JP2013181917A - Radiation absorbing grid for radiographic imaging, manufacturing method thereof, and radiographic imaging system - Google Patents

Radiation absorbing grid for radiographic imaging, manufacturing method thereof, and radiographic imaging system Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation absorbing grid which is free from troubles due to joint failures and metal precipitation disparity.SOLUTION: A second grid 14 includes a grid layer 21 and a support substrate 23 with a metallic layer 22 therebetween. The grid layer 21 comprises X-ray absorbing sections 26, which absorb X-rays, and X-ray transmitting sections 27, which transmit X-rays, alternately arranged in a direction perpendicular to an X-ray incident direction, where the X-ray transmitting sections 27 are made of a non-conductive material. The support substrate 23 is conductive. When forming the X-ray absorbing sections 26 by electroplating, a current terminal is connected to the support substrate 23 and the metallic layer 22 functions as a sheath electrode.

Description

本発明は、放射線画像の撮影に用いられるグリッド及びその製造方法と、このグリッドを用いた放射線画像撮影システムとに関する。   The present invention relates to a grid used for radiographic imaging, a method for manufacturing the grid, and a radiographic imaging system using the grid.

Ｘ線等の放射線（以下、Ｘ線を例にする）は、人体等の被検体に照射されると、被検体との相互作用により、強度と位相が変化する。従来普及しているＸ線撮影装置は、透過Ｘ線強度を画像化する。例えば、骨等はＸ線透過率が低く、筋肉等の組織はＸ線透過率が高いので、透過Ｘ線強度の分布を画像化すると、これらのＸ線透過率が異なる組織を識別することができる。このように、透過Ｘ線の強度を画像化したＸ線画像（以下、Ｘ線強度画像という）では、典型的にはＸ線透過率が高い組織は黒く、Ｘ線透過率が低い組織は白くなる。   When radiation such as X-rays (hereinafter, X-ray is taken as an example) is irradiated onto a subject such as a human body, the intensity and phase change due to the interaction with the subject. Conventionally, X-ray imaging apparatuses that are widely used image the transmitted X-ray intensity. For example, since bones and the like have low X-ray transmittance, and tissues such as muscles have high X-ray transmittance, when the distribution of transmitted X-ray intensity is imaged, it is possible to identify tissues having different X-ray transmittances. it can. As described above, in an X-ray image obtained by imaging the intensity of transmitted X-rays (hereinafter referred to as an X-ray intensity image), a tissue having a high X-ray transmittance is typically black and a tissue having a low X-ray transmittance is white. Become.

上述のように、Ｘ線強度画像によれば、Ｘ線透過率が異なる組織を識別することができるが、Ｘ線透過率が近い組織が隣接してある場合には、これらの識別は容易ではない。例えば、軟骨等の軟部組織はＸ線透過率が高く、多くの場合、その周囲に隣接する組織や体液等もＸ線透過率が高いので、軟部組織はＸ線強度画像には写り難い。しかしながら、Ｘ線強度画像には写り難い組織にも病変は発生するので、これらもＸ線撮影により識別可能にすることが望まれている。   As described above, according to the X-ray intensity image, tissues having different X-ray transmittances can be identified. However, when tissues having similar X-ray transmittances are adjacent to each other, these identifications are not easy. Absent. For example, soft tissues such as cartilage have a high X-ray transmittance, and in many cases, tissues and body fluids adjacent to the periphery have a high X-ray transmittance, so that the soft tissue is difficult to be reflected in an X-ray intensity image. However, since lesions also occur in tissues that are difficult to see in an X-ray intensity image, it is desired that these can be identified by X-ray imaging.

Ｘ線透過率が高くＸ線強度画像には写り難い組織も、透過Ｘ線に位相変化を与えていることが知られている。近年、透過Ｘ線の位相変化に基づいて被検体を画像化すること（以下、位相イメージングという）により、Ｘ線透過率が高い軟部組織等を識別可能なＸ線画像（以下、位相コントラスト画像という）を得るＸ線撮影システムが提案されている。   It is known that even a tissue that has a high X-ray transmittance and is difficult to appear in an X-ray intensity image gives a phase change to the transmitted X-ray. In recent years, an X-ray image (hereinafter referred to as a phase contrast image) that can identify a soft tissue having a high X-ray transmittance by imaging a subject based on a phase change of transmitted X-rays (hereinafter referred to as phase imaging). An X-ray imaging system for obtaining the above has been proposed.

このＸ線撮影システムでは、透過Ｘ線の位相変化の情報を得るために、Ｘ線源とＸ線検出器との間に、少なくとも２つのグリッドを配置して被検体の撮影を行う。具体的には、Ｘ線源とＸ線検出器との間に第１グリッド及び第２グリッドを対向配置し、Ｘ線源から照射されたＸ線を、第１グリッドを通過させることにより、第１グリッドの自己像を有するＸ線像を生成する。このＸ線像の生成には、例えばタルボ効果が用いられる。そして、第１グリッドにより生成されたＸ線像に対して、第２のグリッドの位置を面内方向に段階的に変化させながら、第１グリッドと第２グリッドを通過したＸ線像をＸ線検出器により撮影する。撮影により得られる複数の画像に基づいて位相コントラスト画像を生成することができる。これは縞走査法と呼ばれている。なお、Ｘ線源と第１グリッドとの間に、Ｘ線焦点を分散化し、Ｘ線像のコントラストを向上させるための線源グリッドが設けられていることもある。   In this X-ray imaging system, in order to obtain information on the phase change of transmitted X-rays, the subject is imaged by arranging at least two grids between the X-ray source and the X-ray detector. Specifically, the first grid and the second grid are disposed opposite to each other between the X-ray source and the X-ray detector, and the X-rays emitted from the X-ray source are passed through the first grid. An X-ray image having a self-image of one grid is generated. For example, the Talbot effect is used to generate the X-ray image. Then, with respect to the X-ray image generated by the first grid, the X-ray image that has passed through the first grid and the second grid is changed to the X-ray while the position of the second grid is changed stepwise in the in-plane direction. Take a picture with a detector. A phase contrast image can be generated based on a plurality of images obtained by photographing. This is called a fringe scanning method. A source grid may be provided between the X-ray source and the first grid to disperse the X-ray focal point and improve the contrast of the X-ray image.

第１グリッドには、Ｘ線を部分的に吸収する吸収型グリッドと、部分的にＸ線の位相を変調して透過する位相型グリッドのいずれかを用いることができる。一方、第２グリッドや線源グリッドには、吸収型グリッドを用いる必要がある。吸収型グリッドは、アスペクト比が高いことが必要である。   As the first grid, either an absorption grid that partially absorbs X-rays or a phase grid that partially modulates and transmits the phase of X-rays can be used. On the other hand, it is necessary to use an absorption grid for the second grid and the source grid. The absorption grid needs to have a high aspect ratio.

吸収型グリッドは、シリコン等の基板表面に周期的にアスペクト比の高い溝を形成し、この溝に金（Ａｕ）等のＸ線吸収性の高い金属材料を埋め込むことにより形成される。この金属材料が埋められた溝がＸ線吸収部となり、溝が形成されていない基板の部分がＸ透過部となる。このように、アスペクト比が高い溝に金属材料をほぼ一様に埋め込む方法としては、例えば電気メッキが用いられるが、この電気メッキを行うためには、少なくとも溝の底部にシーズ電極を設ける必要がある。   The absorption grid is formed by periodically forming grooves having a high aspect ratio on the surface of a substrate such as silicon, and embedding a metal material having high X-ray absorption such as gold (Au) in the grooves. The groove filled with the metal material becomes the X-ray absorbing portion, and the portion of the substrate where the groove is not formed becomes the X transmitting portion. As described above, for example, electroplating is used as a method for embedding a metal material almost uniformly in a groove having a high aspect ratio. To perform this electroplating, it is necessary to provide a sheath electrode at least at the bottom of the groove. is there.

電気メッキを用いた吸収型グリッドの製造方法として、金属薄膜が表面に成膜された２つの基板を、金属薄膜同士を向かい合わせて加圧及び加熱して接合（いわゆる拡散接合）し、一方の基板にアスペクト比が高い複数の溝を形成して、その底部に金属薄膜を露呈させ、この金属薄膜をシーズ電極として電気メッキを行う方法が知られている（特許文献１）。   As a method of manufacturing an absorption grid using electroplating, two substrates on which metal thin films are formed are bonded to each other by pressing and heating the metal thin films facing each other (so-called diffusion bonding). A method is known in which a plurality of grooves having a high aspect ratio are formed on a substrate, a metal thin film is exposed at the bottom, and electroplating is performed using the metal thin film as a seed electrode (Patent Document 1).

また、金属薄膜でシーズ電極を形成するかわりに、予め低抵抗の導電性シリコン基板に溝を形成し、導電性シリコン自体をシーズ電極として、形成した溝にＸ線吸収部となる金属を電気メッキにより埋め込む方法も知られている（特許文献２）。   Also, instead of forming a seed electrode with a metal thin film, a groove is previously formed in a low-resistance conductive silicon substrate, and the conductive silicon itself is used as a seed electrode, and a metal serving as an X-ray absorbing portion is electroplated in the formed groove. A method of embedding is also known (Patent Document 2).

国際公開第２０１１／１２２５０６号International Publication No. 2011-122506 特開２０１１−１５７６２２号公報JP 2011-157622 A

上記特許文献１に記載の製造方法の場合、電気メッキ用の電流端子をシーズ電極に接続するために、２つの基板に金属薄膜を成膜した後、一方の基板の端部を切除することにより、２つの基板を接合した状態で金属薄膜（シーズ電極）の一部を露呈させている。この場合、基板の切除により発生するゴミ等が接合面に付着したり、接合面に接触して凹凸等のキズを発生させたりすることがある。   In the case of the manufacturing method described in Patent Document 1, in order to connect a current terminal for electroplating to a sheath electrode, a metal thin film is formed on two substrates, and then an end of one substrate is cut off. A part of the metal thin film (seeds electrode) is exposed in a state where the two substrates are joined. In this case, dust or the like generated by excising the substrate may adhere to the joint surface, or may come into contact with the joint surface and cause scratches such as unevenness.

拡散接合は、母材である基板に塑性変形が生じない程度に加圧及び加熱することにより、接触面間で原子を拡散させて接合する方法である。このため、拡散接合による接合の良否は、接合面の平坦性や清浄性に大きく影響される。このため、上述のように、接合面にゴミがあったり、凹凸があったりするとボイド等が発生して接合不良が生じやすい。また、接合面にゴミや凹凸がある状態で接合されたとしても、ボイド等を基点として剥離してしまう等、経時劣化を起こしやすい。   Diffusion bonding is a method in which atoms are diffused and bonded between contact surfaces by applying pressure and heating to such an extent that plastic deformation does not occur in the base material substrate. For this reason, the quality of bonding by diffusion bonding is greatly influenced by the flatness and cleanliness of the bonding surface. For this reason, as described above, if there is dust or irregularities on the joint surface, voids or the like are generated and joint failure is likely to occur. Further, even if the joining surfaces are joined with dust or irregularities, they are likely to deteriorate over time, such as peeling with a void or the like as a base point.

このような接合不良等を抑えるためには拡散接合で接合する金属薄膜を薄くするのがよいが、金属薄膜を薄くしすぎると、電気メッキの際に金属薄膜（シーズ電極）を流れる電流密度が増すことによりシーズ電極が破壊され、正常に電気メッキをすることができなくなってしまうことがある。   In order to suppress such bonding defects, it is better to thin the metal thin film to be joined by diffusion bonding. However, if the metal thin film is made too thin, the current density flowing through the metal thin film (seeds electrode) during electroplating will be reduced. By increasing, the seed electrode may be destroyed, and the electroplating may not be performed normally.

一方、上記特許文献２に記載の製造方法のように、導電性シリコン基板に溝を形成し、導電性シリコン基板自体をシーズ電極として溝に金属を埋め込む場合、基板の接合はなく、シーズ電極として機能する導電性シリコン基板は厚いので、上述のような問題は発生しない。しかしながら、導電性シリコン基板自体をシーズ電極とする場合には別の問題がある。例えば、導電性シリコン基板は導電性があるとはいえ、金属に比べれば導電率が２〜３桁小さく、電流は流れ難いので、形成した溝に深さや厚さ等の寸法のばらつきがわずかでもあると、各溝で電気メッキによる金属の析出速度や析出量が異なり、Ｘ線吸収部にばらつきが生じることがある。また、場合によっては、隣接する溝間での金属の析出速度や析出量の違いにより、溝構造自体が破損し、グリッドとして機能しなくなってしまうことすらある。   On the other hand, when the groove is formed in the conductive silicon substrate and the conductive silicon substrate itself is used as a seed electrode and a metal is embedded in the groove as in the manufacturing method described in Patent Document 2, there is no bonding of the substrate, and the seed electrode is used. Since the functioning conductive silicon substrate is thick, the above-described problem does not occur. However, there is another problem when the conductive silicon substrate itself is used as a seed electrode. For example, even though a conductive silicon substrate is conductive, the conductivity is 2 to 3 orders of magnitude smaller than that of metal, and current does not flow easily. Therefore, even if the variation in dimensions such as depth and thickness is slight in the formed groove. If so, the metal deposition rate and the amount deposited by electroplating differ in each groove, and the X-ray absorption part may vary. In some cases, the groove structure itself is damaged due to the difference in the deposition rate and amount of metal between adjacent grooves, and it may not function as a grid.

本発明は、電気メッキにより放射線吸収部を形成する吸収型グリッドにおいて、基板同士の接合不良や電気メッキ時の金属の析出量の相違等による不具合がない吸収型グリッドを提供することを目的とする。また、その製造方法と、この吸収型グリッドを用いた放射線撮影システムを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an absorption type grid in which a radiation absorbing portion is formed by electroplating, which is free from defects due to a bonding failure between substrates or a difference in the amount of metal deposited during electroplating. . Moreover, it aims at providing the manufacturing method and the radiography system using this absorption type grid.

本発明の放射線画像撮影用グリッドは、放射線を吸収する放射線吸収部と前記放射線を透過する放射線透過部が前記放射線の入射方向に対して垂直な方向に交互に配列され、前記放射線透過部の比抵抗値が１．０×１０３Ωｃｍ以上の高抵抗であるグリッド層と、比抵抗値が１．０×１０−４Ωｃｍより大きく１００Ωｃｍ以下である低抵抗な支持基板と、前記グリッド層と前記支持基板の間に設けられた金属層と、を備える放射線画像撮影用グリッド。 In the grid for radiographic imaging of the present invention, a radiation absorbing portion that absorbs radiation and a radiation transmitting portion that transmits the radiation are alternately arranged in a direction perpendicular to the incident direction of the radiation, and the ratio of the radiation transmitting portion is A grid layer having a high resistance value of 1.0 × 10 3 Ωcm or more, a low resistance support substrate having a specific resistance value greater than 1.0 × 10 −4 Ωcm and 100 Ωcm or less, the grid layer, A radiographic imaging grid comprising a metal layer provided between support substrates.

金属層は、第１薄膜と、第２薄膜または第３薄膜を含むことが好ましい。第１薄膜は放射線吸収部を電気メッキにより形成するときにシーズ電極として機能する金属薄膜である。第２薄膜は、第１薄膜よりも前記放射線透過部に対する密着性が良く、第１薄膜とグリッド層の間に設けられる金属薄膜である。第３薄膜は、第１薄膜よりも支持基板に対する密着性が良く、第１薄膜と支持基板の間に設けられる金属薄膜である。   The metal layer preferably includes a first thin film and a second thin film or a third thin film. The first thin film is a metal thin film that functions as a sheath electrode when the radiation absorbing portion is formed by electroplating. The second thin film is a metal thin film provided between the first thin film and the grid layer, having better adhesion to the radiation transmitting portion than the first thin film. The third thin film is a metal thin film that has better adhesion to the support substrate than the first thin film and is provided between the first thin film and the support substrate.

金属層は、第１薄膜、第２薄膜、第３薄膜を備える３層構造であることが好ましい。   The metal layer preferably has a three-layer structure including a first thin film, a second thin film, and a third thin film.

放射線透過部は、非導電性シリコンであることが好ましい。   The radiation transmitting part is preferably non-conductive silicon.

金属層の比抵抗値は１．０×１０−４Ωｃｍ以下であり、支持基板は、不純物をドープした導電性シリコン基板であることが好ましい。 The specific resistance value of the metal layer is 1.0 × 10 −4 Ωcm or less, and the support substrate is preferably a conductive silicon substrate doped with impurities.

放射線透過部の表面に絶縁膜が形成されていることが好ましい。   It is preferable that an insulating film is formed on the surface of the radiation transmitting portion.

金属層は、第１薄膜によって放射線吸収部と接続されていることが好ましい。   The metal layer is preferably connected to the radiation absorbing portion by the first thin film.

本発明の放射線画像撮影用グリッドの製造方法は、非導電性の第１基板の表面に第１金属薄膜を成膜する第１成膜工程と、導電性の第２基板の表面に第２金属薄膜を成膜する第２成膜工程と、前記第１基板と前記第２基板を表面に成膜された前記第１金属薄膜と前記第２金属薄膜を向かい合わせ、拡散接合により接合する接合工程と、前記第１基板をエッチングして、放射線を透過する放射線透過部と、放射線を吸収する放射線吸収部になる溝を形成するエッチング工程と、前記第２基板に電流端子を接続し、前記第１金属薄膜と前記第２金属薄膜が接合された金属層をシーズ電極として電気メッキを行い、前記溝に前記放射線吸収部になる金属を埋め込む電気メッキ工程と、を備えることを特徴とする。   The method for manufacturing a radiographic imaging grid according to the present invention includes a first film forming step of forming a first metal thin film on the surface of a non-conductive first substrate, and a second metal on the surface of the conductive second substrate. A second film forming step of forming a thin film; and a bonding step of bonding the first metal thin film and the second metal thin film formed on the surface of the first substrate and the second substrate to each other and bonding by diffusion bonding Etching the first substrate to form a radiation transmissive portion that transmits radiation; a groove that forms a radiation absorbing portion that absorbs radiation; and a current terminal connected to the second substrate; And electroplating using a metal layer in which one metal thin film and the second metal thin film are joined as a seed electrode, and embedding the metal to be the radiation absorbing portion in the groove.

第１金属薄膜は、第１基板と密着するための第１の層と、第１の層上に成膜される第２の層とを有し、第２金属薄膜は、第２基板と密着するための第４の層と、第４の層上に成膜される第３の層とを有し、前記接合工程において、第１基板と第２基板を接合することにより、第２の層と第３の層とを一体化して、３層構造の金属層を形成することが好ましい。   The first metal thin film has a first layer to be in close contact with the first substrate and a second layer formed on the first layer, and the second metal thin film is in close contact with the second substrate. And a third layer formed on the fourth layer. In the bonding step, the second substrate is bonded by bonding the first substrate and the second substrate. And the third layer are preferably integrated to form a metal layer having a three-layer structure.

エッチング工程後に、放射線透過部の表面に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程を備えることが好ましい。   It is preferable to provide an insulating film forming step for forming an insulating film on the surface of the radiation transmitting portion after the etching step.

本発明の放射線画像撮影システムは、放射線源から照射される放射線を吸収型グリッドを介して撮影して位相コントラスト画像を生成する放射線画像撮影システムであり、吸収型グリッドが、放射線を吸収する放射線吸収部と放射線を透過する放射線透過部が放射線の入射方向に対して垂直な方向に交互に配列され、放射線透過部が非導電性材料からなるグリッド層と、導電性を有する支持基板と、グリッド層と支持基板の間に設けられた金属層と、を備えることを特徴とする。   The radiographic imaging system of the present invention is a radiographic imaging system that captures radiation irradiated from a radiation source through an absorption grid to generate a phase contrast image, and the absorption grid absorbs radiation. And radiation transmitting portions that transmit radiation are alternately arranged in a direction perpendicular to the incident direction of the radiation, and the radiation transmitting portions are made of a non-conductive material, a conductive support substrate, and a grid layer And a metal layer provided between the support substrate and the support substrate.

本発明によれば、支持基板を導電性にして放射線吸収部を形成する電気メッキ時に支持基板に電流端子を接続可能とし、さらに支持基板とグリッドの間にシーズ電極になる金属層を設けて支持基板がメッキ液に露呈されないようにしたので、接合不良や金属の析出量の相違等による不具合がない吸収型グリッドを提供することができる。   According to the present invention, a current terminal can be connected to the support substrate during electroplating to form the radiation absorbing portion by making the support substrate conductive, and a metal layer serving as a sheath electrode is provided between the support substrate and the grid for support. Since the substrate is not exposed to the plating solution, it is possible to provide an absorptive grid that is free from defects due to poor bonding or a difference in the amount of deposited metal.

Ｘ線画像撮影システムの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of a X-ray imaging system. 第２グリッドの構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a 2nd grid typically. エッチング基板にシーズ電極等になる金属薄膜を成膜する第１成膜工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 1st film-forming process which forms the metal thin film used as a seed electrode etc. on an etching board | substrate. 導電性シリコン基板にシーズ電極等になる金属薄膜を成膜する第２成膜工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 2nd film-forming process which forms the metal thin film used as a sheath electrode etc. on a conductive silicon substrate. エッチング基板と導電性シリコン基板を接合する接合工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the joining process of joining an etching board | substrate and a conductive silicon substrate. エッチング基板を加工し、Ｘ線透過部と、Ｘ線吸収部になる溝を形成するエッチング工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the etching process which processes an etching board | substrate and forms the groove | channel which becomes an X-ray transmissive part and an X-ray absorption part. Ｘ線吸収部を形成する電気メッキ工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the electroplating process which forms an X-ray absorption part. 導電性シリコン基板をシーズ電極にした比較例のＸ線透過部及び溝を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the X-ray transmissive part and groove | channel of the comparative example which used the electroconductive silicon substrate as the seed electrode. 導電性シリコン基板をシーズ電極にした比較例のＸ線吸収部を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the X-ray absorption part of the comparative example which used the electroconductive silicon substrate as the seed electrode. グリッドを湾曲させて用いる態様を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the aspect which curves and uses a grid.

図１に示すように、Ｘ線画像撮影システム１０は、Ｘ線照射方向であるＺ方向に沿って、Ｘ線源１１、線源グリッド１２、第１グリッド１３、第２グリッド１４、及びＸ線画像検出器１５を備える。   As shown in FIG. 1, the X-ray imaging system 10 includes an X-ray source 11, a source grid 12, a first grid 13, a second grid 14, and an X-ray along the Z direction that is an X-ray irradiation direction. An image detector 15 is provided.

Ｘ線源１１は、回転陽極型のＸ線管（図示せず）と、Ｘ線の照射野を制限するコリメータ（図示せず）とを有し、被検体ＨにＸ線を放射する。   The X-ray source 11 has a rotating anode type X-ray tube (not shown) and a collimator (not shown) for limiting the X-ray irradiation field, and emits X-rays to the subject H.

線源グリッド１２及び第２グリッド１４は、Ｘ線を部分的に吸収する吸収型グリッドであり、直線状のＸ線吸収部とＸ線透過部が交互に配列されている。第１グリッド１３は所定位相差（例えばπまたはπ／２）を発生させる位相型グリッドである。各グリッド１２〜１４は、Ｚ方向においてＸ線源１１に対向配置されており、いずれも格子線がＸ方向に沿って設けられている。   The radiation source grid 12 and the second grid 14 are absorption grids that partially absorb X-rays, and linear X-ray absorption parts and X-ray transmission parts are alternately arranged. The first grid 13 is a phase type grid that generates a predetermined phase difference (for example, π or π / 2). Each of the grids 12 to 14 is disposed so as to face the X-ray source 11 in the Z direction, and in each case, lattice lines are provided along the X direction.

線源グリッド１２と第１グリッド１３との間には、被検体Ｈが配置可能な間隔が設けられている。第１グリッド１３と第２グリッド１４との距離は、例えばタルボ距離に設定する。タルボ距離とは、第１グリッド１３を通過したＸ線が、タルボ効果により第１グリッド１３の自己像を生成する距離である。   Between the radiation source grid 12 and the 1st grid 13, the space | interval which can arrange | position the subject H is provided. The distance between the first grid 13 and the second grid 14 is set to a Talbot distance, for example. The Talbot distance is a distance at which X-rays that have passed through the first grid 13 generate a self-image of the first grid 13 due to the Talbot effect.

Ｘ線画像検出器１５は、半導体回路を用いたフラットパネル検出器であり、第２グリッド１４の背後に配置されている。   The X-ray image detector 15 is a flat panel detector using a semiconductor circuit, and is disposed behind the second grid 14.

Ｘ線源１１から放射されたＸ線は、線源グリッド１２のＸ線吸収部によって部分的に遮蔽されることにより、Ｙ方向に関する実効的な焦点サイズが縮小され、Ｙ方向に配列された多数のライン状のＸ線が形成される。各ライン状のＸ線は、被検体Ｈを通過する際に位相が変化する。この各Ｘ線が第１グリッド１３を通過することにより、被検体Ｈの屈折率と透過光路長とから決定される被検体Ｈの透過位相情報を反映した縞画像（第１グリッド１３の自己像）が形成される。各ライン状のＸ線により生成された縞画像は、第２グリッド１４に投影され、第２グリッド１４の位置で重なり合う。   X-rays radiated from the X-ray source 11 are partially shielded by the X-ray absorption part of the source grid 12, thereby reducing the effective focal size in the Y direction, and arranging many in the Y direction. A line-shaped X-ray is formed. The phase of each line-shaped X-ray changes when passing through the subject H. As each X-ray passes through the first grid 13, a fringe image (a self-image of the first grid 13) reflecting the transmission phase information of the subject H determined from the refractive index of the subject H and the transmission optical path length. ) Is formed. The striped image generated by each line-shaped X-ray is projected onto the second grid 14 and overlaps at the position of the second grid 14.

縞画像は、第２グリッド１４により部分的に遮蔽されることにより強度変調される。本実施形態では、縞走査法を用いて位相コントラスト画像を生成する。すなわち、第１グリッド１３に対して第２グリッド１４を間欠移動させるとともに、その停止中に、Ｘ線源１１から被検体ＨにＸ線を照射してＸ線画像検出器１５により撮影を行う。この間欠移動は、格子ピッチを等分割（例えば、５分割）した一定の走査ピッチでＹ方向に行う。   The fringe image is intensity-modulated by being partially shielded by the second grid 14. In this embodiment, a phase contrast image is generated using a fringe scanning method. That is, the second grid 14 is intermittently moved with respect to the first grid 13, and the X-ray image detector 15 performs imaging by irradiating the subject H with X-rays from the X-ray source 11 while the second grid 14 is stopped. This intermittent movement is performed in the Y direction at a constant scanning pitch obtained by equally dividing the lattice pitch (for example, five divisions).

Ｘ線画像検出器１５の各画素の画素データの強度変化を表す強度変調信号の位相ズレ量（被検体Ｈがある場合とない場合とでの位相のズレ量）を算出することにより、位相微分画像が得られる。位相微分画像は、被検体ＨでのＸ線の屈折角度の分布に対応する。この位相微分画像をＸ方向に沿って積分することにより、位相コントラスト画像が得られる。   By calculating the phase shift amount (the phase shift amount with and without the subject H) of the intensity modulation signal representing the intensity change of the pixel data of each pixel of the X-ray image detector 15, the phase differentiation An image is obtained. The phase differential image corresponds to the distribution of the X-ray refraction angle in the subject H. By integrating this phase differential image along the X direction, a phase contrast image is obtained.

以下、第２グリッド１４を例にして、吸収型グリッドの構造を説明する。図２に示すように、第２グリッド１４は、グリッド層２１、金属層２２、支持基板２３を備える。   Hereinafter, the structure of the absorption grid will be described using the second grid 14 as an example. As shown in FIG. 2, the second grid 14 includes a grid layer 21, a metal layer 22, and a support substrate 23.

グリッド層２１は、吸収型グリッドとしての実効的な機能を担っている層であり、Ｘ線吸収部２６とＸ線透過部２７を有し、これらが交互に配列されて形成されている。   The grid layer 21 is a layer that has an effective function as an absorption grid, and includes an X-ray absorption unit 26 and an X-ray transmission unit 27, which are alternately arranged.

Ｘ線吸収部２６は、Ｘ方向に直線状に延伸して設けられた柱板状構造であり、Ｘ線吸収性を有する金属材料で形成される。この金属材料は、入射Ｘ線を吸収し、後述するように電気メッキで形成することができれば任意の材料で良い。本実施形態では、Ｘ線吸収部２６を金（Ａｕ）で形成している。   The X-ray absorption part 26 has a columnar structure provided by extending linearly in the X direction, and is formed of a metal material having X-ray absorption. This metal material may be any material as long as it absorbs incident X-rays and can be formed by electroplating as described later. In the present embodiment, the X-ray absorber 26 is formed of gold (Au).

Ｘ線透過部２７は、Ｘ線吸収部２６の間に設けられ、Ｘ線吸収部２６と同様にＸ方向に直線状に延伸して設けられた柱板状構造である。但し、Ｘ線透過部２７は、Ｘ線透過性を有する材料で形成される。後述するようにＸ線透過部２７は基板をエッチングした残存部により形成するので、Ｘ線吸収能が低く、エッチングが容易な材料で形成される。このため、本実施形態では、Ｘ線透過部２７はシリコンで形成されている。なお、Ｘ線透過部２７の表面には酸化膜２７ａが形成されている。   The X-ray transmission part 27 is provided between the X-ray absorption parts 26, and has a columnar plate-like structure provided by extending linearly in the X direction like the X-ray absorption part 26. However, the X-ray transmission part 27 is formed of a material having X-ray transparency. As will be described later, since the X-ray transmission part 27 is formed by the remaining part obtained by etching the substrate, the X-ray transmission part 27 is formed of a material having low X-ray absorption ability and easy to etch. For this reason, in this embodiment, the X-ray transmission part 27 is formed of silicon. Note that an oxide film 27 a is formed on the surface of the X-ray transmission part 27.

さらに、Ｘ線透過部２７は高抵抗の非導電性シリコンで形成されている。本明細書において高抵抗とは、電気メッキの際に実質的に導電性を示さず、シーズ電極として機能しない程度の比抵抗値を意味する。したがって、Ｘ線透過部２７の比抵抗値は、支持基板２３の比抵抗値と比べると極めて大きく、絶縁体と同程度である。Ｘ線透過部２７（エッチング基板４１）の比抵抗値は、例えば１．０×１０３Ωｃｍ以上である。 Furthermore, the X-ray transmission part 27 is made of high resistance non-conductive silicon. In this specification, the high resistance means a specific resistance value that does not substantially exhibit conductivity during electroplating and does not function as a sheath electrode. Therefore, the specific resistance value of the X-ray transmission part 27 is extremely large as compared with the specific resistance value of the support substrate 23, and is about the same as the insulator. The specific resistance value of the X-ray transmission part 27 (etching substrate 41) is, for example, 1.0 × 10 3 Ωcm or more.

Ｘ線吸収部２６のＸ方向の幅や、Ｘ線吸収部２６とＸ線透過部２７の配列ピッチ（Ｘ線吸収部２６とＸ線透過部２７のＸ方向の合計幅）は、Ｘ線源１１と第１グリッド１３との間の距離、第１グリッド１３と第２グリッド１４との距離、及び第１グリッド１３のＸ線吸収部とＸ線透過部の配列ピッチ等に応じて決定される。例えば、Ｘ線吸収部の幅は、およそ２〜２０μｍであり、Ｘ線吸収部とＸ線透過部の配列ピッチはその倍の４〜４０μｍである。Ｘ線吸収部のＺ方向の厚みは、Ｘ線源１１から照射されるコーンビーム状のＸ線のケラレを考慮して、例えば１００〜２００μｍとなっている。本実施形態の第２グリッド１４は、Ｘ線吸収部２６の幅は２．５μｍ、Ｘ線吸収部２６とＸ線透過部２７の配列ピッチは５μｍ、Ｘ線吸収部２６の厚みは１００μｍである。   The X-direction width of the X-ray absorption unit 26 and the arrangement pitch of the X-ray absorption unit 26 and the X-ray transmission unit 27 (the total width of the X-ray absorption unit 26 and the X-ray transmission unit 27 in the X direction) 11 and the first grid 13, the distance between the first grid 13 and the second grid 14, the arrangement pitch of the X-ray absorption part and the X-ray transmission part of the first grid 13, and the like. . For example, the width of the X-ray absorption part is approximately 2 to 20 μm, and the arrangement pitch of the X-ray absorption part and the X-ray transmission part is 4 to 40 μm, which is twice as large. The thickness of the X-ray absorber in the Z direction is, for example, 100 to 200 μm in consideration of corneal X-ray vignetting irradiated from the X-ray source 11. In the second grid 14 of the present embodiment, the width of the X-ray absorption unit 26 is 2.5 μm, the arrangement pitch of the X-ray absorption unit 26 and the X-ray transmission unit 27 is 5 μm, and the thickness of the X-ray absorption unit 26 is 100 μm. .

金属層２２は、グリッド層２１と支持基板２３の間に設けられ、グリッド層２１と支持基板２３を安定して接合する。また、金属層２２は、エッチング基板４１にＸ線吸収部２６になる溝を形成するときにエッチストッパとして機能して、形成される各溝の深さを均一にする。さらに、金属層２２は、Ｘ線吸収部２６を電気メッキにより形成するときにシーズ電極として機能する。後述するように、金属層２２は、第１薄膜３１，第２薄膜３２，第３薄膜３３の３層構造で形成される（図３〜５参照）。第１薄膜３１は、Ｘ線吸収部２６を電気メッキで形成するときにシーズ電極として機能する金属薄膜である。第２薄膜３２は、Ｘ線透過部２７と金属層２２の接合を安定させるための金属薄膜であり、少なくとも第１薄膜３１よりもＸ線透過部２７との密着性が良い金属で形成される。第３薄膜３３は、支持基板２３と金属層２２の接合を安定させるための金属薄膜であり、少なくとも第１薄膜３１よりも支持基板２３との密着性が良い金属で形成される。   The metal layer 22 is provided between the grid layer 21 and the support substrate 23, and stably bonds the grid layer 21 and the support substrate 23 together. In addition, the metal layer 22 functions as an etch stopper when forming a groove to be the X-ray absorbing portion 26 on the etching substrate 41, and makes the depth of each groove formed uniform. Further, the metal layer 22 functions as a sheath electrode when the X-ray absorbing portion 26 is formed by electroplating. As will be described later, the metal layer 22 is formed with a three-layer structure of a first thin film 31, a second thin film 32, and a third thin film 33 (see FIGS. 3 to 5). The first thin film 31 is a metal thin film that functions as a sheath electrode when the X-ray absorber 26 is formed by electroplating. The second thin film 32 is a metal thin film that stabilizes the bonding between the X-ray transmission part 27 and the metal layer 22, and is formed of a metal that has at least better adhesion to the X-ray transmission part 27 than the first thin film 31. . The third thin film 33 is a metal thin film for stabilizing the bonding between the support substrate 23 and the metal layer 22, and is formed of a metal having better adhesion to the support substrate 23 than at least the first thin film 31.

支持基板２３は、グリッド層２１を製造し、その構造を維持するための基板であり、低抵抗の導電性シリコン基板である。本明細書において低抵抗とは、電気メッキによりＸ線吸収部２６を形成するときに、少なくともシーズ電極として機能する程度の導電性を示す抵抗値である。具体的には、支持基板２３は、リン（Ｐ）やホウ素（Ｂ）、ヒ素（Ａｓ）等の不純物を添加し、比抵抗値を１．０×１０−４Ωｃｍより大きく１００Ωｃｍ以下としたシリコン基板である。ここで、１．０×１０−４Ωｃｍは、シリコン基板において理論上到達し得る最低の比抵抗値である。現実的なシリコン基板としては、１．０×１０−２Ωｃｍ程度の比抵抗値を有するものが知られている。本実施形態では、支持基板２３に低抵抗の導電性シリコン基板を用いるが、同様に低抵抗で導電性を有するガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板やゲルマニウム（Ｇｅ）基板を用いても良い。 The support substrate 23 is a substrate for manufacturing the grid layer 21 and maintaining its structure, and is a low-resistance conductive silicon substrate. In the present specification, the low resistance is a resistance value indicating conductivity that at least functions as a sheath electrode when the X-ray absorbing portion 26 is formed by electroplating. Specifically, the support substrate 23 is a silicon in which impurities such as phosphorus (P), boron (B), and arsenic (As) are added and the specific resistance value is greater than 1.0 × 10 −4 Ωcm and less than or equal to 100 Ωcm. It is a substrate. Here, 1.0 × 10 −4 Ωcm is the lowest specific resistance value that can theoretically be reached in the silicon substrate. As a practical silicon substrate, one having a specific resistance value of about 1.0 × 10 −2 Ωcm is known. In this embodiment, a low-resistance conductive silicon substrate is used as the support substrate 23, but similarly, a low-resistance and conductive gallium arsenide (GaAs) substrate or germanium (Ge) substrate may be used.

線源グリッド１２や第１グリッド１３は、上述の第２グリッド１４と同様に構成される。但し、Ｘ線吸収部の幅や、Ｘ線吸収部とＸ線透過部の配列ピッチ、全体としての大きさ等は各グリッドの配置等によって決定される。   The radiation source grid 12 and the first grid 13 are configured in the same manner as the second grid 14 described above. However, the width of the X-ray absorption unit, the arrangement pitch of the X-ray absorption unit and the X-ray transmission unit, the overall size, and the like are determined by the arrangement of each grid.

次に、第２グリッド１４を例にして、吸収型グリッドの製造方法を説明する。第２グリッド１４は、以下に説明するように、第１成膜工程、第２成膜工程、接合工程、エッチング工程、酸化膜形成工程、電気メッキ工程の概ね６工程で製造される。   Next, the manufacturing method of an absorption type grid is demonstrated for the 2nd grid 14 as an example. As will be described below, the second grid 14 is manufactured in approximately six processes including a first film forming process, a second film forming process, a bonding process, an etching process, an oxide film forming process, and an electroplating process.

図３に示すように、第２グリッド１４を製造するときには、まず、エッチング基板４１の一方の面に、第２薄膜３２と電極膜３１ａを成膜し、金属層２２ａを形成する（第１成膜工程）。   As shown in FIG. 3, when the second grid 14 is manufactured, first, the second thin film 32 and the electrode film 31a are formed on one surface of the etching substrate 41 to form the metal layer 22a (first formation). Membrane process).

エッチング基板４１は、Ｘ線透過部２７になる基板であり、高抵抗の非導電性シリコン基板である。このため、後の電気メッキ工程において、エッチング基板４１から形成されたＸ線透過部２７が金属層２２に接触しているが、Ｘ線透過部２７を通して電流が流れ、Ｘ線透過部２７の表面に直接金属が析出しまうことはない。   The etching substrate 41 is a substrate that becomes the X-ray transmission part 27 and is a high-resistance non-conductive silicon substrate. Therefore, in the subsequent electroplating process, the X-ray transmission part 27 formed from the etching substrate 41 is in contact with the metal layer 22, but a current flows through the X-ray transmission part 27, and the surface of the X-ray transmission part 27 There is no direct metal deposition.

第２薄膜３２は、エッチング基板４１の表面に例えば厚さ１０ｎｍ程度のチタン（Ｔｉ）で形成され、電極膜３１ａよりもエッチング基板４１への密着性が良い。本実施形態では、第２薄膜３２としてチタンを用いるが、第２薄膜３２は、クロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）または、チタンやこれらの金属を含む合金でも良い。これらの材料を用いる場合も、Ｘ線の吸収損失を抑えるために、第２薄膜３２の厚さは数ｎｍ〜数十ｎｍ程度にすることが好ましい。   The second thin film 32 is formed of, for example, titanium (Ti) having a thickness of about 10 nm on the surface of the etching substrate 41, and has better adhesion to the etching substrate 41 than the electrode film 31a. In this embodiment, titanium is used as the second thin film 32. However, the second thin film 32 may be chromium (Cr), nickel (Ni), titanium, or an alloy containing these metals. Even when these materials are used, it is preferable to set the thickness of the second thin film 32 to about several nanometers to several tens of nanometers in order to suppress X-ray absorption loss.

電極膜３１ａは、第２薄膜３２上に成膜され、例えば厚さ５０〜１００ｎｍ程度の金（Ａｕ）薄膜である。電極膜３１ａは、後述するように支持基板２３側に成膜される電極膜３１ｂと接合されることにより、電気メッキ工程におけるシーズ電極を形成する。このため、比抵抗値が１×１０−４Ωｃｍ以下であり、少なくとも半導体である支持基板２３よりも比抵抗値が小さい。ここでは電極膜３１ａに金を用いるが、メッキ液に耐性があり、電気メッキによるＸ線吸収部２６の形成が進みやすい材料で任意の材料で良い。例えば、金の他に、白金（Ｐｔ）や、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、イリジウム（Ｉｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等の金属膜、あるいはそれらの合金を用いることができる。これらの各種金属の中でも、電極膜３１ａには、金、白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム、あるいはこれらのいずれかを含む合金を用いることが好ましく、特に、イオン化傾向が小さくメッキ液耐性が高い金または白金を用いることが特に好ましい。金や白金はＸ線吸収能が比較的高いが、電極膜３１ａ（及び後述の電極膜３１ｂと接合された後の第１薄膜３１）は、Ｘ線の吸収が影響しない程度に薄く形成されているので、Ｘ線の損失はほぼない。 The electrode film 31a is formed on the second thin film 32 and is, for example, a gold (Au) thin film having a thickness of about 50 to 100 nm. The electrode film 31a is joined to an electrode film 31b formed on the support substrate 23 side as will be described later, thereby forming a sheath electrode in the electroplating process. For this reason, the specific resistance value is 1 × 10 −4 Ωcm or less, and the specific resistance value is smaller than at least the support substrate 23 which is a semiconductor. Here, gold is used for the electrode film 31a. However, any material may be used as long as it is resistant to the plating solution and the formation of the X-ray absorption part 26 by electroplating is easy to proceed. For example, in addition to gold, platinum (Pt), nickel (Ni), titanium (Ti), chromium (Cr), silver (Ag), tantalum (Ta), tungsten (W), iridium (Ir), palladium ( A metal film such as Pd) or rhodium (Rh), or an alloy thereof can be used. Among these various metals, it is preferable to use gold, platinum, iridium, palladium, rhodium, or an alloy containing any of these for the electrode film 31a. It is particularly preferable to use platinum. Gold or platinum has a relatively high X-ray absorption ability, but the electrode film 31a (and the first thin film 31 after being joined to an electrode film 31b described later) is formed thin enough to prevent the X-ray absorption from affecting the film. Therefore, there is almost no loss of X-rays.

次に、図４に示すように、支持基板２３の一方の表面に、第３薄膜３３と電極膜３１ｂを成膜し、金属層２２ｂを形成する（第２成膜工程）。   Next, as shown in FIG. 4, the third thin film 33 and the electrode film 31b are formed on one surface of the support substrate 23 to form the metal layer 22b (second film forming step).

第３薄膜３３は、例えば厚さ１０ｎｍ程度のチタン（Ｔｉ）で形成され、電極膜３１ｂよりもエッチング基板４１への密着性が良い。本実施形態では、第３薄膜３３を第２薄膜３２と同じチタンで形成するが、第２薄膜３２と異なる金属で形成しても良い。支持基板２３はシリコン基板なので、例えば、第２薄膜３２と同様にクロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）または、チタンやこれらの金属を含む合金を第３薄膜３３に用いることができる。また、これらの材料を用いる場合も、Ｘ線の吸収損失を抑えるために、第３薄膜３３の厚さは数ｎｍ〜数十ｎｍ程度にすることが好ましい。さらに、第３薄膜３３に、第２薄膜３２と異なる金属を用いても良い。   The third thin film 33 is made of, for example, titanium (Ti) having a thickness of about 10 nm, and has better adhesion to the etching substrate 41 than the electrode film 31b. In the present embodiment, the third thin film 33 is formed of the same titanium as the second thin film 32, but may be formed of a metal different from the second thin film 32. Since the support substrate 23 is a silicon substrate, for example, chromium (Cr), nickel (Ni), titanium, or an alloy containing these metals can be used for the third thin film 33 as with the second thin film 32. Even when these materials are used, it is preferable to set the thickness of the third thin film 33 to about several nm to several tens of nm in order to suppress X-ray absorption loss. Furthermore, a metal different from the second thin film 32 may be used for the third thin film 33.

電極膜３１ｂは、第３薄膜３３上に成膜され、例えば厚さ５０ｎｍ程度の金薄膜である。電極膜３１ｂは、支持基板２３側に成膜された電極膜３１ａと接合され、電気メッキ工程におけるシーズ電極になる。このため、電極膜３１ｂの比抵抗値は１×１０−４Ωｃｍ以下であり、少なくとも半導体である支持基板２３よりも比抵抗値が小さい。電極膜３１ｂは、電極膜３１ａと同様の金属材料を用いることができる。但し、後述するように電極膜３１ｂは電極膜３１ａと拡散接合により接合されるので、電極膜３１ｂは電極膜３１ａと同じ金属種で形成されることが好ましい。 The electrode film 31b is formed on the third thin film 33 and is, for example, a gold thin film having a thickness of about 50 nm. The electrode film 31b is joined to the electrode film 31a formed on the support substrate 23 side, and becomes a sheath electrode in the electroplating process. For this reason, the specific resistance value of the electrode film 31b is 1 × 10 −4 Ωcm or less, and the specific resistance value is smaller than at least the support substrate 23 which is a semiconductor. The electrode film 31b can be formed using the same metal material as the electrode film 31a. However, since the electrode film 31b is bonded to the electrode film 31a by diffusion bonding as will be described later, the electrode film 31b is preferably formed of the same metal species as the electrode film 31a.

なお、本実施形態では、第２薄膜３２と第３薄膜３３を同じチタン薄膜にしたが、互いに異なる金属を用いても良い。また、電極膜３１ａと電極膜３１ｂをともに金薄膜で形成するが、これらは接合工程において接合させることができれば互いに異なる金属を用いても良い。   In the present embodiment, the second thin film 32 and the third thin film 33 are the same titanium thin film, but different metals may be used. Further, both the electrode film 31a and the electrode film 31b are formed of a gold thin film. However, different metals may be used as long as they can be bonded in the bonding process.

さらに、本実施形態では、説明のためにエッチング基板４１に金属層２２ａを成膜する工程を第１成膜工程とし、支持基板２３上に金属層２２ｂを成膜する工程を第２成膜工程としたが、当然、支持基板２３上に金属層２２ｂを成膜する工程を第１に行い、その後エッチング基板４１に金属層２２ｂを成膜する工程を行なっても良い。さらに、第２薄膜３２と第３薄膜３３に同じ材料（例えば上述の実施形態のようにともにチタン）を用い、かつ、金属層２２ａと金属層２２ｂに同じ材料（例えば上述の実施形態のようにともに金薄膜）を用い、対応する各薄膜の厚さを同じにする場合は、エッチング基板４１と支持基板２３に対して同じ成膜装置で同時に金属層２２ａ，２２ｂを形成することができる。この場合、第１成膜工程と第２成膜工程は同時に行われる。   Further, in the present embodiment, for the sake of explanation, the step of forming the metal layer 22a on the etching substrate 41 is referred to as a first film forming step, and the step of forming the metal layer 22b on the support substrate 23 is referred to as a second film forming step. Of course, the step of forming the metal layer 22b on the support substrate 23 may be performed first, and then the step of forming the metal layer 22b on the etching substrate 41 may be performed. Further, the same material (for example, both titanium as in the above embodiment) is used for the second thin film 32 and the third thin film 33, and the same material (for example, as in the above embodiment) is used for the metal layer 22a and the metal layer 22b. In the case of using both thin gold films and the corresponding thin films having the same thickness, the metal layers 22a and 22b can be simultaneously formed on the etching substrate 41 and the support substrate 23 by the same film forming apparatus. In this case, the first film forming process and the second film forming process are performed simultaneously.

図５に示すように、金属層２２ａ，２２ｂがそれぞれ形成されたエッチング基板４１と支持基板２３は、拡散接合により接合される（接合工程）。具体的には、エッチング基板４１と支持基板２３を電極膜３１ａと電極膜３１ｂを当接させ、加圧及び加熱し、電極膜３１ａ及び電極膜３１ｂの原子を拡散させて電極膜３１ａと電極膜３１ｂを拡散接合され、全体としてはエッチング基板４１と支持基板２３が接合される。電極膜３１ａと電極膜３１ｂは接合されると一体化して第１薄膜３１になる。したがって、エッチング基板４１と支持基板２３の間に形成される金属層２２は、第２薄膜３２、第１薄膜３１、第３薄膜３３の３層構造である。接合工程の圧力，温度，及び処理時間は、エッチング基板４１や支持基板２３、金属層２２ａ，２２ｂに塑性変形が生じたり、溶融したりしない範囲内で、接合不良が発生しないようにエッチング基板４１や支持基板２３、金属層２２ａ，２２ｂの材料や厚さに応じて決定される。   As shown in FIG. 5, the etching substrate 41 and the support substrate 23 on which the metal layers 22a and 22b are respectively formed are bonded by diffusion bonding (bonding process). Specifically, the etching substrate 41 and the support substrate 23 are brought into contact with the electrode film 31a and the electrode film 31b, pressed and heated, and the atoms of the electrode film 31a and the electrode film 31b are diffused to thereby diffuse the electrode film 31a and the electrode film. 31b is diffusion bonded, and the etching substrate 41 and the support substrate 23 are bonded as a whole. When the electrode film 31 a and the electrode film 31 b are joined, they are integrated into the first thin film 31. Therefore, the metal layer 22 formed between the etching substrate 41 and the support substrate 23 has a three-layer structure of the second thin film 32, the first thin film 31, and the third thin film 33. The pressure, temperature, and processing time of the bonding process are within the range in which the etching substrate 41, the support substrate 23, and the metal layers 22a and 22b are not plastically deformed or melted, so that the bonding substrate does not cause defective bonding. It is determined according to the material and thickness of the support substrate 23 and the metal layers 22a and 22b.

図６に示すように、エッチング基板４１と支持基板２３の接合体は、Ｘ線透過部２７である柱板上構造とＸ線吸収部２６に対応する溝４７がエッチングによりエッチング基板４１に形成される（エッチング工程）。具体的には、まず、露呈されたエッチング基板４１の表面にレジストを塗布し、これを露光及び現像して、Ｘ線透過部２７及びＸ線吸収部２６の配列ピッチに対応する直線状パターンのエッチングマスクを形成する。そして、金属層２２をエッチストッパとして、深堀用のエッチングをすることにより、Ｘ線透過部２７と溝４７を形成する。   As shown in FIG. 6, in the joined body of the etching substrate 41 and the support substrate 23, a column plate structure that is an X-ray transmission part 27 and a groove 47 corresponding to the X-ray absorption part 26 are formed in the etching substrate 41 by etching. (Etching process). Specifically, first, a resist is applied to the exposed surface of the etching substrate 41, and this is exposed and developed. An etching mask is formed. Then, the X-ray transmission part 27 and the groove 47 are formed by performing deep etching using the metal layer 22 as an etch stopper.

深堀用のエッチングには、例えば、ボッシュプロセスと呼ばれるドライエッチングが好適である。ボッシュプロセスは、例えば、シリコン（エッチング基板４１）をエッチングするＳＦ６ガスと、保護膜を形成するためのＣ４Ｆ８ガスとを用いるエッチング方法である。ＳＦ６ガスでエッチング基板４１をエッチングすると深さ方向だけでなく、横方向にもエッチングが進行するため、これだけでは第２グリッド１４のようにアスペクト比が大きい溝を形成することができない。このため、ボッシュプロセスでは、ＳＦ６ガスで所定時間エッチングした後、Ｃ４Ｆ８ガスに切り換え、プラズマにより生成されるＣＦｎのポリマーを溝４７内に付着させて保護膜を形成する。そして、再びＳＦ６ガスによりエッチングを行う。このボッシュプロセスによれば、底面に比べて側面のエッチング速度は低いため、ほぼ底面だけをエッチングして溝４７を深堀りすることができる。 For deep trench etching, for example, dry etching called a Bosch process is suitable. The Bosch process is an etching method using, for example, SF 6 gas for etching silicon (etching substrate 41) and C 4 F 8 gas for forming a protective film. When the etching substrate 41 is etched with SF 6 gas, the etching proceeds not only in the depth direction but also in the lateral direction. Therefore, it is not possible to form a groove having a large aspect ratio like the second grid 14 alone. For this reason, in the Bosch process, after etching with SF 6 gas for a predetermined time, switching to C 4 F 8 gas is performed, and a polymer of CF n generated by plasma is adhered in the groove 47 to form a protective film. Then, etching is again performed using SF 6 gas. According to this Bosch process, since the etching rate of the side surface is lower than that of the bottom surface, only the bottom surface can be etched to deepen the groove 47.

また、エッチング工程では、さらに溝４７の底に金属層２２の第１薄膜３１が露呈するエッチングを行う。電気メッキ工程では、金属層２２の一部が溝４７の底に露呈していれば、電気メッキを行うことができるので、第２薄膜３２が露呈されていても良いが、例えばチタンからなる第２薄膜３２が溝４７の底に露呈していると、金イオンよりもイオン化傾向が大きいので、チタンイオンがメッキ液中に溶出してメッキ液を汚染する。また、第２薄膜３２は大気やメッキ液と接触すると表面が酸化されるが、酸化した第２薄膜３２表面と電気メッキにより析出する金の密着性は良くない。このため、溝４７の底に露呈された第２薄膜３２を除去し、第１薄膜３２を露呈させてから電気メッキを行うことが好ましい。第１薄膜３２は、電気メッキによって析出させる金で形成されているので、メッキ液耐性があり、かつ、大気やメッキ液に露呈されても表面酸化が起こらないので、析出する金との密着性が良い。   In the etching process, etching is performed such that the first thin film 31 of the metal layer 22 is exposed at the bottom of the groove 47. In the electroplating process, if a part of the metal layer 22 is exposed to the bottom of the groove 47, the electroplating can be performed. Therefore, the second thin film 32 may be exposed, but for example, a second film made of titanium. If the two thin films 32 are exposed at the bottom of the groove 47, since the ionization tendency is greater than that of gold ions, titanium ions are eluted in the plating solution and contaminate the plating solution. Further, the surface of the second thin film 32 is oxidized when it comes into contact with the atmosphere or a plating solution, but the adhesion between the oxidized second thin film 32 surface and gold deposited by electroplating is not good. For this reason, it is preferable to perform the electroplating after removing the second thin film 32 exposed at the bottom of the groove 47 and exposing the first thin film 32. Since the first thin film 32 is formed of gold deposited by electroplating, it is resistant to plating solution, and surface oxidation does not occur even when exposed to the atmosphere or plating solution. Is good.

上述のエッチング工程により、Ｘ線透過部２７と溝４７を形成した後は、同じく図６に示すように、Ｘ線透過部２７の表面に酸化膜２７ａを形成する（酸化膜形成工程）。Ｘ線透過部２７は電気メッキ工程において実質的に絶縁体として機能するが、Ｘ線透過部２７の表面に酸化膜２７ａを設けておくことにより、より確実な絶縁性を確保される。ここではＸ線透過部２７の表面に酸化膜２７ａを設けるが、Ｘ線透過部２７の表面に酸化膜２７ａ以外の絶縁性の材料を成膜しても良い。この酸化膜形成工程は省略しても良いが、酸化膜２７ａを形成しておくと、電気メッキ工程において成長不良やボイドの発生を抑えられ、イオン化傾向の違いによりＸ線透過部２７からシリコンが溶出してメッキ液を汚染されることを防止することができる。   After the X-ray transmission part 27 and the groove 47 are formed by the above-described etching process, an oxide film 27a is formed on the surface of the X-ray transmission part 27 as shown in FIG. 6 (oxide film formation process). The X-ray transmission part 27 substantially functions as an insulator in the electroplating process, but by providing the oxide film 27a on the surface of the X-ray transmission part 27, more reliable insulation is ensured. Here, the oxide film 27 a is provided on the surface of the X-ray transmission part 27, but an insulating material other than the oxide film 27 a may be formed on the surface of the X-ray transmission part 27. Although this oxide film forming step may be omitted, if the oxide film 27a is formed, growth defects and voids can be suppressed in the electroplating step, and silicon is transferred from the X-ray transmitting portion 27 due to a difference in ionization tendency. Elution and contamination of the plating solution can be prevented.

なお、膜質が良い酸化膜２７ａや厚い酸化膜２７ａを設ける場合に、酸化膜２７ａによって電気メッキ工程におけるＸ線透過部２７の絶縁性を確保することができるならば、Ｘ線透過部２７（シリコン基板４１）自体の絶縁性は前述の条件（比抵抗値１．０×１０３Ωｃｍ以上）を必ずしも満たしていなくても良く、酸化膜２７ａを含めて前述の条件を満たしていれば良い。 In the case where the oxide film 27a having a good film quality or the thick oxide film 27a is provided, if the insulating property of the X-ray transmission part 27 in the electroplating process can be secured by the oxide film 27a, the X-ray transmission part 27 (silicon The insulating property of the substrate 41) itself does not necessarily satisfy the above-described condition (specific resistance value of 1.0 × 10 3 Ωcm or more), and it is only required to satisfy the above-described condition including the oxide film 27a.

酸化膜２７ａの形成後は、図７に示すように、メッキ液に浸漬して、電気メッキにより溝４７に金を析出させて充填し、Ｘ線吸収部２６を形成する（電気メッキ工程）。電流端子の陰極は支持基板２３に接続される。そして、メッキ液に浸漬した状態で支持基板２３と陽極４９間に通電すると、金属層２２がシーズ電極となり、メッキ液に含まれる金イオン（Ａｕ＋）が露呈された金属層２２の表面に接触することにより金（Ａｕ）が析出する。このため、溝４７には底部から金が充填され、Ｘ線吸収部２６が形成される。この電気メッキ工程により、グリッド２１、及び全体として第２グリッド１４が完成する。 After the formation of the oxide film 27a, as shown in FIG. 7, it is immersed in a plating solution, and gold is deposited and filled in the grooves 47 by electroplating to form the X-ray absorbing portion 26 (electroplating step). The cathode of the current terminal is connected to the support substrate 23. Then, when energized between the support substrate 23 and the anode 49 while immersed in the plating solution, the metal layer 22 becomes a sheath electrode and contacts the surface of the metal layer 22 where gold ions (Au + ) contained in the plating solution are exposed. As a result, gold (Au) is deposited. For this reason, the groove 47 is filled with gold from the bottom, and the X-ray absorption part 26 is formed. By this electroplating process, the grid 21 and the second grid 14 as a whole are completed.

なお、前述のようにエッチング工程では金属層２２のうち第１薄膜３１が露呈されるので、より正確には第１薄膜３１がシーズ電極である。   In addition, since the 1st thin film 31 is exposed among the metal layers 22 in an etching process as mentioned above, the 1st thin film 31 is a sheath electrode more correctly.

また、電気メッキ工程で用いるメッキ液は、例えばシアン金浴（ＫＡｕ（ＣＮ）２）であり、ｐＨ緩衝材としてＫＨ２ＰＯ４，ＫＯＨを添加することによりｐＨ６〜８に調節される。例えば、メッキ液の温度は２５〜７０℃、電流密度は０．００１〜１Ａ／ｃｍ２とし、陽極４９には白金を用いることができる。この電気メッキ工程の諸条件は一例であり、Ｘ線吸収部２６を形成することができれば任意である。また、電気メッキ工程において、Ｘ線吸収部２６として溝４７に充填する金属も、溝４７の深さを考慮して、Ｘ線を遮蔽することができれば金以外の金属を用いても良い。 The plating solution used in the electroplating process is, for example, a cyan gold bath (KAu (CN) 2 ), and is adjusted to pH 6-8 by adding KH 2 PO 4 , KOH as a pH buffer material. For example, the temperature of the plating solution is 25 to 70 ° C., the current density is 0.001 to 1 A / cm 2, and platinum can be used for the anode 49. The various conditions of this electroplating process are examples, and are arbitrary if the X-ray absorption part 26 can be formed. In addition, in the electroplating process, the metal filling the groove 47 as the X-ray absorber 26 may be a metal other than gold as long as the X-ray can be shielded in consideration of the depth of the groove 47.

以上のように、第２グリッド１４は、支持基板２３に低抵抗の導電性シリコン基板を用い、電気メッキ工程において支持基板２３に電流端子を接続する。非導電性のシリコン基板を支持基板にする場合には、Ｘ線透過部２７を形成するエッチング基板４１と支持基板２３を金属層２２ａ，２２ｂによって接合する前に、例えばシリコン基板４１の端部を切除し、予めシーズ電極になる金属層２２を露呈させておく必要があるが、上述の第２グリッド１４とその製造方法によれば、この工程は不要である。したがって、エッチング基板４１と支持基板２３の接合時に当接される電極膜３１ａ，３１ｂの表面には、通常、ゴミやキズがつくことがないので、これらに起因する接合不良は発生しない。   As described above, the second grid 14 uses a low-resistance conductive silicon substrate for the support substrate 23 and connects the current terminals to the support substrate 23 in the electroplating process. When a non-conductive silicon substrate is used as a support substrate, for example, an end portion of the silicon substrate 41 is formed before the etching substrate 41 and the support substrate 23 that form the X-ray transmission part 27 are joined by the metal layers 22a and 22b. Although it is necessary to excise and expose the metal layer 22 which becomes a seed electrode beforehand, according to the above-mentioned 2nd grid 14 and its manufacturing method, this process is unnecessary. Therefore, since the surface of the electrode films 31a and 31b that are in contact with each other when the etching substrate 41 and the support substrate 23 are bonded does not usually have dust and scratches, bonding defects caused by these do not occur.

また、シーズ電極として機能する金属層２２自体は薄いが、支持基板２３は厚く、導電性があり、比抵抗値も金属（金属層２２）に比べて大きいので、電気メッキ工程において通電するときの局所的な電流密度は金属層２２の厚さではなく、ほぼ支持基板２３の導電性で決まる。したがって、金属層２２自体は薄いが、金属層２２を流れる電流が局所的に集中して金属層２２が破壊される不具合は生じない。   Further, although the metal layer 22 itself functioning as a sheath electrode is thin, the support substrate 23 is thick, conductive, and has a larger specific resistance value than that of the metal (metal layer 22). The local current density is determined not by the thickness of the metal layer 22 but by the conductivity of the support substrate 23. Therefore, although the metal layer 22 itself is thin, there is no problem that the current flowing through the metal layer 22 is locally concentrated and the metal layer 22 is destroyed.

導電性のシリコン基板に溝４７を設け、この導電性のシリコン基板自体を電気メッキ工程におけるシーズ電極にする場合と比較する。   Compared with the case where the groove 47 is provided in the conductive silicon substrate and the conductive silicon substrate itself is used as a sheath electrode in the electroplating process.

図８に示すように、低抵抗であり、導電性のエッチング基板５１自体をシーズ電極にする場合、エッチング基板５１にＸ線透過部２７、及びＸ線吸収部２６に対応する溝４７を形成するエッチングをすると、エッチストッパがないので、に溝４７を形成すると、例えば各溝４７の深さにばらつきδが発生することがある。   As shown in FIG. 8, when the conductive etching substrate 51 having a low resistance and the conductive etching substrate 51 itself is used as a sheath electrode, an X-ray transmitting portion 27 and a groove 47 corresponding to the X-ray absorbing portion 26 are formed in the etching substrate 51. When etching is performed, there is no etch stopper. Therefore, when the grooves 47 are formed, for example, a variation δ may occur in the depth of each groove 47.

このように、溝４７の深さのばらつきδがあるときに、そのまま電気メッキ工程において溝４７にＸ線吸収材を充填すると、図９に示すように、金属と比較してエッチング基板５１の抵抗値が大きいために、ばらつきδに応じて各溝４７の抵抗値が大きく変わってしまうので、各溝４７に析出するＸ線吸収材の析出速度や析出量に相違が生じる。このように、Ｘ線吸収材の析出速度や析出量が各溝４７で異なると、例えば、わずかに底が浅い溝４７では過剰にＸ線吸収材が析出し、場合によってはＸ線透過部２７を傾斜させ、さらに倒壊させてしまうこともある。当然、Ｘ線透過部４７の一部が傾斜したものは第２グリッド１４としての使用には適さない。   In this manner, when there is a variation in the depth δ of the groove 47, if the groove 47 is filled with the X-ray absorber as it is in the electroplating process, the resistance of the etching substrate 51 is compared with that of the metal as shown in FIG. Since the value is large, the resistance value of each groove 47 varies greatly according to the variation δ, and therefore the precipitation rate and the amount of precipitation of the X-ray absorber deposited in each groove 47 vary. As described above, when the deposition rate and the deposition amount of the X-ray absorbing material are different in each groove 47, for example, the X-ray absorbing material is excessively precipitated in the groove 47 having a slightly shallow bottom, and in some cases, the X-ray transmitting portion 27 is deposited. Can be tilted and further collapsed. Naturally, a part of the X-ray transmission part 47 inclined is not suitable for use as the second grid 14.

これに対して、上述の実施形態では、支持基板２３とエッチング基板４１の間に金属層２２があり、金属層２２は単に電気メッキ工程においてシーズ電極になるだけではなく、溝４７を形成するエッチング工程においてエッチストッパとしても機能する。このため、Ｘ線吸収部２６になる溝４７の深さは一様に揃えられ、各溝４７の深さのばらつきはほぼなく、前述のような溝４７の傾斜等は発生しない。   On the other hand, in the above-described embodiment, the metal layer 22 is provided between the support substrate 23 and the etching substrate 41, and the metal layer 22 is not only a sheath electrode in the electroplating process, but also an etching for forming the groove 47. It also functions as an etch stopper in the process. For this reason, the depths of the grooves 47 that become the X-ray absorbing portions 26 are uniform, there is almost no variation in the depths of the grooves 47, and the inclination of the grooves 47 as described above does not occur.

さらに、エッチング基板４１と支持基板２３は、導電性の違いはあるもののどちらも同じシリコン基板であり、これらの熱膨張係数はほぼ等しい。エッチング基板４１と支持基板２３の熱膨張係数の差が大きい場合、接合工程における加熱によってエッチング基板４１や支持基板２３が膨張すると膨張率に差が生じるために、内包する応力により接合後にエッチング基板４１と支持基板２３の接合体に反りが生じ、場合によっては反りによって破損してしまうことがある。また、接合自体が困難になることもある。同様に、エッチング基板４１と支持基板２３の熱膨張係数に差が大きい場合、Ｘ線画像撮影装置１０の使用によりＸ線吸収部２６がＸ線を吸収して熱を持つことによってエッチング基板４１（Ｘ線透過部２７）や支持基板２３が膨張，収縮して、第２グリッド１４が反ってしまったり、割れてしまったりする等の不具合が生じることがある。しかし、上述の実施形態のようにエッチング基板４１と支持基板２３の熱膨張係数がほぼ等しい場合には、こうした温度変化による破損の発生を抑えることができる。   Furthermore, the etching substrate 41 and the support substrate 23 are both the same silicon substrate although there is a difference in conductivity, and their thermal expansion coefficients are almost equal. When the difference between the thermal expansion coefficients of the etching substrate 41 and the support substrate 23 is large, a difference in expansion coefficient occurs when the etching substrate 41 or the support substrate 23 expands due to heating in the bonding process. And the support substrate 23 may be warped, and in some cases, the warped body may be damaged. Moreover, joining itself may become difficult. Similarly, when the difference in thermal expansion coefficient between the etching substrate 41 and the support substrate 23 is large, the use of the X-ray imaging apparatus 10 causes the X-ray absorption unit 26 to absorb X-rays and have heat, thereby causing the etching substrate 41 ( The X-ray transmission part 27) and the support substrate 23 may expand and contract, and the second grid 14 may be warped or cracked. However, when the thermal expansion coefficients of the etching substrate 41 and the support substrate 23 are substantially equal as in the above-described embodiment, the occurrence of breakage due to such a temperature change can be suppressed.

また、導電性のシリコン基板５１自体をシーズ電極にすると、イオン化傾向の違いによりメッキ液中にシリコンが置換され、メッキ液を汚染するが、上述の実施形態では、支持基板２３はメッキ液に触れず、金属層２２（特に第１薄膜３１）だけがメッキ液に触れるようにしておくことにより、メッキ液の汚染を防ぐことができる。   In addition, when the conductive silicon substrate 51 itself is used as a seed electrode, silicon is replaced in the plating solution due to a difference in ionization tendency and contaminates the plating solution. In the above embodiment, the support substrate 23 touches the plating solution. First, only the metal layer 22 (particularly the first thin film 31) is allowed to come into contact with the plating solution, so that contamination of the plating solution can be prevented.

なお、上述の実施形態では、金属層２２を第２薄膜３２、第１薄膜３１、第３薄膜３３の３層構造にする例を説明したが、金属層２２は少なくとも第１薄膜３１だけで形成することができる。但し、第１薄膜３１に加えて第２薄膜３２を設けておけば、エッチング基板４１及びＸ線透過部２７と金属層２２の密着性が向上するので、熱膨張等によって金属層２２とＸ線透過部２７の界面が剥離する等の不具合を防ぐことができる。同様に、第１薄膜３１に加えて第１薄膜３３を設けておけば、金属層２２と支持基板２３の密着性を向上させ、この界面での剥離等の不具合を防ぐことができる。   In the above-described embodiment, the example in which the metal layer 22 has the three-layer structure of the second thin film 32, the first thin film 31, and the third thin film 33 has been described. However, the metal layer 22 is formed by at least the first thin film 31 alone. can do. However, if the second thin film 32 is provided in addition to the first thin film 31, the adhesion between the etching substrate 41 and the X-ray transmission part 27 and the metal layer 22 is improved. Problems such as peeling of the interface of the transmission part 27 can be prevented. Similarly, if the first thin film 33 is provided in addition to the first thin film 31, the adhesion between the metal layer 22 and the support substrate 23 can be improved, and problems such as peeling at this interface can be prevented.

なお、上述の実施形態では、第２グリッド１４は平板状に形成され、平板状のままＸ線画像撮影システム１０に搭載するが、Ｘ線源１１から照射されるＸ線はコーンビーム状に広がるので、平板状のグリッドを用いると、グリッドの周縁部においてＸ線がケラレることがある。ケラレを低減するためには、図１０に示すように、第２グリッド１４等をＸ線の広がりに合わせて円筒面状（あるいは球面状）に湾曲させることが好ましい。第１薄膜３１に加え、金属層２２に第２薄膜３２や第３薄膜３２を設けておけば、第２グリッド１４は、金属層２２とＸ線透過部２７の密着性が良く、及び金属層２２と支持基板２３の接合は強固なので、湾曲させても破損し難い。   In the above-described embodiment, the second grid 14 is formed in a flat plate shape and is mounted on the X-ray imaging system 10 in a flat plate shape, but the X-rays emitted from the X-ray source 11 spread in a cone beam shape. Therefore, when a flat grid is used, X-rays may be vignetted at the periphery of the grid. In order to reduce vignetting, it is preferable to curve the second grid 14 or the like into a cylindrical surface (or spherical surface) in accordance with the spread of X-rays, as shown in FIG. If the second thin film 32 and the third thin film 32 are provided on the metal layer 22 in addition to the first thin film 31, the second grid 14 has good adhesion between the metal layer 22 and the X-ray transmission part 27, and the metal layer. Since the bond between the support 22 and the support substrate 23 is strong, it is difficult to be damaged even if it is bent.

なお、上述の実施形態では、第２グリッド１４を例に説明したが、線源グリッド１２及びその製造方法は、上述の第２グリッド１４及びその製造方法と同様である。その効果も同様である。   In the above-described embodiment, the second grid 14 has been described as an example. However, the source grid 12 and the manufacturing method thereof are the same as the above-described second grid 14 and the manufacturing method thereof. The effect is the same.

なお、上述の実施形態では、第１グリッド１３が位相型グリッドであるが、第１グリッド１３は吸収型グリッドであっても良い。線源グリッド１２、第１グリッド１３、第２グリッド１４のうちいずれかが上述の実施形態のグリッドを少なくとも１つ使用していればその利益を得ることができる。   In the above-described embodiment, the first grid 13 is a phase grid, but the first grid 13 may be an absorption grid. If any of the radiation source grid 12, the first grid 13, and the second grid 14 uses at least one of the grids of the above-described embodiment, the benefits can be obtained.

なお、エッチング基板４１と支持基板２３にシリコン基板を用いる例を説明したが、
ＧａＡｓ基板やＧｅ基板等を用いても良い。また、Ｘ線透過性であれば半導体基板でなくても良い。 In addition, although the example which uses a silicon substrate for the etching substrate 41 and the support substrate 23 was demonstrated,
A GaAs substrate, a Ge substrate, or the like may be used. Further, it may not be a semiconductor substrate as long as it is X-ray transparent.

また、上述の実施形態では、導電性の有無の違いはあるがエッチング基板４１と支持基板２３に同じ材料からなる基板（シリコン基板）を用いるが、エッチング基板４１と支持基板２３に互いに異なる材料からなる基板を用いても良い。例えば、エッチング基板４１にシリコン基板を用い、支持基板２３をガリウムヒ素基板にしても良い。但し、エッチング基板４１及び支持基板２３はどちらもＸ線透過性であり、エッチング基板４１は電気メッキ工程においてほぼ絶縁体として機能し、支持基板２３は導電性を有することが必要なのは上述の実施形態で説明したとおりである。また、前述のように、エッチング基板４１と支持基板２３にそれぞれ違う材料の基板を用いても良い。但し、前述のように、エッチング基板４１と支持基板２３をともに同じ材料からなる基板を用いればこれらの熱膨張係数の違いによる不具合を防止することができるので、エッチング基板４１と支持基板２３に互いに異なる材料を用いる場合であっても、熱膨張係数の差が少ないようにエッチング基板４１及び支持基板２３の材料を選択することが好ましい。   In the above-described embodiment, the etching substrate 41 and the support substrate 23 are made of the same material (silicon substrate), although there is a difference in conductivity. However, the etching substrate 41 and the support substrate 23 are made of different materials. A substrate may be used. For example, a silicon substrate may be used as the etching substrate 41 and the support substrate 23 may be a gallium arsenide substrate. However, the etching substrate 41 and the support substrate 23 are both X-ray transparent, the etching substrate 41 functions as an insulator in the electroplating process, and the support substrate 23 is required to have conductivity as described in the above embodiment. As explained in. Further, as described above, substrates made of different materials may be used for the etching substrate 41 and the support substrate 23, respectively. However, as described above, if both the etching substrate 41 and the support substrate 23 are made of the same material, problems due to the difference in the thermal expansion coefficient can be prevented, so that the etching substrate 41 and the support substrate 23 are mutually connected. Even when different materials are used, it is preferable to select materials for the etching substrate 41 and the support substrate 23 so that the difference in thermal expansion coefficient is small.

なお、本実施形態ではエッチング工程において、ボッシュプロセスによりエッチング基板４１を深堀りして溝４７を形成したが、他のエッチング方法で溝４７を形成しても良い。例えば、シリコン単結晶の面方位によってエッチング速度が異なる異方性のウェットエッチングで溝４７を形成しても良い。   In the present embodiment, in the etching process, the etching substrate 41 is deepened by a Bosch process to form the groove 47, but the groove 47 may be formed by another etching method. For example, the grooves 47 may be formed by anisotropic wet etching with different etching rates depending on the plane orientation of the silicon single crystal.

また、上記実施形態では、被検体ＨをＸ線源と第１グリッドとの間に配置しているが、被検体Ｈを第１グリッドと第２グリッドとの間に配置してもよい。この場合にも同様に位相コントラスト画像が生成される。また、上記実施形態では、線源グリッドを設けているが、線源グリッドを省略してもよい。   In the above embodiment, the subject H is disposed between the X-ray source and the first grid. However, the subject H may be disposed between the first grid and the second grid. In this case as well, a phase contrast image is similarly generated. In the above embodiment, the radiation source grid is provided, but the radiation source grid may be omitted.

本発明は、医療診断用の放射線画像撮影システムのほか、工業用や、非破壊検査等のその他の放射線撮影システムに適用可能である。また、本発明のグリッドは、Ｘ線撮影において散乱線を除去する散乱線除去用グリッドにも適用可能である。更に、本発明は、放射線として、Ｘ線以外にガンマ線等を用いる放射線画像撮影システムにも適用可能である。   The present invention is applicable not only to a radiographic imaging system for medical diagnosis but also to other radiographic systems for industrial use and nondestructive inspection. The grid of the present invention can also be applied to a scattered radiation removal grid that removes scattered radiation in X-ray imaging. Furthermore, the present invention can also be applied to a radiographic imaging system that uses gamma rays or the like in addition to X-rays.

１０ Ｘ線画像撮影システム
１１ Ｘ線源
１２ 線源グリッド
１３ 第１グリッド
１４ 第２グリッド
１５ Ｘ線画像検出器
２２ 金属層
２３ 支持基板
２６ Ｘ線吸収部
２７ Ｘ線透過部
３１ 第１薄膜
３２ 第２薄膜
３３ 第３薄膜
４１ エッチング基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 X-ray imaging system 11 X-ray source 12 Source grid 13 1st grid 14 2nd grid 15 X-ray image detector 22 Metal layer 23 Support substrate 26 X-ray absorption part 27 X-ray transmission part 31 1st thin film 32 1st 2 thin film 33 3rd thin film 41 etching substrate

Claims (11)

放射線を吸収する放射線吸収部と前記放射線を透過する放射線透過部が前記放射線の入射方向に対して垂直な方向に交互に配列され、前記放射線透過部の比抵抗値が１．０×１０３Ωｃｍ以上の高抵抗であるグリッド層と、
比抵抗値が１．０×１０−４Ωｃｍより大きく１００Ωｃｍ以下である低抵抗な支持基板と、
前記グリッド層と前記支持基板の間に設けられた金属層と、
を備える放射線画像撮影用グリッド。 A radiation absorbing portion that absorbs radiation and a radiation transmitting portion that transmits the radiation are alternately arranged in a direction perpendicular to the incident direction of the radiation, and a specific resistance value of the radiation transmitting portion is 1.0 × 10 3 Ωcm. A grid layer having a high resistance, and
A low resistance support substrate having a specific resistance value greater than 1.0 × 10 −4 Ωcm and not greater than 100 Ωcm;
A metal layer provided between the grid layer and the support substrate;
A grid for radiographic imaging. 前記金属層は、第１薄膜と、第２薄膜または第３薄膜を含み、
前記第１薄膜は前記放射線吸収部を電気メッキにより形成するときにシーズ電極として機能する金属薄膜であり、
前記第２薄膜は、前記第１薄膜よりも前記放射線透過部に対する密着性が良く、前記第１薄膜と前記グリッド層の間に設けられる金属薄膜であり、
前記第３薄膜は、前記第１薄膜よりも前記支持基板に対する密着性が良く、前記第１薄膜と前記支持基板の間に設けられる金属薄膜であること
を特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影用グリッド。 The metal layer includes a first thin film and a second thin film or a third thin film,
The first thin film is a metal thin film that functions as a sheath electrode when the radiation absorbing portion is formed by electroplating.
The second thin film is a metal thin film that has better adhesion to the radiation transmitting portion than the first thin film, and is provided between the first thin film and the grid layer,
The radiographic image according to claim 1, wherein the third thin film has better adhesion to the support substrate than the first thin film, and is a metal thin film provided between the first thin film and the support substrate. Grid for shooting. 前記金属層は、前記第１薄膜、前記第２薄膜、前記第３薄膜を備える３層構造であることを特徴とする請求項２記載の放射線画像撮影用グリッド。   The radiographic imaging grid according to claim 2, wherein the metal layer has a three-layer structure including the first thin film, the second thin film, and the third thin film. 前記放射線透過部は、非導電性シリコンであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射線画像撮影用グリッド。   The radiographic imaging grid according to claim 1, wherein the radiation transmitting portion is non-conductive silicon. 前記金属層の比抵抗値は１．０×１０−４Ωｃｍ以下であり、
前記支持基板は、不純物をドープした導電性シリコン基板であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の放射線画像撮影用グリッド。 The specific resistance value of the metal layer is 1.0 × 10 −4 Ωcm or less,
The radiographic imaging grid according to claim 1, wherein the support substrate is a conductive silicon substrate doped with impurities. 前記放射線透過部の表面に絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の放射線画像撮影用グリッド。   The grid for radiographic imaging according to claim 1, wherein an insulating film is formed on a surface of the radiation transmitting portion. 前記金属層は、前記第１薄膜によって前記放射線吸収部と接続されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の放射線画像撮影用グリッド。   The radiographic imaging grid according to any one of claims 2 to 6, wherein the metal layer is connected to the radiation absorbing portion by the first thin film. 非導電性の第１基板の表面に第１金属薄膜を成膜する第１成膜工程と、
導電性の第２基板の表面に第２金属薄膜を成膜する第２成膜工程と、
前記第１基板と前記第２基板を表面に成膜された前記第１金属薄膜と前記第２金属薄膜を向かい合わせ、拡散接合により接合する接合工程と、
前記第１基板をエッチングして、放射線を透過する放射線透過部と、放射線を吸収する放射線吸収部になる溝を形成するエッチング工程と、
前記第２基板に電流端子を接続し、前記第１金属薄膜と前記第２金属薄膜が接合された金属層をシーズ電極として電気メッキを行い、前記溝に前記放射線吸収部になる金属を埋め込む電気メッキ工程と、
を備えることを特徴とする放射線画像撮影用グリッドの製造方法。 A first film forming step of forming a first metal thin film on the surface of the non-conductive first substrate;
A second film forming step of forming a second metal thin film on the surface of the conductive second substrate;
A bonding step in which the first metal thin film and the second metal thin film formed on the surfaces of the first substrate and the second substrate face each other and bonded by diffusion bonding;
Etching the first substrate to form a radiation transmitting part that transmits radiation and a groove that becomes a radiation absorbing part that absorbs radiation,
An electric current terminal is connected to the second substrate, electroplating is performed using a metal layer in which the first metal thin film and the second metal thin film are bonded as a seed electrode, and the metal which becomes the radiation absorbing portion is embedded in the groove. Plating process,
The manufacturing method of the grid for radiographic imaging characterized by comprising. 前記第１金属薄膜は、前記第１基板と密着するための第１の層と、前記第１の層上に成膜される第２の層とを有し、
前記第２金属薄膜は、前記第２基板と密着するための第４の層と、前記第４の層上に成膜される第３の層とを有し、
前記接合工程において、前記第１基板と前記第２基板を接合することにより、前記第２の層と前記第３の層とを一体化して、３層構造の金属層を形成することを特徴とする請求項８記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。 The first metal thin film has a first layer for adhering to the first substrate, and a second layer formed on the first layer,
The second metal thin film has a fourth layer for adhering to the second substrate, and a third layer formed on the fourth layer,
In the bonding step, the second layer and the third layer are integrated by bonding the first substrate and the second substrate to form a three-layer metal layer. The manufacturing method of the grid for radiographic imaging of Claim 8. 前記エッチング工程後に、前記放射線透過部の表面に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程を備えることを特徴とする請求項８または９記載の放射線画像撮影用グリッドの製造方法。   The method for manufacturing a grid for radiographic imaging according to claim 8 or 9, further comprising an insulating film forming step of forming an insulating film on a surface of the radiation transmitting portion after the etching step. 放射線源から照射される放射線を吸収型グリッドを介して撮影して位相コントラスト画像を生成する放射線画像撮影システムにおいて、
前記吸収型グリッドは、前記放射線を吸収する放射線吸収部と前記放射線を透過する放射線透過部が前記放射線の入射方向に対して垂直な方向に交互に配列され、前記放射線透過部が非導電性材料からなるグリッド層と、導電性を有する支持基板と、前記グリッド層と前記支持基板の間に設けられた金属層と、を備えることを特徴とする放射線画像撮影システム。 In a radiographic imaging system that generates a phase contrast image by imaging radiation emitted from a radiation source through an absorption grid,
In the absorption grid, a radiation absorbing portion that absorbs the radiation and a radiation transmitting portion that transmits the radiation are alternately arranged in a direction perpendicular to the incident direction of the radiation, and the radiation transmitting portion is a non-conductive material. A radiographic imaging system comprising: a grid layer comprising: a conductive support substrate; and a metal layer provided between the grid layer and the support substrate.
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