准直器元件的制造

文档序号:1421776 发布日期:2020-03-17 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 准直器元件的制造 (Manufacture of collimator elements ) 是由 T·厄格勒 V·克里斯蒂奇 于 2019-09-10 设计创作,主要内容包括:本发明涉及用于制造准直器元件(20)的方法。该方法至少具有以下步骤。在一个步骤中,涂覆光刻漆层(23)。使用栅格掩模(24)曝光光刻漆层(23),光刻漆层的曝光区域(25)与准直器元件的结构相对应。在此,准直器元件的结构被对准到共同的焦点。在另一个步骤中,通过形成准直器元件(20)的预结构(27)来显影光刻漆层(23’)。在另一个步骤中,借助于阴极溅射涂覆X射线吸收层(20’)。在另一个步骤中,至少除去预结构(27)的区域中的X射线吸收层(20’)。本发明还提供这样的准直器元件(20)、用于制造散射辐射准直器(37)的方法、这样的散射辐射准直器(37)、辐射检测器(31)以及CT设备(30)。(The invention relates to a method for producing a collimator element (20). The method has at least the following steps. In one step, a layer of photoresist (23) is applied. The layer of photoresist (23) is exposed using a grid mask (24), the exposed areas (25) of the layer of photoresist corresponding to the structure of the collimator elements. Here, the structure of the collimator elements is aligned to a common focal point. In a further step, the layer of photoresist (23&#39;) is developed by forming a pre-structure (27) of the collimator element (20). In a further step, an X-ray absorbing layer (20&#39;) is applied by means of cathode sputtering. In a further step, the X-ray absorbing layer (20&#39;) is removed at least in the region of the pre-structure (27). The invention further provides such a collimator element (20), a method for manufacturing a scatter radiation collimator (37), such a scatter radiation collimator (37), a radiation detector (31) and a CT apparatus (30).)

准直器元件的制造

技术领域

本发明涉及一种用于制造准直器元件的方法以及这样的准直器元件、用于制造散射辐射准直器的方法、这样的散射辐射准直器及用途、辐射检测器以及CT设备。

背景技术

在X射线或伽马辐射(也简称为“辐射”)的传输期间,通过需要借助辐射进行检查的对象,由于辐射与对象的相互作用而产生已知的散射辐射。在通过诸如X射线计算机断层摄影之类进行检查的情况下,因为散射辐射导致在由记录的衰减值重建的图像中出现伪影,所以这种散射辐射是不希望的。

为了抑制这种不希望的散射辐射,对于诸如X射线计算机断层摄影设备之类的透射断层摄影设备中的辐射检测器,使用在辐射入射方向上连接在辐射检测器上游的所谓的散射辐射准直器或散射栅格(ASG-anti scatter grids,防散射栅格)。在X射线计算机断层摄影设备具有X射线源和用于检测由X射线源生成的X射线的辐射检测器的情况下,这样的散射辐射准直器通常包括多个准直器元件,这些准直器元件优选地对准X射线源的焦点。

目前,辐射检测器原则上可以分为两种类型:直接转换检测器和间接转换检测器,间接转换检测器在下文也称为光学转换检测器。在直接转换检测器的情况下,入射辐射(例如,X射线或伽马辐射)直接转换成电压信号。相比之下,在光学转换辐射检测器的情况下,所谓的闪烁器用于将首先要检测的辐射转换成(通常是可见的)光的频率范围内的辐射。下游的光检测器布置检测这些光子,并且又从这些光子中生成电压信号。

各个辐射检测器模块(无论是直接转换类型还是间接转换类型)通过从整体检测器材料彼此分开而形成。在实践中,相关的准直器元件目前通常由板(即,所谓的准直器板)形成,这些板在来自辐射检测器模块的辐射入射面的像素之间垂直伸出。

准直器元件用来有效拦截倾斜入射的散射辐射,并且基本上仅允许尽可能在辐射主方向上入射的辐射进入辐射检测器模块。在下文中,可以认为要检测的辐射的主方向是以下的辐射传播方向:在该辐射传播方向上,要检测的辐射的绝大部分落在辐射检测器上,并且该辐射传播方向可以例如由准直器元件限定。通常在本文中,确保要检测的辐射从辐射源基本上垂直落在辐射入射面上,也就是说,主方向垂直于辐射入射面。本文中,术语“基本上垂直”应当理解为:相应的方向在特定公差(即,例如壁位置的偏差或对准焦点的偏差)内彼此垂直。

从患者身后的辐射方向,借助于准直器抑制散射辐射。也就是说,除了散射辐射,准直器还抑制直接/垂直入射到检测器的辐射。这部分辐射相当于剂量损失。换句话说,准直器元件减小了有效的检测器面积(几何DQE)。因此,目标应当要使准直器壁尽可能薄,但仍然足够厚,以有效抑制“非垂直”入射的散射辐射。因为材料中的辐射吸收相对于材料厚度呈指数(比尔-朗伯定律),所以在壁变得几乎透明之前,壁的厚度存在下限。

目前用于3D ASG的制造方法在最小壁厚方面受到限制(例如板的结构、选择性激光熔化(SLM))。另外,在实践已知方法中,钨的比例在一些情况下仅为体积的约50%。因此,目标应当要制造具有更好的X射线吸收特性的更薄的壁。

如今,对于准直器元件在辐射检测器上的制造和定位的精确度的要求相当高。同时,可以预期这些要求将来甚至会进一步提高,使得以现有技术不再能够或者只能勉强(即,生产和故障成本高)满足该公差。

医学成像不断得到改善。在此,例如在UHR-CT(超高分辨率计算机断层摄影)领域中,随着像素尺寸变小,通常对焦点质量和/或尺寸以及特别是关于筛选散射辐射和制造公差的要求也随之增加。准直器元件的制造、定位和对准时的公差减小主要与z方向和

Figure BDA0002197478980000031

方向上的较小像素的总体趋势相关。这些方向指的是大致形成基本上垂直于要检测的辐射的主方向对准的平面的方向。通过围绕转动对称轴转动并且在某些情况下在轨道路径上旋转的圆形或部分圆形检测器,在诸如CT、PET或SPECT检测器之类的成像系统中,z方向和

Figure BDA0002197478980000032

方向被定义为平行于转动对称轴的***方向(z方向)以及转动轴(

Figure BDA0002197478980000033

方向)。由于在这些方向中的一个或两个方向上使像素更小,所以可以在时间上和空间上实现更高分辨率的辐射检测器。然而,像素越小,就像素之间和准直器元件之间以及两者相对于彼此而言,就必须越精确地制造和布置它们和准直器元件。

目前的栅格结构的数量级约为1mm2,其中壁厚略大于100μm。

尽管在实践中已经知道准直元件中的栅格壁的对准,但是关于栅格壁的公差方面(例如尽量避免的倾斜竖立的栅格壁)和制造成本方面仍需要进一步改进。

发明内容

本发明的目的是实现一种剂量效率提高的散射辐射准直器。

根据本发明,该目的通过根据本发明的用于制造准直器元件的方法和准直器元件、用于制造散射辐射准直器的方法、散射辐射准直器、辐射检测器、以及CT设备来实现。

上述提及的用于制造准直器元件的方法包括至少以下步骤:在一个步骤中,涂覆至少0.5mm厚的光刻漆层。在另一个步骤中,在曝光区域中对光刻漆层进行曝光,该曝光区域与准直器元件的结构相对应。本文中,准直器元件的结构被对准到共同的焦点。然后,通过形成准直器元件的预结构来显影光刻漆层。在另一个步骤中,借助于阴极溅射来涂覆X射线吸收层。在另一个步骤中,至少除去预结构的区域中的X射线吸收层。

术语“准直器元件”应当理解为散射辐射准直器的组成部分或部件。准直器元件形成散射辐射准直器的至少一部分并且已经采用栅格形状的形式,如下文将更详细地解释的。在本发明的上下文中,术语“栅格”应当理解为包括第一多个基本上相互平行的栅格壁的布置,该第一多个基本上相互平行的栅格壁与第二多个同样基本上相互平行的栅格壁交叉,第二多个同样基本上相互平行的栅格壁在共同平面中横向于(优选垂直)第一多个基本上相互平行的栅格壁。在这种布置中,栅格阱(简称“阱”)形成在栅格壁之间。本文中,术语“基本上”意指壁仅仅几乎平行。然而,当更详细地观察时,壁都朝向彼此略微倾斜,使得壁对准焦点。换句话说,壁都朝向焦点径向会聚。在这种情况下,几乎平行的壁倾斜例如小于1°或低于1°。

基底原则上可以包括任何所需的材料,基底表面特别光滑和平坦。也就是说,基底的表面总体上的高度差至多为几微米。基底可以例如由铝、玻璃、硅、二氧化硅等制成。

优选地,在预备步骤中,例如通过旋涂将例如几十纳米厚的牺牲漆层涂覆到基底上。术语“旋涂”通常理解为通过转动涂覆薄均匀层的方法。本文中,首先,所需数量的溶液(也就是说,溶解在溶剂中的层材料)涂覆到基底的中心。依据所需的层厚度和所使用的溶液,在旋涂设备上设置加速度、转动速度和持续时间,并且执行对应的旋转过程。在此期间,溶液均匀地分布在基底表面上。通常,所使用的溶液是聚合物溶液,其中溶液的摩尔质量和分布也影响层厚度。

为了获得固体层,必须除去溶剂。一些溶剂已经在旋转过程期间蒸发。这可以通过例如在200℃下同时或随后的加热(回火、软和/或硬烘烤、及其组合)60秒来促进。作为牺牲漆层,可以使用例如OmnicoatTM

光刻漆层涂覆到牺牲漆层上,例如,借助于如上所述的旋涂,借助于计量方法等(例如,借助于喷涂、喷嘴等)。光刻漆层优选为负性光刻漆层或负性光刻胶。例如,SU-8或NLOF适合作为光刻漆层。

所涂覆的漆层(也就是说,光刻漆层和牺牲漆层(下文也称为涂层系统))通过栅格掩模或曝光掩模由强光UV光曝光。也就是说,漆层系统经受波长范围为300nm至400nm的电磁辐射,优选地,波长小于350nm的硬UV光。本文中,栅格掩模的尺寸已经与要制造的准直器元件的栅格结构基本上相对应。本文中,术语“基本上”意指可以在栅格掩模的尺寸中考虑衍射的影响。由于根据本发明的光刻漆层的高厚度水平,所以漆层经受UV光的曝光时间(也就是说,曝光的持续时间)超过40秒,优选地大约60秒。

然后,显影光刻漆层。也就是说,在负性光刻漆层的情况下,使用诸如MR-Dev 600之类的溶剂溶解掉未曝光区域(在搅拌下涂覆30分钟)。也就是说,在负性光刻漆层的情况下,曝光区域通过光聚合而变得不可溶,并且保留在基底上(在正性光刻漆层的情况下,这正好相反,也就是说,曝光区域变为易溶)。因此,曝光区域“对应于”准直器元件的结构意指曝光区域采用与准直器元件的结构基本上相同或互补的形式。然后,通过O2等离子体除去牺牲漆层(持续30秒)。这产生了一种预结构,该预结构采用与要生产的准直器元件负性或互补的形式。因此,在下文中,预结构可以用作要生产的栅格的模板或“铸模”,并且已经具有栅格的尺寸。

借助于阴极溅射,X射线吸收层涂覆到预结构,或者引入到预结构之间。一般而言,该术语用于描述其中通过用富含能量的离子(诸如惰性气体离子)轰击来隔离来自固体(靶)的原子并且进入气相的过程。已知溅射方法例如是离子束溅射、RF溅射、DC溅射、磁控溅射、反应溅射等。为此,使具有预结构的基底靠近靶,使得从靶喷射的原子可以冷凝到预结构上。所以靶原子与预结构一起到达基底,阴极溅射在真空中进行。在这种布置中,靶和要生产的X射线吸收层原则上可以包括吸收X射线到显着程度的任何材料,例如,钽、钨等。

要制造的准直器元件所对准的焦点尤其是聚焦点。因此,焦点的尺寸可以忽略不计。本文中的焦点相当于制造准直器元件的辐射源的假想焦点,并且对准相当于要使用准直器元件的辐射几何形状。在操作中,由于结构或栅格壁的对准,由此产生的直接辐射不受阻碍地通过准直器元件,同时抑制了散射辐射。

最后,通过湿化学方式除去光刻漆层和适当的牺牲漆层。为此目的,例如,光刻涂料可以溶解在适当的侵蚀性溶剂中,诸如TMAH(氢氧化四甲基铵)、NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)或丙酮。为了溶解牺牲漆层,使用诸如MF 319或MFCD 26之类的所谓的剥离剂。在适当的情况下,在搅拌下或借助超声波溶解光刻漆层和/或牺牲漆层。漆层从侧壁(边缘)上抬起。此后,X射线吸收层仅保留在与基底直接接触的区域中。

本文中,优选地使用能够在一个光刻步骤中生产大层高度的光刻漆层。这一方面避免了执行多个光刻步骤。另一方面,不再需要将多个栅格层堆叠和粘合到彼此上。相反,借助于根据本发明的方法,通过阴极溅射,在该方法的一个步骤或几次重复中,准直器或栅格元件一体地或单件地涂覆到基底上。这有利地提供了在时间和更小公差方面更有利和更有效的制造过程。如在上述已经提及的,栅格壁的公差的基本准则是:制造适合于相对较小的像素的准直器元件。这通过本发明才能实现。

原则上,上文所提及的方法也可以用正性光刻漆层执行,而无需做出大量改变。为了将阱置于阴影中,这所需的元件可以例如通过薄支撑支柱彼此连接。一方面,这些元件部分遮蔽要曝光的栅格壁的区域,另一方面,不利地导致曝光掩模更脆弱。相比之下,用于负性光刻漆层的栅格掩模(借助于该栅格掩模对阱曝光并且栅格壁置于阴影中)基本上更易于制造。

上述提及的准直器元件通过根据本发明的方法制造。

上述提及的用于制造散射辐射准直器的方法至少包括以下步骤。在一个步骤中,提供了若干个根据本发明的准直器元件。在另一个步骤中,将准直器元件接合成散射辐射准直器。本文中,“若干”意指一个或多个。原则上,在本发明的上下文内可以制造仅具有一个准直器元件的散射辐射准直器。然而,由于CT设备中的辐射检测器的形状(形式为圆弦),通常更有利和更简单地由多个准直器元件制造散射辐射准直器。当接合时,优选地将每个准直器元件对准到焦点。接合可以例如通过形状配合和/或力配合和/或借助于胶合、焊接、钎焊或类似方式的连接来实现。因此,上述提及的散射辐射准直器包括若干个根据本发明的准直器元件,并且特别是根据上文所描述的根据本发明的方法制造。

相应地,开头提及的辐射检测器包括根据本发明的散射辐射准直器。辐射检测器可以采用CT、PET或SPECT检测器的形式。特别地,辐射检测器是光子计数X射线检测器,并且在适当的情况下也是能量分辨的X射线检测器。在此,栅格阱与辐射检测器的每个像素相关联。也就是说,栅格阱相对于像素被定位,使得直接(非散射)辐射通过栅格阱落在像素上。

上文所描述的辐射检测器原则上可以是任何期望的X射线设备(诸如放射摄影设备、血管造影设备或特别是CT设备)的组成部分。上述提及的CT设备包括根据本发明的辐射检测器。对于本领域技术人员而言,辐射检测器和CT设备的基本功能已知,因此本文中不再给出进一步的解释。

因此,可以制作已经具有根据本发明的准直器元件和/或散射辐射准直器的新辐射检测器和/或CT设备。然而,有利地,已经存在的辐射检测器或CT设备可以用根据本发明的准直器元件和/或根据本发明的散射辐射准直器进行改装。

根据本发明,根据本发明的散射辐射准直器用于在散射辐射落在辐射检测器上之前吸收散射辐射。

根据以下描述,本发明的进一步特别有利的实施例和发展变得显而易见。特别是,不同示例性实施例或变型的各个特征也可以组合以形成新的示例性实施例或变型。

优选地,曝光区域借助于具有若干个栅格掩模的栅格装置被对准到焦点。本文中,栅格掩模一起形成用于在焦点上对准的光的孔。也就是说,优选地,栅格掩模具有不同结构,其中更接近光源的栅格掩模的结构优选地采用更精细的形式,而更靠近基底的栅格掩模的结构优选地采用相对于彼此的更粗糙的形式。因为用于聚合光刻漆层的光仅能穿透由两个栅格掩模形成的孔,所以仅对光刻漆层的位于连续超出这些孔的线中的区域进行聚合。因此,可以例如使用优选地由均匀辐射构成的面光源来执行曝光。同样,通过使用上文所描述的栅格装置,可以使用点光源进行曝光,如下文所描述。

备选地或附加地,优选地使用点光源曝光至少一个栅格掩模。在这种情况下,点光源优选地布置在焦点的位置处,或者相应地修改栅格掩模(例如,通过合适的厚度、来自漆层系统的间隔物等)。这复制了辐射的几何形状,随后准直器元件要与该辐射的几何形状一起利用。因此,借助于点光源和通过至少一个栅格掩模的曝光,已经确保要聚合的光刻漆层的区域在焦点上对准。为了例如获得更锐利的边缘,使用点光源进行的曝光可以与上述栅格装置组合。

在这种情况下,点光源可以采用例如UV激光器的形式。附加地或备选地,在传统光源(不是激光器)的情况下,可以使用合适的光学元件来改善或创建光源的点特点。本文中,光学元件优选使用针孔光阑、光栅或其组合装置。

优选地,使用光刻漆层,借助于该光刻漆层,可以获得相对较厚的层。这有利地使得可以在一个或几个光刻步骤中获得期望的栅格高度,如下文所更详细描述的。

SU-8例如以不同的粘度获得,这些不同的粘度由光刻漆层中溶剂的比例控制。

可以获得更大层厚度为至少1mm的负性漆层例如是SU-8 1000,SU-8 3050。因此,它们优选地用于根据本发明的方法的上下文中。

要避免通过X射线吸收层密封光刻漆层或牺牲漆层,因为作为结果溶剂不再作用于漆层,因此可以防止剥离(lift-off)。为了对抗密封,优选地,选择漆层的厚度大于X射线吸收层的厚度。漆层和X射线吸收层之间的厚度比至少为1:1。为此,光刻漆层以优选地至少0.5mm、特别优选地至少1mm、非常特别优选地2mm、甚至更优选地3mm的层涂覆。

原则上,准直器元件的壁越薄,DQE(检测量子效率)会增加得越多,因为这样屏蔽了辐射检测器的较小检测表面积。因此,栅格掩模优选地具有阴影区域,该阴影区域的阴影宽度小于或等于100μm,特别优选地小于50μm,非常特别优选地小于20μm,最优选地约10μm。因而,根据本发明的准直器元件(特别是根据本发明的方法制作的准直器元件)优选地具有栅格壁,其壁厚小于或等于100μm,特别优选地小于50μm,非常特别优选地小于20μm,最优选地约10μm。

总之,使用根据本发明的方法,可以有利地显着减小栅格壁的约20μm的厚度和对准的先前常规公差。

为了适应辐射检测器的当前常规或实际未来的几代像素,栅格掩模优选地具有阴影区域,阴影区域以曝光宽度间隔开,曝光宽度为至多400μm,特别优选地至多300μm,非常特别优选地至多200μm,甚至更优选地至多100μm。因而,根据本发明的准直器元件,根据本发明的准直器元件(特别地,根据本发明的方法制作的准直器元件)具有以阱宽间隔开的栅格壁,阱宽为优选地至多400μm,特别优选地至多300μm,非常特别优选地至多200μm,甚至更优选地至多100μm。

为了实现尽可能最佳的吸收,X射线吸收层优选地包括钨作为组成部分。特别优选地,X射线吸收层由纯钨(也就是说,尽可能100%的钨)制成,因为这会甚至更好地吸收辐射。因而,根据本发明的准直器元件特别优选地由纯钨制成。

为了获得准直器元件的足够高度,在根据本发明的方法中,优选地重复步骤I至VI,其中必要时相应地对所使用的曝光区域和栅格掩模进行调整。有利地,栅格的高度可以按照栅格结构或栅格阱的尺寸在本发明的范围内进行调整。

优选地,在一次重复中,与先前的曝光区域偏移的曝光区域被曝光,使得形成准直器元件的阶梯结构,该阶梯结构对准共同的焦点。这可以例如借助于对应组的栅格掩模或多个栅格掩模和区域曝光(优选地,区域均匀曝光)相对简单地实现。本文中,在下一次重复方法步骤之前,先前所生成的阶梯的栅格掩模被用于下一阶梯的栅格掩模替换,该下一阶梯的栅格掩模遵循要根据该结构制造的布置。

本文中,散射辐射准直特别地取决于所谓的阱比、或与其相反的阱尺寸。阱尺寸指定两个彼此相对的阱壁之间的间距与阱高度或准直器元件的高度的比例。因此,相对阱壁之间的间距越小,在阱比相同的情况下,准直器元件的高度也就可以越小。

在双能量CT应用和多能量CT应用的情况下,对散射辐射准直的要求特别高。本文中,例如,需要1:20的阱比。因此,可以通过限定的像素尺寸来确定要制造的准直器元件的高度。

本文中,上文已经描述的根据本发明可实现的小公差能够实现小像素的良好准直,同时对检测量子效率的影响可忽略不计。根据本发明可实现并且如上所述的准直器元件的相对大的高度使得即使对于相对较大的像素也能够充分准直入射辐射。因此,使用根据本发明的方法,可以制造用于范围广泛的应用的准直器元件。

优选地,从准直器元件中除去基底。这可以例如借助于合适的干化学方法和/或湿化学方法来执行。在干化学术语中,基底可以例如通过研磨从准直器元件中除去。然而,更有效地,基底特别优选地借助于适合于基底的溶剂(诸如氢氟酸(HF))通过湿化学方式从准直器元件中分离或除去。

附图说明

下文通过附图并且参考示例性实施例对本发明进行更详细的解释。本文中,相同的部件在不同的图中具有相同的附图标记。这些附图通常不是按比例绘制的。其中:

图1示出了根据本发明的准直器元件的制造方法的示例性实施例的示意性框图;

图2示出了在通过图1说明的方法的制造步骤I)和II)之后的产品的示意性剖视图;

图3示出了图2的产品的平面图;

图4示出了在制造步骤III)期间的示意性剖视图以及在通过图1说明的方法的制造步骤IV)之后的示意性剖视图;

图5示出了图4的产品的平面图;

图6示出了在制造步骤V)期间的示意性剖视图以及在通过图1说明的方法的制造步骤VI)之后的示意性剖视图;

图7示出了图6的产品的平面图,即,根据本发明的准直器元件的示例性实施例;

图8示出了根据本发明的准直器元件的另一示例性实施例的粗略示意性剖视图;以及

图9示出了根据本发明的CT设备的示例性实施例的透视图。

具体实施方式

图1以示例的方式示出了根据本发明的准直器元件20的根据本发明的制造方法的过程的示意性框图。下文通过图2至图7对图1进行更详细的说明。

在预备步骤I'中,借助于旋涂涂覆OmnicoatTM的牺牲漆层21。为此目的,数量为50μl/2.25cm2的OmnicoatTM计量供应到例如氧化硅制成的平面基底22上。然后,首先在500rpm下转动涂覆有OmnicoatTM的基底10秒,然后在300rpm下转动50秒。此后,涂覆的OmnicoatTM加热至160℃持续30秒以达到固化的目的。上述过程重复一次。最后,再次计量供应50μl/2.25cm2的OmnicoatTM,并且以500rpm转动系统10秒,然后以300rpm转动50秒。然后,加热至200℃持续60秒,以固化整个牺牲漆层。

在另一个步骤I中,SU-8 3050的光刻漆层23借助于旋涂涂覆到固化的牺牲漆层21上。为此,在第一子过程中,0.2ml/2.25cm2的SU-83050计量供应到牺牲漆层21上。然后,在500rpm下转动基底20秒,随后在1000rpm下转动20秒,以便均匀分布涂覆的光刻漆层。重复第一子过程两次。然后,在第二子过程中,计量供应另一0.2ml/2.25cm2的SU-8 3050,然后,在500rpm下转动涂覆有层的基底30秒。重复第二子过程一次。为了固化,首先,在65℃下烘烤涂覆有层的基底60秒,然后在60秒的时段内加热至95℃并且烘烤6小时。

步骤I'和I的结果或产品在图2中以剖视图而在图3中以平面图图示。图2示出了各层的结构。由硅制成的基底22原则上可以具有任何所需的厚度。在这种情况下,例如,它的厚度为0.525mm。随后是牺牲漆层21,其厚度例如为0.06μm,最后是光刻漆层23,其厚度例如为500μm。图3中的平面图仅示出了光滑的光刻漆层23。

在进一步的步骤II中(参见图4),光刻漆层23和牺牲漆层21通过栅格掩模布置24'由紫外点光源26照射。栅格掩模布置24'包括两个栅格掩模24。在这种情况下,栅格掩模24被构造和布置为使得它们形成具有曝光宽度b'的曝光区域25,UV辐射(在本文中通过箭头示意性地指示)通过该曝光区域25。进一步地,栅格掩模布置24'具有阴影区域28,该阴影区域28具有阴影宽度d',阴影宽度d'从UV辐射屏蔽漆层21,23。曝光区域25和阴影区域28(其表示栅格掩模布置24'的延续)在本文中基本上(也就是说,没有考虑衍射效应的影响)在其形状和尺寸上与要制造的准直器元件20相对应。在照射期间,聚合光刻漆层23,并且在曝光区域25中固化。

尽管本文中对UV光源进行了说明并且被描述为点光源26,但是使用栅格布置24'的根据本发明的方法还可以利用面光源来执行,例如,以便实现更均匀的聚合。这样,除了点光源26之外,还可以使用例如另一点光源、平面灯或另一种合适的UV光源。

为了进一步固化光刻漆层23的聚合区域,在曝光后烘烤中将其在95℃下加热6分钟。

在进一步的方法步骤III中,通过将具有漆层的基底22放入显影剂浴中,例如,在MR-Dev 600中30分钟,通过搅拌,然后在130℃下加热60分钟,显影光刻漆层23。在此期间,光刻漆层23的未曝光且因此未聚合的区域被溶解掉。然后,通过其上的O2等离子体的作用30秒来除去其下面的牺牲漆层21。显影的光刻漆层23'和牺牲漆层21'现在一起具有预结构27,该预结构27与要制造的准直器元件20互补。然后,在130℃下完成具有预结构27的基底的烘烤60分钟。

在图5中以平面图图示了栅格状预结构27。预结构27被显影的光刻漆层23'的平面表面包围。预结构27具有第一数目的相互基本上平行的通道29'、以及与其垂直的第二数目的同样相互基本上平行的通道29'。

在进一步的步骤IV中(参见图6),通过阴极溅射在基底22和显影的漆层21',23'上均匀沉积例如370μm厚的纯钨层20'。钨层20'冷凝或沉积在预结构27的通道29'中和显影的光刻漆层23'上。由于通道29'和显影的光刻漆层23'的上侧之间的高度差,所以没有对显影的光刻漆层23'和牺牲漆层21'进行密封。

在接下来的步骤V中,适当时,通过搅拌或超声波,使用诸如NMP之类的强溶剂对具有显影的漆层21'、23'和钨层20'的基底22进行处理。结果,除去了光刻漆层23'。适当时,通过搅拌或超声波处理,牺牲漆层21'由诸如MFCD 26或MF 319之类的所谓的剥离剂除去。钨层20'仅保留在预结构27内的其中已经直接沉积在基底22上的区域中,因此形成准直器元件20。

在图7中以平面图的形式图示了根据本发明的准直器元件20。在该图示中,示出了仍布置在基底22上并且对应于预结构27的第一数目的相互基本上平行的栅格壁29以及与其垂直的第二数目的相互基本上平行的栅格壁29。格栅格壁29的壁厚d为例如10μm,并且每个格栅格壁被布置为间隔开例如200μm的阱宽b。因此,这产生的阱比为1:20,还适用于双能和多能应用。

图8以粗略的示意性剖视图图示了基底22上的根据本发明的准直器元件的另一示例性实施例。在上文所描述的方法步骤I至V的重复中,三个钨层20'涂覆到基底22上。在这些重复的每个重复中,使用不同的栅格掩模24,以便生成相应的钨层20'的对应结构。在这种情况下并且根据本发明,由钨层20'形成的准直器元件20的整体结构在焦点上对准。

如上文所提及的,附图是示意性的而非按比例绘制。特别地,为了说明的目的,在光束和曝光区域25与栅格壁29之间产生的角度之间的图4,图6和图8中所示的角度被夸大了。在X射线系统中的实际布置中,它们基本上由相对的栅格壁29之间的间距产生,该栅格壁构成检测器像素,并且检测器表面之间的间距用于聚焦X射线源。在每种情况下,优选地,两个相对的格栅格壁29之间的角度小于1°。

在最后的方法步骤VI中,从准直器元件20中除去基底22。这优选地通过湿化学方法,例如,借助于氢氟酸(HF)来完成。氢氟酸溶解由二氧化硅制成的基底22,但不会侵蚀由钨制成的准直器元件20。已经参考图7对根据本发明的准直器元件20进行了大致描述。

为了制造根据本发明的散射辐射准直器,提供了以上述方式制造的若干个根据本发明的准直器元件,并且例如通过胶合将它们接合在一起,使得它们例如布置在圆的一部分的区段中。

图9通过示例并且以粗略的示意图形式示出了根据本发明的计算机断层摄影设备或CT设备30。计算机断层造影设备30包括患者台35,用于支撑作为正在进行调查的对象的患者34。患者台35可以沿着系统轴36移动到测量区域中,并且通过这样做,患者34可以定位在测量区域中。计算机断层造影设备30还包括机架32,该机架32具有源辐射检测器布置33,31,其被安装为使得其可以围绕系统轴36转动。源辐射检测器布置33,31具有X射线源33和根据本发明的辐射检测器31的示例性实施例,它们彼此相对对准,使得在操作期间,从X射线源33的焦点发射的X射线落在辐射检测器31上。在辐射检测器31的指向X射线源33的一侧上布置有根据本发明的散射辐射准直器37的示例性实施例。散射辐射准直器37具有若干个根据本发明的准直器元件20,这些准直器元件布置在辐射检测器31的圆的一部分的内区段上,即,布置在指向系统轴线36的一侧上。

散射辐射准直器37一旦X射线通过了患者就对它们进行准直。结果,大大避免了散射辐射在采集期间的影响。对于每次投影,辐射检测器31生成投影数据集合。然后,对该投影数据进行进一步处理,以产生结果图像。

已知这种用于3D图像重建的计算机断层摄影设备30的用途。为了捕获正在进行调查的对象(感兴趣区域)的图像,当源辐射检测器布置33,31转动时,从多个不同的投影方向检测投影数据。在螺旋扫描的情况下,在源辐射检测器布置33,31转动期间,例如,在患者台35在系统轴36的方向上连续移动的同时。因此,通过这种类型的扫描,X射线源33和辐射检测器31在螺旋路径上围绕患者34移动。这种CT设备30的精确构造和具体操作模式对于本领域技术人员而言是已知的,因此本文中不再详细说明。

光刻方法和阴极溅射方法是真正建立的过程,其允许制造精度高且同时制造成本低。因此,使用根据本发明的方法,可以制造成本更低的准直器元件和散射辐射准直器,其还满足了对制造公差的更高要求。结果,还大大避免了后处理。

最后,还应当再次指出,上文所详细描述的设备仅仅是示例性实施例,本领域技术人员可以以各种方式对其进行修改而不背离本发明的范围。更进一步地,使用不定冠词“一”和“一个”并不排除所涉及的特征还可能多次出现的可能性。同样,术语“设备”和“元件”不排除所涉及的部件包括多个配合的部分部件的可能性,必要时这些部件还可以在空间上彼此分开。

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