合物为主成分的光致抗蚀剂、具有金刚烷或降冰片烯等环状脂环基的高分子系的光致抗蚀剂、由环化橡胶和双叠氮化合物构成的光致抗蚀剂、化学增幅型光致抗蚀剂等。

特别是在高感度、高析像度这一点上，期望使用化学增幅型光致抗蚀剂。

进而，在本发明中，作为深紫外线用，优选以TDUR－P722的商品名(东京应化制)市售的光致抗蚀剂。

另外，可作为东京应化工业制的商品名TSMR－V90、TMMR S2000、PMER－900；化学microm制的商品名SU－83000、KMPR；瑞士Clariant社制的商品名AZ4903等优选的材料使用。进而，感光性聚酰亚胺、感光性聚苯并噁唑等的感光性树脂也为优选的材料之一，也可以使用二偶氮萘醌(DNQ)酚醛清漆系厚膜用正型抗蚀剂。

被加工体200被置于曝光设置台(未图示)的规定位置。在被加工体200上配设具有相当于所制作的空气－滤波栅的X线透射部和X线吸收部的图案的光掩模203。

光掩模203既能够密合配置于被加工体200表面上(密合曝光的情况)，也可以设置极小的间隙配置于被加工体200表面上(接近式曝光的情况)，或者，还能够隔开更宽的规定间隙配置于被加工体200表面上。

被加工体200经由光掩模203进行图案曝光。

本发明中，曝光光204采用辉度－能量高且指向性优异的同步加速器辐射光。

本发明中，根据所使用的感光性树脂或光掩模203的种类、材质等采用适合的能量的同步加速器辐射光。通常，可采用数keV～百keV程度的同步加速器辐射光，优选采用数keV～60keV的同步加速器辐射光。

本发明中，曝光的同步加速器辐射光能够是单色光也可以是复合光，根据所使用的光掩模203的图案选择透射/不透射可靠的同步加速器辐射光的情况能够进行可靠的曝光，所以优选(参照图2B)。

本发明中所采用的曝光方式，根据所希望适宜选择，作为可选择的曝光方式，有接触(密合)曝光方式、接近(近接)曝光方式、扫描投影(反射镜)方式(扫描)、缩小投影(透镜)曝光方式(阶梯&重复)、扫描缩小投影(透镜)曝光方式(阶梯&扫描)。

接触(密合)曝光方式以将掩模和试样(被加工体)密合的状态曝光，因此，为可靠性最高且分解能高的方式，但由于掩模挤压试样而容易带伤，所以掩模寿命短且成本容易变高。

接近(近接)曝光方式使掩模和试样(被加工体)非接触，能够防止掩模伤的发生，从曝光波长和掩模－试样间的间隙精度考虑，微细化以2μm为限。

超过这2方式的限界进一步微细化适用投影(投影)方式。

扫描投影(反射镜)方式(扫描)的曝光方式为等倍曝光方式，但多被利用于对面积大的试样面曝光的情况。在本发明中，对于接近胸部或全身的大小的身体的拍摄使用大型的X线拍摄用X线感光体，因此，在制作用于此的大型滤波栅时，优选采用这样的曝光方式。在制作小型高析像度的滤波栅的情况下，优选采用缩小投影曝光方式。

图2B表示在已曝光树脂层202a上形成有与光掩模203的图案相对应的图案的潜影(图中斜线表示)的被加工体200a。

对该被加工体200a赋予液体显影剂，将处于已曝光树脂层202a的部分B(不要部分)206的树脂除去，形成用于制作X线吸收部的空间部(槽部)206a，由此可得到一次加工体200b(参照图2C)。部分A205成为图2D所示的非金属填充部207。

作为将图案曝光了的已曝光树脂层202a显影，将部分B206溶解除去时使用的显影剂，根据所使用的光致抗蚀剂的选择，无论水溶性、非水溶性均可使用。

作为正型光致抗蚀剂用显影液，例如可优选使用作为有机碱的四甲基氢氧化铵(TMAH：tetra－methyl－ammonium－hydroxide)。作为TMAH，例如可举出由株式会社Tokuyama市售的商品名Tokuso－SD－1、SD－W、SD－20、SD－25、由多摩化学工业(株)市售的商品名TMAH2.38％、TMAH25％、由Nagasechemtex(株)市售的商品名NPD－18、NPD－2000等。另外，也可以使用由横浜油脂工业(株)市售的商品名DL－A4、DL－T25、DL－A10、DL－P1、由Nagasechemtex(株)市售的商品名NK－63、NK－2000、NK－3000、NN－2000、NF－1500等。

其次，通过将一次加工体200b浸渍于包含金属M的无电解镀敷溶液，在空间部(槽部)206a填充金属M，形成金属填充部206b，由此，形成由金属填充部206b和非金属填充部207构成的槽图案。在本发明的槽部，不限于如空间部206a那样作为贯通部形成的情况下，包含形成为凹部状的情况。

作为本发明中所采用的、化学镀敷即上述无电解镀敷有置换镀敷和自催化型还原反应镀敷，但根据所期望可采用任何一方。

之后，通过将处于非金属填充部207的残渣树脂除去并形成空隙部(X线透射部)207a，得到二次加工体200c。在二次加工体200c中，金属填充部206b直接作为X线吸收部的芯体或X线吸收部自身。

在金属M相对于X线不具有充分的吸收性的情况下，金属填充部206b作为X线吸收部的被膜形成用的芯体起作用，由X线吸收性优异的例如金(Au)等材料覆盖空隙部(X线透射部)207a的内壁面、金属填充部206b的上面104Aa、下面104Ba(X线吸收性被膜的形成)，最终形成X线吸收性优异的X线吸收部。这里的X线吸收性被膜的形成适合采用的被膜形成法为无电解等化学镀敷法、电解镀敷法等。

在金属M相对于X线具有充分的吸收性的情况下，金属填充部206b其自身成为X线吸收部。

作为可无电解镀敷的金属M，可举出镍(Ni)、钴(Co)、铜(Cu)、金(Au)、钯(Pd)等铂族金属。

本发明中所使用的无电解镀敷液可使用市售的大概的制品，但从对人体的安全性、环境保护的观点出发，优选按照RoHS指令(有害物质使用规则)或ELV指令(End－of Life Vehicles Directive：、"Directive 2000/53/EC OFTHE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 18 September2000 on end－of life vehicles"“与已使用的车辆相关的2000年9月18的欧州议会和欧州连合理事会的指令2000/53/EC”的通称)、WEEE指令(WasteElectrical and Electronic Equipment Directive、WEEE Directive)的市售品的使用。

无电解镀敷液的液组成基本上包含在溶液中生成金属M离子的化合物和还原剂。

作为本发明中使用的还原剂，可举出次磷酸和其盐、硼氢化合物、联氨和其衍生物、福尔马林等。

在无电解镍镀敷法的情况下，因镀敷液中所含的还原剂，能够使获得的Ni膜中含有P(磷)或B(硼)。例如，如果还原剂使用次磷酸盐，则获得的Ni膜中能够含有P(磷)，如果使用二甲胺基硼烷(DMAB)，则Ni膜中能够含有B(硼)。如果Ni膜中含有B(硼)，则与Ni膜中含有P(磷)的情况相比，能够提高膜的硬度，降低膜的电阻，因此，可根据反应容器的用途区分使用。如果还原剂使用联氨，则与次磷酸或DMAB(二甲胺基硼烷)的情况不同，在反应中不会产生氢气，所以是合适的。

Ni膜中所含有的P(磷)的量根据空气－滤波栅所要求的性能适宜决定，但期望以化学组成计优选设为Ni：83～98％，P：2～15％，其它：0～2％。在B(硼)的情况下，期望以化学组成计设为Ni：97～99.7％，B：0.3～3％，其它：0～2.7％。

市售的无电解镍镀敷液，例如由Toolsystem株式会社、株式会社Worldmetal、株式会社金属加工技术研究所、奥野制药工业株式会社、上村工业株式会社等制造或销售。例如，由奥野制药工业株式会社以TopnicoronBL80、Topnicoron PBW、Topnicoron LPH、Topnicoron ALT、Topnicoron ON、Topnicoron NAC、TopchemalloyB－1、Topnicoron KIT等的商品名市售。

以下示出基于本发明的制造方法，根据图2A～图2E的工序制造空气－滤波栅(蜂窝构造的并行滤波栅)的一例。

(a)“空气－滤波栅的尺寸”

滤波栅厚度(X线透射部的长度“(Lx)”；滤波栅高度)····720μm

X线吸收部的辉度(d)(壁宽)····15μm

X线透射部的图案周期(D)····100μm

平面尺寸····(52mm)×(52mm)

(b)“制作条件”

X线吸收部····(无电解镍镀敷)+(金镀敷)

光致抗蚀剂···TDUR－P722(东京应化工业社制)

显影液···NMD－3(东京应化工业社制)

无电解镍液···Ni－P系镀敷液

无电解镀敷制造条件···自催化型还原反应镀敷

同步加速器辐射光····偏向电磁石光源、白色光

光束尺寸····120mm(H)×10mm(V)

试样氛围气···氦、氮、氩

通过上述的制造条件获得的空气－滤波栅以如规定(如设计那样)的尺寸形成。使用该空气－滤波栅进行X线拍摄，得到极其鲜明的规定的析像度的图像。

其次，根据附图详细说明本发明的散射X线除去用的滤波栅制造装置及其制法的实施方式。

图3表示本发明一实施方式的X线滤波栅制造装置的概略结构。

该实施方式的X线滤波栅制造装置具有控制部，所述控制部具有由包含CPU的微处理器构成的控制装置1、存储有制法程序的ROM2、以及具有存储各种数据的工作区的RAM3。该X线滤波栅制造装置中包含：用于滤波栅本体的成形加工的同步加速光束成形装置4、用于形成作为X线吸收层的无电解镀敷层的无电解镀敷处理装置5、用于加工物的搬运的搬运装置6及检测各制造工序中的加工物的搬运位置的位置检测装置7。

图4表示同步加速光束成形装置4的概略结构。

同步加速光束成形装置4具有同步加速器装置10、和使照射从同步加速器装置10的射出口18射出的同步加速光束14的被照射物17的照射位置在XY平面上可变的X－Y工作台装置15。

同步加速器装置10具有对由电子枪13生成的电子直线加速的电子枪线型加速器12、以及将从电子枪线型加速器12入射的加速电子蓄积并进一步加速的包含多个电磁铁的电子蓄积环11，通过将由电子蓄积环11加速至光速附近的电子利用该电磁铁改变行进方向，产生同步加速光并将其从射出口18射出。通过从控制部向同步加速器装置10输出同步加速器控制信号，控制同步加速光的射出时机。

X－Y工作台装置15被固定于X－Y工作台本体19上，具有水平支承被照射物17的支承部16，使X－Y工作台本体19向X方向和Y方向移动，使同步加速光束14相对于被照射物17的照射位置自动可变。通过从控制部向X－Y工作台装置15输出位置控制信号，进行同步加速光的照射位置的切换控制。通过对被照射物17照射同步加速光，进行规定的贯通图案的成形。

被照射物17使用作为X线滤波栅的滤波栅本体的丙烯酸制树脂基板GS。从树脂基板GS的集聚部(未图示)利用自动处理机构(未图示)将树脂基板GS自动移送到X－Y工作台本体19上，设置为可照射的状态。在通过同步加速光的照射成形了规定的贯通图案后，利用该自动处理机构移至下一无电解镀敷处理。在X－Y工作台本体19上是否放置树脂基板GS可通过基板检测传感器(未图示)进行检测。

图5表示无电解镀敷处理装置5的概略结构。

无电解镀敷处理装置5具有收容无电解镀敷溶液21的无电解镀敷溶液槽20、浸渍被镀敷物的浸渍位置、以及在与未浸渍的待机位置之间使无电解镀敷溶液槽20升降的升降台结构22。通过从控制部对升降台机构22输出驱动信号，进行向浸渍位置的移动控制。在经过了无电解镀敷处理时间后，从控制部向升降台机构22输出用于从浸渍位置返回待机位置的驱动信号。

在无电解镀敷溶液槽20的上方敷设搬运被镀敷物的搬运轨道25。在搬运轨道25上设置可自动行进的移动搬运机23。移动搬运机23具有自动行进电动机(未图示)和通过自动行进电动机在搬运轨道25上行进的车轮部(未图示)，而且还安装了将被镀敷物朝向下方把持的机械手24。通过从控制部向移动搬运机23输出驱动信号，进行从X－Y工作台装置15向无电解镀敷溶液槽20的浸渍位置的移动控制、从浸渍位置向下一滤波栅组装工序的移动控制。进行了贯通图案的成形的已成形基板26在无电解镀敷溶液槽20的上方暂时停止，通过无电解镀敷溶液槽20的上升实施了无电解镀敷处理之后，再次驱动移动搬运机23，将其搬运到该滤波栅组装工序。

搬运装置6如上述，由贯通图案的成形工序的各种处理装置、无电解镀敷处理工序中的移动搬运机23等工序搬运所使用的驱动装置构成。如上述，通过来自控制部的信号进行搬运装置6的驱动控制。

位置检测装置7由检测树脂基板GS有无置于X－Y工作台本体19的放置检测传感器(未图示)、检测移动搬运机23的停止位置的停止位置检测传感器(未图示)等各种位置检测传感器构成。位置检测装置7的各种传感器输出可输入控制装置1。此外，控制部代替微处理器构成，可使用通过时序控制进行制法程序的执行的程控逻辑控制器构成。

图6表示由控制部进行管理、控制的X线滤波栅制造处理内容的概要。

在本实施方式中，作为X线滤波栅制造处理内容，具有：通过照射同步加速光而将规定的贯通图案成形于树脂基板GS的贯通图案成形工序(步骤ST1)、使用无电解镀敷溶液槽20且通过无电解镀敷法对贯通图案的已成形基板形成镀敷层的无电解镀敷处理工序(步骤ST2)、及镀敷层形成后的滤波栅组装工序(步骤ST3)。即，本实施方式的X线滤波栅制造装置基于具有通过对树脂基板GS照射同步加速光束而成形形成了以规定间隔配置有6角形的单位贯通部的贯通图案的一次加工基板的成形工序、以及通过在具备X线吸收性的含有金属(Au)的无电解镀敷溶液中浸渍该一次加工基板而在各单位贯通部间的连结部分的表背面及单位贯通部的内面无电解镀敷Au金属的无电解镀敷工序的X线滤波栅制造方法，能够制造以单位贯通部的贯通区域为X线透射部且以该连结部分的表背面及该内面的镀敷层为X线吸收部的X线滤波栅。

图7表示贯通图案成形工序的处理内容的概要。图8是用于说明上述贯通图案成形工序及无电解镀敷处理的树脂基板GS的部分剖面图。图9是成形由6角形状单位贯通部构成的贯通图案的树脂基板GS的局部平面图。

首先，确认在X－Y工作台本体19上是否放置了成形前的树脂基板GS。作为树脂基板GS，使用厚度500～1000μm的丙烯酸树脂平板。在放置有成形前的树脂基板GS的情况下，成形开始条件成立，开始贯通图案的成形(步骤ST30)。图8的(8A)表示树脂基板GS的放置状态的剖面。

接着，进行X－Y工作台本体19的初期位置的确认(步骤ST31)。在不在初期位置的情况下，进行驱动X－Y工作台装置15使其返回初期位置的移动驱动(步骤ST32)。在确认了初期位置的情况下，进行步骤ST33以下的同步加速光照射的贯通成形。

同步加速光照射进行的贯通成形如下进行。使X－Y工作台本体19上的树脂基板GS向X方向步进同时停止在照射位置，照射同步加速光，结束基板宽度内的X方向的1生产线后，向X方向移动，转移至下一生产线，并向该生产线的X方向步进，重复同步加速光照射(步骤ST33～ST38)。X－Y工作台本体19的X方向及Y方向的转移间距至少低于照射光束的最小穿孔宽度，例如可设定为5～20μm。使树脂基板GS停止的照射位置根据贯通图案的单位贯通部H的形状(本实施方式的情况为6角形)预先进行程序设定。

图9的平面图表示形成有多个单位贯通部H的贯通图案的成形例。图8的(8B)表示图9的W－W向视剖面。在本实施方式中，可将单位贯通部H的6角形的一边的长度L1成形加工为100～200μm，将相邻的单位贯通部H之间的边界隔壁(连结部分B)的宽度L2成形加工为10～30μm。

仅变更单位贯通部的形状的程序，即可进行如图11所例示那样由任意形状的单位贯通部构成的贯通图案的成形。

图11是本发明涉及的X线滤波栅的各种透射构造的局部放大图。该图11中表示将各种贯通图案局部放大的构造。同图(11A)是由圆形状单位贯通部H1构成的贯通图案，(11B)是由四角形状单位贯通部H2构成的贯通图案。此外，代替贯通图案能够使用有底凹部图案。

同步加速光照射进行的贯通孔成形相对于基板长度内的Y方向的全生产线结束后，成形结束(步骤ST36～ST38)。成形贯通图案后，利用移动搬运机23移送至无电解镀敷溶液槽20，移至无电解镀敷处理工序(步骤ST2)。

在无电解镀敷处理工序中，如图5所示，通过无电解镀敷溶液槽20的上升将在无电解镀敷溶液槽20的上方暂时停止的贯通图案已成形基板26在无电解镀敷溶液21内浸渍规定时间，进行无电解镀敷处理。

无电解镀敷溶液21内的浸渍时间成为直至金镀敷被膜向基板表背面及贯通部内面析出的所需时间。在该无电解镀敷处理中，能够将被膜厚度设为数μm～30μm。此外，在作为具有X线吸收性的金属使用铜的情况下，要进行无电解铜镀敷，例如可使用硫酸铜10g/L、福尔马林20ml/L、氢氧化钠10g/L、EDTA4Na25g/L的组成比的无电解铜镀敷溶液。而且，在作为具有X线吸收性的金属使用铅的情况下，作为无电解铅镀敷溶液，例如能够使用以氟硼化铅或甲磺酸铅为主组成的溶液。

在通过向无电解镀敷溶液21的浸渍而形成无电解金镀敷层PT的情况下，在使无电解镀敷溶液槽20降下后，驱动移动搬运机23，已无电解镀敷处理基板(滤波栅本体G)被送入下一滤波栅组装工序(步骤ST3)。在滤波栅组装工序中，在滤波栅本体G的表背安装、组装上罩板、下罩板，结束以单位贯通部H的贯通区域为X线透射部且以连结部分B的表背面及该内面的镀敷层为X线吸收部的X线滤波栅的制造。上罩板、下罩板例如能够使用与树脂基板GS相同的基板或硬质的树脂基板。

图10表示形成了无电解金镀敷层PT的滤波栅本体G的外观。图8的(8C)表示滤波栅本体G的剖面。

在滤波栅本体G的各单位贯通部H的内面和单位贯通部H间的连结部分B的表背面，在蜂窝形状的贯通图案整体上形成了无电解金镀敷层PT。

图11表示在成形与蜂窝形状不同的贯通图案的情况下形成无电解金镀敷层的X线透射部。同图(11A)中，在圆形单位贯通部H1的内面及基板表背面形成了无电解金镀敷层P1。同图(11B)中，在矩形单位贯通部H2的内面及基板表背面形成了无电解金镀敷层P2。同图(11C)中，在槽形单位贯通部H3的内面及基板表背面形成有无电解金镀敷层P3。

本实施方式的X线滤波栅制造装置具有以下的特征点。

(1)在贯通图案成形工序中，通过对树脂基板GS照射同步加速光束，能够成形以规定间隔配置有多个6角形状单位贯通部H的形成了贯通图案的一次加工基板。因此，通过照射具有高能量光束的指向特性的同步加速光束，能够在贯通方向形成不为锥形状而笔直度高的单位贯通部H，因此，能够有助于X线滤波栅的透射特性的提高。

(2)在无电解镀敷处理工序中，通过在包含具备X线吸收性的金属(Au)的无电解镀敷溶液中浸渍该一次加工基板，能够在单位贯通部H之间的连结部分B的表背面及单位贯通部H的内面无电解镀敷该金属Au。因此，相对于通过贯通图案成形工序(1)成形的笔直度高的贯通图案，通过不设置相较于电解镀敷法复杂的镀敷工序设备的无电解镀敷法能够简易且廉价地形成具备X线吸收性的金镀敷层。

根据以上的特征点(1)及(2)，在本实施方式中，能够简易且廉价地制造具备单位贯通部H的贯通图案且X线透射特性优异的X线滤波栅。在图3的X线滤波栅制造装置中，通过将方向可变机构(未图示)设于X－Y工作台装置15上，也可以进行斜方成形，能够制造集束滤波栅型X线滤波栅。

图12是使用使接收光束照射的方向可变且斜方成形的集束滤波栅型X线滤波栅71进行人体的X线拍摄的情况下的概略说明图。

从相当于焦点的X线源70对人体73照射1次X线74。未散射的几乎所有1次X线74沿1次X线箭头方向D1透射X线透射部75到达X线检测器72。另一方面，1次X线74的一部分在人体73中通过康普顿效应等进行散射且方向发生变化，该散射X线77向散射X线箭头方向D2变化，与X线吸收部76的壁面碰撞。因碰撞而散射X线77被X线吸收部76吸收，未到达X线检测器72。其结果，由于能够除去散射X线，所以在X线检测器72上形成鲜明的图像。不用说X线检测器72也可以是X线过滤器。

以上，参照附图详细地说明了本发明的实施方式，但本发明不限于该例。可知只要是具有本发明所属的技术领域的通常知识者，则在权利要求书所记载的技术思想的范畴内能够想到各种变更例或修正例，应了解对于它们而言当然也属于本发明的技术范围。

Claims

1.散射X线除去用滤波栅的制造方法，制造经由X线吸收部以规定间隔排列有X线透射部的散射X线除去用滤波栅，其特征在于，包含：

经由具有用于形成X线吸收部和X线透射部的规定的图案的光掩模对设于支承基板的表面的感光性树脂层曝光同步加速器辐射光的工序；

接着，将相当于X线吸收部的图案区域的树脂层除去而制作X线吸收部形成用槽部的槽图案，得到一次加工体的工序；

之后，将所述一次加工体浸渍于含有金属的无电解镀敷溶液中，由此在所述X线吸收部形成用槽部填充所述金属而形成金属填充部之后，将处于非金属填充部的残渣树脂除去，形成作为X线吸收部的空隙部，由此得到二次加工体的工序；

接着，将所述空隙部的内壁和所述金属填充部的露出表面壁用X线吸收性的金属膜覆盖，形成X线吸收部的工序。

2.散射X线除去用滤波栅的制造方法，制造经由X线吸收部以规定间隔排列有X线透射部的散射X线除去用滤波栅，其特征在于，包含：

之后，将所述一次加工体浸渍于含有X线吸收性的金属的无电解镀敷溶液中，由此在所述X线吸收部形成用槽部填充所述金属而形成成为X线吸收部的金属填充部之后，将处于非金属填充部的残渣树脂除去，形成作为X线吸收部的空隙部的工序。