Аберрации магнитных отклоняющих систем возникающие при возмущении магнитного поля вследствие неточности изготовления.

Розенфельд Л. Б., Васичев. Б.Н., Зотова М.О.
(факультет Технологические системы электроники)

В современном прецизионном электронно-лучевом оборудовании (например, в установках для электронной литографии) используются магнитные отклоняющие системы (ОС) без магнитопровода. Магнитные ОС используются как для отклонения электронного пучка, так и в качестве элементов систем коррекции аберраций (например, в системах с подвижной осью).

Для обеспечения быстродействия такие системы должны иметь малую индуктивность, что ограничивает число витков в отклоняющей системе несколькими десятками. Это заставляет для получения требуемой величины магнитного отклоняющего поля существенно увеличивать (до 1 А и более) ток, протекающий через катушки отклоняющей системы, и, следовательно, использовать для намотки катушек относительно толстый трудно изгибаемый провод. Вследствие этого форма реальных витков, получаемых при намотке, может существенно отличаться от заданной конструктором прямоугольной, например, формы, причем отклонения от заданной геометрии являются, как правило, случайными. Из-за ограниченности числа витков в катушках ОС вызванное изменением формы витка нарушение симметрии отклоняющего поля не может быть скомпенсировано эа счет случайных отклонений в других витках и усреднения вызванных ими ошибок.

Представлялось интересным провести количественную оценку влияния изменения геометрических параметров витков ОС, на отклонение электронно-оптических параметров от заданных. С этой целью в численном эксперименте при различных начальных условиях рассчитывалось отклонение траектории электрона в деформированной системе от траекторий в ОС с идеальной симметрией. Оценка проводилась по двум параметрам:

• по изменению угла отклонения,
• по абсолютной величине смешения реальной траектории в заданной плоскости наблюдения.

В процессе работы оценивалось влияние ошибок изготовления, связанных с изменением длины, угловой ориентации, расстояния от оптической оси, наклона и изгиба отдельных проводников ОС.

Показано, что при допуске на намотку проводников 0.1 мм ошибка по углу отклонения может превышать десять процентов, а ошибка по позиционированию пучка - достигать сотен микрон.