DE69913185T2 - Verfahren zur abscheidung eines organischen films - Google Patents

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Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gasphasen-Abscheidungsverfahren für eine organische Schicht zum Abscheiden einer feuchtigkeitsbeständigen Schutzschicht auf einem Szintillatorpanel für die medizinische Röntgenstrahlphotographie und dergleichen.
  • Stand der Technik
  • Früher wurden in der medizinischen und industriellen Röntgenstrahlphotographie röntgenempfindliche Filme verwendet, neuerdings werden mehr Strahlungsbildsysteme verwendet, bei denen Strahlendetektoren verwendet werden, da sie einfacher handzuhaben und das photographierte Ergebnis leichter zu speichern ist. Bei solchen Strahlungsbildsystemen werden von einer Strahlendetektoreinrichtung als elektrische Signale die von einer zweidimensionalen Strahlung erzeugten Pixeldaten aufgenommen, wobei die elektrischen Signale dann in einer Prozessoreinheit weiter verarbeitet werden, um auf einem Monitor dargestellt werden zu können.
  • Die bekannten typischen Strahlendetektoreinrichtungen umfassen die in den japanischen Patent-Offenlegungsschriften Nr. HEI 5-196742 und Nr. SHO 63-215987 beschriebenen Vorrichtungen. Eine solche Strahlendetektoreinrichtung enthält in einer Abbildungseinrichtung oder FOP einen Szintillator, wobei die auf der Szintillatorseite einfallende Strahlung von diesem in Lichtumgewandelt wird, das dann erfaßt wird.
  • CsI, ein typisches Szintillatormaterial, weist eine hohe Feuchtigkeitsabsorption auf und degradiert durch die Aufnahme von Wasserdampf (Feuchtigkeit) aus der Luft, so daß sich die Eigenschaften des Szintillators verschlechtern, insbesondere die Auflösung. Daher wird bei den genannten Strahlungsdetektoreinrichtungen eine feuchtigkeitsundurchlässige Barriereschicht auf der Oberseite der Szintillatorschicht ausgebildet, um den Szintillator vor der Feuchtigkeit zu schützen.
  • Als feuchtigkeitsbeständige Schicht zum Schutz des Szintillators gegen Feuchtigkeit wird eine Polyparaxylylenschicht oder dergleichen verwendet. Die Polyparaxylylenschicht wird durch ein CVD-Verfahren aufgebracht (Gasphasen-Aufbringverfahren). Bei der Abscheidung einer Polyparaxylylenschicht durch das CVD-Verfahren wird ein ebener Gasphasen-Abscheidungstisch oder ein Gitter-Gasphasen-Abscheidungstisch mit einem darauf angebrachten Substrat, das mit einem Szintillator versehen ist, in die Gasphasen-Abscheidungskammer der Gasphasen-Abscheidungsvorrichtung gesetzt und die Polyparaxylylenschicht aufgebracht.
  • Wenn die Polyparaxylylenschicht mit einem solchen Verfahren aufgebracht wird, wird die Polyparaxylylenschicht jedoch nicht nur auf dem Substrat ausgebildet, sondern auch auf dem Gasphasen-Abscheidungstisch, so daß das Substrat nur mehr schwer vom Gasphasen-Abscheidungstisch abgenommen werden kann und die Polyparaxylylenschicht nicht auf allen Oberflächen des mit dem Szintillator versehenen Substrats ausgebildet werden kann.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gasphasen-Abscheidungsverfahren für eine organische Schicht zum Abscheiden einer organischen Schicht zum Schutz eines Szintillatorpanels auf allen Oberflächen eines mit einem Szintillator versehenen Substrats zu schaffen.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie einen ersten Schritt des Haltens eines Substrats umfaßt, das mit einem Szintillator versehen ist, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß im ersten Schritt das Substrat auf wenigstens drei Target-Stütznadeln gehalten wird, die auf einem Abscheidungstisch derart angeordnet sind, daß das Substrat in einem Abstand vom Abscheidungstisch gehalten wird; daß in einem zweiten Schritt der Abscheidungstisch mit dem Substrat darauf in die Gasphasen-Abscheidungskammer einer CVD-Vorrichtung gebracht wird; und daß in einem dritten Schritt mittels CVD eine organische Schicht abgeschieden wird, die den Szintillator und das Substrat vollständig umhüllt, während der Abscheidungstisch um eine Achse gedreht wird, die senkrecht zu der Tragebene des Abscheidungstisches verläuft.
  • Da erfindungsgemäß das Substrat durch die Target-Stützelemente auf dem Abscheidungstisch in einem Abstand vom Abscheidungstisch gehalten wird, wird die organische Schicht auch auf der Unterseite des Substrats abgeschieden, die von der Probenhalterung gehalten wird, so daß die organische Schicht durch das CVD-Verfahren auf allen Oberflächen des Substrats einschließlich dem Szintillator abgeschieden wird. Auch läßt sich das Substrat leicht vom Abscheidungstisch abnehmen, nachdem die organische Schicht aufgebracht wurde.
  • Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Targethalterung dadurch gekennzeichnet, daß sie durch ein Faserelement gebildet wird.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, daß die organische Schicht, die in dem Gasphasen-Abscheidungsverfahren für eine organische Schicht abgeschieden wird, eine Polyparaxylylenschicht ist. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Polyparaxylylenschicht durch ein CVD-Verfahren auf allen Oberflächen des mit dem Szintillator versehenen Substrats aufgebracht werden.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Darstellung einer Polyparaxylylen-Gasphasen-Abscheidungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine schematische Ansicht der Gasphasen-Abscheidungskammer in der Polyparaxylylen-Gasphasen-Abscheidungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ist eine Ansicht des Zustands, in dem ein Substrat auf einem Drehtisch der Polyparaxylylen-Gasphasen-Abscheidungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gehalten wird;
  • 4A ist eine Darstellung eines Herstellungsschritts für ein Szintillatorpanel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 4B ist eine Darstellung eines Herstellungsschritts für ein Szintillatorpanel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5A ist eine Darstellung eines Herstellungsschritts für ein Szintillatorpanel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5B ist eine Darstellung eines Herstellungsschritts für ein Szintillatorpanel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 6 zeigt ein modifiziertes Beispiel für die Probenhalterung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Beste Arten der Erfindungsausführung
  • Im folgenden wird anhand der Zeichnungen ein Abscheidungsverfahren für eine Polyparaxylylenschicht (organische Schicht) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die 1 ist eine Darstellung einer Polyparaxylylen-Gasphasen-Abscheidungsvorrichtung für das Polyparaxylylen-Gasphasen-Abscheidungsverfahren.
  • Die Polyparaxylylen-Gasphasen-Abscheidungsvorrichtung umfaßt eine Verdampfungskammer 1 für die Aufnahme und das Verdampfen von Diparaxylylen, das ein Ausgangsmaterial für das Polyparaxylylen ist; eine thermische Dekompositionskammer 2 zum Aufheizen des verdampften Diparaxylylens auf eine höhere Temperatur, um ein Radikal davon auszubilden; eine Gasphasen-Abscheidungskammer 3 zum Abscheiden des Diparaxylylens im radikalisierten Zustand auf einem Substrat, das mit einem Szintillator versehen ist; eine Kühlkammer 4 zum Desodorieren und Kühlen; und ein Abgassystem 5 mit einer Vakuumpumpe. Wie in der 2 gezeigt, weist die Gasphasen-Abscheidungskammer 3 einen Einlaß 3a zum Einführen des radikalisierten Polyparaxylylens in die thermische Dekompositionskammer 2 und einen Auslaß 3b zur Abgabe von überschüssigem Polyparaxylylen sowie einen Drehtisch (Gasphasen-Abscheidungstisch) 3c zur Aufnahme eines Targets auf, auf dem die Polyparaxylylenschicht aufzubringen ist.
  • In der Polyparaxylylen-Gasphasen-Abscheidungsvorrichtung wird zuerst ein scheibenförmiges oder rechteckiges, plattenartiges Substrat 10, das mit einem Szintillator 12 versehen ist, auf Target-Stütznadeln 20 auf dem Drehtisch 3c der Abscheidungskammer 3 aufgesetzt. Das heißt, daß, wie in den 2 und 3 gezeigt, die Unterseite des Substrats 10 von drei Target-Stütznadeln 20 auf dem Drehtisch 3c gehalten wird, die so angeordnet sind, daß sie ein im wesentlichen gleichseitiges Dreieck bilden. Diese drei Target-Stütznadeln 20 bilden ein Target-Halteelement. Jede der Target-Stütznadeln 20 weist einen spitzen Target-Halteabschnitt 20a an einem Ende und einen scheibenförmigen Basisabschnitt 20b am anderen Ende auf, der mit der Oberseite des Drehtisches 3c in Kontakt steht. Auf dem Substrat 10, das mit dem Szintillator 12 versehen ist, wurden, wie in der 4A gezeigt, durch ein Gasphasen-Abscheidungsverfahren auf einer Seite des scheibenförmigen oder rechteckigen, plattenförmigen Substrats 10 (mit einer Dicke von 0,5 mm) aus Al säulenförmige, mit Tl dotierte CsI-Kristalle in einer Dicke von 250 μm aufgebracht, um den Szintillator 12 auszubilden.
  • Daraufhin wird der Drehtisch 3c, auf dem sich das mit dem Szintillator 12 versehene Substrat 10 befindet, in die Gasphasen-Abscheidungskammer 3 verbracht, in die das zuerst in der Verdampfungskammer 1 auf 175°C aufgeheizte und verdampfte und dann in der thermischen Dekompositionskammer 2 auf 690°C aufgeheizte und radikalisierte Diparaxylylen durch den Einlaß 3a eingeführt wird, wodurch auf allen Oberflächen des Szintillators 12 und des Substrats 10 eine erste Polyparaxylylenschicht 14 in einer Dicke von 10 μm abgeschieden wird (siehe 4B). Da das mit dem Szintillator 12 versehene Substrat 10 nur von den Spitzen der Target-Halteabschnitte 20a der Target-Stütznadeln 20 auf dem Drehtisch 3c gehalten wird, kann die erste Polyparaxylylenschicht 14 nicht nur auf die Oberseite des Szintillators 12 und des Substrats 10 aufgebracht werden, sondern auch auf der Unterseite des Substrats 10 undsoweiter abgeschieden werden.
  • Dabei wird das Innere der Gasphasen-Abscheidungskammer 3 auf einem Vakuum von 13 Pa gehalten. Der Drehtisch 3c wird mit einer Drehzahl von 4 Upm gedreht, so daß die erste Polyparaxylylenschicht 14 gleichmäßig aufgebracht wird. Das überschüssige Polyparaxylylen wird am Auslaß 3b abgegeben, zum Deodorieren und Abkühlen in die Kühlkammer 4 geleitet und durch das Abgassystem 5 mit der Vakuumpumpe abgeführt.
  • Daraufhin wird das Substrat 10 mit der ersten Polyparaxylylenschicht 14 darauf aus der Gasphasen-Abscheidungskammer 3 genommen und auf der Seite des Szintillators 12 auf der ersten Polyparaxylylenschicht 14 durch Sputtern eine SiO2-Schicht 16 mit einer Dicke von 300 nm aufgebracht (siehe 5A). Da die SiO2-Schicht 16 dafür vorgesehen ist, die Feuchtigkeitsbeständigkeit des Szinitillators 12 zu verbessern, wird sie in einem Bereich ausgebildet, der den Szintillator 12 abdeckt.
  • Auf der Oberfläche der Sio2-Schicht 16 und der Oberfläche der ersten Polyparaxylylenschicht 14 auf der Seite des Substrats 10, die nicht mit der SiO2-Schicht 16 bedeckt ist, wird dann wieder durch ein CVD-Verfahren eine zweite Polyparaxylylenschicht 18 in einer Dicke von 10 μm abgeschieden (siehe 5B). Das Substrat 10 wird dabei auf die gleiche Weise wie beim Aufbringen der ersten Polyparaxylylenschicht 14 von den drei Target-Stütznadeln 20 auf dem Drehtisch 3c der Gasphasen-Abscheidungskammer 3 gehalten: Das heißt, daß auf die gleiche Weise wie beim Aufbringen der ersten Polyparaxylylenschicht 14 dabei die Unterseite des Substrats 10 von den drei Target-Stütznadeln 20 auf dem Drehtisch 3c gehalten wird, die so angeordnet sind, daß sie im wesentlichen ein gleichseitiges Dreieck bilden (siehe die 2 und 3). Dabei wird das Substrat 10 so gehalten, daß die Stellen, an denen das Substrat 10 beim Aufbringen der ersten Polyparaxylylenschicht 14 von den drei Target-Stütznadeln 20 gehalten wird, und die Stellen, an denen das Substrat 10 beim Aufbringen der zweiten Polyparaxylylenschicht 18 von den drei Target-Stütznadeln 20 gehalten wird, nicht die gleichen sind.
  • Daraufhin wird der Drehtisch 3c in die Gasphasen-Abscheidungskammer 3 verbracht, in die das zuerst in der Verdampfungskammer 1 auf 175°C aufgeheizte und verdampfte und dann in der thermischen Dekompositionskammer 2 auf 690°C aufgeheizte und radikalisierte Diparaxylylen durch den Einlaß 3a eingeführt wird, wodurch auf allen Oberflächen des Szintillators 12 und des Substrats 10 die zweite Polyparaxylylenschicht 18 in einer Dicke von 10 μm abgeschieden wird. Wenn dieser Schritt ausgeführt ist, ist die Herstellung des Szintillatorpanels 30 beendet. Dieses Szintillatorpanel 30 wird als Strahlungsdetektor verwendet, wenn damit auf der Seite des Szintillators 12 eine nicht gezeigte Abbildungsvorrichtung (CCD) verbunden wird und von der Seite des Substrats 10 darauf Röntgenstrahlen einfallen.
  • Da das mit dem Szintillator 12 versehene Substrat 10 nur von den Spitzen der Target-Halteabschnitte 20a der Target-Stütznadeln 20 auf dem Drehtisch 3c gehalten wird, ist der Kontaktbereich zwischen der Unterseite des Substrats 10 und den Spitzen der Target-Halteabschnitte 20a klein, wodurch bei dieser Ausführungsform die Polyparaxylylenschichten im Polyparaxylylenschichten-Gasphasen-Abscheidungsverfahren gleichmäßig auch auf der Unterseite des Substrats 10 undsoweiter aufgebracht werden können. Auch läßt sich das Substrat 10 nach dem Aufbringen der ersten und der zweiten Polyparaxylylenschicht 14 und 18 leicht vom Drehtisch 3c abnehmen.
  • Da die Stellen, an denen das Substrat 10 beim Aufbringen der ersten Polyparaxylylenschicht 14 von den drei Target-Stütznadeln 20 gehalten wird, und die Stellen, an denen das Substrat 10 beim Aufbringen der zweiten Polyparaxylylenschicht 18 von den drei Target-Stütznadeln 20 gehalten wird, nicht die gleichen sind, kann verhindert werden, daß sich die erste und die zweite Polyparaxylylenschicht 14 und 18 ablöst, und die Feuchtigkeitsfestigkeit des Szintillators 12 ist verbessert.
  • Das mit dem Szintillator 12 versehene Substrat 10 wird zwar bei der beschriebenen Ausführungsform von drei Target-Stütznadeln 20 gehalten, es kann aber auch von vier oder mehr Target-Stütznadeln gehalten werden.
  • Auch weist zwar bei der beschriebenen Ausführungsform jede der Target-Stütznadeln 20 einen spitzen Target-Halteabschnitt 20a an einem Ende und einen scheibenförmigen Basisabschnitt 20b am anderen Ende auf, die Form der Target-Stütznadeln 20 kann jedoch auch verändert werden, solange sie das Substrat 10 stabil auf dem Drehtisch 3c halten und der Kontaktbereich mit der Unterseite des Substrats 10 klein ist. Zum Beispiel kann das Substrat durch ein Faserelement (eine Targethalterung) 40 gehalten werden, wie es in der 6 gezeigt ist. Da daß Substrat 10 auch in diesem Fall von wenigstens drei Vorsprüngen 40a des Faserelements 40 gehalten wird, ist der Kontaktbereich zwischen der Unterseite des Substrats 10 und dem Faserelement 40 klein, wodurch die Polyparaxylylenschicht gleichmäßig auf die Unterseite des Substrats 10 und dergleichen aufgebracht werden kann.
  • Bei der beschriebenen Ausführungsform wurde zwar als transparente anorganische Schicht die SiO2-Schicht 16 verwendet, dies ist jedoch keine Einschränkung; es können auch anorganische Schichten aus SiO2, Al2O3, TiO2, In2O3, SnO2, MgO, MgF2, LiF, CaF2, AgCl, SiNO, SiN und dergleichen verwendet werden.
  • Bei der beschriebenen Ausführungsform wurde zwar CsI(Tl) für den Szintillator 12 verwendet, dies ist jedoch keine Einschränkung; es kann auch CsI(Na), NaI(Tl), LiI(Eu), KI(Tl) und dergleichen verwendet werden.
  • Bei der beschriebenen Ausführungsform wurde zwar ein Substrat aus Al für das Substrat 10 verwendet, es kann jedoch jedes Substrat verwendet werden, solange es eine ausreichende Durchlässigkeit für Röntgenstrahlen aufweist, so daß auch Substrate aus amorphen Kohlenstoff, hauptsächlich aus Kohlenstoff bestehende Substrate wie Substrate aus C (Graphit), Substrate aus Be, Substrate aus SiC und dergleichen verwendet werden können. Auch können Substrate aus Glas und FOP (faseroptische Platten) verwendet werden.
  • Bei der beschriebenen Ausführungsform umfaßt Polyparaxylylen nicht nur Polyparaxylylen, sondern auch Polymonochlorparaxylylen, Polydichlorparaxylylen, Polytetrachlorparaxylylen, Polyfluorparaxylylen, Polydimethylparaxylylen, Polydiethylparaxylylen und dergleichen.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Gasphasen-Abscheidungsverfahren für organische Schichten können organische Schichten auf alle Oberflächen des mit dem Szintillator versehenen Substrats aufgebracht werden, und das Substrat kann nach dem Aufbringen der organischen Schichten leicht vom Drehtisch abgenommen werden.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Wie erwähnt sind das erfindungsgemäße Szintillatorpanel und der erfindungsgemäße Strahlungsbildsensor für die medizinische und industrielle Röntgenstrahlphotographie und dergleichen geeignet.

Claims (2)

  1. Gasphasen-Abscheidungsverfahren für eine organische Schicht, mit einem ersten Schritt des Haltens eines Substrats (10), das mit einem Szintillator (12) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Schritt das Substrat (10) auf wenigstens drei Target-Stütznadeln (20) gehalten wird, die auf einem Gasphasen-Abscheidungstisch (3c) derart angeordnet sind, daß das Substrat (10) in einem Abstand vom Gasphasen-Abscheidungstisch (3c) gehalten wird; daß in einem zweiten Schritt der Gasphasen-Abscheidungstisch (3c) mit dem Substrat (10) darauf in eine Gasphasen-Abscheidungskammer (3) einer CVD-Vorrichtung eingebracht wird; und daß in einem dritten Schritt mittels CVD eine organische Schicht (14&18) aufgebracht wird, die den Szintillator (12) und das Substrat (10) vollständig umhüllt, während der Gasphasen-Abscheidetisch (3c) um eine zu seiner Tragebene senkrechte Achse gedreht wird.
  2. Gasphasen-Abscheidungsverfahren für eine organische Schicht nach Anspruch 1, wobei die organische Schicht eine Polyparaxylylenschicht ist.
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