(57)【要約】 【課題】回路構成を複雑化することなく、リプルを抑制でき、かつ設計の自由度を広げることができる。【解決手段】電源回路は、基準ノードを基準として出力ノードから所定電圧を出力する電圧生成回路と、所定電圧に含まれるリプルを抑制するリプル抑制回路と、を備える。電圧生成回路は、出力ノードに接続され、所定電圧の一部である第１電圧を生成する第１電源部と、出力ノードよりも基準ノード側に接続され、所定電圧から第１電圧を減じた第２電圧を生成する第２電源部と、を備える。リプル抑制回路は、所定電圧に相関する電圧を生成する帰還電圧生成回路と、所定電圧に相関する電圧に基づいて、第２電圧を安定化させるレギュレータと、を有する。【選択図】図１
2019121073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準ノードを基準として出力ノードから所定電圧を出力する電圧生成回路と、
前記所定電圧に含まれるリプルを抑制するリプル抑制回路と、を備え、
前記電圧生成回路は、
前記出力ノードに接続され、前記所定電圧の一部である第１電圧を生成する第１電源部と、
前記出力ノードよりも前記基準ノード側に接続され、前記所定電圧から前記第１電圧を減じた第２電圧を生成する第２電源部と、を備え、
前記リプル抑制回路は、
前記所定電圧に相関する電圧を生成する帰還電圧生成回路と、
前記所定電圧に相関する電圧に基づいて、前記第２電圧を安定化させるレギュレータと、を有する、電源回路。
【請求項２】
前記出力ノードと前記基準ノードとの間に接続されるキャパシタを備え、
前記レギュレータは、前記所定電圧に含まれる所定周波数以下の周波数のリプルを抑制し、
前記キャパシタは、前記所定電圧に含まれる前記所定周波数より大きい周波数のリプルを抑制する、請求項１に記載の電源回路。
【請求項３】
前記第１電源部は、第１ノードを基準として前記出力ノードから前記第１電圧を出力し、
前記第２電源部は、前記基準ノードを基準として前記第１ノードから前記第２電圧を出力し、
前記レギュレータは、
前記基準ノードと前記第１ノードとを通過して前記第２電源部の出力側に電流を流す閉回路と、
前記第１ノードに接続され、前記所定電圧に相関する電圧に応じて前記閉回路に流れる電流を調整するトランジスタと、を有する、請求項１または２に記載の電源回路。
【請求項４】
前記第１電源部は、第１ノードを基準として前記出力ノードから前記第１電圧を出力し、
前記第２電源部は、前記基準ノードを基準として前記第１ノードから前記第２電圧を出力し、
前記レギュレータは、
前記基準ノードと前記第１ノードとを通過して前記第２電源部の出力側に電流を流す閉回路と、
前記基準ノードに接続され、前記所定電圧に相関する電圧に応じて前記閉回路に流れる電流を調整するトランジスタと、を有する、請求項１または２に記載の電源回路。
【請求項５】
前記基準ノードとは別個に設けられる分離基準ノードを備え、
前記第１電源部は、前記分離基準ノードを基準として前記出力ノードから前記第１電圧を出力し、
前記第２電源部は、前記分離基準ノードを基準として第１ノードから前記第２電圧を出力し、
前記第１ノードは前記基準ノードに短絡されており、
前記レギュレータは、
前記分離基準ノードと前記基準ノードとを通過して前記第２電源部の出力側に電流を流す閉回路と、
前記第１ノード及び前記基準ノードに接続され、前記所定電圧に相関する電圧に応じて前記閉回路に流れる電流を調整するトランジスタと、を有する、請求項１または２に記載の電源回路。
【請求項６】
前記第１電源部は、前記第１電圧を用いて所定のバイアス電圧を生成するバイアス回路を有する、請求項３乃至５のいずれか一項に記載の電源回路。
【請求項７】
荷電粒子ビームを出射するカソードと、
前記カソードから出射された荷電粒子ビームを試料面方向に進行させるアノードと、
前記カソードと前記アノードとの間に配置され、所定のバイアス電圧が印加されるウェネルト電極と、
前記アノードを通過した荷電粒子ビームのうち、所定の位置および形状の開口部を通過した荷電粒子ビームを試料面方向に進行させるアパーチャと、
前記アパーチャを通過した荷電粒子ビームを試料面に照射させて描画を行う描画制御部と、
前記カソードに印加される加速電圧と前記ウェネルト電極に印加される前記バイアス電圧との基準電圧を生成する電源回路と、を備え、
前記電源回路は、
基準ノードを基準として出力ノードから所定電圧を出力する電圧生成回路と、
前記所定電圧に含まれるリプルを抑制するリプル抑制回路と、を有し、
前記電圧生成回路は、
前記出力ノードに接続され、前記所定電圧の一部である第１電圧を生成する第１電源部と、
前記出力ノードよりも前記基準ノード側に接続され、前記所定電圧から前記第１電圧を減じた第２電圧を生成する第２電源部と、を有し、
前記リプル抑制回路は、
前記所定電圧に相関する電圧を生成する帰還電圧生成回路と、
前記所定電圧に相関する電圧に基づいて、前記第２電圧を安定化させるレギュレータと、を有する、荷電粒子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電源回路及び荷電粒子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子ビーム等の荷電粒子ビームを用いた描画装置等の荷電粒子装置は、本質的に優れた解像性能を有するため、高集積の半導体製造プロセス等で用いられている。荷電粒子装置では、電子銃のカソードの基準電圧を−５０ｋＶ程度の負電圧に設定する必要があり、このような負電圧を生成する高圧電源回路が必要となる。高圧電源回路の出力電圧に含まれるリプルを抑制するには、高圧電源回路の出力電圧をＣＲフィルタで整流することが考えられる。ＣＲフィルタは、時定数を大きくすればリプルを抑制できるが、高耐圧部品が必要となり、小型化が困難になる。また、ＣＲフィルタは、出力電流が大きくなるほど、リプルが増大するため、高耐圧部品のサイズを大きくしなければならない。
【０００３】
出力電流に依存せずにリプルを抑制するには、半導体を用いたレギュレータやアクティブフィルタが有効であるが、やはり高耐圧かつ高電力の半導体素子や抵抗素子が必要となり、部品選択の余地が狭まり、回路構成の自由度も低くなり、電源回路の最適な設計が行えなくなるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２７０１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、回路構成を複雑化することなく、リプルを抑制でき、かつ設計の自由度を広げることが可能な電源回路及び荷電粒子装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態によれば、基準ノードを基準として出力ノードから所定電圧を出力する電圧生成回路と、
前記所定電圧に含まれるリプルを抑制するリプル抑制回路と、を備え、
前記電圧生成回路は、
前記出力ノードに接続され、前記所定電圧の一部である第１電圧を生成する第１電源部と、
前記出力ノードよりも前記基準ノード側に接続され、前記所定電圧から前記第１電圧を減じた第２電圧を生成する第２電源部と、を備え、
前記リプル抑制回路は、
前記所定電圧に相関する電圧を生成する帰還電圧生成回路と、
前記所定電圧に相関する電圧に基づいて、前記第２電圧を安定化させるレギュレータと、を有する、電源回路が提供される。
【０００７】
前記出力ノードと前記基準ノードとの間に接続されるキャパシタを備え、
前記レギュレータは、前記所定電圧に含まれる所定周波数以下の周波数のリプルを抑制し、
前記キャパシタは、前記所定電圧に含まれる前記所定周波数より大きい周波数のリプルを抑制してもよい。
【０００８】
前記第１電源部は、第１ノードを基準として前記出力ノードから前記第１電圧を出力し、
前記第２電源部は、前記基準ノードを基準として前記第１ノードから前記第２電圧を出力してもよく、
前記レギュレータは、
前記基準ノードと前記第１ノードとを通過して前記第２電源部の出力側に電流を流す閉回路と、
前記第１ノードに接続され、前記所定電圧に相関する電圧に応じて前記閉回路に流れる電流を調整するトランジスタと、を有してもよい。
【０００９】
前記第１電源部は、第１ノードを基準として前記出力ノードから前記第１電圧を出力し、
前記第２電源部は、前記基準ノードを基準として前記第１ノードから前記第２電圧を出力してもよく、
前記レギュレータは、
前記基準ノードと前記第１ノードとを通過して前記第２電源部の出力側に電流を流す閉回路と、
前記基準ノードに接続され、前記所定電圧に相関する電圧に応じて前記閉回路に流れる電流を調整するトランジスタと、を有してもよい。
【００１０】
前記基準ノードとは別個に設けられる分離基準ノードを備え、
前記第１電源部は、前記分離基準ノードを基準として前記出力ノードから前記第１電圧を出力し、
前記第２電源部は、前記分離基準ノードを基準として前記第１ノードから前記第２電圧を出力してもよく、
前記第１ノードは前記基準ノードに短絡されていてもよく、
前記レギュレータは、
前記分離基準ノードと前記基準ノードとを通過して前記第２電源部の出力側に電流を流す閉回路と、
前記第１ノード及び前記基準ノードに接続され、前記所定電圧に相関する電圧に応じて前記閉回路に流れる電流を調整するトランジスタと、を有してもよい。
【００１１】
前記第１電源部は、前記第１電圧を用いて所定のバイアス電圧を生成するバイアス回路を有してもよい。
【００１２】
荷電粒子ビームを出射するカソードと、
前記カソードから出射された荷電粒子ビームを試料面方向に進行させるアノードと、
前記カソードと前記アノードとの間に配置され、所定のバイアス電圧が印加されるウェネルト電極と、
前記アノードを通過した荷電粒子ビームのうち、所定の位置および形状の開口部を通過した荷電粒子ビームを試料面方向に進行させるアパーチャと、
前記アパーチャを通過した荷電粒子ビームを試料面に照射させて描画を行う描画制御部と、
前記カソードに印加される加速電圧と前記ウェネルト電極に印加される前記バイアス電圧との基準電圧を生成する電源回路と、を備えてもよく、
前記電源回路は、
基準ノードを基準として出力ノードから所定電圧を出力する電圧生成回路と、
前記所定電圧に含まれるリプルを抑制するリプル抑制回路と、を有してもよく、
前記電圧生成回路は、
前記出力ノードに接続され、前記所定電圧の一部である第１電圧を生成する第１電源部と、
前記出力ノードよりも前記基準ノード側に接続され、前記所定電圧から前記第１電圧を減じた第２電圧を生成する第２電源部と、を有してもよく、
前記リプル抑制回路は、
前記所定電圧に相関する電圧を生成する帰還電圧生成回路と、
前記所定電圧に相関する電圧に基づいて、前記第２電圧を安定化させるレギュレータと、を有してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態による荷電粒子装置の概略的なブロック図。
【図２】電源回路の内部構成の第１例を示すブロック図。
【図３Ａ】電源回路内の各部の電圧波形を示す図。
【図３Ｂ】一比較例による電源回路の電圧波形を示す図。
【図４】電源回路の内部構成の第２例を示すブロック図。
【図５】電源回路の内部構成の第３例を示すブロック図。
【図６】電源回路の内部構成の第４例を示すブロック図。
【図７】電源回路の内部構成の第５例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本開示の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００１５】
以下では、荷電粒子装置の一例として電子ビーム描画装置について主に説明するが、本実施形態による荷電粒子装置は、電子ビーム描画装置に限定されるものではなく、描画後のパターンを検査する検査装置などにも適用可能である。
【００１６】
図１は一実施形態による荷電粒子装置１の概略的なブロック図である。図１の荷電粒子装置１は、具体的には電子ビーム描画装置２である。図１の電子ビーム描画装置２は、描画部３と制御部４とを備えている。描画部３は、試料に所望のパターンを描画するものである。制御部４は描画部３を制御する。
【００１７】
描画部３は、電子鏡筒５と、描画室６とを有する。電子鏡筒５の内部には、電子銃７と、電流制限アパーチャ５１と、照明レンズ８と、ブランキング偏向器９と、ブランキングアパーチャ１０と、第１成形アパーチャ１１と、成形レンズ１２と、成形偏向器１３と、第２成形アパーチャ１４と、縮小レンズ１５と、対物レンズ１６と、副偏向器１７と、主偏向器１８とが設けられている。描画室６の内部には、移動可能に配置されたＸＹステージ１９が設けられている。ＸＹステージ１９には、照射される電子ビームの電流を測定するためのビーム吸収電極（ファラデーカップ）２０が設けられている。ＸＹステージ１９上には、描画対象となる試料が載置されている。試料は、半導体ウエハにパターンを転写する露光用のマスク基板などである。半導体ウエハを試料として用いて、半導体ウエハに直接パターンを描画してもよい。
【００１８】
電子銃７は、電子ビームを出射するカソード２１と、カソード２１から出射された電子ビームを試料面方向に進行させるアノード２２とを有する。カソード２１は、エミッタ２３とウェネルト電極２４を有する。アノード２２は接地されている。アノード電極２２とウェネルト電極２４間には加速電圧−５０ｋＶが印加されている。
【００１９】
電流制限アパーチャ５１は、アノード２２を通過した電子ビームの散乱を抑制させるために設けられている。アノード２２を通過した電子ビームは、電流制限アパーチャ５１の開口部を通過して、ブランキング偏向器９に導かれる。
【００２０】
制御部４は、電圧生成部３１と描画制御部３２を有する。電圧生成部３１は、後述するように、電源回路３３と、バイアス回路３４と、フィラメント回路３５とを有する。電源回路３３は、電圧生成回路３６とリプル抑制回路３７とを有する。電圧生成回路３６は、その出力ノードＯＵＴから所定電圧Ｖout（例えば５０ｋＶ）の高電圧を出力する。この高電圧は、バイアス回路３４とフィラメント回路３５における基準電圧（加速電圧）として用いられる。なお、本実施形態では、電源回路３３から出力された高電圧を負電圧として使用するが、接地レベルに対する電圧振幅が極端に大きいため、高電圧と呼ぶ。
【００２１】
リプル抑制回路３７は、電圧生成回路３６から出力される高電圧に含まれるリプルを抑制する。バイアス回路３４は、加速電圧を基準に上下するバイアス電圧を生成して、ウェネルト電極２４に供給する。バイアス電圧は、マイナス数百Ｖ〜数千Ｖの範囲の電圧である。フィラメント回路３５は、加速電圧を基準に上下する電圧を生成して、エミッタに供給する。この電圧は、加速電圧を基準に数Ｖで上下する電圧である。
【００２２】
描画制御部３２は、例えば電流密度測定部４１とＰＩＤ制御部４２を有する。電流密度測定部４１は、試料面の電流密度を測定する。ＰＩＤ制御部４２は、電流密度測定部４１で測定した試料面の電流密度に基づいて、エミッション電流の目標値を演算する。演算された目標値は電源回路３３を介して、バイアス回路３４やフィラメント回路３５に送られる。
【００２３】
次に、図１の電子鏡筒５および描画室６内の動作を説明する。電子銃７から出射された電子ビームは、照明レンズ８により、第１成形アパーチャ１１の全体に照明される。第１成形アパーチャ１１には、矩形の孔が設けられている。よって、電子ビームは、第１成形アパーチャ１１により、矩形形状の第１アパーチャ像に成形される。第１成形アパーチャ１１を通過した第１アパーチャ像の電子ビームは、成形レンズ１２により第２成形アパーチャ１４上に投影される。第２成形アパーチャ１４上での第１アパーチャ像の位置は、成形偏向器１３により偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。その結果、電子ビームは成形される。第２成形アパーチャ１４を通過した第２アパーチャ像の電子ビームは、縮小レンズ１５で縮小され、対物レンズ１６により焦点を合わせて、主偏向器１８と副偏向器１７により偏向される。その結果、連続移動するＸＹステージ１９上の試料の位置に照射される。
【００２４】
また、試料上の電子ビームが所望の照射量を試料に入射させる照射時間に達した場合、ブランキング制御が行われる。ブランキング制御は、試料上に必要以上に電子ビームが照射されないように、例えば静電型のブランキング偏向器９で電子ビームを偏向するとともに、ブランキングアパーチャ１０で電子ビームをカットする。これにより、電子ビームが試料面上に到達しなくなる。ブランキング偏向器９の偏向電圧は、描画制御部３２によって制御される。また、電子鏡筒５内と描画室６内は、不図示の真空ポンプにより、大気圧よりも低い圧力に維持されている。
【００２５】
図２は電源回路３３の内部構成の第１例を示すブロック図である。図２の電源回路３３は、電圧生成回路３６とリプル抑制回路３７を有する。電圧生成回路３６は、高圧電源部（第１電源部）３８と低圧電源部（第２電源部）３９とを有する。高圧電源部３８は、電圧生成回路３６の出力ノードＯＵＴに接続されており、交流電源４０に基づいて第１ノードｎ１を基準として所定電圧Ｖoutの一部である第１電圧Ｖ１を生成する。低圧電源部３９は、出力ノードＯＵＴよりも接地ノードＧＮＤ１側に接続されており、接地ノードＧＮＤ１を基準として所定電圧Ｖoutから第１電圧Ｖ１を減じた第２電圧Ｖ２を生成する。所定電圧Ｖout、第１電圧Ｖ１、及び第２電圧は、正の電圧でも負の電圧でもよい。例えば電圧生成回路３６の出力ノードＯＵＴの電位が−５０ｋＶの場合、低圧電源部３９は−１００Ｖの電圧を出力し、高圧電源部３８は−４９．９ｋＶの電圧を出力する。ここで、出力電位については、レギュレーション分を加えて所定の電位としてもよい。なお、高圧電源部３８と低圧電源部３９が出力する具体的な電圧レベルは任意である。このように、図２の高圧電源部３８は、第１ノードｎ１を基準として出力ノードＯＵＴから第１電圧Ｖ１を出力する。また、低圧電源部３９は、接地ノードＧＮＤ１を基準として第１ノードｎ１から第２電圧Ｖ２を出力する。なお、接地ノードＧＮＤ１は、必ずしも０Ｖである必要はないため、以下では、接地ノードＧＮＤ１を基準ノードＧＮＤ１と呼ぶ場合もある。
【００２６】
リプル抑制回路３７は、帰還電圧生成回路４９とレギュレータ４３とを有する。帰還電圧生成回路４９は、電圧生成回路３６から出力される所定電圧Ｖoutに相関する電圧を生成する。以下では、電圧生成回路３６から出力される所定電圧Ｖoutを基準電圧または加速電圧と呼ぶ場合もある。帰還電圧生成回路４９は、例えば抵抗分圧回路４４と、検出アンプ４５とを有する。抵抗分圧回路４４は、電圧生成回路３６の出力ノードＯＵＴと接地ノードＧＮＤ１との間に直列接続された複数の抵抗素子Ｒ１，Ｒ２を有し、これら抵抗素子Ｒ１，Ｒ２によって、電圧生成回路３６の出力ノードＯＵＴから出力された所定電圧Ｖoutを抵抗分圧して、所定電圧Ｖoutに相関する電圧を生成する。この電圧は検出アンプ４５に入力されて、ドライブ能力を向上させた後、レギュレータ４３に供給される。
【００２７】
レギュレータ４３は、電圧生成回路３６から出力された所定電圧Ｖoutに相関する電圧に基づいて、低圧電源部３９で生成される第２電圧Ｖ２を安定化させる。レギュレータ４３は、例えばＰＮＰトランジスタ４６を有する。なお、ＰＮＰトランジスタ４６の代わりに、ＮＰＮトランジスタやＦＥＴトランジスタを用いてもよい。このトランジスタ４６は、第１ノードｎ１に接続されている。より具体的には、トランジスタ４６のコレクタは第１ノードｎ１に接続され、エミッタは低圧電源部３９の一方の出力ノードに接続されている。低圧電源部３９の他方の出力ノードは接地ノードＧＮＤ１に接続されている。トランジスタ４６のベースは、検出アンプ４５の出力ノードに接続されている。
【００２８】
第１ノードｎ１と基準ノードＧＮＤ１との間には抵抗素子Ｒ３が接続されている。上述したトランジスタ４６は、基準ノードＧＮＤ１と第１ノードｎ１とを通過して低圧電源部３９の出力側に電流を流す閉回路４７内に接続されている。トランジスタ４６は、電圧生成回路３６から出力された所定電圧Ｖoutに相関する電圧に応じて、上述した閉回路４７内を流れる電流を調整する。これにより、第１ノードｎ１における第２電圧Ｖ２は、高圧電源部３８から出力される第１電圧Ｖ１のリプルに応じたリプル量にて変動する。
【００２９】
図３Ａは電源回路３３内の各部の電圧波形を示す図である。図３Ｂはレギュレータ４３を持たない一比較例による電源回路の電圧波形を示す図である。図３Ａと図３Ｂには、第１ノードｎ１を基準とする高圧電源部３８の出力ノードＯＵＴの電圧（第１電圧Ｖ１）の波形ｗ１と、基準ノード（接地ノード）ＧＮＤ１を基準とする第１ノードｎ１の電圧（第２電圧Ｖ２）の波形ｗ２と、電圧生成回路３６の出力ノードＯＵＴの電圧（所定電圧Ｖout）の波形ｗ３とが示されている。
【００３０】
図２の電源回路３３は、高圧電源部３８から出力される第１電圧Ｖ１にリプルが含まれている場合には、このリプルを相殺するようなリプル量を有する第２電圧Ｖ２を低圧電源部３９で生成する。これにより、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２を合成して得られる所定電圧Ｖout（基準電圧すなわち加速電圧）に含まれるリプルが抑制される。一方、レギュレータ４３がない一比較例の場合には、図３Ｂに示すように、低圧電源部３９で生成される第２電圧Ｖ２は、電圧振幅が小さいこともあって、ほとんどリプルがないことから、高圧電源部３８で生成された第１電圧Ｖ１に含まれるリプルがそのまま所定電圧Ｖoutに重畳されることになる。
【００３１】
このように、レギュレータ４３は、電源回路３３の出力電圧Ｖoutに含まれるリプルのうち、所定周波数（例えば１０ｋＨｚ以下）の低周波数のリプルを抑制することができる。したがって、レギュレータ４３は、アクティブフィルタとしての機能を果たす。電源回路３３の出力電圧Ｖoutに含まれる所定周波数を超える高周波数のリプルは、出力ノードＯＵＴと接地ノードＧＮＤ１との間に接続されるバイパスコンデンサ（キャパシタ）Ｃにて抑制することができる。
【００３２】
図２の電源回路３３は、低圧電源部３９の接地ノードＧＮＤ１と検出アンプ４５の接地ノードＧＮＤ１とが共通であり、電源回路３３の出力ノードＯＵＴ側のグランドを２つに分離する必要がないことから、設計が容易になる。
【００３３】
図２に示した電源回路３３の内部構成は一例であり、種々の変形例が考えられる。例えば、図４は電源回路３３の内部構成の第２例を示すブロック図である。図４の電源回路３３における高圧電源部３８と低圧電源部３９の接続関係は図２と同様であるが、リプル抑制回路３７内のトランジスタ４６の接続構成が図２とは異なっている。図４のトランジスタ４６は、基準ノード（接地ノード）ＧＮＤ１に接続されている。より具体的には、トランジスタ４６のエミッタは基準ノードＧＮＤ１に接続され、コレクタは低圧電源部３９の接地側の出力ノードＯＵＴに接続されている。このトランジスタ４６は、基準ノードＧＮＤ１と第１ノードｎ１とを通過して低圧電源部３９の出力側に電流を流す閉回路４７内に接続されている。高圧電源部３８から出力される第１電圧Ｖ１に含まれるリプルに応じて、トランジスタ４６は閉回路４７内を流れる電流を制御する。これにより、低圧電源部３９から出力される第２電圧Ｖ２には、高圧電源部３８から出力される第１電圧Ｖ１とは逆方向のリプルが現れて、これらが相殺される結果、電圧生成回路３６から出力される所定電圧Ｖout（基準電圧すなわち加速電圧）のリプルが抑制される。
【００３４】
図４の電源回路３３は、基準ノード（接地ノード）ＧＮＤ１にトランジスタ４６が接続されているため、検出アンプ４５の駆動電圧や駆動電流を小さくでき、高精度の検出アンプ４５を選定しやすくなる。ただし、検出アンプ４５のグランドと電源回路３３の出力ノードＯＵＴ側のグランドとを分離する必要がある。
【００３５】
図５は電源回路３３の内部構成の第３例を示すブロック図である。図５の電源回路３３は、高圧電源部３８と低圧電源部３９の接続関係が図２や図４とは異なっており、また電圧生成回路３６の出力側の接地ノードが２つに分離している。ここでは、電圧生成回路３６の接地ノードＧＮＤ１から分離された接地ノードを分離基準ノードＧＮＤ２と呼ぶ。
【００３６】
図５における高圧電源部３８は、分離基準ノードＧＮＤ２を基準として出力ノードＯＵＴから第１電圧Ｖ１を出力する。低圧電源部３９は、分離基準ノードＧＮＤ２を基準として第１ノードｎ１から第２電圧Ｖ２を出力する。リプル抑制回路３７内のトランジスタ４６は、接地ノードＧＮＤ１に接続されている。より具体的には、トランジスタ４６のコレクタは接地ノードＧＮＤ１に接続され、エミッタは低圧電源部３９の一方の出力ノードＯＵＴに接続されている。このトランジスタ４６は、分離基準ノードＧＮＤ２と第１ノードｎ１を通過して低圧電源部３９の出力側に電流を流す閉回路４７内に接続されている。図５では、高圧電源部３８のＧＮＤ側ノードを接地して用いることができる。なお、図５の電源回路３３においても、検出アンプ４５のグランドと電源回路３３の出力ノードＯＵＴ側のグランドとを分離する必要がある。
【００３７】
図２、図４及び図５の電源回路３３は、電源回路３３から出力された基準電圧をバイアス回路３４とフィラメント回路３５に供給しているが、バイアス回路３４を電源回路３３に統合してもよい。図６は電源回路３３の内部構成の第４例を示すブロック図である。図６の電源回路３３では、高圧電源部３８とバイアス回路３４とが統合された高圧電源回路５０を有する。バイアス回路３４は、高圧電源部３８から出力された所定電圧Ｖoutを基準として上下するバイアス電圧を生成する。生成されたバイアス電圧は、ウェネルト電極２４に供給される。電源回路３３から出力された基準電圧は、抵抗素子Ｒ４，Ｒ５で分圧されて、アンプ４８を介して高圧電源部３８に帰還される。図６の電源回路３３内のリプル抑制回路３７は、図２のリプル抑制回路３７と同様に構成されている。
【００３８】
図６の電源回路３３は、バイアス回路３４を内蔵しているため、バイアス電圧を別個に設ける必要がなくなる。
【００３９】
なお、図６のリプル抑制回路３７の内部構成は、必ずしも図６に示したものに限定されない。例えば、図７の第５例に示すように、図５のリプル抑制回路３７と同様に構成されていてもよい。あるいは、図示は省略するが、図３や図４のリプル抑制回路３７と同様に構成されていてもよい。
【００４０】
このように、本実施形態では、電圧生成回路３６内に高圧電源部３８と低圧電源部３９を設け、電圧生成回路３６から出力された所定電圧Ｖoutに相関する電圧を、帰還電圧生成回路４９を介してレギュレータ４３に帰還させて、低圧電源部３９から出力される第２電圧Ｖ２を制御して所定電圧Ｖoutを安定化させる。これにより、電圧生成回路３６から出力される所定電圧Ｖoutに含まれる低周波数のリプルをレギュレータ４３で除去できる。また、所定電圧Ｖoutに含まれる高周波数のリプルは、電圧生成回路３６の出力ノードＯＵＴと接地ノードＧＮＤ１との間に接続されるバイパスコンデンサＣにて除去することができる。よって、本実施形態によれば、レギュレータ周りに高耐圧部品を用いることなく、また部品サイズを大型化することなく、電圧生成回路３６から出力される所定電圧Ｖoutのリプルを効率よく抑制できる。
【００４１】
本実施形態によるレギュレータ４３は、例えば１０ｋＨｚ以下のリプルに対して、部品等の具体設計にもよるが、−２０ｄＢ〜−８０ｄＢの減衰効果を得ることができる。また、本実施形態によれば、ローパスフィルタと異なり、出力電流が増加してもリプルが増えないため、出力電流の大きさに応じたフィルタ設計を行う必要がなくなる。より具体的には、出力電流が増大しても、高耐圧の大型コンデンサや大型抵抗素子を備えたローパスフィルタを設けなくて済み、電源回路３３の小型化を図ることができる。また、本実施形態によれば、リプルが大きい電圧生成回路３６を用いても、リプル抑制回路３７にてリプルを抑制できるため、電圧生成回路３６の設計が容易になり、設計の自由度が向上する。
【００４２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４３】
１  荷電粒子装置、２  電子ビーム描画装置、３  描画部、４  制御部、５  電子鏡筒、６  描画室、７  電子銃、８  照明レンズ、９  ブランキング偏向器、１０  ブランキングアパーチャ、１１  第１成形アパーチャ、１２  成形レンズ、１３  成形偏向器、１４  第２成形アパーチャ、１５  縮小レンズ、１６  対物レンズ、１７  副偏向器、１８  主偏向器、１９  ＸＹステージ、２０  ビーム吸収電極、２１  カソード、２２  アノード、２３  エミッタ、２４  ウェネルト電極、３１  電圧生成部、３２  描画制御部、３３  電源回路、３４  バイアス回路、３５  フィラメント回路、３６  電圧生成回路、３７  リプル抑制回路、４１  電流密度測定部、４２  ＰＩＤ制御部、４３  レギュレータ、４４  抵抗分圧回路、４５  検出アンプ、４６  トランジスタ、４７  閉回路、４９  帰還電圧生成回路、５１  電流制限アパーチャ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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