CN105092626A - 二次电子特性参数的测量装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种二次电子特性参数的测量装置和方法，测量装置的二次电子探测器设置在真空室内，包括用于收集二次电子的侧壁收集极和顶部收集极，侧壁收集极和顶部收集极围合成筒状，侧壁收集极和顶部收集极通过绝缘环隔离，电子枪贯穿顶部收集极伸入二次电子探测器内部。本申请提出了通过二次电子的空间分布特性、二次电子产额与入射角度的关系、二次电子的能谱分布特性来对二次电子特性进行分析，为材料在二次电子发射特性方面的研究提供了新的方向，为更好地认识材料的二次电子发射特性奠定了基础。本申请实施例提供的测量装置和方法不仅具有较优的操作性，而且通过其校验机制，能够较好地保证测量结果的准确性。

Description

二次电子特性参数的测量装置和方法

技术领域

本申请的技术方案属于材料特性参数的测量装置及方法技术领域，具体是涉及一种二次电子特性参数的测量装置和方法。

背景技术

带电粒子轰击物体表面时，其入射能量大于材料原子的溢出阈值时将会有电子(或离子)发射出来，这一现象称为次级电子发射。如果用于轰击的入射粒子是电子，则把这一现象称为二次电子发射。入射电子称为原初电子或一次电子，从被轰击物体发射出来的电子称为次级电子或二次电子。当出射的二次电子数量大于入射电子数量时，则二次电子产额大于1，即发生二次电子的倍增效应。二次电子的倍增效应是材料物理研究领域的一个重点方向。随着环形加速器技术的发展和应用，在加速器研究领域，由于二次电子的倍增效应所导致的现象日益显著。首先，二次电子的倍增效应在环形加速真空管道中的电子积累，最终形成高密度的电子云聚集，将严重影响束流品质甚至导致机器不能稳定运行；其次，现代加速器中，高功率高频腔已经成为整个加速器装置中的关键部件，由腔体内部的二次电子倍增效应将限制高频腔内的电磁场状态，进而影响加速器高频腔的正常运行；此外，在真空管道中，二次电子最终会将能量沉积在管道壁中，较强的二次电子倍增效应会导致真空管壁上的沉积热功率提高，特别是在超导环境中使用的真空管道，该二次电子倍增的热量沉积会导致整个加速器的失超发生，因而引起设备损坏；最后，二次电子强烈倍增还会导致束流管道内部的真空性能急剧恶化，从而引起高压设备打火和击穿。基于以上的原因，研究不同材质的二次电子发射机理，清楚掌握二次电子的空间性能参数，进而提出技术措施以抑制二次电子的倍增效应，如在高频腔上通过加偏压的方式来抑制二次电子的倍增效应，通过加速器真空管道内壁镀较小二次电子发射系数的薄膜材料等，在加速器的设计和建造中，意义重大。

目前国内在二次电子的测试装置及测试方法主要集中在以下几个方面：(1)测量集中针对二次电子的总发射系数大小，即SEY(SecondaryElectronYield)，对不同材料样品的二次电子的空间分布特性无法进行完整的测量和分析；(2)对二次电子的能量分布没有进行过仔细研究，尚没有进行能谱分布的准确测量结果和装置；(3)尚未对二次电子发射系数与入射束流方向之间的关系进行深入实验测量和探讨；(4)无法同时实现总量及空间分布特性测量结果之间的校验。

发明内容

本申请的目的就是提供了一种二次电子特性参数的测量装置和方法，可用于入射电子束在垂直入射于待测样品表面的情况下，准确测量待测样品发射的二次电子的空间分布特性、能谱分布特性、二次电子总发射系数及入射束流方向与二次电子产额之间的关系。

为实现上述各项发明目的，本申请采用的技术方案为：一种二次电子特性参数的测量装置，包括：

真空系统，包括真空室及用于为真空室提供和维持真空环境的真空设备；

电子束发射系统，其包括安装在真空室内、用于发射电子束的电子枪；

二次电子探测器，其固定在真空室内，包括用于收集二次电子的侧壁收集极和顶部收集极，侧壁收集极和顶部收集极围合成筒状，侧壁收集极和顶部收集极通过绝缘环隔离，电子枪贯穿顶部收集极伸入二次电子探测器内部；

电流测量系统，包括分别与顶部收集极和侧壁收集极连接的第一电流测量计和第二电流测量计；

样品更换及调节系统，包括安装在真空室外的推进器及与之连接的样品台，样品台从二次电子探测器底部伸入其中，推进器驱动样品台上下移动。

本发明申请的另一目的是提出一种全面测量二次电子特性参数的方法。为实现该目的，本申请公开了一种采用上述二次电子测量装置实现二次电子特性参数测量的方法，该方法步骤包括：

(1)将待测样品装载于样品台上；

(2)由真空系统为真空室提供真空环境；

(3)开启电子枪；

(4)通过推进器将样品台推进到预设位置；

(5)分别通过顶部收集极和侧壁收集极读取电流数据；

(6)通过推进器将样品台推进至下一位置，重复第(5)步操作；

(7)根据每次样品台的位置及侧壁收集极的电流读数确定二次电子的空间分布特性。

本申请公开的二次电子特性参数的测量装置和方法中，测量装置的二次电子探测器设置在真空室内，包括用于收集二次电子的侧壁收集极和顶部收集极，侧壁收集极和顶部收集极围合成筒状，侧壁收集极和顶部收集极通过绝缘环隔离，电子枪贯穿顶部收集极伸入二次电子探测器内部。因此，在入射电子束在垂直入射于待测样品表面的情况下，可以准确测量待测样品发射的二次电子的空间分布特性。

附图说明

图1为本申请一种实施例中二次电子特性参数的测量装置的结构示意图；

图2为本申请一种实施例中二次电子的空间分布特性测量原理示意图；

图3为本申请一种实施例中二次电子特性参数的测量方法流程示意图。

具体实施方式

为便于本发明技术方案的理解，下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

参考附图1，本实施例中提供了一种二次电子特性参数的测量装置，包括：真空系统、电子束发射系统、二次电子探测器、电流测量系统和样品更换及调节系统。

真空系统包括真空室2和用于为真空室2提供真空环境的真空设备1。由于二次电子的检测，必须在真空环境中进行，因此，真空系统可以为二次电子特性参数的测量提供检测环境。具体的，真空设备1可以包括由机械无油干泵、分子泵组成的分子泵机组及溅射离子泵作为真空获得设备，由皮拉尼规和热阴极规组成的真空测量器件，由残余气体分析仪的真空残气分析设备构成的真空成份分析仪，及由真空针阀组成的氮气充气设备。这样的结构具备结构简单、实现方便的优点，且成本较低，在二次电子特性参数的测量过程中，同时具有灵活的操作性。

在其他实施例中，真空设备1的具体结构可以根据实际需求设计，本实施例中只是提供了一种优选的设计方案。

电子束发射系统包括安装在真空室2内部实现电子束发射的电子枪7。电子枪7可以发射出1-2000ev的连续或脉冲电子束，束斑大小小于5mm。电子束发射系统还可以包括电子枪控制模块8，以控制电子枪7发射的电子束的能量、方向、流强等参数。电子束发射系统可以用于提供二次电子特性参数测量所需要的入射束流，通过电子枪控制模块8更灵活地满足不同条件的测量需求。

二次电子探测器固定在真空室内，包括用于收集二次电子的侧壁收集极5和顶部收集极21，侧壁收集极和顶部收集极围合成筒状，侧壁收集极和顶部收集极通过绝缘环隔离，电子枪贯穿顶部收集极伸入二次电子探测器内部。

本实施例中，以侧壁收集极和顶部收集极共同围合成一个一端开口的圆柱体为例进行说明，在其他实施例中，在保证通过正常收集二次电子的前提上，侧壁收集极和顶部收集极也可以围合成其他形状，例如圆台形或长方体。二次电子探测器设置在真空室2内，其内腔为圆柱体，侧壁收集极5组成圆柱体的侧面，顶部收集极21组成圆柱体的其中一个底面，圆柱体的另一个底面开口设置，侧壁收集极5和顶部收集极21之间通过绝缘环6隔离；电子枪7从顶部收集极21的开口处向二次电子探测器内发射电子束。需要说明的是，一次电子入射到待测样品后，待测试样品发射的二次电子中混杂有其他各类的电子，例如弹性散射电子、背散射电子等，因此，侧壁收集极5和顶部收集极21在收集到二次电子的同时，还会收集到其他类型的电子。

在具体实施例中，顶部收集极21可以是完整的板状结构，也可以是多个同心环状结构。

本实施例设计的二次电子探测器全方位的实现了二次电子收集，因而测量到的二次电子电流信号较为显著，具有更高的测量灵敏度，保证了测量结果更准确、可靠。

电流测量系统包括分别与顶部收集极21和侧壁收集极5连接的第一电流测量计9和第二电流测量计10，分别用于测量顶部收集极21和侧壁收集极5探测到的电子电流。本实施例中，第一电流测量计9和第二电流测量计10为微电流表(A1和A2)。在其他实施例中，第一电流测量计9和第二电流测量计10可以采用其他测电流的方式实现，例如采用示波器和定额电阻组合而成的测量机构来实现。

样品更换及调节系统包括设置在真空室2外的推进器15和与之连接的样品台17，样品台17从二次电子探测器底部伸入其中，推进器15驱动样品台17上下移动。推进器15驱动样品台17上下移动是指在二次电子探测器内、在靠近或远离顶部收集极的方向上移动。推进器15可以采用小型无油真空用直线推进器。本实施例提供的样品更换及调节系统中，其结构具有容易实现的优点，且成本较低，在二次电子特性参数的测量过程中，具有方便、灵活的操作性。

本实施例提供的二次电子特性参数的测量装置，可用于入射电子束在垂直入射于待测样品表面的情况下，准确测量待测样品发射的二次电子的空间分布特性，其测量原理如图2所示：真空室内安装圆筒状电子收集器(二次电子探测器)，筒的顶盖为圆环型电子收集极(顶部收集极)，筒侧壁和顶盖之间绝缘，电子枪从发射的入射电子束流准直轰击在圆筒状电子收集器下部的样品台上，样品台可以沿轴线上、下运动。测量时，垂直移动样品台，测量不同位置时圆筒电极收集到的电流强度，如在位置1时，圆筒壁收集到的二次电子电流是角度为α范围的二次电子电流I_α；移动至位置2时，圆筒电极侧壁收集到的是角度为β范围内的二次电子电流I_β，两者的电流差值即反映了α-β角度下的电流。采用样品台移动时，探测器可以测到不同角度范围内的二次电子，通过求差值，即可得到某一角度内的二次电子的量。空间特性分布测量是采用圆筒收集极上的电流差确定的，设M点为当前样品位置，N点为样品临近点位置，样品在M点时能测到α°范围内二次电子电流值为I_α，样品在N点时能测到β°范围内二次电子电流值为I_β，则在角度[β,α]范围内的电流值为I_α-I_β，只要取M点和N点位置足够近，则可以测量出二次电子的空间分布特性，即确定不同角度的二次电子电流分布。

同时，二次电子测量采用圆筒状探测器，顶部收集极和侧壁收集极收集探测到二次电子的量较大，因此，得到的电流值较大，可以避免收集探测到较小的电流值，使得测量时出现一定的误差。

另外，本实施例提供的二次电子特性参数的测量装置还可以通过顶部收集极和侧壁收集极探测到的电子电流对测量结果进行对比校验。其校验方式为：判断样品台在两个不同位置时，顶部收集极和侧壁收集极探测的电子电流的和是否一致，如果不一致，则说明测量出现错误，需要重新测量，如果一致，则说明测量结果正确。

本实施例提供的二次电子特性参数的测量装置，开创性地采用侧壁收集极和顶部收集极结合测量的方式，通过总的二次电子电流校验测量是否出现错误。本实施例提供的测量装置引入了校验机制，能够保证测量结果的有效性和准确性。

进一步，本实施例提供的二次电子特性参数的测量装置还可以用来测量二次电子发射系数(二次电子产额)与入射角度的关系。二次电子特性参数的测量装置中，样品台17的一面用于夹持待测样品18，另一面固定法拉第筒19。样品更换及调节系统还包括设置在真空室内的转动装置14，用于驱动样品台17翻转至预设角度。电流测量系统还包括第三电流测量计20，用于测量样品台17上待测样品表面或法拉第筒上的电流值。测量一次电子电流时，通过转动装置14使法拉第筒19翻转至顶部，测量二次电子特性参数时通过转动装置14使待测样品18翻转至顶部。具体的，转动装置14可以采用微型无油真空电机，启动微型无油真空电机，通过无油蜗轮蜗杆传动机构13将蜗杆的水平旋转运动转为样品台的垂直翻转运动，从而实现对样品台17的翻转。第三电流测量计20也可以采用微电流表(A3)。

由于样品台17可以进行翻转，从而导致入射电子束流相对于待测样品表面形成夹角，在不同夹角下，测量圆筒探测器上的二次电子流强，从而确定二次电子发射系数与入射电子束流入射角度的关系。

进一步，本实施例提供的二次电子特性参数的测量装置还可以用来测量二次电子的能谱曲线。二次电子特性参数的测量装置中，二次电子探测器还包括栅极4和接地极3，二次电子探测器的侧面从外到内依次为侧壁收集极5、栅极4、接地极3，二次电子探测器的其中一个底面从外到内依次为顶部收集极21、栅极4、接地极3。栅极、接地极、收集极之间相互绝缘。电流测量系统还包括与栅极4连接、用于控制栅极电压的电源11，电源11具体可以为可调直流电源。需要说明的是，栅极4和接地极3通常设置为网格状，因此，不会影响位于外侧的收集极收集电子。通过改变栅极电压，则可以阻止大于某一能量的电子通过栅极被收集极收集，在某一位置点，取不同栅极电压U下的I值，记ΔI为相邻栅极电压下对应的电流差值，做U-ΔI曲线，即为二次电子的能谱曲线。在得到二次电子的能谱曲线后，通过进一步分析，即可以分辨出弹性反射电子、非弹性反射电子和散射电子(背散射电子)以及真正的二次电子。

优选的，本实施例提供的二次电子特性参数的测量装置还包括电位中和系统12，用于在待测样品为绝缘样品时，对绝缘样品表面的电位进行监测和中和。当待测样品为导电样品时，入射电子打在样品表面后所积压的电荷可以自由导出，因此，样品表面的电位不会持续升高。当待测样品为绝缘样品时，入射电子打在样品表面后所积压的电荷无法导出，从而使得样品表面的电位不断升高，样品表面电位升高后会影响测量，因此，有必要对样品表面电位进行中和。本实施例中，电位中和系统12对绝缘样品表面的电位进行中和，具体可以是通过控制增大栅极电压，将二次电子反射回样品表面，从而中和样品表面电荷。

本实施例提供的二次电子特性参数的测量装置考虑到了各种应用环境，通过电位中和系统12，解决了目前经常遇到的样品表面电位升高的问题，提高了二次电子特性参数测量的稳定性和准确性。

进一步，本实施例提供的二次电子特性参数的测量装置中，真空室上至少设置有一个可开视窗16，用于提供放进和取出待测样品的窗口。可开视窗16还可以用于方便用户对内部情况进行观察。优选的，真空室上设置两个可开视窗，分别设置在真空室的前面和后面，位于前面的可开视窗用于放进和取出待测样品，位于背面的可开视窗用于起透光作用。当然，位于背面的可开视窗也可以设置为只透光，而不可开启。两个可开视窗既可以让外界光源射入真空室，方便观察初始样品位置，也可以在真空室气压约高于大气压时打开视窗进行样品更换。通过可开视窗的设计，使得二次电子特性参数的测量装置具有更优的操作性。

本实施例提供的二次电子特性参数的测量装置中，设置在真空室2外部的机构通过真空穿墙件与设置在真空室2内部的机构相连。本实施例提供的二次电子特性参数的测量装置可用于测量二次电子的空间分布特性、二次电子发射系数与入射角度的关系、二次电子的能谱曲线三种参数，在具体使用时，根据实际需求选择测量其中的一种、两种或三种参数。

请参考图3，基于上述二次电子特性参数的测量装置，本实施例还相应提供了一种二次电子特性参数的测量方法，包括下面步骤：

步骤1.1：将标定样品装载在样品台上，并将样品台移动至二次电子探测器内部合适位置。具体的，标定样品可以选择金属铜样品。

步骤1.2：由真空设备为真空室提供真空环境，例如使真空室真空度<5×10^-7Pa，并确定真空室无污染。

步骤1.3：开启电子枪。

步骤1.4：当第一电流测量计测量到顶部收集极收集的电子电流降为0时，标定样品台当前所处的位置为第一标定位置；当第二电流测量计测量到侧壁收集极收集的电子电流降为0时，标定样品台当前所处的位置为第二标定位置。标定位置点θ的具体操作可以如下：

开启电子枪，将可调直流电源电压设为0V(栅极不加电压)，移动样品台，利用微电流表A1、微电流表A2测量收集极电流值I1、I2，当I1＝0时记为0°点(第一标定位置)，当I2＝0时记为90°点(第二标定位置)。接下来，在推进器上标记0°和90°点，并9等分0°点至90°点，分别记为10°点、20°点、30°点、40°点、50°点、60°点、70°点、80°点。当然，在其他实施例中，标定位置点θ也可以采取其他标记方式。

步骤1.5：关闭电子枪，真空设备停止向真空室提供真空环境，并往真空室内充干燥氮气，打开可开视窗，取出标定样品。

步骤1.1至步骤1.5为标定过程，相当于在推进器上标记刻度，以便于在后续测量过程中，根据测量需求控制推进器的推进量。

步骤1.6：将待测样品装载在样品台上，并将样品台移动至二次电子探测器内部合适位置。

步骤1.7：由真空设备为真空室提供真空环境，例如使真空室真空度<5×10^-7Pa，并确定真空室无污染。

步骤1.8：开启电子枪。

步骤1.9：通过推进器将样品台推进到一固定位置，通过第一电流测量计、第二电流测量计和第三电流测量计测量电流，以得到二次电子发射系数；改变一次电子的入射能量，从而得到最大一次电子发射系数对应的入射能量，在后续步骤中选择该入射能量作为一次电子的入射能量。

具体为：用推进器将放置待测样品的样品台移动至0°点位置，开启电子枪，将可调直流电源电压设为0V，利用微电流表A1和A2、测量某一入射能量下侧壁收集极的电流值I2，翻转样品台，利用法拉第筒和微电流表A3测量一次电子电流值I_in，改变入射能量，重复测量I2和I_in，则二次电子发射系数δ＝I2/I_in。需要说明的是，二次电子发射系数δ＝(I1+I2)/I_in，此处将样品台移动到0°点位置进行测量，即I1等于0。利用测试数据，则可以得出δ-E曲线，根据δ-E曲线确定δ_max对应的入射能量E_main值。在后续步骤中选择该入射能量，由于在该入射能量下二次电子数目最多，因此所检测到的电流最大，可使得测试最灵敏，避免测量过程中因电流值过小而影响测量灵敏度。

步骤1.10：通过推进器将样品台推进到预设位置。

步骤1.11：通过第一电流测量计测量顶部收集极收集的电子电流，得到顶部电流值；通过第二电流测量计测量侧壁收集极收集的电子电流，得到侧壁电流值。

步骤1.12：通过推进器将样品台推进到下一位置。

步骤1.13：通过第一电流测量计测量顶部收集极收集的电子电流，得到顶部电流值，通过第二电流测量计测量侧壁收集极收集的电子电流，得到侧壁电流值。

步骤1.14：判断当前位置中顶部电流值与侧壁电流值的和，与上一位置中顶部电流值与侧壁电流值的和是否一致，如果不一致，则转到步骤1.10，重新测量，如果一致，则转到步骤1.15。判断当前位置中顶部电流值与侧壁电流值的和，与上一位置中顶部电流值与侧壁电流值的和是否一致时，可以判断两者是否相等，需要说明的是，当两者约相等时，也可以认为是相等的。

步骤1.15：求取多组相邻两个位置中侧壁电流值的差ΔI，从而得到二次电子的空间分布特性，即ΔI-θ曲线，其中θ可以选择两个相邻位置点的均值。

步骤1.16：推进器将样品推进至一确定纵向位置；转动装置驱动样品台翻转处于不同角度；不同翻转角度下测量顶部收集极和侧壁收集极电流；不同翻转角度下测量入射束流的总电流；根据不同翻转角度下测量的入射束流强度及顶部收集极和侧壁收集极电流确定二次电子产额与入射角度的关系。

步骤1.17：推进器将样品台推进至一确定位置，通过扫描栅极电压测量不同电压下的顶部收集极与侧壁收集极的电流，以获得二次电子的能谱特性。具体为，在某一位置点，取不同栅极电压U下的侧壁电流值I2，记ΔI2为两个相邻栅极电压下对应的侧壁电流值的差，做U-ΔI2曲线，即为二次电子能谱曲线，其中，U可以选择两个相邻栅极电压的均值。

步骤1.18：关闭电子枪，真空设备停止向真空室提供真空环境，真空室内充干燥氮气，取出待测样品。

在具体实施例中，当待测样品为绝缘样品时，二次电子特性参数的测量方法还包括：实时利用电位中和系统监测绝缘样品表面电位，当其表面电位大于预设阈值时，对绝缘样品表面电位进行中和的步骤。具体为：利用样品表面电位测量系统，随时监控样品表面电位，当样品表面电位大于阈值上限时，通过增大栅极电压，将二次电子反射回样品，进而中和介质表面电荷，直至表面电位小于阈值下限时，继续测试。在其他实施例中，对样品表面电位进行中和时，也可以采用其他方式，例如，当样品表面电位大于阈值上限时，给样品表面接通正压电源，进而中和样品表面电荷，直至表面电位小于阈值下限时，断开正压电源，继续测试。

需要说明的是，本实施例中提供的二次电子特性参数的测量方法中，以测量二次电子的空间分布特性、二次电子发射系数与入射角度的关系、二次电子的能谱曲线为顺序，在具体使用时，测量这三种参数的顺序可以根据实际需求改变，或者只测量其中的一种或两种参数。

本实施例提供的二次电子特性参数的测量装置和方法，可以实现二次电子特性参数的完整测量，其具有下面功能特点：(1)测量平台可以测量金属及绝缘介质的二次电子特性参数；(2)可以对不同测量样品的二次电子发射系数与入射电子能量进行扫描，即δ-E曲线，确定最大二次电子产额发生时的入射电子能量；(3)通过对不同位置点上的二次电子进行测量分析，以确定其空间分布特性；(4)通过能谱扫描实现二次电子能谱分布的准确测量，以分辨真实二次电子、弹性散射电子及散射电子的比例；(5)通过对绝缘样品的表面电位监控，利用中和介质表面电荷的方法，实现绝缘材料的二次电子测量。

本申请提出了通过二次电子的空间分布特性、二次电子产额与入射角度的关系、二次电子的能谱分布特性来对二次电子特性进行分析，为材料在二次电子发射特性方面的研究提供了新的方向，为更好地认识材料的二次电子发射特性奠定了基础。为测量上面三个特性参数，本申请提供的一种测量装置，能够准确测量出二次电子的空间分布特性、二次电子产额与入射角度的关系、二次电子的能谱分布特性，该测量装置不仅具有较优的操作性，而且通过其校验机制，能够较好地保证测量结果的准确性。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关硬件完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存取存储器、磁盘或光盘等。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.二次电子特性参数的测量装置，其特征在于，该装置包括：

真空系统，包括真空室及用于为真空室提供和维持真空环境的真空设备；

电子束发射系统，其包括安装在真空室内、用于发射电子束的电子枪；

二次电子探测器，其固定在真空室内，包括用于收集二次电子的侧壁收集极和顶部收集极，侧壁收集极和顶部收集极围合成筒状，侧壁收集极和顶部收集极通过绝缘环隔离，电子枪贯穿顶部收集极伸入二次电子探测器内部；

电流测量系统，包括分别与顶部收集极和侧壁收集极连接的第一电流测量计和第二电流测量计；

样品更换及调节系统，包括安装在真空室外的推进器及与之连接的样品台，样品台从二次电子探测器底部伸入其中，推进器驱动样品台上下移动。

2.如权利要求1所述的二次电子特性参数的测量装置，其特征在于，样品台一面用于夹持待测样品，另一面固定法拉第筒；所述样品更换及调节系统还包括位于真空室内连接样品台的转动装置，所述转动装置用于驱动样品台翻转至预设角度；电流测量系统还包括第三电流计，用于测量样品表面或法拉第筒的电流。

3.如权利要求1所述的二次电子特性参数的测量装置，其特征在于，所述二次电子探测器的侧壁收集极和顶部收集极内侧还分别固定安装栅极和接地极，栅极、接地极、收集极之间相互绝缘；栅极上连接偏压电源。

4.如权利要求1-3任一项所述的二次电子特性参数的测量装置，其特征在于，该装置还包括电位中和系统，用于当待测样品为绝缘样品时，对绝缘样品表面的电位进行监测和中和。

5.如权利要求1-3任一项所述的二次电子特性参数的测量装置，其特征在于，所述真空室上至少设置一个可开视窗，用于待测样品放置及观察。

6.一种采用权利要求1-5任一项所述的二次电子特性参数的测量装置进行二次电子特性参数测量的方法，其特征在于，该方法包括：

(1)将待测样品装载在样品台上；

(2)由真空系统为真空室提供真空环境；

(3)开启电子枪；

(4)通过推进器将样品台推进到预设位置；

(5)分别通过顶部收集极和侧壁收集极读取电流数据；

(6)通过推进器将样品台推进到下一位置，重复第(5)步操作；

(7)根据每次样品台的位置及侧壁收集极的电流读数确定二次电子的空间分布特性。

7.如权利要求6所述的二次电子特性参数测量方法，其特征在于，还包括进行不同入射角度入射束流下的二次电子产额测量的步骤，具体为：(1)推进器将样品推进至一确定纵向位置；(2)转动装置驱动样品台翻转处于不同角度；(3)不同翻转角度下测量顶部收集极和侧壁收集极电流；(4)不同翻转角度下测量入射束流的总电流；(4)根据不同翻转角度下测量的入射束流强度及顶部收集极和侧壁收集极电流确定二次电子产额与入射角度的关系。

8.如权利要求7所述的二次电子特性参数测量方法，其特征在于，还包括进行二次电子能谱测量的步骤，具体为：推进器将样品台推进至一确定位置，通过扫描栅极电压测量不同电压下的顶部收集极与侧壁收集极的电流，以获得二次电子的能谱特性。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在确定不同角度的二次电子电流分布之前，还包括：通过推进器将样品台推进到一固定位置，通过第一电流测量计、第二电流测量计和第三电流测量计测量电流，以得到二次电子发射系数；改变一次电子的入射能量，从而得到最大一次电子发射系数对应的入射能量，在确定二次电子空间分布特征、确定二次电子产额与入射角度的关系、二次电子的能谱分布特性步骤中，选择该入射能量作为一次电子的入射能量。

10.如权利要求6-9任一项所述的二次电子特性参数测量方法，其特征在于，当待测样品为绝缘样品时，还包括实时利用电位中和系统监测绝缘样品表面电位，当其表面电位大于预设阈值时，对绝缘样品表面电位进行中和的步骤。