DE19729596A1 - Streustrahlenraster - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Streustrahlenraster, insbeson­ dere für medizinische Röntgeneinrichtungen, bestehend aus ei­ nem Trägermaterial mit Absorptionselementen, insbesondere in Form von Bleielementen, welche in voneinander beabstandeten, im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Reihen ange­ ordnet sind.

Solche Streustrahlenraster werden in der Röntgendiagnostik als Kollimatoren verwendet, um Streustrahlen zu unterdrücken. Diese bekannte Raster bestehen aus einem Papierträger, in den Absorptionselemente in Form von mehrere Mikrometer dicken Bleilamellen eingebracht sind. Diese Raster erzeugen aber un­ vermeidliche Linien auf dem Röntgenbild. Darüber hinaus ist die Linienanzahl pro cm aus fertigungstechnischen Gründen be­ grenzt.

Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein neuarti­ ges Streustrahlenraster anzugeben, das gegenüber den bisher bekannten Rastern verbessert ist.

Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Trägermaterial mit Löchern versehenes Silizium ist, wobei die Absorptionselemente in den Löchern angeordnet sind.

Das erfindungsgemäße Streustrahlenraster geht ab von dem bis­ herigen Papierträger und verwendet statt dessen ein kristal­ lines Trägermaterial, nämlich Silizium. In diesem sind mit besonderem Vorteil die Löcher eingebracht, bei denen es sich um Ausnehmungen oder Durchbrechungen handeln kann. Der beson­ dere Vorteil des Siliziums besteht nun darin, daß dieses in äußerst einfacher Weise auch geätzt werden kann, d. h., die Löcher können mit besonderem Vorteil im Rahmen eines Ätz­ schrittes, z. B. Plasmaätzen oder elektrochemisches Ätzen, an­ gebracht werden. Da vor allem durch das Ätzen die Löcher in beliebiger Anordnung und Beabstandung zueinander angebracht werden können, wie dies hinreichend aus der Halbleitertechno­ logie ohnehin bekannt ist, ergibt sich mit besonderem Vor­ teil, daß mühelos die Linienanzahl pro cm auf beachtliche Werte gesteigert werden kann, so daß keinerlei abbildungsbe­ dingte Verschlechterungen auf dem Röntgenbild mehr zu be­ fürchten sind. In die Löcher ist mit besonderem Vorteil das jeweilige Absorptionsmaterial, beispielsweise in Form von Blei, eingebracht, so daß in Verbindung mit den hinreichend guten Transmissionseigenschaften des Siliziums ein äußerst wirkungsvolles Streustrahlenraster angegeben wird. Die Löcher können erfindungsgemäß einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, gleichwie auch eine im wesentlichen längliche Form, d. h., es ist sowohl die Bildung von hinter­ einanderfolgenden Lochreihen möglich, als auch beispielsweise die Bildung von Nuten oder Gräben oder vollständigen Langlö­ chern. Dabei kann vor allem die Ausbildung jeder Lochreihe mittels zueinander alternierend versetzt angeordneter Löcher von Vorteil sein, da sich bei entsprechend geringer Beabstan­ dung der Löcher und entsprechendem Versatz die Gesamtbreite der Lochreihe hinreichend variieren läßt.

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn zumindest im Bereich zwischen dem Silizium und den Absorptionselementen eine weitere Schicht angeordnet ist, was insbesondere aus Stabilitätsgründen von Vorteil ist. Bei der Schicht handelt es sich zweckmäßigerweise um eine Siliziumoxidschicht oder um eine Siliziumnitridschicht, wobei beide Schichten mit dem aus der Halbleitertechnologie bekannten Oxidations- oder Abschei­ dungsverfahren wie CVD-Verfahren u.ä. aufgebracht werden kön­ nen. Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Erfin­ dungsgedankens sieht vor, daß die Dicke des Siliziums zumin­ dest in Teilbereichen des Rasters kleiner als die Länge der Absorptionselemente ist, d. h., das Raster ist innerhalb der transmittierenden Siliziumbereiche verjüngt, so daß die Ab­ sorptionselemente etwas an einer Seite frei liegen. Dies hat mit besonderem Vorteil die Erzielung einer äußerst dünnen Folie zur Folge, die in einfacher Weise gehandhabt und verar­ beitet werden kann, beispielsweise auf einen nachfolgenden Träger aufgebracht werden kann. Auch hier wird die Dicke des Siliziums besonders zweckmäßig im Rahmen eines Ätzverfahrens reduziert, wobei auch hier selbstverständlich die hinreichend bekannten Ätztechniken in Anwendung kommen können. Die weite­ re Schicht, also beispielsweise die Oxid- oder Nitridschicht, sollte zweckmäßigerweise auch die insoweit freistehenden Ab­ sorptionselemente umgeben, was dahingehend von Vorteil ist, als bei sich entlang der gesamten Löcherwandung erstreckender Oxid- oder Nitridschicht diese eine Ätzstoppschicht gegenüber der Silizium-Rückätzung zur Verjüngung desselben bildet.

Zur Erhöhung der Stabilität kann im Rahmen der Erfindung fer­ ner vorgesehen sein, daß in den vertieften Bereichen des Siliziums ein für die transmittierende Strahlung vorzugsweise hochtransparentes Material angeordnet ist, wobei dieses bei­ spielsweise ein Kunststoff, ein Klebstoff oder ein Schaum­ stoff sein kann.

Vor allem um die bei der Silizium-Verjüngung durch Rückätzung entstehenden, freistehenden Absorptionselementbereiche schüt­ zen zu können, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn er­ findungsgemäß zwei derartiger Silizium-Träger einander gegen­ überliegen, insbesondere in einander entgegengesetzter Lage zueinander angeordnet und justiert werden, und anschließend mittels eines Haltemittels, insbesondere eines Klebstoffs, miteinander lagestabil verbunden werden, so daß die freiste­ henden Abschnitte gegeneinander weisen und im Inneren einge­ bettet sind. Dabei können die Silizium-Träger derart zueinan­ der angeordnet sein, daß die jeweiligen Absorptionselemente miteinander fluchtend einander gegenüberstehen, d. h., daß die wirksame Absorptionslänge annähernd verdoppelt wird, oder aber, daß die Absorptionselemente zueinander versetzt ange­ ordnet sind, so daß die Linienzahl pro cm noch weiter vergrö­ ßert wird. Bei den auf diese Weise miteinander zu verbinden­ den Silizium-Trägern kann es sich um unvertiefte, vertiefte oder vertiefte und mit Material gefüllte Träger handeln.

Als Silizium-Träger werden bevorzugt einkristalline Silizium­ scheiben verwendet, die bereits mit Durchmessern von 30 cm und mehr gezogen werden können. Insbesondere für eine Anwen­ dung im Rahmen der Mammografie ist eine derartige Rastergröße ausreichend. Um aber unabhängig von der Wavergröße beliebig große Raster herstellen zu können, ist in Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgesehen, daß das Raster aus mehreren nebeneinandergeordneten, vorzugsweise rechtwinkligen Sili­ zium-Trägerelementen mit Absorptionselementen besteht, d. h., das Raster setzt sich segmentartig aus einer Vielzahl von Teilen zusammen. Dabei können jeweils zwei Trägerelemente zu­ einander unter einem Winkel angestellt sein, derart, daß das Raster querschnittlich im wesentlichen bogenförmig verläuft, so daß auf diese Weise eine Fokussierung in Richtung der Strahlungsquelle erreicht wird. Alternativ hierzu können die Trägersegmente auch unter Bildung einer Ebene nebeneinander­ geordnet sein, wobei in diesem Fall die Absorptionselemente jeweils zweier nebeneinanderliegender Segmente unter einem unterschiedlichen Winkel zueinander verlaufen, d. h., die Ab­ sorptionselemente, beispielsweise in Form der Bleistifte oder Fäden, stehen bezüglich der Segmentoberfläche unter einem be­ stimmten Winkel, beispielsweise zwischen 90° und 70°, wobei ausgehend von der Mittellinie des Rasters der Winkel von Seg­ ment zu Segment kontinuierlich zunimmt, so daß auch auf diese Weise eine Fokussierung erreicht werden kann.

Zur Verbesserung der Stabilität kann ferner vorgesehen sein, daß das Raster, wie bereits bei bekannten Rastern aus Papier der Fall, auf wenigstens einen Träger, insbesondere eine CFK-Plat­ te aufgebracht, insbesondere geklebt ist, wobei zum Zwecke der Fokussierung der Träger auch eine im wesentlichen bogenförmige Querschnittsform aufweisen kann.

Erfindungsgemäß wird die Dicke des Silizium-Trägers zwischen 0,5 mm und 1,5 mm, insbesondere ca. 0,72 mm, gewählt, wobei ggf. im verjüngten Bereich die Dicke kleiner als 0,75 mm, insbesondere kleiner als 0,5 mm ist. Diese Dicke ist insbe­ sondere auf dem Gebiet der Mammografie, wo ohnehin nur mit niederenergetischer Strahlung gearbeitet wird, ausreichend. Selbstverständlich stellen die angegebenen Grenzen nur Richt­ werte dar, die im jeweiligen Anwendungsfall auch über- bzw. unterschritten werden können. Der Durchmesser der Löcher kann erfindungsgemäß im Bereich zwischen 1 µm und 50 µm, insbeson­ dere zwischen 6 µm und 20 µm liegen, je nachdem, wie anwen­ dungsfallabhängig das Schachtverhältnis und die Linienzahl pro cm gewünscht wird.

Neben dem Streustrahlenraster selbst betrifft die Erfindung ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Streustrahlen­ rasters oder zur Herstellung von zur Verwendung bei einem Streustrahlenraster geeigneten Segmenten. Dieses ist dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines richtungsselektiven Ätzver­ fahrens an einem aus Silizium bestehenden Träger Löcher aus­ gebildet werden, in die anschließend das Absorptionsmaterial eingebracht wird. Wie bereits beschrieben, sind insoweit die aus der Halbleitertechnologie bekannten Ätzverfahren verwend­ bar, wobei sich insbesondere ein elektrochemisches Ätzverfah­ ren, wie es beispielsweise in DE 42 02 454 C1 beschrieben ist, für zweckmäßig erwiesen hat.

Erfindungsgemäß wird zur Ausbildung der Ätzstruktur vor dem Ätzen eine dem zu erzeugenden Lochmuster entsprechende litho­ grafische Ätzmaske auf der zu ätzenden Oberfläche aufge­ bracht, insbesondere eine fotolithografische Ätzmaske, welche nach dem Ätzen wieder entfernt wird. Auch hier sind die be­ kannten Maskierungsverfahren verwendbar, worauf nicht weiter eingegangen werden muß. Das Absorptionsmaterial wird an­ schließend erfindungsgemäß in flüssigem oder zähflüssigem Zu­ stand in die Löcher eingebracht, wo es erkaltet. Überschüssi­ ges Absorptionsmaterial wird anschließend entfernt, wobei auch dies mittels eines Ätzschrittes erfolgen kann, wobei hier natürlich die Ätzflüssigkeit, sofern es sich um naßche­ misches Ätzen handelt, oder aber die Ätzparameter derart ge­ wählt werden, daß selektiv das Absorptionsmaterial, nicht aber das Silizium, geätzt wird. Das Einbringen erfolgt zweck­ mäßigerweise bei einem an der Einbringseite des Silizium-Trä­ gers herrschenden Überdruck, der zweckmäßig ca. 2 bar betra­ gen sollte, jedoch sind auch hier Abweichungen nach oben oder unten möglich. Als Einbringverfahren können z. B. Gießverfah­ ren oder elektrochemische Abscheideverfahren verwendet wer­ den.

Wie bereits erwähnt, ist es aus Stabilitäts- und auch Nachbe­ handlungsgründen, zweckmäßig, eine weitere Schicht, zweckmä­ ßigerweise eine Siliziumoxid- oder -nitridschicht, vorzuse­ hen. Diese wird erfindungsgemäß nach dem Ätzen und vor dem Einbringen des Absorptionsmaterials aufgebracht, so daß sie zumindest die Löcher auskleidet, ggf. aber auch die unge­ ätzte, vom Fotolack od. dgl. befreite Fläche belegt. Anschlie­ ßend kann dann das Ätzmaterial eingebracht werden. Als näch­ ster Schritt kann sich dann zum Verjüngen der Silizium-Trä­ gerschicht ein zu der erzeugten Oxid- oder Nitridschicht oder den Absorptionselementen, sofern keine Schicht vorhanden ist, selektiver Ätzschritt vorgenommen werden, um das Silizium zu dünnen. Auf diese Weise kann die sich als besonders zweckmä­ ßig erweisende Folie, die höchst flexibel ist und ein breites Anwendungsspektrum bietet, hergestellt werden. Anschließend ist es noch möglich, auf die geätzte Seite ein für die trans­ mittierende Strahlung vorzugsweise hochtransparentes Mate­ rial, wie bereits beschrieben, aufzubringen. Anschließend oder aber unabhängig davon, ob derartiges Material einge­ bracht wird, können zu gegebenem Zeitpunkt zwei Silizium-Trä­ ger einander gegenüberliegend angeordnet, justiert und an­ schließend mittels eines Haltemittels, insbesondere einem Klebstoff, miteinander verbunden werden, um das mehrschich­ tige Raster zu bilden.

Erfindungsgemäß werden als Silizium-Träger einkristalline (100)-Siliziumscheiben verwendet. Die Löcherbildung findet dann entlang der ausgezeichneten (100)-Richtung im Rahmen des Ätzens statt. Für die Herstellung der Segmente können daneben Siliziumscheiben verwendet werden, deren jeweilige (100)-Rich­ tung unter einem Winkel, insbesondere einem Winkel zwi­ schen 0° und 10° zur Scheibenoberfläche verläuft, woraus die Segmente mit angestellten Absorptionselementen hergestellt werden. Dabei können die Segmente aus der Siliziumscheibe nach Fertigstellung herausgesägt werden, gleichermaßen können die Segmente aber bereits vor dem Einbringen des Absorptions­ materials gesägt werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er­ geben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbei­ spielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Teilschnittansicht eines erfindungsgemäßen Rasters,

Fig. 2 eine Teilaufsicht auf das Raster aus Fig. 1,

Fig. 3 eine andere Form der Löcheranordnung zur Reihen­ bildung,

Fig. 4 eine Teilschnittansicht durch ein Raster zweier weiterer Ausführungsformen,

Fig. 5 eine Teilschnittansicht durch ein Raster einer wei­ teren Ausführungsform mit zwei Silizium-Trägern,

Fig. 6 eine Schnittansicht durch ein auf einem Träger auf­ gebrachtes Raster,

Fig. 7 eine Schnittansicht durch ein aus Segmenten beste­ hendes, auf einen Träger aufgebrachtes Raster, und

Fig. 8 ein Flußdiagramm betreffend den Herstellungsablauf.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Streustrahlenraster. Dieses besteht aus einem Silizium-Träger 1, bei dem es sich um eine einkristalline (100)-Siliziumschei­ be handelt. Der Silizium-Träger 1 weist eine Vielzahl von hintereinander angeordneten, jeweils separate Reihen bilden­ den Löchern 2 auf. Diese Löcher sind mittels eines richtungs­ selektiven Ätzverfahrens in das Silizium eingeätzt worden. Hierfür bietet sich insbesondere ein elektrochemisches Ätz­ verfahren wie auch ein Plasmaätzverfahren an. Die Dimension der Löcher 2 wurde durch eine auf die Oberfläche 3 des Sili­ zium-Trägers 1 aufgebrachte Fotomaske definiert, gleichwie deren Anordnung. Für die Fotomaske kann jede aus der Halblei­ tertechnologie bekannte Maske verwendet werden. Nach erfolg­ ter Ausbildung der Löcher 2 werden diese mit den Absorptions­ elementen 4, bevorzugt Blei, gefüllt, wozu ebenfalls mehrere Techniken angewendet werden. So kann zum einen das Blei elek­ trochemisch in den Löchern abgeschieden werden. Alternativ hierzu ist auch das Einbringen flüssigen Bleis mittels eines Gießverfahrens möglich, wobei hier so vorgegangen werden kann, daß beispielsweise die Oberfläche 3 des Siliziumträgers zunächst mit einem Benetzungsinhibitor belegt wird, so daß das flüssige Blei hierauf nicht haftet, sondern lediglich innerhalb der kapillarartig wirkenden Löcher 2, so daß nach dem Herausnehmen des Silizium-Trägers 1 aus der Bleischmelze das Blei sofort abfließt. Alternativ hierzu kann das Blei auf der Oberfläche 3 nach Erkalten auch wiederpoliert werden.

Wie Fig. 2 zeigt, sind die Löcher zur Reihenbildung eng hin­ tereinander beabstandet angeordnet. Der Lochdurchmesser liegt im Mikrometerbereich, gleichermaßen auch der Reihenabstand. Die jeweiligen geometrischen Abmessungen werden gemäß dem ge­ wünschten Schachtverhältnis sowie der gewünschten Linienan­ zahl pro cm gewählt. Bedingt durch das ätztechnische Einbrin­ gen können die Löcher in annähernd beliebiger Beabstandung zueinander angebracht werden. Dies ermöglicht es, extrem hohe Linienzahlen pro cm zu erzielen, anders als bei bisher be­ kannten Streustrahlenrastern. Es ist beispielsweise ohne wei­ teres möglich, bei einem Lochdurchmesser von 6 µm, einer rei­ henmäßigen Lochbeabstandung von 6 µm und einer Beabstandung von Reihe zu Reihe von ca. 17 µm und einer Lochtiefe von ca. 300 µm bei einem Schachtverhältnis von 18 eine Linienanzahl von 625 pro cm zu realisieren.

Fig. 3 zeigt demgegenüber eine andere Form der Ausbildung der Löcher 2. Bei dieser ist jede Reihe von alternierend versetzt zueinander angeordneten Löchern 2 gebildet, so daß sich letztlich die Gesamtbreite der jeweiligen Reihe bedingt durch die extrem enge Aneinanderreihung der Löcher 2 in beachtli­ chen Grenzen variieren läßt, ohne extrem große Löcher ätzen zu müssen.

Fig. 4 zeigt einen Teilschnitt durch ein Raster gemäß zweier weiterer Ausführungsformen. Auch dieses Raster besteht aus einem Silizium-Träger 5, in dem Löcher 6 ausgebildet sind. Nach Anbringen der Löcher 6 wird auf der Oberfläche 7 des Trägers 5 eine Schicht 8, bei der es sich um eine Silizium­ oxid- oder Siliziumnitridschicht handeln kann, abgeschieden, wobei diese Schicht auch die Löcher 6 innerhalb des Silizium- Trägers bedeckt. Dabei ist darauf hinzuweisen, daß im Rahmen der Schichtabscheidung der Silizium-Träger 5 noch wesentlich dicker war, so daß die Löcher vollständig aufgenommen waren. Nach erfolgter Aufbringung der Schicht 8 werden die Absorp­ tionselemente 9 eingebracht. Anschließend wird von der gegen­ überliegenden Seite das Silizium zurückgeätzt, so daß die Ab­ sorptionselemente 9, wie Fig. 4 rechts zeigt, insoweit frei­ liegen, nach außen lediglich von der Schicht 8 umgeben. Diese Schicht 8 dient einerseits der Stabilisierung, zum anderen wirkt sie auch als Ätzbarriere, d. h., sie wird während des Ätzverfahrens nicht angegriffen, es wird allein das Silizium selektiv geätzt. Auf diese Weise ist es möglich, das Silizium extrem zu dünnen, so daß es äußerst flexibel und nach Art ei­ ner Folie beweglich wird, d. h., das gesamte Streustrahlenra­ ster kann nach Art einer Folie gebogen und gehandhabt werden. Ein weiterer Vorteil ist, daß die von der transmittierenden Strahlung zu durchdringende Siliziumschicht sehr dünn ist, so daß die Transmissionsverluste extrem gering sind. Wie Fig. 4 links ferner zeigt, ist die abgeätzte Seite mit einem für die transmittierende Strahlung vorzugsweise hochtransparenten Material 10, beispielsweise einem Kunststoff, wieder gefüllt, was aus Schutzzwecken für die äußerst dünnen Absorptionsele­ mentefäden von Vorteil ist.

Schließlich zeigt Fig. 5 eine weitere Ausführungsform des er­ findungsgemäßen Streustrahlenrasters, welches aus zwei Streu­ strahlenraster, wie in Fig. 4 gezeigt, besteht, die zueinan­ der entgegengesetzt angeordnet sind. Die beiden Silizium-Trä­ ger 11 sind mittels eines organischen Klebstoffs 12 miteinan­ der lagegenau verbunden, nachdem die beiden Träger 11 bezüg­ lich einander so ausgerichtet wurden, daß die Absorptionsele­ mente 29 unmittelbar übereinander angeordnet sind. Alternativ hierzu kann auch eine versetzte Anordnung gewählt werden. Der Klebstoff dringt bei dieser Ausführungsform in sämtliche Zwi­ schenräume ein und führt zu einer hinreichend festen Verbin­ dung.

Schließlich zeigt Fig. 6 ein Streustrahlenraster 13, welches auf einen Träger 14, beispielsweise eine CFK-Platte, aufge­ klebt wurde. Dabei wurde die jeweilige Oberseite des Sili­ zium-Trägers direkt auf die Trägerunterseite mittels eines Klebers geklebt. Der Träger 14 ist leicht gebogen, was dazu führt, daß auch das aufgeklebte Streustrahlenraster leicht bogenförmig verläuft. Wie Fig. 6 zeigt, verbleiben die Ab­ sorptionselemente 31 in ihrer zur Siliziumoberfläche senk­ rechten Stellung. Die Bogenform wurde dabei so gewählt, daß die Absorptionselemente 9 bezüglich der Strahlungsquelle 15 fokussiert sind.

Eine weitere Ausführungsform eines auf einen Träger 16 aufge­ brachten Streustrahlenrasters 17 zeigt Fig. 7. Dieses Streu­ strahlenraster 17 besteht aus einer Vielzahl einzelner Ra­ stersegmente 18. Als Rastersegmente 18 können alle nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbare Raster verwendet werden, d. h., es können nichtrückgeätzte Segmente verwendet werden, gleichermaßen wie auch rückgeätzte oder mit einem Material ausgefüllte Segmente zum Einsatz kommen können. Die Rastersegmente 18 sind unmittelbar aneinanderliegend neben­ einandergeordnet. Wie Fig. 7 zeigt, verlaufen die Absorp­ tionselemente 9 der jeweiligen Rastersegmente 18 unter unter­ schiedlichen Winkeln bezüglich der Trägeroberfläche. Das heißt, ausgehend von dem mittleren Rastersegment 18 sind die Absorptionselemente mit zunehmender Annäherung an den Raster­ rand immer stärker angestellt, wodurch sich eine hinreichende Fokussierung erreichen läßt. Die Rastersegmente bestehen in diesem Fall aus einkristallinen Siliziumscheiben, bei denen die (100)-Richtung unter einer leichten Fehlorientierung zur Trägeroberfläche verläuft, so daß beim richtungsselektiven Ätzen die Löcher entsprechend der fehlorientiert verlaufenden (100)-Richtung angebracht werden. Ein ähnlicher Effekt ließe sich bei einem "einstückigen" Streustrahlenraster auch da­ durch erzielen, daß die Absorptionselemente 9 mit zunehmender Annäherung an den Rand aus ihrer zur Trägeroberfläche senk­ rechten Richtung herausgebogen sind, so daß sich eine Fokus­ sierung erzielen läßt und in diesem Fall würde dann das Streustrahlenraster ebenfalls eine Ebene bilden, d. h., das Raster selbst ist zur Fokussierung nicht zu verbiegen.

Schließlich zeigt Fig. 8 ein Ablaufdiagramm betreffend das bzw. die unterschiedlichen Herstellungsverfahren für die er­ findungsgemäßen Streustrahlenraster. Demgemäß wird in einem ersten Schritt 19 auf dem Siliziumträger die Ätzmaske ausge­ bildet, wonach sich der Ätzschritt 20 anschließt. Anschlie­ ßend wird im Schritt 21 die Ätzmaske wieder entfernt. Nach­ folgend bestehen zwei Fertigungsalternativen. Gemäß einer er­ sten wird unmittelbar nach der Maskenentfernung das Absorp­ tionsmaterial im Schritt 22 eingebracht. Alternativ hierzu kann vorher im Schritt 23 die Oxid- oder Nitridschicht zumin­ dest im Bereich der Löcher ausgebildet werden, wonach sich der Schritt 22, also die Einbringung des Absorptionsmate­ rials, anschließt. Bereits zu diesem Zeitpunkt ist - abgese­ hen von einer etwaigen Nachbehandlung wie einem Reinigungs­ schritt od. dgl. - ein fertiges Raster gegeben, welches ggf. mit einem Träger od. dgl. verbunden werden kann. Sofern im Schritt 22 das Absorptionsmaterial nicht von der Siliziumträ­ geroberfläche unmittelbar entfernt ist, ist dies im Schritt 24 vorzunehmen. Die Entfernung kann dabei durch Abpolieren oder Rückätzen od. dgl. erfolgen. Auch nach diesem Schritt ist ein fertiges, weiterverarbeitbares Raster gegeben. Sofern er­ forderlich, schließt sich mit dem Schritt 25 der Rückätz­ schritt des Siliziums an, um die Absorptionselemente an einer Seite freizulegen. Auch nach diesem Schritt ist ein insoweit fertiges Raster gegeben. Nun ist es möglich, im Schritt 26 die bereits angesprochene Verbiegung der Absorptionselemente zu Fokussierungszwecken vorzunehmen. Anschließend können im Schritt 27 die Absorptionselemente in transparentes Material eingebettet werden. Sofern das Verbiegen gemäß Schritt 26 nicht erforderlich ist, kann das transparente Material auch unmittelbar nach dem Schritt 25 eingebracht werden. Festzu­ stellen ist, daß nach jedem der Schritte 26, 27 wiederum ein fertiges, weiter verarbeitbares Raster vorliegt. Schließlich kann gemäß Schritt 28 die Verbindung zweier Silizium-Träger erfolgen. Verbunden werden können sämtliche gemäß den Schrit­ ten 22 bis 27 erhaltenen Streustrahlenraster. Auch dieses mehrschichtige Raster kann dann, sofern erforderlich, mit einem Träger verbunden werden.

Claims (40)

1. Streustrahlenraster, insbesondere für medizinische Rönt­ geneinrichtungen, bestehend aus einem Trägermaterial mit Ab­ sorptionselementen, insbesondere in Form von Bleielementen, welche in voneinander beabstandeten, im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Reihen angeordnet sind, da­ durch gekennzeichnet, daß das Trägerma­ terial (1, 5) mit Löchern (2, 6) versehenes Silizium ist, wo­ bei die Absorptionselemente (4, 9, 29, 30, 31) in den Löchern (2, 6) angeordnet sind.

2. Streustrahlenraster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (2, 6) einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt, oder eine im we­ sentlichen längliche Form aufweisen.

3. Streustrahlenraster nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß jede Löcher­ reihe von zueinander alternierend versetzt angeordneten Lö­ chern (2, Fig. 3) gebildet ist.

4. Streustrahlenraster nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (2, 6) durch Ätzen, insbesondere elektrochemisches Ätzen oder Plasmaätzen des Siliziums gebildet sind.

5. Streustrahlenraster nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest im Bereich zwischen dem Silizium und den Absorpti­ onselementen eine weitere Schicht (8) angeordnet ist.

6. Streustrahlenraster nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (8) eine Si­ liziumoxidschicht oder eine Siliziumnitridschicht ist.

7. Streustrahlenraster nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Siliziums (5) zumindest in Teilbereichen des Rasters kleiner als die Länge der Absorptionselemente (9, 29) ist.

8. Streustrahlenraster nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Siliziums (5) durch Ätzen des Siliziums reduziert ist.

9. Streustrahlenraster nach Anspruch 5 oder 6 und 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die wei­ tere Schicht (8) auch die insoweit freistehenden Absorption­ selemente (9, 29) umgibt.

10. Streustrahlenraster nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den vertieften Bereichen des Siliziums (5) ein für die transmit­ tierende Strahlung vorzugsweise hochtransparentes Material (10, 12) angeordnet ist.

11. Streustrahlenraster nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Material ein Kunst­ stoff (10), ein Klebstoff (12) oder ein Schaumstoff ist.

12. Streustrahlenraster nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei einander gegenüberliegend, insbesondere in zueinan­ der entgegengesetzter Lage angeordneten Silizium-Trägern (11) mit jeweils daran angeordneten Absorptionselementen (29) be­ steht, die mittels eines Haltemittels (12) miteinander lage­ stabil verbunden sind.

13. Streustrahlenraster nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Silizium-Träger (11) derart zueinander angeordnet sind, daß die jeweiligen Absorp­ tionselemente (29) miteinander fluchtend einander gegenüber­ stehen, oder daß die Absorptionselemente zueinander versetzt angeordnet sind.

14. Streustrahlenraster nach Anspruch 12 oder 13, da­ durch gekennzeichnet, daß das Haltemit­ tel ein Klebstoff (12) ist.

15. Streustrahlenraster nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Raster aus mehreren nebeneinandergeordneten, vorzugsweise rechtwinkligen Silizium-Trägersegmenten (18) mit Absorption­ selementen (30) besteht.

16. Streustrahlenraster nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Trägerseg­ mente zueinander unter einem Winkel angestellt sind, derart, daß das Raster querschnittlich im wesentlichen bogenförmig verläuft.

17. Streustrahlenraster nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägersegmente (18) unter Bildung einer Ebene nebeneinander geordnet sind, und daß die Absorptionselemente (30) jeweils zweier nebeneinan­ derliegender Segmente (18) unter einem unterschiedlichen Win­ kel zueinander verlaufen.

18. Streustrahlenraster nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die frei­ stehenden Abschnitte zumindest eines Teils der Absorptionse­ lemente durch Verbiegen in einem von 90° abweichenden Winkel zur Trägeroberfläche stehen.

19. Streustrahlenraster nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Raster (13, 17) auf wenigstens einen Träger (14, 16), insbesondere eine CFK-Platte aufgebracht, insbesondere ge­ klebt ist.

20. Streustrahlenraster nach Anspruch 19, ausgenommen An­ spruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (14) eine im wesentlichen bogenförmige Quer­ schnittsform aufweist.

21. Streustrahlenraster nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Silizium-Träger eine einkristalline Silizium­ scheibe ist, oder daß die einzelnen Trägersegmente jeweils aus einkristallinen Siliziumelementen bestehen.

22. Streustrahlenraster nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke eines Silizium-Trägers 0,5 mm bis 1,5 mm, insbeson­ dere ca. 0,72 mm beträgt, und gegebenenfalls im verjüngten Zustand kleiner als 0,75 mm, insbesondere kleiner als 0,5 mm ist.

23. Streustrahlenraster nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Löcher im Bereich zwischen 1 µm und 50 µm, insbesondere zwischen 6 µm und 20 µm liegt.

24. Verfahren zur Herstellung eines Streustrahlenrasters nach den vorangehenden Ansprüchen, oder zur Herstellung von zur Verwendung bei einem Streustrahlenraster nach den voran­ gehenden Ansprüchen geeigneten Segmenten, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines richtungs­ selektiven Ätzverfahrens an einem aus Silizium bestehenden Träger Löcher ausgebildet werden, in die anschließend das Ab­ sorptionsmaterial eingebracht wird.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch ge­ kennzeichnet, daß vor dem Ätzen eine dem zu er­ zeugenden Lochmuster entsprechende lithographische Ätzmaske auf der zu ätzenden Oberfläche aufgebracht wird, insbesondere eine fotolithographische Ätzmaske, welche nach dem Ätzen wie­ der entfernt wird.

26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Ätzverfahren ein elektrochemisches Ätzverfahren oder ein Plasmaätzverfahren ist.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, da­ durch gekennzeichnet, daß das Absorpti­ onsmaterial durch elektrochemische Abscheidung eingebracht wird.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, da­ durch gekennzeichnet, daß das Absorpti­ onsmaterial in flüssigem oder zähflüssigem Zustand in die Lö­ cher eingebracht wird und anschließend erkaltet, wobei über­ schüssiges Absorptionsmaterial nach dem Erkalten entfernt, insbesondere abpoliert wird.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, da­ durch gekennzeichnet, daß das vor der Einbringen des Absorptionsmaterials auf die mit diesem nicht zu belegenden Flächen ein Benetzungsinhibitor aufgebracht wird, wonach das Absorptionsmaterial in flüssigem oder zäh­ flüssigem Zustand in die Löcher eingebracht wird und erkal­ tet.

30. Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß während des Einbringens an der Einbringseite des Silizium-Trägers ein Überdruck, ins­ besondere zwischen 1 bis 10 bar herrscht.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 30, da­ durch gekennzeichnet, daß nach dem Ät­ zen und vor dem Einbringen des Absorptionsmaterials eine die Löcher auskleidende Schicht, die gegebenenfalls auch die un­ geätzte Fläche belegt, aufgebracht wird.

32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Siliziumoxidschicht oder eine Siliziumnitridschicht erzeugt wird.

33. Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Schichterzeugung die gegenüberliegende Seite des Trägers einem zu der Schicht und/oder den Absorptionselementen selektiven Ätzverfahren un­ terworfen wird.

34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch ge­ kennzeichnet, daß nachfolgend die freistehenden Abschnitte der Absorptionselemente durch Verbiegen aus ihrer 90°-Stellung bezüglich der Trägeroberfläche gebracht werden.

35. Verfahren nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend auf die ge­ ätzte Seite ein für die transmittierende Strahlung vorzugs­ weise hochtransparentes Material aufgebracht wird.

36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Material ein aushärtbarer Kunststoff, Klebstoff oder Schaum verwendet wird.

37. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 36, da­ durch gekennzeichnet, daß zwei Silizi­ um-Träger einander gegenüberliegend angeordnet, justiert und anschließend mittels eines Haltemittels, insbesondere einem Klebstoff miteinander verbunden werden.

38. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 37, da­ durch gekennzeichnet, daß als Silizium- Träger einkristalline (100)-Siliziumscheiben verwendet wer­ den.

39. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Herstellung der Segmente Siliziumscheiben verwendet werden, deren jeweilige (100)-Rich­ tung unter einem Winkel, insbesondere einem Winkel zwi­ schen 0° und 10° zur Scheibenoberfläche verläuft.

40. Verfahren nach Anspruch 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente aus der Si­ liziumscheibe herausgesägt werden.