JPH0526767A - 回折格子の直線性評価方法及びその装置 - Google Patents
回折格子の直線性評価方法及びその装置Info
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- JPH0526767A JPH0526767A JP3187194A JP18719491A JPH0526767A JP H0526767 A JPH0526767 A JP H0526767A JP 3187194 A JP3187194 A JP 3187194A JP 18719491 A JP18719491 A JP 18719491A JP H0526767 A JPH0526767 A JP H0526767A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 回折格子の面内にわたる位相分布を２次元情
報として検出し、しかも、回折格子の歪をその格子定数
以下の単位まで検出することが可能な回折格子の直線性
評価方法及びその装置を提供する。 【構成】 レーザ光源１からの出射光をコリメータレン
ズ２により平行光として光束分離手段３により２光束に
分離し、ミラー４，５により反射させて被検査回折格子
６に微小角度傾けて入射させ干渉縞となった回折光を第
１フーリエ変換レンズ７によりフーリエ変換し、この変
換された回折光をピンポール８ａを有するフーリエ平面
８に導いて一方の光束の回折光の＋１次回折光と他方の
光束の回折光の−１次回折光のみを取り出し、それら±
１次回折光を第２フーリエ変換レンズ９により逆フーリ
エさせて等高線とする干渉縞を発生させ、検出面１０，
１１にて観測することにより被検査回折格子６の位相分
布を測定した。
報として検出し、しかも、回折格子の歪をその格子定数
以下の単位まで検出することが可能な回折格子の直線性
評価方法及びその装置を提供する。 【構成】 レーザ光源１からの出射光をコリメータレン
ズ２により平行光として光束分離手段３により２光束に
分離し、ミラー４，５により反射させて被検査回折格子
６に微小角度傾けて入射させ干渉縞となった回折光を第
１フーリエ変換レンズ７によりフーリエ変換し、この変
換された回折光をピンポール８ａを有するフーリエ平面
８に導いて一方の光束の回折光の＋１次回折光と他方の
光束の回折光の−１次回折光のみを取り出し、それら±
１次回折光を第２フーリエ変換レンズ９により逆フーリ
エさせて等高線とする干渉縞を発生させ、検出面１０，
１１にて観測することにより被検査回折格子６の位相分
布を測定した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学的な計測法に関
し、特に、回折格子の直線性を光の波長オーダーで評価
する回折格子の直線性評価方法及びその装置に関する。
し、特に、回折格子の直線性を光の波長オーダーで評価
する回折格子の直線性評価方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、回折格子の評価において、特に回
折格子の直線性を評価する方法としては、例えば、回折
格子に細いビームを入射させて実際にその回折位置を測
定する方法や、特公平３−１６０９号公報に開示されて
いるように、キャリブレートされた補助回折格子を被検
査回折格子の後方に配置し、これらの格子に細いビーム
を入射させこれにより回折される位相差を位相形により
点で読取る方法等がある。
折格子の直線性を評価する方法としては、例えば、回折
格子に細いビームを入射させて実際にその回折位置を測
定する方法や、特公平３−１６０９号公報に開示されて
いるように、キャリブレートされた補助回折格子を被検
査回折格子の後方に配置し、これらの格子に細いビーム
を入射させこれにより回折される位相差を位相形により
点で読取る方法等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
な評価方法は、あくまで点で走査するものである。ま
た、この他の方法として、被検査回折格子をスライドさ
せて点での測定を走査する機構も考案されているが、回
折格子面全体にわたる位相分布を測定するには困難を生
じる。
な評価方法は、あくまで点で走査するものである。ま
た、この他の方法として、被検査回折格子をスライドさ
せて点での測定を走査する機構も考案されているが、回
折格子面全体にわたる位相分布を測定するには困難を生
じる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、レーザ光源から出射された光をコリメータレンズに
より平行光とし、この平行光を光束分離手段により２光
束に分離し、それらコヒーレントな２光束をミラーによ
り反射させることにより被検査回折格子に微小角度傾け
て入射させ、これにより回折され干渉縞となった２光束
の回折光を第１フーリエ変換レンズによりフーリエ変換
し、このフーリエ変換された回折光をピンホールを有す
るフーリエ平面に導くことにより前記一方の光束の回折
光の＋１次回折光と前記他方の光束の回折光の−１次回
折光のみを取り出し、これら取り出された＋１次回折光
と−１次回折光とを第２フーリエ変換レンズにより逆フ
ーリエさせることにより等高線とする干渉縞を発生さ
せ、その干渉縞を検出面にて観測することにより前記被
検査回折格子の位相分布を測定するようにした。
は、レーザ光源から出射された光をコリメータレンズに
より平行光とし、この平行光を光束分離手段により２光
束に分離し、それらコヒーレントな２光束をミラーによ
り反射させることにより被検査回折格子に微小角度傾け
て入射させ、これにより回折され干渉縞となった２光束
の回折光を第１フーリエ変換レンズによりフーリエ変換
し、このフーリエ変換された回折光をピンホールを有す
るフーリエ平面に導くことにより前記一方の光束の回折
光の＋１次回折光と前記他方の光束の回折光の−１次回
折光のみを取り出し、これら取り出された＋１次回折光
と−１次回折光とを第２フーリエ変換レンズにより逆フ
ーリエさせることにより等高線とする干渉縞を発生さ
せ、その干渉縞を検出面にて観測することにより前記被
検査回折格子の位相分布を測定するようにした。
【０００５】請求項２記載の発明では、レーザ光源を設
け、この光源により出射された光を平行光とするコリメ
ータレンズを設け、前記平行光を２光束に分離する光束
分離手段を設け、それら分離されたコヒーレントな２光
束のそれぞれの光路上にミラーを配置し、これらのミラ
ーにより反射された光が入射する被検査回折格子を配設
し、この被検査回折格子により回折され干渉縞となった
２光束の回折光をフーリエ変換する第１フーリエ変換レ
ンズを配設し、このフーリエ変換された回折光のうち前
記一方の光束の回折光の＋１次回折光と前記他方の光束
の回折光の−１次回折光のみを取り出すピンホールを有
するフーリエ平面を配設し、それら取り出された＋１次
回折光と−１次回折光とを逆フーリエさせることにより
等高線とされた干渉縞を発生させる第２フーリエ変換レ
ンズを配設し、その干渉縞を観測する検出面を配設し、
前記ミラーを各々独立して微小角度傾けるミラー角度変
換機構を設け、前記一方のミラーを光束出射方向に微小
距離だけ移動させるミラー出射方向移動機構を設け、前
記ミラーを微小角度傾け２光束の前記被検査回折格子に
よる±１次光を干渉させて得られた干渉縞の位相分布を
同期検出する１次光位相分布検出手段を設け、前記ミラ
ーを微小角度傾け２光束の前記被検査回折格子による０
次光を干渉させて得られた干渉縞の位相分布を同期検出
する０次光位相分布検出手段を設け、前記１次光位相分
布検出手段により得られた１次光の位相分布から前記０
次光位相分布検出手段により得られた０次光の位相分布
を差引いた値を前記被検査回折格子の位相分布とする回
折格子位相分布検出手段を設けた。
け、この光源により出射された光を平行光とするコリメ
ータレンズを設け、前記平行光を２光束に分離する光束
分離手段を設け、それら分離されたコヒーレントな２光
束のそれぞれの光路上にミラーを配置し、これらのミラ
ーにより反射された光が入射する被検査回折格子を配設
し、この被検査回折格子により回折され干渉縞となった
２光束の回折光をフーリエ変換する第１フーリエ変換レ
ンズを配設し、このフーリエ変換された回折光のうち前
記一方の光束の回折光の＋１次回折光と前記他方の光束
の回折光の−１次回折光のみを取り出すピンホールを有
するフーリエ平面を配設し、それら取り出された＋１次
回折光と−１次回折光とを逆フーリエさせることにより
等高線とされた干渉縞を発生させる第２フーリエ変換レ
ンズを配設し、その干渉縞を観測する検出面を配設し、
前記ミラーを各々独立して微小角度傾けるミラー角度変
換機構を設け、前記一方のミラーを光束出射方向に微小
距離だけ移動させるミラー出射方向移動機構を設け、前
記ミラーを微小角度傾け２光束の前記被検査回折格子に
よる±１次光を干渉させて得られた干渉縞の位相分布を
同期検出する１次光位相分布検出手段を設け、前記ミラ
ーを微小角度傾け２光束の前記被検査回折格子による０
次光を干渉させて得られた干渉縞の位相分布を同期検出
する０次光位相分布検出手段を設け、前記１次光位相分
布検出手段により得られた１次光の位相分布から前記０
次光位相分布検出手段により得られた０次光の位相分布
を差引いた値を前記被検査回折格子の位相分布とする回
折格子位相分布検出手段を設けた。
【０００６】
【作用】請求項１記載の発明においては、回折格子面内
の全体に渡って回折格子の位相分布（格子の直線からの
ずれ）を測定することができ、しかも、その変動量を定
量的に把握することが可能となる。
の全体に渡って回折格子の位相分布（格子の直線からの
ずれ）を測定することができ、しかも、その変動量を定
量的に把握することが可能となる。
【０００７】請求項２記載の発明においては、干渉法を
用いて測定することによって使用する光学系の面精度等
のエラー要因を別に検出することが可能となり、これに
より測定結果からそのエラー要因を補正することができ
るため高精度の測定を実現することができる。
用いて測定することによって使用する光学系の面精度等
のエラー要因を別に検出することが可能となり、これに
より測定結果からそのエラー要因を補正することができ
るため高精度の測定を実現することができる。
【０００８】
【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は、回折格子の直線性評価装置の全体構成を示
すものである。すなわち、本装置には、レーザ光源１に
より出射され一対のコリメータレンズ２により平行光と
された光路上には、前記平行光を２光束に分離する光束
分離手段としてのビームスプリッタ３が配設されてい
る。このビームスプリッタ３により透過又は反射された
光束のそれぞれの光路上にはミラー４，５が配設されて
いる。これらのミラー４，５により反射された光が前記
ビームスプリッタ３により再び合成された光路上には被
検査回折格子としての回折格子６が配設されている。こ
の回折格子６により回折され干渉縞となった２光束の回
折光をフーリエ変換する第１フーリエ変換レンズとして
のフーリエ変換レンズ７が配設されている。このフーリ
エ変換レンズ７の後方の光路上には、フーリエ変換され
た回折光のうち前記一方の光束の回折光の＋１次回折光
と前記他方の光束の回折光の−１次回折光とのみを取り
出すピンホール８ａを有するフーリエ平面８が配設され
ている。また、そのフーリエ平面８の後方には、それら
取り出された＋１次回折光と−１次回折光とを逆フーリ
エさせることにより等高線とされた干渉縞を発生させる
第２フーリエ変換レンズとしてのフーリエ変換レンズ９
が配設されている。さらに、そのフーリエ変換レンズ９
の後方には、その等高線とされた干渉縞を観測する検出
面としてのスクリーン１０及びＴＶカメラ１１が配設さ
れている。
る。図１は、回折格子の直線性評価装置の全体構成を示
すものである。すなわち、本装置には、レーザ光源１に
より出射され一対のコリメータレンズ２により平行光と
された光路上には、前記平行光を２光束に分離する光束
分離手段としてのビームスプリッタ３が配設されてい
る。このビームスプリッタ３により透過又は反射された
光束のそれぞれの光路上にはミラー４，５が配設されて
いる。これらのミラー４，５により反射された光が前記
ビームスプリッタ３により再び合成された光路上には被
検査回折格子としての回折格子６が配設されている。こ
の回折格子６により回折され干渉縞となった２光束の回
折光をフーリエ変換する第１フーリエ変換レンズとして
のフーリエ変換レンズ７が配設されている。このフーリ
エ変換レンズ７の後方の光路上には、フーリエ変換され
た回折光のうち前記一方の光束の回折光の＋１次回折光
と前記他方の光束の回折光の−１次回折光とのみを取り
出すピンホール８ａを有するフーリエ平面８が配設され
ている。また、そのフーリエ平面８の後方には、それら
取り出された＋１次回折光と−１次回折光とを逆フーリ
エさせることにより等高線とされた干渉縞を発生させる
第２フーリエ変換レンズとしてのフーリエ変換レンズ９
が配設されている。さらに、そのフーリエ変換レンズ９
の後方には、その等高線とされた干渉縞を観測する検出
面としてのスクリーン１０及びＴＶカメラ１１が配設さ
れている。
【０００９】また、前記ＴＶカメラ１１には、Ａ／Ｄ変
換回路１２、フレームメモリ１３、ホストコンピュータ
１４、ＰＺＴドライバー１５が順次接続されている。そ
のＰＺＴドライバー１５は、前記ミラー４の裏面に固定
された圧電素子１６と接続されている。前記ＰＺＴドラ
イバー１５と前記圧電素子１６とは、ミラー４を光束出
射方向Ｚに微小距離だけ移動させるミラー出射方向移動
機構１７を構成している。前記ミラー４，５には、これ
らを各々独立して微小角度傾ける図示しないミラー角度
変換機構が設けられている。
換回路１２、フレームメモリ１３、ホストコンピュータ
１４、ＰＺＴドライバー１５が順次接続されている。そ
のＰＺＴドライバー１５は、前記ミラー４の裏面に固定
された圧電素子１６と接続されている。前記ＰＺＴドラ
イバー１５と前記圧電素子１６とは、ミラー４を光束出
射方向Ｚに微小距離だけ移動させるミラー出射方向移動
機構１７を構成している。前記ミラー４，５には、これ
らを各々独立して微小角度傾ける図示しないミラー角度
変換機構が設けられている。
【００１０】さらに、前記Ａ／Ｄ変換回路１２と前記フ
レームメモリ１３と、前記ホストコンピュータ１４と
は、演算制御回路１８を構成している。この演算制御回
路１８には、図示しない、１次光位相分布検出手段と、
０次光位相分布検出手段と、回折格子位相分布検出手段
とが設けられている。この場合、前記１次光位相分布検
出手段は、前記ミラー４，５を微小角度傾け、２光束の
前記被検査回折格子６による±１次光を干渉させて得ら
れた干渉縞の位相分布を同期検出する働きがある。ま
た、前記０次光位相分布検出手段は、前記ミラー４，５
を微小角度傾け、２光束の前記被検査回折格子６による
０次光を干渉させて得られた干渉縞の位相分布を同期検
出する働きがある。さらに、前記回折格子位相分布検出
手段は、前記１次光位相分布検出手段により得られた１
次光の位相分布から、前記０次光位相分布検出手段によ
り得られた０次光の位相分布を差引いた値を前記被検査
回折格子６の位相分布とする働きがある。
レームメモリ１３と、前記ホストコンピュータ１４と
は、演算制御回路１８を構成している。この演算制御回
路１８には、図示しない、１次光位相分布検出手段と、
０次光位相分布検出手段と、回折格子位相分布検出手段
とが設けられている。この場合、前記１次光位相分布検
出手段は、前記ミラー４，５を微小角度傾け、２光束の
前記被検査回折格子６による±１次光を干渉させて得ら
れた干渉縞の位相分布を同期検出する働きがある。ま
た、前記０次光位相分布検出手段は、前記ミラー４，５
を微小角度傾け、２光束の前記被検査回折格子６による
０次光を干渉させて得られた干渉縞の位相分布を同期検
出する働きがある。さらに、前記回折格子位相分布検出
手段は、前記１次光位相分布検出手段により得られた１
次光の位相分布から、前記０次光位相分布検出手段によ
り得られた０次光の位相分布を差引いた値を前記被検査
回折格子６の位相分布とする働きがある。
【００１１】このような構成において、まず、図１の構
成の動作説明を行った後、１次光位相分布検出手段、０
次光位相分布検出手段、回折格子位相分布検出手段の各
手段の働きについて順次述べていく。
成の動作説明を行った後、１次光位相分布検出手段、０
次光位相分布検出手段、回折格子位相分布検出手段の各
手段の働きについて順次述べていく。
【００１２】レーザ光源１から出射されたビームは、ミ
ラー１ａを介して、一対のコリメータレンズ２により平
面波にコリメートされる。このコリメートされたビーム
はビームスプリッタ３により２分割された後、ミラー
４，５により反射されビームスプリッタ３により再び合
成されることにより同一方向に出射される。このように
して同一方向とされた２光束の波面は、回折格子６に入
射する。なお、この回折格子６の格子は紙面に垂直方
向、格子の空間分布は紙面と平行に設置されているもの
とする。そして、回折格子６を通過した２光束は、フー
リエ変換レンズ７を介してフーリエ平面８（無限遠平面
と相当するもの）に到達することにより、平面波の正弦
格子によるフーリエ回折像すなわち回折格子６の複素振
幅透過率分布のフーリエ変換が観測される。格子の振幅
透過率分布が完全な正弦波ならば、フーリエ回折はδ関
数の列となる。実際には、フーリエ平面８はフーリエ変
換レンズ７の焦点面に存在する。
ラー１ａを介して、一対のコリメータレンズ２により平
面波にコリメートされる。このコリメートされたビーム
はビームスプリッタ３により２分割された後、ミラー
４，５により反射されビームスプリッタ３により再び合
成されることにより同一方向に出射される。このように
して同一方向とされた２光束の波面は、回折格子６に入
射する。なお、この回折格子６の格子は紙面に垂直方
向、格子の空間分布は紙面と平行に設置されているもの
とする。そして、回折格子６を通過した２光束は、フー
リエ変換レンズ７を介してフーリエ平面８（無限遠平面
と相当するもの）に到達することにより、平面波の正弦
格子によるフーリエ回折像すなわち回折格子６の複素振
幅透過率分布のフーリエ変換が観測される。格子の振幅
透過率分布が完全な正弦波ならば、フーリエ回折はδ関
数の列となる。実際には、フーリエ平面８はフーリエ変
換レンズ７の焦点面に存在する。
【００１３】この場合、ミラー４で反射された平面波の
回折格子６による回折像は、フーリエ平面８上ではスポ
ットａ，ｂ，ｃのようなδ関数の列を生じる。ただし、
ａは０次回折光、ｂは＋１次回折光、ｃは−１次回折光
とする。ところで、符号が異なる同一次数の回折光は互
いに複素共役な、いわゆる複素共役波である。±１次回
折光としては、例えば、 Ａexp ｊ（φ＋φ0） …（１） Ａexp-ｊ（φ−φ0） …（２） Ａ：定数 φ：回折格子６の位相分布 φ0：回折格子６に入射する平面波の初期位相 φ，φ0：ともに回折格子内の場所の関数 のように表わすことができる。すなわち、回折格子６の
位相に比例して回折光の位相が変化することを示してい
る。この２つの波動が合成され干渉した場合、その強度
分布Ｉは、 Ｉ＝｜Ａexpｊ(φ＋φ0)＋Ａexp-ｊ(φ−φ0)｜2 ＝２Ａ2＋Ａ2cos（２φ） …（３） で表わされる。回折格子６で回折される±１次回折光を
干渉させれば（３）式に示されるように、回折格子６の
位相分布の等高線が干渉縞となって観測される。
回折格子６による回折像は、フーリエ平面８上ではスポ
ットａ，ｂ，ｃのようなδ関数の列を生じる。ただし、
ａは０次回折光、ｂは＋１次回折光、ｃは−１次回折光
とする。ところで、符号が異なる同一次数の回折光は互
いに複素共役な、いわゆる複素共役波である。±１次回
折光としては、例えば、 Ａexp ｊ（φ＋φ0） …（１） Ａexp-ｊ（φ−φ0） …（２） Ａ：定数 φ：回折格子６の位相分布 φ0：回折格子６に入射する平面波の初期位相 φ，φ0：ともに回折格子内の場所の関数 のように表わすことができる。すなわち、回折格子６の
位相に比例して回折光の位相が変化することを示してい
る。この２つの波動が合成され干渉した場合、その強度
分布Ｉは、 Ｉ＝｜Ａexpｊ(φ＋φ0)＋Ａexp-ｊ(φ−φ0)｜2 ＝２Ａ2＋Ａ2cos（２φ） …（３） で表わされる。回折格子６で回折される±１次回折光を
干渉させれば（３）式に示されるように、回折格子６の
位相分布の等高線が干渉縞となって観測される。
【００１４】次に、回折格子６によって回折された±１
次回折光を干渉させる光学系について述べる。ミラー４
で反射された波面は回折格子６で回折されフーリエ変換
レンズ７を介してフーリエ平面８でフーリエ回折像を生
じる。前述したようにその像はδ関数列に近いものとな
る。すなわち、回折格子６の空間周波数分布方向にスポ
ットの列を生じる。この時、−１次のフーリエ回折像ｃ
が光軸中心になるように、ミラー４をわずかに傾ける
（矢印方向）。一方、ミラー５によって反射された波面
も同様に、回折格子６で回折されフーリエ平面８でスポ
ットａ’，ｂ’，ｃ’のフーリエ回折像を生じる。ａ’
は０次回折光、ｂ’は＋１次回折光、ｃ’は−１次回折
光である。この場合、１次のフーリエ回折像ｂ’が光軸
中心にくるように矢印方向にミラー５をわずかに傾け
る。この状態では、ミラー４によって反射された光波の
回折格子６で回折された１次フーリエ回折像ｂ’が重な
る。これら２つの像は、フーリエ平面８で重なっている
ため、回折格子６から射出された直後の＋１次回折光、
−１次回折光は光路が一致して干渉する。この時、回折
格子６の直後で観測される干渉縞は（３）式で表わされ
るような回折格子６の位相分布φに対する２φを周期と
する等高線となる。
次回折光を干渉させる光学系について述べる。ミラー４
で反射された波面は回折格子６で回折されフーリエ変換
レンズ７を介してフーリエ平面８でフーリエ回折像を生
じる。前述したようにその像はδ関数列に近いものとな
る。すなわち、回折格子６の空間周波数分布方向にスポ
ットの列を生じる。この時、−１次のフーリエ回折像ｃ
が光軸中心になるように、ミラー４をわずかに傾ける
（矢印方向）。一方、ミラー５によって反射された波面
も同様に、回折格子６で回折されフーリエ平面８でスポ
ットａ’，ｂ’，ｃ’のフーリエ回折像を生じる。ａ’
は０次回折光、ｂ’は＋１次回折光、ｃ’は−１次回折
光である。この場合、１次のフーリエ回折像ｂ’が光軸
中心にくるように矢印方向にミラー５をわずかに傾け
る。この状態では、ミラー４によって反射された光波の
回折格子６で回折された１次フーリエ回折像ｂ’が重な
る。これら２つの像は、フーリエ平面８で重なっている
ため、回折格子６から射出された直後の＋１次回折光、
−１次回折光は光路が一致して干渉する。この時、回折
格子６の直後で観測される干渉縞は（３）式で表わされ
るような回折格子６の位相分布φに対する２φを周期と
する等高線となる。
【００１５】ところで、回折格子６の直後で＋１次回折
光、−１次回折光の干渉縞を直接観測することは困難で
ある。なぜなら、回折格子６の直後では、ミラー４，５
で反射された光波の０次回折光、±１次回折光がすべて
干渉しあい、（３）式で示した成分のみを観測すること
はできないのである。そこで、回折格子６で回折された
光波をフーリエ変換レンズ７でフーリエ変換し、フーリ
エ平面８でいわゆる空間フィルタを作用させる。これに
より、前述したようにフーリエ平面８では回折格子６の
フーリエ変換が観測されることになる。これは各次数の
回折光がδ関数の列となり、ピンホール８ａで任意の次
数の回折光を選択することが可能である。今、ミラー４
で反射された光波の回折格子６による−１次回折光ｃ
と、ミラー５で反射された光波の回折格子６による＋１
次回折光ｂ’が各々のミラーのわずかな傾きによって、
フーリエ変換レンズ７の光軸上に重なっている。空間フ
ィルタとしてスポットｃ，ｂ’のみを透過させるような
ピンホール８ａを用いれば、前記回折格子６を通過した
回折光のうちの±１次回折光のみを取り出すことができ
る。その後、これを再びフーリエ変換レンズ９で逆フー
リエ変換してやれば、回折格子６の直後のミラー４で反
射された光波の回折格子６による−１次回折光ｃと、ミ
ラー５で反射された光波の回折格子６による＋１次回折
光ｂ’との干渉縞を観測することができる。その観測方
法としては、実際上は、フーリエ変換レンズ９の後方で
オパールグラス等のスクリーン１０に像を投影して、さ
らに、その後方からＴＶカメラ１１で観測するか、又
は、スクリーン１０を介さずＴＶカメラ１１内の対物レ
ンズで回折格子６を直接撮像面に結像させて観測するこ
とができる。
光、−１次回折光の干渉縞を直接観測することは困難で
ある。なぜなら、回折格子６の直後では、ミラー４，５
で反射された光波の０次回折光、±１次回折光がすべて
干渉しあい、（３）式で示した成分のみを観測すること
はできないのである。そこで、回折格子６で回折された
光波をフーリエ変換レンズ７でフーリエ変換し、フーリ
エ平面８でいわゆる空間フィルタを作用させる。これに
より、前述したようにフーリエ平面８では回折格子６の
フーリエ変換が観測されることになる。これは各次数の
回折光がδ関数の列となり、ピンホール８ａで任意の次
数の回折光を選択することが可能である。今、ミラー４
で反射された光波の回折格子６による−１次回折光ｃ
と、ミラー５で反射された光波の回折格子６による＋１
次回折光ｂ’が各々のミラーのわずかな傾きによって、
フーリエ変換レンズ７の光軸上に重なっている。空間フ
ィルタとしてスポットｃ，ｂ’のみを透過させるような
ピンホール８ａを用いれば、前記回折格子６を通過した
回折光のうちの±１次回折光のみを取り出すことができ
る。その後、これを再びフーリエ変換レンズ９で逆フー
リエ変換してやれば、回折格子６の直後のミラー４で反
射された光波の回折格子６による−１次回折光ｃと、ミ
ラー５で反射された光波の回折格子６による＋１次回折
光ｂ’との干渉縞を観測することができる。その観測方
法としては、実際上は、フーリエ変換レンズ９の後方で
オパールグラス等のスクリーン１０に像を投影して、さ
らに、その後方からＴＶカメラ１１で観測するか、又
は、スクリーン１０を介さずＴＶカメラ１１内の対物レ
ンズで回折格子６を直接撮像面に結像させて観測するこ
とができる。
【００１６】次に、１次光位相分布検出手段の働きを主
に説明していく。上述したようにしてＴＶカメラ１１に
て観測される干渉縞は、一般に２つの光束の相対的な位
相差の等位相線である。図１の構成により生じる干渉縞
は（３）式に示したように回折格子６の位相分布φの１
／２倍を周期とする等位相線となる。回折格子６の直線
性は、回折格子６の格子周期に比べて一般に小さい。従
って、±１次回折光の位相差は干渉縞１本分に満たない
場合が多い。目視で干渉縞を観測する方法によれば、干
渉縞１本分以下の位相変化は確認できない。そこで、干
渉する２光束の内一方に時系列の位相変調を与え、観測
される干渉縞の強度分布の時系列変化を、与えた位相変
調と同期検出するＦrinnge Ｓcanning法を用いる。この
方法を適用するために、ＴＶカメラ１１で捕らえられた
干渉縞の画像は、Ａ／Ｄ変換器１２でデジタル画像に変
換され、フレームメモリ１４に格納される。この格納さ
れた画像は、ホストコンピュータ１５によって以下に述
べる演算処理を施され、その位相分布が計算される。
に説明していく。上述したようにしてＴＶカメラ１１に
て観測される干渉縞は、一般に２つの光束の相対的な位
相差の等位相線である。図１の構成により生じる干渉縞
は（３）式に示したように回折格子６の位相分布φの１
／２倍を周期とする等位相線となる。回折格子６の直線
性は、回折格子６の格子周期に比べて一般に小さい。従
って、±１次回折光の位相差は干渉縞１本分に満たない
場合が多い。目視で干渉縞を観測する方法によれば、干
渉縞１本分以下の位相変化は確認できない。そこで、干
渉する２光束の内一方に時系列の位相変調を与え、観測
される干渉縞の強度分布の時系列変化を、与えた位相変
調と同期検出するＦrinnge Ｓcanning法を用いる。この
方法を適用するために、ＴＶカメラ１１で捕らえられた
干渉縞の画像は、Ａ／Ｄ変換器１２でデジタル画像に変
換され、フレームメモリ１４に格納される。この格納さ
れた画像は、ホストコンピュータ１５によって以下に述
べる演算処理を施され、その位相分布が計算される。
【００１７】ここで、Ｆrinnge Ｓcanning法の原理の方
法について簡単に説明する。２光束の干渉において一方
の波面に位相変調を与える。ここでは、ミラー４を動か
すことによって、ミラー４に反射されて回折格子６に入
射する光波の光路長を変化させ、その光束に位相変化を
与える。ミラー４は圧電素子（ピエゾ素子）１６に固定
されている。この圧電素子１６とは高電圧を印加するこ
とによって数１０ｎｍの精度で伸び縮みをし、物体に微
小な変位を与えることが可能な素子である。その圧電素
子１６によってミラー４に、回折格子６に入射する光束
方向と平行方向に変位を与える。ミラー４の位相変調成
分を考慮して（１）及び（２）式を一般化すると、 Ａexp ｊ（φ＋φ0＋δ） …（４） Ｂexp-ｊ（φ−φ0） …（５） ミラー４から反射された光束の回折格子６による−１次
回折光ｃ ミラー５から反射された光束の回折格子６による＋１次
回折光ｂ’ Ａ，Ｂは各々の強度 δ：圧電素子１６によるミラー４の移動による位相変調
項 以上を考慮すると、（３）式の観測される干渉縞の強度
分布は、 Ｉ＝｜Ａexpｊ(φ＋φ0＋δ)＋Ａexp-ｊ(φ−φ0)｜2 ＝Ａ2＋Ｂ2＋２ＡＢcos（２φ＋δ） …（６） となる。
法について簡単に説明する。２光束の干渉において一方
の波面に位相変調を与える。ここでは、ミラー４を動か
すことによって、ミラー４に反射されて回折格子６に入
射する光波の光路長を変化させ、その光束に位相変化を
与える。ミラー４は圧電素子（ピエゾ素子）１６に固定
されている。この圧電素子１６とは高電圧を印加するこ
とによって数１０ｎｍの精度で伸び縮みをし、物体に微
小な変位を与えることが可能な素子である。その圧電素
子１６によってミラー４に、回折格子６に入射する光束
方向と平行方向に変位を与える。ミラー４の位相変調成
分を考慮して（１）及び（２）式を一般化すると、 Ａexp ｊ（φ＋φ0＋δ） …（４） Ｂexp-ｊ（φ−φ0） …（５） ミラー４から反射された光束の回折格子６による−１次
回折光ｃ ミラー５から反射された光束の回折格子６による＋１次
回折光ｂ’ Ａ，Ｂは各々の強度 δ：圧電素子１６によるミラー４の移動による位相変調
項 以上を考慮すると、（３）式の観測される干渉縞の強度
分布は、 Ｉ＝｜Ａexpｊ(φ＋φ0＋δ)＋Ａexp-ｊ(φ−φ0)｜2 ＝Ａ2＋Ｂ2＋２ＡＢcos（２φ＋δ） …（６） となる。
【００１８】ここで、（６）式を
Ｉ(X,Y)n＝Ａ(X,Y)2＋Ｂ(X,Y)2＋２Ａ(X,Y)Ｂ(X,Y)cos(２φ(X,Y)＋ｎπ／２)
…（７）
Ｘ，Ｙ：回折格子面内の空間座標
と変換する。ここで、位相π／２をステップとしてＩ
（Ｘ，Ｙ）に位相変調を与えることになるが、このπ／
２の位相変化は使用するコヒーレントなレーザ光源１の
波長をλとすれば、λ／４に相当する。実際には、圧電
素子１６をλ／４（Ｈｅ−Ｎｅ：１５８．２ｎｍ）ずつ
移動して位相変調を与える。Ａ(X,Y)Ｂ(X,Y)は干渉縞強
度分布中の塵、光学系の非線形などによる外乱すなわち
未知の関数である。この干渉縞から未知関数Ａ，Ｂの影
響を受けずに位相成分φを検出することがＦrinnge Ｓc
anning法の本質である。ここで、Ｉ（Ｘ，Ｙ）はフレー
ムメモリ１３中ではデジタル画像となっているため、
Ｘ，Ｙをデジタル画像の画素添字と読み変える。位相φ
を同期検出する手段は各画素（Ｘ，Ｙ）に対して、
（Ｘ，Ｙ）に位相変調を与えることになるが、このπ／
２の位相変化は使用するコヒーレントなレーザ光源１の
波長をλとすれば、λ／４に相当する。実際には、圧電
素子１６をλ／４（Ｈｅ−Ｎｅ：１５８．２ｎｍ）ずつ
移動して位相変調を与える。Ａ(X,Y)Ｂ(X,Y)は干渉縞強
度分布中の塵、光学系の非線形などによる外乱すなわち
未知の関数である。この干渉縞から未知関数Ａ，Ｂの影
響を受けずに位相成分φを検出することがＦrinnge Ｓc
anning法の本質である。ここで、Ｉ（Ｘ，Ｙ）はフレー
ムメモリ１３中ではデジタル画像となっているため、
Ｘ，Ｙをデジタル画像の画素添字と読み変える。位相φ
を同期検出する手段は各画素（Ｘ，Ｙ）に対して、
【００１９】
【数１】
【００２０】で計算することができる。
【００２１】ところで、ミラー４で反射される光波の回
折格子６による−１次回折光ｃと、ミラー５で反射され
る光波の回折格子６による１次回折光ｂ’の初期位相が
異なる場合、これら回折光は（４）、（５）式中のφ0
が異なる。この場合、（４）、（５）式は、 Ａexp ｊ（φ＋φa＋δ） …（１１） Ｂexp-ｊ（φ−φb） …（１２） ただし、φａ、φｂはミラー４、ミラー５で反射される
回折格子６による±１次回折光の初期位相となる。
折格子６による−１次回折光ｃと、ミラー５で反射され
る光波の回折格子６による１次回折光ｂ’の初期位相が
異なる場合、これら回折光は（４）、（５）式中のφ0
が異なる。この場合、（４）、（５）式は、 Ａexp ｊ（φ＋φa＋δ） …（１１） Ｂexp-ｊ（φ−φb） …（１２） ただし、φａ、φｂはミラー４、ミラー５で反射される
回折格子６による±１次回折光の初期位相となる。
【００２２】一般に、ミラー４、ミラー５といった異な
るミラーで反射された光波の位相は、この場合、（１
０）式を適用して（１１）、（１２）式が生成する干渉
縞の位相を求めると、
るミラーで反射された光波の位相は、この場合、（１
０）式を適用して（１１）、（１２）式が生成する干渉
縞の位相を求めると、
【００２３】
【数２】
【００２４】となる。このφa（Ｘ，Ｙ）、φb（Ｘ，
Ｙ）はミラー４，５、ビームスプリッタ３など光学素子
の平面度、外乱などレーザ光源１から発した光波が回折
格子６に入射するまでにその位相に作用する未知の関数
である。今まで述べた方法で回折格子６の位相分布を求
めた場合、（１３）式のように所望の位相φ（Ｘ，Ｙ）
の他に、φａ，φｂといった不要な位相成分をも検出し
てしまう。
Ｙ）はミラー４，５、ビームスプリッタ３など光学素子
の平面度、外乱などレーザ光源１から発した光波が回折
格子６に入射するまでにその位相に作用する未知の関数
である。今まで述べた方法で回折格子６の位相分布を求
めた場合、（１３）式のように所望の位相φ（Ｘ，Ｙ）
の他に、φａ，φｂといった不要な位相成分をも検出し
てしまう。
【００２５】次に、０次光位相分布検出手段、回折格子
位相分布検出手段の働きを主に説明していく。上述した
不要な位相成分の除去の方法について述べる。所望の位
相φは回折格子６による±１次回折光を干渉させてその
位相を検出した。±１次回折光を干渉させるために、図
１に示したようにフーリエ面８で各々の回折像が重なる
ようにミラー４，５をわずかに傾けた。ここで、回折格
子６の０次回折光を考える。回折格子６の０次回折光の
位相に含まれる情報は、レーザ光源１から発した光波が
回折格子６に達するまでの間に、その位相に作用する成
分のみを含む。すなわち、回折格子６自身のもつ位相分
布は０次回折光には全く含まれないことになる。ここ
で、フーリエ面８で±１次回折光を重ねるために傾けた
ミラー４，５を入射、反射光束が同一経路を辿るように
すなわち入射光束に対して直角にセットする。これによ
り、ミラー４，５で反射された光波は、ビームスプリッ
タ３の出射端３ａで完全にオーバーラップし、その結
果、フーリエ面８では、ミラー４，５で反射された回折
格子６による０次回折光同士が重なり、観測面であるス
クリーン１０上では０次回折光同士の干渉縞が観測され
る。前述した±１次回折光を干渉させと場合と、そのよ
うな０次回折光を干渉させた場合とでは、ミラー４，５
の傾きの違いがあるものの、レーザ光源１から回折格子
６に達する経路は全く同じなため、ここで述べたφａ、
φｂは（１１）、（１２）式のφａ、φｂと全く同一な
ものとなる。この状態を（３）、（４）、（５）式に従
って表わせば、ミラー４で反射される光波の回折格子６
による０次回折光、及び、ミラー５で反射される光波の
回折格子６による０次回折光は、 Ａexpｊ（φa＋δ） …（１４） Ｂexpｊ（φb） …（１５） となる。この２光束の干渉縞は、 Ｉ＝｜Ａexpｊ(φa＋δ)＋Ａexpｊ(φb)｜2 ＝Ａ2＋Ｂ2＋２ＡＢcos（φa−φb＋δ） …（１６） となる。この状態で同様の演算処理によって求める位相
は、
位相分布検出手段の働きを主に説明していく。上述した
不要な位相成分の除去の方法について述べる。所望の位
相φは回折格子６による±１次回折光を干渉させてその
位相を検出した。±１次回折光を干渉させるために、図
１に示したようにフーリエ面８で各々の回折像が重なる
ようにミラー４，５をわずかに傾けた。ここで、回折格
子６の０次回折光を考える。回折格子６の０次回折光の
位相に含まれる情報は、レーザ光源１から発した光波が
回折格子６に達するまでの間に、その位相に作用する成
分のみを含む。すなわち、回折格子６自身のもつ位相分
布は０次回折光には全く含まれないことになる。ここ
で、フーリエ面８で±１次回折光を重ねるために傾けた
ミラー４，５を入射、反射光束が同一経路を辿るように
すなわち入射光束に対して直角にセットする。これによ
り、ミラー４，５で反射された光波は、ビームスプリッ
タ３の出射端３ａで完全にオーバーラップし、その結
果、フーリエ面８では、ミラー４，５で反射された回折
格子６による０次回折光同士が重なり、観測面であるス
クリーン１０上では０次回折光同士の干渉縞が観測され
る。前述した±１次回折光を干渉させと場合と、そのよ
うな０次回折光を干渉させた場合とでは、ミラー４，５
の傾きの違いがあるものの、レーザ光源１から回折格子
６に達する経路は全く同じなため、ここで述べたφａ、
φｂは（１１）、（１２）式のφａ、φｂと全く同一な
ものとなる。この状態を（３）、（４）、（５）式に従
って表わせば、ミラー４で反射される光波の回折格子６
による０次回折光、及び、ミラー５で反射される光波の
回折格子６による０次回折光は、 Ａexpｊ（φa＋δ） …（１４） Ｂexpｊ（φb） …（１５） となる。この２光束の干渉縞は、 Ｉ＝｜Ａexpｊ(φa＋δ)＋Ａexpｊ(φb)｜2 ＝Ａ2＋Ｂ2＋２ＡＢcos（φa−φb＋δ） …（１６） となる。この状態で同様の演算処理によって求める位相
は、
【００２６】
【数３】
【００２７】となる。これは（１３）式の〔 〕内に相
当する。このようにしてミラー４，５、ビームスプリッ
タ３の平面度等の位相作用のみを検出できる。従って、
（１３）式から（１７）式を引くことによって所望の回
折格子６の位相分布を検出することができ、これによ
り、回折格子６の面全体に渡ってその位相分布（格子の
直線からのずれ）を測定することが可能となり、しか
も、その変動量を定量的に把握することが可能となる。
当する。このようにしてミラー４，５、ビームスプリッ
タ３の平面度等の位相作用のみを検出できる。従って、
（１３）式から（１７）式を引くことによって所望の回
折格子６の位相分布を検出することができ、これによ
り、回折格子６の面全体に渡ってその位相分布（格子の
直線からのずれ）を測定することが可能となり、しか
も、その変動量を定量的に把握することが可能となる。
【００２８】最後に、これまで述べた一連の測定動作フ
ローを整理して説明すると、以下のようになる。まず、
第１に、回折格子６に入射する２つの光束の回折格子６
による０次回折光が回折格子６のフーリエ面８で一致す
るようにミラー４，５の傾きが調整される。第２に、ミ
ラー４の初期位置で、ＴＶカメラ１１で観測される干渉
縞を、フレームメモリ１３に取込む。第３に、ミラー４
を初期位置に対してλ／４ずつ３回ミラー４を反射光束
方向に動かし、この時、ＴＶカメラ１１で観測される干
渉縞を計３画面フレームメモリ１３に取込む。第４に、
（１７）式に従って、位相分布を、計４枚の画像から画
像各画素に対して演算する。第５に、ミミラー４，５を
わずかに傾けて、ミラー４の反射光の回折格子６による
−１次回折光と、ミラー５の反射光の回折格子６による
１次回折光とが、回折格子６のフーリエ面８で一致する
ようにする。第６に、第２〜第４と同様な手順により、
位相分布を演算する。第７に、第６で得られた位相分布
から第４で得られた位相分布を差し引く。このようにし
て所望の回折格子６の位相分布を求めることができる。
ローを整理して説明すると、以下のようになる。まず、
第１に、回折格子６に入射する２つの光束の回折格子６
による０次回折光が回折格子６のフーリエ面８で一致す
るようにミラー４，５の傾きが調整される。第２に、ミ
ラー４の初期位置で、ＴＶカメラ１１で観測される干渉
縞を、フレームメモリ１３に取込む。第３に、ミラー４
を初期位置に対してλ／４ずつ３回ミラー４を反射光束
方向に動かし、この時、ＴＶカメラ１１で観測される干
渉縞を計３画面フレームメモリ１３に取込む。第４に、
（１７）式に従って、位相分布を、計４枚の画像から画
像各画素に対して演算する。第５に、ミミラー４，５を
わずかに傾けて、ミラー４の反射光の回折格子６による
−１次回折光と、ミラー５の反射光の回折格子６による
１次回折光とが、回折格子６のフーリエ面８で一致する
ようにする。第６に、第２〜第４と同様な手順により、
位相分布を演算する。第７に、第６で得られた位相分布
から第４で得られた位相分布を差し引く。このようにし
て所望の回折格子６の位相分布を求めることができる。
【００２９】
【発明の効果】請求項１記載の発明は、レーザ光源から
出射された光をコリメータレンズにより平行光とし、こ
の平行光を光束分離手段により２光束に分離し、それら
コヒーレントな２光束をミラーにより反射させることに
より被検査回折格子に微小角度傾けて入射させ、これに
より回折され干渉縞となった２光束の回折光を第１フー
リエ変換レンズによりフーリエ変換し、このフーリエ変
換された回折光をピンポールを有するフーリエ平面に導
くことにより前記一方の光束の回折光の＋１次回折光と
前記他方の光束の回折光の−１次回折光のみを取り出
し、これら取り出された＋１次回折光と−１次回折光と
を第２フーリエ変換レンズにより逆フーリエさせること
により等高線とする干渉縞を発生させ、その干渉縞を検
出面にて観測することにより前記被検査回折格子の位相
分布を測定するようにしたので、回折格子面内の全体に
渡って回折格子の位相分布（格子の直線からのずれ）を
測定することが可能となり、しかも、その変動量を定量
的に把握することができるものである。
出射された光をコリメータレンズにより平行光とし、こ
の平行光を光束分離手段により２光束に分離し、それら
コヒーレントな２光束をミラーにより反射させることに
より被検査回折格子に微小角度傾けて入射させ、これに
より回折され干渉縞となった２光束の回折光を第１フー
リエ変換レンズによりフーリエ変換し、このフーリエ変
換された回折光をピンポールを有するフーリエ平面に導
くことにより前記一方の光束の回折光の＋１次回折光と
前記他方の光束の回折光の−１次回折光のみを取り出
し、これら取り出された＋１次回折光と−１次回折光と
を第２フーリエ変換レンズにより逆フーリエさせること
により等高線とする干渉縞を発生させ、その干渉縞を検
出面にて観測することにより前記被検査回折格子の位相
分布を測定するようにしたので、回折格子面内の全体に
渡って回折格子の位相分布（格子の直線からのずれ）を
測定することが可能となり、しかも、その変動量を定量
的に把握することができるものである。
【００３０】請求項２記載の発明は、レーザ光源を設
け、この光源により出射された光を平行光とするコリメ
ータレンズを設け、前記平行光を２光束に分離する光束
分離手段を設け、それら分離されたコヒーレントな２光
束のそれぞれの光路上にミラーを配置し、これらのミラ
ーにより反射された光が入射する被検査回折格子を配設
し、この被検査回折格子により回折され干渉縞となった
２光束の回折光をフーリエ変換する第１フーリエ変換レ
ンズを配設し、このフーリエ変換された回折光のうち前
記一方の光束の回折光の＋１次回折光と前記他方の光束
の回折光の−１次回折光のみを取り出すピンポールを有
するフーリエ平面を配設し、それら取り出された＋１次
回折光と−１次回折光とを逆フーリエさせることにより
等高線とされた干渉縞を発生させる第２フーリエ変換レ
ンズを配設し、その干渉縞を観測する検出面を配設し、
前記ミラーを各々独立して微小角度傾けるミラー角度変
換機構を設け、前記一方のミラーを光束出射方向に微小
距離だけ移動させるミラー出射方向移動機構を設け、前
記ミラーを微小角度傾け２光束の前記被検査回折格子に
よる±１次光を干渉させて得られた干渉縞の位相分布を
同期検出する１次光位相分布検出手段を設け、前記ミラ
ーを微小角度傾け２光束の前記被検査回折格子による０
次光を干渉させて得られた干渉縞の位相分布を同期検出
する０次光位相分布検出手段を設け、前記１次光位相分
布検出手段により得られた１次光の位相分布から前記０
次光位相分布検出手段により得られた０次光の位相分布
を差引いた値を前記被検査回折格子の位相分布とする回
折格子位相分布検出手段を設けたので、干渉法を用いて
測定することによって使用する光学系の面制度等のエラ
ー要因を別に検出することが可能となり、これにより、
測定結果からそのエラー要因を補正することができるた
め高精度の測定を実現することができるようになるもの
である。
け、この光源により出射された光を平行光とするコリメ
ータレンズを設け、前記平行光を２光束に分離する光束
分離手段を設け、それら分離されたコヒーレントな２光
束のそれぞれの光路上にミラーを配置し、これらのミラ
ーにより反射された光が入射する被検査回折格子を配設
し、この被検査回折格子により回折され干渉縞となった
２光束の回折光をフーリエ変換する第１フーリエ変換レ
ンズを配設し、このフーリエ変換された回折光のうち前
記一方の光束の回折光の＋１次回折光と前記他方の光束
の回折光の−１次回折光のみを取り出すピンポールを有
するフーリエ平面を配設し、それら取り出された＋１次
回折光と−１次回折光とを逆フーリエさせることにより
等高線とされた干渉縞を発生させる第２フーリエ変換レ
ンズを配設し、その干渉縞を観測する検出面を配設し、
前記ミラーを各々独立して微小角度傾けるミラー角度変
換機構を設け、前記一方のミラーを光束出射方向に微小
距離だけ移動させるミラー出射方向移動機構を設け、前
記ミラーを微小角度傾け２光束の前記被検査回折格子に
よる±１次光を干渉させて得られた干渉縞の位相分布を
同期検出する１次光位相分布検出手段を設け、前記ミラ
ーを微小角度傾け２光束の前記被検査回折格子による０
次光を干渉させて得られた干渉縞の位相分布を同期検出
する０次光位相分布検出手段を設け、前記１次光位相分
布検出手段により得られた１次光の位相分布から前記０
次光位相分布検出手段により得られた０次光の位相分布
を差引いた値を前記被検査回折格子の位相分布とする回
折格子位相分布検出手段を設けたので、干渉法を用いて
測定することによって使用する光学系の面制度等のエラ
ー要因を別に検出することが可能となり、これにより、
測定結果からそのエラー要因を補正することができるた
め高精度の測定を実現することができるようになるもの
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である回折格子の直線性評価
装置の様子を示すブロック図である。
装置の様子を示すブロック図である。
１ レーザ光源
２ コリメータレンズ
３ 光束分離手段
４，５ ミラー
６ 被検査回折格子
７ 第１フーリエ変換レンズ
８ フーリエ平面
９ 第２フーリエ変換レンズ
１０，１１ 検出面
１７ ミラー角度出射方向移動機構
１８ １次光位相分布検出手段、０次光位相分布
検出手段、回折格子位相分布検出手段
検出手段、回折格子位相分布検出手段
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザ光源から出射された光をコリメー
タレンズにより平行光とし、この平行光を光束分離手段
により２光束に分離し、それらコヒーレントな２光束を
ミラーにより反射させることにより被検査回折格子に微
小角度傾けて入射させ、これにより回折され干渉縞とな
った２光束の回折光を第１フーリエ変換レンズによりフ
ーリエ変換し、このフーリエ変換された回折光をピンホ
ールを有するフーリエ平面に導くことにより前記一方の
光束の回折光の＋１次回折光と前記他方の光束の回折光
の−１次回折光のみを取り出し、これら取り出された＋
１次回折光と−１次回折光とを第２フーリエ変換レンズ
により逆フーリエさせることにより等高線とする干渉縞
を発生させ、その干渉縞を検出面にて観測することによ
り前記被検査回折格子の位相分布を測定することを特徴
とする回折格子の直線性評価方法。 - 【請求項２】 レーザ光源と、このレーザ光源から出射
された光を平行光とするコリメータレンズと、前記平行
光を２光束に分離する光束分離手段と、それら分離され
たコヒーレントな２光束のそれぞれの光路上に配置され
たミラーと、これらのミラーにより反射された光が入射
する被検査回折格子と、この被検査回折格子により回折
され干渉縞となった２光束の回折光をフーリエ変換する
第１フーリエ変換レンズと、このフーリエ変換された回
折光のうち前記一方の光束の回折光の＋１次回折光と前
記他方の光束の回折光の−１次回折光とのみを取り出す
ピンホールを有するフーリエ平面と、これら取り出され
た＋１次回折光と−１次回折光とを逆フーリエさせるこ
とにより等高線とされた干渉縞を発生させる第２フーリ
エ変換レンズと、その干渉縞を観測する検出面と、前記
ミラーを各々独立して微小角度傾けるミラー角度変換機
構と、前記一方のミラーを光束出射方向に微小距離だけ
移動させるミラー出射方向移動機構と、前記ミラーを微
小角傾け２光束の前記被検査回折格子による±１次光を
干渉させて得られた干渉縞の位相分布を同期検出する１
次光位相分布検出手段と、前記ミラーを微小角度傾け２
光束の前記被検査回折格子による０次光を干渉させて得
られた干渉縞の位相分布を同期検出する０次光位相分布
検出手段と、前記１次光位相分布検出手段により得られ
た１次光の位相分布から前記０次光位相分布検出手段に
より得られた０次光の位相分布を差引いた値を前記被検
査回折格子の位相分布とする回折格子位相分布検出手段
とよりなることを特徴とする回折格子の直線性評価装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3187194A JP3054469B2 (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | 回折格子の直線性評価方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3187194A JP3054469B2 (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | 回折格子の直線性評価方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0526767A true JPH0526767A (ja) | 1993-02-02 |
| JP3054469B2 JP3054469B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=16201749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3187194A Expired - Fee Related JP3054469B2 (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | 回折格子の直線性評価方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3054469B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100390519C (zh) * | 1999-05-19 | 2008-05-28 | 松下电器产业株式会社 | 透镜的评价方法及其装置、光学单元和透镜的调整方法及装置 |
| WO2023196072A1 (en) * | 2022-04-04 | 2023-10-12 | Applied Materials, Inc. | Methods for high-resolution, stable measurement of pitch and orientation in optical gratings |
-
1991
- 1991-07-26 JP JP3187194A patent/JP3054469B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100390519C (zh) * | 1999-05-19 | 2008-05-28 | 松下电器产业株式会社 | 透镜的评价方法及其装置、光学单元和透镜的调整方法及装置 |
| WO2023196072A1 (en) * | 2022-04-04 | 2023-10-12 | Applied Materials, Inc. | Methods for high-resolution, stable measurement of pitch and orientation in optical gratings |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3054469B2 (ja) | 2000-06-19 |
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