【技术实现步骤摘要】
专利
本专利技术涉及一种用于x射线分析的装置和方法。具体地，实施例涉及用于精确照射样品的x射线分析装置和方法。
技术介绍
0、背景
1、x射线分析方法可以用于表征材料。典型地，这些方法包括使用包括阴极和阳极的x射线管生成x射线。阴极发射入射到阳极表面的电子束，从而导致从阳极的被照射的区域发射x射线。阳极的被照射的区域称为焦斑。x射线光学器件然后可以用于将发射的x射线聚焦到被表征材料上的测量斑。
2、在一些布置中，被电子束照射的阳极的表面相对于电子束以斜角倾斜。在这些布置中，从测量从x射线管发射的x射线束的测量设备观察到的焦斑的大小(称为“有效焦斑”)不同于阳极的被照射的区域的大小。有效焦斑的尺寸可以根据欧洲标准en 12543 1999(部分1至5)来测量。
3、在多个x射线分析应用中，小的有效焦斑是理想的。微斑分析应用(即，涉及的有效焦斑尺寸小于100μm的应用)可以促进高分辨率测量。微斑分析应用的示例包括：微斑相位分析、斑映射、微斑应力和纹理分析以及高分辨率薄膜分析。微焦点测量通常使用微焦点x射线管(具有的有效焦斑尺寸小于100μm的x射线管)执行。
4、x射线测量可能会受到样品上测量斑位置的不希望的移位的影响。这对于微焦点应用尤其成问题，在微焦点应用中，测量斑在样品上的精确定位对于确保就样品的预期区域进行测量是重要的。例如，这些不希望的移位可能是由x射线分析装置的重新配置或调整引起的。
5、因此，需要提供一种改进的x射线分析装置和x射线分析方法，其便于测量斑
技术实现思路
0、概述
1、根据本专利技术的一个方面，提供了一种x射线分析装置，包括：
2、x射线源，所述x射线源用于用x射线照射样品，其中所述x射线源包括用于生成x射线的阳极和用于向所述阳极发射电子束以照射所述阳极的目标表面上的被照射的区域的阴极；
3、转向装置，所述转向装置用于定位所述阳极的目标表面上的所述被照射的区域；
4、处理器，所述处理器被配置为接收x射线分析信息，并基于所述x射线分析信息确定所述目标表面上的所述被照射的区域的位置变化；以及
5、控制器，所述控制器被配置为根据由所述处理器确定的所述位置变化来控制所述转向装置以移动所述目标表面上的所述被照射的区域。
6、可选地，该装置适用于以下至少一项：微斑相位分析、斑映射、微斑应力和纹理分析、高分辨率薄膜分析、小角度x射线散射、掠入射小角度x射线散射、反射率、平面内分析、x射线衍射、x射线荧光以及组合的x射线衍射和x射线荧光分析。
7、处理器可以被配置成确定位置变化，使得该位置变化补偿x射线分析装置的一部分的变化、误差或未对准。例如，位置变化可以被确定使得其补偿x射线相对于装置的x射线光学器件、装置的样品台和/或待分析样品的未对准(或重对准x射线)。
8、目标区域的被照射的区域也称为焦斑。“焦斑”中的术语“斑”不一定指圆形，而是可以指任何二维形状(例如，线焦点)。本文中，包括密封外壳内的阳极和阴极的x射线源也称为x射线管。基于x射线分析信息(即，与x射线分析设置相关的参数)控制转向装置以移动被照射的区域有助于改进x射线测量。当需要在对x射线分析装置进行调整之前和之后精确测量样品的相同区域时，以这种方式改变被照射的区域的位置可能特别有用。例如，当需要在x射线分析装置的部件移动之前和之后，或者在x射线分析装置的重新配置(例如更换部件)之前和之后测量相同的区域时。由处理器确定的位置变化是待实现的被照射的区域的位置变化，而不是已经发生的位置变化。x射线分析装置还可以包括聚焦装置，用于将来自阴极的电子束聚焦到阳极的目标表面上的被照射的区域。转向和聚焦可以由相同的x射线分析装置部件(即，被配置为提供转向和聚焦功能两者的装置)提供。替代地，转向和聚焦可以由不同的x射线分析装置部件提供(即，转向和聚焦可以由单独的装置提供)。
9、在一些实施例中，x射线分析信息可以包括关于x射线分析装置的至少一个部件的位置和/或取向和/或类型的信息和/或关于样品上x射线焦斑的位置的信息。
10、x射线分析信息可以包括x射线分析装置信息(即，与x射线分析装置相关的参数)。例如，x射线装置信息可以包括关于x射线分析装置的部件的位置、取向和/或类型的信息。这个信息可以用于确定被照射的区域应该如何移动以提供改进的x射线测量。x射线分析装置信息还可以包括关于x射线分析装置部件的其他特性的信息。x射线分析装置部件可以包括：被布置成从x射线源接收x射线的x射线光学器件、样品台和/或以及用于至少支撑x射线源的入射臂。例如，x射线分析装置信息可以包括与x射线光学器件的接受角相关的信息。
11、x射线分析装置可以包括测角仪、用于支撑样品的样品台、和/或用于支撑x射线源和x射线光学器件的入射臂。x射线分析装置信息可以包括关于任何这些部件的任何特性的信息。例如，x射线分析装置信息可以包括与入射臂和/或样品台的取向相关的信息。处理器可以被配置成使用算法或数据结构基于x射线分析信息来确定目标表面上的被照射的区域的位置变化。
12、除了x射线分析装置信息之外或代替x射线分析装置信息，x射线分析信息还可以包括与样品上的x射线焦斑的位置相关的信息。“x射线焦斑”中的术语“斑”不一定指圆形，而是可以指任何二维形状(例如，线焦点)。
13、在一些实施例中，转向装置可以是磁转向装置，并且可选地其中磁转向装置可以包括磁四极装置或磁偶极装置。
14、磁四极装置提供具有非零(且不可忽略)的二阶分量的磁场(即，四极场)。由磁四极装置提供的磁场还可以包括高阶分量和非零的一阶分量。磁偶极装置提供具有非零(且不可忽略)的一阶分量的磁场(即偶极场)。由磁偶极装置生成的磁场也可以包括高阶分量。
15、专利技术人已经意识到，提供与x射线源结合的磁转向装置提供了电子束的特别方便的转向。磁四极装置还可以用作用于将电子束聚焦到目标表面上的被照射的区域的聚焦装置和转向装置。在磁四极装置用作聚焦装置和转向装置的实施例中，四极装置被配置成提供具有一阶分量(偶极场)和二阶分量(四极场)的磁场。在这些实施例中，四极装置被配置成提供具有可控方向和振幅的偶极场以及具有可控振幅的四极场。在一些实施例中，四极装置可以包括具有四个极的金属芯，其中在使用中这些极围绕电子束布置。使用相同的磁四极装置提供转向和聚焦具有该装置更紧凑的优点。
16、在一些实施例中，磁偶极装置可以与用于聚焦电子束的单独聚焦装置相结合来使电子束转向。在这些实施例中，聚焦装置可以是磁四极装置。
17、磁偶极装置可以包括与第二偶极磁体串联布置的第一偶极磁体。每个偶极磁体可以包括金属芯和布置在金属芯两侧的两个极(偶极对)，以提供具有可控振幅的偶极场。第一和第二偶极磁体可以布置成使得由第一偶极磁体提供的偶极场垂直于由第二偶极磁体提供的偶极场。这有利于电子束在第一和第二维度上的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种X射线分析装置，包括：
2.根据权利要求1所述的X射线分析装置，其中，所述X射线分析信息包括关于所述X射线分析装置的至少一个部件的位置和/或取向和/或类型的信息和/或与所述样品上的X射线焦斑的位置相关的信息。
3.根据权利要求1所述的X射线分析装置，其中，所述转向装置是磁转向装置，并且可选地其中所述磁转向装置包括磁四极装置或磁偶极装置。
4.根据权利要求3所述的X射线分析装置，其中，所述磁转向装置包括磁四极装置，并且所述磁四极装置包括四个线圈；
5.根据权利要求1所述的X射线分析装置，其中，所述X射线源的有效焦斑尺寸小于100μm。
6.根据任一前述权利要求所述的X射线分析装置，其中，所述处理器被配置为接收与所述X射线分析相关的校准数据；
7.根据权利要求6所述的X射线分析装置，还包括用于支撑所述样品的样品台，其中所述样品台是可旋转的；
8.根据权利要求1所述的X射线分析装置，还包括被布置成从所述X射线源接收X射线的X射线光学器件。
9.根据权利要求1所述的X射线分析装置，还包
10.根据权利要求1所述的X射线分析装置，还包括：
11.根据权利要求8-10中任一项所述的X射线分析装置，
12.根据权利要求8所述的X射线分析装置，其中，所述X射线光学器件能够互换地耦合到所述X射线源。
13.一种用于控制X射线分析装置的计算机实现的方法，所述X射线分析装置被配置成将电子束聚焦到目标表面上的被照射的区域，所述方法包括：
14.根据权利要求13所述的计算机实现的方法，其中，所述X射线分析装置是根据权利要求1所述的X射线分析装置。
15.一种其上存储有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机程序包括指令，当所述计算机程序由计算机执行时，所述指令使所述计算机执行根据权利要求13或权利要求14所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种x射线分析装置，包括：
2.根据权利要求1所述的x射线分析装置，其中，所述x射线分析信息包括关于所述x射线分析装置的至少一个部件的位置和/或取向和/或类型的信息和/或与所述样品上的x射线焦斑的位置相关的信息。
3.根据权利要求1所述的x射线分析装置，其中，所述转向装置是磁转向装置，并且可选地其中所述磁转向装置包括磁四极装置或磁偶极装置。
4.根据权利要求3所述的x射线分析装置，其中，所述磁转向装置包括磁四极装置，并且所述磁四极装置包括四个线圈；
5.根据权利要求1所述的x射线分析装置，其中，所述x射线源的有效焦斑尺寸小于100μm。
6.根据任一前述权利要求所述的x射线分析装置，其中，所述处理器被配置为接收与所述x射线分析相关的校准数据；
7.根据权利要求6所述的x射线分析装置，还包括用于支撑所述样品的样品台，其中所述样品台是可旋转的；
8.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·贝克尔斯，德米特里·马柳京，亚历山大·哈尔陈科，
申请(专利权)人：马尔文帕纳科公司，
类型：发明
国别省市：
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