KR20200125701A - 넓은 활성 영역 고속 검출기를 위한 아키텍처 - Google Patents

Abstract

검출기들 및 검출 시스템들이 개시된다. 기판이 제 1 복수의 감지 요소들 및 제 2 복수의 감지 요소들을 포함하는 복수의 감지 요소들(311 내지 313)을 포함하고, 복수의 섹션들(321 내지 324)이 제 1 복수의 감지 요소들을 출력에 연결하고 제 2 복수의 감지 요소들을 출력에 연결하도록 구성된다. 스위칭 구역들이 감지 요소들 사이에 제공될 수 있고, 이는 2 이상의 감지 요소들을 연결하도록 구성된다. 스위칭 구역은 사전설정된 양의 에너지 및/또는 빔 세기로 전자들을 수용하는 감지 요소들에 응답하여 발생되는 신호들에 기초하여 제어될 수 있다.

Description

넓은 활성 영역 고속 검출기를 위한 아키텍처

본 출원은 2018년 4월 2일에 출원된 미국 출원 62/651,650의 우선권을 주장하며, 이는 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다.

본 발명은 검출기들에 관한 것이며, 특히 하전 입자 검출에 적용가능할 수 있는 검출기들에 관한 것이다.

검출기들이 물리적으로 관찰가능한 현상을 감지하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 전자 현미경은 샘플로부터 투영된 하전 입자들을 수집하고 검출 신호를 출력하는 검출기를 포함할 수 있다. 검출 신호는 검사 중인 샘플 구조체들의 이미지를 재구성하기 위해 사용될 수 있고, 예를 들어 샘플 내의 결함들을 드러내기 위해 사용될 수 있다.

일부 적용들에서, 영역 검출기(area detector)는 그 위에 투영된 1 이상의 전자 빔을 검출할 수 있는 전자 감지 요소들의 픽셀화된 어레이(pixelated array)를 포함할 수 있다. 검출기들에는, 예를 들어 센서 다이(sensor die)와 함께 적층(stack)된 회로 다이(circuit die)로서, 감지 요소들의 어레이에 인접하여 배치되는 신호 라우팅 회로(signal routing circuitry)들이 제공될 수 있다.

검출기 어레이들이 더 커짐에 따라, 신호 처리 및 신호 판독과 연계된 배선이 더 길어질 수 있다. 예를 들어, 검출기 어레이 내의 감지 요소들과 연계된 신호 처리 회로들 사이의 물리적 거리는 검출기 어레이 활성 영역의 크기 또는 감지 요소들의 위치로 인해 클 수 있다. 따라서, 개별 감지 요소들과 신호 처리 회로들 사이의 상호연결들은 매우 길어질 수 있으며, 이는 더 높은 직렬 저항, 기생 커패시턴스, 및 직렬 인덕턴스를 도입할 수 있다. 또한, 많은 상호연결된 구성요소들이 회로 다이들에 추가될 수 있다. 배선 길이가 더 길어지고, 구성요소들이 회로들에 추가됨에 따라, 통신 속도가 떨어질 수 있다. 예를 들어, 기생 파라미터(parasitic parameter)들이 신호 충실도 손실을 유도할 수 있고, 아날로그 신호들을 센서 밖으로 라우팅하려고 시도할 때 회로들의 다양한 부분들에서 발생될 수 있다.

일부 적용들은 고속, 고 스루풋, 고 대역폭 등을 요구할 수 있다. 앞서 논의된 바와 같은 이러한 복잡함은, 특히 상호연결이 잘 계획되고 디자인되지 않은 경우에 대역폭 감소를 유도할 수 있다. 이는 검출 시스템이 디자인 사양에 의해 주문된 바와 같은 원하는 대역폭을 달성하는 것을 막을 수 있다. 또한, 아날로그 신호 경로들 내의 긴 상호연결들은 신호 경로들에 더 높은 잡음 및 간섭을 도입할 수 있다. 결과로서, 검출 시스템의 신호-대-잡음비가 저하될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 검출기를 제공하기 위한 시스템들 및 방법들을 제공한다. 일부 실시예들에서, 하전 입자 빔 검출 시스템이 제공된다. 하전 입자 빔 검출 시스템은 검출기를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 복수의 감지 요소들을 포함하는 기판, 및 복수의 감지 요소들의 제 1 그룹을 출력에 연결하는 제 1 섹션 및 복수의 감지 요소들의 제 2 그룹을 출력에 연결하는 제 2 섹션을 포함하는 복수의 섹션들을 포함하는 검출기가 제공된다.

일부 실시예들에 따르면, 검출 시스템의 성능 또는 유연성을 희생시키지 않으면서 긴 배선 길이로부터 발생하는 문제들을 해결하는 구성이 달성될 수 있다. 검출기를 구성하는 복수의 감지 요소들을 더 작은 섹션들의 어레이들로 분할하는 것이 저항, 커패시턴스, 및 인덕턴스와 같은 기생 파라미터들의 영향을 감소시킬 수 있다. 검출 시스템의 대역폭에 대한 해로운 영향을 감소시킬 수 있는 감지 요소들과 그 연계된 아날로그 신호 처리 회로들 사이의 상호연결들이 이루어질 수 있다. 또한, 아날로그 신호 처리 회로들 및 신호 경로들에 이어서 디지털 멀티플렉서를 사용하는 것이 개선된 신호 라우팅을 달성할 수 있다. 검출 시스템의 유연성은 신호 충실도의 악화를 초래하지 않고 유지될 수 있다.

개시된 실시예들의 추가적인 목적들 및 이점들은 부분적으로 다음의 설명에서 설명될 것이고, 부분적으로 설명으로부터 명백해질 것이며, 또는 실시예들의 실행에 의해 학습될 수 있다. 개시된 실시예들의 목적들 및 이점들은 본 발명에서 설명되는 요소들 및 조합들에 의해 실현되고 달성될 수 있다. 하지만, 본 발명의 예시적인 실시예들은 이러한 예시적인 목적들 및 이점들을 달성하는 데 반드시 필요한 것은 아니며, 일부 실시예들은 언급된 목적들 및 이점들 중 어느 것도 달성하지 않을 수 있다.

앞선 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 모두 예시적이고 설명만을 위한 것이며, 청구된 바와 같이 개시된 실시예들을 제한하지 않는다는 것을 이해하여야 한다.

본 발명의 앞선 실시형태 및 다른 실시형태는 첨부된 도면들과 함께 취해진 예시적인 실시예들의 설명으로부터 더 명백해질 것이다:
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 예시적인 전자 빔 검사(EBI) 시스템을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른, 도 1의 예시적인 전자 빔 검사 시스템의 일부일 수 있는 예시적인 전자 빔 툴을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 검출기의 예시적인 구조의 개략적인 표현이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 검출기 어레이의 예시적인 표면을 나타내는 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 검출기의 단면도를 나타내는 다이어그램이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 검출기의 단면도를 나타내는 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 검출기의 단면도를 나타내는 다이어그램이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 검출기의 단면도를 나타내는 다이어그램이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 검출기의 구조를 나타내는 다이어그램이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 검출기의 구조를 나타내는 다이어그램이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 검출 시스템을 나타내는 다이어그램이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 검출기의 센서 층 및 회로 층을 나타내는 회로 다이어그램이다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 검출기 어레이의 예시적인 표면을 나타내는 다이어그램이다.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 실시예들에 따른 전자 빔 스폿들과 섹션 크기 사이의 관계들을 나타내는 다이어그램이다.

이제 예시적인 실시예들에 대하여 상세히 언급될 것이며, 이 예시들은 도면들에서 설명된다. 다음의 설명은 달리 표현되지 않는 한, 상이한 도면들에서의 동일한 번호들이 동일하거나 유사한 요소들을 나타내는 첨부된 도면들을 참조한다. 예시적인 실시예들의 다음 설명에서 제시된 구현들은 본 발명과 일치하는 모든 구현들을 나타내지는 않는다. 그 대신, 이들은 단지 첨부된 청구항에 열거된 바와 같은 대상과 관련된 측면들과 일치하는 장치들, 시스템들 및 방법들의 예시들에 불과하다. 예를 들어, 일부 실시예들이 전자 빔을 이용하는 시스템 내의 검출기를 제공하는 것과 관련하여 설명되지만, 본 발명은 그렇게 제한되지 않는다. 다른 타입들의 하전 입자 빔들이 유사하게 적용될 수 있다. 또한, 검출기들은 광학 이미징, 광 검출, x-선 검출 등과 같은 다른 이미징 시스템들에서 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 검출기를 제공할 수 있다. 검출기는 어레이 아키텍처(array architecture)를 가질 수 있다. 검출기는, 예를 들어 하전 입자 이미징을 위한 하전 입자 시스템에서 유용할 수 있는 검출 시스템에서 사용될 수 있다. 하전 입자 시스템은 샘플을 이미징 및 검사하기 위한 스캐닝 전자 현미경(SEM) 툴일 수 있다. 하전 입자 시스템은 예를 들어 결함 검출에 사용될 수 있다.

일부 예시적인 실시예들에서, 섹션들로 분할되는 복수의 감지 요소들을 갖는 검출기를 포함하는 검출 시스템이 제공된다. 섹션들은 균일할 수 있다. 예를 들어, 섹션들 각각은 동일한 수의 감지 요소들을 가질 수 있다. 섹션들은 서로 동일한 형상 및 동일한 크기를 가질 수 있다. 각각의 섹션은 대응하는 신호 처리 회로들 및 신호 경로들을 가질 수 있다. 하나의 섹션의 감지 요소들은 대응하는 섹션의 신호 처리 회로들 및 신호 경로들과 연계될 수 있다.

검출기에는 다이와 같은 하나 또는 복수의 기판들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 센서 다이 및 회로 다이가 존재할 수 있다. 다이들은 검출기의 두께 방향으로 적층될 수 있다. 예를 들어, 검출기는 2-차원 평면 내에 배열된 감지 요소들을 갖는 실질적으로 평면인 부재로서 형성될 수 있다. 센서 다이는 감지 요소들을 포함할 수 있고, 회로 다이는 신호 처리 회로들을 포함할 수 있다. 센서 다이 및 회로 다이는 감지 요소들의 어레이의 평면에 직교하는 적층 방향으로 서로 함께 적층될 수 있다.

일부 실시예들에서, 검출기 섹션은 그 대응하는 신호 처리 회로들 및 신호 경로들 바로 위에 배치될 수 있다.

검출기 섹션들의 크기 및 형상은 감지 요소들과 대응하는 신호 처리 회로들 및 신호 경로들 사이의 여하한의 상호연결이 기생 커패시턴스, 저항, 및 인덕턴스의 도입을 회피하도록 결정될 수 있다. 이러한 기생은 검출 시스템의 전체 대역폭의 감소를 야기할 수 있다. 예를 들어, 특히 디자인 사양에 의해 주어지는, 예를 들어 대역폭의 특정된 특성들을 갖는 검출 시스템이 기생 파라미터들로 인해 실현가능하지 않을 수 있다. 또한, 잡음 및 간섭이 상호연결에 의해 도입될 수 있고, 이러한 효과들이 시스템의 신호-대-잡음비를 디자인 사양 이하로 감소시키지 않아야 한다.

일부 실시예들에서, 검출기 섹션의 크기 및 연계된 신호 처리 회로들 및 신호 경로들의 구성은 검출기 표면 상에 투영된 모든 전자 빔 스폿들이 적어도 하나의 섹션에 의해 수용될 것을 보장하도록 구성될 수 있다. 빔 스폿들은 섹션에 의해 수용될 수 있고, 각각의 전자 빔 스폿으로부터의 신호들이 여하한의 주어진 시간에 그에 할당된 신호 경로를 가질 수 있다.

일부 실시예들에서, 섹션들의 크기를 결정하기 위한 기준은 다음과 같을 수 있다. 예를 들어, 여하한의 이미징 조건 하에서, 전자 빔 스폿 그리드 내의 최대 하나의 노드만이 하나의 섹션으로 떨어질 것이다. 전자 빔 스폿들의 직사각형 그리드에 대해, 섹션의 크기를 선택하기 위한 기준은 섹션의 대각선 크기가 그리드 내의 전자 빔 스폿들의 최소 피치의 길이보다 작다는 것일 수 있다. 따라서, 최대 하나의 빔 중심만이 하나의 섹션에 위치될 것이다. 이러한 방식으로, 검출기 표면의 영역 상에 투영된 빔들의 신호 처리 및 판독을 수용하기에 충분한 신호 처리 회로들 및 신호 경로들이 존재할 것이 보장될 수 있다.

섹션의 출력에서, 검출기 섹션에 의해 수용된 전자 빔 스폿의 세기 및 그 대응하는 신호 처리 회로들 및 신호 경로들을 나타내는 디지털화된 신호가 생성될 수 있다. 디지털 멀티플렉서는 섹션들의 신호 처리 회로들 및 신호 경로들의 출력들에 연결될 수 있다. 멀티플렉서는 각각의 전자 빔 스폿들로부터의 신호들을 처리하는 활성 신호 처리 회로들 및 신호 경로들로부터의 데이터를 수집할 수 있다.

각각의 전자 빔 스폿에 대한 감지 요소들의 그룹의 크기는 미리 정의된 검출기 섹션의 크기보다 작거나, 동일하거나, 클 수 있다. 예를 들어, 전자 빔 스폿과 연계된 감지 요소들을 그룹화하고 병합하는 검출기가 제공될 수 있다. 복수의 감지 요소들이 병합될 때, 그 조합된 전자 검출 신호는 감지 요소들 중 일부가 미리 정의된 섹션에 포함되지 않더라도, 하나의 섹션의 신호 처리 회로 및 신호 경로에 라우팅될 수 있다.

검출 시스템은 검출기 표면 상에 투영된 전자 빔 스폿들의 수가 섹션들의 신호 처리 회로들 및 신호 경로들의 수보다 작거나 같도록 구성될 수 있다. 여하한의 주어진 시간에, 신호 처리 회로들 및 신호 경로들 중 일부는 디스에이블(disable)될 수 있다. 신호 처리 회로들 및 신호 경로들 중 일부는 사전설정된 요건에 기초하여 비활성일 수 있다.

일부 실시예들에서, 추가적인 상호연결부들이 추가될 수 있다. 예를 들어, 추가적인 상호연결부들은 회로 다이에 제공될 수 있다. 상호연결부들은 섹션들의 신호 처리 회로들 및 신호 경로들을 포함하는 동일한 회로 다이에 제공될 수 있다. 상호연결부들의 일부 또는 전부가 감지 요소들 및 신호 처리 회로들 및 신호 경로들의 입력에 연결될 수 있다. 상호연결부는 스위치를 포함할 수 있다.

추가적인 상호연결부들이 기존의 상호연결부들과 병렬로 연결될 때, 대역폭에 대한 기생 파라미터들의 효과들을 더 감소시키는 것이 가능할 수 있다. 또한, 추가적인 상호연결부들은 각각의 전자 빔 스폿의 신호들에 대한 추가적인 신호 라우팅 유연성을 제공할 수 있다. 또한, 필요한 활성 신호 처리 회로들 및 신호 경로들의 수가 다이에 내장된 신호 처리 회로들 및 신호 경로들의 수보다 적은 경우, 추가적인 상호연결부는 고장 허용성(failure tolerance)의 능력을 개선하는 가능한 방식을 제공한다. 예를 들어, 1 이상의 신호 처리 회로 및 신호 경로가 오작동하는 경우, 검출 시스템은 여전히 기능 또는 성능 저하 없이 작동할 수 있다.

본 명세서에서 논의되는 바와 같이, 신호 처리 회로들 및 신호 경로들은 하나의 섹션 요소에 포함된 구조체들을 지칭할 수 있다. 섹션 요소는 1 이상의 회로를 포함할 수 있다. 또한, 회로 구성요소, 논리 요소들, 배선 경로들 등이 제공될 수 있다. 신호 처리 회로들 및 신호 경로들은 신호 처리 회로들 및/또는 신호 경로들을 포함하는 것으로 해석될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

이제 도 1을 참조하면, 이는 본 발명의 실시예들에 따른 검출기를 포함할 수 있는 예시적인 전자 빔 검사(EBI) 시스템(100)을 나타낸다. EBI 시스템(100)은 이미징을 위해 사용될 수 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, EBI 시스템(100)은 주 챔버(101), 로드/락 챔버(load/lock chamber: 102), 전자 빔 툴(104), 및 EFEM(equipment front end module: 106)을 포함한다. 전자 빔 툴(104)은 주 챔버(101) 내에 위치된다. EFEM(106)은 제 1 로딩 포트(loading port: 106a) 및 제 2 로딩 포트(106b)를 포함한다. EFEM(106)은 추가적인 로딩 포트(들)를 포함할 수 있다. 제 1 로딩 포트(106a) 및 제 2 로딩 포트(106b)는 검사될 웨이퍼들[예를 들어, 반도체 웨이퍼들 또는 다른 재료(들)로 만들어진 웨이퍼들] 또는 샘플들(본 명세서에서, 웨이퍼 및 샘플은 집합적으로 "웨이퍼"라고 칭해질 수 있음)을 포함하는 웨이퍼 FOUP(front opening unified pod)들을 수용한다.

EFEM(106) 내의 1 이상의 로봇 아암(robotic arm: 도시되지 않음)이 로드/락 챔버(102)로 웨이퍼들을 이송할 수 있다. 로드/락 챔버(102)는 대기압 미만의 제 1 압력에 도달하도록 로드/락 챔버(102) 내의 가스 분자들을 제거하는 로드/락 진공 펌프 시스템(도시되지 않음)에 연결된다. 제 1 압력에 도달한 후, 1 이상의 로봇 아암(도시되지 않음)이 로드/락 챔버(102)로부터 주 챔버(101)로 웨이퍼를 이송할 수 있다. 주 챔버(101)는 제 1 압력 미만의 제 2 압력에 도달하도록 주 챔버(101) 내의 가스 분자들을 제거하는 주 챔버 진공 펌프 시스템(도시되지 않음)에 연결된다. 제 2 압력에 도달한 후, 웨이퍼는 전자 빔 툴(104)에 의해 검사를 거친다. 전자 빔 툴(104)은 단일-빔 시스템 또는 다수-빔 시스템일 수 있다. 제어기(109)가 전자 빔 툴(104)에 전자적으로 연결된다. 제어기(109)는 EBI 시스템(100)의 다양한 제어들을 실행하도록 구성되는 컴퓨터일 수 있다. 제어기(109)는 도 1에서 주 챔버(101), 로드/락 챔버(102), 및 EFEM(106)을 포함하는 구조의 외부에 있는 것으로 도시되지만, 제어기(109)가 구조의 일부일 수 있다는 것을 이해한다.

이제 도 2를 참조하며, 이는 전자 소스(202), 건 어퍼처(gun aperture: 204), 집광 렌즈(206), 전자 소스(202)로부터 방출되는 일차 전자 빔(210), 소스 전환 유닛(212), 일차 전자 빔(210)의 복수의 빔릿(beamlet)들(214, 216 및 218), 일차 투영 광학 시스템(220), 웨이퍼 스테이지(도 2에 도시되지 않음), 다수 이차 전자 빔들(236, 238 및 240), 이차 광학 시스템(242), 및 전자 검출 디바이스(244)를 포함하는 전자 빔 툴(104)[본 명세서에서 장치(104)라고도 함]을 나타낸다. 일차 투영 광학 시스템(220)은 빔 분리기(222), 편향 스캐닝 유닛(226), 및 대물 렌즈(228)를 포함할 수 있다. 전자 검출 디바이스(244)는 검출 서브-구역들(246, 248, 및 250)을 포함할 수 있다.

전자 소스(202), 건 어퍼처(204), 집광 렌즈(206), 소스 전환 유닛(212), 빔 분리기(222), 편향 스캐닝 유닛(226), 및 대물 렌즈(228)는 장치(104)의 일차 광학 축선(260)과 정렬될 수 있다. 이차 광학 시스템(242) 및 전자 검출 디바이스(244)는 장치(104)의 이차 광학 축선(252)과 정렬될 수 있다.

전자 소스(202)는 음극, 추출기 또는 양극을 포함할 수 있으며, 일차 전자들이 음극으로부터 방출되고, 추출되거나 가속되어 크로스오버(가상 또는 실제)(208)로 일차 전자 빔(210)을 형성한다. 일차 전자 빔(210)은 크로스오버(208)로부터 방출되는 것으로 시각화될 수 있다. 건 어퍼처(204)는 일차 전자 빔(210)의 최외각 전자(peripheral electron)들을 차단하여, 프로브 스폿들(270, 272 및 274)의 크기를 감소시킬 수 있다.

소스 전환 유닛(212)은 이미지-형성 요소들의 어레이(도 2에 도시되지 않음) 및 빔-제한 어퍼처들의 어레이(도 2에 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 이미지-형성 요소들의 어레이는 마이크로-디플렉터들 또는 마이크로-렌즈들의 어레이를 포함할 수 있다. 이미지-형성 요소들의 어레이는 일차 전자 빔(210)의 복수의 빔릿들(214, 216, 및 218)로 크로스오버(208)의 복수의 평행 이미지들(가상 또는 실제)을 형성할 수 있다. 빔-제한 어퍼처들의 어레이는 복수의 빔릿들(214, 216, 및 218)을 제한할 수 있다.

집광 렌즈(206)는 일차 전자 빔(210)을 포커싱할 수 있다. 소스 전환 유닛(212)의 하류에 있는 빔릿들(214, 216, 및 218)의 전류들은 집광 렌즈(206)의 포커싱 파워를 조정함으로써, 또는 빔-제한 어퍼처들의 어레이 내의 대응하는 빔-제한 어퍼처들의 반경방향 크기들을 변경함으로써 변동될 수 있다. 대물 렌즈(228)는 검사를 위해 웨이퍼(230) 상에 빔릿들(214, 216, 및 218)을 포커싱할 수 있고, 웨이퍼(230)의 표면 상에 복수의 프로브 스폿들(270, 272, 및 274)을 형성할 수 있다.

빔 분리기(222)는 다이폴 정전기장(electrostatic dipole field) 및 다이폴 자기장(magnetic dipole field)을 발생시키는 빈 필터(Wien filter) 타입의 빔 분리기일 수 있다. 일부 실시예들에서, 이들이 적용되는 경우, 빔릿들(214, 216, 및 218)의 전자에 다이폴 정전기장에 의해 가해지는 힘은 다이폴 자기장에 의해 전자에 가해지는 힘과 크기가 같지만, 방향은 반대일 수 있다. 그러므로, 빔릿들(214, 216, 및 218)이 0(zero) 편향 각도로 직선으로 빔 분리기(222)를 통과할 수 있다. 하지만, 빔 분리기(222)에 의해 생성되는 빔릿들(214, 216, 및 218)의 총 분산은 0이 아닐 수도 있다. 빔 분리기(222)는 빔릿들(214, 216, 및 218)로부터 이차 전자 빔들(236, 238, 및 240)을 분리하고, 이차 광학 시스템(242)을 향해 이차 전자 빔들(236, 238, 및 240)을 지향할 수 있다.

편향 스캐닝 유닛(226)은 빔릿들(214, 216, 및 218)을 편향시켜 웨이퍼(230)의 표면 영역에 걸쳐 프로브 스폿들(270, 272, 및 274)을 스캐닝할 수 있다. 프로브 스폿들(270, 272, 및 274)에서의 빔릿들(214, 216, 및 218)의 입사에 응답하여, 이차 전자 빔들(236, 238, 및 240)이 웨이퍼(230)로부터 방출될 수 있다. 이차 전자 빔들(236, 238, 및 240)은 이차 전자들 및 후방산란된 전자들을 포함하는 에너지들의 분포를 갖는 전자들을 포함할 수 있다. 이차 광학 시스템(242)은 이차 전자 빔들(236, 238, 및 240)을 전자 검출 디바이스(244)의 검출 서브-구역들(246, 248, 및 250) 상에 포커싱할 수 있다. 검출 서브-구역들(246, 248, 및 250)은 대응하는 이차 전자 빔들(236, 238, 및 240)을 검출하고, 웨이퍼(230)의 표면 영역의 이미지들을 재구성하기 위해 사용되는 대응하는 신호들을 발생시키도록 구성될 수 있다.

이제 도 3을 참조하며, 이는 검출기(300)의 예시적인 구조의 개략적인 표현을 나타낸다. 검출기(300)는 전자 검출 디바이스(244)로서 제공될 수 있다.

검출기(300)는 센서 층(301), 섹션 층(302) 및 판독 층(303)을 포함한다. 센서 층(301)은 복수의 감지 요소들(311, 312, 313, 314 등)로 구성된 센서 다이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 감지 요소들은 균일한 크기 및 형상, 및 균일한 배열을 갖는 감지 요소들의 어레이로 제공될 수 있다.

섹션 층(302)은 복수의 섹션들(321, 322, 323 및 324)을 포함할 수 있다. 섹션들은 복수의 감지 요소들 중 1 이상의 감지 요소를 연결하도록 구성되는 배선 경로들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 나타낸 바와 같이, 섹션(323)은 감지 요소들(311, 312, 313, 및 314)의 출력들을 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 섹션(323)은 감지 요소들(311, 312, 313, 및 314)로부터 수집되는 조합된 신호들을 공통 출력으로서 출력하도록 구성될 수 있다. 섹션들은 섹션 바로 위에 배치된 감지 요소들에 연결되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 섹션은 다수 감지 요소들의 출력들과 연결되도록 구성되는 단자들의 그리드를 가질 수 있다. 섹션들은 섹션들이 균일한 크기 및 형상, 및 균일한 배열을 갖도록 어레이 구조로 제공될 수 있다. 섹션들은 예를 들어 정사각형 형상일 수 있다. 격리 영역이 인접한 섹션들 사이에 제공되어, 이들을 서로 전기적으로 격리시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 섹션들은 타일 레이아웃과 같은 오프셋 패턴으로 배치될 수 있다.

섹션 층(302)은 1 이상의 배선 경로 및 다른 회로 요소를 포함하는 반도체 기판을 포함할 수 있다. 예를 들어, 섹션 층(302)은 베이스 기판 상에 제공된 복수의 배선 경로들을 갖는 베이스 기판을 포함할 수 있고, 복수의 배선 경로들 각각이 하나의 섹션과 연계된다. 배선 경로들은 베이스 기판 상에 프린트된 전도성 재료의 라인들, 플렉시블 와이어, 본딩 와이어 등을 포함할 수 있다. 또한, 1 이상의 스위치가 제공될 수 있다. 예를 들어, 스위치들은 섹션으로의 입력과 섹션으로부터의 출력 사이에 제공될 수 있다. 스위치들은 개별적인 감지 요소들의 출력들이 섹션의 공통 출력과 연결되거나 연결해제될 수 있도록 제공될 수 있다. 또한, 스위치들을 제어하기 위한 대응하는 회로들이 섹션 층(302)에 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 스위치들은 그 자체가 스위치들을 제어하기 위한 회로들을 포함할 수 있는 별개의 스위치 매트릭스로 제공될 수 있다.

판독 층(303)은 감지 요소들의 출력들을 처리하기 위한 신호 처리 회로들을 포함할 수 있다. 섹션 층(302)의 섹션들 각각에 대응하는 신호 처리 회로들이 제공될 수 있다. 복수의 분리된 신호 처리 회로 섹션들이 제공될 수 있다. 신호 처리 회로 섹션들은 균일한 크기 및 형상, 및 균일한 배열을 갖는 섹션들의 어레이로 제공될 수 있다. 예를 들어, 판독 층(303)에는 복수의 신호 처리 회로 섹션들(331, 332, 333, 및 334)이 제공될 수 있다. 신호 처리 회로 섹션들은 섹션 층(302)의 대응하는 섹션들로부터의 출력과 연결되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 나타낸 바와 같이, 신호 처리 회로 섹션(333)은 섹션(323)의 출력에 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다.

판독 층(303)은 입력 및 출력 단자들을 포함할 수 있다. 판독 층(303)의 출력은 검출기(300)의 출력을 판독하고 해석하기 위한 구성요소에 연결될 수 있다. 예를 들어, 판독 층(303)은 디지털 멀티플렉서, 디지털 로직 블록, 제어기, 컴퓨터 등에 직접 연결될 수 있다.

센서 층(301), 섹션 층(302) 및 판독 층(303)의 배열들은 적층된 관계로 서로 대응할 수 있다. 예를 들어, 섹션 층(302)은 판독 층(303)의 상부에 직접 장착될 수 있고, 센서 층(301)은 섹션 층(302)의 상부에 직접 장착될 수 있다. 층들은 섹션 층(302) 내의 섹션들이 판독 층(303)의 신호 처리 회로 섹션들과 정렬되도록 적층될 수 있다. 또한, 층들은 1 이상의 감지 요소들이 섹션과 정렬되도록 적층될 수 있다. 섹션과 연계될 감지 요소들이 섹션 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 검출기(300)의 평면도에서, 섹션의 감지 요소들은 섹션의 경계들 내에 피팅될 수 있다. 또한, 섹션 층(302)의 개별적인 섹션들은 판독 층(303)의 신호 처리 회로 섹션들과 중첩될 수 있다. 이러한 방식으로, 감지 요소들을 섹션들 및 신호 처리 회로 섹션들과 연계시키기 위해 미리 정의된 영역들이 확립될 수 있다.

섹션들의 크기들 및 섹션과 연계된 감지 요소들의 수는 변동될 수 있다. 예를 들어, 도 3은 하나의 섹션에서의 4 개의 감지 요소들을 예시하지만, 본 발명의 실시예들은 그렇게 제한되지 않는다.

도 3은 센서 층(301), 섹션 층(302), 및 판독 층(303)을 복수의 개별 층들로서 예시하지만, 센서 층(301), 섹션 층(302), 및 판독 층(303)은 별도의 기판들로서 제공될 필요는 없음을 이해할 것이다. 예를 들어, 섹션 층(302)의 배선 경로가 복수의 감지 요소들을 포함하는 센서 다이에 제공될 수 있거나, 센서 다이의 외부에 제공될 수 있다. 배선 경로들은 센서 층(301) 상에 패터닝될 수 있다. 추가적으로, 섹션 층(302)은 판독 층(303)과 조합될 수 있다. 예를 들어, 섹션 층(302)의 배선 경로들 및 판독 층(303)의 신호 처리 회로들을 포함하는 회로 다이가 제공될 수 있다. 따라서, 다양한 층들의 구조들 및 기능들이 조합되거나 분할될 수 있다.

일부 실시예들에서, 검출기는 2-다이 구성으로 제공될 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예들은 그렇게 제한되지는 않는다. 예를 들어, 센서 층, 섹션 층, 및 판독 층의 기능들은 하나의 다이에서, 또는 1 이상의 다이를 포함할 수 있는 패키지에서 구현될 수 있다.

이제 도 4를 참조하며, 이는 전자 검출 디바이스(244)의 표면을 형성할 수 있는 센서 표면(400)의 예시적인 구조를 나타낸다. 센서 표면(400)의 상이한 구역들에 대응하는 복수의 섹션들(410, 420, 430, 및 440)이 제공될 수 있다. 감지 요소들의 각각의 섹션은 도 2에 나타낸 바와 같은 이차 전자 빔들(236, 238, 및 240) 중 하나와 같은, 웨이퍼(230)로부터의 특정 위치로부터 방출되는 빔 스폿의 적어도 일부를 수용할 수 있다.

센서 표면(400)은 감지 요소들(411, 412 및 413)을 포함하는 감지 요소들의 어레이를 포함할 수 있다. 섹션들(410, 420, 430, 및 440) 각각은 복수의 감지 요소들 중에서 다수의 감지 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 섹션(410)은 제 1 복수의 감지 요소들을 포함할 수 있고, 섹션(420)은 제 2 복수의 감지 요소들을 포함할 수 있으며, 그 밖에도 마찬가지이다. 제 1 복수의 감지 요소들 및 제 2 복수의 감지 요소들은 상호 배타적일 수 있다. 감지 요소는 다이오드일 수 있다. 또한, 감지 요소는 입사 에너지를 측정가능한 신호로 전환할 수 있는 다이오드와 유사한 요소일 수 있다. 감지 요소들은, 예를 들어 PIN 다이오드, 애벌란시 다이오드, 전자 증배관(EMT) 등, 및 그 조합들을 포함할 수 있다. 인접한 감지 요소들 사이에 영역(425)이 제공될 수 있다. 영역(425)은 이웃 픽셀들의 측면들 및/또는 코너들을 서로 격리시키기 위한 격리 영역일 수 있다. 영역(425)은 센서 표면(400)의 다른 영역들과는 상이한 절연 재료를 포함할 수 있다. 영역(425)은 정사각형으로서 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 영역(425)은 감지 요소들의 인접한 측면들 사이에 제공되지 않는다.

감지 요소들은 감지 요소의 활성 영역에 수용된 전자들에 상응하는 전류 신호를 발생시킬 수 있다. 전-처리 회로가 발생된 전류 신호를, 수용된 전자 빔 스폿의 세기를 나타낼 수 있는 전압으로 전환할 수 있다. 전-처리 회로는, 예를 들어 고속 트랜스임피던스 증폭기와 커플링된 사전-증폭(pre-amp) 회로들을 포함할 수 있다. 또한, 다른 회로들이 다른 기능들을 위해 제공될 수 있다. 예를 들어, 감지 요소들을 서로 연결하기 위한 스위칭 요소들을 제어할 수 있는 스위치 작동 회로들이 제공될 수 있다.

일부 실시예들에서, 필드 프로그램가능한 검출기 어레이에 감지 요소들 사이에 통합된 스위칭 구역들을 갖는 감지 요소들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 검출기들은 미국 출원 제 62/555,032호에서 논의된 예시들 중 일부와 같이 제공될 수 있다. 예를 들어, 감지 요소들이 동일한 전자 빔 스폿에 의해 커버되는 경우에 그룹화되도록 감지 요소들을 병합하기 위해 스위칭 요소들 사이에 스위칭 구역이 제공될 수 있다. 스위칭 구역들을 제어하기 위한 회로들은 판독 층의 신호 처리 회로들에 포함될 수 있다.

검출기 및 센서 층 구조들의 일부 예시들이 논의될 것이다.

이제 도 5를 참조하며, 이는 검출기(500)의 층 구조의 단순화된 예시를 나타낸다. 검출기(500)는 도 2에 나타낸 바와 같은 전자 빔 툴(104)에서의 검출기(244)로서 제공될 수 있다. 검출기(500)는 두께 방향으로 적층된 복수의 층들을 갖도록 구성될 수 있고, 두께 방향은 전자 빔의 입사 방향에 실질적으로 평행하다. 복수의 층들은 센서 층(510) 및 회로 층(520)을 포함할 수 있다. 일부 층들은 명확함을 위해 생략된다. 센서 층(510)에는 입사 전자들을 수용하기 위한 센서 표면(501)이 제공될 수 있다. 감지 요소들, 예를 들어 감지 요소들(511, 512, 및 513)은 센서 층(510)에 제공될 수 있다. 스위칭 요소들(519)이 단면도에서 수평 방향으로 인접한 감지 요소들 사이에 제공될 수 있다. 스위칭 요소들(519)은 센서 층(510)에 내장될 수 있다.

일부 실시예들에서, 스위칭 구역이 감지 요소들의 활성 영역에 배치될 수 있다. 다른 실시예들에서, 스위칭 구역은 감지 요소들의 활성 영역 외부에 형성될 수도 있다.

예를 들어, 센서 층(510)은 감지 요소들(511, 512, 및 513)이 앞서 논의된 바와 같은 감지 요소들(411, 412, 및 413)과 유사한 다이오드로서 구성될 수 있다. 또한, 스위칭 요소들(519)은 MOSFET과 같은 트랜지스터로서 구성될 수 있다. 감지 요소들(511, 512, 513) 각각은 회로 층(520)에 대한 전기 연결들을 구성하기 위한 출력들을 포함할 수 있다. 출력들은 스위칭 요소들(519)과 통합될 수 있거나, 개별적으로 제공될 수 있다. 출력들은 금속 층일 수 있는 센서 층(510)의 저부 층에 통합될 수 있다.

도 5는 단면에서 볼 때 별개의 유닛들로서 감지 요소들(511, 512, 및 513)을 도시하지만, 이러한 분할은 실제로 존재하지 않을 수 있다. 예를 들어, 검출기의 감지 요소들은 p+ 구역, 진성 구역(intrinsic region), 및 n+ 구역을 포함하는 복수의 층들을 갖는 기판으로서 제조될 수 있는 PIN 다이오드 디바이스를 구성하는 반도체 디바이스에 의해 형성될 수 있다. 따라서, 감지 요소들(511, 512, 513)은 단면도에서 인접할 수 있다. 스위칭 요소들(519)은 감지 요소들과 통합될 수 있다.

회로 층(520)은 센서 층(510)에 인접하여 제공된다. 회로 층(520)은 도 3을 참조하여 앞서 논의된 바와 같은 검출기의 섹션 층(302) 및 판독 층(303)을 나타낼 수 있다. 회로 층(520)은 라인 와이어들, 상호연결부들, 및 다양한 전자 회로 구성요소들을 포함할 수 있다. 회로 층(520)은 처리 시스템을 포함할 수 있다. 회로 층(520)은 센서 층(510)에서 검출되는 출력 전류를 수신하도록 구성될 수 있다.

이제 도 6을 참조하며, 이는 미국 출원 제 62/560,122호에서 논의된 검출기들의 예시들과 같이, 검출기(600)의 추가 예시의 층 구조의 단순화된 예시를 나타낸다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 스위칭 요소들(519)이 단면도에서 수평 방향으로 인접한 감지 요소들 사이에 제공될 수 있다. 스위칭 요소들(519)은 센서 층(510) 외부에 제공될 수 있다. 예를 들어, 스위칭 요소들(519)은 회로 층(520)에 내장될 수 있다.

일부 실시예들에서, 개별적인 감지 요소들(511, 512, 및 513)은 두께 방향으로 연장되는 격리 영역에 의해 분리될 수 있다. 예를 들어, 두께 방향에 평행한 감지 요소들(511, 512, 및 513)의 측면들이 격리 영역들에 의해 서로 격리될 수 있다.

일부 실시예들에서, 스위칭 요소들(519)은 별도의 다이에 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 7에 예시된 바와 같이, 검출기(700)에 스위치 다이(710)가 제공된다. 스위치 다이(710)는 복수의 스위칭 요소들(519)을 포함할 수 있다. 스위치 다이(710)는 센서 층(510)과 회로 층(520) 사이에 개재될 수 있다. 스위치 다이(710)는 센서 층(510) 및 회로 층(520)에 전기적으로 연결될 수 있다.

일부 실시예들에서, 스위칭 요소들은 센서 층 내에 통합될 수 있거나, 다른 층들 내에 통합될 수 있거나, 또는 기존 층들에 부분적으로 또는 완전히 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 예를 들어 센서 층은 웰(well)들, 트렌치(trench)들, 또는 다른 구조체들을 포함할 수 있고, 스위칭 요소들은 이러한 구조체들에 형성된다.

도 8은 스위치들 및 다른 능동 및/또는 수동 요소들을 형성하기 위한 내장된 p-웰 및 n-웰을 갖는 감지 요소(800)의 단면도이다. 이러한 요소들은 감지 요소(800) 또는 다른 구성요소들에 연결될 수 있다. 감지 요소(800)는 검출기 어레이의 센서 층일 수 있는 센서 층(805)의 일부를 형성할 수 있는 한편, 회로 층 및 다른 층들은 도시되지 않는다. 감지 요소(800)는 특히 표면 층(801), p+ 구역(810), p-에피택셜 구역(820), n- 구역(830)을 갖는 다이오드 디바이스를 포함할 수 있다. 표면 층(801)은 입사 전자들을 수용하는 검출기의 검출 표면을 형성할 수 있다. 표면 층(801)은, 예를 들어 알루미늄으로 형성된 금속 층일 수 있다. 다른 전도성 재료들이 사용될 수도 있다. 표면 층(801)의 반대측에, 전하 수집기로서 전극(850)이 제공될 수 있다. 전극(850)은 감지 요소(800)의 활성화된 영역에 수용되는 전자들의 양을 나타내는 전류 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.

스위칭 요소들(819)은 금속 산화물 반도체 디바이스들에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 CMOS 디바이스들이 센서 층(805)의 후면에 형성될 수 있다. CMOS 디바이스의 일 예시로서, 딥 p-웰(841), n-웰(842), 및 p-웰(843)이 제공될 수 있다. CMOS 디바이스를 제작하는 공정은, 예를 들어 다른 기술들 중에서도 에칭 및 패터닝을 포함할 수 있다.

단 하나의 감지 요소(800)만이 도시되어 있지만, 센서 층(805)은 복수의 감지 요소들로 구성될 수 있음을 이해할 것이다. 감지 요소들은 단면도에서 인접할 수 있다.

작동 시, 전자들이 표면 층(801)에 충돌할 때, 기판의 지지 층들이 p+ 구역(810)으로부터의 전하 운반체로 플러딩(flood)될 수 있다. 이러한 방식으로, 감지 요소들은 전자 빔 스폿에 의해 활성화될 수 있고, 전자 빔 전류와 같은 출력 신호를 발생시킬 수 있다. 전자 빔 스폿이 다수의 인접한 감지 요소들을 커버하는 경우, 감지 요소들은 전류를 수집하기 위해 함께 그룹화("병합")될 수 있다. 감지 요소들은 이들 사이의 스위칭 요소들을 턴 온(turn on)함으로써 병합될 수 있다.

검출기는 개별적인 감지 요소들이, 예를 들어 신호 및/또는 데이터 라인들 및 어드레스 신호들을 통해 외부 구성요소들과 통신할 수 있도록 구성될 수 있다. 검출기는 2 이상의 감지 요소들이 함께 그룹화(병합)되고 전류를 함께 수집할 수 있도록 스위치들을 작동시키도록 구성될 수 있다. 도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 감지 요소들은 수평 측면들 상의 격리 영역들 없이 제공될 수 있다. 따라서, 감지 요소들이 활성화되는 경우, 표면 층(801) 아래의 모든 영역이 활성화될 수 있다. 인접한 감지 요소들 사이에 격리 영역이 제공되지 않는 경우, 이들 사이의 데드 영역(dead area)이 제거될 수 있다.

이제 도 9를 참조하며, 이는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 섹션 배열의 또 다른 표현을 나타낸다. 복수의 감지 요소들(901, 902, 903, 904, 905, 906 등)이 제공될 수 있다. 복수의 감지 요소들은 도 2를 참조하여 앞서 논의된 바와 같은 전자 검출 디바이스(244)의 검출 표면을 형성할 수 있는 센서 층을 구성할 수 있다. 센서 층은 인접한 감지 요소들 사이에 제공될 수 있는 스위칭 요소들(911, 912, 및 913)과 같은 스위칭 구역들을 포함할 수 있다. 스위칭 요소들(911, 912, 및 913)은 도 5 내지 도 8을 참조하여 앞서 논의된 바와 같은 스위칭 요소들(519 또는 819)에 대응할 수 있다. 예를 들어, 스위칭 요소들(911, 912, 및 913)은 이들이 턴 온될 때 2 이상의 인접한 감지 요소들을 함께 그룹화하도록 구성될 수 있다.

섹션들(921, 922, 및 923)과 같은 복수의 섹션들이 제공될 수 있다. 섹션들은 1 이상의 감지 요소를 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 섹션들은 공통 출력을 출력하도록 구성될 수 있다. 제 1 섹션이 복수의 감지 요소들 중 제 1 복수의 감지 요소들의 1 이상의 감지 요소를 출력에 연결할 수 있고, 제 2 섹션이 복수의 감지 요소들 중 제 2 복수의 감지 요소들의 1 이상의 감지 요소를 출력에 연결할 수 있다. 예를 들어, 도 9에 나타낸 바와 같이, 섹션(921)은 감지 요소들(901, 902, 및 903)을 포함하는 제 1 복수의 감지 요소들에 전기적으로 연결되고, 제 1 출력(928)에 연결될 수 있다. 섹션(922)은 감지 요소들(904, 905, 및 906)을 포함하는 제 2 복수의 감지 요소들에 전기적으로 연결되고, 제 2 출력(929)에 연결될 수 있다. 섹션들은 복수의 배선 경로들(919) 및 스위치들(1019)을 통해 감지 요소들에 연결될 수 있다. 섹션들은 신호 처리 회로들 및 추가 회로 요소들에 전기 신호들을 출력하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 섹션(922)은 전기 신호들을 신호 처리 회로(930)에 출력할 수 있다.

신호 처리 회로(930)는 연결된 감지 요소들의 출력을 처리하기 위한 1 이상의 신호 처리 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 신호 처리 회로(930)는 트랜스임피던스 증폭기(TIA) 또는 전하 전달 증폭기(CTA)와 같은 전치 증폭기(931), 가변 이득 증폭기(VGA)와 같은 후치 증폭기(932), 및 아날로그-디지털 변환기(ADC)와 같은 데이터 변환기(933)를 포함할 수 있다. 앞선 구성요소들 중 1 이상은 생략될 수 있다. 추가적으로, 다른 회로들이 다른 기능들을 위해 제공될 수도 있다. 예를 들어, 감지 요소들을 서로 연결하기 위한 스위칭 요소들 또는 다른 스위치들을 제어할 수 있는 스위치 작동 회로들이 제공될 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, ADC에 전송되는 대신에 또는 이에 추가하여, 아날로그 경로에 의해 판독될 수 있는 아날로그 출력 라인이 제공될 수 있다.

디지털 스위치(940)가 제공될 수 있다. 디지털 스위치(940)는 스위치 매트릭스를 포함할 수 있다. 디지털 스위치(940)는 멀티플렉서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 멀티플렉서는 제 1 수의 입력들을 수신하고 제 2 수의 출력들을 생성하도록 구성될 수 있다. 제 1 수 및 제 2 수는 감지 요소 섹션들의 총 수와 같은 검출기의 파라미터들, 및 전자 소스(202)로부터 생성된 빔(또는 빔릿들)의 수와 같은 장치(104)의 파라미터들과 대응할 수 있다. 디지털 스위치(940)는 데이터 라인 및 어드레스 신호들을 통해 외부 구성요소들과 통신할 수 있다. 또한, 디지털 스위치(940)는 데이터 판독/기록을 제어할 수 있다. 또한, 디지털 스위치(940)는 스위칭 요소들의 조작을 제어하도록 구성될 수 있다. 디지털 스위치(940)는 복수의 출력 경로들(951, 952, 953 등)을 통해 출력 신호들을 발생시키도록 구성될 수 있다. 릴레이 등과 같은 다른 구성요소들이 디지털 스위치(940)의 출력 채널들에 연결될 수 있다. 따라서, 복수의 섹션들은 검출기 신호들에 대한 별도의 데이터 하이웨이들로서 작용할 수 있다.

다양한 구성요소들이 도 9의 표현에서 다양한 스테이지들에 삽입될 수 있음을 이해할 것이다.

또한, 1 이상의 스위치가 섹션들과 연계된 신호 처리 회로들과 감지 요소들 사이에 제공될 수 있다. 스위치들은 섹션들의 배선 경로들과 직렬로 또는 이에 추가하여 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 9에 나타낸 바와 같이, 스위치(1019)가 각각의 배선 경로(919)에 직렬로 제공된다. 스위치들(1019)은 복수의 감지 요소들과 섹션들(921, 922, 및 923) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 스위치들이 제공되는 경우, 예를 들어 다른 기술적 효과들 중에서 잡음 유입을 감소시키기 위해 비활성 감지 요소들이 연결해제될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예들에서, 아날로그 스위치들이 신호 처리 경로들 전에 조합되고, 디지털 스위치들이 신호 처리 경로들 후에 배치된다. 이러한 방식으로, 검출기는 감지 요소들 사이의 상호연결부들의 최고 유연성 및 이 상호연결부들의 최대 조합들을 달성하도록 구성될 수 있다. 시스템은 순수 아날로그 스위치 매트릭스 또는 순수 디지털 스위치 매트릭스를 구현하는 어려움들 없이 실현될 수 있다. 또한, 본 발명의 일부 실시형태들에 따르면, 검출 시스템의 스케일링 업(scaling up)이 달성될 수 있다. 반면에, 비교 예시에서, 순수 아날로그 스위치 매트릭스 또는 순수 디지털 스위치 매트릭스에 의존하는 솔루션들은 시스템을 스케일링 업할 때 어려움들에 직면할 수 있다.

일부 실시예들에서, 복수의 감지 요소들은 배선 경로들의 수들을 변화시킴으로써 섹션들에 연결될 수 있다. 섹션은 제 1 복수의 감지 요소들 중 하나 또는 다수의 감지 요소들에 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 9는 배선 경로(919)와 같은 그 자신의 배선 경로를 통해 섹션에 연결되는 감지 요소들 각각을 예시하지만, 일부 이러한 배선 경로들은 생략될 수 있다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 복수의 감지 요소들은 단 하나의 배선 경로(1119)를 통해 섹션에 연결되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나의 섹션과 연계된 제 1 복수의 감지 요소들 중 단 하나의 감지 요소만이 섹션에 연결되는 배선 경로를 가질 수 있다. 또 다른 섹션과 연계된 제 2 복수의 감지 요소들 중 단 하나의 감지 요소만이 섹션에 연결되는 배선 경로를 가질 수 있고, 그 밖에도 마찬가지이다. 따라서, 전자 빔 스폿이 검출기에 입사하는 경우, 활성화된 감지 요소들로부터 발생된 신호는 배선 경로를 갖는 감지 요소가 활성화되는 경우에만 섹션들을 통해 전송될 수 있다. 감지 요소들의 병합은 인접한 감지 요소들에서 발생된 검출 신호들로 하여금 유선 감지 요소를 통해 전송되게 할 수 있다. 이러한 배열은 검출기의 제조를 단순화할 수 있다.

이제 도 11을 참조하며, 이는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 섹션 배열의 또 다른 표현을 나타낸다. 복수의 감지 요소들, 복수의 섹션들(1240), 및 디지털 인터페이스(1250)를 포함하는 검출 시스템(1200)이 제공될 수 있다. 복수의 감지 요소들은, 예를 들어 도 4를 참조하여 앞서 논의된 바와 같은 센서 표면(400)을 형성할 수 있다. 복수의 섹션들(1240)은 신호 컨디셔닝 회로 어레이(1210), 아날로그 신호 처리 경로 어레이(1220), 및 ADC 어레이(1230)로 구성될 수 있으며, 이들은 각각 복수의 개별 유닛들로 분할된다. 즉, 섹션들(1240)은 신호 컨디셔닝 회로 어레이(1210), 아날로그 신호 처리 경로 어레이(1220), 및 ADC 어레이(1230)의 부분들로서 간주될 수 있다. 하나의 섹션이 제 1 복수의 감지 요소들, 신호 컨디셔닝 회로 어레이(1210)의 하나의 요소, 아날로그 신호 처리 경로 어레이(1220)의 하나의 요소, 및 ADC 어레이(1230)의 하나의 요소와 연계될 수 있다. 예를 들어, 하나의 섹션은 1 이상의 감지 요소의 출력을 처리하도록 구성되는 신호 컨디셔닝 회로를 포함할 수 있다. 또한, 하나의 섹션은 이득 및 오프셋 제어를 제공하도록 구성되는 신호 처리 경로를 포함할 수 있다. 또한, 하나의 섹션은 ADC 회로를 포함할 수 있다.

검출 시스템(1200)은 복수의 감지 요소들로부터의 출력이 신호 컨디셔닝 회로 어레이(1210)로 라우팅되고 다양한 섹션들을 통과할 수 있도록 구성될 수 있다. 신호 컨디셔닝 회로 어레이(1210)의 하나의 섹션은 상이한 감지 요소들로부터 1 이상의 출력을 수신하도록 구성될 수 있다. 따라서, 전자 빔 스폿 신호의 적어도 일부의 세기를 나타내는 전자 검출 전류가 함께 조합되고 처리될 수 있다. 예를 들어, 감지 요소들의 한 그룹의 전자 검출 전류는 각각의 섹션을 통해 처리되고 디지털 인터페이스(1250)로 전달될 수 있다. 따라서, 디지털 인터페이스(1250)는 ADC 회로의 하류에서 섹션들의 출력들을 수신할 수 있다. 디지털 인터페이스(1250)는 디지털 스위치, 디지털 제어 유닛, 또는 제어기를 포함할 수 있다. 디지털 인터페이스(1250)는 아날로그 신호 처리 경로 어레이(1220), ADC 어레이(1230), 및 검출기 어레이와 통신할 수 있다. 또한, 디지털 인터페이스(1250)는 예를 들어 송신기(TX) 및 수신기(RX)를 포함할 수 있는 트랜시버를 통해 편향 및 이미지 제어(DIC) 유닛으로부터 통신들을 송신 및 수신할 수 있다. 제어기(51)가 이미징 제어를 실행하도록 구성될 수 있다.

일부 실시예들에서, 섹션은 배선 경로를 포함할 수 있다. 배선 경로 섹션들의 네트워크가 신호들을 대응하는 신호 처리 회로들로 라우팅하도록 제공될 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 섹션들은 이러한 신호 처리 회로들을 포함할 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 섹션 배열에 포함될 수 있는 회로도를 나타낸다. 점선이 센서 다이(701)와 회로 다이(702) 간의 구분을 나타낼 수 있다. 회로 다이(702)에 나타낸 것과 같은 레이아웃은, 예를 들어 도 5를 참조하여 앞서 논의된 바와 같은 회로 층(520)에 제공된 회로를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 센서 다이(701)에 나타낸 것과 같은 레이아웃은 스위칭 요소(767)를 사이에 둔 복수의 감지 요소들을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 센서 다이(701)에 나타낸 것과 같은 레이아웃은 도 5를 참조하여 앞서 논의된 바와 같은 센서 층(510)의 배열을 나타낼 수 있다. 스위칭 요소(767)는 일부 실시예들에서 전자 감지 요소들의 활성 영역의 외부에 제공될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

도 12의 회로 배열은 섹션에 제공될 수 있는 일부 신호 처리 회로의 일 예시일 수 있다. 예를 들어, 도 12에 나타낸 것과 유사한 회로가 2 이상의 감지 요소들이 병합될 수 있는 검출기를 구현하기 위해 적용될 수 있다. 하지만, 앞서 언급된 검출기를 구현하기 위한 회로는 일부 실시예들에서 섹션 내에 제공되는 회로의 외부에 제공될 수도 있다는 것을 유의하여야 한다.

이제, 감지 요소 병합을 구현하기 위한 회로가 설명될 것이다. 신호 검출의 예시적인 프로세스에서, 검출기 내의 하나의 픽셀이 감지 어레이의 하나의 감지 요소와 연계될 수 있다. 따라서, 제 1 픽셀은 PIN 다이오드 전류(711)를 생성하도록 구성될 수 있다. PIN 다이오드 신호 세기 검출을 위한 프로세스의 시작 시, 스위치(721) 및 스위치(731)는 개방되도록 설정될 수 있는 한편, 스위치(741)는 폐쇄되도록 설정된다. 이에 따라, 커패시터(735)의 전압이 Vref2로 리셋될 수 있다.

다음으로, 스위치(721) 및 스위치(741)가 개방되도록 설정될 수 있는 한편, 스위치(731)는 폐쇄되도록 설정된다. 이 상태에서, 커패시터(735)는 충전을 시작하고 전압을 생성한다. 커패시터(735)는 사전설정된 시간 주기 동안, 예를 들어 t_charge 동안 충전하도록 구성될 수 있고, 이 후에 스위치(731)가 개방되도록 설정된다.

그 후, 비교기(736)는 커패시터(735)에서의 전압을 기준 값(Vref1)과 비교한다. 기준 값(Vref1)은 사전설정된 신호 레벨로서 설정될 수 있다. 기준 값에 기초하여, 회로는 감지 요소가 입사 전자 빔으로부터 전류를 모으고 있음을 나타내는 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 따라서, 기준 값은 PIN 다이오드로부터의 신호 레벨이 빔 스폿 내에 포함된 입사 전자 빔으로부터의 전류를 모으고 있는 것으로 고려되기에 충분히 높다는 것을 나타내는 적절한 값일 수 있다. 비교기(736)에서, 커패시터(735)로부터의 전압이 Vref1보다 높은 경우, 출력 신호가 블록(750)으로 전송된다.

Vref1은 각각의 감지 요소가 빔 스폿의 외부 경계 내에 포함되도록 제어될 수 있도록 설정될 수 있다. 값 t_charge는, 예를 들어 블록(750)과 통신하는 데이터 라인(752)을 통해, 로컬 로직 또는 외부 회로에 기초하여 결정될 수 있다. 로직 블록들 및 회로 구성요소들은 신호 세기 검출 및 픽셀 그룹화 결정과 같은 기능들이 국부적으로 발생할 수 있도록 설정될 수 있다. 하지만, 각각의 감지 요소의 신호 세기가 수집될 수 있고, 외부 경로를 통해 결정이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 아날로그 신호 경로 및 ADC가 아날로그 신호 라인(722) 및 데이터 라인을 통해 외부 제어기 또는 외부 회로와 통신할 수 있다. 예를 들어, 신호 라인(722)은 도 9를 참조하여 앞서 논의된 바와 같은 사전-증폭 회로(931)에 연결될 수 있다.

감지 어레이 내의 각각의 픽셀은 감지 요소 상의 입사 전자들에 기초하여 전류를 생성하고 신호 처리 회로와 통신하는 감지 요소와 연계될 수 있다. 픽셀들은 PIN 다이오드 전류(711)를 생성하도록 구성되는 제 1 픽셀에 대하여 앞서 논의된 것과 같은 회로에 연결될 수 있다. 이에 따라, 제 2 픽셀은 PIN 다이오드 전류(712)를 생성하도록 구성될 수 있고, 그 밖에도 마찬가지이다. PIN 다이오드 전류(712)는 대응하는 회로 요소들, 예를 들어 스위치(721b), 스위치(731b), 스위치(741b), 커패시터(735b), 비교기(736b), 블록(750b) 등에 연결될 수 있다.

활성 감지 요소로부터의 출력 전류를 사용하여, 회로 층은 상태 표시자를 생성하도록 구성될 수 있다. 상태 표시자는 픽셀들의 병합을 구현하기 위한 기능을 촉발하도록 구성될 수 있다. 감지 요소 병합을 달성하기 위한 다양한 방법들이 제공될 수 있다.

픽셀들을 병합하기 위한 이러한 한 방법에서, 감지 요소 병합은 로컬 로직 회로의 신호 강도 플래그에 따라 달성될 수 있다. 제 1 픽셀 및 제 2 픽셀이 강한 신호 강도를 갖는 경우, 2 개의 픽셀들이 병합될 수 있다. 예를 들어, PIN 다이오드 전류(711) 및 PIN 다이오드 전류(712)가 둘 다 높은 전류 값들을 가질 수 있다. 즉, 커패시터(735)에서의 전압 및 커패시터(735b)에서의 전압이 둘 다 Vref1보다 높을 수 있다. 그 후, 스위치(767)가 폐쇄되도록 설정되어 2 개의 픽셀들을 병합한다.

제 1 픽셀 및 제 2 픽셀 중 적어도 하나가 약한 신호를 갖는 경우, 즉 커패시터(735) 또는 커패시터(735b)에서의 전압이 Vref1보다 작은 경우, 스위치(767)는 개방되도록 설정되어 2 개의 픽셀들이 병합되지 않도록 한다.

스위치(767)는 2 개의 감지 요소들 사이의 스위치를 구현하기 위한 요소로서 구성될 수 있다. 스위치(767)는 센서 다이(701)에 위치될 수 있다. 스위치(767)는 센서 다이(701)에 내장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 스위치(767)는 센서 다이(701)의 외부에 제공될 수 있다. 스위치(767)는 MOSFET과 같은 트랜지스터로서 구성될 수 있다.

섹션들의 크기를 결정하기 위한 기준이 도 13을 참조하여 논의될 것이다.

일부 적용예들에서, 다수-빔 장치가 복수의 빔릿들을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 빔릿들의 피치들은 장치(104)의 구조, 예를 들어 도 2에 나타낸 바와 같이 소스 전환 유닛(212)에 의해 결정될 수 있다. 빔릿들의 피치들은 다양한 파라미터들에 기초하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 피치들은 특히 기계적 이용가능성 및 기계적 안정을 보장하도록 설정될 수 있다. 이용가능한 빔릿들이 많을수록, 달성될 수 있는 검사 스루풋이 더 높아진다. 따라서, 높은 밀도의 빔릿들을 갖는 하전 입자 빔 시스템이 사용될 수 있다.

따라서, 복수의 빔들 또는 빔릿들이 검출기 표면 상에 입사될 수 있다. 도 13은 복수의 감지 요소들을 갖는 검출기 표면 및 그 위에 입사하는 복수의 빔릿들을 나타낸다. 예를 들어, 빔릿들은 샘플 상으로 투영되고, 후속하여 그리드 패턴과 같은 어레이 패턴으로 검출기 상에 수용되도록 구성될 수 있다. 그리드 패턴은 임의의 형상일 수 있다. 예를 들어, 그리드 패턴은 정사각형, 직사각형, 타일형 등일 수 있다. 도 13에는 4 개의 빔릿 스폿들이 도시되어 있지만, 본 발명의 실시예들은 그렇게 제한되지 않는다. 빔릿 스폿들의 정사각형 그리드 패턴은 임의로 반복될 수 있다.

도 13에 나타낸 바와 같이, 빔릿들은 제 1(수평) 방향으로 A의 중심간 거리를 갖고 제 2(수직) 방향으로 B의 중심간 거리를 갖도록 이격된다. A 및 B의 값들은 동일할 수 있다.

검출기는 앞서 논의된 바와 같은 복수의 섹션들을 가질 수 있다. 예를 들어, 섹션(410)이 도시되어 있으며, 섹션과 연계된 감지 요소들은 점선 박스 내에 포함된다. 섹션들은 검출기의 표면에 걸쳐 균일하게 제공될 수 있다.

섹션의 크기를 결정하기 위한 기준은 섹션의 대각선 크기가 인접한 빔 스폿들 사이의 최소 간격의 길이보다 작다는 것일 수 있다. 예를 들어, 거리 C는 A보다 작게 설정될 수 있다. 따라서, 예를 들어 다양한 정렬, 빔 시프트 등으로 인한 여하한의 여러 가지 상이한 이미징 조건들 하에서, 최대 하나의 빔 중심만이 하나의 섹션으로 떨어질 수 있다. 이러한 방식으로, 검출기 표면의 영역 상에 투영되는 빔들의 신호 처리 및 판독을 수용하기에 충분한 신호 처리 회로들 및 신호 경로들이 존재할 것을 보장할 수 있다.

도 14a 내지 도 14c에 나타낸 바와 같이, 다양한 조건들 하에서, 빔 스폿들의 최소 피치보다 작은 대각선 거리를 갖도록 크기가 구성된 섹션들이 모든 빔 스폿들로 하여금 각각의 섹션들에 수용되게 할 수 있다. 예를 들어, 도 14a는 점선으로 표시된 규칙적인 고정 피치를 갖는 빔 스폿들의 배열을 나타낸다. 도 14b는 2 개의 빔 스폿들이 하나의 섹션 내에 완전히 피팅될 수 없다는 것을 나타낸다. 2 개의 빔들의 중심들이 모두 하나의 섹션 내에 피팅될 수 없다. 도 14c는 동일한 피치이지만 더 큰 크기를 갖는 빔 스폿들을 나타낸다. 빔 스폿 크기에 상관없이, 최대 하나의 빔 스폿 중심만이 하나의 섹션에 수용될 것이다. 또한, 섹션 배열이 빔 그리드와 정렬되지 않는 경우에도(예를 들어, 그리드 패턴이 섹션 배열에 대해 회전되는 경우), 2 개의 빔 스폿들의 중심들이 하나의 섹션에 있는 상황은 발생할 수 없다. 이에 따라, 하나의 섹션과 연계된 감지 요소들이 그들 자신의 신호 처리 회로들 및 배선 경로들을 가질 수 있는 각각의 섹션들을 통해 라우팅되는 그 출력 신호들을 가질 수 있다. 그 후, 빔 스폿을 위해 함께 그룹화된 감지 요소들은 그룹 내의 감지 요소들이 연계되는 섹션들 중 하나의 하나의 신호 처리 회로를 통해 라우팅되는 빔 스폿의 신호를 가질 수 있다. 따라서, 빔 스폿에 대한 신호 경로의 길이가 최소화될 수 있다. 또한, 대역폭이 개선될 수 있다.

일부 상황들에서, 2 이상의 상이한 빔 스폿들로부터의 활성화된 감지 요소들이 하나의 섹션 내에 포함될 수 있다는 것을 유의하여야 한다. 하지만, 픽셀 병합으로, 예를 들어 동일한 빔 스폿에 의해 커버되는 감지 요소들이 병합되어, 그 출력이 함께 처리되도록 할 수 있다. 예를 들어, 빔 스폿 중심을 포함하는 섹션은 하나의 빔 스폿과 연계되는 활성화된 감지 요소들의 모든 신호들을 처리하기 위해 사용되는 섹션일 수 있다. 그러므로, 빔 스폿의 주변부 상의 감지 요소들은 섹션이 원래 포함되었던 것보다는 또 다른 섹션의 배선 경로를 사용할 수 있다. 따라서, 빔 스폿의 주변부 상의 감지 요소들은 실제로, 감지 요소가 바로 아래에 적층된 섹션에 대한 배선 경로를 사용한 경우보다 약간 더 긴 배선 경로를 사용할 수 있다. 이러한 방식으로, 검출기 어레이는 유연하게 유지될 수 있다. 따라서, 주어진 시간에, 하나의 섹션과 연계되어 섹션에 의해 처리되는 감지 요소들의 수는 섹션의 미리 정의된 사이즈 내에 포함될 수 있는 감지 요소들의 수보다 적거나, 같거나, 또는 클 수 있다.

실시예들은 다음 항목들을 사용하여 더 설명될 수 있다:

1. 검출기로서,

복수의 감지 요소들을 포함하는 기판; 및

제 1 복수의 감지 요소들의 1 이상의 감지 요소를 제 1 출력에 연결하는 제 1 섹션 및 제 2 복수의 감지 요소들의 1 이상의 감지 요소를 제 2 출력에 연결하는 제 2 섹션을 포함하는 복수의 섹션들을 포함하는 검출기.

2. 1 항에 있어서, 복수의 섹션들은 배선 경로 및 신호 처리 회로들을 포함하는 검출기.

3. 1 항 또는 2 항에 있어서, 복수의 감지 요소들의 출력들을 처리하도록 구성되는 복수의 회로들을 더 포함하고, 복수의 회로들 중 제 1 회로는 제 1 섹션에 연결되고, 복수의 회로들 중 제 2 회로는 제 2 섹션에 연결되는 검출기.

4. 3 항에 있어서, 복수의 감지 요소들 및 복수의 회로들 각각 사이의 배선 경로 상에 제공되는 스위치를 더 포함하는 검출기.

5. 1 항 내지 4 항 중 어느 하나에 있어서,

기판을 포함하는 센서 다이; 및

복수의 감지 요소들의 출력을 처리하도록 구성되는 1 이상의 회로를 포함하는 회로 다이를 더 포함하는 검출기.

6. 5 항에 있어서, 센서 다이 및 회로 다이는 제 1 복수의 감지 요소들이 제 1 섹션에 인접하고 제 2 복수의 감지 요소들이 제 2 섹션에 인접하도록 함께 적층되는 검출기.

7. 1 항 내지 6 항 중 어느 하나에 있어서, 복수의 감지 요소들 중 2 이상을 연결하도록 구성되는 적어도 하나의 스위칭 구역을 더 포함하는 검출기.

8. 7 항에 있어서, 적어도 하나의 스위칭 구역은 복수의 감지 요소들 각각 사이에 제공되는 스위칭 구역을 포함하는 검출기.

9. 7 항에 있어서, 기판의 단면도에서, 적어도 하나의 스위칭 구역은 복수의 감지 요소들 중 2 이상과 통합되는 검출기.

10. 7 항에 있어서, 스위칭 구역은 복수의 감지 요소들의 활성 영역 내에 있는 검출기.

11. 7 항에 있어서, 스위칭 구역은 복수의 감지 요소들의 활성 영역 외부에 있는 검출기.

12. 1 항 내지 11 항 중 어느 하나에 있어서, 복수의 섹션들은 각각 신호 처리 경로를 포함하는 검출기.

13. 12 항에 있어서, 신호 처리 경로는 데이터 변환기와 커플링되는 증폭기들을 포함하는 검출기.

14. 검출 시스템으로서,

복수의 감지 요소들을 포함하는 검출기 어레이;

제 1 복수의 감지 요소들을 제 1 출력에 연결하는 제 1 섹션 및 제 2 복수의 감지 요소들을 제 2 출력에 연결하는 제 2 섹션을 포함하는 복수의 섹션들; 및

인터페이스를 포함하는 검출 시스템.

15. 14 항에 있어서, 복수의 섹션들은 배선 경로 및 신호 처리 회로들을 포함하는 검출 시스템.

16. 14 항 또는 15 항에 있어서, 복수의 감지 요소들의 출력들을 처리하도록 구성되는 복수의 회로들을 더 포함하고, 복수의 회로들 중 제 1 회로는 제 1 섹션에 연결되고, 복수의 회로들 중 제 2 회로는 제 2 섹션에 연결되는 검출 시스템.

17. 16 항에 있어서, 복수의 감지 요소들 및 복수의 회로들 각각 사이의 배선 경로 상에 제공되는 스위치를 더 포함하는 검출 시스템.

18. 14 항 내지 17 항 중 어느 하나에 있어서, 인터페이스는 디지털 스위치 매트릭스를 포함하는 검출 시스템.

19. 14 항 내지 18 항 중 어느 하나에 있어서,

복수의 감지 요소들을 포함하는 센서 다이; 및

복수의 감지 요소들의 출력을 처리하도록 구성되는 1 이상의 회로를 포함하는 회로 다이를 더 포함하는 검출 시스템.

20. 19 항에 있어서, 센서 다이 및 회로 다이는 제 1 복수의 감지 요소들이 제 1 섹션에 인접하고 제 2 복수의 감지 요소들이 제 2 섹션에 인접하도록 함께 적층되는 검출 시스템.

21. 14 항 내지 20 항 중 어느 하나에 있어서, 복수의 감지 요소들 중 2 이상을 연결하도록 구성되는 적어도 하나의 스위칭 구역을 더 포함하는 검출 시스템.

22. 21 항에 있어서, 적어도 하나의 스위칭 구역은 복수의 감지 요소들 각각 사이에 제공되는 스위칭 구역을 포함하는 검출 시스템.

23. 21 항에 있어서, 검출기의 단면도에서, 적어도 하나의 스위칭 구역은 복수의 감지 요소들 중 2 이상과 통합되는 검출 시스템.

24. 21 항에 있어서, 스위칭 구역은 복수의 감지 요소들의 활성 영역 내에 있는 검출 시스템.

25. 21 항에 있어서, 스위칭 구역은 복수의 감지 요소들의 활성 영역 외부에 있는 검출 시스템.

26. 14 항 내지 25 항 중 어느 하나에 있어서, 복수의 섹션들은 각각 신호 처리 경로를 포함하는 검출 시스템.

27. 18 항에 있어서, 신호 처리 경로는 데이터 변환기와 커플링되는 증폭기들을 포함하는 검출 시스템.

28. 14 항 내지 27 항 중 어느 하나에 있어서, 인터페이스는 이미징 제어를 실행하도록 구성되는 검출 시스템.

29. 하전 입자 빔 시스템으로서,

복수의 하전 입자 빔들을 생성하도록 구성되는 하전 입자 빔 소스;

복수의 하전 입자 빔들을 수용하도록 구성되는 검출기를 포함하고, 검출기는:

복수의 감지 요소들; 및

제 1 복수의 감지 요소들을 제 1 출력에 연결하는 제 1 섹션 및 제 2 복수의 감지 요소들을 제 2 출력에 연결하는 제 2 섹션을 포함하는 복수의 섹션들을 포함하는 하전 입자 빔 시스템.

30. 29 항에 있어서, 복수의 섹션들은 배선 경로 및 신호 처리 회로들을 포함하는 하전 입자 빔 시스템.

31. 29 항 또는 30 항에 있어서, 복수의 감지 요소들의 출력들을 처리하도록 구성되는 복수의 회로들을 더 포함하고, 복수의 회로들 중 제 1 회로는 제 1 섹션에 연결되고, 복수의 회로들 중 제 2 회로는 제 2 섹션에 연결되는 하전 입자 빔 시스템.

32. 31 항에 있어서, 복수의 감지 요소들 및 복수의 회로들 각각 사이의 배선 경로 상에 제공되는 스위치를 더 포함하는 하전 입자 빔 시스템.

33. 29 항 내지 32 항 중 어느 하나에 있어서,

복수의 감지 요소들을 포함하는 센서 다이; 및

복수의 감지 요소들의 출력을 처리하도록 구성되는 1 이상의 회로를 포함하는 회로 다이를 더 포함하는 하전 입자 빔 시스템.

34. 33 항에 있어서, 센서 다이 및 회로 다이는 제 1 복수의 감지 요소들이 제 1 섹션에 인접하고 제 2 복수의 감지 요소들이 제 2 섹션에 인접하도록 함께 적층되는 하전 입자 빔 시스템.

35. 29 항 내지 34 항 중 어느 하나에 있어서, 복수의 감지 요소들 중 2 이상을 연결하도록 구성되는 적어도 하나의 스위칭 구역을 더 포함하는 하전 입자 빔 시스템.

36. 35 항에 있어서, 적어도 하나의 스위칭 구역은 복수의 감지 요소들 각각 사이에 제공되는 스위칭 구역을 포함하는 하전 입자 빔 시스템.

37. 35 항에 있어서, 검출기의 단면도에서, 적어도 하나의 스위칭 구역은 복수의 감지 요소들 중 2 이상과 통합되는 하전 입자 빔 시스템.

38. 35 항에 있어서, 스위칭 구역은 복수의 감지 요소들의 활성 영역 내에 있는 하전 입자 빔 시스템.

39. 35 항에 있어서, 스위칭 구역은 복수의 감지 요소들의 활성 영역 외부에 있는 하전 입자 빔 시스템.

40. 29 항 내지 39 항 중 어느 하나에 있어서, 복수의 섹션들은 각각 신호 처리 경로를 포함하는 하전 입자 빔 시스템.

41. 40 항에 있어서, 신호 처리 경로는 데이터 변환기와 커플링되는 증폭기들을 포함하는 하전 입자 빔 시스템.

42. 29 항 내지 41 항 중 어느 하나에 있어서, 복수의 섹션들은 각각의 섹션의 대각선 거리가 복수의 하전 입자 빔들의 피치보다 작도록 크기가 구성되는 하전 입자 빔 시스템.

43. 1 항 내지 13 항 중 어느 하나에 있어서, 제 1 복수의 감지 요소들 각각은 배선 경로에 의해 제 1 출력과 연결되는 검출기.

44. 1 항 내지 13 항 중 어느 하나에 있어서, 제 1 복수의 감지 요소들 중 단 하나의 감지 요소만이 배선 경로에 의해 제 1 출력과 연결되는 검출기.

도면들에서의 블록 다이어그램들은 본 발명의 다양한 예시적인 실시예들에 따른 시스템, 방법, 및 컴퓨터 하드웨어/소프트웨어 제품의 가능한 구현의 아키텍처, 기능, 및 작동을 예시한다. 이와 관련하여, 개략적인 다이어그램에서의 각각의 블록은 전자 회로와 같은 하드웨어를 사용하여 구현될 수 있는 소정 산술 및/또는 논리 연산 처리를 나타낼 수 있다. 또한, 블록들은 특정한 논리 함수들을 구현하기 위한 1 이상의 실행가능한 명령어를 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 부분을 나타낼 수 있다. 일부 대안적인 구현들에서, 블록에 나타낸 기능들은 도면들에 명시된 순서를 벗어나 일어날 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 연속하여 나타낸 2 개의 블록들이 실질적으로 동시에 실행되거나 구현될 수 있으며, 또는 관련 기능에 따라 2 개의 블록들이 때로는 역순으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 블록들은 생략될 수도 있다. 또한, 블록 다이어그램들의 각각의 블록 및 블록들의 조합은 특정 기능 또는 동작을 수행하는 특수 목적 하드웨어-기반 시스템들 또는 특수 목적 하드웨어 및 컴퓨터 명령어들의 조합에 의해 구현될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

본 발명은 앞서 설명되고 첨부된 도면들에 예시된 정확한 구성에 제한되지 않으며, 그 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 일부 예시적인 실시예들이 형상이 정사각형인 섹션들을 논의하지만, 삼각형, 육각형 등과 같은 다른 배열들이 구현될 수 있다. 섹션들은 이들과 연계된 감지 요소들의 형상들과 기하학적으로 유사한 형상들을 가질 수 있다. 감지 요소들은 자체로 정사각형 또는 직사각형 이외의 형상으로 형성될 수 있다.

Claims (15)

1. 복수의 감지 요소들을 포함하는 기판; 및
   제 1 복수의 감지 요소들의 1 이상의 감지 요소를 제 1 출력에 연결하는 제 1 섹션(section) 및 제 2 복수의 감지 요소들의 1 이상의 감지 요소를 제 2 출력에 연결하는 제 2 섹션을 포함하는 복수의 섹션들
   을 포함하는 검출기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 섹션들은 배선 경로 및 신호 처리 회로들을 포함하는 검출기.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 감지 요소들의 출력들을 처리하도록 구성되는 복수의 회로들을 더 포함하고, 상기 복수의 회로들 중 제 1 회로는 상기 제 1 섹션에 연결되고, 상기 복수의 회로들 중 제 2 회로는 상기 제 2 섹션에 연결되는 검출기.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 복수의 감지 요소들 및 상기 복수의 회로들 각각 사이의 배선 경로 상에 제공되는 스위치를 더 포함하는 검출기.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 기판을 포함하는 센서 다이(sensor die); 및
   상기 복수의 감지 요소들의 출력을 처리하도록 구성되는 1 이상의 회로를 포함하는 회로 다이(circuit die)를 더 포함하는 검출기.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 센서 다이 및 상기 회로 다이는 상기 제 1 복수의 감지 요소들이 상기 제 1 섹션에 인접하고 상기 제 2 복수의 감지 요소들이 상기 제 2 섹션에 인접하도록 함께 적층(stack)되는 검출기.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 감지 요소들 중 2 이상을 연결하도록 구성되는 적어도 하나의 스위칭 구역을 더 포함하는 검출기.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 스위칭 구역은 상기 복수의 감지 요소들 각각 사이에 제공되는 스위칭 구역을 포함하는 검출기.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 기판의 단면도에서, 상기 적어도 하나의 스위칭 구역은 상기 복수의 감지 요소들 중 2 이상과 통합되는 검출기.
10. 제 7 항에 있어서,
    상기 스위칭 구역은 상기 복수의 감지 요소들의 활성 영역(active area) 내에 있는 검출기.
11. 제 7 항에 있어서,
    상기 스위칭 구역은 상기 복수의 감지 요소들의 활성 영역 외부에 있는 검출기.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 섹션들은 각각 신호 처리 경로를 포함하는 검출기.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 신호 처리 경로는 데이터 변환기와 커플링되는 증폭기들을 포함하는 검출기.
14. 복수의 감지 요소들을 포함하는 검출기 어레이;
    제 1 복수의 감지 요소들을 제 1 출력에 연결하는 제 1 섹션 및 제 2 복수의 감지 요소들을 제 2 출력에 연결하는 제 2 섹션을 포함하는 복수의 섹션들; 및
    인터페이스
    를 포함하는 검출 시스템.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 감지 요소들을 포함하는 센서 다이; 및
    상기 복수의 감지 요소들의 출력을 처리하도록 구성되는 1 이상의 회로를 포함하는 회로 다이를 더 포함하는 검출 시스템.

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