JP7280977B2 - 荷電粒子ビーム装置 - Google Patents

Description

本発明は荷電粒子ビーム装置に関し、特に、電子線をブランキングにより遮断する荷電粒子ビーム装置に利用できるものである。

走査電子顕微鏡等に代表される荷電粒子ビーム装置は、試料に荷電粒子線を照射し、試料からの反射電子または二次電子をシンチレータまたは光電子増倍管などの検出器で電気信号に変換し、増幅回路、演算処理回路およびディスプレイを通して、試料上に形成された微細パターンの寸法を計測する装置である。

近年、半導体パターンの３次元化の進展に伴い、深溝や深穴の寸法を高精度に計測することが要求されている。深溝や深穴の底部から放出される電子の大部分は、溝または穴の側面に衝突して散乱するため電子の検出量が少なく、装置内部で発生するノイズが検出信号に重畳すると信号対雑音比（Signal to Noise Ratio：ＳＮＲ）が極端に低下し、寸法計測の精度が低下する。このため、電子ビームの加速電圧を従来装置よりも高くし、深溝または深穴の底部から放出される電子数を増やすことで計測精度を向上することが要求される。

電子ビームの高加速化に対応し、かつ低ノイズでブランキングを行う方法として、例えば、特許文献１（特開２０１９－１３３７８９号公報）には、電子ビームの照射方向に上下２段ブランキング電極を設置し、同じ方向に配置する各段ブランキング電極にある対向する２つの電極のうち互いに逆側の電極とグランドとを接続したブランキング制御回路が開示されている。ここでは、ブランキングＯＮ時に、正電圧を上段ブランキング電極の残りの電極へ出力し、負電圧を下段ブランキング電極の残りの電極へ出力する。また、ブランキングＯＦＦ時に、上段ブランキング電極の残りの電極と、下段ブランキング電極の残りの電極とに同一グランド基準信号を出力する。

特開２０１９－１３３７８９号公報

電子線を遮断するブランキング制御回路のＯＦＦ時においてブランキング電極にノイズが印加されると、電子ビームが意図しない方向に照射され、計測精度が低下する問題がある。ブランキング電極に加わるノイズとしては、ＧＮＤ端子から侵入するノイズと、電源ノイズとが存在する。

特許文献１では、上下２段のブランキング電極にノイズ電界を逆方向に生成し、ノイズ電界による電子ビームの揺れを上下２段のブランキング電極で相殺して低ノイズ化を図ることが記されている。しかし、上下２段のブランキング電極は電子ビームに対する偏向感度に差異がある。よって、上下２段のブランキング電極でノイズ電界を相殺するためには、偏向感度に応じてブランキング電極に加わるノイズ電圧を調整する手段が必要であり、実現の難易度が高い。また、特許文献１が対象とするノイズは、ブランキング制御回路のＧＮＤ端子から侵入するノイズを想定しており、電源ノイズについては考慮されていない。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、低ノイズのブランキング制御回路を備えた荷電粒子ビーム装置を提供することにある。

その他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される実施の形態のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

一実施の形態である荷電粒子ビーム装置は、試料を搭載可能なステージと、試料に対し荷電粒子を射出する荷電粒子銃と、電圧源と、電圧源から電圧が供給される第１スイッチング回路と、一端がグランドに接続された第２スイッチング回路と、一端がグランドに接続された第３スイッチング回路と、電圧源から電圧が供給される第４スイッチング回路と、第１スイッチング回路と第２スイッチング回路とに接続された、第１ブランキング電極と、第１ブランキング電極と対向し、第３スイッチング回路と第４スイッチング回路とに接続された、第２ブランキング電極と、第１スイッチング回路、第２スイッチング回路、第３スイッチング回路および第４スイッチング回路を制御する制御回路と、を有するものである。

代表的な実施の形態によれば、荷電粒子ビーム装置の性能を向上させることができる。特に、計測精度を向上させることができる。

本発明の実施の形態１に係る荷電粒子ビーム装置の構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係るブランキング制御回路の概念図である。 本発明の実施の形態１に係るブランキング制御回路の概念図である。 本発明の実施の形態１に係るブランキング制御回路を示す回路図である。 本発明の実施の形態１の変形例１に係るブランキング制御回路を示す回路図である。 本発明の実施の形態１の変形例２に係るブランキング制御回路を示す回路図である。 本発明の実施の形態１の変形例３に係るブランキング制御回路を示す回路図である。 本発明の実施の形態２に係るブランキング制御回路を示す回路図である。 本発明の実施の形態３に係るブランキング制御回路を示す回路図である。 本発明の実施の形態３に係るブランキング制御回路において、ブランキング制御信号とブランキング電極に印加される電圧を示す波形図である。 本発明の実施の形態３の変形例に係るブランキング制御回路を示す回路図である。 本発明の実施の形態３の変形例に係るブランキング制御回路において、ブランキング制御信号とブランキング電極に印加される電圧を示す波形図である。 本発明の実施の形態４に係るブランキング制御回路を示す回路図である。 本発明の実施の形態４に係るブランキング電極に加わるノイズ電圧の周波数特性を示すグラフである。 本発明の実施の形態５に係るブランキング制御回路を示す回路図である。 本発明の実施の形態５に係るブランキングによる電子ビームの偏向方法の位置関係を示す平面図である。 本発明の実施の形態６に係るブランキング制御回路を示す回路図である。 本発明の実施の形態６に係るブランキングによる電子ビームの偏向方法の位置関係を示す側面図である。 本発明の実施の形態６に係るブランキングによる電子ビームの偏向方法の位置関係を示す側面図である。 本発明の実施の形態６に係るブランキングによる電子ビームの偏向方法の位置関係を示す側面図である。 本発明の実施の形態６に係るブランキングによる電子ビームの偏向方法の位置関係を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、実施の形態では、特に必要なときを除き、同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
（実施の形態１）

図１は、本発明の実施の形態１に係る荷電粒子ビーム装置の構成の一例を示す概略図で
ある。図１に示すように、荷電粒子ビーム装置は、カラム（電子光学鏡筒）１００、電子ビーム（荷電粒子ビーム）１０２を照射（射出）する荷電粒子銃（電子銃）１０１、および、電子ビーム１０２を集束する集束レンズ１０３を備えている。荷電粒子ビーム装置は、さらに、電子ビーム１０２の方向を変え、電子ビーム１０２を測定対象物である試料１０９上で走査する位置を制御する偏向電極１０７、電子ビーム１０２を偏向してアパーチャ１１１に当てることにより試料１０９上への照射を遮断する複数のブランキング電極１０４、および、電子ビーム１０２を再び集束させる対物レンズ１０８を備えている。荷電粒子ビーム装置は、さらに、試料１０９を搭載して移動可能なステージ１１０、および、電子ビーム１０２が照射されて走査された試料１０９から放出される２次電子１０６を検出する検出器１０５を備えている。

また、荷電粒子ビーム装置は、電子光学制御部２００（ブランキング制御回路２０１を含む）、信号検出・画像処理部３００、偏向制御部４００、機構制御部５００および全体制御部６００を備えている。

全体制御部６００は、荷電粒子ビーム装置の全体を制御する処理を行う。例えば、全体制御部６００は、計測・検査条件に応じて、電子光学制御部２００、偏向制御部４００および機構制御部５００などを制御することで、計測・検査の処理を行う。計測・検査の実行時、全体制御部６００は、信号検出・画像処理部３００を通して生成された画像データを受信し、ＧＵＩ（Graphical User Interface）画面などに表示させる。

ブランキング電極１０４は、２枚１組で互いに平行に配置された金属板により構成されている。すなわち、当該２つの金属板は、互いに対向して配置されている。電子光学制御部２００は、全体制御部６００からの制御に従い、カラム１００内の電子光学系（集束レンズ１０３、ブランキング電極１０４および対物レンズ１０８）を制御する。特に、ブランキング制御回路２０１は、全体制御部６００から供給されるブランキング制御信号に基づき、ブランキング電極１０４に対して、信号ラインを通してブランキング電圧を印加することにより、電子ビーム１０２の試料１０９上への照射のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。ブランキング制御信号がＯＮのときは、ブランキング電極１０４に電圧が印加されて電極間に電界が生じ、電子ビーム１０２が偏向されてアパーチャ１１１により遮断される。したがって、電子ビーム１０２は試料１０９に照射されない。また、ブランキング制御信号がＯＦＦのときは、ブランキング電極１０４に電圧が印加されないため、電極間に電界は生じず、電子ビーム１０２はアパーチャ１１１を通過して試料１０９に照射される。

次に、実施の形態１に係るブランキング制御回路２０１の概念図の一例を図２および図３に示す。本実施の形態のブランキング電極１０４は、空中における電子ビーム１０２の照射位置を中央に挟んで、電子ビーム１０２の照射方向に対し垂直な方向において互いに対向する第１電極（ブランキング電極）１０４ａおよび第２電極（ブランキング電極）１０４ｂを備えている。ブランキング制御回路２０１は、スイッチング回路２０２～２０５、負電圧（ＶＳＳ）を発生（生成）する電圧源２０６、および、全体制御部６００からのブランキング制御信号に基づいてスイッチング回路２０２～２０５のＯＮ／ＯＦＦを制御するドライバ回路２０７を備えている。つまり、ドライバ回路２０７は、スイッチング回路２０２～２０５のそれぞれを、ＯＮ状態（導通状態）またはＯＦＦ状態（非導通状態）のいずれかに制御することができる。ここでいうスイッチング回路は、複数の素子を接続した回路であってもよく、単体の素子から成るスイッチング素子であってもよい。

電圧源２０６の負電圧（ＶＳＳ）出力は、スイッチング回路２０２を介して第１電極１０４ａに接続され、またスイッチング回路２０５を介して第２電極１０４ｂに接続されている。ブランキング制御回路２０１上に設けられた共通のグランド（共通のグランド基準点、共通のＧＮＤ）２０８は、スイッチング回路２０３を介して第１電極１０４ａに接続され、またスイッチング回路２０４を介して第２電極１０４ｂに接続されている。以下では、共通のグランド２０８を共通のＧＮＤ２０８と呼ぶ。

すなわち、ブランキング制御回路２０１は、電圧源２０６から電圧が供給されるスイッチング回路（第１スイッチング回路）２０２、一端が共通のＧＮＤ２０８に接続されたスイッチング回路（第２スイッチング回路）２０３、一端が共通のＧＮＤ２０８に接続されたスイッチング回路（第３スイッチング回路）２０４、および、電圧源２０６から電圧が供給されるスイッチング回路（第４スイッチング回路）２０５を備えている。

図２に、ブランキング制御信号がＯＮの状態を示す。このとき、ドライバ回路２０７は、スイッチング回路２０２、２０４をＯＮ、スイッチング回路２０３、２０５をＯＦＦとすることで、第１電極１０４ａに負電圧（ＶＳＳ）を接続し、第２電極１０４ｂに共通のＧＮＤ２０８を接続する。つまり、第１電極１０４ａには負電圧（ＶＳＳ）が印加され、第２電極１０４ｂにＧＮＤ電位が印加される。これにより、第２電極１０４ｂから第１電極１０４ａの方向にブランキング電界が生じ、電子ビーム１０２を偏向することができる。図２では、ブランキング電界を白い矢印で示している。このように電子ビーム１０２を偏向することで電子ビーム１０２は遮断され、試料に対し照射されなくなる。つまり、ブランキングが行われる。

図３に、ブランキング制御信号がＯＦＦの状態を示す。このとき、ドライバ回路２０７は、スイッチング回路２０３、２０４をＯＮ、スイッチング回路２０２、２０５をＯＦＦとすることで、第１電極１０４ａおよび第２電極１０４ｂに共通のＧＮＤ２０８を接続する。これにより、第１電極１０４ａと第２電極１０４ｂとの間にブランキング電界は生じず、電子ビーム１０２は試料１０９に照射される。

図４に、本実施の形態におけるブランキング制御回路２０１の具体的な構成例として回路図を示す。

ここでのスイッチング回路２０２、２０５（図２参照）は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）１２、１５である。ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２、１５のソース（ソース端子）は負電圧（ＶＳＳ）に接続され、ゲート（ゲート端子）はドライバ回路２０７に接続されている。ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２のドレイン（ドレイン端子）は第１電極１０４ａに接続され、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１５のドレインは第２電極１０４ｂに接続されている。また、ここでのスイッチング回路２０３、２０４（図２参照）は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３、１４である。ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３、１４のソースは共通のＧＮＤ２０８に接続され、ゲートはドライバ回路２０７に接続されている。ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３のドレインは第１電極１０４ａに接続され、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１４のドレインは第２電極１０４ｂに接続されている。

また、図４には、本実施の形態における低ノイズ効果を説明するために、電源ノイズ２０９およびＧＮＤノイズ２１０を示している。電源ノイズ２０９は、例えば、電圧源２０６により出力されるノイズであり、スイッチングに伴う高周波スパイクノイズまたはリップルノイズなどが含まれる。ＧＮＤノイズ２１０は、共通のＧＮＤ２０８に生じるノイズ成分である。ＧＮＤノイズ２１０には、例えば、ブランキング制御回路２０１上の素子等が消費した電流のリターンがＧＮＤを流れることにより生じるＧＮＤ電位変動、荷電粒子ビーム装置上の他の回路などにより生じたノイズが伝導したもの、または、放射によりブランキング制御回路２０１に混入されたノイズなどが含まれる。

図４では、ブランキングがＯＮのときの電子ビーム１０２の軌道として、電子ビーム２ＯＮを示し、ブランキングがＯＦＦのときの電子ビーム１０２の軌道として、電子ビーム２ＯＦＦを示している。このことは、後の説明で用いる図５～図９、図１１および図１３でも同様である。

図４において、ブランキング制御信号がＯＮのとき、ドライバ回路２０７は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２およびＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１４をＯＮ、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３およびＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１５をＯＦＦとすることで、第１電極１０４ａに負電圧（ＶＳＳ）を接続し、第２電極１０４ｂに共通のＧＮＤ２０８を接続する。これにより、電極間にブランキング電界が生じ、電子ビーム１０２を偏向することができる。

また、ブランキング制御信号がＯＦＦのとき、ドライバ回路２０７は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２、１５をＯＦＦ、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３、１４をＯＮとすることで、第１電極１０４ａおよび第２電極１０４ｂに共通のＧＮＤ２０８を接続する。このとき、ＧＮＤノイズ２１０は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３、１４の主にオン抵抗を介して、それぞれ第１電極１０４ａおよび第２電極１０４ｂに伝導される。ＧＮＤノイズ２１０は、第１電極１０４ａおよび第２電極１０４ｂに対して同振幅、同位相で加わるため、電極間にＧＮＤノイズ２１０による電界は生じない。また、電源ノイズ２０９は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２、１５の主にドレイン－ソース間の寄生容量を介して、それぞれ第１電極１０４ａおよび第２電極１０４ｂに伝導される。電源ノイズ２０９についても、第１電極１０４ａおよび第２電極１０４ｂに対して同振幅、同位相で加わるため、電極間に電源ノイズ２０９による電界は生じない。したがって、低ノイズ化を実現できる。
＜本実施の形態の効果＞

電子線を遮断するブランキングを行う荷電粒子ビーム装置では、ブランキング制御回路がＯＦＦのときにおいて、対向するブランキング電極の一方にノイズが印加される場合がある。この場合、ブランキング電極間に電界が生じ、電子ビームが意図しない方向に曲がって照射され、計測精度が低下する問題がある。つまり、ブランキング制御回路がＯＦＦのときには、ノイズによる電子ビームの偏向を防ぎ、電子ビームを真っ直ぐ試料に照射させることが重要となる。

そこで、本実施の形態では、電圧源２０６と第１電極１０４ａとの間に接続されたＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２と、電圧源２０６と第２電極１０４ｂとの間に接続されたＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１５と、共通のＧＮＤ２０８と第１電極１０４ａとの間に接続されたＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３と、共通のＧＮＤ２０８と第２電極１０４ｂとの間に接続されたＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１４とを設けている。

ブランキング制御信号をＯＦＦにする動作の際には、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２、１５を共にＯＦＦとする。ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２、１５が共にＯＦＦであっても、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２、１５の主にドレイン－ソース間の寄生容量を介して電源ノイズ２０９が第１電極１０４ａおよび第２電極１０４ｂに伝導される。しかし、第１電極１０４ａおよび第２電極１０４ｂのそれぞれには同様の電源ノイズ２０９が加わるため、電極間に当該ノイズに起因する電界が生じることを防ぐことができる。

また、ブランキング制御信号をＯＦＦにする動作の際には、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３、１４を共にＯＮとする。このとき、ＧＮＤノイズ２１０は、第１電極１０４ａおよび第２電極１０４ｂのそれぞれに対して同様に加わるため、電極間に当該ノイズに起因する電界が生じることを防ぐことができる。

また、本実施の形態によれば、電源ノイズ２０９およびＧＮＤノイズ２１０が大きい場合であってもブランキング電極１０４の電極間にノイズ電界が生じず、低ノイズ化を実現できる。このため、ブランキング電極１０４の電極間距離を短く設計することが可能である。ブランキング電極１０４の感度（印加電圧あたりの偏向距離）は、電極間距離が短いほど感度が高い。よって、電極間距離を短くすることにより、１対のブランキング電極１０４のみで高加速電子ビームを偏向するために必要な感度を得ることができる。また、高加速電子ビームを偏向するためにブランキング電圧を高くする必要がない。さらに、ブランキング制御回路２０１にノイズを低減するためのフィルタ回路を挿入する必要がない。このため、ブランキング応答速度を向上（図１に示す電子ビーム１０２の試料１０９への照射／遮断の切り替えに要する時間を短縮）することができる。

以上より、ブランキングがＯＦＦのときにおける、電源ノイズ２０９およびＧＮＤノイズ２１０による電極間の電界の発生に起因する電子ビームへの影響を低減することができる。すなわち、荷電粒子ビーム装置の計測精度を向上させることができるため、荷電粒子ビーム装置の性能を向上させることができる。

ここでは、スイッチング回路２０２～２０５に用いるＦＥＴ素子としてＭＯＳＦＥＴを用いた場合について説明したが、当該ＦＥＴ素子は、例えばバイポーラトランジスタであってもよい。その場合、上述した実施の形態のＭＯＳＦＥＴの端子であるゲート、ソースおよびドレインは、バイポーラトランジスタの端子であるベース、エミッタおよびコレクタのそれぞれに置き換わる。すなわち、例えば図４に示すＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２、１５のそれぞれはＮＰＮ型バイポーラトランジスタに置き換わり、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３、１４のそれぞれはＰＮＰ型バイポーラトランジスタに置き換わる。ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２、１５に代わる各ＮＰＮ型バイポーラトランジスタのエミッタ端子は電圧源２０６に接続され、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３、１４に代わる各ＰＮＰ型バイポーラトランジスタのエミッタ端子は共通のＧＮＤ２０８に接続される。また、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２に代わるＮＰＮ型バイポーラトランジスタと、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３に代わるＰＮＰ型バイポーラトランジスタのコレクタ端子とは、第１電極１０４ａに接続される。ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１４に代わるＰＮＰ型バイポーラトランジスタと、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１５に代わるＮＰＮ型バイポーラトランジスタのコレクタ端子とは、第２電極１０４ｂに接続される。
＜変形例１＞

図５に、本実施の形態の変形例１におけるブランキング制御回路２０１の回路図を示す。図４のブランキング制御回路２０１との差異は、電圧源２０６が正電圧（ＶＤＤ）を出力（生成）し、スイッチング回路２０２、２０５（図２参照）がＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ、スイッチング回路２０３、２０４（図２参照）がＮチャンネルＭＯＳＦＥＴで構成されている点である。

図５において、ブランキング制御信号がＯＮのとき、ドライバ回路２０７は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ２２およびＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ２４をＯＮ、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ２３およびＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ２５をＯＦＦとすることで、第１電極１０４ａに正電圧（ＶＤＤ）を接続し、第２電極１０４ｂに共通のＧＮＤ２０８を接続する。これにより、電極間にブランキング電界が生じ、電子ビーム１０２を偏向することができる。

また、ブランキング制御信号がＯＦＦのとき、ドライバ回路２０７は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ２２、２５をＯＦＦ、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ２３、２４をＯＮとすることで、第１電極１０４ａおよび第２電極１０４ｂに共通のＧＮＤ２０８を接続する。このとき、ＧＮＤノイズ２１０は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ２３、２４を介して、それぞれ第１電極１０４ａおよび第２電極１０４ｂに同振幅、同位相で加わるため、電極間にＧＮＤノイズ２１０による電界は生じない。また、電源ノイズ２０９は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ２２、２５の寄生容量を介して、それぞれ第１電極１０４ａおよび第２電極１０４ｂに同振幅、同位相で加わるため、電極間に電源ノイズ２０９による電界は生じない。したがって、低ノイズ化を実現できる。
＜変形例２＞

図６に、本実施の形態の変形例２におけるブランキング制御回路２０１の回路図を示す。図２のブランキング制御回路２０１との差異は、スイッチング回路２０２、２０５が抵抗３２、３５に置換されて構成されている点、および、スイッチング回路２０３、２０４がＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ３３、３４で構成されている点である。このように抵抗（抵抗素子）を用いることで、ドライバ回路２０７は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ３３、３４のみをＯＮ／ＯＦＦ制御すればよい。また、抵抗３２、３５は、互いに同一種類の抵抗、同一表記の抵抗、または同一抵抗値の抵抗が用いられる。これにより、電圧源２０６から第１電極１０４ａおよび第２電極１０４ｂに至るそれぞれの経路のインピーダンスを一致させることができる。ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ３３、３４の構成はそれぞれ、図４に示すＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３、１４の構成と同様である。

図６において、ブランキング制御信号がＯＮのとき、ドライバ回路２０７は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ３３をＯＦＦ、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ３４をＯＮとすることで、第１電極１０４ａに抵抗３２を介して負電圧（ＶＳＳ）を接続し、第２電極１０４ｂにＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ３４を介して共通のＧＮＤ２０８を接続する。これにより、電極間にブランキング電界が生じ、電子ビーム１０２を偏向することができる。

また、ブランキング制御信号がＯＦＦのとき、ドライバ回路２０７は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ３３、３４をＯＮとすることで、第１電極１０４ａおよび第２電極１０４ｂに共通のＧＮＤ２０８を接続する。このとき、ＧＮＤノイズ２１０は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ３３、３４を介して、それぞれ第１電極１０４ａおよび第２電極１０４ｂに同振幅、同位相で加わるため、電極間にＧＮＤノイズ２１０による電界は生じない。また、電源ノイズ２０９は、抵抗３２、３５を介して、それぞれ第１電極１０４ａおよび第２電極１０４ｂに同振幅、同位相で加わるため、電極間に電源ノイズ２０９による電界は生じない。したがって、低ノイズ化を実現できる。
＜変形例３＞

図７に、本実施の形態の変形例３におけるブランキング制御回路２０１の回路図を示す。図２のブランキング制御回路２０１との差異は、スイッチング回路２０３、２０４が抵抗４３、４４に置換されて構成されている点、および、スイッチング回路２０２、２０５がＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ４２、４５で構成されている点である。このように抵抗（抵抗素子）を用いることで、ドライバ回路２０７は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ４２、４５のみをＯＮ／ＯＦＦ制御すればよい。また、抵抗４３、４４は、互いに同一種類の抵抗、同一表記の抵抗、または同一抵抗値の抵抗が用いられる。これにより、共通のＧＮＤ２０８から第１電極１０４ａ、第２電極１０４ｂに至るそれぞれの経路のインピーダンスを一致させることができる。ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ４２、４５の構成はそれぞれ、図４に示すＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２、１５の構成と同様である。

図７において、ブランキング制御信号がＯＮのとき、ドライバ回路２０７は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ４２をＯＮ、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ４５をＯＦＦとすることで、第１電極１０４ａに負電圧（ＶＳＳ）を接続し、第２電極１０４ｂには抵抗４４を介して共通のＧＮＤ２０８を接続する。これにより、電極間にブランキング電界が生じ、電子ビーム１０２を偏向することができる。

また、ブランキング制御信号がＯＦＦのとき、ドライバ回路２０７は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ４２、４５をＯＦＦとすることで、第１電極１０４ａおよび第２電極１０４ｂに抵抗４３、４４を介して共通のＧＮＤ２０８を接続する。このとき、ＧＮＤノイズ２１０は、抵抗４３、４４を介して、それぞれ第１電極１０４ａおよび第２電極１０４ｂに同振幅、同位相で加わるため、電極間にＧＮＤノイズ２１０による電界は生じない。また、電源ノイズ２０９は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ４２、４５を介して、それぞれ第１電極１０４ａおよび第２電極１０４ｂに同振幅、同位相で加わるため、電極間に電源ノイズ２０９による電界は生じない。したがって、低ノイズ化を実現できる。
（実施の形態２）

次に、実施の形態２について説明する。本実施の形態では、ブランキング電極１０４へのノイズの混入量を調整可能な荷電粒子ビーム装置について説明する。なお、以下では、前述の実施の形態と重複する箇所については原則として説明を省略する。

図８に、本実施の形態におけるブランキング制御回路２０１の回路図を示す。図８に示す構成は、図４に示す構成と類似しているが、可変容量コンデンサ２１１、２１４、可変抵抗２１２および２１３が設けられている点が図４とは異なっている。

図８に示すように、可変容量コンデンサ２１１は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２のドレイン－ソース端子間に接続され、可変容量コンデンサ２１４は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１５のドレイン－ソース端子間に接続されている。つまり、可変容量コンデンサ２１１はＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２に並列に接続されており、可変容量コンデンサ２１４はＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１５に並列に接続されている。また、可変抵抗２１２は、共通のＧＮＤ２０８とＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３のソース端子との間に直列に接続され、可変抵抗２１３は、共通のＧＮＤ２０８とＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１４のソース端子との間に直列に接続されている。

可変容量コンデンサ２１１、２１４は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２、１５の相互間におけるドレイン－ソース端子間の寄生容量値の個体差を削減する目的で設けられたものである。すなわち、可変容量コンデンサ２１１、２１４は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２のドレイン－ソース端子間寄生容量と可変容量コンデンサ２１１の容量値とを加算した値が、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１５のドレイン－ソース端子間寄生容量と可変容量コンデンサ２１４の容量値とを加算した値と一致するように設定されることが望ましい。

また、可変抵抗２１２、２１３は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３、１４の相互間におけるドレイン－ソース端子間のオン抵抗値の個体差を削減する目的で設けられたものである。すなわち、可変抵抗２１２、２１３は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３のドレイン－ソース端子間オン抵抗と可変抵抗２１２の抵抗値とを加算した値が、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１４のドレイン－ソース端子間オン抵抗と可変抵抗２１３の抵抗値とを加算した値と一致するように設定されることが望ましい。

以上の結果、ブランキング制御信号がＯＦＦのときにおいて、電圧源２０６から第１電極１０４ａ、第２電極１０４ｂに至るそれぞれの経路のインピーダンスを一致させることができる。また、共通のＧＮＤ２０８から第１電極１０４ａ、第２電極１０４ｂに至るそれぞれの経路のインピーダンスについても一致させることができる。これにより、電源ノイズ２０９およびＧＮＤノイズ２１０は、それぞれ第１電極１０４ａ、第２電極１０４ｂに同振幅・同位相で加わるためノイズ電界は生じず、低ノイズ化できる。

なお、可変容量コンデンサ２１１、２１４、可変抵抗２１２および２１３を調整する別の方法として、全体制御部６００が信号検出・画像処理部３００より画像データを受信し、例えば分解能またはコントラストなどの評価指標を用いて評価される画像品質が最大となるように調整されてもよい。可変容量コンデンサおよび可変抵抗の調整は、ユーザの手動操作でアナログ的に行うことができる。また、可変容量コンデンサおよび可変抵抗は、全体制御部６００からデジタル制御することができ、全体制御部６００に組み込まれたプログラムにより画像品質が最大となる容量値および抵抗値が自動的に調整される構成とすることもできる。

本実施の形態では、可変容量コンデンサ２１１、２１４、可変抵抗２１２および２１３を設け、ブランキング制御回路２０１から第１電極１０４ａ、第２電極１０４ｂへの配線インピーダンスを揃えるように容量値および抵抗値を調整する。この構成によれば、電源ノイズ２０９、ＧＮＤノイズ２１０は、第１電極１０４ａと第２電極１０４ｂに同振幅・同位相で加わるため、ブランキング電極１０４にノイズ電界は生じず、低ノイズ化できる。

なお、可変抵抗２１２は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３のドレイン端子と第１電極１０４ａとの間に直列に接続され、可変抵抗２１３は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１４のドレイン端子と第２電極１０４ｂとの間に直列に接続された構成としてもよい。また、可変容量コンデンサ２１１、２１４のうち、どちらか一方を備え、他方を設けない構成としてもよい。さらに、可変抵抗２１２、２１３のうち、どちらか一方を備え、他方を設けない構成としてもよい。
（実施の形態３）

次に、実施の形態３について説明する。本実施の形態では、ブランキング制御信号がＯＮからＯＦＦに切り替わったときの応答速度を向上できる荷電粒子ビーム装置について説明する。なお、以下では、前述の実施の形態と重複する箇所については原則として説明を省略する。

図９は、本発明の実施の形態３に係るブランキング制御回路２０１の構成の一例を示す回路図である。図９に示す構成は、図４に示す構成と類似しているが、ダイオード２１５、２１６が設けられている点が図４とは異なっている。

図９に示すように、ダイオード２１５は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３のドレイン端子にアノード端子、ソース側にカソード端子が接続され、ダイオード２１６は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１４のドレイン端子にアノード端子、ソース側にカソード端子が接続されている。つまり、ダイオード２１５はＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３に並列に接続され、ダイオード２１６はＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１４に並列に接続されている。

図１０は、（１）ブランキング制御信号Ｓ１、（２）第１電極１０４ａに印加される電圧（Ｖａ）、（３）第２電極１０４ｂに印加される電圧（Ｖｂ）の波形例を示す波形図である。ブランキング制御信号Ｓ１がＯＮのとき、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２がＯＮであることにより、第１電極１０４ａの電圧（Ｖａ）はＶＳＳとなる。また、ブランキング制御信号Ｓ１がＯＮのとき、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１４がＯＮであることより、第２電極１０４ｂの電圧（Ｖｂ）は共通のＧＮＤ電位となる。

ブランキング制御信号Ｓ１がＯＮからＯＦＦに切り替わると、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２がＯＦＦ、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３がＯＮに変化し、共通のＧＮＤ２０８からＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３を介して第１電極１０４ａに向かって電流が流れ、第１電極１０４ａの電圧（Ｖａ）は共通のＧＮＤ電位に変化する。このとき、第１電極１０４ａに対向する第２電極１０４ｂには正電圧（Ｖｓ）が誘起される。その後、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１４のオン抵抗を介して共通のＧＮＤ２０８に電流が流れることにより、一定の時間（Ｔｓ）経過後、第２電極１０４ｂの電圧（Ｖｂ）は共通のＧＮＤ電位となる。

ここで、ダイオード２１６が挿入されていることで、誘起電圧である正電圧（Ｖｓ）をダイオード２１６の順方向電圧以下に制限することができるため、第２電極１０４ｂが共通のＧＮＤ電位となるまでの時間（Ｔｓ）が短縮され、ダイオード２１６が挿入されていない場合と比較して応答時間を高速化することができる。

本実施の形態におけるブランキング制御回路２０１は、第１電極１０４ａと第２電極１０４ｂに同一構成のスイッチング回路が接続されているため、スイッチング回路のＯＮ／ＯＦＦ制御方法を変えることにより、第１電極１０４ａから第２電極１０４ｂの方向へブランキング電界を加えることができる。ダイオード２１５は、このようにブランキング電界を加える動作を行う場合において、ダイオード２１６と同様に応答時間の高速化に寄与するものである。
＜変形例＞

図１１は、本発明の実施の形態３に係るブランキング制御回路２０１の第２の構成例を示す回路図である。図１１に示す構成は、図５に示す構成と類似しているが、ダイオード２１５、２１６が設けられている点が図５とは異なっている。

図１１に示すように、ダイオード２１５は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ２３のソース側にアノード端子、ドレイン端子にカソード端子が接続され、ダイオード２１６は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ２４のソース端子にアノード端子、ドレイン側にカソード端子が接続されている。つまり、ダイオード２１５はＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ２３に並列に接続され、ダイオード２１６はＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ２４に並列に接続されている。

図１２は、（１）ブランキング制御信号Ｓ１、（２）第１電極１０４ａに印加される電圧（Ｖａ）、（３）第２電極１０４ｂに印加される電圧（Ｖｂ）の波形例を示す波形図である。ブランキング制御信号Ｓ１がＯＮのとき、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ２２がＯＮであることにより、第１電極１０４ａの電圧（Ｖａ）はＶＤＤとなる。また、ブランキング制御信号Ｓ１がＯＮのとき、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ２４がＯＮであることにより、第２電極１０４ｂの電圧（Ｖｂ）は共通のＧＮＤ電位となる。

ブランキング制御信号Ｓ１がＯＮからＯＦＦに切り替わると、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ２２がＯＦＦ、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ２３がＯＮに変化し、第１電極１０４ａからＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ２３を介して共通のＧＮＤ２０８に向かって電流が流れ、第１電極１０４ａの電圧（Ｖａ）は共通のＧＮＤ電位に変化する。このとき、第１電極１０４ａに対向する第２電極１０４ｂには負電圧（Ｖｄ）が誘起される。その後、共通のＧＮＤ２０８からＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ２４のオン抵抗を介して第２電極１０４ｂに電流が流れることにより、一定の時間（Ｔｄ）経過後、第２電極１０４ｂの電圧（Ｖｂ）は共通のＧＮＤ電位となる。ここで、ダイオード２１６が挿入されていることで、誘起電圧である負電圧（Ｖｄ）をダイオード２１６の順方向電圧によって抑圧することができるため、第２電極１０４ｂが共通のＧＮＤ電位となるまでの時間（Ｔｄ）が短縮され、ダイオード２１６が挿入されていない場合と比較して応答時間を高速化することができる。

ダイオード２１５は、第２電極１０４ｂから第１電極１０４ａの方向へブランキング電界を加える動作を行う場合において、ダイオード２１６と同様に応答時間の高速化に寄与するものである。

本実施の形態によれば、ダイオード２１５、２１６を設けたことにより、ブランキング制御信号がＯＮからＯＦＦに変化するときの応答速度を高速化することができる。
（実施の形態４）

次に、実施の形態４について説明する。本実施の形態では、第１電極と第２電極とに加わるノイズが同振幅・同位相でない場合においても、電極間に生じるノイズ電界を低減できる荷電粒子ビーム装置について説明する。なお、以下では、前述の実施の形態と重複する箇所については原則として説明を省略する。

図１３は、本発明の実施の形態４に係るブランキング制御回路２０１の構成の一例を示す回路図である。図１３に示す構成は、図４に示す構成と類似しているが、抵抗２１７、２１８が設けられている点が図４とは異なっている。

図１４は、接続点Ｐ１と接続点Ｐ２との間のノイズを低周波数において１としたときに、ブランキング電極１０４に加わるノイズ電圧（Ｖａ－Ｖｂ）の周波数特性の一例を示すグラフである。図１４では、抵抗がない場合のグラフを実線で示し、抵抗値が小さい場合のグラフを二点鎖線で示し、抵抗値が大きい場合のグラフを一点鎖線で示している。

図１３に示すように、抵抗２１７は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２およびＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３のドレイン端子同士の相互間の接続点Ｐ１と、第１電極１０４ａとの間に挿入されている。つまり、抵抗２１７は、接続点Ｐ１と第１電極１０４ａとの間に直列に接続されている。抵抗２１８は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１４およびＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１５のドレイン端子同士の相互間の接続点Ｐ２と、第２電極１０４ｂとの間に挿入されている。つまり、抵抗２１８は、接続点Ｐ２と第２電極１０４ｂとの間に直列に接続されている。

ブランキング制御回路２０１とブランキング電極１０４との間の信号配線Ｌ１、Ｌ２のインダクタンス成分と、ブランキング電極１０４の電極間容量によって形成される共振点（周波数：Ｆｃ）近傍においてノイズが増大する。図１４に示すように、共振点におけるノイズの増大は、抵抗２１７、２１８を挿入することで低減することができ、抵抗値が大きいほど低減効果は大きくなる。但し、抵抗値を大きくするとローパスフィルタの効果によりブランキングの応答速度が低下するため、抵抗値は数十Ω～数百Ω程度とすることが望ましい。また、抵抗２１７、２１８は、互いに同一種類の抵抗、同一表記の抵抗、または同一抵抗値の抵抗が用いて配線インピーダンスを一致させる。これにより、第１電極１０４ａおよび第２電極１０４ｂに対し、電源ノイズ２０９およびＧＮＤノイズ２１０が同振幅・同位相で加わるようにできるため、低ノイズ化できる。

本実施の形態によれば、抵抗２１７、２１８を設けたことにより、ブランキング配線（信号配線Ｌ１、Ｌ２）とブランキング電極とにより形成される共振を抑制し、ブランキング電極に加わるノイズを低減できる。
（実施の形態５）

次に、実施の形態５について説明する。本実施の形態では、同一平面上に４つの電極板を設け、４方向へのブランキング電界を形成できる荷電粒子ビーム装置について説明する。

ブランキングを行う荷電粒子ビーム装置で生じ得る問題として、ブランキングによってアパーチャ１１１（図１参照）の電子ビームが照射された箇所に、コンタミネーションが付着することが考えられる。特に、いつも１方向にブランキングされる場合、つまり１方向に電子ビームが偏向される場合には、電子ビームが照射される箇所に局所的にコンタミネーションが付着して汚れる。コンタミネーションが付着した箇所は、ブランキングによる電子ビームの照射により帯電し、電界が発生する。したがって、電子ビームはコンタミネーション部分の帯電により発生した電界の影響を受けて、試料１０９（図１参照）上での走査位置がずれる問題が起き得る。

本実施の形態では、４方向へのブランキングを実現し、上記問題を解決する。以下、前述の実施の形態と重複する箇所については原則として説明を省略する。

図１５は、本発明の実施の形態５に係るブランキング制御回路２０１とブランキング電極１０４の構成の一例を示す回路図である。本実施の形態におけるブランキング電極１０４は、空中における電子ビーム１０２の照射位置を中央に挟んで、電子ビーム１０２の照射方向に対し垂直な方向において互いに対向する２つの電極を２組備えている。当該２組の電極のうちの１組の電極は第１電極３０１ａおよび第２電極３０１ｂであり、他の１組の電極は第３電極３０１ｃおよび第４電極３０１ｄである。

ブランキング制御回路２０１は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２、１５、５２、５５、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３、１４、５３、５４、負電圧（ＶＳＳ）を発生する電圧源２０６、および、全体制御部６００（図１参照）からのブランキング制御信号に基づいてＭＯＳＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを制御するドライバ回路２０７を備えている。電圧源２０６の負電圧（ＶＳＳ）出力は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２、１５、５２および５５のそれぞれのソース端子に接続されている。ブランキング制御回路２０１上に設けられた共通のＧＮＤ２０８は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３、１４、５３および５４のそれぞれのソース端子に接続されている。全てのＭＯＳＦＥＴのゲート端子はドライバ回路２０７に接続されている。

また、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２とＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３とのドレイン端子同士が接続されて第１電極３０１ａに接続されている。ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１４とＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１５のドレイン端子同士が接続されて第２電極３０１ｂに接続されている。ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ５２とＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ５３のドレイン端子同士が接続されて第３電極３０１ｃに接続されている。ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ５４とＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ５５のドレイン端子同士が接続されて第４電極３０１ｄに接続されている。

図１６は、本実施の形態におけるブランキングによる電子ビーム１０２の偏向方向の位置関係を示す平面図である。図１６では、電子ビーム１０２を照射する荷電粒子銃１０１側から、電子ビーム１０２の照射方向を見た図である。図１６において、電子ビーム１０２を方向Ａ１に偏向させる場合は、第１電極３０１ａと第４電極３０１ｄとに負電圧（ＶＳＳ）、第２電極３０１ｂと第３電極３０１ｃとに共通のＧＮＤ２０８を接続すればよい。これにより、第２電極３０１ｂから第１電極３０１ａへの方向に加えられるブランキング電界と、第３電極３０１ｃから第４電極３０１ｄへの方向に加えられるブランキング電界とが加算される。その結果、方向Ａ２にブランキング電界を形成し、電子ビーム１０２はブランキング電界と反対の方向Ａ１に偏向される。

また、電子ビーム１０２をＡ２～Ａ４のいずれかの方向に偏向させる場合は、偏向したい方向の両隣りに配置された電極に共通のＧＮＤ２０８が接続され、残りの電極に負電圧（ＶＳＳ）が接続されるようにブランキング制御回路２０１の動作を制御すればよい。ここでは、一例として、方向Ａ１にブランキング電界を加える場合について、ブランキング制御回路２０１の動作を説明する。

図１５において、ブランキング制御信号がＯＮのとき、ドライバ回路２０７は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２、５５をＯＮ、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３、５４をＯＦＦとすることで、第１電極３０１ａ、第４電極３０１ｄのそれぞれに負電圧（ＶＳＳ）を接続する。また、ドライバ回路２０７は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１４、５３をＯＮ、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１５、５２をＯＦＦとすることで、第２電極３０１ｂ、第３電極３０１ｃのそれぞれに共通のＧＮＤ２０８を接続する。これにより、図１６における方向Ａ２にブランキング電界が生じ、電子ビーム１０２を方向Ａ１に偏向することができる。

また、ブランキング制御信号がＯＦＦのとき、ドライバ回路２０７は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２、５５をＯＦＦ、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３、５４をＯＮとすることで、第１電極３０１ａ、第４電極３０１ｄに共通のＧＮＤ２０８を接続する。

また、ドライバ回路２０７は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１４、５３をＯＮ、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１５、５２をＯＦＦとすることで、第２電極３０１ｂ、第３電極３０１ｃに共通のＧＮＤ２０８を接続する。これにより、全ての電極に対して共通のＧＮＤ２０８が接続され、ブランキング電界は生じない。このとき、ＧＮＤノイズ２１０は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３、１４、５３および５４を介して、それぞれ第１電極３０１ａ～第４電極３０１ｄに同振幅・同位相で加わるため、各電極間にＧＮＤノイズ２１０によるノイズ電界は生じない。また、電源ノイズ２０９は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ１２、１５、５２、５５のドレイン端子とソース端子間の寄生容量を介して、それぞれ第１電極３０１ａ～第４電極３０１ｄに同振幅・同位相で加わるため、各電極間に電源ノイズ２０９による電界も生じない。したがって、低ノイズ化を実現できる。

本実施の形態によれば、４つのブランキング電極板を設け、それぞれの電極板に対してスイッチング回路が接続されたブランキング制御回路２０１を設けたことにより、４方向へのブランキング電界を形成することができる。これにより、ブランキングによりアパーチャ１１１（図１参照）に対し電子ビームを照射する際、アパーチャ１１１の上面の広い範囲内を選択して電子ビームを照射することができる。したがって、アパーチャ１１１の１部分に局所的に電子ビームを照射することを防ぐことができるため、局所的なコンタミネーションの付着を防ぎ、帯電に起因して試料１０９（図１参照）上で走査位置がずれることを防げる。また、アパーチャ１１１の寿命を延ばすことができる。また、電源ノイズ２０９、ＧＮＤノイズ２１０が４つの電極板に対して同振幅・同位相で加わるため、各電極間にノイズ電界は生じず、低ノイズ化を実現できる。

本実施の形態では、４つのブランキング電極板を設けた構成について説明したが、さらに多くの電極板を設け、ブランキング方向をより複数の方向に偏向する構成も可能である。このような構成は、本実施の形態で説明したように、各電極板に対してスイッチング回路が接続されたブランキング制御回路２０１を設け、ドライバ回路２０７により選択的にスイッチング回路を制御することにより実現可能である。
（実施の形態６）

次に、実施の形態６について説明する。本実施の形態では、対向する電極板を上下に並べて２組備え、電子ビームを大きい角度で偏向できる荷電粒子ビーム装置について説明する。なお、以下では、前述の実施の形態と重複する箇所については原則として説明を省略する。

図１７は、本実施の形態６に係るブランキング制御回路２０１とブランキング電極１０４の構成の一例を示す回路図である。図１７に示す構成は、図１５に示す構成と類似しているが、ブランキング電極１０４の配置が図１５とは異なっている。

図１７に示すように、本実施の形態におけるブランキング電極１０４は、電子ビーム１０２の照射方向に沿う平面を中央に挟んで、その平面と垂直な方向を向いて互いに対向する２つの電極を、上下段に２組配置した構成を有している。この２組の電極のうち、上段の１組は、互いの電極が平行に、電子ビーム１０２の照射位置に近接して配置された第１電極３０１ａおよび第２電極３０１ｂである。また、この２組の電極のうち、下段の１組は、互いの電極が平行に、電子ビーム１０２の照射位置に近接して配置された第３電極３０１ｃおよび第４電極３０１ｄである。

図１８～図２１は、本実施の形態におけるブランキングによる電子ビーム１０２の偏向方向の位置関係を示す側面図である。図１８に示す方向Ａ１に電子ビーム１０２を偏向する場合は、ブランキング電界を上下電極で同一方向に加えて電子ビーム１０２を方向Ａ１に偏向する場合を示し、第１電極３０１ａと第４電極３０１ｄに負電圧（ＶＳＳ）、第２電極３０１ｂと第３電極３０１ｃに共通のＧＮＤ２０８を接続すればよい。これにより、第２電極３０１ｂから第１電極３０１ａの方向にブランキング電界が生じ、また第３電極３０１ｃから第４電極３０１ｄの方向にブランキング電界が生じ、結果として電子ビーム１０２は方向Ａ１に偏向される。

また、図１９に示すように、電子ビーム１０２を方向Ａ２に偏向させる場合は、第１電極３０１ａと第３電極３０１ｃに負電圧（ＶＳＳ）、第２電極３０１ｂと第４電極３０１ｄに共通のＧＮＤを接続すればよい。

また、図２０に示すように、電子ビーム１０２を方向Ａ３に偏向させる場合は、第２電極３０１ｂと第４電極３０１ｄに負電圧（ＶＳＳ）、第１電極３０１ａと第３電極３０１ｃに共通のＧＮＤを接続すればよい。

また、図２１に示すように、電子ビーム１０２を方向Ａ４に偏向させる場合は、第２電極３０１ｂと第３電極３０１ｃに負電圧（ＶＳＳ）、第１電極３０１ａと第４電極３０１ｄに共通のＧＮＤを接続すればよい。

各方向にブランキング電界を加える場合について、ブランキング制御回路２０１の動作は実施の形態５と同様であるため説明を省略する。

本実施の形態によれば、４つのブランキング電極板を設け、それぞれの電極板に対してスイッチング回路が接続されたブランキング制御回路２０１を設けたことにより、図１７～図２１に示した４通りのブランキング電界を形成することができる。また、実施の形態５と同様に、電源ノイズ２０９、ＧＮＤノイズ２１０が４つの電極板に対して同振幅・同位相で加わるため、各電極間にノイズ電界は生じず、低ノイズ化を実現できる。

本実施の形態では、４つのブランキング電極板を設けた構成について説明したが、さらに多くの電極板を設け、ブランキング方向をより複数の方向に偏向する構成も可能である。この場合、本実施の形態で説明したように、各電極板に対してスイッチング回路が接続されたブランキング制御回路２０１を設け、ドライバ回路２０７により選択的にスイッチング回路を制御することにより実現可能である。

以上、本発明者らによってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

例えば、前記実施の形態１～６では、スイッチング回路としてＭＯＳＦＥＴを用いて説明したが、これに限定されるものではなく、スイッチング機能を備えた様々な素子・回路を用いることができる。すなわち、前記実施の形態１で説明したように、ＭＯＳＦＥＴの代わりにバイポーラトランジスタを用いてもよい。

本発明は、ブランキングを行う荷電粒子ビーム装置に幅広く利用することができる。

１２、１５、２３、２４、４２、４５、５２、５５ ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ
１３、１４、２２、２５、３３、３４、５３、５４ ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ
１０１ 電子銃
１０２ 電子ビーム
１０４ ブランキング電極
１０４ａ 第１電極
１０４ｂ 第２電極
１１０ ステージ
１１１ アパーチャ
２０１ ブランキング制御回路
２０２～２０５ スイッチング回路
２０６ 電圧源
２０８ 共通のグランド
２０９ 電源ノイズ
２１０ ＧＮＤノイズ

Claims (11)

1. 試料を搭載可能なステージと、
   前記試料に対し荷電粒子を射出する荷電粒子銃と、
   電圧源と、
   ブランキング制御回路と、
   を有し、
   前記ブランキング制御回路は：
   共通グランドと、
   前記電圧源から電圧が供給される第１スイッチング回路と、
   一端が前記共通グランドに接続された第２スイッチング回路と、
   一端が前記共通グランドに接続された第３スイッチング回路と、
   前記電圧源から電圧が供給される第４スイッチング回路と、
   前記第１スイッチング回路と前記第２スイッチング回路とに接続された、第１ブランキング電極と、
   前記第１ブランキング電極と対向し、前記第３スイッチング回路と前記第４スイッチング回路とに接続された、第２ブランキング電極と、
   前記第１スイッチング回路、前記第２スイッチング回路、前記第３スイッチング回路および前記第４スイッチング回路を制御する制御回路と、
   を有し、
   前記制御回路は、
   ブランキングをＯＮするときは、前記第１スイッチング回路および前記第３スイッチング回路を導通状態とし、且つ、前記第２スイッチング回路および前記第４スイッチング回路を非導通状態とし、
   ブランキングをＯＦＦするときは、前記第２スイッチング回路および前記第３スイッチング回路を導通状態とし、且つ、前記第１スイッチング回路および第４スイッチング回路を非導通状態とする、荷電粒子ビーム装置。
2. 請求項１記載の荷電粒子ビーム装置において、
   前記第１スイッチング回路、前記第２スイッチング回路、前記第３スイッチング回路および前記第４スイッチング回路のそれぞれは、ＭＯＳＦＥＴまたはバイポーラトランジスタで構成されたトランジスタ素子であり、
   前記第２スイッチング回路および前記第３スイッチング回路のそれぞれの、前記共通グランドに接続された端子は、ソース端子またはエミッタ端子であり、
   前記第１スイッチング回路および前記第４スイッチング回路のそれぞれの、前記電圧源に接続された端子は、ソース端子またはエミッタ端子である、荷電粒子ビーム装置。
3. 請求項２記載の荷電粒子ビーム装置において、
   前記電圧源は、負の電圧を生成し、
   前記第１スイッチング回路は、第１ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴで構成され、
   前記第２スイッチング回路は、第１ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴで構成され、
   前記第３スイッチング回路は、第２ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴで構成され、
   前記第４スイッチング回路は、第２ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴで構成されている、荷電粒子ビーム装置。
4. 請求項２記載の荷電粒子ビーム装置において、
   前記電圧源は、正の電圧を生成し、
   前記第１スイッチング回路は、第１ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴで構成され、
   前記第２スイッチング回路は、第１ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴで構成され、
   前記第３スイッチング回路は、第２ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴで構成され、
   前記第４スイッチング回路は、第２ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴで構成されている、荷電粒子ビーム装置。
5. 請求項１記載の荷電粒子ビーム装置において、
   前記第１スイッチング回路または前記第４スイッチング回路に、容量値を調整可能な可変容量コンデンサが並列に接続され、
   前記第２スイッチング回路または前記第３スイッチング回路に、抵抗値を調整可能な可変抵抗が直列に接続されている、荷電粒子ビーム装置。
6. 請求項３記載の荷電粒子ビーム装置において、
   前記第１ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴのドレイン端子にアノードが接続され、前記第１ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴのソース端子にカソードが接続された第１ダイオードと、
   前記第２ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴのドレイン端子にアノードが接続され、前記第２ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴのソース端子にカソードが接続された第２ダイオードと、
   をさらに有する、荷電粒子ビーム装置。
7. 請求項４記載の荷電粒子ビーム装置において、
   前記第１ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴのソース端子にアノードが接続され、前記第１ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴのドレイン端子にカソードが接続された第３ダイオードと、
   前記第２ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴのソース端子にアノードが接続され、前記第２ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴのドレイン端子にカソードが接続された第４ダイオードと、
   をさらに有する、荷電粒子ビーム装置。
8. 請求項１記載の荷電粒子ビーム装置において、
   前記電圧源は、負の電圧を生成し、
   前記第１スイッチング回路は、第１抵抗で構成され、
   前記第２スイッチング回路は、第１トランジスタ素子で構成され、
   前記第３スイッチング回路は、第２トランジスタ素子で構成され、
   前記第４スイッチング回路は、第２抵抗で構成され、
   前記第２スイッチング回路および前記第３スイッチング回路のそれぞれの、前記共通グランドに接続された端子は、ソース端子またはエミッタ端子である、荷電粒子ビーム装置。
9. 請求項１記載の荷電粒子ビーム装置において、
   前記電圧源は、負の電圧を生成し、
   前記第１スイッチング回路は、第３トランジスタ素子で構成され、
   前記第２スイッチング回路は、第３抵抗で構成され、
   前記第３スイッチング回路は、第４抵抗で構成され、
   前記第４スイッチング回路は、第４トランジスタ素子で構成され、
   前記第１スイッチング回路および前記第４スイッチング回路のそれぞれの、前記電圧源に接続された端子は、ソース端子またはエミッタ端子である、荷電粒子ビーム装置。
10. 請求項１記載の荷電粒子ビーム装置において、
    前記第１スイッチング回路および前記第２スイッチング回路の相互間の第１接続点と、前記第１ブランキング電極との間に第５抵抗が直列に接続され、
    前記第３スイッチング回路および前記第４スイッチング回路の相互間の第２接続点と、前記第１ブランキング電極との間に第６抵抗が直列に接続されている、荷電粒子ビーム装置。
11. 請求項１記載の荷電粒子ビーム装置において、
    前記電圧源から電圧が供給される第５スイッチング回路と、
    一端が前記共通グランドに接続された第６スイッチング回路と、
    一端が前記共通グランドに接続された第７スイッチング回路と、
    前記電圧源から電圧が供給される第８スイッチング回路と、
    前記第５スイッチング回路と前記第６スイッチング回路とに接続された、第３ブランキング電極と、
    前記第３ブランキング電極と対向し、前記第７スイッチング回路と前記第８スイッチング回路とに接続された、第４ブランキング電極と、
    をさらに有し、
    前記制御回路は、前記第５スイッチング回路、前記第６スイッチング回路、前記第７スイッチング回路および前記第８スイッチング回路を制御し、
    前記制御回路は、ブランキングをＯＦＦするときは、前記第６スイッチング回路および前記第７スイッチング回路を導通状態とし、且つ、前記第５スイッチング回路および前記第８スイッチング回路を非導通状態とする、荷電粒子ビーム装置。

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