[发明专利]二次电子特性参数的测量装置和方法

权利要求书

1.二次电子特性参数的测量装置，其特征在于，该装置包括：

真空系统，包括真空室及用于为真空室提供和维持真空环境的真空设备；

电子束发射系统，其包括安装在真空室内、用于发射电子束的电子枪；

二次电子探测器，其固定在真空室内，包括用于收集二次电子的侧壁收集极和顶部收集极，侧壁收集极和顶部收集极围合成筒状，侧壁收集极和顶部收集极通过绝缘环隔离，电子枪贯穿顶部收集极伸入二次电子探测器内部；

电流测量系统，包括分别与顶部收集极和侧壁收集极连接的第一电流测量计和第二电流测量计；

样品更换及调节系统，包括安装在真空室外的推进器及与之连接的样品台，样品台从二次电子探测器底部伸入其中，推进器驱动样品台上下移动。

2.如权利要求1所述的二次电子特性参数的测量装置，其特征在于，样品台一面用于夹持待测样品，另一面固定法拉第筒；所述样品更换及调节系统还包括位于真空室内连接样品台的转动装置，所述转动装置用于驱动样品台翻转至预设角度；电流测量系统还包括第三电流计，用于测量样品表面或法拉第筒的电流。

3.如权利要求1所述的二次电子特性参数的测量装置，其特征在于，所述二次电子探测器的侧壁收集极和顶部收集极内侧还分别固定安装栅极和接地极，栅极、接地极、收集极之间相互绝缘；栅极上连接偏压电源。

4.如权利要求1-3任一项所述的二次电子特性参数的测量装置，其特征在于，该装置还包括电位中和系统，用于当待测样品为绝缘样品时，对绝缘样品表面的电位进行监测和中和。

5.如权利要求1-3任一项所述的二次电子特性参数的测量装置，其特征在于，所述真空室上至少设置一个可开视窗，用于待测样品放置及观察。

6.一种采用权利要求1-5任一项所述的二次电子特性参数的测量装置进行二次电子特性参数测量的方法，其特征在于，该方法包括：

(1)将待测样品装载在样品台上；

(2)由真空系统为真空室提供真空环境；

(3)开启电子枪；

(4)通过推进器将样品台推进到预设位置M点；M点对应的侧壁收集极的测量范围的角度为α；

(5)分别通过顶部收集极和侧壁收集极读取电流数据；

(6)通过推进器将样品台推进到M点的临近点位置N点，重复第(5)步操作；N点对应的侧壁收集极的测量范围的角度为β；

(7)求取M点和N点的侧壁电流值的差，得到α与β之间的角度下二次电子电流的分布；求取多组相邻两个位置中侧壁电流值的差，从而得到二次电子的空间分布特性。

7.如权利要求6所述的二次电子特性参数测量方法，其特征在于，还包括进行不同入射角度入射束流下的二次电子产额测量的步骤，具体为：(1)推进器将样品推进至一确定纵向位置；(2)转动装置驱动样品台翻转处于不同角度；(3)不同翻转角度下测量顶部收集极和侧壁收集极电流；(4)不同翻转角度下测量入射束流的总电流；(4)根据不同翻转角度下测量的入射束流强度及顶部收集极和侧壁收集极电流确定二次电子产额与入射角度的关系。

8.如权利要求7所述的二次电子特性参数测量方法，其特征在于，还包括进行二次电子能谱测量的步骤，具体为：推进器将样品台推进至一确定位置，通过扫描栅极电压测量不同电压下的顶部收集极与侧壁收集极的电流，以获得二次电子的能谱特性。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在通过推进器将样品台推进到预设位置之前，还包括：通过推进器将样品台推进到一固定位置，通过第一电流测量计、第二电流测量计和第三电流测量计测量电流，以得到二次电子发射系数；改变一次电子的入射能量，从而得到最大二次电子发射系数对应的入射能量，在确定二次电子空间分布特征、确定二次电子产额与入射角度的关系、二次电子的能谱分布特性步骤中，选择该入射能量作为一次电子的入射能量。

10.如权利要求6-9任一项所述的二次电子特性参数测量方法，其特征在于，当待测样品为绝缘样品时，还包括实时利用电位中和系统监测绝缘样品表面电位，当其表面电位大于预设阈值时，对绝缘样品表面电位进行中和的步骤。