(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、ウエハーの表裏の干渉による影響を受けず、かつウエハー厚みの分布の影響を受けずにより精度が高くかつ迅速な方法で試料の複数の主軸の屈折率分布もしくは複屈折率分布を計測できるようにすることにある。【解決手段】光が入射できる対向する２つの主面を有した試料において、主面鉛直方向が光軸に対して第一及び第二、第三の傾斜角度において、それぞれ、P偏光を測定試料の第一の主軸を一致させた場合の第一の透過波面と、P偏光を第一の主軸と直交した第二の主軸に一致させた場合の第二の透過波面を測定、これらより第一、第二、第三の主軸偏光の屈折率分布を計測することを特徴とする屈折率分布の測定方法である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過波面測定による屈折率分布測定法において、光が入射できる対向する２つの主面を有した試料において、主面鉛直方向が光軸に対して第一及び第二、第三の傾斜角度において、それぞれ、P偏光を測定試料の第一の主軸を一致させた場合の第一の透過波面と、P偏光を第一の主軸と直交した第二の主軸に一致させた場合の第二の透過波面を測定、これらより第一、第二、第三の主軸偏光の屈折率分布を計測することを特徴とする屈折率分布の測定方法。
【請求項２】
前記第一、第二、第三の傾斜角度が、ブリュースター角度±５°以内であることを特徴とする請求項１記載の屈折率分布の測定方法。  
【請求項３】
光源部から発生する光を参照光と測定光に分離して測定光を被検物に通過させる手段と、被検物を通過した測定を前記参照光と干渉させ干渉画像を取り込む画像取得部と、取得した画像を解析する演算部とを含む屈折率分布測定装置において、前記請求項１または２に記載の測定法を用いて前記被検物の屈折率分布を算出することを特徴とする屈折率分布測定装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
光通信やITの進展に伴って、電気光学効果を有する単結晶ウエハーが重要な役目を果たす代になっている。特に光ファイバ通信においては、通信量の爆発的増大に対応するために、１本の光ファイバに多くの波長の光を多重化して伝送させる波長多重通信WDM方式が使用されている。さらに情報量の増大にも対応するため、２．５GHｚから１０GHｚへ、将来的にはさらに４０GHｚ、８０GHｚへの変調スピードの高速化が進展しようとしている。特に長距離幹線系に用いられる変調器としては無機単結晶であるニオブ酸リチウム（LiNbO３）結晶を用いた光変調器が用いられる。ニオブ酸リチウムを用いた光変調器は、チタン拡散によりマッハツエンダー型導波路を形成しマッハツエンダーのアーム部に電極を構成電界を印加することにより片側のアームの屈折率を変調して光を変調するものである。
【０００２】
１０GHｚから４０GHｚに変調速度が増すと、必要な素子長も長くなりより均質なニオブ酸リチウムウエハーが望まれている。またLi濃度が異なると導波路作成時のチタン拡散スピードが異なるため光導波路サイズが変化し光のモード径が変化する。高速動作で設計するほど作製マージンが低下し、わずかな導波路特性の変化でも動作電圧の変化をもたらし歩留まりの悪化を生じると考えられる。このために４０GHｚ以上の高速変調器用のLiNbO3基板にはLi濃度変動０．０１モル％以下の組成分布の均一性が望まれている。
【０００３】
一方、LiNbO3結晶はコングルエント組成（Li=４８．５モル%）からLi/Nb組成比がずれると結晶育成中にLi/Nb組成比が変化することが知られている。したがって育成したインゴットの上部と下部では組成比が異なってくるのが通常である。またウエハー内でも組成のばらつきが観測される。したがって光学用途のウエハー評価をするには高精度にLi/Nb組成比分布を計測することが重要である。
【０００４】
従来こうしたLi/Nb組成比を測定する方法としてウエハーを裁断して、DTA  (Differential  Thermal  Analysis)やDSC (Differential  Scanning  Calorimetory)などの熱分析によるキューリ温度を測定する方法が知られている。キューリ温度TcがＬｉ濃度に対して直線的に変化する（ΔTc/ΔLi〜１℃/mol%）ことを利用したものであるが、測定精度そのものに限界がある（０．６℃）ばかりでなく空間分解能も悪く（３ｍｍ）実用的に用いることができない。また破壊検査であるうえ測定に膨大な時間がかかる（１点の測定で３時間）といった欠点があった。
【０００５】
一般に複屈折分布測定装置として光弾性素子を利用した複屈折計測システムが開発されて、CaF2などの等方材料中のわずかな複屈折を精度よく測定するのに有効であることが実証されている。しかしながらこの方法は、もともと大きな複屈折性を有する異方性材料には適応できないといった問題がある。（非特許文献１）
またウェハーの透過波面の変化を測定することにより、ウェハ内の屈折率濃分布を測定算出することは容易に想像できる。ニオブ酸リチウム結晶の屈折率はLi組成により変化することは良く知られている。したがって屈折率を測定することによりLi組成分布を計算することが可能である。こうした透過波面を測定するものとして例えばトワイマングリーン干渉計またはマイケルソン干渉計等の干渉計で非接触，非破壊，非汚染という特性を備える装置が実用化されている。しかしながら、この方法は次の２つの点に問題がある。
【０００６】
第一の問題点として多重干渉効果が上げられる。ウエハーは通常平行に研磨されたものであるので光を通過させると一部の光が多重反射を生じいわゆる干渉パターンも同時に生じてしまう。このため透過波面の画像自体に干渉パターンが重畳されてしまうため必要な情報が埋もれてしまう問題がある。こうした干渉効果を避けるためにウエハーを平行平板ではなく３°程度のウエッジを持った基板に研磨する必要がある。ウエッジ研磨を行うことは特に大型ウエハーなどでは技術的に難し、多大の労力を要する。また製品としてのウエハーは平行平板であるため製品検査としては使用できない問題点がある。また両面に無反射コーテイングを行うこともできるがコーテイング処理が必要で特に製品検査やインライン迅速測定では使用できないといった問題点がある。
【０００７】
第二の問題点として屈折率分布のみを検出できないといった問題である。測定試料の厚みが理想的に平行で、厚み分布が無視できる程小さい場合は、試料厚み一定として透過波面歪を計測することにより屈折率分布を算出することが可能である。しかしながら一般的にこうした仮定は成立しない。特にウエハー状の大型試料については大きな厚みむらが存在するため通常の透過波面透位相差測定ではウエハーの厚みむらと屈折率分布を弁別することができないため屈折率分布を計測することができない。これを具体的に説明すると次のようになる。
【０００８】
屈折率の空間的変化をΔｎ(x,y)、ウエハー厚みの空間的変化をΔＬ(x,y)、一定値をそれぞれn0, Ｌ0とすると屈折率をｎ(x,y),ウエハー厚みをＬ(x,y)は（A）（B）式のように表記される。
ｎ(x,y)＝ｎ0+Δｎ(x,y)                                              （A）
Ｌ(x,y)＝Ｌ0+ΔＬ(x,y)                                              （B）
従って光学長ＯL(OpticalLength)は（C）式で表現される。
ＯL(x,y)＝ｎ(x,y)・Ｌ(x,y)＝(n0+Δｎ(x,y))・(Ｌ0+ΔＬ(x,y))
= n0Ｌ0 +Ｌ0・Δｎ(x,y)+n0・ΔＬ(x,y)+Δｎ(x,y)・ΔＬ(x,y)     （C）
（C）式の２次の微小量（右辺第４項）を無視すると（C）式は（D）のように近似される。
【０００９】
L(x,y)〜n0Ｌ0 +Ｌ0・Δｎ(x,y)+n0・ΔＬ(x,y)                （D）
ウエハーの厚みは均一に作製することが望ましいが、現実的にウエハーの厚み分布平行からのずれΔＬ(x,y)は５インチ径で１μｍ程度存在する。ｎ0は２．２程度であるため第三項の大きさは２.２μｍもの値となる。またLi濃度ずれ０．０１モル％に相当する屈折率変動Δｎ(x,y)は０．０００１程度で、ウエハー厚みL0は８００μｍ程度であるため第二項の大きさは０．０８μｍ程度である。したがって測定したい（D）式の第二項の大きさは厚みむらに起因する第三項の大きさに比較して２〜３桁も小さなものとなる。このため透波面観測による屈折率分布測定は不可能である。こういった２つの問題が存在するため干渉計を用いて屈折率分布を測定することは困難であった。
【非特許文献１】Baoliag  Wang、細貝近史：「１５７ｎｍでの複屈折測定」、                                      O plus E, 2003 p.1226 2003年11月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
垂直入射で測定を行ったばあいウエハー表裏の間で多重干渉を生じ、この影響で観測される位相分布にはわずかに多重干渉パターンが重畳され、わずかの屈折率分布を抽出する際に影響をうけてしまう。
本発明の目的は、この従来技術の問題点に鑑み、ウエハーの表裏の干渉による影響を受けず、かつウエハー厚みの分布の影響を受けずにより精度が高くかつ迅速な方法で試料の複数の主軸の屈折率分布もしくは複屈折率分布を計測できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、こうした課題を解決するために、P偏光のみを用いれば表裏の干渉効果が低減できることに着目し、偏光の違いによる屈折率の組成比依存性の違いに着目して本発明にいたった。すなわち本発明は、透過波面測定による屈折率分布測定法において、光が入射できる対向する２つの主面を有した試料において、主面鉛直方向が光軸に対して第一及び第二、第三の傾斜角度において、それぞれ、P偏光を測定試料の第一の主軸を一致させた場合の第一の透過波面と、P偏光を第一の主軸と直交した第二の主軸に一致させた場合の第二の透過波面を測定、これらより第一、第二、第三の主軸偏光の屈折率分布を計測する屈折率分布の測定方法である。
これによりウエハーの表裏の干渉による影響を受けず、かつウエハー厚みの分布の影響を受けずにより精度が高くかつ迅速な方法で試料の複数の主軸の屈折率分布できる。屈折率分布を測定することにより複屈折率分布も求めることができる。
【００１２】
ここで前記第一、第二、第三の傾斜角度が、ブリュースター角度±５°以内であることが好ましい。本発明の測定対象として、主面垂直方向がｘまたはｙ軸と一致したLiNbO３、または、主面垂直方向がｚ軸と一致したLiNbO３が好適である。          
【００１３】
また本発明は、光源部から発生する光を参照光と測定光に分離して測定光を被検物に通過させる手段と、被検物を通過した測定を前記参照光と干渉させ干渉画像を取り込む画像取得部と、取得した画像を解析する演算部とを含む屈折率分布測定装置において、前記測定法を用いて前記被検物の屈折率分布を算出する屈折率分布測定装置である。
【００１４】
以下本発明を詳細に説明する。図1に示すように、入射角度がθとなるようにLiNbO３ウエハーの主面法線方向を光軸に対して斜めに傾けた場合を考える。ウエハー主面法線方向と光軸を含む面を入射面とすると、入射面内の偏光をP偏光、入射面と垂直方向の偏光をS偏光と呼ぶ。入射角度θを変えた場合のウエハー１面あたりの反射率を計算したものを図２に示した。
θ＝０度の垂直入射の場合はＳ波、Ｐ偏光ともに約１５％程度の反射を生じる。傾けていくとＰ偏光の光に対して反射率は減少しθ＝６５度程度で無反射となる点が存在する。これはブリュースター角度と呼ばれている角度でＰ偏光にのみ存在することが知られている。（光・電磁波論、三好丹六著  培風館  １９８７年）一方Ｓ波に対して反射率は角度とともに単調に増加し無反射となる角度は存在しない。
【００１５】
本発明はこの点に着目し、ウエハー主面法線方向を光軸に対して傾斜させＰ偏光のみを利用して、干渉の効果を低減もしくは無くしてかつ、少なくとも３つの異なる角度で透過波面を測定することにより屈折率分布のみを計測することを思いつくにいたったものである。理想的にはブリュースター角度と一致させて傾けることにより完全に反射率を０にすることができるが、傾き角度が大きく透過波面の画像が扁平となるため、空間分解能が劣化する。またウエハーを傾けてさえすれば屈折率分布が計算できるわけではない。ウエハー主面法線方向を斜めにして使用するため、さらに詳細な解析が必要となる。
【００１６】
以下XカットLiNbO３ウエハーを例にとって動作原理を説明する。今ウエハー主面法線方向に対する入射角度がθ１となるようにウエハーを傾けた場合を考える。まず図3（a）に示すように、ウエハーの配置はＰ波の偏光軸と結晶のｚ軸が一致する方向にセットする。このときの結晶内入射角度をθ1zとする。ウエハーの厚みは面内（ｘ、ｙ）で分布を持つと仮定し、位置によらず一定の値の厚みＬ0とウエハーの２次元的な位置に依存した成分ΔL(x、y)との和であらわされる。一定屈折率成分nez(θ1z)と空間依存性を有する成分をΔnez(x、y、θ1z)とし、このとき観測される位相差分布をΔＺ１(x、y)とすると位相差分布は式のように表される。
【００１７】
【数１】
2005292046.tif 000002
【００１８】
ここでφ1は位相差の一定成分である。
【００１９】
次に図3（ｂ）のように試料を９０°回転させ、偏光方向と結晶のｙ軸方向と一致させる。このときの結晶内入射角度をθ1ｙとすると観測される位相差分布ΔＹ1(x、y)は式（２）で与えられる。
【００２０】
【数２】
2005292046.tif 000003
【００２１】
ここでneｙ(θ1ｙ)＞＞Δney(x,y,θ1y)、  L0>>ΔL(x,y)  であるので
式１２左辺のΔney(x,y,θ1y) .ΔL(x,y)の項は無視することができる。またφZ＝neZ(θ1Z).
L0、φY＝neｙ(θ２Y). L0  を仮定すると式（１）、式（２）より
【００２２】
【数３】
2005292046.tif 000004
【００２３】
式3を用いて式１は式4のように変形される。
【００２４】
【数４】
2005292046.tif 000005
【００２５】
ここで
【００２６】
【数５】
2005292046.tif 000006
【００２７】
【数６】
2005292046.tif 000007
【００２８】
式６中の変微分係数は式５を用いて
【００２９】
【数７】
2005292046.tif 000008
【００３０】
式７のように計算される。従って式４の左辺第一項は
【００３１】
【数８】
2005292046.tif 000009
【００３２】
となる。一方、式４の左辺第二項を計算するには
【００３３】
【数９】
2005292046.tif 000010
【００３４】
を利用して
【００３５】
【数１０】
2005292046.tif 000011
【００３６】
従って、式１０を用いて式４の左辺第二項は
【００３７】
【数１１】
2005292046.tif 000012
【００３８】
のように式１１で表される。従って式４は最終的に式１２のように表現できる。
【００３９】
【数１２】
2005292046.tif 000013
【００４０】
ここで以下の関数を定義する。
【００４１】
【数１３】
2005292046.tif 000014
【００４２】
【数１４】
2005292046.tif 000015
【００４３】
式１３の関数、式１４の規格化変数X,Y,Zを用いると 式１２は式１５の簡単な線形な式で表現できる。
【００４４】
【数１５】
2005292046.tif 000016
【００４５】
次に図４（a）に示すように、傾斜角度をθ２にしてセットしＰ波の偏光軸と結晶のｚ軸が一致する方向にセットする。このとき観測される位相差分布をΔＺ２(x、y)とする。さらに図４（ｂ）のように試料を９０°回転させ、偏光方向と結晶のｙ軸方向と一致させる。このとき観測される位相差分布ΔＹ２(x、y)とすると１５式と同様に 式１６が得られる。
【００４６】
【数１６】
2005292046.tif 000017
【００４７】
さらに図５（a）に示すように、傾斜角度をθ３にしてセットしＰ波の偏光軸と結晶のｚ軸が一致する方向にセットする。このとき観測される位相差分布をΔＺ３(x、y)とする。さらに図５（ｂ）のように試料を９０°回転させ、偏光方向と結晶のｙ軸方向と一致させる。このとき観測される位相差分布ΔＹ３(x、y)とすると１５式と同様に 式１７が得られる。
【００４８】
【数１７】
2005292046.tif 000018
【００４９】
式１５、式１６，式１７は変数X,Y,Zに関する非斎次線形連立方程式となることがわかる。従って簡単な行列式で一意的に解くことができる。今、式１８の様に行列を定義すると
【００５０】
【数１８】
2005292046.tif 000019
【００５１】
式15〜式１７の連立方程式は式１９の一つの行列式で表現される。
【００５２】
【数１９】
2005292046.tif 000020
【００５３】
変数Ωを解くには左より行列Mの逆行列M−１をかけることにより解くことができる。
【００５４】
【数２０】
2005292046.tif 000021
【００５５】
式２０により未知数Ωが決定される。つまり変数X=ΔnX/nX, Y=ΔnY/nY,,Z=ΔnZ/nZ,の全ての値を独立に求めることができる。さらにこれらの値より任意の複屈折率分布ΔnX−ΔnY、ΔnY−ΔnZ、ΔnZ−ΔnXなどを求めることもできる。
【００５６】
以上測定原理について説明したが、実際の測定装置および計算手順をXカットLNを例にとって説明する。図６に示すように試料透過位相を測定するためにいわゆる干渉計１を構成する。干渉計はレーザ光源部３０と部分反射鏡２０と試料部に配置した試料１０を通過して反射鏡３により干渉計に戻った光を干渉させる干渉部から構成されている。参照ミラーまでの光学長を参照ミラーに取り付けたピエゾ素子等でわずかに変化させ干渉リングの動きから試料の位相を算出することができる。
【００５７】
試料部は図3（a）に示すように試料をθ１度傾斜させ、P偏光が結晶のｚ軸方向と一致するように配置する。このときに得られる透過波面画像ΔZ1(x、y)は図７（a）に示すようにｚ軸方向に短縮された楕円の形状となる。
【００５８】
一方、試料を９０°回転させP偏光方向と試料のｙ軸を一致させる（図3（ｂ））。このときに得られた透過波面の画像ΔＹ‘1(x、y)（図７（b））は結晶のｙ軸方向に短縮された楕円の形状となる。この短軸方向の異なった２つの画像を式２０を用いて計算するには工夫が必要となる。両画像とも短軸方向を拡大し、ｙ、ｚ軸方向とも等しい比率の円形の画像に変換する (図８（a）、８(b))。この状態で両画像の軸方向は直交しているのでどちらか一方の画像を（説明ではΔＹ‘1(x、y)画像を）９０°逆回転させ両画像の座標軸方向を一致させる（図８（c））。こうして変換された画像ΔＺ1(x、y)（図８（a））、ΔＹ1（x、y）（図８（ｃ））をあたらしいΔＺ1(x、y) 、ΔＹ1（x、y）画像とする。
【００５９】
次に試料部は図４（a）に示すように試料をθ２度傾斜させる。θ１の時と同様な手続きによりΔZ２(x、y)とΔＹ２(x、y)画像を得る。さらに試料部は図５（a）に示すように、試料をθ３度まで傾斜させる。θ１の時と同様な手続きによりΔZ３(x、y)とΔＹ３(x、y)画像を得る。
このようにして得られた画像ΔZ１( x、y)、ΔＹ１( x、y) 、ΔZ２( x、y)、ΔＹ２( x、y)、ΔZ３( x、y)、ΔＹ３( x、y)を式１３中の
2005292046.tif 000022
【００６０】
中に代入することにより式１９の右辺
2005292046.tif 000023
【００６１】
が決定される。各座標位置ｘ、ｙにすべてにおいて行列式１９を解くと各点での未知数X=ΔnX/nX, Y=ΔnY/nY,,Z=ΔnZ/nZ,を導出することが出来る。
【００６２】
以上説明したように、XカットLiNbO３ウエハーの場合、試料を傾けて配置し、P偏光のまま試料を９０°回転させて２つのｚ偏光方向、ｙ偏光方向でのの光路長ΔZ(x、y)、ΔY(x,y)を光学干渉計等により測定することにより、式２０から屈折率分布Δｎz(x、y)を計測することが可能であることがわかった。
【００６３】
こうした操作を行うことにより、厚み分布ΔＬ(x、y)による波面歪中に隠れて見えなかった１００００分の１の程度のわずかな屈折率分布を精度よく算出することが可能となった。
またP偏光のみを用いているためウエハー表裏の多重干渉による干渉パターンの影響もなく精度よく測定できる。角度θ１、θ２、θ３はブリュースター角度θBの近くに設定することが望ましい。ブリュースター角度から大きくずれると反射率が増加して多重干渉による影響が無視できなくなるからである。ここではブリュースター角度θB=66度に対して傾き角度θ１＝６４度、θ２＝６６度、θ３＝６８度とした。
【００６４】
さらに精度を向上させるために次の問題を解決する方法が望ましい。まず、試料がない場合の干渉計本体の透過波面に歪もしくは波面に傾きが（傾斜成分）存在する場合、試料を通過させた場合の透過波面にこのバイアス成分が重畳されることになる。従って図８（a）、図８（ｂ）にも同じ傾斜成分が重畳される。図8（c）のように一方の画像を９０度回転させるためこの傾斜成分も９０°回転されるため、同一量重畳されたバイアス成分でも式２０で算出する最にキャンセルされずに屈折率の傾斜成分となって観測されることになる。
【００６５】
第二に、試料を９０°回転させて測定するために、同じｙ、ｚ座標上の観測される位相を用いて計算しても、実際には光路は同じでなくｙ、ｚ座標は同じでも90°回転した光路を通過した位相差を用いることになる。このため試料厚みに傾きや大きな厚みむらがある場合は試料厚みむらの差し引き効果が弱く、結果的に計算された屈折率分布に傾斜成分や見かけ上の不均一を生じることになる。
【００６６】
この２点を改良するために、図9に示すように９０°ステップで試料を回転させ、４つの透過波面を計測する（ここではそれぞれ+Z画像(図９（a）、+Y画像(図９（ｂ）、―Z画像(図９（ｃ）、―Y画像(図９（ｄ）)と呼ぶ）。―Z画像は180°画像回転され+Z画像に加えられる。またーY画像も180°画像回転し+Y画像に加え込む。ここでそれぞれ加えられた画像を２Z画像(図９（e）)、２Y画像(図９（f）)とすると、夫々の透過波面画像は直線傾斜などのバイアス成分はキャンセルされることになる。2Zの透過波面分布をΔZ1(x、y) (図９（c）)、2Yの透過波面分布をΔＹ1(x、y) (図９（f）)とすると式２０より屈折率分布を計算することができる。このときの試料厚みは2倍となることに注意する必要がある。また2Z、2Y画像を用いることにより、ウエハー厚み方向に光路が９０°回転していることによる効果は空間的に平均化され緩和させることができた。以上のように９０°ずつ試料を回転させた祭の４つの透過波面を用いて計算することにより、その分空間分解能は若干劣化するが、干渉計のバイアス成分の影響を受けることなく精度よく屈折率分布のみを測定することが可能となった。
【発明の効果】
【００６７】
以上述べたように、本発明によれば、LiNbO３結晶などのように組成比により屈折率が変化する結晶において、組成比に依存した屈折率分布を迅速に測定する測定法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
第一の実施形態として、Xカット５インチLiNbO３ウエハーを用い（厚み１０００μｍ）屈折率分布を測定した場合を図１０に示す。図１０（a）は測定システムの正面図、図１０（ｂ）は側面図を示す。透過波面歪（光路長）を測定するために、ZYGO社製の干渉計（GPI-XP）を使用した。反射ミラー３はチルト調整の付属したミラーマウント（図示せず）に装着され、チルト調整ねじによりあおりを調整することができる。これらの光学系は防振光学定番上に配置され、全体は温度０．１℃で制御されたクリーンベンチ内に配置されている。
【００６９】
まず干渉計本体１からは６インチ径のHe―Neレーザ光は出射される。出射された光は光軸１２上を伝搬し、反射ミラー３により反射され、同じ光軸１２を通り干渉計本体に戻る。サンプルない状態で反射ミラーのあおりを調整する。
【００７０】
次に図１０（a）に示すようにXカットLiNbO３ウエハーの結晶のｘ軸が光軸１２に対して角度６0度となるように傾けてセットする。この状態でP波偏光方向と結晶ｙ軸が一致するように配置し透過波面歪ΔY１(x、y)を計測する。取得したデータは一旦、図示されていないパーソナルコンピュータの記憶装置に記録する。
【００７１】
次に図１０ (b)に示すようにウエハー１０を試料台８の上で試料ｘ軸を中心として９０度回転させ、干渉計本体P波偏光方向と結晶ｚ軸が一致するように配置し透過波面歪ΔZ１(x、y)を計測する。取得したデータは一旦パーソナルコンピュータ（図示せず）上の記憶装置に記録する。
【００７２】
次に結晶のｘ軸が光軸１２に対して角度６4度となるように傾けてセットする。この状態でP波偏光方向と結晶ｙ軸が一致するように配置し透過波面歪ΔY２(x、y)を計測する。取得したデータは一旦、図示されていないパーソナルコンピュータの記憶装置に記録する。
【００７３】
さらにウエハー１０を試料台８の上で試料ｘ軸を中心として９０度回転させ、干渉計本体P波偏光方向と結晶ｚ軸が一致するように配置し透過波面歪ΔZ２(x、y)を計測する。取得したデータは一旦パーソナルコンピュータ（図示せず）上の記憶装置に記録する。
【００７４】
次に結晶のｘ軸が光軸１２に対して角度６８度となるように傾けてセットする。この状態でP波偏光方向と結晶ｙ軸が一致するように配置し透過波面歪ΔY３(x、y)を計測する。取得したデータは一旦、図示されていないパーソナルコンピュータの記憶装置に記録する。
【００７５】
さらにウエハー１０を試料台８の上で試料ｘ軸を中心として９０度回転させ、干渉計本体P波偏光方向と結晶ｚ軸が一致するように配置し透過波面歪ΔZ３(x、y)を計測する。取得したデータは一旦パーソナルコンピュータ（図示せず）上の記憶装置に記録する。
【００７６】
測定が終了後、異なる傾斜角度で測定したP波Z軸の透過波面歪ΔZ１(x、y)、ΔZ２(x、y)、ΔZ３(x、y)とP波Y軸透過波面ΔY１(x、y)、ΔY２(x、y)、ΔY３(x、y)をパーソナルコンピュータの記憶領域より読み出し、式２０に従って屈折率ｎzの分布Δｎz (x,y)の計算を行った。４インチxカットLNの中心部の屈折率分布Δｎｚを図１１に示した。標示領域は４ｃｍ角である。最大.のΔｎz (x,y)の量は０．００００２程度であり、小数点５桁めの屈折率分布が抽出できることがわかる。これを見てわかるように厚み分布を消去して布ウエハー厚みに影響されずにΔnz成分の屈折率分布を精度よく計測できることがわかった。
【００７７】
上記実施形態においては、一軸性結晶としてLiNbO3結晶を使用した場合について説明したが、これに限らず他の一軸性結晶であるLiTaO3やKLNであるような他の二軸性結晶の屈折率測定に用いてもよいことは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は各種の機能を有する光学結晶の開発時あるいは製造時に、屈折率分布を測定することが可能となり、品質の管理を行なうことが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】斜め入射での光軸図
【図２】LN反射率の入射角度依存性
【図３】（a）結晶のz軸と偏光方向が平行で入射角θ１の場合の測定配置図          (b)  結晶のy軸と偏光方向が平行で入射角θ1の場合の測定配置図
【図４】（a）結晶のz軸と偏光方向が平行で入射角θ2の場合の測定配置図          ・  結晶のｙ軸と偏光方向が平行で入射角θ2の場合の測定配置図
【図５】（a）結晶のz軸と偏光方向が平行で入射角θ3の場合の測定配置図          (b)  結晶のｙ軸と偏光方向が平行で入射角θ3の場合の測定配置図
【図６】試料透過位相を測定するための干渉計の構成図
【図７】（a）測定したΔZ(x、y)画像   (b)測定したΔY(x,y)画像
【図８】（a）円形に補正したΔZ(x、y)画像           (b)円形に補正したΔY’(x,y)画像          (c)９０°回転したΔY(x,y)画像
【図９】（a）＋Z画像（ｂ）＋Y画像（ｃ）―Z画像（ｄ）―Y画像        （e）―Z画像を180°回転して+Z画像に加えた２Z画像        （ｆ）―Y画像を180°回転した後＋Y画像に加えた２Y画像
【図１０】（a）測定装置の正面図（ｂ）測定装置の側面図
【図１１】測定したXカットLNの屈折率分布  Δｎｚ(x、y)
【符号の説明】
【００８０】
１・・干渉計、     3・・反射鏡、    ７・・ 回転ステージ、 ８・・ 試料台
１０・・試料、     １２・・光軸
２０・・  部分反射部、    ３０・・  光源部  
【図１】
2005292046.tif 000024
【図２】
2005292046.tif 000025
【図６】
2005292046.tif 000026
【図７】
2005292046.tif 000027
【図８】
2005292046.tif 000028
【図９】
2005292046.tif 000029
【図１０】
2005292046.tif 000030
【図３】
2005292046.tif 000031
【図４】
2005292046.tif 000032
【図５】
2005292046.tif 000033
【図１１】
2005292046.tif 000034