JPH0763038B2 - 補正コイル付き偏向電磁石 - Google Patents
補正コイル付き偏向電磁石Info
- Publication number
- JPH0763038B2 JPH0763038B2 JP62053967A JP5396787A JPH0763038B2 JP H0763038 B2 JPH0763038 B2 JP H0763038B2 JP 62053967 A JP62053967 A JP 62053967A JP 5396787 A JP5396787 A JP 5396787A JP H0763038 B2 JPH0763038 B2 JP H0763038B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- magnetic field
- deflection electromagnet
- correction
- electromagnet
- 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
Links
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
- Electromagnets (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、荷電粒子を閉軌道上で回転させて加速あるい
は蓄積する荷電粒子加速蓄積装置としての蓄積リングす
なわちSOR露光装置の偏向電磁石の構造に関するもので
ある。
は蓄積する荷電粒子加速蓄積装置としての蓄積リングす
なわちSOR露光装置の偏向電磁石の構造に関するもので
ある。
従来のシンクロトロンや蓄積リングは高エネルギー物理
実験（主に電子と陽電子，陽子と反陽子との衝突実験に
よる素粒子の相互作用および新粒子の発見等のための実
験）のために製作されており、概して大型であった（直
径数十ｍ〜数十km）。
実験（主に電子と陽電子，陽子と反陽子との衝突実験に
よる素粒子の相互作用および新粒子の発見等のための実
験）のために製作されており、概して大型であった（直
径数十ｍ〜数十km）。
これに対して、最近、電子あるいは陽電子が周回する時
に放出されるSOR光を光電子分光等の表面分析や半導体L
SIを製造する時のＸ線リソグラフィー用光源として利用
することが注目されている。これら半導体産業にこのSO
R光源が導入されるためには従来よりも小型で専用に設
計された蓄積リングが必要となる。このため世界中で蓄
積リングを小型化しようとする試みが行なわれている。
に放出されるSOR光を光電子分光等の表面分析や半導体L
SIを製造する時のＸ線リソグラフィー用光源として利用
することが注目されている。これら半導体産業にこのSO
R光源が導入されるためには従来よりも小型で専用に設
計された蓄積リングが必要となる。このため世界中で蓄
積リングを小型化しようとする試みが行なわれている。
小型化の１つの有力な方向は、偏向電磁石を超電導化
し、１つの偏向電磁石で180度電子を偏向し、電子の軌
道半径を数十cm程度のオーダにする方向である。これ
は、例えば「ホイバーガ著，固体工学,93頁,1986,2月
（A.Heuberger,Solid State Technology,p.93,February
1986）」に記載されている。しかし、必要な磁場の均一
度を電子の通る軌道軸に沿ってそれに垂直な平面の広い
領域に確保する具体的な磁石構造は未だ実現されていな
い。
し、１つの偏向電磁石で180度電子を偏向し、電子の軌
道半径を数十cm程度のオーダにする方向である。これ
は、例えば「ホイバーガ著，固体工学,93頁,1986,2月
（A.Heuberger,Solid State Technology,p.93,February
1986）」に記載されている。しかし、必要な磁場の均一
度を電子の通る軌道軸に沿ってそれに垂直な平面の広い
領域に確保する具体的な磁石構造は未だ実現されていな
い。
一方、蓄積リングを小型化する試みの中で、電子を円形
リングの中で360度偏向させようという試みもある。こ
れは、例えば「高橋著，日本学術振興会，結晶加工と評
価技術第145委員会,B分科会（放射光利用），第９会研
究会資料17頁」に記載されている。しかし、この例で
は、円形構造であることに起因して、技術的に解決すべ
き問題点が多い。
リングの中で360度偏向させようという試みもある。こ
れは、例えば「高橋著，日本学術振興会，結晶加工と評
価技術第145委員会,B分科会（放射光利用），第９会研
究会資料17頁」に記載されている。しかし、この例で
は、円形構造であることに起因して、技術的に解決すべ
き問題点が多い。
180度偏向電磁石においては、磁石端部におけるフリン
ジ磁場（偏向電磁石の出口付近で電子軌道軸に沿って磁
場の強度が徐々に下がっていく部分の磁場）により生ず
るC.O.D（電子の平衡軌道の設計中心軌道からのずれ）
が大きいという問題が重要である。上記ホイバーガ（A.
Heuberger）の180度偏向型では内側コイルと外側コイル
の間隔が10cm程度と狭く、従って、渡りの部分のコイル
がフリンジ磁場に及ぼす影響が小さく、それほど大きな
C.O.Dは発生しないが、磁場の均一な広い領域を確保し
ようとして内側コイルと外側コイルの間隔を広げていく
と、渡りの部分のコイルからの影響が大きくなり、フリ
ンジ磁場のだれが大きくなるという問題がある。
ジ磁場（偏向電磁石の出口付近で電子軌道軸に沿って磁
場の強度が徐々に下がっていく部分の磁場）により生ず
るC.O.D（電子の平衡軌道の設計中心軌道からのずれ）
が大きいという問題が重要である。上記ホイバーガ（A.
Heuberger）の180度偏向型では内側コイルと外側コイル
の間隔が10cm程度と狭く、従って、渡りの部分のコイル
がフリンジ磁場に及ぼす影響が小さく、それほど大きな
C.O.Dは発生しないが、磁場の均一な広い領域を確保し
ようとして内側コイルと外側コイルの間隔を広げていく
と、渡りの部分のコイルからの影響が大きくなり、フリ
ンジ磁場のだれが大きくなるという問題がある。
従来の偏向電磁石における補正コイルは、偏向電磁石内
部の均一度を補正したり、個々の偏向電磁石の固体差に
起因する磁場の大きさのばらつきを補正するために、主
要偏向電磁石内部のコイルに沿ってそれに平行に置かれ
るのが通常であり、フリンジ磁場そのものを整形し、C.
O.Dを補正するためにフリンジ磁場の中に補正コイルを
置くことはなされていなかった。
部の均一度を補正したり、個々の偏向電磁石の固体差に
起因する磁場の大きさのばらつきを補正するために、主
要偏向電磁石内部のコイルに沿ってそれに平行に置かれ
るのが通常であり、フリンジ磁場そのものを整形し、C.
O.Dを補正するためにフリンジ磁場の中に補正コイルを
置くことはなされていなかった。
以上のことから、従来の問題点は、蓄積リングの小型化
と電子軌道に沿っての均一な磁界分布とが実現されてい
ないということである。
と電子軌道に沿っての均一な磁界分布とが実現されてい
ないということである。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、半導体産業用に小型化したSOR
露光装置のための偏向電磁石を提供することにある。
の目的とするところは、半導体産業用に小型化したSOR
露光装置のための偏向電磁石を提供することにある。
本発明は、荷電粒子軌道を挟んで上下に一対設けられた
偏向磁場を発生する励磁コイルからなる主要偏向電磁石
と、この上下の励磁コイル間に一対以上設けられた偏向
磁場を補正する補正コイルとを備えた補正コイル付き偏
向電磁石であって、主要偏向電磁石は、励磁コイルのう
ち電荷粒子軌道に沿った外側のコイルの上下間ギャップ
が内側のコイルの上下間ギャップよりも大きく、かつ外
側コイルと内側コイルを結ぶ渡りの部分のコイルが外側
に跳ね上がるように配置されたものであり、補正コイル
は、この主要偏向電磁石のフリンジ磁場付近に主要偏向
電磁石内部の荷電粒子軌道上に形成される偏向磁場とは
逆向きの磁場を発生するように配置されたものである。
偏向磁場を発生する励磁コイルからなる主要偏向電磁石
と、この上下の励磁コイル間に一対以上設けられた偏向
磁場を補正する補正コイルとを備えた補正コイル付き偏
向電磁石であって、主要偏向電磁石は、励磁コイルのう
ち電荷粒子軌道に沿った外側のコイルの上下間ギャップ
が内側のコイルの上下間ギャップよりも大きく、かつ外
側コイルと内側コイルを結ぶ渡りの部分のコイルが外側
に跳ね上がるように配置されたものであり、補正コイル
は、この主要偏向電磁石のフリンジ磁場付近に主要偏向
電磁石内部の荷電粒子軌道上に形成される偏向磁場とは
逆向きの磁場を発生するように配置されたものである。
本発明においては、小型蓄積リングの実現および電子軌
道に沿って均一な磁界の分布の実現を図ることができ
る。
道に沿って均一な磁界の分布の実現を図ることができ
る。
まず、本発明の特徴について述べる。本発明は、主要偏
向電磁石および補正コイルにより、全体で電子を180度
偏向させる。すなわち、一対の主要な偏向電磁石で電子
をほぼ180度偏向させ、フリンジ磁場付近に一対以上の
補正コイルを付加させることにより、主要偏向電磁石自
身が形成するフリンジ磁場を急峻な階段状の分布に整形
し、B1積（電子軌道軸に沿って磁場の大きさＢを積分し
た量）を或る一定の値に調節することにより、全体で18
0度電子を偏向させる。
向電磁石および補正コイルにより、全体で電子を180度
偏向させる。すなわち、一対の主要な偏向電磁石で電子
をほぼ180度偏向させ、フリンジ磁場付近に一対以上の
補正コイルを付加させることにより、主要偏向電磁石自
身が形成するフリンジ磁場を急峻な階段状の分布に整形
し、B1積（電子軌道軸に沿って磁場の大きさＢを積分し
た量）を或る一定の値に調節することにより、全体で18
0度電子を偏向させる。
こうして、主要偏向電磁石のみでは非常に大きなC.O.D
を発生する所を、補正コイルにより小さく押さえ、同時
に主要偏向電磁石内部のフリンジ付近の磁場の均一度も
改善したことを最も主要な特徴とする。
を発生する所を、補正コイルにより小さく押さえ、同時
に主要偏向電磁石内部のフリンジ付近の磁場の均一度も
改善したことを最も主要な特徴とする。
第１図〜第４図は、本発明による補正コイル付き偏向電
磁石の配置構造であり、１は主要偏向電磁石の外側コイ
ル、２は補正コイル、３は主要偏向電磁石の渡りの部分
のコイル、５は主要偏向電磁石の内側コイルである。図
中の大きなバナナ型をした主要偏向電磁石１、３、５
（これにより電子をほぼ180度偏向する）に対して、フ
リンジ部付近の電子軌道軸に近い部分に、磁場の方向が
主要偏向電磁石１、３、５とは逆向きの補正コイル２を
左右両側に３対ずつ配置してある。第２図に、主要偏向
電磁石１および補正コイル２中の電流パスP1およびP2,P
3の方向を矢印で示す。補正コイル２は、偏向電磁石内
部の偏向磁場とは逆向きの磁場を発生する。本実施例に
おいては、電子の通る軌道軸に沿って均一な領域を確保
するために、外側コイル１の上下間ギャップを内側コイ
ル５の上下間ギャップよりも大きくし、なおかつ２つの
コイル１、５を結ぶ渡りの部分のコイル３を外側に跳ね
上げた構造になっている。
磁石の配置構造であり、１は主要偏向電磁石の外側コイ
ル、２は補正コイル、３は主要偏向電磁石の渡りの部分
のコイル、５は主要偏向電磁石の内側コイルである。図
中の大きなバナナ型をした主要偏向電磁石１、３、５
（これにより電子をほぼ180度偏向する）に対して、フ
リンジ部付近の電子軌道軸に近い部分に、磁場の方向が
主要偏向電磁石１、３、５とは逆向きの補正コイル２を
左右両側に３対ずつ配置してある。第２図に、主要偏向
電磁石１および補正コイル２中の電流パスP1およびP2,P
3の方向を矢印で示す。補正コイル２は、偏向電磁石内
部の偏向磁場とは逆向きの磁場を発生する。本実施例に
おいては、電子の通る軌道軸に沿って均一な領域を確保
するために、外側コイル１の上下間ギャップを内側コイ
ル５の上下間ギャップよりも大きくし、なおかつ２つの
コイル１、５を結ぶ渡りの部分のコイル３を外側に跳ね
上げた構造になっている。
第５図〜第７図は、主要偏向電磁石１に関して切詰めた
形状の例を示す配置図である。補正コイル２はこれら主
要偏向電磁石１のフリンジ部分に設置される。これら補
正コイル２による大きな２つの効果を、第１図〜第４図
の実施例について詳細に示す。
形状の例を示す配置図である。補正コイル２はこれら主
要偏向電磁石１のフリンジ部分に設置される。これら補
正コイル２による大きな２つの効果を、第１図〜第４図
の実施例について詳細に示す。
まず、B1積の低減効果について説明する。第８図はバナ
ナ型主要偏向電磁石１のみによる電子軌道軸に沿った−
50cm≦ｙ≦0cmの範囲内にある磁場のｚ方向成分の分布
を示す。また、第９図は主要偏向電磁石と補正コイル群
とが第８図と同様の領域に形成する磁場のｚ方向成分の
分布と３対の補正コイルの位置A1〜A3を示している。
ナ型主要偏向電磁石１のみによる電子軌道軸に沿った−
50cm≦ｙ≦0cmの範囲内にある磁場のｚ方向成分の分布
を示す。また、第９図は主要偏向電磁石と補正コイル群
とが第８図と同様の領域に形成する磁場のｚ方向成分の
分布と３対の補正コイルの位置A1〜A3を示している。
第８図から明らかなように、主要偏向電磁石のみでは偏
向電磁石の端部付近の磁場（フリンジ磁場）のだれが著
しく、非常に大きなC.O.Dが生ずる。これを低減するた
めにはバナナ型主要偏向電磁石１の内側コイルと外側コ
イルを結ぶ渡りの部分のコイル３を＋ｙ方向へ平行移動
して切り詰めたり、あるいはｚ軸の回りに正の方向へ回
転させる等の工夫をして、磁場のいわゆるB1積を低減し
なければならない（第５図〜第７図参照）。
向電磁石の端部付近の磁場（フリンジ磁場）のだれが著
しく、非常に大きなC.O.Dが生ずる。これを低減するた
めにはバナナ型主要偏向電磁石１の内側コイルと外側コ
イルを結ぶ渡りの部分のコイル３を＋ｙ方向へ平行移動
して切り詰めたり、あるいはｚ軸の回りに正の方向へ回
転させる等の工夫をして、磁場のいわゆるB1積を低減し
なければならない（第５図〜第７図参照）。
しかし、そうすることによってC.O.Dは低減できても、
偏向電磁石内部の磁場の均一度が悪化することが容易に
予想される。そこで、第１図〜第４図に示すような補正
コイル２をフリンジ部付近に配置した。これにより、第
９図に示すように、フリンジ磁場のだれを急峻に低減さ
せ、ほぼ階段状に変化する磁場分布を得ることができ
た。さらに第９図から分かるように、どうしても僅かに
残る偏向電磁石外部へのだれを補償するため、曲線S1に
示すように故意にアンダーシュートを形成してやり、そ
れ以降は０に戻るように補正コイル配置を適性化した。
偏向電磁石内部の磁場の均一度が悪化することが容易に
予想される。そこで、第１図〜第４図に示すような補正
コイル２をフリンジ部付近に配置した。これにより、第
９図に示すように、フリンジ磁場のだれを急峻に低減さ
せ、ほぼ階段状に変化する磁場分布を得ることができ
た。さらに第９図から分かるように、どうしても僅かに
残る偏向電磁石外部へのだれを補償するため、曲線S1に
示すように故意にアンダーシュートを形成してやり、そ
れ以降は０に戻るように補正コイル配置を適性化した。
次に、主要偏向電磁石内部の磁場均一度の改善効果につ
いて述べる。B1積の低減効果とは別に、この補正コイル
２により、主要偏向電磁石内部のフリンジ部付近の磁場
の均一度も大幅に改良された。それを第10図，第11図に
示す。
いて述べる。B1積の低減効果とは別に、この補正コイル
２により、主要偏向電磁石内部のフリンジ部付近の磁場
の均一度も大幅に改良された。それを第10図，第11図に
示す。
第10図は、補正コイルは無くバナナ型主要偏向電磁石１
のみが存在する時の磁場の均一度を示しており、第11図
は、補正コイルが存在する時の偏向電磁石内部の磁場の
均一度を示している。これらの図は、上から電子軌道軸
に沿ってθｘ方向に０度（ｘ軸）〜90度（ｙ軸）までの
10度ごとの各断面について、磁場の均一度（Uniformit
y,以下「Ｕ」と略称する）を示している（θｘについて
は第６図（ａ）参照）。図中横軸は均一度Ｕを表わし、
縦軸は電子の軌道軸に垂直な断面をとった時の動径方向
の位置を示している（cm単位）。実線，鎖線，一点鎖
線，二点鎖線は、電子軌道軸に垂直な方向の高さｚ＝0c
m,1cm,2cm,3cmの位置パラメータに対する均一度Ｕを示
す。ここで均一度Ｕとは、縦軸とパラメータで決定され
る位置における磁場のｚ成分BZの値と、ｚ＝0cmで電子
の平衡軌道の位置にあたるBZの値BZ0とから次の式で定
義される量である。
のみが存在する時の磁場の均一度を示しており、第11図
は、補正コイルが存在する時の偏向電磁石内部の磁場の
均一度を示している。これらの図は、上から電子軌道軸
に沿ってθｘ方向に０度（ｘ軸）〜90度（ｙ軸）までの
10度ごとの各断面について、磁場の均一度（Uniformit
y,以下「Ｕ」と略称する）を示している（θｘについて
は第６図（ａ）参照）。図中横軸は均一度Ｕを表わし、
縦軸は電子の軌道軸に垂直な断面をとった時の動径方向
の位置を示している（cm単位）。実線，鎖線，一点鎖
線，二点鎖線は、電子軌道軸に垂直な方向の高さｚ＝0c
m,1cm,2cm,3cmの位置パラメータに対する均一度Ｕを示
す。ここで均一度Ｕとは、縦軸とパラメータで決定され
る位置における磁場のｚ成分BZの値と、ｚ＝0cmで電子
の平衡軌道の位置にあたるBZの値BZ0とから次の式で定
義される量である。
Ｕ＝（BZ−BZ0）/BZ0 第10図，第11図の横軸の均一度Ｕは真中が０であり、１
目盛りが±１×10-3である。また、縦軸の太線は±５×
10-4を表わす。すなわち、第11図は、電子の軌道軸に沿
ってそれに垂直な10cm×6cm（高さ方向については系の
対称性からｚ＝3cm×２＝6cm）の広い領域において０度
を除く全断面でほぼ±５×10-4の均一度を達成している
ことを示している。この値は、従来の電子蓄積リングの
偏向電磁石に要求されている磁場精度（均一度）とほぼ
同等の値である。一方、第10図は、補正コイルのない場
合の均一度である。第10図は、電子の軌道軸に沿ってそ
れに垂直な平面の10cm×6cmの広い領域でほぼ×10-4の
均一度を達成していることを示しており、10度、20度を
除く断面で第11図と同等の均一度が得られていることが
分かる。これが、外側コイル１のギャップを内側コイル
５のギャップよりも大きくし、かつ渡りの部分のコイル
３を外側に跳ね上げた効果であり、補正コイルなしでこ
れだけの磁場精度を達成できることが分かる。ただし、
10度、20度の断面においては、かなりの均一度の劣化に
認められるが、このような劣化は、補正コイルを設ける
ことによって格段に改善されることが第11図から明らか
である。
目盛りが±１×10-3である。また、縦軸の太線は±５×
10-4を表わす。すなわち、第11図は、電子の軌道軸に沿
ってそれに垂直な10cm×6cm（高さ方向については系の
対称性からｚ＝3cm×２＝6cm）の広い領域において０度
を除く全断面でほぼ±５×10-4の均一度を達成している
ことを示している。この値は、従来の電子蓄積リングの
偏向電磁石に要求されている磁場精度（均一度）とほぼ
同等の値である。一方、第10図は、補正コイルのない場
合の均一度である。第10図は、電子の軌道軸に沿ってそ
れに垂直な平面の10cm×6cmの広い領域でほぼ×10-4の
均一度を達成していることを示しており、10度、20度を
除く断面で第11図と同等の均一度が得られていることが
分かる。これが、外側コイル１のギャップを内側コイル
５のギャップよりも大きくし、かつ渡りの部分のコイル
３を外側に跳ね上げた効果であり、補正コイルなしでこ
れだけの磁場精度を達成できることが分かる。ただし、
10度、20度の断面においては、かなりの均一度の劣化に
認められるが、このような劣化は、補正コイルを設ける
ことによって格段に改善されることが第11図から明らか
である。
これらの計算はビオ・サバールの法則を用いた厳密な３
次元の磁場解析の結果であり、上記のコイル配置もこの
プログラムによるパラメータサーベイの結果得られた値
である。
次元の磁場解析の結果であり、上記のコイル配置もこの
プログラムによるパラメータサーベイの結果得られた値
である。
次に、主要偏向電磁石1,補正コイル２ともにリターンヨ
ークが付いた場合について説明する。第12図，第13図は
本発明に係わる補正コイル付き偏向電磁石の第２の実施
例を示す配置図であり、鉄のリターンヨーク４が付いた
場合を示す。この第２の実施例は、鉄のリターンヨーク
４が付いたことと、主要偏向電磁石１の配置が第１図〜
第４図の第１の実施例の場合と少しことなることとを除
けば、補正コイル２の位置，起磁力（コイルに流れる電
流値とターン数との積）等は全く第１の実施例と同様で
ある。この第２の実施例についても、第１の実施例と同
様に、２つの大きな効果を次に示す。
ークが付いた場合について説明する。第12図，第13図は
本発明に係わる補正コイル付き偏向電磁石の第２の実施
例を示す配置図であり、鉄のリターンヨーク４が付いた
場合を示す。この第２の実施例は、鉄のリターンヨーク
４が付いたことと、主要偏向電磁石１の配置が第１図〜
第４図の第１の実施例の場合と少しことなることとを除
けば、補正コイル２の位置，起磁力（コイルに流れる電
流値とターン数との積）等は全く第１の実施例と同様で
ある。この第２の実施例についても、第１の実施例と同
様に、２つの大きな効果を次に示す。
まず、B1積の低減効果について説明する。第14図は、第
１の実施例と同様にバナナ型主要偏向電磁石１のみによ
る電子軌道軸に沿った磁場のｚ方向成分の分布を示す。
また第15図は、バナナ型主要偏向電磁石１と補正コイル
２が形成する電子軌道軸に沿った磁場のｚ方向成分の分
布を示す。第14図から明らかなように、主要偏向電磁石
１のみでは偏向電磁石のフリンジ磁場のだれが著しく、
非常に大きなC.O.Dが生ずる。そこで、第11図，第12図
に示すような補正コイル２をフリンジ部付近に配置し
た。これにより、第15図に示すように、フリンジ磁場の
だれを急峻に低減させ、ほぼ階段状に変化する磁場分布
を得ることができた。さらに、第15図から分かるよう
に、どうしても僅かに残る偏向電磁石外部へのだれを補
償するため、曲線S1で示すように故意にアンダーシュー
トを形成してやり、それ以降は０に戻るように補正コイ
ル配置を適性化した。
１の実施例と同様にバナナ型主要偏向電磁石１のみによ
る電子軌道軸に沿った磁場のｚ方向成分の分布を示す。
また第15図は、バナナ型主要偏向電磁石１と補正コイル
２が形成する電子軌道軸に沿った磁場のｚ方向成分の分
布を示す。第14図から明らかなように、主要偏向電磁石
１のみでは偏向電磁石のフリンジ磁場のだれが著しく、
非常に大きなC.O.Dが生ずる。そこで、第11図，第12図
に示すような補正コイル２をフリンジ部付近に配置し
た。これにより、第15図に示すように、フリンジ磁場の
だれを急峻に低減させ、ほぼ階段状に変化する磁場分布
を得ることができた。さらに、第15図から分かるよう
に、どうしても僅かに残る偏向電磁石外部へのだれを補
償するため、曲線S1で示すように故意にアンダーシュー
トを形成してやり、それ以降は０に戻るように補正コイ
ル配置を適性化した。
次に、主要偏向電磁石１内部の磁場均一度の改善効果に
ついて説明する。B1積の低減効果とは別に、この補正コ
イル２により、主要偏向電磁石１内部のフリンジ部付近
の均一度も大幅に改良された。それを第16図，第17図に
示す。
ついて説明する。B1積の低減効果とは別に、この補正コ
イル２により、主要偏向電磁石１内部のフリンジ部付近
の均一度も大幅に改良された。それを第16図，第17図に
示す。
このグラフの意味は第１の実施例の場合の第10図，第11
図と同様である。第16は補正コイルのない場合の均一度
であり、10度,20度の断面においてかなり均一度の劣化
が認められる。これが第17図において格段に改善されて
いるのが明らかである。
図と同様である。第16は補正コイルのない場合の均一度
であり、10度,20度の断面においてかなり均一度の劣化
が認められる。これが第17図において格段に改善されて
いるのが明らかである。
これらの計算はビオ・サバールの法則および磁性体を含
んだ有限要素法と積分法を用いた３次元の磁場解析の結
果であり、上記の主要偏向電磁石配置も補正コイル配置
も、このプログラムによるパラメータサーベイの結果得
られた値である。
んだ有限要素法と積分法を用いた３次元の磁場解析の結
果であり、上記の主要偏向電磁石配置も補正コイル配置
も、このプログラムによるパラメータサーベイの結果得
られた値である。
以上説明したように本発明は、主要偏向電磁石の外側コ
イルの上下間ギャップを内側コイルの上下間ギャップよ
りも大きくし、かつ渡りの部分のコイルを外側に跳ね上
げた構造にすることにより、主要偏向電磁石内部の広い
領域にわたって良好な磁場の均一度を得ることができ、
また荷電粒子を偏向する主要偏向電磁石のフリンジ磁場
付近に主要偏向電磁石内部の荷電粒子軌道上に形成する
偏向磁場とは逆向きの磁場を発生するように一対以上の
補正コイルを設置したことにより、電子を180度偏向さ
せ、C.O.Dの発生を小さく押さえ、フリンジ付近の磁場
の均一度を改善することができるので、小型蓄積リング
の実用化を図ることができると共に、半導体LSIのリソ
グラフィー工程での微小パターンの形成が可能になり、
半導体工場で小型蓄積リングをSOR露光装置として設置
することが可能になるという効果がある。
イルの上下間ギャップを内側コイルの上下間ギャップよ
りも大きくし、かつ渡りの部分のコイルを外側に跳ね上
げた構造にすることにより、主要偏向電磁石内部の広い
領域にわたって良好な磁場の均一度を得ることができ、
また荷電粒子を偏向する主要偏向電磁石のフリンジ磁場
付近に主要偏向電磁石内部の荷電粒子軌道上に形成する
偏向磁場とは逆向きの磁場を発生するように一対以上の
補正コイルを設置したことにより、電子を180度偏向さ
せ、C.O.Dの発生を小さく押さえ、フリンジ付近の磁場
の均一度を改善することができるので、小型蓄積リング
の実用化を図ることができると共に、半導体LSIのリソ
グラフィー工程での微小パターンの形成が可能になり、
半導体工場で小型蓄積リングをSOR露光装置として設置
することが可能になるという効果がある。
第１図〜第４図は本発明に係わる補正コイル付き偏向電
磁石の一実施例を示す配置図、第５図〜第７図はコイル
の切詰構造を示す配置図、第８図は主要偏向電磁石のみ
によるフリンジ磁場の電子軌道軸に沿った分布を示すグ
ラフ、第９図は主要偏向電磁石とともに３対の補正コイ
ルにより磁場分布を補正した時の電子軌道軸に沿ったフ
リンジ磁場の分布を示すグラフ、第10図は主要偏向電磁
石のみで補正コイルが無い時の偏向電磁石内部の電子軌
道軸に沿ってそれに垂直な平面内での磁場の均一度分布
を示すグラフ、第11図は主要偏向電磁石とともに３対の
補正コイルにより磁場分布を補正した時の偏向電磁石内
部の電子軌道軸に沿ってそれに垂直な平面内での磁場の
均一度分布を示すグラフ、第12図，第13図は本発明に係
わる補正コイル付き偏向電磁石の第２の実施例を示す配
置図、第14図は第２の実施例における主要偏向電磁石の
みによるフリンジ磁場の電子軌道軸に沿った分布を示す
グラフ、第15図は第２の実施例において主要偏向電磁石
とともに３対の補正コイルにより磁場分布を補正した時
の電子軌道軸に沿ったフリンジ磁場の分布を示すグラ
フ、第16図は第２図の実施例における偏向電磁石内部の
電子軌道軸に沿ってそれに垂直な平面内での磁場の均一
度分布を示すグラフ、第17図は第２の実施例において主
要偏向電磁石とともに３対の補正コイルにより磁場分布
を補正した時の偏向電磁石内部の電子軌道軸に沿ってそ
れに垂直な平面内での磁場の均一度分布を示すグラフで
ある。 １……外側コイル、２……補正コイル、３……渡りの部
分のコイル、５……内側コイル。
磁石の一実施例を示す配置図、第５図〜第７図はコイル
の切詰構造を示す配置図、第８図は主要偏向電磁石のみ
によるフリンジ磁場の電子軌道軸に沿った分布を示すグ
ラフ、第９図は主要偏向電磁石とともに３対の補正コイ
ルにより磁場分布を補正した時の電子軌道軸に沿ったフ
リンジ磁場の分布を示すグラフ、第10図は主要偏向電磁
石のみで補正コイルが無い時の偏向電磁石内部の電子軌
道軸に沿ってそれに垂直な平面内での磁場の均一度分布
を示すグラフ、第11図は主要偏向電磁石とともに３対の
補正コイルにより磁場分布を補正した時の偏向電磁石内
部の電子軌道軸に沿ってそれに垂直な平面内での磁場の
均一度分布を示すグラフ、第12図，第13図は本発明に係
わる補正コイル付き偏向電磁石の第２の実施例を示す配
置図、第14図は第２の実施例における主要偏向電磁石の
みによるフリンジ磁場の電子軌道軸に沿った分布を示す
グラフ、第15図は第２の実施例において主要偏向電磁石
とともに３対の補正コイルにより磁場分布を補正した時
の電子軌道軸に沿ったフリンジ磁場の分布を示すグラ
フ、第16図は第２図の実施例における偏向電磁石内部の
電子軌道軸に沿ってそれに垂直な平面内での磁場の均一
度分布を示すグラフ、第17図は第２の実施例において主
要偏向電磁石とともに３対の補正コイルにより磁場分布
を補正した時の偏向電磁石内部の電子軌道軸に沿ってそ
れに垂直な平面内での磁場の均一度分布を示すグラフで
ある。 １……外側コイル、２……補正コイル、３……渡りの部
分のコイル、５……内側コイル。
Claims (3)
- 【請求項１】荷電粒子軌道を挟んで上下に一対設けられ
た偏向磁場を発生する励磁コイルからなる主要偏向電磁
石と、この上下の励磁コイル間に一対以上設けられた前
記偏向磁場を補正する補正コイルとを備えた補正コイル
付き偏向電磁石であって、 前記主要偏向電磁石は、前記励磁コイルのうち荷電粒子
軌道に沿った外側のコイルの上下間ギャップが内側のコ
イルの上下間ギャップよりも大きく、かつ外側コイルと
内側コイルを結ぶ渡りの部分のコイルが外側に跳ね上が
るように配置されたものであり、 前記補正コイルは、この主要偏向電磁石のフリンジ磁場
付近に主要偏向電磁石内部の荷電粒子軌道上に形成され
る偏向磁場とは逆向きの磁場を発生するように配置され
たものであることを特徴とする補正コイル付き偏向電磁
石。 - 【請求項２】主要偏向電磁石のコイルが３次元直交座標
x,y,zで規定される空間のｘ＝０の面に対して面対称の
形状を有しｚ＝０の面に対して面対称に配置される時、
同様な対称性を持つ一対以上の補正コイルの主たる部分
を前記主要偏向電磁石が形成するフリンジ磁場の中に設
置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の補
正コイル付き偏向電磁石。 - 【請求項３】主要偏向電磁石，補正コイルは、磁性体を
有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の補
正コイル付き偏向電磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62053967A JPH0763038B2 (ja) | 1987-03-11 | 1987-03-11 | 補正コイル付き偏向電磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62053967A JPH0763038B2 (ja) | 1987-03-11 | 1987-03-11 | 補正コイル付き偏向電磁石 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63224198A JPS63224198A (ja) | 1988-09-19 |
| JPH0763038B2 true JPH0763038B2 (ja) | 1995-07-05 |
Family
ID=12957436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62053967A Expired - Lifetime JPH0763038B2 (ja) | 1987-03-11 | 1987-03-11 | 補正コイル付き偏向電磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0763038B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7384455B2 (en) | 2004-10-05 | 2008-06-10 | Caterpillar Inc. | Filter service system and method |
| US7410529B2 (en) | 2004-10-05 | 2008-08-12 | Caterpillar Inc. | Filter service system and method |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02174099A (ja) * | 1988-12-27 | 1990-07-05 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導偏向電磁石 |
| JP2896188B2 (ja) * | 1990-03-27 | 1999-05-31 | 三菱電機株式会社 | 荷電粒子装置用偏向電磁石 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06103640B2 (ja) * | 1985-12-13 | 1994-12-14 | 三菱電機株式会社 | 荷電ビ−ム装置 |
-
1987
- 1987-03-11 JP JP62053967A patent/JPH0763038B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7384455B2 (en) | 2004-10-05 | 2008-06-10 | Caterpillar Inc. | Filter service system and method |
| US7410529B2 (en) | 2004-10-05 | 2008-08-12 | Caterpillar Inc. | Filter service system and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63224198A (ja) | 1988-09-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6933507B2 (en) | Controlling the characteristics of implanter ion-beams | |
| US5672879A (en) | System and method for producing superimposed static and time-varying magnetic fields | |
| US10332718B1 (en) | Compact deflecting magnet | |
| JPH04273409A (ja) | 超電導マグネツト装置及び該超電導マグネツト装置を使用した粒子加速器 | |
| US20170339777A1 (en) | Undulator magnet array and undulator | |
| JPH0763038B2 (ja) | 補正コイル付き偏向電磁石 | |
| US6420713B1 (en) | Image position and lens field control in electron beam systems | |
| JPH0763036B2 (ja) | リタ−ンヨ−ク付き偏向電磁石 | |
| JP2002175971A (ja) | 磁気レンズ、磁気シールド体の製造方法、荷電粒子線露光装置及び半導体デバイスの製造方法 | |
| JP6588849B2 (ja) | ビーム輸送用超電導磁石装置、ビーム輸送システム、粒子線治療システム、ビーム輸送用超伝導磁石配置方法 | |
| JPH0314214B2 (ja) | ||
| JPH02174099A (ja) | 超電導偏向電磁石 | |
| US20260105341A1 (en) | Quantum computing arrangement and quantum computer | |
| JP4374400B6 (ja) | 磁気イオン・ビーム走査装置 | |
| Biswas | Compact and strong window core steering magnets with homogeneous dipole field | |
| JPH0763037B2 (ja) | 空芯型偏向電磁石 | |
| Tatchyn | Planar permanent magnet multipoles for particle accelerator and storage ring applications | |
| JPH01283905A (ja) | Ｍｒｉ装置用均一磁場の偏位方法及びそれを用いた静磁場発生装置 | |
| JPH0756840B2 (ja) | シンクロトロン放射光発生装置 | |
| Galayda et al. | Beam optical properties of the NSLS dipoles | |
| JPH02270308A (ja) | 超電導偏向電磁石およびその励磁方法 | |
| JPS63291399A (ja) | 放射光発生装置 | |
| JPS6220300A (ja) | 荷電粒子装置 | |
| JPH0367500A (ja) | 放射光発生装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |