JP2005055889A - 電子ビーム描画装置および電子ビーム描画方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高精度かつ高速に線を描画するための描画装置を提供する。
【解決手段】 距離算出手段３１１が描画パターンの始点終点間距離Ｌを算出し、走査クロック数算出手段３１２が距離Ｌと高速Ｄ／Ａ変換器３０６の最小分解能に相当する単位距離とに基づいて、描画パターンを描画するために必要な走査クロック数を算出する。Ｃｏｕｎｔ変換手段３１３が距離ＬをＸ、Ｙ成分に分解し、走査クロック数を用いた式に変換する。調整率算出手段３１５が変換された式と始点終点間距離との間の誤差を調整するための調整率を算出し、可変率算出手段３１４は上述の式及び調整率に基づいて、可変減衰器３０７に減衰率を指定するために減衰率を算出する。ＡＴＴＤ／Ａ変換器３０３はその値に基づいて可変減衰器３０７の減衰率を指定し、高速Ｄ／Ａ変換器３０６の分解能に相当する単位距離を縮小して電子ビームを照射し、描画する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、電子ビームによる描画技術に関するものであり、特に、高精度かつ高速に描画する技術に関する。

近年、電子ビーム描画装置により描画を行うことが試みられている（例えば、特許文献１）。この電子ビーム描画装置による所定の描画パターンの描画は、電子ビームを偏向器により偏向させて、その電子ビームを被描画対象である基材の上で走査させることにより行う。そして、その偏向器は通常、高精度偏向部と高速偏向部とで構成されている。高精度偏向部は描画する領域（以下、描画フィールドと称する。）の位置を指定し、高速偏向部は描画フィールド内において電子ビームを偏向することにより電子ビームを走査して描画パターンを描画する。

例えば基材に対して斜線を描画する場合の描画方法について、図９および図１０を参照しつつ説明する。図９は、従来技術において基材に斜線を描画する場合の原理を示す図である。図１０は、図９に示されている描画パターンの１線分を描画する原理を示す図である。

電子ビーム描画装置は通常、高精度偏向部を駆動する高精度Ｄ／Ａ変換器と、高速偏向部を駆動する高速Ｄ／Ａ変換器が設けられている。高精度偏向部を駆動する高精度Ｄ／Ａ変換器は、例えば、１６ｂｉｔまたは１８ｂｉｔで駆動し、高速偏向部を駆動する高速Ｄ／Ａ変換器は、高精度Ｄ／Ａ変換器よりもｂｉｔ数が少ない、例えば、１２ｂｉｔで駆動する。

従って、同じ線を描画する場合には、高精度Ｄ／Ａ変換器によって偏向器を駆動して描画すると、高速Ｄ／Ａ変換器によって偏向器を制御して描画する場合に比べて、高い位置精度を得ることができる。一方、高速Ｄ／Ａ変換器によって偏向器を駆動して描画すると、高精度Ｄ／Ａ変換器によって偏向器を駆動して描画する場合に比べて、高速で描画することができる。

図９において、描画フィールド８０１は高精度偏向部が制御する描画領域であり、描画フィールド８０２は高速偏向部が制御する描画領域である。高精度Ｄ／Ａ変換器が高精度偏向部を駆動させて描画パターンの描画開始位置を指定し、そして、描画フィールド８０２内で高速Ｄ／Ａ変換器が高速偏向部を駆動させて電子ビームの偏向を行い、電子ビームを走査させることにより、描画パターンを描画する。

例えば、図９に示されているように、線分８０３ａ、８０３ｂ、８０３ｃが複数つながっている線８０３を描画する場合について説明する。ここで、点８０４ａは線分８０３ａの描画開始位置であり、点８０４ｂは線分８０３ａの描画終了位置である。また、点８０４ｂは線分８０３ｂの描画開始位置であり、点８０４ｃは線分８０３ｂの描画終了位置である。さらに、点８０４ｃは線分８０３ｃの描画開始位置であり、点８０４ｄは線分８０３ｃの描画終了位置である。従って、線分８０３ａの描画終了位置と線分８０３ｂの描画開始位置は一致し、線分８０３ｂの描画終了位置と線分８０３ｃの描画開始位置は一致する。

上記のような線８０３を描画する場合に、高精度Ｄ／Ａ変換器が高精度偏向部を駆動するとともに、高速Ｄ／Ａ変換器が高速偏向部を駆動させ、そのことにより偏向器を駆動させて電子ビームを偏向させることにより電子ビームを走査して、まず線分８０３ａを描画し、続けて線分８０３ｂ、線分８０３ｃを描画していく。このように、線分８０３ａ、８０３ｂ、８０３ｃを描画する原理について、さらに図１０を参照しつつ説明する。

図１０は、例えば線分８０３ａを描画する場合における描画原理を示した図である。ここで、線分８０３ａの長さをＬとし、高速Ｄ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離（１ｄｏｔに相当する距離）をＬ_Ｓ０とする。そして、線分８０３ａをＸ、Ｙ成分に分解し、線分８０３ａの描画終了位置８０４ｂの位置を特定し、電子ビームを照射して走査することにより線分８０３ａを描画する。尚、従来技術においては、高速Ｄ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離と、高精度Ｄ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離とは同じ値に設定されている。

そして、線分８０３ａの長さＬと、高速Ｄ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離Ｌ_Ｓ０を用いて、描画開始位置である点８０４ａから描画終了位置である点８０４ｂまで描画するのに必要な高速Ｄ／Ａ変換器における走査クロック数（Ｃｏｕｎｔ）を算出する。ここで、Ｃｏｕｎｔは以下の式（１）で定義される。
式（１） Ｃｏｕｎｔ＝Ｒｏｕｎｄ（Ｌ／Ｌ_Ｓ０）
ここで、Ｒｏｕｎｄは、Ｌ／Ｌ_Ｓ０を四捨五入することを意味する。例えば図１０における線分８０３ａにおいては、Ｌ／Ｌ_Ｓ０の値が“４．５”より小さい場合は、Ｃｏｕｎｔは“４”となり、Ｌ／Ｌ_Ｓ０の値が“４．５”以上の場合は、Ｃｏｕｎｔは“５”となる。この従来技術の説明においては、Ｌ／Ｌ_Ｓ０の値が“４．５”以上の場合について説明する。従って、点８０４ａから点８０４ｂまで描画するのに必要な走査クロック数（Ｃｏｕｎｔ）は“５”となる。

そして、線分８０３ａの長さＬをＸ、Ｙ成分に分解して、そのＸ、Ｙ成分の長さを、走査クロック数（Ｃｏｕｎｔ）を用いた式に変換する。具体的には、上記の走査クロック数（Ｃｏｕｎｔ）、高速Ｄ／Ａ変換器の単位距離Ｌ_Ｓ０を用いて変換する。その変換は以下の式（２）を用いて行われる。
式（２） Ｘ＝（Ｌ_Ｓ０×Ｃｏｕｎｔ）×ｃｏｓθ
Ｙ＝（Ｌ_Ｓ０×Ｃｏｕｎｔ）×ｓｉｎθ
このようにして、線分８０３ａの描画終了位置は高速Ｄ／Ａ変換器の単位距離Ｌ_Ｓ０と、始点から終点まで描画するために必要な走査クロック数（Ｃｏｕｎｔ）を用いて決定される。

そして、１ｄｏｔごと（間隔Ｌ_Ｓ０ごと）に電子ビームが照射される。具体的には図１０に示されているように、まず描画開始位置である点８０４ａ（８０５ａ）に電子ビーム照射し、間隔Ｌ_Ｓ０を空けて点８０５ｂ、点８０５ｃ、点８０５ｄ、点８０５ｅ、点８０５ｆに電子ビームが照射される。この点８０５ｆが点８０５ａから起算して５個目のｄｏｔ（Ｃｏｕｎｔ＝５）に相当するため、点８０５ｆまで電子ビームが照射される。

このとき、基材に照射された電子ビームは、その基材の内部において拡散し、その近傍領域は、あたかもその部分が電子ビームによって描画されたような効果が及ぼされる。従って、電子ビームは単位距離を空けて照射されるが、基材の内部で電子ビームが拡散することにより、線分８０３ａが描画されることになる。

そして、引き続き上記の描画原理に従って、線分８０３ｂ、線分８０３ｃが描画され、その結果、線８０３が描画されることになる。

尚、上述したＬ／Ｌ_Ｓ０の値が“４．５”より小さい場合は、Ｃｏｕｎｔは“４”となるため、点８０５ｅまで電子ビームが照射されることになる。

特開平８−２７３５８３号公報（段落［０００１］―［００１３］）

しかしながら、従来技術においては、１つの線を描画する場合であって、さらに、線の描画開始位置および描画終了位置の精度が要求される場合には、上述した高速Ｄ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離Ｌ_Ｓ０を短くする必要がある。しかし、そのためには、ｂｉｔ数を多くする必要があり、その結果、描画速度の描画速度の低下を避けることが出来ないという問題があった。また、高速に線を描画する場合には、高速Ｄ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離Ｌ_Ｓ０を長くする必要がある。しかし、そのためにはｂｉｔ数を少なくする必要があり、その結果、高い位置精度を得ることが出来ないという問題があった。

さらに、上述した方法で線分の終点位置を算出すると、図１０に示すような終点誤差ΔＬ８０６が生じてしまうという問題があった。線分８０３ａの描画終了位置である点８０４ｂは、点８０５ｅと点８０５ｆとの間に存在するが、高速Ｄ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離を用いては、点８０５ｅと点８０５ｆとの間には電子ビームを照射することができない。つまり、点８０５ｅまで電子ビームが照射されるか、または、点８０５ｆまで電子ビームが照射されるため、終点誤差ΔＬ８０６が生じてしまう。

本発明は、上記の問題を解決するものであり、線の描画開始位置から描画終了位置まで高精度かつ高速に線を描画できる電子ビーム描画装置および電子ビーム描画方法を提供するものである。

請求項１に記載の発明は、所望の線分の描画開始位置の信号を出力する第１のＤ／Ａ変換器と、走査クロックのカウント値をアナログ信号に変換して出力する第２のＤ／Ａ変換器と、前記線分の寸法に応じた所定の走査クロック数と前記第２のＤ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離との積算値を算出し、その積算値と前記線分の寸法との差分に応じた調整率を算出する演算手段と、前記第２のＤ／Ａ変換器から出力された前記アナログ信号を前記演算手段で算出した前記調整率に応じて可変調整する可変調整器と、前記第１のＤ／Ａ変換器から出力された前記描画開始位置の信号と前記第２のＤ／Ａ変換器から出力され前記可変調整器により可変調整されたアナログ信号とが入力され、電子ビームを偏向走査する電子ビーム走査装置と、を備えた電子ビーム描画装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子ビーム描画装置であって、前記走査クロック数は、前記線分の寸法を前記第２のＤ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離で除算し、その除算結果の小数点以下を切り捨てて、１走査クロック数を加算することにより算出された値であることを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の電子ビーム描画装置であって、前記走査クロック数は、前記線分の寸法を前記第２のＤ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離で除算し、その除算結果の小数点以下を切り捨てることにより算出された値であることを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３のいずれかに記載の電子ビーム描画装置であって、前記演算手段は、前記走査クロック数と前記第２のＤ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離との積算値を算出し、その積算値から前記線分の寸法を減算して得られる差分に基づいて前記調整率を算出することを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の電子ビーム描画装置であって、前記可変調整器は、前記演算手段により算出された調整率に基づく減衰率で前記第２のＤ／Ａ変換器から出力されるアナログ信号を減衰させ、その減衰されたアナログ信号を前記電子ビーム走査装置に入力することを特徴とするものである。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電子ビーム描画装置であって、前記第２のＤ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離は、前記第１のＤ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離よりも長いことを特徴とするものである。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電子ビーム描画装置であって、前記第１のＤ／Ａ変換器の出力と前記第２のＤ／Ａ変換器の出力とを前記電子ビーム走査装置に入力する前に加算する加算器を更に備えたことを特徴とする

請求項８に記載の発明は、第１のＤ／Ａ変換器により所望の線分の描画開始位置の信号を出力するステップと、第２の変換器により走査クロックのカウント値をアナログ信号に変換して出力するステップと、前記線分の寸法に応じた所定の走査クロック数と前記第２のＤ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離との積算値を算出し、その積算値と前記線分の寸法との差分に応じた調整率を算出する演算ステップと、前記第２のＤ／Ａ変換器から出力された前記アナログ信号を前記演算ステップで算出した前記調整率に応じて可変調整する可変調整ステップと、前記第１のＤ／Ａ変換器から出力された前記描画開始位置の信号と前記可変調整ステップにて可変調整されたアナログ信号とを電子ビーム走査装置に入力して電子ビームを偏向走査するステップと、を含むことを特徴とする電子ビーム描画方法である。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の電子ビーム描画方法であって、前記走査クロック数は、前記線分の寸法を前記第２のＤ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離で除算し、その除算結果の小数点以下を切り捨てて、１走査クロック数を加算することにより算出された値であることを特徴とするものである。

請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の電子ビーム描画方法であって、前記走査クロック数は、前記線分の寸法を前記第２のＤ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離で除算し、その除算結果の小数点以下を切り捨てることにより算出された値であることを特徴とするものである。

請求項１１に記載の発明は、請求項９または請求項１０のいずれかに記載の電子ビーム描画方法であって、前記演算ステップにおいては、前記走査クロック数と前記第２のＤ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離との積算値を算出し、その積算値から前記線分の寸法を減算して得られる差分に基づいて前記調整率を算出することを特徴とするものである。

請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の電子ビーム描画方法であって、前記可変調整ステップにおいては、前記演算ステップにて算出された調整率に基づく減衰率で前記第２のＤ／Ａ変換器から出力されるアナログ信号を減衰し、その減衰されたアナログ信号を前記電子ビーム走査装置に入力することを特徴とするものである。

請求項１３に記載の発明は、請求項８乃至請求項１２のいずれかに記載の電子ビーム描画方法であって、前記第２のＤ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離は、前記第１のＤ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離よりも長いことを特徴とするものである。

請求項１４に記載の発明は、請求項８乃至請求項１３のいずれかに記載の電子ビーム描画方法であって、前記第１のＤ／Ａ変換器の出力と前記第２のＤ／Ａ変換器の出力とを前記電子ビーム走査装置に入力する前に加算する加算ステップを更に含むことを特徴とするものである。

請求項１乃至請求項４、請求項８乃至請求項１１に記載の発明によると、直線を含む線を描画する場合、終点誤差に応じた可変率を算出して、高速Ｄ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離を可変することにより、その距離を可変して描画パターンを描画することができるため、高精度かつ高速に線を描画することが可能となる。

また、請求項５および請求項１２に記載の発明によると、直線を含む線を描画する場合、終点誤差に応じた減衰率を算出して、高速Ｄ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離を減衰することにより、その距離を減衰して描画パターンを描画することができるため、高精度かつ高速に線を描画することが可能となる。

また、請求項６および請求項１３に記載の発明によると、高速Ｄ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離を、高精度Ｄ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離よりも長くすることで、高速に描画パターンを描画することができる。

また、請求項７および請求項１４に記載の発明によると、上述の効果に加えて、高速Ｄ／Ａ変換器および高精度Ｄ／Ａ変換器の出力信号を加算して偏向部に入力する構成とすることにより、偏向部の数を減らせるとともに、偏向量の調整を容易に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態の一例について、図１乃至図７を参照しつつ説明する。

（電子ビーム描画装置の構成）
図１に、本実施形態における電子ビーム描画装置の全体構成を示す概略構成図を示す。電子ビーム描画装置１は、大電流で高解像度の電子線プローブを形成して、これを高速に描画対象の基材２上で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１２と、この電子銃１２からの電子ビームを通過させるスリット１４と、スリット１４を通過する電子ビームの前記基材２に対する焦点位置を制御するための電子レンズ１６と、電子ビームが出射される経路上に配置されたアパーチャー１８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２上の走査位置などを制御する偏向器２０と、を含み構成されている。尚、これらの各部は、鏡筒１０内に配置されて電子ビーム出射時には真空状態に維持される。

さらに、電子ビーム描画装置１は、描画対象となる基材２を設置するための設置台であるＸＹＺステージ３０と、このＸＹＺステージ３０上の設置位置に基材２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上の基材２の表面の基準点を測定するための測定手段である測定装置８０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４０を駆動するためのローダ駆動装置６０と、鏡筒１０内およびＸＹＺステージ３０を含む筐体１１内を真空となるように排気を行う真空排気装置７０と、これらの制御を行う制御手段である制御回路１００と、を含み構成されている。

尚、電子レンズ１６は、高さ方向に沿って複数箇所に離れて配置される各コイル１７ａ、１７ｂ、１７ｃ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。

測定装置８０は、基材２に対してレーザーを照射することで基材２の高さを測定するレーザー発振器８２と、レーザー発振器８２にて発光されたレーザー光（照射光）が基材２で反射された反射光を受光する受光部８４と、を含んで構成されている。レーザー発振器８２にはコリメータレンズが含まれる。

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とを含み構成されている。これにより、ＸＹＺステージ３０を三次元的に動作させたり、アライメントを行うことが可能となる。

制御回路１００は、電子銃１２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１６（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とを含み構成されている。

さらに、制御回路１００は、偏向器２０にて電子ビームを偏向して基材上を走査させるための高速偏向部１１２ａと、偏向器２０にて高速偏向部１１２ａが電子ビームを走査させる領域の位置を指定するための高精度偏向部１１２ｂと、を含み構成されている。なお、偏向器２０、高速偏向部１１２ａおよび高精度偏向部１１２ｂが本発明の「電子ビーム走査装置」に相当する。また、高速偏向部１１２ａと高精度偏向部１１２ｂとをあわせて、偏向部１１２と称する。

さらに、制御回路１００は、本発明の特徴部分である、偏向器２０における位置誤差を演算し、高速偏向部１１２ａおよび高精度偏向部１１２ｂに対して位置誤差補正を促す位置誤差演算部３００と、高速偏向部１１２ａおよび高精度偏向部１１２ｂを制御して電子ビームの電界を制御する電界制御手段である電界制御回路１１８と、描画パターンなどを前記基材２に対して生成するためのパターン発生回路１２０と、を含んで構成されている。因みに、パターン発生回路１２０は、メモリ１６０に格納される各種描画パターンの形状に関する情報に基づいて、所定の描画パターンを生成する。尚、位置誤差演算部３００の詳細構成については後述する。この位置誤差演算部３００を設けたことにより、例えば斜線を含む線を高精度かつ高速に描画することが可能となる。

さらに、制御回路１００は、レーザー発振器８２を上下左右に移動させることによるレーザー照射位置の移動およびレーザー照射角の角度などの駆動制御を行うレーザー駆動制御回路１３０と、レーザー発振器８２でのレーザー照射光の出力（レーザーの光強度）を調整制御するためのレーザー出力制御回路１３４と、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測定算出部１４０と、を含んで構成されている。

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、上述のレーザー駆動回路１３０、レーザー出力制御回路１３４、測定算出部１４０、ステージ制御回路１５０およびローダ制御回路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、これらの各部を制御する例えばＣＰＵなどで形成された制御部１７０と、を含んで構成されている。

上述のような構成を有する電子ビーム描画装置１において、ローダ４０によって搬送された基材２がＸＹＺステージ３０上に配置されると、真空排気装置７０によって鏡筒１０および筐体１１内の空気やダストなどを排気した後、電子銃１２から電子ビームが照射される。

電子銃１２から照射された電子ビームは、電子レンズ１６を介して偏向器２０により偏向され、偏向された電子ビームは、ＸＹＺステージ３０上に基材２の表面、例えば平面部２ａ（図２参照）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。

この際に、測定装置８０によって、基材２上の描画位置が測定され、制御回路１００は、この測定結果に基づき、電子レンズ１６のコイル１７ａ、１７ｂ、１７ｃなどの流れる各電流値などを調節制御して、電子ビームＢの焦点深度の位置、即ち焦点位置を制御し、その焦点位置が上述した描画位置となるように移動制御される。

或いは、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の焦点位置が前記描画位置となるようにＸＹＺステージ３０を移動させる。また、電子ビームの制御、ＸＹＺステージの３０の制御の何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。

次に、測定装置８０について、図２を参照しつつ説明する。測定装置８０は、レーザー発振器８２および受光部８４などを有している。

レーザー発振器８２により電子ビームと交差する方向から基材２に対して光ビームＳ１を照射し、基材２の平面部２ａで反射される光ビームＳ１の受光によって、光ビームの反射位置の変化が検出される。

この際に、図２に示すように、光ビームＳ１は、基材２の平坦部２ａにて反射されるため、光ビームの反射位置の変化に基づき、基材２の平面部２ａ上の（高さ）位置が測定算出されることになる。

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。

ところで、基板２上に描画するに際しては、描画すべき基材の表面の高さが変化しても図３に示すように、焦点深度ＦＺ内で電子ビームが照射されるように制御される。加工深さは、照射される電子ビームＢの露光エネルギー量で変化するよう制御されている。また、その露光エネルギー量は、描画されるべき構造に対応するドーズ量に対応する。また、本実施形態においては、この描画領域を被描画層とし、この被描画層における平面部２ａ表面の平面に該当する部分を被描画面としている。

尚、上述のような各種演算処理、測定処理、制御処理などは、制御部１７０が行い、その処理プログラムは、予めプログラムメモリ１６２に制御プログラムとして格納されている。

（演算部の具体的構成）
次に、本実施形態の電子ビーム描画装置１によって、例えば、斜線を含む線を高精度かつ高速に描画するための演算処理について説明する。この演算処理は、本発明の特徴部分である位置誤差演算部３００が行う。この位置誤差演算部３００の具体的な構成について図４を参照しつつ説明する。

電子ビーム描画装置１の位置誤差演算部３００は、図４に示すように、描画パターンの終点誤差を算出し、描画条件の演算を行う演算手段３０１と、高精度偏向部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精度Ｄ／Ａ変換器３０２と、可変減衰器３０７の減衰率を指定するために、演算手段３０１から送信された、可変減衰器３０７の減衰率に関する信号をデジタル信号からアナログ信号に変換制御するＡＴＴＤ／Ａ変換器Ｄ／Ａ３０３と、高速Ｄ／Ａ変換器３０６の走査クロック数（Ｃｏｕｎｔ）を計数するカウンタ回路３０４と、演算手段３０１の演算結果に基づいて高速Ｄ／Ａ変換器３０６の走査クロック数を設定するクロック発生回路３０５と、高速偏向部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３０６と、高速Ｄ／Ａ変換器３０６から出力された線分のデータを、演算手段３０１によって演算された所定の減衰率に従って減衰する可変減衰器３０７と、を含んで構成されている。なお、可変減衰器３０７が本発明の「可変調整器」に相当する。

尚、高速Ｄ／Ａ変換器３０６は例えば１２ｂｉｔで駆動し、高精度Ｄ／Ａ変換器３０２は１６ｂｉｔまたは１８ｂｉｔで駆動する。従って、同じ線を描画する場合には、高速Ｄ／Ａ変換器３０６によって偏向器２０を駆動すると高速に描画することができ、高精度Ｄ／Ａ変換器３０２によって偏向器２０を駆動すると高精度に描画することができる。

また、高精度Ｄ／Ａ変換器３０２は、描画する線のＸ成分の位置に関する制御を行う高精度Ｄ／Ａ変換器３０２ａと、描画する線のＹ成分の位置に関する制御を行う高精度Ｄ／Ａ変換器３０２ｂと、によって構成されている。また、可変減衰器３０７は、描画する線のＸ成分を減衰する可変減衰器３０７ａと、描画する線のＹ成分を減衰する可変減衰器３０７ｂと、によって構成されている。また、ＡＴＴＤ／Ａ変換器３０３は、可変減衰器３０７ａの減衰率を指定するために、演算手段３０１から送信された減衰率に関する信号をデジタル信号からアナログ信号に変換制御するＡＴＴＸＤ／Ａ変換器３０３ａと、可変減衰器３０７ｂの減衰率を指定するために、演算手段３０１から送信された減衰率に関する信号をデジタル信号からアナログ信号に変換制御するＡＴＴＹＤ／Ａ変換器３０３ｂと、によって構成されている。

上記のように、描画する線分をＸ成分とＹ成分に分離して処理する方法を採用しているのは、そのまま可変減衰処理すると線分の方向も変わってしまうので、方向を変えないで、線分の長さだけを変える処理を行うためである。

さらに演算手段３０１は、図４に示すように、距離算出手段３１１と、走査クロック数算出手段３１２と、Ｃｏｕｎｔ変換手段３１３と、可変率算出手段３１４と、調整率算出手段３１５と、を含んで構成されている。

距離算出手段３１１は、描画すべき線の始点（Ｐ_Ｓ）の位置と終点（Ｐ_ｅ）の位置に基づいて、始点（Ｐ_Ｓ）と終点（Ｐ_ｅ）との間の距離（Ｌ）を算出する手段である。走査クロック数算出手段３１２は、距離算出手段３１１が算出した距離（Ｌ）と高速Ｄ／Ａ変換器３０６の分解能に相当する単位距離とに基づいて始点（Ｐ_Ｓ）から終点（Ｐ_ｅ）まで描画するために必要な高速Ｄ／Ａ変換器３０６の走査クロック数（Ｃｏｕｎｔ）を算出する手段である。Ｃｏｕｎｔ変換手段３１３は、距離算出手段３１１によって算出された距離（Ｌ）をＸ、Ｙ成分に分解し、そのＸ、Ｙ成分の長さを、走査クロック数算出手段３１３によって算出された走査クロック数（Ｃｏｕｎｔ）を用いた式に変換する手段である。可変率算出手段３１４は、Ｃｏｕｎｔ変換手段３１３によって変換された距離（Ｌ）のＸ、Ｙ成分を用いて、可変減衰器３０７の減衰率を指定するためにＡＴＴＤ／Ａ変換器３０３に入力するためのデジタル値ＡＴＴＸ及びデジタル値ＡＴＴＹを決定する手段である。調整率算出手段３１５は、距離算出手段３１１により算出された距離Ｌと、走査クロック数算出手段３１２により算出された走査クロック数Ｃｏｕｎｔと、高速Ｄ／Ａ変換器３０６の分解能に相当する単位距離Ｌ_ｓ１とから、可変減衰器３０７における減衰率を決定するための調整率ＡＲを算出する。

尚、高精度Ｄ／Ａ変換器３０２は、本発明の「第１のＤ／Ａ変換器」に相当し、高速Ｄ／Ａ変換器３０６は、本発明の「第２のＤ／Ａ変換器」に相当する。また、可変減衰器３０７ａと可変減衰器３０７ｂが本発明の「可変調整器」に相当する。

（処理手順について）
次に、上述した位置誤差演算部３００を有する本実施形態の電子ビーム描画装置１を用いて、例えば、斜線を含む描画パターンを描画する際の処理手順について、図５乃至図７を参照しつつ説明する。

まず、図５に示すように、描画したい描画パターンデータを作成する（ステップＳ５０１）。この描画パターンデータは、パターン発生回路１２０が、メモリ１６０に格納される各種描画パターンの形状に関する情報に基づいて、所定の描画パターンデータを作成する。

例えば、図６に示されているように、線分６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃがつながっている線６０３を描画する場合について説明する。ここで、点６０４ａは線分６０３ａの描画開始位置（以下、始点と称することがある。）であり、点６０４ｂは線分６０３ａの描画終了位置（以下、終点と称することがある。）である。また、点６０４ｂは線分６０３ｂの描画開始位置であり、点６０４ｃは線分６０３ｂの描画終了位置である。さらに、点６０４ｃは線分６０３ｃの描画開始位置であり、点６０４ｄは線分６０３ｃの描画終了位置である。従って、線分６０３ａの描画終了位置と線分６０３ｂの描画開始位置は一致し、線分６０３ｂの描画終了位置と線分６０３ｃの描画開始位置は一致する。

ここで、図６に示されている描画フィールド６０１は電子ビーム描画装置１の高精度偏向部１１２ｂが制御する描画領域であり、描画フィールド６０２は高速偏向部１１２ａが制御する描画領域である。高精度偏向部１１２ｂが描画フィールド６０２の位置を設定し、その描画フィールド６０２内で高速偏向部１１２ａが電子ビームの偏向を行い、電子ビームを走査させることにより、描画パターンを描画する。

上記のような線６０３を描画する場合に、高速Ｄ／Ａ変換器３０６が高速偏向部１１２ｂを制御して、そのことにより偏向器２０を駆動させて電子ビームを偏向させることにより電子ビームを走査して、まず線分６０３ａを描画し、続けて線分６０３ｂ、線分６０３ｃを描画していく。このように、線分６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃを描画する処理手順について、さらに図７を参照しつつ説明する。

図７は、例えば線分６０３を描画する場合における描画原理について示した図である。ここで、高速Ｄ／Ａ変換器３０６の分解能に相当する単位距離をＬ_Ｓ１とする。尚、本発明の実施形態においては、高速Ｄ／Ａ変換器３０６は、走査クロック数に応答して線分を描画する速度が要求されるため、高速Ｄ／Ａ変換器３０６の分解能に相当する単位距離は、高精度Ｄ／Ａ変換器３０２の分解能に相当する単位距離以上の値に設定されている。また、高精度Ｄ／Ａ変換器３０２は、１線分につき１回だけ描画開始位置の信号を作っているだけであるので、速度を犠牲にして位置精度の向上を図るため、高精度Ｄ／Ａ変換器３０２の分解能に相当する単位距離は、高速Ｄ／Ａ変換器３０６の分解能に相当する単位距離以下の値に設定されている。その結果、高速Ｄ／Ａ変換器３０６の制御により高速に描画パターンを描画することが可能であるとともに、高精度Ｄ／Ａ変換器３０２の制御により高精度に位置を設定することができる。

ステップＳ５０１において線６０３の描画パターンデータを作成した後、距離算出手段３１１が、線分６０３ａの始点６０４ａの位置Ｐ_ｓ（ｘ_ｓ、ｙ_ｓ）と終点６０４ｂの位置Ｐ_ｅ（ｘ_ｅ、ｙ_ｅ）とに基づいて、始点終点間距離Ｌを算出する（ステップＳ５０２）。この始点終点間距離Ｌは以下の式（３）によって算出される。
式（３） Ｌ＝｛（ｘ_ｓ―ｘ_ｅ）^２＋（ｙ_ｓ−ｙ_ｅ）^２｝^１／２

次に、走査クロック数算出手段３１２が、距離算出手段３１１によって算出された線分６０３ａの始点終点距離Ｌと、高速Ｄ／Ａ変換器３０６の分解能に相当する単位距離Ｌ_Ｓ１とに基づいて、始点６０４ａの位置Ｐ_ｓ（ｘ_ｓ、ｙ_ｓ）から終点６０４ｂの位置Ｐ_ｅ（ｘ_ｅ、ｙ_ｅ）まで描画するのに必要な高速Ｄ／Ａ変換器３０６の走査クロック数（Ｃｏｕｎｔ）を算出する（ステップＳ５０３）。ここで、本発明における走査クロック数算出手段３１２は以下の式（４）を用いて、走査クロック数（Ｃｏｕｎｔ）を算出する。
式（４） Ｃｏｕｎｔ＝ｉｎｔ（Ｌ／Ｌ_Ｓ１）＋１
ここで、ｉｎｔは、（Ｌ／Ｌ_Ｓ１）の整数部を表している。例えば、本実施形態における線分６０３ａの場合は、ｉｎｔ（Ｌ／Ｌ_Ｓ１）は“４”となり、そのｉｎｔ（Ｌ／Ｌ_Ｓ１）に“１”が加算されているため、Ｃｏｕｎｔは“５”となる。

そして、Ｃｏｕｎｔ変換手段３１３が、距離算出手段３１１によって算出された始点終点間距離ＬをＸ、Ｙ成分に分解して、そのＸ、Ｙ成分の長さを、走査クロック数算出手段３１２によって算出された走査クロック数（Ｃｏｕｎｔ）を用いた式に変換する（ステップＳ５０４）。この変換式は以下の式（５）によって定義される。
式（５） Ｘ＝ｃｏｓθ×（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）―ｃｏｓθ×ΔＬ
Ｙ＝ｓｉｎθ×（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）―ｓｉｎθ×ΔＬ
ここで、ΔＬはΔＬ＝（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）―Ｌで表される。このΔＬは図７における終点誤差６０６に該当する。また、式（５）におけるｃｏｓθおよびｓｉｎθは、以下の式（６）に基づいて算出される。
式（６） ｃｏｓθ＝（ｘ_ｓ―ｘ_ｅ）／Ｌ
ｓｉｎθ＝（ｙ_ｓ−ｙ_ｅ）／Ｌ
このようにして、線分６０３ａの描画終点位置は、Ｘ、Ｙ成分に分解され、高速Ｄ／Ａ変換器３０６の分解能に相当する単位距離Ｌ_Ｓ１と、始点から終点まで描画するために必要な走査クロック数（Ｃｏｕｎｔ）を用いて決定される。
調整率算出手段３１５は、次の式（７）により調整率ＡＲを算出する（ステップＳ０５）。
式（７） 調整率ＡＲ＝Ｌ／（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）
＝｛（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）―ΔＬ｝／（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）
＝１−ΔＬ／（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）

そして、可変率決定手段３１４が、ＡＴＴＤ／Ａ変換器３０３が可変減衰器３０７の減衰率を指定するために、上記の調整率ＡＲを用いてＡＴＴＤ／Ａ変換器３０３に入力するためのデジタル値ＡＴＴＸおよびデジタル値ＡＴＴＹを決定する（ステップＳ５０６）。このＡＴＴＸおよびＡＴＴＹは以下の式（８）によって決定される。
式（８）
ＡＴＴＸ＝ｉｎｔ（２^ｎ×ＡＲ×ｃｏｓθ）
ＡＴＴＹ＝ｉｎｔ（２^ｎ×ＡＲ×ｓｉｎθ）
尚、この式（８）における“ｎ”は、ＡＴＴＤ／Ａ変換器３０３のｂｉｔ数に相当する。このＡＴＴＤ／Ａ変換器３０３のｂｉｔ数は、高速Ｄ／Ａ変換器３０６のｂｉｔ数の値以上に設定されている。

例えば、ＡＴＴＤ／Ａ変換器３０３のｂｉｔ数が高速Ｄ／Ａ変換器３０６のｂｉｔ数と同じ値の場合を考える。通常、ＡＴＴＤ／Ａ変換器３０３は、（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）を最大値としている。ここで、（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）の長さが、高速Ｄ／Ａ変換器３０６において最大のｂｉｔ数を使用した長さである（２^ｎ×Ｌ_Ｓ１）よりも小さい値になれば、空間分解能は、高速Ｄ／Ａ変換器３０６よりもＡＴＴＤ／Ａ変換器３０３の方が良くなる。従って、その機能を最大限に活用して、終点誤差の成分である（ｃｏｓθ×ΔＬ）を減算している。また、当然ながら、ＡＴＴＤ／Ａ変換器３０３のｂｉｔ数が高速Ｄ／Ａ変換器３０６のｂｉｔ数よりも大きいほど、ＡＴＴＤ／Ａ変換器３０３の空間分解能は良くなる。そして、電子ビームを照射する際に終点誤差分だけ，高速Ｄ／Ａ変換器３０６の分解能に相当する単位距離を縮小し、１ｄｏｔずつ電子ビームを照射する。

次に演算手段３０１は、高精度Ｄ／Ａ変換器３０２に線分６０３ａの始点６０４ａの位置Ｐ_ｓ（ｘ_ｓ、ｙ_ｓ）に関する信号を送信する（ステップＳ５０７）。この信号によって、高精度偏向部１１２ｂを制御し電子ビームの照射位置を位置Ｐ_ｓ（ｘ_ｓ、ｙ_ｓ）に設定する。

また、演算手段３０１は、ＡＴＴＤ／Ａ変換部３０３にデジタル値ＡＴＴＸおよびデジタル値ＡＴＴＹの値を送信する（ステップＳ５０７）。この値に基づいてＡＴＴＤ／Ａ変換部３０３は可変減衰器３０７の減衰率を指定する。さらに、演算手段３０１は、カウンタ回路３０４をリセットし、クロック発生回路３０５に描画すべき線分の長さＬに対応した走査クロック数（Ｃｏｕｎｔ）に関する信号を送信する（ステップＳ５０７）。

そして、高速Ｄ／Ａ変換器３０６は、クロック発生回路３０５から送信され、カウンタ回路３０４によりカウントされた走査クロックの数に基づいて、描画すべき線分のアナログ信号を可変減衰器（Ｘ）３０７ａおよび可変減衰器（Ｙ）３０７ｂに出力する。また、ＡＴＴＸＤ／Ａ変換器３０３ａは可変減衰器（Ｘ）３０７ａの減衰率を指定するためにデジタル値ＡＴＴＸをアナログ変換した信号を送信し、ＡＴＴＹＤ／Ａ変換器３０３ｂは可変減衰器（Ｙ）３０７ｂの減衰率を指定するためにデジタル値ＡＴＴＹをアナログ変換した信号を送信する。そして、可変減衰器３０７において、高速Ｄ／Ａ変換器３０６の出力が減衰される。走査クロックの数が走査クロック数（Ｃｏｕｎｔ）に達したときの例と取ると、具体的には、以下の式（９）のように減衰される。
式（９）Ｘ＝（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）×ＡＴＴＸ／２^ｎ
≒（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）×ＡＲ×ｃｏｓθ
＝（Ｌ_Ｓ１×ＡＲ）×Ｃｏｕｎｔ×ｃｏｓθ
Ｙ＝（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）×ＡＴＴＹ／２^ｎ
≒（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）×ＡＲ×ｓｉｎθ
＝（Ｌ_Ｓ１×ＡＲ）×Ｃｏｕｎｔ×ｓｉｎθ
この式（９）を更に変形すると、
Ｘ≒（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）×ＡＲ×ｃｏｓθ
＝（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）×（１−ΔＬ／（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ））×ｃｏｓθ
＝（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ−ΔＬ）×ｃｏｓθ
＝（Ｌ_Ｓ１−ΔＬ／Ｃｏｕｎｔ）×Ｃｏｕｎｔ×ｃｏｓθ
Ｙ≒（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）×ＡＲ×ｓｉｎθ
＝（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）×（１−ΔＬ／（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ））×ｓｉｎθ
＝（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ−ΔＬ）×ｓｉｎθ
＝（Ｌ_Ｓ１−ΔＬ／Ｃｏｕｎｔ）×Ｃｏｕｎｔ×ｓｉｎθ
従って、終点誤差ΔＬだけ高速Ｄ／Ａ変換器３０６の分解能に相当する単位距離Ｌ_Ｓ１とＣｏｕｎｔとを掛け合わせた積算値を縮小したことになる。つまり、単位距離Ｌ_Ｓ１は、｛Ｌ_Ｓ１−ΔＬ／Ｃｏｕｎｔ｝に縮小したことになる。ここで、本実施形態における縮小率すなわち調整率は、（１−ΔＬ／（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ））である。

そして、高精度Ｄ／Ａ変換器３０２に送信された位置Ｐ_ｓ（ｘ_ｓ、ｙ_ｓ）に関する信号が高精度偏向部１１２ｂに出力され、高精度偏向部１１２ｂを制御し電子ビームの照射位置を位置Ｐ_ｓ（ｘ_ｓ、ｙ_ｓ）に設定する。そして、上述した式（９）によって表された描画終点位置に関する信号が高速Ｄ／Ａ偏向部１１２ａに出力される。

そして、高速Ｄ／Ａ偏向部１１２ａが偏向器２０を制御することにより、電子ビームを偏向して線分６０３ａを描画していく（ステップＳ５０８）。このとき、上述したように、ＡＴＴＤ／Ａ変換器３０３が設定した可変減衰器３０７の減衰率に基づいて、終点誤差分だけ高速Ｄ／Ａ変換器３０２の分解能に相当する単位距離は縮小され、その縮小された単位距離（１ｄｏｔ）ごとに電子ビームが照射される。

具体的には、図７に示すように、まず、始点６０４ａ（６０７ａ）に電子ビームを照射し、１走査クロック数（Ｃｏｕｎｔ）ごとに点６０７ｂ、点６０７ｃ、点６０７ｄ、点６０７ｅおよび点６０７ｆに電子ビームを照射していく。この点６０７ｂ、点６０７ｃ、点６０７ｄ、点６０７ｅおよび点６０７ｆは、演算手段３０１によって演算された縮小率（ＡＴＴＸ／２^ｎ、ＡＴＴＸ／２^ｎ）に基づいて、高速Ｄ／Ａ変換器３０２の分解能に相当する単位距離Ｌ_Ｓ１が縮小された結果、電子ビームが照射される位置である。つまり、単位距離Ｌ_Ｓ１が縮小率（ＡＴＴＸ／２^ｎ、ＡＴＴＹ／２^ｎ）によって縮小された結果、単位距離は｛Ｌ_Ｓ１−ΔＬ／Ｃｏｕｎｔ｝となり、その単位距離｛Ｌ_Ｓ１−ΔＬ／Ｃｏｕｎｔ｝ごとに電子ビームが照射される。従って、各点間の距離（例えば、点６０７ａと点６０７ｂ間の距離、点６０７ｂと点６０７ｃ間の距離）はその単位距離｛Ｌ_Ｓ１−ΔＬ／Ｃｏｕｎｔ｝となっている。

そして、１走査クロック数（Ｃｏｕｎｔ）ごとに１ｄｏｔ進めて電子ビームを照射すると、カウンタ回路３０４は走査クロック数を計数する（ステップＳ５０８）。そして、カウンタ回路３０４が、カウンタ回路３０４が計数した走査クロック数が走査クロック数（Ｃｏｕｎｔ）に等しいか判断する（ステップＳ５０９）。そして、カウンタ回路３０４が計数した走査クロック数が演算手段３０１から送信された走査クロック数（Ｃｏｕｎｔ）と等しくない場合（Ｎｏの場合）は、さらに１ｄｏｔ進めて電子ビームを照射する（ステップＳ５０８）。本実施形態においては、点６０７ｆが点６０７ａから起算して５個目のｄｏｔ（Ｃｏｕｎｔ＝５）に相当するため、点６０７ｆまで電子ビームが照射される。この点６０７ｆは、線分６０３ａの描画終点位置６０４ｂと一致する。従って、上述したような演算処理を行うことにより、描画終点位置の高精度化を図ることが可能となる。

尚、本発明の演算処理を行わない場合は、従来技術と同様に、まず始点６０４ａ（６０５ａ）に電子ビームを照射し、１走査クロック数ごとに間隔Ｌ_Ｓ１を空けて点６０５ｂ、点６０５ｃ、点６０５ｄ、点６０５ｅ、点６０５ｆに電子ビームを照射していく。従って、本来の描画終点位置６０４ｂと実際の描画終了位置６０５ｆは一致することはなく、高精度に描画パターンを描画することができない。

そして、カウンタ回路３０４が計数した走査クロック数が走査クロック数（Ｃｏｕｎｔ）と等しい場合（本実施形態においては、計数された走査クロック数が“５”となった場合）（Ｙｅｓの場合）は、演算手段３０１が、線６０３を構成するすべての線分（線分６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃ）を描画したか否かを判断する（ステップＳ５１０）。

例えば、描画すべき線６０３のうち、線分６０３ａのみが描画され、線分６０３ｂ、６０３ｃが未だ描画されていない場合（Ｎｏの場合）は、演算手段３０１の判断により、上述したステップＳ５０２からステップＳ５０９までの処理を今度は、線分６０３ｂに対して行う。

そして、線分６０３ｂを描画した後、再びステップＳ５０２からステップＳ５０８までの処理を行い、線分６０３ｃを描画する。そして、演算手段３０１が、描画すべき線６０３を構成するすべての線分（線分６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃ）を描画したか否かを判断する（ステップＳ５１０）。本実施形態においては、線分６０３ｃまで描画すると、すべての線分を描画したことになるため（Ｙｅｓの場合）、すべての処理が終了することになる（ＥＮＤ）。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形が可能である。

例えば、走査クロック数算出手段３１２が、以下の式（１０）を用いて高速Ｄ／Ａ変換器３０６の走査クロック数（Ｃｏｕｎｔ）を算出することにより、線分を高速かつ高精度に描画することができる。
式（１０） Ｃｏｕｎｔ＝ｉｎｔ（Ｌ／Ｌ_Ｓ１） （ただし、Ｌ≧Ｌ_Ｓ１の場合）
例えば、本実施形態における線分６０３ａの場合は、ｉｎｔ（Ｌ／Ｌ_Ｓ１）は“４”となる。

そして、Ｃｏｕｎｔ変換手段３１３が、始点終点間距離ＬをＸ成分、Ｙ成分に分解して、それらの長さを、走査クロック数（Ｃｏｕｎｔ）を用いた式に変換する。この変換式は以下の式（１１）によって定義される。
式（１１） Ｘ＝ｃｏｓθ×（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）＋ｃｏｓθ×ΔＬ
Ｙ＝ｓｉｎθ×（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）＋ｓｉｎθ×ΔＬ
ここで、ΔＬはΔＬ＝Ｌ―（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）で表される。
調整率算出手段３１５は、次の式（１２）により調整率ＡＲを算出する。
式（１２） 調整率ＡＲ＝Ｌ／（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）
＝（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ＋ΔＬ）／（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）
＝１＋ΔＬ／（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）

そして、可変率決定手段３１４が、デジタル値ＡＴＴＸおよびデジタル値ＡＴＴＹを決定する。このＡＴＴＸおよびＡＴＴＹは以下の式（１３）によって決定される。
式（１３）
ＡＴＴＸ＝ｉｎｔ｛２^ｎ×ＡＲ×ｃｏｓθ｝
ＡＴＴＹ＝ｉｎｔ｛２^ｎ×ＡＲ×ｓｉｎθ｝
この式（１３）における“ｎ”は、ＡＴＴＤ／Ａ変換器３０３のｂｉｔ数に相当する。このＡＴＴＤ／Ａ変換器３０３のｂｉｔ数は、高速Ｄ／Ａ変換器３０６のｂｉｔ数の値以上に設定されている。

そして、可変減衰器３０７において、線分のデータ（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）が減衰される。具体的には、走査クロックの数が走査クロック数（Ｃｏｕｎｔ）に達したときを例にとると、以下の式（１４）のように減衰される。
式（１４）Ｘ＝（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）×ＡＴＴＸ／２^ｎ
≒（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）×ＡＲ×ｃｏｓθ
＝（Ｌ_Ｓ１×ＡＲ）×Ｃｏｕｎｔ×ｃｏｓθ
Ｙ＝（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）×ＡＴＴＹ／２^ｎ
≒（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）×ＡＲ×ｓｉｎθ
＝（Ｌ_Ｓ１×ＡＲ）×Ｃｏｕｎｔ×ｓｉｎθ
式（１４）を更に変形すると、
Ｘ≒（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）×ＡＲ×ｃｏｓθ
＝（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）×（１＋ΔＬ／（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ））×ｃｏｓθ
＝（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ＋ΔＬ）×ｃｏｓθ
＝（Ｌ_Ｓ１＋ΔＬ／Ｃｏｕｎｔ）×Ｃｏｕｎｔ×ｃｏｓθ
Ｙ≒（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）×ＡＲ×ｓｉｎθ
＝（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ）×（１＋ΔＬ／（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ））×ｓｉｎθ
＝（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ＋ΔＬ）×ｓｉｎθ
＝（Ｌ_Ｓ１＋ΔＬ／Ｃｏｕｎｔ）×Ｃｏｕｎｔ×ｓｉｎθ
従って、終点誤差ΔＬだけ高速Ｄ／Ａ変換器３０６の分解能に相当する単位距離Ｌ_Ｓ１とＣｏｕｎｔとを掛け合わせた積算値を拡張したことになる。つまり、単位距離Ｌ_Ｓ１は、｛Ｌ_Ｓ１＋ΔＬ／Ｃｏｕｎｔ｝に拡張したことになる。ここで、本実施形態における拡張率すなわち調整率ＡＲは前述のように、（１＋ΔＬ／（Ｌ_Ｓ１×Ｃｏｕｎｔ））である。

そして、高精度Ｄ／Ａ変換器３０２から位置Ｐ_ｓ（ｘ_ｓ、ｙ_ｓ）に関する信号が高精度偏向部１１２ｂに出力され、高精度偏向部１１２ｂを制御し電子ビームの照射位置を位置Ｐ_ｓ（ｘ_ｓ、ｙ_ｓ）に設定する。そして、上述した式（１４）によって表された描画終点位置に関する信号が高速Ｄ／Ａ偏向部１１２ａに出力される。

そして、高速Ｄ／Ａ偏向部１１２ａが偏向器２０を制御することにより、電子ビームを偏向して線分６０３ａを描画していく。このとき、可変減衰器３０７の減衰率に基づいて、終点誤差分だけ高速Ｄ／Ａ変換器３０２の分解能に相当する単位距離は拡張され、その拡張された単位距離（１ｄｏｔ）ごとに電子ビームが照射される。

そして、１走査クロック数（Ｃｏｕｎｔ）ごとに１ｄｏｔ進めて電子ビームを照射する。この実施形態においては、単位距離が拡張された結果、点６０７ｆが点６０７ａから起算して４個目のｄｏｔ（Ｃｏｕｎｔ＝４）に相当することになり、点６０７ｆまで電子ビームが照射される。この点６０７ｆは、線分６０３ａの描画終点位置６０４ｂと一致する。従って、上述したような演算処理を行うことにより、描画終点位置の高精度化を図ることが可能となる。

尚、走査クロック数（Ｃｏｕｎｔ）を、式（４）および式（１０）のように定義したが、Ｃｏｕｎｔ＝Ｒｏｕｎｄ（Ｌ／Ｌ_Ｓ１）としてもよい。ただし、その場合は、四捨五入に応じて、ΔＬの符号を変化させる必要がある。

（変形例）
次に、本発明の電子ビーム描画装置の変形例について、図８を参照しつつ説明する。図８に、変形例の位置誤差演算部、偏向部、および偏向器を示す。

この変形例における位置誤差演算部３００Ａは、図４に示した位置誤差演算部３００と基本回路構成は同じであり、加算器３２０ａ、３２０ｂが付加された点が異なる。位置誤差演算部３００と同じ構成要素については、同じ符号を付して示すか又は図示を省略した。

回路動作上の特徴は、可変減衰器３０７ａの出力信号と高精度Ｄ／Ａ変換器（Ｘ）３０２ａの出力信号とが、電子ビーム走査装置の偏向部１１２に送られる前に、加算器３２０ａにより加算され、可変減衰器３０７ｂの出力信号と高精度Ｄ／Ａ変換器（Ｙ）３０２ｂの出力信号とが電子ビーム走査装置の偏向部１１２に送られる前に、加算器３２０ｂにより加算される点であり、加算された出力信号は偏向部１１２から鏡筒１０内に配置された偏向器２０の電極に印加される。

このようにすると、上述の実施形態と同様に、高精度かつ高速に描画することができる。さらに、偏向部を高精度偏向部と高速偏向部とに分かれたものを用いる必要がないため、偏向部の数を減らせるとともに、偏向量の調整を行う場合には単独の偏向部１１２のみの出力調整で済むため、調整を容易に行うことができる。

本発明の実施形態における電子ビーム描画装置の概略構成図である。 図１に示す電子ビーム描画装置の測定装置における測定原理を説明するための図である。 電子ビームのビームウエストについて説明するための図である。 本発明の実施形態における電子ビーム描画装置によって線の描画を行うための演算処理を行うための演算部の詳細構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態における電子ビーム描画装置によって線を描画する場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態における電子ビーム描画装置によって斜線を含む線を描画する場合の原理を説明するための図である。 図６に示されている描画パターンの１線分を描画する場合の原理を示す図である。 本発明の別の実施形態における電子ビーム描画装置によって線の描画を行うための演算部、偏向部、および偏向器の構成を示す機能ブロック図である。 従来技術における電子ビーム描画装置によって斜線を含む線を描画する場合の原理を説明するための図である。 図９に示されている描画パターンの１線分を描画する場合の原理を示す図である。

符号の説明

１ 電子ビーム描画装置
２ 基材
３００ 位置誤差演算部
３０１ 演算手段
３０２ａ、３０２ｂ 高精度Ｄ／Ａ変換器
３０３ａ、３０３ｂ ＡＴＴＤ／Ａ変換器
３０４ カウンタ回路
３０５ クロック発生回路
３０６ 高速Ｄ／Ａ変換器
３０７ａ、３０７ｂ 可変減衰器
３１１ 距離算出手段
３１２ 走査クロック数算出手段
３１３ Ｃｏｕｎｔ変換手段
３１４ 可変率算出手段
３１５ 調整率算出手段
３２０ａ、３２０ｂ 加算器
６０１、６０２ 描画フィールド
６０３ 描画すべき線

Claims (14)

1. 所望の線分の描画開始位置の信号を出力する第１のＤ／Ａ変換器と、
   走査クロックのカウント値をアナログ信号に変換して出力する第２のＤ／Ａ変換器と、
   前記線分の寸法に応じた所定の走査クロック数と前記第２のＤ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離との積算値を算出し、その積算値と前記線分の寸法との差分に応じた調整率を算出する演算手段と、
   前記第２のＤ／Ａ変換器から出力された前記アナログ信号を前記演算手段で算出した前記調整率に応じて可変調整する可変調整器と、
   前記第１のＤ／Ａ変換器から出力された前記描画開始位置の信号と前記第２のＤ／Ａ変換器から出力され前記可変調整器により可変調整されたアナログ信号とが入力され、電子ビームを偏向走査する電子ビーム走査装置と、
   を備えた電子ビーム描画装置。
2. 前記走査クロック数は、前記線分の寸法を前記第２のＤ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離で除算し、その除算結果の小数点以下を切り捨てて、１走査クロック数を加算することにより算出された値であることを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム描画装置。
3. 前記走査クロック数は、前記線分の寸法を前記第２のＤ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離で除算し、その除算結果の小数点以下を切り捨てることにより算出された値であることを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム描画装置。
4. 前記演算手段は、前記走査クロック数と前記第２のＤ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離との積算値を算出し、その積算値から前記線分の寸法を減算して得られる差分に基づいて前記調整率を算出することを特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載の電子ビーム描画装置。
5. 前記可変調整器は、前記演算手段により算出された調整率に基づく減衰率で前記第２のＤ／Ａ変換器から出力されるアナログ信号を減衰させ、その減衰されたアナログ信号を前記電子ビーム走査装置に入力することを特徴とする請求項４に記載の電子ビーム描画装置。
6. 前記第２のＤ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離は、前記第１のＤ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離よりも長いことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電子ビーム描画装置。
7. 前記第１のＤ／Ａ変換器の出力と前記第２のＤ／Ａ変換器の出力とを前記電子ビーム走査装置に入力する前に加算する加算器を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電子ビーム描画装置。
8. 第１のＤ／Ａ変換器により所望の線分の描画開始位置の信号を出力するステップと、
   第２の変換器により走査クロックのカウント値をアナログ信号に変換して出力するステップと、
   前記線分の寸法に応じた所定の走査クロック数と前記第２のＤ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離との積算値を算出し、その積算値と前記線分の寸法との差分に応じた調整率を算出する演算ステップと、
   前記第２のＤ／Ａ変換器から出力された前記アナログ信号を前記演算ステップで算出した前記調整率に応じて可変調整する可変調整ステップと、
   前記第１のＤ／Ａ変換器から出力された前記描画開始位置の信号と前記可変調整ステップにて可変調整されたアナログ信号とを電子ビーム走査装置に入力して電子ビームを偏向走査するステップと、
   を含むことを特徴とする電子ビーム描画方法。
9. 前記走査クロック数は、前記線分の寸法を前記第２のＤ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離で除算し、その除算結果の小数点以下を切り捨てて、１走査クロック数を加算することにより算出された値であることを特徴とする請求項８に記載の電子ビーム描画方法。
10. 前記走査クロック数は、前記線分の寸法を前記第２のＤ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離で除算し、その除算結果の小数点以下を切り捨てることにより算出された値であることを特徴とする請求項８に記載の電子ビーム描画方法。
11. 前記演算ステップにおいては、前記走査クロック数と前記第２のＤ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離との積算値を算出し、その積算値から前記線分の寸法を減算して得られる差分に基づいて前記調整率を算出することを特徴とする請求項９または請求項１０のいずれかに記載の電子ビーム描画方法。
12. 前記可変調整ステップにおいては、前記演算ステップにて算出された調整率に基づく減衰率で前記第２のＤ／Ａ変換器から出力されるアナログ信号を減衰し、その減衰されたアナログ信号を前記電子ビーム走査装置に入力することを特徴とする請求項１１に記載の電子ビーム描画方法。
13. 前記第２のＤ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離は、前記第１のＤ／Ａ変換器の分解能に相当する単位距離よりも長いことを特徴とする請求項８乃至請求項１２のいずれかに記載の電子ビーム描画方法。
14. 前記第１のＤ／Ａ変換器の出力と前記第２のＤ／Ａ変換器の出力とを前記電子ビーム走査装置に入力する前に加算する加算ステップを更に含むことを特徴とする請求項８乃至請求項１３のいずれかに記載の電子ビーム描画方法。
    

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