TW202404535A - X光光源中的次級發射補償 - Google Patents

X光光源中的次級發射補償 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種X光成像系統，其包括：一X光光源；一樣本位置；一偵測器，其經配置以偵測該樣本位置之下游之X光輻射；其中該X光光源包括：一電子源，其經配置以提供一電子束；一目標，其經配置以在由該電子束撞擊時產生X光輻射，該目標包括一基板及至少部分覆蓋該基板之一目標層，其中該目標層經配置以在由該電子束撞擊時產生X光輻射；構件，其用於將該電子束引導至該目標層上之一第一位置及從該電子束直接撞擊該基板之該目標上之一位置與一電子束集區(dump)上之一位置二者之間選擇之一第二位置，該電子束集區經配置使得實質上無由該電子束與該電子束集區之間之相互作用產生之X光輻射到達該偵測器；一控制器，其經配置以使用該偵測器在該電子束指向該第一位置的情況下記錄一第一影像，及在該電子束指向該第二位置的情況下記錄一第二影像，且在該第一影像與該第二影像之間產生一差異影像。亦揭示一種用於X光成像之方法。

Description

X光光源中的次級發射補償
本發明係關於一種用於X光成像之方法，且係關於一種相關X光成像系統。
本領域中眾所周知，次級輻射可能在X光光源中造成問題，參見(例如) US 2011/0176663。次級輻射通常被理解為除所要輻射以外之任何輻射且可舉例而言源自X光之散射或系統中之非預期電子束相互作用。通常，努力旨在減少所產生之次級輻射量，此可藉由機械設計來實現，例如，以避免可能產生次級輻射之元件之直接視線。亦可藉由仔細材料選擇(例如，藉由向否則可能產生次級輻射之元件提供一低X光產率材料(例如，碳)之一塗層)來達成此次級輻射之減少。此外，常用X光偵測器校準程序可至少在一定程度上減少次級輻射之影響。
此外，被稱為平場校正之一程序通常包括將偵測器曝露於均勻輻射。標稱上，此將導致來自偵測器上之各像素之相同讀出。然而，各種缺陷將導致像素之間之變動。為補償此，在均勻照明期間記錄之值可用於調整隨後記錄之影像。然而，若假設的均勻照明包括來自次級輻射光源之貢獻，即，其實際上並非均勻的，則此程序可減小成像期間次級輻射之影響。此方法之一問題係當在X光光源與偵測器之間存在一樣本時，次級輻射將至少部分被樣本吸收。因此，由於在平場校準期間作出之均勻照明假設無效，故在應用於包括一樣本之一影像時，補償無法消除次級輻射之效應。
一稍微類似的問題與散射X光輻射進入偵測器有關。在進行CT掃描時，此可能尤其係一問題。EP3939510中所提出之補償此之一方式係計算藉由散射輻射創建之一模擬影像且從所擷取影像減除此模擬影像以獲取一散射減少影像。對於此類型之應用，不清楚吾等應如何實際上獲取僅從散射輻射創建之一影像，因此使用一模擬。
在US 2005/0123097中，揭示一種方法，其中運用不同X光能譜擷取同一物件之兩個影像。減除兩個影像以增強某些特徵，例如，從潛在癌症病變之影像減除乳房X光圖像(mammogram)中之非所要脂肪組織影像或從胸部X光影像移除骨骼影像。藉由提供一多材料目標且將電子束引導至該目標之不同部分以獲取不同X光能譜而創建兩個影像。亦揭示其中不同目標材料經提供為彼此重疊的層，有時提供於對X光透明之一基板上之實施例。
本發明提出一種補償可藉由電子束與(舉例而言)一孔隙(用於電子束之一束限制元件)及/或一目標基板之相互作用而在一X光光源中產生之非所要次級X光輻射之方式。X光輻射之此次級發射不利地影響可在使用X光光源進行照明時獲取之影像品質。所提出之解決方案涉及記錄兩個影像，即，其中電子束經引導至目標之一個影像及束經引導使得僅發射次級輻射之一個影像。接著，藉由在兩個影像之間產生一差異影像而形成最終影像。
一般而言，將較佳地消除全部次級輻射，即，在一理想情況中，全部所發射X光輻射來自聚焦電子束與處於一所要位置之目標之間之相互作用。然而，實務上，將始終存在在X光光源中之別處產生之一些次級輻射。次級輻射可被視為具有兩個分量，從而稍微不同地影響所產生之X光影像，如下文所論述。
在目標上游某一距離處產生一種類型之次級輻射(如沿著電子束所見)。此類型之次級輻射通常將在最終影像中表現為一明確界定之斑點。若以處於不同旋轉角之物件擷取一組影像且此等影像用於進行物件之三維重建，則此類型之次級輻射可能導致重建中之環狀特徵。在一定意義上，從兩個明確界定X光光源產生影像，即，其中聚焦電子束撞擊目標之一個X光光源及其中電子束與目標上游之某一其他結構相互作用之一個X光光源。隔離此類型之次級輻射之一種方式係消隱電子束，即，使電子束偏轉至遠離目標之一位置，在該位置實質上無X光輻射從X光光源發射。假若其中產生次級輻射之結構定位於束偏轉器上游，當將電子束引導朝向目標時，對來自次級輻射之最終影像之貢獻將與當束被消隱時相同，且可藉由在兩個影像(消隱及非消隱電子束)之間產生一差異影像而消除其在最終影像中之效應。
例如，藉由電子束與一目標基板之間之相互作用或藉由從目標散射之電子與一反向散射收集器之間之相互作用而在目標附近產生另一類型之次級輻射。此類型之輻射通常將表現為所得X光影像之一般模糊化。由於在出射窗附近產生次級輻射，故其可在一大角度範圍內發射，藉此在一定意義上使有效X光斑點更大且不太明確界定。為能夠隔離來自此類型之次級輻射之貢獻，電子束必須在使得由電子束與目標之間之相互作用產生之X光輻射未從光源發射的條件下撞擊目標及/或目標基板。
次級輻射之一光源之一個實例係電子束路徑中之孔隙或其他束限制元件。具有幾何限制電子束之一孔隙之目的係在某一點具有一明確界定電子束大小及/或限制電子在系統中進一步傳播之角度。尤其藉由對目標處之電子束斑點大小及總電子束產出量之要求判定孔隙之尺寸。然而，未穿過孔隙之電子將與界定孔隙之材料(即，與束限制元件)相互作用且至少在一定程度上導致產生X光輻射。為避免此，界定孔隙之材料可由具有低X光產生效率之一材料組成，或至少塗佈有該材料。一替代例可為將孔隙提供為一相對較厚及緻密材料中之一孔，使得由電子撞擊此材料產生之X光輻射被吸收(例如，在材料中被重新吸收)且不到達出射窗。使用此等方法可能很難完全消除次級輻射，但可達成至少一些減少。另一方法可為在孔隙與出射窗之間不具有一直接視線，通過該出射窗從光源發射X光輻射。在一些情況中，例如，在其中X光按照界定在與電子束相同之方向上發射之透射組態中，後一選項可能需要一些增加的複雜性。此外，在孔隙下游，除電子束可與其相互作用以產生可從光源出射之X光輻射之目標以外，不應存在任何其他物件。
次級輻射之一進一步潛在來源係從目標反向散射之電子與X光光源之周圍部分之間之相互作用。此項技術中已知提供一反向散射收集器(或捕集器)以捕獲散射電子及其等攜帶之能量。反向散射收集器或X光光源之某一其他部分與電子之間之相互作用繼而可產生可通過出射窗發射之次級輻射。為消除或至少減少對發射輻射之此貢獻，可應用表面處理(參見WO 2020/052773)及/或幾何約束(參見US 2012/0170715)。
在X光光源包括用於使電子束聚焦及偏轉之電子光學器件的情況中，及在其中目標包括曝光一低X光產率基板之部分的情況中，可藉由在電子束指向一預期工作位置(即，在例如包括鎢(W)之一目標層上)的情況下拍攝一第一影像，且在電子束指向曝光(例如)包括鑽石之基板之一位置(即，在基板上不存在目標層之處)的情況下拍攝一第二影像而實施本文中所揭示之發明原理。藉由移動樣本使得其針對各影像在偵測器上之相同位置處成像，可藉由在影像之間產生一差異影像(例如，藉由減除兩個影像之對應像素值)而提取由從目標層發出之X光產生之影像。假若偵測器上之影像位置之偏移與像素解析度相比較小，則可能無需移動樣本。從X光光源中之某一其他結構(例如，界定一孔隙之材料)產生之次級輻射將存在於兩個影像中且因此在產生差異影像時被消除。
假若在產生次級輻射之結構之下游(相對於電子束傳播方向)執行電子束轉向及塑形，則來自此次級輻射之貢獻在兩個影像中將為相同的。
在其他實施例中，當記錄第一及第二影像時，可以相同方式引導電子束，而代替地，目標在影像擷取之間移動，使得在電子束指向目標層的情況下曝光第一影像且在電子束經定向使得僅次級輻射貢獻於影像的情況下記錄第二影像。以此方式，無需在影像之間移動樣本，此係因為電子束、樣本與偵測器之間之相對定向對於兩個影像而言相同。在此情況中，X光光源包括一致動器，該致動器經配置以用足夠精度(通常為μm之數量級)在一真空密封配置中移動目標。
由穿透目標層之電子產生之X光輻射(即，從電子束與支撐目標層之基板而非目標層本身之相互作用產生之X光輻射)將產生與由直接撞擊基板(即，基板之一裸露部分)之電子產生之影像實質上相同之一影像，前提係可忽略來自目標層之散射。
在由電子束與定位於束偏轉元件上游之結構之間之相互作用產生可忽略的次級輻射的情況中，可在電子束指向目標層的情況下擷取一第一影像且可在電子束指向目標基板之一曝光表面的情況下擷取一第二影像。為補償偵測器上之影像位置之一偏移，可相應地移動樣本，或所擷取影像可偏移(對準)，使得其等在產生一差異影像之前重疊。由於存在與電子束撞擊目標之位置無關之可忽略次級輻射，故藉由對準影像將不會產生明顯假影。
在大分率之傳入電子在目標層中被吸收及/或散射的情況中，可能需要一更複雜程序。藉由將電子束偏轉至無所產生X光輻射可從X光光源出射或至少無法到達偵測器之一位置(例如，一屏蔽電子集區(dump) )，可獲取僅從自X光光源內之其他結構(例如，用於電子束之束限制元件)產生之次級輻射產生之一影像。電子集區可經配置為光源之任何部分，其可承受由電子束施加之熱負載且其中由撞擊電子束產生之任何X光輻射不到達偵測器。藉由產生一差異影像(例如，藉由從在電子束指向目標層時擷取之影像之對應像素值減除此影像之像素值)，可消除或至少實質上減少在束限制元件處產生之次級輻射之影響。為了亦消除在基板中產生之X光輻射之影響，可在電子束指向基板但遠離目標層的情況下且在樣本經移動，使得其在偵測器上之與當電子束指向目標層時相同之位置處成像的情況下擷取一影像。藉由減除在電子束指向電子集區的情況下擷取之影像，亦可從此影像消除來自在束限制元件處產生之次級輻射之貢獻。接著，所得影像可經縮放以補償目標層中之吸收及/或散射。在縮放之後，可從在電子束指向目標層的情況下記錄之影像與在電子束指向電子集區的情況下產生之影像之間產生之差異影像之對應像素值減除影像之像素值。縮放因數可從目標設計獲知或可在一校準程序期間判定。如可理解，一適合目標因此包括僅部分覆蓋有一目標層(例如，由鎢製成)之一基板，而該基板之一些部分無此目標層。
在上文論述中，已假設與在孔隙(束限制元件)處產生之次級輻射相關聯之影像可被認為係相同的，而與樣本移動無關。在大多數實務情況中，此將為一可接受假設。假如並非一可接受假設，即，當藉由次級輻射產生之樣本之一影像在樣本移動時顯著改變時，可採用一更複雜方法。可記錄總共四個影像。接著，在樣本處於一第一位置且電子束指向目標的情況下拍攝一第一影像。在樣本仍處於第一位置且電子束經定向，使得僅來自孔隙之次級輻射到達偵測器的情況下拍攝一第二影像。在電子束經偏轉朝向其中曝光基板之目標之一部分，且樣本移動至一第二位置，使得樣本之影像處於與第一影像相同之位置的情況下拍攝一第三影像。在樣本處於第二位置且在電子束如針對第二影像般定向的情況下拍攝一第四影像。藉由分別從第一影像減除第二影像以產生一第五影像且從第三影像減除第四影像以產生一第六影像，可消除(或至少減少)來自孔隙處產生之次級輻射之效應。接著，藉由從第五影像減除經適當地縮放以補償目標層中之散射及/或吸收之第六影像，亦可消除來自藉由電子與基板相互作用而產生之次級輻射之效應。如上文所論述，從另一影像減除一影像意謂(例如)藉由從另一影像之對應像素值減除一個影像之像素值而產生兩個影像之間之一差異影像。舉例而言，可藉由從第一影像之對應像素值減除第二影像之像素值而產生第一與第二影像之間之一差異影像。在一些實施例中，像素值可在減除之前進行縮放。
對於其中由從目標反向散射之電子產生之次級輻射對形成於偵測器上之影像進行大貢獻之X光光源，在目標上提供當電子束指向其時未朝向樣本及偵測器發射X光輻射之區可為有利的。此可藉由(例如)在用於一透射目標之目標之外部提供局部X光屏蔽，或藉由提供不具有至出射窗之視線之目標之一區來實現。藉由將電子束引導至此一位置，僅由反向散射電子產生之X光輻射將到達偵測器，因此形成可從在電子束指向預期目標位置的情況下擷取之一影像減除之一影像。
可執行一對應程序以消除反向散射電子對在電子束指向一透射目標之曝光基板的情況下形成之影像之貢獻。一旦已消除反向散射貢獻，在電子束指向基板的情況下擷取之影像便可能在適當縮放之後從在電子束指向目標層的情況下擷取之影像減除。
在其中一影像實質上僅包括在電子束偏轉器之上游之某一結構處(例如，在一孔隙處)產生之X光輻射之實施例中，影像可在從另一影像減除之前進行定限。可執行定限，使得在減除中僅使用實際上接收之次級輻射之像素，而其他像素值經設定為零(即，實際上，原始影像中之對應像素在減除之後保持不變)。可舉例而言找到一適合臨限值作為像素值之標準差之倍數或作為影像中之最大像素值之分數。此可為一有利程序，因為最終影像中的雜訊量可小於在產生差異影像時(即，在減除程序中)使用所有像素值的情況。
在進行CT掃描時可應用上文概述之方法。特定言之，可針對在掃描期間使用之至少一些樣本定向記錄在電子束被消隱的情況下之影像以補償在一孔隙處產生之次級輻射，如上文所論述。擷取用於整個掃描之樣本定向之一子集之補償影像可為有利的，舉例而言已藉由針對每十個樣本定向擷取一經消隱影像而獲取良好的重建結果。代替消隱電子束，其可指向其中曝光基板之目標之一部分，以此方式可在補償影像之減除之後獲取稍微更清晰的影像。然而，藉由消隱電子束，施加至樣本之總X光劑量可能較小。
上文所描述之不同方法可以不同方式組合，此取決於需要考量之對次級輻射之貢獻。
雖然上文已論述及總結本文中所呈現之發明理念以提供對其之一透徹理解，但下文將描述特定實施方案以進一步繪示可如何實踐本發明。
藉由介紹，圖1示意性地展示包括一X光光源100之一例示性成像系統。如所展示之X光光源包含經組態以形成一電子束114之一電子槍102。從電子槍102發射之電子束在到達呈一孔隙108之形式之一束限制元件之前分別使用對準線圈104及像差補償器(stigmator)線圈106對準及塑形。如在上文[發明內容]中所論述，此一孔隙具有在電子束進入下游(相對於電子束之傳播方向)電子束光學器件之前限制電子束之幾何擴散之目的。孔隙108通常具有約1 mm之一直徑(即，開口尺寸)。在已通過孔隙108之後，電子束到達電子光學器件，通常包括一或多個聚焦透鏡110及一或多個偏轉器112。電子束光學器件用於將電子束引導及聚焦至一目標116上之一預期位置。目標116通常包括在電子撞擊時產生X光118之一高Z (Z＞20)材料。此類型之X光光源中之一典型目標材料係作為一膜存在於(例如)由鑽石製成之一基板材料上之鎢(W)。X光光源之此等組件經圍封於一低壓(真空)殼體120內。所產生之X光輻射118可用於使用一偵測器140使定位於一樣本位置處之一樣本或一物件130成像。X光光源亦包含一控制器150，根據本文中所揭示之原理，該控制器150經組態以使用偵測器140記錄在電子束指向一第一位置的情況下之一第一影像，記錄在電子束指向一第二位置的情況下之一第二影像，且(例如)藉由從第一影像之對應像素值減除第二影像之像素值而在第一與第二影像之間產生一差異影像。控制器150亦可負責控制透鏡110及偏轉器112以將電子束引導至該等位置。如圖1中所繪示，控制器150可操作耦合至電子光學器件110、112及偵測器140。
因此，根據一實施例之一X光成像系統包括如上文所論述之一X光光源100、一樣本位置(藉由圖1中之樣本130繪示)及一偵測器140。X光光源100包括：一電子源102，其經配置以提供一電子束；一目標116，其經配置以在由電子束撞擊時產生X光輻射；諸如電子光學器件110、112之構件，其用於將電子束引導至目標上之一第一位置及一第二位置(其可在或可不在目標上)；及一控制器150，其經配置以使用偵測器記錄在電子束指向第一位置的情況下之一第一影像，記錄在電子束指向第二位置的情況下之一第二影像，且在第一與第二影像之間產生一差異影像。成像系統亦可包括一致動器(未展示)，該致動器經配置以相對於電子束移動目標，使得將電子束引導至第一及第二位置可涉及使用電子光學器件使電子束轉向/偏轉及/或移動目標。成像系統亦可包括用於將X光光源及樣本位置相對於彼此移動之一操縱器。此操縱器可為舉例而言一樣本可安裝至其之一平移載物台135，如圖1中所展示；其他實例包含將X光光源放置於一平移載物台上或向X光光源提供實現平移之支腳。較佳地，操縱器亦可操作地連接至控制器150，如藉由圖1中之平移載物台135之一虛線示意性地繪示。
圖2更詳細地示意性地展示目標210、220、樣本/物件230及偵測器240。根據本文中所揭示之原理，藉由從一主影像減除一或多個參考影像而減少非所要X光輻射對所擷取影像之影響。非所要X光輻射通常在本文中被稱為次級發射輻射。為了擷取主影像及一或多個參考影像，電子束在不同位置之間移動(偏轉)以擷取所涉及之各種影像。在圖2中，繪示三個不同電子束位置；在214a處展示一第一位置，其中電子束撞擊一目標層220以用於X光輻射之預期產生；在214b處展示一第二位置，其中電子束未撞擊目標層220而是代替地直接撞擊底層基板210；在214c處展示一第三位置，其中電子束撞擊一電子集區250。如將理解，圖2中之箭頭214a、214b及214c表示指向不同位置之同一電子束。當電子束直接撞擊在基板210上時，如214b處所展示，可藉由電子束與基板材料之間之相互作用產生一些X光輻射。將瞭解，當電子束指向目標材料220時，如214a處所展示，亦可藉由電子束與基板之間之相互作用產生X光輻射，此係因為一些電子可通過目標材料220。另一方面，當電子束撞擊電子集區250時，無由電子束與電子集區之間之相互作用產生之X光輻射從X光光源出射，或至少無由電子束與電子集區之間之相互作用產生之X光輻射到達偵測器。因此，當電子束撞擊電子集區250時，到達物件230及偵測器240之任何X光輻射主要包括在定位於目標上游之孔隙108處產生之X光輻射(參見圖1)。
無論電子束是否指向位置214a、214b或214c，在孔隙108處產生之X光輻射之一背景將存在於待成像之物件230處。藉由取得在電子束處於位置214a處的情況下擷取之一影像與在電子束處於位置214c處的情況下擷取之一影像之間之差異，可在所擷取影像中減少此背景。取得影像之間之一差異可舉例而言涉及取得影像之各對應像素值之間之一差異。
當電子束指向基板210時，如圖2中之214b處展示，到達物件230之X光輻射可包含來自在孔隙108處產生之輻射之一貢獻及在基板210中產生之一貢獻兩者。
當涉及在電子束處於位置214b處，即，直接撞擊基板210的情況下擷取之一影像時，可先驗地假設必須對應地移動物件230以便允許與在電子束指向目標材料220的情況下擷取之一影像進行比較(從該影像減除)，如214a處指示，此係因為在兩個不同位置處產生X光輻射。圖2繪示電子束214a、b於在目標上相隔一距離BD之點之間之偏轉。電子束被展示為撞擊一第一點之一實線箭頭214a，及撞擊目標上之一第二點之一虛線箭頭214b。如所論述，第一點定位於電子束214a撞擊目標上之目標層220之一區中，而第二點定位於電子束214b未撞擊目標層220而是直接撞擊基板210之一區中。為了在偵測器240上在針對兩個電子束撞擊點之相同位置處獲取一影像，樣本或物件230應移動一距離OD，其可經計算為 其中ODD係從樣本至偵測器之距離(物件偵測器距離)且SDD係從目標至偵測器之距離(光源-偵測器距離)。因此，可藉由考量全等三角形而將樣本應在影像擷取之間移動之距離計算為電子束在目標上按照在樣本與偵測器之間之距離與在光源與偵測器之間之距離之間之比率縮放之位移。對於許多實務應用，與從光源至偵測器之距離SDD相比，對應於如圖2中所展示之SDD-ODD之光源與樣本之間之距離較小，此意謂SDD ≈ ODD，且因此樣本可移動實質上等於電子束之位移BD之一距離OD，而此對最終結果不具有明顯差異。作為一實例，樣本與偵測器之間之距離ODD可為光源與樣本之間之距離(SDD-ODD)的100倍。在此情況中，樣本原則上應移動電子束位移的99%。若束位移係約10 μm，則樣本應移動約9.9 μm。可忽略0.1 μm差異，此係尤其因為偵測器上之一典型像素解析度係在100 μm之範圍中。因此，考量此實例中之約100倍之放大倍率，0.1 μm之誤差將僅對應於十分之一像素一。在考量較厚樣本時可應用類似論點。一厚樣本之兩側位於距偵測器之不同距離處且因此運動原則上應針對兩側不同地縮放，但實務上可使用一平均縮放而不致使影像明顯失真。
圖3繪示使用一X光光源進行X光成像之一方法，該X光光源包括經組態以提供一電子束之一電子源及經組態以在由該電子束撞擊時產生X光輻射之一目標。該方法包括：將該電子束引導401至該目標上之一第一位置；在將該電子束引導至該第一位置時使用一偵測器來記錄402一第一X光影像；將該電子束引導403至一第二位置；在將該電子束引導至該第二位置時使用該偵測器來記錄404一第二X光影像；及在第一影像與第二影像之間產生405一差異影像。如上文所論述，對於電子束之第一及第二位置，到達偵測器之X光輻射將包括由電子束與束限制元件(孔隙)之間之相互作用產生之X光輻射，且因此可藉由在兩個所擷取影像之間產生此差異影像而減少所擷取影像中之任何特徵或雜訊。
為進一步減少由次級輻射導致之效應，可從在擷取第一及第二影像時使用之各自曝光時間判定一縮放因數，及接著在產生差異影像之前縮放第一及/或第二影像之像素值，使得可補償第一與第二影像之間之曝光時間之差異。
為進一步改良最終差異影像之影像品質，在產生差異影像之前可將低於一預定臨限值之第二影像之像素值設定為零。
較佳地，該方法涉及移動一待成像物件，使得物件之一影像在偵測器上之一位置對於第一及第二影像實質上相同。
取決於情況，亦可較佳地在產生差異影像之前使用(本身已知)影像處理使第一及第二影像彼此對準。
第二位置可對應於電子束直接撞擊目標基板之目標上之一位置。在此情況中，該方法可進一步包括將電子束引導至一第三位置且擷取一第三影像，其中第三位置對應於電子束集區，該電子束集區經配置使得實質上未從X光光源發射由電子束與電子束集區之間之相互作用產生之X光輻射，至少無到達偵測器之X光輻射。接著，可藉由從第二影像之對應像素值減除第三影像之像素值而產生一第四影像。接著，可按一縮放因數縮放第四影像之所得像素值，且可從第一(主)影像減除經縮放第四影像以及第三影像。以此方式，補償在孔隙處及在目標基板中產生之次級發射。
根據本發明之配置、光源及方法可用於不同類型之X光成像，諸如X光顯微鏡、射線照相、螢光透視或CT掃描。
100:X光光源 102:電子源 104:對準線圈 106:像差補償器線圈 108:孔隙 110:聚焦透鏡/電子光學器件 112:偏轉器/電子光學器件 114:電子束 116:目標 118:X光輻射 120:低壓(真空)殼體 130:樣本/物件 135:平移載物台 140:偵測器 150:控制器 210:目標/基板 214a:實線箭頭/第一位置/電子束 214b:虛線箭頭/第二位置/電子束 214c:箭頭/第三位置 220:目標/目標層/目標材料 230:樣本/物件 240:偵測器 250:電子集區 401:引導 402:記錄 403:引導 404:記錄 405:產生 BD:距離/位移 OD:距離 ODD:物件偵測器距離 SDD:光源-偵測器距離
在下文詳細描述中，將參考隨附圖式，其中： 圖1係根據本發明之一X光系統之一示意性概圖。 圖2繪示可如何將電子束引導至目標上之不同位置及可如何相應地移動樣本。 圖3示意性地繪示用於X光成像之一方法。
210:目標/基板
214a:實線箭頭/第一位置/電子束
214b:虛線箭頭/第二位置/電子束
214c:箭頭/第三位置
220:目標/目標層/目標材料
230:樣本/物件
240:偵測器
250:電子集區
BD:距離/位移
OD:距離
ODD:物件偵測器距離
SDD:光源-偵測器距離

Claims (12)

  1. 一種X光成像系統，其包括： 一X光光源； 一樣本位置； 一偵測器，其經配置以偵測該樣本位置之下游之X光輻射； 其中該X光光源包括： 一電子源，其經配置以提供一電子束； 一目標，其經配置以在由該電子束撞擊時產生X光輻射，該目標包括一基板及至少部分覆蓋該基板之一目標層，其中該目標層經配置以在由該電子束撞擊時產生X光輻射；構件，其用於將該電子束引導至該目標層上之一第一位置及從該電子束直接撞擊該基板之該目標上之一位置與一電子束集區上之一位置二者之間選擇之一第二位置，該電子束集區經配置使得實質上無由該電子束與該電子束集區之間之相互作用產生之X光輻射到達該偵測器； 一控制器，其經配置以 使用該偵測器在該電子束指向該第一位置的情況下記錄一第一影像，及在該電子束指向該第二位置的情況下記錄一第二影像，且 在該第一影像與該第二影像之間產生一差異影像。
  2. 如請求項1之系統，其中用於引導之該構件包括經配置以使該電子束偏轉之一偏轉器。
  3. 如請求項1或2之系統，其中用於引導之該構件包括經配置以相對於該電子束移動該目標之一致動器。
  4. 如請求項1至3中任一項之系統，其進一步包括用於將該X光光源及該樣本位置相對於彼此移動之一操縱器。
  5. 如請求項1至4中任一項之系統，其進一步包括配置於該電子源與該目標之間之一束限制元件。
  6. 如請求項5之系統，其中當該電子束指向該第一位置及該第二位置時，從該電子束與該束限制元件之間之相互作用產生之X光輻射到達該偵測器。
  7. 一種使用一X光光源進行X光成像之方法，該X光光源包括經組態以提供一電子束之一電子源，及包括一基板及至少部分覆蓋該基板之一目標層之一目標，其中該目標層經配置以在由該電子束撞擊時產生X光輻射，該方法包括： 將該電子束引導至該目標層上之一第一位置； 在將該電子束引導至該第一位置時使用一偵測器來記錄一第一X光影像； 將該電子束引導至一第二位置； 在將該電子束引導至該第二位置時使用該偵測器來記錄一第二X光影像；及 在該第一影像與該第二影像之間產生一第一差異影像； 其中從該電子束直接撞擊該基板之該目標上之一位置與一電子束集區上之一位置二者之間選擇該第二位置，該電子束集區經配置使得實質上無由該電子束與該電子束集區之間之相互作用產生之X光輻射到達該偵測器。
  8. 如請求項7之方法，其進一步包括 分別從該等第一及第二影像之曝光時間判定一縮放因數；及 在產生該第一差異影像之前縮放該第一影像及該第二影像之至少一者之像素值。
  9. 如請求項7或8之方法，其進一步包括 將低於一預定臨限值之該第二影像之像素值設定為零，且此後執行產生該第一差異影像之步驟。
  10. 如請求項7至9中任一項之方法，其進一步包括： 移動一待成像物件，使得該物件之一影像在該偵測器上之一位置對於該第一影像及該第二影像實質上相同。
  11. 如請求項7至10中任一項之方法，其進一步包括： 在產生該第一差異影像之前對準該第一影像及該第二影像。
  12. 如請求項7至11中任一項之方法，其進一步包括 將該電子束引導至一第三位置且記錄一第三影像，其中 該第一位置對應於經組態用於X光產生之該目標上之一位置； 該第二位置對應於一電子束集區，該電子束集區經配置使得實質上無由該電子束與該電子束集區之間之相互作用產生之X光輻射到達該偵測器； 該第三位置對應於未經組態用於X光產生之該目標上之一位置； 在該第三影像與該第二影像之間產生一第二差異影像；按一預定縮放因數縮放該第二差異影像之像素值；及 在該第一差異影像與該經縮放第二差異影像之間產生一第三差異影像。
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