JP2004272031A - 電子ビーム描画方法、母型の製造方法、母型、金型の製造方法、金型、光学素子及び電子ビーム描画装置 - Google Patents

Abstract

【課題】他工程にて蓄積した加工誤差を解消する補正を行い、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。
【解決手段】例えば、被描画面（曲面部１００ａ）の高さ位置の誤差δｔが正の値となる場合には、その部分を描画する際のドーズ量Ｄｍは、設計値通りのドーズ量Ｄ０よりも、誤差δｔ分を描画するだけ大きく調整する。また、誤差δｔが負の値となる場合には、その部分を描画する際のドーズ量Ｄｍは、設計値通りのドーズ量Ｄ０よりも、誤差δｔ分を描画するだけ小さく調整する。これにより、切削加工工程での加工誤差（母光学面１１０ａの高さ位置の設計値からの誤差δｔ１）や、レジスト膜形成工程での加工誤差（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δｔ２）を解消して、所定の形状が得られる、即ち、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。
【選択図】 図１６

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（ｐ１^２＋ｐ２^２＋ｐ３^２＋・・・＋ｐ６^２＋・・・）
（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照射して走査することで、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を補正するように、前記個々の回折格子を描画する電子ビームの照射量を調整する描画調整工程と、前記調整された照射量に従って、電子ビームを照射して走査することで、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照射して走査することで、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を補正するように、前記個々の回折格子を描画する電子ビームの照射量を調整する描画調整工程と、前記調整された照射量に従って、電子ビームを照射して走査することで、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_２、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）。細かい
【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の膜厚分布とから求められる母光学面１１０ａの被描画面（レジストＬの膜表面）の形状とから、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）。因みに、母光学面１１０ａの被描画面の形状は、部材Ｅの第２のマーク１１１ｂの検出と共に、測定器により測定しても良い。
【００３６】
さらに、所定の描画パターンを構成する回折輪帯を描画する際の電子ビームの照射量、即ち、ドーズ量を調整する。具体的には、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、所定の形状が得られるようにドーズ量を調整する（ステップＳ３０）。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。
【００３７】
＜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（補正された後のドーズ量）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Ｓ３１）。
【００３８】
（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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
（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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
（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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
（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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
（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。
【００７３】
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。
【００７４】
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、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を描画する際のドーズ量、例えば、ブレーズ輪帯を描画する際のドーズ量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。
【００７５】
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。
【００７６】
また、パターン発生回路３０は、描画パターンとしての回折構造の形状データ、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）の形状データを作成する。
【００７７】
さらに、制御部４１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、例えば図１４（Ｂ）に示すブレーズ輪帯３００ａを描画する際のドーズ量を調整する。
【００７８】
ところで、ドーズ量は、単位面積当たりに照射される電子ビームの延べ照射量であり、上述のドーズ量の調整は、制御部４１からの指示の下、電子銃制御部２２が電子銃電源部２１を制御して、電子銃２に供給される電力の電流値や電圧値などを調整することにより行われる。或いは、制御部４１からの指示の下、電界制御回路２９がＤ／Ａ変換器２７を制御して、偏向器６の偏向により走査される電子ビームＢの走査速度を調整することにより行われる。或いは、これら双方の調整により行われる。尚、制御部４１は、本発明の「描画調整手段」に対応する。
【００７９】
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。
【００８０】
（描画調整工程の詳細）
ここで、上述した制御部４１によるドーズ量の調整処理の詳細について説明する。
【００８１】
制御部４１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δｔ１（ｒ、θ）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δｔ２（ｒ、θ）とに基づいて、これらの和となる被描画面、即ち、曲面部１００ａの規定値からの誤差分布データδｔ（ｒ、θ）を作成する。ここで、ｒ：基材１００の中心からの距離、θ：基材１００の基準線からの角度位置である（図１４（Ｂ）参照）。
【００８２】
制御部４１は、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δｔ（ｒ、θ）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に回折格子を描画する際のドーズ量、即ち、この誤差分布を補正するドーズ量Ｄｍを算出する。
【００８３】
ところで、曲面部１００ａに描画する回折格子、例えば図１４（Ａ）に示すブレーズ３００の現像進行量（現像処理により除去される部分の量）を、設計値よりも、例えば１０ｎｍだけ増加させるのに必要なドーズ量Ｄｔ（Ｂｄ）と、そのドーズを与える部分の曲面部１００ａ表面からの深さ（設計深さ）Ｘ（Ｂｄ）との関係をグラフに表すと、図１５に示すようになる。
【００８４】
図１５に示すように、一般に、曲面部１００ａに描画するブレーズの現像進行量を増加させるのに必要なドーズ量Ｄｔ（Ｂｄ）は、ドーズを与える部分の曲面部１００ａ表面からの深さＸが増すにつれて小さくなる傾向にある。しかしながら、このような関係は、回折格子の種別毎に異なるため、それらに関するデータは、予めメモリ３９の形状記憶テーブル３９ａに補正演算情報３９ａｃとして記憶する。
【００８５】
ここで、補正後のドーズ量Ｄｍ（ｒ、θ）を、このドーズ量Ｄｔ（Ｂｄ）を用いて表すと、以下のようになる。
Ｄｍ（ｒ、θ）＝Ｄ０（ｒ、θ）＋（δｔ（ｒ、θ）／１０）×Ｄｔ（Ｂｄ）・・・（式１）
ここで、Ｄ０：設計値通りのドーズ量である。
【００８６】
即ち、制御部４１は、補正演算プログラム４０ｂに従って、曲面部１００ａの高さ位置の規定値からの誤差分布δｔ（ｒ、θ）を算出して、これを（式１）に代入することで、回折格子を描画する際のドーズ量を、設計値通りのドーズ量Ｄ０から、その誤差分だけ加減して、補正後のドーズ量Ｄｍ（ｒ、θ）を算出する。
【００８７】
従って、例えば図１４（Ｂ）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の高さ位置に規定値からの誤差δｔが生じている場合には、設計値通りのドーズ量Ｄ０に替わって、（式１）にて算出された補正後のドーズ量Ｄｍ（ｒ、θ）にて、その位置の回折輪帯３００ａを描画することとすれば、設計値通りの形状を得ることができる描画を行うことができる。
【００８８】
この際、例えば図１６に示すように、基材１００のラジアル方向の位置ｒにおける曲面部１００ａの高さ位置の規定値からの誤差δｔ（δｔ１＋δｔ２）が０よりも大きく、即ち、正の値となる場合には、その部分を描画する補正後のドーズ量Ｄｍは、設計値通りのドーズ量Ｄ０よりも、その誤差分δｔを描画するだけ大きくなるように調整される。逆に、０よりも小さく、即ち、負の値となる場合には、その部分を描画する補正後のドーズ量Ｄｍは、設計値通りのドーズ量Ｄ０よりも、その誤差分δｔを描画するだけ小さくなるように調整される。ここで、ｔ１：母光学面１１０ａの高さ位置の設計値、ｔ２：母光学面１１０ａに塗布されたレジストの膜厚の規定値である。
【００８９】
このようにしてドーズ量を調整することで、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δｔ１）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δｔ２）を解消して、所定の回折構造及びこれを構成する回折格子（例えば、ブレーズ輪帯３００ａ及びブレーズ３００）を得る、即ち、所定の光学的性能を得ることができる描画を行うことができる。
【００９０】
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Ｓ３２）。
【００９１】
［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。
【００９２】
＜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Ｓ３３）。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。
【００９３】
＜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Ｓ３４）。
【００９４】
ここまでの工程により、部材Ｅは母型として完成される。
【００９５】
［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。
【００９６】
＜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Ｓ３５）。
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。
【００９７】
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Ｓ３６）。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。
【００９８】
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Ｓ３７）。
【００９９】
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。
【０１００】
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Ｓ３８）。
【０１０１】
図１７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１７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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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１７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Ｓ３９）。
【０１０４】
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Ｓ４０）。
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Ｓ４１）。
【０１０５】
その後、図１７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Ｓ４２）。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Ｓ４３）。
【０１０６】
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。
【０１０７】
［光学素子の製造］
図１８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１８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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
ここまでの工程により。光学素子が製作される。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
【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】基材の被描画面の形状誤差に応じてドーズ量が調整される過程を説明するための説明図である。
【図１５】基材の被描画面の現像進行度を所定量だけ多くするのに必要なドーズ量と、そのドーズを与える部分の基材の被描画面からの深さとの関係を表す説明図である。
【図１６】基材の被描画面の形状誤差と回折輪帯を描画する補正後のドーズ量との関係を説明するための説明図である。
【図１７】可動コアの断面図である。
【図１８】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
３００ ブレーズ
Ｄｍ 補正後のドーズ量
Ｄ０ 設計値通りのドーズ量
ｒ ラジアル方向における位置
ｔ１ 母光学面の高さ位置の設計値
ｔ２ 母光学面に塗布されたレジストの膜厚の規定値
δｔ 被描画面（曲面部）の高さ位置の誤差
δｔ１ 母光学面の高さ位置の設計値からの誤差
δｔ２ 母光学面に塗布されたレジストの膜厚の規定値からの誤差

Claims (17)

1. 基材に対して電子ビームを照射して走査することで、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を補正するように、前記個々の回折格子を描画する電子ビームの照射量を調整する描画調整工程と、
   前記調整された照射量に従って、電子ビームを照射して走査することで、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。
2. 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を補正するように、前記個々の回折格子を描画する電子ビームの照射量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。
3. 基材に対して電子ビームを照射して走査することで、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を補正するように、前記個々の回折格子を描画する電子ビームの照射量を調整する描画調整工程と、
   前記調整された照射量に従って、電子ビームを照射して走査することで、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。
4. 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を描画する電子ビームの照射量を、前記誤差分を描画するのに相当するだけ大きく調整し、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を描画する電子ビームの照射量を、前記誤差分を描画するのに相当するだけ小さ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。
5. 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。
6. 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。
7. 請求項２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、
   前記基材上に前記レジスト膜を形成するレジスト膜形成工程を含むことを特徴とする母型の製造方法。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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。
12. 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。
13. 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。
14. 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を補正するように、前記個々の回折格子を描画する電子ビームの照射量を調整する描画調整手段と、
    前記電子ビーム照射手段及び／又は前記電子ビーム走査手段を制御することで、前記調整された照射量に従って電子ビームを照射して走査して、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。
15. 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を補正するように、前記個々の回折格子を描画する電子ビームの照射量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。
16. 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を補正するように、前記個々の回折格子を描画する電子ビームの照射量を調整する描画調整手段と、
    前記電子ビーム照射手段及び／又は前記電子ビーム走査手段を制御することで、前記調整された照射量に従って電子ビームを照射して走査して、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。
17. 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を描画する電子ビームの照射量を、前記誤差分を描画するのに相当するだけ大きく調整し、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を描画する電子ビームの照射量を、前記誤差分を描画するのに相当するだけ小さ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。

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