CS259980B1

CS259980B1 - Double coil winding and compensation coil system on two floors

Info

Publication number: CS259980B1
Application number: CS149987A
Authority: CS
Inventors: Armin Delong; Vladimir Kolarik; Michal Lenc; Bohumila Lencova
Original assignee: Armin Delong; Vladimir Kolarik; Michal Lenc; Bohumila Lencova
Priority date: 1987-03-06
Filing date: 1987-03-06
Publication date: 1988-11-15

Abstract

Podstatou dvoupatrového systému je, že spodní kompenzační qívky přečnívají ve sme$u ke spodnímu pelovému nástavci alespoň o 10 až 15 % délky spodních vyohylovacích cívek a Jejich šířka v radiálním směru je alespoň o 10 až 20 # menší než šířka horních kompenzačních cívek.The essence of the two-tier system is that the lower compensation coils protrude in relation to the lower pollen extension by at least 10 to 15% of the length of the lower deflection coils and their width in the radial direction is at least 10 to 20% smaller than the width of the upper compensation coils.

Description

Vynález se týká dvojitého systému vinutí vychylovacích a kompenzačních cívek; uspořádaný ve dvou patrech a umístěný uvnitř elektronové čočky ve směru ke spodnímu pólovému nástavci objektivu.The invention relates to a dual winding system of deflection and compensation coils; arranged on two levels and located inside the electron lens in the direction of the lower pole piece of the objective.

Pro ovládání elektronového svazku pro rychlé vychylovací systémy s vysokými frekvencemi vychylování elektronového svazku, zejména pro elektronové litografy určené pro přímou expozici elektronovým svazkem, se používají vychylovací systémy s kompenzovaným rozptylovým polem v obvodu čočky. Tyto požadavky výhodně řeší dvojitý systém vinutí vychylovacích cívek ve dvou patrech pro ovládání svazku v osách x, y u elektronově optických zařízení podle AO č. 235.795, které zamezuje vzniku vířivých proudů v magnetickém obvodu čočky. V tomto systému se každá z toroidálních vychylovacích cívek nahradí dvojicí toroidálních cívek zapojených tak, že vnitřní vychylovací cívky jsou zapojeny stejně jako původní jednoduché toroidální cívky a vnější kompenzační cívky jsou zapojeny opačně, vnější rozměry celého dvojitého systému vinutí jsou stejné jako u původních jednoduchých vychylovacích cívek a zbývající radiální rozměry cívek se volí tak, aby v místě magnetického obvodu na jeho vnitřním poloměru se vyruSila pole vytvářená zde oběma vinutími. Toto uspořádání řeší tedy vznik vířivých proudů zejména v magnetickém materiálu horního pólového nástavce válcového tvaru ve vychylovacím objektivu, tj. v objektivu s přesným a rychlým vychylovacím systémem. Druhé spodní patro vychylovacího systému se ale nachází zpravidla v blízkosti spodního pólového nástavce objektivu, který má tvar desky s kruhovým otvorem na ose systému a v blízkosti mezery mezi pólovými nástavci. Vířivé proudy, která vznikají ve spodním pólovém nástavci v původním identickém uspořádání kompenzovány nejsou, a naopak v mezeře mezi pólovými nástavci, kde se nenachází magnetické materiály, je vnější pole překompenzováno. Zůstávají tedy stále ještě magnetická protipóle, která při vychylování vysokými frekvencemi zhoršují frekvenční charakteristiku systému.To control the electron beam for fast deflection systems with high electron beam deflection frequencies, in particular for electron lithographs intended for direct exposure to the electron beam, compensated dispersion field deflection systems in the lens circumference are used. These requirements are preferably solved by a dual winding system of the deflection coils on two levels for controlling the beam in the x, y axes of electron optical devices according to AO No. 235.795, which prevents eddy currents in the magnetic circuit of the lens. In this system, each of the toroidal deflection coils is replaced by a pair of toroidal coils connected so that the internal deflection coils are connected in the same way as the original single toroidal coils and the external compensation coils are connected the other way. and the remaining radial dimensions of the coils are selected such that at the location of the magnetic circuit on its inner radius the fields generated here by both windings are canceled. This arrangement therefore solves the generation of eddy currents, in particular in the magnetic material of the cylindrical upper pole piece in the deflecting objective, i.e. in the objective with a precise and fast deflecting system. However, the second lower level of the deflection system is generally located near the lower pole piece of the objective lens, which has the shape of a plate with a circular opening on the axis of the system and near the gap between the pole pieces. The eddy currents that occur in the lower pole piece in the original identical configuration are not compensated, and in the gap between the pole pieces, where there are no magnetic materials, the outer field is overcompensated. Thus, magnetic counterparts remain, which, at high frequencies, deteriorate the frequency response of the system.

Tyto dosavadní nevýhody odstraňuje dvojitý systém vinutí vychylovacích a kompenzačních cívek uspořádaný ve dvou patrech a umístěný uvnitř elektronové čočky ve směru ke spodnímu pólovému nástavci, jehož podstatou je, že spodní kompenzační cívky přečnívají ve směru ke spodnímu pólovému nástavci alespoň o 10 až 15 % délky spodních vychylovacích cívek a jejich Šířka v radiálním směru je alespoň o 10 až 20 % menší než šířka horních kompenzačních cívek.These drawbacks are eliminated by a dual system of deflection and compensation coils arranged on two levels and located inside the electron lens in the direction of the lower pole piece, which means that the lower compensation coils overlap by at least 10 to 15% of the length of the lower pole piece. The width in the radial direction is at least 10 to 20% smaller than the width of the upper compensation coils.

Hlavní výhodou tohoto uspořádání je, že se jen velmi jednoduchou konstrukční změnou jediné cívky dosáhne výrazného zlepšení kompenzace vířivých proudů u rychlých vychylovacích systémů pro přímou expozici elektronovým svazkem. Přitom se vychylovací pole spodního vychylovacího patra změní jen velmi málo proti předchozí situaci,, to znamená, že se citlivost vychylovacího systému prakticky nezmění, a zůstane v platnosti i postup výroby, nastavení a buzení, vychylovacího systému.The main advantage of this arrangement is that only a very simple design change of a single coil achieves a significant improvement in eddy current compensation in fast deflection systems for direct electron beam exposure. In this case, the deflection field of the lower deflection tray changes very little compared to the previous situation, i.e. the sensitivity of the deflection system practically does not change, and the manufacturing, adjustment and excitation process of the deflection system remains valid.

Vynález blíže objasní přiložený výkres, kde je v řezu schematicky naznačen dvojitý systém vinutí vychylovacích a kompenzačních cívek.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is illustrated in greater detail in the accompanying drawing, in which a double winding system of deflection and compensation coils is schematically shown in cross-section.

Systém je umístěn uvnitř elektronové čočky £ s horním pólovým nástavcem £, odděleným nemagnetickou mezerou 8 od spodního pólového nástavce £. Horní patro A vychylovacího systému sestává z dvojitého systému vinutí, tvořeného horními vychylovacími cívkami £ a horními kompenzačními cívkami 2 buzenými opačně vůči horním vychylovacím cívkám £. Spodní patro B vychylovacího systému sestává rovněž z dvojitého systému vinutí tvořeného spodními vychylovacími cívkami £ s spodními kompenzačními cívkami 6, které ve směru ke spodnímu pólovému nástavci £ přečnívají aiesioň^o 0 až 15'%^r3éXký'spodních vychylo259980 vacích cívek Šířka spodních kompenzačních cívek 6 v radiálním směru je alespoň o 10 až 20 % menší než šířka horních kompenzačních cívek 2.The system is located inside an electron lens 8 with an upper pole piece 6 separated by a non-magnetic gap 8 from the lower pole piece 6. The upper deck A of the deflection system consists of a double winding system consisting of the upper deflection coils 4 and the upper compensation coils 2 actuated opposite to the upper deflection coils 6. Lower floor B deflection system also consists of a double winding system formed by the lower deflection coils £ with lower compensation coil 6, which in the direction of the lower pole piece protrude aiesioň £ ^ o 0-15 '% ^r 3éXký'spodních vychylo259980 bags coil width of the lower compensating coil 6 in the radial direction is at least 10 to 20% smaller than the width of the upper compensation coils 2.

Dvojitý systém vinutí podle vynálezu pracuje za provozu takto: Horní vychylovací cívky 2 v horním patře A vyvolávají v horním pólovém nástavci J rozptylové pole, které se kompenzuje horními kompenzačními cívkami 2. Spodní vychylovací cívky £ ye spodním patře B vyvolávají rozptylová pole jak v horním pólovém nástavci J, tak i ve spodním pólovém nástavci v jehož blízkosti jsou umístěny. Vzhledem k tomu, že spodní kompenzační cívky 6 jsou blíže spodnímu pólovému nástavci 2 a přitom její radiální šířka je menší než horních kompenzačních cívek 2, kompenzují spodní kompenzační cívky 6 rozptylová pole v horním pólovém nástavci 2 ^a současně ve spodním polovám nástavci 7. Průběh vychylovacího pole na ose elektronové Čočky 4 se prakticky nezmění.The dual winding system according to the invention operates in operation as follows: The upper deflection coils 2 on the upper level A produce a scattering field in the upper pole piece J, which is compensated by the upper compensation coils 2. and in the lower pole piece in the vicinity of which they are located. Since the lower compensating coils 6 are closer to the lower pole piece 2 and its radial width is smaller than the upper compensation coils 2, the lower compensation coils 6 compensate for the dispersion fields in the upper pole piece 2 ^and at the same time in the lower pole piece 7. the field on the axis of the electron lens 4 practically does not change.

Toto uspořádání dvojitých vychylovacích cívek je určeno pro rastrovací elektronově optické přístroje, zejména pro elektronový litograf.This double deflection coil arrangement is intended for scanning electron optical instruments, in particular for an electron lithograph.

Claims

A double winding system of deflection and compensation coils arranged on two levels and located inside the electron lens in the direction of the lower pole piece, characterized in that the lower compensation coils (6) overlap by at least 10 to 15% in the direction of the lower pole piece (7). the lengths of the lower deflection coils (5) and their width, in the radial direction, is at least 10 to 20% smaller than the width of the upper compensation coils (2).