CN107107250A - 用于表征电子束的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于检测从基板表面辐射出的X射线的装置，所述装置包括至少一个X射线检测器、解析器光栅以及调制器光栅，具有朝向所述X射线检测器的至少一个开口的所述解析器光栅被布置在所述X射线检测器前面。在所述解析器光栅与所述基板之间，所述调制器光栅被提供在与所述解析器光栅和所述基板相距为预定距离处，其中所述调制器光栅在至少第一方向上具有多个开口，其中利用所述调制器光栅和解析器光栅，对来自所述表面的所述x射线进行空间调制。

Description

用于表征电子束的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于表征电子束的改进的方法。
背景技术
自由成型制作（freeform fabrication）或增材制造（additive manufacturing）是一种用于通过对被施加到工作板的粉末层的所选部分连续（successive）熔合来形成三维物件（article）的方法。在美国专利第7,713,454号中公开了根据这种技术的方法和设备。
这样的设备可以包括：工作台，在该工作台上，要形成三维物件；粉末撒布器（dispenser），被布置成在工作台上敷设薄的粉末层，用于形成粉末床；能量束源，用于把能量束斑（spot）递送到粉末，由此发生粉末的熔合；单元（element），用于在粉末床之上控制能量束斑，以通过熔合粉末床的各部分来形成三维物件的截面；以及控制计算机，在所述控制计算机中存储关于三维物件的连贯的（consecutive）截面的信息。通过连贯地熔合由粉末撒布器连续敷设的粉末层的连贯形成的截面来形成三维物件。
为了在特定位置处熔化粉末材料，需要准确地控制能量束，比如控制偏转速度、位置和形状。
当前，使用金属的发光（glow）对电子束进行光学校准。这样的校准方有数个缺陷。首先，由于需要花费一些时间才能使金属开始发光，所以这样的校准方法是耗时的。其次，为了使金属开始发光要求相对高的射束功率。第三，已经发光的金属可能在局部受到损坏，或者至少在局部已改变其材料特性。最后，用于校准的光学装备可能在校准过程期间或者在稍后的过程步骤中被金属化。此外，在材料的发光与电子束的功率之间不存在直接明了的关系。
因此，在本领域内需要一种用于对电子束的特性进行校准和/或验证的简单并且高效的方法。
发明内容
本发明的目的是要提供一种用于对电子束进行校准/验证的方法，该方法消除或者至少减少上面提及的问题。上面提及的目的是经由在本文的权利要求书中引述的特征而实现的。
在本发明的第一方面中，提供了一种用于对电子束进行校准的方法，所述方法包括以下步骤：在至少一个X射线检测器前面，布置具有至少一个开口的有图案的孔径解析器（patterned aperture resolver），其中所述至少一个开口正朝向所述至少一个X射线检测器；在有图案的孔径解析器与基板之间，并且在与有图案的孔径解析器和基板相距为预定距离处，布置有图案的孔径调制器（patterned aperture modulator），其中所述有图案的孔径调制器在至少第一方向上具有多个开口；在基板上在至少第一方向上扫描电子束，用于生成要由所述至少一个X射线检测器接收的X射线；利用有图案的孔径调制器和有图案的孔径解析器，检测通过所述扫描电子束而产生的从所述表面发出的X射线，其中通过利用用于控制电子束的设定对来自检测器的X射线信号的强度调制进行映射，实现电子束的位置、尺寸和形状的映射图（map）；如果电子束的形状和/或尺寸正与相对应的参考射束形状和/或参考射束尺寸偏差超出预定数值，则调节用于控制电子束的设定；以及重复步骤c-e，直到电子束的形状和/或尺寸正与参考射束形状和/或参考射束尺寸偏差小于预定数值。
这种方法的示例性优点在于，可以在任何时刻执行电子束的校准。在校准功率是可能过高还是可能过低方面，可以没有限制，因为扫描速度可以足够高，以不影响X射线正从其发出的材料表面。另一优点在于，这种校准方法对于可能的材料沉积可能不敏感，因为可以通过在检测器前面的适当的屏蔽板来收集所述沉积。
在另一实例实施例中，所述方法还包括如下步骤：对于不同的射束功率，重复步骤c-f。至少这个实施例的非限制性的并且示例性的优点在于，能够完成针对所有射束功率的全部校准，而不会有任何局部受到损坏或者局部发生改变的材料特性的风险。这个实施例的另一优点在于，可以选择将要使用哪种类型的图案、即1维图案或2维图案。显而易见的是，1维图案可能仅验证1维的偏转速度，如果不能的话，则在工作台上旋转并且重复使用数次该1维图案。
在还有另一实例实施例中，其中所述设定是到射束成形和定位单元的输入信号。所述射束成形和定位单元可以包括至少一个偏转线圈、至少一个聚焦线圈以及至少一个像散（astigmatism）线圈。至少这个实施例的非限制性的并且示例性的优点在于，可以通过在至少两个不同的方向上扫描射束来校准电子束的尺寸和形状。
在本发明的另一方面中，提供了一种用于检测从基板表面辐射出的X射线的装置，所述装置包括：至少一个第一X射线检测器、有图案的孔径解析器以及有图案的孔径调制器；具有朝向X射线检测器的至少一个开口的有图案的孔径解析器被布置在X射线检测器前面；在有图案的孔径解析器与基板之间，有图案的孔径调制器被提供在与有图案的孔径解析器和基板相距为预定距离处；其中有图案的孔径调制器在至少第一方向上具有多个开口，其中在由X射线检测器检测到来自所述表面的x射线之前，利用有图案的孔径调制器和有图案的孔径解析器，对来自所述表面的x射线进行强度调制。
至少这个实施例的非限制性的并且示例性的优点在于，这样的装置可以被用于在任何电子束装备中校准电子束，所述电子束装备比如电子束焊接装备、电子束增材制造装备或者扫描电子显微镜。
在实例实施例中，有图案的孔径调制器和/或有图案的孔径解析器中的开口被布置成1维或2维图案。至少这个实施例的非限制性的并且示例性的优点在于，调制器结构可以被设计用于在一个或数个方向上对电子束进行校准/验证。
在本发明的还有另一实例实施例中，所述1维或2维图案是周期性的或非周期性的。非周期性图案的非限制性的并且示例性的优点在于，该非周期性图案可以使检测器上的X射线信号的中心峰值从在相同检测器上的X射线信号的各旁瓣中更清晰地突出。这在有图案的孔径调制器和/或有图案的孔径解析器中使用数目非常大的开口的情况下可能是更加重要的。
在本发明的还有另一实例实施例中，有图案的孔径调制器和/或有图案的孔径解析器的在第一位置处的开口被布置成具有第一类型的微图案，并且有图案的孔径调制器和/或有图案的孔径解析器的在第二位置处的开口被布置成具有第二类型的微图案。
至少这个实施例的非限制性的并且示例性的优点在于，从单个扫描方向可以接收到关于射束特性的更多信息。
在本发明的还有另一实例实施例中，第一类型的微图案是在第一方向上的多个槽，并且第二类型的微图案是在第二方向上的多个槽。至少这个实施例的非限制性的并且示例性的优点在于，可以在维持X射线信号分辨率的同时改进X射线信号强度。
在本发明的还有另一实例实施例中，有图案的孔径调制器和有图案的孔径解析器的基础材料被设计，以便屏蔽X射线辐射。至少这个实施例的非限制性的并且示例性的优点在于，X射线辐射可能只经由有图案的孔径调制器和有图案的孔径解析器中的开口到达检测器。
在本发明的还有另一实例实施例中，在X射线检测器与有图案的孔径解析器之间，或者在有图案的孔径解析器与有图案的孔径调制器之间，或者在基板与有图案的孔径调制器之间，布置保护窗口。至少这个实施例的非限制性的并且示例性的优点在于，部分或全部的检测器可以被布置在真空室的外部。这个实施例的另一优点在于，检测器对于材料沉积可以是不敏感的。
在还有另一实例实施例中，可以为工作台配备有参考图案。至少这个实施例的非限制性的并且示例性的优点在于，在开始校准/验证过程之前，在有图案的孔径调制器与基板之间以及在有图案的孔径调制器与有图案的孔径解析器之间的距离可以是未知的。这个参考图案可以确定所检测到的信号的标度（scale）。
在本发明的还有另一实例实施例中，有图案的孔径解析器被布置在与X射线检测器相距为一距离处。至少这个实施例的非限制性的并且示例性的优点在于，检测器相对于有图案的孔径解析器的布局与该装置的功能性是相对独立的。
在本发明的另一实例实施例中，有图案的孔径解析器被有图案的检测器替换。至少这个实施例的非限制性的并且示例性的优点在于，消除了有图案的孔径解析器与有图案的孔径调制器和检测器的在制造所述装置时的任何对准规程（procedure）。
在本发明的还有另一实例实施例中，所述装置还包括至少一个第二X射线检测器，所述至少一个第二X射线检测器被布置成具有有图案的孔径解析器和有图案的孔径调制器；具有朝向所述至少一个第二X射线检测器的至少一个开口的有图案的孔径解析器被布置在所述至少一个第二X射线检测器前面；在有图案的孔径解析器与基板之间，有图案的孔径调制器被提供在与有图案的孔径解析器和基板相距为预定距离处，其中有图案的孔径调制器在至少第一方向上具有多个开口，其中在由所述至少一个第二X射线检测器检测到来自所述表面的x射线之前，利用有图案的孔径调制器和有图案的孔径解析器，对来自所述表面的x射线进行强度调制，其中所述至少一个第一X射线检测器和至少一个第二X射线检测器被布置在彼此相距为预定距离处，用于检测基板表面中的高度变化。
至少这个实施例的非限制性的并且示例性的优点在于，可以在与对电子束进行校准/验证的同时检测基板表面形貌。
在本发明的又一实例实施例中，第一和第二x射线检测器被布置在与基板平行的平面内，并且通过三角测量法确定高度信息。至少这个实施例的非限制性的并且示例性的优点在于，由第一和第二检测器接收X射线信号之间的时间差以及第一和第二x射线检测器已接收到x射线信号的顺序可以给出表面形貌的指示。从相同位置发出的X射线之间的较长的时间间隔指示较大的相对高度差。由第一和第二检测器接收信号的顺序可以给出从标称表面高度升高或凹陷（cavity）的指示。在标称表面处，第一和第二检测器正同时接收X射线信号。
在又一实例实施例中，所述至少一个第一和至少一个第二检测器被布置在单个单元中。至少这个实施例的非限制性的并且示例性的优点在于，两个检测器可能已经被彼此校准。
在还有另一实例实施例中，所述至少一个第一和至少一个第二检测器被布置在分开的单元中。至少这个实施例的非限制性的并且示例性的优点在于，第一和第二检测器可以被布置成其中存在足够空间的电子束装备。
在本发明的另一方面中，提供了一种用于通过连续熔合粉末床的各部分而形成3维物件的方法，所述部分对应于3维物件的连续截面，所述方法包括以下步骤：提供3维物件的模型；在工作台上施加第一粉末层；把来自电子束源的电子束引导在工作台之上，电子束的引导引起第一粉末层根据所述模型在第一所选位置熔合，以便形成所述三维物件的截面的第一部分；以及利用有图案的孔径调制器和有图案的孔径解析器对来自粉末层或来自干净的工作台的X射线进行强度调制，其中通过把所检测到的经过强度调制的X射线信号与所保存的参考数值进行比较，实现对电子束的尺寸、位置、扫描速度和/或形状中的至少一个的验证。至少这个实施例的非限制性的并且示例性的优点在于，可以进一步改进三维物件的制造，因为可以在制造期间的任何给定时刻执行电子束的验证和调节。
在本发明的还有另一方面中，提供了一种用于对电子束进行验证的方法，所述方法包括以下步骤：在至少一个X射线检测器前面，布置具有至少一个开口的有图案的孔径解析器，其中所述至少一个开口正朝向所述至少一个X射线检测器；在有图案的孔径解析器与基板之间，并且在与有图案的孔径解析器和基板相距为预定距离处，布置有图案的孔径调制器，其中所述有图案的孔径调制器在至少第一方向上具有多个开口；在基板上在至少第一方向上扫描电子束，用于生成要由所述至少一个X射线检测器接收的X射线；以及通过把X射线信号的由检测器所检测到的强度调制与相对应的参考数值进行比较，验证电子束的位置、尺寸和形状中的至少一个，其中如果所检测到的信号与参考数值的偏差小于预定数值，则该电子束据称得到验证。至少这种方法的非限制性的并且示例性的优点在于，可以对于任何种类的电子束装备执行任何电子束的验证。
上面在本文所描述的校准和/或验证方法可以与增材制造设备一起使用，在所述增材制造设备中，能量束斑被用于逐层地熔合粉末材料，以形成三维物件。
在本发明的另一方面中，提供了一种用于对电子束进行校准的方法，所述方法包括以下步骤：在至少一个X射线检测器前面，定位具有至少一个开口的有图案的孔径解析器，以致所述至少一个开口正朝向所述至少一个X射线检测器；在有图案的孔径解析器与基板之间，并且在与有图案的孔径解析器和基板相距为预定距离处，定位有图案的孔径调制器，其中所述有图案的孔径调制器具有在至少第一方向上取向的多个开口；在基板上在至少第一方向上扫描电子束，用于生成要由所述至少一个X射线检测器接收的X射线；利用有图案的孔径调制器和有图案的孔径解析器，检测通过所述扫描电子束而产生的从所述表面发出的X射线，其中通过利用用于控制电子束的设定对来自检测器的X射线信号的强度调制进行映射，实现电子束的位置、尺寸和形状的映射图；如果电子束的形状或尺寸中的至少一个正与相对应的参考射束形状或参考射束尺寸中的至少一个偏差超出预定数值，则调节用于控制电子束的设定；以及重复所述扫描、检测和调节步骤，直到电子束的形状或尺寸中的至少一个正与参考射束形状或参考射束尺寸中的至少一个偏差小于预定数值。
在本发明的另一方面中，提供了一种用于检测从基板表面辐射出的X射线的装置，所述装置包括：至少一个第一X射线检测器；有图案的孔径解析器；以及有图案的孔径调制器，其中：有图案的孔径解析器包括朝向X射线检测器的至少一个开口，并且被定位在X射线检测器前面；在有图案的孔径解析器与基板之间，有图案的孔径调制器被定位在与有图案的孔径解析器和基板相距为预定距离处，其中有图案的孔径调制器在至少第一方向上具有多个开口；并且在由X射线检测器检测到来自所述表面的x射线之前，利用有图案的孔径调制器和有图案的孔径解析器，对来自所述表面的x射线进行强度调制。
在本发明的另一方面中，提供了一种程序单元，所述程序单元在计算机上执行时被配置并且被布置成实施一种用于对电子束进行校准的方法，所述方法包括以下步骤：在至少一个X射线检测器前面，布置具有至少一个开口的有图案的孔径解析器，其中所述至少一个开口正朝向所述至少一个X射线检测器；在有图案的孔径解析器与基板之间，并且在与有图案的孔径解析器和基板相距为预定距离处，布置有图案的孔径调制器，其中所述有图案的孔径调制器在至少第一方向上具有多个开口；在基板上在至少第一方向上扫描电子束，用于生成要由所述至少一个X射线检测器接收的X射线；利用有图案的孔径调制器和有图案的孔径解析器，对从所述表面发出的X射线进行强度调制，其中通过利用用于控制电子束的设定对来自检测器的经过强度调制的X射线信号进行映射，实现电子束的位置、尺寸和形状的映射图；如果电子束的形状和/或尺寸正与相对应的参考射束形状和/或参考射束尺寸偏差超出预定数值，则调节用于控制电子束的设定；以及重复所述扫描、强度调制和调节步骤，直到电子束的形状正与参考射束形状和/或尺寸偏差小于预定数值。
在本发明的另一方面中，提供了一种非瞬变计算机程序产品，该非瞬变计算机程序产品包括具有其中体现的计算机可读程序代码部分的至少一个计算机可读储存介质，所述计算机可读程序代码部分包括：被配置用于在基板上在至少第一方向上扫描电子束的可执行部分，用于生成要由所述至少一个X射线检测器接收的X射线；被配置用于利用有图案的孔径调制器和有图案的孔径解析器对从所述表面发出的X射线进行强度调制的可执行部分，其中通过利用用于控制电子束的设定对来自检测器的经过强度调制的X射线信号进行映射，实现电子束的位置、尺寸和形状的映射图；被配置用于如果电子束的形状和/或尺寸正与相对应的参考射束形状和/或参考射束尺寸偏差超出预定数值则调节用于控制电子束的设定的可执行部分；以及被配置用于重复所述扫描、强度调制和调节步骤的可执行部分，直到电子束的形状正与参考射束形状和/或尺寸偏差小于预定数值。
在本发明的另一方面中，提供了一种用于对电子束进行验证的方法，所述方法包括以下步骤：在至少一个X射线检测器前面，布置具有至少一个开口的有图案的孔径解析器，其中所述至少一个开口正朝向所述至少一个X射线检测器；在有图案的孔径解析器与基板之间，并且在与有图案的孔径解析器和基板相距为预定距离处，布置有图案的孔径调制器，其中所述有图案的孔径调制器在至少第一方向上具有多个开口；在基板上在至少第一方向上扫描电子束，用于生成要由所述至少一个X射线检测器接收的X射线；以及通过把X射线信号的由检测器所检测到的强度调制与相对应的参考数值进行比较，验证电子束的位置、尺寸和形状中的至少一个，其中如果所检测到的信号与参考数值的偏差小于预定数值，则该电子束据称得到验证。
在本发明的另一方面中，提供了一种用于通过连续熔合粉末床的各部分而形成3维物件的方法，所述部分对应于3维物件的连续截面，所述方法包括以下步骤：提供3维物件的模型；在工作台上施加第一粉末层；把来自电子束源的电子束引导在工作台之上，电子束的引导引起第一粉末层根据所述模型在第一所选位置熔合，以便形成所述三维物件的截面的第一部分；以及利用有图案的孔径调制器和有图案的孔径解析器，对来自粉末层或来自干净的工作台的X射线进行强度调制，其中通过把所检测到的经过强度调制的X射线信号与所保存的参考数值进行比较，实现对电子束的尺寸、位置、扫描速度和/或形状中的至少一个的验证。
在本发明的另一方面中，提供了一种程序单元，所述程序单元在计算机上执行时被配置并且被布置成实施一种用于对电子束进行验证的方法，所述方法包括以下步骤：在至少一个X射线检测器前面，布置具有至少一个开口的有图案的孔径解析器，其中所述至少一个开口正朝向所述至少一个X射线检测器；在有图案的孔径解析器与基板之间，并且在与有图案的孔径解析器和基板相距为预定距离处，布置有图案的孔径调制器，其中所述有图案的孔径调制器在至少第一方向上具有多个开口；在基板上在至少第一方向上扫描电子束，用于生成要由所述至少一个X射线检测器接收的X射线；以及通过把X射线信号的由检测器所检测到的强度调制与相对应的参考数值进行比较，验证电子束的位置、尺寸和形状中的至少一个，其中如果所检测到的信号与参考数值的偏差小于预定数值，则该电子束据称得到验证。
在本发明的另一方面中，提供了一种非瞬变计算机程序产品，该非瞬变计算机程序产品包括具有其中体现的计算机可读程序代码部分的至少一个计算机可读储存介质，所述计算机可读程序代码部分包括：被配置用于在至少一个X射线检测器前面布置具有至少一个开口的有图案的孔径解析器的可执行部分，其中所述至少一个开口正朝向所述至少一个X射线检测器；被配置用于在有图案的孔径解析器与基板之间并且在与有图案的孔径解析器和基板相距为预定距离处布置有图案的孔径调制器的可执行部分，其中所述有图案的孔径调制器在至少第一方向上具有多个开口；被配置用于在基板上在至少第一方向上扫描电子束的可执行部分，用于生成要由所述至少一个X射线检测器接收的X射线；以及被配置用于通过把X射线信号的由检测器所检测到的强度调制与相对应的参考数值进行比较而验证电子束的位置、尺寸和形状中的至少一个的可执行部分，其中如果所检测到的信号与参考数值的偏差小于预定数值，则该电子束据称得到验证。
在本文中且遍及本文，在描述示例性实施例或标识出其优点的地方，这样的示例性实施例和优点被认为并且意图为本质上示例性而非限制性的，以便不以其他方式限制或约束所公开的发明构思的范围和本质。
附图说明
在下文中将通过非限制性的方式参照附图进一步描述本发明。遍及附图的数幅图，采用相同的参考字符来指示相对应的类似部分：
图1描绘出用于对电子束进行校准/验证的装置的第一实例实施例的示意性侧视图；
图2A和2B描绘出用于对电子束进行校准/验证的装置中的有图案的孔径调制器和有图案的孔径解析器设置的两个实例实施例的示意性侧视图；
图3描绘出可以在其中实施本发明的装置和方法的设备；
图4描绘出根据本发明的实施例的本发明方法的示意性流程图；
图5描绘出用于对电子束进行校准/验证的两个检测器装置的第一实例实施例的示意性侧视图；
图6描绘出用于对电子束进行校准/验证的检测器阵列装置的第一实例实施例的示意性侧视图；
图7描绘出可以如何利用X射线检测器、有图案的孔径解析器和有图案的孔径调制器对电子束的尺寸和形状进行校准/验证的示意性侧视图；
图8是根据各种实施例的示例性系统1020的框图；
图9A是根据各种实施例的服务器1200的示意性框图；以及
图9B是根据各种实施例的示例性移动装置1300的示意性框图。
具体实施方式
现在，将在下文中参考所附的附图来更完整地描述本发明的各种实例实施例，其中示出了本发明的一些但不是所有实施例。的确，可以以许多不同形式体现本发明的实施例，并且不应将本发明的实施例解释为限于本文中阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开内容将满足可适用的法律要求。除非以其他方式限定，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所涉及的领域的一个普通技术人员通常知晓并理解的含义相同的含义。除非以其他方式指示，否则本文在可替换和起连接作用这两种意义上使用术语“或”。自始至终，相似的编号指代相似的单元。
为了促进对本发明的理解，下面限定多个术语。本文中限定的术语具有如在与本发明相关的领域中的普通技术人员通常理解的含义。诸如“一”、“一个”和“该”之类的术语并不意图指代仅单数实体，而是包括一般类别，该一般类别的具体实例可以用于说明。本文中的专有名词用于描述本发明的具体实施例，但是，除了如在权利要求中所概括的那样，它们的使用并没有划定本发明的界限。
如本文中使用的术语“三维结构”等一般指代意图用于特定目的的意图制作的或实际制作的（例如，一种或多种结构材料的）三维配置。这样的结构等可以例如借助于三维CAD系统来进行设计。
如本文在各种实施例中使用的术语“电子束”指代任何带电粒子束。带电粒子束的源可以包括电子枪、直线加速器等。
图3描绘出自由成型制作或增材制造设备300的实例实施例，在所述自由成型制作或增材制造设备300中，可以实施本发明的校准/验证方法和校准/验证装置。本发明的校准/验证方法和装置还可以被实施在扫描式电子显微镜（SEM）、电子焊接装备或其他扫描电子束装备中。
设备300包括：电子枪302；两个粉末加料斗306、307；起始板316；建造储槽（buildtank）312；粉末分配器310；建造平台314；真空室320、控制单元350和校准装置360。
真空室320能够借助真空系统而维持真空环境，所述系统可以包括涡轮分子泵、涡旋泵、离子泵以及一个或多个阀，这些对于本领域技术人员是众所周知的，并且因此在本上下文中不需要进一步解释。所述真空系统可以由控制单元350控制。
电子枪302正生成电子束370，所述电子束370可以被用于熔化提供在起始板316上的粉末材料318或者将所述粉末材料318熔合在一起。电子枪302可以被提供在真空室320中。控制单元350可以被用于控制和管理从电子束枪302射出的电子束。至少一个聚焦线圈（未示出）、至少一个偏转线圈（未示出）以及电子束供电装置（未示出）可以电连接到控制单元350。在本发明的实例实施例中，电子枪302生成如下可聚焦的电子束：所述可聚焦的电子束具有为大约60kV的加速电压并且具有处于0至10kW的范围内的射束功率。当通过利用能量束逐层熔合粉末而建造三维物件时，真空室中的压力可以处于1x10-3至1x10-6mBar的范围内。
粉末加料斗306、307包括要被提供在建造储槽312中的起始板316上的粉末材料。所述粉末材料例如可以是纯金属或金属合金，比如钛、钛合金、铝、铝合金、不锈钢、Co-Cr-W合金等等。
粉末分配器310被布置成在起始板316上敷设薄的粉末材料层。在工作循环期间，建造平台314将在每个添加的粉末材料层之后关于射线枪被连续地降低。为了使这个移动成为可能，在本发明的一个实施例中，建造平台314被布置成在垂直方向上是可移动的，也就是说在通过箭头P指示的方向上是可移动的。这意味着建造平台314开始于初始位置，在该初始位置中已在起始板316上敷设了具有必要厚度的第一粉末材料层。粉末材料的第一层可以比所施加的其他层更厚。开始于比其他层更厚的第一层的原因是不想要将第一层熔穿到起始板上。此后，结合敷设新的粉末材料层，降低建造平台，以形成三维物件的新的截面。用于降低建造平台314的装置例如可以是通过装有齿轮、调节螺杆等等的伺服引擎。
三维物件的模型可以经由CAD（计算机辅助设计）工具生成。
在完成第一层之后，也就是说在熔合粉末材料以取得三维物件的第一层之后，在工作台316上提供第二粉末层。优选地根据与在前层相同的方式来分配第二粉末层。但是，在相同的增材制造机器中，可能存在用于把粉末分配到工作台上的替换的方法。举例来说，可以借助第一粉末分配器提供第一层，可以通过另一粉末分配器提供第二层。根据来自控制单元的指令，自动地改变粉末分配器的设计。粉末分配器具有单耙指（single rake）系统的形式，也就是说一个耙指正截住从左侧粉末加料斗306和右侧粉末加料斗307全部二者落下的粉末，像这样的耙指可以改变设计。
在已将第二粉末层分配到工作台316上之后，能量束被引导在工作台之上，从而引起第二粉末层在所选位置熔合，以形成三维物件的第二截面。第二层中的已熔合的部分可以被接合到第一层的已熔合的部分。通过不仅熔化最上层中的粉末，而且熔化直接在最上层下面的一层的至少一部分厚度，第一层和第二层中的已熔合的部分可以被熔化在一起。
图1描绘出用于对电子束110进行校准/验证的装置100的第一实例实施例的示意性侧视图。装置100包括调制器有图案的孔径130、解析器有图案的孔径140以及至少一个X射线检测器150。
调制器有图案的孔径130被提供在与解析器有图案的孔径140相距为预定距离B处。调制器有图案的孔径130包括多个开口131-137。这些开口可以被提供成规则图案或不规则图案。所述开口的规格处于1至10000μm的范围内。所述开口可以具有圆形形状、矩形形状或狭缝形状。所述开口可以被布置成1维或2维。
有图案的孔径130的不同开口可以配备有不同类型的微图案。第一开口可以具有第一类型的微图案，而第二开口可以具有第二类型的微图案。第一类型的微图案可以是在第一方向上的多个狭缝。第二类型的微图案可以是在第二方向上的多个狭缝。
解析器有图案的孔径140包括至少一个开口145。所述至少一个开口145可以具有处于1至10000μm范围内的规格。所述至少一个开口145可以具有圆形形状、矩形形状或狭缝形状。
在解析器有图案的孔径140中的多个开口的情况下，所述开口可以被布置成1维或2维。
解析器有图案的孔径140中的开口可以配备有微图案。所述微图案可以是圆形的、矩形的或狭缝形状的开口的1维或2维图案。
解析器有图案的孔径140的不同开口可以配备有不同类型的微图案。第一开口可以具有第一类型的微图案，而第二开口可以具有第二类型的微图案。第一类型的微图案可以是在第一方向上的多个狭缝。第二类型的微图案可以是在第二方向上的多个狭缝。
调制器有图案的孔径130可以被提供在与基板170相距为预定距离A处。在距离A是未知的情况下，可以在基板170上提供参考图案，用于实现在基板170上的不同的被检测位置之间的距离的正确标度。在距离A是明确定义的情况下，所述参考图案可能变得不必要，因为所述标度由距离A、B以及调制器有图案的孔径130和解析器有图案的孔径140的规格确定。距离B可以是在100至500mm之间。距离A可以是300至1000mm。距离D可以是10至100mm，而距离C可以是100至1000mm。
撞击在基板170上的电子束将创建X射线辐射120，所述X射线辐射120在所有反向方向上辐射，也就是说在离开基板170的顶表面而进入到周围环境（真空室）中的方向上辐射。在图1中，利用在围绕基板170的电子束110被图解说明为撞击到那的第一位置171的所有方向上的小箭头，图解说明了这个反向辐射。
在小的角度区间之内从基板170的第一位置171发出的X射线被允许通过调制器有图案的孔径130中的第一开口131经由解析器有图案的孔径140中的至少一个开口145而传到X射线检测器150。
通过把电子束移动到基板170的第二位置172，在小的角度区间之内从基板170的第二位置172发出的X射线被允许通过调制器有图案的孔径130中的第二开口132经由解析器有图案的孔径140中的至少一个开口145而传到X射线检测器150。
按照相同的方式，从基板170上的第三到第七位置173-177发出的X射线被允许经由有图案的孔径解析器140和经由有图案的孔径调制器130的相对应的开口133-137而到达X射线检测器150。
通过由X射线检测器检测来自基板170上的至少两个不同位置171-177的调制过的X射线信号，可以对电子束位置进行校准。如果在校准过程之前距离A是已知的并且有图案的孔径调制器130中的各个单独的开口之间的距离是已知的，则所检测到的x射线与射束成形和定位单元的设定相组合将确定电子束的实际位置。
射束成形和定位单元可以包括至少一个偏转线圈、至少一个聚焦线圈和至少一个像散土壤（astigmatism soil）。
通过检测从有图案的孔径调制器130上的两个不同位置131-137发出的两个预定信号之间的时间，可以确定扫描速度。如果为偏转线圈配备了恒定信号，并且由于有图案的孔径调制器中的各个单独的开口之间的距离是已知的，则可以容易地计算扫描速度。
通过分析经过强度调制的信号，可以确定电子束的尺寸和形状。随着电子束在基板上被偏转，将或多或少地通过有图案的孔径调制器中的预定开口和有图案的孔径解析器中的预定开口检测到来自基板的X射线。可以随着经过强度调制的信号越过开口的边缘而根据所述信号确定关于电子束尺寸和形状的信息。通过检测器上的预定位置检测到X射线信号的持续时间可以与在偏转方向上的电子束斑的尺寸成比例。为了确定在另一个方向上的电子束斑的尺寸和形状，不得不改变偏转方向。通过对于至少两个偏转方向分析检测器上的预定位置上的x射线信号，提供有在所述两个方向上的射束尺寸和形状的信息。通过使用更多偏转方向，可以改进射束形状的准确性。
图7描绘出如何可以利用X射线检测器、有图案的孔径解析器和有图案的孔径调制器对电子束的尺寸和形状进行校准/验证的示意性侧视图。在该图示中的电子束被假设具有矩形形状。显而易见地，可以使用任何所期望的形状的电子束，但是使用该矩形形状仅仅是为了简化该说明。随着在表面770之上扫描矩形射束，从基板上的撞击位置发出的X射线信号可以到达检测器750。当在通过该图中的箭头给出的方向上扫描电子束时，正方形形状的电子束的信号将如由点构成的图760那样处于有图案的孔径解析器740前面。该图的倾斜部分表示部分地被图案孔径调制器730中的开口735隐藏的X射线信号。通过分析由检测器750接收到的所检测到的经过强度调制的信号的形状，可以能够确定在偏转方向上的射束的形状。
图2A描绘出用于对电子束进行校准/验证的装置中的有图案的孔径调制器和有图案的孔径解析器设置的第一实例实施例的示意性侧视图。在这个实施例中，有图案的孔径调制器230包括第一孔径集237和第二孔径集238。第一孔径集237包括彼此有规律地间隔开的3个开口231、232、233。第二孔径集238包括彼此有规律地间隔开的三个开口234、235、236。第一和第二孔径集237、238被布置在彼此相距为如下距离处：所述距离大于第一或第二孔径集237、238当中的一个孔径集中的两个开口之间的单独距离，也就是说在开口233与234之间的距离大于在231与232之间的距离或者大于在235与236之间的距离。在某些实施例中，有图案的孔径解析器包括三个开口241、242、243。
随着电子束在基板270之上被偏转，创建了如下X射线：所述X射线将在朝着检测器250的方向上行进。由于在检测器前面布置有有图案的孔径调制器230和有图案的孔径解析器，仅有其中一些X射线将击中检测器。
当电子束击中位置271a时，仅有在该位置处创建的x射线的小部分将击中该检测器，这通过单个点线来图解说明。这小部分将击中检测器250的最右侧位置，因为这小部分经过有图案的孔径调制器230中的开口231和有图案的孔径解析器240中的第三开口243。
当电子束击中位置272a时，略微更大的部分的X射线将穿过有图案的孔径调制器230和有图案的孔径解析器240，这通过来自位置272a的两条点线来指示。第一条线将通过开口231和开口242而传到在检测器250上的中间位置。第二条线将通过开口232和开口243传到在检测器250上的最右侧位置。
当电子束击中位置273a时，来自第一区域278的最大部分的X射线将穿过有图案的孔径调制器230和有图案的孔径解析器240，这通过来自位置273a的三条点线来指示。第一条线将通过开口231和开口241传到在检测器250上的最左侧位置。第二条线将通过开口232和开口242传到在检测器250上的中间位置。第三条线将通过开口233和开口243传到在检测器250上的最右侧位置。
当电子束击中位置274a时，到达检测器的X射线的数量与位置273a相比减少。并且当电子束击中位置275a时，到达检测器的X射线的数量进一步减少到与位置274a相比更小。
第一区域278中的位置271a-275a中的每个都可以被用于确定电子束的位置、尺寸、形状和速度，在那里273a会是主峰值，而271a、272a、274a和275a是可以或者可以不被用于校准/验证目的的旁瓣。第一区域278中的位置271a-275a之间的差异是由检测器接收到的X射线信号的数量。
有图案的孔径调制器和有图案的孔径解析器中的多个开口的示例性优点可以是在维持所检测到的X射线信号的分辨率的同时要增加所检测到的信号。
从基板270的第一区域278发出的X射线将穿过有图案的孔径调制器230中的第一开口集237。
从基板270的第二区域279发出的X射线将被允许穿过有图案的孔径调制器230中的第二开口集。在这个实施例中，第一开口集237等于第二开口集，也就是说第一集237中的开口数目、开口尺寸和形状与第二集238完全相同。出于这个原因，来自基板270的第一区域278中的不同位置271a-275a的x射线的信号强度模式将与来自基板270的第二区域279中的不同位置271b-275b的x射线的信号强度模式完全相同。
图2B描绘出用于对电子束进行校准/验证的装置中的有图案的孔径调制器和有图案的孔径解析器设置的第二实例实施例的示意性侧视图。在这个第二实施例中，有图案的孔径解析器240’配备有不规则图案的开口241’、242’、243’。有图案的孔径调制器230’也配备有不规则图案的开口231’、232’、233’。
通过在有图案的孔径调制器和/或有图案的孔径解析器中的至少一个中布置不规则图案的开口，在如下两个位置之间的信号强度比被增大：一个位置是检测器250正检测来自有图案的孔径调制器230’中的开口中的每个开口的X射线信号的位置，一个位置是其中检测器250正检测仅来自有图案的孔径调制器230’中的开口中的一些开口的位置；也就是说，通过把有图案的孔径调制器和/或有图案的孔径解析器中的至少一个改变到不规则图案而不是规则图案，全强度信号与半全强度信号之间的差异被增大。
所述开口可以具有任何类型的形状，所述任何类型的形状包括而不限于矩形、圆形、椭圆形、正方形、三角形、六边形或者所形成的槽。使用不规则图案的意图是使中心峰值从旁瓣中突出。这在使用大量开口的情况下可能是有利的。
图5图解说明了其中使用第一检测器510和第二检测器520的实施例。第一检测器510和第二检测器520被布置在彼此相距为预定距离M处。第一检测器510配备有第一有图案的孔径解析器515。图5仅示出了单个射束，以提高实施例的清晰度，但是实际的系统可以使用类似于图2A或图2B的技术。第二检测器520配备有第二有图案的孔径解析器525。第一和第二检测器510、520被提供在与基板570平行的第一平面内。第一和第二有图案的孔径解析器515、525被提供在与基板570平行的第二平面内。第一和第二平面可以被布置在彼此相距为预定距离处。在实例实施例中，第一和第二平面是相同的，也就是说有图案的孔径解析器被附着到检测器上，或者第一检测器510和第二检测器是分开的检测器的1维或2维阵列。
第一有图案的孔径调制器530被提供在与第二有图案的孔径调制器540相距为预定距离Q处。第一和第二有图案的孔径调制器530、540被提供在与基板570平行的第三平面内。第三平面被提供在与第二平面相距为预定距离P处。第三平面被提供在与基板570相距为预定距离R处。
根据图5的具有布置在与基板平行的平面内的两个检测器的布局不仅可以被用于在基板表面处的X-Y平面内对电子束的位置、尺寸、形状和速度进行校准/验证，而且还可以被用于检测基板570的表面的形貌。
如在所述两检测器设置左侧的曲线图中所指示的那样，在该曲线图中，X射线信号在Y轴上，而时间在x轴上，检测器A-B之间的特定时间差可以对应于特定高度。在根据图5的设置中，在基板570上仅有一个点，在该点处X射线信号可以同时到达第一检测器510和第二检测器520，这可以是基板570的标称高度。如果第一检测器510正在第二检测器520之前接收X射线信号，则它是I，即高于标称高度的基板点的指示。相反，如果第二检测器520正在第一检测器510之前接收X射线信号，则它是低于标称高度的基板点的指示。
为了覆盖比仅仅一个位置更大的基板区域并且为了增加所检测到的信号，可以在第一和第二有图案的孔径调制器530、540中提供一定数目的开口。
在还有另一实例实施例中，至少第一和第二有图案的孔径调制器配备有多个开口，并且第一和第二有图案的孔径解析器515、525配备有多个开口。在另一实例实施例中，用检测器的阵列（1维或2维）来替代有图案的孔径解析器中的至少一个中的所述多个开口。
在图6中，图解说明了用于对电子束进行校准/验证的装置600中的有图案的孔径调制器640和有图案的孔径解析器630设置的另一实例实施例的示意性侧视图。在这个实施例中，所述检测器是1维或2维的检测器阵列。在所图解说明的设置中，检测器阵列650将覆盖来自在基板670上的至少两个位置的X射线图像。如果检测器阵列是1维的，则X射线图像是电子束的1维图像。如果检测器阵列是2维的，则X射线图像是电子束的2维图像。阵列中的检测器的数目以及检测器的尺寸将确定X射线图像的分辨率。
如果确定偏转速度超出规范，则可以向机器的操作者发送警告信号。在替换实施例中，当确定偏转速度超出规范时，可以切断增材制造机器或者将增材制造机器置于空闲状态。
在某些实施例中，可以给工件配备有参考图案。这个参考图案可以被用于校准扫描速度和相对位置，而且还可以被用于检测能量束串中的其他偏差。
电子束源被用于生成电子束260，所述电子束260可以借助至少一个偏转线圈（未示出）被偏转到工作台250上。通过改变偏转线圈的磁场，可以在预定的最大区域之内的任何所期望的位置处移动电子束260。
通过改变偏转线圈的磁场，也就是说通过以不同的速度使偏转线圈中的电流按斜坡升高（ramping），可以改动电子束的偏转速度，其中与较低的按斜坡升高速度相比，更高的按斜坡升高速度将导致更大的偏转速度。对于偏转速度的验证与先前关于图1所描述的完全相同。图1和2之间的唯一差异是能量束源以及能量束如何被偏转。
图4描绘出根据本发明的实施例的本发明方法的示意性流程图。在所述方法中，通过连续熔合粉末床的各部分，形成3维物件，所述部分对应于3维物件的连续截面。
在由410标示的第一步骤中，提供3维物件的模型。所述模型可以通过适当的CAD工具生成。
在由420标示的第二步骤中，将第一粉末层施加在工作台上。
在由430标示的第三步骤中，来自电子束源的电子束被引导在工作台之上。电子束的引导引起第一粉末层根据所述模型在第一所选位置熔合，以便形成所述三维物件的截面的第一部分。
在由440标示的第四步骤中，利用有图案的孔径调制器和有图案的孔径解析器，对来自粉末层或来自干净的工作台的X射线进行强度调制，其中通过把所检测到的经过强度调制的X射线信号与所保存的参考数值进行比较，实现对电子束的尺寸、位置、扫描速度和/或形状中的至少一个的验证。所保存的参考数值可以在机器曾是新的时已被创建。所述参考数值可以在增材制造机器的使用寿命早期的任何时间已被创建。
在上面所图解说明的实例中，有图案的孔径调制器和/或有图案的孔径解析器可以用如下材料来制造，所述材料高效地可以隔绝X射线辐射，比如是铅、黄铜、铜或具有高原子序数的其他金属或者由其制成的合金。在实例实施例中，有图案的孔径调制器和/或有图案的孔径解析器可以由具有相对低的原子序数的材料制成，比如由铝制成，并且此后覆盖有具有高原子序数的另一种材料，比如覆盖有金或铜。
在本发明的另一方面中，提供了一种程序单元，所述程序单元在计算机上执行时被配置和被布置用于对能量束斑的位置、尺寸、形状和偏转速度进行校准/验证。所述程序单元可以具体地被配置成执行以下步骤：在至少一个X射线检测器前面，布置具有至少一个开口的有图案的孔径解析器，其中所述至少一个开口正朝向所述至少一个X射线检测器；在有图案的孔径解析器与基板之间，并且在与有图案的孔径解析器和基板相距预定距离处，布置有图案的孔径调制器，其中所述有图案的孔径调制器在至少第一方向上具有多个开口；在基板上在至少第一方向上扫描电子束，用于生成要由所述至少一个X射线检测器接收的X射线；利用有图案的孔径调制器和有图案的孔径解析器，对从所述表面发出的X射线进行强度调制，其中通过利用用于控制电子束的设定对来自检测器的经过强度调制的X射线信号进行映射，实现电子束的位置、尺寸和形状的映射图；如果电子束的形状和/或尺寸正与相对应的参考射束形状和/或参考射束尺寸偏差超出预定数值，则调节用于控制电子束的设定；以及重复步骤c-e，直到电子束的形状正与参考射束形状偏差小于预定数值。
所述程序单元可以被安装在计算机可读储存介质中。正如可能期望的那样，所述计算机可读储存介质可以是控制单元350或者另一截然不同的控制单元。所述计算机可读储存介质和程序单元（所述程序单元可以包括其中体现的计算机可读程序代码部分）还可以被包含在非瞬变计算机程序产品之内。下面依次提供关于这些特征和配置的进一步细节。
如所提及的那样，本发明的各种实施例可以以各种方式实施，该各种方式包括被实施为非瞬变计算机程序产品。计算机程序产品可以包括存储应用、程序、程序模块、脚本、源代码、程序代码、目标代码、字节代码、编译代码、解释代码、机器代码、可执行指令等等（本文中也称作可执行指令、用于执行的指令、程序代码和/或本文中可互换地使用的类似术语）的非瞬变计算机可读储存介质。这样的非瞬变计算机可读储存介质包括所有计算机可读介质（其包括易失性和非易失性介质）。
在一个实施例中，非易失性计算机可读储存介质可以包括软盘、柔性盘（flexibledisk）、硬盘、固态储存器（SSS）（例如，固态驱动器（SSD）、固态卡（SSC）、固态模块（SSM））、企业级闪存驱动器、磁带或者任何其他非瞬变磁介质等等。非易失性计算机可读储存介质还可以包括穿孔卡、纸带、光学标记片（optical mark sheet）（或者具有孔图案或其他光学可辨认记号的任何其他物理介质）、压缩盘只读存储器（CD-ROM）、压缩盘压缩盘可重写装置（CD-RW）、数字多功能盘（DVD）、蓝光盘（BD）、任何其他非瞬变光学介质等等。这样的非易失性计算机可读储存介质还可以包括只读存储器（ROM）、可编程只读存储器（PROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、闪速存储器（例如，串行、与非、或非等等）、多媒体存储器卡（MMC）、安全数字（SD）存储器卡、智能媒体卡、压缩闪速（CF）卡、存储器棒等等。进一步，非易失性计算机可读储存介质还可以包括导电桥接随机存取存储器（CBRAM）、相变随机存取存储器（PRAM）、铁电随机存取存储器（FeRAM）、非易失性随机存取存储器（NVRAM）、磁阻随机存取存储器（MRAM）、电阻性随机存取存储器（RRAM）、硅氧化氮氧化硅存储器（SONOS）、浮动结栅随机存取存储器（FJG RAM）、千足虫存储器、赛道存储器等等。
在一个实施例中，易失性计算机可读储存介质可以包括随机存取存储器（RAM）、动态随机存取存储器（DRAM）、静态随机存取存储器（SRAM）、快速页面模式动态随机存取存储器（FPM DRAM）、扩展数据输出动态随机存取存储器（EDO DRAM）、同步动态随机存取存储器（SDRAM）、双数据速率同步动态随机存取存储器（DDR SDRAM）、第二代双数据速率同步动态随机存取存储器（DDR2 SDRAM）、第三代双数据速率同步动态随机存取存储器（DDR3SDRAM）、Rambus动态随机存取存储器（RDRAM）、双晶体管RAM（TTRAM）、晶闸管RAM（T-RAM）、零电容器（Z-RAM）、Rambus内嵌式存储器模块（RIMM）、双内嵌式存储器模块（DIMM）、单内嵌式存储器模块（SIMM）、视频随机存取存储器VRAM、高速缓冲存储器（包括各种级别）、闪速存储器、寄存器存储器等等。将意识到，在实施例被描述成使用计算机可读储存介质的情况下，可以用其他类型的计算机可读储存介质代替上述计算机可读储存介质，或者除上述计算机可读储存介质外还可以使用其他类型的计算机可读储存介质。
如应当意识到的那样，本发明的各种实施例还可以被实施为方法、设备、系统、计算装置、计算实体等等，如本文在别处已经描述的那样。照此，本发明的实施例可以采取执行存储在计算机可读储存介质上的指令以执行某些步骤或操作的设备、系统、计算装置、计算实体等等的形式。然而，本发明的实施例还可以采取执行某些步骤或操作的完全硬件的实施例的形式。
下面参考设备、方法、系统和计算机程序产品的框图和流程图图示来描述各种实施例。应当理解，框图和流程图图示中的任一个的每一个框分别都可以部分地由计算机程序指令实现，例如实现为在计算系统中的处理器上执行的逻辑步骤或操作。这些计算机程序指令可以被加载到计算机（诸如专用计算机或者产生具体配置的机器的其他可编程数据处理设备）上，以致在计算机或其他可编程数据处理设备上执行的指令实施在一个或多个流程图框中指定的功能。
这些计算机程序指令还可以存储在可引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式起作用的计算机可读存储器中，以致存储在计算机可读存储器中的指令产生包括用于实施在一个或多个流程图框中指定的功能性的计算机可读指令的制造物件。计算机程序指令还可以被加载到计算机或其他可编程数据处理设备上，以引起一系列操作步骤在计算机或其他可编程设备上被执行，以产生计算机实施的过程，以致在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实施在一个或多个流程图框中指定的功能的操作。
相应地，框图和流程图图示的框支持用于执行指定功能的各种组合、用于执行指定功能的操作和用于执行指定功能的程序指令的组合。还应当理解，框图和流程图图示的每一个框以及框图和流程图图示中的框的组合可以由执行指定功能或操作的专用的基于硬件的计算机系统或者通过专用硬件和计算机指令的组合来实施。
图8是可连同本发明的各种实施例使用的示例性系统1020的框图。在至少所图解说明的实施例中，系统1020可以包括一个或多个中央计算装置1110、一个或多个分布式计算装置1120和一个或多个分布式手持或移动装置1300，这些装置全部被配置为经由一个或多个网络1130与中央服务器1200（或控制单元）处于通信。尽管图8将各种系统实体图解说明为分开的、独立的实体，但各种实施例并不限于该特定架构。
根据本发明的各种实施例，一个或多个网络1130可能能够根据多个第二代（2G）、2.5G、第三代（3G）和/或第四代（4G）移动通信协议等等中的任何一个或多个来支持通信。更特别地，一个或多个网络1130可能能够根据2G无线通信协议IS-136（TDMA）、GSM和IS-95（CDMA）来支持通信。而且，例如，一个或多个网络1130可能能够根据2.5G无线通信协议GPRS、增强数据GSM环境（EDGE）等等来支持通信。另外，例如，一个或多个网络1130可能能够根据诸如采用宽带码分多址（WCDMA）无线电接入技术的通用移动电话系统（UMTS）网络之类的3G无线通信协议来支持通信。一些窄带AMPS（NAMPS）以及（一个或多个）TACS网络也可能受益于本发明的实施例，如双模或更高模移动站（例如，数字/模拟或TDMA/CDMA/模拟电话）所应当的那样。作为又一实例，系统1020的部件中的每一个都可以被配置成根据诸如例如射频（RF）、蓝牙（Bluetooth™）、红外（IrDA）、或者任意多种不同有线或无线联网技术（包括有线或无线个域网（“PAN”）、局域网（“LAN”）、城域网（“MAN”）、广域网（“WAN”）等等）之类的技术来彼此通信。
尽管在图8中将（一个或多个）装置1110-1300图解说明为在相同网络1130之上彼此通信，但这些装置同样可以在多个分开的网络之上通信。
根据一个实施例，除了从服务器1200接收数据外，分布式装置1110、1120和/或1300可以进一步被配置成独自地收集和传输数据。在各种实施例中，装置1110、1120和/或1300可能能够经由诸如小型键盘、触摸板、条形码扫描仪、射频标识（RFID）读取器、接口卡（例如调制解调器等）或接收机之类的一个或多个输入单元或装置来接收数据。装置1110、1120和/或1300可能进一步能够将数据存储到一个或多个易失性或非易失性存储器模块，并例如通过将数据显示给操作该装置的用户或通过例如在一个或多个网络1130之上传输数据来经由一个或多个输出单元或装置输出数据。
在各种实施例中，服务器1200包括用于执行根据本发明的各种实施例的一个或多个功能的各种系统，该一个或多个功能包括本文更特别地示出和描述的那些功能。然而，应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，服务器1200可能包括用于执行一个或多个相似功能的多种替换装置。例如，在某些实施例中，服务器1200的至少部分可以坐落于（一个或多个）分布式装置1110、1120和/或（一个或多个）手持或移动装置1300上，如可针对特定应用而可期望的那样。如下面将进一步详细描述的那样，在至少一个实施例中，（一个或多个）手持或移动装置1300可以包含可被配置以便提供用于与服务器1200通信的用户接口的一个或多个移动应用1330，全部如下面同样将进一步详细描述的那样。
图9A是根据各种实施例的服务器1200的示意图。服务器1200包括经由系统接口或总线1235与服务器之内的其他单元进行通信的处理器1230。在服务器1200中还包括用于接收和显示数据的显示/输入装置1250。该显示/输入装置1250可以是例如与监视器组合使用的键盘或指点装置。服务器1200进一步包括存储器1220，该存储器1220通常包括只读存储器（ROM）1226和随机存取存储器（RAM）1222两者。服务器的ROM 1226用于存储基本输入/输出系统1224（BIOS），该基本输入/输出系统1224（BIOS）包含有助于在服务器1200之内的单元之间传送信息的基本例程。本文中先前已经描述各种ROM和RAM配置。
另外，服务器1200包括用于将信息存储在各种计算机可读介质（诸如硬盘、可移除磁盘或CD-ROM盘）上的至少一个储存装置或程序储存器210，诸如硬盘驱动器、软盘驱动器、CD Rom驱动器或光盘驱动器。如本领域技术人员将意识到的那样，这些储存装置1210中的每个都通过适当接口而连接到系统总线1235。储存装置1210及其关联的计算机可读介质提供针对个人计算机的非易失性储存。如本领域的一个普通技术人员将意识到的那样，上述计算机可读介质可以被本领域中已知的任何其他类型的计算机可读介质替换。这样的介质包括例如磁带盒、闪速存储器卡、数字视频盘和伯努利盒式磁带（Bernoulli cartridge）。
尽管未示出，但根据实施例，服务器1200的储存装置1210和/或存储器可以进一步提供数据储存装置的功能，该数据储存装置可以存储可由服务器1200访问的历史和/或当前递送数据和递送条件。在这方面，储存装置1210可以包括一个或多个数据库。术语“数据库”指代存储在计算机系统中（诸如经由关系数据库、层级数据库或网络数据库）的数据或记录的结构化集合，且照此不应以限制的方式来解释。
包括例如处理器1230可执行的一个或多个计算机可读程序代码部分的多个程序模块（例如，示例性模块1400-1700）可以由各种储存装置1210且在RAM 1222之内存储。这样的程序模块还可以包括操作系统1280。在这些和其他实施例中，各种模块1400、1500、1600、1700在处理器1230和操作系统1280的辅助下控制服务器1200的操作的某些方面。在另外其他实施例中，应当理解，在不脱离本发明的范围和本质的情况下，还可以提供一个或多个附加的和/或替换的模块。
在各种实施例中，程序模块1400、1500、1600、1700由服务器1200执行，且被配置成生成一个或多个图形用户接口、报告、指令和/或通知/报警，全部是对系统1020的各种用户来说可接入和/或可传输的。在某些实施例中，用户接口、报告、指令和/或通知/报警可以经由一个或多个网络1130而可接入，该一个或多个网络1130可以包括因特网或其他可行通信网络，如先前讨论的那样。
在各种实施例中，还应当理解，模块1400、1500、1600、1700中的一个或多个可以可替换地和/或附加地（例如，一式二份地（in duplicate））本地存储在装置1110、1120和/或1300中的一个或多个上，并可以由装置1110、1120和/或1300的一个或多个处理器执行。根据各种实施例，模块1400、1500、1600、1700可以向一个或多个数据库发送数据，从一个或多个数据库接收数据，并利用一个或多个数据库中包含的数据，该一个或多个数据库可以由一个或多个分开的、链接的和/或联网的数据库组成。
用于与一个或多个网络1130的其他单元对接和通信的网络接口1260也坐落于服务器1200之内。本领域的一个普通技术人员将意识到，服务器1200元件中的一个或多个可以坐落于在地理上远离其他服务器部件。此外，服务器1200部件中的一个或多个可以被组合，和/或执行本文描述的功能的附加元件也可以被包括在服务器中。
尽管前面描述了单个处理器1230，但如本领域的一个普通技术人员将认识到的那样，服务器1200可以包括连同彼此进行操作以执行本文描述的功能性的多个处理器。除存储器1220外，处理器1230还可以连接到用于显示、传输和/或接收数据、内容等等的至少一个接口或其他装置。在这个方面，（一个或多个）接口可以包括用于传输和/或接收数据、内容等等的至少一个通信接口或其他装置以及可包括显示器和/或用户输入接口的至少一个用户接口，如下面将进一步详细描述的那样。用户输入接口进而可以包括允许实体从用户接收数据的多种装置（诸如小型键盘、触摸显示器、操纵杆或其他输入装置）中的任一种。
再进一步，尽管参考了“服务器”1200，但如本领域的一个普通技术人员将认识到的那样，本发明的实施例并不限于传统地限定的服务器架构。再进一步，本发明的实施例的系统并不限于单个服务器或者类似网络实体或大型机计算机系统。在不脱离本发明的实施例的精神和范围的情况下，同样可以使用包括连同彼此进行操作以提供本文描述的功能性的一个或多个网络实体的其他类似架构。例如，在不脱离本发明的实施例的精神和范围的情况下，同样可以使用彼此协作以与服务器1200相关联地提供本文描述的功能性的两个或更多个个人计算机（PC）、类似电子装置或手持便携式装置的网状网络。
根据各种实施例，可以或可以不利用本文描述的计算机系统和/或服务器来实现过程的许多各个单独的步骤，并且计算机实施的程度可以不同，如可针对一个或多个特定应用可期望和/或有益的那样。
图9B提供了代表可连同本发明的各种实施例使用的移动装置1300的图示示意图。移动装置1300可以由各方操作。如图9B中所示，移动装置1300可以包括天线1312、发射机1304（例如，无线电）、接收机1306（例如，无线电）、以及分别将信号提供给发射机1304和接收机1306且从发射机1304和接收机1306接收信号的处理单元1308。
分别被提供给发射机1304和接收机1306且从发射机1304和接收机1306接收的信号可以包括符合适用的无线系统的空中接口标准的信令数据，以与各种实体（诸如服务器1200、分布式装置1110、1120等等）进行通信。在这一方面，移动装置1300可能能够利用一种或多种空中接口标准、通信协议、调制类型和接入类型来进行操作。更特别地，移动装置1300可以根据多种无线通信标准和协议中的任一种来进行操作。在特定实施例中，移动装置1300可以根据诸如GPRS、UMTS、CDMA2000、1xRTT、WCDMA、TD-SCDMA、LTE、E-UTRAN、EVDO、HSPA、HSDPA、Wi-Fi、WiMAX、UWB、IR协议、蓝牙协议、USB协议和/或任何其他无线协议之类的多种无线通信标准和协议来进行操作。
经由这些通信标准和协议，移动装置1300可以根据各种实施例、使用诸如非结构化补充服务数据（USSD）、短消息服务（SMS）、多媒体消息传递服务（MMS）、双音多频信令（DTMF）和/或订户标识模块拨号器（SIM拨号器）之类的构思来与各种其他实体进行通信。移动装置1300还可以将改变、插件和更新下载到例如其固件、软件（例如，包括可执行指令、应用、程序模块）和操作系统。
根据一个实施例，移动装置1300可以包括位置确定装置和/或功能性。例如，移动装置1300可以包括GPS模块，其被适配成获取例如纬度、经度、高度、地理编码、航线（course）和/或速度数据。在一个实施例中，GPS模块通过识别视野中的卫星的数目和那些卫星的相对位置来获取数据，有时也称为星历数据。
移动装置1300还可以包括用户接口（其可以包括被耦合到处理单元1308的显示器1316）和/或用户输入接口（被耦合到处理单元308）。用户输入接口可以包括允许移动装置1300接收数据的多个装置中的任何装置，诸如小型键盘1318（小型硬键盘或小型软键盘）、触摸显示器、语音或运动接口或其它输入装置。在包括小型键盘1318的实施例中，小型键盘可以包括（或引起显示）常规数字（0-9）和相关键（#、*）以及用于操作移动装置1300的其它键，并且可以包括完整的一组字母键或可以被激活以提供完整的一组字母数字键的一组键。除了提供输入之外，用户输入接口还可以用于例如激活或停用某些功能、诸如屏保程序和/或睡眠模式。
移动装置1300还可以包括易失性储存器或存储器1322 和/或非易失性储存器或存储器1324，所述易失性储存器或存储器1322 和/或非易失性储存器或存储器1324可以是嵌入式的和/或可以是可移除的。例如，非易失性存储器可以是ROM、PROM、EPROM、EEPROM、闪速存储器、MMC、SD存储器卡、存储器棒、CBRAM、PRAM、FeRAM、RRAM、SONOS、赛道存储器等等。易失性存储器可以是RAM、DRAM、SRAM、FPM DRAM、EDO DRAM、SDRAM、DDR SDRAM、DDR2 SDRAM、DDR3 SDRAM、RDRAM、RIMM、DIMM、SIMM、VRAM、高速缓冲存储器、寄存器存储器等等。易失性和非易失性储存器或存储器可以存储数据库、数据库实例、数据库映射系统、数据、应用、程序、程序模块、脚本、源代码、目标代码、字节代码、编译代码、解释代码、机器代码、可执行指令等等，以实施移动装置1300的功能。
移动装置1300还可以包括摄像机1326和移动应用1330中的一个或多个。摄像机1326可以根据各种实施例被配置为附加的和/或可替换的数据收集特征，由此一个或多个项目可以由移动装置1300经由摄像机来读取、存储和/或传输。移动应用1330可以进一步提供如下特征：经由所述特征，可利用移动装置1300执行各种任务。可以提供各种配置，如可针对作为整体的移动装置1300和系统1020的一个或多个用户而可期望的那样。
将领会到的是，上面的系统和方法的许多变形都是可能的，并且与上面的实施例的偏差也是可能的，但是仍在权利要求的范围之内。对于这些发明所属领域中的受益于前述描述和相关联的附图中呈现的教导的一个技术人员，将想到本文中阐述的本发明的许多修改和其他实施例。这样的修改可以例如涉及使用与所例证的诸如激光束之类的能量束相比不同的射束枪源。可以使用不同于金属粉末的材料，诸如聚合物粉末和陶瓷粉末。因此，要理解的是，本发明不应限于所公开的具体实施例，并且修改和其它实施例意图被包括在随附的权利要求的范围之内。虽然本文中采用了具体术语，但是这些术语仅在一般性的和描述性的意义上被使用，而非出于限制的目的。

Claims (25)

1.一种用于对电子束进行校准的方法，所述方法包括以下步骤：
在至少一个X射线检测器前面，定位具有至少一个开口的有图案的孔径解析器，以致所述至少一个开口正朝向所述至少一个X射线检测器；
在所述有图案的孔径解析器与基板之间，并且在与所述有图案的孔径解析器和所述基板相距为预定距离处，定位有图案的孔径调制器，其中所述有图案的孔径调制器具有在至少第一方向上取向的多个开口；
在所述基板上在至少第一方向上扫描电子束，用于生成要由所述至少一个X射线检测器接收的X射线；
利用所述有图案的孔径调制器和所述有图案的孔径解析器，检测通过所述扫描电子束而产生的从所述表面发出的所述X射线，其中通过利用用于控制所述电子束的设定对来自所述检测器的所述X射线信号的强度调制进行映射，实现所述电子束的位置、尺寸和形状的映射图；
如果所述电子束的形状或尺寸中的至少一个正与相对应的参考射束形状或参考射束尺寸中的至少一个偏差超出预定数值，则调节所述用于控制所述电子束的设定；以及
重复所述扫描、检测和调节步骤，直到所述电子束的形状或尺寸中的至少一个正与所述参考射束形状或所述参考射束尺寸中的至少一个偏差小于预定数值。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括如下步骤：对于不同的射束功率，重复所述扫描、检测、调节和重复步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述设定是到射束成形和定位单元的输入信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述射束成形和定位单元包括至少一个偏转线圈、至少一个聚焦线圈以及至少一个像散线圈。
5.一种用于检测从基板表面辐射出的X射线的装置，所述装置包括：
至少一个第一X射线检测器；
有图案的孔径解析器；以及
有图案的孔径调制器，
其中：
所述有图案的孔径解析器包括朝向所述X射线检测器的至少一个开口，并且被定位在所述X射线检测器前面；
在所述有图案的孔径解析器与所述基板之间，所述有图案的孔径调制器被定位在与所述有图案的孔径解析器和所述基板相距为预定距离处，其中所述有图案的孔径调制器在至少第一方向上具有多个开口；并且
在由所述X射线检测器检测到来自所述表面的所述x射线之前，利用所述有图案的孔径调制器和有图案的孔径解析器，对来自所述表面的所述x射线进行强度调制。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述有图案的孔径调制器或所述有图案的孔径解析器中的至少一个中的所述开口被布置成1维图案或2维图案中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述1维或2维图案是周期性的或非周期性的中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的装置，其中：
所述有图案的孔径调制器或所述有图案的孔径解析器中的至少一个的在第一位置处的开口被配置具有第一类型的微图案；并且
所述有图案的孔径调制器或所述有图案的孔径解析器中的至少一个的在第二位置处的开口被配置具有第二类型的微图案，所述第二类型的微图案相对于所述第一类型的微图案是不同的。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述第一类型的微图案是在第一方向上的多个槽。
10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述第二类型的微图案是在第二方向上的多个槽，所述第二方向相对于所述第一方向是不同的。
11.根据权利要求5所述的装置，其中，所述有图案的孔径调制器和所述有图案的孔径解析器的基础材料被设计用于屏蔽x射线辐射。
12.根据权利要求5所述的装置，其中，在所述X射线检测器与所述有图案的孔径解析器之间，或者在所述有图案的孔径解析器与有图案的孔径调制器之间，或者在所述基板与有图案的孔径调制器之间，布置真空窗口。
13.根据权利要求5所述的装置，其中，所述工作台配备有参考图案。
14.根据权利要求5所述的装置，其中，所述有图案的孔径解析器被布置在与所述X射线检测器相距为一距离处。
15.根据权利要求5所述的装置，其中，所述有图案的孔径解析器被有图案的检测器替换。
16.根据权利要求5所述的装置，还包括至少一个第二X射线检测器，所述至少一个第二X射线检测器被布置有有图案的孔径解析器和有图案的孔径调制器，具有朝向所述至少一个第二X射线检测器的至少一个开口的所述有图案的孔径解析器被布置在所述至少一个第二X射线检测器前面，在所述有图案的孔径解析器与所述基板之间，所述有图案的孔径调制器被提供在与所述有图案的孔径解析器和所述基板相距为预定距离处，其中所述有图案的孔径调制器在至少第一方向上具有多个开口，其中在由所述至少一个第二X射线检测器检测到来自所述表面的所述x射线之前，利用所述有图案的孔径调制器和所述有图案的孔径解析器，对来自所述表面的所述x射线进行强度调制，其中所述至少一个第一X射线检测器和所述至少一个第二X射线检测器被布置在彼此相距为预定距离处，用于检测所述基板的表面中的高度变化。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述第一和第二x射线检测器被定位在与所述基板平行的平面内，并且通过三角测量法确定所述高度信息。
18.根据权利要求16所述的装置，其中，所述第一检测器基本上与所述基板平行，并且所述第二检测器基本上与该基板垂直。
19.根据权利要求16所述的装置，其中，所述至少一个第一和所述至少一个第二检测器被配置成单个单元。
20.根据权利要求16所述的装置，其中，所述至少一个第一和所述至少一个第二检测器被配置成分开的单元。
21.一种程序单元，其在计算机上执行时被配置并且被布置成实施一种用于对电子束进行校准的方法，所述方法包括以下步骤：
在至少一个X射线检测器前面，布置具有至少一个开口的有图案的孔径解析器，其中所述至少一个开口正朝向所述至少一个X射线检测器；
在所述有图案的孔径解析器与基板之间，并且在与所述有图案的孔径解析器和所述基板相距为预定距离处，布置有图案的孔径调制器，其中所述有图案的孔径调制器在至少第一方向上具有多个开口；
在所述基板上在至少第一方向上扫描电子束，用于生成要由所述至少一个X射线检测器接收的X射线；
利用所述有图案的孔径调制器和有图案的孔径解析器，对从所述表面发出的所述X射线进行强度调制，其中通过利用用于控制所述电子束的设定对来自所述检测器的经过强度调制的X射线信号进行映射，实现所述电子束的位置、尺寸和形状的映射图；
如果所述电子束的形状和/或尺寸正与相对应的参考射束形状和/或参考射束尺寸偏差超出预定数值，则调节所述用于控制所述电子束的设定；以及
重复所述扫描、强度调制和调节步骤，直到所述电子束的形状正与参考射束形状和/或尺寸偏差小于预定数值。
22.一种计算机可读介质，其具有存储于其上的根据权利要求21所述的程序单元。
23.一种非瞬变计算机程序产品，其包括具有其中体现的计算机可读程序代码部分的至少一个计算机可读储存介质，所述计算机可读程序代码部分包括：
被配置用于在所述基板上在至少第一方向上扫描电子束的可执行部分，用于生成要由所述至少一个X射线检测器接收的X射线；
被配置用于利用有图案的孔径调制器和有图案的孔径解析器对从所述表面发出的所述X射线进行强度调制的可执行部分，其中通过利用用于控制电子束的设定对来自所述检测器的经过强度调制的X射线信号进行映射，实现所述电子束的位置、尺寸和形状的映射图；
被配置用于如果所述电子束的形状和/或尺寸正与相对应的参考射束形状和/或参考射束尺寸偏差超出预定数值则调节所述用于控制所述电子束的设定的可执行部分；以及
被配置用于重复所述扫描、强度调制和调节步骤的可执行部分，直到所述电子束的形状正与参考射束形状和/或尺寸偏差小于预定数值。
24.根据权利要求23所述的非瞬变计算机程序产品，其中，所述设定是到射束成形和定位单元的输入信号。
25.根据权利要求24所述的非瞬变计算机程序产品，其中，所述射束成形和定位单元包括至少一个偏转线圈、至少一个聚焦线圈以及至少一个像散线圈。
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