JPH0673293B2 - Disturbance magnetic field canceling device - Google Patents
Disturbance magnetic field canceling deviceInfo
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- JPH0673293B2 JPH0673293B2 JP58199359A JP19935983A JPH0673293B2 JP H0673293 B2 JPH0673293 B2 JP H0673293B2 JP 58199359 A JP58199359 A JP 58199359A JP 19935983 A JP19935983 A JP 19935983A JP H0673293 B2 JPH0673293 B2 JP H0673293B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、分析装置等が外乱磁場により悪影響を受けな
いよう、外乱磁場をキャンセルするための装置に関す
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a device for canceling a disturbance magnetic field so that an analyzer or the like is not adversely affected by the disturbance magnetic field.
［従来技術］ 一般に走査電子顕微鏡等が配置されている場所の周辺に
は、配電線等の交流の外乱磁場発生源が存在する。この
ような外乱磁場の影響をなるべく少くするため、従来よ
り外乱磁場をキャンセルする装置が実用化されている。[Prior Art] Generally, an AC disturbance magnetic field generation source such as a distribution line exists around a place where a scanning electron microscope or the like is arranged. In order to reduce the influence of such a disturbance magnetic field as much as possible, a device for canceling the disturbance magnetic field has been put into practical use.
第１図は従来の外乱磁場キャンセル装置を説明するため
のもので、図中１は走査電子顕微鏡の鏡筒であり、２は
走査電子顕微鏡の電源である。３は外乱となる磁場強度
を検出するための検出コイルである。青磁場をも検出し
ようとする際にはコイルに代えてホール素子が使用され
る。この検出コイル３の出力信号は増幅器４を介して積
分回路５に供給されており、積分回路５の出力信号は増
幅器６を介して外乱磁場をキャンセルするための磁場を
発生する出力コイル７に供給されている。８はこの出力
コイル７で囲まれた室内に配置された他の分析装置であ
り、９はその電源である。10は前述した外乱磁場発生源
である。FIG. 1 is for explaining a conventional disturbance magnetic field canceling device, in which 1 is a lens barrel of a scanning electron microscope and 2 is a power source of the scanning electron microscope. Reference numeral 3 is a detection coil for detecting the magnetic field strength that causes disturbance. When trying to detect the blue magnetic field, a Hall element is used instead of the coil. The output signal of the detection coil 3 is supplied to the integration circuit 5 via the amplifier 4, and the output signal of the integration circuit 5 is supplied to the output coil 7 that generates a magnetic field for canceling the disturbance magnetic field via the amplifier 6. Has been done. Reference numeral 8 is another analyzer placed in the room surrounded by the output coil 7, and 9 is its power supply. Reference numeral 10 is the disturbance magnetic field generation source described above.
ところで、一般に磁場を発生するコイルの半径をａ
（ｍ）、ターン数をn,流す電流値をＩ（Ａ）とすると、
このコイルの中心軸上のこのコイルから距離ｚ（ｍ）離
れた位置における磁場の強度Ｈ（ｚ）は以下のように表
わされる。By the way, in general, the radius of a coil that generates a magnetic field is
(M), the number of turns is n, and the current value to flow is I (A),
The strength H (z) of the magnetic field at the position on the central axis of this coil at a distance z (m) from this coil is expressed as follows.
上式から一般に、磁場発生源を構成するコイルと注目す
る空間領域との距離ｚが、コイル半径ａの数分の１以下
であれば、この空間領域における磁場強度Ｈ（ｚ）はｚ
の変化に対して略一様となり、距離ｚがコイル半径ａと
同等又はそれより大きければ、強度Ｈ（ｚ）はｚの値に
応じて大幅に変化する。配電線等のような外乱磁場発生
源10のコイルと検出コイル３が配置されている空間領域
との関係は前者に該当するため、外乱磁場発生源10より
発生した交流磁場の検出コイル３が配置されている空間
近傍における磁場強度は、第２図の一点鎖線イで示すよ
うに空間的には一様となる。但し、第２図において1Cは
鏡筒１の光軸位置を示しており、又第１図と同一の要素
に対しては同一番号を付している。又、電源２及び電源
９からも外乱となる磁場が発生するが、これら電源2,9
内のコイルの大きさは小さいため、これら電源2,9より
発生した磁場は局所的に分布することになる。いま、こ
れらの磁場が仮に逆位相で発生すれば、電源２及び９に
基づいて第２図において各々二点鎖線ロ，ハで示す如き
磁場が存在することになる。従って、出力コイル７で囲
まれた空間内には第２図において点線ニで示す外乱磁場
が存在することになる。そこで、検出コイル３は第２図
においてH0で示された外乱磁場と出力コイル７によって
発生する補正磁場とを重畳した磁場Ｈの微分強度dH/dt
が検出され、この検出信号は増幅器４により増幅された
後、積分回路５に供給され、積分回路５において磁場強
度波形Ａ・Ｈ（但しＡは比例定数）に戻された後、この
出力信号は増幅器６に供給される。増幅器６は検出コイ
ル３により検出される磁場が０になるようにフィードバ
ック制御を行なうようにされているため、増幅器６は出
力コイル７にこのコイル７が第２図において三点鎖線ホ
で示す強度−H0の磁場を発生させるのに必要な電流を供
給する。この−H0の磁場は出力コイル７が室全体を包囲
する程度に大型であるため、空間的に略一様である。従
って、出力コイル７で囲まれた空間には最終的に第２図
において実線へで示す磁場が存在することになる、この
図からわかるように外乱磁場は、検出コイル３の位置で
完全にキャンセルされるが、一番重要な光軸位置1Cにお
いては、完全にキャンセルされない。光軸1Cにおいて完
全にキャンセルするためには、検出コイルを光軸位置に
配置すれば良いが、実際には不可能で、顕微鏡外に置か
ざるを得ない。従って、従来は、光軸1Cを通る電子線が
外乱磁場による影響を受けることは避けられなかった。 From the above equation, generally, if the distance z between the coil forming the magnetic field generation source and the spatial region of interest is a fraction of the coil radius a or less, the magnetic field strength H (z) in this spatial region is z.
When the distance z is equal to or larger than the coil radius a, the intensity H (z) changes significantly according to the value of z. Since the relationship between the coil of the disturbance magnetic field generation source 10 such as a distribution line and the spatial region where the detection coil 3 is arranged corresponds to the former, the detection coil 3 of the AC magnetic field generated by the disturbance magnetic field generation source 10 is arranged. The magnetic field strength in the vicinity of the defined space is spatially uniform as indicated by the alternate long and short dash line A in FIG. However, in FIG. 2, 1C indicates the optical axis position of the lens barrel 1, and the same elements as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. Also, a magnetic field that causes disturbance is generated from the power sources 2 and 9, but these power sources 2, 9
Since the size of the coil inside is small, the magnetic fields generated from these power supplies 2 and 9 are locally distributed. Now, if these magnetic fields are generated in opposite phases, the magnetic fields shown by the two-dot chain lines B and C in FIG. Therefore, in the space surrounded by the output coil 7, the disturbance magnetic field indicated by the dotted line D in FIG. 2 exists. Therefore, the detection coil 3 has a differential intensity dH / dt of the magnetic field H in which the disturbance magnetic field indicated by H 0 in FIG. 2 and the correction magnetic field generated by the output coil 7 are superimposed.
Is detected, and this detection signal is amplified by the amplifier 4 and then supplied to the integrating circuit 5 to be returned to the magnetic field strength waveform A · H (where A is a proportional constant) in the integrating circuit 5, and then this output signal is It is supplied to the amplifier 6. Since the amplifier 6 is designed to perform feedback control so that the magnetic field detected by the detection coil 3 becomes zero, the amplifier 6 has an output coil 7 which has a strength indicated by a three-dot chain line E in FIG. Supply the current necessary to generate the −H 0 magnetic field. The magnetic field of −H 0 is spatially uniform because the output coil 7 is large enough to surround the entire chamber. Therefore, the magnetic field shown by the solid line in FIG. 2 finally exists in the space surrounded by the output coil 7. As can be seen from this figure, the disturbance magnetic field is completely canceled at the position of the detection coil 3. However, it is not completely canceled at the most important optical axis position 1C. In order to completely cancel on the optical axis 1C, the detection coil may be arranged at the optical axis position, but this is actually impossible and has to be placed outside the microscope. Therefore, conventionally, it has been unavoidable that the electron beam passing through the optical axis 1C is affected by the disturbance magnetic field.
また、検出コイルから大きく離れた他の分析装置８の位
置では、全体的な外乱磁場は減少するものの、局所的な
磁場については全く補正されない。例えば電源２と電源
９より発生する局所的な磁場が逆位相の場合には、出力
コイル７より発生する補正磁場は電源９より発生する局
所的磁場と重畳されて分析装置８における外乱磁場を強
めるように作用するため、一つの装置における外乱磁場
をキャンセルしようとすると、他の装置に極めて大きな
外乱磁場が生じることがあった。Further, at the position of another analyzer 8 which is far away from the detection coil, the total disturbance magnetic field is reduced, but the local magnetic field is not corrected at all. For example, when the local magnetic fields generated by the power source 2 and the power source 9 have opposite phases, the correction magnetic field generated by the output coil 7 is superposed on the local magnetic field generated by the power source 9 to enhance the disturbance magnetic field in the analyzer 8. Therefore, when trying to cancel the disturbance magnetic field in one device, an extremely large disturbance magnetic field may be generated in another device.
［発明の目的］ 本発明はこのような従来の欠点を解決するもので、検出
コイルを光軸位置に置くことができない場合であって
も、この光軸位置の外乱磁場を完全にキャンセルするこ
とのできる外乱磁場キャンセル装置を提供することを目
的としている。[Object of the Invention] The present invention solves such a drawback of the related art. Even when the detection coil cannot be placed at the optical axis position, the disturbance magnetic field at the optical axis position is completely canceled. It is an object of the present invention to provide a disturbance magnetic field canceling device capable of performing the above.
［発明の構成］ 本発明は、荷電粒子線を使用し該荷電粒子線が交流の外
乱磁場によって悪影響を受ける装置と、該装置の近傍に
配置された磁場検出器と、該装置の近傍にのみ外乱磁場
キャンセル用磁場を発生させるため、該検出器と対を成
して該装置近傍に設けられた外乱磁場キャンセル用コイ
ルと、該検出器よりの出力信号が供給される増幅器と、
該増幅器の出力信号を減衰して該検出器よりの検出信号
に加算して該増幅器の入力側に帰還するための回路とを
備え、該外乱磁場キャンセル用コイルは該増幅器よりの
電流に基づいて励磁されるように構成されていることを
特徴としている。[Configuration of the Invention] The present invention is only applicable to a device that uses a charged particle beam and is adversely affected by an AC disturbance magnetic field, a magnetic field detector disposed in the vicinity of the device, and a device in the vicinity of the device. In order to generate a magnetic field for canceling the disturbance magnetic field, a coil for canceling the disturbance magnetic field provided in the vicinity of the device in pairs with the detector, and an amplifier to which an output signal from the detector is supplied,
A circuit for attenuating the output signal of the amplifier, adding it to the detection signal from the detector and feeding back to the input side of the amplifier, wherein the disturbance magnetic field canceling coil is based on the current from the amplifier. It is characterized in that it is configured to be excited.
以下、図面に基づき本発明の実施例を詳述する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第３図は、本発明の一実施例を示すためのもので、第１
図と同一の構成要素に対しては同一番号が付されてい
る。従来と異なり、鏡筒１の近傍には外乱磁場キャンセ
ル用の小型の出力コイル11が配置されている。又、検出
コイル３の出力信号は、増幅器４及び積分回路５を介し
て、加算回路12に供給されている。この加算回路12の出
力信号は増幅器14に供給されている。この増幅器14ので
力信号は前記出力コイル11に供給されていると共に、そ
の出力信号は減衰器13を介して加算回路12に供給されて
いる。同様に、他の分析装置８の近傍にも検出コイル15
が配置されていると共に、外乱磁場キャンセル用の小型
の出力コイル16が配置されている。検出コイル15の出力
信号は増幅器４から増幅器14に至る前述したフィードバ
ック制御系と同様のフィードバック制御系17に供給され
ている。FIG. 3 is for showing one embodiment of the present invention.
The same numbers are given to the same components as those in the figure. Unlike the conventional case, a small output coil 11 for canceling a disturbance magnetic field is arranged near the lens barrel 1. Further, the output signal of the detection coil 3 is supplied to the adding circuit 12 via the amplifier 4 and the integrating circuit 5. The output signal of the adder circuit 12 is supplied to the amplifier 14. The output signal of the amplifier 14 is supplied to the output coil 11, and the output signal of the amplifier 14 is supplied to the adder circuit 12 via the attenuator 13. Similarly, the detection coil 15 is provided near the other analyzer 8.
And a small output coil 16 for canceling the disturbance magnetic field. The output signal of the detection coil 15 is supplied to a feedback control system 17 from the amplifier 4 to the amplifier 14, which is similar to the above-mentioned feedback control system.
このような構成において、従来と同様に検出コイル３に
よってこの位置における外乱磁場H0と出力コイル11によ
って発生する磁場の重畳磁場の時間微分強度dH/dtを検
出するが、コイル３よりの検出信号は増幅器４により増
幅され、積分器によりＡ・Ｈなる元の波形に戻された
後、加算回路12に供給される。加算回路12の出力信号は
増幅器14に供給されるが、増幅器14の出力信号をＢ・Ｈ
と表わし、この増幅器の増幅率をα、減衰器13の減衰率
をγとすると、 Ｂ・Ｈ＝α（Ａ・Ｈ＋γ・Ｂ・Ｈ） であるから、増幅器14の出力信号は Ｂ・Ｈ＝｛α／（１−α・γ）｝・Ａ・Ｈ …（２） となる。この出力コイル11は小型であるため、従って、
出力コイル11より空間的な最大強度が−｛α／（１−α
・γ）｝・Ｈに比例した大きさを有し、空間的に急速に
減衰する第４図において一点鎖線トで示す如きキャンセ
ル用磁場が発生する。この場合、フィードバック制御系
においては、増幅器14への入力信号即ち、Ａ・Ｈ＋γ・
Ｂ・Ｈが０に一致するように制御するため、検出コイル
３の位置には、Ａ・Ｈ＝Ｂ・Ｈ（１−α・γ）／αの磁
場が存在することになる。そこで、減衰器13の減衰率γ
を調節することにより、第４図において実線リで示すよ
うに鏡筒１の光軸1Cの位置で丁度外乱磁場とキャンセル
用磁場を相殺させて磁場を０にすることができる。尚、
第４図においては第２図と同様の要素に対しては同一符
号を付している。同様に、検出コイル15よりの信号に基
づいてフィードバック制御系17より出力コイル16に、第
４図において一点鎖線チで示すようなキャンセル用磁場
を発生させ、分析装置８の荷電粒子線の通路において、
外乱磁場を０にすることができる。In such a configuration, the detection coil 3 detects the time-differential intensity dH / dt of the superposed magnetic field of the magnetic field generated by the disturbance coil H 0 and the output coil 11 at this position as in the conventional case. Is amplified by the amplifier 4 and returned to the original waveform of A · H by the integrator, and then supplied to the adder circuit 12. The output signal of the adder circuit 12 is supplied to the amplifier 14, and the output signal of the amplifier 14 is
If the amplification factor of this amplifier is α and the attenuation factor of the attenuator 13 is γ, then B · H = α (A · H + γ · B · H). Therefore, the output signal of the amplifier 14 is B · H = {Α / (1-α · γ)} · A · H (2) Since this output coil 11 is small,
The spatial maximum intensity is-{α / (1-α
.Gamma.)}. H and a canceling magnetic field having a magnitude proportional to H and rapidly decaying spatially as shown by the alternate long and short dash line G in FIG. In this case, in the feedback control system, the input signal to the amplifier 14, that is, A · H + γ ·
Since B · H is controlled so as to match 0, a magnetic field of A · H = B · H (1-α · γ) / α exists at the position of the detection coil 3. Therefore, the attenuation rate γ of the attenuator 13
By adjusting, the disturbance magnetic field and the canceling magnetic field can be exactly canceled at the position of the optical axis 1C of the lens barrel 1 as shown by the solid line in FIG. still,
In FIG. 4, elements similar to those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. Similarly, based on the signal from the detection coil 15, the feedback control system 17 causes the output coil 16 to generate a canceling magnetic field as shown by the one-dot chain line in FIG. 4, and in the passage of the charged particle beam of the analyzer 8. ,
The disturbance magnetic field can be zero.
［効果］ 上述したように、本発明においては、装置近傍に配置さ
れた検出コイルと、この検出コイルと対を成す局所的な
キャンセル用磁場を発生させる小型のキャンセル磁場発
生用コイルを設け、これらキャンセル磁場発生用のコイ
ルより位置が遠ざかるにつれて急激に減衰する局所的な
キャンセル用磁場を発生させるようにしているので、各
装置毎、他の装置に影響を与えないようにして、外乱磁
場をキャンセルすることができる。又、急激に減衰する
キャンセル用磁場を用いているため、検出コイル位置と
装置の光軸位置等とではキャンセル磁場強度値に無視で
きぬ程の相違を生じるが、光軸位置においてキャンセル
用磁場と外乱磁場が丁度相殺するように、検出コイル位
置においては０でない（ある瞬間において）磁場が存在
するようにフィードバック制御を行なうようにしている
ため、精度良く外乱磁場をキャンセルすることができ
る、また、装置の近傍にのみに外乱磁場キャンセル用磁
場を発生させて、筐体を介してキャンセル用磁場を与え
ているため、筐体による磁場の減衰量を考慮して調整を
行なう必要がないので、外乱磁場の周波数が変化した場
合でも、該変化に追随して外乱磁場をキャンセルするこ
とができる。[Effects] As described above, in the present invention, the detection coil arranged near the device and the small-sized canceling magnetic field generating coil for generating a local canceling magnetic field which forms a pair with the detecting coil are provided. Since the local canceling magnetic field that is rapidly attenuated as the position moves away from the canceling magnetic field generating coil is generated, the disturbance magnetic field is canceled by not affecting other devices. can do. Further, since the canceling magnetic field that is rapidly attenuated is used, there is a non-negligible difference in the canceling magnetic field strength value between the position of the detection coil and the optical axis position of the device. Since the feedback control is performed so that the magnetic field is not zero (at a certain moment) at the detection coil position so that the magnetic field is just canceled, the magnetic field can be canceled accurately. Since the magnetic field for canceling the disturbance magnetic field is generated only in the vicinity of the device and the canceling magnetic field is given through the housing, it is not necessary to perform adjustment in consideration of the amount of attenuation of the magnetic field by the housing. Even if the frequency of the magnetic field changes, the disturbance magnetic field can be canceled by following the change.
第１図は従来装置を説明するための図、第２図は従来の
欠点を説明するための図、第３図は本発明の一実施例を
示すための図、第４図は本発明の作用効果を説明するた
めの図である。 1:鏡筒、2:電源、3,15:検出コイル、7,11,16:出力コイ
ル、4,14:増幅器、5:積分回路、8:分析装置、9:電源、1
2:加算回路、13:減衰器、17:フィードバック制御系。FIG. 1 is a diagram for explaining a conventional apparatus, FIG. 2 is a diagram for explaining a conventional defect, FIG. 3 is a diagram for showing an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram for explaining the present invention. It is a figure for demonstrating an effect. 1: lens barrel, 2: power supply, 3,15: detection coil, 7,11,16: output coil, 4,14: amplifier, 5: integration circuit, 8: analyzer, 9: power supply, 1
2: Adder circuit, 13: Attenuator, 17: Feedback control system.
Claims (1)
外乱磁場によって悪影響を受ける装置と、該装置の近傍
に配置された磁場検出器と、該装置の近傍にのみ外乱磁
場キャンセル用磁場を発生させるため、該検出器と対を
成して該装置近傍に設けられた外乱磁場キャンセル用コ
イルと、該検出器よりの出力信号が供給される増幅器
と、該増幅器の出力信号を減衰して該検出器よりの検出
信号に加算して該増幅器の入力側に帰還するための回路
とを備え、該外乱磁場キャンセル用コイルは該増幅器よ
りの電流に基づいて励磁されるように構成されているこ
とを特徴とする外乱磁場キャンセル装置。1. A device using a charged particle beam, which is adversely affected by an AC disturbance magnetic field, a magnetic field detector arranged in the vicinity of the device, and a disturbance magnetic field canceling device only in the vicinity of the device. In order to generate a magnetic field, a disturbance magnetic field canceling coil that is provided in the vicinity of the device in pairs with the detector, an amplifier to which an output signal from the detector is supplied, and an output signal of the amplifier are attenuated. And a circuit for adding the detected signal from the detector and feeding back to the input side of the amplifier, wherein the disturbance magnetic field canceling coil is configured to be excited based on the current from the amplifier. A disturbance magnetic field canceling device characterized in that
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58199359A JPH0673293B2 (en) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | Disturbance magnetic field canceling device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58199359A JPH0673293B2 (en) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | Disturbance magnetic field canceling device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6091541A JPS6091541A (en) | 1985-05-22 |
| JPH0673293B2 true JPH0673293B2 (en) | 1994-09-14 |
Family
ID=16406446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58199359A Expired - Lifetime JPH0673293B2 (en) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | Disturbance magnetic field canceling device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0673293B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111812193B (en) * | 2020-07-15 | 2023-05-09 | 湘潭大学 | Array eddy current probe for actively relieving electromagnetic coupling between adjacent coils |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57103253A (en) * | 1980-12-17 | 1982-06-26 | Nec Corp | Electron beam device |
-
1983
- 1983-10-25 JP JP58199359A patent/JPH0673293B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6091541A (en) | 1985-05-22 |
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