[發(fā)明專利]一種測(cè)量掃面電子顯微鏡電子束斑尺寸的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110705873.2
• 申請(qǐng)日: 2021-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN113446951A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵俊;朱錦新;徐森;孫久;王穎;錢月
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鹽城工學(xué)院
• 主分類號(hào): G01B11/08
• 分類號(hào): G01B11/08
• 代理公司: 南京業(yè)騰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32321
• 代理人: 馬威

本發(fā)明公開了一種測(cè)量掃面電子顯微鏡電子束斑尺寸的方法，所述測(cè)量工具包括：電子束輸出組件、束斑測(cè)量組件和支架，所述豎板測(cè)量組件安裝在支架表面并與其滑動(dòng)連接，所述電子束輸出組件安裝在支架的頂部。本發(fā)明通過(guò)同步驅(qū)動(dòng)束斑測(cè)量組件和電子束輸出組件，以實(shí)現(xiàn)束斑測(cè)量組件與電子束做同步運(yùn)動(dòng)，可以實(shí)時(shí)對(duì)掃描電子顯微鏡的電子束斑大小進(jìn)行測(cè)量，簡(jiǎn)單方便，在拍攝圖片時(shí)采用法拉第杯為圖片背景，極大的提高了拍攝的對(duì)比度；采用微分曲線計(jì)算束斑的尺寸更加準(zhǔn)確，可靠，從而具有操作簡(jiǎn)單，精度高，實(shí)用性強(qiáng)的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)泡模鑄件技術(shù)領(lǐng)域，更具體為一種測(cè)量掃面電子顯微鏡電子束斑尺寸的方法。

背景技術(shù)

在高分辨率掃描電子顯微鏡的相關(guān)應(yīng)用中，掃描電子顯微鏡電子束的參數(shù)指標(biāo)對(duì)于表征掃描電子顯微鏡的工作性能具有重要意義，特別是電子束的電流大小和束斑尺寸。電子束的電流值將影響電子束的亮度，電子束的束斑尺寸將決定掃描電鏡的成像分辨率。因此準(zhǔn)確測(cè)量電子束束斑尺寸是十分有必要的。

目前，用于測(cè)量電子束斑尺寸的方法主要通過(guò)電子束曝光膠或者是用測(cè)電子束電流的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，在微米級(jí)的束斑測(cè)量中，電子束曝光膠因?yàn)橹破に噺?fù)雜、顯影定影工序繁瑣以及成像不精準(zhǔn)測(cè)量誤差偏大等不足，難于應(yīng)用。因此，需要提供一種新的技術(shù)方案給予解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種測(cè)量掃面電子顯微鏡電子束斑尺寸的方法，其解決了目前，用于測(cè)量電子束斑尺寸的方法主要通過(guò)電子束曝光膠或者是用測(cè)電子束電流的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，在微米級(jí)的束斑測(cè)量中，電子束曝光膠因?yàn)橹破に噺?fù)雜、顯影定影工序繁瑣以及成像不精準(zhǔn)測(cè)量誤差偏大等不足，難于應(yīng)用的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種測(cè)量掃面電子顯微鏡電子束斑尺寸的方法，所述測(cè)量工具包括：電子束輸出組件、束斑測(cè)量組件和支架，所述豎板測(cè)量組件安裝在支架表面并與其滑動(dòng)連接，所述電子束輸出組件安裝在支架的頂部。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述束斑測(cè)量組件包括YAG晶體板、反光鏡、法拉第杯和CCD相機(jī)。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述反光鏡設(shè)置在YAG晶體板背面并背離電子束輸出組件的一側(cè)，所述CCD相機(jī)設(shè)置在反光鏡的反射光路上，所述YAG 晶體板法拉第杯的杯口處。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述電子顯微鏡電子束斑尺寸的測(cè)量方法包括如下步驟：

步驟1：將一寬度小于法拉第杯直徑的YAG晶體設(shè)置于法拉第杯的杯口，保證兩者有良好的電接觸，將法拉第杯放置于掃描電子顯微鏡的放置端，開啟掃描電子顯微鏡；

步驟2：電子束輸出組件輸出電子束，電子束射向束斑測(cè)量組件的YAG晶體板，YAG晶體板將電子束轉(zhuǎn)化成光束，然后射向反光鏡，反光鏡將光束反射至 CCD相機(jī)，通過(guò)得到一張清晰的長(zhǎng)方形金屬薄片的電子顯微圖像，以測(cè)量電子束束斑的大小，截取部分圖像，截取圖像中包含該邊緣沿電子顯微鏡掃描方向全部灰度變化過(guò)程；

步驟3：使用數(shù)據(jù)處理軟件讀取截取圖片的RGB值，分別得到R、G、B三個(gè)二維灰度值矩陣；

步驟4：將步驟3中得到的三個(gè)矩陣求平均，得到一個(gè)平均矩陣，再對(duì)該平均矩陣的每一列求和，最后得到一個(gè)一維灰度值矩陣；

步驟5：根據(jù)步驟4得到的一維矩陣各元素?cái)?shù)值繪制成二維曲線，曲線高度表示數(shù)值大小，定義該曲線為電子束積分曲線，該積分曲線的上升沿寬度即為電子束的束斑直徑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明通過(guò)同步驅(qū)動(dòng)束斑測(cè)量組件和電子束輸出組件，以實(shí)現(xiàn)束斑測(cè)量組件與電子束做同步運(yùn)動(dòng)，可以實(shí)時(shí)對(duì)掃描電子顯微鏡的電子束斑大小進(jìn)行測(cè)量，簡(jiǎn)單方便，在拍攝圖片時(shí)采用法拉第杯為圖片背景，極大的提高了拍攝的對(duì)比度；采用微分曲線計(jì)算束斑的尺寸更加準(zhǔn)確，可靠，從而具有操作簡(jiǎn)單，精度高，實(shí)用性強(qiáng)的效果。

具體實(shí)施方式