JP2009157386A - 電子ビーム描画装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回折効率の低下や製品価値の低下を招かずに、光レンズに収差補正用回折構造を形成することが可能なレンズ成形型、更には光学収差補正素子等の光学素子成形型を、電子ビーム描画装置による描画を用いて作製すること。
【解決手段】電子ビームを照射して走査することにより基材に描画するにあたり、
第１のドーズ量にて前記電子ビームを走査して描画する第１のステップと、
第２のドーズ量にて前記電子ビームを走査して描画する第２のステップと、
前記第１のドーズ量にて描画される部分と前記第２のドーズ量にて描画される部分とが混在する領域を設ける第３のステップと、
を含む電子ビーム描画方法。
【選択図】図２２

Description

本発明は、電子ビーム描画装置に関する。

従来から、情報記録媒体として、例えばＣＤ及びＤＶＤ等の光記録媒体が広く使用されている。そして、これらの記録媒体への情報の記録・再生装置などの精密機器には、多くの光学素子が利用されている。例えばＣＤやＤＶＤ等の情報を記録・再生する光ヘッド装置において、波長７９０ｎｍの半導体レーザと波長６５０ｎｍの半導体レーザを１つの光源ユニット内に配置し、受光面の面積を増大させずに同一の光検出器に集光できる光ヘッド装置を得るために、２波長用の擬似ブレーズド回折格子を有する光学素子が提案されている（特許文献１参照）。

これらの機器に利用される光学素子、例えば光レンズや光学収差補正素子等は、低コスト化並びに小型化の観点から、ガラス製のものよりも樹脂製のものを用いることが多い。このような樹脂製の光学素子は、一般の射出成形によって製造されており、ブレーズド格子等はプレス成形されているが（特許文献２参照）、これらの成形型は、一般的な切削加工によって形成されている。

特開２００２−６２４１５号公報 特開平１０−７２２２１号公報

特に次世代ＤＶＤに対応する青色レーザを用いるピックアップ装置の様に、高密度の記録媒体を読み取る場合には、回折格子構造のパターンもさらに微細化する必要が生じ、そのため、複数波長に対応するバイナリーパターンを有するブレーズド形状の回折構造もサブミクロンオーダで微細化することが要求されることになる。

このような加工を行う場合、従来の切削加工やレーザー加工では限界があるので、電子ビーム描画装置を利用することが考えられる。つまり電子ビーム描画装置を用い、光学素子の成形型の原型の表面に形成した樹脂層に対して電子ビームを照射して走査し、その走査ドーズ量を変化させることで、種々のバイナリーパターンのブレーズド回折構造を該樹脂層に描画する。その後ドライエッチング等による現像により回折構造を形成する。

しかしながら、電子ビーム描画装置の電子ビームのドーズ量で設定できる最小の変化量は、Ｄ／Ａ変換器で設定できる最小の変換時間により決定されるため、このような電子ビーム描画装置におけるドーズ量の調整は、特に高い電流値にて時間をかけないように描画を行う場合には、顕著に段階的となり、例えば、ブレーズド回折構造等を描画する際には、なだらかなブレーズ傾斜面を形成しようとしても、前記ドーズ量の最小変化量の制約により、描画／現像後に得られるブレーズ傾斜面の形状は、階段状になってしまう。

このようなブレーズ傾斜面の階段状の形状は、光レンズ等の光学素子の光学特性の低下、特に回折効率の低下を招く要因となり、また、製品の品質を鑑みた場合には、製品価値を低下させる要因ともなるため、光レンズ等の回折効率を向上させると共に、製品価値も高めるためには、ブレーズ傾斜面は、可能な限りなだらかな形状にする必要が生じた。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回折効率の低下や製品価値の低下を招かずに、光レンズに収差補正用回折構造を形成することが可能なレンズ成形型、更には光学収差補正素子等の光学素子成形型を、電子ビーム描画装置による描画を用いて作製することにある。

本発明の上記目的は、以下の（１）〜（４）の構成によって達成される。
（１）
電子ビームを照射し、照射された電子ビームを走査して、基材に描画する描画手段を有し、
電子ビームの第１のドーズ量にて描画される部分と第２のドーズ量にて描画される部分とが混在した混在領域を描画するための前記第１のドーズ量及び前記第２のドーズ量から構成されるドーズ分布の凹凸に関する情報を格納した格納手段と、
前記格納手段の前記ドーズ分布の凹凸に基づいた描画を行う様に描画手段の制御を行う制御手段と、
を含むことを特徴とする電子ビーム描画装置。
（２）
前記格納手段は、描画形状に応じた第１のドーズ分布に関する情報を格納し、
前記第１のドーズ分布を、前記ドーズ分布の凹凸に対応した第２のドーズ分布に補正するための演算を行う演算手段を有することを特徴とする（１）に記載の電子ビーム描画装置。
（３）
電子ビームを照射する電子ビーム照射手段と、
前記電子ビーム照射手段にて照射された電子ビームの焦点位置を変化させるための電子レンズと、
描画される基材を載置するための載置台と、
前記基材における前記電子ビームによる描画位置を測定するための測定手段と、
電子ビームの第１のドーズ量にて描画される部分と第２のドーズ量にて描画される部分とが混在した混在領域を描画するための前記第１のドーズ量及び前記第２のドーズ量から構成されるドーズ分布に関する情報を格納した格納手段と、
前記測定手段にて測定された前記描画位置に基づき、前記電子レンズの電流値を調整して前記電子ビームの焦点位置を前記描画位置に応じて制御すると共に、前記焦点位置について、前記格納手段の前記ドーズ分布に基づいてドーズ量を算出しつつ前記混在領域の描画を行うように前記電子ビーム照射手段を制御する制御手段と、
を含むことを特徴とする電子ビーム描画装置。
（４）
前記電子ビームを照射する電子ビーム描画装置の電子銃を駆動するためのＤ／Ａ変換器を有し、
前記第１のドーズ量と前記第２のドーズ量との差は、前記Ｄ／Ａ変換器の最小クロックに基づく、ドーズ量の最小調整単位（最小変位）に設定されていることを特徴とする（１）〜（３）の何れか一項に記載の電子ビーム描画装置。

また、本発明の上記目的は、
１） 電子ビームを照射して走査することにより基材に描画するにあたり、
第１のドーズ量にて前記電子ビームを走査して描画する第１のステップと、
第２のドーズ量にて前記電子ビームを走査して描画する第２のステップと、
前記第１のドーズ量にて描画される部分と前記第２のドーズ量にて描画される部分とが混在する領域を設ける第３のステップと、
を含む電子ビーム描画方法、
２） 基材の少なくとも一つの曲面部に、
格子条の区切り位置から立ち上がる側壁部と、該側壁部の頂点から隣接する格子条の側壁部の最下点とをつなぐ傾斜部と、を形成することにより
格子条を所定ピッチで形成して回折格子を描画する
１）の電子ビーム描画方法、
３） 前記第１のドーズ量と前記第２のドーズ量との差は、前記電子ビームを照射する電子ビーム描画装置の電子銃を駆動するための、Ｄ／Ａ変換器の最小クロックに基づく、ドーズ量の最小調整単位（最小変位）である１）又は２）の電子ビーム描画方法、
４） 前記第３のステップにて、前記第１のドーズ量にて描画される領域と前記第２のドーズ量にて描画される領域とが傾斜方向に交互に連なる描画とする１）〜３）の何れかの電子ビーム描画方法、
５） 前記第１のドーズ量にて描画される領域と前記第２のドーズ量にて描画される領域とが傾斜方向に交互に連なる描画とするドーズ分布の、凹凸部の凹凸１ピッチに対する凸部のデューティー比が、前記傾斜部の高さが低くなる側に向かうに従い段階的に小さくなるように、前記第１のドーズ量にて描画する走査ラインと前記第２のドーズ量にて描画する走査ラインの数を調整して描画する４）の電子ビーム描画方法、
６） 前記格子条間のピッチや前記傾斜部の傾斜角度に応じて前記ドーズ分布の凹凸部に基づく走査ラインの延べ数を調整する４）又は５）の電子ビーム描画方法、
７） 前記第３のステップにて、前記第１のドーズ量にて描画される領域と前記第２のドーズ量にて描画される領域とが電子ビームの走査方向に周期的に繰り返し設けられる部分を設ける１）〜３）の何れかの電子ビーム描画方法、
８） 前記第１のドーズ量にて描画される領域を、隣接する走査ライン間で略一致する位置に設けて描画する７）の電子ビーム描画方法、
９） 前記第１のドーズ量にて描画される領域を、隣接する走査ライン間で異なる位置に設けて描画する７）の電子ビーム描画方法、
１０） 前記第１のドーズ量にて描画される領域を、隣接する走査ライン間で千鳥状となる位置に設けて描画する７）の電子ビーム描画方法、
１１） 前記第１のドーズ量にて描画される部分と前記第２のドーズ量にて描画される部分とが混在する領域を設けるドーズ分布の、凹凸部の凸部に基づいて描画される領域及び凹部に基づいて描画される領域の幅を前記電子ビームのビーム径より小さく構成する４）〜１０）の何れかの電子ビーム描画方法、
１２） １）〜１１）の何れかの電子ビーム描画方法を用い、
電子ビームで描画した基材を現像し、現像済み基材で電鋳を行う工程を含む成型用の金型の製造方法、
１３） エッチング処理した現像済み基材に電鋳を行う１２）の成型用の金型の製造方法、
１４） １２）又は１３）の製造方法により製造された金型、
１５） １４）の金型にて成形された光学素子、
１６） 電子ビームを照射し、照射された電子ビームを走査して、基材に描画する描画手段を有し、
電子ビームの第１のドーズ量にて描画される部分と第２のドーズ量にて描画される部分とが混在した領域を描画するに当たり、
前記混在領域を描画するための前記第１のドーズ量及び前記第２のドーズ量から構成されるドーズ分布の凹凸に関する情報を格納した格納手段と、
前記格納手段の前記ドーズ分布の凹凸に基づいた描画を行う様に描画手段の制御を行う制御手段と、
を含む電子ビーム描画装置、
１７） 前記格納手段は、基材の形状に応じた第１のドーズ分布に関する情報を格納したメモリを含み、
前記第１のドーズ分布を、前記ドーズ分布の凹凸に対応した第２のドーズ分布に補正するための演算を行う演算手段を有する１６）の電子ビーム描画装置、
１８） 電子ビームを照射する電子ビーム照射手段と、
前記電子ビーム照射手段にて照射された電子ビームの焦点位置を変化させるための電子レンズと、
描画される基材を載置するための載置台と、
前記基材における前記電子ビームによる描画位置を測定するための測定手段と、
電子ビームの第１のドーズ量にて描画される部分と第２のドーズ量にて描画される部分とが混在した領域を描画するに当たり、
前記混在領域を描画するための前記第１のドーズ量及び前記第２のドーズ量から構成されるドーズ分布に関する情報を格納した格納手段と、
前記測定手段にて測定された前記描画位置に基づき、前記電子レンズの電流値を調整して前記電子ビームの焦点位置を前記描画位置に応じて制御すると共に、前記焦点位置について、前記格納手段の前記ドーズ分布に基づいてドーズ量を算出しつつ前記混在領域の描画を行うように前記電子ビーム照射手段を制御する制御手段と、
を含む電子ビーム描画装置、
１９） 前記第１のドーズ量と前記第２のドーズ量との差は、前記電子ビームを照射する電子ビーム描画装置の電子銃を駆動するための、Ｄ／Ａ変換器の最小クロックに基づく、ドーズ量の最小調整単位（最小変位）である１６）〜１８）の何れかの電子ビーム描画装置、
によって達成される。

即ち本発明者は、例えば光学素子の金型を作製するための基材にブレーズド回折格子の傾斜部を電子ビーム描画にて形成する際に、第１のドーズ量にて描画される部分と、当該ドーズ量の最小変位分大きい第２のドーズ量にて描画される部分とを混在させるドーズ量混在領域に基づく描画を経て、第１のドーズ量で描画する領域から第２のドーズ量で描画する領域へシフトすることで、描画後現像して得られる傾斜は、近接効果等によドーズ量混在領域に基づいて描画された領域が中間的な高さとなることにより、なだらかになると考え、本発明に至った。

本発明によれば、回折効率の低下や製品価値の低下を招かずに、光レンズの集光面側に収差補正用回折構造を形成することが可能なレンズ成形型、更には光学収差補正素子等の光学素子成形型を、電子ビーム描画装置による描画を用いて作製することができる。

描画パターンの１例並びにその細部の描画形状を示す図である。 図１の描画パターンを詳細に説明するための図である。 ブレーズの傾斜部を描画するドーズ分布を示す説明図である。 傾斜部を描画するドーズ分布のドーズ量混在領域を詳細に示す説明図である。 本発明に係る電子ビーム描画装置の全体構成を示す図である。 電子ビーム描画装置のステージ上の基材を測定する装置の構成を示す図である。 検出光強度に対応する信号出力と基材の高さとの相関関係を示す特性図である。 実施形態で用いる光学素子形状基材を示す図である。 照射される電子ビームの焦点深度を説明する図である。 複数のフィールド（描画単位）に区分された基材をモデル的に示す図である。 本発明に係る電子ビーム描画装置の制御系の機能ブロック図である。 所望のブレーズ形状を得るための理想的なドーズ分布を表す理想ドーズ関数を説明するための説明図である。 所望のブレーズ形状を得るために従来の電子ビーム描画装置において設定されるドーズ分布を表す設定ドーズ関数を説明するための説明図である。 所望のブレーズ形状を得るために本発明に係る電子ビーム描画装置において設定されるドーズ分布を表す設定ドーズ関数を説明するための説明図である。 ドーズ混在傾斜部を形成するためのドーズ量分布の一例を示す説明図である。 本発明に係る電子ビーム描画装置の制御系ブロック図である。 従来の電子ビーム描画装置にて描画された基材の現像後の断面形状を示す図である。 本発明に係る電子ビーム描画装置にて描画された基材の現像後の断面形状を示す図である。 電子ビーム描画装置を用いて非球面の光レンズの形成型を作製する基材に、複数のブレーズを同心円状に形成して回折構造とする場合の処理手順の１例示すフローチャートである。 図１９に続くフローチャートである。 図２０に続くフローチャートである。 本発明に係る電子ビーム描画装置にて基材にドーズ量混在領域に基づいて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。 ドーズ量混在領域の形成範囲を決定する方法を説明するための説明図である。 ブランキング区間を設けて形成されるブレーズの傾斜部を描画するドーズ分布をモデル的に示す図である。 本発明に係る電子ビーム描画装置にて、ブランキング区間を設けた線描画を行うための制御系の詳細な構成を示す機能ブロック図である。 本発明に係るブレーズの傾斜部を描画するドーズ分布にドーズ量混在領域を設定する一構成例を詳細に示す説明図である。 本発明に係るブレーズの傾斜部を描画するドーズ量混在領域を設定する様々な構成例を詳細に示す説明図である。 本発明に係る金型の作製方法について説明する図である。 本発明に係る金型の作製方法について説明する図である。

以下、実施形態を用いて図面も参照しつつ、本発明について具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

まず凸状の曲面形状を有し、該面が樹脂層で被覆されている原型（本発明において、樹脂層を含めてこれを基材と言う。）に円描画を行うことで、ブレーズド回折格子構造を同心円状に形成する場合を例に採り説明する。なお基材はこれに限らず、例えば、凹状の曲面形状や平面を有するものであっても良く、又、前記回折構造はバイナリーパターンであっても良い。

図１に、描画パターンの１例並びにその細部の描画形状を示す。同図に示すように、曲面形状を成す基材２の一面には、ブレーズド回折格子構造が形成され、その一部であるＥ部分を拡大すれば、複数のブレーズ３が同心円状に形成されている。ブレーズ３は、傾斜部３ｂ及び側壁部３ａを形成し、側壁部３ａは周方向に沿って平面状に複数段形成されている。

より詳細には、図２に示すように、基材２には、ベースとなる原型の曲面部２ａに対し、格子条が各ピッチＬ１毎に形成され、この格子条の少なくとも１ピッチＬ１に、当該ピッチの区切り目位置にて前記曲面部２ａより立ち上がる側壁部３ａと、隣接する各側壁部３ａ間に形成された傾斜部３ｂと、側壁部３ａと傾斜部３ｂとの境界領域に形成された溝部３ｃとを有する。

傾斜部３ｂは、一端が一方の側壁部３ａの基端に接し、他端が他方の側壁部３ａの先端に接する傾斜面を構成している。尚、この複数のブレーズ３からなる回折格子構造は、曲面部２ａを被覆し、塗布で形成された樹脂層を後述する電子ビーム描画装置を用いて描画し、現像処理することで形成され、ブレーズ３の傾斜部３ｂは、後述する電子ビーム描画装置を用いる描画により、なだらかな傾斜面を形成している。

図３（ａ）、（ｂ）はこの傾斜部３ｂの一部であるＦ部分を描画するためのドーズ分布３００を拡大したものである。領域３０１、３０２、３０３のドーズ量の差ｈは後述する電子ビーム描画装置の電子銃を駆動するための、Ｄ／Ａ変換器の最小クロックに基づく、ドーズ量の最小調整単位（最小変位）としてある。そしてドーズ量のこの最小変化量で段階的に変化させる各領域３０１と３０２、及び３０２と３０３の間にはそれぞれ段階的に変化されたドーズ量の双方が混在するドーズ量混在領域ＭＩＸが設けられている。

このドーズ量混在領域において、各凹部と凸部の間隔は同図（ａ）に示すように、一定、若しくは、同図（ｂ）に示すように、傾斜部３ｂの高さが低くなる方向に行くに従い、その距離が広くなるように設定されることが好ましい。但し、この際に重要となるのは、ドーズ量が凹に設定される描画部分の幅と凸に設定される描画部分の幅が、各々、当該ドーズ量分布で描画する電子ビームの近接効果で予測される広がりよりも小さく、より好ましくは、当該部分を描画する電子ビームの径よりも小さくなるように構成されることである。

図３（ｂ）に示すように、傾斜部３ｂの高さが低くなる方向に行くに従い、凹凸部間の距離が広くなるようにドーズ量が設定される場合には、より具体的には、図４に示すように、ドーズ量混在領域ＭＩＸは、複数、例えば３つ（実際には、傾斜面の傾斜角度に応じた適切な個数）の凸部ＢＩ１、ＢＩ２、ＢＩ３により構成され、凸部ＢＩ１はで長さＴ１、凸部ＢＩ２は長さＴ２、凸部ＢＩ３は長さＴ３とする。

このドーズ分布において、凸部ＢＩ１、ＢＩ２、ＢＩ３の上面は、本発明における「第一のドーズ量」であり、各凸部ＢＩ１、ＢＩ２、ＢＩ３間の凹部の底面は、本発明における「第二のドーズ量」である。尚、此処にいう第一のドーズ量と第二のドーズ量との差は、先に述べた如く電子ビーム描画装置のＤ／Ａ変換器の最小クロックに基づき調整可能なドーズ変化量の最小単位となっている。

ここで、凹凸部のピッチをＵ１＝Ｕ２＝Ｕ３、各凸部ＢＩ１、ＢＩ２、ＢＩ３間の距離をＶ１、Ｖ２、Ｖ３とし、Ｕ１＝Ｔ１＋Ｖ１、Ｕ２＝Ｔ２＋Ｖ２、Ｕ３＝Ｔ３＋Ｖ３とすると、例えば、この時、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３とすることで、デューティー比を、（Ｔ１／Ｕ１）＞（Ｔ２／Ｕ２）＞（Ｔ３／Ｕ３）と傾斜部３ｂの高さが低くなる側に行くにつれ小さくすることができ、第一のドーズ量部分である凸部ＢＩ１、ＢＩ２、ＢＩ３の長さＴ１、Ｔ２、Ｔ３を第二のドーズ量部分側に行くにつれ段階的に減らす構成とすることができる。

尚、前述のように、ドーズ量混在領域ＭＩＸの各凹凸間の距離を一定とする場合には、デューティー比は、（Ｔ１／Ｕ１）＝（Ｔ２／Ｕ２）＝（Ｔ３／Ｕ３）とする。また、ドーズ量混在領域ＭＩＸに設定する凹凸の個数は、ブレーズの大きさや傾斜角度に応じて変化するようにしても良い。従って、例えば、曲面部２ａの中心領域のブレーズでは凹凸の設定は少なく、周辺部側のブレーズになるにつれ凹凸の設定は多くするように構成しても良い。但し、何れの場合であってもこのドーズ量混在領域ＭＩＸの凹凸が設定される範囲（Ｕ１＋Ｕ２＋Ｕ３）は、ブレーズの傾斜角度（より詳しくは、そのブレーズを描画する際のドーズ量の変化量）に応じて決定されることとなる。

尚、円描画は、複数の直線部によって近似して描画する構成としても良く、また、基材２としては、光学素子、例えばピックアップレンズ等の形状にて構成することが好ましい。このように円描画を複数の直線部によって近似して描画することの詳細については、後述する電子ビーム描画装置の（制御系の具体的構成）のところで説明する。

（電子ビーム描画装置の構成）
図５に、本発明に係る電子ビーム描画装置の全体構成を示す。

電子ビーム描画装置１は、電子ビームを生成して基材２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設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上の走査位置等を制御する偏向器２０と、偏向を補正する補正用コイル２２とを含み構成され、これらの各部は、鏡筒１０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。

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、ローダを駆動するためのローダ駆動装置６０と、鏡筒１０内及び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、これらの制御を司る制御手段である制御回路１００とを有する。

尚、電子レンズ１６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もので、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第１のレーザー測長器８２と、第１のレーザー測長器８２にて発光されたレーザー光（第１の照射光）の基材２での反射光を受光する第１の受光部８４と、前記第１のレーザー測長器８２とは異なる照射角度から照射を行う第２のレーザー測長器８６と、前記第２のレーザー測長器８６にて発光されたレーザー光（第２の照射光）の基材２での反射光を受光する第２の受光部８８と、を含み構成されている。尚、第１のレーザー測長器８２と第１の受光部８４とで「第１の光学系」を構成し、第２のレーザー測長器８６と第２の受光部８８とで「第２の光学系」を構成している。

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を図示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。尚、他の方向に回転させる駆動機構を設けて、ステージをピッチングやヨーイング、ローリング可能に構成してもよい。これにより、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可能になる。

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（複数の電子的なレンズ各々）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とを含み構成される。尚、電子銃電源部１０２は、電子銃１２に電源を供給するための図示省略のＤ／Ａ変換器を有しており、電子銃制御部１０４が、この図示省略のＤ／Ａ変換器における電流、電圧などを調整制御することで、電子銃１２から照射される電子ビームのドーズ量が調整される。従って、このＤ／Ａ変換器の最小クロックに基づいて、当該電子ビーム描画装置の最小調整単位のドーズ量（ドーズ量の最小変化量）が決定されることとなる。

さらに、制御回路１００は、補正用コイル２２を制御するためのコイル制御部１１０と、偏向器２０にて成形方向の偏向を行う成形偏向部１１２ａと、偏向器２０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２０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とを有する。

さらに、制御回路１００は、偏向器２０における位置誤差を補正するための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、或いは、コイル制御部１１０に対して当該信号を供給することで補正用コイル２２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とを含み構成される。

さらに、制御回路１００は、第１のレーザー測長器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及びレーザー照射角の角度等の駆動制御を行う第１のレーザー駆動制御回路１３０と、第２のレーザー測長器８６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及びレーザー照射角の角度等の駆動制御を行う第２のレーザー駆動制御回路１３２と、第１のレーザー測長器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第１のレーザー出力制御回路１３４と、第２のレーザー測長器８６でのレーザー照射光の出力を調整制御するための第２のレーザー出力制御回路１３６と、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とを有する。

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、上述の第１、第２のレーザー駆動回路１３０、１３２，第１、第２のレーザー出力制御回路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、入力された各種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、後述する制御系３００（詳細は後述する）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とを含み構成される。

また、本実施形態の電子ビーム描画装置１では、測定情報入力部１５８などを含む、所謂「操作系」乃至は「操作手段」においては、アナログスキャン方式／デジタルスキャン方式の選択、基本的な形状の描画パターンの複数からの選択等、各種コマンド操作が可能となっている。

上述の電子ビーム描画装置１においては、ローダ４０によって搬送された基材２がＸＹＺステージ３０上に載置されると、真空排気装置７０によって鏡筒１０及び筐体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Ｂ（以下、この電子レンズ１６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）が、ＸＹＺステージ３０上の基材２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。

この際に、測定装置８０によって、基材２上の描画位置（描画位置のうち少なくとも高さ位置）、若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、当該測定結果に基づき、電子レンズ１６のコイル１７ａ、１７ｂ、１７ｃに流れる各電流値等を調整制御して、電子ビームＢの焦点深度、即ち焦点位置を制御し、当該焦点位置が前記描画位置となるように移動制御する。

或いは、前記測定結果に基づき、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、前記電子ビーム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。なお電子ビームの制御、ＸＹＺステージ３０の制御の何れか一方の制御によっても、双方を利用してもよい。

〈測定装置８０〉
測定装置８０は図６に示すように、第１のレーザー測長器８２、第１の受光部８４、第２のレーザー測長器８６、第２の受光部８８などを有する。

第１の光学系は、第１のレーザー測長器８２により電子ビームと交差する方向から第１の光ビームＳ１を照射し、基材２を透過する第１の光ビームＳ１を第１の受光部８４によって受光することで、第１の光強度分布を検出するものである。第１の光強度分布は図６に示すように、基材２の曲面部２ａを透過した光ビームＳ１の基材２の平坦部２ｂでの反射光に基づくものなので、曲面部２ａ上の（高さ）位置を測定することができない。

そこで、本例においては、さらに第２の光学系を設け、第２のレーザー測長器８６によって、電子ビームとほぼ直交する方向から第２の光ビームＳ２を照射し、基材２を透過する第２の光ビームＳ２を第２の受光部８８に含まれるピンホール８９を介して受光することによって、第２の光強度分布を検出する。

この場合、図６に示すように、第２の光ビームＳ２が曲面部２ａを横切って通過することとなるので、前記第２の強度分布に基づいて曲面部２ａ上の（高さ）位置を測定算出することができる。

具体的には、曲面部２ａ上のある位置（ＸＹステージ上の座標で（ｘ’，ｙ）とする）を第２の光ビームＳ２がＸ軸に平行に透過すると、この位置において、光ビームＳ２が曲面を透過することによる反射や屈折による散乱が生じ、この散乱光分の光強度が弱まることとなる。従って第２の受光部８８にて検出された光ビーム２の光強度に基づき、以下に説明するように電子ビームの焦点位置（ｘ、ｙ）の深度を曲面部２ａ上の位置（ｘ’、ｙ）の高さと対応させて算出することができる。

即ち、第２の受光部８８の検出した光強度に対応する信号出力（Ｏｐとする）と基材の高さとの相関関係を求めると、図７に示す様な特性図が得られるので、制御回路１００のメモリ１６０等に、この特性、即ち相関関係を示した相関テーブルを予め格納しておくことにより、第２の受光部８８での信号出力Ｏｐに基づき、電子ビームの焦点位置の基材内の高さ位置を算出することができる。これにより、描画位置と、電子ビームの焦点位置との調整を行い描画を行うこととなる。

〈描画位置算出方法の概要〉
次に、電子ビーム描画装置１を用いる場合の描画位置算出方法の概要について説明する。

先ず、本実施形態の基材２は、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、例えば光レンズ等の光学素子形状で、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、を含んで構成されている。この曲面部２ａの曲面は、球面に限らず、非球面などの他、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。

まず、ＸＹＺステージ３０上に載置する前に、予め基材２上の複数の、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２の厚み分布の算出を行うことができる。

一方、基材２をＸＹＺステージ３０上に載置した後も、同様の処理を行う。即ち、図８（Ａ）に示すように、基材２上の複数の、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。

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前記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、即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２の厚み分布の補正を行うことができる。

尚、上述の第２の測定は、電子ビーム描画装置１の測定手段である測定装置８０を用いて測定することができる。また第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おく。他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２００（図示せず）を採用することができる。

この場合、測定装置２００での測定結果は、例えば、図５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ることで、メモリ１６０などに格納されることとなる。

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。

具体的には、図８（Ｃ）に示すように、まず描画の単位空間を３次元基準座標系で設定し、電子ビームの焦点深度ＦＺの位置を、前記単位空間である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１６による電流値の調整もしくはＸＹＺステージ３０の駆動制御の何れか一方又は双方によって行われる。）尚、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９に示すように、電子レンズ１６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（ビーム径の最も細い所）ＢＷが有効な範囲の高さを示す。尚、本実施形態においては、電子レンズ１６の幅Ｄ、電子レンズ１６よりビームウエスト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μｍ程度である。

そして、図８（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、当該領域についても、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。

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、上述と同様に、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２の表面における描画処理が終了することとなる。

尚、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。また以上に説明した各種演算処理、測定処理、制御処理などの処理を行うための処理プログラムは、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ものとする。

〈描画順序〉
図３のＸＹＺステージ３０上に乗せられる基材２の曲面部は図１０（ａ）、（ｂ）に示される様な複数のフィールド（描画単位）に区分され、図３の電子ビームが走査される走査空間内の最大可能走査領域内に各フィールドは所定の順序で搬送される。

走査領域に搬送されたフィールドに割り当てられた描画パターンは図８（Ｃ）に示される様に電子ビームのＸ方向及びＹ方向での走査により描画される。

対象とするフィールドに割り当てられた描画パターンの描画が終了すると、隣接するフィールドが次の描画対象フィールドとされて、描画が開始される。この様に、本実施例の描画方法は、描画がフィールド毎に行われるステップ・アンド・リピート方式である。

図１０（ａ）、（ｂ）のフィールド配置の例では、各フィールドは同心円状に配置され、各フィールドは扇形状を有する。この様に同心円状に配置された複数のフィールドの描画順序としては、例えば、同心円の中心の頂部に位置する第１グループのフィールドに対する描画を行い、その次に第１グループのフィールドの下位に位置する同一円周面上の第２グループのフィールドに対する描画を行い、更に、その次に第２グループのフィールドの下位に位置する同一円周面上の第３グループのフィールドに対する描画を行う様に、順次下方に向かって描画を行っていく方法があるが、これに限定されるものではない。

〈ドーズ量制御系の具体的構成〉
図１１に、本発明に係る電子ビーム描画装置の制御系の機能ブロック図を示す。

電子ビーム描画装置１のメモリ１６０は、形状記憶テーブル１６１を有し、この形状記憶テーブル１６１には、例えば、基材２の曲面部２ａにブレーズ３の傾斜部３ｂ及び側壁部３ａを所望の通りに各ピッチＬ毎に形成する際の描画位置に対応する理想ドーズ分布や、この理想ドーズ分布を当該電子ビーム描画装置のドーズ量最小変位（変化量）にて近似した設定ドーズ分布や、ブレーズ３の傾斜部３ｂにドーズ混在傾斜部３ｂｂを形成する際の凹凸部に関するドーズ分布（凸部の長さや各凸部間の距離に関するドーズ分布）等を予め定義したドーズ分布情報１６１ａが格納されている。

さらに、メモリ１６０には、理想ドーズ分布を表す理想ドーズ関数ｆ（ｎ）及び設定ドーズ分布を表す設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）と、ドーズ量混在領域の範囲を設定するミキシング定数ｗ［％］との相関関係を定義するドーズ量混在領域演算情報１６１ｂ、設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）をこのドーズ量混在領域演算情報１６１ｂに基づいて補正演算したドーズ分布補正演算情報１６１ｃ、その他の情報１６１ｄなどが格納されている。尚、此処に言う理想ドーズ分布を表す理想ドーズ関数ｆ（ｎ）とは、例えば、図１２に示すように、所望のブレーズ３形状を得るための理想的なドーズ分布を表す関数のことであり、また、此処に言う設定ドーズ分布を表す設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）とは、例えば、図１３に示すように、前記理想ドーズ分布を当該電子ビーム描画装置のドーズ最小変位にて近似することで得られ、当該電子ビーム描画装置にて実際に設定される場合のドーズ分布を表す関数のことである。本発明はこの装置本来の設定ドーズ分布をドーズ量混在領域演算情報１６１ｂで補正することに特徴を有し、此処にいうドーズ分布補正演算情報１６１ｃとは、例えば、図１４に示すように、前記設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）に対して、前記ドーズ量混在領域演算情報１６１ｂに基づいて後述する補正演算を行った後のドーズ関数を示すドーズ分布情報のことである。因みに、これら図１２〜図１４はモデル化して示したものであり、ドーズ関数（ドーズ分布）は、何れも同一ブレーズ形状を得るためのドーズ分布を表すもので、これらドーズ関数（ドーズ分布）は、基材のブレーズ３が形成される一面が平面である場合を示しており、そのドーズ量及びドーズ位置（ドーズ量分布を図示するため設定した仮座標）は、あくまでも一例として示されている。

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１６３ａ（より詳細には、例えば後述する図１９〜図２１のＳ１０１〜Ｓ１１７までの一連の処理など）、前記ドーズ分布情報１６１ａ、ドーズ量混在領域演算情報１６１ｂ、ドーズ分布補正演算情報１６１ｃなどの情報を基に、ブレーズ３の傾斜部３ｂに対してドーズ量混在領域ＭＩＸをどの描画ラインの位置に対して割り当てるか、ブレーズ３の形成位置に応じてドーズ量混在混在領域ＭＩＸの凹凸の個数を変更する場合にはその変更処理を含む処理等を演算により算出するなどのドーズ分布補正演算プログラム１６３ｂ（より詳細には、例えば後述する図２２のＳ３０１〜Ｓ３１３までの一連の処理など）、その他の処理プログラム１６３ｃなどを有している。尚、本実施形態のメモリ１６０にて「格納手段」を構成でき、また、本実施形態のプログラムメモリ１６２と制御部１７０とで「制御手段」を構成できる。

本発明に係る制御手段は、ドーズ分布に基づいてドーズ量を算出しつつ前記ブレーズ３の傾斜部３ｂ及び側壁部３ａの描画を行うように制御する。この際、制御手段は、測定手段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前記電子ビームの焦点位置を前記描画位置に応じて変化させる制御をするとともに、前記焦点位置について、ドーズ分布に基づいてドーズ量を算出しつつ前記ブレーズ３の傾斜部３ｂ及び側壁部３ａの描画を行うように制御する。

また、メモリ１６０のドーズ分布情報１６１ａは、基材２の曲面部２ａ、ブレーズ３の傾斜部３ｂ及び側壁部３ａ等の形状に応じた理想ドーズ分布及び設定ドーズ分布に関する情報を含んでいる。そして、ドーズ分布補正演算プログラム１６３ｂは、設定ドーズ分布を、さらに前記ドーズ量混在領域の凹凸に対応するドーズ量を混在させたドーズ分布（ドーズ分布補正演算情報１６１ｃ）に補正するための演算を行う。このドーズ分布補正演算プログラム１６３ｂ及び制御部１７０により、本発明にいう「演算手段」を構成できる。

さらに、制御手段には、前記理想ドーズ分布や後述するドーズ量混在領域：ｍｉｘ＿ｗ［％］等を設定するための設定手段１８１や、例えばライン毎のドーズ情報等を表示可能な表示手段１８２を備えることとする。

このような構成を有する制御手段において、制御部１７０は、処理プログラム１６３ａにより所定の描画アルゴリズムを実行しつつ、ドーズ量混在領域のドーズ量を算出するルーチンに至ると、ドーズ分布補正演算プログラム１６３ｂを実行し、装置元来の設定ドーズ分布に対して描画位置に応じたドーズ量混在領域の凹凸を設定するための補正されたドーズ分布を算出するために、ある程度の基本的情報、即ち、ドーズ分布情報１６１ａ、或いは、ドーズ量混在領域演算情報１６１ｂに格納されたテーブル等を参照しつつ、対応するドーズ分布補正演算情報１６１ｃを算出した後、この算出したドーズ分布補正演算情報１６１ｃを前記メモリ１６０の所定の一時記憶領域に格納し、そのドーズ分布補正演算情報１６１ｃに基づいて描画を行う。

ここで、ドーズ量混在領域演算情報１６１ｂに格納されるテーブル、具体的にはドーズ量混在領域の凹凸のドーズ分布に関するテーブルの態様の一例について、図１５を参照して説明する。図１５には、図３（ｂ）のドーズ量混在領域の描画パターンに対応するドーズ分布に関するテーブル１６１ｅの具体例が開示されている。図１５の例では、描画０〜１３ラインまでは、ドーズ量０にて領域３０１を構成し、１４〜２５ラインまでは、ドーズ量０及び１００にてドーズ量混在領域ＭＩＸを構成している。具体的には、１４ライン、１８〜１９ライン、２２〜２４ラインは、ドーズ量１００にて凹部を構成している。同様に、１５〜１７ライン、２０〜２１ライン、２５ラインは、ドーズ量０にて凸部を構成している。さらに、２６〜３８ラインまでは、ドーズ量１００にて傾斜部の領域３０２を構成し、３９〜５０ラインまでは、ドーズ量１００及び１５０にて、再度、ドーズ量混在領域ＭＩＸを構成している。具体的には、３９ライン、４３〜４４ライン、４７〜４９ラインは、ドーズ量１５０にて凹部を構成している。同様に、４０〜４２ライン、４５〜４６ライン、５０ラインは、ドーズ量１００にて凸部を構成している。以降、ドーズ最小変位５０にて段階的に平坦なドーズ量領域及びドーズ量混在領域を構成していく。

尚、本例では、例えば１ラインピッチを１０ｎｍ〜３０ｎｍとし、最低ドーズ量を１００、ドーズ最小変位を５０としている。

このように、ドーズ量混在領域のドーズ分布をライン毎に用意したテーブルを利用することで、ドーズ分布補正演算プログラム１６３ｂ及び制御部１７０による補正演算を簡単にすることができ、より簡単にドーズ量混在領域の凹凸に対応した描画を行うことができる。尚、このようなテーブルを利用することなく所定のプログラムにより補正演算を行う場合の具体的な処理ステップについては、図３（ａ）に示すようなドーズ量混領域を例に採り、後述する。

〈制御系の具体的構成〉
ここでは一例として、円描画にあたり円を正多角形で近似して、各描画ラインを直線的に描画する各種処理を行うための制御系の具体的構成について、図１６を参照しつつ説明する。

本発明に係る電子ビーム描画装置の制御系３００は、図１６に示す様に、例えば円描画時に正多角形（不定多角形を含む）に近似するのに必要な（円の半径に応じた）種々のデータ（例えば、ある一つの半径ｋｍｍの円について、その多角形による分割数ｎ、各辺・各点の位置の座標情報並びにクロック数の倍数値、さらにはＺ方向の位置などの各円に応じた情報等）、さらには円描画に限らず種々の曲線を描画する際に直線近似するのに必要な種々のデータ、各種描画パターン（矩形、三角形、多角形、縦線、横線、斜線、円板、円周、三角周、円弧、扇形、楕円等）に関するデータを記憶する描画パターン記憶手段である描画パターンデータメモリ３０１を含んで構成される。

また、制御系３００は、前記描画パターンデータメモリ３０１の描画パターンデータに基づいて、描画条件の演算を行う描画条件演算手段３１０と、前記描画条件演算手段３１０から（２ｎ＋１）ライン（（ｎ＝０、１、２・・）である場合は（２ｎ＋１）であるが、（ｎ＝１、２、・・）である場合は（２ｎ−１）としてもよい）即ち奇数ラインの描画条件を演算する（２ｎ＋１）ライン描画条件演算手段３１１と、（２ｎ＋１）ライン描画条件演算手段３１１に基づいて１ラインの時定数を設定する時定数設定回路３１２と、（２ｎ＋１）ライン描画条件演算手段３１１に基づいて１ラインの始点並びに終点に関する電子銃電源部１０２での電圧を設定する始点／終点電圧設定回路３１３と、（２ｎ＋１）ライン描画条件演算手段３１１に基づいてラインのカウンタ数を設定するカウンタ数設定回路３１４と、（２ｎ＋１）ライン描画条件演算手段３１１に基づいてイネーブル信号を生成するイネーブル信号生成回路３１５と、奇数ラインの偏向信号を出力するための偏向信号出力回路３２０と、を含んで構成されている。尚、此処に言うラインとは、多角形を構成する各辺のことを指している。

さらに、制御系３００は、前記描画条件演算手段３１０から（２ｎ）ライン即ち偶数ラインの描画条件を演算する（２ｎ）ライン描画条件演算手段３３１と、（２ｎ）ライン描画条件演算手段３３１に基づいて１ラインの時定数を設定する時定数設定回路３３２と、（２ｎ）ライン描画条件演算手段３３１に基づいて１ラインの始点並びに終点に関する電子銃電源部１０２での電圧を設定する始点／終点電圧設定回路３３３と、（２ｎ）ライン描画条件演算手段３３１に基づいて、ラインのカウンタ数を設定するカウンタ数設定回路３３４と、（２ｎ）ライン描画条件演算手段３３１に基づいてイネーブル信号を生成するイネーブル信号生成回路３３５と、偶数ラインの偏向信号を出力するための偏向信号出力回路３４０と、（２ｎ）ライン描画条件演算手段３１０に基づいて、次の等高線に移動するときなどにブランキングを行うブランキングアンプ３５０と、描画条件演算手段３１０での描画条件と、奇数ラインの偏向信号出力回路３２０並びに偶数ラインの偏向信号出力回路３４０からの情報とに基づいて、奇数ラインの処理と偶数ラインの処理とを切り換える切換回路３６０と、を含んで構成されている。

奇数ラインの偏向信号出力回路３２０は、走査クロックＣＬ１と、カウンタ数設定回路３１４からの奇数ラインカウント信号ＣＬ６と、イネーブル信号発生回路３１５のイネーブル信号とに基づいてカウント処理を行う計数手段であるカウンタ回路３２１と、カウンタ回路３２１からのカウントタイミングと、始点／終点電圧設定回路３１３での奇数ライン描画条件信号ＣＬ３とに基づいて、Ｄ／Ａ変換を行うＤＡ変換回路３２２と、このＤＡ変換回路３２２にて変換されたアナログ信号を平滑化する処理（偏向信号の高周波成分を除去する等の処理）を行う平滑化回路３２３と、を含んで構成される。

偶数ラインの偏向信号出力回路３４０は、走査クロックＣＬ１と、カウンタ数設定回路３３４からの偶数ラインカウント信号ＣＬ７と、イネーブル信号発生回路３３５のイネーブル信号とに基づいてカウント処理を行う計数手段であるカウンタ回路３４１と、カウンタ回路３４１からのカウントタイミングと、始点／終点電圧設定回路３３３での偶数ライン描画条件信号ＣＬ５とに基づいて、Ｄ／Ａ変換を行うＤＡ変換回路３４２と、このＤＡ変換回路３４２にて変換されたアナログ信号を平滑化する処理を行う平滑化回路３４３とを含んで構成される。

尚、これらの制御系３００を構成する各部は、何れも図５に示す制御部１７０にて制御可能な構成としている。また、これら制御系３００は、Ｘ偏向用の制御系とＹ偏向用の制御系を各々形成する構成としてもよい。

尚、本実施形態の描画パターンデータメモリ３１０と描画条件演算手段３１１などを含む制御系３００で、「演算手段」を構成できる。この「演算手段」は、走査される走査ライン上に、ＤＡ変換器の最小の変換時間（最小時間分解能）の整数倍の時間に対応する距離に相当する少なくとも２点の各位置を演算する機能を有する。本実施形態において制御部１７０は、前記演算手段にて演算された各位置間を前記電子ビームによりほぼ直線的に走査するように制御することとなる。また、同様にして、本発明の他の態様の「演算手段」では、略円状に走査される走査ライン上に、ＤＡ変換器のクロック数により規定される最小時間分解能の整数倍の時間に対応する距離を一辺とする多角形の各頂点位置を算出する機能を有する。また、制御手段は、演算手段にて演算された各位置間を前記電子ビームによりほぼ直線的に走査するのは同様である。

上記のような構成を有する制御系３００は、概略次のように作用する。すなわち、描画条件演算手段３１０が描画パターンデータメモリ３０１から直線近似による走査（描画）に必要な情報を取得すると、所定の描画条件の演算処理を行い、例えば一つの円に対して正多角形の各辺に近似された場合の各辺のうち最初の辺、奇数番目のラインに関する情報は、（２ｎ＋１）ライン描画条件演算手段３１１へ、次の辺、偶数番目のラインに関する情報は、（２ｎ）ライン描画条件演算手段３３１へ各々伝達される。

これにより、例えば、（２ｎ＋１）ライン描画条件演算手段３１１は、奇数ラインに関する描画条件を生成し、走査クロックＣＬ１と生成された奇数ライン描画条件生成信号ＣＬ２とに基づいて、偏向信号出力回路３２０から奇数ライン偏向信号ＣＬ９を出力する。

一方、例えば、（２ｎ）ライン描画条件演算手段３３１は、偶数ラインに関する描画条件を生成し、走査クロックＣＬ１と生成された偶数ライン描画条件生成信号ＣＬ４とに基づいて、偏向信号出力回路３４０から偶数ライン偏向信号ＣＬ１０を出力する。

これら奇数ライン偏向信号ＣＬ９と偶数ライン偏向信号ＣＬ１０は、描画条件演算手段３１０のもとに切換回路３６０によって、その出力が交互に切り換わる。したがって、ある一の円について、正多角形に近似され、各辺が算出されると、ある一つの辺、奇数番目の辺が描画されると、次の辺、偶数番目の辺が描画され、さらに次ぎの辺、奇数番目の辺が描画される、という具合に交互に各辺が直線的に描画（走査）されることとなる。

そして、ある一つの円について描画が終了すると、描画条件演算手段３１０は、その旨をブランキングアンプ３５０に伝達し、他の次の円を描画するように促す処理を行う。このようにして、各円について多角形で近似した描画を行うこととなる。

（基材の形状について）
次に、ブレーズの傾斜部上にドーズ量混在領域の描画を行うことにより、現像後のブレーズの傾斜面がなだらかに形成されることについて説明する。

図１３及び図１７には、従来の電子ビーム描画における設定ドーズ分布と、走査型プローブ顕微鏡にて測定された描画／現像後の基材の断面形状が示されており、一方、図１４及び図１８には、本発明に係る電子ビーム描画における設定ドーズ分布と、走査型プローブ顕微鏡にて測定された描画／現像後の基材の断面形状が示されている。尚、図１３及び図１４に示すドーズ分布は同一のブレーズ形状に対応するもので、これらドーズ分布は、回折構造のブレーズ３が形成される一面が平面である場合を示しており、そのドーズ量及びドーズ位置は、あくまでも一例が示されている。

また、図１７及び図１８に示されるように、ブレーズ３′、３は、側壁部３′ａ、３ａ及び傾斜部３′ｂ、３ｂを有し、側壁部３′ａ、３ａと傾斜部３′ｂ、３ｂとの間には溝部３′ｃ、３ｃを有する。また、これら図における横軸は、回折格子構造のブレーズの断面方向に沿った位置を示し（単位：μｍ）、縦軸は、回折格子構造のブレーズの高さ方向に沿った位置を示している（単位：ｎｍ）。

図１３に示すように、従来の電子ビーム描画においては、理想ドーズ分布を装置の最小ドーズ分解能（ドーズ最小変位）にて近似することにより得られる設定ドーズ分布、即ち、設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）に基づいて基材の描画が行われる。そして、その描画／現像後に得られるブレーズ３′の側壁部３′ａ及び傾斜部３′ｂの形状は、図１７に示されるように、その傾斜部３′ｂに電子ビーム描画装置の最小ドーズ分解能に起因する複数の段差が形成されたものとなる。

一方、図１４に示すように、本発明に係る電子ビーム描画においては、前記設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）に対して、ドーズ量混在領域演算情報１６１ｂに格納されるテーブルを基に後述する補正演算を行った後のドーズ分布補正演算情報１６１ｃに基づいて基材の描画が行われる。この際、ブレーズ３の傾斜部３ｂには、前述の平坦なドーズ量領域及びドーズ量混在領域が描画される。尚、ドーズ量混在領域は複数の凹凸により構成される。そして、その描画／現像後に得られるブレーズ３の側壁部３ａ及び傾斜部３ｂの形状は、図１８に示されるように、その傾斜部３ｂが、図１７に示されるブレーズ３′の傾斜部３′ｂと比較してなだらかに形成されたものとなる。

ここで、図１８に示される傾斜部３ｂが、図１７に示される３′の傾斜部３′ｂと比較してなだらかに形成されることの詳細について説明すると次のようになる。

一般に、基材に電子ビームを照射した場合には、基材の内部においては少なからず電子ビームの拡散が生じ、その近傍領域には、あたかもその部分が電子ビームにより描画されたような効果が及ぼされることになる。これを本発明では電子ビームによる“近接効果”と称することとする。ところで、本発明において電子ビームによりブレーズ３の傾斜部３ｂにドーズ量混在領域に基づいて描画する場合にも、ブレーズ３の傾斜部３ｂ内においては電子ビームの拡散が生じ、第１のドーズ量で走査された領域及び第２のドーズ量で走査された領域間にて、この電子ビームによる“近接効果”が生じることとなる。従って、これを現像した場合には、双方の領域は、実際には厳密な凹凸形状とはならない。さらに、前述のように、ドーズ量混在領域で走査する第１のドーズ量による走査幅及び第２のドーズ量による走査幅は、各々、当該領域を描画する電子ビームの径よりも小さく構成されるため、これを電子ビームにより描画した場合には、電子ビームによる描画領域の重複により双方の領域に複数回（例えば２〜３回）にわたって描画される部分が生じるため、これを現像した場合には、ドーズ量混在領域によって描画した領域は、結果として中間的な高さを有する傾斜面となる。

即ち、この結果、ブレーズ３の傾斜部３ｂの隣接する平坦なドーズ量に対応する領域間に有る段差は、これらの中間的な高さの傾斜面がドーズ量混在領域による走査で形成されるため、従来のブレーズ３′の傾斜部３′ｂが段差を有するのと比較して、よりなだらかな傾斜面を構成することとなる。

尚、前述のように、ドーズ量混在領域を構成する第１のドーズ量部の当該混在領域に対するデューティー比を傾斜部３ｂの高さが低くなる側に行くにつれ小さくした場合には、さらになだらかな傾斜面を構成することができる。

（処理手順）
次に、電子ビーム描画装置を用いて、例えば非球面の光レンズの形成型を作製する基材に同心円状に、且つ円を多角形で近似してブレーズを形成する場合の処理手順の１例について図１９〜２１及び図２２に示すフローで説明する。

先ず、母型材（原型）にＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｉｎｔ Ｄｉａｍｏｎｄ Ｔｕｒｎｉｎｇ：超精密加工機によるダイアモンド切削）により非球面の加工を行う際に、同心円マークを同時に加工する（ステップ、以下「Ｓ」１０１）。この際、光学顕微鏡で、例えば±１μ以内の検出精度の形状が形成されることが好ましい。

次に、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）にて例えば３箇所にアライメントマークを付ける（Ｓ１０２）。ここに、十字形状のアライメントマークは、電子ビーム描画装置内で±２０ｎｍ以内の検出精度を有することが好ましい。

さらに、前記アライメントマークの、同心円マークとの相対位置を光学顕微鏡にて観察測定し、非球面構造の中心に対する位置を測定し、データベース（ＤＢ）（ないしはメモリ（以下、同））へ記録しておく（Ｓ１０３）。なお、この測定精度は、±１μ以内であることが好ましく、中心基準とした３つのアライメントマークの位置、ｘ１ｙ１、ｘ２ｙ２、ｘ３ｙ３をデータベース（ＤＢ）へ登録する。

また、原型にレジストを塗布しベーキングして樹脂で被覆し形成した基材の各部の高さとアライメントマークの位置（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）を測定しておく（Ｓ１０４）。ここで、中心基準で補正した基材：位置テーブルＴｂｌ１（ＯＸ、ＯＹ、ＯＺ）、アライメントマーク：ＯＡ（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）（いずれも３＊３行列）を、データベース（ＤＢ）へ登録する。

次に、焦点位置の高さ検出のために、第２の光学系の測定ビームの位置をあわせるとともに、電子線のビームをフォーカスしておく等、その他各種準備処理を行う（Ｓ１０５）。

この際、ステージ上に取り付けたＥＢ（電子ビーム）フォーカス用針状（５０ｎｍレベル）較正器に第２の光学系の測定ビームを投射すると共に、電子ビーム描画装置のＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）モードで観察し、フォーカスを合わせる。

次いで、基材を電子ビーム描画装置内へセットし、アライメントマークを読み取り（ＸＸｎ、ＹＹｎ、ＺＺｎ）、座標変換行列Ｍａを算出して、電子ビーム描画装置内の基材の各部位置を求める（Ｓ１０６）。この際に、電子ビーム描画装置内においては、Ｓ１０６に示されるような各値をデータベース（ＤＢ）に登録することとなる。

さらに、基材の形状から、最適なフィールド位置を決定する（Ｓ１０７）。尚、フィールドは同心円の扇型に配分するものとする。また、フィールド同士は、若干重なりを持たせるものとする。さらに、中央で第一輪帯にかからない部分はフィールドを配分しないものとする。

そして、各フィールドについて、隣のフィールドのつなぎアドレスの計算を行う（Ｓ１０８）。この計算は平面として計算を行う。尚、多角形の１つの線分は、同一フィールド内に納める。ここに、「多角形」とは、上述の制御系の項目で説明したように、円描画を所定のｎ角形で近似した場合の少なくとも１本の描画ラインをいう。

次に、対象とするフィールドについて焦点深度領域を区分する。同一ラインは同じ区分に入るように同一焦点深度領域を区分し、フィールドの中央は、焦点深度区分の高さ中心とする（Ｓ１０９）。ここに、高さ５０μ以内は、同一焦点深度範囲として、１〜数箇所程度に分割する。

次いで、対象とするフィールドについて、同一焦点深度領域内での（ｘ、ｙ）アドレスの変換マトリクス（Ｘｃ、Ｙｃ）によりビーム偏向量を算出する（Ｓ１１０）。このＸｃ、Ｙｃは各々図示の式（１６）の通りとなる。ここに、Ｗｄはワークディスタンス、ｄは該当焦点深度区分の中央からＺ方向偏差を示す。

さらに、対象とするフィールドについて、となりとのつなぎアドレスを換算する（Ｓ１１１）。ここで、Ｓ１０８にて算出したつなぎ位置をＳ１１０の式（１６）を用いて換算する。

そして、対象とするフィールドについて、中心にＸＹＺステージを移動し、高さをＥＢ（電子ビーム）のフォーカス位置に設定する（Ｓ１１２）。つまり、ＸＹＺステージにてフィールド中心にセットする。また、測定装置８０の信号を検出しながら、ＸＹＺステージを移動し、高さ位置を読み取る。

また、対象とするフィールドについて、一番外側（ｍ番目）の同一焦点深度領域の高さ中心に電子ビーム（ＥＢ）のフォーカス位置に合わせる（Ｓ１１３）。

次に、対象とする同一焦点深度領域について、一番外側（ｎ番目）のラインのドーズ量及び多角形の始点、終点の座標を計算する。尚、スタート（始点）、エンド（終点）は、隣のフィールドとのつなぎ点とする（Ｓ１１４）。この際、始点、終点は整数にする。また一般にドーズ量は、ラジアル位置（入射角度）で決まった最大ドーズ量と格子の位置で決められた係数に最大ドーズ量を掛け合わせたもので表される。

以降、Ｓ１１３からＳ１１５を規定回数実施する（Ｓ１１５）。

ここで、図２２に示すフローチャートを用いて、本発明に係る、上述のＳ１１３〜１１５における各描画ラインのドーズ量の決定方法について説明する。尚、以下においては、図３（ａ）に示すように、傾斜部３ｂに、第１のドーズ量での走査領域と第２のドーズ量での走査領域の間の距離が一定であるドーズ量混在領域を形成する場合について説明する。

ここで、各種パラメータを次のように定義する。

理想ドーズ関数：ｆ（ｎ）
ドーズ最小変位：ｍｉｎ＿ｄｏｓｅ
描画用ドーズ設定値：Ｄｎ（整数）
ｎの四捨五入値：Ｒｏｕｎｄ（ｎ）
まず、設定手段１８１により、ドーズ量混在領域領域：ｍｉｘ＿ｗ［％］のｗ［％］を入力する（Ｓ３０１）。尚、此処にいうｗ［％］とは、図２３におけるｍ／Ｍの値のことを指し、また、此処にいうドーズ量混在領域：ｍｉｘ＿ｗ［％］とは、例えば、図４におけるＵ１＋Ｕ２＋Ｕ３のことを指し、具体的には、図２３に示すように、理想ドーズ関数ｆ（ｎ）と設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）とを同一の描画位置をもって重ねた場合に、理想ドーズ関数ｆ（ｎ）と設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）との交点Ｐからｍの距離に相当する地点から水平線を引き、理想ドーズ関数ｆ（ｎ）と交わる点Ｑから、さらに垂直線を引いたときに設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）と交わる点Ｒと各ドーズ設定値の始点Ｏとの間の領域のことを指している。

このようにドーズ量混在領域：ｍｉｘ＿ｗ［％］を定義することで、理想ドーズ関数ｆ（ｎ）の傾きに応じてドーズ量混在領域を設ける範囲を決定することができるので、例えば、ブレーズの傾斜面の角度が描画位置に応じて変化するような場合であっても、これに適切に対応することができる。

制御部１７０は、処理プログラム１６３ａにより所定の描画アルゴリズムを実行しつつ、ドーズ量混在領域のドーズ量を算出するルーチンに至ると、ドーズ分布補正演算プログラム１６３ｂを実行し、装置による設定ドーズ分布に対して描画位置に応じたドーズ量混在混在領域を設定するための補正されたドーズ分布を算出する。

具体的には、まず、凹凸の１つの段差に基づいて描画する位置（例えばＵ１）をｎ＝０〜ｋ（ｋ：最外描画位置）とし、描画位置ｎ＝０、ドーズ変位の上下を１及び−１で定義して初期設定値Ｎ＝１とした上で（Ｓ３０２）、描画位置ｎにおける理想ドーズ関数ｆ（ｎ）をドーズ最小変位（最小ドーズ分解能）で割った値とその値の小数点以下を四捨五入した値との差Ｒ（ｘ）を算出する（Ｓ３０３）。

Ｒ（ｘ）＝ｆ（ｎ）／ｍｉｎ＿ｄｏｓｅ−Ｒｏｕｎｄ（ｆ（ｎ）／ｍｉｎ＿ｄｏｓｅ）・・・〔式１〕
次に、ｗ／１００＞１−（０．５−Ｒ（ｘ）×２）・・・〔式２〕
を判断し（Ｓ３０４）、Ｙｅｓと判断された場合には、次に、Ｎ＝１かを判断する（Ｓ３０７）。

当然、初期設定値Ｎ＝１としているので、描画位置ｎ＝０におけるドーズ設定値（設定ドーズ量）Ｄｎは、
Ｄｎ＝Ｒｏｕｎｄ（ｆ（ｎ）／ｍｉｎ＿ｄｏｓｅ）とされる（Ｓ３０９）。

Ｓ３０４において、Ｎｏと判断された場合には、次に、
ｍｉｘ＿ｗ／１００＜（０．５−Ｒ（ｘ）×２）
を判断し（Ｓ３０５）、Ｙｅｓと判断された場合には、次に、Ｎ＝１を判断する（Ｓ３０８）
当然、初期設定値Ｎ＝１としているので、描画位置ｎ＝０におけるドーズ設定値（設定ドーズ量）Ｄｎは、
Ｄｎ＝Ｒｏｕｎｄ（ｆ（ｎ）／ｍｉｎ＿ｄｏｓｅ）−１とされる（Ｓ３１０）。

Ｓ３０５において、Ｎｏと判断された場合には、描画位置ｎにおけるドーズ設定値（設定ドーズ量）Ｄｎは、Ｄｎ＝Ｒｏｕｎｄ（ｆ（ｎ）／ｍｉｎ＿ｄｏｓｅ）とされる（Ｓ３０６）。

Ｓ３０９、或いは、Ｓ３１０から引き続いて、その描画位置ｎにおけるドーズ設定値Ｄｎをドーズ分布補正演算情報１６１ｃとしてメモリ１６０に格納する（Ｓ３１１）。

次に、ｎ＝ｋを判断する（Ｓ３１２）。

当然、ｎ＝０としているので、Ｎｏと判断され、ｎ＝ｎ＋１、Ｎ＝−１とする（Ｓ３１３）。

以降、ｎ＝ｎ＋１、Ｎ＝−Ｎ（ｎに加算する度にＮの正負を反転）とした上で、Ｓ３１２においてｎ＝ｋと判断されるまでＳ３０３〜Ｓ３１２が規定回数繰り返される。尚、これらはフィールド内での描画ラインに対する補正となる。

引き続き後続の凹凸ドーズ量に基づく描画位置で上記フローを繰り返して、決定されたドーズ設定値Ｄｎに基づいて描画を行うことで、例えば、図３（ａ）に示すようなドーズ量混在領域の凹凸に基づいて描画することができる。

以下、図２１のフローに戻って、次に、ＸＹＺステージの移動、次のフィールドの描画を行う準備を行う（Ｓ１１６）。この際、フィールド番号、時間、温度などデータベース（ＤＢ）への登録を行う。

以降、前記Ｓ１０９からＳ１１６を規定回数実施する（Ｓ１１７）ことにより、図３（ａ）に示すようなドーズ量分布で、各ブレーズ３の傾斜部３ｂを形成することができる。

尚、前述の、例えば図３（ｂ）に示す様な、ドーズ量混在領域の各凹凸間の距離が、傾斜部３ｂの高さが低くなる方向に行くに従い広くなるように構成される場合には、例えば図１５に示すようなドーズ分布をライン毎に用意したテーブルを利用することで、補正演算を簡単に行って描画することが可能となる。
（ドーズ量混在領域の他の実施形態）
次に、本発明の他の実施形態について、図２４及び図２５に基づいて説明する。尚、以下においては、前述の実施形態と実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

前述の実施形態では、ブレーズ３の傾斜部３ｂの断面方向（傾斜方向）に一定のドーズ量で描画される領域とドーズ量混在領域の凹凸に基づいて描画される領域とを構成する場合を例示したが、本実施形態においては、電子ビームの走査方向（図１（ｂ）の矢印方向）にドーズ量混在領域の凹凸に基づいて描画する場合について説明する。

即ち、本実施形態の特徴は、電子ビームにより走査される描画線（走査方向のライン）を描画するにあたりドーズ量混在領域の凹部に基づき描画されるブランキング区間を設け、線描画部分を前記ドーズ量混在領域の凸部に基づき描画することにある。

図２４に、本実施形態のブランキング区間を設けて形成されるブレーズの傾斜部を描画するドーズ分布をモデル的に示す。

図２４に示すように、本実施形態のブレーズの傾斜部を描画するドーズ分布２００は、断面方向の場合には、第１のドーズ量２０１と第２のドーズ量２０２で描画される描画線も有るが（図２４（ｂ））、電子ビームの走査方向（図における上下方向）に第１のドーズ量及び第２のドーズ量（但し、第２のドーズ量＞第１のドーズ量、第２のドーズ量−第１のドーズ量＝ドーズ最小変位）が混在するドーズ量混在領域ＭＩＸが、凹部（第２のドーズ量にて描画）に対応するブランキング区間ＢＫと、その他の区間（第１のドーズ量にて描画）とから形成されている。尚、同図（ａ）における斜線領域が同図（ｂ）の凹部ＢＪ１〜ＢＪ３の底面に対応している。

尚、前述のように、ドーズ量混在領域ＭＩＸの各凹部及び凸部の幅は、各々、当該凹凸に基づいて描画する電子ビームの径よりも小さく構成するものとする。

このように、電子ビームの走査方向のドーズ分布にドーズ量混在領域の凹凸部を形成した場合にも、前述の実施形態と同様に、これに対応して電子ビームにより描画した場合には、ブレーズの傾斜部内において電子ビームの拡散が生じ、ドーズ量混在領域の各凹部に基づいて描画される領域及び凸部に基づいて描画される領域間において、この電子ビームによる“近接効果”が生じることとなるため、これを現像した場合には、実際には厳密なバイナリー形状とはならない。さらに、前述のように、ドーズ量混在領域の各凹部に基づいて描画される領域及び凸部に基づいて描画される領域の幅は、各々、当該領域を描画する電子ビームの径よりも小さく構成されるため、これを電子ビームにより描画した場合には、電子ビームによる描画領域の重複により複数回（例えば２〜３回）にわたって描画される部分が生じるため、これを現像した場合には、中間的な高さを有する傾斜面となる。

この結果、基材に形成されるブレーズの、隣接する第１のドーズ量で描画される領域と第２のドーズ量で描画される領域間の段差は、これらの中間的な高さを有するドーズ量混在領域に基づいて描画される領域により、従来のブレーズの傾斜部間の段差と比較して、よりなだらかな傾斜面を構成することとなる。

尚、前述のように、ドーズ量混在領域ＭＩＸの凹凸部に対する凸部のデューティー比を傾斜部２００の高さが低くなる側に行くにつれ小さくした場合には、ドーズ量混在領域の凸部に基づいて描画される領域の高さを段階的に低くしていくことが可能となるため、よりなだらかな傾斜面を構成することができる。

〈ブランキング区間を設ける制御系の構成〉
次に、上述のようなブランキング区間を形成するべく、描画ラインの各領域に応じて、第１のドーズ量及び第２のドーズ量にて描画を行うための具体的な制御系の構成について、図２５を参照しつつ説明する。

本実施形態における制御系７００は、例えば、先の実施形態における図５の制御回路１００内に組み込まれるもので、ドーズ分布のドーズ量混在領域に基づいて線描画を行う場合に、周期的にブランキングを設ける（ドーズ量混在領域のドーズ分布の所定間隔毎の凹凸に基づいて描画する）ための２つのモード（例えば、第１のドーズ量にて線描画を行う第１モード、ブランキングにより第２のドーズ量にて線描画を行う第２のモード）を利用したモード切換制御を行うものであり、図２５に示すように、電子ビームを基材の表面上に走査（スキャン）するために所定のクロック（信号）に基づいてデジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器であるスキャンＤＡＣ７０２と、このスキャンＤＡＣ７０２にて変換されたアナログ信号に基づいて、ビーム偏向信号を生成出力するためのビーム偏向信号出力回路７０３と、前記クロック（信号）のクロックを計数（カウント）するカウンタ７１１と、ドーズパターン周期ｎ１に関する情報を格納した第１レジスタ７１３、ブランキング区間を形成するためのブランキング期間をｎ３−ｎ２（但し、符号７２０に示すように、ｎ１＞ｎ３、ｎ３＞ｎ２）とした場合に、ｎ２に関する情報を格納した第２レジスタ７１５と、ｎ３に関する情報を格納した第３レジスタ７１７と、カウンタ７１１にてカウントされた計数値と第１レジスタ７１３に格納された情報とを比較してカウンタ７１１のリセットを実行可能な第１比較器７１２と、カウンタ７１１にてカウントされた計数値と第２レジスタ７１５に格納された情報とを比較する第２比較器７１４と、カウンタ７１１にてカウントされた計数値と第３レジスタ７１７に格納された情報とを比較する第３比較器７１６と、第２比較器７１４にて比較された比較結果と、第３比較器７１７にて比較された比較結果との論理積を算出する論理ゲート７１８と、論理ゲート７１８から出力される結果に基づいて、所定の期間ブランキングオフ（第１モード）とするブランキングオフ信号を生成出力するブランキングオフ信号出力回路７１９と、を含んで構成されている。

尚、上述のスキャンＤＡＣ７０２、ビーム偏向信号出力回路７０３で、「ビーム偏向制御系」を構成でき、カウンタ７１１、第１比較器７１２、第１レジスタ７１３、第２比較器７１４、第２レジスタ７１５、第３比較器７１６、第３レジスタ７１７、論理ゲート７１８、ブランキングオフ出力回路７１９により「モード切換手段であるブランキング制御系」を構成できる。

上記のような構成を有する制御系７００において、クロックに基づくビーム偏向信号出力回路７０３からの偏向信号によって、特定の描画ライン（描画線）の描画が行われる。

この際、クロックに基づいてｎ３＞ｎ２なるｎ２のカウント値に至り、カウンタ７１１が当該カウント値を出力すると、第２比較器７１４は、例えば出力信号を「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルとし、「Ｈ」レベルの信号を出力して、論理ゲート７１８の一方の入力に入力する。

次に、クロックに基づいてｎ３＞ｎ２なるｎ３のカウント値に至り、カウンタ７１１が当該カウント値を出力すると、第３比較器７１６は、例えば出力信号を「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルとし、「Ｈ」レベルの信号を出力して、論理ゲート７１８の他方の入力に入力する。

この間、論理ゲート７１８の一方の入力が「Ｌ」レベル、他方の入力が「Ｌ」レベル、あるいは、一方の入力が「Ｈ」レベル、他方の入力が「Ｌ」レベルの場合には、論理ゲート７１８は、「Ｈ」を出力するので、「ブランキングオン（第２モード期間）」となり、第２のドーズ量にて線描画が行われる。

一方、論理ゲート７１８の一方の入力が「Ｈ」レベル、他方の入力が「Ｈ」レベル、あるいは、一方の入力が「Ｌ」レベル、他方の入力が「Ｈ」レベルの場合には、論理ゲート７１８は、「Ｌ」を出力するので、この間「ブランキングオフ」となり、第１のドーズ量にて線描画が行われる。

他方、クロックに基づいてｎ１＞ｎ３＞ｎ２なるｎ１のカウント値に至り、カウンタ７１１が当該カウント値を出力すると、第１比較器７１２は、信号を出力し、カウンタ７１１をリセットする。

このようにして、ｎ１の周期毎に、以上の「ブランキングオフ」、「ブランキングオン」が繰り返され、例えば、図２４の如く、描画ラインにブランキング区間ＢＫを持たせて、第１のドーズ量にて描画される領域と第２のドーズ量にて描画される領域による、描画ライン方向でのバイナリーパターンを形成することができる。

尚、本実施形態においては、ブランキング区間ＢＫを一定としているが、例えば、描画ライン毎にブランキング区間を変化させた構成としても良い。
（ドーズ量混在領域の第３の実施形態）
次に、本発明に係るドーズ量混在領域の第３の実施形態について、図２６に基づいて説明する。尚、以下においては、前述の各実施形態と実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

最初の実施形態では、ブレーズ３の傾斜部３ｂの断面方向（傾斜方向）に一定のドーズ量で描画される領域とドーズ量混在領域の凹凸に基づいて描画される領域とを構成する場合を例示し、また、第２の実施形態では、電子ビームの走査方向にドーズ量混在領域の凹凸に基づいて描画される領域を形成する場合を例示したが、本実施形態においては、これらを組み合わせて、ブレーズの傾斜部の断面方向（傾斜方向）に一定のドーズ量で描画される領域とドーズ量混在領域の凹凸に基づいて描画される領域とを構成し、さらに、このドーズ量混在領域の凸部に基づいて描画される領域において電子ビームの走査方向にもドーズ分布の凹凸に基づいて描画される領域を形成する場合について説明する。

より詳細には、ブレーズの傾斜部の断面方向（傾斜方向）に一定のドーズ量で描画される領域とドーズ量混在領域の凹凸に基づいて描画される領域とを構成し、さらに、このドーズ量混在領域の凸部に基づいて描画される領域において、電子ビームにより走査される描画線（走査方向のライン）を描画するにあたり、ブランキング区間を設け、このブランキング区間を前記ドーズ量混在領域の凸部に基づいて描画される領域における凹部に基づいて描画される領域とし、線描画部分を前記ドーズ量混在領域の凸部に基づいて描画される領域とするものである。

具体的には、図２６に示すように、本実施形態のブレーズの傾斜部を描画するドーズ分布４００は、断面方向から見た場合には、最初の実施形態におけるブレーズ３の傾斜部３ｂを描画するドーズ分布と特に変わりはない描画線も有る。

しかしながら、これを電子ビームの走査方向から見ると、傾斜部のドーズ分布４００のドーズ量混在領域ＭＩＸにおける電子ビームの走査方向（図における上下方向）に第１のドーズ量及び第２のドーズ量（但し、第２のドーズ量＞第１のドーズ量、第２のドーズ量−第１のドーズ量＝ドーズ最小単位）にて描画される領域が、ブレーズの傾斜部の断面方向のドーズ量混在領域の凸部に基づいて描画される領域に形成されている。

一方、一定のドーズ量で描画される領域その他の領域のドーズ分布では、通常通りに、第１のドーズ量４０１及び第２のドーズ量４０２を形成し、傾斜部の断面方向の描画においては、階段状に傾斜面を構成することとなる。

同様にして、他の位置にあるブレーズの傾斜部のドーズ分布４００に対しても、ドーズ量混在領域ＭＩＸと、一定のドーズ量の領域を構成する。

尚、前述のように、ドーズ量混在領域の各凹部で描画される領域及び凸部で描画される領域の幅は、各々、当該凹凸部に基づいて描画する電子ビームの径よりも小さく構成するものとする。

このように、電子ビームの走査方向にドーズ量混在領域の凹凸部に基づいて描画される領域を形成した場合にも、最初の実施形態及び第２の実施形態における基材と同様に、これを電子ビームにより描画した場合には、ブレーズの傾斜部内において電子ビームの拡散が生じ、これを構成する各凹部に基づいて描画される領域及び凸部に基づいて描画される領域間において、この電子ビームによる“近接効果”が生じることとなるため、これを現像した場合には、厳密なバイナリー形状とはならない。さらに、前述のように、ドーズ量混在領域の各凹部に基づいて描画される領域及び凸部に基づいて描画される領域の幅は、各々、当該領域を描画する電子ビームの径よりも小さく構成されるため、これを電子ビームにより描画した場合には、電子ビームによる描画領域の重複により複数回（例えば２〜３回）にわたって描画される部分が生じるため、これを現像した場合には中間的な高さを有する傾斜面となる。

この結果、隣接する一定のドーズ量で描画される領域間の段差は、これらの中間的な高さを有するドーズ量混在領域に基づいて描画される領域により、従来のブレーズの傾斜部間の段差と比較して、よりなだらかな傾斜面を構成することとなる。

尚、前述のように、ドーズ量混在領域のドーズ分布の凹凸部に対する凸部のデューティー比を傾斜部の高さが低くなる側に行くにつれ小さくした場合には、凸部に基づいて描画される領域の高さを段階的に低くしていくことが可能となるため、よりなだらかな傾斜面を構成することができる。
（ドーズ量混在領域の第４の実施形態）
本実施形態では、図２７に基づいて、ブレーズの傾斜部のドーズ量混在領域の凸部に基づいて描画される領域における電子ビームの走査方向の描画ラインにおいて、様々なパターンのブランキング区間を設ける場合について説明する。

例えば、図２７（Ａ）に示すドーズ量混在領域の凸部に基づいて描画される領域８０１では、ブランキング区間８０１ａが斜め方向に位置するように構成されている。

図２７（Ｂ）に示すドーズ量混在領域の凸部に基づいて描画される領域８０２では、隣接する各描画ライン間で各ブランキング区間８０２ａ、８０２ａを千鳥状に配置して、互いに隣り合わないように構成されている。

図２７（Ｃ）に示すドーズ量混在領域の凸部に基づいて描画される領域８０３では、場所に応じて凸部に基づいて描画される８０３ｂの長さが異なるように構成されている。

図２７（Ｄ）に示すドーズ量混在領域の凸部に基づいて描画される領域８０４では、ブランキング区間８０４ａを斜めに傾斜して形成した場合において、一定線群をもってその傾斜方向を変えるように構成されている。

図２７（Ｅ）に示すドーズ量混在領域の凸部に基づいて描画される領域８０５では、複数の線群毎にブランキング区間８０５ａの位置を変えるように構成されている。

以上のような各種描画パターンにてブランキング区間を設けた構成としても、前述の各実施形態と同様に、これを電子ビームにより描画した場合には、ブレーズの傾斜部内において電子ビームの拡散が生じ、これを構成する各凹部に基づいて描画された領域及び凸部に基づいて描画された領域間において、この電子ビームによる“近接効果”が生じることとなるため、これを現像した場合には、厳密なバイナリー形状とはならない。さらに、前述のように、ドーズ量混在領域の各凹部に基づいて描画された領域及び凸部に基づいて描画された領域の幅は、各々、当該領域を描画する電子ビームの径よりも小さく構成されるため、これを電子ビームにより描画した場合には、電子ビームによる描画領域の重複により複数回（例えば２〜３回）にわたって描画される部分が生じるため、これを現像した場合には中間的な高さを有する傾斜面となる。

この結果、ブレーズの、隣接する一定のドーズ量で描画された領域間の段差は、これらの中間的な高さを有するドーズ量混在領域に基づいて描画された領域により、従来の段差と比較してよりなだらかな傾斜面を構成することとなる。
（金型の作製方法）
次に、本発明に係る金型の作製方法について、図２８及び図２９に基づいて説明する。尚、本発明に係る金型は、例えば、光レンズ等の光学素子を射出成形によって製造するためのものである。

先ず、機械加工により例えば光レンズの光学面形状を形成した原型５００を作製する（図２８（Ａ））。

次いで、スピンコート等により例えば熱硬化性樹脂等のレジストＲＥを原型５００の表面に塗布し、プリベークなどを行って樹脂層で被覆する（図２８（Ｂ））。

そして原型５００を被覆する樹脂層に、本発明に係る電子ビーム描画装置を用いて例えばバイナリーパターンのブレーズド回折格子構造を描画する（図２８（Ｃ））。

樹脂（レジスト）層の現像処理（電子ビームの照射部と非照射部とで現像液に対する溶解度が異なることを利用して照射部を除去、又は電子ビーム照射による凝集破壊で接着性が弱まっている部分を吸引や剥離層を用いて除去）を行うことで、図２８（Ｄ）に示す様な、回折格子構造を得る（現像工程）。

次いで、ＳＥＭ観察や膜厚測定器などにより、回折格子構造を評価し、ドライエッチング等のエッチング処理で回折格子構造を整える。

この回折格子構造５０２のＤ部を拡大すると、傾斜部５０２ｂ及び側壁部５０２ａからなる複数のブレーズにて回折格子構造が形成されている。このブレーズは、周辺部に向かうに従い回折格子面の角度が急となるため、ドーズ分布のドーズ量混在領域も回折格子面の角度変化に応じて変化するようにしても良い。

さらに、回折格子構造を有する樹脂層で被覆された原型５００に表面処理がなされ、次いで図２９（Ａ）に示すように、例えば金型電鋳前処理後、電鋳処理を行い、図２９（Ｂ）に示すように、原型５００と金型５０４とを剥離する処理を行う。そして、剥離した金型５０４に対して、表面処理を行う（金型表面処理工程）。

当該金型５０４を用いて射出成形により成形品を作成すると（図２９（Ｃ））、射出成型品５１０には複数のブレーズからなる回折格子構造５１１が形成され、Ｃ部を拡大して示すと、回折格子の１つのピッチが側壁部５１２ａ及び傾斜部５１２ｂからなるブレーズが構成される。

本実施形態によれば、光学素子（例えば光レンズ）を製造する場合に、まず、電子ビーム描画装置により基材に回折格子を描画する際に、ブレーズの傾斜部上に第１のドーズ量にて描画される領域と、第２のドーズ量にて描画される領域とからなるドーズ量混在領域を描画し、さらに、所定の表面処理等を行った後、ドライエッチングなどによりエッチング処理を施すことで母型を得て、この母型を基に電鋳処理を行うことで基材の表面上に形成された回折格子を金型に転写して、この金型を用いて光学素子を射出成形により製造することができるため、光学素子の製造にかかるコストダウンを図ることができる。

なお上述した各実施形態では、ブレーズの傾斜部及び側壁部の描画と、ドーズ量混在領域の凹凸部に基づく描画とを一連の走査で描画する手順について説明したが、このような手順に限らず、先ずブレーズの描画を行った後に、ドーズ量混在領域の凹凸部に基づく描画を行うようにしてもよい。

加えて、上述した電子ビーム描画装置に限らず、複数の電子ビームにより各々独立して多重描画可能に構成した装置であってもよい。

また、上述の各実施形態の電子ビーム描画装置において使用される処理プログラム、実行される処理、メモリ内のデータ（各種テーブル等）の全体若しくは各部を情報記録媒体に記録した構成であってもよい。この情報記録媒体としては、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ並びに集積回路等を用いてよく、さらに当該情報を他のメディア例えばハードディスク等に記録して構成して用いてよい。

１ 電子ビーム描画装置
２ 基材
２ａ 曲面部
３ ブレーズ
３ａ 側壁部
３ｂ 傾斜部
１０ 鏡筒
１２ 電子銃
１４ スリット
１６ 電子レンズ
１８ アパーチャー
２０ 偏向器
２２ 補正用コイル
３０ ＸＹＺステージ
４０ ローダ
５０ ステージ駆動手段
６０ ローダ駆動装置
７０ 真空排気装置
８０ 測定装置
８２ 第１のレーザ測長器
８４ 第１の受光部
８６ 第２のレーザー測長器
８８ 第２の受光部
１００ 制御回路
１１０ コイル制御部
１１２ａ 成形偏向部
１１２ｂ 副偏向部
１１２ｃ 主偏向部
１１６ 位置誤差補正回路
１１８ 電界制御回路
１２０ パターン発生回路
１３０ 第１のレーザー駆動制御回路
１３２ 第２のレーザー駆動制御回路
１３４ 第１のレーザー出力制御回路
１３６ 第２のレーザー出力制御回路
１４０ 第１の測定算出部
１４２ 第２の測定算出部
１５０ ステージ制御回路
１５２ ローダ制御回路
１５４ 機構制御回路
１５６ 真空排気制御回路
１５８ 測定情報入力部
１６０ メモリ
１６２ プログラムメモリ
１７０ 制御部
３００ 制御系

Claims (4)

1. 電子ビームを照射し、照射された電子ビームを走査して、基材に描画する描画手段を有し、
   電子ビームの第１のドーズ量にて描画される部分と第２のドーズ量にて描画される部分とが混在した混在領域を描画するための前記第１のドーズ量及び前記第２のドーズ量から構成されるドーズ分布の凹凸に関する情報を格納した格納手段と、
   前記格納手段の前記ドーズ分布の凹凸に基づいた描画を行う様に描画手段の制御を行う制御手段と、
   を含むことを特徴とする電子ビーム描画装置。
2. 前記格納手段は、描画形状に応じた第１のドーズ分布に関する情報を格納し、
   前記第１のドーズ分布を、前記ドーズ分布の凹凸に対応した第２のドーズ分布に補正するための演算を行う演算手段を有す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. 電子ビームを照射する電子ビーム照射手段と、
   前記電子ビーム照射手段にて照射された電子ビームの焦点位置を変化させるための電子レンズと、
   描画される基材を載置するための載置台と、
   前記基材における前記電子ビームによる描画位置を測定するための測定手段と、
   電子ビームの第１のドーズ量にて描画される部分と第２のドーズ量にて描画される部分とが混在した混在領域を描画するための前記第１のドーズ量及び前記第２のドーズ量から構成されるドーズ分布に関する情報を格納した格納手段と、
   前記測定手段にて測定された前記描画位置に基づき、前記電子レンズの電流値を調整して前記電子ビームの焦点位置を前記描画位置に応じて制御すると共に、前記焦点位置について、前記格納手段の前記ドーズ分布に基づいてドーズ量を算出しつつ前記混在領域の描画を行うように前記電子ビーム照射手段を制御する制御手段と、
   を含むことを特徴とする電子ビーム描画装置。
4. 前記電子ビームを照射する電子ビーム描画装置の電子銃を駆動するためのＤ／Ａ変換器を有し、
   前記第１のドーズ量と前記第２のドーズ量との差は、前記Ｄ／Ａ変換器の最小クロックに基づく、ドーズ量の最小調整単位（最小変位）に設定されていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の電子ビーム描画装置。

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