用于光电倍增管图像校正的系统及方法与流程

用于光电倍增管图像校正的系统及方法
1.相关申请案的交叉引用
2.本技术案根据35 u.s.c.
§
119(e)规定主张名叫德里克麦凯(derek mackay)的发明者在2019年10月3日申请的名称为“使用模拟空间中的拉普拉斯算子的光电倍增管图像清晰化(photomultiplier image sharpening using a laplacian operator in analog space)”的第62/910,175号美国临时专利申请案的权利，所述申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
3.本发明大体上涉及光电倍增管检测器，且更特定来说，本发明涉及一种用于光电倍增器图像校正的系统及方法。


背景技术：

4.随着对半导体装置的需求增加，对改进装置特性化能力的需要也将不断增加。常用于光学特性化方法中的一种技术包含实施光电倍增管(pmt)检测器。一般来说，光电倍增管检测器是电磁光谱的uv、可见及近红外范围内的光的敏感检测器。因此，pmt广泛用于半导体装置特性化过程。
5.pmt放大非常小光信号。当光撞击pmt的阴极时，产生光电子且使光电子朝向接收二次射极加速。接着，接收二次射极放大光电子且引导其朝向第二二次射极。此过程通过一系列二次射极持续，直到在阳极处收集放大光电子信号。
6.pmt的带宽由渡越时间分散度(tts)支配。如果光的δ函数入射于pmt的阴极上，那么阳极处所收集的电荷的时间分散度与pmt的带宽成比例。在阳极处收集意味着带宽由阳极处所收集的电荷的分散度限制。
7.因而，提供一种弥补上文所识别的方法的缺点的系统及方法将是有利的。


技术实现要素：

8.根据本公开的一或多个实施例，公开一种检测器组合件。在一个实施例中，所述检测器组合件包含光电倍增管。在另一实施例中，所述光电倍增管包含经配置以吸收光子的光电阴极。在另一实施例中，所述光电阴极经进一步配置以响应于吸收所述光子而发射一组初始光电子。在另一实施例中，所述光电倍增管包含二次射极链。在另一实施例中，所述二次射极链包含多个二次射极。在另一实施例中，所述二次射极链经配置以接收所述组初始光电子。在另一实施例中，所述二次射极链经配置以从所述组初始光电子产生至少一组放大光电子。在另一实施例中，所述至少一组放大光电子包含大于所述组初始光电子的光电子数目。在另一实施例中，所述二次射极链经配置以引导所述至少一组放大光电子。在另一实施例中，所述光电倍增管包含经配置以接收由所述二次射极链引导的所述至少一组放大光电子的阳极。在另一实施例中，在所述阳极处测量所述所接收的至少一组放大光电子。在另一实施例中，基于所述经测量的至少一组放大光电子产生数字化图像。在另一实施例
中，所述检测器组合件包含经配置以测量所述二次射极链的信号的模拟光电倍增管检测器电路。在另一实施例中，所述模拟光电倍增管检测器电路包含可操作地耦合到所述多个二次射极的至少一个二次射极的电容器。在另一实施例中，所述模拟光电倍增管检测器电路包含可操作地耦合到所述电容器的交流电(ac)耦合模/数转换器(adc)。在另一实施例中，通过将由所述模拟光电倍增管检测器电路测量的所述信号的输出应用于所述数字化图像来校正所述数字化图像。
9.根据本公开的一或多个实施例，公开一种特性化系统。在一个实施例中，所述特性化系统包含经配置以照射样本表面的一部分的照明源。在另一实施例中，所述特性化系统包含检测器组合件。在另一实施例中，所述检测器组合件包含光电倍增管。在另一实施例中，所述光电倍增管包含经配置以吸收光子的光电阴极。在另一实施例中，所述光电阴极经进一步配置以响应于吸收所述光子而发射一组初始光电子。在另一实施例中，所述光电倍增管包含二次射极链。在另一实施例中，所述二次射极链包含多个二次射极。在另一实施例中，所述二次射极链经配置以接收所述组初始光电子。在另一实施例中，所述二次射极链经配置以从所述组初始光电子产生至少一组放大光电子。在另一实施例中，所述至少一组放大光电子包含大于所述组初始光电子的光电子数目。在另一实施例中，所述二次射极链经配置以引导所述至少一组放大光电子。在另一实施例中，所述光电倍增管包含经配置以接收由所述二次射极链引导的所述至少一组放大光电子的阳极。在另一实施例中，在所述阳极处测量所述所接收的至少一组放大光电子。在另一实施例中，基于所述经测量的至少一组放大光电子产生数字化图像。在另一实施例中，所述检测器组合件包含经配置以测量所述二次射极链的信号的模拟光电倍增管检测器电路。在另一实施例中，所述模拟光电倍增管检测器电路包含可操作地耦合到所述多个二次射极的至少一个二次射极的电容器。在另一实施例中，所述模拟光电倍增管检测器电路包含可操作地耦合到所述电容器的交流电(ac)耦合模/数转换器(adc)。在另一实施例中，通过将由所述模拟光电倍增管检测器电路测量的所述信号的输出应用于所述数字化图像来校正所述数字化图像。
10.根据本公开的一或多个实施例，公开一种检测器组合件。在一个实施例中，所述检测器组合件包含光电倍增管。在另一实施例中，所述光电倍增管包含经配置以吸收光子的光电阴极。在另一实施例中，所述光电阴极经进一步配置以响应于吸收所述光子而发射一组初始光电子。在另一实施例中，所述光电倍增管包含经配置以接收所述组初始光电子的二次射极链。在另一实施例中，所述二次射极链包含多个二次射极。在另一实施例中，所述多个二次射极包含初始二次射极。在另一实施例中，所述初始二次射极经配置以接收所述组初始光电子。在另一实施例中，所述初始二次射极经配置以放大所述组初始光电子以产生第一组放大光电子。在另一实施例中，所述第一组放大光电子包含大于所述组初始光电子的光电子数目。在另一实施例中，所述多个二次射极包含至少一个中间二次射极。在另一实施例中，所述至少一个中间二次射极经配置以接收所述第一组放大光电子。在另一实施例中，所述至少一个中间二次射极经配置以进一步放大所述第一组放大光电子以产生至少一组中间放大光电子。在另一实施例中，所述至少一组中间放大光电子包含大于所述第一组放大光电子的光电子数目。在另一实施例中，所述多个二次射极包含最后二次射极。在另一实施例中，所述最后二次射极经配置以接收所述至少一组中间放大光电子。在另一实施例中，所述最后二次射极经配置以进一步放大所述至少一组中间放大光电子以产生一组最
后放大光电子。在另一实施例中，所述组最后光电子包含大于所述至少一组中间放大光电子的光电子数目。在另一实施例中，所述光电倍增管包含经配置以从所述二次射极链接收由所述最后二次射极引导的所述组最后放大光电子的阳极。在另一实施例中，在所述阳极处测量所述所接收的最后放大光电子组。在另一实施例中，基于所述经测量的最后放大光电子组产生数字化图像。在另一实施例中，所述检测器组合件包含经配置以测量所述二次射极链的信号的模拟光电倍增管检测器电路。在另一实施例中，所述模拟光电倍增管检测器电路包含可操作地耦合到所述至少一个中间二次射极的电容器。在另一实施例中，所述模拟光电倍增管检测器电路包含可操作地耦合到所述电容器的交流电(ac)耦合模/数转换器(adc)。在另一实施例中，通过将由所述模拟光电倍增管检测器电路测量的所述信号的输出应用于所述数字化图像来校正所述数字化图像。
11.应了解，以上一般描述及以下详细描述两者仅供例示及说明且未必限制本发明。并入本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明本发明的实施例且与一般描述一起用于阐释本发明的原理。
附图说明
12.所属领域的技术人员可通过参考附图来更好地理解本公开的许多优点，其中：
13.图1a是说明根据本公开的一或多个实施例的以电压对时间为函数的阳极处所测量的信号的曲线图；
14.图1b是说明根据本公开的一或多个实施例的以电压对时间为函数的阳极处所测量的信号的曲线图；
15.图1c是说明根据本公开的一或多个实施例的以电压对时间为函数的阳极处所测量的信号的曲线图；
16.图2a说明根据本公开的一或多个实施例的包含模拟空间中的拉普拉斯(laplacian)算子的光电倍增管检测器组合件的简化示意图；
17.图2b说明根据本公开的一或多个实施例的包含模拟空间中的拉普拉斯算子的光电倍增管检测器组合件的简化示意图；
18.图2c说明根据本公开的一或多个实施例的包含模拟空间中的拉普拉斯算子的光电倍增管检测器组合件的简化示意图；
19.图3a是说明根据本公开的一或多个实施例的以电压对时间为函数的阳极处所测量的信号及经由模拟空间中的拉普拉斯算子所测量的信号的曲线图；
20.图3b是说明根据本公开的一或多个实施例的以电压对时间为函数的阳极处所测量的信号及经由模拟空间中的拉普拉斯算子所测量的信号的曲线图；
21.图3c是说明根据本公开的一或多个实施例的以电压对时间为函数的阳极处所测量的信号及经由模拟空间中的拉普拉斯算子所测量的信号的曲线图；
22.图4是根据本公开的一或多个实施例的用于使用包含模拟空间中的拉普拉斯算子的光电倍增管检测器组合件的方法或过程；
23.图5是根据本公开的一或多个实施例的用于使用包含模拟空间中的拉普拉斯算子的光电倍增管检测器组合件的方法或过程；及
24.图6说明根据本公开的一或多个实施例的配备包含模拟空间中的拉普拉斯算子的
光电倍增管检测器组合件的特性化系统的框图。
具体实施方式
25.已相对于本公开的特定实施例及具体特征特别展示及描述本公开。本文所阐述的实施例应被视为具说明性而非限制性。所属领域的一般技术人员应易于明白，可在不背离本公开的精神及范围的情况下对形式及细节进行各种改变及修改。现将详细参考附图中所说明的公开标的物。
26.大体上参考图1a到6，描述根据本公开的一或多个实施例的用于光电倍增管图像校正的系统及方法。
27.数字图像处理技术可用于由包含光电倍增管(pmt)检测器的特性化系统取得的最终数字化图像上。pmt的带宽由渡越时间分散度(tts)支配。如果光的δ函数入射于pmt的阴极上，那么阳极处所收集的电荷的时间分散度与pmt的带宽成比例。在阳极处收集意味着带宽由阳极处所收集的电荷的分散度限制。例如，提高通过pmt的处理速度会洗掉阳极处所取得的数字化图像。
28.一种数字图像处理技术包含将拉普拉斯算子应用于最终数字化图像以显现数字化图像的额外细节。等式1说明函数f的拉普拉斯算子：
[0029][0030]
可通过从原始图像减去拉普拉斯算子来产生数字化图像的更清晰版本，如等式2中所说明：
[0031]fsharpened
＝f
original-βδf
ꢀꢀ
等式2
[0032]
然而，在此应注意，可通过包含(但不限于)乘法的任何数目或类型的数学运算产生数字化图像的校正版本。
[0033]
获得数字化图像的额外细节及/或校正(例如包含(但不限于)清晰化)数字化图像的权衡包含将噪声添加或增加到经处理数字化图像中。图1a到1c说明使用拉普拉斯算子处理数字化图像的结果。例如，图1a是说明以电压(v)对时间(以纳秒(ns)为单位)为函数的在阳极处所测量的信号102(例如原始信号)的曲线图100。另外，图1b是说明以电压(v)对时间(ns)为函数的信号102的一阶导数的曲线图110。此外，图1c是说明以电压(v)对时间(ns)为函数的信号102的二阶导数的曲线图120。如基于图1a到1c的比较所理解，每一求得信号102的导数将额外噪声引入到信号102及因此数字化图像中。据此来说，求得数字化图像的拉普拉斯算子本身不足以在不添加难以控制的噪声量的情况下提高pmt的带宽。
[0034]
本公开的实施例针对pmt检测器组合件，其具有较高带宽以在不使分辨率降级的情况下导致特性化系统的增加处理量。本公开的实施例还针对在pmt检测器的二次射极处进行测量。本公开的实施例还针对在pmt检测器的二次射极处测量以允许经由模拟空间中的拉普拉斯算子进行图像校正。
[0035]
图2a到c说明根据本公开的一或多个实施例的pmt检测器组合件200的简化示意图。在此应注意，为了本公开，“pmt检测器组合件”及包含(但不限于)“检测器组合件”、“组合件”或其类似者的术语的变体可被视为等效的。
[0036]
在一个实施例中，组合件200包含pmt 202。在另一实施例中，pmt 202包含光电阴
极204。在一个实施例中，光电阴极204吸收光子206的一或多个部分且接着响应于吸收光子206的一或多个部分而发射光电子208的一或多个部分。例如，光电阴极204可包含适合于在光电阴极204的表面处吸收光子206及从光电阴极204的对置表面发射光电子208的透射型光电阴极。举另一实例来说，光电阴极204可包含适合于在表面处吸收光子206及从光电阴极204的相同表面发射光电子208的反射型光电阴极。在此应注意，光电阴极204可经配置以从倾斜入射角及/或法向入射角吸收光子206。
[0037]
在另一实施例中，pmt 202包含二次射极链210中的一或多个二次射极。例如，二次射极链210可包含经配置以接收从光电阴极204发出的光电子208a的前二次射极212a。例如，前二次射极212a可经配置以接收从光电阴极204发出的单个光电子208a。在另一实施例中，二次射极链210包含一或多个二次射极212b。例如，第一二次射极212b可经配置以放大光电子电流208a(例如经由二次发射)，使得从第一二次射极212b发出的光电子电流208b大于电流208a(例如包含更大或更多光电子208b)。举另一实例来说，随着电流208b通过pmt 202的二次射极链210且撞击至少一个额外二次射极212b，至少一个额外二次射极212b可进一步放大光电子电流208b。一般来说，二次射极链210可包含1个、2个至多达n个二次射极212b以将光电子电流208b放大到所要水平。在另一实施例中，二次射极链可包含后二次射极212c，其中后二次射极212c可经布置以将放大光电子电流输出208c引导出二次射极链210。在此应注意，为了本公开，“二次射极链”、“二次射极通道”及/或“偏压链”可被视为等效的。
[0038]
在此应注意，二次射极链210可包含二次射极的线性(或对正)布置(例如使得pmt202是对正pmt)、二次射极的圆形(或侧向)布置(例如使得pmt 202是侧向pmt)或二次射极的任何其它布置。另外，在此应注意，二次射极212a、212b、212c中的一或多者可包含平面，可包含在凸或凹方向上弯曲的表面，或可包含具有平面及曲面的组合的多个区段。
[0039]
在此应注意，二次射极链210的二次射极212a、212b、212c中的一或多者可经由输送到二次射极链210的每一二次射极的电压中的一或多者、经由二次射极链210的二次射极之间的电阻电平及/或经由二次射极链210的二次射极之间的电容电平控制。
[0040]
在此应注意，为了本公开，二次射极链210可被视为包含光电子可在由二次射极212a、212b、212c引导时通过的光电子路径。
[0041]
尽管本公开的实施例将至少一些二次射极212a、212b、212c说明为经配置以放大光电子电流208a、208b、208c，但在此应注意，至少一些二次射极212a、212b、212c可经配置以维持光电子电流208a、208b、208c。然而，在此应注意，二次射极链210可仅包含经配置以放大通过二次射极链210的光电子的二次射极212a、212b、212c。因此，以上描述不应被解译为限制本公开的范围，而是仅为说明。
[0042]
在另一实施例中，pmt 202包含阳极214。例如，阳极214可经磷光体涂覆。在另一实施例中，后二次射极212c经布置以将放大光电子电流输出208c引导出二次射极链210以撞击阳极214，使得阳极214充当收集器。
[0043]
在另一实施例中，阳极214经配置以测量一或多个二次射极212a、212b、212c下游及/或一或多个二次射极212a、212b、212c之后的二次射极链210的信号。在另一实施例中，由阳极214基于二次射极链210的测量信号产生数字化图像。
[0044]
在此应注意，阳极214可适合于将光电子电流208c转换为一或多个光信号。例如，
阳极214可由一或多个放大光电子电流通电。另外，在此应注意，阳极214可耦合到一或多个检测器。例如，一或多个检测器可包含所属领域中已知的任何检测器，例如(但不限于)电荷耦合装置(ccd)检测器或互补金属氧化物半导体(cmos)检测器。
[0045]
尽管pmt 202在图2a到2c中说明为包含单个二次射极链210，但在此应注意，pmt 202可包含任何数目个二次射极链210，其包含1个、2个至多达n个二次射极链210，其中每一二次射极链210包含一或多个二次射极。另外，在此应注意，二次射极链210及所包含的二次射极可完全分离(例如独立)，可分离但交织，或可可操作地耦合在一起(例如短接在一起)。
[0046]
另外，尽管pmt 202在图2a到2c中说明为包含单个光电阴极204，但在此应注意，pmt 202可包含任何数目个光电阴极204，其包含1个、2个至多达n个光电阴极204。一般来说，任何数目个光电阴极204可导致任何数目个二次射极链210。因此，以上描述不应被解译为限制本公开的范围，而是仅为说明。
[0047]
此外，尽管pmt 202在图2a到2c中说明为包含单个阳极214，但在此应注意，pmt 202包含任何数目个阳极214，其包含1个、2个至多达n个阳极214。一般来说，任何数目个二次射极链210可导致任何数目个阳极214。因此，以上描述不应被解译为限制本公开的范围，而是仅为说明。
[0048]
在此应注意，为了本公开，“可操作地耦合”可包含(但不限于)物理耦合、电耦合、光学耦合、通信地耦合或其类似者。
[0049]
在另一实施例中，组合件200包含数字pmt检测器电路216。例如，数字pmt检测器电路216可可操作地耦合到阳极214且经配置以从阳极214处所取得的原始数字化图像产生最终数字化图像。在另一实施例中，数字pmt检测器电路216可包含可操作地耦合到阳极214的对数放大器(log amp)218及可操作地耦合到对数放大器218的模/数转换器(adc)220。例如，阳极214可将测量信号传输到对数放大器218，对数放大器218接着将信号传递到adc 220以产生最终数字化图像。在一个实例中，可将拉普拉斯算子应用于此最终数字化图像以导致分别如图1a到1c中所说明的曲线图100、110、120。在此应注意，数字pmt检测器电路216可内建到pmt 202中或可为在pmt 202就位时经由pmt 202的一或多个杆销可操作地耦合的单独电路。
[0050]
在另一实施例中，组合件200包含模拟pmt检测器电路222。在另一实施例中，模拟pmt检测器电路222包含adc 224。例如，adc 224可包含交流电(ac)耦合adc 224。在另一实施例中，模拟pmt检测器电路222包含可操作地耦合到adc 224(例如使其成为ac耦合adc 224)的一或多个电容器226，其中一或多个电容器226可滤除dc分量。
[0051]
在一个实例中，当二次射极链210中存在10个二次射极(例如前二次射极212a、8个二次射极212b及后二次射极212c)时，模拟pmt检测器电路222可可操作地耦合到第八二次射极d8(例如在二次射极链210中与后二次射极212c相距两个位置的二次射极212b)。此处，光电子电流208b可在第八二次射极d8处离开二次射极链210，且通过电容器226而到达ac耦合adc 224。
[0052]
在此应注意，二次射极链210不受限于图2a到2c中所说明的二次射极212a、212b、212c，而是可视需要包含任何数目个二次射极来放大光电子208a、208b及/或208c。因此，以上描述不应被解译为限制本公开的范围，而是仅为说明。
[0053]
在另一实施例中，模拟pmt检测器电路222可可操作地耦合到二次射极链210的二
次射极。例如，在二次射极链210中定位在阳极214之前的二次射极212a、212b、212c处所测量的电压信号可为二次射极212b处的光电子电流208b信号的导数。例如，电容器226可操作为二次射极链210的信号(例如包含光电子208a、208b、208c)的模拟空间一阶导数。另外，ac耦合adc 224可操作为二次射极链210的信号(例如包含光电子208a、208b、208c)的模拟空间二阶导数或拉普拉斯算子。
[0054]
返回到十二次射极实例，模拟pmt检测器电路222可可操作地耦合到第八二次射极d8。如果在第八二次射极d8处测量而非在阳极214处测量，那么二次射极d8处的信号可具有高于阳极214处所测量的信号的带宽，因为光电子电流208b具有小于阳极214处的光电子电流208c的分散度。一般来说，此可被视为适用于模拟pmt检测器电路222可可操作地耦合的任何二次射极处的信号的任何测量。
[0055]
然而，在此应注意，所得信号的强度可取决于模拟pmt检测器电路222可可操作地耦合的二次射极链210的二次射极。例如，将模拟pmt检测器电路222耦合到二次射极链210上的太远二次射极(例如太靠近光电阴极204)可要求测量信号需要额外增强(例如经由一或多个放大组件)，因为光电子电流208a或208b本身可能不够强且信号将太小。
[0056]
在另一实施例中，通过将由模拟pmt检测器电路222测量的信号的输出应用于数字化图像来校正(例如包含(但不限于)清晰化)阳极214处所取得的数字化图像。
[0057]
可通过从数字化图像减去由模拟pmt检测器电路222测量的信号的输出来校正数字化图像。例如，可通过从数字化图像减去ac耦合adc 224处所测量的二阶导数或拉普拉斯算子来校正数字化图像。例如，可通过从数字化图像减去ac耦合adc 224处所测量的二阶导数或拉普拉斯算子来清晰化数字化图像。在此应注意，ac耦合adc 224处所测量的二阶导数或拉普拉斯算子可在从数字化图像减去之前进行按比例调整或移位中的至少一者。
[0058]
可通过使由模拟pmt检测器电路222测量的信号的输出与数字化图像相乘来校正数字化图像。举另一实例来说，可通过使ac耦合adc 224处所测量的二阶导数或拉普拉斯算子与数字化图像相乘来校正数字化图像。例如，可通过使ac耦合adc 224处所测量的二阶导数或拉普拉斯算子与数字化图像相乘来清晰化数字化图像。在此应注意，ac耦合adc 224处所测量的二阶导数或拉普拉斯算子可在与数字化图像相乘之前进行按比例调整或移位中的至少一者。
[0059]
一般来说，校正数字化图像可涉及经由任何数目或类型的数学运算组合数字化图像与ac耦合adc 224处所测量的二阶导数或拉普拉斯算子。
[0060]
图3a到3c说明模拟空间拉普拉斯算子对二次射极212b处所测量的光电子电流208b的实例性应用的结果。例如，图3a是说明以电压(v)对时间(以纳秒(ns)为单位)为函数的阳极信号302及二次射极链210的特定二次射极处所取得的ac耦合电压的模拟空间二次射极信号304的曲线图300。另外，图3b是说明以电压(v)对时间(ns)为函数的阳极信号302及模拟空间二次射极信号312的经处理(例如垂直按比例调整及对准)版本的曲线图310。此外，图1c是说明以电压(v)对时间(ns)为函数的阳极信号302及补偿信号322的曲线图320，其中补偿信号322通过从阳极信号302减去垂直按比例调整及对准的模拟空间二次射极信号312(例如依据上述等式2)来产生。
[0061]
特定来说，补偿信号322可表示来自pmt 202的较高带宽的信号。另外，补偿信号322可比阳极信号302更清晰地作为图像。这些部分归因于ac耦合电压的模拟空间二次射极
信号304中无噪声，其归因于直接测量拉普拉斯算子而非将上述等式1应用于来自阳极214的数字化图像。
[0062]
图4说明根据本公开的一或多个实施例的方法或过程400。
[0063]
在步骤402中，可经由光电倍增管(pmt)检测器组合件的模拟pmt的光电阴极产生一组初始光电子。光子206可由光电阴极204吸收以产生初始光电子组208a。例如，光子206可由光电阴极204吸收，光电阴极204接着可发射初始光电子组208a。
[0064]
在步骤404中，可经由包含pmt的至少一个二次射极的二次射极链引导初始光电子组。二次射极链210可包含经配置以接收初始光电子组208a且经由二次射极链210将初始光电子组208a引导到阳极214的二次射极212a、212b及/或212c。在此应注意，经引导的初始光电子组208b可直接撞击阳极214或可在到达阳极214之前由至少一个二次射极212b及/或二次射极212c放大以分别产生一或多个至少一组光电子208b或一组光电子208c。在另一实施例中，阳极214基于二次射极链210的测量信号取得数字化图像。在另一实施例中，数字pmt检测器电路216可从来自阳极214处所取得的原始数字化图像的原始数字化图像产生最终数字化图像。
[0065]
在步骤406中，可经由pmt检测器组合件的模拟pmt检测器电路测量至少一个二次射极处的光电子的信号。包含电容器226及ac耦合adc 224的模拟pmt检测器电路222可可操作地耦合到二次射极链210的二次射极212a、212b及/或212c。在此应注意，模拟pmt检测器电路222可可操作地耦合到二次射极链210的任何二次射极。
[0066]
在步骤408中，可经由模拟pmt检测器电路确定光电子的测量信号的拉普拉斯算子。电容器226可操作为等效于数字空间中所执行的一阶导数的模拟空间。ac耦合adc 224可操作为等效于数字空间中所执行的拉普拉斯算子的模拟空间。在另一实施例中，通过将由模拟pmt检测器电路222测量的信号的输出应用于数字化图像来校正(例如包含(但不限于)清晰化)阳极214处所取得的数字化图像。
[0067]
可通过从数字化图像减去由模拟pmt检测器电路222测量的信号的输出来校正数字化图像。例如，可通过从数字化图像减去ac耦合adc 224处所测量的二阶导数或拉普拉斯算子来校正数字化图像。例如，可通过从数字化图像减去ac耦合adc 224处所测量的二阶导数或拉普拉斯算子来清晰化数字化图像。在此应注意，ac耦合adc 224处所测量的二阶导数或拉普拉斯算子可在从数字化图像减去之前进行按比例调整或移位中的至少一者。
[0068]
可通过使由模拟pmt检测器电路222测量的信号的输出与数字化图像相乘来校正数字化图像。举另一实例来说，可通过使ac耦合adc 224处所测量的二阶导数或拉普拉斯算子与数字化图像相乘来校正数字化图像。例如，可通过使ac耦合adc 224处所测量的二阶导数或拉普拉斯算子与数字化图像相乘来清晰化数字化图像。在此应注意，ac耦合adc 224处所测量的二阶导数或拉普拉斯算子可在与数字化图像相乘之前进行按比例调整或移位中的至少一者。
[0069]
一般来说，校正数字化图像可涉及经由任何数目或类型的数学运算组合数字化图像与ac耦合adc 224处所测量的二阶导数或拉普拉斯算子。
[0070]
图5说明根据本公开的一或多个实施例的方法或过程500。
[0071]
在步骤502中，可经由光电倍增管(pmt)检测器组合件的模拟pmt的光电阴极产生一组初始光电子。光子206可由光电阴极204吸收以产生初始光电子组208a。例如，光子206
可由光电阴极204吸收，光电阴极204接着可发射初始光电子组208a。
[0072]
在步骤504中，可经由包含pmt的至少两个二次射极的二次射极链210引导初始光电子组。二次射极链210可包含二次射极212a及至少一个二次射极212b。二次射极212a可经配置以接收初始光电子组208a且放大光电子208a以产生至少第二组光电子208b，其中至少第二组光电子208b包含大于初始光电子组208a的光电子数目。
[0073]
在步骤506中，可使用至少两个二次射极的第一二次射极放大初始光电子组以形成第二组光电子208b。二次射极212a可经配置以接收初始光电子组208a且放大光电子208a以产生至少第二组光电子208b，其中至少第二组光电子208b包含大于初始光电子组208a的光电子数目。至少一个二次射极210b可经配置以接收第二组光电子208b且经由二次射极链210将第二组光电子208b引导到阳极214。在此应注意，经引导的第二组光电子208b可直接撞击阳极214，或可在到达阳极214之前由一或多个额外二次射极212b及/或二次射极212c进一步放大以分别产生一或多组额外光电子208b或一组光电子208c。在另一实施例中，阳极214基于二次射极链210的测量信号取得数字化图像。在另一实施例中，数字pmt检测器电路216可从来自阳极214处所取得的原始数字化图像的原始数字化图像产生最终数字化图像。
[0074]
在步骤508中，可经由pmt检测器组合件200的模拟pmt检测器电路222测量至少一个二次射极的第二二次射极212b处的第二组光电子208b的信号。包含电容器226及ac耦合adc 224的模拟pmt检测器电路222可可操作地耦合到二次射极链210的二次射极212b。在此应注意，模拟pmt检测器电路222可可操作地耦合到二次射极链210的任何二次射极。
[0075]
在步骤510中，可经由模拟pmt检测器电路222确定第二组光电子208b的测量信号的拉普拉斯算子。电容器226可操作为等效于数字空间中所执行的一阶导数的模拟空间。ac耦合adc 224可操作为等效于数字空间中所执行的拉普拉斯算子的模拟空间。在另一实施例中，通过将由模拟pmt检测器电路222测量的信号的输出应用于数字化图像来校正(例如包含(但不限于)清晰化)阳极214处所取得的数字化图像。
[0076]
可通过从数字化图像减去由模拟pmt检测器电路222测量的信号的输出来校正数字化图像。例如，可通过从数字化图像减去ac耦合adc 224处所测量的二阶导数或拉普拉斯算子来校正数字化图像。例如，可通过从数字化图像减去ac耦合adc 224处所测量的二阶导数或拉普拉斯算子来清晰化数字化图像。在此应注意，ac耦合adc 224处所测量的二阶导数或拉普拉斯算子可在从数字化图像减去之前进行按比例调整或移位中的至少一者。
[0077]
可通过使由模拟pmt检测器电路222测量的信号的输出与数字化图像相乘来校正数字化图像。举另一实例来说，可通过使ac耦合adc 224处所测量的二阶导数或拉普拉斯算子与数字化图像相乘来校正数字化图像。例如，可通过使ac耦合adc 224处所测量的二阶导数或拉普拉斯算子与数字化图像相乘来清晰化数字化图像。在此应注意，ac耦合adc 224处所测量的二阶导数或拉普拉斯算子可在与数字化图像相乘之前进行按比例调整或移位中的至少一者。
[0078]
一般来说，校正数字化图像可涉及经由任何数目或类型的数学运算组合数字化图像与ac耦合adc 224处所测量的二阶导数或拉普拉斯算子。
[0079]
在此应注意，方法或过程400、500不受限于所提供的步骤及/或子步骤。方法或过程400、500可包含更多或更少步骤及/或子步骤。另外，方法或过程400、500可同时执行步骤
及/或子步骤。此外，方法或过程400、500可依序执行步骤及/或子步骤，其包含以所提供的顺序或除所提供的顺序之外的顺序。因此，以上描述不应被解译为限制本公开的范围，而是仅为说明。
[0080]
图6说明根据本公开的一或多个实施例的特性化系统600。
[0081]
在一个实施例中，特性化系统600包含pmt检测器组合件200。例如，pmt检测器组合件200可包含pmt 202或pmt 202的一或多个组件、数字pmt检测器电路216或数字pmt检测器电路216的一或多个组件及/或模拟pmt检测器电路222或模拟pmt检测器电路222的一或多个组件。
[0082]
在另一实施例中，特性化系统600包含经配置以照射安置在样本载台606上的样本604(例如半导体晶片)的表面的一部分的照明源602。如本公开中所使用，术语“样本”一般是指由半导体或非半导体材料(例如晶片或其类似者)形成的衬底。例如，半导体或非半导体材料可包含(但不限于)单晶硅、砷化镓及磷化铟。样本可包含一或多个层。例如，此类层可包含(但不限于)抗蚀剂(包含光致抗蚀剂)、电介质材料、导电材料及半导电材料。许多不同类型的此类层在所属领域中已知，且本文所使用的术语“样本”旨在涵盖所有类型的此类层可形成在其上的样本。形成在样本上的一或多个层可经图案化或未图案化。例如，样本可包含每一者具有可重复图案化特征的多个裸片。此类材料层的形成及处理可最终导致完成装置。许多不同类型的装置可形成在样本上，且本文所使用的术语“样本”旨在涵盖所属领域中已知的任何类型的装置制造在其上的样本。此外，为了本公开，术语“样本”及“晶片”应被解译为可互换。另外，为了本公开，术语“图案化装置”、“掩模”及“光罩”应被解译为可互换。
[0083]
一般来说，特性化系统600可经配置以结合所属领域中已知的任何照明源602操作。例如，用于照射样本的表面的照明源602可包含(但不限于)宽带光源(例如氙气灯、激光持续等离子体灯及其类似者)。例如，用于照射样本的表面的照明源602可包含(但不限于)窄频光源(例如一或多个激光器)。
[0084]
在另一实施例中，特性化系统600包含安置在照明源602与样本604之间的照明路径内的一或多个照明光学器件608。照明光学器件608可经配置以将照明引导及聚焦到样本表面上。一般来说，检验系统600的照明光学器件608可包含适合于将从照明源602发出的照明引导、处理及/或聚焦到样本604的表面的一部分上的所属领域中已知的任何照明光学器件608。例如，照明光学器件组608可包含(但不限于)一或多个透镜、一或多个反射镜、一或多个分束器、一或多个偏光器元件及其类似者。
[0085]
在另一实施例中，特性化系统600包含安置在样本604与pmt检测器组合件200之间的收集路径内的一或多个收集光学器件610。一或多个收集光学器件610可经配置以将从样本604的表面散射的光的至少一部分引导及聚焦到pmt检测器组合件200的pmt光电阴极204(例如pmt检测器组合件200的输入)上。特性化系统600的收集光学器件610可包含适合于将从样本604的表面散射的光引导、处理及/或聚焦到多通道pmt检测器组合件100上的所属领域中已知的任何收集光学器件。例如，收集光学器件组610可包含(但不限于)一或多个透镜、一或多个反射镜、一或多个分束器、一或多个偏光器元件及其类似者。
[0086]
在另一实施例中，pmt检测器组合件200经配置以在来自照明源602的照明经由照明光学器件608撞击样本604之后检测从样本604的表面通过收集光学器件610的光子206。
[0087]
在此应注意，照明源602、照明光学器件608、收集光学器件610及多通道pmt检测器组合件100中的一或多者可布置在暗场配置中，使得检验系统600操作为暗场检验系统。另外，在此应注意，检验系统600可经配置以操作为明场检验系统。
[0088]
在另一实施例中，特性化系统600包含可操作地耦合到特性化系统600的控制器612。在另一实施例中，控制器612可操作地耦合到特性化系统600的一或多个组件。例如，控制器612可可操作地耦合到照明源602、样本载台606、pmt检测器组合件200及/或一或多个额外组件。据此来说，控制器612可指导特性化系统600的任何组件及/或照明源602、样本载台606、pmt检测器组合件200及/或一或多个额外组件的任何组件实施本公开中所描述的各种功能中的任一或多者。
[0089]
在另一实施例中，特性化系统600可包含经由网络可操作地耦合到服务器的控制器612。在另一实施例中，控制器612包含一或多个处理器及存储器。在另一实施例中，一或多个处理器可经配置以执行存储在存储器中的一组程序指令，其中程序指令组经配置以引起一或多个处理器实施本公开的步骤。在此应注意，除非本文另有说明，否则本文关于服务器、一或多个处理器及存储器的讨论也可被视为适用于控制器612、一或多个处理器及存储器。
[0090]
在此应注意，特性化系统600的一或多个组件可以所属领域中已知的任何方式可操作地耦合到特性化系统600的各种其它组件。例如，一或多个处理器可经由有线连接(例如铜线、光纤电缆及其类似者)或无线连接(例如rf耦合、ir耦合、数据网络通信(例如wifi、wimax、bluetooth及其类似者)通信地彼此耦合及耦合到其它组件。
[0091]
在一个实施例中，一或多个处理器可包含所属领域中已知的任一或多个处理元件。就此来说，一或多个处理器可包含经配置以执行软件算法及/或指令的任何微处理器型装置。在一个实施例中，一或多个处理器可由以下每一者组成：桌面计算机、主计算机系统、工作站、图像计算机、并行处理器或经配置以执行经配置以操作特性化系统600的程序的其它计算机系统(例如网络计算机)，如本公开中所描述。应认识到，本公开中所描述的步骤可由单个计算机系统或替代地多个计算机系统实施。另外，应认识到，本公开中所描述的步骤可在一或多个处理器中的任一或多者上实施。一般来说，术语“处理器”可经广义界定以涵盖具有执行来自存储器的程序指令的一或多个处理元件的任何装置。此外，特性化系统600的不同子系统可包含适合于实施本公开中所描述的步骤的至少一部分的处理器或逻辑元件。因此，以上描述不应被解译为限制本公开，而是仅为说明。
[0092]
存储器可包含适合于存储可由相关联的一或多个处理器执行的程序指令及从传输装置接收的数据的所属领域中已知的任何存储媒体。例如，存储器可包含非暂时性存储器媒体。例如，存储器可包含(但不限于)只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、磁性或光学存储器装置(例如磁盘)、磁带、固态驱动器及其类似者。在另一实施例中，存储器经配置以存储从传输装置接收的数据，其包含(但不限于)物理数据、相关联数据(例如空间关系数据)、操作数据、gps数据、时间戳数据、领域范围数据及其类似者。应进一步注意，存储器可与一或多个处理器收容在共同控制器外壳中。在替代实施例中，存储器可相对于处理器、服务器、控制器及其类似者的物理位置远程定位。在另一实施例中，存储器保存用于引起一或多个处理器实施本公开中所描述的各种步骤的程序指令。
[0093]
本文所描述的所有方法或过程可包含将方法或过程实施例的一或多个步骤的结
果存储在存储器中。结果可包含本文所描述的结果中的任一者且可以所属领域中已知的任何方式存储。存储器可包含本文所描述的任何存储器或所属领域中已知的任何其它适合存储媒体。在存储结果之后，结果可存取于存储器中且由本文所描述的方法或系统实施例中的任一者使用、格式化以显示给用户、由另一软件模块、方法或系统使用及其类似者。另外，结果可“永久”、“半永久”、“暂时”或在某一时间周期内存储。例如，存储器可为随机存取存储器(ram)，且结果可能未必无限期存留于存储器中。
[0094]
可进一步预期，上述方法的实施例中的每一者可包含本文所描述的任何其它方法的任何其它步骤。另外，上述方法的实施例中的每一者可由本文所描述的系统中的任一者执行。
[0095]
据此来说，特性化系统600使用来自二次射极链210中的二次射极的adc耦合信号，而非阳极214处取得的信号。测量来自二次射极链210中的二次射极的adc耦合信号可允许避免一组已知问题(例如最终信号中的噪声)，因为在确定来自数字化图像的拉普拉斯算子时增强最终信号；而是使用adc耦合信号直接测量拉普拉斯算子。pmt检测器组合件200可归因于比阳极214少的分散度在二次射极链210中的二次射极处发生而具有更高带宽以导致在不降级分辨率的情况下增加特性化系统600的处理量，使得所得图像可更清晰。
[0096]
所属领域的技术人员应认识到，本文所描述的组件、操作、装置、对象及其伴随讨论用作为使概念清楚的实例且可考虑各种配置修改。因此，如本文所使用，所阐述的特定范例及伴随讨论旨在表示其更一般类别。一般来说，使用任何特定范例旨在表示其类别，且不包含特定组件、操作、装置及对象不应被视为限制。
[0097]
如本文所使用，例如“顶部”、“底部”、“上面”、“下面”、“上”、“向上”、“下”、“下方”及“向下”的方向术语旨在为了描述而提供相对位置，且不旨在指定绝对参考系。所属领域的技术人员将明白所描述的实施例的各种修改，且本文所界定的一般原理可应用于其它实施例。
[0098]
关于在本文中使用大体上任何复数及/或单数术语，所属领域的技术人员可视上下文及/或应用需要将复数转化为单数及/或将单数转化为复数。为清楚起见，本文明确阐述各种单数/复数排列。
[0099]
本文所描述的目标有时说明含于其它组件内或与其它组件连接的不同组件。应了解，此类描绘架构仅供例示，且事实上可实施实现相同功能性的许多其它架构。就概念来说，实现相同功能性的组件的任何布置经有效“相关联”使得实现所要功能性。因此，本文中经组合以实现特定功能性的任何两个组件可被视为彼此“相关联”使得实现所要功能性，不管架构或中间组件如何。同样地，如此相关联的任何两个组件也可被视为彼此“连接”或“耦合”以实现所要功能性，且能够如此相关联的任何两个组件也可被视为可彼此“耦合”以实现所要功能性。“可耦合”的特定实例包含(但不限于)可物理配合及/或物理交互组件及/或可无线交互及/或无线交互组件及/或逻辑交互及/或可逻辑交互组件。
[0100]
另外，应了解，本发明由所附权利要求书界定。所属领域的技术人员应了解，一般来说，本文及尤其所附权利要求书(例如所附权利要求书的主体)中所使用的术语一般旨在为“开放”术语(例如，术语“包含”应被解译为“包含(但不限于)”，术语“具有”应被解译为“至少具有”，等)。所属领域的技术人员应进一步了解，如果想要引入权利要求叙述的特定数目，那么此意图将在权利要求中明确叙述，且如果无此叙述，那么无此意图存在。例如，为
有助于理解，以下所附权利要求书可含有使用引入词组“至少一个”及“一或多个”以引入权利要求叙述。然而，使用此类词组不应被解释为隐含由不定冠词“一”引入权利要求叙述使含有此引入权利要求叙述的任何特定权利要求受限于仅含有一个此叙述的发明，即使相同权利要求包含引入词组“一或多个”或“至少一个”及例如“一”的不定冠词(例如，“一”通常应被解译为意味着“至少一个”或“一或多个”)；相同情况适用于用于引入权利要求叙述的定冠词的使用。另外，即使明确叙述引入权利要求叙述的特定数目，但所属领域的技术人员应认识到，此叙述通常应被解译为意味着至少叙述数目(例如，无其它修饰词的“两个叙述”的裸叙述通常意味着至少两个叙述或两个或更多个叙述)。另外，在其中使用类似于“a、b及c中的至少一者及其类似者”的惯例的例项中，此构造一般意指所属领域的技术人员通常所理解的意义(例如，“具有a、b及c中的至少一者的系统”将包含(但不限于)仅具有a、仅具有b、仅具有c、同时具有a及b、同时具有a及c、同时具有b及c及/或同时具有a、b及c的系统，等)。在其中使用类似于“a、b或c中的至少一者及其类似者”的惯例的例项中，此构造一般意指所属领域的技术人员通常所理解的意义(例如，“具有a、b或c中的至少一者的系统”将包含(但不限于)仅具有a、仅具有b、仅具有c、同时具有a及b、同时具有a及c、同时具有b及c及/或同时具有a、b及c的系统，等)。所属领域的技术人员应进一步了解，无论在具体实施方式、权利要求书或附图中，呈现两个或更多个替代项的几乎任何析取用语及/或词组应被理解为考虑包含项中的一者、两个项中的任一者或两个项的可能性。例如，词组“a或b”将被理解为包含“a”或“b”或“a及b”的可能性。
[0101]
据信，本公开及其许多伴随优点将通过以上描述理解，且应明白，可在不背离所公开的标的物或不牺牲其所有材料优点的情况下对组件的形式、构造及布置进行各种改变。所描述的形式仅供说明，且所附权利要求书旨在涵盖及包含此类改变。另外，应了解，本发明由所附权利要求书界定。