KR20150117596A

KR20150117596A - 산란 ｘ선 제거용 그리드의 제조방법

Info

Publication number: KR20150117596A
Application number: KR1020150031450A
Authority: KR
Inventors: 유키토 카츠미; 요시후미 마치이; 케이이치 하세가와; 히로츠네 하세가와; 유타카 요시하라; 마사토 요시다; 히데노부 사토
Original assignee: 가부시키가이샤 후지킨
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2015-03-06
Publication date: 2015-10-20
Also published as: JP2015203571A; KR101686321B1; CN104715802A; CN104715802B

Abstract

[과제] 과제 중 하나는, 1차 X선의 투과 특성이 뛰어난 산란 X선 제거용 그리드를 간편하고 쉬우면서도 염가로 제조할 수 있는 제조방법을 제공하는 것이다.
[해결 수단] 해결 수단 중 하나는, 관통패턴 성형공정에서, 수지기판(GS)에 싱크로트론 광빔을 조사함으로써, 6각형상 단위 관통부(H)를, 소정간격을 두고 복수 배치한 관통패턴을 형성한 1차 가공기판을 성형한다. 그 다음에, 무전해도금 처리공정에서, X선 흡수성을 갖춘 금속(Au)을 포함하는 무전해도금 용액에 해당 1차 가공기판을 침지함으로써, 단위 관통부(H) 사이의 연결부분(B)의 표리면 및 단위 관통부(H)의 내면에 무전해 금도금층을 형성한다.

Description

산란 Ｘ선 제거용 그리드의 제조방법{Manufacturing method of grid for removal of scattered X-ray}

본 발명은, 아날로그/디지털 X선 촬영장치나 X선 CT장치, 매모그러피(mammography), CR 등의 X선 화상처리장치(X-ray image handling apparatus)에 사용되는 산란 X선 제거용 그리드의 제조방법에 관한 것이다.

X선 화상처리장치에 있어서는, 피험체 중을 투과하는 입사 X선(1차 X선)과는 관계없는 방향으로 방사되는 X선, 소위, 산란 X선(2차 X선)이 발생하여 촬상화상의 콘트라스트나 선예도의 저하를 초래해 적절한 진단의 방해가 되는 일이 적지 않다. 이 산란 X선을 제거하는 데에, 일반적으로는, 산란 X선 제거용 그리드(anti-scatter grids)(이후, 단순히 「그리드」로 기재하는 경우도 있다)로 불리는 것이 사용되고 있다.

산란 X선 제거용 그리드는, X선 흡수가 큰 물질(납, 텅스텐 등)로 구성된 X선 흡수부와 X선 흡수가 작은 물질(종이, 나무, 알루미늄, 수지 등)로 구성된 X선 투과부를 인접시켜 교대로 배치한 구조를 가진다.

피험체에의 X선의 폭사(曝射)량을 가능한 한 줄이기 위해서는, X선 투과부가 X선을 가능한 한 투과하는 재료로 구성되는 것이 좋다고 여겨지고 있다. 그 중에서, 최근에는, X선 투과부를 공기층으로 구성하는, 소위, 에어 그리드(Air-Grid)로 불리는 그리드가 주목되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1).

에어 그리드의 경우, X선 투과부의 형상은, 홈(溝) 형상, 주체(柱體) 형상, 혹은 테이퍼진 기둥 형상(또는 추체(錐體) 형상)이다.

X선 투과부의 형상이 홈 형상인 에어 그리드에는, 가늘고 긴 판상(판 형상)의 X선 흡수부와 X선 투과부(에어부)를 교대로 호상(縞狀)으로 배치한 구형(溝型)의 평행 그리드나 집속 그리드가 있지만, 반복 사용에 있어서 X선 흡수부와 X선 투과부의 당초의 배설(配設) 정밀도를 오래 유지하는 것이 어렵고, 기계적 강도도 강하다고는 말하기 어렵기 때문에, 사용 수명에 과제를 남기고 있다.

또한, 구형(溝型)의 평행 그리드나 집속 그리드(이후, 「구형 에어 그리드」로 기재하는 경우가 있다)인 경우, 디지털 X선 센서와 함께 사용할 때, X선 흡수부/X선 투과부의 배열 피치와 디지털 X선 센서의 해상도의 관계에 따라서 화상에 무아레(moire)가 생겨 화질 저하의 요인이 되고 있다.

이것에 대해서, X선 투과부의 형상이, 주체 형상, 혹은 추체 형상인 에어 그리드(이후, 「주·추체형 에어 그리드」로 기재하는 경우도 있다)는, 복수의 X선 투과부(에어부)가 X-Y방향으로 배열되고, 각 X선 투과부는 X선 흡수부로 구획화되어 있고, 해당 X선 흡수부는 자립성의 일체 구조로 되어 있다. 그래서, 주·추체형 에어 그리드의 경우, 구형 에어 그리드가 지닌 상기의 과제는 없긴 하지만, 이하의 과제 1~3이 있다.

에어 그리드의 성능으로서, 산란 X선의 제거율을 높이려면, X선 투과부의 투과 길이(L)를 길게 하고, X선 투과부의 간격(투과부의 폭)을 D로 했을 경우 그리드비(grid ratio: γ)(L/D)를 크게 할 필요가 있다(과제 1).

또한, 해상도를 높이려면, X선 투과부의 X선 수용면(입사면)의 크기(면적)(S1)와 X선 흡수부의 X선 수용면(입사면)의 크기(면적)(S2)를 작게 하고, 또한 X선 투과부의 X선 수용면(입사면)의 크기(S1)에 대해서 X선 흡수부의 X선 수용면(입사면)의 크기(S2)를 가능한 한 작게 할 필요가 있다(과제 2).

그러나, 과제 2에서는, 에어 그리드의 구조 강도가 X선 흡수부의 구조 강도에 일의적으로 의존하고 있기 때문에, 과제 1의 해결을 전제로 하면, X선 흡수부의 X선수용면(입사면)의 크기(면적)(S2)가 작아짐에 따라 애스팩트 비(aspect ratio)가 커져서 기계적 강도의 유지가 어려워진다(과제 3).

에어 그리드의 제법에는, 레이저 직접 가공법(특허문헌 1, 2), 레이저를 사용하는 3차원 광 조형법(특허문헌 3), 포토리소그래피법(특허문헌 4, 5), 웨트/드라이 에칭법(특허문헌 1, 6), 몰드법(특허문헌 1), 나노 프린트법(특허문헌 7) 등이 있다.

일본 특표 2012-530588호 공보 일본 특개 2000-65995호 공보 일본 특개 2004-93332호 공보 일본 특개 2012-122840호 공보 일본 특개 2012-150144호 공보 일본 특개 2012-47687호 공보 일본 특개 2012-93117호 공보

그러나, 이러한 특허문헌에 기재된 에어 그리드의 제법에는, 각각 일장일단이 있고, 어느 제법을 따라도 상기한 3개의 과제 1~3을 단번에 해결하여, 산란 X선의 제거율, 해상도 및 기계적 강도가 뛰어난 에어 그리드를 얻을 수 있다고 하는 확실한 기술적 보증이 있는 것은 아니었다.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여, 예의 검토·연구한 결과 이루어진 것으로서, 그 목적의 하나는, 상기 과제 1~3을 단번에 해결하여, 산란 X선의 제거율, 해상도 및 기계적 강도가 뛰어난 산란 X선 제거용 그리드를 제조할 수 있는 산란 X선 제거용 그리드 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 하나의 목적은, 1차 X선의 투과 특성이 뛰어난 산란 X선 제거용 그리드를 간편하고 쉬우면서도 염가로 제조할 수 있는 산란 X선 제거용 그리드 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 과제 1~3을 단번에 해결하여, 산란 X선의 제거율, 해상도 및 기계적 강도가 뛰어난 산란 X선 제거용 그리드를 스루풋(throughput)이 좋게 단번에 제조할 수 있는 산란 X선 제거용 그리드 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 형태는, X선 투과부가 X선 흡수부를 개재하여 소정간격으로 배열되어 있는 산란 X선 제거용 그리드의 제조방법으로서, 지지기판의 표면에 설치된 감광성 수지층에 X선 흡수부와 X선 투과부를 형성하기 위해 소정의 패턴을 가지는 포토마스크를 개재하여 싱크로트론 방사광을 노광하는 공정, 이어서, X선 흡수부에 상당하는 패턴영역의 수지층을 제거하고 X선 흡수부 형성용 홈부의 홈 패턴을 작성하여 1차 가공체를 얻는 공정, 그 후, 상기 1차 가공체를, 금속을 포함하는 무전해도금 용액에 침지함으로써 상기 X선 흡수부 형성용 홈부에 상기 금속을 충전하여 금속충전부를 형성한 후, 비금속 충전부에 있는 잔사수지를 제거하여 X선 흡수부로서의 공극부를 형성함으로써 2차 가공체를 얻는 공정, 이어서, 상기 공극부의 내벽과 상기 금속충전부의 노출표면벽을 X선 흡수성의 금속막으로 덮어서 X선 흡수부를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 산란 X선 제거용 그리드의 제조방법이다.

본 발명의 제2 형태는, X선 투과부가 X선 흡수부를 개재하여 소정간격으로 배열되어 있는 산란 X선 제거용 그리드의 제조방법으로서, 지지기판의 표면에 설치된 감광성 수지층에 X선 흡수부와 X선 투과부를 형성하기 위해 소정의 패턴을 가지는 포토마스크를 개재하여 싱크로트론 방사광을 노광하는 공정, 이어서, X선 흡수부에 상당하는 패턴영역의 수지층을 제거하고 X선 흡수부 형성용 홈부의 홈 패턴을 작성하여 1차 가공체를 얻는 공정, 그 후, 상기 1차 가공체를, X선 흡수성의 금속을 포함하는 무전해도금 용액에 침지함으로써 상기 X선 흡수부 형성용 홈부에 상기 금속을 충전하여 X선 흡수부가 되는 금속충전부를 형성한 후, 비금속 충전부에 있는 잔사수지를 제거하여 X선 흡수부로서의 공극부를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 산란 X선 제거용 그리드의 제조방법이다.

본 발명에 의하면, 상기 과제(과제 1~3)를 단번에 해결하여, 산란 X선의 제거율, 해상도 및 기계적 강도가 뛰어난 산란 X선 제거용 그리드를 제조할 수 있다. 또한, 1차 X선의 투과 특성이 뛰어난 산란 X선 제거용 그리드를 간편하고 쉬우면서도 염가로 제조할 수 있다. 또한, 상기 과제(과제 1~3)를 단번에 해결하여, 산란 X선의 제거율, 해상도 및 기계적 강도가 뛰어난 산란 X선 제거용 그리드를 스루풋 좋게 단번에 제조할 수 있다.

[도 1a] 도 1a는, 본 발명의 제조방법으로 제조되는 산란 X선 제거용 그리드의 바람직한 일례를 설명하기 위한 모식적 확대 상면 부분도이다.
[도 1b] 도 1b는, 도 1a에서 일점 파선 X1-X2로 나타내는 개소에서 절단한 경우의, 모식적 확대 절단면 부분도이다.
도 2a 내지 도 2e는, 본 발명의 제조방법의 공정을 설명하기 위해 주요 공정의 모식적 설명도이다.
[도 2a] 도 2a는 노광 공정 설명도이다.
[도 2b] 도 2b는 1차 가공체를 작성하는 공정의 공정 설명도이다.
[도 2c] 도 2c는 1차 가공체를 작성하는 공정의 공정 설명도이다.
[도 2d] 도 2d는 무전해도금의 공정을 설명하기 위한 공정 설명도이다.
[도 2e] 도 2e는 2차 가공체를 작성하기 위한 공정을 설명하는 공정 설명도이다.
[도 3] 도 3은 본 발명의 일실시 형태에 따른 X선 그리드 제조장치의 개략 구성을 나타내는 블럭도이다.
[도 4] 도 4는, 상기 실시 형태에 사용되는 싱크로트론 광빔 성형장치(4)의 개략 구성을 나타내는 설명도이다.
[도 5] 도 5는, 상기 실시 형태에 사용되는 무전해도금 처리장치(5)의 개략 구성을 나타내는 설명도이다.
[도 6] 도 6은, X선 그리드 제조 처리내용의 개요를 나타내는 도이다.
[도 7] 도 7은, 관통패턴 성형공정의 처리내용의 개요를 나타내는 흐름도이다.
[도 8] 도 8은, 상기 관통패턴 성형공정 및 무전해도금 처리를 설명하기 위한 수지기판의 부분 단면도이다.
[도 9] 도 9는, 6각형 단위 관통부로 구성된 관통패턴을 성형한 수지기판의 부분 평면도이다.
[도 10] 도 10은, 무전해 금도금층(PT)이 형성된 그리드 본체(G)의 외관도이다.
[도 11] 도 11은, 본 발명에 따른 X선 그리드의 각종 투과 구조의 부분 확대도이다.
[도 12] 도 12는, 본 발명에 따른 집속형 X선 그리드를 이용하여 인체의 X선촬영을 실시하는 경우의 개략 설명도이다.

이하에, 본 발명을, 그 실시 형태를 들어 구체적이고 상세하게 설명하지만, 본 발명은, 이러한 구체적인 예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 본질을 기본으로 한다면 외연(外延) 혹은 확장되는 것도 포함한다. 즉, 본 발명은, 상기 실시 형태나 변형예로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서의 다양한 변형예, 설계 변경 등을 그 기술적 범위 내에 포함하는 것인 것은 말할 것도 없다.

도 1a는, 본 발명의 제조방법으로 제조되는 산란 X선 제거용 그리드의 바람직한 일례를 설명하기 위한 모식적 확대 상면 부분도를 나타낸다.

도 1b는, 도 1a에서 일점 파선 X1-X2로 나타내는 개소에서 절단한 경우의, 모식적 확대 절단면 부분도를 나타낸다.

도 1a에 나타내는 에어 그리드(100)는, X선 흡수부(101)와 해당 X선 흡수부(101)를 개재하여 소정간격으로 배열되어 있는 복수의 X선 투과부(102)로 구성되어 있다. X선 흡수부(101)는, 조사되는 X선을 흡수하는 기능 외에, 에어 그리드(100)의 구조체로서의 기능도 겸비하며, 구성 재료의 선택 여하에 따라서 에어 그리드(100)에 자립성을 갖게 할 수도 있다.

X선 투과부(102)는, 육각기둥 형상(혹은 육각통 형상)의 공극(空隙) 공간이며, 적어도 사용에 있어서는 X선을 효율적으로 투과하는 공기 등의 기체로 충만되어 있다. X선 투과부(102)의 내벽은, X선 흡수면으로 구성된다. 이 구성에 의해, 육각 형상의 개구(103)을 통해서 입사되어 오는 산란 X선을 흡수 제거하고, 개구(103)에 직진 입사되어 오는 1차 X선만을 가능한 한 투과시킴으로써, 얻어지는 X선 화상의 선명도를 높일 수 있다.

도 1a 및 도 1b에서는, X선 흡수부(101)의 외벽이 X선 흡수성을 갖추고 있는 경우이므로, X선 투과부(102)의 내벽(105)이, X선 흡수부(101)의 외벽으로 구성되는 예로 되어 있다. 즉, X선 투과부(102)의 내벽(105)과 X선 흡수부(101)의 외벽은 동일하다.

X선 투과부(102)는, 육각기둥 형상(혹은 육각통 형상) 구성체의 예로 나타내고 있지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 육각 외에, 삼각, 사각, 오각, 팔각 등을 포함하는 다각 기둥 형상의 구성체 혹은 삼각 내지 팔각의 다각 추체 형상의 구성체가 바람직하게 채용될 수 있다. X선 투과부(102)를 이러한 다각 기둥 형상 구성체·다각 추체 형상 구성체로 구성하면, 에어 그리드(100)의 구조체인 X선 흡수부(101)의 두께(d)를, 해상도를 높이기 위해서 충분히 얇게 해도 구조 강도를 유지할 수 있으므로 바람직하다. 특히, 육각의 기둥 형상 구성체나 추체 형상 구성체의 경우는, 두께(d)를 극박(極薄)으로 하는 것이 가능하여, 고해상도의 에어 그리드를 제조하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서는 X선 흡수부(101)를, 구조체로서의 코어 부분(주요 부분) A와 그 코어 부분 A를 덮는 외표 부분 B의 투피스 구성으로 하여, 1차 X선이 투과하는 X선 투과부(102)의 길이(Lx)가 충분히 긴 것을 단번에 형성하는 것을 가능하게 하고 있다. 본 발명에 따른 에어 그리드의 경우, X선 흡수부(101)가, 충분한 X선 흡수성을 발휘한다면, 코어 부분(주요 부분) A와 외표 부분 B 중 적어도 어느 한쪽이 X선 흡수성이면 좋다. 본 발명에서 보다 좋은 형태는, 상면(104A), 하면(104B), 내벽면(105) 등 적어도 드러나 있어서 X선에 노출되는 표면을 X선 흡수성으로 하는 형태이다.

본 발명에서, X선 흡수성 재료로서 바람직하게 채용되는 것은, 금(Au), 티탄(Ti), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 주석(Sn), 납(Pb) 및 이것들의 합금 등의 중금속 재료이다. 특히, 금(Au)은 도금, 스패터, 증착 등의 방법으로 균일하고 무결함의 얇은 막을 형성할 수 있으므로 보다 바람직한 재료이다.

X선 투과부(102)의 X선이 입사하는 개구(103)의 면적(개구면적: S1), 1차 X선이 투과하는 X선 투과부(102)의 길이(Lx), X선 흡수부(101)의 두께(d)는 에어 그리드(100)의 해상도와 선명도를 결정하는 요소이다. 개구면적(S1)은, 작으면 작을수록 해상도와 선명도를 높일 수 있다. 길이(Lx)는 길수록 산란 X선을 보다 제거할 수 있으므로, 충분한 산란 X선 제거를 할 수 있도록 에어 그리드(100)가 설계된다. 두께(d)는, 얇으면 얇을수록 해상도를 높일 수 있으므로, X선 투과부(102)가 구조체로서의 기능을 발휘할 수 있다면 가능한 한 얇은 것이 좋다. 에어 그리드(100)에 자립성을 갖게 하려면, X선 투과부(102)는, 구성되는 재료와 제법을 적절히 선택하여 형성하면 되고, 또한 그 두께(d)도 어느 정도의 두께가 필요하다.

도 2a 내지 도 2e는, 본 발명의 제조방법의 공정을 설명하기 위한 주요 공정의 모식적 설명도이다.

도 2a는 노광 공정 설명도, 도 2b 및 도 2c는, 1차 가공체를 작성하는 공정의 공정 설명도, 도 2d는, 무전해도금의 공정을 설명하기 위한 공정 설명도, 도 2e는, 2차 가공체를 작성하기 위한 공정을 설명하는 공정 설명도이다.

에어 그리드 가공용 피가공체(200)는, 지지기판(201)과 그 표면에 설치된 감광성 수지층(202)으로 구성되어 있다.

본 발명에 있어서, 감광 수지층을 형성하는 감광 수지로서는, 리소그래피 분야에서 사용되고 있는, 소위, 포토레지스트를 들 수 있다.

포토레지스트로서는, 사용하는 싱크로트론 방사광의 파장과 에너지, 포토마스크의 재질에 따라서, 적절히 선택되어 사용될 수 있다. 또한, 사용하는 포토레지스트는, 포지형이어도 네가형이어도 지장 없지만, 목적에 따라서 적절한 것이 선택되어 사용될 수 있다.

본 발명에 있어서 바람직하게 채용되는 포토레지스트로서는, X선, Deep-UV 등, 파장이 짧고 에너지가 비교적 높은 선원·광원용의 포토레지스트 중에서, 목적에 따라 적절히 선택될 수 있다.

관련된 포토레지스트로서는, 예를 들면, 노볼락 수지를 베이스 폴리머로 하고 나프토퀴논(naphthoquinone)을 용해 저지제(沮止劑)로 하는 포토레지스트, 불소를 포함하는 폴리머나 실록산계 폴리머를 주성분으로 하는 포토레지스트, 아다만탄(adamantane)이나 노보넨(norbornene) 등의 환상(環狀)의 지환기(脂環基)를 가지는 고분자계의 포토레지스트, 고리화 고무와 비스아지드 화합물로 이루어진 포토레지스트, 화학 증폭형 포토레지스트 등을 들 수 있다.

특히, 고감도, 고해상도라고 하는 점에서, 화학 증폭형 포토레지스트의 사용이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, Deep UV용으로서, TDUR-P722의 상품명(일본 도쿄오카(TOKYO OHKA) 제조)으로 시판되고 있는 포토레지스트가 바람직한 것이다.

이 외에, 일본 도쿄오카공업 제조의 상품명 TSMR-V90, TMMR　S2000, PMER-900, 화학 마이크로(MicroChem Corp.)제조의 상품명 SU-8 3000, KMPR, 스위스 Clariant사제의 상품명 AZ4903 등이 바람직한 것으로서 사용될 수 있다. 또한, 감광성 폴리이미드, 감광성 폴리벤족사졸(polybenzoxazole) 등의 감광성 수지도 바람직한 재료 중 하나이며, 디아조나프토퀴논(DNQ) 노볼락계 후막(厚膜)용 포지형 레지스트도 사용 가능하다.

피가공체(200)는, 노광 설치대(도시하지 않음)의 소정 위치에 세팅된다. 피가공체(200) 상에는, 작성되는 에어 그리드의 X선 투과부와 X선 흡수부에 상당하는 패턴을 가지는 포토마스크(203)가 배설된다.

포토마스크(203)는, 피가공체(200) 표면 상에 밀착되어서 배치(밀착 노광의 경우)되어도, 약간의 간극을 마련해서 배치(근접 노광의 경우)되어도 좋고, 혹은, 더 넓은 소정의 간격을 두고 배치되어도 좋다.

피가공체(200)는, 포토마스크(203)를 개재하여 패턴 노광된다.

본 발명에서, 노광광(204)에는, 휘도·에너지가 높고 지향성이 뛰어난 싱크로트론 방사광이 채용된다.

본 발명에서, 사용되는 감광성 수지나 포토마스크(203)의 종류, 재질 등에 따라서 적절한 에너지의 싱크로트론 방사광이 채용된다. 통상은, 수keV ~ 백keV 정도의 것이 채용될 수 있지만, 바람직하게는, 수keV ~ 60keV의 싱크로트론 방사광을 채용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 노광되는 싱크로트론 방사광은 단색광이어도 복합광이어도 좋지만, 사용되는 포토마스크(203)의 패턴에 따라 투과·불투과가 확실한 싱크로트론 방사광을 선택하는 것이 확실한 패턴 노광을 할 수 있으므로 바람직하다(도 2b 참조).

본 발명에서 채용되는 노광방식은, 소망한 바에 따라 적절히 선택될 수 있고, 선택 가능한 노광방식으로서는, 밀착(contact) 노광방식, 근접(proximity) 노광방식, 주사투영(미러) 방식(스캐너), 축소투영(렌즈) 노광방식(스텝＆리피트), 주사축소투영(렌즈) 노광방식(스텝＆스캔)이 있다.

밀착(contact) 노광방식은, 마스크와 시료(피가공체)를 밀착한 상태에서 노광하므로, 가장 신뢰성이 높고, 분해능(分解能)이 높은 방식이지만, 마스크가 시료에 꽉 눌려 상처가 나기 쉽기 때문에, 마스크 수명이 짧아 비용이 높아지기 쉽다.

근접(proximity) 노광방식은, 마스크와 시료(피가공체)를 비접촉으로 하여 마스크의 상처 발생을 막을 수 있지만, 노광 파장과 마스크·시료 간의 갭 정밀도 때문에, 미세화는 2㎛가 한도라고 알려져 있다.

이러한 2 방식의 한계를 넘어 더욱 미세화하려면, 프로젝션(투영) 방식이 적합하다.

주사투영(미러) 방식(스캐너)의 노광방식은, 등배(等倍) 노광방식이지만, 면적이 큰 시료면에 노광하는 경우에 많이 이용되고 있다. 본 발명에서도, 흉부나 전신에 가까운 크기의 신체에 대한 촬상에는, 대형의 X선 촬상용 X선 감광체가 사용되므로, 그것을 위한 대형 그리드의 작성 시에는, 관련된 노광방식을 채용하는 것이 바람직하다. 소형 고해상도의 그리드 작성의 경우는, 축소투영 노광방식의 채용이 바람직하다.

도 2b는, 노광(된) 수지층(202a)에, 포토마스크(203)의 패턴에 대응한 패턴의 잠상(도면에 사선으로 나타냄)이 형성되어 있는 피가공체(200a)를 나타낸다.

이 피가공체(200a)에 액체 현상제를 부여하여, 노광 수지층(202a)의 부분 B(불요 부분)(206)에 있는 수지를 제거하고, X선 흡수부를 작성하기 위한 공간부(홈부)(206a)를 형성하는 것으로 1차 가공체(200b)를 얻을 수 있다(도 2c 참조). 부분 A(205)는, 도 2d에 나타내는 비금속 충전부(207)가 된다.

패턴 노광된 노광 수지층(202a)을 현상하여, 부분 B(206)를 용해 제거할 때에 사용되는 현상제로는, 사용할 포토레지스트의 선택에 따라 수용성, 비수용성의 어느 것이든 사용할 수 있다.

포지형 포토레지스트용 현상액으로서는, 예를 들면, 유기 알칼리인 테트라 메틸 암모늄 하이드록사이드(TMAH:tetra-methyl-ammonium-hydroxide)가 바람직하게 사용될 수 있다. TMAH로서는, 예를 들면, 일본 주식회사 도쿠야마(tokuyama)에서 시판되고 있는 상품명 도쿠소 SD-1, SD-W, SD-20, SD-25, 일본 타마(TAMA) 화학공업(주)에서 시판되고 있는 상품명 TMAH 2.38%, TMAH 25%, 일본 나가세켐텍스(Nagase ChemteX)(주)에서 시판되고 있는 상품명 NPD-18, NPD-2000 등을 들 수 있다. 이 외에, 일본 요코하마 유지공업(주)에서 시판되고 있는 상품명 DL-A4, DL-T25, DL-A10, DL-P1, 일본 나가세켐텍스(주)에서 시판되고 있는 상품명 NK-63, NK-2000, NK-3000, NN-2000, NF-1500 등도 사용할 수 있다.

그 다음에, 1차 가공체(200b)를, 금속 M을 포함하는 무전해도금 용액에 침지하는 것에 의해 공간부(홈부)(206a)에 금속 M을 충전하여 금속충전부(206b)를 형성함으로써, 금속충전부(206b)와 비금속 충전부(207)로 이루어진 홈 패턴이 형성된다. 본 발명에서의 홈부에는, 공간부(206a)와 같이 관통부로서 형성하는 경우로 한정되지 않고, 오목부 형상으로 형성하는 경우를 포함한다.

본 발명에서 채용되는, 화학 도금인 상기 무전해도금에는, 치환 도금과, 자기촉매형 환원반응 도금이 있지만, 소망한 바에 따라서 어느 한쪽이 채용될 수 있다.

그 후, 비금속 충전부(207)에 존재하는 잔사(殘渣)수지를 제거하여 공극부(X선 투과부)(207a)를 형성함으로써 2차 가공체(200c)를 얻는다. 2차 가공체(200c)에서, 금속충전부(206b)는, 그대로 X선 흡수부의 심체(芯體) 혹은 X선 흡수부 자체가 된다.

금속 M이, X선에 대해서 충분한 흡수성을 가지고 있지 않은 경우에는, 금속충전부(206b)는 X선 흡수부의 피막 형성용 심체로서 기능시켜, 공극부(X선 투과부)(207a)의 내벽면, 금속충전부(206b)의 상면(104Aa), 하면(104Ba)을, X선 흡수성이 뛰어난, 예를 들면 금(Au) 등의 재료로 덮고(X선 흡수성 피막의 형성), 최종적으로 X선 흡수성이 뛰어난 X선 흡수부가 형성된다. 여기에서의 X선 흡수성 피막 형성에 적합하게 채용될 수 있는 피막 형성법은, 무전해 등의 화학 도금법, 전해 도금법 등이 있다.

금속 M이, X선에 대해서 충분한 흡수성을 가지고 있는 경우에는, 금속충전부(206b) 그 자체가 X선 흡수부가 된다.

무전해도금 가능한 금속 M으로서는, 니켈(Ni), 코발트(Co), 동(Cu), 금(Au), 팔라듐(Pd) 등의 백금족 금속을 들 수 있다.

본 발명에서 사용되는 무전해도금액은, 시판되고 있는 대개의 제품이 사용 가능하지만, 인체에의 안전성, 환경보호의 시점으로부터, 바람직하게는, RoHS 지령(유해물질 사용규제)이나 ELV 지령(End-of Life Vehicles Directive:, "Directive 2000/53/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 18 September 2000 on end-of life vehicles" 「사용이 끝난 차량에 관한 2000년 9월 18일의 유럽의회와 유럽연합 이사회의 지령 2000/53/EC」의 통칭), WEEE 지령(Waste Electrical and Electronic Equipment Directive, WEEE Directive)에 따른 시판품의 사용이 바람직하다.

무전해도금액의 액조성은, 기본적으로는, 용액 중에서 금속 M 이온을 생성하는 화합물과 환원제로 이루어진다.

본 발명에서 사용되는 환원제에는, 차아인산과 그 염, 붕수소화합물, 히드라진과 그 유도체, 포르말린 등을 들 수 있다.

무전해 니켈도금법에 의한 경우, 도금액에 포함되는 환원제에 의해, 얻어지는 Ni막에, P(인) 또는 B(붕소)를 함유시킬 수 있다. 예를 들면, 환원제에, 차아인산염을 사용하면, 얻어지는 Ni막에 P(인)를 함유시킬 수 있고, 디메틸아민보란(DMAB)을 사용하면, Ni막 중에 B(붕소)를 함유시킬 수 있다. Ni막 중에 B(붕소)를 함유시키면, Ni막에 P(인)를 함유시키는 경우와 비교하여, 막의 경도(硬度)를 높이고, 막의 전기저항을 낮출 수 있으므로, 반응용기의 용도에 따라 각기 사용할 수 있다. 환원제에 히드라진을 사용하면, 차아인산이나 DMAB(디메틸아민보란)의 경우와 달리 반응 중에 수소 가스를 발생하지 않기 때문에 안성맞춤이다.

Ni막 중에 함유되는 P(인)의 양은, 에어 그리드에 요구되는 성능에 따라 적당히 결정될 수 있지만, 화학 조성으로, 바람직하게는, Ni: 83~98%, P: 2~15%, 그 외: 0~2%로 하는 것이 바람직하다. B(붕소)의 경우는, 화학 조성으로, Ni: 97~99.7%, B: 0.3~3%, 그 외: 0~2.7%로 하는 것이 바람직하다.

시판되고 있는 무전해 니켈도금액은, 예를 들면, 일본 툴시스템(tool system) 주식회사, 일본 주식회사 월드메탈(World Metals), 일본 주식회사 금속가공기술 연구소, 일본 오쿠노제약공업(OKUNO CHEMICAL INDUSTRIES)주식회사, 우에무라공업주식회사(C.Uyemura ＆ Co.,Ltd.) 등에서 제조 혹은 판매되고 있다. 예로써, 오쿠노제약공업 주식회사에서는, 톱니코론 BL80, 톱니코론 PBW, 톱니코론 LPH, 톱니코론 ALT, 톱니코론 ON, 톱니코론 NAC, 톱케미아로이 B-1, 톱니코론 KIT 등의 상품명으로 시판되고 있다.

본 발명에 따른 제조방법에 기초하고, 도 2a 내지 도 2e의 공정을 따라서, 에어 그리드(벌집(honeycomb)구조의 평행(竝行) 그리드)를 제조한 일례를 이하에 나타낸다.

(a) 「에어 그리드의 치수」

그리드 두께(X선 투과부의 길이「(Lx)」; 그리드 높이) ‥‥ 720㎛

X선 흡수부의 두께(d)(벽폭) ‥‥ 15㎛

X선 투과부의 패턴 주기(D) ‥‥ 100㎛

평면 사이즈 ‥‥ (52mm) × (52mm)

(b) 「작성 조건」

X선 흡수부 ‥‥ (무전해 니켈도금) + (금도금)

포토레지스트 ‥‥ TDUR-P722(일본 도쿄오카공업사제)

현상액 ‥‥ NMD-3(일본 도쿄오카공업사제)

무전해니켈액 ‥‥ Ni-P계 도금액

무전해도금 제조조건 ‥‥ 자기촉매형 환원반응 도금

싱크로트론 방사광 ‥‥ 편향전자석광원, 백색광

빔 사이즈 ‥‥ 120mm(H) × 10mm(V)

시료분위기 가스 ‥‥ 헬륨, 질소, 아르곤

상기 제조 조건에 따라 얻어진 에어 그리드는 설정한 대로(설계대로)의 치수로 형성되어 있었다. 이 에어 그리드를 사용하여 X선 촬상을 실시한 바 매우 선명한 소정의 해상도의 화상을 얻을 수 있었다.

다음으로, 본 발명에 따른 산란 X선 제거용의 그리드 제조장치 및 그 제법의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.

도 3은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 X선 그리드 제조장치의 개략구성을 나타낸다.

이 실시 형태의 X선 그리드 제조장치는, CPU를 포함하는 마이크로 프로세서로 구성된 제어장치(1)와, 제법 프로그램을 저장한 ROM(2)과, 각종 데이터를 기억하는 작업영역(work area)을 가진 RAM(3)을 구비한 제어부를 구비한다. 이 X선 그리드 제조장치에는, 그리드 본체의 성형 가공에 사용하는 싱크로트론 광빔 성형장치(4)와, X선 흡수층이 되는 무전해도금층을 형성하기 위한 무전해도금 처리장치(5)와, 가공물의 반송에 사용하는 반송장치(6) 및 각 제조공정에서의 가공물의 반송위치를 검지하는 위치검출수단(7)이 포함되어 있다.

도 4는 싱크로트론 광빔 성형장치(4)의 개략 구성을 나타낸다.

싱크로트론 광빔 성형장치(4)는, 싱크로트론 장치(10)와, 싱크로트론 장치(10)의 사출구(18)로부터 사출된 싱크로트론 광빔(14)을 조사하는 피조사물(17)의 조사 위치를 XY평면 상에서 가변하는 X-Y 스테이지장치(15)를 구비한다.

싱크로트론 장치(10)는, 전자총(13)에 의해 생성된 전자를 직선적으로 가속하는 전자 선형가속기(linear accelerator)(12)와, 전자 선형가속기(12)로부터 입사된 가속전자를 축적하여 더욱 가속하는, 복수 개의 전자석을 포함하는 전자 축적 링(11)을 구비하며, 전자 축적 링(11)에 의해 광속 부근까지 가속된 전자를 해당 전자석에 의해 진행 방향을 바꾸는 것에 의해 싱크로트론 광을 발생시켜서 사출구(18)로부터 사출한다. 제어부로부터 싱크로트론 장치(10)에 싱크로트론 제어신호를 출력함으로써, 싱크로트론 광의 사출 타이밍이 제어된다.

X-Y 스테이지장치(15)는, X-Y 스테이지본체(19) 상에 고정되고, 피조사물(17)을 수평으로 지지하는 지지부(16)를 가지며, X-Y 스테이지본체(19)를 X방향과 Y방향으로 이동시켜 피조사물(17)에 대한 싱크로트론 광빔(14)의 조사위치를 자동적으로 가변한다. 제어부로부터 X-Y 스테이지장치(15)로 위치제어신호를 출력함으로써, 싱크로트론 광의 조사위치의 전환 제어가 행해진다. 피조사물(17)에 싱크로트론 광을 조사함으로써 소정의 관통패턴의 성형이 행해진다.

피조사물(17)에는, X선 그리드의 그리드본체가 되는 아크릴제 수지기판(GS)이 사용된다. 수지기판(GS)의 집적부(도시하지 않음)로부터 자동 핸들링 기구(도시하지 않음)에 의해 수지기판(GS)이 X-Y 스테이지본체(19) 상에 자동 이송되어 조사 가능 상태로 세팅된다. 싱크로트론 광의 조사에 의해 소정의 관통패턴을 성형한 후는, 해당 자동 핸들링 기구에 의해 다음의 무전해도금 처리로 옮겨진다. X-Y 스테이지본체(19) 상에 수지기판(GS)이 세팅되어 있는지 여부는 기판검지센서(도시하지 않음)에 의해 검출 가능하게 되어 있다.

도 5는 무전해도금 처리장치(5)의 개략 구성을 나타낸다.

무전해도금 처리장치(5)는, 무전해도금 용액(21)을 수용한 무전해도금 용액조(20)와, 피도금물이 침지되는 침지위치와 침지되지 않는 대기위치의 사이에서 무전해도금 용액조(20)를 승강시키는 승강대 기구(22)를 구비한다. 제어부로부터 승강대 기구(22)로 구동 신호를 출력함으로써, 침지위치로의 이동제어가 행해진다. 무전해도금 처리시간의 경과 후에는 침지위치로부터 대기위치로 되돌리기 위한 구동 신호가 제어부로부터 승강대 기구(22)로 출력된다.

무전해도금 용액조(20)의 상방에는 피도금물을 반송하는 반송레일(25)이 부설되어 있다. 반송레일(25)에는 자동주행 가능한 이동반송기(23)가 설치되어 있다. 이동반송기(23)는 자동주행 모터(도시하지 않음)와, 자동주행 모터에 의해 반송레일(25) 위를 주행하는 차륜부(도시하지 않음)를 구비하며, 또한, 피도금물을 하방을 향하여 파지하는 로봇핸드(24)가 장착되어 있다. 제어부로부터 이동반송기(23)로 구동 신호를 출력함으로써, X-Y 스테이지장치(15)로부터 무전해도금 용액조(20)의 침지위치로의 이동제어, 침지위치로부터 다음의 그리드 조립공정으로의 이동제어가 행해진다. 관통패턴의 성형이 행해진 성형(된)기판(26)은, 무전해도금 용액조(20)의 상방에서 일단 정지하고, 무전해도금 용액조(20)의 상승에 의해 무전해도금 처리가 실시된 후에, 다시, 이동반송기(23)를 구동하여 해당 그리드 조립공정으로 반송된다.

반송장치(6)는 기술한 바와 같이, 관통패턴의 성형공정에서의 각종 핸들링 장치, 무전해도금 처리공정에서의 이동반송기(23) 등의 공정반송에 사용하는 구동장치로 구성되어 있다. 기술한 바와 같이, 제어부로부터의 신호에 의해 반송장치(6)의 구동제어가 행해진다.

위치검출수단(7)은, X-Y 스테이지본체(19)에의 수지기판(GS)의 세팅 유무를 검출하는 세팅검출센서(도시하지 않음), 이동반송기(23)의 정지위치를 검출하는 정지위치 검출센서(도시하지 않음) 등의 각종 위치검출센서로 구성되어 있다. 위치검출수단(7)의 각종 센서출력은 제어장치(1)에 입력 가능하게 되어 있다. 또한, 제어부는 마이크로 프로세서 구성 대신에, 제법 프로그램의 실행을 시퀀스 제어로 행하는 프로그램 가능 논리 제어장치(programmable logic controller)를 이용하여 구성할 수 있다.

도 6은 제어부에 의해 관리, 제어되는 X선 그리드 제조 처리내용의 개요를 나타낸다.

본 실시 형태에서는, X선 그리드 제조 처리내용으로서, 싱크로트론 광을 조사함으로써 소정의 관통패턴을 수지기판(GS)에 성형하는 관통패턴 성형공정(스텝 ST1), 관통패턴의 성형(된)기판에 대해서 무전해도금 용액조(20)를 사용하여 무전해도금법에 의해 도금층을 형성하는 무전해도금 처리공정(스텝 ST2) 및, 도금층 형성 후의 그리드 조립공정(스텝 ST3)을 가지고 있다. 즉, 본 실시 형태에 따른 X선 그리드 제조장치는, 수지기판(GS)에 싱크로트론 광빔을 조사함으로써, 6각형의 단위 관통부가 소정간격을 두고 배치된 관통패턴을 형성한 1차 가공기판을 성형하는 성형공정과, X선 흡수성을 갖춘 금속(Au)을 포함하는 무전해도금 용액에 해당 1차 가공기판을 침지함으로써, 각 단위 관통부 간의 연결부분의 표리면 및 단위 관통부의 내면에 Au금속을 무전해도금하는 무전해도금 공정을 갖는 X선 그리드 제조방법에 근거하여, 단위 관통부의 관통영역을 X선 투과부로 하고, 또한 해당 연결부분의 표리면 및 해당 내면의 도금층을 X선 흡수부로 한 X선 그리드를 제조 가능한 구성으로 되어 있다.

도 7은 관통패턴 성형공정의 처리내용의 개요를 나타낸다. 도 8은, 상기 관통패턴 성형공정 및 무전해도금 처리를 설명하기 위한 수지기판(GS)의 부분 단면도이다. 도 9는, 6각 형상 단위 관통부로 구성된 관통패턴을 성형한 수지기판(GS)의 부분 평면도이다.

우선, X-Y 스테이지본체(19) 상에 성형 전의 수지기판(GS)이 세팅되어 있는지 여부의 확인이 행해진다. 수지기판(GS)으로서는, 두께 500~1000㎛의 아크릴수지 평판이 사용된다. 성형 전의 수지기판(GS)이 세팅되어 있는 경우에는, 성형개시조건이 성립하여 관통패턴의 성형이 개시된다(스텝 ST30). 수지기판(GS)의 세팅 상태의 단면을 도 8의 (8A)에 나타낸다.

그 다음에, X-Y 스테이지본체(19)의 초기위치의 확인이 행해진다(스텝 ST31). 초기위치가 아닌 경우, X-Y 스테이지장치(15)를 구동하여 초기위치로의 이동구동이 행해진다(스텝 ST32). 초기위치가 확인된 경우에는, 스텝 ST33 이하의 싱크로트론 광조사에 의한 관통성형이 행해진다.

싱크로트론 광조사에 의한 관통성형은 다음과 같이 하여 행해진다. X-Y 스테이지본체(19) 상의 수지기판(GS)을 X방향으로 스텝 이송하면서 조사위치에서 정지시켜 싱크로트론 광을 조사하고, 기판폭 내의 X방향의 1라인을 종료하면, X방향으로 이동하여 다음의 라인으로 시프트시켜 그 라인에서의 X방향으로 스텝 이송하여 싱크로트론 광조사가 반복된다(스텝 ST33~ST38). X-Y 스테이지본체(19)의 X방향 및 Y방향의 시프트 피치는, 적어도 조사 빔의 최소 천공(穿孔) 폭 미만이며, 예를 들면, 5~20㎛로 설정할 수 있다. 수지기판(GS)을 정지시키는 조사위치는, 관통패턴의 단위 관통부(H)의 형상(본 실시 형태의 경우, 6각형)에 따라 미리 프로그램 설정되어 있다.

단위 관통부(H)를 다수개 형성한 관통패턴의 성형예를 도 9의 평면도에 나타낸다. 도 9의 W-W 화살표시 단면을 도 8의 (8B)에 나타낸다. 본 실시 형태에서는, 단위 관통부(H)의 6각형의 한 변의 길이(L1)를 100~200㎛로, 인접하는 단위 관통부(H) 사이의 경계 격벽(연결부분(B))의 폭(L2)을 10~30㎛로 성형 가공할 수 있다.

단위 관통부의 형상의 프로그램을 변경하는 것만으로, 도 11에 예시하는 바와 같이 임의 형상의 단위 관통부로 구성된 관통패턴의 성형을 행할 수 있다.

도 11은, 본 발명에 따른 X선 그리드의 각종 투과 구조의 부분 확대도이다. 이 도 11에는, 각종의 관통패턴을 부분 확대한 구조가 나타나 있다. 도 11의 (11A)는 원형상 단위 관통부(H1)로 구성된 관통패턴이며, (11B)는 4각형상 단위 관통부(H2)로 구성된 관통패턴이다. 또한, 관통패턴 대신에, 유저(有底) 오목부 패턴을 사용할 수 있다.

싱크로트론 광조사에 의한 관통구멍 성형이 기판 세로폭 내의 Y방향의 모든 라인에 대해서 종료하면 성형완료가 된다(스텝 ST36~ST38). 관통패턴의 성형 후, 이동반송기(23)에 의해 무전해도금 용액조(20)로 이송하여, 무전해도금 처리공정(스텝 ST2)으로 이동한다.

무전해도금 처리공정에서는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 무전해도금 용액조(20)의 상방에서 일단 정지시킨 관통패턴 성형(된)기판(26)을, 무전해도금 용액조(20)의 상승에 의해 무전해도금 용액(21) 내에 소정시간, 침지하여 무전해도금 처리가 행해진다.

무전해도금 용액(21) 내의 침지시간은 금도금 피막이 기판 표리면 및 관통 부 내면에 석출될 때까지의 소요시간으로 이루어진다. 이 무전해도금 처리에서는 피막두께를 수㎛~30㎛로 할 수 있다. 또한, X선 흡수성을 가진 금속으로서 동을 사용하는 경우, 무전해 동도금을 행하려면, 예를 들면, 황산구리 10g/L, 포르말린 20ml/L, 수산화나트륨 10g/L, EDTA 4Na 25g/L의 조성비의 무전해 동도금 용액을 사용할 수 있다. 또한, X선 흡수성을 가진 금속으로서 납을 사용하는 경우, 무전해 납도금 용액으로서, 예를 들면, 붕불화납(lead fluoroborate) 혹은 메탄술폰산납을 주(主)조성으로 한 용액을 사용할 수 있다.

무전해도금 용액(21)으로의 침지에 의해 무전해 금도금층(PT)이 형성된 경우에는, 무전해도금 용액조(20)를 강하시킨 후, 무전해도금 처리된 기판(그리드 본체(G))은 이동반송기(23)를 구동하여 다음의 그리드 조립공정(스텝 ST3)으로 이송된다. 그리드 조립공정에서는, 그리드 본체(G)의 표리(表裏)에 상커버판, 하커버판을 장착, 실장하고, 단위 관통부(H)의 관통영역을 X선 투과부로 하며, 또한 연결부분(B)의 표리면 및 해당 내면의 도금층을 X선 흡수부로 한 X선 그리드의 제조를 완료한다. 상커버판, 하커버판에는, 예를 들면, 수지기판(GS)과 같은 기판 또는 경질(硬質)의 수지기판을 사용할 수 있다.

도 10은 무전해 금도금층(PT)이 형성된 그리드 본체(G)의 외관을 나타낸다. 도 8의 (8C)는 그리드 본체(G)의 단면을 나타낸다.

그리드 본체(G)의 각 단위 관통부(H)의 내면과, 단위 관통부(H) 간의 연결부분(B)의 표리면에 무전해 금도금층(PT)이 벌집 형상의 관통패턴 전체에 형성되어 있다.

도 11은 벌집 형상과 다른 관통패턴을 성형한 경우에, 무전해 금도금층을 형성한 X선 투과부를 나타낸다. 도 11의 (11A)는 원형 단위 관통부(H1)의 내면 및 기판 표리면에 무전해 금도금층(P1)이 형성되어 있다. 도 11의 (11B)는 직사각형 단위 관통부(H2)의 내면 및 기판 표리면에 무전해 금도금층(P2)이 형성되어 있다. 도 11의 (11C)는 홈형(溝形) 단위 관통부(H3)의 내면 및 기판 표리면에 무전해 금도금층(P3)이 형성되어 있다.

본 실시 형태에 따른 X선 그리드 제조장치는 이하의 특징점을 가진다.

(1) 관통패턴 성형공정에서, 수지기판(GS)에 싱크로트론 광빔을 조사함으로써, 6각 형상 단위 관통부(H)를, 소정간격을 두고 복수 배치한 관통패턴을 형성한 1차 가공기판을 성형할 수 있다. 따라서, 고에너지 빔의 지향(指向) 특성을 갖는 싱크로트론 광빔의 조사에 의해서, 관통 방향으로 테이퍼 형상이 되지 않고 진직도(straightness)가 높은 단위 관통부(H)를 형성할 수 있어, X선 그리드의 투과 특성 향상에 기여할 수 있다.

(2) 무전해도금 처리공정에서, X선 흡수성을 갖춘 금속(Au)을 포함하는 무전해도금 용액에 해당 1차 가공기판을 침지함으로써, 단위 관통부(H) 사이의 연결부분(B)의 표리면 및 단위 관통부(H)의 내면에 해당 금속(Au)을 무전해도금할 수 있다. 따라서, 관통패턴 성형공정(1)에서 성형된 진직도가 높은 관통패턴에 대해서, 전해 도금법과 비교하여 복잡한 도금 공정 설비를 마련하지 않아도 되는 무전해도금법에 따라 간편하고 쉬우면서도 염가로 X선 흡수성을 갖춘 금도금층을 형성할 수 있다.

이상의 특징점 (1) 및 (2)에 따라, 본 실시 형태에서는, 단위 관통부(H)의 관통패턴을 구비하여 X선 투과 특성이 뛰어난 X선 그리드를 간편하고 쉬우면서도 염가로 제조할 수 있다. 도 3의 X선 그리드 제조장치에서도, 방향 가변 기구(도시하지 않음)를 X-Y 스테이지장치(15)에 마련함으로써 사방(斜方) 성형 가능하게 하여 집속 그리드형 X선 그리드를 제조할 수 있다.

도 12는, 빔 조사를 받는 방향을 가변하여 사방 성형한 집속 그리드형 X선 그리드(71)를 이용하여 인체의 X선 촬영을 행하는 경우의 개략 설명도이다.

초점에 상당하는 X선원(70)으로부터 1차 X선(74)이 인체(73)에 대해 조사된다. 산란되지 않은 대부분의 1차 X선(74)은 1차 X선 화살표 방향 D1으로 X선 투과부(75)를 투과하여 X선 검출기(72)에 도달한다. 한편, 1차 X선(74) 중 일부는, 인체(73) 안에서 콤프턴 효과 등에 의해 산란되어 방향이 변화하고, 그 산란 X선(77)은 산란 X선 화살표 방향 D2로 변화하여 X선 흡수부(76)의 벽면에 충돌한다. 충돌에 의해, 산란 X선(77)은 X선 흡수부(76)에 흡수되고, X선 검출기(72)에는 도달하지 않는다. 그 결과, 산란 X선을 제거할 수 있으므로, X선 검출기(72)에는 선명한 화상이 형성될 수 있다. X선 검출기(72)는 X선 필름이어도 되는 것은 말할 것도 없다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명했지만, 본 발명은 제시된 예로 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자이면, 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예를 생각할 수 있는 것은 자명하며, 이것들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

100 에어 그리드
101 X선 흡수부
102 X선 투과부
103 개구
104Aa 상면
104Bb 하면
105 내벽
200 에어 그리드 피가공체
200a 피가공체
200b 1차 가공체
200c 2차 가공체
201 지지기판
202 감광성 수지층
202a 노광(된) 수지층
203 포토마스크
204 노광광
205 부분A
206 부분B
206a 공간부(홈부)
206b 금속충전부
207 비금속 충전부
207a 공간부
1 제어장치
2 ROM
3 RAM
4 싱크로트론 광빔 성형장치
5 무전해도금 처리장치
6 반송장치
7 위치검출수단
10 싱크로트론 장치
11 전자 축적 링
12 전자 선형가속기
13 전자총
14 싱크로트론 광빔
15 X-Y 스테이지장치
16 지지부
17 피조사물
18 사출구
19 X-Y 스테이지본체
20 무전해도금 용액조
21 무전해도금 용액
22 승강대 기구
23 이동반송기
24 로봇핸드
25 반송레일
26 성형(된)기판
70 X선원
71 집속형 X선 그리드
72 X선 검출기
73 인체
74 1차 X선
75 X선 투과부
76 X선 흡수부
GS 수지기판
H 단위 관통부
H1 원형상 단위 관통부
H2 4각형상 단위 관통부
H3 홈형상 단위 관통부
G 그리드 본체
B 연결부분
P2 무전해 금도금층
P3 무전해 금도금층

Claims

X선 투과부가 X선 흡수부를 개재하여 소정간격으로 배열되어 있는 산란 X선 제거용 그리드의 제조방법으로서,
지지기판의 표면에 설치된 감광성 수지층에 X선 흡수부와 X선 투과부를 형성하기 위해 소정의 패턴을 가지는 포토마스크를 개재하여 싱크로트론 방사광을 노광하는 공정,
이어서, X선 흡수부에 상당하는 패턴영역의 수지층을 제거하고 X선 흡수부 형성용 홈부의 홈 패턴을 작성하여 1차 가공체를 얻는 공정,
그 후, 상기 1차 가공체를, 금속을 포함하는 무전해도금 용액에 침지함으로써 상기 X선 흡수부 형성용 홈부에 상기 금속을 충전하여 금속충전부를 형성한 후, 비금속 충전부에 있는 잔사(殘渣)수지를 제거하여 X선 흡수부로서의 공극부를 형성함으로써 2차 가공체를 얻는 공정,
이어서, 상기 공극부의 내벽과 상기 금속충전부의 노출표면벽을 X선 흡수성의 금속막으로 덮어서 X선 흡수부를 형성하는 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 산란 X선 제거용 그리드의 제조방법.
X선 투과부가 X선 흡수부를 개재하여 소정간격으로 배열되어 있는 산란 X선 제거용 그리드의 제조방법으로서,
지지기판의 표면에 설치된 감광성 수지층에 X선 흡수부와 X선 투과부를 형성하기 위해 소정의 패턴을 가지는 포토마스크를 개재하여 싱크로트론 방사광을 노광하는 공정,
이어서, X선 흡수부에 상당하는 패턴영역의 수지층을 제거하고 X선 흡수부 형성용 홈부의 홈 패턴을 작성하여 1차 가공체를 얻는 공정,
그 후, 상기 1차 가공체를, X선 흡수성의 금속을 포함하는 무전해도금 용액에 침지함으로써 상기 X선 흡수부 형성용 홈부에 상기 금속을 충전하여 X선 흡수부가 되는 금속충전부를 형성한 후, 비금속 충전부에 있는 잔사수지를 제거하여 X선 흡수부로서의 공극부를 형성하는 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 산란 X선 제거용 그리드의 제조방법.