JP2000048750A - 荷電粒子線偏向器及びそれを内蔵する電磁レンズ - Google Patents
荷電粒子線偏向器及びそれを内蔵する電磁レンズInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 組み立て精度を向上させ、収差性能を促進さ
せることができ、冷媒をスムースに流通させて、冷却効
率ならびに能力を著しく向上させることができる荷電粒
子線偏向器及びそれを内蔵する電磁レンズを提供する。 【解決手段】 真空壁１の円筒部の外側には、順にダイ
ナミックフォーカスコイル１１、Ｙ方向偏向コイル３を
備えた内側ボビン２、Ｘ方向偏向コイル５を備えた外側
ボビン４、フェライトスタック６、レンズ励磁コイル７
が配置されている。両ボビン２、４は、窒化アルミニウ
ムや酸化ベリリウム等の高熱伝導性セラミックスからな
る。各コイル３、５は、断面が薄い板状をした巻線が、
半径方向に多層に重ねて巻回されてなる。各構成部材の
間には間隙が形成され、冷媒供給ポンプ２３から供給さ
れた水の流路となっている。
せることができ、冷媒をスムースに流通させて、冷却効
率ならびに能力を著しく向上させることができる荷電粒
子線偏向器及びそれを内蔵する電磁レンズを提供する。 【解決手段】 真空壁１の円筒部の外側には、順にダイ
ナミックフォーカスコイル１１、Ｙ方向偏向コイル３を
備えた内側ボビン２、Ｘ方向偏向コイル５を備えた外側
ボビン４、フェライトスタック６、レンズ励磁コイル７
が配置されている。両ボビン２、４は、窒化アルミニウ
ムや酸化ベリリウム等の高熱伝導性セラミックスからな
る。各コイル３、５は、断面が薄い板状をした巻線が、
半径方向に多層に重ねて巻回されてなる。各構成部材の
間には間隙が形成され、冷媒供給ポンプ２３から供給さ
れた水の流路となっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マスク上のパター
ンを感応基板上に転写する荷電粒子線転写装置を構成す
る荷電粒子線偏向器及びそれを内蔵する電磁レンズに関
する。特には、４ＧＤＲＡＭ以降の高密度・高精度・微
細パターンをも高スループットで形成することを企図し
た荷電粒子線転写装置用に好適な荷電粒子線偏向器及び
それを内蔵する電磁レンズに関する。
ンを感応基板上に転写する荷電粒子線転写装置を構成す
る荷電粒子線偏向器及びそれを内蔵する電磁レンズに関
する。特には、４ＧＤＲＡＭ以降の高密度・高精度・微
細パターンをも高スループットで形成することを企図し
た荷電粒子線転写装置用に好適な荷電粒子線偏向器及び
それを内蔵する電磁レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の荷電粒子線偏向器の一例として
は、特許第２６５９４７１号の公報に開示されているも
のがある。これは、Ｘ方向に磁界を発生させるサドル型
コイルと、該Ｘ方向と直交するＹ方向に磁界を発生させ
るサドル型コイルとを有している。
は、特許第２６５９４７１号の公報に開示されているも
のがある。これは、Ｘ方向に磁界を発生させるサドル型
コイルと、該Ｘ方向と直交するＹ方向に磁界を発生させ
るサドル型コイルとを有している。
【０００３】上記Ｘ方向のサドル型コイルは、石英から
なる第一の円筒状ボビンの外周に取り付けられている。
Ｙ方向のサドル型コイルは、石英からなる第二の円筒状
ボビンの内周に取り付けられている。なお、これらの各
コイルは、全体的に各ボビンに接触するように、一層だ
け巻回されている。
なる第一の円筒状ボビンの外周に取り付けられている。
Ｙ方向のサドル型コイルは、石英からなる第二の円筒状
ボビンの内周に取り付けられている。なお、これらの各
コイルは、全体的に各ボビンに接触するように、一層だ
け巻回されている。
【０００４】そして、第二の円筒状ボビンの内部には、
第一の円筒状ボビンが挿入配置されて、これらボビンが
同一軸上に固定されている。このとき、第一の円筒状ボ
ビン（内側のボビン）に取り付けたＸ方向のサドル型コ
イルと、第二の円筒状ボビン（外側のボビン）に取り付
けたＹ方向のサドル型コイルとは、それぞれ直交する向
きに配置される。これら各ボビンの間には、若干（１mm
程度）の隙間が形成され、水、ヘリウムあるいはガス等
の冷媒が流通可能になっている。
第一の円筒状ボビンが挿入配置されて、これらボビンが
同一軸上に固定されている。このとき、第一の円筒状ボ
ビン（内側のボビン）に取り付けたＸ方向のサドル型コ
イルと、第二の円筒状ボビン（外側のボビン）に取り付
けたＹ方向のサドル型コイルとは、それぞれ直交する向
きに配置される。これら各ボビンの間には、若干（１mm
程度）の隙間が形成され、水、ヘリウムあるいはガス等
の冷媒が流通可能になっている。
【０００５】このような偏向器は、真空壁の外周におい
てこれと同一軸上に、複数段（例えば３段）重ねて取り
付けられる。そして、Ｘ方向のサドル型コイルとＹ方向
のサドル型コイルとの間隙に冷媒を流通させることによ
り、これらコイルを冷却し、コイル発熱に伴う温度上昇
を抑えるようになっている。
てこれと同一軸上に、複数段（例えば３段）重ねて取り
付けられる。そして、Ｘ方向のサドル型コイルとＹ方向
のサドル型コイルとの間隙に冷媒を流通させることによ
り、これらコイルを冷却し、コイル発熱に伴う温度上昇
を抑えるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の荷電粒
子線偏向器には、次のような課題がある。 （１）コイル全体がボビンに接触するように巻回してい
るため、コイルが幅広となって４fold aberration の３
次成分（すなわちボビンの周方向に沿う成分）が大きく
なる。この４fold aberration の３次成分が大きくなる
と、補正できない歪が大となるため、収差性能が低下す
る。 （２）ボビンを複数段重ねる必要上、組み立て精度の確
保が困難である。また、各段のボビンの切れ目におい
て、冷媒が乱流になり、スムースな流れが損なわれる。 （３）ボビンが石英等の熱伝導の悪い素材からなるた
め、実質的に、コイル自身が冷媒と直接接触することに
よる熱交換しか期待できない。 （４）冷媒として恒温水を用いた場合は冷却能力が小さ
い。一方、室温より低い冷媒を用いると、偏向器の温度
安定度を乱す可能性がある。
子線偏向器には、次のような課題がある。 （１）コイル全体がボビンに接触するように巻回してい
るため、コイルが幅広となって４fold aberration の３
次成分（すなわちボビンの周方向に沿う成分）が大きく
なる。この４fold aberration の３次成分が大きくなる
と、補正できない歪が大となるため、収差性能が低下す
る。 （２）ボビンを複数段重ねる必要上、組み立て精度の確
保が困難である。また、各段のボビンの切れ目におい
て、冷媒が乱流になり、スムースな流れが損なわれる。 （３）ボビンが石英等の熱伝導の悪い素材からなるた
め、実質的に、コイル自身が冷媒と直接接触することに
よる熱交換しか期待できない。 （４）冷媒として恒温水を用いた場合は冷却能力が小さ
い。一方、室温より低い冷媒を用いると、偏向器の温度
安定度を乱す可能性がある。
【０００７】本発明は、上記のような事情を考慮してな
されたものであり、その目的は、組み立て精度を向上さ
せ、収差性能を促進させることができ、冷媒をスムース
に流通させ、冷却効率ならびに能力を著しく向上させる
ことができる荷電粒子線偏向器及びそれを内蔵する電磁
レンズを提供することにある。
されたものであり、その目的は、組み立て精度を向上さ
せ、収差性能を促進させることができ、冷媒をスムース
に流通させ、冷却効率ならびに能力を著しく向上させる
ことができる荷電粒子線偏向器及びそれを内蔵する電磁
レンズを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第１態様に係る荷電粒子線偏向器は、荷電
粒子線の通路を内部に区切る真空壁と、 真空壁の外周
部に同軸に配置された、内外２本のボビンと、 各ボビ
ンの周面に巻かれた、直交する２つの方向（Ｘ方向、Ｙ
方向）の各１つの方向に荷電粒子線を偏向させるサドル
型偏向コイルと、コイルを冷却する冷媒を供給する冷却
手段と、 を具備する偏向器であって；上記各ボビン又
は偏向コイルの内外に、冷媒が流れる通路が形成されて
いることを特徴とする。冷媒がボビン又は偏向コイルの
内外両側を流れるので冷却効率がよく、コイル発熱に伴
う温度上昇を良好に抑えられる。
め、本発明の第１態様に係る荷電粒子線偏向器は、荷電
粒子線の通路を内部に区切る真空壁と、 真空壁の外周
部に同軸に配置された、内外２本のボビンと、 各ボビ
ンの周面に巻かれた、直交する２つの方向（Ｘ方向、Ｙ
方向）の各１つの方向に荷電粒子線を偏向させるサドル
型偏向コイルと、コイルを冷却する冷媒を供給する冷却
手段と、 を具備する偏向器であって；上記各ボビン又
は偏向コイルの内外に、冷媒が流れる通路が形成されて
いることを特徴とする。冷媒がボビン又は偏向コイルの
内外両側を流れるので冷却効率がよく、コイル発熱に伴
う温度上昇を良好に抑えられる。
【０００９】また、本発明の第２態様に係る荷電粒子線
偏向器は、荷電粒子線の通路を内部に区切る真空壁と、
真空壁の外周部に同軸に配置された、内外２本のボビ
ンと、 各ボビンの周面に巻かれた、直交する２つの方
向（Ｘ方向、Ｙ方向）の各１つの方向に荷電粒子線を偏
向させるサドル型偏向コイルと、 コイルを冷却する冷
媒を供給する冷却手段と、 を具備する偏向器であっ
て； 上記偏向コイルの巻線の断面が薄い板状をしてお
り、この線が半径方向に多層に巻かれており、各巻線の
両端面が冷媒に接することを特徴とする。偏向コイルの
幅を比較的狭くすることができ、４fold aberration の
３次成分は殆どないため、収差を低減することができ
る。また、薄い板状のコイルのどこかの部分で冷媒に接
触することで、偏向コイルが局部的に加熱されることは
ない。
偏向器は、荷電粒子線の通路を内部に区切る真空壁と、
真空壁の外周部に同軸に配置された、内外２本のボビ
ンと、 各ボビンの周面に巻かれた、直交する２つの方
向（Ｘ方向、Ｙ方向）の各１つの方向に荷電粒子線を偏
向させるサドル型偏向コイルと、 コイルを冷却する冷
媒を供給する冷却手段と、 を具備する偏向器であっ
て； 上記偏向コイルの巻線の断面が薄い板状をしてお
り、この線が半径方向に多層に巻かれており、各巻線の
両端面が冷媒に接することを特徴とする。偏向コイルの
幅を比較的狭くすることができ、４fold aberration の
３次成分は殆どないため、収差を低減することができ
る。また、薄い板状のコイルのどこかの部分で冷媒に接
触することで、偏向コイルが局部的に加熱されることは
ない。
【００１０】また、本発明の第３態様に係る荷電粒子線
偏向器は、荷電粒子線の通路を内部に区切る真空壁と、
真空壁の外周部に同軸に配置された、内外２本のボビ
ンと、 各ボビンの周面に巻かれた、直交する２つの方
向（Ｘ方向、Ｙ方向）の各１つの方向に荷電粒子線を偏
向させるサドル型偏向コイルと、 コイルを冷却する冷
媒を供給する冷却手段と、 を具備する偏向器であっ
て； 上記ボビンが、窒化アルミニウムや酸化ベリリウ
ム等の高熱伝導性セラミックスからなることを特徴とす
る。ボビンが熱伝導率のよい高熱伝導性セラミックスか
らなるので、該ボビンを介しても熱交換が相当程度行わ
れる。したがって、冷却効率が一層向上する。
偏向器は、荷電粒子線の通路を内部に区切る真空壁と、
真空壁の外周部に同軸に配置された、内外２本のボビ
ンと、 各ボビンの周面に巻かれた、直交する２つの方
向（Ｘ方向、Ｙ方向）の各１つの方向に荷電粒子線を偏
向させるサドル型偏向コイルと、 コイルを冷却する冷
媒を供給する冷却手段と、 を具備する偏向器であっ
て； 上記ボビンが、窒化アルミニウムや酸化ベリリウ
ム等の高熱伝導性セラミックスからなることを特徴とす
る。ボビンが熱伝導率のよい高熱伝導性セラミックスか
らなるので、該ボビンを介しても熱交換が相当程度行わ
れる。したがって、冷却効率が一層向上する。
【００１１】また、本発明の第４態様に係る荷電粒子線
偏向器は、荷電粒子線の通路を内部に区切る真空壁と、
真空壁の外周部に同軸に配置された、内外２本のボビ
ンと、 各ボビンの周面に巻かれた、直交する２つの方
向（Ｘ方向、Ｙ方向）の各１つの方向に荷電粒子線を偏
向させるサドル型偏向コイルと、 コイルを冷却する冷
媒を供給する冷却手段と、 を具備する偏向器であっ
て； 上記冷媒が、沸点にある液体であり、 上記冷却
手段が、冷媒の圧力調整機構を含み、 該液体の気化熱
で偏向コイルの発生熱を除去することを特徴とする。沸
騰冷却を適用することにより、偏向コイルのコイル発熱
を冷媒の気化熱として利用することができる。これによ
り、偏向コイルの温度上昇をより抑制できるとともに、
冷媒の温度が変わらないので偏向器の温度変動が起きに
くい。
偏向器は、荷電粒子線の通路を内部に区切る真空壁と、
真空壁の外周部に同軸に配置された、内外２本のボビ
ンと、 各ボビンの周面に巻かれた、直交する２つの方
向（Ｘ方向、Ｙ方向）の各１つの方向に荷電粒子線を偏
向させるサドル型偏向コイルと、 コイルを冷却する冷
媒を供給する冷却手段と、 を具備する偏向器であっ
て； 上記冷媒が、沸点にある液体であり、 上記冷却
手段が、冷媒の圧力調整機構を含み、 該液体の気化熱
で偏向コイルの発生熱を除去することを特徴とする。沸
騰冷却を適用することにより、偏向コイルのコイル発熱
を冷媒の気化熱として利用することができる。これによ
り、偏向コイルの温度上昇をより抑制できるとともに、
冷媒の温度が変わらないので偏向器の温度変動が起きに
くい。
【００１２】第４態様に係る荷電粒子線偏向器では、上
記偏向コイルの温度を検出する温度センサを有し、 上
記圧力調整機構が、コイル温度に応じて真空壁外の圧力
を調整することとしてもよい。この場合は、偏向コイル
の温度を測定して、該偏向コイルの収納容器の圧力を調
整することが可能になる。
記偏向コイルの温度を検出する温度センサを有し、 上
記圧力調整機構が、コイル温度に応じて真空壁外の圧力
を調整することとしてもよい。この場合は、偏向コイル
の温度を測定して、該偏向コイルの収納容器の圧力を調
整することが可能になる。
【００１３】本発明の第５態様に係る荷電粒子線偏向器
は、荷電粒子線の通路を内部に区切る真空壁と、 真空
壁の外周部に同軸に配置された、内外２本のボビンと、
各ボビンの周面に巻かれた、直交する２つの方向（Ｘ
方向、Ｙ方向）の各１つの方向に荷電粒子線を偏向させ
るサドル型偏向コイルと、 コイルを冷却する冷媒を供
給する冷却手段と、 を具備する偏向器であって； 上
記ボビンは、このボビンに複数段に分かれて上記サドル
型偏向コイルが巻かれていることを特徴とする。複数の
サドル型偏向コイルが、Ｘ方向、Ｙ方向のそれぞれで１
つのボビンに巻かれている。このため、複数のボビンを
重ねる場合に比べて、組み立て精度を容易に確保でき
る。
は、荷電粒子線の通路を内部に区切る真空壁と、 真空
壁の外周部に同軸に配置された、内外２本のボビンと、
各ボビンの周面に巻かれた、直交する２つの方向（Ｘ
方向、Ｙ方向）の各１つの方向に荷電粒子線を偏向させ
るサドル型偏向コイルと、 コイルを冷却する冷媒を供
給する冷却手段と、 を具備する偏向器であって； 上
記ボビンは、このボビンに複数段に分かれて上記サドル
型偏向コイルが巻かれていることを特徴とする。複数の
サドル型偏向コイルが、Ｘ方向、Ｙ方向のそれぞれで１
つのボビンに巻かれている。このため、複数のボビンを
重ねる場合に比べて、組み立て精度を容易に確保でき
る。
【００１４】本発明に係る電磁レンズは、レンズの励磁
コイルの内側に、フェライトスタック等の磁気シールド
部材を有し、その内側に上記請求項１〜６いずれか１項
記載の荷電粒子線偏向器を内蔵することを特徴とする。
コイルの内側に、フェライトスタック等の磁気シールド
部材を有し、その内側に上記請求項１〜６いずれか１項
記載の荷電粒子線偏向器を内蔵することを特徴とする。
【００１５】また、上記電磁レンズでは、さらに上記真
空壁のすぐ外側に、ダイナミックフォーカスコイルを有
することとしてもよい。このように構成することによ
り、電磁レンズの収束力を高速で調整することができる
という利点がある。
空壁のすぐ外側に、ダイナミックフォーカスコイルを有
することとしてもよい。このように構成することによ
り、電磁レンズの収束力を高速で調整することができる
という利点がある。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ説明す
る。図１は、本発明の一実施の形態として示す荷電粒子
線偏向器の断面図である。図２は、図１の荷電粒子線偏
向器のボビン及び偏向コイルの配置を示す平面図であ
る。図３は、同ボビン及び偏向コイルを示す斜視図であ
る。
る。図１は、本発明の一実施の形態として示す荷電粒子
線偏向器の断面図である。図２は、図１の荷電粒子線偏
向器のボビン及び偏向コイルの配置を示す平面図であ
る。図３は、同ボビン及び偏向コイルを示す斜視図であ
る。
【００１７】荷電粒子線偏向器は、荷電粒子線転写装置
において、照明光学系と、投影光学系の双方に設置され
る。偏向器は、荷電粒子線の通路となる光軸（図１にお
ける一点鎖線）に沿って配置される。なお、この例の荷
電粒子線偏向器は、電磁レンズに内蔵されている。
において、照明光学系と、投影光学系の双方に設置され
る。偏向器は、荷電粒子線の通路となる光軸（図１にお
ける一点鎖線）に沿って配置される。なお、この例の荷
電粒子線偏向器は、電磁レンズに内蔵されている。
【００１８】図１に示すように、真空壁１は、セラミッ
ク等を素材とした円筒体からなる。この真空壁１の下端
部は、フランジ状に外側に向けて広がっている。真空壁
１のセラミック部分の肉厚は２．０mm程度で、内面の金
属コートの厚さは２μm 程度となっている。真空壁１の
内側（光軸周り）は真空となっている。
ク等を素材とした円筒体からなる。この真空壁１の下端
部は、フランジ状に外側に向けて広がっている。真空壁
１のセラミック部分の肉厚は２．０mm程度で、内面の金
属コートの厚さは２μm 程度となっている。真空壁１の
内側（光軸周り）は真空となっている。
【００１９】真空壁１の円筒部の外側には、ダイナミッ
クフォーカスコイル１１が外嵌配置されている。ダイナ
ミックフォーカスコイル１１は、電磁レンズの収束力を
高速で調整するものである。
クフォーカスコイル１１が外嵌配置されている。ダイナ
ミックフォーカスコイル１１は、電磁レンズの収束力を
高速で調整するものである。
【００２０】ダイナミックフォーカスコイル１１の外側
には、Ｙ方向偏向コイル３の巻かれた内側ボビン２が配
置され、さらにこの内側ボビン２の外側には、Ｘ方向偏
向コイル５の巻かれた外側ボビン４が配置されている。
これら両ボビン２、４は、薄肉円筒状であり、その材質
は、例えば窒化アルミニウムや酸化ベリリウム等の高熱
伝導性セラミックスである。
には、Ｙ方向偏向コイル３の巻かれた内側ボビン２が配
置され、さらにこの内側ボビン２の外側には、Ｘ方向偏
向コイル５の巻かれた外側ボビン４が配置されている。
これら両ボビン２、４は、薄肉円筒状であり、その材質
は、例えば窒化アルミニウムや酸化ベリリウム等の高熱
伝導性セラミックスである。
【００２１】そして、図１〜３の各図に示すように、Ｙ
方向偏向コイル３は、内側ボビン２の外周面に、３段に
分かれて取り付けられている。同コイル３は、図３に示
すように、Ｙ方向軸線（図２の軸線Ｙ）を中心として、
周方向両側に６０°離れた箇所で光軸方向に平行に延
び、上下で円周方向に接続されている。また、Ｘ方向偏
向コイル５は、外側ボビン４の外周面に、３段に分かれ
て取り付けられている。同コイル５は、Ｘ方向軸線（図
２の軸線Ｘ）を中心として、周方向両側に６０°離れた
箇所で光軸方向に平行に延び、上下で円周方向に接続さ
れている。これらコイル３、５は、厚さ約０．５mm（絶
縁被膜を含む）、幅約４mmの断面が薄い板状をした巻線
からなる。この巻線が、半径方向に多層に重ねて巻回さ
れることにより、各コイル３、５が形成されている。
方向偏向コイル３は、内側ボビン２の外周面に、３段に
分かれて取り付けられている。同コイル３は、図３に示
すように、Ｙ方向軸線（図２の軸線Ｙ）を中心として、
周方向両側に６０°離れた箇所で光軸方向に平行に延
び、上下で円周方向に接続されている。また、Ｘ方向偏
向コイル５は、外側ボビン４の外周面に、３段に分かれ
て取り付けられている。同コイル５は、Ｘ方向軸線（図
２の軸線Ｘ）を中心として、周方向両側に６０°離れた
箇所で光軸方向に平行に延び、上下で円周方向に接続さ
れている。これらコイル３、５は、厚さ約０．５mm（絶
縁被膜を含む）、幅約４mmの断面が薄い板状をした巻線
からなる。この巻線が、半径方向に多層に重ねて巻回さ
れることにより、各コイル３、５が形成されている。
【００２２】また、上記各コイル３、５のそれぞれに
は、温度センサ２１が取り付けられている。この温度セ
ンサ２１は、各コイル３、５のコイル温度を検出すると
ともに、後述する圧力調整機構に検出温度を伝達するよ
うになっている。なお、温度センサ２１は、最も温度が
高くなりやすい所（通常一番上）のみに取り付けてもよ
い。
は、温度センサ２１が取り付けられている。この温度セ
ンサ２１は、各コイル３、５のコイル温度を検出すると
ともに、後述する圧力調整機構に検出温度を伝達するよ
うになっている。なお、温度センサ２１は、最も温度が
高くなりやすい所（通常一番上）のみに取り付けてもよ
い。
【００２３】外側ボビン４の外側には、フェライトスタ
ック６が配置されている。フェライトスタック６は、フ
ェライトリング６ａと絶縁物リング６ｂとを接着して積
層し、リングの内外径を高精度で加工したものである。
このフェライトスタック６の外側には、レンズ励磁コイ
ル７が配置されている。レンズ励磁コイル７は、上下端
（図１の上下方向端部）に磁気回路８が設けられてい
る。
ック６が配置されている。フェライトスタック６は、フ
ェライトリング６ａと絶縁物リング６ｂとを接着して積
層し、リングの内外径を高精度で加工したものである。
このフェライトスタック６の外側には、レンズ励磁コイ
ル７が配置されている。レンズ励磁コイル７は、上下端
（図１の上下方向端部）に磁気回路８が設けられてい
る。
【００２４】上記ダイナミックフォーカスコイル１１、
両ボビン２、４、フェライトスタック６及びレンズ励磁
コイル７の各構成部材は、真空壁１と容器２２の間に収
納されている。この容器２２が取り付けられることによ
り、該容器２２内側と真空壁１の外側との間は密封され
る。容器２２は、図１に示すように、側部を覆う円筒状
部２２ａと、上面を覆う円盤状部２２ｂとが一体的に固
着されてなる。円筒状部２２ａには、冷媒供給ポンプ２
３との接続孔２２ａ´が形成されている。また、円盤状
部２２ｂには、その中心に真空壁１の上端開口部に対応
した穴が形成されている。
両ボビン２、４、フェライトスタック６及びレンズ励磁
コイル７の各構成部材は、真空壁１と容器２２の間に収
納されている。この容器２２が取り付けられることによ
り、該容器２２内側と真空壁１の外側との間は密封され
る。容器２２は、図１に示すように、側部を覆う円筒状
部２２ａと、上面を覆う円盤状部２２ｂとが一体的に固
着されてなる。円筒状部２２ａには、冷媒供給ポンプ２
３との接続孔２２ａ´が形成されている。また、円盤状
部２２ｂには、その中心に真空壁１の上端開口部に対応
した穴が形成されている。
【００２５】また、上記各構成部材のそれぞれの間に
は、間隙が存在している。また、真空壁１のフランジ状
の下端部と、各構成部材の下端との間にも間隙が存在し
ている。これらの間隙は、冷媒供給ポンプ２３から供給
された冷媒の流路となっており、特に発熱を伴うコイル
３、５が巻かれた両ボビン２、４は、その内外両面が全
体的に冷媒に接触するようになっている。
は、間隙が存在している。また、真空壁１のフランジ状
の下端部と、各構成部材の下端との間にも間隙が存在し
ている。これらの間隙は、冷媒供給ポンプ２３から供給
された冷媒の流路となっており、特に発熱を伴うコイル
３、５が巻かれた両ボビン２、４は、その内外両面が全
体的に冷媒に接触するようになっている。
【００２６】この電磁レンズの冷却システムは、図１の
左上に示されている冷媒の圧力調整機構を含んでいる。
圧力調整機構は、バルブ９、真空ポンプ１２及びインタ
ーフェース１３を備えている。この圧力調整機構によ
り、冷却手段から容器２２内に供給された水は、２４℃
で沸点となるように調整される。また、インターフェー
ス１３は、上記温度センサ２１と接続され、該温度セン
サ２１の検出温度に伴い、バルブ９を開閉させる。
左上に示されている冷媒の圧力調整機構を含んでいる。
圧力調整機構は、バルブ９、真空ポンプ１２及びインタ
ーフェース１３を備えている。この圧力調整機構によ
り、冷却手段から容器２２内に供給された水は、２４℃
で沸点となるように調整される。また、インターフェー
ス１３は、上記温度センサ２１と接続され、該温度セン
サ２１の検出温度に伴い、バルブ９を開閉させる。
【００２７】また、容器２２の一部（図１において右端
部）には、熱交換器１０が取り付けられている。冷媒
は、容器２２内に供給された後、熱交換器１０を通過し
て再び容器２２内に戻る。
部）には、熱交換器１０が取り付けられている。冷媒
は、容器２２内に供給された後、熱交換器１０を通過し
て再び容器２２内に戻る。
【００２８】次に、上記の構成からなる荷電粒子線偏向
器の作用について説明する。容器２２の内部には、冷却
手段から水が供給されて充填されている。この水は、真
空ポンプ１２の稼働により、２４℃で沸点となるように
調整されている。
器の作用について説明する。容器２２の内部には、冷却
手段から水が供給されて充填されている。この水は、真
空ポンプ１２の稼働により、２４℃で沸点となるように
調整されている。
【００２９】この後、荷電粒子線偏向器の作動に伴い、
両コイル３、５にコイル発熱が生じるとともに、これら
コイル３、５が水により冷却される。容器２２内の水
は、真空壁１下部のフランジ状部分の間隙を通過し、さ
らに容器２２内の各構成部材の間隙を満遍なく流通す
る。このとき、特に、各ボビン２、４は、その内外両側
が的確に冷却される。また、各コイル３、５は、薄い板
状のコイルの全ての部分で水に接触して冷却されてお
り、局部的に加熱されることはない。しかも、ボビン
２、４は、高熱伝導性セラミックスからなるため、該ボ
ビン２、４を通しても熱交換が実現される。
両コイル３、５にコイル発熱が生じるとともに、これら
コイル３、５が水により冷却される。容器２２内の水
は、真空壁１下部のフランジ状部分の間隙を通過し、さ
らに容器２２内の各構成部材の間隙を満遍なく流通す
る。このとき、特に、各ボビン２、４は、その内外両側
が的確に冷却される。また、各コイル３、５は、薄い板
状のコイルの全ての部分で水に接触して冷却されてお
り、局部的に加熱されることはない。しかも、ボビン
２、４は、高熱伝導性セラミックスからなるため、該ボ
ビン２、４を通しても熱交換が実現される。
【００３０】一方、温度センサ２１により、各コイル
３、５の温度が検出されている。この温度センサ２１の
検出温度が予め設定された温度を越えると、インターフ
ェース１３から信号が送出されてバルブ９が開く。同時
に、真空ポンプ１２が稼働して、容器２２内部の圧力を
徐々に低下させる。この圧力低下により、水の蒸発が促
進される。気化した蒸気は、熱交換器１０で液化され、
容器２２に戻される。各コイル３、５が発熱すると、水
が沸騰して気化熱を奪い、この際の気化熱により、コイ
ル３、５のコイル発熱が抑えられる。
３、５の温度が検出されている。この温度センサ２１の
検出温度が予め設定された温度を越えると、インターフ
ェース１３から信号が送出されてバルブ９が開く。同時
に、真空ポンプ１２が稼働して、容器２２内部の圧力を
徐々に低下させる。この圧力低下により、水の蒸発が促
進される。気化した蒸気は、熱交換器１０で液化され、
容器２２に戻される。各コイル３、５が発熱すると、水
が沸騰して気化熱を奪い、この際の気化熱により、コイ
ル３、５のコイル発熱が抑えられる。
【００３１】このように、水がボビン２、４及びコイル
３、５の内外両側を流れ、特にコイル３、５は薄い板状
のコイルの全ての部分で水に接触することで、冷却効率
が向上される。さらに、ボビン２、４が熱伝導率のよい
高熱伝導性セラミックスからなるので、該ボビン２、４
を介しても熱交換が実現される。加えて、沸騰冷却を適
用することによっても、コイル３、５の温度上昇を引き
下げることができる。
３、５の内外両側を流れ、特にコイル３、５は薄い板状
のコイルの全ての部分で水に接触することで、冷却効率
が向上される。さらに、ボビン２、４が熱伝導率のよい
高熱伝導性セラミックスからなるので、該ボビン２、４
を介しても熱交換が実現される。加えて、沸騰冷却を適
用することによっても、コイル３、５の温度上昇を引き
下げることができる。
【００３２】また、コイル３、５は、半径方向にのみ多
層に重ねて巻いているから、４foldaberration の３次
成分が殆どない。このため、歪収差が小となり、低収差
を促進させることができる。これらコイル３、５は、Ｘ
方向、Ｙ方向のそれぞれで１つのボビン２、４に巻回さ
れているため、ボビンを複数段重ねる場合に比べて、組
み立て精度の確保が容易になる。
層に重ねて巻いているから、４foldaberration の３次
成分が殆どない。このため、歪収差が小となり、低収差
を促進させることができる。これらコイル３、５は、Ｘ
方向、Ｙ方向のそれぞれで１つのボビン２、４に巻回さ
れているため、ボビンを複数段重ねる場合に比べて、組
み立て精度の確保が容易になる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
組み立て精度を向上させることができ、収差性能を促進
させることができる。また、冷媒をスムースに満遍なく
流通させることができるとともに、冷却効率ならびに能
力を著しく向上させることができる。
組み立て精度を向上させることができ、収差性能を促進
させることができる。また、冷媒をスムースに満遍なく
流通させることができるとともに、冷却効率ならびに能
力を著しく向上させることができる。
【図１】本発明の一実施の形態による荷電粒子線偏向器
の断面図である。
の断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態による荷電粒子線偏向器
のボビン及び偏向コイルを示す平面図である。
のボビン及び偏向コイルを示す平面図である。
【図３】同ボビン及び偏向コイルを示す斜視図である。
１ 真空壁 ２ 内側ボビン ３ Ｙ方向偏向コイル ４ 外側ボビン ５ Ｘ方向偏向コイル ６ フェライトス
タック ８ 冷却水通路 ９ バルブ １１ ダイナミックフォーカス １２ 真空ポンプ １３ インターフェース １４ 磁気回路 ２１ 温度センサ
タック ８ 冷却水通路 ９ バルブ １１ ダイナミックフォーカス １２ 真空ポンプ １３ インターフェース １４ 磁気回路 ２１ 温度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１Ｂ
Claims (8)
- 【請求項１】 荷電粒子線の通路を内部に区切る真空壁
と、 真空壁の外周部に同軸に配置された、内外２本のボビン
と、 各ボビンの周面に巻かれた、直交する２つの方向（Ｘ方
向、Ｙ方向）の各１つの方向に荷電粒子線を偏向させる
サドル型偏向コイルと、 コイルを冷却する冷媒を供給する冷却手段と、 を具備する偏向器であって；上記各ボビン又は偏向コイ
ルの内外に、冷媒が流れる通路が形成されていることを
特徴とする荷電粒子線偏向器。 - 【請求項２】 荷電粒子線の通路を内部に区切る真空壁
と、 真空壁の外周部に同軸に配置された、内外２本のボビン
と、 各ボビンの周面に巻かれた、直交する２つの方向（Ｘ方
向、Ｙ方向）の各１つの方向に荷電粒子線を偏向させる
サドル型偏向コイルと、 コイルを冷却する冷媒を供給する冷却手段と、 を具備する偏向器であって；上記偏向コイルの巻線の断
面が薄い板状をしており、この線が半径方向に多層に巻
かれており、各巻線のすべての部分で両端面が冷媒に接
することを特徴とする荷電粒子線偏向器。 - 【請求項３】 荷電粒子線の通路を内部に区切る真空壁
と、 真空壁の外周部に同軸に配置された、内外２本のボビン
と、 各ボビンの周面に巻かれた、直交する２つの方向（Ｘ方
向、Ｙ方向）の各１つの方向に荷電粒子線を偏向させる
サドル型偏向コイルと、 コイルを冷却する冷媒を供給する冷却手段と、 を具備する偏向器であって；上記ボビンが、窒化アルミ
ニウムや酸化ベリリウム等の高熱伝導性セラミックスか
らなることを特徴とする荷電粒子線偏向器。 - 【請求項４】 荷電粒子線の通路を内部に区切る真空壁
と、 真空壁の外周部に同軸に配置された、内外２本のボビン
と、 各ボビンの周面に巻かれた、直交する２つの方向（Ｘ方
向、Ｙ方向）の各１つの方向に荷電粒子線を偏向させる
サドル型偏向コイルと、 コイルを冷却する冷媒を供給する冷却手段と、 を具備する偏向器であって；上記冷媒が、圧力を調整す
ることにより動作温度で沸点にある液体であり、 上記冷却手段が、冷媒の圧力調整機構を含み、 該液体の気化熱で偏向コイルの発生熱を除去することを
特徴とする荷電粒子線偏向器。 - 【請求項５】 上記偏向コイルの温度を検出する温度セ
ンサを有し、 上記圧力調整機構が、コイル温度に応じて真空壁外の圧
力を調整することを特徴とする請求項４記載の荷電粒子
線偏向器。 - 【請求項６】 荷電粒子線の通路を内部に区切る真空壁
と、 真空壁の外周部に同軸に配置された、内外２本のボビン
と、 各ボビンの周面に巻かれた、直交する２つの方向（Ｘ方
向、Ｙ方向）の各１つの方向に荷電粒子線を偏向させる
サドル型偏向コイルと、 コイルを冷却する冷媒を供給する冷却手段と、 を具備する偏向器であって；上記ボビンは、このボビン
に複数段に分かれて上記サドル型偏向コイルが巻かれて
いることを特徴とする荷電粒子線偏向器。 - 【請求項７】 レンズの励磁コイルの内側に、フェライ
トスタック等の磁気シールド部材を有し、その内側に上
記請求項１〜６いずれか１項記載の荷電粒子線偏向器を
内蔵することを特徴とする電磁レンズ。 - 【請求項８】 さらに、上記真空壁とフェライトスタッ
ク間に、ダイナミックフォーカスコイルを有し、上記冷
媒はレンズの励磁コイル、フェライトスタックをも直接
冷却することを特徴とする請求項７記載の電磁レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10226585A JP2000048750A (ja) | 1998-07-28 | 1998-07-28 | 荷電粒子線偏向器及びそれを内蔵する電磁レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10226585A JP2000048750A (ja) | 1998-07-28 | 1998-07-28 | 荷電粒子線偏向器及びそれを内蔵する電磁レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000048750A true JP2000048750A (ja) | 2000-02-18 |
Family
ID=16847491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10226585A Pending JP2000048750A (ja) | 1998-07-28 | 1998-07-28 | 荷電粒子線偏向器及びそれを内蔵する電磁レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000048750A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2389225A (en) * | 2002-05-31 | 2003-12-03 | Leica Microsys Lithography Ltd | Ceramic coil former for an electron beam deflection system |
| JP2005064391A (ja) * | 2003-08-19 | 2005-03-10 | Canon Inc | 光学部材の冷却方法、冷却装置、露光装置、及び、デバイスの製造方法 |
| JP2009123542A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Institute Of Physical & Chemical Research | 電磁コイル |
| WO2012123413A1 (de) * | 2011-03-11 | 2012-09-20 | Ceramtec Gmbh | Spulenkörper mit keramischem kern |
| US11764027B2 (en) | 2018-11-30 | 2023-09-19 | Asml Netherlands B.V. | Systems and methods of cooling objective lens of a charged-particle beam system |
-
1998
- 1998-07-28 JP JP10226585A patent/JP2000048750A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2389225A (en) * | 2002-05-31 | 2003-12-03 | Leica Microsys Lithography Ltd | Ceramic coil former for an electron beam deflection system |
| GB2389225B (en) * | 2002-05-31 | 2004-07-28 | Leica Microsys Lithography Ltd | Device for influencing an electron beam |
| US6885009B2 (en) | 2002-05-31 | 2005-04-26 | Leica Microsystems Lithography, Ltd. | Device for influencing an electron beam |
| JP2005064391A (ja) * | 2003-08-19 | 2005-03-10 | Canon Inc | 光学部材の冷却方法、冷却装置、露光装置、及び、デバイスの製造方法 |
| JP2009123542A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Institute Of Physical & Chemical Research | 電磁コイル |
| WO2012123413A1 (de) * | 2011-03-11 | 2012-09-20 | Ceramtec Gmbh | Spulenkörper mit keramischem kern |
| US11764027B2 (en) | 2018-11-30 | 2023-09-19 | Asml Netherlands B.V. | Systems and methods of cooling objective lens of a charged-particle beam system |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040720 |