[發明專利]一種熱場發射電子槍燈絲圓錐槍尖振動位移激光測量方法

在審

• 申請號: 202111118614.6
• 申請日: 2021-09-24
• 公開（公告）號: CN113834427A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 彭朝琴;李萬國;孫鄭義;關鵬宇;董錕宇;付永領
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01H9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請公開了一種熱場發射電子槍燈絲圓錐槍尖振動位移激光測量方法，利用三個多普勒激光測振探頭測量電子槍燈絲圓錐槍尖的振動位移，并根據振動位移測量結果，計算得到電子槍燈絲圓錐槍尖的實際振動位移；實際位移的計算結果能夠用于削弱電子槍燈絲圓錐槍尖的振動對掃描電子顯微鏡成像質量的影響，進而提升利用掃描電子顯微鏡進行集成電路檢測的準確性。

技術領域

本申請涉及利用掃描電子顯微鏡檢查集成電路缺陷的工作精度分析領域，具體是一種熱場發射電子槍燈絲圓錐槍尖振動位移的激光測量方法。

背景技術

在制造業中，產品的質量檢測至關重要，而產品質量的好壞需要一套完善的檢測系統。在集成電路的觀測與掃描中，掃描電子顯微鏡起主要的作用，其中熱場發射電子槍是掃描電子顯微鏡中的重要組成。掃描電子顯微鏡具有高分辨率、大景深等特點，對于觀察粗糙不平的試樣表面是十分有利的，因此已廣泛應用于材料學、礦物學、冶金學、生命科學、電子學等領域。工程上能夠采用掃描電子顯微鏡來檢查集成電路的缺陷。

掃描電子顯微鏡在工作時通過熱場發射電子槍發射電子，同時利用信號接收模塊收集返回信號，并轉換成圖像信息。在實際操作中，電子槍燈絲圓錐槍尖作為電子束的發射部分，其振動直接影響集成電路的檢查結果。因此，削弱電子槍燈絲圓錐槍尖自身振動的影響，精確計算電子槍燈絲尤其是圓錐槍尖的實際振動位移，進而提升集成電路檢測準確性，是目前需要解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本申請提供一種熱場發射電子槍圓錐槍尖振動位移測量計算方法，旨在精確測量電子槍燈絲圓錐槍尖的位置變化情況。

本發明的技術方案是：

一種熱場發射電子槍燈絲圓錐槍尖振動位移激光測量方法：在掃描電子顯微鏡工作時，集成電路板水平安裝在操作臺上，掃描電子顯微鏡電子槍的圓錐槍尖垂直于集成電路表面并發射電子；利用三個多普勒激光測振探頭X₁、X₂和X₃向電子槍燈絲圓錐槍尖發射激光，來測量電子槍圓錐槍尖的振動位移并解耦得到其實際位移。

測振探頭X₁和X₂與電子槍燈絲槍尖的圓錐端面放置在同一水平面，該平面距離標準水平面XOY的距離Z＝t，且測振探頭X₁和X₂測量方向相互垂直如附圖1，測振探頭X₃在平面XOY下方，X₁、X₃和圓錐面相交于同一點如附圖2。較佳地，設定過圓錐頂點且方向與測振探頭X₁相平行的方向為X軸，以X₁方向為正；過圓錐頂點且方向測振探頭X₂相平行的方向為Y軸，以X₂方向為正；以圓錐的軸線為Z軸，且豎直向上方向為正，整體布置如附圖3所示。

電子槍燈絲圓錐槍尖振動位移測量方法具體包括：

1)電子槍燈絲尚未開始工作時，測振探頭X₁和X₂放置在同一水平面，且測振探頭X₁和X₂測量方向相互垂直，測振探頭X₃在平面XOY下方，X₁、X₃發射的激光和圓錐面相交于同一點，并設定此時的位移為零；

2)電子槍燈絲工作時，測振探頭X₁、X₂和X₃測量電子槍燈絲槍尖沿三個方向的振動位移；

3)利用測振探頭X₁、X₂和X₃的測量結果計算電子槍燈絲槍尖在X軸、Y軸和Z軸方向的實際位移；

設定電子槍燈絲圓錐槍尖垂直向下方水平放置的集成電路表面發射電子，且圓錐槍尖保持三維平動。具體設定電子槍燈絲圓錐槍尖的底面半徑為R，母線與水平面夾角為θ，高為h＝R tanθ。圓錐面的三維方程為：