(57)【要約】【課題】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、且つ高速に検査する。【解決手段】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次元配置された混在型フィルタ１０の検査方法であって、混在型フィルタの後段に配置した検光子１２３の角度を４５度に設定し、混在型フィルタの前段に配置した偏光子１１７を所定の角度毎に回転させながら検出した検査光の透過光強度に基づいて、混在型フィルタのＴＭ透過率とＴＥ透過率とを算出する。【選択図】図２
2014074650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【発明の効果】
【０００７】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【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。
【図２】本発明の原理を説明するための模式図である。
【図３】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。
【図４】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。
【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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
〔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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
〔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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
〔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。
【００１９】
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、
2014074650.tif 000003
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、
2014074650.tif 000004
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、
2014074650.tif 000005
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、
2014074650.tif 000006
と表せる。
【００２０】
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、
2014074650.tif 000007
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、
2014074650.tif 000008
・・・式（１）
と表せる。ただし、
2014074650.tif 000009
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、
2014074650.tif 000010
・・・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、
2014074650.tif 000011
・・・式（３）
と表せる。
【００２１】
〔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
2014074650.tif 000012
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、
2014074650.tif 000013
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、
2014074650.tif 000014
にて与えられる。
【００２２】
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、
2014074650.tif 000015
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、
2014074650.tif 000016
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、
2014074650.tif 000017
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、
2014074650.tif 000018
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
2014074650.tif 000019
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）（ｔ２ＴＭ１）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。
【００２３】
〔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、
2014074650.tif 000020
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
2014074650.tif 000021
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）（ｔ２ＴＭ２）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。
【００２４】
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。
【００２５】
〔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
2014074650.tif 000022
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、
2014074650.tif 000023
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、
2014074650.tif 000024
にて与えられる。
【００２６】
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、
2014074650.tif 000025
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、
2014074650.tif 000026
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、
2014074650.tif 000027
・・・式（４）
と表せる。ただし、
2014074650.tif 000028
・・・式（５）
【００２７】
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ｔ２ＴＭ、ｔ２ＴＥ、ｔ２ＴＭ／ｔ２ＴＥ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。
2014074650.tif 000029
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。
【００２８】
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。
【００２９】
〔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。
【００３０】
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。
【００３１】
〔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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
〔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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
〔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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
〔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。
【００５５】
〔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、Ｔａ２Ｏ５（五酸化タンタル）とＳｉＯ２（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、Ｔａ２Ｏ５が高屈折率材料として機能し、ＳｉＯ２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Ｔａ２Ｏ５とＳｉＯ２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。
【００５６】
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。
【００５７】
〔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。
【００５８】
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。
【符号の説明】
【００５９】
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
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６０】
【特許文献１】特開２００７−３１５９９０公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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