權(quán)利要求書： 1.一種掃描電子顯微鏡電子束斑深度的測量方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：
1)在導(dǎo)電金屬基底層上，從下往上逐步濺射上厚度為d1的第1金屬層、厚度為d2第2金屬層、......、厚度為dn-1的第n-1金屬層、厚度為dn的第n金屬層，形成標(biāo)準(zhǔn)樣品，其中n≥5；
2)利用掃描電子顯微鏡對步驟1)得到的標(biāo)準(zhǔn)樣品在測試倍率M下進(jìn)行聚焦放大掃描，同時利用能譜儀在倍率M下從上往下分別獲取第n-1金屬層、......、第2金屬層、第1金屬層的金屬元素的出峰臨界值電壓n-1、......、2、1，以及掃描顯微鏡電子束到達(dá)第n-1金屬層、......、第2金屬層、第1金屬層表面激發(fā)金屬特征信號需要的深度值為dn、......、dn+dn-1+......+d3、dn+dn-1+......+d3+d2；再將各金屬層的金屬元素出峰臨界值電壓以及掃描顯微鏡電子束到達(dá)各金屬層表面激發(fā)金屬特征信號需要的深度值進(jìn)行建模，形成倍率M下的三坐標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣：(M、n-1、dn)、......、(M、2、dn+dn-1+......+d3)、(M、1、dn+dn-1+......+d3+d2)；
3)按倍率變化值m固定順序調(diào)整測試倍率為M+m、M+2m、......、M+(a-1)m、M+am，其中a≥5；再按照步驟2)所述的方法分別獲取倍率M+m、M+2m、......、M+(a-1)m、M+am下的三坐標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣；
4)將在測試倍率M、M+m、M+2m、......、M+(a-1)m、M+am下獲取的的數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行擬合形成數(shù)據(jù)矩陣群落；通過擬合形成三維曲面，按照三維曲面則可得到任一倍率和任一出峰臨界值電壓下的掃描電子顯微鏡的電子束斑深度值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種掃描電子顯微鏡電子束斑深度的測量方法，其特征在于，所述導(dǎo)電金屬基底層為鋁基底層；所述金屬層材料為鉑、金、銅、鎳或者鐵中的一種；所述金屬層的厚度d1、d2、、......、dn-1、dn均為100～10000nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種掃描電子顯微鏡電子束斑深度的測量方法，其特征在于，所述能譜儀是在一定初始電壓下，在一定的電壓范圍內(nèi)連續(xù)緩慢升高電壓，以獲取相應(yīng)倍率下的元素出峰臨界值電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種掃描電子顯微鏡電子束斑深度的測量方法，其特征在于，所述初始電壓最小值為第2層金屬層材料激發(fā)獲得Kα射線或者Lα射線所需的電壓值中較小的一個值，所述相應(yīng)金屬層材料激發(fā)獲得Kα射線或者Lα射線所需的電壓值可參考元素周期表獲得；所述電壓范圍為初始電壓—20K。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種掃描電子顯微鏡電子束斑深度的測量方法，其特征在于，所述初始倍率M為20-500倍，倍率變化值m為100-1000倍。
說明書： 一種掃描電子顯微鏡電子束斑深度的測量方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種掃描電子顯微鏡電子束斑深度的測量方法。背景技術(shù)[0002] 隨著人們對材料的進(jìn)一步研究，特別是
納米材料的迅猛發(fā)展，對微納尺度下進(jìn)行樣品的研究、測量和加工的需求越來越大，而要保證微納尺度樣品性能的關(guān)鍵是提高納米尺度微觀結(jié)構(gòu)加工工藝水平。在納米材料的形貌表征、測量和成分分析等方面，則廣泛使用高分辨掃描電子顯微鏡。高分辨掃描電子顯微鏡具有大樣品倉、大景深、高分辨率、大倍率等優(yōu)勢，在圖像獲取和采集領(lǐng)域，成為了材料研究領(lǐng)域的測試重器，是不可替代的表征手段。而在高分辨掃描電子顯微鏡的相關(guān)應(yīng)用中，掃描電子顯微鏡的電子束參數(shù)是表征掃描電子顯微鏡工作性能的重要指標(biāo)。目前掃描電子顯微鏡的電子束參數(shù)主要考慮電子束的電流大小和束斑尺寸，電子束的電流值影響著電子束的亮度；而束斑尺寸決定著掃描電子顯微鏡的成像分辨率，因此準(zhǔn)確測量電子束的電流大小和束斑尺寸是十分必要的。但對于核殼結(jié)構(gòu)或者表面修飾的材料而言，電子束斑測試深度也是一個不可忽略的影響因素，是不可或缺的技術(shù)參數(shù)。然而，目前對于掃描電子顯微鏡電子束斑深度的研究并未獲得重視。發(fā)明內(nèi)容[0003] 本發(fā)明提出一種掃描電子顯微鏡電子束斑深度的測量方法，旨在獲取準(zhǔn)確可靠的掃描電子顯微鏡電子束斑深度，滿足納米材料、鍍層材料、表面包覆材料等材料的精確分析，避免因掃描電子顯微鏡電子束斑深度造成測試條件不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致的圖像失真。[0004] 為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：[0005] 一種掃描電子顯微鏡電子束斑深度的測量方法，所述方法包括如下步驟：如圖1所示，[0006] 1)在導(dǎo)電金屬基底層上，從下往上逐步濺射上厚度為d1的第1金屬層、厚度為d2第2金屬層、......、厚度為dn-1的第n-1金屬層、厚度為dn的第n金屬層，形成標(biāo)準(zhǔn)樣品，其中n≥5；
[0007] 2)利用掃描電子顯微鏡對步驟1)得到的標(biāo)準(zhǔn)樣品在測試倍率M下進(jìn)行聚焦放大掃描，同時利用能譜儀在倍率M下從上往下分別獲取第n-1金屬層、......、第2金屬層、第1金屬層的金屬元素的出峰臨界值電壓n-1、......、2、1，以及掃描顯微鏡電子束到達(dá)第n-1金屬層、......、第2金屬層、第1金屬層表面激發(fā)金屬特征信號需要的深度值為dn、......、dn+dn-1+......+d3、dn+dn-1+......+d3+d2；再將各金屬層的金屬元素出峰臨界值電壓以及掃描顯微鏡電子束到達(dá)各金屬層表面激發(fā)金屬特征信號需要的深度值進(jìn)行建模，形成倍率M下的三坐標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣：(M、n-1、dn)、......、(M、2、dn+dn-1+......+d3)、(M、1、dn+dn-1+......+d3+d2)；[0008] 3)按倍率變化值m固定順序調(diào)整測試倍率為M+m、M+2m、......、M+(a-1)m、M+am，其中a≥5；再按照步驟2)所述的方法分別獲取倍率M+m、M+2m、......、M+(a-1)m、M+am下的三坐標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣；[0009] 4)將在測試倍率M、M+m、M+2m、......、M+(a-1)m、M+am下獲取的的數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行擬合形成數(shù)據(jù)矩陣群落；通過擬合形成三維曲面，按照三維曲面則可得到任一倍率和任一出峰臨界值電壓下的掃描電子顯微鏡的電子束斑深度值。[0010] 其中，所述導(dǎo)電金屬基底層為鋁基底層；所述金屬層材料為鉑、金、銅、鎳或者鐵中的一種；所述金屬層的厚度d1、d2、、......、dn-1、dn均為100～10000nm。[0011] 其中，所述能譜儀是在一定初始電壓下，在一定的電壓范圍內(nèi)連續(xù)緩慢升高電壓，以獲取相應(yīng)倍率下的元素出峰臨界值電壓。[0012] 其中，所述初始電壓最小值為第2層金屬層材料激發(fā)獲得Kα射線或者Lα射線所需的電壓值中較小的一個值，所述相應(yīng)金屬層材料激發(fā)獲得Kα射線或者Lα射線所需的電壓值可參考元素周期表獲得；所述電壓范圍為初始電壓—20K。[0013] 其中，所述初始倍率M為20-500倍，倍率變化值m為100-1000倍。[0014] 本發(fā)明利用掃描電子顯微鏡對標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行聚焦放大掃描，同時利用能譜儀獲取相應(yīng)倍率下的的元素出峰臨界值電壓和在此元素出峰臨界值電壓下的金屬元素深度值，將不同倍率下的元素出峰臨界值電壓、金屬元素深度值與對應(yīng)的倍率進(jìn)行三坐標(biāo)擬合建模，形成三維曲面，三維曲面上的點(diǎn)所對應(yīng)的高度數(shù)據(jù)值即為掃描電子顯微鏡的電子束斑的深度值。本發(fā)明能夠獲取準(zhǔn)確有效的掃描電子顯微鏡的電子束斑的深度值，且方法簡單可行，能夠滿足納米材料、鍍層材料、表面包覆材料等材料的精確分析需求。附圖說明[0015] 圖1為本發(fā)明掃描電子顯微鏡電子束斑深度的測量方法流程示意圖。[0016] 圖2為本發(fā)明具體實(shí)施方式中標(biāo)準(zhǔn)樣品的結(jié)構(gòu)示意圖[0017] 圖3為本發(fā)明能譜儀設(shè)定初始電壓最小值參考的元素周期表。[0018] 圖4為本發(fā)明具體實(shí)施方式中不同倍率下的數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行擬合形成數(shù)據(jù)矩陣群示意圖。[0019] 圖5為本發(fā)明具體實(shí)施方式中數(shù)據(jù)矩陣群建模形成的三維曲面圖。具體實(shí)施方式[0020] 為了使本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)更加的清晰，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式做出更為詳細(xì)的說明，在下面的描述中，闡述了很多具體的細(xì)節(jié)以便于充分的理解本發(fā)明，但是本發(fā)明能夠以很多不同于描述的其他方式來實(shí)施。因此，本發(fā)明不受以下公開的具體實(shí)施的限制。[0021] 按照本發(fā)明所述的一種掃描電子顯微鏡電子束斑深度的測量方法，以下以鋁為基底制備樣品進(jìn)行具體實(shí)施說明：[0022] 1)在導(dǎo)電金屬基底層上，從下往上逐步濺射上厚度為200nm的第1金屬層鉑、厚度為200nm第2金屬層金、厚度為1000nm的第3金屬層銅、厚度為1000nm的第4金屬層鎳，厚度為2000nm第5金屬層鐵，形成標(biāo)準(zhǔn)樣品，如圖2所示；
[0023] 2)利用掃描電子顯微鏡對步驟1)得到的標(biāo)準(zhǔn)樣品在測試倍率M(取值100)下進(jìn)行聚焦放大掃描，同時利用能譜儀在倍率M下從上往下分別獲取第4金屬層鎳、第3金屬層銅、第2金屬層金、第1金屬層鉑的金屬元素的出峰臨界值電壓4、3、2、1，以及掃描顯微鏡電子束到達(dá)第4金屬層鎳、第3金屬層銅、第2金屬層金、第1金屬層鉑表面激發(fā)金屬特征信號需要的深度值為2000nm、3000nm、4000nm、4200nm；再將各金屬層的金屬元素出峰臨界值電壓以及掃描顯微鏡電子束到達(dá)各金屬層表面激發(fā)金屬特征信號需要的深度值進(jìn)行建模，形成倍率M下的三坐標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣：(100、4、2000)、(100、3、3000)、(100、2、4000)、(100、1、4200)；
[0024] 其中，所述能譜儀是在一定初始電壓下，在一定的電壓范圍內(nèi)連續(xù)緩慢升高電壓，以獲取相應(yīng)倍率下的元素出峰臨界值電壓。其中，參考元素周期表如圖2所示，可獲得各金屬鍍層激發(fā)獲得Kα射線或者Lα射線所需的電壓值；如第2層金屬鎳，激發(fā)獲得Kα射線所需電壓值為7.4725K或者Lα射線所需的電壓值為0.8515K，取值較小的即0.8515K為能譜儀設(shè)定的初始電壓最小值。因此，設(shè)定初始電壓為2K，在2—20K范圍內(nèi)按照連續(xù)調(diào)整電壓，以獲取相應(yīng)倍率下的元素出峰臨界值電壓。[0025] 3)按倍率變化值m(取值200)固定順序調(diào)整測試倍率為300、500、700、900、......；再按照步驟2)所述的方法分別獲取倍率300、500、700、900、......下的三坐標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣；
[0026] 4)將在測試倍率200、300、500、700、900、......下獲取的的數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行擬合形成數(shù)據(jù)矩陣群落如圖4所示；通過擬合形成三維曲面如圖5所示，按照三維曲面則可得到任一倍率和任一出峰臨界值電壓下的掃描電子顯微鏡的電子束斑深度值。[0027] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
聲明：
“掃描電子顯微鏡電子束斑深度的測量方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：管理員
來源：無錫華鑫檢測技術(shù)有限公司
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