CN111308542A - 一种电子枪束斑性能的测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子枪束斑性能的测量装置及测量方法，测量装置包括荷电控制电子枪、精密位移台、法拉第杯、皮安表、计算机。基于法拉第杯小孔扫描进行测量，获得束斑直径大小、束斑分布特性图、电子束发散角等电子束束斑性能的重要参数，以实现对电子束束斑全面、准确、深入地分析，进而能够准确判断电子枪产生的电子束是否满足使用要求，并对电子枪的结构设计优化和安装调试起到指导作用。

Description

一种电子枪束斑性能的测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及电子束性能测量技术领域，特别是涉及一种电子枪束斑性能的测量装置及测量方法。

背景技术

随着电子技术的发展，扫描电子显微镜(SEM)在科研和实际工作中扮演着越来越重要的角色。现今，SEM对材料形貌表征遇到的最大瓶颈是：由于非金属材料和有机材料导电性能不佳，入射电荷与出射电荷不守恒，进而导致电荷积累所产生的荷电现象。荷电现象会在样品表面及内部形成空间电场，进而动态地影响二次电子(SE)的产生、输运和出射过程，从而影响图像衬度信息，通常会造成图像的反差异常、图像畸变、图像漂移、亮点与亮线、立体感缺失等一系列影响，是最常见的严重影响到SEM图像质量的现象之一。为了避免荷电现象影响SEM成像质量，往往需要通过荷电控制电子枪发射电子以改变进入样品的电子数量和出射样品的电子数量，进而在样品表面达到电荷平衡。

荷电控制电子枪通常具有发射电子能量低，形成的电子束束斑面积大且均匀性好等特点。低能电子一方面不会激发物质原有的状态，可以避免对样品造成损伤，另一方面可以避免荷电现象产生。大的束斑面积且束流密度分布均匀的电子束可以提高电荷中和过程的效率并改善中和效果。因此荷电控制电子枪产生的电子束束斑的质量直接决定电荷中和效果，影响着SEM的成像质量。

目前关于束斑的测试方法主要有：电子束直接轰击法、CCD观察法、遮挡扫描法。直接轰击法属于定性的方式，其测量精度相对较差。CCD观察法对定量计算束斑的大小和分析均匀性具有一定的困难。遮挡扫描法在使用的过程中，由于电子束与固体的相互作用将产生以二次电子为主的干扰信号，给测量的准确性带来了不确定的影响。现有测试手段缺少准确有效的对荷电控制电子枪束斑性能测试的测试方法，不能验证荷电控制电子枪是否满足使用要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种电子枪束斑性能的测量装置及测量方法，利用法拉第杯的小孔扫描进行测量，能够准确有效的获取电子枪束斑的直径大小、束斑分布特性图、电子束发散角等电子束斑特性，进而能够准确判断电子枪产生的电子束是否满足使用要求，从而消除样品表面的电荷积累，以避免荷电现象影响SEM成像质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种电子枪束斑性能测量装置，包括荷电控制电子枪，法拉第杯，精密位移台，皮安表以及计算机；

所述荷电控制电子枪位于所述法拉第杯的上方；

所述法拉第杯固定连接在所述精密位移台上，与所述精密位移台同步运动，所述法拉第杯用于对所述荷电控制电子枪所发射的电子束进行扫描；

所述皮安表一端与所述法拉第杯连接，另一端与所述计算机通信连接；所述皮安表用于将所述法拉第杯各个扫描点的输出信号转换为对应的电流信号，并将所述电流信号传输至所述计算机；

所述计算机用于设置精密位移台的运动参数，并发出控制指令以控制精密位移台的运动；所述计算机还用于对接收到的各个扫描点的电流信号进行数据处理，以得到电子束束斑直径、束斑分布特性图以及电子束发散角。

一种电子枪束斑性能测量方法，所述测量方法采用上述电子枪束斑性能测量装置工作，包括如下步骤：

步骤一，设置荷电控制电子枪的工作参数，所述工作参数包括加速电压、阴极电流以及栅极电压；

步骤二，当皮安表的示数基本不再改变时，荷电控制电子枪处于稳定工作状态，此时，控制精密位移台移动，将法拉第杯移动至电子束束斑的中心点的正下方；

步骤三，控制所述精密位移台依次进行沿X轴、Y轴方向的匀速移动，并分别根据皮安表所传输的沿X轴和沿Y轴各个扫描点的电流值确定电子束束斑分别沿X轴、Y轴方向的直径；

步骤四，根据电子束束斑分别沿X、Y轴方向的直径确定扫描区域，控制所述精密位移台在扫描区域内移动，并根据所述皮安表所传输的各个扫描点的电流值确定电子束束斑的分布特性图；

步骤五，依据所述电子束束斑的分布特性图确定当前工作距离下的束斑直径；再控制所述精密位移台沿Z轴上升或下降任意距离，在该新工作距离下重复步骤二-步骤四，并依据所得到的电子束束斑的分布特性图确定新工作距离下的束斑直径，依据两种工作距离以及两种工作距离下所确定的束斑直径计算电子束的发散角。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

1.本发明所提供的电子枪束斑性能的测量方法，基于法拉第杯小孔扫描对束斑性能进行测量，与其他测量方法相比，使用该方法可以获取大量的扫描数据，通过对数据的处理分析，能够获得束斑直径大小、束斑分布特性图、电子束发散角等电子束束斑性能的重要参数，从而实现了对电子束束斑全面、准确、深入地分析，进而能够准确判断荷电控制电子枪是否满足使用要求，从而消除样品表面的电荷积累，以避免荷电现象影响SEM成像质量。

2.本发明所提供的电子枪束斑性能的测量装置，具有组成简单、操作简便等一系列优点。另外，利用该测量装置可以对除荷电控制电子枪外，其他电子枪的束斑性能进行测量。在实际操作中，可以通过改变电子枪的工作参数来获取电子枪束斑特性随电子枪的工作参数的规律，从而对荷电控制电子枪的结构设计优化和安装调试起到指导作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的电子枪束斑性能的测量装置的整体结构示意图。

图2是法拉第杯沿X轴的扫描结果。

图3是法拉第杯沿Y轴的扫描结果。

图4是法拉第杯在扫描区域内的运动轨迹示意图。

图5是利用电子枪束斑性能的测量装置测量得到的束斑分布特性图。

图6是电子束发散角的示意图。

图7是X轴和Y轴电子束发射角随栅极电压的变化趋势图。

符号说明：1-荷电控制电子枪，2-法拉第杯，3-精密位移台，4-皮安表， 5-计算机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种电子枪束斑性能的测量装置及测量方法，基于法拉第杯小孔扫描对束斑性能进行测量，获得束斑直径大小、束斑分布特性图、电子束发散角等电子束束斑性能的重要参数，从而实现了对电子束束斑全面、准确、深入地分析，进而能够准确判断荷电控制电子枪是否满足使用要求，从而消除样品表面的电荷积累，以避免荷电现象影响SEM成像质量。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一：如图1所示，本实施例提供的电子枪束斑性能测量装置，包括荷电控制电子枪1，法拉第杯2，精密位移台3，皮安表4以及计算机5。

各个部件之间的连接关系如下：荷电控制电子枪1位于法拉第杯2的上方。法拉第杯2固定连接在精密位移台3上，跟随精密位移台3同步运动。皮安表 4一端与法拉第杯2相连接，另一端与计算机5通信连接。

具体的，皮安表4可以通过BNC线与法拉第杯3相连接，皮安表4可以采用通用接口总线GPIB的方式或者串行接口线RS-232的方式与计算机5进行通讯。

各个部件的组成及功能如下：

荷电控制电子枪1用于产生电子束，本实施例中采用上述测量装置对该电子束的束斑性能进行测量，以便判断荷电控制电子枪1是否满足使用要求。

法拉第杯2上带有小孔，且小孔的直径比电子束束斑的直径至少小一个数量级。法拉第杯2用于接收荷电控制电子枪1所发射的电子束，在任一位置点接收荷电控制电子枪1所发射电子束的过程即为法拉第杯2的一次扫描过程。

作为一种优选的实施方案，法拉第杯2上端安装有屏蔽壳，屏蔽壳上有与法拉第杯2直径相同的开孔，且屏蔽壳接地，用于保证不进入法拉第杯2的电子束被导走，从而不会影响到测量过程。

精密位移台3能沿X轴方向左右移动、沿Y轴方向前后移动和/或沿Z轴方向上下移动，且精密位移台3沿三个轴同时或独立进行移动。精密位移台3 的移动由计算机5发送控制指令实现。精密位移台3用于带动法拉第杯2进行移动，且精密位移台3沿其设定好的运动轨迹，并按照运动步长运动所到达的各个位置点为法拉第杯2的各个扫描点。

皮安表4用于将法拉第杯2在各个扫描点的输出信号转换为对应的电流信号，并将该电流信号传输至计算机5。

计算机5用于设置精密位移台3的运动参数，包括精密位移台3的运动轨迹和运动步长，并发出控制指令以控制精密位移台3运动。计算机5还用于对接收到的各个扫描点的电流信号进行数据处理，以得到电子束束斑直径、束斑分布特性图以及电子束发散角等束斑性能信息。

该电子枪束斑性能测量装置的测量原理如下：计算机5设置精密位移台3 的运动轨迹和运动步长，并发出控制指令控制精密位移台3运动，且精密位移台3与法拉第杯2固定连接，以带动法拉第杯2进行同步运动，精密位移台3 沿运动轨迹以运动步长所到达的各个位置点即为法拉第杯2的各个扫描点。计算机5通过控制精密位移台3的运动使法拉第杯2在各个扫描点对荷电控制电子枪1输出的电子束进行扫描，同时，皮安表4将法拉第杯2在各个扫描点的输出信号转换为对应的电流信号，计算机5通过对接收到的各个扫描点的电流信号进行数据处理，以得到电子束束斑直径、束斑分布特性图以及电子束发散角等束斑性能信息。

计算机5根据接收到的各个扫描点的电流信号进行数据处理，以得到电子束束斑直径、束斑分布特性图以及电子束发散角等束斑性能信息的具体过程如下：

计算机5发出控制指令使精密位移台3沿X轴匀速移动，计算机5实时获取皮安表4将法拉第杯2的各个扫描点的输出信号转换得到的电流信号，并获取所有电流信号对应电流值中的最大值。再设定一目标比例系数，计算各个电流信号对应电流值分别占据最大电流值的实际比例系数，并选取实际比例系数大于目标比例系数的扫描点作为有效扫描点，然后以有效扫描点所对应的沿 X轴方向的扫描长度作为X轴方向的束斑直径大小。

作为一种优选的实施方案，获取有效扫描点后，再获取有效扫描点的数量，然后依据有效扫描点的数量以及精密位移台3的当前运动步长确定沿X轴方向的电子束的束斑直径。

同理，可确定沿Y轴方向的束斑直径大小。

计算机5根据电子束束斑分别沿X、Y轴的直径确定电子束束斑的理想束斑形状，并依据理想束斑形状确定扫描区域，且该扫描区域需要完全覆盖束斑面积。计算机5发出控制指令控制精密位移台3在扫描区域内匀速移动。扫描结束后，计算机5将接收到的电流信号以矩阵的形式存储，且每一个扫描点的位置对应该扫描点所对应的电流信号的电流值，依据该矩阵数据利用图像处理软件进行图像处理，即可生成电子束束斑分布特性图。

依据上述得到的电子束束斑的分布特性图获取当前工作距离下的束斑直径。再控制精密位移台3沿Z轴上升或下降任意距离，在该新工作距离下重复上述步骤，以获取新工作距离下的电子束束斑的分布特性图，进而确定新工作距离下的束斑直径，最后依据两种工作距离以及两种工作距离下所分别确定的束斑直径以得到电子束的发散角。

实施例二：本实施例公开了一种电子枪束斑性能的测量方法，该测量方法采用实施例一所述的电子枪束斑性能测量装置进行工作，包括如下步骤：

步骤一，设置荷电控制电子枪1的工作参数，工作参数包括加速电压、阴极电流以及栅极电压。

步骤二，当皮安表4的示数基本不再改变时，荷电控制电子枪1处于稳定工作状态，此时，控制精密位移台3移动，将法拉第杯2移动至电子束束斑的中心点的正下方；

该步骤具体包括：

步骤2-1，控制精密位移台3沿X轴、Y轴的移动，使法拉第杯2到达电子束束斑中心点的正下方附近；

步骤2-2，调节精密位移台3的运动步长，控制精密位移台3沿X轴、Y 轴的移动，同时精密位移台3每移动一运动步长则控制法拉第杯2扫描一次，并控制皮安表4将法拉第杯2的输出信号转换为电流信号；

步骤2-3，实时计算获取电流信号的变化情况，当电流信号所对应的电流值为最大值时，确定法拉第杯2所处的位置为电子束束斑的中心点的正下方。

作为一种可选的实施方案，计算机5设置精密位移台3的运动步长大于 0.5mm，并发出控制指令以控制精密位移台3沿X轴、Y轴的大范围移动，并通过视觉观察，使法拉第杯2到达电子束束斑中心点的正下方附近；

然后，计算机5设置精密位移台3的运动步长小于0.1mm，并发出控制指令以控制精密位移台3沿X轴、Y轴的小范围移动，并在每次移动一个运动步长后，利用法拉第杯2在该位置点进行扫描，且皮安表4将法拉第杯2在该扫描点的输出信号转换为对应的电流信号，实时观察皮安表4示数的变化情况，当皮安表4的示数达到最大值时，法拉第杯2在该最大值点所对应的位置即为电子束束斑的中心点的正下方。

步骤三，控制精密位移台3依次进行沿X轴、Y轴方向的匀速移动，并分别根据皮安表4所传输的沿X轴和沿Y轴各个扫描点的电流值确定电子束束斑分别沿X轴、Y轴方向的直径；

该步骤具体包括：

步骤3-1，以所得到的电子束束斑的中心点为原点，建立坐标系，该坐标系的X轴、Y轴的方向与精密位移台3的X轴、Y轴方向相同；

步骤3-2，控制精密位移台3进行沿X轴方向的匀速移动；

步骤3-3，实时获取皮安表4将法拉第杯2的各个扫描点的输出信号转换得到的电流信号，并获取所有电流信号对应电流值中的最大值；

步骤3-4，设定一目标比例系数，计算各个电流信号对应电流值分别占据最大电流值的实际比例系数，并实时比较所有扫描点的实际比例系数与所设定目标比例系数的大小，选取实际比例系数大于目标比例系数的扫描点作为有效扫描点；

步骤3-5，获取有效扫描点的数量，依据有效扫描点的数量以及精密位移台3的当前运动步长确定沿X轴方向的电子束的束斑直径；

步骤3-6，控制精密位移台3进行沿Y轴方向的匀速移动，重复步骤3-3 和步骤3-4；获取有效扫描点的数量，依据有效扫描点的数量以及精密位移台 3的当前运动步长确定沿Y轴方向的电子束的束斑直径。

具体的，计算机5发出控制指令使精密位移台3沿X轴匀速移动，且精密位移台3按运动步长所到达的各个位置点即为法拉第杯2的各个扫描点。皮安表4将法拉第杯2的各个扫描点的输出信号转换为对应的电流信号，并传输至计算机5进行存储，当皮安表4的示数始终为0时，则停止扫描。沿X轴的扫描结果如图2所示。计算机5依据存储的电流信号，选取所有电流信号所对应电流值中最大的电流值，并选取对应电流值在最大电流值的10％以上的扫描点作为束斑直径的有效扫描点，然后以有效扫描点所对应的扫描区间长度作为X轴方向的束斑直径大小。

计算机5发出控制指令使精密位移台3沿Y轴匀速移动。皮安表4将法拉第杯2的各个扫描点的输出信号转换为对应的电流信号，并传输至计算机5 进行存储，当皮安表4的示数始终为0时，则停止扫描。沿Y轴的扫描结果如图3所示。计算机5依据存储的电流信号，选取电流信号所对应电流值中最大的电流值，并选取对应电流值在最大电流值的10％以上的扫描点作为束斑直径的有效扫描点，然后以有效扫描点所对应的扫描区间长度作为Y轴方向的束斑直径大小。

步骤四，根据电子束束斑分别沿X、Y轴方向的直径确定扫描区域，控制精密位移台3在扫描区域内移动，并根据皮安表4所传输的各个扫描点的电流值以生成电子束束斑的分布特性图；

该步骤具体包括：

步骤4-1，根据电子束束斑分别沿X、Y轴的直径确定电子束束斑的理想束斑形状，并依据理想束斑形状确定扫描区域，该扫描区域完全覆盖束斑面积且扫描区域的中心与电子束束斑的中心点重合；

步骤4-2，控制精密位移台3在扫描区域内匀速移动，实时获取各个扫描点的电流信号，依据各个扫描点的位置以及各个扫描点对应电流信号的电流值，以生成电子束束斑分布特性图。

具体的，根据电子束束斑的大致直径确定扫描区域，具体为：根据X轴、 Y轴的束斑直径确定出电子束束斑的估计理想束斑形状，选择扫描区域的形状，本实施例中选择扫描区域为正方形，且该扫描区域需要完全覆盖束斑面积。

作为一种可选的实施方案，扫描区域的中心可以与电子束束斑的中心点相重合，以方便后期的图像处理。

计算机5设置精密位移台3的运动轨迹，也即法拉第杯2的移动轨迹，具体参见图4。同时，计算机5发出控制指令控制精密位移台3在扫描区域内匀速移动，同时皮安表4将法拉第杯2的各个扫描点的输出信号转换为电流信号，并将对应的电流信号传输至计算机5。扫描结束后，计算机5将接收到的电流信号以矩阵的形式存储，且每一个扫描点的位置对应该扫描点所对应的电流信号的电流值，依据该矩阵数据利用图像处理软件进行图像处理，即可生成电子束束斑分布特性图。生成的电子束束斑分布特性图参见图5。且电子束束斑的束流密度从里到外依次减小。

具体的，图像处理软件可为origin软件。

步骤五，依据电子束束斑的分布特性图确定当前工作距离下的束斑直径；再控制精密位移台3沿Z轴上升或下降任意距离，在该新工作距离下重复步骤二-步骤四，并依据所得到的电子束束斑的分布特性图确定新工作距离下的束斑直径，依据两种工作距离以及两种工作距离下所确定的束斑直径计算电子束的发散角。

具体的，电子束发散角是指电子束最外侧电子轨迹与精密位移台3Z轴方向的夹角，参见图6。具体的计算原理如图6所示，在原工作距离下获得束斑直径d2，并获取新的工作距离下的束斑直径d1，利用相似三角形的性质即可计算得到电子束发散角θ。

作为一种可选的实施方案，在当前工作距离下直接以步骤二测量得到的X 轴、Y轴方向的束斑直径之一作为当前工作距离下的束斑直径d2，在新工作距离下直接以步骤二测量得到的X轴、Y轴方向的束斑直径之一作为新工作距离下的束斑直径d1，利用相似三角形的性质即可计算得到电子束发散角θ。

参见图7，本发明还给出了X轴和Y轴电子束发射角θ随栅极电压的变化趋势图，进而通过改变电子枪的工作参数来获取电子枪束斑特性随电子枪的工作参数的规律，从而对荷电控制电子枪1的结构设计优化和安装调试起到指导作用。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种电子枪束斑性能测量装置，其特征在于：包括荷电控制电子枪，法拉第杯，精密位移台，皮安表以及计算机；

所述荷电控制电子枪位于所述法拉第杯的上方；

所述法拉第杯固定连接在所述精密位移台上，与所述精密位移台同步运动，所述法拉第杯用于对所述荷电控制电子枪所发射的电子束进行扫描；

所述皮安表一端与所述法拉第杯连接，另一端与所述计算机通信连接；所述皮安表用于将所述法拉第杯各个扫描点的输出信号转换为对应的电流信号，并将所述电流信号传输至所述计算机；

所述计算机用于设置精密位移台的运动参数，并发出控制指令以控制精密位移台的运动；所述计算机还用于对接收到的各个扫描点的电流信号进行数据处理，以得到电子束束斑直径、束斑分布特性图以及电子束发散角。

2.如权利要求1所述的电子枪束斑性能测量装置，其特征在于：所述法拉第杯上端安装有屏蔽壳，所述屏蔽壳上有与法拉第杯直径相同的开孔，且所述屏蔽壳接地。

3.如权利要求1所述的电子枪束斑性能测量装置，其特征在于：所述精密位移台能沿X轴方向左右移动、沿Y轴方向前后移动和/或沿Z轴方向上下移动。

4.如权利要求1所述的电子枪束斑性能测量装置，其特征在于：所述精密位移台的运动参数包括运动步长以及运动轨迹，且所述精密位移台沿所述运动轨迹按照运动步长运动所到达的各个位置点为所述法拉第杯的各个扫描点。

5.一种电子枪束斑性能测量方法，其特征在于：所述测量方法采用如权利要求1-4任一项所述的电子枪束斑性能测量装置工作，包括如下步骤：

步骤一，设置荷电控制电子枪的工作参数，所述工作参数包括加速电压、阴极电流以及栅极电压；

步骤二，当皮安表的示数基本不再改变时，荷电控制电子枪处于稳定工作状态，此时，控制精密位移台移动，将法拉第杯移动至电子束束斑的中心点的正下方；

步骤三，控制所述精密位移台依次进行沿X轴、Y轴方向的匀速移动，并分别根据皮安表所传输的沿X轴和沿Y轴各个扫描点的电流值确定电子束束斑分别沿X轴、Y轴方向的直径；

步骤四，根据电子束束斑分别沿X、Y轴方向的直径确定扫描区域，控制所述精密位移台在扫描区域内移动，并根据所述皮安表所传输的各个扫描点的电流值确定电子束束斑的分布特性图；

步骤五，依据所述电子束束斑的分布特性图确定当前工作距离下的束斑直径；再控制所述精密位移台沿Z轴上升或下降任意距离，在该新工作距离下重复步骤二-步骤四，并依据所得到的电子束束斑的分布特性图确定新工作距离下的束斑直径，依据两种工作距离以及两种工作距离下所确定的束斑直径计算电子束的发散角。

6.如权利要求5所述的电子枪束斑性能测量方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：

步骤2-1，控制精密位移台沿X轴、Y轴的移动，使所述法拉第杯到达电子束束斑中心点的正下方附近；

步骤2-2，调节精密位移台的运动步长，控制精密位移台沿X轴、Y轴的移动，同时精密位移台每移动一运动步长则控制所述法拉第杯扫描一次，并控制所述皮安表将所述法拉第杯的输出信号转换为电流信号；

步骤2-3，实时计算获取所述电流信号的变化情况，当所述电流信号所对应的电流值为最大值时，确定所述法拉第杯所处的位置为电子束束斑的中心点的正下方。

7.如权利要求5所述的电子枪束斑性能测量方法，其特征在于，所述步骤三具体包括：

步骤3-1，以所得到的电子束束斑的中心点为原点，建立坐标系，该坐标系的X轴、Y轴的方向与所述精密位移台的X轴、Y轴方向相同；

步骤3-2，控制所述精密位移台进行沿X轴方向的匀速移动；

步骤3-3，实时获取所述皮安表将所述法拉第杯的各个扫描点的输出信号转换得到的电流信号，并获取所有所述电流信号对应电流值中的最大值；

步骤3-4，设定一目标比例系数，计算各个所述电流信号对应电流值分别占据最大电流值的实际比例系数，并实时比较所有扫描点的实际比例系数与所设定目标比例系数的大小，选取实际比例系数大于目标比例系数的扫描点作为有效扫描点；

步骤3-5，获取有效扫描点的数量，依据有效扫描点的数量以及所述精密位移台的当前运动步长确定沿X轴方向的电子束的束斑直径；

步骤3-6，控制所述精密位移台进行沿Y轴方向的匀速移动，重复步骤3-3和步骤3-4；获取有效扫描点的数量，依据有效扫描点的数量以及所述精密位移台的当前运动步长确定沿Y轴方向的电子束的束斑直径。

8.如权利要求5所述的电子枪束斑性能测量方法，其特征在于，所述步骤四具体包括：

步骤4-1，根据电子束束斑分别沿X、Y轴的直径确定电子束束斑的理想束斑形状，并依据所述理想束斑形状确定扫描区域，所述扫描区域完全覆盖束斑面积且扫描区域的中心与电子束束斑的中心点重合；

步骤4-2，控制所述精密位移台在所述扫描区域内匀速移动，实时获取各个扫描点的电流信号，依据各个扫描点的位置以及各个扫描点对应电流信号的电流值，以生成电子束束斑分布特性图。

9.如权利要求5所述的电子枪束斑性能测量方法，其特征在于，所述电子束发散角是指电子束最外侧电子轨迹与所述精密位移台Z轴方向的夹角。

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