JP7441756B2 - 荷電粒子ビーム装置 - Google Patents
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Description
《荷電粒子ビーム装置の概略》
図1は、本発明の実施の形態1による荷電粒子ビーム装置の構成例を示す概略図である。明細書では、荷電粒子ビーム装置が、電子ビームを用いる電子顕微鏡装置である場合を例とするが、これに限らず、例えば、イオンビームを用いるイオン顕微鏡装置等であってもよい。図1の荷電粒子ビーム装置10は、概略的には、電子銃(荷電粒子銃)21から放出された電子ビーム(過電粒子ビーム)B1を試料32に照射し、試料32からの放出された電子(具体的には二次電子、反射電子)B2の放出量を検出器29で検出するものである。
図2は、図1の荷電粒子ビーム装置において、リターンディング電圧を生成する電源回路の概略的な構成例を示す回路図である。図2に示す電源回路17cは、定電圧源VGcと、トランジスタQcと、スイッチユニットSWUcと、トランスTRcと、コッククロフトウォルトン回路CWcと、ロウパスフィルタLPFcと、誤差増幅器EAcと、電圧制御回路35cと、スイッチング制御回路36cとを備える。スイッチユニットSWUc、トランスTRcおよびコッククロフトウォルトン回路CWcは、昇圧回路BCcを構成する。
以上、実施の形態1の電源回路(電源装置)17acを用いることで、複数の電圧間に生じるノイズを低減することが可能になる。これに伴い、当該電源回路17acを荷電粒子ビーム装置10の加速電圧V0およびリターンディング電圧Vrに適用することで、電子ビームB1の分解能を高めることが可能になる。なお、この例では、電源回路(電源装置)17acの荷電粒子ビーム装置10への適用例を示したが、これに限らず、複数の電圧の差電圧に基づいて所定の制御を行う様々な装置に対して同様に適用可能である。また、この例では、2個の電源回路を一体化した例を示したが、同様にして、3個以上の電源回路を一体化することも可能である。
《電源回路(電源装置)の詳細》
図6は、本発明の実施の形態2による荷電粒子ビーム装置において、図1での加速電圧およびブースト電圧を生成する電源回路(電源装置)の概略的な構成例を示す回路図である。図6に示す電源回路(電源装置)17adは、2個の電源回路17a,17dを備える。図6に示す電源回路17adは、図3に示した電源回路17acと比較して、図3の電源回路17cが図6の電源回路17dに置き換わったものとなっている。すなわち、電源回路17aは、加速電圧V0を生成する回路であり、図3と同様の構成を備える。電源回路17dは、ブースト電圧Vbを生成する回路であり、当該電源回路17aとほぼ同様の構成を備える。
以上、実施の形態2の電源回路(電源装置)17adを用いることでも、実施の形態1の場合と同様に、複数の電圧間に生じるノイズを低減することが可能になる。これに伴い、当該電源回路17adを荷電粒子ビーム装置10の加速電圧V0およびブースト電圧Vbに適用することで、電子ビームB1の分解能を高めることが可能になる。
《電源回路(電源装置)の詳細》
図7は、本発明の実施の形態3による荷電粒子ビーム装置において、図1での加速電圧およびリターンディング電圧を生成する電源回路(電源装置)の概略的な構成例を示す回路図である。図7に示す電源回路(電源装置)17acは、図3の場合と同様に、加速電圧V0を生成する電源回路17aと、リターンディング電圧Vrを生成する電源回路17cとを備える。
以上、実施の形態3の電源回路(電源装置)17acを用いることで、実施の形態1で述べた効果に加えて、複数の電圧間に生じるノイズをより低減することが可能になる。具体的には、リプル成分に伴うノイズをより低減することができる。その結果、電子ビームB1の分解能をより高めることが可能になる。
《電源回路(電源装置)の詳細》
図9は、本発明の実施の形態4による荷電粒子ビーム装置において、図1での加速電圧およびリターンディング電圧を生成する電源回路(電源装置)の概略的な構成例を示す回路図である。図9に示す電源回路(電源装置)17acは、図7の構成例と比較して、リプル制御回路52の構成が異なっている。図9に示すリプル制御回路52は、差電圧検出器51からの差電圧(例えば“δ3a-δ3c”)を、誤差増幅器EAc内の基準電圧源VRGcにフィードバックする。
以上、実施の形態4の電源回路(電源装置)17acを用いることで、実施の形態3の場合と同様の効果が得られる。また、このような効果が、既存の基準電圧源VRGcをそのまま利用する形で得られる。
Claims (8)
- 荷電粒子ビームを放出する荷電粒子銃と、試料が設置されるステージと、前記荷電粒子ビームのエネルギーを定める第1の電圧および第2の電圧を生成し、前記第1の電圧を前記荷電粒子銃に供給する電源回路と、を有する荷電粒子ビーム装置であって、
前記電源回路は、
前記第1の電圧を生成する第1の昇圧回路と、
前記第2の電圧を生成する第2の昇圧回路と、
前記第1の昇圧回路と前記第2の昇圧回路を共通のスイッチ信号でスイッチング制御するスイッチング制御回路と、
を有する荷電粒子ビーム装置。 - 請求項1記載の荷電粒子ビーム装置において、
前記荷電粒子銃は、第1の筐体に収容され、
前記第1の昇圧回路のグラウンド電源と、前記第2の昇圧回路のグラウンド電源は、前記第1の筐体に接続される前に共通に接続される、
荷電粒子ビーム装置。 - 請求項2記載の荷電粒子ビーム装置において、
前記第1の昇圧回路と前記第2の昇圧回路は、第2の筐体に収容され、
前記第1の昇圧回路のグラウンド電源と、前記第2の昇圧回路のグラウンド電源は、前記第2の筐体に接続され、前記第2の筐体を介して前記第1の筐体に接続される、
荷電粒子ビーム装置。 - 請求項1記載の荷電粒子ビーム装置において、
前記第1の電圧の大きさを設定するための第1の基準電圧を生成する第1の基準電圧源と、
前記第2の電圧の大きさを設定するための第2の基準電圧を生成する第2の基準電圧源と、
前記第1の基準電圧源と前記第2の基準電圧源とに共通の基準電圧を供給する共通基準電圧源と、
を有する、
荷電粒子ビーム装置。 - 請求項1記載の荷電粒子ビーム装置において、
前記第1の電圧に重畳される第1のリプル電圧を検出する第1のリプル検出器と、
前記第2の電圧に重畳される第2のリプル電圧を検出する第2のリプル検出器と、
前記第1のリプル電圧と前記第2のリプル電圧との差電圧を前記第1の電圧または前記第2の電圧の一方にフィードバックするリプル制御回路と、
を有する、
荷電粒子ビーム装置。 - 請求項1記載の荷電粒子ビーム装置において、
前記第1の昇圧回路および前記第2の昇圧回路のそれぞれは、
トランスと、
前記トランスの一次コイルに交流電圧を供給するスイッチング素子と、
前記トランスの二次コイルの電圧を昇圧するコッククロフトウォルトン回路と、
を有し、
前記スイッチング制御回路は、前記スイッチング素子をスイッチング制御する、
荷電粒子ビーム装置。 - 請求項1記載の荷電粒子ビーム装置において、
前記第2の電圧は、前記ステージに供給される、
荷電粒子ビーム装置。 - 請求項1記載の荷電粒子ビーム装置において、
前記第2の電圧は、前記第1の電圧で加速された前記荷電粒子ビームを更に加速させるブースタ電極に供給される、
荷電粒子ビーム装置。
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