JPH0646553B2 - 電子ビ−ム装置 - Google Patents
電子ビ−ム装置Info
- Publication number
- JPH0646553B2 JPH0646553B2 JP62173036A JP17303687A JPH0646553B2 JP H0646553 B2 JPH0646553 B2 JP H0646553B2 JP 62173036 A JP62173036 A JP 62173036A JP 17303687 A JP17303687 A JP 17303687A JP H0646553 B2 JPH0646553 B2 JP H0646553B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- deflection
- lens
- electron beam
- ring
- magnetic flux
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電子ビーム装置に関し、もう少し詳しくい
うと、所定の位置に電子ビームを電磁偏向する強磁性体
からなる偏向レンズをもつ偏向器を備えた電子ビーム装
置に関するものである。
うと、所定の位置に電子ビームを電磁偏向する強磁性体
からなる偏向レンズをもつ偏向器を備えた電子ビーム装
置に関するものである。
〔従来の技術〕 第４図は、従来の電子ビーム装置の例として、電子ビー
ム溶接機等の熱加工機や電子ビーム描画装置を示し、図
において、電子銃(1)から放出された電子ビーム(2)は、
集束レンズ(3)でターゲット(5)上に集束される。偏向レ
ンズ(6)は、コンピユータ等の信号源の発生する偏向信
号により電子ビーム(2)を偏向してターゲット(5)上に電
子ビーム(2)を正確に位置決めする。一般に、偏向領域
が大きい場合は磁界偏向レンズが用いられる。しかし、
磁界偏向には渦電流の発生とヒステリシス効果によりビ
ーム照射位置の誤差が生じるため、従来種々の工夫が行
われていた。
ム溶接機等の熱加工機や電子ビーム描画装置を示し、図
において、電子銃(1)から放出された電子ビーム(2)は、
集束レンズ(3)でターゲット(5)上に集束される。偏向レ
ンズ(6)は、コンピユータ等の信号源の発生する偏向信
号により電子ビーム(2)を偏向してターゲット(5)上に電
子ビーム(2)を正確に位置決めする。一般に、偏向領域
が大きい場合は磁界偏向レンズが用いられる。しかし、
磁界偏向には渦電流の発生とヒステリシス効果によりビ
ーム照射位置の誤差が生じるため、従来種々の工夫が行
われていた。
例えば、第５図は特開昭５４−１３７９７７号公報に示
された従来の電子ビーム装置の集束レンズおよび偏向レ
ンズを示し、図において、磁気シールドを兼ねた集束レ
ンズ(3)の磁極(11)、集束レンズ(3)の磁極(12)、集束レ
ンズ(3)のコイル(13)、偏向レンズ(6)の磁極(14)および
偏向レンズ(6)のコイル(15)を備えている。
された従来の電子ビーム装置の集束レンズおよび偏向レ
ンズを示し、図において、磁気シールドを兼ねた集束レ
ンズ(3)の磁極(11)、集束レンズ(3)の磁極(12)、集束レ
ンズ(3)のコイル(13)、偏向レンズ(6)の磁極(14)および
偏向レンズ(6)のコイル(15)を備えている。
以上の構成により、偏向レンズ(6)のコイル(15)には電
子ビーム(2)を高速で走査するため数100KHz以上の高周
波電流が流れ、高周波磁場が偏向レンズの磁極(14)中や
偏向レンズ(6)の周辺に生じる。従つて、偏向レンズの
磁極(14)が金属である場合や偏向レンズ(6)に近接した
場所に金属が存在すると高周波磁場による渦電流が発生
し、偏向磁界が乱れる。そこで、この例では、偏向レン
ズの磁極(14)と、集束レンズ(3)の構成部品の中で最も
高周波磁場の影響を受け易い磁極(12)の先端部にフエラ
イトでなる磁極(11)を配置し、前記の渦電流の発生を低
減し、また、フエライト材料を選択することにより、前
記のヒステリシスを低減していた。
子ビーム(2)を高速で走査するため数100KHz以上の高周
波電流が流れ、高周波磁場が偏向レンズの磁極(14)中や
偏向レンズ(6)の周辺に生じる。従つて、偏向レンズの
磁極(14)が金属である場合や偏向レンズ(6)に近接した
場所に金属が存在すると高周波磁場による渦電流が発生
し、偏向磁界が乱れる。そこで、この例では、偏向レン
ズの磁極(14)と、集束レンズ(3)の構成部品の中で最も
高周波磁場の影響を受け易い磁極(12)の先端部にフエラ
イトでなる磁極(11)を配置し、前記の渦電流の発生を低
減し、また、フエライト材料を選択することにより、前
記のヒステリシスを低減していた。
従来の電子ビーム装置は、偏向レンズ系が以上のように
構成されており、主に渦電流を防止するために、偏向レ
ンズ系付近の構成体にフエライト等の磁性体を用いてい
た。しかし、フエライト等の強磁性体は必ずヒステリシ
ス特性を有するため、残留磁場を発生して、同じ偏向電
流値でも磁界偏向レンズ系においても、高精度にビーム
照射位置が異なるという、電子ビームを用いた高精度の
加工または露光装置にとつては、重大な問題点があつ
た。
構成されており、主に渦電流を防止するために、偏向レ
ンズ系付近の構成体にフエライト等の磁性体を用いてい
た。しかし、フエライト等の強磁性体は必ずヒステリシ
ス特性を有するため、残留磁場を発生して、同じ偏向電
流値でも磁界偏向レンズ系においても、高精度にビーム
照射位置が異なるという、電子ビームを用いた高精度の
加工または露光装置にとつては、重大な問題点があつ
た。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ヒステリシス特性を有する材料で構成された
磁界偏向レンズ系においても、高精度にビーム照射位置
を定めることができる偏向レンズ系を備えた電子ビーム
装置を得ることを目的とする。
たもので、ヒステリシス特性を有する材料で構成された
磁界偏向レンズ系においても、高精度にビーム照射位置
を定めることができる偏向レンズ系を備えた電子ビーム
装置を得ることを目的とする。
この発明に係る電子ビーム装置は、強磁性体のコアを有
する偏向レンズの上下または一方に意識的にヒステリシ
ス特性を有する強磁性体のリングを配置した偏向レンズ
系を備えている。
する偏向レンズの上下または一方に意識的にヒステリシ
ス特性を有する強磁性体のリングを配置した偏向レンズ
系を備えている。
この発明における磁性体リングは、偏向レンズの漏洩磁
場を通過させ、偏向器の残留磁場と逆方向の残留磁場を
ビーム通路中に発生させて、ヒステリシス特性に起因し
た残留磁場によるビーム照射位置の誤差を打消す。
場を通過させ、偏向器の残留磁場と逆方向の残留磁場を
ビーム通路中に発生させて、ヒステリシス特性に起因し
た残留磁場によるビーム照射位置の誤差を打消す。
以下、この発明の一実施例を第１図〜第３図について説
明する。第１図において、偏向レンズ(6)の上，下にそ
れぞれ強磁性体であるフエライトでなるリング(21)が配
設されている。(22)はコイル(15)に流れる偏向電流で発
生した偏向磁束、(23)はコイル(15)に流れる偏向電流で
発生した漏洩磁束、(24)は上記偏向電流を０にしたとき
に偏向レンズの磁極(14)のヒステリシス特性に起因して
ビーム通路中に残る残留磁束（以下、コア残留磁束とい
う）、(25)は上記偏向電流を０にしたときにリング(21)
にヒステリシス特性に起因してビーム通路中に残る残留
磁束（以下、リング残留磁束という）である。第２図
(a)，(b)はそれぞれ偏向レンズ(6)とリング(21)中の磁
束の方向を上面から示したものである。
明する。第１図において、偏向レンズ(6)の上，下にそ
れぞれ強磁性体であるフエライトでなるリング(21)が配
設されている。(22)はコイル(15)に流れる偏向電流で発
生した偏向磁束、(23)はコイル(15)に流れる偏向電流で
発生した漏洩磁束、(24)は上記偏向電流を０にしたとき
に偏向レンズの磁極(14)のヒステリシス特性に起因して
ビーム通路中に残る残留磁束（以下、コア残留磁束とい
う）、(25)は上記偏向電流を０にしたときにリング(21)
にヒステリシス特性に起因してビーム通路中に残る残留
磁束（以下、リング残留磁束という）である。第２図
(a)，(b)はそれぞれ偏向レンズ(6)とリング(21)中の磁
束の方向を上面から示したものである。
以上の構成により、コイル(15)に流れた偏向電流は、偏
向磁束(22)と漏洩磁束(23)とを発生する。偏向磁束(22)
は電子ビーム(2)に作用してこれを偏向させる。漏洩磁
束(23)は磁極(14)のＮ極を出ると近接したリング(21)に
入り、さらにリング(21)内を通り磁極(14)Ｓ極近くで再
び空間に出て磁極(14)のＳ極に入る。第２図に示すよう
に偏向レンズ(6)中の磁束とリング(21)中の磁束の向き
は反対である。従つてコイル(15)に流れる電流を０とし
た後、コア残留磁束(24)とリング残留磁束(25)の方向は
互いに反対となる。両者は電子ビーム(1)中に作用する
が、その方向は互いに反対であるため、それぞれのビー
ム照射位置に及ぼす影響は相殺される。
向磁束(22)と漏洩磁束(23)とを発生する。偏向磁束(22)
は電子ビーム(2)に作用してこれを偏向させる。漏洩磁
束(23)は磁極(14)のＮ極を出ると近接したリング(21)に
入り、さらにリング(21)内を通り磁極(14)Ｓ極近くで再
び空間に出て磁極(14)のＳ極に入る。第２図に示すよう
に偏向レンズ(6)中の磁束とリング(21)中の磁束の向き
は反対である。従つてコイル(15)に流れる電流を０とし
た後、コア残留磁束(24)とリング残留磁束(25)の方向は
互いに反対となる。両者は電子ビーム(1)中に作用する
が、その方向は互いに反対であるため、それぞれのビー
ム照射位置に及ぼす影響は相殺される。
以上の作用を第３図によりさらに詳しく述べると、磁極
(14)、リング(21)のビーム軌道方向の全長lc,lrと、偏
向レンズ(6)、リング(21)のビーム軌道中の残留磁束密
度Bcr、BrrがBcrlc２Brrlrとなる条件で、磁性体のヒ
ステリシス特性または寸法を選らべば、ビーム照射位置
の誤差を完全に打ち消すことができる。
(14)、リング(21)のビーム軌道方向の全長lc,lrと、偏
向レンズ(6)、リング(21)のビーム軌道中の残留磁束密
度Bcr、BrrがBcrlc２Brrlrとなる条件で、磁性体のヒ
ステリシス特性または寸法を選らべば、ビーム照射位置
の誤差を完全に打ち消すことができる。
また、リング(21)は、漏洩磁束のシールド材としても働
くため、偏向レンズ(6)近くに集束レンズ等の金属があ
つた場合も、渦電流が発生しないという２重の効果も有
する。
くため、偏向レンズ(6)近くに集束レンズ等の金属があ
つた場合も、渦電流が発生しないという２重の効果も有
する。
なお、上記実施例では偏向レンズ(6)の上下にリング(2
1)を設けた例を示したが、リングは１つでも同様の効果
が得られる。
1)を設けた例を示したが、リングは１つでも同様の効果
が得られる。
また、偏向レンズやリング材としてフエライトの例を示
したが、高周波で動作させない場合などは、パーマロイ
等の強磁性体を用いてもよい。
したが、高周波で動作させない場合などは、パーマロイ
等の強磁性体を用いてもよい。
さらに、上記実施例では電子ビーム加工器や露光機の場
合について説明したが、高精度デイスプレイ等、高精度
の磁界偏向が用いられる他の装置であつてもよく、上記
実施例と同様の効果を奏する。
合について説明したが、高精度デイスプレイ等、高精度
の磁界偏向が用いられる他の装置であつてもよく、上記
実施例と同様の効果を奏する。
以上のように、この発明によれば、偏向レンズの上下の
少なくとも一方にヒステリシス特性を有する強磁性体の
リングを配置したので、電子ビームに与える偏向磁極等
のヒステリシスの影響を打ち消すことができ、ビーム照
射位置精度の高い偏向レンズ系が得られ、さらに偏向レ
ンズの近くに集束レンズ等の金属があった場合にも、漏
洩磁束がシールドされて、渦電流が発生しないという効
果がある。
少なくとも一方にヒステリシス特性を有する強磁性体の
リングを配置したので、電子ビームに与える偏向磁極等
のヒステリシスの影響を打ち消すことができ、ビーム照
射位置精度の高い偏向レンズ系が得られ、さらに偏向レ
ンズの近くに集束レンズ等の金属があった場合にも、漏
洩磁束がシールドされて、渦電流が発生しないという効
果がある。
第１図〜第３図はこの発明の一実施例を示し、第１図は
要部側断面図、第２図は作用を説明するための一部平面
図、第３図は作用を説明するための要部側断面図であ
る。第４図および第５図はそれぞれ従来の電子ビーム装
置の要部側断面図である。 (1)……電子銃、(2)……電子ビーム、(3)……集束レン
ズ、(5)……ターゲット、(6)……偏向レンズ、(14)……
偏向磁極、(15)……偏向コイル、(21)……リング。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
要部側断面図、第２図は作用を説明するための一部平面
図、第３図は作用を説明するための要部側断面図であ
る。第４図および第５図はそれぞれ従来の電子ビーム装
置の要部側断面図である。 (1)……電子銃、(2)……電子ビーム、(3)……集束レン
ズ、(5)……ターゲット、(6)……偏向レンズ、(14)……
偏向磁極、(15)……偏向コイル、(21)……リング。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】電子ビームを発生する電子銃と、上記電子
ビームをターゲット上に集束する集束レンズ系と、上記
ターゲット上の所定の位置に上記電子ビームを電磁偏向
する強磁性体からなる偏向磁極を持つ偏向レンズと、上
記偏向レンズの上、下の少なくとも一方に近接して配置
した強磁性体からなるリングとを備えた電子ビーム装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62173036A JPH0646553B2 (ja) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | 電子ビ−ム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62173036A JPH0646553B2 (ja) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | 電子ビ−ム装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6417363A JPS6417363A (en) | 1989-01-20 |
| JPH0646553B2 true JPH0646553B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=15953010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62173036A Expired - Lifetime JPH0646553B2 (ja) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | 電子ビ−ム装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0646553B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6367627B2 (ja) * | 2014-01-10 | 2018-08-01 | 三菱電機株式会社 | 電子ビーム加工機 |
-
1987
- 1987-07-13 JP JP62173036A patent/JPH0646553B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6417363A (en) | 1989-01-20 |
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