JP2009244260A - X線位相イメージングに用いられる位相格子、該位相格子を用いたx線位相コントラスト像の撮像装置、x線コンピューター断層撮影システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 X線位相イメージングに用いられる位相格子であって、
入射するX線の位相をπシフトさせて透過させる厚さに形成されている第1の突条部と、該第1の突条部の幅と同一の開口幅を有する第1の開口部とが周期的に配列されている第1の回折格子と、
前記第1の突条部と同一の幅を有する第2の突条部と、前記第1の開口部と同一の開口幅を有する第2の開口部とが周期的に配列されている第2の回折格子とを有し、
前記第2の回折格子は、前記第1の回折格子の上に、ずらして形成されていることを特徴とするX線位相イメージングに用いられる位相格子。
【選択図】 図1
Description
したがって、突条部の厚さ(高さ)/開口部の開口幅、あるいは突条部の厚さ(高さ)/突条部の幅によって規定されるアスペクト比が大きくなり、位相格子21を作製するのが困難になるという問題が生じる。
しかしながら、特許文献1の回折格子は、アスペクト比の低い回折格子を多層化することで見かけ上のアスペクト比を増大させているが、ピッチは小さくされておらず同一のままであり、したがって高分解能化はなされていない。
また、本発明は、上記の位相格子を用いたX線位相コントラスト像の撮像装置、該撮像装置を有するX線コンピューター断層撮影システムを提供することを目的とする。
以下、本発明に係る位相格子の一例について説明する。
その他のアライメントの方法として、X線顕微鏡により回折格子を拡大観察して位置合わせをすることもできる。
形状は薄板状で、表裏が鏡面であればコントラストは良好と成る。例えばSiやGaAs、Ge、InPといった半導体ウェハー、ガラス基板などを使用することができる。
X線の吸収はSiより大きいが、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)などの樹脂基板を用いることもできる。
その際、吸収格子を用いてモアレ縞を形成した後に検出器を用いて出力を検出しても良い。
また、従来のコンピューター断層撮影システムに用いられているガントリ内に、本発明のX線位相像の撮像装置を組み込むことで患者のX線位相断層像を得ることができる。
実施形態2においては、上記実施形態1とは積層の方向が異なる2次元位相格子の構成例について説明する。図5(a)に、本実施形態における2次元位相格子の構成例について説明する図を示す。
実施形態3においては、3層以上の回折格子を積層して多層化したX線位相イメージングに用いられる位相格子の構成例について説明する。図8(a)に、本実施形態における3層の回折格子からなるX線位相イメージングに用いられる位相格子を示す。
また、このようなX線位相コントラスト像の撮像装置を備えたX線コンピューター断層撮影システムを実現することができる。
実施例1においては、1次元位相格子として互いに平行な直線状の突起構造(突条部)と、突条部の幅と同一の開口幅を有する開口部とが周期的に配置されたライン状回折格子の構成例について説明する。
アライメント時には、20keVのX線をウェハーの垂直構造から照射し、位相格子からd2/(8λ)=8mmの位置に検出器を置き、1μmピッチの濃淡パターンが得られるようにする。
この位相格子をタルボ干渉計の位相格子として用い、位相格子から8mm離れた位置に1μmピッチの吸収格子を位相格子と平行に配置することで、X線位相像の観察が実現できる。
実施例2においては、同一基板を用い、千鳥格子状の回折格子による2次元位相格子を形成した構成例について説明する。本実施例においては、まず、4インチ径の両面を研磨した200μm厚のシリコンウェハー表面にレジストコート後、フォトリソグラフィー法により60mm角のエリアに線幅2μm、間隙2μmのスリット状レジストパターンを作製する。このとき、スリットの4隅に10μmΦの円形レジストパターンも同時に作製する。
次に、Deep−RIEにより、幅2μm、間隙2μmで深さが29μmのスリット構造およびスリットの4隅に10μmΦの円形パターンを作製する。そして、その後にレジストを除去する。
その後、Deep−RIEにより幅2μm、間隙2μmで深さが29μmのスリット構造を、裏面にも形成する。これにより、ライン状格子に対して45°の角度を成す、2.8μmピッチの千鳥格子状の回折格子による2次元位相格子が得られる。
実施例3においては、異なる基板を用い、千鳥格子状の回折格子による2次元位相格子を形成した構成例について説明する。
実施例4においては、回折格子を3層積層して形成した位相格子の構成例について説明する。
2 1層目の回折格子
3 2層目の回折格子
4 位相が2πシフトしている領域
5 位相がπシフトしている領域
6 入射したX線の位相が変化していない領域
7 入射したX線の位相をπシフトさせて透過させる厚さに形成されている突条部
8 基板
9 基板の一部を加工して突条部を形成した回折格子
10 基板の表裏を加工して作製した回折格子
11 2次元位相格子のピッチ
12 1層目の千鳥格子状回折格子
13 2層目の千鳥格子状回折格子
14 方形の開口部
15 1層目の直交したライン状回折格子
16 2層目の直交したライン状回折格子
17 3層目の回折格子
18 位相が2πシフトしている領域
19 X線源
20 被検体
21 位相格子
22 吸収格子
23 検出器
Claims (10)
- X線位相イメージングに用いられる位相格子であって、入射するX線の位相をπシフトさせて透過させる厚さに形成されている第1の突条部と、該第1の突条部の幅と同一の開口幅を有する第1の開口部とが周期的に配列されている第1の回折格子と、前記第1の突条部と同一の幅を有する第2の突条部と、前記第1の開口部と同一の開口幅を有する第2の開口部とが周期的に配列されている第2の回折格子とを有し、前記第2の回折格子は、前記第1の回折格子の上に、ずらして形成されていることを特徴とするX線位相イメージングに用いられる位相格子。
- 前記第1の回折格子が有する周期方向と、前記第2の回折格子が有する周期方向は同一方向であることを特徴とする請求項1に記載のX線位相イメージングに用いられる位相格子。
- 前記第2の回折格子は、前記第1の回折格子の上に、1/4ピッチずらして形成されていることを特徴とする請求項2に記載のX線位相イメージングに用いられる位相格子。
- 前記第1の回折格子は、基板の一方の面側に形成され、前記第2の回折格子は、前記基板の他方の面側に、1/4ピッチずらして形成されていることを特徴とする請求項2または3に記載のX線位相イメージングに用いられる位相格子。
- 前記第1の突条部と前記第1の開口部とが配列されている周期方向と、前記第2の回折格子が有する周期方向とが直交していることを特徴とする請求項1に記載のX線位相イメージングに用いられる位相格子。
- 前記第1の回折格子は、第1の方向と、該第1の方向と直交する第2の方向に2次元配列されている方形の前記第1の開口部を有し、前記第2の回折格子は、前記第1の方向と、前記第2の方向に2次元配列されている方形の前記第2の開口部を有し、前記第2の回折格子は、前記第1の回折格子の上に、前記第1の方向に1/4ピッチ、かつ、前記第2の方向に1/4ピッチずらして形成されていることを特徴とする請求項1に記載のX線位相イメージングに用いられる位相格子。
- X線位相イメージングに用いられる位相格子であって、入射するX線の位相をπシフトさせて透過させる厚さに形成されている突条部と、該突条部の幅と同一の開口幅を有する開口部とが周期的に1次元配列されている回折格子がn個(n≧2)積層されており、m番目(m=2、3、・・・n)に積層されている前記回折格子の突条部は、m−1番目に積層されている前記回折格子の突条部に対して、前記1次元配列の周期方向に1/2nピッチずらして形成されていることを特徴とするX線位相イメージングに用いられる位相格子。
- 請求項1乃至7のいずれか1項に記載のX線位相イメージングに用いられる位相格子と、前記位相格子による自己像を検出する検出器と、を有することを特徴とするX線位相コントラスト像の撮像装置。
- 請求項8に記載のX線位相コントラスト像の撮像装置を有することを特徴とするX線コンピューター断層撮影システム。
- X線位相イメージングに用いられる位相格子であって、入射するX線の位相をπシフトさせて透過させる厚さに形成されている突条部と、該突条部の幅と同一の開口幅を有する開口部とが周期的に配列されている回折格子がn個(n≧2)積層されており、前記位相格子は、入射するX線の位相をπシフトさせて透過させる領域と、該位相をπシフトさせないで透過させる領域とが周期的に配列するように構成されていることを特徴とするX線位相イメージングに用いられる位相格子。
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