JPH0240849A - Charged particle beam device - Google Patents

Charged particle beam device

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JPH0240849A
JPH0240849A JP63189893A JP18989388A JPH0240849A JP H0240849 A JPH0240849 A JP H0240849A JP 63189893 A JP63189893 A JP 63189893A JP 18989388 A JP18989388 A JP 18989388A JP H0240849 A JPH0240849 A JP H0240849A
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JP
Japan
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voltage
accelerating
circuit
sample
target
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Application number
JP63189893A
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Japanese (ja)
Inventor
Hachiro Shimayama
島山 八郎
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Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
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Abstract

PURPOSE:To prevent a sample from receiving a damage by setting an accelerating voltage and a sample (target) applying voltage so that the differential voltage does not have a magnitude as causing a damage to the sample, when these voltages are set by an operator. CONSTITUTION:In either of an accelerating voltage generating circuit 10 or a target 5 applying voltage generating circuit 11, a voltage value corresponding to the voltage giving a charged particle an energy to the extent not causing a damage to the target 5 is set only a time. Thereafter, various voltage values corresponding to the target 5 applying voltage or accelerating voltage value are set in the other circuit. Thus, not only the operation is made extremely simple, but also the energized voltage is fixed except when the energized voltage is particularly changed. Hence, the target 5 can be prevented from receiving a damage during the operation by an operator.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、リターディング方式の荷電粒子ビーム装置に
関し、特に、加速電圧の設定とターゲット印加電圧の設
定を容易にし、且つ、該各電圧設定中にターゲットにダ
メージを与えるようなエネルギーのビームが照射される
のを防止した荷電粒子ビーム装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to a retarding type charged particle beam device, and in particular, to facilitate the setting of acceleration voltage and target applied voltage, and to The present invention relates to a charged particle beam device that prevents irradiation of a beam with energy that would damage a target.

[従来の技術] 最近、電子ビーム描画装置、走査型電子顕微鏡。[Conventional technology] Recently, electron beam lithography equipment and scanning electron microscopes have been developed.

及び集束イオンビーム装置等の荷電粒子ビーム装置にお
いて、ターゲットにダメージを与えないで、分解能を高
いままに保つ事が出来るビーム照射方式が使用されてい
る。即ち、加速電圧を高くするとビームを細く絞れるの
で、該ビームでターゲットを照射すれば、分解能を高く
する事が出来るが、ターゲットのダメージが大きい。然
りとて、加速電圧を低くすると、ターゲットのダメージ
は小さくなるが、ビームを細く絞れないので、分解能が
低下する。
BACKGROUND ART In charged particle beam devices such as focused ion beam devices and focused ion beam devices, a beam irradiation method that can maintain high resolution without damaging the target is used. That is, if the accelerating voltage is increased, the beam can be narrowed down, so if the target is irradiated with the beam, the resolution can be increased, but the damage to the target is large. Of course, lowering the accelerating voltage will reduce damage to the target, but since the beam cannot be narrowed down, the resolution will decrease.

そこで、加速電圧は高いままにし、ターゲットに加速電
圧と同極性で、該加速電圧より小さい電圧(ターゲット
印加電圧)を印加する事により、ビームは高い加速電圧
で加速されるが、ターゲットには加速電圧とターゲット
印加電圧の差に対応した電圧に基づくエネルギーでビー
ムが照射されるようにし、これにより、ターゲットにダ
メージを与えないで、分解能を高いままに保つ事が出来
るようにしたのである。この方式をリターディング方式
と呼んでいる。
Therefore, by keeping the accelerating voltage high and applying a voltage to the target that has the same polarity as the accelerating voltage and is smaller than the accelerating voltage (target applied voltage), the beam will be accelerated at the high accelerating voltage, but the target will not be accelerated. The beam is irradiated with energy based on the voltage that corresponds to the difference between the voltage and the voltage applied to the target, making it possible to maintain high resolution without damaging the target. This method is called a retarding method.

第4図は、この様なりターディング方式を採用した荷電
粒子ビーム装置の一例として示した走査電子顕微鏡の概
略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram of a scanning electron microscope shown as an example of a charged particle beam device employing such a tarding method.

図中、1は電子発生源、2は集束レンズ、3X。In the figure, 1 is an electron source, 2 is a focusing lens, and 3X.

3Yは各々X方向、Y方向偏向コイル、4は対物レンズ
、5は試料(ターゲット)、6は2次電子検出器、7は
アンプ、8は陰極線管の如き表示装置、9は走査信号発
生回路、10は加速電圧発生回路、11は試料印加電圧
発生回路、12は直流電源である。
3Y is an X-direction and Y-direction deflection coil, 4 is an objective lens, 5 is a sample (target), 6 is a secondary electron detector, 7 is an amplifier, 8 is a display device such as a cathode ray tube, and 9 is a scanning signal generation circuit. , 10 is an accelerating voltage generation circuit, 11 is a sample applied voltage generation circuit, and 12 is a DC power supply.

この様な装置において、加速電圧発生回路10で加速電
圧Va(例えば、30KV)を発生し、電子発生源1に
印加する。この時、同時に、試料印加電圧発生回路11
で試料印加電圧Vs(例えば、29KV)を発生し、試
料5に印加する。すると、電子発生源1から発生した電
子は、加速電圧Vaで加速されて試料方向に向かう。該
電子ビームは集束レンズ2及び対物レンズ4により試料
上に集束されると同時に、X方向、Y方向偏向コイルに
より試料上を走査する。この際、上記試料5には加速電
圧Va (30KV)と試料印加電圧Vs (29KV
) の差(Va−Vs)(IKV)に対応したエネルギ
ーで付勢された電子が照射される。該走査により該試料
から発生した2次電子は゛2次電子検出器6により検出
され、アンプ7を介して陰極線管に8に送られる。該陰
極線管8には上記X方向、Y方向偏向コイル3X、3Y
への供給と同期してX、Y走査信号が送られているので
、該陰極線管の画面上には試料像が表示される。
In such an apparatus, an accelerating voltage Va (for example, 30 KV) is generated by an accelerating voltage generating circuit 10 and applied to the electron generating source 1. At this time, at the same time, the sample applied voltage generation circuit 11
A sample applied voltage Vs (for example, 29 KV) is generated and applied to the sample 5. Then, the electrons generated from the electron source 1 are accelerated by the accelerating voltage Va and move toward the sample. The electron beam is focused onto the sample by a focusing lens 2 and an objective lens 4, and at the same time is scanned over the sample by deflection coils in the X and Y directions. At this time, the acceleration voltage Va (30KV) and the sample applied voltage Vs (29KV) are applied to the sample 5.
) is irradiated with electrons energized with energy corresponding to the difference (Va-Vs) (IKV). Secondary electrons generated from the sample by the scanning are detected by a secondary electron detector 6 and sent to a cathode ray tube 8 via an amplifier 7. The cathode ray tube 8 is provided with the above-mentioned X direction and Y direction deflection coils 3X, 3Y.
Since the X and Y scanning signals are sent in synchronization with the supply to the cathode ray tube, the sample image is displayed on the screen of the cathode ray tube.

さて、この様な装置における加速電圧発生回路10及び
試料印加電圧発生回路11は、第5図に示す様に構成さ
れている。
Now, the accelerating voltage generating circuit 10 and sample applied voltage generating circuit 11 in such an apparatus are constructed as shown in FIG.

図中、13.14は発振ドライブ回路、15゜16は昇
圧トランス、17.18は整流及びリップル除去回路、
19.20は電圧検出抵抗、21゜22は各々加速電圧
設定器、試料電圧設定器、23.24は誤差アンプであ
る。
In the figure, 13.14 is an oscillation drive circuit, 15.16 is a step-up transformer, 17.18 is a rectification and ripple removal circuit,
Reference numerals 19 and 20 are voltage detection resistors, 21 and 22 are an acceleration voltage setter and a sample voltage setter, respectively, and 23 and 24 are error amplifiers.

この様な回路において、加速電圧設定器21で加速電圧
を設定すると、該設定電圧に対応した電流が誤差アンプ
23に入るので、該誤差アンプは直流電源12からの直
流電圧を数10KH2で発振させている発振ドライブ1
3を制御し、該発振ドライブから設定すべき加速電圧の
1/Nの電圧を発生させる。該電圧は昇圧トランス15
により8倍昇圧され整流及びリップル除去回路17に送
られるので、該回路から所定の加速電圧が発生する。こ
の際、該整流及びリップル除去回路17からの加速電圧
に対応した電圧は電圧検出抵抗19により検出され、該
電圧に対応した電流が上記誤差アンプ23に入るので、
該誤差アンプは該検出した加速電圧に対応した電流と上
記加速電圧設定器21で設定した加速電圧に対応した電
流の差を上記発振ドライブ13にフィードバックし、上
記整流及びリップル除去回路17から所定の加速電圧が
発生する様にする。
In such a circuit, when the accelerating voltage is set by the accelerating voltage setter 21, a current corresponding to the set voltage enters the error amplifier 23, so the error amplifier oscillates the DC voltage from the DC power supply 12 at several tens of KH2. Oscillation drive 1
3 to generate a voltage 1/N of the acceleration voltage to be set from the oscillation drive. The voltage is a step-up transformer 15
Since the voltage is boosted eight times and sent to the rectification and ripple removal circuit 17, a predetermined acceleration voltage is generated from the circuit. At this time, a voltage corresponding to the accelerating voltage from the rectification and ripple removal circuit 17 is detected by the voltage detection resistor 19, and a current corresponding to the voltage enters the error amplifier 23.
The error amplifier feeds back the difference between the current corresponding to the detected acceleration voltage and the current corresponding to the acceleration voltage set by the acceleration voltage setter 21 to the oscillation drive 13, and outputs a predetermined signal from the rectification and ripple removal circuit 17. Make sure that accelerating voltage is generated.

試料印加電圧も、試料印加電圧設定器22で設定され、
該設定電圧に対応した電流が誤差アンプ24に入る。該
誤差アンプは直流電源12からの直流電圧を数10KH
2で発振させている発振ドライブ14を制御し、該発振
ドライブから設定すべき試料印加電圧の1/Nの電圧を
発生させる。
The sample applied voltage is also set by the sample applied voltage setting device 22,
A current corresponding to the set voltage enters the error amplifier 24. The error amplifier converts the DC voltage from the DC power supply 12 to several tens of KH.
2, the oscillation drive 14 which is being oscillated is controlled, and the oscillation drive generates a voltage that is 1/N of the voltage applied to the sample to be set.

該電圧は昇圧トランス16により8倍昇圧され整流及び
リップル除去回路18に送られるので、該回路から所定
の試料印加電圧が発生する。この際、該整流及びリップ
ル除去回路18からの試料印加電圧に対応した電圧は電
圧検出抵抗20により検出され、該電圧に対応した電流
が上記誤差アンプ24に入るので、該誤差アンプは該検
出した試料印加電圧に対応した電流と上記試料印加電圧
設定器22で設定した試料印加電圧に対応した電流の差
を上記発振ドライブ14にフィードバックし、上記整流
及びリップル除去回路18から所定の試料印加電圧が発
生する様にする。
This voltage is boosted eight times by the step-up transformer 16 and sent to the rectification and ripple removal circuit 18, so that a predetermined sample applied voltage is generated from this circuit. At this time, a voltage corresponding to the voltage applied to the sample from the rectification and ripple removal circuit 18 is detected by the voltage detection resistor 20, and a current corresponding to the voltage enters the error amplifier 24, so that the error amplifier detects the detected voltage. The difference between the current corresponding to the sample applied voltage and the current corresponding to the sample applied voltage set by the sample applied voltage setting device 22 is fed back to the oscillation drive 14, and the rectification and ripple removal circuit 18 outputs a predetermined sample applied voltage. Let it happen.

と [発明が解決しよう2する課題] さて、上記した様に、加速電圧の設定と試料印加電圧の
設定は別々に行われる様に構成されている。その為に、
オペレータは加速電圧と試料印加電圧を設定する場合、
その差電圧が試料にダメージを与えるような大きさにな
らない様に、上記加速電圧設定器21と試料印加電圧設
定器22とを細心の注意を払って操作している。この操
作が極めて厄介である。又、該操作が厄介なだけに、該
操作中、瞬間若しくは短い時間において差電圧が大きく
なってしまい、試料にダメージを与えてしまう事が間々
あった。
[Second Problems to be Solved by the Invention] As described above, the setting of the accelerating voltage and the setting of the voltage applied to the sample are configured to be performed separately. For that reason,
When the operator sets the acceleration voltage and sample applied voltage,
The accelerating voltage setting device 21 and sample applied voltage setting device 22 are operated with great care so that the voltage difference does not reach a level that would damage the sample. This operation is extremely troublesome. Moreover, since this operation is troublesome, the voltage difference increases instantaneously or for a short period of time during the operation, and the sample is often damaged.

本発明はこの様な問題を解決することを目的としたもの
で、新規な荷電粒子ビーム装置を提供するものである。
The present invention aims to solve such problems and provides a novel charged particle beam device.

[課題を解決するための手段] その為に、本発明の荷電粒子ビーム装置は、荷電粒子発
生源、該荷電粒子発生源からの荷電粒子を集束してター
ゲット上に照射するレンズ系、該荷電粒子発生源からの
荷電粒子を加速する為の電圧を発生する加速電圧発生回
路、上記ターゲットに該加速電圧より小さいが該加速電
圧と同極の電圧を印加する為の電圧を発生するターゲッ
ト印加電圧発生回路を備えた荷電粒子ビーム装置におい
て、上記加速電圧発生回路とターゲット印加電圧発生回
路の何れかの回路においてターゲットにダメージを与え
ない程度のエネルギーを荷電粒子に与える電圧(付勢電
圧)値に対応した電圧値を設定し、前者の回路に付勢電
圧に対応した電圧値を設定した場合には後者の回路にタ
ーゲット印加電圧値に対応した電圧値を設定してターゲ
ット印加電圧値を発生させ、上記前者の回路で上記付勢
電圧に対応した電圧値と該ターゲット印加電圧値に対応
した電圧値を加算した電圧値から加速電圧値を発生させ
る様に成し、後者の回路に付勢電圧に対応した電圧値を
設定した場合には前者の回路に加速電圧値に対応した電
圧値を設定して加速電圧値を発生させ、上記後者の回路
で上記加速電圧値に対応した電圧値と付勢電圧に対応し
た電圧値との差に対応した電圧値からターゲット印加電
圧値を発生させる様に成した。
[Means for Solving the Problems] To this end, the charged particle beam device of the present invention includes a charged particle generation source, a lens system that focuses charged particles from the charged particle generation source and irradiates the charged particles onto a target, and the charged particle beam device of the present invention. an accelerating voltage generation circuit that generates a voltage for accelerating charged particles from a particle generation source; and a target applied voltage that generates a voltage that is smaller than the accelerating voltage but has the same polarity as the accelerating voltage to the target. In a charged particle beam device equipped with a generation circuit, either the accelerating voltage generation circuit or the target applied voltage generation circuit sets a voltage (energizing voltage) value that applies energy to the charged particles to an extent that does not damage the target. If a voltage value corresponding to the energizing voltage is set in the former circuit, a voltage value corresponding to the target applied voltage value is set in the latter circuit to generate the target applied voltage value. In the former circuit, the accelerating voltage value is generated from the voltage value obtained by adding the voltage value corresponding to the energizing voltage and the voltage value corresponding to the target applied voltage value, and in the latter circuit, the energizing voltage is generated. If a voltage value corresponding to the acceleration voltage value is set in the former circuit, the voltage value corresponding to the acceleration voltage value is set to generate the acceleration voltage value, and the voltage value corresponding to the acceleration voltage value is set in the latter circuit. The target applied voltage value is generated from the voltage value corresponding to the difference between the target applied voltage value and the voltage value corresponding to the applied voltage.

[実施例] 第1図は本発明の一実施例として示した走査電子顕微鏡
の要部である加速電圧発生回路1o及び試料印加電圧発
生回路11の概略図である。
[Embodiment] FIG. 1 is a schematic diagram of an accelerating voltage generation circuit 1o and a sample applied voltage generation circuit 11, which are essential parts of a scanning electron microscope shown as an embodiment of the present invention.

図中、上記第5図にて使用された番号と同様な番号の付
されたものは同一構成要素である。
In the figure, the same components are denoted by the same numbers as those used in FIG. 5 above.

図中、25は加算器で、加速電圧設定器21がらの電圧
に対応した電流と、試料電圧設定器22からの電圧に対
応した電流とを加算し、誤差アンプ23に入れるもので
ある。
In the figure, reference numeral 25 denotes an adder that adds the current corresponding to the voltage from the accelerating voltage setter 21 and the current corresponding to the voltage from the sample voltage setter 22 and inputs the result to the error amplifier 23.

次に、この様な加速電圧発生回路10及び試料印加電圧
発生回路11を上記第4図で示した走査電子顕微鏡に応
用した場合についてその動作を説明する。
Next, the operation of the accelerating voltage generating circuit 10 and sample applied voltage generating circuit 11 will be described when applied to the scanning electron microscope shown in FIG. 4 above.

試料を照射する電子を、該試料にダメージを与えない程
度のエネルギーを電子に与える電圧(以後、付勢電圧と
称す)、例えば、IKVのエネルギーで付勢する場合に
ついて述べる。
A case will be described in which electrons irradiating a sample are energized with a voltage (hereinafter referred to as an energizing voltage) that provides energy to the electrons to an extent that does not damage the sample, for example, IKV energy.

先ず、最初だけ、加速電圧設定器21に該付勢電圧Vo
 (IKV)を設定する。以後、付勢電圧の大きさを変
える場合の最初の設定時を除き、該加速電圧設定器21
は操作されない。
First, only at the beginning, the acceleration voltage setter 21 is set to the energizing voltage Vo.
(IKV). Thereafter, except for the first setting when changing the magnitude of the energizing voltage, the accelerating voltage setter 21
is not manipulated.

この状態で、加速電圧の大きさを考慮し、試料電圧設定
器22に試料印加電圧Vs(例えば、29KV)を設定
する。すると、加算器25は、上記付勢電圧Vo (I
KV)と試料印加電圧Vs(29KV) を加算したち
+7)(VO+VS)(30KV)に対応した電流を誤
差アンプ23に入れる。以後、第5図での説明と同様に
動作し、該加算した電圧、即ち、(Vo+Vs)(30
KV)が所定の加速電圧Vaとして加速電圧発生回路1
0から発生する。この時、試料電圧設定器22で設定さ
れた試料印加電圧Vs(例えば、29KV)は誤差アン
プ24にも入れられているので、以後、第5図での説明
と同様に動作し、試料印加電圧発生回路11から所定の
試料印加電圧Vs (29KV)が発生する。
In this state, the sample applied voltage Vs (for example, 29 KV) is set in the sample voltage setting device 22, taking into consideration the magnitude of the accelerating voltage. Then, the adder 25 outputs the energizing voltage Vo (I
A current corresponding to the sum of the sample voltage Vs (29 KV) and the sample applied voltage Vs (29 KV) is input into the error amplifier 23. Thereafter, the operation is similar to that described in FIG. 5, and the added voltage, that is, (Vo+Vs)(30
KV) is the predetermined acceleration voltage Va in the acceleration voltage generation circuit 1.
Generated from 0. At this time, since the sample applied voltage Vs (for example, 29 KV) set by the sample voltage setting device 22 is also input to the error amplifier 24, the operation is the same as explained in FIG. 5, and the sample applied voltage A predetermined sample applied voltage Vs (29 KV) is generated from the generating circuit 11.

この様に、加速電圧発生回路10で加速電圧Va、即t
)、(Vo+Vs)(30KV)を発生し、電子発生源
1に印加する。そして、同時に、試料印加電圧発生回路
11で試料印加電圧Vs (29KV)を発生し、試料
5に印加する。すると、電子発生源1から発生した電子
は、加速電圧Vaで加速されて試料方向に向かう。該電
子ビームは集束レンズ2及び対物レンズ4により試料上
に集束されると同時に、X方向、Y方向偏向コイルによ
り試料上を走査する。この際、上記試料5には加速電圧
(Vo+Vs)(30KV)と試料印加電圧Vs (2
9KV)の差Vo (IKV)に対応したエネルギーで
付勢された電子が照射される。該走査により該試料から
発生した2次電子は2次電子検出器6により検出され、
アンプ7を介して陰極線管8に送られる。該陰極線管8
には上記X方向、Y方向偏向コイル3X、3Yへの供給
と同期してX、Y走査信号が送られているので、該陰極
線管の画面上には試料像が表示される。
In this way, the acceleration voltage generation circuit 10 generates the acceleration voltage Va, that is, t.
), (Vo+Vs) (30KV) are generated and applied to the electron generation source 1. At the same time, the sample applied voltage generation circuit 11 generates a sample applied voltage Vs (29 KV) and applies it to the sample 5. Then, the electrons generated from the electron source 1 are accelerated by the accelerating voltage Va and move toward the sample. The electron beam is focused onto the sample by a focusing lens 2 and an objective lens 4, and at the same time is scanned over the sample by deflection coils in the X and Y directions. At this time, the acceleration voltage (Vo+Vs) (30KV) and the sample applied voltage Vs (2
Electrons energized with energy corresponding to the difference Vo (IKV) of 9KV) are irradiated. Secondary electrons generated from the sample by the scanning are detected by a secondary electron detector 6,
The signal is sent to a cathode ray tube 8 via an amplifier 7. The cathode ray tube 8
Since X and Y scanning signals are sent to the X and Y direction deflection coils 3X and 3Y in synchronization with the supply to the X and Y direction deflection coils 3X and 3Y, a sample image is displayed on the screen of the cathode ray tube.

次に、加速電圧Vaを変える時には以下の様に、上記試
料電圧設定器22のみ操作し、該設定器での試料印加電
圧の設定値を変える。即ち、試料印加電圧Vsは加速電
圧Vaと付勢電圧Voの差であり、該付勢電圧VoはI
KVに固定されているので、例えば、加速電圧Vaを、
32KVに上げるには、上記試料電圧設定器22に試料
印加電圧として31KVを設定する。又、例えば、加速
電圧Vaを、28KVに下げるには、上記試料電圧設定
器22に試料印加電圧として27KVを設定する。
Next, when changing the accelerating voltage Va, only the sample voltage setting device 22 is operated as described below, and the setting value of the voltage applied to the sample in the setting device is changed. That is, the sample applied voltage Vs is the difference between the accelerating voltage Va and the energizing voltage Vo, and the energizing voltage Vo is I
Since it is fixed at KV, for example, the acceleration voltage Va is
To increase the voltage to 32 KV, set the sample voltage setting device 22 to 31 KV as the sample applied voltage. Further, for example, in order to lower the acceleration voltage Va to 28 KV, the sample voltage setting device 22 is set to 27 KV as the sample applied voltage.

この様に加速電圧Vaを変える時には、試料電圧設定器
22のみ操作し、該設定器での試料印加電圧の設定値を
変えればよく、何れの場合にも、Vo (IKV)に対
応したエネルギーで付勢された電子が照射される。
When changing the accelerating voltage Va in this way, it is only necessary to operate the sample voltage setting device 22 and change the setting value of the sample applied voltage on the setting device. In either case, the energy corresponding to Vo (IKV) is set. The energized electrons are irradiated.

更に、上記付勢電圧Voの大きさを変える場合には、最
初だけ上記加速電圧設定器21に設定したい付勢電圧を
設定し、該設定電圧を固定の状態で、加速電圧の大きさ
をどの程度にするかに応じて、適宜な大きさの試料印加
電圧を試料電圧・設定器22に設定する。
Furthermore, when changing the magnitude of the energizing voltage Vo, first set the desired energizing voltage in the accelerating voltage setter 21, and while the set voltage is fixed, determine the magnitude of the accelerating voltage. Depending on the degree of application, set an appropriate sample applied voltage in the sample voltage/setter 22.

第2図は、加速電圧発生回路及び試料印加電圧発生回路
の他の実施例を示したもので、各々1011′で示され
ている。図中、上記第1図にて使用した番号と同一番号
の付されたものは同一構成要素を表わす。この実施例は
、加速電圧設定系と試料印加電圧設定系をデジタル化し
たものである。
FIG. 2 shows another embodiment of the accelerating voltage generating circuit and the sample applied voltage generating circuit, each designated by 1011'. In the figure, the same numbers as those used in FIG. 1 above represent the same components. In this embodiment, the accelerating voltage setting system and sample applied voltage setting system are digitalized.

図中、26.27はロータリーエンコーダー28.29
はアップダウンカウンター 3oは加算回路、31.3
2はデータ変換回路、33.34はDA変換器である。
In the figure, 26.27 is the rotary encoder 28.29
is up/down counter 3o is addition circuit, 31.3
2 is a data conversion circuit, and 33 and 34 are DA converters.

上記ロータリーエンコーダーは、例えば、右に回すと回
した量に応じた数のアップパルスをアップダウンカウン
ターに送り、左に回すと回した量に応じた数のダウンパ
ルスをアップダウンカウンターに送り、該アップダウン
カウンターは、該ロータリーエンコーダーからのアップ
パルス、ダウンパルスでカウント値を増減する。
For example, when the rotary encoder is turned to the right, the number of up pulses corresponding to the amount of rotation is sent to the up/down counter, and when turned to the left, the number of down pulses corresponding to the amount of rotation is sent to the up/down counter. The up/down counter increases/decreases the count value using up pulses and down pulses from the rotary encoder.

先ず、最初だけ、ロータリーエンコーダー26で付勢電
圧Vo(例えば、IKV)をアップダウンカウンター2
8に設定する。以後、付勢電圧の大きさを変える場合の
最初の設定時を除き、該ロータリーエンコーダー26は
操作しない。この状態で、加速電圧の大きさを考慮し、
ロータリーエンコーダー27で試料印加電圧Vs(例え
ば、29KV)をアップダウンカウンター29に設定す
る。上記アップダウンカウンター28の出力は加算回路
30に、上記アップダウンカウンター29の出力は該加
算回路30とデータ変換回路32に夫々送られる。該加
算回路30は、付勢電圧V。
First, only at the beginning, the energizing voltage Vo (for example, IKV) is controlled by the up/down counter 2 using the rotary encoder 26.
Set to 8. Thereafter, the rotary encoder 26 is not operated except for the initial setting when changing the magnitude of the energizing voltage. In this state, considering the magnitude of the accelerating voltage,
The sample applied voltage Vs (for example, 29 KV) is set on the up/down counter 29 using the rotary encoder 27 . The output of the up/down counter 28 is sent to an addition circuit 30, and the output of the up/down counter 29 is sent to the addition circuit 30 and a data conversion circuit 32, respectively. The adder circuit 30 receives an energizing voltage V.

に対応した電圧値と試料印加電圧Vsに対応した電圧値
を加算し、該加算した電圧値、即ち、加速電圧に対応し
た電圧値をデータ変換回路31に送る。上記各データ変
換回路は、1パルス当たり、何ボルトずつ変化させるか
を制御するものである。
The voltage value corresponding to the sample applied voltage Vs is added to the voltage value corresponding to the sample applied voltage Vs, and the added voltage value, that is, the voltage value corresponding to the acceleration voltage is sent to the data conversion circuit 31. Each of the data conversion circuits described above controls how many volts are changed per pulse.

該各データ変換回路31.32の出力(夫々、加速電圧
VA (30KV)、試料印加電圧Vs (29KV)
に対応している)はDA変換器32,34を介して、誤
差アンプ23.24に入力される。
The outputs of the data conversion circuits 31 and 32 (respectively, acceleration voltage VA (30KV), sample applied voltage Vs (29KV)
) is input to the error amplifiers 23 and 24 via the DA converters 32 and 34.

以後の動作は、第1図にて説明した動作と同じ様に行わ
れ、加速電圧発生回路10−から加速電圧Va、即ち、
(Vo+Vs)(30KV)が発生され、試料印加電圧
発生回路11−から試料印加電圧Vs (29KV)が
発生される。そして、試料5には加速電圧(Vo+Vs
)(30KV)と試料印加電圧Vs (29KV)の差
Vo (IKV)に対応したエネルギーで付勢された電
子が照射される。
The subsequent operation is performed in the same manner as the operation explained in FIG. 1, and the acceleration voltage Va, ie,
(Vo+Vs) (30 KV) is generated, and the sample applied voltage Vs (29 KV) is generated from the sample applied voltage generation circuit 11-. Then, the acceleration voltage (Vo+Vs
) (30 KV) and the sample applied voltage Vs (29 KV). Electrons energized with energy corresponding to the difference Vo (IKV) are irradiated.

第3図は加速電圧設定系と試料印加電圧設定系をデジタ
ル化した加速電圧発生回路及び試料印加電圧発生回路の
他の実施例である。図中、上記第2図にて使用した番号
と同一番号の付されたものは同一構成要素を表わす。
FIG. 3 shows another embodiment of the accelerating voltage generating circuit and the sample applied voltage generating circuit in which the accelerating voltage setting system and the sample applied voltage setting system are digitalized. In the figure, the same numbers as those used in FIG. 2 above represent the same components.

上記第2図の実施例と異なる所は、第2図での加算回路
30がアップダウンカウンター28とデータ変換回路3
1との間に設けられていてのに対し、第3図ではアップ
ダウンカウンター29とデータ変換回路32との間に減
算回路35が設けられている。そして、先ず、最初だけ
、ロータリーエンコーダー27で付勢電圧Vo(例えば
、IKV)をアップダウンカウンター29に設定する。
The difference from the embodiment shown in FIG. 2 above is that the addition circuit 30 in FIG.
In contrast, in FIG. 3, a subtraction circuit 35 is provided between the up/down counter 29 and the data conversion circuit 32. First, the energizing voltage Vo (for example, IKV) is set in the up/down counter 29 using the rotary encoder 27 only at the beginning.

以後、付勢電圧の大きさを変える場合の最初の設定時を
除き、該ロータリーエンコーダー27は操作しない。こ
の状態で、所望の加速電圧Va(例えば、30KV)を
ロータリーエンコーダー26でアップダウンカウンター
28に設定する。上記アップダウンカウンター29の出
力は減算回路35に、上記アップダウンカウンター28
の出力は該減算回路35とデータ変換回路31に夫々送
られる。該減算回路35.は、加速電圧Vaに対応した
電圧と付勢電圧Voに対応した電圧値との減算を行ない
、該差電圧値、即ち、試料印加電圧に対応した電圧値を
データ変換回路32に送る。該各データ変換回路31.
32の出力(夫々、加速電圧VA (30KV)、試料
印加電圧Vs (29KV)に対応している)はDA変
換器32.34を介して、誤差アンプ23.24に人力
される。以後の動作は、第2図にて説明した動作と同じ
様に行われ、加速電圧発生回路10−から加速電圧Va
1即ち、(Vo+Vs)(30KV) が発生され、試
料印加電圧発生回路11′から試料印加電圧Vs (2
9KV)が発生される。そして、試料5には加速電圧(
Vo+Vs)(30KV)と試料印加電圧Vs (29
KV)(7)差Vo (IKV)に対応したエネルギー
で付勢された電子が照射される。
Thereafter, the rotary encoder 27 is not operated except for the initial setting when changing the magnitude of the energizing voltage. In this state, a desired acceleration voltage Va (for example, 30 KV) is set in the up/down counter 28 using the rotary encoder 26. The output of the up-down counter 29 is sent to the subtraction circuit 35, and the up-down counter 28
The outputs are sent to the subtraction circuit 35 and the data conversion circuit 31, respectively. The subtraction circuit 35. subtracts the voltage corresponding to the accelerating voltage Va and the voltage value corresponding to the energizing voltage Vo, and sends the difference voltage value, that is, the voltage value corresponding to the sample applied voltage to the data conversion circuit 32. Each data conversion circuit 31.
The outputs of 32 (corresponding to acceleration voltage VA (30 KV) and sample applied voltage Vs (29 KV), respectively) are input to error amplifiers 23.24 via DA converters 32.34. The subsequent operation is performed in the same manner as the operation explained in FIG.
1, that is, (Vo+Vs) (30KV) is generated, and the sample applied voltage Vs (2
9KV) is generated. Then, sample 5 is applied with accelerating voltage (
Vo+Vs) (30KV) and sample applied voltage Vs (29
KV) (7) Electrons energized with energy corresponding to the difference Vo (IKV) are irradiated.

尚、上記各実施例では、走査電子顕微鏡を例に上げて説
明したが、これに限定されず、加速電圧発生回路及びタ
ーゲット印加電圧発生回路を有する装置に応用可能であ
る。
Although each of the above embodiments has been described using a scanning electron microscope as an example, the present invention is not limited thereto, and can be applied to an apparatus having an accelerating voltage generation circuit and a target applied voltage generation circuit.

[発明の効果] 本発明は、最初の1回だけ加速電圧発生回路とターゲッ
ト印加電圧発生回路の何れか一方の回路においてターゲ
ットにダメージを与えない程度のエネルギーを荷電粒子
に与える電圧(付勢電圧値)に対応した電圧値を設定す
るが、後は、他方の回路でターゲット印加電圧又は加速
電圧値に対応した電圧値を色々と設定する様に成してお
り、従来の様に加速電圧の設定と試料印加電圧の設定を
別々に行われる様に構成していない。その為、操作が極
めて簡単になるばかりか、特に付勢電圧を変えるとき以
外は、該付勢電圧が固定化されているので、オペレータ
ーによる操作中、ターゲットにダメージを与えてしまう
事は全く無い。
[Effects of the Invention] The present invention provides a voltage (energizing voltage) that applies energy to charged particles to an extent that does not damage the target in either the accelerating voltage generating circuit or the target applied voltage generating circuit only once at the beginning. After that, in the other circuit, various voltage values corresponding to the target applied voltage or acceleration voltage value are set. The configuration is not such that settings and sample applied voltage settings are performed separately. Therefore, not only is the operation extremely easy, but the energizing voltage is fixed except when changing the energizing voltage, so there is no possibility of damaging the target during operation by the operator. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例として示した走査電子顕微鏡
の要部である加速電圧発生回路及び試料印加電圧発生回
路の概略図、第2図は加速電圧発生回路及び試料印加電
圧発生回路の他の実施例を示したもの、第3図は加速電
圧設定系と試料印加電圧設定系をデジタル化した加速電
圧発生回路及び試料印加電圧発生回路の他の実施例を示
したもの、第4図はりターディング方式を採用した荷電
粒子ビーム装置の一例として示した走査電子顕微鏡の概
略図、第5図は従来の加速電圧発生回路及び試料印加電
圧発生回路の概略図である。 1:電子発生源  2:集束レンズ  3X。 3Y:X方向、Y方向偏向コイル  4:対物レンズ 
 5:試料(ターゲット)  6:2次電子検出器  
7:アンプ  8二表示装置  9:走査信号発生回路
  10:加速電圧発生回路11:試料印加電圧発生回
路  12:直流電源  13.14:発振ドライブ回
路  15゜16:昇圧トランス  17.18:整流
及びリップル除去回路  19.20:電圧検出抵抗2
1.22:加速電圧設定器  試料電圧設定器  23
.24:誤差アンプ  25:加算器26.27:ロー
タリーエンコーダー  28.297アツプダウンカウ
ンター30:加算回路  31.32:データ変換回路
  33,34:DA変換器
FIG. 1 is a schematic diagram of an accelerating voltage generating circuit and a sample applied voltage generating circuit, which are the main parts of a scanning electron microscope shown as an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of an accelerating voltage generating circuit and a sample applied voltage generating circuit. Fig. 3 shows another embodiment of the accelerating voltage generation circuit and sample applied voltage generation circuit in which the accelerating voltage setting system and the sample applied voltage setting system are digitalized, Fig. 4 FIG. 5 is a schematic diagram of a scanning electron microscope shown as an example of a charged particle beam apparatus employing the beam tarding method, and FIG. 5 is a schematic diagram of a conventional accelerating voltage generation circuit and sample application voltage generation circuit. 1: Electron source 2: Focusing lens 3X. 3Y: X direction, Y direction deflection coil 4: Objective lens
5: Sample (target) 6: Secondary electron detector
7: Amplifier 82 Display device 9: Scanning signal generation circuit 10: Accelerating voltage generation circuit 11: Sample applied voltage generation circuit 12: DC power supply 13.14: Oscillation drive circuit 15° 16: Step-up transformer 17.18: Rectification and ripple Elimination circuit 19.20: Voltage detection resistor 2
1.22: Accelerating voltage setting device Sample voltage setting device 23
.. 24: Error amplifier 25: Adder 26. 27: Rotary encoder 28. 297 up/down counter 30: Addition circuit 31. 32: Data conversion circuit 33, 34: DA converter

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 荷電粒子発生源、該荷電粒子発生源からの荷電粒子を集
束してターゲット上に照射するレンズ系、該荷電粒子発
生源からの荷電粒子を加速する為の電圧を発生する加速
電圧発生回路、上記ターゲットに該加速電圧より小さい
が該加速電圧と同極の電圧を印加する為の電圧を発生す
るターゲット印加電圧発生回路を備えた荷電粒子ビーム
装置において、上記加速電圧発生回路とターゲット印加
電圧発生回路の何れかの回路においてターゲットにダメ
ージを与えない程度のエネルギーを荷電粒子に与える電
圧(付勢電圧)値に対応した電圧値を設定し、前者の回
路に付勢電圧に対応した電圧値を設定した場合には後者
の回路にターゲット印加電圧値に対応した電圧値を設定
してターゲット印加電圧値を発生させ、上記前者の回路
で上記付勢電圧に対応した電圧値と該ターゲット印加電
圧値に対応した電圧値を加算した電圧値から加速電圧値
を発生させる様に成し、後者の回路に付勢電圧に対応し
た電圧値を設定した場合には前者の回路に加速電圧値に
対応した電圧値を設定して加速電圧値を発生させ、上記
後者の回路で上記加速電圧値に対応した電圧値と付勢電
圧に対応した電圧値との差に対応した電圧値からターゲ
ット印加電圧値を発生させる様に成した荷電粒子ビーム
装置。
A charged particle generation source, a lens system that focuses charged particles from the charged particle generation source and irradiates it onto a target, an accelerating voltage generation circuit that generates a voltage for accelerating the charged particles from the charged particle generation source, and the above. In a charged particle beam device equipped with a target applied voltage generation circuit that generates a voltage for applying a voltage smaller than the accelerating voltage to the target but having the same polarity as the accelerating voltage, the accelerating voltage generating circuit and the target applied voltage generating circuit are provided. In either of the circuits, set a voltage value corresponding to the voltage (energizing voltage) that gives energy to the charged particles to the extent that it does not damage the target, and in the former circuit, set a voltage value corresponding to the energizing voltage. In this case, the voltage value corresponding to the target applied voltage value is set in the latter circuit to generate the target applied voltage value, and the voltage value corresponding to the energizing voltage and the target applied voltage value are set in the former circuit. The accelerating voltage value is generated from the voltage value obtained by adding the corresponding voltage values, and when the voltage value corresponding to the energizing voltage is set in the latter circuit, the voltage corresponding to the accelerating voltage value is set in the former circuit. A value is set to generate an accelerating voltage value, and the latter circuit generates a target applied voltage value from a voltage value corresponding to the difference between the voltage value corresponding to the accelerating voltage value and the voltage value corresponding to the energizing voltage. A charged particle beam device designed to
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006294883A (en) * 2005-04-12 2006-10-26 Jeol Ltd Drive voltage generating circuit

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