JPH0564024A - マルチチヤンネル偏向ヨークにおける相互インダクタンスの補償方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】第２のコイルの電流に対応する第１のコイルの
応答時間の遅いドライバ回路に電圧を印加する変圧器を
利用してマルチチャンネルヨークの共方向コイル間の相
互インダクタンスを補償する方法および装置を提供す
る。 【構成】第１のコイル１７のドライバ回路１８に故意に
結合した電圧が第１のコイルに誘起された電圧に対抗
し、電流擾乱がドライバ回路に誘起されるのを効果的に
禁止して、応答時間の遅いドライバ回路がこのような擾
乱を補正することがないようにし、且つ擾乱の持続時間
が長びかないようにする。このようにして達成される整
定時間の改善により、陰極線管および電子ビームリトグ
ラフィ装置におけるような荷電粒子ビーム偏向装置に適
用したときに特に、磁界のマルチチャンネル発生の可能
性を完全に実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に磁界を電気的に
発生する装置に関し、更に詳細には、各成分が荷電粒子
ビームを偏向させる構成にあるような別個のコイルおよ
びドライバ回路により発生される、二つ以上の共方向成
分を持つ高精度の急速可変磁界を発生する装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】荷電小滴、イオン、電子、および原子よ
り小さい粒子のような荷電粒子の運動は、粒子により搬
送される電荷を荷電粒子の径路の近くで静電荷を用いて
吸引または反撥することにより静電的に変えることがで
きることが長い間認められてきた。インクジェットプリ
ンタやオシロスコープは、荷電粒子のビームの静電偏向
により動作する既知の装置である。荷電粒子が最初運動
していれば、粒子により搬送される電荷は、電流を表わ
し、その方向も磁界を印加することにより変えることが
できる。テレビジョンの受像管および電子ビームリトグ
ラフィ装置は、電子ビームの磁気偏向を利用している装
置の代表的なものである。静電偏向は高速度の偏向を行
うが、磁気偏向は、同等のビーム偏向角で収差を小さく
するような多数の設計考察について望ましいことが 々
ある。磁気偏向を発生する装置は、電流に応じて一様な
磁界を発生する手段、普通は装置の電子光学軸の周りに
対称に配設された１対のコイルに分割されているコイ
ル、を備えている。このような手段およびその部分を、
このような用途は当業者に熟知されているから明瞭のた
めに、今後は「偏向」コイル、ヨーク、ドライバ、など
と呼ぶことにする。同様に、偏向装置の普通の用途に関
して当業者に一般的に使用されている他の用語（たとえ
ば、「水平」、「垂直」、など）もその熟知の故に明瞭
のため使用する。可能な用法に対するこのような直接的
または間接的引用は、本発明の可能な適用可能性の範囲
に関して推論限界を限定しようとするものではないこと
を理解すべきである。

【０００３】磁気偏向は、粒子の質量および速度、粒子
の帯びる電荷、および必要な偏向の範囲（たとえば、ビ
ームを目標位置で偏向することができる距離）により、
比較的高い磁束を発生することが必要なことがある。磁
束の変化を必要とする場合には、磁束は代表的には、ド
ライバ回路により発生された変調電流を通過させるコイ
ルにより発生される。このようなコイルの電気インダク
タンスは、ドライバ回路の帯域幅およびビームの偏向を
所要信号に追随させることができる精度を減らす傾向が
ある。

【０００４】磁気偏向装置においては、直交方向に偏向
を行うには複数の偏向装置を使用しなければならない。
偏向コイルを偏向されない電子ビームの軸に沿って極く
近くに設置するのが望ましいことが 々ある。このよう
に物理的に接近させることにより偏向コイル間に、した
がって偏向コイルのドライバ回路の間に、相互インダク
タンスまたは誘導結合が発生する。このような結合によ
り、偏向コイルの一つに電流の変化が生ずれば、他のコ
イルに電流成分が誘起され、ビームの位置決めに誤差が
生ずる。ビームを繰返し波形でラスタを通して偏向しよ
うとする場合には、ラスタのゆがみが生ずる。

【０００５】このような誘起電流は、ドライバの出力イ
ンピーダンスを非常に大きくなるように設計して理論的
には小さくしておくことができる。また、回路間の誘導
結合により生ずる他の幾つかの相互作用は、偏向を反復
式ラスタを通して繰返す装置の場合のように、偏向信号
の周波数成分が既知である場合には、減衰回路を設けて
リンギングなどを防止することにより処理することがで
きる。しかし、コイルのドライバ回路に対して高インピ
ーダンスを維持することは常に可能なわけではなく、他
の理由から、低インピーダンスのドライバを設けること
またはドライバを比較的低インピーダンスの素子で分路
することが望ましいこともある。

【０００６】この形式のラスタゆがみを補正する装置
は、Davis の米国特許第3,149,260号により、テレビジ
ョンの撮像管に対する偏向装置に適用されたものとして
教示されている。Davis の装置では、変圧器の一次巻線
は、線路波形発生器と直列に置かれ、変圧器の二次巻線
に発生する電圧は、偏向コイルの誘導結合により誘起さ
れた電流に対抗するように、界発生器回路と並列に界方
向コイルに印加される。変圧器の二次電圧は、変圧器の
一次コイルと二次コイルとの間の誘導結合を変えること
によりまたは一次巻線を横断する調節可能な分路を設け
ることにより、調節することができる。Davis は、二次
電圧を減衰回路を通して界発生回路に印加することを例
示しているが、界偏向発生器のインピーダンスが充分低
くて電流成分を発生することができる場合には、変圧器
の二次巻線を界偏向発生器と直列に置くことができるこ
とも示している。

【０００７】広い範囲を可能としながら、電子ビームを
高速度偏向させるには、磁界を、各成分が別個のコイル
およびドライバにより独立に発生される複数の共方向成
分として発生させるのが普通である。「共方向」という
語は、ここでは荷電粒子ビームの偏向を、磁界が同軸ま
たは精密に平行な磁界の成分でなくても、一般に同じ方
向に生ずるような、方向および位置にある磁界成分を意
味するように使用する。たとえば、らせんビームでは、
コイルが偏向装置の電子光学軸の方向に介在レンズ無し
に積重ねられていれば、同じ方向に偏向を発生する二つ
のコイルの間に回転オフセットが必要である。このよう
な装置を一般に、マルチチャンネル装置と言う。複数の
コイルは、ユニットとして製作されるときは、マルチチ
ャンネルヨークと言われる。マルチチャンネル装置は典
型的には、大偏向コイルおよび小偏向コイルを備えた大
偏向装置および小偏向装置を備える。このような構成で
は、第１の偏向装置すなわち大偏向装置は、ビームの粗
い位置決めを行い、典型的には、応答時間ののろい高電
流回路である。表示装置では、たとえば、大偏向は文字
位置に対応し、小偏向は文字空間内のドット位置に対応
する。

【０００８】回路の帯域幅はまた、しばしば更に減少し
て（たとえば、応答時間または整定時間が増加して）雑
音免疫性を大きくする。第２の偏向装置すなわち小偏向
装置は、典型的には、ビームの位置を大偏向装置で得ら
れた位置から修正する応答時間がはるかに速い低電流回
路である。理論的には、このようなマルチチャンネル装
置の位置決めの正確さおよび処理能力の速さは小偏向装
置それ自身の性能に等しくすべきである。

【０００９】大偏向装置および小偏向装置を使用する
と、二つのドライバ回路の帯域幅および整定時間の差の
ため問題が生ずる。整定時間および応答速度の差は、高
速度および高電流の所要条件を理論的に独立な回路に分
離するという経済性を利用する大／小偏向装置の特性で
ある。応答時間のこの差は、それ故、大／小偏向装置の
長所を得ようとする場合には、避けることができない。
しかし、マルチチャンネル装置の個々のコイルの間の相
互インダクタンスのため回路を互いに全く無関係に維持
することができないことがしばしばある。

【００１０】大偏向コイルと小偏向コイルとの間を分離
して相互インダクタンスを制限するという対策は、コイ
ルの幾何学的形状寸法およびコイルの磁界内の異なる点
における磁束がコイルの軸からの距離が増すにつれて増
すという磁束の差のために困難を生ずる。相互誘導結合
を有意に減らすことに関してこの程度のコイル分離を行
うことの効果は、偏向装置に補償困難な位置非線形性を
導入することになる。また、或る磁気偏向装置では、大
小の偏向コイルをこのような構成の幾何学的性質を維持
することと両立させて軸方向に分離することができない
ものがある。たとえば、「可変軸液浸レンズ」（ＶＡＩ
Ｌ）は、補正ヨークの大小の偏向コイルを同じ軸方向位
置に置くことを必要とし、事実、コイルは同じボビン上
の巻線により形成されている。このような装置では、チ
ャンネル間の相互インダクタンスが避けられないばかり
でなく、かえって最大になる。

【００１１】偏向コイルの相互インダクタンスのため、
コイルの一つの電流が変化すれば、他方に擾乱が生ず
る。小偏向コイルの電流の変化により大偏向コイルに擾
乱が誘起されると、大偏向コイルのドライバ回路は、擾
乱を相殺しようとする。しかし、上に示したように、大
偏向ドライバは、意図的にのろくなって雑音が多くなる
のを回避する。それ故、擾乱から回復するには数十マイ
クロ秒かかる。このような長い回復時間すなわち整定時
間は、ビームの正確な位置決めを、偏向装置の磁気偏向
または磁気偏向部分に対して全く数秒以下以内に可能に
すべき大／小偏向構成の利益を完全に得るには不適当で
ある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】それ故、現状の技術で
は、位置決めの正確さと整定時間との差に設計上のかけ
引きが残る。したがって、小偏向装置ではなく大偏向装
置によって支配される整定時間に関する制限のためマル
チチャンネル装置に存在する可能な正確さおよび速度の
長所を実現することができない。

【００１３】それ故、本発明の目的は、誘導結合してい
る一方の回路の電流の変化から生ずる他方の回路の電気
的擾乱を減らしまたは除去する装置を提供することであ
る。

【００１４】本発明の他の目的は、帯域幅の非常に異な
る二つの電気回路の間の相互インダクタンスおよび／ま
たは応答時間を正確に補償する装置を提供することであ
る。

【００１５】本発明の別の目的は、磁気偏向コイルの軸
方向位置決めに無関係な、磁気偏向回路の効果的分離方
法を提供することである。

【００１６】本発明の更に他の目的は、二つ以上の誘導
結合回路の正味の相互インダクタンスを修正する装置お
よび方法を提供することである。本発明のなお別の目的
は、位置決め精度の高い極めて高速度の磁気偏向回路を
提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の上述の、および
他の目的を達成するために、第２のコイルの電流に対応
し且つ前記第２のコイルの前記第２の電流が前記第１の
コイルに誘起される電流に対抗する極性を有する電圧を
前記第１のコイルに印加する工程を含む、少くとも第１
および第２の共方向成分を有する磁界を発生する方法が
提供される。

【００１８】本発明の他の特徴によれば、誘導結合され
且つ前記第１および第２の共方向磁界成分を発生するよ
うに設置されている少くとも第１および第２のコイルを
有するマルチチャンネル磁気ヨークが、少くとも前記第
２のコイルの電流に対応する電圧成分を発生手段と組合
わされて提供されている。

【００１９】本発明の他の特徴によれば、少くとも第１
および第２の共方向成分を有する磁界を発生する装置で
あって、誘導結合され且つ前記第１および第２の共方向
成分を発生するように設置されている少くとも第１およ
び第２のコイルを備えたマルチチャンネルヨークと、第
１および第２のコイルに接続されて、第１および第２の
電流をそれぞれ第１および第２のコイルを通過させる第
１および第２のドライバ回路手段と、第２の電流に対応
し且つ前記第２のコイルの前記第２の電流が前記第１の
コイルに誘起される電流に対抗するような極性を有する
電圧成分を、第１のコイルに印加する手段と、を備えて
いる装置が提供される。

【００２０】前述のおよび他の目的、特徴、および長所
は、図面を参照して行う本発明の好適実施例の下記詳細
説明から一層良く理解されるであろう。

【００２１】

【実施例】今度は図面を、更に詳しくは図１を参照すれ
ば、従来のマルチチャンネル磁気ヨークおよびそのドラ
イブ回路の概要図が示されている。上に記したとおり、
これらの回路は、明瞭のため今後は「偏向」装置という
用語で呼ぶことができるが、それはこのような用途が当
業者に熟知されているからであるが、可能な用法に対す
るこのような呼び方は、たとえば陰極線管、または電子
ビームリトグラフ装置のような荷電粒子ビームカラムの
頸部とすることができる領域１３に磁界を発生する本発
明の可能な適用可能性の範囲を限定したり、範囲に制限
を加えたりするつもりはないことを理解すべきである。
ドライブ回路は、少くとも、任意に垂直ドライバと名付
けてある、ドライバ回路１１を備えている。装置は、一
つ以上の磁気コイル１４、１５または一組のこのような
コイル、および、任意に水平ドライバと名付けてある、
ドライバ１２のようなドライバをも備えることができ
る。本発明を完全に理解するには、コイル１６、１７、
およびドライバ１１を備えているもののようなこのよう
な偏向装置を一つだけ考察すれば充分であろう。

【００２２】伝統的な構成では、ドライバ回路は、各々
がコイル１６、１７のそれぞれの一つに接続されてい
る、大コイルドライバ１８および小コイルドライバ１９
のような、複数の個別コイルドライバ回路を備えてい
る。コイル１６、１７の相互インダクタンスの極性をそ
れに付けたドットで示してある。上に指摘したように、
小コイルドライバ１９は、大きな帯域幅と高速応答時間
を備えているが、大コイルドライバ１８の帯域幅は小さ
く、応答時間はのろい。それ故、コイル１７の電流によ
りコイル１６に誘起される擾乱は、小さく且つ小コイル
ドライバ１９により急速に適応する。それ故これらの擾
乱を無視することができる。しかし、コイル１６の電流
の変化は、ステップ関数のように、典型的に急速であ
る。それ故、これによりコイル１７に誘起される擾乱は
大きい。その上、上に指摘したように、大コイルドライ
バ１８の応答時間がのろいことおよび雑音を減らすため
その帯域幅を制限する濾波回路または他の回路のため、
このような擾乱から回復する回路の能力が更に減少し、
回復時間すなわち整定時間が長くなる。

【００２３】従来技術のこの欠点を直すのに、図２に示
すような、本発明による装置２０は、同じ領域１３、コ
イル１６、１７、および大／小コイルドライバ１８、１
９を備えている。図１の従来技術と比較して、本発明に
よる装置は別に、コイル１６の電流の変化に対応する
（たとえば、一般に比例する）電圧を大コイルドライブ
回路に結合させる目的の補償手段２１を備えている。こ
の手段により、不可避な誘起電圧が大コイルに誘起電流
を生ずる必要が無い。図示したとおり、補償手段２１
は、変圧器を備えていることが望ましく、この変圧器
は、遮散されるかまたはコイル１６、１７、および領域
１３から適切な距離に設置してそこからの迷走磁界がビ
ームの偏向に影響することができないように分離する
か、またはコイル１６、１７と変圧器との間に相互イン
ダクタンスを更に設けるかすべきである。受動変圧器を
上述の構成の補償手段として模擬することも本発明の範
囲内で可能である。しかし、変圧器の模擬は、このよう
な模擬が一層複雑であり、信頼性が少く、しかも周囲条
件によるエラーやドリフトに感じやすいため好ましくな
い。コア２４、一次コイル２２、および二次コイル２３
を有する変圧器を、コイル１６と１７との間の相互イン
ダクタンスを等しいがそれと反対になるように厳密に合
せるために以下に説明する方法により調節可能にするの
が望ましい。一次および二次コイルのインダクタンス
は、ドライバ回路の帯域幅への影響が最小限になるよう
に可能なかぎり低くしておくことが望ましい。小コイル
ドライバ回路の電流の変化に応じて補償手段２１により
発生される電圧は望ましくは、その回路を大コイルドラ
イバ１８と直列に設置することにより大コイルドライバ
回路に結合する。コイル１６、１７、２２、および２３
にドットで示したように、補償手段２１により発生され
た電圧は、その極性をコイル１７に誘起される電圧また
は電流と反対になるようにして大コイルドライバ回路に
結合される。これが行われ、変圧器または他の補償手段
２１がコイル１６および１７の相互インダクタンスに厳
密に整合すれば、誘起電圧は、補償手段により発生され
た電圧により平衡し、誘起電圧擾乱は、最小限の電流擾
乱しか生じない。故意に誘起された平衡擾乱により誘起
擾乱が大コイルドライバにより検出されることが無くな
り、回路がその応答時間および整定時間が遅いために擾
乱が長びくということが無くなる。勿論、擾乱を検知し
てこれを補正することも可能であるが、このような方法
は、本発明の基本概念が大偏向ドライバがかなりな電流
擾乱を見ないようにすることであるから、本発明とは根
本的に異なっている。整定時間を短くする上での本発明
の有効性は、低帯域幅のドライバ回路により誘起擾乱を
防止し、続いてこれを補正しようとすることから直接生
ずるものである。

【００２４】コイル１６と１７との間の不可避の結合に
ついて擾乱補償を故意に導入することにより、正味の擾
乱を小さな波形および極めて狭いスパイクのものにする
ことが可能である。このような狭いスパイクが大偏向ド
ライバに到達すると、数十マイクロ秒にわたって積分さ
れ、その出力電流の変化および大コイル磁束または荷電
粒子ビームの変位の変化が無視できるようになる。大コ
イルまたはヨークの擾乱に対する受動的応答はそれ故無
視できる振幅まで非常に急速に静定し、大コイルドライ
バの整定時間を、小コイルドライバの整定時間と同等の
所定の低電流レベルまたはそれ以下にさえ、また同じ所
定の低電圧レベルにする。したがって、ビーム位置決め
の整定時間は、小コイルドライブ装置により制限され、
大／小偏向装置の可能な処理量を完全に得ることができ
る。

【００２５】本質的に、本発明は、不可避の相互インダ
クタンスを有するが理論的には独立に機能すべき所定数
のチャンネルの間の正味相互インダクタンスを効果的に
修正することができる。補償手段２１は、コイル１７の
誘起擾乱を平衡させるのに必要となる電圧を供給するよ
うに作ることができ、したがって、もし存在すれば、そ
れらの間隔に関係なく、コイル１６と１７との間の相互
インダクタンスに整合させることができるので、コイル
１６および１７の相互インダクタンスから生ずる問題
は、マルチチャンネルヨークおよびそのコイルの幾何学
的条件とは無関係に救済することができる。それ故、
「可変軸液浸レンズ」（ＶＡＩＬ）の場合のように、複
数のコイルを粒子ビームカラムに沿って同じ軸方向位置
に設置することができる。

【００２６】上述の補償方法および装置は、どんなマル
チチャンネル磁界発生装置にも適用することができ、特
にマルチチャンネル偏向ヨークを有する陰極線管および
電子リトグラフィ機に適用可能である。本発明は、装置
内の二つの直交偏向方向に対応するコイルのような、低
速および高速の磁界変化が同じ空間で相互作用する、同
じ装置で必要に応じて何度でも適用することができる。
二次元偏向装置を本発明に採用して偏向コイルの巻線パ
ターンの小さな誤差を補償したり、偏向の直交性を精密
に調節したりすることもできる。本発明はしたがって、
電子顕微鏡、イオンビーム書込装置（たとえば、マスク
修理用、または試験用電流プローブとして）および高精
密または高解像度の表示装置の解像度を改善するのに適
用することができる。或る専門的用途については、相互
インダクタンスの釣合わせを、移動媒体に記録する場合
のように偏向軸を故意にねじるように変えることが望ま
しいこともあるが、本発明の用途は、偏向方向が直交し
ている用途に限定されるものではない。

【００２７】今度は図３を参照すると、補償手段２１を
構成する変圧器の望ましい形態を簡略化した形で示して
ある。この変圧器は、空隙３２を有するフェラットコア
３１に取付けられた、一次巻線および二次巻線を形成す
る、二つのコイル２２、２３により形成されている。変
圧器のインダクタンスは、ほとんどの場合、好適には上
に記したように可能な限り小さくすべきである。それ故
一次巻線および二次巻線では巻数を１または小さな数に
するのが望ましい。変圧器の構造の残余の特徴は、当業
者の理解の範囲内にある。調節手段３３が、その形態は
本発明の実施には重要ではないが、空隙３２を調節する
ため設けられている。当業者は良く理解するように、一
次巻線の所定数のアンペアターンによりコア内に発生さ
れる磁束の量は、コアのリラクタンスに比例する。この
場合、コアのリラクタンスは空隙の長さでほとんど単独
に決まる。それ故、二次巻線と連結するコア内の磁束の
量は、誘起電圧と平衡するように大コイルドライバ回路
に導入される電圧を調節するように完全に且つ正確に制
御することができる。この実施例では、コアに更に巻線
を設け、これにＤＣ電流を通すことにより磁気回路の飽
和する程度の電気的制御を行って磁束を調節しまたは制
御することもできる。

【００２８】代りに、図４に示すように、少くともその
一方を他方に対して可動にすることができる、二つのボ
ビンに取付けた、二つの空気コイル２２、２３から成る
変圧器４０を使用して、二次コイルに連結する一次コイ
ルからの磁束の量を調節し、同じ程度の調節可能性を得
ることができる。この実施例では、好ましくは強磁性材
料から成るコア４１は磁気回路を形成せず、一次コイル
２２からの磁界が磁束線４２ａ、４２ｂ、および４２ｃ
で示した形をしている。矢印４３ａおよび４３ｂで示し
たようにコイルのいずれかまたは両方を可動にすれば、
二次コイルに連結する磁束の量を容易に調節することが
できる。

【００２９】上述の実施例のいずれかで磁束を調節する
のに、一次巻線に可変分路を設けるというような、他の
方法および回路が既知であることに注目すべきである。
本発明は、小コイルの電流による影響を補正することを
目的としているので、補償手段２１への入力電流を小コ
イル電流と異なるようにする磁束調節装置は、本発明に
使用するには適さない。

【００３０】今度は図５ａおよび図５ｂを参照すると、
小コイルに印加された方形パルスにより大コイルに誘起
される電流擾乱、およびこれに対する大コイルドライバ
の応答が、従来の大／小偏向マルチチャンネルヨークに
ついて示されている。図５ａで、その幅が典型的な小コ
イルの歩進時間と同等のパルスの前縁および後縁が急速
に上昇し且つ対数的に減衰する一対の反対パルスを生ず
ることがわかる。ドライバの応答がのろいためこれらパ
ルスは時間にわたり積分されるが、ドライバの応答を図
５ｂに示してある。大コイルドライバは、擾乱の減衰が
実質上完了するまで、無視できる以上の応答を発生しな
いことが明らかにわかる。しかし、更に重要なことは、
小コイルの歩進時間内に応答が目的とする値に到達せ
ず、大／小コイル構成で潜在的に利用可能な処理量が明
らかに制限されていることである。

【００３１】図６ａおよび図６ｂに、本発明により得ら
れる補償の効果を示す。この場合には、図６ａに示すよ
うに、電流擾乱は、補償手段２１により発生された電圧
により抵抗されるので、小さい、対数的に減衰する部分
を伴う非常に狭いスパイクとなる。対数的に減衰する部
分は、スパイクの方向および未補償の場合とは反転して
いる。スパイクおよび対数的に減衰する部分の下の面積
は、大コイルドライバがこの擾乱を時間にわたり積分す
るとき、積分された擾乱が、図６ｂに示すように急速に
０に戻り、これに対するドライバ応答を終結させるの
で、実質上等しいということは重要である。したがっ
て、大コイルの所要電流値には小コイルの歩進時間の比
較的小さな分数値内で到達することができる。

【００３２】今度は図７ａおよび図７ｂを参照すると、
磁界の発生または荷電粒子ビームの位置決めの速さおよ
び正確さを改善する本発明の有効性が容易に明らかにな
る。図７ａに示す未補償の場合には、上方の軌跡が２８
０ｍａの小コイル方形電流パルスを示している。大コイ
ルの誘起電流パルスは、２０ｍａの値を持つ、図５ａに
示すものと同等である。図７ｂに示す補償後の場合に
は、同様な方形電流パルスが大コイル内に非常に狭い電
流スパイクを誘起するだけである。わずか２００ｎｓ
後、このスパイクは０.４ｍａに静定している。１ＭＨ
ｚよりわずかに低いところでのリンギングは、大ヨーク
それ自身の時定数および応答によるものである。振幅
は、極めてわずかであり、実際的な意味が無いものであ
る。

【００３３】

【発明の効果】このようにして、本発明は、応答速度を
３００倍（たとえば、６０μｓと比較して２００ｎｓ）
改善することがわかる。小コイルについて２μｓの歩進
時間を選択すれば、大コイルの電流は、図６ｂの点６０
で示したように、図５ｂに示す点５０と比較して１０,
０００倍少くなり、粒子ビームの高い位置決め精度に対
して高い速度と磁界の精度とを提供する本発明の有効性
が確認される

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のマルチチャンネル磁気ヨークおよびその
大／小ドライバ回路の概要図である。

【図２】本発明に対応する補償ずみマルチチャンネルヨ
ークおよびドライバ回路の概要図である。

【図３】本発明と共に使用し得る形式の変圧器の図であ
る。

【図４】本発明と共に使用し得る形式の変圧器の図であ
る。

【図５ａ】本発明の理解に役立つ波形である。

【図５ｂ】本発明の理解に役立つ波形である。

【図６ａ】本発明の理解に役立つ波形である。

【図６ｂ】本発明の理解に役立つ波形である。

【図７ａ】本発明の理解に役立つ波形である。

【図７ｂ】本発明の理解に役立つ波形である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 セシル・テイ・ホー アメリカ合衆国ニユーヨーク州ポウキープ シ、モツキングバード・レーン12番地 (72)発明者 グエンサー・オー・ラングナー アメリカ合衆国ニユーヨーク州ポウキープ シ、ルート376・ヴイレツジ・クレスト・ アパートメントシー−10（番地なし） (72)発明者 ポール・エフ・ペトリツク アメリカ合衆国ニユーヨーク州ブリユスタ ー、アイブス・フアーム・ブレードリ・コ ート（番地なし） (72)発明者 マリス・エイ・スチユーランス アメリカ合衆国ニユーヨーク州ポウケー グ、ゲイル・レーン、ボツクス120エイ、 アールアール２（番地なし）

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれの第１および第２のドライバ回路
   により、それぞれ第１および第２の電流が通過する誘導
   結合された第１および第２のコイルを備えたマルチチャ
   ンネル偏向ヨークを用いて少くとも第１および第２の共
   方向成分を有する磁界を発生する方法であって、 前記第２のコイルの電流に対応する電圧を前記第１のコ
   イルに印加する工程から成り、前記電圧は、前記第２の
   コイルの前記第２の電流により前記第１のコイルに誘起
   された電流に対抗する極性を有するものである方法。
2. 【請求項２】前記印加工程は、前記電圧を前記第１のド
   ライバ回路と直列に印加することを含む、請求項１に記
   載の方法。
3. 【請求項３】更に、前記電圧を、前記第２のコイルの前
   記第２の電流により前記第１のコイルに誘起される第２
   の電圧にほぼ等しく調節する工程を含む、請求項１に記
   載の方法。
4. 【請求項４】前記電圧は、一次巻線および二次巻線を有
   する変圧器を備えた手段により発生され、前記調節工程
   は、前記一次コイルと二次コイルとの間の磁気結合を調
   節することにより行う、請求項３に記載の方法。
5. 【請求項５】少くとも第１および第２の共方向成分を有
   する磁界を発生する装置であって、 誘導結合され且つ前記第１および第２の共方向成分を発
   生するように設置されている第１および第２のコイルを
   備えたマルチチャンネルヨークと、 前記第１および第２のコイルに接続され、前記第１およ
   び第２の電流を、それぞれ、前記第１および第２のコイ
   ルを通過させる第１および第２のドライバ回路と、 前記第２の電流に対応し且つ前記第２のコイルの前記第
   ２の電流が前記第１のコイルに誘起される電流に対抗す
   るような極性を有する電圧成分を前記第１のコイルに印
   加する手段と、 を備えて成る装置。
6. 【請求項６】前記第２の電流に対応する電圧成分を印加
   する前記手段は、変圧器を備えている、請求項５に記載
   の装置。
7. 【請求項７】前記変圧器は、調節可能な空隙を有するコ
   アを備えている請求項６に記載の装置。
8. 【請求項８】前記変圧器は、第１および第２のコイルの
   少くとも一つが、前記第１のコイルと第２のコイルとの
   間の磁気結合を調節するように調節可能に設置されてい
   るコアを備えている、請求項６に記載の装置。
9. 【請求項９】誘導結合され且つ前記第１および第２の共
   方向磁界成分を発生するように設置されている少くとも
   第１および第２のコイルを備えたマルチチャンネル磁気
   ヨークと、少くとも前記第２のコイルの電流に対応する
   電圧成分を前記第１のコイルに発生させる手段との組合
   せ。
10. 【請求項１０】電圧成分を発生する前記手段は、変圧器
    を備えている、請求項９に記載の組合せ。
11. 【請求項１１】前記変圧器は、空隙を含むコア部分を備
    えている、請求項１０に記載の組合せ。
12. 【請求項１２】前記空隙は調節可能である、請求項１１
    に記載の組合せ。
13. 【請求項１３】前記変圧器は、前記第１および第２のコ
    イルの少くとも一つが、前記第１のコイルと第２のコイ
    ルとの間の磁気結合を調節するように調節可能に設置さ
    れているコアを備えている、請求項１０に記載の組合
    せ。
14. 【請求項１４】誘導結合され且つ前記第１および第２の
    共方向磁界成分を発生するように設置されている少くと
    も第１および第２のコイルを有するマルチチャンネルヨ
    ークと、少くとも前記第２のコイルの電流に対応する電
    圧成分を前記第１のコイルに発生させる手段とを備えて
    いる陰極線管。
15. 【請求項１５】電圧成分を発生する前記手段は、変圧器
    を備えている請求項１４に記載の陰極線管。
16. 【請求項１６】前記変圧器は、空隙を含むコア部分を備
    えている請求項１５に記載の陰極線管。
17. 【請求項１７】前記空隙は調節可能である、請求項１６
    に記載の陰極線管。
18. 【請求項１８】前記変圧器は、前記第１および第２のコ
    イルの少くとも一つが、前記第１のコイルと第２のコイ
    ルとの間の磁気結合を調節するように調節可能に設置さ
    れているコア部分を備えている、請求項１５に記載の陰
    極線管。
19. 【請求項１９】誘導結合され且つ前記第１および第２の
    共方向磁界成分を発生するように設置されている少くと
    も第１および第２のコイルを備えたマルチチャンネルヨ
    ークと、少くとも前記第２のコイルの電流に対応する電
    圧成分を前記第１のコイルに発生する手段とを備えてい
    る電子ビームリトグラフ装置。
20. 【請求項２０】前記マルチチャンネルヨークは可変軸液
    浸レンズから構成される、請求項１９に記載の電子ビー
    ムリトグラフ装置。
21. 【請求項２１】電圧成分を発生する前記手段は変圧器を
    備えている、請求項２０に記載の電子ビームリトグラフ
    装置。
22. 【請求項２２】前記変圧器は、空隙を含むコア部分を備
    えている、請求項２１に記載の電子ビームリトグラフ装
    置。
23. 【請求項２３】前記空隙は調節可能である、請求項２２
    に記載の電子ビームリトグラフ装置。
24. 【請求項２４】前記変圧器は、前記第１および第２のコ
    イルの少くとも一つが、前記第１のコイルと第２のコイ
    ルとの間の磁気結合を調節するように調節可能に設置さ
    れているコア部分を備えている、請求項２１に記載の電
    子ビームリトグラフ装置。
25. 【請求項２５】誘導結合され且つ第１および第２の共方
    向磁界成分を発生するように設置されている第１および
    第２のコイルを有する可変軸液浸レンズを備えた電子ビ
    ーム偏向装置と、 前記第１および第２のコイルに接続され、前記第１およ
    び第２のコイルを通過した第１および第２の電流をそれ
    ぞれ通す第１および第２のドライバ回路手段と、前記第
    ２の電流に対応し且つ前記第２のコイルの前記第２の電
    流が前記第１のコイルに誘起される電流に対抗するよう
    な極性を有する電圧成分を前記第１のドライバ回路手段
    に直列に印加する手段と、 を備えて構成される電子ビームリトグラフ装置。
26. 【請求項２６】その間に相互インダクタンスを有する少
    くとも第１の磁気コイルと第２の磁気コイルとを備えた
    マルチチャンネルヨークを備えている装置を使用して電
    子ビームリトグラフィを行う方法であって、 前記第２のコイルの電流に対応し且つ前記第２のコイル
    の前記電流が前記第１のコイルに誘起される電流に対抗
    するように調節されている極性を有する電流を前記第１
    のコイルに印加する工程、 を含むことから成る方法。
27. 【請求項２７】前記電子ビームリトグラフィ装置は可変
    軸液浸レンズを備えており、前記第１の磁気コイルおよ
    び前記第２の磁気コイルはその補正コークの中に入って
    いる、請求項２６に記載の方法。
28. 【請求項２８】相互インダクタンスを有する少くとも第
    １および第２の同軸偏向コイルと、 それぞれ前記第２および第１の同軸偏向巻線に直列に一
    次巻線および二次巻線を備え、制御可能な相互インダク
    タンスから成る低インダクタンスを有し、前記第１およ
    び第２の同軸偏向コイルから磁気的に分離されている変
    圧器と、 前記変圧器の前記相互インダクタンスを制御して前記第
    １の同軸偏向コイルと第２の偏向コイルとの間の前記相
    互インダクタンスをそれと等しいが反対になるように合
    わせる手段と、 から成る装置。