JP4380134B2 - 電子ビーム描画方法、光学素子用金型の製造方法、光学素子の製造方法及び電子ビーム描画装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基材に対して電子ビームを照射し、前記電子ビームを所定の描画時間内に所定のドーズ量にて走査することにより、前記基材の少なくとも一面にブレーズを所定ピッチ毎に形成するための電子ビーム描画方法、光学素子用金型の製造方法、光学素子の製造方法及び電子ビーム描画装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、情報記録媒体として、例えばＣＤ及びＤＶＤ等が広く使用されている。そして、これらの記録媒体を読み取る読取装置などの精密機器には、多くの光学素子が利用されている。これらの機器に利用される光学素子、例えば光レンズ等は、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い。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おり、射出成形用の成形型も、一般的な切削加工によって形成されている。
【０００３】
ところで、前記光レンズの内、例えばＣＤ／ＤＶＤ等の互換性を有する読取装置に用いられるものにあっては、その収差補正を行うために、表面にバイナリーパターンやブレーズ形状の回折格子構造が形成されている。
【０００４】
特に、近年のＤＶＤ用ピックアップレンズのように、高密度の記録媒体を読み取る場合には、回折格子構造のパターンもさらに微細化する必要が生じ、そのため、前記バイナリーパターンやブレーズ形状の回折構造もサブミクロンオーダで微細化することが要求されるケースがあるため、このようなものを描画加工する装置として、電子ビームによる光露光の手法を用いた電子ビーム描画装置を利用することが提案されている。
【０００５】
このような電子ビーム描画装置においては、光レンズの原型である基材の表面に対して電子ビームを照射し、これを所定の描画時間内に所定のドーズ量にて走査することで、前記バイナリーパターンやブレーズ形状の回折構造を描画している（例えば、特願２００１−３７１００７号明細書（段落〔００５２〕−〔００７４〕、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の電子ビーム描画装置においては、入射電子が基板中で大きく角度を変えて散乱し広い範囲に広がる現象、いわゆる後方散乱が生じ後方散乱電子が入射方向と逆方向に散乱し、レジスト層への再入射による吸収エネルギーにより所望の形状が得られないいわゆる近接効果が生じ、特にピッチの異なるブレーズを組み合わせて描画する場合に、単にブレーズのピッチの幅に応じて線形にドーズ分布の傾斜を変えるのみでは、後方散乱の及ぶ範囲以下のピッチ幅とそれ以上のピッチ幅とで、後方散乱による吸収エネルギーの分布が大きく変化するために、ブレーズの形状に差異が生じるという問題があった。
【０００７】
また、電子ビーム描画装置のドーズ量の最小ドーズ分解能は、Ｄ／Ａ変換器の最小時間分解能により決定されるため、このような電子ビーム描画装置におけるドーズ量の調整は、特に高い電流値にて時間をかけないように描画を行う場合には段階的となり、例えば、ブレーズ形状の回折構造等を描画する際には、なだらかなブレーズ傾斜面を形成しようとしても、前記最小ドーズ分解能の差により、描画／現像後に得られるブレーズ傾斜面の形状は、階段状になり、さらに後方散乱の影響により段の手前で抉りを生じていた。
【０００８】
このような形状の不具合は、光レンズの光学特性の低下、特に回折効率の低下を招く要因となり、また、製品の品質を鑑みた場合には、製品価値を低下させる要因ともなるため、光レンズの回折効率を向上させると共に、製品価値も高めるためには、ブレーズ傾斜面は、可能な限りブレーズ形状を安定化させ、さらにブレーズ傾斜面をなだらかにする必要が生じた。
【０００９】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、後方散乱による近接効果の影響を考慮しブレーズのピッチに応じたドーズ量で描画することによりブレーズの形状の安定化が可能な電子ビーム描画方法、光学素子用金型の製造方法、光学素子の製造方法及び電子ビーム描画装置を提供することにある。
【００１０】
また、Ｄ／Ａ変換器の最小時間分解能により決定される電子ビーム描画装置の最小ドーズ分解能に起因する段差と後方散乱による段差手前の抉りを抑制することにある。
【００１１】
【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記載の発明は、基材に対して電子ビームを照射し、前記電子ビームを所定のドーズ量にて走査することにより、前記基材の少なくとも一面に異なるピッチを含む複数のブレーズを形成し、このブレーズの少なくとも１ピッチに当該ブレーズの区切り位置から立ち上がる側壁部と、該側壁部の頂点から隣接する他のブレーズの側壁部の最下点とをつなぐ傾斜部とを形成するための電子ビーム描画方法であって、前記ブレーズのピッチが前記電子ビームの後方散乱による近接効果の影響が発生し始める境界ピッチより小さいときには第１のドーズ関数に基づいてドーズ量を求め、前記ブレーズのピッチが前記境界ピッチ以上のときには前記第１のドーズ関数と異なる第２のドーズ関数に基づいてドーズ量を求めるステップと、前記ピッチに応じて前記求められた各ドーズ量にて前記傾斜部を描画するステップと、を含むことを特徴としている。
【００１３】
また、請求項２記載の発明は、基材に対して電子ビームを照射し、前記電子ビームを所定のドーズ量にて走査することにより、前記基材の少なくとも一面に異なるピッチを含む複数のブレーズを形成し、このブレーズの少なくとも１ピッチに当該ブレーズの区切り位置から立ち上がる側壁部と、該側壁部の頂点から隣接する他のブレーズの側壁部の最下点とをつなぐ傾斜部とを形成するための電子ビーム描画方法であって、前記ブレーズのピッチが前記電子ビームの後方散乱による近接効果の影響が発生し始める境界ピッチより小さいときには第１のドーズ関数に基づいて第１のドーズ分布を求め、前記ブレーズのピッチが前記境界ピッチ以上のときには前記第１のドーズ関数と異なる第２のドーズ関数に基づいて第１のドーズ分布を求めるステップと、前記第１または第２のドーズ関数に基づき求めた前記第１のドーズ分布の前記側壁部からの距離に応じて段階的に変化するドーズ量における隣接する異なるドーズ量を第１のドーズ量、第２のドーズ量とした際に、前記基材の前記第１のドーズ量にて描画される部分と前記第２のドーズ量にて描画される部分との間に、前記第１のドーズ量と前記第２のドーズ量とを混在させて描画する特定構造描画部分を設けるための第２のドーズ分布を求めるステップと、前記第１及び第２のドーズ分布に基づいた各ドーズ量にて前記傾斜部を描画するステップと、を含むことを特徴としている。
【００１４】
また、請求項３記載の発明は、前記第１のドーズ量と前記第２のドーズ量の差は、前記電子ビームを照射する電子銃を駆動するためのＤ／Ａ変換器の最小クロックに基づく最小調整単位のドーズ量であることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項４記載の発明は、前記特定構造描画部分は、前記第１のドーズ量にて描画される凸部と前記第２のドーズ量にて描画される凹部とが交互に連なる断面略凹凸形状の凹凸部として描画されることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項５記載の発明は、前記凹凸部の描画は、前記第１のドーズ量にて描画する走査ラインと前記第２のドーズ量にて描画する走査ラインとを交互に連ねて描画することを特徴としている。
【００１７】
また、請求項６記載の発明は、前記走査ラインを交互に連ねる描画は、前記凹凸部の１ピッチに対する凹部のデューティー比が、前記傾斜部の高さが低くなる側に向かうに従い段階的に小さくなるように、前記第１のドーズ量にて描画する走査ラインと前記第２のドーズ量にて描画する走査ラインの数を調整して描画することを特徴としている。
【００１８】
また、請求項７記載の発明は、前記走査ラインを交互に連ねる描画は、前記凹凸部を構成する前記凸部のピッチが、前記傾斜部の高さが低くなる側に向かうに従い段階的に小さくなる形状となるように、前記第１のドーズ量にて描画する走査ラインと前記第２のドーズ量にて描画する走査ラインの数を調整して描画することを特徴としている。
【００１９】
また、請求項８記載の発明は、前記走査ラインの数の調整は、前記傾斜部の傾斜角度に応じて前記特定構造部分の前記凹凸部を構成する前記第１のドーズ量にて描画する走査ラインと前記第２のドーズ量にて描画する走査ラインの延べ数を調整することを特徴としている。
【００２０】
また、請求項９記載の発明は、前記凹凸部の描画は、走査ライン上で前記第１のドーズ量と前記第２のドーズ量とを周期的に繰り返して描画することを特徴としている。
【００２１】
また、請求項１０記載の発明は、前記周期的に繰り返す描画は、前記前記第１のドーズ量にて描画する位置が隣接する各走査ライン間で略一致するように描画することを特徴としている。
【００２２】
また、請求項１１記載の発明は、前記周期的に繰り返す描画は、前記前記第１のドーズ量にて描画する位置が隣接する各走査ライン間で異なるように描画することを特徴としている。
【００２３】
また、請求項１２記載の発明は、前記周期的に繰り返す描画は、前記前記第１のドーズ量にて描画する位置が隣接する各走査ライン間で千鳥状となるように描画することを特徴としている。
【００２４】
また、請求項１３記載の発明は、前記凹凸部を構成する前記凸部及び前記凹部の幅より小さい前記電子ビームのビーム径にて描画することを特徴としている。
請求項１４記載の発明は、前記第１のドーズ関数は、前記ピッチであるｐと前記側壁部からの距離であるΔｘ（０＜Δｘ≦ｐ）とによりＸ＝Δｘ／ｐと表されるブレーズ位置Ｘを変数とするドーズ関数Ｆ（Ｘ）を含み、前記第２のドーズ関数は、前記ドーズ関数Ｆ（Ｘ）と前記ブレーズ位置Ｘを変数としさらにピッチｐをパラメータとして求められる係数Ｐを変数とする補正関数Ｇ（Ｘ，Ｐ）とを含むことを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１５記載の発明は、請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載の電子ビーム描画方法を用いて光学素子用金型を製造する光学素子用金型の製造方法であって、前記電子ビームを照射した基材を現像し、現像された前記基材の表面で電鋳を行い、成型用の金型を形成するステップを含むことを特徴としている。
【００２６】
また、請求項１６記載の発明は、請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載の電子ビーム描画方法を用いて光学素子用金型を製造する光学素子用金型の製造方法であって、前記電子ビームを照射した基材を現像し、エッチング処理した前記基材に電鋳を行い、成型用の金型を形成するステップを含むことを特徴としている。
【００２７】
また、請求項１７記載の発明は、請求項１５または請求項１６に記載の光学素子用の金型製造方法を用いて形成した金型を用いて光学素子を形成することを特徴としている。
【００２８】
また、請求項１８記載の発明は、基材に対して電子ビームを照射し、前記電子ビームを所定のドーズ量にて走査することにより描画する描画手段を有し、前記基材の少なくとも一面に異なるピッチを含む複数のブレーズを形成し、このブレーズの少なくとも１ピッチに当該ブレーズの区切り位置から立ち上がる側壁部と、該側壁部の頂点から隣接する他の回折格子の側壁部の最下点とをつなぐ傾斜部とを形成するための電子ビーム描画装置であって、前記ブレーズのピッチが前記電子ビームの後方散乱による近接効果の影響が発生し始める境界ピッチより小さいときには第１のドーズ関数に基づき求められたドーズ量と、前記ブレーズのピッチが前記境界ピッチ以上のときには第２のドーズ関数に基づいて求められたドーズ量とから構成される第１のドーズ分布に関する情報を格納した第１の格納手段と、前記第１の格納手段の前記第１のドーズ分布に基づいて、前記傾斜部の描画を行うように前記描画手段を制御する制御手段と、を含むことを特徴としている。
【００３０】
また、請求項１９記載の発明は、基材に対して電子ビームを照射し、前記電子ビームを所定のドーズ量にて走査することにより描画する描画手段を有し、前記基材の少なくとも一面に異なるピッチを含む複数のブレーズを形成し、このブレーズの少なくとも１ピッチに当該ブレーズの区切り位置から立ち上がる側壁部と、該側壁部の頂点から隣接する他の回折格子の側壁部の最下点とをつなぐ傾斜部とを形成するための電子ビーム描画装置であって、前記ブレーズのピッチが前記電子ビームの後方散乱による近接効果の影響が発生し始める境界ピッチより小さいときには第１のドーズ関数に基づき求められたドーズ量と、前記ブレーズのピッチが前記境界ピッチ以上のときには前記第１のドーズ関数と異なる第２のドーズ関数に基づいて求められたドーズ量とから構成される第１のドーズ分布に関する情報を格納した第１の格納手段と、前記第１の格納手段に格納された前記第１のドーズ分布の前記側壁部からの距離に応じて段階的に変化するドーズ量における隣接する異なるドーズ量を第１のドーズ量、第２のドーズ量とした際に、前記第１のドーズ量にて描画される部分と前記第２のドーズ量にて描画される部分との間に、前記第１のドーズ量にて描画される部分と前記第２のドーズ量にて描画される部分とが混在した特定構造描画部分としての凹凸部を描画するべく、前記凹凸部を描画するための前記第１のドーズ量及び前記第２のドーズ量から構成される第２のドーズ分布に関する情報を格納した第２の格納手段と、前記第１の格納手段の前記第１のドーズ分布及び前記第２の格納手段の前記第２のドーズ分布に基づいて、前記傾斜部の描画を行うように前記描画手段を制御する制御手段と、を含むことを特徴としている。
【００３１】
また、請求項２０記載の発明は、前記第１のドーズ分布を、前記特定構造部分としての前記凹凸部に対応した第２のドーズ分布に補正するための演算を行う演算手段をさらに有することを特徴としている。
【００３２】
また、請求項２１記載の発明は、前記第１のドーズ量と前記第２のドーズ量の差は、前記電子ビームを照射する電子銃を駆動するためのＤ／Ａ変換器の最小クロックに基づく最小調整単位のドーズ量であることを特徴としている。
請求項２２記載の発明は、前記第１のドーズ関数は、前記ピッチであるｐと前記側壁部からの距離であるΔｘ（０＜Δｘ≦ｐ）とによりＸ＝Δｘ／ｐと表されるブレーズ位置Ｘを変数とするドーズ関数Ｆ（Ｘ）を含み、前記第２のドーズ関数は、前記ドーズ関数Ｆ（Ｘ）と前記ブレーズ位置Ｘを変数としさらにピッチｐをパラメータとして求められる係数Ｐを変数とする補正関数Ｇ（Ｘ，Ｐ）とを含むことを特徴とする。
【００３３】
【発明の実施形態】
以下、本発明に係る電子ビーム描画方法、光学素子用金型の製造方法、光学素子の製造方法及び電子ビーム描画装置の一実施形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００３４】
［第一の実施形態］
（基材の構成）
まず、電子ビームにより描画される基材の構成について、図１から図４を参照しつつ説明する。尚、本実施形態においては、曲面形状を成す基材の一面に円描画を行いつつ、ブレーズ形状を形成する場合を例に取り以下に説明を続けるが、本発明はこれに限らず、前記基材の一面は、例えば平面であっても良い。
【００３５】
図１に、当該基材の一面に描画される描画パターン（円描画）並びにその細部の描画形状を示す。同図に示すように、基材２の一面には描画パターンの一例として円描画が施され、描画部分の一部であるＥ部分を拡大すれば、基材２には、複数のブレーズ３からなる回折格子構造が形成されている。ブレーズ３は、傾斜部３ｂ及び側壁部３ａを形成し、当該側壁部３ｂは、周方向に沿って平面状に複数段形成されている。より詳細には、図２に示すように、基材２は、少なくとも一面に形成された曲面部２ａを有し、回折格子を傾けて各ブレーズのピッチｐ（図ではｐ１）毎に形成し、この回折格子の少なくとも１ピッチｐ１に、当該ピッチの区切り目位置にて前記曲面部２ａより立ち上がる側壁部３ａと、隣接する各側壁部３ａ、３ａ間に形成された傾斜部３ｂと、側壁部３ａと傾斜部３ｂとの境界領域に形成された溝部３ｃとが形成される。
【００３６】
傾斜部３ｂは、一端が一方の側壁部３ａの基端に接し、他端が他方の側壁部３ａの先端に接する傾斜面を構成している。尚、この複数のブレーズ３からなる回折格子構造は、後述するように、曲面部２ａ上に塗布された塗布剤（レジスト）を電子ビーム描画装置により描画することで形成され、ブレーズ３の傾斜部３ｂは、後述する電子ビーム描画装置の描画により、なだらかな傾斜面として形成されている。
【００３７】
この傾斜部３ｂには、傾斜部３ｂの一部であるＦ部分を拡大したときに、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、傾斜部３ｂには、後述する電子ビーム描画装置の電子ビームを最小ドーズ分解能単位に段階的に変化されたドーズ量にて描画される傾斜部３ｂａと、前記段階的に変化されたドーズ量の双方が混在するドーズ混在傾斜部３ｂｂとが形成されていてもよい。また、図３（ｃ）には、傾斜部３ｂａのみで傾斜部３ｂを形成した例を示した。
【００３８】
このドーズ混在傾斜部３ｂｂは、複数の凹凸からなるバイナリーパターン形状（バイナリー構造）に描画されることが好ましく、各凹凸部間の距離は同図（ａ）に示すように、一定、若しくは、同図（ｂ）に示すように、傾斜部３ｂの高さが低くなる方向に行くに従い、その距離が広くなるように構成されることが好ましい。但し、この際に重要となるのは、凹凸部を構成する各凹部及び凸部の幅が、各々、当該凹凸部を描画する電子ビームの近接効果（後方散乱による近接効果とは異なる）で予測される広がりよりも小さく、より好ましくは、当該凹凸部を描画する電子ビームの径よりも小さくなるように構成されることある。尚、このことの詳細については、後述する電子ビーム描画装置の（基材の形状について）ところで説明する。
【００３９】
説明に戻って、例えば、図３（ｂ）に示すように、傾斜部３ｂの高さが低くなる方向に行くに従い、その距離が広くなるように構成される場合には、より具体的には、図４に示すように、ドーズ混在傾斜部３ｂｂは、複数、例えば３つ（実際には、傾斜面の傾斜角度に応じた適切な個数）の凸部ＢＩ１、ＢＩ２、ＢＩ３により構成され、凸部ＢＩ１は、高さｄ１で長さＴ１、凸部ＢＩ２は、高さｄ１で長さＴ２、凸部ＢＩ３は、高さｄ１で長さＴ３にて構成される。
【００４０】
この凸部ＢＩ１、ＢＩ２、ＢＩ３の上面は、本発明における「第１のドーズ量」にて描画される部分であり、各凸部ＢＩ１、ＢＩ２、ＢＩ３間の凹部の底面は、本発明における「第２のドーズ量」にて描画される部分である。尚、此処にいう第１のドーズ量と第２のドーズ量との差は、後述する電子ビーム描画装置のＤ／Ａ変換器の最小クロックに基づき調整可能なドーズ最小単位となっている。
【００４１】
ここで、凹凸部のピッチをＵ１＝Ｕ２＝Ｕ３、各凸部ＢＩ１、ＢＩ２、ＢＩ３間の距離をＶ１、Ｖ２、Ｖ３とし、Ｕ１＝Ｔ１＋Ｖ１、Ｕ２＝Ｔ２＋Ｖ２、Ｕ３＝Ｔ３＋Ｖ３とすると、例えば、この時、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３とすることで、デューティー比を、（Ｔ１／Ｖ１）＞（Ｔ２／Ｖ２）＞（Ｔ３／Ｖ３）と傾斜部３ｂの高さが低くなる側に行くにつれ小さくすることができ、第１のドーズ量にて描画される部分である凸部ＢＩ１、ＢＩ２、ＢＩ３の長さＴ１、Ｔ２、Ｔ３を第２のドーズ量にて描画される部分側に行くにつれ段階的に減らす構成とすることができる。尚、このことの詳細については、後述する電子ビーム描画装置の（基材の形状について）ところで説明する。
【００４２】
尚、前述のように、ドーズ混在傾斜部３ｂｂの各凹凸部間の距離を一定とする場合には、デューティー比は、（Ｔ１／Ｖ１）＝（Ｔ２／Ｖ２）＝（Ｔ３／Ｖ３）とする。また、ドーズ混在傾斜部３ｂｂに設ける凹凸の個数は、ブレーズの大きさや傾斜角度に応じて可変するようにしても良い。従って、例えば、曲面部２ａの中心領域のブレーズでは凹凸の個数は少なく、周辺部側のブレーズになるにつれ凹凸の個数は多くするように構成しても良い。但し、何れの場合であってもこのドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸が形成される範囲（Ｕ１＋Ｕ２＋Ｕ３）は、ブレーズの傾斜角度（より詳しくは、そのブレーズを描画する際のドーズ量の変位量）に応じて決定されることとなる。尚、この詳細については、後述する電子ビーム描画装置の（処理手順について）のところで説明する。
【００４３】
尚、円描画は、複数の直線部によって近似して描画する構成としても良く、また、基材２としては、光学素子、例えばピックアップレンズ等にて構成することが好ましい。このように円描画を複数の直線部によって近似して描画することの詳細については、後述する電子ビーム描画装置の（制御系の具体的構成）のところで説明する。
【００４４】
次に、このような基材２を形成するために用いられる電子ビーム描画装置の具体的構成について説明する。
【００４５】
（電子ビーム描画装置の構成）
図５に、本実施形態における電子ビーム描画装置の全体構成を示す説明図を示す。同図に示すように、当該電子ビーム描画装置１は、基材２を走査するための大電流で高解像度の電子線プローブを形成して、これを高速に描画対象の基材２上で走査するものであり、高解像度の電子線プローブを形成する電子ビームを生成してターゲットに対してビーム照射を行う電子ビーム生成手段である電子銃１２と、この電子銃１２からの電子ビームを通過させるスリット１４と、スリット１４を通過する電子ビームの前記基材２に対する焦点位置を制御するための電子レンズ１６と、電子ビームが出射される経路上に配設されたアパーチャー１８と、電子ビームを偏向させることでターゲットである基材２上の走査位置等を制御する偏向器２０と、偏向を補正する補正用コイル２２とを含み構成されている。尚、これらの各部は、鏡筒１０内に配設されて電子ビーム出射時には真空状態に維持される。
【００４６】
さらに、電子ビーム描画装置１は、描画対象となる基材２を載置するための載置台であるＸＹＺステージ３０と、このＸＹＺステージ３０上の載置位置に基材２を搬送するための搬送手段であるローダ４０と、ＸＹＺステージ３０上の基材２の表面の基準点を測定するための測定手段である測定装置８０と、ＸＹＺステージ３０を駆動するための駆動手段であるステージ駆動手段５０と、ローダを駆動するためのローダ駆動装置６０と、鏡筒１０内及びＸＹＺステージ３０を含む筐体１１内を真空となるように排気を行う真空排気装置７０と、これらの制御を司る制御手段である制御回路１００とを含み構成されている。
【００４７】
尚、電子レンズ１６は、高さ方向に沿って複数箇所に離間して設置される各コイル１７ａ、１７ｂ、１７ｃの各々の電流値によって電子的なレンズが複数生成される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。
【００４８】
測定装置８０は、基材２に対してレーザーを照射することで基材２を測定する第１のレーザー測長器８２と、第１のレーザー測長器８２にて発光されたレーザー光（第１の照射光）が基材２を反射し当該反射光を受光する第１の受光部８４と、前記第１のレーザー測長器８２とは異なる照射角度から照射を行う第２のレーザー測長器８６と、前記第２のレーザー測長器８６にて発光されたレーザー光（第２の照射光）が基材２を反射し当該反射光を受光する第２の受光部８８と、を含み構成されている。尚、本例の第１のレーザー測長器と第１の受光部とで「第１の光学系」を構成し、第２のレーザー測長器と第２の受光部とで「第２の光学系」を構成している。
【００４９】
ステージ駆動手段５０は、ＸＹＺステージ３０をＸ方向に駆動するＸ方向駆動機構５２と、ＸＹＺステージ３０をＹ方向に駆動するＹ方向駆動機構５４と、ＸＹＺステージ３０をＺ方向に駆動するＺ方向駆動機構５６と、ＸＹＺステージ３０をθ方向に駆動するθ方向駆動機構５８とを含み構成されている。尚、この他、Ｙ軸を中心とするα方向に回転駆動可能なα方向駆動機構、Ｘ軸を中心とするβ方向に回転駆動可能なβ方向駆動機構を設けて、ステージをピッチング、ヨーイング、ローリング可能に構成してもよい。これにより、ＸＹＺステージ３０を３次元的に動作させたり、アライメントを行うことが可能になる。
【００５０】
制御回路１００は、電子銃１２に電源を供給するための電子銃電源部１０２と、この電子銃電源部１０２での電流、電圧などを調整制御する電子銃制御部１０４と、電子レンズ１６（複数の各電子的なレンズ）を動作させるためのレンズ電源部１０６と、このレンズ電源部１０６での各電子レンズに対応する各電流を調整制御するレンズ制御部１０８とを含み構成される。
【００５１】
さらに、制御回路１００は、補正用コイル２２を制御するためのコイル制御部１１０と、偏向器２０にて成形方向の偏向を行う成形偏向部１１２ａと、偏向器２０にて副走査方向の偏向を行うための副偏向部１１２ｂと、偏向器２０にて主走査方向の偏向を行うための主偏向部１１２ｃと、成形偏向部１１２ａを制御するためにデジタル信号をアナログ信号に変換制御する高速Ｄ／Ａ変換器１１４ａと、副偏向部１１２ｂを制御するためにデジタル信号をアナログ信号に変換制御する高速Ｄ／Ａ変換器１１４ｂと、主偏向部１１２ｃを制御するためにデジタル信号をアナログ信号に変換制御する高精度Ｄ／Ａ変換器１１４ｃとを含み構成される。
【００５２】
さらに、制御回路１００は、偏向器２０における位置誤差を補正する、即ち、位置誤差補正信号などを各高速Ｄ／Ａ変換器１１４ａ、１１４ｂ、及び高精度Ｄ／Ａ変換器１１４ｃに対して供給して位置誤差補正を促す、或いは、コイル制御部１１０に対して当該信号を供給することで補正用コイル２２にて位置誤差補正を行う位置誤差補正回路１１６と、これら位置誤差補正回路１１６並びに各高速Ｄ／Ａ変換器１１４ａ、１１４ｂ及び高精度Ｄ／Ａ変換器１１４ｃを制御して電子ビームの電界を制御する電界制御手段である電界制御回路１１８と、描画パターンなどを前記基材２に対して生成するためのパターン発生回路１２０とを含み構成される。
【００５３】
さらに、制御回路１００は、第１のレーザー測長器８２を上下左右に移動させることによるレーザー照射位置の移動及びレーザー照射角の角度等の駆動制御を行う第１のレーザー駆動制御回路１３０と、第２のレーザー測長器８６を上下左右に移動させることによるレーザー照射位置の移動及びレーザー照射角の角度等の駆動制御を行う第２のレ−ザー駆動制御回路１３２と、第１のレーザー測長器８２でのレーザー照射光の出力（レーザーの光強度）を調整制御するための第１のレーザー出力制御回路１３４と、第２のレーザー測長器８６でのレーザー照射光の出力を調整制御するための第２のレーザー出力制御回路１３６と、第１の受光部８４での受光結果に基づき、測定結果を算出するための第１の測定算出部１４０と、第２の受光部８８での受光結果に基づき、測定結果を算出するための第２の測定算出部１４２とを含み構成される。
【００５４】
さらに、制御回路１００は、ステージ駆動手段５０を制御するためのステージ制御回路１５０と、ローダ駆動装置６０を制御するローダ制御回路１５２と、上述の第１、第２のレーザー駆動回路１３０、１３２・第１、第２のレーザー出力制御回路１３４、１３６・第１、第２の測定算出部１４０、１４２・ステージ制御回路１５０・ローダ制御回路１５２を制御する機構制御回路１５４と、真空排気装置７０の真空排気を制御する真空排気制御回路１５６と、測定情報を入力するための測定情報入力部１５８と、入力された情報や他の複数の情報を記憶するための記憶手段であるメモリ１６０と、各種制御を行うための制御プログラムを記憶したプログラムメモリ１６２と、後述する制御系３００（詳細は後述する）と、これらの各部の制御を司る、例えばＣＰＵなどにて形成された制御部１７０とを含み構成されている。
【００５５】
また、本実施形態の電子ビーム描画装置１では、測定情報入力部１５８などを含む、所謂「操作系」乃至は「操作手段」においては、アナログスキャン方式／デジタルスキャン方式の選択、基本的な形状の描画パターンの複数からの選択等、各種コマンド操作が可能となっている。
【００５６】
上述のような構成を有する電子ビーム描画装置１において、ローダ４０によって搬送された基材２がＸＹＺステージ３０上に載置されると、真空排気装置７０によって鏡筒１０及び筐体１１内の空気やダストなどを排気した後、電子銃１２から電子ビームが照射される。
【００５７】
電子銃１２から照射された電子ビームは、電子レンズ１６を介して偏向器２０により偏向され、偏向された電子ビームＢ（以下、この電子レンズ１６を通過後の偏向制御された電子ビームに関してのみ「電子ビームＢ」と符号を付与することがある）は、ＸＹＺステージ３０上の基材２の表面、例えば曲面部（曲面）２ａ上の描画位置に対して照射されることで描画が行われる。
【００５８】
この際に、測定装置８０によって、基材２上の描画位置（描画位置のうち少なくとも高さ位置）、若しくは後述するような基準点の位置が測定され、制御回路１００は、当該測定結果に基づき、電子レンズ１６のコイル１７ａ、１７ｂ、１７ｃなどに流れる各電流値などを調整制御して、電子ビームＢの焦点深度の位置、即ち焦点位置を制御し、当該焦点位置が前記描画位置となるように移動制御される。
【００５９】
或いは、測定結果に基づき、制御回路１００は、ステージ駆動手段５０を制御することにより、前記電子ビームＢの焦点位置が前記描画位置となるようにＸＹＺステージ３０を移動させる。
【００６０】
また、本例においては、電子ビームの制御、ＸＹＺステージ３０の制御の何れか一方の制御によって行っても、双方を利用して行ってもよい。
（測定装置）
次に、測定装置８０について、図６を参照しつつ説明する。測定装置８０は、より詳細には、図６に示すように、第１のレーザー測長器８２、第１の受光部８４、第２のレーザー測長器８６、第２の受光部８８などを有する。
【００６１】
基材２の位置をＺ方向に変化させつつ、第１のレーザー測長器８２により電子ビームと交差する方向から基材２に対して第１の光ビームＳ１を照射し、基材２を透過する第１の光ビームＳ１の受光によって、第１の光強度分布が検出される。
【００６２】
この際に、図６に示すように、第１の光ビームＳ１は、基材２の平坦部２ｂにて反射されるため、第１の強度分布に基づき、基材２の平坦部２ｂ上の（高さ）位置が測定算出されることになる。しかし、この場合には、基材２の曲面部２ａ上の（高さ）位置を測定することができない。
【００６３】
そこで、本例においては、さらに第２のレーザー測長器８６を設けている。即ち、基材２の位置をＺ方向に変化させつつ、第２のレーザー測長器８６によって、第１の光ビームＳ１と異なる電子ビームとほぼ直交する方向から基材２に対して第２の光ビームＳ２を照射し、基材２を透過する第２の光ビームＳ２が第２の受光部８８に含まれるピンホール８４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。
【００６４】
この場合、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第２の光ビームＳ２が曲面部２ａ上を透過することとなるので、前記第２の強度分布に基づき、基材２の平坦部２ｂより突出する曲面部２ａ上の（高さ）位置を測定算出することができる。
【００６５】
具体的には、第２の光ビームＳ２がＸＹ基準座標系における曲面部２ａ上のある位置（ｘ、ｙ）の特定の高さを透過すると、この位置（ｘ、ｙ）において、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第２の光ビームＳ２が曲面部２ａの曲面にて当たることにより散乱光ＳＳ１、ＳＳ２が生じ、この散乱光分の光強度が弱まることとなる。このようにして、図８に示すように、第２の受光部８８にて検出された第２の光強度分布に基づき、位置が測定算出される。
【００６６】
この算出の際には、図８に示すように、第２の受光部８８の信号出力Ｏｐは、図９に示す特性図のような、信号出力Ｏｐと基材の高さとの相関関係を有するので、制御回路１００のメモリ１６０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８８での信号出力Ｏｐに基づき、基材の高さ位置を算出することができる。
【００６７】
そして、この基材の高さ位置を、例えば描画位置として、前記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。
【００６８】
（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、描画を行う場合の描画位置算出の原理の概要について説明する。
【００６９】
先ず、基材２は、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、例えば樹脂等による光学素子例えば光レンズ等にて形成されることが好ましく、断面略平板状の平坦部２ｂと、この平坦部２ｂより突出形成された曲面をなす曲面部２ａと、を含んで構成されている。この曲面部２ａの曲面は、球面に限らず、非球面などの他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。
【００７０】
このような基材２において、予め基材２をＸＹＺステージ３０上に載置する前に、基材２上の複数例えば３個の基準点Ｐ００、Ｐ０１、Ｐ０２を決定してこの位置を測定しておく（第１の測定）。これによって、例えば、基準点Ｐ００とＰ０１によりＸ軸、基準点Ｐ００とＰ０２によりＹ軸が定義され、３次元座標系における第１の基準座標系が算出される。ここで、第１の基準座標系における高さ位置をＨｏ（ｘ、ｙ）（第１の高さ位置）とする。これによって、基材２の厚み分布の算出を行うことができる。
【００７１】
一方、基材２をＸＹＺステージ３０上に載置した後も、同様の処理を行う。即ち、図１０（Ａ）に示すように、基材２上の複数例えば３個の基準点Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２を決定してこの位置を測定しておく（第２の測定）。これによって、例えば、基準点Ｐ１０とＰ１１によりＸ軸、基準点Ｐ１０とＰ１２によりＹ軸が定義され、３次元座標系における第２の基準座標系が算出される。
【００７２】
さらに、これらの基準点Ｐ００、Ｐ０１、Ｐ０２、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２により第１の基準座標系を第２の基準座標系に変換するための座標変換行列などを算出して、この座標変換行列を利用して、第２の基準座標系における前記Ｈｏ（ｘ、ｙ）に対応する高さ位置Ｈｐ（ｘ、ｙ）（第２の高さ位置）を算出して、この位置を最適フォーカス位置、即ち描画位置として電子ビームの焦点位置が合わされるべき位置とすることとなる。これにより、上述の基材２の厚み分布の補正を行うことができる。
【００７３】
尚、上述の第２の測定は、電子ビーム描画装置１の第１の測定手段である測定装置８０を用いて測定することができる。
【００７４】
そして、第１の測定は、予め別の場所において他の測定装置を用いて測定しおく必要がある。このような、基材２をＸＹＺステージ３０上に載置する前に予め基準点を測定するための測定装置としては、上述の測定装置８０と全く同様の構成の測定装置２００（第２の測定手段）を採用することができる。
【００７５】
この場合、測定装置からの測定結果は、例えば、図５に示す測定情報入力部１５８にて入力されたり、制御回路１００と接続される不図示のネットワークを介してデータ転送されて、メモリ１６０などに格納されることとなる。もちろん、この測定装置が不要となる場合も考えられる。
【００７６】
上記のようにして、描画位置が算出されて、電子ビームの焦点位置が制御されて描画が行われることとなる。
【００７７】
具体的には、図１０（Ｃ）に示すように、電子ビームの焦点深度ＦＺ（ビームウエストＢＷ）の焦点位置を、３次元基準座標系における単位空間の１フィールド（ｍ＝１）内の描画位置に調整制御する。（この制御は、上述したように、電子レンズ１６による電流値の調整もしくはＸＹＺステージ３０の駆動制御の何れか一方又は双方によって行われる。）尚、本例においては、１フィールドの高さ分を焦点深度ＦＺより長くなるように、フィールドを設定してあるがこれに限定されるものではない。ここで、焦点深度ＦＺとは、図１１に示すように、電子レンズ１６を介して照射される電子ビームＢにおいて、ビームウエストＢＷが有効な範囲の高さを示す。尚、電子ビームＢの場合、図１１に示すように、電子レンズ１６の幅Ｄ、電子レンズ１６よりビームウエスト（ビーム径の最も細い所）ＢＷまでの深さｆとすると、Ｄ／ｆは、０．０１程度であり、例えば５０ｎｍ程度の解像度を有し、焦点深度は例えば数十μ程度ある。
【００７８】
そして、図１０（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。
【００７９】
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。
【００８０】
尚、本例では、この描画領域を被描画層とし、この被描画層における曲面部２ａの表面の曲面に該当する部分を被描画面としている。
【００８１】
さらに、上述のような各種演算処理、測定処理、制御処理などの処理を行う処理プログラムは、プログラムメモリ１６２に予め制御プログラムとして格納されることとなる。
【００８２】
（ドーズ分布について）
図１２には、当該電子ビーム描画装置の特徴的構成部分である制御系の機能ブロック図が開示されている。
【００８３】
同図に示すように、電子ビーム描画装置１のメモリ１６０は、形状記憶テーブル１６１を有し、この形状記憶テーブル１６１には、例えば、基材２の曲面部２ａにブレーズ３の傾斜部３ｂ及び側壁部３ａを所望の通りに各ブレーズのピッチｐ毎に形成する際の描画位置に対応する理想ドーズ分布や、この理想ドーズ分布を当該電子ビーム描画装置のドーズ最小単位にて近似した設定ドーズ分布や、ブレーズ３の傾斜部３ｂにドーズ混在傾斜部３ｂｂを形成する際の凹凸部に関するドーズ分布（凸部の長さや各凸部間の距離に関するドーズ分布）等を予め定義したドーズ分布情報１６１ａが格納されている。
【００８４】
さらに、メモリ１６０には、理想ドーズ分布を表すブレーズのピッチｐが境界ピッチより小さいときの第１の理想ドーズ関数（第１のドーズ関数）Ｆ（Ｘ）及び境界ピッチ以上のときの第２の理想ドーズ関数（第２のドーズ関数）Ｆ（Ｘ）＋Ｇ（Ｘ，Ｐ）（詳細は後述の（理想ドーズ関数について）で述べる）、及び、設定ドーズ分布を表す設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）と、ドーズ混在傾斜部３ｂｂを形成する範囲を設定するミキシング定数ｗ［％］との相関関係を定義するミキシング領域演算情報１６１ｂ、設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）をこのミキシング領域演算情報１６１ｂに基づいて補正演算したドーズ分布補正演算情報１６１ｃ、その他の情報１６１ｄなどが格納されている。尚、此処に言う理想ドーズ分布を表す理想ドーズ関数とは、例えばＦ（Ｘ）は、図１３に示すように、所望のブレーズ３の形状を得るための理想的なドーズ分布を表す関数のことであり、また、此処に言う設定ドーズ分布を表す設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）とは、例えば、図１４に示すように、前記理想ドーズ分布を当該電子ビーム描画装置のドーズ最小単位にて近似することで得られ、当該電子ビーム描画装置にて実際に設定される場合のドーズ分布を表す関数のことである。さらに、此処にいうドーズ分布補正演算情報１６１ｃとは、例えば、図１５に示すように、前記設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）に対して、前記ミキシング領域演算情報１６１ｂに基づいて後述する補正演算を行った後のドーズ関数を示すドーズ分布情報のことである。因みに、これら図１３〜図１５に示すドーズ関数（ドーズ分布）は、何れも同一のドーズ分布を表すものとなっている。また、これらドーズ関数（ドーズ分布）は、基材のブレーズ３が形成される一面が平面である場合を示しており、そのドーズ量及びドーズ位置は、あくまでも一例として示されている。
【００８５】
また、プログラムメモリ１６２には、これらの処理を行う処理プログラム１６３ａ（より詳細には、例えば後述する図２６〜図２８のＳ１０１〜Ｓ１１７までの一連の処理など）、前記ドーズ分布情報１６１ａ、ミキシング領域演算情報１６１ｂ、ドーズ分布補正演算情報１６１ｃなどの情報を基に、ブレーズ３の傾斜部３ｂに対してドーズ混在傾斜部３ｂｂをどの描画ラインの位置に対して割り当てるか、ブレーズ３の形成位置に応じてドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸の個数を変更する場合にはその変更処理を含む処理等を演算により算出するなどのドーズ分布補正演算プログラム１６３ｂ（より詳細には、例えば後述する図２９のＳ３０１〜Ｓ３１３までの一連の処理など）、その他の処理プログラム１６３ｃなどを有している。尚、本実施形態のメモリ１６０にて「第１の格納手段及び第２の格納手段」を構成でき、また、本実施形態のプログラムメモリ１６２と制御部１７０とで「制御手段」を構成できる。
【００８６】
この際、制御手段は、ドーズ分布の特性に基づいてドーズ量を算出しつつ前記ブレーズ３の傾斜部３ｂ及び側壁部３ａの描画を行うように制御する。また、ドーズ混在傾斜部３ｂｂを形成する場合には前記傾斜部３ｂの傾斜部３ｂａ及びドーズ混在傾斜部３ｂｂの描画を行うように制御する。
【００８７】
この際、制御手段は、測定手段にて測定された描画位置に基づき、電子レンズの電流値を調整して前記電子ビームの焦点位置を前記描画位置に応じて可変制御するとともに、前記焦点位置について、ドーズ分布に基づいてドーズ量を算出しつつ前記ブレーズ３の傾斜部３ｂ及び側壁部３ａの描画を行うように制御する。また、ドーズ混在傾斜部３ｂｂを形成する場合には前記傾斜部３ｂの傾斜部３ｂａ及びドーズ混在傾斜部３ｂｂの描画を行うように制御する。
【００８８】
また、メモリ１６０のドーズ分布情報１６１ａは、基材２の曲面部２ａ、ブレーズ３の傾斜部３ｂ及び側壁部３ａ等の形状及びブレーズのピッチｐに応じた第１のドーズ分布に関する情報を含んでいる。そして、ドーズ分布補正演算プログラム１６３ｂは、前記第１のドーズ分布を、さらに前記ドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部に対応するドーズ量を混在させた第２のドーズ分布（ドーズ分布補正演算情報１６１ｃ）に補正するための演算を行う。このドーズ分布補正演算プログラム１６３ｂ及び制御部１７０により、本発明にいう「演算手段」を構成できる。
【００８９】
さらに、制御手段には、前記理想ドーズ関数や後述するミキシング領域：ｍｉｘ＿ｗ［％］等を設定するための設定手段１８１や、例えばライン毎のドーズ情報等を表示可能な表示手段１８２を備えることとする。
【００９０】
このような構成を有する制御手段において、制御部１７０は、処理プログラム１６３ａにより所定の描画アルゴリズムを実行しつつ、ドーズ混在傾斜部３ｂｂのドーズ量を算出するルーチンに至ると、ドーズ分布補正演算プログラム１６３ｂを実行し、元来のドーズ分布（第１のドーズ分布）に対して描画位置に応じたドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部を形成するための補正された第２のドーズ分布を算出するために、ある程度の基本的情報、即ち、ドーズ分布情報１６１ａ、或いは、ミキシング領域演算情報１６１ｂに格納されたテーブル等を参照しつつ、対応するドーズ分布補正演算情報１６１ｃを算出した後、この算出したドーズ分布特性情報１６１ｃを前記メモリ１６０の所定の一時記憶領域に格納し、そのドーズ分布補正演算情報１６１ｂに基づいて描画を行う。
【００９１】
さらに、ミキシング領域演算情報１６１ｂに格納されるテーブル、具体的にはドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部のドーズ分布に関するテーブルの態様の一例について、図１６を参照して説明する。図１６には、図３（ｂ）のドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部の描画パターンに対応するドーズ分布に関するテーブル１６１ｅの具体例が開示されている。図１６の例では、描画０〜１３ラインまでは、ドーズ量０にて傾斜部３ｂａを構成し、１４〜２５ラインまでは、ドーズ量０及び１００にてドーズ混在傾斜部３ｂｂを構成している。具体的には、１４ライン、１８〜１９ライン、２２〜２４ラインは、ドーズ量１００にてドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹部を構成している。同様に、１５〜１７ライン、２０〜２１ライン、２５ラインは、ドーズ量０にてドーズ混在傾斜部３ｂｂの凸部を構成している。さらに、２６〜３８ラインまでは、ドーズ量１００にて、再度、傾斜部３ｂａを構成し、３９〜５０ラインまでは、ドーズ量１００及び１５０にて、再度、ドーズ混在傾斜部３ｂｂを構成している。具体的には、３９ライン、４３〜４４ライン、４７〜４９ラインは、ドーズ量１５０にてドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹部を構成している。同様に、４０〜４２ライン、４５〜４６ライン、５０ラインは、ドーズ量１００にてドーズ混在傾斜部３ｂｂの凸部を構成している。以降、ドーズ分解能（ドーズ最小単位）５０にて段階的に傾斜部３ｂａ及びドーズ混在傾斜部３ｂｂを構成していく。
【００９２】
尚、本例では、例えば１ラインピッチを１０ｎｍ〜３０ｎｍとし、最低ドーズ量を１００、ドーズ分解能（ドーズ最小単位）を５０としている。
【００９３】
このように、ドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部を形成するためのドーズ分布をライン毎に用意したテーブルを利用することで、ドーズ分布補正演算プログラム１６３ｂ及び制御部１７０による補正演算を簡単にすることができ、より簡単にドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部に関する描画を行うことができる。尚、このようなテーブルを利用することなく所定のプログラムにより補正演算を行う場合の具体的な処理ステップについては、図３（ａ）に示すようなドーズ混在傾斜部３ｂｂ（凹凸部）を描画する場合を例に採り、後述する（処理手順について）のところで説明する。
（制御系の具体的構成）
次に、描画ラインを描画する際に、例えば、円描画を正多角形で近似して直線的に走査する場合の各種処理を行うための制御系の具体的構成について、図１７を参照しつつ説明する。図１７には、本実施形態における電子ビーム描画装置の制御系の詳細な構成が開示されている。
【００９４】
電子ビーム描画装置の制御系３００は、図１７に示すように、例えば円描画時に正多角形（不定多角形を含む）に近似するのに必要な（円の半径に応じた）種々のデータ（例えば、ある一つの半径ｋｍｍの円について、その多角形による分割数ｎ、各辺の位置各点位置の座標情報並びにクロック数の倍数値、さらにはＺ方向の位置などの各円に応じた情報等）、さらには円描画に限らず種々の曲線を描画する際に直線近似するのに必要な種々のデータ、各種描画パターン（矩形、三角形、多角形、縦線、横線、斜線、円板、円周、三角周、円弧、扇形、楕円等）に関するデータを記憶する描画パターン記憶手段である描画パターンデータメモリ３０１と、を含んで構成される。
【００９５】
また、制御系３００は、前記描画パターンデータメモリ３０１の描画パターンデータに基づいて、描画条件の演算を行う描画条件演算手段３１０と、前記描画条件演算手段３１０から（２ｎ＋１）ライン（ｎ＝０、１、２・・）である場合は（２ｎ＋１）であるが、（ｎ＝１、２、・・）である場合は（２ｎ−１）としてもよい）乃ち奇数ラインの描画条件を演算する（２ｎ＋１）ライン描画条件演算手段３１１と、（２ｎ＋１）ライン描画条件演算手段３１１に基づいて１ラインの時定数を設定する時定数設定回路３１２と、（２ｎ＋１）ライン描画条件演算手段３１１に基づいて１ラインの始点並びに終点の電圧を設定する始点／終点電圧設定回路３１３と、（２ｎ＋１）ライン描画条件演算手段３１１に基づいてカウンタ数を設定するカウンタ数設定回路３１４と、（２ｎ＋１）ライン描画条件演算手段３１１に基づいてイネーブル信号を生成するイネーブル信号生成回路３１５と、奇数ラインの偏向信号を出力するための偏向信号出力回路３２０と、を含んで構成されている。
【００９６】
さらに、制御系３００は、前記描画条件演算手段３１０から（２ｎ）ライン乃ち偶数ラインの描画条件を演算する（２ｎ）ライン描画条件演算手段３３１と、（２ｎ）ライン描画条件演算手段３３１に基づいて１ラインの時定数を設定する時定数設定回路３３２と、（２ｎ）ライン描画条件演算手段３３１に基づいて１ラインの始点並びに終点の電圧を設定する始点／終点電圧設定回路３３３と、（２ｎ）ライン描画条件演算手段３３１に基づいてカウンタ数を設定するカウンタ数設定回路３３４と、（２ｎ）ライン描画条件演算手段３３１に基づいてイネーブル信号を生成するイネーブル信号生成回路３３５と、偶数ラインの偏向信号を出力するための偏向信号出力回路３４０と、（２ｎ）ライン描画条件演算手段３１０に基づいて、次の等高線に移動するときなどにブランキングを行うブランキングアンプ３５０と、描画条件演算手段３１０での描画条件と、奇数ラインの偏向信号出力回路３２０並びに偶数ラインの偏向信号出力回路３４０からの情報とに基づいて、奇数ラインの処理と偶数ラインの処理とを切り換える切換回路３６０と、を含んで構成されている。
【００９７】
奇数ラインの偏向信号出力回路３２０は、走査クロックＣＬ１と、カウンタ数設定回路３１４からの奇数ラインカウント信号ＣＬ６と、イネーブル信号発生回路３１５のイネーブル信号とに基づいてカウント処理を行う計数手段であるカウンタ回路３２１と、カウンタ回路３２１からのカウントタイミングと、始点／終点電圧設定回路３１３での奇数ライン描画条件信号ＣＬ３とに基づいて、ＤＡ変換を行うＤＡ変換回路３２２と、このＤＡ変換回路３２２にて変換されたアナログ信号を平滑化する処理（偏向信号の高周波成分を除去する等の処理）を行う平滑化回路３２３と、を含んで構成される。
【００９８】
偶数ラインの偏向信号出力回路３４０は、走査クロックＣＬ１と、カウンタ数設定回路３３４からの偶数ラインカウント信号ＣＬ７と、イネーブル信号発生回路３３５のイネーブル信号とに基づいてカウント処理を行う計数手段であるカウンタ回路３４１と、カウンタ回路３４１からのカウントタイミングと、始点／終点電圧設定回路３３３での偶数ライン描画条件信号ＣＬ５とに基づいて、ＤＡ変換を行うＤＡ変換回路３４２と、このＤＡ変換回路３４２にて変換されたアナログ信号を平滑化する処理を行う平滑化回路３４３とを含んで構成される。
【００９９】
尚、これらの制御系３００を構成する各部は、何れも図５に示すＣＰＵ等の制御部１７０（制御手段）にて制御可能な構成としている。また、これら制御系３００は、Ｘ偏向用の制御系とＹ偏向用の制御系を各々形成する構成としてもよい。
【０１００】
尚また、本実施形態の描画パターンデータメモリ３１０と描画条件演算手段３１０などを含む制御系３００で、「演算手段」を構成できる。この「演算手段」は、走査される走査ライン上に、ＤＡ変換器の最小時間分解能の整数倍の時間に対応する距離に相当する少なくとも２点の各位置を演算する機能を有する。この場合、制御部１７０の「制御手段」は、前記演算手段にて演算された各位置間を前記電子ビームによりほぼ直線的に走査するように制御することとなる。また、同様にして、本発明の他の態様の「演算手段」では、略円状に走査される走査ライン上に、ＤＡ変換器の最小時間分解能の整数倍の時間に対応する距離を一辺とする多角形の各頂点位置を算出する機能を有する。また、制御手段は、演算手段にて演算された各位置間を前記電子ビームによりほぼ直線的に走査するのは同様である。
【０１０１】
上記のような構成を有する制御系３００は、概略次のように作用する。即ち、描画条件演算手段３１０が描画パターンデータメモリ３０１から直線近似による走査（描画）に必要な情報を取得すると、所定の描画条件の演算処理を行い、例えば一つの円に対して正多角形の各辺に近似された場合の各辺のうち最初の辺、奇数番目のラインに関する情報は、（２ｎ＋１）ライン描画条件演算手段３１１へ、次の辺、偶数番目のラインに関する情報は、（２ｎ）ライン描画条件演算手段３３１へ各々伝達される。
【０１０２】
これにより、例えば、（２ｎ＋１）ライン描画条件演算手段３１１は、奇数ラインに関する描画条件を生成し、走査クロックＣＬ１と生成された奇数ライン描画条件生成信号ＣＬ２とに基づいて、偏向信号出力回路３２０から奇数ライン偏向信号ＣＬ９を出力する。
【０１０３】
一方、例えば、（２ｎ）ライン描画条件演算手段３３１は、偶数ラインに関する描画条件を生成し、走査クロックＣＬ１と生成された偶数ライン描画条件生成信号ＣＬ４とに基づいて、偏向信号出力回路３４０から偶数ライン偏向信号ＣＬ１０を出力する。
【０１０４】
これら奇数ライン偏向信号ＣＬ９と偶数ライン偏向信号ＣＬ１０は、描画条件演算手段３１０のもとに切換回路３６０によって、その出力が交互に切り換わる。したがって、ある一の円について、正多角形に近似され、各辺が算出されると、ある一つの辺、奇数番目の辺が描画されると、次の辺、偶数番目の辺が描画され、さらに次ぎの辺、奇数番目の辺が描画される、という具合に交互に各辺が直線的に描画（走査）されることとなる。
【０１０５】
そして、ある一の円について描画が終了すると、描画条件演算手段３１０は、その旨をブランキングアンプ３５０に伝達し、他の次の円を描画するように促す処理を行う。このようにして、各円について多角形で近似した描画を行うこととなる。
【０１０６】
（理想ドーズ関数について）
ここで、第１のドーズ分布を求めるための理想ドーズ関数Ｆ（Ｘ）及びＦ（Ｘ）＋Ｇ（Ｘ，Ｐ）について説明する。まず、後方散乱のブレーズ形状への影響についての概要を図１８を用いて説明する。図１８（ａ）にブレーズのピッチｐが後方散乱半径より小さい場合、図１８（ｂ）にブレーズのピッチｐが後方散乱半径より大きい場合のドーズ分布、後方散乱による吸収エネルギー分布、および現像して得られる形状を示した。図１８（ａ）に示したようにブレーズのピッチｐが後方散乱半径より小さい場合には、後方散乱による吸収エネルギー分布は一様となる。従って現像後得られる形状は、後方散乱による吸収エネルギーにより全体の位置が高さ方向に変化するもののブレーズ形状には影響を及ぼさない。ところが、図１８（ｂ）に示したようにブレーズのピッチｐが後方散乱半径より大きい場合には、後方散乱による吸収エネルギー分布は大小を周期的に繰り返し、その吸収エネルギー分布の影響により、ブレーズ形状は、同図に示す如く変形する。
【０１０７】
次に、上述の第１の理想ドーズ関数Ｆ（Ｘ）及び後方散乱の影響を鑑みた第２の理想ドーズ関数Ｆ（Ｘ）＋Ｇ（Ｘ，Ｐ）を求める手順を図１９から図２２を用いて説明する。図１９は、理想ドーズ関数を求めるための作業手順を示すフローチャートであり、図２０〜図２２は、その手順の説明のための説明図である。
【０１０８】
まず、図１９に示すように、シミュレーションまたは当該電子ビーム描画装置を用いての得られるブレーズ形状を基にブレーズのピッチが数μｍ以下のブレーズ（或いは最小ピッチ近傍のピッチのブレーズ）について所望の形状が得られるような例えば図２０に示すような基準となる第１の理想ドーズ関数Ｆ（Ｘ）を決定する（Ｓ５０１）。ただし、Ｘはブレーズ位置であって、ブレーズのピッチｐと側壁部３ａからの距離であるΔｘ（０＜Δｘ≦ｐ）とにより、Ｘ＝Δｘ／ｐで与えられる（図２０参照）。また、Ｘ＝Δｘ／ｐとすることによりブレーズのピッチｐの変化に応じてＦ（Ｘ）から得られる理想ドーズ分布をピッチ方向に線形に伸縮することができる。ここで、前述の設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）は、ｎを変数としているが、このｎはあるブレーズのｎ番目の走査ラインのことであり、そのｎ番目の走査ラインにおけるドーズ量を求める場合には、そのブレーズのピッチｐを走査ラインピッチで除算して得られる全走査ライン数をｋとし、ブレーズ位置ＸをＸ＝ｎ／ｋとすればよい。
【０１０９】
次に、図２１（ａ）に示すようなブレーズのピッチｐを変化させた設計形状について（ただし、ピッチｐは必要範囲内で変化させれば良い）、Ｓ５０１で求めた第１の理想ドーズ関数Ｆ（Ｘ）を用いてドーズ分布を求め描画を行い第１の理想ドーズ関数Ｆ（Ｘ）によるブレーズ形状を得る（またはシミュレーションによりブレーズ形状を得る）。図２１（ｂ）に示す如く、得られたブレーズ形状と設計形状を比較して、その差異からブレーズ形状の許容範囲内及び許容範囲外を判断して境界ピッチ幅を決定する（Ｓ５０２）。
【０１１０】
さらに、図２２に示すような境界ピッチ幅以上の得られたブレーズ形状と設計形状の差分ΔＤ及び現像前のレジスト層表面からの距離で得られたブレーズ形状または設計形状のいずれか大きい方の距離Ｄから、補正比率ΔＤ／Ｄをブレーズ位置Ｘを変数としピッチｐから求まる係数Ｐを含む補正比率関数ｇ（Ｘ，Ｐ）として求める。ｇ（Ｘ，Ｐ）は、各ブレーズ位置Ｘに於いてΔＤ／Ｄを細かく求めてもよいが、−側の最大補正位置にあたるΔＤ１／Ｄ１と＋側の最大補正位置にあたるΔＤ２／Ｄ２のみを求め、３次式以上の関数で近似することが可能である。また、Ｐは、最大補正比率ΔＤ１／Ｄ１はピッチとの相関があるため、その相関式（ｈ（ｐ））で求まる係数、Ｐ＝ｈ（ｐ）として求める。ここで、ｇ（Ｘ，Ｐ）をドーズ量の補正量に換算したドーズ量補正関数Ｇ（Ｘ，Ｐ）を求める（Ｓ５０３）。
【０１１１】
そして、理想ドーズ関数として、
ブレーズピッチ＜境界ピッチの時、第１の理想ドーズ関数＝Ｆ（Ｘ）
ブレーズピッチ≧境界ピッチの時、第２の理想ドーズ関数＝Ｆ（Ｘ）＋Ｇ（Ｘ，Ｐ）
とし（Ｓ５０４）、設定手段１８１により境界ピッチと共にドーズ分布情報１６１ａに設定する。
【０１１２】
また、上述の説明では２つの理想ドーズ関数を用いた場合を示したが、境界ピッチを複数設けてそれぞれの間でそれぞれに応じたドーズ量補正関数Ｇ（Ｘ，Ｐ）を用いて細かく補正を行っても良い。
【０１１３】
このように、ブレーズのピッチに応じた補正を行なうことで、後方散乱による近接効果の影響を鑑みつつ所望のブレーズ形状を得ることができる。ここで、上述の理想ドーズ関数を当該電子ビーム描画装置に適用した例を、図２３に示す。
【０１１４】
図２３（ａ）及び（ｂ）には、同じ理想ドーズ関数例えば、Ｆ（Ｘ）を用いた描画／現像後の基材の断面形状を走査型プローブ顕微鏡にて測定した結果を示した。同図（ａ）に示したブレーズは、ピッチが７μｍ程度であり、所望のブレーズ形状が得られているが、同図（ｂ）に示したブレーズは、ピッチが３０〜５０μｍ程度であり、ブレーズ形状は後方散乱の影響を受け変形している。そこで、同図（ｃ）には上述のＧ（Ｘ，Ｐ）を、ｈ（ｐ）を楕円の式で与えてＰを求め、Ｇ（Ｘ，Ｐ）を３次式で求めて補正した描画／現像後の基材の断面形状を走査型プローブ顕微鏡にて測定した結果を示したが、同図（ｂ）と比べて明らかなように所望のブレーズ形状が得られている。
【０１１５】
また、上述の説明では、境界ピッチ以上のピッチのブレーズについては基準となる第１の理想ドーズ関数にさらにドーズ量補正関数を用いて補正するように説明したが、新たに別の理想ドーズ関数を求めるようにしても良い。
（基材の形状について）
次に、ブレーズの傾斜部上に、上述のドーズ混在傾斜部（凹凸部）を形成することにより、現像後のブレーズの傾斜面が後方散乱による抉りを抑制するようになだらかに形成されることについて説明する。
【０１１６】
図１４及び図２４には、従来の電子ビーム描画装置における設定ドーズ分布と、走査型プローブ顕微鏡にて測定された描画／現像後の基材の断面形状が示されており、一方、図１５及び図２５には、本発明に係る電子ビーム描画装置における設定ドーズ分布と、走査型プローブ顕微鏡にて測定された描画／現像後の基材の断面形状が示されている。
【０１１７】
尚、図１４及び図１５に示すドーズ分布は、互いに同一のものを表している。また、これらドーズ分布は、回折構造のブレーズ３が形成される一面が平面である場合を示しており、そのドーズ量及びドーズ位置は、あくまでも一例が示されている。
【０１１８】
また、図２４及び図２５に示されるように、ブレーズ３´、３は、側壁部３´ａ、３ａ及び傾斜部３´ｂ、３ｂを有し、側壁部３´ａ、３ａと傾斜部３´ｂ、３ｂとの間には溝部３´ｃ、３ｃを有する。また、これら図における横軸は、回折格子構造のブレーズの断面方向に沿った位置を示し（単位：μｍ）、縦軸は、回折格子構造のブレーズの高さ方向に沿った位置を示している（単位：ｎｍ）。
【０１１９】
図１４に示すように、従来の電子ビーム描画装置においては、理想ドーズ分布を当該装置の最小ドーズ分解能（ドーズ最小単位）にて近似することにより得られる設定ドーズ分布、即ち、設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）に基づいて基材の描画が行われる。そして、その描画／現像後に得られるブレーズ３´の側壁部３´ａ及び傾斜部３´ｂの形状は、図２４に示されるように、その傾斜部３´ｂに電子ビーム描画装置の最小ドーズ分解能に起因する複数の段差が形成されたものとなる。
【０１２０】
一方、図１５に示すように、本発明に係る電子ビーム描画装置においては、前記設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）に対して、ミキシング領域演算情報１６１ｂに格納されるテーブルを基に後述する補正演算を行った後のドーズ分布補正演算情報１６１ｃに基づいて基材の描画が行われる。この際、ブレーズ３の傾斜部３ｂには、前述の傾斜部３ｂａ及びドーズ混在傾斜部３ｂｂが描画される。尚、ドーズ混在傾斜部３ｂｂは複数の凹凸部により構成される。そして、その描画／現像後に得られるブレーズ３の側壁部３ａ及び傾斜部３ｂの形状は、図２５に示されるように、その傾斜部３ｂが、図２４に示されるブレーズ３´の傾斜部３´ｂと比較してなだらかに形成されたものとなる。
【０１２１】
ここで、図２５に示される傾斜部３ｂが、図２４に示される３´の傾斜部３´ｂと比較してなだらかに形成されることの詳細について説明すると次のようになる。
【０１２２】
一般に、基材に電子ビームを照射した場合には、基材の内部においては少なからず電子ビームの拡散が生じ、その近傍領域には、あたかもその部分が電子ビームにより描画されたような効果が及ぼされることになる。これを本発明では電子ビームによる“近接効果”と称することとする（ただし、従来技術で触れた後方散乱による近接効果とは異なる）。ところで、本発明において電子ビームによりブレーズ３の傾斜部３ｂにドーズ混在傾斜部３ｂｂを描画する場合にも、ブレーズ３の傾斜部３ｂ内においては電子ビームの拡散が生じ、これを構成する凹凸部の各凹部及び凸部間にて、この電子ビームによる“近接効果”が生じることとなる。従って、これを現像した場合には、凹凸部は、実際には厳密なバイナリー形状とはならない。さらに、前述のように、ドーズ混在傾斜部３ｂｂを構成する凹凸部の各凹部及び凸部の幅は、各々、当該凹凸部を描画する電子ビームの径よりも小さく構成されるため、これを電子ビームにより描画した場合には、電子ビームによる描画領域の重複により凹凸部に複数回（例えば２〜３回）にわたって描画される部分が生じるため、これを現像した場合には、凹凸部は、結果として中間的な高さを有する凹凸形状となる。このことが本発明において重要な要点となる。
【０１２３】
即ち、この結果、ブレーズ３の傾斜部３ｂの傾斜部３ｂａ間の段差は、これらの中間的な高さを有するドーズ混在傾斜部３ｂｂにより、従来のブレーズ３´の傾斜部３´ｂにおける段差と比較して１／２の高さを有する段差となるため、よりなだらかな傾斜面を構成することとなる。
【０１２４】
尚、前述のように、ドーズ混在傾斜部３ｂｂを構成する凸部の凹凸部に対するデューティー比を傾斜部３ｂの高さが低くなる側に行くにつれ小さくした場合には、凸部の高さを段階的に低くしていくことが可能となるため、さらになだらかな傾斜面を構成することができる。
【０１２５】
（処理手順について）
次に、上述のような構成を有する基材を、３次元的に描画可能な電子ビーム描画装置を用いて作成する際の処理手順について、図２６乃至図２８及び図２９を参照しつつ説明する。
【０１２６】
図２６に示すように、先ず、母型材（基材）をＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｉｎｔ Ｄｉａｍｏｎｄ Ｔｕｒｎｉｎｇ：超精密加工機によるダイアモンド切削）により非球面の加工を行う際に、同心円マークの同時加工を実施する（ステップ、以下「Ｓ」１０１）。この際、光学顕微鏡で、例えば±１μ以内の検出精度の形状が形成されることが好ましい。
【０１２７】
次に、ＦＩＢにて例えば３箇所にアライメントマークを付ける（Ｓ１０２）。ここに、十字形状のアライメントマークは、電子ビーム描画装置内で±２０ｎｍ以内の検出精度を有することが好ましい。
【０１２８】
さらに、前記アライメントマークの、同心円マークとの相対位置を光学顕微鏡にて観察測定し、非球面構造の中心に対する位置を測定し、データベース（ＤＢ）（乃至はメモリ（以下、同））へ記録しておく（Ｓ１０３）。尚、この測定精度は、±１μ以内であることが好ましく、中心基準とした３つのアライメントマークの位置、ｘ１ｙ１、ｘ２ｙ２、ｘ３ｙ３をデータベース（ＤＢ）へ登録する。
【０１２９】
また、レジスト塗布／ベーキング後の母型（基材）の各部の高さとアライメントマークの位置（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）を測定しておく（Ｓ１０４）。ここで、中心基準で補正した母型（基材）：位置テーブルＴｂｌ１（ＯＸ、ＯＹ、ＯＺ）、アライメントマーク：ＯＡ（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）（いずれも３＊３行列）を、データベース（ＤＢ）へ登録する。
【０１３０】
次に、斜面測定用の測定装置（高さ検出器）に、測定ビームの位置をあわせるとともに、電子ビームをフォーカスしておく等、その他各種準備処理を行う（Ｓ１０５）。
【０１３１】
この際、ステージ上に取り付けたＥＢ（電子ビーム）フォーカス用針状（５０ｎｍレベル）の較正器に高さ検出用の測定ビームを投射すると共に、ＳＥＭモードにて電子ビーム描画装置で観察し、フォーカスを合わせる。
【０１３２】
次いで、図２７に示すように、母型（基材）を電子ビーム描画装置内へセットし、アライメントマークを読み取り（ＸＸｎ、ＹＹｎ、ＺＺｎ）、変換マトリックスＭａを算出して、電子ビーム描画装置内の母型の各部位置を求める（Ｓ１０６）。この際に、電子ビーム描画装置内においては、Ｓ１０６に示されるような各値をデータベース（ＤＢ）に登録することとなる。
【０１３３】
さらに、母型（基材）の形状から、最適なフィールド位置を決定する（Ｓ１０７）。ここで、フィールドは同心円の扇型に配分する。また、フィールド同士は、若干重なりを持たせる。そして、中央で第一輪帯にかからない部分は配分しない。
【０１３４】
そして、各フィールドについて、隣のフィールドのつなぎアドレスの計算を行う（Ｓ１０８）。この計算は平面として計算を行う。尚、多角形の１つの線分は、同一フィールド内に納める。ここに、「多角形」とは、上述の制御系の項目で説明したように、円描画を所定のｎ角形で近似した場合の少なくとも１本の描画ラインをいう。
【０１３５】
次に、対象とするフィールドについて、同一焦点深度領域の区分として、同一ラインは、同じ区分に入るようにする。また、フィールドの中央は、焦点深度区分の高さ中心となる（Ｓ１０９）。ここに、高さ５０μ以内は、同一焦点深度範囲とする。また、１〜数箇所程度に分割される。
【０１３６】
次いで、対象とするフィールドについて、同一焦点深度領域内での（ｘ、ｙ）アドレスの変換マトリクス（Ｘｃ、Ｙｃ）によりビーム偏向量を算出する（Ｓ１１０）。このＸｃ、Ｙｃは各々図示の式（１６）の通りとなる。ここに、Ｗｄはワークディスタンス、ｄは該当焦点深度区分の中央からＺ方向偏差を示す。
【０１３７】
さらに、図２８に示すように、対象とするフィールドについて、となりとのつなぎアドレスを換算する（Ｓ１１１）。ここで、Ｓ１０８にて算出したつなぎ位置をＳ１１０の式（１６）を用いて換算する。
【０１３８】
そして、対象とするフィールドについて、中心にＸＹＺステージを移動し、高さをＥＢ（電子ビーム）のフォーカス位置に設定する（Ｓ１１２）。即ち、ＸＹＺステージにてフィールド中心にセットする。また、測定装置（高さ検出器）の信号を検出しながら、ＸＹＺステージを移動し、高さ位置を読み取る。
【０１３９】
また、対象とするフィールドについて、一番外側（ｍ番目）の同一焦点深度内領域の高さ中心に電子ビーム（ＥＢ）のフォーカス位置を合わせる（Ｓ１１３）。具体的には、テーブルを参照し、ＸＹＺステージを所定量フィールド中心の高さ位置との差分を移動する。
【０１４０】
次に、対象とする同一焦点深度内について、一番外側（ｎ番目）のラインのドーズ量及び多角形の始点、終点の計算をする。尚、スタート（始点）、エンド（終点）は、隣のフィールドとのつなぎ点とする（Ｓ１１４）。この際、始点、終点は整数にするものとし、ドーズ量は、ラジアル位置（入射角度）で決まった最大ドーズ量と格子の位置で決められた係数に最大ドーズ量を掛け合わせたもので表される。
【０１４１】
以降、Ｓ１１３からＳ１１５を規定回数実施する（Ｓ１１５）。
【０１４２】
ここで、図２９に示すフローチャートを用いて、本発明の特徴的な部分である、上述のＳ１１３〜１１５における各描画ラインのドーズ量の決定方法について説明する。尚、以下においては、図３（ａ）に示すように、傾斜部３ｂに、各凹凸部間の距離が一定であるドーズ混在傾斜部３ｂｂを形成する場合について説明する。また、図２９には、ブレーズのピッチが境界ピッチより小さい場合を示してあるので、理想ドーズ関数は、上述の第１の理想ドーズ関数のＦ（Ｘ）を用いているが、ブレーズのピッチが境界ピッチより大きい場合には、図２９中のＦ（Ｘ）に代えて第２の理想ドーズ関数のＦ（Ｘ）＋Ｇ（Ｘ，Ｐ）を用いれば良い。
【０１４３】
ここで、各種パラメータを次のように定義する。
【０１４４】
ドーズ関数：Ｆ（Ｘ）、Ｘ＝ｎ／ｋ
ドーズ最小単位：ｍｉｎ＿ｄｏｓｅ
ドーズ設定値：Ｄｎ（整数）
ｎの四捨五入値：Ｒｏｕｎｄ（ｎ）
また、以下にＤｎを求める説明をするが、設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）は、
Ｄ（ｎ）＝Ｄｎ×ｍｉｎ＿ｄｏｓｅ
で求まる。
【０１４５】
まず、設定手段１８１により、ミキシング領域：ｍｉｘ＿ｗ［％］のｗ［％］を入力する（Ｓ３０１）。尚、此処にいうｗ［％］とは、図３０におけるｍ／Ｍの値のことを指し、また、此処にいうミキシング領域：ｍｉｘ＿ｗ［％］とは、ｗ［％］により与えられるドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部が形成される範囲（例えば、図４におけるＵ１＋Ｕ２＋Ｕ３）のことを指し、具体的には、同図に示すように、第１の理想ドーズ関数Ｆ（Ｘ）と設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）とを同一の描画位置をもって重ねた場合に、設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）によるドーズ量が変化するブレーズ位置における第１の理想ドーズ関数Ｆ（Ｘ）によるドーズ量を示す点を点Ｐとし、点Ｐとドーズ量が変化するブレーズ位置の最下点Ｏとの距離をＭとした場合に、点Ｐから最下点Ｏの方向にそのＭに対してｗ［％］に相当する距離ｍの地点から水平線を引き、第１の理想ドーズ関数Ｆ（Ｘ）と交わる点Ｑから、さらに垂直線を引いたときに設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）と交わる点Ｒと前記ブレーズ位置Ｏとの間の領域のことを指している。
【０１４６】
このようにミキシング領域：ｍｉｘ＿ｗ［％］を定義することで、第１の理想ドーズ関数Ｆ（Ｘ）の傾きに応じてドーズ混在傾斜部３ｂｂを設ける範囲を決定することができるので、例えば、ブレーズの傾斜面の角度が描画位置に応じて変化するような場合であっても、これに適切に対応することができる。
【０１４７】
制御部１７０は、処理プログラム１６３ａにより所定の描画アルゴリズムを実行しつつ、ドーズ混在傾斜部３ｂｂのドーズ量を算出するルーチンに至ると、ドーズ分布補正演算プログラム１６３ｂを実行し、元来のドーズ分布（第１のドーズ分布）に対して描画位置に応じたドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部を形成するための補正された第２のドーズ分布を算出する。
【０１４８】
具体的には、まず、描画位置ｎ＝０（ｎ＝０〜ｋ、ｋ：最外描画位置）、初期設定値Ｎ＝１とした上で（Ｓ３０２）、描画位置ｎに応じた第１の理想ドーズ関数で与えられるドーズ量をドーズ最小単位（最小ドーズ分解能値）で割った値とその値の四捨五入値との差Ｒ（ｘ）を算出する（Ｓ３０３）。
【０１４９】
Ｒ（ｘ）＝Ｆ（Ｘ）／ｍｉｎ＿ｄｏｓｅ−Ｒｏｕｎｄ（Ｆ（Ｘ）／ｍｉｎ＿ｄｏｓｅ）・・・〔式１〕、Ｘ＝ｎ／ｋ
次に、ｗ／１００＞１−（０．５−Ｒ（ｘ）×２）・・・〔式２〕
を判断する（Ｓ３０４）。
【０１５０】
ここで、Ｙｅｓと判断された場合には、次に、Ｎ＝１を判断する（Ｓ３０７）。
【０１５１】
当然、初期設定値Ｎ＝１としているので、描画位置ｎ＝０におけるドーズ設定値Ｄｎは、
Ｄｎ＝Ｒｏｕｎｄ（Ｆ（Ｘ）／ｍｉｎ＿ｄｏｓｅ）とされる（Ｓ３０９）。
【０１５２】
ところで、Ｓ３０４において、Ｎｏと判断された場合には、次に、
ｍｉｘ＿ｗ／１００＜（０．５−Ｒ（ｘ）×２）を判断する（Ｓ３０５）。
【０１５３】
ここで、Ｙｅｓと判断された場合には、次に、Ｎ＝１を判断する（Ｓ３０８）。
【０１５４】
当然、初期設定値Ｎ＝１としているので、描画位置ｎ＝０におけるドーズ設定値Ｄｎは、
Ｄｎ＝Ｒｏｕｎｄ（Ｆ（Ｘ）／ｍｉｎ＿ｄｏｓｅ）−１とされる（Ｓ３１０）。
【０１５５】
ところで、Ｓ３０５において、Ｎｏと判断された場合には、描画位置ｎにおけるドーズ設定値Ｄｎは、
Ｄｎ＝Ｒｏｕｎｄ（Ｆ（Ｘ）／ｍｉｎ＿ｄｏｓｅ）とされる（Ｓ３０６）。
【０１５６】
Ｓ３０９、或いは、Ｓ３１０から引き続いて、その描画位置ｎにおけるドーズ設定値Ｄ（ｎ）をドーズ分布情報１６１ａとしてメモリ１６０に格納する（Ｓ３１１）。
【０１５７】
次に、ｎ＝ｋを判断する（Ｓ３１２）。
【０１５８】
当然、ｎ＝０としているので、Ｎｏと判断され、ｎ＝ｎ＋１、Ｎ＝−Ｎとする（Ｓ３１３）。
【０１５９】
以降、ｎ＝ｎ＋１、Ｎ＝−Ｎとした上で、Ｓ３１２においてｎ＝ｋと判断されるまでＳ３０３〜Ｓ３１２が規定回数繰り返される。
【０１６０】
このようにしてドーズ設定値Ｄｎは決定され、Ｄｎ×ｍｉｎ＿ｄｏｓｅで求まる設定ドーズＤ（ｎ）に基づいて描画を行うことで、例えば、図３（Ａ）に示すようなドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部を描画することができる。
【０１６１】
以下、図２８に戻って説明を続ける。
【０１６２】
次に、ＸＹＺステージの移動、次のフィールドの描画を行う準備を行う（Ｓ１１６）。この際、フィールド番号、時間、温度などデータベース（ＤＢ）への登録を行う。
【０１６３】
以降、前記Ｓ１０９からＳ１１７を規定回数実施する（Ｓ１１７）ことにより、図３（ａ）に示すように、各ブレーズ３の傾斜部３ｂに、各凹凸部間の距離が一定であるドーズ混在傾斜部３ｂｂを形成することができる。
【０１６４】
尚、前述のように、例えば図３（ｂ）に示すように、各ブレーズ３の傾斜部３ｂに、各凹凸部間の距離が、傾斜部３ｂの高さが低くなる方向に行くに従い広くなるように構成されるドーズ混在傾斜部３ｂｂを形成する場合には、例えば図１６に示すような、ドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部を形成するためのドーズ分布をライン毎に用意したテーブルを利用することで、補正演算を簡単に行いドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部に関する描画を行うことが可能となる。
【０１６５】
また、図３（ｃ）に示したミキシング領域を有さないブレーズを描画するには、ｍｉｘ＿ｗ［％］のｗ［％］に０％を入力するか、Ｄｎを図２９のフローチャートに示す手順を用いないでＤｎ＝Ｒｏｕｎｄ（Ｆ（Ｘ）／ｍｉｎ＿ｄｏｓｅ）としてＤｎを決定しても良い。
【０１６６】
［第二の実施形態］
次に、本発明に係る第二の実施形態について、図３１及び図３２に基づいて説明する。尚、以下においては、前記第一の実施形態と実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【０１６７】
（基材の構成）
第一の実施形態では、ブレーズ３の傾斜部３ｂの断面方向（傾斜方向）に傾斜部３ｂｂとドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部とを構成する場合を例示したが、本実施形態においては、電子ビームの走査方向にドーズ混在傾斜部の凹凸部を形成する場合について説明する。
【０１６８】
即ち、本実施形態における基材の特徴は、電子ビームの走査方向にドーズ混在傾斜部の凹凸部を形成するべく、電子ビームにより走査される描画線（走査方向のライン）を描画するにあたりブランキング区間を設け、このブランキング区間を前記ドーズ混在傾斜部の凹部とし、線描画部分を前記ドーズ混在傾斜部の凸部とすることにある。
【０１６９】
以下、本実施形態における基材の具体的な構成について説明する。図３１に、本実施形態における基材の一面に形成されるブレーズの傾斜部２００ｂの部分拡大図を示す。
【０１７０】
同図に示すように、本実施形態のブレーズの傾斜部２００ｂは、断面方向から見た場合には、第一の実施形態におけるブレーズ３の傾斜部３ｂと大きな変わりはない。
【０１７１】
しかしながら、これを上方から見た場合には、電子ビームの走査方向（図における上下方向）に第１のドーズ量及び第２のドーズ量（但し、第２のドーズ量＞第１のドーズ量、第２のドーズ量−第１のドーズ量＝ドーズ最小単位）にて描画されたドーズ混在傾斜部２００ｂｂが、ブランキング区間ＢＫに対応する凸部（第１のドーズ量にて描画）と、その他の区間に対応する凹部（第２のドーズ量にて描画）とから形成されている。尚、同図における斜線領域は、傾斜部２００ｂの断面方向においては、凹部ＢＪ１〜ＢＪ３の底面に対応している。
【０１７２】
一方、その他の領域である傾斜部２００ｂａでは、通常通りに、第１のドーズ量及び第２のドーズ量にて描画された平面を形成し、傾斜部２００ｂの断面方向においては、階段状に傾斜面を構成することとなる。
【０１７３】
同様にして、他の位置にあるブレーズの傾斜部２００ｂに対しても、ドーズ混在傾斜部２００ｂｂの領域と、通常の傾斜部２００ｂａの領域を構成する。
【０１７４】
尚、前述のように、ドーズ混在傾斜部２００ｂｂを構成する凹凸部の各凹部及び凸部の幅は、各々、当該凹凸部を描画する電子ビームの径よりも小さく構成するものとする。
【０１７５】
このように、電子ビームの走査方向にドーズ混在傾斜部の凹凸部を形成した場合にも、第一の実施形態における基材と同様に、これを電子ビームにより描画した場合には、ブレーズの傾斜部２００ｂ内において電子ビームの拡散が生じ、これを構成する凹凸部の各凹部及び凸部間において、この電子ビームによる“近接効果”が生じることとなるため、これを現像した場合には、凹凸部は、実際には厳密なバイナリー形状とはならない。さらに、前述のように、ドーズ混在傾斜部２００ｂｂを構成する凹凸部の各凹部及び凸部の幅は、各々、当該凹凸部を描画する電子ビームの径よりも小さく構成されるため、これを電子ビームにより描画した場合には、電子ビームによる描画領域の重複により複数回（例えば２〜３回）にわたって描画される部分が生じるため、これを現像した場合には、凹凸部は、その結果として、中間的な高さを有する凹凸形状となる。
【０１７６】
この結果、ブレーズの傾斜部２００ｂの傾斜部２００ｂａ間の段差は、これらの中間的な高さを有するドーズ混在傾斜部２００ｂｂにより、従来のブレーズの傾斜部間の段差と比較して１／２の高さを有する段差となるため、よりなだらかな傾斜面を構成することとなる。
【０１７７】
尚、前述のように、傾斜部２００ｂａの凹凸部に対する凸部のデューティー比を傾斜部２００ｂの高さが低くなる側に行くにつれ小さくした場合には、ドーズ混在傾斜部２００ｂｂ内における凸部の高さを段階的に低くしていくことが可能となるため、よりなだらかな傾斜面を構成することができる。
【０１７８】
（電子ビーム描画装置の制御系の構成）
次に、上述のようなドーズ混在傾斜部２００ｂｂを形成するべく、描画ラインの各領域に応じて、第１のドーズ量及び第２のドーズ量にて描画を行うための具体的な制御系の構成について、図３２を参照しつつ説明する。
【０１７９】
本実施形態における制御系７００は、例えば、前記第一の実施形態における図５の制御回路１００内に組み込まれるもので、ドーズ混在傾斜部２００ｂｂを形成するべく線描画を行う場合に、周期的にブランキングを設ける（ドーズ混在傾斜部２００ｂｂの領域内に所定間隔毎に凹凸を形成する）ための２つのモード（例えば、第２のドーズ量にて線描画を行う第１モード、ブランキングにより第１のドーズ量にて線描画を行う第２のモード）を利用したモード切換制御を行うものであり、図３２に示すように、電子ビームを基材の表面上に走査（スキャン）するために所定のクロック（信号）に基づいてデジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器であるスキャンＤＡＣ７０２と、このスキャンＤＡＣ７０２にて変換されたアナログ信号に基づいて、ビーム偏向信号を生成出力するためのビーム偏向信号出力回路７０３と、前記クロック（信号）のクロックを計数（カウント）するカウンタ７１１と、ドーズパターン周期ｎ１に関する情報を格納した第１レジスタ７１３、ブランキング区間を形成するためのブランキング期間をｎ３−ｎ２（但し、符号７２０に示すように、ｎ１＞ｎ３、ｎ３＞ｎ２）とした場合に、ｎ２に関する情報を格納した第２レジスタ７１５と、ｎ３に関する情報を格納した第３レジスタ７１７と、カウンタ７１１にてカウントされた計数値と第１レジスタ７１３に格納された情報とを比較してカウンタ７１１のリセットを実行可能な第１比較器７１２と、カウンタ７１１にてカウントされた計数値と第２レジスタ７１５に格納された情報とを比較する第２比較器７１４と、カウンタ７１１にてカウントされた計数値と第３レジスタ７１７に格納された情報とを比較する第３比較器７１６と、第２比較器７１４にて比較された比較結果と、第３比較器７１７にて比較された比較結果との論理積を算出する論理ゲート７１８と、論理ゲート７１８から出力される結果に基づいて、所定の期間ブランキングオフとするブランキングオフ信号を生成出力するブランキングオフ信号出力回路７１９と、を含んで構成されている。
【０１８０】
尚、上述のスキャンＤＡＣ７０２、ビーム偏向信号出力回路７０３で、「ビーム偏向制御系」を構成でき、カウンタ７１１、第１比較器７１２、第１レジスタ７１３、第２比較器７１４、第２レジスタ７１５、第３比較器７１６、第３レジスタ７１７、論理ゲート７１８、ブランキングオフ出力回路７１９により「モード切換手段であるブランキング制御系」を構成できる。
【０１８１】
上記のような構成を有する制御系７００において、クロックに基づくビーム偏向信号出力回路７０３からの偏向信号によって、特定の描画ライン（描画線）の描画が行われる。
【０１８２】
この際、クロックに基づいてｎ３＞ｎ２なるｎ２のカウント値に至り、カウンタ７１１が当該カウント値を出力すると、第２比較器７１４は、例えば出力信号を「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルとし、「Ｈ」レベルの信号を出力して、論理ゲート７１８の一方の入力に入力する。
【０１８３】
次に、クロックに基づいてｎ３＞ｎ２なるｎ３のカウント値に至り、カウンタ７１１が当該カウント値を出力すると、第３比較器７１６は、例えば出力信号を「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルとし、「Ｈ」レベルの信号を出力して、論理ゲート７１８の他方の入力に入力する。
【０１８４】
この間、論理ゲート７１８の一方の入力が「Ｌ」レベル、他方の入力が「Ｌ」レベル、あるいは、一方の入力が「Ｈ」レベル、他方の入力が「Ｌ」レベルの場合には、論理ゲート７１８は、「Ｈ」を出力するので、「ブランキングオン（期間）」となり、第２のドーズ量にて線描画が行われる。
【０１８５】
一方、論理ゲート７１８の一方の入力が「Ｈ」レベル、他方の入力が「Ｈ」レベル、あるいは、一方の入力が「Ｌ」レベル、他方の入力が「Ｈ」レベルの場合には、論理ゲート７１８は、「Ｌ」を出力するので、この間「ブランキングオフ」となり、第１のドーズ量にて線描画が行われる。
【０１８６】
他方、クロックに基づいてｎ１＞ｎ３＞ｎ２なるｎ１のカウント値に至り、カウンタ７１１が当該カウント値を出力すると、第１比較器７１２は、信号を出力し、カウンタ７１１をリセットする。
【０１８７】
このようにして、ｎ１の周期毎に、以上の「ブランキングオフ」、「ブランキングオン」が繰り返され、例えば、図３１におけるドーズ混在傾斜部２００ｂｂの領域内において、描画ラインにブランキング区間ＢＫを持たせて、第１のドーズ量にて描画される凸部と第２のドーズ量にて描画される凹部による、言わば、描画ライン方向でのバイナリー構造を形成することができる。
【０１８８】
このように、描画ライン方向でのバイナリー構造を形成することでも、ブレーズの傾斜部２００ｂにドーズ混在傾斜部２００ｂｂの領域を設けることができる。
【０１８９】
尚、本実施形態においては、ブランキング区間ＢＫを一定としているが、例えば、描画ライン毎にブランキング区間を変化させた構成としても良い。
【０１９０】
［第三の実施形態］
次に、本発明に係る第三の実施形態について、図３３に基づいて説明する。尚、以下においては、前記第一の実施形態及び第二の実施形態と実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【０１９１】
第一の実施形態では、ブレーズ３の傾斜部３ｂの断面方向（傾斜方向）に傾斜部３ｂｂとドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部とを構成する場合を例示し、また、第二の実施形態では、電子ビームの走査方向にドーズ混在傾斜部２００ｂｂの凹凸部を形成する場合を例示したが、本実施形態においては、これらを組み合わせて、ブレーズの傾斜部の断面方向（傾斜方向）に傾斜部とドーズ混在傾斜部の凹凸部とを構成し、さらに、このドーズ混在傾斜部の凸部において電子ビームの走査方向にも凹凸部を形成する場合について説明する。
【０１９２】
より詳細には、ブレーズの傾斜部の断面方向（傾斜方向）に傾斜部とドーズ混在傾斜部の凹凸部とを構成し、さらに、このドーズ混在傾斜部の凸部において電子ビームにより走査される描画線（走査方向のライン）を描画するにあたり、ブランキング区間を設け、このブランキング区間を前記ドーズ混在傾斜部の凸部における凹部とし、線描画部分を前記ドーズ混在傾斜部の凸部における凸部とするものである。
【０１９３】
具体的には、図３３に示すように、本実施形態のブレーズの傾斜部４００ｂは、断面方向から見た場合には、第一の実施形態におけるブレーズ３の傾斜部３ｂと特に変わりはない。
【０１９４】
しかしながら、これを上方から見た場合には、傾斜部４００ｂのドーズ混在傾斜部４００ｂｂにおける電子ビームの走査方向（図における上下方向）に第１のドーズ量及び第２のドーズ量（但し、第２のドーズ量＞第１のドーズ量、第２のドーズ量−第１のドーズ量＝ドーズ最小単位）にて描画された凹凸部が、ブランキング区間ＢＫに対応して形成されている。
【０１９５】
一方、その他の領域である傾斜部４００ｂａでは、通常通りに、第１のドーズ量及び第２のドーズ量にて描画された平面を形成し、傾斜部４００ｂの断面方向においては、階段状に傾斜面を構成することとなる。
【０１９６】
同様にして、他の位置にあるブレーズの傾斜部４００ｂに対しても、ドーズ混在傾斜部４００ｂｂの領域と、通常の傾斜部４００ｂａの領域を構成する。
【０１９７】
尚、前述のように、ドーズ混在傾斜部４００ｂｂを構成する凹凸部の各凹部及び凸部の幅は、各々、当該凹凸部を描画する電子ビームの径よりも小さく構成するものとする。
【０１９８】
このように、電子ビームの走査方向にドーズ混在傾斜部４００ｂｂの凹凸部を形成した場合にも、第一の実施形態及び第二の実施形態における基材と同様に、これを電子ビームにより描画した場合には、ブレーズの傾斜部４００ｂ内において電子ビームの拡散が生じ、これを構成する凹凸部の各凹部及び凸部間において、この電子ビームによる“近接効果”が生じることとなるため、これを現像した場合には、凹凸部は、実際には厳密なバイナリー形状とはならない。さらに、前述のように、ドーズ混在傾斜部４００ｂｂを構成する凹凸部の各凹部及び凸部の幅は、各々、当該凹凸部を描画する電子ビームの径よりも小さく構成されるため、これを電子ビームにより描画した場合には、電子ビームによる描画領域の重複により複数回（例えば２〜３回）にわたって描画される部分が生じるため、これを現像した場合には、凹凸部は、その結果として、中間的な高さを有する凹凸形状となる。
【０１９９】
この結果、ブレーズの傾斜部４００ｂの傾斜部４００ｂａ間の段差は、これらの中間的な高さを有するドーズ混在傾斜部４００ｂｂにより、従来のブレーズの傾斜部間の段差と比較して１／２の高さを有する段差となるため、よりなだらかな傾斜面を構成することとなる。
【０２００】
尚、前述のように、ドーズ混在傾斜部４００ｂｂの凹凸部に対する凸部のデューティー比を傾斜部４００ｂの高さが低くなる側に行くにつれ小さくした場合には、ドーズ混在傾斜部４００ｂｂ内における凸部の高さを段階的に低くしていくことが可能となるため、よりなだらかな傾斜面を構成することができる。
【０２０１】
［第四の実施形態］
次に、本発明に係る第四の実施形態について、図３４に基づいて説明する。尚、本実施形態では、ブレーズの傾斜部のドーズ混在傾斜部の凸部における電子ビームの走査方向の描画ラインにおいて、様々なパターンのブランキング区間を設けることで種々の形状の凹凸部を形成する場合について説明する。
【０２０２】
例えば、図３４（Ａ）に示すドーズ混在傾斜部８０１は、ブランキング区間８０１ａが斜め方向に位置するように構成されている。
【０２０３】
図３４（Ｂ）に示すドーズ混在傾斜部８０２は、隣接する各描画ライン間で各ブランキング区間８０２ａ、８０２ａを千鳥状に配置して、互いに隣り合わないように構成されている。
【０２０４】
図３４（Ｃ）に示すドーズ混在傾斜部８０３は、場所に応じて凸部８０３ｂの長さが異なるように構成されている。
【０２０５】
図３４（Ｄ）に示すドーズ混在傾斜部８０４は、ブランキング区間８０４ａを斜めに傾斜して形成した場合において、一定線群をもってその傾斜方向を変えるように構成されている。
【０２０６】
図３４（Ｅ）に示すドーズ混在傾斜部８０５は、複数の線群毎にブランキング区間８０５ａの位置を変えるように構成されている。
【０２０７】
以上のような各種描画パターンにてブランキング部を設けた構成としても、第一乃至第三の実施形態と同様に、これを電子ビームにより描画した場合には、ブレーズの傾斜部内において電子ビームの拡散が生じ、これを構成する凹凸部の各凹部及び凸部間において、この電子ビームによる“近接効果”が生じることとなるため、これを現像した場合には、凹凸部は、実際には厳密なバイナリー形状とはならない。さらに、前述のように、ドーズ混在傾斜部を構成する凹凸部の各凹部及び凸部の幅は、各々、当該凹凸部を描画する電子ビームの径よりも小さく構成されるため、これを電子ビームにより描画した場合には、電子ビームによる描画領域の重複により複数回（例えば２〜３回）にわたって描画される部分が生じるため、これを現像した場合には、凹凸部は、その結果として、中間的な高さを有する凹凸形状となる。
【０２０８】
この結果、ブレーズの傾斜部間の段差は、これらの中間的な高さを有するドーズ混在傾斜部により、従来のブレーズの傾斜部間の段差と比較して１／２の高さを有する段差となるため、よりなだらかな傾斜面を構成することとなる。
【０２０９】
［第五の実施形態］
次に、本発明に係る基材を形成するための金型の一実施形態について、図３５〜図３６に基づいて説明する。尚、第一乃至第四の実施形態においては、本発明に係る電子ビーム描画方法及び電子ビーム描画装置の一実施形態について開示したが、本実施形態では、本発明に係る金型、具体的には、前記基材として光学素子等の光レンズを射出成形によって製造するための金型を製造する工程について説明する。
【０２１０】
先ず、機械加工により金型（無電解ニッケル等）の非球面加工を行う（加工工程）。次に、図３５（Ａ）に示すように、金型により前記半球面を有する基材２００の樹脂成形を行う（樹脂成形工程）。さらに、基材５００を洗浄した後に乾燥を行う。
【０２１１】
次いで、図３５（Ｂ）に示すように、樹脂の基材５００の表面上の処理を行う（樹脂表面処理工程）、具体的には、基材５００の位置決めを行い、レジストＬを滴下しつつスピナーを回転させて、スピンコートを行う。また、プリペークなども行う。
【０２１２】
スピンコーティングの後には、当該レジスト膜の膜厚測定を行い、レジスト膜の評価を行う（レジスト膜評価工程）。そして、図３５（Ｃ）に示すように、基材５００の位置決めを行い、当該基材５００をＸ、Ｙ、Ｚ軸にて各々制御しつつ前記第１から第４の実施形態のように３次元の電子ビームによるバイナリー構造を含むブレーズ状の回折格子構造を有する曲面部の描画を行う（描画工程）。
【０２１３】
次に、基材５００上のレジスト膜Ｌの表面平滑化処理を行う（表面平滑化工程）。さらに、図３５（Ｄ）に示すように、基材２００の位置決めなどを行いつつ、現像処理を行う（現像工程）。さらにまた、表面硬化処理を行う。
【０２１４】
次いで、ＳＥＭ観察や膜厚測定器などにより、レジスト形状を評価する工程を行う（レジスト形状評価工程）。
【０２１５】
さらに、その後、ドライエッチングなどによりエッチング処理を行う。
【０２１６】
この際、回折格子構造５０２のＤ部を拡大すると、傾斜部５０２ｂ及び側壁部５０２ａからなる複数のブレーズにて回折格子構造が形成されている。さらに傾斜部５０２ｂに、ドーズ混在傾斜部５０２ａｂを形成しても良い。このドーズ混在傾斜部５０２ａｂは、例えば凸部の幅が傾斜面方向に向かうに従い幅狭となるように形成される。このブレーズは、周辺部に向かうに従い回折格子面の角度が急となるため、ドーズ混在傾斜部５０２ａｂも回折格子面の角度変化に応じて変化するように形成しても良い。
【０２１７】
次に、表面処理がなされた基材５００に対する金型５０４を作成するために、図３６（Ａ）に示すように、金型電鋳前処理を行った後、電鋳処理などを行い、図３６（Ｂ）に示すように、基材５００と金型５０４とを剥離する処理を行う。そして、剥離した金型５０４に対して、表面処理を行う（金型表面処理工程）。そして、金型５０４の評価を行う。
【０２１８】
この際、金型５０４には、Ｂ部を拡大して示すと、前記基材５００のブレーズに対応するように、凹部５０５が形成され、これら各凹部５０５には、前記基材５００の傾斜部５０２ｂのドーズ混在傾斜部５０２ａｂが形成された場合には、ドーズ混在傾斜部５０２ａｂに対応するように、複数の凹凸部５０６が形成されることとなる。
【０２１９】
このようにして、評価後、当該金型５０４を用いて、図３６（Ｃ）に示すように、射出成形により成形品を作成する。その後、当該成形品の評価を行う。
【０２２０】
この際、図３６（Ｃ）に示すように、最終成型基材である射出成型品５１０には、前記第一乃至第四の実施形態の基材同様の構成が完成され、曲面部上に複数のブレーズからなる回折格子構造５１１が形成される。そして、Ｃ部を拡大して示すと、回折格子の１つのピッチが側壁部５１２ａ及び傾斜部５１２ｂからなるブレーズを構成する。また、この傾斜部５１２ｂには、ドーズ混在傾斜部５１２ａｂが構成されていても良い。
【０２２１】
以上のように本実施形態によれば、前記第一乃至第四の実施形態の基材として光学素子（例えばレンズ）を形成する場合に、描画装置を用い曲面部上に回折格子を描画する際にあわせ、後方散乱による近接効果の影響を鑑みて描画し、また、ブレーズの傾斜部上に第１のドーズ量にて描画される凸部と、第２のドーズ量にて描画される凹部とからなるドーズ混在傾斜部を描画し、金型形状としてブレーズの一部に、このドーズ混在傾斜部を成形させる様にし、当該金型を用いて光学素子を射出成形により製造できるため、製造にかかるコストダウンを図ることができる。
【０２２２】
以上に説明したように、本実施形態における電子ビーム描画方法、光学素子用金型の製造方法、光学素子の製造方法及び電子ビーム描画装置によれば、基材に回折格子としてのブレーズを形成する場合に、ブレーズのピッチに応じて理想ドーズ関数を選択して理想ドーズ量を求めることで、ピッチの変化によるブレーズ形状への後方散乱による近接効果の影響を鑑みたドーズ量で描画できるので所望のブレーズ形状を得ることが可能である。また、その傾斜面を描画するべく最小ドーズ分解能単位にて異なる２つのドーズ量にて描画される部分の間にこれら２つのドーズ量が混在して描画されるドーズ混在領域部分が設けられ、当該ドーズ混在領域部分が現像された場合には、前記異なる２つのドーズ量にて描画される部分の中間的な高さを有する部分となるため、従来において、電子ビーム描画装置のＤ／Ａ変換器の最小時間分解能により決定された最小ドーズ分解能に起因する段差を、より細かく分割して構成することができ、これをもって、よりなだらかなブレーズ傾斜面を形成することができ、段差手前に発生する後方散乱の影響による抉りを抑制することができる。また、この基材を用いて金型を製作することで、基材を射出成形により製造することが可能となるため、製造にかかるコストダウンを図ることができる。
【０２２３】
尚、本発明に係る電子ビーム描画方法、光学素子用金型の製造方法、光学素子の製造方法及び電子ビーム描画装置については、そのいくつかの特定の実施形態を例に説明してきたが、これらは本発明の主旨及び範囲から逸脱することなく【本発明の実施形態】の本文中に記述した実施形態に対して種々の変形が可能である。
【０２２４】
例えば、上述の実施形態では、光レンズ等の光学素子の基材を直接描画する場合について説明したが、樹脂等の光レンズを射出成形により形成するための成形型（金型）を加工する場合に、上述の原理や処理手順、処理手法を用いてもよい。
【０２２５】
また、上述の実施形態では、ブレーズの傾斜部及び側壁部の描画と、ドーズ混在傾斜部の凹凸部の描画とを一連の走査で描画する手順について説明したが、このような手順に限らず、先ずブレーズの描画を行った後に、ドーズ混在傾斜部の凹凸部の描画を行うようにしてもよい。
【０２２６】
また、最終成型基材としては、一面にブレーズ状の回折格子を有し、各ブレーズに前記ドーズ混在傾斜部を有していればよく、他方の面は、通常の平面、あるいは、偏光板機能、波長板機能、等を有する面を備えた光学素子として形成するかは任意である。
【０２２７】
また、基材としては、曲面部を有しなくても、平面或いは傾斜面等が形成されているものであってもよい。
【０２２８】
加えて、上述した電子ビーム描画装置に限らず、複数の各電子ビームにより各々独立して多重描画可能に構成した場合であってもよい。例えば、基材上の一方の描画線を描画しつつ、他方の描画線を描画可能に形成した構成であってもよい。
【０２２９】
また、上述の各実施形態の電子ビーム描画装置において処理される処理プログラム、説明された処理、メモリ内のデータ（各種テーブル等）の全体若しくは各部を情報記録媒体に記録した構成であってもよい。この情報記録媒体としては、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ並びに集積回路等を用いてよく、さらに当該情報を他のメディア例えばハードディスク等に記録して構成して用いてよい。
【０２３０】
さらに、上記実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。つまり、上述の各実施形態同士、或いは、それらの何れかと各変形例の何れかとの組み合わせによる例をも含むことは言うまでもない。この場合において、本実施形態において特に記載しなくとも、各実施形態及び変形例に開示した各構成から自明な作用効果については、当然のことながら本例においても当該作用効果を奏することができる。また、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除された構成であってもよい。
【０２３１】
そして、これまでの記述は、本発明の実施形態の一例のみを開示しており、所定の範囲内で適宜変形及び／又は変更が可能であるが、各実施形態は例証するものであり、制限するものではない。
【０２３２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明に係る電子ビーム描画方法、光学素子用金型の製造方法、光学素子の製造方法及び電子ビーム描画装置によれば、基材に回折格子としてのブレーズを形成する場合に、ブレーズのピッチに応じて理想ドーズ関数を選択して理想ドーズ量を求めることで、ピッチの変化によるブレーズ形状への後方散乱による近接効果の影響を鑑みたドーズ量で描画できるので所望のブレーズ形状を得ることが可能である。また、その傾斜面を描画するべく最小ドーズ分解能単位にて異なる２つのドーズ量にて描画される部分の間にこれら２つのドーズ量が混在して描画されるドーズ混在領域部分が設けられ、当該ドーズ混在領域部分が現像された場合には、前記異なる２つのドーズ量にて描画される部分の中間的な高さを有する部分となるため、従来において、電子ビーム描画装置のＤ／Ａ変換器の最小時間分解能により決定された最小ドーズ分解能に起因する段差を、より細かく分割して構成することができ、これをもって、よりなだらかなブレーズ傾斜面を形成することができ、段差手前に発生する後方散乱の影響による抉りを抑制することができる。また、この基材を用いて金型を製作することで、基材を射出成形により製造することが可能となるため、製造にかかるコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基材の概略構成の一例を示す説明図である。
【図２】基材のブレーズの部分を詳細に示す説明図である。
【図３】ブレーズの傾斜部の部分を詳細に示す説明図である。
【図４】傾斜部のドーズ混在傾斜部を詳細に示す説明図である。
【図５】本発明に係る電子ビーム描画装置の概略構成の一例を示す説明図である。
【図６】測定装置の原理を説明するための説明図である。
【図７】基材の面高さを測定する手法を説明するための説明図である。
【図８】測定装置の投光と受光との関係を示す説明図である。
【図９】信号出力と基材の高さとの関係を示す特性図である。
【図１０】本発明に係る電子ビーム描画装置にて描画される基材を示す説明図及びその描画原理を説明するための説明図である。
【図１１】電子ビーム描画装置におけるビームウエストを説明するための説明図である。
【図１２】本発明に係る電子ビーム描画装置において、所定のドーズ分布にて描画を行うためのドーズ量を制御する制御系の詳細を示す機能ブロック図である。
【図１３】所望のブレーズ形状を得るための理想的なドーズ分布を表す理想ドーズ関数を説明するための説明図である。
【図１４】所望のブレーズ形状を得るために従来の電子ビーム描画装置において設定されるドーズ分布を表す設定ドーズ関数を説明するための説明図である。
【図１５】所望のブレーズ形状を得るために本発明に係る電子ビーム描画装置において設定されるドーズ分布を表す設定ドーズ関数を説明するための説明図である。
【図１６】ドーズ混在傾斜部を形成するためのドーズ量分布の一例を示す説明図である。
【図１７】本発明に係る電子ビーム描画装置にてデジタル描画を行うための線描画を制御する制御系の詳細構成を示す機能ブロック図である。
【図１８】後方散乱のブレーズ形状への影響を説明するための図である。
【図１９】本発明に係る理想ドーズ関数を求めるための手順を示すフローチャートである。
【図２０】本発明に係る第１の理想ドーズ関数Ｆ（Ｘ）を説明するための説明図である。
【図２１】境界ピッチを説明するための説明図であり、（ａ）は、ブレーズの設計形状を示す図であり、（ｂ）は、設計形状と得られた形状の比較を示す図である。
【図２２】補正比率ΔＤ／Ｄを説明するための説明図である。
【図２３】本発明に係る電子ビーム描画装置にて描画された基材の現像後の断面形状及び従来の電子ビーム描画装置にて描画された基材の現像後の断面形状を示す図である。
【図２４】従来の電子ビーム描画装置にて描画された基材の現像後の断面形状を示す図である。
【図２５】本発明に係る電子ビーム描画装置にて描画された基材の現像後の断面形状を示す図である。
【図２６】本発明に係る電子ビーム描画装置にて基材を描画する場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２７】本発明に係る電子ビーム描画装置にて基材を描画する場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２８】本発明に係る電子ビーム描画装置にて基材を描画する場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２９】本発明に係る電子ビーム描画装置にて基材にドーズ混在傾斜部を描画する場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図３０】ドーズ混在傾斜部の形成範囲であるミキシング領域を決定する方法を説明するための説明図である。
【図３１】本発明に係る基材のブレーズの傾斜部に描画されるドーズ混在傾斜部の一構成例を詳細に示す説明図である。
【図３２】本発明に係る電子ビーム描画装置にて、ブランキング区間を設けた線描画を行うための制御系の詳細な構成を示す機能ブロック図である。
【図３３】本発明に係る基材のブレーズの傾斜部に描画されるドーズ混在傾斜部の一構成例を詳細に示す説明図である。
【図３４】本発明に係る基材のブレーズの傾斜部に描画されるドーズ混在傾斜部の様々な構成例を詳細に示す説明図である。
【図３５】本発明に係る基材を用いて成形用の金型を形成する場合の全体の処理手順を説明するための説明図である。
【図３６】本発明に係る基材を用いて成形用の金型を形成する場合の全体の処理手順を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１ 電子ビーム描画装置
２ 基材
２ａ 曲面部
３ ブレーズ
３ａ 側壁部
３ｂ 傾斜部
３ｂａ 傾斜部
３ｂｂ ドーズ混在傾斜部
１０ 鏡筒
１２ 電子銃
１４ スリット
１６ 電子レンズ
１８ アパーチャー
２０ 偏向器
２２ 補正用コイル
３０ ＸＹＺステージ
４０ ローダ
５０ ステージ駆動手段
６０ ローダ駆動装置
７０ 真空排気装置
８０ 測定装置
８２ 第１のレーザ測長器
８４ 第１の受光部
８６ 第２のレーザー測長器
８８ 第２の受光部
１００ 制御回路
１１０ コイル制御部
１１２ａ 成形偏向部
１１２ｂ 副偏向部
１１２ｃ 主偏向部
１１６ 位置誤差補正回路
１１８ 電界制御回路
１２０ パターン発生回路
１３０ 第１のレーザー駆動制御回路
１３２ 第２のレーザー駆動制御回路
１３４ 第１のレーザー出力制御回路
１３６ 第２のレーザー出力制御回路
１４０ 第１の測定算出部
１４２ 第２の測定算出部
１５０ ステージ制御回路
１５２ ローダ制御回路
１５４ 機構制御回路
１５６ 真空排気制御回路
１５８ 測定情報入力部
１６０ メモリ
１６２ プログラムメモリ
１７０ 制御部
３００ 制御系
【発明の属する技術分野】
本発明は、基材に対して電子ビームを照射し、前記電子ビームを所定の描画時間内に所定のドーズ量にて走査することにより、前記基材の少なくとも一面にブレーズを所定ピッチ毎に形成するための電子ビーム描画方法、光学素子用金型の製造方法、光学素子の製造方法及び電子ビーム描画装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、情報記録媒体として、例えばＣＤ及びＤＶＤ等が広く使用されている。そして、これらの記録媒体を読み取る読取装置などの精密機器には、多くの光学素子が利用されている。これらの機器に利用される光学素子、例えば光レンズ等は、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い。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おり、射出成形用の成形型も、一般的な切削加工によって形成されている。
【０００３】
ところで、前記光レンズの内、例えばＣＤ／ＤＶＤ等の互換性を有する読取装置に用いられるものにあっては、その収差補正を行うために、表面にバイナリーパターンやブレーズ形状の回折格子構造が形成されている。
【０００４】
特に、近年のＤＶＤ用ピックアップレンズのように、高密度の記録媒体を読み取る場合には、回折格子構造のパターンもさらに微細化する必要が生じ、そのため、前記バイナリーパターンやブレーズ形状の回折構造もサブミクロンオーダで微細化することが要求されるケースがあるため、このようなものを描画加工する装置として、電子ビームによる光露光の手法を用いた電子ビーム描画装置を利用することが提案されている。
【０００５】
このような電子ビーム描画装置においては、光レンズの原型である基材の表面に対して電子ビームを照射し、これを所定の描画時間内に所定のドーズ量にて走査することで、前記バイナリーパターンやブレーズ形状の回折構造を描画している（例えば、特願２００１−３７１００７号明細書（段落〔００５２〕−〔００７４〕、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の電子ビーム描画装置においては、入射電子が基板中で大きく角度を変えて散乱し広い範囲に広がる現象、いわゆる後方散乱が生じ後方散乱電子が入射方向と逆方向に散乱し、レジスト層への再入射による吸収エネルギーにより所望の形状が得られないいわゆる近接効果が生じ、特にピッチの異なるブレーズを組み合わせて描画する場合に、単にブレーズのピッチの幅に応じて線形にドーズ分布の傾斜を変えるのみでは、後方散乱の及ぶ範囲以下のピッチ幅とそれ以上のピッチ幅とで、後方散乱による吸収エネルギーの分布が大きく変化するために、ブレーズの形状に差異が生じるという問題があった。
【０００７】
また、電子ビーム描画装置のドーズ量の最小ドーズ分解能は、Ｄ／Ａ変換器の最小時間分解能により決定されるため、このような電子ビーム描画装置におけるドーズ量の調整は、特に高い電流値にて時間をかけないように描画を行う場合には段階的となり、例えば、ブレーズ形状の回折構造等を描画する際には、なだらかなブレーズ傾斜面を形成しようとしても、前記最小ドーズ分解能の差により、描画／現像後に得られるブレーズ傾斜面の形状は、階段状になり、さらに後方散乱の影響により段の手前で抉りを生じていた。
【０００８】
このような形状の不具合は、光レンズの光学特性の低下、特に回折効率の低下を招く要因となり、また、製品の品質を鑑みた場合には、製品価値を低下させる要因ともなるため、光レンズの回折効率を向上させると共に、製品価値も高めるためには、ブレーズ傾斜面は、可能な限りブレーズ形状を安定化させ、さらにブレーズ傾斜面をなだらかにする必要が生じた。
【０００９】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、後方散乱による近接効果の影響を考慮しブレーズのピッチに応じたドーズ量で描画することによりブレーズの形状の安定化が可能な電子ビーム描画方法、光学素子用金型の製造方法、光学素子の製造方法及び電子ビーム描画装置を提供することにある。
【００１０】
また、Ｄ／Ａ変換器の最小時間分解能により決定される電子ビーム描画装置の最小ドーズ分解能に起因する段差と後方散乱による段差手前の抉りを抑制することにある。
【００１１】
【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記載の発明は、基材に対して電子ビームを照射し、前記電子ビームを所定のドーズ量にて走査することにより、前記基材の少なくとも一面に異なるピッチを含む複数のブレーズを形成し、このブレーズの少なくとも１ピッチに当該ブレーズの区切り位置から立ち上がる側壁部と、該側壁部の頂点から隣接する他のブレーズの側壁部の最下点とをつなぐ傾斜部とを形成するための電子ビーム描画方法であって、前記ブレーズのピッチが前記電子ビームの後方散乱による近接効果の影響が発生し始める境界ピッチより小さいときには第１のドーズ関数に基づいてドーズ量を求め、前記ブレーズのピッチが前記境界ピッチ以上のときには前記第１のドーズ関数と異なる第２のドーズ関数に基づいてドーズ量を求めるステップと、前記ピッチに応じて前記求められた各ドーズ量にて前記傾斜部を描画するステップと、を含むことを特徴としている。
【００１３】
また、請求項２記載の発明は、基材に対して電子ビームを照射し、前記電子ビームを所定のドーズ量にて走査することにより、前記基材の少なくとも一面に異なるピッチを含む複数のブレーズを形成し、このブレーズの少なくとも１ピッチに当該ブレーズの区切り位置から立ち上がる側壁部と、該側壁部の頂点から隣接する他のブレーズの側壁部の最下点とをつなぐ傾斜部とを形成するための電子ビーム描画方法であって、前記ブレーズのピッチが前記電子ビームの後方散乱による近接効果の影響が発生し始める境界ピッチより小さいときには第１のドーズ関数に基づいて第１のドーズ分布を求め、前記ブレーズのピッチが前記境界ピッチ以上のときには前記第１のドーズ関数と異なる第２のドーズ関数に基づいて第１のドーズ分布を求めるステップと、前記第１または第２のドーズ関数に基づき求めた前記第１のドーズ分布の前記側壁部からの距離に応じて段階的に変化するドーズ量における隣接する異なるドーズ量を第１のドーズ量、第２のドーズ量とした際に、前記基材の前記第１のドーズ量にて描画される部分と前記第２のドーズ量にて描画される部分との間に、前記第１のドーズ量と前記第２のドーズ量とを混在させて描画する特定構造描画部分を設けるための第２のドーズ分布を求めるステップと、前記第１及び第２のドーズ分布に基づいた各ドーズ量にて前記傾斜部を描画するステップと、を含むことを特徴としている。
【００１４】
また、請求項３記載の発明は、前記第１のドーズ量と前記第２のドーズ量の差は、前記電子ビームを照射する電子銃を駆動するためのＤ／Ａ変換器の最小クロックに基づく最小調整単位のドーズ量であることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項４記載の発明は、前記特定構造描画部分は、前記第１のドーズ量にて描画される凸部と前記第２のドーズ量にて描画される凹部とが交互に連なる断面略凹凸形状の凹凸部として描画されることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項５記載の発明は、前記凹凸部の描画は、前記第１のドーズ量にて描画する走査ラインと前記第２のドーズ量にて描画する走査ラインとを交互に連ねて描画することを特徴としている。
【００１７】
また、請求項６記載の発明は、前記走査ラインを交互に連ねる描画は、前記凹凸部の１ピッチに対する凹部のデューティー比が、前記傾斜部の高さが低くなる側に向かうに従い段階的に小さくなるように、前記第１のドーズ量にて描画する走査ラインと前記第２のドーズ量にて描画する走査ラインの数を調整して描画することを特徴としている。
【００１８】
また、請求項７記載の発明は、前記走査ラインを交互に連ねる描画は、前記凹凸部を構成する前記凸部のピッチが、前記傾斜部の高さが低くなる側に向かうに従い段階的に小さくなる形状となるように、前記第１のドーズ量にて描画する走査ラインと前記第２のドーズ量にて描画する走査ラインの数を調整して描画することを特徴としている。
【００１９】
また、請求項８記載の発明は、前記走査ラインの数の調整は、前記傾斜部の傾斜角度に応じて前記特定構造部分の前記凹凸部を構成する前記第１のドーズ量にて描画する走査ラインと前記第２のドーズ量にて描画する走査ラインの延べ数を調整することを特徴としている。
【００２０】
また、請求項９記載の発明は、前記凹凸部の描画は、走査ライン上で前記第１のドーズ量と前記第２のドーズ量とを周期的に繰り返して描画することを特徴としている。
【００２１】
また、請求項１０記載の発明は、前記周期的に繰り返す描画は、前記前記第１のドーズ量にて描画する位置が隣接する各走査ライン間で略一致するように描画することを特徴としている。
【００２２】
また、請求項１１記載の発明は、前記周期的に繰り返す描画は、前記前記第１のドーズ量にて描画する位置が隣接する各走査ライン間で異なるように描画することを特徴としている。
【００２３】
また、請求項１２記載の発明は、前記周期的に繰り返す描画は、前記前記第１のドーズ量にて描画する位置が隣接する各走査ライン間で千鳥状となるように描画することを特徴としている。
【００２４】
また、請求項１３記載の発明は、前記凹凸部を構成する前記凸部及び前記凹部の幅より小さい前記電子ビームのビーム径にて描画することを特徴としている。
請求項１４記載の発明は、前記第１のドーズ関数は、前記ピッチであるｐと前記側壁部からの距離であるΔｘ（０＜Δｘ≦ｐ）とによりＸ＝Δｘ／ｐと表されるブレーズ位置Ｘを変数とするドーズ関数Ｆ（Ｘ）を含み、前記第２のドーズ関数は、前記ドーズ関数Ｆ（Ｘ）と前記ブレーズ位置Ｘを変数としさらにピッチｐをパラメータとして求められる係数Ｐを変数とする補正関数Ｇ（Ｘ，Ｐ）とを含むことを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１５記載の発明は、請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載の電子ビーム描画方法を用いて光学素子用金型を製造する光学素子用金型の製造方法であって、前記電子ビームを照射した基材を現像し、現像された前記基材の表面で電鋳を行い、成型用の金型を形成するステップを含むことを特徴としている。
【００２６】
また、請求項１６記載の発明は、請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載の電子ビーム描画方法を用いて光学素子用金型を製造する光学素子用金型の製造方法であって、前記電子ビームを照射した基材を現像し、エッチング処理した前記基材に電鋳を行い、成型用の金型を形成するステップを含むことを特徴としている。
【００２７】
また、請求項１７記載の発明は、請求項１５または請求項１６に記載の光学素子用の金型製造方法を用いて形成した金型を用いて光学素子を形成することを特徴としている。
【００２８】
また、請求項１８記載の発明は、基材に対して電子ビームを照射し、前記電子ビームを所定のドーズ量にて走査することにより描画する描画手段を有し、前記基材の少なくとも一面に異なるピッチを含む複数のブレーズを形成し、このブレーズの少なくとも１ピッチに当該ブレーズの区切り位置から立ち上がる側壁部と、該側壁部の頂点から隣接する他の回折格子の側壁部の最下点とをつなぐ傾斜部とを形成するための電子ビーム描画装置であって、前記ブレーズのピッチが前記電子ビームの後方散乱による近接効果の影響が発生し始める境界ピッチより小さいときには第１のドーズ関数に基づき求められたドーズ量と、前記ブレーズのピッチが前記境界ピッチ以上のときには第２のドーズ関数に基づいて求められたドーズ量とから構成される第１のドーズ分布に関する情報を格納した第１の格納手段と、前記第１の格納手段の前記第１のドーズ分布に基づいて、前記傾斜部の描画を行うように前記描画手段を制御する制御手段と、を含むことを特徴としている。
【００３０】
また、請求項１９記載の発明は、基材に対して電子ビームを照射し、前記電子ビームを所定のドーズ量にて走査することにより描画する描画手段を有し、前記基材の少なくとも一面に異なるピッチを含む複数のブレーズを形成し、このブレーズの少なくとも１ピッチに当該ブレーズの区切り位置から立ち上がる側壁部と、該側壁部の頂点から隣接する他の回折格子の側壁部の最下点とをつなぐ傾斜部とを形成するための電子ビーム描画装置であって、前記ブレーズのピッチが前記電子ビームの後方散乱による近接効果の影響が発生し始める境界ピッチより小さいときには第１のドーズ関数に基づき求められたドーズ量と、前記ブレーズのピッチが前記境界ピッチ以上のときには前記第１のドーズ関数と異なる第２のドーズ関数に基づいて求められたドーズ量とから構成される第１のドーズ分布に関する情報を格納した第１の格納手段と、前記第１の格納手段に格納された前記第１のドーズ分布の前記側壁部からの距離に応じて段階的に変化するドーズ量における隣接する異なるドーズ量を第１のドーズ量、第２のドーズ量とした際に、前記第１のドーズ量にて描画される部分と前記第２のドーズ量にて描画される部分との間に、前記第１のドーズ量にて描画される部分と前記第２のドーズ量にて描画される部分とが混在した特定構造描画部分としての凹凸部を描画するべく、前記凹凸部を描画するための前記第１のドーズ量及び前記第２のドーズ量から構成される第２のドーズ分布に関する情報を格納した第２の格納手段と、前記第１の格納手段の前記第１のドーズ分布及び前記第２の格納手段の前記第２のドーズ分布に基づいて、前記傾斜部の描画を行うように前記描画手段を制御する制御手段と、を含むことを特徴としている。
【００３１】
また、請求項２０記載の発明は、前記第１のドーズ分布を、前記特定構造部分としての前記凹凸部に対応した第２のドーズ分布に補正するための演算を行う演算手段をさらに有することを特徴としている。
【００３２】
また、請求項２１記載の発明は、前記第１のドーズ量と前記第２のドーズ量の差は、前記電子ビームを照射する電子銃を駆動するためのＤ／Ａ変換器の最小クロックに基づく最小調整単位のドーズ量であることを特徴としている。
請求項２２記載の発明は、前記第１のドーズ関数は、前記ピッチであるｐと前記側壁部からの距離であるΔｘ（０＜Δｘ≦ｐ）とによりＸ＝Δｘ／ｐと表されるブレーズ位置Ｘを変数とするドーズ関数Ｆ（Ｘ）を含み、前記第２のドーズ関数は、前記ドーズ関数Ｆ（Ｘ）と前記ブレーズ位置Ｘを変数としさらにピッチｐをパラメータとして求められる係数Ｐを変数とする補正関数Ｇ（Ｘ，Ｐ）とを含むことを特徴とする。
【００３３】
【発明の実施形態】
以下、本発明に係る電子ビーム描画方法、光学素子用金型の製造方法、光学素子の製造方法及び電子ビーム描画装置の一実施形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００３４】
［第一の実施形態］
（基材の構成）
まず、電子ビームにより描画される基材の構成について、図１から図４を参照しつつ説明する。尚、本実施形態においては、曲面形状を成す基材の一面に円描画を行いつつ、ブレーズ形状を形成する場合を例に取り以下に説明を続けるが、本発明はこれに限らず、前記基材の一面は、例えば平面であっても良い。
【００３５】
図１に、当該基材の一面に描画される描画パターン（円描画）並びにその細部の描画形状を示す。同図に示すように、基材２の一面には描画パターンの一例として円描画が施され、描画部分の一部であるＥ部分を拡大すれば、基材２には、複数のブレーズ３からなる回折格子構造が形成されている。ブレーズ３は、傾斜部３ｂ及び側壁部３ａを形成し、当該側壁部３ｂは、周方向に沿って平面状に複数段形成されている。より詳細には、図２に示すように、基材２は、少なくとも一面に形成された曲面部２ａを有し、回折格子を傾けて各ブレーズのピッチｐ（図ではｐ１）毎に形成し、この回折格子の少なくとも１ピッチｐ１に、当該ピッチの区切り目位置にて前記曲面部２ａより立ち上がる側壁部３ａと、隣接する各側壁部３ａ、３ａ間に形成された傾斜部３ｂと、側壁部３ａと傾斜部３ｂとの境界領域に形成された溝部３ｃとが形成される。
【００３６】
傾斜部３ｂは、一端が一方の側壁部３ａの基端に接し、他端が他方の側壁部３ａの先端に接する傾斜面を構成している。尚、この複数のブレーズ３からなる回折格子構造は、後述するように、曲面部２ａ上に塗布された塗布剤（レジスト）を電子ビーム描画装置により描画することで形成され、ブレーズ３の傾斜部３ｂは、後述する電子ビーム描画装置の描画により、なだらかな傾斜面として形成されている。
【００３７】
この傾斜部３ｂには、傾斜部３ｂの一部であるＦ部分を拡大したときに、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、傾斜部３ｂには、後述する電子ビーム描画装置の電子ビームを最小ドーズ分解能単位に段階的に変化されたドーズ量にて描画される傾斜部３ｂａと、前記段階的に変化されたドーズ量の双方が混在するドーズ混在傾斜部３ｂｂとが形成されていてもよい。また、図３（ｃ）には、傾斜部３ｂａのみで傾斜部３ｂを形成した例を示した。
【００３８】
このドーズ混在傾斜部３ｂｂは、複数の凹凸からなるバイナリーパターン形状（バイナリー構造）に描画されることが好ましく、各凹凸部間の距離は同図（ａ）に示すように、一定、若しくは、同図（ｂ）に示すように、傾斜部３ｂの高さが低くなる方向に行くに従い、その距離が広くなるように構成されることが好ましい。但し、この際に重要となるのは、凹凸部を構成する各凹部及び凸部の幅が、各々、当該凹凸部を描画する電子ビームの近接効果（後方散乱による近接効果とは異なる）で予測される広がりよりも小さく、より好ましくは、当該凹凸部を描画する電子ビームの径よりも小さくなるように構成されることある。尚、このことの詳細については、後述する電子ビーム描画装置の（基材の形状について）ところで説明する。
【００３９】
説明に戻って、例えば、図３（ｂ）に示すように、傾斜部３ｂの高さが低くなる方向に行くに従い、その距離が広くなるように構成される場合には、より具体的には、図４に示すように、ドーズ混在傾斜部３ｂｂは、複数、例えば３つ（実際には、傾斜面の傾斜角度に応じた適切な個数）の凸部ＢＩ１、ＢＩ２、ＢＩ３により構成され、凸部ＢＩ１は、高さｄ１で長さＴ１、凸部ＢＩ２は、高さｄ１で長さＴ２、凸部ＢＩ３は、高さｄ１で長さＴ３にて構成される。
【００４０】
この凸部ＢＩ１、ＢＩ２、ＢＩ３の上面は、本発明における「第１のドーズ量」にて描画される部分であり、各凸部ＢＩ１、ＢＩ２、ＢＩ３間の凹部の底面は、本発明における「第２のドーズ量」にて描画される部分である。尚、此処にいう第１のドーズ量と第２のドーズ量との差は、後述する電子ビーム描画装置のＤ／Ａ変換器の最小クロックに基づき調整可能なドーズ最小単位となっている。
【００４１】
ここで、凹凸部のピッチをＵ１＝Ｕ２＝Ｕ３、各凸部ＢＩ１、ＢＩ２、ＢＩ３間の距離をＶ１、Ｖ２、Ｖ３とし、Ｕ１＝Ｔ１＋Ｖ１、Ｕ２＝Ｔ２＋Ｖ２、Ｕ３＝Ｔ３＋Ｖ３とすると、例えば、この時、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３とすることで、デューティー比を、（Ｔ１／Ｖ１）＞（Ｔ２／Ｖ２）＞（Ｔ３／Ｖ３）と傾斜部３ｂの高さが低くなる側に行くにつれ小さくすることができ、第１のドーズ量にて描画される部分である凸部ＢＩ１、ＢＩ２、ＢＩ３の長さＴ１、Ｔ２、Ｔ３を第２のドーズ量にて描画される部分側に行くにつれ段階的に減らす構成とすることができる。尚、このことの詳細については、後述する電子ビーム描画装置の（基材の形状について）ところで説明する。
【００４２】
尚、前述のように、ドーズ混在傾斜部３ｂｂの各凹凸部間の距離を一定とする場合には、デューティー比は、（Ｔ１／Ｖ１）＝（Ｔ２／Ｖ２）＝（Ｔ３／Ｖ３）とする。また、ドーズ混在傾斜部３ｂｂに設ける凹凸の個数は、ブレーズの大きさや傾斜角度に応じて可変するようにしても良い。従って、例えば、曲面部２ａの中心領域のブレーズでは凹凸の個数は少なく、周辺部側のブレーズになるにつれ凹凸の個数は多くするように構成しても良い。但し、何れの場合であってもこのドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸が形成される範囲（Ｕ１＋Ｕ２＋Ｕ３）は、ブレーズの傾斜角度（より詳しくは、そのブレーズを描画する際のドーズ量の変位量）に応じて決定されることとなる。尚、この詳細については、後述する電子ビーム描画装置の（処理手順について）のところで説明する。
【００４３】
尚、円描画は、複数の直線部によって近似して描画する構成としても良く、また、基材２としては、光学素子、例えばピックアップレンズ等にて構成することが好ましい。このように円描画を複数の直線部によって近似して描画することの詳細については、後述する電子ビーム描画装置の（制御系の具体的構成）のところで説明する。
【００４４】
次に、このような基材２を形成するために用いられる電子ビーム描画装置の具体的構成について説明する。
【００４５】
（電子ビーム描画装置の構成）
図５に、本実施形態における電子ビーム描画装置の全体構成を示す説明図を示す。同図に示すように、当該電子ビーム描画装置１は、基材２を走査するための大電流で高解像度の電子線プローブを形成して、これを高速に描画対象の基材２上で走査するものであり、高解像度の電子線プローブを形成する電子ビームを生成してターゲットに対してビーム照射を行う電子ビーム生成手段である電子銃１２と、この電子銃１２からの電子ビームを通過させるスリット１４と、スリット１４を通過する電子ビームの前記基材２に対する焦点位置を制御するための電子レンズ１６と、電子ビームが出射される経路上に配設されたアパーチャー１８と、電子ビームを偏向させることでターゲットである基材２上の走査位置等を制御する偏向器２０と、偏向を補正する補正用コイル２２とを含み構成されている。尚、これらの各部は、鏡筒１０内に配設されて電子ビーム出射時には真空状態に維持される。
【００４６】
さらに、電子ビーム描画装置１は、描画対象となる基材２を載置するための載置台であるＸＹＺステージ３０と、このＸＹＺステージ３０上の載置位置に基材２を搬送するための搬送手段であるローダ４０と、ＸＹＺステージ３０上の基材２の表面の基準点を測定するための測定手段である測定装置８０と、ＸＹＺステージ３０を駆動するための駆動手段であるステージ駆動手段５０と、ローダを駆動するためのローダ駆動装置６０と、鏡筒１０内及びＸＹＺステージ３０を含む筐体１１内を真空となるように排気を行う真空排気装置７０と、これらの制御を司る制御手段である制御回路１００とを含み構成されている。
【００４７】
尚、電子レンズ１６は、高さ方向に沿って複数箇所に離間して設置される各コイル１７ａ、１７ｂ、１７ｃの各々の電流値によって電子的なレンズが複数生成される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。
【００４８】
測定装置８０は、基材２に対してレーザーを照射することで基材２を測定する第１のレーザー測長器８２と、第１のレーザー測長器８２にて発光されたレーザー光（第１の照射光）が基材２を反射し当該反射光を受光する第１の受光部８４と、前記第１のレーザー測長器８２とは異なる照射角度から照射を行う第２のレーザー測長器８６と、前記第２のレーザー測長器８６にて発光されたレーザー光（第２の照射光）が基材２を反射し当該反射光を受光する第２の受光部８８と、を含み構成されている。尚、本例の第１のレーザー測長器と第１の受光部とで「第１の光学系」を構成し、第２のレーザー測長器と第２の受光部とで「第２の光学系」を構成している。
【００４９】
ステージ駆動手段５０は、ＸＹＺステージ３０をＸ方向に駆動するＸ方向駆動機構５２と、ＸＹＺステージ３０をＹ方向に駆動するＹ方向駆動機構５４と、ＸＹＺステージ３０をＺ方向に駆動するＺ方向駆動機構５６と、ＸＹＺステージ３０をθ方向に駆動するθ方向駆動機構５８とを含み構成されている。尚、この他、Ｙ軸を中心とするα方向に回転駆動可能なα方向駆動機構、Ｘ軸を中心とするβ方向に回転駆動可能なβ方向駆動機構を設けて、ステージをピッチング、ヨーイング、ローリング可能に構成してもよい。これにより、ＸＹＺステージ３０を３次元的に動作させたり、アライメントを行うことが可能になる。
【００５０】
制御回路１００は、電子銃１２に電源を供給するための電子銃電源部１０２と、この電子銃電源部１０２での電流、電圧などを調整制御する電子銃制御部１０４と、電子レンズ１６（複数の各電子的なレンズ）を動作させるためのレンズ電源部１０６と、このレンズ電源部１０６での各電子レンズに対応する各電流を調整制御するレンズ制御部１０８とを含み構成される。
【００５１】
さらに、制御回路１００は、補正用コイル２２を制御するためのコイル制御部１１０と、偏向器２０にて成形方向の偏向を行う成形偏向部１１２ａと、偏向器２０にて副走査方向の偏向を行うための副偏向部１１２ｂと、偏向器２０にて主走査方向の偏向を行うための主偏向部１１２ｃと、成形偏向部１１２ａを制御するためにデジタル信号をアナログ信号に変換制御する高速Ｄ／Ａ変換器１１４ａと、副偏向部１１２ｂを制御するためにデジタル信号をアナログ信号に変換制御する高速Ｄ／Ａ変換器１１４ｂと、主偏向部１１２ｃを制御するためにデジタル信号をアナログ信号に変換制御する高精度Ｄ／Ａ変換器１１４ｃとを含み構成される。
【００５２】
さらに、制御回路１００は、偏向器２０における位置誤差を補正する、即ち、位置誤差補正信号などを各高速Ｄ／Ａ変換器１１４ａ、１１４ｂ、及び高精度Ｄ／Ａ変換器１１４ｃに対して供給して位置誤差補正を促す、或いは、コイル制御部１１０に対して当該信号を供給することで補正用コイル２２にて位置誤差補正を行う位置誤差補正回路１１６と、これら位置誤差補正回路１１６並びに各高速Ｄ／Ａ変換器１１４ａ、１１４ｂ及び高精度Ｄ／Ａ変換器１１４ｃを制御して電子ビームの電界を制御する電界制御手段である電界制御回路１１８と、描画パターンなどを前記基材２に対して生成するためのパターン発生回路１２０とを含み構成される。
【００５３】
さらに、制御回路１００は、第１のレーザー測長器８２を上下左右に移動させることによるレーザー照射位置の移動及びレーザー照射角の角度等の駆動制御を行う第１のレーザー駆動制御回路１３０と、第２のレーザー測長器８６を上下左右に移動させることによるレーザー照射位置の移動及びレーザー照射角の角度等の駆動制御を行う第２のレ−ザー駆動制御回路１３２と、第１のレーザー測長器８２でのレーザー照射光の出力（レーザーの光強度）を調整制御するための第１のレーザー出力制御回路１３４と、第２のレーザー測長器８６でのレーザー照射光の出力を調整制御するための第２のレーザー出力制御回路１３６と、第１の受光部８４での受光結果に基づき、測定結果を算出するための第１の測定算出部１４０と、第２の受光部８８での受光結果に基づき、測定結果を算出するための第２の測定算出部１４２とを含み構成される。
【００５４】
さらに、制御回路１００は、ステージ駆動手段５０を制御するためのステージ制御回路１５０と、ローダ駆動装置６０を制御するローダ制御回路１５２と、上述の第１、第２のレーザー駆動回路１３０、１３２・第１、第２のレーザー出力制御回路１３４、１３６・第１、第２の測定算出部１４０、１４２・ステージ制御回路１５０・ローダ制御回路１５２を制御する機構制御回路１５４と、真空排気装置７０の真空排気を制御する真空排気制御回路１５６と、測定情報を入力するための測定情報入力部１５８と、入力された情報や他の複数の情報を記憶するための記憶手段であるメモリ１６０と、各種制御を行うための制御プログラムを記憶したプログラムメモリ１６２と、後述する制御系３００（詳細は後述する）と、これらの各部の制御を司る、例えばＣＰＵなどにて形成された制御部１７０とを含み構成されている。
【００５５】
また、本実施形態の電子ビーム描画装置１では、測定情報入力部１５８などを含む、所謂「操作系」乃至は「操作手段」においては、アナログスキャン方式／デジタルスキャン方式の選択、基本的な形状の描画パターンの複数からの選択等、各種コマンド操作が可能となっている。
【００５６】
上述のような構成を有する電子ビーム描画装置１において、ローダ４０によって搬送された基材２がＸＹＺステージ３０上に載置されると、真空排気装置７０によって鏡筒１０及び筐体１１内の空気やダストなどを排気した後、電子銃１２から電子ビームが照射される。
【００５７】
電子銃１２から照射された電子ビームは、電子レンズ１６を介して偏向器２０により偏向され、偏向された電子ビームＢ（以下、この電子レンズ１６を通過後の偏向制御された電子ビームに関してのみ「電子ビームＢ」と符号を付与することがある）は、ＸＹＺステージ３０上の基材２の表面、例えば曲面部（曲面）２ａ上の描画位置に対して照射されることで描画が行われる。
【００５８】
この際に、測定装置８０によって、基材２上の描画位置（描画位置のうち少なくとも高さ位置）、若しくは後述するような基準点の位置が測定され、制御回路１００は、当該測定結果に基づき、電子レンズ１６のコイル１７ａ、１７ｂ、１７ｃなどに流れる各電流値などを調整制御して、電子ビームＢの焦点深度の位置、即ち焦点位置を制御し、当該焦点位置が前記描画位置となるように移動制御される。
【００５９】
或いは、測定結果に基づき、制御回路１００は、ステージ駆動手段５０を制御することにより、前記電子ビームＢの焦点位置が前記描画位置となるようにＸＹＺステージ３０を移動させる。
【００６０】
また、本例においては、電子ビームの制御、ＸＹＺステージ３０の制御の何れか一方の制御によって行っても、双方を利用して行ってもよい。
（測定装置）
次に、測定装置８０について、図６を参照しつつ説明する。測定装置８０は、より詳細には、図６に示すように、第１のレーザー測長器８２、第１の受光部８４、第２のレーザー測長器８６、第２の受光部８８などを有する。
【００６１】
基材２の位置をＺ方向に変化させつつ、第１のレーザー測長器８２により電子ビームと交差する方向から基材２に対して第１の光ビームＳ１を照射し、基材２を透過する第１の光ビームＳ１の受光によって、第１の光強度分布が検出される。
【００６２】
この際に、図６に示すように、第１の光ビームＳ１は、基材２の平坦部２ｂにて反射されるため、第１の強度分布に基づき、基材２の平坦部２ｂ上の（高さ）位置が測定算出されることになる。しかし、この場合には、基材２の曲面部２ａ上の（高さ）位置を測定することができない。
【００６３】
そこで、本例においては、さらに第２のレーザー測長器８６を設けている。即ち、基材２の位置をＺ方向に変化させつつ、第２のレーザー測長器８６によって、第１の光ビームＳ１と異なる電子ビームとほぼ直交する方向から基材２に対して第２の光ビームＳ２を照射し、基材２を透過する第２の光ビームＳ２が第２の受光部８８に含まれるピンホール８４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。
【００６４】
この場合、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第２の光ビームＳ２が曲面部２ａ上を透過することとなるので、前記第２の強度分布に基づき、基材２の平坦部２ｂより突出する曲面部２ａ上の（高さ）位置を測定算出することができる。
【００６５】
具体的には、第２の光ビームＳ２がＸＹ基準座標系における曲面部２ａ上のある位置（ｘ、ｙ）の特定の高さを透過すると、この位置（ｘ、ｙ）において、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第２の光ビームＳ２が曲面部２ａの曲面にて当たることにより散乱光ＳＳ１、ＳＳ２が生じ、この散乱光分の光強度が弱まることとなる。このようにして、図８に示すように、第２の受光部８８にて検出された第２の光強度分布に基づき、位置が測定算出される。
【００６６】
この算出の際には、図８に示すように、第２の受光部８８の信号出力Ｏｐは、図９に示す特性図のような、信号出力Ｏｐと基材の高さとの相関関係を有するので、制御回路１００のメモリ１６０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８８での信号出力Ｏｐに基づき、基材の高さ位置を算出することができる。
【００６７】
そして、この基材の高さ位置を、例えば描画位置として、前記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。
【００６８】
（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、描画を行う場合の描画位置算出の原理の概要について説明する。
【００６９】
先ず、基材２は、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、例えば樹脂等による光学素子例えば光レンズ等にて形成されることが好ましく、断面略平板状の平坦部２ｂと、この平坦部２ｂより突出形成された曲面をなす曲面部２ａと、を含んで構成されている。この曲面部２ａの曲面は、球面に限らず、非球面などの他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。
【００７０】
このような基材２において、予め基材２をＸＹＺステージ３０上に載置する前に、基材２上の複数例えば３個の基準点Ｐ００、Ｐ０１、Ｐ０２を決定してこの位置を測定しておく（第１の測定）。これによって、例えば、基準点Ｐ００とＰ０１によりＸ軸、基準点Ｐ００とＰ０２によりＹ軸が定義され、３次元座標系における第１の基準座標系が算出される。ここで、第１の基準座標系における高さ位置をＨｏ（ｘ、ｙ）（第１の高さ位置）とする。これによって、基材２の厚み分布の算出を行うことができる。
【００７１】
一方、基材２をＸＹＺステージ３０上に載置した後も、同様の処理を行う。即ち、図１０（Ａ）に示すように、基材２上の複数例えば３個の基準点Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２を決定してこの位置を測定しておく（第２の測定）。これによって、例えば、基準点Ｐ１０とＰ１１によりＸ軸、基準点Ｐ１０とＰ１２によりＹ軸が定義され、３次元座標系における第２の基準座標系が算出される。
【００７２】
さらに、これらの基準点Ｐ００、Ｐ０１、Ｐ０２、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２により第１の基準座標系を第２の基準座標系に変換するための座標変換行列などを算出して、この座標変換行列を利用して、第２の基準座標系における前記Ｈｏ（ｘ、ｙ）に対応する高さ位置Ｈｐ（ｘ、ｙ）（第２の高さ位置）を算出して、この位置を最適フォーカス位置、即ち描画位置として電子ビームの焦点位置が合わされるべき位置とすることとなる。これにより、上述の基材２の厚み分布の補正を行うことができる。
【００７３】
尚、上述の第２の測定は、電子ビーム描画装置１の第１の測定手段である測定装置８０を用いて測定することができる。
【００７４】
そして、第１の測定は、予め別の場所において他の測定装置を用いて測定しおく必要がある。このような、基材２をＸＹＺステージ３０上に載置する前に予め基準点を測定するための測定装置としては、上述の測定装置８０と全く同様の構成の測定装置２００（第２の測定手段）を採用することができる。
【００７５】
この場合、測定装置からの測定結果は、例えば、図５に示す測定情報入力部１５８にて入力されたり、制御回路１００と接続される不図示のネットワークを介してデータ転送されて、メモリ１６０などに格納されることとなる。もちろん、この測定装置が不要となる場合も考えられる。
【００７６】
上記のようにして、描画位置が算出されて、電子ビームの焦点位置が制御されて描画が行われることとなる。
【００７７】
具体的には、図１０（Ｃ）に示すように、電子ビームの焦点深度ＦＺ（ビームウエストＢＷ）の焦点位置を、３次元基準座標系における単位空間の１フィールド（ｍ＝１）内の描画位置に調整制御する。（この制御は、上述したように、電子レンズ１６による電流値の調整もしくはＸＹＺステージ３０の駆動制御の何れか一方又は双方によって行われる。）尚、本例においては、１フィールドの高さ分を焦点深度ＦＺより長くなるように、フィールドを設定してあるがこれに限定されるものではない。ここで、焦点深度ＦＺとは、図１１に示すように、電子レンズ１６を介して照射される電子ビームＢにおいて、ビームウエストＢＷが有効な範囲の高さを示す。尚、電子ビームＢの場合、図１１に示すように、電子レンズ１６の幅Ｄ、電子レンズ１６よりビームウエスト（ビーム径の最も細い所）ＢＷまでの深さｆとすると、Ｄ／ｆは、０．０１程度であり、例えば５０ｎｍ程度の解像度を有し、焦点深度は例えば数十μ程度ある。
【００７８】
そして、図１０（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。
【００７９】
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。
【００８０】
尚、本例では、この描画領域を被描画層とし、この被描画層における曲面部２ａの表面の曲面に該当する部分を被描画面としている。
【００８１】
さらに、上述のような各種演算処理、測定処理、制御処理などの処理を行う処理プログラムは、プログラムメモリ１６２に予め制御プログラムとして格納されることとなる。
【００８２】
（ドーズ分布について）
図１２には、当該電子ビーム描画装置の特徴的構成部分である制御系の機能ブロック図が開示されている。
【００８３】
同図に示すように、電子ビーム描画装置１のメモリ１６０は、形状記憶テーブル１６１を有し、この形状記憶テーブル１６１には、例えば、基材２の曲面部２ａにブレーズ３の傾斜部３ｂ及び側壁部３ａを所望の通りに各ブレーズのピッチｐ毎に形成する際の描画位置に対応する理想ドーズ分布や、この理想ドーズ分布を当該電子ビーム描画装置のドーズ最小単位にて近似した設定ドーズ分布や、ブレーズ３の傾斜部３ｂにドーズ混在傾斜部３ｂｂを形成する際の凹凸部に関するドーズ分布（凸部の長さや各凸部間の距離に関するドーズ分布）等を予め定義したドーズ分布情報１６１ａが格納されている。
【００８４】
さらに、メモリ１６０には、理想ドーズ分布を表すブレーズのピッチｐが境界ピッチより小さいときの第１の理想ドーズ関数（第１のドーズ関数）Ｆ（Ｘ）及び境界ピッチ以上のときの第２の理想ドーズ関数（第２のドーズ関数）Ｆ（Ｘ）＋Ｇ（Ｘ，Ｐ）（詳細は後述の（理想ドーズ関数について）で述べる）、及び、設定ドーズ分布を表す設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）と、ドーズ混在傾斜部３ｂｂを形成する範囲を設定するミキシング定数ｗ［％］との相関関係を定義するミキシング領域演算情報１６１ｂ、設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）をこのミキシング領域演算情報１６１ｂに基づいて補正演算したドーズ分布補正演算情報１６１ｃ、その他の情報１６１ｄなどが格納されている。尚、此処に言う理想ドーズ分布を表す理想ドーズ関数とは、例えばＦ（Ｘ）は、図１３に示すように、所望のブレーズ３の形状を得るための理想的なドーズ分布を表す関数のことであり、また、此処に言う設定ドーズ分布を表す設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）とは、例えば、図１４に示すように、前記理想ドーズ分布を当該電子ビーム描画装置のドーズ最小単位にて近似することで得られ、当該電子ビーム描画装置にて実際に設定される場合のドーズ分布を表す関数のことである。さらに、此処にいうドーズ分布補正演算情報１６１ｃとは、例えば、図１５に示すように、前記設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）に対して、前記ミキシング領域演算情報１６１ｂに基づいて後述する補正演算を行った後のドーズ関数を示すドーズ分布情報のことである。因みに、これら図１３〜図１５に示すドーズ関数（ドーズ分布）は、何れも同一のドーズ分布を表すものとなっている。また、これらドーズ関数（ドーズ分布）は、基材のブレーズ３が形成される一面が平面である場合を示しており、そのドーズ量及びドーズ位置は、あくまでも一例として示されている。
【００８５】
また、プログラムメモリ１６２には、これらの処理を行う処理プログラム１６３ａ（より詳細には、例えば後述する図２６〜図２８のＳ１０１〜Ｓ１１７までの一連の処理など）、前記ドーズ分布情報１６１ａ、ミキシング領域演算情報１６１ｂ、ドーズ分布補正演算情報１６１ｃなどの情報を基に、ブレーズ３の傾斜部３ｂに対してドーズ混在傾斜部３ｂｂをどの描画ラインの位置に対して割り当てるか、ブレーズ３の形成位置に応じてドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸の個数を変更する場合にはその変更処理を含む処理等を演算により算出するなどのドーズ分布補正演算プログラム１６３ｂ（より詳細には、例えば後述する図２９のＳ３０１〜Ｓ３１３までの一連の処理など）、その他の処理プログラム１６３ｃなどを有している。尚、本実施形態のメモリ１６０にて「第１の格納手段及び第２の格納手段」を構成でき、また、本実施形態のプログラムメモリ１６２と制御部１７０とで「制御手段」を構成できる。
【００８６】
この際、制御手段は、ドーズ分布の特性に基づいてドーズ量を算出しつつ前記ブレーズ３の傾斜部３ｂ及び側壁部３ａの描画を行うように制御する。また、ドーズ混在傾斜部３ｂｂを形成する場合には前記傾斜部３ｂの傾斜部３ｂａ及びドーズ混在傾斜部３ｂｂの描画を行うように制御する。
【００８７】
この際、制御手段は、測定手段にて測定された描画位置に基づき、電子レンズの電流値を調整して前記電子ビームの焦点位置を前記描画位置に応じて可変制御するとともに、前記焦点位置について、ドーズ分布に基づいてドーズ量を算出しつつ前記ブレーズ３の傾斜部３ｂ及び側壁部３ａの描画を行うように制御する。また、ドーズ混在傾斜部３ｂｂを形成する場合には前記傾斜部３ｂの傾斜部３ｂａ及びドーズ混在傾斜部３ｂｂの描画を行うように制御する。
【００８８】
また、メモリ１６０のドーズ分布情報１６１ａは、基材２の曲面部２ａ、ブレーズ３の傾斜部３ｂ及び側壁部３ａ等の形状及びブレーズのピッチｐに応じた第１のドーズ分布に関する情報を含んでいる。そして、ドーズ分布補正演算プログラム１６３ｂは、前記第１のドーズ分布を、さらに前記ドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部に対応するドーズ量を混在させた第２のドーズ分布（ドーズ分布補正演算情報１６１ｃ）に補正するための演算を行う。このドーズ分布補正演算プログラム１６３ｂ及び制御部１７０により、本発明にいう「演算手段」を構成できる。
【００８９】
さらに、制御手段には、前記理想ドーズ関数や後述するミキシング領域：ｍｉｘ＿ｗ［％］等を設定するための設定手段１８１や、例えばライン毎のドーズ情報等を表示可能な表示手段１８２を備えることとする。
【００９０】
このような構成を有する制御手段において、制御部１７０は、処理プログラム１６３ａにより所定の描画アルゴリズムを実行しつつ、ドーズ混在傾斜部３ｂｂのドーズ量を算出するルーチンに至ると、ドーズ分布補正演算プログラム１６３ｂを実行し、元来のドーズ分布（第１のドーズ分布）に対して描画位置に応じたドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部を形成するための補正された第２のドーズ分布を算出するために、ある程度の基本的情報、即ち、ドーズ分布情報１６１ａ、或いは、ミキシング領域演算情報１６１ｂに格納されたテーブル等を参照しつつ、対応するドーズ分布補正演算情報１６１ｃを算出した後、この算出したドーズ分布特性情報１６１ｃを前記メモリ１６０の所定の一時記憶領域に格納し、そのドーズ分布補正演算情報１６１ｂに基づいて描画を行う。
【００９１】
さらに、ミキシング領域演算情報１６１ｂに格納されるテーブル、具体的にはドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部のドーズ分布に関するテーブルの態様の一例について、図１６を参照して説明する。図１６には、図３（ｂ）のドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部の描画パターンに対応するドーズ分布に関するテーブル１６１ｅの具体例が開示されている。図１６の例では、描画０〜１３ラインまでは、ドーズ量０にて傾斜部３ｂａを構成し、１４〜２５ラインまでは、ドーズ量０及び１００にてドーズ混在傾斜部３ｂｂを構成している。具体的には、１４ライン、１８〜１９ライン、２２〜２４ラインは、ドーズ量１００にてドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹部を構成している。同様に、１５〜１７ライン、２０〜２１ライン、２５ラインは、ドーズ量０にてドーズ混在傾斜部３ｂｂの凸部を構成している。さらに、２６〜３８ラインまでは、ドーズ量１００にて、再度、傾斜部３ｂａを構成し、３９〜５０ラインまでは、ドーズ量１００及び１５０にて、再度、ドーズ混在傾斜部３ｂｂを構成している。具体的には、３９ライン、４３〜４４ライン、４７〜４９ラインは、ドーズ量１５０にてドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹部を構成している。同様に、４０〜４２ライン、４５〜４６ライン、５０ラインは、ドーズ量１００にてドーズ混在傾斜部３ｂｂの凸部を構成している。以降、ドーズ分解能（ドーズ最小単位）５０にて段階的に傾斜部３ｂａ及びドーズ混在傾斜部３ｂｂを構成していく。
【００９２】
尚、本例では、例えば１ラインピッチを１０ｎｍ〜３０ｎｍとし、最低ドーズ量を１００、ドーズ分解能（ドーズ最小単位）を５０としている。
【００９３】
このように、ドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部を形成するためのドーズ分布をライン毎に用意したテーブルを利用することで、ドーズ分布補正演算プログラム１６３ｂ及び制御部１７０による補正演算を簡単にすることができ、より簡単にドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部に関する描画を行うことができる。尚、このようなテーブルを利用することなく所定のプログラムにより補正演算を行う場合の具体的な処理ステップについては、図３（ａ）に示すようなドーズ混在傾斜部３ｂｂ（凹凸部）を描画する場合を例に採り、後述する（処理手順について）のところで説明する。
（制御系の具体的構成）
次に、描画ラインを描画する際に、例えば、円描画を正多角形で近似して直線的に走査する場合の各種処理を行うための制御系の具体的構成について、図１７を参照しつつ説明する。図１７には、本実施形態における電子ビーム描画装置の制御系の詳細な構成が開示されている。
【００９４】
電子ビーム描画装置の制御系３００は、図１７に示すように、例えば円描画時に正多角形（不定多角形を含む）に近似するのに必要な（円の半径に応じた）種々のデータ（例えば、ある一つの半径ｋｍｍの円について、その多角形による分割数ｎ、各辺の位置各点位置の座標情報並びにクロック数の倍数値、さらにはＺ方向の位置などの各円に応じた情報等）、さらには円描画に限らず種々の曲線を描画する際に直線近似するのに必要な種々のデータ、各種描画パターン（矩形、三角形、多角形、縦線、横線、斜線、円板、円周、三角周、円弧、扇形、楕円等）に関するデータを記憶する描画パターン記憶手段である描画パターンデータメモリ３０１と、を含んで構成される。
【００９５】
また、制御系３００は、前記描画パターンデータメモリ３０１の描画パターンデータに基づいて、描画条件の演算を行う描画条件演算手段３１０と、前記描画条件演算手段３１０から（２ｎ＋１）ライン（ｎ＝０、１、２・・）である場合は（２ｎ＋１）であるが、（ｎ＝１、２、・・）である場合は（２ｎ−１）としてもよい）乃ち奇数ラインの描画条件を演算する（２ｎ＋１）ライン描画条件演算手段３１１と、（２ｎ＋１）ライン描画条件演算手段３１１に基づいて１ラインの時定数を設定する時定数設定回路３１２と、（２ｎ＋１）ライン描画条件演算手段３１１に基づいて１ラインの始点並びに終点の電圧を設定する始点／終点電圧設定回路３１３と、（２ｎ＋１）ライン描画条件演算手段３１１に基づいてカウンタ数を設定するカウンタ数設定回路３１４と、（２ｎ＋１）ライン描画条件演算手段３１１に基づいてイネーブル信号を生成するイネーブル信号生成回路３１５と、奇数ラインの偏向信号を出力するための偏向信号出力回路３２０と、を含んで構成されている。
【００９６】
さらに、制御系３００は、前記描画条件演算手段３１０から（２ｎ）ライン乃ち偶数ラインの描画条件を演算する（２ｎ）ライン描画条件演算手段３３１と、（２ｎ）ライン描画条件演算手段３３１に基づいて１ラインの時定数を設定する時定数設定回路３３２と、（２ｎ）ライン描画条件演算手段３３１に基づいて１ラインの始点並びに終点の電圧を設定する始点／終点電圧設定回路３３３と、（２ｎ）ライン描画条件演算手段３３１に基づいてカウンタ数を設定するカウンタ数設定回路３３４と、（２ｎ）ライン描画条件演算手段３３１に基づいてイネーブル信号を生成するイネーブル信号生成回路３３５と、偶数ラインの偏向信号を出力するための偏向信号出力回路３４０と、（２ｎ）ライン描画条件演算手段３１０に基づいて、次の等高線に移動するときなどにブランキングを行うブランキングアンプ３５０と、描画条件演算手段３１０での描画条件と、奇数ラインの偏向信号出力回路３２０並びに偶数ラインの偏向信号出力回路３４０からの情報とに基づいて、奇数ラインの処理と偶数ラインの処理とを切り換える切換回路３６０と、を含んで構成されている。
【００９７】
奇数ラインの偏向信号出力回路３２０は、走査クロックＣＬ１と、カウンタ数設定回路３１４からの奇数ラインカウント信号ＣＬ６と、イネーブル信号発生回路３１５のイネーブル信号とに基づいてカウント処理を行う計数手段であるカウンタ回路３２１と、カウンタ回路３２１からのカウントタイミングと、始点／終点電圧設定回路３１３での奇数ライン描画条件信号ＣＬ３とに基づいて、ＤＡ変換を行うＤＡ変換回路３２２と、このＤＡ変換回路３２２にて変換されたアナログ信号を平滑化する処理（偏向信号の高周波成分を除去する等の処理）を行う平滑化回路３２３と、を含んで構成される。
【００９８】
偶数ラインの偏向信号出力回路３４０は、走査クロックＣＬ１と、カウンタ数設定回路３３４からの偶数ラインカウント信号ＣＬ７と、イネーブル信号発生回路３３５のイネーブル信号とに基づいてカウント処理を行う計数手段であるカウンタ回路３４１と、カウンタ回路３４１からのカウントタイミングと、始点／終点電圧設定回路３３３での偶数ライン描画条件信号ＣＬ５とに基づいて、ＤＡ変換を行うＤＡ変換回路３４２と、このＤＡ変換回路３４２にて変換されたアナログ信号を平滑化する処理を行う平滑化回路３４３とを含んで構成される。
【００９９】
尚、これらの制御系３００を構成する各部は、何れも図５に示すＣＰＵ等の制御部１７０（制御手段）にて制御可能な構成としている。また、これら制御系３００は、Ｘ偏向用の制御系とＹ偏向用の制御系を各々形成する構成としてもよい。
【０１００】
尚また、本実施形態の描画パターンデータメモリ３１０と描画条件演算手段３１０などを含む制御系３００で、「演算手段」を構成できる。この「演算手段」は、走査される走査ライン上に、ＤＡ変換器の最小時間分解能の整数倍の時間に対応する距離に相当する少なくとも２点の各位置を演算する機能を有する。この場合、制御部１７０の「制御手段」は、前記演算手段にて演算された各位置間を前記電子ビームによりほぼ直線的に走査するように制御することとなる。また、同様にして、本発明の他の態様の「演算手段」では、略円状に走査される走査ライン上に、ＤＡ変換器の最小時間分解能の整数倍の時間に対応する距離を一辺とする多角形の各頂点位置を算出する機能を有する。また、制御手段は、演算手段にて演算された各位置間を前記電子ビームによりほぼ直線的に走査するのは同様である。
【０１０１】
上記のような構成を有する制御系３００は、概略次のように作用する。即ち、描画条件演算手段３１０が描画パターンデータメモリ３０１から直線近似による走査（描画）に必要な情報を取得すると、所定の描画条件の演算処理を行い、例えば一つの円に対して正多角形の各辺に近似された場合の各辺のうち最初の辺、奇数番目のラインに関する情報は、（２ｎ＋１）ライン描画条件演算手段３１１へ、次の辺、偶数番目のラインに関する情報は、（２ｎ）ライン描画条件演算手段３３１へ各々伝達される。
【０１０２】
これにより、例えば、（２ｎ＋１）ライン描画条件演算手段３１１は、奇数ラインに関する描画条件を生成し、走査クロックＣＬ１と生成された奇数ライン描画条件生成信号ＣＬ２とに基づいて、偏向信号出力回路３２０から奇数ライン偏向信号ＣＬ９を出力する。
【０１０３】
一方、例えば、（２ｎ）ライン描画条件演算手段３３１は、偶数ラインに関する描画条件を生成し、走査クロックＣＬ１と生成された偶数ライン描画条件生成信号ＣＬ４とに基づいて、偏向信号出力回路３４０から偶数ライン偏向信号ＣＬ１０を出力する。
【０１０４】
これら奇数ライン偏向信号ＣＬ９と偶数ライン偏向信号ＣＬ１０は、描画条件演算手段３１０のもとに切換回路３６０によって、その出力が交互に切り換わる。したがって、ある一の円について、正多角形に近似され、各辺が算出されると、ある一つの辺、奇数番目の辺が描画されると、次の辺、偶数番目の辺が描画され、さらに次ぎの辺、奇数番目の辺が描画される、という具合に交互に各辺が直線的に描画（走査）されることとなる。
【０１０５】
そして、ある一の円について描画が終了すると、描画条件演算手段３１０は、その旨をブランキングアンプ３５０に伝達し、他の次の円を描画するように促す処理を行う。このようにして、各円について多角形で近似した描画を行うこととなる。
【０１０６】
（理想ドーズ関数について）
ここで、第１のドーズ分布を求めるための理想ドーズ関数Ｆ（Ｘ）及びＦ（Ｘ）＋Ｇ（Ｘ，Ｐ）について説明する。まず、後方散乱のブレーズ形状への影響についての概要を図１８を用いて説明する。図１８（ａ）にブレーズのピッチｐが後方散乱半径より小さい場合、図１８（ｂ）にブレーズのピッチｐが後方散乱半径より大きい場合のドーズ分布、後方散乱による吸収エネルギー分布、および現像して得られる形状を示した。図１８（ａ）に示したようにブレーズのピッチｐが後方散乱半径より小さい場合には、後方散乱による吸収エネルギー分布は一様となる。従って現像後得られる形状は、後方散乱による吸収エネルギーにより全体の位置が高さ方向に変化するもののブレーズ形状には影響を及ぼさない。ところが、図１８（ｂ）に示したようにブレーズのピッチｐが後方散乱半径より大きい場合には、後方散乱による吸収エネルギー分布は大小を周期的に繰り返し、その吸収エネルギー分布の影響により、ブレーズ形状は、同図に示す如く変形する。
【０１０７】
次に、上述の第１の理想ドーズ関数Ｆ（Ｘ）及び後方散乱の影響を鑑みた第２の理想ドーズ関数Ｆ（Ｘ）＋Ｇ（Ｘ，Ｐ）を求める手順を図１９から図２２を用いて説明する。図１９は、理想ドーズ関数を求めるための作業手順を示すフローチャートであり、図２０〜図２２は、その手順の説明のための説明図である。
【０１０８】
まず、図１９に示すように、シミュレーションまたは当該電子ビーム描画装置を用いての得られるブレーズ形状を基にブレーズのピッチが数μｍ以下のブレーズ（或いは最小ピッチ近傍のピッチのブレーズ）について所望の形状が得られるような例えば図２０に示すような基準となる第１の理想ドーズ関数Ｆ（Ｘ）を決定する（Ｓ５０１）。ただし、Ｘはブレーズ位置であって、ブレーズのピッチｐと側壁部３ａからの距離であるΔｘ（０＜Δｘ≦ｐ）とにより、Ｘ＝Δｘ／ｐで与えられる（図２０参照）。また、Ｘ＝Δｘ／ｐとすることによりブレーズのピッチｐの変化に応じてＦ（Ｘ）から得られる理想ドーズ分布をピッチ方向に線形に伸縮することができる。ここで、前述の設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）は、ｎを変数としているが、このｎはあるブレーズのｎ番目の走査ラインのことであり、そのｎ番目の走査ラインにおけるドーズ量を求める場合には、そのブレーズのピッチｐを走査ラインピッチで除算して得られる全走査ライン数をｋとし、ブレーズ位置ＸをＸ＝ｎ／ｋとすればよい。
【０１０９】
次に、図２１（ａ）に示すようなブレーズのピッチｐを変化させた設計形状について（ただし、ピッチｐは必要範囲内で変化させれば良い）、Ｓ５０１で求めた第１の理想ドーズ関数Ｆ（Ｘ）を用いてドーズ分布を求め描画を行い第１の理想ドーズ関数Ｆ（Ｘ）によるブレーズ形状を得る（またはシミュレーションによりブレーズ形状を得る）。図２１（ｂ）に示す如く、得られたブレーズ形状と設計形状を比較して、その差異からブレーズ形状の許容範囲内及び許容範囲外を判断して境界ピッチ幅を決定する（Ｓ５０２）。
【０１１０】
さらに、図２２に示すような境界ピッチ幅以上の得られたブレーズ形状と設計形状の差分ΔＤ及び現像前のレジスト層表面からの距離で得られたブレーズ形状または設計形状のいずれか大きい方の距離Ｄから、補正比率ΔＤ／Ｄをブレーズ位置Ｘを変数としピッチｐから求まる係数Ｐを含む補正比率関数ｇ（Ｘ，Ｐ）として求める。ｇ（Ｘ，Ｐ）は、各ブレーズ位置Ｘに於いてΔＤ／Ｄを細かく求めてもよいが、−側の最大補正位置にあたるΔＤ１／Ｄ１と＋側の最大補正位置にあたるΔＤ２／Ｄ２のみを求め、３次式以上の関数で近似することが可能である。また、Ｐは、最大補正比率ΔＤ１／Ｄ１はピッチとの相関があるため、その相関式（ｈ（ｐ））で求まる係数、Ｐ＝ｈ（ｐ）として求める。ここで、ｇ（Ｘ，Ｐ）をドーズ量の補正量に換算したドーズ量補正関数Ｇ（Ｘ，Ｐ）を求める（Ｓ５０３）。
【０１１１】
そして、理想ドーズ関数として、
ブレーズピッチ＜境界ピッチの時、第１の理想ドーズ関数＝Ｆ（Ｘ）
ブレーズピッチ≧境界ピッチの時、第２の理想ドーズ関数＝Ｆ（Ｘ）＋Ｇ（Ｘ，Ｐ）
とし（Ｓ５０４）、設定手段１８１により境界ピッチと共にドーズ分布情報１６１ａに設定する。
【０１１２】
また、上述の説明では２つの理想ドーズ関数を用いた場合を示したが、境界ピッチを複数設けてそれぞれの間でそれぞれに応じたドーズ量補正関数Ｇ（Ｘ，Ｐ）を用いて細かく補正を行っても良い。
【０１１３】
このように、ブレーズのピッチに応じた補正を行なうことで、後方散乱による近接効果の影響を鑑みつつ所望のブレーズ形状を得ることができる。ここで、上述の理想ドーズ関数を当該電子ビーム描画装置に適用した例を、図２３に示す。
【０１１４】
図２３（ａ）及び（ｂ）には、同じ理想ドーズ関数例えば、Ｆ（Ｘ）を用いた描画／現像後の基材の断面形状を走査型プローブ顕微鏡にて測定した結果を示した。同図（ａ）に示したブレーズは、ピッチが７μｍ程度であり、所望のブレーズ形状が得られているが、同図（ｂ）に示したブレーズは、ピッチが３０〜５０μｍ程度であり、ブレーズ形状は後方散乱の影響を受け変形している。そこで、同図（ｃ）には上述のＧ（Ｘ，Ｐ）を、ｈ（ｐ）を楕円の式で与えてＰを求め、Ｇ（Ｘ，Ｐ）を３次式で求めて補正した描画／現像後の基材の断面形状を走査型プローブ顕微鏡にて測定した結果を示したが、同図（ｂ）と比べて明らかなように所望のブレーズ形状が得られている。
【０１１５】
また、上述の説明では、境界ピッチ以上のピッチのブレーズについては基準となる第１の理想ドーズ関数にさらにドーズ量補正関数を用いて補正するように説明したが、新たに別の理想ドーズ関数を求めるようにしても良い。
（基材の形状について）
次に、ブレーズの傾斜部上に、上述のドーズ混在傾斜部（凹凸部）を形成することにより、現像後のブレーズの傾斜面が後方散乱による抉りを抑制するようになだらかに形成されることについて説明する。
【０１１６】
図１４及び図２４には、従来の電子ビーム描画装置における設定ドーズ分布と、走査型プローブ顕微鏡にて測定された描画／現像後の基材の断面形状が示されており、一方、図１５及び図２５には、本発明に係る電子ビーム描画装置における設定ドーズ分布と、走査型プローブ顕微鏡にて測定された描画／現像後の基材の断面形状が示されている。
【０１１７】
尚、図１４及び図１５に示すドーズ分布は、互いに同一のものを表している。また、これらドーズ分布は、回折構造のブレーズ３が形成される一面が平面である場合を示しており、そのドーズ量及びドーズ位置は、あくまでも一例が示されている。
【０１１８】
また、図２４及び図２５に示されるように、ブレーズ３´、３は、側壁部３´ａ、３ａ及び傾斜部３´ｂ、３ｂを有し、側壁部３´ａ、３ａと傾斜部３´ｂ、３ｂとの間には溝部３´ｃ、３ｃを有する。また、これら図における横軸は、回折格子構造のブレーズの断面方向に沿った位置を示し（単位：μｍ）、縦軸は、回折格子構造のブレーズの高さ方向に沿った位置を示している（単位：ｎｍ）。
【０１１９】
図１４に示すように、従来の電子ビーム描画装置においては、理想ドーズ分布を当該装置の最小ドーズ分解能（ドーズ最小単位）にて近似することにより得られる設定ドーズ分布、即ち、設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）に基づいて基材の描画が行われる。そして、その描画／現像後に得られるブレーズ３´の側壁部３´ａ及び傾斜部３´ｂの形状は、図２４に示されるように、その傾斜部３´ｂに電子ビーム描画装置の最小ドーズ分解能に起因する複数の段差が形成されたものとなる。
【０１２０】
一方、図１５に示すように、本発明に係る電子ビーム描画装置においては、前記設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）に対して、ミキシング領域演算情報１６１ｂに格納されるテーブルを基に後述する補正演算を行った後のドーズ分布補正演算情報１６１ｃに基づいて基材の描画が行われる。この際、ブレーズ３の傾斜部３ｂには、前述の傾斜部３ｂａ及びドーズ混在傾斜部３ｂｂが描画される。尚、ドーズ混在傾斜部３ｂｂは複数の凹凸部により構成される。そして、その描画／現像後に得られるブレーズ３の側壁部３ａ及び傾斜部３ｂの形状は、図２５に示されるように、その傾斜部３ｂが、図２４に示されるブレーズ３´の傾斜部３´ｂと比較してなだらかに形成されたものとなる。
【０１２１】
ここで、図２５に示される傾斜部３ｂが、図２４に示される３´の傾斜部３´ｂと比較してなだらかに形成されることの詳細について説明すると次のようになる。
【０１２２】
一般に、基材に電子ビームを照射した場合には、基材の内部においては少なからず電子ビームの拡散が生じ、その近傍領域には、あたかもその部分が電子ビームにより描画されたような効果が及ぼされることになる。これを本発明では電子ビームによる“近接効果”と称することとする（ただし、従来技術で触れた後方散乱による近接効果とは異なる）。ところで、本発明において電子ビームによりブレーズ３の傾斜部３ｂにドーズ混在傾斜部３ｂｂを描画する場合にも、ブレーズ３の傾斜部３ｂ内においては電子ビームの拡散が生じ、これを構成する凹凸部の各凹部及び凸部間にて、この電子ビームによる“近接効果”が生じることとなる。従って、これを現像した場合には、凹凸部は、実際には厳密なバイナリー形状とはならない。さらに、前述のように、ドーズ混在傾斜部３ｂｂを構成する凹凸部の各凹部及び凸部の幅は、各々、当該凹凸部を描画する電子ビームの径よりも小さく構成されるため、これを電子ビームにより描画した場合には、電子ビームによる描画領域の重複により凹凸部に複数回（例えば２〜３回）にわたって描画される部分が生じるため、これを現像した場合には、凹凸部は、結果として中間的な高さを有する凹凸形状となる。このことが本発明において重要な要点となる。
【０１２３】
即ち、この結果、ブレーズ３の傾斜部３ｂの傾斜部３ｂａ間の段差は、これらの中間的な高さを有するドーズ混在傾斜部３ｂｂにより、従来のブレーズ３´の傾斜部３´ｂにおける段差と比較して１／２の高さを有する段差となるため、よりなだらかな傾斜面を構成することとなる。
【０１２４】
尚、前述のように、ドーズ混在傾斜部３ｂｂを構成する凸部の凹凸部に対するデューティー比を傾斜部３ｂの高さが低くなる側に行くにつれ小さくした場合には、凸部の高さを段階的に低くしていくことが可能となるため、さらになだらかな傾斜面を構成することができる。
【０１２５】
（処理手順について）
次に、上述のような構成を有する基材を、３次元的に描画可能な電子ビーム描画装置を用いて作成する際の処理手順について、図２６乃至図２８及び図２９を参照しつつ説明する。
【０１２６】
図２６に示すように、先ず、母型材（基材）をＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｉｎｔ Ｄｉａｍｏｎｄ Ｔｕｒｎｉｎｇ：超精密加工機によるダイアモンド切削）により非球面の加工を行う際に、同心円マークの同時加工を実施する（ステップ、以下「Ｓ」１０１）。この際、光学顕微鏡で、例えば±１μ以内の検出精度の形状が形成されることが好ましい。
【０１２７】
次に、ＦＩＢにて例えば３箇所にアライメントマークを付ける（Ｓ１０２）。ここに、十字形状のアライメントマークは、電子ビーム描画装置内で±２０ｎｍ以内の検出精度を有することが好ましい。
【０１２８】
さらに、前記アライメントマークの、同心円マークとの相対位置を光学顕微鏡にて観察測定し、非球面構造の中心に対する位置を測定し、データベース（ＤＢ）（乃至はメモリ（以下、同））へ記録しておく（Ｓ１０３）。尚、この測定精度は、±１μ以内であることが好ましく、中心基準とした３つのアライメントマークの位置、ｘ１ｙ１、ｘ２ｙ２、ｘ３ｙ３をデータベース（ＤＢ）へ登録する。
【０１２９】
また、レジスト塗布／ベーキング後の母型（基材）の各部の高さとアライメントマークの位置（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）を測定しておく（Ｓ１０４）。ここで、中心基準で補正した母型（基材）：位置テーブルＴｂｌ１（ＯＸ、ＯＹ、ＯＺ）、アライメントマーク：ＯＡ（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）（いずれも３＊３行列）を、データベース（ＤＢ）へ登録する。
【０１３０】
次に、斜面測定用の測定装置（高さ検出器）に、測定ビームの位置をあわせるとともに、電子ビームをフォーカスしておく等、その他各種準備処理を行う（Ｓ１０５）。
【０１３１】
この際、ステージ上に取り付けたＥＢ（電子ビーム）フォーカス用針状（５０ｎｍレベル）の較正器に高さ検出用の測定ビームを投射すると共に、ＳＥＭモードにて電子ビーム描画装置で観察し、フォーカスを合わせる。
【０１３２】
次いで、図２７に示すように、母型（基材）を電子ビーム描画装置内へセットし、アライメントマークを読み取り（ＸＸｎ、ＹＹｎ、ＺＺｎ）、変換マトリックスＭａを算出して、電子ビーム描画装置内の母型の各部位置を求める（Ｓ１０６）。この際に、電子ビーム描画装置内においては、Ｓ１０６に示されるような各値をデータベース（ＤＢ）に登録することとなる。
【０１３３】
さらに、母型（基材）の形状から、最適なフィールド位置を決定する（Ｓ１０７）。ここで、フィールドは同心円の扇型に配分する。また、フィールド同士は、若干重なりを持たせる。そして、中央で第一輪帯にかからない部分は配分しない。
【０１３４】
そして、各フィールドについて、隣のフィールドのつなぎアドレスの計算を行う（Ｓ１０８）。この計算は平面として計算を行う。尚、多角形の１つの線分は、同一フィールド内に納める。ここに、「多角形」とは、上述の制御系の項目で説明したように、円描画を所定のｎ角形で近似した場合の少なくとも１本の描画ラインをいう。
【０１３５】
次に、対象とするフィールドについて、同一焦点深度領域の区分として、同一ラインは、同じ区分に入るようにする。また、フィールドの中央は、焦点深度区分の高さ中心となる（Ｓ１０９）。ここに、高さ５０μ以内は、同一焦点深度範囲とする。また、１〜数箇所程度に分割される。
【０１３６】
次いで、対象とするフィールドについて、同一焦点深度領域内での（ｘ、ｙ）アドレスの変換マトリクス（Ｘｃ、Ｙｃ）によりビーム偏向量を算出する（Ｓ１１０）。このＸｃ、Ｙｃは各々図示の式（１６）の通りとなる。ここに、Ｗｄはワークディスタンス、ｄは該当焦点深度区分の中央からＺ方向偏差を示す。
【０１３７】
さらに、図２８に示すように、対象とするフィールドについて、となりとのつなぎアドレスを換算する（Ｓ１１１）。ここで、Ｓ１０８にて算出したつなぎ位置をＳ１１０の式（１６）を用いて換算する。
【０１３８】
そして、対象とするフィールドについて、中心にＸＹＺステージを移動し、高さをＥＢ（電子ビーム）のフォーカス位置に設定する（Ｓ１１２）。即ち、ＸＹＺステージにてフィールド中心にセットする。また、測定装置（高さ検出器）の信号を検出しながら、ＸＹＺステージを移動し、高さ位置を読み取る。
【０１３９】
また、対象とするフィールドについて、一番外側（ｍ番目）の同一焦点深度内領域の高さ中心に電子ビーム（ＥＢ）のフォーカス位置を合わせる（Ｓ１１３）。具体的には、テーブルを参照し、ＸＹＺステージを所定量フィールド中心の高さ位置との差分を移動する。
【０１４０】
次に、対象とする同一焦点深度内について、一番外側（ｎ番目）のラインのドーズ量及び多角形の始点、終点の計算をする。尚、スタート（始点）、エンド（終点）は、隣のフィールドとのつなぎ点とする（Ｓ１１４）。この際、始点、終点は整数にするものとし、ドーズ量は、ラジアル位置（入射角度）で決まった最大ドーズ量と格子の位置で決められた係数に最大ドーズ量を掛け合わせたもので表される。
【０１４１】
以降、Ｓ１１３からＳ１１５を規定回数実施する（Ｓ１１５）。
【０１４２】
ここで、図２９に示すフローチャートを用いて、本発明の特徴的な部分である、上述のＳ１１３〜１１５における各描画ラインのドーズ量の決定方法について説明する。尚、以下においては、図３（ａ）に示すように、傾斜部３ｂに、各凹凸部間の距離が一定であるドーズ混在傾斜部３ｂｂを形成する場合について説明する。また、図２９には、ブレーズのピッチが境界ピッチより小さい場合を示してあるので、理想ドーズ関数は、上述の第１の理想ドーズ関数のＦ（Ｘ）を用いているが、ブレーズのピッチが境界ピッチより大きい場合には、図２９中のＦ（Ｘ）に代えて第２の理想ドーズ関数のＦ（Ｘ）＋Ｇ（Ｘ，Ｐ）を用いれば良い。
【０１４３】
ここで、各種パラメータを次のように定義する。
【０１４４】
ドーズ関数：Ｆ（Ｘ）、Ｘ＝ｎ／ｋ
ドーズ最小単位：ｍｉｎ＿ｄｏｓｅ
ドーズ設定値：Ｄｎ（整数）
ｎの四捨五入値：Ｒｏｕｎｄ（ｎ）
また、以下にＤｎを求める説明をするが、設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）は、
Ｄ（ｎ）＝Ｄｎ×ｍｉｎ＿ｄｏｓｅ
で求まる。
【０１４５】
まず、設定手段１８１により、ミキシング領域：ｍｉｘ＿ｗ［％］のｗ［％］を入力する（Ｓ３０１）。尚、此処にいうｗ［％］とは、図３０におけるｍ／Ｍの値のことを指し、また、此処にいうミキシング領域：ｍｉｘ＿ｗ［％］とは、ｗ［％］により与えられるドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部が形成される範囲（例えば、図４におけるＵ１＋Ｕ２＋Ｕ３）のことを指し、具体的には、同図に示すように、第１の理想ドーズ関数Ｆ（Ｘ）と設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）とを同一の描画位置をもって重ねた場合に、設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）によるドーズ量が変化するブレーズ位置における第１の理想ドーズ関数Ｆ（Ｘ）によるドーズ量を示す点を点Ｐとし、点Ｐとドーズ量が変化するブレーズ位置の最下点Ｏとの距離をＭとした場合に、点Ｐから最下点Ｏの方向にそのＭに対してｗ［％］に相当する距離ｍの地点から水平線を引き、第１の理想ドーズ関数Ｆ（Ｘ）と交わる点Ｑから、さらに垂直線を引いたときに設定ドーズ関数Ｄ（ｎ）と交わる点Ｒと前記ブレーズ位置Ｏとの間の領域のことを指している。
【０１４６】
このようにミキシング領域：ｍｉｘ＿ｗ［％］を定義することで、第１の理想ドーズ関数Ｆ（Ｘ）の傾きに応じてドーズ混在傾斜部３ｂｂを設ける範囲を決定することができるので、例えば、ブレーズの傾斜面の角度が描画位置に応じて変化するような場合であっても、これに適切に対応することができる。
【０１４７】
制御部１７０は、処理プログラム１６３ａにより所定の描画アルゴリズムを実行しつつ、ドーズ混在傾斜部３ｂｂのドーズ量を算出するルーチンに至ると、ドーズ分布補正演算プログラム１６３ｂを実行し、元来のドーズ分布（第１のドーズ分布）に対して描画位置に応じたドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部を形成するための補正された第２のドーズ分布を算出する。
【０１４８】
具体的には、まず、描画位置ｎ＝０（ｎ＝０〜ｋ、ｋ：最外描画位置）、初期設定値Ｎ＝１とした上で（Ｓ３０２）、描画位置ｎに応じた第１の理想ドーズ関数で与えられるドーズ量をドーズ最小単位（最小ドーズ分解能値）で割った値とその値の四捨五入値との差Ｒ（ｘ）を算出する（Ｓ３０３）。
【０１４９】
Ｒ（ｘ）＝Ｆ（Ｘ）／ｍｉｎ＿ｄｏｓｅ−Ｒｏｕｎｄ（Ｆ（Ｘ）／ｍｉｎ＿ｄｏｓｅ）・・・〔式１〕、Ｘ＝ｎ／ｋ
次に、ｗ／１００＞１−（０．５−Ｒ（ｘ）×２）・・・〔式２〕
を判断する（Ｓ３０４）。
【０１５０】
ここで、Ｙｅｓと判断された場合には、次に、Ｎ＝１を判断する（Ｓ３０７）。
【０１５１】
当然、初期設定値Ｎ＝１としているので、描画位置ｎ＝０におけるドーズ設定値Ｄｎは、
Ｄｎ＝Ｒｏｕｎｄ（Ｆ（Ｘ）／ｍｉｎ＿ｄｏｓｅ）とされる（Ｓ３０９）。
【０１５２】
ところで、Ｓ３０４において、Ｎｏと判断された場合には、次に、
ｍｉｘ＿ｗ／１００＜（０．５−Ｒ（ｘ）×２）を判断する（Ｓ３０５）。
【０１５３】
ここで、Ｙｅｓと判断された場合には、次に、Ｎ＝１を判断する（Ｓ３０８）。
【０１５４】
当然、初期設定値Ｎ＝１としているので、描画位置ｎ＝０におけるドーズ設定値Ｄｎは、
Ｄｎ＝Ｒｏｕｎｄ（Ｆ（Ｘ）／ｍｉｎ＿ｄｏｓｅ）−１とされる（Ｓ３１０）。
【０１５５】
ところで、Ｓ３０５において、Ｎｏと判断された場合には、描画位置ｎにおけるドーズ設定値Ｄｎは、
Ｄｎ＝Ｒｏｕｎｄ（Ｆ（Ｘ）／ｍｉｎ＿ｄｏｓｅ）とされる（Ｓ３０６）。
【０１５６】
Ｓ３０９、或いは、Ｓ３１０から引き続いて、その描画位置ｎにおけるドーズ設定値Ｄ（ｎ）をドーズ分布情報１６１ａとしてメモリ１６０に格納する（Ｓ３１１）。
【０１５７】
次に、ｎ＝ｋを判断する（Ｓ３１２）。
【０１５８】
当然、ｎ＝０としているので、Ｎｏと判断され、ｎ＝ｎ＋１、Ｎ＝−Ｎとする（Ｓ３１３）。
【０１５９】
以降、ｎ＝ｎ＋１、Ｎ＝−Ｎとした上で、Ｓ３１２においてｎ＝ｋと判断されるまでＳ３０３〜Ｓ３１２が規定回数繰り返される。
【０１６０】
このようにしてドーズ設定値Ｄｎは決定され、Ｄｎ×ｍｉｎ＿ｄｏｓｅで求まる設定ドーズＤ（ｎ）に基づいて描画を行うことで、例えば、図３（Ａ）に示すようなドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部を描画することができる。
【０１６１】
以下、図２８に戻って説明を続ける。
【０１６２】
次に、ＸＹＺステージの移動、次のフィールドの描画を行う準備を行う（Ｓ１１６）。この際、フィールド番号、時間、温度などデータベース（ＤＢ）への登録を行う。
【０１６３】
以降、前記Ｓ１０９からＳ１１７を規定回数実施する（Ｓ１１７）ことにより、図３（ａ）に示すように、各ブレーズ３の傾斜部３ｂに、各凹凸部間の距離が一定であるドーズ混在傾斜部３ｂｂを形成することができる。
【０１６４】
尚、前述のように、例えば図３（ｂ）に示すように、各ブレーズ３の傾斜部３ｂに、各凹凸部間の距離が、傾斜部３ｂの高さが低くなる方向に行くに従い広くなるように構成されるドーズ混在傾斜部３ｂｂを形成する場合には、例えば図１６に示すような、ドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部を形成するためのドーズ分布をライン毎に用意したテーブルを利用することで、補正演算を簡単に行いドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部に関する描画を行うことが可能となる。
【０１６５】
また、図３（ｃ）に示したミキシング領域を有さないブレーズを描画するには、ｍｉｘ＿ｗ［％］のｗ［％］に０％を入力するか、Ｄｎを図２９のフローチャートに示す手順を用いないでＤｎ＝Ｒｏｕｎｄ（Ｆ（Ｘ）／ｍｉｎ＿ｄｏｓｅ）としてＤｎを決定しても良い。
【０１６６】
［第二の実施形態］
次に、本発明に係る第二の実施形態について、図３１及び図３２に基づいて説明する。尚、以下においては、前記第一の実施形態と実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【０１６７】
（基材の構成）
第一の実施形態では、ブレーズ３の傾斜部３ｂの断面方向（傾斜方向）に傾斜部３ｂｂとドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部とを構成する場合を例示したが、本実施形態においては、電子ビームの走査方向にドーズ混在傾斜部の凹凸部を形成する場合について説明する。
【０１６８】
即ち、本実施形態における基材の特徴は、電子ビームの走査方向にドーズ混在傾斜部の凹凸部を形成するべく、電子ビームにより走査される描画線（走査方向のライン）を描画するにあたりブランキング区間を設け、このブランキング区間を前記ドーズ混在傾斜部の凹部とし、線描画部分を前記ドーズ混在傾斜部の凸部とすることにある。
【０１６９】
以下、本実施形態における基材の具体的な構成について説明する。図３１に、本実施形態における基材の一面に形成されるブレーズの傾斜部２００ｂの部分拡大図を示す。
【０１７０】
同図に示すように、本実施形態のブレーズの傾斜部２００ｂは、断面方向から見た場合には、第一の実施形態におけるブレーズ３の傾斜部３ｂと大きな変わりはない。
【０１７１】
しかしながら、これを上方から見た場合には、電子ビームの走査方向（図における上下方向）に第１のドーズ量及び第２のドーズ量（但し、第２のドーズ量＞第１のドーズ量、第２のドーズ量−第１のドーズ量＝ドーズ最小単位）にて描画されたドーズ混在傾斜部２００ｂｂが、ブランキング区間ＢＫに対応する凸部（第１のドーズ量にて描画）と、その他の区間に対応する凹部（第２のドーズ量にて描画）とから形成されている。尚、同図における斜線領域は、傾斜部２００ｂの断面方向においては、凹部ＢＪ１〜ＢＪ３の底面に対応している。
【０１７２】
一方、その他の領域である傾斜部２００ｂａでは、通常通りに、第１のドーズ量及び第２のドーズ量にて描画された平面を形成し、傾斜部２００ｂの断面方向においては、階段状に傾斜面を構成することとなる。
【０１７３】
同様にして、他の位置にあるブレーズの傾斜部２００ｂに対しても、ドーズ混在傾斜部２００ｂｂの領域と、通常の傾斜部２００ｂａの領域を構成する。
【０１７４】
尚、前述のように、ドーズ混在傾斜部２００ｂｂを構成する凹凸部の各凹部及び凸部の幅は、各々、当該凹凸部を描画する電子ビームの径よりも小さく構成するものとする。
【０１７５】
このように、電子ビームの走査方向にドーズ混在傾斜部の凹凸部を形成した場合にも、第一の実施形態における基材と同様に、これを電子ビームにより描画した場合には、ブレーズの傾斜部２００ｂ内において電子ビームの拡散が生じ、これを構成する凹凸部の各凹部及び凸部間において、この電子ビームによる“近接効果”が生じることとなるため、これを現像した場合には、凹凸部は、実際には厳密なバイナリー形状とはならない。さらに、前述のように、ドーズ混在傾斜部２００ｂｂを構成する凹凸部の各凹部及び凸部の幅は、各々、当該凹凸部を描画する電子ビームの径よりも小さく構成されるため、これを電子ビームにより描画した場合には、電子ビームによる描画領域の重複により複数回（例えば２〜３回）にわたって描画される部分が生じるため、これを現像した場合には、凹凸部は、その結果として、中間的な高さを有する凹凸形状となる。
【０１７６】
この結果、ブレーズの傾斜部２００ｂの傾斜部２００ｂａ間の段差は、これらの中間的な高さを有するドーズ混在傾斜部２００ｂｂにより、従来のブレーズの傾斜部間の段差と比較して１／２の高さを有する段差となるため、よりなだらかな傾斜面を構成することとなる。
【０１７７】
尚、前述のように、傾斜部２００ｂａの凹凸部に対する凸部のデューティー比を傾斜部２００ｂの高さが低くなる側に行くにつれ小さくした場合には、ドーズ混在傾斜部２００ｂｂ内における凸部の高さを段階的に低くしていくことが可能となるため、よりなだらかな傾斜面を構成することができる。
【０１７８】
（電子ビーム描画装置の制御系の構成）
次に、上述のようなドーズ混在傾斜部２００ｂｂを形成するべく、描画ラインの各領域に応じて、第１のドーズ量及び第２のドーズ量にて描画を行うための具体的な制御系の構成について、図３２を参照しつつ説明する。
【０１７９】
本実施形態における制御系７００は、例えば、前記第一の実施形態における図５の制御回路１００内に組み込まれるもので、ドーズ混在傾斜部２００ｂｂを形成するべく線描画を行う場合に、周期的にブランキングを設ける（ドーズ混在傾斜部２００ｂｂの領域内に所定間隔毎に凹凸を形成する）ための２つのモード（例えば、第２のドーズ量にて線描画を行う第１モード、ブランキングにより第１のドーズ量にて線描画を行う第２のモード）を利用したモード切換制御を行うものであり、図３２に示すように、電子ビームを基材の表面上に走査（スキャン）するために所定のクロック（信号）に基づいてデジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器であるスキャンＤＡＣ７０２と、このスキャンＤＡＣ７０２にて変換されたアナログ信号に基づいて、ビーム偏向信号を生成出力するためのビーム偏向信号出力回路７０３と、前記クロック（信号）のクロックを計数（カウント）するカウンタ７１１と、ドーズパターン周期ｎ１に関する情報を格納した第１レジスタ７１３、ブランキング区間を形成するためのブランキング期間をｎ３−ｎ２（但し、符号７２０に示すように、ｎ１＞ｎ３、ｎ３＞ｎ２）とした場合に、ｎ２に関する情報を格納した第２レジスタ７１５と、ｎ３に関する情報を格納した第３レジスタ７１７と、カウンタ７１１にてカウントされた計数値と第１レジスタ７１３に格納された情報とを比較してカウンタ７１１のリセットを実行可能な第１比較器７１２と、カウンタ７１１にてカウントされた計数値と第２レジスタ７１５に格納された情報とを比較する第２比較器７１４と、カウンタ７１１にてカウントされた計数値と第３レジスタ７１７に格納された情報とを比較する第３比較器７１６と、第２比較器７１４にて比較された比較結果と、第３比較器７１７にて比較された比較結果との論理積を算出する論理ゲート７１８と、論理ゲート７１８から出力される結果に基づいて、所定の期間ブランキングオフとするブランキングオフ信号を生成出力するブランキングオフ信号出力回路７１９と、を含んで構成されている。
【０１８０】
尚、上述のスキャンＤＡＣ７０２、ビーム偏向信号出力回路７０３で、「ビーム偏向制御系」を構成でき、カウンタ７１１、第１比較器７１２、第１レジスタ７１３、第２比較器７１４、第２レジスタ７１５、第３比較器７１６、第３レジスタ７１７、論理ゲート７１８、ブランキングオフ出力回路７１９により「モード切換手段であるブランキング制御系」を構成できる。
【０１８１】
上記のような構成を有する制御系７００において、クロックに基づくビーム偏向信号出力回路７０３からの偏向信号によって、特定の描画ライン（描画線）の描画が行われる。
【０１８２】
この際、クロックに基づいてｎ３＞ｎ２なるｎ２のカウント値に至り、カウンタ７１１が当該カウント値を出力すると、第２比較器７１４は、例えば出力信号を「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルとし、「Ｈ」レベルの信号を出力して、論理ゲート７１８の一方の入力に入力する。
【０１８３】
次に、クロックに基づいてｎ３＞ｎ２なるｎ３のカウント値に至り、カウンタ７１１が当該カウント値を出力すると、第３比較器７１６は、例えば出力信号を「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルとし、「Ｈ」レベルの信号を出力して、論理ゲート７１８の他方の入力に入力する。
【０１８４】
この間、論理ゲート７１８の一方の入力が「Ｌ」レベル、他方の入力が「Ｌ」レベル、あるいは、一方の入力が「Ｈ」レベル、他方の入力が「Ｌ」レベルの場合には、論理ゲート７１８は、「Ｈ」を出力するので、「ブランキングオン（期間）」となり、第２のドーズ量にて線描画が行われる。
【０１８５】
一方、論理ゲート７１８の一方の入力が「Ｈ」レベル、他方の入力が「Ｈ」レベル、あるいは、一方の入力が「Ｌ」レベル、他方の入力が「Ｈ」レベルの場合には、論理ゲート７１８は、「Ｌ」を出力するので、この間「ブランキングオフ」となり、第１のドーズ量にて線描画が行われる。
【０１８６】
他方、クロックに基づいてｎ１＞ｎ３＞ｎ２なるｎ１のカウント値に至り、カウンタ７１１が当該カウント値を出力すると、第１比較器７１２は、信号を出力し、カウンタ７１１をリセットする。
【０１８７】
このようにして、ｎ１の周期毎に、以上の「ブランキングオフ」、「ブランキングオン」が繰り返され、例えば、図３１におけるドーズ混在傾斜部２００ｂｂの領域内において、描画ラインにブランキング区間ＢＫを持たせて、第１のドーズ量にて描画される凸部と第２のドーズ量にて描画される凹部による、言わば、描画ライン方向でのバイナリー構造を形成することができる。
【０１８８】
このように、描画ライン方向でのバイナリー構造を形成することでも、ブレーズの傾斜部２００ｂにドーズ混在傾斜部２００ｂｂの領域を設けることができる。
【０１８９】
尚、本実施形態においては、ブランキング区間ＢＫを一定としているが、例えば、描画ライン毎にブランキング区間を変化させた構成としても良い。
【０１９０】
［第三の実施形態］
次に、本発明に係る第三の実施形態について、図３３に基づいて説明する。尚、以下においては、前記第一の実施形態及び第二の実施形態と実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【０１９１】
第一の実施形態では、ブレーズ３の傾斜部３ｂの断面方向（傾斜方向）に傾斜部３ｂｂとドーズ混在傾斜部３ｂｂの凹凸部とを構成する場合を例示し、また、第二の実施形態では、電子ビームの走査方向にドーズ混在傾斜部２００ｂｂの凹凸部を形成する場合を例示したが、本実施形態においては、これらを組み合わせて、ブレーズの傾斜部の断面方向（傾斜方向）に傾斜部とドーズ混在傾斜部の凹凸部とを構成し、さらに、このドーズ混在傾斜部の凸部において電子ビームの走査方向にも凹凸部を形成する場合について説明する。
【０１９２】
より詳細には、ブレーズの傾斜部の断面方向（傾斜方向）に傾斜部とドーズ混在傾斜部の凹凸部とを構成し、さらに、このドーズ混在傾斜部の凸部において電子ビームにより走査される描画線（走査方向のライン）を描画するにあたり、ブランキング区間を設け、このブランキング区間を前記ドーズ混在傾斜部の凸部における凹部とし、線描画部分を前記ドーズ混在傾斜部の凸部における凸部とするものである。
【０１９３】
具体的には、図３３に示すように、本実施形態のブレーズの傾斜部４００ｂは、断面方向から見た場合には、第一の実施形態におけるブレーズ３の傾斜部３ｂと特に変わりはない。
【０１９４】
しかしながら、これを上方から見た場合には、傾斜部４００ｂのドーズ混在傾斜部４００ｂｂにおける電子ビームの走査方向（図における上下方向）に第１のドーズ量及び第２のドーズ量（但し、第２のドーズ量＞第１のドーズ量、第２のドーズ量−第１のドーズ量＝ドーズ最小単位）にて描画された凹凸部が、ブランキング区間ＢＫに対応して形成されている。
【０１９５】
一方、その他の領域である傾斜部４００ｂａでは、通常通りに、第１のドーズ量及び第２のドーズ量にて描画された平面を形成し、傾斜部４００ｂの断面方向においては、階段状に傾斜面を構成することとなる。
【０１９６】
同様にして、他の位置にあるブレーズの傾斜部４００ｂに対しても、ドーズ混在傾斜部４００ｂｂの領域と、通常の傾斜部４００ｂａの領域を構成する。
【０１９７】
尚、前述のように、ドーズ混在傾斜部４００ｂｂを構成する凹凸部の各凹部及び凸部の幅は、各々、当該凹凸部を描画する電子ビームの径よりも小さく構成するものとする。
【０１９８】
このように、電子ビームの走査方向にドーズ混在傾斜部４００ｂｂの凹凸部を形成した場合にも、第一の実施形態及び第二の実施形態における基材と同様に、これを電子ビームにより描画した場合には、ブレーズの傾斜部４００ｂ内において電子ビームの拡散が生じ、これを構成する凹凸部の各凹部及び凸部間において、この電子ビームによる“近接効果”が生じることとなるため、これを現像した場合には、凹凸部は、実際には厳密なバイナリー形状とはならない。さらに、前述のように、ドーズ混在傾斜部４００ｂｂを構成する凹凸部の各凹部及び凸部の幅は、各々、当該凹凸部を描画する電子ビームの径よりも小さく構成されるため、これを電子ビームにより描画した場合には、電子ビームによる描画領域の重複により複数回（例えば２〜３回）にわたって描画される部分が生じるため、これを現像した場合には、凹凸部は、その結果として、中間的な高さを有する凹凸形状となる。
【０１９９】
この結果、ブレーズの傾斜部４００ｂの傾斜部４００ｂａ間の段差は、これらの中間的な高さを有するドーズ混在傾斜部４００ｂｂにより、従来のブレーズの傾斜部間の段差と比較して１／２の高さを有する段差となるため、よりなだらかな傾斜面を構成することとなる。
【０２００】
尚、前述のように、ドーズ混在傾斜部４００ｂｂの凹凸部に対する凸部のデューティー比を傾斜部４００ｂの高さが低くなる側に行くにつれ小さくした場合には、ドーズ混在傾斜部４００ｂｂ内における凸部の高さを段階的に低くしていくことが可能となるため、よりなだらかな傾斜面を構成することができる。
【０２０１】
［第四の実施形態］
次に、本発明に係る第四の実施形態について、図３４に基づいて説明する。尚、本実施形態では、ブレーズの傾斜部のドーズ混在傾斜部の凸部における電子ビームの走査方向の描画ラインにおいて、様々なパターンのブランキング区間を設けることで種々の形状の凹凸部を形成する場合について説明する。
【０２０２】
例えば、図３４（Ａ）に示すドーズ混在傾斜部８０１は、ブランキング区間８０１ａが斜め方向に位置するように構成されている。
【０２０３】
図３４（Ｂ）に示すドーズ混在傾斜部８０２は、隣接する各描画ライン間で各ブランキング区間８０２ａ、８０２ａを千鳥状に配置して、互いに隣り合わないように構成されている。
【０２０４】
図３４（Ｃ）に示すドーズ混在傾斜部８０３は、場所に応じて凸部８０３ｂの長さが異なるように構成されている。
【０２０５】
図３４（Ｄ）に示すドーズ混在傾斜部８０４は、ブランキング区間８０４ａを斜めに傾斜して形成した場合において、一定線群をもってその傾斜方向を変えるように構成されている。
【０２０６】
図３４（Ｅ）に示すドーズ混在傾斜部８０５は、複数の線群毎にブランキング区間８０５ａの位置を変えるように構成されている。
【０２０７】
以上のような各種描画パターンにてブランキング部を設けた構成としても、第一乃至第三の実施形態と同様に、これを電子ビームにより描画した場合には、ブレーズの傾斜部内において電子ビームの拡散が生じ、これを構成する凹凸部の各凹部及び凸部間において、この電子ビームによる“近接効果”が生じることとなるため、これを現像した場合には、凹凸部は、実際には厳密なバイナリー形状とはならない。さらに、前述のように、ドーズ混在傾斜部を構成する凹凸部の各凹部及び凸部の幅は、各々、当該凹凸部を描画する電子ビームの径よりも小さく構成されるため、これを電子ビームにより描画した場合には、電子ビームによる描画領域の重複により複数回（例えば２〜３回）にわたって描画される部分が生じるため、これを現像した場合には、凹凸部は、その結果として、中間的な高さを有する凹凸形状となる。
【０２０８】
この結果、ブレーズの傾斜部間の段差は、これらの中間的な高さを有するドーズ混在傾斜部により、従来のブレーズの傾斜部間の段差と比較して１／２の高さを有する段差となるため、よりなだらかな傾斜面を構成することとなる。
【０２０９】
［第五の実施形態］
次に、本発明に係る基材を形成するための金型の一実施形態について、図３５〜図３６に基づいて説明する。尚、第一乃至第四の実施形態においては、本発明に係る電子ビーム描画方法及び電子ビーム描画装置の一実施形態について開示したが、本実施形態では、本発明に係る金型、具体的には、前記基材として光学素子等の光レンズを射出成形によって製造するための金型を製造する工程について説明する。
【０２１０】
先ず、機械加工により金型（無電解ニッケル等）の非球面加工を行う（加工工程）。次に、図３５（Ａ）に示すように、金型により前記半球面を有する基材２００の樹脂成形を行う（樹脂成形工程）。さらに、基材５００を洗浄した後に乾燥を行う。
【０２１１】
次いで、図３５（Ｂ）に示すように、樹脂の基材５００の表面上の処理を行う（樹脂表面処理工程）、具体的には、基材５００の位置決めを行い、レジストＬを滴下しつつスピナーを回転させて、スピンコートを行う。また、プリペークなども行う。
【０２１２】
スピンコーティングの後には、当該レジスト膜の膜厚測定を行い、レジスト膜の評価を行う（レジスト膜評価工程）。そして、図３５（Ｃ）に示すように、基材５００の位置決めを行い、当該基材５００をＸ、Ｙ、Ｚ軸にて各々制御しつつ前記第１から第４の実施形態のように３次元の電子ビームによるバイナリー構造を含むブレーズ状の回折格子構造を有する曲面部の描画を行う（描画工程）。
【０２１３】
次に、基材５００上のレジスト膜Ｌの表面平滑化処理を行う（表面平滑化工程）。さらに、図３５（Ｄ）に示すように、基材２００の位置決めなどを行いつつ、現像処理を行う（現像工程）。さらにまた、表面硬化処理を行う。
【０２１４】
次いで、ＳＥＭ観察や膜厚測定器などにより、レジスト形状を評価する工程を行う（レジスト形状評価工程）。
【０２１５】
さらに、その後、ドライエッチングなどによりエッチング処理を行う。
【０２１６】
この際、回折格子構造５０２のＤ部を拡大すると、傾斜部５０２ｂ及び側壁部５０２ａからなる複数のブレーズにて回折格子構造が形成されている。さらに傾斜部５０２ｂに、ドーズ混在傾斜部５０２ａｂを形成しても良い。このドーズ混在傾斜部５０２ａｂは、例えば凸部の幅が傾斜面方向に向かうに従い幅狭となるように形成される。このブレーズは、周辺部に向かうに従い回折格子面の角度が急となるため、ドーズ混在傾斜部５０２ａｂも回折格子面の角度変化に応じて変化するように形成しても良い。
【０２１７】
次に、表面処理がなされた基材５００に対する金型５０４を作成するために、図３６（Ａ）に示すように、金型電鋳前処理を行った後、電鋳処理などを行い、図３６（Ｂ）に示すように、基材５００と金型５０４とを剥離する処理を行う。そして、剥離した金型５０４に対して、表面処理を行う（金型表面処理工程）。そして、金型５０４の評価を行う。
【０２１８】
この際、金型５０４には、Ｂ部を拡大して示すと、前記基材５００のブレーズに対応するように、凹部５０５が形成され、これら各凹部５０５には、前記基材５００の傾斜部５０２ｂのドーズ混在傾斜部５０２ａｂが形成された場合には、ドーズ混在傾斜部５０２ａｂに対応するように、複数の凹凸部５０６が形成されることとなる。
【０２１９】
このようにして、評価後、当該金型５０４を用いて、図３６（Ｃ）に示すように、射出成形により成形品を作成する。その後、当該成形品の評価を行う。
【０２２０】
この際、図３６（Ｃ）に示すように、最終成型基材である射出成型品５１０には、前記第一乃至第四の実施形態の基材同様の構成が完成され、曲面部上に複数のブレーズからなる回折格子構造５１１が形成される。そして、Ｃ部を拡大して示すと、回折格子の１つのピッチが側壁部５１２ａ及び傾斜部５１２ｂからなるブレーズを構成する。また、この傾斜部５１２ｂには、ドーズ混在傾斜部５１２ａｂが構成されていても良い。
【０２２１】
以上のように本実施形態によれば、前記第一乃至第四の実施形態の基材として光学素子（例えばレンズ）を形成する場合に、描画装置を用い曲面部上に回折格子を描画する際にあわせ、後方散乱による近接効果の影響を鑑みて描画し、また、ブレーズの傾斜部上に第１のドーズ量にて描画される凸部と、第２のドーズ量にて描画される凹部とからなるドーズ混在傾斜部を描画し、金型形状としてブレーズの一部に、このドーズ混在傾斜部を成形させる様にし、当該金型を用いて光学素子を射出成形により製造できるため、製造にかかるコストダウンを図ることができる。
【０２２２】
以上に説明したように、本実施形態における電子ビーム描画方法、光学素子用金型の製造方法、光学素子の製造方法及び電子ビーム描画装置によれば、基材に回折格子としてのブレーズを形成する場合に、ブレーズのピッチに応じて理想ドーズ関数を選択して理想ドーズ量を求めることで、ピッチの変化によるブレーズ形状への後方散乱による近接効果の影響を鑑みたドーズ量で描画できるので所望のブレーズ形状を得ることが可能である。また、その傾斜面を描画するべく最小ドーズ分解能単位にて異なる２つのドーズ量にて描画される部分の間にこれら２つのドーズ量が混在して描画されるドーズ混在領域部分が設けられ、当該ドーズ混在領域部分が現像された場合には、前記異なる２つのドーズ量にて描画される部分の中間的な高さを有する部分となるため、従来において、電子ビーム描画装置のＤ／Ａ変換器の最小時間分解能により決定された最小ドーズ分解能に起因する段差を、より細かく分割して構成することができ、これをもって、よりなだらかなブレーズ傾斜面を形成することができ、段差手前に発生する後方散乱の影響による抉りを抑制することができる。また、この基材を用いて金型を製作することで、基材を射出成形により製造することが可能となるため、製造にかかるコストダウンを図ることができる。
【０２２３】
尚、本発明に係る電子ビーム描画方法、光学素子用金型の製造方法、光学素子の製造方法及び電子ビーム描画装置については、そのいくつかの特定の実施形態を例に説明してきたが、これらは本発明の主旨及び範囲から逸脱することなく【本発明の実施形態】の本文中に記述した実施形態に対して種々の変形が可能である。
【０２２４】
例えば、上述の実施形態では、光レンズ等の光学素子の基材を直接描画する場合について説明したが、樹脂等の光レンズを射出成形により形成するための成形型（金型）を加工する場合に、上述の原理や処理手順、処理手法を用いてもよい。
【０２２５】
また、上述の実施形態では、ブレーズの傾斜部及び側壁部の描画と、ドーズ混在傾斜部の凹凸部の描画とを一連の走査で描画する手順について説明したが、このような手順に限らず、先ずブレーズの描画を行った後に、ドーズ混在傾斜部の凹凸部の描画を行うようにしてもよい。
【０２２６】
また、最終成型基材としては、一面にブレーズ状の回折格子を有し、各ブレーズに前記ドーズ混在傾斜部を有していればよく、他方の面は、通常の平面、あるいは、偏光板機能、波長板機能、等を有する面を備えた光学素子として形成するかは任意である。
【０２２７】
また、基材としては、曲面部を有しなくても、平面或いは傾斜面等が形成されているものであってもよい。
【０２２８】
加えて、上述した電子ビーム描画装置に限らず、複数の各電子ビームにより各々独立して多重描画可能に構成した場合であってもよい。例えば、基材上の一方の描画線を描画しつつ、他方の描画線を描画可能に形成した構成であってもよい。
【０２２９】
また、上述の各実施形態の電子ビーム描画装置において処理される処理プログラム、説明された処理、メモリ内のデータ（各種テーブル等）の全体若しくは各部を情報記録媒体に記録した構成であってもよい。この情報記録媒体としては、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ並びに集積回路等を用いてよく、さらに当該情報を他のメディア例えばハードディスク等に記録して構成して用いてよい。
【０２３０】
さらに、上記実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。つまり、上述の各実施形態同士、或いは、それらの何れかと各変形例の何れかとの組み合わせによる例をも含むことは言うまでもない。この場合において、本実施形態において特に記載しなくとも、各実施形態及び変形例に開示した各構成から自明な作用効果については、当然のことながら本例においても当該作用効果を奏することができる。また、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除された構成であってもよい。
【０２３１】
そして、これまでの記述は、本発明の実施形態の一例のみを開示しており、所定の範囲内で適宜変形及び／又は変更が可能であるが、各実施形態は例証するものであり、制限するものではない。
【０２３２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明に係る電子ビーム描画方法、光学素子用金型の製造方法、光学素子の製造方法及び電子ビーム描画装置によれば、基材に回折格子としてのブレーズを形成する場合に、ブレーズのピッチに応じて理想ドーズ関数を選択して理想ドーズ量を求めることで、ピッチの変化によるブレーズ形状への後方散乱による近接効果の影響を鑑みたドーズ量で描画できるので所望のブレーズ形状を得ることが可能である。また、その傾斜面を描画するべく最小ドーズ分解能単位にて異なる２つのドーズ量にて描画される部分の間にこれら２つのドーズ量が混在して描画されるドーズ混在領域部分が設けられ、当該ドーズ混在領域部分が現像された場合には、前記異なる２つのドーズ量にて描画される部分の中間的な高さを有する部分となるため、従来において、電子ビーム描画装置のＤ／Ａ変換器の最小時間分解能により決定された最小ドーズ分解能に起因する段差を、より細かく分割して構成することができ、これをもって、よりなだらかなブレーズ傾斜面を形成することができ、段差手前に発生する後方散乱の影響による抉りを抑制することができる。また、この基材を用いて金型を製作することで、基材を射出成形により製造することが可能となるため、製造にかかるコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基材の概略構成の一例を示す説明図である。
【図２】基材のブレーズの部分を詳細に示す説明図である。
【図３】ブレーズの傾斜部の部分を詳細に示す説明図である。
【図４】傾斜部のドーズ混在傾斜部を詳細に示す説明図である。
【図５】本発明に係る電子ビーム描画装置の概略構成の一例を示す説明図である。
【図６】測定装置の原理を説明するための説明図である。
【図７】基材の面高さを測定する手法を説明するための説明図である。
【図８】測定装置の投光と受光との関係を示す説明図である。
【図９】信号出力と基材の高さとの関係を示す特性図である。
【図１０】本発明に係る電子ビーム描画装置にて描画される基材を示す説明図及びその描画原理を説明するための説明図である。
【図１１】電子ビーム描画装置におけるビームウエストを説明するための説明図である。
【図１２】本発明に係る電子ビーム描画装置において、所定のドーズ分布にて描画を行うためのドーズ量を制御する制御系の詳細を示す機能ブロック図である。
【図１３】所望のブレーズ形状を得るための理想的なドーズ分布を表す理想ドーズ関数を説明するための説明図である。
【図１４】所望のブレーズ形状を得るために従来の電子ビーム描画装置において設定されるドーズ分布を表す設定ドーズ関数を説明するための説明図である。
【図１５】所望のブレーズ形状を得るために本発明に係る電子ビーム描画装置において設定されるドーズ分布を表す設定ドーズ関数を説明するための説明図である。
【図１６】ドーズ混在傾斜部を形成するためのドーズ量分布の一例を示す説明図である。
【図１７】本発明に係る電子ビーム描画装置にてデジタル描画を行うための線描画を制御する制御系の詳細構成を示す機能ブロック図である。
【図１８】後方散乱のブレーズ形状への影響を説明するための図である。
【図１９】本発明に係る理想ドーズ関数を求めるための手順を示すフローチャートである。
【図２０】本発明に係る第１の理想ドーズ関数Ｆ（Ｘ）を説明するための説明図である。
【図２１】境界ピッチを説明するための説明図であり、（ａ）は、ブレーズの設計形状を示す図であり、（ｂ）は、設計形状と得られた形状の比較を示す図である。
【図２２】補正比率ΔＤ／Ｄを説明するための説明図である。
【図２３】本発明に係る電子ビーム描画装置にて描画された基材の現像後の断面形状及び従来の電子ビーム描画装置にて描画された基材の現像後の断面形状を示す図である。
【図２４】従来の電子ビーム描画装置にて描画された基材の現像後の断面形状を示す図である。
【図２５】本発明に係る電子ビーム描画装置にて描画された基材の現像後の断面形状を示す図である。
【図２６】本発明に係る電子ビーム描画装置にて基材を描画する場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２７】本発明に係る電子ビーム描画装置にて基材を描画する場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２８】本発明に係る電子ビーム描画装置にて基材を描画する場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２９】本発明に係る電子ビーム描画装置にて基材にドーズ混在傾斜部を描画する場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図３０】ドーズ混在傾斜部の形成範囲であるミキシング領域を決定する方法を説明するための説明図である。
【図３１】本発明に係る基材のブレーズの傾斜部に描画されるドーズ混在傾斜部の一構成例を詳細に示す説明図である。
【図３２】本発明に係る電子ビーム描画装置にて、ブランキング区間を設けた線描画を行うための制御系の詳細な構成を示す機能ブロック図である。
【図３３】本発明に係る基材のブレーズの傾斜部に描画されるドーズ混在傾斜部の一構成例を詳細に示す説明図である。
【図３４】本発明に係る基材のブレーズの傾斜部に描画されるドーズ混在傾斜部の様々な構成例を詳細に示す説明図である。
【図３５】本発明に係る基材を用いて成形用の金型を形成する場合の全体の処理手順を説明するための説明図である。
【図３６】本発明に係る基材を用いて成形用の金型を形成する場合の全体の処理手順を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１ 電子ビーム描画装置
２ 基材
２ａ 曲面部
３ ブレーズ
３ａ 側壁部
３ｂ 傾斜部
３ｂａ 傾斜部
３ｂｂ ドーズ混在傾斜部
１０ 鏡筒
１２ 電子銃
１４ スリット
１６ 電子レンズ
１８ アパーチャー
２０ 偏向器
２２ 補正用コイル
３０ ＸＹＺステージ
４０ ローダ
５０ ステージ駆動手段
６０ ローダ駆動装置
７０ 真空排気装置
８０ 測定装置
８２ 第１のレーザ測長器
８４ 第１の受光部
８６ 第２のレーザー測長器
８８ 第２の受光部
１００ 制御回路
１１０ コイル制御部
１１２ａ 成形偏向部
１１２ｂ 副偏向部
１１２ｃ 主偏向部
１１６ 位置誤差補正回路
１１８ 電界制御回路
１２０ パターン発生回路
１３０ 第１のレーザー駆動制御回路
１３２ 第２のレーザー駆動制御回路
１３４ 第１のレーザー出力制御回路
１３６ 第２のレーザー出力制御回路
１４０ 第１の測定算出部
１４２ 第２の測定算出部
１５０ ステージ制御回路
１５２ ローダ制御回路
１５４ 機構制御回路
１５６ 真空排気制御回路
１５８ 測定情報入力部
１６０ メモリ
１６２ プログラムメモリ
１７０ 制御部
３００ 制御系
Claims (22)
- 基材に対して電子ビームを照射し、前記電子ビームを所定のドーズ量にて走査することにより、前記基材の少なくとも一面に異なるピッチを含む複数のブレーズを形成し、このブレーズの少なくとも１ピッチに当該ブレーズの区切り位置から立ち上がる側壁部と、該側壁部の頂点から隣接する他のブレーズの側壁部の最下点とをつなぐ傾斜部とを形成するための電子ビーム描画方法であって、
前記ブレーズのピッチが前記電子ビームの後方散乱による近接効果の影響が発生し始める境界ピッチより小さいときには第１のドーズ関数に基づいてドーズ量を求め、前記ブレーズのピッチが前記境界ピッチ以上のときには前記第１のドーズ関数と異なる第２のドーズ関数に基づいてドーズ量を求めるステップと、
前記ピッチに応じて前記求められた各ドーズ量にて前記傾斜部を描画するステップと、を含むことを特徴とする電子ビーム描画方法。 - 基材に対して電子ビームを照射し、前記電子ビームを所定のドーズ量にて走査することにより、前記基材の少なくとも一面に異なるピッチを含む複数のブレーズを形成し、このブレーズの少なくとも１ピッチに当該ブレーズの区切り位置から立ち上がる側壁部と、該側壁部の頂点から隣接する他のブレーズの側壁部の最下点とをつなぐ傾斜部とを形成するための電子ビーム描画方法であって、
前記ブレーズのピッチが前記電子ビームの後方散乱による近接効果の影響が発生し始める境界ピッチより小さいときには第１のドーズ関数に基づいて第１のドーズ分布を求め、前記ブレーズのピッチが前記境界ピッチ以上のときには前記第１のドーズ関数と異なる第２のドーズ関数に基づいて第１のドーズ分布を求めるステップと、
前記第１または第２のドーズ関数に基づき求めた前記第１のドーズ分布の前記側壁部からの距離に応じて段階的に変化するドーズ量における隣接する異なるドーズ量を第１のドーズ量、第２のドーズ量とした際に、前記基材の前記第１のドーズ量にて描画される部分と前記第２のドーズ量にて描画される部分との間に、前記第１のドーズ量と前記第２のドーズ量とを混在させて描画する特定構造描画部分を設けるための第２のドーズ分布を求めるステップと、
前記第１及び第２のドーズ分布に基づいた各ドーズ量にて前記傾斜部を描画するステップと、を含むことを特徴とする電子ビーム描画方法。 - 前記第１のドーズ量と前記第２のドーズ量の差は、前記電子ビームを照射する電子銃を駆動するためのＤ／Ａ変換器の最小クロックに基づく最小調整単位のドーズ量であることを特徴とする請求項２に記載の電子ビーム描画方法。
- 前記特定構造描画部分は、前記第１のドーズ量にて描画される凸部と前記第２のドーズ量にて描画される凹部とが交互に連なる断面略凹凸形状の凹凸部として描画されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電子ビーム描画方法。
- 前記凹凸部の描画は、前記第１のドーズ量にて描画する走査ラインと前記第２のドーズ量にて描画する走査ラインとを交互に連ねて描画することを特徴とする請求項４に記載の電子ビーム描画方法。
- 前記走査ラインを交互に連ねる描画は、前記凹凸部の１ピッチに対する凹部のデューティー比が、前記傾斜部の高さが低くなる側に向かうに従い段階的に小さくなるように、前記第１のドーズ量にて描画する走査ラインと前記第２のドーズ量にて描画する走査ラインの数を調整して描画することを特徴とする請求項５に記載の電子ビーム描画方法。
- 前記走査ラインを交互に連ねる描画は、前記凹凸部を構成する前記凸部のピッチが、前記傾斜部の高さが低くなる側に向かうに従い段階的に小さくなる形状となるように、前記第１のドーズ量にて描画する走査ラインと前記第２のドーズ量にて描画する走査ラインの数を調整して描画することを特徴とする請求項６に記載の電子ビーム描画方法。
- 前記走査ラインの数の調整は、前記傾斜部の傾斜角度に応じて前記特定構造描画部分の前記凹凸部を構成する前記第１のドーズ量にて描画する走査ラインと前記第２のドーズ量にて描画する走査ラインの延べ数を調整することを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の電子ビーム描画方法。
- 前記凹凸部の描画は、走査ライン上で前記第１のドーズ量と前記第２のドーズ量とを周期的に繰り返して描画することを特徴とする請求項４に記載の電子ビーム描画方法。
- 前記周期的に繰り返す描画は、前記前記第１のドーズ量にて描画する位置が隣接する各走査ライン間で略一致するように描画することを特徴とする請求項９に記載の電子ビーム描画方法。
- 前記周期的に繰り返す描画は、前記前記第１のドーズ量にて描画する位置が隣接する各走査ライン間で異なるように描画することを特徴とする請求項９に記載の電子ビーム描画方法。
- 前記周期的に繰り返す描画は、前記前記第１のドーズ量にて描画する位置が隣接する各走査ライン間で千鳥状となるように描画することを特徴とする請求項９に記載の電子ビーム描画方法。
- 前記凹凸部を構成する前記凸部及び前記凹部の幅より小さい前記電子ビームのビーム径にて描画することを特徴とする請求項４乃至請求項１２のいずれかに記載の電子ビーム描画方法。
- 前記第１のドーズ関数は、前記ピッチであるｐと前記側壁部からの距離であるΔｘ（０＜Δｘ≦ｐ）とによりＸ＝Δｘ／ｐと表されるブレーズ位置Ｘを変数とするドーズ関数Ｆ（Ｘ）を含み、前記第２のドーズ関数は、前記ドーズ関数Ｆ（Ｘ）と前記ブレーズ位置Ｘを変数としさらにピッチｐをパラメータとして求められる係数Ｐを変数とする補正関数Ｇ（Ｘ，Ｐ）とを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の電子ビーム描画方法。
- 請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載の電子ビーム描画方法を用いて光学素子用金型を製造する光学素子用金型の製造方法であって、
前記電子ビームを照射した基材を現像し、現像された前記基材の表面で電鋳を行い、成型用の金型を形成するステップを含むことを特徴とする光学素子用金型の製造方法。 - 請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載の電子ビーム描画方法を用いて光学素子用金型を製造する光学素子用金型の製造方法であって、
前記電子ビームを照射した基材を現像し、エッチング処理した前記基材に電鋳を行い、成型用の金型を形成するステップを含むことを特徴とする光学素子用金型の製造方法。 - 請求項１５または請求項１６に記載の光学素子用の金型製造方法を用いて形成した金型を用いて光学素子を形成することを特徴とする光学素子の製造方法。
- 基材に対して電子ビームを照射し、前記電子ビームを所定のドーズ量にて走査することにより描画する描画手段を有し、前記基材の少なくとも一面に異なるピッチを含む複数のブレーズを形成し、このブレーズの少なくとも１ピッチに当該ブレーズの区切り位置から立ち上がる側壁部と、該側壁部の頂点から隣接する他の回折格子の側壁部の最下点とをつなぐ傾斜部とを形成するための電子ビーム描画装置であって、
前記ブレーズのピッチが前記電子ビームの後方散乱による近接効果の影響が発生し始める境界ピッチより小さいときには第１のドーズ関数に基づき求められたドーズ量と、前記ブレーズのピッチが前記境界ピッチ以上のときには前記第１のドーズ関数と異なる第２のドーズ関数に基づいて求められたドーズ量とから構成される第１のドーズ分布に関する情報を格納した第１の格納手段と、
前記第１の格納手段の前記第１のドーズ分布に基づいて、前記傾斜部の描画を行うように前記描画手段を制御する制御手段と、
を含むことを特徴とする電子ビーム描画装置。 - 基材に対して電子ビームを照射し、前記電子ビームを所定のドーズ量にて走査することにより描画する描画手段を有し、前記基材の少なくとも一面に異なるピッチを含む複数のブレーズを形成し、このブレーズの少なくとも１ピッチに当該ブレーズの区切り位置から立ち上がる側壁部と、該側壁部の頂点から隣接する他の回折格子の側壁部の最下点とをつなぐ傾斜部とを形成するための電子ビーム描画装置であって、
前記ブレーズのピッチが前記電子ビームの後方散乱による近接効果の影響が発生し始める境界ピッチより小さいときには第１のドーズ関数に基づき求められたドーズ量と、前記ブレーズのピッチが前記境界ピッチ以上のときには前記第１のドーズ関数と異なる第２のドーズ関数に基づいて求められたドーズ量とから構成される第１のドーズ分布に関する情報を格納した第１の格納手段と、
前記第１の格納手段に格納された前記第１のドーズ分布の前記側壁部からの距離に応じて段階的に変化するドーズ量における隣接する異なるドーズ量を第１のドーズ量、第２のドーズ量とした際に、前記第１のドーズ量にて描画される部分と前記第２のドーズ量にて描画される部分との間に、前記第１のドーズ量にて描画される部分と前記第２のドーズ量にて描画される部分とが混在した特定構造描画部分としての凹凸部を描画するべく、前記凹凸部を描画するための前記第１のドーズ量及び前記第２のドーズ量から構成される第２のドーズ分布に関する情報を格納した第２の格納手段と、
前記第１の格納手段の前記第１のドーズ分布及び前記第２の格納手段の前記第２のドーズ分布に基づいて、前記傾斜部の描画を行うように前記描画手段を制御する制御手段と、を含むことを特徴とする電子ビーム描画装置。 - 前記第１のドーズ分布を、前記特定構造描画部分としての前記凹凸部に対応した第２のドーズ分布に補正するための演算を行う演算手段をさらに有することを特徴とする請求項１９に記載の電子ビーム描画装置。
- 前記第１のドーズ量と前記第２のドーズ量の差は、前記電子ビームを照射する電子銃を駆動するためのＤ／Ａ変換器の最小クロックに基づく最小調整単位のドーズ量であることを特徴とする請求項１９または請求項２０に記載の電子ビーム描画装置。
- 前記第１のドーズ関数は、前記ピッチであるｐと前記側壁部からの距離であるΔｘ（０＜Δｘ≦ｐ）とによりＸ＝Δｘ／ｐと表されるブレーズ位置Ｘを変数とするドーズ関数Ｆ（Ｘ）を含み、前記第２のドーズ関数は、前記ドーズ関数Ｆ（Ｘ）と前記ブレーズ位置Ｘを変数としさらにピッチｐをパラメータとして求められる係数Ｐを変数とする補正関数Ｇ（Ｘ，Ｐ）とを含むことを特徴とする請求項１８乃至請求項２１のいずれかに記載の電子ビーム描画装置。
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