JP2014074650A - Inspection equipment for optical element and inspection method for optical element - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To directly and speedily inspect optical characteristics of an optical element in which two types of polar screens with polarization directions perpendicular to each other are two-dimensionally arranged.SOLUTION: An inspection method is for a mixed type filter 10 in which a first polarization region for transmitting a first polarization component of incident light and a second polarization region for transmitting a second polarization component of the incident light are two-dimensionally arranged. An angle of an analyzer 123 arranged on a subsequent stage of the mixed type filter is set as 45 degrees. According to a transmission light intensity of inspection light detected while rotating a polarizer 117 arranged on a preceding stage of the mixed type filter by every predetermined angle, a TM transmission rate and a TE transmission rate of the mixed type filter are calculated.

Description

本発明は、光学素子の検査装置、及び光学素子の検査方法に関し、特に偏光方向が直交する偏光領域が2次元配置された光学素子の光学特性を高速、且つ高精度に判定可能な光学素子の検査装置、及び光学素子の検査方法に関する。   The present invention relates to an optical element inspection apparatus and an optical element inspection method, and more particularly, to an optical element capable of determining optical characteristics of an optical element in which polarization regions having orthogonal polarization directions are two-dimensionally arranged at high speed and with high accuracy. The present invention relates to an inspection apparatus and an optical element inspection method.

半導体微細加工技術の進展に伴い、一辺が数μm程度の単位領域に夫々光学特性の異なる偏光フィルタを作製できるようになり、その利用が進んでいる。
例えば、液晶パネル等では、色素を混合したカラーレジストを基板に塗布した後に露光や現像を行うフォトリソグラフィを利用して、一辺が数μm程度の単位領域にRGBのフィルタを夫々作製したカラーフィルタアレイが実用化されている。
また、入射する波長以下の長さの微小構造からなるサブ波長偏光素子やワイヤグリッド偏光子、或いはフォトニック結晶素子を、一辺が数μm程度の単位領域に作製した偏光フィルタ(以下「混在型フィルタ」という)が実用化されている。混在型フィルタにおいては、偏光特性の異なる領域(フィルタ)が2次元配置されている。
ところで、偏光フィルタの光学特性の検査は、一般に検査対象となる光学素子に検査光を照射し、検査光の反射強度や透過強度を測定することにより行われる(例えば特許文献1参照)。
With the progress of semiconductor microfabrication technology, it has become possible to produce polarizing filters having different optical characteristics in unit regions each having a side of about several μm, and their use is progressing.
For example, in a liquid crystal panel or the like, a color filter array in which RGB filters are respectively produced in unit areas each having a side of about several μm by using photolithography in which a color resist mixed with a dye is applied to a substrate and then exposed and developed. Has been put to practical use.
In addition, a polarizing filter (hereinafter referred to as a “mixed filter”) in which a sub-wavelength polarizing element, a wire grid polarizer, or a photonic crystal element having a microstructure with a length equal to or shorter than an incident wavelength is manufactured in a unit region having a side of about several μm. ") Has been put to practical use. In the mixed filter, regions (filters) having different polarization characteristics are two-dimensionally arranged.
Incidentally, the inspection of the optical characteristics of the polarizing filter is generally performed by irradiating the optical element to be inspected with inspection light and measuring the reflection intensity and transmission intensity of the inspection light (see, for example, Patent Document 1).

しかし、特許文献1に記載されたような従来の光学素子の検査方法では、混在型フィルタの光学特性を検査することは困難であった。即ち、混在型フィルタの単位領域は一辺が数μm程度のサイズのため、一般的な光学特性評価装置から検査光を照射した場合、検査光が照射される領域の大きさよりも単位領域の大きさが非常に小さいために、混在型フィルタの単位領域毎に透過率、反射率等を測定することができないという問題がある。
従来は代替手段として、一般的な光学特性評価装置で測定可能なサイズ、言い換えれば、検査光が照射される領域の大きさよりも十分に大きいサイズのモニターパターン(又はモニターサンプル)を利用していた。即ち、混在型フィルタの各単位領域に形成されているフィルタと同様の条件で光学フィルタを作製し、そのモニターパターンの光学特性を評価し、評価結果を混在型フィルタに当てはめることで、混在型フィルタの光学特性を評価していた。
However, it is difficult to inspect the optical characteristics of the mixed filter with the conventional inspection method for optical elements as described in Patent Document 1. That is, since the unit area of the mixed filter is about several μm on a side, when the inspection light is irradiated from a general optical characteristic evaluation apparatus, the size of the unit area is larger than the size of the area irradiated with the inspection light. Therefore, there is a problem that the transmittance, reflectance, etc. cannot be measured for each unit region of the mixed filter.
Conventionally, as an alternative, a monitor pattern (or a monitor sample) having a size that can be measured by a general optical characteristic evaluation apparatus, in other words, a size sufficiently larger than the size of an area irradiated with inspection light has been used. . In other words, an optical filter is manufactured under the same conditions as the filter formed in each unit area of the mixed filter, the optical characteristics of the monitor pattern are evaluated, and the evaluation result is applied to the mixed filter, whereby the mixed filter The optical properties of were evaluated.

しかし、フォトニック結晶やワイヤグリッド偏光子等の微細構造を利用した混在型フィルタは、混在型フィルタとモニターパターンとの間の微細構造の配列の違いにより、加工後の寸法がモニターパターンと異なる場合がある。その結果、混在型フィルタ上の偏光フィルタの光学特性と、モニターパターンの光学特性とが一致しない場合がある。
また、混在型フィルタを製品として出荷する場合は、光学特性のムラや欠陥の検査を行う必要があるが、これらはモニターパターンによる代用が不可能であり、実際の混在型フィルタを直接検査する必要がある。
However, mixed filters using fine structures such as photonic crystals and wire grid polarizers may have different dimensions after processing due to the difference in the fine structure arrangement between the mixed filter and the monitor pattern. There is. As a result, the optical characteristics of the polarizing filter on the mixed filter may not match the optical characteristics of the monitor pattern.
In addition, when shipping mixed filters as products, it is necessary to inspect optical characteristics unevenness and defects, but these cannot be replaced by monitor patterns, and actual mixed filters must be inspected directly. There is.

そこで、モニターパターンを代用せずに、混在型フィルタの光学特性を高速に検査し、光学素子の良否を高精度に評価することができる光学素子の検査装置、及び検査方法が切望されていた。
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、偏光方向が直交する2種類の偏光フィルタが2次元配置された光学素子の光学特性を直接、且つ高速に検査し、光学素子の良否を高精度に評価することが可能な光学素子の検査措装置、及び光学素子の検査方法を提供することを目的とする。
Therefore, an optical element inspection apparatus and inspection method that can inspect optical characteristics of a mixed filter at high speed and evaluate the quality of the optical element with high accuracy without substituting a monitor pattern have been desired.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and directly and rapidly inspects the optical characteristics of an optical element in which two types of polarizing filters whose polarization directions are orthogonal to each other are two-dimensionally arranged. An object of the present invention is to provide an optical element inspection device and an optical element inspection method that can be evaluated with high accuracy.

上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、入射した光の第一の偏光成分を透過させる第一偏光領域と、入射した光のうち前記第一の偏光成分に直交する第二の偏光成分を透過させる第二偏光領域と、が2次元配置された光学素子の検査装置であって、前記光学素子の前記第一偏光領域と前記第二偏光領域よりも十分に大きい領域に対して検査光を照射するための光源と、前記光学素子の前段と後段とに夫々配置され、前記検査光の所定の偏光成分を透過する2つの検査用偏光子と、前記2つの検査用偏光子のうち、一方の検査用偏光子の透過軸が、前記第一偏光領域の透過軸の角度から45度回転した角度となるように、前記一方の検査用偏光子を保持する検査用偏光子保持手段と、前記2つの検査用偏光子のうち、他方の検査用偏光子の透過軸を所定の角度毎に回転させる検査用偏光子回転手段と、前記2つの検査用偏光子、及び前記光学素子を透過した前記検査光の透過光強度を検出する透過光強度検出手段と、前記検査用偏光子回転手段によって所定の角度毎に回転された前記他方の検査用偏光子を透過した前記検査光を前記透過光強度検出手段によって検出させ、該検出された所定の角度毎の透過光強度に基づいて、前記光学素子のTM透過率とTE透過率とを算出する透過率算出手段と、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is characterized in that a first polarization region that transmits a first polarization component of incident light and a first polarization component of the incident light that is orthogonal to the first polarization component. An inspection device for an optical element in which a second polarization region that transmits a second polarization component is two-dimensionally arranged, and is a region that is sufficiently larger than the first polarization region and the second polarization region of the optical element A light source for irradiating the inspection light with respect to the optical element, two inspection polarizers that are respectively disposed in a front stage and a rear stage of the optical element and transmit a predetermined polarization component of the inspection light, and the two inspection lights Among the polarizers, the inspection polarization holding the one inspection polarizer so that the transmission axis of one inspection polarizer is an angle rotated by 45 degrees from the angle of the transmission axis of the first polarizing region. A second holding detector and the other of the two inspection polarizers. Inspection polarizer rotating means for rotating the transmission axis of the polarizer for every predetermined angle, transmitted light intensity for detecting the transmitted light intensity of the inspection light transmitted through the two inspection polarizers and the optical element The inspection light transmitted through the other inspection polarizer rotated at a predetermined angle by the detection means and the inspection polarizer rotation means is detected by the transmitted light intensity detection means, and the detected predetermined Transmittance calculating means for calculating the TM transmittance and the TE transmittance of the optical element based on the transmitted light intensity for each angle is provided.

本発明においては、光学素子の前段と後段に検査用偏光子を夫々配置し、一方の検査用偏光子の角度を第一偏光領域の透過軸角度に対して45°回転させた角度に設定し、他方の検査用偏光子を所定の角度毎に回転させながら透過光強度を測定する。測定により得られる透過光強度は、他方の検査用偏光子の透過軸角度に依存して変化する。
本発明によれば、他方の検査用偏光子の透過軸角度に依存して変化する透過光強度に基づいて光学素子のTM透過率とTE透過率とを算出するので、偏光方向が直交する第一偏光領域と第二偏光領域とが2次元配置された光学素子の光学特性を直接高速に検査し、光学素子の良否を高精度に評価することが可能となる。
In the present invention, inspection polarizers are arranged in the front and rear stages of the optical element, respectively, and the angle of one of the inspection polarizers is set to an angle rotated by 45 ° with respect to the transmission axis angle of the first polarizing region. The transmitted light intensity is measured while rotating the other inspection polarizer at every predetermined angle. The transmitted light intensity obtained by the measurement changes depending on the transmission axis angle of the other inspection polarizer.
According to the present invention, the TM transmittance and the TE transmittance of the optical element are calculated based on the transmitted light intensity that changes depending on the transmission axis angle of the other inspection polarizer. It is possible to directly inspect the optical characteristics of the optical element in which the one polarization region and the second polarization region are two-dimensionally arranged at high speed, and to evaluate the quality of the optical element with high accuracy.

(a)〜(c)は、ワイヤグリッド偏光子が配置された光学素子の模式図である。(A)-(c) is a schematic diagram of the optical element by which the wire grid polarizer is arrange | positioned. 本発明の原理を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the principle of this invention. 本発明の一実施形態に係る検査装置の概略構成図である。It is a schematic structure figure of an inspection device concerning one embodiment of the present invention. 検査装置によって行われる光学素子の光学特性の算出方法を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the calculation method of the optical characteristic of the optical element performed by a test | inspection apparatus. (a)、(b)は、本発明において検査対象とできる光学素子の一例を示した模式図である。(A), (b) is the schematic diagram which showed an example of the optical element which can be made into a test object in this invention. 検光子の透過軸の角度を0°とした場合の透過率の変化を示したグラフ図である。It is the graph which showed the change of the transmittance | permeability when the angle of the transmission axis of an analyzer is 0 degree. 検光子の透過軸の角度を45°とした場合の透過率の変化を示したグラフ図である。It is the graph which showed the change of the transmittance | permeability when the angle of the transmission axis of an analyzer is 45 degrees. 検光子の透過軸の角度を90°とした場合の透過率の変化を示したグラフ図である。It is the graph which showed the change of the transmittance | permeability when the angle of the transmission axis of an analyzer is 90 degrees. 実施形態4において検査対象とした光学素子の模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram of an optical element that is an inspection target in the fourth embodiment.

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置等は特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, and the like described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention only unless otherwise specified. .

〔測定対象とする光学素子〕
図1(a)〜(c)は、ワイヤグリッド偏光子が配置された光学素子の模式図である。
ワイヤグリッド偏光子は、微細な金属ライン(金属ワイヤ)を一方向に周期的に並列配置した光学素子である。金属ラインの間隔(ピッチ)が入射した光の波長よりも十分に小さい場合は、金属ラインの伸びる方向(ライン方向)と平行な方向に振動する電場成分を有する光を反射させ、金属ラインの伸びる方向と垂直な方向に振動する電場成分を透過させる光学特性を有する。
[Optical element to be measured]
1A to 1C are schematic views of an optical element in which a wire grid polarizer is arranged.
A wire grid polarizer is an optical element in which fine metal lines (metal wires) are periodically arranged in parallel in one direction. When the distance (pitch) between the metal lines is sufficiently smaller than the wavelength of the incident light, light having an electric field component that vibrates in a direction parallel to the direction in which the metal lines extend (line direction) is reflected, and the metal lines extend. It has an optical characteristic of transmitting an electric field component that vibrates in a direction perpendicular to the direction.

以下、ワイヤグリッド偏光子のTE偏光(S偏光)とは、ワイヤグリッドを形成している金属ラインと平行に振動する電場成分を有する偏光のことであり、TM偏光(P偏光)とは、ワイヤグリッドを形成している金属ラインと垂直に振動する電場成分を有する偏光である、と定義する。   Hereinafter, TE polarized light (S polarized light) of a wire grid polarizer is polarized light having an electric field component that vibrates in parallel with a metal line forming the wire grid, and TM polarized light (P polarized light) is a wire. It is defined as polarized light having an electric field component that vibrates perpendicularly to the metal lines forming the grid.

まず、図1(a)、(b)のように、単一の偏光領域からなるワイヤグリッド偏光子を考える。
図1(a)に示すように、ワイヤグリッド偏光子の全領域に対して微細な金属ラインがX方向に並列配置された金属ライン構造が形成されているワイヤグリッド(X方向ワイヤグリッド)において、そのTM偏光(P偏光)透過率をtTM1、TE偏光(S偏光)透過率をtTE1と定義する。同様に、図1(b)に示すように、ワイヤグリッド偏光子の全領域に対して微細な金属ラインがY方向に並列配置された金属ライン構造が形成されているワイヤグリッド(Y方向ワイヤグリッド)においても、そのTM偏光(P偏光)透過率をtTM2、TE偏光(S偏光)透過率をtTE2と定義する。
First, as shown in FIGS. 1A and 1B, a wire grid polarizer composed of a single polarization region is considered.
As shown in FIG. 1A, in a wire grid (X-direction wire grid) in which a metal line structure in which fine metal lines are arranged in parallel in the X direction with respect to the entire region of the wire grid polarizer is formed. The TM polarized light (P polarized light) transmittance is defined as t TM1 and the TE polarized light (S polarized light) transmittance is defined as t TE1 . Similarly, as shown in FIG. 1B, a wire grid (Y-direction wire grid) in which a metal line structure is formed in which fine metal lines are arranged in parallel in the Y direction with respect to the entire region of the wire grid polarizer. ) Also defines the TM polarized light (P polarized light) transmittance as t TM2 and the TE polarized light (S polarized light) transmittance as t TE2 .

また、透過率tは以下の式で導き出される値と定義する。
透過率t=[(試料有りでの光強度)]/[(試料無しでの光強度)]
ここで、「試料有りでの光強度」とは、光源と、光源から出射される検査光の強度を検出する検出器(受光素子)と、の間の検査光の光路上に試料(ワイヤグリッド偏光子)を配置した場合に、検出器によって検出される検査光の光強度のことである。また、「試料無しでの光強度」とは、光源と検出器との間の検査光の光路上に試料(ワイヤグリッド偏光子)を配置しなかった場合に、検出器によって検出される検査光の光強度のことである。
ワイヤグリッド偏光子の偏光選択性能は、その消光比(コントラスト)、即ち「(TM透過率)/(TE透過率)」によって表され、これらの値が高いほど偏光選択性能が良好、即ちワイヤグリッドの欠陥が少ないことを示す。
The transmittance t is defined as a value derived from the following equation.
Transmittance t = [(light intensity with sample)] / [(light intensity without sample)]
Here, “light intensity with sample” means that a sample (wire grid) is placed on the optical path of inspection light between a light source and a detector (light receiving element) that detects the intensity of inspection light emitted from the light source. This is the light intensity of the inspection light detected by the detector when a polarizer is disposed. “Light intensity without sample” means inspection light detected by the detector when no sample (wire grid polarizer) is placed on the optical path of the inspection light between the light source and the detector. It is the light intensity.
The polarization selection performance of the wire grid polarizer is expressed by its extinction ratio (contrast), that is, “(TM transmittance) / (TE transmittance)”. The higher these values, the better the polarization selection performance, ie, the wire grid. This indicates that there are few defects.

次に、図1(c)に示すような、異なる偏光特性を有する複数の領域が混在した光学素子について考える。図示する混在型フィルタ10は、ミクロンオーダの領域に区分された微細な複数の単位領域11(11x、11y)を有しており、各単位領域11には、X方向ワイヤグリッド11x、又はY方向ワイヤグリッド11yが形成されている。即ち、混在型フィルタ10には、入射した光のうち、X方向に振動する電場成分を有する光(0°偏光:第一の偏光成分)を透過させるX方向ワイヤグリッド11x(第一偏光領域)と、Y方向に振動する電場成分を有する光(90°偏光:第二の偏向成分)を透過させるY方向ワイヤグリッド11y(第二偏光領域)と、が所定の面積比にて2次元配置されている。この混在型フィルタ10には、金属ラインの方向が互いに直交する2種類のワイヤグリッドが混在している。   Next, consider an optical element in which a plurality of regions having different polarization characteristics are mixed as shown in FIG. The illustrated mixed filter 10 has a plurality of fine unit regions 11 (11x, 11y) divided into micron-order regions, and each unit region 11 has an X-direction wire grid 11x or a Y-direction. A wire grid 11y is formed. That is, in the mixed filter 10, an X-direction wire grid 11x (first polarization region) that transmits light (0 ° polarization: first polarization component) having an electric field component oscillating in the X direction out of the incident light. And a Y-direction wire grid 11y (second polarization region) that transmits light having an electric field component oscillating in the Y direction (90 ° polarization: second deflection component) are two-dimensionally arranged at a predetermined area ratio. ing. The mixed filter 10 includes two types of wire grids in which the directions of the metal lines are orthogonal to each other.

〔本発明の概要〕
本発明による混在型フィルタ10の光学特性の評価方法について、その特徴及び手順の概要を説明する。図2は、本発明の原理を説明するための模式図である。図2に示すように、検査光の光路上には偏光子117、測定対象試料としての混在型フィルタ10、及び検光子123を順に配置する。ここで、混在型フィルタ10のX方向ワイヤグリッド11xとY方向ワイヤグリッド11yについては、その透過軸の角度をそれぞれX軸(0°)、Y軸(90°)に合わせておく。
[手順1−1]検光子123の透過軸をx軸固定(x成分透過)に設定し、偏光子117を回転(φdeg)させながら検光子123を透過する検査光の強度を検出し、検出された検査光の強度から混在型フィルタ10の光学特性を取得する。
[手順1−2]検光子123の透過軸をy軸固定(y成分透過)に設定し、偏光子117を回転(φdeg)させながら検光子123を透過する検査光の強度を検出し、検出された検査光の強度から混在型フィルタ10の光学特性を取得する。
[手順2]検光子123の透過軸を45deg固定(45deg成分透過)に設定し、偏光子117を回転(φdeg)させながら検光子123を透過する検査光の強度を検出し、検出された検査光の強度から混在型フィルタ10の光学特性を取得する。
[Outline of the Invention]
An outline of the characteristics and procedure of the method for evaluating the optical characteristics of the mixed filter 10 according to the present invention will be described. FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the principle of the present invention. As shown in FIG. 2, a polarizer 117, a mixed filter 10 as a measurement target sample, and an analyzer 123 are sequentially arranged on the optical path of the inspection light. Here, with respect to the X-direction wire grid 11x and the Y-direction wire grid 11y of the mixed filter 10, the angles of the transmission axes thereof are adjusted to the X axis (0 °) and the Y axis (90 °), respectively.
[Procedure 1-1] The transmission axis of the analyzer 123 is set to be fixed to the x axis (x component transmission), and the intensity of the inspection light transmitted through the analyzer 123 is detected and detected while the polarizer 117 is rotated (φdeg). The optical characteristics of the mixed filter 10 are acquired from the intensity of the inspection light thus obtained.
[Procedure 1-2] The transmission axis of the analyzer 123 is set to be fixed to the y-axis (y component transmission), and the intensity of the inspection light transmitted through the analyzer 123 is detected while rotating the polarizer 117 (φdeg). The optical characteristics of the mixed filter 10 are acquired from the intensity of the inspection light thus obtained.
[Procedure 2] The transmission axis of the analyzer 123 is set to 45 deg fixed (45 deg component transmission), and the intensity of the inspection light passing through the analyzer 123 is detected while rotating the polarizer 117 (φ deg), and the detected inspection is detected. The optical characteristics of the mixed filter 10 are acquired from the light intensity.

手順1−1は、混在型フィルタ10を構成するワイヤグリッドの一方の透過軸の角度(ここではX方向ワイヤグリッド11x)に、検光子123の透過軸の角度を合わせた状態で、混在型フィルタ10の光学特性を取得する工程である。手順1−1を実施することで、X方向ワイヤグリッド11xのTM透過率tTM1を得ることができる。
また、手順1−2は、混在型フィルタ10を構成するワイヤグリッドの他方の透過軸の角度(ここではY方向ワイヤグリッド11y)に、検光子123の透過軸の角度を合わせた状態で、混在型フィルタ10の光学特性を取得する工程である。手順1−2を実施することで、Y方向ワイヤグリッド11yのTM透過率tTM2を得ることができる。
Procedure 1-1 is a state where the angle of the transmission axis of the analyzer 123 is matched with the angle of one transmission axis of the wire grid constituting the mixed filter 10 (here, the X-direction wire grid 11x). This is a step of acquiring ten optical characteristics. By performing the procedure 1-1, the TM transmittance t TM1 of the X-direction wire grid 11x can be obtained.
Procedure 1-2 is performed in a state where the angle of the transmission axis of the analyzer 123 is matched with the angle of the other transmission axis of the wire grid constituting the mixed filter 10 (here, the Y-direction wire grid 11y). This is a step of acquiring optical characteristics of the mold filter 10. By performing the procedure 1-2, the TM transmittance t TM2 of the Y-direction wire grid 11y can be obtained.

更に、手順2は、混在型フィルタ10を構成する2つのワイヤグリッドの透過軸の角度の丁度中間の角度に検光子123の透過軸の角度を合わせた状態で、混在型フィルタ10の光学特性を取得する工程である。即ち、この工程では、検光子123の透過軸の角度を45°又は135°に設定して光学特性を取得する。手順2を実施することで、混在型フィルタ10全体としてのTM透過率tTMとTE透過率tTEを得ることができる。
ここで混在型フィルタ10全体としてのTM透過率とは、X方向ワイヤグリッドのTM透過率とY方向ワイヤグリッドのTM透過率との総和である。また、混在型フィルタ10全体としてのTE透過率とは、X方向ワイヤグリッドのTE透過率とY方向ワイヤグリッドのTE透過率との総和である。また、得られたTM透過率tTMとTE透過率tTEとから、混在型フィルタ10全体としての消光比=(TM透過率tTM)/(TE透過率tTE)を得ることができる。
Further, in step 2, the optical characteristics of the mixed filter 10 are adjusted in a state where the angle of the transmission axis of the analyzer 123 is adjusted to an intermediate angle between the transmission axes of the two wire grids constituting the mixed filter 10. It is a process to acquire. That is, in this step, the optical characteristic is acquired by setting the angle of the transmission axis of the analyzer 123 to 45 ° or 135 °. By performing the procedure 2, the TM transmittance t TM and the TE transmittance t TE as the entire mixed filter 10 can be obtained.
Here, the TM transmittance of the mixed filter 10 as a whole is the sum of the TM transmittance of the X-direction wire grid and the TM transmittance of the Y-direction wire grid. The TE transmittance of the mixed filter 10 as a whole is the sum of the TE transmittance of the X direction wire grid and the TE transmittance of the Y direction wire grid. Further, the extinction ratio = (TM transmittance t TM ) / (TE transmittance t TE ) of the mixed filter 10 as a whole can be obtained from the obtained TM transmittance t TM and TE transmittance t TE .

〔ジョーンズ計算法〕
以下、図2に基づいて、本発明の原理を示すために必要なジョーンズ計算法(ジョーンズベクトル)について説明する。図示するように検査光は、偏光子117、混在型フィルタ10(測定対象)、検光子123の順に透過する。測定対象たる混在型フィルタ10は、図1(c)に示すものである。以下では説明の便宜上、混在型フィルタ10のX方向ワイヤグリッド11xとY方向ワイヤグリッド11yを透過した検査光の干渉項については無視する。
[Jones calculation method]
The Jones calculation method (Jones vector) necessary for illustrating the principle of the present invention will be described below with reference to FIG. As shown in the figure, the inspection light passes through the polarizer 117, the mixed filter 10 (measurement target), and the analyzer 123 in this order. The mixed filter 10 to be measured is shown in FIG. Hereinafter, for convenience of explanation, the interference term of the inspection light transmitted through the X-direction wire grid 11x and the Y-direction wire grid 11y of the mixed filter 10 is ignored.

偏光子117(透過軸φ)を透過した検査光の電場ベクトルは、そのx成分をEx、y成分をEyとすると、

Figure 2014074650
にて与えられる。
混在型フィルタ10のX方向ワイヤグリッド11xに関するジョーンズマトリクスは、
Figure 2014074650
にて与えられる。
混在型フィルタ10のY方向ワイヤグリッド11yに関するジョーンズマトリクスは、
Figure 2014074650
にて与えられる。
従って、偏光子117及び混在型フィルタ10のX方向ワイヤグリッド11xを透過した検査光の電場ベクトル(E′1,x,E′1,y)は、偏光子117を透過した検査光の電場ベクトルを用いて、
Figure 2014074650
と表せる。 When the electric field vector of the inspection light transmitted through the polarizer 117 (transmission axis φ) is Ex and the y component is Ey,
Figure 2014074650
Given in
The Jones matrix for the X-direction wire grid 11x of the mixed filter 10 is
Figure 2014074650
Given in
The Jones matrix for the Y-direction wire grid 11y of the mixed filter 10 is
Figure 2014074650
Given in
Therefore, the electric field vector (E′1, x, E′1, y) of the inspection light transmitted through the polarizer 117 and the X-direction wire grid 11x of the mixed filter 10 is the electric field vector of the inspection light transmitted through the polarizer 117. Using,
Figure 2014074650
It can be expressed.

また、偏光子117及び混在型フィルタ10のY方向ワイヤグリッド11yを透過した検査光の電場ベクトル(E′2,x,E′2,y)は、偏光子117を透過した検査光の電場ベクトルを用いて、

Figure 2014074650
と表せる。
また、透過軸がθである場合の検光子123のジョーンズマトリクスJ(θ)は、回転行列R(θ)を用いて、
Figure 2014074650
・・・式(1)
と表せる。ただし、
Figure 2014074650
従って、偏光子117(透過軸θ)、混在型フィルタ10のX方向ワイヤグリッド11x、及び検光子123を透過した検査光の電場ベクトル(E″1,x,E″1,y)は、
Figure 2014074650
・・・式(2)
と表せる。
また、偏光子117、混在型フィルタ10のY方向ワイヤグリッド11y、及び検光子123を透過した検査光の電場ベクトル(E″2,x,E″2,y)は、
Figure 2014074650
・・・式(3)
と表せる。 Further, the electric field vector (E′2, x, E′2, y) of the inspection light transmitted through the polarizer 117 and the Y-direction wire grid 11y of the mixed filter 10 is the electric field vector of the inspection light transmitted through the polarizer 117. Using,
Figure 2014074650
It can be expressed.
Further, the Jones matrix J (θ) of the analyzer 123 when the transmission axis is θ is obtained by using the rotation matrix R (θ),
Figure 2014074650
... Formula (1)
It can be expressed. However,
Figure 2014074650
Therefore, the electric field vector (E ″ 1, x, E ″ 1, y) of the inspection light transmitted through the polarizer 117 (transmission axis θ), the X-direction wire grid 11x of the mixed filter 10 and the analyzer 123 is
Figure 2014074650
... Formula (2)
It can be expressed.
The electric field vector (E ″ 2, x, E ″ 2, y) of the inspection light transmitted through the polarizer 117, the Y-direction wire grid 11y of the mixed filter 10 and the analyzer 123 is
Figure 2014074650
... Formula (3)
It can be expressed.

〔本発明の原理:手順1−1:検光子角度を0°にした測定〕
まず、検光子123の透過軸の角度をx軸(0°)に固定した場合について説明する。
透過軸の角度が0°である場合の検光子123のジョーンズマトリクスJ(0°)は、式(1)より

Figure 2014074650
であるから、偏光子117(透過軸0°)、混在型フィルタ10のX方向ワイヤグリッド11x、及び検光子123を透過した検査光の電場ベクトルは、式(2)より、
Figure 2014074650
にて与えられる。同様に、偏光子117(透過軸0°)、混在型フィルタ10のY方向ワイヤグリッド11y、及び検光子123を透過した検査光の電場ベクトルは、式(3)より、
Figure 2014074650

にて与えられる。 [Principle of the present invention: Procedure 1-1: Measurement with an analyzer angle of 0 °]
First, the case where the angle of the transmission axis of the analyzer 123 is fixed to the x-axis (0 °) will be described.
The Jones matrix J (0 °) of the analyzer 123 when the angle of the transmission axis is 0 ° is obtained from the equation (1).
Figure 2014074650
Therefore, the electric field vector of the inspection light transmitted through the polarizer 117 (transmission axis 0 °), the X-direction wire grid 11x of the mixed filter 10 and the analyzer 123 is obtained from the equation (2):
Figure 2014074650
Given in Similarly, the electric field vector of the inspection light transmitted through the polarizer 117 (transmission axis 0 °), the Y-direction wire grid 11y of the mixed filter 10 and the analyzer 123 is expressed by the following equation (3):
Figure 2014074650

Given in

ここで、偏光子117、混在型フィルタ10のX方向ワイヤグリッド11x、及び検光子123を透過した検査光の強度I1は、

Figure 2014074650
にて与えられ、偏光子117、混在型フィルタ10のY方向ワイヤグリッド11y、及び検光子123を透過した検査光の強度I2は、
Figure 2014074650
にて与えられるから、検光子123を透過した検査光の強度Iは、
Figure 2014074650
にて与えられる。ここで混在型フィルタ10のX方向ワイヤグリッド11xとY方向ワイヤグリッド11yの作製精度が同一であると仮定する。即ち、tTE2=tTE1と仮定する。X方向ワイヤグリッドの偏光選択性能が高く「tTM1>>tTE1」であるとき、
Figure 2014074650
と近似できるから、検光子123を透過した検査光の強度Iは、近似的には
Figure 2014074650
となる。即ち、偏光子117の透過軸φを変化させながら検光子123を透過した検査光の強度Iを検出すれば、得られた測定値のサインカーブの振動中心又は振幅が(1/2)(t TM1)となるので、X方向ワイヤグリッドのTM透過率tTM1を得ることができる。
なお、偏光子117の透過軸φを角度90°にした時に検光子123を透過した検査光の強度Iを測定し、その値からTM透過率tTM1を得ることもできる。 Here, the intensity I1 of the inspection light transmitted through the polarizer 117, the X-direction wire grid 11x of the mixed filter 10, and the analyzer 123 is
Figure 2014074650
The intensity I2 of the inspection light transmitted through the polarizer 117, the Y-direction wire grid 11y of the mixed filter 10 and the analyzer 123 is given by
Figure 2014074650
Therefore, the intensity I of the inspection light transmitted through the analyzer 123 is
Figure 2014074650
Given in Here, it is assumed that the production accuracy of the X-direction wire grid 11x and the Y-direction wire grid 11y of the mixed filter 10 is the same. That is, it is assumed that t TE2 = t TE1 . When the polarization selection performance of the X-direction wire grid is high and “t TM1 >> t TE1 ”,
Figure 2014074650
Therefore, the intensity I of the inspection light transmitted through the analyzer 123 is approximately
Figure 2014074650
It becomes. That is, if the intensity I of the inspection light transmitted through the analyzer 123 is detected while changing the transmission axis φ of the polarizer 117, the vibration center or amplitude of the sine curve of the obtained measurement value is (1/2) (t 2 TM1 ), the TM transmittance t TM1 of the X-direction wire grid can be obtained.
It is also possible to measure the intensity I of the inspection light transmitted through the analyzer 123 when the transmission axis φ of the polarizer 117 is set to an angle of 90 °, and obtain the TM transmittance t TM1 from the measured value.

〔本発明の原理:手順1−2:検光子角度を90°にした測定〕
検光子角度を90°にした場合の手順は、検光子123のジョーンズマトリクスJ(90°)が異なるだけで手順1−1と同様であるため、その説明を簡略化する。検光子123を透過した検査光の強度Iは、

Figure 2014074650
にて与えられる。ここで混在型フィルタ10のX方向ワイヤグリッド11xとY方向ワイヤグリッド11yの作製精度が同一であると仮定する。即ち、tTE1=tTE2と仮定する。Y方向ワイヤグリッドの偏光選択性能が高く「tTM2>>tTE2」であるとき、検光子123を透過した検査光の強度Iは、近似的に
Figure 2014074650
となる。即ち、偏光子117の透過軸φを変化させながら検光子123を透過した検査光の強度Iを検出すれば、得られた測定値のサインカーブの振動中心又は振幅が(1/2)(t TM2)となるので、Y方向ワイヤグリッドのTM透過率tTM2を得ることができる。 [Principle of the present invention: Procedure 1-2: Measurement with an analyzer angle of 90 °]
Since the procedure when the analyzer angle is 90 ° is the same as that of the procedure 1-1 except that the Jones matrix J (90 °) of the analyzer 123 is different, the description is simplified. The intensity I of the inspection light transmitted through the analyzer 123 is
Figure 2014074650
Given in Here, it is assumed that the production accuracy of the X-direction wire grid 11x and the Y-direction wire grid 11y of the mixed filter 10 is the same. That is, it is assumed that t TE1 = t TE2 . When the polarization selection performance of the Y-direction wire grid is high and “t TM2 >> t TE2 ”, the intensity I of the inspection light transmitted through the analyzer 123 is approximately
Figure 2014074650
It becomes. That is, if the intensity I of the inspection light transmitted through the analyzer 123 is detected while changing the transmission axis φ of the polarizer 117, the vibration center or amplitude of the sine curve of the obtained measurement value is (1/2) (t 2 TM2 ), the TM transmittance t TM2 of the Y-direction wire grid can be obtained.

なお、偏光子117の透過軸φを角度90°にした時に検光子123を透過した検査光の強度Iを測定し、その値からTM透過率tTM2を得ることもできる。
さらに、混在型フィルタ10のX方向ワイヤグリッド11xとY方向ワイヤグリッド11yの作製精度が同一、即ち、tTM1=tTM2=tTM、tTE1=tTE2=tTEと仮定した場合には、検光子123の透過軸角度を0°とした測定、又は検光子123の透過軸角度を90°とした測定の一方を実施すれば、X方向ワイヤグリッド11xとY方向ワイヤグリッド11yのそれぞれのTM透過率を得ることができる。
It is also possible to measure the intensity I of the inspection light transmitted through the analyzer 123 when the transmission axis φ of the polarizer 117 is set to an angle of 90 °, and obtain the TM transmittance t TM2 from the measured value.
Furthermore, manufacturing accuracy same X-direction wire grid 11x and Y-direction wire grid 11y of mixed-filter 10, that is, when it is assumed that t TM1 = t TM2 = t TM , t TE1 = t TE2 = t TE is If one of the measurement with the transmission axis angle of the analyzer 123 set to 0 ° or the measurement with the transmission axis angle of the analyzer 123 set to 90 ° is performed, the TM of each of the X-direction wire grid 11x and the Y-direction wire grid 11y is measured. Transmittance can be obtained.

〔本発明の原理:手順2:検光子角度を45°にした測定〕
次に、検光子123の透過軸の角度を45°に固定した場合について説明する。但し、以下の説明においては便宜上、混在型フィルタ10のX方向ワイヤグリッド11xとY方向ワイヤグリッド11yの作製精度が同一であると仮定する。即ち、tTM1=tTM2=tTM、tTE1=tTE2=tTEと仮定する。
透過軸の角度が45°である場合の検光子123のジョーンズマトリクスJ(45°)は、式(1)より

Figure 2014074650
であるから、偏光子117(透過軸45°)、混在型フィルタ10のX方向ワイヤグリッド11x、及び検光子123を透過した検査光の電場ベクトルは、式(2)より、
Figure 2014074650
にて与えられる。同様に、偏光子117(透過軸45°)、混在型フィルタ10のY方向ワイヤグリッド11y、及び検光子123を透過した検査光の電場ベクトルは、式(3)より、
Figure 2014074650
にて与えられる。 [Principle of the present invention: Procedure 2: Measurement with an analyzer angle of 45 °]
Next, the case where the angle of the transmission axis of the analyzer 123 is fixed at 45 ° will be described. However, in the following description, for convenience, it is assumed that the production accuracy of the X-direction wire grid 11x and the Y-direction wire grid 11y of the mixed filter 10 is the same. That is, it is assumed that t TM1 = t TM2 = t TM and t TE1 = t TE2 = t TE .
The Jones matrix J (45 °) of the analyzer 123 when the angle of the transmission axis is 45 ° is obtained from the equation (1).
Figure 2014074650
Therefore, the electric field vector of the inspection light transmitted through the polarizer 117 (transmission axis 45 °), the X-direction wire grid 11x of the mixed filter 10 and the analyzer 123 is expressed by the following equation (2):
Figure 2014074650
Given in Similarly, the electric field vector of the inspection light transmitted through the polarizer 117 (transmission axis 45 °), the Y-direction wire grid 11y of the mixed filter 10 and the analyzer 123 is expressed by the following equation (3):
Figure 2014074650
Given in

ここで、偏光子117、混在型フィルタ10のX方向ワイヤグリッド11x、及び検光子123を透過した検査光の強度I1は、

Figure 2014074650
にて与えられ、偏光子117、混在型フィルタ10のY方向ワイヤグリッド11y、及び検光子123を透過した検査光の強度I2は、
Figure 2014074650
にて与えられるから、検光子123を透過した検査光の強度Iは、
Figure 2014074650
・・・式(4)
と表せる。ただし、
Figure 2014074650
・・・式(5) Here, the intensity I1 of the inspection light transmitted through the polarizer 117, the X-direction wire grid 11x of the mixed filter 10, and the analyzer 123 is
Figure 2014074650
The intensity I2 of the inspection light transmitted through the polarizer 117, the Y-direction wire grid 11y of the mixed filter 10 and the analyzer 123 is given by
Figure 2014074650
Therefore, the intensity I of the inspection light transmitted through the analyzer 123 is
Figure 2014074650
... Formula (4)
It can be expressed. However,
Figure 2014074650
... Formula (5)

ここで、Xは直流成分(振動しない成分)であり、Yは交流成分(振動成分:sin2φの係数)である。偏光子117の透過軸φを変化させながら、検光子123を透過した検査光の強度Iを検出した場合に、強度Iの測定値はサインカーブとなり、このサインカーブにおいてXは振動中心として現れ、Yは振幅として現れる。従って、測定値のサインカーブを最小二乗法等により近似することで、X、及びYを具体的に得ることができる。
また、X、及びYを具体的に得ることができれば、式(5)の連立方程式を解くことにより、以下のようにt TM、t TE、t TM/t TEが求められるので、TM透過率tTM、TE透過率tTE、消光比tTM/tTEを得ることができる。

Figure 2014074650
また、原理的には、TM透過率tTMとTE透過率tTEに、夫々混在型フィルタ10に対するX方向ワイヤグリッド11xの面積率、又は混在型フィルタ10に対するY方向ワイヤグリッド11yの面積率を乗ずることで、X方向ワイヤグリッド11xとY方向ワイヤグリッド11yのそれぞれのTM透過率、及びTE透過率を算出することができる。 Here, X is a DC component (a component that does not vibrate), and Y is an AC component (vibration component: coefficient of sin 2φ). When the intensity I of the inspection light transmitted through the analyzer 123 is detected while changing the transmission axis φ of the polarizer 117, the measured value of the intensity I becomes a sine curve, and in this sine curve, X appears as the vibration center, Y appears as an amplitude. Therefore, X and Y can be specifically obtained by approximating the sine curve of the measured value by the least square method or the like.
Also, if X and Y can be obtained specifically, t 2 TM , t 2 TE , t 2 TM / t 2 TE can be obtained as follows by solving the simultaneous equations of Equation (5). , TM transmittance t TM , TE transmittance t TE , and extinction ratio t TM / t TE can be obtained.
Figure 2014074650
Further, in principle, the area ratio of the X-direction wire grid 11x with respect to the mixed filter 10 or the area ratio of the Y-direction wire grid 11y with respect to the mixed filter 10 is set in the TM transmittance t TM and the TE transmittance t TE , respectively. By multiplying, the TM transmittance and the TE transmittance of each of the X-direction wire grid 11x and the Y-direction wire grid 11y can be calculated.

以上のように、本発明においては、直交する二方向のワイヤグリッドから構成される混在型フィルタであっても、検光子の角度を特定の角度(0°、45°、90°)とし、偏光子を回転させて透過率を測定することにより、TM透過率、TE透過率、おおよその消光比などの値を得ることができる。
なお、上記発明の原理説明においては、検光子の透過軸の角度を固定し、偏光子の透過軸の角度を変化させたが、偏光子の透過軸の角度を固定し、検光子の透過軸の角度を変化させてもよい。
As described above, in the present invention, even in a mixed filter composed of two orthogonal wire grids, the analyzer angle is set to a specific angle (0 °, 45 °, 90 °) By measuring the transmittance by rotating the element, values such as TM transmittance, TE transmittance, and approximate extinction ratio can be obtained.
In the explanation of the principle of the invention, the angle of the transmission axis of the analyzer is fixed and the angle of the transmission axis of the polarizer is changed. However, the angle of the transmission axis of the polarizer is fixed and the transmission axis of the analyzer is changed. The angle may be changed.

〔本発明により得られた光学特性に基づく良否判定〕
上述の方法を用いて得られた混在型フィルタの光学特性に基づいて、混在型フィルタの良否を判定することができる。良否判定を行うに際しては、種々の判定用のパラメータ(判定値)を用いることができる。本発明においては、例えば消光比(TM透過率tTM)/(TE透過率tTE)に基づいた良否判定を行うことができる。
ここで、良品判定においては基本的に、予め良品と判定できる基準値を設定し、この基準値と混在型フィルタ10の検査対象部分(測定点)の値(判定値)とを比較する必要がある。例えば、X方向ワイヤグリッドとY方向ワイヤグリッドの境界は、ワイヤグリッドとして機能しない。そのため、仮に、X方向ワイヤグリッドとY方向ワイヤグリッドの境界に光が入射した場合は、透過率が低下する傾向にあるため、理論値との比較を行うことができないからである。
例えば、消光比に基づいて良否判定を行う場合は、予め良品と判定されている混在型フィルタ10の部分を基準点とし、この基準点における消光比を基準値として設定する。この基準値と、測定点における消光比(判定値)と比較することにより良否を判定する。
[Quality determination based on optical characteristics obtained by the present invention]
The quality of the mixed filter can be determined based on the optical characteristics of the mixed filter obtained by using the above-described method. When performing pass / fail determination, various determination parameters (determination values) can be used. In the present invention, it is possible to perform pass / fail determination based on, for example, the extinction ratio (TM transmittance t TM ) / (TE transmittance t TE ).
Here, in the non-defective product determination, it is basically necessary to set a reference value that can be determined as a good product in advance, and to compare this reference value with the value (determination value) of the inspection target portion (measurement point) of the mixed filter 10. is there. For example, the boundary between the X-direction wire grid and the Y-direction wire grid does not function as a wire grid. For this reason, if light is incident on the boundary between the X-direction wire grid and the Y-direction wire grid, the transmittance tends to decrease, so that comparison with the theoretical value cannot be performed.
For example, when quality determination is performed based on the extinction ratio, a portion of the mixed filter 10 that has been determined to be non-defective in advance is used as a reference point, and the extinction ratio at the reference point is set as a reference value. The quality is determined by comparing this reference value with the extinction ratio (determination value) at the measurement point.

上記基準点は、予め電子線顕微鏡観察等によりライン幅や欠陥の有無等について細かな計測が行われている測定点としてもよい。或いは上記基準点の代わりに、シミュレーション等により求められた値等を参考にして、混在型フィルタのライン幅やピッチに関する傾向を反映させた基準値を設定してもよい。そして、判定値と基準値との差が所定の許容値内にあるときには、検査対象とした混在型フィルタの測定点部分を良品と判定し、許容値内にないときには、検査対象とした混在型フィルタの測定点部分を不良品と判定する。このように、基準値と判定値とのデータ比較を行うことで、検査対象となる混在型フィルタの良否判定を行うことができる。
なお、上記消光比を用いた良否判定においては、検査対象となる混在型フィルタの測定点を変更しながら行うことで、混在型フィルタの中で偏光選択性能が低い「不良箇所」を特定することができる。また、良否判定には、X方向ワイヤグリッドのTM透過率や、Y方向ワイヤグリッドのTM透過率を用いてもよい。
The reference point may be a measurement point at which fine measurement is performed in advance with respect to the line width, presence / absence of defects, or the like by observation with an electron beam microscope or the like. Alternatively, instead of the reference point, a reference value reflecting a tendency regarding the line width and pitch of the mixed filter may be set with reference to a value obtained by simulation or the like. When the difference between the judgment value and the reference value is within a predetermined allowable value, the measurement point part of the mixed type filter to be inspected is determined to be non-defective, and when it is not within the allowable value, the mixed type to be inspected The measurement point portion of the filter is determined to be defective. As described above, the quality comparison of the mixed filter to be inspected can be performed by comparing the data of the reference value and the determination value.
In addition, in the quality determination using the above extinction ratio, by performing measurement while changing the measurement point of the mixed filter to be inspected, it is possible to identify a “defective portion” having a low polarization selection performance in the mixed filter. Can do. In addition, the TM transmittance of the X-direction wire grid or the TM transmittance of the Y-direction wire grid may be used for the quality determination.

〔検査装置〕
上記原理に基づいて混在型フィルタの検査を行う検査装置について図3に基づいて説明する。図3は、本発明の一実施形態に係る検査装置の概略構成図である。
検査装置100は、概略、光学系110と処理装置130と、から構成されている。
光学系110は、測定対象S(混在型フィルタ)に照射する検査光の光源111と、光源111から出射された検査光の光強度を均一にするビームエキスパンダ113(光強度平均化手段)と、ビームエキスパンダ113を通過した検査光をスポット状にして測定対象Sに照射するピンホール115と、ピンホールを透過した検査光のうち、所定の偏光成分を透過させる偏光子117(検査用偏光子)と、偏光子117を、その透過軸の角度を調整可能に支持する偏光子回転装置119(検査用偏光子回転手段)と、偏光子回転装置119を回転駆動する回転装置駆動部119a(回転駆動手段)と、測定対象Sを移動可能に支持するXYステージ121と、XYステージ121をX軸およびY軸方向にそれぞれ独立に駆動するステージ駆動部121a(ステージ駆動手段)と、測定対象Sを透過した検査光のうち、所定の偏光成分を透過させる検光子123(検査用偏光子)と、検光子123を、その透過軸の角度を調整可能に支持する検光子回転装置125(検査用偏光子保持手段)と、検光子回転装置125を回転駆動する回転装置駆動部125a(回転駆動手段)と、検光子123を透過した検査光を検出する検出器127(透過光強度検出手段)と、を備えている。
[Inspection equipment]
An inspection apparatus for inspecting a mixed filter based on the above principle will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
The inspection apparatus 100 generally includes an optical system 110 and a processing apparatus 130.
The optical system 110 includes a light source 111 of inspection light that irradiates the measurement target S (mixed filter), a beam expander 113 (light intensity averaging means) that makes the light intensity of the inspection light emitted from the light source 111 uniform. , The inspection light that has passed through the beam expander 113 is spotted to irradiate the measuring object S, and the polarizer 117 that transmits a predetermined polarization component of the inspection light transmitted through the pinhole (polarization for inspection) A polarizer 117, a polarizer rotator 119 (inspection polarizer rotator) that supports the polarizer 117 so that the angle of the transmission axis thereof can be adjusted, and a rotating device drive unit 119 a (rotation drive unit 119 a ( Rotation drive means), an XY stage 121 that movably supports the measuring object S, and a stage drive that independently drives the XY stage 121 in the X-axis and Y-axis directions. 121a (stage driving means) and the analyzer 123 (inspection polarizer) that transmits a predetermined polarization component of the inspection light transmitted through the measuring object S and the angle of the transmission axis of the analyzer 123 can be adjusted. The analyzer rotating device 125 (inspection polarizer holding means) supported on the rotating device 125, the rotating device driving unit 125 a (rotating driving means) for rotating the analyzer rotating device 125, and the inspection light transmitted through the analyzer 123 are detected. And a detector 127 (transmitted light intensity detecting means).

光源111には、レーザ、又はLEDを利用することが望ましい。レーザとLEDは、共に指向性がよいため、測定精度を高めることができる。
また、レーザのような単一波長の検査光を照射する光源を用いた方が強度の強い光を照射することができ、透過率を評価しやすいという効果を得られる。レーザを用いる場合には、波長660nm(赤色)や、波長532nm(緑色)や、波長780nm(近赤外)等、特定の波長を選んで検査を行ってもよい。また、白色光源と分光器を用いて、特定の波長の光を測定対象Sに照射するようにしてもよい。何れも、混在型フィルタが有する特定波長における光学特性に着目した評価を行うことが可能となる。
光源111から出射される検査光は、検光子123の透過軸が0°の場合と90°の場合とで、検出器127に検出される光強度がほぼ同じとなるような光であること、言い換えれば無偏光であることが好ましい。光源111として半導体レーザを用いる場合、その出射光は発光層と垂直な方向に光の強度が強い傾向があるため、入射角度によっては光の強度が一定しない問題がある。従って、光源111として半導体レーザを用いる場合には、検査光を測定対象S及び検光子123の表面に対して45°程度の傾きをもって入射させて、光の強度が一様となるようにすることが好ましい。なお、光源111として無偏光の白色光源やレーザ、或いはLEDを用いた場合は、上記事項は問題とならない。
As the light source 111, it is desirable to use a laser or an LED. Since both the laser and the LED have good directivity, the measurement accuracy can be increased.
In addition, the use of a light source that irradiates inspection light having a single wavelength such as a laser can irradiate light with high intensity, and an effect that the transmittance can be easily evaluated can be obtained. When a laser is used, inspection may be performed by selecting a specific wavelength such as a wavelength of 660 nm (red), a wavelength of 532 nm (green), or a wavelength of 780 nm (near infrared). Moreover, you may make it irradiate the measuring object S with the light of a specific wavelength using a white light source and a spectroscope. In any case, it is possible to perform an evaluation focusing on optical characteristics at a specific wavelength of the mixed filter.
The inspection light emitted from the light source 111 is such that the light intensity detected by the detector 127 is substantially the same when the transmission axis of the analyzer 123 is 0 ° and when it is 90 °. In other words, it is preferably non-polarized light. When a semiconductor laser is used as the light source 111, the emitted light tends to have a high light intensity in a direction perpendicular to the light emitting layer, and thus there is a problem that the light intensity is not constant depending on the incident angle. Therefore, when a semiconductor laser is used as the light source 111, the inspection light is incident on the surface of the measuring object S and the analyzer 123 with an inclination of about 45 ° so that the light intensity becomes uniform. Is preferred. Note that when a non-polarized white light source, a laser, or an LED is used as the light source 111, the above matters do not matter.

ビームエキスパンダ113は、光源111と測定対象Sとの間に配置される。ビームエキスパンダ113は、光源111からの検査光の光強度を照射範囲内において均一化することで、測定対象Sの測定点に一様な強度の検査光が照射されるように、検査光を調整する。ビームエキスパンダ113によって光強度を均一化することで、透過率の測定精度を向上させることができる。
ピンホール115は、検査光の直径を所定の寸法に減少させる。ピンホール115により形成されるスポット光の直径は、測定対象Sである混在型フィルタの各ワイヤグリッドが形成された単位領域の一辺に比べて十分に大きくなるように設定される。そのため、スポットの照射範囲内には十分な数の単位領域が含まれることから、スポットの照射範囲内に含まれるX方向ワイヤグリッドとY方向ワイヤグリッドの面積比は、測定対象Sとしての混在型フィルタのX方向ワイヤグリッドとY方向ワイヤグリッドの面積比に略等しくなる。
The beam expander 113 is disposed between the light source 111 and the measurement target S. The beam expander 113 equalizes the light intensity of the inspection light from the light source 111 within the irradiation range so that the inspection light with a uniform intensity is irradiated onto the measurement point of the measurement target S. adjust. By making the light intensity uniform by the beam expander 113, the measurement accuracy of the transmittance can be improved.
The pinhole 115 reduces the diameter of the inspection light to a predetermined dimension. The diameter of the spot light formed by the pinhole 115 is set to be sufficiently larger than one side of the unit region where each wire grid of the mixed filter that is the measurement target S is formed. Therefore, since a sufficient number of unit regions are included in the spot irradiation range, the area ratio of the X-direction wire grid and the Y-direction wire grid included in the spot irradiation range is a mixed type as the measurement target S. The area ratio of the X-direction wire grid and the Y-direction wire grid of the filter is substantially equal.

偏光子117は、検査光の所定の偏光成分を透過させる偏光フィルタである。偏光子117の透過軸の角度は、偏光子回転装置119によって、所定の角度毎(例えば15°毎)に0°から180°まで回転される。偏光子回転装置119を回転駆動する回転装置駆動部119aは、後述する処理装置130内の制御部131によって駆動制御される。
XYステージ121は、測定対象Sの所望の測定点に検査光が照射されるように、測定対象Sを移動させる。XYステージ121を駆動するステージ駆動部121aは、後述する処理装置130内の制御部131によって駆動制御される。
検光子123は、検査光の所定の偏光成分を透過させる偏光フィルタである。検光子123の透過軸の角度は、検光子回転装置125によって、例えば0°偏光(第一の偏光成分)、45°偏光、又は90°偏光(第二の偏光成分)を透過させるように調整される。検光子回転装置125は、検光子123を所定の透過軸の角度に調整して保持する。検光子回転装置125を回転駆動する回転装置駆動部125aは、後述する処理装置130内の制御部131によって駆動制御される。
検出器127(第一の検出手段、第二の検出手段)は、フォトダイオードを有する周知の光検出装置である。検出器127は、検光子123を透過した検査光の強度を検出して、アナログの光強度信号を後段の処理装置130内の制御部131に出力する。
The polarizer 117 is a polarization filter that transmits a predetermined polarization component of the inspection light. The angle of the transmission axis of the polarizer 117 is rotated from 0 ° to 180 ° by a predetermined angle (for example, every 15 °) by the polarizer rotating device 119. The rotation device drive unit 119a that rotates the polarizer rotation device 119 is driven and controlled by a control unit 131 in the processing device 130 described later.
The XY stage 121 moves the measurement target S so that the inspection light is irradiated to a desired measurement point of the measurement target S. The stage drive unit 121a that drives the XY stage 121 is driven and controlled by a control unit 131 in the processing apparatus 130 described later.
The analyzer 123 is a polarization filter that transmits a predetermined polarization component of the inspection light. The angle of the transmission axis of the analyzer 123 is adjusted by the analyzer rotating device 125 so that, for example, 0 ° polarized light (first polarized component), 45 ° polarized light, or 90 ° polarized light (second polarized component) is transmitted. Is done. The analyzer rotating device 125 adjusts and holds the analyzer 123 at a predetermined transmission axis angle. The rotation device driving unit 125a that rotationally drives the analyzer rotation device 125 is driven and controlled by a control unit 131 in the processing device 130 described later.
The detector 127 (first detection means, second detection means) is a well-known light detection device having a photodiode. The detector 127 detects the intensity of the inspection light transmitted through the analyzer 123 and outputs an analog light intensity signal to the control unit 131 in the processing apparatus 130 at the subsequent stage.

処理装置130は、各種の演算処理を実行する制御部131(透過率算出手段、良否判定手段)と、測定対象Sの光学特性の算出、或いはその良否判定に必要な計算プログラムや各種データ等を記憶する記憶部133と、判定結果や設定内容等を表示する表示部135と、設定内容を入力するキーボード137やマウス139等を備えた入力部と、を備えている。
制御部131は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備えている。
ROMには、処理装置130の起動プログラム等が記憶されている。RAMには、ROMや記憶部133に記憶されたプログラムがブートされ、プログラムの起動時にRAMがCPUにより読み書きされるワークエリアとなる。CPUは、ROMや記憶部133内のプログラムをRAMにブートし、RAMをワークメモリとして使用しつつ、各プログラムを実行する。
記憶部133は、HDD(Hard Disk Drive)等を備えている。記憶部133には、ステージ駆動部121aや回転装置駆動部125aを制御するための制御プログラムや、透過率や消光比の算出処理に関わるプログラムや、測定対象Sの各測定点の測定結果等が記憶される。
キーボード137やマウス139は、測定対象Sの良否判定をする際の許容値や、測定対象の測定点の座標軸等を入力する手段である。入力された許容値はRAMに記憶される。
The processing device 130 includes a control unit 131 (transmittance calculation means, pass / fail judgment means) that executes various arithmetic processes, calculation of optical characteristics of the measurement target S, or calculation programs and various data necessary for the pass / fail judgment. A storage unit 133 for storing, a display unit 135 for displaying determination results, setting contents, and the like, and an input unit including a keyboard 137 and a mouse 139 for inputting setting contents are provided.
The control unit 131 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like.
The ROM stores a startup program for the processing device 130 and the like. In the RAM, a program stored in the ROM or the storage unit 133 is booted, and when the program is started, the RAM becomes a work area where the CPU reads and writes. The CPU boots programs in the ROM and the storage unit 133 to the RAM, and executes each program while using the RAM as a work memory.
The storage unit 133 includes an HDD (Hard Disk Drive) and the like. The storage unit 133 stores a control program for controlling the stage drive unit 121a and the rotating device drive unit 125a, a program related to a calculation process of transmittance and extinction ratio, a measurement result of each measurement point of the measurement target S, and the like. Remembered.
The keyboard 137 and the mouse 139 are means for inputting tolerance values for determining whether the measuring object S is acceptable, the coordinate axes of the measuring points of the measuring object, and the like. The input tolerance value is stored in the RAM.

〔光学特性の算出フロー〕
図4は、検査装置によって行われる光学素子の光学特性の算出方法を示したフローチャートである。なお、算出された光学特性に基づいた良否判定は、ステップS21にて行われる。また、予め良品と判定されている混在型フィルタ10の部分(基準点)についての光学特性の算出もこのフローに従って行われる。この場合は、基準点についての良否判定を行わずに処理を終了するか、又は次のステップ(ステップS23以降)の処理を行い、基準点以外の測定点における良否判定を行う。
[Optical characteristics calculation flow]
FIG. 4 is a flowchart showing a method for calculating the optical characteristics of the optical element performed by the inspection apparatus. In addition, the quality determination based on the calculated optical characteristic is performed in step S21. Further, the calculation of the optical characteristics for the portion (reference point) of the mixed filter 10 that has been determined to be non-defective in advance is also performed according to this flow. In this case, the process is terminated without performing the pass / fail determination for the reference point, or the process of the next step (step S23 and subsequent steps) is performed to perform the pass / fail determination at the measurement points other than the reference point.

ステップS1において、制御部131は、XYステージ121を初期位置に移動させるようにステージ駆動部121aを制御する。ここで、初期位置とは、測定対象Sである混在型フィルタ10の最初の測定点に検査光が照射される位置のことである。
ステップS3において、制御部131は、検光子123が0°偏光を透過させるように、回転装置駆動部125aを制御する。即ち、制御部131は、回転装置駆動部125aを制御することによって検光子123の透過軸の角度を調整する。
ステップS5において、制御部131は、偏光子117が0°偏光を透過させるように、回転装置駆動部119aを制御する。即ち、制御部131は、回転装置駆動部119aを制御することによって偏光子117の透過軸の角度を調整する。
In step S1, the control unit 131 controls the stage driving unit 121a so as to move the XY stage 121 to the initial position. Here, the initial position is a position where the first measurement point of the mixed filter 10 that is the measurement target S is irradiated with the inspection light.
In step S3, the control unit 131 controls the rotation device driving unit 125a so that the analyzer 123 transmits 0 ° polarized light. That is, the control unit 131 adjusts the angle of the transmission axis of the analyzer 123 by controlling the rotation device driving unit 125a.
In step S5, the control unit 131 controls the rotation device driving unit 119a so that the polarizer 117 transmits 0 ° polarized light. That is, the control unit 131 adjusts the angle of the transmission axis of the polarizer 117 by controlling the rotation device driving unit 119a.

ステップS7において、制御部131は、光源111が検査光を出射するように光源111を制御する。光源111から出射された検査光は、ビームエキスパンダ113に入射して光強度が均一化される。光強度が均一化された検査光は、ピンホール115に入射して、所定の直径のスポット光に変換される。スポット状に変換された検査光は、偏光子117に入射する。偏光子117は、検査光の所定の偏光成分のみを透過させる。偏光子117を透過して測定対象Sの所定の測定点に照射される。この検査光は、測定点内に含まれる混在型フィルタのX方向ワイヤグリッドとY方向ワイヤグリッドの単位領域よりも十分に大きく、検査光の照射領域内に含まれるX方向ワイヤグリッドとY方向ワイヤグリッドの面積比は、混在型フィルタの有するX方向ワイヤグリッドとY方向ワイヤグリッドの面積比に等しい。測定対象Sを透過した検査光は検光子123に入射する。検光子123は、検査光の所定の偏光成分のみを透過させる。検光子123を透過した検査光は、検出器127に入射する。検出器127は、検査光の強度を検出し、アナログの光強度信号を出力する。
ステップS9において、制御部131は、検出器127から出力されたアナログの光強度信号を、A/D変換器131aにおいて所定の周波数のサンプリングクロックによりデジタルデータに変換して、光強度データを取得する。制御部131は、取得した強度データを記憶部133に記憶させる。
In step S7, the control unit 131 controls the light source 111 so that the light source 111 emits inspection light. The inspection light emitted from the light source 111 enters the beam expander 113 and the light intensity is made uniform. The inspection light having the uniform light intensity enters the pinhole 115 and is converted into spot light having a predetermined diameter. The inspection light converted into the spot shape is incident on the polarizer 117. The polarizer 117 transmits only a predetermined polarization component of the inspection light. The light passes through the polarizer 117 and is irradiated to a predetermined measurement point of the measurement object S. This inspection light is sufficiently larger than the unit area of the X-direction wire grid and Y-direction wire grid of the mixed filter included in the measurement point, and the X-direction wire grid and Y-direction wire included in the irradiation area of the inspection light. The area ratio of the grid is equal to the area ratio of the X-direction wire grid and the Y-direction wire grid of the mixed filter. The inspection light that has passed through the measuring object S enters the analyzer 123. The analyzer 123 transmits only a predetermined polarization component of the inspection light. The inspection light that has passed through the analyzer 123 enters the detector 127. The detector 127 detects the intensity of the inspection light and outputs an analog light intensity signal.
In step S9, the control unit 131 converts the analog light intensity signal output from the detector 127 into digital data using a sampling clock having a predetermined frequency in the A / D converter 131a, and acquires light intensity data. . The control unit 131 stores the acquired intensity data in the storage unit 133.

ステップS11において、制御部131は、偏光子117の透過軸の角度が180°であるか否かを確認する。ここで180°としたのは、検査光の強度Iに関するサインカーブの少なくとも1周期分の透過光強度データを取得するためである。偏光子117の透過軸の角度が180°ではない場合(ステップS11にてNo)は、検光子123を所定の角度に設定した状態において、透過光強度の1周期分のデータの取得が完了していない場合である。この場合はステップS13に進み、制御部131は、回転装置駆動部119aを制御して、偏光子117の透過軸の角度を15°回転させる。即ち、制御部131は、回転装置駆動部119aを制御することによって偏光子117の透過軸の角度を調整する。なお、ここにいう回転角度15°というのは一例であり、回転角度は任意の角度に設定することができる。その後、ステップS9以下の処理を行う。
ステップS11において、偏光子117の透過軸の角度が180°である場合(ステップS11にてYes)は、検光子123を所定の角度に設定した状態において、透過光強度の1周期分のデータの取得が完了した場合である。この場合、制御部131は、次のステップS15の処理を行う。
In step S11, the control unit 131 confirms whether or not the angle of the transmission axis of the polarizer 117 is 180 °. The reason why the angle is set to 180 ° is to acquire transmitted light intensity data for at least one cycle of the sine curve related to the intensity I of the inspection light. If the angle of the transmission axis of the polarizer 117 is not 180 ° (No in step S11), acquisition of data for one cycle of transmitted light intensity is completed in a state where the analyzer 123 is set to a predetermined angle. If not. In this case, the process proceeds to step S13, and the control unit 131 controls the rotation device driving unit 119a to rotate the angle of the transmission axis of the polarizer 117 by 15 °. That is, the control unit 131 adjusts the angle of the transmission axis of the polarizer 117 by controlling the rotation device driving unit 119a. The rotation angle of 15 ° here is an example, and the rotation angle can be set to an arbitrary angle. Thereafter, the processing from step S9 is performed.
In step S11, when the angle of the transmission axis of the polarizer 117 is 180 ° (Yes in step S11), the data of one cycle of the transmitted light intensity is obtained with the analyzer 123 set to a predetermined angle. This is when acquisition is completed. In this case, the control unit 131 performs the process of the next step S15.

ステップS15において、制御部131は、検光子123の透過軸の角度が90°であるか否かを確認する。検光子123の透過軸の角度が90°ではない場合(ステップS15にてNo)は、混在型フィルタ10の当該測定点における透過光強度データの取得が完了していない場合である。この場合はステップS17に進み、制御部131は、回転装置駆動部125aを制御して、検光子123の透過軸の角度を45°回転させる。即ち、制御部131は、回転装置駆動部125aを制御することによって検光子123の透過軸の角度を調整する。そして、ステップS5以下の処理を行う。
ステップS15において、検光子123の透過軸の角度が90°である場合(ステップS15にてYes)は、混在型フィルタ10の当該測定点における透過光強度データの取得が完了した場合である。この場合はステップS19に進み、制御部131は、光源111が検査光の出射を停止するように光源111を制御する。
In step S15, the control unit 131 confirms whether or not the angle of the transmission axis of the analyzer 123 is 90 °. When the angle of the transmission axis of the analyzer 123 is not 90 ° (No in step S15), the transmission light intensity data acquisition at the measurement point of the mixed filter 10 is not completed. In this case, the process proceeds to step S17, and the control unit 131 controls the rotation device driving unit 125a to rotate the angle of the transmission axis of the analyzer 123 by 45 °. That is, the control unit 131 adjusts the angle of the transmission axis of the analyzer 123 by controlling the rotation device driving unit 125a. And the process below step S5 is performed.
In step S15, when the angle of the transmission axis of the analyzer 123 is 90 ° (Yes in step S15), acquisition of transmitted light intensity data at the measurement point of the mixed filter 10 is completed. In this case, the process proceeds to step S19, and the control unit 131 controls the light source 111 so that the light source 111 stops emission of the inspection light.

ステップS21において制御部131は、測定対象Sの光学特性を算出する。即ち、制御部131(透過率算出手段)は、検光子123の透過軸角度が0°の透過光強度データを記憶部133から読み出して、X方向ワイヤグリッド11xのTM透過率tTM1を算出する。また、制御部131は、検光子123の透過軸角度が45°のときの透過光強度データを記憶部133から読み出して、測定対象S(混在型フィルタ10)全体としてのTM透過率tTM、TE透過率tTE、及び消光比tTM/tTEを算出する。更に、制御部131は、検光子123の透過軸角度が90°のときの透過光強度データを記憶部133から読み出して、Y方向ワイヤグリッド11yのTM透過率tTM2を算出する。最後に制御部131は、算出したTM透過率tTM1、TM透過率tTM2、TM透過率tTM、TE透過率tTE、及び消光比tTM/tTEをXYステージ121の座標軸、言い換えれば測定点の位置座標とともにラベリングして、記憶部133に記憶させる。 In step S21, the control unit 131 calculates the optical characteristics of the measurement target S. That is, the control unit 131 (transmittance calculating means) reads transmitted light intensity data with the transmission axis angle of the analyzer 123 being 0 ° from the storage unit 133 and calculates the TM transmittance t TM1 of the X-direction wire grid 11x. . Further, the control unit 131 reads transmitted light intensity data when the transmission axis angle of the analyzer 123 is 45 ° from the storage unit 133, and the TM transmittance t TM as the entire measurement target S (mixed filter 10), TE transmittance t TE and extinction ratio t TM / t TE are calculated. Further, the control unit 131 reads transmitted light intensity data when the transmission axis angle of the analyzer 123 is 90 ° from the storage unit 133 and calculates the TM transmittance t TM2 of the Y-direction wire grid 11y. Finally, the control unit 131 sets the calculated TM transmittance t TM1 , TM transmittance t TM2 , TM transmittance t TM , TE transmittance t TE , and extinction ratio t TM / t TE to the coordinate axis of the XY stage 121, in other words, Labeling is performed together with the position coordinates of the measurement point and stored in the storage unit 133.

また、ステップS21において測定点部位の良否判定を行ってもよい。即ち、ステップS21において、制御部131(良否判定手段)は、ステップS21において算出された消光比tTM/tTE(判定値)を、消光比tTM/tTEの基準値と比較して良否判定を行う。制御部131は、予め良品と判定されている混在型フィルタの基準点における消光比tTM/tTE(基準値)を記憶部133から読み出す。ステップS21において算出された消光比tTM/tTE(判定値)から、消光比の所定の基準値を減じた値の絶対値を算出する。この絶対値が、所定の許容値範囲内にある場合には、当該測定点は良好な光学特性を有した良品部位であると判定し、絶対値が許容値の範囲外にある場合には、当該測定点は良好な光学特性を有していない不良品部位であると判定する。また制御部131は、良否判定結果をXYステージ121の座標軸、言い換えれば測定点の位置座標とともにラベリングして、記憶部133に記憶させる。
なお、この許容値は、製品の歩留まりと、最終的に得たい製品の性能に応じて決定する。許容値を小さく、即ち基準点との差を小さく設定すれば、高い性能の混在型フィルタのみを選別できるが、製品の歩留まりが低下する。逆に許容値を大きくすれば、製品の歩留まりが向上することとなる。
Moreover, you may perform quality determination of a measurement point site | part in step S21. That is, in step S21, the control unit 131 (good / bad determining means) compares the extinction ratio t TM / t TE (determination value) calculated in step S21 with the reference value of the extinction ratio t TM / t TE. Make a decision. The control unit 131 reads from the storage unit 133 the extinction ratio t TM / t TE (reference value) at the reference point of the mixed filter that is determined as a good product in advance. An absolute value of a value obtained by subtracting a predetermined reference value of the extinction ratio from the extinction ratio t TM / t TE (determination value) calculated in step S21 is calculated. When this absolute value is within a predetermined tolerance range, it is determined that the measurement point is a non-defective part having good optical characteristics, and when the absolute value is outside the tolerance range, The measurement point is determined to be a defective part that does not have good optical characteristics. The control unit 131 labels the pass / fail judgment result together with the coordinate axis of the XY stage 121, in other words, the position coordinate of the measurement point, and stores the result in the storage unit 133.
This allowable value is determined according to the yield of the product and the performance of the product to be finally obtained. If the allowable value is set to be small, that is, the difference from the reference point is set to be small, only a high-performance mixed filter can be selected, but the product yield is reduced. On the contrary, if the allowable value is increased, the product yield will be improved.

ステップS23において、制御部131は、測定対象Sの全ての測定点において光学特性の算出が行われたかを確認する。全ての測定点の光学特性の算出が終了している場合(ステップS23においてYes)は、処理を終了する。光学特性の算出をするべき測定点が残っている場合(ステップS23においてNo)は、ステップS25に進む。
ステップS25において、制御部131は、測定対象の次の測定点に検査光が照射される位置にXYステージ121を移動させるように、ステージ駆動部121aを制御する。
そして、ステップS3以下の処理を繰り返す。
In step S <b> 23, the control unit 131 confirms whether the optical characteristics have been calculated at all measurement points of the measurement target S. If the calculation of the optical characteristics of all the measurement points has been completed (Yes in step S23), the process ends. If there are remaining measurement points for which optical characteristics should be calculated (No in step S23), the process proceeds to step S25.
In step S25, the control unit 131 controls the stage driving unit 121a so as to move the XY stage 121 to a position where the inspection light is irradiated to the next measurement point to be measured.
And the process after step S3 is repeated.

〔実施形態1〕
図5(a)、(b)は、本発明において検査対象とできる光学素子の一例を示した模式図である。実施形態1において検査対象とした混在型フィルタは、図5(a)に示すような、X方向ワイヤグリッド11xとY方向ワイヤグリッド11yが市松模様状に配置された混在型フィルタ10Aであり、X方向とY方向とのワイヤグリッドの面積比A:Bが1:1である。この混在型フィルタ10Aは、石英基板(4インチウェハ、厚み:1mm)上に、アルミニウム(Al)から形成されたX方向ワイヤグリッドとY方向ワイヤグリッドとを混在させたものである。
また、本発明においては、図5(b)に示すような光学素子を検査対象とすることもできる。図5(b)に示す混在型フィルタ10Bには、平行四辺形状の複数の単位領域11が並列配置された光学素子である。この混在型フィルタ10Bでは、X方向ワイヤグリッド11xとY方向ワイヤグリッド11yが1:1の面積比にて、交互に配置されている。このように、X方向ワイヤグリッド11xとY方向ワイヤグリッド11yが面積比1:1の割合にて配置された混在型フィルタ10であれば、本発明による検査対象とすることができる。
Embodiment 1
FIGS. 5A and 5B are schematic views showing an example of an optical element that can be an inspection object in the present invention. The mixed filter to be inspected in the first embodiment is a mixed filter 10A in which an X-direction wire grid 11x and a Y-direction wire grid 11y are arranged in a checkered pattern as shown in FIG. The area ratio A: B of the wire grid between the direction and the Y direction is 1: 1. This mixed filter 10A is a mixture of an X-direction wire grid and a Y-direction wire grid formed of aluminum (Al) on a quartz substrate (4 inch wafer, thickness: 1 mm).
In the present invention, an optical element as shown in FIG. The mixed filter 10B shown in FIG. 5B is an optical element in which a plurality of parallelogram shaped unit regions 11 are arranged in parallel. In the mixed filter 10B, the X-direction wire grid 11x and the Y-direction wire grid 11y are alternately arranged at an area ratio of 1: 1. As described above, the mixed filter 10 in which the X-direction wire grid 11x and the Y-direction wire grid 11y are arranged at an area ratio of 1: 1 can be an inspection target according to the present invention.

実施形態1において、検査装置100(図3参照)の光源111には、半導体レーザ(波長550nm)を用いた。また、ピンホール115の直径は約2mmとし、混在型フィルタ10A表面に直径約2mmのスポット状の検査光を照射した。混在型フィルタ10に照射する検査光のスポット径は、単位領域11の一辺に比べて十分に大きくなるように設定されている。即ち、スポット光の照射範囲内に含まれるX方向ワイヤグリッド11xとY方向ワイヤグリッド11yの面積比が、測定対象Sとしての混在型フィルタ10のX方向ワイヤグリッド11xとY方向ワイヤグリッド11yの面積比に略等しくなるように設定されている。   In the first embodiment, a semiconductor laser (wavelength 550 nm) is used as the light source 111 of the inspection apparatus 100 (see FIG. 3). The pinhole 115 had a diameter of about 2 mm, and the surface of the mixed filter 10A was irradiated with spot-shaped inspection light having a diameter of about 2 mm. The spot diameter of the inspection light applied to the mixed filter 10 is set to be sufficiently larger than one side of the unit region 11. That is, the area ratio of the X-direction wire grid 11x and the Y-direction wire grid 11y included in the spot light irradiation range is the area of the X-direction wire grid 11x and the Y-direction wire grid 11y of the mixed filter 10 as the measurement target S. It is set to be approximately equal to the ratio.

図6乃至図8は、図5(a)に示した混在型フィルタ10Aの透過率の測定結果の一例を示したものである。図6は、検光子123(図3参照)の透過軸の角度を0°(0°偏光成分を透過させる)に設定し、偏光子117の透過軸の角度を0°〜180°まで変化させた場合の透過率の変化を示したグラフ図である。図7は、検光子123の透過軸の角度を45°(X方向ワイヤグリッドとY方向ワイヤグリッドの中間の角度であり、45°偏光成分を透過させる)に設定し、検光子123(図3参照)の透過軸の角度を0°(0°偏光成分を透過)に設定し、偏光子117の透過軸の角度を0°〜180°まで変化させた場合の透過率の変化を示したグラフ図である。図8は、検光子123(図3参照)の透過軸の角度を90°(90°偏光成分を透過させる)に設定し、偏光子117の透過軸の角度を0°〜180°まで変化させた場合の透過率の変化を示したグラフ図である。   6 to 8 show examples of the measurement results of the transmittance of the mixed filter 10A shown in FIG. In FIG. 6, the angle of the transmission axis of the analyzer 123 (see FIG. 3) is set to 0 ° (0 ° polarization component is transmitted), and the angle of the transmission axis of the polarizer 117 is changed from 0 ° to 180 °. It is the graph which showed the change of the transmittance | permeability in the case of. In FIG. 7, the angle of the transmission axis of the analyzer 123 is set to 45 ° (an intermediate angle between the X-direction wire grid and the Y-direction wire grid, and the 45 ° polarization component is transmitted), and the analyzer 123 (FIG. 3) is set. Graph) showing the change in transmittance when the angle of the transmission axis is set to 0 ° (0 ° polarization component is transmitted) and the angle of the transmission axis of the polarizer 117 is changed from 0 ° to 180 °. FIG. In FIG. 8, the angle of the transmission axis of the analyzer 123 (see FIG. 3) is set to 90 ° (90 ° polarization component is transmitted), and the angle of the transmission axis of the polarizer 117 is changed from 0 ° to 180 °. It is the graph which showed the change of the transmittance | permeability in the case of.

図6は、検光子123の透過軸の角度が0°であるため、偏光子117の透過軸の角度も0°の場合には、0°の偏光成分は透過する。従って、検光子123、偏光子117の透過軸の角度が共に0°の場合の透過率は、検査対象である混在型フィルタ10AのX方向ワイヤグリッド11xの透過機能を示していると言える。なお、上述のように、偏光子117の透過軸の角度を0°としたときの透過率のみを測定して、X方向ワイヤグリッド11xのTM透過率tTM1を求めても構わない。 In FIG. 6, since the angle of the transmission axis of the analyzer 123 is 0 °, the polarization component of 0 ° is transmitted when the angle of the transmission axis of the polarizer 117 is also 0 °. Therefore, it can be said that the transmittance when the angles of the transmission axes of the analyzer 123 and the polarizer 117 are both 0 ° indicates the transmission function of the X-direction wire grid 11x of the mixed filter 10A to be inspected. As described above, the TM transmittance t TM1 of the X-direction wire grid 11x may be obtained by measuring only the transmittance when the angle of the transmission axis of the polarizer 117 is 0 °.

図8は、検光子123の透過軸の角度が90°であるため、偏光子117の透過軸の角度も90°の場合には、90°の偏光成分は透過する。従って、検光子123、偏光子117の透過軸の角度が共に90°の場合の透過率は、検査対象である混在型フィルタ10AのY方向ワイヤグリッド11yの透過機能を示していると言える。なお、上述のように、偏光子117の透過軸の角度を90°としたときの透過率のみを測定して、Y方向ワイヤグリッド11yのTM透過率tTM2を求めても構わない。 In FIG. 8, since the angle of the transmission axis of the analyzer 123 is 90 °, the polarization component of 90 ° is transmitted when the angle of the transmission axis of the polarizer 117 is also 90 °. Therefore, it can be said that the transmittance when the angles of the transmission axes of the analyzer 123 and the polarizer 117 are both 90 ° indicates the transmission function of the Y-direction wire grid 11y of the mixed filter 10A to be inspected. As described above, the TM transmittance t TM2 of the Y-direction wire grid 11y may be obtained by measuring only the transmittance when the angle of the transmission axis of the polarizer 117 is 90 °.

また、図7は検光子123の透過軸の角度が45°である場合の、偏光子117の透過軸角度に対する透過率の依存度(偏光子透過軸角度依存性)を示している。この測定結果から、先に示した計算を行うことにより、混在型フィルタ10A全体のTM透過率tTMとTE透過率tTEを計算することができる。具体的には、測定結果のグラフから最小二乗法等を用いて曲線「X+Ysin2φ」(式(4))への当てはめを行うことでX、Yを求めた。求められたX、Yから連立方程式(式(5))を解くことにより、TM透過率tTMとTE透過率tTEを算出したところ、TM透過率tTMは83%、TE透過率tTEは2.5%と求められた。なおこの値は、混在型フィルタ10AのX方向ワイヤグリッド11xとY方向ワイヤグリッド11yの作製精度が同一であると仮定の下において算出された値である。
なお、上記仮定や近似を用いないで計算を行うことで、X方向ワイヤグリッド11xのTM透過率tTM1、TE透過率tTE1、Y方向ワイヤグリッド11yのTM透過率tTM2、TE透過率tTE2、を個別に求めることも可能である。
FIG. 7 shows the dependency of the transmittance on the transmission axis angle of the polarizer 117 (polarizer transmission axis angle dependency) when the angle of the transmission axis of the analyzer 123 is 45 °. From this measurement result, the TM transmittance t TM and the TE transmittance t TE of the entire mixed filter 10A can be calculated by performing the above-described calculation. Specifically, X and Y were obtained by fitting to the curve “X + Ysin2φ” (formula (4)) from the graph of the measurement results using the least square method or the like. TM transmittance t TM and TE transmittance t TE were calculated by solving simultaneous equations (formula (5)) from the obtained X and Y. As a result, TM transmittance t TM was 83% and TE transmittance t TE. Was determined to be 2.5%. This value is calculated under the assumption that the production accuracy of the X-direction wire grid 11x and the Y-direction wire grid 11y of the mixed filter 10A is the same.
By calculating without using the above assumptions and approximations, TM transmittance t TM1 and TE transmittance t TE1 of the X-direction wire grid 11x, TM transmittance t TM2 and TE transmittance t of the Y-direction wire grid 11y are obtained. It is also possible to obtain TE2 individually.

本実施形態に示した検光子の透過軸の角度(0°、45°、90°等)は絶対的な角度ではなく、測定対象とする混在型フィルタのワイヤグリッドの角度を基準として決定される相対的な角度である。即ち、0°、及び90°というのは、X方向ワイヤグリッドとY方向ワイヤグリッドの透過軸の角度に夫々一致する角度である。また、45°というのは、X方向ワイヤグリッドとY方向ワイヤグリッドの透過軸の丁度中間の角度である。言い換えれば、45°というのは、X方向ワイヤグリッドとY方向ワイヤグリッドの透過軸は互いに直交するから、この透過軸に対してプラス又はマイナス方向に45°回転させた角度である。   The angle (0 °, 45 °, 90 °, etc.) of the transmission axis of the analyzer shown in this embodiment is not an absolute angle, but is determined based on the angle of the wire grid of the mixed filter to be measured. Relative angle. That is, 0 ° and 90 ° are angles corresponding to the angles of the transmission axes of the X-direction wire grid and the Y-direction wire grid, respectively. Further, 45 ° is an angle just between the transmission axes of the X-direction wire grid and the Y-direction wire grid. In other words, 45 ° is an angle obtained by rotating the transmission axis of the X-direction wire grid and the Y-direction wire grid by 45 ° in the plus or minus direction with respect to the transmission axis.

また、本実施形態においては、検光子123の透過軸の角度を0°、45°、90°に設定した測定例を示したが、90°、135°、180°としても問題はない。
さらに、検光子123の透過軸の角度を45°、90°、135°と設定してもよい。この場合、Y方向ワイヤグリッドを中心としてTM透過率を算出し、X方向ワイヤグリッドの作成精度がY方向ワイヤグリッドと同一であるとの仮定から、X方向ワイヤグリッドのTM透過率を算出することになる。また、X方向ワイヤグリッド11xとY方向ワイヤグリッド11yの中間の角度についての測定を2回行うことから(検光子123の透過軸の角度が45°と135°の場合の測定)、ワイヤグリッドの透過軸の角度と偏光子の透過軸の角度との間に発生した誤差(相対角度)を補正することが可能となり、測定精度を向上することができる。
Further, in the present embodiment, the measurement example in which the angle of the transmission axis of the analyzer 123 is set to 0 °, 45 °, and 90 ° is shown, but there is no problem even if the angle is 90 °, 135 °, and 180 °.
Further, the angle of the transmission axis of the analyzer 123 may be set to 45 °, 90 °, and 135 °. In this case, the TM transmittance is calculated around the Y-direction wire grid, and the TM transmittance of the X-direction wire grid is calculated based on the assumption that the X-direction wire grid creation accuracy is the same as that of the Y-direction wire grid. become. In addition, since the measurement at the intermediate angle between the X-direction wire grid 11x and the Y-direction wire grid 11y is performed twice (measurement when the angle of the transmission axis of the analyzer 123 is 45 ° and 135 °), the wire grid An error (relative angle) generated between the angle of the transmission axis and the angle of the transmission axis of the polarizer can be corrected, and the measurement accuracy can be improved.

もちろん、検光子123の透過軸の角度を45°に設定した測定のみからTM透過率とTE透過率tTEを算出してもよい。
更に、検光子123の透過軸の角度を、X方向ワイヤグリッドとY方向ワイヤグリッドの一方の透過軸の角度に設定した測定を行って各ワイヤグリッドのTM透過率を算出し、更に検光子123の透過軸の角度を45°ずらした測定を行って、光学素子全体としてのTM透過率とTE透過率と消光比を算出してもよい。
何れの場合も、測定はどの角度から行っても構わない。
Of course, the TM transmittance and the TE transmittance t TE may be calculated only from the measurement in which the angle of the transmission axis of the analyzer 123 is set to 45 °.
Furthermore, the measurement is performed with the angle of the transmission axis of the analyzer 123 set to the angle of one transmission axis of the X-direction wire grid and the Y-direction wire grid, and the TM transmittance of each wire grid is calculated. It is also possible to calculate the TM transmittance, the TE transmittance, and the extinction ratio as a whole of the optical element by performing measurement by shifting the angle of the transmission axis of 45 °.
In any case, the measurement may be performed from any angle.

以上のように、本実施形態によれば、X方向ワイヤグリッド11xとY方向ワイヤグリッド11yが面積比1:1の割合にて配置された混在型フィルタ10について、X方向ワイヤグリッドとY方向ワイヤグリッドのTM透過率を非接触にて高速に算出することができ、光学素子全体としてのTM透過率とTE透過率と消光比を算出することができる。   As described above, according to the present embodiment, with respect to the mixed filter 10 in which the X-direction wire grid 11x and the Y-direction wire grid 11y are arranged at a ratio of 1: 1, the X-direction wire grid and the Y-direction wire. The TM transmittance of the grid can be calculated at high speed without contact, and the TM transmittance, TE transmittance, and extinction ratio of the entire optical element can be calculated.

〔実施形態2〕
本実施形態は実施形態1と異なり、検査装置100(図3参照)の光源111にLEDを用いた点に特徴がある。LED光源を用いることでも、レーザ光源を使用した場合と同様に、特定波長における混在型フィルタの光学特性を調べることができる。また、LEDは光強度も充分であるから、精度の高い測定が可能である。
更に、光源111としてLEDを用いることで、混在型フィルタの光学特性、より詳しくは混在型フィルタを構成するワイヤグリッドの光学特性がプロジェクタ用途に適しているか否かを調べることが可能である。
即ち、プロジェクタでは、偏光ビームスプリッタや検光子としての利用のほか、偏光再利用のための反射型偏光子としても利用されるが、プロジェクタに偏光子を用いる場合、その偏光子がRGBの波長で良好な偏光特性(光学特性)を発揮するように、偏光子を使い分ける場合がある。従って、RGB波長に対応するLEDを用いて、RGBの各波長について混在型フィルタの光学特性を測定できれば、混在型フィルタがプロジェクタに適したものであるか否かを判定することができる。
[Embodiment 2]
Unlike the first embodiment, the present embodiment is characterized in that an LED is used as the light source 111 of the inspection apparatus 100 (see FIG. 3). Even when the LED light source is used, the optical characteristics of the mixed filter at a specific wavelength can be examined as in the case where the laser light source is used. In addition, since the LED has sufficient light intensity, it is possible to measure with high accuracy.
Furthermore, by using an LED as the light source 111, it is possible to investigate whether or not the optical characteristics of the mixed filter, more specifically, the optical characteristics of the wire grid constituting the mixed filter are suitable for projector use.
In other words, projectors are used not only as polarizing beam splitters and analyzers, but also as reflective polarizers for polarization reuse. When a polarizer is used in a projector, the polarizer has an RGB wavelength. In some cases, different polarizers are used so as to exhibit good polarization characteristics (optical characteristics). Therefore, if the optical characteristics of the mixed filter can be measured for each wavelength of RGB using LEDs corresponding to the RGB wavelengths, it can be determined whether or not the mixed filter is suitable for the projector.

〔実施形態3〕
本実施形態は、検査対象とする混在型フィルタが多層膜を用いた一次元フォトニック結晶素子である点に特徴がある。なお、混在型フィルタのX方向ワイヤグリッドとY方向ワイヤグリッドの配置と検査に用いた測定装置とは実施形態1と同様であるため、その説明を省略する。
検査対象試料には、Ta(五酸化タンタル)とSiO(二酸化ケイ素)が交互に積層された多層膜が形成されている。なお、Taが高屈折率材料として機能し、SiOが低屈折材料として機能する。
このような混在型フィルタは、石英基板表面にライン状のパターンをあらかじめ用意した後、真空成膜法によりTaとSiOを交互に成膜することにより形成できる。即ち、石英基板表面のラインパターンの方向を基準領域ごとに適宜変更することで、X偏光成分を透過させる第一偏光領域と、Y偏光成分を透過させる第二偏光領域とを所定のパターンにて2次元配置することができる。
[Embodiment 3]
This embodiment is characterized in that the mixed filter to be inspected is a one-dimensional photonic crystal element using a multilayer film. Note that the arrangement of the X-direction wire grid and the Y-direction wire grid of the mixed filter and the measurement apparatus used for the inspection are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
The sample to be inspected is formed with a multilayer film in which Ta 2 O 5 (tantalum pentoxide) and SiO 2 (silicon dioxide) are alternately laminated. Note that Ta 2 O 5 functions as a high refractive index material, and SiO 2 functions as a low refractive material.
Such a mixed filter can be formed by preparing a line pattern in advance on the surface of a quartz substrate and then alternately depositing Ta 2 O 5 and SiO 2 by a vacuum film forming method. That is, by appropriately changing the direction of the line pattern on the quartz substrate surface for each reference region, the first polarizing region that transmits the X-polarized component and the second polarizing region that transmits the Y-polarized component in a predetermined pattern. Two-dimensional arrangement is possible.

以上のような検査対象試料についても、本発明の一実施形態に係る検査装置を用いれば、上記各実施形態と同様に混在型フィルタの光学特性を算出することができた。
なお、混在型フィルタとしてはこの他にも、例えば、ホウケイ酸ガラスに銀楕円体粒子を含む偏光子を検査対象とすることができる。また、光学素子の基板は、石英基板、ホウケイ酸ガラス基板、BK7等ガラス基板だけではなく、透明な樹脂フィルムの場合であってもよい。
With respect to the specimen to be inspected as described above, if the inspection apparatus according to one embodiment of the present invention is used, the optical characteristics of the mixed filter can be calculated as in the above embodiments.
In addition to this, as the mixed filter, for example, a polarizer including silver ellipsoidal particles in borosilicate glass can be an inspection object. Further, the substrate of the optical element is not limited to a glass substrate such as a quartz substrate, a borosilicate glass substrate, or BK7, but may be a transparent resin film.

〔実施形態4〕
図9は、実施形態4において検査対象とした光学素子の模式図である。
図9に示す4インチウェハ13には複数のチップ15が作製されている。チップ15は3mm角の角チップである。チップ15には、ミクロンオーダの複数の単位領域11が形成され、夫々の単位領域11には、X方向ワイヤグリッド11x、又はY方向ワイヤグリッド11yが形成されている。即ち、チップ15は、上述の混在型フィルタ10と実質的には同一である。なお、チップ15は、X方向ワイヤグリッド11xとY方向ワイヤグリッド11yが市松模様状に配置された混在型フィルタであり、X方向とY方向とのワイヤグリッドの面積比A:Bが1:1である。
[Embodiment 4]
FIG. 9 is a schematic diagram of an optical element to be inspected in the fourth embodiment.
A plurality of chips 15 are formed on the 4-inch wafer 13 shown in FIG. The chip 15 is a 3 mm square chip. A plurality of micron-order unit regions 11 are formed on the chip 15, and an X-direction wire grid 11 x or a Y-direction wire grid 11 y is formed in each unit region 11. That is, the chip 15 is substantially the same as the mixed filter 10 described above. The chip 15 is a mixed filter in which the X-direction wire grid 11x and the Y-direction wire grid 11y are arranged in a checkered pattern, and the area ratio A: B of the wire grid between the X direction and the Y direction is 1: 1. It is.

本実施形態においては、ウェハ13を図3に示す測定対象SとしてXYステージ121に設置し、それぞれのチップ15に対して良否判定を実施した。なお、検査に用いた検査装置100は実施形態1と同様であるため、その説明を省略する。
良否判定を行うに際しては、検査光がそれぞれのチップ15の中心に照射されるように、ステージ駆動部121aを制御部131のステージ駆動手段によって制御した。
良否判定は以下のように行った。即ち、まず予め良品と判定できる基準値を用意した。そして、検査装置100により、それぞれのチップ15について、検光子123の透過軸角度を45°に設定した透過光強度の測定を行って、TM透過率tTMとTE透過率tTEとを算出した。算出したTM透過率tTMとTE透過率tTEとから判定値としての消光比を求めた。求められた判定値から、基準値を減じた値の絶対値を算出した。この絶対値が、所定の許容値範囲内にある場合には、当該測定点は良好な光学特性を有した良品部位であると判定し、絶対値が許容値の範囲外にある場合には、当該測定点は良好な光学特性を有していない不良品部位であると判定した。
本実施形態では、以上のような良否判定を行った結果、36個のチップ15から、良品35個、不良品1個を判別することができた。
In the present embodiment, the wafer 13 is placed on the XY stage 121 as the measurement target S shown in FIG. In addition, since the inspection apparatus 100 used for the inspection is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
When performing the pass / fail determination, the stage drive unit 121a was controlled by the stage drive unit of the control unit 131 so that the inspection light was irradiated to the center of each chip 15.
The pass / fail judgment was performed as follows. That is, first, a reference value that can be determined as a non-defective product was prepared in advance. Then, the inspection device 100 measures the transmitted light intensity of each chip 15 with the transmission axis angle of the analyzer 123 set to 45 °, and calculates the TM transmittance t TM and the TE transmittance t TE . . The extinction ratio as a judgment value was determined from the calculated TM transmittance t TM and TE transmittance t TE . The absolute value of a value obtained by subtracting the reference value was calculated from the obtained determination value. When this absolute value is within a predetermined tolerance range, it is determined that the measurement point is a non-defective part having good optical characteristics, and when the absolute value is outside the tolerance range, The measurement point was determined to be a defective part that did not have good optical characteristics.
In the present embodiment, as a result of the above quality determination, it was possible to determine 35 good products and 1 defective product from the 36 chips 15.

10、10A、10B…混在型フィルタ、11…単位領域、11x…X方向ワイヤグリッド、11y…Y方向ワイヤグリッド、13…ウェハ、15…チップ、100…検査装置、110…光学系、111…光源、113…ビームエキスパンダ、115…ピンホール、117…偏光子、119…偏光子回転装置、119a…回転装置駆動部、121…XYステージ、121a…ステージ駆動部、123…検光子、125…検光子回転装置、125a…回転装置駆動部、127…検出器、、130…処理装置、131…制御部、131a…A/D変換器、133…記憶部、135…表示部、137…キーボード、139…マウス、S…測定対象   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10A, 10B ... Mixed filter, 11 ... Unit region, 11x ... X direction wire grid, 11y ... Y direction wire grid, 13 ... Wafer, 15 ... Chip, 100 ... Inspection apparatus, 110 ... Optical system, 111 ... Light source , 113 ... Beam expander, 115 ... Pinhole, 117 ... Polarizer, 119 ... Polarizer rotation device, 119a ... Rotation device drive unit, 121 ... XY stage, 121a ... Stage drive unit, 123 ... Analyzer, 125 ... Detection Photon rotating device, 125a ... rotating device driving unit, 127 ... detector, 130 ... processing device, 131 ... control unit, 131a ... A / D converter, 133 ... storage unit, 135 ... display unit, 137 ... keyboard, 139 ... Mouse, S ... Measurement target

特開2007−315990公報JP 2007-315990 A

Claims (7)

入射した光の第一の偏光成分を透過させる第一偏光領域と、入射した光のうち前記第一の偏光成分に直交する第二の偏光成分を透過させる第二偏光領域と、が2次元配置された光学素子の検査装置であって、
前記光学素子の前記第一偏光領域と前記第二偏光領域よりも十分に大きい領域に対して検査光を照射するための光源と、
前記光学素子の前段と後段とに夫々配置され、前記検査光の所定の偏光成分を透過する2つの検査用偏光子と、
前記2つの検査用偏光子のうち、一方の検査用偏光子の透過軸が、前記第一偏光領域の透過軸の角度から45度回転した角度となるように、前記一方の検査用偏光子を保持する検査用偏光子保持手段と、
前記2つの検査用偏光子のうち、他方の検査用偏光子の透過軸を所定の角度毎に回転させる検査用偏光子回転手段と、
前記2つの検査用偏光子、及び前記光学素子を透過した前記検査光の透過光強度を検出する透過光強度検出手段と、
前記検査用偏光子回転手段によって所定の角度毎に回転された前記他方の検査用偏光子を透過した前記検査光を前記透過光強度検出手段によって検出させ、該検出された所定の角度毎の透過光強度に基づいて、前記光学素子のTM透過率とTE透過率とを算出する透過率算出手段と、を備えたことを特徴とする光学素子の検査装置。
A first polarization region that transmits a first polarization component of incident light and a second polarization region that transmits a second polarization component orthogonal to the first polarization component of incident light are two-dimensionally arranged. An inspection apparatus for optical elements,
A light source for irradiating inspection light to a region sufficiently larger than the first polarizing region and the second polarizing region of the optical element;
Two inspection polarizers that are respectively disposed in a front stage and a rear stage of the optical element and transmit a predetermined polarization component of the inspection light;
Of the two inspection polarizers, the one inspection polarizer is adjusted so that the transmission axis of one inspection polarizer is an angle rotated by 45 degrees from the angle of the transmission axis of the first polarization region. Holding inspection polarizer holding means;
Inspection polarizer rotating means for rotating the transmission axis of the other inspection polarizer among the two inspection polarizers by a predetermined angle;
Transmitted light intensity detecting means for detecting transmitted light intensity of the inspection light transmitted through the two inspection polarizers and the optical element;
The inspection light transmitted through the other inspection polarizer rotated by a predetermined angle by the inspection polarizer rotating means is detected by the transmitted light intensity detection means, and transmitted at the detected predetermined angles. An inspection device for an optical element, comprising: transmittance calculating means for calculating TM transmittance and TE transmittance of the optical element based on light intensity.
前記透過率算出手段は、前記各第一偏光領域と前記各第二偏光領域とのTM透過率とTE透過率とが夫々一致することを利用して、前記光学素子のTM透過率とTE透過率とを算出することを特徴とする請求項1に記載の光学素子の検査装置。   The transmittance calculating means utilizes the fact that the TM transmittance and the TE transmittance of each of the first polarizing regions and the second polarizing regions coincide with each other, so that the TM transmittance and the TE transmittance of the optical element are matched. The optical element inspection apparatus according to claim 1, wherein the ratio is calculated. 前記検査用偏光子保持手段は、前記一方の検査用偏光子の透過軸が、前記第一偏光領域又は前記前記第二偏光領域の透過軸の角度に一致するように、前記一方の検査用偏光子を保持し、
前記検査用偏光子回転手段は、前記他方の検査用偏光子の透過軸の角度が、少なくとも前記一方の検査用偏光子の透過軸の角度と一致するように、前記他方の検査用偏光子を保持し、
前記透過率算出手段は、前記透過光強度検出手段によって検出された前記検査光の透過光強度から、前記第一偏光領域、又は/及び、前記第二偏光領域のTM透過率を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の光学素子の検査装置。
The inspection polarizer holding means is configured such that the transmission axis of the one inspection polarizer matches the angle of the transmission axis of the first polarization region or the second polarization region. Holding a child,
The inspection polarizer rotating means moves the other inspection polarizer so that the angle of the transmission axis of the other inspection polarizer matches at least the angle of the transmission axis of the one inspection polarizer. Hold and
The transmittance calculating means calculates the TM transmittance of the first polarizing region and / or the second polarizing region from the transmitted light intensity of the inspection light detected by the transmitted light intensity detecting means. The optical element inspection apparatus according to claim 1, wherein the optical element inspection apparatus is an optical element inspection apparatus.
前記光学素子の前段に、前記検査光の光強度を照射領域内において均一にする光強度平均化手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の光学素子の検査装置。   The optical element according to any one of claims 1 to 3, further comprising light intensity averaging means for making the light intensity of the inspection light uniform in an irradiation region in a front stage of the optical element. Inspection device. 前記光源は、単一波長の検査光を照射する光源であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の光学素子の検査装置。   5. The optical element inspection apparatus according to claim 1, wherein the light source is a light source that emits inspection light having a single wavelength. 6. 前記透過率算出手段が算出したTM透過率とTE透過率とから求めた判定値から所定の基準値を減じた値の絶対値が所定の範囲内にある場合に、前記光学素子が良品であると判定する良否判定手段を有することを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の光学素子の検査装置。   When the absolute value of a value obtained by subtracting a predetermined reference value from the determination value obtained from the TM transmittance and the TE transmittance calculated by the transmittance calculating means is within a predetermined range, the optical element is a non-defective product. The optical element inspection apparatus according to claim 1, further comprising: a quality determination unit that determines that 入射した光の第一の偏光成分を透過させる第一偏光領域と、入射した光のうち前記第一の偏光成分に直交する第二の偏光成分を透過させる第二偏光領域と、が2次元配置された光学素子の検査方法であって、
前記光学素子の前段又は後段に配置され、前記第一偏光領域の透過軸の角度に対して45度回転した透過軸角度に設定された一方の検査用偏光子に対して、前記光学素子の前段又は後段の他方に配置された他方の検査用偏光子を所定の角度毎に回転する検査用偏光子回転工程と、
前記第一偏光領域と前記第二偏光領域よりも十分に大きい照射領域を有する検査光を前記光学素子に照射して、前記光学素子、前記一方の検査用偏光子、及び前記検査用偏光子回転工程において所定の角度毎に回転された前記他方の検査用偏光子を透過した前記検査光の透過光強度を、前記所定の角度毎に検出する透過光強度検出工程と、
前記透過光強度検出工程において検出された前記所定の角度毎の透過光強度に基づいて、前記光学素子のTM透過率とTE透過率とを算出する透過率算出工程と、を有することを特徴とする光学素子の検査方法。
A first polarization region that transmits a first polarization component of incident light and a second polarization region that transmits a second polarization component orthogonal to the first polarization component of incident light are two-dimensionally arranged. An inspection method for an optical element, comprising:
With respect to one inspection polarizer set at the front stage or the rear stage of the optical element and set to the transmission axis angle rotated by 45 degrees with respect to the transmission axis angle of the first polarizing region, the front stage of the optical element Alternatively, an inspection polarizer rotating step of rotating the other inspection polarizer arranged at the other end of the latter stage by a predetermined angle;
The optical element is irradiated with inspection light having an irradiation area sufficiently larger than the first polarizing area and the second polarizing area, and the optical element, the one inspection polarizer, and the inspection polarizer rotation are irradiated. A transmitted light intensity detecting step for detecting the transmitted light intensity of the inspection light transmitted through the other inspection polarizer rotated at a predetermined angle in the process at each predetermined angle;
A transmittance calculating step of calculating a TM transmittance and a TE transmittance of the optical element based on the transmitted light intensity at each predetermined angle detected in the transmitted light intensity detecting step. Inspection method for optical elements.
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