JP2004271857A - Electron beam lithography, manufacture method of matrix, matrix, manufacture method of die , die, optical element and electron beam lithography system - Google Patents

Electron beam lithography, manufacture method of matrix, matrix, manufacture method of die , die, optical element and electron beam lithography system Download PDF

Info

Publication number
JP2004271857A
JP2004271857A JP2003061918A JP2003061918A JP2004271857A JP 2004271857 A JP2004271857 A JP 2004271857A JP 2003061918 A JP2003061918 A JP 2003061918A JP 2003061918 A JP2003061918 A JP 2003061918A JP 2004271857 A JP2004271857 A JP 2004271857A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electron beam
error
base material
interval
diffraction gratings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003061918A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazumi Furuta
和三 古田
Osamu Masuda
修 増田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2003061918A priority Critical patent/JP2004271857A/en
Priority to US10/789,310 priority patent/US20040173921A1/en
Publication of JP2004271857A publication Critical patent/JP2004271857A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Optical Head (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron beam lithography capable of performing correction of canceling working errors accumulated in other processes and plotting a diffraction structure by which a prescribed optical performance is obtained. <P>SOLUTION: A phase change of diffracted light due to shape error of the surface to be plotted of a base material is corrected by adjustment of an interval of the diffraction grating. Concretely, when the height of a curved surface part 100a of the base material 100 (film surface of resist applied on original optical surface of the base material) has an increasing tendency compared with the design data, the interval of a diffraction zone 300a of the part is adjusted so as to become narrower than the design data. Conversely, when the height of a curved surface part 100a of the base material 100 has a decreasing tendency, the interval of a diffraction zone 300a of the part is adjusted so as to become wider than the design data. Thereby, for example, a working error in a cutting work process (error of height dimension of the original optical surface of the base material 100) and a working error in a resist film forming process (error of film thickness of the resist applied on the original optical surface) are eliminated and, as a result, the diffraction structure capable of obtaining the prescribed optical performance can be plotted. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
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、特に被描画対象となる基材に対して、所定のパターン、例えば光学素子に対応する回折パターン等を描画する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、情報記録媒体としてCD、DVDなどが広く利用されており、これらの記録媒体から情報を読み取る読取装置などの精密機器には、多くの光学素子が使用されている。
【0003】
近年においては、これらの光学素子に要求されるスペックや性能が向上してきており、特に、DVDなどの記録媒体におけるピックアップレンズでは、記録密度の増加に対して、より精度の高い回折構造を形成することが要求されている。具体的には、光の波長より小さいレベル、例えばnmレベルでの加工精度が求められている。
【0004】
ところで、これらの光学素子、例えば光レンズなどは、低コスト化並びに小型化の観点から、ガラス製の光レンズよりも樹脂製の光レンズを用いることが多く、このような樹脂製の光レンズは、一般の射出成形によって製造されている。
【0005】
従って、例えば光学機能面に回折構造などを有する光学素子を製造する際には、この光学素子を射出成形するための成形型に、予め、そのような回折構造を付与するための面を形成しておく必要がある。
【0006】
これまで、成形型は一般的な成形技術や加工技術の切削バイトによって加工されてきたが、そのような回折構造などの微細な形状を形成しようとすると、加工精度が劣るとともに、バイトの強度や寿命の点で限界があり、サブミクロンオーダー、或いは、それ以下のレベルでの精密な加工を行うことは困難である。
【0007】
そこで、母型となる基材に、そのような回折構造などの微細な形状を描画して、これを現像処理することで微細な形状を形成して母型を得て、この母型を用いて電鋳を行うことで、金型に微細な形状を転写形成して成形型を得ることが試みられている(例えば、特許文献1参照)。
【0008】
【特許文献1】
特開2002‐333722号公報
(段落〔0161〕‐〔0170〕、第13図)
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、このような製造工程においては、従来が切削加工工程のみを必要としたのに対して、素材を切削することで基材を得る切削加工工程と、基材上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、基材上のレジスト膜に微細な形状を描画する描画工程と、これを現像する現像工程と、これをエッチングして母型を得るエッチング工程と、母型を用いて電鋳を行う電鋳工程などが必要になり、工程数は1から6以上へと増加する。
【0010】
しかしながら、このように工程数が増加すると、各工程における加工誤差が蓄積して、その総合誤差は、下記式のようになる。
総合誤差=sqrt(p1+p2+p3+・・・+p6+・・・)
(pn:n工程における誤差)
【0011】
因みに、工程数が1の場合と6の場合とで比較を行うと、工程数が6の場合には、工程数が1の場合と同程度の総合誤差を維持するためには、各工程において要求される加工精度は、これまでの1/2〜1/3となる。
【0012】
ところが、ODレンズのような光学素子の場合には、描画工程においては、設計値に対して数十nm以内のレベルでの加工精度が求められるため、それ以上の精度を実現することは極めて困難な目標となる。
【0013】
従って、工程数の増加による加工誤差の蓄積を解消するべく、何れかの工程において、その誤差の補正を行う必要が生じることとなった。
【0014】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、他の工程において蓄積された加工誤差を解消する補正を行って、所定の光学的性能が得られる回折構造を描画することができる電子ビーム描画方法を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、基材に対して電子ビームを走査することで、前記基材上に所定の回折構造を描画する電子ビーム描画方法であって、前記基材の表面の高さ分布の規定値からの誤差を測定する形状測定工程と、前記高さ分布の規定値からの誤差に応じて、前記回折構造を構成する個々の回折格子に対応する回折光の前記誤差による位相変化を補正するように、前記個々の回折格子の間隔を調整する描画調整工程と、前記調整された間隔に従って、電子ビームを走査して、前記個々の回折格子を描画する描画工程と、を含むことを特徴とする。
【0016】
上記目的を達成するために、請求項3に記載の発明は、基材に対して電子ビームを走査することで、前記基材上に所定の回折構造を描画する電子ビーム描画方法であって、前記基材上に形成されたレジスト膜の膜厚分布の規定値からの誤差を測定する膜厚測定工程と、前記膜厚分布の規定値からの誤差に応じて、前記回折構造を構成する個々の回折格子に対応する回折光の前記誤差による位相変化を補正するように、前記個々の回折格子の間隔を調整する描画調整工程と、前記調整された間隔に従って、電子ビームを走査して、前記個々の回折格子を描画する描画工程と、を含むことを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。尚、以下においては、光学素子を得るまでの流れに沿って、母型の製造方法、電子ビーム描画方法、電子ビーム描画装置、金型の製造方法、光学素子の順に説明する。
【0018】
[母型の製造方法 第1部]
まず、母型の製造方法(第1部)について、図1に示すフローチャートの流れに沿って、図3を参照しつつ説明する。
【0019】
<切削加工工程>
図1に示すように、まず、SiO、ポリシリコン又はポリオレフィン等の樹脂材料からなる略半球型の形状を有する母型の素材110を、金属など導電性の素材からなる円盤状の基材111の中央開口111pに埋め込み、接着剤にて相対回転不能に固定して(図3(a)参照)、部材Eを得る(ステップS01)。尚、部材Eは、本発明の「基材」に対応する。次に、治具(以下、ヤトイと呼ぶ)150の中央孔151を介して貫通させ、基材111のネジ孔111gに螺合させたボルト152により、基材111に対してヤトイ150を取り付けると共に、基材111に合マークMXとID番号NXを付与する(ステップS02)。図4に示すように、このID番号NXは、取り付けたヤトイ150の個々に付された番号であり、それを特定するための情報として機能する。尚、本例では、基材111の外周面を接線方向に細い平面で切り取った溝111h内に、レーザー描画でID番号NXを刻設するようにしたが、印刷であっても良い。また、溝は、同一深さの全周溝であっても良い。また、基材111との位相を合わせるための合マークMXも、レーザー加工で刻設することができる。
【0020】
次に、不図示のコンピュータ内に構築されたプロセス管理データベース内に、この部材Eに対応づける形で、ヤトイのID番号NX、取付面(方向)、締め付けトルク、作業環境温度(雰囲気温度)等を記憶する(ステップS03)。その後、不図示の超精密旋盤(SPDT加工機)のチャックに、ヤトイ150を介して部材Eを取り付ける(ステップS04)。さらに、部材Eを回転させなから、ダイヤモンド工具により、基材111の外周面111fを切削加工することで超精密旋盤、例えば、SPDT(Single Point Diamond Turning)加工機の回転軸に対して精度良く形成し、又、母型の素材110の上面を、図3(b)に示すように切削加工し、母光学面(成形しようとする光学素子の光学曲面に相当)110aを形成し、且つ、基材111の上面に周溝111a(第1のマーク)を切削加工する(ステップS05)。この際、温度コントロールを実施しながら、送り量及び切込量を制御して、曲面の表面祖さ50nm乃至は20nmを得る。また、このとき、母光学面110aの光軸の位置は、その外形から確認することはできないが、同時に加工されることから母光学面110aと周溝111aとは、精度良く同軸に形成されることとなり、又、円筒面に形成された基材111の外周面111fも、光軸と精度良く同軸に形成される。ここで、周溝111aは、例えば、暗視野部(凹部に相当)と明視野部(凸部に相当)とからなる複数の溝から形成されてよく、暗視野部、明視野部を各々複数個有するとさらに好ましい(これは、ダイヤモンド工具の先端が凹凸を有するものであれば、容易に形成できる)。また、周溝111aの凹凸形状により、後述するごとく塗布されるレジスト飛散防止の堤防としても機能させることができる。
【0021】
さらに、不図示のコンピュータに構築したプロセス管理データベースに、部材Eの切削加工時の作業環境温度を記憶し、且つ、部材EをSPDT加工機から取り外し(ステップS06)、ボルト152を緩めて部材Eからヤトイ150を取り外す(ステップS07)。そして、目視で虹色に見えるダイヤモンド工具による加工痕(ツールマーク)を研磨して、虹色が見えなくなるまで研磨する。さらに、部材Eを、不図示のFIB(Focused Ion Beam)加工機のステージ上にセットする(ステップS08)。次に、FIB加工機のステージ上の部材Eにおける周溝111aを読み取り、例えばその内側エッジから母型の素材110の光軸の位置を決定し(ステップS09)、決定した光軸から等距離で3つ(4つ以上でも良い)の第2のマーク111bを、基材111上に描画する(図3(b)及び図5参照)(ステップS10)。ダイヤモンド工具により加工形成した周溝111aの幅は比較的広いため、これを用いて加工の基準とすることは、加工精度を低下させる恐れがあるが、FIB加工機は、幅が20nm程度の精度の高い線を形成できるため、例えば十字線を形成すると、20nm×20nmの微細なマークを形成することができ、それを加工の基準とすることで、より高精度な加工が可能となる。次に、部材EをFIB加工機のステージから取り外す(ステップS11)。
【0022】
[電子ビーム描画方法 第1部]
続いて、電子ビーム描画方法(第1部)について、図1に示すフローチャートの流れに沿って、図3を参照しつつ説明する。
【0023】
<形状測定工程>
図1に示すように、続いて、部材Eを後述する形状測定器(画像認識手段と記憶手段とを有する)にセットし(ステップS12)、形状測定器の画像認識手段を用いて、第2のマーク111bを検出する(ステップS13)。さらに、測定により得られた、若しくは、超精密旋盤に用いた母型の素材110の母光学面110aの3次元座標を、第2のマーク111bに基づく3次元座標に変換して、さらに、この第2のマーク111bに基づく3次元座標から、母型の素材110の母光学面110aの高さ位置に関する規定値、即ち、設計値からの誤差分布データを作成し、これらを記憶手段に記憶する(ステップS14)。このように、母光学面110aを新たな3次元座標で記憶し直すのは、後述する描画工程で電子ビーム描画を行う際に、母光学面110aの被描画面に対して電子ビームの焦点深度を合わせるために、電子銃と部材Eとの相対位置を調整する必要などがあるからである。尚、第2のマーク111bは、測定の際、測定データにかかる座標の基準点がどこなのかを作業者が視認するための位置認識のためのマークとして利用できる。その後、部材Eを形状測定器から取り外す(ステップS15)。
【0024】
(形状測定器)
ここで、形状測定器について、図6を参照しながら説明する。
【0025】
図6に示すように、測定器200は、第1のレーザー測長器201、第2のレーザー測長器202、ピンホール205、ピンホール206、第1の受光部203及び第2の受光部204などを有し、さらに、これらの測定結果を算出するための不図示の測定算出部、測定結果を記憶する記憶部、各種制御系を備えた不図示の制御手段などを含み構成される。
【0026】
このような構成において、第1のレーザー測長器201から部材Eに対して第1の光ビームS1を照射し、母型の素材110の平坦部110bで反射される第1の光ビームS1をピンホール205を介して第1の受光部203により受光して、第1の光強度分布を検出する。
【0027】
この際に、第1の光ビームS1は、母型の素材110の平坦部110bにて反射されるため、第1の強度分布に基づき、母型の素材110の平坦部110b上の(高さ)位置が測定算出されることになる。
【0028】
さらに第2のレーザー測長器202から第1の光ビームS1と異なる方向から部材Eに対して第2の光ビームS2を照射し、母型の素材110の母光学面110aを透過する第2の光ビームS2をピンホール206を介して第2の受光部204により受光して、第2の光強度分布を検出する。
【0029】
この場合、第2の光ビームS2は、母型の素材110の母光学面110a上を透過することとなるので、第2の強度分布に基づき、母型の素材110の平坦部より突出する母光学面110a上の(高さ)位置が測定算出されることになる。尚、この母型の素材110の母光学面110a上の(高さ)位置の測定算出の原理については、後述する電子ビーム描画装置の測定器の処で説明する。
【0030】
[母型の製造方法 第2部]
続いて、母型の製造方法(第2部)について、図1及び図2に示すフローチャートの流れに沿って、図3を参照しつつ説明する。
【0031】
<レジスト膜形成工程>
図1に戻って、次に、第2のマーク111b上に保護テープ113を貼り付ける(図3(c)参照)(ステップS16)。この保護テープ113は、後加工で母型の素材110上に塗布されるレジストLが、第2のマーク111bに付着しないようにするためのものである。これは、レジストLが第2のマーク111bに付着すると、加工の基準として読み取りが不適切になるためである。尚、保護テープによる保護は、図3(c)で示され、1つの第2のマーク111bのみ保護する場合を示しているが、他の第2のマーク111bについても同様である。さらに、部材Eを不図示のスピンコータにセットし(ステップS17)、レジストLを母型の素材110上に流下させながら被レジスト塗布基材を回転するプレスピンを実施し(ステップS18)、その後、レジストLの流下を停止して被レジスト塗布基材を回転させる本スピンを実施し、レジストLの被膜を行う(図3(d)参照)(ステップS19)。プレスピンと本スピンとを分けることにより、複雑な曲面である母光学面110aに、均一な膜厚のレジストLを被膜させることが可能となる。ここで、レジストLは、加熱又は紫外線等によって硬化する高分子の樹脂材料が用いられており、電子ビームによって与えられたエネルギー量に応じて分子間の結合が切れ分解される特性を有している(分解された部分は後述する現像液によって除去される)。
【0032】
その後、部材Eをスピンコータから取り外し(ステップS20)、部材Eに対してベーキング(加熱)処理を施すことで、レジストLの被膜を安定させる(ステップS21)。この際の温度は、ほぼ170℃で、ほぼ20分間加熱する。さらに、保護テープ113を剥がす(ステップS22)。係る状態の部材Eが、図3(d)に示されている。
【0033】
[電子ビーム描画方法 第2部]
続いて、電子ビーム描画方法(第2部)について、図2に示すフローチャートの流れに沿って、図3を参照しつつ説明する。
【0034】
<膜厚測定工程>
図2に示すように、さらに、部材Eを不図示の膜厚測定器(画像認識手段と記憶手段とを有する)にセットし(ステップS23)、膜厚測定器の画像認識手段を用いて、第2のマーク111bを検出する(ステップS24)。さらに、母型の素材110の母光学面110aに塗布されたレジストLの膜厚分布を、第2のマーク1011bに基づく膜厚分布に変換して、さらに、この第2のマーク111bに基づく膜厚分布から、規定値、即ち、得ようとする膜厚値からの誤差分布データを作成し、これらを記憶手段に記憶する(ステップS25)。このように、第2のマーク111bに基づくレジストLの膜厚の規定値からの誤差分布データを作成することで、これを、上述した形状測定器での母型の素材110の母光学面110aの高さ位置の設計値からの誤差分布データと対応付けることができる。その後、部材Eを膜厚測定器から取り外す(ステップS26)。
【0035】
<描画調整工程>
さらに、部材Eを、後述する電子ビーム描画装置の3次元ステージにセットし(ステップS27)、測定器(走査型電子顕微鏡(SEM):電子ビーム描画装置に付属していると好ましい)を介して部材Eの第2のマーク111bを検出し(ステップS28)、その検出結果と、入力部より入力される形状測定器200及び膜厚測定器からの測定情報、具体的には、部材Eの形状データ、即ち、母光学面110aの3次元座標と、母光学面110aに塗布されたレジストLの膜厚分布とから母光学面110aの被描画面(レジストLの膜表面)の形状を求め、さらに、各々の誤差分布データ(母光学面110aの高さ位置の設計値からの誤差分布データ、母光学面110aに塗布されたレジストLの膜厚の規定値からの誤差分布データ)に基づいて、母光学面110aの被描画面に描画する所定の描画パターンに関する形状データを作成する(ステップS29)。尚、この描画調整工程の詳細については、後述する(描画調整工程の詳細)の処で説明する。
【0036】
<描画工程>
さらに、求めた被描画面の形状に所定の描画パターンを描画するべく、被描画面に電子ビームの焦点が合うように3次元ステージを移動させて、電子ビーム(図3(d)参照)を所定のドーズ量になるよう照射して、母光学面110a上のレジストLの膜に所定の描画パターン、例えば回折構造に対応する個々の回折格子、例えば回折輪帯を描画する(ステップS30)。この際、隣接する回折輪帯の間隔は、母光学面110aの高さ位置の設計値からの誤差分布と、母光学面110aに塗布されたレジストLの膜厚の規定値からの誤差分布とに基づいて調整される。
【0037】
(描画装置の構成)
ここで、電子ビーム描画装置の全体構成について、図7を参照しながら説明する。尚、以下においては、母型の素材110の母光学面110a上にレジストLの膜が形成された部材Eは、基材100に対応するものとする。
【0038】
図7に示すように、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高速に描画対象の基材100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銃2と、この電子銃2からの電子ビームを通過させるスリット3と、スリット3を通過する電子ビームの基材100に対する焦点位置を制御するための電子レンズ4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5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100上の走査位置等を制御する偏向器6と、偏向を補正する補正用コイル7と、を含み構成される。これらの各部は、鏡筒8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。尚、電子銃2は、本発明の「電子ビーム照射手段」に対応する。また、偏向器6は、本発明の「走査手段」に対応する。
【0039】
さらに、電子ビーム描画装置1は、描画対象となる基材100を載置するための載置台であるXYZステージ9と、このXYZステージ9上の載置位置に基材100を搬送するための搬送手段であるローダ10と、XYZステージ9上の基材100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11と、XYZステージ9を駆動するための駆動手段であるステージ駆動装置12と、ローダを駆動するためのローダ駆動装置13と、鏡筒8内及びXYZステージ9を含む筐体14内を真空となるように排気を行う真空排気装置15と、これらの制御を司る制御手段である制御回路20と、を含み構成される。
【0040】
尚、電子レンズ4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4a、4b、4c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。
【0041】
測定装置11は、基材100に対してレーザーを照射することで基材100を測定するレーザー測長器11aと、レーザー測長器11aにて発光されたレーザー光が基材100を反射し当該反射光を受光する受光部11bと、を含み構成される。尚、この詳細については後述する。
【0042】
ステージ駆動装置12は、XYZステージ9をX方向に駆動するX方向駆動機構と、Y方向に駆動するY方向駆動機構と、Z方向(電子ビームの進行方向)に駆動するZ方向駆動機構と、θ方向に駆動するθ方向駆動機構と、を含み構成される。これにより、XYZステージ9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。
【0043】
制御回路20は、電子銃2に電源を供給するための電子銃電源部21と、この電子銃電源部21での電流、電圧などを調整制御する電子銃制御部22と、電子レンズ4(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23と、このレンズ電源部23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24と、を含み構成される。
【0044】
さらに、制御回路20は、補正用コイル7を制御するためのコイル制御部25と、偏向器6にて成形方向の偏向を行うと共に、主走査方向及び副走査方向の偏向を行うための偏向部26と、偏向部26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D/A変換器27と、を含み構成される。
【0045】
さらに、制御回路20は、偏向器6における位置誤差を補正する、即ち、位置誤差補正信号などをD/A変換器27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25に対して当該信号を供給することで、補正用コイル7にて位置誤差補正を行う位置誤差補正回路28と、これら位置誤差補正回路28並びにD/A変換器27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29と、描画パターンなどを基材100に対応して生成するためのパターン発生回路30と、を含み構成される。
【0046】
さらに、制御回路20は、レーザー測長器11a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レーザー駆動制御回路31と、レーザー測長器11a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32と、受光部11b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33と、を含み構成される。
【0047】
さらに、制御回路20は、ステージ駆動装置12を制御するためのステージ制御回路34と、ローダ駆動装置13を制御するローダ制御回路35と、上述のレーザー駆動回路31、レーザー出力制御回路32、測定算出部33、ステージ制御回路34、ローダ制御回路35を制御する機構制御回路36と、真空排気装置15の真空排気を制御する真空排気制御回路37と、上述した形状測定装置や膜厚測定装置からの測定情報を入力するための測定情報入力部38と、入力された測定情報やその他の情報を記憶するための記憶手段であるメモリ39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40と、これらの各部の制御を司る例えばCPUなどにより構成された制御部41と、を含み構成される。尚、測定情報入力部38は、本発明の「形状情報取得手段」及び「膜厚情報取得手段」に対応する。
【0048】
(描画処理)
こ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10によって搬送された基材100がXYZステージ9上に載置されると、真空排気装置15によって鏡筒8及び筐体14内の空気やダストなどを排気した後、電子銃2から電子ビームが照射される。
【0049】
電子銃2から照射された電子ビームは、電子レンズ4を介して偏向器6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4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9上の基材100の表面、例えば曲面部(曲面)100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。
【0050】
この際に、測定装置11によって、基材100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20は、当該測定結果に基づき、電子レンズ4のコイル4a、4b、4c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される。
【0051】
尚、図8に示すように、電子ビームは、深い焦点深度FZを有しているが、電子レンズ4の幅Dに対して絞り込まれた電子ビームBは、ほぼ一定の太さのビームウエストBWを形成し、このビームウエストBWの範囲の電子ビーム進行方向における長さが、ここでいう焦点深度FZに相当する。焦点位置は、このビームウエストBWの電子ビーム進行方向における位置であり、ここではビームウエストBWの電子ビーム進行方向における中央位置とする。
【0052】
或いは、測定結果に基づき、制御回路20は、ステージ駆動装置12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9を移動させる。
【0053】
基材100と電子ビームBの焦点位置の相対的な移動制御は、電子ビームBの焦点位置の制御、XYZステージ9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が、電子ビームBの制御において電子レンズ4の調整を行う場合は、電子ビームBの偏向の変化による誤差を補正する必要があるため、XYZステージ9の移動制御により行うことが好ましい。
【0054】
(測定装置)
ここで、測定装置11について、図9を参照しながら説明する。図9に示すように、測定装置11は、より詳細には、レーザー測長器11aを構成する第1のレーザー測長器11aa及び第2のレーザー測長器11abと、受光部11bを構成する第1の受光部11ba及び第2の受光部11bbなどを有している。
【0055】
このような構成において、第1のレーザー測長器11aaにより電子ビームと交差する方向から基材100に対して第1の光ビームS1を照射し、基材100の平坦部100bで反射される第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。
【0056】
この際に、第1の光ビームS1は、基材100の平坦部100bにて反射されるため、第1の強度分布に基づき、基材100の平坦部100b上の(高さ)位置が測定算出されることになる。尚、ここで高さ位置とは、Z方向、即ち電子ビームBの進行方向における位置を示す。
【0057】
さらに第2のレーザー測長器11ab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から基材100に対して第2の光ビームS2を照射し、基材100を透過する第2の光ビームS2が第2の受光部11bbに含まれるピンホール11cを介して受光されることによって、第2の光強度分布が検出される。
【0058】
この場合、図10(A)〜(C)に示すように、第2の光ビームS2は、基材100の曲面部100a上を透過することとなるので、第2の強度分布に基づき、基材100の平坦部100bより突出する曲面部100a上の(高さ)位置が測定算出されることになる。
【0059】
より詳細には、図10(A)〜(C)に示すように、第2の光ビームS2がXY基準座標系における曲面部100a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、第2の光ビームS2が曲面部100a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ととなる。このようにして、第2の受光部11bbにて検出された第2の光強度分布に基づき、曲面部100a上の(高さ)位置が測定算出される。
【0060】
この算出の際には、第2の受光部11bbの信号出力は、図11に示す特性図のような、信号出力Opと基材100の高さとの相関関係を有するので、制御回路20のメモリ39などにこの特性、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11bb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。
【0061】
そして、この基材100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。
【0062】
(描画位置算出の原理の概要)
次に、当該電子ビーム描画装置1における描画位置算出の原理について説明する。
【0063】
基材100は、図12(A)、(B)に示すように、平坦部100bと、この平坦部100bより突出形成された曲面をなす曲面部100aと、を含み構成される。この曲面部100a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。
【0064】
上述したように、基材100においては、XYZステージ9上に載置される前に、形状測定器200により第2のマーク111b、例えば3個の基準点P00、P01、P02の位置を測定しておく。これにより、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。これにより、基材2の高さ位置分布、及び、その設計値からの誤差分布の算出を行うことができる。
【0065】
一方、基材100をXYZステージ9上に載置した後にも、同様の測定を行う。即ち、図12(A)に示すように、基材100上の第2のマーク111b、例えば3個の基準点P10、P11、P12を決定して、測定装置11を用いて、この位置を測定しておく。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。
【0066】
さらに、これら基準点P00、P01、P02と、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制御される。
【0067】
具体的には、図12(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=ビーム径の最も細い所)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。
【0068】
そして、図12(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。
【0069】
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2の表面における描画処理が終了することとなる。
【0070】
尚、上述した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40に予め制御プログラムとして格納されている。
【0071】
(制御系)
次に、当該電子ビーム描画装置1における制御系の構成について、図13を参照しつつ説明する。
【0072】
図13に示すように、メモリ39には、形状記憶テーブル39aが格納されており、この形状記憶テーブル39aには、描画パターンを構成する形状、例えばブレーズを描画する際の電子ビームの各走査位置に対応するドーズ分布を予め定義したドーズ分布情報39aaや、同じく、ブレーズの各走査位置に対応するビーム径を予め定義したビーム径情報39abや、上述した形状測定装置や膜厚測定装置からの測定情報、具体的には、基材100を構成する母型の素材110の母光学面110aの形状データと、母光学面110aに塗布されたレジストの膜厚分布データ、さらには、各々の誤差分布データ(母光学面110aの高さ位置の設計値からの誤差分布データ、母光学面110aに塗布されたレジストの膜厚の規定値からの誤差分布データ)からなる補正演算情報39acや、その他の情報39bが含まれている。
【0073】
また、プログラムメモリ40には、制御部41が後述する処理を行うための処理プログラム40aや、パターン発生回路30が補正演算情報39acに基づいて描画パターンを構成する回折格子の隣接する間隔、例えば、ブレーズ輪帯の隣接する間隔を調整するための補正演算プログラム40bや、その他の処理プログラム40cが格納されている。
【0074】
このような構成において、制御部41は、処理プログラム40aに従って、メモリ39の形状記憶テーブル39aに格納されるドーズ分布情報39aaと、ビーム径情報39abとに基づいて、描画パターンを構成する形状、例えば図14(A)に示すブレーズ300の各走査位置に対応するドーズ量を算出すると共に、プローブ電流、走査ピッチ及び電子ビームBの径を算出する。
【0075】
また、パターン発生回路30は、補正演算プログラム40bに従って、メモリ39の形状記憶テーブル39aに格納される補正演算情報39acに基づいて、後述するように、描画パターンを構成する回折格子の隣接する間隔、例えば図14(B)に示すブレーズ輪帯300a(ブレーズ300による輪帯)の隣接する間隔を調整して、描画パターンとしての回折構造の形状データを作成する。尚、パターン発生回路30は、本発明の「描画調整手段」に対応する。
【0076】
さらに、制御部170は、算出したプローブ電流、走査ピッチ及び電子ビームBの径に基づいて、電子銃制御部22、電界制御回路29及びレンズ制御部24などの制御を行う。これにより、描画を行う際のプローブ電流、走査ピッチ及び電子ビームBの径が適切化され、所定の描画パターンとしての回折構造が描画される。尚、制御部170は、本発明の「制御手段」に対応する。
【0077】
(描画調整工程の詳細)
ここで、上述したパターン発生回路30による描画パターンの調整処理の詳細について説明する。
【0078】
パターン発生回路30は、まず、メモリ39の形状記憶テーブル39aに格納される補正演算情報39ac、即ち、母光学面110aの高さ位置の設計値からの誤差分布データと、母光学面110aに塗布されたレジストの膜厚の規定値からの誤差分布データとに基づいて、これらの和となる被描画面、即ち、曲面部100a表面の高さ位置の規定値からの誤差分布データを作成する。
【0079】
次に、この曲面部100a表面の高さ位置の規定値からの誤差分布データ、即ち、曲面部100a表面の高さ位置の規定値からの誤差dtに基づいて、補正演算プログラム40bに従って、以下に説明する演算処理を行うことで、曲面部100a表面に描画される回折格子の間隔の補正量δpを算出する。
【0080】
ここで、曲面部100a表面に描画される回折格子の間隔のズレ量δpと回折光の位相変化Xとの関係を(式1)で表すと、

Figure 2004271857
(但し、δp<<p)
となる。
また、曲面部100a表面の高さ位置の規定値からの誤差dtと回折光の位相変化との関係を(式2)で表すと、
X=−(n−1)dt/dr・・・・・・・・・・・(式2)
となる。
ここで、m:回折光の次数、λ:光の波長、p:回折格子の間隔の規定値、n:屈折率、r:基材100の中心からの距離である。
【0081】
これらの式から関係式を作成すると、
dt/dr=mλ/−(n−1)δp/p・・・(式3)
となる。
【0082】
さらに、(式3)から回折格子の間隔のズレ量δpを導き出すと、
δp=−(n−1)p/mλ×dt/dr・・・(式4)
となる。
【0083】
即ち、パターン発生回路30は、補正演算プログラム40bに従って、曲面部100a表面の高さ位置の規定値からの誤差dtを算出して、これを(式3)に代入すると共に、(式4)により、回折格子の間隔の補正量δpを算出する。
【0084】
従って、例えば図15(A)に示すように、基材100の任意のラインrn(n=1、2、3…)におけるラジアル方向の位置rにおいて、曲面部100a表面の高さ位置に規定値からの誤差dtが生じている場合には、規定値から、(式4)にて算出されたδpだけ、その位置の回折輪帯300aの間隔を増減させる調整を行えば、曲面部100aの形状誤差に起因する回折光の位相変化を補正することができる。
【0085】
この際、例えば図15(B)に示すように、基材100の任意のラインrnにおけるラジアル方向の位置rにおいて、曲面部100aの高さ位置が規定値に対して大きくなる傾向にあれば、その部分の回折輪帯の間隔は規定値よりも狭く調整される。逆に、小さくなる傾向にあれば、その部分の回折輪帯の間隔は規定値よりも広く調整される。
【0086】
このようにして調整された回折構造を描画することで、上述した切削加工工程における加工誤差(母光学面110aの高さ位置の設計値からの誤差)と、レジスト膜形成工程における加工誤差(母光学面110aに塗布されたレジストの膜厚の規定値からの誤差)を解消して、所定の光学的性能が得られる回折構造を描画することができる。
【0087】
図2に戻って、このようにして、電子ビーム描画装置1にて描画後、3次元ステージ9より部材Eを取り外す(ステップS31)。
【0088】
[母型の製造方法 第3部]
続いて、母型の製造方法(第3部)について、図2に示すフローチャートの流れに沿って、図3を参照しつつ説明する。
【0089】
<現像工程>
図2に示すように、さらに、不図示の現像装置によって、部材Eの現像処理を行って、輪帯形状のレジストを得る(ステップS32)。尚、同一点における電子ビームの照射時間を長くすれば、それだけレジストの除去量は増大するため、上述した描画工程においては、電子ビームの照射位置と照射時間(ドーズ量)を調整することで、ブレーズの輪帯になるよう、レジストを残すことができる。
【0090】
<エッチング工程>
さらに、不図示のエッチング装置によって、部材Eのエッチング処理を行って、母型の素材110の母光学面110aの表面を彫り込んでブレーズ状の輪帯110b(実際より誇張されて描かれている)を形成する(図3(e)参照)(ステップS33)。
【0091】
ここまでの工程により、部材Eは母型として完成される。
【0092】
[金型の製造方法]
次に、金型の製造方法について、図2に示すフローチャートの流れに沿って、図3を参照しつつ説明する。
【0093】
<電鋳工程>
図2に示すように、さらに、スルファミン酸ニッケル浴中に、表面を活性処理した母型、即ち、部材Eを浸し、基材111と外部の電極114との間に電流を流すことで、電鋳120を成長させる(図3(f)参照)(ステップS34)。このとき、基材111の外周面111fに絶縁剤を塗布することで、絶縁剤が塗布された部分の電鋳形成を抑制できる。電鋳120は、その成長の過程で、母光学面110aに精度良く対応した光学面転写面120aと、輪帯110bに精度良く対応した輪帯転写面120bとを形成する。
【0094】
その後、不図示のコンピュータに構築されているデータベースを、処理中の部材Eに対応するヤトイ150のID番号NXに基づいて検索し、得られた(即ち、切削加工工程で使用された)ヤトイ150を、所定の取り付け条件で部材E(基材111)に取り付ける(ステップS35)。この所定の取り付け条件とは、第1の工程の取り付け条件であり、具体的には、合マークMXを合致させ基材111とヤトイ150との位相を合わせること、読み出した締め付け時作業環境温度(第1の工程時の作業環境温度)に対して±1.0度の作業環境温度とすること、読み出した締め付けトルク(切削加工工程時の締め付けトルク)で締め付けを行うこと、同じボルト152を用いて取り付けることをいう。
【0095】
さらに、不図示のコンピュータに構築されているデータベースに記憶された、処理中の部材Eの切削時作業環境温度にした上で、基材111の外周面111fを基準として、部材Eと電鋳120とヤトイ150とを一体で、SPDT加工機の回転軸と部材Eの光軸とを一致させるようにしてチャックに取り付け、電鋳120の外周面120cを切削加工する(図3(g)参照)(ステップS36)。
【0096】
加えて、図3(g)に示すように、電鋳120に、裏打ち部材との位置決め部としてのピン孔120d(中央)及びネジ孔120eを加工する。尚、ピン孔120dの代わりに円筒軸を形成しても良い。加工後に、部材Eと電鋳120とヤトイ150とを一体で、SPDT加工機から取り外す。
【0097】
さらに、電鋳120を、以下に述べるように裏打ち部材と一体化することで、可動コア130を形成する(ステップS37)。
【0098】
図16は、部材Eを取り付けた状態で示す可動コア130の断面図である。図16において、可動コア130は、先端(図で右側)に配置した電鋳120と、後端(図で左側)に配置した押圧部136と、その間に配置された摺動部材135とから構成される。摺動部材135及び押圧部136が裏打ち部材となる。
【0099】
電鋳120は、そのピン孔120dに、円筒状の摺動部材135の端面中央から突出したピン部135aを係合させることで、摺動部材135と所定の関係で位置決めされ、さらに、摺動部材135を軸線に平行に貫通する2つのボルト孔135bに挿通したボルト137を、ネジ孔120eに螺合させることで、電鋳120は摺動部材135に取り付けられる。
【0100】
摺動部材135は、ピン部135aの設けられた端面(図で右端)に対向する端面(図で左端)の中央に突出して形成されたネジ軸135cを、略円筒状の押圧部136の端部に形成されたネジ孔136aに螺合させることで、押圧部136に対して所定の位置関係で取り付けられる。図16において、摺動部材135の外周面135eは、電鋳120及び押圧部136のフランジ部136b以外の部分の外周面よりも大径となっている。裏打ち部材としての摺動部材135及び押圧部136を取り付けた後、SPDT加工機のチャックにヤトイ150を取り付けるようにする(ステップS38)。
【0101】
さらに、不図示のコンピュータに構築されているデータベースから、処理中の部材Eの切削時作業環境温度にした上で、基材111の外周面111fを基準として、摺動部材135と押圧部136の外周面を仕上げる(ステップS39)。このため、ヤトイ150を基材111より一旦取り外したにもかかわらず、母型110の同心円パターン(輪帯110b)中心と、金型摺動部外形中心との同軸度を1μm以内に収めることができる。さらに、押圧部136の端面を切削加工し、全長を規定値に収める(ステップS40)。
【0102】
その後、図16の矢印Xで示す位置でカットすることにより、摺動部材135及び押圧部136に取り付けられた電鋳120から、部材Eとヤトイ150を脱型する(ステップS41)。さらに、電鋳120と基材210を脱型後、可動コア130の先端の電鋳120を仕上げて、光学素子成形用金型を得る(ステップS42)。
【0103】
ここまでの工程により。光学素子成形用金型が製作される。
【0104】
[光学素子の製造]
図17は、このようにして形成された可動コア130を用いて光学素子を成形する状態を示す図である。図17において、光学面転写面141aを有する光学素子成形用金型141を保持する保持部142は、可動側キャビティ143に固定されている。可動側キャビティ143は、小開口143aと、それに同軸な大開口143bとを有している。可動側キャビティ143内に可動コア130を挿入したときに、摺動部材135の外周面135eが、小開口143aの内周面と摺動し、押圧部136のフランジ部136bの外周面136dが、大開口143bの内周面と摺動する。かかる2つの摺動部によって案内されることで、可動側キャビティ143に対して、大きく傾くことなく可動コア130は軸線方向に移動可能となる。
【0105】
光学素子成形用金型141、電鋳120の間に溶融した樹脂を射出し、可動コア130を矢印方向に加圧することで、光学素子OEが成形される。本実施の形態によれば、母型の素材110から精度良く転写形成された光学素子成形用金型としての電鋳120を用いることで、光学素子OEの光学面には、電鋳120の光学面転写面120aが転写形成され、且つ、輪帯転写面120bに対応した回折輪帯が光軸に同心的に精度よく形成されることとなる。
【0106】
ここまでの工程により。光学素子が製作される。
【0107】
尚、以上のようにして光学素子成形用金型を加工する場合、電鋳120に、第2のマーク111bに対応する突起(不図示)が転写形成されているため、これを加工の基準として用いることで、その外周面等の精度の良い加工を行うこともできる。
【0108】
以上に説明したように、本実施の形態における電子ビーム描画方法によれば、切削加工工程やレジスト膜形成工程において蓄積された加工誤差を解消する補正を行って、所定の光学的性能が得られる回折構造を描画することができる。
【0109】
尚、本発明に係る基材の描画方法、及び電子ビーム描画装置ついては、その特定の実施の形態に従って説明してきたが、当業者は、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく本発明の本文に記述した実施の形態に対して種々の変形が可能である。
【0110】
例えば、形状測定器200や膜厚測定器からの測定情報は、電子ビーム描画装置1の測定情報入力部158から入力される他、制御回路20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39などに格納されることにしても良い。
【0111】
また、部材Eの形状測定、即ち、母型の素材110の母光学面110aの3次元座標の測定は、形状測定器200によらず、電子ビーム描画装置1の測定器11によって行うことにしても良い。
【0112】
また、部材Eの形状測定後に、直ちに電子ビーム描画装置1により描画を行って、母型の素材110の母光学面110aの高さ位置の誤差を補正することにしても良い。
【0113】
また、部材Eの形状測定を行わず、部材Eにレジストを塗布した後、レジスト膜の膜厚測定のみを行って、母型の素材110の母光学面110aの高さ位置の誤差を補正することにしても良い。
【0114】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電子ビーム描画方法によれば、他の工程において蓄積した加工誤差を解消する補正を行って、所定の光学的性能が得られる回折構造を描画することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態における母型の製造方法、電子ビーム描画方法及び金型の製造方法を構成する工程を示すフローチャートである。
【図2】本実施の形態における母型の製造方法、電子ビーム描画方法及び金型の製造方法を構成する工程を示すフローチャートである。
【図3】図1及び図2に示す主要な工程において、処理される母型の素材と電極部材の組立体、即ち、部材Eを示す断面図である。
【図4】ヤトイを取り付けた部材Eの斜視図である。
【図5】図4に示す部材Eの上面図である。
【図6】形状測定器の全体構成を示す説明図である。
【図7】電子ビーム描画装置の全体構成を示す説明図である。
【図8】電子ビームのビームウエストを説明するための説明図である。
【図9】測定装置の全体構成を説明するための説明図である。
【図10】測定装置の測定原理を説明するための説明図である。
【図11】信号出力と基材の高さとの関係を示す特性図である。
【図12】同図(A)(B)は、電子ビーム描画装置により描画される基材を示す説明図であり、同図(C)は、電子ビーム描画装置の描画原理を説明するための説明図である。
【図13】電子ビーム描画装置の制御系の構成を示す説明図である。
【図14】基材に描画される回折構造を構成する回折輪帯の隣接する間隔が調整される過程を説明するための説明図である。
【図15】基材の曲面部(被描画面)の形状誤差と回折輪帯の隣接する間隔の補正量との関係を説明するための説明図である。
【図16】可動コアの断面図である。
【図17】可動コアを用いて光学素子を成形する状態を示す図である。
【符号の説明】
100 基材
100a 曲面部
100b 平坦部
300a 回折輪帯
p 回折輪帯の間隔の規定値
δp 回折輪帯の間隔の補正値
dt 曲面部の高さ位置の誤差
r ラジアル方向における位置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a drawing technique using an electron beam, and more particularly to a technique for drawing a predetermined pattern, for example, a diffraction pattern corresponding to an optical element, on a substrate to be drawn.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, CDs, DVDs, and the like have been widely used as information recording media, and many optical elements have been used in precision equipment such as a reading device that reads information from these recording media.
[0003]
In recent years, the specifications and performance required for these optical elements have been improved. In particular, in a pickup lens for a recording medium such as a DVD, a diffraction structure with higher accuracy is formed as the recording density increases. Is required. Specifically, processing accuracy at a level smaller than the wavelength of light, for example, at the nm level is required.
[0004]
By the way, these optical elements, for example, an optical lens, often use a resin optical lens rather than a glass optical lens from the viewpoint of cost reduction and miniaturization. It is manufactured by general injection molding.
[0005]
Therefore, for example, when manufacturing an optical element having a diffractive structure or the like on the optical function surface, a mold for injection molding this optical element is formed in advance with a surface for providing such a diffractive structure. Need to be kept.
[0006]
Until now, molding dies have been processed by cutting tools of general molding and processing techniques.However, when trying to form fine shapes such as diffractive structures, the processing accuracy is poor and the strength and There is a limit in the service life, and it is difficult to perform precise processing on the order of submicron or less.
[0007]
Therefore, a fine shape such as a diffractive structure is drawn on a base material to be a master, and then developed to form a fine shape to obtain a master, and this master is used. An attempt has been made to obtain a mold by transferring and forming a fine shape on a mold by performing electroforming (see, for example, Patent Document 1).
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2002-333722 A
(Paragraph [0161]-[0170], Fig. 13)
[Problems to be solved by the invention]
[0009]
However, in such a manufacturing process, a cutting process for obtaining a base material by cutting a material and a resist for forming a resist film on the base material have been conventionally required, whereas a cutting process is only required. A film forming step, a drawing step of drawing a fine shape on a resist film on a base material, a developing step of developing the same, an etching step of etching the same to obtain a matrix, and electroforming using the matrix. Is required, and the number of steps increases from one to six or more.
[0010]
However, when the number of steps increases in this way, machining errors in each step accumulate, and the total error is represented by the following equation.
Total error = sqrt (p1 2 + P2 2 + P3 2 + ... + p6 2 + ・ ・ ・)
(Pn: error in n steps)
[0011]
By the way, comparing the case where the number of steps is 1 and the case where the number of steps is 6, when the number of steps is 6, in order to maintain the same total error as the case where the number of steps is 1, it is necessary to perform each step. The required processing accuracy is 1/2 to 1/3 of the conventional one.
[0012]
However, in the case of an optical element such as an OD lens, in the drawing step, processing accuracy within a level of several tens of nm is required for a design value, and it is extremely difficult to achieve higher accuracy. Goals.
[0013]
Therefore, in order to eliminate the accumulation of processing errors due to the increase in the number of steps, it is necessary to correct the errors in any of the steps.
[0014]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a diffraction structure that performs a correction to eliminate a processing error accumulated in another process to obtain a predetermined optical performance. An object of the present invention is to provide an electron beam writing method capable of writing.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the invention according to claim 1 is an electron beam drawing method for drawing a predetermined diffraction structure on the base material by scanning the base material with an electron beam, A shape measurement step of measuring an error from a specified value of the height distribution of the surface of the base material, and according to an error from the specified value of the height distribution, corresponding to each diffraction grating constituting the diffraction structure. In order to correct the phase change due to the error of the diffracted light, a drawing adjustment step of adjusting the interval between the individual diffraction gratings, and scanning the electron beam according to the adjusted interval to draw the individual diffraction gratings And a writing step of performing
[0016]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 3 is an electron beam drawing method for drawing a predetermined diffraction structure on the base material by scanning the base material with an electron beam, A film thickness measuring step of measuring an error from a specified value of the film thickness distribution of the resist film formed on the base material, and forming the diffraction structure according to the error from the specified value of the film thickness distribution. In order to correct the phase change due to the error of the diffracted light corresponding to the diffraction grating, a drawing adjustment step of adjusting the interval between the individual diffraction gratings, and scanning the electron beam according to the adjusted interval, And a drawing step of drawing individual diffraction gratings.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. In the following, a method for manufacturing a master mold, an electron beam lithography method, an electron beam lithography apparatus, a method for manufacturing a metal mold, and an optical element will be described in the order along the flow until an optical element is obtained.
[0018]
[Manufacturing Method of Matrix Part 1]
First, a method of manufacturing a mother die (first part) will be described with reference to FIG. 3 along the flow of the flowchart shown in FIG.
[0019]
<Cutting process>
As shown in FIG. 2 A matrix material 110 having a substantially hemispherical shape made of a resin material such as polysilicon or polyolefin is embedded in a central opening 111p of a disk-shaped base material 111 made of a conductive material such as a metal, and an adhesive is used. The member E is fixed so as not to rotate relatively (see FIG. 3A), and a member E is obtained (step S01). Note that the member E corresponds to the “base material” of the present invention. Next, the toy 150 is attached to the base 111 by bolts 152 which are penetrated through a central hole 151 of a jig (hereinafter referred to as a toy) 150 and are screwed into screw holes 111g of the base 111. Then, the combination mark MX and the ID number NX are given to the base material 111 (step S02). As shown in FIG. 4, the ID number NX is a number assigned to each of the attached toys 150, and functions as information for specifying the same. In the present example, the ID number NX is engraved by laser drawing in the groove 111h obtained by cutting the outer peripheral surface of the base material 111 in a tangentially narrow plane, but printing may be performed. Further, the groove may be an entire circumferential groove having the same depth. Also, the alignment mark MX for adjusting the phase with the base material 111 can be engraved by laser processing.
[0020]
Next, in the process management database constructed in the computer (not shown), the ID number NX of the yatoy, the mounting surface (direction), the tightening torque, the working environment temperature (ambient temperature), etc. are associated with this member E. Is stored (step S03). Thereafter, the member E is attached to the chuck of an unillustrated ultra-precision lathe (SPDT processing machine) via the toy 150 (step S04). Furthermore, since the member E is not rotated, the outer peripheral surface 111f of the base material 111 is cut with a diamond tool to thereby provide a high-precision lathe, for example, an SPDT (Single Point Diamond Turning) machine with high precision with respect to the rotation axis. Then, the upper surface of the base material 110 is cut as shown in FIG. 3B to form a base optical surface (corresponding to the optical curved surface of the optical element to be molded) 110a, and A peripheral groove 111a (first mark) is cut on the upper surface of the base material 111 (step S05). At this time, the feed amount and the cut amount are controlled while performing the temperature control to obtain a surface roughness of 50 nm to 20 nm of the curved surface. At this time, the position of the optical axis of the mother optical surface 110a cannot be confirmed from its outer shape, but since it is processed at the same time, the mother optical surface 110a and the circumferential groove 111a are formed coaxially with high precision. That is, the outer peripheral surface 111f of the base material 111 formed on the cylindrical surface is also formed coaxially with the optical axis with high precision. Here, the peripheral groove 111a may be formed of, for example, a plurality of grooves including a dark field portion (corresponding to a concave portion) and a bright field portion (corresponding to a convex portion). It is more preferable to have a diamond tool (this can be easily formed if the tip of the diamond tool has irregularities). Further, the concave and convex shape of the peripheral groove 111a can function as a dike for preventing the scattering of the resist applied as described later.
[0021]
Further, the working environment temperature at the time of cutting of the member E is stored in a process management database constructed on a computer (not shown), and the member E is removed from the SPDT processing machine (step S06). The toy 150 is removed from the device (step S07). Then, the processing mark (tool mark) of the diamond tool which looks rainbow-colored visually is polished and polished until the rainbow-colored color disappears. Further, the member E is set on a stage of a not-shown FIB (Focused Ion Beam) processing machine (step S08). Next, the circumferential groove 111a in the member E on the stage of the FIB processing machine is read, and the position of the optical axis of the base material 110 is determined from the inner edge thereof (step S09), and is equidistant from the determined optical axis. Three (or more than four) second marks 111b are drawn on the base material 111 (see FIGS. 3B and 5) (step S10). Since the width of the peripheral groove 111a formed by the diamond tool is relatively wide, using it as a reference for processing may reduce the processing accuracy. However, the FIB processing machine has an accuracy of about 20 nm in width. For example, when a cross line is formed, a fine mark of 20 nm × 20 nm can be formed, and by using this as a reference for processing, more accurate processing can be performed. Next, the member E is removed from the stage of the FIB processing machine (step S11).
[0022]
[Electron Beam Writing Method Part 1]
Next, the electron beam writing method (first part) will be described with reference to FIG. 3 along the flow of the flowchart shown in FIG.
[0023]
<Shape measurement process>
As shown in FIG. 1, subsequently, the member E is set on a shape measuring device (having an image recognizing means and a storage means) which will be described later (step S12). Is detected (step S13). Further, the three-dimensional coordinates of the mother optical surface 110a of the master material 110 obtained by the measurement or used in the ultra-precision lathe are converted into three-dimensional coordinates based on the second mark 111b. From the three-dimensional coordinates based on the second mark 111b, a specified value relating to the height position of the mother optical surface 110a of the master material 110, that is, error distribution data from the design value is created, and these are stored in the storage means. (Step S14). As described above, the reason why the mother optical surface 110a is stored again with the new three-dimensional coordinates is that the electron beam drawing depth of the electron beam with respect to the drawing surface of the mother optical surface 110a when performing electron beam drawing in a drawing process described later. This is because it is necessary to adjust the relative position between the electron gun and the member E in order to match. Note that the second mark 111b can be used as a mark for position recognition so that an operator can visually recognize the reference point of the coordinates related to the measurement data during measurement. Thereafter, the member E is removed from the shape measuring instrument (Step S15).
[0024]
(Shape measuring instrument)
Here, the shape measuring device will be described with reference to FIG.
[0025]
As shown in FIG. 6, the measuring device 200 includes a first laser length measuring device 201, a second laser length measuring device 202, a pinhole 205, a pinhole 206, a first light receiving section 203, and a second light receiving section. 204, and further includes a measurement calculation unit (not shown) for calculating these measurement results, a storage unit for storing the measurement results, and control means (not shown) having various control systems.
[0026]
In such a configuration, the first laser beam length measuring device 201 irradiates the member E with the first light beam S1 and reflects the first light beam S1 reflected by the flat portion 110b of the matrix die material 110. The light is received by the first light receiving unit 203 via the pinhole 205, and the first light intensity distribution is detected.
[0027]
At this time, since the first light beam S1 is reflected on the flat portion 110b of the matrix material 110, the first light beam S1 is reflected on the flat portion 110b of the matrix material 110 based on the first intensity distribution. ) The position is measured and calculated.
[0028]
Further, a second light beam S2 is emitted from the second laser length measuring device 202 to the member E from a direction different from the first light beam S1, and the second light beam S2 is transmitted through the mother optical surface 110a of the master mold material 110. Is received by the second light receiving unit 204 via the pinhole 206, and the second light intensity distribution is detected.
[0029]
In this case, since the second light beam S2 passes through the mother optical surface 110a of the matrix material 110, the mother light projecting from the flat portion of the matrix material 110 based on the second intensity distribution. The (height) position on the optical surface 110a is measured and calculated. The principle of measurement and calculation of the (height) position on the mother optical surface 110a of the master mold material 110 will be described later in the description of a measuring device of an electron beam writing apparatus.
[0030]
[Manufacturing method of mother die Part 2]
Next, a method of manufacturing the mother die (second part) will be described with reference to FIG. 3 along the flow of the flowcharts shown in FIGS.
[0031]
<Resist film formation process>
Returning to FIG. 1, next, the protective tape 113 is stuck on the second mark 111b (see FIG. 3C) (step S16). This protective tape 113 is for preventing the resist L applied on the base material 110 in the post-processing from adhering to the second mark 111b. This is because if the resist L adheres to the second mark 111b, reading becomes inappropriate as a processing reference. The protection by the protection tape is shown in FIG. 3C and shows a case where only one second mark 111b is protected. However, the same applies to the other second marks 111b. Further, the member E is set on a spin coater (not shown) (step S17), and a press pin for rotating the substrate to be coated with the resist L while flowing the resist L onto the base material 110 is performed (step S18). The spin of the resist-coated substrate is stopped by stopping the flow of the resist L, and the resist L is coated (see FIG. 3D) (step S19). By separating the press pin from the main spin, it is possible to coat the resist L having a uniform thickness on the mother optical surface 110a, which is a complicated curved surface. Here, the resist L is made of a polymer resin material that is cured by heating or ultraviolet rays, and has a property that bonds between molecules are cut and decomposed according to the amount of energy given by the electron beam. (Decomposed portions are removed by a developer described later).
[0032]
Thereafter, the member E is removed from the spin coater (Step S20), and the member E is baked (heated) to stabilize the film of the resist L (Step S21). The temperature at this time is about 170 ° C., and heating is performed for about 20 minutes. Further, the protective tape 113 is peeled off (Step S22). The member E in such a state is shown in FIG.
[0033]
[Electron Beam Writing Method Part 2]
Next, the electron beam writing method (second part) will be described with reference to FIG. 3 along the flow of the flowchart shown in FIG.
[0034]
<Film thickness measurement step>
As shown in FIG. 2, the member E is further set on a film thickness measuring device (not shown) (having an image recognizing means and a storage means) (step S23), and using the image recognizing means of the film thickness measuring device, The second mark 111b is detected (Step S24). Further, the film thickness distribution of the resist L applied to the mother optical surface 110a of the matrix material 110 is converted into a film thickness distribution based on the second mark 1011b, and further, a film based on the second mark 111b. From the thickness distribution, a specified value, that is, error distribution data from the thickness value to be obtained is created, and these are stored in the storage means (step S25). In this way, by creating error distribution data from the prescribed value of the film thickness of the resist L based on the second mark 111b, the error distribution data is converted into the mother optical surface 110a of the master mold material 110 by the above-described shape measuring instrument. Can be associated with the error distribution data from the design value of the height position. Thereafter, the member E is removed from the film thickness measuring device (Step S26).
[0035]
<Drawing adjustment process>
Further, the member E is set on a three-dimensional stage of an electron beam writing apparatus to be described later (step S27), and is connected via a measuring instrument (scanning electron microscope (SEM): preferably attached to the electron beam writing apparatus). The second mark 111b of the member E is detected (step S28), the detection result and measurement information from the shape measuring device 200 and the film thickness measuring device input from the input unit, specifically, the shape of the member E From the data, that is, the three-dimensional coordinates of the mother optical surface 110a and the film thickness distribution of the resist L applied to the mother optical surface 110a, the shape of the drawing surface (the resist L film surface) of the mother optical surface 110a is obtained. Further, based on each error distribution data (error distribution data from the design value of the height position of the base optical surface 110a, error distribution data from the specified value of the film thickness of the resist L applied to the base optical surface 110a) There are, to create the shape data for a given drawing pattern to be drawn in the drawing surface of the mother optical surface 110a (step S29). The details of the drawing adjustment step will be described later (details of the drawing adjustment step).
[0036]
<Drawing process>
Further, in order to draw a predetermined drawing pattern on the obtained shape of the drawing surface, the three-dimensional stage is moved so that the electron beam is focused on the drawing surface, and the electron beam (see FIG. 3D) is moved. Irradiation is performed so as to have a predetermined dose, and a predetermined drawing pattern, for example, an individual diffraction grating corresponding to the diffraction structure, for example, a diffraction ring zone is drawn on the resist L film on the mother optical surface 110a (step S30). At this time, the interval between adjacent diffraction zones is determined by the error distribution from the design value of the height position of the mother optical surface 110a and the error distribution from the specified value of the film thickness of the resist L applied to the mother optical surface 110a. It is adjusted based on.
[0037]
(Configuration of drawing apparatus)
Here, the overall configuration of the electron beam writing apparatus will be described with reference to FIG. In the following, it is assumed that the member E in which the resist L film is formed on the mother optical surface 110 a of the matrix material 110 corresponds to the base material 100.
[0038]
As shown in FIG. 7, the electron beam writing apparatus 1 forms a high-resolution electron beam probe with a large current and scans the substrate 100 to be written at a high speed. An electron gun 2 that is formed, generates an electron beam, and irradiates the target with a beam, a slit 3 that allows the electron beam from the electron gun 2 to pass, and a focus of the electron beam that passes through the slit 3 with respect to the substrate 100. An electron lens 4 for controlling the position, an aperture 5 disposed on a path from which the electron beam is emitted, and a deflection for controlling a scanning position on the base material 100 as a target by deflecting the electron beam. And a correction coil 7 for correcting deflection. These components are arranged in the lens barrel 8 and are kept in a vacuum state when the electron beam is emitted. Note that the electron gun 2 corresponds to the “electron beam irradiation unit” of the present invention. Further, the deflector 6 corresponds to “scanning means” of the present invention.
[0039]
Further, the electron beam writing apparatus 1 includes an XYZ stage 9 serving as a mounting table for mounting the substrate 100 on which an image is to be written, and a transport for transporting the substrate 100 to a mounting position on the XYZ stage 9. A loader 10 as a means, a measuring device 11 as a measuring means for measuring a reference point on the surface of the substrate 100 on the XYZ stage 9, and a stage driving device 12 as a driving means for driving the XYZ stage 9 A loader driving device 13 for driving the loader; a vacuum exhaust device 15 for exhausting the inside of the lens barrel 8 and the housing 14 including the XYZ stage 9 so as to be evacuated; and control means for controlling these components And a control circuit 20.
[0040]
The electronic lens 4 is controlled by generating a plurality of electronic lenses by the current value of each of the coils 4a, 4b, and 4c that are separately installed at a plurality of locations along the height direction, The focal position of the electron beam is controlled.
[0041]
The measuring device 11 is a laser measuring device 11a that measures the substrate 100 by irradiating the substrate 100 with a laser, and the laser light emitted from the laser measuring device 11a reflects the substrate 100 to reflect the laser light. And a light receiving section 11b for receiving the reflected light. The details will be described later.
[0042]
The stage driving device 12 includes an X-direction driving mechanism for driving the XYZ stage 9 in the X direction, a Y-direction driving mechanism for driving in the Y direction, a Z-direction driving mechanism for driving in the Z direction (the traveling direction of the electron beam), and a θ-direction driving mechanism that drives in the θ-direction. Thereby, the XYZ stage 9 can be operated three-dimensionally and alignment can be performed.
[0043]
The control circuit 20 includes an electron gun power supply unit 21 for supplying power to the electron gun 2, an electron gun control unit 22 for adjusting and controlling current, voltage, and the like in the electron gun power supply unit 21, and an electronic lens 4 (a plurality of And a lens control unit 24 for adjusting and controlling each current corresponding to each electronic lens in the lens power supply unit 23. .
[0044]
Further, the control circuit 20 includes a coil controller 25 for controlling the correction coil 7 and a deflecting unit for deflecting in the forming direction by the deflector 6 and for deflecting in the main scanning direction and the sub-scanning direction. 26, and a D / A converter 27 that converts and controls a digital signal into an analog signal in order to control the deflection unit 26.
[0045]
Further, the control circuit 20 corrects a position error in the deflector 6, that is, supplies a position error correction signal or the like to the D / A converter 27 to urge the position error correction, or prompts the coil control unit 25 to correct the position error. By supplying the signal to the correction circuit 7, a position error correction circuit 28 for correcting a position error by the correction coil 7, and the position error correction circuit 28 and the D / A converter 27 are controlled to reduce the electric field of the electron beam. An electric field control circuit 29 as electric field control means for controlling, and a pattern generation circuit 30 for generating a drawing pattern or the like corresponding to the substrate 100 are configured.
[0046]
Further, the control circuit 20 includes a laser drive control circuit 31 for moving the laser irradiation position by moving the laser length measurement device 11a up and down, left and right, and driving control of the angle of the laser irradiation angle, and the like. A laser output control circuit 32 for adjusting and controlling the output (laser light intensity) of the laser irradiation light, and a measurement calculation unit 33 for calculating a measurement result based on a light reception result in the light receiving unit 11b. Be composed.
[0047]
Further, the control circuit 20 includes a stage control circuit 34 for controlling the stage drive device 12, a loader control circuit 35 for controlling the loader drive device 13, the above-described laser drive circuit 31, laser output control circuit 32, A mechanism control circuit 36 for controlling the section 33, a stage control circuit 34, and a loader control circuit 35; a vacuum exhaust control circuit 37 for controlling the vacuum exhaust of the vacuum exhaust device 15; A measurement information input unit 38 for inputting measurement information, a memory 39 serving as a storage unit for storing the input measurement information and other information, and a program memory 40 storing a control program for performing various controls And a control unit 41 configured by, for example, a CPU or the like which controls these units. Note that the measurement information input unit 38 corresponds to the “shape information obtaining unit” and the “film thickness information obtaining unit” of the present invention.
[0048]
(Drawing process)
In the electron beam lithography apparatus 1 having such a configuration, when the substrate 100 conveyed by the loader 10 is placed on the XYZ stage 9, the air in the lens barrel 8 and the housing 14 is removed by the vacuum exhaust device 15. After exhausting dust and the like, the electron gun 2 emits an electron beam.
[0049]
The electron beam emitted from the electron gun 2 is deflected by a deflector 6 through an electron lens 4 and is deflected by an electron beam B (hereinafter, only the deflection-controlled electron beam after passing through the electron lens 4 is referred to as " The electron beam B is sometimes referred to as “electron beam B”), and the drawing is performed by irradiating the surface of the substrate 100 on the XYZ stage 9, for example, the drawing position on the curved surface portion (curved surface) 100.
[0050]
At this time, the measuring device 11 measures the drawing position on the base material 100 (at least the height position among the drawing positions) or the position of a reference point as described later. Based on this, the current values flowing through the coils 4a, 4b, 4c and the like of the electronic lens 4 are adjusted and controlled to control the focus position of the electron beam B, and the movement is controlled so that the focus position becomes the drawing position. .
[0051]
As shown in FIG. 8, the electron beam has a deep depth of focus FZ, but the electron beam B narrowed down to the width D of the electron lens 4 has a beam waist BW having a substantially constant thickness. The length of the range of the beam waist BW in the electron beam traveling direction corresponds to the depth of focus FZ here. The focal position is a position of the beam waist BW in the electron beam advancing direction, and here is a center position of the beam waist BW in the electron beam advancing direction.
[0052]
Alternatively, based on the measurement result, the control circuit 20 controls the stage driving device 12 to move the XYZ stage 9 so that the focal position of the electron beam B becomes the drawing position.
[0053]
The relative movement control between the base 100 and the focal position of the electron beam B can be performed by controlling either the control of the focal position of the electron beam B or the control of the XYZ stage 9 or by using both of them. However, when adjusting the electron lens 4 in controlling the electron beam B, it is necessary to correct an error due to a change in the deflection of the electron beam B. Therefore, it is preferable to perform the adjustment by controlling the movement of the XYZ stage 9.
[0054]
(measuring device)
Here, the measuring device 11 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 9, the measuring device 11 more specifically configures a first laser length measuring device 11aa and a second laser length measuring device 11ab configuring the laser length measuring device 11a, and a light receiving section 11b. It has a first light receiving unit 11ba, a second light receiving unit 11bb, and the like.
[0055]
In such a configuration, the first laser beam is emitted from the first laser length measuring device 11aa to the substrate 100 in a direction crossing the electron beam, and the first light beam S1 is reflected by the flat portion 100b of the substrate 100. The first light intensity distribution is detected by receiving the one light beam S1.
[0056]
At this time, since the first light beam S1 is reflected by the flat portion 100b of the base material 100, the (height) position on the flat portion 100b of the base material 100 is measured based on the first intensity distribution. It will be calculated. Here, the height position indicates the position in the Z direction, ie, the traveling direction of the electron beam B.
[0057]
Further, the second laser length measuring device 11ab irradiates the substrate 100 with the second light beam S2 from a direction substantially orthogonal to the electron beam different from the first light beam S1, and transmits the second light beam S2 through the substrate 100. The second light intensity distribution is detected by receiving the second light beam S2 via the pinhole 11c included in the second light receiving unit 11bb.
[0058]
In this case, as shown in FIGS. 10A to 10C, since the second light beam S2 passes through the curved surface portion 100a of the base material 100, the second light beam S2 is based on the second intensity distribution. The (height) position on the curved surface portion 100a protruding from the flat portion 100b of the material 100 is measured and calculated.
[0059]
More specifically, as shown in FIGS. 10A to 10C, the second light beam S2 passes through a specific height at a certain position (x, y) on the curved surface portion 100a in the XY reference coordinate system. Then, at this position (x, y), the second light beam S2 impinges on the curved surface of the curved surface portion 100a to generate scattered lights SS1 and SS2, and the light intensity of the scattered light is weakened. In this way, the (height) position on the curved surface 100a is measured and calculated based on the second light intensity distribution detected by the second light receiving unit 11bb.
[0060]
In this calculation, the signal output of the second light receiving unit 11bb has a correlation between the signal output Op and the height of the base material 100 as shown in the characteristic diagram of FIG. By storing in advance a correlation table indicating this characteristic, that is, a correlation in 39 or the like, it is possible to calculate the height position of the base material based on the signal output Op from the second light receiving unit 11bb. .
[0061]
Then, using the height position of the base material 100 as a drawing position, for example, the focal position of the electron beam is adjusted and drawing is performed.
[0062]
(Overview of the principle of drawing position calculation)
Next, the principle of drawing position calculation in the electron beam drawing device 1 will be described.
[0063]
As shown in FIGS. 12A and 12B, the base material 100 includes a flat portion 100b, and a curved surface portion 100a that is formed as a curved surface protruding from the flat portion 100b. The curved surface of the curved surface portion 100a is not limited to a spherical surface, and may be a free-form surface having a change in any other height direction, such as an aspheric surface.
[0064]
As described above, before the substrate 100 is placed on the XYZ stage 9, the position of the second mark 111b, for example, three reference points P00, P01, and P02 is measured by the shape measuring device 200. Keep it. Thereby, for example, the X axis is defined by the reference points P00 and P01, and the Y axis is defined by the reference points P00 and P02, and the first reference coordinate system in the three-dimensional coordinate system is calculated. Here, the height position in the first reference coordinate system is set to Ho (x, y) (first height position). Thereby, it is possible to calculate the height position distribution of the base material 2 and the error distribution from the design value.
[0065]
On the other hand, the same measurement is performed after the substrate 100 is placed on the XYZ stage 9. That is, as shown in FIG. 12A, the second mark 111b on the base material 100, for example, three reference points P10, P11, P12 are determined, and this position is measured using the measuring device 11. Keep it. Thus, for example, the X axis is defined by the reference points P10 and P11, and the Y axis is defined by the reference points P10 and P12, and the second reference coordinate system in the three-dimensional coordinate system is calculated.
[0066]
Further, a coordinate transformation matrix for transforming the first reference coordinate system into the second reference coordinate system is calculated from the reference points P00, P01, P02 and P10, P11, P12, and this coordinate transformation matrix is calculated. The height position Hp (x, y) (second height position) corresponding to the Ho (x, y) in the second reference coordinate system is calculated using this position, and this position is calculated as the optimum focus position, That is, the focus position of the electron beam is controlled as the drawing position.
[0067]
More specifically, as shown in FIG. 12C, the focal position of the focal depth FZ of the electron beam (beam waist BW = the narrowest point of the beam diameter) is set to one field (unit field) of the unit space in the three-dimensional reference coordinate system. The drawing position within m = 1) is adjusted and controlled.
[0068]
Then, as shown in FIG. 12 (C), for example, by sequentially scanning in one field while shifting in the Y direction in the X direction, drawing in one field is performed. Further, if there is an area in which no image is drawn in one field, the area is moved in the Z direction while controlling the above-described focal position, and the same scanning process is performed.
[0069]
Next, after the drawing in one field is performed, in the other fields, for example, the field of m = 2 and the field of m = 3, the drawing processing is performed in real time while measuring and calculating the drawing position as described above. Will be performed. In this manner, when all the drawing is completed for the drawing area to be drawn, the drawing process on the surface of the base material 2 ends.
[0070]
It should be noted that a processing program for performing the above-described various arithmetic processing, measurement processing, control processing, and the like is stored in the program memory 40 as a control program in advance.
[0071]
(Control system)
Next, the configuration of a control system in the electron beam writing apparatus 1 will be described with reference to FIG.
[0072]
As shown in FIG. 13, a shape storage table 39a is stored in the memory 39. The shape storage table 39a stores the shapes constituting the drawing pattern, for example, each scanning position of the electron beam when drawing a blaze. Dose distribution information 39aa in which the dose distribution corresponding to the laser beam is defined in advance, beam diameter information 39ab in which the beam diameter corresponding to each scanning position of the blaze is defined in advance, and measurement from the above-described shape measuring device and film thickness measuring device. The information, specifically, the shape data of the mother optical surface 110a of the matrix material 110 constituting the base material 100, the film thickness distribution data of the resist applied to the mother optical surface 110a, and further, each error distribution Data (error distribution data from the design value of the height position of the base optical surface 110a, error from the specified value of the film thickness of the resist applied to the base optical surface 110a) And correction calculation information 39ac comprising data), it contains other information 39 b.
[0073]
Further, the program memory 40 includes a processing program 40a for the control unit 41 to perform a process described below, and an interval between adjacent diffraction gratings that form a drawing pattern based on the correction calculation information 39ac. A correction calculation program 40b for adjusting the interval between adjacent blaze zones and a processing program 40c for other processes are stored.
[0074]
In such a configuration, the control unit 41, based on the dose distribution information 39aa stored in the shape storage table 39a of the memory 39 and the beam diameter information 39ab according to the processing program 40a, forms a shape that forms a drawing pattern, for example, A dose corresponding to each scanning position of the blaze 300 shown in FIG. 14A is calculated, and a probe current, a scanning pitch, and a diameter of the electron beam B are calculated.
[0075]
In addition, the pattern generation circuit 30 determines, based on the correction calculation information 39ac stored in the shape storage table 39a of the memory 39, the interval between adjacent diffraction gratings forming a drawing pattern, according to the correction calculation program 40b, as described later. For example, by adjusting the adjacent interval of the blaze ring 300a (the ring formed by the blaze 300) shown in FIG. 14B, shape data of a diffraction structure as a drawing pattern is created. The pattern generation circuit 30 corresponds to the “drawing adjustment unit” of the present invention.
[0076]
Further, the control unit 170 controls the electron gun control unit 22, the electric field control circuit 29, the lens control unit 24, and the like based on the calculated probe current, scanning pitch, and diameter of the electron beam B. As a result, the probe current, the scanning pitch, and the diameter of the electron beam B at the time of drawing are optimized, and a diffraction structure as a predetermined drawing pattern is drawn. The control unit 170 corresponds to the “control unit” of the present invention.
[0077]
(Details of the drawing adjustment process)
Here, the details of the adjustment processing of the drawing pattern by the above-described pattern generation circuit 30 will be described.
[0078]
First, the pattern generation circuit 30 applies the correction operation information 39ac stored in the shape storage table 39a of the memory 39, that is, the error distribution data from the design value of the height position of the base optical surface 110a, and the application to the base optical surface 110a. Based on the obtained error distribution data from the specified value of the resist film thickness, error distribution data from the specified value of the height of the surface to be drawn, that is, the surface of the curved surface portion 100a is created.
[0079]
Next, based on the error distribution data from the prescribed value of the height position of the surface of the curved surface portion 100a, that is, the error dt from the prescribed value of the height position of the surface of the curved surface portion 100a, according to the correction calculation program 40b, By performing the arithmetic processing described, the correction amount δp of the interval of the diffraction grating drawn on the surface of the curved surface portion 100a is calculated.
[0080]
Here, the relationship between the shift amount δp of the interval of the diffraction grating drawn on the surface of the curved surface portion 100a and the phase change X of the diffracted light is expressed by (Equation 1).
Figure 2004271857
(However, δp << p)
It becomes.
Further, the relationship between the error dt from the prescribed value of the height position of the surface of the curved surface portion 100a and the phase change of the diffracted light is expressed by (Equation 2).
X = − (n−1) dt / dr (Equation 2)
It becomes.
Here, m: the order of the diffracted light, λ: the wavelength of the light, p: the specified value of the interval between the diffraction gratings, n: the refractive index, and r: the distance from the center of the substrate 100.
[0081]
When you create a relational expression from these expressions,
dt / dr = mλ / − (n−1) δp / p 2 ... (Equation 3)
It becomes.
[0082]
Further, when the deviation amount δp of the interval between the diffraction gratings is derived from (Equation 3),
δp = − (n−1) p 2 / Mλ × dt / dr (Equation 4)
It becomes.
[0083]
That is, the pattern generating circuit 30 calculates the error dt from the specified value of the height position of the surface of the curved surface portion 100a in accordance with the correction calculation program 40b, substitutes the calculated error dt into (Equation 3), and uses (Equation 4) , The correction amount δp of the interval between the diffraction gratings is calculated.
[0084]
Therefore, as shown in FIG. 15A, for example, at a position r in the radial direction on an arbitrary line rn (n = 1, 2, 3,...) Of the base material 100, a prescribed value is set as the height position of the surface of the curved surface portion 100a. If an error dt from the above occurs, the shape of the curved surface portion 100a can be adjusted by increasing or decreasing the interval between the diffraction zones 300a at that position by δp calculated from (Equation 4) from the specified value. The phase change of the diffracted light caused by the error can be corrected.
[0085]
At this time, as shown in FIG. 15B, for example, if the height position of the curved surface portion 100a tends to be larger than a specified value at a radial position r on an arbitrary line rn of the base material 100, The interval between the diffraction zones in that portion is adjusted to be smaller than a specified value. Conversely, if the distance tends to be smaller, the interval between the diffraction zones in that portion is adjusted to be wider than the specified value.
[0086]
By drawing the diffractive structure adjusted in this manner, the processing error in the above-described cutting process (error from the design value of the height position of the base optical surface 110a) and the processing error in the resist film forming process (base error) An error from the prescribed value of the film thickness of the resist applied to the optical surface 110a) can be resolved, and a diffraction structure that can obtain predetermined optical performance can be drawn.
[0087]
Returning to FIG. 2, after drawing by the electron beam drawing apparatus 1, the member E is removed from the three-dimensional stage 9 (step S31).
[0088]
[Manufacturing method of mother die Part 3]
Next, a method of manufacturing the mother die (third part) will be described with reference to FIG. 3 along the flow of the flowchart shown in FIG.
[0089]
<Development process>
As shown in FIG. 2, the member E is further subjected to a developing process by a developing device (not shown) to obtain an annular resist (step S32). It should be noted that the longer the irradiation time of the electron beam at the same point is, the more the removal amount of the resist increases. Therefore, in the above-described drawing process, the irradiation position and the irradiation time (dose amount) of the electron beam are adjusted. The resist can be left so as to form a blaze ring.
[0090]
<Etching process>
Further, the member E is etched by an etching device (not shown) to engrave the surface of the mother optical surface 110a of the master mold material 110 to form a blazed annular zone 110b (illustrated exaggeratedly in reality). Is formed (see FIG. 3E) (step S33).
[0091]
Through the steps so far, the member E is completed as a matrix.
[0092]
[Mold manufacturing method]
Next, a method for manufacturing the mold will be described with reference to FIG. 3 along the flow of the flowchart shown in FIG.
[0093]
<Electroforming process>
As shown in FIG. 2, the matrix, the surface of which has been subjected to the activation treatment, that is, the member E is further immersed in a nickel sulfamate bath, and an electric current is caused to flow between the base material 111 and the external electrode 114, whereby the electric current is applied. The cast 120 is grown (see FIG. 3F) (step S34). At this time, by applying an insulating agent to the outer peripheral surface 111f of the base material 111, it is possible to suppress the electroforming of the portion where the insulating agent is applied. In the course of its growth, the electroforming 120 forms an optical surface transfer surface 120a accurately corresponding to the mother optical surface 110a and an annular transfer surface 120b accurately corresponding to the annular zone 110b.
[0094]
Thereafter, a database built in a computer (not shown) is searched based on the ID number NX of the yat 150 corresponding to the member E being processed, and the obtained yatoy 150 (that is, used in the cutting process) is obtained. Is attached to the member E (base material 111) under predetermined attachment conditions (step S35). The predetermined attachment condition is the attachment condition in the first step, and more specifically, matching the matching mark MX to match the phase of the base material 111 and the toy 150, and the read-out work environment temperature during tightening ( A working environment temperature of ± 1.0 degrees with respect to the working environment temperature in the first step, tightening with the read tightening torque (tightening torque in the cutting step), and using the same bolt 152 Mounting.
[0095]
Further, after the working environment temperature at the time of cutting of the member E being processed is stored in a database constructed in a computer (not shown), the member E and the electroformed And the toy 150 are integrally attached to the chuck so that the rotation axis of the SPDT processing machine and the optical axis of the member E coincide with each other, and the outer peripheral surface 120c of the electroforming 120 is cut (see FIG. 3 (g)). (Step S36).
[0096]
In addition, as shown in FIG. 3 (g), a pin hole 120d (center) and a screw hole 120e as a positioning portion for a backing member are formed in the electroformed 120. Note that a cylindrical shaft may be formed instead of the pin hole 120d. After the processing, the member E, the electroforming 120 and the toy 150 are integrally removed from the SPDT processing machine.
[0097]
Further, the movable core 130 is formed by integrating the electroforming 120 with the backing member as described below (Step S37).
[0098]
FIG. 16 is a cross-sectional view of the movable core 130 in a state where the member E is attached. In FIG. 16, the movable core 130 includes an electroformed member 120 disposed at a front end (right side in the figure), a pressing portion 136 disposed at a rear end (left side in the figure), and a sliding member 135 disposed therebetween. Is done. The sliding member 135 and the pressing portion 136 serve as a backing member.
[0099]
The electroforming 120 is positioned in a predetermined relationship with the sliding member 135 by engaging a pin 135a protruding from the center of the end surface of the cylindrical sliding member 135 into the pin hole 120d, and The bolt 137 inserted into the two bolt holes 135b penetrating the member 135 in parallel with the axis is screwed into the screw hole 120e, so that the electroforming 120 is attached to the sliding member 135.
[0100]
The sliding member 135 is provided with a screw shaft 135c formed at the center of an end surface (the left end in the figure) facing the end surface (the right end in the figure) provided with the pin portion 135a, and the end of the substantially cylindrical pressing portion 136. By being screwed into a screw hole 136a formed in the portion, it is attached to the pressing portion 136 in a predetermined positional relationship. In FIG. 16, the outer peripheral surface 135 e of the sliding member 135 has a larger diameter than the outer peripheral surfaces of the portions other than the electroformed portion 120 and the flange portion 136 b of the pressing portion 136. After attaching the sliding member 135 and the pressing portion 136 as the backing member, the jaws 150 are attached to the chuck of the SPDT processing machine (step S38).
[0101]
Further, after setting the working environment temperature at the time of cutting of the member E being processed from a database constructed in a computer (not shown), the sliding member 135 and the pressing portion 136 are determined with reference to the outer peripheral surface 111f of the base material 111. Finish the outer peripheral surface (step S39). For this reason, even though the jaws 150 are once removed from the base material 111, the coaxiality between the center of the concentric pattern (ring zone 110b) of the mother die 110 and the center of the outer shape of the mold sliding portion can be kept within 1 μm. it can. Further, the end face of the pressing portion 136 is cut so that the entire length falls within a specified value (step S40).
[0102]
After that, the member E and the toy 150 are removed from the electroforming 120 attached to the sliding member 135 and the pressing portion 136 by cutting at a position indicated by an arrow X in FIG. 16 (step S41). Further, after the electroforming 120 and the substrate 210 are removed from the mold, the electroforming 120 at the tip of the movable core 130 is finished to obtain a mold for molding an optical element (step S42).
[0103]
By the steps so far. An optical element molding die is manufactured.
[0104]
[Manufacture of optical element]
FIG. 17 is a diagram illustrating a state in which an optical element is molded using the movable core 130 formed as described above. In FIG. 17, a holding portion 142 that holds an optical element molding die 141 having an optical surface transfer surface 141 a is fixed to a movable side cavity 143. The movable cavity 143 has a small opening 143a and a large opening 143b coaxial with the small opening. When the movable core 130 is inserted into the movable side cavity 143, the outer peripheral surface 135e of the sliding member 135 slides on the inner peripheral surface of the small opening 143a, and the outer peripheral surface 136d of the flange portion 136b of the pressing portion 136 is It slides on the inner peripheral surface of the large opening 143b. By being guided by the two sliding portions, the movable core 130 can move in the axial direction without largely tilting with respect to the movable side cavity 143.
[0105]
The molten resin is injected between the optical element molding die 141 and the electroforming 120, and the movable core 130 is pressed in the direction of the arrow, whereby the optical element OE is molded. According to the present embodiment, by using electroforming 120 as an optical element molding die accurately transferred and formed from base material 110, the optical surface of electroforming The surface transfer surface 120a is transferred and formed, and the diffraction ring corresponding to the ring transfer surface 120b is formed with high accuracy concentrically on the optical axis.
[0106]
By the steps so far. An optical element is manufactured.
[0107]
When the optical element molding die is processed as described above, a projection (not shown) corresponding to the second mark 111b is transferred and formed on the electroforming 120, and this is used as a processing reference. By using this, it is possible to perform highly accurate processing of the outer peripheral surface and the like.
[0108]
As described above, according to the electron beam writing method in the present embodiment, a predetermined optical performance can be obtained by performing correction for eliminating processing errors accumulated in the cutting step or the resist film forming step. Diffraction structures can be drawn.
[0109]
Although the method of drawing a substrate and the electron beam drawing apparatus according to the present invention have been described in accordance with the specific embodiments, those skilled in the art will appreciate that the present invention can be carried out without departing from the spirit and scope of the present invention. Various modifications can be made to the embodiment described in.
[0110]
For example, the measurement information from the shape measuring device 200 and the film thickness measuring device is input from the measurement information input unit 158 of the electron beam writing apparatus 1 and data is transferred via a network (not shown) connected to the control circuit 20. Then, it may be stored in the memory 39 or the like.
[0111]
In addition, the shape measurement of the member E, that is, the measurement of the three-dimensional coordinates of the mother optical surface 110a of the master mold material 110 is performed not by the shape measuring device 200 but by the measuring device 11 of the electron beam writing apparatus 1. Is also good.
[0112]
Further, immediately after the shape measurement of the member E, the electron beam drawing apparatus 1 may be used to perform drawing to correct an error in the height position of the base optical surface 110a of the base mold material 110.
[0113]
In addition, after measuring the shape of the member E and applying a resist to the member E, only measuring the thickness of the resist film is performed to correct an error in the height position of the mother optical surface 110a of the master mold material 110. You may decide.
[0114]
【The invention's effect】
As described above, according to the electron beam writing method according to the present invention, it is possible to perform a correction for eliminating a processing error accumulated in another process, and to write a diffraction structure that can obtain a predetermined optical performance. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing steps constituting a method for manufacturing a matrix, an electron beam drawing method, and a method for manufacturing a mold in the present embodiment.
FIG. 2 is a flowchart showing steps constituting a method for manufacturing a matrix, an electron beam drawing method, and a method for manufacturing a mold in the present embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an assembly of a matrix material and an electrode member, that is, a member E, which is processed in the main steps shown in FIGS. 1 and 2;
FIG. 4 is a perspective view of a member E to which a yatoy is attached.
FIG. 5 is a top view of the member E shown in FIG.
FIG. 6 is an explanatory view showing the entire configuration of a shape measuring instrument.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an overall configuration of an electron beam writing apparatus.
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a beam waist of an electron beam.
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the overall configuration of the measuring device.
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the measurement principle of the measurement device.
FIG. 11 is a characteristic diagram showing a relationship between a signal output and a height of a base material.
FIGS. 12A and 12B are explanatory views showing a base material drawn by an electron beam drawing apparatus, and FIG. 12C is a view for explaining a drawing principle of the electron beam drawing apparatus; FIG.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a configuration of a control system of the electron beam writing apparatus.
FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining a process of adjusting adjacent intervals of diffraction zones constituting a diffraction structure drawn on a base material.
FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining a relationship between a shape error of a curved surface portion (a drawing surface) of a base material and a correction amount of an adjacent interval between diffraction zones.
FIG. 16 is a sectional view of a movable core.
FIG. 17 is a diagram illustrating a state in which an optical element is molded using a movable core.
[Explanation of symbols]
100 base material
100a Curved surface
100b flat part
300a diffraction zone
p Specified value of the interval between diffraction zones
δp Correction value of the interval between diffraction zones
dt Error in height of curved surface
r Position in radial direction

Claims (17)

基材に対して電子ビームを走査することで、前記基材上に所定の回折構造を描画する電子ビーム描画方法であって、
前記基材の表面の高さ分布の規定値からの誤差を測定する形状測定工程と、
前記高さ分布の規定値からの誤差に応じて、前記回折構造を構成する個々の回折格子に対応する回折光の前記誤差による位相変化を補正するように、前記個々の回折格子の間隔を調整する描画調整工程と、
前記調整された間隔に従って、電子ビームを走査して、前記個々の回折格子を描画する描画工程と、を含むことを特徴とする電子ビーム描画方法。
An electron beam drawing method for drawing a predetermined diffraction structure on the base material by scanning the base material with an electron beam,
A shape measurement step of measuring an error from a specified value of the height distribution of the surface of the base material,
In accordance with an error from a prescribed value of the height distribution, an interval between the individual diffraction gratings is adjusted so as to correct a phase change due to the error of the diffracted light corresponding to the individual diffraction gratings constituting the diffraction structure. A drawing adjustment process to
A drawing step of drawing the individual diffraction gratings by scanning an electron beam in accordance with the adjusted intervals.
前記基材上に形成されたレジスト膜の膜厚分布の規定値からの誤差を測定する膜厚測定工程を、さらに含み、
前記描画調整工程では、前記高さ分布の規定値からの誤差と、前記膜厚分布の規定値からの誤差とに応じて、前記回折構造を構成する個々の回折格子に対応する回折光の前記誤差による位相変化を補正するように、前記個々の回折格子の間隔を調整することを特徴とする請求項1記載の電子ビーム描画方法。
A film thickness measuring step of measuring an error from a specified value of the film thickness distribution of the resist film formed on the base material, further comprising:
In the drawing adjustment step, an error from a specified value of the height distribution and an error from a specified value of the film thickness distribution, the diffracted light corresponding to each diffraction grating constituting the diffractive structure, 2. The electron beam writing method according to claim 1, wherein an interval between the individual diffraction gratings is adjusted so as to correct a phase change due to an error.
基材に対して電子ビームを走査することで、前記基材上に所定の回折構造を描画する電子ビーム描画方法であって、
前記基材上に形成されたレジスト膜の膜厚分布の規定値からの誤差を測定する膜厚測定工程と、
前記膜厚分布の規定値からの誤差に応じて、前記回折構造を構成する個々の回折格子に対応する回折光の前記誤差による位相変化を補正するように、前記個々の回折格子の間隔を調整する描画調整工程と、
前記調整された間隔に従って、電子ビームを走査して、前記個々の回折格子を描画する描画工程と、を含むことを特徴とする電子ビーム描画方法。
An electron beam drawing method for drawing a predetermined diffraction structure on the base material by scanning the base material with an electron beam,
A film thickness measuring step of measuring an error from a specified value of the film thickness distribution of the resist film formed on the base material,
In accordance with an error from a prescribed value of the film thickness distribution, an interval between the individual diffraction gratings is adjusted so as to correct a phase change due to the error of the diffracted light corresponding to the individual diffraction gratings constituting the diffraction structure. A drawing adjustment process to
A drawing step of drawing the individual diffraction gratings by scanning an electron beam in accordance with the adjusted intervals.
前記描画調整工程では、前記誤差の符号が正となる場合には、前記個々の回折格子の間隔を小さく調整し、前記誤差の符号が負となる場合には、前記個々の回折格子の間隔を大きく調整することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の電子ビーム描画方法。In the drawing adjustment step, when the sign of the error is positive, the interval between the individual diffraction gratings is adjusted to be small, and when the sign of the error is negative, the interval between the individual diffraction gratings is adjusted. The electron beam writing method according to claim 1, wherein the adjustment is performed largely. 前記基材の被描画面は、曲面形状を有していることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の電子ビーム描画方法。The electron beam drawing method according to claim 1, wherein a drawing surface of the base material has a curved shape. 請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載の電子ビーム描画方法によって描画された基材を用いて、光学素子を成形するための金型の母型を製造する母型の製造方法であって、
素材を切削加工することで前記基材を得る切削加工工程を含むことを特徴とする母型の製造方法。
A method of manufacturing a mold for manufacturing a mold for forming an optical element by using a substrate drawn by the electron beam drawing method according to claim 1. So,
A method for manufacturing a matrix, comprising a cutting step of obtaining the base material by cutting a material.
前記切削加工工程で得られた基材上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程を、さらに含むことを特徴とする請求項6に記載の母型の製造方法。The method according to claim 6, further comprising a resist film forming step of forming a resist film on the substrate obtained in the cutting step. 前記描画工程で描画された基材上のレジスト膜を現像処理して、所定の回折構造を有する母型を得る現像工程を含むことを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の母型の製造方法。8. The mold according to claim 6, further comprising a developing step of developing a resist film on the base material drawn in the drawing step to obtain a master having a predetermined diffraction structure. Manufacturing method. 前記現像工程で現像された基材をエッチング処理するエッチング工程を、さらに含むことを特徴とする請求項8記載の母型の製造方法。The method according to claim 8, further comprising an etching step of etching the base material developed in the developing step. 請求項6乃至請求項9の何れか一項に記載の母型の製造方法によって製造されたことを特徴とする母型。A mother die manufactured by the method for manufacturing a mother die according to any one of claims 6 to 9. 請求項10記載の母型を用いて電鋳処理を行い、前記母型上の前記所定の構造が転写された金型を得ることを特徴とする金型の製造方法。A method for manufacturing a mold, comprising: performing an electroforming process using the matrix of claim 10 to obtain a mold on which the predetermined structure on the matrix has been transferred. 請求項11記載の金型の製造方法によって製造されたことを特徴とする金型。A mold manufactured by the method for manufacturing a mold according to claim 11. 請求項12記載の金型によって成形されたことを特徴とする光学素子。An optical element formed by the mold according to claim 12. 基材に対して電子ビームを走査することで、前記基材上に所定の回折構造を描画する電子ビーム描画装置であって、
前記基材に対して電子ビームを照射するための電子ビーム照射手段と、
前記電子ビーム照射手段から照射される電子ビームを偏向させることで走査する電子ビーム走査手段と、
前記基材の表面の高さ分布の規定値からの誤差を取得する形状情報取得手段と、
前記高さ分布の規定値からの誤差に応じて、前記回折構造を構成する個々の回折格子に対応する回折光の前記誤差による位相変化を補正するように、前記個々の回折格子の間隔を調整する描画調整手段と、
前記電子ビーム走査手段を制御することで、前記調整された間隔に従って電子ビームを走査して、前記個々の回折格子を描画する制御手段と、を含むことを特徴とする電子ビーム描画装置。
By scanning an electron beam on the substrate, an electron beam writing apparatus that draws a predetermined diffraction structure on the substrate,
An electron beam irradiation means for irradiating the base material with an electron beam,
Electron beam scanning means for scanning by deflecting the electron beam emitted from the electron beam irradiation means,
Shape information acquisition means for acquiring an error from a prescribed value of the height distribution of the surface of the base material,
In accordance with an error from a prescribed value of the height distribution, an interval between the individual diffraction gratings is adjusted so as to correct a phase change due to the error of the diffracted light corresponding to the individual diffraction gratings constituting the diffraction structure. Drawing adjustment means to
An electron beam writing apparatus, comprising: a control unit that controls the electron beam scanning unit to scan an electron beam in accordance with the adjusted interval to write the individual diffraction gratings.
前記基材上に形成されたレジスト膜の膜厚分布の規定値からの誤差を取得する膜厚情報取得手段を、さらに含み、
前記描画調整手段は、前記高さ分布の規定値からの誤差と、前記膜厚分布の規定値からの誤差とに応じて、前記回折構造を構成する個々の回折格子に対応する回折光の前記誤差による位相変化を補正するように、前記個々の回折格子を描画する間隔を調整することを特徴とする請求項14記載の電子ビーム描画装置。
A film thickness information acquisition unit for acquiring an error from a specified value of the film thickness distribution of the resist film formed on the base material, further including:
The drawing adjustment unit is configured to determine the error of the diffracted light corresponding to each diffraction grating constituting the diffraction structure according to an error from a specified value of the height distribution and an error from a specified value of the film thickness distribution. The electron beam writing apparatus according to claim 14, wherein an interval at which the individual diffraction gratings are written is adjusted so as to correct a phase change due to an error.
基材に対して電子ビームを走査することで、前記基材上に所定の回折構造を描画する電子ビーム描画装置であって、
前記基材に対して電子ビームを照射するための電子ビーム照射手段と、
前記電子ビーム照射手段から照射される電子ビームを偏向させることで走査する電子ビーム走査手段と、
前記基材上に形成されたレジスト膜の膜厚分布の規定値からの誤差を取得する膜厚情報取得手段と、
前記膜厚分布の規定値からの誤差に応じて、前記回折構造を構成する個々の回折格子に対応する回折光の前記誤差による位相変化を補正するように、前記個々の回折格子の間隔を調整する描画調整手段と、
前記電子ビーム走査手段を制御することで、前記調整された間隔に従って電子ビームを走査して、前記個々の回折格子を描画する制御手段と、を含むことを特徴とする電子ビーム描画装置。
By scanning an electron beam on the substrate, an electron beam writing apparatus that draws a predetermined diffraction structure on the substrate,
An electron beam irradiation means for irradiating the base material with an electron beam,
Electron beam scanning means for scanning by deflecting the electron beam emitted from the electron beam irradiation means,
Film thickness information acquisition means for acquiring an error from a specified value of the film thickness distribution of the resist film formed on the base material,
In accordance with an error from a prescribed value of the film thickness distribution, an interval between the individual diffraction gratings is adjusted so as to correct a phase change due to the error of the diffracted light corresponding to the individual diffraction gratings constituting the diffraction structure. Drawing adjustment means to
An electron beam writing apparatus, comprising: a control unit that controls the electron beam scanning unit to scan an electron beam in accordance with the adjusted interval to write the individual diffraction gratings.
前記描画調整手段は、前記誤差の符号が正となる場合には、前記個々の回折格子の間隔を小さく調整し、前記誤差の符号が負となる場合には、前記個々の回折格子の間隔を大きく調整することを特徴とする請求項14乃至請求項16の何れか一項に記載の電子ビーム描画装置。The drawing adjustment means adjusts the interval between the individual diffraction gratings to be small when the sign of the error is positive, and adjusts the interval between the individual diffraction gratings when the sign of the error is negative. The electron beam lithography apparatus according to claim 14, wherein the electron beam lithography apparatus is adjusted to be large.
JP2003061918A 2003-03-07 2003-03-07 Electron beam lithography, manufacture method of matrix, matrix, manufacture method of die , die, optical element and electron beam lithography system Pending JP2004271857A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003061918A JP2004271857A (en) 2003-03-07 2003-03-07 Electron beam lithography, manufacture method of matrix, matrix, manufacture method of die , die, optical element and electron beam lithography system
US10/789,310 US20040173921A1 (en) 2003-03-07 2004-02-26 Electron beam depicting method, production method of mother die, mother die, production method of metallic mold, metallic mold, optical element and electron beam depicting apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003061918A JP2004271857A (en) 2003-03-07 2003-03-07 Electron beam lithography, manufacture method of matrix, matrix, manufacture method of die , die, optical element and electron beam lithography system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004271857A true JP2004271857A (en) 2004-09-30

Family

ID=33123998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003061918A Pending JP2004271857A (en) 2003-03-07 2003-03-07 Electron beam lithography, manufacture method of matrix, matrix, manufacture method of die , die, optical element and electron beam lithography system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004271857A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8268209B2 (en) Pattern forming method and its mold
US20070289953A1 (en) Optical element producing method, base material drawing method and base material drawing apparatus
JP2005064324A (en) Processing method for fine shape, and optical element
US20040173921A1 (en) Electron beam depicting method, production method of mother die, mother die, production method of metallic mold, metallic mold, optical element and electron beam depicting apparatus
US8355036B2 (en) Recording system, recording apparatus, and record control signal generating apparatus using an exposure beam
JP2004271857A (en) Electron beam lithography, manufacture method of matrix, matrix, manufacture method of die , die, optical element and electron beam lithography system
JP2004272031A (en) Method of electron beam lithography, method for manufacturing matrix, matrix, method for manufacturing mold, mold, optical element, and electron beam lithography apparatus
JP2004302090A (en) Method for manufacturing mother die, mother die, method for manufacturing mold, mold, optical element and electron beam drawing apparatus
JP3858265B2 (en) Film thickness measuring method, film thickness distribution measuring method, and film thickness measuring apparatus
JP2005070640A (en) Optical element for optical communication module or optical pickup device
US7001709B2 (en) Method of drawing a pattern on a base material by scanning a beam
US7060175B2 (en) Producing method for optical element molding die and producing method for optical element
JP5085394B2 (en) Rotating mechanism and electron beam drawing apparatus
WO2014157003A1 (en) Optical lens, lens unit, imaging module, electronic device, optical lens production method, lens mold, and shape correction method for lens mold
JP2004330671A (en) Mold manufacturing method and die
JP2007280508A (en) Standard original disk and centering-adjusting method
JP2004333833A (en) Method for manufacturing matrix, mother die, method for manufacturing mold, mold, optical element, and base material
JP4196324B2 (en) Manufacturing method of mold for molding optical element and manufacturing method of optical element
JP4281469B2 (en) Electron beam drawing method, method for producing mold for molding using the method, die produced, and optical element molded with the die
JP4314857B2 (en) Electron beam drawing method, manufacturing method of mother die for optical element molding die, mother die, optical element molding die, and optical element
JP2005070601A (en) Electron beam drawing method, method for manufacturing die for optical element, method for manufacturing optical element, and electron beam drawing apparatus
JP4296878B2 (en) Electron beam drawing method and electron beam drawing apparatus used therefor, method for producing mold for molding using the method, produced die, and optical element molded by the die
JP2004078026A (en) Electron beam lithography method, manufacturing method of metallic mold for optical element, manufacturing method of optical element, and electron beam lithography apparatus
JP4333105B2 (en) Substrate drawing method and electron beam drawing apparatus
JP2004286914A (en) Electron beam lithography method, method for manufacturing matrix, matrix, method for manufacturing mold, mold and optical element

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081217

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20090226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090317

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090908