JP2004008406A - Method for manufacturing radiation detector, radiation detector, and x-ray ct apparatus - Google Patents

Method for manufacturing radiation detector, radiation detector, and x-ray ct apparatus Download PDF

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JP2004008406A JP2002164751A JP2002164751A JP2004008406A JP 2004008406 A JP2004008406 A JP 2004008406A JP 2002164751 A JP2002164751 A JP 2002164751A JP 2002164751 A JP2002164751 A JP 2002164751A JP 2004008406 A JP2004008406 A JP 2004008406A
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wafer
radiation detector
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Yoshiaki Yaoi
八百井 佳明
Toshiyuki Shinno
新野 俊之
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a radiation detector by which the yield of detection elements with respect to a wafer is improved, and to provide the detector and an X-ray CT apparatus. <P>SOLUTION: A plurality of the detection elements 3 are formed in a matrix state on the wafer 23 (S1). The wafer 23 is cut into a plurality of blocks 5 having a matrix size of m×n(S2). The blocks 5 are inspected individually (S3). The blocks 5 having passed through the inspection are arrayed to constitute a module 1 having a matrix size of M×N(which satisfies at least either M>m≥1 or N>n≥1)(S4). The module is arrayed to constitute the radiation detector (S5). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、X線等の放射線を電気信号として検出する複数の検出素子がマトリクス状に配列された放射線検出器の製造方法、放射線検出器およびX線CT装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
医療用X線CT装置(X線コンピュータトモグラフィ装置)は、X線管と放射線検出器とを有する。X線管で発生されたX線は、被検体を透過して、検出器に入射する。検出器は、入射するX線等の放射線の強度に応じて電荷を発生する複数の検出素子を備えている。検出素子には、蛍光体(シンチレータ)でX線を光に変換し更にその光を光電変換素子(ホトダイオード)で電気信号に変換する間接変換形と、特定の半導体の特性、つまりX線により半導体内の電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とがあり、今後は、小型、軽量、平板形を実現できる直接変換形が普及するものと考えられている。
【0003】
X線CT用の検出器としては、シングルスライス型検出器が普及している。シングルスライス型検出器は、一列に配列された複数の検出素子を備えている。このシングルスライス型検出器を複数列並べたマルチスライス型検出器の普及が進んでいる。さらに近年では、検出素子の密度を高めた2次元アレイ型と呼ばれる検出器の実用化が待たれている。
【0004】
図13に、2次元アレイ型検出器の構造を概略的に示している。2次元アレイ型検出器では、検出素子の密度を高めるために、モジュールデザインが採用されている。1つのモジュール103は、一基板上にM×Nのマトリクスサイズで形成されたホトダイオード101を備えている。このモジュール103がチャンネル方向に複数個円弧状に配列される。それによりL×Nという大きなマトリクスサイズの検出器が構成され得る。
【0005】
図14には、モジュール103の作成について示している。シリコンウェハ105にホトダイオード103が一定の密度で形成される。1つのウェハ105から、M×Nのマトリクスサイズでモジュール101が例えば2個切り出される。
【0006】
ここで、検出器の列数が増加すると、それに応じてモジュール101のマトリクスサイズも大きくなる。そのため1枚のウェハ105から切り出せるモジュール101の数が減少し、それに伴ってウェハの無駄が増える。また、ウェハ105から切り出したモジュール101に対して、検出素子の動作検査が行われている。1つ又は数個でも不適格な検出素子が見つかった場合、そのモジュール101自体が不良品となる。モジュール101のマトリクスサイズが大きくなればなるほど、不良品となるモジュール101の割合(歩留まり)が悪化する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ウェハに対する検出素子の歩留まりを向上させることのできる放射線検出器の製造方法、放射線検出器およびX線CT装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1局面による放射線検出器の製造方法は、ウェハに複数の検出素子をマトリクス状に形成し、前記ウェハを、m×nのマトリクスサイズを有する複数のブロックに切断し、前記ブロックを個別に検査し、前記検査を通過したブロックを配列して、M×N(M>m≧1、N>n≧1の少なくとも一方を満たす)のマトリクスサイズを有するモジュールを構成し、前記モジュールを配列して放射線検出器を構成する。
【0009】
本発明の第2局面による放射線検出器の製造方法は、ウェハに複数の検出素子をマトリクス状に形成し、前記ウェハに形成された検出素子を個別に検査し、前記検査が非通過の検出素子を前記ウェハから切除し、前記検査を通過した検出素子の片を前記ウェハに装着し、前記ウェハを複数のブロックに切断し、前記ブロックを配列して放射線検出器を構成する。
【0010】
本発明の第3局面による放射線検出器の製造方法は、ウェハに複数の検出素子をマトリクス状に形成し、前記ウェハに形成された検出素子を個別に検査し、前記検査が非通過の検出素子を回避して、m×nのマトリクスサイズを有する複数のブロックに前記ウェハを切断し、前記ブロックを配列して、M×N(M>m≧1、N>n≧1の少なくとも一方を満たす)のマトリクスサイズを有するモジュールを構成し、前記モジュールを配列して放射線検出器を構成する。
【0011】
本発明の第4局面による放射線検出器の製造方法は、ウェハに複数の検出素子をマトリクス状に形成し、前記ウェハに形成された検出素子を個別に検査し、前記検査が非通過の検出素子を回避して、前記ウェハを複数のブロックに切断し、前記ブロックを配列して放射線検出器を構成する。
【0012】
本発明の第5局面による放射線検出器は、M×Nのマトリクスサイズで配列された検出素子を有するモジュールを複数配列してなる放射線検出器において、前記モジュールは、m×n(M>m≧1、N>n≧1の少なくとも一方を満たす)のマトリクスサイズで配列されたブロックを複数配列することで構成される。
【0013】
本発明の第6局面によるX線CTは、X線を発生するX線管と、被検体を透過したX線を検出する放射線検出器と、前記X線管と前記放射線検出器とを回転可能に支持する架台と、前記放射線検出器の出力から導出される所定角度範囲分のデータに基づいて、画像データを再構成する再構成部と、前記再構成された画像データを表示する表示部とを具備し、前記放射線検出器は、M×Nのマトリクスサイズで配列された検出素子を有するモジュールを複数配列してなり、前記モジュールは、m×n(M>m≧1、N>n≧1の少なくとも一方を満たす)のマトリクスサイズで配列されたブロックを複数配列することで構成される。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、X線CT装置には、X線管と放射線検出器とが1体として被検体の周囲を回転する回転/回転(ROTATE/ROTATE)タイプと、リング状に多数の検出素子がアレイされ、X線管のみが被検体の周囲を回転する固定/回転(STATIONARY/ROTATE)タイプ等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本発明を適用可能である。ここでは、現在、主流を占めている回転/回転タイプとして説明する。また、入射X線を電荷に変換するメカニズムは、シンチレータ等の蛍光体でX線を光に変換し更にその光をホトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形と、X線による半導体内の電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とがある。X線検出素子としては、それらのいずれの方式を採用してもよいが、ここでは、前者の間接変換形として説明する。
【0015】
図1は、本実施形態のX線CT装置のシステム図である。X線管131は、放射線検出器127と共に被検体132の周囲を回転可能に支持されている。X線管131は、チャンネル方向Cとスライス方向A(回転軸に平行な方向(紙面に垂直な方向))との2方向に広がるいわゆるコーンビームX線を発生する。被検体132を透過したX線は、放射線検出器127で検出される。データ収集回路(DAS)134は、放射線検出器127により検出された信号を増幅し、ディジタルに変換する。前処理装置135は、DAS134から出力されるデータを補正する。記憶装置136は、前処理装置135で補正を受けたデータを記憶する。
【0016】
ホストコントローラ138には、X線管131へ電力を供給する高電圧発生装置139、X線管131等を回転させる回転架台の架台駆動部140、データを再構成する再構成装置137、再構成装置137により再構成された画像を表示する表示装置141などが接続されている。
【0017】
図2には、放射線検出器127の構造を、ホトダイオード素子アレイの部分に注目して示す平面図である。なお、図2において紙面左右方向(横方向)はチャンネル方向を表し、紙面上下方向(縦方向)は被検体の体軸及び回転軸に略平行なスライス方向を表している。放射線検出器127は、図示しないモジュールマウントベースにマウントされた複数のモジュール1を有している。複数のモジュール1は、チャンネル方向に配列され、またはチャンネル方向とスライス方向との2方向に配列される。各モジュール1は、M×Nのマトリクスサイズで配列されている複数のホトダイオード素子3を有する。検出器全体としては、ホトダイオード素子3は、LをM×モジュール数として、L×Nのマトリクスサイズで配列されている。
【0018】
図3には、各モジュール1を構成するホトダイオード素子3の配列を示している。モジュール1は、図示しないブロックマインとベースにマウントされた複数のブロック5を有している。複数のブロック5は、チャンネル方向とスライス方向との2方向、又はそのいずれか一方向に配列される。各ブロック5は、一塊の半導体基板上にm×nのマトリクスサイズで形成されている複数のホトダイオード素子3を有する。M>m≧1、N>n≧1の少なくとも一方を満たす、つまりブロック5を構成するホトダイオード素子3のマトリクスサイズ(m×n)は、モジュール1を構成するホトダイオード素子3のマトリクスサイズ(M×N)よりも小さくなるように設計されている。
【0019】
実際には、図4に示すように、モジュール1の表面側にはシンチレータ4が装着され、その背面には多層配線板6を介して信号読出し走査のためのスイッチボード7が装着される。モジュール1をその背面側で多層配線板6と接続するために、モジュール1の信号電極は、図5に示すように、半導体基板24の表面に形成された複数のAl配線15に接続され、そしてAl配線15は基板24の表面から裏面にかけて貫通する複数の貫通配線17を経由して基板背面のバンプ19に接続されている。バンプ19は、多層配線板6の表面に形成された、対応する複数のバンプに半田で接続される。
【0020】
多層配線板6の背面に装着されたスイッチボード7は、リジッドなプリント配線板9に装着される。プリント配線板9にはスイッチボード7とともに、DASチップ11、コネクタ13が取り付けられている。モジュール1等が装着された複数のプリント配線板9は、図6に示すように、モジュールマウントベース21にマウントされる。
【0021】
図7には、このような構成を有する検出器の第1製造方法の手順を示している。まず、通常、円形のシリコンウェハのほぼ全域に一定の密度でホトダイオード素子3を形成する(S1)。次に、図8に示すように、ウェハ23を、上述したm×nのマトリクスサイズに応じたピッチで縦横にカッティングする。これにより1枚のウェハ23から、m×nのマトリクスサイズを有する複数のブロック5が切り出される。ブロック5は、モジュール1よりも、マトリクサイズは小さいので、1枚のウェハ23から複数のブロック5を切り出した後に残されるウェハ廃物の量を、1枚のウェハ23から1又は少数のモジュール1を切り出した後に残されるウェハ廃物の量よりも減少させることができる。それにより1枚のウェハ23から切り出されるホトダイオード素子3の数量を増加させることができる。
【0022】
次に、切り出したブロック5ごとに、各ホトダイオード素子3の性能試験を実施する(S3)。ここで、1つでも所定の性能を達成できなかったホトダイオード素子3を有するブロック5は、不良品として廃棄処分に回される。モジュール1よりも小さなブロック3の単位で検査を実施することで、良品であるにもかかわらず、不良なホトダイオード素子3とともに廃棄されるホトダイオード素子3の数量を減少させることができる。
【0023】
このようにウェハ23から小さなブロック単位で切り出し、またそのブロック単位で検査及び廃棄を実施することで、1枚のウェハ23から、検査を通過して、製品(検出器)に利用可能なホトダイオード素子3の数量を増加させること、つまり歩留まりの向上を実現することができる。
【0024】
検査を通過した複数のブロック5をブロックマウントベースにタイリングして、モジュール1を作成する(S4)。さらに、複数のモジュール1をモジュールマウントベースにタイリングして、検出器を作成する(S5)。
【0025】
なお、図9に示すように、ウェハ23から、1×1のマトリクスサイズのブロック単位、つまりホトダイオード素子3を個々に切り出し、さらにホトダイオード素子3を個々に検査するようにしてもよい。この場合、良品素子が不良素子とともに廃棄されることがなく、最高の歩留まりを達成することができる。しかし、カッティング工程やモジュール集積工程の精度や作業性等を考慮すると、ウェハ23からホトダイオード素子3を一素子単位で個々に切り出すよりも、10×10等のある程度のサイズで切り出すことが望ましいと考えられる。
【0026】
図10には、検出器の第2製造方法の手順を示している。シリコンウェハ23のほぼ全域に一定の密度でホトダイオード素子3を形成する(S11)。第2製造方法では、カッティング前に、ウェハ23の状態で、各ホトダイオード素子3の性能試験を実施する(S12)。これは図5に示したように、ホトダイオード素子3の信号電極を貫通配線17を経由して背面から引き出していることで実現され得る。
【0027】
検査の結果、所定の性能を達成できなかった不良のホトダイオード素子3及びその配線等を含む微小な画素領域(表層部分又は貫通)をウェハ23からレーザにより切除する(S13)。この切除して空いた部分に、所定の性能を達成した良品のホトダイオード素子3及びその配線等を含む微小な画素部品を、埋め込み接着する(S14)。これによりウェハ23上の全てのホトダイオード素子3は良品で構成される。
【0028】
このウェハ23を、m×nのマトリクスサイズに応じたピッチで縦横にカッティングする。これにより1枚のウェハ23から、m×nのマトリクスサイズを有する全て良品の複数のブロック5が切り出される(S15)。切り出した複数のブロック5をブロックマウントベースにタイリングして、モジュール1を作成し(S16)、さらに、複数のモジュール1をモジュールマウントベースにタイリングして、検出器を作成する(S17)。
【0029】
この第2の製造方法によると、不良素子の切除及び良品素子の埋め込みという工程が必要とされるものの、良品素子が不良素子とともに廃棄されることがなく、最高の歩留まりを達成できる。
【0030】
図11には、検出器の第3製造方法の手順を示している。シリコンウェハ23のほぼ全域に一定の密度でホトダイオード素子3を形成する(S21)。第2製造方法と同様に、カッティング前に、ウェハ23の状態で、各ホトダイオード素子3の性能試験を実施する(S22)。
【0031】
次に、図12に示すように、所定の性能を達成できなかった不良のホトダイオード素子3の領域27を除く、良品のホトダイオード素子3のエリアに対して、m×nのマトリクスサイズを単位又はそれを最小単位とするカッティングパターン25をデザインする(S23)。このカッティングパターン25に従ってウェハ23をカッティングする。これにより1枚のウェハ23から、m×nのマトリクスサイズを有する全て良品の複数のブロック5又はそれの整数倍の片が切り出される。切り出した複数のブロック5をブロックマウントベースにタイリングして、モジュール1を作成し(S25)、さらに、複数のモジュール1をモジュールマウントベースにタイリングして、検出器を作成する(S26)。
【0032】
この第3製造方法によると、不良素子の切除及び良品素子の埋め込みという工程を不要にして、不良素子とともに廃棄される良品素子の数量を減らすことができ、歩留まりの向上を達成できる。
【0033】
(変形例)
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されてもよい。
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、ウェハに対する検出素子の歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態によるX線CT装置の構成図。
【図2】図1の放射線検出器の概略的な平面図。
【図3】図2のモジュールの概略的な平面図。
【図4】図2のモジュールの側面図。
【図5】図2のモジュールの断面図。
【図6】図4のモジュールの配列を示す図。
【図7】本実施形態による第1の検出器製造方法の手順を示すフローチャート。
【図8】図7のカッティングステップS2の補足図。
【図9】図7のカッティングステップS2の他の例を示す図。
【図10】本実施形態による第2の検出器製造方法の手順を示すフローチャート。
【図11】本実施形態による第3の検出器製造方法の手順を示すフローチャート。
【図12】図11のカッティングパターンの一例を示す図。
【図13】従来の放射線検出器の概略的な平面図。
【図14】従来のウェハカッティングパターンを示す図。
【符号の説明】
1…モジュール、
3…ホトダイオード素子、
5…ブロック、
6…多層配線板、
7…スイッチボード、
9…中継配線板、
11…DASユニット、
13…コネクタユニット、
131…X線管、
127…放射線検出器、
132…被検体、
134…データ収集回路、
135…データ処理装置、
136…記憶装置、
137…再構成装置、
138…ホストコントローラ、
139…高電圧発生装置、
140…架台駆動部、
141…表示装置、
143…入力装置。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a radiation detector in which a plurality of detection elements that detect radiation such as X-rays as electric signals are arranged in a matrix, a radiation detector, and an X-ray CT apparatus.
[0002]
[Prior art]
A medical X-ray CT apparatus (X-ray computed tomography apparatus) has an X-ray tube and a radiation detector. X-rays generated by the X-ray tube pass through the subject and enter the detector. The detector includes a plurality of detection elements that generate electric charges according to the intensity of incident radiation such as X-rays. The detection element includes an indirect conversion type in which X-rays are converted into light by a phosphor (scintillator), and the light is converted into an electric signal by a photoelectric conversion element (photodiode); There is a direct conversion type using the generation of electron-hole pairs in the cell and transfer to the electrodes, that is, the photoconduction phenomenon. In the future, the direct conversion type that can realize a small, light, and flat plate type is considered to be widespread. ing.
[0003]
As a detector for X-ray CT, a single slice type detector has been widely used. The single slice type detector includes a plurality of detection elements arranged in a line. Multi-slice detectors in which the single-slice detectors are arranged in a plurality of rows have been widely used. Further, in recent years, practical use of a detector called a two-dimensional array type in which the density of detection elements is increased has been awaited.
[0004]
FIG. 13 schematically shows the structure of a two-dimensional array type detector. In the two-dimensional array type detector, a module design is adopted to increase the density of detection elements. One module 103 includes a photodiode 101 formed on one substrate with a matrix size of M × N. The modules 103 are arranged in a plurality of arcs in the channel direction. Thus, a detector having a large matrix size of L × N can be configured.
[0005]
FIG. 14 shows the creation of the module 103. The photodiodes 103 are formed on the silicon wafer 105 at a constant density. For example, two modules 101 are cut out from one wafer 105 at a matrix size of M × N.
[0006]
Here, as the number of columns of the detector increases, the matrix size of the module 101 also increases accordingly. Therefore, the number of modules 101 that can be cut out from one wafer 105 decreases, and accordingly, waste of the wafer increases. Further, the operation inspection of the detection element is performed on the module 101 cut out from the wafer 105. If one or several non-conforming detection elements are found, the module 101 itself is defective. As the matrix size of the modules 101 increases, the ratio (yield) of defective modules 101 deteriorates.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a radiation detector, a radiation detector, and an X-ray CT apparatus capable of improving the yield of detection elements with respect to a wafer.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the method for manufacturing a radiation detector according to the first aspect of the present invention, a plurality of detection elements are formed in a matrix on a wafer, and the wafer is cut into a plurality of blocks having a matrix size of m × n. A block having a matrix size of M × N (at least one of M> m ≧ 1 and N> n ≧ 1) is configured by arranging blocks that have been individually inspected and passed the inspection. The radiation detector is arranged.
[0009]
A method of manufacturing a radiation detector according to a second aspect of the present invention includes forming a plurality of detection elements on a wafer in a matrix, individually inspecting the detection elements formed on the wafer, and detecting elements not passing the inspection. Is cut off from the wafer, a piece of the detecting element that has passed the inspection is mounted on the wafer, the wafer is cut into a plurality of blocks, and the blocks are arranged to constitute a radiation detector.
[0010]
A method for manufacturing a radiation detector according to a third aspect of the present invention includes forming a plurality of detection elements on a wafer in a matrix, individually inspecting the detection elements formed on the wafer, and detecting elements not passing the inspection. , The wafer is cut into a plurality of blocks having a matrix size of m × n, and the blocks are arranged to satisfy at least one of M × N (M> m ≧ 1, N> n ≧ 1) A module having a matrix size of (1) is formed, and the modules are arranged to form a radiation detector.
[0011]
A method of manufacturing a radiation detector according to a fourth aspect of the present invention includes forming a plurality of detection elements on a wafer in a matrix, individually inspecting the detection elements formed on the wafer, and detecting elements not passing the inspection. Is avoided, the wafer is cut into a plurality of blocks, and the blocks are arranged to form a radiation detector.
[0012]
A radiation detector according to a fifth aspect of the present invention is a radiation detector in which a plurality of modules each having a detection element arranged in an M × N matrix size are arranged, wherein the modules are m × n (M> m ≧ m). 1, at least one of N> n ≧ 1) is arranged in a matrix.
[0013]
The X-ray CT according to the sixth aspect of the present invention can rotate an X-ray tube that generates X-rays, a radiation detector that detects X-rays transmitted through a subject, and the X-ray tube and the radiation detector. A gantry to support, based on data of a predetermined angle range derived from the output of the radiation detector, a reconstruction unit for reconstructing image data, and a display unit for displaying the reconstructed image data And the radiation detector includes a plurality of modules having detection elements arranged in a matrix size of M × N, and the module includes m × n (M> m ≧ 1, N> n ≧ (Satisfies at least one of the two).
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the X-ray CT apparatus, a rotation / rotation (ROTATE / ROTATE) type in which an X-ray tube and a radiation detector rotate as one body around the subject, and a large number of detection elements arranged in a ring, There are various types such as a fixed / rotated (STATIONARY / ROTATE) type in which only the X-ray tube rotates around the subject, and the present invention is applicable to any type. Here, the rotation / rotation type which occupies the mainstream at present is described. The mechanism of converting incident X-rays into electric charges is as follows: an indirect conversion type in which X-rays are converted into light by a phosphor such as a scintillator, and the light is converted into electric charges by a photoelectric conversion element such as a photodiode; There is a direct conversion type utilizing the generation of electron-hole pairs in the inside and transfer to the electrodes, that is, the photoconductive phenomenon. As the X-ray detecting element, any of those methods may be adopted, but here, the former indirect conversion type will be described.
[0015]
FIG. 1 is a system diagram of the X-ray CT apparatus of the present embodiment. The X-ray tube 131 is rotatably supported around the subject 132 together with the radiation detector 127. The X-ray tube 131 generates a so-called cone beam X-ray that spreads in two directions, a channel direction C and a slice direction A (a direction parallel to the rotation axis (a direction perpendicular to the paper surface)). The X-ray transmitted through the subject 132 is detected by the radiation detector 127. The data acquisition circuit (DAS) 134 amplifies the signal detected by the radiation detector 127 and converts the signal into a digital signal. The preprocessing device 135 corrects data output from the DAS 134. The storage device 136 stores the data corrected by the preprocessing device 135.
[0016]
The host controller 138 includes a high-voltage generator 139 for supplying power to the X-ray tube 131, a gantry driving unit 140 for rotating a gantry for rotating the X-ray tube 131 and the like, a reconstructing device 137 for reconstructing data, a reconstructing device. A display device 141 for displaying the reconstructed image by the 137 is connected.
[0017]
FIG. 2 is a plan view showing the structure of the radiation detector 127, focusing on the photodiode element array. In FIG. 2, the horizontal direction (horizontal direction) of the drawing represents the channel direction, and the vertical direction (vertical direction) of the drawing represents a slice direction substantially parallel to the body axis and the rotation axis of the subject. The radiation detector 127 has a plurality of modules 1 mounted on a module mount base (not shown). The plurality of modules 1 are arranged in the channel direction, or in two directions of the channel direction and the slice direction. Each module 1 has a plurality of photodiode elements 3 arranged in an M × N matrix size. In the entire detector, the photodiode elements 3 are arranged in a matrix size of L × N, where L is the number of M × modules.
[0018]
FIG. 3 shows an arrangement of the photodiode elements 3 constituting each module 1. The module 1 has a block mine (not shown) and a plurality of blocks 5 mounted on a base. The plurality of blocks 5 are arranged in two directions, a channel direction and a slice direction, or one of them. Each block 5 has a plurality of photodiode elements 3 formed in a matrix of m × n on a lump semiconductor substrate. M> m ≧ 1 and N> n ≧ 1 are satisfied, that is, the matrix size (m × n) of the photodiode elements 3 forming the block 5 is the matrix size (M × n) of the photodiode elements 3 forming the module 1. It is designed to be smaller than N).
[0019]
Actually, as shown in FIG. 4, a scintillator 4 is mounted on the front side of the module 1, and a switch board 7 for signal reading and scanning is mounted on a rear surface thereof via a multilayer wiring board 6. In order to connect the module 1 to the multilayer wiring board 6 on its back side, the signal electrodes of the module 1 are connected to a plurality of Al wirings 15 formed on the surface of the semiconductor substrate 24, as shown in FIG. The Al wiring 15 is connected to bumps 19 on the rear surface of the substrate via a plurality of through wirings 17 penetrating from the front surface to the rear surface of the substrate 24. The bumps 19 are connected to a plurality of corresponding bumps formed on the surface of the multilayer wiring board 6 by soldering.
[0020]
The switch board 7 mounted on the back of the multilayer wiring board 6 is mounted on a rigid printed wiring board 9. A DAS chip 11 and a connector 13 are attached to the printed wiring board 9 together with the switch board 7. The plurality of printed wiring boards 9 on which the modules 1 and the like are mounted are mounted on a module mount base 21, as shown in FIG.
[0021]
FIG. 7 shows a procedure of a first manufacturing method of the detector having such a configuration. First, usually, the photodiode elements 3 are formed at a constant density almost all over a circular silicon wafer (S1). Next, as shown in FIG. 8, the wafer 23 is vertically and horizontally cut at a pitch corresponding to the above-mentioned m × n matrix size. Thereby, a plurality of blocks 5 having a matrix size of m × n are cut out from one wafer 23. Since the block 5 has a smaller matrix size than the module 1, the amount of wafer waste left after cutting out the plurality of blocks 5 from one wafer 23 is reduced by one or a small number of modules 1 from one wafer 23. The amount of wafer waste remaining after cutting can be reduced. Thereby, the number of photodiode elements 3 cut out from one wafer 23 can be increased.
[0022]
Next, a performance test of each photodiode element 3 is performed for each of the cut-out blocks 5 (S3). Here, the block 5 having the photodiode element 3 in which even one of the predetermined performances could not be achieved is discarded as a defective product. By performing the inspection in units of blocks 3 smaller than the module 1, it is possible to reduce the number of photodiode elements 3 discarded together with defective photodiode elements 3 in spite of good quality.
[0023]
In this way, by cutting out the wafer 23 in small block units and performing inspection and disposal in units of blocks, the photodiode elements that can be used for products (detectors) from one wafer 23 through inspections are obtained. 3 can be increased, that is, the yield can be improved.
[0024]
A plurality of blocks 5 that have passed the inspection are tiled on a block mount base to create a module 1 (S4). Further, a plurality of modules 1 are tiled on a module mount base to create a detector (S5).
[0025]
As shown in FIG. 9, a 1 × 1 matrix size block unit, that is, the photodiode elements 3 may be individually cut out from the wafer 23, and the photodiode elements 3 may be individually inspected. In this case, the non-defective element is not discarded together with the defective element, and the highest yield can be achieved. However, in consideration of the accuracy and workability of the cutting process and the module integration process, it is considered that it is preferable to cut out the photodiode elements 3 from the wafer 23 in a certain size such as 10 × 10 rather than cutting out the photodiode elements 3 individually in units of one element. Can be
[0026]
FIG. 10 shows a procedure of the second manufacturing method of the detector. The photodiode elements 3 are formed at a constant density over substantially the entire area of the silicon wafer 23 (S11). In the second manufacturing method, a performance test of each photodiode element 3 is performed in a state of the wafer 23 before cutting (S12). This can be realized by drawing out the signal electrode of the photodiode element 3 from the rear surface via the through wiring 17 as shown in FIG.
[0027]
As a result of the inspection, a small pixel region (surface layer portion or penetration) including the defective photodiode element 3 and its wiring, etc., which could not achieve the predetermined performance, is cut off from the wafer 23 by a laser (S13). A small pixel component including a non-defective photodiode element 3 having achieved a predetermined performance and its wiring and the like is embedded and adhered to the cut and vacant portion (S14). As a result, all the photodiode elements 3 on the wafer 23 are formed of non-defective products.
[0028]
This wafer 23 is vertically and horizontally cut at a pitch corresponding to the mxn matrix size. As a result, a plurality of non-defective blocks 5 having a matrix size of m × n are cut out from one wafer 23 (S15). A plurality of cut-out blocks 5 are tiled on a block mount base to create a module 1 (S16), and a plurality of modules 1 are tiled on a module mount base to create a detector (S17).
[0029]
According to the second manufacturing method, although the steps of removing defective elements and embedding non-defective elements are required, non-defective elements are not discarded together with defective elements, and the highest yield can be achieved.
[0030]
FIG. 11 shows a procedure of the third manufacturing method of the detector. The photodiode elements 3 are formed at a constant density over substantially the entire area of the silicon wafer 23 (S21). As in the second manufacturing method, a performance test of each photodiode element 3 is performed in the state of the wafer 23 before cutting (S22).
[0031]
Next, as shown in FIG. 12, the area of the non-defective photodiode element 3 excluding the area 27 of the defective photodiode element 3 where the predetermined performance could not be achieved is expressed in units of m × n matrix unit or Is designed as a minimum unit (S23). The wafer 23 is cut according to the cutting pattern 25. As a result, a plurality of non-defective blocks 5 having a matrix size of m × n or a piece of an integral multiple thereof are cut out from one wafer 23. A plurality of cut-out blocks 5 are tiled on a block mount base to create a module 1 (S25), and a plurality of modules 1 are tiled on a module mount base to create a detector (S26).
[0032]
According to the third manufacturing method, the steps of removing defective elements and embedding non-defective elements are not required, and the number of non-defective elements discarded together with defective elements can be reduced, thereby improving the yield.
[0033]
(Modification)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention at the stage of implementation. Furthermore, the above-described embodiment includes various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed components. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment.
[0034]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the yield of the detection element with respect to a wafer can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic plan view of the radiation detector of FIG.
FIG. 3 is a schematic plan view of the module of FIG. 2;
FIG. 4 is a side view of the module of FIG. 2;
FIG. 5 is a sectional view of the module of FIG. 2;
FIG. 6 is a diagram showing an arrangement of the modules in FIG. 4;
FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of the first detector manufacturing method according to the embodiment;
FIG. 8 is a supplementary diagram of the cutting step S2 in FIG. 7;
FIG. 9 is a view showing another example of the cutting step S2 in FIG. 7;
FIG. 10 is a flowchart showing a procedure of a second detector manufacturing method according to the embodiment.
FIG. 11 is a flowchart showing a procedure of a third detector manufacturing method according to the embodiment.
FIG. 12 is a view showing an example of the cutting pattern of FIG. 11;
FIG. 13 is a schematic plan view of a conventional radiation detector.
FIG. 14 is a view showing a conventional wafer cutting pattern.
[Explanation of symbols]
1 ... Module,
3. Photodiode element,
5 ... block,
6 ... multilayer wiring board,
7 ... Switch board,
9 ... relay wiring board,
11 ... DAS unit,
13. Connector unit,
131 ... X-ray tube,
127 ... radiation detector,
132 ... subject,
134 data collection circuit
135 ... data processing device,
136 ... Storage device,
137 ... reconstruction device,
138 ... Host controller,
139 high voltage generator,
140 ... gantry drive unit,
141 display device,
143 input device.

Claims (6)

ウェハに複数の検出素子をマトリクス状に形成し、
前記ウェハを、m×nのマトリクスサイズを有する複数のブロックに切断し、
前記ブロックを個別に検査し、
前記検査を通過したブロックを配列して、M×N(M>m≧1、N>n≧1の少なくとも一方を満たす)のマトリクスサイズを有するモジュールを構成し、
前記モジュールを配列して放射線検出器を構成することを特徴とする放射線検出器の製造方法。
Forming a plurality of detection elements in a matrix on the wafer,
Cutting the wafer into a plurality of blocks having a matrix size of m × n,
Inspecting said blocks individually,
A block having a matrix size of M × N (where at least one of M> m ≧ 1 and N> n ≧ 1 is satisfied) is configured by arranging the blocks that have passed the inspection,
A method for manufacturing a radiation detector, comprising arranging the modules to form a radiation detector.
ウェハに複数の検出素子をマトリクス状に形成し、
前記ウェハに形成された検出素子を個別に検査し、
前記検査が非通過の検出素子を前記ウェハから切除し、
前記検査を通過した検出素子の片を前記ウェハに装着し、
前記ウェハを複数のブロックに切断し、
前記ブロックを配列して放射線検出器を構成することを特徴とする放射線検出器の製造方法。
Forming a plurality of detection elements in a matrix on the wafer,
Individually inspecting the detection elements formed on the wafer,
Severing from the wafer the sensing elements that the test has not passed,
A piece of the detection element that has passed the inspection is mounted on the wafer,
Cutting the wafer into a plurality of blocks;
A method for manufacturing a radiation detector, comprising arranging the blocks to constitute a radiation detector.
ウェハに複数の検出素子をマトリクス状に形成し、
前記ウェハに形成された検出素子を個別に検査し、
前記検査が非通過の検出素子を回避して、m×nのマトリクスサイズを有する複数のブロックに前記ウェハを切断し、
前記ブロックを配列して、M×N(M>m≧1、N>n≧1の少なくとも一方を満たす)のマトリクスサイズを有するモジュールを構成し、
前記モジュールを配列して放射線検出器を構成することを特徴とする放射線検出器の製造方法。
Forming a plurality of detection elements in a matrix on the wafer,
Individually inspecting the detection elements formed on the wafer,
Cutting the wafer into a plurality of blocks having a matrix size of mxn, avoiding the inspection elements that the inspection does not pass,
By arranging the blocks, a module having a matrix size of M × N (at least one of M> m ≧ 1, N> n ≧ 1) is configured,
A method for manufacturing a radiation detector, comprising arranging the modules to form a radiation detector.
ウェハに複数の検出素子をマトリクス状に形成し、
前記ウェハに形成された検出素子を個別に検査し、
前記検査が非通過の検出素子を回避して、前記ウェハを複数のブロックに切断し、
前記ブロックを配列して放射線検出器を構成することを特徴とする放射線検出器の製造方法。
Forming a plurality of detection elements in a matrix on the wafer,
Individually inspecting the detection elements formed on the wafer,
Cutting the wafer into a plurality of blocks, avoiding detection elements that the inspection does not pass,
A method for manufacturing a radiation detector, comprising arranging the blocks to constitute a radiation detector.
M×Nのマトリクスサイズで配列された検出素子を有するモジュールを複数配列してなる放射線検出器において、
前記モジュールは、m×n(M>m≧1、N>n≧1の少なくとも一方を満たす)のマトリクスサイズで配列されたブロックを複数配列することで構成されることを特徴とする放射線検出器。
In a radiation detector in which a plurality of modules having detection elements arranged in an M × N matrix size are arranged,
The module is configured by arranging a plurality of blocks arranged in a matrix size of m × n (satisfies at least one of M> m ≧ 1, N> n ≧ 1). .
X線を発生するX線管と、
被検体を透過したX線を検出する放射線検出器と、
前記X線管と前記放射線検出器とを回転可能に支持する架台と、
前記放射線検出器の出力から導出される所定角度範囲分のデータに基づいて、画像データを再構成する再構成部と、
前記再構成された画像データを表示する表示部とを具備し、
前記放射線検出器は、M×Nのマトリクスサイズで配列された検出素子を有するモジュールを複数配列してなり、前記モジュールは、m×n(M>m≧1、N>n≧1の少なくとも一方を満たす)のマトリクスサイズで配列されたブロックを複数配列することで構成されることを特徴とするX線CT装置。
An X-ray tube for generating X-rays,
A radiation detector for detecting X-rays transmitted through the subject;
A gantry that rotatably supports the X-ray tube and the radiation detector,
Based on data for a predetermined angle range derived from the output of the radiation detector, a reconstruction unit that reconstructs image data,
Comprising a display unit for displaying the reconstructed image data,
The radiation detector includes a plurality of modules having detection elements arranged in a matrix size of M × N, and the module includes at least one of m × n (M> m ≧ 1, N> n ≧ 1). An X-ray CT apparatus comprising a plurality of blocks arranged with a matrix size of
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