DE112018003454B4

DE112018003454B4 - Echtzeit-röntgendosimeter

Info

Publication number: DE112018003454B4
Application number: DE112018003454.2T
Authority: DE
Inventors: John Greg Massey; Michael Gordon; Kenneth Rodbell
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2017-07-07
Filing date: 2018-06-18
Publication date: 2023-11-09
Anticipated expiration: 2038-06-19
Also published as: JP2020527826A; US20190011572A1; US10634797B2; WO2019008458A1; JP7044446B2; GB202000333D0; GB2585403A; US20190011573A1; CN110832613A; GB2585403B; CN110832613B; DE112018003454T5; US10627529B2

Abstract

Bestrahlungssystem mit einer Strahlenquelle, wobei das System ferner Folgendes aufweist:einen zwischen der Strahlenquelle und einem zu bestrahlenden Objekt positionierten Abschwächer mit variabler Dicke, um für einen aus der Strahlenquelle auf das Objekt emittierten Strahl variierende Abschwächungsgrade bereitzustellen,mindestens eine zwischen dem Abschwächer mit variabler Dicke und dem Objekt positionierte Erfassungseinrichtung, um nur einen nach der Abschwächung des Strahls durch den Abschwächer mit variabler Dicke verbleibenden Teil des Strahls zu empfangen und zu messenwobei der Abschwächer mit variabler Dicke so gebildet ist, dass er eine Mehrzahl von Teilstücken aufweist, undwobei jedes der Mehrzahl von Teilstücken eine jeweilige Öffnung aufweist, um einen nicht abgeschwächten Teil des Strahls durch diese hindurch auf das Objekt treten zu lassen.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Bestrahlung und insbesondere ein Echtzeit-Röntgendosimeter, das Dioden mit einem Abschwächer mit variabler Dicke verwendet.
Beschreibung des verwandten Standes der Technik
Anwendungen, die Langzeit-Röntgenbestrahlungen mit hohen Intensitäten erfordern (z.B. Gesamtionendosis- (TID, Total lonizing Dose) Beurteilung von Halbleiterkomponenten) müssen in der Lage sein, Bestrahlungszeiten sowie den Röntgenstrahlungsfluss in Echtzeit zu überwachen und zu messen.
Wenn sich ein Röntgensystem abschaltet (z.B. aufgrund externer Faktoren wie beispielsweise Probleme mit der Kühlwasserversorgung), muss das Prüfsystem für eine genaue Berechnung der der Probe zugeführten Gesamtdosis in der Lage sein, den Zeitpunkt zu registrieren, zu dem die Bestrahlung endete.
Das Prüfsystem muss in der Lage sein, den Röntgenstrahlungsfluss als Funktion der Zeit zu überwachen, um die Strahlenstabilität über die Bestrahlungszeit hinweg zu messen. Das Prüfsystem kann die Bestrahlung der Probe verlängern oder verkürzen, um sicherzustellen, dass die gewünschte Gesamtdosis erreicht wird.
Heute arbeiten die meisten Systeme in einem „offenen Kreislauf“, was bedeutet, dass sie für eine bestimmte Zeit betrieben werden und vor Ort keine Überwachung erfolgt. Es besteht somit ein Bedarf nach einer Echtzeit-Röntgenüberwachung.
Im Kontext dieser Aufgabenstellung gibt es bereits eine Reihe von bekannten Dokument. Das Dokument WO 2016 / 087 394 A1 beschreibt ein System zum Erzeugen von berechneten spektralen Tomographie-Projektionsdaten. Dabei werden Energie-Mess-Detektoren eingesetzt. Das Dokument US 5 687 210 A beschreibt ein Ermitteln einer Abschwächungsfunktion für ein Objekt bezogen auf die Dicke eines Referenzmaterials. Weiterhin beschreibt das Dokument DE 102 37 546 A1 ein Röntgen-Computertomografie-Gerät mit einem Filter oder einem mehrzeilig ausgebildeten Detektor. Ergänzend beschreibt das Dokument US 2011 / 0 007 866 A1 ein Röntgen-Computertomografie-Gerät für eine Korrektur der Röntgenstrahlposition. Zusätzlich durch das DE 10 2015 217 421 A1 eine spektrale Filterung von Röntgenstrahlung für eine energieselektive Röntgenbildumgebung beschrieben. Und schließlich beschreibt das Dokument US 7 780 352 B2 ein Strahlungssystem und einen Strahlungsstrahldetektor. Dabei kann auch ein Detektor-Array eingesetzt werden.
KURZDARSTELLUNG
Die oben skizzierte Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind durch die jeweils abhängigen Ansprüche beschrieben
Die so beschriebenen und weitere Merkmale und Vorteile werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung veranschaulichender Ausführungsformen ersichtlich, die in Zusammenschau mit den begleitenden Zeichnungen zu lesen ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die nachfolgende Beschreibung gibt unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren Einzelheiten zu bevorzugten Ausführungsformen an, wobei:

1 zeigt ein beispielhaftes Verarbeitungssystem, auf das die vorliegenden Grundgedanken angewendet werden können, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Grundgedanken;
2 zeigt ein beispielhaftes Bestrahlungssystem, auf das die vorliegenden Grundgedanken angewendet werden können, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Grundgedanken;
3 zeigt ein weiteres beispielhaftes Bestrahlungssystem, auf das die vorliegenden Grundgedanken angewendet werden können, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Grundgedanken;
4 zeigt eine Seitenansicht eines beispielhaften Abschwächers mit variabler Dicke, der aus unterschiedlichen Materialien gebildet ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 zeigt eine Vorderansicht des Abschwächers mit variabler Dicke aus 4 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 zeigt eine Seitenansicht eines beispielhaften Abschwächers mit variabler Dicke, der aus unterschiedlichen Materialien gebildet ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 zeigt eine Draufsicht auf den Abschwächer mit variabler Dicke aus 6 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 zeigt eine Seitenansicht eines weiteren beispielhaften Abschwächers mit variabler Dicke, der aus dem gleichen Material gebildet ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 zeigt eine Vorderansicht des Abschwächers mit variabler Dicke aus 8 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10 zeigt eine Seitenansicht eines weiteren beispielhaften Abschwächers mit variabler Dicke, der aus verschiedenen Materialien gebildet ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
11 zeigt eine Vorderansicht des Abschwächers mit variabler Dicke aus 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 zeigt einen weiteren Abschwächer mit variabler Dicke in einer Halbrundform gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
13 zeigt den Kollimator aus 2 und 3 und eine Überwachungsschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
14 zeigt eine zusätzliche Ausführungsform eines Systems aus Abschwächern mit variabler Dicke, welches einen Satz von Abschwächern mit variabler Dicke verwendet, die als konzentrische Ringe aus verschiedenen Materialien implementiert sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
15 zeigt einen Querschnitt des Systems aus Abschwächern mit variabler Dicke aus
14 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
16 zeigt eine weitere Ansicht des Systems aus Abschwächern mit variabler Dicke aus
14 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
17 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Systems aus Abschwächern mit variabler Dicke, welches einen Satz von Abschwächern mit variabler Dicke verwendet, die als konzentrische Ringe aus verschiedenen Materialien implementiert sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
18 zeigt einen Querschnitt des Systems aus Abschwächern mit variabler Dicke aus 17 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
19 zeigt eine weitere Ansicht des Systems aus Abschwächern mit variabler Dicke aus 17 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
20 zeigt ein beispielhaftes Verfahren für Echtzeit-Röntgendosimetrie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Echtzeit-Röntgendosimeter gerichtet, welches Dioden mit einem Abschwächer mit variabler Dicke verwendet.
Es ist bekannt, dass Materialien durchdringende Röntgenstrahlen Ladung erzeugen. Die vorliegende Erfindung macht sich diesen Umstand zunutze, um den Strom zu messen, der durch die Röntgenstrahlungsfluenz in einem System erzeugt wird, das in Sperrrichtung geschaltete Dioden verwendet, wobei zwischen der Röntgenstrahlenquelle und den Dioden Material zugegeben wird. Es versteht sich, dass nach der Lehre der vorliegenden Erfindung und im Geiste der vorliegenden Erfindung auch andere Sensorarten (außer Dioden) verwendet werden können. Zu solchen Sensorarten können, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein, Szintillatoren usw. gehören.
Darüber hinaus wird, um eine Beschädigung der Dioden zu verhindern, ein Abschwächer mit variabler Dicke verwendet, um den Röntgenstrahlungsfluss, dem die Dioden ausgesetzt sind, zu schwächen. Vorliegend werden verschiedene Implementierungen eines Abschwächers mit variabler Dicke beschrieben. In einer Ausführungsform sind mehrere Sensoren derart zwischen dem Abschwächer mit variabler Dicke und einem interessierenden Objekt (z.B. einer zu prüfenden Einheit; Device under Test (DUT)) angeordnet, dass sich die Sensoren innerhalb des abgeschwächten Strahls, nicht jedoch in dem die volle Intensität aufweisenden Teil des Strahls befinden. Somit kann in einer Ausführungsform ein vollständiger (ungeschwächter) Strahl für das interessierende Objekt verwendet werden, während gleichzeitig für Überwachungszwecke ein abgeschwächter Strahl verwendet werden kann. Das heißt, in einer Ausführungsform werden ein abgeschwächter Strahl und ein kollimierter Strahl gleichzeitig verwendet (z.B. für Überwachung bzw. Prüfung). In einer Ausführungsform kann der abgeschwächte Strahl verwendet werden, um zu ermitteln, ob der Fluss konstant ist oder ob sich der Fluss im Verlauf eines Versuchs/einer Anwendung ändert. In einer Ausführungsform kann der abgeschwächte Strahl zur Dosiskalibrierung verwendet werden. Es versteht sich, dass die Abmessung des Abschwächers mit variabler Dicke größer ist als die zur Strahlintensitätsüberwachung verwendeten Sensoren, um eine Beschädigung der darunterliegenden Sensoren zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung kann für Anwendungen mit hohem und niedrigem Fluss verwendet werden. Beispielsweise kann, wie ein Fachmann versteht, die vorliegende Erfindung auf ein System, das eine Dosisrate von ungefähr 1 Mrad/h oder auch andere Dosisraten verwendet, im Geiste der vorliegenden Erfindung angewendet werden.
1 zeigt ein beispielhaftes Verarbeitungssystem 100, auf das die vorliegenden Grundgedanken angewendet werden können, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Grundgedanken. Das Verarbeitungssystem 100 beinhaltet mindestens einen Prozessor (CPU) 104, der über einen Systembus 102 funktionsmäßig mit anderen Komponenten verbunden sein kann. Ein Cache 106, ein Nur-Lese-Speicher (ROM) 108, ein Direktzugriffsspeicher (RAM) 110, ein Eingabe/Ausgabe- (E/A-) Adapter 120, ein Audioadapter 130, ein Netzwerkadapter 140, ein Nutzerschnittstellenadapter 150 und ein Anzeigenadapter 160 sind funktionsmäßig mit dem Systembus 102 verbunden.
Eine erste Speichereinheit 122 und eine zweite Speichereinheit 124 sind durch den E/A-Adapter 120 funktionsmäßig mit dem Systembus 102 verbunden. Bei den Speichereinheiten 122 und 124 kann es sich um eine Plattenspeichereinheit (z.B. eine magnetische oder optische Plattenspeichereinheit), eine magnetische Solid-State-Einheit usw. handeln. Bei den Speichereinheiten 122 und 124 kann es sich um die gleiche Art von Speichereinheit oder um unterschiedliche Arten von Speichereinheiten handeln.
Über den Audioadapter 130 ist ein Lautsprecher 132 funktionsmäßig mit dem Systembus 102 verbunden. Über den Netzwerkadapter 140 ist ein Sendeempfänger 142 funktionsmäßig mit dem Systembus 102 verbunden. Über den Anzeigenadapter 160 ist eine Anzeigeeinheit 162 funktionsmäßig mit dem Systembus 102 verbunden.
Über den Nutzerschnittstellenadapter 150 sind eine erste Nutzereingabeeinheit 152, eine zweite Nutzereingabeeinheit 154 und eine dritte Nutzereingabeeinheit 156 funktionsmäßig mit dem Systembus 102 verbunden. Bei den Nutzereingabeeinheiten 152, 154 und 156 kann es sich um eine Tastatur, eine Maus, ein Tastenfeld, eine Bildaufnahmeeinheit, eine Bewegungserfassungseinheit, ein Mikrofon, eine die Funktionalität von mindestens zweien der vorstehenden Einheiten beinhaltende Einheit usw. handeln. Natürlich können im Geiste der vorliegenden Grundgedanken auch andere Arten von Eingabeeinheiten verwendet werden. Bei den Nutzereingabeeinheiten 152, 154 und 156 kann es sich um die gleiche Art von Nutzereingabeeinheit oder um unterschiedliche Arten von Nutzereingabeeinheiten handeln. Die Nutzereingabeeinheiten 152, 154 und 156 werden verwendet, um Informationen in das System 100 einzugeben und aus diesem auszugeben.
Natürlich kann das Verarbeitungssystem 100 zudem weitere für einen Fachmann naheliegende Elemente (nicht gezeigt) beinhalten, und ebenso können bestimmte Elemente wegfallen. Beispielsweise können abhängig von der jeweiligen Implementierung des Verarbeitungssystems 100 verschiedene andere Eingabeeinheiten und/oder Ausgabeeinheiten in diesem enthalten sein, wie ein Fachmann versteht. Beispielsweise können verschiedene Arten drahtloser und/oder drahtgebundener Eingabe- und/oder Ausgabeeinheiten verwendet werden. Darüber hinaus versteht es sich für einen Fachmann, dass in verschiedenen Konfigurationen zusätzliche Prozessoren, Steuereinrichtungen, Speicher usw. genutzt werden können. Diese und weitere Variationen des Verarbeitungssystems 100 sind für einen Fachmann vor dem Hintergrund der hierin bereitgestellten Lehre der vorliegenden Grundgedanken ohne Weiteres denkbar.
Ferner ist zu beachten, dass es sich bei dem nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen System 200 um ein System zum Implementieren jeweiliger Ausführungsformen der vorliegenden Grundgedanken handelt. Das Verarbeitungssystem 100 kann teilweise oder ganz in einem oder mehreren der Elemente des Systems 200 implementiert sein.
Zudem ist zu beachten, dass es sich bei dem nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 beschriebenen System 300 um ein System zum Implementieren jeweiliger Ausführungsformen der vorliegenden Grundgedanken handelt. Das Verarbeitungssystem 100 kann teilweise oder ganz in einem oder mehreren der Elemente des Systems 300 implementiert sein.
Ferner ist zu beachten, dass das Verarbeitungssystem 100 zumindest einen Teil des vorliegend beschriebenen Verfahrens durchführen kann, darunter beispielsweise zumindest einen Teil des Verfahrens 2000 der 20. Ebenso kann das System 200 teilweise oder ganz verwendet werden, um zumindest einen Teil des Verfahrens 2000 der 20 durchzuführen. Zudem kann das System 300 teilweise oder ganz verwendet werden, um zumindest einen Teil des Verfahrens 2000 der 20 durchzuführen.
2 zeigt ein beispielhaftes Bestrahlungssystem 200, auf das die vorliegenden Grundgedanken angewendet werden können, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Grundgedanken.
Das Bestrahlungssystem 200 beinhaltet eine Strahlenquelle (z.B. eine Röntgenröhre) 210, eine Positioniereinheit 230 und einen Computer 240.
Die Strahlenquelle 210 stellt eine Strahlungsquelle zum Emittieren von Strahlung 299 auf eine Zielstruktur bereit. In einer Ausführungsform erzeugt die Strahlenquelle Röntgenstrahlen.
Die Positioniereinheit 230 ist an der Strahlenquelle 210 angebracht und positioniert diese relativ zu einem interessierenden Objekt 271 (in dem Beispiel der 2 z.B. einer zu prüfenden Einheit, wobei es sich hierbei jedoch auch um andere Gegenstände wie beispielsweise zu prüfende Objekte (z.B. Halbleiterbauelemente, Maschinenteile usw.) handeln kann), um Strahlung auf eine oder mehrere Zielstrukturen (z.B. Halbleiterbauelemente, Maschinenteile usw.) in dem interessierenden Objekt zu emittieren. Häufig beinhaltet die Positioniereinheit 230 ein tragendes Bauteil 231 zum Befestigen der Strahlenquelle 210 zur Positionierung und einen Motor 232, um das tragende Bauteil 231 in Bezug auf die eine oder die mehreren Zielstrukturen zu positionieren.
Der Computer 240 steuert die Elemente des Systems 200. Beispielsweise aktiviert der Computer 240 die Strahlenquelle 210 und steuert die Bewegung der Positioniereinheit 230. Die Verkabelung für eine solche Steuerung kann sich innerhalb des tragenden Bauteils 231 oder in einer anderen Anordnung befinden. Der Computer 240 beinhaltet einen Prozessor 240A und einen Speicher 240B. Der Prozessor 240A initiiert die Steuerung der anderen Elemente, darunter beispielsweise die Emission von Strahlung durch die Strahlenquelle 210. Der Speicher 240B speichert Software zum Durchführen eines Bestrahlungsprozesses. Der Speicher 240B kann zudem während eines Bestrahlungsprozesses erzeugte Daten speichern.
Röntgenstrahlungsquellen wie beispielsweise die Strahlenquelle 210 weisen eine große Strahlgröße auf, die typischerweise kollimiert wird, um das Bestrahlungsformat auf der geprüften Probe zu steuern. Das System 200 beinhaltet daher einen Kollimator 270.
Das System 200 beinhaltet ferner einen Abschwächer 250 mit variabler Dicke und eine Schaltung (z.B. eine Dioden- oder Szintillatorschaltung) 260 mit einem Satz Überwachungseinrichtungen/Erfassungseinrichtungen (nachfolgend nur als „Überwachungseinrichtungen“ oder „Erfassungseinrichtungen“ bezeichnet) (z.B. Dioden oder Szintillatoren) 260A. Der Abschwächer 250 mit variabler Dicke weist eine Mehrzahl an Materialien mit unterschiedlicher Dicke auf. In der Ausführungsform der 2 ist der Abschwächer 250 mit variabler Dicke auf einem beweglichen Ständer 290 platziert. Natürlich können im Geiste der vorliegenden Erfindung auch andere Einheiten und Systeme verwendet werden, um den Abschwächer mit variabler Dicke zu positionieren (siehe z.B. 3).
Die in den Überwachungseinrichtungen 260A erzeugten Stromstärken sind proportional zur Röntgenstrahlintensität. Somit können die Überwachungseinrichtungen 260A verwendet werden, um den Röntgenstrahlungsfluss während der Probenbestrahlung in Echtzeit zu überwachen.
Es ist jedoch bekannt, dass Röntgenstrahlen mit hoher Intensität Halbleiterbauelemente wie beispielsweise Dioden beschädigen und somit möglicherweise die Lebensdauer der Überwachungseinrichtungen (z.B. Dioden) beschränken können. Daher ist in einer Ausführungsform die Intensität des Röntgenstrahls für Überwachungszwecke verringert, ohne den für die Probenbestrahlung verwendeten Teil des Strahls zu beeinträchtigen.
Es ist bekannt, dass verschiedene Materialien (z.B. Kupfer oder Aluminium) die Röntgenstrahlintensität bezogen auf die Dicke um $I = I_{0} e_{l}^{- μ_{t} t}$
verringern können, wobei I die Intensität des Strahls ist, t die Dicke des Materials ist und µ_t der lineare Absorptionskoeffizient ist, welcher von dem verwendeten Material abhängt. Der Abschwächer 250 mit variabler Dicke wird daher verwendet, um den Expositionsgrad der Überwachungseinrichtungen 260A zu verringern.
In einer Ausführungsform ist der Abschwächer 250 mit variabler Dicke als bewegliche Platte aus einem bekannten Material variierender Dicke implementiert, die zwischen der Strahlenquelle 210 und den Überwachungseinrichtungen 260A auf dem Kollimator 270 liegt und eine Öffnung in dem Material über dem Kollimatorfenster aufweist. Somit kann der vollständige Röntgenstrahl den Kollimator 270 durchlaufen, wohingegen die Überwachungseinrichtungen 260A vor dem vollständigen Strahl geschützt sind, so dass durch Minimierung einer Beschädigung durch den Röntgenstrahl deren Lebensdauer verlängert wird.
Die erforderliche Dicke des Abschwächers 250 kann auf Grundlage der verschiedenen in dem Prüfsystem erzeugten Röntgenstrahlintensitäten berechnet werden, um während der Bestrahlung in den Überwachungseinrichtungen 260A genug Strom für eine zuverlässige Überwachung zu produzieren.
Um den Abschwächer 250 weiter zu verbessern, können mehrere Materialien aufeinandergeschichtet werden, um mit einer annehmbaren Dicke der Platte den gewünschten verringerten Fluss zu erhalten (siehe 4). In einer weiteren Ausführungsform kann die Abschwächerplatte dasselbe Material aufweisen, wobei angrenzende Segmente verschiedener Dicke nach Bedarf hinzugefügt (oder weggenommen) sind (siehe 8).
3 zeigt ein weiteres beispielhaftes Bestrahlungssystem 300, auf das die vorliegenden Grundgedanken angewendet werden können, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Grundgedanken.
Das Bestrahlungssystem 300 beinhaltet eine Strahlenquelle 210, eine Positioniereinheit 230, einen Computer 240, eine Positioniereinheit 345, einen Abschwächer 250 mit variabler Dicke, eine Schaltung 260 mit einem Satz Überwachungseinrichtungen 260A und einen Kollimator 270.
Das System 300 unterscheidet sich von dem System 200 durch die Einbeziehung der Positioniereinrichtung 345 und den Wegfall des beweglichen Ständers 290. Die Positioniereinrichtung 345 wird verwendet, um eine Position des Abschwächers 250 mit variabler Dicke zu steuern (im Vergleich zur manuellen Positionierung über den beweglichen Ständer 290 in 2). Die Positioniereinheit 345 kann ein tragendes Bauteil 231 zum Befestigen des Abschwächers 250 mit variabler Dicke zur Positionierung und einen Motor 332 beinhalten, um das tragende Bauteil 231 in Bezug auf die eine oder die mehreren Zielstrukturen zu positionieren.
4 zeigt eine Seitenansicht eines beispielhaften Abschwächers 400 mit variabler Dicke, der aus unterschiedlichen Materialien gebildet ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 5 zeigt eine Vorderansicht des Abschwächers 400 mit variabler Dicke aus 4 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In der Ausführungsform der 4 und 5 ist der Abschwächer 400 mit variabler Dicke aus mehreren unterschiedlichen Materialien gebildet (z.B. Material 401, Material 402, Material 403 und Material 404, wie in 4 und 5 mittels unterschiedlicher Schraffurmuster gezeigt). Die unterschiedlichen Materialien ermöglichen eine Flussverringerung von Strahlen sowohl hoher als auch niedriger Intensität mit einem einzigen Abschwächer.
In der Ausführungsform der 4 und 5 ist der Abschwächer 400 mit variabler Dicke beispielsweise durch jeweilige rechteckige Platten derart implementiert, dass sich jedes unterschiedliche Material auf einer anderen Platte befindet. Wie in 5 gezeigt, weist jedes der Materialien (Platten) 401, 402, 403 und 404 eine Öffnung 401A, 402A, 403A bzw. 404A auf, die der Strahl durchlaufen kann.
6 zeigt eine Seitenansicht eines beispielhaften Abschwächers 600 mit variabler Dicke, der aus unterschiedlichen Materialien gebildet ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 7 zeigt eine Draufsicht auf den Abschwächer 600 mit variabler Dicke aus 6 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der in 6 und 7 abgebildete Abschwächer 600 mit variabler Dicke ähnelt dem in 4 und 5 abgebildeten Abschwächer 400 mit variabler Dicke mit Ausnahme der Anordnung der Öffnungen 601A, 602A, 603A und 604A durch die Abschwächer 601, 602, 603 bzw. 604. Zudem wird in 6 und 7 für einen bestimmten Abschwächer zur Flussabschwächung ein einziges Material, z.B. 601, verwendet, wohingegen in 4 und 5 mit Ausnahme des kleinsten Abschwächers 401 der Strahl durch einen mit mehreren Materialien hergestellten Abschwächer läuft.
8 zeigt eine Seitenansicht eines weiteren beispielhaften Abschwächers 800 mit variabler Dicke, der aus dem gleichen Material gebildet ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 9 zeigt eine Vorderansicht des Abschwächers 800 mit variabler Dicke aus 8 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In der Ausführungsform der 8 und 9 ist der Abschwächer 800 mit variabler Dicke aus dem gleichen Material gebildet (z.B. Material 801 bis 804, wie in 8 und 9 mittels eines einheitlichen (gleichen) Schraffurmusters gezeigt).
Die unterschiedlichen Dicken werden verwendet, um die Intensität des auf die unter der Platte befindlichen Dioden treffenden Röntgenstrahls zu verringern. Jedes Segment besitzt eine Öffnung, die sich über dem Kollimatorfenster ausrichtet, ohne jedoch die unter der Scheibe befindlichen Dioden unmittelbar freizulegen. Die Platte kann so bewegt werden, dass sie den verschiedenen Segmenten ermöglicht, den Röntgenstrahl unmittelbar über den Dioden zu kreuzen. Somit wird die Intensität des auf die Überwachungseinrichtungen treffenden Strahls verringert, während die volle Intensität in den Kollimator durchgelassen wird. Das ausgewählte Segment ist für einen Röntgenstrahl einer bestimmten Intensität vorgesehen, um in den Dioden einen messbaren Strom zu produzieren, ohne nennenswerten Schaden zu verursachen. Falls die Intensität des Strahls verändert wird, kann die Platte zu einem anderen Segment bewegt werden, das für die neue Intensität geeignet ist. Dieser Prozess kann durch Montieren des Abschwächers 800 mit variabler Dicke auf einem durch das Prüfsystem gesteuerten Schrittmotor (siehe z.B. 3) automatisiert werden.
In der Ausführungsform der 8 und 9 ist der Abschwächer 800 mit variabler Dicke beispielsweise durch jeweilige rechteckige Platten implementiert. In einer Ausführungsform können die Platten nach Bedarf geschichtet werden. Wie in 9 gezeigt, weist jedes der Materialien (Platten) 801, 802, 803 und 804 eine Öffnung 801A, 802A, 803A bzw. 804A auf, die der Strahl durchlaufen kann.
10 zeigt eine Seitenansicht eines weiteren beispielhaften Abschwächers 1000 mit variabler Dicke, der aus unterschiedlichen Materialien gebildet ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 11 zeigt eine Vorderansicht des Abschwächers 1000 mit variabler Dicke aus 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In der Ausführungsform der 10 und 11 ist der Abschwächer 1000 mit variabler Dicke aus mehreren unterschiedlichen Materialien gebildet (z.B. Material 1001, Material 1002, Material 1003 und Material 1004, wie in 10 und 11 mittels unterschiedlicher Schraffurmuster gezeigt). Im Unterschied zum Beispiel der 10 bis 11 überlappen die unterschiedlichen Materialien einander nicht, sondern liegen hintereinander. Die unterschiedlichen Materialien können an angrenzenden Kanten mittels jedes dem Fachmann bekannten Fügemechanismus oder -verfahrens zusammengefügt werden, und somit sind diese nicht auf einen konkreten Fügemechanismus oder ein konkretes Fügeverfahren beschränkt.
In der Ausführungsform der 10 und 11 ist der Abschwächer 1000 mit variabler Dicke beispielsweise durch jeweilige rechteckige Platten derart implementiert, dass sich jedes unterschiedliche Material auf einer anderen Platte befindet. Wie in 11 gezeigt, weist jedes der Materialien (Platten) 1001, 1002, 1003 und 1004 eine Öffnung 1001A, 1002A, 1003A bzw. 1004A auf, die der Strahl durchlaufen kann.
Zwar zeigen 4 bis 11 einen Abschwächer mit variabler Dicke, der im Wesentlichen aus rechteckigen Platten gebildet ist, jedoch können nach der Lehre der vorliegenden Erfindung und im Geiste der vorliegenden Erfindung auch andere Formen verwendet werden. Beispielsweise können auch Quadrat-, Kreis-, Ellipsen- und andere Formen verwendet werden (siehe z.B. 12 und 14 bis 19). Darüber hinaus wurden zwar vier Platten gezeigt, jedoch kann im Geiste der vorliegenden Erfindung in weiteren Ausführungsformen eine beliebige Anzahl an Platten oder Materialien oder Teilstücken verwendet werden. Diese und weitere Variationen eines Abschwächers mit variabler Dicke sind für einen Fachmann vor dem Hintergrund der Lehre der vorliegend bereitgestellten Erfindung und im Geiste der vorliegenden Erfindung ohne Weiteres denkbar.
12 zeigt einen weiteren Abschwächer 1000 mit variabler Dicke in einer Halbrundform gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Abschwächer 1200 mit variabler Dicke besitzt verschiedene Teilstücke 1201 bis 1206, die in 12 mittels unterschiedlicher Schraffurmuster gezeigt sind und die aus mehreren unterschiedlichen Materialien oder aus dem gleichen Material (z.B. Kupfer, Aluminium usw.) mit mehreren unterschiedlichen Dicken hergestellt sind. Wie in 12 gezeigt, weist jedes der verschiedenen Teilstücke 1201, 1202, 1203, 1204, 1205 und 1206 eine Öffnung 1201A, 1202A, 1203A, 1204A, 1205A bzw. 1206A auf, die der Strahl durchlaufen kann. Der Abschwächer 1200 mit variabler Dicke kann in seiner Position relativ zu einer Mittelachse 1299 so verändert werden, dass unterschiedliche Teilstücke dem Strahl ausgesetzt sind.
Es folgt eine allgemeine beispielhafte Erörterung darüber, wie die vorliegende Erfindung mittels des in 12 beschriebenen Abschwächers mit variabler Dicke implementiert werden kann. Wie ein Fachmann vor dem Hintergrund der Lehre der vorliegend bereitgestellten Erfindung versteht, können im Geist der vorliegenden Erfindung in ähnlicher Weise auch andere Ausrichtungen des Abschwächers mit variabler Dicke implementiert werden.
Die unterschiedlichen Materialien oder unterschiedlichen Dicken werden verwendet, um die Intensität des auf die unter dem Abschwächer 1200 mit variabler Dicke befindlichen Überwachungseinrichtungen treffenden Röntgenstrahls zu verringern. Jedes Segment besitzt eine Öffnung, die sich über dem Kollimatorfenster ausrichtet, ohne jedoch die unter dem Abschwächer mit variabler Dicke befindlichen Überwachungseinrichtungen unmittelbar freizulegen, wobei auch hier angemerkt wird, dass der Abschwächer mit variabler Dicke größer ist als die darunterliegenden Überwachungseinrichtungen. Der Abschwächer 1200 mit variabler Dicke kann so gedreht werden, dass er den verschiedenen Segmenten ermöglicht, den Röntgenstrahl unmittelbar über den Überwachungseinrichtungen zu kreuzen. Somit wird die Intensität des auf die Überwachungseinrichtungen treffenden Strahls verringert, während die volle Intensität durch den Kollimator durchgelassen wird. Das ausgewählte Segment ist für einen Röntgenstrahl einer bestimmten Intensität vorgesehen, um in den Überwachungseinrichtungen einen messbaren Strom zu produzieren, ohne nennenswerten Schaden zu verursachen. Falls die Intensität des Strahls verändert wird, kann der Abschwächer 1200 mit variabler Dicke zu einem anderen Segment gedreht werden, das für die neue Intensität geeignet ist. Dieser Prozess kann durch Montieren des Abschwächers 1200 mit variabler Dicke auf einem durch das Prüfsystem gesteuerten Schrittmotor automatisiert werden.
In 13 sind der Kollimator 270 aus 2 und 3 und eine Überwachungsschaltung 1360 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt.
Insbesondere zeigt 13 den Kollimator 270 und die Schaltung 1360 sowie den Querschnitt des auf den Kollimator 270 einfallenden Röntgenstrahls 1301. Der Blickpunkt der 13 liegt entlang des Wegs des einfallenden Röntgenstrahls 299 (in 2 und 3 gezeigt) und hinter dem Abschwächer 1200 mit variabler Dicke. Die gestrichelte Linie 1301 in 13 repräsentiert die Querschnittsfläche des einfallenden Röntgenstrahls 299 (in 2 und 3 gezeigt) an der Oberseite des Kollimators. Die Querschnittsfläche 1301 ist in 13 als Rechteckform dargestellt, jedoch versteht ein Fachmann, dass andere Röntgenstrahlenquellen 210 einfallende Röntgenstrahlen 299 in verschiedenen Querschnittsformen erzeugen können. Die Schaltung 1360 beinhaltet eine Leiterplatte 1310 mit einer Öffnung 1312 konzentrisch über der Kollimatoröffnung 1320. Die Leiterplatte 1310 beinhaltet ferner einen Satz Überwachungseinrichtungen 1311. Bei den Überwachungseinrichtungen 1311 kann es sich als nicht einschränkende Beispiele um Dioden oder Szintillatoren handeln. Für genaue Messungen sollten sich die Überwachungseinrichtungen 1311 der Überwachungsschaltung 260 innerhalb des Querschnitts 1301 des einfallenden Röntgenstrahls 299 befinden. Der Querschnitt 1301 repräsentiert (1) einen Abschnitt des einfallenden Röntgenstrahls 299 mit hoher Intensität in der Mitte der Fläche, der durch die konzentrischen Öffnungen in der Leiterplatte 1312 und die Kollimatoröffnung 1320 tritt, und (2) einen Abschnitt des einfallenden Röntgenstrahls 299 mit verringerter Intensität, der den Abschnitt der Leiterplatte 1310 abdeckt, der die Überwachungseinrichtungen 1311 enthält.
In der Ausführungsform der 13 können die Überwachungseinrichtungen 1311 (in diesem Beispiel rechteckig, jedoch nicht auf irgendeine Form beschränkt) auf der Leiterplatte 1310 bei 0, 90, 180 und 270 Grad um die Öffnung 1312 herum über dem Kollimatorfenster 1320 angeordnet sein. Die Überwachungseinrichtungen 1311 können gleichmäßig beabstandet in einer Konfiguration wie in 13 gezeigt angeordnet sein, wobei zu Veranschaulichungszwecken vier Überwachungseinrichtungen 1311 gezeigt sind. Die Leiterplatte 1310 kann für Echtzeitdosimetrie über einen Bus/eine Schnittstelle 1330 mit einem Überwachungs-/Prüfsystem (z.B. Computer 240) verbunden sein.
Es sind somit mehrere Überwachungseinrichtungen 1311 zwischen der Strahlenquelle 210 und dem Kollimator 270 um das Kollimatorfenster 1320 herum verteilt. Die mehreren Überwachungseinrichtungen 1311 können verwendet werden, um eine mittlere Röntgenstrahlintensität über die Strahlfläche zu berechnen, die Intensität des Strahls im Zeitverlauf zu überwachen etc. Durch die Leiterplatte 1310 kann die Reaktion jeder der Überwachungseinrichtungen auf den einfallenden Röntgenstrahl überwacht werden (beispielsweise durch Messen eines resultierenden Stroms), um die Strahleinheitlichkeit zu überwachen.
14 zeigt eine zusätzliche Ausführungsform eines Systems 1400 aus Abschwächern mit variabler Dicke, welches einen Satz 1410 von Abschwächern mit variabler Dicke verwendet, die als konzentrische Ringe aus verschiedenen Materialien implementiert sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Satz 1410 von Abschwächern mit variabler Dicke beinhaltet zur Veranschaulichung die Abschwächer 1411 bis 1414 mit variabler Dicke, wobei angemerkt wird, dass auch andere Anzahlen an Abschwächern verwendet werden können. 15 zeigt einen Querschnitt 1500 des Systems 1400 aus Abschwächern mit variabler Dicke aus 14 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 16 zeigt eine weitere Ansicht 1600 des Systems 1400 aus Abschwächern mit variabler Dicke aus 14 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Beispielhaft werden in einer Ausführungsform vier Ringe mit unterschiedlichen Durchmessern verwendet, wobei die Ringe mit größerem Durchmesser dicker sind als die Ringe mit kleinem Durchmesser. Jeder der konzentrischen Ringe besitzt eine durchgehende Öffnung (gemeinsam durch das Figurenbezugszeichen 1420 bezeichnet) in der Mitte, die sich mit der Öffnung im Kollimator ausrichtet, um den vollständigen, ungeschwächten Strahl durch die Mitte des Kollimators durchzulassen. Eine oder mehrere Überwachungseinrichtungen können in Umfangsrichtung unter einem oder mehreren Ringen angeordnet sein.
Falls sich die Reaktionen der Überwachungseinrichtungen während eines Bestrahlungstests ändern, hat sich der einfallende Röntgenstrahl unerwartet verändert oder abgeschaltet. Entsprechend kann die Bestrahlungszeit vom Prüfsystem verkürzt oder verlängert werden, um auf Grundlage der in Echtzeit gemessenen Dosisrate die gewünschte Gesamtdosis zu erreichen, oder im Falle eines Abschaltens kann das Prüfsystem für eine genaue Messung der insgesamt aufgenommenen Dosis die verstrichene Bestrahlungszeit registrieren und das System kann länger laufen (wenn die Röntgenbestrahlung fortgesetzt wird), um die Abschaltung auszugleichen usw.
Zwar sind im Beispiel der 14 und 15 zu Veranschaulichungszwecken vier Überwachungseinrichtungen gezeigt, jedoch können im Geiste der vorliegenden Erfindung auch andere Anzahlen und geometrische Platzierungen von Überwachungseinrichtungen verwendet werden.
17 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Systems 1700 aus Abschwächern mit variabler Dicke, welches einen Satz 1710 von Abschwächern mit variabler Dicke verwendet, die als konzentrische Ringe aus dem gleichen Material implementiert sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Satz 1710 von Abschwächern mit variabler Dicke beinhaltet zur Veranschaulichung die Abschwächer 1711 bis 1714 mit variabler Dicke, wobei angemerkt wird, dass auch andere Anzahlen an Abschwächern verwendet werden können. 18 zeigt einen Querschnitt 1800 des Systems 1700 aus Abschwächern mit variabler Dicke aus 17 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 19 zeigt eine weitere Ansicht 1900 des Systems 1700 aus Abschwächern mit variabler Dicke aus 17 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System 1700 aus Abschwächern mit variabler Dicke der 17 bis 19 unterscheidet sich somit von dem System 1400 aus Abschwächern mit variabler Dicke der 14 bis 16 darin, dass 1700 aus dem gleichen Material gebildete Ringe verwendet, während 1400 aus (mindestens zwei) unterschiedlichen Materialien gebildete Ringe verwendet.
20 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 2000 für Echtzeit-Röntgendosimetrie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren wird in Bezug auf ein Bestrahlungssystem (z.B. das Bestrahlungssystem 200 der 2 oder das Bestrahlungssystem 300 der 3) durchgeführt. Es versteht sich, dass einige Schritte eines Bestrahlungsprozesses aus Gründen der Kürze und Klarheit in 20 weggelassen sein können, wobei das Verfahren 2000 auf verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung gerichtet ist.
In Schritt 2010 werden variierende Verringerungsgrade der Intensität eines aus der Strahlenquelle auf das Objekt emittierten Strahls durch einen zwischen der Strahlenquelle und einem zu bestrahlenden Objekt positionierten Abschwächer mit variabler Dicke bereitgestellt. Auf diese Weise kann die Strahlungsmenge, welcher der Satz von Erfassungseinrichtungen ausgesetzt ist, unterhalb einer Menge liegen, welche die Erfassungseinrichtungen beschädigen kann.
In Schritt 2020 wird nur ein nach der Verringerung der Intensität des Strahls durch den Abschwächer mit variabler Dicke verbleibender Teil des Strahls durch einen zwischen dem Abschwächer mit variabler Dicke und dem Objekt positionierten Satz Erfassungseinrichtungen empfangen und gemessen. In einer Ausführungsform beinhaltet Schritt 2020 Überwachen der Stabilität (hinsichtlich der Dosis) des Strahls und Bereitstellen einer Rückkopplung (z.B. für einen Gesamtionendosis- (TID-) Versuch usw.).
Schritt 2030 beinhaltet Korrelieren der Messung des Flusses mit verringerter Intensität mit dem auf das Objekt treffenden Fluss. In einer Ausführungsform wird Schritt 2030 mittels des Abschwächers mit variabler Dicke unter dem Kollimator mit einer ähnlichen Erfassungseinrichtung durchgeführt.
Schritt 2040 beinhaltet Ermitteln des Flusses aus der bekannten Abschwächung des Strahls und den korrelierten Messungen aus Schritt 2030.
Schritt 2050 beinhaltet Steuern des Betriebs des Bestrahlungssystems oder eines anderen Systems auf Grundlage eines durch Schritt 2040 ermittelten Ergebnisses (Fluss). Eine solche Steuerung kann beispielsweise, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein, Ausgeben einer Strahlungsmenge, der das Objekt ausgesetzt wurde, Neustarten des Systems, um die Bestrahlung fortzusetzen, Bewegen (z.B. durch einen Roboter oder eine andere automatisierte Einheit) des Objekts zu einer nächsten Station zur Verarbeitung (z.B. Prüfung, weitere Fertigungsschritte usw.) usw. beinhalten. Schritt 2050 kann beispielsweise durch das Bestrahlungssystem selbst oder eine zum Steuern des Bestrahlungssystems konfigurierte Verarbeitungsmaschine in Form eines Computers durchgeführt werden.
Bei der vorliegenden Erfindung kann es sich um ein System, ein Verfahren und/oder ein Computerprogrammprodukt jedes möglichen technisch detaillierten Integrationsgrads handeln. Das Computerprogrammprodukt kann (ein) durch einen Computer lesbare(s) Speichermedium (oder -medien) beinhalten, auf dem/denen durch einen Computer lesbare Programmanweisungen gespeichert ist/sind, um einen Prozessor dazu zu veranlassen, Aspekte der vorliegenden Erfindung auszuführen.
Bei dem durch einen Computer lesbaren Speichermedium kann es sich um eine physische Einheit handeln, die Anweisungen zur Verwendung durch eine Einheit zur Ausführung von Anweisungen behalten und speichern kann. Bei dem durch einen Computer lesbaren Speichermedium kann es sich zum Beispiel um eine elektronische Speichereinheit, eine magnetische Speichereinheit, eine optische Speichereinheit, eine elektromagnetische Speichereinheit, eine Halbleiterspeichereinheit oder jede geeignete Kombination daraus handeln, ohne auf diese beschränkt zu sein. Zu einer nicht erschöpfenden Liste spezifischerer Beispiele des durch einen Computer lesbaren Speichermediums gehören die Folgenden: eine tragbare Computerdiskette, eine Festplatte, ein Direktzugriffsspeicher (RAM), ein Nur-Lese-Speicher (ROM), ein löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher (EPROM bzw. Flash-Speicher), ein statischer Direktzugriffsspeicher (SRAM), ein tragbarer Kompaktspeicherplatte-Nur-Lese-Speicher (CD-ROM), eine DVD (digital versatile disc), ein Speicher-Stick, eine Diskette, eine mechanisch codierte Einheit wie zum Beispiel Lochkarten oder gehobene Strukturen in einer Rille, auf denen Anweisungen gespeichert sind, und jede geeignete Kombination daraus. Ein durch einen Computer lesbares Speichermedium soll in der Verwendung hierin nicht als flüchtige Signale an sich aufgefasst werden, wie zum Beispiel Funkwellen oder andere sich frei ausbreitende elektromagnetische Wellen, elektromagnetische Wellen, die sich durch einen Wellenleiter oder ein anderes Übertragungsmedium ausbreiten (z.B. durch ein Glasfaserkabel geleitete Lichtimpulse) oder durch einen Draht übertragene elektrische Signale.
Hierin beschriebene, durch einen Computer lesbare Programmanweisungen können von einem durch einen Computer lesbaren Speichermedium auf jeweilige Datenverarbeitungs-/Verarbeitungseinheiten oder über ein Netzwerk wie zum Beispiel das Internet, ein lokales Netzwerk, ein Weitverkehrsnetz und/oder ein drahtloses Netzwerk auf einen externen Computer oder eine externe Speichereinheit heruntergeladen werden. Das Netzwerk kann Kupferübertragungskabel, Lichtwellenübertragungsleiter, drahtlose Übertragung, Leitwegrechner, Firewalls, Vermittlungseinheiten, Gateway-Computer und/oder Edge-Server aufweisen. Eine Netzwerkadapterkarte oder Netzwerkschnittstelle in jeder Datenverarbeitungs-/Verarbeitungseinheit empfängt durch einen Computer lesbare Programmanweisungen aus dem Netzwerk und leitet die durch einen Computer lesbaren Programmanweisungen zur Speicherung in einem durch einen Computer lesbaren Speichermedium innerhalb der entsprechenden Datenverarbeitungs-/Verarbeitungseinheit weiter.
Bei durch einen Computer lesbaren Programmanweisungen zum Ausführen von Arbeitsschritten der vorliegenden Erfindung kann es sich um Assembler-Anweisungen, ISA-Anweisungen (Instruction-Set-Architecture), Maschinenanweisungen, maschinenabhängige Anweisungen, Mikrocode, Firmware-Anweisungen, zustandssetzende Daten oder entweder Quellcode oder Objektcode handeln, die in einer beliebigen Kombination aus einer oder mehreren Programmiersprachen geschrieben werden, darunter objektorientierte Programmiersprachen wie SMALLTALK, C++ o.ä. sowie herkömmliche prozedurale Programmiersprachen wie die Programmiersprache „C“ oder ähnliche Programmiersprachen. Die durch einen Computer lesbaren Programmanweisungen können vollständig auf dem Computer des Benutzers, teilweise auf dem Computer des Benutzers, als eigenständiges Software-Paket, teilweise auf dem Computer des Benutzers und teilweise auf einem fernen Computer oder vollständig auf dem fernen Computer oder Server ausgeführt werden. In letzterem Fall kann der entfernt angeordnete Computer mit dem Computer des Benutzers durch eine beliebige Art Netzwerk verbunden sein, darunter ein lokales Netzwerk (LAN) oder ein Weitverkehrsnetz (WAN), oder die Verbindung kann mit einem externen Computer hergestellt werden (zum Beispiel über das Internet unter Verwendung eines Internet-Dienstanbieters). In einigen Ausführungsformen können elektronische Schaltungen, darunter zum Beispiel programmierbare Logikschaltungen, vor Ort programmierbare Gatter-Anordnungen (FPGA, field programmable gate arrays) oder programmierbare Logikanordnungen (PLA, programmable logic arrays) die durch einen Computer lesbaren Programmanweisungen ausführen, indem sie Zustandsinformationen der durch einen Computer lesbaren Programmanweisungen nutzen, um die elektronischen Schaltungen zu personalisieren, um Aspekte der vorliegenden Erfindung durchzuführen.
Aspekte der vorliegenden Erfindung sind hierin unter Bezugnahme auf Ablaufpläne und/oder Blockschaltbilder von Verfahren, Vorrichtungen (Systemen) und Computerprogrammprodukten gemäß Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass jeder Block der Ablaufpläne und/oder der Blockschaltbilder bzw. Schaubilder sowie Kombinationen von Blöcken in den Ablaufplänen und/oder den Blockschaltbildern bzw. Schaubildern mittels durch einen Computer lesbarer Programmanweisungen ausgeführt werden können.
Diese durch einen Computer lesbaren Programmanweisungen können einem Prozessor eines Universalcomputers, eines Spezialcomputers oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung bereitgestellt werden, um eine Maschine zu erzeugen, so dass die über den Prozessor des Computers bzw. der anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführten Anweisungen ein Mittel zur Umsetzung der in dem Block bzw. den Blöcken der Ablaufpläne und/oder der Blockschaltbilder bzw. Schaubilder festgelegten Funktionen/Schritte erzeugen. Diese durch einen Computer lesbaren Programmanweisungen können auch auf einem durch einen Computer lesbaren Speichermedium gespeichert sein, das einen Computer, eine programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung und/oder andere Einheiten so steuern kann, dass sie auf eine bestimmte Art funktionieren, so dass das durch einen Computer lesbare Speichermedium, auf dem Anweisungen gespeichert sind, ein Herstellungsprodukt aufweist, darunter Anweisungen, welche Aspekte der/des in dem Block bzw. den Blöcken des Ablaufplans und/oder der Blockschaltbilder bzw. Schaubilder angegebenen Funktion/Schritts umsetzen.
Die durch einen Computer lesbaren Programmanweisungen können auch auf einen Computer, eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine andere Einheit geladen werden, um das Ausführen einer Reihe von Prozessschritten auf dem Computer bzw. der anderen programmierbaren Vorrichtung oder anderen Einheit zu verursachen, um einen auf einem Computer ausgeführten Prozess zu erzeugen, so dass die auf dem Computer, einer anderen programmierbaren Vorrichtung oder einer anderen Einheit ausgeführten Anweisungen die in dem Block bzw. den Blöcken der Ablaufpläne und/oder der Blockschaltbilder bzw. Schaubilder festgelegten Funktionen/Schritte umsetzen.
Die Ablaufpläne und die Blockschaltbilder bzw. Schaubilder in den Figuren veranschaulichen die Architektur, die Funktionalität und den Betrieb möglicher Ausführungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In diesem Zusammenhang kann jeder Block in den Ablaufplänen oder Blockschaltbildern bzw. Schaubildern ein Modul, ein Segment oder einen Teil von Anweisungen darstellen, die eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zur Ausführung der bestimmten logischen Funktion(en) aufweisen. In einigen alternativen Ausführungen können die in dem Block angegebenen Funktionen in einer anderen Reihenfolge als in den Figuren gezeigt stattfinden. Zwei nacheinander gezeigte Blöcke können zum Beispiel in Wirklichkeit im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden, oder die Blöcke können manchmal je nach entsprechender Funktionalität in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden. Es ist ferner anzumerken, dass jeder Block der Blockschaltbilder bzw. Schaubilder und/oder der Ablaufpläne sowie Kombinationen aus Blöcken in den Blockschaltbildern bzw. Schaubildern und/oder den Ablaufplänen durch spezielle auf Hardware beruhende Systeme umgesetzt werden können, welche die festgelegten Funktionen oder Schritte durchführen, oder Kombinationen aus Spezial-Hardware und Computeranweisungen ausführen.
Bezugnahmen in der Spezifikation auf ,,(genau) eine Ausführungsform" oder „(irgend)eine Ausführungsform“ der vorliegenden Erfindung ebenso wie weitere Variationen davon bedeuten, dass ein bestimmtes Merkmal, eine Struktur, Eigenschaft und so weiter, das bzw. die in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Grundgedanken enthalten ist. Die an verschiedener Stelle der Spezifikation zu lesende Formulierung „in (genau) einer Ausführungsform“ oder „in (irgend)einer Ausführungsform“ sowie jegliche weiteren Variationen davon beziehen sich somit nicht unbedingt alle auf dieselbe Ausführungsform.
Es versteht sich, dass die Verwendung von „/“, „und/oder“ und „mindestens eine/r/s von“, beispielsweise in den Fällen „A/B“, „A und/oder B“ und „mindestens eines von A und B“, die Auswahl nur der ersten aufgeführten Option (A), die Auswahl nur der zweiten aufgeführten Option (B) oder die Auswahl beider Optionen (A und B) umfassen soll. Als weiteres Beispiel soll in den Fällen „A, B, und/oder C“ und „mindestens eines von A, B und C“ diese Formulierung die Auswahl nur der ersten aufgeführten Option (A) oder die Auswahl nur der zweiten aufgeführten Option (B) oder die Auswahl nur der dritten aufgeführten Option (C) oder die Auswahl nur der ersten und der zweiten aufgeführten Option (A und B) oder nur die Auswahl der ersten und der dritten aufgeführten Option (A und C) oder die Auswahl nur der zweiten und der dritten aufgeführten Option (B und C) oder die Auswahl aller drei Optionen (A und B und C) umfassen. Wie ein Fachmann erkennt, kann dies auf beliebig viele aufgeführte Elemente erweitert werden.
Nachdem bevorzugte Ausführungsformen eines Systems und Verfahrens (welche als veranschaulichend und nicht einschränkend aufzufassen sind) beschrieben wurden, wird angemerkt, dass ein Fachmann angesichts der vorstehenden Lehre Modifikationen und Variationen vornehmen kann. Es ist daher zu beachten, dass an den konkret offenbarten Ausführungsformen Änderungen vorgenommen werden können, die im Umfang der Erfindung wie durch die beiliegenden Ansprüche umrissen enthalten sind. Nach den patentrechtlichen Anforderungen entsprechend ausführlicher und konkreter Beschreibung von Aspekten der Erfindung ist somit der beanspruchte Gegenstand, für den Patentschutz angestrebt wird, in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt.

Claims

Bestrahlungssystem mit einer Strahlenquelle, wobei das System ferner Folgendes aufweist: einen zwischen der Strahlenquelle und einem zu bestrahlenden Objekt positionierten Abschwächer mit variabler Dicke, um für einen aus der Strahlenquelle auf das Objekt emittierten Strahl variierende Abschwächungsgrade bereitzustellen, mindestens eine zwischen dem Abschwächer mit variabler Dicke und dem Objekt positionierte Erfassungseinrichtung, um nur einen nach der Abschwächung des Strahls durch den Abschwächer mit variabler Dicke verbleibenden Teil des Strahls zu empfangen und zu messen wobei der Abschwächer mit variabler Dicke so gebildet ist, dass er eine Mehrzahl von Teilstücken aufweist, und wobei jedes der Mehrzahl von Teilstücken eine jeweilige Öffnung aufweist, um einen nicht abgeschwächten Teil des Strahls durch diese hindurch auf das Objekt treten zu lassen.
Bestrahlungssystem nach Anspruch 1, wobei jedes der Mehrzahl von Teilstücken eine jeweilige einer Mehrzahl unterschiedlicher Dicken besitzt, um einen jeweiligen der variierenden Abschwächungsgrade bereitzustellen.
Bestrahlungssystem nach Anspruch 1, wobei jedes der Mehrzahl von Teilstücken aus einem jeweiligen einer Mehrzahl unterschiedlicher Materialien gebildet ist, um einen jeweiligen der variierenden Abschwächungsgrade bereitzustellen.
Bestrahlungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abschwächer mit variabler Dicke aus einem oder mehreren Metallen gebildet ist.
Bestrahlungssystem nach Anspruch 1, wobei der Abschwächer mit variabler Dicke so angeordnet ist, dass er eine auf die mindestens eine Erfassungseinrichtung angewendete Bestrahlungsmenge auf unterhalb einer Grenzmenge verringert.
Bestrahlungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Erfassungseinrichtung einen Satz aus mindestens einer Diode aufweist.
Bestrahlungssystem nach Anspruch 6, welches ferner einen Prozessor zum Berechnen einer durch den Strahl emittierten Bestrahlungsmenge auf Grundlage einer Strommenge in dem Satz aus einer oder mehreren Dioden aufweist.
Bestrahlungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Erfassungseinrichtung einen Satz Fotovervielfacher-Röhren aufweist.
Bestrahlungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abschwächer so gebildet ist, dass er zumindest eine Halbrundform besitzt.
Bestrahlungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches ferner einen Motor zum Variieren einer Position eines dem Strahl ausgesetzten Abschnitts des Abschwächers mit variabler Dicke aus einer Menge vorab bestimmter Positionen aufweist, welche den variierenden Abschwächungsgraden entsprechen.
Bestrahlungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Erfassungseinrichtungen mit einer Leiterplatte verbunden und symmetrisch um eine Öffnung der Leiterplatte herum angeordnet sind.
Bestrahlungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Erfassungseinrichtung vier um neunzig Grad zueinander beabstandete Erfassungseinrichtungen aufweist.
Bestrahlungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches ferner eine Erfassungsschaltung aufweist, die den Satz aus Erfassungseinrichtungen aufweist, wobei die Erfassungsschaltung so konfiguriert ist, dass sie einen Fluss des Strahls im Zeitverlauf erfasst und registriert.
Bestrahlungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abschwächer mit variabler Dicke abgestufte Ebenen zum Modulieren der Abschwächung des Strahls um vorab bestimmte Beträge besitzt.
Bestrahlungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abschwächer mit variabler Dicke aus verschiedenen Platten aus aufschichtbarem Metall derart gebildet ist, dass aus den verschiedenen Platten gebildete unterschiedliche Plattenkombinationen unterschiedliche Abschwächungsstufen für den Strahl bereitstellen.
Bestrahlungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches ferner einen Motor zum Steuern einer Position des Abschwächers mit variabler Position aufweist, um eine bestimmte der unterschiedlichen Abschwächungsstufen zu erhalten.
Computerprogrammprodukt für Strahlsteuerung, wobei das Computerprogrammprodukt ein nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium mit darauf enthaltenen Programmanweisungen aufweist, wobei die Programmanweisungen durch einen Computer ausführbar sind, um den Computer zu veranlassen, ein Verfahren durchzuführen, das Folgendes aufweist: Bilden eines Abschwächers mit variabler Position, der eine Mehrzahl von Teilstücken aufweist, Bereitstellen variierender Abschwächungsgrade für einen aus der Strahlenquelle auf das Objekt emittierten Strahl durch einen zwischen der Strahlenquelle und einem zu bestrahlenden Objekt positionierten Abschwächer mit variabler Dicke, Empfangen und Messen nur eines nach der Abschwächung des Strahls durch den Abschwächer mit variabler Dicke verbleibenden Teils des Strahls durch mindestens eine zwischen dem Abschwächer mit variabler Dicke und dem Objekt positionierte Erfassungseinrichtung, und wobei das Bilden jedes der Mehrzahl der Teilstücke bildet, sodass einen entsprechende Öffnung vorgesehen ist, um einen nicht abgeschwächten Teil des Strahls durch diese hindurch auf das Objekt treten zu lassen.
Verfahren für Strahlsteuerung, welches durch ein Bestrahlungssystem mit einer Strahlquelle durchgeführt wird, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Bilden eines Abschwächers mit variabler Position, der eine Mehrzahl von Teilstücken aufweist, Bereitstellen variierender Abschwächungsgrade für einen aus der Strahlenquelle auf das Objekt emittierten Strahl durch einen zwischen der Strahlenquelle und einem zu bestrahlenden Objekt positionierten Abschwächer mit variabler Dicke, Empfangen und Messen nur eines nach der Abschwächung des Strahls durch den Abschwächer mit variabler Dicke verbleibenden Teils des Strahls durch einen zwischen dem Abschwächer mit variabler Dicke und dem Objekt positionierten Satz Erfassungseinrichtungen, und wobei das Bilden jedes der Mehrzahl der Teilstücke bildet, sodass einen entsprechende Öffnung vorgesehen ist, um einen nicht abgeschwächten Teil des Strahls durch diese hindurch auf das Objekt treten zu lassen.