KR20190129786A - 콤팩트 편향 자석 - Google Patents

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Abstract

자석을 포함하는 입자 빔 장치로서, 상기 입자 빔 장치는, 전자 빔과 이온 빔을 방출하도록 구성된 입자 빔 소스; 실질적으로 직사각형 형상으로 배열된 복수의 요크; 및 복수의 코일을 포함하는 코일 세트를 포함하되, 상기 복수의 코일의 권선은 상기 복수의 요크에 걸쳐 균일하게 분포되고 상기 복수의 요크 주위에 감겨 있고, 상기 코일 세트는 2중극 장 및 4중극 장을 모두 생성하도록 구성되고, 상기 자석은 전자 빔과 이온 빔을 편향시키고 집속시키도록 구성된다.

Description

콤팩트 편향 자석{COMPACT DEFLECTING MAGNET}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은, 20017년 4월 27일자로 출원된, 발명의 명칭이 "COMPACT MAGNET FOR DEFLECTION AND FOCUSING OF ELECTRON AND ION BEAMS"인, 계류 중인 미국 가특허 출원 번호 62/491,122의 35 U.S.C.§119(e) 하의 우선권의 이익을 주장한다. 상기 인용된 출원 문헌의 전체 내용은 본 명세서에 병합된다.
기술 분야
본 발명은 자석에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자 빔과 이온 빔을 편향시키고 집속시키기 위한 콤팩트 자석에 관한 것이다.
많은 하전 입자 빔 장치는 빔 편향, 스캐닝 및 집속 자석들을 요구한다. 이 장치에는 특히 음극선관, X선관, 전자 빔 컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography) 스캐너, 크라이스트론(Klystron), 주사 전자 현미경, 헬륨 이온 현미경, 전자 및 이온 리소그래피 장치가 포함된다.
빔 편향 자석은 균일한 (2중극(dipole)) 자기장을 갖고 또한 4중극(quadrupole) 집속 장(focusing field)을 생성하는 것이 바람직할 것이다. 자석은 편향 각도의 범위를 통해 스캔할 수 있어야 하며, 장 성분은 초기 빔 축을 중심으로 자기적으로 회전 가능해야 한다. 자석의 전술한 설계 요건에 대한 과거의 해결책은 일반적으로 복잡한 자기 코일 배열을 수반하였다.
본 발명은 전자 빔과 이온 빔을 편향시키고 집속시키기 위한 자석을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 전자 빔과 이온 빔을 편향시키고 집속시키기 위한 자석에 관한 것이다. 일 구현예에서, 자석은 동일한 코일 세트로부터 2중극 장 및 4중극 장을 생성한다.
일 구현예에서, 자석을 포함하는 입자 빔 장치가 개시된다. 상기 장치는 전자 빔과 이온 빔을 방출하도록 구성된 입자 빔 소스; 실질적으로 직사각형 형상으로 배열된 복수의 요크; 및 복수의 코일을 포함하는 코일 세트를 포함하고, 상기 복수의 코일의 권선은 상기 복수의 요크에 걸쳐 균일하게 분포되고 상기 복수의 요크 주위에 감겨 있고, 상기 코일 세트는 2중극 장 및 4중극 장을 생성하도록 구성되며, 상기 자석은 전자 빔과 이온 빔을 편향시키고 집속시키도록 구성된다.
다른 구현예에서, 자석이 개시된다. 상기 자석은, 대략 직사각 형상으로 배열된 복수의 요크; 및 복수의 코일을 포함하는 코일 세트를 포함하고, 상기 복수의 코일의 권선은 상기 복수의 요크에 걸쳐 균일하게 분포되고 상기 복수의 요크 주위에 감겨 있고, 상기 코일 세트는 2중극 장 및 4중극 장을 생성하도록 구성된다.
다른 특징들 및 장점들은, 예로서, 본 발명의 양태들을 도시하는 본 설명으로부터 명백해질 것이다
본 발명에 따르면 전자 빔과 이온 빔을 편향시키고 집속시키기 위한 콤팩트 자석을 제공할 수 있다.
본 발명의 상세는 그 구조와 동작 면에서 동일한 참조 부호가 동일한 부분을 나타내는 첨부된 도면을 연구하는 것에 의해 부분적으로 수집될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 콤팩트 자석의 3 차원도;
도 2a는 본 발명의 일 구현예에 따른 콤팩트 자석의 단면도(x-z 평면);
도 2b는 본 발명의 일 구현예에 따른 콤팩트 자석의 다른 단면도(y-z 평면);
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 콤팩트 자석의 다른 단면도(x-y 평면);
도 4는 2개의 Y 코일에서 동일한 전류로 인한 2중극 자기장(By)의 예시적인 그래프;
도 5는 2개의 X 코일에서 동일한 전류로 인한 2중극 자기장(Bx)의 예시적인 그래프;
도 6은 2개의 Y 코일에서 반대 전류로 인한 4중극 자기장의 예시적인 그래프;
도 7은 2개의 Y 코일에서 결합된 전류로 인한 2중극 및 4중극 자기장이 결합된 자기장의 예시적인 그래프;
도 8은 요크의 코너(corner)에 있는 4개의 QB 코일에서의 전류로 인한 45°4중극 자기장의 일례를 도시한 도면;
도 9는 본 발명의 일 구현예에 따라 두 개의 절반부로 구성된 요크를 도시한다; 및
도 10은 평행한 측면을 갖는 자석의 자기 요크가 동일한 스트립(strip)으로 분할되어 있는 본 발명의 일 구현예를 도시한 도면.
전술한 바와 같이, 빔 편향 자석에 대한 전술한 설계 요건에 대한 과거의 해결책은 일반적으로 복잡한 자기 코일 배열을 수반하였다. 본 발명의 특정 구현예는 자석 설계의 복잡성을 상당히 감소시키는 대안적인 해결책을 제공한다. 즉, 대안적인 솔루션은, 2중극 장 및 4중극 장이 별도의 코일 세트에 의해 생성되는 종래의 설계와 달리 동일한 코일 세트로부터 2중극 장 및 4중극 장을 생성하는 자석을 포함한다.
또한, 본 명세서에 설명된 대안적인 해결책의 설계는 단순할 뿐만 아니라 일부 종래의 설계와 달리, 튜브가 완성된 후에 빔 튜브 주위에 자석을 조립할 수도 있다. 또한 새로 설계된 자석은 종래 설계보다 더 큰 편향각을 생성할 수 있다. 이들 설명을 읽은 후에는, 다양한 구현예 및 응용예에서 본 발명을 구현하는 방식이 명백해질 것이다. 그러나, 본 발명의 다양한 구현예가 본 명세서에 설명되었지만, 이러한 구현예는 본 발명을 제한하는 것이 아니라 예시적인 것으로 제공된 것으로 이해된다. 그리하여, 다양한 구현예의 이러한 상세한 설명은 본 발명의 범위 또는 폭을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 콤팩트 자석(100)의 3 차원도이다. 일 구현예에서, 콤팩트 자석(100)은 음극선관, X선관, 전자 빔 컴퓨터 단층 촬영 스캐너, 클라이스트론, 주사 전자 현미경, 헬륨 이온 현미경, 또는 전자 및 이온 리소그래피 장치와 같은 입자 빔 장치에 사용된다. 입자 빔 장치는 또한 자석 이외에 입자 빔 소스를 포함할 수 있다. 따라서, 일 구현예에서, 콤팩트 자석(100)은 입자 빔 소스에 의해 방출된 전자 빔과 이온 빔을 편향시키고 집속시키는데 사용된다.
도 1의 도시된 구현예에서, 콤팩트 자석(100)은 (x-y 평면에서) 실질적으로 직사각형 형상인 입구 개구(110)를 갖는 혼(horn)-형상이다. 대안적인 구현예에서, 실질적으로 직사각형 형상은 8각형 코너(corner)(120, 122, 124, 126)를 또한 포함한다(예를 들어, 이 코너는 45° 각도에 있다). 일 구현예에서, 8각형 코너(120, 122, 124, 126)에 있는 코일은 4중극 유형 B(QB)로 구성된다. 일 구현예에서, 하류 측 상의 요크의 출구 윤곽(exit contour)은 아치형이며, 균일한 장에 의한 편향에 기인한 자연 집속 효과에 반대하는 데 사용될 수 있는 4중극 집속 장을 제공한다.
도 2a는 본 발명의 일 구현예에 따른 콤팩트 자석(100)의 단면도(x-z 평면)(200)이다. 도 2a의 단면도(200)는 코일(Y1)(210) 및 코일(Y2)(212) 및 요크(220, 222)를 도시한다. 이 설계는 빔 편향이 대부분 하나의 평면(즉, x-z 평면)에 있다고 가정한다. 도 2a의 도시된 구현에서, 형태는, 코일 전류가 요크의 각 면에 걸쳐 균일하게 분포된다면, 매우 균일한 내부 2중극 자기장을 갖는 고전적인 "윈도우 프레임" 디자인에 기초한다. 도 2a는 또한 빔에서의 자기장 분포가 동일할 수 있는 자기 요크 및 코일에 대한 일부 대안적인 형상(230, 232, 234)을 도시한다.
도 2b는 본 발명의 일 구현예에 따른 콤팩트 자석(100)의 다른 단면도(y-z 평면)(250)이다. 도 2b의 단면도(250)는 또한 요크(220)를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 콤팩트 자석(100)의 다른 단면도(x-y 평면)(300)이다. 도 3의 도시된 구현에서, 도 1, 도 2a, 도 2b 및 도 3에 한정된 좌표계를 참조하여 다양한 코일이 도시되어 있다(코일(Y1)(310), 코일(Y2)(312), 코일(X1L)(320), 코일(X1R)(322), 코일(X2L)(330), 코일(X2R)(332)로 지시되어 있다).
각 코일의 권선은 요크의 각 면에 걸쳐 균일하게 분포된다. X 코일(320/322 또는 330/332)의 각 쌍(L, R)은 단일 코일로서 전기적으로 연결되지만 이들은 요크의 개별 절반부 상에 기계적으로 있다. 요크의 두 개의 절반부는 맞대기 접합부(butt joint)(340, 342)에서 연결되고, 여기서 요크(By) 내부에 지배적인 자기장으로 인해 접합부(340 또는 342)에 걸쳐 자속이 0이다.
도 3의 도시된 구현예에서, X 코일(320, 322, 330, 332) 및 Y 코일(310, 312) 내의 전류는 아래에서 설명된 바와 같이 2중극 및 4중극 자기장을 모두 생성한다. 도 3에 도시된 단면은 일반적으로 직사각형이지만, 빔 방향(z 방향)과 평행한 형태는 혼-형상 또는 평행한 측면들을 가질 수 있다. 또한, 도 3은 선택적인 QB 코일(예를 들어, 350)을 도시한다. 도 1과 관련하여 전술한 바와 같이, 하류 측 상의 요크의 출구 윤곽은 아치형이며, 균일한 장에 의한 편향에 기인한 자연 집속 효과에 반대하는 데 사용될 수 있는 4 중극 집속 장을 제공한다. 이 원호(arc)의 반지름을 계산하는 것은 아래에 설명되어 있다.
도 1, 도 2a, 도 2b 및 도 3에 여러 도면으로 도시된 콤팩트 자석(100)의 설계 뒤에 있는 알고리즘이 아래에 설명된다. 따라서, 일 경우, 콤팩트 자석(100)의 코일 전류는 다음과 같이 기재될 수 있다:
IY1 = IDY + IQY; [1]
IY2 = IDY - IQY; [2]
IX1 = IDX + IQX; [3]
IX2 = IDX - IQX [4]
여기서,
IDY = 코일(Y)의 2중극 전류이고,
IQY = 코일(Y)의 4중극 전류이며,
IDX = 코일(X)의 2중극 전류이고,
IQX = 코일(X)의 4중극 전류이며,
모두 4개의 성분 전류는 독립적이다.
암페어의 회로 법칙을 사용하여, 식 [1] 내지 식 [4]에 설명된 코일 전류는 다음과 같이 빔의 영역에 자기장을 생성한다.
Figure pat00001
[5]
Figure pat00002
[6]
여기서,
NY = 각 개별 Y 코일의 선회부(turn)의 수이고,
NX = 각 개별 X 코일의 선회부의 수이며,
μo = 자기 투자율 상수이고,
μ = 자기 요크 재료의 투자율이며,
w = 요크의 내부 폭이고, 및
g = 요크의 수직 높이이다.
따라서, 전술한 자기장 및 코일 전류에 기초하여, 유효 자기장 구배의 크기는 다음과 같다:
Figure pat00003
[7]
따라서, 4중극 렌즈 강도는 다음과 같이 계산될 수 있다:
Figure pat00004
[8]
여기서,
L(δ) = 자석의 유효 길이이고,
e = 전자의 전하이며,
c = 빛의 속력이고, 및
p는 빔 운동량이다.
일 구현예에서, 2개의 Y 코일에는 별개의 전류(IY1 및 IY2)가 공급된다. 다른 구현예에서, 각 코일은 2개의 권선을 포함하는데, 하나의 권선은 2중극 전류(IDY)를 전달하고, 다른 권선은 4중극 전류(IQY)를 전달한다. 다른 구현예에 비해 하나의 구현을 선택하는 결정은 코일 드라이버의 비용과 같은 실질적인 고려 사항에 따라 변한다.
0이 아닌 편향에 대해, 자기장의 2중극 성분은 전자 빔-광학기기 시스템에서 원통형 및 4중극 집속 강도를 모두 갖는 얇은 렌즈 요소에 의해 근사될 수 있다. 따라서, 최대 편향(δ) 및 빔 출구 각(β)에서 입사 빔 축(L(0))을 따라 자석의 주어진 길이에 대해 (도 2a에 도시된 바와 같이) 편향이 전체적으로 x-z 평면에 있는, IDY가 지배적인 코일 전류인 근사에서:
Figure pat00005
[9]
여기서,
Figure pat00006
[10]
자석의 반경방향 집속 강도(이는 빔 반경만의 함수이고 방위각(
Figure pat00007
)에 독립적이다)는 다음과 같이 g/(L(0))에서 제1 계로 계산된다:
Figure pat00008
[11]
그리고 4중극 집속 강도는 다음과 같이 계산된다:
Figure pat00009
[12]
전체 집속 강도는 T = S + Q*cos(2
Figure pat00010
)이다. 이들 정의는 코일 및 요크의 형상에 관계 없이 적용된다. 따라서, x-z 평면에서의 전체 집속 강도(T)는 S + Q이고, y-z 평면에서의 전체 집속 강도는 S-Q라고 말하는 것으로 충분하다.
요크의 출구 경계의 대응하는 반경은 다음과 같이 계산된다:
Figure pat00011
[13]
여기서, β와 R의 필요한 값은 δ와 Q의 필요한 최대 값에 대해 계산될 수 있다.
최대 편향에서 S의 설계 값은 입사하는 전자 빔의 요구되는 최소 발산을 결정할 것이다. 더 작은 편향 값에서는, 2중극 장의 집속 강도가 더 작은 것을 보상하기 위해 빔-광학기기 시스템에 솔레노이드 집속 렌즈들이 포함될 수 있다.
많은 응용 분야에서 4중극 집속 강도(Q)가 0이거나 또는 0에 가까운 것을 요구할 수 있다. 따라서, 이것은 β
Figure pat00012
1/2*δ이고 R
Figure pat00013
L(0)을 요구할 수 있다. 본 응용에서와 같이 Q가 작지만 0이 아닌 경우, 최대 편향에서 Q의 요구 값을 생성하기 위해 β 및 R의 적절한 값이 선택된다. 더 작은 편향에서, 4중극 강도는 코일 전류(IQY)에 의해 보충되어, 위에서 설명한 것처럼 필요한 장 구배
Figure pat00014
를 생성한다.
일 예시적인 구현예에서, 요크는 두께가 1.5mm 이상인 고품질의 뮤-금속(mu-metal)(예를 들어, 50,000보다 더 큰 투자율(μ)을 갖는 연질(soft) 강자성 재료)이다. 코일은 단일 층이며, 여기서 각 층은 요크 상에 직접 감겨진 14 미국 와이어 게이지(American Wire Gauge: AWG) 구리 와이어를 사용한다. 따라서, 예를 들어, 길이(L(0)) = 125 mm, 폭(w) = 125 mm, 및 갭(g) = 50 mm의 설계 치수를 사용하여, 200 kV 빔을 45° 편향시키는데 필요한 자기장의 2중극 성분은 94 가우스이다. 이것은 각 Y 코일에서 375 암페어-선회부에 의해 제공된다. 이들 코일은 바람직하게는 선회부들이 도 3에 도시된 바와 같이 터치하며 감겨 있다. 이것은 최대 와이어 전류가 13.3A에서 NY = 28 선회부를 형성한다. 3.1°의 최대 수직 편향은 예를 들어 X 코일의 각 쌍에 대해 최대 50 암페어-선회부에 의해 제공된다. 각 X 코일의 각 절반부는 2.5A의 전류에서 10개의 선회부를 갖는다. X 코일의 선회부들은 지시된 바와 같이 넓고 균일하게 이격되어 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 자석 요크의 출구 측은 자석의 상류의 빔 축 상에 중심이 맞춰진 원호(arc)를 형성한다. 이러한 구성은 자석의 2중극 장이 두 평면에서 대략 동일한 집속 강도를 갖는 수렴 렌즈로서 작용하는 것을 보장한다. 편향 각도가 큰 경우, 요크의 이 윤곽에 의해 빔 출구에서 4중극 장이 생성되어, 편향으로 인한 유효 집속을 대략적으로 상쇄한다. 예를 들어 전체 4중극 렌즈의 최종 강도는 45°의 편향에서 약 0.2 디옵터이다. 편향 각이 더 작은 경우, 전체 4중극 렌즈 강도는 또한 거의 동일한 값일 것이 요구된다. 필요한 4중극 장의 강도는 예를 들어 IQY = 0.33A인 Y 코일의 반대 전류에 의해 공급된다. IQX는 여분이므로 IQX는 사용되지 않는다.
도 4는 2개의 Y 코일에서 동일한 전류로 인한 2중극 자기장(By)의 예시적인 그래프이다.
도 5는 2개의 X 코일에서 동일한 전류로 인한 2중극 자기장(Bx)의 예시적인 그래프이다.
도 6은 2개의 Y 코일에서 반대 전류로 인한 4중극 자기장의 예시적인 그래프이다.
도 7은 2개의 Y 코일에서 결합된 전류로 인해 2중극 및 4중극 자기장이 결합된 것의 예시적인 그래프이다.
회전 가능한 4중극 장에 8각형 옵션을 사용하는 대안적인 구현예에서, 편향 후 필요한 빔 프로파일이 타원형이고 주축이 수직 또는 수평으로 배향되지 않으면, 주 코일의 4중극 장과 결합하기 위해 직교하는 4중극 장(좌표축에 대해 45°로 배향될 수 있음)이 요구될 수 있다. 이러한 장들을 생성하는데 필요한 QB 코일(350)의 위치는 도 3에 지시되고 도 1에 도시된다.
도 8은 요크의 코너에 있는 4개의 QB 코일에서의 전류로 인해 45° 4중극 자기장의 일례를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 구현예에 따라 2개의 절반부(910, 912)로 구성된 요크(900)를 도시한다. 도 9의 도시된 구현에서, 2개의 절반부(910, 912)는 주 편향 장에 대해 뮤-금속에서의 자기 유도가 거의 0인 지점(920, 922)에서 함께 클램핑된다. 이 클램핑은 빔 튜브 시스템에 부착하는 것을 용이하게 한다. 일 구현예에서, 두 개의 절반부(910, 912)는 황동 나사에 의해 부착된 비-자기 스트립에 의해 고정될 수 있다.
일 구현예에서, 자석(1000)이 코일 전류 및 자기장이 급격하게 변해야 하는 주사 빔 튜브에서 사용되는 경우, 자기 요크에서 와전류가 유도되는 것을 방지할 필요가 있을 수 있다. 이것은 뮤-금속에 슬롯을 형성하고 및/또는 재료를 다중 층(1010)으로 사용함으로써 달성될 수 있다. 도 10은 모든 뮤-금속 스트립이 유리하게 동일한 본 발명의 일 구현예를 도시한다.
이러한 구현예들에 대한 다양한 변형이 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 쉽게 명백할 것이며, 본 명세서에서 설명된 일반적인 원리들은 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다른 구현예들에 적용될 수 있다. 따라서, 이 기술은 전술한 특정 예로 제한되지 않는다. 따라서, 본 명세서에 제공된 설명 및 도면은 본 발명의 현재 가능한 구현을 나타내므로 본 발명에 의해 광범위하게 고려되는 주제를 나타내는 것으로 이해된다. 본 발명의 범위는 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것일 수 있는 다른 구현을 완전히 포함하고, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위 이외의 다른 것에 의해서는 전혀 제한되어서는 안 되는 것으로 이해된다.

Claims (21)

  1. 4개의 면 세트와 4개의 8각형 코너 세트를 갖는 요크;
    상기 4개의 면 세트 상에 각각 감겨진 4개의 코일 제1 세트; 및
    상기 4개의 8각형 코너 세트 상에 각각 감겨진 4개의 코일 제2 세트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자석.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 4개의 코일 제2 세트는 상기 4개의 코일 제2 세트에서의 전류에 응답하여 4중극 자기장를 제공하도록 서로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 자석.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 요크는 아치형 윤곽을 갖는 출구 측을 구비하는 것을 특징으로 하는 자석.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 4개의 면 세트에서의 한 쌍의 면은 상기 출구 측에서 상기 아치형 윤곽을 갖는 것을 특징으로 하는 자석.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 한 쌍의 면은 서로 평행한 것을 특징으로 하는 자석.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 요크는 혼 형상인 것을 특징으로 하는 자석.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 요크는 아치형 윤곽을 갖는 출구 측을 구비하는 것을 특징으로 하는 자석.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 요크는 함께 부착된 2개의 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 자석.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 2개의 부분의 각각은 상기 요크의 절반부를 형성하는 것을 특징으로 하는 자석.
  10. 제8항에 있어서,
    부착된 상기 2개의 부분의 제1부분은 면의 제1부분을 포함하고, 부착된 상기 2개의 부분의 제2부분은 상기 면의 제2부분을 포함하고,
    상기 면 상에 감겨진 상기 코일 제1 세트에서의 코일은,
    상기 면의 상기 제1부분 상에 감겨진 제1부분코일; 및
    상기 면의 상기 제2부분 상에 감겨지고, 상기 제1부분코일과 전기적으로 연결되어 상기 코일을 형성하는 제2부분코일을 구비하는 것을 특징으로 하는 자석.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 요크는 뮤-금속(mu-metal)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자석.
  12. 빔 튜브 시스템;
    4개의 면 세트와 4개의 8각형 코너 세트를 갖는 요크와, 상기 4개의 면 세트 상에 각각 감겨진 4개의 코일 제1 세트와, 상기 4개의 8각형 코너 세트 상에 각각 감겨진 4개의 코일 제2 세트를 구비하고, 상기 빔 튜브 시스템에 부착된 자석; 및
    전자를 방출하는 입자 빔 소스;를 포함하고,
    상기 자석은 상기 4개의 코일 제1 세트에서의 전류에 응답하여 방출된 상기 전자를 편향시키기 위해 상기 빔 튜브 시스템에 부착된 것을 특징으로 하는 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 요크는 아치형 윤곽을 갖는 출구 측을 구비하고,
    상기 자석은 상기 4개의 코일 제1 세트에서의 전류에 응답하여 방출된 상기 전자를 위한 수렴 렌즈를 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 자석은 상기 4개의 코일 제1 세트에서의 전류에 응답하여 제1평면과 제2평면에서 방출된 상기 전자를 편향시키기 위해 윈도우 프레임 디자인을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 요크는 아치형 윤곽을 갖는 출구 측을 구비하고,
    상기 자석은 상기 4개의 코일 제1 세트에서의 전류에 응답하여 상기 제1평면과 상기 제2평면에서 방출된 상기 전자를 위한 수렴 렌즈를 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 4개의 코일 제2 세트는 상기 4개의 코일 제2 세트에서의 전류에 응답하여 4중극 자기장를 제공하도록 서로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  17. 제12항에 있어서, 상기 요크는 뮤-금속(mu-metal)을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  18. 전자를 방출하는 입자 빔 소스;
    빔 튜브; 및
    상기 빔 튜브에 부착된 자석;을 포함하고,
    상기 자석은.
    제1평면 및 제2평면에서 각각 방출된 상기 전자를 편향시키기 위해 2중극 자기장을 제공하는 제1 코일 쌍 및 제2 코일 쌍;
    방출된 상기 전자의 타원형 빔 프로파일의 주축을 배향시키는 4중극 자기장을 제공하는 4개의 코일 세트; 및
    아치형 윤곽을 갖는 출구 측을 구비하는 요크를 포함하고,
    상게 제1 코일 쌍 및 상기 제2 코일 쌍은 상기 요크 상에 감겨져 방출된 상기 전자를 위한 수렴 렌즈를 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 4개의 코일 세트는 상기 4개의 코일 세트에서의 전류에 응답하여 4중극 자기장를 제공하도록 서로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  20. 제18항에 있어서,
    뮤-금속(mu-metal)을 포함하는 요크를 더 포함하고,
    상게 제1 코일 쌍 및 상기 제2 코일 쌍은 상기 요크 상에 감겨지고,
    상기 4개의 코일 세트는 상기 요크 상에 감겨지는 것을 특징으로 하는 시스템.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 제1 코일 쌍은 전기적으로 연결된 2개의 코일 제1 세트를 포함하고,
    상기 제2 코일 쌍은 전기적으로 연결된 2개의 코일 제2 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
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