KR20220074929A - 광증배 이미지 보정을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20220074929A
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Abstract

광증배관(PMT) 검출기 어셈블리는 PMT 및 아날로그 PMT 검출기 회로를 포함한다. PMT는 광자의 흡수에 응답하여 초기 광전자 세트를 방출하도록 구성된 광음극을 포함한다. PMT는 복수의 다이노드를 갖는 다이노드 체인을 포함한다. 다이노드 체인은 초기 광전자 세트를 수신하고, 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트를 생성하고, 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트를 지향시키도록 구성된다. PMT는 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트를 수신하도록 구성된 양극을 포함하며, 디지털화된 이미지가 최종 증폭된 광전자 세트의 측정에 기초하여 생성된다. 디지털화된 이미지는 아날로그 PMT 검출기 회로에서 측정된 신호의 출력을 디지털화된 이미지에 적용함으로써 보정된다.

Description

광증배 이미지 보정을 위한 시스템 및 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 데릭 맥케이(Derek Mackay)를 발명자로 명명하고 2019년 10월 3일자에 출원된 발명의 명칭이 "PHOTOMULTIPLIER IMAGE SHARPENING USING A LAPLACIAN OPERATOR IN ANALOG SPACE"인 미국 가출원 제 62/910,175 호에 대한 우선권을 35 U.S.C.§119(e) 규정하에서 주장하며, 이는 그 전체가 참조로 본 명세서에 포함된다.
기술분야
본 발명은 일반적으로 광증배관 검출기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광증배 이미지 보정을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스에 대한 수요가 증가함에 따라, 개선된 디바이스 특성화 능력(device characterization capabilities)에 대한 요구도 계속 증가할 것이다. 광학 특성화 방법론에서 일반적으로 사용되는 기술 중 하나는 광증배관(photomultiplier tube; PMT) 검출기의 구현을 포함한다. 일반적으로, 광증배관 검출기는 전자기 스펙트럼의 UV, 가시광선 및 근적외선 범위에 있는 광에 민감한 검출기이다. 따라서, PMT는 반도체 디바이스 특성화 프로세스에 널리 사용된다.
PMT는 매우 작은 광 신호를 증폭한다. 광이 PMT의 음극(cathode)에 닿으면, 광전자가 생성되고 수신 다이노드(receiving dynode)를 향해 가속된다. 그런 다음, 수신 다이노드는 광전자를 증폭하여 제2 다이노드를 향해 지향시킨다. 이러한 프로세스는 증폭된 광전자 신호가 양극(anode)에서 수집될 때까지 일련의 다이노드를 통해 계속된다.
PMT의 대역폭은 전송 시간 확산(transit time spread; tts)에 의해 제어된다. PMT의 음극에 광의 델타 함수가 입사되면, 양극에서 수집된 전하의 시간 확산은 PMT의 대역폭에 비례한다. 양극에서 수집이 있다는 것은, 양극에서 수집된 전하의 확산에 의해 대역폭이 제한됨을 의미한다.
이와 같이, 위에서 식별된 접근 방식의 단점을 개선하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이 유리할 것이다.
본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 검출기 어셈블리가 개시된다. 일 실시예에서, 검출기 어셈블리는 광증배관을 포함한다. 다른 실시예에서, 광증배관은 광자를 흡수하도록 구성된 광음극을 포함한다. 다른 실시예에서, 광음극은 또한 광자의 흡수에 응답하여 초기 광전자 세트를 방출하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 광증배관은 다이노드 체인을 포함한다. 다른 실시예에서, 다이노드 체인은 복수의 다이노드를 포함한다. 다른 실시예에서, 다이노드 체인은 초기 광전자 세트를 수신하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 다이노드 체인은 초기 광전자 세트로부터 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트를 생성하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트는 초기 광전자 세트보다 더 많은 수의 광전자를 포함한다. 다른 실시예에서, 다이노드 체인은 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트를 지향시키도록 구성된다. 다른 실시예에서, 광증배관은 다이노드 체인에 의해 지향된 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트를 수신하도록 구성된 양극을 포함한다. 다른 실시예에서, 수신된 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트는 양극에서 측정된다. 다른 실시예에서, 디지털화된 이미지가 측정된 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트에 기초하여 생성된다. 다른 실시예에서, 검출기 어셈블리는 다이노드 체인의 신호를 측정하도록 구성된 아날로그 광증배관 검출기 회로를 포함한다. 다른 실시예에서, 아날로그 광증배관 검출기 회로는 복수의 다이노드 중 적어도 하나의 다이노드에 동작 가능하게(operably) 결합된 커패시터를 포함한다. 다른 실시예에서, 아날로그 광증배관 검출기 회로는 커패시터에 동작 가능하게 결합된 교류(alternating current; AC) 결합 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter; ADC)를 포함한다. 다른 실시예에서, 디지털화된 이미지는 아날로그 광증배관 검출기 회로에 의해 측정된 신호의 출력을 디지털화된 이미지에 적용함으로써 보정된다.
본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른 특성화 시스템이 개시된다. 일 실시예에서, 특성화 시스템은 샘플 표면의 일부를 조명하도록 구성된 조명 소스를 포함한다. 다른 실시예에서, 특성화 시스템은 검출기 어셈블리를 포함한다. 다른 실시예에서, 검출기 어셈블리는 광증배관을 포함한다. 다른 실시예에서, 광증배관은 광자를 흡수하도록 구성된 광음극을 포함한다. 다른 실시예에서, 광음극은 또한 광자의 흡수에 응답하여 초기 광전자 세트를 방출하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 광증배관은 다이노드 체인을 포함한다. 다른 실시예에서, 다이노드 체인은 복수의 다이노드를 포함한다. 다른 실시예에서, 다이노드 체인은 초기 광전자 세트를 수신하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 다이노드 체인은 초기 광전자 세트로부터 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트를 생성하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트는 초기 광전자 세트보다 더 많은 수의 광전자를 포함한다. 다른 실시예에서, 다이노드 체인은 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트를 지향시키도록 구성된다. 다른 실시예에서, 광증배관은 다이노드 체인에 의해 지향된 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트를 수신하도록 구성된 양극을 포함한다. 다른 실시예에서, 수신된 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트는 양극에서 측정된다. 다른 실시예에서, 디지털화된 이미지가 측정된 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트에 기초하여 생성된다. 다른 실시예에서, 검출기 어셈블리는 다이노드 체인의 신호를 측정하도록 구성된 아날로그 광증배관 검출기 회로를 포함한다. 다른 실시예에서, 아날로그 광증배관 검출기 회로는 복수의 다이노드 중 적어도 하나의 다이노드에 동작 가능하게 결합된 커패시터를 포함한다. 다른 실시예에서, 아날로그 광증배관 검출기 회로는 커패시터에 동작 가능하게 결합된 교류(AC) 결합 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 포함한다. 다른 실시예에서, 디지털화된 이미지는 아날로그 광증배관 검출기 회로에 의해 측정된 신호의 출력을 디지털화된 이미지에 적용함으로써 보정된다.
본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 검출기 어셈블리가 개시된다. 일 실시예에서, 검출기 어셈블리는 광증배관을 포함한다. 다른 실시예에서, 광증배관은 광자를 흡수하도록 구성된 광음극을 포함한다. 다른 실시예에서, 광음극은 또한 광자의 흡수에 응답하여 초기 광전자 세트를 방출하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 광증배관은 초기 광전자 세트를 수신하도록 구성된 다이노드 체인을 포함한다. 다른 실시예에서, 다이노드 체인은 복수의 다이노드를 포함한다. 다른 실시예에서, 복수의 다이노드는 초기 다이노드를 포함한다. 다른 실시예에서, 초기 다이노드는 초기 광전자 세트를 수신하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 초기 다이노드는 초기 광전자 세트를 증폭하여 제1의 증폭된 광전자 세트를 생성하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 제1의 증폭된 광전자 세트는 초기 광전자 세트보다 더 많은 수의 광전자를 포함한다. 다른 실시예에서, 복수의 다이노드는 적어도 하나의 중간 다이노드를 포함한다. 다른 실시예에서, 적어도 하나의 중간 다이노드는 제1의 증폭된 광전자 세트를 수신하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 적어도 하나의 중간 다이노드는 또한 제1의 증폭된 광전자 세트를 증폭하여 적어도 하나의 중간 증폭된 광전자 세트를 생성하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 적어도 하나의 중간 증폭된 광전자 세트는 제1의 증폭된 광전자 세트보다 더 많은 수의 광전자를 포함한다. 다른 실시예에서, 복수의 다이노드는 최종 다이노드를 포함한다. 다른 실시예에서, 최종 다이노드는 적어도 하나의 중간 증폭된 광전자 세트를 수신하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 최종 다이노드는 또한 적어도 하나의 중간 증폭된 광전자 세트를 증폭하여 최종 증폭된 광전자 세트를 생성하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 최종 증폭된 광전자 세트는 적어도 하나의 중간 증폭된 광전자 세트보다 더 많은 수의 광전자를 포함한다. 다른 실시예에서, 광증배관은 다이노드 체인으로부터 최종 다이노드에 의해 지향된 최종 증폭된 광전자 세트를 수신하도록 구성된 양극을 포함한다. 다른 실시예에서, 수신된 최종 증폭된 광전자 세트는 양극에서 측정된다. 다른 실시예에서, 디지털화된 이미지가 측정된 최종 증폭된 광전자 세트에 기초하여 생성된다. 다른 실시예에서, 검출기 어셈블리는 다이노드 체인의 신호를 측정하도록 구성된 아날로그 광증배관 검출기 회로를 포함한다. 다른 실시예에서, 아날로그 광증배관 검출기 회로는 적어도 하나의 중간 다이노드에 동작 가능하게 결합된 커패시터를 포함한다. 다른 실시예에서, 아날로그 광증배관 검출기 회로는 커패시터에 동작 가능하게 결합된 교류(AC) 결합 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 포함한다. 다른 실시예에서, 디지털화된 이미지는 아날로그 광증배관 검출기 회로에 의해 측정된 신호의 출력을 디지털화된 이미지에 적용함으로써 보정된다.
전술한 일반적인 설명과 다음의 상세한 설명은 모두 단지 예시적이고 설명적인 것이며, 청구된 바와 같이 본 발명을 반드시 제한하는 것은 아님을 이해해야 한다. 본 명세서에 통합되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면들은 본 발명의 실시예들을 도시하고, 일반적인 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
본 개시의 수많은 장점들은 첨부 도면들을 참조함으로써 본 기술 분야의 당업자에 의해 보다 잘 이해될 수 있다:
도 1a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 전압 대 시간의 함수로서 양극에서 측정된 신호를 도시하는 그래프이다.
도 1b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 전압 대 시간의 함수로서 양극에서 측정된 신호를 도시하는 그래프이다.
도 1c는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 전압 대 시간의 함수로서 양극에서 측정된 신호를 도시하는 그래프이다.
도 2a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 아날로그 공간에서 라플라시안 연산자(Laplacian operator)를 포함하는 광증배관 검출기 어셈블리의 단순화된 개략도를 도시한다.
도 2b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 아날로그 공간에서 라플라시안 연산자를 포함하는 광증배관 검출기 어셈블리의 단순화된 개략도를 도시한다.
도 2c는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 아날로그 공간에서 라플라시안 연산자를 포함하는 광증배관 검출기 어셈블리의 단순화된 개략도를 도시한다.
도 3a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 전압 대 시간의 함수로서 양극에서 측정된 신호 및 아날로그 공간에서 라플라시안 연산자를 통해 측정된 신호를 도시하는 그래프이다.
도 3b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 전압 대 시간의 함수로서 양극에서 측정된 신호 및 아날로그 공간에서 라플라시안 연산자를 통해 측정된 신호를 도시하는 그래프이다.
도 3c는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 전압 대 시간의 함수로서 양극에서 측정된 신호 및 아날로그 공간에서 라플라시안 연산자를 통해 측정된 신호를 도시하는 그래프이다.
도 4는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 아날로그 공간에서 라플라시안 연산자를 포함하는 광증배관 검출기 어셈블리를 사용하기 위한 방법 및 프로세스이다.
도 5는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 아날로그 공간에서 라플라시안 연산자를 포함하는 광증배관 검출기 어셈블리를 사용하기 위한 방법 및 프로세스이다.
도 6은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 아날로그 공간에서 라플라시안 연산자를 포함하는 광증배관 검출기 어셈블리가 장착된 특성화 시스템의 블록도를 도시한다.
본 개시는 특정 실시예들 및 이의 특정 특징과 관련하여 특별히 도시되고 설명되었다. 본 명세서에 제시된 실시예들은 제한적이기보다는 예시적인 것으로 간주된다. 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부 사항에서 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 용이하게 명백해야 한다. 이제 첨부 도면들에 도시되는 개시된 주제를 상세히 참조할 것이다.
일반적으로 도 1a 내지 도 6을 참조하면, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 광증배 이미지 보정을 위한 시스템 및 방법이 설명된다.
광증배관(PMT) 검출기를 포함하는 특성화 시스템에 의해 취해진 최종 디지털화된 이미지에 디지털 이미지 처리 기술이 사용될 수 있다. PMT의 대역폭은 전송 시간 확산(tts)에 의해 제어된다. PMT의 음극에 광의 델타 함수가 입사되면, 양극에서 수집된 전하의 시간 확산은 PMT의 대역폭에 비례한다. 양극에서 수집이 있다는 것은, 양극에서 수집된 전하의 확산에 의해 대역폭이 제한됨을 의미한다. 예를 들어, PMT를 통해 처리 속도를 증가시키면 양극에서 취해진 디지털화된 이미지가 지워질 수 있다.
디지털 이미지 처리 기술 중 하나는 최종 디지털화된 이미지에 라플라시안 연산자를 적용하여 디지털화된 이미지의 추가의 미세한 세부 사항을 가져오는 것을 포함한다. 수학식 1은 함수 f의 라플라시안을 나타낸다.
Figure pct00001
수학식 2에 나타낸 바와 같이, 원래의 이미지로부터 라플라시안을 차감함으로써 디지털화된 이미지의 더 선명한 버전(sharper version)이 생성될 수 있다.
Figure pct00002
그러나, 본 명세서에서 디지털화된 이미지의 보정된 버전은 곱셈을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 수 또는 유형의 수학적 연산에 의해 생성될 수 있음을 유념한다.
디지털화된 이미지에 대한 추가의 미세한 세부 사항을 획득하는 것 및/또는 디지털화된 이미지를 보정하는 것(예를 들어, 선명하게 하는 것을 포함하지만 이에 제한되지 않음)의 한 가지 트레이드 오프는 처리된 디지털화된 이미지에 노이즈의 추가 또는 증가를 포함한다. 도 1a 내지 도 1c는 라플라시안으로 디지털화된 이미지를 처리한 결과를 도시한다. 예를 들어, 도 1a는 전압(V) 대 시간(나노초(ns) 단위)의 함수로서 양극에서 측정된 신호(102)(예를 들어, 원래의 신호)를 나타내는 그래프(100)이다. 또한, 도 1b는 전압(V) 대 시간(ns)의 함수로서 신호(102)의 1차 도함수(first derivative)를 도시하는 그래프(110)이다. 또한, 도 1c는 전압(V) 대 시간(ns)의 함수로서 신호(102)의 2차 도함수를 도시하는 그래프(120)이다. 도 1a 내지 도 1c의 비교에 기초하여 이해되는 바와 같이, 신호(102)의 도함수를 각각 취하면 신호(102)에, 즉 디지털화된 이미지에, 추가 노이즈가 도입된다. 이와 관련하여, 디지털화된 이미지의 라플라시안을 취하는 것만으로는 관리할 수 없는 양의 노이즈를 추가하지 않으면서 PMT의 대역폭을 향상시키기에 충분하지 않다.
본 개시의 실시예는 해상도를 저하시키지 않으면서 특성화 시스템의 처리량을 증가시키는 더 높은 대역폭을 갖는 PMT 검출기 어셈블리에 관한 것이다. 본 개시의 실시예는 또한 PMT 검출기의 다이노드에서 측정을 수행하는 것에 관한 것이다. 본 개시의 실시예는 또한 아날로그 공간에서 라플라시안 연산자를 통한 이미지 보정을 허용하는 PMT 검출기의 다이노드에서의 측정에 관한 것이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, PMT 검출기 어셈블리(200)의 단순화된 개략도를 도시한다. "PMT 검출기 어셈블리" 및 이 용어의 변형("검출기 어셈블리", "어셈블리" 등을 포함하지만 이에 제한되지 않음)은 본 개시의 목적을 위해 등가인 것으로 간주될 수 있음을 유념한다.
일 실시예에서, 어셈블리(200)는 PMT(202)를 포함한다. 다른 실시예에서, PMT(202)는 광음극(204)을 포함한다. 일 실시예에서, 광음극(204)은 광자(206)의 하나 이상의 부분을 흡수하고, 그런 다음, 광자(206)의 하나 이상의 부분의 흡수에 응답하여, 광전자(208)의 하나 이상의 부분을 방출한다. 예를 들어, 광음극(204)은 광음극(204)의 한 표면에서 광자(206)를 흡수하고 광음극(204)의 반대 표면으로부터 광전자(208)를 방출하기에 적합한 투과형 광음극을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 광음극(204)은 한 표면에서 광자(206)를 흡수하고 광음극(204)의 동일한 표면으로부터 광전자(208)를 방출하기에 적합한 반사형 광음극을 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 광음극(204)은 경사 입사각(oblique incident angles) 및/또는 법선 입사각(normal incident angles)으로부터 광자(206)를 흡수하도록 구성될 수 있음을 유념한다.
다른 실시예에서, PMT(202)는 다이노드 체인(210)에 하나 이상의 다이노드를 포함한다. 예를 들어, 다이노드 체인(210)은 광음극(204)으로부터 방출되는 광전자(208a)를 수신하도록 구성된 전면 다이노드(212a)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전면 다이노드(212a)는 광음극(204)으로부터 방출되는 단일 광전자(208a)를 수신하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 다이노드 체인(210)은 하나 이상의 다이노드(212b)를 포함한다. 예를 들어, 제1 다이노드(212b)는 (예를 들어, 2차 방출을 통해) 광전자 전류(208a)를 증폭하도록 구성되어 제1 다이노드(212b)로부터 방출되는 광전자 전류(208b)는 전류(208a)보다 크다(예를 들어, 더 많거나 증가된 수의 광전자(208b)를 포함함). 다른 예로서, 적어도 하나의 추가 다이노드(212b)는 또한 전류(208b)가 PMT(202)의 다이노드 체인(210)을 통과하고 적어도 하나의 추가 다이노드(212b)에 부딪칠 때 광전자 전류(208b)를 증폭할 수 있다. 일반적으로, 다이노드 체인(210)은 광전자 전류(208b)를 원하는 레벨까지 증폭하기 위해 1개, 2개, 최대 N개의 다이노드(212b)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 다이노드 체인은 후방 다이노드(212c)를 포함할 수 있고, 여기서 후방 다이노드(212c)는 증폭된 광전자 전류 출력(208c)을 다이노드 체인(210) 외부로 지향시키도록 배열될 수 있다. 본 명세서에서, "다이노드 체인", 다이노드 채널" 및/또는 "바이어스 체인"은 본 개시의 목적을 위해 등가인 것으로 간주될 수 있음을 유념한다.
본 명세서에서, 다이노드 체인(210)은 다이노드의 선형(또는 헤드-온) 배열(예를 들어, PMT(202)가 헤드-온 PMT가 됨), 다이노드의 원형(또는 사이드-온) 배열(예를 들어, PMT(202)가 사이드-온 PMT가 됨), 또는 임의의 다른 다이노드 배열을 포함할 수 있음을 유념한다. 또한, 본 명세서에서 다이노드(212a, 212b, 212c) 중 하나 이상이 평평한 표면을 포함할 수 있거나, 볼록 또는 오목한 방향으로 구부러진 표면을 포함할 수 있거나, 평평한 표면과 곡선 표면이 결합된 다수의 섹션을 포함할 수 있음을 유념한다.
본 명세서에서, 다이노드 체인(210)의 다이노드(212a, 212b, 212c) 중 하나 이상은 다이노드 체인(210)의 각 다이노드에 전달되는 전압 중 하나 이상을 통해, 다이노드 체인(210)의 다이노드 사이의 저항 레벨을 통해 및/또는 다이노드 체인(210)의 다이노드 사이의 용량성 레벨을 통해 제어될 수 있음을 유념한다.
본 명세서에서, 다이노드 체인(210)은 본 개시의 목적을 위해 다이노드(212a, 212b, 212c)에 의해 지향될 때 광전자가 통과할 수 있는 광전자 경로를 포함하는 것으로 간주될 수 있음을 유념한다.
본 개시의 실시예는 다이노드(212a, 212b, 212c) 중 적어도 일부가 광전자 전류(208a, 208b, 208c)를 증폭하도록 구성된 것으로 도시하지만, 본 명세서에서 다이노드(212a, 212b, 212c) 중 적어도 일부가 광전자 전류(208a, 208b, 208c)를 유지하도록 구성될 수 있음을 유념한다. 그러나, 본 명세서에서 다이노드 체인(210)은 다이노드 체인(210)을 통과하는 광전자를 증폭하도록 구성된 다이노드(212a, 212b, 212c)만을 포함할 수 있음을 유념한다. 그러므로, 상기 설명은 본 개시의 범위에 대한 제한으로 해석되어서는 안 되고, 단지 예시로서 해석되어야 한다.
다른 실시예에서, PMT(202)는 양극(214)을 포함한다. 예를 들어, 양극(214)은 형광체 코팅될 수 있다. 다른 실시예에서, 후방 다이노드(212c)는 증폭된 광전자 전류 출력(208c)을 다이노드 체인(210) 외부로 지향시켜 양극(214)에 충돌하도록 배열되어 양극(214)은 컬렉터로서 작용한다.
다른 실시예에서, 양극(214)은 다이노드 체인(210) 다운스트림의 신호/하나 이상의 다이노드(212a, 212b, 212c) 이후의 신호를 측정하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 디지털화된 이미지는 다이노드 체인(210)의 측정된 신호에 기초하여 양극(214)에 의해 생성된다.
본 명세서에서, 양극(214)은 광전자 전류(208c)를 하나 이상의 광 신호로 변환하는 데 적합할 수 있음을 유념한다. 예를 들어, 양극(214)은 하나 이상의 증폭된 광전자 전류에 의해 활성화될 수 있다. 또한, 본 명세서에서, 양극(214)은 하나 이상의 검출기에 결합될 수 있음을 유념한다. 예를 들어, 하나 이상의 검출기는 전하 결합 소자(charge-coupled device; CCD) 검출기 또는 상보성 금속 산화물 반도체(complementary metal oxide-semiconductor; CMOS) 검출기와 같은 그러나 이에 제한되지 않는 당업계에 공지된 임의의 검출기를 포함할 수 있다.
PMT(202)가 단일 다이노드 체인(210)을 포함하는 것으로 도 2a 내지 도 2c에 도시되어 있지만, 본 명세서에서 PMT(202)는 1개, 2개, 최대 N개의 다이노드 체인(210)을 포함하는 임의의 수의 다이노드 체인(210)을 포함할 수 있으며, 각각의 다이노드 체인(210)은 하나 이상의 다이노드를 포함함을 유념한다. 또한, 본 명세서에서, 다이노드 체인(210) 및 포함된 다이노드는 완전히 분리될 수 있거나(예를 들어, 독립형), 분리되어 있지만 얽혀 있을 수 있거나, 함께 동작 가능하게 결합될 수 있음(예를 들어, 함께 단락될 수 있음)을 유념한다.
또한, PMT(202)가 단일 광음극(204)을 포함하는 것으로 도 2a 내지 도 2c에 도시되어 있지만, 본 명세서에서 PMT(202)는 1개, 2개, 최대 N개의 광음극(204)을 포함하는 임의의 수의 광음극(204)을 포함할 수 있음을 유념한다. 일반적으로, 임의의 수의 광음극(204)은 임의의 수의 다이노드 체인(210)으로 이어질 수 있다. 그러므로, 상기 설명은 본 개시의 범위에 대한 제한으로 해석되어서는 안 되고, 단지 예시로서 해석되어야 한다.
또한, PMT(202)가 단일 양극(214)을 포함하는 것으로 도 2a 내지 도 2c에 도시되어 있지만, 본 명세서에서 PMT(202)는 1개, 2개, 최대 N개의 양극(214)을 포함하는 임의의 수의 양극(214)을 포함할 수 있음을 유념한다. 일반적으로, 임의의 수의 다이노드 체인(210)은 임의의 수의 양극(214)으로 이어질 수 있다. 그러므로, 상기 설명은 본 개시의 범위에 대한 제한으로 해석되어서는 안 되고, 단지 예시로서 해석되어야 한다.
본 명세서에서, "동작 가능하게 결합된"은 본 개시의 목적을 위해 물리적으로 결합된, 전기적으로 결합된, 광학적으로 결합된, 통신적으로 결합된 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않음을 유념한다.
다른 실시예에서, 어셈블리(200)는 디지털 PMT 검출기 회로(216)를 포함한다. 예를 들어, 디지털 PMT 검출기 회로(216)는 양극(214)에 동작 가능하게 결합될 수 있고, 양극(214)에서 취해진 원래의 디지털화된 이미지로부터 최종 디지털화된 이미지를 생성하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 디지털 PMT 검출기 회로(216)는 양극(214)에 동작 가능하게 결합된 대수 증폭기(logarithmic amplifier)(로그 증폭기)(218), 및 로그 증폭기(218)에 동작 가능하게 결합된 아날로그-디지털 변환기(ADC)(220)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 양극(214)은 측정된 신호를 로그 증폭기(218)에 전송할 수 있고, 로그 증폭기는 신호를 ADC(220)에 전달하여 최종 디지털화된 이미지를 생성할 수 있다. 일 예에서, 라플라시안이 이 최종 디지털화된 이미지에 적용될 수 있고, 결과적으로 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같은 그래프(100, 110, 120)가 각각 생성된다. 본 명세서에서, 디지털 PMT 검출기 회로(216)는 PMT(202)에 구축될 수 있거나 PMT(202)가 안착될 때 PMT(202)의 하나 이상의 스템 핀을 통해 동작 가능하게 결합된 별도의 회로일 수 있음을 유념한다.
다른 실시예에서, 어셈블리(200)는 아날로그 PMT 검출기 회로(222)를 포함한다. 다른 실시예에서, 아날로그 PMT 검출기 회로(222)는 ADC(224)를 포함한다. 예를 들어, ADC(224)는 교류(AC) 결합 ADC(224)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 아날로그 PMT 검출기 회로(222)는 ADC(224)에 동작 가능하게 결합된 하나 이상의 커패시터(226)를 포함하고(예를 들어, AC 결합 ADC(224)로 만듦), 여기서 하나 이상의 커패시터(226)는 DC 성분을 걸러낼 수 있다.
일 예에서, 다이노드 체인(210)에 10개의 다이노드(예를 들어, 전면 다이노드(212a), 8개의 다이노드(212b) 및 후방 다이노드(212c))가 있는 경우, 아날로그 PMT 검출기 회로(222)는 제8 다이노드(D8)(예를 들어, 다이노드 체인(210)에서 후방 다이노드(212c)로부터 2개 떨어진 곳에 위치된 다이노드(212b))에 동작 가능하게 결합될 수 있다. 여기서, 광전자 전류(208b)는 제8 다이노드(D8)에서 다이노드 체인(210)을 빠져나와 커패시터(226)를 거쳐 AC 결합 ADC(224)에 도달할 수 있다.
본 명세서에서, 다이노드 체인(210)은 도 2a 내지 도 2c에 도시된 다이노드(212a, 212b, 212c)로 제한되지 않고, 대신 광전자(208a, 208b, 및/또는 208c)를 증폭하기 위해 원하는 대로 임의의 수의 다이노드를 포함할 수 있음을 유념한다. 그러므로, 상기 설명은 본 개시의 범위에 대한 제한으로 해석되어서는 안 되고, 단지 예시로서 해석되어야 한다.
다른 실시예에서, 아날로그 PMT 검출기 회로(222)는 다이노드 체인(210)의 하나의 다이노드에 동작 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 양극(214)에 앞서 다이노드 체인(210)에 위치한 다이노드(212a, 212b, 212c)에서 측정된 전압 신호는 다이노드(212b)에서의 광전자 전류(208b) 신호의 도함수일 수 있다. 예를 들어, 커패시터(226)는 다이노드 체인(210)의 신호(예를 들어, 광전자(208a, 208b, 208c)를 포함함)의 아날로그 공간 1차 도함수로서 동작할 수 있다. 또한, AC 결합 ADC(224)는 다이노드 체인(210)의 신호(예를 들어, 광전자(208a, 208b, 208c)를 포함함)의 아날로그 공간 2차 도함수 또는 라플라시안으로서 동작할 수 있다.
10개-다이노드 예로 돌아가서, 아날로그 PMT 검출기 회로(222)는 제8 다이노드(D8)에 동작 가능하게 결합될 수 있다. 양극(214)에서 측정되는 것과는 대조적으로, 제8 다이노드(D8)에서 측정되는 경우, 광전자 전류(208b)는 양극(214)에서의 광전자 전류(208c)보다 덜 확산되기 때문에 다이노드(D8)에서의 신호는 양극(214)에서 측정된 신호보다 더 높은 대역폭을 가질 수 있다. 일반적으로, 이것은 아날로그 PMT 검출기 회로(222)가 동작 가능하게 결합될 수 있는 임의의 다이노드에서 신호의 임의의 측정에 대해 사실인 것으로 간주될 수 있다.
그러나, 본 명세서에서, 결과 신호의 강도는 다이노드 체인(210) 중에서 아날로그 PMT 검출기 회로(222)가 동작 가능하게 결합될 수 있는 다이노드에 의존할 수 있음을 유념한다. 예를 들어, 아날로그 PMT 검출기 회로(222)를 다이노드 체인(210)의 너무 위에 있는(예를 들어, 광음극(204)에 너무 가까운) 다이노드에 결합하는 것은 (예를 들어, 하나 이상의 증폭 구성 요소를 통해) 추가 부스트를 필요로 하는 측정된 신호를 요구할 수 있는데, 광전자 전류(208a 또는 208b) 자체가 충분히 강하지 않을 수 있고 신호가 너무 작을 수 있기 때문이다.
다른 실시예에서, 양극(214)에서 취해진 디지털화된 이미지는 아날로그 PMT 검출기 회로(222)에 의해 측정된 신호의 출력을 디지털화된 이미지에 적용함으로써 보정된다(예를 들어, 선명해지는 것을 포함하지만 이에 제한되지 않음).
디지털화된 이미지는 디지털화된 이미지로부터 아날로그 PMT 검출기 회로(222)에 의해 측정된 신호의 출력을 차감함으로써 보정될 수 있다. 예를 들어, 디지털화된 이미지는 디지털화된 이미지로부터 AC 결합 ADC(224)에서 측정된 2차 도함수 또는 라플라시안을 차감함으로써 보정될 수 있다. 예를 들어, 디지털화된 이미지는 디지털화된 이미지로부터 AC 결합 ADC(224)에서 측정된 2차 도함수 또는 라플라시안을 차감함으로써 선명해질 수 있다. 본 명세서에서, AC 결합 ADC(224)에서 측정된 2차 도함수 또는 라플라시안은 디지털화된 이미지로부터 차감되기 전에 스케일링되거나 시프트되는 것 중 적어도 하나가 수행될 수 있음을 유념한다.
디지털화된 이미지는 디지털화된 이미지와 아날로그 PMT 검출기 회로(222)에 의해 측정된 신호의 출력을 곱함으로써 보정될 수 있다. 다른 예로서, 디지털화된 이미지는 디지털화된 이미지와 AC 결합 ADC(224)에서 측정된 2차 도함수 또는 라플라시안을 곱함으로써 보정될 수 있다. 예를 들어, 디지털화된 이미지는 디지털화된 이미지와 AC 결합 ADC(224)에서 측정된 2차 도함수 또는 라플라시안을 곱함으로써 선명해질 수 있다. 본 명세서에서, AC 결합 ADC(224)에서 측정된 2차 도함수 또는 라플라시안은 디지털화된 이미지와 곱하기 전에 스케일링되거나 시프트되는 것 중 적어도 하나가 수행될 수 있음을 유념한다.
일반적으로, 디지털화된 이미지를 보정하는 것은 디지털화된 이미지를 임의의 수 또는 유형의 수학적 연산을 통해 AC 결합 ADC(224)에서 측정된 2차 도함수 또는 라플라시안과 결합하는 것을 포함할 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 다이노드(212b)에서 측정된 광전자 전류(208b)에 대한 아날로그 공간 라플라시안의 예시적인 적용의 결과를 도시한다. 예를 들어, 도 3a는 전압(V) 대 시간(나노초(ns) 단위)의 함수로서 다이노드 체인(210)의 특정 다이노드에서 취해진 AC 결합 전압의 아날로그 공간 다이노드 신호(304) 및 양극 신호(302)를 도시하는 그래프(300)이다. 또한, 도 3b는 전압(V) 대 시간(ns)의 함수로서 아날로그 공간 다이노드 신호(312)의 처리된(예를 들어, 수직 스케일링 및 정렬) 버전 및 양극 신호(302)를 도시하는 그래프(310)이다. 또한, 도 3c는 전압(V) 대 시간(ns)의 함수로서 양극 신호(302) 및 보상된 신호(322)를 도시하는 그래프(320)이며, 여기서 보상된 신호(322)는 양극 신호(302)로부터, 수직 스케일링되고 정렬된 아날로그 공간 다이노드 신호(312)를 차감함으로써 생성된다(예를 들어, 위의 수학식 2에 따라).
특히, 보상된 신호(322)는 PMT(202)에서 신호의 더 높은 대역폭을 나타낼 수 있다. 또한, 보상된 신호(322)는 양극 신호(302)에 비해 이미지로서 더 선명할 수 있다. 양극(214)으로부터의 디지털화된 이미지에 위의 수학식 1을 적용하는 것과는 대조적으로, 이는 부분적으로 라플라시안을 직접 측정하기 때문에 AC 결합 전압의 아날로그 공간 다이노드 신호(304)에 노이즈가 없기 때문이다.
도 4는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 방법 또는 프로세스(400)를 도시한다.
단계(402)에서, 초기 광전자 세트가 PMT 검출기 어셈블리의 아날로그 광증배관(PMT)의 광음극을 통해 생성될 수 있다. 광자(206)가 광음극(204)에 의해 흡수되어 초기 광전자 세트(208a)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 광자(206)는 광음극(204)에 의해 흡수될 수 있고, 그런 다음 광음극(204)은 초기 광전자 세트(208a)를 방출할 수 있다.
단계(404)에서, 초기 광전자 세트는 PMT의 적어도 하나의 다이노드를 포함하는 다이노드 체인을 통해 지향될 수 있다. 다이노드 체인(210)은 초기 광전자 세트(208a)를 수신하고 다이노드 체인(210)을 통해 초기 광전자 세트(208a)를 양극(214)에 지향시키도록 구성된 다이노드(212a, 212b 및/또는 212c)를 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 지향된 초기 광전자 세트(208b)는 양극(214)에 직접 충돌할 수 있거나, 양극(214)에 도달하기 전에 각각 적어도 하나의 광전자 세트(208b) 또는 하나의 광전자 세트(208c) 중 하나 이상을 생성하기 위해 적어도 하나의 다이노드(212b) 및/또는 다이노드(212c)에 의해 증폭될 수 있음을 유념한다. 다른 실시예에서, 양극(214)은 다이노드 체인(210)의 측정된 신호에 기초하여 디지털화된 이미지를 취한다. 다른 실시예에서, 디지털 PMT 검출기 회로(216)는 양극(214)에서 취해진 원래의 디지털화된 이미지로부터 최종 디지털화된 이미지를 생성할 수 있다.
단계(406)에서, 적어도 하나의 다이노드에서의 광전자의 신호는 PMT 검출기 어셈블리의 아날로그 PMT 검출기 회로를 통해 측정될 수 있다. 커패시터(226) 및 AC 결합 ADC(224)를 포함하는 아날로그 PMT 검출기 회로(222)는 다이노드 체인(210)의 다이노드(212a, 212b 및/또는 212c)에 동작 가능하게 결합될 수 있다. 본 명세서에서, 아날로그 PMT 검출기 회로(222)는 다이노드 체인(210)의 임의의 다이노드에 동작 가능하게 결합될 수 있음을 유념한다.
단계(408)에서, 광전자의 측정된 신호의 라플라시안은 아날로그 PMT 검출기 회로를 통해 결정될 수 있다. 커패시터(226)는 디지털 공간에서 수행되는 1차 도함수와 동등한 아날로그 공간으로 동작할 수 있다. AC 결합 ADC(224)는 디지털 공간에서 수행되는 라플라시안과 동등한 아날로그 공간으로 동작할 수 있다. 다른 실시예에서, 양극(214)에서 취해진 디지털화된 이미지는 아날로그 PMT 검출기 회로(222)에 의해 측정된 신호의 출력을 디지털화된 이미지에 적용함으로써 보정된다(예를 들어, 선명해지는 것을 포함하지만 이에 제한되지 않음).
디지털화된 이미지는 디지털화된 이미지로부터 아날로그 PMT 검출기 회로(222)에 의해 측정된 신호의 출력을 차감함으로써 보정될 수 있다. 예를 들어, 디지털화된 이미지는 디지털화된 이미지로부터 AC 결합 ADC(224)에서 측정된 2차 도함수 또는 라플라시안을 차감함으로써 보정될 수 있다. 예를 들어, 디지털화된 이미지는 디지털화된 이미지로부터 AC 결합 ADC(224)에서 측정된 2차 도함수 또는 라플라시안을 차감함으로써 선명해질 수 있다. 본 명세서에서, AC 결합 ADC(224)에서 측정된 2차 도함수 또는 라플라시안은 디지털화된 이미지로부터 차감되기 전에 스케일링되거나 시프트되는 것 중 적어도 하나가 수행될 수 있음을 유념한다.
디지털화된 이미지는 디지털화된 이미지와 아날로그 PMT 검출기 회로(222)에 의해 측정된 신호의 출력을 곱함으로써 보정될 수 있다. 다른 예로서, 디지털화된 이미지는 디지털화된 이미지와 AC 결합 ADC(224)에서 측정된 2차 도함수 또는 라플라시안을 곱함으로써 보정될 수 있다. 예를 들어, 디지털화된 이미지는 디지털화된 이미지와 AC 결합 ADC(224)에서 측정된 2차 도함수 또는 라플라시안을 곱함으로써 선명해질 수 있다. 본 명세서에서, AC 결합 ADC(224)에서 측정된 2차 도함수 또는 라플라시안은 디지털화된 이미지와 곱하기 전에 스케일링되거나 시프트되는 것 중 적어도 하나가 수행될 수 있음을 유념한다.
일반적으로, 디지털화된 이미지를 보정하는 것은 디지털화된 이미지를 임의의 수 또는 유형의 수학적 연산을 통해 AC 결합 ADC(224)에서 측정된 2차 도함수 또는 라플라시안과 결합하는 것을 포함할 수 있다.
도 5는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 방법 또는 프로세스(500)를 도시한다.
단계(502)에서, 초기 광전자 세트가 PMT 검출기 어셈블리의 아날로그 광증배관(PMT)의 광음극을 통해 생성될 수 있다. 광자(206)가 광음극(204)에 의해 흡수되어 초기 광전자 세트(208a)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 광자(206)는 광음극(204)에 의해 흡수될 수 있고, 그런 다음 광음극(204)은 초기 광전자 세트(208a)를 방출할 수 있다.
단계(504)에서, 초기 광전자 세트는 PMT의 적어도 2개의 다이노드를 포함하는 다이노드 체인(210)을 통해 지향될 수 있다. 다이노드 체인(210)은 다이노드(212a) 및 적어도 하나의 다이노드(212b)를 포함할 수 있다. 다이노드(212a)는 초기 광전자 세트(208a)를 수신하고 광전자(208a)를 증폭하여 적어도 제2 광전자 세트(208b)를 생성하도록 구성될 수 있으며, 여기서 적어도 제2 광전자 세트(208b)는 초기 광전자 세트(208a)보다 더 많은 수의 광전자를 포함한다.
단계(506)에서, 초기 광전자 세트는 적어도 2개의 다이노드 중 제1 다이노드로 증폭되어 제2 광전자 세트(208b)를 형성할 수 있다. 다이노드(212a)는 초기 광전자 세트(208a)를 수신하고 광전자(208a)를 증폭하여 적어도 제2 광전자 세트(208b)를 생성하도록 구성될 수 있으며, 여기서 적어도 제2 광전자 세트(208b)는 초기 광전자 세트(208a)보다 더 많은 수의 광전자를 포함한다. 적어도 하나의 다이노드(212b)는 제2 광전자 세트(208b)를 수신하고 다이노드 체인(210)을 통해 제2 광전자 세트(208b)를 양극(214)에 지향시키도록 구성될 수 있다. 본 명세서에서, 지향된 제2 광전자 세트(208b)는 양극(214)에 직접 충돌할 수 있거나, 양극(214)에 도달하기 전에 하나 이상의 추가 광전자 세트(208b) 또는 하나의 광전자 세트(208c)를 각각 생성하기 위해 하나 이상의 다이노드(212b) 및/또는 다이노드(212c)에 의해 또한 증폭될 수 있음을 유념한다. 다른 실시예에서, 양극(214)은 다이노드 체인(210)의 측정된 신호에 기초하여 디지털화된 이미지를 취한다. 다른 실시예에서, 디지털 PMT 검출기 회로(216)는 양극(214)에서 취해진 원래의 디지털화된 이미지로부터 최종 디지털화된 이미지를 생성할 수 있다.
단계(508)에서, 적어도 2개의 다이노드 중 제2 다이노드(212b)에서의 제2 광전자 세트(208b)의 신호는 PMT 검출기 어셈블리(200)의 아날로그 PMT 검출기 회로(222)를 통해 측정될 수 있다. 커패시터(226) 및 AC 결합 ADC(224)를 포함하는 아날로그 PMT 검출기 회로(222)는 다이노드 체인(210)의 다이노드(212b)에 동작 가능하게 결합될 수 있다. 본 명세서에서, 아날로그 PMT 검출기 회로(222)는 다이노드 체인(210)의 임의의 다이노드에 동작 가능하게 결합될 수 있음을 유념한다.
단계(510)에서, 제2 광전자 세트(208b)의 측정된 신호의 라플라시안은 아날로그 PMT 검출기 회로(222)를 통해 결정될 수 있다. 커패시터(226)는 디지털 공간에서 수행되는 1차 도함수와 동등한 아날로그 공간으로 동작할 수 있다. AC 결합 ADC(224)는 디지털 공간에서 수행되는 라플라시안과 동등한 아날로그 공간으로 동작할 수 있다. 다른 실시예에서, 양극(214)에서 취해진 디지털화된 이미지는 아날로그 PMT 검출기 회로(222)에 의해 측정된 신호의 출력을 디지털화된 이미지에 적용함으로써 보정된다(예를 들어, 선명해지는 것을 포함하지만 이에 제한되지 않음).
디지털화된 이미지는 디지털화된 이미지로부터 아날로그 PMT 검출기 회로(222)에 의해 측정된 신호의 출력을 차감함으로써 보정될 수 있다. 예를 들어, 디지털화된 이미지는 디지털화된 이미지로부터 AC 결합 ADC(224)에서 측정된 2차 도함수 또는 라플라시안을 차감함으로써 보정될 수 있다. 예를 들어, 디지털화된 이미지는 디지털화된 이미지로부터 AC 결합 ADC(224)에서 측정된 2차 도함수 또는 라플라시안을 차감함으로써 선명해질 수 있다. 본 명세서에서, AC 결합 ADC(224)에서 측정된 2차 도함수 또는 라플라시안은 디지털화된 이미지로부터 차감되기 전에 스케일링되거나 시프트되는 것 중 적어도 하나가 수행될 수 있음을 유념한다.
디지털화된 이미지는 디지털화된 이미지와 아날로그 PMT 검출기 회로(222)에 의해 측정된 신호의 출력을 곱함으로써 보정될 수 있다. 다른 예로서, 디지털화된 이미지는 디지털화된 이미지와 AC 결합 ADC(224)에서 측정된 2차 도함수 또는 라플라시안을 곱함으로써 보정될 수 있다. 예를 들어, 디지털화된 이미지는 디지털화된 이미지와 AC 결합 ADC(224)에서 측정된 2차 도함수 또는 라플라시안을 곱함으로써 선명해질 수 있다. 본 명세서에서, AC 결합 ADC(224)에서 측정된 2차 도함수 또는 라플라시안은 디지털화된 이미지와 곱하기 전에 스케일링되거나 시프트되는 것 중 적어도 하나가 수행될 수 있음을 유념한다.
일반적으로, 디지털화된 이미지를 보정하는 것은 디지털화된 이미지를 임의의 수 또는 유형의 수학적 연산을 통해 AC 결합 ADC(224)에서 측정된 2차 도함수 또는 라플라시안과 결합하는 것을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 방법 또는 프로세스(400, 500)는 제공된 단계 및/또는 하위 단계로 제한되지 않음을 유념한다. 방법 또는 프로세스(400, 500)는 더 많거나 더 적은 단계 및/또는 하위 단계를 포함할 수 있다. 또한, 방법 또는 프로세스(400, 500)는 단계 및/또는 하위 단계를 동시에 수행할 수 있다. 또한, 방법 또는 프로세스(400, 500)는 제공된 순서 또는 제공되지 않은 순서를 포함하여 단계 및/또는 하위 단계를 순차적으로 수행할 수 있다. 그러므로, 상기 설명은 본 개시의 범위에 대한 제한으로 해석되어서는 안 되고, 단지 예시로서 해석되어야 한다.
도 6은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 특성화 시스템(600)을 도시한다.
일 실시예에서, 특성화 시스템(600)은 PMT 검출기 어셈블리(200)를 포함한다. 예를 들어, PMT 검출기 어셈블리(200)는 PMT(202) 또는 PMT(202)의 하나 이상의 구성 요소, 디지털 PMT 검출기 회로(216) 또는 디지털 PMT 검출기 회로(216)의 하나 이상의 구성 요소, 및/또는 아날로그 PMT 검출기 회로(222) 또는 아날로그 PMT 검출기 회로(222)의 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 특성화 시스템(600)은 샘플 스테이지(606) 상에 배치된 샘플(604)(예를 들어, 반도체 웨이퍼)의 표면의 일부를 조명하도록 구성된 조명 소스(602)를 포함한다. 본 개시내용 전반에 걸쳐 사용된 바와 같이, "샘플"이라는 용어는 일반적으로 반도체 또는 비반도체 물질로 형성된 기판(예를 들어, 웨이퍼 등)을 지칭한다. 예를 들어, 반도체 또는 비반도체 물질은 단결정 실리콘, 갈륨 비소 및 인듐 인화물을 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 샘플은 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 층은 레지스트(포토레지스트를 포함함), 유전체 물질, 전도성 물질 및 반전도성 물질을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 다수의 상이한 유형의 이러한 층이 당업계에 공지되어 있으며, 본 명세서에서 사용되는 용어 샘플은 모든 유형의 이러한 층이 형성될 수 있는 샘플을 포함하도록 의도된다. 샘플 상에 형성된 하나 이상의 층은 패턴화되거나 패터화되지 않을 수 있다. 예를 들어, 샘플은 복수의 다이를 포함할 수 있으며, 각각은 반복 가능한 패턴화된 피처를 갖는다. 이러한 물질 층의 형성 및 처리는 궁극적으로 완성된 디바이스를 초래할 수 있다. 다수의 상이한 유형의 디바이스가 샘플 상에 형성될 수 있으며, 본 명세서에서 사용되는 용어 샘플은 당업계에 공지된 임의의 유형의 디바이스가 제조되는 샘플을 포함하도록 의도된다. 또한, 본 개시의 목적을 위해, 샘플 및 웨이퍼라는 용어는 상호 교환 가능한 것으로 해석되어야 한다. 또한, 본 개시의 목적을 위해, 패턴화 디바이스, 마스크 및 레티클이라는 용어는 상호 교환 가능한 것으로 해석되어야 한다.
일반적으로, 특성화 시스템(600)은 당업계에 공지된 임의의 조명 소스(602)와 함께 동작하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 샘플의 표면을 조명하는 데 사용되는 조명 소스(602)는 광대역 광원(예를 들어, 제논 램프, 레이저 지속 플라즈마 램프 등)을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 샘플의 표면을 조명하는 데 사용되는 조명 소스(602)는 협대역 광원(예를 들어, 하나 이상의 레이저)을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
다른 실시예에서, 특성화 시스템(600)은 조명 소스(602)와 샘플(604) 사이의 조명 경로 내에 배치된 하나 이상의 조명 광학계(illumination optics)(608)를 포함한다. 조명 광학계(608)는 조명을 샘플 표면 상으로 지향시키고 포거싱하도록 구성될 수 있다. 일반적으로, 특성화 시스템(600)의 조명 광학계(608)는 조명 소스(602)로부터 방출되는 조명을 샘플(604)의 표면의 일부로 지향, 처리 및/또는 포커싱하는 데 적합한 당업계에 공지된 임의의 조명 광학계(608)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조명 광학계(608)의 세트는 하나 이상의 렌즈, 하나 이상의 거울, 하나 이상의 빔 스플리터, 하나 이상의 편광기 요소 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다.
다른 실시예에서, 특성화 시스템(600)은 샘플(604)과 PMT 검출기 어셈블리(200) 사이의 수집 경로 내에 배치된 하나 이상의 수집 광학계(610)를 포함한다. 하나 이상의 수집 광학계(610)는 샘플(604)의 표면으로부터 산란된 광의 적어도 일부를 PMT 검출기 어셈블리(200)의 PMT 광음극(204)(예를 들어, PMT 검출기 어셈블리(200)의 입력) 상으로 지향시키고 포커싱하도록 구성될 수 있다. 특성화 시스템(600)의 수집 광학계(610)는 샘플(604)의 표면으로부터 산란된 광을 PMT 검출기 어셈블리(200) 상으로 지향, 처리 및/또는 포커싱하는 데 적합한 당업계에 공지된 임의의 수집 광학계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수집 광학계(610)의 세트는 하나 이상의 렌즈, 하나 이상의 거울, 하나 이상의 빔 스플리터, 하나 이상의 편광기 요소 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다.
다른 실시예에서, PMT 검출기 어셈블리(200)는 조명 광학계(608)를 통해 샘플(604) 상에 조명 소스(602)로부터의 조명 충돌에 이어 수집 광학계(610)를 통해 샘플(604)의 표면으로부터 광자(206)를 검출하도록 구성된다.
본 명세서에서, 조명 소스(602), 조명 광학계(608), 수집 광학계(610), 및 PMT 검출기 어셈블리(200) 중 하나 이상은 특성화 시스템(600)이 암시야 검사 시스템으로서 동작하도록 암시야 구성으로 배열될 수 있음을 유념한다. 또한, 본 명세서에서, 특성화 시스템(600)은 명시야 검사 시스템으로서 동작하도록 구성될 수 있음을 유념한다.
다른 실시예에서, 특성화 시스템(600)은 특성화 시스템(600)에 동작 가능하게 결합된 제어기(612)를 포함한다. 다른 실시예에서, 제어기(612)는 특성화 시스템(600)의 하나 이상의 구성 요소에 동작 가능하게 결합된다. 예를 들어, 제어기(612)는 조명 소스(602), 샘플 스테이지(606), PMT 검출기 어셈블리(200), 및/또는 하나 이상의 추가 구성 요소에 동작 가능하게 결합될 수 있다. 이와 관련하여, 제어기(612)는 특성화 시스템(600)의 구성 요소 중 임의의 구성 요소 및/또는 조명 소스(602), 샘플 스테이지(606), PMT 검출기 어셈블리(200)의 임의의 구성 요소 및/또는 하나 이상의 추가 구성 요소가 본 개시내용 전체에 걸쳐 설명된 다양한 기능 중 임의의 하나 이상을 수행하도록 지시할 수 있다.
다른 실시예에서, 특성화 시스템(600)은 네트워크를 통해 서버에 동작 가능하게 결합된 제어기(612)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 제어기(612)는 하나 이상의 프로세서 및 메모리를 포함한다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램 명령어 세트를 실행하도록 구성될 수 있으며, 여기서 프로그램 명령어 세트는 하나 이상의 프로세서로 하여금 본 개시의 단계를 수행하게 하도록 구성된다. 본 명세서에서, 서버, 하나 이상의 프로세서, 및 메모리에 관한 논의는 본 명세서에서 달리 언급되지 않는 한 제어기(612), 하나 이상의 프로세서, 및 메모리에 적용되는 것으로 간주될 수도 있음을 유념한다.
본 명세서에서, 특성화 시스템(600)의 하나 이상의 구성 요소는 당업계에 공지된 임의의 방식으로 특성화 시스템(600)의 다양한 다른 구성 요소에 동작 가능하게 결합될 수 있음을 유념한다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서는 유선 연결(예를 들어, 구리선, 광섬유 케이블 등) 또는 무선 연결(예를 들어, RF 결합, IR 결합, 데이터 네트워크 통신(예컨대, WiFi, WiMax, 블루투스 등))을 통해 서로 및 다른 구성 요소에 통신 가능하게 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 하나 이상의 프로세서는 당업계에 공지된 임의의 하나 이상의 처리 요소를 포함할 수 있다. 이러한 의미에서, 하나 이상의 프로세서는 소프트웨어 알고리즘 및/또는 명령어를 실행하도록 구성된 임의의 마이크로프로세서 유형 디바이스를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 프로세서는 본 개시내용 전체에 걸쳐 설명된 바와 같이, 데스크톱 컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터 시스템, 워크스테이션, 이미지 컴퓨터, 병렬 프로세서, 또는 특성화 시스템(600)을 동작시키도록 구성된 프로그램을 실행하도록 구성된 다른 컴퓨터 시스템(예를 들어, 네트워크로 연결된 컴퓨터)으로 구성될 수 있다. 본 개시내용 전체에 걸쳐 설명된 단계는 단일 컴퓨터 시스템 또는 대안적으로 다수의 컴퓨터 시스템에 의해 수행될 수 있음을 인식해야 한다. 또한, 본 개시내용 전체에 걸쳐 설명된 단계는 하나 이상의 프로세서 중 임의의 하나 이상에서 수행될 수 있음을 인식해야 한다. 일반적으로, "프로세서"라는 용어는 메모리로부터의 프로그램 명령어를 실행하는 하나 이상의 처리 요소를 갖는 임의의 디바이스를 포함하도록 광범위하게 정의될 수 있다. 더욱이, 특성화 시스템(600)의 상이한 서브시스템은 본 개시내용 전체에 걸쳐 설명된 단계의 적어도 일부를 수행하기에 적합한 프로세서 또는 로직 요소를 포함할 수 있다. 그러므로, 상기 설명은 본 개시에 대한 제한으로 해석되어서는 안 되고, 단지 예시로서 해석되어야 한다.
메모리는 연관된 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능한 프로그램 명령어 및 송신 디바이스로부터 수신된 데이터를 저장하기에 적합한 당업계에 공지된 임의의 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 비일시적 메모리 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 읽기 전용 메모리(read-only memory; ROM), 랜덤 액세스 메모리(random-access memory; RAM), 자기 또는 광학 메모리 디바이스(예를 들어, 디스크), 자기 테이프, 솔리드 스테이트 드라이브 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 다른 실시예에서, 메모리는 송신 디바이스로부터 수신된 엔티티 데이터, 연관 데이터(예를 들어, 공간 관계 데이터), 동작 데이터, GPS 데이터, 타임 스탬프 데이터, 지오펜싱 데이터 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 데이터를 저장하도록 구성된다. 또한, 메모리는 하나 이상의 프로세서와 함께 공통 제어기 하우징에 수용될 수 있음을 유념한다. 대안적인 실시예에서, 메모리는 프로세서, 서버, 제어기 등의 물리적 위치에 대해 원격으로 위치될 수 있다. 다른 실시예에서, 메모리는 하나 이상의 프로세서가 본 개시를 통해 설명된 다양한 단계을 수행하게 하기 위한 프로그램 명령어를 유지한다.
본 명세서에 설명된 모든 방법 또는 프로세스는 메모리에 방법 또는 프로세스 실시예의 하나 이상의 단계의 결과를 저장하는 것을 포함할 수 있다. 결과는 본 명세서에 설명된 결과 중 임의의 것을 포함할 수 있으며, 당업계에 공지된 임의의 방식으로 저장될 수 있다. 메모리는 본 명세서에 설명된 임의의 메모리 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 적절한 저장 매체를 포함할 수 있다. 결과가 저장된 후, 메모리의 결과는 액세스될 수 있고, 본 명세서에 설명된 방법 또는 시스템 실시예들 중 임의의 방법 또는 시스템에 의해 사용될 수 있고, 사용자에게 디스플레이하기 위해 서식이 만들어 질 수 있으며, 다른 소프트웨어 모듈, 방법, 또는 시스템 등에 의해 사용될 수 있다. 더욱이, 결과는 "영구적으로", "반영구적으로", "일시적으로" 또는 일정 기간 동안 저장될 수 있다. 예를 들어, 메모리는 랜덤 액세스 메모리(RAM)일 수 있으며, 결과는 반드시 메모리에 무기한으로 지속되는 것은 아니다.
상기 설명된 방법의 실시예들 각각은 본 명세서에 설명된 임의의 다른 방법(들)의 임의의 다른 단계(들)를 포함할 수 있음이 또한 고려된다. 또한, 상기 설명된 방법의 실시예들 각각은 본 명세서에서 설명된 임의의 시스템에 의해 수행될 수 있다.
이와 관련하여, 특성화 시스템(600)은 양극(214)에서 취한 신호와는 대조적으로 다이노드 체인(210)의 다이노드로부터의 ADC 결합 신호를 사용한다. 다이노드 체인(210)의 다이노드로부터 ADC 결합 신호를 측정하면 디지털화된 이미지로부터 라플라시안을 결정할 때 최종 신호가 부스트되지 않기 때문에 최종 신호에서 노이즈와 같은 알려진 문제 세트를 피할 수 있다. 대신, 라플라시안은 ADC 결합 신호로 직접 측정된다. PMT 검출기 어셈블리(200)는 양극(214)에 비해 다이노드 체인(210)의 다이노드에서 발생하는 확산이 더 적기 때문에 더 높은 대역폭을 가질 수 있으며, 해상도를 저하시키지 않고 특성화 시스템(600)의 처리량을 증가시킬 수 있어 결과 이미지가 더 선명해질 수 있다.
당업자는 본 명세서에 설명된 구성 요소, 동작, 디바이스, 개체 및 이들에 수반되는 논의가 개념적 명료성을 위해 예로서 사용되고 다양한 구성 수정이 고려된다는 것을 인식할 것이다. 결과적으로, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 제시된 특정 예시 및 수반되는 논의는 보다 일반적인 클래스를 대표하도록 의도된다. 일반적으로, 특정 예시의 사용은 해당 클래스를 대표하도록 의도되며, 특정 구성 요소, 동작, 디바이스 및 개체를 포함하지 않는 것은 제한으로 간주되어서는 안 된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "상부", "하부", "위", "아래", "상위", "위쪽", "하위", "하단" 및 "아래쪽"과 같은 방향성 용어는 설명을 목적으로 상대적인 위치를 제공하기 위한 것으로, 절대적인 참조 틀을 지정하기 위한 것이 아니다. 설명된 실시예들에 대한 다양한 수정이 당업자에게 명백할 것이며, 본 명세서에서 정의된 일반적인 원리는 다른 실시예들에 적용될 수 있다.
본 명세서에서 실질적으로 임의의 복수 및/또는 단수 용어의 사용과 관련하여, 당업자는 상황 및/또는 적용에 적절하게 복수에서 단수로 및/또는 단수에서 복수로 번역할 수 있다. 다양한 단수/복수 순열은 명확성을 위해 본 명세서에서 명시적으로 설명하지 않는다.
본 명세서에 설명된 주제는 때때로 다른 구성 요소 내에 포함되거나 다른 구성 요소와 연결된 상이한 구성 요소를 나타낸다. 이와 같이 도시된 아키텍처는 단지 예시일 뿐이며 실제로 동일한 기능을 달성하는 많은 다른 아키텍처가 구현될 수 있음을 이해해야 한다. 개념적 의미에서, 동일한 기능을 달성하기 위한 구성 요소의 임의의 배열은 원하는 기능이 달성되도록 효과적으로 "연관"된다. 따라서, 특정 기능을 달성하기 위해 본 명세서에서 결합된 임의의 2개의 구성 요소는 아키텍처 또는 중간 구성 요소에 관계없이 원하는 기능이 달성되도록 서로 "연관"된 것으로 볼 수 있다. 마찬가지로, 이와 같이 연관된 임의의 2개의 구성 요소는 원하는 기능을 달성하기 위해 서로 "연결" 또는 "결합"된 것으로 볼 수 있으며, 이와 같이 연관될 수 있는 임의의 2개의 구성 요소는 원하는 기능을 달성하기 위해 서로 "결합 가능"한 것으로 볼 수도 있다. 결합 가능의 구체적인 예는 물리적으로 짝을 이룰 수 있는 및/또는 물리적으로 상호 작용하는 구성 요소 및/또는 무선으로 상호 작용할 수 있는 및/또는 무선으로 상호 작용하는 구성 요소 및/또는 논리적으로 상호 작용하는 및/또는 논리적으로 상호 작용할 수 있는 구성 요소를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명은 첨부된 청구 범위에 의해 정의된다는 것을 이해해야 한다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 용어, 특히 첨부된 청구 범위(예를 들어, 첨부된 청구 범위의 본문)에서 사용된 용어는 일반적으로 "개방형" 용어(예를 들어, "포함하는"이라는 용어는 "포함하지만 이에 제한되지 않는"으로 해석되어야 하고, "갖는"이라는 용어는 "적어도 갖는"으로 해석되어야 하며, "포함한다"라는 용어는 "포함하지만 이에 제한되지 않는다" 등으로 해석되어야 함)로 의도된다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 특정 수의 도입 청구항 기재가 의도된 경우, 이러한 의도는 청구항에서 명시적으로 기재될 것이며, 이러한 기재가 없는 경우, 이러한 의도가 존재하지 않는다는 것이 당업자에 의해 또한 이해될 것이다. 예를 들어, 이해를 돕기 위해, 다음의 첨부된 청구 범위는 청구항 기재를 도입하기 위해 "적어도 하나" 및 "하나 이상"이라는 도입 문구의 사용을 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 문구의 사용은 부정 관사("a" 또는 "an")에 의한 청구항 기재의 도입이 이러한 도입 청구항 기재를 포함하는 특정 청구항을 이러한 기재를 하나만 포함하는 발명으로 제한한다고 의미하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 동일한 청구항이 "하나 이상" 또는 "적어도 하나"라는 도입 문구와 "a" 또는 "an"과 같은 부정 관사를 포함하는 경우에도 마찬가지이며(예를 들어, "a" 및/또는 "an"은 일반적으로 "적어도 하나" 또는" 하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 함); 청구항 기재를 도입하는 데 정관사를 사용하는 경우에도 마찬가지이다. 또한, 특정 수의 도입 청구항 기재가 명시적으로 기재되더라도, 당업자는 이러한 기재가 일반적으로 적어도 기재된 수를 의미하는 것으로 해석되어야 한다는 것을 인식할 것이다(예를 들어, 다른 수식어가 없는 "두 개"의 기본적 기재는 일반적으로 적어도 두 개의 기재 또는 두 개 이상의 기재를 의미한다). 또한, "A, B 및 C 등 중 적어도 하나"와 유사한 관례가 사용되는 경우, 일반적으로 이러한 구조는 당업자가 관례를 이해할 것이라는 의미에서 의도된다(예를 들어, "A, B 및 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 A 단독, B 단독, C 단독, A와 B를 함께, A와 C를 함께, B와 C를 함께 및/또는 A와 B와 C를 함께 등을 갖는 시스템을 포함하지만 이에 제한되지 않는다). "A, B 또는 C 등 중 적어도 하나"와 유사한 관례가 사용되는 경우, 일반적으로 이러한 구조는 당업자가 관례를 이해할 것이라는 의미에서 의도된다(예를 들어, "A, B 또는 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 A 단독, B 단독, C 단독, A와 B를 함께, A와 C를 함께, B와 C를 함께 및/또는 A와 B와 C를 함께 등을 갖는 시스템을 포함하지만 이에 제한되지 않는다). 상세한 설명, 청구 범위 또는 도면에 있어서, 2개 이상의 대체 용어를 제시하는 사실상 임의의 분리 단어 및/또는 문구는 용어 중 하나, 용어 중 어느 하나, 또는 용어 모두를 포함할 수 있는 가능성을 고려하도록 이해되어야 한다는 것을 당업자는 또한 이해할 것이다. 예를 들어, "A 또는 B"라는 문구는 "A" 또는 "B" 또는 "A 및 B"의 가능성을 포함하는 것으로 이해될 것이다.
본 개시 및 본 개시의 많은 부수적인 장점들이 전술한 설명에 의해 이해될 것으로 믿어지며, 개시된 주제를 벗어나지 않거나 본 개시의 모든 물질적 장점들을 희생시키지 않는 다양한 변경들이 구성 요소의 형태, 구성, 및 배열에 이루어질 수 있다는 것이 명백할 것이다. 설명된 형태는 단지 설명적인 것이며, 이러한 변경을 아우르고 포함하는 것은 다음의 청구 범위의 의도이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구 범위에 의해 정의되는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (37)

  1. 검출기 어셈블리에 있어서,
    광증배관(photomultiplier tube)으로서,
    광자를 흡수하도록 구성된 광음극(photocathode) - 상기 광음극은 또한 상기 광자의 흡수에 응답하여 초기 광전자 세트를 방출하도록 구성됨 - ;
    다이노드 체인(dynode chain) - 상기 다이노드 체인은 복수의 다이노드를 포함하고, 상기 다이노드 체인은,
    상기 초기 광전자 세트를 수신하도록;
    상기 초기 광전자 세트로부터 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트 - 상기 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트는 상기 초기 광전자 세트보다 더 많은 수의 광전자를 포함함 - 를 생성하도록; 그리고
    상기 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트를 지향시키도록 구성됨 - ; 및
    상기 다이노드 체인에 의해 지향된 상기 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트를 수신하도록 구성된 양극(anode) - 상기 양극에서 상기 수신된 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트가 측정되고, 디지털화된 이미지가 상기 측정된 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트에 기초하여 생성됨 - 을 포함하는 것인, 상기 광증배관; 및
    상기 다이노드 체인의 신호를 측정하도록 구성된 아날로그 광증배관 검출기 회로로서,
    상기 복수의 다이노드 중 적어도 하나의 다이노드에 동작 가능하게(operably) 결합된 커패시터; 및
    상기 커패시터에 동작 가능하게 결합된 교류(alternating current; AC) 결합 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter; ADC)를 포함하는, 상기 아날로그 광증배관 검출기 회로
    를 포함하고, 상기 디지털화된 이미지는 상기 아날로그 광증배관 검출기 회로에 의해 측정된 신호의 출력을 상기 디지털화된 이미지에 적용함으로써 보정되는 것인, 검출기 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 커패시터에서의 측정은 상기 다이노드 체인의 신호의 1차 도함수(first derivative)인 것인, 검출기 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서, 상기 AC 결합 아날로그-디지털 변환기에서의 측정은 상기 다이노드 체인의 아날로그 공간에서의 신호의 2차 도함수 또는 라플라시안(Laplacian)인 것인, 검출기 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서, 상기 디지털화된 이미지는 상기 디지털화된 이미지로부터 상기 AC 결합 아날로그-디지털 변환기에서 측정된 상기 2차 도함수 또는 라플라시안 신호를 차감함으로써 보정되는 것인, 검출기 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서, 상기 디지털화된 이미지는 상기 디지털화된 이미지로부터 상기 AC 결합 아날로그-디지털 변환기에서 측정된 상기 2차 도함수 또는 라플라시안 신호를 차감함으로써 선명해지는(sharpened) 것인, 검출기 어셈블리.
  6. 제3항에 있어서, 상기 디지털화된 이미지는 상기 디지털화된 이미지와 상기 AC 결합 아날로그-디지털 변환기에서 측정된 상기 2차 도함수 또는 라플라시안 신호를 곱함으로써 보정되는 것인, 검출기 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서, 상기 디지털화된 이미지는 상기 디지털화된 이미지와 상기 AC 결합 아날로그-디지털 변환기에서 측정된 상기 2차 도함수 또는 라플라시안 신호를 곱함으로써 선명해지는 것인, 검출기 어셈블리.
  8. 제1항에 있어서, 상기 복수의 다이노드는 초기 다이노드를 포함하고, 상기 초기 다이노드는 상기 초기 광전자 세트를 수신하도록 구성되고, 상기 초기 다이노드는 상기 초기 광전자 세트를 증폭하여 상기 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트 중 제1의 증폭된 광전자 세트를 생성하도록 구성되며, 상기 제1의 증폭된 광전자 세트는 상기 초기 광전자 세트보다 더 많은 수의 광전자를 포함하는 것인, 검출기 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서, 상기 복수의 다이노드는 적어도 하나의 중간 다이노드를 포함하고, 상기 적어도 하나의 중간 다이노드는 상기 제1의 증폭된 광전자 세트를 수신하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 중간 다이노드는 또한 상기 제1의 증폭된 광전자 세트를 증폭하여 상기 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트 중 적어도 하나의 중간 증폭된 광전자 세트를 생성하도록 구성되며, 상기 적어도 하나의 중간 증폭된 광전자 세트는 상기 제1의 증폭된 광전자 세트보다 더 많은 수의 광전자를 포함하는 것인, 검출기 어셈블리.
  10. 제9항에 있어서, 상기 커패시터는 상기 적어도 하나의 중간 다이노드에 동작 가능하게 결합되는 것인, 검출기 어셈블리.
  11. 제9항에 있어서, 상기 복수의 다이노드는 최종 다이노드를 포함하고, 상기 최종 다이노드는 상기 적어도 하나의 중간 증폭된 광전자 세트를 수신하도록 구성되고, 상기 최종 다이노드는 또한 상기 적어도 하나의 중간 증폭된 광전자 세트를 증폭하여 상기 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트 중 최종 증폭된 광전자 세트를 생성하도록 구성되며, 상기 최종 다이노드는 상기 최종 증폭된 광전자 세트를 상기 양극에 지향시키도록 구성되는 것인, 검출기 어셈블리.
  12. 제1항에 있어서, 상기 광음극은 경사 입사각(oblique incident angles) 또는 법선 입사각(normal incident angles) 중 적어도 하나로부터 광자를 흡수하도록 구성되는 것인, 검출기 어셈블리.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 양극에 동작 가능하게 결합되고 상기 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트를 측정하도록 구성된 디지털 광증배관 검출기 회로
    를 더 포함하는, 검출기 어셈블리.
  14. 제13항에 있어서, 상기 디지털 광증배관 검출기 회로는,
    상기 양극에 동작 가능하게 결합된 대수 증폭기(logarithmic amplifier); 및
    상기 대수 증폭기에 동작 가능하게 결합된 아날로그-디지털 변환기
    를 포함하는 것인, 검출기 어셈블리.
  15. 제1항에 있어서, 상기 광증배관은 헤드-온 광증배관(head-on photomultiplier tube)인 것인, 검출기 어셈블리.
  16. 제1항에 있어서, 상기 광증배관은 사이드-온 광증배관(side-on photomultiplier tube)인 것인, 검출기 어셈블리.
  17. 제1항에 있어서, 상기 복수의 다이노드는 평면 또는 곡면 중 적어도 하나를 각각 포함하는 것인, 검출기 어셈블리.
  18. 특성화 시스템(characterization system)에 있어서,
    샘플 표면의 일부를 조명하도록 구성된 조명 소스; 및
    검출기 어셈블리
    를 포함하고, 상기 검출기 어셈블리는,
    광증배관으로서,
    광자를 흡수하도록 구성된 광음극 - 상기 광음극은 또한 상기 광자의 흡수에 응답하여 초기 광전자 세트를 방출하도록 구성됨 - ;
    다이노드 체인 - 상기 다이노드 체인은 복수의 다이노드를 포함하고, 상기 다이노드 체인은,
    상기 초기 광전자 세트를 수신하도록;
    상기 초기 광전자 세트로부터 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트 - 상기 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트는 상기 초기 광전자 세트보다 더 많은 수의 광전자를 포함함 - 를 생성하도록; 그리고
    상기 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트를 지향시키도록 구성됨 - ; 및
    상기 다이노드 체인에 의해 지향된 상기 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트를 수신하도록 구성된 양극 - 상기 양극에서 상기 수신된 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트가 측정되고, 디지털화된 이미지가 상기 측정된 적어도 하나의 증폭된 광전자 세트에 기초하여 생성됨 - 을 포함하는 것인, 상기 광증배관; 및
    상기 다이노드 체인의 신호를 측정하도록 구성된 아날로그 광증배관 검출기 회로로서,
    상기 복수의 다이노드 중 적어도 하나의 다이노드에 동작 가능하게 결합된 커패시터; 및
    상기 커패시터에 동작 가능하게 결합된 교류(AC) 결합 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 포함하는, 상기 아날로그 광증배관 검출기 회로
    를 포함하고, 상기 디지털화된 이미지는 상기 아날로그 광증배관 검출기 회로에 의해 측정된 신호의 출력을 상기 디지털화된 이미지에 적용함으로써 보정되는 것인, 특성화 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 커패시터에서의 측정은 상기 다이노드 체인의 신호의 1차 도함수인 것인, 특성화 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 AC 결합 아날로그-디지털 변환기에서의 측정은 상기 다이노드 체인의 신호의 아날로그 공간에서의 2차 도함수 또는 라플라시안인 것인, 특성화 시스템.
  21. 제20항에 있어서, 상기 디지털화된 이미지는 상기 디지털화된 이미지로부터 상기 AC 결합 아날로그-디지털 변환기에서 측정된 상기 2차 도함수 또는 라플라시안 신호를 차감함으로써 보정되는 것인, 특성화 시스템.
  22. 제21항에 있어서, 상기 디지털화된 이미지는 상기 디지털화된 이미지로부터 상기 AC 결합 아날로그-디지털 변환기에서 측정된 상기 2차 도함수 또는 라플라시안 신호를 차감함으로써 선명해지는 것인, 특성화 시스템.
  23. 제20항에 있어서, 상기 디지털화된 이미지는 상기 디지털화된 이미지와 상기 AC 결합 아날로그-디지털 변환기에서 측정된 상기 2차 도함수 또는 라플라시안 신호를 곱함으로써 보정되는 것인, 특성화 시스템.
  24. 제23항에 있어서, 상기 디지털화된 이미지는 상기 디지털화된 이미지와 상기 AC 결합 아날로그-디지털 변환기에서 측정된 상기 2차 도함수 또는 라플라시안 신호를 곱함으로써 선명해지는 것인, 특성화 시스템.
  25. 제18항에 있어서,
    상기 샘플 표면 상으로 조명을 지향시키고 포커싱하도록 구성된 조명 광학계 세트(set of illumination optics)
    를 더 포함하는, 특성화 시스템.
  26. 제18항에 있어서,
    상기 샘플 표면으로부터 산란된 광의 적어도 일부를 상기 검출기 어셈블리의 입력으로 지향시키고 포커싱하도록 구성된 수집 광학계 세트
    를 더 포함하는, 특성화 시스템.
  27. 제18항에 있어서, 상기 조명 소스는 협대역 소스를 포함하는 것인, 특성화 시스템.
  28. 제18항에 있어서, 상기 조명 소스는 광대역 소스를 포함하는 것인, 특성화 시스템.
  29. 제18항에 있어서, 상기 특성화 시스템은 암시야 검사 시스템을 포함하는 것인, 특성화 시스템.
  30. 제18항에 있어서, 상기 특성화 시스템은 명시야 검사 시스템을 포함하는 것인, 특성화 시스템.
  31. 검출기 어셈블리에 있어서,
    광증배관으로서,
    광자를 흡수하도록 구성된 광음극 - 상기 광음극은 또한 상기 광자의 흡수에 응답하여 초기 광전자 세트를 방출하도록 구성됨 - ;
    상기 초기 광전자 세트를 수신하도록 구성된 다이노드 체인 - 상기 다이노드 체인은 복수의 다이노드를 포함하고, 상기 복수의 다이노드는,
    초기 다이노드 - 상기 초기 다이노드는 상기 초기 광전자 세트를 수신하도록 구성되고, 상기 초기 다이노드는 상기 초기 광전자 세트를 증폭하여 제1의 증폭된 광전자 세트를 생성하도록 구성되고, 상기 제1의 증폭된 광전자 세트는 상기 초기 광전자 세트보다 더 많은 수의 광전자를 포함함 - ;
    적어도 하나의 중간 다이노드 - 상기 적어도 하나의 중간 다이노드는 상기 제1의 증폭된 광전자 세트를 수신하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 중간 다이노드는 또한 상기 제1의 증폭된 광전자 세트를 증폭하여 적어도 하나의 중간 증폭된 광전자 세트를 생성하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 중간 증폭된 광전자 세트는 상기 제1의 증폭된 광전자 세트보다 더 많은 수의 광전자를 포함함 - ; 및
    최종 다이노드 - 상기 최종 다이노드는 상기 적어도 하나의 중간 증폭된 광전자 세트를 수신하도록 구성되고, 상기 최종 다이노드는 또한 상기 적어도 하나의 중간 증폭된 광전자 세트를 증폭하여 최종 증폭된 광전자 세트를 생성하도록 구성되고, 상기 최종 증폭된 광전자 세트는 상기 적어도 하나의 중간 증폭된 광전자 세트보다 더 많은 수의 광전자를 포함함 - 를 포함함 - ; 및
    상기 다이노드 체인으로부터 상기 최종 다이노드에 의해 지향된 상기 최종 증폭된 광전자 세트를 수신하도록 구성된 양극 - 상기 양극에서 상기 수신된 최종 증폭된 광전자 세트가 측정되고, 디지털화된 이미지가 상기 측정된 최종 증폭된 광전자 세트에 기초하여 생성됨 - 을 포함하는 것인, 상기 광증배관; 및
    상기 다이노드 체인의 신호를 측정하도록 구성된 아날로그 광증배관 검출기 회로로서,
    상기 적어도 하나의 중간 다이노드에 동작 가능하게 결합된 커패시터; 및
    상기 커패시터에 동작 가능하게 결합된 교류(AC) 결합 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 포함하는, 상기 아날로그 광증배관 검출기 회로
    를 포함하고, 상기 디지털화된 이미지는 상기 아날로그 광증배관 검출기 회로에 의해 측정된 신호의 출력을 상기 디지털화된 이미지에 적용함으로써 보정되는 것인, 검출기 어셈블리.
  32. 제31항에 있어서, 상기 커패시터에서의 측정은 상기 다이노드 체인의 신호의 1차 도함수인 것인, 검출기 어셈블리.
  33. 제32항에 있어서, 상기 AC 결합 아날로그-디지털 변환기에서의 측정은 상기 다이노드 체인의 신호의 아날로그 공간에서의 2차 도함수 또는 라플라시안인 것인, 검출기 어셈블리.
  34. 제33항에 있어서, 상기 디지털화된 이미지는 상기 디지털화된 이미지로부터 상기 AC 결합 아날로그-디지털 변환기에서 측정된 상기 2차 도함수 또는 라플라시안 신호를 차감함으로써 보정되는 것인, 검출기 어셈블리.
  35. 제34항에 있어서, 상기 디지털화된 이미지는 상기 디지털화된 이미지로부터 상기 AC 결합 아날로그-디지털 변환기에서 측정된 상기 2차 도함수 또는 라플라시안 신호를 차감함으로써 선명해지는 것인, 검출기 어셈블리.
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  37. 제36항에 있어서, 상기 디지털화된 이미지는 상기 디지털화된 이미지와 상기 AC 결합 아날로그-디지털 변환기에서 측정된 상기 2차 도함수 또는 라플라시안 신호를 곱함으로써 선명해지는 것인, 검출기 어셈블리.
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