X射线形貌测绘系统

1、一种X射线形貌测绘系统，包括：
X射线发生器，用来产生被引导向一样本位置的X射线的射束；以及
检测器，该检测器被定位以接收由所述样本位置处的样本所偏转的X 射线，该检测器包括具有对应于检测器处的射束区域的象素阵列的电子X 射线检测器，其中该检测器根据所述X射线的射束产生一图像；
图像处理装置，用于读出所述检测器的象素数据，其中所述X射线的 射束具有足够的散度以在所述检测器处产生图像的重叠，其中所述图像处 理装置可操作用于消除所述图像重叠的影响。
2、根据权利要求1所述的系统，其中所述射束具有最高达20毫弧度 的散度。
3、根据权利要求1或2所述的系统，包括置于所述X射线发生器和所 述样本位置之间的X射线光学元件，该X射线光学元件被配置以接收所述 射束以及作以基本上平行的射束发射X射线。
4、根据权利要求1所述的系统，其中所述检测器被定位以接收透射穿 过所述样本的被偏转的X射线。
5、根据权利要求1所述的系统，其中所述检测器被定位以接收从所述 样本反射的被偏转的X射线。
6、根据权利要求1所述的系统，其中检测器处的几何放大率可通过调 整样本至检测器的距离与源至样本的距离之间的关系进行调整。
7、根据权利要求1所述的系统，其中所述X射线发生器适于在靶上产 生100μm或更小的源点尺寸，并具有距靶小于20mm的出射窗。
8、根据权利要求7所述的系统，其中所述系统的分辨率为15-100μm， 并且所述检测器被定位距离所述样本位置5-30mm。
9、根据权利要求7所述的系统，其中所述系统的分辨率为25μm，并 且所述检测器被定位距离所述样本位置5-10mm。
10、根据权利要求3所述的系统，其中所述X射线光学元件是包括多 个平行的X射线反射板的龙虾眼型光学元件。
11、根据权利要求10所述的系统，其中所述板的厚度大约为150μm 并且所述板被涂以金。
12、根据权利要求1所述的系统，其中所述检测器为电荷耦合器件。
13、一种X射线形貌测绘设备，包括根据在先权利要求中任何一个所 述的X射线形貌测绘系统，用于在系统和待检查样本之间产生相对的步进 运动的步进装置，步的大小是射束面积的函数。
14、根据权利要求13所述的设备，其中所述步进装置包括相对于所述 X射线发生器和所述检测器可移动的XY工作台，以及被配置以在正交方 向上使所述XY工作台步进的一对伺服马达。
15、根据权利要求13所述的设备，其中所述步进装置包括芯棒传送器 件，该芯棒传送器件被配置以相对于所述X射线发生器和所述检测器旋转 并轴向地平移一芯棒，以及被配置以使所述芯棒传输器件在旋转和平移方 面步进的一对伺服马达。
16、根据权利要求13至15中任何一个所述的设备，其中所述图像处 理装置包括用于存储从每一步输出的像素数据的装置，以及用于合并来自 连续步的数据以形成合成图像的装置。
17、根据权利要求16所述的设备，其中所述检测器在光栅扫描中运行， 并且所述每一步的图像通过合成多个扫描帧而得到。

技术领域\n本发明涉及一种在检测晶体结构，例如检测用于半导体生产的硅 单晶晶片或芯棒(boule)的过程中所使用的X射线形貌测绘 (topographic)系统。\n背景技术\n通过X射线装置来检测缺陷，例如在快速热退火过程中成核的滑 移带，这一点是公知的。到目前为止，这种检测是通过采用兰氏照相 机(Lang camera)在胶片上实施曝光来实现的。现有技术的工序面 临着很多的不利因素，包括照相机系统的巨大尺寸，能够检测的晶片 的尺寸方面的限制，以及较长的处理时间(典型的是对于8″或者200 mm的晶片大约要一小时)。\n本发明的目的之一是提供一种能用来检测较大样本的X射线形貌 测绘系统，典型的是直径最大到300mm，并且可以快速执行检测， 典型的是5-15分钟。\n发明内容\n相应地，本发明提供一种X射线形貌测绘系统，包括：\nX射线发生器，用于产生被引导向样本位置的X射线的射束；及\n检测器，该检测器被定位以用于接收由在样本位置上的样本所偏 转的X射线，该检测器包括电子X射线检测器，该检测器具有与射 束区域相对应的象素阵列。\n该X射线的射束可以具有高达20毫弧度的相对较大的散度。\n在本发明的一种形式中，一X射线光学元件被放入X射线发生器 和样本位置之间，并被设置以接收所述的射束，并将X射线作为基 本上平行的射线束进行传输。\n在一可替换的及更高分辨率的形式中，不使用X射线光学元件， 并且通过软件来去除或者补偿图像的任何不能接受的重叠。\n检测器可以被定位以接收被偏转的透射穿过样本的X射线。可替 换的，检测器可以被定位以接收被偏转的从样本反射的X射线。\nX射线发生器优选地适于产生100μm或更小的源点尺寸，并且 优选地具有距离靶小于20mm的出射窗。\n系统的分辨率最好是大约25μm或更高，并且检测器设置在距离 样本位置5-10mm的位置上。\nX射线的光学元件最好是包括多个X射线反射板的龙虾眼型 (lobster eye)光学元件，这些反射板相互之间设置成微小的角度以 使得输出射束为基本上平行。通常这些板的厚度大约为150μm并且 被涂以金。\n检测器适合为电荷耦合器件，最优选的是数字式CCD。\n本发明还提供X射线形貌测绘设备，该设备包括上面所描述的X 射线形貌测绘系统，并包括步进装置，该步进装置用来在系统和待检 查的样本之间产生相对的步进运动，步进的大小是射束面积和频谱轮 廓的函数，以及还包括图像处理装置，该图像处理装置用于在连续步 进之间读出检测器件的象素数据。\n本发明其他的特征及优点将通过下面的描述及所附的权利要求 变得更明显。\n附图说明\n下面将参照附图，仅以示例的方式来描述本发明的实施例，其中：\n图1所示为示例说明实现本发明的一个系统的示意性侧视图；\n图2示例说明了图1中系统的操作；\n图3更详细地显示了图1中的一个部件；\n图4示例说明本发明的设备中可能遇到的几何放大效果；\n图5所示为结合图1中系统的设备的示意图；\n图6示例说明了该设备的可替换形式；\n图7示例说明了不具有X射线光学元件的修改后的系统；\n图8所示为由实现本发明的系统所得到的图像的例子；\n图9所示为本发明的一形式中所使用的算法的流程图；\n图10示例说明了合成图像中所使用的几何坐标；\n图11所示为在合成图像中所使用的算法的流程图；及\n图12和13所示为合成图像的实例。\n晶片检查系统的实施例\n图1至3中的实施例特别适合于直径达到300mm的硅晶片中的 滑移带的检测。\n参考图1，一硅晶片10通过形貌测绘系统而被检测，该形貌测绘 系统包括X射线发生器12，X射线光学元件14，及总体上由16来 表示的检测器。\nX射线发生器12最适合采用来自Bowburn，Co.Durham的Bede plc的X射线发生器，这是国际专利申请WO 98/13853 的主题。简单的说，发生器包括具有外部聚焦线圈的抽 空的X射线管，其被配置以在100μm或更小的靶上产生X射线的点， 以及还包括X射线出射窗位于靶的5-10mm之内的结构。因为 发生器能使X射线光学元件被设置成靠近较小的靶点同 时向该光学元件发出狭窄发散的射束，因此其特别适合用于本发明 中。\nX射线光学元件14可以是任何能接收来自发生器12的轻微散射 的射线，并提供一定范围的平行的X射线作为输出的合适的元件。 如在本实施例中所使用的优选的元件是“龙虾眼型”光学元件；这种 类型的X射线光学元件在现有技术中已有所描述，但是仅仅涉及应 用于X射线天文学中。\n如图3所示，龙虾眼型的光学元件14包括一系列平板18，该平 板18充当镜面反射器，并被安装以从点源每一反射器中点之间一半 处的一点形成精确的径向发散。在优选实施例中，X射线是铜K辐 射，平板18为被涂以金并且厚度大约为150μm并具有6×30mm的 面积，另外还具有80％的平均反射率。一共使用14块平板，这也是 通过上文所给厚度能容纳的实际最大值，其理论的增益大约为 1+14×0.8＝12。\n再看图1，来自龙虾眼型的光学元件14的输出是基本上为平行的 射束20，该射束20入射到晶片10上。未经偏转的射束20a由射束 挡板22阻挡。发生偏转的射束20b入射到电子检测元件24上，该电 子检测元件24将在下文中予以描述。\n更具体地说，射束20具有大约2mr的散度并分成多个大约30mm 长的带。每一个带都是多色的并导致在图像上的kα1，kα2条纹(见 图2)。因此来自一个带的图像将被重叠。\n在通常的兰氏形貌测绘方法中，样品和照相板一起平移穿过射线 束。缺陷被看见两次，一次是通过kα1射束，随后是在板平移过之后 通过kα2射束。因为从样品至胶片之间的距离对较大的晶片来说至少 是50mm，并且kα1和kα2之间的散度大约是2.5×10-3，因此图像被 重叠(50×2.5×10-3＝0.125mm)，使用狭缝而不是仅仅只是块挡板来 唯一地选择kα1射束。\n在该装置中，当晶片10为静止的时候图像是不重叠的；kα2和 kβ具有弱的强度，并且来自韧致辐射的其它成分在此处也没有任何图 像倍增(multiplication)。这实际上是白光X射线物相照片减少频谱 (spectrally-reduced)的段。\n如果现在我们移动晶片10一步，我们将得到现在射束所照射的 样品的部分的正确图像。由于胶片检测器该图像当然被叠加在第一张 图像上。然而，通过使用电子检测元件24就可能以电子的方式存储 来自连续的步的图像，以产生用于整个晶片10的图像。\n只要整个的晶片10由所有的射束均匀地扫描过，射束中强度的 分布形式就是无关紧要的。对光学元件14的基本要求是尽可能高密 度地平行于初试引导射束进行反射/散射。发生器12提供“点”源 (如下文所述)这一点是特别理想的。垂直于图2中所示的板的线源 将在同一方向给出慧形相差，平行于图2中所示的板并且平行于晶片 的线源将由kα1，kα2分量给出重叠图像。\n转到分辨率和源尺寸的问题上来，通常对于分辨率，d，引用下 列方程式：\nd＝hb/a\n这里的a和b在图2中定义，h是与图面垂直的源的尺寸。在图1 所示的装置中，X射线源确定a为不小于75mm，b为 15mm是合适的。\nX射线形貌测绘器通常要尽量达到分辨率为1μm的目标，这对 理论研究是理想的，但是要包括非常长的(数天)曝光和处理时间。 因为潜在的曝光时间随分辨率的平方而减少，因此通过降低目标分辨 率可以得到巨大的增益。对用于半导体材料的检查和质量控制来说， 就必须看到其单独的位错而不是它们相互作用的细节。我们对此已经 得出结论25μm的分辨率是足够的，而高达100μm的分辨率也的确 可能是有用的。\n可替换地，在X射线源和样品两者之间可以使用大约205mm的 较大距离，在这种情况下几何分辨率大约增加至1μm，并仅仅受到 电子检测器的象素尺寸的限制。\n实现25μm的分辨率意味着125μm的X射线的源点。对耦合连 接光学元件的考虑可能限定点的尺寸为100μm，这在 发生器中可能以100W运行，并在检测器的屏幕上给出20μm的分 辨率。\n仍然存在来自不同的射束kα1，kα2和kβ的多重图像的风险，因 为它们将以与样本略微不同的角度衍射。然而，如果检测器在晶片的 10mm之内，则其模糊量仅仅在25μm，这是可以接受的，并且将有 可能使样本和检测器两者之间的距离达到2-5mm。\n对于样本和检测器两者之间更大的距离来说，系统的几何图形引 起样本中的目标图像在检测器中被放大。参考图4，对于反射的几何 图形来说(见图4a)，系统入射面上的几何放大率m1由下列表达式 给出：\nm1＝(a+b)/a\n这里的a是源与样本之间的距离，b是样本与检测器之间的距离。 放大率大于1，即，对所有的样本与检测器之间的距离来说，目标的 图像都要大于目标本身。\n对透射的几何图形来说(见图4b)，在入射面上的放大率为：\nm1＝(a-b)/a\n在这个几何图形中，只有当样本与检测器两者之间的距离大于源 与样本两者之间的距离的两倍，即b＞2a时，放大率才大于1。当b＞ a时，放大率的符号是负的，这只是意味着目标的图像为镜像。\n对反射和透射几何图形两者来说，垂直于入射面的放大率m2为：\nm2＝(a+b)/a\n因此，通过相对于源至样本之间距离调整样本到检测器之间的距 离，可以在上面所描述的由源的尺寸所施加的放大率限制之内改变系 统的放大率。\n对于上面所描述的实施例及基准测量，我们已经计算出使用铜靶 上的100W检测8″(200mm)的硅晶片的曝光时间将在5-10分钟 的范围内。相比而言，已知的系统使用源与晶片之间的距离为2.5m， 在胶片上获得图像，15kW源功率，以及1小时的曝光时间。其还要 求处理照相胶片。\n现在考虑检测器16，对检测器的基本的要求是给出在象素阵列上 接收到的X射线强度的电子信号输出。优选的检测器是举行结构的 数字CCD检测器例如2000乘200像素。这样的检测器在从24μm至 大约7.5μm的分辨率下是可用的。使用这样长宽比的检测器允许将检 测器放置得与晶片非常靠近。不象这样复杂精密的替换是Photonic Science Hires检测器，该检测器能被配置成在大约12×15mm上给出 30μm的分辨率，或者在6×7.5mm上能给出15μm的分辨率。\n晶片检查设备的实施例\n现在转到图5上来，图中示意性描绘了一种结合前面所述的系统 的用于检查晶片的设备。设备40包括由伺服马达(没有示出)以已 知的方式沿正交的轴驱动的XY工作台42，控制器44， 联锁控制器46和伺服马达控制器48。设备40具有紧凑的外形尺寸， 典型的是大约宽650mm，高750mm。\n通过反射检查芯棒的实施例\n迄今为止主要根据透射中的操作对本发明进行了描述。本发明可 以同样地应用于反射模式，或者是利用晶片或者是如图6中所示的利 用芯棒50。硅芯棒典型的直径是300mm，长大约1m。整个的芯棒 或者选择出的部分芯棒仅能通过提供伺服马达驱动，以产生在芯棒 50和检查系统10，12，14之间在旋转和轴向方面的步进式的相对移 动而被检查。同样，要求是通过步进检测器穿过感兴趣的区域获得数 字式的表示。应该理解的是图像数据在每一步被读出并用来形成被检 查的整个区域的图像。典型地，每一个象素值将被存储在相应的存储 位置中，直到整个的图像能在显示屏上显示或者打印。可能有必要的 是，使用市面上的图像处理软件来规格化图像的强度，将来自分开的 步骤的图像合并在一起。\n不具有X光学元件的实施例\n现在转向图7，将讨论本发明的修改形式。图7与图1是相似的， 且相似的部分由相同的参考数字表示。然而在图7中，省略了例如龙 虾眼型的光学元件14的X射线光学元件。其结果是X射线束20到 达样本10要比前面的实施例中更为发散，并且由样本所偏转的辐射 具有更宽的频谱范围。当使用光学元件时，散度实际上被限定在大约 2mr。当不使用光学元件的时候，散度取决于X射线源的性质和工作 的条件，但通常可以使用高达20mr的相对较大的散度。\n在这样的装置的一个例子中，发生器与铜阳极一起 使用。X射线成像系统是具有每额定尺寸30×30μm上具有512×512 象素的Photonic Science成像器。该成像系统连接至具有128兆字节 RAM并使用PCVision帧接收器的700MHz的基于奔腾III的计算机 上。\n图8所示为由图7中的装置检测硅晶片的边缘区域所获得的一个 图像。这里示出了从115粗略入射的来自硅(001)样本布拉格(Bragg) 反射的两条衍射条纹。左边和右边的条纹分别是kα1和kα2的衍射 条纹。由于样本的边缘是弯曲的因此条纹在底部是弯曲的。从kα1 的条纹的顶端向下延伸大约2/3处存在作为亮白区域而可被看得见 的缺陷。\n在图1至图6的实施例中，由于光学元件的存在，kα1和kα2的 衍射条纹充分地靠在一起，对于多数目的来说可以作为单一的图像来 处理。在该实施例中，对一些不苛刻要求的应用这是有可能的，但若 并非如此则可以通过软件来处理检测器所产生的图像。\n对于任何已知的样本与检测器之间的距离来说，如同上文所描述 的那样，存在着已知的放大率m。因此，不同的射束kα1、kα2和kβ 在检测器上的分开与在样本上的分开是不同的。未经修正时，这将导 致图像的频谱模糊。然而，在是平面样本的情况下，这种影响可以通 过将在一个维度上(在入射面)的图像缩小一因子1/m而得以完全修 正。\n作为可以替换的情况，或者此处样品是弯曲或者扭曲时，kα1和 kα2图像可以在软件中分开，并如同下文中所描述的被处理以保持分 辨率和强度。\n前面的描述是假设在样本的每一步上有一次单独的曝光。然而， 目前可用的电子X射线检测器并不是足够敏感以允许这样的操作， 这将导致不能接受的信噪比。使用例如是CCD的检测器并在60Hz 下525线或者在50Hz下625线这样常规的光栅扫描下运行是方便的。 在这种情况下，在同样的样本区域的大量帧必须被合成，对每一个象 素取累积和。使用可用的技术，在步进到样本的下一个区域之前可能 必须要合成10到2000个帧。\n软件的例子\n下面是软件的实例，通过该软件更宽格式的大量的帧可以被合 成。\n合成图像\n这个例子中使用了如图9中所示的算法，并在下文对该算法作进 一步的描述(粗体字的文字是指程序源代码所定义的变量)：\n1、通过创建32位浮点图像(im_expose)和8位(字节)图像 (im_temp)来初始化程序。假设连接到PCVision卡的0信道的X 射线成像系统被选作视频源。\n2、从X射线成像系统得到(快拍)单个的帧转换为字节图像， im_temp。\n3、如果选择灰度曝光类型则继续到步骤4。如果选择二进制阈值 的曝光类型，则转换当前帧im_temp为双极(bi-level)(二进制) 图像。在im_temp中低于规定的阈值的象素值被设置为0(黑)，而 高于该阈值的象素值则被设置为255(白)。\n4、把当前帧im_temp增加到合成图像im_expose中。32位浮点 图像被用于存储合成的图像，以避免溢出的问题。在一个象素一个象 素的基础上将im_temp图像增加到im_expose图像中。得到的图像 被乘以换算因子，在这种情况下换算因子被设置等于1.0。\n5、重复步骤2-4直到由Frames变量指定的规定数量的帧被合 成。\n6、最后，把32位浮点图像im_expose转换为8位字节图像。为 了在32位和8位图像格式之间进行转换，象素值被换算以映射为0 到255的范围内的值。有三种方法可以来完成该换算：a)通过将 im_expose除以所合成的帧的数量。b)基于最小和最大象素值来自 动进行以及c)通过增加偏移并乘以一换算因子。在后一种情况下， 仍在0到255范围之外的值被删去。小于0的象素值被设置为等于0， 而那些大于255的值被设置为值255。\n7、以规定的名称将最终的8位合成图像保存为磁盘文件。\n8、在主程序窗口中显示该合成图像。\n合并合成图像\n根据前面部分中所描述的算法而得到的合成图像，包含分别来自 样本上的位置(χ1，γ1)和(χ2，γ2)的kα1和kα2衍射条纹。拼接 (Tile)命令合并在延伸区域上的分布。(“拼接”还称之为“缝合” (Stitch))\n为了理解拼接算法，我们必须定义坐标空间，用来描述图像中象 素的位置，以及图像中感兴趣的矩形区域(RROI)的位置和大小。 定义将样本上的空间坐标(χ，γ)映射为图像或RROI中的象素坐标 的转换也是很重要的。\n参考图10，图像的原点具有坐标(0，0)，其指的是图像的左上 角的象素。图像的水平边由X表示，图像的垂直边由Y表示。因此， 主图像的右下角的象素具有坐标(X，Y)。\nRROI的原点具有相对于其母图像的原点的坐标(x，y)。RROI 的水平宽度由dx表示，RROI的垂直宽度由dy表示。因此，RROI 的右下角的象素具有相对于其母图像的坐标(x+dx，y+dy)。\n图10中所示为图像的坐标和RROI的坐标两者之间的关系。用于 在图像中在全局坐标(x，y)和RROI的坐标(x，y)两者之间进行 转换的公式如下：\nx＝(x-x0)/dx\ny＝(y-y0)/dy\n其中(x0，y0)是用全局坐标表示的原点，dx和dy是X射线成像 照相机分别在x方向(水平方向)和y方向(垂直方向)的象素的尺 寸。这里我们假设x方向和y方向的指向与图像中的相同。用于图像 和RROI的两者的象素坐标被设定为使得x轴坐标从左到右(水平方 向)增加。y坐标从上至下(垂直方向)增加。\n拼接命令所使用的算法在图11中示出，在下文中对该算法做进 一步的描述(粗体文字是指程序源代码中所定义的变量)：\n1、通过创建32位浮点图像(im_tile)及该图像中感兴趣的矩形 区域(RROI)(rroi_tile)来初始化程序。假定连接到PCVision卡 的0信道的X射线成像系统被选作视频源。\n2、由用户选择的.ini文件，读出原点(OriginX，OriginY)和 分别以全局坐标由ScaleX和ScaleY设定尺寸、表示的水平和垂直象 素。\n3、从.ini文件中分别读出位置(x，y)和由dx和dy表示的水 平和垂直尺寸。这些值采用国际单位(典型为mm)。另外读出与该 全局位置相关联的合成图像文件的名称。\n4、创建一个临时的8位图像im_temp，并将在步骤3中得到的 文件读入到该图像中。\n5、在临时图像中创建RROI，rroi_temp。选择rroi_temp的起始 位置和尺寸以包括衍射条纹中的一个或者两个。\n6、在一个象素一个象素的基础上从im_temp中减去一常值，该 常值是远离衍射条纹中任何一条的区域中平均象素值，即背景象素 值。\n7、依照等式1.1移动RROI rroi-tile。调整rrol.tile的尺寸使其与 rroi-temp的尺寸相匹配。\n9、将RROI，rroi_temp加到X射线物相照片RROI，rroi_tile 上。32位浮点图像被用来存储物相照片以消除溢出的问题。在一个 象素一个象素的基础上将图像rroi_temp加到图像rroi_tile上。得到 的图像被乘以一换算因子，在这种情况下该换算因子被设置为等于 1.0。\n10、删除临时图像，im_temp和RROI，rroi_temp。\n11、重复步骤3-9直到用户所选择的.ini文件中的所有合成图 像都已经处理过。\n12、把32位浮点图像im_tile转换为8位字节图像。为了在32 位和8位图像之间进行转换，象素的值被换算为映射成数值范围0到 255。这种换算可以通过三种方式完成：a)通过将im_expose除以所 合成的帧的数量。b)基于最小和最大象素值自动地进行以及c)通 过加上一个偏移并乘以一个换算因子。在后一种情况下，仍然超出0 到255范围的像素值被删去。小于0的象素值被设置为等于0而大于 255的象素值则被设置为值255。\n13、用指定的名称将最终的8位合成图像存为磁盘文件。\n14、删除图像im_tile及相关的RROI，rroi_tile。\n15、最后，在主程序窗中显示合成图像。\n曝光与拼接的实例\n图12和图13所示为使用上文所描述的曝光(Expose)和拼接 (Tile)命令生成的选定的反射X射线物相照片。所有的物相照片已 被反转，以便易于与常规的X射线物相照片相比较。白色区域是衍 射X射线较弱的区域，而黑色区域则是衍射X射线较强的区域。\n图12和图13所示为使用kα1和kα2两个衍射条纹产生的反射X 射线物相照片。合成图像以0.1mm的水平间隔被聚集，每个图像中 合成了250个帧(这与每个图像大约12秒的获取时间相对应)。使 用0.28mm的象素尺寸代替额定值0.30mm，因为这将产生最清晰的 物相照片。\n当获得了用于产生图12中所示的物相照片的合成图像时，样本 被精确地排列使得衍射条纹是垂直的。这并不是图13中所示的合成 图像的那种情况。在这种情况中，我们能直接看出衍射条纹从垂直方 向倾斜了几度。这是由于相对于入射的x射线束，不正确地调整了样 本的倾斜(χ轴)。对平整的样本来说，对准样本使得衍射条纹垂直 是较容易的。然而肉眼可见地弯曲或变形的样本可能导致衍射条纹与 垂直方向倾斜。如果确实是这种情况，则由于kα1和kα2辐射并不 重叠，最终的物相照片将变得模糊或包含重影(ghost image)。图13 中所示为这种影响的有些人为的实例。该物相照片由kα1和kα2的 衍射条纹共同生成，χ轴被调整以使得这些条纹偏离垂直方向几度。\n当然，为了从对准很差的或者肉眼可见弯曲的样本中去除物相照 片的模糊，可以通过实施金属过滤器，仅使用kα1衍射条纹来生成物 相照片，其中金属过滤器阻挡了强度较小的成分。例如，金属镍用来 去除在X射线发生器中使用铜靶所产生的辐射中的kβ成分。该过滤 器将安装在X射线发生器和龙虾眼型光学元件之间。然而，在这其 中我们将忽略掉可用强度的1/3，即在kα2衍射条纹中的所获得的强 度。此外，该过程并不能校正物相照片的几何扭曲(倾斜)，这在图 13中也可以看得出。\nkα1和kα2图像相加\n为了使用所有可用强度来生成物相照片，而没有任何模糊或几何 扭曲，我们建议对上述的基本的拼接算法作如下修改。\n1、在定义每一个合成图像中的RROI以便仅包括kα1衍射条纹 的情况下，使用基本的拼接算法生成物相图像。\n2、重复步骤1，但是定义RROI以便仅包括kα2衍射条纹。\n3、对步骤1和步骤2中生成的物相照片实行仿射(affine)转换， 以将kα1和kα2图像映射在彼此的顶部。\n4、将转换后的kα1和kα2的物相照片加在一起。\n这里仿射转换是概括性的名称，用于尚未具体规定的平移、旋转 和剪切图像处理操作。\n为了确定并校正衍射条纹与垂直方向倾斜的角α，建议下列简单 的方案。首先在合成图像顶端和末端的百分之几处定义两个RROI。 随后将这些RROI投射到水平轴上，就是说象素值沿图像中的水平线 相加。在图像顶端和图像末端的最大象素值(通过将投射与峰值函数 相配合以获得子象素精度)的x位置可以适合于线性方程式(通过两 点的直线)来确定α。对所有包含最终物相照片的合成图像重复这一 过程。随后，在执行逐步的合成之前，通过另一个将α值校正为0的 仿射转换将对图像进行剪切。\n变型\n可以对上文的实施例做出变型。\n可以使用除龙虾眼型的光学元件以外的X射线光学元件，假设可 以得到基本上平行的输出。例如可以使用抛物线形镜面或多层光学元 件，特别是抛物线梯度变化多层元件，但是这些可能比龙虾眼型光学 元件更昂贵。\n在光学元件任一面上的孔径可以通过使用非梯度变化的多层板 来延伸，或者通过使用诸如云母这样的晶体反射器进一步延伸。\n就目前来说30mm的宽度被认为是实际中龙虾眼型的光学元件 的限制。发生器可以在50mm的距离上提供总共为40 -45mm的孔径，所以如果可以制成更宽的光学元件，就可以使曝光 成比例地减少。\n与所描述的相比没那么复杂精密的光学元件也能给出有用的、尽 管是略差的性能。即使仅仅是两块板的龙虾眼型的光学元件都能给出 2.6x的增益，和对8″的板来说20-25分钟的处理时间。\n优选使用X射线发生器有两个原因。其一是，将光 学元件放置在靠近X射线源的能力。另一个原因是，功率及源的尺 寸可以被电子控制，以便根据测量的需要改变分辨率和通过量之间的 权衡，而无需经过机械改变。后一个因素还使得以相对低的分辨率扫 描样本以检测具有一些差异的区域，随后更详细地检查这些区域成为 可能。\n然而，本发明并没有限定为使用发生器，其他的产 生X射线的装置也是可以使用的。\n尽管是参照检测硅中的滑移带描述了本发明，但是本发明对于其 他材料，例如，在诸如CaF2的EUV光学材料中，以及SiC和III-V 晶体中的缺陷检测也是有用的。\n在本发明的范围之内还可以对本发明做出其他的一些修改及改 进。