CN111095472B - 针对射束图像系统的开关矩阵设计 - Google Patents

Abstract

公开了用于实施检测器阵列(600)的系统和方法。根据某些实施例，衬底(600)包括多个感测元件(600‑613)，多个感测元件(600‑613)包括第一元件(611)和第二元件(612)。检测器包括开关元件(619)，开关元件(619)被配置为连接第一元件与第二元件。可以基于响应于感测元件接收到具有预定量的能量的电子而生成的信号来控制开关区域。

Description

针对射束图像系统的开关矩阵设计

相关申请

本申请要求于2017年9月18日提交的美国申请62/560,122的优先权，并且通过引用将其整体并入本文中。

技术领域

本公开总体上涉及检测器阵列的领域，并且更具体地涉及适用于带电粒子检测的检测器阵列。

背景技术

检测器被使用在用于感测物理上可观察的现象的各种领域中。例如，电子显微镜是用于观察样本的表面形貌和组成的有用工具。在用于显微镜的带电粒子束工具中，带电粒子被定向到样本并且可以以各种方式与样本相互作用。例如，在击中样本之后，次电子、背散射电子、俄歇电子、X射线、可见光、等等可以从样本发射并且由检测器检测到。散射粒子可以形成入射于检测器上的射束。

包括背散射电子和次电子的电子束可以形成电子检测器的表面上的各个位置处的一个或多个射束光斑。电子检测器可以生成表示检测到的电子束的强度的电信号(例如，电流、电压、等等)。电信号可以利用测量电路(例如，模数转换器)测量以获得检测到的电子的分布。在检测时间窗期间收集的电子分布数据结合入射到样本表面上的一个或多个主电子束的对应扫描路径数据可以用于重建检查中的样本结构的图像。重建的图像可以用于披露样本的内部和/或外部结构的各种特征，并且可以用于披露可以存在于样本中的任何缺陷。

电子光学子系统中的瑕疵可以降低表示样本的重建的图像的质量。例如，在多个主电子束扫描样本的情况下并且在多个电子束由检查中的样本发射的情况下，由于电子光学子系统中的畸变和色散的效应，来自从样本发射的相邻射束的电子可以到达电子检测器表面的相同位置。因此，由相邻电子束形成的射束光斑可以部分地交叠，从而导致串扰。串扰的效应可以作为噪声被添加到电子检测器的输出信号。因此，电子检测器的输出信号可以包括与检查中的特定样本结构不相关的噪声分量，并且图像重建的保真度受损。

因此，需要具有允许电子感测元件重新配置的灵活性的检测器阵列。专用集成电路(ASIC)可以提供允许对有源感测元件的分组的灵活性。ASIC可以对电子检测器阵列允许对对应于特定射束或子束光斑的有源感测元件的分组有用。电子检测器阵列中的这样的ASIC将要求用于控制对期望被分组的特定感测元件的分组的开关矩阵。

然而，传统开关矩阵可以面对由于其复杂性的制造和实际应用中的限制。为了获得电子检测器阵列中的电子感测元件重新配置期望的高水平灵活性，将需要非常复杂的开关矩阵设计。复杂的设计难以按比例增加。

发明内容

本公开的实施例提供了用于带电粒子检测的系统和方法。在一个实施例中，提供了一种检测系统。检测系统可以包括检测器。

在一些实施例中，检测器可以包括具有多个感测元件的衬底。在感测元件之中可以是第一元件和第二元件。检测器还可以包括开关元件，开关元件被配置为连接第一元件与第二元件。第一元件可以被配置为响应于第一元件检测到射束而生成第一信号，并且第二元件可以被配置为响应于第二元件检测到射束而生成第二信号，开关元件可以被配置为基于第一信号和第二信号来控制。

在一些实施例中，一种检测器阵列可以包括：传感器层，其具有感测元件的阵列，感测元件包括第一元件和第二元件，其中，第一元件和第二元件是相邻的。检测器还可以包括具有被配置为被电连接到第一元件和第二元件的一个或多个电路的电路层。检测器还可以包括包含于电路层中的开关元件。一个一个或多个电路可以被配置为：当第一元件接收到具有预定量的能量的带电粒子时生成第一状态指示符，当第二元件接收到具有预定量的能量的带电粒子时生成第二状态指示符，并且基于第一状态指示符和第二状态指示符来控制开关元件。

在在一些实施例中，一种检测器系统可以包括：检测器阵列，其具有多个感测元件，多个感测元件包括第一元件和第二元件；以及开关元件，其被配置为连接第一元件与第二元件。检测器系统还可以包括一个或多个电路，一个或多个电路被配置为：响应于第一元件检测到射束而生成第一信号，并且响应于第二元件检测到射束而生成第二信号。可以提供被连接到一个或多个电路的控制器。

根据一些实施例，可以实现消除像素数与增加的检测器制造困难之间的权衡关系的布置。可以提供一种检测器，使得其可以实现高像素数、高灵活性并且没有对应的制造困难。

所公开的实施例的额外的目标和优点将部分被阐述在随后的描述中，并且部分将从描述显而易见，或者可以通过对实施例的实践来习得。所公开的实施例的目标和优点可以通过权利要求中阐述的元件和组合来实现和获得。然而，本公开的示例性实施例不必要求实现这样的示例性目标和优点，并且一些实施例可以不实现陈述的目标和优点中的任何。

应理解，如声明的，前述一般描述和前述详细描述仅仅是示例性的和解释性的，并且不限于所公开的实施例。

附图说明

图1是图示了与本公开的实施例一致的示例性电子束检查(EBI)系统的示意图。

图2是图示了与本公开的实施例一致的可以是图1的示例性电子束检查系统的部分的示例性电子束工具的示意图。

图3A至图3D是图示了与本公开的实施例一致的检测器阵列的示例性表面的示图。

图4A至图4C是图示了与本公开的实施例一致的检测器的横截面视图的示图。

图5A和5B是图示了与本公开的实施例一致的检测器的传感器层和电路层的电路图。

图6是图示了与本公开的实施例一致的示例性检测器阵列的简化电路示意图。

图7是图示了与本公开的实施例一致的与感测元件的位置数据相关的一个或多个电路的示图。

图8是图示了与本公开的实施例一致的使用包括多个感测元件的检测器阵列的检测系统的示图。

具体实施方式

现在将对示例性实施例详细进行参考，若干实施例的示例被图示在附图中。以下描述引用附图，在附图中，不同附图中的相同数字表示相同或相似的元件，除非另行表示。在示例性实施例的以下描述中阐述的实施方式不表示与本发明一致的所有实施方式。代替地，它们仅仅是与如随附权利要求中记载的主题相关的方面一致的装置和方法的示例。

本公开的实施例提供具有阵列架构的检测器。该检测器可以实现包括于检测器的阵列表面上的感测元件的场重新配置。检测器可以包括开关元件，诸如被配置为连接感测元件的对的元件。开关元件可以控制该对的两个感测元件之间的电连接。开关元件可以包括开关。

被配置为连接两个感测元件的开关可以被形成在与检测器阵列的感测层相邻的开关矩阵中，其中，感测层包含感测元件。开关矩阵可以被配置为由利用标准设备过程制造的电气部件构成的专用集成电路(ASIC)。开关不需要嵌入感测层中。因此，对检测器阵列的制造可以被简化。

开关元件可以包括电操作的开关中的任何。例如，开关可以包括能够连接或断开电路的继电器、晶体管、模拟开关、固态继电器、或半导体设备。开关可以具有用于操作由逻辑元件控制的开关的元件。

感测元件可以形成任意数目的分组，在每个分组中具有任意形状和任意数目的感测元件。针对每个开关的控制电路可以位于每个对应的开关旁边。控制电路可以包括逻辑元件。感测元件的对之间的开关可以通过行控制线和/或线控制线寻址。控制电路和开关可以被包含于共同电路裸片中。

感测元件的阵列可以被形成为衬底中的传感器层。控制电路可以被形成为衬底中的电路层。开关元件可以被形成于电路层中。备选地，开关元件可以被形成为夹在感测层与电路层之间的单独的层。

在与本公开的方面一致的布置中，电路层中的相互连接可以被简化。每个分组的感测元件的输出信号可以通过连接到该分组的多个输出线路由。输出线以及由分组中的开关形成的感测元件之间的连接可以形成具有低等效输出串联电阻和串联电感的网络。例如，在一些实施例中，控制电路可以形成与传统方法相比具有减小的等效输出串联电阻和串联电感的网络。分组的感测元件的输出阻抗可以被减小使得宽带操作得以促进。

本公开的实施例提供具有电子检测器的电子束工具。可以提供与电子检测器耦合的电路层。电子检测器可以被配置为接收从样本发射的背散射主电子和次电子。接收到的电子形成检测器的表面上的一个或多个射束光斑。检测器的表面可以包括被配置为响应于接收到电子而生成电信号的多个电子感测元件。

在一些实施例中，电路层可以包括预处理电路和信号处理电路，其用于配置对多个电子感测元件的分组。例如，预处理电路和信号处理电路可以被配置为生成与所生成的电信号的大小相关的指示。这样的电路可以包括逻辑块，诸如与多个感测元件中的两个感测元件相关联的门。门可以被配置为基于从感测元件生成的信号来确定连接状态。门可以被控制为使得两个感测元件经由被配置为连接两个感测元件的开关元件被电连接或断开。从感测元件生成的信号可以被配置为通过开关元件。可以基于来自感测元件的电信号来做出确定。

后处理电路可以被配置为与控制器交互，该控制器被配置为基于感测元件的输出来采集射束或子束的图像。控制器可以重建射束的图像。控制器可以被配置为基于重建的图像来确定射束边界，例如射束光斑的主边界和次边界。

后处理电路的另外的实施方式可以包括可以被配置为基于从预处理电路生成的指示来确定电子感测元件中的哪些位于射束光斑的边界(例如主边界)内的一个或多个电路。处理可以被执行以基于所确定的主边界来生成表示射束光斑的强度的值。在一些实施例中，分组可以用于确定电子感测元件中的哪些位于射束光斑的主边界之外。噪声信号可以基于被确定为在主边界之外的感测元件的输出来估计。后处理电路可以补偿当生成射束光斑的强度数据时估计的噪声信号。

对感测元件的分组可以基于由感测元件响应于被电子束的电子击中而生成的电信号。分组可以基于通过被配置为连接相邻的感测元件的开关元件的电信号。分组还可以基于由后处理电路进行的确定。例如，在一些实施例中，主射束光斑边界和/或次射束光斑边界可以基于感测元件的输出信号来确定。

与像素相关联的本地控制逻辑可以生成对应的感测元件的信号水平的指示。该指示可以用于确定两个相邻的感测元件是否应当通过开关元件连接。以这种方式，分组可以被形成。基于形成的感测元件的分组，可以确定主边界。另外，在一些实施例中，可以获得梯度信息并且梯度信息用于确定次边界。

入射电子束的电子可以具有不同的性质，例如由于不同生成过程的不同能量。具有不同性质的电子的分布或浓度可以在不同位置处变化。因此，在电子束内，检测到的电子束光斑内的强度样式可以对应于主边界或次边界。主射束光斑边界和次射束光斑边界可以用于对对应的电子感测元件的输出信号进行分组。分组可以被形成使得它们的几何布置与对应的电子束光斑的样式匹配。作为示例，由次射束边界内的电子感测元件检测到的电子射束光斑的部分可以构成几乎整个背散射电子，而由主射束边界与次射束边界之间的电子感测元件检测到的电子束光斑的部分可以构成几乎整个次电子。形成的分组可以因此产生整个检测到的射束的强度信息以及还有对应于电子束的背散射电子部分和次电子部分的强度信息。因此，一些实施例可以提供关于检测到的电子束光斑和研究中的样本的性质的信息。

现在将对示例实施例详细进行参考，示例实施例被图示在附图中。尽管在利用电子束的背景下描述了以下实施例，但是本公开不受此限制。其他类型的带电粒子束可以被类似地应用。另外，与本公开的方面一致的检测器适用于感测X射线、光子以及其他形式的能量的环境中。

现在参考图1，该图图示了与本公开的实施例一致的示例性电子束检查(EBI)系统100。如图1中所示，EBI系统100包括主腔室101、装载/锁定腔室102、电子束工具104以及设备前端模块(EFEM)106。电子束工具104位于主腔室101内。EFEM 106包括第一装载部分106a和第二装载部分106b。EFEM 106可以包括(一个或多个)额外的装载部分。第一装载部分106a和第二装载部分106b接收包含要检查的晶片(例如，半导体晶片或由(一种或多种)其他材料制作的晶片)或样本(晶片和样本下文统称为“晶片”)的前开口晶片盒(FOUP)。

EFEM 106中的一个或多个机械臂可以将晶片运输到装载/锁定腔室102。装载/锁定腔室102连接到装载/锁定真空泵送系统(未示出)，其移除装载/锁定腔室102中的气体分子以到达大气压以下的第一压力。在到达第一压力只会，一个或多个机械臂(未示出)可以将晶片从装载/锁定腔室102运输到主腔室101。主腔室101连接到主腔室真空泵送系统(未示出)，其移除主腔室101中的气体分子以到达第一压力以下的第二压力。在到达第二压力之后，晶片经受通过电子束工具104的检查。电子束工具104可以是单射束系统或多射束系统。控制器109被电连接到电子束工具104。控制器109可以是被配置为运行EBI系统的各种控制的计算机。

现在参考图2，该图图示了可以被配置用于在多射束图像(MBI)系统中使用的电子束工具104(本文中还称为装置104)。电子束工具104包括电子源202、枪孔径204、聚光透镜206、从电子源202发射的主电子束210、源转换单元212、主电子束210的多个子束214、216和218、主投影光学系统220、晶片台(未示出在图2中)、多个次电子束236、238和240、次光学系统242、以及电子检测设备244。主投影光学系统220可以包括射束分离器222、偏转扫描单元226以及物镜228。电子检测设备244可以包括检测子区域246、248和250。

电子源202、枪孔径204、聚光透镜206、源转换单元212、射束分离器222、偏转扫描单元226以及物镜228可以与装置104的主光轴260对齐。次光学系统242和电子检测设备244可以与装置104的次光轴252对齐。

电子源202可以包括阴极、提取器或阳极，其中，主电子可以从阴极发射并且被提取或加速以形成具有交叉(虚拟或真实)208的主电子束210。主电子束210可以被可视化为从交叉208发射。枪孔径204可以阻挡主电子束210的外围电子以减轻库仑效应。库仑效应可以导致探头光斑270、272和274的大小的增加。

源转换单元212可以包括图像形成元件的阵列(未示出在图2中)和射束限制孔径的阵列(未示出在图2中)。图像形成元件的阵列可以包括微偏转器或微透镜的阵列。图像形成元件的阵列可以形成与主电子束210的多个子束214、216和218的交叉208的多幅平行图像(虚拟或真实)。射束限制孔径的阵列可以限制多个子束214、216和218。

聚光透镜206可以聚焦主电子束210。源转换单元212下游的子束214、216和218的电流可以通过调节聚光透镜206的聚焦功率或通过改变射束限制孔径的阵列内的对应射束限制孔径的径向大小来改变。物镜228可以将子束214、216和218聚焦到晶片230上以进行检查并且可以在晶片230的表面上形成多个探头光斑270、272和274。

射束分离器222可以是生成静电偶极场和磁性偶极场的维恩滤波器型的射束分离器。在一些实施例中，如果它们被应用，那么由静电偶极场施加在子束214、216和218上的力可以与由磁性偶极场施加在电子上的力在大小上相等并且在反向上相反。子束214、216和218可以因此以零偏转角直接通过射束分离器222。然而，由射束分离器222生成的子束214、216和218的总色散也可以为非零。射束分离器222可以将次电子束236、238和240与子束214、216和218分离并将次电子束236、238和240朝向次光学系统242定向。

偏转扫描单元226可以使子束214、216和218偏转以扫描在晶片230的表面区域上的探头光斑270、272和274。响应于子束214、216和218入射在探头光斑270、272和274处，次电子束236、238和240可以从晶片230发射。次电子束236、238和240可以包括具有包括次电子(能量≤50eV)和背散射电子(在50eV与子束214、216和218的着陆能量之间的能量)的能量的分布的电子。次光学系统242可以将次电子束236、238和240聚焦到电子检测设备244的检测子区域246、248和250上。检测子区域246、248和250可以被配置为检测对应的次电子束236、238和240并且生成用于重建晶片230的表面区域的图像的对应信号。

现在参考图3A，该图图示了可以形成电子检测设备244的检测表面的传感器表面300的示例性结构。传感器表面300可以被划分成四个区域302A–D(2×2矩形网格)，每个区域302能够接收从来自晶片230的特定位置发射的对应射束光斑304。所有射束光斑304A-D可以呈现理想圆形并且不具有位点偏移。尽管四个区域被显示，但是应意识到任何多个区域可以被使用。另外，传感器表面300到四个区域的划分是任意的。感测元件306的任意选择可以被获取以形成特定区域。检测器244中的检测子区域246、248、250可以由这样的区域构成。

每个传感器区域可以包括电子感测元件306的阵列。电子感测元件可以包括例如PIN二极管、雪崩二极管、电子倍增管(EMT)、等等以及其组合。此外，应意识到，尽管图3A示出了与彼此分离的每个区域302作为具有它们自己的感测元件306的预定义区域，但是这些预定义区域可能不存在，例如，诸如图3C的表面传感器400。例如，代替具有4个预定义区域，每个预定义区域具有81个感测元件(感测元件的9×9网格)，传感器表面可以具有感测元件的一个18×18网格，仍然能够感测四个射束光斑。

电子感测元件306可以生成与在传感器区域中接收到的电子相称的电流信号。预处理电路可以将所生成的电流信号转换成电压信号(表示接收到的电子束光斑的强度)。预处理电路可以包括例如高速经阻抗放大器。处理系统可以通过例如对由位于传感器区域内的电子感测元件生成的电流求和来生成电子射束光斑的强度信号，将强度信号与入射在晶片上的主电子束的扫描路径数据相关，并且基于相关来构建晶片的图像。

尽管电子感测元件306被描述为从电子束接收电子，但是在其他类型的检测器的情况下，传感器表面可以被配置为响应于接收到其他类型的辐照而生成信号。例如，检测器可以对具有特定电荷的带电粒子做出反应。此外，检测器可以对通量、空间分布、光谱或其他可测量性质敏感。因此，检测器感测元件可以被配置为响应于接收到特定类型或水平的能量(例如具有预定量的能量的电子)而生成信号。

在一些实施例中，处理系统可以选择性地对由电子感测元件306中的一些生成的信号求和以生成射束光斑的强度值。该选择可以基于电子感测元件中的哪些位于射束光斑内的确定。

在一些实施例中，处理系统可以通过识别射束光斑的边界来识别电子感测元件中的哪些位于射束光斑外部，并且电子感测元件中的哪些位于射束光斑内。例如，参考图3B，处理系统可以识别分别针对射束光斑304A和304B的主边界312A、312B和次边界314A、314B。主边界312可以被配置为封闭其信号输出要被包括以确定射束光斑的强度的电子感测元件306的集合。

次边界314可以被配置为封闭射束光斑的中心部分，并且可以用于提供射束光斑的某些几何信息。几何信息可以包括例如射束光斑的形状、射束光斑的一个或多个位点等等。这里，位点可以是指射束光斑内的预定位置，诸如中心。处理系统还可以基于次边界314来确定主边界312>

此外，基于位点信息，处理系统还可以跟踪由于例如电子光学部件或电子光学系统内的瑕疵的射束光斑304的位置中的漂移。瑕疵可以是在制造或装配过程期间引入的瑕疵。另外，可以存在在系统的长期操作期间引入的漂移。处理系统可以更新边界确定，以及要被包括于强度确定中的电子感测元件的集合，以减轻漂移对强度确定的准确性的影响。另外，处理系统可以跟踪电子束光斑中的移位。

用于形成由主边界312或次边界314包围的电子感测元件的每个集合的电子感测元件306的选择可以通过每个射束光斑的指定电子收集速率(其与总体图像信号强度和信噪比相关)、相邻电子束的信号串扰以及每个电子束光斑的对应形状和位点来确定。例如，电子感测元件的选择可以由与感测元件相邻地定位的处理电路或由外部控制器控制。每个集合的形成可以是静态的或者可以动态地变化。射束光斑的形状和位点变化信息可以用于例如监测电子光学系统(例如，主投影光学系统220)的性能。关于射束的定位和形状收集的信息可以用于例如对电子光学系统做出调整中。因此，尽管图3B示出了具有偏离圆形形状的形状的射束光斑304B，但是由于电子光学系统中的漂移或电子光学系统中的部件的瑕疵引起的这样的偏离(诸如位置、形状和刚性信息)可以被补偿。

现在参考图3D，该图图示了可以被使用在电子检测设备244上的传感器表面500的示例性结构。传感器表面500具有包括多个感测元件的阵列结构，多个感测元件包括感测元件501、502、503等等，每个能够接收射束光斑的至少一部分。感测元件501、502、503可以被配置为响应于接收到能量而生成电信号。

感测元件可以包括例如PIN二极管、雪崩二极管、电子倍增管(EMT)、等等以及其组合。例如，感测元件501、502、503可以是电子感测元件。电子感测元件可以生成与在传感器有源区域中接收到的电子相称的电流信号。处理电路可以将所生成的电流信号转换成电压信号(表示接收到的电子束光斑的强度)。处理系统可以通过例如对由位于传感器区域内的电子感测元件生成的电流求和来生成电子射束光斑的强度信号，将强度信号与入射在晶片上的主电子束的扫描路径数据相关，并且基于相关来构建晶片的图像。

如图3D中所示，区域525可以被提供在相邻的感测元件之间。区域525可以是将相邻像素的边和角落与彼此隔离的隔离区域。

尽管传感器表面500被描绘为具有矩形网格布置，但是各种几何布置可以被使用。例如，感测元件可以以六边形网格来布置。因此，个体感测元件可以具有对应不同的大小和形状。感测元件还可以以八角瓦片、三角瓦片、菱形瓦片等等来布置。感测元件不必被提供为均匀形状并且具有规整填料。例如，具有半规则六边形的五边形瓦片可以被使用。应理解，这些示例是示例性的，并且各种修改可以被应用。

现在参考图4A，该图图示了检测器600的层结构的简化图示。检测器600可以被提供为如图2中所示的检测器244。检测器600可以被配置为具有在厚度方向上堆叠的多个层，厚度方向可以基本上平行于电子束的入射方向。多个层可以包括传感器层610和电路层620。如以上所描述的，传感器层610可以被提供有传感器表面500。感测元件(例如感测元件611、612和613)可以被提供在感测层610中。开关元件619可以被提供布置在横截面方向上的相邻感测元件之间。

例如，感测元件611、612和613中的每个可以被配置为二极管。另外，开关元件619可以被配置为晶体管，诸如MOSFET。感测元件611、612和613中的每个可以包括用于做出到电路层620的电连接的输出部。输出可以与开关元件619集成，或者可以被单独地提供。输出可以被集成在传感器层610的底层(其可以是金属层)中。

在一个示例中，如图4B中所示，感测元件611、612、613可以被配置为PIN二极管。检测器设备600A可以包括半导体设备。例如，构成PIN二极管设备的半导体设备可以被制造为具有多个层的衬底。额外地，感测元件611、612、613和/或开关元件619可以被配置为多个离散的半导体设备。离散的半导体设备可以被配置为彼此直接相邻。

检测器设备600A可以包括金属层601作为顶层。金属层601是用于接收入射在电子检测设备244上的电子的层。因此，金属层601被配置为检测表面。例如，金属层601的材料可以是铝。当铝被使用在金属层601中时，氧化层可以被形成在表面的外部上以便保护电子检测设备244。检测器设备600A还可以包括金属层605作为传感器层610的底层。例如，金属层605的材料可以是铜。金属层605可以包括用于运送来自感测元件611、612、613中的每个的感应电流的输出线路。个体感测元件611、612、613可以由横截面方向上的区域625分离，其中，区域625可以是隔离区域。

在可以组成感测元件611的PIN二极管设备的操作中，例如，形成与金属层601相邻的P+区域。P+区域可以是p型半导体层。与P+区域相邻地形成本征区域。本征区域可以是本征半导体层。与本征区域相邻地形成N+区域。N+区域可以是n型半导体层。因此，本征区域夹在P+区域与N+区域之间。当电子入射在金属层601的顶部表面上时，本征区域充满来自P+区域的电荷载流子。因此，在辐照的区域中的金属层601下的区域将被激活。

电子检测设备244的传感器层可以被形成为金属层601、金属层605以及包含于感测元件中的各种P+区域、本征区域和N+区域的层。

电路层620被提供为与传感器层610相邻。电路层620包括线路线和各种电子电路部件。电路层620可以被提供为半导体设备。电路层620还可以包括处理系统。电路层620可以被配置为接收在传感器层610中检测到的输出电流。

尽管以上描述讨论了金属或金属层，但是显而易见的是，备选可以被使用，例如导电材料。

在一些实施例中，开关元件619可以被形成于单独的晶片中。如图4C中所示，例如，提供了开关晶片630。开关晶片630包括多个开关元件619。开关晶片630被夹在传感器层610与电路层620之间。开关晶片630被电连接到传感器层610和电路层620。

在图5A中示出了电路示意图。虚线表示传感器晶片701与电路裸片702之间的划分。诸如电路裸片702中示出的布局的布局例如可以表示提供在电路层620中的电路。诸如传感器晶片701中示出的布局的布局例如可以表示多个感测元件。例如，传感器层610可以被配置在传感器晶片中。

在图5B中示出了另外的电路示意图。如稍后将讨论的，电路裸片702中示出的布局可以包括额外的比较器771。

在图6中示出了简化电路图。如图6中所示，可以提供多个像素P1、P2、P3、P4.像素P1、P2、P3、P4可以表示感测阵列的像素，其中的每个可以与感测元件相关联。

在检测来自感测元件的信号强度的示例性过程中，传感器层中的感测元件被配置为收集由入射带电粒子感应的电流。可以使用其他类型的能量转换。将电流从感测元件输出到电路层，该电路层被配置为分析来自感测元件的输出。电路层可以包括线布局和多个电子部件以分析来自感测元件的输出。

将参考图5A讨论信号强度检测的过程。一个像素可以与感测元件阵列的一个感测元件相关联。因此，第一像素被配置为生成PIN二极管电流711。在用于PIN二极管信号强度检测的过程的开始，开关721和开关731被设置为断开，而开关741被设置为闭合。因此，电容器735的电压可以被设置为Vref2。

接下来，开关721和开关741被设置为断开，而开关731被设置为闭合。在这种状态下，电容器735开始充电并生成电压。电容器735可以被配置为充电预定时间段，例如t_charge，在此之后开关731被设置为断开。

然后，比较器736将在电容器735处的电压与参考值Vref1进行比较。参考值Vref1可以被设置为预定信号水平。基于参考值，电路可以被配置为输出指示感测元件正在从入射电子束收集电流的信号。因此，参考值可以是指示来自PIN二极管的信号水平足够高到被认为正在从包括于射束光斑内的入射电子束收集电流的适当值。在比较器736中，如果来自电容器735的电压高于Vref1，那么输出信号被发送到块750。

Vref1可以被设置为使得每个感测元件可以被控制为被包括于射束光斑的外边界内。值t_charge可以基于本地逻辑或外部电路例如通过与块750通信的数据线752来确定。逻辑块和电路部件可以被设置为使得诸如信号强度检测和像素分组确定的功能可以在本地发生。然而，每个感测元件的信号强度可以被收集并且可以经由外部路径做出确定。例如，模拟信号路径和ADC可以经由模拟信号线和数据线与外部控制器进行通信。

如本文中所描述的，感测阵列中的每个像素可以与基于感测元件上的入射电子生成电流并与电路层通信的感测元件相关联。像素可以被连接到诸如以上参考被配置为生成PIN二极管电流711的第一像素的电路的电路。因此，第二像素可以被配置为生成PIN二极管电流712，以此类推。PIN二极管电流712可以被连接到对应的电路元件，例如，开关721b、开关731b、开关741b、电容器735b、比较器736b、块750b、等等。

将再次参考图5A讨论状态指示器的生成和设置。使用来自感测元件的输出电流，电路层被配置为生成状态指示器。状态指示器可以被配置为触发用于实施对像素的分组的功能。可以提供用于实现感测元件分组的各种方法。

在用于分组的第一方法中，感测元件分组可以根据本地逻辑电路中的信号强度标志来实现。如果第一像素和第二像素具有强信号强度，那么两个像素可以被分组。例如，PIN二极管电流711和PIN二极管电流712可以都具有高电流值。即，在电容器735处的电压和在电容器735b处的电压可以都高于Vref1。然后，开关767被设置为闭合以便合并两个像素。

如果第一像素和第二像素中的至少一个具有弱信号，即，在电容器735或电容器735b处的电压小于Vref1，那么开关767被设置为断开使得两个像素不被合并。

开关767被配置为实施两个感测元件之间的开关的元件。开关767位于电路裸片702中。开关767可以被配置为晶体管，诸如MOSFET。开关767也可以被配置为继电器、模拟开关、固态继电器、或其他半导体设备。

开关767可以由电路裸片702中的本地逻辑触发。来自比较器736的输出和来自比较器736b的输出可以被路由到用于激活开关767的块。例如，如图5A中所示，提供了与门760。与门760被布置在电路裸片702中。与门760与两个像素相关联，并且与两个像素之间的一个开关相关联。来自比较器736和736b的输出可以直接或通过其他块被路由到与门760。基于到与门760的信号输入，例如，状态指示器751和状态指示器751b，与门760被配置为触发开关767。当开关767是晶体管(诸如场效应晶体管)时，开关可以通过将电压应用到其栅极来触发。晶体管的栅极可以被布置为使得至少栅极的触点被嵌入金属层605中。因此，在图4B的配置中，例如，电压可以被应用到具有位于金属层605中的触点的栅极。附加地，在图4C的配置中，例如，金属层可以被提供在开关晶片630的顶部和底部上。在该配置中，晶体管开关的栅极可以被布置为使得至少栅极的触点被嵌入开关晶片630的底部上的金属层中。

尽管图示了与门，但是应当意识到，各种部件可以用于实现基于来自感测元件的输出信号来控制感测元件之间的开关。例如，图6是图示阵列中的四个像素的布置的简化电路图。在该阵列中，第一像素P1可以被配置为生成PIN二极管电流711，并且基于其来输出状态信号S1。状态信号S1可以对应于状态指示器751。第二像素P2可以被配置为生成PIN二极管电流712，并且基于其来输出状态信号S2。状态信号S2可以对应于状态指示器751b。来自第一像素P1的状态信号S1和来自第二像素P2的状态信号S2被输入到与门760。状态信号S1和状态信号S2可以基于在像素P1和像素P2中的每个处生成的信号来生成，例如，电流信号可以由入射在像素的表面上的电子感应。状态信号S1可以基于在像素P1处的电流是否达到预定阈值来生成。类似地，状态信号S2可以基于在像素P2处的电流是否达到预定阈值来生成。与门760将基于状态信号S1和状态信号S2的信号输出到开关767。因此，开关767被配置为基于从至少两个像素生成的输入信号来控制。这样的输入信号可以是电压。将显而易见的是，各种其他块或电气部件可以用于实现对开关767的控制。

类似的部件可以被提供用于阵列的其他像素。例如，开关767d被提供在像素P3与像素P4之间。类似于像素P1和P2，像素P3和像素P4可以被配置为分别输出状态信号S3和S4。另外，像素可以与多个其他像素通信。例如，除了被配置为连接像素P1与P2的开关767，开关767b可以被提供在像素P1与P3之间，以此类推。状态信号S1可以被配置为被发送到多个相邻像素。

在用于分组的第二方法中，感测元件分组可以根据外部逻辑电路来实现。例如，在图5A和5B中，块750可以是数字逻辑块。块750可以经由数据线752和地址信号753与外部部件通信。状态指示器751可以通过外部逻辑电路经由数据线752重写以控制开关767的状态。这样的外部逻辑电路还可以被提供在电路裸片702中，或者可以被提供为通过输入/输出设备附接到块750的单独的系统。

在一些实施例中，与每个像素相关联的本地控制逻辑生成其对应的感测元件的信号水平的指示。该指示可以用于确定两个相邻的感测元件是否应当通过被配置为连接它们的开关连接。以这种方式，可以形成感测元件的分组。基于形成的分组，可以形成主边界。

为了生成关于信号强度的梯度信息，额外的比较器771可以被提供，如图5B中所示。来自比较器771的结果可以被馈送到逻辑块750和750b。利用包括比较器771的布置，处理可以被执行以基于所确定的主边界来生成表示射束光斑的强度的值。分组可以基于哪些电子感测元件被确定为位于射束光斑的主边界之外来执行。

在电子束成像中，子束图像采集可以被执行。将参考图5A讨论图像采集的过程。最初，开关721和开关731被设置为断开，而开关741被设置为闭合。对于检测器阵列的每行，开关721(或对应开关)逐一被设置为闭合。通过顺序地闭合开关721和对应的开关，检测器表面的电子扫描可以被执行。扫描可以被实施以读取每个像素的模拟信号。例如，模拟输出线722可以被配置为通过模拟路径读取，输出到外部设备，或者被发送到模数转换器(ADC)。

基于来自模拟输出线722的信号输出，可以实现对射束或子束的图像重建。控制器可以用于基于重建的图像来执行图像采集。重建的图像可以用于确定感测元件的分组的边界。例如，一个分组可以被限定为对应于一个子束。分组中的感测元件的总和信号强度因此表示一个子束的电流。重建的图像也可以用于评价电子光学系统的性能。例如，主投影光学系统220和/或次光学系统242可以基于重建的图像来调整。重建的图像可以用于补偿电子光学子系统中的瑕疵或漂移。

此外，可以实现来自像素的分组的电流信号的低阻抗输出路径。例如，多个开关，诸如开关721，可以被提供用于相同分组中的多个像素。相同分组的像素可以紧密靠近。多个模拟信号线，诸如模拟输出线722，可以被路由到分组的输出。额外地，多个模拟信号线可以当它们被分组到多个像素的相同分组时被连接。

例如，开关767可以被配置为将第一感测元件和第二感测元件分组在一起。因此，PIN二极管电流711和PIN二极管电流712可以通过电路裸片702被路由在一起。用于传递PIN二极管电流711的输出信号路径可以包括模拟输出线722和/或其他输出线，取决于开关721和731中的哪个断开/闭合。输出信号路径可以是电路裸片702的部分。针对分组的感测元件的输出信号路径可以经由它们对应的开关元件被连接。

尽管已经参考电子束检查系统讨论了示例，但是应当注意，对于光电图像传感器应用，缓冲器可以被添加在开关721之后以改善性能。

在检测器阵列的示例性实施例中，检测器阵列中的个体感测元件可以被启用或禁用。在用于电子束成像的正常操作中，某些感测元件可以被启用以检测入射射束电流。

例如，参考图5A，像素可以当在电容器735处的电压大于或等于Vref1时被启用。例如在重写模式中，像素也可以通过外部逻辑电路来启用。在重写模式中，取决于来自外部逻辑的决定信号输出路由的控制信号，开关721可以是断开的或闭合的。在重写模式中，开关731可以被设置为断开并且开关741可以被设置为闭合。

像素可以当在电容器735处的电压低于Vref1时被禁用。例如在重写模式中，像素也可以通过外部逻辑电路来禁用。在用于禁用的重写模式中，开关721可以被设置为断开。开关731和开关741可以被设置为闭合。

在重写模式中的操作可以当例如确定在感测元件中存在串扰时被执行。可以当由于畸变、色散等等射束部分地与相邻射束交叠时发生串扰。在一些实施例中，处理系统可以基于主或次射束光斑边界来检测部分交叠的发生。当确定射束光斑的强度值时，处理系统可以排除来自位于射束光斑交叠的区域中的一些感测元件的输出。

现在参考图7，该图图示了将感测元件的位置数据相关的示图。检测器阵列可以包括被布置为形成具有M×N个通道的J×K个像素的多个感测元件。单个感测元件可以由像素P1表示。像素P1具有地址列AC_1。像素P2具有地址列AC_2，以此类推。例如，在具有J×K个像素的示例性阵列中，像素PJK具有地址列AC_J和地址行AR_K。每列可以具有模拟列。例如，像素P1具有模拟列AnC_1，其运送来自像素P1的感测元件的输出电流。

每个感测元件可以通过地址列和地址行信号来选择。例如，像素P1可以通过AC_1和AR_1来寻址。

数据可以通过数据行信号读取和写入到与每个感测元件相关联的每个本地逻辑电路。例如，数据可以经由数据行DR_1发送到像素P1并从该像素接收。数字逻辑DL可以控制数据读取/写入，等等。

来自每个感测元件的模拟信号可以行进通过对应的模拟列线以到达多路复用器Mux。多路复用器Mux可以位于检测器阵列中。多路复用器Mux还可以在检测器阵列外部。多路复用器Mux可以具有J个输入和M×N输出。

像素可以通过它们相应的地址线信息来识别和分组。检测器阵列中的任何两个像素可以进行通信。因此，可以实现在任何任意位置中的任何任意数目的像素之间的分组。

多个感测元件的位置信息可以以各种方式来使用。例如，位置信息可以与射束强度相关以确定射束光斑的边界。额外地，基于产生信号强度比较器决定的电子感测元件的位置，处理系统可以识别传感器表面上的强度梯度之间的过渡出现的位置。强度梯度信息可以用于涉及主边界和次边界的确定。在一些实施例中，位置数据也可以用于以重写模式操作以独立于本地逻辑控制两个像素之间的开关元件。

处理系统，例如嵌入电路裸片702中或外部连接的处理器可以执行访问来确定所识别的位置作为射束边界的部分。处理系统可以包括比较器的布置，其被配置为基于针对每行和每列的电子感测元件的电压比较来执行处理以确定可以构成射束边界的检测器阵列表面上的位置的集合。

在一些实施例中，处理系统还可以通过使用边界信息补偿噪声信号的影响来改进图像重建的保真度。处理系统可以排除从被确定为位于射束主边界之外的电子感测元件的输出接收的信号。这可以通过消除来自在主边界之外的电子感测元件的随机噪声信号来改善图像重建的保真度。

在图7中，将多个感测元件相互连接的线路(例如，被图示为AC_1、AR_1、DR_1、AnC_1等等的线路)可以是通过将导电材料打印在衬底上而图案化的线路。线路可以以各种方式来制造，例如通过在制造MOSFET中使用的正常过程。线路可以是检测器阵列的电路层的部分。

现在参考图8，该图图示了使用包括多个感测元件的检测器阵列的检测系统900。可以提供具有可以被使用在电子检测设备244上的传感器表面500的检测器阵列。检测器阵列可以包括J×K个像素，并且具有与多路复用器(例如多路复用器Mux)连接的M×N个输出。如本文中所讨论的，检测器阵列可以被构建为包括传感器层和电路层的衬底。

检测器阵列可以被连接到开关矩阵905。开关矩阵905可以是包括本地像素电路并且具有J×K个输入以及M×N输出的模拟开关矩阵。

开关矩阵905可以连接到信号调节电路阵列910。信号调节电路阵列910可以具有M×N个输入和输出以便匹配来自开关矩阵905的输出。由于开关控制可以被实施在开关矩阵905中，所以来自开关矩阵905的输出可以被简化。当信号调节电路阵列910在开关矩阵905之后时，可以简化信号调节电路中发生的信号预调节。

信号调节电路阵列910可以被连接到并行模拟信号处理路径阵列920以提供增益和偏移控制。并行模拟信号处理路径阵列920可以具有M×N个输入和输出使得来自电子感测元件的所有分组的信号被处理。

并行模拟信号处理路径阵列920可以被连接到并行ADC阵列930，其可以具有M×N个输入和输出使得来自电子感测元件的所有分组的信号被数字化。

并行ADC阵列930可以被连接到数字控制单元940。数字控制单元940可以包括控制器941，其可以与并行模拟信号处理路径阵列920、并行ADC阵列930以及与开关矩阵905通信。数字控制单元940可以经由收发器发送和接收来自偏转和图像控制(DIC)单元的通信。

诸如控制器941的外部控制器可以被配置为执行成像控制。例如，控制器941可以被配置为生成检测到的子束的图像。另外，分组可以基于主和次射束光斑边界来确定。

尽管图8图示了其中开关矩阵905在信号调节电路阵列910前面的布置，但是应当意识到该序列可以被反转。

开关矩阵905可以包括电路布局，诸如图5A的电路裸片702中或图5B的电路裸片702中示出的电路布局，或类似的布置。开关矩阵905提供电子感测元件与阈值电压(例如Vref1)之间的信号强度比较。开关矩阵905还可以提供相邻电子感测元件之间的信号强度比较。另外，开关矩阵905可以提供用于模数转换的模拟信号选择。模数转换可以然后被实施在并行ADC阵列930处。

开关矩阵905还可以从本地数字逻辑电路提供信号强度状态读取，诸如电子感测元件与阈值电压之间的比较，以及电子感测元件对之间的比较。本地开关状态可以通过外部数字控制电路读取或重写。

在一些实施例中，开关矩阵905可以启用针对检测系统900的简化架构。例如，电子感测元件的重新配置可以在没有过分复杂的开关矩阵设计的情况下被实施。每个感测元件分组的输出信号可以通过连接到该分组的多个输出线。这些线结合分组中的感测元件之间的连接可以形成大大减小等效输出串联电阻和串联电感的网络。因此，在一些实施例中，像素的分组的输出阻抗可以剧烈减少。

另外，由于J×K个像素最初被分组在检测器中的M×N个分组中，所以可以减少输出的数目。来自被分组的多个像素的输出可以具有共同输出。例如，可以实现具有M×N个输出的布置。电子检测器阵列与信号调节电路(TIA)之间的连接节点可以剧烈减少。与常规检测器阵列相比，输出的总数目可以大大减少。因此，可以实现更易于按比例增加的结构。额外地，可以实现更实际的布局，其可以降低开发新设备中涉及的风险和成本。

另外，减少数目的信号调节电路可以导致ASIC的减少的总功耗。

另外，可以消除像素数与检测器阵列制造的困难之间的权衡关系。例如，像素数限制可以与利用开关矩阵形成的触点的数目相关。因此，通过减少使用的触点和输出线的数目，可以实现更高的像素数。此外，可以实现对个体像素故障的更高容忍度。

检测器阵列可以包括它自己的存储器使得检测器阵列可以存储多个感测元件的布置及其相关联的电路。例如，位置指示751的状态和感测元件的分组可以被存储在存储器中。开关的状态可以被存储在存储器中。

此外，开关矩阵结构可以利用标准设备处理来实施，如相关领域的普通技术人员将理解的。因此，可以避免制造困难的增加和增加的成本。

实施例还可以使用以下条款来描述：

1.一种检测器，包括：

衬底，其包括多个感测元件，所述多个感测元件包括第一元件和第二元件；以及

开关元件，其被配置为连接所述第一元件与所述第二元件，

其中，所述第一元件被配置为响应于所述第一元件检测到指示射束的第一带电粒子而生成第一信号，并且所述第二元件被配置为响应于所述第二元件检测到指示所述射束的第二带电粒子而生成第二信号；并且

其中，所述开关元件被配置为基于所述第一信号和所述第二信号来控制。

2.根据条款1所述的检测器，还包括：

传感器晶片，其包括所述衬底；以及

电路裸片，其包括所述开关元件和被配置为控制所述开关元件的一个或多个电路。

3.根据条款1和2中的任一项所述的检测器，其中，所述开关元件包括被配置为连接所述第一元件与所述第二元件的开关。

4.根据条款1-3中的任一项所述的检测器，其中，所述衬底包括二极管。

5.根据条款1-4中的任一项所述的检测器，其中，

所述第一元件被配置为响应于所述第一元件接收到具有第一预定量的能量的第一带电粒子而生成所述第一信号，并且所述第二元件被配置为响应于接收到具有第二预定量的能量的第二带电粒子而生成所述第二信号。

6.根据条款1-4中的任一项所述的检测器，其中，

所述第一元件被配置为响应于所述第一元件接收到具有第一预定量的能量的第一电子而生成所述第一信号，并且所述第二元件被配置为响应于接收到具有第二预定量的能量的第二电子而生成所述第二信号。

7.根据条款1-6中的任一项所述的检测器，其中，

在厚度方向上，所述衬底包括：顶部金属层，其被配置为检测表面；以及底部金属层，并且

在横截面中，所述顶部金属层与所述底部金属层之间的区域是电荷载流子区域。

8.根据条款1-7中的任一项所述的检测器，其中，所述开关元件包括场效应晶体管，其中，所述场效应晶体管至少包括在金属层中制造的门的触点。

9.一种检测器，包括：

传感器层，其包括感测元件的阵列，所述感测元件包括第一元件和第二元件，其中，所述第一元件和所述第二元件是相邻的；

电路层，其包括电连接到所述第一元件和所述第二元件的一个或多个电路；以及

开关元件，其被配置为连接所述第一元件与所述第二元件，

其中，所述一个或多个电路被配置为：

当所述第一元件接收到具有预定量的能量的带电粒子时生成第一状态指示符，

当所述第二元件接收到具有预定量的能量的带电粒子时生成第二状态指示符，并且

基于所述第一状态指示符和所述第二状态指示符来控制所述开关元件。

10.根据条款9所述的检测器，其中，所述开关元件包括晶体管。

11.根据条款9所述的检测器，其中，所述电路层包括所述开关元件。

12.根据条款9和10中的任一项所述的检测器，其中，在所述衬底的横截面中，所述传感器层和所述电路层夹住所述开关元件。

13.一种检测器系统，包括：

检测器阵列，其包括多个感测元件，所述多个感测元件包括第一元件和第二元件；

开关元件，其被配置为连接所述第一元件与所述第二元件；

一个或多个电路，其被配置为响应于所述第一元件检测到指示射束的第一带电粒子而生成第一信号，并且响应于所述第二元件检测到指示所述射束的第二带电粒子而生成第二信号；以及

连接到所述一个或多个电路的控制器。

14.根据条款13所述的系统，还包括包含所述开关元件和所述一个或多个电路的电路层。

15.根据条款13和14中的任一项所述的系统，其中，

所述控制器被配置为基于所述第一元件和所述第二元件中的任一个的地址来控制所述开关元件。

16.根据条款13-15中的任一项所述的系统，其中，

所述控制器被配置为基于所述射束来采集图像，并且基于所述图像来生成命令信号；并且

所述一个或多个电路被配置为基于所述命令信号来控制所述开关元件。

17.根据条款13-16中的任一项所述的系统，其中，

所述检测器包括被配置为被分组在第二数目的分组中的第一数目的像素，所述第二数目小于所述第一数目。

18.根据条款17所述的系统，还包括：

信号调节电路阵列；

并行模拟信号处理路径阵列；

并行模数转换器阵列；以及

数字控制单元；

其中，所述信号调节电路阵列、所述并行模拟信号处理路径阵列、所述并行模数转换器阵列、以及所述数字控制单元经由多个通道连接到所述检测器，所述多个通道的数目大于或等于所述第二数目。

19.根据条款13-18中的任一项所述的系统，其中，所述控制器被配置为重写所述一个或多个电路的本地逻辑。

20.根据条款13-19中的任一项所述的系统，其中，所述一个或多个电路包括所述控制器。

21.根据条款13-19中的任一项所述的系统，其中，所述控制器在所述检测器阵列外部。

22.根据条款13-19中的任一项所述的系统，其中，所述第一元件和所述第二元件具有共同输出部。

23.根据条款18所述的系统，其中，所述多个通道的数目等于所述第二数目。

24.一种检测器，包括：

衬底，其包括多个感测元件，所述多个感测元件包括第一元件和第二元件；以及

开关元件，其被配置为连接所述第一元件与所述第二元件，

其中，所述第一元件被配置为响应于所述第一元件检测到输入而生成第一信号，并且所述第二元件被配置为响应于所述第二元件检测到输入而生成第二信号，

其中，所述开关元件被配置为将所述第一元件和所述第二元件分组在一起。

25.根据条款24所述的检测器，还包括：

连接到所述第一元件的第一输出信号路径；以及

连接到所述第二元件的第二输出信号路径，

其中，所述开关元件被配置为连接所述第一输出信号路径与所述第二输出信号路径。

26.根据条款24和25中的任一项所述的检测器，还包括：

一个或多个电路，其被配置为基于所述第一信号和所述第二信号来控制所述开关元件。

27.根据条款24-26中的任一项所述的检测器，还包括：

电路裸片，其包括所述开关元件。

28.根据条款25所述的检测器，还包括：

电路裸片，其包括所述开关元件、所述第一输出信号路径以及所述第二输出信号路径。

29.根据条款24-28中的任一项所述的检测器，其中，所述检测器包括被配置为被分组在第二数目的分组中的第一数目的像素，所述第二数目小于所述第一数目。

23.根据条款5-6中的任一项所述的检测器，其中，所述第一预定能力和所述第二预定能量是相同的预定能量。

24.根据条款5-6中的任一项所述的检测器，其中，所述第一预定能力和所述第二预定能量是不同的预定能量。

25.根据条款5所述的检测器，其中，所述带电粒子是电子。

26.根据条款13所述的检测器，其中，所述一个或多个电路包括多个电路，并且其中被连接到所述一个或多个电路的所述控制器包括被连接到所述多个电路中的任一个的所述控制器。

附图中的流程图和框图图示了根据本公开的各个示例性实施例的系统、方法和计算机硬件/软件产品的可能实施方式的体系结构、功能和操作。在这一点上，流程图或框图中的每个框可以表示包括用于实施指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令的代码的模块、片段或部分。应当理解，在一些备选实施方式中，框中指出的功能可以不以附图中指示的顺序发生。例如，取决于涉及的功能，连续示出的两个框可以基本上同时地被运行或实施，或两个框可以有时以相反的顺序被运行。还应当理解，框图中的每个框以及框的组合能够通过执行指定功能或动作或通过专用硬件和计算机指令的组合的基于专用硬件的系统来实施。

将意识到，本发明不限于以上已经描述的并且在附图中图示的确切结构，并且可以在不脱离其范围的情况下做出各种修改和改变。例如，尽管已经参考电子束系统阐述和描述了示例性检测器，但是与本公开的方面一致的检测器可以被应用于光电检测器系统、X射线检测器系统以及用于高能量电离粒子的其他检测系统等等中。根据本公开的方面的检测器可以被应用于扫描电子显微镜(SEM)、CMOS图像传感器、消费级相机、专用相机、或工业用相机等等中。

意图的是，本发明的范围应当仅受随附权利要求限制。

Claims (14)

1.一种检测器，包括：

衬底，包括多个感测元件，所述多个感测元件包括第一元件和第二元件；以及

开关元件，被配置为连接所述第一元件与所述第二元件，

其中所述第一元件被配置为响应于所述第一元件检测到第一输入而生成第一信号，并且所述第二元件被配置为响应于所述第二元件检测到第二输入而生成第二信号，

其中所述开关元件被配置为将所述第一元件和所述第二元件分组在一起，

其中所述第一输入是指示射束的第一带电粒子，并且所述第二输入是指示所述射束的第二带电粒子，并且

其中所述检测器被配置为标识射束斑点的边界，并且根据所标识的所述射束斑点的所述边界选择性地求和所述第一信号和所述第二信号。

2.根据权利要求1所述的检测器，还包括：

第一输出信号路径，连接到所述第一元件；以及

第二输出信号路径，连接到所述第二元件，

其中所述开关元件被配置为连接所述第一输出信号路径与所述第二输出信号路径。

3.根据权利要求1所述的检测器，还包括：

电路，配置为基于所述第一信号和所述第二信号来控制所述开关元件。

4.根据权利要求1所述的检测器，还包括：

电路裸片，包括所述开关元件。

5.根据权利要求2所述的检测器，还包括：

电路裸片，包括所述开关元件、所述第一输出信号路径以及所述第二输出信号路径。

6.根据权利要求1所述的检测器，其中所述检测器包括配置为被分组在第二数目的分组中的第一数目的像素，所述第二数目小于所述第一数目。

7.根据权利要求1所述的检测器，其中所述射束斑点的所述边界包括主边界和次边界。

8.一种检测器系统，包括：

检测器阵列，包括多个感测元件，所述多个感测元件包括第一元件和第二元件；

开关元件，配置为连接所述第一元件与所述第二元件；

电路，配置为响应于所述第一元件检测到指示射束的第一带电粒子而生成第一信号，并且响应于所述第二元件检测到指示所述射束的第二带电粒子而生成第二信号；以及

控制器，连接到所述电路，

其中所述检测器阵列被配置为标识射束斑点的边界，并且根据所标识的所述射束斑点的所述边界选择性地求和所述第一信号和所述第二信号。

9.根据权利要求8所述的系统，还包括电路层，所述电路层包括所述开关元件和所述电路。

10.根据权利要求8所述的系统，其中，

所述控制器被配置为基于所述第一元件和所述第二元件中的任何元件的地址来控制所述开关元件。

11.根据权利要求8所述的系统，其中，

所述控制器被配置为基于所述射束来采集图像，并且基于所述图像来生成命令信号；并且

所述电路被配置为基于所述命令信号来控制所述开关元件。

12.根据权利要求8所述的系统，其中，

所述检测器包括配置为被分组在第二数目的分组中的第一数目的像素，所述第二数目小于所述第一数目。

13.根据权利要求12所述的系统，还包括：

信号调节电路阵列；

并行模拟信号处理路径阵列；

并行模数转换器阵列；以及

数字控制单元；

其中所述信号调节电路阵列、所述并行模拟信号处理路径阵列、所述并行模数转换器阵列、以及所述数字控制单元经由多个通道而被连接到所述检测器，所述多个通道的数目大于或等于所述第二数目。

14.根据权利要求8所述的系统，其中所述控制器被配置为重写所述电路的逻辑。

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