KR20160072237A - 바이어스 변형 광전자 증배관 - Google Patents

바이어스 변형 광전자 증배관 Download PDF

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KR20160072237A
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카이 카오
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Abstract

바이어스 변형 광전자 증배관(PMT)은 동작시에 광자를 흡수하고 흡수된 광자에 응답하여 광전자를 방사하는 광음극을 포함한다. 바이어스 변형 PMT는 또한 상기 광음극에 의해 방사된 광전자를 수신하는 복수의 다이노드를 포함한다. 상기 복수의 다이노드는 제1 바이어스 차를 가진 제1쌍의 다이노드와 제2 바이어스 차를 가진 적어도 제2쌍의 다이노드를 포함한다. 제2 바이어스 차는 제1 바이어스 차보다 더 크다. 바이어스 변형 PMT는 상기 복수의 다이노드로부터 지향된 광전자를 수신하는 애노드를 또한 포함한다.

Description

바이어스 변형 광전자 증배관{BIAS-VARIANT PHOTOMULTIPLIER TUBE}
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 아래에 리스트된 출원("관련 출원")과 관련되고 그 관련 출원으로부터 가장 빠른 이용 가능한 유효 출원 일자의 이익을 주장한다(예를 들면, 관련 출원의 임의의 또는 모든 부모 출원, 조부모 출원, 증조부모 출원 등에 대한 가특허 출원 외의 가장 빠른 이용 가능한 우선권 일자를 주장하거나 가특허 출원에 대한 35 USC §119(e)의 이익을 주장한다.
관련 출원
미국 특허상표청(USPTO)의 특별법 요건에 맞추기 위해, 본 출원은 "수명 연장형 광전자 증배관"(EXTENDED LIFETIME PHOTOMULTIPLIER TUBE)의 명칭으로 2013년 10월 19일자 출원된 미국 가특허 출원 제61/893,190호(발명자: 더렉 맥케이, 폴 돈더즈, 카이 카오, 임 정식)의 정규(가출원이 아님) 특허 출원을 구성한다. 상기 가특허 출원 제61/893,190호는 인용에 의해 그 전부가 본원에 통합된다.
기술 분야
본 발명은 광전자 증배관(PMT)에 관한 것으로, 특히 상이한 다이노드 바이어스의 인가를 통해 수명을 연장시킨 바이어스 변형 PMT에 관한 것이다.
광전자 증배관(PMT)의 사용이 계속됨에 따라서, 수명이 연장된 PMT에 대한 수요가 증가하고 있다. PMT는 매우 작은 광신호를 증폭한다. 광이 PMT의 캐소드에 부딪힐 때, 광전자가 생성되어 수광 다이노드(receiving dynode)를 향해 가속화된다. 수광 다이노드는 그 다음에 상기 광전자를 증폭하여 제2 다이노드쪽으로 지향시킨다. 이 처리는 증폭된 광전자 신호가 애노드에 수집될 때까지 일련의 다이노드를 통해 계속된다. 전형적으로, 각 다이노드에서의 이득은 주어진 다이노드와 이전 다이노드 간의 전압 차에 대응하는 입사 전자의 에너지에 의해 조정된다. 일반적으로 후자 다이노드에서의 더 큰 전류는 알칼리 코팅의 열화를 야기하여 2차 방사를 일으킴으로써 신호 증폭이 필요한 것으로 보여진다. 상기 코팅의 열화는 입사 전자들의 에너지가 일정하게 유지되는 경우에도 주어진 스테이지의 이득을 감소시킨다. 그래서 PMT의 총 이득이 감소된다. 결국, 입사 광 신호가 일정하게 유지되는 경우에도 주어진 PMT의 애노드에서 측정된 신호는 시간의 함수로서 감소할 것이다. 이러한 효과를 완화시키는 종래의 방법은 다이노드들 간의 전압치를 조정하여 이득을 그 본래치로 복원하는 것을 포함한다. 그러나 일부 경우에는 전압이 이득 손실을 없앨 정도로 충분히 증가될 수 없는 레벨까지 이득이 감소한다. 그러므로 전술한 종래 기술의 결함을 치유하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
바이어스 변형 광전자 증배관(PMT)이 제공된다. 예시적인 일 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT는 비제한적인 예를 들자면 광자를 흡수하고 흡수된 광자에 응답하여 광전자를 방사하도록 구성된 광음극을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT는 비제한적인 예를 들자면 상기 광음극으로부터 방사된 광전자를 수신하도록 구성된 복수의 다이노드를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT는 비제한적인 예를 들자면 제1 바이어스 차를 가진 제1쌍의 다이노드와 상기 제1 바이어스 차와는 다른 제2 바이어스 차를 가진 적어도 제2쌍의 다이노드를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT는 비제한적인 예를 들자면 상기 제1쌍의 다이노드들 간의 제1 바이어스 차보다 더 큰, 상기 적어도 제2쌍의 다이노드들 간의 제2 바이어스 차를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT는 비제한적인 예를 들자면 상기 복수의 다이노드로부터 지향된 광전자를 수신하도록 구성된 애노드를 포함할 수 있다.
광전자 증배관(PMT)을 바이어스하는 방법이 제공된다. 예시적인 일 실시형태에 있어서, PMT를 바이어스하는 방법은 비제한적인 예를 들자면 광음극으로 광자를 흡수한 후 2차 방사를 통해 초기 광전자 집합을 발생하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, PMT를 바이어스하는 방법은 비제한적인 예를 들자면 상기 초기 광전자 집합을 복수의 다이노드에 지향시키는 단계를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, PMT를 바이어스하는 방법은 비제한적인 예를 들자면 제1 바이어스 차를 가진 제1쌍의 다이노드로 제2 광전자 집합을 형성하도록 상기 초기 광전자 집합을 증폭하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, PMT를 바이어스하는 방법은 비제한적인 예를 들자면 상기 제1 바이어스 차보다 더 큰 적어도 제2 바이어스 차를 가진 적어도 제2쌍의 다이노드로 적어도 제3 광전자 집합을 형성하도록 상기 제2 광전자 집합을 증폭하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, PMT를 바이어스하는 방법은 비제한적인 예를 들자면 애노드로 상기 적어도 제3 광전자 집합을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
바이어스 변형 광전자 증배관(PMT) 센서를 구비한 검사 시스템이 제공된다. 예시적인 일 실시형태에 있어서, 검사 시스템은 비제한적인 예를 들자면 샘플 표면의 일부를 조명하도록 구성된 조명원을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 검사 시스템은 비제한적인 예를 들자면 상기 샘플의 표면으로부터 산란된 광의 적어도 일부를 검출하도록 구성된 바이어스 변형 PMT 센서를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 검사 시스템은 비제한적인 예를 들자면 상기 샘플의 표면으로부터 산란된 광의 적어도 일부를 바이어스 변형 PMT 센서를 통해 지향 및 집속시키도록 구성된 수집 광학계 집합을 포함할 수 있다.
전술한 일반적인 설명 및 후술하는 상세한 설명은 단지 예시적으로 설명하는 것이고 청구되는 발명을 제한하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 본 명세서에 통합되어 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 발명의 실시형태를 보인 것이고 일반적인 설명과 함께 발명의 원리를 설명하기 위해 소용된다.
본 발명의 많은 장점들은 첨부 도면을 참조함으로써 당업자에게 더 잘 이해될 수 있을 것이다.
도 1a는 본 발명의 실시형태에 따른, 바이어스 변형 다이노드를 구비한 바이어스 변형 광전자 증배관의 단순화한 개략도이다.
도 1b는 본 발명의 실시형태에 따른, 비저항을 다르게 한 저항성 체인을 구비한 바이어스 변형 PMT의 단순화한 개략도이다.
도 1c는 본 발명의 실시형태에 따른, 동일한 총 이득을 발생하는 3개의 상이한 바이어스 방식에서의 전압 차를 보인 도이다.
도 1d는 본 발명의 실시형태에 따른, 3개의 상이한 바이어스 방식의 열화 곡선을 보인 도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른, 광전자 증배관을 바이어스하는 방법의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른, 바이어스 변형 광전자 증배관 센서를 구비한 검사 시스템의 블록도이다.
이제, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명을 상세히 설명한다.
일반적으로 도 1a 내지 도 3을 참조하면서 본 발명에 따른 바이어스 변형 광전자 증배관(PMT)(100)을 설명한다. 본 발명의 실시형태는 이득 열화에 대한 저항성을 제공하는 바이어스 변형 PMT(100)에 관한 것이다. 이득 열화의 감소는 주어진 PMT의 수명 증가를 가져온다. 본 발명의 실시형태는 또한 제1 바이어스 차를 가진 제1쌍의 다이노드와 제2 바이어스 차를 가진 제2쌍의 다이노드를 포함한 복수의 다이노드 쌍을 구비한 바이어스 변형 PMT(100)에 관한 것이다. 일 실시형태에 있어서, 제2 바이어스 차는 제1 바이어스 차보다 더 크다(예를 들면, 제2 바이어스 차는 제1 바이어스 차의 2배이다). 이러한 바이어스 구성은 후자 다이노드에서의 이득 열화를 감소시켜서 PMT의 수명을 증가시킨다는 점에 주목한다.
도 1a는 본 발명의 실시형태에 따른 바이어스 변형 광전자 증배관(PMT)(100)을 보인 도이다. 일 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT(100)는 광음극(102)을 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 광음극(102)은 광자(104)를 흡수하도록 구성된다. 다른 실시형태에 있어서, 광음극은 상기 흡수된 광자에 응답하여 광전자(108a-d)를 방사한다. 다른 실시형태에 있어서, 광음극(102)은 광음극(102)의 일 표면에서 광자(104)를 흡수하고 광음극(102)의 반대쪽 표면으로부터 광전자(108a-d)를 방사하기에 적합한 투과형 광음극을 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 광음극(102)은 광음극(102)의 일 표면에서 광자(104)를 흡수하고 광음극(102)의 동일한 표면으로부터 광전자(108a-d)를 방사하기에 적합한 반사형 광음극을 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 광음극(102)은 비스듬한 입사각 및/또는 수직 입사각으로부터 광자(104)를 흡수하도록 구성된다.
일 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT(100)는 복수의 다이노드(106a-d)를 포함한다. 예를 들면, 바이어스 변형 PMT(100)는 광음극(102)으로부터 방사된 광전자(108a)를 수신하도록 구성된 제1 다이노드(106a)를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT(100)는 제1 다이노드(106a)로부터 방사된 광전자 전류(108b)가 전류(108a)보다 더 크게 되도록 광전자 전류(108a)를 증폭(예를 들면, 2차 방사를 통해)하도록 구성된 제1 다이노드(106a)를 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT(100)는 전류(108c)가 전류(108b)보다 더 크게 되도록 광전자 전류를 증폭하는 제2 다이노드(106b)를 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT(100)는 광전자 전류를 바람직한 레벨까지 증폭하는 복수의 다이노드(106a-d)를 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT(100) 내의 최종 다이노드(예를 들면, 도 1a의 106d)는 상기 증폭된 광전자 전류 출력을 애노드(110)에 부딪치게끔 지향시키도록 배열된다.
다른 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT(100)는 다이노드 쌍들 간에 상이한 바이어스 차를 가진 복수의 다이노드 쌍(예를 들면, 106a와 106b 또는 106c와 106b)을 구비한 제1 다이노드 집합을 포함한다. 예를 들면, 바이어스 변형 PMT(100)는 제1 바이어스를 가진 제1 다이노드(106a) 및 제2 바이어스를 가진 제2 다이노드(106b)를 포함할 수 있고, 이때 상기 제2 바이어스는 상기 제1 다이노드(106a) 바이어스와 상이하다. 다른 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT(100)는 제1 집합 바이어스를 가진 제1 다이노드(106a) 및 상기 제1 바이어스와 상이한 제2 집합 바이어스를 가진 제2 다이노드(106b)를 포함하고, 이것에 의해 상기 제1 바이어스와 상기 제2 바이어스 간의 차는 제1 바이어스 차를 생성한다. 다른 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT(100)는 제3 바이어스를 가진 제3 다이노드(106c) 및 상기 제3 다이노드(106c)와 연관된 제3 바이어스와 상이한 제4 바이어스를 가진 제4 다이노드(106d)를 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT(100)는 제3 집합 바이어스를 가진 제3 다이노드(106c) 및 상기 제3 바이어스와 상이한 제4 집합 바이어스를 가진 제4 다이노드(106d)를 포함하고, 이것에 의해 상기 제3 바이어스와 상기 제4 바이어스 간의 차는 제2 바이어스 차를 생성한다. 다른 실시형태에 있어서, 상기 제3 다이노드(106c)와 상기 제4 다이노드(106d) 간의 상기 제2 바이어스 차는 상기 제1 다이노드(106a)와 상기 제2 다이노드(106b) 간의 상기 제1 바이어스 차보다 더 크다. 다른 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT(100)는 제1 다이노드 쌍과 다이노드를 공유하는 제2 다이노드 쌍을 포함한다. 예를 들면, 바이어스 변형 PMT(100)는 제1 바이어스 차를 가진 제1 다이노드 쌍을 구성하는 제1 다이노드(106a) 및 제2 다이노드(106b)와, 상기 제1 바이어스 차보다 더 큰 제2 바이어스 차를 가진 제2 다이노드 쌍을 구성하는 제2 다이노드(106b) 및 제3 다이노드(106c)를 포함할 수 있다.
다른 실시형태에 있어서, 비록 도시되지 않았지만, 바이어스 변형 PMT(100)는 적어도 제2 다이노드 집합을 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT(100)는 광음극으로부터 방사되는 광전자를 수신하도록 구성된 제1 바이어스를 가진 제2 다이노드 집합의 제1 다이노드를 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT(100)는 제1 바이어스 차를 가진 제2 다이노드 집합의 제1쌍의 다이노드 및 상기 제1 바이어스 차와 상이한 제2 바이어스 차를 가진 제2 다이노드 집합의 적어도 제2쌍의 다이노드를 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT(100)는 제1 바이어스 차를 가진 제2 다이노드 집합의 제1쌍의 다이노드보다 더 큰 제2 바이어스 차를 가진 제2 다이노드 집합의 제2쌍의 다이노드를 포함한다.
일 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT(100)는 애노드(110)를 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT(100)는 복수의 다이노드(106a-d)로부터 지향된 광전자를 수신하도록 구성된 애노드(110)를 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT(100)는 복수의 다이노드(106a-d)로부터의 광전자를 광으로 변환하도록 구성된 애노드(110)를 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT(100)는 애노드(110)로부터 방사된 조명을 검출하도록 구성된 검출기(도시 생략됨)를 포함한다. 예를 들면, 상기 검출기는 비제한적인 예를 들자면 CCD 검출기 또는 TDI-CCD 검출기와 같은 업계에 공지된 임의의 검출기를 포함할 수 있다.
도 1b는 본 발명의 실시형태에 따른, 세트 비저항(set resistivity)(112a, 112b)을 가진 저항성 체인을 구비한 바이어스 변형 PMT(100)를 보인 것이다. 일 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT(100)는 제1쌍의 다이노드(106a, 106b) 및 제2쌍의 다이노드(106c, 106d)을 구비한 저항성 체인을 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 비저항(112b)은 적어도 비저항(112a)보다 더 크다. 예를 들면, 상기 저항성 체인은 비저항(112a)보다 2배 더 큰 비저항(112b)을 가질 수 있고, 이것에 의해 제1쌍의 다이노드(106a, 106b)보다 제2쌍의 다이노드(106c, 106d) 사이에서 더 큰 전압 차를 생성한다.
바이어스 변형 PMT(100)에서 사용하는 다이노드의 수는 도 1a 또는 도 1b에 도시된 다이노드의 수로 제한되지 않는다는 점에 주목한다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 다이노드의 수는 단지 설명을 위해 제공된 것이고, 본 발명에서는 임의 수의 다이노드 및 다이노드 쌍을 사용할 수 있다. 또한, 다이노드 및 다이노드 쌍의 수의 선택은 궁극적으로 다른 인수들 중에서도 특히 필요한 증폭 레벨 및 비용에 의존할 수 있다는 점에 주목한다. 또한, 바이어스 변형 PMT(100)는 도 1b에 도시된 저항성 체인으로 제한되지 않는다는 점에 주목한다. 도 1b에 도시된 저항성 체인은 단지 설명을 위해 제공된 것이고, 본 발명에서는 임의의 저항성 체인 구성도 사용할 수 있다.
도 1c는 본 발명의 실시형태에 따른, 동일한 총 이득을 발생하는 3개의 상이한 바이어스 방식에서의 전압 차를 보인 것이다. 곡선(122)은 정상적으로 바이어스된 PMT 내의 다이노드들 간의 전압 차를 보인 것이다(일정함). 곡선(124)은 후자의 다이노드에서 더 큰 이득을 가진, 본 명세서 전반에 걸쳐 설명하는 바이어스 변형 PMT(100)와 양립하는 전압 차를 보인 것이다. 곡선(126)은 PMT의 수명 단축을 확인하기 위해 제1 다이노드가 후자 다이노드보다 더 큰 바이어스 차를 갖게 한 경우인 바이어스 변형 PMT(100)의 반대를 보인 것이다. 도 1c에 도시된 모두 3개의 바이어싱의 경우는 동일한 총 PMT 이득을 생성하도록 배열된 것임에 주목한다.
도 1d는 3개의 상이한 바이어스 방식과 관련된 열화 곡선을 보인 도이다. 선(128)은 정상적으로 바이어스된 PMT를 보인 것이고, 선(130)은 바이어스 변형 PMT(100)를 보인 것이며, 선(132)은 바이어스 변형 PMT(100)의 반대를 보인 것이다. 각각의 도시된 선은 동일한 광원을 사용하고 동일한 이득으로 시작한다. 모든 선들은 동일한 애노드 전류를 갖지만 그들의 열화 선들은 도시된 것처럼 크게 다르다.
도 2는 본 발명의 하나 이상의 실시형태에 따른, 불균일한 바이어싱을 갖는 PMT에서 광전자 신호를 증폭하는 방법(200)의 흐름도(200)이다. 단계 202에서는 광음극에 의한 광자 흡수를 통해 초기 광전자 집합을 발생한다. 다른 실시형태에 있어서, 바이어스하는 방법(200)은 광자 흡수에 의해 광음극으로부터 광전자를 (2차 방사에 의해) 방사하는 단계를 포함한다. 단계 204에서는 상기 초기 광전자 집합을 복수의 다이노드로 지향시킨다. 단계 206에서는 제1 바이어스 차를 가진 제1쌍의 다이노드로 초기 광전자 집합을 증폭하여 제2 광전자 집합을 형성한다. 단계 208에서는 제1 바이어스 차보다 더 큰 제2 바이어스 차를 가진 제2쌍의 다이노드로 상기 제2 광전자 집합을 증폭하여 제3 광전자 집합을 형성한다. 단계 210에서는 애노드로 상기 광전자들을 수신한다.
도 3은 본 발명의 하나 이상의 실시형태에 따른 바이어스 변형 PMT(100)를 구비한 광학 시스템(300)을 보인 도이다.
일 실시형태에 있어서, 광학 시스템(300)은 바이어스 변형 PMT 센서(301)를 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 광학 시스템(300)의 바이어스 변형 PMT 센서(301)는 본 명세서의 앞에서 설명한 바이어스 변형 PMT(100)와 같은 바이어스 변형 PMT를 하나 이상 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 바이어스 변형 PMT 센서(301) 내의 바이어스 변형 PMT(100)는 광자를 흡수하고 흡수된 광자에 응답하여 광전자를 방사하도록 구성된 광음극; 상기 광음극으로부터 방사된 광전자를 수신하도록 구성되고 제1 바이어스 차를 가진 제1쌍의 다이노드와 상기 제1 바이어스 차보다 더 큰 제2 바이어스 차를 가진 적어도 제2쌍의 다이노드를 구비한 복수의 다이노드; 및 상기 복수의 다이노드로부터 지향된 광전자를 수신하도록 구성된 애노드를 포함한다.
일 실시형태에 있어서, 광학 시스템(300)은 조명을 발생하도록 구성된 조명원(302)을 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 조명원(302)은 샘플 스테이지(306) 위에 배치된 샘플(304)(예를 들면, 반도체 웨이퍼)의 표면의 일부를 조명하도록 구성된다. 다른 실시형태에 있어서, 조명원(302)은 광대역 램프(예를 들면, 크세논 램프)와 같은 하나 이상의 광대역 광원을 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 조명원(302)은 선택된 파장의 광을 방사하는 하나 이상의 레이저와 같은 하나 이상의 협대역 광원을 포함한다.
일 실시형태에 있어서, 광학 시스템(300)은 조명을 샘플 표면(304)에 지향 및 집속시키도록 구성된 조명 광학계(308)의 집합을 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 광학 시스템(300)의 조명 광학계(308)는 조명원(302)으로부터 방사된 광 빔을 샘플(304) 표면의 일부 위로 지향시키고, 처리하고, 필터링하고 편광하고 및/또는 집속시키기에 적합한 업계에 공지된 임의의 광학 요소들을 포함한다. 예를 들면, 조명 광학계의 집합은 비제한적인 예를 들자면 하나 이상의 렌즈, 하나 이상의 미러, 하나 이상의 빔 스플리터, 하나 이상의 편광자 요소, 하나 이상의 필터 등을 포함할 수 있다.
다른 실시형태에 있어서, 광학 시스템(300)은 샘플(304)의 표면으로부터 산란된 광의 적어도 일부를 바이어스 변형 PMT 센서(301)의 입력으로 지향 및 집속시키도록 구성된 수집 광학계(310)의 집합을 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 광학 시스템(300)의 수집 광학계(310)는 샘플(304)의 표면으로부터 산란, 반사 또는 회절된 광을 바이어스 변형 기반 센서(301)로 수집하고, 지향시키고, 처리하고, 필터링하고 및/또는 집속시키기에 적합한 업계에 공지된 임의의 광학 요소들을 포함한다. 예를 들면, 수집 광학계(310)의 집합은 비제한적인 예를 들자면 하나 이상의 렌즈, 하나 이상의 미러, 하나 이상의 빔 스플리터, 하나 이상의 필터, 하나 이상의 편광자 요소 등을 포함할 수 있다.
다른 실시형태에 있어서, 광학 시스템(300)은 검사 시스템 또는 검사 툴이다. 다른 실시형태에 있어서, 광학 시스템(300)은 광학 계측 시스템 또는 검사 툴이다. 다른 실시형태에 있어서, 조명원(302), 조명 광학계(308), 수집 광학계(310) 및 바이어스 변형 PMT 센서(301)는 광학 시스템(300)이 암시야 검사 시스템으로서 동작하도록 암시야 구성으로 배열될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 비록 도시되지 않았지만, 조명원(302), 조명 광학계(308), 수집 광학계(310) 및 바이어스 변형 PMT 센서(301)는 광학 시스템(300)이 명시야 검사 시스템으로서 동작하도록 명시야 구성으로 배열될 수 있다.
지금까지 본 발명의 특정 양태들을 도시하고 설명하였지만, 당업자라면 여기에서의 교시에 기초하여 여기에서 설명한 주제 및 그 더 넓은 양태로부터 벗어나지 않고 변경 및 수정이 가능할 것이고, 따라서 첨부된 특허 청구범위는 여기에서 설명한 주제의 정신 및 범위 내에 있는 그러한 모든 변경 및 수정을 그 범위 내에 포함하여야 한다는 것은 명백하다. 본 발명 및 그 많은 부수적인 장점들은 전술한 설명으로부터 이해될 것으로 믿어지고, 각종의 변경이 여기에서 설명한 주제로부터 벗어나지 않고 또는 그 실질적 장점들을 모두 희생하지 않고 각종 컴포넌트의 형태, 구성 및 배열에서 이루어질 수 있다는 것은 명백하다. 또한, 본 발명은 첨부된 특허 청구범위에 의해 규정된다는 것을 이해하여야 한다.

Claims (20)

  1. 바이어스 변형 광전자 증배관(PMT)에 있어서,
    광자를 흡수하고 흡수된 광자에 응답하여 광전자를 방사하도록 구성된 광음극과;
    상기 광음극으로부터 방사된 광전자를 수신하도록 구성되고, 제1 바이어스 차를 가진 제1쌍의 다이노드 및 상기 제1 바이어스 차와는 상이한 제2 바이어스 차를 가진 적어도 제2쌍의 다이노드를 구비한 복수의 다이노드와;
    상기 복수의 다이노드로부터 지향된 광전자를 수신하도록 구성된 애노드
    를 포함한 바이어스 변형 PMT.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 제2쌍의 다이노드들 간의 바이어스 차는, 상기 제1쌍의 다이노드들 간의 바이어스 차보다 더 큰 것인 바이어스 변형 PMT.
  3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 제2쌍의 다이노드들 간의 바이어스 차의 크기는, 상기 제1쌍의 다이노드들 간의 바이어스 차보다 1배 내지 2배 더 큰 것인 바이어스 변형 PMT.
  4. 제1항에 있어서, 상기 적어도 제2쌍의 다이노드들 간의 바이어스 차의 크기는, 상기 제1쌍의 다이노드들 간의 바이어스 차보다 적어도 2배 더 큰 것인 바이어스 변형 PMT.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2쌍의 다이노드는 상기 제1쌍의 다이노드와 공통인 다이노드를 갖는 것인 바이어스 변형 PMT.
  6. 제1항에 있어서, 상기 애노드는 상기 복수의 다이노드로부터 수신된 광전자를 광으로 변환하는 것인 바이어스 변형 PMT.
  7. 제1항에 있어서, 상기 애노드에 의해 발생된 광을 검출하도록 구성된 검출기를 더 포함한 바이어스 변형 PMT.
  8. 제1항에 있어서, 상기 광음극은 비스듬한 입사각 또는 수직 입사각 중의 적어도 하나로부터 광자를 흡수하도록 구성된 것인 바이어스 변형 PMT.
  9. 광전자 증배관(PMT)을 바이어스하는 방법에 있어서,
    광음극으로 광자를 흡수한 후 2차 방사를 통해 초기 광전자 집합을 발생하는 단계와;
    상기 초기 광전자 집합을 복수의 다이노드로 지향시키는 단계와;
    제1 바이어스 차를 가진 제1쌍의 다이노드로 제2 광전자 집합을 형성하기 위해 상기 초기 광전자 집합을 증폭하는 단계와;
    상기 제1 바이어스 차보다 더 큰 적어도 제2 바이어스 차를 가진 적어도 제2쌍의 다이노드로 적어도 제3 광전자 집합을 형성하기 위해 상기 제2 광전자 집합을 증폭하는 단계와;
    애노드로 상기 적어도 제3 광전자 집합을 수신하는 단계
    를 포함한 PMT 바이어스 방법.
  10. 광학 시스템에 있어서,
    조명을 발생하도록 구성된 조명원과;
    샘플 표면에 상기 조명을 지향 및 집속하도록 구성된 조명 광학계 집합과;
    상기 샘플 표면으로부터 산란, 반사 또는 회절된 광의 적어도 일부를 검출하도록 구성된 바이어스 변형 광전자 증배관(PMT) 센서와;
    상기 샘플 표면으로부터 산란된 광의 적어도 일부를, 상기 바이어스 변형 PMT 센서의 입력에 지향 및 집속하도록 구성된 수집 광학계 집합
    을 포함한 광학 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 바이어스 변형 PMT 센서는,
    광자를 흡수하고 흡수된 광자에 응답하여 광전자를 방사하도록 구성된 광음극과;
    상기 광음극으로부터 방사된 광전자를 수신하도록 구성되고, 제1 바이어스 차를 가진 제1쌍의 다이노드 및 상기 제1 바이어스 차와는 상이한 제2 바이어스 차를 가진 적어도 제2쌍의 다이노드를 구비한 복수의 다이노드와;
    상기 복수의 다이노드로부터 지향된 광전자를 수신하도록 구성된 애노드
    를 포함한 것인 광학 시스템.
  12. 제10항에 있어서, 상기 적어도 제2쌍의 다이노드들 간의 바이어스 차는, 상기 제1쌍의 다이노드들 간의 바이어스 차보다 더 큰 것인 광학 시스템.
  13. 제10항에 있어서, 상기 적어도 제2쌍의 다이노드들 간의 바이어스 차의 크기는, 상기 제1쌍의 다이노드들 간의 바이어스 차보다 1배 내지 2배 더 큰 것인 바이어스 변형 PMT.
  14. 제10항에 있어서, 상기 적어도 제2쌍의 다이노드들 간의 바이어스 차의 크기는, 상기 제1쌍의 다이노드들 간의 바이어스 차보다 적어도 2배 더 큰 것인 바이어스 변형 PMT.
  15. 제10항에 있어서, 상기 제2쌍의 다이노드는 상기 제1쌍의 다이노드와 공통인 다이노드를 갖는 것인 광학 시스템.
  16. 제10항에 있어서, 상기 광학 시스템은 검사 시스템을 포함한 것인 광학 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 검사 시스템은 암시야 검사 시스템을 포함한 것인 광학 시스템.
  18. 제16항에 있어서, 상기 검사 시스템은 명시야 검사 시스템을 포함한 것인 광학 시스템.
  19. 제10항에 있어서, 상기 광학 시스템은 광학 계측 시스템을 포함한 것인 광학 시스템.
  20. 제10항에 있어서, 상기 조명원은 협대역 조명원과 광대역 조명원 중 적어도 하나를 포함한 것인 광학 시스템.
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