JPWO2021117198A5 - - Google Patents

Description

参照光路ＯＰ_rには、何も配置されていない。参照光Ｌ_refは、ミラー８で反射された後、ビームスプリッタ４で反射され、ＣＣＤ５に入射する。

第１領域の外側に第２領域が位置している場合、第１領域と第２領域との境界の数は、最大で２つになる。２つの境界のうちの一方を第１境界、他方を第２境界とする。Ｘ１（ｎ）には、第１境界に関する情報が格納される。Ｘ２（ｎ）には、第２境界に関する情報が格納される。

ステップＳ１４６が終ると、ステップＳ１４２に戻る。ステップＳ１４６で、変数ｉの値が１つ減っている。そのため、別の隣り合う２つの画素について、ステップＳ１４２、ステップＳ１４３、及びステップＳ１４４が実行される。

ステップＳ３０では、試料領域の内部の屈折率値に、所定の屈折率値を設定する。

第１の算出方法では、試料領域の内部の屈折率値に、所定の屈折率値を設定する。所定の屈折率値には、例えば、１を設定することができる。この設定により、推定試料構造の初期構造が設定される。

光強度の代わりに、振幅と位相を用いても良い。振幅と位相は、電場を用いて表される。よって、振幅と位相を用いる場合、測定値と推定値には、電場から算出された値が用いられる。測定に基づく電場Ｅmesと、推定に基づく電場Ｅestは、以下の式で表される。

コスト関数が測定値と推定値との差で表されている場合、測定値と推定値との差が、コスト関数の値として算出される。コスト関数の値は、閾値と比較される。判断結果がＮＯの場合は、ステップＳ４３０が実行される。判断結果がＹＥＳの場合差は、ステップＳ５０が実行される。

勾配の算出は、波面の逆伝搬に基づいて行う。逆伝搬では、波面は位置Ｚ_outから位置Ｚ_inに向かって伝搬する。

この場合、差分ｄ（ｉ）には、式（１）の代わりに以下の式（１’）が用いられ、式（３）の代わりに以下の式（３’）が用いられる。
ｄ（ｉ）＝φ（ｉ）－φ（１） （１’）
ここで、
φ（１）は、１番目の位相
φ（ｉ）は、ｉ番目の位相
である。

本体回転部８２では、軸Ｙを中心として測定ユニット７３の回転が行われる。軸Ｙは、光軸ＡＸと交差する軸である。本体回転部８２によって、試料９と測定ユニット７３とを、相対的に回転させることができる。

第２の算出方法では、複数の干渉縞の画像が用いられる。上述のように、試料構造測定装置７０と試料構造測定装置８０では、複数の干渉縞の画像が取得される。よって、第２の算出方法は、試料構造測定装置７０と試料構造測定装置８０で用いることができる。

ステップＳ５２０で、構造データＳ（ｘ，ｙ，ｚ）に初期値が設定されている。そのため、初期値が設定された構造データＳ（ｘ，ｙ，ｚ）の構造は、推定試料構造と一致していない。

試料は、ＰＣＦである。ＰＣＦの外形は円筒である。図２（ａ）に示すように、試料が球の場合、干渉縞の模様は、Ｘ方向とＹ方向の両方で変化する。これに対して、試料が円筒の場合、干渉縞の模様は、Ｘ方向では変化するが、Ｙ方向では変化しない。

溶液で満たされた領域では、どの場所でも屈折率は同じである。よって、屈折率分布を算出すると、第２領域における屈折率は、どの場所でも同じになるはずである。すなわち、本来、外側領域９２では明るさの変化は生じない。

しかしながら、図１８（ａ）に示すように、実際には、外側領域９２では明るさの変化が生じている。すなわち、第１の算出方法と第２の算出方法では、不要な屈折率分布が算出されている。

第１領域が設定されることで、ステップＳ２０で、第１領域の位相データに基づいて試料領域を設定することができる。試料領域が設定されることで、ステップＳ３０で、試料領域の内部の屈折率に所定の屈折率値を設定することができる。その結果、推定試料構造の初期構造を設定することができる。

Claims (9)

1. 光源と、
   前記光源からの光を、試料を通過する測定光路の光と参照光路の光に分岐する光路分岐部と、
   前記測定光路の光と前記参照光路の光とを合流させる光路合流部と、
   複数の画素を有し、前記光路合流部から入射した光を検出して、前記入射した光の位相データを出力する光検出器と、
   プロセッサと、を備え、
   第１領域は試料が存在する領域で、第２領域は試料が存在しない領域であり、
   前記プロセッサは、
   前記位相データを、前記第１領域の位相データと、前記第２領域の位相データと、に分割し、前記第１領域の位相データに基づいて推定試料構造の初期構造を設定し、
   前記推定試料構造を透過したシミュレーションされた光と前記試料を透過した測定光とを用いて前記推定試料構造を最適化することを特徴とする試料構造測定装置。
2. 前記位相データは、評価値と閾値とを比較することにより分割され、
   前記評価値の算出では、１列の位相データが用いられ、
   前記評価値は、隣接する２つの位相の差分に基づいて算出されることを特徴とする請求項１に記載の試料構造測定装置。
3. 前記位相データは、評価値と閾値とを比較することにより分割され、
   前記評価値の算出では、１列の位相データが用いられ、
   前記評価値は、最初の位相と他の位相との差分、又は、最後の位相と他の位相との差分に基づいて算出されることを特徴とする請求項１に記載の試料構造測定装置。
4. 前記試料を前記測定光路と交差する軸に対して回転させる試料回転部を有し、
   前記プロセッサは、
   前記試料回転部により前記測定光路と前記試料との角度を変えて、複数の回転角度にそれぞれ対応する複数の位相データを取得し、
   前記所定の領域を試料領域と推定し、
   前記所定の領域は、前記複数の位相データのそれぞれを前記第１領域の位相データと前記第２領域の位相データとに分割し、前記複数の回転角度のそれぞれの角度で測定光を前記試料に入射させたときに、前記第１領域の位相データを前記それぞれの角度における前記測定光の進行方向に投影した領域が重なる領域であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の試料構造測定装置。
5. 前記プロセッサは、前記第１領域の位相データに基づいて試料領域を設定し、前記試料領域の外側に拘束領域を設定し、前記拘束領域の前記推定試料構造を計算しないことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の試料構造測定装置。
6. 一の前記位相データの中に前記第１領域が一つ存在することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の試料構造測定装置。
7. 前記プロセッサは、前記第１領域の位相データに基づいて試料領域を設定し、前記試料領域の内部の屈折率を所定の屈折率値としたものを前記推定試料構造の初期構造と設定することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の試料構造測定装置。
8. 前記プロセッサは、前記推定試料構造を透過したシミュレーションされた光と前記試料を透過した測定光との差又は比を含むコスト関数を用いて前記推定試料構造を最適化することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に試料構造測定装置。
9. 光源からの光を、試料を通過する測定光路の光と参照光路の光に分岐し、
   前記測定光路の光と前記参照光路の光とを合流させ、
   複数の画素を有する光検出器により、前記光路合流部から入射した光を検出して、前記入射した光の位相データを出力し、
   第１領域は試料が存在する領域で、第２領域は試料が存在しない領域であり、
   前記位相データを、前記第１領域の位相データと、前記第２領域の位相データと、に分割し、前記第１領域の位相データに基づいて推定試料構造の初期構造を設定し、
   前記推定試料構造を透過したシミュレーションされた光と前記試料を透過した測定光との差又は比を含むコスト関数を用いて前記推定試料構造を最適化する試料構造測定方法。