一種用于測量掃描電子顯微鏡電子束電流的裝置制造方法
【專利摘要】該發(fā)明一種用于測量掃描電子顯微鏡電子束電流的裝置，涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種測量掃描電鏡電子束電流的測量裝置。該裝置包括：一個帶有柵網(wǎng)的法拉第杯、貫穿有兩個電極的掃描電子顯微鏡的樣品室隔板、高靈敏度的電流表，各部分之間采用鍍有陶瓷的導(dǎo)線連接；首先連接好電路后，將樣品室隔板安裝于樣品室上，保證樣品室密閉性；掃描電子顯微鏡發(fā)射的電子束入射到法拉第杯內(nèi)，法拉第杯吸收電子，電流通過鍍有陶瓷的導(dǎo)線經(jīng)過樣品室隔板的電極流到高敏度的電流表，通過電流表測出電流的大小，從而實現(xiàn)發(fā)明目的。具有作簡單、方便，能夠用于精確測量掃描電子顯微鏡電子束電流的效果。
【專利說明】—種用于測量掃描電子顯微鏡電子束電流的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種測量掃描電鏡電子束電流的測量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]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)確測量電子束電流值是十分有必要的。測量電子束電流可以使用內(nèi)外壁絕緣的法拉第杯作為收集電子注的裝置，再用一個數(shù)字萬用表連接法拉第杯，就可以測得電子束的電流。而要測量掃描電鏡的電子束電流就比較困難，這里需要解決幾個問題，其一，需要制作一個用于掃描電子顯微鏡電子束的收集裝置，即法拉第杯；其二，由于掃描電鏡成像分辨率較高，電子束的電流很小，因此需要一個靈敏度極高的數(shù)字萬用表作為測量電流的工具；其三，由于掃描電鏡是工作在真空環(huán)境下的，因此法拉第杯與數(shù)字萬用表的連線問題也是一個難點。目前用于收集電子束的法拉第杯結(jié)構(gòu)簡單，但大多都沒有考慮到電子束打在法拉第杯底產(chǎn)生的二次電子發(fā)射等問題，這將會造成一定的測量誤差。
[0003]掃描電鏡的成像原理主要是利用電子束打到樣品表面時產(chǎn)生的二次電子來成像，用普通的法拉第杯測電子束電流就會因為丟失一部分二次電子造成測量結(jié)果的不準(zhǔn)確。為此考慮設(shè)計一種帶有柵網(wǎng)的法拉第杯作為電子束的接受裝置，同時對掃描電鏡的真空樣品室進(jìn)行改造以便法拉第杯與數(shù)字萬用表能用導(dǎo)線進(jìn)行連接。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種操作簡單、方便，能夠用于精確測量掃描電子顯微鏡電子束電流的裝置。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案為一種用于測量掃描電子顯微鏡電子束電流的裝置，該裝置包括:一個帶有柵網(wǎng)的法拉第杯、貫穿有兩個電極的掃描電子顯微鏡的樣品室隔板、高靈敏度的電流表，各部分之間采用鍍有陶瓷的導(dǎo)線連接；首先連接好電路后，將樣品室隔板安裝于樣品室上，保證樣品室密閉性；掃描電子顯微鏡發(fā)射的電子束入射到法拉第杯內(nèi)，法拉第杯吸收電子，電流通過鍍有陶瓷的導(dǎo)線經(jīng)過樣品室隔板的電極流到高敏度的電流表，通過電流表測出電流的大小，從而實現(xiàn)發(fā)明目的。因而本發(fā)明包括:設(shè)置于掃描電子顯微鏡樣品室內(nèi)的法拉第杯，貫穿有兩個電極的掃描電子顯微鏡樣品室隔板，高靈敏度電流表，法拉第杯與樣品室隔板上的電極通過鍍有陶瓷的導(dǎo)線連接，樣品室隔板上的電極與電流表通過鍍有陶瓷的導(dǎo)線連接。
[0006]其中所述法拉第杯包括:金屬杯體、從下至上依次設(shè)置于杯體內(nèi)的絕緣層、金屬電極層和兩層金屬柵網(wǎng)層，其中金屬電極層、兩層金屬柵網(wǎng)層、金屬杯體各引出一電極。
[0007]所述樣品室隔板的兩個電極與金屬隔板之間采用陶瓷作為絕緣材料。
[0008]本實用新型采用以上技術(shù)方案所能達(dá)到的有益效果是:設(shè)置有兩層金屬柵網(wǎng)的法拉第杯能夠盡可能全部接收掃描電鏡電子束的所有電子；樣品室內(nèi)的真空環(huán)境只能鍍有陶瓷的導(dǎo)線有效的避免了裝置總的短路現(xiàn)象，具有作簡單、方便，能夠用于精確測量掃描電子顯微鏡電子束電流的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為掃描電子顯微鏡結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2為真空樣品室內(nèi)法拉第杯連線圖；
[0011]圖3為真空樣品室隔板結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖4為帶有柵網(wǎng)的法拉第杯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖5為實際測得掃描電子顯微鏡電子束電流曲線圖。
[0014]圖中:1.樣品室隔板，2.法拉第杯，3.真空樣品室，1-1.金屬隔板，1-2金屬電極，1-3.陶瓷套管，1-4.金屬底座，2-1.第一層金屬柵網(wǎng)層，2-2.第二層金屬柵網(wǎng)層，2-3金屬電極層，2-4絕緣層。

【具體實施方式】
[0015]為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示進(jìn)一步闡述本實用新型。
[0016]參照圖2所示的帶有柵網(wǎng)的法拉第杯結(jié)構(gòu)示意圖加工該法拉第杯。加入柵網(wǎng)目的在于攔截電子束因為打在法拉第杯內(nèi)極板上而產(chǎn)生的二次電子，從而提高測量的準(zhǔn)確度。
[0017]加工鍍有陶瓷電極的樣品室隔板。樣品室隔板寬76mm，高140mm，陶瓷電極底座外徑60mm,內(nèi)徑25mm,陶瓷電極長43mm,直徑1.5mm,陶瓷套管長40mm,直徑8mm。
[0018]具體操作步驟如下:
[0019](I)參照圖3所示的測量系統(tǒng)連線圖連接法拉第杯、陶瓷電極和數(shù)字萬用表；
[0020](2)打開掃描電鏡，對電子槍、電子束通道以及樣品室抽真空；
[0021](3)適當(dāng)調(diào)節(jié)聚光鏡參數(shù)和物鏡參數(shù)，以能看清法拉第杯柵網(wǎng)為準(zhǔn)；
[0022](4)改用局部掃描方式掃描法拉第杯柵網(wǎng)，使用較大的掃描速度；
[0023](5)使用數(shù)字萬用表測量陶瓷電極兩端電流，測得的電流值即為掃描電鏡電子束電流。
[0024]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
[0025]本實驗采用了中科科儀的KYKY-EM3200型掃描電子顯微鏡，得到的最終數(shù)據(jù)需要預(yù)先設(shè)定的參數(shù)有:電子束加速電壓30KV，放大倍率18X，亮度-1.2，對比度60，物鏡585，工作距離8.0mm，聚光鏡調(diào)節(jié)范圍450-600。
【權(quán)利要求】
1.一種用于測量掃描電子顯微鏡電子束電流的裝置，該裝置包括:設(shè)置于掃描電子顯微鏡樣品室內(nèi)的法拉第杯，貫穿有兩個電極的掃描電子顯微鏡樣品室隔板，高靈敏度電流表，法拉第杯與樣品室隔板上的電極通過鍍有陶瓷的導(dǎo)線連接，樣品室隔板上的電極與電流表通過鍍有陶瓷的導(dǎo)線連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于測量掃描電子顯微鏡電子束電流的裝置，其特征在于所述法拉第杯包括:金屬杯體、從下至上依次設(shè)置于杯體內(nèi)的絕緣層、金屬電極層和兩層金屬柵網(wǎng)層，其中金屬電極層、兩層金屬柵網(wǎng)層、金屬杯體各引出一電極。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于測量掃描電子顯微鏡電子束電流的裝置，其特征在于所述樣品室隔板的兩個電極與金屬隔板之間采用陶瓷作為絕緣材料。
【文檔編號】G01R19/00GK204086373SQ201420531881
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】丁德成, 胡旻, 劉盛綱 申請人:電子科技大學(xué)