一种电子束参数测量装置及电子束参数测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电子束测量技术领域，具体涉及一种电子束参数测量装置及电子束参数测量方法。一种电子束参数测量装置，包括：微器件阵列结构多层板，所述多层板上设有多个阵列分布的法拉第杯组件，每个所述法拉第杯组件包括同轴设置的至少两个法拉第杯，至少两个所述法拉第杯贯通设置，电子束经上层所述法拉第杯射入下层所述法拉第杯中，获取每层所述法拉第杯的电子束束流大小，以得到所述电子束的相应参数。本发明专利技术提供了一种可快速测量的电子束参数测量装置及电子束参数测量方法。量装置及电子束参数测量方法。量装置及电子束参数测量方法。

【技术实现步骤摘要】
一种电子束参数测量装置及电子束参数测量方法


[0001]本专利技术涉及电子束测量
，具体涉及一种电子束参数测量装置及电子束参数测量方法。

技术介绍

[0002]电子束为电子经过汇集成束，具有高能量密度。电子束装置广泛应用于高分辨显微、微细加工、衍射成像、卫星通讯和高能物理等多领域，电子束的束斑、束流、发散角、束流密度等参数是电子束装置的关键性能指标，测量电子束参数对监测装置性能、定量评价电子枪及其电子光学设计有着重要的意义。测量电子束性能的常见方法有荧光屏法、叉丝法、多缝法、单缝法、单孔法、胡椒孔法等，但这些方法存在测量精度低、速度慢、参数单一等问题。
[0003]现有一种电子束流剖面及强度分布测量仪，通过依次设置光阑片、绝缘环、法拉第筒和绝缘底座，光阑片中心小孔通过步进电机驱动扫过束斑，从而接收信号以得到电子束流剖面和强度分布情况，但光阑片需通过步进电机驱动以扫过束斑，步进电机驱动不仅有误差，且扫束斑时因位移很小使得测量时间很长。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中因采用驱动机构位移小，使得测量时间过长的缺陷，从而提供一种可快速测量的电子束参数测量装置及电子束参数测量方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电子束参数测量装置，包括：
[0006]微器件阵列结构多层板，所述多层板上设有多个阵列分布的法拉第杯组件，每个所述法拉第杯组件包括同轴设置的至少两个法拉第杯，至少两个所述法拉第杯贯通设置，电子束经上层所述法拉第杯射入下层所述法拉第杯中，获取每层所述法拉第杯的电子束束流大小，以得到所述电子束的相应参数。
[0007]可选地，相邻两行的所述法拉第杯组件错位分布，每两个所述法拉第杯组件之间的间距相等。
[0008]可选地，所述法拉第杯包括沿所述电子束照射方向依次设置的光阑板、第一绝缘板和杯体，所述光阑板中心位置开设有第一通孔，所述第一绝缘板中心位置开设有第二通孔，所述杯体底部开设有第三通孔，所述第一通孔和第三通孔内径相同，所述第二通孔和杯体内径相同，且大于所述第一通孔和第三通孔内径，以使得所述电子束通过上层所述法拉第杯被接收一部分后，剩余部分被下层所述法拉第杯接收。
[0009]可选地，还包括设于所述法拉第杯外周的第二绝缘板。
[0010]可选地，所述光阑板采用钼或钨材质，所述第一绝缘板和第二绝缘板采用二氧化硅或氮化硅材料材质，所述杯体采用钼、钨或铜材质。
[0011]可选地，所述第一通孔和第三通孔内径为10nm
‑
1μm，所述第二通孔和杯体内径为
20nm
‑
2μm。
[0012]可选地，每组所述法拉第杯组件包括同轴设置的两个所述法拉第杯。
[0013]还提供了一种电子束参数测量方法，采用本专利技术所述的电子束参数测量装置，包括以下步骤：
[0014]将所述电子束垂直朝向所述多层板的法拉第杯组件照射，使得所述电子束依次经上层所述法拉第杯射入至下层所述法拉第杯中，获取每个所述法拉第杯组件中每层所述法拉第杯的电子束束流大小，以得到所述电子束的相应参数。还提供了一种电子束参数测量方法，采用本专利技术所述的电子束参数测量装置，包括以下步骤：
[0015]将所述电子束垂直朝向所述多层板的法拉第杯组件照射，使得所述电子束依次经上层所述法拉第杯射入下层所述法拉第杯中，获取每个所述法拉第杯组件中每层所述法拉第杯的电子束束流大小I
1i
和I
2i
，以得到所述电子束的相应参数，根据下述公式得到进入每个所述法拉第杯组件中的电子束的倾斜角θ
i
，i＝1，2，3，
…
，N，单位为rad，所述电子束的束斑直径φ、所述电子束的束流I、所述电子束的发散角α、束流密度J、角束流密度J
α
和束流密度分布J
i
，d2arccos(θ
i
h/d)
‑
θ
i
h(d2‑
θ
i2
h2)
1/2
＝πI
2i
d/2(I
1i
+I
2i
)
[0016][0017][0018]α＝Max(θ
i
)，i＝1，2，3，
…
，N
[0019][0020][0021][0022]d为光阑板的第一通孔直径；
[0023]D为杯体的内径；
[0024]h为第三通孔上平面至第一通孔上平面的距离；
[0025]I
1i
为第i个法拉第杯组件中的电子束在上层法拉第杯中束流大小；
[0026]I
2i
为第i个法拉第杯组件中的电子束在下层法拉第杯中束流大小；
[0027]N为法拉第杯的个数；
[0028]p为相邻两个杯体的中心间距。
[0029]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0030]1.本专利技术提供的电子束参数测量装置，包括微器件阵列结构多层板，多层板上阵列分布的微器件结构构成法拉第杯组件，每个法拉第杯组件包括同轴设置的至少两个法拉第杯，至少两个法拉第杯贯通设置，电子束经上层法拉第杯射入下层法拉第杯中，获取每层法拉第杯的电子束束流大小，以得到电子束的相应参数。法拉第杯组件采用阵列分布，更容易定位电子束的圆心，只需将一个法拉第杯组件圆心定位，其它法拉第杯组件相对该法拉第杯组件圆周对称分布，更接近实际电子束参数分布情况，使得测量结果更加精确；本装置
无需进行移动对电子束进行扫描，因设有多组法拉第杯组件，可通过单次测量同时得到多种参数，操作简单、测量速度快且测量精度高。
[0031]2.本专利技术提供的电子束参数测量装置，光阑板、第一绝缘板和杯体的通孔孔径不同，以使得电子束被不同的法拉第杯依次接收，从而获取每层法拉第杯的电子束束流大小，以得到电子束的相应参数，整个装置结构简单，成本较低。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为电子束参数测量装置的结构俯视图；
[0034]图2为法拉第杯组件阵列分布的结构示意图；
[0035]图3为阵列分布的法拉第杯组件局部剖面正视图；
[0036]图4为法拉第杯组件的结构剖面正视图；
[0037]图5为电子束参数测量装置测试的结构剖面正视图；
[0038]图6为法拉第杯组件检测第一电子束的结构剖面正视图。
[0039]附图标记说明：
[0040]1‑
光阑板；2
‑
第一绝缘板；3
‑
杯体；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子束参数测量装置，其特征在于，包括：微器件阵列结构多层板(11)，所述多层板(11)上设有多个阵列分布的法拉第杯组件(10)，每个所述法拉第杯组件(10)包括同轴设置的至少两个法拉第杯，至少两个所述法拉第杯贯通设置，电子束经上层所述法拉第杯射入下层所述法拉第杯中，获取每层所述法拉第杯的电子束束流大小，以得到所述电子束的相应参数。2.根据权利要求1所述的电子束参数测量装置，其特征在于，相邻两行的所述法拉第杯组件(10)错位分布，每两个所述法拉第杯组件(10)之间的间距相等。3.根据权利要求2所述的电子束参数测量装置，其特征在于，所述法拉第杯包括沿所述电子束照射方向依次设置的光阑板(1)、第一绝缘板(2)和杯体(3)，所述光阑板(1)中心位置开设有第一通孔，所述第一绝缘板(2)中心位置开设有第二通孔，所述杯体(3)底部开设有第三通孔，所述第一通孔和第三通孔内径相同，所述第二通孔和杯体(3)内径相同，且大于所述第一通孔和第三通孔内径，以使得所述电子束通过上层所述法拉第杯被接收一部分后，剩余部分被下层所述法拉第杯接收。4.根据权利要求3所述的电子束参数测量装置，其特征在于，还包括设于所述法拉第杯外周的第二绝缘板(4)。5.根据权利要求4所述的电子束参数测量装置，其特征在于，所述光阑板(1)采用钼或钨材质，所述第一绝缘板(2)和第二绝缘板(4)采用二氧化硅或氮化硅材质，所述杯体(3)采用钼、钨或铜材质。6.根据权利要求3
‑
5任一项所述的电子束参数测量装置，其特征在于，所述第一通孔和第三通孔内径为10nm
‑
1μm，所述第二通孔和杯体(3)内径为20nm
‑
2μm。7.根据权利要求1
‑
5任一项所述的电子束参数测量装置，其特征在于，每组所述法拉第杯组件(10)包括同轴设置的两个所述法拉第杯。8.一种电子束参数测量方法，其特征在于，采用权利要求1或2或7任一项所述的装置进行测量，包括以下步骤：将所述电子束垂直朝...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟霞，张利新，刘俊标，王岩，邓晨晖，殷伯华，王鹏飞，马玉田，韩立，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：