JPH11281721A - 電磁場測定方法 - Google Patents

電磁場測定方法

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JPH11281721A
JPH11281721A JP10085873A JP8587398A JPH11281721A JP H11281721 A JPH11281721 A JP H11281721A JP 10085873 A JP10085873 A JP 10085873A JP 8587398 A JP8587398 A JP 8587398A JP H11281721 A JPH11281721 A JP H11281721A
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magnetic field
electric
generating device
axis
measuring
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JP10085873A
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Hitoshi Tanaka
仁 田中
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08Measuring electromagnetic field characteristics

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸対称な電磁場の測定が、高精度に且つ低コ
ストで簡単に測定できる電磁場測定方法の実現。 【解決手段】 軸対称な電場又は磁場を発生させる電場
発生装置又は磁場発生装置1の発生する軸対称な電場又
は磁場を測定する電磁場測定方法であって、電場発生装
置又は磁場発生装置1を回転装置21に配置する工程と、
回転装置21で電場発生装置又は磁場発生装置1 の回転位
置を変化させながら、電場又は磁場を測定する工程とを
備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビーム露光装
置や電子顕微鏡などで使用される電磁レンズなどが発生
する軸対称な電磁場を測定する電磁場測定方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】今日、非常に微細な部分を観察する手段
として電子顕微鏡が広く使用されており、特に代表的な
ものとして走査型電子顕微鏡(SEM)が使用されてい
る。走査型電子顕微鏡は、非常に小さなスポットに収束
した電子ビームで試料を走査して、試料を透過又は試料
で反射した電子を検出するもので、照射する電子ビーム
のスポットの大きさにより分解能が決まる。
【0003】また、近年半導体装置などの微細パターン
を露光するリソグラフィ装置として、電子ビーム露光装
置が注目されている。電子ビーム露光装置は、走査型電
子顕微鏡と同様に、非常に小さなスポットに収束した電
子ビームで基板に塗布されたレジストにパターンを露光
するもので、フォトリソグラフィに比べて分解能が高
く、より微細なパターンを形成できるという特徴を有す
る。電子ビーム露光装置においても、分解能は照射する
電子ビームのスポットの大きさにより決まる。
【0004】電子顕微鏡や電子ビーム露光装置では、電
子ビームを収束したり偏向するために電界や磁界を利用
し、静電レンズや磁界レンズが使用される。磁界レンズ
は、精密に巻いたコイルに電流を流して磁界を形成する
もので、電子ビームを収束する収束レンズや焦点位置を
変えるフォーカスコイルとして使用される。従って、磁
界レンズはほとんどが軸対称な磁界を発生させるもの
で、正確に軸対称な磁界を発生させるようにコイルを精
密に巻いて製作している。他にも磁場を発生させる装置
が数多く使用されており、例えば核磁気共鳴を利用した
NMR・CTなどがあるが、そのほとんどは正確に軸対
称な磁場を発生させるものである。また、テレビジョン
などでは軸対称な電場を発生させる電界レンズも使用さ
れる。以下の説明では、軸対称な磁場を発生させる磁場
発生装置を例として説明を行うが、軸対称な電場を発生
する電場発生装置についても同様であり、本発明は電場
発生装置にも適用可能なものである。
【0005】軸対称な磁場を発生させる磁場発生装置を
製作したり開発する場合、これらの装置で発生された磁
場が所望のものであるかを測定する必要がある。図1
は、磁場測定方法の従来例を示す図である。図1に示す
ように、測定台(大理石などの定盤)3の上に配置した
載置台2の上に、軸対称な磁場を発生させる磁場発生装
置1を配置する。測定台3には、参照番号4から7で示
されるXYZの3方向に移動する3次元移動機構を配置
する。この3次元移動機構では、測定台3に配置された
X方向機構を有する台4の上をY方向機構を有するX移
動台5がX方向に移動し、X移動台5の上をZ方向移動
機構を有するY移動台6がY方向に移動し、移動台7が
Y移動台6の上をZ方向に移動する。磁場の測定はガウ
スメータ10で行われ、ガウスメータ10の測定プロー
ブ9が移動台7に取り付けられた保持部材8に固定され
ている。磁場の測定は、3次元移動機構により測定プロ
ーブ9を、磁場発生装置1の内部及び周囲に移動し、移
動した位置でガウスメータ10の出力を記録することに
より行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図1で示した従来の軸
対称な磁場の測定方法では、測定プローブ9を測定位置
に移動させる必要があるが、測定プローブ9を移動でき
る範囲は3次元移動機構で制限される。従って磁場発生
装置1の周囲の広い範囲について測定を行うためには大
きな移動範囲の3次元移動機構が必要であり、このよう
な3次元移動機構は高価であるという問題があった。ま
た、図1の3次元移動機構では、X方向機構を有する台
4を磁場発生装置1の横に配置しているが、これでは磁
場発生装置1の台4の反対側の部分の磁場の測定が難し
いという問題がある。このような問題を解決するには、
例えばX移動台5がアーム状の3次元移動機構を使用す
るが、このような3次元移動機構は大型で非常に高価で
ある。
【0007】また、測定精度を向上させるには測定プロ
ーブ9の移動位置の精度を上げる必要があるが、それに
は高精度の3次元移動機構を使用する必要があり、これ
も3次元移動機構を高価にする原因となる。更に、測定
プローブ9を移動して得た測定データの処理において、
測定データから磁場の対称軸を算出するが、この処理に
要する演算量が多く、対称軸を厳密の決めるのも難しい
という問題があった。
【0008】また、磁場発生装置1を電子ビーム露光装
置などに組み込む場合には、磁場発生装置1の外形、い
いかえれば機械的な対称軸を基準として位置決めする。
従って、磁場発生装置1の機械的な対称軸と磁場の対称
軸の位置ずれを測定し、そのずれの分を補正して組み込
む必要がある。機械的な対称軸と磁場の対称軸の位置ず
れは、図1の配置で3次元測定器と同様の測定装置を使
用して、磁場発生装置1の外形と測定プローブ9に位置
関係を測定する必要があり、難しくてコストのかかる作
業である。
【0009】以上説明したように、軸対称な磁場を測定
する従来の測定方法は、非常にコストのかかる難しい作
業であった。本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、軸対称な磁場を高精度に且つ低コス
トで簡単に測定できる測定方法の実現を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を実現するた
め、本発明の電磁場測定方法は、軸対称な電場又は磁場
を発生させる電場発生装置又は磁場発生装置を回転装置
に配置する。すなわち、本発明の電磁場測定方法は、軸
対称な電場又は磁場を発生させる電場発生装置又は磁場
発生装置の発生する軸対称な電場又は磁場を測定する電
磁場測定方法であって、電場発生装置又は磁場発生装置
を回転装置に配置する工程と、回転装置で電場発生装置
又は磁場発生装置の回転位置を変化させながら、電場又
は磁場を測定する工程とを備えることを特徴とする。
【0011】電場発生装置又は磁場発生装置を回転装置
へ配置する工程では、軸対称な電場又は磁場の軸が回転
軸に一致するよう行うことが望ましい。電場又は磁場の
軸と回転軸を一致させるには、回転装置に配置した電場
発生装置又は磁場発生装置を回転軸に対して移動させる
2次元移動装置を設けることが望ましい。
【0012】電場発生装置又は磁場発生装置が回転対称
な形状を有し、形状の対称軸に対称な電場又は磁場を発
生させる場合には、真円度測定器などを利用して、電場
発生装置又は磁場発生装置の形状の対称軸が回転軸に一
致するように配置すれば、電場又は磁場の軸と回転軸が
一致する。別の方法として、電場発生装置又は磁場発生
装置を回転装置へ配置した状態で回転位置を変化させた
時の、任意の位置での電場又は磁場が、変化しないよう
に、電場発生装置又は磁場発生装置の回転軸に対する位
置を調整するようにしてもよい。
【0013】本発明によれば、電場発生装置又は磁場発
生装置の回転位置を変化させることができるので、測定
プローブが回転軸を含むある平面内を移動できれば、実
質的に全空間を測定できるので、測定プローブの移動機
構は2次元でよく、3次元移動機構に比べて低コストで
小型にでき、移動精度も向上する。また、電場発生装置
又は磁場発生装置は回転装置に設けられているので、そ
の形状の対称軸の回転軸に対するずれも容易に測定でき
る。
【0014】
【発明の実施の形態】図2は、本発明の第1実施例の磁
場測定方法における測定動作を説明する図であり、
(1)が軸対称な磁場を発生させる磁場発生装置1の配
置を、(2)が磁場の測定状態を示す図である。第1実
施例で測定する磁場発生装置は、外形も軸対称な形状を
有し、外形の軸に対称に磁場を発生させるものである。
前述のように、磁界レンズとして使用されるものとして
はこのようなものが一般的である。従って、この磁場発
生装置1の外形の軸が回転装置の回転軸に一致すれば、
発生される磁場の軸は回転軸に一致することになる。
【0015】図2の(1)に示すように、測定台3に回
転装置21を配置し、その上にXとYの2方向の2次元
移動機構22、23を取り付け、その上に測定対象の磁
場発生装置1を配置する。測定台3に取付け部材31を
設け、それに接触型の変位測定器32を取付け、測子3
3を磁場発生装置1の側面に接触させる。変位測定器3
2は、真円度測定器の測定部を構成するもので、差度ト
ランスなどにより測子33の変位に応じた電気信号を発
生させて出力する。この電気信号は、真円度測定器のコ
ントローラ34に入力される。この状態で、回転装置2
1を回転させても変位測定器32の出力が変化しないよ
うに、2次元移動機構22、23を調整する。変位測定
器32の出力が変化しなければ、磁場発生装置1の外形
の軸が回転装置の回転軸に一致したことになる。なお、
この時の2次元移動機構22、23の移動範囲は小さく
てよく、安価な2次元移動機構が使用可能である。ま
た、真円度測定器のコントローラ34を使用せずに直接
変位測定器32の出力の変化を観察してもよいが、真円
度測定器のコントローラ34を使用すれば、外形の軸の
回転軸に対するずれ量および方向が得られるので、軸合
わせの調整が容易である。
【0016】上記の軸合わせが終了した後、図2の
(2)に示すように、取付け部材31と変位測定器32
と真円度測定器のコントローラ34を取り除き、XとZ
の2方向の2次元移動機構24、25、26を配置し、
移動台26には取付け部材27を介して測定プローブ2
8を取り付け、測定プローブ28の出力をガウスメータ
29に入力する。この状態で、回転装置21を所定角度
ずつ回転した回転位置でガウスメータ29の出力する磁
界強度を記録する作業を1回転にわたって行う。以下、
測定プローブ28の位置をXZ平面内で変化させながら
同様の操作を繰り返せば、全周にわたる磁場が測定でき
る。なお、回転装置に対する2次元移動機構24、2
5、26及び測定プローブ28の位置は、あらかじめ測
定しておき、再現性のあるように配置できるようにして
おくことが必要である。
【0017】第1実施例は、外形が軸対称な形状を有
し、外形の軸に対称に磁場を発生させる磁場発生装置が
測定対象であり、外形を基準として配置したが、第2実
施例では外形を基準とせずに配置する方法の例を説明す
る。第2実施例では、磁場発生装置1、測定プローブ2
8などを図2の(2)のように配置する。ただし、磁場
発生装置1の外形の軸が回転軸に一致するようには配置
されていないものとする。この状態を上方から見たのが
図3の(1)である。この時、磁場発生装置が発生する
磁場の軸が回転軸に対して、X軸からθの方向にずれて
いるとする。この状態で回転装置を回転させると、ガウ
スメータ29の出力する磁場の強度は図3の(2)のよ
うに変化する。すなわち、X軸をゼロ度とすると、磁場
の強度はθの時に最大になり、θ+180°の時に最小
になり、変化の振幅は軸のずれの大きさに影響される。
従って、−θの方向に振幅に対応した量だけ2次元移動
機構22、23を移動させ、再度回転装置を回転させて
ガウスメータ29の出力が変化しないことを確認すれ
ば、磁場の軸が回転軸が一致したことになるので、この
状態で第1実施例と同様な測定操作を行う。なお、この
状態で、図2の(1)と同様に、磁場発生装置1の外形
の軸と回転軸のずれを測定すれば、磁場発生装置1の外
形の軸とそれが発生する磁場の軸のずれが測定できるこ
とになる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
軸対称な電磁場の測定が、高精度に且つ低コストで簡単
に測定できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】軸対称な磁場を測定する従来例を説明する図で
ある。
【図2】本発明の第1実施例における軸対称な磁場の測
定方法を説明する図である。
【図3】本発明の第2実施例における磁場発生装置の発
生する磁場の軸と回転軸の調整を説明する図である。
【符号の説明】
1…磁場発生装置 3…測定台 9…測定プローブ 10…ガウスメータ 21…回転装置 22、23…2次元移動機構 24、25、26…2次元移動機構 32…変位測定器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸対称な電場又は磁場を発生させる電場
    発生装置又は磁場発生装置の発生する前記軸対称な電場
    又は磁場を測定する電磁場測定方法であって、 前記電場発生装置又は磁場発生装置を回転装置に配置す
    る工程と、 前記回転装置で前記電場発生装置又は磁場発生装置の回
    転位置を変化させながら、電場又は磁場を測定する工程
    とを備えることを特徴とする電磁場測定方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の電磁場測定方法であっ
    て、 前記電場発生装置又は磁場発生装置を前記回転装置へ配
    置する工程は、前記軸対称な電場又は磁場の軸が前記回
    転軸に一致するよう行われる電磁場測定方法。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の電磁場測定方法であっ
    て、 前記回転装置は、配置した前記電場発生装置又は磁場発
    生装置を前記回転軸に対して移動させる移動装置を有
    し、 前記電場発生装置又は磁場発生装置を前記回転装置へ配
    置する工程は、前記軸対称な電場又は磁場の軸が回転装
    置の回転軸に一致するよう、前記移動装置で前記電場発
    生装置又は磁場発生装置の前記回転軸に対する位置を調
    整する工程を有する電磁場測定方法。
  4. 【請求項4】 請求項2又3はに記載の電磁場測定方法
    であって、 前記電場発生装置又は磁場発生装置は、回転対称な形状
    を有し、該形状の対称軸に対称な電場又は磁場を発生さ
    せ、 前記電場発生装置又は磁場発生装置の前記回転装置への
    配置は、前記電場発生装置又は磁場発生装置の前記形状
    の対称軸が前記回転軸に一致するように配置する電磁場
    測定方法。
  5. 【請求項5】 請求項2又は3に記載の電磁場測定方法
    であって、 前記電場発生装置又は磁場発生装置の前記回転装置への
    配置は、前記回転装置で前記電場発生装置又は磁場発生
    装置の回転位置を変化させた時に、任意の位置での電場
    又は磁場が、変化しないように配置する電磁場測定方
    法。
JP10085873A 1998-03-31 1998-03-31 電磁場測定方法 Pending JPH11281721A (ja)

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