(57)【要約】【課題】駆動する際のノイズが少ない偏向器を提供する。【解決手段】  ＣＹにおいては、板状の絶縁体からなるベーン１に、外側コイル２と内側コイル３の２つのコイルが形成されている。又、ＰＹにおいては、板状の絶縁体からなるベーン４に、外側コイル５と内側コイル６の２つのコイルが形成されている。外側コイル２、５の、光軸７方向の長さは、内側コイル３、６の、光軸７方向の長さよりも長くなっている。よって、外側コイル２、５と内側コイル３、６に同じ電流を流したとき、形成される偏向場は外側コイル２、５よる偏向場の方が、内側コイル３、６による偏向場より大きくなる。そして、ＣＹの外側コイル２とＰＹの内側コイル６が直列に接続され、第１電源装置８の電流Ｉ１で駆動され、ＣＹの内側コイル３とＰＹの外側コイル５が直列に接続され、第２電源装置９の電流Ｉ２で駆動されるようになっている。【選択図】  図１
2005056788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単位偏向器のペアからなる偏向器であって、それぞれの前記単位偏向器のコイルが第１、第２のコイルに分割されており、第１のコイル同士、第２のコイル同士がそれぞれが直列に接続されており、各直列に接続されたコイルに電流を供給する電源装置が、別々に設けられていて、各直列に接続されたコイルに同じ電流を流したときの第１の単位偏向器の第１のコイルによる偏向量と、第１の単位偏向器の第２のコイルによる偏向量の比が、第２の単位偏向器の第１のコイルによる偏向量と、第２の単位偏向器の第２のコイルによる偏向量の比と異なることを特徴とする偏向器。
【請求項２】
前記単位偏向器のペアは、像面での偏向ベクトルがおよそ逆向きで、同じ電流を流した時に生じる偏向ベクトルの長さがほぼ等しいものであることを特徴とする偏向器。
【請求項３】
前記第１のコイルの光軸方向の長さの和が、前記第２のコイルの光軸方向の長さの和より長くされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の偏向器。
【請求項４】
前記第１のコイルの中心位置が、前記第２のコイルの中心位置よりも光軸に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の偏向器。
【請求項５】
請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の偏向器であって、前記第１のコイルと前記第２のコイルによる光軸近傍での偏向磁場の光軸方向分布のパターンが相似に近くなるようにされていることを特徴とする偏向器。
【請求項６】
請求項５に記載の偏向器であって、前記第１のコイルと前記第２のコイルが共巻きに設けられていることを特徴とする偏向器。
【請求項７】
請求項５に記載の偏向器であって、前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくとも一方の、光軸に平行な部分が蛇行していることを特徴とする偏向器。
【請求項８】
請求項５に記載の偏向器であって、前記第１のコイルの光軸方向の長さの和が、前記第２のコイルの光軸方向の長さの和より長くされており、前記第１のコイルの中心位置が、前記第２のコイルの中心位置よりも光軸に近い位置に配置されていることを特徴とする偏向器。
【請求項９】
第１のコイルと第２のコイルを有する偏向器であって、第１のコイル同士、第２のコイル同士がそれぞれが直列に接続されており、分割されたコイルに同じ電流を流したとき第１のコイルによる偏向量と第２のコイルによる偏向量がほぼ同じとされている偏向器において、第１のコイルと第２のコイルがほぼ同じ形状であり、かつ、それぞれベーンの表裏面に、別々に設けられていることを特徴とする偏向器。
【請求項１０】
請求項１から請求項８に記載の偏向器を構成する単位偏向器の一方が請求項９に記載の偏向器であることを特徴とする偏向器。
【請求項１１】
前記第１の単位偏向器の前記第１のコイルの感度（単位電流当たりの偏向量）をａ、前記第１の単位偏向器の前記第２のコイルの感度をｂ、前記第２の単位偏向器の前記第１のコイルの感度をｃ、前記第２の単位偏向器の前記第２のコイルの感度をｄとし、前記第１の単位偏向器の前記第１のコイルと前記第２の単位偏向器の前記第１のコイルに流す電流をＩ１、前記第１の単位偏向器の前記第２のコイルと前記第２の単位偏向器の第２のコイルに流す電流をＩ２として、
｜（ａ−ｃ）Ｉ１｜＞｜（ｄ−ｂ）Ｉ２｜
の状態を保ちながら、それぞれ同方向の電流Ｉ１、Ｉ２で励磁する、又は
｜（ａ−ｃ）Ｉ１｜＜｜（ｄ−ｂ）Ｉ２｜
の状態を保ちながら、それぞれ同方向の電流Ｉ１、Ｉ２で励磁することを特徴とする請求項１から請求項８又は請求項１０のうちいずれか１項に記載の偏向器の駆動方法。
【請求項１２】
前記第１の単位偏向器の前記第１のコイルと前記第２の単位偏向器の前記第１のコイルに流す電流をＩ１、前記第１の単位偏向器の前記第２のコイルと前記第２の単位偏向器の第２のコイルに流す電流をＩ２として、それぞれの微小変化分をΔＩ１、ΔＩ２とするとき、
｜ΔＩ１｜＞｜ΔＩ２｜の状態を保ちながら、それぞれ逆方向に電流Ｉ１、Ｉ２を変化させる、又は｜ΔＩ１｜＜｜ΔＩ２｜の状態を保ちながら、それぞれ逆方向に電流Ｉ１、Ｉ２を変化させることを特徴とする請求項１から請求項８又は請求項１０のうちいずれか１項に記載の偏向器の駆動方法。
【請求項１３】
前記第１の単位偏向器の前記第１のコイルの感度（単位電流当たりの偏向量）をａ、前記第１の単位偏向器の前記第２のコイルの感度をｂ、前記第２の単位偏向器の前記第１のコイルの感度をｃ、前記第２の単位偏向器の前記第２のコイルの感度をｄとし、前記第１の単位偏向器の前記第１のコイルと前記第２の単位偏向器の前記第１のコイルに流す電流をＩ１、前記第１の単位偏向器の前記第２のコイルと前記第２の単位偏向器の第２のコイルに流す電流をＩ２として、上記構成の偏向器で、
ΔＤ＝（ａ−ｃ）Ｉ１−（ｂ−ｄ）Ｉ２
を一定に保ちながら電流Ｉ１、Ｉ２を変化させ、前記第１の単位偏向器と前記第２の単位偏向器の偏向量のオフセットΔＤを一定に保ちながら偏向器を駆動することを特徴とする請求項１から請求項８又は請求項１０のうちいずれか１項に記載の偏向器の駆動方法。
【請求項１４】
請求項１から請求項１０のうちいずれか１項に記載の偏向器を有することを特徴とする荷電粒子線露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線露光装置等に使用される偏向器であって、駆動する際のノイズが少ない偏向器、アライナーとしての機能を有する偏向器、及びそれらの駆動方法、並びにそれらの偏向器を使用した荷電粒子線露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、より微細な半導体集積回路を露光できる、電子線露光装置の研究、開発が盛んに行われている。ここで電子線露光装置とは、レチクル回路に形成された回路パターンを電子光学系の投影レンズによりウエハに縮小転写する装置である。この中でも、実用化に向けて開発が進んでいるものは、レチクル面をサブフィールドと呼ばれる露光領域に分割し、サブフィールド内のパターンを一括して露光転写し、露光パターンをつなぎ合わせることによりウエハ上に回路パターン全体を露光転写する、分割投影露光方式と呼ばれる方式の電子線露光装置（USP4,376,249、Variable axis electron beam projection system：特許文献１）である。
【０００３】
この分割投影露光方式の電子線露光装置のサブフィールド、すなわち露光領域の大きさはレチクル上で約１mm□、ウエハ上で約250μm□程度である。これに対し、レチクルは直径200mmのウエハから作成される。露光パターンをつなぐために、電子ビームを偏向しながら露光を繰り返す技術が提案されている。この技術では、縦方向の磁場であるレンズ場に、横方向の磁場である偏向場を重畳させ、磁気レンズの光軸を実効的に横方向にシフトさせるものである。また、偏向器により電子ビームを偏向させ、電子ビームを、横方向にシフトした磁気レンズの光軸近傍を通過させるようにする。
【０００４】
その電子ビームの軌道を図１４（ａ）に示す。レチクル３１に形成されたパターンを垂直に通過した電子ビーム３２は、偏向器ＣＹによって光軸３３とクロスするように偏向され、散乱アパーチャ３４の位置で光軸３３を通過した後、偏向器ＰＹによって逆方向に偏向され、ウエハ３５上に垂直にランディングし、レチクル３１の像を結像する。この電子ビーム３２の軌道がVariable Axisと呼ばれる。図では簡略化のため、レンズは図示しておらず、偏向器ＣＹ、ＰＹのみ示してある。このように電子ビーム３２を偏向する偏向器として、優れた偏向器が提案されている（USP6,153,885：Troidal charged particle deflector with high mechanical stability and accuracy：特許文献２）。
【０００５】
偏向器は通常直交する２方向の横磁場（偏向場）を発生させ、電子ビームをローレンツ力で偏向させる。本特許の以後の説明では、偏向器が発生する１つの方向の磁場により、ビームがウエハ面上でＸ方向に偏向されるように、もう１つの方向の磁場によりビームがウエハ面上でＹ方向に偏向されるように偏向器の角度が設定されているとする。偏向器は直交する２方向の偏向場を重畳することで、任意の向きにビームを偏向できる。そのため偏向器の角度を、ウエハ座標に平行に設定する必要はない。しかし今回は説明を分かりやすくするため、そのように配置した場合を説明する。さらに以後の説明は、偏向器の直交する２つの方向のうち、Ｘ方向の偏向器を励磁した場合を説明する。当然以後の説明はＹ方向にも適応できる。ここで偏向器自身が発生する磁場の向きと、ウエハ面上で実際にビームが偏向される向きは、ビームがレンズ場で回転するため異なることに注意する必要がある。そのため、必ずしも、Ｘ偏向器がＸ方向に、Ｙ偏向器がＹ方向に磁場を発生するのではない。
【０００６】
上記偏向器は上側の偏向器（Collimator Vane Yoke、ＣＹと略す）と、下側の偏向器（Projector Vane Yoke、ＰＹと略す）がウエハ３５面上で電子ビーム３２をほぼ逆向きに、同じ距離だけ偏向させる。例えばＣＹのみ、ＰＹのみをｘ軸方向に励磁した場合、電子ビーム３２の軌道はそれぞれ図１４（ｂ）、（ｃ）のようになる（なお、実際には（ｂ）の場合には、電子ビーム３２は散乱アパーチャ３４を通過できないが、説明のために通過しているように図示している）。電子ビーム３２のランディング位置をウエハ３５面上でベクトル表示すると、図１６（ａ）のように、ＣＹによる電子ビーム３２のランディング位置ベクトルとＰＹによる電子ビーム３２のランディング位置ベクトルは、ベクトルの長さが同じでｘ軸上にある逆向きのベクトルとなる。
【０００７】
ところで、偏向器を駆動するドライバーは、必ず電気ノイズを発生させる。そのため、ＣＹとＰＹを別々のドライバー３６、３７で駆動すると、図１６（ｂ）に示すように、ＣＹとＰＹに流れる電流が変動し、偏向場もそれに伴って変動する。これに伴って、電子ビーム３２のウエハ３５上でのランディングポジションが変動する。しかし、もしＣＹとＰＹを直列に配線し、１つのドライバーで駆動すれば、ＣＹとＰＹの電気ノイズは同一となり、もしＣＹとＰＹの偏向ベクトルがウエハ３５上でベクトルの長さが等しく、逆向きを向いていれば、ノイズが全てキャンセルされ、図１６（ｃ）に示すように、ウエハ上での電子ビーム３２のランディングポジションはふらつかない。このような手段は、例えば特開平１１−２２４８４５号公報や特開平１１−１６８０５９号公報に開示されており、ペアリングと呼ばれる。
【０００８】
ビーム安定度は露光転写の精度に直結するが、このような手段によりノイズをキャンセルし、露光転写精度を上げることができる。この場合ＣＹとＰＹを直列につなぐため、ドライバーの負荷が増加し、１つのドライバーでは偏向器ＣＹ、ＰＹの２つをドライブできない。そのため、図１６（ｃ）に示すように、ドライバーの数はペアリング前と同じ台数（３８と３９）を使用し、それを並列に並べ、協調させてドライブすることとなる。
【特許文献１】USP4,376,249
【特許文献２】USP6,153,885
【特許文献３】特開平１１−２２４８４５号公報
【特許文献４】特開平１１−１６８０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし上記のようにＣＹとＰＹを直列接続した場合、もしＣＹとＰＹに製造誤差があると、図１４（ａ）のように電子ビーム３２を偏向したいのにもかかわらず、それぞれの偏向ベクトルに誤差がのるため、所定の偏向軌道が得られなくなる。
【００１０】
その場合、ＣＹとＰＹがそれぞれ独立にドライブされていれば、それぞれの励磁電流を微調整することにより偏向ベクトルの方向が反対でベクトルの長さが同じとなるように調整することができ、図１４（ａ）に示す軌道が得られる。しかし、ＣＹとＰＹを直列に結んでしまうと（ペアリングすると）その自由度がなくなってしまう。その自由度を補うため、例えば補助偏向器を追加すると、そのドライバーが新たに必要となり、そのドライバーのノイズにより電子ビーム位置が不安定となる。
【００１１】
更に、荷電粒子線装置にはアライナーがよく使われる。アライナーも基本的には偏向器と同じく、横磁場を発生して電子ビームを偏向するものであるが、直流電流で励磁し、静的に電子ビームの通過位置を合わせること（軸合わせ）にのみ使われる。軸合わせとは、例えば照明系の機械的な構造と投影系の機械的な構造とに芯ずれがあったり、これらの軸がそれぞれ傾いていたときなどに、それを補正する作業をいう。
【００１２】
このアライナーに交流電流を印加し、電子ビームをスキャンする使い方もされる。これは例えば、電子ビームをピンホール上に走査し、ピンホールを通過する電子ビームの量を測定することにより、電子ビームの位置や形状を観察するために行われる。アライナーを追加すると、そのドライバーが新たに必要となり、またそのドライバーのノイズによりビーム位置が不安定となる。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、駆動する際のノイズが少ない偏向器、アライナーとしての機能を有する偏向器、及びそれらの駆動方法、並びにそれらの偏向器を使用した荷電粒子線露光装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するための第１の手段は、単位偏向器のペアからなる偏向器であって、それぞれの前記単位偏向器のコイルが第１、第２のコイルに分割されており、第１のコイル同士、第２のコイル同士がそれぞれが直列に接続されており、各直列に接続されたコイルに電流を供給する電源装置が、別々に設けられていて、各直列に接続されたコイルに同じ電流を流したときの第１の単位偏向器の第１のコイルによる偏向量と、第１の単位偏向器の第２のコイルによる偏向量の比が、第２の単位偏向器の第１のコイルによる偏向量と、第２の単位偏向器の第２のコイルによる偏向量の比と異なることを特徴とする偏向器（請求項１）である。
【００１５】
ここで、特許請求の範囲及び発明を解決するための手段の欄において、単位偏向器とは、通常１つの偏向器として扱われているものをいい、これをペアとしたものを単に偏向器と呼んでいる。
【００１６】
このようにすることにより、第１の単位偏向器の第１のコイルに供給される電流をＩ１、第１の単位偏向器の第２のコイルに供給される電流をＩ２とすると、第１の単位偏向器においてはＩ１による偏向感度（単位電流あたりの偏向量）が、Ｉ２による偏向感度より大きくなり、第２の単位偏向器においてはＩ２による偏向感度が、Ｉ１による偏向感度より大きくなる。よって、この性質を利用して、電源の微小ノイズによる偏向のふらつきを低減しながら、後に述べるように、フレキシビリティに富んだ偏向器の使用方法を実施することができる。
【００１７】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、前記単位偏向器のペアは、像面での偏向ベクトルがおよそ逆向きで、同じ電流を流した時に生じる偏向ベクトルの長さがほぼ等しいものであることを特徴とするもの（請求項２）である。
【００１８】
本手段においては、電源の微小ノイズによる偏向のふらつきを低減しながら、後に述べるように、フレキシビリティに富んだ偏向器の使用方法を実施することができる。
【００１９】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段又は第２の手段であって、前記第１のコイルの光軸方向の長さの和が、前記第２のコイルの光軸方向の長さの和より長くされていることを特徴とするもの（請求項３）である。
【００２０】
偏向器の光軸近傍に形成される偏向磁場は、主として偏向器のコイルの光軸に平行な成分によって与えられる。よって、光軸方向の長さの長いコイルの方が、光軸方向の長さの短いコイルより、大きな偏向感度を持つことができる。なお、コイルは周回して形成されるので、光軸に近いコイルの部分が大きな偏向磁場を与え、光軸から遠いコイルの部分は小さな磁場を与えて、その磁場の強さは、ほぼコイルの部分と光軸との距離に逆比例する。よって、光軸方向の長さの長いコイルは、光軸方向の長さの短いコイルに比して、逆方向の磁場の大きさも大きくなるが、これら、逆方向の磁場を与えるコイルの部分は光軸から離れた位置にあるので、逆方向磁場の影響は小さく、あまり影響を及ぼさない。
【００２１】
前記課題を解決するための第４の手段は、前記第１の手段から第３の手段のいずれかであって、前記第１のコイルの中心位置が、前記第２のコイルの中心位置よりも光軸に近い位置に配置されていることを特徴とするもの（請求項４）である。
【００２２】
前述のように、偏向器の光軸近傍に形成される偏向磁場は、主として偏向器のコイルの光軸に平行な成分によって与えられる。よって、第１のコイルの中心位置を、第２のコイルの中心位置よりも光軸に近い位置に配置するようにすれば、第１のコイルが第２のコイルよりも光軸に近くなった分だけ、偏向感度を大きくすることができる。
【００２３】
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第１の手段から第４の手段のいずれかであって、前記第１のコイルと前記第２のコイルによる光軸近傍での偏向磁場の光軸方向分布のパターンが相似に近くなるようにされていることを特徴とするもの（請求項５）である。
【００２４】
前記第１の手段から第４の手段においては、第１のコイルと第２のコイルの形状の相違により、光軸付近においての偏向磁場の光軸方向の分布が相似形状にならないことが多い。それにより、荷電粒子線ビームが蛇行し、これが収差を発生させる原因になることがある。本手段においては、第１のコイルと第２のコイルによる光軸近傍での偏向磁場の光軸方向分布のパターンが相似近くになるようにしている。よって、荷電粒子線ビームの蛇行が軽減される。
【００２５】
前記課題を解決するための第６の手段は、前記第５の手段であって、前記第１のコイルと前記第２のコイルが共巻きに設けられていることを特徴とするもの（請求項６）である。
【００２６】
本手段によれば、容易な方法により、第１のコイルと第２のコイルによる光軸近傍での偏向磁場の光軸方向分布のパターンが相似に近くなるようにすることができる。
【００２７】
前記課題を解決するための第７の手段は、前記第５の手段であって、前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくとも一方の、光軸に平行な部分が蛇行していることを特徴とするもの（請求項７）である。
【００２８】
本手段においては、第１のコイルと第２のコイルの少なくとも一方の光軸に平行な部分を蛇行させることにより、容易に、第１のコイルと第２のコイルによる光軸近傍での偏向磁場の光軸方向分布のパターンが相似近くになるようにすることができる。
【００２９】
前記課題を解決するための第８の手段は、前記第５の手段であって、前記第１のコイルの光軸方向の長さの和が、前記第２のコイルの光軸方向の長さの和より長くされており、前記第１のコイルの中心位置が、前記第２のコイルの中心位置よりも光軸に近い位置に配置されていることを特徴とするもの（請求項８）である。
【００３０】
本手段のような構成を採用することにより、より有効に、第１のコイルと第２のコイルによる光軸近傍での偏向磁場の光軸方向分布のパターンが相似近くになるようにすることができる。
【００３１】
前記課題を解決するための第９の手段は、第１のコイルと第２のコイルを有する偏向器であって、第１のコイル同士、第２のコイル同士がそれぞれが直列に接続されており、分割されたコイルに同じ電流を流したとき第１のコイルによる偏向量と第２のコイルによる偏向量がほぼ同じとされている偏向器において、第１のコイルと第２のコイルがほぼ同じ形状であり、かつ、それぞれベーンの表裏面に、別々に設けられていることを特徴とするもの（請求項９）である。
【００３２】
本手段によれば、それぞれのコイルの発生する偏向場がほぼ同じ大きさで同じ形状となるので、合成された軸上偏向場は、ほぼゼロとなり、荷電粒子線が通過しても余分な収差が発生しにくくなる。
【００３３】
前記課題を解決するための第１０の手段は、前記第１の手段から第８の手段のうちいずれかの偏向器を構成する単位偏向器の一方を前記第９の手段である偏向器としたことを特徴とするものである。
【００３４】
前記課題を解決するための第１１の手段は、前記第１の手段から第８の手段、又は第１０の手段のいずれかの偏向器の駆動方法であって、前記第１の単位偏向器の前記第１のコイルの感度（単位電流当たりの偏向量）をａ、前記第１の単位偏向器の前記第２のコイルの感度をｂ、前記第２の単位偏向器の前記第１のコイルの感度をｃ、前記第２の単位偏向器の前記第２のコイルの感度をｄとし、前記第１の単位偏向器の前記第１のコイルと前記第２の単位偏向器の前記第１のコイルに流す電流をＩ１、前記第１の単位偏向器の前記第２のコイルと前記第２の単位偏向器の第２のコイルに流す電流をＩ２として、
｜（ａ−ｃ）Ｉ１｜＞｜（ｄ−ｂ）Ｉ２｜
の状態を保ちながら、それぞれ同方向の電流Ｉ１、Ｉ２で励磁する、又は
｜（ａ−ｃ）Ｉ１｜＜｜（ｄ−ｂ）Ｉ２｜
の状態を保ちながら、それぞれ同方向の電流Ｉ１、Ｉ２で励磁することを特徴とするもの（請求項１１）である。
【００３５】
後に実施の形態の欄で説明するように、本手段によれば、Ｉ１とＩ２の調整により、第１の単位偏向器と第２の単位偏向器の発生する磁場を任意に調整することができる。特に、第１の単位偏向器と第２の単位偏向器の間に、ゲイン（同一電流を流したときに形成される偏向場）の差があったとき、この差をＩ１とＩ２の調整によって、打ち消すことができる。しかも、Ｉ１とＩ２の微小ノイズによる偏向の振れを軽減することができる。
【００３６】
前記課題を解決するための第１２の手段は、前記第１の手段から第８の手段、又は第１０の手段のいずれかの偏向器の駆動方法であって、前記第１の単位偏向器の前記第１のコイルと前記第２の単位偏向器の前記第１のコイルに流す電流をＩ１、前記第１の単位偏向器の前記第２のコイルと前記第２の単位偏向器の第２のコイルに流す電流をＩ２として、それぞれの微小変化分をΔＩ１、ΔＩ２とするとき、
｜ΔＩ１｜＞｜ΔＩ２｜の状態を保ちながら、それぞれ逆方向に電流Ｉ１、Ｉ２を変化させる、又は｜ΔＩ１｜＜｜ΔＩ２｜の状態を保ちながら、それぞれ逆方向に電流Ｉ１、Ｉ２を変化させることを特徴とするもの（請求項１２）である。
【００３７】
後に実施の形態の欄で説明するように、本手段によれば、Ｉ１とＩ２の調整により、第１の単位偏向器、又は第２の単位偏向器の一方のみの偏向磁場の微小変動を与えるように調整することが可能になる。しかも、Ｉ１とＩ２の微小ノイズによる偏向の振れを軽減することができる。
【００３８】
前記課題を解決するための第１３の手段は、前記第１の手段から第８の手段、又は第１０の手段のいずれかの偏向器の駆動方法であって、前記第１の単位偏向器の前記第１のコイルの感度（単位電流当たりの偏向量）をａ、前記第１の単位偏向器の前記第２のコイルの感度をｂ、前記第２の単位偏向器の前記第１のコイルの感度をｃ、前記第２の単位偏向器の前記第２のコイルの感度をｄとし、前記第１の単位偏向器の前記第１のコイルと前記第２の単位偏向器の前記第１のコイルに流す電流をＩ１、前記第１の単位偏向器の前記第２のコイルと前記第２の単位偏向器の第２のコイルに流す電流をＩ２として、上記構成の偏向器で、
ΔＤ＝（ａ−ｃ）Ｉ１−（ｂ−ｄ）Ｉ２
を一定に保ちながら電流をＩ１、Ｉ２変化させ、前記第１の単位偏向器と前記第２の単位偏向器の偏向量のオフセットを一定に保ちながら偏向器を駆動することを特徴とするもの（請求項１３）である。
【００３９】
後に実施の形態の欄で説明するように、本手段によれば、Ｉ１とＩ２の調整により、偏向器にアライナーとしての役割を負わせることができる。
【００４０】
前記課題を解決するための第１４の手段は、前記第１の手段から第１０の手段のいずれかである偏向器を有することを特徴とする荷電粒子線露光装置（請求項１４）である。
【００４１】
本手段によれば、偏向器のノイズによる荷電粒子線の振れが小さいので、露光精度が高い荷電粒子線露光装置とすることができ、かつ、偏向器の使用においてフレキシビリィティの高いものとすることができる。
【発明の効果】
【００４２】
以上説明したように、本発明によれば、駆動する際のノイズが少ない偏向器、アライナーとしての機能を有する偏向器、及びそれらの駆動方法、並びにそれらの偏向器を使用した荷電粒子線露光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の第１の例を示す概要図であり、（ａ）は、ベーン型偏向器（トロイダル偏向器）ＣＹ、ＰＹを示したものである。このようなベーン型のトロイダル偏向器の構造については、前述のUSP6,153,885に、その構造が記載されている。図において、１はひとつのトロイダル偏向器の１枚のベーンを示し、４は他のひとつのトロイダル偏向器の１枚のベーンを示す。実際にはトロイダル偏向器は複数のベーンが光軸を中心として放射状に組み立てられ、各ベーンに形成されるコイルを配線で直列に接続して構成されるものである。図１では便宜上１枚のベーンで１つのトロイダル偏向器を表している。これらの各トロイダル偏向器ＣＹ，ＰＹを、特許請求の範囲及び発明を解決するための手段においては、「単位偏向器」と呼んでいる。各単位偏向器は全てのベーン上で第１、第２のコイルに分割されており、第１、第２のコイル群は、同じくトロイダル偏向器として動作させるため、全てが直列に配線されている。さらに本発明では、１つの単位偏向器の第１のコイル群と、他の単位偏向器の第１のコイル群をさらに直列に接続している。これをペアリングと呼ぶ。具体的には図１では外側コイル２と内側コイル６及び内側コイル３と外側コイル５が各々ペアリングされている。
【００４４】
特許請求の範囲及び発明を解決するための手段においては、このようにペアリングされた単位偏向器を「偏向器」と呼んでいる。ここで注意すべきは、図１は単位偏向器の１枚のベーンが、他の単位偏向器の１枚のベーンとペアリングされているため、あたかも各単位偏向器の対応するそれぞれのベーンがそれぞれペアリングされているかのようであるが、実際は１つの単位偏向器の第１のコイル群と、他の単位偏向器の第１のコイル群が１つのペアを作るのであり、対応する１枚１枚のベーンが多数のペアを作るのではない。
【００４５】
ＣＹにおいては、板状の絶縁体からなるベーン１に、外側コイル２と内側コイル３の２つのコイルが形成されている。この例では、外側コイル２、内側コイル３とも１ターンづつである。又、ＰＹにおいては、板状の絶縁体からなるベーン４に、外側コイル５と内側コイル６の２つのコイルが形成されている。この例では、外側コイル５、内側コイル６とも１ターンづつである。
【００４６】
ペアリングされた偏向器の偏向電流と偏向距離を分かりやすく説明するため、図１（ｂ）に示すように極座標に似た表記方法を使い、動作原理を説明する。図１（ｂ）の横軸はＸとあるように、文字通りウエハ面上のＸ方向の偏向距離を表す。縦軸は複素座標の虚数軸のようなもので、実際の意味はない。
【００４７】
図でＣＹ１と表示されている矢印は決まった長さを持っており、その長さは、ＣＹの外側のコイルが偏向器の最大電流Ｉ１ｍａｘで励磁された場合の、ウエハ上での偏向距離となっている。このＣＹ１の矢印は、電流がゼロのとき、縦軸と同じ向きを向いており、電流の増加に伴い矢印の根元を中心に時計回りに回転する。そして、ＣＹの外側のコイルに偏向器の最大電流Ｉ１ｍａｘを流したとき、ちょうどＸ軸の向きを向くように定義する。
【００４８】
同様に図１（ｂ）でＣＹ２と表示されている矢印は、長さがＣＹ内側のコイルに偏向器の最大電流Ｉ２ｍａｘを励磁した場合の、ウエハ上での偏向距離となっている。このＣＹ２の矢印は、根元が常にＣＹ１の矢印の先端と連結されており、電流がゼロのとき縦軸と同じ向きを向いており、電流の増加に伴い矢印の根元を中心に時計回りに回転する。そしてＣＹ内側のコイルに偏向器の最大電流Ｉ２ｍａｘを流したとき、ちょうどＸ軸の向きを向くように定義する。ＰＹ１の矢印は、ＰＹの内側のコイルに偏向器の最大電流を励磁した場合の、ウエハ上での偏向距離、ＰＹ２の矢印は、ＰＹの外側のコイルに偏向器の最大電流を励磁した場合の、ウエハ上での偏向距離となっている。
【００４９】
ＰＹ１の矢印は常に根元が原点を中心に回転するのに対し、ＰＹ２の矢印の根元は常にＰＹ１の矢印の先端に連結されており、そこを中心に回転するのはＣＹと同じである。ただしＰＹの矢印は、電流がゼロのとき真下を向いており、電流の増加に伴い矢印の根元を中心に時計回りに回転すると定義する。
【００５０】
ここでＣＹ１とＰＹ１の矢印は、それぞれペアリングされたコイルを表しているため、それぞれのコイルには同じ電流が流れる。そのためそれぞれの矢印が座標系となす角は電流の増減で同様に変化する。よって、初期時（電流がゼロのとき）に矢印がお互い上下正反対の向きを向いているため、その向き関係は常に保存される。つまり、ＣＹ１とＰＹ１の矢印は常に正反対を向いており、その状態で原点を中心に回転する振る舞いをする。同様にＣＹ２とＰＹ２の矢印は、もう一方のペアリングされたコイルを表しており、当然それぞれのコイルには同じ電流が流れる。そのためそれぞれの矢印の向きは電流の増減で同様に変化するため、初期時（電流がゼロのとき）に矢印がお互い上下正反対の向きを向いているため、その向き関係は常に保存される。つまり、ＣＹ２とＰＹ２の矢印は常に平行の関係を保ったまま正反対を向いた状態で、それぞれ電流の増減で回転する振る舞いをする。
【００５１】
以上の関係から分かるように、ＣＹ１とＰＹ１が縦軸となす角α１は、ＣＹの外側のコイルに流す電流をＩ１、とするときα１＝sin−１（πＩ１／（２Ｉ１ｍａｘ））で表される。また、ＣＹ２とＰＹ２が縦軸となす角α２は、ＣＹの内側のコイルに流す電流をＩ２とするときα２＝sin−１（πＩ２／（２Ｉ２ｍａｘ））で表される。
【００５２】
図１（ｂ）において、ＣＹ１の長さがＣＹ２の長さより長く、前述のように、外側コイル２の形成する偏向場の大きさが、内側コイル３が形成する偏向場の大きさに対して大きいからであり、ＰＹ１の長さがＰＹ２の長さより短いのは外側コイル５の形成する偏向場の大きさが、内側コイル６が形成する偏向場の大きさに対して大きいからである。ここでＩ１とＩ２を独立に調整すれば、ＣＹによる偏向量とＰＹによる偏向量を同じにしたり、どちらかを大きくしたりすることができ図１６（ａ）に示した従来のＣＹ、ＰＹの偏向ベクトルで実現できたような偏向場を作り出すことができると共に、ＣＹとＰＹの間にアンバランスがあった場合でも、Ｉ１とＩ２を調整することにより、ＣＹとＰＹの偏向場を大きさが同じで向きが反対のものにすることができる。
【００５３】
このように、従来の技術では図１６（ａ）に示すようにＣＹとＰＹの偏向ベクトルが互いに打ち消し合う関係にあったが、本発明においては、ＣＹ１とＰＹ１の長さ、ＣＹ２とＰＹ２の長さは、それぞれ異なっている。それ故、従来のものをペアリングと呼び、本実施例のものはアンバランスペアリングと呼ぶ。以後Ｉ１で駆動する偏向ベクトルを実線、Ｉ２で駆動するベクトルを破線で示すこととする。実線で示される矢印同士、破線で示される矢印同士が平行であることは、上記の説明から明らかであろう。
【００５４】
図２にこれらのアンバランスペアリングを行った偏向器ＣＹとＰＹの例を示す。図２（ａ）は、Ｉ１＝Ｉ２＝０（α１＝α２＝０°）の場合を示している。この場合には、どの矢印もそのＸ軸への射影は０となり、偏向場が発生していないことを示している。一方、図２（ｂ）は、Ｉ１とＩ２を共に最大としたとき（α１＝α２＝90°）の矢印の関係を示すもので、矢印はＸ軸上にある。そしてＣＹ１とＣＹ２のＸ軸への射影の和がＰＹ１とＰＹ２のＸ軸への射影の和に等しくなっていれば、ＣＹとＰＹのバランスがとれていることになる。
【００５５】
更に理解を深めるため、上記構成でＣＹのみを励磁する方法を説明する。図３（ａ）に示すように、ある励磁電流Ｉ１で、ＣＹ、ＰＹを励磁すると、実線矢印がα１だけ傾く。このとき実線矢印の上半分（ＣＹ１）の方が下半分（ＰＹ１）に比べ長さが長いため、水平軸への射影はＰＹ1の方が短い。次にそのＰＹ1による偏向量をキャンセルするだけ励磁電流Ｉ２を流す。
【００５６】
この場合、長さの短いＰＹ１の回転した射影を、長さの長いＰＹ２の回転した射影でキャンセルするため、Ｉ１＞Ｉ２（α１＞α２）となる。つまり実線矢印の方が破線矢印より大きく回転する。このときＣＹ系では、矢印の長さの長い実線矢印が、矢印の長さの短い破線矢印より大きく回転するため、お互いの射影はキャンセルせず、ある値の差が残る。これが最終的に得られるＣＹの偏向量である。
【００５７】
同様にＰＹのみを励磁する方法を図３（ｂ）に示す。今度はＩ１＜Ｉ２（α１＜α２）の条件で、ＣＹ系の発生磁場をキャンセルし、ＰＹ系のみ励磁したと等価な状況を作り出せる。以上の説明により、ＣＹ、ＰＹにおいてそれぞれ任意の偏向場を発生できることが分かる。これはこの構成で、ビームをVariable Axis（可変な光軸）に沿って偏向できることを証明している。
【００５８】
基本的にこのような励磁電流のバランスをうまく調整すると、Variable Axisに偏向させるという本来の偏向器の働き以外に、補助ヨーク（AUX Yoke）としての機能も再現できる。補助ヨークの働きは前述したが、その動きをここでの表記法で表すと図４（ａ）のようになる。
【００５９】
例えばＣＹ系の偏向器が製造誤差で所定サイズより少々小さく作成された場合、本来のVariable Axisにビームを偏向するためには、その製造誤差分のゲインをＣＹ系に上乗せしなければならない。図４（ａ）で、励磁が０の場合（矢印が垂直）から、ある電流Ｉ１でＣＹ１、ＰＹ１を励磁し、それより絶対値が小さく向きが同じ電流Ｉ２でＣＹ２、ＰＹ２を励磁すると、ＣＹの長さの長い実線矢印が、ＣＹの長さの短い破線矢印より大きく回転する。一方ＰＹ系では逆のことが起こるため、結果的にＣＹの励磁の方が大きくなる。｜Ｉ１｜＞｜Ｉ２｜の状態を保ちながら、それぞれ同符号に励磁すると、常にＣＹの偏向量が大きくなる。ＣＹ系にどれだけ付加的なゲインを与えたいかにより、Ｉ１とＩ２の関係が決まる。
【００６０】
なお、付加的なゲインを与える（ゲインを載せる）とは、一方の偏向器の偏向量が、他方の偏向器の偏向量の所定倍率になるように調整することであり、これにより、２つの偏向器間に同じ電流を流したときに形成される偏向量に差があるような場合（すなわち、２つの偏向器間にハードウエアとして、ゲインの差があるような場合）でも、それを補償して、２つの偏向器による偏向量を同一のものにすることができる。
【００６１】
より分かりやすく説明するために、図４（ａ）の矢印を昆虫のクモに例えると、常に前足の開き具合が後ろ足より大きい状態であるといえる。次にこの条件での最大励磁の場合を説明する。図４（ｂ）に示すようにＩ１を０から増やして行き、最大電流Ｉ１＝ＭＡＸに達したところ（実線矢印が水平となる）で｜Ｉ２｜は｜Ｉ１｜より常に小さいため、破線矢印はまだ完全に90°回らない。そのため、その合計の射影は図２（ｂ）に示す最大偏向量には達しない。同様に今度は図４（ｃ）に示すようにＩ１を０から減らして行き、最小電流Ｉ１＝ＭＩＮ（負の最大値）に達したところ（実線矢印が水平となる）で｜Ｉ２｜は｜Ｉ１｜より常に小さいため、破線矢印はまだ完全に90°回らない。そのため、その合計の射影もそれぞれに最小電流を流した場合より短くなる。つまり、ＣＹ系のゲインを大きくすればするほど、Ｉ１とＩ２の差を大きく取る必要が生じ、結果として最大偏向量は減少する。設計の際には、どの程度のゲインが必要かをあらかじめ見積もり、ドライバーに必要な最大電流を適切に選択しておかなければならない。
【００６２】
次に、図５を使い、今度はＰＹ系にゲインを乗せる動作を説明する。図４（ａ）と違い、今度は｜Ｉ１｜＜｜Ｉ２｜の状態を保ちながら、それぞれ同符号に励磁すると、常にＰＹの偏向量が大きくなる。より分かりやすく説明すると、図５の矢印を昆虫のアメンボに例えると、常に前足の開き具合が後ろ足より小さい状態であるといえる。図５では、破線矢印が水平になるまで回転している状態まで示してあり、この場合の射像がＣＹ、ＰＹそれぞれの最大偏向量となる。ＣＹにゲインを載せた場合と同様に、最大偏向量は、それぞれのペアに最大電流を流す場合より小さく制限される。
【００６３】
次に、本発明の構成で、スキャン動作をさせる方法を図６により説明する。スキャン動作とは、あるVariable Axisにビームを偏向させた状態で、ＣＹまたはＰＹに交流磁場を発生させることである。説明のため、この場合、ＣＹ、ＰＹには付加的なゲインはないものとする（ゲインがあっても問題ない）。
【００６４】
例としてVariable Axisにビームを偏向させるために、Ｉ１＝Ｉ２で最大電流の半分の励磁を行い（矢印が４５°回転した状態）、そこからＣＹのみに交流磁場を発生させる。図６（ａ）のようにまずＩ１の励磁をΔＩ１だけ減少させると同時に、Ｉ２の励磁をΔＩ２だけ増加させる（Δα１はΔＩ１に、Δα２はΔＩ２に対応）。そのときＰＹ系の射像に注目すると、｜ΔＩ１｜＞｜ΔＩ２｜の状態を保ちながら、それぞれ逆方向に電流が変化するので、実線の短い長さの矢印の変動を、破線の長さの長い矢印のより小さな電流で、キャンセルすることができる。一方ＣＹ系では、長さの長い実線矢印の角度変化が大きいため、破線矢印がそれより小さい角度で変動する限りにおいては、ＣＹの射像の大きさは変動する。このことは、ある所定のビーム偏向状態で、更にＣＹのみに任意の大きさのスキャン磁場を発生させることができることを意味する。
【００６５】
ＰＹ系にスキャン動作をさせる場合、ＣＹ系の場合と逆で、｜Ｉ１｜＜｜Ｉ２｜の状態を保ちながら、それぞれ逆方向に電流を変化させればよい（図６（ｂ））。この状態ではＣＹの射像の大きさの変動をキャンセルさせあいながら、ＰＹの射像のみを変動させることができる。ＣＹ系にスキャン動作をさせる場合も、ＰＹ系にスキャン動作をさせる場合も、最大偏向電流を流した状態では、それ以上交流電流を乗せられなくなる。そのため設計前には、最大偏向時に、さらにどの程度大きなスキャン動作が必要かを検討し、ドライバーの最大電流を適切に選択しなければならない。
【００６６】
最後に、本発明の構成で、アライナー動作をさせる方法を図７により説明する。アライナー動作とは、Variable Axisにビームを偏向させない状態で、ＣＹまたはＰＹが初期的にオフセットを持ち、その後Variable Axisにビームを偏向させ始めても、そのオフセット量を常に維持するような動作である。説明のために、この場合、ＣＹ、ＰＹには付加的なゲインはないものとする。
【００６７】
まず、ＣＹに正のオフセットを乗せる場合を図７（ａ）を使い説明する。ＣＹのみを励磁する状態は既に図３（ａ）で説明した状態と同じである。この状態からＩ１＞Ｉ２の状態を保ちながら電流を変化させて行くと、ＣＹに常に正のオフセットを乗せた状態（ＣＹによる偏向量がＰＹによる偏向量よりも一定量多い状態）で、ＣＹによる偏向量とＰＹによる偏向量を共に変えることができる。同様に、ＰＹのみを励磁させる方法は図３（ｂ）で説明しており、その状態から、図７（ｂ）に示すように、Ｉ１＜Ｉ２の状態を保ちながら電流を変化させて行くと、今度はＰＹに常に正のオフセットを乗せた状態（ＰＹによる偏向量がＣＹによる偏向量よりも一定量多い状態）で、ＣＹによる偏向量とＰＹによる偏向量を共に変えることができる。
【００６８】
以上が、基本動作の説明である。次にどのようなコイルパターン同士をアンバランスにペアリングするかについてその説明する。まず基本的な考え方として、アンバランスの度合いをどう決めるかを説明する。アンバランスの度合いを増やすと、Ｉ１、Ｉ２の電流差が少なくても、補助ヨークやアライナーとしての調整機能の幅を広げることができ、スキャンのレンジも大きくできる。しかし上下のヨークの偏向ベクトルがアンバランスとなるため、ノイズのキャンセル率は減少する。
【００６９】
一方、ペアのバランスを取って行くと、Ｉ１、Ｉ２の電流差を大きくしないと、十分な補助ヨーク、アライナー、スキャナーのレンジが確保できなくなる。そうすると本来の偏向器としての最大レンジが小さくなる。しかしノイズのキャンセル率は上昇する。上記を理解し適切なアンバランス率を設計する必要がある。
【００７０】
次に、最適なアンバランス率を得るための機械的なコイル形状の形成法を説明する。図８（ａ）には内側コイル３として２ターン、外側コイル２として２ターンのコイルを内外で分割して設けた例を示す。この場合、外側コイル２の方が、光軸方向の長さが長いため、同じ電流を流した場合、外側コイル２による偏向量は内側コイル３による偏向量より大きくなる。
【００７１】
両者の偏向量をより近づけたい場合、図８（ｂ）のように、内外のコイルを共巻きにすればよい。こうすることにより、図８（ａ）と比べ、外側コイル２の光軸方向の長さと内側コイル３の光軸方向の長さの差が小さくなって、両者のコイルによる偏向量はより近くなる。
【００７２】
一方、両者の偏向量の差を大きくしたい場合、外側コイル２のターン数を内側コイル３のターン数より多くしてもよい。しかしそれほどの差が必要ない場合、図８（ｃ）、（ｄ）のように最外周の外側コイル２を縦方向に伸ばしてもよい。同様に図８（ｅ）、（ｆ）のように最外周のパターンを光軸７に近づけること等により、外側コイル２の中心を内側コイル３に比して、光軸７に近づけるようにしてもよい。
【００７３】
上記では、コイルに単位電流を流した時の、偏向量の大きさを調整する方法を述べた。以後は偏向器により発生させられる磁場の形状について議論する。図９（ａ）に示すように、共巻きにコイルを配置した場合、それぞれのコイルに単位電流を通電する事により生じる磁場は、図９（ｂ）のようになる。ここで、図９（ａ）の外側コイル２を励磁したときに光軸７上に発生する磁場を図９（ｂ）の破線で示す。一方図９（ａ）の内側コイル３を励磁したときに光軸７上に発生する磁場を図９（ｂ）の一点鎖線で示す。
【００７４】
外側コイル２の方が光軸に近いため、発生する磁場の大きさは内側コイル３により発生する磁場の大きさと比べ大きくなる。また、外側コイル２の方が縦に長いため、その磁場のプロファイルは内側コイル３の磁場のプロファイルと比べブロードとなる。そのため、外側コイル２を励磁した場合の磁場（破線）の方が、内側コイル３を励磁した場合の磁場（一点鎖線）よりピークが高く、しかもブロードである。
【００７５】
しかしここで注意すべきことは、内側コイル３は外側コイル２より光軸から離れているため、磁場はブロードになる傾向を持つことである。今回の例では、内側コイル３が光軸から離れるために磁場がブロードになるよりも、外側コイル２が内側コイル３より大きいことにより磁場がブロードになる効果の方が大きい場合を説明する。実際の設計では、コイルの線幅、間隔、大きさで磁場の広がりの関係が逆転する場合もありうる。
【００７６】
次に、図９（ｂ）で得られた偏向量を保ちながら、外側コイル２の電流を減少させ、内側コイル３の電流を増加させてみる。そのとき各コイルにより光軸７上に発生された磁場を図９（ｃ）に示す。図９（ｃ）では、ブロードであった外側コイル２により発生させられる磁場が弱まり、より局在した内側コイル３により発生させられる磁場が強まっている。結果として、それぞれの磁場を合成した磁場は、図９（ｂ）のものと比べ、より局在したものとなっている。磁場がより局在すると、電子ビームがより短距離で強く曲げられるようになる。そのため、電子ビームの偏向量は、図９（ｂ）、（ｃ）で同じであっても、そこに至るまでの電子ビームの軌道は異なることになる。
【００７７】
荷電粒子線露光装置において、偏向量は非常に重要な量であるが、偏向軌道も同時に重要である。そのため、たとえ同じ偏向量が得られるとしても、偏向軌道が条件により異なるのは好ましくない。それは、ある偏向軌道に対し、収差が少なくなるようにレンズ系が最適化されているため、それから反れた軌道を電子ビームが通過すると、収差が大きくなるためである。実際に装置を構成するに当り、調整の自由度を過度に確保する必要がないため、アンバランスペアリングの度合いはさほど大きくする必要がない。そのため、その微少なアンバランスの範囲で電流を調整する量も小さい。そのため、それによる偏向軌道のズレは、無視できる程度の追加の収差を発生させるだけである。しかし収差の増加は好ましいことではない。理想的には、内側と外側のコイルにより発生させられる磁場のプロファイルは似ていた方がよい。
【００７８】
両者の磁場のプロファイルをより似たものにする実施の形態を図１０に示す。この実施の形態では、光軸７に近い部分のコイルパターンが光軸７に対し内側コイル３と外側コイル２でそれぞれ凹凸となっている。磁場は主にコイルと直角な方向に発生するため、もともとブロードな磁場を発生させていた外側コイル２の磁場はより狭くなり、もともと局在した磁場を発生させていたコイルの磁場はより広がる。このようにして、それぞれのコイルの磁場プロファイルを似たものとすることができる。
【００７９】
この場合パターンを同一平面上に形成できるため、製造もより簡単なものとなる。必要に応じて凹凸の強さを調整したり、内側コイル３、あるいは外側コイル２のパターンにのみ凹凸を形成してもよい。コイルのパターンの光軸７からの距離とターン数、長さにより凹凸の方向は一概には決められないため、色々な組み合わせが存在する。図１０に示す例では、コイルパターンのうちの光軸７に近いパターンのみ凹凸を設けたが、光軸７から遠いコイルパターンにも同様な処理を施してもよい。必要に応じ、コイルパターンの上下に施してもよい。又、図１０に示す例では辺はストレートで、折れ曲がっているが、曲線で凹凸としてもよい。
【００８０】
また、図１１（ａ）に示すような方法を採用してもよい。この実施の形態では、まず基板１３の両面に、縦に長いコイル１４を形成する（図１１では、基板１３の裏側のコイルは隠れて見えないが、コイル１４と同一の形状を有している）。一方で別の基板１５、１５’の片面に、短いコイル１６を形成する（基板１５’に形成されたコイルは、図では裏側に形成されているので隠れて見えないが、コイル１６と同一の形状をしている）。それらを接着し、コイル１４、１６を２階建てとする。通常ベーンには裏面にもコイルパターンを設けるため、同様な処置を裏面にも施してもよい。
【００８１】
こうすると、光軸７に近く縦に長いコイル１４が発生する磁場プロファイル（図１１（ｂ）に破線で示す）と、光軸７から遠くしかも短いコイル１６が発生する磁場プロファイル（図１１（ｂ）に一点鎖線で示す）を似たものにすることができる。
【００８２】
その理由は以下のように説明できる。コイルが光軸７に近いと、磁場のプロファイルはより局在したものとなる。そのため、光軸７に近いコイルは縦の長さを長くして、プロファイルをブロードとしている。一方コイルが光軸７から遠いと、磁場のプロファイルはブロードとなる。そのブロードな広がりを抑えるため、光軸７から遠いコイルは短くしてある。しかし当然、光軸から遠くしかも短いコイルは、偏向感度が低いため、そのコイルにはより大きな電流を流さないと、他方のコイルが発生する磁場と同程度な強度の偏向場は発生しない。このようにして、コイル１４、１６が発生する磁場のプロファイルを似たものとすることができる。
【００８３】
これまでは２つのコイルの磁場のプロファイルを似たものにする方法を説明したが、ここからは、２つのコイルに同じ電流を流したときの偏向量と、磁場のプロファイルを全く同じにする方法を説明する。この場合、ＣＹとＰＹの両方の単位偏向器をそれぞれまったく同じに分割すると、アンバランスさがなくなってしまう。そのため、ＣＹあるいはＰＹのどちらかをまったく同じに分割し、他方はアンバランスにしておかなければならない。しかし、一方だけでも、まったく同じに分割すれば、それぞれのコイルの磁場プロファイルも当然同じとなるため、前述のようにそれぞれのコイルの電流比を調整した際の軌道の変化がなく、収差の増加がないという利点がある。その方法として、単位偏向器の分割をベーンの面内で行うのではなく、ベーンの表裏で行う。
【００８４】
図１２（ａ）は、円筒１７にベーン１が放射状に配置されている１つの単位偏向器の上面図である。ベーン１には通常表裏にコイルパターンが形成されており、その片方の面には第１のコイル（黒）１１が、その裏面には第２のコイル（白）１２が設けられている。
【００８５】
このように単位偏向器を分割すれば、２つのコイルの偏向量と磁場プロファイルが全く同じとなる。しかしこのようにすると、コイル１１とコイル１２は、コイルの大きさとターン数が全く同じとなるが、単位偏向器を分割したそれぞれの偏向器の偏向方向は、ベーン１の厚みの角度だけ回転してしまうこととなる。図１２（ａ）では、第１のコイル１１による偏向ベクトルを実矢印Ａ１１、第２のコイル１２による偏向ベクトルを破線矢印Ａ１２で示した。図のように、大きさの等しい磁場ベクトルを発生させても、それぞれが微妙に回転しているため、その合成ベクトルＡはゼロとはならない。しかしこの誤差は非常に小さく、実用上は問題とはならない。
【００８６】
しかしさらに偏向器の偏向方向をもまったく同じにするためには、図８（ａ）、（ｂ）のようなパターンをベーン１の表裏面に形成し、表面の斜線ハッチングパターンを裏面の網掛けハッチングパターンと、表面の網掛けハッチングパターンを裏面の斜線ハッチパターンと導通させるとよい。この場合の単位偏向器の横断面図を図１２（ｂ）に示す。図１２（ａ）と同様に、第１のコイル１１の断面を黒、第２のコイル１２の断面を白で表示している。図１２（ａ）の場合とくらべ、この場合は第１のコイル１１と第２のコイル１２が相対角度を持たないため、それぞれの偏向方向は同一直線上に存在し、大きさが同じ、逆向きの偏向ベクトルは完全に打ち消しあう。
【００８７】
以上の実施の形態においては、トロイダル型偏向器を例として説明したが、サドル型偏向器でも、以上の考え方に基づいて、コイルを形成できる。また、以上の説明においては、ＣＹ偏向器、ＰＹ偏向器がそれぞれ1つづつであったが、それぞれ同数あれば、それぞれをペアとしてアンバランスペアリングできる。
【００８８】
また、ＣＹとＰＹが同数でなくても、ＣＹのある組み合わせの偏向器に所定の電流を流した場合のウエハ上での偏向ベクトルが、ＰＹのある組み合わせの偏向器に同じ電流を流した場合のウエハ上での偏向ベクトルと、長さがほぼ等しく、ほぼ逆向きを向いていれば、それら全てのコイルを直列に繋ぐことでペアリングすることもできる。
【００８９】
偏向器が２つ以上ある場合に、そのうちのいくつかを、前述のようなアンバランスドペアリングをした偏向器とし、他のものを、本実施の形態であるような偏向器とすることができる。
【００９０】
今までは、特殊な表記方法でアンバランスペアリングの作用を説明してきた。以後は数式を使い、より一般的な説明をする。偏向器のヨークＣＹによるビームのウエハ上での偏向距離をＤｃｙ、偏向器のヨークＰＹによるビームのウエハ上での偏向距離をＤｐｙとする。ペアリングされたそれぞれのペアに流す電流を、前述のようにそれぞれＩ１，Ｉ２とすると、ＣＹ、ＰＹの偏向距離は以下の式で表される。
Ｄｃｙ＝ａＩ１＋ｂＩ２  …（１）
−Ｄｐｙ＝ｃＩ１＋ｄＩ２  …（２）
ここでａ，ｂ，ｃ，ｄはペアリングされる各コイルの感度であり、それぞれ正の値をとり、［距離／電流］の単位を持つ。（１）でＤｃｙは符号が付いていない（プラスの符号の意味）のに対し、（２）でＤｐｙにマイナスの符号が付くのは、正の電流印加でビームがウエハ面上で、偏向器のヨークＣＹにより＋Ｘ方向、偏向器のヨークＰＹにより−Ｘ方向に偏向されることを意味する。
【００９１】
しかしここで偏向器のヨークＣＹによる偏向方向と偏向器のヨークＰＹによる偏向方向は同一直線上にある必要はない。またそれぞれの直列に接続されたコイルに同じ電流を流したとき、偏向距離も等しい必要はない。ただそれらの向きが逆向きで、距離が等しい場合、ノイズのキャンセルが得られるだけであり、そうでない場合でも各ヨークＣＹ、ＰＹの単独動作、ゲイン調整、スキャン動作、アライナー動作は可能である。
【００９２】
まず、ＣＹだけ単独で動作させる場合を考察する。この場合、電流Ｉ１，Ｉ２を流した場合、ＰＹの偏向距離はゼロとならなければならないため、（２）式は以下のようになる
−Ｄｐｙ＝ｃＩ１＋ｄＩ２＝０  …（３）
これをＩ２について整理すると、
Ｉ２＝−（ｃ／ｄ）Ｉ１  …（４）
となる。（４）を（１）に代入すると、
Ｄｃｙ＝ｂ（ａ／ｂ−ｃ／ｄ）Ｉ１  …（５）
となる。
【００９３】
ここでｂ＞０であるため、（５）式でＤｃｙ≠０となるためには（ａ／ｂ−ｃ／ｄ）≠０でなければならない。以下に、この意味を説明する。図１５に示すように、横軸（Ｘ軸）をＩ１、縦軸（Ｙ軸）をＩ２とする座標系を考えると、（４）式はＸ、Ｙ切片がゼロで（つまり原点を通り）傾きが−ｃ／ｄの直線となる（図１５（ａ））。Ｘ，Ｙ切片がゼロとは、偏向距離がゼロを意味する。つまりこの直線上の電流値Ｉ１，Ｉ２を印加する場合、ＰＹはそれぞれのペアがキャンセルする磁場を発生し、偏向距離がゼロとなる。Ｉ１，Ｉ２はそれぞれドライバーの最大最小の電流レンジ（それぞれＩ１ｍｉｎ〜Ｉ１ｍａｘ，Ｉ２ｍｉｎ〜Ｉ２ｍａｘ）の間の値を取れるため、図１５（ａ）の破線の正方形の領域内部が、実際の電流領域となる。
【００９４】
一方（１）式をＩ２について解くと、
Ｉ２＝−（ａ／ｂ）Ｉ１＋Ｄｃｙ／ｂ  …（６）
となる。これはＹ切片がＤｃｙ／ｂで傾きが−（ａ／ｂ）の直線である。ここで（５）式でＤｃｙ≠０となるための条件である（ａ／ｂ−ｃ／ｄ）≠０とは、（４）式と（６）式の直線の傾きが異なることを意味する。
【００９５】
両者の傾きが異なると、（４）式上のＩ１、Ｉ２を変化させたとき、（６）式は斜線で示す領域を動くことができる。それは例えば（４）式の直線上のＩ１、Ｉ２の組みのうち、Ｉ１が最小のＩ１ｍｉｎをとる場合、Ｉ１、Ｉ２は（４）式と電流範囲のＩ１が最小を示す破線上にある。このとき（６）式は同じ点を通り傾きが−（ａ／ｂ）の直線となる。このときのＹ切片（Ｄｃｙ／ｂ）はマイナスの小さい値となり、偏向距離が小さい（負の向きに大きい）ことを意味する。
【００９６】
ここから徐々にＩ１を増やし、Ｉ２を減らすように（４）式上を移動して行き、Ｉ１の値がＩ１ｍａｘとなったとき、Ｉ１，Ｉ２の値は今度はＩ１ｍａｘを示す破線と（４）式の交点上にある。このとき（６）式は同じ点を通り傾きが−（ａ／ｂ）の直線となる。このときのＹ切片（Ｄｃｙ／ｂ）は大きな値となり、偏向距離が大きい（正の向きに大きい）ことを意味する。つまりこの（６）式の切片の移動距離の長さが、ＰＹを動かさず、ＣＹのみ励磁する場合のウエハ上の偏向距離に比例している。
【００９７】
図１５（ａ）から明らかなように、（４）式と（６）式の傾きが等しい場合、両者は完全に重なるため、（６）式のＹ切片も１つの値しかとれない。これはそれぞれのペアを完全にバランスを取ってペアリングしたことを意味し、自由度を完全に失っていることを意味する。
【００９８】
一方アンバランスの度合いを増やして行くと図１５（ａ）の斜線部の面積が徐々に広くなってゆき、（６）式が動くことのできるＹ切片の長さが長くなる。これはＣＹ単独の励磁範囲が広くなったことを意味する。しかしこうすると、当然ノイズのキャンセル率は低下する。
【００９９】
以上を要約すると、ＣＹ単独で励磁したい場合は、ペアリングのバランスを崩した状態で、ＰＹの偏向距離をゼロに保つようなＩ１、Ｉ２の条件で、Ｉ１、Ｉ２を変化させればよいことが分かる。
【０１００】
図３（ａ）に示した実施の形態は、ａ＞ｂ、ｃ＜ｄの例であるが、ａ：ｂとｃ：ｄの比率が異なっていればそれでよいことが分かる。ＣＹを動かさず、ＰＹのみ励磁する方法もまったく同様に説明できる。
【０１０１】
ＣＹの単独励磁と似た状態が図６（ａ）に示すＣＹのスキャン動作である。この場合ＰＹの偏向距離が一定値となる必要があるため、（２）式のＤｐｙをＤｐｙ０（定数）とし、（２）をＩ２について解くと、
Ｉ２＝−（ｃ／ｄ）Ｉ１−Ｄｐｙ０／ｄ  …（７）
となる。これは図１５（ｂ）に示すＹ切片が−Ｄｐｙ０／ｄの直線であることを意味する。（７）式を（１）式に代入すると、
Ｄｃｙ＝b(a/b-c/d)Ｉ１−(b/d)Ｄｐｙ０  …（８）
となる。（８）式右辺第２項は定数であるため、Ｄｃｙの値がＩ１の変化に伴い変化するためには同じく（ａ／ｂ−ｃ／ｄ）≠０の条件が必要となる。つまり、図１５（ａ）と同様にして（７）式と（６）式とは傾きが異なり、また、アンバランスの度合いに応じて図１５（ｂ）の斜線部の面積を変えることができ、（６）式が動くことのできるＹ切片の長さが長くなる。
【０１０２】
以上を要約すると、ＣＹにスキャン動作をさせたい場合は、ペアリングのバランスを崩した状態で、ＰＹの偏向距離を一定に保つＩ１、Ｉ２の条件で、Ｉ１、Ｉ２を変化させればよいことが分かる。図３（ａ）に示した実施の形態はａ＞ｂ、ｃ＜ｄの例であるが、ａ：ｂとｃ：ｄの比率が異なっていればそれでよいことが分かる。図６（ａ）に示した実施例では、ｃ＜ｄであるため、（７）式の傾きが緩い。そのためＩ１，Ｉ２を変化させられる範囲をそれぞれΔＩ１、ΔＩ２とすると、図１５（ｂ）に示すようにΔＩ１の方が絶対値が大きい（｜ΔＩ１｜＞｜ΔＩ２｜）。これは図６（ａ）に示した実施の形態と一致する。ＰＹにスキャン動作をさせる場合もまったく同様に説明できる。
【０１０３】
次に図４に示す補助ヨークの動きを説明する。（１）式，（２）式において、ＣＹの偏向距離の絶対値をＰＹのものより大きくしたい場合、つまり
｜Ｄｃｙ｜＞｜Ｄｐｙ｜  …（９）
の場合を考える。まず電流Ｉ１、Ｉ２がそれぞれ正の場合、Ｄｃｙ＞０、Ｄｐｙ＜０のため、｜Ｄｃｙ｜＝Ｄｃｙ、｜Ｄｐｙ｜＝−Ｄｐｙとなる。そのため（９）式は
Ｄｃｙ＞−Ｄｐｙ
ａＩ１＋ｂＩ２＞ｃＩ１＋ｄＩ２              …（１０）
となる。
【０１０４】
（１０）式をＩ１について整理すると、（ａ−ｃ）＞０の場合、
Ｉ１＞（（ｄ−ｂ）／（ａ−ｃ））Ｉ２  …（１１）
となり、（ａ−ｃ）＜０の場合、
Ｉ１＜（（ｄ−ｂ）／（ａ−ｃ））Ｉ２  …（１２）
となる。この条件を保ちながら、Ｉ１，Ｉ２を変化させればよい。
【０１０５】
電流Ｉ１、Ｉ２がそれぞれ負の場合、Ｄｃｙ＜０、Ｄｐｙ＞０のため、｜Ｄｃｙ｜＝−Ｄｃｙ、｜Ｄｐｙ｜＝Ｄｐｙとなる。そのため（９）式は、
−Ｄｃｙ＞Ｄｐｙ
−ａＩ１−ｂＩ２＞−ｃＩ１−ｄＩ２  …（１３）
となる。（１３）式をＩ１について整理すると、（ａ−ｃ）＞０の場合、
Ｉ１＜（（ｄ−ｂ）／（ａ−ｃ））Ｉ２  …（１４）
となり、（ａ−ｃ）＜０の場合、
Ｉ１＞（（ｄ−ｂ）／（ａ−ｃ））Ｉ２  …（１５）
となって、（１１）式，（１２）式と正反対な条件となる。この条件を保ちながら、Ｉ１，Ｉ２を変化させればよい。
【０１０６】
（１１）式、（１２）式、（１４）式，（１５）式を満足させる条件は、未知数を４つ含むため分かりにくい。以下、この条件をより分かりやすく説明する。図４に示す実施の形態では、図２（ａ），（ｂ）に示すように、Ｉ１＝Ｉ２の電流を流した場合、ＣＹとＰＹの偏向距離は等しくなる（向きは反対であるが）ようにしてある。必ずしもこの条件は、補助ヨークの働きには必要ないが、この場合に限って話を進めると、条件が理解しやすい。電流がそれぞれ等しい値であるＩ１＝Ｉ２＝Ｉとした場合、それぞれの偏向距離は等しくなるため、（１）式、（２）式から
Ｄｃｙ＝−Ｄｐｙ
ａＩ＋ｂＩ＝ｃＩ＋ｄＩ
となる。上式をｄについて解くと
ｄ＝ａ−ｃ＋ｂ  …（１６）
となる。
【０１０７】
（１６）式を（１１）式、（１２）式に代入すると、それぞれＩ１＞Ｉ２、Ｉ１＜Ｉ２となる。この場合Ｉ１、Ｉ２とも正のため、Ｉ１＝｜Ｉ１｜、Ｉ２＝｜Ｉ２｜と書ける。よって、それぞれ
｜Ｉ１｜＞｜Ｉ２｜  …（１７）
｜Ｉ１｜＜｜Ｉ２｜  …（１８）
と書き換えられる。
【０１０８】
一方（１６）式を（１４）式，（１５）式に代入すると、それぞれ
Ｉ１＜Ｉ２  …（１９）
Ｉ１＞Ｉ２  …（２０）
となる。この場合Ｉ１、Ｉ２とも負の場合であるため、−Ｉ１＝｜Ｉ１｜、−Ｉ２＝｜Ｉ２｜と書ける。そのため、（１９）式、（２０）式はそれぞれ
｜Ｉ１｜＞｜Ｉ２｜  …（２１）
｜Ｉ１｜＜｜Ｉ２｜  …（２２）
と書き換えられる。
【０１０９】
以上を整理すると、（９）式の条件（｜Ｄｃｙ｜＞｜Ｄｐｙ｜）を満たすように、ＣＹの補助ヨーク的な動作で、ＰＹの偏向距離の絶対値よりＣＹのものを大きくしたい場合、
ａ＞ｃの場合：｜Ｉ１｜＞｜Ｉ２｜  …（２３）
ａ＜ｃの場合：｜Ｉ１｜＜｜Ｉ２｜  …（２４）
の関係を保ちながらＩ１，Ｉ２の電流を変化させればよいことが分かる。図４に示す実施の形態ではａ＞ｃの場合であるため、条件（２３）を満たせばよいことになり、図４の説明と一致する。
【０１１０】
一方、ＰＹの補助ヨーク的な動作で、ＣＹの偏向距離の絶対値よりＰＹのものを大きくしたい場合（｜Ｄｃｙ｜＜｜Ｄｐｙ｜）であるが、上と同様に説明でき、下記条件となる。
ａ＞ｃの場合：｜Ｉ１｜＜｜Ｉ２｜  …（２５）
ａ＜ｃの場合：｜Ｉ１｜＞｜Ｉ２｜  …（２６）
図５に示す実施の形態では、ａ＞ｃの場合であるため、条件（２５）式を満たせばよいことになり、図５の説明と一致する。
【０１１１】
図４（ｂ），（ｃ）では、ＣＹとＰＹのゲインの差を与えたときの、最大偏向距離のロスを説明しているが、これも数式で説明できる。ゲインが大きいとは、ＣＹとＰＹの偏向距離の差が大きいということであり、その差をΔＤとすると、
ΔＤ＝Ｄｃｙ＋Ｄｐｙ  …（２７）
となる。（２７）式に（１）式，（２）式を代入すると
ΔＤ＝ａＩ１＋ｂＩ２−ｃＩ１−ｄＩ２  …（２８）
となる。（１６）式を使いｄを消去すると、
ΔＤ＝（ａ−ｃ）（Ｉ１−Ｉ２）  …（２９）
となる。
【０１１２】
ここでゲインが大きいとはΔＤが大きいことであるので、それを大きくする１つの方法は（２９）式で（ａ−ｃ）の値を大きくする方法である。これはすなわちペアリングのバランスをより崩すことを意味し、ゲインが増える分ノイズも増えるトレードオフを意味する。
【０１１３】
もう１つの方法は、Ｉ１とＩ２の電流差を大きく保ちながらヨークを励磁することである。こうすると、片方の励磁が電流の最大値に達してしまった場合、他方の励磁は最大値より小さい値で励磁することとなり、トータルの偏向距離が短くなる。これはゲインを上げたことによる最大偏向距離の減少を示しており、図４（ｂ），（ｃ）で示していることと一致する。
【０１１４】
次に図７（ａ）に示す、ＣＹによるアライナー動作を数式を使い説明する。アライナー動作とは、ＣＹに常にＰＹに対しあるオフセット（ΔＤ＝定数）を乗せた状態で励磁することである。（２８）式を整理すると、
ΔＤ＝（ａ−ｃ）Ｉ１＋（ｂ−ｄ）Ｉ２  …（３０）
となる。この条件を満たしながらＩ１、Ｉ２を変化させることにより、オフセット動作が得られる。
【０１１５】
（３０）式も未知数を４つ含み理解しにくい。そのため補助ヨーク動作の説明で行ったように、Ｉ１＝Ｉ２の電流を流した場合、ＣＹとＰＹの偏向距離が等しくなる場合についてより話を進める。補助ヨーク動作と同様に必ずしもこの条件は、アライナー動作には必要ないが、この場合に限って話を進めると条件が理解しやすい。
【０１１６】
この場合の条件である（１６）式を（３０）式に代入すると（２９）式が得られる。まとめると下記となる。
ａ＞ｃの場合：Ｉ１＞Ｉ２  …（３１）
ａ＜ｃの場合：Ｉ１＜Ｉ２  …（３２）
図７（ａ）の実施の形態ではａ＞ｃであるため、（３１）式の条件となり、図７（ａ）の説明と一致する。一方図７（ｂ）のようにＰＹにオフセットをのせる場合はＣＹに負のオフセットを乗せるのと等価であり、ΔＤが負になる。その場合も同様に説明でき、まとめると下記となる。
ａ＞ｃの場合：Ｉ１＜Ｉ２  …（３３）
ａ＜ｃの場合：Ｉ１＞Ｉ２  …（３４）
図７（ｂ）の実施の形態ではａ＞ｃのため、（３３）の条件となり、説明と一致する。
【０１１７】
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、従来のペアリングを行った偏向器と比較して、以下の利点が得られる。
１．付加的な補助ヨークを設けなくて済む。
２．補助ヨークをドライブするドライバーが不要となる。
３．付加的なアライナーを設けなくて済む。
４．アライナーをドライブするドライバーが不要となる。
【０１１８】
従来の技術では、アライナーにスキャン機能を持たせることが多かったが、制約からアライナーにスキャン機能を持たせられない場合もある。その場合と比較すると次の利点が挙げられる。
５．付加的なスキャンコイルを設けなくて済む。
６．スキャンコイルをドライブするドライバーが不要となる。
【０１１９】
以上の説明においては、一つの偏向器（ＣＹとＰＹを組としたもの）について説明してきたが、通常、荷電粒子線露光装置においては、３つ以上の偏向器を使用するのが普通である。そして、各偏向器はそれぞれにｘ軸用、ｙ軸用が必要なため、トータル６個のコイル群と、６個のドライバーが不要となる。ドライバーは非常に高精度な電気回路であり、高価かつ大型で消費電力も高く、高精度な温調装置と共に使用しないと精度がでない。よって、ドライバーが不要となるメリットは、コストダウン、スペースの低減、消費電力の低減、温調装置の削減につながり、非常に大きい。
【０１２０】
逆に、以上の実施の形態におけるデメリットとしては、ペアリングのバランスを若干崩すため、ノイズのキャンセル効果が低下する。しかしアンバランスにする割合は多くの場合、５％程度で良く、依然として95％のノイズキャンセル効果が得られる。そのためこれは現実的にはデメリットとはならない。また、ドライバーの最大電流を流した場合に、わずかに最大偏向量が減少するが、これも５％程度で、ドライバーの最大電流をわずかに増加させればよい。
【０１２１】
ドライバーの最大電流を増やすと、ノイズもそれに連れて増加するが、ノイズが５％増加しても、アンバランスペアリングの効果でノイズの95％がキャンセルされるため、ペアリングをしない場合と比較すると、トータルではノイズを大幅に削減できる。
【０１２２】
従来のペアリングと本発明のアンバランスペアリングをノイズの点で比較すると、従来のペアリングでは、偏向器からのノイズは完全にキャンセルできたが、付加的な補助ヨーク、アライナーを追加しなければならない点で、そのコイルがノイズを発生する。そのノイズとアンバランスペアリングのノイズはほぼ同等ということができる。その意味で、少ないコイルとドライバーで、同等の機能とノイズ特性が実現できる本発明の効果は非常に高い。
【０１２３】
図１３は、本発明の実施の形態の１例である荷電粒子露光装置の光学系の概要図である。図１３において、２１は荷電粒子線源、２２は照明用レンズ、２３はビーム成形アパーチャ、２４は開口絞り、２５はマスク、２６は投影用レンズ、２７は散乱アパーチャ、２８はウエハである。
【０１２４】
荷電粒子線源２１から放出された荷電粒子線は、照明用レンズ２２によりマスク２５上を均一に照明する。マスク２５上に形成されたパターンの像は、投影用レンズ２６によりウエハ２８上に結像し、ウエハ２８上のレジストを感光させる。散乱線をカットし、開口角を制限するために開口絞り２４、散乱線をカットすするために散乱アパーチャ２７が設けられている。
【０１２５】
この実施の形態においては、投影光学系に、ＣＹａ、ＣＹｂ、ＣＹｃ、ＰＹａ、ＰＹｂ、ＰＹｃで示す６個の偏向器が設けられている。そして、偏向器ＣＹａとＰＹｃ、ＣＹｂとＰＹｂ、ＣＹｃとＰＹａが、それぞれアンバランスペアリングされているので、これらの偏向器を、前述のような使用方法で使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の実施の形態の第１の例を示す概要図である。
【図２】偏向ベクトルの関係の例を示す図である。
【図３】偏向器ＣＹのみ、ＰＹのみを励磁する方法を説明する図である。
【図４】偏向器に補助ヨークとしての作用を持たせる方法を説明するための図である。
【図５】偏向器に補助ヨークとしての作用を持たせる方法を説明するための図である。
【図６】偏向器にスキャン動作をさせる方法を説明するためのである。
【図７】偏向器にアライナー動作をさせる方法を説明するための図である。
【図８】最適なアンバランス率を得るための機械的なコイル形状の形成法を説明するための図である。
【図９】偏向器により発生する磁場の形状を説明する図である。
【図１０】ＣＹ又はＰＹにおける２つのコイルの磁場形状を似たものにする例を説明するための図である。
【図１１】ＣＹ又はＰＹにおける２つのコイルの磁場形状を似たものにする例を説明するための図である。
【図１２】ＣＹ又はＰＹにおける２つのコイルの偏向量を等しくする方法の例を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施の形態の１例である荷電粒子露光装置の光学系の概要図である。
【図１４】従来の電子線露光装置における電子ビームの軌道を示す図である。
【図１５】２つのヨークに流す電流値の関係を説明するための図である。
【図１６】従来の電子線露光装置における偏向器の励磁方法を示す図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１…ベーン、２…外側コイル、３…内側コイル、４…ベーン、５…外側コイル、６…内側コイル、７…光軸、８…第１電源装置、９…第２電源装置、１１…コイル、１２…コイル、１３…基板、１４…コイル、１５…基板、１５’…基板、１６…コイル、１７…円筒、２１…荷電粒子線源、２２…照明用レンズ、２３…ビーム成形アパーチャ、２４…開口絞り、２５…マスク、２６…投影用レンズ、２７…散乱アパーチャ、２８…ウエ、ＣＹ，ＰＹ，ＣＹａ，ＣＹｂ，ＣＹｃ，ＰＹａ，ＰＹｂ，ＰＹｃ…偏向器
【図１】
2005056788.tif 000003
【図２】
2005056788.tif 000004
【図３】
2005056788.tif 000005
【図４】
2005056788.tif 000006
【図５】
2005056788.tif 000007
【図６】
2005056788.tif 000008
【図７】
2005056788.tif 000009
【図８】
2005056788.tif 000010
【図９】
2005056788.tif 000011
【図１０】
2005056788.tif 000012
【図１１】
2005056788.tif 000013
【図１２】
2005056788.tif 000014
【図１３】
2005056788.tif 000015
【図１４】
2005056788.tif 000016
【図１５】
2005056788.tif 000017
【図１６】
2005056788.tif 000018