JP7292161B2

JP7292161B2 - シンチレータ製造装置

Info

Publication number: JP7292161B2
Application number: JP2019167490A
Authority: JP
Inventors: 知貴小松; 玉樹小林; 陽平石田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2018-10-11
Filing date: 2019-09-13
Publication date: 2023-06-16
Anticipated expiration: 2039-09-13
Also published as: JP2023120239A; JP2020076147A

Description

本発明は、シンチレータ製造装置に関する。

タリウム添加ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）などのハロゲン化アルカリ系の材料を用いて真空蒸着を行い、柱状結晶を備えるシンチレータが知られている。シンチレータを用いた放射線撮像パネルにおいて高い解像度を実現するために、シンチレータの柱状結晶を細く一様に形成することが求められている。特許文献１には、柱状結晶を細くするために、シンチレータ材の蒸発源の鉛直上方に配された基板を鉛直方向に対して傾けて保持し、蒸着面の法線方向に沿った軸を中心に基板を回転させ、蒸着面にシンチレータ材を斜めに入射させ蒸着を行うことが示されている。

特開２０１５－２０６８００号公報

基板の所定の領域にシンチレータを形成するために、基板に対して所定の領域が露出するマスクを設置する場合がある。基板を鉛直方向に対して傾けて保持する場合、基板の蒸着面を鉛直方向に対して垂直に配する場合と比較して、基板とマスクとの間での位置ずれや基板とマスクとの間の隙間が生じやすい。基板がマスクに対して位置がずれてしまった場合やマスクと基板との間の隙間が生じてしまった場合、シンチレータが所定の形状に形成できない可能性やシンチレータの端部でシンチレータの特性がばらつくといった問題が生じうる。特許文献１には、基板を保持する方法について示されていない。

本発明は、シンチレータの形成に有利な技術を提供することを目的とする。

上記課題に鑑みて、本発明の実施形態に係るシンチレータ製造装置は、シンチレータ材を供給するための蒸発源と、蒸発源の鉛直上方に基板の第１面を鉛直方向に対して傾けた状態で基板を保持するための保持部と、を含むシンチレータ製造装置であって、保持部は、第１面のうちシンチレータを形成する領域を規定する開口部を有するマスク部と、マスク部に対する基板の位置を固定するための固定部と、を含み、固定部は、複数の固定部材を含み、複数の固定部材が、基板のうち第１面とは反対の側の第２面の側から基板に荷重を掛けるように、マスク部のうち基板と接触する接触部に対する正射影において、接触部と重なる位置に配されることを特徴とする。

上記手段によって、シンチレータの形成に有利な技術を提供する。

本発明の実施形態に係るシンチレータ製造装置の構成例を示す図。図１のシンチレータ製造装置の保持部のより詳細な構成例を示す図。図２の保持部をシンチレータ製造装置に取り付けた状態を示す図。図２の保持部の変形例を示す図。図２の保持部の変形例を示す図。図２の保持部の変形例を示す図。図２の保持部の変形例を示す図。図２の保持部の変形例を示す図。図８の保持部の基板に対するマスク部の位置決め方法を説明する図。図８の保持部の位置決め方法を示す図。図２の保持部の変形例を示す図。基板に対するマスク部の位置決めをする際のアライメントマークを説明する図。図２の保持部の変形例を示す図。図１３の保持部の基板に対するマスク部の位置決め方法を説明する図。図１３の保持部の基板に対するマスク部の位置決め方法を説明する図。図２の保持部の変形例を示す図。図１６の保持部の基板に対するマスク部の位置決め方法を説明する図。

以下、本発明に係るシンチレータ製造装置の具体的な実施形態を、添付図面を参照して説明する。以下の説明及び図面において、複数の図面に渡って共通の構成については共通の符号を付している。そのため、複数の図面を相互に参照して共通する構成を説明し、共通の符号を付した構成については適宜説明を省略する。

図１（ａ）～５（ｃ）を参照して、本発明の実施形態におけるシンチレータ製造装置の構成について説明する。まず、図１（ａ）～１（ｄ）を用いて、本実施形態のシンチレータ製造装置ＭＡの概略を説明する。次いで、図２（ａ）～５（ｃ）を用いて、シンチレータ製造装置ＭＡのうち、基板１０３のシンチレータ１０６が形成される面１１１（第１面）を鉛直方向に対して傾けた状態で、基板１０３を保持するための保持部１００の詳細について説明を行う。

図１（ａ）は、本実施形態におけるシンチレータ製造装置ＭＡの構成例を示す図である。シンチレータ製造装置ＭＡは、蒸発源１１０、保持部１００、回転部１２０を含む。蒸発源１１０は、シンチレータ１０６を形成するためのシンチレータ材を供給する。より具体的には、シンチレータ材を蒸発させ、鉛直上方へ向けて放射させる。保持部１００は、詳細は後述するが、マスク部１０１と、マスク部１０１に対する基板１０３の位置を固定するための固定部１０２とを含む。保持部１００は、蒸発源１１０の鉛直上方に、シンチレータが形成される面１１１を鉛直方向に対して傾けて基板１０３を設置可能となるように配される。回転部１２０は、回転機構１０４とステージ１０５とを含み、シンチレータを形成する際に、保持部を固定し、基板１０３の面１１１の法線方向に沿った軸を中心に基板１０３を回転させる。

図１（ｂ）は保持部１００の概略を示す平面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ－Ｂ間の断面図である。図１（ｃ）に示されるように、マスク部１０１は、基板１０３の面１１１のうちシンチレータ１０６を形成する領域を規定する開口部１３１を備える。また、マスク部１０１は、開口部１３１に沿って配され、基板１０３と接触する接触部１３２を備える。ここで、マスク部１０１のうち、接触部１３２が配される側の面を支持面１１３と呼ぶ。支持面１１３は、基板１０３と接触しない外縁部１３３をさらに含む。支持面１１３において、外縁部１３３は、接触部１３２よりもマスク部１０１の外縁の側に配されているともいえる。固定部１０２は、基板１０３に対して、基板１０３の面１１１とは反対の側の面１１２（第２面）の側から、マスク部１０１に向けて荷重を掛ける（矢印で示す）ことによって、基板１０３がマスク部１０１に対して移動しないように固定する。

図１（ｄ）は、比較例として固定部１０２を設置せず、基板１０３を鉛直方向に対して傾斜させ、シンチレータ製造装置ＭＡの回転部１２０にマスク部１０１を設置した場合を表した図である。図１（ｄ）の拡大図に示すように、固定部１０２が配されない場合、基板１０３の自重による撓みによって、マスク部１０１と基板１０３の間に隙間が発生する。この隙間に、シンチレータの形成中にシンチレータ材が侵入し、シンチレータ１０６が所定外のエリアまで形成されてしまう可能性がある。この所定外のエリアに形成されたシンチレータ１０６は、膜厚、密度などを制御することが難しく、シンチレータ１０６の発光特性にむらが生じてしまう。また、基板１０３はシンチレータの形成中に回転部１２０によって回転するため、マスク部１０１と基板１０３との間の位置関係がずれてしまう可能性がある。このため、シンチレータ１０６の外縁部において、シンチレータ１０６の膜厚などにむらが生じてしまう可能性がある。一方、図１（ａ）に示されるように、本実施形態において固定部１０２が配されることによって、基板１０３とマスク部１０１が常に密着し、基板１０３のマスク部１０１に対する位置が固定される。これによって、開口部１３１によって規定される領域にシンチレータ１０６が形成できる。

次いで、保持部１００について、より詳細に説明する。図２（ａ）は保持部１００の平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ－Ｂ間の断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＣ－Ｄ間の断面図である。

マスク部１０１は、上述のように、基板１０３の面１１１のうち蒸着を行うことによってシンチレータ１０６を形成する領域を規定する開口部１３１を備える。また、図２（ｂ）、２（ｃ）に示されるように、基板１０３を所定の位置に設置できるよう、支持面１１３には、基板１０３のサイズに合わせた座繰りが設けられていてもよい。換言すると、マスク部１０１のうち接触部１３２が配される側の支持面１１３において、接触部１３２が基板と接触しない外縁部１３３に対して凹形状となっていてもよい。このため、支持面１１３に対して交差する方向において、マスク部１０１のうち接触部１３２が配される部分の厚さが、マスク部のうち外縁部１３３が配される部分の厚さよりも薄くなりうる。シンチレータ１０６を形成する際に、この接触部１３２と外縁部１３３との間の段差によって形成される壁面に、基板１０３の側面が当接することによって、基板１０３のマスク部１０１に対する位置決めが容易になる。しかしながら、支持面１１３の接触部１３２と外縁部１３３との間に段差がなく、支持面１１３は平らであってもよい。マスク部１０１の材料として、ステンレス（ＳＵＳ）やモリブデンなど、シンチレータ１０６を構成するヨウ化セシウム（ＣｓＩ）などに対して耐食性を示す材料が用いられる。

次いで、固定部１０２の詳細について説明する。固定部１０２は、基板１０３のうち面１１１とは反対の側の面１１２に荷重を掛ける複数の固定部材２０１を含む。複数の固定部材２０１のそれぞれは、接触部１３２に対する正射影において、接触部１３２と重なる位置に配される。さらに、固定部１０２は、マスク部１０１に対する複数の固定部材２０１のそれぞれの位置を決めるために複数の固定部材２０１が固定された位置決め部と、位置決め部とマスク部１０１とを結合する結合部と、を含む。図２（ａ）～２（ｃ）に示される構成において、位置決め部は、マスク部１０１のうち接触部１３２が配される側である支持面１１３を覆うように配される蓋部材２０３を含む。蓋部材２０３は、シンチレータ１０６を形成する際に、基板１０３の面１１２を覆う。また、結合部は、蓋部材２０３の外縁と支持面１１３とを結合するねじ２０２を含む。

固定部材２０１は、弾性体でありうる。本実施形態において、固定部材２０１は、板状のタンタルを図２（ｂ）、２（ｃ）に示すように、半円状に曲げ加工した板ばねを用いた。より具体的には、厚さ０．１ｍｍ、幅３０ｍｍ、長さ９０ｍｍのタンタルの板を、半径１３ｍｍの半円状に曲げ加工をおこなったものを固定部材２０１として用いた。固定部材２０１の材料は、タンタルに限定されるものでなく、シンチレータ１０６を形成する際の蒸着中に発生する熱によって変形しにくい材料であればよい。固定部材２０１の材料には、例えば、上述のタンタルやモリブデンなどの所謂、高融点メタルが用いられてもよい。

蓋部材２０３は、基板１０３の面１１２およびマスク部１０１の支持面１１３を覆うように配置される。本実施形態において、図２（ｂ）に示される蓋部材２０３の深さｈは６ｍｍとし、ねじ２０２によって蓋部材２０３をマスク部１０１と結合させたとき、固定部材２０１が７ｍｍ押し込まれるように保持部１００を設計した。蓋部材２０３の材料として、ＣｓＩに耐食性を示す材料が用いられる。例えば、蓋部材２０３として、アルマイト処理を行ったアルミニウム（Ａｌ）が用いられてもよい。

複数の固定部材２０１のそれぞれは、マスク部１０１の接触部１３２に対する正射影において、接触部１３２と重なる位置に配されるように、蓋部材２０３に固定される。図２（ａ）、２（ｂ）に示されるように、マスク部１０１の支持面１１３に対する正射影において、開口部１３１の外縁と基板１０３の外縁との間の領域と重なるように、それぞれの固定部材２０１は設置される。しかしながら、これに限られることはなく、マスク部１０１の支持面１１３に対する正射影において、固定部材２０１は、開口部１３１と重なる領域まで配されていてもよいし、外縁部１３３と重なる領域まで配されていてもよい。また、固定部材２０１は、ロの字型の開口部１３１に沿ったロの字型の接触部１３２と同様に略ロの字型に、開口部１３１を取り囲むように配されうる。これによって、基板１０３に対して均等に荷重を掛けることができる。

基板１０３として、ガラス基板やプラスチック基板が用いられてもよい。この場合、シンチレータ１０６を形成する前に、反射層（不図示）などを基板１０３の面１１１に形成してもよい。反射層には、例えばＡｌや銀（Ａｇ）、また、それらの合金などが用いられうる。ＡｌやＡｇを用いた反射層を形成する場合、ＡｌやＡｇが、シンチレータ１０６の材料と反応し腐食することを防止するために、反射層の表面にポリイミドやパレリン系などの材料を用いた保護膜を更に形成してもよい。また、基板１０３上に、放射線画像を撮像するための撮像部が配されていてもよい。撮像部は、アモルファスシリコンなどを用いて基板１０３上に設けられる。撮像部は、基板１０３上に行列状に（複数の行および複数の列を形成するように）配された複数の放射線検出素子を含む。放射線検出素子は、ＰＩＮセンサやＭＩＳセンサなどの公知の光電変換素子が用いられてもよい。また、撮像部は、ＣＣＤ／ＣＭＯＳイメージセンサチップを配置して構成されていてもよい。撮像部の表面にポリイミドやパレリン系などの材料を用いた保護膜が更に形成されていてもよい。シンチレータ１０６には、放射線を受けて光を発生する蛍光体材料が用いられる。典型的な例として、タリウム添加ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）が用いられる。

マスク部１０１の接触部１３２となる凹みに合わせて基板１０３を設置し、次いで、固定部材２０１が固定された蓋部材２０３を、結合部であるねじ２０２を用いてマスク部１０１の支持面１１３に締め付けて固定する。これによって、固定部材２０１による荷重が基板１０３にかかり、基板１０３とマスク部１０１とは常に密着状態を維持することができる。固定部材２０１、蓋部材２０３の寸法、蓋部材２０３とマスク部１０１との結合方式は、基板１０３の大きさや材質のよって適宜選択さる。固定部１０２の構成は、基板１０３とマスク部１０１との密着が維持され、かつ、基板１０３が破損しない設計であればよい。

図３は、基板１０３が配された保持部１００をシンチレータ製造装置ＭＡの回転部１２０に設置した場合の概略図である。保持部１００は、回転部１２０が備える固定機構３０１によって、回転部１２０のステージ１０５に固定される。本実施形態において、固定機構３０１は、保持部１００の厚さに相当する差し込み口を持つスロット形状を備え、基板１０３を挟持した保持部１００を差し込むことによって、保持部１００を回転部１２０のステージ１０５に固定する。保持部１００の回転部１２０への固定方法は、これに限定されることはなく、回転機構１０４を用いて基板１０３を回転させる際に、保持部１００が回転部１２０から外れなければよい。

また、図３の拡大図に示すように、マスク部１０１が、開口部１３１に沿って面取り加工されていてもよい。例えば、マスク部１０１の接触部１３２と開口部１３１の側面１１４との間が面取りされていてもよい。接触部１３２と開口部１３１の側面１１４との間の面取りされた部分と接触部１３２を延長した仮想線との間の角度を角度θ１とする。接触部１３２と開口部１３１の側面１１４との間の面取りによって、シンチレータ１０６の端部は、角度θ１に相当するスロープ形状を備えることになる。これによって、シンチレータ１０６を形成した後、シンチレータ１０６の上に、シート状の防湿層や保護層を形成する場合、シートのシワの発生やシートの破損を抑制することができる。角度θ１は、例えば、３５°以上かつ６５°以下であってもよい。

また、例えば、マスク部１０１のうち接触部１３２が配される側である支持面１１３とは反対の側の面１１５と開口部１３１の側面１１４との間が面取りされていてもよい。面１１５と開口部１３１の側面１１４との間の面取りされた部分と面１１５を延長した仮想線との間の角度を角度θ２とする。面１１５と開口部１３１の側面１１４との間の面取りによって、シンチレータ１０６の端部における膜厚の減少が抑制される。より具体的には、面１１５と開口部１３１の側面１１４との間の面取りがない場合、シンチレータ１０６が形成される端部の領域において、基板１０３に向かってきた蒸着粒子が、マスク部１０１のエッジ３０２よって遮蔽されてしまう。このため、基板１０３の面１１１の開口部１３１に沿った領域に、シンチレータ１０６が形成され難くなる。面１１５と開口部１３１の側面１１４との間を面取りすることによって、マスク部１０１のエッジ３０２による遮蔽を緩和し、シンチレータ１０６を端部まで設計した膜厚で形成することが可能となる。角度θ２は、例えば、３０°以上かつ６０°以下であってもよい。

このように、固定部１０２を用いることによって、基板１０３とマスク部１０１との密着状態を維持したまま、シンチレータ１０６を形成することができる。これによって、シンチレータ１０６が開口部１３１によって規定される所定の形状に形成できない可能性やシンチレータ１０６の端部でシンチレータの特性がばらつくといった問題が抑制できる。

保持部１００の固定部１０２は、図４（ａ）～４（ｃ）に示すように、固定部材２０１と基板１０３の面１１２との間に配される荷重分散部４０１をさらに含んでいてもよい。図４（ａ）は荷重分散部４０１を含む保持部１００の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ－Ｂ間の断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＣ－Ｄ間の断面図である。

荷重分散部４０１は、複数の固定部材２０１のうち少なくとも２つの固定部材２０１と基板１０３の面１１２との間に配される。荷重分散部４０１によって、固定部材２０１から基板１０３にかかる荷重が分散され、基板１０３に対する局所的な荷重が抑制できるため、基板１０３が破損するリスクを低減できる。また、図２（ａ）～２（ｃ）に示される荷重分散部４０１を配さない場合と比較して、固定部材２０１の数を減らすことができる。本実施形態において、荷重分散部４０１として、厚さ０．５ｍｍのＳＵＳ板を使用した。しかしながら、これに限られることはなく、荷重分散部４０１に用いる材料は、ＣｓＩに耐食性を示す材料であれば、何れの材料を用いてもよい。荷重分散部４０１の形状は、図４（ａ）に示されるように、マスク部１０１の開口部１３１を取り囲むように、ロの字型に成形してもよい。荷重分散部４０１は、マスク部１０１の接触部１３２に対する正射影において、接触部１３２と重なる位置に配される。荷重分散部４０１は、一つの部材によって構成された一体構造を有していてもよいし、複数に分割された部材から構成されていてもよい。また、荷重分散部４０１は、マスク部１０１の支持面１１３に対する正射影において、接触部１３２と重なる領域だけでなく、開口部１３１や外縁部１３３と重なる領域まで配されていてもよい。例えば、荷重分散部４０１は、基板１０３の面１１２の全体を覆うように配される板状の部材であってもよい。荷重分散部４０１は、固定部１０２の固定部材２０１から基板１０３にかかる荷重を、固定部材２０１が直接接触しない領域に分散できる形状であればよい。

荷重分散部４０１は、マスク部１０１に、基板１０３を設置した後、基板１０３の上に設置される。図４（ｂ）、４（ｃ）に示されるように、マスク部１０１の接触部１３２が外縁部１３３よりも１段下がる凹形状を有する場合、接触部１３２と外縁部１３３との段差が、基板１０３の厚さ以上であると、荷重分散部４０１を設置しやすい。

荷重分散部４０１を基板上に配した後、上述と同様の材質および大きさの固定部材２０１が固定された蓋部材２０３を、固定部材２０１の荷重が荷重分散部４０１を介して基板１０３へとかかるように、結合部として機能するねじ２０２で締め付け固定する。結合部であるねじ２０２は、図２（ａ）～２（ｃ）に示される場合と同様に、マスク部１０１の支持面１１３の側に設けられためねじに締結される。めねじは、マスク部１０１の支持面１１３のうち基板１０３と接触しない外縁部１３３に配される。荷重分散部４０１によって、固定部材２０１から基板１０３にかかる荷重が分散されるため、図２（ａ）～２（ｃ）に示される場合よりも少ない固定部材２０１で、マスク部１０１と基板１０３との密着状態を維持することが可能となる。

また、位置決め部は、図２（ａ）～４（ｃ）に示される蓋部材２０３に限られるものではない。位置決め部が、マスク部１０１の支持面１１３の外縁部１３３に結合部によって結合された複数のクランプ部材５０２であってもよい。この場合、固定部材２０１である板ばねのそれぞれが、複数のクランプ部材５０２の何れかに固定されうる。

クランプ部材５０２は、レバー５０４と、固定部材２０１が取り付けられたアーム５０３とを含み構成されうる。クランプ部材５０２は、レバー５０４を下げると、連動してアーム５０３も下がる構造になっており、アーム５０３の先端に固定された固定部材２０１が、基板１０３に対して基板１０３の面１１２の側から荷重を掛ける仕組みになっている。このとき、図５（ａ）～５（ｃ）に示されるように、図４（ａ）～４（ｃ）を用いて説明した構成と同様に、荷重分散部４０１が固定部材２０１と基板１０３との間に配されていてもよい。クランプ部材５０２は、マスク部１０１に結合部を介して固定される。結合部は、例えば、マスク部１０１の支持面１１３とは反対の側の面から挿入され、クランプ部材５０２と締結されるボルトやねじであってもよい。また、結合部として機能する接着剤や溶接によって、クランプ部材５０２がマスク部１０１に取り付けられていてもよい。レバー５０４を下ろした際、固定部１０２の固定部材２０１である板ばねが、マスク部１０１の接触部１３２に対する正射影において、少なくとも接触部１３２と重なる位置に下ろされる。

クランプ部材５０２には、ＳＵＳ、モリブデンなどのＣｓＩに耐食性を示す材料が用いられうる。本実施形態において、固定部材２０１は、上述と同様の寸法、材質の板ばねを使用し、クランプ部材５０２によって荷重分散部４０１に押し付けられた際、固定部材２０１が７．５ｍｍ押し込まれるようにクランプ部材５０２を調整した。クランプ部材５０２を用いることによって、結合部として上述のねじ２０２を用いる場合と比較して、基板１０３をマスク部１０１に固定する際のねじ２０２を締結する作業など、煩雑な作業を必要とせずにマスク部１０１と基板１０３との密着状態を維持できる。これによって、基板の１０３の保持部１００への設置が容易になる。

図２（ａ）～４（ｃ）に示される構成において、マスク部１０１と位置決め部である蓋部材２０３とを結合する結合部には、マスク部１０１のうち接触部１３２が配される側の外縁（外縁部１３３）に設けられためねじに締結されるねじ２０２が用いられる。しかしながら、結合部の構成は、これに限られることはない。図６（ａ）、６（ｂ）、７（ａ）、７（ｂ）に示されるように、固定部１０２のうち結合部が、ねじ２０２と、ねじ２０２と締結されるめねじが設けられたねじ受け部６０１と、を含んでいてもよい。図６（ａ）は保持部１００の平面図、図６（ｂ）は蓋部材２０３の基板１０３と対向する面とは反対側の面の平面図、図７（ａ）は図６（ａ）のＡ－Ｂ間の断面図、図７（ｂ）は図６（ａ）のＣ－Ｄ間の断面図である。ねじ受け部６０１は、図６（ｂ）、７（ａ）、７（ｂ）に示されるように、蓋部材２０３のうちマスク部１０１とは反対の側の外縁に配されていてもよい。この場合、ねじ２０２は、マスク部１０１の側から蓋部材２０３を通り、ねじ受け部６０１のめねじに挿入、締結される。また、ねじ受け部６０１は、マスク部１０１のうち蓋部材２０３とは反対の側の外縁に配されていてもよい。この場合、ねじ２０２は、蓋部材２０３の側からマスク部１０１を通り、ねじ受け部のめねじに挿入、締結される。これによって、固定部材２０１による荷重が基板１０３にかかり、基板１０３とマスク部１０１とは、常に密着状態を維持することができる。

ねじ受け部６０１は、図６（ｂ）に示されるように、ねじ２０２によってマスク部１０１と蓋部材２０３とを結合する位置に分散して配されていてもよい。また、ねじ受け部６０１は、蓋部材２０３またはマスク部１０１の外縁に沿った略ロの字型の一体構造であってもよい。また、ねじ受け部６０１を用いる場合も、図４（ａ）～４（ｃ）に示されるような、荷重分散部４０１が、固定部材２０１と基板１０３との間に配されていてもよい。

ねじ受け部６０１の材料として、上述のマスク部１０１の材料と同様に、ステンレスやモリブデン、チタンなど、シンチレータ１０６を構成するヨウ化セシウム（ＣｓＩ）などに対して耐食性を示す材料が用いられる。ねじ受け部６０１は、ねじやボルトなどによって蓋部材２０３に固定されていてもよいし、溶接などによって蓋部材２０３に直接、結合されていてもよい。また、ねじ受け部６０１は、ねじ２０２によって、マスク部１０１とともに蓋部材２０３に固定されてもよい。

図２（ａ）～４（ｃ）に示される構成において、接触部１３２と外縁部１３３との間の段差によって形成される壁面に、基板１０３の側面を当接させることによって、基板１０３のマスク部１０１に対する位置決めを行うことを説明した。一方、図６（ａ）、６（ｂ）、７（ａ）、７（ｂ）に示される構成において、基板１０３のシンチレータ１０６を形成する面１１１を確認しながら、マスク部１０１の開口部１３１の位置を決めることが可能となる。これによって、基板１０３やマスク部１０１の寸法の公差による位置ずれが抑制され、より高い精度で位置決めを行うことが可能となる。例えば、マスク部１０１が、接触部１３２と外縁部１３３との間に段差を有していなくてもよい。また、例えば、マスク部１０１の接触部１３２と外縁部１３３との間の段差によって形成される壁面に基板１０３の側面を当接させた後に、基板１０３の面１１１を確認しながら開口部１３１の位置を調整してもよい。

さらに、図８（ａ）、８（ｂ）に示されるように、基板１０３のシンチレータを形成する面１１１に、マスク部１０１の開口部１３１を位置決めする際に、作業性を向上させるための複数のスペーサ７０１が配されていてもよい。スペーサ７０１は、蓋部材２０３とマスク部１０１との間に、伸縮することによってマスク部１０１と基板１０３との間に間隙を生成可能な構成を備える。スペーサ７０１は、基板１０３を取り囲むように、例えば、蓋部材２０３の外縁に沿って蓋部材２０３に設けられ、マスク部１０１の支持面１１３を支持する。

スペーサ７０１を用いた基板１０３に対するマスク部１０１の開口部１３１の位置決め方法について、図９（ａ）～９（ｄ）、１０（ａ）～１０（ｃ）を用いて説明する。まず、図９（ａ）に示されるように、スペーサ７０１を備える蓋部材２０３が準備され、次いで、図９（ｂ）に示されるように、基板１０１が固定部材２０１の上に載置される。基板１０１を固定部材２０１の上に載置した後、スペーサ７０１の上にマスク部１０１が載置される。このとき、図９（ｃ）に示されるように、マスク部１０１と基板１０３のシンチレータ１０６が形成される面１１１との間には、高さｈ’の間隙が生成されている。この間隙を維持した状態で、基板１０３に対するマスク部１０１の開口部１３１の位置合わせを行う。

例えば、手動で適宜、位置合わせを行ってもよい。また、例えば、図９（ｄ）に示されるように、カメラ７０３を用いて基板１０３の面１１１を確認しつつ、アーム７０２を用いてマスク部１０１を保持しながら、マスク部１０１の水平方向（例えば、ｘ方向、ｙ方向。）および回転方向（例えば、θ方向。）の調整を行い、位置合わせをしてもよい。この場合、マスク部１０１と基板１０３との間の位置関係を調整するためのアライメントマークが、マスク部１０１および基板１０３の少なくとも一方に設けられていてもよい。例えば、図１２（ａ）に示されるように、基板１０３に設けたアライメントマーク９０１とマスク部１０１に設けたアライメントマーク９０２とを合わるように調整してもよい。また、例えば、図１２（ｂ）に示されるように、マスク部１０１に設けた開口９０４をカメラ７０３で観察し、基板１０３に設けたアライメントマーク９０３とマスク部１０１に設けたアライメントマーク９０５とを位置合わせしてもよい。アライメントマークを用いることによって、基板１０３に対するマスク部１０１の開口部１３１の位置決め精度を高めることができる。マスク部１０１と基板１０３との間の間隙の高さｈ’は、位置決めの際に、マスク部１０１が基板１０３に接触することによって、基板１０３の破損や位置ずれが生じるのを防ぐためのスペースであり、例えば、３ｍｍ以上の間隙が確保されていてもよい。

基板１０３に対するマスク部１０１の位置決めが完了した後、図１０（ａ）に示されるように、ねじ２０２をマスク部１０１の支持面１１３とは反対の側からねじ受け部６０１のめねじに挿入し、マスク部１０１を蓋部材２０３に固定する。スペーサ７０１は、その構成部材の一部に弾性体を有し、締結の際、マスク部１０１と蓋部材２０３との間隙の高さｈ”の分、押し込まれ、図１０（ｂ）に示される状態となる。その後、図１０（ｃ）に示されるように、アーム７０２が取り外される。スペーサ７０１には、板ばねやコイルばねなどのばねを有する支持ピンなどが用いられてもよい。スペーサ７０１の材料は、例えば、タンタルやモリブデンなどの所謂、高融点メタルが用いられてもよい。また、スペーサ７０１には、マスク部１０１を位置決めのする際に、上述の水平方向および回転方向の調整の作業性を向上させるため、図１１に示すように、スペーサ７０１のうちマスク部１０１に当接する部分に、マスク部１０１の滑動を容易にするための滑動部材８０１が設けられていてもよい。滑動部材８０１は、例えば、スペーサ７０１として機能する支持ピンの先端に設けられた球などのベアリングであってもよい。

スペーサ７０１は、図１３（ａ）、１３（ｂ）、１４（ａ）～１４（ｄ）、１５（ａ）～１５（ｄ）に示されるように、蓋部材２０３ではなく、蓋部材２０３とは別に設置されていてもよい。図１３（ａ）、１３（ｂ）、１４（ａ）～１４（ｄ）、１５（ａ）～１５（ｄ）に示される工程において、蓋部材２０３を設置するステージ１１０１にスペーサ７０１が設けられ、マスク部１０１はスペーサ７０１を介して、ステージ１１０１に載置される。この場合、マスク部１０１とスペーサ７０１とが接触できるよう蓋部材２０３には、座繰り１００１が設けられている。スペーサ７０１に載置されたマスク部１０１は、図１４（ａ）～１４（ｄ）、１５（ａ）～１５（ｃ）に示されるように、上述の図９（ａ）～９（ｄ）、１０（ａ）～（ｃ）と同様の手順で、位置決め、蓋部材２０３との締結が行われる。具体的には、まず、図１４（ａ）に示されるように、複数のスペーサ７０１が配されたステージ１１０１の上に蓋部材２０３が載置される。次いで、図１４（ｂ）に示されるように、固定部材２０１の上に基板１０３が載置される。基板１０３を固定部材２０１の上に載置した後、マスク部１０１が、スペーサ７０１の上に、図１４（ｃ）に示されるように、マスク部１０１と基板１０３との間に高さｈ’の間隙が生成されるように配される。次いで、図１４（ｄ）に示されるように、カメラ７０３を用いて基板１０３の面１１１を確認しつつ、アーム７０２を用いてマスク部１０１を保持しながら、マスク部１０１の水平方向および回転方向の調整を行う。これによって、基板１０３に対するマスク部１０１の開口部１３１の位置が決定する。基板１０３に対するマスク部１０１の開口部１３１の位置決めを行った後、図１５（ａ）～（ｃ）に示されるように、ねじ２０２とねじ受け部６０１に設けられためねじとを締結し、マスク部１０１、基板１０３および蓋部材２０３の位置関係を固定する。その後、図１５（ｄ）に示されるように、ステージ１１０１が取り外される。図１４（ａ）～１４（ｄ）、１５（ｃ）、１５（ｄ）は、図１３（ａ）に示されるＣ－Ｄ間の断面、図１５（ａ）、１５（ｂ）は、図１３（ａ）に示されるＡ－Ｂ間の断面をそれぞれ示している。

図１３（ａ）、１３（ｂ）、１４（ａ）～１４（ｄ）、１５（ａ）～１５（ｄ）に示される工程を用いる場合、基板１０３の面１１１にシンチレータ１０６を形成する際に、スペーサ７０１は、保持部１００から取り外されている。このため、スペーサ７０１の材料の選択肢の幅が広がり、上述のタンタルやモリブデンなどの高融点メタルだけでなく、低融点の樹脂部材を用いることも可能となる。また、スペーサ７０１が蓋部材２０３に設置されないことによって、固定部１０２の軽量化や、メンテナンス性が向上しうる。また、上述と同様に、スペーサ７０１のうちマスク部１０１に当接する部分に、滑動部材８０１が設けられていてもよい。滑動部材８０１として、スペーサ７０１の先端に配された球状のベアリングが用いられてもよい。また、滑動部材８０１として、例えば、フッ素樹脂のような摩擦係数が小さな部材が用いられてもよい。この場合、例えば、スペーサ７０１のマスク部１０１と当接する部分が、フッ素樹脂の部材によって構成されていてもよいし、スペーサ７０１のマスク部１０１と当接する部分にフッ素樹脂がコーティングされていてもよい。

ねじ受け部６０１は、図１６（ａ）、１６（ｂ）、１７（ａ）、１７（ｂ）に示されるように、調整ねじ１２０１によって可動式になっていてもよい。調整ねじ１２０１は、蓋部材２０３を介してねじ受け部６０１と連結しており、調整ねじ１２０１を回すことによりねじ受け部６０１の移動が可能となっている。つまり、複数のスペーサ７０１によってマスク部１０１と基板１０３との間に間隙が生成されている間、ねじ受け部６０１は、マスク部１０３に固定され、かつ、マスク部１０３のうち接触部１３２が配される側の面と平行な方向に移動できる。ねじ受け部６０１と調整ねじ１２０１とを活用した位置決め方法として、図１７（ａ）に示されるように、スペーサ７０１上に、マスク部１０１を載置し、その後、ねじ２０２を用いてマスク部１０１をねじ受け部６０１に半固定する。半固定されたことで、マスク部１０１は、ねじ受け部６０１の動作に連動して可動し、調整ねじ１２０１の締め付けを調整することによって、基板１０３に対するマスク部１０１の開口部１３１の位置を調整することができる。位置決めを完了した後、図１７（ｂ）に示されるように、ねじ２０２をねじ受け部６０１に完全に締結する。ねじ２０２によって、マスク部１０１を蓋部材２０３に固定した後、調整ねじ１２０１は、取り外してもよい。この位置決め機構によれば、上述のアーム７０２などの装置を必要とせずに、位置決めすることが可能となる。また、このとき、上述の図１２（ａ）、１２（ｂ）に示されるようなアライメントマークを使用して、位置合わせを行ってもよい。

以上、本発明に係る実施形態を示したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態は適宜変更、組み合わせが可能である。例えば、上述の実施形態において、固定部材２０１として板ばねを用いることを説明したが、これに限られることはない。シンチレータ１０６に対して材料としての耐性があり、基板１０３をマスク部１０１に密着させるように荷重を掛けることができれば、固定部材２０１として用いることができる。固定部材２０１として、例えば、コイルばねや、気体や液体の流体を利用したばね（例えば、ガスばねやオイルダンパなど）、ゴムなど、種々の弾性体を用いることができる。また、弾性体だけでなく、固定部材２０１として、磁力を利用した磁気ばねが用いられてもよい。

１００：保持部、１０１：マスク部、１０２：固定部、１０３：基板、１０６：シンチレータ、１１０：蒸発源、１３１：開口部、１３２：接触部、ＭＡ：シンチレータ製造装置

Claims

シンチレータ材を供給するための蒸発源と、前記蒸発源の鉛直上方に基板の第１面を鉛直方向に対して傾けた状態で前記基板を保持するための保持部と、を含むシンチレータ製造装置であって、
前記保持部は、前記第１面のうちシンチレータを形成する領域を規定する開口部を有するマスク部と、前記マスク部に対する前記基板の位置を固定するための固定部と、を含み、
前記固定部は、複数の固定部材を含み、
前記複数の固定部材が、前記基板のうち前記第１面とは反対の側の第２面の側から前記基板に荷重を掛けるように、前記マスク部のうち前記基板と接触する接触部に対する正射影において、前記接触部と重なる位置に配されることを特徴とするシンチレータ製造装置。
前記複数の固定部材のそれぞれが、弾性体を含むことを特徴とする請求項１に記載のシンチレータ製造装置。
前記複数の固定部材のそれぞれが、板ばねを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のシンチレータ製造装置。
前記複数の固定部材が、前記開口部を取り囲むように配されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のシンチレータ製造装置。
前記固定部が、前記複数の固定部材のうち少なくとも２つの固定部材と前記第２面との間に配される荷重分散部をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のシンチレータ製造装置。
前記荷重分散部が、前記開口部を取り囲むように配されることを特徴とする請求項５に記載のシンチレータ製造装置。
前記荷重分散部が、前記接触部に対する正射影において、前記接触部と重なる位置に配されることを特徴とする請求項５または６に記載のシンチレータ製造装置。
前記荷重分散部が、前記第２面の全体を覆うように配されることを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載のシンチレータ製造装置。
前記固定部が、前記マスク部に対する前記複数の固定部材のそれぞれの位置を決めるために前記複数の固定部材が固定された位置決め部と、前記位置決め部と前記マスク部とを結合する結合部と、をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のシンチレータ製造装置。
前記位置決め部が、前記マスク部のうち前記接触部が配される側を覆うように配される蓋部材を含み、
前記結合部が、前記蓋部材の外縁と前記マスク部とを結合するねじを含み、
前記複数の固定部材のそれぞれが、前記蓋部材と前記第２面との間に配されることを特徴とする請求項９に記載のシンチレータ製造装置。
前記ねじが、前記マスク部のうち前記接触部が配される側の外縁に設けられためねじに締結されることを特徴とする請求項１０に記載のシンチレータ製造装置。
前記結合部が、前記ねじと締結されるめねじが設けられたねじ受け部をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載のシンチレータ製造装置。
前記ねじ受け部が、前記蓋部材のうち前記マスク部の側とは反対の側の外縁に配されることを特徴とする請求項１２に記載のシンチレータ製造装置。
前記蓋部材と前記マスク部との間に、伸縮することによって前記マスク部と前記基板との間に間隙を生成可能な複数のスペーサが配されることを特徴とする請求項１０乃至１３の何れか１項に記載のシンチレータ製造装置。
前記蓋部材と前記マスク部との間に、伸縮することによって前記マスク部と前記基板との間に間隙を生成可能な複数のスペーサが配され、
前記複数のスペーサによって前記マスク部と前記基板との間に間隙が生成されている間、前記ねじ受け部は、前記マスク部に固定され、かつ、前記マスク部のうち前記接触部が配される側の面と平行な方向に移動できることを特徴とする請求項１２または１３に記載のシンチレータ製造装置。
前記複数のスペーサのそれぞれが、弾性体を含むことを特徴とする請求項１４または１５に記載のシンチレータ製造装置。
前記複数のスペーサのうち前記マスク部に当接する部分に、滑動部材が設けられていることを特徴とする請求項１４乃至１６の何れか１項に記載のシンチレータ製造装置。
前記滑動部材が、ベアリングを含むことを特徴とする請求項１７に記載のシンチレータ製造装置。
前記マスク部と前記基板との間の位置関係を調整するためのアライメントマークが、前記マスク部および前記基板の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１８の何れか１項に記載のシンチレータ製造装置。
前記位置決め部が、前記結合部によって結合される複数のクランプ部材を含み、
前記複数の固定部材のそれぞれが、前記複数のクランプ部材の何れかに固定されていることを特徴とする請求項９に記載のシンチレータ製造装置。
前記マスク部のうち前記接触部が配される側の面において、前記接触部が前記基板と接触しない外縁部に対して凹形状となっていることを特徴とする請求項１乃至２０の何れか１項に記載のシンチレータ製造装置。
シンチレータを形成する際に、前記接触部と前記外縁部との間の段差によって形成される壁面に、前記基板の側面が当接することを特徴とする請求項２１に記載のシンチレータ製造装置。
前記マスク部が、前記開口部に沿って面取りされていることを特徴とする請求項１乃至２２の何れか１項に記載のシンチレータ製造装置。
前記接触部と前記開口部の側面との間が面取りされ、
前記接触部と前記開口部の側面との間の面取りされた部分と前記接触部を延長した仮想線との間の角度が、３５°以上かつ６５°以下であることを特徴とする請求項２３に記載のシンチレータ製造装置。
前記マスク部のうち前記接触部が配される側とは反対の側の面と前記開口部の側面との間が面取りされ、
前記反対の側の面と前記開口部の側面との間の面取りされた部分と前記反対の側の面を延長した仮想線との間の角度が、３０°以上かつ６０°以下であることを特徴とする請求項２３または２４に記載のシンチレータ製造装置。
前記シンチレータ製造装置は、シンチレータを形成する際に、前記保持部を固定し、前記第１面の法線方向に沿った軸を中心に前記基板を回転させるための回転部をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至２５の何れか１項に記載のシンチレータ製造装置。