TWI772631B - 用於大主動區高速偵測器之架構及偵測系統 - Google Patents

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TWI772631B TW108111123A TW108111123A TWI772631B TW I772631 B TWI772631 B TW I772631B TW 108111123 A TW108111123 A TW 108111123A TW 108111123 A TW108111123 A TW 108111123A TW I772631 B TWI772631 B TW I772631B
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Abstract

本發明揭示偵測器及偵測系統。根據某些實施例，一基板包含包括第一複數個感測元件及第二複數個感測元件之複數個感測元件，且複數個區段經組態以將該第一複數個感測元件連接至一輸出端，且將該第二複數個感測元件連接至一輸出端。切換區域可提供於該等感測元件之間，其經組態以連接兩個或兩個以上感測元件。可基於回應於該等感測元件以一預定量之能量及/或射束強度接收電子所產生的信號來控制該切換區域。

Description

用於大主動區高速偵測器之架構及偵測系統
本文中之描述係關於偵測器，且更特定言之，係關於可適用於帶電粒子偵測之偵測器。
偵測器可用於實體地感測可觀測到之現象。舉例而言，電子顯微鏡可包含收集自樣本投影之帶電粒子且輸出偵測信號之偵測器。偵測信號可用以重建構在檢測下之樣本結構之影像，且可用以例如顯露樣本中之缺陷。
在一些應用中，區偵測器可包含可偵測投影於其上之一或多個電子射束的電子感測元件之像素化陣列。偵測器可具備鄰近於感測元件陣列而配置之信號路由電路系統，例如作為與感測器晶粒堆疊在一起之電路晶粒。
隨著偵測器陣列變得較大，與信號處理及信號讀出相關聯之佈線可變得較長。舉例而言，偵測器陣列中之感測元件與相關聯信號處理電路系統之間的實體距離歸因於偵測器陣列主動區之大小或感測元件之位置可為大的。因此，個別感測元件與信號處理電路系統之間的互連可變得極長，此可引入較高串聯電阻、寄生電容及串聯電感。此外，可將許多 互連組件添加至電路晶粒。隨著佈線長度變得較長且組件被添加至電路，通信速度可受損。舉例而言，寄生參數可能誘發信號保真度損失，且在試圖將類比信號路由出感測器時可能在電路系統之各個部分處引發。
一些應用可要求高速、高產出率、高頻寬及其類似者。如上文所論述之複雜化的此類複雜化可導致頻寬減小，尤其在未良好地規劃及設計互連的情況下。此可防止偵測系統達成所要頻寬，諸如由設計規格要求之頻寬。另外，類比信號路徑內之長互連可將較高雜訊及干擾引入至信號路徑。結果，可使偵測系統之信雜比劣化。
本發明之實施例提供用於提供偵測器之系統及方法。在一些實施例中，提供一種帶電粒子束偵測系統。該帶電粒子束偵測系統可包括一偵測器。
在一些實施例中，提供一種偵測器，其包含：一基板，其包括複數個感測元件；及複數個區段，其包括將該複數個感測元件之一第一群組連接至一輸出端之一第一區段，及將該複數個感測元件之一第二群組連接至一輸出端之一第二區段。
根據一些實施例，可達成解決由長佈線長度引起之問題，而不犧牲偵測系統之效能或靈活性之配置。將構成偵測器之複數個感測元件劃分成較小區段陣列可減小諸如電阻、電容及電感之寄生參數之效應。可在感測元件與其相關聯類比信號處理電路系統之間進行互連，其可減小對偵測系統之頻寬之有害的效應。此外，在類比信號處理電路系統及信號路徑之後使用數位多工器可達成改良之信號路由。可在不招致信號保真度之劣化的情況下維持偵測系統之靈活性。
所揭示實施例之額外態樣及優點將在以下描述中部分地闡述，且部分地將自該描述顯而易見，或可藉由該等實施例之實踐習得。所揭示實施例之目標及優點可藉由在本發明中所闡述之要素及組合來實現及獲得。然而，未必需要本發明之例示性實施例達成此類例示性目標及優點，且一些實施例可能不會達成所陳述目標及優點中之任一者。
應理解，前文一般描述及以下詳細描述兩者僅為例示性及解釋性的，且並不限定如所主張之所揭示實施例。
51:控制器
100:電子射束檢測(EBI)系統
101:主腔室
102:裝載/鎖定腔室
104:電子射束工具
106:設備前端模組(EFEM)
106a:第一裝載埠
106b:第二裝載埠
109:控制器
202:電子源
204:槍孔徑
206:聚光器透鏡
208:交越
210:初級電子射束
212:源轉換單元
214:小射束
216:小射束
218:小射束
220:初級投影光學系統
222:射束分離器
226:偏轉掃描單元
228:物鏡
230:晶圓
236:二次電子射束
238:二次電子射束
240:二次電子射束
242:二次光學系統
244:電子偵測器件
246:偵測子區域
248:偵測子區域
250:偵測子區域
252:副光軸
260:主光軸
270:探測光點
272:探測光點
274:探測光點
300:偵測器
301:感測器層
302:區段層
303:讀出層
311:感測元件
312:感測元件
313:感測元件
314:感測元件
321:區段
322:區段
323:區段
324:區段
331:信號處理電路系統區段
332:信號處理電路系統區段
333:信號處理電路系統區段
334:信號處理電路系統區段
400:感測器表面
410:區段
411:感測元件
412:感測元件
413:感測元件
420:區段
425:區
430:區段
440:區段
500:偵測器
501:感測器表面
510:感測器層
511:感測元件
512:感測元件
513:感測元件
519:切換元件
520:電路層
600:偵測器
700:偵測器
701:感測器晶粒
702:電路晶粒
710:開關晶粒/感測器晶粒
711:PIN二極體電流
712:PIN二極體電流
721:開關
721b:開關
722:類比信號線
731:開關
731b:開關
735:電容器
735b:電容器
736:比較器
736b:比較器
741:開關
741b:開關
750:區塊
750b:區塊
752:資料線
767:切換元件/開關
800:感測元件
801:表面層
805:感測器層
810:p+區域
819:切換元件
820:p-磊晶區域
830:n-區域
841:深p井
842:n井
843:p井
850:電極
901:感測元件
902:感測元件
903:感測元件
904:感測元件
905:感測元件
906:感測元件
911:切換元件
912:切換元件
913:切換元件
919:佈線路徑
921:區段
922:區段
923:區段
928:第一輸出端
929:第二輸出端
930:信號處理電路系統
931:前置放大器/前置放大器電路
932:後置放大器
933:資料轉換器
940:數位開關
951:輸出路徑
952:輸出路徑
953:輸出路徑
1019:開關
1119:佈線路徑
1200:偵測系統
1210:信號調節電路陣列
1220:類比信號處理路徑陣列
1230:類比/數位轉換器(ADC)陣列
1240:區段
1250:數位介面
A:中心至中心距離
B:中心至中心距離
C:距離
RX:接收器
TX:傳輸器
Vref1:參考值
Vref2:電壓
本發明之上述及其他態樣自結合隨附圖式進行的例示性實施例之描述將變得更顯而易見，在該等圖式中：圖1為說明符合本發明之實施例的例示性電子射束檢測(EBI)系統之示意圖。
圖2為說明符合本發明之實施例的例示性電子射束工具之示意圖，該電子射束工具可為圖1之例示性電子射束檢測系統之部件。
圖3為符合本發明之實施例的偵測器之例示性結構的示意性表示。
圖4為說明符合本發明之實施例的偵測器陣列之例示性表面之圖。
圖5為說明符合本發明之實施例的偵測器之橫截面圖的圖。
圖6為說明符合本發明之實施例的偵測器之橫截面圖的圖。
圖7為說明符合本發明之實施例的偵測器之橫截面圖的 圖。
圖8為說明符合本發明之實施例的偵測器之橫截面圖的圖。
圖9為表示符合本發明之實施例的偵測器之結構的圖。
圖10為表示符合本發明之實施例的偵測器之結構的圖。
圖11為表示符合本發明之實施例的偵測系統之圖。
圖12為說明符合本發明之實施例的偵測器之感測器層及電路層的電路圖。
圖13為說明符合本發明之實施例的偵測器陣列之例示性表面之圖。
圖14A至圖14C為說明符合本發明之實施例的電子射束點與區段大小之間的關係的圖。
現在將詳細參考例示性實施例，在圖式中說明該等例示性實施例之實例。以下描述參考隨附圖式，其中除非另外表示，否則不同圖式中之相同編號表示相同或相似元件。闡述於例示性實施例之以下描述中之實施並不表示符合本發明的所有實施。取而代之，其僅為符合關於如所附申請專利範圍中所敍述之主題之態樣的裝置、系統及方法之實例。舉例而言，儘管在利用電子射束之系統中提供偵測器之內容背景中描述一些實施例，但本發明不限於此。可以相似方式應用其他類型之帶電粒子束。此外，偵測器可用於其他成像系統中，諸如光學成像、光偵測、x射線偵測等。
本發明之實施例可提供偵測器。該偵測器可具有陣列架 構。該偵測器可用於偵測系統中，該偵測系統可適用於例如用於帶電粒子成像之帶電粒子系統中。帶電粒子系統可為用於成像及檢測樣本之掃描電子顯微鏡(SEM)工具。帶電粒子系統可用於例如缺陷偵測。
在一些例示性實施例中，提供偵測系統，其包含偵測器，該偵測器具有複數個感測元件且劃分成若干區段。該等區段可為均一的。舉例而言，該等區段中之每一者可具有相同數目個感測元件。該等區段可具有彼此相同的形狀及相同的大小。每一區段可具有對應的信號處理電路系統及信號路徑。一個區段之感測元件可與對應區段之信號處理電路系統及信號路徑相關聯。
偵測器可具備一個或複數個基板，諸如晶粒。舉例而言，可存在感測器晶粒及電路晶粒。該等晶粒可在偵測器之厚度方向上堆疊。舉例而言，偵測器可形成為具有在二維平面中成陣列的感測元件之大體上平面部件。感測器晶粒可包含感測元件，且電路晶粒可包含信號處理電路系統。感測器晶粒及電路晶粒可在正交於感測元件陣列之平面之堆疊方向上彼此堆疊在一起。
在一些實施例中，偵測器區段可配置於其對應的信號處理電路系統及信號路徑正上方。
可判定偵測器區段之大小及形狀使得感測元件與對應信號處理電路系統及信號路徑之間的任何互連避免引入寄生電容、電阻及電感。此類寄生效應可導致偵測系統之總體頻寬減小。舉例而言，尤其具有例如藉由設計規格給出之頻寬之指定特性的偵測系統由於寄生參數可能並不可行。另外，可由於互連引入雜訊及干擾，且此類效應應不會將系統之信雜比降低至低於設計規格。
在一些實施例中，偵測器區段之大小以及相關聯信號處理電路系統及信號路徑之配置可經組態使得保證投影於偵測器表面上之全部電子射束點待由至少一個區段接收。射束點可由區段接收，且來自每一電子射束點之信號可具有在任何給定時間指派給其之信號路徑。
在一些實施例中，用於判定區段之大小之準則可為如下。舉例而言，在任何成像條件下，電子射束點柵格中之至多僅一個節點將落在一個區段中。對於電子射束點之矩形柵格，用於選擇區段之大小之準則可為區段之對角線大小小於柵格中之電子射束點之最小節距之長度的準則。因此，至多僅一個射束中心將位於一個區段中。以此方式，可保證將存在足夠的信號處理電路系統及信號路徑來適應投影於偵測器表面區上之射束之信號處理及讀出。
在區段之輸出端處，可產生數位化信號，其表示由該偵測器區段以及其對應的信號處理電路系統及信號路徑接收之電子射束點之強度。數位多工器可連接至區段之信號處理電路系統及信號路徑之輸出端。該多工器可自處理來自各別電子射束點之信號之主動信號處理電路系統及信號路徑聚集資料。
用於每一電子射束點之感測元件群組之大小可小於、等於或大於預定義偵測器區段之大小。舉例而言，可提供將與電子射束點相關聯的感測元件分組及合併之偵測器。當合併複數個感測元件時，其組合之電子偵測信號可經路由至一個區段之信號處理電路系統及信號路徑，儘管感測元件中之一些並不含有於預定義區段內。
偵測系統可經組態使得投影於偵測器表面上之電子射束點之數目小於或等於區段之信號處理電路系統及信號路徑之數目。在任何給 定時間，可停用信號處理電路系統及信號路徑中之一些。基於預定要求，信號處理電路系統及信號路徑中之一些可為非主動的。
在一些實施例中，可添加額外互連件。舉例而言，額外互連件可提供於電路晶粒中。該等互連件可提供於包括區段之信號處理電路系統及信號路徑之同一電路晶粒中。該等互連件中之一些或全部可連接至感測元件以及信號處理電路系統及信號路徑之輸入端。該等互連件可包括開關。
當額外互連件與現有互連件並行地連接時，或許有可能進一步減小寄生參數對頻寬之效應。此外，額外互連件可提供關於每一電子射束點之信號之額外信號路由靈活性。此外，若所需之主動信號處理電路系統及信號路徑之數目小於建置至晶粒中之信號處理電路系統及信號路徑之數目，則額外互連件提供用以改良故障容許度之能力之可能的方式。舉例而言，在一或多個信號處理電路系統及信號路徑故障之狀況下，偵測系統仍可在無功能或效能劣化的情況下起作用。
如本文中所論述之信號處理電路系統及信號路徑可指一個區段元件中所含有之結構。區段元件可包含一或多個電路。亦可提供電路系統組件、邏輯元件、佈線路徑等等。應理解，信號處理電路系統及信號路徑可被解譯為包括信號處理電路系統及/或信號路徑。
現在參看圖1，其說明可包括符合本發明之實施例的偵測器之例示性電子射束檢測(EBI)系統100。EBI系統100可用於成像。如圖1中所展示，EBI系統100包括主腔室101、裝載/鎖定腔室102、電子射束工具104及設備前端模組(EFEM)106。電子射束工具104位於主腔室101內。EFEM 106包括第一裝載埠106a及第二裝載埠106b。EFEM 106可包 括額外裝載埠。第一裝載埠106a及第二裝載埠106b收納含有待檢測之晶圓(例如，半導體晶圓或由其他材料製成之晶圓)或樣本的晶圓前開式單元匣(FOUP)(晶圓及樣本在本文中可被集體地稱作「晶圓」)。
EFEM 106中之一或多個機器人臂(圖中未繪示)可將晶圓運送至裝載/鎖定腔室102。裝載/鎖定腔室102連接至裝載/鎖定真空泵系統(圖中未繪示)，該裝載/鎖定真空泵系統移除裝載/鎖定腔室102中之氣體分子以達到低於大氣壓力之第一壓力。在達到第一壓力之後，一或多個機器人臂(圖中未繪示)可將晶圓自裝載/鎖定腔室102運送至主腔室101。主腔室101連接至主腔室真空泵系統(圖中未繪示)，該主腔室真空泵系統移除主腔室101中之氣體分子以達到低於第一壓力之第二壓力。在達到第二壓力之後，晶圓經受電子射束工具104之檢測。電子射束工具104可為單射束系統或多射束系統。控制器109電子地連接至電子射束工具104。控制器109可為經組態以執行對EBI系統100之各種控制的電腦。雖然控制器109在圖1中被展示為在包括主腔室101、裝載/鎖定腔室102及EFEM 106之結構之外，但應瞭解，控制器109可為該結構之部分。
現在參看圖2，其說明包含以下各者之電子射束工具104(在本文中亦被稱作裝置104)：電子源202、槍孔徑204、聚光器透鏡206、自電子源202發射之初級電子射束210、源轉換單元212、初級電子射束210之複數個小射束214、216及218、初級投影光學系統220、晶圓載物台(圖2中未展示)、多個二次電子射束236、238及240、二次光學系統242及電子偵測器件244。初級投影光學系統220可包含射束分離器222、偏轉掃描單元226及物鏡228。電子偵測器件244可包含偵測子區域246、248及250。
電子源202、槍孔徑204、聚光器透鏡206、源轉換單元212、射束分離器222、偏轉掃描單元226及物鏡228可與裝置104之主光軸260對準。二次光學系統242及電子偵測器件244可與裝置104之副光軸252對準。
電子源202可包含陰極、提取器或陽極，其中初級電子可自陰極發射且經提取或加速以形成具有交越(虛擬或真實)208之初級電子射束210。初級電子射束210可被視覺化為自交越208發射。槍孔徑204可阻擋初級電子射束210之周邊電子以減小探測光點270、272及274之大小。
源轉換單元212可包含影像形成元件陣列(圖2中未展示)及射束限制孔徑陣列(圖2中未展示)。影像形成元件陣列可包含微偏轉器或微透鏡陣列。影像形成元件陣列可與初級電子射束210之複數個小射束214、216及218形成交越208之複數個平行影像(虛擬或真實)。射束限制孔徑陣列可限制複數個小射束214、216及218。
聚光器透鏡206可聚焦初級電子射束210。可藉由調整聚光器透鏡206之聚焦倍率或藉由改變射束限制孔徑陣列內之對應的射束限制孔徑之徑向大小來使源轉換單元212下游的小射束214、216及218之電流變化。物鏡228可將小射束214、216及218聚焦至晶圓230上以供檢測且可在晶圓230之表面上形成複數個探測光點270、272及274。
射束分離器222可為產生靜電偶極子場及磁偶極子場之韋恩濾波器類型(Wien filter type)的射束分離器。在一些實施例中，若應用該等射束分離器，則由靜電偶極子場對小射束214、216及218之電子施加的力可與由磁偶極子場對電子施加之力量值相等且方向相對。小射束 214、216及218可因此以零偏轉角直接穿過射束分離器222。然而，由射束分離器222產生之小射束214、216及218之總色散亦可為非零的。射束分離器222可將二次電子射束236、238及240與小射束214、216及218分離，且朝向二次光學系統242導向二次電子射束236、238及240。
偏轉掃描單元226可使小射束214、216及218偏轉以使探測光點270、272及274遍及晶圓230之表面區進行掃描。回應於小射束214、216及218入射於探測光點270、272及274處，可自晶圓230發射二次電子射束236、238及240。二次電子射束236、238及240可包含具有能量之分佈的電子，包括二次電子及反向散射電子。二次光學系統242可將二次電子射束236、238及240聚焦至電子偵測器件244之偵測子區域246、248及250上。偵測子區域246、248及250可經組態以偵測對應二次電子射束236、238及240且產生用以重建構晶圓230之表面區之影像的對應信號。
現在參看圖3，其說明偵測器300之例示性結構之示意性表示。偵測器300可被提供為電子偵測器件244。
偵測器300包含感測器層301、區段層302及讀出層303。感測器層301可包括由複數個感測元件311、312、313、314等等構成之感測器晶粒。舉例而言，該複數個感測元件可以具有均一大小及形狀以及均一配置的感測元件陣列之形式提供。
區段層302可包括複數個區段321、322、323及324。該等區段可包括經組態以連接複數個感測元件當中之一或多個感測元件的佈線路徑。舉例而言，如圖3中所展示，區段323可經組態以電連接感測元件311、312、313及314之輸出端。區段323可經組態以輸出自感測元件311、312、313及314搜集之組合之信號作為共同輸出。該等區段可經組 態以連接至置放於區段正上方之感測元件。舉例而言，區段可具有經組態以與多個感測元件之輸出端連接之端子柵格。該等區段可以陣列結構之形式提供使得該等區段具有均一大小及形狀，以及均一配置。舉例而言，該等區段可成正方形。隔離區可提供於鄰近區段之間以使其彼此電絕緣。在一些實施例中，區段可以偏移圖案，諸如圖案塊佈局之形式配置。
區段層302可包含半導體基板，半導體基板包括一或多個佈線路徑及其他電路系統元件。舉例而言，區段層302可包含基底基板，該基底基板具有提供於該基底基板上之複數個佈線路徑，其中該複數個佈線路徑中之每一者係與一個區段相關聯。佈線路徑可包括印刷於基底基板上之導電材料線、可撓性線、接線及其類似者。亦可提供一或多個開關。舉例而言，開關可提供於至區段之輸入端與自區段之輸出端之間。可提供開關使得個別感測元件之輸出端可與區段之共同輸出端連接或斷開連接。用於控制開關之對應電路系統亦可提供於區段層302中。在一些實施例中，開關可提供於自身可含有用於控制開關之電路系統之單獨的開關矩陣中。
讀出層303可包括用於處理感測元件之輸出之信號處理電路系統。可提供與區段層302之區段中之每一者對應的信號處理電路系統。可提供複數個單獨的信號處理電路系統區段。信號處理電路系統區段可以具有均一大小及形狀以及均一配置的區段陣列之形式提供。舉例而言，讀出層303可具備複數個信號處理電路系統區段331、332、333及334。信號處理電路系統區段可經組態以與自區段層302之對應區段之輸出端連接。舉例而言，如圖3中所展示，信號處理電路系統區段333可經組態以電連接至區段323之輸出端。
讀出層303可包括輸入及輸出端子。讀出層303之輸出端可連接至用於讀取及解譯偵測器300之輸出之組件。舉例而言，讀出層303可直接連接至數位多工器、數位邏輯區塊、控制器、電腦或其類似者。
感測器層301、區段層302及讀出層303之配置可以堆疊關係彼此對應。舉例而言，區段層302可直接安裝於讀出層303之頂部，且感測器層301可直接安裝於區段層302之頂部。該等層可堆疊使得區段層302內之區段與讀出層303之信號處理電路系統區段對準。此外，該等層可堆疊使得一或多個感測元件與一區段對準。在一區段內可含有與該區段相關聯的感測元件。舉例而言，在偵測器300之平面圖中，區段之感測元件可配合於區段之邊界內。此外，區段層302之個別區段可與讀出層303之信號處理電路系統區段重疊。以此方式，可建立用於使感測元件與區段及信號處理電路系統區段相關聯之預定義區。
區段之大小及與區段相關聯的感測元件之數目可變化。舉例而言，雖然圖3說明一個區段中之四個感測元件，但本發明之實施例不限於此。
雖然圖3將感測器層301、區段層302及讀出層303說明為複數個離散層，但應瞭解，感測器層301、區段層302及讀出層303無需被提供為單獨的基板。舉例而言，區段層302之佈線路徑可被提供於包括複數個感測元件之感測器晶粒中，或可被提供於感測器晶粒外部。佈線路徑可在感測器層301上經圖案化。另外，區段層302可與讀出層303組合。舉例而言，可提供包括區段層302之佈線路徑及讀出層303之信號處理電路系統之電路晶粒。因此，可組合或劃分各個層之結構及功能性。
在一些實施例中，可以雙晶粒組態提供偵測器。然而，本 發明之實施例不限於此。舉例而言，可在一個晶粒中或在可含有一或多個晶粒之封裝中實施感測器層、區段層及讀出層之功能。
現在參看圖4，其說明可形成電子偵測器件244之表面的感測器表面400之例示性結構。可提供對應於感測器表面400之不同區域之複數個區段410、420、430及440。感測元件之每一區段可能夠接收自來自晶圓230之特定部位發射之射束點的至少一部分，諸如如圖2中所展示之二次電子射束236、238及240中之一者。
感測器表面400可包含感測元件陣列，包括感測元件411、412及413。區段410、420、430及440中之每一者可含有複數個感測元件當中之多個感測元件。舉例而言，區段410可含有第一複數個感測元件，且區段420可含有第二複數個感測元件，等等。該第一複數個感測元件與該第二複數個感測元件可為相互獨佔式的。感測元件可為二極體。感測元件亦可為相似於二極體之可將入射能量轉換成可量測信號的元件。感測元件可包含例如PIN二極體、突崩二極體、電子倍增管(EMT)等，及其組合。區425可提供於鄰近感測元件之間。區425可為隔離區，以使相鄰像素之側及/或隅角彼此隔離。區425可包含與感測器表面400之其他區之材料不同的絕緣材料。區425可被提供為正方形。在一些實施例中，區425未被提供於感測元件之鄰近側之間。
感測元件可產生與在感測元件之主動區中所接收之電子相當的電流信號。預處理電路可將所產生電流信號轉換成可表示所接收電子射束點之強度之電壓。預處理電路系統可包含例如與高速跨阻抗放大器耦接之前置放大器電路系統。亦可提供其他電路系統以用於其他功能。舉例而言，可提供可控制用於將感測元件彼此連接之切換元件的開關致動電路 系統。
在一些實施例中，場可程式化偵測器陣列可具備感測元件，該等感測元件具有在該等感測元件之間整合之切換區域。舉例而言，可提供偵測器，諸如美國申請案第62/555,032號中所論述之彼等實例中的一些。切換區域可提供於用於合併感測元件之切換元件之間，例如使得感測元件在由同一電子射束點覆蓋時被分組。讀出層之信號處理電路系統中可包括用於控制切換區域之電路系統。
將論述偵測器及感測器層結構之一些實例。
現在參看圖5，其展示偵測器500之層結構之簡化說明。偵測器500可被提供為如圖2中所展示之電子射束工具104中之偵測器244。偵測器500可經組態為具有在厚度方向上堆疊之複數個層，該厚度方向大體上平行於電子射束之入射方向。複數個層可包括感測器層510及電路層520。為了清楚起見，省略了一些層。感測器層510可具備用於接收入射電子之感測器表面501。感測元件，例如感測元件511、512及513可經提供於感測層510中。切換元件519可在該橫截面圖中在水平方向上提供於鄰近感測元件之間。切換元件519可嵌入於感測層510中。
在一些實施例中，切換區域可安置於感測元件之主動區中。在其他實施例中，切換區域亦可形成於感測元件之主動區外部。
舉例而言，感測器層510可經組態為二極體，其中感測元件511、512及513相似於如上文所論述之感測元件411、412及413。此外，切換元件519可經組態為電晶體，諸如MOSFET。感測元件511、512、513中之每一者可包含用於與電路層520進行電連接之輸出端。輸出端可與切換元件519整合，或可分別提供。輸出端可整合於感測器層510 之底部層中，該感測器層可為金屬層。
儘管圖5當在橫截面中檢視時將感測元件511、512及513描繪為離散單元，但實際上可並不存在此類劃分。舉例而言，偵測器之感測元件可由構成PIN二極體器件之半導體器件形成，該PIN二極體器件可被製造為具有包括p+區域、本質區域及n+區域之複數個層之基板。因此，感測元件511、512、513在橫截面圖中可為相連的。切換元件519可與感測元件成整體。
電路層520鄰近於感測器層510提供。電路層520可表示諸如上文參看圖3所論述之偵測器的偵測器之區段層302及讀出層303。電路層520可包含線路導線、互連件及各種電子電路組件。電路層520可包含處理系統。電路層520可經組態以接收在感測器層510中偵測到之輸出電流。
現在參看圖6，其展示諸如美國申請案第62/560,122號中所論述之偵測器之實例的偵測器600之另一實例之層結構的簡化說明。如圖6中所展示，切換元件519可在橫截面圖中在水平方向上提供於鄰近感測元件之間。切換元件519可被提供於感測器層510外部。舉例而言，切換元件519可嵌入於電路層520中。
在一些實施例中，個別感測元件511、512及513可由在厚度方向上延伸之隔離區分離。舉例而言，感測元件511、512及513之平行於厚度方向之側可由隔離區彼此隔離。
在一些實施例中，切換元件519可形成於單獨的晶粒中。如圖7中所說明，舉例而言，偵測器700具備開關晶粒710。開關晶粒710可包含複數個切換元件519。開關晶粒710可包夾於感測器層510與電路層 520之間。開關晶粒710可電連接至感測器層510及電路層520。
在一些實施例中，切換元件可整合於感測器層內、整合於其他層內，或可部分或完全地提供於現有層中。在一些實施例中，舉例而言，感測器層可含有井、渠溝或其他結構，其中切換元件形成於彼等結構中。
圖8為具有內建式p井及n井的用於形成開關及其他主動及/或被動元件之感測元件800的橫截面圖。此類元件可連接至感測元件800或其他組件。感測元件800可形成感測器層805之部分，該感測器層可為偵測器陣列之感測器層，而電路層及其他層未被展示。感測元件800可包含二極體器件，其尤其具有表面層801、p+區域810、p-磊晶區域820、n-區域830。表面層801可形成偵測器之接收入射電子之偵測表面。表面層801可為由例如鋁形成之金屬層。亦可使用其他導電材料。在與表面層801相對之側上，可提供電極850作為電荷收集器。電極850可經組態以輸出表示在感測元件800之經啟動區中所接收的電子量之電流信號。
切換元件819可由金屬氧化物半導體器件形成。舉例而言，複數個CMOS器件可形成於感測器層805之背面中。作為CMOS器件之實例，可提供深p井841、n井842及p井843。製造CMOS器件之程序可包含例如蝕刻及圖案化以及其他技術。
儘管僅展示一個感測元件800，但應理解，感測器層805可由複數個感測元件構成。該等感測元件在橫截面圖中可為相連的。
在操作中，當電子照射於表面層801上時，基板之支撐層可浸滿來自p+區域810之電荷載流子。以此方式，感測元件可由電子射束點啟動且可產生輸出信號，諸如電子射束電流。當電子射束點覆蓋多個鄰 近感測元件時，該等感測元件可被分組在一起(「合併」)以收集電流。可藉由接通感測元件之間的切換元件來合併該等感測元件。
偵測器可經組態使得個別感測元件可經由例如信號線及/或資料線以及位址信號與外部組件通信。偵測器可經組態以致動開關使得兩個或兩個以上感測元件變得分組(合併)在一起且可將電流收集在一起。如圖8中可見，可在水平側上無隔離區的情況下提供感測元件。因此，當啟動感測元件時，表面層801下方之所有區可變為主動的。當在鄰近感測元件之間不提供隔離區時，可消除其之間的遮蔽區(dead area)。
現在參看圖9，其展示符合本發明之例示性實施例的區段配置之另一表示。可提供複數個感測元件901、902、903、904、905、906，等等。該複數個感測元件可構成感測器層，該感測器層可形成如上文參考圖2所論述之電子偵測器件244之偵測表面。感測器層可包含切換區域，諸如可提供於鄰近感測元件之間的切換元件911、912及913。切換元件911、912及913可對應於如上文關於圖5至圖8所論述之切換元件519或819。舉例而言，切換元件911、912及913可經組態以在其被接通時將兩個或兩個以上鄰近感測元件分組在一起。
可提供複數個區段，諸如區段921、922及923。區段可經組態以與一或多個感測元件電連接。區段可經組態以輸出共同輸出。第一區段可將複數個感測元件當中之第一複數個感測元件之一或多個感測元件連接至輸出端，且第二區段可將複數個感測元件當中之第二複數個感測元件之一或多個感測元件連接至輸出端。舉例而言，如圖9中所展示，區段921可電連接至包括感測元件901、902及903之第一複數個感測元件，且連接至第一輸出端928。區段922可電連接至包括感測元件904、905及906 之第二複數個感測元件，且連接至第二輸出端929。該等區段可經由複數個佈線路徑919及開關1019連接至感測元件。該等區段可經組態以將電氣信號輸出至信號處理電路系統及另外電路元件。舉例而言，區段922可將電氣信號輸出至信號處理電路系統930。
信號處理電路系統930可包括用於處理所連接感測元件之輸出之一或多個信號處理電路系統。舉例而言，信號處理電路系統930可包含：前置放大器931，諸如跨阻抗放大器(TIA)或電荷轉移放大器(CTA)；後置放大器932，諸如可變增益放大器(VGA)；及資料轉換器933，諸如類比/數位轉換器(ADC)。可省略上述組件中之一或多者。另外，亦可提供其他電路系統以用於其他功能。舉例而言，可提供可控制用於將感測元件彼此連接之切換元件或其他開關的開關致動電路系統。此外，在一些實施例中，可提供除了被發送至ADC以外或代替被發送至ADC，亦可由類比路徑讀取的類比輸出線。
可提供數位開關940。數位開關940可包括開關矩陣。數位開關940可包括多工器。舉例而言，多工器可經組態以接收第一數目個輸入且產生第二數目個輸出。第一數目及第二數目可對應於偵測器之參數，諸如感測元件區段之總數目；及對應於裝置104之參數，諸如自電子源202產生之射束(或小射束)之數目。數位開關940可經由資料線及位址信號與外部組件通信。數位開關940亦可控制資料讀取/寫入。數位開關940亦可經組態以控制切換元件之操控。數位開關940可經組態以經由複數個輸出路徑951、952、953等等產生輸出信號。其他組件，諸如中繼器等可連接至數位開關940之輸出通道。因此，複數個區段可充當用於偵測器信號之單獨資料高速公路。
應理解，可在圖9之表示中之各個階段***各個組件。
此外，一或多個開關可提供於感測元件與同區段相關聯的信號處理電路系統之間。可與區段之佈線路徑一致地提供開關，或除了區段之佈線路徑以外亦提供開關。舉例而言，如圖9中所展示，與每一佈線路徑919一致地提供開關1019。開關1019可配置於複數個感測元件與區段921、922及923之間。當提供此類開關時，非主動感測元件可被斷開連接以減小例如雜訊讀取，以及具有其他技術效應。
在本發明之一些實施例中，在信號處理路徑之前組合類比開關，且在信號處理路徑之後安置數位開關。以此方式，偵測器可經組態以使得達成感測元件與彼等互連之最大組合之間的最高互連靈活性。可在實施純類比開關矩陣或純數位開關矩陣無困難的情況下實現系統。另外，根據本發明之一些態樣，可達成偵測系統之按比例增大。而在比較實例中，依賴於純類比開關矩陣或純數位開關矩陣之解決方案可在將系統按比例增大時遭遇困難。
在一些實施例中，複數個感測元件可經由變化數目個佈線路徑連接至區段。一區段可連接至第一複數個感測元件當中之一或多個感測元件。舉例而言，雖然圖9說明感測元件中之每一者經由其自有佈線路徑(諸如佈線路徑919)連接至區段，但可省略一些此類佈線路徑。如圖10中所展示，複數個感測元件可經組態以經由僅一個佈線路徑1119連接至區段。舉例而言，與一個區段相關聯的第一複數個感測元件當中僅一個感測元件可具有連接至該區段之佈線路徑。與另一區段相關聯的第二複數個感測元件當中僅一個感測元件可具有連接至該區段之佈線路徑，等等。因此，若電子射束點入射於偵測器上，則自經啟動感測元件產生之信號可僅 在具有佈線路徑之感測元件經啟動的情況下被傳輸通過區段。合併感測元件可允許將鄰近感測元件中產生之偵測信號傳輸通過佈線之感測元件。此配置可簡化偵測器之製造。
現在參看圖11，其展示符合本發明之例示性實施例的區段配置之另一表示。可提供偵測系統1200，其包括複數個感測元件、複數個區段1240及一數位介面1250。複數個感測元件可形成例如如上文關於圖4所論述之感測器表面400。複數個區段1240可由信號調節電路陣列1210、類比信號處理路徑陣列1220及ADC陣列1230構成，該等陣列各自劃分成複數個離散單元。亦即，區段1240可被視為信號調節電路陣列1210、類比信號處理路徑陣列1220及ADC陣列1230之部分。一個區段可與第一複數個感測元件、信號調節電路陣列1210之一個元件、類比信號處理路徑陣列1220之一個元件及ADC陣列1230之一個元件相關聯。舉例而言，一個區段可包括經組態以處理一或多個感測元件之輸出之信號調節電路系統。一個區段亦可包括經組態以提供增益及偏移控制之信號處理路徑。一個區段亦可包括ADC電路。
偵測系統1200可經組態使得來自複數個感測元件之輸出可經路由至信號調節電路陣列1210且傳遞通過各個區段。信號調節電路陣列1210之一個區段可經組態以接收來自不同感測元件之一或多個輸出。因此，可一起組合及處理表示電子射束點信號之至少一部分之強度的電子偵測電流。舉例而言，感測元件之一群組之電子偵測電流可經由各別區段予以處理且經傳遞至數位介面1250上。因此，數位介面1250可接收ADC電路系統下游的區段之輸出。數位介面1250可包括數位開關、數位控制單元或控制器。數位介面1250可與類比信號處理路徑陣列1230、ADC陣 列1230及偵測器陣列通信。數位介面1250亦可經由收發器發送通信及自例如偏轉及影像控制(DIC)單元接收通信，該收發器可包括傳輸器TX及接收器RX。控制器51可經組態以執行成像控制。
在一些實施例中，區段可包含佈線路徑。可提供佈線路徑區段之網路以將信號路由至對應的信號處理電路系統。另外，在一些實施例中，區段可包含此類信號處理電路系統。
圖12說明可在符合本發明之實施例之區段配置中所包括的電路示意圖。虛線可表示感測器晶粒701與電路晶粒702之間的劃分。諸如電路晶粒702中所展示之佈局的佈局例如可表示提供於如上文參考圖5所論述之電路層520中之電路。諸如感測器晶粒701中所展示之佈局的佈局例如可表示複數個感測元件，該複數個感測元件在其間具有切換元件767。舉例而言，諸如感測器晶粒701中所展示之佈局的佈局可表示如上文參考圖5所論述之感測器層510之配置。應理解，在一些實施例中，切換元件767可提供於電子感測元件之主動區外部。
圖12之電路配置可為可提供於區段中之某信號處理電路系統的一個實例。舉例而言，與圖12中所展示之電路系統相似的電路系統可經應用以實施其中可合併兩個或兩個以上感測元件之偵測器。然而，應注意，在一些實施例中，用以實施前述偵測器之電路系統亦可提供於在一區段中所提供之電路系統外部。
現在將描述用於實施感測元件合併程式之電路系統。在信號偵測之例示性程序中，偵測器中之一個像素可與感測陣列之一個感測元件相關聯。因此，第一像素可經組態以產生PIN二極體電流711。在用於PIN二極體信號強度偵測之程序開始時，開關721及開關731可經設定為斷 開的，而開關741經設定為閉合的。因此，電容器735之電壓可經重設為Vref2。
接下來，開關721及開關741可經設定為斷開的，而開關731經設定為閉合的。在此狀態中，電容器735開始充電且產生電壓。電容器735可經組態以充電達預定時間段，例如t_charge，之後開關731經設定為斷開的。
接著，比較器736比較電容器735處之電壓與參考值Vref1。參考值Vref1可經設定為預定信號位準。基於該參考值，電路可經組態以輸出一信號，該信號指示感測元件正自入射電子射束聚集電流。因此，參考值可為指示來自PIN二極體之信號位準足夠高而被認為正自包括於射束點內之入射電子射束聚集電流的合適值。在比較器736中，若來自電容器735之電壓高於Vref1，則輸出信號經發送至區塊750。
Vref1可經設定使得每一感測元件可經控制以包括於射束點之外邊界內。可基於本端邏輯或外部電路例如經由與區塊750通信之資料線752而判定值t_charge。邏輯區塊及電路系統組件可經設定使得諸如信號強度偵測及像素分組判定之功能可在本端發生。然而，可收集每一感測元件之信號強度，且可經由外部路徑進行判定。舉例而言，類比信號路徑及ADC可經由類比信號線722及資料線與外部控制器或外部電路系統通信。舉例而言，信號線722可連接至如上文參考圖9所論述之前置放大器電路931。
感測陣列中之每一像素可與一感測元件相關聯，該感測元件基於感測元件上之入射電子產生電流且與信號處理電路系統通信。像素可連接至電路系統，諸如上文參看經組態以產生PIN二極體電流711之第 一像素所論述之電路系統。因此，第二像素可經組態以產生PIN二極體電流712等等。PIN二極體電流712可連接至對應的電路元件，例如開關721b、開關731b、開關741b、電容器735b、比較器736b、區塊750b等。
在使用來自主動感測元件之輸出電流的情況下，電路層經組態以產生狀態指示符。狀態指示符可經組態以觸發用於實施像素之合併之功能。可提供用於達成感測元件合併之各種方法。
在用於合併像素之一種此類方法中，可根據本端邏輯電路中之信號強度旗標達成感測元件合併程式。若第一像素及第二像素具有強信號強度，則可合併該兩個像素。舉例而言，PIN二極體電流711及PIN二極體電流712兩者可具有高電流值。即，電容器735處之電壓及電容器735b處之電壓兩者可高於Vref1。接著，開關767經設定為閉合的以便合併兩個像素。
若第一像素及第二像素中之至少一者具有弱信號，亦即，電容器735處之電壓或電容器735b處之電壓小於Vref1，則開關767經設定為斷開使得不合併兩個像素。
開關767可經組態為用以實施兩個感測元件之間的開關之元件。開關767可位於感測器晶粒701中。開關767可嵌入於感測器晶粒701中。在一些實施例中，開關767可提供於感測器晶粒701外部。開關767可經組態為電晶體，諸如MOSFET。
將參看圖13論述用於判定區段之大小之準則。
在一些應用中，多射束裝置可用以產生複數個小射束。小射束之節距可藉由裝置104之結構，例如如圖2中所展示之源轉換單元212予以判定。可基於多個參數設定小射束之節距。舉例而言，可設定節距以 便尤其確保機械可用性及機械穩定性。可得到之小射束愈多，可達成之檢測產出率愈高。因此，可使用具有小射束之高密度之帶電粒子束系統。
因此，複數個射束或小射束可入射於偵測器表面上。圖13展示具有複數個感測元件及入射於其上之複數個小射束之偵測器表面。舉例而言，小射束可經組態為投影至樣本上且隨後在偵測器上以陣列圖案(諸如柵格圖案)形式被接收。柵格圖案可為任意形狀。舉例而言，柵格圖案可為正方形、矩形、圖案塊等。雖然圖13中展示四個小射束點，但本發明之實施例不限於此。可任意地重複小射束點之正方形柵格圖案。
如圖13中所展示，使小射束隔開以便在第一(水平)方向上具有為A之中心至中心距離，且在第二(豎直)方向上具有為B之中心至中心距離。A與B之值可相等。
偵測器可具有複數個區段，如上文所論述。舉例而言，展示了區段410，其中在虛線框內含有與該區段相關聯之感測元件。可遍及偵測器之表面均一地提供區段。
用於判定區段之大小之準則可為：區段之對角線大小小於鄰近射束點之間的最小間距之長度。舉例而言，距離C可經設定為小於A。因此，在歸因於例如變化之對準、射束移位等之任何多種不同成像條件下，至多僅一個射束中心可落在一個區段中。以此方式，可保證將存在足夠的信號處理電路系統及信號路徑來適應投影於偵測器表面區上之射束之信號處理及讀出。
如圖14A至圖14C所展示，在變化之條件下，經設定大小以便具有小於射束點之最小節距之對角線距離的區段可允許所有射束點被容納於各別區段中。舉例而言，圖14A展示具有由虛線指示之規則固定節 距的射束點之配置。圖14B展示無兩個射束點可完全配合於一個區段內。兩個射束之中心亦不能夠配合於一個區段內。圖14C展示具有相同節距但具有較大大小之射束點。不論射束點大小如何，至多僅一個射束點中心將被容納於一個區段中。此外，即使區段配置並不與射束柵格對準(例如當柵格圖案相對於區段配置而旋轉時)，亦不會出現兩個射束點之中心在一個區段中之情形。因此，與一個區段相關聯之感測元件可使其輸出信號經由各別區段而路由，該等各別區段可具有其自有信號處理電路系統及佈線路徑。針對一射束點分組在一起之感測元件可接著使彼射束點之信號經由區段中之一者之一個信號處理電路系統而路由，群組中之該等感測元件與該等區段中之該一者相關聯。因此，用於射束點之信號路徑之長度可得以最小化。此外，頻寬可得以改良。
應注意，在一些情形下，可在一個區段內含有自兩個或兩個以上不同射束點之啟動之感測元件。然而，運用例如像素合併，由同一射束點覆蓋之感測元件可合併使得其輸出被一起處理。舉例而言，含有射束點中心之區段可為用於處理與一個射束點相關聯之啟動之感測元件之全部信號的區段。因此，射束點之周邊上之感測元件可使用另一區段之佈線路徑，而非最初含有該區段的區段之佈線路徑。因此，與感測元件使用用於緊接在其下方堆疊之區段之佈線路徑相比，射束點之周邊上之感測元件實際上可使用稍微較長之佈線路徑。以此方式，偵測器陣列可保持靈活性。因此，在給定時間，與一個區段相關聯且藉此由該區段處理的感測元件之數目可小於、等於或大於在該區段之預定義大小內可含有之感測元件之數目。
可使用以下條項進一步描述實施例：
1.一種偵測器，其包含：一基板，其包括複數個感測元件；複數個區段，其包括將第一複數個感測元件之一或多個感測元件連接至一第一輸出端之一第一區段，及將第二複數個感測元件之一或多個感測元件連接至一第二輸出端之一第二區段。
2.如條項1之偵測器，其中該複數個區段包括一佈線路徑及信號處理電路系統。
3.如條項1及2中任一項之偵測器，其進一步包含：複數個電路系統，其經組態以處理該複數個感測元件之輸出，其中該複數個電路系統之一第一電路系統連接至該第一區段且該複數個電路系統之一第二電路系統連接至該第二區段。
4.如條項3之偵測器，其進一步包含：一開關，其提供於該複數個感測元件與該複數個電路系統中之每一者之間的一佈線路徑上。
5.如條項1至4中任一項之偵測器，其進一步包含：一感測器晶粒，其包括該基板；及一電路晶粒，其包括經組態以處理該複數個感測元件之輸出之一或多個電路。
6.如條項5之偵測器，其中該感測器晶粒及該電路晶粒堆疊在一起使得該第一複數個感測元件鄰近於該第一區段且該第二複數個感測元件鄰近於該第二區段。
7.如條項1至6中任一項之偵測器，其進一步包含：至少一個切換區域，其經組態以連接該複數個感測元件中之兩者或 多於兩者。
8.如條項7之偵測器，其中該至少一個切換區域包括提供於該複數個感測元件中之每一者之間的一切換區域。
9.如條項7之偵測器，其中在該基板之一橫截面圖中，該至少一個切換區域係與該複數個感測元件中之該兩者或多於兩者成整體。
10.如條項7之偵測器，其中該切換區域在該複數個感測元件之一主動區中。
11.如條項7之偵測器，其中該切換區域在該複數個感測元件之一主動區外部。
12.如條項1至11中任一項之偵測器，其中該複數個區段各自包括一信號處理路徑。
13.如條項12之偵測器，其中該信號處理路徑包括與一資料轉換器耦接之放大器。
14.一種偵測系統，其包含：一偵測器陣列，其包括複數個感測元件；複數個區段，其包括將第一複數個感測元件連接至一第一輸出端之一第一區段，及將第二複數個感測元件連接至一第二輸出端之一第二區段；及一介面。
15.如條項14之偵測系統，其中該複數個區段包括一佈線路徑及信號處理電路系統。
16.如條項14及15中任一項之偵測系統，其進一步包含：複數個電路系統，其經組態以處理該複數個感測元件之輸出，其中 該複數個電路系統之一第一電路系統連接至該第一區段且該複數個電路系統之一第二電路系統連接至該第二區段。
17.如條項16之偵測系統，其進一步包含：一開關，其提供於該複數個感測元件與該複數個電路系統中之每一者之間的一佈線路徑上。
18.如條項14至17中任一項之偵測系統，其中該介面包括一數位開關矩陣。
19.如條項14至18中任一項之偵測系統，其進一步包含：一感測器晶粒，其包括該複數個感測元件；及一電路晶粒，其包括經組態以處理該複數個感測元件之輸出之一或多個電路。
20.如條項19之偵測系統，其中該感測器晶粒及該電路晶粒堆疊在一起使得該第一複數個感測元件鄰近於該第一區段且該第二複數個感測元件鄰近於該第二區段。
21.如條項14至20中任一項之偵測系統，其進一步包含：至少一個切換區域，其經組態以連接該複數個感測元件中之兩者或多於兩者。
22.如條項21之偵測系統，其中該至少一個切換區域包括提供於該複數個感測元件中之每一者之間的一切換區域。
23.如條項21之偵測系統，其中在該偵測器之一橫截面圖中，該至少一個切換區域係與該複數個感測元件中之該兩者或多於兩者成整體。
24.如條項21之偵測系統，其中該切換區域在該複數個感測元件之一主動區中。
25.如條項21之偵測系統，其中該切換區域在該複數個感測元件之一主動區外部。
26.如條項14至25中任一項之偵測系統，其中該複數個區段各自包括一信號處理路徑。
27.如條項18之偵測系統，其中該信號處理路徑包括與一資料轉換器耦接之放大器。
28.如條項14至27中任一項之偵測系統，其中該介面經組態以執行成像控制。
29.一種帶電粒子束系統，其包含：一帶電粒子束源，其經組態以產生複數個帶電粒子束；一偵測器，其經組態以接收該複數個帶電粒子束，其中該偵測器包括：複數個感測元件；及複數個區段，其包括將第一複數個感測元件連接至一第一輸出端之一第一區段，及將第二複數個感測元件連接至一第二輸出端之一第二區段。
30.如條項29之帶電粒子束系統，其中該複數個區段包括一佈線路徑及信號處理電路系統。
31.如條項29及30中任一項之帶電粒子束系統，其進一步包含：複數個電路系統，其經組態以處理該複數個感測元件之輸出，其中該複數個電路系統之一第一電路系統連接至該第一區段且該複數個電路系統之一第二電路系統連接至該第二區段。
32.如條項31之帶電粒子束系統，其進一步包含： 一開關，其提供於該複數個感測元件與該複數個電路系統中之每一者之間的一佈線路徑上。
33.如條項29至32中任一項之帶電粒子束系統，其進一步包含：一感測器晶粒，其包括該複數個感測元件；及一電路晶粒，其包括經組態以處理該複數個感測元件之輸出之一或多個電路。
34.如條項33之帶電粒子束系統，其中該感測器晶粒及該電路晶粒堆疊在一起使得該第一複數個感測元件鄰近於該第一區段且該第二複數個感測元件鄰近於該第二區段。
35.如條項29至34中任一項之帶電粒子束系統，其進一步包含：至少一個切換區域，其經組態以連接該複數個感測元件中之兩者或多於兩者。
36.如條項35之帶電粒子束系統，其中該至少一個切換區域包括提供於該複數個感測元件中之每一者之間的一切換區域。
37.如條項35之帶電粒子束系統，其中在該偵測器之一橫截面圖中，該至少一個切換區域係與該複數個感測元件中之該兩者或多於兩者成整體。
38.如條項35之帶電粒子束系統，其中該切換區域在該複數個感測元件之一主動區中。
39.如條項35之帶電粒子束系統，其中該切換區域在該複數個感測元件之一主動區外部。
40.如條項29至39中任一項之帶電粒子束系統，其中該複數個區段各自包括一信號處理路徑。
41.如條項40之帶電粒子束系統，其中該信號處理路徑包括與一資料轉換器耦接之放大器。
42.如條項29至41中任一項之帶電粒子束系統，其中該複數個區段經設定大小使得每一區段之一對角線距離小於該複數個帶電粒子束之一節距。
43.如條項1至13中任一項之偵測器，其中該第一複數個感測元件中之每一者藉由一佈線路徑與該第一輸出端連接。
44.如條項1至13中任一項之偵測器，其中該第一複數個感測元件當中僅一個感測元件藉由一佈線路徑與該第一輸出端連接。
諸圖中之方塊圖說明根據本發明之各種例示性實施例之系統、方法及電腦硬體/軟體產品之可能實施的架構、功能性及操作。就此而言，示意圖中之每一區塊可表示可使用硬體(諸如電子電路)實施的某一算術及/或邏輯運算處理。區塊亦可表示包含用於實施指定邏輯功能之一或多個可執行指令的程式碼之模組、區段或部分。應理解，在一些替代實施中，區塊中所指示之功能可不按圖中所提及之次序出現。舉例而言，視所涉及之功能性而定，連續展示的兩個區塊可大體上同時執行或實施，或兩個區塊有時可以相反次序執行。一些區塊亦可省略。亦應理解，方塊圖之每一區塊及該等區塊之組合可藉由執行指定功能或動作的基於專用硬體之系統，或藉由專用硬體及電腦指令之組合來實施。
應瞭解，本發明不限於已在上文所描述及在隨附圖式中所說明之確切構造，且可在不脫離本發明之範疇的情況下作出各種修改及改變。舉例而言，雖然一些例示性實施例論述形狀為正方形之區段，但可實施其他配置，諸如三角形、六邊形等。區段可具有幾何學上相似於與其相 關聯之感測元件之形狀的形狀。感測元件自身可以除正方形或矩形之外的形狀形成。
300:偵測器
301:感測器層
302:區段層
303:讀出層
311:感測元件
312:感測元件
313:感測元件
314:感測元件
321:區段
322:區段
323:區段
324:區段
331:信號處理電路系統區段
332:信號處理電路系統區段
333:信號處理電路系統區段
334:信號處理電路系統區段

Claims (15)

  1. 一種偵測器，其包含：一基板，其包括複數個感測元件；及複數個區段，其包括將該複數個感測元件之第一複數個感測元件之一或多個感測元件連接至一第一輸出端之一第一區段，及將該複數個感測元件之第二複數個感測元件之一或多個感測元件連接至一第二輸出端之一第二區段。
  2. 如請求項1之偵測器，其中該複數個區段包括一佈線路徑及信號處理電路系統。
  3. 如請求項1之偵測器，其進一步包含：複數個電路系統，其經組態以處理該複數個感測元件之輸出，其中該複數個電路系統之一第一電路系統連接至該第一區段且該複數個電路系統之一第二電路系統連接至該第二區段。
  4. 如請求項3之偵測器，其進一步包含：一開關，其提供於該複數個感測元件與該複數個電路系統中之每一者之間的一佈線路徑上。
  5. 如請求項1之偵測器，其進一步包含：一感測器晶粒，其包括該基板；及 一電路晶粒，其包括經組態以處理該複數個感測元件之輸出之一或多個電路。
  6. 如請求項5之偵測器，其中該感測器晶粒及該電路晶粒堆疊在一起使得該第一複數個感測元件鄰近於該第一區段且該第二複數個感測元件鄰近於該第二區段。
  7. 如請求項1之偵測器，其進一步包含：至少一個切換區域，其經組態以連接該複數個感測元件中之兩者或多於兩者。
  8. 如請求項7之偵測器，其中該至少一個切換區域包括提供於該複數個感測元件中之每一者之間的一切換區域。
  9. 如請求項7之偵測器，其中在該基板之一橫截面圖中，該至少一個切換區域係與該複數個感測元件中之該兩者或多於兩者成整體。
  10. 如請求項7之偵測器，其中該切換區域在該複數個感測元件之一主動區中。
  11. 如請求項7之偵測器，其中該切換區域在該複數個感測元件之一主動區外部。
  12. 如請求項1之偵測器，其中該複數個區段各自包括一信號處理路徑。
  13. 如請求項12之偵測器，其中該信號處理路徑包括與一資料轉換器耦接之放大器。
  14. 一種偵測系統，其包含：一偵測器陣列，其包括複數個感測元件；複數個區段，其包括將該複數個感測元件之第一複數個感測元件連接至一第一輸出端之一第一區段，及將該複數個感測元件之第二複數個感測元件連接至一第二輸出端之一第二區段；及一介面。
  15. 如請求項14之偵測系統，其進一步包含：一感測器晶粒，其包括該複數個感測元件；及一電路晶粒，其包括經組態以處理該複數個感測元件之輸出之一或多個電路。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021219519A1 (en) * 2020-05-01 2021-11-04 Asml Netherlands B.V. Enhanced architecture for high-performance detection device
CN115917700A (zh) * 2020-05-28 2023-04-04 Asml荷兰有限公司 用于高性能检测设备技术领域的增强架构
US11545518B2 (en) * 2020-08-11 2023-01-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Image sensor and method for fabricating the same
WO2022135971A1 (en) * 2020-12-23 2022-06-30 Asml Netherlands B.V. Monolithic detector

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101609835A (zh) * 2008-06-19 2009-12-23 财团法人工业技术研究院 具自对准电极结构的功能性阵列元件及其制造方法
TW201727882A (zh) * 2015-11-09 2017-08-01 台灣積體電路製造股份有限公司 用於背照式影像感測器的深溝槽隔離件
WO2017156854A1 (zh) * 2016-03-18 2017-09-21 京东方科技集团股份有限公司 检测组件、触控显示装置、触摸定位方法及压力检测方法
TW201743049A (zh) * 2013-06-26 2017-12-16 克萊譚克公司 用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測的系統及方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6137151A (en) * 1996-11-19 2000-10-24 Xerox Corporation Amorphous silicon sensor array with reduced number of address lines
US8120683B1 (en) * 1999-04-08 2012-02-21 Nova R & D, Inc. High resoultion digital imaging apparatus
JP5043373B2 (ja) * 2005-07-11 2012-10-10 キヤノン株式会社 変換装置、放射線検出装置、及び放射線検出システム
JP5252817B2 (ja) * 2006-03-29 2013-07-31 キヤノン株式会社 撮像装置、放射線撮像装置、撮像装置の駆動方法、放射線撮像システムおよび撮像装置の製造方法
US7606346B2 (en) * 2007-01-04 2009-10-20 General Electric Company CT detector module construction
JP5490084B2 (ja) * 2011-12-22 2014-05-14 富士フイルム株式会社 放射線画像検出器、放射線画像撮像装置、及び放射線画像撮像システム
JP6184916B2 (ja) * 2014-07-31 2017-08-23 富士フイルム株式会社 放射線画像撮影システム
EP3018496B1 (en) * 2014-11-06 2019-06-05 General Equipment for Medical Imaging, S.A. Hybrid scintillation module
EP3234650B1 (en) * 2014-12-21 2019-02-20 Ion Beam Applications S.A. Routing electrical signals for a radiation detector array
JP6417368B2 (ja) * 2016-03-29 2018-11-07 キヤノン株式会社 放射線撮像装置および放射線撮像システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101609835A (zh) * 2008-06-19 2009-12-23 财团法人工业技术研究院 具自对准电极结构的功能性阵列元件及其制造方法
TW201743049A (zh) * 2013-06-26 2017-12-16 克萊譚克公司 用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測的系統及方法
TW201727882A (zh) * 2015-11-09 2017-08-01 台灣積體電路製造股份有限公司 用於背照式影像感測器的深溝槽隔離件
WO2017156854A1 (zh) * 2016-03-18 2017-09-21 京东方科技集团股份有限公司 检测组件、触控显示装置、触摸定位方法及压力检测方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CHEN, W. DE GERONIMO, G. LI, Z. O'CONNOR, P. RADEKA, V. REHAK, P. SMITH, G.C. WALL, J.S. YU, B.: "High resistivity silicon active pixel sensors for recording data from STEM", NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH. SECTION A, ELSEVIER BV * NORTH-HOLLAND, NL, vol. 512, no. 1-2, 11 October 2003 (2003-10-11), NL , pages 368 - 377, XP004468092, ISSN: 0168-9002, DOI: 10.1016/S0168-9002(03)01915-6 *
期刊 CHEN W ET AL: "High resistivity silicon active pixel sensors for recording data from STEM", NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH. SECTION A, ELSEVIER BV * NORTH-HOLLAND, NL, vol. 512, no. 1-2, 11 October 2003 (2003-10-11), pages 368-377, XP004468092, ISSN: 0168-9002. High resistivity silicon active pixel sensors for recording data from STEM NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS

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