(57)【要約】【課題】環境温度の変動や外部磁束密度の変動のような描画位置精度に影響を与える環境変動が生じてもかかる変動の影響を排除しビーム描画位置精度を維持できるビーム描画装置、ビーム描画システム及びビーム描画方法を提供する。【解決手段】このビーム描画装置９０は、基材に対し描画を行うためにビームを照射する照射手段と、照射手段からのビームによる基材に対する描画位置を制御する描画制御手段と、環境温度を測定する温度測定手段１０と、を備え、描画制御手段は温度測定手段からフィードバックされた温度測定結果に基づいて前記描画位置を補正する。【選択図】　図７
2004022882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に対し描画を行うためにビームを照射する照射手段と、前記照射手段からのビームによる前記基材に対する描画位置を制御する描画制御手段と、
環境温度を測定する温度測定手段と、を備え、
前記描画制御手段は前記温度測定手段からフィードバックされた温度測定結果に基づいて前記描画位置を補正することを特徴とするビーム描画装置。
【請求項２】
前記環境温度と前記描画位置との関係情報を記録した記録部を備え、前記関係情報から前記温度測定結果に基づいて得られる前記描画位置のずれ量を前記描画位置の補正量とすることを特徴とする請求項１に記載のビーム描画装置。
【請求項３】
前記記録部は前記環境温度の変動量と前記描画位置のずれ量との関係に基づいて作成した補正テーブルを有し、前記補正テーブルから前記描画位置のずれ量を得ることを特徴とする請求項２に記載のビーム描画装置。
【請求項４】
前記温度測定手段は装置内に配置された温度センサを有することを特徴とする請求項１，２または３に記載のビーム描画装置。
【請求項５】
基材に対し描画を行うためにビームを照射する照射手段と前記照射手段からのビームによる前記基材に対する描画位置を制御する描画制御手段とを備えるビーム描画装置と、
環境温度を測定する温度測定装置と、
前記温度測定装置の温度測定結果に基づいて前記描画位置を補正するための補正情報を得る演算装置と、をネットワークを介して接続し、
前記ビーム描画装置は前記ネットワークを介して受信した前記補正情報に基づいて前記描画位置を補正することを特徴とするビーム描画システム。
【請求項６】
前記演算装置は、前記温度と前記描画位置との関係情報を記録した記録部を有し、前記温度測定装置から受信した前記温度測定結果に基づいて前記関係情報から得られた前記描画位置のずれ量を前記補正情報として前記ビーム描画装置に送信することを特徴とする請求項５に記載のビーム描画システム。
【請求項７】
前記温度の変動量と前記描画位置のずれ量との関係に基づいて作成した補正テーブルを有するデータベースが前記ネットワークに更に接続されており、前記演算装置は、前記温度測定装置から受信した前記温度測定結果に基づいて前記補正テーブルから得られた前記描画位置のずれ量を前記補正情報として前記ビーム描画装置に送信することを特徴とする請求項５に記載のビーム描画システム。
【請求項８】
前記温度測定装置は、前記ビーム描画装置内に配置された温度センサを有し、前記温度センサの温度検知信号を前記ネットワークを介して受信することを特徴とする請求項５，６または７に記載のビーム描画システム。
【請求項９】
基材に対しビームを照射することで描画を行うビーム描画方法において、
前記描画を行う環境の温度を測定する温度測定ステップと、
前記基材における描画位置を前記温度測定結果に基づいて補正するステップと、
前記補正された描画位置で描画処理を実行するステップと、を含むことを特徴とするビーム描画方法。
【請求項１０】
基材に対し描画を行うためにビームを照射する照射手段と、
前記照射手段からのビームによる前記基材に対する描画位置を制御する描画制御手段と、
磁束密度を測定する磁束密度測定手段と、を備え、
前記描画制御手段は前記磁束密度測定手段からフィードバックされた磁束密度測定結果に基づいて前記描画位置を補正することを特徴とするビーム描画装置。
【請求項１１】
前記磁束密度と前記描画位置との関係情報を記録した記録部を備え、前記関係情報から前記磁束密度測定結果に基づいて得られる前記描画位置のずれ量を前記描画位置の補正量とすることを特徴とする請求項１０に記載のビーム描画装置。
【請求項１２】
前記記録部は前記磁束密度の変動量と前記描画位置のずれ量との関係に基づいて作成した補正テーブルを有し、前記補正テーブルから前記描画位置のずれ量を得ることを特徴とする請求項１１に記載のビーム描画装置。
【請求項１３】
前記測定された磁束密度が所定値を越えたときに前記照射手段による描画を中断することを特徴とする請求項１０，１１または１２に記載のビーム描画装置。
【請求項１４】
基材に対し描画を行うためにビームを照射する照射手段と、
磁束密度を測定する磁束密度測定手段と、を備え、
前記測定された磁束密度が所定値を越えたときに前記照射手段による描画を中断することを特徴とするビーム描画装置。
【請求項１５】
前記磁束密度測定手段は装置内に配置された磁界センサを有することを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載のビーム描画装置。
【請求項１６】
基材に対し描画を行うためにビームを照射する照射手段と前記照射手段からのビームによる前記基材に対する描画位置を制御する描画制御手段とを備えるビーム描画装置と、
磁束密度を測定する磁束密度測定装置と、
前記磁束密度測定装置の磁束密度測定結果に基づいて前記描画位置を補正するための補正情報を得る演算装置と、をネットワークを介して接続し、
前記ビーム描画装置は前記ネットワークを介して受信した前記補正情報に基づいて前記描画位置を補正することを特徴とするビーム描画システム。
【請求項１７】
前記演算装置は前記磁束密度と前記描画位置との関係情報を記録した記録部を有し、前記磁束密度測定装置から受信した前記磁束密度測定結果に基づいて前記関係情報から得られた前記描画位置のずれ量を前記補正情報として前記ビーム描画装置に送信することを特徴とする請求項１６に記載のビーム描画システム。
【請求項１８】
前記磁束密度の変動量と前記描画位置のずれ量との関係に基づいて作成した補正テーブルを有するデータベースが前記ネットワークに更に接続されており、前記演算装置は、前記磁束密度測定装置から受信した前記磁束密度測定結果に基づいて前記補正テーブルから得られた前記描画位置のずれ量を前記補正情報として前記ビーム描画装置に送信することを特徴とする請求項１６に記載のビーム描画システム。
【請求項１９】
前記測定された磁束密度が所定値を越えたときに前記照射手段による描画を中断することを特徴とする請求項１６，１７または１８に記載のビーム描画システム。
【請求項２０】
基材に対し描画を行うためにビームを照射する照射手段を備えるビーム描画装置と、
磁束密度を測定する磁束密度測定装置と、をネットワークを介して接続し、
前記ビーム描画装置は前記ネットワークを介して受信した前記測定された磁束密度が所定値を越えたときに前記照射手段による描画を中断することを特徴とするビーム描画システム。
【請求項２１】
基材に対しビームを照射することで描画を行うビーム描画方法において、
磁束密度を測定する磁束密度測定ステップと、
前記基材における描画位置を前記磁束密度測定結果に基づいて補正するステップと、
前記補正された描画位置で描画処理を実行するステップと、を含むことを特徴とするビーム描画方法。
【請求項２２】
前記測定された磁束密度が所定値を越えたときに前記描画処理を中断することを特徴とする請求項２１に記載のビーム描画方法。
【請求項２３】
基材に対しビームを照射することで描画を行うビーム描画方法において、
磁束密度を測定する磁束密度測定ステップと、
前記ビームにより描画処理を実行するステップと、を含み、
前記測定された磁束密度が所定値を越えたときに前記描画処理を中断することを特徴とするビーム描画方法。
【請求項２４】
前記照射手段は前記ビームを集束して前記基材に照射し、前記描画制御手段は、前記ビームを偏向させることで前記描画位置を変更する偏向手段を有し、前記偏向手段により前記ビームを前記描画位置の補正を行うように偏向させることを特徴とする請求項１乃至４及び請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載のビーム描画装置。
【請求項２５】
前記ビーム描画装置における前記照射手段は前記ビームを集束して前記基材に照射し、
前記描画制御手段は、前記ビームを偏向させることで前記描画位置を変更する偏向手段を有し、前記偏向手段により前記ビームを前記描画位置の補正を行うように偏向させることを特徴とする請求項５乃至８及び請求項１６乃至１９のいずれか１項に記載のビーム描画システム。
【請求項２６】
前記磁束密度測定装置は、前記ビーム描画装置内に配置された磁界センサを有し、前記磁界センサの検知信号を前記ネットワークを介して受信することを特徴とする請求項１６乃至２０のいずれか１項に記載のビーム描画システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビームやレーザビーム等により基材に描画を行うビーム描画装置、ビーム描画システム及びビーム描画方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子ビームやレーザビームを用いるビーム描画装置は、基材に微細構造を形成し、例えば光学素子に微細な回折輪帯パターンを形成することができる（例えば、本出願人による特願２００１−３５７５７８参照）。かかるビーム描画装置では、装置の環境温度の変動によりビームによる描画位置が変動してしまい、例えば、基材上で、１６０ｎｍ／℃程度の位置変動が生じてしまう。
【０００３】
また、ビーム描画装置では、装置の外部（送電線や他装置の電源等）で発生する磁界による磁束密度が大きくなると、描画位置に影響を与えて描画位置が変動し、例えば、１００ｎｍ／１．２μＴ程度の位置変動が生じてしまう。
【０００４】
以上のように、環境温度の変動や外部磁束密度の変動に起因して、ビームによる描画時に描画位置が変動してしまい、描画位置精度が低下してしまうことがある。環境温度の変動に対しては、装置を設置した部屋内の温度を空調設備で一定にすることが考えられるが、環境温度の厳密な制御は困難であり、設備等のコストがかかり、問題が多く、また、室内ではある程度の温度変動は不可避的に起きてしまう。また、外部磁束密度の変動に対しては、装置内の要所にシールド等を設けることで対処可能であるが、かかる対策では一定の限界がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、環境温度の変動や外部磁束密度の変動のような描画位置精度に影響を与える環境変動が生じてもかかる変動の影響を排除しビームによる描画位置精度を維持できるビーム描画装置、ビーム描画システム及びビーム描画方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による第１のビーム描画装置は、基材に対し描画を行うためにビームを照射する照射手段と、前記照射手段からのビームによる前記基材に対する描画位置を制御する描画制御手段と、環境温度を測定する温度測定手段と、を備え、前記描画制御手段は前記温度測定手段からフィードバックされた温度測定結果に基づいて前記描画位置を補正することを特徴とする。
【０００７】
このビーム描画装置によれば、環境温度に変動が生じても、その環境温度を測定し、その測定結果により描画位置を補正できるので、描画位置の精度を保つことができる。
【０００８】
上記ビーム描画装置では、前記環境温度と前記描画位置との関係情報を記録した記録部を備え、前記関係情報から前記温度測定結果に基づいて得られる前記描画位置のずれ量を前記描画位置の補正量とするように構成できる。環境温度と描画位置との関係情報を予め得て、記録部が記録しておき、測定した温度に対応する描画位置から得たずれ量分を補正することで、描画位置を精度よく補正できる。
【０００９】
また、前記記録部は前記環境温度の変動量と前記描画位置のずれ量との関係に基づいて作成した補正テーブルを有し、前記補正テーブルから前記描画位置のずれ量を得るように構成できる。
【００１０】
また、前記温度測定手段は装置内に配置された温度センサを有することにより、描画位置の精度に影響を与える装置内部の温度を測定することで、より精度よく温度変動による描画位置の補正を行うことができる。なお、温度センサで装置外部の環境温度を測定するようにしてもよい。
【００１１】
本発明による第１のビーム描画システムは、基材に対し描画を行うためにビームを照射する照射手段と前記照射手段からのビームによる前記基材に対する描画位置を制御する描画制御手段とを備えるビーム描画装置と、環境温度を測定する温度測定装置と、前記温度測定装置の温度測定結果に基づいて前記描画位置を補正するための補正情報を得る演算装置と、をネットワークを介して接続し、前記ビーム描画装置は前記ネットワークを介して受信した前記補正情報に基づいて前記描画位置を補正することを特徴とする。
【００１２】
このビーム描画システムによれば、環境温度に変動が生じても、その環境温度を測定し、その測定結果により描画位置を補正できるので、描画位置の精度を保つことができる。また、温度測定装置と演算装置をビーム描画装置の外部に設け、ネットワークで互いに接続するので、ビーム描画装置は内部に温度測定装置と演算装置を設けなくてすむので、コンパクトに構成できる。また、複数のビーム描画装置をネットワークを介して接続できるので、温度測定装置と演算装置を共用でき、コスト的に有利である。
【００１３】
上記ビーム描画システムでは、前記演算装置は、前記温度と前記描画位置との関係情報を記録した記録部を有し、前記温度測定装置から受信した前記温度測定結果に基づいて前記関係情報から得られた前記描画位置のずれ量を前記補正情報として前記ビーム描画装置に送信するように構成できる。環境温度と描画位置との関係情報を予め得て、演算装置で記録部が記録しておき、測定した温度に対応する描画位置から得たずれ量分を補正することで、描画位置を精度よく補正できる。
【００１４】
また、前記温度の変動量と前記描画位置のずれ量との関係に基づいて作成した補正テーブルを有するデータベースが前記ネットワークに更に接続されており、前記演算装置は、前記温度測定装置から受信した前記温度測定結果に基づいて前記補正テーブルから得られた前記描画位置のずれ量を前記補正情報として前記ビーム描画装置に送信するように構成してもよい。複数のビーム描画装置をネットワークを介して接続した場合には、このデータベースを共用できる。
【００１５】
また、前記温度測定装置は、前記ビーム描画装置内に配置された温度センサを有し、前記温度センサの温度検知信号を前記ネットワークを介して受信するように構成できる。これにより、描画位置の精度により影響を与えるビーム描画装置内部でその温度を測定することで、より精度よく温度変動による描画位置の補正を行うことができる。また、複数のビーム描画装置をネットワークを介して接続した場合には、温度センサを各ビーム描画装置に配置し、ネットワークを介して温度測定装置が各温度検知信号を受信するようにできる。なお、温度測定装置が１つの温度センサを有し、環境温度をビーム描画装置の外部で測定するようにしてもよい。
【００１６】
本発明による第１のビーム描画方法は、基材に対しビームを照射することで描画を行うビーム描画方法において、前記描画を行う環境の温度を測定する温度測定ステップと、前記基材における描画位置を前記温度測定結果に基づいて補正するステップと、前記補正された描画位置で描画処理を実行するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１７】
このビーム描画方法によれば、環境温度に変動が生じても、その環境温度を測定し、その測定結果により描画位置を補正できるので、描画位置の精度を保つことができる。
【００１８】
本発明による第２のビーム描画装置は、基材に対し描画を行うためにビームを照射する照射手段と、前記照射手段からのビームによる前記基材に対する描画位置を制御する描画制御手段と、磁束密度を測定する磁束密度測定手段と、を備え、前記描画制御手段は前記磁束密度測定手段からフィードバックされた磁束密度測定結果に基づいて前記描画位置を補正することを特徴とする。
【００１９】
このビーム描画装置によれば、外部磁界により磁束密度に変動が生じても、その磁束密度を測定し、その測定結果により描画位置を補正できるので、描画位置の精度を保つことができる。
【００２０】
上記ビーム描画装置では、前記磁束密度と前記描画位置との関係情報を記録した記録部を備え、前記関係情報から前記磁束密度測定結果に基づいて得られる前記描画位置のずれ量を前記描画位置の補正量とするように構成できる。磁束密度と描画位置との関係情報を予め得て、記録部が記録しておき、測定した磁束密度に対応する描画位置から得たずれ量分を補正することで、描画位置を精度よく補正できる。
【００２１】
また、前記記録部は前記磁束密度の変動量と前記描画位置のずれ量との関係に基づいて作成した補正テーブルを有し、前記補正テーブルから前記描画位置のずれ量を得るようにできる。
【００２２】
また、前記測定された磁束密度が所定値を越えたときに前記照射手段による描画を中断することにより、上述のような描画位置の補正で対処できない程度に磁束密度が大きくなった場合に描画位置の精度低下を未然に防止できる。
【００２３】
本発明による第３のビーム描画装置は、基材に対し描画を行うためにビームを照射する照射手段と、磁束密度を測定する磁束密度測定手段と、を備え、前記測定された磁束密度が所定値を越えたときに前記照射手段による描画を中断することを特徴とする。
【００２４】
このビーム描画装置によれば、外部磁界による磁束密度が大きくなった場合に描画位置の精度低下を未然に防止できるので、描画位置の精度を保つことができる。
【００２５】
上記第２及び第３のビーム描画装置では、前記磁束密度測定手段は装置内に配置された磁界センサを有することにより、描画位置の精度により影響を与えるビーム描画装置内部でその外部磁界の磁束密度を測定することで、より精度よく磁束密度変動による描画位置の補正を行うことができる。なお、磁界センサで外部磁界による磁束密度を装置外部で測定するようにしてもよい。
【００２６】
本発明による第２のビーム描画システムは、基材に対し描画を行うためにビームを照射する照射手段と前記照射手段からのビームによる前記基材に対する描画位置を制御する描画制御手段とを備えるビーム描画装置と、磁束密度を測定する磁束密度測定装置と、前記磁束密度測定装置の磁束密度測定結果に基づいて前記描画位置を補正するための補正情報を得る演算装置と、をネットワークを介して接続し、前記ビーム描画装置は前記ネットワークを介して受信した前記補正情報に基づいて前記描画位置を補正することを特徴とする。
【００２７】
このビーム描画システムによれば、外部磁界により磁束密度に変動が生じても、その磁束密度を測定し、その測定結果により描画位置を補正できるので、描画位置の精度を保つことができる。また、磁束密度測定装置と演算装置をビーム描画装置の外部に設け、ネットワークで互いに接続するので、ビーム描画装置は内部に磁束密度測定装置と演算装置を設けなくてすむので、コンパクトに構成できる。また、複数のビーム描画装置をネットワークを介して接続できるので、磁束密度測定装置と演算装置を共用でき、コスト的に有利である。
【００２８】
上記ビーム描画システムでは、前記演算装置は前記磁束密度と前記描画位置との関係情報を記録した記録部を有し、前記磁束密度測定装置から受信した前記磁束密度測定結果に基づいて前記関係情報から得られた前記描画位置のずれ量を前記補正情報として前記ビーム描画装置に送信するように構成できる。磁束密度と描画位置との関係情報を予め得て、記録部が記録しておき、測定した磁束密度に対応する描画位置から得たずれ量分を補正することで、描画位置を精度よく補正できる。
【００２９】
また、前記磁束密度の変動量と前記描画位置のずれ量との関係に基づいて作成した補正テーブルを有するデータベースが前記ネットワークに更に接続されており、前記演算装置は、前記磁束密度測定装置から受信した前記磁束密度測定結果に基づいて前記補正テーブルから得られた前記描画位置のずれ量を前記補正情報として前記ビーム描画装置に送信するように構成してもよい。複数のビーム描画装置をネットワークを介して接続した場合には、このデータベースを共用できる。
【００３０】
また、上記ビーム描画システムでは、前記測定された磁束密度が所定値を越えたときに前記照射手段による描画を中断することにより、上述のような描画位置の補正で対処できない程度に磁束密度が大きくなった場合に描画位置の精度低下を未然に防止できる。
【００３１】
本発明による第３のビーム描画システムは、基材に対し描画を行うためにビームを照射する照射手段を備えるビーム描画装置と、磁束密度を測定する磁束密度測定装置と、をネットワークを介して接続し、前記ビーム描画装置は前記ネットワークを介して受信した前記測定された磁束密度が所定値を越えたときに前記照射手段による描画を中断することを特徴とする。
【００３２】
このビーム描画システムによれば、外部磁界により磁束密度が大きくなった場合に描画位置の精度低下を未然に防止できるので、描画位置の精度を保つことができる。また、磁束密度測定装置をビーム描画装置の外部に設け、ネットワークで互いに接続するので、ビーム描画装置は内部に磁束密度測定装置を設けなくてすむので、コンパクトに構成できる。また、複数のビーム描画装置をネットワークを介して接続できるので、磁束密度測定装置を共用でき、コスト的に有利である。
【００３３】
本発明による第２のビーム描画方法は、基材に対しビームを照射することで描画を行うビーム描画方法において、磁束密度を測定する磁束密度測定ステップと、前記基材における描画位置を前記磁束密度測定結果に基づいて補正するステップと、前記補正された描画位置で描画処理を実行するステップと、を含むことを特徴とする。
【００３４】
このビーム描画方法によれば、外部磁界により磁束密度に変動が生じても、その磁束密度を測定し、その測定結果により補正した描画位置で描画を行うことができるので、描画位置の精度を保つことができる。
【００３５】
この場合、前記測定された磁束密度が所定値を越えたときに前記描画処理を中断することにより、上述のような描画位置の補正で対処できない程度に磁束密度が大きくなった場合に描画位置の精度低下を未然に防止できる。
【００３６】
本発明による第３のビーム描画方法は、基材に対しビームを照射することで描画を行うビーム描画方法において、磁束密度を測定する磁束密度測定ステップと、前記ビームにより描画処理を実行するステップと、を含み、前記測定された磁束密度が所定値を越えたときに前記描画処理を中断することを特徴とする。
【００３７】
このビーム描画方法によれば、外部磁界により磁束密度が大きくなった場合に描画位置の精度低下を未然に防止できるので、描画位置の精度を保つことができる。
【００３８】
また、上述の第１及び第２のビーム描画装置では、前記照射手段は前記ビームを集束して前記基材に照射し、前記描画制御手段は、前記ビームを偏向させることで前記描画位置を変更する偏向手段を有し、前記偏向手段により前記ビームを前記描画位置の補正を行うように偏向させるように構成できる。
【００３９】
また、上述の第１及び第２のビーム描画システムでは、前記ビーム描画装置における前記照射手段は前記ビームを集束して前記基材に照射し、前記描画制御手段は、前記ビームを偏向させることで前記描画位置を変更する偏向手段を有し、前記偏向手段により前記ビームを前記描画位置の補正を行うように偏向させるように構成できる。
【００４０】
また、上述の第２及び第３のビーム描画システムでは、前記磁束密度測定装置は、前記ビーム描画装置内に配置された磁界センサを有し、前記磁界センサの検知信号を前記ネットワークを介して受信するように構成できる。これにより、描画位置の精度により影響を与えるビーム描画装置内部でその外部磁界の磁束密度を測定することで、より精度よく磁束密度変動による描画位置の補正を行うことができる。また、複数のビーム描画装置をネットワークを介して接続した場合には、磁界センサを各ビーム描画装置に配置し、ネットワークを介して磁束密度測定装置が各検知信号を受信するようにできる。なお、磁束密度測定装置が１つの磁界センサを有し、外部磁界による磁束密度をビーム描画装置の外部で測定するようにしてもよい。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による第１及び第２の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００４２】
〈第１の実施の形態〉
【００４３】
図１は本発明の実施の形態による電子ビーム描画装置の全体構成を概略的に示す説明図であり、図２は図１の電子ビーム描画装置に含まれる測定装置の要部を示す図である。
【００４４】
最初に、測定装置について説明する。図１の電子ビーム描画装置９０は、基材２１の表面の基準点及び基材の３次元形状を測定するための測定手段である測定装置８０を備える。測定装置８０は、３次元的に変化する形状を有する基材に、電子ビーム描画を行う際に、基材の３次元形状を測定できる。この測定装置は、３次元電子ビーム描画を行う一連の工程にて利用されるが、図１では電子ビーム描画装置と一体的に構成しているが、独立して単独で形成してもよい。ここで、基材２１は、図１３に示すように、一面が曲面形状を有する曲面部２ａと、曲面部２ａの周囲に形成された周囲面部である平坦部２ｂと、裏面側の底部２ｃとを有する。
【００４５】
測定装置８０は、図２に示すように、基材２１に対してレーザ光を照射することで基材２１を測定する第１のレーザ光照射部８２と、第１のレーザ光照射部８２にて発光されたレーザ光（第１の照射光）が基材２１で反射しその反射光を受光する第１の受光部８４と、第１のレーザ光照射部８２とは異なる照射角度から照射を行う第２のレーザ光照射部８６と、第２のレーザ光照射部８６にて発光されたレーザ光（第２の照射光）が基材２１を透過しその透過光を受光する第２の受光部８８と、を含む。ここで、「透過」とは基材の一部をレーザ光等の一部が通過する状態を指し、「透過光」とは後述するようにレーザ光等の光の一部が散乱した残りの光を指すものとする。
【００４６】
第１のレーザ光照射部８２により電子ビームと交差する方向から基材２１に対して第１の光ビームＳ１を照射し、平坦部２ｂ上で反射する第１の光ビームＳ１の受光によって第１の光強度分布が検出される。この際に、図２に示すように、第１の光ビームＳ１は、基材２１の底部２ｃにて反射されるため、第１の強度分布に基づいて基材２１の平坦部２ｂ上の平面位置が測定算出できる。
【００４７】
また、第２のレーザ光照射部８６によって、第１の光ビームＳ１と異なる電子ビームとほぼ直交する方向、即ち基材２１の水平方向から基材２１に対して第２の光ビームＳ２を照射し、基材２１を透過する第２の光ビームＳ２が第２の受光部８８に含まれるピンホール８９を介して受光されて第２の光強度分布が検出される。
【００４８】
この場合、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第２の光ビームＳ２が曲面部２ａ上を透過するので、第２の強度分布に基づいて基材２１の平坦部２ｂより突出する曲面部２ａ上の高さ位置を測定算出できる。
【００４９】
具体的には、第２の光ビームＳ２がＸＹ基準座標系における曲面部２ａ上のある位置（ｘ、ｙ）の特定の高さを透過すると、この位置（ｘ、ｙ）において、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第２の光ビームＳ２が曲面部２ａの曲面にて当たることにより散乱光ＳＳ１、ＳＳ２が生じ、この散乱光分の光強度が弱まる。このため、第２の受光部８８にて検出された第２の光強度分布に基づいて高さ位置が測定算出される。
【００５０】
この算出の際には、第２の受光部８８の信号出力Ｏｐは、図６に示す特性図のような、信号出力Ｏｐと基材の高さとの相関関係を有するので、第２の受光部８８での信号出力Ｏｐに基づき、基材の高さ位置を算出することができる。そして、この基材の高さ位置を、例えば描画位置として、電子ビームの焦点位置の調整が行われ描画が行われることとなる。従って、後述のように、測定装置８０において精度良い高さ検出を行うことは、曲面部２ａを有する基材２１に対して電子ビームにより描画パターンを描画する際の描画精度をも向上させることにもなる。
【００５１】
次に、電子ビーム描画装置全体について説明する。図１に示すように、電子ビーム描画装置９０は、大電流で高解像度の電子線プローブを形成して高速に描画対象の基材２１上を走査するものであり、高解像度の電子線プローブを形成し、電子ビームを生成してターゲットに対してビーム照射を行う電子ビーム生成手段である電子銃１２１と、この電子銃１２１からの電子ビームを通過させるスリット１４１と、スリット１４１を通過する電子ビームの基材２１に対する焦点位置を制御するための電子レンズ１６１と、電子ビームが出射される経路上に配設され開口により電子ビームを所望の形状とするためのアパーチャー１８１と、電子ビームを偏向させることでターゲットである基材２１上の走査位置等を制御する偏向器２００と、偏向を補正する補正用コイル２２１と、を含む。なお、これらの各部は、鏡筒１０１内に配設されて電子ビーム出射時には真空状態に維持される。
【００５２】
さらに、電子ビーム描画装置９０は、描画対象となる基材２１を載置するための載置台であるＸＹＺステージ３０と、このＸＹＺステージ３０上の載置位置に基材２１を搬送するための搬送手段であるローダ４０と、ＸＹＺステージ３０を駆動するための駆動手段であるステージ駆動手段５０と、ローダを駆動するためのローダ駆動装置６０と、鏡筒１０１内及びＸＹＺステージ３０を含む筐体２１０内を真空となるように排気を行う真空排気装置７０と、これらの制御を司る制御手段である制御回路１００と、を含む。測定装置８０は、ＸＹＺステージ３０上の基材２１の表面の基準点及び上述のように基材の３次元形状を測定する。
【００５３】
電子レンズ１６１は、高さ方向に沿って複数箇所に離間して設置される各コイル１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃの各々の電流値によって電子的なレンズが複数生成されることで各々制御され、電子ビームの焦点位置が制御される。
【００５４】
ステージ駆動手段５０は、ＸＹＺステージ３０をＸ方向に駆動するＸ方向駆動機構５２と、ＸＹＺステージ３０をＹ方向に駆動するＹ方向駆動機構５４と、ＸＹＺステージ３０をＺ方向に駆動するＺ方向駆動機構５６と、ＸＹＺステージ３０をθ方向に駆動するθ方向駆動機構５８と、を含む。これによって、ＸＹＺステージ３０を３次元的に動作させたり、アライメントを行うことができる。
【００５５】
制御回路１００は、電子銃１２１に電源を供給するための電子銃電源部１０２と、この電子銃電源部１０２での電流、電圧などを調整制御する電子銃制御部１０４と、電子レンズ１６１（複数の各電子的なレンズを各々）を動作させるためのレンズ電源部１０６と、このレンズ電源部１０６での各電子レンズに対応する各電流を調整制御するレンズ制御部１０８と、を含む。
【００５６】
さらに、制御回路１００は、補正用コイル２２１を制御するためのコイル制御部１１０と、偏向器２００にて成形方向の偏向を行う成形偏向部１１２ａと、偏向器２００にて副走査方向の偏向を行うための副偏向部１１２ｂと、偏向器２００にて主走査方向の偏向を行うための主偏向部１１２ｃと、成形偏向部１１２ａを制御するためにデジタル信号をアナログ信号に変換制御する高速Ｄ／Ａ変換器１１４ａと、副偏向部１１２ｂを制御するためにデジタル信号をアナログ信号に変換制御する高速Ｄ／Ａ変換器１１４ｂと、主偏向部１１２ｃを制御するためにデジタル信号をアナログ信号に変換制御する高精度Ｄ／Ａ変換器１１４ｃと、を含む。
【００５７】
さらに、制御回路１００は、偏向器２００における位置誤差を補正する、乃ち、位置誤差補正信号などを各高速Ｄ／Ａ変換器１１４ａ、１１４ｂ、及び高精度Ｄ／Ａ変換器１１４ｃに対して供給して位置誤差補正を促すあるいはコイル制御部１１０に対してその信号を供給することで補正用コイル２２１にて位置誤差補正を行う位置誤差補正回路１１６と、これら位置誤差補正回路１１６並びに各高速Ｄ／Ａ変換器１１４ａ、１１４ｂ及び高精度Ｄ／Ａ変換器１１４ｃを制御して電子ビームの電界を制御することで描画位置を制御する描画制御手段である描画位置制御回路１１８と、描画パターンなどを基材２１に対して生成するためのパターン発生回路１２０と、を含む。
【００５８】
さらに、制御回路１００は、レーザ制御系を含み、このレーザ制御系は、第１のレーザ光照射部８２及び第１の受光部８４の制御を行う第１のレーザ駆動制御回路１３０と、第２のレーザ光照射部８６及び第２の受光部８８の制御を行う第２のレーザ駆動制御回路１３２と、を有する。これらの制御回路１３０，１３２には、図示しないが、レーザ照射光の出力（レーザの光強度）を調整制御するための各種制御回路が含まれている。
【００５９】
また、制御回路１００は、第１の受光部８４での受光結果に基づき、測定結果を算出するための第１の測定算出部１４０と、第２の受光部８８での受光結果に基づき、測定結果を算出するための第２の測定算出部１４２と、を含む。
【００６０】
さらに、制御回路１００は、ステージ駆動手段５０を制御するためのステージ制御回路１５０と、ローダ駆動装置６０を制御するローダ制御回路１５２と、上述の第１、第２のレーザ駆動回路１３０、１３２・第１、第２のレーザ出力制御回路１３４、１３６・第１、第２の測定算出部１４０、１４２・ステージ制御回路１５０・ローダ制御回路１５２を制御する機構制御回路１５４と、真空排気装置７０の真空排気を制御する真空排気制御回路１５６と、測定情報を入力するための測定情報入力部１５８と、入力された情報や他の複数の情報を記憶するための記憶手段であるメモリ１６０と、各種制御を行うための制御プログラムを記憶したプログラムメモリ１６２と、これらの各部の制御を司る例えばＣＰＵなどにて形成された制御部１７０と、を含む。
【００６１】
上述のような構成を有する電子ビーム描画装置９０において、ローダ４０によって搬送された基材２１がＸＹＺステージ３０上に載置されると、真空排気装置７０によって鏡筒１０１及び筐体２１０内の空気やダストなどを排気したした後、電子銃１２１から電子ビームが照射される。
【００６２】
電子銃１２１から照射された電子ビームは、電子レンズ１６１を介して偏向器２００により偏向され、偏向された電子ビームＢ（以下、この電子レンズ１６１を通過後の偏向制御された電子ビームに関してのみ「電子ビームＢ」と符号を付与することがある）は、ＸＹＺステージ３０上の基材２１の表面、例えば曲面部（曲面）２ａ上の描画位置に対して照射されることで描画が行われる。
【００６３】
この際に、測定装置８０によって、基材２１上の描画位置（描画位置のうち少なくとも高さ位置）、もしくは後述するような基準点の位置が測定され、制御回路１００は、その測定結果に基づき、電子レンズ１６１のコイル１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃなどに流れる各電流値などを調整制御して、電子ビームＢの焦点深度の位置、すなわち焦点位置を制御し、その焦点位置が描画位置となるように移動制御される。
【００６４】
あるいは、測定結果に基づき、制御回路１００は、ステージ駆動手段５０を制御することにより、電子ビームＢの焦点位置が描画位置となるようにＸＹＺステージ３０を移動させる。
【００６５】
また、電子ビームの制御、ＸＹＺステージ３０の制御のいずれか一方の制御によって行っても、双方を利用して行ってもよい。
【００６６】
さらに、電子ビーム描画装置９０に測定装置８０を搭載する場合に、第２のレーザ光照射部８６と第２の受光部８８との離間距離を、載置台たるＸＹＺステージ３０のＸＹ平面方向（載置面方向）での移動ストローク以上にした状態で配設されている。このような構成とすることにより、筐体２１０の一部を穿設することにより、測定装置８０を搭載でき、特に、筐体２１０を大幅に改造することを要しない。
【００６７】
次に、電子ビーム描画装置９０における、描画を行う場合の原理の概要について、説明する。
【００６８】
先ず、基材２１は、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、例えば樹脂等による光学素子例えば光レンズ等にて形成されることが好ましく、断面略平板状の平坦部２ｂと、この平坦部２ｂより突出形成された曲面をなす曲面部２ａと、を含む。この曲面部２ａの曲面は、球面に限らず、非球面などの他のあらゆる高さ方向に変化を有する自由曲面であってよい。
【００６９】
このような基材２１において、予め基材２１をＸＹＺステージ３０上に載置する前に、基材２１上の複数例えば３個の基準点Ｐ００、Ｐ０１、Ｐ０２を決定してこの位置を測定しておく（第１の測定）。これによって、例えば、基準点Ｐ００とＰ０１によりＸ軸、基準点Ｐ００とＰ０２によりＹ軸が定義され、３次元座標系における第１の基準座標系が算出される。ここで、第１の基準座標系における高さ位置をＨｏ（ｘ、ｙ）（第１の高さ位置）とする。これによって、基材２１の厚み分布の算出を行うことができる。
【００７０】
一方、基材２１をＸＹＺステージ３０上に載置した後も、同様の処理を行う。すなわち、図４（Ａ）に示すように、基材２１上の複数例えば３個の基準点Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２を決定してこの位置を測定しておく（第２の測定）。これによって、例えば、基準点Ｐ１０とＰ１１によりＸ軸、基準点Ｐ１０とＰ１２によりＹ軸が定義され、３次元座標系における第２の基準座標系が算出される。
【００７１】
さらに、これらの基準点Ｐ００、Ｐ０１、Ｐ０２、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２により第１の基準座標系を第２の基準座標系に変換するための座標変換行列などを算出して、この座標変換行列を利用して、第２の基準座標系におけるＨｏ（ｘ、ｙ）に対応する高さ位置Ｈｐ（ｘ、ｙ）（第２の高さ位置）を算出して、この位置を最適フォーカス位置、すなわち描画位置として電子ビームの焦点位置が合わされるべき位置とすることとなる。これにより、上述の基材２１の厚み分布の補正を行うことができる。
【００７２】
なお、上述の第２の測定は、電子ビーム描画装置９０の測定装置８０を用いて測定することができる。そして、第１の測定は、予め別の場所において他の測定装置を用いて測定しておく必要がある。このような、基材２１をＸＹＺステージ３０上に載置する前に予め基準点を測定するための測定装置としては、上述の測定装置８０と全く同様の構成の測定装置（第２の測定手段）を採用することができる。
【００７３】
この場合、測定装置からの測定結果は、例えば図１に示す測定情報入力部１５８にて入力されたり、制御回路１００と接続される不図示のネットワークを介してデータ転送されて、メモリ１６０などに格納されることとなる。もちろん、この測定装置が不要となる場合も考えられる。
【００７４】
上記のようにして、描画位置が算出されて、電子ビームの焦点位置が制御されて描画が行われることとなる。
【００７５】
具体的には、図４（Ｃ）に示すように、電子ビームの焦点深度ＦＺ（ビームウエストＢＷ）の焦点位置を、３次元基準座標系における単位空間の１フィールド（ｍ＝１）内の描画位置に調整制御する（この制御は、上述したように、電子レンズ１６１による電流値の調整もしくはＸＹＺステージ３０の駆動制御のいずれか一方又は双方によって行われる。）。なお、本例においては、１フィールドの高さ分を焦点深度ＦＺより長くなるように、フィールドを設定してあるがこれに限定されるものではない。ここで、焦点深度ＦＺとは、図５に示すように、電子レンズ１６１を介して照射される電子ビームＢにおいて、ビームウエストＢＷが有効な範囲の高さを示す。なお、電子ビームＢの場合、図５に示すように、電子レンズ１６１の幅Ｄ、電子レンズ１６１よりビームウエスト（ビーム径の最も細い所）ＢＷまでの深さｆとすると、Ｄ／ｆは、０．０１程度であり、例えば５０ｎｍ程度の解像度を有し、焦点深度は例えば数十μ程度ある。
【００７６】
そして、図４（Ｃ）に示すように、例えば１フィールド内をＹ方向にシフトしつつ順次Ｘ方向に走査することにより、１フィールド内の描画が行われることとなる。さらに、１フィールド内において、描画されていない領域があれば、その領域についても、上述の焦点位置の制御を行いつつＺ方向に移動し、同様の走査による描画処理を行うこととなる。
【００７７】
次に、１フィールド内の描画が行われた後、他のフィールド、例えばｍ＝２のフィールド、ｍ＝３のフィールドにおいても、上述同様に、測定や描画位置の算出を行いつつ描画処理がリアルタイムで行われることとなる。このようにして、描画されるべき描画領域について全ての描画が終了すると、基材２１の表面における描画処理が終了することとなる。
【００７８】
なお、本例では、この描画領域を被描画層とし、この被描画層における曲面部２ａの表面の曲面に該当する部分を被描画面としている。
【００７９】
さらに、上述のような各種演算処理、測定処理、制御処理などの処理を行う処理プログラムは、プログラムメモリ１６２に予め制御プログラムとして格納されることとなる。
【００８０】
なお、電子ビーム描画装置９０のメモリ１６０には、不図示の形状記憶テーブルを有し、この形状記憶テーブルには、例えば基材２１の曲面部２ａに回折格子を傾けて各ピッチ毎に形成する際の走査位置に対するドーズ量分布を予め定義したドーズ分布の特性などに関するドーズ分布情報、その他の情報が格納されている。
【００８１】
また、プログラムメモリ１６２には、これらの処理を行う処理プログラム、ドーズ分布情報などの情報をもとに、曲面部２ａ上の所定の傾斜角度におけるドーズ分布特性など演算により算出するためのドーズ分布演算プログラム、その他の処理プログラムなどを有している。
【００８２】
このため、制御部１７０は、測定装置８０にて測定された描画位置に基づき、電子レンズの電流値を調整して電子ビームの焦点位置を描画位置に応じて可変制御するとともに、焦点位置における焦点深度内について、ドーズ分布の特性に基づいて、そのドーズ量を算出しつつ基材の描画を行うように制御する。
【００８３】
あるいは、制御部１７０は、測定装置８０にて測定された描画位置に基づき、駆動手段によりＸＹＺステージ３０を昇降させて、電子銃１２１にて照射された電子ビームの焦点位置を描画位置に応じて可変制御するとともに、焦点位置における焦点深度内について、メモリ１６０のドーズ分布の特性に基づいて、そのドーズ量を算出しつつ基材の描画を行うように制御する。
【００８４】
上述の図１に温度測定装置を加えた電子ビーム描画装置を第１の実施の形態として図１，図７、図８及び図９を参照して説明する。図７は第１の実施の形態の電子ビーム描画装置を概略的に示す図であり、図８は図７の温度測定装置のブロック図であり、図９は第１の実施の形態の電子ビーム描画装置における温度変動の際の描画位置の補正のステップを示すフローチャートである。
【００８５】
図７のように、電子ビーム描画装置９０は装置の環境温度を測定する温度測定装置１０を備える。温度測定装置１０は、図８のように、温度センサ１１と、温度センサ１１からの温度検知信号を電気的に増幅し出力する増幅部１２とを備える。温度センサ１１としては、各種の測温抵抗体や水晶温度センサ等を用いることができるが、これらに限定されない。
【００８６】
図１の電子ビーム描画装置９０の描画位置制御回路１１８は、図７の温度測定装置１０からの温度検知信号が図１の測定情報入力部１５８を介してフィードバックされ入力し、この測定温度に基づいて描画位置の補正量を演算する演算部を含む。この演算部は、温度と描画位置との関係情報をメモリに記録し、その関係情報から測定温度に基づいて得られた描画位置のずれ量をキャンセルするような補正量を演算する。この演算された描画位置の補正量に応じて描画位置制御回路１１８は電子ビームの電界を制御することで電子ビーム描画とリアルタイムで描画位置を環境温度の変動分を補正した位置に制御するようになっている。
【００８７】
また、温度と描画位置との関係情報は、演算部のメモリにおいて例えば数式として記憶させることができる。また、後述の図１１のように、温度測定値と描画位置（実位置と描画位置のずれ量による補正値）との関係をテーブルにした補正テーブルを予め作成しておき、この補正テーブルにより温度測定結果に基づいて描画位置の補正量を求めるようにしてもよい。
【００８８】
次に、図７の電子ビーム描画装置における測定した環境温度が変動したときの動作について図９を参照して説明する。
【００８９】
図１の電子ビーム描画装置において上述のように電子ビーム描画を開始し（Ｓ０１）、図７，図８の温度測定装置１０が環境温度を測定し、その増幅部１２から出力した温度検知信号が図１の描画位置制御回路１１８にフィードバックされ入力する（Ｓ０２）。
【００９０】
そして、上述の温度測定中に温度変動が生じると（Ｓ０３）、描画位置制御回路１１８の演算部は測定温度に基づいて描画位置の補正量を算出し、描画位置を補正し（Ｓ０４）、その補正した描画位置で電子ビーム描画処理を行う（Ｓ０５）。このような電子ビーム描画処理を基材２１の全域について完了するまで行い（Ｓ０６）、電子ビーム描画を終了する。なお、ステップＳ０３における温度変動判断の最小変動値ΔＴ（温度補正を行う最小の変動温度）は予め所定値に設定できる。ΔＴは、例えば、１℃当たり１６０ｎｍ程度の位置変動が生じるので、０．０１℃に設定できる。
【００９１】
以上のように、本実施の形態による電子ビーム描画装置によれば、環境温度に変動が生じても、その環境温度を測定し、その測定結果により描画位置を補正できるので、描画位置の精度を一定に保つことができる。
【００９２】
なお、温度測定装置１０の温度センサ１１を電子ビーム描画装置の外部の温度を測定するように配置してよいが、図１のように装置内部の鏡筒１０１の近傍位置１１ａに配置してもよく、これにより、描画位置の精度に影響を与える装置内部の温度を測定することで、より精度よく温度変動による描画位置の補正を行うことができる。
【００９３】
次に、図１０及び図１１により第１の実施の形態の変形例である電子ビーム描画システムについて説明する。図１０は本例の電子ビーム描画システムの概略的構成を示す図であり、図１１は図１０のデータベース内の補正テーブルの構成を示す図である。
【００９４】
図１０の電子ビーム描画システムは、図１の電子ビーム描画装置９０と、温度測定装置１０と、演算装置１５と、データベースサーバ１６と、をネットワーク１８を介して接続して構成している。電子ビーム描画装置９０は測定情報入力部１５８を介してネットワーク１８と接続される。
【００９５】
温度測定装置１０は図８と同様の構成であり、温度センサ１１は電子ビーム描画装置９０の外部温度を測定するように配置してよいが、上述のように図１の電子ビーム描画装置９０内部の鏡筒１０１の近傍位置１１ａに配置してもよく、この場合、温度センサ１１と温度測定装置１０とをネットワーク１８によるオンラインで接続するようにできる。
【００９６】
また、演算装置１５は温度測定装置１０からの温度検知信号に基づいて描画位置の補正量を演算する。データベースサーバ１６は、図１１のように、温度測定値と描画位置（実位置と描画位置のずれ量による補正値）との関係を予めテーブルにした補正テーブル１９を記録している。即ち、実際の電子ビーム描画に先立ってテスト電子ビーム描画を実行し、測定した温度と描画指示位置との情報をデータベースサーバ１６に蓄積する。次に、実際に描画された描画位置情報をデータベースサーバ１６に登録し、温度による描画位置のずれ量の情報を蓄積し、この描画位置のずれ量の情報に基づいて描画位置の補正量を算出し、補正テーブル１９を作成する。
【００９７】
演算装置１５はデータベースサーバ１６の補正テーブル１９から温度測定結果に基づいて描画位置の補正量を求め、その補正量を図１の電子ビーム描画装置９０の描画位置制御部１１８にその測定情報入力部１５８を介して送信するようになっている。
【００９８】
上述のような図１０の電子ビーム描画システムによれば、図９と同様の動作を実行し、環境温度に変動が生じても、その環境温度を温度測定装置１０で測定し、その測定結果に基づいて演算装置１５で描画位置の補正量を求め、電子ビーム描画装置９０に送ることで、描画位置を補正できるので、描画位置の精度を一定に保つことができる。
【００９９】
また、図１の電子ビーム描画装置９０は、温度測定装置１０と、演算装置１５と、データベースサーバ１６と、をネットワーク１８を介して接続し、温度測定装置１０や演算装置１５やデータベースサーバ１６を内部に備える必要がないので、装置の構成が複雑化することがない。
【０１００】
また、図１０のように、図１と同様の別の電子ビーム描画装置を９０’をネットワーク１８と接続し、この電子ビーム描画装置９０’において同様に温度測定装置１０と、演算装置１５と、データベースサーバ１６とを用いて、同様の温度補正を行うことができる。
【０１０１】
なお、図１０の電子ビーム描画システムにおいて、演算装置１５が温度と描画位置との関係情報を例えば数式として記憶するメモリを備えるようにしてもよく、この場合、データベースサーバ１６の接続を省略してもよい。また、演算装置１５がメモリに補正テーブル１９を記憶するようにしてもよい。
【０１０２】
〈第２の実施の形態〉
【０１０３】
上述の図１に磁束密度測定装置を加えた電子ビーム描画装置を第２の実施の形態として図１、図１２及び図１３を参照して説明する。図１２は第２の実施の形態の電子ビーム描画装置を概略的に示す図であり、図１３は図１２の磁束密度測定装置のブロック図である。
【０１０４】
図１２のように、電子ビーム描画装置９０は装置の外部磁束密度を測定する磁束密度測定装置２０を備える。磁束密度測定装置２０は、図１３のように、外部磁界を電気信号に変換する磁界センサ２７と、磁界センサ２７からの磁束密度検知信号を電気的に増幅し出力する増幅部２２とを備える。磁束密度の検出能としては、例えば磁束密度の交流変動の実効値で１．２μＴ（テスラ）当たり１００ｎｍ程度の位置変動が生じるので、０．１μＴ程度が必要である。磁界センサ２７としては、ホール素子等の各種の磁気センサを用いることができるが、これに限定されない。
【０１０５】
図１の電子ビーム描画装置９０の描画位置制御回路１１８は、図１２の磁束密度測定装置２０からの磁束密度検知信号が図１の測定情報入力部１５８を介してフィードバックし入力し、この測定された磁束密度に基づいて描画位置の補正量を演算する演算部を含む。この演算部は、磁束密度と描画位置との関係情報をメモリに記録し、その関係情報から測定磁束密度に基づいて得られた描画位置のずれ量をキャンセルするような補正量を演算する。この演算された描画位置の補正量に応じて描画位置制御回路１１８は電子ビームの電界を制御することで電子ビーム描画とリアルタイムで描画位置を磁束密度の変動分を補正した位置に制御するようになっている。
【０１０６】
また、磁束密度と描画位置との関係情報は、演算部のメモリにおいて例えば数式として記憶させることができる。また、後述の図１７のように、磁束密度の測定値と描画位置（実位置と描画位置のずれ量による補正値）との関係をテーブルにした補正テーブルを予め作成しておき、この補正テーブルにより磁束密度測定結果に基づいて描画位置の補正量を求めるようにしてもよい。
【０１０７】
また、図１の電子ビーム描画装置９０の制御回路１００では、図１２の磁束密度測定装置２０からの磁束密度検知信号による外部磁束密度が所定値以上になると、その描画位置の補正もできないものとして、電子ビーム描画処理を停止するように制御するようになっている。
【０１０８】
次に、図１２の電子ビーム描画装置において測定した外部磁束密度が変動したときの動作について図１４を参照して説明する。図１４は第２の実施の形態の電子ビーム描画装置における外部磁束密度変動の際の描画位置の補正のステップを示すフローチャートである。
【０１０９】
図１の電子ビーム描画装置において上述のように電子ビーム描画を開始し（Ｓ１１）、図１２，図１３の磁束密度測定装置２０が近くの送電線や別の装置の電源等から発生する外部磁束密度を測定し、その増幅部２２から出力した磁束密度検知信号が図１の描画位置制御回路１１８にフィードバックされ入力する（Ｓ１２）。
【０１１０】
そして、上述の磁束密度測定中に磁束密度変動が生じると、描画位置制御回路１１８の演算部が測定磁束密度に基づいて描画位置の補正量を算出し、描画位置を補正し（Ｓ１３）、その補正した描画位置で電子ビーム描画処理を行う（Ｓ１４）。このような電子ビーム描画処理を基材２１の全域について完了するまで行い（Ｓ１５）、電子ビーム描画を終了する。
【０１１１】
以上のように、本実施の形態による電子ビーム描画装置によれば、外部磁束密度に変動が生じても、その磁束密度を測定し、その測定結果により描画位置を補正できるので、描画位置の精度を一定に保つことができる。
【０１１２】
次に、外部磁束密度が所定値よりも大きくなった場合の制御について図１５により説明する。図１５は第２の実施の形態の電子ビーム描画装置における外部磁束密度変動が大きい場合の制御のステップを示すフローチャートである。
【０１１３】
図１の電子ビーム描画装置において電子ビーム描画を開始し（Ｓ２１）、図１２，図１３の磁束密度測定装置２０が外部の磁束密度を測定し、その増幅部２２から出力した磁束密度検知信号が図１の描画位置制御回路１１８にフィードバックし入力する（Ｓ２２）。
【０１１４】
そして、上述の測定中に磁束密度変動が生じ、測定された磁束密度が所定の規定値以下の場合には（Ｓ２３）、電子ビーム描画処理を行う（Ｓ２４）。また、測定された磁束密度が所定の規定値以上になると（Ｓ２３）、図１の電子ビーム描画装置９０の制御回路１００は電子銃制御部１０４等を制御し電子ビーム描画を停止し、電子ビーム描画処理を中断する（Ｓ２５）。
【０１１５】
この電子ビーム描画処理の中断の間にも磁束密度測定装置２０は外部磁束密度を測定し、測定された磁束密度が所定の規定値以下となると、電子ビーム描画処理を再開する。このような電子ビーム描画処理を基材２１の全域について完了するまで行い（Ｓ２６）、電子ビーム描画を終了する。
【０１１６】
以上のように、図１５のような電子ビーム描画装置の制御によれば、外部磁束密度が大きくなって描画位置の補正でも対処できない場合に描画位置の精度低下を未然に防止できるので、描画位置の精度を保つことができる。
【０１１７】
次に、図１６及び図１７により第２の実施の形態の変形例である電子ビーム描画システムについて説明する。図１６は本例の電子ビーム描画システムの概略的構成を示す図であり、図１７は図１６のデータベース内の補正テーブルの構成を示す図である。
【０１１８】
図１６の電子ビーム描画システムは、図１の電子ビーム描画装置９０と、磁束密度測定装置２０と、演算装置２５と、データベースサーバ２６と、をネットワーク１８を介して接続して構成している。電子ビーム描画装置９０は測定情報入力部１５８を介してネットワーク１８と接続される。磁束密度測定装置２０は図１３と同様の構成であり、磁界センサ２７は電子ビーム描画装置９０の外部磁束密度を測定するように配置される。
【０１１９】
また、演算装置２５は磁束密度測定装置２０からの磁束密度検知信号に基づいて描画位置の補正量を演算する。データベースサーバ２６は、図１７のように、磁束密度測定値と描画位置（実位置と描画位置のずれ量による補正値）との関係を予めテーブルにした補正テーブル２９を記録している。即ち、実際の電子ビーム描画に先立ってテスト電子ビーム描画を実行し、測定した外部磁束密度と描画指示位置との情報をデータベースサーバ２６に蓄積する。次に、実際に描画された描画位置情報をデータベースサーバ２６に登録し、外部磁束密度による描画位置のずれ量の情報を蓄積し、この描画位置のずれ量の情報に基づいて描画位置の補正量を算出し、補正テーブル２９を作成する。
【０１２０】
演算装置２５はデータベースサーバ２６の補正テーブル２９から磁束密度測定結果に基づいて描画位置の補正量を求め、その補正量を図１の電子ビーム描画装置９０の描画位置制御部１１８にその測定情報入力部１５８を介して送信するようになっている。
【０１２１】
上述のような図１６の電子ビーム描画システムによれば、図１４，図１５と同様の動作を実行し、外部磁束密度に変動が生じても、その外部磁束密度を磁束密度測定装置２０で測定し、その測定結果に基づいて演算装置２５で描画位置の補正量を求め、電子ビーム描画装置９０に送ることで、描画位置を補正できるので、描画位置の精度を一定に保つことができる。また、外部磁束密度が描画位置の補正でも対処できないほどに大きくなり所定値以上となった場合に、電子ビーム描画処理を外部磁束密度が所定値以下になるまで中断するので、描画位置の精度低下を未然に防止でき、描画位置の精度を保つことができる。
【０１２２】
また、図１の電子ビーム描画装置９０は、磁束密度測定装置２０と、演算装置２５と、データベースサーバ２６と、をネットワーク１８を介して接続し、磁束密度測定装置２０や演算装置２５やデータベースサーバ２６を内部に備える必要がないので、装置の構成が複雑化することがない。
【０１２３】
また、図１６のように、図１と同様の別の電子ビーム描画装置を９０’をネットワーク１８と接続し、この電子ビーム描画装置９０’において同様に磁束密度測定装置２０と、演算装置２５と、データベースサーバ２６とを用いて、同様の磁束密度の補正を行い、また、電子ビーム描画の中断制御を行うことができる。
【０１２４】
なお、図１６の電子ビーム描画システムにおいて、演算装置２５が温度と描画位置との関係情報を例えば数式として記憶するメモリを備えるようにしてもよく、この場合、データベースサーバ２６の接続を省略してもよい。また、演算装置２５がメモリに補正テーブル２９を記憶するようにしてもよい。
【０１２５】
以上のように本発明を実施の形態により説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、電子ビームにより基材に対する描画処理を行うようにしたが、本発明は、これに限定されず、レーザビームを用いるようにしてもよい。
【０１２６】
また、本実施の形態の電子ビーム描画により、基材を例えば光学素子に対応させ、その光学面にブレーズ状の輪帯回折構造等の微細構造を環境温度の変動の影響及び外部磁束密度の変動の影響の排除することで精度よく形成することができる。
【０１２７】
また、図１の電子ビーム描画装置が図７、図８の温度測定装置１０及び図１２，図１３の磁束密度測定装置２０の両方を備え、環境温度変動による補正制御及び外部磁束密度変動による補正制御・中断制御の両方を行うようにしてもよいことは勿論である。また、図１０の電子ビーム描画システムにおいて、図１６のように磁束密度測定装置２９，演算装置２５及びデータベースサーバ２６を接続し、環境温度変動による補正制御及び外部磁束密度変動による補正制御・中断制御の両方を行うようにしてもよい。この場合、演算装置１５と２５を同じ演算装置から構成し、データベースサーバ１６と２６を同じサーバから構成できる。
【０１２８】
【発明の効果】
本発明によれば、環境温度の変動や外部磁束密度の変動のような描画位置精度に影響を与える環境変動が生じてもかかる変動の影響を排除しビームによる描画位置精度を維持できるビーム描画装置、ビーム描画システム及びビーム描画方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態による電子ビーム描画装置の全体の概略構成を示す説明図である。
【図２】図１の電子ビーム描画装置に含まれる測定装置の概略構成を示す説明図である。
【図３】図３（Ａ）〜（Ｃ）は、図２の測定装置による基材の面高さの測定について説明するための説明図である。
【図４】図４（Ａ）（Ｂ）は、図１の電子ビーム描画装置にて描画される基材を示す説明図であり、同図（Ｃ）は、描画原理を説明するための説明図である。
【図５】図１の電子ビーム描画装置におけるビームウエストを説明するための説明図である。
【図６】図１，図２の測定装置の信号出力と基材の高さとの関係を示す特性図である。
【図７】第１の実施の形態の電子ビーム描画装置を概略的に示す図である。
【図８】図７の温度測定装置のブロック図である。
【図９】第１の実施の形態の電子ビーム描画装置における温度変動の際の描画位置の補正のステップを示すフローチャートである。
【図１０】第１の実施の形態の変形例の電子ビーム描画システムの概略的構成を示す図である。
【図１１】図１０のデータベース内の補正テーブルの構成を示す図である。
【図１２】第２の実施の形態の電子ビーム描画装置を概略的に示す図である。
【図１３】図１２の磁束密度測定装置のブロック図である。
【図１４】第２の実施の形態の電子ビーム描画装置における外部磁束密度変動の際の描画位置の補正のステップを示すフローチャートである。
【図１５】第２の実施の形態の電子ビーム描画装置における外部磁束密度変動が大きい場合の制御のステップを示すフローチャートである。
【図１６】第２の実施の形態の変形例である電子ビーム描画システムの概略的構成を示す図である。
【図１７】図１６のデータベース内の補正テーブルの構成を示す図である。
【符号の説明】
９０、９０’　　　電子ビーム描画装置
１１８　　　　　　描画位置制御回路
１００　　　　　　制御回路
１０　　　　　　　温度測定装置
１１　　　　　　　温度センサ
１５　　　　　　　演算装置
１６　　　　　　　データベースサーバ
１８　　　　　　　ネットワーク
１９　　　　　　　補正テーブル
２０　　　　　　　磁束密度測定装置
２７　　　　　　　磁界センサ
２５　　　　　　　演算装置
２６　　　　　　　データベースサーバ
２９　　　　　　　補正テーブル
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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