JP4250530B2 - 位相シフト干渉分析の方法及びシステム - Google Patents
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Description
複数の表面は、少なくとも一つの基準表面及び試験物体の少なくとも一つの表面を含み得る。同じく、例えば、選択された表面は光学部品又は光学組立体の複数の表面を含み得る。更に、ある実施形態において、選択された表面の一つから反射された波面の一部は光学部品の内部表面からの反射を介してその表面に指向される。同様に、他の実施形態において、選択された表面の一つから反射された波面の一部は、光学組立体の2つの部品間の界面からの反射を介してその表面に指向される。
代わりに、干渉信号は、光学波面の伝播方向(例えば、傾斜角)を変化させることに応じて、光学干渉画像の異なる位置において記録可能である。例えば、光学波面の伝播方向の変化は、光学波面を生成するために使用される発光源点の位置を変化させることを含み得る。更に、光学波面の伝播の変化は、光学波面を生成するために使用される環状光源の直径を変化させることを含み得る。
方法は、スペクトルのピークの少なくともいくつかの振幅に基づいて、表面の選択された対の少なくとも一つの表面反射率についての情報を計算することを更に含み得る。
方法は、複数の位置の各々におけるスペクトルに基づき、選択された表面の対の間に欠陥が存在するかどうかを決定することを更に含み得る。欠陥の存在は、複数の位置の少なくとも一つにおけるスペクトルの更に多くのピークに対応可能である。例えば、表面の選択された対は、光学部品の前面及び背面であってよく、欠陥は光学部品内の気泡又は光学部品内の不純物であってよい。
干渉計は少なくとも一つの基準表面を含み得て、複数の表面は少なくとも一つの基準表面及び試験物体(例えば、光学部品又は組立体)の少なくとも一つの表面を含む。
制御装置は、スペクトルのピークの少なくともいくつかの振幅に基づいて、表面の選択された対の少なくとも一つの表面反射率についての情報を計算可能である。
位相シフト干渉分析は、線形又は非線形位相シフト漸増分を使用して行い得る。本発明のある実施形態は、キャビティ表面についての表面反射率を測定可能であり、及び/又は、精密キャビティを特性付け可能である。本発明のある実施形態は、光学部品内又は光学部品上の欠陥を三次元で位置検出可能である。本発明のいくつかのシステム及び方法は内部角の測定も行い得て、複数の基本光学組立体を特性付け可能である。複数の基本光学組立体の特性付けは、例えば、部品間の界面の完全性の評価、部品の整列、部品内の欠陥の検出を含み得て、組立体の展開及び使用の前後に行う測定を比較することにより組立体(組立体の部分)の磨耗を較正/評価可能である。
Claims (45)
- 干渉分析方法であって、
異なる一部分の光学波面を合成することにより光学干渉画像を形成することであって、各一部分の光学波面は、複数の表面のうちの対応する一つから反射されたものである、前記光学干渉画像を形成すること、
異なる光路分離を有する複数の表面の対が干渉信号に異なる影響を生じさせる光学波面の特性の変化に応じて、前記光学干渉画像の異なる位置における干渉信号を記録すること、
少なくとも一つの位置の干渉信号を変換して、複数の表面の各対に対応するスペクトル座標においてピークを有するスペクトルを生成すること、
前記複数の表面の選択された対に対応するピークのスペクトル座標を認識することを備え、
前記スペクトルは、前記干渉信号を光路長(OPL)領域に変換することにより生成される、干渉分析方法。 - 各位置について、前記表面の選択された対に対応するピークの前記スペクトル座標における前記干渉信号のスペクトル位相を抽出することを更に備える、請求項1に記載の方法。
- 前記干渉信号は、前記光学波面の前記光周波数を変化させることに応じて前記光学干渉画像の異なる位置に記録される、請求項1に記載の方法。
- 前記干渉信号は、前記光学波面の伝播方向を変化させることに応じて前記光学干渉画像の異なる位置に記録される、請求項1に記載の方法。
- 前記光学波面の伝播方向を変化させることは、前記光学波面を生成するために使用される照射源点の位置を変化させることを備える、請求項4に記載の方法。
- 前記光学波面の伝播方向を変化させることは、前記光学波面を生成するために使用される環状光源の直径を変化させることを備える、請求項4に記載の方法。
- 付加の一部分の前記光学波面に応じて生成される基準キャビティからの基準位相をモニタすることを更に備える、請求項1に記載の方法。
- 前記スペクトルは、前記干渉信号を前記モニタされた基準位相に基づき光路長領域(OPL)に変換することにより生成される、請求項9に記載の方法。
- 前記対応するピークのOPD座標からの前記表面の選択された対の間での光路差を決定することを更に備える、請求項8に記載の方法。
- 各位置について、前記表面の選択された対に対応する前記ピークのスペクトル座標における干渉信号のスペクトル位相を抽出することを更に備え、抽出された位相φτは、φτ(Dτ)=arg[OPLT(Dτ)]から計算され、ここで、Dτはピークのスペクトル座標である、請求項9に記載の方法。
- 各位置について前記干渉信号の前記スペクトル位相を抽出することは、残りの位置の各々について前記干渉信号を変換して、前記表面の選択された対に対応するピークを有する対応するスペクトルを生成することを備える、請求項2に記載の方法。
- 各位置について前記干渉信号の前記スペクトル位相を抽出することは、前記表面の選択された対に対応する前記ピークのスペクトル座標に関して残りの位置の各々について前記干渉信号を変換することを備える、請求項2に記載の方法。
- 前記光学干渉画像の複数の位置についての前記抽出された位相の変化に基づき、前記表面の選択された対の間の光路差の変化を決定することを更に備える、請求項2に記載の方法。
- 前記決定された変化に基づき前記表面の選択された対の一つの表面プロファイルを計算することを更に備える、請求項14に記載の方法。
- 前記決定された変化に基づき前記表面の選択された対の間の光学的厚さプロファイルを計算することを更に備える、請求項14に記載の方法。
- 前記決定された変化に基づき前記表面の選択された対の間の物理的厚さプロファイルを計算することを更に備える、請求項14に記載の方法。
- 前記決定された変化に基づき前記表面の選択された対の間の均一性プロファイルを計算することを更に備える、請求項14に記載の方法。
- 前記複数の表面は、少なくとも一つの基準表面及び試験物体の少なくとも一つの表面を備える、請求項1に記載の方法。
- 前記干渉信号を記録することは、前記波面の特性を前記変化させる間、及び、前記強度変化に対する干渉信号を補償する間の前記光学的波面の強度変化をモニタすることを備える、請求項1に記載の方法。
- 前記スペクトル中の前記ピークの少なくともいくつかの振幅に基づき、前記表面の選択された対の少なくとも一つに対する表面反射率についての情報を計算することを更に備える、請求項1に記載の方法。
- 前記表面の選択された対は約70%を超える反射率を有する高精細キャビティの表面である、請求項1に記載の方法。
- 前記複数の位置の各々におけるスペクトルに基づき、前記表面の選択された対の間に欠陥が存在するかどうかを決定することを更に備える、請求項13に記載の方法。
- 前記欠陥の前記存在は、前記複数の位置の少なくとも一つのスペクトルにおける付加のピークに対応する、請求項23に記載の方法。
- 前記表面の選択された対は光学部品の前面及び背面であり、前記欠陥は前記光学部品内の気泡を備える、請求項23に記載の方法。
- 前記表面の選択された対は光学部品の前面及び背面であり、前記欠陥は前記光学部品内の不純物を備える、請求項23に記載の方法。
- 前記複数の表面の第2の選択された対に対応するピークのスペクトル座標を認識することを更に備える、請求項1に記載の方法。
- 各位置について、前記第1の表面の選択された対に対応するピークの座標及び前記第2の表面の選択された対に対応するピークの座標における干渉信号のスペクトル位相を抽出することを更に備える、請求項27に記載の方法。
- 前記選択された表面は第1の基準表面、光学部品の第1の表面、及び第2の基準表面を含み、前記波面位置の一つは、前記光学部品の少なくとも一つの内部表面からの反射を介して前記第2の基準表面に指向される、請求項28に記載の方法。
- 前記抽出された位相に基づき、前記光学部品の前記第1の表面に対して前記光学部品の前記内部表面の角度配向を決定することを更に備える、請求項29に記載の方法。
- 前記少なくとも一つの内部表面は内部角を形成する2つの内部表面を含み、方法は前記抽出された位相に基づき前記内部角を決定することを更に備える、請求項29に記載の方法。
- 前記光学部品はプリズムである、請求項29に記載の方法。
- 前記光学部品は公称直角を規定する2つの内部表面を有する直角プリズムであり、前記少なくとも一つの内部表面は前記公称直角を規定する前記2つの内部表面を含み、前記光学部品の前記第1の表面は前記直角プリズムの前面である、請求項32に記載の方法。
- 前記光学部品は公称直角を規定する2つの表面を有する直角プリズムであり、前記少なくとも一つの内部表面は前記公称直角を規定する前記2つの表面を接続する斜辺表面であり、前記光学部品の前記第1の表面は前記公称直角を規定する前記2つの表面の一つである、請求項32に記載の方法。
- 前記選択された表面は光学部品の複数の表面を備える、請求項28に記載の方法。
- 前記光学部品はプリズムである、請求項35に記載の方法。
- 前記選択された表面は光学組立体の複数の表面を含み、前記複数の表面の一つは前記光学組立体の2つの部品間の界面である、請求項27に記載の方法。
- 前記選択された表面は光学部品の表面を含み、前記選択された表面の一つから反射された一部分の前記光学波面は、前記光学部品の内部表面からの反射を介して前記表面に指向される、請求項1に記載の方法。
- 前記選択された表面は光学組立体の表面を含み、前記選択された表面の一つから反射された一部分の前記光学波面は、前記光学組立体の2つの部品間の界面からの反射を介して前記表面に指向される、請求項1に記載の方法。
- 光学部品中の欠陥の存在を決定するための方法であって、
光学部品の少なくとも一つの表面を含む複数の表面からそれぞれ反射される異なる一部分の光学波面を合成することにより光学干渉画像を形成すること、
異なる光路分離を有する前記複数の表面の対が前記干渉信号に異なる影響を生じさせる前記光学波面の特性の変化に応じて、前記光学干渉画像の異なる位置における干渉信号を記録すること、
少なくとも一つの位置についての干渉信号を変換し、前記複数の表面の各対に対応してスペクトル座標においてピークを有するスペクトルを生成することであって、前記スペクトルは、前記干渉信号を光路長(OPL)領域に変換することにより生成される、前記生成すること、
前記スペクトルに基づき前記光学部品に欠陥が存在するかどうかを決定することを備え、前記欠陥が、少なくとも一つの位置について、前記スペクトルにおける異常なピークに対応する、方法。 - 前記欠陥は前記光学部品内の気泡を含む、請求項40に記載の方法。
- 前記欠陥は前記光学部品内の不純物を含む、請求項40に記載の方法。
- 前記欠陥は前記光学部品の2つの下位部品間の不完全な結合の領域を含む、請求項40に記載の方法。
- 光学組立体の組み立て方法であって、
光学組立体を構成するために第1の光学部品を第2の光学部品に装着すること、
請求項1に記載の方法を使用して前記光学組立体を干渉分析的に特性付けること、
前記干渉分析的特性付けに基づき前記第2の光学部品に対して前記第1の光学部品を再設定することを備える、方法。 - システムであって、
前記光源であって、該光源から導出される光学波面の特性を変化させるように構成された変調部品を含む前記光源と、
動作中、異なる一部分の光学波面を複数の表面からそれぞれ反射するように向け、続いて前記異なる一部分の光学波面を再合成して光学干渉画像を形成する干渉計と、
前記変調部品による前記光学波面の特性の変化に応じて、前記光学干渉画像の異なる位置における干渉信号を記録するために配置された複数の基本光検出器であって、前記波面特性の変化は、異なる光路分離を有する前記複数の表面の対が前記干渉信号に異なる影響を生じさせる、前記複数の基本光検出器と、
前記光源及び前記光検出器に接続され、動作中に、少なくとも一つの位置について前記干渉信号を変換し、前記複数の表面の各対に対応するスペクトル座標においてピークを有するスペクトルを生成し、かつ、前記複数の表面の選択された対に対応するピークのスペクトル座標を認識する制御装置であって、前記干渉信号を光路長(OPL)領域に変換して前記スペクトルを生成する前記制御装置とを備えるシステム。
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