JP2002026302A - 放射線撮像装置とその製造方法 - Google Patents
放射線撮像装置とその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 露光幅の制限されたステッパを使い、かつス
テッパで実現されるプロセスルールを維持しながら大面
積の撮像装置を実現する。 【解決手段】 Ａは露光機の最大露光幅で定まる領域で
あり、電気的に独立した撮像素子単位である。それぞれ
の矩形状半導体基板は少なくとも一つのこの撮像素子か
らなる。これを長手方向に二組配置することで、たとえ
ば、２６ｃｍ×２０ｃｍ程度の撮像装置を構成する。こ
の大きさは、医療でのマンモグラフィに必要な撮像面積
として十分な大きさである。短冊状撮像素子は複数個タ
イル状に配置してある。６０１は画素領域である。６０
２は実装領域である。
テッパで実現されるプロセスルールを維持しながら大面
積の撮像装置を実現する。 【解決手段】 Ａは露光機の最大露光幅で定まる領域で
あり、電気的に独立した撮像素子単位である。それぞれ
の矩形状半導体基板は少なくとも一つのこの撮像素子か
らなる。これを長手方向に二組配置することで、たとえ
ば、２６ｃｍ×２０ｃｍ程度の撮像装置を構成する。こ
の大きさは、医療でのマンモグラフィに必要な撮像面積
として十分な大きさである。短冊状撮像素子は複数個タ
イル状に配置してある。６０１は画素領域である。６０
２は実装領域である。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、放射線撮像装置と
その製造方法に関し、特に、医療用、産業用ディジタル
Ｘ線撮像装置等の放射線撮像装置に好適に使用し得る２
次放射線撮像装置とその製造方法に関する。
その製造方法に関し、特に、医療用、産業用ディジタル
Ｘ線撮像装置等の放射線撮像装置に好適に使用し得る２
次放射線撮像装置とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】医療機器の分野では、病院内での診断効
率の向上や、より精度の高い医療機器が強く望まれ、そ
の流れの中で、従来フィルムを用いたＸ線撮像装置が主
流であったＸ線画像の分野においてもＸ線画像情報のデ
ィジタル化の要求が高まりつつある。
率の向上や、より精度の高い医療機器が強く望まれ、そ
の流れの中で、従来フィルムを用いたＸ線撮像装置が主
流であったＸ線画像の分野においてもＸ線画像情報のデ
ィジタル化の要求が高まりつつある。
【０００３】ディジタル化が達成されればＸ線画像情報
を光磁気ディスクのような記録媒体を用いて管理でき、
またさまざまな通信方式等により患者のＸ線画像情報
を、リアルタイムに遠隔地で見ることが可能となる。ま
たディジタルのＸ線画像情報は画像処理により、従来に
比べより一層高い精度での診断が可能となり、従来のフ
ィルム方式での上記課題を解決することができる。また
このディジタル化の流れは、医療の世界ばかりでなく、
産業分野においても進行しており、例えばディジタルＸ
線画像入力装置を結晶解析に応用する研究も行われてい
る。
を光磁気ディスクのような記録媒体を用いて管理でき、
またさまざまな通信方式等により患者のＸ線画像情報
を、リアルタイムに遠隔地で見ることが可能となる。ま
たディジタルのＸ線画像情報は画像処理により、従来に
比べより一層高い精度での診断が可能となり、従来のフ
ィルム方式での上記課題を解決することができる。また
このディジタル化の流れは、医療の世界ばかりでなく、
産業分野においても進行しており、例えばディジタルＸ
線画像入力装置を結晶解析に応用する研究も行われてい
る。
【０００４】図８は、従来のディジタルＸ線画像入力装
置の概念図である。このディジタルＸ線画像入力装置
は、２次元のＣＣＤ型撮像素子８０１と、蛍光板８０３
のついたガラス製光学的ファイバーオプティックプレー
ト８０２とを含んでいる。等倍光学系のファイバーオプ
ティックプレート８０２を用いることにより、縮小光学
系を用いるよりも感度の大幅な向上が見られる。撮像素
子は単結晶シリコンの半導体プロセスで作成される。
置の概念図である。このディジタルＸ線画像入力装置
は、２次元のＣＣＤ型撮像素子８０１と、蛍光板８０３
のついたガラス製光学的ファイバーオプティックプレー
ト８０２とを含んでいる。等倍光学系のファイバーオプ
ティックプレート８０２を用いることにより、縮小光学
系を用いるよりも感度の大幅な向上が見られる。撮像素
子は単結晶シリコンの半導体プロセスで作成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような撮
像素子を用いて、大面積の撮像領域を有する撮像装置を
構成することは以下の問題点があり困難であった。
像素子を用いて、大面積の撮像領域を有する撮像装置を
構成することは以下の問題点があり困難であった。
【０００６】撮像素子は半導体プロセスによりウエハ上
に作り込まれる。現在単結晶シリコン半導体製造プロセ
スで主流のウエハは８インチである。この直径８インチ
の円形ウエハは８インチの単結晶シリコンインゴットを
輪切りにして作成され、この円形ウエハ上に矩形領域を
一個の撮像素子として利用する場合、一個の撮像素子の
最大の大きさはウエハサイズに制限される。しかもウエ
ハの径はインゴットの直径で制約されるので、現在主流
の８インチ単結晶シリコンのインゴットから切り出され
る８インチウエハを用いても、最大１３０ｍｍ×１３０
ｍｍの撮像素子が限界である。
に作り込まれる。現在単結晶シリコン半導体製造プロセ
スで主流のウエハは８インチである。この直径８インチ
の円形ウエハは８インチの単結晶シリコンインゴットを
輪切りにして作成され、この円形ウエハ上に矩形領域を
一個の撮像素子として利用する場合、一個の撮像素子の
最大の大きさはウエハサイズに制限される。しかもウエ
ハの径はインゴットの直径で制約されるので、現在主流
の８インチ単結晶シリコンのインゴットから切り出され
る８インチウエハを用いても、最大１３０ｍｍ×１３０
ｍｍの撮像素子が限界である。
【０００７】シリコンの半導体プロセスで撮像素子を製
作する場合、現状用いられているウエハの大きさに限界
があり、ウエハサイズ以上の大きさの撮像素子を作成す
ることができない。現状は８インチのウエハであり、一
枚でできる撮像素子の大きさはこれ以上の大きさにはで
きない。
作する場合、現状用いられているウエハの大きさに限界
があり、ウエハサイズ以上の大きさの撮像素子を作成す
ることができない。現状は８インチのウエハであり、一
枚でできる撮像素子の大きさはこれ以上の大きさにはで
きない。
【０００８】半導体プロセスで使う一般的な露光機には
露光領域に制限があり、一回の露光で作り込める回路面
積に限界があり、可能な限り少ない種類のマスクで大面
積の撮像素子を作ることは困難である。具体的には、現
行の半導体プロセスで使われるステッパの最大露光幅は
たとえば２０ｍｍ程度である。従って、円形ウエハ上に
矩形領域を一個の撮像素子として利用するために露光装
置の最大露光領域を越えてウエハを露光しようとする
と、９種類（９セット：１セットは更にそれぞれプロセ
スごとに数１０枚のマスクからなる）のマスクが必要に
なり（４辺の隅に４種類、それら隅と隅の間を結ぶ４辺
に４種類、中央の画素領域は一種類のマスクで繰り返し
露光をして、最低９種類のマスクが必要である）、マス
クのコストが膨大になる。またウエハから一枚取りとな
るため、高い歩留りの確保が困難である。その結果製造
コストが非常に大きくなる。一方大面積を一括で露光で
きる露光装置を新たに用意することは、多大な投資が必
要であり、製造コストの高騰になる。
露光領域に制限があり、一回の露光で作り込める回路面
積に限界があり、可能な限り少ない種類のマスクで大面
積の撮像素子を作ることは困難である。具体的には、現
行の半導体プロセスで使われるステッパの最大露光幅は
たとえば２０ｍｍ程度である。従って、円形ウエハ上に
矩形領域を一個の撮像素子として利用するために露光装
置の最大露光領域を越えてウエハを露光しようとする
と、９種類（９セット：１セットは更にそれぞれプロセ
スごとに数１０枚のマスクからなる）のマスクが必要に
なり（４辺の隅に４種類、それら隅と隅の間を結ぶ４辺
に４種類、中央の画素領域は一種類のマスクで繰り返し
露光をして、最低９種類のマスクが必要である）、マス
クのコストが膨大になる。またウエハから一枚取りとな
るため、高い歩留りの確保が困難である。その結果製造
コストが非常に大きくなる。一方大面積を一括で露光で
きる露光装置を新たに用意することは、多大な投資が必
要であり、製造コストの高騰になる。
【０００９】そこで、本発明は、従来の半導体プロセス
で用いられている露光幅の制限された露光装置（ステッ
パ）を使い、かつステッパで実現されるプロセスルール
を維持しながら大面積の撮像装置を実現することを課題
としている。具体的には、本発明は、８インチサイズの
単結晶シリコンインゴットを用いても、サイズの限定さ
れない撮像素子を提供し、これを組み合わせて任意の撮
像領域を有する大面積の撮像装置を実現することを課題
としている。
で用いられている露光幅の制限された露光装置（ステッ
パ）を使い、かつステッパで実現されるプロセスルール
を維持しながら大面積の撮像装置を実現することを課題
としている。具体的には、本発明は、８インチサイズの
単結晶シリコンインゴットを用いても、サイズの限定さ
れない撮像素子を提供し、これを組み合わせて任意の撮
像領域を有する大面積の撮像装置を実現することを課題
としている。
【００１０】また、本発明は、大面積の新しい放射線撮
像装置を提供することを課題としている。
像装置を提供することを課題としている。
【００１１】又、本発明は、様々な大きさの画面を実現
できる放射線撮像装置を提供することを課題としてい
る。
できる放射線撮像装置を提供することを課題としてい
る。
【００１２】又、本発明は、低コストで製造できる放射
線撮像装置を提供することを課題としている。
線撮像装置を提供することを課題としている。
【００１３】又、本発明は、現行の半導体プロセスで使
われるステッパの最大露光幅たとえば２０ｍｍの条件の
下、露光幅の制限されたステッパを使し、かつステッパ
で実現されるプロセスルールを維持しながら、小型高集
積度用半導体プロセスと装置を用いて、大面積高集積度
の放射線撮像装置を提供することを課題としている。
われるステッパの最大露光幅たとえば２０ｍｍの条件の
下、露光幅の制限されたステッパを使し、かつステッパ
で実現されるプロセスルールを維持しながら、小型高集
積度用半導体プロセスと装置を用いて、大面積高集積度
の放射線撮像装置を提供することを課題としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明の放射線撮像装置は、複数の画素を有する半
導体回路を形成した矩形半導体基板を有し、上記矩形半
導体基板は長手方向と短手方向を有し、上記長手方向の
長さが同じで上記短手方向の長さが異なる複数の矩形半
導体基板をタイル状に配置する構造を有する。
めの本発明の放射線撮像装置は、複数の画素を有する半
導体回路を形成した矩形半導体基板を有し、上記矩形半
導体基板は長手方向と短手方向を有し、上記長手方向の
長さが同じで上記短手方向の長さが異なる複数の矩形半
導体基板をタイル状に配置する構造を有する。
【００１５】又、本発明の放射線撮像装置の製造方法
は、半導体結晶インゴットの結晶成長方向にインゴット
をスライスする工程と、スライスした半導体結晶を所望
の外形に切断、研磨を行い長手方向と短手方向に有する
矩形半導体結晶基板とする工程と、矩形半導体結晶基板
上に複数の画素を有する半導体回路を形成する工程と、
短手方向の長さの異なる矩形半導体結晶基板を長手方向
の長さに揃えてタイル状に複数枚配置する工程とを含ん
でいる。
は、半導体結晶インゴットの結晶成長方向にインゴット
をスライスする工程と、スライスした半導体結晶を所望
の外形に切断、研磨を行い長手方向と短手方向に有する
矩形半導体結晶基板とする工程と、矩形半導体結晶基板
上に複数の画素を有する半導体回路を形成する工程と、
短手方向の長さの異なる矩形半導体結晶基板を長手方向
の長さに揃えてタイル状に複数枚配置する工程とを含ん
でいる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。用語法については、まず、
矩形半導体基板とは矩形ウエハ等も含む。インゴットか
ら切り出した、半導体回路を作り込む矩形状の基板を意
味する。又、放射線を信号に変換する部材の信号とは光
信号、電気信号を含む。放射線とは可視光やＸ線、ガン
マ線を含む。特にＸ線、ガンマ線の場合の放射線を信号
に変換する部材とは、これらを可視光信号に変換する蛍
光体やシンチレータであり、電気信号に変換する半導体
光電変換素子である。又、画素とは撮像装置に対応する
回路の部分も意味する。又、最大露光幅は露光機により
基板上に最大に露光できる領域とそれによりできる素子
の最大の大きさを意味する。
施の形態について説明する。用語法については、まず、
矩形半導体基板とは矩形ウエハ等も含む。インゴットか
ら切り出した、半導体回路を作り込む矩形状の基板を意
味する。又、放射線を信号に変換する部材の信号とは光
信号、電気信号を含む。放射線とは可視光やＸ線、ガン
マ線を含む。特にＸ線、ガンマ線の場合の放射線を信号
に変換する部材とは、これらを可視光信号に変換する蛍
光体やシンチレータであり、電気信号に変換する半導体
光電変換素子である。又、画素とは撮像装置に対応する
回路の部分も意味する。又、最大露光幅は露光機により
基板上に最大に露光できる領域とそれによりできる素子
の最大の大きさを意味する。
【００１７】（実施形態１）図１は、矩形状半導体基板
の切り出し方法を説明するための単結晶シリコンのイン
ゴットの概観図である。１０１は単結晶シリコンのイン
ゴットである。１０２は切り出される矩形ウエハであ
る。
の切り出し方法を説明するための単結晶シリコンのイン
ゴットの概観図である。１０１は単結晶シリコンのイン
ゴットである。１０２は切り出される矩形ウエハであ
る。
【００１８】図２は、矩形ウエハ１０２上に形成した矩
形状撮像素子を複数個タイル状に配置したものである。
２０１は短冊状撮像素子、２０２は画素領域である。２
０３は実装領域であり、フレキシブル配線基板等等によ
る電気的接続を行う。
形状撮像素子を複数個タイル状に配置したものである。
２０１は短冊状撮像素子、２０２は画素領域である。２
０３は実装領域であり、フレキシブル配線基板等等によ
る電気的接続を行う。
【００１９】図３は、蛍光板３０３を張り合わせた大面
積撮像装置の斜視図である。３０１は短冊状撮像素子、
３０２は実装領域、２０３は蛍光板である。
積撮像装置の斜視図である。３０１は短冊状撮像素子、
３０２は実装領域、２０３は蛍光板である。
【００２０】次に、具体例に即して、本発明の放射線撮
像装置の製造方法について説明する。
像装置の製造方法について説明する。
【００２１】まず、長さ２０ｃｍ、直径８インチの単結
晶シリコンインゴット１０１から、縦長の結晶１０２を
切り出す。
晶シリコンインゴット１０１から、縦長の結晶１０２を
切り出す。
【００２２】次に、ダイシングソーにより長手方向にイ
ンゴットを厚さ５００μｍでスライスする。これによっ
て、長さｂが２０ｃｍで幅ａが最大８インチで、幅の異
なる矩形ウエハ１０２ができる。このときそれぞれの矩
形ウエハの幅は後の素子作成プロセスに好都合なように
決定し、切り出しておく。
ンゴットを厚さ５００μｍでスライスする。これによっ
て、長さｂが２０ｃｍで幅ａが最大８インチで、幅の異
なる矩形ウエハ１０２ができる。このときそれぞれの矩
形ウエハの幅は後の素子作成プロセスに好都合なように
決定し、切り出しておく。
【００２３】次に、切り出したそれぞれの矩形ウエハ１
０２の表面を研磨し、通常の半導体プロセスで利用でき
る矩形半導体基板とする。
０２の表面を研磨し、通常の半導体プロセスで利用でき
る矩形半導体基板とする。
【００２４】次に、それぞれの矩形半導体基板上に通常
の半導体プロセスでＣＭＯＳ型撮像素子を作り込み撮像
素子とする。ここで、医療の分野で使う撮像素子の画素
の配列ピッチは５０μｍ〜２００μｍ、胸部撮影用には
１００μｍが好ましい。画素の大きさは汎用のカメラ等
に使われるものよりも大きい。本実施形態で利用する半
導体プロセスは０．５μｍ以下のプロセスルールを適用
できるので、このような大きさの画素内に画像処理用の
回路等を組み込むことも可能であり、高機能化させるこ
とができる。
の半導体プロセスでＣＭＯＳ型撮像素子を作り込み撮像
素子とする。ここで、医療の分野で使う撮像素子の画素
の配列ピッチは５０μｍ〜２００μｍ、胸部撮影用には
１００μｍが好ましい。画素の大きさは汎用のカメラ等
に使われるものよりも大きい。本実施形態で利用する半
導体プロセスは０．５μｍ以下のプロセスルールを適用
できるので、このような大きさの画素内に画像処理用の
回路等を組み込むことも可能であり、高機能化させるこ
とができる。
【００２５】次に、長手方向を揃え、短手方向の長さの
異なる長尺の撮像素子を適宜選択し所望の大きさの撮像
装置になるようタイル状に配列する。本実施形態では、
図２に示したように、これを長手方向に２組配置するこ
とで４０ｃｍ×４６ｃｍの撮像装置を構成する。この大
きさは医療での胸部Ｘ線撮影に必要な撮像面積に対して
十分である。
異なる長尺の撮像素子を適宜選択し所望の大きさの撮像
装置になるようタイル状に配列する。本実施形態では、
図２に示したように、これを長手方向に２組配置するこ
とで４０ｃｍ×４６ｃｍの撮像装置を構成する。この大
きさは医療での胸部Ｘ線撮影に必要な撮像面積に対して
十分である。
【００２６】次に、図３に示したように、タイル状に貼
り合わせた８枚の矩形状撮像素子３０１からなる撮像装
置上にシート状の蛍光板３０３を貼り合わせる。
り合わせた８枚の矩形状撮像素子３０１からなる撮像装
置上にシート状の蛍光板３０３を貼り合わせる。
【００２７】次に、外部の処理回路基板とそれぞれの撮
像素子を接続し、Ｘ線用の大面積放射線撮像装置が出来
上がる。
像素子を接続し、Ｘ線用の大面積放射線撮像装置が出来
上がる。
【００２８】本発明の製造方法を従来の製造方法と比較
すると、インゴットの輪切りでは撮像素子面積はインゴ
ットの径で規定されるが、本発明においては縦割りであ
るので、その制約がなくなり、径以上の長さを有する大
面積ウエハとすることができ、いくらでも大きい面積の
基板を作れる。
すると、インゴットの輪切りでは撮像素子面積はインゴ
ットの径で規定されるが、本発明においては縦割りであ
るので、その制約がなくなり、径以上の長さを有する大
面積ウエハとすることができ、いくらでも大きい面積の
基板を作れる。
【００２９】又、長手方向はインゴットの長さで規定さ
れているが、インゴットの長さは径を大きくするより容
易であり、十分長い矩形ウエハを作成することができ
る。
れているが、インゴットの長さは径を大きくするより容
易であり、十分長い矩形ウエハを作成することができ
る。
【００３０】又、本発明の撮像装置は長さ方向が一定
で、短手方向の異なる撮像素子を複数タイル状に配列す
ることにより、短手方向もいくらでも長く構成でき、所
望の大面積撮像装置を容易に構成できる。
で、短手方向の異なる撮像素子を複数タイル状に配列す
ることにより、短手方向もいくらでも長く構成でき、所
望の大面積撮像装置を容易に構成できる。
【００３１】又、現状の８インチの単結晶シリコンのイ
ンゴットを使いながら、従来よりはるかに撮像領域の大
きな撮像装置を実現できる。
ンゴットを使いながら、従来よりはるかに撮像領域の大
きな撮像装置を実現できる。
【００３２】又、本発明になる切り出し方法と矩形ウエ
ハの組み合せ方法により、インゴットから切り出される
矩形ウエハを全て利用できるので、無駄にする部分を極
力少なくすることができる。これにより製造コストを押
さえることができる。
ハの組み合せ方法により、インゴットから切り出される
矩形ウエハを全て利用できるので、無駄にする部分を極
力少なくすることができる。これにより製造コストを押
さえることができる。
【００３３】以上、具体例に即して、本発明の放射線撮
像装置及びその製造方法について説明したが、インゴッ
トの大きさは８インチに限定されるわけではなく、より
大きいサイズのインゴットが実用化されても本発明は有
効である。又、インゴットの長さは２０ｃｍに限られ
ず、より長いものを用いてもよい。長さは撮像装置の大
きさにより、適宜選ぶことができる。
像装置及びその製造方法について説明したが、インゴッ
トの大きさは８インチに限定されるわけではなく、より
大きいサイズのインゴットが実用化されても本発明は有
効である。又、インゴットの長さは２０ｃｍに限られ
ず、より長いものを用いてもよい。長さは撮像装置の大
きさにより、適宜選ぶことができる。
【００３４】ＭＯＳ型撮像素子、ＣＭＯＳ型撮像素子、
ＣＣＤ型撮像素子等が使えるが、特に、ＣＭＯＳ型撮像
素子が好適である。ＣＭＯＳ型撮像素子は、消費電力が
少ないので大面積にした場合発熱が押さえられる。ラン
ダムアクセス、画素加算等が容易に実現できるので画格
や読取り画素サイズを自由に変えることができる。医療
での応用の場合動画で局所的な部位を粗く見る透視モー
ドや、広い範囲で細かく見る静止画モードがあり、これ
らのモード切り替えを行うことが容易になる。
ＣＣＤ型撮像素子等が使えるが、特に、ＣＭＯＳ型撮像
素子が好適である。ＣＭＯＳ型撮像素子は、消費電力が
少ないので大面積にした場合発熱が押さえられる。ラン
ダムアクセス、画素加算等が容易に実現できるので画格
や読取り画素サイズを自由に変えることができる。医療
での応用の場合動画で局所的な部位を粗く見る透視モー
ドや、広い範囲で細かく見る静止画モードがあり、これ
らのモード切り替えを行うことが容易になる。
【００３５】矩形半導体基板には撮像素子以外にも、大
面積の処理回路を形成し、他の半導体撮像素子と組み合
わせて大面積撮像装置を構成してもよい。
面積の処理回路を形成し、他の半導体撮像素子と組み合
わせて大面積撮像装置を構成してもよい。
【００３６】（実施形態２）図４は、実施形態２におけ
る矩形状半導体基板の切り出し方法を説明するための円
形ウエハの平面図である。ウエハ４０１上に短冊状撮像
素子の露光パターン４０２が示されている。４０１は円
形ウエハである。４０３は短冊状撮像素子である。
る矩形状半導体基板の切り出し方法を説明するための円
形ウエハの平面図である。ウエハ４０１上に短冊状撮像
素子の露光パターン４０２が示されている。４０１は円
形ウエハである。４０３は短冊状撮像素子である。
【００３７】次に、実施形態２の放射線撮像装置の製造
方法について説明する。
方法について説明する。
【００３８】先ず、図４に示したように、円形のウエハ
４０１上に短冊状にパターン４０２を露光する。ステッ
パ露光機の最大露光幅は２０ｍｍであり、この幅で長さ
１３０ｍｍの短冊状の撮像素子を一枚のウエハ状に６本
露光する。これらは電気的に独立した撮像素子である。
最小のマスク種類数（セット数）で撮像素子を形成する
方法は後述する。
４０１上に短冊状にパターン４０２を露光する。ステッ
パ露光機の最大露光幅は２０ｍｍであり、この幅で長さ
１３０ｍｍの短冊状の撮像素子を一枚のウエハ状に６本
露光する。これらは電気的に独立した撮像素子である。
最小のマスク種類数（セット数）で撮像素子を形成する
方法は後述する。
【００３９】次に、通常の半導体プロセスを通してウエ
ハ上にＣＭＯＳ型撮像素子を作り込み短冊状の撮像素子
とする。医療の分野で使う撮像素子の画素の配列ピッチ
は５０μｍ〜２００μｍ、マンモグラフィ用では５０μ
ｍが好ましい。画素の大きさは汎用のカメラ等に使われ
るものよりも大きい。本実施形態で利用する半導体プロ
セスは０．５μｍ以下のプロセスルールを適用できるの
で、このような大きさの画素内に画像処理用の回路等を
組み込むことも可能であり、高機能化させることができ
る。
ハ上にＣＭＯＳ型撮像素子を作り込み短冊状の撮像素子
とする。医療の分野で使う撮像素子の画素の配列ピッチ
は５０μｍ〜２００μｍ、マンモグラフィ用では５０μ
ｍが好ましい。画素の大きさは汎用のカメラ等に使われ
るものよりも大きい。本実施形態で利用する半導体プロ
セスは０．５μｍ以下のプロセスルールを適用できるの
で、このような大きさの画素内に画像処理用の回路等を
組み込むことも可能であり、高機能化させることができ
る。
【００４０】次に、回路ができあがった時点でウエハ検
査を行う。
査を行う。
【００４１】図５は、線欠陥がある円形ウエハの平面図
である。１個の撮像素子５０２中に線欠陥５０４がある
場合、これは利用することができない。この場合スライ
スラインを図５のように定めスライスし短冊状撮像素子
として２個の独立した撮像素子からなる撮像素子Ｓ１と
３個の独立した撮像素子からなる撮像素子Ｓ２を切り出
し矩形半導体基板とすることによって、欠陥のある撮像
素子５０２を取り除く。全ての撮像素子に欠陥が無い場
合には、一体として１個取りをする。
である。１個の撮像素子５０２中に線欠陥５０４がある
場合、これは利用することができない。この場合スライ
スラインを図５のように定めスライスし短冊状撮像素子
として２個の独立した撮像素子からなる撮像素子Ｓ１と
３個の独立した撮像素子からなる撮像素子Ｓ２を切り出
し矩形半導体基板とすることによって、欠陥のある撮像
素子５０２を取り除く。全ての撮像素子に欠陥が無い場
合には、一体として１個取りをする。
【００４２】ウエハごとのウエハ検査の結果により適宜
スライスラインを変更することで最適の大きさの撮像素
子を切り出す。短手方向の長さが異なる撮像素子ができ
る。もちろん一個づつ短冊状撮像素子を切り出して、利
用することもできる。
スライスラインを変更することで最適の大きさの撮像素
子を切り出す。短手方向の長さが異なる撮像素子ができ
る。もちろん一個づつ短冊状撮像素子を切り出して、利
用することもできる。
【００４３】次に、ウエハ検査を終え短冊状に切り出し
た矩形半導体基板の中から、適宜選択し所望の大きさの
撮像装置になるようタイル状に配列する。この時各矩形
半導体基板は長手方向を揃え、短手方向の長さの異なる
まま配列する。
た矩形半導体基板の中から、適宜選択し所望の大きさの
撮像装置になるようタイル状に配列する。この時各矩形
半導体基板は長手方向を揃え、短手方向の長さの異なる
まま配列する。
【００４４】図６は、実施形態２における放射線撮像装
置の撮像素子部の平面図である。Ａは単位となる電気的
に独立した撮像素子である。それぞれの矩形状半導体基
板は少なくとも一つのこの撮像素子からなる。本実施形
態ではこれを長手方向に二組配置することで２６ｃｍ×
２０ｃｍの撮像装置を構成する。この大きさは、医療で
のマンモグラフィに必要な撮像面積として十分な大きさ
である。
置の撮像素子部の平面図である。Ａは単位となる電気的
に独立した撮像素子である。それぞれの矩形状半導体基
板は少なくとも一つのこの撮像素子からなる。本実施形
態ではこれを長手方向に二組配置することで２６ｃｍ×
２０ｃｍの撮像装置を構成する。この大きさは、医療で
のマンモグラフィに必要な撮像面積として十分な大きさ
である。
【００４５】図６においては、短冊状撮像素子を複数個
タイル状に配置してある。６０１は画素領域である。６
０２は実装領域である。
タイル状に配置してある。６０１は画素領域である。６
０２は実装領域である。
【００４６】次に、図７に示すように、タイル状に貼り
合わせた撮像素子７０１からなる撮像装置上にファイバ
ーオプティックプレート７０２、シート状の蛍光板７０
３を貼り合わせる。７０１は短冊状撮像素子、７０４は
フレキシブル配線基板等による電気的接続部の実装領域
である。７０２はＸ線を遮蔽するファイバーオプティッ
クプレートである。７０３は蛍光板である。２６ｃｍ×
２０ｃｍの撮像装置は、医療でのマンモグラフィに必要
な撮像面積に対して十分である。
合わせた撮像素子７０１からなる撮像装置上にファイバ
ーオプティックプレート７０２、シート状の蛍光板７０
３を貼り合わせる。７０１は短冊状撮像素子、７０４は
フレキシブル配線基板等による電気的接続部の実装領域
である。７０２はＸ線を遮蔽するファイバーオプティッ
クプレートである。７０３は蛍光板である。２６ｃｍ×
２０ｃｍの撮像装置は、医療でのマンモグラフィに必要
な撮像面積に対して十分である。
【００４７】次に、図示しない外部の処理回路基板とそ
れぞれの撮像素子を接続し、Ｘ線用の大面積放射線撮像
装置ができあがる。
れぞれの撮像素子を接続し、Ｘ線用の大面積放射線撮像
装置ができあがる。
【００４８】実施形態２においては、短冊状の撮像素子
はそれぞれ独立しているので以下のような利点を有して
いる。
はそれぞれ独立しているので以下のような利点を有して
いる。
【００４９】最大露光幅と長手方向の長さで決まる短冊
領域が電気的に他の部分と独立しており、それぞれが一
個の撮像素子として機能することを特徴とする。ただし
同じ基板上にこれらの独立した短冊が存在してもよいと
ころが特徴である。
領域が電気的に他の部分と独立しており、それぞれが一
個の撮像素子として機能することを特徴とする。ただし
同じ基板上にこれらの独立した短冊が存在してもよいと
ころが特徴である。
【００５０】又、マスクの種類は最低３種類（３セッ
ト）となり、大幅に種類を削減できる。最小のマスク種
類数（セット数）で撮像素子を作成するための方法を説
明する。本実施例での短冊状の撮像素子は、長手方向の
長さが１３０ｍｍで、短手方向の長さが２０ｍｍであ
る。短手方向の幅は、従来の一般的な露光装置（ステッ
パ）の最大露光幅（２０ｍｍ）で制限される。長手方向
は、図４において上辺部、中央部、下辺部と領域を３つ
に分ける。下辺部は画素領域以外に、周辺回路（シフト
レジスタなどの走査回路やマルチプレクサ、出力アンプ
等）や電気実装部（接続バッドや保護回路など）を設け
る。この場合下辺部のみに、それらの非画素領域を設け
て一辺読出しとしている。上辺部は画素領域とその辺上
終端部である。また上辺、下辺の両辺に設けて、両辺読
出しとしても良い。一方中央部はまったく同じパターン
を長手方向に繰り返した画素領域である。そこで短手方
向は最大露光幅とすれば、マスクの種類としては上辺部
と下辺部にそれぞれ一種類が必要である（上辺部と下辺
部は繰り返しできない）。また中央部は一種類のマスク
を繰り返し露光して使えるので、ここでも一種類でよ
い。その結果、３種類（３セット）のマスクで本実施例
の短冊状撮像素子を作成できる。また短手方向は露光装
置の最大露光幅で制限されるが、中央部は同じマスクの
繰り返し露光で作成できるので、長手方向は任意の長さ
にできる。よって実施例１の様に長手方向の特に長い矩
形ウエハに撮像素子を作りこむ場合には好適な構成・方
法となる。本実施形態によれば露光領域の小さい露光装
置を用いて、露光領域より広い面積を有する撮像素子を
作成する場合、最小限度のマスク種類数で作成できるの
で、大面積用の露光装置を用意しなくとも（そのための
多大な投資をしなくとも）、従来の露光装置でもコスト
を抑えて、大面積の撮像素子を作成できる。
ト）となり、大幅に種類を削減できる。最小のマスク種
類数（セット数）で撮像素子を作成するための方法を説
明する。本実施例での短冊状の撮像素子は、長手方向の
長さが１３０ｍｍで、短手方向の長さが２０ｍｍであ
る。短手方向の幅は、従来の一般的な露光装置（ステッ
パ）の最大露光幅（２０ｍｍ）で制限される。長手方向
は、図４において上辺部、中央部、下辺部と領域を３つ
に分ける。下辺部は画素領域以外に、周辺回路（シフト
レジスタなどの走査回路やマルチプレクサ、出力アンプ
等）や電気実装部（接続バッドや保護回路など）を設け
る。この場合下辺部のみに、それらの非画素領域を設け
て一辺読出しとしている。上辺部は画素領域とその辺上
終端部である。また上辺、下辺の両辺に設けて、両辺読
出しとしても良い。一方中央部はまったく同じパターン
を長手方向に繰り返した画素領域である。そこで短手方
向は最大露光幅とすれば、マスクの種類としては上辺部
と下辺部にそれぞれ一種類が必要である（上辺部と下辺
部は繰り返しできない）。また中央部は一種類のマスク
を繰り返し露光して使えるので、ここでも一種類でよ
い。その結果、３種類（３セット）のマスクで本実施例
の短冊状撮像素子を作成できる。また短手方向は露光装
置の最大露光幅で制限されるが、中央部は同じマスクの
繰り返し露光で作成できるので、長手方向は任意の長さ
にできる。よって実施例１の様に長手方向の特に長い矩
形ウエハに撮像素子を作りこむ場合には好適な構成・方
法となる。本実施形態によれば露光領域の小さい露光装
置を用いて、露光領域より広い面積を有する撮像素子を
作成する場合、最小限度のマスク種類数で作成できるの
で、大面積用の露光装置を用意しなくとも（そのための
多大な投資をしなくとも）、従来の露光装置でもコスト
を抑えて、大面積の撮像素子を作成できる。
【００５１】又、検査結果次第で適宜スライスラインを
変更するので、短冊状撮像素子を一個づつスライスして
切り出す場合よりもスライス工程が短縮される。これは
そのまま製造コストの低減に寄与する。
変更するので、短冊状撮像素子を一個づつスライスして
切り出す場合よりもスライス工程が短縮される。これは
そのまま製造コストの低減に寄与する。
【００５２】以上説明した実施形態２においても、実施
形態１と同様に、ＭＯＳ型撮像素子、ＣＭＯＳ型撮像素
子、ＣＣＤ撮像素子等が使えるが、特に、ＣＭＯＳ型撮
像素子が好適である。ＣＭＯＳ型撮像素子は消費電力が
少ないので大面積にした場合発熱が押さえられる。ラン
ダムアクセス、画素加算等が容易に実現できるので画格
や読取り画素サイズを自由に変えることが出来る。医療
での応用の場合動画で局所的な部位を粗く見る透視モー
ドや、広い範囲で細かく見る静止画モードがあり、これ
らのモード切り替えを行うことが容易になる。
形態１と同様に、ＭＯＳ型撮像素子、ＣＭＯＳ型撮像素
子、ＣＣＤ撮像素子等が使えるが、特に、ＣＭＯＳ型撮
像素子が好適である。ＣＭＯＳ型撮像素子は消費電力が
少ないので大面積にした場合発熱が押さえられる。ラン
ダムアクセス、画素加算等が容易に実現できるので画格
や読取り画素サイズを自由に変えることが出来る。医療
での応用の場合動画で局所的な部位を粗く見る透視モー
ドや、広い範囲で細かく見る静止画モードがあり、これ
らのモード切り替えを行うことが容易になる。
【００５３】又、矩形半導体基板には撮像素子以外に
も、大面積の処理回路を形成し、他の半導体撮像素子と
組み合わせて大面積撮像装置を構成してもよい。
も、大面積の処理回路を形成し、他の半導体撮像素子と
組み合わせて大面積撮像装置を構成してもよい。
【００５４】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、単結晶シ
リコンのインゴットから、縦長の結晶を切り出し、径以
上の大面積ウエハとすることができ、縦割りの基板をう
まく組み合わせることで、縦割りスライス時のウエハの
無駄を押さえることができる。その結果コストも押さえ
た大面積放射線撮像装置とすることができる。
リコンのインゴットから、縦長の結晶を切り出し、径以
上の大面積ウエハとすることができ、縦割りの基板をう
まく組み合わせることで、縦割りスライス時のウエハの
無駄を押さえることができる。その結果コストも押さえ
た大面積放射線撮像装置とすることができる。
【００５５】又、一枚のウエハに電気的に独立した短冊
状の撮像素子を作り込み、これを適宜切り出し、組み合
わせることで撮像素子の歩留まりを上げ、工程の簡略化
を行い、低コストで高機能の大面積放射線撮像装置を製
造することができる。
状の撮像素子を作り込み、これを適宜切り出し、組み合
わせることで撮像素子の歩留まりを上げ、工程の簡略化
を行い、低コストで高機能の大面積放射線撮像装置を製
造することができる。
【図１】単結晶Ｓｉインゴットの概観図
【図２】本発明の実施形態１の放射線撮像装置の撮像素
子部の平面図
子部の平面図
【図３】本発明の実施形態１の放射線撮像装置の斜視図
【図４】円形ウエハの平面図
【図５】線欠陥を含む円形ウエハの平面図
【図６】本発明の実施形態２の放射線撮像装置の撮像素
子部の平面図
子部の平面図
【図７】本発明の実施形態２の放射線撮像装置の斜視図
【図８】従来の放射線撮像装置の斜視図
１０１ 単結晶Ｓｉインゴット １０２ 矩形ウエハ ２０１ 矩形状撮像素子 ２０２、６０１ 画素領域 ２０３、３０２、６０２、７０４ 実装領域 ３０１、４０３、５０２ 短冊状撮像素子 ３０３、７０３ 蛍光板 ４０１、５０１ 円形ウエハ ４０２ 露光パターン ５０３ スライスライン ５０４ 線欠陥 ７０１ 撮像素子 ７０２ ファイバーオプティックプレート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/32 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｋ Ｚ (72)発明者 浜本 修 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 海部 紀之 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 梶原 賢治 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2G088 EE01 EE27 FF02 FF14 GG15 GG19 GG20 JJ05 JJ09 JJ37 2H013 AC01 4M118 AA10 AB01 BA10 BA14 BA30 CB11 FA06 FA50 GA10 5C024 AX11 BX00 CY47 EX54 GX09 GY01 GY31 HX17
Claims (10)
- 【請求項１】 複数の画素を有する半導体回路を形成し
た矩形半導体基板を有し、 前記矩形半導体基板は長手方向と短手方向を有し、 前記長手方向の長さが同じで前記短手方向の長さが異な
る複数の矩形半導体基板をタイル状に配置する構造を有
することを特徴とする放射線撮像装置。 - 【請求項２】 前記長手方向の長さが同じであり短手方
向の長さが同じ複数の矩形半導体基板を有することを特
徴とする請求項１記載の放射線撮像装置。 - 【請求項３】 複数の画素を有する半導体回路を形成し
た矩形半導体基板を有し、 前記矩形半導体基板は長手方向と短手方向を有し、 長手方向の長さが同じであり、短手方向の長さが最大露
光幅の整数倍からなる複数の矩形半導体基板をタイル状
に配置する構造を有することを特徴とする放射線撮像装
置。 - 【請求項４】 前記最大露光幅と長手方向の長さで決ま
る領域が電気的に他の部分と独立していることを特徴と
する請求項３記載の放射線撮像装置。 - 【請求項５】 放射線を信号に変換する部材を有するこ
とを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載さ
れた放射線撮像装置。 - 【請求項６】 放射線を信号に変換する部材が蛍光体を
有することを特徴とする請求項４、５のいずれか一つに
記載された放射線撮像装置。 - 【請求項７】 ファイバーオプティックプレートを有す
ることを特徴とする請求項６記載の放射線撮像装置。 - 【請求項８】 放射線を信号に変換する部材が半導体基
板を有し前記半導体基板上に光電変換素子を有している
ことを特徴とする請求項４、５のいずれか一つに記載さ
れた放射線撮像装置。 - 【請求項９】 放射線を信号に変換する部材が蛍光体を
有することを特徴とする請求項８記載の放射線撮像装
置。 - 【請求項１０】 半導体結晶インゴットの結晶成長方向
にインゴットをスライスする工程と、 スライスした半導体結晶を所望の外形に切断、研磨を行
い長手方向と短手方向を有する矩形半導体結晶基板とす
る工程と、 矩形半導体結晶基板上に複数の画素を有する半導体回路
を形成する工程と、 短手方向の長さの異なる半導体結晶基板を長手方向の長
さを揃えてタイル状に複数枚配置する工程とを含むこと
を特徴とする放射線撮像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000210064A JP2002026302A (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | 放射線撮像装置とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000210064A JP2002026302A (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | 放射線撮像装置とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002026302A true JP2002026302A (ja) | 2002-01-25 |
Family
ID=18706384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000210064A Pending JP2002026302A (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | 放射線撮像装置とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002026302A (ja) |
Cited By (11)
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|---|---|---|---|---|
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| US8421023B2 (en) | 2010-09-28 | 2013-04-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Imaging apparatus, control method thereof, and program |
| US8530989B2 (en) | 2010-07-07 | 2013-09-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state imaging apparatus and imaging system |
| EP2693740A2 (en) | 2012-07-31 | 2014-02-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensor driving apparatus, method and radiation imaging apparatus |
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| US9482628B2 (en) | 2012-07-31 | 2016-11-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Imaging apparatus, control method therefor, and storage medium |
-
2000
- 2000-07-11 JP JP2000210064A patent/JP2002026302A/ja active Pending
Cited By (24)
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