(57)【要約】【課題】電子ビームの偏向量を調整することで、容易に且つ安価に、３次元形状をなす光学素子等の基材に対して、回折格子などの構造を正確な位置に描画加工することの可能な基材の描画方法、及び電子ビーム描画装置を提供する。【解決手段】３次元形状を有する基材の描画対象面に所定のパターンを描画するための基材の描画方法であって、別の測定装置において測定された前記基材の所定の位置に形成されたアライメントマークの位置に関する測定情報と、描画装置において測定された前記アライメントマークの位置に関する測定情報とから、これらの変換座標行列式を算出して、前記基材の描画対象面上の特定の描画フィールドが、電子ビームによる描画の対象位置に正しく位置調整されるように、基材を配置したステージを移動すると共に、電子ビームの偏向量を補正して、この補正結果に基づいて、各フィールドにおいて描画を行うことを特徴とする。【選択図】　　　図１０
2004101580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームが照射される面が３次元形状を有する基材に対して、電子ビームの走査により所定の位置に所定の描画パターンを描画するための基材の描画方法であって、
前記基材の所定の位置に少なくとも３つ以上のアライメントマークを形成するステップと、
予め前記アライメントマークの座標位置に関する第１の基準座標データを取得し、該アライメントマークの座標位置に関するデータに基づき定義された第１の座標系において前記基材の形状に対応する第１の形状座標データを取得するステップと、
前記基材に対して描画を行う描画装置のステージに基材を載置し、前記描画装置における第２の座標系で前記基材の前記アライメントマークの座標位置に関する第２の基準座標データを取得するステップと、
前記第１の基準座標データと、前記第２の基準座標データから、前記第１の座標系における座標位置を前記第２の座標系における座標位置に変換する座標変換式を算出するステップと、
前記座標変換式を用いて、前記第１の形状座標データを、前記第２の座標系における前記基材の形状に対応する第２の形状座標データに変換するステップと、
前記第２の形状座標データに基づいて、前記電子ビームの走査位置を前記基材に対して設定して描画を行うステップと、
を含むことを特徴とする基材の描画方法。
【請求項２】
前記アライメントマークを形成するステップにおいて、
前記少なくとも３つ以上のアライメントマークは、前記基材の描画対象面上における周端部近傍に、前記基材の中心に対して所定角度の間隔をもって、前記基材の底面と平行な平面上に形成されることを特徴とする請求項１記載の基材の描画方法。
【請求項３】
前記アライメントマークを形成するステップにおいて、
前記アライメントマークは、凹部として形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基材の描画方法。
【請求項４】
前記アライメントマークの座標位置に関するデータは、
さらに、
前記アライメントマークの形状に関するデータを取得するステップと、
前記アライメントマークの形状に関するデータから前記アライメントマークの重心位置を算出して、これを前記アライメントマークの座標位置とするステップと、
によって取得されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の基材の描画方法。
【請求項５】
前記座標変換式を算出するステップは、
前記第１の座標系における前記アライメントマークの座標位置が同一平面上に位置するように定義される擬似座標系に、前記第１の座標系における前記アライメントマークの座標位置を変換するステップと、
前記擬似座標系における前記アライメントマークの座標位置に関するデータと、前記第２の座標系における前記アライメントマークの座標位置に関するデータとから、前記基材の底面中央部を始点として、前記座標変換式を逐次近似により算出するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の基材の描画方法。
【請求項６】
前記座標変換式を逐次近似により算出するステップにおいて、前記擬似座標系及び前記第２の座標系における前記アライメントマークの内の一つを、それぞれ各座標系の既知の位置に固定することを特徴とする請求項５に記載の基材の描画方法。
【請求項７】
電子ビームが照射される面が３次元形状を有する基材に対して、所定のフィールド毎に電子ビームを照射し、前記フィールド内において前記電子ビームを所定のドーズ量にて走査することで、前記基材に対して所定の描画パターンを描画する電子ビーム描画装置であって、
前記基材に対して前記電子ビームを照射する電子ビーム照射手段と、
前記電子ビーム照射手段により照射される電子ビームを偏向させることで走査する電子ビーム偏向手段と、
前記基材に関する各種測定を行う外部の測定装置にて測定された、前記測定装置において定義される第１の座標系の、前記基材の形状に関する座標位置データと前記アライメントマークの座標位置に関するデータとを格納する格納手段と、
当該描画装置において定義される第２の座標系の、前記基材の前記アライメントマークの座標位置を測定する測定手段と、
前記第１の座標系における前記アライメントマークの座標位置に関するデータと、前記第２の座標系における前記アライメントマークの座標位置に関するデータとから、前記第１の座標系における前記アライメントマークの座標位置を前記第２の座標系における前記アライメントマークの座標位置に変換する座標変換式を算出する算出手段と、
前記座標変換式を用いて、前記第１の座標系における前記基材の形状に関する座標位置データを前記第２の座標系における前記基材の形状に関する座標位置データに変換する座標変換手段と、
前記第２座標系における前記基材の形状に関する座標位置データに基づいて、前記電子ビーム偏向手段を制御することで、前記電子ビーム照射手段から照射される前記電子ビームの走査位置を調整して、前記基材の所定の位置に前記描画パターンを描画させる制御手段と、
を含むことを特徴とする電子ビーム描画装置。
【請求項８】
前記外部の測定装置にて測定された、前記測定装置において定義される第１の座標系の、前記基材の形状に関する座標位置データと前記アライメントマークの座標位置に関するデータとを入力する入力手段を含むことを特徴とする請求項７に記載の電子ビーム描画装置。
【請求項９】
前記算出手段は、前記第１の座標系における前記アライメントマークの内の１つと、前記第２の座標系における前記アライメントマークの内の１つを、各々の座標系における既知の点に固定した座標系を介して、前記座標変換式を算出することを特徴とする請求項７に記載の電子ビーム描画装置。
【請求項１０】
前記フィールドの前記基材上における配置位置を決定するフィールド配置手段と、
前記電子ビームの焦点深度と、前記描画パターンの区切り位置と、前記フィールドの大きさに関するデータとを格納する第２の格納手段と、
を含み、
前記フィールド配置手段は、前記第２の格納手段に格納される前記電子ビームの焦点深度と、前記描画パターンの区切り位置と、前記フィールドの大きさに関するデータに基づいて、前記基材の形状に応じて、前記電子ビームの焦点位置毎に同一平面上のフィールドを選択することを特徴とする請求項７に記載の電子ビーム描画装置。
【請求項１１】
前記フィールド内の描画対象位置における前記基材の描画対象面の傾きに応じて、前記電子ビーム照射手段による前記電子ビームの走査位置を補正する補正手段を含み、
前記制御手段は、該補正手段による前記電子ビームの走査位置の補正結果に基づいて、前記電子ビーム偏向手段を制御することで、前記電子ビーム照射手段から照射される前記電子ビームの走査位置を調整して、前記基材の所定の位置に前記所定の描画パターンを描画させることを特徴とする請求項７に記載の電子ビーム描画装置。
【請求項１２】
前記補正手段は、前記描画対象位置における前記基材の描画対象となるフィールドの傾きと、前記描画対象位置に対する電子ビームの走査角度と、前記電子ビーム照射手段からその垂直下に位置する前記基材までの照射距離に基づいて、前記電子ビームの走査位置の補正量を算出することを特徴とする請求項１１に記載の電子ビーム描画装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基材の描画方法、及び電子ビーム描画装置に関し、特に、微細な形状を有する光学素子を製造する際に、その光学機能面に対して回折構造などを正確に所定の位置に描画することのできる基材の描画方法、及び電子ビーム描画装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報記録媒体として、例えばＣＤ、ＤＶＤ等が広く使用されており、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、例えば光レンズなどは、低コスト化並びに小型化の観点から、樹脂の光レンズを用いることが多い。
【０００３】
このような樹脂の光レンズは、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。
【０００４】
ところで、最近では、光学素子に要求されるスペックや性能自体が向上してきており、例えば、光学機能面に回折構造などを有する光学素子を製造する際に、当該光学素子を射出成形するためには、成形型にそのような回折構造を付与するための面を形成しておく必要がある。
【０００５】
しかし、一般に用いられている成形技術や加工技術の切削バイトにて、成形型にそうした回折構造などの微細な形状を形成しようとすると、加工精度が劣るとともに、バイトの強度、寿命の点で限界があり、サブミクロンオーダー或いはそれ以下の精密な加工を行うことができない。
【０００６】
特に、ＣＤ−ＲＯＭのピックアップレンズと比較して、ＤＶＤ等の媒体におけるピックアップレンズでは、記録密度の増加に対して、より精度の高い回折構造が要求され、近年では、さらに光の波長より小さいレベル、例えばｎｍレベルでの加工精度が求められる。しかし、上述のように従来の切削加工では、こうした加工精度は得られなかった。
【０００７】
一方、光学素子に対応する基材の表面上に所望の形状を描画し、成形型を加工するものとしては、光露光などの手法、例えばマスク露光を用いた露光装置などによって加工を行うことが行われている。
【０００８】
例えば、半導体のウエハ基板（フォトマスク）等の基材の表面に所望を形状を描画加工するための露光装置などを上記光学素子の面への加工もしくは成形型の加工などに用いることが考えられる。しかしながら、ウエハ基板用の装置は、平坦な材料しか加工することができないという問題がある。また、ウエハ基板用の装置では、基材の加工深さは、照射する光の露光エネルギー量で制御するが、光学素子のための回折格子などの精密加工、或いはフォトニック結晶の作成などの場合、照射される光の波長より短い構造をレンズのような非平面上に正確に形成する必要がある。そのため、上記制御手法の露光装置では求められるレベルの微細な加工には適さない。
【０００９】
さらに、レーザービームによる加工、即ち、レーザー露光装置を用いることが考えられるが、レーザー露光装置ではミクロンレベルの加工が可能であり、ビーム径を光学的に制御してビームを集束させる（例えば、特許文献１参照）。また、レーザービームによる加工においては、焦点深度が浅いことから、レーザービームを偏向しても照射距離の誤差を吸収することができず、レーザー装置（レーザー光学系）自身を移動、又は、常に加工したい部分をレーザービームの照射位置まで移動させる（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−１４６２０９号公報（段落〔００１１〕、第２図）
【特許文献２】
特開２００１−３１１８１１号公報（段落〔００１２〕、第１２図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従って、サブミクロンレベル、特に光の波長に近いレベルの加工は困難である。また焦点深度についても深い焦点深度が得られず、オートフォーカス等のメカニカルな手段を常に用いる必要があった。このため、精度の高い加工を実現するためには、頻繁に高精度で微細に移動を行う必要があった。これは、高性能なステージを備えていることが前提となるため、レーザー露光装置を高価にする要因となっていた。また、ステージの移動には時間がかかるという欠点もあった。特に、露光照射される面が３次元形状の表面を有する場合の基材の描画においては、３次元形状の表面に追従する必要があり、且つ、高い精度が要求されるために、このような問題は顕著なものとなる。従って、レーザービームによる加工は、平面状の基材を描画加工する場合は良いが、曲面等の３次元形状を有する基材に微細な形状を描画する場合には精度の上で限界があるという問題があった。
【００１２】
そこで、このようなものを描画加工する方法及び装置として、本発明者は、電子ビームによる光露光の手法を用いた描画方法、並びに、電子ビーム描画装置を利用することを提案する。ここで、電子ビームとは、電子線を一様に照射露光するものでなく、電子レンズにより焦点を絞り込まれた電子線（ビーム）のことを指す。
【００１３】
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を０．１〜１ｍｍ角程度の複数のフィールドに分割して、描画加工を行うフィールドを電子ビームの照射位置に移動させた上で、各フィールドにおいて、基材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、バイナリーパターンやブレーズ形状等の回折構造を描画する。これは、電子ビームの焦点深度が深く、電子ビームを走査した場合にも、その照射距離の誤差を電子ビームの焦点深度内にて吸収することができることから実現される手法である。この方式であれば、１フィールド内の描画の範囲で描画される面の高さが電子ビームの焦点深度内で変わる分には、ビーム又は基材の位置の調整が不要となり、頻繁に位置調整をしたり、基材の３次元形状に頻繁に追従させる必要がない。
【００１４】
ところで、このような電子ビーム描画装置においても、３次元形状を有する基材に対して正確な位置に回折構造を描画するためには、厳密にアライメント（描画位置の管理）を行う必要がある。これは、平坦な基材に回折構造を描画する場合には、回折構造が２次元であるが故、例えば、描画加工後にその周端部をトリミングして、カットする際等に回折構造の形成位置の調整を行うことが可能であるのに対して、３次元形状を有する基材に回折構造を描画する場合には、基材の形状と回折構造の描画位置とが一対一で対応させる必要があるため、描画加工後に回折構造の形成位置の調整を行うことはできないからである。従って、３次元形状を有する基材に対して正確な位置に回折構造を描画するためには、基材の描画加工を行う前に、随時、描画位置の管理（具体的には、基材の３次元形状の計測と描画パターンの対応付け）を行わなければならない。
【００１５】
即ち、上記の描画位置の管理に基づき、電子ビームの偏向量を調整することで描画位置の調整を行う。
【００１６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電子ビームの偏向量を精度良く調整し、容易に且つ安価に、３次元形状を有する光学素子等の基材に対して、回折格子などの構造を正確に所定の位置に描画加工することを実現する基材の描画方法、及び電子ビーム描画装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、電子ビームが照射される面が３次元形状を有する基材に対して、電子ビームの走査により所定の位置に所定の描画パターンを描画するための基材の描画方法であって、前記基材の所定の位置に少なくとも３つ以上のアライメントマークを形成するステップと、予め前記アライメントマークの座標位置に関する第１の基準座標データを取得し、該アライメントマークの座標位置に関するデータに基づき定義された第１の座標系において前記基材の形状に対応する第１の形状座標データを取得するステップと、前記基材に対して描画を行う描画装置のステージに基材を載置し、前記描画装置における第２の座標系で前記基材の前記アライメントマークの座標位置に関する第２の基準座標データを取得するステップと、前記第１の基準座標データと、前記第２の基準座標データから、前記第１の座標系における座標位置を前記第２の座標系における座標位置に変換する座標変換式を算出するステップと、前記座標変換式を用いて、前記第１の形状座標データを、前記第２の座標系における前記基材の形状に対応する第２の形状座標データに変換するステップと、前記第２の形状座標データに基づいて、前記電子ビームの走査位置を前記基材に対して設定して描画を行うステップと、を含むことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の基材の描画方法であって、前記アライメントマークを形成するステップにおいて、前記少なくとも３つ以上のアライメントマークは、前記基材の描画対象面上における周端部近傍に、前記基材の中心に対して所定角度の間隔をもって、前記基材の底面と平行な平面上に形成されることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の基材の描画方法であって、前記アライメントマークを形成するステップにおいて、前記アライメントマークは、凹部として形成されることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の基材の描画方法であって、前記アライメントマークの座標位置に関する情報は、さらに、前記アライメントマークの形状に関する情報を取得するステップと、前記アライメントマークの形状に関する情報から前記アライメントマークの重心位置を算出して、これを前記アライメントマークの座標位置とするステップと、によって取得されることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の基材の描画方法であって、前記座標変換式を算出するステップは、前記第１の座標系における前記アライメントマークの座標位置が同一平面上に位置するように定義される擬似座標系に、前記第１の座標系における前記アライメントマークの座標位置を変換するステップと、前記擬似座標系における前記アライメントマークの座標位置に関するデータと、前記第２の座標系における前記アライメントマークの座標位置に関するデータとから、前記基材の底面中央部を始点として、前記座標変換式を逐次近似により算出するステップと、を含むことを特徴とする。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の基材の描画方法であって、前記座標変換式を逐次近似により算出するステップにおいて、前記擬似座標系及び前記第２の座標系における前記アライメントマークの内の一つを、それぞれ各座標系の既知の位置に固定することを特徴とする。
【００２３】
上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、電子ビームが照射される面が３次元形状を有する基材に対して、所定のフィールド毎に電子ビームを照射し、前記フィールド内において前記電子ビームを所定のドーズ量にて走査することで、前記基材に対して所定の描画パターンを描画する電子ビーム描画装置であって、前記基材に対して前記電子ビームを照射する電子ビーム照射手段と、前記電子ビーム照射手段により照射される電子ビームを偏向させることで走査する電子ビーム偏向手段と、前記基材に関する各種測定を行う外部の測定装置にて測定された、前記測定装置において定義される第１の座標系の、前記基材の形状に関する座標位置データと前記アライメントマークの座標位置に関するデータとを格納する格納手段と、当該描画装置において定義される第２の座標系の、前記基材の前記アライメントマークの座標位置を測定する測定手段と、前記第１の座標系における前記アライメントマークの座標位置に関するデータと、前記第２の座標系における前記アライメントマークの座標位置に関するデータとから、前記第１の座標系における前記アライメントマークの座標位置を前記第２の座標系における前記アライメントマークの座標位置に変換する座標変換式を算出する算出手段と、前記座標変換式を用いて、前記第１の座標系における前記基材の形状に関する座標位置データを前記第２の座標系における前記基材の形状に関する座標位置データに変換する座標変換手段と、前記第２座標系における前記基材の形状に関する座標位置データに基づいて、前記電子ビーム偏向手段を制御することで、前記電子ビーム照射手段から照射される前記電子ビームの走査位置を調整して、前記基材の所定の位置に前記描画パターンを描画させる制御手段と、を含むことを特徴とする。
【００２４】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の電子ビーム描画装置であって、前記外部の測定装置にて測定された、前記測定装置において定義される第１の座標系の、前記基材の形状に関する座標位置情報と前記アライメントマークの座標位置に関する情報とを入力する入力手段を含むことを特徴とする。
【００２５】
また、請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の電子ビーム描画装置であって、前記算出手段は、前記第１の座標系における前記アライメントマークの内の１つと、前記第２の座標系における前記アライメントマークの内の１つを、各々の座標系における既知の点に固定した座標系を介して、前記座標変換式を算出することを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項７に記載の電子ビーム描画装置であって、前記フィールドの前記基材上における配置位置を決定するフィールド配置手段と、前記電子ビームの焦点深度と、前記描画パターンの区切り位置と、前記フィールドの大きさに関するデータとを格納する第２の格納手段と、を含み、前記フィールド配置手段は、前記第２の格納手段に格納される前記電子ビームの焦点深度と、前記描画パターンの区切り位置と、前記フィールドの大きさに関するデータに基づいて、前記基材の形状に応じて、前記電子ビームの焦点位置毎に同一平面上のフィールドを選択することを特徴とする。
【００２７】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項７に記載の電子ビーム描画装置であって、前記フィールド内の描画対象位置における前記基材の描画対象面の傾きに応じて、前記電子ビーム照射手段による前記電子ビームの走査位置を補正する補正手段を含み、前記制御手段は、該補正手段による前記電子ビームの走査位置の補正結果に基づいて、前記電子ビーム偏向手段を制御することで、前記電子ビーム照射手段から照射される前記電子ビームの走査位置を調整して、前記基材の所定の位置に前記所定の描画パターンを描画させることを特徴とする。
【００２８】
また、請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の電子ビーム描画装置であって、前記補正手段は、前記描画対象位置における前記基材の描画対象となるフィールドの傾きと、前記描画対象位置に対する電子ビームの走査角度と、前記電子ビーム照射手段からその垂直下に位置する前記基材までの照射距離に基づいて、前記電子ビームの走査位置の補正量を算出することを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態の一例について、図面を参照して具体的に説明する。尚、本発明に係る基材の描画方法、及び電子ビーム描画装置について説明するにあたり、基材（以下、被レジスト塗布基材とも称する）を加工して光学素子を得るための製造工程の流れに沿って、他の工程についても詳細に説明を行うこととする。
【００３０】
図１及び図２は、被レジスト塗布基材を加工して光学素子の金型を製造するための製造工程の一連の流れを示すフローチャートである。また、図３は、図１及び図２に示す主要な工程において、処理される母型の素材と母型の載置部材の組立体（これを母型部材又は部材Ｅという）を示す断面図である。また、図４は、部材Ｅの斜視図であり、図５は、部材Ｅの上面図である。尚、本実施の形態において製作される母型は、その母光学面に、光学素子の回折輪帯に対応した輪帯が形成されるものとする。
【００３１】
まず、図１のステップＳ１１０１で、ＳｉＯ２、ポリシリコン製、又は、樹脂部材、例えばポリオレフィン製の略半球型の形状を有する母型の素材１０１０を、金属など導電性の素材からなる円盤状の基材１０１１の中央開口１０１１ｐに埋め込み接着剤で相対回転不能に固定し（図３（ａ）参照）、部材（本発明の母型に相当）Ｅを得る。ステップＳ１１０２で、治具（以下、ヤトイと呼ぶ）１０５０の中央孔１０５１を介して貫通させ、基材１０１１のネジ孔１０１１ｇに螺合させたボルト１０５２により、基材１０１１に対してヤトイ１０５０を取り付けると共に、基材１０１１に合マークＭＸとＩＤ番号ＮＸを付与する。図４に示すＩＤ番号ＮＸは、取り付けたヤトイ１０５０を個々に付された番号であり、それを特定するための情報として機能する。尚、本実施の形態では、基材１０１１の外周面を接線方向に細い平面で切り取った溝１０１１ｈ内に、レーザー描画でＩＤ番号ＮＸを刻設するようにしたが、印刷でも良い。溝は、同一深さの全周溝でも良い。基材１０１１との位相を合わせるための合マークＭＸもレーザー加工で刻設できる。
【００３２】
ステップＳ１１０３で、不図示のコンピュータ内に構築されたプロセス管理データベース内に、この部材Ｅに対応づける形で、ヤトイのＩＤ番号ＮＸ、取付面（方向）、締め付けトルク、作業環境温度（雰囲気温度）等を記憶する。その後、ステップＳ１１０４で、詳細は後述する超精密旋盤（ＳＰＤＴ加工機）のチャックに、ヤトイ１０５０を介して部材Ａを取り付ける。
【００３３】
更に、ステップＳ１１０５（第１の工程）で、部材Ｅを回転させなから、ダイヤモンド工具により、基材１０１１の外周面１０１１ｆを切削加工することで超精密旋盤、例えば、ＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ　Ｐｏｉｎｔ　Ｄｉａｍｏｎｄ　Ｔｕｒｎｉｎｇ）加工機の回転軸に対して精度良く形成し、又、母型の素材１０１０の上面を図３（ｂ）に示すように切削加工し母光学面（成形しようとする光学素子の光学曲面に相当）１０１０ａを形成し、且つ基材１０１１の上面に周溝１０１１ａ（第１のマーク）を切削加工する。この際、温度コントロールを実施しながら、送り量、切込量を制御して曲面の表面祖さ５０［ｎｍ］ないしは２０ｎｍを得る。また、このとき、母光学面１０１０ａの光軸の位置は、その外形から確認することはできないが、同時に加工されることから母光学面１０１０ａと周溝１０１１ａとは、精度良く同軸に形成されることとなり、又、円筒面に形成された基材１０１１の外周面１０１１ｆも、光軸と精度良く同軸に形成される。ここで、周溝１０１１ａは、例えば、暗視野部（凹部に相当）と明視野部（凸部に相当）とからなる複数の溝から形成されてよく、暗視野部、明視野部を各々複数個有するとさらに好ましい（これは、ダイヤモンド工具の先端が凹凸を有するものであれば、容易に形成できる）。また、周溝１０１１ａの凹凸形状により、後述するごとく塗布されるレジスト飛散防止の堤防としても機能させることができる。
【００３４】
（超精密旋盤：ＳＰＤＴ加工装置の全体構成）
ここで、上記部材Ｅの切削加工に用いる超精密旋盤、ＳＰＤＴの制御系の概略構成について、図６（ａ）、（ｂ）を参照しつつ説明する。
【００３５】
超精密旋盤３１００は、図６（ａ）に示すように、部材Ｅなどのワーク３１１０を固定するための回転保持部材である固定部３１１１と、前記ワーク３１１０に対して加工を施すための切削バイトの刃先であるダイヤモンド工具３１１２と、前記固定部３１１１をＺ軸方向に移動させるＺ軸スライドテーブル３１２０と、前記ダイヤモンド工具３１１２を保持しつつＸ軸方向（あるいは加えてＹ軸方向）に移動させるＸ軸スライドテーブル３１２２と、Ｚ軸スライドテーブル３１２０及びＸ軸スライドテーブル３１２２を移動自在に保持する定盤３１２４と、を含んで構成されている。なお、固定部３１１１もしくはダイヤモンド工具３１１２のいずれか一方又は双方を回転駆動するための不図示の回転駆動手段が設けされ、後述の制御手段３１３８に電気的に接続されている。
【００３６】
また、超精密旋盤３１００は、図６（ａ）に示すように、Ｚ軸スライドテーブル３１２０の駆動を制御するＺ方向駆動手段３１３１と、Ｘ軸スライドテーブル３１２２のＸ軸方向での駆動（あるいは加えてＹ軸方向での駆動）を制御するＸ方向駆動手段３１３２及びＹ方向駆動手段３１３３と、これらにより切削バイトの送り量を制御する送り量制御手段３１３４と、切込量を制御する切込量制御手段３１３５と、温度を制御する温度制御手段３１３６と、各種制御条件や制御テーブルないしは処理プログラムを記憶した記憶手段３１３７と、これら各部の制御を司る制御手段３１３８と、を含んで構成される。
【００３７】
ダイヤモンド工具３１１２は、図６（ｂ）に示すように、本体部分を構成するダイヤモンドチップ３１１３と、この先端部に構成された頂角αからなるすくい面３１１４と、側面部を構成する第１逃げ面３１１５、第２逃げ面３１１６から構成される。このすくい面３１１４に含まれる刃先には、予めないしは摩耗による複数の凹凸部３１１４ａ（前述のダイヤモンド工具先端の凹凸部）が形成されている。
【００３８】
上記のような構成を有する超精密旋盤３１００において、概略以下のように作用する。すなわち、セットされた部材Ｅであるワーク３１１０に対して、ダイヤモンド工具３１１２が相対移動することによって、ワーク３１１０の加工を行うこととなる。この際、ダイヤモンド工具３１１２は、刃先がＲバイト（バイト先端が曲線部を有する）の構成を有していることから、刃先の当たるポイントが順次変化し、摩耗に対しても強い。
【００３９】
そして、本実施の形態においては、上述のような超精密旋盤を用いて、前記部材Ｅを加工する際には、温度コントロールを実施しながら、送り量、切込量を制御して曲面部が切削加工されることとなる。
【００４０】
図１に戻って、更に、ステップＳ１１０６で、不図示のコンピュータに構築したプロセス管理データベースに、部材Ｅの切削加工時の作業環境温度を記憶し、且つ部材ＥをＳＰＤＴ加工機から取り外す。ステップＳ１１０７で、ボルト１０５２を緩めて部材Ｅからヤトイ１０５０を取り外す。そして、その後、目視で虹色に見えるダイヤモンド工具による加工痕（ツールマーク）を研磨して虹が見えなくなるまで研磨する。さらに、続くステップＳ１１０８で、部材Ｅを、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ　Ｉｏｎ　Ｂｅａｍ）加工機のステージ上にセットする。ステップＳ１１０９で、ＦＩＢ加工機のステージ上の部材Ｅにおける周溝１０１１ａを読み取り、例えばその内側エッジから母型の素材１０１０の光軸の位置を決定し、ステップＳ１１１０で、決定した光軸から等距離で３つ（４つ以上でも良い）の第２のマーク１０１１ｂを、基材１０１１上に描画する（図３（ｂ）及び図５参照）。ダイヤモンド工具により加工形成した周溝１０１１ａの幅は比較的広いため、これを用いて加工の基準とすることは、加工精度を低下させる恐れがあるが、ＦＩＢ加工機は、幅が２０ｎｍ程度の制度の高い線を形成できるため、例えば十字線を形成すると、２０ｎｍ×２０ｎｍの微細なマークを形成することができ、それを加工の基準とすることで、より高精度な加工が可能となる。
【００４１】
（集束イオンビーム（ＦＩＢ）加工装置の全体構成）
ここで、上記第２のマーク１０１１ｂを形成するための集束イオンビーム加工装置の概略構成について、図７を参照しつつ説明する。
【００４２】
集束イオンビーム加工装置（ＦＩＢ：Ｆｏｃｕｓｅｄ　Ｉｏｎ　Ｂｅａｍ装置）は、Ｇａ等の金属イオン源を用いた集束イオンビームによる部材Ｅの加工や集束イオンビームを部材Ｅに走査して得られる走査像の観察（ＳＩＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｉｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を行うものであり、イオン源から発生し加速されたイオンビームを静電型のコンデンサレンズや対物レンズ等によって細かく集束して部材Ｅ上に照射し、部材Ｅ上のイオンビームの照射点を偏向器によって走査し、この走査によって部材Ｅから発生した、例えば、２次電子を検出し、この検出信号に基づいて、走査像等を表示するものである。
【００４３】
集束イオンビーム加工装置４２００は、高真空に保持されており、図７に示すように、イオン源となる液体金属イオン源４２０１、イオンを引き出す引出電極４２０２、イオンビームを所望のエネルギーに加速する複数段よりなる加速管４２０３、イオンビームを制限するアパーチャ４２０５により開口を可変可能なコンデンサレンズ４２０４、アパーチャ４２０７により開口を可変調節可能でありイオンビームをフォーカスして試料に照射する対物レンズ４２０６、偏向器４２０８、ブランキング／Ｅ×Ｂ制限アパーチャを備えたＥ×Ｂ質量分析器４２０９、エミッタアライメント４２１０、アライメントセットスティグメータ４２１１、アライメントセット４２１２、アライメントセットスティグメータ４２１３、加工しようとする部材Ｅを載置し部材Ｅの位置と傾きを自在に調節できるステージ４２１４、位置認識のためのマーク等を検出するための検出器４２１５、レーザー供給源４２１６及び光学系からなるレーザー干渉計４２１７、ステージ４２１４を駆動するステージ駆動手段４２２０、及びこれらの各部の制御を行う制御回路４２３０、操作入力を行うための操作入力部４２６１、部材Ｅ及び走査像を観察認識するための画像認識部４２６０、不図示の電源等を含んで構成される。
【００４４】
アパーチャ４２０５、４２０７は、例えば、イオンビームの通路を制限するなどして、イオンビーム径等を変更可能な開口を有しており、開口以外では、イオンビームが透過できない厚さを有している。なお、アパーチャをＮ段階の形成してもよい。
【００４５】
検出器４２１５は、部材Ｅへのイオンビームの照射に基づいて発生した、例えば２次電子を検出するためのものである。
【００４６】
ステージ駆動手段４２２０は、ステージをＸ方向に駆動するためのＸ方向駆動機構４２２１と、Ｙ方向に駆動するためのＹ方向駆動機構４２２２と、Ｚ方向に駆動するためのＺ方向駆動機構４２２３と、θ方向に駆動するためのθ方向駆動機構４２２４と、を含んで構成される。
【００４７】
制御回路４２３０は、イオン源４２０１を制御するイオン源制御回路４２３１と、加速管４２０３を制御する加速管制御回路４２３２と、コンデンサレンズ４２０４による集束を制御する第１の集束制御回路４２３３と、対物レンズ４２０６による集束を制御する第２の集束制御回路４２３４と、偏向器４２０８の偏向器を制御する偏向制御回路４２３５と、ステージ駆動手段４２２０を制御するステージ制御回路４２３６と、部材Ｅで発生した二次イオンを検出する検出器４２１５からの信号処理を制御する検出器制御回路４２３７と、レーザー干渉計４２１７を制御するレーザー干渉計制御回路４２３８と、Ｅ×Ｂ質量分析器４２０９を制御することでイオンを選択するイオン選択制御回路４２３９と、エミッタアライメント４２１０・アライメントセットスティグメータ４２１１・アライメントセット４２１２・アライメントセットスティグメータ４２１３を各々制御する第１〜第４の各アライメント制御回路４２４０・４２４１・４２４２・４２４３と、各種制御テーブル、プログラムを格納した記憶部４２５０と、各種表示画像を表示処理する表示処理部４２５１と、これらの制御を司るＣＰＵ等の制御部４２５２と、を含んで構成されている。
【００４８】
記憶部４２５０は、例えば、半導体メモリやディスク装置などの記憶装置の一領域として実現され、画像データと位置データとの組み合わせ等をも記憶する。例えば、断面の位置座標などからなる位置データと、各断面画像データを構成する画素を、走査した順番に格納した断面画像データとを組み合わせて、一対のデータとして記憶できる。記憶部４２５０には、このデータを記憶する領域が複数設けられており、部材Ｅの特定箇所に形成する各断面に対応する上記各データを、例えば、位置データの順番などに並べて、格納できる。
【００４９】
表示処理部４２５１は、特定箇所を表示するために、記憶部４２５０に蓄積した各画像データおよび位置データに基づいて、例えば画像等を画像認識部４２６０に表示するよう処理する。なお、表示処理部４２５１は、記憶部４２５０に格納したデータから、任意のＸ、Ｙ、Ｚ座標の画素のデータを読み出し、所望の視点から見た立体的な画像を画像認識部４２６０に表示可能としてもよい。表示の方法としては、様々な方法が考えられるが、例えば、隣接する画素データから輪郭を抽出し、さらに、輪郭の前後関係を判定して、隠れている部分を破線などで表示できるようにすることが好ましい。また、該画像データに対して、輝度の変化による輪郭抽出などの画像処理を行い、イオンビームによって形成された孔、線など、部材Ｅの表面の特徴的な部分の大きさや位置を認識し、ステージ４２１４が部材Ｅを所望の位置に配されているか否かや、イオンビームによって、所望の大きさの孔、線が部材Ｅに形成されたか否かを判定できようにしてよい。
【００５０】
制御部４２５２は、例えば検出器制御回路４２３７を介して上記検出器４２１５からの検出信号を受け取って、画像データを形成すると共に、操作入力部４２６１の指示、あるいは、画像データなどに基づいて、各部へ各種条件を設定する。さらに、操作入力部４２６１などから入力される作業者の指示などに応じて、ステージ４２１４およびイオンビーム照射のための各部を制御できる。
【００５１】
また、上記制御部４２５２は、検出器制御回路４２３７によって、デジタル値に変換された検出器４２１５からの全ての検出信号を受け取る。該検出信号は、イオンビームが走査している位置、すなわち、イオンビームの偏向方向に応じて変化する。したがって、偏向方向と該検出信号とを同期させることにより、イオンビームの各走査位置における部材Ｅの表面形状および材質を検出できる。制御部４２５２は、これらを走査位置に対応して再構成して、部材Ａの表面の画像データを画像認識部４２６０上に表示できる。
【００５２】
上述のような構成を有する集束イオンビーム装置４２００において、最初に、集束イオンビーム装置４２００に設けられたステージ４２１４上に一面に母光学面１０１０と第１のマーク１０１１ａが形成された部材Ｅをセットし、周囲を真空状態にして、イオンビームを部材Ｅに走査可能な状態にまで、集束イオンビーム装置４２００をセットアップする。
【００５３】
次に、イオンビームで部材Ｅ上のある領域を走査する。この際、イオン源４２０１からのイオンは、引き出し電圧５〜１０ｋＶで発生し、加速管４２０３にて加速される。加速されたイオンビームは、コンデンサレンズ４２０４及び対物レンズ４２０６により集束され、ステージ４２１４上の部材Ｅに到達する。
【００５４】
なお、Ａｕ−Ｓｉ−Ｂｅなどの合金イオン源を用いる場合には、Ｅ×Ｂ質量分析器４２０９により必要とするイオンのみを直進させ、不要なイオンの軌道を曲げることによって、必要なイオンを分離選択することができる。
【００５５】
また、Ｓｉのように、同位体が存在するイオンを扱う場合には、コンデンサレンズ４２０４によるイオンビームのクロスオーバーポイントをＥ×Ｂ質量分析器４２０９の中心にくるように調整制御されることが好ましい。これにより、同位体を分離せずに有効に利用できる。このようにして、イオンは、対物レンズ４２０６により部材Ｅ上で一点に集束され、例えば、ラスター状に走査され得る。
【００５６】
走査により、部材Ｅの表面より放出される２次電子や２次イオンを検出し、検出結果に基づいて、表示処理部４２５１により画像処理を施し、該領域の表面形状を示すＳＩＭ像を画像認識部４２６０に表示する。例えば、ステージ４２１４を移動させる毎にＳＩＭ像を表示し、特定箇所を表示できるようにステージ４２１４の位置合わせを行う。
【００５７】
作業者は、例えば、操作入力部４２６１などを用いて、特定箇所を表示したＳＩＭ像に対し、例えば、加工の条件設定として、加工領域、加工時間、およびイオンビームの電流値等を指定するとよい。例えば、部材Ｅの表面のＳＩＭ画像を取得し、さらに、特定箇所に対して加工領域を設定し、該加工領域の加工時間と、加工に使用するイオンビームのイオンビーム径および電流値とを指定する。なお、不図示の他の観察光学系を利用して部材Ｅの状態を観察してもよい。
【００５８】
ここで、本実施の形態においては、部材Ｅ上の第１のマーク１０１１ａを、検出器４２１５からの検出信号に基づいて、画像認識部４２６０にて認識させる。
【００５９】
そして、第１のマーク１０１１ａの線に平行な平行線をイオンビームにより形成する。この際、ステージ４２１４並びにイオンビームの相対移動により、前記平行線を第１のマーク１０１１ａの弧の一部を描くように、ないしは直線的に形成することが好ましい。
【００６０】
この際、集束イオンビーム加工装置４２００は、上記加工領域を走査する。部材Ｅの材質、イオンビームの種類（イオンビーム電流値の違い）やエネルギー、ドーズ量などによって、スパッタリングされる量が決まるので、１回の走査によって、加工領域は、略一定の深さまで堀り進められる。また、走査に対応して、２次電子や２次イオンの検出信号全てを記憶部４２５０に記憶し、特定箇所における画像データを取得し、作業者の指示に応じて任意の位置の像を得ることができる。
【００６１】
次に、前記平行線に略直交する直交線をイオンビームにより形成する。これらを、第１のマーク１０１１ａの同心円の円周に沿った方向で、複数例えば、３ヶ所形成することにより複数の各第２のマーク１０１１ｂ（後述のアライメントマーク）を構成することができる。
【００６２】
なお、第２のマーク１０１１ｂを３ヶ所形成する場合の形成手順としては、上記のものに限らず、予め、３ヶ所についての平行線をステージ４２１４を間欠的に回転駆動させることで形成しておき、その後、各々の箇所についての直交線を形成するようにしても構わない。
【００６３】
さらに、これら制御手順などを、予め記憶部４２５０等に制御プログラムとして記憶しておき、操作入力部４２６１からは、例えば、第２のマーク１０１１ｂを３ヶ所形成する場合には、「３」、５ヶ所形成する場合には、「５」と操作入力することにより、自動的に第１のマーク１０１１ａを検出して第２のマーク１０１１ｂを形成すべき点を自動算出し、実行開始ボタン等を押下することにより、第２のマーク１０１１ｂの形成が自動的になされるような構成とすることが好ましい。
【００６４】
このように、集束イオンビーム装置を利用し、集束イオンビーム装置の観察光学系や２次イオン画像等で観察を行い、第１のマークを認識して、集束イオンビーム装置のステージ位置で座標を知る。当該座標位置で集束イオンビームを走査して第２のマークを形成することができる。
【００６５】
ここに、線幅（ビームの集束）は、Ｇａイオンを打ち込む場合、好ましくは、略１ｎｍ〜略５０ｎｍ程度である。さらに好ましくは、２０ｎｍ程度とする。光学素子の中心軸の位置ずれは１μｍ以内にする必要があり、この１μｍに対して充分小さい径により位置を決められるからである。
【００６６】
なお、集束イオンビーム加工装置としては、このような例に限らず、イオンビームによる加工と表面観測とを同時に行い、部材Ｅの表面に平行な平面の画像を順次取得し、３次元画像データとして蓄積すると共に、画像変換により任意の断面を得る構成を有してもよい。
【００６７】
図１に戻って、ステップＳ１１１１で、部材ＥをＦＩＢ加工機のステージから取り外し、ステップＳ１１１２で、第２のマーク１０１１ｂ上に保護テープ１０１３を貼り付ける（図３（ｃ）参照）。この保護テープ１０１３は、後加工で母型の素材１０１０上に塗布されるレジストＬが、第２のマーク１０１１ｂに付着しないようにするためのものである。これは、レジストＬが第２のマーク１０１１ｂに付着すると、加工の基準として読み取りが不適切になるためである。尚、保護テープによる保護は、図３（ｃ）で示され、マーク１０１１ｂのみ保護する場合を示しているが、他のマーク１０１１ｂについても同様である。
【００６８】
更に、ステップＳ１１１３で、部材Ｅを不図示のスピンコータにセットし、ステップＳ１１１４で、レジストＬを母型の素材１０１０上に流下させながら被レジスト塗布基材を回転するプレスピンを実施し、その後ステップＳ１１１５でレジストＬの流下を停止して被レジスト塗布基材を回転させる本スピンを実施し、レジストＬの被膜を行う（図３（ｄ）参照）。プレスピンと本スピンとを分けることにより、複雑な曲面である母光学面１０１０ａに、均一な膜厚のレジストＬを被膜させることが可能となる。ここで、レジストＬは加熱又は紫外線等によって硬化する高分子の樹脂材料が用いられており、電子ビームによって与えられたエネルギー量に応じて分子間の結合が切れ分解される特性を有している（分解された部分は後述の現像液によって除去される）。
【００６９】
ここで、上記Ｓ１１１３〜Ｓ１１１５（図１参照）の工程の詳細について説明する。尚、以下に説明する内容は、あくまでもレジストを塗布する工程の一実施例を示すものであり、他の実施の形態を除外するものではない。
【００７０】
尚、上述の部材Ｅ、即ち、基材１０１１と母型の素材１０１０とで、以下に称する被レジスト塗布基材１１１０を構成する。また、上述のスピンコータは、以下に称するスピンコータチャック１１２０に対応している。また、上述の母光学面１０１０ａは、以下に称する曲面部１０１２に対応している。
【００７１】
（塗布材塗布装置の全体構成）
先ず、塗布材塗布装置であるレジスト塗布装置の全体の概略構成について、図８を参照して説明する。図８は、本例のレジスト塗布装置の全体の概略構成を示す機能ブロック図である。
【００７２】
本実施の形態のレジスト塗布装置１０１（塗布材塗布装置）は、図８に示すように、塗布材例えばレジストが塗布される被塗布基材である被レジスト塗布基材１１１０を回転軸Ｋを中心にして回転しつつ保持する保持部材であるスピンコータチャック１１２０と、塗布材であるレジスト（図８に示すＬ）を、被レジスト塗布基材１１１０に対して回転中心軸Ｋの位置にて上方向から連続的に流下することでレジストを塗布する塗布材塗布手段１０３１と、前記レジストの粘度を制御する粘度制御手段１０３２と、前記塗布材塗布手段１０３１にて塗布されるレジストの量を調整制御する塗布量制御手段１０３３と、前記レジストを連続的に流下させる際のレジストの供給時間を制御する塗布材供給時間制御手段１０３４と、前記スピンコータチャック１１２０を回転中心軸Ｋを中心としてθ方向に回転駆動するための回転駆動手段であるθ方向回転駆動手段１０３５と、このθ方向回転駆動手段１０３５において回転する場合のスピンコータチャック１１２０の回転数を制御する回転数制御手段１０３６と、塗布されるレジストの膜厚がほぼ均一となるように例えば所定のレジスト量と回転数との相関関係を示した相関テーブルやさらには周囲環境条件例えば温度制御条件をも加味した条件情報などの各種制御条件情報を格納した記憶手段１０３７と、を有する。
【００７３】
さらに、レジスト塗布装置１０１は、スピンコータチャック１１２０を上下方向であるＺ方向に昇降駆動するための昇降手段であるＺ方向駆動手段１０４１と、このＺ方向駆動手段１０４１の駆動制御を行うＺ方向制御手段１０４２と、レジストが流下する際の重力の影響を取り除くよう上下方向の移動制御を行い、Ｚ方向制御手段１０４２に対してその旨の指示を与えることで制御する重力制御手段１０４３と、スピンコータチャック１１２０に被レジスト塗布基材１１１０を固定した状態でψ方向に回転駆動させる（言い換えれば上下に反転させる）ための上下反転手段１０４４に含まれるψ方向回転駆動手段１０４４ａと、この上下反転に係るＸＹＺ各方向に被レジスト塗布基材１１１０を保持しつつ前記スピンコータチャック１１２０を微小移動させるための（上下反転手段１０４４に含まれる）ＸＹＺ方向移動手段１０４４ｂと、前記ψ方向回転駆動手段１０４４ａの回転駆動を制御するψ方向回転駆動制御手段１０４５と、前記ＸＹＺ方向移動手段のＸＹＺの各方向の移動を各々制御するＸＹＺ方向移動制御手段１０４６と、スピンコータチャック１１２０が反転された場合でも被レジスト塗布基材１１１０を固定しておくための（例えば孔部を設けて真空吸着等により被レジスト塗布基材１１１０を固定するための）基材固定手段１０４７と、この基材固定手段１０４７による被レジスト塗布基材１１１０に対するスピンコータチャック１１２０の着脱を制御する基材固定制御手段１０４８と、前記記憶手段１０３７での各種制御条件情報に基づき、上述の各部乃ち塗布量制御手段１０３６並びに回転数制御手段１０３２などの全体の制御を司る制御手段１０４９と、スピンコータチャック１１２０を上下反転させて下降させることで、被レジスト塗布基材１１１０を溶液Ｗに含浸させるための溶液漕であるディップ槽１１５０と、を含んで構成されている。
【００７４】
また、このレジスト塗布装置１０１には、レジスト塗布時にレジスト塗布の制御条件の一つである周囲環境条件例えば温度条件を膜厚がほぼ均一となるように制御するために制御手段１０４９とリンクする図示しない温度制御手段を備える。また、この温度制御条件としては、例えば２２〜２４℃、後述するベーキング時は、１００〜２００℃等にて設定制御されることが好ましい。
【００７５】
本例においては、母型の素材１０１０は、例えば樹脂部材例えばポリオレフィン等にて形成され、基材１０１１と共に被レジスト塗布基材１１１０を構成し、断面略半円状に形成されて曲面を構成する曲面部１０１２と、この曲面部１０１２の周辺領域に亘って形成される周囲平面部１０１４と、前記曲面部１０１２とこの周囲平面部１０１４との間が滑らかな曲面となるように形成された周囲曲面部１０１６と、を含んで構成されている。なお、本例の周囲平面部１０１４と、周囲曲面部１０１６とで、「周囲面部」を構成している。
【００７６】
ここで、図９に示すように、曲面部１０１２は周囲曲面部１０１６と変曲点Ｘ２を介してつながっている。即ち、曲面部１０１２の頂部Ｘ１に接する平面に対して垂直な断面において、曲面部１０１２の曲線と周囲曲面部１０１６の曲線は変曲点Ｘ２を介してつながっている。周囲曲面部１０１６は、さらに周囲平面部１０１４とＸ３でつながっている。これにより、曲面部１０１２より周囲曲面部１０１６を介して周囲平面部１０１４に向けてレジストが滑らかに流下しながら、レジストが曲面部１０１２及び周囲曲面部１０１６並びに周囲平面部１０１４に塗布される。
【００７７】
尚、曲面部１０１２は、垂直面（ここでは周囲平面部１０１４に対する垂直面）において所定の曲率半径ＲＳ１を有する面である（この曲率半径ＲＳ１は一定と限らず、変化しても良い）。曲率半径ＲＳ１の中心点ＣＮ１、或いは垂直面において曲面部の孤に対応する中心点ＣＮ１は、基材側、即ち基材内部に向かう方向に実質的に存在しており、これによって凸面としての曲面部１０１２が形成されている。
【００７８】
一方、周囲曲面部１０１６は、垂直面（周囲平面部１０１４に対する垂直面）において所定の曲率半径ＲＳ２を有する凹面である（曲率半径ＲＳ２は一定と限らず、変化しても良い）。曲率半径ＲＳ２の中心点ＣＮ２、或いは垂直面において周囲曲面部の孤に対応する中心点ＣＮ２は、基材側でなく、基材内部に向かう方向と反対側の空間に実質的に存在しており、これによって周囲曲面部１０１６が形成されている。
【００７９】
曲面部１０１２と周囲曲面部１０１６の連結部では、垂直面における曲面部１０１２の端部の孤の接線と、周囲曲面部１０１６の端部の孤の接線が一致していることが好ましく、これによって滑らかに曲面部１０１２のレジストを周囲平面部１０１４側から引っ張ることができる。
【００８０】
同様に、周囲平面部１０１４と周囲曲面部１０１６の連結部では、垂直面における周囲平面部１０１４の端部の接線と、周囲曲面部１０１６の端部の孤の接線が一致していることが好ましく、これによって滑らかに曲面部１０１２のレジストを周囲曲面部１０１６を介して周囲平面部１０１４側から引っ張ることができる。
【００８１】
周囲平面部１０１４と周囲曲面部１０１６との境界Ｘ２（屈曲点となる）では、膜厚修正用凹凸部１０１３が形成され、この領域で生じる所定回転数での膜厚不均一部を吸収できるようになっている。即ち、膜厚不均一部が盛り上がり厚みが周囲より大となる部分に対しては、膜厚修正用凹凸部１０１３は凹むように形成し、膜厚不均一部の厚みが小となる部分に対しては、膜厚修正用凹凸部１０１３は凸になるようにして、レジスト膜の厚みを均一とすることができる。
【００８２】
これら曲面部、周囲曲面部１０１６、膜厚修正用凹凸部１０１３等は、前述のステップＳ１１０５における基材１０１１の外周面の切削加工によって得ることができる。
【００８３】
スピンコータチャック１１２０は、被レジスト塗布基材１１１０を回転保持するために、被レジスト塗布基材１１１０の周縁部を規定することで、回転する際の遠心力が生じる第１の方向Ｆでの移動を規制する第１の方向規制部、あるいは被レジスト塗布基材１１１０をチャックするためのチャック部である凹部側壁部１０２２と、被レジスト塗布基材１１１０の底面を自重により保持する凹部底壁部１０２４と、を有してなり、断面略凹状に形成されている。すなわち、スピンコータチャック１１２０は、凹部を形成している。
【００８４】
なお、θ方向回転駆動手段１０３５、Ｚ方向駆動手段１０４１の他、被レジスト塗布面を構成するＸＹ平面上をＸ軸及びＹ軸方向にそれぞれ、スピンコータチャック１１２０を移動させるように駆動するＸ軸方向駆動手段及びＹ軸方向駆動手段（不図示）と、被レジスト塗布基材１１１０を載置したスピンコータチャック１１２０を、所定の載置位置よりレジスト塗布位置まで搬送した後に、レジスト塗布位置でのスピンコータチャック１１２０のアライメント動作を行うための各方向（θ方向・Ｚ方向・Ｘ方向・Ｙ方向）の各調整機構（不図示）と、を含んで構成されている。
【００８５】
制御手段１０４９は、前記θ方向回転駆動手段１０３５による回転数と、レジストの塗布量に基づき、粘度を制御する。また、前記塗布材供給時間制御手段１０３４にて制御される供給時間に基づいて、前記塗布材塗布手段１０３１による塗布材の供給の有無に応じ前記回転数制御手段１０３６による第１、第２の回転数を制御する。さらに、塗布材塗布手段１０３１により前記レジストが連続供給された後、前記θ方向回転駆動手段１０３５により前記スピンコータチャック１１２０を回転させつつＺ方向駆動手段１０４１による昇降を制御して、重力制御手段１０４３でのレジストに働く重力を制御する。またさらに、基材固定手段１０４７により前記被レジスト塗布基材１１１０を前記スピンコータチャック１１２０に固定しつつ、前記上下反転手段１０４４及び前記Ｚ方向駆動手段１０４１により前記被レジスト塗布基材１１１０の前記頂部を下方に向けた状態で前記ディップ槽１１５０に含浸させ、その後、前記頂部が下方を向いた状態で、前記レジストに浸された前記被レジスト塗布基材１１１０を回転させながら前記Ｚ方向駆動手段１０４２により上昇させるように制御する。
【００８６】
上述のような構成を有するレジスト塗布装置１０１によれば、概略次のように作用する。すなわち、本実施形態のレジスト塗布装置１０１においては、「第１の回転数でのプレスピン中に被レジスト塗布基材にレジストＬを連続供給して、その後、レジストＬの供給を停止して第２の回転数による本スピンを行い、さらに、ベーキングを行う」第１の処理手順を有する。そして、さらに「曲面部１０１２の頂部を下向きにした状態で溶液槽１１５０に浸し、その後引き上げて本スピンを行い、さらにベーキングを行う」第２の処理手順を有する。
【００８７】
このために、前記第１の処理手順にてレジスト塗布を行おうとする場合には、先ず、「プレスピン」と称される第１回目の回転の際には、θ方向駆動手段１０３５によりスピンコータチャック１１２０を第１の回転数で回転しつつ、塗布材塗布手段１０３１は、被レジスト塗布基材１１１０に対して連続的にレジストＬを流下させる。この際、記憶手段１０３７には、所定のタイミングで駆動制御を行うよう各種制御情報がプログラムされており、この制御情報に基づき、制御手段１０４９は、塗布材供給時間制御手段１０３４にてプレスピン中の一定期間に塗布材塗布手段１０３１からレジストを供給するよう指示するとともに、所定の第１の回転数（例えば２００ｒｐｍ）にてθ方向回転駆動手段１０３５が回転するように回転数制御手段１０３６に指示（制御信号を供給）し、さらには、レジストの塗布量、粘度なども制御するよう、塗布量制御手段１０３３、粘度制御手段１０３２を制御する。
【００８８】
但し、前記所定の第１の回転数は、「本スピン」における第２の回転数より小とし、レジストＬの塗布量や粘度などに応じて２００ｒｐｍ〜７００ｒｐｍの範囲内において適当な値が選択され用いられることが好ましい。
【００８９】
次に、「本スピン」と称される第２回目の回転の際には、塗布材塗布手段１０３１により連続流下されていたレジスト液の流下を停止した上で、θ方向回転駆動手段１０３５によりスピンコータチャック１１２０を回転させる。この際、制御手段１０４９は、一定期間レジストが供給されないよう塗布材供給時間制御手段１０３４が制御するように指示するとともに、前記第１の回転数より大となる第２の回転数（例えば７００ｒｐｍ）にてθ方向回転駆動手段１０３５が回転駆動するように回転数制御手段１０３６に対して指示する。
【００９０】
本実施の形態においては、さらに加えて、「本スピン」を行う際に、Ｚ方向駆動手段１０４１によりスピンコータチャック１１２０を下方向に、所定の加速度（例えば、９．８［ｍ／（ｓ＾２）］）にて移動させつつ回転させる。この際、制御手段１０４９は、重力制御手段１０４３により回転数に応じた加速度となるようにＺ方向制御手段１０４２を制御し、これに応じて必要な加速度でＺ方向駆動手段１０４１が駆動することにより、スピンコータチャック１１２０を移動させる。このようにすることにより、レジストが流下する際の重力の影響を低減することができる。
【００９１】
一方、前記第２の処理手順にてレジスト塗布を行おうとする場合には、上下反転手段１０４４により前記被レジスト塗布基材１１１０を下向きにした状態で、被レジスト塗布基材１１１０をティップ槽１１５０内の溶液Ｗに浸す。この際、被レジスト塗布基材１１１０がスピンコータチャック１１２０から離脱しないよう、基材固定手段１０４７が被レジスト塗布基材１１１０とスピンコータチャック１１２０とを固定する。そして、ψ方向回転駆動手段１０４４ａによりスピンコータチャック１１２０を回転させるとともに、ＸＹＺ方向移動手段１０４４ｂによりティップ槽１１５０に向けて当該スピンコータチャックを下方移動させることとなる。
【００９２】
次に、被レジスト塗布基材１１１０を溶液Ｗに含浸させた後、ＸＹＺ方向移動手段１０４４ｂによりスピンコータチャック１１２０を引き上げた上で、下向きの状態でθ方向回転駆動手段１０３５により所定の第３の回転数（例えば７００ｒｐｍ）にて回転駆動し、「本スピン」を行うこととなる。その後、所定の温度にてベーキング（加熱）処理を行う。この処理によって、塗布材を硬化する硬化処理を行うことができるが、具体的な方法として、前記ベーキング処理以外にも、塗布材に応じて紫外線硬化処理等の方法を用いることも可能である。
【００９３】
そして、被レジスト塗布基材１１１０をψ方向回転駆動手段１０４４ａにより上向きにした後、θ方向駆動手段１０３５によりスピンコータチャック１１２０を回転しつつ、塗布材塗布手段１０３１は、被レジスト塗布基材１１１０に対して連続的にレジストＬを流下させる、「プレスピン」を行う。この際、制御手段１０４９は、塗布材供給時間制御手段１０３４にてプレスピン中の一定期間に塗布材塗布手段１０３１からレジストを供給するよう指示するとともに、所定の第４の回転数（例えば２００ｒｐｍ）にてθ方向回転駆動手段１０３５が回転するように回転数制御手段１０３６に指示（制御信号を供給）し、さらには、レジストの塗布量、粘度なども制御するよう、塗布量制御手段１０３３、粘度制御手段１０３２を制御する。尚、前記所定の第１の回転数と同様に、前記所定の第４の回転数は、後述する第５の回転数より小とし、レジストの塗布量や粘度などに応じて２００ｒｐｍ〜７００ｒｐｍの範囲内において適当な値が選択され用いられる。
【００９４】
さらに、塗布材塗布手段１０３１により連続流下されていたレジスト液を停止した上で、θ方向回転駆動手段１０３５によりスピンコータチャック１１２０を回転させる、「本スピン」を行う。この際、制御手段１０４９は、一定期間レジストが供給されないよう塗布材供給時間制御手段１０３４が制御するように指示するとともに、前記第４の回転数より大となる第５の回転数（例えば７００ｒｐｍ）にてθ方向回転駆動手段１０３５が回転駆動するように回転数制御手段１０３６に対して指示する。
【００９５】
以上に説明した内容が、上記Ｓ１１１３〜Ｓ１１１５（図１参照）の工程の詳細についてである。尚、前述したように、以上に説明した内容は、あくまでもレジストを塗布する工程の一実施例を示すものであり、他の実施の形態を除外するものではない。図１に戻って説明を続ける。
【００９６】
その後、ステップＳ１１１６で、部材Ｅをスピンコータから取り外し、ステップＳ１１１７で、部材Ｅに対してベーキング（加熱）処理を施すことで、レジストＬの被膜を安定させる。この際の温度は、ほぼ１７０℃とし、ほぼ２０ｍｉｎの間加熱することとなる。さらに、ステップＳ１１１８で保護テープ１０１３を剥がす。かかる状態の部材Ｅが、図３（ｄ）に示されている。
【００９７】
続いて、ステップＳ１１１９で、部材Ｅを不図示の形状測定器（画像認識手段と記憶手段とを有する）にセットし、ステップＳ１１２０で、形状測定器の画像認識手段を用いて、第２のマーク１０１１ｂを検出する。更に、ステップＳ１１２１で、超精密旋盤に用いた母型の素材１０１０の母光学面１０１０ａの３次元座標を、第２のマーク１０１１ｂに基づく３次元座標に変換して、これを記憶手段に記憶する。このように、母光学面１０１０ａを新たな３次元座標で記憶し直すのは、後工程で電子ビーム描画を行う際に、母光学面１０１０ａの被加工面に対して電子ビームの焦点深度を合わせるために、電子銃と部材Ｅとの相対位置を調整する必要があるからである。尚、第２のマーク１０１１ｂは、測定の際、測定データにかかる座標の基準点がどこなのかを作業者が視認するための位置認識のためのマーク（後述するアライメントマーク）として利用できる。その後、ステップＳ１２２で部材Ｅを形状測定器から取り外す。
【００９８】
さらに、図２のステップＳ１１２３で、部材Ｅを、後述する電子ビーム描画装置の３次元ステージにセットし、ステップＳ１１２４で、読取手段（走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）：電子ビーム描画装置に付属していると好ましい）を介して部材Ｅの第２のマーク１０１１ｂを検出し、それと記憶されている母光学面１０１０ａの３次元座標とから、母光学面１０１０ａの被加工面の形状を求める。更に、ステップＳ１１２５で、求めた被加工面の形状に対して電子ビームの焦点が合うように、すでに測定した部材Ｅの形状データに基づいて３次元ステージを移動させ、電子ビーム（図３（ｄ）参照）を所定のドーズ量になるよう照射し、母光学面上に、所定の描画パターン、例えば回折構造に対応する輪帯形状を描画する。
【００９９】
ここで、上記Ｓ１１１９（図１参照）〜Ｓ１１２５（図２参照）の工程の詳細について説明する。尚、当該Ｓ１１１９（図１参照）〜Ｓ１１２５（図２参照）の工程が、本発明に係る基材の描画方法、及び電子ビーム描画装置の対象とする部分となる。
【０１００】
（電子ビーム描画装置の全体構成）
まず、本発明の特徴である３次元形状を有する基材に対して描画を行う手法の説明に先立ち、電子ビーム描画装置の全体の概略構成について、図１０を参照して説明する。図１０は、本例の電子ビーム描画装置の全体構成を示す説明図である。
【０１０１】
本例の電子ビーム描画装置１は、図１０に示すように、大電流で高解像度の電子線プローブを形成して高速に描画対象の基材２上を走査するものであり、高解像度の電子線プローブを形成し、電子ビームを生成してターゲットに対してビーム照射を行う電子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、を含んで構成されている。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。尚、電子銃１２は、本発明の「電子ビーム照射手段」に対応する。また、偏向器２０は、本発明の「電子ビーム偏向手段」に対応する。
【０１０２】
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、を含んで構成されている。尚、測定装置８０は、後述する図示省略のフォトマル（２次電子検出手段）とで、本発明の「測定手段」を構成する。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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、を含んで構成されている。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。
【０１０５】
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（電子ビームの進行方向）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、を含んで構成されている。これによって、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できる。
【０１０６】
制御回路１００は、電子銃１２に電源を供給するための電子銃電源部１０２と、この電子銃電源部１０２での電流、電圧などを調整制御する電子銃制御部１０４と、電子レンズ１６（複数の各電子的なレンズを各々）を動作させるためのレンズ電源部１０６と、このレンズ電源部１０６での各電子レンズに対応する各電流を調整制御するレンズ制御部１０８と、を含んで構成される。
【０１０７】
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、を含んで構成される。
【０１０８】
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、乃ち、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、を含んで構成される。尚、制御回路１００は、本発明の「制御手段」等を包含するものとなっている。例えば、コイル制御部１１０及び電界制御回路１１８は、本発明の「制御手段」に対応する。また、電界制御回路１１８は、本発明の「補正手段」に対応する。
【０１０９】
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−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、を含んで構成される。
【０１１０】
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、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、を含んで構成されている。尚、測定情報入力部１５８は、本発明の「入力手段」に対応している。また、メモリ１６０は、本発明の「格納手段」、「第２の格納手段」に対応する。また、制御部１７０は、本発明の「制御手段」に対応する。さらに、メモリ１６０、プログラムメモリ１６２、制御部１７０とで、本発明の「算出手段」、「座標変換手段」、「フィールド配置手段」を構成する。これら「入力手段」、「格納手段」、「第２の格納手段」、「制御手段」、「算出手段」、「座標変換手段」、「フィールド配置手段」は、電子ビームを発生させる部分（電子銃１２等）と別の場所、例えばネットワーク上に配置しても良い。
【０１１１】
尚、本例の第１の測定算出部と第２の測定算出部とで、「測定算出手段」を構成できる。また、制御回路１００、電子レンズ１６、補正用コイル２２、偏向器２０、ステージ駆動手段５０、ＸＹＺステージ３０などにより「移動手段」を構成できる。この移動手段は、曲面を有する前記被描画層（ここでは、被レジスト塗布基材１０１１上に塗布されているレジスト層に対応する）に対応して、前記基材に対する電子ビームの焦点位置を相対的に移動する機能を有していればよい。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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）、も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。なお、電子ビームは深い焦点深度ＦＺを有しているが（この状態は図２５に示されている）、電子レンズ１６の幅Ｄに対して絞り込まれた電子ビームＢは、ほぼ一定の太さのビームウエストＢＷを形成し、このビームウエストＢＷの範囲の電子ビーム進行方向における長さが、ここでいう焦点深度ＦＺに相当する。焦点位置は、このビームウエストＢＷの電子ビーム進行方向における位置であり、ここではビームウエストＢＷの電子ビーム進行方向における中央位置とする。
【０１１５】
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。
【０１１６】
基材２と電子ビームＢの焦点位置の相対的な移動制御は、電子ビームＢの制御、ＸＹＺステージ３０の制御のいずれか一方の制御によって行っても、双方を利用して行ってもよいが、電子ビームＢの制御において電子レンズ１６の調整を行う場合は、電子ビームＢの偏向の変化による誤差を補正する必要があるため、ＸＹＺステージ３０の移動制御によって行うことが好ましい（尚、焦点位置の移動制御の詳細については後述する）。
【０１１７】
（測定装置）
次に、測定装置８０について、図１２を参照しつつ説明する。図１２に示すように、測定装置８０は、より詳細には、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。
【０１１８】
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の平坦部２ｂで反射される第１の光ビームＳ１の受光によって、第１の光強度分布が検出される。
【０１１９】
この際に、図１２に示すように、第１の光ビームＳ１は、基材２を平行移動させることで基材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。尚、ここで高さ位置とは、Ｚ方向、即ち電子ビームＢの進行方向における位置を示す。
【０１２０】
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、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。
【０１２１】
この場合、図１４（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。
【０１２２】
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１４（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１５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。
【０１２３】
この算出の際には、図１５に示すように、第２の受光部８８の信号出力Ｏｐは、図１６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。
【０１２４】
そして、この基材２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。
【０１２５】
（描画位置算出の原理、及び、アライメント実施の概要）
次に、以上に説明した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、及び、本発明の特徴であるアライメント実施の概要について説明する。
【０１２６】
（アライメントマークの形成）
本例において、基材２は、図１１（Ａ）（Ｂ）に示すように、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。即ち、階段状、その他マクロ的に変化する面を有する３次元形状表面を含む。
【０１２７】
基材２の上面、即ち平坦部２ｂには、予め複数、例えば３個以上の基準点（前述の第２のマーク１０１１ｂに対応。以降、アライメントマークと称する）を形成しておく。ここでは、Ｐ００、Ｐ０１、Ｐ０２の３個のアライメントマークを形成した場合を示す。このアライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２は、基材２の描画対象面における周端部付近に、且つ、基材２を水平面上に載置した場合に同一の高さとなる位置に、基材２の中心に対して所定角度の間隔をもって形成されることが好ましい。即ち、基材２の底面に平行な面内にこれらのアライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２が基材２の中心に対して互いに所定角度の間隔をもって形成される。
【０１２８】
これらのアライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２は、例えば１〜１０μｍ程度の径を有する円形の凹部にて構成することとし、前記イオンビーム、Ｙａｇレーザー、或いは、ダイヤモンド針などにより加工する。
【０１２９】
尚、これらのアライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２は、各々、異なる径、深さ等を有していても良いが、そのうちの１つ（例えば、アライメントマークＰ００）は、互いの位置関係を規定するため、他のものと識別可能に特徴付けておく。具体的には、異なる形状、或いは、異なる大きさに形成するか、異なる色に着色する等により識別可能とする。
【０１３０】
（基材形状データ、アライメントマークの位置データの取得）
以下、図１７及び図１８を参照しつつ説明する。このような準備を行った上で、まず、別の場所において図示省略の顕微鏡（前述の形状測定器）によって、基材２上のアライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２の位置を測定する（Ｓ６０１）。ここで、各アライメントマークは、顕微鏡で拡大視すると１点を指すのではなく、所定の面積を有する図形であり、さらに各アライメントマーク内の特定の点を算出する必要がある。具体的には、ここでは顕微鏡により得られるアライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２の各光反射画像に対して、２値化する画像処理を行い、アライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２に対応する部分でアライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２の形状に関するデータを取得し、そのデータから各々のアライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２の中心位置座標を算出する。尚、此処に言う“２値化する画像処理”とは、顕微鏡により得られるアライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２の各光反射画像を、例えば白黒の２色で表現する処理のことである。因みに、アライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２は断面が凹形状をなしているため、モニタ画面においては、例えば、この部分は黒色で表現され、一方、その周辺部である基材２の平坦部２ｂは断面略平板状となっているため、白色で表現される。そして、黒色で表現された所定の面積を有する図形の重心位置を求めることにより各アライメントマークの中心位置座標が算出される。尚、前記アライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２の中心位置に関するデータは、本発明の「第１の基準座標データ」に対応する。
【０１３１】
この際、図１９に示すように、基材２の頂部Ｔをｘ、ｙ座標上の原点とし、さらに、同図に示すように、顕微鏡の幅方向をｘ軸、顕微鏡の奥行き方向をｙ軸と定義し、且つ、アライメントマークＰ００をｙ軸上に配置する事で、３次元座標系における第１の基準座標系が決定される。これにより、アライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２の中心位置座標を、各々、（ｘ０、ｙ０、ｚ０）、（ｘ１、ｙ１、ｚ１）、（ｘ２、ｙ２、ｚ２）と定義することができる（ｘ０＝０）。この際、アライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２は、顕微鏡の載置台に対して同一水平面上に位置するはずであり、ｚ０＝ｚ１＝ｚ２となることが当然に予想されるが、実際には顕微鏡の載置台と基材２の下面との間に異物が混入するなどして、傾き及び回転による位置ズレが生じ、アライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２の中心位置座標（ｘ０、ｙ０、ｚ０）、（ｘ１、ｙ１、ｚ１）、（ｘ２、ｙ２、ｚ２）は必ずしも正確な値とはならず、ｘ０＝０、ｚ０＝ｚ１＝ｚ２とはならない。従って、これを補正するために、これらが同一水平面上の正しい場所に位置するような座標変換を行う（Ｓ６０２）。尚、以下に説明する当該Ｓ６０２における工程は、顕微鏡にパーソナルコンピュータ等の制御手段が接続される場合には、これにより行っても良いし、また、各種データを測定情報入力部１５８より入力して、電子ビーム描画装置１の制御回路１００において行うこととしても良い。但し、何れの場合であっても、この算出を行うための演算アルゴリズムを具現化した処理プログラムは、例えばプログラムメモリ等に格納されて、制御部によって他の処理プログラムとともに必要に応じて処理されることとなる。説明に戻って、具体的には、図２１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、アライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２が位置する平面Ｇの法線ベクトルＮ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が第１の基準座標系におけるＺ軸方向に合致するようなｘｚ平面における回転角度θ、及び、ｘｙ平面おける回転角度φを算出して、この回転角度θ、φをもって、アライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２の中心位置座標（ｘ０、ｙ０、ｚ０）、（ｘ１、ｙ１、ｚ１）、（ｘ２、ｙ２、ｚ２）を座標変換することで、理想的な座標系（以下、擬似顕微鏡座標系と称する）におけるアライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２の中心位置座標（ｘ０´＝０、ｙ０´、ｚ０´）、（ｘ１´、ｙ１´、ｚ１´）、（ｘ２´、ｙ２´、ｚ２´）を算出する。尚、此処に言う回転角度θ、φとは、各々、ｘｚ平面において法線ベクトルＮ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）とｚ軸との成す角度、ｘｙ平面において法線ベクトルＮ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）とｘ軸との成す角度のことを指す。
【０１３２】
より詳しくは、まず、計算を簡略化するためにδＸ＝Ｘ／Ｚ、δＹ＝Ｙ／Ｚと定義して、法線ベクトル（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を法線ベクトル（δＸ、δＹ、１）に変換する。ここで、ベクトル（Ｐ０１→Ｐ００）、ベクトル（Ｐ０３→Ｐ０２）と法線ベクトル（δＸ、δＹ、１）とは直交していることから、これらの内積は０となり、以下の式が成り立つ。
０＝（ｘ１−ｘ２）δＸ＋（ｙ１−ｙ２）δＹ＋（ｚ１−ｚ２）…式１
０＝（ｘ２−ｘ３）δＸ＋（ｙ２−ｙ３）δＹ＋（ｚ２−ｚ３）…式２
従って、以上の２つの式よりδＸ、δＹを算出して、法線ベクトル（δＸ、δＹ、１）を決定する。
【０１３３】
さらに、第１の基準座標系におけるＺ軸方向の単位ベクトル（０、０、１）と法線ベクトル（δＸ、δＹ、１）から回転角度θ、φを算出する。
【０１３４】
具体的には、以下の式が成立つことから、
ｃｏｓθ＝１／ｓｑｒｔ（１＋δＸ２＋δＹ２）・・・式３
ｃｏｓφ＝δＸ＋ｓｑｒｔ（δＸ２＋δＹ２）・・・式４
以上の２つの式より回転角度θ、φを算出する。
【０１３５】
次に、回転角度θ、φの値を基に、擬似顕微鏡座標系におけるアライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２の中心位置座標（ｘ０´＝０、ｙ０´、ｚ０´）、（ｘ１´、ｙ１´、ｚ１´）、（ｘ２´、ｙ２´、ｚ２´）を算出する。
【０１３６】
ここで、当然に、第１の基準座標系におけるアライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２の中心位置座標（ｘ０、ｙ０、ｚ０）、（ｘ１、ｙ１、ｚ１）、（ｘ２、ｙ２、ｚ２）と擬似顕微鏡座標系におけるアライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２の中心位置座標（ｘ０´＝０、ｙ０´、ｚ０´）、（ｘ１´、ｙ１´、ｚ１´）、（ｘ２´、ｙ２´、ｚ２´）との間には、以下の式が成り立つ。
｛０｝＝Ｍ２（−θ）・Ｍ１（−φ）・｛ｘ０｝…式５
｛ｘ１´｝＝Ｍ２（−θ）・Ｍ１（−φ）・｛ｘ１｝…式６
｛ｘ２´｝＝Ｍ２（−θ）・Ｍ１（−φ）・｛ｘ２｝…式７
｛ｙ０´｝＝Ｍ２（−θ）・Ｍ１（−φ）・｛ｙ０｝…式８
｛ｙ１´｝＝Ｍ２（−θ）・Ｍ１（−φ）・｛ｙ１｝…式９
｛ｙ２´｝＝Ｍ２（−θ）・Ｍ１（−φ）・｛ｙ２｝…式１０
｛ｚ０´｝＝Ｍ２（−θ）・Ｍ１（−φ）・｛ｚ０｝…式１１
｛ｚ１´｝＝Ｍ２（−θ）・Ｍ１（−φ）・｛ｚ１｝…式１２
｛ｚ２´｝＝Ｍ２（−θ）・Ｍ１（−φ）・｛ｚ２｝…式１３
従って、以上の９つの式より、座標変換後のアライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２の中心位置座標（ｘ０´＝０、ｙ０´、ｚ０´）、（ｘ１´、ｙ１´、ｚ１´）、（ｘ２´、ｙ２´、ｚ２´）を算出する。ここで、ｚ０´＝ｚ１´＝ｚ２´となる。
【０１３７】
ここで、図２０に示すように、擬似顕微鏡座標系における任意の位置（ｘ´、ｙ´）の基材の高さ位置をＨｏ（ｘ´、ｙ´）（第１の高さ位置）とする。これにより、基材２の各位置における基材２の形状を示す３次元データ（第１の基準座標データ）を決定することができる。
【０１３８】
尚、前記擬似顕微鏡座標系における高さ位置Ｈｏ（ｘ´、ｙ´）（第１の高さ位置）は、予め、基材２の形状に関するデータ、例えば基材２を加工する際の形状加工データがある場合には、これから得ておくか、共焦点顕微鏡、或いは、別の場所において他の測定装置を用いて測定しておくこととする（但し、この場合、測定した座標位置データを上記式５〜式１３の変換式により座標変換する必要がある）。このような測定装置としては、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。尚、測定装置２００は、本発明の「外部の測定装置」に対応する。
【０１３９】
この測定装置２００は、図１３に示すように、上記測定装置８０同様、第１のレーザー測長器２８２、第２のレーザー測長器２８６、ピンホール２８５を含む第１の受光部２８４、ピンホール２８９を含む第２の受光部２８８、これらの測定結果を算出するための不図示の測定算出部や、各種制御系を備えた不図示の制御手段なども含む。
【０１４０】
この場合、測定装置２００からの測定結果は、例えば図１０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。
【０１４１】
（ＸＹＺステージにおけるアライメントマークの位置データの取得）
次に、基材２をＸＹＺステージ３０上に載置して同様の処理を行う。尚、以下に説明する電子ビーム描画装置１における各種処理（後述する、座標変換式の算出処理、座標変換処理、フィールド配置処理等）は、制御部１７０がプログラムメモリ１６２に格納されたプログラムデータに基づいて、メモリ１６０に格納される各種情報を基に行うこととなる。説明を続ける。具体的には、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、まず、基材２を上述の測定時と一致するような向き、即ち、基材２の頂部ＴとアライメントマークＰ００の位置を結ぶ線分が電子ビーム描画装置におけるＹ軸（電子ビーム描画装置の奥行き方向）と一致にするようにＸＹＺステージ３０上に載置して、電子ビーム描画装置１の幅方向をＸ軸、電子ビーム描画装置１の奥行き方向をＹ軸と定義し、且つ、アライメントマークＰ００をＹ軸上に配置する事で、３次元座標系における第２の基準座標系が決定される。そして、基材２上のアライメントマークＰ１０、Ｐ１１、Ｐ１２（＝ＸＹＺステージ３０上におけるアライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２）の位置を測定する（Ｓ６０３）。具体的には、電子銃１２から電子ビームを基材２上のアライメントマークＰ１０、Ｐ１１、Ｐ１２上に照射して、その時に発生する２次電子を図示省略のフォトマル（２次電子検出器）によって検出することで、その検出結果から得られるアライメントマークＰ１０、Ｐ１１、Ｐ１２の各２次電子画像に対して２値化する画像処理を行い、その重心位置から各々の中心位置座標を算出する（第２の測定）。尚、此処に言う“２値化する画像処理”とは、フォトマルによる２次電子の検出結果により得られるアライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２の各２次電子画像を、例えば白黒の２色で表現する処理のことである。因みに、アライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２は凹形状をなしているため、モニタ画面においては、例えば、この部分は白色で表現され、一方、その周辺部である基材２の平坦部２ｂは断面略平板状となっているため、黒色で表現される。さらに、より正確にアライメントマークＰ１０、Ｐ１１、Ｐ１２の中心位置座標を算出するために、上述の“２値化する処理”を行う際には、顕微鏡にて抽出されたアライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２の面積と、電子ビーム描画装置にて抽出されたアライメントマークＰ１０、Ｐ１１、Ｐ１２の面積とがほぼ同じとなるように２値化する際のコントラストの閾値を決定する。さらに、顕微鏡での光反射画像と電子ビーム描画装置内の２次電子画像の違いを補正する画像処理、例えば、白黒反転処理、コントラストの調整処理等を行った上で、アライメントマークＰ１０、Ｐ１１、Ｐ１２の各々の中心位置座標を算出する。このようにアライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２とアライメントマークＰ１０、Ｐ１１、Ｐ１２の各々の画像に対して、これを２値化する画像処理を行い、その重心位置を各中心座標位置とすることで、顕微鏡での光反射画像と電子ビーム描画装置内の２次電子画像とでアライメントマークの輪郭が合致しないような場合にも、より精度の高いアライメントを行うことが可能となる。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を用いて行うことも可能である。
【０１４２】
（座標変換式の算出）
ここで、後述する計算式を簡略化するために、前述の擬似顕微鏡座標系におけるｘ軸及びｙ軸を平行移動して、アライメントマークＰ００を原点とし、残り２つのアライメントマークＰ０１、Ｐ０２の何れか、例えばＰ０１をｙｚ平面又はｘｙ平面又はｘｚ平面上に配置する座標系とする（ＭＳ＿Ｐ１座標系；図１７における変換（＊１））。ここで、Ｐ０１をｙｚ平面上に配置すると、図２２（Ａ）に示すように、アライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２の位置座標は、各々、（０、０、０）、（０、ｙ１´´、ｚ１´´）、（ｘ２´´、ｙ２´´、ｚ２´´）となり、これら位置座標を表す変数は５つとなる。同様に、前述の第２の基準座標系においては、アライメントマークＰ１０を原点とし、残り２つのアライメントマークＰ１１、Ｐ１２の何れか、例えばＰ１１をｙｚ平面又はｘｙ平面又はｚｘ平面上に配置する座標系（ＥＢ＿Ｐ１座標系；図１７における変換（＊２））としているため、図２２（Ｂ）に示すように、アライメントマークＰ１０、Ｐ１１、Ｐ１２の位置座標は、各々、（０、０、０）、（０、Ｙ１、Ｚ１）、（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）となり、これら位置座標を表す変数は５つとなる。
【０１４３】
そして、これらのアライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２の擬似顕微鏡座標系及び第２の基準座標系における任意の位置（Ｘ、Ｙ）における高さ位置Ｈｐ（Ｘ、Ｙ）により擬似顕微鏡座標系を第２の基準座標系に変換するための座標変換式を算出する。
【０１４４】
（座標データの変換）
さらに、この座標変換式を利用して、擬似顕微鏡座標系における前記Ｈｏ（ｘ´、ｙ´）に対応する第２の基準座標系における高さ位置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。
【０１４５】
具体的には、まず、各種パラメータを以下のように定義する。
Ｘ（ＥＢ）：電子ビーム描画装置内（ＥＢ＿Ｐ１）におけるアライメントマークの位置
Ｘ（ＡＲ）：顕微鏡内（ＭＳ＿Ｐ１）座標系におけるアライメントマークの位置
Ｍ１（−φ）：ｘｙ平面における位置回転マトリクス
Ｍ２（−θ）：ｘｚ平面における位置回転マトリクス
ＳＦ１（ＳＦ１ｘ〜ＳＦ１ｚ）：平行移動距離
・・・（基材２の頂部下端部Ｕからの移動距離（図２３参照））
ＳＦ２（ＳＦ２ｘ〜ＳＦ２ｚ）：平行移動距離
そして、
Ｘ（ＥＢ）＝Ｍ２・Ｍ１・（Ｘ（ＡＲ）＋ＳＦ１）−ＳＦ２…式１４
上記式に於ける位置回転マトリクスＭ１、Ｍ２と平行移動距離ＳＦ１、ＳＦ２を算出する（Ｓ６０５）。
【０１４６】
ここで、アライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２の位置座標を式２０に代入すると、
０＝Ｍ２（−θ）・Ｍ１（−φ）・（０＋ＳＦ１ｘ）−ＳＦ２ｘ…式１５
０＝Ｍ２（−θ）・Ｍ１（−φ）・（０＋ＳＦ１ｙ）−ＳＦ２ｙ…式１６
０＝Ｍ２（−θ）・Ｍ１（−φ）・（０＋ＳＦ１ｚ）−ＳＦ２ｚ…式１７
０＝Ｍ２（−θ）・Ｍ１（−φ）・（０＋ＳＦ１ｘ）−ＳＦ２ｘ…式１８
Ｙ１＝Ｍ２（−θ）・Ｍ１（−φ）・（ｙ１´´＋ＳＦ１ｙ）−ＳＦ２ｙ…式１９
Ｚ１＝Ｍ２（−θ）・Ｍ１（−φ）・（ｚ１´´＋ＳＦ１ｚ）−ＳＦ２ｚ…式２０
Ｘ２＝Ｍ２（−θ）・Ｍ１（−φ）・（ｘ２´´＋ＳＦ１ｘ）−ＳＦ２ｘ…式２１
Ｙ２＝Ｍ２（−θ）・Ｍ１（−φ）・（ｙ２´´＋ＳＦ１ｙ）−ＳＦ２ｙ…式２２
Ｚ２＝Ｍ２（−θ）・Ｍ１（−φ）・（ｚ２´´＋ＳＦ１ｚ）−ＳＦ２ｚ…式２３
となる。
ここで、式１５〜式１８の何れかより、
ＳＦ２＝Ｍ２（−θ）・Ｍ１（−φ）・ＳＦ１となる。
【０１４７】
この際、上記９つの式により、何れも右辺＝左辺となるθ、φ、ＳＦ１、ＳＦ２が算出されることが当然に予想される（ここで、θ＝φ＝ＳＦ１＝ＳＦ２＝０となれば、その座標は回転中心としての原点となる）。しかしながら、アライメントマークＰ１０、Ｐ１１、Ｐ１２の位置座標は、実際には基材２がＸＹＺステージ３０上に正確にセットされていないことから、また、前述のアライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２の場合と同様に、ＸＹＺステージ３０と基材２の下面との間に異物が混入するなどして、傾きによる位置ズレを生じることから、必ずしも正確ではないため、上記９つの式も厳密には等しくならない。従って、これを補正するために逐次近似を行う。この場合、上記の原点を逐次近似の始点とすることで効率良く補正を行うことができる。原点としては基材２の底面中央部が好ましい。
【０１４８】
但し、本発明においては、上記９つの式を用いて、この逐次近似を行う場合に、図２３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、基材２の頂部Ｔの垂直下部Ｕに位置ずれの中心があると想定して、基材２の第２の基準座標系におけるＸＺ平面のＺ軸に対する傾き角度θ、基材２の第２の基準座標系におけるＸＹ平面のＹ軸に対する回転φを０とし、また、ＳＦ１を基材２の頂部下端部Ｕからの移動距離、即ち、位置座標（ｘ２´／３、（ｙ１´＋ｙ２´）、（ｚ１´＋ｚ２´））からの移動距離とした上で、これを開始する（Ｓ６０６）。
【０１４９】
このように、逐次近似の際には、剛体の位置自由度（アライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２の位置座標（０、０、０）、（０、ｙ１´´、ｚ１´´）、（ｘ２´´、ｙ２´´、ｚ２´´）、及び、アライメントマークＰ１０、Ｐ１１、Ｐ１２の位置座標（０、０、０）、（０、Ｙ１、Ｚ１）、（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２））と、座標変換式中の変数（θ、φ、ＳＦ１ｘ、ＳＦ１ｙ、ＳＦ１ｚ、）を同数（５つ）にすることにより、求める変数を全て独立にすることが必要である。これは、逐次近似を行う際、それぞれの変数を独立させて少しずつ変化させながら、評価関数（実測値と、変換後の位置の総和）の大きさを比較し、最も小さな値の時の変数、この場合のθ、φ、ＳＦ１を求めることとなるため、変数の空間に広がる評価関数の値の分布がなるべくシンプルになり、且つ、最低値となる場所が１箇所となるようにし、高速に正確に答えに近づくようにするためである。
【０１５０】
そして、逐次近似より得られたθ、φ、ＳＦ１、ＳＦ２の値を基に、電子ビーム描画装置１における描画位置を決定するには、以下のような処理を行う（Ｓ６０７）。
▲１▼擬似顕微鏡座標系で、基材２のどの位置に電子ビームを照射すべきかを決定する。
▲２▼ＭＳ＿Ｐ１座標系へ変換する（図１７における変換（＊１）。
▲３▼式１４に基づき、決定されたθ、φ、ＳＦ１を用いてＥＢ＿Ｐ１座標系へ変換する（図１７における変換（＊３）。
▲４▼ＥＢ＿Ｐ１座標系から、電子ビーム描画装置１のＸＹＺステージ３０における位置に変換する（図１７における変換（＊２）の逆変換）。
ここで、上記▲２▼〜▲４▼一連の変換を、ＸＲＡＮＳ（θ、φ、ＳＦ１）と定義する。
よって、Ｘ＝ＸＲＡＮＳ（θ、φ、ＳＦ１）・ｘ…式２４となる。
ｘ：擬似顕微鏡座標系で表現された基材上の座標位置
Ｘ：電子ビーム描画装置１のＸＹＺステージ３０における座標位置
【０１５１】
（基材の移動と描画）
次に、描画対象となる１フィールドの中央位置が電子ビームの焦点位置に合致するように、ＸＲＡＮＳ（θ、φ、ＳＦ１）によって変換した１フィールドの中央位置にＸＹＺステージ３０を移動させる（Ｓ６０８）。この際、厳密には移動後のＸＹＺステージ３０の位置情報が図示省略のセンサー等により取得され、予め設定されたＸＹＺステージ３０の位置情報と、実際の移動後のＸＹＺステージ３０の位置情報との誤差から、制御回路１００は、主偏向部１１２ｃ、副偏向部１１２ｂ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の偏向量、即ち走査位置を制御し、当該走査位置が適切な描画位置となるように調整制御する。
【０１５２】
さらに、前記描画位置における一描画ラインのドーズ量を計算して（Ｓ６０９）、この描画ラインを構成する一つの線分に関するスタート位置、及び、エンド位置を決定する（Ｓ６１０）。尚、前記ドーズ量の基材２に対するドーズ分布特性は予め定義されており、基材２の曲面部２ａ上の特定の構造の傾斜する傾斜角度に応じて抽出される。
【０１５３】
さらに、線分のスタート位置座標及びエンド位置座標を、ＸＲＡＮＳ（θ、φ、ＳＦ１）によって変換して、前記ＸＲＡＮＳ（θ、φ、ＳＦ１）によって変換した１フィールドの中央位置座標からのオフセット値を求めて、これをＸ軸及びＹ軸に関する電子ビームの偏向量とする（Ｓ６１１）。
【０１５４】
さらに、描画対象となる基材２が曲面部２ａを有することから発生する電子ビームの偏向量の誤差を補正するために、描画対象となる１フィールドの傾きと、その軸からの偏向の方向の角度、ビーム垂直軸、描画装置ワークディスタンス等から電子ビームのＸ、Ｙ軸方向に関する偏向量の補正値を算出して、これをＳ６１１において算出されたＸ軸及びＹ軸に関する電子ビームの偏向量に加えることで、新たなＸ軸及びＹ軸に関する電子ビームの偏向量とする（Ｓ６１２）。
【０１５５】
より詳細には、図２４（Ａ）に示すように、基材２の描画対象面が傾斜角度Θを有している場合、従来の描画位置Ａは、図におけるＢの位置に移動するため、この位置に電子ビームを照射するために、Δｘだけ偏向量を増す必要がある。
従って、この時の電子ビームの偏向量は、以下の式のようになる。
ｘ・ｃｏｓΘ／（ｒ−ｘ・ｓｉｎΘ）＝（ｘ＋Δｘ）／ｒ
Δｘ＝ｒ・ｘ・ｃｏｓΘ／（ｒ−ｘ・ｓｉｎΘ）−ｘ…式２５
また、図２４（Ｂ）に示すように、基材２の描画対象面が最大傾斜角度Θを有しており、且つ、従来の描画位置Ａ´が電子ビーム描画装置の奥行き方向、即ちｙ軸方向に角度Φだけズレた位置にある場合には、正しい描画位置は図におけるＢ´の位置に移動するため、ｘ軸方向に関する補正量とｙ軸方向に関する補正量は、各々、以下の通りとなる。
ｘ＋Δｘ・ｃｏｓΦ…式２６
ｙ＋Δｙ・ｓｉｎΦ…式２７
従って、上記式２５〜式２７によりΔｘ及びΔｙを算出して、これをＳ６１１において算出されたＸ軸及びＹ軸に関する電子ビームの偏向量に加えて、新たなＸ軸及びＹ軸に関する電子ビームの偏向量とする。
【０１５６】
さらに、描画エンド位置を次の描画スタート位置にセットする（Ｓ６１３）。この際、始点及び終点が重ならないような処理を施す（Ｓ６１４）。その上で、描画加工を実施する（Ｓ６１５）。
【０１５７】
そして、当該一描画ラインを構成する全ての線分に対する描画が完了するまで、Ｓ６１０〜Ｓ６１５を繰り返し実施する（Ｓ６１６）。さらに、当該フィールド内の全ての描画ラインに対する描画が完了するまで、Ｓ６０９〜Ｓ６１６を繰り返し実施する（Ｓ６１７）。さらに、描画加工を行う基材２上の全てのフィールドに対する描画が完了するまで、Ｓ６０８〜Ｓ６１７を繰り返し実施する（Ｓ６１８）。
【０１５８】
このようにして、本発明のアライメントが行われつつ、電子ビームの描画位置が算出／補正されて、さらに、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。
【０１５９】
さらに電子ビームによる描画加工を詳細に説明すれば、以下のようになる。図１１（Ｃ）に示すように、電子ビーム描画装置１の制御回路１００は、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。尚、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の駆動制御のいずれか一方又は双方によって行われるものである。焦点深度ＦＺに幅があるため、一般に、焦点位置を相対的に調整する必要がなく、曲面に容易に追従させることができる。従って、１フィールドでのＺ方向の曲面の変化が焦点深度ＦＺよりも小さくなるように各フィールドを設定すれば、１フィールド内での焦点位置の再調整が不要となり好ましい。尚、電子ビームＢの場合、図２５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。因みに、電子ビームＢが照射される被描画層、即ち、レジスト層の厚みは、例えば１６００ｎｍ程度である。
【０１６０】
そして、図１１（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。当然、この際、アライメントに関する補正量が考慮されて電子ビームの走査が行われる。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。
【０１６１】
次に、１フィールド内の描画が行われた後、同一水平面上にある他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、さらに、他の高さ位置に存在する例えばｍ＝２のフィールド、ｍ＝３のフィールド等においても、高さ位置毎に、上述と同様に描画位置の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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
尚、基材２上に描画すべき所定の構造において、特に基材２の加工深さは、所定の焦点深度内で照射する電子ビームの露光エネルギー量で変化するよう制御されている。ここで、当該露光エネルギー量は描画されるべき構造に対応するドーズ量に対応する。当該ドーズ量分布の特性は予め定義されており、前記曲面部２ａ上の特定の構造の傾斜する傾斜角度及び回折格子のピッチに応じて抽出されたものである。
【０１６４】
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。
【０１６５】
（処理手順について）
次に、上述のような構成の電子ビーム描画装置１にて基材２上に描画を行う場合の処理手順の詳細について、図２６〜図３０を参照しつつ説明する。尚、本発明の特徴であるアライメントに関する部分については、既に説明していることから、以下においては簡略化して説明することとする。
【０１６６】
（描画全体処理）
まず、描画処理の全体の概略的な処理の流れについて、図２６を参照しつつ説明する。
【０１６７】
予め、基材２上のアライメントマークＰ０１、Ｐ０２、Ｐ０３の各位置座標の測定、並びに、基材２の各部の高さＨｏ（ｘ、ｙ）の測定を、電子ビーム描画装置１とは別の場所に設けられた顕微鏡及び測定装置２００により行う（Ｓ１０１）。
【０１６８】
次に、電子ビーム描画装置１のＸＹＺステージ３０上に基材２をセットして、描画開始準備を行う（Ｓ１０２）。尚、このステップでは、例えば前記顕微鏡及び測定装置２００にて測定された測定結果（厳密には、測定結果を前述の擬似顕微鏡座標系に変換したもの）を、電子ビーム描画装置１の測定情報入力部１５８を用いて入力を行う。入力された測定結果は、メモリ１６０等に記憶されることとなる。
【０１６９】
尚、例えば電子ビーム描画装置１と顕微鏡や測定装置２００とを一つのクリーンルームもしくはチャンバー内にてネットワーク接続し、顕微鏡及び測定装置２００にて測定された測定結果が一義的に電子ビーム描画装置１内のメモリ１６０内に格納される「システム」を構成する場合には、上述の入力作業は不要となる。この「システム」は、上述のセット前に予めこれら基材２の測定を行うための測定装置（第２の測定装置）と、セット後にこれら基材２の測定を行うための測定装置（第１の測定装置）との都合２つの測定装置を含む電子ビーム描画装置として定義してもよい。さらには、これらの測定装置を一つにして双方の測定を兼用できる構成（例えば基材２をチャックしてからＸＹＺステージ３０上に搬送する間の搬送路において、セット前の測定位置（第１位置）とセット後の測定位置（第２位置）との間を測定装置が移動するとともに、セット前測定用の測定ステージを前記第１位置に、ＸＹＺステージ３０を第２位置に位置させる構成、或いは、測定ステージとＸＹＺステージ３０とを用意しておき、描画位置の測定位置に必要に応じていずれかのステージを位置させる構成等）としてもよい。
【０１７０】
次に、電子ビーム描画装置１において、基材２上のアライメントマークＰ１０、１１、１２の各位置座標の測定、並びに、基材２の各部の高さＨｐ（Ｘ、Ｙ）の測定を行う。この際、基材２上のアライメントマークＰ１０、１１、１２の各位置座標の測定は、電子銃１２から基材２上のアライメントマークＰ１０、１１、１２に対して電子ビームを照射して、この時、発生する２次電子の変化を図示省略のフォトマル（２次電子検出器）により検出することで行う。また、基材２の各部の高さＨｐ（Ｘ、Ｙ）の測定は、測定装置８０を用いて行う（Ｓ１０３）。
【０１７１】
さらに、電子ビーム描画装置１では、上記Ｓ１０１にて予め測定されたアライメントマークＰ００、０１、０２の位置座標情報及び各部の高さＨｏ（ｘ、ｙ）の情報（擬似顕微鏡座標系）と、上記Ｓ１０３にて測定されたアライメントマークＰ１０、１１、１２の位置座標情報（第２の基準座標系）とに基づき、電子ビーム描画装置１内におけるビームの最適フォーカス位置Ｈｐ（Ｘ、Ｙ）の算出を行う（Ｓ１０４）。尚、この算出を行うための演算アルゴリズムを具現化した処理プログラムは、例えばプログラムメモリ１６２に格納されて、制御部１７０によって他の処理プログラムとともに必要に応じて処理されることとなる。（尚、この座標系の変換処理の詳細については、前述した通りである。）。
【０１７２】
ところで、このＳ１０４は、あくまでも１フィールド（例えば０．５×０．５×０．０５ｍｍ等の単位空間）（ｍ＝１）についてである。因みに、この１フィールド内を電子ビームが走査されることで描画が行われる。
【０１７３】
次いで、ＸＹＺステージ３０を、同一の水平面上に位置するｍ個に分割された特定（ｍ＝１）の１フィールドに移動して、焦点深度ｆ内にある位置について描画を実施する処理を行う（Ｓ１０５）。
【０１７４】
また、焦点深度ｆ内にある位置で、未だ描画されていない部分があれば、当該部分について描画を行うこととなる（Ｓ１０６）。
【０１７５】
そして、当該１フィールドの描画が完了したか否かの判断処理を行う（Ｓ１０７）。この判断処理において、当該フィールドについて描画が完了したものと判断された場合には、ｍ←ｍ＋１とする処理を行い（Ｓ１１１）、次の一フィールド（第２フィールド）について同様の処理を行うこととなる。但し、この次の一フィールドに移動する際には、ＸＹＺステージ３０のＺ方向の位置合わせの手間を省くために、当該１フィールドと同一水平面上にある他のフィールドが選択される。
【０１７６】
一方、Ｓ１０７の判断処理において、当該第１フィールドについて描画が完了していないものと判断された場合には、ＸＹＺステージ３０及び鏡筒１０のいずれか一方又は双方を相対移動させることで、Ｚ軸を微小移動させ、電子ビームのフォーカス位置を微小移動させる（第１処理）。もしくは、電子レンズ１６の電流をレンズ制御部１０８によって調整制御することでビームのフォーカス位置を微小移動させる（第２処理）。或いは、これら第１処理及び第２処理の双方の制御によってフォーカス位置の調整制御を行う（Ｓ１０８）。
【０１７７】
次に、フォーカス電流を変更した場合には、この電流値に対応する描画位置Ｘ、Ｙの補正を行う補正処理を実行する（Ｓ１０９）。
【０１７８】
そして、全ての描画が完了したか否かの判断処理を行い（Ｓ１１０）、全ての描画が完了していないものと判断された場合には、Ｓ１０８に戻り、全ての描画が完了したものと判断された場合には、処理を終了する。
【０１７９】
ここで、電子ビームの焦点位置と基材２の相対的な位置調整について、基材２の高さ位置の測定と関連して説明する。
【０１８０】
（ＸＹＺステージを制御する場合）
次に、測定装置８０を用いて、基材２を載置したＸＹＺステージ３０をＺ方向に制御する場合の処理手順について、図２７を参照しつつ説明する。
【０１８１】
尚、以下においては、測定装置８０を略してＳＨＳ（スロープハイトセンサー）と呼ぶことがある。
【０１８２】
また、１フィールドの広さは、Ｘ軸及びＹ軸における描画範囲及びＺ軸方向における焦点深度にて規定される範囲であるが、本例では、例えば０．５×０．５×０．０５ｍｍ等とすることが好ましい。
【０１８３】
まず、ＸＹＺステージ３０上に予め用意されている基準ゲージＡの先端部によって、ＳＨＳのビームが半ば散乱されている状態（出力Ｏｐ１）で、基準ゲージＡ（図１５参照）の先端部に電子線の焦点を合わせる（Ｓ２０１）。ここで、出力Ｏｐ１は、ＳＨＳのビームが全く遮られていない状態での出力の１／２の出力である。
【０１８４】
次に、ＸＹＺステージ３０を移動させて、基材２の平坦部２ｂに電子ビームの焦点を合わせ、平坦部２ｂを測定する高さ測定器（ＦＨＳ）の出力をゼロアジャスト（調整）する（Ｓ２０２）。
【０１８５】
そして、基材２上のアライメントマークＰ１０、Ｐ１１、Ｐ１２の位置座標を検出後、電子ビーム描画装置１内での基材２の位置を認識して、ＸＹＺステージ３０を余裕をもって下降させた後、最初のフィールドへＸＹＺステージ３０を移動させる（Ｓ２０３）。
【０１８６】
次いで、ＸＹＺステージ３０を、ＳＨＳの出力がＯｐ１になるか、或いは、ＦＨＳの出力が０になるまで、上昇させる（Ｓ２０４）。
【０１８７】
そして、この高さ位置に存在する各フィールド（同一焦点深度内に位置する各フィールド）の描画を行う（Ｓ２０５）。さらに、再びＸＹＺステージ３０を上昇させ、次の高さ位置に存在するフィールドにＸＹＺステージ３０を移動させる（Ｓ２０６）。
【０１８８】
次に、全ての描画が完了したか否かの判断処理を行う（Ｓ２０７）。この判断処理において、全ての描画が完了していないのと判断されると、Ｓ２０５に戻る。一方、前記判断処理において、すべての描画が完了していないものと判断されると、処理が終了する。
【０１８９】
（電子レンズを制御する場合）
次に、測定装置８０を用いて、電子レンズ１６に流す電流Ｉｒを制御する場合の処理手順について、図２８を参照しつつ説明する。
【０１９０】
尚、電流Ｉｒとビームフォーカス位置の関係は、ビーム電流、電子線のエナルギーに影響され、且つ、それ自身ヒステリシスを持つことを考慮し、制御を行う必要がある（以下、ビーム電流、電子線のエネルギーを固定し、電流Ｉｒは一方向から設定することとする）。尚、この場合の処理においては、１フィールドを例えば０．５×０．５ｍｍ程度に設定することが好ましい。
【０１９１】
まず、ＸＹＺステージ３０上に予め用意されている基準ゲージＡの先端部によって、ＳＨＳのビームが半ば散乱されている状態（出力Ｏｐ１）でＩｒを調整し、当該基準ゲージＡの先端部に電子線の焦点を合わせる（Ｓ３０１）。尚、この調整された電流をＩｒ１とする。尚、図１６に示すように、ＳＨＳのセンサー出力がＯｐの位置は、丁度、電子ビームのフォーカス位置に相当する。
【０１９２】
次に、ＸＹＺステージ３０を移動し、基材２の平坦部２ｂに電子ビームの焦点を合わせ、平坦部２ｂを測定する高さ測定器（ＦＨＳ）の出力をゼロアジャスト（調整）する（Ｓ３０２）。
【０１９３】
そして、基材２上のアライメントマークＰ１０、１１、１２の座標位置を検出後、電子ビーム描画装置１内での基材２の位置を認識して、ＸＹＺステージ３０を余裕をもって下降させた後、描画すべき最初のフィールドで設計寸法上最も低い（高い）部分にＳＨＳビームの測定位置（Ｘ、Ｙ）に合うように、ＸＹＺステージ３０を移動させる（Ｓ３０３）。
【０１９４】
次いで、ＳＨＳの出力がＯｐになるか、或いはＦＨＳの出力が０になるまでステージを上昇させる（Ｓ３０４）。
【０１９５】
このフィールドで基材２の設計寸法が焦点深度（ΔＺ〜０．０５ｍｍ）範囲のみ描画を行う（Ｓ３０５）。
【０１９６】
次に、電流Ｉｒを変更し、電子ビーム焦点を０．０５ｍｍ程度短く（長く）し、予め求めたＮ（Ｉｒ）に基づき、ビーム偏向電圧を制御し、このフォーカス位置で焦点深度内にある範囲を描画する（Ｓ３０６）。
【０１９７】
そして、該当フィールドで全ての位置の描画が終了するまで、上記Ｓ３０５〜Ｓ３０６を繰り返す（Ｓ３０７）。
【０１９８】
さらに、電子レンズ１６を調整する電流をＩｒ１に戻し、ＸＹＺステージ３０を余裕を持ち、下降させた後、次に描画すべきフィールドの設計寸法上最も低い（高い）部分にＳＨＳビームの測定位置（Ｘ、Ｙ）に合うようにＸＹＺステージ３０を移動させる（Ｓ３０８）。
【０１９９】
そして、すべての領域の描画が終了するまで、Ｓ３０５〜Ｓ３０８までを繰り返し行うこととなる（Ｓ３０９）。
【０２００】
尚、電子線のエネルギーとビーム電流を固定した時に、ビームの偏向電圧（Ｖｘ、Ｖｙ）と焦点部でのビーム位置（Ｘ、Ｙ）は、以下の関係で表される。
（Ｘ、Ｙ）＝Ｍ（Ｉｒ）×（Ｖｘ、Ｖｙ）
（Ｖｘ、Ｖｙ）＝Ｎ（Ｉｒ）×（Ｘ、Ｙ）
ここで、Ｎは、Ｍの逆行列である。また、予め使用するエネルギー、ビーム電流にて、Ｎ（Ｉｒ）をテスト描画より求めておくものとする。さらに、Ｉｒ１付近で精度を高めておくことが望ましい。
【０２０１】
（描画すべき位置を換算する処理とフィールドへの描画の流れのまとめ）
次に、電子ビーム描画装置１に基材２をセットする前に、予め、基材２上のアライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２及び各部の高さＨｏ（ｘ、ｙ）を測定しておき、電子ビーム描画装置１内でアライメントマークＰ１０、Ｐ１１、Ｐ１２及び各部の高さＨｐ（Ｘ、Ｙ）を再度測定し、該装置１内で描画すべき位置を算出し、描画を実施する場合の処理手順について、図２９を参照しつつ説明する。
【０２０２】
図２９には、基材２上に描画すべき位置を算出するための処理手順が開示されている。尚、本例では、フィールドの広さは、ｘｙ平面における描画範囲で規定される範囲（例えば０．５×０．５ｍｍ程度等）とすることが好ましい。
【０２０３】
まず、電子ビーム描画装置１に基材２をセットする前に、予め基材２上のアライメントマークＰ００（ｘ０、ｙ０、ｚ０）、Ｐ０１（ｘ１、ｙ１、ｚ１）、Ｐ０２（ｘ２、ｙ２、ｚ２）、及び基材２の被照射部Ｑ０（ｘ、ｙ、ｚ）を、適当なピッチ（例えば１０μｍ×１０μｍ等）で顕微鏡及び測定装置２００にて測定しておく（Ｓ４０１）。
【０２０４】
次いで、基材２を電子ビーム描画装置１のＸＹＺステージ３０へセットし、基材２の頂部（原点）がハイトセンサーの出力が０になる位置における、アライメントマークＰ１０（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０）、Ｐ１１（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）、Ｐ１２（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）の座標位置を、電子ビーム描画装置１のＸＹＺステージ３０の値及び図示省略のフォトセンサー（２次電子検出器）から測定する（Ｓ４０２）。さらに、Ｐ００、Ｐ０１、Ｐ０２とＰ１０、Ｐ１１、Ｐ１２の位置座標から位置回転マトリクスＭ１、Ｍ２と平行移動距離ＳＦ１、ＳＦ２を算出する。さらに、ＸＲＡＮＳ（θ、φ、ＳＦ１）を算出する（４０３）。この詳細については前述した通りである。
【０２０５】
その上で、描画すべき点Ｑ１（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を対応するＱ０（ｘ、ｙ、ｚ）から、Ｑ１（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝Ｍ１・Ｍ２（Ｑ０（ｘ、ｙ、ｚ）−ＳＦ１（ｘ、ｙ、ｚ））＋ＳＦ２（ｘ、ｙ、ｚ）により算出する。さらに、ＸＲＡＮＳ（θ、φ、ＳＦ１）を求める。以降、ＸＲＡＮＳ（θ、φ、ＳＦ１）の値に基づいて、Ｑ１（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の値（群）によりＸＹＺステージ３０の制御を行う。ただし、該当する位置がＱ１（Ｘ、Ｙ、Ｚ）群に無い場合は、Ｘ、Ｙ、Ｚそれぞれに、基材２の頂部Ｔの垂直下近傍点ｑｘ１、ｑｘ２、・・・から逐次近似等により算出する（Ｓ４０４）。
【０２０６】
そして、最初に描画するフィールドの最も低い（高い）部分へＸＹＺステージ３０を移動させる。そして、このフィールドでＱ１の値が同一の焦点深度（例えば約０．０５ｍｍ等）範囲内にある部分のみ描画を行う（Ｓ４０５）。
【０２０７】
次に、ＸＹＺステージ３０を、例えば約０．０５ｍｍ等下降（上昇）させる当該フィールドで、未だ描画されておらず、同一の焦点深度範囲内の部分の描画を行う（Ｓ４０６）。
【０２０８】
そして、当該フィールドの描画が終了するまで、Ｓ４０５〜Ｓ４０６を繰り返す。そして、同一水平面上にあるフィールドの全てに対して描画が終了した場合には、次の高さ位置にあるフィールドの最も低い（高い）部分にステージを移動させる（Ｓ４０７）。
【０２０９】
全ての描画が完了するまでＳ４０５〜Ｓ４０７を繰り返す（Ｓ４０８）。
【０２１０】
（行列Ｍ１、Ｍ２及び平行移動距離ＳＦ１、ＳＦ２の算出手順）
ここで、上述のＳ４０３にて演算される行列Ｍ１、Ｍ２、平行移動距離ＳＦ１、ＳＦ２の算出手順について、図３０を参照しつつ説明する。
【０２１１】
図３０に示すように、基材２を電子ビーム描画装置１にセットする前では、顕微鏡によるアライメントマークＰ００、０１、０２の測定結果に基づき、各々、座標位置を算出して第１の座標系の座標軸を決定する。さらに、測定装置２００によるＱ１（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の測定結果に基づき、基材２の任意の位置（Ｘ、Ｙ）における高さ位置を決定する（Ｓ５０１）。
【０２１２】
次に、基材２を電子ビーム描画装置１にセットする後では、図示省略のフォトマル（２次電子検出手段）によるアライメントマークＰ１０、１１、１２の測定結果に基づき、各々、座標位置を算出して第２の座標系の座標軸を決定する（Ｓ５０２）。
【０２１３】
ここで、Ｓ５０１にて定義された各アライメントマークＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２と、Ｓ５０２にて定義された各アライメントマークＰ１０、Ｐ１１、Ｐ１２との関係は、第１の座標系を第２の座標系に変換する座標変換行列をＭ１・Ｍ２、平行移動距離をＳＦ１、ＳＦ２とすると、図示の式（１）〜（３）のように表すことができる。
【０２１４】
同様にして、Ｓ５０１における基材２の任意の位置Ｑ０と、Ｓ５０２における基材のＱ０（ｘ、ｙ、ｚ）に対応する位置Ｑ１（Ｘ、Ｙ、Ｚ）との関係は、図示の式（４）にて表すことができる。
【０２１５】
このようにして座標変換行列Ｍ１、Ｍ２及び平行移動距離ＳＦ１、ＳＦ２の定義を行う（Ｓ５０３）。即ち、このステップを、よりハードウエアに近いレベルでの処理についてみると、予め定義された座標変換行列Ｍ１、Ｍ２及び平行移動距離ＳＦ１、ＳＦ２の定義式（１）〜（４）をメモリ１６０上の所定領域から呼び出す処理を行う。
【０２１６】
次に、座標変換行列Ｍ１、Ｍ２及び平行移動距離ＳＦ１、ＳＦ２を算出するための前段階として上記定義式（１）〜（３）を一括して扱い、図示のように行列化を行う（Ｓ５０４）。
【０２１７】
そして、座標変換行列Ｍ１、Ｍ２及び平行移動距離ＳＦ１、ＳＦ２を算出する。尚、本例においては、理解を容易にするために、座標変換行列Ｍ１、Ｍ２及び平行移動距離ＳＦ１、ＳＦ２を算出するための演算式を算出する手順を、順を追って説明したが、Ｓ５０３〜Ｓ５０４は一つのステップとし、前記演算式のみを予めメモリ１６０上の所定領域に記憶しておいて、必要に応じて、Ｓ５０１、Ｓ５０２での測定算出結果に基づき演算を行う構成としてよい。これにより、座標変換行列Ｍ１、Ｍ２及び平行移動距離ＳＦ１、ＳＦ２を算出することができる（Ｓ５０５）。
【０２１８】
このようにして座標変換行列Ｍ１、Ｍ２及び平行移動距離ＳＦ１、ＳＦ２が算出されると、上述のＳ４０４以降の処理が行われることとなる。即ち、座標変換行列Ｍ１、Ｍ２及び平行移動距離ＳＦ１、ＳＦ２に基づき、さらに、ＸＲＡＮＳ（θ、φ、ＳＦ１）が算出され、Ｓ５０３の式（４）を用いて、電子ビーム描画装置１にセットした後の任意の位置を得ることができる。これをもってアライメントは終了する。
【０２１９】
以上に説明した内容が、上記Ｓ１１１９（図１参照）〜Ｓ１１２５（図２参照）の工程の詳細、即ち、本発明に係る基材の描画方法、及び電子ビーム描画装置の対象とする部分である。図２に戻って、図３乃至図５を参照しつつ説明を続ける。
【０２２０】
電子ビーム描画装置にて描画後、ステップＳ１１２６で、３次元ステージより部材Ｅを取り外し、ステップＳ１１２７で現像処理を行って、輪帯形状のレジストを得る。ここで、同一点における電子ビームの照射時間を長くすれば、それだけレジストの除去量が増大するため、位置と照射時間（ドーズ量）を調整することで、ブレーズ形状の輪帯になるよう、レジストを残すことができる。
【０２２１】
更に、ステップＳ１１２８で、例えばディップ式の現像装置によるエッチングを経て、母型の素材１０１０の母光学面１０１０ａの表面を彫り込んでブレーズ状の輪帯１０１０ｂ（実際より誇張されて描かれている）を形成する（図３（ｅ）参照）。ここまでの工程で加工処理された部材Ｅが、母型として製作されたこととなる。
【０２２２】
ここで、上記Ｓ１１２６〜Ｓ１１２８（図２参照）の工程の詳細について説明する。尚、以下に説明する内容は、あくまでもレジストを現像する工程の一実施例を示すものであり、他の実施の形態を除外するものではない。
【０２２３】
（現像装置の全体構成）
先ず、現像装置の全体の概略構成について説明する。尚、本例においては、あくまでも一実施例として、ディップ式の現像装置を開示しており、他の現像方法、例えば、プラズマシャワーによるドライエッチング、スプレー式の現像装置を用いたエッチング、パドル式の現像装置を用いたエッチング等を除外するものではない。また、当該ディップ式の現像装置は、基材の現像箇所に応じて現像時間を可変制御するために、接液面の高さ位置を変える構成を採用している。
【０２２４】
先ず、このようなディップ式の現像装置の全体の概略構成について、図３１を参照して説明する。図３１は、本実施の形態の現像装置を機能的に示した説明図である。
【０２２５】
本実施の形態の現像装置１は、図３１に示すように、基材２０１０を現像液Ｖが入れられた溶液漕であるディップ漕２０４０に含浸させることで基材１０の現像処理を行うものであり、基材２０１０を保持する保持部材２０２０と、前記保持部材２０２０にて保持された基材２０１０をＺ軸方向に昇降させることで、基材２０１０を現像液Ｖに浸しめる昇降手段２０３１と、この昇降手段２０３１を駆動制御する昇降駆動制御手段２０３２と、後述する現像時間に応じた段階的なＺ軸方向への微小距離の移動を制御する昇降微動制御手段０２３３と、基材２０１０の各箇所（現像箇所ないしは現像領域）に応じた各々の現像を行う現像時間を制御する現像時間制御手段２０３４と、各種制御を行うのに必要な基材の形状を記憶した形状記憶テーブル、基材の現像箇所に応じた現像時間を定義したテーブル、当該現像時間に対応する高さ位置情報ないしは昇降距離等に関する各種テーブル、制御情報、制御プログラム等を記憶した記憶手段２０３５と、これら各部の制御を司る例えばＣＰＵ等にて構成された制御手段２０３６と、を含んで構成されている。
【０２２６】
なお、図示しないが、この他、基材２０１０を上向き・下向きにするために保持部材２０２０をψ方向に回転させるためのψ方向回転駆動手段及びψ方向駆動制御手段、保持部材２０２０をＺ方向の他、ＸＹ方向に各々駆動するためのＸ方向駆動手段・Ｙ方向駆動手段及びＸ方向駆動制御手段・Ｙ方向駆動制御手段、保持部材２０２０をθ方向に回転させるためのθ方向回転駆動手段及びθ方向駆動制御手段、等を構成してよい。
【０２２７】
現像液Ｖとしては、現像抑制剤と現像促進剤の混合液を用いることができる。この現像抑制剤と現像促進剤の混合比を変えると、現像の速度を制御することができる。尚、現像抑制剤と現像促進剤の具体例として、現像促進剤としては、例えば酢酸イソアミル等が挙げられ、現像抑制剤としては、例えば酢酸エチル等が挙げられる。他に、現像促進剤としては、ＭＩＢＫ、現像抑制剤としては、ＩＰＡ等も挙げられる。混合比の具体例としては、例えば、現像促進剤が酢酸イソアミル、現像抑制剤が酢酸エチルである場合には、混合比の組み合わせとして、（現像促進剤：現像抑制剤）＝（１０：０）、（９：１）、（７：３）、（５：５）等とすることができる。この際、混合比（現像促進剤：現像抑制剤）が（１０：０）である場合には、現像量が多く、基材２の表面状態は荒れた状態となる。また、混合比が（９：１）である場合には、現像量が多く、基材２の表面状態は荒れた状態となる。さらに、混合比が（７：３）である場合には、現像量が多く、基材２の表面状態はやや荒れた状態となる。一方、混合比が（５：５）である場合には、現像量が少なく、基材２の表面状態は滑らかな状態となる。尚、現像終了時には反応を停止するため現像液Ｗを基材２から除去する必要がある。ここでは現像抑制剤からなる溶液で現像液を洗浄する。
【０２２８】
以上に説明した内容が、上記Ｓ１１２６〜Ｓ１１２８（図２参照）の工程の詳細部分である。図２に戻って、図３乃至図５を参照しつつ説明を続ける。
【０２２９】
その後、ステップＳ１２９で、スルファミン酸ニッケル浴中に、表面を活性処理した母型すなわち部材Ｅを浸し、基材１０１１と外部の電極１０１４との間に電流を流すことで、電鋳１０２０を成長させる（図３（ｆ）参照）。このとき、基材１０１１の外周面１０１１ｆに絶縁剤を塗布することで、絶縁剤が塗布された部分の電鋳形成を抑制できる。射出成形時に許容できるチルト角度を１分として以下の加工を行う場合、その基準面となる電鋳が形成されない外周面１０１１ｆの軸線方向長さを７ｍｍ以上とすることが望ましい。電鋳１０２０は、その成長の過程で、母光学面１０１０ａに精度良く対応した光学面転写面１０２０ａと、輪帯１０１０ｂに精度良く対応した輪帯転写面１０２０ｂとを形成する。尚、本実施の形態では、ステップＳ１１０８〜Ｓ１１２９までが第２の工程を構成する。
【０２３０】
その後、ステップＳ１１３０で、不図示のコンピュータに構築されているデータベースを、処理中の部材Ｅに対応するヤトイ１０５０のＩＤ番号ＮＸに基づいて検索し、得られた（すなわち第１の工程で使用された）ヤトイ１０５０を、所定の取り付け条件で部材Ｅ（基材１０１１）に取り付ける。所定の取り付け条件とは、第１の工程の取り付け条件であり、具体的には、合マークＭＸを合致させ基材１０１１とヤトイ１０５０との位相を合わせること、読み出した締め付け時作業環境温度（第１の工程時の作業環境温度）に対して±１．０℃の作業環境温度とすること、読み出した締め付けトルク（第１の工程時の締め付けトルク）で締め付けを行うこと、同じボルト１０５２を用いて取り付けることをいう。
【０２３１】
更に、ステップＳ１１３１（第３の工程）で、不図示のコンピュータに構築されているデータベースに記憶された、処理中の部材Ｅの切削時作業環境温度にした上で、基材１０１１の外周面１０１１ｆを基準として、部材Ｅと電鋳１０２０とヤトイ１０５０とを一体で、ＳＰＤＴ加工機の回転軸と部材Ｅの光軸とを一致させるようにしてチャックに取り付け、電鋳１０２０の外周面１０２０ｃを切削加工する（図３（ｇ）参照）。
【０２３２】
加えて、図３（ｇ）に示すように、電鋳１０２０に、裏打ち部材との位置決め部としてのピン孔１０２０ｄ（中央）及びネジ孔１０２０ｅを加工する。尚、ピン孔１０２０ｄの代わりに円筒軸を形成しても良い。加工後に、部材Ｅと電鋳１０２０とヤトイ１０５０とを一体で、ＳＰＤＴ加工機から取り外す。
【０２３３】
更にステップＳ１１３２において、電鋳１０２０を、以下に述べるように裏打ち部材と一体化することで、可動コア１０３０を形成する。
【０２３４】
図３２は、部材Ｅを取り付けた状態で示す可動コア１０３０の断面図である。図３２において、可動コア１０３０は、先端（図で右側）に配置した電鋳１０２０と、後端（図で左側）に配置した押圧部１０３６と、その間に配置された摺動部材１０３５とから構成される。摺動部材１０３５及び押圧部１０３６が裏打ち部材となる。
【０２３５】
電鋳１０２０は、そのピン孔１０２０ｄに、円筒状の摺動部材１０３５の端面中央から突出したピン部１０３５ａを係合させることで、摺動部材１０３５と所定の関係で位置決めされ、更に、摺動部材１０３５を軸線に平行に貫通する２つのボルト孔１０３５ｂに挿通したボルト１０３７を、ネジ孔１０２０ｅに螺合させることで、電鋳１０２０は摺動部材１０３５に取り付けられる。
【０２３６】
摺動部材１０３５は、ピン部１０３５ａの設けられた端面（図で右端）に対向する端面（図で左端）の中央に突出して形成されたネジ軸１０３５ｃを、略円筒状の押圧部１０３６の端部に形成されたネジ孔１０３６ａに螺合させることで、押圧部１０３６に対して所定の位置関係で取り付けられる。図３２において、摺動部材１０３５の外周面１０３５ｅは、電鋳１０２０及び押圧部１０３６のフランジ部１０３６ｂ以外の部分の外周面よりも大径となっている。裏打ち部材としての摺動部材１０３５及び押圧部１０３６を取り付けた後、図２のステップＳ１１３３で、ＳＰＤＴ加工機のチャックにヤトイ２０５０を取り付けるようにする。
【０２３７】
更に、図２のステップＳ１１３４で、不図示のコンピュータに構築されているデータベースから、処理中の部材Ｅの切削時作業環境温度にした上で、基材１０１１の外周面１０１１ｆを基準として、摺動部材１０３５と押圧部１０３６の外周面を仕上げるため、ヤトイ１０５０を基材１０１１より一旦取り外したにもかかわらず、母型１０１０の同心円パターン（輪帯１０１０ｂ）中心と、金型摺動部外形中心との同軸度を１μｍ以内に収めることができる。又、ステップＳ１１３５で、押圧部１０３６の端面を切削加工し、全長を規定値に収める。
【０２３８】
その後、図３２の矢印Ｘで示す位置でカットすることにより、摺動部材１０３５及び押圧部１０３６に取り付けられた電鋳１０２０から、部材Ｅとヤトイ１０５０を脱型する（図２のステップＳ１１３６）。更に、ステップＳ１１３７で、電鋳１０２０と基材２０１０を脱型後、可動コア１０３０の先端の電鋳１０２０を仕上げて、光学素子成形用金型を得る。
【０２３９】
図３３は、このようにして形成された可動コア１０３０を用いて光学素子を成形する状態を示す図である。図３３において、光学面転写面１０４１ａを有する光学素子成形用金型１０４１を保持する保持部１０４２は、可動側キャビティ１０４３に固定されている。可動側キャビティ１０４３は、小開口１０４３ａと、それに同軸な大開口１０４３ｂとを有している。可動側キャビティ１０４３内に可動コア１０３０を挿入したときに、摺動部材１０３５の外周面１０３５ｅが、小開口１０４３ａの内周面と摺動し、押圧部１０３６のフランジ部１０３６ｂの外周面１０３６ｄが、大開口１０４３ｂの内周面と摺動する。かかる２つの摺動部によって案内されることで、可動側キャビティ１０４３に対して、大きく傾くことなく可動コア１０３０は軸線方向に移動可能となる。
【０２４０】
光学素子成形用金型１０４１、電鋳１０２０の間に溶融した樹脂を射出し、可動コア１０３０を矢印方向に加圧することで、光学素子ＯＥが成形される。本実施の形態によれば、母型の素材１０１０から精度良く転写形成された光学素子成形用金型としての電鋳１０２０を用いることで、光学素子ＯＥの光学面には、電鋳１０２０の光学面転写面１０２０ａが転写形成され、且つ輪帯転写面１０２０ｂに対応した回折輪帯が光軸に同心的に精度よく形成されることとなる。
【０２４１】
尚、以上のようにして光学素子成形用金型を加工する場合、電鋳１０２０に、第２のマーク１０１１ｂに対応する突起（不図示）が転写形成されているため、これを加工の基準として用いることで、その外周面等の精度の良い加工を行うこともできる。
【０２４２】
以上に説明したように、本実施形態における基材の描画方法、及び電子ビーム描画装置においては、球面或いは非球面形状の３次元形状を成す光学機能面に回折構造を有する光学素子を形成するために、エネルギー線、具体的には、電子ビームによる直接描画・直接加工技術を利用して、前記電子ビームの偏向量を調整することでアライメントを実施することができるので、容易に且つ安価に、３次元形状をなす光学素子等の基材に対して、回折格子などの構造を正確な位置に描画加工することができる。
【０２４３】
尚、本発明に係る基材の描画方法、及び電子ビーム描画装置ついては、その特定の実施形態に従って説明してきたが、当業者は、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく本発明の本文に記述した実施の形態に対して種々の変形が可能である。例えば、基材上の複数のアライメントマークを測定し、その測定結果に基づき基準座標系を算出し、この座標系を基に基材の３次元形状に関する座標データを算出するステップを、電子ビーム照射中に行う構成としてもよい。さらに、得られた３次元形状に関する座標データに基づき、最適焦点位置を算出する算出ステップ並びに描画位置に当該焦点位置を合わせるように調整するステップを、電子ビーム照射中に行う構成としてもよい。この場合、ある一の描画位置にて描画を行っている電子ビーム照射中に、他の描画位置での前記焦点位置の算出等の演算処理を行いつつ、次に電子ビーム照射に備える構成とすることが好ましい。また、電子ビーム照射中に算出ステップにて算出できるものとしては、基材の３次元形状に関する座標データの他、３次元形状に関する座標データの補正等の処理も含まれる。
【０２４４】
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、上述の各実施の形態同士、或いはそれらのいずれかと各変形例のいず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、各実施の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。
【０２４５】
そして、これまでの記述は、本発明の実施の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、各実施の形態は例証するものであり、制限するものではない。
【０２４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る基材の描画方法、及び電子ビーム描画装置によれば、球面或いは非球面形状の３次元形状を成す光学機能面に回折構造を有する光学素子を形成するために、エネルギー線、具体的には、電子ビームによる直接描画・直接加工技術を利用して、前記電子ビームの偏向量を調整することでアライメントを実施することができるので、容易に且つ安価に、３次元形状をなす光学素子等の基材に対して、回折格子などの構造を正確な位置に描画加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】母型の製作方法を構成する工程を示すフローチャートである。
【図２】母型の製作方法を構成する工程を示すフローチャートである。
【図３】図１に示す主要な工程において、処理される母型の素材と電極部材の組立体すなわち部材Ｅを示す断面図である。
【図４】ヤトイを取り付けた部材Ｅの斜視図である。
【図５】部材Ｅの上面図である。
【図６】（ａ）は、部材Ａの加工に用いられる超精密旋盤の構成の一例を示す概略構成図であり、（ｂ）は、（ａ）の超精密旋盤において使用されるダイヤモンド工具の刃先の一例を示す斜視図である。
【図７】部材Ａの加工に用いられる集束イオンビーム加工装置の構成の一例を示す説明図である。
【図８】レジスト塗布装置の全体の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図９】基材の形状を説明するための説明図である。
【図１０】本発明に係る電子ビーム描画装置の全体の概略構成を示す説明図である。
【図１１】同図（Ａ）（Ｂ）は、図１の電子ビーム描画装置にて描画される基材を示す説明図であり、同図（Ｃ）は、描画原理を説明するための説明図である。
【図１２】測定装置の原理を説明するための説明図である。
【図１３】測定装置の全体構成を説明するための説明図である。
【図１４】同図（Ａ）〜（Ｃ）は、基材の高さ位置を測定する手法を説明するための説明図である。
【図１５】測定装置の投光と受光との関係を示す説明図である。
【図１６】信号出力と基材の高さとの関係を示す特性図である。
【図１７】図１０の電子ビーム描画装置において、基材のアライメントを実施する際の処理手順を示すフローチャートである。
【図１８】図１０の電子ビーム描画装置において、基材のアライメントを実施する際の処理手順を示すフローチャートである。
【図１９】第１の基準座標系における各アライメントマークの配置位置を説明するための説明図である。
【図２０】擬似顕微鏡座標系における各アライメントマークの配置位置を説明するための説明図である。
【図２１】第１の基準座標系における各アライメントマークの配置位置を擬似顕微鏡座標系における各アライメントマークの配置位置に変換する際の処理手順を説明するための説明図である。
【図２２】擬似顕微鏡座標系及び第２の基準座標系における各アライメントマークの配置位置を説明するための説明図である。
【図２３】図１０の電子ビーム描画装置において、基材のアライメントを実施するべく、逐次近似を行う場合の処理手順を説明するための説明図である。
【図２４】図１０の電子ビーム描画装置において、基材のアライメントを実施するべく、基材のＸＹＺステージにおける載置状態に応じて電子ビームの偏向量を調整する場合の処理手順を説明するための説明図である。
【図２５】図１０の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２６】図１０の電子ビーム描画装置において、基材を載置するステージをＺ方向に制御する手順を示すフローチャートである。
【図２７】図１０の電子ビーム描画装置において、電子レンズに流す電流を制御する処理手順を示すフローチャートである。
【図２８】図１０の電子ビーム描画装置において、基材を描画中にステージのＺ方向における位置を補正する処理手順を示すフローチャートである。
【図２９】基材上の描画すべき位置を換算する場合の処理手順を示す説明図である。
【図３０】基材上の描画すべき位置を換算する座標変換式を算出する処理手順を示す説明図である。
【図３１】現像装置の全体の概略構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図３２】可動コア３０の断面図である。
【図３３】可動コア３０を用いて光学素子を成形する状態を示す図である。
【符号の説明】
１　電子ビーム描画装置
２　基材
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のレーザー測長器
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
【図１】
2004101580.tif 000003
【図２】
2004101580.tif 000004
【図３】
2004101580.tif 000005
【図４】
2004101580.tif 000006
【図５】
2004101580.tif 000007
【図６】
2004101580.tif 000008
【図７】
2004101580.tif 000009
【図８】
2004101580.tif 000010
【図９】
2004101580.tif 000011
【図１０】
2004101580.tif 000012
【図１１】
2004101580.tif 000013
【図１２】
2004101580.tif 000014
【図１３】
2004101580.tif 000015
【図１４】
2004101580.tif 000016
【図１５】
2004101580.tif 000017
【図１６】
2004101580.tif 000018
【図１７】
2004101580.tif 000019
【図１８】
2004101580.tif 000020
【図１９】
2004101580.tif 000021
【図２０】
2004101580.tif 000022
【図２１】
2004101580.tif 000023
【図２２】
2004101580.tif 000024
【図２３】
2004101580.tif 000025
【図２４】
2004101580.tif 000026
【図２５】
2004101580.tif 000027
【図２６】
2004101580.tif 000028
【図２７】
2004101580.tif 000029
【図２８】
2004101580.tif 000030
【図２９】
2004101580.tif 000031
【図３０】
2004101580.tif 000032
【図３１】
2004101580.tif 000033
【図３２】
2004101580.tif 000034
【図３３】
2004101580.tif 000035