JP2012509476A - タイル型検出器の組み立て方法 - Google Patents

Abstract

タイル型検出器アセンブリ1000及びタイル型放射検出器1000を作製する方法が記載されている。この方法の革新的なフィーチャは、種々の画像アーチファクトの元である検出器タイル３０４、３０４'のｘｙｚ位置合わせミスを、これら検出器タイル３０４、３０４'の正確な寸法決め及び位置合わせにより大幅に低減することができることである。結果として、製造されたタイル型放射検出器の画像品質、歩留まり及び信頼性は大幅に改善される。

Description

本発明は、広くは放射線又はＸ線システムのような画像化システムに係り、更に詳細には斯様なシステムに使用される複タイル検出器アセンブリ及び斯様なアセンブリを作製する方法に関する。更に詳細には、本発明は、検出器タイルをタイル化に関連する可視アーチファクトを最少化又は回避する態様で組み立てるシステム及び方法に関する。

医療診断及び画像化システムは、現代の医療施設では普遍的なものである。現在では、医療診断及び画像化システムに関し多数の方式が存在する。これらは、コンピュータトモグラフィ（ＣＴ）システム、Ｘ線システム（従来の及びデジタル／デジタル化画像化システムの両方を含む）、磁気共鳴（ＭＲ）システム、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）システム、超音波システム、及び核医学システム等を含む。

診断画像化システムは、時には、非侵襲源（non-intrusive source）を患者に放射することにより、及び該患者を介して通過すると共に撮像検出器に衝突した部分から画像を再構築することにより画像を発生する。多くの画像化システムにおいて、撮像検出器は複数の検出器タイルを備える検出器表面を有し得る。例えば、Ｘ線、コンピュータトモグラフィ、陽電子放出断層撮影、核及びガンマ線撮像検出器は、しばしば、テルル化亜鉛カドミウム（ＣＺＴ）、テルル化カドミウム（CdTe）及び種々の他の結晶性半導体材料等のイオン化光子検出器材料を使用し、これらは種々の製造要因により寸法の制限がある。例えば、ＣＺＴ材料を使用する撮像検出器は、通常、複数のタイルを必要とする。何故なら、ＣＺＴ結晶は、現在の技術での歩留まりの問題により、相対的に小さな寸法でしか成長させることができないからである。放射検出器は、例えば、医療画像化（例えば、Ｘ線）、及び非破壊試験用途で使用される。大面積放射検出器は、複数の検出器タイルを一緒に連結する（以下、タイル張りと称する）ことを要し得る。タイル張りは、例えば検出器タイル間の非活動領域又は間隙、検出器タイル間のｘ、ｙ及びｚ方向の位置合わせミス及び検出器タイル間の非線形性の差に起因する付加的な画像アーチファクトを生じる。

従って、複数のＣＺＴタイルは、撮像検出器のための所望の寸法を形成するために、シリコンウェファ又はダイ等の基板にタイル状配置で接続される。残念ながら、タイル張り工程は間隙を生じる傾向があり、斯かる間隙は再生された画像に可視アーチファクトを生じる。また、検出器タイルの組み立ては、当該画像受像器の残部に接続されねばならない各ダイに検出器タイルを電子的に接続する必要性により、複雑化される。

間接変換に基づくフラット検出器においては、シンチレータが、１以上の検出器タイルからなる読出パネルに結合される。該シンチレータは、読出パネル上に直接堆積させることができるか、又は先ず基板上に堆積され、次いで、該基板を例えば光学接着剤若しくはゲルにより読出パネルに結合させることができるかの何れかである。この結合層の光学的及び機械的特性は、画像品質（ＩＱ）に対して大きな影響を持つ。言い換えると、タイル型検出器における検出器タイル間の全３方向ｘ、ｙ、ｚの位置合わせミスは、結果としてアーチファクトを生じさせる。ｚ位置合わせミスは、検出器タイル間の高度差となる。これは、検出器タイルが結合する箇所の上記結合層に空隙又は気泡を生じさせ得る（図１参照）。この様な不完全さは、局部的ピクセル感度に影響を与え、従って画像アーチファクトに繋がる。これらの不完全さが安定している、即ち時間に伴い変化しない及び／又は移動しないとすれば、関連する局部的ピクセル感度の変化は、通常の利得補正により補正することができる。そうでない場合、通常の利得補正法では、最早、十分ではなく、結果として画像アーチファクトを生じる。ｘ−ｙ位置合わせミスに起因する画像アーチファクトは、ソフトウェアにより補正される必要がある。適切な補正を可能にし及び／又は計算パワーを低減するためには、ｘ−ｙ位置合わせミスは可能な限り小さくなければならない。

従って、複数の検出器タイルを、検出器タイル間の非活動領域及び位置合わせミスに関連する画像アーチファクトを最少化し又は防止するような態様で組み立てる技術が必要である。特に、隣接する検出器タイル間の間隙を減少させる技術が必要である。

本技術は、検出器タイルのＮｘＭのアレイと、シンチレータ層と、共通基板層とを備えるタイル型放射検出器アセンブリであって、前記検出器タイルのアレイは前記シンチレータ層と前記基板層との間に配置され、各検出器タイルは前記シンチレータ層に面する前面と前記基板層に面する背面とを有し、隣接する検出器タイルの隣接する前面のエッジの間の相対的高度差は２μｍ未満、好ましくは１μｍ未満であるようなアセンブリが提供される。

上記アセンブリによれば、検出器タイルの間の位置合わせミス、従って対応する画像アーチファクトは、大幅に低減することができる。その結果、製造されるタイル型検出器の画像品質、歩留まり及び信頼性は大幅に改善される。

一態様において、本発明は方法を提供し、該方法においては、検出器タイルが水平（ｘｙ）方向において、エッジピクセルとタイルエッジとの間の非活動領域又はギャップが（エッジ）ピクセルを損傷させることなく約１５μｍ幅となるように正確に寸法決めされ、検出器タイル（の活動面）上に吸着する、当該寸法決め処理により生じる例えば粒子等の残留物の量が最少となる。従って、検出器タイルは垂直（ｚ）方向において、検出器タイル間の厚さの差が強く低減されると共に、付加的な損傷及び汚染（例えば、粒子、有機物）が生じないように、正確に寸法決めされる。

特に、境界線（即ち、隣接するタイルが結合する位置）に沿う隣接する検出器タイルの前側面の間の高さの差は、画像品質及び信頼性にとり重大である。提案された寸法決め方法のステップによれば、これらの変動は＜１μｍに低減され得る。

他の態様において、本発明はタイル型検出器を作製する方法を提供し、該方法は検出器タイルのＮｘＭのアレイを前面を下に向けて平らな配置プレート上に、隣接する検出器タイル間の非活動領域が水平方向において４ピクセル行未満の幅を有するように一時的に配置するステップを有する。

好ましくは、検出器タイルは、（ｉ）検出器タイル間の非活動領域が零又は１ピクセル行の幅となり、（ii）検出器タイルの活動面又は前面が十分に同じ高さとなる（＜１μｍ）ように正確に位置合わせ（ｘｙｚ）される。

本発明の更に他の態様においては、上記のように同じ高さにした後に、位置合わせされた検出器タイルの背面に基板が接着される。上記のｚ方向の位置合わせ精度を実現するために、位置合わせ固定具、共通基板及び接着層が優れた平坦さを呈すると共に、粒子が存在しないことが必須である。

本発明の更に他の態様においては、シンチレータパネルが、次いで、検出器タイルの活動面に接着される。検出器タイルの活動面は高さが同じにされているので、シンチレータと検出器タイルとの間の光学的結合、従って画像品質は大幅に改善される。

本発明によれば、検出器タイルとシンチレータとの間の良好な光学的接触（これは、画像品質にとり重要である）を確立することができる。何故なら、検出器タイルの活動面は、本発明の一態様（正確なｚ方向位置合わせ）により、同じ高さにされるからである。

更に、検出器タイルは正確に寸法決めされると共に位置合わせされるので、検出器タイル間のｘ−ｙ方向の位置合わせミスは大幅に低減することができる。検出器タイルの該正確な位置合わせの結果、画像アーチファクトが少なくなる。従って、画像品質、歩留まり及び信頼性は大きく改善され、従って費用を削減する。

本発明の他の態様において、シンチレータ基板、検出器タイル及び共通基板の熱膨張は、温度依存性画像アーチファクトを最少にするために、整合されるべきである。温度依存性画像アーチファクトは強力に抑圧されるので、能動的冷却は必要とされず、従って費用を削減すると共に信頼性を改善する。

本発明の更に他の態様において、隣接する検出器タイルの隣接する前面のエッジ間の相対的高さの差は、上記隣接する検出器タイルの隣接する背面のエッジ間の相対的高さの差以下である。

本発明の他の態様において、シンチレータ層及び／又は共通基板層は、検出器タイルのアレイに接着される。

本発明の他の態様において、当該アセンブリは、更に、シンチレータ層と検出器タイルとの間に光学的に透明な接着層を有する。

本発明の他の態様において、当該アセンブリは、更に、基板層と検出器タイルとの間に接着層を有する。

本発明の他の態様において、上記接着層は２５μｍを超えない厚さを有する。

本発明の他の態様において、検出器タイルは、これら検出器タイルの間の非活動領域が４ピクセル行未満の、好ましくは零又は１ピクセル行の幅を有するように位置合わせされる。

本発明の他の態様において、Ｘ線、ガンマ線及び光子等の高エネルギ放射又は粒子のタイル型検出器を作製する方法は、検出器タイルを、前面を下に向けて平らな真空チャック上に取り付けるステップと、前記検出器タイルの厚さを均一にするために、研削により、各検出器タイルの背面から材料を削除するステップとを有する。

上記態様によれば、一実施例において、タイル型放射検出器の全検出器タイルは背面研削ツールの真空チャック上に表を下に向けて同時に取り付けられる。上記真空チャックは、好ましくは、検出器タイルの活動面が同じ高さにされるのを保証するために、優れた平坦さを呈すると共に、粒子が存在しないものでなければならない。次に、回転する研削ホイールが各検出器タイルの背面から材料の薄片を、これら検出器タイルの背面も正確に同じ高さにされるように削除する。最終的結果は、全検出器タイルが同じ厚さを呈するということである。好ましくは、上記研削ホイールは検出器タイルにより形成される領域を超えて延在するようにする。何故なら、その場合には、複数の行程（パス）ではなく単一のパスしか必要とされず、これは厚さの均一性を改善するからである。

本発明の他の態様において、Ｘ線、ガンマ線及び光子等の高エネルギ放射又は粒子のタイル型検出器を作製する方法は、検出器タイルのＮｘＭのアレイを、前面を下に向けて平らな配置プレート上に、隣接する検出器タイル間の非活動領域が４ピクセル行未満の、好ましくは零又は１ピクセル行の水平方向の幅を有するように一時的に配置するステップを有する。

上記態様によれば、検出器タイルが、これら検出器タイルの活動面を下に向けて位置合わせ固定具上に正確に位置合わせ（ｘｙｚ）されるような実施例が提供される。

上記位置合わせ固定具は、一旦位置合わせされたなら、各タイルに個別に真空が供給することができるように設計される。該位置合わせ固定具は、検出器タイルの正確なｚ方向位置合わせを可能にするために、優れた平坦性を呈さねばならないと共に、粒子の存在しないものでなければならない。今のところ、検出器タイルは、タイルの境界を接しないエッジに沿う位置合わせピン及びタイル間のスペーサを用いて手作業により位置合わせされる。この工程は、ロボットアームを使用することにより自動化されることが期待される。というのは、これは、再現性、スループット時間、歩留まり及び、必要なら、位置合わせ精度（≦１μｍ）を大幅に改善するからである。

本発明の他の態様において、上記の検出器タイルのＮｘＭのアレイを一時的に配置するステップは、隣接する検出器タイルの前側の面間の相対的垂直方向距離が２μｍ未満、好ましくは１μｍ未満となるようなステップである。

本発明の他の態様において、当該方法は、検出器タイルの背面上に共通基板層を接着するステップを更に有する。

ここで、上記態様による一実施例においては、第１ステップにおいて膜状接着剤（例えば、３Ｍ社により供給されるOCA8141）が共通基板（ホウケイ酸ガラス）の一方の面上に真空被着又はロール重ねされる。このステップは、上記膜状接着剤と共通基板との間に粒子が捕捉されるのを防止するために、クリーンルーム条件下で実行されねばならない。上記膜状接着剤及び共通基板は、優れた平坦さ及び厚さの均一性を示さなければならない。次いで、上記共通基板（ホウケイ酸ガラス）は前記の位置合わせされた検出器タイルの背面に、これら検出器タイルと共通基板との間に粒子が捕捉されないことを保証するためにクリーンルーム条件下で取り付けられる。

本発明の他の態様において、当該方法は、検出器タイルの前面上に共通シンチレータ層を接着するステップを更に有する。一実施例において、当該シンチレータパネルは検出器タイルの活動面に、検出器タイルとシンチレータとの間における空気及び粒子の捕捉を回避するためにクリーンルーム条件下において真空で結合することができる。

上記態様の一実施例において、≦２５μｍ厚の光学的に透明な膜状接着剤（例えば、３Ｍ社により供給されるOCA8141）は、シンチレータパネル（Al又はa-炭素基板上に堆積されたCsI:Tl）の活動面上に、膜状接着剤とシンチレータとの間に空気及び粒子が捕捉されるのを防止するためにクリーンルーム条件下で真空被着又はロール重ねされる。

本発明の他の態様において、前記研削は回転する研削ホイールにより行われ、該ホイールは当該検出器タイルにより形成される面積を超えて延びる。

本発明の他の態様において、前記一時的に配置するステップの間に、各タイルには真空が供給される。

本発明の他の態様において、前記検出器タイルの少なくとも１つは面方向において、検出器パネルを背面を下にして真空チャック上に位置合わせするステップであって、該真空チャックは少なくとも２つの真空チャンネルを有し、第１のチャンネルは前記検出器パネルの所定の検出器タイル領域に真空を供給するように構成され、第２のチャンネルは前記検出器パネルにおける前記検出器タイル領域に隣接する所定の領域に真空を供給するように構成されたステップと、真空を両チャンネルに供給するステップと、前記検出器パネルにおける前記所定の検出器タイル領域に隣接する部分を切り取るステップと、前記第２のチャンネルから真空を取り除くステップと、前記切り取られた部分を前記検出器タイル領域から取り除くステップとにより寸法決めされる。

上記態様によれば、検出器タイルのｘ−ｙ方向の正確な寸法決めを可能にするようにダイス切り処理が展開される。当該検出器タイルが単体化されることを要する上記パネルは、面を上にして専用の真空チャック上に位置合わせされる。この真空チャックは基本的に２つの真空チャンネルからなり、一方は検出器タイルのためのものであり、もう一方は該検出器タイルの各辺の"翼"部のためのものであって、該翼部は当該ダイス切り処理により検出器タイルから切り取られる。ダイス切りの間には、上記両チャンネルに真空が供給される。ダイス切りの後、真空は検出器タイルに対してのみ供給され、上記翼部を当該真空チャックから取り除くことができるようにする。この処理は、上記翼部が検出器タイルに接触し得ないように、従って該検出器タイルを損傷しないように実行される。ダイス切りの間において、検出器タイルは、当該ダイス切り処理により生成される切り屑が当該検出器タイル上に堆積するのを防止するために、ノズルアレイから放出する脱イオン化した水により好ましくは連続的に洗浄することができる。従来のウェファダイス切り処理と比較して、検出器タイルの損傷及び検出器タイルの活動面上に堆積される切り屑の量を大幅に低減することができる。

本発明の他の実施例によれば、Ｘ線、ガンマ線及び光子等の高エネルギ放射又は粒子のタイル型検出器を作製する方法は、検出器タイルを、これら検出器タイルの活動面を下にしてシンチレータパネル上に１つずつ位置合わせして、検出器タイルのアレイを形成するステップを有する。一態様において、検出器タイルの正確な位置決め（例えば、≦２μｍ、好ましくは≦１μｍ）のために、ロボットを、正確にはロボットアームを使用することが望ましい。他の態様においては、位置合わせマークを使用することが望ましく、斯かる位置合わせマークは上記シンチレータパネル上に、及び／又は検出器タイル上に定めることができる。

光学的に透明な膜状接着剤が、上記位置合わせを行う前にシンチレータパネルに被着される。該実施例の一態様において、接着膜とシンチレータパネルとの間における気泡又は粒子の捕捉を防止するために、少なくとも上記接着剤の被着の間においては真空及びクリーンルーム条件が用いられる。

本発明の他の実施例によれば、タイル型検出器を作製する方法は、検出器タイルを、これら検出器タイルの活動（前）面を下に向けて位置合わせ固定具上に１つずつ位置合わせして、検出器タイルのアレイを形成するステップと、次いで前記アレイを形成する前記位置合わせされた検出器タイルの背面に機械式固定具を一時的に取り付けるステップであって、該機械式固定具が各検出器タイルに対して個別に垂直方向に移動するように構成されているステップと、更に前記位置合わせ固定具から前記検出器のアレイを取り外すステップとを有する。上記機械式固定具は、調整の間において、上記検出器タイルの１つに個別に取り付けられる各固定具部分の僅かな垂直方向（ｚ方向）の移動を可能にする。上記ｚ方向の動きは、例えばタイルの高さの差により生じる上記検出器タイルの前面又は活動面の間の高度差を、例えば当該方法の次のステップにおけるシンチレータの結合の間において補償することができる。

上記方法の一態様においては、各検出器タイルに対して（他の一態様においては、好ましくは個別に）真空を供給することができる。一態様において、上記真空は、少なくとも１つのチャンネル（該チャンネルは、その端部の一方が検出器タイルの１つにつながっている）により供給することができる。１つの他の態様において、上記チャンネルは前記位置合わせ固定具内に配設され、従って各タイルの活動又は前側の面につながる。他の態様において、又は加えて、上記チャンネルは前記機械式固定具内に配設され、従って、位置合わせされた検出器タイルの背面につながる。

以下においては、本発明の例示的実施例が説明される。しかしながら、異なる主題に関するフィーチャの如何なる組み合わせも可能であることを指摘しておかねばならない。

本発明の実施例が異なる主題に関して説明されていることに注意すべきである。特に、幾つかの実施例は装置の請求項に関連して説明されている一方、他の実施例は方法の請求項に関して説明されている。しかしながら、当業者であれば、上記及び下記の説明から、特に言及しない限り、１つのタイプの主題に属するフィーチャの何れかの組み合わせに加えて、異なる主題に関するフィーチャの（特に、装置の請求項のフィーチャの及び方法の請求項のフィーチャの）如何なる組み合わせも、この出願により開示されていると見なされることが分かるであろう。

本発明の上述した態様及び更なる態様は、以下に説明する実施例から明らかであり、斯かる実施例に関連して説明される。以下、本発明を実施例を参照して更に詳細に説明するが、本発明は斯かる実施例に限定されるものではない。尚、図は一層良い理解のために垂直方向を誇張して示されている。

タイル型検出器を作製する方法の上記及び下記説明に基づいて、当業者であれば、方法のステップを、該方法を実施するためのコンピュータプログラムに変換することができるであろう。

図１は、従来技術から知られているタイル型検出器の側面図を示す。 図２は、本発明による方法のフローチャートを示す。 図３は、検出器パネルの概略上面図を示す。 図４は、真空チャックに取り付けられた２つの検出器タイルの側面図を示す。 図５は、位置合わせ固定具上の図４の検出器タイルの側面図を示す。 図６は、基板層の側面図である。 図７は、図４及び５による２つの検出器タイルの背面に取り付けられた図６の基板層の側面図である。 図８は、図７による表を上に反転されたアセンブリの側面図である。 基板層と膜状接着剤との間のシンチレータ層の側面図である。 図１０は、本発明による検出器アセンブリの側面図である。 図１１は、本発明による他の方法のフローチャートを示す。 図１２は、シンチレータ層及び接着層の側断面図である。 図１３は、図１２のシンチレータ層上の検出器タイルの側断面図を示す。 図１４は、基板層の側面図である。 図１５は、本発明による他の検出器アセンブリの側断面図である。 図１６は、本発明による他の方法のフローチャートを示す。 図１７は、２つの検出器タイルを伴う位置合わせ固定具の側断面図である。 図１８は、機械式固定具上の検出器タイルの側断面図を示す。 図１９は、シンチレータ層の側断面図である。 図２０は、２つの検出器タイルを伴うシンチレータ層の側断面図である。 図２１は、基板層の側断面図である。 図２２は、本発明による他の検出器アセンブリの側断面図である。

図１によれば、間接変換に基づく平らなタイル型検出器アセンブリ１００が示され、該アセンブリにおいてシンチレータ１０２は基板層１１０上に配置された１以上の検出器タイル１０４、１０４'からなる読出パネルに結合されている。シンチレータ１０２は、上記読出パネル上に直接堆積することができるか、又は先ず基板（ここでは図示されていない）上に堆積され、該基板が次いで例えば光学接着剤又はゲルにより上記読出パネルに結合されるようにすることができるかの何れかである。この結合層の光学的及び機械的特性は、画像品質（ＩＱ）に対して大きな影響を有する。従って、タイル型検出器アセンブリ１００における検出器タイル１０４の間の３つの全ての方向ｘ、ｙ、ｚの位置合わせミスは、結果として画像アーチファクトを生じる。ｚ位置合わせミスは、検出器タイル間の高度差を生じる。これは、検出器タイル１０４、１０４'が結合する上記結合層に空隙１０８又は気泡を生じさせ得る。このような不完全さは、各検出器の局部的ピクセル感度に影響し、従って画像アーチファクトにつながる。

図２によれば、１つの提案された組み立て方法は、検出器タイルをＮｘＭの配列（ここで、Ｎ及びＭは整数である）で有するタイル型フラット検出器の製造を可能にする。以下、該提案されたアセンブリの製造方法を、Ｎ＝２及びＭ＝１のタイル型検出器に関して図３〜１０による概略図を含み更に詳細に説明する。

検出器タイル３０４のｘ−ｙ方向における正確な寸法決めを可能にするために、第１ステップ２０１において好ましくは特別に仕立てられたダイス切り方法が展開される（図３）。検出器タイル３０４が単体化（singulate）されることが必要であるパネル３２０が、専用の真空チャック（図示略）上に上を向けて位置合わせされる。この真空チャックは基本的に２つの真空チャンネルからなり、１つは検出器タイルのためのものであり、１つは検出器タイルの各辺上の"翼"部３３０のためのものであり、これら翼部は当該ダイス切り処理により当該検出器タイルから切り取られる。ダイス切りの間において、真空は両チャンネルに供給される。ダイス切りの後、翼部３３０を当該真空チャックから取り除くことができるように、真空は検出器タイル３０４にのみ供給される。これは、好ましくは、"翼部"３３０が検出器タイル３０４に接触せず、従って該検出器タイル３０４を損傷しないように、実行される。ダイス切りの間において、該ダイス切り処理により生成される切り屑が検出器タイル３０４上に堆積するのを防止するために、検出器タイル３０４は、好ましくは、ノズルアレイ３６０から放出する脱イオン水３５０におり連続的に洗浄される。従来のウェファダイス切り処理と比較して、検出器タイル３０４の損傷及び検出器タイル３０４の活性面上に堆積される切り屑の量は大幅に低減される。

第２ステップ２０２は、検出器タイルのｚ方向の正確な寸法決めに関するものである（図４）。タイル型放射検出器４００を構成する全ての検出器タイル３０４、３０４'は、活動面又は前面を下に向けて背面研削工具（図示略）の真空チャック４０６上に同時に取り付けられる。真空チャック４０６は、検出器タイル３０４、３０４'の活動面が所定の精度で水平な高さにされるのを保証するために、好ましくは優れた平坦さを呈すると共に粒子が存在しないようにされる。次に、検出器タイルの背面が正確に水平な高さにされるように、回転する研削ホイール（図示略）が各検出器タイル３０４、３０４'の背面から材料の薄片４２０、４２０'を除去する。研削後の結果は、全ての検出器タイルが同一の厚さ４０８を呈することとなる。検出器タイルの背面は、上記研削処理により研削痕（図示略）を有する。好ましくは、上記研削ホイールは、検出器タイル３０４、３０４'により形成される領域を超えて延在するようにする。何故なら、その場合には、複数回の行程（パス）の代わりに１回のパスしか必要とされず、これが厚さの均一性を改善するからである。

重要なことに、隣接する検出器タイル３０４、３０４'の、例えば図５に示される隣接する前面エッジ５０５、５０５'の間の相対高度差が、これら隣接する検出器タイルの隣接する背面エッジ４０７、４０７'の間の相対高度差４０９より小さい（研削工程はないが、前面が位置合わせされる）か、又は等しい（例えば、研削による）。

第３ステップ２０３において、検出器タイル３０４、３０４'は位置合わせ固定具５０８（図５）上に位置合わせされる。検出器タイル３０４、３０４'は、これら検出器タイルの活動面を下にして該位置合わせ固定具５０８上に正確に位置合わせ（ｘｙｚ）される。一実施例において、位置合わせ固定具５０８は、各タイルが一旦位置合わせされたなら、各タイルに真空を個別に供給することができるように設計される。位置合わせ固定具５０８は、検出器タイル３０４、３０４'の正確なｚ位置合わせを可能にするために、好ましくは、優れた平坦さを呈すると共に微粒子が存在しないものでなければならない。現在のところでは、検出器タイル３０４、３０４'は、タイル３０４、３０４'の接しないエッジに沿う位置合わせピン及びタイル３０４、３０４'間のスペーサを用いて手で位置合わせされる。この工程は、一実施例では、例えばロボットアームを用いることにより自動化されることが期待される。というのは、これは再現性、スループット時間、歩留まり及び、必要なら、位置合わせ精度（≦１μｍ）を大きく改善するからである。

第４ステップ２０４において、膜状接着剤６０２が共通基板６０４上に被着（apply）される。

膜状接着剤６０２（例えば、３Ｍ社により供給されるＯＣＡ８１４１）は、共通基板６０４（例えば、ホウケイ酸ガラス）の一方の面に真空被着されるか又はロール重ね（roll laminate）される。このステップは、膜状接着剤６０２と共通基板６０４との間に微粒子が捕捉されるのを回避するために、クリーンルーム条件の下で実施されねばならない。上記膜状接着剤６０２及び共通基板は、優れた平坦さ及び厚さの均一性を呈さねばならない。

第５のステップ２０５（図７）において、共通基板６０４は、位置合わせされた検出器タイル３０４、３０４'の背面上に取り付けられる。検出器タイル３０４、３０４'と共通基板６０４との間に微粒子が捕捉されないことを保証するために、共通基板６０４は、好ましくは、クリーンルーム条件の下で上記位置合わせされた検出器タイル３０４、３０４'の背面に取り付けられる。

第６ステップ２０６（図８）において、当該アセンブリは上記位置合わせ固定具から取り外され、検出器タイル３０４、３０４'の活動面が上を向くように反転される（図８）。

第７ステップ２０７（図９）において、≦２５μｍ厚の光学的に透明な膜状接着剤９０８（例えば、３Ｍ社により供給されるＯＣＡ８１４１）が、シンチレータ層９１０（Ａｌ又はa-炭素基板９１２上に堆積されたCsI:Tl）の活動面上に、膜状接着剤９０８とシンチレータ９１０との間に空気及び粒子が捕捉されるのを防止するためにクリーンルーム条件下で真空被着又はロール重ねされる。

第８ステップ２０８（図１０）において、シンチレータ層９１０が検出器タイル３０４、３０４'の活動面に、当該検出器アセンブリ１０００における上記検出器タイル３０４、３０４'とシンチレータ９１０との間に空気及び粒子が捕捉されるのを防止するためにクリーンルーム条件下で真空結合される。

他の独立請求項において提案される他の組み立て方法でも、当該タイル型検出器は、画像アーチファクトが大幅に低減されるように、正確に寸法決めし且つ位置合わせすることができる。先ず、検出器タイルを水平（ｘｙ）方向において、エッジピクセルとタイルエッジとの間の非活動領域が当該（エッジ）ピクセルを損傷することなく例えば約１５μｍ幅となり、且つ、当該検出器タイル（の活動面）上に吸着する例えば当該寸法決め処理により生じる粒子等の残留物の量が最少となるように正確に寸法決めすることができる。

次に、検出器タイルを集合的に（図１６）又は個別に（図１１）前記シンチレータパネルに、これら検出器タイルの活動面又は前面が自動的に同じ高さとされるように取り付けることができる。結果として、シンチレータと検出器タイルとの間の光学的結合、従って画像品質は、大幅に改善される。図１６の第１実施例によれば、検出器タイルは最初に正確に位置合わせされ、次いでシンチレータパネルに集合的に（集団で）真空結合される。図１１によれば、検出器タイルは個別に位置合わせされ、次いでシンチレータパネルに真空結合される。前記正確な寸法決め処理のお陰で、隣接する検出器タイル間の非活動領域は、好ましくも、１ピクセル行（５０μｍ）の幅以下となる。専用の位置合わせ装置は、≦２μｍの、好ましくは≦１μｍのｘｙ位置合わせ精度を可能にする。寸法決め処理、（オプションの）共通基板が検出器タイルの背面に取り付けられる方法及び相互接続アセンブリは、以下に更に詳細に説明する両アセンブリオプションに対して同一であってもよい。

正確な位置合わせを可能にするためには、微粒子の汚染を最少にするために位置合わせ及びシンチレータの結合がクリーンルーム条件下で行われることが必須であり得る。

好ましくは、温度依存性画像アーチファクトを最少化するために、シンチレータ基板、検出器タイル及び共通基板の熱膨張が整合される。

図１１によれば、１つの方法が、検出器タイルをＮｘＭの配置で有するタイル型フラット検出器の製造を可能にし、ここで、Ｎ及びＭは整数である。以下、提案される組み立て方法を、Ｎ＝２及びＭ＝１のタイル型検出器に関して図３及び１２〜１５による概略図を含み詳細に説明する。

好ましくは特別仕立てのダイス切り処理が第１ステップ１１０１において展開され、検出器タイル３０４のｘ−ｙ方向の正確な寸法決めを可能にする（図３）。ステップ１１０１は、前述したステップ２０１と同様である。該ダイス切り処理は好ましいが、説明される当該方法内で必ずしも使用されるというものではない。

第２ステップ１１０２（図１２）において、光学的に透明な膜状接着剤９０８（例えば、２５μｍ厚であり、例えば３Ｍ社により供給されるＯＣＡ８１４１）が、シンチレータパネル９１０（Ａｌ、a-炭素又は光ファイバ（ＦＯＢ）基板上に堆積されたCsI:Tl）上に、膜状接着剤９０８とシンチレータパネル９１０との間に空気及び粒子が捕捉されるのを防止するために真空及びクリーンルーム条件下で被着される。ＦＯＢ基板の場合、上記光学接着剤はＦＯＰ側に被着され、それ以外ではシンチレータ側に被着される。他の例として、上記接着剤は上記シンチレータ層の活動面上にロール重ねされる。

第３ステップ１１０３（図１３）において、検出器タイル３０４、３０４'がシンチレータパネル９１０に対して、これら検出器タイル３０４、３０４'とシンチレータパネル９１０／接着層９０８との間に空気及び粒子が捕捉されるのを防止するためにクリーンルーム及び真空条件下で１つずつ位置合わせ及び結合される。ＦＯＰ基板を備えるシンチレータパネルの場合、検出器タイル３０４、３０４'の活動面が上記接着層９０８によりＦＯＰ側に結合され、それ以外ではシンチレータ側に結合される。検出器タイルの正確な位置決め（例えば、≦２μｍ又は一層良好には≦１μｍ）は、ロボットアーム並びに上記シンチレータパネル及び／又は検出器タイル上に定められた位置合わせマーク（ここでは、示されない）を用いて達成することができる。言い換えると、検出器タイル（３０４、３０４'）を、これら検出器タイルの活動面をシンチレータパネルに向けて１つずつ位置合わせして検出器タイルのアレイを形成することが、請求項に記載された方法の１つにおいて提案される。

第４ステップ１１０４（図１４）において、接着剤６０２が共通基板６０４（例えば、ホウケイ酸ガラス）の一方の面上に塗布される。該接着剤６０２は、例えばタイルの高さの差により生じる（図１３）、検出器タイル間の背面の小さな高度差を補償することができることが必須である。このような接着剤の一例は、発泡接着剤（foam adhesive）である。

第５ステップ１１０５（図１５）において、共通基板６０４（例えば、ホウケイ酸ガラス）は、位置合わせされた検出器タイル３０４、３０４'の背面に、検出器タイルと共通基板との間に粒子が捕捉されないことを保証するためにクリーンルーム条件下で取り付けられる。

図１６によれば、他の方法が、検出器タイルをＮｘＭの配置で有するタイル型フラット検出器の製造を可能にし、ここで、Ｎ及びＭは整数である。以下、提案される組み立て方法を、Ｎ＝２及びＭ＝１のタイル型検出器に関して図３及び１７〜２２による概略図を含み詳細に説明する。

好ましくは特別仕立てのダイス切り処理が第１ステップ１６０１において展開され、検出器タイル３０４のｘ−ｙ方向の正確な寸法決めを可能にする（図３）。ステップ１６０１は、前述したステップ２０１又はステップ１１０１と同様である。該ダイス切り処理は好ましいが、説明される当該方法内で必ずしも使用されるというものではない。

第２ステップ１６０２（図１７）において、検出器タイル３０４、３０４'は、これら検出器タイルの活動面を位置合わせ固定具１７０２に向けて正確に位置合わせ（ｘｙｚ）される。

位置合わせ固定具１７０２は、各タイルが一旦位置合わせされたなら、各タイルに真空を個別に供給することができるように設計される。該位置合わせ固定具は、検出器タイル３０４、３０４'の正確な位置合わせを可能にするために、優れた平坦さを呈すると共に粒子が存在しないものでなければならない。現在のところでは、検出器タイルは、タイルの接しないエッジに沿う位置合わせピン（ここでは、図示されていない）及びタイル間のスペーサを用いて手で位置合わせされる。この工程は、例えばロボットアームを用いることにより自動化されることが期待される。というのは、これは再現性、スループット時間、歩留まり及び、必要なら、位置合わせ精度（≦２μｍ又は≦１μｍ）を大きく改善するからである。

第３ステップ１６０３（図１８）において、機械式固定具１８０２が、位置合わせされた検出器タイル３０４、３０４'の背面に、例えば各タイルに少なくとも１つのチャンネルを用いて真空を供給することにより一時的に取り付けられる。該機械式固定具１８０２は、ｘｙ位置合わせを維持しながら、各検出器タイル３０４、３０４'の個別の垂直方向の僅かな動き（ｚ方向１８０４）を可能にする。この様にして、図１８に示すように、例えば高さの差により生じた検出器タイルの活動面の間の高度差は、シンチレータの結合（ステップ１６０５、図２０）の間に自動的に補償される。上記機械式固定具１８０２の取り付けの後に、タイルアセンブリ３０４、３０４'は前記位置合わせ固定具１７０２から取り外され、検出器タイル３０４、３０４'の活動面が上を向くように反転することができる。

次いで、第４ステップ１６０４（図１９）において、光学的に透明な膜状接着剤９０８（例えば、２５μｍ厚であり、例えば３Ｍ社により供給されるＯＣＡ８１４１）が、シンチレータパネル９１０（アルミニウム、a-炭素又は光ファイバ（ＦＯＢ）基板上に堆積されたCsI:Tl）上に、接着膜とシンチレータパネルとの間に空気及び粒子が捕捉されるのを防止するために好ましくは真空及びクリーンルーム条件下で被着される。ＦＯＢ基板の場合、上記光学接着剤９０８はＦＯＰ側に被着され、それ以外ではシンチレータ側に被着される。

第５ステップ１６０５（図２０）において、検出器タイル３０４、３０４'はシンチレータパネル９１０に接着層９０８を用いて結合される。検出器タイル３０４、３０４'はシンチレータパネル９１０に、検出器タイル３０４、３０４'と接着層／シンチレータパネルとの間に空気及び粒子が捕捉されるのを防止するために好ましくはクリーンルーム及び真空条件下で集合的に結合される。ＦＯＰ基板を備えるシンチレータパネルの場合、検出器タイルの活動面がＦＯＰ側に結合され、それ以外ではシンチレータ側に結合される。検出器タイルがシンチレータパネルに接触された場合、検出器タイルの活動面は、これら検出器タイルの背面に取り付けられた前記機械式固定具により自動的に同じ高さにされる。シンチレータパネルの結合の後、該機械式固定具は取り外される。

第６ステップ１６０６（図２１）において、接着剤６０２が共通基板６０４（例えば、ホウケイ酸ガラス）の一方の面上に塗布される。該接着剤は、例えば図１７に示されるタイルの高さの差により生じる、検出器タイル間の背面の小さな高度差を補償することができることが必須である。このような接着剤の一例は、発泡接着剤（foam adhesive）である。

第７ステップ１６０７（図２２）において、共通基板６０４が、位置合わせされた検出器タイル３０４、３０４'の背面に、検出器タイルと接着剤６０２又は共通基板との間に粒子が捕捉されないことを保証するためにクリーンルーム条件下で取り付けられる。

提案された組み立て方法は、医療画像化及び非破壊試験のためのタイル型（Ｘ線）検出器の製造に適用することができる。例えばａシリコン、単結晶シリコン（mono-Si）等の種々の検出器タイル型と互換性があるが、大面積単結晶シリコンフラット検出器を製造するのに特に有効である。何故なら、単結晶シリコン技術はアモルファスシリコン（a-Si）技術の後継者であり、一層良好な性能及び一層多くの機能を提供するのでフラット検出器においては現在デフォルトな検出器タイル技術となっているからである。大面積単結晶シリコン検出器は、単結晶シリコン検出器タイルの寸法が、最大シリコンウェファ寸法（現在は、１２インチである）により制限されるのでタイル化（タイル張り）を必要とする。

Claims (15)

1. タイル型放射検出器アセンブリであって、
   検出器タイルのＮｘＭのアレイと、
   シンチレータ層と、
   共通基板層と、
   を有し、
   前記検出器タイルのアレイは、前記シンチレータ層と前記基板層との間に配置され、
   各検出器タイルは、前記シンチレータ層に面する前面と前記基板層に面する背面とを有し、
   隣接する検出器タイルの隣接する前面のエッジの間の相対的高度差が２μｍ未満、好ましくは１μｍ未満であるタイル型放射検出器アセンブリ。
2. 前記検出器タイルの各背面が、研削痕を有する請求項１に記載のアセンブリ。
3. 前記検出器タイルが、少なくとも１つの位置合わせ手段、好ましくはタイルエッジに沿って取り付けられた位置合わせピン及び／又は間隔空けエレメントを有する請求項１又は請求項２に記載のアセンブリ。
4. 前記隣接する検出器タイルの隣接する前面のエッジの間の相対的高度差が、前記隣接する検出器タイルの隣接する背面エッジの間の相対的高度差以下である請求項１ないし３の何れか一項に記載のアセンブリ。
5. 前記シンチレータ層及び／又は前記共通基板層が、前記検出器タイルのアレイに接着される請求項１ないし４の何れか一項に記載のアセンブリ。
6. 請求項１ないし５の何れか一項に記載のアセンブリにおいて、更に、前記シンチレータ層と前記検出器タイルとの間に光学的に透明な接着層を有し、及び／又は前記基板層と前記検出器タイルとの間に接着層を有するアセンブリ。
7. 前記検出器タイルが、隣接する検出器タイル間の非活動領域が４ピクセル行未満の、好ましくは零又は１ピクセル行の幅を有する請求項１ないし６の何れか一項に記載のアセンブリ。
8. 支持装置上に回転可能に取り付けられたＸ線検出器及びＸ線源を有するＸ線システムであって、前記Ｘ線検出器が、
   検出器タイルのＮｘＭのアレイと、
   シンチレータ層と、
   共通基板層と、
   を有し、
   前記検出器タイルのアレイは、前記シンチレータ層と前記基板層との間に配置され、
   各検出器タイルは、前記シンチレータ層に面する前面と前記基板層に面する背面とを有し、
   隣接する検出器タイルの隣接する前面のエッジの間の相対的高度差が２μｍ未満、好ましくは１μｍ未満であるＸ線システム。
9. Ｘ線、ガンマ線及び光子等の高エネルギ放射又は粒子のタイル型検出器を作製する方法であって、
   検出器タイルを、これら検出器タイルの活動面をシンチレータパネル上に向けて１つずつ位置合わせして、検出器タイルのアレイを形成するステップ、
   を有する方法。
10. Ｘ線、ガンマ線及び光子等の高エネルギ放射又は粒子のタイル型検出器を作製する方法であって、
    検出器タイルを、これら検出器タイルの活動面を位置合わせ固定具上に向けて１つずつ位置合わせして、検出器タイルのアレイを形成するステップと、
    前記アレイを形成する前記位置合わせされた検出器タイルの背面に機械式固定具を一時的に取り付けるステップであって、該機械式固定具が各検出器タイルに対して個別に垂直方向に移動するステップと、
    前記位置合わせ固定具から前記検出器のアレイを取り外すステップと、
    を有する方法。
11. Ｘ線、ガンマ線及び光子等の高エネルギ放射又は粒子のタイル型検出器を作製する方法であって、
    検出器タイルを、前面を下に向けて平らな真空チャック上に取り付けるステップと、
    前記検出器タイルの厚さを均一にするために、研削により、各検出器タイルの背面から材料を削除するステップと、
    を有する方法。
12. Ｘ線、ガンマ線及び光子等の高エネルギ放射又は粒子のタイル型検出器を作製する方法であって、
    検出器タイルのＮｘＭのアレイを、前面を下に向けて平らな配置プレート上に、隣接する検出器タイル間の非活動領域が４ピクセル行未満の、好ましくは零又は１ピクセル行の水平方向の幅を有するように一時的に配置するステップ、
    を有する方法。
13. 前記アレイを形成する検出器タイルの背面上に、接着層を有する基板層を取り付けるステップ、
    を有する請求項９ないし１２の何れか一項に記載の方法。
14. 前記接着層が、隣接する検出器タイルの前記背面の高度差を補償する請求項１３に記載の方法。
15. 前記検出器タイルの少なくとも１つが、面方向において、
    検出器パネルを背面を下にして真空チャック上に位置合わせするステップであって、前記真空チャックは少なくとも２つの真空チャンネルを有し、第１のチャンネルは前記検出器パネルの所定の検出器タイル領域に真空を供給するものであり、第２のチャンネルは前記検出器パネルにおける前記検出器タイル領域に隣接する所定の領域に真空を供給するものであるステップと、
    真空を両チャンネルに供給するステップと、
    前記検出器パネルにおける前記所定の検出器タイル領域に隣接する部分を切り取るステップと、
    前記第２のチャンネルから真空を取り除くステップと、
    前記切り取られた部分を前記検出器タイル領域から取り除くステップと、
    により寸法決めされる請求項９ないし１４の何れか一項に記載の方法。

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