KR102014570B1 - 확장된 동적 범위를 갖는 광전자 증배관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 확장된 동적 범위를 갖는 광전자 증배관에 관한 것이다. 다양한 실시예에 따르면, 척력 전기장이 저에너지 전자가 도달하여 다이노드에 의해 증배되는 것을 밀어내거나 차단하기 위해 포토캐소드와 복수의 다이노드 사이에 도입된다. 그 결과, 광전자 증배기 전류가 저에너지 전자에 대한 입사 조명에 응답하여 포토캐소드에 의해 방출된 고에너지 전자에 의해 주로 영향을 받을 것이기 때문에, 전류 피크와 강하 사이의 시간 간격이 감소될 수도 있고, 저에너지 전자들의 일부는 조명이 더 이상 포토캐소드에 충돌하지 않은 후에 댕글링 본드 또는 저속 표면 상태로부터 발생할 수도 있다. 광전자 증배관의 동적 범위 및 광학 응답성은 이에 따라 증가된다.

Description

확장된 동적 범위를 갖는 광전자 증배관 {PHOTOMULTIPLIER TUBE WITH EXTENDED DYNAMIC RANGE}

우선권

본 출원은 현재 계류중이고 그 현재 계류중인 출원의 출원이 출원일의 이익에 자격을 부여받은 2012년 3월 19일 출원된 마이클 이튼(Michael Eaton)의 발명의 명칭이 "확장된 동적 범위를 갖는 PMT(PMT WITH EXTENDED DYNAMIC RANGE)"인 미국 가출원 제61/612,830호를 우선권 주장한다.

기술분야

본 발명은 일반적으로 광전자 증배관(photomultiplier tube)의 분야에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 광전자 증배관의 동적 범위를 확장하는 방법에 관한 것이다.

광전자 증배관(PMT)은 저강도 조명을 검출하는 것이 가능한 광검출기이다. 이와 같이, PMT는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 셀 이미징(cell imaging), 바이오진단 기구(biodiagnostic instrumentation), 반도체 웨이퍼 검사, 입자 카운팅, 핵 의학, 방사선 검출, 양자 암호학 및 저광 이미징(low light imaging)[예를 들어, 보안 카메라 또는 광 검출 및 레인징(light detection and ranging: LIDAR) 시스템]을 포함하는 다수의 저강도 용례에 사용된다. PMT는 적외선(IR) 범위로부터 자외선(UV) 범위까지의 파장을 갖는 저에너지 광자 뿐만 아니라 X-선 또는 감마선과 같은 고에너지 광자를 검출하는 데 사용되어 왔다.

PMT는 일반적으로 포토캐소드(photocathode), 복수의 다이노드(dynode)(전자 증배기) 및 애노드를 포함한다. 조명이 PMT의 입구 윈도우에 충돌할 때, 입사 조명으로부터의 광자는 포토캐소드의 표면에 타격하고, 광전자로 변환되고, 이들 광전자는 이어서 복수의 다이노드에 의해 경계 형성된 경로를 통해 고전기장에 의해 가속된다. 광전자는 애노드에 의해 수집되기 전에 다이노드로부터 2차 전자 방출에 의해 증배된다. 애노드에 의해 수신된 전자는 입사 조명의 강도와 연관된 전류를 생성한다.

PMT의 구성 및 전극에 인가된 전압에 따라, PMT는 단일-광자 카운팅 모드에서 뿐만 아니라 아날로그 또는 비례 모드에서 작동 가능한 검출기로서 기능할 수 있다. 게다가, PMT는 일반적으로 큰 감지 면적을 갖고, 고도로 반응성이고, 높은 신호-대-노이즈비(signal-to-noise ration: SNR)를 가질 수도 있다. 몇몇 용례에서, PMT는 단일의 광자(아토와트 미만)로부터 최대 초당 10억개의 광자(피코와트 내지 나노와트)까지의 범위의 입사 조명을 검출하는 데 사용된다.

그러나, 현존하는 PMT는 몇몇 현재 기술 분야 및 발현하는 용례에 의해 요구된 동적 범위 요구에 부합하지 않는다. 동적 범위는 강도 피크(즉, 입사 조명에 기인하는 전류의 급격한 상승)로부터 발생하는 지속 전류의 낮은 감소(decay)에 의해 제한된다. 그 결과, 현존하는 PMT는 또한 매우 신속하고 동적으로 변화하는 입사 조명에 대해 부적절한 감도(즉, 광학 응답성)를 갖는다. 예를 들어, 제1(매우 높은 강도) 피크로부터 충분한 감소로 지속 전류를 위한 충분한 시간 간격 없이 매우 고강도 피크를 따르는 저강도 피크를 검출하는 것이 어려울 수도 있다.

본 발명은 현재 당 기술 분야의 하나 이상의 결점을 제거하는 광전자 증배관에 관한 것이다.

일 양태에서, 본 발명은 광전자 증배관으로서, 입사 조명에 응답하여 전자를 방출하도록 구성된 포토캐소드; 포토캐소드로부터 수용된 전자를 증배하도록 구성된 복수의 다이노드; 복수의 다이노드에 의해 증배된 전자를 수용하도록 구성된 애노드; 및 포토캐소드에 의해 방출된 전자의 부분이 복수의 다이노드에 의해 수용되는 것을 방지하도록 구성된 제어 그리드를 포함하는 광전자 증배관에 관한 것이다.

다른 양태에서, 본 발명은 적어도 하나의 조명원 및 적어도 하나의 검출기를 포함하고, 검출기는 광전자 증배관을 포함하는 것인 검사 시스템에 관한 것이다. 조명원은 조명 경로를 따라 샘플 표면의 적어도 일부로 안내된 조명으로 샘플을 조명하도록 구성된다. 검출기는 샘플로부터 수집 경로를 따라 검출기로 산란되거나 반사된 조명을 수용하도록 구성된다. 검출기와 통신하는 적어도 하나의 컴퓨팅 시스템이 샘플로부터 검출기에 의해 수용된 조명에 기초하여 샘플의 적어도 하나의 결함과 연관된 정보를 결정하도록 구성된다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 광전자 증배관의 동적 범위를 확장하는 방법으로서, 이하의 단계들: 입사 조명에 응답하여 전자를 방출하도록 구성된 포토캐소드를 제공하는 단계; 포토캐소드로부터 수용된 전자를 증배하도록 구성된 복수의 다이노드를 제공하는 단계; 복수의 다이노드에 의해 증배된 전자를 수신하도록 구성된 애노드를 제공하는 단계; 및 포토캐소드에 의해 방출된 전자의 부분이 복수의 다이노드에 의해 수용되는 것을 방지하도록 척력 전기장을 도입하는 단계를 포함하는 광전자 증배관의 동적 범위를 확장하는 방법에 관한 것이다. 방법은 본 명세서에 설명된 광전자 증배관 및/또는 검사 시스템의 실시예에 의해 명백해질 수도 있다. 그러나, 몇몇 실시예에서, 방법의 하나 이상의 단계들은 당 기술 분야에 공지된 부가의 또는 대안적인 수단에 의해 성취될 수도 있다. 이에 따라, 방법은 상기 단계들 및 이하에 더 상세히 설명되는 단계들을 수행하기 위한 임의의 적절한 수단을 포함하도록 광범위하게 해석되어야 한다.

상기 일반적인 설명 및 이하의 상세한 설명의 모두는 단지 예시적이고 설명적인 것이며, 본 발명을 반드시 한정하는 것은 아니라는 것이 이해되어야 한다. 명세서에 합체되어 그 부분을 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 요지를 도시하고 있다. 이와 함께, 명세서 및 도면은 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.

본 발명의 수많은 장점이 첨부 도면을 참조하여 당 기술 분야의 숙련자들에 의해 더 양호하게 이해될 수도 있다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 광전자 증배관을 도시하고 있는 블록 다이어그램이고;
도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광전자 증배관을 도시하고 있는 블록 다이어그램이고;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 검사 시스템을 도시하고 있는 블록 다이어그램이고;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광전자 증배관의 동적 범위를 확장하는 방법을 도시하고 있는 흐름도이다.

이제, 첨부 도면에 도시되어 있는 개시된 요지를 상세히 참조할 것이다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 광전자 증배관(PMT)(100)의 실시예를 도시하고 있다. 다양한 실시예에 따르면, PMT(100)는 적어도 포토캐소드(102), 복수의 다이노드(104) 및 애노드(106)를 포함한다. 조명이 PMT(100)의 입구 윈도우에 충돌할 때, 입사 조명으로부터의 광자가 포토캐소드(102)의 표면에 타격한다. 포토캐소드(102)는 입사 조명에 응답하여 전자들을 방출하도록 구성되고, 이 전자들은 이어서 복수의 다이노드(104)를 포함하는 광전자 증배관(101)을 통해 가속된다. 다이노드(104)는 다이노드(104) 중 하나 이상과의 전자 충돌로부터 2차 전자 방출을 거쳐서 광전자 증배관(101)을 통해 흐르는 전자의 수를 증배하도록 구성된다. 예를 들어, 포토캐소드(102)로부터의 전자가 제1 다이노드(104A)와 충돌함에 따라, 이들 전자는 증배되고, 전자를 더 증배하는 제2 다이노드(104B)로 유도될 수도 있다. 애노드(106)는 증배된 전자를 수용하도록 구성되고, 전류 내의 스파이크(spike)(즉, 강도 피크)가 이에 따라 검출될 수 있다. 증배의 결과로서, 강도 피크는 입사 조명의 강도와 비례 관계를 나타낼 수도 있다.

몇몇 광전자 증배관에서, 지속 전류는 종종 강도 피크 후에 검출된다. 지속 전류는 통상적으로 강도 피크의 중지시에 긴 시간 상수 또는 일련의 증가적으로 더 긴 시간 상수에 따라 감소한다. 저속의 감소는 포토캐소드(102)의 표면에 존재하는 저에너지 표면 상태(예를 들어, 댕글링 본드)에 의해 야기될 수도 있다. 예를 들어, 입사 조명으로부터 발생하는 몇몇 전자는 입사 조명 직후에 증배기 진공관(101) 내로의 배출을 위해 불충분한 에너지를 가질 수도 있다. 대신에, 이들 저에너지 전자는 저에너지 표면 상태에서 캡처될 수도 있다. 포토캐소드(102)의 조명이 중지된 후에, 캡처된 전자들 중 몇몇은 열이온성 여기와 같은 입사 조명 이외의 소스로부터 얻어진 에너지에 의해 표면 상태로부터 해방될 수도 있다. 조명-후 방출은 입사 조명과 연관된 강도 피크로부터 초기 강하 후에 전류의 저속 감소를 야기할 수도 있다. 예를 들어, 입사 조명은 노이즈 플로어(noise floor) 상에 대략 100 dB의 강도 피크, 이어서 40 내지 50 dB 강하(조명이 소등된 후에) 및 그 후에 전류의 저속(긴 시간 상수) 감소를 야기할 수도 있다. 상기 예가 예시하는 바와 같이, 동적 범위는 조명-후 전자 방출에 의해 실질적으로 제한될 수도 있다(예를 들어, 총 범위의 절반 미만). 상기 예시적인 값은 예시의 목적으로 포함된 것이고, 본 발명을 어떠한 방식으로도 한정하도록 의도된 것은 아니라는 것이 본 명세서에서 주목된다.

저에너지 전자의 조명-후 방출로부터 지속 전류를 완화하기 위해, 전술된 바와 같이, PMT(100)는 저에너지 전자의 적어도 일부가 다이노드(104)에 도달하여 PMT 전류에 기여하는 것을 방지하도록 구성된 제어 그리드(108)를 포함한다. 제어 그리드(108)는 복수의 다이노드(104) 중 제1 다이노드(104A)와 포토캐소드(102) 사이에 척력 전기장을 제공하도록 구성된 임의의 수단을 포함할 수도 있다. 이에 따라, 문턱값 미만의 운동 에너지 레벨을 갖는 포토캐소드(102)에 의해 배출된 전자는 전기장에 의해 밀어내져, 저에너지 전자가 광전자 증배관(101)을 따라 다이노드(104)를 통해 가속되지 않는다. 몇몇 실시예에서, PMT(100)의 구성은 종래의 지공 트라이오드의 구성을 따르는 데, 제1 다이노드(104A)는 종래의 진공 트라이오드의 플레이트 전극으로 교체되어 있다. 그러나, PMT(100)의 제어 그리드(108)는 포토캐소드(102)에 의해 방출된 저에너지 전자가 PMT 애노드 전류에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해 척력 전기장을 도입하는 목적을 담당한다.

제어 그리드(108)는 포토캐소드(102) 부근에 배치된 미세 와이어 메시와 같은 적어도 하나의 도전체를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 제어 그리드(108)는 포토캐소드(102)에 실질적으로 평행하게 배향된다. 제어 그리드(108)는 포토캐소드(102)에 의한 저에너지(조명-후) 전자 방출을 밀어내기 위해 전기장을 발생하도록 적어도 하나의 도전성 표면을 가로질러 포토캐소드(102)의 것에 대해 음인 선택된 전위를 갖도록 구성될 수도 있다. 그러나, 선택된 전위는 고에너지 전자(즉, 입사 조명으로부터 즉시 발생하는 것들)가 최종 필드를 횡단하게 하고 다이노드(104)를 통해 애노드(106)로 가속하게 하도록 충분히 작다. 그 결과, 표면 상태의 열적 여기에 기인하여 포토캐소드(102)에 의해 방출된 전자가 PMT 전류에 기여하는 것이 방지된다. 입사 조명으로부터 강도 피크가 급속하게 감소하는 전류(즉, 노이즈 플로어로의 급격한 강하로 이어지는 전류의 급격한 상승)로 이어지기 때문에, 동적 범위는 이에 의해 증가된다.

몇몇 실시예에서, 입사 조명에 의해 해방된 광전자를 가능하게 하는 선택된 전위는 식 E_k = hv - w를 이용하여 결정될 수도 있고, 여기서 에너지 E_k를 갖는 전자는 제어 그리드(108)에 의해 도입된 전기장을 횡단하는 것이 가능하게 되고, h는 플랑크 상수이고, v는 입사 조명의 주파수이고, w는 금속의 일함수이다. 예를 들어, 세슘 텔룰라이드 포토캐소드(102)의 일함수는 대략 1.5 eV이고, 제1 모노층으로부터 방출된 고에너지 또는 1차 전자는 대략 266 nm의 파장을 갖는 입사 조명이 인가될 때 대략 운동 에너지 E_k = 3 eV를 가질 수도 있다. 이에 따라, 제어 그리드(108)는 밀어내는 1차 전극을 회피하도록 포토캐소드(102)에 대해 대략 -0.5 내지 -1 V의 전위에서 동작할 수도 있다. 그러나, 제1 다이노드(104A)로부터 발생하는 필드에 추가될 때 제어 그리드(108)로부터 발생하는 필드는 저에너지 표면 상태로부터 배출로부터 발생하는 저에너지 전자를 밀어내기 위해 캐소드(102)의 표면을 향한 합력 척력을 제공한다. 상기 예는 단지 예시로서 제공된 것이고, 본 발명을 어떠한 방식으로도 한정하도록 의도된 것은 아니다. 제어 그리드(108)에 인가된 선택된 전위는 가까운 장래에 구현에 따라 다양할 것이라는 것이 이해될 수 있을 것이다.

도 1b에 도시되어 있는 몇몇 실시예에서, PMT(100)는 제어 그리드(108)와 제1 다이노드(104A) 사이에 배치된 가속 그리드(110)를 더 포함할 수도 있다. 가속 그리드(110)는 제어 그리드(108)를 넘어 제1 다이노드(104A)로 1차 전자를 이동시키도록 낮은 가속도장을 제공하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 가속 그리드(110)는 제1 다이노드(104A)의 높은 전위로부터 제어 그리드(108)를 차폐하도록 더 구성된다. 예를 들어, 가속 그리드(110)는 제1 다이노드(104A)의 높은 전위(예를 들어, 대략 +50 내지 +100 V)보다 더 낮은 전위(예를 들어, +15V)에서 동작할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 제어 그리드(108)의 도전성 표면은 가속 그리드(110) 및/또는 다이노드(104)의 가속도장을 통한 전자 포커싱을 가능하게 하도록 더 성형된다. 예를 들어, 제어 그리드(108)는 제어 그리드(108)에 의해 도입된 전기장을 횡단하는 전자를 포커싱하도록 선택된 곡률을 갖고 구성된 미세 와이어 메시를 포함할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 PMT(100)를 구비하는 검사 시스템(200)을 도시한다. 검사 시스템(200)은 샘플(202)(예를 들어, 반도체 웨이퍼, 마스크 또는 비-반도체 샘플)의 표면으로부터 반사되고, 산란되고 그리고/또는 방사된 조명을 검출하도록 PMT를 이용하는 임의의 시스템을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 검사 시스템(200)은 암시야 검사 또는 이미징 시스템을 포함할 수도 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

검사 시스템(200)은 샘플(202)을 지지하도록 구성된 스테이지(204)를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 스테이지(204)는 선택된 위치 또는 배향으로 샘플(202)을 작동하도록 더 구성된다. 예를 들어, 스테이지(204)는 그 다수가 당 기술 분야에 공지되어 있는 선택된 검사 또는 이미징 알고리즘에 따라 포지셔닝, 포커싱 및/또는 스캐닝을 위해 샘플(202)을 병진하거나 회전시키도록 구성된 모터 또는 서보와 같은 적어도 하나의 액추에이터를 포함하거나, 기계적으로 결합될 수도 있다.

시스템(200)은 하나 이상의 조명 광학계(208)에 의해 경계 형성된 조명 경로를 따라 샘플(202)의 표면에 조명을 제공하도록 구성된 조명원(206)을 더 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 조명 경로는 조명의 적어도 일부 및 샘플(202)의 표면으로부터 하나 이상의 수집 광학계(212)에 의해 경계 형성된 수집 경로를 따라 PMT(100)를 포함하는 검출기(214)(전술된 바와 같이)로 반사되고, 산란되거나 방사된 조명을 샘플(202)의 표면에 안내하도록 구성된 빔 스플리터(210)를 더 포함한다. 본 명세서에 사용될 때, 용어 조명 광학계 및 수집 광학계는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 포커싱 렌즈, 회절 요소, 편광 요소, 광 파이버 등과 같은 광학 요소의 임의의 조합을 포함한다.

검사 시스템(200)은 검출기(214)에 통신적으로 결합된 적어도 하나의 컴퓨팅 시스템(216)을 더 포함할 수도 있다. 컴퓨팅 시스템(216)은 퍼스널 컴퓨팅 시스템, 메인프레임 컴퓨팅 시스템, 워크스테이션, 이미징 컴퓨터, 병렬 프로세서 또는 당 기술 분야에 공지된 임의의 프로세싱 디바이스를 포함할 수도 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 일반적으로, 용어 "컴퓨팅 시스템"은 적어도 하나의 캐리어 매체(218)로부터 프로그램 명령어(220)를 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 갖는 임의의 디바이스를 포함하도록 광범위하게 정의될 수도 있다.

컴퓨팅 시스템(216)은 검출기(214)에 의해 수집된 조명과 연관된 정보(예를 들어, 이미지 프레임, 화소, 강도 측정치)를 수신하도록 구성될 수도 있다. 컴퓨팅 시스템(216)은 수집된 정보를 이용하는 당 기술 분야에 공지된 다양한 검사, 이미징 및/또는 샘플 분석 알고리즘을 수행하도록 더 구성될 수도 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 시스템(216)은 샘플(202)의 하나 이상의 결함을 위치확인하고 그리고/또는 하나 이상의 결함과 연관된 재검토 이미지를 발생하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 컴퓨팅 시스템(216)은 하나 이상의 결함(예를 들어, 명시야 또는 암시야 결함, 결함의 공간 특성)을 특징화하도록 더 구성될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 컴퓨팅 시스템(216)은 본 명세서에 설명된 다양한 단계 또는 기능을 실행하거나 실행을 제어하도록 더 구성될 수도 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 시스템(216)은 PMT(100)(예를 들어, 다양한 단자에 인가된 전압), 조명원(206) 및/또는 하나 이상의 스테이지 액추에이터를 제어하도록 구성될 수도 있다.

도 3은 확장된 동적 범위를 갖는 PMT(100)를 제공하는 방법(300)을 도시하는 흐름도이다. 그러나, 방법(300)의 하나 이상의 단계는 PMT(100)의 상기 실시예에 의해 설명된 것들에 대안적인 수단을 거쳐서 성취될 수도 있는 것이 고려된다. 이에 따라, 방법(300)은 이어지는 단계들을 수행하기 위해 당 기술 분야에 공지된 임의의 수단을 포함하도록 의도된다.

단계 302 내지 306에서, 포토캐소드(102), 광전자 증배관(101) 내에 배치된 복수의 다이노드(104), 및 애노드(106)를 포함하는 통상의 PMT(100)의 구성이 제공된다. 전술된 바와 같이, 포토캐소드(102)는 입사 조명에 응답하여 전자를 방출할 수도 있다. 전자는 이어서 광전자 증배관(101)을 통해 가속되고, 다이노드(104)에 의해 2차 방출을 거쳐 증배된다. 증배된 전자는 애노드(106)에 의해 수용되어 PMT(100)로부터 검출된 전류의 급격한 상승을 야기한다. 단계 308에서, 약한 척력 전기장이 제어 그리드(108) 또는 당 기술 분야에 공지된 임의의 기능적 등가물을 거쳐 도입된다. 척력장은 포토캐소드(102)에 의해 방출된 저에너지 전자가 다이노드(104)에 의해 광전자 증배관(101)을 통해 애노드(106)로 가속되는 것을 방지한다. 조명이 더 이상 포토캐소드(102)에 충돌하지 않은 후에 열적 여기의 결과로서 방출될 수도 있는 저에너지 전자는 이에 따라 PMT(100)로부터 검출된 전류에 영향을 미치는 것이 방지된다. 그 결과, 입사 조명에 기인하는 강도 피크는 확장된 동적 범위를 허용하는 전류의 급속한 감소로 이어진다.

방법(300)은 시스템(100) 또는 시스템(200)의 상기 실시예와 관련하여 설명된 기능을 수행하기 위한 하나 이상의 단계를 더 포함할 수도 있다. 이와 같이, 상기 단계들은 방법의 실시예를 예시하고, 한정으로서 해석되어서는 안된다. 당 기술 분야의 숙련자들은 본 명세서에 설명된 프로세스, 시스템 및/또는 다른 기술이 영향을 받을 수 있는 다양한 매개체(예를 들어, 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어의 다양한 조합)가 존재하는 것을 더 이해할 수 있을 것이다. 바람직한 매개체는 구현의 환경에 따라 다양할 것이다.

본 명세서에 설명된 것들과 같은 단계들 또는 기능들을 구현하는 프로그램 명령어는 캐리어 매체를 통해 전송되거나 캐리어 매체 상에 저장될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 캐리어 매체는 와이어, 케이블 또는 무선 전송 링크와 같은 전송 매체를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 캐리어 매체는 판독 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 자기 또는 광학 디스크 또는 자기 테이프와 같은 저장 매체를 포함할 수도 있다.

본 명세서에 설명된 몇몇 단계들 또는 기능들은 저장 매체에 의한 결과의 저장을 필요로 한다. 결과들은 본 명세서에 설명된 임의의 수집된 또는 결정된 정보를 포함할 수도 있고, 당 기술 분야에 공지된 임의의 방식으로 저장될 수도 있다. 결과들이 저장된 후에, 결과들은 저장 매체로부터 액세스될 수도 있고 본 명세서에 설명된 임의의 방법 또는 시스템 실시예를 위해 이용될 수도 있고, 사용자에 표시를 위해 포맷될 수도 있고, 다른 소프트웨어 모듈, 방법 또는 시스템 등에 의해 사용될 수도 있다. 더욱이, 결과들은 영구적으로, 반영구적으로 또는 일시적으로(즉, 지정된 또는 무기한 시간 기간 동안) 저장될 수도 있다. 예를 들어, 저장 매체는 랜덤 액세스 메모리(random access memory: RAM)일 수도 있고, 결과들은 저장 매체에 반드시 무한하게 지속될 필요는 없을 수도 있다.

본 발명의 특정 실시예가 예시되었지만, 본 발명의 다양한 수정 및 실시예가 상기 설명의 범주 및 사상으로부터 벗어나지 않고 당 기술 분야의 숙련자들에 의해 이루어질 수도 있다는 것이 명백하다. 이에 따라, 본 발명의 범주는 단지 여기에 첨부된 청구범위에 의해서만 한정되어야 한다.

100: PMT 101: 광전자 증배관
102: 포토캐소드 104: 다이노드
104A: 제1 다이노드 104B: 제2 다이노드
106: 애노드 108: 제어 그리드
110: 가속 그리드 200: 검사 시스템
202: 샘플 204: 스테이지
206: 조명원 208: 조명 광학계
212: 수집 광학계 214: 검출기

Claims (23)

1. 광전자 증배관에 있어서,
   입사 조명에 응답하여 전자를 방출하도록 구성된 포토캐소드;
   상기 포토캐소드로부터 수용된 전자들을 증배하도록 구성된 복수의 다이노드들;
   상기 복수의 다이노드들에 의해 증배된 전자들을 수용하도록 구성된 애노드; 및
   상기 광전자 증배관의 동적 범위를 향상시키기 위해, 상기 입사 조명에 의한 상기 포토캐소드의 조명 후에 상기 포토캐소드에 의해 방출된 적어도 소정의 열전자가 상기 복수의 다이노드들에 의해 수용되는 것을 차단하기에 충분한 전위를 유지하도록 구성된 제어 그리드를
   포함하는, 광전자 증배관.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어 그리드는 상기 포토캐소드와 상기 복수의 다이노드들 중 제1 다이노드 사이에 배치되는 것인, 광전자 증배관.
3. 제2항에 있어서, 상기 제어 그리드는 상기 포토캐소드에 실질적으로 평행하게 배열되는 것인, 광전자 증배관.
4. 제2항에 있어서,
   상기 제어 그리드와 상기 제1 다이노드 사이에 배치된 가속 그리드를 더 포함하는, 광전자 증배관.
5. 제1항에 있어서, 상기 제어 그리드는 상기 포토캐소드의 전위에 관해 음전위를 유지하도록 구성된 도전체를 포함하는 것인, 광전자 증배관.
6. 제5항에 있어서, 상기 도전체는 와이어 메시(wire mesh)를 포함하는 것인, 광전자 증배관.
7. 제5항에 있어서, 상기 도전체는 상기 포토캐소드의 전위에 관해 -0.5 V 내지 -1 V의 범위의 전위를 유지하도록 구성되는 것인, 광전자 증배관.
8. 삭제
9. 검사 시스템에 있어서,
   샘플을 조명하도록 구성된 적어도 하나의 조명원;
   상기 샘플로부터 산란되거나, 반사되거나 방사된 조명을 수용하도록 구성된 적어도 하나의 검출기; 및
   상기 적어도 하나의 검출기와 통신하는 적어도 하나의 컴퓨팅 시스템을
   포함하고,
   상기 적어도 하나의 검출기는,
   상기 샘플로부터 수용된 조명에 응답하여 전자들을 방출하도록 구성된 포토캐소드,
   상기 포토캐소드로부터 수용된 전자들을 증배하도록 구성된 복수의 다이노드들,
   상기 복수의 다이노드들에 의해 증배된 전자들을 수용하도록 구성된 애노드, 및
   광전자 증배관의 동적 범위를 향상시키기 위해, 입사 조명에 의한 상기 포토캐소드의 조명 후에 상기 포토캐소드에 의해 방출된 적어도 소정의 열전자가 상기 복수의 다이노드들에 의해 수용되는 것을 차단하기에 충분한 전위를 유지하도록 구성된 제어 그리드
   를 포함하는 광전자 증배관을 포함하며,
   상기 적어도 하나의 컴퓨팅 시스템은 상기 샘플로부터 상기 적어도 하나의 검출기에 의해 수용된 조명에 기초하여 상기 샘플의 적어도 하나의 결함과 연관된 정보를 결정하도록 구성되는 것인, 검사 시스템.
10. 제9항에 있어서, 상기 제어 그리드는 상기 포토캐소드와 상기 복수의 다이노드들 중 제1 다이노드 사이에 배치되는 것인, 검사 시스템.
11. 제10항에 있어서, 상기 제어 그리드는 상기 포토캐소드에 실질적으로 평행하게 배열되는 것인, 검사 시스템.
12. 제9항에 있어서, 상기 광전자 증배관은 상기 제어 그리드와 제1 다이노드 사이에 배치된 가속 그리드를 더 포함하는 것인, 검사 시스템.
13. 제9항에 있어서, 상기 제어 그리드는 상기 포토캐소드의 전위에 관해 음전위를 유지하도록 구성된 도전체를 포함하는 것인, 검사 시스템.
14. 제13항에 있어서, 상기 도전체는 와이어 메시를 포함하는 것인, 검사 시스템.
15. 제13항에 있어서, 상기 도전체는 상기 포토캐소드의 전위에 관해 -0.5 V 내지 -1 V의 범위의 전위를 유지하도록 구성되는 것인, 검사 시스템.
16. 삭제
17. 제9항에 있어서, 상기 검사 시스템은 암시야 검사(darkfield inspection)를 위해 구성되는 것인, 검사 시스템.
18. 광전자 증배관의 동적 범위를 확장하는 방법에 있어서,
    입사 조명에 응답하여 전자들을 방출하도록 구성된 포토캐소드를 제공하는 단계;
    상기 포토캐소드로부터 수용된 전자들을 증배하도록 구성된 복수의 다이노드들을 제공하는 단계;
    상기 복수의 다이노드들에 의해 증배된 전자들을 수용하도록 구성된 애노드를 제공하는 단계; 및
    상기 입사 조명에 의한 상기 포토캐소드의 조명 후에 상기 포토캐소드에 의해 방출된 열전자들의 일부가 상기 복수의 다이노드들에 의해 수용되는 것을 방지하도록 척력 전기장을 도입하는 단계
    를 포함하는, 광전자 증배관의 동적 범위를 확장하는 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 척력 전기장을 도입하는 단계는,
    상기 포토캐소드와 상기 복수의 다이노드들 중 제1 다이노드 사이에 제어 그리드를 배치하는 단계; 및
    상기 제어 그리드의 도전체에 전위를 인가하는 단계를
    포함하고,
    상기 전위는 상기 포토캐소드의 전위에 관해 음인 것인, 광전자 증배관의 동적 범위를 확장하는 방법.
20. 제19항에 있어서, 상기 제어 그리드와 상기 제1 다이노드 사이에 가속 그리드를 배치하는 단계를 더 포함하는, 광전자 증배관의 동적 범위를 확장하는 방법.
21. 제19항에 있어서, 상기 도전체는 와이어 메시를 포함하는 것인, 광전자 증배관의 동적 범위를 확장하는 방법.
22. 제19항에 있어서, 상기 도전체에 인가된 전위는 상기 포토캐소드의 전위에 관해 -0.5 V 내지 -1 V의 범위에 있는 것인, 광전자 증배관의 동적 범위를 확장하는 방법.
    
23. 삭제

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