JP6882576B1 - 二次電子放出係数の測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度の二次電子放出係数の測定方法を提供する。【解決手段】走査型電子顕微鏡と、第一収集板と、第二収集板と、第一電流計と、第二電流計と、電圧計と、ファラデーカップと、を含み、ファラデーカップに入る注入電流Ｉ注入電流を測定する第一ステップと、第一収集板及び第二収集板を短絡し、測定試料を第一収集板と第二収集板との間に置き、測定試料と第一収集板との間に５０ボルトの正電圧を印加し、二次電子以外の電子の電流Ｉｏｔｈｅｒを獲得する第二ステップと、第一収集板及び第二収集板を短絡し、第一収集板と測定試料との間に正電圧を印加し、二次電子が形成する電流ＩＳＥを獲得する第三ステップと、ＩＳＥとI注入電流の比を求めて、二次電子放出係数δを求める。【選択図】図２

Description

本発明は、二次電子放出係数の測定方法に関する。

二次電子放出とは、物体の表面を電子流またはイオン流で衝撃して、電子を放出させるプロセスを指す。放出された電子は二次電子と呼ばれる。二次電子は、通常、試料表面から５〜１０ｎｍの深さの所で放出され、試料の表面形態に非常に敏感であるため、二次電子放出現象は、試料の表面形態を効果的に表示できる。二次電子の原理は、電子増倍管、光電子増倍管、マイクロチャネルプレート、ファラデーカップ、デーリー検出器などの検出要素や、走査型電子顕微鏡などの電子イメージング要素で使用される。電子技術の急速な発展に伴い、二次電子放出の現象が広く注目されている。

二次電子放出係数は、放出された二次電子と注入された電子との比であり、二次電子放出現象を測定するための重要な物理パラメータである。二次電子放出係数の要件は、状況によって異なる。例えば、光電子増倍管や電子増倍管では、二次電子放出係数が大きいほど良い。しかし、グリッド制御電子管や高圧電子管では、二次電子放出係数が小さいほど良く、さらに、二次電子放出現象が発生しないことが望ましい。したがって、二次電子放出係数の測定方法には、より高い精度が要求される。

従来の二次電子放出係数の測定方法では、他の方法で生成された試料の表面から脱出する低エネルギー電子は一般に除外されない。これらの低エネルギー電子は疑似二次電子である。従来の測定方法では疑似二次電子及び二次電子をそれぞれ区別できない。これにより、従来の測定方法で測定された二次電子放出係数の精度を低下させる。また、従来の二次電子放出係数の測定方法では、サイズの大きな三次元物体の二次電子放出係数しか測定できないという問題があった。

これによって、高精度の二次電子放出係数の測定方法を提供する必要がある。

二次電子放出係数の測定方法は、二次電子放出係数の測定装置によって注入電流Ｉ_注入電流を測定する第一ステップであって、前記二次電子放出係数の測定装置は走査型電子顕微鏡と、第一収集板と、第二収集板と、第一検流計と、第二検流計と、電圧計と、ファラデーカップと、を含み、前記第一収集板は第一貫通孔を有し、前記第二収集板は第二貫通孔を有し、前記ファラデーカップは電子入り口を有し、前記第一貫通孔、前記第二貫通孔、および前記電子入り口は貫通して設置され、前記第一貫通孔、前記第二貫通孔、および前記電子入り口は前記走査型電子顕微鏡のキャビティに設置され、前記走査型電子顕微鏡の電子放出端から放出される高エネルギー電子ビームは、前記第一貫通孔および前記第二貫通孔を順次通過して、前記ファラデーカップに入り、前記第二電流計によって、前記ファラデーカップに入る高エネルギー電子ビームによって形成される前記注入電流Ｉ_注入電流を測定する第一ステップと、前記第一収集板及び前記第二収集板を短絡し、測定試料を前記第一収集板と前記第二収集板との間に置き、前記測定試料と前記第一収集板との間に５０ボルトの正電圧を印加し、このとき、発生した二次電子は前記測定試料から脱出できず、前記第一収集板及び前記第二収集板では二次電子信号を収集することができず、すなわち、前記二次電子によって形成される電流Ｉ_ＳＥは理論的には０であり、前記第一電流計によって前記測定試料と前記第一収集板との間の電流Ｉ_１を測定し、前記第一電流計のバックグラウンド電流Ｉ_ＢＧ１は無視でき、式Ｉ_１＝Ｉ_ＢＧ１＋Ｉ_{ｏｔｈｅｒｓ}＋Ｉ_ＳＥによって、前記二次電子以外の電子の電流Ｉ_{ｏｔｈｅｒ}を獲得する第二ステップと、前記第一収集板及び前記第二収集板を短絡し、前記第一収集板と前記測定試料との間に正電圧を印加し、前記正電圧は、前記第一収集板と前記測定試料との間の電流Ｉ_２が飽和に達したときの正電圧であり、前記第一電流計によって前記測定試料と前記第一収集板との間の電流Ｉ_２を測定し、前記第一電流計のバックグラウンド電流Ｉ_ＢＧ２は無視でき、式Ｉ_２＝Ｉ_ＢＧ２＋Ｉ_{ｏｔｈｅｒｓ}＋Ｉ_ＳＥによって、前記二次電子が形成する電流Ｉ_ＳＥを獲得する第三ステップと、数１によって、二次電子放出係数δを獲得する第四ステップと、を含む。

前記第二ステップにおいて、前記測定試料と前記第一収集板との間に５０ボルトの正電圧を印加し、前記第一収集板の電圧は０Ｖであり、前記測定試料の電圧は５０Ｖである。

前記第三ステップにおいて、前記測定試料の電圧は０Ｖである。

前記第三ステップにおいて、前記第一収集板と前記測定試料との間の正電圧が２０Ｖである。

前記測定試料は二次元材料であり、その面積は１０平方ナノメートル以上５０平方ナノメートル以下である。

従来技術と比べて、本発明の二次電子放出係数の測定方法は二次電子信号及び疑似二次電子信を明確に区別でき、疑似二次電子信号を排除し、純粋な二次電子信号のシステムを獲得して、正確な二次電子放出係数を獲得できる。また、二次電子放出係数の測定方法は、ナノメートルサイズの二次元材料の二次電子放出係数を測定できる。

本発明の第一実施例の二次電子放出係数の測定装置の構造を示す図である。 本発明の第一実施例の二次電子放出係数の測定方法のフローチャートである。 本発明の二次電子放出係数の測定方法を採用して、異なる加速電圧で第一収集板と測定試料との間に印加される正電圧の変化によって測定される電流Ｉ_２の変化曲線を示す図である。 従来の二次電子放出係数の測定方法によって、異なる加速電圧で得られた金属モリブデンの二次電子放出係数を示す図である。 本発明の二次電子放出係数の測定方法によって、異なる加速電圧で得られた金属モリブデンの二次電子放出係数を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。

図１を参照すると、本発明の第一実施例は、二次電子放出係数の測定装置１００を提供する。二次電子放出係数の測定装置１００は、走査型電子顕微鏡１０と、第一収集板２０と、第二収集板３０と、第一電流計４０と、第二電流計５０と、電圧計６０と、ファラデーカップ７０と、を含む。

走査型電子顕微鏡１０は、高エネルギー電子ビームを放出するための電子放出端１０２を有する。第一収集板２０は第一貫通孔２０２を有する。第二収集板３０は第二貫通孔３０２を有する。ファラデーカップ７０は、電子入り口７０２を有する。第一貫通孔２０２、第二貫通孔３０２、および電子入り口７０２は貫通して設置される。第一収集板２０および第二収集板３０は、走査型電子顕微鏡１０のキャビティに設置され、且つ間隔をあけて互いに平行して設置される。第一収集板２０および第二収集板３０は、電子を収集することに用いられる。測定試料は、第一収集板２０と第二収集板３０との間に配置され、第一電流計４０の一つのターミナルが第一収集板２０に接続され、もう一つのターミナルの端子は、測定試料に接続される。高エネルギー電子ビームが測定試料に当たった後、電子は測定試料の表面から脱出する。第一電流計４０は、測定試料の表面から脱出された電子から第一収集板２０および第二収集板３０に衝突する電子の電流強度を試験するために使用される。電圧計６０の一つのターミナルの端子は第一収集板２０に接続され、もう一つのターミナルの端子は測定試料に接続される。電圧計６０は、第一収集板２０と測定試料との間の電圧差を試験するために使用される。ファラデーカップ７０は、走査型電子顕微鏡１０のキャビティに設置される。第二電流計５０の一つのターミナルはファラデーカップ７０に接続され、もう一つのターミナルの端子は接地されている。第二電流計５０は、走査型電子顕微鏡１０の電子放出端１０２から第一貫通孔２０２および第二貫通孔３０２を通ってファラデーカップ７０に入る高エネルギー電子ビームによって放出される電子の電流強度を試験するために使用される。

走査型電子顕微鏡１０の種類は制限されない。本実施例において、走査型電子顕微鏡１０は、ＦＥＩ Ｎｏｖａ ４５０である。走査型電子顕微鏡１０の電子放出端１０２から放出される高エネルギー電子ビームの直径は、必要に応じて選択できる。本発明では、走査型電子顕微鏡１０の電子放出端１０２から放出される高エネルギー電子ビームの集束ビームスポットの直径が数ナノメートルに達することがあるので、二次電子放出係数の測定装置１００は、測定試料の小さな局所領域の電子放出係数を測定することができる。したがって、二次電子放出係数の測定装置１００は、面積が小さい測定試料の二次電子放出係数を測定することができる。二次電子放出係数の測定装置１００はナノメートルサイズの二次元材料の二次電子放出係数を測定することができ、従来の二次電子放出係数の測定装置は、サイズの大きい三次元材料の二次電子放出係数しか測定できないという問題が解消されている。二次電子放出係数の測定装置１００は、１００平方ナノメートル未満の面積を有する二次元材料の二次電子放出係数を測定することができる。一つの例において、二次電子放出係数に測定装置１００は、１０平方ナノメートル以上５０平方ナノメートル以下の面積を有する二次元材料の二次電子放出係数を測定することができる。本実施例において、測定試料は、マクロサイズの二次元金属モリブデンである。本実施例において、走査型電子顕微鏡１０の電子放出端１０２から放出される高エネルギー電子ビームの集束ビームスポット直径は、１０ナノメートルである。

第一収集板２０のサイズは必要によって設計できる。第一収集板２０の材料は導電性材料であり、例えば、金属、導電性ポリマー、アンチモンスズ酸化物（ＡＴＯ）、グラファイト、またはインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のいずれかの一種である。本実施例において、第一収集板２０は銅板であり、銅板の形状は正方形であり、一辺の長さは１．５ｃｍである。

第二収集板３０のサイズは必要によって設計できる。第二収集板３０の材料は導電性材料であり、例えば、金属、導電性ポリマー、アンチモンスズ酸化物（ＡＴＯ）、グラファイト、またはインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のいずれかの一種である。第二収集板３０のサイズおよび材料は第一収集板２０のサイズおよび材料と同じであっても異なっていてもよい。本実施例において、第二収集板３０は銅板であり、銅板の形状は正方形であり、一辺の長さは１．５ｃｍである。

第一収集板２０の第一貫通孔２０２および第二収集板３０の第二貫通孔３０２は貫通して設置される。これにより、走査型電子顕微鏡１０の電子放出端から放出された高エネルギー電子ビームは第一貫通孔２０２および第二貫通孔３０２を通過して、ファラデーカップ７０に入る。第二収集板３０と第一収集板２０との間の距離は、必要によって選択できる。好ましくは、第二収集板３０と第一収集板２０との間の距離は、８０ミクロン以上１２０ミクロン以下である。本実施例において、第二収集板３０と第一収集板２０との間の距離は１００マイクロメートルである。

二次元材料は一般に単一の原子層またはいくつかの原子層であるため、二次元材料が高エネルギー電子ビームによって衝撃されると、二次電子が二次元材料の上表面および下表面で脱出する。本実施例において、第二収集板３０と第一収集板２０とは対向して設置される。二次元材料の二次電子放出係数を測定する場合、測定対象の二次元材料が第二収集板３０と第一収集板２０との間に設置される。第二収集板３０と第一収集板２０とを短絡させて二次電子をすべて収集することにより、二次電子の見落としを防止し、二次電子放出係数の測定装置１００の測定精度を向上させる。

第一電流計４０、第二電流計５０、および電圧計６０は、一つのソースメータに統合されてもよく、または電流計および電圧計がそれぞれ使用されてもよい。本実施例において、第一電流計４０、第二電流計５０、および電圧計６０は、ソースメータに統合され、ソースメータのタイプはソースメータ（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｂ２９０２Ａ）である。ソースメータは、この本実施例におけるソースメータに限定されず、別の従来のソースメータであってもよい。

第一電流計４０および第二電流計５０が別個の電流計を採用する場合、第一電流計４０および第二電流計５０は、従来の電流計であってもよい。第一電流計４０は測定試料から第一収集板２０および第二収集板３０への電子の電流強度を測定できればよい。第二電流計５０は、走査型電子顕微鏡１０の電子放出端１０２から第一収集板２０および第二収集板３０を順次に通る高エネルギー電子ビームがファラデーカップ７０に入れ、形成される注入電流を測定できればよい。電圧計６０は、第一収集板２０と測定試料との間の電圧差を測定することができる限り、従来の電圧計であってもよい。

さらに、二次電子放出係数の測定装置１００は電圧供給ユニット（図示せず）を含んでもよい。電圧供給ユニットは測定試料と第一収集板２０との間に電圧を印加することに用いる。本実施例において、電圧供給ユニットは外部電源である。

また、二次電子放出係数の測定装置１００は固定要素（図示せず）を含んでもよい。固定要素は測定試料を第一収集板２０と第二収集板３０との間に固定することに用いる。

二次電子放出係数の測定装置１００は、ナノメートルサイズの二次元材料の二次電子放出係数を測定でき、大きいサイズの三次元材料の二次電子放出係数しか測定できない従来の二次電子放出係数測定装置の問題が解消されている。二次電子放出係数の測定装置１００は、第一収集板２０と第二収集板３０との間に５０ｅＶの電圧を印加することにより、二次電子信号を他の信号と正確に区別でき、高エネルギー電子ビームに当たって測定試料表面から脱出する二次電子以外の電子の電流を得ることができる。第一収集板２０と第二収集板３０との間の電圧を再度調整することにより、疑似二次電子信号を排除し、純粋な二次電子信号のシステムを獲得して、正確な二次電子放出係数を獲得できる。また、二次電子放出係数の測定装置１００には第二収集板３０と第一収集板２０とは対向して設置される。二次元材料の二次電子放出係数を測定する場合、測定試料が第二収集板３０と第一収集板２０との間に設置される。第二収集板３０と第一収集板２０とを短絡させて測定試料の対向する二つの表面から脱出する二次電子をすべて収集でき、二次電子の見落としを防止し、二次電子放出係数の測定装置１００の測定精度を向上させる。二次電子放出係数の測定装置１００の信号対雑音比は比較的低く、測定試料の表面積に炭素を堆積する必要がないため、従来の二次電子放出係数の測定装置では、測定試料の表面の炭素が二次電子放出係数の測定精度に影響を与えるという問題が解消されている。二次電子放出係数の測定装置１００は、合理的な電気設計とシンプルな構造を持つ。

図２を参照すると、二次電子放出係数の測定装置１００を採用して、二次電子放出係数の測定方法を提供する。二次電子放出係数の測定方法は、以下のステップＳ１〜Ｓ４を含む。
Ｓ１では、二次電子放出係数の測定装置１００を提供し、走査型電子顕微鏡１０の電子放出端１０２から放出される高エネルギー電子ビームは、第一収集板２０の第一貫通孔２０２および第二収集板３０の第二貫通孔３０２を順次通過して、ファラデーカップ７０に入り、第二電流計５０によって、ファラデーカップ７０に入る高エネルギー電子ビームによって形成される注入電流Ｉ_注入電流を測定する。
Ｓ２では、第一収集板２０及び第二収集板３０を短絡し、測定試料を第一収集板２０と第二収集板３０との間に置き、測定試料と第一収集板２０との間に５０ボルトの正電圧を印加し、測定試料の電圧は、第一収集板２０の電圧に対して正電圧であり、このとき、生成した二次電子は測定試料から脱出できず、第一収集板２０及び第二収集板３０では二次電子信号を収集することができず、すなわち、二次電子によって形成される電流Ｉ_ＳＥは理論的には０であり、第一電流計４０によって測定試料と第一収集板２０との間の電流Ｉ_１を測定し、第一電流計４０のバックグラウンド電流Ｉ_ＢＧ１は無視でき、式Ｉ_１＝Ｉ_ＢＧ１＋Ｉ_{ｏｔｈｅｒｓ}＋Ｉ_ＳＥによって、二次電子以外の電子の電流Ｉ_{ｏｔｈｅｒ}を獲得する。
Ｓ３では、第一収集板２０及び第二収集板３０を短絡し、次に、第一収集板２０と測定試料との間に正電圧を印加し、第一収集板２０の電圧は、測定試料の電圧に対して正電圧であり、第一電流計４０によって、測定試料と第一収集板２０との間の電流Ｉ_２を測定し、第一電流計４０のバックグラウンド電流Ｉ_ＢＧ２は無視でき、式Ｉ_２＝Ｉ_ＢＧ２＋Ｉ_{ｏｔｈｅｒｓ}＋Ｉ_ＳＥによって、二次電子が形成する電流Ｉ_ＳＥを獲得する。
Ｓ４では、数１によって、二次電子放出係数δを獲得する。

ステップＳ１において、注入電流Ｉ_注入電流の大きさは、走査型電子顕微鏡１０の電子放出端１０２から放出される高エネルギー電子ビームのエネルギーに関係する。本実施例において、走査型電子顕微鏡１０の電子放出端によって放出される高エネルギー電子ビームの集束ビームスポット直径は１０ナノメートルであり、第二電流計５０によって測定される高エネルギー電子ビームによって注入される電流Ｉ_注入電流は３００ｐＡである。走査型電子顕微鏡１０の電子放出端１０２から放出される集束ビームスポット直径の大きさ及び高エネルギー電子ビームの注入電流Ｉ_注入電流の大きさは、本実施例に限定されるものではなく、必要に応じて設定することができる。

走査型電子顕微鏡１０の電子放出端１０２から放出される高エネルギー電子ビームの集束ビームスポットの直径が数ナノメートルに達することがあるので、二次電子放出係数の測定方法は、測定試料の小さな局所領域の電子放出係数を測定することができる。したがって、二次電子放出係数の測定方法は、面積が小さい測定試料の二次電子放出係数を測定することができる。二次電子放出係数測定方法はナノメートルサイズの二次元材料の二次電子放出係数を測定することができ、従来の二次電子放出係数の測定方法はサイズの大きい三次元材料の二次電子放出係数しか測定できないという問題が解消されている。二次電子放出係数の測定方法は、１００平方ナノメートル未満の面積を有する二次元材料の二次電子放出係数を測定することができる。一つの例において、二次電子放出係数の測定方法は、１０平方ナノメートル以上５０平方ナノメートル以下の面積を有する二次元材料の二次電子放出係数を測定することができる。

ステップＳ２において、第一収集板２０及び第二収集板３０を短絡し、測定試料を第一収集板２０と第二収集板３０との間に置き、測定試料と第一収集板２０との間に５０ボルトの電圧を印加する。広い意味では、５０ｅＶ未満のエネルギーを持つ電子は二次電子と呼ばれ、５０ｅＶより大きいエネルギーを持つ電子は二次電子ではない。これにより、測定試料と第一収集板２０との間に５０ボルトの電圧を印加する際、生成した二次電子は測定試料から脱出できず、第一収集板２０及び第二収集板３０では二次電子信号を収集することができない。すなわち、二次電子によって形成される電流Ｉ_ＳＥは理論的には０である。第一電流計４０によって、測定試料と第一収集板２０との間の電流Ｉ_１を測定する。また、第一電流計４０のバックグラウンド電流Ｉ_ＢＧ１は無視できる。これにより、式Ｉ_１＝Ｉ_ＢＧ１＋Ｉ_{ｏｔｈｅｒｓ}＋Ｉ_ＳＥによって、二次電子以外の電子の電流Ｉ_{ｏｔｈｅｒ}を獲得する。

本実施例において、測定試料と第一収集板２０との間に５０ボルトの正電圧を印加する。第一収集板２０の電圧は０Ｖであり、測定試料の電圧は５０Ｖである。測定試料と第一収集板２０との間の電圧差が正の５０ボルトである限り、第一収集板２０および測定試料の電圧は本実施例において限定されない。測定試料と第一収集板２０との間に印加される正電圧は、電圧計６０によって読み取られる。

本実施例において、測定試料は二次元金属モリブデンである。第一収集板２０及び第二収集板３０は、ワイヤーで直接に短絡されてもよい。

ステップＳ３において、第一収集板２０及び第二収集板３０はステップＳ２におけるワイヤーで直接に短絡されてもよい。そして、第一収集板２０と測定試料との間に正電圧が印加される。正電圧は、第一収集板２０と測定試料との間の測定電流Ｉ_２が飽和したときの正電圧である。第一収集板２０と測定試料との間に印加される正電圧が増加すると、電流Ｉ_２は最初に増加し、その後変化しないままである。電流Ｉ_２の飽和は、電流Ｉ_２が第一収集板２０と測定試料との間に印加される正電圧の増加に伴って増加しないことを意味する。電流Ｉ_２の飽和に達した後に、第一収集板２０と測定試料との間に印加される正電圧は増加し続けても、第一収集板２０と測定試料との間で測定される電流Ｉ_２は変化しない。その原因は以下である。印加する正電圧が高くなると、第一収集板２０および第二収集板３０で収集される二次電子も徐々に増加する。このとき、第一収集板２０と測定試料との間で測定される電流Ｉ_２は徐々に増加する。次に、生成した二次電子が第一収集板２０および第二収集板３０により完全に収集された後、第一収集板２０と測定試料との間に印加される正電圧が増加し続けても、第一収集板２０と測定試料との間で測定された電流Ｉ_２は変化しなくなる。このとき、電流Ｉ_２が飽和し、このときの正電圧をステップＳ３で正電圧と定義する。本実施例において、第一収集板２０と測定試料との間の正電圧が約２０Ｖであるとき、第一収集板２０と測定試料との間の測定電流Ｉ_２は飽和する。

本実施例において、正電圧が第一収集板２０と測定試料との間に印加され、測定試料の電圧は０Ｖである。第一収集板２０と測定試料との間に正電圧が印加され、正電圧は、第一収集板２０と測定試料との間に測定された電流Ｉ_２が飽和に達したときの正電圧であることが保証できればよく、測定試料の電圧は本実施例に限定されない。第一収集板２０と測定試料と間に印加される正電圧の大きさは、電圧計６０によって読み取られる。電圧供給ユニットを使用して、ステップＳ２で第一収集板２０と測定試料との間に５０ボルトの正電圧を印加し、ステップＳ３で第一収集板２０と測定試料との間に正電圧を印加する。本実施例において、電圧供給ユニットは外部電源である。

図３は、本発明の二次電子放出係数の測定方法を採用し、異なる加速電圧で第一収集板２０と測定試料との間に印加される正電圧の変化によって測定される電流Ｉ_２の変化曲線を示す図である。図３を示すように、印加される正電圧の増加に伴い、電流Ｉ_２は徐々に増加し、印加される正電圧が約２０Ｖである際、電流Ｉ_２は飽和する。第一収集板２０と測定試料との間に同じ正電圧が印加される際、加速電圧が高いほど、第一収集板２０と測定試料との間の電流Ｉ_２が大きい。この原因は、加速電圧が高いほど電子ビームのエネルギーが高くなり、電子ビームが測定試料の表面に衝突すると、作用距離も大きくなり、生成する二次電子の数が多くなることである。

図４は、従来の二次電子放出係数の測定方法によって、異なる加速電圧で得られた金属モリブデンの二次電子放出係数を示す図である。図５は、本発明の二次電子放出係数の測定方法によって、異なる加速電圧で得られた金属モリブデンの二次電子放出係数を示す図である。図４と図５を比較すると、同じ加速電圧において、本発明の二次電子放出係数の測定方法を用いて得られた金属モリブデンの二次電子放出係数は、従来の二次電子放出係数の測定方法を用いて得られた金属モリブデンの二次電子放出係数よりも小さいことがわかる。その原因は以下である。一方で、本発明の二次電子放出係数の測定方法は、従来の二次電子放出係数の測定方法により生成された表面から脱出する疑似二次電子を除去する。もう一方で、本発明の二次電子放出係数の測定方法では、測定試料の表面に炭素が存在しないため、試料表面の炭素が二次電子放出係数に及ぼす影響を回避することができる。したがって、本発明の二次電子放出係数の測定方法は、より高い精度を有する。

本発明の二次電子放出係数の測定方法は、ナノメートルサイズの二次元材料の二次電子放出係数を測定でき、大きいサイズの三次元材料の二次電子放出係数しか測定できない従来の二次電子放出係数の測定方法の問題が解消されている。二次電子放出係数の測定方法は疑似二次電子信号を排除し、純粋な二次電子信号のシステムを獲得して、正確な二次電子放出係数を獲得できる。また、第二収集板と第一収集板とは対向して設置される。二次元材料の二次電子放出係数を測定する場合、測定試料を第二収集板と第一収集板との間に設置される。第二収集板と第一収集板とを短絡させて測定試料の対向する二つの表面から脱出する二次電子をすべて収集でき、二次電子の見落としを防止できる。これにより、二次電子放出係数の測定方法によって測定される二次電子放出係数の測定精度を向上させる。二次電子放出係数の測定方法には、測定試料の表面積に炭素を堆積する必要がないため、従来の二次電子放出係の数測定方法では、測定試料の表面の炭素が二次電子放出係数の測定精度に影響を与えるという問題が解消されている。

１００ 二次電子放出係数の測定装置
１０ 走査型電子顕微鏡
１０２ 電子放出端
２０ 第一収集板
２０２ 第一貫通孔
３０ 第二収集板
３０２ 第二貫通孔
４０ 第一電流計
５０ 第二電流計
６０ 電圧計
７０ ファラデーカップ
７０２ 電子入り口

Claims (5)

1. 二次電子放出係数の測定装置によって注入電流Ｉ_注入電流を測定する第一ステップであって、前記二次電子放出係数の測定装置は走査型電子顕微鏡と、第一収集板と、第二収集板と、第一電流計と、第二電流計と、電圧計と、ファラデーカップと、を含み、前記第一収集板は第一貫通孔を有し、前記第二収集板は第二貫通孔を有し、前記ファラデーカップは電子入り口を有し、前記第一貫通孔、前記第二貫通孔、および前記電子入り口は貫通して設置され、前記第一貫通孔、前記第二貫通孔、および前記電子入り口は前記走査型電子顕微鏡のキャビティに設置され、前記走査型電子顕微鏡の電子放出端から放出される高エネルギー電子ビームは、前記第一貫通孔および前記第二貫通孔を順次通過して、前記ファラデーカップに入り、前記第二電流計によって、前記ファラデーカップに入る高エネルギー電子ビームによって形成される前記注入電流Ｉ_注入電流を測定する第一ステップと、
   前記第一収集板及び前記第二収集板を短絡し、測定試料を前記第一収集板と前記第二収集板との間に置き、前記測定試料と前記第一収集板との間に５０ボルトの正電圧を印加し、このとき、発生した二次電子は前記測定試料から脱出できず、前記第一収集板及び前記第二収集板では二次電子信号を収集することができず、すなわち、前記二次電子によって形成される電流Ｉ_ＳＥは理論的には０であり、前記第一電流計によって前記測定試料と前記第一収集板との間の電流Ｉ_１を測定し、前記第一電流計のバックグラウンド電流Ｉ_ＢＧ１は無視でき、式Ｉ_１＝Ｉ_ＢＧ１＋Ｉ_{ｏｔｈｅｒｓ}＋Ｉ_ＳＥによって、前記二次電子以外の電子の電流Ｉ _{ｏｔｈｅｒｓ} を獲得する第二ステップと、
   前記第一収集板及び前記第二収集板を短絡し、前記第一収集板と前記測定試料との間に正電圧を印加し、前記正電圧は、前記第一収集板と前記測定試料との間の電流Ｉ_２が飽和に達したときの正電圧であり、前記第一電流計によって前記測定試料と前記第一収集板との間の電流Ｉ_２を測定し、前記第一電流計のバックグラウンド電流Ｉ_ＢＧ２は無視でき、式Ｉ_２＝Ｉ_ＢＧ２＋Ｉ_{ｏｔｈｅｒｓ}＋Ｉ_ＳＥによって、前記二次電子が形成する電流Ｉ_ＳＥを獲得する第三ステップと、
   数１によって、二次電子放出係数δを獲得する第四ステップと、
   を含むことを特徴とする二次電子放出係数の測定方法。
   

   
2. 前記第二ステップにおいて、前記測定試料と前記第一収集板との間に５０ボルトの正電圧を印加し、前記第一収集板の電圧は０Ｖであり、前記測定試料の電圧は５０Ｖであることを特徴とする、請求項１に記載の二次電子放出係数の測定方法。
3. 前記第三ステップにおいて、前記測定試料の電圧は０Ｖであることを特徴とする、請求項１に記載の二次電子放出係数の測定方法。
4. 前記第三ステップにおいて、前記第一収集板と前記測定試料との間の正電圧が２０Ｖであることを特徴とする、請求項１に記載の二次電子放出係数の測定方法。
5. 前記測定試料は二次元材料であり、その面積は１０平方ナノメートル以上５０平方ナノメートル以下であることを特徴とする、請求項１に記載の二次電子放出係数の測定方法。

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