(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流出力型のＤＡ変換器と、
非反転入力端子が前記ＤＡ変換器に接続され、反転入力端子が外部へ出力信号を出力する外部出力部に接続され、前記ＤＡ変換器の出力電流に応じた電圧を前記外部出力部に発生させるオペアンプと、
前記オペアンプの出力端子に接続されたバッファーアンプと、
前記ＤＡ変換器及び前記オペアンプに正及び負の電源電圧を供給するとともに、前記正及び負の電源電圧の中点の部分が前記バッファーアンプの出力端子と接続されたフローティング電源と、
前記オペアンプに供給される電源電圧よりも絶対値の大きな正及び負の電源電圧を前記バッファーアンプに供給するバッファーアンプ用電源装置と、
前記バッファーアンプ用電源装置の接地配線と前記フローティング電源の正の電圧を出力する部分との間に直列に接続された第１抵抗器及び第２抵抗器と、
前記バッファーアンプの出力端子と前記中点との間に直列に接続された第３抵抗器及び第４抵抗器と、を備え、
前記オペアンプの非反転入力端子は前記ＤＡ変換装置の出力端子と、前記第１抵抗器及び第２抵抗器の間と、に接続され、
前記オペアンプの反転入力端子は前記第３抵抗器及び第４抵抗器の間に接続されていることを特徴とするＤＡ変換装置。
【請求項２】
前記外部出力部は、前記バッファーアンプの出力端子と接続されていることを特徴とする請求項１に記載のＤＡ変換装置。
【請求項３】
前記外部出力部は、前記オペアンプの出力端子と接続されていることを特徴とする請求項１に記載のＤＡ変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＡ変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速性が要求されるＤＡ変換装置では、高速化が容易な電流出力型のＤＡコンバータを備え、その出力電流をオペアンプによる電流電圧変換回路で電圧に変換して出力している。
【０００３】
ところで、電子ビーム露光装置等の電子ビーム偏向回路や、ＭＲＩ（magnetic resonance imaging）装置等の制御回路では、例えば数十Ｖ〜数百Ｖといった比較的高い出力電圧が求められる場合がある。
【０００４】
このような用途に用いられるＤＡ変換装置では、電流電圧変換回路に高電圧で動作可能なオペアンプが用いられている。
【０００５】
しかし、市販されている高電圧のオペアンプは動作速度が遅く、ＤＡ変換装置の動作速度が制約されるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１９３２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、高電圧の出力が可能で動作速度に優れたＤＡ変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一観点によれば、電流出力型のＤＡ変換器と、非反転入力端子が前記ＤＡ変換器に接続され、反転入力端子が外部へ出力信号を出力する外部出力部に接続され、前記ＤＡ変換器の出力電流に応じた電圧を前記外部出力部に発生させるオペアンプと、前記オペアンプの出力端子に接続されたバッファーアンプと、前記ＤＡ変換器及び前記オペアンプに正及び負の電源電圧を供給するとともに、前記正及び負の電源電圧の中点の部分が前記バッファーアンプの出力端子と接続されたフローティング電源と、前記オペアンプに供給される電源電圧よりも絶対値の大きな正及び負の電源電圧を前記バッファーアンプに供給するバッファーアンプ用電源装置と、前記バッファーアンプ用電源装置の接地配線と前記フローティング電源の正の電圧を出力する部分との間に直列に接続された第１抵抗器及び第２抵抗器と、前記バッファーアンプの出力端子と前記中点との間に直列に接続された第３抵抗器及び第４抵抗器と、を備え、前記オペアンプの非反転入力端子は前記ＤＡ変換装置の出力端子と、前記第１抵抗器及び第２抵抗器の間と、に接続され、前記オペアンプの反転入力端子は前記第３抵抗器及び第４抵抗器の間に接続されているＤＡ変換装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
上記観点のＤＡ変換装置によれば、ＤＡ変換器とＤＡ変換器の出力電流を電圧に変換するオペアンプとが、バッファーアンプの出力電圧に応じて電位が変化するフローティング電源によって駆動される。
【００１１】
そのため、バッファーアンプの出力電圧がオペアンプの耐圧を大幅に逸脱してもオペアンプが正常に動作するため、耐圧が低く動作速度に優れたオペアンプで外部出力部の出力電圧の制御を行える。
【００１２】
これにより、出力電圧が安定化するまでのセトリングタイムを短縮でき、高電圧出力が可能で動作速度に優れたＤＡ変換装置が得られる。
【００１３】
また、上記観点のＤＡ変換装置を静電偏向器の制御回路に用いることで、電子ビームの走査速度が向上し、電子ビーム露光装置の生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、予備的事項に係るＤＡ変換装置の回路図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るＤＡ変換装置の回路図である。
【図３】図３は、図１のＤＡ変換装置の動作を示す回路図である。
【図４】図４は、第２実施形態に係るＤＡ変換装置の回路図である。
【図５】図５は、図４のＤＡ変換装置の動作を説明する図である。
【図６】図６は、第３実施形態に係るＤＡ変換装置の回路図である。
【図７】図７は、第４実施形態に係る電子ビーム露光装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施形態の説明に先立って、予備的事項について説明する。
【００１６】
図１は、予備的事項に係るＤＡ変換装置８０の回路図である。
【００１７】
このＤＡ変換装置８０は、電流出力型のＤＡ変換器８１を備え、その出力端子はオペアンプ８２の反転入力端子に接続されている。そのオペアンプ８２の反転入力端子は、抵抗器８３を介してオペアンプ８２の出力端子と接続されており、閉じたフィードバックループ（閉ループ）を形成している。一方、オペアンプ８２の非反転入力端子は、接地配線８８ｃと接続されている。
【００１８】
また、オペアンプ８２及びＤＡ変換器８１には、第１電源８８ａ及び第２電源８８ｂとが接続されている。第１電源８８ａは接地配線８８ｃの電位を基準に正の電圧Ｖを発生させ、第２電源８８ｂは接地配線８８ｃの電位を基準に負の電圧−Ｖを発生させる。
【００１９】
このようなＤＡ変換装置８０において、ＤＡ変換器８１の出力電流は、抵抗器８３を介してオペアンプ８２の出力端子側に流れ込む。
【００２０】
オペアンプ８２は、閉ループ条件の下で動作しているため、反転入力端子の電圧が非反転入力端子の電圧と等しくなるように出力端子の電圧を制御する。そのため、オペアンプ８２の出力端子からは、ＤＡ変換器８１の出力電流と抵抗器８３の抵抗値との積に応じた電圧が出力される。
【００２１】
このようにして、ＤＡ変換器８１の出力電流がオペアンプ８２によって電圧に変換される。
【００２２】
ところで、ＤＡ変換装置８０を電子ビーム露光装置の静電偏向器等の駆動回路として用いる場合には、ＤＡ変換装置８０には、例えば±４０や、±２５０Ｖといった高電圧での出力が求められる。その場合には、オペアンプ８２として高電圧のオペアンプを用いる必要がある。
【００２３】
しかし、市販されている高電圧のオペアンプは、動作速度が遅いという問題がある。
【００２４】
例えば、耐圧が±６Ｖ程度の市販のオペアンプではゲインバンド幅が５００ＭＨｚ程度であるのに対し、耐圧が±４０Ｖ程度のオペアンプのゲインバンド幅は１００ＭＨｚ程度しかなく、高電圧のオペアンプでは動作速度が遅い。
【００２５】
そのため、高電圧で動作するオペアンプを用いたＤＡ変換装置８０では、出力電圧の変化後に、オーバーシュートやリンギングなどの電圧変動が発生し、その収束までのセトリング時間が長くなり、高速に動作させることが困難である。
【００２６】
以下、実施形態について説明する。
【００２７】
（第１実施形態）
図２は、第１実施形態に係るＤＡ変換装置の回路図である。
【００２８】
図２に示すように、本実施形態のＤＡ変換装置１０は、能動素子として、ＤＡ変換器１１と、高速オペアンプ１２と、バッファーアンプ１３とを備えている。
【００２９】
ＤＡ変換器１１は、電流出力型のＤＡコンバータであり、その出力端子は高速オペアンプ１２の非反転入力端子に接続されている。
【００３０】
高速オペアンプ１２は、耐圧が数Ｖ程度と比較的低く、且つゲインバンド幅が数百ＭＨｚ以上の高速なオペアンプである。この高速オペアンプ１２には、例えば、耐圧が±５Ｖ程度で、ゲインバンド幅が６００ＭＨｚ程度の市販のオペアンプを使用できる。
【００３１】
高速オペアンプ１２の出力端子はバッファーアンプ１３に接続されており、反転入力端子はバッファーアンプ１３の出力端子に接続されて閉ループを形成している。また、高速オペアンプ１２の非反転入力端子と接地配線１８ｃとの間には、抵抗器１６が接続されている。
【００３２】
バッファーアンプ１３の出力端子は、ＤＡ変換装置１０が外部の機器に接続される外部出力部１９に接続されている。このバッファーアンプ１３は、数十Ｖから数百Ｖの比較的高い電源電圧で動作する電力増幅回路であり、例えば一対のｐ型トランジスタ及びｎ型トランジスタを用いたプッシュプル回路や、ゲインを１程度に設定した高電圧のオペアンプ等を用いることができる。
【００３３】
そのバッファーアンプ１３には、第１電源１８ａ及び第２電源１８ｂが接続されている。第１電源１８ａは、接地配線１８ｃとの間で正の電圧Ｖ1+を発生し、第２電源１８ｂは接地配線１８ｃとの間で負の電圧Ｖ1-を発生させる。この電圧Ｖ1+及び電圧Ｖ1-は、例えば±４０Ｖや、±２５０Ｖといった比較的高い電圧である。
【００３４】
本実施形態のＤＡ変換装置１０は、更に第１電源１８ａ及び第２電源１８ｂから独立した、第１フローティング電源１４ａと第２フローティング電源１４ｂとを備えている。
【００３５】
第１フローティング電源１４ａ及び第２フローティング電源１４ｂとしては、例えば電池等を用いることができる。これらの第１及び第２フローティング電源１４ａ、１４ｂは、中点１４ｃを挟んで直列に接続されている。そして、第１フローティング電源１４ａは中点１４ｃの電位を基準にして正の電圧Ｖ2+を発生させ、第２フローティング電源１４ｂは中点１４ｃの電位を基準にして負の電圧Ｖ2-を発生させる。
【００３６】
フローティング電源１４ａ、１４ｂからの電力は、ＤＡ変換器１１及び高速オペアンプ１２に供給され、ＤＡ変換器１１及び高速オペアンプ１２は中点１４ｃの電位を基準に動作する。
【００３７】
フローティング電源１４ａ、１４ｂの電圧は、入手可能なオペアンプの耐圧によって適宜設定すればよく、特に限定されないが、例えば±５Ｖ程度とすることができる。
【００３８】
さらに、本実施形態のＤＡ変換装置１０では、中点１４ｃがバッファーアンプ１３の出力端子と接続されており、中点１４ｃの接地配線１８ｃに対する電位はバッファーアンプ１３の出力電圧に応じて変動する。
【００３９】
したがって、ＤＡ変換器１１及び高速オペアンプ１２は、バッファーアンプ１３の出力端子の電位を中心に動作する。
【００４０】
以下、ＤＡ変換装置１０の動作を説明する。ここに、図３はＤＡ変換装置１０の動作を示す回路図である。
【００４１】
図３に示すように、ＤＡ変換器１１は、入力されたデジタル信号に基づいて、所定の電流ｉSを出力する。出力された電流ｉSは、抵抗器１６を介して接地配線１８ｃに流れ込む。その電流ｉSは第１電源１８ａを経てバッファーアンプ１３の出力端子に流れ、中点１４ｃ及び第１フローティング電源１４ａを経てＤＡ変換器１１に戻る経路で流れる。
【００４２】
この電流ｉSにより抵抗器１６の両端に電位差が発生し、高速オペアンプ１２の非反転入力端子の電位が接地配線１８ｃよりも高くなる。
【００４３】
これにより、高速オペアンプ１２の出力が増加して、バッファーアンプ１３の出力端子の電圧が増加する。高速オペアンプ１２は、バッファーアンプ１３を介して閉ループ状態で動作しているため、バッファーアンプ１３の出力端子と高速オペアンプ１２の非反転入力端子とが同じ電圧となる。そして、ＤＡ変換器１１の出力電流ｉSと抵抗器１６の抵抗値との積に等しい電圧がＤＡ変換装置１０の外部出力部１９から出力される。
【００４４】
この過程で、中点１４ｃの電位がバッファーアンプ１３の出力端子の電位に追随して変化するので、高速オペアンプ１２及びＤＡ変換器１１がバッファーアンプ１３の出力端子の電位を中心にして動作する。
【００４５】
したがって、バッファーアンプ１３の出力端子の電位が高速オペアンプ１２の耐圧を大きく逸脱する場合であっても、高速オペアンプ１２に耐圧を超える電圧が加わることはなく、高速オペアンプ１２が正常に動作する。
【００４６】
その結果、高電圧のオペアンプにみられるようなオーバーシュートやリンギングは、高速オペアンプ１２のフィードバック制御で素早く収束され、出力電圧が安定化するまでのセトリング時間が大幅に短縮される。
【００４７】
これにより、高電圧の出力が可能であって高速性に優れたＤＡ変換装置が得られる。
【００４８】
（第２実施形態）
図４は、第２実施形態に係るＤＡ変換装置の回路図である。
【００４９】
このＤＡ変換装置２０は、ＤＡ変換器の出力電流の向きが変えられない場合であっても、正及び負の出力電圧が得られるようになっている。
【００５０】
以下、ＤＡ変換装置２０の各部について説明する。なお、図４において図２のＤＡ変換装置１０と同様の構成には同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００５１】
図４に示すように、ＤＡ変換装置２０は、ＤＡ変換器２１と、高速オペアンプ１２と、バッファーアンプ１３と、フローティング電源１４ａ、１４ｂと、第１〜第４抵抗器４１、４２、４３、４４とを備える。
【００５２】
第１、第２フローティング電源１４ａ、１４ｂは中点１４ｃを挟んで直列に接続されており、その中点１４ｃは直列に接続された第３抵抗器４３及び第４抵抗器４４を介してバッファーアンプ１３の出力端子に接続されている。
【００５３】
また、第１フローティング電源１４ａの正極側は、直列に接続された第１抵抗器４１及び第２抵抗器４２を介して接地配線１８ｃと接続されている。
【００５４】
ＤＡ変換器２１は、差動電流出力型のＤＡコンバータであり、その一方の出力端子が高速オペアンプ１２の非反転入力端子に接続され、他方の出力端子が中点１４ｃに接続されている。
【００５５】
高速オペアンプ１２の非反転入力端子は第１抵抗器４１と第２抵抗器４２との間に接続されており、高速オペアンプ１２の反転入力端子は第３抵抗器４３及び第４抵抗器４４の間に接続されている。また、高速オペアンプ１２の出力端子はバッファーアンプ１３に接続されている。
【００５６】
また、バッファーアンプ１３は、出力端子が外部出力部１９に接続されている。このバッファーアンプ１３は、第１電源１８ａ及び第２電源１８ｂからの電力で動作する。
【００５７】
以下、ＤＡ変換装置２０の動作を説明する。ここに、図５は図４に示すＤＡ変換装置２０の動作を説明する回路図である。
【００５８】
図５に示すように、ＤＡ変換器１１の一方の出力端子からからは矢印に示す向きの電流ｉs+が出力され、他方の出力端子からは矢印に示すｉs-の電流が出力される。
【００５９】
この電流ｉs+は、第１抵抗器４１から流れ込み、正のフローティング電源１４ａから接地配線１８ｃに向けて流れるバイアス電流ｉbからｉs+を減ずる。第２抵抗器４２には、この残りの電流（ｉb−ｉs+）が流れる。
【００６０】
電流（ｉb−ｉs+）は、図示の矢印のように接地配線１８ｃ、第１電源１８ａ、バッファーアンプ２３、第４抵抗器４４、第３抵抗器４３、及び中点１４ｃに至る経路を流れる。
【００６１】
一方、電流ｉs+は、ＤＡ変換器２１を経て電流ｉs-として中点１４ｃに流れ、中点１４ｃで電流（ｉb−ｉs+）と合流する。
【００６２】
ここで、（ｉb−ｉs+）＝０の場合には、第２抵抗器４２に流れる電流は０となり、第２抵抗器４２に電位差は発生しない。そのため、高速オペアンプ１２の非反転入力端子は接地配線１８ｃと同電位の０Ｖとなる。
【００６３】
高速オペアンプ１２の出力端子と反転入力端子は、バッファーアンプ１３及び第４抵抗器４４を介して接続されており、閉ループを形成している。そのため、高速オペアンプ１２の反転入力端子の電圧も非反転入力端子と同電位の０Ｖとなる。
【００６４】
この状態では第３抵抗器４３には電流が流れず、フローティング電源の中点１４ｃの電位は接地配線１８ｃと同電位の０Ｖとなる。
【００６５】
この状態から、ＤＡ変換器２１の電流出力ｉs+及びｉs-を変化させると、変化させた電流量に応じた電圧出力が得られる。
【００６６】
以下、ＤＡ変換器２１の出力電流ｉs+の変化に対する出力電圧の変化について説明する。
【００６７】
ここでは、ＤＡ変換器２１の出力電流をｉs+とし、第１〜第４抵抗４１、４２、４３、４４の抵抗値をそれぞれＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4とする。また、高速オペアンプ１２の非反転入力端子の電位をＶi+、反転入力端子の電位をＶi-とし、バッファーアンプ１３の電位をＶoとする。さらに、フローティング電源の中点１４ｃの電位をＶfとする。なお、ここでの電位は接地配線１８ｃを基準とした電位をいうものとする。
【００６８】
また、第１フローティング電源１４ａの電圧（起電力）をＶ2+とし、第２フローティング電源１４ｂの電圧（起電力）をＶ2-とする。また、第１フローティング電源１４ａから第１抵抗器４１に流れるバイアス電流をｉbとする。
【００６９】
まず、バイアス電流ｉbを求める。高速オペアンプ１２の非反転入力端子及び反転入力端子の電位が同じことに着目すると、バイアス電流ｉbは、第１抵抗器４１、第３抵抗器４３の抵抗値及びＤＡ変換器２１の出力電流ｉs+を用いて以下の式（１）のように表せる。
【００７０】
【数１】
0005438161.tif 000002
【００７１】
これをｉbについて解くことで、ｉbが下記の式（２）のように求まる。
【００７２】
【数２】
0005438161.tif 000003
【００７３】
次に、高速オペアンプ１２の非反転入力端子の電位Ｖi+を求める。
【００７４】
高速オペアンプ１２の入力は高インピーダンスなので、電流（ｉb−ｉs+）はすべて第２抵抗器４２に流れるとみなせる。そのため、高速オペアンプ１２の非反転入力端子の電位Ｖi+は、下記の式（３）で表される。
【００７５】
【数３】
0005438161.tif 000004
【００７６】
式（２）を式（３）式に代入することにより、非反転入力端子の電位Ｖi+が下記の式（４）のように求まる。
【００７７】
【数４】
0005438161.tif 000005
【００７８】
また、バッファーアンプ１３の出力端子の電位Ｖoは下記の式（５）で表される。
【００７９】
【数５】
0005438161.tif 000006
【００８０】
式（２）を式（５）に代入して整理すると、バッファーアンプ１３の出力端子の電位Ｖoを表す下記の式（６）が得られる。
【００８１】
【数６】
0005438161.tif 000007
【００８２】
このとき、高速オペアンプ１２の動作基準点であるフローティング電源の中点１４ｃの電位Ｖfは下記の式（７）で表される。
【００８３】
【数７】
0005438161.tif 000008
【００８４】
この式（７）に、式（２）及び式（４）を代入することで、中点１４ｃの電位Ｖfを表す下記の式（８）が得られる。
【００８５】
【数８】
0005438161.tif 000009
【００８６】
バッファーアンプ１３の出力端子の電位Ｖoを表す式（６）と中点１４ｃの電位Ｖfを表す式（８）とを比較すると、中点１４ｃの電位Ｖfは出力端子Ｖoに応じて変化することがわかる。
【００８７】
以下、Ｒ1を１ｋΩ、Ｒ2を４ｋΩ、Ｒ3を５Ω、Ｒ4を２０Ωとし、第１フローティング電源１４ａの電圧Ｖ2+を５Ｖ、第２フローティング電源１４ｂの電圧Ｖ2-を−５Ｖとしたときの外部出力部１９の電圧Ｖo及び中点１４ｃの電位Ｖfの計算結果を下記の表に示す。
【００８８】
なお、計算に当たって、高速オペアンプ１２のゲインを８０ｄＢとし、バッファーアンプ１３のゲインは０．９９とした。
【００８９】
【表１】
0005438161.tif 000010
【００９０】
上記の計算結果から、ＤＡ変換器２１の０〜１０［ｍＡ］の出力電流に対してバッファーアンプ１３の出力端子の電位が２０［Ｖ］〜−２０［Ｖ］の範囲で変化することがわかる。そして、高速オペアンプ１２及びＤＡ変換器２１の動作の基準となる中点１４ｃの電位Ｖfは、バッファーアンプ１３の出力端子の電位Ｖoに追従することがわかる。
【００９１】
これにより、本実施形態のＤＡ変換装置２０においても、バッファーアンプ１３の出力端子の電位Ｖoが高速オペアンプ１２の動作電圧を大きく逸脱しても、高速オペアンプ１２が正常に動作し、セトリング時間が短縮されて動作速度が向上する。
【００９２】
また、本実施形態のＤＡ変換装置２０では、第１〜第４抵抗器４１〜４４の抵抗値を適宜設定することにより、出力電流ｉs+の向きが変えられないＤＡ変換器２１の出力から正及び負の出力電圧が得られる。
【００９３】
（第３実施形態）
図６は、第３実施形態に係るＤＡ変換装置の回路図である。なお、図６のＤＡ変換装置３０において、図４のＤＡ変換装置２０と同様の構成については同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９４】
図６に示すように、本実施形態のＤＡ変換装置３０は、ＤＡ変換器２１、フローティング電源１４ａ、１４ｂ、第１〜第４抵抗器４１、４２、４３、４４、高速オペアンプ１２、及びバッファーアンプ１３を有する点で、図４のＤＡ変換装置２０と同様である。
【００９５】
但し、高速オペアンプ１２の反転入力端子は、第４抵抗器４４を介して高速オペアンプ１２の出力端子と接続されており、バッファーアンプ１３は高速オペアンプ１２のフィードバックループから外れている。また、高速オペアンプ１２の出力端子はＤＡ変換装置３０の外部出力部１９に接続されている。
【００９６】
さらに、バッファーアンプ１３の出力端子がフローティング電源の中点１４ｃにのみ接続されており、バッファーアンプ１３の出力はフローティング電源の中点１４ｃの電位の制御にのみ用いられる。
【００９７】
上記のＤＡ変換装置３０によっても、フローティング電源の中点１４ｃの電位がバッファーアンプ１３の出力に追随して変化するため、高速オペアンプ１２を用いて高電圧の出力の制御を行うことができ、動作速度の向上を図ることができる。
【００９８】
（第４実施形態）
図７は、第４実施形態に係る電子ビーム露光装置のブロック図である。
【００９９】
図７に示す電子ビーム露光装置９０は、露光部１００と、露光部１００を制御する制御部１６０とに大別される。このうち、露光部１００は、電子ビーム生成部１３０、マスク偏向部１４０及び基板偏向部１５０を備えている。
【０１００】
電子ビーム生成部１３０では、電子銃１０１から電子ビームＥＢを発生させ、この電子ビームＥＢを第１電子レンズ１０２で収束させて、所定の電流密度の電子ビームＥＢを生成する。さらに、収束された電子ビームＥＢは、ビーム整形用マスク１０３の矩形アパーチャ１０３ａを通過することにより、矩形状の断面に整形される。
【０１０１】
このようにして電子ビーム生成部１３０で生成された電子ビームＥＢは、マスク偏向部１４０の第２電子レンズ１０５によって露光マスク１１０上に結像される。そして、電子ビームＥＢは、第１静電偏向器１０４及び第２静電偏向器１０６により、露光マスク１１０に形成された特定のパターンＳiに偏向される。露光マスク１１０を通過することにより、電子ビームＥＢの断面の形状がパターンＳiの形状に整形される。
【０１０２】
露光マスク１１０を通った電子ビームＥＢは、第３静電偏向器１１２及び第４静電偏向器１１３によって光軸Ｃに振り戻された後、第５電磁レンズ１１４によってそのサイズが縮小される。
【０１０３】
マスク偏向部１４０の静電偏向器１０４、１０６、１１２、１１３で発生する電子ビームＥＢの偏向収差は、第１補正コイル１０７及び第２補正コイル１０９によりが補正される。
【０１０４】
その後、電子ビームＥＢは、基板偏向部１５０に設けられた遮蔽板１１５のアパーチャ１０５ａを通過して、第５静電偏向器１１９及び電磁偏向器１２０によってウェハ２１２上の所定の位置に偏向される。そして、電子ビームＥＢは、第１投影用電磁レンズ１１６及び第２投影用電磁レンズ１２１を通じてウェハ２１２の表面に投影される。
【０１０５】
第３補正コイル１１７及び第４補正コイル１１８は、基板偏向部１５０の偏向器１１９、１２０で生じた電子ビームＥＢの偏向収差を補正する。
【０１０６】
以上の電子光学系により、露光マスク１１０のパターンＳiの像が、所定の縮小率、例えば１／２０の縮小率でウェハ２１２上に転写される。
【０１０７】
一方、制御部１６０は、露光部１００に含まれる電子光学系の各部の制御を行う。
【０１０８】
その制御部１６０には、第１〜第５静電偏向器１０４、１０６、１１２、１１３、１１９に印加する電圧を発生させる回路として、ＤＡ変換装置１０（図２参照）、ＤＡ変換装置２０（図４参照）及びＤＡ変換装置３０（図６参照）の何れかが搭載されている。
【０１０９】
これにより、本実施形態に係る電子ビーム露光装置９０では、動作速度に優れたＤＡ変換装置で静電偏向器に電圧を印加できるので、静電偏向器の電圧が安定するまでのセトリング時間が大幅に短縮される。
【０１１０】
したがって、電子ビーム露光装置９０によれば、より素早く電子ビームの偏向を行うことができ、スループットが向上する。
【符号の説明】
【０１１１】
１０、２０、３０…ＤＡ変換装置、１１、２１、８１…ＤＡ変換器、１４ａ…第１フローティング電源、１４ｂ…第２フローティング電源、１４ｃ…中点、１６、４１、４２、４３、４４、８３…抵抗器、１８ａ、８８ａ…第１電源、１８ｂ、８８ｂ…第２電源、１８ｃ、８８ｃ…接地配線、１９…外部出力部、８２…オペアンプ、９０…電子ビーム露光装置、１００…露光部、１０１…電子銃、１０４、１０６、１１２、１１３、１１９…静電偏向器、１６０…制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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