[发明专利]用于粒子束设备的高电压源装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于粒子束设备的高电压源装置，以及包含该类型的高电压源装置的粒子束设备。

背景技术

电子束设备，更具体地，扫描电子显微镜（SEM）或透射式电子显微镜（TEM）用于检测物体，以获得关于所述物体在特定条件下的特性和行为的知识。

在SEM的情况下和在TEM的情况下，电子由束发生器产生。电子自束发生器发射，并形成电子束。电子因在束发生器和阳极之间的电势而被加速至一电势。为了这个目的，束发生器通常提供有负高电压。在SEM的情况下，所述电压例如为相对接地电势在-1kV至-30kV的范围内。在TEM的情况下，高电压例如为相对接地电势在-10kV至-300kV的范围内。

为了在上述粒子束设备的情况下实现物体的高分辨率检测，期望通过高电压源装置获得不受制于大的波动的高电压。为了启动用于稳定高电压的相应措施，已知的是测量高电压的波动。以示例的方式，使用了具有电阻分压器或电容分压器的测量装置。电容分压器包括以高压电容器的形式的第一电容器和以测量电容器的形式的第二电容器。第一电容器被安置在外壳中，并以高电压屏蔽体包裹。然而，外壳和高电压屏蔽体具有大的重量，使得设置有电容分压器的测量装置非常重。以示例的方式，已知的设计用于200kV的测量装置的重量为几百千克。这样大的重量使已知的测量装置的处理和安装非常复杂。特别是，将测量装置运输至粒子束设备是费力的。因此，已知的测量装置的后续安装仅在相对高费用的情况下才是可能的。

此外，在已知的测量装置中使用的高压电容器的生产是昂贵的。

发明内容

本发明基于这样的目标：提供包括成本效益好且处理简单的用于测量高电压波动的测量装置的高电压源装置。

根据本发明，该目标通过包括权利要求1的特征的高电压源装置实现。包括该类型的高电压源装置的粒子束设备由权利要求14的特征提供。根据本发明的高电压源装置的使用由权利要求13的特征描述。本发明的进一步的特征由以下的描述、权利要求和/或附图而变得明显易懂。

本发明提供用于粒子束设备的高电压源装置。高电压源装置具有用于输送高电压的至少一条高压电缆。此外，高电压源装置设置有用于测量高电压的至少一个测量装置。测量装置具有至少一个第一电容器。第一电容器例如实施为高压电容器。此外，第一电容器通过高压电缆的至少一个第一部分形成。

本发明基于对高电压源装置的高压电缆可用作电容器的意外洞察。作为电线，高压电缆本身具有特征变量，也就是单位长度的电容。该特征变量描述了高压电缆每单位长度的电容。如果对上述高压电缆的第一部分的长度有合适的选择，则第一电容器具有足够用于测量高电压的电容。

由于第一电容器的制作简单，本发明首先具有测量装置的制造成本效益好的优点。其次，与现有技术相比，测量装置轻。因此，高电压源装置的运输和安装是简单的。而且，需要考虑的事项已经表明以该方式形成的第一电容器对要被测量的高电压仅具有小的影响，从而可以高精度地测量高电压。

根据本发明的高电压源装置的一个实施例附加地或替代地将高压电缆设置为具有以下结构。高压电缆具有被至少一个第一绝缘体围绕的至少一个内部导体。第一绝缘体再被至少一个第一屏蔽体围绕。上面描述的高压电缆例如为具有导电外表面的高压电缆。第一屏蔽体在高压电缆的第一部分的至少一个第一区域和/或至少一个第二区域中被中断。此外，将高压电缆的第一部分设置为被第二屏蔽体围绕。第一屏蔽体和第二屏蔽体二者用于保护与根据本发明的高电压源装置一起工作的人。

根据本发明的高电压源装置的另一实施例附加地或替代地将高压电缆的第一部分设置为沿着高压电缆的纵轴延伸，而且具有第一纵向范围。此外，将第一区域设置为沿着高压电缆的纵轴延伸且具有第二纵向范围，其中第一区域的第二纵向范围比高压电缆的第一部分的第一纵向范围小。附加地或作为其替代，将第二区域设置为沿着高压电缆的纵轴延伸且具有第三纵向范围，其中第二区域的第三纵向范围比高压电缆的第一部分的第一纵向范围小。

根据本发明的高电压源装置的再一个实施例附加地或替代地将内部导体设置为被至少一个第二绝缘体围绕。特别是，这在高压电缆具有至少两个内部导体时提供。第二绝缘体被至少一个第三屏蔽体围绕。该实施例例如涉及具有被另一绝缘体（即第一绝缘体）围绕的多个被绝缘和屏蔽的内部导体（即通过第二绝缘体和通过第三屏蔽体）的高压电缆，该另一绝缘体再被屏蔽（即通过第一屏蔽体）。进一步的实施例将两个或更多的内部导体中的每个设置为被第二绝缘体围绕，并且这些两个或更多的内部导体然后被共同的第三屏蔽体围绕。