JP2005056788A - Deflector and its drive method as well as charged particle beam exposure system - Google Patents

Deflector and its drive method as well as charged particle beam exposure system Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a deflector with less noise in driving. <P>SOLUTION: As for a CY, two coils of an outside coil 2 and an inside coil 3 are formed at a vane 1 made of a plate insulator. And as for a PY, two coils of an outside coil 5 and an inside coil 6 are formed at a vane 4 made of a plate insulator. A length of the outside coils 2, 5 in a light axis 7 direction is set longer than that of the inside coils 3, 6 in a light axis 7 direction. Therefore, when the same current is passed in the outside coils 2, 5, and the inside coils 3, 6, a deflecting field formed by the outside coils 2, 5 is larger than that formed by the inside coils 3, 6. Further, it is so constructed that the outside coil 2 of the CY and the inside coil 6 of the PY are connected in series and driven by current I<SB>1</SB>of a first power supply 8, and the inside coil 3 of the CY and the outside coil 5 of the PY are connected in series and is driven by current I<SB>2</SB>of a second power supply 9. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、荷電粒子線露光装置等に使用される偏向器であって、駆動する際のノイズが少ない偏向器、アライナーとしての機能を有する偏向器、及びそれらの駆動方法、並びにそれらの偏向器を使用した荷電粒子線露光装置に関するものである。   The present invention relates to a deflector that is used in a charged particle beam exposure apparatus or the like and has low noise during driving, a deflector having a function as an aligner, a driving method thereof, and these deflectors. The present invention relates to a charged particle beam exposure apparatus using the above.

近年、より微細な半導体集積回路を露光できる、電子線露光装置の研究、開発が盛んに行われている。ここで電子線露光装置とは、レチクル回路に形成された回路パターンを電子光学系の投影レンズによりウエハに縮小転写する装置である。この中でも、実用化に向けて開発が進んでいるものは、レチクル面をサブフィールドと呼ばれる露光領域に分割し、サブフィールド内のパターンを一括して露光転写し、露光パターンをつなぎ合わせることによりウエハ上に回路パターン全体を露光転写する、分割投影露光方式と呼ばれる方式の電子線露光装置(USP4,376,249、Variable axis electron beam projection system:特許文献1)である。   In recent years, research and development of electron beam exposure apparatuses capable of exposing finer semiconductor integrated circuits have been actively conducted. Here, the electron beam exposure apparatus is an apparatus for reducing and transferring a circuit pattern formed on a reticle circuit onto a wafer by a projection lens of an electron optical system. Among them, the one that is being developed for practical use is that the reticle surface is divided into exposure areas called subfields, the patterns in the subfields are exposed and transferred in one batch, and the exposure patterns are joined together to form a wafer. This is an electron beam exposure apparatus (USP 4,376,249, Variable axis electron beam projection system: Patent Document 1) of a so-called divided projection exposure system that exposes and transfers the entire circuit pattern.

この分割投影露光方式の電子線露光装置のサブフィールド、すなわち露光領域の大きさはレチクル上で約1mm□、ウエハ上で約250μm□程度である。これに対し、レチクルは直径200mmのウエハから作成される。露光パターンをつなぐために、電子ビームを偏向しながら露光を繰り返す技術が提案されている。この技術では、縦方向の磁場であるレンズ場に、横方向の磁場である偏向場を重畳させ、磁気レンズの光軸を実効的に横方向にシフトさせるものである。また、偏向器により電子ビームを偏向させ、電子ビームを、横方向にシフトした磁気レンズの光軸近傍を通過させるようにする。   The size of the subfield, that is, the exposure area of this divided projection exposure type electron beam exposure apparatus is about 1 mm □ on the reticle and about 250 μm □ on the wafer. In contrast, a reticle is made from a wafer having a diameter of 200 mm. In order to connect exposure patterns, a technique for repeating exposure while deflecting an electron beam has been proposed. In this technique, a deflection field, which is a lateral magnetic field, is superimposed on a lens field, which is a longitudinal magnetic field, and the optical axis of the magnetic lens is effectively shifted laterally. In addition, the deflector deflects the electron beam so that the electron beam passes through the vicinity of the optical axis of the magnetic lens shifted in the lateral direction.

その電子ビームの軌道を図14(a)に示す。レチクル31に形成されたパターンを垂直に通過した電子ビーム32は、偏向器CYによって光軸33とクロスするように偏向され、散乱アパーチャ34の位置で光軸33を通過した後、偏向器PYによって逆方向に偏向され、ウエハ35上に垂直にランディングし、レチクル31の像を結像する。この電子ビーム32の軌道がVariable Axisと呼ばれる。図では簡略化のため、レンズは図示しておらず、偏向器CY、PYのみ示してある。このように電子ビーム32を偏向する偏向器として、優れた偏向器が提案されている(USP6,153,885:Troidal charged particle deflector with high mechanical stability and accuracy:特許文献2)。   The trajectory of the electron beam is shown in FIG. The electron beam 32 vertically passing through the pattern formed on the reticle 31 is deflected so as to cross the optical axis 33 by the deflector CY, passes through the optical axis 33 at the position of the scattering aperture 34, and then deflected by the deflector PY. It is deflected in the reverse direction and landed vertically on the wafer 35 to form an image of the reticle 31. The trajectory of this electron beam 32 is called Variable Axis. In the figure, for simplification, the lens is not shown, and only the deflectors CY and PY are shown. Thus, an excellent deflector has been proposed as a deflector for deflecting the electron beam 32 (USP 6,153,885: Troidal charged particle deflector with high mechanical stability and accuracy: Patent Document 2).

偏向器は通常直交する2方向の横磁場(偏向場)を発生させ、電子ビームをローレンツ力で偏向させる。本特許の以後の説明では、偏向器が発生する1つの方向の磁場により、ビームがウエハ面上でX方向に偏向されるように、もう1つの方向の磁場によりビームがウエハ面上でY方向に偏向されるように偏向器の角度が設定されているとする。偏向器は直交する2方向の偏向場を重畳することで、任意の向きにビームを偏向できる。そのため偏向器の角度を、ウエハ座標に平行に設定する必要はない。しかし今回は説明を分かりやすくするため、そのように配置した場合を説明する。さらに以後の説明は、偏向器の直交する2つの方向のうち、X方向の偏向器を励磁した場合を説明する。当然以後の説明はY方向にも適応できる。ここで偏向器自身が発生する磁場の向きと、ウエハ面上で実際にビームが偏向される向きは、ビームがレンズ場で回転するため異なることに注意する必要がある。そのため、必ずしも、X偏向器がX方向に、Y偏向器がY方向に磁場を発生するのではない。   The deflector generates a transverse magnetic field (deflection field) in two orthogonal directions, and deflects the electron beam with Lorentz force. In the following description of this patent, the beam is deflected in the X direction on the wafer surface by the magnetic field in one direction generated by the deflector, so that the beam is deflected in the Y direction on the wafer surface by the magnetic field in the other direction. It is assumed that the angle of the deflector is set so as to be deflected by the angle. The deflector can deflect the beam in an arbitrary direction by superimposing two orthogonal deflection fields. Therefore, it is not necessary to set the angle of the deflector parallel to the wafer coordinates. However, this time, in order to make the explanation easy to understand, the case where it is arranged in that way will be explained. Further, in the following description, a case where a deflector in the X direction out of two orthogonal directions of the deflector is excited will be described. Of course, the following description can also be applied to the Y direction. It should be noted that the direction of the magnetic field generated by the deflector itself and the direction in which the beam is actually deflected on the wafer surface are different because the beam rotates in the lens field. For this reason, the X deflector does not necessarily generate a magnetic field in the X direction, and the Y deflector does not necessarily generate a magnetic field in the Y direction.

上記偏向器は上側の偏向器(Collimator Vane Yoke、CYと略す)と、下側の偏向器(Projector Vane Yoke、PYと略す)がウエハ35面上で電子ビーム32をほぼ逆向きに、同じ距離だけ偏向させる。例えばCYのみ、PYのみをx軸方向に励磁した場合、電子ビーム32の軌道はそれぞれ図14(b)、(c)のようになる(なお、実際には(b)の場合には、電子ビーム32は散乱アパーチャ34を通過できないが、説明のために通過しているように図示している)。電子ビーム32のランディング位置をウエハ35面上でベクトル表示すると、図16(a)のように、CYによる電子ビーム32のランディング位置ベクトルとPYによる電子ビーム32のランディング位置ベクトルは、ベクトルの長さが同じでx軸上にある逆向きのベクトルとなる。   The upper deflector (abbreviated as “Collimator Vane Yoke” or “CY”) and the lower deflector (abbreviated as “Projector Vane Yoke” or “PY”) have the electron beam 32 substantially opposite to the opposite direction on the surface of the wafer 35 and the same distance. Only deflect. For example, when only CY and only PY are excited in the x-axis direction, the trajectories of the electron beam 32 are as shown in FIGS. 14B and 14C, respectively. The beam 32 cannot pass through the scattering aperture 34, but is shown as passing for illustrative purposes). When the landing position of the electron beam 32 is displayed as a vector on the surface of the wafer 35, as shown in FIG. 16A, the landing position vector of the electron beam 32 by CY and the landing position vector of the electron beam 32 by PY are vector lengths. Are the same vector in the reverse direction on the x axis.

ところで、偏向器を駆動するドライバーは、必ず電気ノイズを発生させる。そのため、CYとPYを別々のドライバー36、37で駆動すると、図16(b)に示すように、CYとPYに流れる電流が変動し、偏向場もそれに伴って変動する。これに伴って、電子ビーム32のウエハ35上でのランディングポジションが変動する。しかし、もしCYとPYを直列に配線し、1つのドライバーで駆動すれば、CYとPYの電気ノイズは同一となり、もしCYとPYの偏向ベクトルがウエハ35上でベクトルの長さが等しく、逆向きを向いていれば、ノイズが全てキャンセルされ、図16(c)に示すように、ウエハ上での電子ビーム32のランディングポジションはふらつかない。このような手段は、例えば特開平11−224845号公報や特開平11−168059号公報に開示されており、ペアリングと呼ばれる。   By the way, the driver that drives the deflector always generates electrical noise. Therefore, when CY and PY are driven by separate drivers 36 and 37, as shown in FIG. 16B, the currents flowing through CY and PY change, and the deflection field also changes accordingly. Along with this, the landing position of the electron beam 32 on the wafer 35 varies. However, if CY and PY are wired in series and driven by a single driver, the electrical noise of CY and PY will be the same, and if the deflection vectors of CY and PY have the same vector length on wafer 35, the reverse If facing the direction, all noise is canceled, and the landing position of the electron beam 32 on the wafer does not fluctuate as shown in FIG. Such means is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-224845 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-168059, and is called pairing.

ビーム安定度は露光転写の精度に直結するが、このような手段によりノイズをキャンセルし、露光転写精度を上げることができる。この場合CYとPYを直列につなぐため、ドライバーの負荷が増加し、1つのドライバーでは偏向器CY、PYの2つをドライブできない。そのため、図16(c)に示すように、ドライバーの数はペアリング前と同じ台数(38と39)を使用し、それを並列に並べ、協調させてドライブすることとなる。
USP4,376,249 USP6,153,885 特開平11−224845号公報 特開平11−168059号公報
Although the beam stability is directly related to the accuracy of exposure transfer, noise can be canceled and exposure transfer accuracy can be improved by such means. In this case, since CY and PY are connected in series, the load on the driver increases, and one driver cannot drive the two deflectors CY and PY. For this reason, as shown in FIG. 16C, the same number of drivers (38 and 39) as before pairing are used, and they are arranged in parallel and driven in cooperation.
USP4,376,249 USP6,153,885 Japanese Patent Laid-Open No. 11-224845 Japanese Patent Laid-Open No. 11-168059

しかし上記のようにCYとPYを直列接続した場合、もしCYとPYに製造誤差があると、図14(a)のように電子ビーム32を偏向したいのにもかかわらず、それぞれの偏向ベクトルに誤差がのるため、所定の偏向軌道が得られなくなる。   However, when CY and PY are connected in series as described above, if there is a manufacturing error in CY and PY, the deflection vector is set to each deflection vector, although it is desired to deflect electron beam 32 as shown in FIG. Due to the error, a predetermined deflection trajectory cannot be obtained.

その場合、CYとPYがそれぞれ独立にドライブされていれば、それぞれの励磁電流を微調整することにより偏向ベクトルの方向が反対でベクトルの長さが同じとなるように調整することができ、図14(a)に示す軌道が得られる。しかし、CYとPYを直列に結んでしまうと(ペアリングすると)その自由度がなくなってしまう。その自由度を補うため、例えば補助偏向器を追加すると、そのドライバーが新たに必要となり、そのドライバーのノイズにより電子ビーム位置が不安定となる。   In this case, if CY and PY are driven independently, the respective excitation currents can be finely adjusted so that the directions of the deflection vectors are opposite and the vector lengths are the same. The trajectory shown in Fig. 14 (a) is obtained. However, if CY and PY are connected in series (when paired), the degree of freedom is lost. To supplement the degree of freedom, for example, when an auxiliary deflector is added, the driver is newly required, and the position of the electron beam becomes unstable due to noise of the driver.

更に、荷電粒子線装置にはアライナーがよく使われる。アライナーも基本的には偏向器と同じく、横磁場を発生して電子ビームを偏向するものであるが、直流電流で励磁し、静的に電子ビームの通過位置を合わせること(軸合わせ)にのみ使われる。軸合わせとは、例えば照明系の機械的な構造と投影系の機械的な構造とに芯ずれがあったり、これらの軸がそれぞれ傾いていたときなどに、それを補正する作業をいう。   Furthermore, an aligner is often used in the charged particle beam apparatus. The aligner, like the deflector, basically generates a transverse magnetic field and deflects the electron beam, but it is excited only by direct current and statically aligns the electron beam passage position (axis alignment). used. Axis alignment refers to an operation for correcting, for example, when the mechanical structure of the illumination system and the mechanical structure of the projection system are misaligned or these axes are inclined.

このアライナーに交流電流を印加し、電子ビームをスキャンする使い方もされる。これは例えば、電子ビームをピンホール上に走査し、ピンホールを通過する電子ビームの量を測定することにより、電子ビームの位置や形状を観察するために行われる。アライナーを追加すると、そのドライバーが新たに必要となり、またそのドライバーのノイズによりビーム位置が不安定となる。   It is also possible to apply an alternating current to the aligner and scan the electron beam. This is done, for example, to observe the position and shape of the electron beam by scanning the electron beam over the pinhole and measuring the amount of electron beam passing through the pinhole. When an aligner is added, the driver is newly required, and the beam position becomes unstable due to the noise of the driver.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、駆動する際のノイズが少ない偏向器、アライナーとしての機能を有する偏向器、及びそれらの駆動方法、並びにそれらの偏向器を使用した荷電粒子線露光装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a deflector with low noise during driving, a deflector having a function as an aligner, a driving method thereof, and charging using the deflector. It is an object to provide a particle beam exposure apparatus.

前記課題を解決するための第1の手段は、単位偏向器のペアからなる偏向器であって、それぞれの前記単位偏向器のコイルが第1、第2のコイルに分割されており、第1のコイル同士、第2のコイル同士がそれぞれが直列に接続されており、各直列に接続されたコイルに電流を供給する電源装置が、別々に設けられていて、各直列に接続されたコイルに同じ電流を流したときの第1の単位偏向器の第1のコイルによる偏向量と、第1の単位偏向器の第2のコイルによる偏向量の比が、第2の単位偏向器の第1のコイルによる偏向量と、第2の単位偏向器の第2のコイルによる偏向量の比と異なることを特徴とする偏向器(請求項1)である。   A first means for solving the problem is a deflector composed of a pair of unit deflectors, wherein the coil of each unit deflector is divided into a first coil and a second coil. And the second coils are connected in series, and power supply devices for supplying current to the coils connected in series are separately provided, and the coils connected in series are connected to the coils connected in series. The ratio of the deflection amount by the first coil of the first unit deflector and the deflection amount by the second coil of the first unit deflector when the same current flows is the first unit deflector's first ratio. A deflector having a ratio different from a deflection amount by the second coil of the second unit deflector and a deflection amount by the second coil of the second unit deflector (claim 1).

ここで、特許請求の範囲及び発明を解決するための手段の欄において、単位偏向器とは、通常1つの偏向器として扱われているものをいい、これをペアとしたものを単に偏向器と呼んでいる。   Here, in the column of the claims and the means for solving the invention, the unit deflector means what is normally treated as one deflector, and a pair of these is simply referred to as a deflector. I'm calling.

このようにすることにより、第1の単位偏向器の第1のコイルに供給される電流をI、第1の単位偏向器の第2のコイルに供給される電流をIとすると、第1の単位偏向器においてはIによる偏向感度(単位電流あたりの偏向量)が、Iによる偏向感度より大きくなり、第2の単位偏向器においてはIによる偏向感度が、Iによる偏向感度より大きくなる。よって、この性質を利用して、電源の微小ノイズによる偏向のふらつきを低減しながら、後に述べるように、フレキシビリティに富んだ偏向器の使用方法を実施することができる。 By doing so, when the current supplied to the first coil of the first unit deflector is I 1 and the current supplied to the second coil of the first unit deflector is I 2 , deflection sensitivity by I 1 in one unit deflector (deflection amount per unit current) becomes larger than the deflection sensitivity due to I 2, deflection sensitivity by I 2 in the second unit deflectors, deflection by I 1 Greater than sensitivity. Therefore, by utilizing this property, it is possible to implement a method of using a deflector with high flexibility, as will be described later, while reducing deflection fluctuation due to minute noise of the power source.

前記課題を解決するための第2の手段は、前記第1の手段であって、前記単位偏向器のペアは、像面での偏向ベクトルがおよそ逆向きで、同じ電流を流した時に生じる偏向ベクトルの長さがほぼ等しいものであることを特徴とするもの(請求項2)である。   The second means for solving the above-mentioned problem is the first means, wherein the pair of unit deflectors has a deflection that occurs when the same current flows when the deflection vectors on the image plane are approximately in opposite directions. The vector lengths are substantially equal (claim 2).

本手段においては、電源の微小ノイズによる偏向のふらつきを低減しながら、後に述べるように、フレキシビリティに富んだ偏向器の使用方法を実施することができる。   In this means, as described later, it is possible to implement a method of using a deflector that is rich in flexibility while reducing fluctuation in deflection due to minute noise of the power source.

前記課題を解決するための第3の手段は、前記第1の手段又は第2の手段であって、前記第1のコイルの光軸方向の長さの和が、前記第2のコイルの光軸方向の長さの和より長くされていることを特徴とするもの(請求項3)である。   The third means for solving the problem is the first means or the second means, wherein the sum of the lengths of the first coil in the optical axis direction is the light of the second coil. It is longer than the sum of the lengths in the axial direction (claim 3).

偏向器の光軸近傍に形成される偏向磁場は、主として偏向器のコイルの光軸に平行な成分によって与えられる。よって、光軸方向の長さの長いコイルの方が、光軸方向の長さの短いコイルより、大きな偏向感度を持つことができる。なお、コイルは周回して形成されるので、光軸に近いコイルの部分が大きな偏向磁場を与え、光軸から遠いコイルの部分は小さな磁場を与えて、その磁場の強さは、ほぼコイルの部分と光軸との距離に逆比例する。よって、光軸方向の長さの長いコイルは、光軸方向の長さの短いコイルに比して、逆方向の磁場の大きさも大きくなるが、これら、逆方向の磁場を与えるコイルの部分は光軸から離れた位置にあるので、逆方向磁場の影響は小さく、あまり影響を及ぼさない。   A deflection magnetic field formed in the vicinity of the optical axis of the deflector is mainly given by a component parallel to the optical axis of the coil of the deflector. Therefore, a coil having a longer length in the optical axis direction can have a larger deflection sensitivity than a coil having a shorter length in the optical axis direction. Since the coil is formed to circulate, the portion of the coil near the optical axis gives a large deflection magnetic field, the portion of the coil far from the optical axis gives a small magnetic field, and the strength of the magnetic field is almost the same as that of the coil. It is inversely proportional to the distance between the part and the optical axis. Therefore, a coil with a long length in the optical axis direction has a larger magnitude of a reverse magnetic field than a coil with a short length in the optical axis direction. Since it is located away from the optical axis, the influence of the reverse magnetic field is small and does not affect much.

前記課題を解決するための第4の手段は、前記第1の手段から第3の手段のいずれかであって、前記第1のコイルの中心位置が、前記第2のコイルの中心位置よりも光軸に近い位置に配置されていることを特徴とするもの(請求項4)である。   A fourth means for solving the problem is any one of the first to third means, wherein a center position of the first coil is more than a center position of the second coil. It is arrange | positioned in the position close | similar to an optical axis (Claim 4).

前述のように、偏向器の光軸近傍に形成される偏向磁場は、主として偏向器のコイルの光軸に平行な成分によって与えられる。よって、第1のコイルの中心位置を、第2のコイルの中心位置よりも光軸に近い位置に配置するようにすれば、第1のコイルが第2のコイルよりも光軸に近くなった分だけ、偏向感度を大きくすることができる。   As described above, the deflection magnetic field formed in the vicinity of the optical axis of the deflector is mainly given by a component parallel to the optical axis of the deflector coil. Therefore, if the center position of the first coil is arranged closer to the optical axis than the center position of the second coil, the first coil is closer to the optical axis than the second coil. The deflection sensitivity can be increased by the amount.

前記課題を解決するための第5の手段は、前記第1の手段から第4の手段のいずれかであって、前記第1のコイルと前記第2のコイルによる光軸近傍での偏向磁場の光軸方向分布のパターンが相似に近くなるようにされていることを特徴とするもの(請求項5)である。   A fifth means for solving the problem is any one of the first means to the fourth means, wherein the deflection magnetic field in the vicinity of the optical axis by the first coil and the second coil is determined. The pattern of the distribution in the optical axis direction is made to be similar to each other (claim 5).

前記第1の手段から第4の手段においては、第1のコイルと第2のコイルの形状の相違により、光軸付近においての偏向磁場の光軸方向の分布が相似形状にならないことが多い。それにより、荷電粒子線ビームが蛇行し、これが収差を発生させる原因になることがある。本手段においては、第1のコイルと第2のコイルによる光軸近傍での偏向磁場の光軸方向分布のパターンが相似近くになるようにしている。よって、荷電粒子線ビームの蛇行が軽減される。   In the first to fourth means, the distribution in the optical axis direction of the deflection magnetic field in the vicinity of the optical axis often does not have a similar shape due to the difference in shape between the first coil and the second coil. As a result, the charged particle beam meanders, which may cause aberrations. In this means, the pattern of the distribution in the optical axis direction of the deflection magnetic field in the vicinity of the optical axis by the first coil and the second coil is made similar. Therefore, meandering of the charged particle beam is reduced.

前記課題を解決するための第6の手段は、前記第5の手段であって、前記第1のコイルと前記第2のコイルが共巻きに設けられていることを特徴とするもの(請求項6)である。   A sixth means for solving the above-mentioned problem is the fifth means, wherein the first coil and the second coil are provided in a co-winding (claim). 6).

本手段によれば、容易な方法により、第1のコイルと第2のコイルによる光軸近傍での偏向磁場の光軸方向分布のパターンが相似に近くなるようにすることができる。   According to this means, the pattern of the distribution in the optical axis direction of the deflection magnetic field in the vicinity of the optical axis by the first coil and the second coil can be made similar by an easy method.

前記課題を解決するための第7の手段は、前記第5の手段であって、前記第1のコイルと前記第2のコイルの少なくとも一方の、光軸に平行な部分が蛇行していることを特徴とするもの(請求項7)である。   A seventh means for solving the problem is the fifth means, wherein at least one of the first coil and the second coil is meandering in a portion parallel to the optical axis. (Claim 7).

本手段においては、第1のコイルと第2のコイルの少なくとも一方の光軸に平行な部分を蛇行させることにより、容易に、第1のコイルと第2のコイルによる光軸近傍での偏向磁場の光軸方向分布のパターンが相似近くになるようにすることができる。   In this means, a deflection magnetic field in the vicinity of the optical axis by the first coil and the second coil can be easily obtained by meandering a portion parallel to the optical axis of at least one of the first coil and the second coil. The pattern of the distribution in the optical axis direction can be made similar.

前記課題を解決するための第8の手段は、前記第5の手段であって、前記第1のコイルの光軸方向の長さの和が、前記第2のコイルの光軸方向の長さの和より長くされており、前記第1のコイルの中心位置が、前記第2のコイルの中心位置よりも光軸に近い位置に配置されていることを特徴とするもの(請求項8)である。   The eighth means for solving the problem is the fifth means, wherein the sum of the lengths of the first coil in the optical axis direction is the length of the second coil in the optical axis direction. The center position of the first coil is arranged at a position closer to the optical axis than the center position of the second coil (Claim 8). is there.

本手段のような構成を採用することにより、より有効に、第1のコイルと第2のコイルによる光軸近傍での偏向磁場の光軸方向分布のパターンが相似近くになるようにすることができる。   By adopting the configuration like this means, the pattern of the distribution in the optical axis direction of the deflection magnetic field in the vicinity of the optical axis by the first coil and the second coil can be made more similar. it can.

前記課題を解決するための第9の手段は、第1のコイルと第2のコイルを有する偏向器であって、第1のコイル同士、第2のコイル同士がそれぞれが直列に接続されており、分割されたコイルに同じ電流を流したとき第1のコイルによる偏向量と第2のコイルによる偏向量がほぼ同じとされている偏向器において、第1のコイルと第2のコイルがほぼ同じ形状であり、かつ、それぞれベーンの表裏面に、別々に設けられていることを特徴とするもの(請求項9)である。   A ninth means for solving the problem is a deflector having a first coil and a second coil, wherein the first coil and the second coil are connected in series. In the deflector in which the deflection amount by the first coil and the deflection amount by the second coil are substantially the same when the same current is supplied to the divided coils, the first coil and the second coil are substantially the same. It is a shape, and is provided separately on the front and back surfaces of the vane, respectively (claim 9).

本手段によれば、それぞれのコイルの発生する偏向場がほぼ同じ大きさで同じ形状となるので、合成された軸上偏向場は、ほぼゼロとなり、荷電粒子線が通過しても余分な収差が発生しにくくなる。   According to this means, since the deflection fields generated by the respective coils are almost the same size and have the same shape, the combined on-axis deflection field becomes almost zero, and extra aberrations even when the charged particle beam passes. Is less likely to occur.

前記課題を解決するための第10の手段は、前記第1の手段から第8の手段のうちいずれかの偏向器を構成する単位偏向器の一方を前記第9の手段である偏向器としたことを特徴とするものである。   As a tenth means for solving the above problem, one of the unit deflectors constituting any one of the first to eighth means is a deflector which is the ninth means. It is characterized by this.

前記課題を解決するための第11の手段は、前記第1の手段から第8の手段、又は第10の手段のいずれかの偏向器の駆動方法であって、前記第1の単位偏向器の前記第1のコイルの感度(単位電流当たりの偏向量)をa、前記第1の単位偏向器の前記第2のコイルの感度をb、前記第2の単位偏向器の前記第1のコイルの感度をc、前記第2の単位偏向器の前記第2のコイルの感度をdとし、前記第1の単位偏向器の前記第1のコイルと前記第2の単位偏向器の前記第1のコイルに流す電流をI、前記第1の単位偏向器の前記第2のコイルと前記第2の単位偏向器の第2のコイルに流す電流をIとして、
|(a−c)I|>|(d−b)I
の状態を保ちながら、それぞれ同方向の電流I、Iで励磁する、又は
|(a−c)I|<|(d−b)I
の状態を保ちながら、それぞれ同方向の電流I、Iで励磁することを特徴とするもの(請求項11)である。
An eleventh means for solving the above problem is a driving method of a deflector of any one of the first to eighth means or the tenth means, wherein the first unit deflector The sensitivity (deflection amount per unit current) of the first coil is a, the sensitivity of the second coil of the first unit deflector is b, and the sensitivity of the first coil of the second unit deflector is The sensitivity is c, the sensitivity of the second coil of the second unit deflector is d, and the first coil of the first unit deflector and the first coil of the second unit deflector. I 1 , the current flowing through the second coil of the first unit deflector and the second coil of the second unit deflector as I 2 ,
| (Ac) I 1 | >> | (db) I 2 |
While maintaining the above state, excitation is performed with currents I 1 and I 2 in the same direction, or | (ac) I 1 | <| (db) I 2 |
While maintaining this state, excitation is performed by currents I 1 and I 2 in the same direction, respectively (claim 11).

後に実施の形態の欄で説明するように、本手段によれば、IとIの調整により、第1の単位偏向器と第2の単位偏向器の発生する磁場を任意に調整することができる。特に、第1の単位偏向器と第2の単位偏向器の間に、ゲイン(同一電流を流したときに形成される偏向場)の差があったとき、この差をIとIの調整によって、打ち消すことができる。しかも、IとIの微小ノイズによる偏向の振れを軽減することができる。 As will be described later in the section of the embodiment, according to this means, the magnetic fields generated by the first unit deflector and the second unit deflector can be arbitrarily adjusted by adjusting I 1 and I 2. Can do. In particular, when there is a difference in gain (deflection field formed when the same current flows) between the first unit deflector and the second unit deflector, this difference is expressed as I 1 and I 2 . It can be countered by adjustment. In addition, deflection deflection due to minute noises of I 1 and I 2 can be reduced.

前記課題を解決するための第12の手段は、前記第1の手段から第8の手段、又は第10の手段のいずれかの偏向器の駆動方法であって、前記第1の単位偏向器の前記第1のコイルと前記第2の単位偏向器の前記第1のコイルに流す電流をI、前記第1の単位偏向器の前記第2のコイルと前記第2の単位偏向器の第2のコイルに流す電流をIとして、それぞれの微小変化分をΔI、ΔIとするとき、
|ΔI|>|ΔI|の状態を保ちながら、それぞれ逆方向に電流I、Iを変化させる、又は|ΔI|<|ΔI|の状態を保ちながら、それぞれ逆方向に電流I、Iを変化させることを特徴とするもの(請求項12)である。
A twelfth means for solving the problem is a driving method of a deflector of any one of the first to eighth means or the tenth means, wherein the first unit deflector The current that flows through the first coil and the first coil of the second unit deflector is I 1 , the second coil of the first unit deflector and the second of the second unit deflector. When the current flowing through the coil is I 2 and the minute changes are ΔI 1 and ΔI 2 ,
While maintaining the state of | ΔI 1 |> | ΔI 2 |, the currents I 1 and I 2 are changed in the opposite directions, respectively, or the current in the opposite direction is maintained while maintaining the state of | ΔI 1 | <| ΔI 2 |. I 1 and I 2 are changed (claim 12).

後に実施の形態の欄で説明するように、本手段によれば、IとIの調整により、第1の単位偏向器、又は第2の単位偏向器の一方のみの偏向磁場の微小変動を与えるように調整することが可能になる。しかも、IとIの微小ノイズによる偏向の振れを軽減することができる。 As will be described later in the section of the embodiment, according to the present means, a minute change in the deflection magnetic field of only one of the first unit deflector or the second unit deflector can be achieved by adjusting I 1 and I 2. Can be adjusted to give In addition, deflection deflection due to minute noises of I 1 and I 2 can be reduced.

前記課題を解決するための第13の手段は、前記第1の手段から第8の手段、又は第10の手段のいずれかの偏向器の駆動方法であって、前記第1の単位偏向器の前記第1のコイルの感度(単位電流当たりの偏向量)をa、前記第1の単位偏向器の前記第2のコイルの感度をb、前記第2の単位偏向器の前記第1のコイルの感度をc、前記第2の単位偏向器の前記第2のコイルの感度をdとし、前記第1の単位偏向器の前記第1のコイルと前記第2の単位偏向器の前記第1のコイルに流す電流をI、前記第1の単位偏向器の前記第2のコイルと前記第2の単位偏向器の第2のコイルに流す電流をIとして、上記構成の偏向器で、
ΔD=(a−c)I−(b−d)I
を一定に保ちながら電流をI、I変化させ、前記第1の単位偏向器と前記第2の単位偏向器の偏向量のオフセットを一定に保ちながら偏向器を駆動することを特徴とするもの(請求項13)である。
A thirteenth means for solving the above problem is a driving method of a deflector of any one of the first means to the eighth means or the tenth means, wherein the first unit deflector The sensitivity (deflection amount per unit current) of the first coil is a, the sensitivity of the second coil of the first unit deflector is b, and the sensitivity of the first coil of the second unit deflector is The sensitivity is c, the sensitivity of the second coil of the second unit deflector is d, and the first coil of the first unit deflector and the first coil of the second unit deflector. the current flowing as I 1, the current flowing in the second coil of the second coil and the second unit deflector of the first unit deflector I 2, with the deflector of the configuration,
ΔD = (a−c) I 1 − (b−d) I 2
The current is changed by I 1 and I 2 while keeping constant, and the deflector is driven while keeping the offset of the deflection amount of the first unit deflector and the second unit deflector constant. (Claim 13).

後に実施の形態の欄で説明するように、本手段によれば、IとIの調整により、偏向器にアライナーとしての役割を負わせることができる。 As will be described later in the section of the embodiment, according to this means, the deflector can serve as an aligner by adjusting I 1 and I 2 .

前記課題を解決するための第14の手段は、前記第1の手段から第10の手段のいずれかである偏向器を有することを特徴とする荷電粒子線露光装置(請求項14)である。   A fourteenth means for solving the above problem is a charged particle beam exposure apparatus (Claim 14), comprising a deflector which is one of the first means to the tenth means.

本手段によれば、偏向器のノイズによる荷電粒子線の振れが小さいので、露光精度が高い荷電粒子線露光装置とすることができ、かつ、偏向器の使用においてフレキシビリィティの高いものとすることができる。   According to this means, since the shake of the charged particle beam due to the noise of the deflector is small, a charged particle beam exposure apparatus with high exposure accuracy can be obtained, and the flexibility is high in the use of the deflector. be able to.

以上説明したように、本発明によれば、駆動する際のノイズが少ない偏向器、アライナーとしての機能を有する偏向器、及びそれらの駆動方法、並びにそれらの偏向器を使用した荷電粒子線露光装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, a deflector with little noise during driving, a deflector having a function as an aligner, a driving method thereof, and a charged particle beam exposure apparatus using these deflectors. Can be provided.

以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態の第1の例を示す概要図であり、(a)は、ベーン型偏向器(トロイダル偏向器)CY、PYを示したものである。このようなベーン型のトロイダル偏向器の構造については、前述のUSP6,153,885に、その構造が記載されている。図において、1はひとつのトロイダル偏向器の1枚のベーンを示し、4は他のひとつのトロイダル偏向器の1枚のベーンを示す。実際にはトロイダル偏向器は複数のベーンが光軸を中心として放射状に組み立てられ、各ベーンに形成されるコイルを配線で直列に接続して構成されるものである。図1では便宜上1枚のベーンで1つのトロイダル偏向器を表している。これらの各トロイダル偏向器CY,PYを、特許請求の範囲及び発明を解決するための手段においては、「単位偏向器」と呼んでいる。各単位偏向器は全てのベーン上で第1、第2のコイルに分割されており、第1、第2のコイル群は、同じくトロイダル偏向器として動作させるため、全てが直列に配線されている。さらに本発明では、1つの単位偏向器の第1のコイル群と、他の単位偏向器の第1のコイル群をさらに直列に接続している。これをペアリングと呼ぶ。具体的には図1では外側コイル2と内側コイル6及び内側コイル3と外側コイル5が各々ペアリングされている。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a first example of an embodiment of the present invention, and FIG. 1A shows vane type deflectors (toroidal deflectors) CY and PY. The structure of such a vane type toroidal deflector is described in the aforementioned USP 6,153,885. In the figure, 1 indicates one vane of one toroidal deflector, and 4 indicates one vane of another toroidal deflector. Actually, the toroidal deflector is constructed by assembling a plurality of vanes radially around the optical axis, and connecting coils formed in each vane in series by wiring. In FIG. 1, one toroidal deflector is represented by one vane for convenience. These toroidal deflectors CY and PY are called “unit deflectors” in the claims and the means for solving the invention. Each unit deflector is divided into first and second coils on all vanes, and the first and second coil groups are all wired in series in order to operate as a toroidal deflector. . Furthermore, in the present invention, the first coil group of one unit deflector and the first coil group of another unit deflector are further connected in series. This is called pairing. Specifically, in FIG. 1, the outer coil 2 and the inner coil 6 and the inner coil 3 and the outer coil 5 are paired, respectively.

特許請求の範囲及び発明を解決するための手段においては、このようにペアリングされた単位偏向器を「偏向器」と呼んでいる。ここで注意すべきは、図1は単位偏向器の1枚のベーンが、他の単位偏向器の1枚のベーンとペアリングされているため、あたかも各単位偏向器の対応するそれぞれのベーンがそれぞれペアリングされているかのようであるが、実際は1つの単位偏向器の第1のコイル群と、他の単位偏向器の第1のコイル群が1つのペアを作るのであり、対応する1枚1枚のベーンが多数のペアを作るのではない。   In the claims and the means for solving the invention, the unit deflector thus paired is called a “deflector”. It should be noted here that, in FIG. 1, one vane of a unit deflector is paired with one vane of another unit deflector, so that each corresponding vane of each unit deflector Each pair seems to be paired. Actually, the first coil group of one unit deflector and the first coil group of another unit deflector make one pair, and one corresponding sheet A vane does not make many pairs.

CYにおいては、板状の絶縁体からなるベーン1に、外側コイル2と内側コイル3の2つのコイルが形成されている。この例では、外側コイル2、内側コイル3とも1ターンづつである。又、PYにおいては、板状の絶縁体からなるベーン4に、外側コイル5と内側コイル6の2つのコイルが形成されている。この例では、外側コイル5、内側コイル6とも1ターンづつである。   In CY, two coils of an outer coil 2 and an inner coil 3 are formed on a vane 1 made of a plate-like insulator. In this example, both the outer coil 2 and the inner coil 3 have one turn. Moreover, in PY, two coils of an outer coil 5 and an inner coil 6 are formed on a vane 4 made of a plate-like insulator. In this example, both the outer coil 5 and the inner coil 6 have one turn.

ペアリングされた偏向器の偏向電流と偏向距離を分かりやすく説明するため、図1(b)に示すように極座標に似た表記方法を使い、動作原理を説明する。図1(b)の横軸はXとあるように、文字通りウエハ面上のX方向の偏向距離を表す。縦軸は複素座標の虚数軸のようなもので、実際の意味はない。   In order to explain the deflection current and deflection distance of the paired deflector in an easy-to-understand manner, the operation principle will be described using a notation method similar to polar coordinates as shown in FIG. The horizontal axis in FIG. 1B literally represents the deflection distance in the X direction on the wafer surface, as indicated by X. The vertical axis is like the imaginary axis of complex coordinates and has no actual meaning.

図でCYと表示されている矢印は決まった長さを持っており、その長さは、CYの外側のコイルが偏向器の最大電流I1maxで励磁された場合の、ウエハ上での偏向距離となっている。このCYの矢印は、電流がゼロのとき、縦軸と同じ向きを向いており、電流の増加に伴い矢印の根元を中心に時計回りに回転する。そして、CYの外側のコイルに偏向器の最大電流I1maxを流したとき、ちょうどX軸の向きを向くように定義する。 The arrow labeled CY 1 in the figure has a fixed length, which is the deflection on the wafer when the outer coil of CY is excited with the maximum current I 1max of the deflector. It is a distance. This CY 1 arrow is oriented in the same direction as the vertical axis when the current is zero, and rotates clockwise around the root of the arrow as the current increases. Then, when the maximum current I 1max of the deflector is passed through the coil outside the CY, it is defined so as to be directed in the direction of the X axis.

同様に図1(b)でCYと表示されている矢印は、長さがCY内側のコイルに偏向器の最大電流I2maxを励磁した場合の、ウエハ上での偏向距離となっている。このCYの矢印は、根元が常にCYの矢印の先端と連結されており、電流がゼロのとき縦軸と同じ向きを向いており、電流の増加に伴い矢印の根元を中心に時計回りに回転する。そしてCY内側のコイルに偏向器の最大電流I2maxを流したとき、ちょうどX軸の向きを向くように定義する。PYの矢印は、PYの内側のコイルに偏向器の最大電流を励磁した場合の、ウエハ上での偏向距離、PYの矢印は、PYの外側のコイルに偏向器の最大電流を励磁した場合の、ウエハ上での偏向距離となっている。 Similarly, the arrow displayed as CY 2 in FIG. 1B represents the deflection distance on the wafer when the maximum current I 2max of the deflector is excited in the coil having the length inside CY. The arrow of CY 2 is always connected to the tip of the arrow of CY 1 at the root, and when the current is zero, it is oriented in the same direction as the vertical axis. As the current increases, the arrow rotates clockwise around the root of the arrow. Rotate to. Then, when the maximum current I 2max of the deflector is passed through the coil inside the CY, it is defined so as to face the X axis. The arrow of PY 1 is the deflection distance on the wafer when the maximum current of the deflector is excited in the coil inside PY, and the arrow of PY 2 is the maximum current of the deflector in the coil outside PY. This is the deflection distance on the wafer.

PYの矢印は常に根元が原点を中心に回転するのに対し、PYの矢印の根元は常にPYの矢印の先端に連結されており、そこを中心に回転するのはCYと同じである。ただしPYの矢印は、電流がゼロのとき真下を向いており、電流の増加に伴い矢印の根元を中心に時計回りに回転すると定義する。 The arrow of PY 1 always rotates around the origin, whereas the root of the arrow of PY 2 is always connected to the tip of the arrow of PY 1 , and the rotation around that is the same as CY. is there. However, it is defined that the arrow of PY is directed downward when the current is zero and rotates clockwise around the root of the arrow as the current increases.

ここでCYとPYの矢印は、それぞれペアリングされたコイルを表しているため、それぞれのコイルには同じ電流が流れる。そのためそれぞれの矢印が座標系となす角は電流の増減で同様に変化する。よって、初期時(電流がゼロのとき)に矢印がお互い上下正反対の向きを向いているため、その向き関係は常に保存される。つまり、CYとPYの矢印は常に正反対を向いており、その状態で原点を中心に回転する振る舞いをする。同様にCYとPYの矢印は、もう一方のペアリングされたコイルを表しており、当然それぞれのコイルには同じ電流が流れる。そのためそれぞれの矢印の向きは電流の増減で同様に変化するため、初期時(電流がゼロのとき)に矢印がお互い上下正反対の向きを向いているため、その向き関係は常に保存される。つまり、CYとPYの矢印は常に平行の関係を保ったまま正反対を向いた状態で、それぞれ電流の増減で回転する振る舞いをする。 Here, since the arrows of CY 1 and PY 1 represent the paired coils, the same current flows through each of the coils. Therefore, the angle between each arrow and the coordinate system changes in the same way as the current increases or decreases. Therefore, since the arrows are directed in opposite directions in the initial direction (when the current is zero), the orientation relationship is always preserved. In other words, the arrows of CY 1 and PY 1 are always facing in opposite directions, and in this state, behaves to rotate around the origin. Similarly, the arrows of CY 2 and PY 2 represent the other paired coils, and naturally the same current flows in each coil. For this reason, the direction of each arrow changes in the same way as the current increases or decreases, and therefore, the arrows are directed in opposite directions at the initial time (when the current is zero), so that the direction relationship is always preserved. In other words, the arrows of CY 2 and PY 2 always behave in a state of rotating in accordance with increase / decrease of current while facing the opposite direction while maintaining a parallel relationship.

以上の関係から分かるように、CYとPYが縦軸となす角αは、CYの外側のコイルに流す電流をI、とするときα=sin−1(πI/(2I1max))で表される。また、CY2とPY2が縦軸となす角αは、CYの内側のコイルに流す電流をIとするときα=sin−1(πI/(2I2max))で表される。 As can be seen from the above relationship, the angle α 1 between CY 1 and PY 1 and the vertical axis is α 1 = sin −1 (πI 1 / (2I) where I 1 is the current flowing through the coil outside CY. 1max )). Further, the angle α 2 formed by CY2 and PY2 and the vertical axis is represented by α 2 = sin −1 (πI 2 / (2I 2max )), where I 2 is the current flowing through the coil inside CY.

図1(b)において、CYの長さがCYの長さより長く、前述のように、外側コイル2の形成する偏向場の大きさが、内側コイル3が形成する偏向場の大きさに対して大きいからであり、PYの長さがPYの長さより短いのは外側コイル5の形成する偏向場の大きさが、内側コイル6が形成する偏向場の大きさに対して大きいからである。ここでIとIを独立に調整すれば、CYによる偏向量とPYによる偏向量を同じにしたり、どちらかを大きくしたりすることができ図16(a)に示した従来のCY、PYの偏向ベクトルで実現できたような偏向場を作り出すことができると共に、CYとPYの間にアンバランスがあった場合でも、IとIを調整することにより、CYとPYの偏向場を大きさが同じで向きが反対のものにすることができる。 In FIG. 1B, the length of CY 1 is longer than the length of CY 2 , and the size of the deflection field formed by the outer coil 2 is the size of the deflection field formed by the inner coil 3 as described above. This is because the length of PY 1 is shorter than the length of PY 2 because the deflection field formed by outer coil 5 is larger than the deflection field formed by inner coil 6. It is. Here, if I 1 and I 2 are adjusted independently, the deflection amount due to CY and the deflection amount due to PY can be made the same, or either can be increased, and the conventional CY shown in FIG. A deflection field that can be realized with a PY deflection vector can be created, and even if there is an imbalance between CY and PY, the deflection fields of CY and PY can be adjusted by adjusting I 1 and I 2. Can be of the same size but opposite orientation.

このように、従来の技術では図16(a)に示すようにCYとPYの偏向ベクトルが互いに打ち消し合う関係にあったが、本発明においては、CYとPYの長さ、CYとPYの長さは、それぞれ異なっている。それ故、従来のものをペアリングと呼び、本実施例のものはアンバランスペアリングと呼ぶ。以後Iで駆動する偏向ベクトルを実線、Iで駆動するベクトルを破線で示すこととする。実線で示される矢印同士、破線で示される矢印同士が平行であることは、上記の説明から明らかであろう。 Thus, in the prior art, as shown in FIG. 16A, the deflection vectors of CY and PY cancel each other. However, in the present invention, the lengths of CY 1 and PY 1 , CY 2 and The lengths of PY 2 are different from each other. Therefore, the conventional one is called pairing, and the one in this embodiment is called unbalanced pairing. Hereinafter, the deflection vector driven by I 1 is indicated by a solid line, and the vector driven by I 2 is indicated by a broken line. It will be apparent from the above description that the arrows indicated by solid lines and the arrows indicated by broken lines are parallel.

図2にこれらのアンバランスペアリングを行った偏向器CYとPYの例を示す。図2(a)は、I=I=0(α=α=0°)の場合を示している。この場合には、どの矢印もそのX軸への射影は0となり、偏向場が発生していないことを示している。一方、図2(b)は、IとIを共に最大としたとき(α=α=90°)の矢印の関係を示すもので、矢印はX軸上にある。そしてCYとCYのX軸への射影の和がPYとPYのX軸への射影の和に等しくなっていれば、CYとPYのバランスがとれていることになる。 FIG. 2 shows an example of deflectors CY and PY that have undergone these unbalanced pairings. FIG. 2A shows a case where I 1 = I 2 = 0 (α 1 = α 2 = 0 °). In this case, the projection of any arrow on the X axis is 0, indicating that no deflection field is generated. On the other hand, FIG. 2B shows the relationship of arrows when I 1 and I 2 are both maximized (α 1 = α 2 = 90 °), and the arrows are on the X axis. If the sum of the projections of CY 1 and CY 2 onto the X axis is equal to the sum of the projections of PY 1 and PY 2 onto the X axis, then CY and PY are balanced.

更に理解を深めるため、上記構成でCYのみを励磁する方法を説明する。図3(a)に示すように、ある励磁電流Iで、CY、PYを励磁すると、実線矢印がαだけ傾く。このとき実線矢印の上半分(CY)の方が下半分(PY)に比べ長さが長いため、水平軸への射影はPY1の方が短い。次にそのPY1による偏向量をキャンセルするだけ励磁電流Iを流す。 For further understanding, a method of exciting only CY with the above configuration will be described. As shown in FIG. 3 (a), at a certain excitation current I 1, CY, when excited PY, solid arrow is tilted by alpha 1. At this time, since the upper half (CY 1 ) of the solid line arrow is longer than the lower half (PY 1 ), the projection onto the horizontal axis is shorter for PY 1 . Then only to cancel the deflection amount due to the PY 1 passing an excitation current I 2.

この場合、長さの短いPYの回転した射影を、長さの長いPYの回転した射影でキャンセルするため、I>I(α>α)となる。つまり実線矢印の方が破線矢印より大きく回転する。このときCY系では、矢印の長さの長い実線矢印が、矢印の長さの短い破線矢印より大きく回転するため、お互いの射影はキャンセルせず、ある値の差が残る。これが最終的に得られるCYの偏向量である。 In this case, I 1 > I 21 > α 2 ) is satisfied because the rotated projection of the short PY 1 is canceled by the rotated projection of the long PY 2 . That is, the solid line arrow rotates more than the broken line arrow. At this time, in the CY system, since the solid arrow with a long arrow rotates more than the broken arrow with a short arrow, the projection of each other is not canceled and a certain value difference remains. This is the finally obtained CY deflection amount.

同様にPYのみを励磁する方法を図3(b)に示す。今度はI<I(α<α)の条件で、CY系の発生磁場をキャンセルし、PY系のみ励磁したと等価な状況を作り出せる。以上の説明により、CY、PYにおいてそれぞれ任意の偏向場を発生できることが分かる。これはこの構成で、ビームをVariable Axis(可変な光軸)に沿って偏向できることを証明している。 Similarly, FIG. 3B shows a method of exciting only PY. This time, under the condition of I 1 <I 212 ), it is possible to create a situation equivalent to canceling the generated magnetic field of the CY system and exciting only the PY system. From the above description, it can be seen that an arbitrary deflection field can be generated in each of CY and PY. This proves that with this configuration, the beam can be deflected along a variable axis.

基本的にこのような励磁電流のバランスをうまく調整すると、Variable Axisに偏向させるという本来の偏向器の働き以外に、補助ヨーク(AUX Yoke)としての機能も再現できる。補助ヨークの働きは前述したが、その動きをここでの表記法で表すと図4(a)のようになる。   Basically, if the balance of the excitation currents is adjusted well, the function as an auxiliary yoke (AUX Yoke) can be reproduced in addition to the original deflector function of deflecting to Variable Axis. Although the function of the auxiliary yoke has been described above, the movement is represented by the notation here as shown in FIG.

例えばCY系の偏向器が製造誤差で所定サイズより少々小さく作成された場合、本来のVariable Axisにビームを偏向するためには、その製造誤差分のゲインをCY系に上乗せしなければならない。図4(a)で、励磁が0の場合(矢印が垂直)から、ある電流IでCY、PYを励磁し、それより絶対値が小さく向きが同じ電流IでCY、PYを励磁すると、CYの長さの長い実線矢印が、CYの長さの短い破線矢印より大きく回転する。一方PY系では逆のことが起こるため、結果的にCYの励磁の方が大きくなる。|I|>|I|の状態を保ちながら、それぞれ同符号に励磁すると、常にCYの偏向量が大きくなる。CY系にどれだけ付加的なゲインを与えたいかにより、IとIの関係が決まる。 For example, if a CY deflector is made slightly smaller than a predetermined size due to a manufacturing error, in order to deflect the beam to the original variable axis, the gain corresponding to the manufacturing error must be added to the CY system. In FIG. 4A, when excitation is 0 (arrow is vertical), CY 1 and PY 1 are excited with a certain current I 1 , and CY 2 and PY with current I 2 having a smaller absolute value and the same direction. When 2 is excited, a solid line arrow with a long CY rotates more than a broken line arrow with a short CY length. On the other hand, the reverse occurs in the PY system, and as a result, the excitation of CY becomes larger. If the excitation is performed to the same sign while maintaining the state of | I 1 |> | I 2 |, the deflection amount of CY always increases. The relationship between I 1 and I 2 is determined by how much additional gain is desired to be applied to the CY system.

なお、付加的なゲインを与える(ゲインを載せる)とは、一方の偏向器の偏向量が、他方の偏向器の偏向量の所定倍率になるように調整することであり、これにより、2つの偏向器間に同じ電流を流したときに形成される偏向量に差があるような場合(すなわち、2つの偏向器間にハードウエアとして、ゲインの差があるような場合)でも、それを補償して、2つの偏向器による偏向量を同一のものにすることができる。   Note that giving additional gain (putting gain) means adjusting the deflection amount of one deflector to be a predetermined magnification of the deflection amount of the other deflector. Even when there is a difference in the amount of deflection formed when the same current flows between the deflectors (ie, there is a difference in gain as hardware between the two deflectors), it is compensated. Thus, the deflection amount by the two deflectors can be made the same.

より分かりやすく説明するために、図4(a)の矢印を昆虫のクモに例えると、常に前足の開き具合が後ろ足より大きい状態であるといえる。次にこの条件での最大励磁の場合を説明する。図4(b)に示すようにIを0から増やして行き、最大電流I=MAXに達したところ(実線矢印が水平となる)で|I|は|I|より常に小さいため、破線矢印はまだ完全に90°回らない。そのため、その合計の射影は図2(b)に示す最大偏向量には達しない。同様に今度は図4(c)に示すようにIを0から減らして行き、最小電流I=MIN(負の最大値)に達したところ(実線矢印が水平となる)で|I|は|I|より常に小さいため、破線矢印はまだ完全に90°回らない。そのため、その合計の射影もそれぞれに最小電流を流した場合より短くなる。つまり、CY系のゲインを大きくすればするほど、IとIの差を大きく取る必要が生じ、結果として最大偏向量は減少する。設計の際には、どの程度のゲインが必要かをあらかじめ見積もり、ドライバーに必要な最大電流を適切に選択しておかなければならない。 For easier understanding, when the arrow in FIG. 4A is compared to an insect spider, it can be said that the degree of opening of the front foot is always larger than that of the rear foot. Next, the case of maximum excitation under this condition will be described. As shown in FIG. 4B, when I 1 is increased from 0 and the maximum current I 1 = MAX is reached (solid arrow becomes horizontal), | I 2 | is always smaller than | I 1 |. The dashed arrow still does not turn 90 ° completely. Therefore, the total projection does not reach the maximum deflection amount shown in FIG. Similarly, as shown in FIG. 4C, when I 1 is decreased from 0 and reaches the minimum current I 1 = MIN (maximum negative value) (solid arrow becomes horizontal), | I 2 Since | is always smaller than | I 1 |, the dashed arrow still does not completely turn 90 °. Therefore, the total projection is also shorter than when the minimum current is supplied to each. That is, as the CY system gain is increased, the difference between I 1 and I 2 needs to be increased, and as a result, the maximum deflection amount decreases. When designing, it is necessary to estimate in advance how much gain is required and to select the maximum current required for the driver appropriately.

次に、図5を使い、今度はPY系にゲインを乗せる動作を説明する。図4(a)と違い、今度は|I|<|I|の状態を保ちながら、それぞれ同符号に励磁すると、常にPYの偏向量が大きくなる。より分かりやすく説明すると、図5の矢印を昆虫のアメンボに例えると、常に前足の開き具合が後ろ足より小さい状態であるといえる。図5では、破線矢印が水平になるまで回転している状態まで示してあり、この場合の射像がCY、PYそれぞれの最大偏向量となる。CYにゲインを載せた場合と同様に、最大偏向量は、それぞれのペアに最大電流を流す場合より小さく制限される。 Next, using FIG. 5, an operation for applying a gain to the PY system will be described. Unlike FIG. 4A, when the excitation is performed to the same sign while maintaining the state of | I 1 | <| I 2 |, the deflection amount of PY always increases. To explain more clearly, if the arrow in FIG. 5 is compared to an insect emblem, it can be said that the degree of opening of the front foot is always smaller than that of the rear foot. FIG. 5 shows a state where the broken arrow is rotated until it becomes horizontal, and the projected image in this case is the maximum deflection amount of each of CY and PY. Similar to the case where a gain is placed on CY, the maximum deflection amount is limited to be smaller than that when a maximum current is supplied to each pair.

次に、本発明の構成で、スキャン動作をさせる方法を図6により説明する。スキャン動作とは、あるVariable Axisにビームを偏向させた状態で、CYまたはPYに交流磁場を発生させることである。説明のため、この場合、CY、PYには付加的なゲインはないものとする(ゲインがあっても問題ない)。   Next, a method of performing a scanning operation with the configuration of the present invention will be described with reference to FIG. The scanning operation is to generate an alternating magnetic field in CY or PY in a state where the beam is deflected to some variable axis. For the sake of explanation, in this case, it is assumed that there is no additional gain in CY and PY (there is no problem even if there is gain).

例としてVariable Axisにビームを偏向させるために、I=Iで最大電流の半分の励磁を行い(矢印が45°回転した状態)、そこからCYのみに交流磁場を発生させる。図6(a)のようにまずIの励磁をΔIだけ減少させると同時に、Iの励磁をΔIだけ増加させる(ΔαはΔIに、ΔαはΔIに対応)。そのときPY系の射像に注目すると、|ΔI|>|ΔI|の状態を保ちながら、それぞれ逆方向に電流が変化するので、実線の短い長さの矢印の変動を、破線の長さの長い矢印のより小さな電流で、キャンセルすることができる。一方CY系では、長さの長い実線矢印の角度変化が大きいため、破線矢印がそれより小さい角度で変動する限りにおいては、CYの射像の大きさは変動する。このことは、ある所定のビーム偏向状態で、更にCYのみに任意の大きさのスキャン磁場を発生させることができることを意味する。 As an example, in order to deflect the beam to Variable Axis, excitation of half the maximum current is performed with I 1 = I 2 (in a state where the arrow is rotated by 45 °), and an AC magnetic field is generated only from CY therefrom. As shown in FIG. 6A, the excitation of I 1 is first decreased by ΔI 1 and at the same time the excitation of I 2 is increased by ΔI 2 (Δα 1 corresponds to ΔI 1 and Δα 2 corresponds to ΔI 2 ). At this time, when attention is paid to the image of the PY system, the current changes in the opposite direction while maintaining the state of | ΔI 1 |> | ΔI 2 |. It can be canceled with a smaller current of a long arrow. On the other hand, in the CY system, since the change in the angle of the long solid arrow is large, as long as the broken arrow changes at a smaller angle, the size of the CY image changes. This means that a scanning magnetic field of an arbitrary magnitude can be generated only in CY in a certain predetermined beam deflection state.

PY系にスキャン動作をさせる場合、CY系の場合と逆で、|I|<|I|の状態を保ちながら、それぞれ逆方向に電流を変化させればよい(図6(b))。この状態ではCYの射像の大きさの変動をキャンセルさせあいながら、PYの射像のみを変動させることができる。CY系にスキャン動作をさせる場合も、PY系にスキャン動作をさせる場合も、最大偏向電流を流した状態では、それ以上交流電流を乗せられなくなる。そのため設計前には、最大偏向時に、さらにどの程度大きなスキャン動作が必要かを検討し、ドライバーの最大電流を適切に選択しなければならない。 When the scanning operation is performed in the PY system, the current may be changed in the opposite direction while maintaining the state of | I 1 | <| I 2 | in reverse to the case of the CY system (FIG. 6B). . In this state, it is possible to change only the PY image while canceling the change in the size of the CY image. Whether the scanning operation is performed in the CY system or the scanning operation in the PY system, no more alternating current can be applied when the maximum deflection current is applied. Therefore, before designing, it is necessary to consider how much larger scanning operation is required at the time of maximum deflection and to select the maximum current of the driver appropriately.

最後に、本発明の構成で、アライナー動作をさせる方法を図7により説明する。アライナー動作とは、Variable Axisにビームを偏向させない状態で、CYまたはPYが初期的にオフセットを持ち、その後Variable Axisにビームを偏向させ始めても、そのオフセット量を常に維持するような動作である。説明のために、この場合、CY、PYには付加的なゲインはないものとする。   Finally, a method for performing an aligner operation in the configuration of the present invention will be described with reference to FIG. The aligner operation is an operation in which the offset amount is always maintained even if CY or PY initially has an offset in a state where the beam is not deflected by Variable Axis and then the beam is started to be deflected by Variable Axis. For the sake of explanation, in this case, it is assumed that there is no additional gain in CY and PY.

まず、CYに正のオフセットを乗せる場合を図7(a)を使い説明する。CYのみを励磁する状態は既に図3(a)で説明した状態と同じである。この状態からI>Iの状態を保ちながら電流を変化させて行くと、CYに常に正のオフセットを乗せた状態(CYによる偏向量がPYによる偏向量よりも一定量多い状態)で、CYによる偏向量とPYによる偏向量を共に変えることができる。同様に、PYのみを励磁させる方法は図3(b)で説明しており、その状態から、図7(b)に示すように、I<Iの状態を保ちながら電流を変化させて行くと、今度はPYに常に正のオフセットを乗せた状態(PYによる偏向量がCYによる偏向量よりも一定量多い状態)で、CYによる偏向量とPYによる偏向量を共に変えることができる。 First, the case where a positive offset is put on CY will be described with reference to FIG. The state in which only CY is excited is the same as that already described with reference to FIG. When the current is changed while maintaining the state of I 1 > I 2 from this state, a state in which a positive offset is always put on CY (a state in which the deflection amount by CY is a fixed amount larger than the deflection amount by PY) Both the deflection amount by CY and the deflection amount by PY can be changed. Similarly, the method of exciting only PY is described with reference to FIG. 3B. From that state, as shown in FIG. 7B, the current is changed while maintaining the state of I 1 <I 2. Then, this time, in a state where a positive offset is always put on PY (a state in which the deflection amount by PY is a certain amount larger than the deflection amount by CY), both the deflection amount by CY and the deflection amount by PY can be changed.

以上が、基本動作の説明である。次にどのようなコイルパターン同士をアンバランスにペアリングするかについてその説明する。まず基本的な考え方として、アンバランスの度合いをどう決めるかを説明する。アンバランスの度合いを増やすと、I、Iの電流差が少なくても、補助ヨークやアライナーとしての調整機能の幅を広げることができ、スキャンのレンジも大きくできる。しかし上下のヨークの偏向ベクトルがアンバランスとなるため、ノイズのキャンセル率は減少する。 The above is the description of the basic operation. Next, what kind of coil patterns are paired unbalanced will be described. First, as a basic idea, how to determine the degree of unbalance will be explained. When the degree of unbalance is increased, even if the current difference between I 1 and I 2 is small, the range of adjustment functions as an auxiliary yoke or aligner can be expanded, and the scan range can be increased. However, since the deflection vectors of the upper and lower yokes are unbalanced, the noise cancellation rate decreases.

一方、ペアのバランスを取って行くと、I、Iの電流差を大きくしないと、十分な補助ヨーク、アライナー、スキャナーのレンジが確保できなくなる。そうすると本来の偏向器としての最大レンジが小さくなる。しかしノイズのキャンセル率は上昇する。上記を理解し適切なアンバランス率を設計する必要がある。 On the other hand, if the pair is balanced, a sufficient auxiliary yoke, aligner, and scanner range cannot be secured unless the current difference between I 1 and I 2 is increased. Then, the maximum range as the original deflector is reduced. However, the noise cancellation rate increases. It is necessary to understand the above and design an appropriate imbalance rate.

次に、最適なアンバランス率を得るための機械的なコイル形状の形成法を説明する。図8(a)には内側コイル3として2ターン、外側コイル2として2ターンのコイルを内外で分割して設けた例を示す。この場合、外側コイル2の方が、光軸方向の長さが長いため、同じ電流を流した場合、外側コイル2による偏向量は内側コイル3による偏向量より大きくなる。   Next, a method for forming a mechanical coil shape for obtaining an optimal unbalance rate will be described. FIG. 8A shows an example in which a two-turn coil is provided as the inner coil 3 and a two-turn coil is provided as the outer coil 2 inside and outside. In this case, since the outer coil 2 has a longer length in the optical axis direction, the deflection amount by the outer coil 2 is larger than the deflection amount by the inner coil 3 when the same current flows.

両者の偏向量をより近づけたい場合、図8(b)のように、内外のコイルを共巻きにすればよい。こうすることにより、図8(a)と比べ、外側コイル2の光軸方向の長さと内側コイル3の光軸方向の長さの差が小さくなって、両者のコイルによる偏向量はより近くなる。   When it is desired to make the deflection amounts closer to each other, the inner and outer coils may be wound together as shown in FIG. By doing so, the difference between the length of the outer coil 2 in the optical axis direction and the length of the inner coil 3 in the optical axis direction becomes smaller than in FIG. 8A, and the deflection amount by both coils becomes closer. .

一方、両者の偏向量の差を大きくしたい場合、外側コイル2のターン数を内側コイル3のターン数より多くしてもよい。しかしそれほどの差が必要ない場合、図8(c)、(d)のように最外周の外側コイル2を縦方向に伸ばしてもよい。同様に図8(e)、(f)のように最外周のパターンを光軸7に近づけること等により、外側コイル2の中心を内側コイル3に比して、光軸7に近づけるようにしてもよい。   On the other hand, when it is desired to increase the difference between the deflection amounts of the two, the number of turns of the outer coil 2 may be larger than the number of turns of the inner coil 3. However, when such a difference is not necessary, the outermost outermost coil 2 may be extended in the vertical direction as shown in FIGS. Similarly, the center of the outer coil 2 is made closer to the optical axis 7 as compared with the inner coil 3 by bringing the outermost peripheral pattern closer to the optical axis 7 as shown in FIGS. Also good.

上記では、コイルに単位電流を流した時の、偏向量の大きさを調整する方法を述べた。以後は偏向器により発生させられる磁場の形状について議論する。図9(a)に示すように、共巻きにコイルを配置した場合、それぞれのコイルに単位電流を通電する事により生じる磁場は、図9(b)のようになる。ここで、図9(a)の外側コイル2を励磁したときに光軸7上に発生する磁場を図9(b)の破線で示す。一方図9(a)の内側コイル3を励磁したときに光軸7上に発生する磁場を図9(b)の一点鎖線で示す。   In the above description, the method for adjusting the amount of deflection when a unit current is passed through the coil has been described. In the following, the shape of the magnetic field generated by the deflector will be discussed. As shown in FIG. 9 (a), when coils are arranged in a co-winding manner, the magnetic field generated by applying a unit current to each coil is as shown in FIG. 9 (b). Here, the magnetic field generated on the optical axis 7 when the outer coil 2 in FIG. 9A is excited is indicated by a broken line in FIG. On the other hand, the magnetic field generated on the optical axis 7 when the inner coil 3 in FIG. 9A is excited is indicated by a one-dot chain line in FIG.

外側コイル2の方が光軸に近いため、発生する磁場の大きさは内側コイル3により発生する磁場の大きさと比べ大きくなる。また、外側コイル2の方が縦に長いため、その磁場のプロファイルは内側コイル3の磁場のプロファイルと比べブロードとなる。そのため、外側コイル2を励磁した場合の磁場(破線)の方が、内側コイル3を励磁した場合の磁場(一点鎖線)よりピークが高く、しかもブロードである。   Since the outer coil 2 is closer to the optical axis, the magnitude of the generated magnetic field is larger than the magnitude of the magnetic field generated by the inner coil 3. Further, since the outer coil 2 is longer in length, the magnetic field profile is broader than the magnetic field profile of the inner coil 3. Therefore, the magnetic field (dashed line) when the outer coil 2 is excited has a higher peak than the magnetic field (dashed line) when the inner coil 3 is excited, and is broader.

しかしここで注意すべきことは、内側コイル3は外側コイル2より光軸から離れているため、磁場はブロードになる傾向を持つことである。今回の例では、内側コイル3が光軸から離れるために磁場がブロードになるよりも、外側コイル2が内側コイル3より大きいことにより磁場がブロードになる効果の方が大きい場合を説明する。実際の設計では、コイルの線幅、間隔、大きさで磁場の広がりの関係が逆転する場合もありうる。   However, it should be noted that the magnetic field tends to be broad because the inner coil 3 is farther from the optical axis than the outer coil 2. In this example, the case where the effect of broadening the magnetic field due to the outer coil 2 being larger than the inner coil 3 is greater than the broadening of the magnetic field due to the separation of the inner coil 3 from the optical axis. In an actual design, the relationship of the magnetic field spread may be reversed depending on the line width, spacing, and size of the coil.

次に、図9(b)で得られた偏向量を保ちながら、外側コイル2の電流を減少させ、内側コイル3の電流を増加させてみる。そのとき各コイルにより光軸7上に発生された磁場を図9(c)に示す。図9(c)では、ブロードであった外側コイル2により発生させられる磁場が弱まり、より局在した内側コイル3により発生させられる磁場が強まっている。結果として、それぞれの磁場を合成した磁場は、図9(b)のものと比べ、より局在したものとなっている。磁場がより局在すると、電子ビームがより短距離で強く曲げられるようになる。そのため、電子ビームの偏向量は、図9(b)、(c)で同じであっても、そこに至るまでの電子ビームの軌道は異なることになる。   Next, while maintaining the deflection amount obtained in FIG. 9B, the current of the outer coil 2 is decreased and the current of the inner coil 3 is increased. The magnetic field generated on the optical axis 7 by each coil at that time is shown in FIG. In FIG. 9C, the magnetic field generated by the outer coil 2 that was broadened is weakened, and the magnetic field generated by the more localized inner coil 3 is increased. As a result, the magnetic field obtained by synthesizing each magnetic field is more localized than that in FIG. 9B. When the magnetic field is more localized, the electron beam is strongly bent at a shorter distance. Therefore, even if the deflection amount of the electron beam is the same in FIGS. 9B and 9C, the trajectory of the electron beam up to that point is different.

荷電粒子線露光装置において、偏向量は非常に重要な量であるが、偏向軌道も同時に重要である。そのため、たとえ同じ偏向量が得られるとしても、偏向軌道が条件により異なるのは好ましくない。それは、ある偏向軌道に対し、収差が少なくなるようにレンズ系が最適化されているため、それから反れた軌道を電子ビームが通過すると、収差が大きくなるためである。実際に装置を構成するに当り、調整の自由度を過度に確保する必要がないため、アンバランスペアリングの度合いはさほど大きくする必要がない。そのため、その微少なアンバランスの範囲で電流を調整する量も小さい。そのため、それによる偏向軌道のズレは、無視できる程度の追加の収差を発生させるだけである。しかし収差の増加は好ましいことではない。理想的には、内側と外側のコイルにより発生させられる磁場のプロファイルは似ていた方がよい。   In a charged particle beam exposure apparatus, the amount of deflection is a very important amount, but the deflection trajectory is also important. Therefore, even if the same deflection amount is obtained, it is not preferable that the deflection trajectory varies depending on conditions. This is because the lens system is optimized so as to reduce the aberration with respect to a certain deflection trajectory, and thus the aberration increases when the electron beam passes through the trajectory deviated therefrom. In actually configuring the apparatus, it is not necessary to secure an excessive degree of freedom in adjustment, and therefore the degree of unbalanced pairing does not need to be increased so much. Therefore, the amount of adjusting the current within the minute unbalanced range is small. Therefore, the deviation of the deflection trajectory due to this only generates a negligible additional aberration. However, an increase in aberrations is not desirable. Ideally, the magnetic field profiles generated by the inner and outer coils should be similar.

両者の磁場のプロファイルをより似たものにする実施の形態を図10に示す。この実施の形態では、光軸7に近い部分のコイルパターンが光軸7に対し内側コイル3と外側コイル2でそれぞれ凹凸となっている。磁場は主にコイルと直角な方向に発生するため、もともとブロードな磁場を発生させていた外側コイル2の磁場はより狭くなり、もともと局在した磁場を発生させていたコイルの磁場はより広がる。このようにして、それぞれのコイルの磁場プロファイルを似たものとすることができる。   FIG. 10 shows an embodiment in which both magnetic field profiles are more similar. In this embodiment, the coil pattern near the optical axis 7 is uneven with respect to the optical axis 7 in the inner coil 3 and the outer coil 2. Since the magnetic field is mainly generated in a direction perpendicular to the coil, the magnetic field of the outer coil 2 that originally generated the broad magnetic field becomes narrower, and the magnetic field of the coil that originally generated the localized magnetic field becomes wider. In this way, the magnetic field profile of each coil can be made similar.

この場合パターンを同一平面上に形成できるため、製造もより簡単なものとなる。必要に応じて凹凸の強さを調整したり、内側コイル3、あるいは外側コイル2のパターンにのみ凹凸を形成してもよい。コイルのパターンの光軸7からの距離とターン数、長さにより凹凸の方向は一概には決められないため、色々な組み合わせが存在する。図10に示す例では、コイルパターンのうちの光軸7に近いパターンのみ凹凸を設けたが、光軸7から遠いコイルパターンにも同様な処理を施してもよい。必要に応じ、コイルパターンの上下に施してもよい。又、図10に示す例では辺はストレートで、折れ曲がっているが、曲線で凹凸としてもよい。   In this case, since the pattern can be formed on the same plane, the manufacturing becomes easier. You may adjust the intensity | strength of an unevenness | corrugation as needed, and may form an unevenness | corrugation only in the pattern of the inner coil 3 or the outer coil 2. FIG. Since the direction of the unevenness cannot be determined unconditionally depending on the distance from the optical axis 7 of the coil pattern, the number of turns, and the length, there are various combinations. In the example shown in FIG. 10, the unevenness is provided only in the pattern close to the optical axis 7 among the coil patterns, but the same processing may be applied to the coil pattern far from the optical axis 7. If necessary, it may be applied above and below the coil pattern. Further, in the example shown in FIG. 10, the sides are straight and bent, but may be curved and uneven.

また、図11(a)に示すような方法を採用してもよい。この実施の形態では、まず基板13の両面に、縦に長いコイル14を形成する(図11では、基板13の裏側のコイルは隠れて見えないが、コイル14と同一の形状を有している)。一方で別の基板15、15’の片面に、短いコイル16を形成する(基板15’に形成されたコイルは、図では裏側に形成されているので隠れて見えないが、コイル16と同一の形状をしている)。それらを接着し、コイル14、16を2階建てとする。通常ベーンには裏面にもコイルパターンを設けるため、同様な処置を裏面にも施してもよい。   Moreover, you may employ | adopt the method as shown to Fig.11 (a). In this embodiment, first, the vertically long coil 14 is formed on both surfaces of the substrate 13 (in FIG. 11, the coil on the back side of the substrate 13 is hidden and cannot be seen, but has the same shape as the coil 14). ). On the other hand, a short coil 16 is formed on one surface of another substrate 15 or 15 '(the coil formed on the substrate 15' is hidden behind because it is formed on the back side in the figure, but it is the same as the coil 16) Have a shape). They are bonded together to make the coils 14 and 16 two-story. Since the coil pattern is usually provided on the back surface of the vane, the same treatment may be applied to the back surface.

こうすると、光軸7に近く縦に長いコイル14が発生する磁場プロファイル(図11(b)に破線で示す)と、光軸7から遠くしかも短いコイル16が発生する磁場プロファイル(図11(b)に一点鎖線で示す)を似たものにすることができる。   In this way, a magnetic field profile (indicated by a broken line in FIG. 11B) generated by the long coil 14 close to the optical axis 7 and a magnetic field profile generated by the short coil 16 far from the optical axis 7 (FIG. 11B). ) Can be made similar to.

その理由は以下のように説明できる。コイルが光軸7に近いと、磁場のプロファイルはより局在したものとなる。そのため、光軸7に近いコイルは縦の長さを長くして、プロファイルをブロードとしている。一方コイルが光軸7から遠いと、磁場のプロファイルはブロードとなる。そのブロードな広がりを抑えるため、光軸7から遠いコイルは短くしてある。しかし当然、光軸から遠くしかも短いコイルは、偏向感度が低いため、そのコイルにはより大きな電流を流さないと、他方のコイルが発生する磁場と同程度な強度の偏向場は発生しない。このようにして、コイル14、16が発生する磁場のプロファイルを似たものとすることができる。   The reason can be explained as follows. When the coil is close to the optical axis 7, the magnetic field profile becomes more localized. Therefore, the coil close to the optical axis 7 has a long profile and a broad profile. On the other hand, when the coil is far from the optical axis 7, the magnetic field profile is broad. In order to suppress the broad spread, the coil far from the optical axis 7 is shortened. However, naturally, a coil that is far from the optical axis has a low deflection sensitivity, and therefore, unless a larger current is passed through the coil, a deflection field having the same strength as the magnetic field generated by the other coil is not generated. In this way, the magnetic field profiles generated by the coils 14 and 16 can be made similar.

これまでは2つのコイルの磁場のプロファイルを似たものにする方法を説明したが、ここからは、2つのコイルに同じ電流を流したときの偏向量と、磁場のプロファイルを全く同じにする方法を説明する。この場合、CYとPYの両方の単位偏向器をそれぞれまったく同じに分割すると、アンバランスさがなくなってしまう。そのため、CYあるいはPYのどちらかをまったく同じに分割し、他方はアンバランスにしておかなければならない。しかし、一方だけでも、まったく同じに分割すれば、それぞれのコイルの磁場プロファイルも当然同じとなるため、前述のようにそれぞれのコイルの電流比を調整した際の軌道の変化がなく、収差の増加がないという利点がある。その方法として、単位偏向器の分割をベーンの面内で行うのではなく、ベーンの表裏で行う。   So far, the method of making the magnetic field profiles of the two coils similar to each other has been described, but from here on, the deflection amount when the same current is passed through the two coils and the method of making the magnetic field profiles exactly the same. Will be explained. In this case, if both the CY and PY unit deflectors are divided into exactly the same, unbalance will be lost. Therefore, either CY or PY must be divided exactly the same and the other unbalanced. However, if only one of them is divided into exactly the same, the magnetic field profile of each coil will naturally be the same, so there is no change in trajectory when adjusting the current ratio of each coil as described above, and aberration increases There is an advantage that there is no. As the method, the unit deflector is not divided in the plane of the vane but on the front and back of the vane.

図12(a)は、円筒17にベーン1が放射状に配置されている1つの単位偏向器の上面図である。ベーン1には通常表裏にコイルパターンが形成されており、その片方の面には第1のコイル(黒)11が、その裏面には第2のコイル(白)12が設けられている。   FIG. 12A is a top view of one unit deflector in which the vanes 1 are radially arranged on the cylinder 17. The vane 1 is usually provided with a coil pattern on the front and back, and a first coil (black) 11 is provided on one side thereof, and a second coil (white) 12 is provided on the back side thereof.

このように単位偏向器を分割すれば、2つのコイルの偏向量と磁場プロファイルが全く同じとなる。しかしこのようにすると、コイル11とコイル12は、コイルの大きさとターン数が全く同じとなるが、単位偏向器を分割したそれぞれの偏向器の偏向方向は、ベーン1の厚みの角度だけ回転してしまうこととなる。図12(a)では、第1のコイル11による偏向ベクトルを実矢印A11、第2のコイル12による偏向ベクトルを破線矢印A12で示した。図のように、大きさの等しい磁場ベクトルを発生させても、それぞれが微妙に回転しているため、その合成ベクトルAはゼロとはならない。しかしこの誤差は非常に小さく、実用上は問題とはならない。   If the unit deflector is divided in this way, the deflection amount and the magnetic field profile of the two coils are exactly the same. However, in this case, the coil 11 and the coil 12 have the same size and the same number of turns, but the deflection direction of each deflector obtained by dividing the unit deflector is rotated by the angle of the vane 1 thickness. Will end up. In FIG. 12A, the deflection vector by the first coil 11 is indicated by a real arrow A11, and the deflection vector by the second coil 12 is indicated by a broken line arrow A12. As shown in the figure, even if magnetic field vectors having the same magnitude are generated, the resultant vector A does not become zero because each vector rotates slightly. However, this error is very small and is not a problem in practice.

しかしさらに偏向器の偏向方向をもまったく同じにするためには、図8(a)、(b)のようなパターンをベーン1の表裏面に形成し、表面の斜線ハッチングパターンを裏面の網掛けハッチングパターンと、表面の網掛けハッチングパターンを裏面の斜線ハッチパターンと導通させるとよい。この場合の単位偏向器の横断面図を図12(b)に示す。図12(a)と同様に、第1のコイル11の断面を黒、第2のコイル12の断面を白で表示している。図12(a)の場合とくらべ、この場合は第1のコイル11と第2のコイル12が相対角度を持たないため、それぞれの偏向方向は同一直線上に存在し、大きさが同じ、逆向きの偏向ベクトルは完全に打ち消しあう。   However, in order to make the deflecting direction of the deflector exactly the same, a pattern as shown in FIGS. 8A and 8B is formed on the front and back surfaces of the vane 1 and the hatched hatch pattern on the front surface is shaded on the back surface. The hatched pattern and the hatched hatch pattern on the front surface may be electrically connected to the hatched hatch pattern on the back surface. A cross-sectional view of the unit deflector in this case is shown in FIG. Similarly to FIG. 12A, the cross section of the first coil 11 is displayed in black, and the cross section of the second coil 12 is displayed in white. Compared to the case of FIG. 12A, in this case, the first coil 11 and the second coil 12 do not have a relative angle, so that the respective deflection directions exist on the same straight line, and have the same size, the reverse Directional deflection vectors cancel out completely.

以上の実施の形態においては、トロイダル型偏向器を例として説明したが、サドル型偏向器でも、以上の考え方に基づいて、コイルを形成できる。また、以上の説明においては、CY偏向器、PY偏向器がそれぞれ1つづつであったが、それぞれ同数あれば、それぞれをペアとしてアンバランスペアリングできる。   In the above embodiments, the toroidal type deflector has been described as an example. However, a coil can also be formed by a saddle type deflector based on the above concept. In the above description, there is one CY deflector and one PY deflector. However, if the number is the same, unbalanced pairing can be performed.

また、CYとPYが同数でなくても、CYのある組み合わせの偏向器に所定の電流を流した場合のウエハ上での偏向ベクトルが、PYのある組み合わせの偏向器に同じ電流を流した場合のウエハ上での偏向ベクトルと、長さがほぼ等しく、ほぼ逆向きを向いていれば、それら全てのコイルを直列に繋ぐことでペアリングすることもできる。   Even if CY and PY are not the same number, the deflection vector on the wafer when a predetermined current is passed through a combination of deflectors with CY causes the same current to flow through a deflector with a combination of PY. If the length is substantially equal to the deflection vector on the wafer and is directed in the opposite direction, pairing can be performed by connecting all these coils in series.

偏向器が2つ以上ある場合に、そのうちのいくつかを、前述のようなアンバランスドペアリングをした偏向器とし、他のものを、本実施の形態であるような偏向器とすることができる。   When there are two or more deflectors, some of them may be unbalanced paired deflectors as described above, and the others may be deflectors as in this embodiment. it can.

今までは、特殊な表記方法でアンバランスペアリングの作用を説明してきた。以後は数式を使い、より一般的な説明をする。偏向器のヨークCYによるビームのウエハ上での偏向距離をDcy、偏向器のヨークPYによるビームのウエハ上での偏向距離をDpyとする。ペアリングされたそれぞれのペアに流す電流を、前述のようにそれぞれI,Iとすると、CY、PYの偏向距離は以下の式で表される。
cy=aI+bI …(1)
−Dpy=cI+dI …(2)
ここでa,b,c,dはペアリングされる各コイルの感度であり、それぞれ正の値をとり、[距離/電流]の単位を持つ。(1)でDcyは符号が付いていない(プラスの符号の意味)のに対し、(2)でDpyにマイナスの符号が付くのは、正の電流印加でビームがウエハ面上で、偏向器のヨークCYにより+X方向、偏向器のヨークPYにより−X方向に偏向されることを意味する。
Up to now, the function of unbalanced pairing has been explained using a special notation. In the following, a more general explanation is given using mathematical expressions. The deflection distance on the wafer of the beam by the yoke CY of the deflector is D cy , and the deflection distance of the beam on the wafer by the yoke PY of the deflector is D py . Assuming that the currents flowing through the paired pairs are I 1 and I 2 as described above, the deflection distances of CY and PY are expressed by the following equations.
D cy = aI 1 + bI 2 (1)
−D py = cI 1 + dI 2 (2)
Here, a, b, c, and d are the sensitivities of the coils to be paired, each taking a positive value and having a unit of [distance / current]. In (1), D cy is unsigned (meaning a plus sign), whereas in (2) D py has a minus sign because the beam is on the wafer surface by applying a positive current. This means that deflection is performed in the + X direction by the yoke CY of the deflector and in the −X direction by the yoke PY of the deflector.

しかしここで偏向器のヨークCYによる偏向方向と偏向器のヨークPYによる偏向方向は同一直線上にある必要はない。またそれぞれの直列に接続されたコイルに同じ電流を流したとき、偏向距離も等しい必要はない。ただそれらの向きが逆向きで、距離が等しい場合、ノイズのキャンセルが得られるだけであり、そうでない場合でも各ヨークCY、PYの単独動作、ゲイン調整、スキャン動作、アライナー動作は可能である。   However, the deflection direction by the deflector yoke CY and the deflection direction by the deflector yoke PY do not have to be on the same straight line. Further, when the same current is passed through the coils connected in series, the deflection distances need not be equal. However, if the directions are opposite and the distances are equal, only noise cancellation can be obtained, and even if this is not the case, individual operation of each yoke CY, PY, gain adjustment, scan operation, and aligner operation are possible.

まず、CYだけ単独で動作させる場合を考察する。この場合、電流I,Iを流した場合、PYの偏向距離はゼロとならなければならないため、(2)式は以下のようになる
−Dpy=cI+dI=0 …(3)
これをIについて整理すると、
=−(c/d)I …(4)
となる。(4)を(1)に代入すると、
cy=b(a/b−c/d)I …(5)
となる。
First, consider a case where only CY is operated alone. In this case, when the currents I 1 and I 2 are supplied, the deflection distance of PY must be zero, so the equation (2) is as follows: −D py = cI 1 + dI 2 = 0 (3) )
This will be organized for the I 2,
I 2 = − (c / d) I 1 (4)
It becomes. Substituting (4) into (1),
D cy = b (a / bc −d) I 1 (5)
It becomes.

ここでb>0であるため、(5)式でDcy≠0となるためには(a/b−c/d)≠0でなければならない。以下に、この意味を説明する。図15に示すように、横軸(X軸)をI、縦軸(Y軸)をIとする座標系を考えると、(4)式はX、Y切片がゼロで(つまり原点を通り)傾きが−c/dの直線となる(図15(a))。X,Y切片がゼロとは、偏向距離がゼロを意味する。つまりこの直線上の電流値I,Iを印加する場合、PYはそれぞれのペアがキャンセルする磁場を発生し、偏向距離がゼロとなる。I,Iはそれぞれドライバーの最大最小の電流レンジ(それぞれI1min〜I1max,I2min〜I2max)の間の値を取れるため、図15(a)の破線の正方形の領域内部が、実際の電流領域となる。 Here, since b> 0, in order to satisfy D cy ≠ 0 in the equation (5), it is necessary that (a / b−c / d) ≠ 0. This meaning will be described below. As shown in FIG. 15, when considering a coordinate system in which the horizontal axis (X axis) is I 1 and the vertical axis (Y axis) is I 2 , the equation (4) has zero X and Y intercepts (that is, the origin is Street) is a straight line having an inclination of −c / d (FIG. 15A). Zero X and Y intercepts mean zero deflection distance. That is, when applying the current values I 1 and I 2 on this straight line, the PY generates a magnetic field that cancels each pair, and the deflection distance becomes zero. I 1, I 2 are maximum and minimum current range of each driver (respectively I 1min ~I 1max, I 2min ~I 2max) for take a value between, the area inside the dashed square in FIG. 15 (a), This is the actual current region.

一方(1)式をIについて解くと、
=−(a/b)I+Dcy/b …(6)
となる。これはY切片がDcy/bで傾きが−(a/b)の直線である。ここで(5)式でDcy≠0となるための条件である(a/b−c/d)≠0とは、(4)式と(6)式の直線の傾きが異なることを意味する。
On the other hand, when equation (1) is solved for I 2 ,
I 2 = − (a / b) I 1 + D cy / b (6)
It becomes. This is a straight line with a Y intercept of D cy / b and a slope of − (a / b). Here, (a / b−c / d) ≠ 0, which is a condition for satisfying D cy ≠ 0 in equation (5), means that the slopes of the straight lines in equations (4) and (6) are different. To do.

両者の傾きが異なると、(4)式上のI、Iを変化させたとき、(6)式は斜線で示す領域を動くことができる。それは例えば(4)式の直線上のI、Iの組みのうち、Iが最小のI1minをとる場合、I、Iは(4)式と電流範囲のIが最小を示す破線上にある。このとき(6)式は同じ点を通り傾きが−(a/b)の直線となる。このときのY切片(Dcy/b)はマイナスの小さい値となり、偏向距離が小さい(負の向きに大きい)ことを意味する。 If the inclinations of the two are different, when I 1 and I 2 in the equation (4) are changed, the equation (6) can move in the hatched area. It is, for example (4) of the straight line of I 1, the I 2 sets of equations, if I 1 takes the smallest I 1min, I 1, I 2 is the minimum I 1 of (4) and the current range It is on the broken line shown. At this time, the equation (6) passes through the same point and becomes a straight line having an inclination of-(a / b). The Y intercept (D cy / b) at this time is a small negative value, which means that the deflection distance is small (large in the negative direction).

ここから徐々にIを増やし、Iを減らすように(4)式上を移動して行き、Iの値がI1maxとなったとき、I,Iの値は今度はI1maxを示す破線と(4)式の交点上にある。このとき(6)式は同じ点を通り傾きが−(a/b)の直線となる。このときのY切片(Dcy/b)は大きな値となり、偏向距離が大きい(正の向きに大きい)ことを意味する。つまりこの(6)式の切片の移動距離の長さが、PYを動かさず、CYのみ励磁する場合のウエハ上の偏向距離に比例している。 From this point, I 1 is gradually increased, and I 2 is moved so as to decrease I 2 , and when the value of I 1 becomes I 1max , the values of I 1 and I 2 are now I 1max Is on the intersection of the broken line and (4). At this time, the equation (6) passes through the same point and becomes a straight line having an inclination of-(a / b). At this time, the Y intercept (D cy / b) is a large value, which means that the deflection distance is large (large in the positive direction). That is, the length of the movement distance of the intercept in the equation (6) is proportional to the deflection distance on the wafer when only CY is excited without moving PY.

図15(a)から明らかなように、(4)式と(6)式の傾きが等しい場合、両者は完全に重なるため、(6)式のY切片も1つの値しかとれない。これはそれぞれのペアを完全にバランスを取ってペアリングしたことを意味し、自由度を完全に失っていることを意味する。   As is clear from FIG. 15A, when the slopes of the equations (4) and (6) are equal, the two overlap completely, so that the Y intercept of the equation (6) can take only one value. This means that each pair has been perfectly balanced and paired and has lost all of its freedom.

一方アンバランスの度合いを増やして行くと図15(a)の斜線部の面積が徐々に広くなってゆき、(6)式が動くことのできるY切片の長さが長くなる。これはCY単独の励磁範囲が広くなったことを意味する。しかしこうすると、当然ノイズのキャンセル率は低下する。   On the other hand, as the degree of unbalance is increased, the area of the shaded portion in FIG. 15A gradually increases, and the length of the Y-intercept that can be moved by equation (6) becomes longer. This means that the excitation range of CY alone is widened. However, this naturally reduces the noise cancellation rate.

以上を要約すると、CY単独で励磁したい場合は、ペアリングのバランスを崩した状態で、PYの偏向距離をゼロに保つようなI、Iの条件で、I、Iを変化させればよいことが分かる。 To summarize the above, when CY alone is desired to be excited, I 1 and I 2 are changed under the conditions of I 1 and I 2 so that the PY deflection distance is kept at zero while the balance of the pairing is lost. You can see that

図3(a)に示した実施の形態は、a>b、c<dの例であるが、a:bとc:dの比率が異なっていればそれでよいことが分かる。CYを動かさず、PYのみ励磁する方法もまったく同様に説明できる。   The embodiment shown in FIG. 3A is an example in which a> b and c <d, but it can be understood that it is sufficient if the ratio of a: b and c: d is different. A method of exciting only PY without moving CY can be explained in exactly the same way.

CYの単独励磁と似た状態が図6(a)に示すCYのスキャン動作である。この場合PYの偏向距離が一定値となる必要があるため、(2)式のDpyをDpy0(定数)とし、(2)をIについて解くと、
=−(c/d)I−Dpy0/d …(7)

となる。これは図15(b)に示すY切片が−Dpy0/dの直線であることを意味する。(7)式を(1)式に代入すると、
cy=b(a/b-c/d)I−(b/d)Dpy0 …(8)
となる。(8)式右辺第2項は定数であるため、Dcyの値がIの変化に伴い変化するためには同じく(a/b−c/d)≠0の条件が必要となる。つまり、図15(a)と同様にして(7)式と(6)式とは傾きが異なり、また、アンバランスの度合いに応じて図15(b)の斜線部の面積を変えることができ、(6)式が動くことのできるY切片の長さが長くなる。
A state similar to the single excitation of CY is the CY scanning operation shown in FIG. In this case, since the deflection distance of PY needs to be a constant value, when D py in equation (2) is set to D py0 (constant) and (2) is solved for I 2 ,
I 2 = - (c / d ) I 1 -D py0 / d ... (7)

It becomes. This means that the Y intercept shown in FIG. 15B is a straight line of -D py0 / d. Substituting equation (7) into equation (1),
D cy = b (a / bc / d) I 1 − (b / d) D py0 (8)
It becomes. Since the second term on the right side of equation (8) is a constant, the condition of (a / b−c / d) ≠ 0 is also necessary in order for the value of D cy to change as I 1 changes. That is, in the same way as in FIG. 15A, the slopes of Equations (7) and (6) are different, and the area of the shaded portion in FIG. 15 (b) can be changed according to the degree of imbalance. , (6), the length of the Y-intercept that can move is increased.

以上を要約すると、CYにスキャン動作をさせたい場合は、ペアリングのバランスを崩した状態で、PYの偏向距離を一定に保つI、Iの条件で、I、Iを変化させればよいことが分かる。図3(a)に示した実施の形態はa>b、c<dの例であるが、a:bとc:dの比率が異なっていればそれでよいことが分かる。図6(a)に示した実施例では、c<dであるため、(7)式の傾きが緩い。そのためI,Iを変化させられる範囲をそれぞれΔI、ΔIとすると、図15(b)に示すようにΔIの方が絶対値が大きい(|ΔI|>|ΔI|)。これは図6(a)に示した実施の形態と一致する。PYにスキャン動作をさせる場合もまったく同様に説明できる。 In summary, if you want CY to perform a scanning operation, change I 1 and I 2 under the conditions of I 1 and I 2 to keep the PY deflection distance constant in a state where the balance of pairing is lost. You can see that The embodiment shown in FIG. 3A is an example in which a> b and c <d, but it can be understood that it is sufficient if the ratio of a: b and c: d is different. In the embodiment shown in FIG. 6A, since c <d, the inclination of the equation (7) is gentle. Therefore I 1, [Delta] I a range for changing the I 2 respectively 1, when [Delta] I 2, the absolute value is more of [Delta] I 1 as shown in FIG. 15 (b) is large (| ΔI 1 |> | ΔI 2 |) . This is consistent with the embodiment shown in FIG. The same can be said for the case where the PY performs the scanning operation.

次に図4に示す補助ヨークの動きを説明する。(1)式,(2)式において、CYの偏向距離の絶対値をPYのものより大きくしたい場合、つまり
|Dcy|>|Dpy| …(9)
の場合を考える。まず電流I、Iがそれぞれ正の場合、Dcy>0、Dpy<0のため、|Dcy|=Dcy、|Dpy|=−Dpyとなる。そのため(9)式は
cy>−Dpy
aI+bI>cI+dI …(10)
となる。
Next, the movement of the auxiliary yoke shown in FIG. 4 will be described. In the equations (1) and (2), when it is desired to make the absolute value of the deflection distance of CY larger than that of PY, that is, | D cy |> | D py | (9)
Consider the case. First, when the currents I 1 and I 2 are positive, since D cy > 0 and D py <0, | D cy | = D cy , | D py | = −D py . Therefore, the formula (9) is expressed as D cy > −D py
aI 1 + bI 2 > cI 1 + dI 2 (10)
It becomes.

(10)式をIについて整理すると、(a−c)>0の場合、
>((d−b)/(a−c))I …(11)
となり、(a−c)<0の場合、
<((d−b)/(a−c))I …(12)
となる。この条件を保ちながら、I,Iを変化させればよい。
Rearranging the equation (10) for I 1 , if (ac)> 0,
I 1 > ((db) / (ac)) I 2 (11)
And if (ac) <0,
I 1 <((db) / (ac)) I 2 (12)
It becomes. I 1 and I 2 may be changed while maintaining this condition.

電流I、Iがそれぞれ負の場合、Dcy<0、Dpy>0のため、|Dcy|=−Dcy、|Dpy|=Dpyとなる。そのため(9)式は、
−Dcy>Dpy
−aI−bI>−cI−dI …(13)
となる。(13)式をIについて整理すると、(a−c)>0の場合、
<((d−b)/(a−c))I …(14)
となり、(a−c)<0の場合、
>((d−b)/(a−c))I …(15)
となって、(11)式,(12)式と正反対な条件となる。この条件を保ちながら、I,Iを変化させればよい。
When the currents I 1 and I 2 are negative, since D cy <0 and D py > 0, | D cy | = −D cy and | D py | = D py . Therefore, equation (9) is
-D cy > D py
-AI 1 -bI 2> -cI 1 -dI 2 ... (13)
It becomes. When the equation (13) is rearranged for I 1 , when (ac)> 0,
I 1 <((db) / (ac)) I 2 (14)
And if (ac) <0,
I 1 > ((db) / (ac)) I 2 (15)
Thus, the conditions are opposite to those in the expressions (11) and (12). I 1 and I 2 may be changed while maintaining this condition.

(11)式、(12)式、(14)式,(15)式を満足させる条件は、未知数を4つ含むため分かりにくい。以下、この条件をより分かりやすく説明する。図4に示す実施の形態では、図2(a),(b)に示すように、I=Iの電流を流した場合、CYとPYの偏向距離は等しくなる(向きは反対であるが)ようにしてある。必ずしもこの条件は、補助ヨークの働きには必要ないが、この場合に限って話を進めると、条件が理解しやすい。電流がそれぞれ等しい値であるI=I=Iとした場合、それぞれの偏向距離は等しくなるため、(1)式、(2)式から
cy=−Dpy
aI+bI=cI+dI
となる。上式をdについて解くと
d=a−c+b …(16)
となる。
Conditions that satisfy the expressions (11), (12), (14), and (15) are difficult to understand because they include four unknowns. In the following, this condition will be explained in an easy-to-understand manner. In the embodiment shown in FIG. 4, as shown in FIGS. 2A and 2B, when a current of I 1 = I 2 is passed, the deflection distances of CY and PY are equal (the directions are opposite). Is). This condition is not necessarily required for the function of the auxiliary yoke, but it is easier to understand the condition if the discussion is advanced only in this case. When I 1 = I 2 = I, where the currents are equal to each other, the respective deflection distances are equal, and therefore, D cy = −D py from Equations (1) and (2)
aI + bI = cI + dI
It becomes. Solving the above equation for d, d = ac−b (16)
It becomes.

(16)式を(11)式、(12)式に代入すると、それぞれI>I、I<Iとなる。この場合I、Iとも正のため、I=|I|、I=|I|と書ける。よって、それぞれ
|I|>|I| …(17)
|I|<|I| …(18)
と書き換えられる。
When the equation (16) is substituted into the equations (11) and (12), I 1 > I 2 and I 1 <I 2 respectively. In this case, since I 1 and I 2 are both positive, I 1 = | I 1 |, I 2 = | I 2 | Therefore, | I 1 |> | I 2 | (17)
| I 1 | <| I 2 | (18)
It can be rewritten as

一方(16)式を(14)式,(15)式に代入すると、それぞれ
<I …(19)
>I …(20)
となる。この場合I、Iとも負の場合であるため、−I=|I|、−I=|I|と書ける。そのため、(19)式、(20)式はそれぞれ
|I|>|I| …(21)
|I|<|I| …(22)
と書き換えられる。
On the other hand, when the equation (16) is substituted into the equations (14) and (15), I 1 <I 2 (19)
I 1 > I 2 (20)
It becomes. In this case, since both I 1 and I 2 are negative, it can be written as −I 1 = | I 1 |, −I 2 = | I 2 |. Therefore, the expressions (19) and (20) are expressed as | I 1 |> | I 2 | (21), respectively.
| I 1 | <| I 2 | (22)
It can be rewritten as

以上を整理すると、(9)式の条件(|Dcy|>|Dpy|)を満たすように、CYの補助ヨーク的な動作で、PYの偏向距離の絶対値よりCYのものを大きくしたい場合、
a>cの場合:|I|>|I| …(23)
a<cの場合:|I|<|I| …(24)
の関係を保ちながらI,Iの電流を変化させればよいことが分かる。図4に示す実施の形態ではa>cの場合であるため、条件(23)を満たせばよいことになり、図4の説明と一致する。
To summarize the above, in order to satisfy the condition (| D cy |> | D py |) of the expression (9), it is desired to make CY larger than the absolute value of the PY deflection distance in the CY auxiliary yoke operation. If
If a> c: | I 1 |> | I 2 | (23)
When a <c: | I 1 | <| I 2 | (24)
It can be seen that the currents I 1 and I 2 may be changed while maintaining the above relationship. In the embodiment shown in FIG. 4, since a> c, it is only necessary to satisfy the condition (23), which is consistent with the description of FIG.

一方、PYの補助ヨーク的な動作で、CYの偏向距離の絶対値よりPYのものを大きくしたい場合(|Dcy|<|Dpy|)であるが、上と同様に説明でき、下記条件となる。
a>cの場合:|I|<|I| …(25)
a<cの場合:|I|>|I| …(26)
図5に示す実施の形態では、a>cの場合であるため、条件(25)式を満たせばよいことになり、図5の説明と一致する。
On the other hand, in the operation of the auxiliary yoke of PY, when it is desired to make PY larger than the absolute value of the deflection distance of CY (| D cy | <| D py |), this can be explained in the same manner as above, and the following conditions It becomes.
If a> c: | I 1 | <| I 2 | (25)
In the case of a <c: | I 1 |> | I 2 | (26)
In the embodiment shown in FIG. 5, since a> c, it is only necessary to satisfy the condition (25), which is consistent with the description of FIG.

図4(b),(c)では、CYとPYのゲインの差を与えたときの、最大偏向距離のロスを説明しているが、これも数式で説明できる。ゲインが大きいとは、CYとPYの偏向距離の差が大きいということであり、その差をΔDとすると、
ΔD=Dcy+Dpy …(27)
となる。(27)式に(1)式,(2)式を代入すると
ΔD=aI+bI−cI−dI …(28)
となる。(16)式を使いdを消去すると、
ΔD=(a−c)(I−I) …(29)
となる。
4B and 4C illustrate the loss of the maximum deflection distance when a difference in gain between CY and PY is given, this can also be explained by mathematical expressions. A large gain means that the difference in deflection distance between CY and PY is large. If the difference is ΔD,
ΔD = D cy + D py (27)
It becomes. Substituting the equations (1) and (2) into the equation (27), ΔD = aI 1 + bI 2 −cI 1 −dI 2 (28)
It becomes. When d is deleted using the equation (16),
ΔD = (ac) (I 1 −I 2 ) (29)
It becomes.

ここでゲインが大きいとはΔDが大きいことであるので、それを大きくする1つの方法は(29)式で(a−c)の値を大きくする方法である。これはすなわちペアリングのバランスをより崩すことを意味し、ゲインが増える分ノイズも増えるトレードオフを意味する。   Here, since a large gain means that ΔD is large, one method of increasing the gain is a method of increasing the value of (ac) in equation (29). This means that the balance of pairing is further lost, and a trade-off that increases noise as the gain increases.

もう1つの方法は、IとIの電流差を大きく保ちながらヨークを励磁することである。こうすると、片方の励磁が電流の最大値に達してしまった場合、他方の励磁は最大値より小さい値で励磁することとなり、トータルの偏向距離が短くなる。これはゲインを上げたことによる最大偏向距離の減少を示しており、図4(b),(c)で示していることと一致する。 Another method is to excite the yoke while keeping the current difference between I 1 and I 2 large. In this way, when one excitation reaches the maximum value of the current, the other excitation is performed with a value smaller than the maximum value, and the total deflection distance is shortened. This indicates a decrease in the maximum deflection distance due to an increase in gain, which coincides with that shown in FIGS. 4 (b) and 4 (c).

次に図7(a)に示す、CYによるアライナー動作を数式を使い説明する。アライナー動作とは、CYに常にPYに対しあるオフセット(ΔD=定数)を乗せた状態で励磁することである。(28)式を整理すると、
ΔD=(a−c)I+(b−d)I …(30)
となる。この条件を満たしながらI、Iを変化させることにより、オフセット動作が得られる。
Next, the aligner operation by CY shown in FIG. The aligner operation is to excite the CY with a certain offset (ΔD = constant) on the PY. (28)
ΔD = (a−c) I 1 + (b−d) I 2 (30)
It becomes. An offset operation can be obtained by changing I 1 and I 2 while satisfying this condition.

(30)式も未知数を4つ含み理解しにくい。そのため補助ヨーク動作の説明で行ったように、I=Iの電流を流した場合、CYとPYの偏向距離が等しくなる場合についてより話を進める。補助ヨーク動作と同様に必ずしもこの条件は、アライナー動作には必要ないが、この場合に限って話を進めると条件が理解しやすい。 Equation (30) also contains four unknowns and is difficult to understand. Therefore, as described in the explanation of the auxiliary yoke operation, the case where the current of I 1 = I 2 is passed and the case where the deflection distances of CY and PY are equal will be further discussed. Similar to the auxiliary yoke operation, this condition is not necessarily required for the aligner operation, but it is easy to understand the condition if the talk is advanced only in this case.

この場合の条件である(16)式を(30)式に代入すると(29)式が得られる。まとめると下記となる。
a>cの場合:I>I …(31)
a<cの場合:I<I …(32)
図7(a)の実施の形態ではa>cであるため、(31)式の条件となり、図7(a)の説明と一致する。一方図7(b)のようにPYにオフセットをのせる場合はCYに負のオフセットを乗せるのと等価であり、ΔDが負になる。その場合も同様に説明でき、まとめると下記となる。
a>cの場合:I<I …(33)
a<cの場合:I>I …(34)
図7(b)の実施の形態ではa>cのため、(33)の条件となり、説明と一致する。
Substituting Equation (16), which is the condition in this case, into Equation (30) yields Equation (29). In summary:
When a> c: I 1 > I 2 (31)
When a <c: I 1 <I 2 (32)
In the embodiment of FIG. 7A, since a> c, the condition of the expression (31) is satisfied, which coincides with the description of FIG. On the other hand, putting an offset on PY as shown in FIG. 7B is equivalent to putting a negative offset on CY, and ΔD becomes negative. In that case, it can be explained in the same way, and it is summarized as follows.
When a> c: I 1 <I 2 (33)
If a <c: I 1 > I 2 (34)
In the embodiment of FIG. 7B, since a> c, the condition of (33) is satisfied, which matches the description.

以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、従来のペアリングを行った偏向器と比較して、以下の利点が得られる。
1.付加的な補助ヨークを設けなくて済む。
2.補助ヨークをドライブするドライバーが不要となる。
3.付加的なアライナーを設けなくて済む。
4.アライナーをドライブするドライバーが不要となる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the following advantages can be obtained as compared with the conventional pairing deflector.
1. There is no need to provide an additional auxiliary yoke.
2. A driver to drive the auxiliary yoke becomes unnecessary.
3. There is no need to provide an additional aligner.
4). A driver to drive the aligner is not required.

従来の技術では、アライナーにスキャン機能を持たせることが多かったが、制約からアライナーにスキャン機能を持たせられない場合もある。その場合と比較すると次の利点が挙げられる。
5.付加的なスキャンコイルを設けなくて済む。
6.スキャンコイルをドライブするドライバーが不要となる。
In the prior art, the aligner often has a scan function, but due to restrictions, the aligner may not have a scan function. Compared to that case, the following advantages can be mentioned.
5). There is no need to provide an additional scan coil.
6). A driver to drive the scan coil is not required.

以上の説明においては、一つの偏向器(CYとPYを組としたもの)について説明してきたが、通常、荷電粒子線露光装置においては、3つ以上の偏向器を使用するのが普通である。そして、各偏向器はそれぞれにx軸用、y軸用が必要なため、トータル6個のコイル群と、6個のドライバーが不要となる。ドライバーは非常に高精度な電気回路であり、高価かつ大型で消費電力も高く、高精度な温調装置と共に使用しないと精度がでない。よって、ドライバーが不要となるメリットは、コストダウン、スペースの低減、消費電力の低減、温調装置の削減につながり、非常に大きい。   In the above description, a single deflector (a set of CY and PY) has been described. Usually, in a charged particle beam exposure apparatus, it is usual to use three or more deflectors. . Since each deflector requires x-axis and y-axis, a total of six coil groups and six drivers are unnecessary. The driver is an extremely high-precision electric circuit, is expensive and large in size, consumes high power, and is not accurate unless used with a high-precision temperature control device. Therefore, the advantage that the driver is unnecessary is very large, leading to cost reduction, space saving, power consumption reduction, and temperature control device reduction.

逆に、以上の実施の形態におけるデメリットとしては、ペアリングのバランスを若干崩すため、ノイズのキャンセル効果が低下する。しかしアンバランスにする割合は多くの場合、5%程度で良く、依然として95%のノイズキャンセル効果が得られる。そのためこれは現実的にはデメリットとはならない。また、ドライバーの最大電流を流した場合に、わずかに最大偏向量が減少するが、これも5%程度で、ドライバーの最大電流をわずかに増加させればよい。   On the contrary, as a demerit in the above embodiment, since the balance of pairing is slightly lost, the noise canceling effect is lowered. However, in many cases, the ratio of unbalance may be about 5%, and a noise canceling effect of 95% is still obtained. So this is not really a disadvantage. In addition, when the driver's maximum current is passed, the maximum deflection amount slightly decreases, but this is also about 5%, and the driver's maximum current may be increased slightly.

ドライバーの最大電流を増やすと、ノイズもそれに連れて増加するが、ノイズが5%増加しても、アンバランスペアリングの効果でノイズの95%がキャンセルされるため、ペアリングをしない場合と比較すると、トータルではノイズを大幅に削減できる。   When the maximum current of the driver is increased, the noise increases with it, but even if the noise increases by 5%, 95% of the noise is canceled due to the effect of unbalanced pairing. Then, the noise can be greatly reduced in total.

従来のペアリングと本発明のアンバランスペアリングをノイズの点で比較すると、従来のペアリングでは、偏向器からのノイズは完全にキャンセルできたが、付加的な補助ヨーク、アライナーを追加しなければならない点で、そのコイルがノイズを発生する。そのノイズとアンバランスペアリングのノイズはほぼ同等ということができる。その意味で、少ないコイルとドライバーで、同等の機能とノイズ特性が実現できる本発明の効果は非常に高い。   Comparing the conventional pairing and the unbalanced pairing of the present invention in terms of noise, the conventional pairing was able to completely cancel the noise from the deflector, but additional auxiliary yokes and aligners had to be added. At that point, the coil generates noise. The noise and the noise of unbalanced pairing can be said to be almost equivalent. In that sense, the effect of the present invention that can realize the same function and noise characteristics with a small number of coils and drivers is very high.

図13は、本発明の実施の形態の1例である荷電粒子露光装置の光学系の概要図である。図13において、21は荷電粒子線源、22は照明用レンズ、23はビーム成形アパーチャ、24は開口絞り、25はマスク、26は投影用レンズ、27は散乱アパーチャ、28はウエハである。   FIG. 13 is a schematic diagram of an optical system of a charged particle exposure apparatus which is an example of an embodiment of the present invention. In FIG. 13, 21 is a charged particle beam source, 22 is an illumination lens, 23 is a beam shaping aperture, 24 is an aperture stop, 25 is a mask, 26 is a projection lens, 27 is a scattering aperture, and 28 is a wafer.

荷電粒子線源21から放出された荷電粒子線は、照明用レンズ22によりマスク25上を均一に照明する。マスク25上に形成されたパターンの像は、投影用レンズ26によりウエハ28上に結像し、ウエハ28上のレジストを感光させる。散乱線をカットし、開口角を制限するために開口絞り24、散乱線をカットすするために散乱アパーチャ27が設けられている。   The charged particle beam emitted from the charged particle beam source 21 uniformly illuminates the mask 25 by the illumination lens 22. The image of the pattern formed on the mask 25 is formed on the wafer 28 by the projection lens 26, and the resist on the wafer 28 is exposed. An aperture stop 24 is provided to cut the scattered rays and limit the aperture angle, and a scattering aperture 27 is provided to cut the scattered rays.

この実施の形態においては、投影光学系に、CYa、CYb、CYc、PYa、PYb、PYcで示す6個の偏向器が設けられている。そして、偏向器CYaとPYc、CYbとPYb、CYcとPYaが、それぞれアンバランスペアリングされているので、これらの偏向器を、前述のような使用方法で使用することができる。   In this embodiment, the projection optical system is provided with six deflectors indicated by CYa, CYb, CYc, PYa, PYb, and PYc. Since the deflectors CYa and PYc, CYb and PYb, and CYc and PYa are unbalanced, these deflectors can be used in the above-described usage.

本発明の実施の形態の第1の例を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the 1st example of embodiment of this invention. 偏向ベクトルの関係の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the relationship of a deflection vector. 偏向器CYのみ、PYのみを励磁する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of exciting only deflector CY and only PY. 偏向器に補助ヨークとしての作用を持たせる方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method to give an effect | action as an auxiliary yoke to a deflector. 偏向器に補助ヨークとしての作用を持たせる方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method to give an effect | action as an auxiliary yoke to a deflector. 偏向器にスキャン動作をさせる方法を説明するためのである。This is for explaining a method of causing the deflector to perform a scanning operation. 偏向器にアライナー動作をさせる方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method of making an aligner operation | movement to a deflector. 最適なアンバランス率を得るための機械的なコイル形状の形成法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the formation method of the mechanical coil shape for obtaining the optimal imbalance rate. 偏向器により発生する磁場の形状を説明する図である。It is a figure explaining the shape of the magnetic field generated by a deflector. CY又はPYにおける2つのコイルの磁場形状を似たものにする例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example which makes the magnetic field shape of the two coils in CY or PY similar. CY又はPYにおける2つのコイルの磁場形状を似たものにする例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example which makes the magnetic field shape of the two coils in CY or PY similar. CY又はPYにおける2つのコイルの偏向量を等しくする方法の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of the method of equalizing the deflection amount of two coils in CY or PY. 本発明の実施の形態の1例である荷電粒子露光装置の光学系の概要図である。It is a schematic diagram of the optical system of the charged particle exposure apparatus which is an example of embodiment of this invention. 従来の電子線露光装置における電子ビームの軌道を示す図である。It is a figure which shows the track | orbit of the electron beam in the conventional electron beam exposure apparatus. 2つのヨークに流す電流値の関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship of the electric current value sent through two yokes. 従来の電子線露光装置における偏向器の励磁方法を示す図である。It is a figure which shows the excitation method of the deflector in the conventional electron beam exposure apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1…ベーン、2…外側コイル、3…内側コイル、4…ベーン、5…外側コイル、6…内側コイル、7…光軸、8…第1電源装置、9…第2電源装置、11…コイル、12…コイル、13…基板、14…コイル、15…基板、15’…基板、16…コイル、17…円筒、21…荷電粒子線源、22…照明用レンズ、23…ビーム成形アパーチャ、24…開口絞り、25…マスク、26…投影用レンズ、27…散乱アパーチャ、28…ウエ、CY,PY,CYa,CYb,CYc,PYa,PYb,PYc…偏向器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vane, 2 ... Outer coil, 3 ... Inner coil, 4 ... Vane, 5 ... Outer coil, 6 ... Inner coil, 7 ... Optical axis, 8 ... 1st power supply device, 9 ... 2nd power supply device, 11 ... Coil , 12 ... coil, 13 ... substrate, 14 ... coil, 15 ... substrate, 15 '... substrate, 16 ... coil, 17 ... cylinder, 21 ... charged particle beam source, 22 ... illumination lens, 23 ... beam shaping aperture, 24 DESCRIPTION OF SYMBOLS Aperture stop, 25 ... Mask, 26 ... Projection lens, 27 ... Scattering aperture, 28 ... Hue, CY, PY, CYa, CYb, CYc, PYa, PYb, PYc ... Deflector

Claims (14)

単位偏向器のペアからなる偏向器であって、それぞれの前記単位偏向器のコイルが第1、第2のコイルに分割されており、第1のコイル同士、第2のコイル同士がそれぞれが直列に接続されており、各直列に接続されたコイルに電流を供給する電源装置が、別々に設けられていて、各直列に接続されたコイルに同じ電流を流したときの第1の単位偏向器の第1のコイルによる偏向量と、第1の単位偏向器の第2のコイルによる偏向量の比が、第2の単位偏向器の第1のコイルによる偏向量と、第2の単位偏向器の第2のコイルによる偏向量の比と異なることを特徴とする偏向器。 A deflector comprising a pair of unit deflectors, wherein the coil of each unit deflector is divided into a first coil and a second coil, and the first coil and the second coil are each in series. The first unit deflector when the same current is supplied to each of the coils connected in series is separately provided with a power supply device that supplies current to each of the coils connected in series. The ratio of the deflection amount by the first coil and the deflection amount by the second coil of the first unit deflector is such that the deflection amount by the first coil of the second unit deflector and the second unit deflector The deflector is different from the deflection amount ratio of the second coil. 前記単位偏向器のペアは、像面での偏向ベクトルがおよそ逆向きで、同じ電流を流した時に生じる偏向ベクトルの長さがほぼ等しいものであることを特徴とする偏向器。 The pair of unit deflectors is characterized in that the deflection vectors on the image plane are approximately opposite in direction and the lengths of the deflection vectors generated when the same current flows are substantially equal. 前記第1のコイルの光軸方向の長さの和が、前記第2のコイルの光軸方向の長さの和より長くされていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の偏向器。 The sum of the lengths of the first coil in the optical axis direction is longer than the sum of the lengths of the second coil in the optical axis direction. Deflector. 前記第1のコイルの中心位置が、前記第2のコイルの中心位置よりも光軸に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載の偏向器。 4. The center position of the first coil is disposed at a position closer to the optical axis than the center position of the second coil. Deflector. 請求項1から請求項4のうちいずれか1項に記載の偏向器であって、前記第1のコイルと前記第2のコイルによる光軸近傍での偏向磁場の光軸方向分布のパターンが相似に近くなるようにされていることを特徴とする偏向器。 5. The deflector according to claim 1, wherein the pattern of the distribution in the optical axis direction of the deflection magnetic field in the vicinity of the optical axis by the first coil and the second coil is similar. 6. A deflector characterized in that the deflector is adapted to be close to. 請求項5に記載の偏向器であって、前記第1のコイルと前記第2のコイルが共巻きに設けられていることを特徴とする偏向器。 The deflector according to claim 5, wherein the first coil and the second coil are provided together. 請求項5に記載の偏向器であって、前記第1のコイルと前記第2のコイルの少なくとも一方の、光軸に平行な部分が蛇行していることを特徴とする偏向器。 6. The deflector according to claim 5, wherein a portion parallel to the optical axis of at least one of the first coil and the second coil meanders. 請求項5に記載の偏向器であって、前記第1のコイルの光軸方向の長さの和が、前記第2のコイルの光軸方向の長さの和より長くされており、前記第1のコイルの中心位置が、前記第2のコイルの中心位置よりも光軸に近い位置に配置されていることを特徴とする偏向器。 6. The deflector according to claim 5, wherein a sum of lengths of the first coils in the optical axis direction is longer than a sum of lengths of the second coils in the optical axis direction. The deflector according to claim 1, wherein a center position of the first coil is disposed closer to the optical axis than a center position of the second coil. 第1のコイルと第2のコイルを有する偏向器であって、第1のコイル同士、第2のコイル同士がそれぞれが直列に接続されており、分割されたコイルに同じ電流を流したとき第1のコイルによる偏向量と第2のコイルによる偏向量がほぼ同じとされている偏向器において、第1のコイルと第2のコイルがほぼ同じ形状であり、かつ、それぞれベーンの表裏面に、別々に設けられていることを特徴とする偏向器。 A deflector having a first coil and a second coil, wherein the first coil and the second coil are connected in series, and when the same current is passed through the divided coils, In the deflector in which the deflection amount by the first coil and the deflection amount by the second coil are substantially the same, the first coil and the second coil have substantially the same shape, and respectively on the front and back surfaces of the vane, A deflector that is provided separately. 請求項1から請求項8に記載の偏向器を構成する単位偏向器の一方が請求項9に記載の偏向器であることを特徴とする偏向器。 A deflector according to claim 9, wherein one of the unit deflectors constituting the deflector according to claim 1 is the deflector according to claim 9. 前記第1の単位偏向器の前記第1のコイルの感度(単位電流当たりの偏向量)をa、前記第1の単位偏向器の前記第2のコイルの感度をb、前記第2の単位偏向器の前記第1のコイルの感度をc、前記第2の単位偏向器の前記第2のコイルの感度をdとし、前記第1の単位偏向器の前記第1のコイルと前記第2の単位偏向器の前記第1のコイルに流す電流をI、前記第1の単位偏向器の前記第2のコイルと前記第2の単位偏向器の第2のコイルに流す電流をIとして、
|(a−c)I|>|(d−b)I
の状態を保ちながら、それぞれ同方向の電流I、Iで励磁する、又は
|(a−c)I|<|(d−b)I
の状態を保ちながら、それぞれ同方向の電流I、Iで励磁することを特徴とする請求項1から請求項8又は請求項10のうちいずれか1項に記載の偏向器の駆動方法。
The sensitivity (deflection amount per unit current) of the first coil of the first unit deflector is a, the sensitivity of the second coil of the first unit deflector is b, and the second unit deflection. The sensitivity of the first coil of the detector is c, the sensitivity of the second coil of the second unit deflector is d, and the first coil and the second unit of the first unit deflector. I 1 is a current flowing through the first coil of the deflector, and I 2 is a current flowing through the second coil of the first unit deflector and the second coil of the second unit deflector.
| (Ac) I 1 | >> | (db) I 2 |
While maintaining the above state, excitation is performed with currents I 1 and I 2 in the same direction, or | (ac) I 1 | <| (db) I 2 |
The method of driving a deflector according to any one of claims 1 to 8, wherein excitation is performed with currents I 1 and I 2 in the same direction while maintaining the state.
前記第1の単位偏向器の前記第1のコイルと前記第2の単位偏向器の前記第1のコイルに流す電流をI、前記第1の単位偏向器の前記第2のコイルと前記第2の単位偏向器の第2のコイルに流す電流をIとして、それぞれの微小変化分をΔI、ΔIとするとき、
|ΔI|>|ΔI|の状態を保ちながら、それぞれ逆方向に電流I、Iを変化させる、又は|ΔI|<|ΔI|の状態を保ちながら、それぞれ逆方向に電流I、Iを変化させることを特徴とする請求項1から請求項8又は請求項10のうちいずれか1項に記載の偏向器の駆動方法。
A current flowing through the first coil of the first unit deflector and the first coil of the second unit deflector is I 1 , the second coil of the first unit deflector and the second coil When the current flowing through the second coil of the unit deflector 2 is I 2 and the minute changes are ΔI 1 and ΔI 2 ,
While maintaining the state of | ΔI 1 |> | ΔI 2 |, the currents I 1 and I 2 are changed in the opposite directions, respectively, or the current in the opposite direction is maintained while maintaining the state of | ΔI 1 | <| ΔI 2 |. The method for driving a deflector according to claim 1 , wherein I 1 and I 2 are changed.
前記第1の単位偏向器の前記第1のコイルの感度(単位電流当たりの偏向量)をa、前記第1の単位偏向器の前記第2のコイルの感度をb、前記第2の単位偏向器の前記第1のコイルの感度をc、前記第2の単位偏向器の前記第2のコイルの感度をdとし、前記第1の単位偏向器の前記第1のコイルと前記第2の単位偏向器の前記第1のコイルに流す電流をI、前記第1の単位偏向器の前記第2のコイルと前記第2の単位偏向器の第2のコイルに流す電流をIとして、上記構成の偏向器で、
ΔD=(a−c)I−(b−d)I
を一定に保ちながら電流I、Iを変化させ、前記第1の単位偏向器と前記第2の単位偏向器の偏向量のオフセットΔDを一定に保ちながら偏向器を駆動することを特徴とする請求項1から請求項8又は請求項10のうちいずれか1項に記載の偏向器の駆動方法。
The sensitivity (deflection amount per unit current) of the first coil of the first unit deflector is a, the sensitivity of the second coil of the first unit deflector is b, and the second unit deflection. The sensitivity of the first coil of the detector is c, the sensitivity of the second coil of the second unit deflector is d, and the first coil and the second unit of the first unit deflector. Assuming that the current passed through the first coil of the deflector is I 1 , the current passed through the second coil of the first unit deflector and the second coil of the second unit deflector is I 2 , With the deflector of the configuration,
ΔD = (a−c) I 1 − (b−d) I 2
The currents I 1 and I 2 are changed while keeping constant, and the deflector is driven while keeping the offset ΔD of the deflection amount of the first unit deflector and the second unit deflector constant. The method of driving a deflector according to any one of claims 1 to 8, or claim 10.
請求項1から請求項10のうちいずれか1項に記載の偏向器を有することを特徴とする荷電粒子線露光装置。
A charged particle beam exposure apparatus comprising the deflector according to claim 1.
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