以往，作为信息记录媒体，例如CD、DVD等被广泛使用，在读取这些 记录媒体的读取装置(光磁盘装置)等精密机器中，使用了很多光学元件。
作为使用了这样的光学元件、例如光透镜等的读取装置等光拾取装置的 一例，例如可列举出图36所示的装置。
在该图所示的光拾取装置900中，来自未图示的半导体激光器的激光通 过物镜902被聚光至衍射边界并照射在光磁盘901(光磁记录媒体)上，拾 取并反射记录信号。来自光磁盘901的激光反射光射光到物镜902并成为平 行光，透过1/4波长板903并改变偏振方位后，入射到全息图板904，由该全 息图板904将正常光作为0级衍射光透过，入射的入射光的偏振光作为1级 衍射光、-1级衍射光进行衍射并被分光成三个光束入射到多分割光检测器 905。
在多分割光检测器905的分离受光区域(受光元件)中，形成有各个光 点，通过1级衍射光来检测聚焦误差，通过0级和-1级衍射光来检测寻迹误 差。
但是，在现有的光拾取装置中，作为被使用的光学元件，存在物镜、全 息图板、1/4波长板等安装部件数目多，成本升高的问题。
特别是物镜等大多使用玻璃制的光透镜，成为导致上述高成本的主要原 因。
而且，为了制造全息图板和波长板等，需要对基体材料的表面进行用于 获得规定形状的处理，但需要对全息图板和波长板一个一个地进行该处理， 从批量生产的观点来看是不利的，导致生产率的下降。
而且，所述全息图板和波长板、物镜分别单独构成，所以在对准时必须 使它们全部移动，用于使它们移动的机构大型化，同时配置这些各种光学部 件的占有空间变大，存在不利于该光拾取装置等的小型化的问题。
此外，从低成本化和小型化的观点来看，与玻璃制的光透镜相比，这些 机器中使用的光学元件、例如光透镜等可考虑使用树脂制的光透镜，但为了 制造这样的树脂制的光透镜，也必须形成用于注射成形的成形模。此时，以 往，通过普通的切削加工、以及使用曝光等方法的曝光装置等，在光学功能 面和成形模上形成微细结构，但如果用当前使用的成形技术和加工技术的切 削刀具在成形模中形成微细结构，则加工精度恶化，在刀具的强度、寿命方 面有限制，不能进行亚微米级或其以下的精密加工，此外，基体材料的加工 深度由曝光能量控制，所以特别是在光学元件的精密加工、或光刻(フォト二 ック)结晶的形成等中，需要正确地形成比照射到非平面上的光的波长短的结 构，所以存在只能进行平坦材料的加工的问题。

本发明是鉴于上述情况的发明，其目的在于提供光学元件、基体材料、 其金属模、光拾取装置、光学元件加工方法、用该加工方法加工的基体材料、 以及电子束扫描装置，可防止光拾取装置、光学元件等的生产率下降，并且 降低部件数目，有助于装置的小型化和成本降低，对于用于它们的光学元件 等的基体材料，可进行亚微米级的三维变化的基体材料加工。
上述目的可通过以下各项所述的结构或方法来实现。
方案1所述的光学元件在至少一个表面上有曲面部，可将入射到另一个 表面侧的入射光从一个表面侧作为射出光射出，其特征在于，该光学元件至 少在所述一个表面侧设置全息图结构，可将所述入射光在衍射级数相互不同 的各方向上进行分光，并分别从所述一个表面侧射出。
方案2所述的光学元件的特征在于，所述全息图结构将所述入射光在相 互不同的0级、1级、-1级的各衍射级数的三个方向上进行分光，并分别从 所述一个表面侧射出。
方案3所述的光学元件的特征在于，所述全息图结构使从所述一个表面 侧入射的入射光透过，并从所述另一个表面侧射出。
方案4所述的光学元件的特征在于，在所述另一个表面侧设置双折射相 位结构，使得在与光的行进方向交叉的表面内至少相互垂直的方向上振动的 各直线偏振中，在一个直线偏振和另一个直线偏振上产生相位差。
方案5所述的光学元件的特征在于，在所述另一个表面侧设置衍射结构。
方案6所述的光学元件的特征在于，所述全息图结构是衍射结构。
方案7所述的光学元件的特征在于，所述衍射结构是多个凹凸部构成的 二元(バイナリ一)结构。
方案8所述的光学元件的特征在于，所述衍射结构是包含倾斜部和侧壁 部的炫耀光栅(ブレ一ズ)结构。
方案9所述的光学元件的特征在于，在所述全息图结构、所述双折射相 位结构、或所述衍射结构中，设置防止表面反射的防反射结构。
方案10所述的光学元件的特征在于，所述另一个表面包含曲面部。
方案11所述的光学元件的特征在于，将可对从所述一个表面侧射出的射 出光进行聚光的曲面部形成在所述一个表面、所述另一个表面的任何一方或 双方上。
方案12所述的光学元件的特征在于，所述双折射相位结构中具有第1 宽度的凸部、以及具有比所述第1宽度窄的第2宽度的凹部交替地形成。
方案13所述的光学元件的特征在于，所述全息图结构将具有第1宽度的 第1凸部和具有与所述第1宽度不同的第2宽度的第1凹部交替形成的第1 凹凸部、和按与所述第1、第2宽度不同的第3宽度形成的第2凹部交替形 成。
方案14所述的光学元件的特征在于，所述衍射结构至少在一个表面上形 成的曲面部中按各节距倾斜形成衍射光栅，在该衍射光栅的至少一个节距中， 包括在该节距的分界线位置从所述曲面部上升的侧壁部、以及在相邻的各侧 壁间形成的倾斜部。
方案15所述的基体材料的特征在于，用物镜来形成所述光学元件。
方案16所述的基体材料的特征在于，该基体材料在至少一个表面上有通 过光束扫描形成扫描图形的被扫描面，所述被扫描面有全息图结构，将从该 被扫描面射出的光在相互不同的0级、1级、-1级三个方向上分光并分别射 出，同时透过从所述被扫描面侧入射的入射光。
方案17所述的基体材料的特征在于，所述被扫描面有曲面部。
方案18所述的基体材料包括：第1被扫描面，通过束扫描来扫描第1 扫描图形并将其形成在一个表面上；以及第2被扫描面，形成在与所述第1 被扫描面相反侧的另一个表面上，使与所述第1扫描图形不同的第2扫描图 形被扫描；所述第1被扫描面具有全息图结构，将从该第1被扫描面射出的 光在相互不同的0级、1级、-1级三个方向上进行分光并分别射出，同时透 过从所述被扫描面侧入射的入射光；所述第2被扫描面具有双折射相位结构， 在与该光的行进方向交叉的表面内至少相互垂直的方向上振动的各直线偏振 中，使一个直线偏振和另一个直线偏振产生相位差。
方案19所述的基体材料包括：第1被扫描面，通过电子束扫描来扫描第 1扫描图形并将其形成在一个表面上；以及第2被扫描面，形成在与所述第1 被扫描面相反侧的另一个表面上，使与所述第1扫描图形不同的第2扫描图 形被扫描；所述第1被扫描面具有全息图结构，将从该第1被扫描面射出的 光在相互不同的0级、1级、-1级三个方向上进行分光并分别射出，同时透 过从所述被扫描面侧入射的入射光；所述第2被扫描面具有衍射结构，对入 射到所述第1被扫描面并从所述第2被扫描面射出的光进行衍射。
在方案20中，定义用于形成上述任何一个基体材料的金属模。
方案21所述的光拾取装置包括：光磁记录媒体；光学元件，对来自激光 供给源的激光进行聚光，将聚光后的所述激光照射所述光磁记录媒体，同时 对所述光磁记录媒体上的反射光进行分光；以及多分割光检测器，包括用于 根据分光后的各光，进行寻迹误差、聚焦误差的各误差检测的各检测部；所 述光学元件在其一个表面侧上具有全息图结构，将所述反射光分光为相互不 同的0级、1级、-1级三个方向的各衍射光并分别从所述一个表面侧射出， 同时透过从所述一个表面侧入射的入射光并使其从另一个表面侧射出；在所 述另一个表面侧上具有双折射相位结构，在与光的行进方向交叉的表面内至 少相互垂直的方向上振动的各直线偏振中，使一个直线偏振和另一个直线偏 振产生相位差。
方案22所述的光拾取装置包括：光磁记录媒体；第1光学元件，使来自 激光供给源的激光成为平行光；第2光学元件，使所述平行光聚束并照射到 所述光磁记录媒体上；以及光检测器，通过所述第2光学元件来接受被所述 光磁记录媒体反射的所述激光；根据所述光检测器的输出来读出光磁记录媒 体上的记录信息，所述第1光学元件在其一个表面侧上具有全息图结构，将 所述激光分光为相互不同的0级、1级、-1级三个方向的各衍射光并分别从 所述一个表面侧射出。
方案23所述的光学元件加工方法用于对包含曲面部的第1基体材料形成 微细结构，其特征在于，该方法包括扫描步骤，所述微细结构上由电子束扫 描在所述曲面部，对于该曲面部，将全息图结构的截面略凹凸形状平面大致 为圆状的扫描行通过相对所述第1基体材料的所述电子束的焦点位置的相对 移动来进行高度方向的位置调整，并且一边进行表面方向的位置调整一边进 行扫描。
方案24所述的光学元件加工方法的特征在于，还包括以下步骤：对照射 了所述电子束的所述第1基体材料进行显像，在显像过的所述第1基体材料 的表面进行电铸，形成用于成形的第1金属模。
方案25所述的光学元件加工方法的特征在于，还包括以下步骤：对照射 了所述电子束的所述第1基体材料进行显像，在腐蚀处理过的所述第1基体 材料上进行电铸，形成用于成形的第1金属模。
方案26所述的光学元件加工方法的特征在于，还包括：对于包含由电子 束扫描的被扫描面的第2基体材料，在所述第2基体材料的所述被扫描面上 扫描双折射相位结构的第2扫描步骤；对照射了所述电子束的所述第2基体 材料进行显像，在显像过的所述第2基体材料的表面进行电铸，形成用于成 形的第2金属模的步骤；将所述第1、第2金属模相互对置配置，通过注射 成形，形成在一个表面上具有全息图结构、在另一个表面上具有双折射相位 结构的光学元件的步骤。
方案27所述的光学元件加工方法的特征在于，还包括：对于包含由电子 束扫描的被扫描面的第2基体材料，在所述第2基体材料的所述被扫描面上 进行衍射光栅的扫描的第2扫描步骤；对照射了所述电子束的所述第2基体 材料进行显像，在显像过的所述第2基体材料的表面进行电铸，形成用于成 形的第2金属模的步骤；将所述第1、第2金属模相互对置配置，通过注射 成形，形成在一个表面上具有全息图结构、在另一个表面上具有衍射结构的 光学元件的步骤。
方案28所述的光学元件加工方法的特征在于，还包括：对于包含由电子 束扫描的曲面部的第2基体材料，在所述第2基体材料的所述曲面部上进行 扫描，使得衍射光栅倾斜并按各节距来形成的第2扫描步骤；对照射了所述 电子束的所述第2基体材料进行显像，在显像过的所述第2基体材料的表面 进行电铸，形成用于成形的第2金属模的步骤；将所述第1、第2金属模相 互对置配置，通过注射成形，形成在一个表面的曲面部上具有全息图结构、 在另一个表面的曲面部上具有按各节距倾斜的衍射结构的基体材料的步骤。
方案29所述的光学元件加工方法的特征在于，在按各节距倾斜形成时， 所述第2扫描步骤按照所述曲面部上的倾斜的倾斜角度来提取预先定义了相 对于扫描位置的剂量分布的剂量分布特性，根据提取的所述剂量分布特性， 计算该剂量并进行所述基体材料的所述曲面部的扫描。
方案30所述的光学元件加工方法的特征在于，包括对所述成形用的第1 金属模进行注射成形，并形成所述基体材料的步骤。
方案31所述的光学元件加工方法的特征在于，包括使用成形用的第1 金属模作为所述基体材料，对该第1金属模进行扫描的步骤。
方案32所述的光学元件加工方法的特征在于，包括使用成形用的第2 金属模作为所述基体材料，对该第2金属模进行扫描的步骤。
方案33所述的发明中，定义用上述任何一个光学元件加工方法进行加工 的基体材料，此外，在方案34所述的发明中，用光学元件来形成所述基体材 料。
方案35所述的电子束扫描装置的特征在于，它包括：电子束照射部件， 照射电子束；电子透镜，用于改变由所述电子束照射部件照射的电子束的焦 点位置；装载台，装载通过照射所述电子束被扫描的被扫描面上具有曲面部 的基体材料；测定部件，在所述基体材料的曲面部上形成全息图结构时，测 定被扫描在所述基体材料上的扫描位置；以及控制部件，根据所述测定部件 测定的所述扫描位置进行控制，以调整所述电子透镜的电流值，按照所述扫 描位置来可变控制所述电子束的焦点位置，进行所述基体材料的曲面部和全 息图结构部分的扫描。
方案36所述的电子束扫描装置的特征在于，它包括：电子束照射部件， 照射电子束；装载台，装载通过照射所述电子束而被扫描的被扫描面上具有 曲面部的基体材料；驱动部件，驱动所述装载台；测定部件，在所述基体材 料的曲面部上形成全息图结构时，测定被扫描在所述基体材料上的扫描位置； 以及控制部件，根据所述测定部件测定的所述扫描位置进行控制，以通过所 述驱动部件使所述装载台升降，按照所述扫描位置来可变控制所述电子束照 射部件照射的电子束的焦点位置，进行所述基体材料的曲面部和全息图结构 部分的扫描。
方案37所述的电子束扫描装置的特征在于，它包括：电子束照射部件， 照射电子束；电子透镜，用于使由所述电子束照射部件照射的电子束的焦点 位置可变；装载台，装载通过照射所述电子束而被扫描的被扫描面上具有曲 面部的基体材料；测定部件，在所述基体材料的曲面部上形成双折射相位结 构时，测定被扫描在所述基体材料上的扫描位置；以及控制部件，根据所述 测定部件测定的所述扫描位置进行控制，使得调整所述电子透镜的电流值， 按照所述扫描位置来可变控制所述电子束的焦点位置，进行所述基体材料的 曲面部和双折射相位结构部分的扫描。
方案38所述的电子束扫描装置的特征在于，它包括：电子束照射部件， 照射电子束；装载台，装载通过照射所述电子束而被扫描的被扫描面上具有 曲面部的基体材料；驱动部件，驱动所述装载台；测定部件，在所述基体材 料的曲面部上形成双折射相位结构时，测定被扫描在所述基体材料上的扫描 位置；以及控制部件，根据所述测定部件测定的所述扫描位置进行控制，使 得通过所述驱动部件使所述装载台升降，按照所述扫描位置来可变控制所述 电子束照射部件照射的电子束的焦点位置，进行所述基体材料的曲面部和双 折射相位结构部分的扫描。
方案39所述的电子束扫描装置包括：电子束照射部件，照射电子束；电 子透镜，用于使由所述电子束照射部件照射的电子束的焦点位置可变；装载 台，按照需要装载通过照射所述电子束在被扫描的被扫描面上具有曲面部的 第1、第2基体材料；测定部件，在所述第1基体材料上形成全息图结构时， 测定被扫描在所述第1基体材料上的扫描位置，在所述第2基体材料上形成 双折射相位结构时，测定所述第2基体材料上被扫描的扫描位置；存储部件， 在所述第2基体材料的曲面部上形成双折射相位结构时，存储剂量分布的特 性，该特性对附加有按照曲面部上的倾斜位置倾斜的衍射光栅的各节距部分 的剂量的扫描位置预先定义了剂量分布；以及控制部件，在对所述第1基体 材料扫描曲面部和全息图结构的情况下，根据所述测定部件测定的所述扫描 位置进行控制，以便调整所述电子透镜的电流值，按照所述扫描位置来可变 控制所述电子束的焦点位置，而在对所述第2基体材料扫描曲面部和双折射 相位结构的情况下，根据所述测定部件测定的所述扫描位置进行控制，使得 调整所述电子透镜的电流值，按照所述扫描位置来可变控制所述电子束的焦 点位置，同时在所述焦点位置的焦深内，根据所述存储部件的所述剂量分布 特性进行控制，使得计算该剂量并且进行所述基体材料的曲面部上和双折射 相位结构部分的扫描；分别独立扫描所述第1、第2基体材料，在扫描后的 工序中将所述第1、第2基体材料作为一个基体材料来生成。
方案40所述的电子束扫描装置包括：电子束照射部件，照射电子束；电 子透镜，用于使由所述电子束照射部件照射的电子束的焦点位置可变；装载 台，按照需要装载通过照射所述电子束而被扫描的被扫描面上具有曲面部的 第1、第2基体材料；测定部件，在所述第1基体材料上形成全息图结构时， 测定被扫描在所述第1基体材料上的扫描位置，在所述第2基体材料上形成 衍射结构时，测定被扫描在所述第2基体材料上的扫描位置；存储部件，在 所述第2基体材料的曲面部上形成衍射结构时，存储剂量分布的特性，该特 性对附加有按照曲面部上的倾斜位置倾斜的衍射光栅的各节距部分的剂量的 扫描位置预先定义了剂量分布；以及控制部件，在对所述第1基体材料扫描 曲面部和全息图结构的情况下，根据所述测定部件测定的所述扫描位置进行 控制，使得调整所述电子透镜的电流值，按照所述扫描位置来可变控制所述 电子束的焦点位置，而在对所述第2基体材料扫描曲面部和衍射结构的情况 下，根据所述测定部件测定的所述扫描位置进行控制，使得调整所述电子透 镜的电流值，按照所述扫描位置来可变控制所述电子束的焦点位置，同时在 所述焦点位置的焦深内，根据所述存储部件的所述剂量分布特性进行控制， 使得计算该剂量并且进行所述基体材料的曲面部上和衍射结构部分的扫描； 分别独立扫描所述第1、第2基体材料，在扫描后的工序中将所述第1、第2 基体材料作为一个基体材料来生成。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的基体材料(光学元件)的示意结构一例的 说明图。
图2是表示本发明实施方式的基体材料(光学元件)的全息图结构的示 意结构一例的说明图。
图3是表示本发明实施方式的基体材料(光学元件)的双折射相位结构 (波长板结构)的示意结构一例的说明图。
图4(A)、图4(B)是表示波长板结构生成的入射角为0度的TM波、 TE波特性的说明图。
图5(A)、图5(B)是表示波长板结构生成的入射角为24度的TM波、 TE波特性的说明图。
图6(A)、图6(B)是表示波长板结构生成的入射角为46度的TM波、 TE波特性的说明图。
图7(A)、图7(B)是说明全息图结构的另一方式例的说明图，图7(A) 是说明光学系统的衍射级数的原理说明图，图7(B)是结构剖面图。
图8是表示图7的全息图结构生成的TE波特性的说明图。
图9是表示图7的全息图结构生成的TM波特性的说明图。
图10是说明全息图结构的另一方式例的说明图。
图11是表示本发明的电子束扫描装置的整体示意结构的功能方框图。
图12(A)、图12(B)是表示被图11的电子束扫描装置扫描的基体材 料的说明图，图12(C)是说明扫描原理的说明图。
图13是说明测定装置原理的说明图。
图14(A)～图14(C)是说明测定基体材料表面高度的方法的说明图。
图15是表示电子束扫描装置的更详细的控制系统结构一例的功能方框 图。
图16是表示用本发明的电子束扫描装置对基体材料进行扫描情况下的 处理步骤的流程图。
图17是表示用本发明的电子束扫描装置对基体材料进行扫描情况下的 处理步骤的流程图。
图18是表示用本发明的电子束扫描装置对基体材料进行扫描情况下的 处理步骤的流程图。
图19(A)～图19(D)是说明使用基体材料来形成用于成形的金属模， 并制造基体材料情况下的整体处理步骤的说明图。
图20(A)、图20(B)是说明使用基体材料来形成用于成形的金属模， 并制造基体材料情况下的整体处理步骤的说明图。
图21是说明使用基体材料来形成用于成形的金属模，并制造基体材料情 况下的整体处理步骤的说明图。
图22是表示本发明实施方式中的基体材料的示意结构一例的说明图。
图23(A)～图23(D)是说明使用基体材料来形成用于成形的金属模， 并制造基体材料情况下的整体处理步骤的说明图。
图24(A)～图24(C)是说明使用基体材料来形成用于成形的金属模， 并制造基体材料情况下的整体处理步骤的说明图。
图25是说明使用基体材料来形成用于成形的金属模，并制造基体材料情 况下的整体处理步骤的说明图。
图26是表示本发明实施方式中的基体材料的示意结构一例的说明图。
图27是表示图26的基体材料的细节说明图。
图28是表示用本发明的电子束扫描装置对基体材料进行扫描情况下的 处理步骤的流程图。
图29(A)表示扫描图形，图29(B)是表示剂量(ド一ズ)分布的说 明图。
图30(A)～图30(D)是说明使用基体材料形成用于成形的金属模，并 制造基体材料情况下的整体处理步骤的说明图。
图31(A)～图31(C)是说明使用基体材料形成用于成形的金属模，并 制造基体材料情况下的整体处理步骤的说明图。
图32是表示本发明实施方式中的基体材料的一表面的示意结构一例的 说明图。
图33是表示使用本发明的基体材料(光学元件)的光拾取装置的示意结 构一例的说明图。
图34是表示使用本发明的基体材料(光学元件)的光拾取装置的示意结 构一例的说明图。    
图35是表示图34的光拾取装置内的光磁盘和照射的激光的位置关系的 说明图。
图36是示意性表示现有的光拾取装置的示意结构的说明图。

以下，参照附图具体说明本发明的优选实施方式的一例。
[第1实施方式]
(光学元件的结构说明)
首先，参照图1说明用于本发明的光拾取装置的光学元件的示意结构。 图1是说明本实施方式中光学元件结构的说明图。
在本实施方式的光学元件中，具有以下特征：在光透镜的一个表面上形 成全息图结构，在光透镜的另一表面上形成双折射相位结构。
具体地说，如图1所示，作为光学元件一例的物镜2是可将入射到另一 表面2d侧的入射光S1从一个表面2a侧作为射出光S2射出的树脂制的部件， 在所述一个表面2d侧，形成全息图结构3，它可将所述入射光S1分光成相 互不同的0级、1级、-1级3方向的各衍射光并从所述一个表面2a分别射出， 同时使从所述一个表面2a侧入射的入射光透过并从所述另一表面2d侧射出。
此外，在物镜2的所述另一表面2d侧，形成波长板结构4，它是在与光 行进方向交叉的表面中至少在相互垂直的方向上振动的各直线偏振TE波、 TM波中，在一个直线偏振TE波和另一直线偏振TM波上产生相位差的波长 板结构的一例(使光的偏振方向旋转规定的角度)。
在全息图结构3中，从一个表面2a侧入射的入射光中TM波(在垂直于 行进方向的表面中没有电场分量仅有磁场分量的波)进行透过并聚光，从另 一表面2d侧入射的入射光中TE波(在垂直于行进方向的表面中没有磁场分 量仅有电场分量的波)形成平行光后按0级、1级、-1级进行偏振。
在波长板结构4中，从一个表面2a侧入射的入射光中例如TM波进行偏 振，使其振动方向旋转规定的角度，如果在指定的位置反射的该偏振光从另 一表面2d入射，则进行偏振来使所述振动方向旋转，作为TM波射出。
再有，作为波长板结构，最好形成例如1/4波长板等功能。即，在波长 板之前进行双折射，入射到波长板后被旋转1/4后返回或旋转1/4。
根据这样的树脂制的物镜2，全息图结构3和波长板结构4一体地形成， 所以例如在光拾取装置等光学系统中使用时，可以用一个部件来具有物镜、 波长板、全息图板三种功能，可以减少部件数目、光学部件的占有区域小并 有助于装置的小型化。
此外，波长板结构和全息图结构都可以在物镜上制造微细结构并通过集 中注射成形来形成，用树脂一体地形成，所以可降低成本，通过使用成形模 具等可有助于装置的批量生产。
而且，在光拾取装置等中，在物镜上可以包含寻迹和聚焦功能，在进行 寻迹时，不必如以往那样使物镜和全息图板等整体移动，仅使物镜移动就可 以，由于是一个部件，所以所述光拾取装置等对准移动容易进行。
再有，具体地说，例如，最好将检测信号分配为0级光，将用于聚焦的 信号和用于寻迹的信号分配为+1和-1。
这里，在本实施方式的全息图结构3中，射出三个光并生成球面波，但 在仅射出0级光方面与普通的偏振板有所不同。
再有，也可以是在物镜的一个表面上有全息图结构，而没有波长板。但 是，从效率的观点来看，最好有波长板。
在上述例中，作为波长板结构，例如形成1/4波长板等功能，但不限于 此，也可以按照需要来形成1/2波长板或其他各种波长板。
(关于基体材料)
在本发明的基体材料中，在光透镜的一表面上形成全息图结构这方面有 特征。此外，在本发明的基体材料的另一形态中，具有在光透镜的另一表面 上形成波长板功能(双折射相位结构)这方面有特征。
(全息图结构)
首先，参照图2～图10来说明被具有这样的特征的由电子束扫描的基体 材料。图2展示了扫描在基体材料上的扫描图形和其细部的扫描形状。
如图所示，作为扫描在本实施方式的基体材料一例的物镜2上的扫描图 形的一例，展示了圆扫描，如果放大观察被扫描面上具有曲面部2a的基体材 料一例的物镜2的扫描部分的局部即E部分，则基体材料的物镜2形成多个 凹凸构成的全息图结构3。再有，作为基体材料的物镜2，光学元件最好由例 如拾取透镜等构成。
全息图结构3将入射到该曲面部2a的光或射出的光偏振分离成在与该光 的行进方向交叉的表面内至少相互垂直的方向上进行振动的两个偏振分量， 即TE波、TM波，特别是TE波作为1级衍射光和-1级衍射光进行偏振，TM 波具有作为0级衍射光直行的功能，通过凸部3a和凹部3b来形成凹凸部(二 元图形的衍射光栅结构)。
更详细地说，如放大了图1所示的F部的图所示，全息图结构3按高度 d3形成多个具有第1宽度d1的凸部3a、以及具有与上述第1宽度d1不同的 第2宽度d2的凹部3b。
再有，通过非对称地形成周期内的结构，即使对于垂直入射的光，也可 以进行偏振分离。
在本实施方式的基体材料中，通过在曲面部2a上形成这样的周期结构， 可以将透过该结构的光分离成TE波(在垂直于行进方向的表面中没有磁场 分量仅有电场分量的波)的1级衍射光、-1级衍射光、TM波(在垂直于行 进方向的表面中没有电场分量仅有磁场分量的波)的0级衍射光。
这里，作为图2中的d1、d2、d3的具体数值，例如，如果基体材料(物 镜)2的折射率n＝1.475、波长为400nm，则最好是d1＝200-0.36×200nm、 d2＝0.36×200nm、d3＝2320nm。
不用说，只要是可以实现所谓‘将行进波分离成0级衍射光、-1级衍射 光、1级衍射光’的全息图结构(偏振分光镜)的功能，该全息图结构中的 尺寸d1～d3的尺寸设定、以及其凹凸结构不限定于上述例。
这样，在曲面部2a上，通过构成基于图2所示凹凸形状的全息图结构3， 可以将光偏振分离成0级衍射光、1级衍射光、-1级衍射光。
(双折射相位结构)
下面，参照图3来说明配有双折射相位结构的基体材料。在图3中，展 示了被扫描在基体材料上的扫描图形和其细部的扫描形状。
如图所示，作为被扫描在基体材料一例的物镜2上的扫描图形的一例， 展示了圆扫描，如果放大观察被扫描面上具有曲面部2d的基体材料一例的物 镜2的扫描部分的局部即E部分，则基体材料(物镜)2形成多个凹凸(二 元素结构的衍射结构)构成的双折射相位结构4。再有，作为基体材料(物 镜)2，最好由光学元件例如拾取透镜等构成。
双折射相位结构4具有在入射到该曲面部2d的光或射出的光的与该光行 进方向交叉的表面内至少相互垂直的方向上振动的两个偏振分量TE波、TM 波中，在一个偏振TE波和另一个偏振TM波之间产生相位差φ的功能，并具 有凸部4a和凹部4b。
更详细地说，如放大了图3表示的F部的图所示，双折射相位结构4具 有使具有所述第1宽度d5的凸部4a、以及具有比所述第1宽度d5短的第2 宽度d6的凹部5b处于交叉位置而形成的周期结构。再有，凸部4a的高度按 d7来形成。
在本实施方式的基体材料(物镜)2中，通过在曲面部2d上形成这样的 周期结构，从而在透过该结构的光中，可在TE波、TM波之间产生相位差φ。
这里，作为图3中的d5、d6、d7的具体数值，例如，如果基体材料(物 镜)2的折射率n＝2、波长为λ，则最好d5∶d6＝7∶3、d7＝1λ。再有，这种情况 例如是假设具有与1/4波长板相同功能的情况，但不限于此，也可以具有与 1/2波长板、1波长板等相同的功能。
图4(A)、图4(B)、图5(A)、图5(B)、图6(A)、图6(B)分别 表示将这样情况下的可由双折射相位结构4产生相位差的TE波、TM波的波 状况按照分别改变入射角时的由FDTD法等进行解析的结果。在图4(A)中， 展示入射角为0度的由所述双折射相位结构4生成的TM波的情况，另一方 面，在图4(B)中，展示入射角为0度的由所述双折射相位结构4生成的 TE波的情况。
在图5(A)中，展示入射角为24度的由所述双折射相位结构4生成的 TM波的情况，另一方面，在图5(B)中，展示入射角为24度的由所述双折 射相位结构4生成的TE波的情况。
在图6(A)中，展示入射角为46度的由所述双折射相位结构4生成的 TM波的情况，另一方面，在图6(B)中，展示入射角为46度的由所述双折 射相位结构4生成的TE波的情况。
其中，在这些图中，都假设光从图中的下方向上方的为进入光(假设基 体材料的情况下，在从基体材料的曲面部射出的光的TE波、TM波中产生相 位差的情况)，假设为向上方侧无限扩宽的平面波。再有，横轴表示沿着双折 射相位结构G1的横方向的位置(单位×20nm)，纵轴表示沿着垂直于双折射 相位结构G1的上方向的位置。在该图中，假设是波长λ为500nm的情况。
如这些图所示，在形成了基于图3所示形状的凹凸的双折射相位结构4 (在图4(A)、图4(B)中为双折射相位结构G1)的情况下，如图4(A)、 图4(B)所示，可按规定的相位差分别良好地生成TM波A1、TE波A2。 因此，可以说将上述d5～d7设定为上述所示的数值，在良好地生成相对于TE 波、TM波的相位差方面是优选的。
这样，在入射直进光和斜线传播的光，研讨是否有作为波长板的效果的 情况下的模拟结果中，即使倾斜地进入，相位也偏移，所以在相同结构中具 有波长板的功能。再有，入射角的边界值例如可至50度或60度。
但是，只要可以实现所谓‘使TE波、TM波上产生相位差’的双折射相 位结构的功能，不用说，该双折射结构中的尺寸d5～d7的尺寸设定或其凹凸 结构不限于上述例。
此外，在形成于物镜这样的曲面上的情况下，入射角也为倾斜的，但在 这样的情况下，例如，在图5所示的入射角为24度的情况下，可按规定的相 位差分别良好地生成TM波A3、TE波A4，在图6表示的入射角为46度的 情况下，也可以按规定的相位差分别良好地生成TM波A5、TE波A6。因此， 在形成于物镜上的情况下，上述设定也没有问题。
这样，在曲面部2d上，通过构成图2所示形状的凹凸的双折射相位结构 4，可在TE波、TM波中产生相位差。
(全息图结构的其他方式I)
再有，作为所述全息图结构3的方式，不限于图2所示的凹凸结构的方 式，也可以按图7所示的凹凸结构的方式来形成。
具体地说，如图7(B)所示，全息图结构3形成由具有第1宽度p1- qp1的凸部和具有第2宽度qp1的凹部构成的凹凸部和平面部组成的周期结 构。
这里，设一个凹凸部和一个平面部构成的1周期为宽度p2，一个凸部的 高度为t1，从平面部至凸部顶部的高度为t2。
此时，在透镜的折射率n＝1.475、入射光的波长λ＝400nm的情况下，作 为上述图7(B)中的结构的具体数值，例如，最好是t1＝2320nm、t2＝1160nm、 q＝0.36、p1＝200nm、p2＝2000nm。
即使是在这样构成的情况下，如图7(A)所示，在全息图结构中，如果 将光入射，则按0级透过光(入射光)、+1级衍射光(例如用于寻迹)、-1级 衍射光(用于聚焦)分别偏振。
图8、图9分别表示按照FDTD法等解析这种情况中全息图结构3可产 生的TM波、TE波的情况。在图8中，展示了可由所述全息图结构3产生的 TE波的情况，另一方面，在图10中，展示了可由上述全息图结构3产生的 TM波的情况。
其中，在这些图中，都假设光从图中的下方朝上方进入，假设为向上侧 无限扩宽的平面波。再有，横轴表示沿着全息图结构G2的横方向的位置(单 位×40nm)，纵轴表示沿着垂直于双折射相位结构G1的上方的位置(单位 ×40nm)。在该图中，假设是波长λ为500nm的情况。
如这些图所示，在形成了图7(B)所示形状的凹凸的全息图结构3(图 8、图9中为全息图结构G2)的情况下，如图8、图9所示，可良好地生成 基于TM波A1、TE波A2的规定的偏振。因此，可以说将上述p1、p2、t1、 t2、q设定为上述所示的数值，在良好地生成0级透过光、1级衍射光、-1级 衍射光方面是理想的。
但是，不用说，只要是能够实现所谓‘产生0级透过光、1级衍射光、 -1级衍射光’的全息图结构的功能，则其结构中的尺寸p1、p2、t1、t2、q 的尺寸设定及其凹凸结构不限于上述例。
这样，通过构成基于图7(B)所示形状的凹凸的全息图结构3，可以将 光偏振分离成0级透过光、1级衍射光、-1级衍射光。
(全息图结构的其他方式II)
而且，在所述模拟中，假设了在平面上形成全息图结构的情况，但实际 上，作为全息图结构，如图10所示，在基体材料80的曲面部80a上形成全 息图结构82。
全息图结构82由第1凸部82aa、第1凹部82ab组成的周期结构构成的 第1凹凸部82a和第2凹部82b构成。这样，通过在曲面部形成所述全息图 结构，可以将光以0级、1级、-1级进行衍射，将光供给各部。
如以上那样，通过构成在一表面上形成全息图结构3、在另一表面上形 成双折射相位结构4的基体材料(物镜2)，例如在图1那样的光学系统中， 来自物镜2一个表面2a侧的平行光的激光S3由物镜2聚焦而成为光S4，指 定部位反射的来自另一表面2d的光S1由物镜2返回为平行光。
此时，全息图结构3将从一个表面2a侧入射的激光S3透过，但在从另 一表面2d入射的光S1被衍射，并在从一个表面2a射出时被按0级、-1级、 1级的各光进行偏振。
此外，通过波长板结构4，在垂直于从一个表面2a侧入射的激光S3的 行进方向的表面内将一指定方向的振动偏振并聚束到另一指定方向的振动 上，指定部位(光磁记录媒体等)反射的光S1通过所述波长板结构4，将另 一指定方向的振动再次偏振到所述一指定方向的振动上，同时形成平行光。
由此，0级、-1级、1级的各光在后述的光拾取装置等中可各自寻迹或 聚焦等时使用。
如以上那样，在三维的扫描中对曲面部进行扫描时，对基于子波长级的 凹凸的周期结构进行扫描，通过在所述基体材料上形成全息图结构和双折射 相位结构，最终可形成在一表面上配有全息图结构、在另一表面上配有双折 射相位结构的光透镜等，由此也可改变现有的波长板、全息图板，而应用于 各种机器。
这样，根据所述基体材料来构成金属模，作为注射成形的最终成形品， 可以依次批量生产具有全息图结构的元件。因此，鉴于以往那样一个一个地 形成全息图板和波长板时的各工序的工夫、时间，可以实现制造成本的大幅 度降低和生产率的提高。
以下，说明以形成具有这样的全息图结构、波长板功能的基体材料为前 提的电子束扫描装置的具体结构。
(电子束扫描装置的整体结构)
下面，参照图11来说明电子束扫描装置的整体的示意结构。图11是表 示本例的电子束扫描装置的整体结构的说明图。
如图11所示，本实施例的电子束扫描装置1000以大电流形成高清晰度 的电子射线探测器，在扫描对象的基体材料102上高速地进行电子束扫描， 它包括：作为电子束生成部件的电子枪1012，形成高析像度电子束探针，生 成电子束，对靶进行电子束照射；缝隙1014，使来自该电子枪1012的电子 束通过；电子透镜1016，用于控制通过缝隙1014的电子束的相对于所述基 体材料1002的焦点位置；闸阀1018-寻迹校正用线圈1019，配置在电子束发 射的路径上；偏转器1020，通过使电子束偏转来控制作为靶的基体材料1002 上的扫描位置等；用于进行像散校正的电子透镜1022；以及物镜1023。再有， 这些部件被配置在镜筒1010内，在电子束发射时维持真空状态。
电子透镜1016由沿高度方向多个部位分开设置的各线圈1017a、1017b、 1017c的各自电流值生成多个电子透镜，由此各自被控制，并控制电子束的焦 点位置。
而且，电子束扫描装置1000包括：XYZ载物台1030，是用于装载作为 扫描对象的基体材料1002的装载台；加料器1040，是用于将基体材料1002 传送到该XYZ载物台1003上的装载位置的传送部件；测定装置1080，是用 于测定XYZ载物台1030上的基体材料1002的表面基准点的测定部件；载物 台驱动部件1050，是用于驱动XYZ载物台1030的驱动部件；加料器驱动装 置1060，用于驱动加料器；真空排气装置1070，进行排气，使得包含镜筒 1010内及XYZ载物台1030的机壳1011内为真空；二次电子检测器1091， 用于检测基于对基体材料1002的电子束照射产生的例如二次电子并观察扫 描行等；微小电流计，对XYZ载物台1030的微小电流进行测定；电气操作 排气控制系统1101-扫描控制系统1120，是进行上述部件的控制的控制部件； 控制使用的信息处理单元1180，配有各种计算机；以及未图示的电源等。
再有，也可以取代所述二次电子检测器91而配有电子显微镜等观察系 统，或配有未图示的其他观察光学系统，也可以利用这些系统来观察基体材 料的状态。
测定装置1080用于检测基体材料1002的高度位置，包括：第1激光测 长器1082，通过对基体材料1002照射激光来测定基体材料2；第1受光部 1084，使第1激光测长器1082发光的激光(第1照射光)被基体材料1002 反射并接受该反射光；第2激光测长器1086，从与所述第1激光测长器1082 不同的照射角度进行照射；以及第2受光部1088，使由所述第2激光测长器 1086发光的激光(第2照射光)被基体材料1002反射并接受该反射光。
载物台驱动部件1050包括：X方向驱动机构1051，沿X方向驱动XYZ 载物台1030；Y方向驱动机构1052，沿Y方向驱动XYZ载物台1030；Z方 向驱动机构1053，沿Z方向驱动XYZ载物台1030；以及θ方向驱动机构，沿 θ方向驱动XYZ载物台1030。再有，除此以外，还可设置以可在X轴为中心 的φ方向上旋转驱动的φ方向驱动机构1056，形成对载物台可进行纵向摆动、 左右摆动、滚动的结构。由此，可使XYZ载物台1030三维地移动，或进行 对准。
电气操作排气控制系统1101包括：TFE电子枪控制部1102，调整控制 向电子枪1012供给电源的电子枪电源部中的电流、电压等；电子枪轴配合控 制部1103，调整控制用于使电子透镜1016(多个各电子透镜)移动的透镜电 源部中的各电子透镜所对应的各电流，控制电子枪的轴组合；聚束透镜控制 部1104，调整控制电子透镜1016(多个各电子透镜)的各透镜所对应的各电 流；像散校正控制部1105，用于控制像散校正用的线圈1022；物镜控制部 1106，用于控制物镜1023；扫描信号发生部1108，产生对偏转器1020进行 基体材料1002上的扫描时的扫描信号；二次电子检测控制部1111，控制来自 二次电子检测器1091的检测信号；图像信号显示控制部1112，根据来自二次 电子检测控制部1111的检测信号进行用于显示图像信号的控制；真空排气控 制电路1113，控制真空排气装置1070的真空排气；以及控制部1114，承担 上述各部的控制和微小电流计1092的控制。
扫描控制系统1120包括：成形偏转部1122a，用偏转器1020进行成形 方向的偏转；副偏转部1122b，用于由偏转器1020进行副扫描方向的偏转； 主偏转部1122c，用于由偏转器1020进行(主)扫描方向的偏转；高速D/A 变换器1124a，将数字信号变换控制为模拟信号，以便对成形偏转部1122a 进行控制；高速D/A变换器1124b，将数字信号变换控制为模拟信号，以便 对副偏转部1122b进行控制；以及高精度D/A变换器1124c，将数字信号变 换控制为模拟信号，以便对主偏转部1122c进行控制。
扫描控制系统1120包括：第1激光测定控制电路1131，进行第1激光 测长器182的激光照射位置的移动和激光照射角的角度等；第2激光测定控 制电路1132，进行第2激光测长器1086的激光照射位置的移动和激光照射 角的角度等的控制；第1激光输出控制电路1134，用于对第1激光测长器82 的激光照射光的输出(激光的光强度)进行调整控制；第2激光输出控制电 路1136，用于对第2激光测长器186的激光照射光的输出进行调整控制；第 1测定计算部1140，用于根据第1受光部1084的受光结果，来计算测定结果； 第2测定计算部1142，用于根据第2受光部1088的受光结果，计算测定结 果；载物台控制电路1150，用于控制载物台驱动部件1050；加料器控制电路 1152，控制加料器驱动装置1060；以及机构控制电路1154，对上述第1、第 2激光测定控制电路1131、1132、第1、第2激光输出控制电路1134、1136、 第1、第2测定计算部1140、1142、载物台控制电路1150、加料器控制电路 1152进行控制。
扫描控制系统1120包括：电子束寻迹控制部1161，通过控制线圈1019 中的电流值，控制从一扫描行到下一扫描行的寻迹区间即电子束寻迹；场旋 转控制部1162，用于控制扫描场；多模式控制部1163，控制将对应于扫描图 形的各种扫描模式(圆+光栅等)进行组合利用等；光栅扫描控制部1164， 用于进行控制，使得电子束光栅扫描在基体材料2上；圆图形控制部1165， 进行控制，以便对圆图形进行扫描；埃图形控制部1166，进行控制，以便对 埃图形进行扫描；EB偏转控制部1167，控制各种偏转；视频放大器1168， 与二次电子检测器1091相关联；主时钟计数部1171，根据基准时钟来生成 控制各种控制信号(脉冲信号)；控制系统1300，进行用于将来自信息处理 单元1180的信息形成适合各部形式的控制信号；以及CPG接口1169，控制 对各部的控制信号的输入输出。
信息处理单元1180包括：操作输入部1158，由用于操作输入各种信息 的键盘、鼠标器、寻迹球等构成；显示器等显示部1182，可进行各种显示， 即后述的校正用扫描和普通扫描等的模式切换及模式设定等各种设定、基体 材料2的表面状态和断层图像(基体材料的指定位置的各截面)、扫描图像等 的监视和三维图解图像等的显示，各种扫描的模拟等各种软件的显示等；硬 盘1183，是用于存储的存储部件，存储输入的信息和用于进行各种控制的控 制程序等各种程序、测定结果、校正表、各种软件等和其他多个信息；是可 读写外部记录媒体即MO1184等中记录的信息的装置(无符号)、打印机1185 是可打印输出各种信息的打印部件或可进行图像形成的图像形成装置；以及 是控制部1186，它承担上述各部件的控制的主计算机。
此外，在本实施方式的电子束扫描装置1000中，在包含操作输入部1181 等所谓‘操作系统’或‘操作部件’中，不用说，可进行模拟扫描方式、数 字扫描方式的选择、基本形状的多个扫描图形的选择等的各种命令选择的基 本操作。
在硬盘1183(盘装置)中，例如最好存储有关扫描图形的信息、扫描软 件(专用CAD)1191、用于设计扫描图形和基体材料1002的三维形状的具 有普通的三维CAD功能的软件CAD1192、对该CAD1192形成的例如文件形 式进行用所述专用扫描软件1191读入的文件形式的格式变换的格式变换软 件1193等。再有，作为存储部件，例如也可以作为半导体存储器等存储装置 的一区域来形成。
控制部1186包括进行用于观察识别基体材料1002和其扫描图像等的各 种图像处理的图像处理部1186b。
图像处理部1186b接收例如来自二次电子检测器1091的检测信号，通过 二次电子检测控制部1111和图像信号显示控制部1112来形成图像数据。而 且，为了显示指定部位，根据各图像数据和位置数据，例如进行将图像等显 示在显示部1182上的处理。此时，图像处理部1186b可从所述图像数据中读 出任意的X、Y、Z坐标的数据，将从期望的观察点看到的立体的图像显示在 显示部1182上。此外，对于该图像数据，进行基于亮度变化的轮廓提取其图 像的处理，识别由电子束形成的孔、线等基体材料表面的特征部分的大小和 位置，可判定XYZ载物台1030是否将基体材料1002配置在期望的位置上， 期望尺寸的孔、线是否通过电子束形成在基体材料2上就可以。
控制部1186根据操作输入部1181的指示或图像数据等来对各部设定各 种条件。而且，按照从操作输入部1181等输入的用户指示等，可以控制XYZ 载物台1030和用于电子束照射的各部。
此外，上述控制部1186接收由二次电子检测器控制部1111变换成数字 值的来自二次电子检测器1091的所有检测信号。该检测信号按照电子束扫描 的位置、即电子束的偏转方向来变化。因此，通过使偏转方向和该检测信号 同步，可以检测电子束的各扫描位置上的基体材料的表面形状。控制部1186 将这些形状对应于扫描位置进行再构成，可将基体材料表面的图像数据显示 在显示部1182上。
在具有上述结构的电子束扫描装置1000中，如果由加料器1040运送的 基体材料1002被装载在XYZ载物台1030上，则在由真空排气装置1070对 镜筒1010和机壳1011内的空气及粉尘等进行排气后，从电子枪1012照射电 子束。
用户例如最好使用操作输入部1181等，指定例如扫描区域、扫描时间、 电压值等扫描的条件设定。
当扫描开始时，则从电子枪1012照射的电子束通过电子透镜1016由偏 转器1020进行偏转，偏转后的电子束B(以下，仅对通过该电子透镜1016 后的被偏转控制的电子束相关联，赋予‘电子束B’的标号)通过照射XYZ 载物台1030上的基体材料1002的表面、例如曲面部(曲面)1002a上的扫描 位置来进行扫描。
此时，通过测定装置1080，来测定基体材料1002上的扫描位置(扫描 位置中至少高度位置)、或后述的基准点的位置，电气操作控制系统1101、 扫描控制系统1120根据该测定结果，对流过电子透镜1016的线圈1017a、 1017b、1017c等的各电流值进行调整控制，控制电子束B的焦深位置、即焦 点位置，移动控制该焦点位置，以使其成为所述扫描位置。
或者，根据测定结果，电气操作控制系统110、扫描控制系统1120通过 对载物台驱动部件1050进行控制，使XYZ载物台1030移动，以使所述电子 束B的焦点位置成为所述扫描位置。
此外，在本例中，通过由电子束的控制、XYZ载物台1030的控制中任 何一方的控制来进行，也可以利用双方来进行。
然后，通过扫描，检测从基体材料2的表面释放的二次电子，根据检测 结果，由图像处理部1186b实施图像处理，将表示该区域的表面形状的图像 显示在显示部1182上。
再有，作为装置，不限于上述例子，也可以形成以下结构：同时进行基 于电子束的扫描和表面观测，依次取得平行于基体材料表面的平面图像，作 为三维图像数据进行存储，同时通过图像变换来获得任意的截面。
接着，如图13所示，测定装置1080通过第1激光测长器1082从与电子 束交叉的方向对基体材料1002照射第1光束S1，利用透过基体材料1002的 第1光束S1的受光，来检测第1光强度分布。
此时，第1光束S1被基体材料1002的底部反射，所以根据第1强度分 布，可测定计算基体材料1002的平坦部1002b上的(高度)位置。但是，在 该情况下，不能测定基体材料1002的曲面部1002a上的(高度)位置。
因此，在本例中，还设置第2激光测长器1086。即，通过第2激光测长 器1086，从大致垂直于与第1光束S1不同的电子束的方向对基体材料1002 照射第2光束S2，透过基体材料1002的第2光束S2通过第2受光部1088 来受光，从而检测第2光强度分布。
这种情况下，如图14(A)～图14(C)所示，由于第2光束S2在曲面 部1002a上透过，所以根据所述第2强度分布，可以测定计算从基体材料1002 的平坦部突出的曲面部1002a上的(高度)位置。
具体地说，如果第2光束S2透过XY基准坐标系中的曲面部1002a上的 某个位置(x，y)的特定高度，则在该位置(x，y)中，如图14(A)～图 14(C)所示，因第2光束S2接触曲面部1002a的曲面而产生漫射光，该漫 射光部分的光强度变弱。这样，根据第2受光部1088检测出的第2光强度分 布，测定计算位置。
然后，将该基体材料的高度位置例如作为扫描位置，进行所述电子束的 焦点位置的调整并进行扫描。
(扫描位置计算的原理概要)
下面，说明电子束扫描装置1000中的进行扫描情况下的原理概要。
首先，如图12(A)、图12(B)所示，基体材料1002例如最好由树脂 等形成的光学元件例如光透镜等形成，包括截面略呈平板状的平坦部1002b、 以及形成自该平坦部1002b突出形成的曲面的曲面部1002a。该曲面部1002a 的曲面不限于球面，也可以是非球面等其他的在所有高度方向上有变化的自 由曲面。
在这样的基体材料1002中，在将基体材料1002预先装载在XYZ载物台 1030上前，确定基体材料1002上的多个、例如3个基准点P00、P01、P02 并测定其位置(测定A)。由此，例如，由基准点P00和P01来定义X轴， 由基准点P00和P02来定义Y轴，可计算三维坐标系中的第1基准坐标系。 这里，设第1基准坐标系中的高度位置为Ho(x，y)(第1高度位置)。由此， 可进行基体材料2的厚度分布计算。
另一方面，在将基体材料1002装载在XYZ载物台1030上后，也进行同 样的处理。即，如图12(A)所示，预先确定基体材料1002上的多个、例如 3个基准点P10、P11、P12并测定其位置(测定B)。由此，例如，由基准点 P10和P11来定义X轴，有基准点P10和P12来定义Y轴，可计算三维坐标 系中的第2基准坐标系。
而且，通过这些基准点P00、P01、P02、P10、P11、P12来计算用于将 第1基准坐标系变换成第2基准坐标系的坐标变换矩阵，利用该坐标变换矩 阵，计算第2基准坐标系中的所述Ho(x，y)所对应的高度位置Hp(x，y) (第2高度位置)，将该位置作为最佳聚焦位置、即扫描位置，成为电子束的 焦点位置要对准的位置。由此，可进行上述基体材料1002的厚度分布的校正。
再有，上述测定B可以使用电子束扫描装置1000的测定部件即测定装 置1080进行测定。
而且，测定A在其他场所中必须使用其他测定装置预先进行测定。作为 这样的将基体材料1002装载在XYZ载物台1030上前预先测定基准点的测定 装置，可以采用与上述测定装置1080完全相同结构的测定装置。
该情况下，测定结果通过未图示的网络进行数据传送，被存储在存储器 硬盘1183等中。当然，也有不需要该测定装置的情况。
如上述那样，计算扫描位置，控制使电子束的焦点位置受控制来进行扫 描。
具体地说，如图12(C)所示，将电子束的焦深FZ(束腰BW)的焦点 位置调整控制在三维基准坐标系中的单位空间的1场(m＝1)内的扫描位置 中。(如上所述，该控制通过电子透镜1016的电流值调整或XYZ载物台1030 的驱动控制中任何一方或双方来进行)。再有，在本例中，为了使1场的高度 比焦深FZ长，对场进行了设定，但不限于此。这里，焦深FZ在通过电子透 镜照射的电子束B中，表示束腰BW有效范围的高度。
再有，在电子束B的情况下，设电子透镜的宽度为D、电子透镜至束腰 (电子束直径最细的地方)BW的深度为f，则D/f为0.01左右，例如具有 50nm左右的析像清晰度，焦深例如为几十μm左右。
然后，如图12(C)所示，例如通过在1场内向Y方向移动同时沿X方 向依次扫描，可进行1场内的扫描。而且，在1场内，如果存在没有被扫描 的区域，则对于该区域也进行上述焦点位置的控制，同时沿Z方向移动，进 行基于同样扫描的扫描处理。
接着，在进行了1场内的扫描后，在其他场、例如m＝2的场、m＝3的场 中，与上述同样，进行测定和扫描位置的计算，同时使扫描处理实时进行。 这样，当对于要扫描的扫描区域结束所有的扫描时，则结束基体材料1002表 面中的扫描处理。再有，在本例中，将对应于该扫描区域中的曲面部的表面 曲面的部分作为被扫描面。
而且，进行上述那样的各种运算处理、测定处理、控制处理等处理的处 理程序可作为控制程序预先存储在硬盘1183中。
此外，在电子束扫描装置1100的硬盘1183中，有形状存储表，在该形 状存储表中，有剂量分布运算程序、其他处理程序等，例如用于根据有关预 先定义了基体材料1002的曲面部1002a中倾斜并按各节距形成衍射光栅时相 对于扫描位置与剂量的分布信息等的剂量分布特性等的剂量分布信息、在按 每个节距形成表面防反射的凹凸时有关该凹凸部分的剂量的剂量分布信息、 对剂量分布进行校正运算的剂量分布校正运算信息、其他信息、进行这些处 理的处理程序(更详细地说，例如后述的图16～图18的S101～S118的一连串 的处理等)、所述剂量分布信息和剂量分布校正运算信息等信息，通过运算来 计算曲面部上规定的倾斜角度中的剂量分布特性等。
在具有这样结构的控制系统中，剂量分布信息被预先存储在硬盘1183 的形状存储表等中，根据处理程序，在扫描时提取该剂量分布信息，根据该 剂量分布信息来进行各种扫描。
再有，可以由上述实施方式的硬盘来构成本发明的存储部件，可以由控 制部、扫描控制系统、电气操作-排气控制系统来构成本发明的‘控制部件’。
该控制部件根据所述测定部件测定的所述扫描位置进行控制，以调整所 述电子透镜的电流值，按照所述扫描位置来可变控制所述电子束的焦点位置， 进行所述基体材料的曲面部和全息图结构部分的扫描。
此外，控制部件根据所述测定部件测定的所述扫描位置进行控制，以可 调整所述电子透镜的电流值，按照所述扫描位置来可变控制所述电子束的焦 点位置，进行所述基体材料的曲面部和双折射相位结构部分的扫描。
而且，根据所述测定部件测定的所述扫描位置进行控制，由所述驱动部 件来升降所述装载台，按照所述扫描位置来可变控制由所述电子束照射部件 照射的电子束的焦点位置，进行所述基体材料的曲面部和双折射相位结构部 分的扫描。
另外，测定部件在所述第1基体材料上形成全息图结构时，测定被扫描 在所述第1基体材料上的扫描位置，在所述第2基体材料上形成双折射相位 结构时，测定被扫描在所述第2基体材料上的扫描位置的情况下，所述存储 部件在所述第2基体材料的曲面部上形成双折射相位结构时，存储对附加了 按照曲面部上的倾斜位置倾斜的衍射光栅的各节距部分的剂量的扫描位置预 先定义了剂量分布的剂量分布特性。
此时，控制部件进行控制，使得在所述第1基体材料上对曲面部和全息 图结构进行扫描的情况下，根据所述测定部件测定的所述扫描位置，调整所 述电子透镜的电流值，并按照所述扫描位置来可变控制所述电子束的焦点位 置，而在所述第2基体材料上对曲面部和双折射相位结构进行扫描的情况下， 根据所述测定部件测定的所述扫描位置，调整所述电子透镜的电流值，并按 照所述扫描位置来可变控制所述电子束的焦点位置，同时在所述焦点位置中 的焦深内，根据所述存储部件的所述剂量分布的特性，计算该剂量，并且进 行所述基体材料的曲面部上和双折射相位结构部分的扫描。由此，分别独立 扫描所述第1、第2基体材料，在扫描后的工序中将所述第1、第2基体材料 作为一个基体材料来生成。
而且，测定部件在所述第1基体材料上形成全息图结构时，测定被扫描 在所述第1基体材料上的扫描位置，在所述第2基体材料上形成衍射结构时， 测定被扫描在所述第2基体材料上的位置这种情况下，所述存储部件在所述 第2基体材料的曲面部上形成衍射光栅时，存储对附加了按照曲面部上的倾 斜位置倾斜的衍射光栅的各节距部分的剂量的扫描位置预先定义了剂量分布 的剂量分布特性。
此时，控制部件进行控制，使得在所述第1基体材料上对曲面部和全息 图结构进行扫描的情况下，根据所述测定部件测定的所述扫描位置，调整所 述电子透镜的电流值，并按照所述扫描位置来可变控制所述电子束的焦点位 置，在对所述第2基体材料的曲面部和双折射相位结构进行扫描的情况下， 根据所述测定部件测定的所述扫描位置，调整所述电子透镜的电流值，并按 照所述扫描位置来可变控制所述电子束的焦点位置，同时在所述焦点位置中 的焦深内，根据所述存储部件的所述剂量分布的特性，计算该剂量，并且进 行所述基体材料的曲面部上和衍射结构部分的扫描。由此，分别独立扫描所 述第1、第2基体材料，在扫描后的工序中将所述第1、第2基体材料作为一 个基体材料来生成。
(其他控制系统的结构)
下面，参照图15来说明在对扫描行进行扫描时，例如按正多边形近似所 述圆扫描，进行直线扫描情况下的各种处理的控制系统的具体结构。图15展 示本实施方式的电子束扫描装置的控制系统的详细结构。
如图15所示，在电子束扫描装置中，包括：扫描条件运算部件1186c， 例如根据在圆扫描时近似为正多边形(包括不定多边形)所需的(对应于圆 的半径)各种数据(例如，对于某一半径kmm的圆，包含其多边形的分割数 n、各边位置的各点位置的坐标信息和时钟数的倍数值、以及Z方向的位置等 的对应于各圆的信息等)、对不限于圆扫描的各种曲线进行扫描时直线近似所 需的各种数据、存储有关各种扫描图形(矩形、三角形、多边形、纵线、横 线、斜线、圆板、圆周、三角周、圆弧、扇形、椭圆等)数据的扫描图形存 储部件的扫描图形数据1183a，以及所述扫描图形数据1183a的扫描图形数据， 进行扫描条件的运算；(2n+1)行扫描条件运算部件1186d，由所述扫描条件 运算部件1186c运算(2n+1)行((n＝0、1、2、...)时的情况是(2n+1)，而 (n＝1、2、...)时的情况也作为(2n-1))、即奇数行的扫描条件；以及(2n) 行扫描条件运算部件1186e，由所述扫描条件运算部件1186c运算(2n)行即 偶数行的扫描条件。
再有，扫描图形数据1183a最好构成在硬盘1183中，扫描条件部件1186c、 (2n+1)行扫描条件运算部件1186d、(2n)行扫描条件运算部件1186e等构 成在控制部1186中较好。
如图15所示，电子束扫描装置的控制系统1300包括：时间常数设定电 路1312，根据(2n+1)行扫描条件运算部件1186d来设定1行的时间常数； 始点/终点电压设定电路1313，根据(2n+1)行扫描条件运算部件1186d来设 定1行的始点和终点的电压；计数器数设定电路1314，根据(2n+1)行扫描 条件运算部件1186d来设定计数器数；有效信号生成电路1315，根据(2n+1) 行扫描条件运算部件1186d来生成有效信号；以及偏转信号输出电路1320， 用于输出奇数行的偏转信号。
而且，控制系统1300包括：时间常数设定电路1332，根据(2n)行扫 描条件运算部件1186e来设定1行的时间常数；始点/终点电压设定电路1333， 根据(2n)行扫描条件运算部件1186e来设定1行的始点和终点的电压；计 数器数设定电路1334，根据(2n)行扫描条件运算部件1186e来设定计数器 数；有效信号生成电路1335，根据(2n)行扫描条件运算部件1186e来生成 有效信号；偏转信号输出电路1340，用于输出偶数行的偏转信号；以及切换 电路1360，根据扫描条件运算部件1186a的来自奇数行的偏转信号输出电路 1320和偶数行的偏转信号输出电路1340的信息，切换奇数行的处理和偶数 行的处理。
奇数行的偏转信号输出电路1320包括：计数器电路1321，是根据扫描 时钟、来自计数器数设定电路1314的奇数行计数信号、有效信号生成电路 1315的有效信号进行计数处理的计数部件；DA变换电路1322，根据来自计 数器电路1321的计数定时、始点/终点电压设定电路1313中的奇数行扫描条 件信号，进行DA变换；以及平滑电路1323，对该DA变换电路1322变换后 的模拟信号进行平滑化处理(除去偏转信号的高频分量等处理)。
偶数行的偏转信号输出电路1340包括：计数器电路1341，是根据扫描 时钟、来自计数器数设定电路1334的偶数行计数信号、有效信号生成电路 1335的有效信号进行计数处理的计数部件；DA变换电路1342，根据来自计 数器电路1341的计数定时、始点/终点电压设定电路1333中的偶数行扫描条 件信号，进行DA变换；以及平滑电路1343，对该DA变换电路1342变换后 的模拟信号进行平滑化处理。
此外，这些控制系统1300也可以分别形成X偏转用控制系统和Y偏转 用控制系统。
具有上述结构的控制系统1300大致具有以下作用。即，扫描条件运算部 件1186c从扫描图形数据1183a中取得基于直线近似的扫描所需的信息后， 进行规定的扫描条件的运算处理，例如对一个圆近似为正多边形的各边情况 下的各边中有关第一边、奇数号码的行的信息被传送到(2n+1)行扫描条件 运算部件1186d，而有关第二边、偶数号码的行的信息被传送到(2n)行扫 描条件运算部件1186e。
由此，例如，(2n+1)行扫描条件运算部件1186d生成有关奇数行的扫描 条件，根据扫描时钟和生成的奇数行扫描条件生成信号，从偏转信号输出电 路1320输出奇数行偏转信号。
另一方面，例如，(2n)行扫描条件运算部件1186e生成有关偶数行的扫 描条件，根据扫描时钟和生成的偶数行扫描条件生成信号，从偏转信号输出 电路1340输出偶数行偏转信号。
这些奇数行偏转信号和偶数行偏转信号在扫描条件运算部件1186c下通 过切换电路1360交替切换其输出。因此，在某一圆中，如果近似为正多边形， 对各边进行计算，则在某一个边、即奇数号码的边被扫描后，下一个边、即 偶数号码的边被扫描，接着下一个边、即奇数号码的边被扫描，这种情况下， 各边被交替地直行扫描。
然后，如果对于某一圆结束扫描，则扫描条件运算部件1186c将这一情 况传送到消隐控制部1161，进行催促处理，以便可对下一个圆进行扫描。于 是，对于各圆进行以多边形近似的扫描。
于是，对于被电子束扫描的第1基体材料，通过所述电子束进行扫描来 进行所述第1基体材料的扫描，在所述第1基体材料的一表面上形成曲面部， 并且对该曲面部成为全息图结构的截面略凹凸形状的平面略呈圆形的扫描 线，通过相对于所述第1基体材料的所述电子束的焦点位置的相对移动来进 行高度方向的位置调整，同时一边进行表面方向的位置调整一边进行扫描。
而且，对于被电子束扫描的第2基体材料，通过进行所述电子束扫描来 进行所述第2基体材料的扫描，在所述第2基体材料的一表面上形成曲面部， 并且对该曲面部成为波长板结构(双折射相位结构)的衍射结构的截面略凹 凸状的平面略呈圆形的扫描线，通过相对于所述第1基体材料的所述电子束 的焦点位置的相对移动来进行高度方向的位置调整，同时一边进行表面方向 的位置调整一边进行扫描。
由此，分别独立扫描第1、第2基体材料，在扫描后的工序中可将所述 第1、第2基体材料作为一个基体材料来生成。再有，在第1基体材料上形 成全息图结构，在第2基体材料上形成衍射结构的情况也是同样。
(关于处理步骤)
下面，参照图16～图18来说明使用可三维扫描的电子束扫描装置形成具 有上述结构的基体材料时的处理步骤。
首先，在对阴模材(基体材料)通过SPDT(Single Point Diamond Turning： 超精密加工机的金刚石切削)进行非球面加工时，实施同心圆标记的同时加 工(步骤，以下为‘S’101)。此时，最好在光学显微镜下，例如形成±1μ以 内的检测精度的形状。
接着，用FIB例如在3个部位附加对准标记(S102)。这里，十字状的 对准标记最好在电子束扫描装置内具有±20nm以内的检测精度。
而且，用光学显微镜观察所述对准标记的与同心圆标记的相对位置，测 定相对于非球面结构的中心的位置，记录在数据库(DB)(或存储器(以下 同))中(S103)。再有，该测定精度最好在±1μ以内，将作为中心基准的三个 对准标记的位置、即x1y1、x2y2、x3y3存储在数据库(DB)中。
此外，预先测定抗蚀剂涂敷/焙烘后的阴模(基体材料)的各部高度和对 准标记的位置(Xn、Yn、Zn)(S104)。这里，将按中心基准校正的阴模(基 体材料)：位置表Tb11(OX、OY、OZ)、对准标记：OA(Xn、Yn、Zn)(都 为3×3矩阵)存储在数据库(DB)中。
接着，进行将电子束聚焦到斜面测定用的测定装置(高度检测装置)的 测定束的位置上等其他各种准备处理(S105)。
此时，向载物台上安装的EB(电子束)聚焦用针状的较正器投射用于高 度检测的测定束，同时用电子束扫描装置以SEM模式进行观察、对聚。
接着，将阴模(基体材料)设置在电子束扫描装置内，读取对准标记(XXn、 YYn、ZZn)(S106)。此时，在电子束扫描装置内，将S106所示的各值存储 在数据库(DB)中。
而且，根据阴模(基体材料)的形状，来确定最合适的场位置(S107)。 这里，在场以同心圆的扇形进行分配的场之间，具有若干重叠。而且，在中 央第1环带内不分配场。
然后，对于各场，进行相邻场的关联地址的计算(S108)。该计算作为平 面来进行计算。再有，多边形的一个线段存储在同一场内。这里，‘多边形’ 如在上述控制系统项目中说明的那样，指按规定的n边形近似圆扫描情况下 的至少一个扫描行。
接着，对于作为对象的场中，作为焦深区域的区分，使同一行进入同一 区分。此外，场的中央为焦深区分的高度中心(S109)。这里，设高度50μ以 内为同一焦深范围。
接着，对于作为对象的场，计算同一焦深区域内的(x，y)地址的变换 矩阵(Xc、Yc)(S110)。该Xc、Yc分别如图示的式(16)那样。
而且，对于作为对象的场，换算相邻的关联地址(S111)。这里，使用 S110的式(16)来换算S108中计算出的关联地址。
然后，对于作为对象的场，向中心移动XYZ载物台，将高度设定在EB (电子束)的聚焦位置(S112)。即，用XYZ载物台设置在场中心。此外， 检测测定装置(高度检测器)的信号，同时移动XYZ载物台，读取高度位置。
此外，对于作为对象的场，使电子束(EB)的聚焦位置与第1外侧(m 号码)的同一焦深内区域的高度中心一致(S113)。具体地说，参照表B，使 XYZ载物台移动与规定量场中心的高度位置的差分。
接着，对于作为对象的同一焦深内，进行第1外侧(n号码)的行的剂 量及多边形的始点、终点的计算(S114)。然后，以固定的剂量进行行扫描 (S115)。然后，将上述S113至S115实施规定级数(S116)。
接着，进行XYZ载物台的移动、实施下一个场扫描的准备(S117)。此 时，向数据库存储场号码、时间、温度等。
这样，通过将上述S109至S117实施规定级数(S118)，可由电子束形 成曲面部上具有偏振分离结构的基体材料，或具有双折射相位结构的基体材 料。
如以上那样，根据本实施方式，在以三维扫描对曲面部进行扫描时，通 过对子波长级的凹凸造成的周期结构进行扫描，在所述基体材料上形成全息 图结构，从而最终可在一表面上形成包括全息图结构的光透镜等，所以可改 变现有的全息图板而适用于各种机器。
根据所述基体材料来构成金属模，作为注射成形的最终成形品，可以依 次批量生产具有全息图结构的元件。因此，鉴于以往那样一个一个形成全息 图板时的各处理中的工夫、时间，可以实现制造成本的大幅度降低和生产率 的提高。
此外，通过在所述基体材料中形成双折射相位结构，最终可形成在一表 面上包括双折射相位结构的波长板功能的光透镜等，所以可替换现有的波长 板来适用于各种机器。
根据所述基体材料来构成金属模，作为注射成形的最终成形品，可以依 次批量生产具有波长板结构的元件。因此，鉴于以往那样一个一个形成波长 板时的各处理中的工夫、时间，可以实现制造成本的大幅度降低和生产率的 提高。
[第2实施方式]
下面，根据图19～图21说明本发明的第2实施方式。再有，以下省略实 质上与上述第1实施方式相同结构的说明，仅论述不同的部分。
在上述第1实施方式中，展示了通过电子束在基体材料上实施全息图结 构等精密加工的工序，而在本实施方式中，说明包含上述工序的整体处理工 序，特别说明制造金属模等的工序，该金属模通过注射成形来制造光学元件 等光透镜。
(具有全息图结构的金属模形成工序)
首先，通过机械加工进行金属模(无电解镍等)的非球面加工(加工工 序)。接着，如图19(A)所示，通过金属模进行具有所述半球面的基体材料 200的树脂成形(树脂成形工序)。而且，在将基体材料200清洗后进行干燥。
接着，进行树脂基体材料200的表面上的处理(树脂表面处理)。具体地 说，如图19(B)所示，进行基体材料200的定位，一边滴下涂敷材料的抗 蚀剂一边旋转旋转器，进行旋转涂敷。此外，还进行预烘焙等。
在旋转涂敷后，进行该抗蚀剂膜的膜厚测定，进行抗蚀剂膜的评价(抗 蚀剂评价工序)。然后，如图19(C)所示，进行基体材料200的定位，沿X、 Y、Z轴分别控制该基体材料200，如上述第1实施方式那样通过三维的电子 束进行具有全息图结构202的曲面部的扫描(扫描工序)。
接着，进行基体材料200上的抗蚀剂膜L的表面平滑处理(表面平滑工 序)。而且，如图19(D)所示，一边进行基体材料200的定位，一边进行显 像处理(显像工序)。此外，进行表面固化处理。
接着，通过SEM观察和膜厚测定器等，进行评价抗蚀剂形状的工序(抗 蚀剂形状评价工序)。然后，通过干法腐蚀等进行腐蚀处理。
此时，如果放大全息图结构202的J部，则有凸部202a和凹部202b， 而在放大了F部的图中，全息图结构202有具有第1宽度d1的凸部202a、 以及具有与所述第1宽度d1不同的第2宽度d2的凹部202b并间隔形成多个。
接着，为了形成对进行了表面处理的基体材料200的金属模204，如图 20(A)所示，在金属模电铸前进行处理后，进行电铸处理等，如图20(B) 所示，进行将基体材料200和金属模204剥离的处理。
对于进行了表面处理的基体材料和剥离的金属模204，进行表面处理(金 属模表面处理工序)。然后，进行金属模204的评价。
此时，在金属模204中，如果放大K部，则对应于所述基体材料200的 凸部、凹部，形成由凹部205a、凸部205b构成的结构205。
(双折射相位结构的金属模的形成工序)
接着，与形成全息图结构情况同样，形成用于构成具有双折射相位结构 的波长板功能的基体材料。
然后，如图21所示，在将曲面部上可形成全息图结构的金属模204、以 及曲面部上可形成双折射相位结构的金属模224相互对置配置后，进行注射 成形。
此时，在一个金属模204中，如果放大K部，则对应于如作为全息图结 构起作用功能那样设定了尺寸的基体材料上的凸部、凹部，形成凹部205a、 凸部205b构成的结构205，。
另一个金属模224也同样形成凹部凸部构成的结构，其对应于如作为双 折射结构起作用那样设定了尺寸的基体材料上的凸部、凹部。
这样，在评价后，使用该金属模224、204，如图21所示，通过注射成 形来制作成形品。然后，进行该成形品的评价。
此时，如图21所示，在注射成形品250中，完成与所述第1实施方式的 基体材料同样的结构，在一个曲面部上形成多个非对称的凹凸构成的全息图 结构252。而且，如果放大表示J部，有凸部252a和凹部252b，而在放大了 F部的图中，全息图结构252有具有第1宽度d1的凸部252a、以及具有与所 述第1宽度d1不同的第2宽度d2的凹部252b并间隔形成多个。
此外，在注射成形品250中，在另一个曲面部上形成多个凹凸构成的双 折射相位结构256。而且，如果放大表示U部，具有通过第1宽度d5的凸部 256a、以及具有比所述第1宽度d5窄的第2宽度d6的凹部256b交替定位而 形成的周期结构。再有，凸部256a的高度按d7来形成。
如以上那样，根据本实施方式，在作为所述第1实施方式的基体材料形 成光学元件(例如透镜)的情况下，在使用三维扫描装置对曲面部进行扫描 时，对子波长级的凹凸构成的全息图结构进行扫描，作为金属模形状可成形 全息图结构，可以使用金属模通过注射成形来制造该光学元件，可以实现制 造成本下降。
此外，作为金属模，通过附加具有全息图功能的结构，在注射成形透镜 时，可以同时附加功能，不需要追加处理。因此，尽管金属模本身的成本上 升、可注料数增加(100万次左右)，但与以往那样对全息图板的偏振分光镜 等一个一个基体材料实施处理的情况相比，可以实现大幅度的成本降低、工 时数减少。
而且，在塑料透镜的注射成形的过程中，可以同时制作全息图结构，所 以不需要偏振分离元件的形成工序，有利于光学部件的低成本化。
特别是还可适用于不具有曲面部结构、由注射成形形成的透镜，通过除 去各种步骤，可以大幅度降低成本。
此外，作为上述第1实施方式的基体材料，在形成光学元件(例如透镜) 的情况下，在使用三维扫描装置对曲面部进行扫描时，对子波长级的凹凸构 成的双折射相位结构进行扫描，作为金属模形状可成形双折射相位结构结构， 可以使用金属模通过注射成形来制造该光学元件，可以实现制造成本下降。
此外，作为金属模，通过附加具有波长板功能的结构，在注射成形透镜 时，可以同时附加功能，不需要追加处理。因此，尽管金属模本身的成本上 升、可注料数增加(100万次左右)，但与以往那样对波长板等一个一个基体 材料实施处理的情况相比，可以实现大幅度的成本降低、工时数减少。
而且，在塑料透镜的注射成形的过程中，可以同时加入波长板功能，所 以不需要波长板的形成工序，有利于光学部件的低成本化。
特别是还可适用于不具有曲面部结构、由注射成形形成的透镜，通过除 去各种步骤，可以大幅度降低成本。
[第3实施方式]
下面，根据图22来说明本发明的第3实施方式。
在上述实施方式中，说明了在一个曲面部中形成二元图形的凹凸部构成 的衍射结构的全息图结构，在另一个曲面部中有二元图形的凹凸部构成的衍 射结构的双折射相位结构的光学元件，而在本实施方式中，展示在一个曲面 部中形成二元图形的凹凸部构成的衍射结构的全息图结构，在另一个曲面部 中有炫耀光栅(ブレ一ズ)状的衍射结构的光学元件情况下的例子。
具体地说，在基体材料420的一侧曲面部420a上，如图22所示，作为 被扫描的扫描图形的一例展示了圆扫描，如果放大观察被扫描面中扫描部分 的局部即E部分，则基体材料420形成多个凹凸构成的全息图结构422。再 有，作为基体材料420，最好由光学元件例如拾波透镜等构成。
全息图结构422具有使入射到该曲面部420a的光透过，将射出的光衍射 偏振分离成0级、1级、-1级的各光的功能，它包括凸部422a和凹部422b。
更详细地说，如放大了图22所示的F部的图所示，全息图结构422包括 具有第1宽度d1的凸部422a、以及具有与所述第1宽度d1不同的第2宽度 d2的凹部422b，被隔开间隔形成多个。再有，通过使周期内的结构非对称， 可以对垂直射出的光进行偏振分离。
在本实施方式的基体材料420中，通过在曲面部420a上构成这样的周期 结构，可以将透过该结构的光分离成0级透过光、1级衍射光、-1级衍射光。
这里，作为图22中的d1、d2、d3的具体数值，例如，设基体材料2的 折射率n＝1.475、波长为400nm，则最好d1＝200-0.36×200nm、 d2＝0.36×200nm、d3＝2320nm。
至此，与第1实施方式同样。在本实施方式中，还在基体材料420的另 一面侧的曲面部420b中构成衍射结构的炫耀光栅426。
具体地说，如果放大观察基体材料420的另一个曲面部420b侧的局部， 基体材料420形成多个炫耀光栅426构成的衍射结构。
炫耀光栅426形成倾斜部426b和侧壁部426a，该侧壁部426b沿周边方 向平面状形成多个。
更详细地说，基体材料420的另一面侧(里侧)有至少在一表面上形成 的曲面部420b，使衍射光栅倾斜并按每个节距L1形成，在该衍射光栅的至 少1节距L1中，形成在该节距的分隔线位置从所述曲面部420a上升的侧壁 部426a、相邻的各侧壁部426a、426b间形成的倾斜部426b、侧壁部426a和 倾斜部426b的边界区域中形成的沟部426c。而且，炫耀光栅形状最好是向曲 面部420b的周围倾斜的结构。再有，如后述那样，最好该衍射结构通过对曲 面部420b上涂敷的涂敷剂(抗蚀剂)进行扫描来形成。再有，在倾斜部426b 中，可以形成防止由该倾斜部426b入射的光的反射的防反射结构。
如以上那样，在本实施方式中，通过在基体材料的一个表面上形成全息 图结构，在另一个表面上形成衍射结构的多个炫耀光栅，可应用于CD、DVD 互换的光拾取装置。此外，炫耀光栅通过朝向曲面部的周围，形成陡峭的结 构，可以消除因光栅密度造成的入射角度增大引起的拾取功能的下降。
[第4实施方式]
下面，根据图23～图25来说明本发明的第4实施方式。
在上述第3实施方式中，展示了在基体材料的一个曲面部上构成全息图 结构，在另一个表面上构成炫耀光栅状的衍射结构的例子，在本实施方式中， 说明用于制造上述结构的整体处理工序，特别说明制造金属模等的工序，该 金属模用于通过注射成形来制造光学元件等光透镜。
再有，对于在基体材料的一个曲面部上，构成全息图结构情况下的处理， 由于与上述第2实施方式相同而被省略，以在基体材料的另一个曲面部中形 成衍射结构的制造处理为中心来进行说明。
首先，通过机械加工进行金属模(无电解镍等)的非球面加工(加工工 序)。接着，如图23(A)所示，通过金属模进行具有所述半球面的基体材料 430的树脂成形(树脂成形工序)。而且，在将基体材料430清洗后进行干燥。
接着，进行树脂基体材料430的表面上的处理(树脂表面处理)。具体地 说，如图23(B)所示，进行基体材料430的定位，一边滴下涂敷材料的抗 蚀剂L一边旋转旋转器，进行旋转涂敷。此外，还进行预烘焙等。
在旋转涂敷后，进行该抗蚀剂膜的膜厚测定，进行抗蚀剂膜的评价(抗 蚀剂评价工序)。然后，如图23(C)所示，进行基体材料430的定位，沿X、 Y、Z轴分别控制该基体材料430，一边如上述第1实施方式那样通过三维的 电子束进行具有衍射结构的曲面部的扫描(扫描工序)。
此时，在形成衍射结构的炫耀光栅时，最好如下进行第1实施方式所示 的图18的S114、S115。
具体地说，在作为对象的同一焦深内，进行第1外侧(n号码)的线的 剂量及多边形的始点、终点的计算。再有，设开始(始点)、结束(终点)为 相邻场的关联点(S114)。此时，始点、终点为整数的点，剂量表示为径向位 置(入射角度)确定的最大剂量和光栅位置确定的系数乘以最大剂量。
接着，用通过S114中提供的剂量所确定的剂量分布DS(x、y)进行扫 描(S115)。此时，对于斜面(倾斜部)中浅的部分(顶部)，最好剂量分布 DS宽大，而深的部分(沟部)尖锐。由此，通过提供该剂量分布，可以对衍 射结构的扫描(通过1级扫描)进行扫描。然后，将S113至S115实施规定 级数(S116)，进行XYZ载物台的移动，进行下一个场的扫描准备(S117)， 通过将所述S109至S117实施规定级数(S118)，可通过电子束在曲面部形成 具有衍射结构的基体材料。
返回到图23的说明，接着，进行基体材料430上的抗蚀剂膜L的表面 平滑处理(表面平滑工序)。而且，如图23(D)所示，一边进行基体材料 430的定位，一边进行显像处理(显像工序)。此外，进行表面固化处理。
接着，通过SEM观察和膜厚测定器等，进行评价抗蚀剂形状的工序(抗 蚀剂形状评价工序)。然后，通过干法腐蚀等进行腐蚀处理。
此时，如果放大衍射结构432的W1部，则由倾斜部432b和侧壁部432a 构成的多个炫耀光栅来形成衍射光栅。最好形成该炫耀光栅，使得衍射光栅 面的角度随着向周边部而变得陡峭。
接着，为了形成对进行了表面处理的基体材料430的金属模434，如图 24(A)所示，在金属模电铸前进行处理后，进行电铸处理等，如图24(B) 所示，进行将基体材料430和金属模434剥离的处理。
对于进行了表面处理的基体材料和剥离的金属模434，进行表面处理(金 属模表面处理工序)。然后，进行金属模434的评价。
此时，在金属模434中，如果放大表示W2部，则对应于所述基体材料 430的炫耀光栅，形成凹部436，在这些各凹部436中，对应于所述基体材料 430的衍射结构432的炫耀光栅的孔部形状(倾斜部和侧壁部)，形成侧壁部 436a和倾斜部436b。
这里，在基体材料的一个曲面部中有全息图结构，基体材料的另一个曲 面部中有炫耀光栅状的衍射结构的情况下，在所述评价后，将该金属模434 和所述第2实施方式的金属模204相对配置，如图24(C)所示，通过注射 成形来制作成形品。然后，进行该成形品的评价。
此时，如图25所示，在注射成形品450中，完成与所述第3实施方式的 基体材料相同的结构。具体地说，如图25所示，在基体材料450的一个曲面 部中形成全息图452，在基体材料450的另一个曲面部中形成炫耀光栅状的 衍射结构456。而且，如果放大表示J部，则将构成全息图结构452的凹部 452b、凸部452a分别构成。
而且，在放大了F部的图中，全息图结构452的凸部452a有具有第1 宽度d1的凸部452a、以及具有与所述第1宽度d1不同的第2宽度d2的凹部 452b并隔开间隔形成多个。
在另一个曲面部上，形成衍射结构即炫耀光栅456，如果放大W3部， 则构成由侧壁部456a和倾斜部456b构成的炫耀光栅456。
如以上那样，根据本实施方式，使用三维扫描装置，对第1基体材料的 曲面部进行全息图结构的扫描，根据该第1基体材料形成第1金属模，另一 方面，对第2基体材料的曲面部进行衍射结构的炫耀光栅形状的扫描，根据 该第2基体材料形成第2金属模。通过将该第1、第2金属模相对应配置来 进行注射成形，可以构成在基体材料的一个曲面部上形成全息图结构，在基 体材料的另一个曲面部上形成衍射结构的炫耀光栅形状的一个基体材料。
再有，在上述实施方式中，将形成衍射结构的形成面形成曲面部上，但 也可在平面部上构成衍射结构。此外，也可还将全息图结构构成在平面部上。
这样，可以使用金属模通过注射成形来制造光学元件，所以可以降低制 造成本。此外，作为金属模，通过附加全息图结构、具有衍射结构的结构， 在注射成形透镜时，可以同时附加功能，不需要追加处理。因此，尽管金属 模本身的成本上升、可注入数增加(100万次左右)，但与以往那样对一个一 个透镜实施蒸镀处理的情况相比，可以实现大幅度的成本降低、工时数减少。
而且，在塑料透镜的注射成形的过程中，可以同时制作全息图结构、衍 射结构，所以有利于光学部件的低成本化。
[第5实施方式]
下面，根据图26～图27来说明本发明的第5实施方式。图27是表示本 发明第5实施方式的图。
在本实施方式中，展示在上述第1或第3实施方式中展示的基体材料(或 通过注射成形产生的树脂成形的成形品的光学元件)的一个表面、或另一个 表面、或在一个和另一个表面上形成防反射结构的情况。即，例示在一个曲 面部的全息图结构中设置防反射结构，在另一个曲面部的炫耀光栅状的衍射 结构中设置防反射结构的情况。
(结构说明)
具体地说，如图26所示，在基体材料46的一侧的曲面部上，如果放大 观察J部分，则基体材料460形成由多个凹凸构成的全息图结构462。再有， 作为基体材料460，最好由光学元件例如拾波透镜等构成。
全息图结构462具有将入射到该曲面部460a的光透过，将射出的光衍射 偏振分离成0级、1级、-1级的各光的功能，它包括凸部462a和凹部462b。
更详细地说，如放大了图26所示的F部的图所示，全息图结构462包括 具有第1宽度d1的凸部462a、以及具有与所述第1宽度d1不同的第2宽度 d2的凹部462b，被隔开间隔形成多个。再有，通过使周期内的结构非对称， 可以对垂直射出的光进行偏振分离。
在本实施方式的基体材料460中，通过在曲面部460a上构成这样的周期 结构，可以将透过该结构的光分离成0级透过光、1级衍射光、-1级衍射光。
这里，作为图26中的d1、d2、d3的具体数值，例如，设基体材料2的 折射率n＝1.475、波长为400nm，则最好d1＝200-0.36×200nm、 d2＝0.36×200nm、d3＝2320nm。
此外，在凸部462a的顶部和凹部462b的底壁部上，分别形成防止从各 个曲面部460a入射的光的反射的防反射结构462ba。该防反射结构462ba最 好形成结构性双折射的多个凹凸构成的形状，在本实施方式中，例如，通过 多个孔部462bb来形成。该孔部462bb为向深度方向逐渐变尖细的形状，孔 部462bb的开口直径按亚微米单位来形成，孔部462bb与曲面部460a的面积 的面积比按约30％来形成。
再有，在本实施方式中，作为防反射结构，说明了设置多个孔部的例子， 但不限于这样的形状，例如在以多个凸部形状来形成防反射结构时，可以是 组合所述孔部和凸部的例子。
另一方面，在基体材料460的另一个曲面部侧，形成多个炫耀光栅构成 的衍射结构464。
衍射结构464的炫耀光栅形成倾斜部464b和侧壁部464a，该侧壁部464b 沿周边方向平面状形成多个。
更详细地说，如图27所示，在基体材料460的另一个曲面部上，使衍射 光栅倾斜并按每个节距L1形成，在该衍射光栅的至少1节距L1形成有形成 在该节距的分隔线位置从所述曲面部上升的侧壁部464a、相邻的各侧壁部 464a、464a间形成的倾斜部464b、侧壁部464a和倾斜部464b的边界区域中 形成的沟部464c。再有，该衍射结构最好通过对曲面部上涂敷的涂敷剂(抗 蚀剂)进行扫描来形成。
返回图26的说明，在倾斜部464b中，形成防止从该倾斜部464b入射的 光的反射的防反射结构464ba。该防反射结构464ba最好形成由结构性双折射 的多个凹凸构成的形状，在本实施方式中，例如由多个孔部464bb形成。该 孔部464bb为向深度方向逐渐变尖细的形状，孔部464bb的开口直径按亚微 米单位来形成，孔部464bb的面积与倾斜部464b的面积比按约30％来形成。
再有，在本实施方式中，作为防反射结构，说明了设置多个孔部的例子， 但不限于这样的形状，例如在以多个凸部形状来形成防反射结构时，也可是 组合所述孔部和凸部的例子。
这里，具有子波长结构的周期光栅对光波的透过、反射特性产生很大影 响，但可透过微小凹凸来获取防反射效果。即，光的反射因折射率的急剧变 化而产生，但平均折射率通过所述锥状体相对于基体材料2的厚度方向缓慢 改变，所以折射率连续地变化，成为光几乎不反射的结构。
由此，高密度的衍射结构的表面反射照样增大，但通过子波长级的光的 集团性的作用，作为所述防反射结构464ba、462ba，通过具有连续的折射率 分布，可以防止反射。
于是，在按三维扫描对衍射光栅进行扫描时，对子波长级的线束结构进 行扫描，通过在所述基体材料2上形成防止表面反射的结构，在作为金属模 形状成形防反射结构时，可以大幅度地减低成本。
此外，随着高密度化，即使曲面部的曲率增大，也可以降低周边部的表 面反射，降低偏转方向造成的透过率的差异。由此，在检测信号的读取处理 中不产生拾取功能的下降。
而且，为了DVD、CD互换、像差校正，赋予了衍射光栅的情况，也可 以消除因光栅密度造成的入射角度增加引起的拾取功能的下降。
(处理工序)
下面，使用图28至图29来说明在具有上述结构的基体材料中，在曲面 部上的全息图结构中通过电子束来扫描防反射结构情况下的处理步骤。
再有，有关在基体材料的曲面部上形成全息图结构的情况下、以及在基 体材料的曲面部上形成双折射相位结构的情况下的基本扫描步骤，与上述第 1实施方式相同，所以这里以形成防反射结构的点为中心来进行说明。
即，从上述第1实施方式的图16的S101至图18的S113是相同的，最 好如下进行上述第1实施方式所示的S114、S115。
即，对于作为对象的同一焦深内，进行第1外侧(n号码)的线的剂量 及多边形的始点、终点的计算。再有，设开始(始点)、结束(终点)为相邻 场的关联点(S214)。此时，始点、终点为整数的点，剂量表示为径向位置(入 射角度)确定的最大剂量和光栅位置确定的系数乘以最大剂量。
接着，按通过S214中提供的剂量所确定的剂量分布DS(x、y)向面积 比S％的区域重复提供剂量(S215)。此时，包含邻近效应，该追加剂量的扩 大收敛于炫耀光栅的斜面(倾斜部)。此外，对于斜面(倾斜部)中浅的部分 (顶部)，最好剂量分布DS宽大，而深的部分(沟部)尖锐，例如形成图29 (B)所示的剂量分布。
由此，通过提供该剂量分布，可以几乎同时进行对衍射结构的扫描和对 防反射结构的扫描(通过1级扫描)。然后，将上述S213至S215实施规定级 数(S216)。
接着，进行XYZ载物台的移动、实施下一个场扫描的准备(S217)。此 时，向数据库存储场号码、时间、温度等。
这样，通过将上述S109、S110(图18)、S211至S217实施规定级数(S218)， 可由电子束在曲面部上具有衍射结构的基体材料上形成防反射结构(线束)。
如以上那样，根据本实施方式，高密度的衍射结构的表面反射照样增大， 但通过子波长级的光的集团性的作用，在曲面部上具有全息图结构、或具有 衍射结构的基体材料上作为所述防反射结构，通过形成具有连续的折射率分 布的孔部，可以防止反射。
此外，随着高密度化，即使曲面部的曲率增大，也可以降低周边部的表 面反射，降低偏转方向造成的透过率的差异。由此，在检测信号的读取处理 中不产生拾取功能的下降。
而且，为了DVD、CD互换、像差校正，还与赋予了衍射光栅的情况有 关，可以消除因光栅密度造成的入射角度增加引起的拾取功能的下降。
再有，作为上述防反射结构，考虑了上述那样的各种情况，但特别是形 成多个具有向着深度方向逐渐尖细的锥度的孔部，使面积比为倾斜部的30％ 左右，表面反射率的降低十分显著。
[第6实施方式]
下面，根据图30～图31来说明本发明的第6实施方式。
在上述第5实施方式中，展示了通过电子束在基体材料上实施包含防反 射结构的全息图结构、衍射结构等的精密加工的工序，而在本实施方式中， 说明包含上述工序的整体处理工序，特别是制造金属模等的工序，该金属模 用于通过注射成形来制造光学元件等的光透镜。
首先，通过机械加工进行金属模(无电解镍等)的非球面加工(加工工 序)。接着，如图30(A)所示，通过金属模进行具有所述半球面的基体材料 500的树脂成形(树脂成形工序)。而且，在将基体材料500清洗后进行干燥。
接着，进行树脂基体材料500的表面上的处理(树脂表面处理)。具体地 说，如图30(B)所示，进行基体材料500的定位，一边滴下抗蚀剂一边旋 转旋转器，进行旋转涂敷。此外，还进行预烘焙等。
在旋转涂敷后，进行该抗蚀剂膜的膜厚测定，进行抗蚀剂膜的评价(抗 蚀剂评价工序)。然后，如图30(C)所示，进行电子射线探测器500的定位， 沿X、Y、Z轴分别控制该基体材料500，并如上述第5实施方式那样通过三 维的电子束进行包含防反射结构的具有炫耀光栅状的衍射结构502的曲面部 的扫描(扫描工序)。
接着，进行基体材料500上的抗蚀剂膜L的表面平滑处理(表面平滑工 序)。而且，如图30(D)所示，一边进行基体材料500的定位，一边进行显 像处理(显像工序)。此外，进行表面固化处理。
接着，通过SEM观察和膜厚测定器等，进行评价抗蚀剂形状的工序(抗 蚀剂形状评价工序)。
然后，通过干法腐蚀等进行腐蚀处理。此时，如果放大衍射结构502的 D部，则由倾斜部502b和侧壁部502a构成的多个炫耀光栅来形成衍射结构， 而且在倾斜部502b中，形成具有向深度方向逐渐尖细的锥形的多个孔部 502bb构成的防反射结构。该多个孔部502bb形成倾斜部502b的面积的约30％ (更好是约20％～40％的范围)。由于该炫耀光栅沿周边部的衍射光栅面的角 度变得陡峭，所以孔部的锥体角度也最好形成按照衍射光栅面的角度变化而 变化的角度。
接着，为了形成相对于进行了表面处理的基体材料500的金属模504， 如图31(A)所示，在金属模电铸前进行处理后，进行电铸处理等，如图31 (B)所示，进行将基体材料500和金属模504剥离的处理。
对于进行了表面处理的基体材料和剥离的金属模504，进行表面处理(金 属模表面处理工序)。然后，进行金属模504的评价。
此时，在金属模504中，如果放大表示W4部，则对应于所述基体材料 400的炫耀光栅，形成凹部505，在这些各凹部505中，对应于所述基体材料 400的倾斜部502b的孔部形状，形成多个凸部506。
这样，在评价后，使用该金属模504，如图31所示，通过注射成形来制 作成形品。然后，进行该成形品的评价。
此时，如图31(C)所示，在注射成形品510中，完成与上述第5实施 方式的基体材料同样的结构，在曲面部上形成多个炫耀光栅构成的衍射结构 511。而且，如果放大表示W5部，衍射光栅的一个节距构成由侧壁部512b 和倾斜部512a构成的炫耀光栅，在该倾斜部512a中，构成具有亚微米单位 的直径的多个孔部513构成的防反射结构。
如以上那样，根据本实施方式，作为所述第5实施方式的基体材料，在 形成光学元件(例如透镜)的情况下，在使用三维扫描装置对衍射光栅进行 扫描时，对子波长级的线束结构进行扫描，作为金属模形状，成形防反射结 构，可通过使用金属模注射成形来制造该光学元件，所以可以大幅度地减低 成本。
此外，作为金属模，通过附加具有防反射结构功能的结构，在注射成形 透镜时，可以同时附加功能，不需要追加处理。因此，尽管金属模本身的成 本上升、可注入数增加(100万次左右)，但与以往那样对一个一个透镜实施 蒸镀处理的情况相比，可以实现大幅度的成本降低、工数时减少。
而且，在塑料透镜的注射成形的过程中，可以同时制作用于防反射的微 细结构，所以不需要电媒体的蒸镀工序，有利于光学部件的低成本化。
特别是还可适用于不具有衍射结构、由注射成形制作的透镜，通过除去 蒸镀等步骤，可以大幅度降低成本。
[第7实施方式]
下面，根据图32来说明本发明的第7实施方式。在上述实施方式中，例 示了以在一个曲面部上形成全息图结构为前提，在另一个平面或曲面上形成 凹凸构成的双折射相位结构的波长板功能的情况、形成炫耀光栅状的衍射结 构的情况，但在另一面侧，也可以是形成偏振分离结构的情况。
具体地说，如图32所示，作为被扫描在一个曲面部上具有全息图结构的 基体材料602上的扫描图形的一例，展示了圆扫描，如果放大观察被扫描面 中具有曲面部602a的扫描部分的局部即E部分，则基体材料602形成多个凹 凸构成的偏振分离结构603。
偏振分离结构603具有将入射到该曲面部602a的光或射出光偏振分离成 在与该光的行进方向交叉的表面内至少相互垂直的方向上振动的两个偏振分 量，即TE波、TM波，它包括凸部603a和凹部603b。
更详细地说，如放大了图32所示的F部的图所示，偏振分离结构603 的凸部603a包括：具有第1宽度d1的第1凸部603aa；以及具有与所述第1 宽度d1不同的第2宽度d2的第2凸部603ab；第1凸部603aa和第2凸部 603ab隔开间隔形成多个。而且，在第1凸部603aa和第2凸部603ab之间， 形成宽度窄的第1凹部603ba、宽度宽的第2凹部603bb，由该第1、第2凹 部603ba、603bb构成凹部603b。再有，这些第1、第2凸部603aa、603bb 分别以高度d4形成，以一个长度d3为单位，将第1凸部603aa、第2凸部 603ab、第1凹部603ba、第2凹部603bb构成多个周期结构。再有，通过使 周期内的结构非对称，对于垂直入射的光也可进行偏振分离。
在本实施方式的基体材料602中，通过在曲面部602a上构成这样的周期 结构，可将透过该结构的光分离成TE波(在垂直于行进方向的表面中没有 磁场分量而仅有电场分量的波)、TM波(在垂直于行进方向的表面中没有电 场分量而仅有磁场分量的波)。
这里，作为图32中的d1、d2、d3、d4的具体数值，例如，如果基体材 料602的折射率n＝1.92、波长为λ，则最好d1＝0.25λ、d2＝0.39λ、d3＝2λ、 d4＝1.22λ。
这样，在曲面部602a上，通过图32所示形状的凹凸那样来构成偏振分 离结构603，可将光偏振分离成TE波、TM波。再有，严格来说，TE波、 TM波的透过率的分配比例如在1级时是TE波为0.575，TM波为0.036，在 0级时是TE波为0.031，TM波为0.574，在-1级时是TE波为0.036，TM波 为0.016，由于-1级小到可忽略的程度，所以没有问题。
如以上那样，在以三维扫描对曲面部进行扫描时，对子波长级的凹凸产 生的周期结构进行扫描，通过在所述基体材料上形成偏振分离结构，最终可 形成在一个表面上包括偏振分离结构的光透镜等，所以可替换现有的偏振分 离元件而适用于各种机器。
通过基于所述基体材料来构成金属模，作为基于射出成形的最终成形品， 可依次批量生产具有偏振分离结构的元件。因此，鉴于以往那样一个一个地 形成偏振分离元件时的各处理的工夫、时间，可以实现制造成本的大幅度降 低和生产率的提高。
[第8实施方式]
下面，根据图33来说明本发明的第8实施方式。图33是表示本发明的 第8实施方式的功能方框图。
在本实施方式中，展示了光拾取装置的一例，它是作为使用了由上述电 子束扫描装置扫描的被扫描基体材料(或作为通过注射成形由树脂成形的成 形品的光学元件)的电子机器一例。
在图33中，光拾取装置700包括：未图示的半导体激光器；DVD、CD 等光磁盘701(光磁记录媒体)；在一个表面上配有全息图结构703、在另一 个表面上配有双折射相位结构即波长板结构704的树脂制的与上述第1实施 方式相同结构的物镜702；以及多分割光检测器710。
再有，物镜702的波长板结构704例如具有与1/4波长板相同的功能。
在具有上述结构的光拾取装置700中，来自未图示的半导体激光器的激 光通过物镜702被聚光至衍射边界并照射在光磁盘701(光磁记录媒体)上， 拾取并反射记录信号。来自光磁盘701的激光反射光射光到物镜702并成为 平行光，透过波长板结构704并改变偏振方位后，入射到全息图结构703， 由该全息图结构703将正常光作为0级衍射光透过，透过波长板结构704并 入射到全息图结构703的入射光的偏振光作为1级衍射光、-1级衍射光进行 衍射，分光成0级、1级、-1级的各衍射级数的三个光束，分别入射到多分 割光检测器710。
在多分割光检测器710的分离受光区域(受光元件)中，形成各个光点 F、T、S，通过使1级衍射光输入到F区域来检测聚焦误差(聚焦：FE)，通过0级透过光输入到T区域和-1级衍射光输入到S区域来检测寻 迹误差。
再有，具体地说，三个各检测系统在F区域(聚焦误差检测部)中，根 据所述+1级衍射光，按照SSD法来计算F1和F2的差动信号FE＝F1-F2的聚 焦误差信号，根据该信号来计算聚焦误差。
而且，在T区域(第1寻迹误差检测部)中，根据0级透过光，按照FF 法来计算TE1＝T1+T2-(T3+T4)的第1寻迹误差信号。
另一方面，在S区域(第2寻迹误差检测部)中，根据-1级衍射光，按 照CFF法来计算TE2＝S1-S2的第2寻迹误差信号。
然后，根据以上的第1寻迹误差信号TE1、以及第2寻迹误差信号TE2， 由运算部按照MCFF(Modified Correct FarField Detection)法来计算TE＝ (TE1-TE2)/m的寻迹误差信号，根据该信号来计算寻迹误差。
这样，0级、-1级、1级的各衍射级数的光被分别用作聚焦误差、寻迹 误差各自的误差检测信号。
如以上那样，在本实施方式中，通过使用在一个表面上包括全息图结构、 在另一个表面上包括波长板结构(一体形成)的光透镜，从而不需要使用以 往那样的专用的全息图板和波长板，可以降低安装部件数，实现大幅度的成 本下降。
由于不需要配设全息图板和波长板等，所以可降低部件配设的占有空间， 实现光拾取装置的小型化，而且，不需要光拾取装置的光学系统的调整。
而且，在光拾取装置中，容易进行小型一体化，可以简化寻迹机构。
再有，在上述实施方式中，例示了在物镜的另一面侧构成波长板结构的 情况，但也可以不设置所述波长板结构。
此外，形成将0级光、-1级光用于寻迹，将1级光用于聚焦的结构，但 将0级、-1级、1级各光分配给某一个功能是任意的。
而且，不限于聚焦误差和寻迹误差，也可以是可进行图像信号读取和检 测聚焦误差及寻迹误差的基于其他各种方法的光检测器的结构。
[第9实施方式]
下面，根据图34来说明本发明的第9实施方式。图34是表示本发明的 第9实施方式的功能方框图。
在本实施方式中，展示了光拾取装置的一例，它是作为使用了由上述各 实施方式或其变形例的基体材料(或通过注射成形由树脂成形的成形品即光 学元件)的电子机器一例。
在图34中，光拾取装置860包括：半导体激光器861；准直透镜862(第 1光学元件)；分离棱镜863；物镜864(第2光学元件)；DVD、CD等光磁 盘865(光磁记录媒体)；聚光透镜866；以及分割光检测器868。
其中，在本实施方式中，将包含上述实施方式的全息图结构的光学元件 例如用于(无论有无曲面部)准直透镜862，将上述实施方式的在一表面上 包含双折射相位结构(波长板的功能)的光学元件例如用于物镜864。即， 准直透镜862有全息图结构862a，物镜864有波长板结构864a。
在具有上述结构的光拾取装置860中，来自半导体激光器861的激光由 准直透镜862变为平行光。此时，用全息图结构862a分离成0级、1级、-1 级的各衍射级数的光。包含这些光的平行光透过分离棱镜863，通过物镜864 聚光至衍射边界并照射在光磁盘865(光磁记录媒体)上。
此时，在光磁盘865中，图35所示的0级、1级、-1级的各光照射到坑 或岛上。
来自光磁盘865的0级、1级、-1级的激光反射光射光到物镜864并再 次变成平行光。此时，通过波长板结构864a，在按规定角度旋转偏振方位后， 由分离棱镜863进行反射，通过各个聚光透镜866进行聚光，0级、1级、-1 级的各衍射级数的光在分割光检测器868的分离受光区域(受光元件)上形 成各自的光点。
这样，在用于生成聚焦、寻迹的各控制等中使用的各光的光学系统中， 可以使用上述结构。
再有，通过在物镜864中也构成衍射光栅结构，还可进行具有互换性的 CD、DVD互换中的像差校正。这种情况下，通过衍射结构的炫耀光栅向曲 面部的周围形成陡峭的结构，可以消除因光栅密度造成的入射角度增大引起 的拾取功能的下降。
如以上那样，在本实施方式中，通过使用在一个表面上包括全息图结构、 在另一个表面上包括波长板结构(一体形成)的光透镜，从而不需要使用以 往那样的专用的全息图板和波长板，可以降低部件数、安装部件数，实现大 幅度的成本下降。
由于不需要配设全息图板和波长板等，所以可降低部件配设的占有空间， 实现光拾取装置的小型化，而且，不需要光拾取装置的光学系统的调整。
而且，在光拾取装置中，容易进行小型一体化，可以简化寻迹机构。
再有，本发明的装置和方法根据几个特定的实施方式进行了说明，本领 域技术人员可对本发明说明书中记述的实施方式进行各种变形，而不脱离本 发明的主要精神和范围。
例如，在上述各实施方式中，说明了在一个表面上具有曲面部的基体材 料的曲面部上形成全息图结构或双折射相位结构的情况，但当然也可以是形 成在一个表面为平面的基体材料上的情况。而且，不限于此，还包括在平面 部上形成衍射光栅的情况。
而且，在上述实施方式中，说明了对光透镜等光学元件的基体材料直接 扫描的情况，但在对通过注射成形来形成树脂等光透镜的成形模(金属模) 进行加工的情况下，也可使用上述原理、处理步骤、处理方法。
此外，作为基体材料，展示了用于DVD和CD等的拾波透镜的例子，但 也可以用于在一方的一个表面上没有衍射光栅的物镜、衍射光栅节距20μ的 DVD-CD互换透镜、衍射光栅节距3μ的高密度蓝色激光互换物镜等。
而且，在作为基体材料使用光学元件的情况下，作为具有该基体材料的 电子机器，不限于上述的DVD、CD等读取装置，也可以是各种光学机器或 电子机器。即，不限于上述结构的光拾取装置，还可应用于各种光学机器或 电子机器，不限于物镜，当然可以是其他各种透镜，例如在聚光透镜、圆柱 形透镜等上形成各种全息图结构，或者形成波长板结构、衍射结构的情况。 这种情况下，作为用于包含光拾取装置的光磁盘装置的光学系统的结构，也 可以是重放专用形、追记形、可写形等的任何一种形式。而且，在聚焦误差 信号的检测中，也可以是像散性法、傅科法、束尺寸法、临界角法等。寻迹 误差信号的检测也是三束方式，当然也可以是连续伺服方式或采样伺服方式 的任何一种方式。
此外，对于至少有曲面部的基体材料，在将衍射光栅的至少1节距部分 倾斜形成的情况下，也可以是基体材料中至少有沟部(或按稠密的节距形成 沟部的情况)的结构。而且，作为基体材料，也可以没有曲面部，但至少形 成倾斜面。此外，也可以是基体材料为平面或倾斜面，按规定角度倾斜的状 态下照射电子束的情况。
此外，也可以测定基体材料上的多个基准点，根据该测定结果来计算基 准坐标系，在电子束照射中进行根据该坐标系来测定基体材料的厚度分布的 步骤。而且，根据厚度分布，也可以在电子束照射中进行计算最佳焦点位置 的计算步骤和使扫描位置与该焦点位置一致的调整步骤。这种情况下，在某 一扫描位置进行扫描的电子束照射中，最好是一边进行其他扫描位置的所述 焦点位置的计算等的运算处理，一边准备下次电子束照射。此外，作为电子 束照射中计算步骤可算出的项目，除了基体材料的厚度分布以外，还包含厚 度分布的校正等处理。
此外，在基体材料的一个表面上形成全息图结构，在基体材料的另一个 表面上形成双折射相位结构或衍射结构时，例示了使用第1、第2基体材料、 第1、第2金属模的情况，但也有对于一个某一厚度的基体材料，对一个表 面进行扫描后，对另一个表面进行扫描，对一个基体材料制作金属模来制造 的情况。
此外，在上述实施方式中，在一个曲面部上形成全息图结构，在另一个 曲面部上形成炫耀光栅状的衍射结构的情况下，在所述全息图结构和所述衍 射结构上分别包含防反射结构的结构，但并不限于此，也可以在一个曲面部 上形成全息图结构，在另一个曲面部上形成双折射相位结构的波长板功能的 情况下，在所述全息图结构和所述双折射相位结构的某一个或双方中包含防 反射结构。特别是炫耀光栅时最好在倾斜部中，形成防止由该倾斜部入射的 光的反射的防反射结构，在二元时，在凸部顶部和凹部底壁部分别形成防反 射结构。
再有，在上述实施方式中，例示了在基体材料的一个表面上构成全息图 结构，在基体材料的另一个表面上构成衍射结构的情况，当然也有在基体材 料的一个表面上构成双折射相位结构，在基体材料的另一个表面上构成衍射 结构的情况。
而且，也可以一个面为曲面而另一面为平面。此外，在上述各实施方式 中，说明了在一个表面上具有曲面部的基体材料的曲面部上形成衍射结构的 情况，当然也有在一表面为平面的基体材料上形成衍射结构的情况。
此外，凹凸最好是两面都为二元结构，但也可以是另一个面为炫耀光栅 面。
此外，至少一个面为曲面，在该曲面上有几个微细结构，只要在里外某 一个表面上有全息图结构就可以。此时，作为光学元件，只要在一个表面上 有全息图结构就可以，另一个表面可以作为包括普通的曲面、平面、或具有 衍射结构、偏振板功能、波长板功能等面的光学元件来形成。
当然，需要按照这些基体材料或光学元件的形状来变更金属模的形状， 使其与之对应。
此外，不限于上述电子束扫描装置，也可以是可通过多个电子束分别独 立多重扫描的结构。例如，在对基体材料上的一个扫描行进行扫描，同时可 形成对另一个扫描行进行扫描的结构中，也可以采用上述扫描方法。
此外，在本发明中，作为‘全息图结构’，举例说明了以0级、-1级、1 级三个衍射级数进行偏振分离的情况，当然也可以按任意的衍射级数(例如 3以上)进行偏振分离。这种情况下，在衍射级数为m，光栅的表面节距为d， 入射光的行进方向与光栅面的法线形成的角为θi，M数衍射光的行进方向与 光栅面的法线形成的角为θd时，最好是m＝d(cosθi+cosθd)/λ。再有，本发 明中所谓的‘全息图结构’不仅包含作为所谓的全息图板(将0级、1级、-1 级光进行偏振分离)的功能，而且包含进行上述的任意衍射级数的偏振分离 的功能和生成球面波等的功能等。
此外，也可以将二元图形和炫耀光栅组合来构成全息图结构(例如，使 倾斜部及侧壁部、凹部底壁·倾斜部及侧壁部重复的结构)。
而且，在上述实施方式中包含各种阶段，通过公开的多个主要结构部件 的适当组合，可提取各种发明。即，不用说，还包含上述各实施方式之间、 或它们的任何一个和各变形例的任何一个的组合而成的例子。这种情况下， 即使没有特别记载于本实施方式中，对于从各实施方式及变形例中公开的各 结构中可明显的作用效果，当然在该例中也具有对应的作用效果。此外，也 可以是从实施方式所示的所有主要结构部件中除去几个主要部件的结构。
而且，在至此的记述中，为了容易理解本发明，展示了本发明的实施方 式的一例，所述实施方式用于例证而不用于限制，在规定的范围内可进行适 当变形和或变更。因此，上述实施方式中所展示的各要素包括属于本发明的 技术范围内的所有设计变更和等价物。
如以上说明，根据本发明，在按三维扫描对曲面部进行扫描时，通过在 基体材料或光学元件上形成全息图结构，从而最终可形成在一个表面上包括 全息图结构的光透镜等，所以可替换以往的全息图板来用于各种机器。
由此，通过基于基体材料来构成金属模，作为注射成形的最终成形品， 可顺序批量生产具有全息图结构的元件。因此，鉴于以往那样一个一个地形 成全息图板时的各工序的工夫、时间，可以实现制造成本的大幅度降低和生 产率的提高。
此外，通过在基体材料或光学元件上形成双折射相位结构，最终可形成 在一个表面上包括双折射相位结构的波长板功能的光透镜等，所以可改变以 往的全息图板来用于各种机器。
由此，通过基于基体材料来构成金属模，作为注射成形的最终成形品， 可顺序批量生产具有波长板功能的元件。因此，鉴于以往那样一个一个地形 成波长板时的各工序的工夫、时间，可以实现制造成本的大幅度降低和生产 率的提高。
此外，使用金属模并通过注射成形来制造基体材料，所以可实现制造成 本的降低。在注射成形该基体材料时，可以同时附加全息图功能和作为波长 板的功能，不需要追加处理。因此，与以往那样一个一个制造全息图板和波 长板的情况相比，可以实现大幅度的制造成本的降低和工数的降低，有利于 光学部件的低成本化。
再有，除此以外，根据在另一侧的表面上形成了衍射结构的基体材料， 可适合实施DVD、CD互换等中的像差校正。
此外，在光拾取装置中，通过使用在一个表面上包括全息图结构(一体 形成)的光学元件，不需要使用以往那样的专用的全息图板，可以降低部件 数目、安装部件数，实现大幅度的成本下降。
而且，由于不需要配设全息图板和波长板等，所以可降低部件配设的占 有空间，实现光拾取装置的小型化，而且，容易进行拾取装置的光学系统的 小型一体化，可以简化寻迹机构。