(57)【要約】本発明は、Ｘ線撮像用の格子に関する。安定化が促進された格子を提供するために、第１の複数のバー部材１４及び第２の複数の間隙１６を有する格子構造１２を含むＸ線撮像用の格子１０が提供される。固定構造１８が、格格子バー部材を安定させるためにバー部材間に配置される。バー部材は、長さ方向２０及び高さ方向２２に延在する。バー部材はまた、高さ方向を横切る方向において、間隙の１つによって互いから離間される。間隙は、長さ方向と平行な間隙方向に配置される。固定構造は、隣接するバー部材間に設けられた複数の架橋ウェブ部材２４を含む。更に、ウェブ部材は、間隙方向に延在し、高さ方向に対して傾斜して設けられている長手方向ウェブ部材である。傾斜は、間隙方向に与えられている。
2020514688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の複数のバー部材及び第２の複数の間隙を有する格子構造と、
前記格子バー部材を安定させるために、前記バー部材間に配置される固定構造と、
を含むＸ線撮像用の格子であって、
前記バー部材は、長さ方向及び高さ方向に延在し、前記高さ方向を横切る方向において、前記間隙の１つによって互いから離間され、前記間隙は、前記長さ方向と平行な間隙方向に配置され、
前記固定構造は、隣接するバー部材間に設けられる複数の架橋ウェブ部材を含み、
前記ウェブ部材は、前記間隙方向に延在し、前記高さ方向に対して傾斜して設けられる長手方向ウェブ部材であり、当該傾斜は、前記間隙方向に与えられている、Ｘ線撮像用の格子。
【請求項２】
前記ウェブ部材及び前記バー部材は、同じ材料から作られ、前記ウェブ部材及び前記バー部材は、一体構造として作られる、請求項１に記載の格子。
【請求項３】
前記バー部材及び前記ウェブ部材は、構造材料から作られ、Ｘ線吸収材料が前記間隙内に配置され、前記構造材料は、前記Ｘ線吸収材料よりもＸ線吸収が少ない、請求項１又は２に記載の格子。
【請求項４】
前記格子は、吸収格子であり、前記間隙によるＸ線吸収のために、前記間隙が前記Ｘ線吸収材料で充填されるように、前記格子構造は作られ、
前記バー部材は、前記バー部材内の放射Ｘ線透過のために、Ｘ線吸収が少ないように設けられる、請求項３に記載の格子。
【請求項５】
前記格子は、吸収格子であり、前記バー部材によるＸ線吸収のために、前記バー部材が前記Ｘ線吸収材料から作られるように、前記格子構造は作られ、前記間隙は、前記間隙内の放射Ｘ線透過のために、Ｘ線吸収が少ないように設けられる、請求項１又は２に記載の格子。
【請求項６】
前記ウェブ部材は、前記ウェブ部材が前記バー部材の対向する部分を接続するように、隣接する前記バー部材の間に配置されるか、及び／又は、組み立てられていない状態では、前記ウェブ部材は互いと平行に配置される、請求項１乃至５の何れか一項に記載の格子。
【請求項７】
放射Ｘ線視線方向において、高さに亘って、少なくとも１つの第１の間隙部と、少なくとも１つのウェブセグメント部とが設けられている、請求項１乃至６の何れか一項に記載の格子。
【請求項８】
前記ウェブ部材は、放射Ｘ線視線方向において、前記間隙に沿って連続的なＸ線減衰度がもたらされるように配置されている、請求項１乃至７の何れか一項に記載の格子。
【請求項９】
前記ウェブ部材は、前記バー部材の上縁から前記バー部材の下縁まで連続的に延在するか、及び／又は、
前記ウェブ部材は、間隙高さＨに亘って、距離Ｄで間隙方向に繰り返し配置され、前記ウェブ部材は、Ｄ／Ｈの間隙高さ方向に対する傾斜比Ｒを有する、請求項１乃至８の何れか一項に記載の格子。
【請求項１０】
前記ウェブ部材は、
ｉ）同じ傾斜角を有して繰り返し配置される傾斜ウェブ部材、
ｉｉ）前記間隙に沿ってジグザグウェブパターンをもたらし、同じ傾斜角度値を有するが、傾斜方向が交互になっている傾斜セグメント、
ｉｉｉ）Ｘ型の繰り返しウェブパターンをもたらし、交差するように設けられて繰り返し配置される傾斜ウェブセグメント部、
のうちの１つとして少なくとも配置される、請求項１乃至９の何れか一項に記載の格子。
【請求項１１】
前記格子は、
ｉ）位相コントラストＸ線撮像及び／若しくは暗視野Ｘ線撮像用の吸収格子、又は、
ｉｉ）Ｘ線撮像用の散乱線除去グリッドである、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の格子。
【請求項１２】
Ｘ線源と、
Ｘ線検出器と、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間の放射Ｘ線経路内に配置される、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の格子と、
を含む、Ｘ線撮像システム。
【請求項１３】
前記Ｘ線源は、Ｘ線視線方向において、前記Ｘ線検出器に向けて前記放射Ｘ線を提供し、
前記ウェブ部材は、前記Ｘ線視線方向に対して傾斜して設けられる、請求項１２に記載のＸ線撮像システム。
【請求項１４】
位相コントラストＸ線撮像及び／又は暗視野Ｘ線撮像用の格子構成部が設けられ、
物体を照射するために少なくとも部分的にコヒーレントな放射Ｘ線が提供され、
前記格子構成部は、位相格子及び分析器格子を少なくとも含み、
前記格子は、
前記分析器格子、及び／又は、
前記少なくとも部分的にコヒーレントな放射Ｘ線を提供する線源格子を形成する、
吸収格子として設けられる、請求項１２又は１３に記載のＸ線撮像システム。
【請求項１５】
ａ）第１の複数のバー部材及び第２の複数の間隙を有する格子構造を生成するステップと、
ｂ）前記格子バー部材を安定させるために、前記バー部材間に配置される固定構造を生成するステップと、
を含む、Ｘ線撮像用の格子を製造する方法であって、
前記バー部材は、長さ方向及び高さ方向に延在し、前記高さ方向を横切る方向において、前記間隙の１つによって互いから離間され、
前記固定構造は、隣接するバー部材間に設けられる複数の架橋ウェブ部材を含み、前記架橋ウェブ部材は、前記間隙の方向に延在し、前記高さ方向に対して傾斜して設けられている長手方向ウェブ部材である、Ｘ線撮像用の格子を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線撮像用の格子、Ｘ線撮像システム及びＸ線撮像用の格子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線撮像では、例えば微分位相コントラスト撮像又は暗視野撮像のために格子が使用される。格子は、例えばＸ線減衰材料のストリップである領域とＸ線減衰の少ない領域とが交互にされた繰り返しパターンを提供する。Ｘ線格子の別の用途は、散乱線除去グリッドである。より高い画質に関連して、大きいアスペクト比に対する要望がある。大きいアスペクト比と薄壁セグメントとを有する格子は、機械的安定性が弱まり、追加の固定を必要とする。例えば国際特許公開ＷＯ２０１２／０５５４９５Ａ１には、Ｘ線光学格子構造を製造するためのレジスト構造が説明されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、安定化を助ける格子を提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の目的は、独立請求項の主題によって解決される。更なる実施形態は、従属請求項に組み込まれる。なお、本発明の以下に説明される態様はまた、Ｘ線撮像用の格子、Ｘ線撮像システム及びＸ線撮像用の格子の製造方法にも適用される。
【０００５】
本発明によれば、Ｘ線撮像用の格子が提供される。格子は、第１の複数のバー部材及び第２の複数の間隙を有する格子構造を含む。格子は更に、格子バー部材を安定させるためにバー部材間に配置される固定構造を更に含む。バー部材は、長さ方向及び高さ方向に延在する。更に、バー部材は、高さ方向を横切る方向において、間隙の１つによって互いから離間している。間隙は、長さ方向と平行な間隙方向に配置される。固定構造は、隣接するバー部材間に設けられる複数の架橋ウェブ部材を含む。ウェブ部材は、間隙方向に延在し、高さ方向に対して傾斜して設けられる長手方向ウェブ部材である。傾斜は、間隙方向に与えられている。
【０００６】
ウェブ部材の傾斜配置は、傾斜が間隙内及び間隙の方向に生じるので、Ｘ線検出器に対するアーチファクトが少ない、即ち、傾斜ウェブ部材の影響が少ない。傾斜配置はまた、製造を容易にする。
【０００７】
固定構造は、間隙内に配置され、隣接するバー部材間に設けられる複数の架橋ウェブ部材を含む。
【０００８】
１つの実施例では、バー部材は第１の格子部材を提供し、間隙は第２の格子部材を提供する。ウェブ部材は、隣接する第１の格子部材を接続する架橋部材を提供し、架橋部材は、第２の格子部材を通って突出する、即ち、第２の格子部材に亘って延在する又は渡される。即ち、架橋部材は、第２の格子部材を横断する。したがって、第２の格子部材、即ち、間隙は、対応する間隙（又は撮像）機能を提供する（即ち、バー部材とは異なるＸ線減衰若しくは吸収特性を有する領域又は空間を提供する）ように配置されるバー部材間の空間を含む。第２の格子部材、即ち、間隙はまた、ウェブ部材が設置される空間を含み、当該空間は、対応する安定化（又は機械的）機能を提供するように配置される。
【０００９】
したがって、架橋部材は、それぞれ、間隙の一部を占め、間隙のごく一部を取り上げる。
【００１０】
したがって、第２の格子部材、即ち、間隙は、架橋部材と、結果として生じる正味の間隙空間とを含む。架橋部材が占める空間はまた、架橋空間又は接続空間とも呼ばれる。
【００１１】
したがって、第１の複数のバー部材は、第２の複数の間隙を架橋するウェブ部材によって相互接続される。
【００１２】
ウェブ部材は、バー部材のための安定化要素を提供する。
【００１３】
１つの実施例によれば、ウェブ部材及びバー部材は、同じ材料から作られる。
【００１４】
１つのオプションでは、ウェブ部材及びバー部材は、一体構造として作られる。
【００１５】
「同じ材料」との用語は、主に材料のＸ線減衰特性に関する。オプションでは、まったく同じ材料が使用される。別のオプションでは、異なる材料ではあるが、本質的に同じＸ線減衰特性を有する材料が使用される。
【００１６】
１つの実施例では、ウェブ部材及びバー部材は、例えば共通製造工程によって、一体として作られている。
【００１７】
間隙空間、即ち、結果として生じる正味の間隙空間は、異なる材料、即ち、バー部材及びブリッジ部材の材料とは異なる材料を含む。間隙空間の材料は、Ｘ線減衰特性に関して少なくとも異なる。
【００１８】
１つの実施例によれば、バー部材及びウェブ部材は構造材料から作られ、Ｘ線吸収材料が間隙内に配置される。構造材料は、Ｘ線吸収材料よりもＸ線吸収が少ない。
【００１９】
したがって、第１の複数のバー部材及びウェブ部材は、格子構造の構造的構造構成部、即ち、格子構造の構造的構造又は支持構造を提供する。第２の複数の間隙は、格子構造のＸ線吸収構成部、即ち、格子構造のＸ線吸収構造又はＸ線遮断構造を提供する。
【００２０】
「吸収材料」は、放射Ｘ線の大部分を吸収する材料に関する。例えばＸ線撮像では、吸収されないＸ線量はごく少量である。例えば吸収材料は、鉛及び／又は金を含む。吸収材料は、結果として生じる正味の間隙空間内に提供される。したがって、間隙は、吸収材料を有する一次部分と、ウェブ部材の構造材料を有する（より小さい）二次部分とを含む。
【００２１】
したがって、間隙をバー部材間の領域とすると、間隙の一部にＸ線吸収材が配置される。結果として生じる正味の間隙空間、即ち、ウェブ部材が占める空間が差し引かれたバー部材間の空間に対して、「間隙」との用語が使用されるとき、Ｘ線吸収材料は間隙に配置される。１つの実施例では、間隙（正味の間隙空間として理解される場合）は、Ｘ線吸収材料で完全に充填される。別の実施例では、間隙（ここでも正味の間隙空間として理解される場合）は、Ｘ線吸収材料で部分的に充填される。他の部分は、更なる材料で充填されても、空のままにされてもよい。
【００２２】
「構造材料」は、少なくとも格子の製造及び組み立て中の取り扱いのために、格子に十分な剛性を与える材料に関する。例えば構造材料は、シリコン又はＸ線撮像における格子に適した他の材料を含む。１つの実施例では、構造材料は、格子の構造的安定性、即ち、機械的安定性を提供する。構造材料は、少なくとも吸収材料がバー部材及び／又はウェブ部材によってしっかりと取り付けられ支持されるような安定性を提供する。
【００２３】
１つの実施例では、バー部材及びウェブ部材は、同じ材料から作られる。別の実施例では、２つの異なる材料がバー部材及びウェブ部材に使用される。
【００２４】
１つの実施例によれば、格子は吸収格子であり、格子構造は、間隙によるＸ線吸収のために、間隙がＸ線吸収材料で充填されるように作られる。バー部材は、バー部材内での放射Ｘ線透過のために、Ｘ線吸収が少ないように設けられる。
【００２５】
間隙内のＸ線吸収材料は、ウェブ部材よりもＸ線吸収が多い。
【００２６】
ウェブ部材は、間隙に沿って、Ｘ線視線方向に対して斜めの構造として設けられる。この斜め構造は、間隙に沿って吸収構造を遮る。
【００２７】
ウェブ部材は、Ｘ線視線方向において、間隙の空間のほんの一部しか形成しないので、結果として、間隙は常にバー部材よりもＸ線吸収が多い。
【００２８】
１つの実施例によれば、格子は吸収格子であり、間隙によるＸ線吸収のために、間隙がＸ線吸収材料で充填されるように、格子構造は作られる。バー部材は、バー部材内での放射Ｘ線透過のために、Ｘ線吸収が少ないように、即ち、バー部材内でのＸ線透過のために、吸収が少ないように設けられる。
【００２９】
別の実施例によれば、格子は吸収格子であり、バー部材によるＸ線吸収のために、バー部材がＸ線吸収材料から作られるように、格子構造は作られる。間隙は、間隙内での放射Ｘ線透過のために、即ち、間隙内でのＸ線透過のために、吸収が少ないように設けられる。
【００３０】
オプションとして、間隙部は、ウェブセグメント部よりもＸ線吸収が少ない。
【００３１】
間隙の空間は、間隙を通って到達するウェブ部材よりもＸ線吸収が少ない。ウェブ部材は、Ｘ線吸収材料、例えばバー部材に使用される材料と同じ材料によって提供することができる。ウェブ部材は、Ｘ線視線方向において、間隙の空間の小さい一部しか形成しないので、結果として、間隙は常にバー部材よりもＸ線吸収が少ない。
【００３２】
間隙は、Ｘ線透過性充填材を有して設けられても、充填されないで設けられてもよい。ウェブ部材が傾斜して設けられているので、放射Ｘ線方向に対してウェブ部材による減衰がより分布し、これにより、Ｘ線信号が向上される。
【００３３】
１つの実施例によれば、ウェブ部材は、当該ウェブ部材がバー部材の対向する部分を接続するように、隣接するバー部材間に配置される。
【００３４】
別の実施例によれば、組み立てられていない状態では、ウェブ部材は、互いと平行に配置されている。
【００３５】
格子は、組み立て中に、集束用に屈曲させられてもよい。例えば格子は、湾曲した支持構造又は湾曲した装着面に取り付けられてよい。
【００３６】
オプションにおいて、組み立てられていない状態で、ウェブ部材は、扇形のＸ線ビームの放射方向に対して配置される。ウェブ部材は、放射方向に対して同じ傾斜角で配置される。
【００３７】
組み立てられていない状態とは、格子がＸ線撮像システム内のその最終位置に取り付けられていない状態を指す。
【００３８】
１つの実施例によれば、放射Ｘ線視線方向において、高さに亘って、少なくとも１つの第１の間隙部と少なくとも１つのウェブセグメント部とが設けられる。
【００３９】
１つの実施例では、取り付けられていない状態で、格子は、平面格子として設けられ、また、間隙内で、格子の平面を横切る、例えば平面に対して垂直である方向において、高さに亘って、少なくとも１つの間隙部と少なくとも１つのウェブセグメント部とが設けられる。
【００４０】
１つの実施例によれば、ウェブ部材は、放射Ｘ線視線方向において、間隙に沿って連続的なＸ線減衰度が提供されるように配置される。
【００４１】
これは、Ｘ線検出器の信号を更に向上させ、信号の後処理のための労力を軽減する。
【００４２】
Ｘ線吸収が間隙によって提供される場合、連続的なかなり高い吸収度が間隙に沿って提供される。この高い吸収は、間隙内に配置されているＸ線吸収材料によって提供される。当該材料は、こちらも間隙内に配置されているウェブ部材に加えて提供される。ウェブ部材自体は、やや低い減衰を提供する（即ち、Ｘ線吸収がないかほぼない）。更に、連続的なやや低い又は非常に低い減衰度がバー部材に沿って提供される（例えばＸ線透過性である。即ち、Ｘ線撮像の観点から無視できるほどのＸ線減衰がある）。
【００４３】
Ｘ線吸収がバー部材によって提供される場合、連続的なかなり高い吸収度がバー部材に沿って提供される。この高い吸収は、バー部材のＸ線吸収材料によって提供される。更に、連続的なやや低い又は非常に低い減衰度が間隙に沿って提供される（例えばほぼＸ線透過性である。即ち、Ｘ線撮像の観点から無視できるほどのＸ線減衰度がある）。ウェブ部材はまた、間隙内に配置され、間隙自体は、Ｘ線吸収を提供する材料によってＸ線減衰を提供するが、放射Ｘ線方向におけるそれらの寄与が小さいため、当該ウェブ部材は、やや低い減衰を提供する。
【００４４】
１つの実施例によれば、ウェブ部材は、バー部材の上縁からバー部材の下縁まで連続的に延在する。
【００４５】
別の実施例によれば、ウェブ部材は、間隙高さＨに亘って、距離Ｄで間隙方向において繰り返し配置される。ウェブ部材は、Ｄ／Ｈの高さ方向に対する傾斜比Ｒを有する。
【００４６】
１つの実施例によれば、ウェブ部材は、
ｉ）同じ傾斜角を有して繰り返し配置される傾斜ウェブ部材、
ｉｉ）間隙に沿ってジグザグウェブパターンをもたらし、同じ傾斜角度値を有するが、傾斜方向が交互になっている傾斜セグメント、
ｉｉｉ）Ｘ型の繰り返しウェブパターンをもたらす、交差するように設けられて繰り返し配置される傾斜ウェブセグメント部、
のうちの１つとして少なくとも配置される。
【００４７】
１つの実施例によれば、格子は、位相コントラストＸ線撮像及び／又は暗視野Ｘ線撮像用の吸収格子である。
【００４８】
別の実施例によれば、格子は、Ｘ線撮像用の散乱線除去グリッドである。
【００４９】
本発明によれば、Ｘ線撮像システムも提供される。Ｘ線撮像システムは、Ｘ線源と、Ｘ線検出器と、Ｘ線源とＸ線検出器との間の放射Ｘ線経路に配置される上記実施例のうちの１つによる格子とを含む。
【００５０】
１つの実施例によれば、Ｘ線源は、Ｘ線視線方向において、Ｘ線検出器に向けて放射Ｘ線を提供する。ウェブ部材は、Ｘ線視線方向に対して傾斜して設けられる。
【００５１】
「放射Ｘ線」との用語は、Ｘ線源によって生成され、Ｘ線検出器に向かって放射される放射Ｘ線に関する。「放射Ｘ線経路」との用語は、放射Ｘ線の伝播に関する。したがって、放射Ｘ線経路は、放射線が提供される空間領域を説明するものである。Ｘ線撮像では、Ｘ線画像データを生成することができるように、物体を経路に沿って配置する必要がある。放射Ｘ線経路はまた、「放射Ｘ線ビーム経路」とも呼ばれる。
【００５２】
１つの実施例では、放射Ｘ線は、円錐形又は扇形Ｘ線ビームとして提供される。したがって、放射Ｘ線は、複数の対応して配置される視線方向を提供する。
【００５３】
別の実施例では、物体を照射する放射Ｘ線は、本質的に平行に配置された放射Ｘ線を有するコヒーレント放射Ｘ線として提供される。１つの実施例では、Ｘ線源は、コヒーレント放射線を提供する。別の実施例では、Ｘ線源は、非コヒーレント放射線を提供する。この場合、非コヒーレント放射線は、コヒーレント放射線を提供するために、（線源）格子構造を通る必要がある。
【００５４】
「Ｘ線視線方向」との用語は、Ｘ線源からＸ線検出器への放射Ｘ線の方向に関する。円錐形又は扇形ビームの場合、Ｘ線視線方向は、ビーム全体でそれぞれ異なる。コヒーレント放射Ｘ線、即ち、平行放射Ｘ線の場合、ビーム全体のＸ線視線方向は、互いに平行である。
【００５５】
１つの実施例では、格子は、ウェブ部材が互いに平行である平面格子として提供される。扇形又は円錐形ビームを用いるＸ線撮像システム内に格子を組み立てるとき、格子は、撮像システムの組み立ての間に集束される。例えば格子を対応する成形面に取り付けるとき、格子は当該成形面に取り付けられて屈曲される。１つの実施例では、表面は、凹球面の一部からの形状を有する表面といったように湾曲している。
【００５６】
１つの実施例によれば、位相コントラストＸ線撮像及び／又は暗視野Ｘ線撮像用の格子構成部が、Ｘ線撮像システムと共に提供される。少なくとも部分的にコヒーレントな放射Ｘ線が、対象を照射するために設けられる。格子構成部は、少なくとも位相格子及び分析器格子を含む。格子は、少なくとも部分的にコヒーレントな放射Ｘ線を提供するために、分析器格子及び／又は線源格子を形成する吸収格子として設けられる。
【００５７】
つまり、少なくとも部分的にコヒーレントな放射Ｘ線を提供するために、分析器格子及び／又は線源格子が吸収格子として設けられ、当該吸収格子は、上記実施例のうちの１つによる格子として設けられる。
【００５８】
本発明によれば、Ｘ線撮像用の格子を製造する方法も提供される。方法は、
ａ）第１の複数のバー部材及び第２の複数の間隙を有する格子構造を生成するステップと、
ｂ）格子バー部材を安定させるために、バー部材間に配置される固定構造を生成するステップと、
を含み、バー部材は、長さ方向及び高さ方向に延在し、高さ方向を横切る方向において、間隙の１つによって互いから離間している。固定構造は、隣接するバー部材間に設けられる複数の架橋ウェブ部材を含む。ウェブ部材は、間隙の方向に延在し、高さ方向に対して傾斜して設けられる長手方向ウェブ部材である。
【００５９】
格子ベースの位相コントラスト撮像及び暗視野撮像は、例えばマンモグラフィ、胸部Ｘ線及びＣＴの分野におけるＸ線機器の診断品質を高めるのに有望な技術である。一態様によれば、格子ベースの位相コントラスト撮像及び暗視野撮像のための臨床システム用の格子の解決策が提供される。例えば吸収格子Ｇ０（「線源格子」）又は吸収格子Ｇ２（「分析器格子」）に、Ｘ線管の全スペクトルに亘って十分な減衰を達成するために、２００μｍを超える高さにおいて、数μｍから数十μｍ程度のピッチを有する例えば金の格子構造が与えられる。このような格子を製造するために、例えばいわゆるＬＩＧＡプロセスが使用される。安定化構造の指示により、格子は安定化され、接着力は格子の幾何学的精度に影響を及ぼさない。例えば傾斜ブリッジとして傾斜ウェブ部材を提供することによって、センサによって検知される固定要素構造によって引き起こされるアーチファクトが減少する。均等なＸ線減衰を提供すると、向上された信号品質が達成される。連続ウェブ部材を用いる実施例の更なる結果として、製造工程において、１つのマスクしか必要でなくなる。追加の不所望の干渉縞又は追加のノイズが回避されるか又は少なくとも低減される。
【００６０】
１つの実施例では、リソグラフィステップ中に、ブリッジデザインを有するマスクが所望の格子方向に対して垂直な軸の周りで傾斜する。これにより、傾斜ブリッジ又は上記ウェブ部材がもたらされる。ブリッジによる追加の減衰は、格子領域全体でより均等に分布し、これは、画質への影響を低減する。１つの実施例では、所与の格子高さＨ及びトレンチに沿ったウェブ部材間の距離ｄについて、格子領域に垂直な透過において均一な格子構造が達成されるように専用の傾斜角がある。１つの実施例では、この傾斜角αは、関係ｔａｎα＝ｄ／Ｈを満たす。同時に、リソグラフィ中に、１回の照射ステップしか必要でなくなる。傾斜ブリッジ構造の最大長さは、リソグラフィプロセスの最大達成可能深さと相関する。傾斜角は、リソグラフィ限界だけではなく、平行四辺形の開放ボリューム内のブリッジ構造の下に金（又は他の材料）で電気めっきする能力にも応じて選択されなければならない。
【００６１】
微分位相コントラスト撮像及び暗視野撮像は、Ｘ線光学格子の使用に依存する。一態様によれば、格子構造を機械的に安定させるために、例えばブリッジ構造としてウェブ部材が設けられる。この構造は、製造のためのリソグラフィの複雑さを増すことなく不均一性を最小限に抑える。格子方向に対して直角である回転軸の周りでウェブセグメントが回転させられる。こうすることによって、リソグラフィの複雑さを増すことなく均一な格子を得ることができる。
【００６２】
α又は−αの方向において傾斜させるのではなく、二重照射ステップとして、例えば溝全体に沿って安定化構造の均一分布吸収を有するＶ字形及びＷ字形構造並びにＸ字形構造も可能とすることも可能である。１つの実施例では、格子は、（格子方向に沿って見た場合に）Ｘパターン、Ｖパターン、ＸＸＸパターン、ＶＶＶパターン又は組み合わせのＸ−Ｖパターンを得るために複数の回転されたウェブ部材を含む。
【００６３】
１つの実施例では、Ｘパターン、ＸＶパターン又はＶＶパターンは、例えばＸ線吸収材料で下部を充填することができるように間隙が存在するように変位が与えられる。例えばＶ＿Ｖパターンを達成するために距離が提供される。又は、間隙が垂直方向に沿って存在するように、上端の垂直方向変位が提供される。
【００６４】
１つの実施例では、充填は電気めっきによって提供することができる。
【００６５】
本発明のこれら及び他の態様は、以下に説明される実施形態から明らかとなり、また、当該実施形態を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
本発明の例示的な実施形態について、以下の図面を参照しながら以下に説明する。
【００６７】
【図１】図１は、格子の１つの実施例の一部を斜視図で示す。
【図２】図２は、格子の１つの実施例の間隙に沿った断面図を示す。
【図３】図３は、格子の更なる実施例を間隙に沿った断面図で示す。
【図４】図４は、Ｘ線撮影システムの１つの実施例を概略的に示す。
【図５】図５は、微分位相コントラストＸ線撮像用の撮像システムの概略構成を示す。
【図６】図６は、格子の製造方法の１つの実施例のステップを示す。
【発明を実施するための形態】
【００６８】
図１は、Ｘ線撮像用の格子１０を示す。格子１０は、第１の複数のバー部材１４と第２の複数の間隙１６とを有する格子構造１２を含む。格子１０は更に、バー部材１４を安定させるために、バー部材１４間に配置される固定構造１８を含む。格子バー、即ち、バー部材１４は、長さ方向２０及び高さ方向２２に延在する。バー部材１４は、高さ方向２２を横切る方向、即ち、間隔方向に、間隙１６のうちの１つによって互いから離間している。間隔方向は、距離矢印２３で示される。間隙１６は、長さ方向２０と平行な間隙方向２０'に配置される。固定構造１８は、隣接するバー部材１４間に設けられる複数の架橋ウェブ部材２４を含む。ウェブ部材２４は、間隙方向２０'に延在し、高さ方向２２に対して傾斜して設けられる長手方向のウェブ部材である。間隙方向２０'に傾斜が与えられている。
【００６９】
図２は、長さ方向２０及び高さ方向２２に亘って傾斜して設けられる傾斜ウェブ部材２４を有する間隙に沿った断面図を示す。傾斜角は、参照符号２６で示される。
【００７０】
更には図示しない実施例では、ウェブ部材２４は、バー部材１４と平行に配置され、それらの側部の長さに亘って、即ち、それぞれのウェブ部材２４の長さに亘ってバー部材１４に接続される。
【００７１】
更には図示しない実施例では、ウェブ部材２４は、当該ウェブ部材２４がバー部材１４の接続する対向及び向かい合う部分であるように、隣接するバー部材１４間に配置される。
【００７２】
つまり、ウェブ部材２４は、間隙の幅方向を横断するように、好適には垂直に、即ち、間隔方向２３を横断するように、垂直に亘る。例えばウェブ部材２４は、対向部分に固定して取り付けられる。上述のように、ウェブ部材２４は、それらの長手方向を横断する断面において、間隙方向を横断して亘る。つまり、ウェブ部材２４は、間隙方向に垂直でかつ間隙の深さに垂直である方向、即ち、視線方向に垂直である方向において、バー部材１４を接続する。
【００７３】
１つの実施例では、長手方向ウェブ部材２４は、直線状ウェブ部材として設けられる。
【００７４】
（第１の複数の）バー部材１４及び（第２の複数の）間隙１６は、格子領域を形成する。１つの実施例では、格子領域は格子面を形成する。別の実施例では、格子領域は円筒面上に屈曲して設けられる。
【００７５】
ウェブ部材２４は、主放射Ｘ線方向に対して傾斜して、即ち、視線方向に対して傾斜して配置される。格子に垂直な放射方向、即ち、格子領域内の格子延長部の場合、ウェブ部材２４は、格子領域の垂線に対して傾斜して配置される。ウェブ部材２４は、格子領域又は格子面に対して傾斜角で配置される。
【００７６】
ウェブ部材２４は、格子構造のバー部材１４を安定させる。ウェブ部材２４を傾斜させて設けることによって、ウェブ部材２４によってもたらされる減衰をより分布させる。
【００７７】
「バー部材」１４はまた、バー要素又はバーセグメントとも呼ばれる。
【００７８】
「ウェブ部材」２４はまた、ウェブ要素、ウェブセグメント、ブリッジ又はブリッジセグメントとも呼ばれる。
【００７９】
ウェブ部材２４は、バー部材１４、即ち、バーを支持する安定化ウェブを提供する。
【００８０】
更には図示しない実施例では、放射Ｘ線の視線方向において、高さに亘って、少なくとも１つの第１の間隙部と、少なくとも１つのウェブセグメント部とが設けられる。
【００８１】
１つの実施例では、少なくとも第１の間隙部は、Ｘ線透過性であり、Ｘ線減衰を与えない。ウェブセグメントが配置される間隙の部分のみ、放射Ｘ線は減衰される。
【００８２】
高さ方向はまた、第１の方向又は第１の高さ方向とも呼ばれ、長さ方向は、第２の方向又は第２の長さ方向とも呼ばれる。
【００８３】
１つの実施例では、格子は吸収格子であり、格子構造は、バー部材によるＸ線吸収のために、バー部材がＸ線吸収材料から作られるように作られる。間隙は、間隙内でＸ線が透過するように、吸収が少ないように設けられる。好適には、間隙部は、ウェブセグメント部よりもＸ線吸収性が低い。
【００８４】
例えばウェブ部材２４は、バー部材と同じ材料で提供される。１つの実施例では、ウェブ部材２４もまた、Ｘ線吸収材料から作られる。
【００８５】
更なる実施例では、格子は吸収格子であり、格子構造は、間隙によるＸ線吸収のために、間隙がＸ線吸収材料で充填されるように作られる。バー部材は、バー部材内でＸ線が透過するように、吸収が少ないように設けられる。
【００８６】
別の実施例では、ウェブ部材２４はまた、Ｘ線が透過するように、吸収が少ないように作られる。
【００８７】
１つの実施例では、図３にオプションとして示されているように、ウェブ部材２４は、放射Ｘ線の視線方向２８において、間隙に沿って連続的なＸ線減衰度が提供されるように配置される。
【００８８】
例えばウェブ部材２４は、Ｘ線の視線方向において、放射Ｘ線が、格子の間隙を通過している（即ち、間隙を通して放射される）間、１つのウェブ部材を通過するように配置される。別の実施例では、放射線は、２つ又は３つのウェブ部材２４を通過する。通過されるウェブ部材２４の数は、間隙の至る場所で同じであり、また、間隙方向において間隙内でも同じである。
【００８９】
連続的なＸ線減衰度を提供することは、検出器によって提供されるＸ線信号内のアーチファクトの量を減少させる。
【００９０】
この配置の利点は、単一の照射ステップである。しかし、α又は−αの方向に傾斜させるのではなく、例えばＶ字形及びＷ字形構造並びにＸ字形構造のために、二重照射ステップとすることも可能である。これらもまた、溝全体に沿って安定化構造体の均一分布吸収を提供することができる。
【００９１】
別の実施例では、ウェブ部材は、間隙方向に垂直に延在するように設けられる。間隙の高さに亘って幾つかのウェブ部材が設けられ、これらウェブ部材は、間隙の方向において変位している。１つの実施例では、視線投影において、同じ度合いのＸ線減衰が間隙に沿って提供される。
【００９２】
図３に示されるオプションとして、ウェブ部材２４は、バー部材１４の上縁３０からバー部材１４の下縁３２まで連続的に延在する。
【００９３】
結果として、製造工程に使用されるマスクは１つだけでよく、また、リソグラフィステップにおいて必要な照射は１回だけである。しかし、これはまた、追加の望ましくない干渉縞が生成されることを防ぐ均一性が格子内に生成されるという結果にもなる。特にウェブ部材２４が規則的に分布している場合に、均一性が提供される。
【００９４】
ウェブ部材２４による追加の減衰は、格子領域に亘ってより均等に分布し、これは画質への影響を低減する。
【００９５】
詳細には示さないが、更なるオプションとして、ウェブ部材２４は、以下のうちの少なくとも１つとして配置される。
ｉ）同じ傾斜角を有して繰り返し配置される傾斜ウェブ部材
ｉｉ）同じ傾斜角度値を有するが傾斜方向が交互になっている傾斜セグメント。これにより、間隙に沿ってジグザグウェブパターンがもたらされる。
ｉｉｉ）交差するように設けられた繰り返し配置される傾斜ウェブセグメント部。これにより、Ｘ型の繰り返しウェブパターンがもたらされる。
【００９６】
１つの実施例では、ジグザグパターンは、間隙の高さのほんの一部に沿ってのみ、当該高さに延在するが同じ傾斜を有する部分を含む。これも依然として、減衰の均等分布をもたらす。
【００９７】
図３は、繰り返し傾斜ウェブ部材２４のパターンを示す。ウェブ部材２４は、間隙高さＨに亘って間隙方向に距離Ｄをおいて繰り返し配置されている。ウェブ部材２４は、高さ方向に対する傾斜比ＲがＤ／Ｈである。距離Ｄはまた、ピッチとも呼ばれる。１つの実施例では、所与の格子高さＨ及びトレンチに沿ったブリッジ間の距離Ｄについて、格子領域に垂直な透過において、均一な格子構造が達成されるように、専用の傾斜角がある。この傾斜角αは、図３のオプションに示されるように、関係ｔａｎα＝Ｄ／Ｈを満たす。
【００９８】
１つの実施例では、格子は、位相コントラストＸ線撮像及び／又は暗視野Ｘ線撮像用の吸収格子である。
【００９９】
固定構造は、位相コントラストＸ線撮像における格子、特に（Ｘ線源に続く線源格子としての）吸収格子Ｇ０及び（検出器の前の分析器格子としての）吸収格子Ｇ２の製造に対処する。例えばＸ線管の全スペクトルに亘って十分な減衰を達成するために、２００μｍを超える金の高さにおいて、数μｍ（ミクロン）から数十μｍ程度のピッチを有する格子構造が提供される。このような格子を作るために、リソグラフィ、電気めっき及びモールド成形を含むプロセスを適用することができる。このプロセスは、ＬＩＧＡプロセス（Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｅ、Ｇａｌｖａｎｏｆｏｒｍｕｎｇ、Ａｂｆｏｒｍｕｎｇのドイツ語）として知られている。固定構造は、そうでなければ、特に高アスペクト比の場合、接着力のために不安定になる傾向がある格子を安定化させる。
【０１００】
別のオプションでは、格子は、Ｘ線撮像用の散乱線除去グリッドである。
【０１０１】
図４は、Ｘ線源５２とＸ線検出器５４とを含むＸ線撮像システム５０を概略的に示す。更に、格子５６が、上記格子の１つの格子の例として設けられている。格子５６は、Ｘ線源５２とＸ線検出器５４との間の放射Ｘ線経路５８に配置されるように設けられている。
【０１０２】
図５は、Ｘ線撮像システムのオプションとして、位相コントラストＸ線撮像及び／又は暗視野Ｘ線撮像用のシステム５０'を示す。位相コントラストＸ線撮像及び／又は暗視野Ｘ線撮像用の格子構成部６０が設けられている。物体６２を照射するために、少なくとも部分的にコヒーレントな放射Ｘ線６１が提供される。格子構成部６０は、位相格子Ｇ１と分析器格子Ｇ２とを少なくとも含む。オプションとして、上記少なくとも部分的にコヒーレントな放射Ｘ線を提供するための線源格子Ｇ０もまた設けられていてよい。分析器格子Ｇ２及び／又は線源格子Ｇ０は、上記実施例のうちの１つによる格子として提供される吸収格子として設けられる。微分位相コントラスト撮像のための位相ステッピング等の更なる態様については、更に詳細には説明しない。
【０１０３】
図６は、Ｘ線撮像用の格子を製造する方法１００の１つの実施例を示す。方法１００は、次のステップを含む。ステップａ）とも呼ばれる第１のステップ１０２では、第１の複数のバー部材及び第２の複数の間隙を有する格子構造が生成される。バー部材は、長さ方向及び高さ方向に延在し、高さ方向を横切る方向において、間隙のうちの１つによって互いから離間している。第２のステップ１０４では、格子バー部材を安定させるために、バー部材間に配置される固定構造が生成される。固定構造は、隣接するバー部材間に設けられる複数の架橋ウェブ部材を含む。ウェブ部材２４は、間隙の方向に延在し、高さ方向に対して傾斜して設けられる長手方向のウェブ部材である。
【０１０４】
１つの実施例では、ステップａ）及びｂ）は同時に行われる。別の実施例では、ステップａ）とｂ）とは互いに順番に行われる。
【０１０５】
更には図示しない１つの実施例では、ステップａ１）において、第１の複数のバー部材及び第２の複数の間隙を有する格子構造として設けられる構造において放射線を遮蔽するために放射源用のマスクが設けられ、格子のバー部材を安定させるために、固定構造がバー部材間に配置される。バー部材は、長さ方向及び高さ方向に延在し、高さ方向を横切る方向に間隙のうちの１つによって互いから離間している。固定構造は、隣接するバー部材間に設けられた複数の架橋ウェブ部材２４を含む。ウェブ部材２４は、高さ方向に対して傾斜して延在する長手方向のウェブ部材である。ステップａ２）において、放射線感受性フォトレジスト物質が提供される。ステップｂ'）において、フォトレジスト物質をマスクで遮蔽しながら、フォトレジスト物質を放射線で照射し、この結果、フォトレジスト物質の一部が固定され、他の部分が固定されない状態になる。ステップｃ）において、固定された部分をモールドとして維持しながら、フォトレジスト物質の固定されなかった部分が除去される。ステップｄ）において、除去された部分に格子構造がガルバニック的に生成される。ステップｅ）において、固定された部分が除去される。
【０１０６】
感光性物質の照射及び硬化はまた、リソグラフィプロセスとも呼ばれる。
【０１０７】
例えば格子のガルバニック生成は電気めっきによって提供される。
【０１０８】
１つの実施例では、フォトレジスト物質の照射に使用される放射線は、シンクロトロン放射源からの低エネルギーＸ線（例えば５〜１０ｋｅＶ）である。
【０１０９】
別の実施例では、フォトレジスト物質の照射に使用される放射線は、紫外線源からの光である。
【０１１０】
格子のこの形状の利点は、単一の照射ステップである（下記参照）。しかし、α又は−αの方向において傾斜させるのではなく、例えばＶ字形及びＷ字形構造並びにＸ字形構造（上記参照）のために、二重照射ステップとすることも可能である。これらもまた、溝全体に沿って安定化構造体の均一分布吸収を提供することができる。
【０１１１】
１つの実施例では、たった１つの照射ステップｂ）において、ステップａ）において、１つのマスクだけが提供される。
【０１１２】
１つの実施例では、マスクはブリッジデザインを有し、マスクは所望の格子方向に垂直な軸の周りで傾斜する。これにより、傾斜したブリッジが、上述のウェブ部材２４を形成する。
【０１１３】
傾斜ウェブ部材２４の構造の最大長さは、リソグラフィプロセスの最大達成可能深さと相関する。１つの実施例では、傾斜角は、リソグラフィ限界だけでなく、平行四辺形の開放ボリューム内のウェブ部材２４の構造の下に金（又は他の材料）で電気めっきする能力にも応じて選択される。
【０１１４】
なお、本発明の実施形態は、様々な主題を参照して説明される。具体的には、方法タイプのクレームを参照して説明される実施形態もあれば、デバイスタイプのクレームを参照して説明される実施形態もある。しかし、当業者であれば、上記及び下記の説明から、特に明記されない限り、１つのタイプの主題に属する特徴の任意の組み合わせに加えて、様々な主題に関連する特徴の任意の組み合わせも、本願によって開示されていると見なされると理解できるであろう。しかし、すべての特徴は、特徴の単なる足し合わせ以上の相乗効果を提供する限り、組み合わされることが可能である。
【０１１５】
本発明は、図面及び上記説明において詳細に例示され、説明されたが、当該例示及び説明は、例示的に見なされるべきであり、限定的に見なされるべきではない。本発明は、開示される実施形態に限定されない。開示された実施形態の他の変形態様は、図面、開示内容及び従属請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解され、実施される。
【０１１６】
請求項において、「含む」との用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、また、「ａ」又は「ａｎ」との不定冠詞も、複数形を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に引用される幾つかのアイテムの機能を果たしてもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されることだけで、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。請求項における任意の参照符号は、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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