【手続補正書】
【提出日】平成20年8月4日(2008.8.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】被検物体を特徴付けるための干渉計測法であって、
前記被検物体の複数の面と少なくとも１つの参照面とから反射された光波面の異なる部分を合成することによって、光学的な干渉画像を形成する工程であって、前記被検物体の前記複数の面及び前記少なくとも１つの参照面が一組のキャビティ面を画成する工程と、
或る周波数範囲に渡る前記光波面の周波数の調整に応じて、前記光学的な干渉画像の異なる位置に干渉信号を記録する工程であって、前記干渉信号には、前記一組のキャビティ面における異なる面の各対からの寄与分が含まれる工程と、
各位置に対して、前記一組のキャビティ面において前記異なる面の各選択対に対応する周波数で、前記干渉信号の周波数変換値を計算する工程と、前記面の選択対に対応する前記各周波数で前記周波数変換値の位相を抽出する工程と、から成る方法。
【請求項２】請求項１に記載の方法であって、さらに、
前記面の選択対の各々に対する光路長差の公称値と前記周波数調整率に基づき、前記面の選択対の各々に対応する前記各周波数を計算する工程を含む方法。
【請求項３】請求項１に記載の方法であって、さらに、
前記一組のキャビティ面における前記異なる面の対に対応する一連の周波数ピークを有する変換信号を生成するために、少なくとも１つの前記位置に対して、前記干渉信号を周波数領域に変換する工程と、前記一連の周波数ピークから前記面の選択対に対応する前記周波数を選択する工程と、を含む方法。
【請求項４】請求項１に記載の方法であって、
前記一連の周波数ピークから前記面の選択対に対応する前記周波数を選択する前記工程は、前記キャビティ面の相対的な位置に基づいている方法。
【請求項５】請求項１に記載の方法であって、前記周波数変換値はフーリエ変換値を含む方法。
【請求項６】請求項５に記載の方法であって、前記フーリエ変換値は高速フーリエ変換値である方法。
【請求項７】請求項５に記載の方法であって、前記フーリエ変換値は、移動窓フーリエ変換値である方法。
【請求項８】請求項１に記載の方法であって、前記周波数変換値を計算する工程には、前記干渉信号を窓関数で乗算する工程と、前記面の選択対に対応する前記周波数において、窓関数処理した干渉信号のフーリエ変換値を計算する工程とが含まれる方法。
【請求項９】請求項８に記載の方法であって、前記窓関数が、前記一組のキャビティ面における少なくとも１つの他の対における異なる面からの前記面の選択対における１つに対応する前記周波数における前記周波数変換値への寄与分を低減するために選択される方法。
【請求項１０】請求項９に記載の方法であって、前記窓関数は、ターキィ窓又はハミング窓である方法。
【請求項１１】請求項１に記載の方法であって、さらに、
少なくとも幾つかの前記抽出された位相に基づき、前記被検物体面の１つの前記表面プロファイルを求める工程を含む方法。
【請求項１２】請求項１に記載の方法であって、さらに、
少なくとも幾つかの前記抽出された位相に基づき、２つの前記被検物体面間における相対的な光学的厚さのプロファイルを求める工程を含む方法。
【請求項１３】請求項１に記載の方法であって、さらに、
少なくとも幾つかの前記抽出された位相に基づき、前記被検物体面の内、複数の面の前記表面プロファイルを求める工程を含む方法。
【請求項１４】請求項１３に記載の方法であって、さらに、
少なくとも幾つかの前記抽出された位相に基づき、２つの前記プロファイル化された被検物体面間における相対的な方向を求める工程が備えられている方法。
【請求項１５】請求項１に記載の方法であって、
前記少なくとも１つの参照面は１つの参照面である方法。
【請求項１６】請求項１５に記載の方法であって、
前記被検物体は、部分的に透明な表面と裏面とを有し、前記表面は、前記裏面よりも前記参照面の近くに配置され、前記表面、裏面、及び参照面は、三面キャビティを画成する方法。
【請求項１７】請求項１に記載の方法であって、
前記少なくとも１つの参照面は２つの参照面を含み、被検物体は、前記２つの参照面の間に配置される方法。
【請求項１８】請求項１７に記載の方法であって、
前記被検物体は、部分的に透明な表面と裏面とを有し、前記表面、裏面、及び参照面は、四面キャビティを画成する方法。
【請求項１９】請求項１８に記載の方法であって、さらに、
前記被検物体が、前記２つの参照面の間に配置されない場合に前記２つの参照面によって形成された参照キャビティの位相プロファイルを、干渉計測法的に測定する工程を含む方法。
【請求項２０】請求項１９に記載の方法であって、
前記参照キャビティは、前記２つの参照面間から前記被検物体を除去することによって形成される方法。
【請求項２１】請求項１９に記載の方法であって、
前記被検物体は、前記２つの参照面によって画成される開口部より小さい開口部を画成する方法。
【請求項２２】請求項２１に記載の方法であって、さらに、
前記被検物体開口部外側の前記位置における前記２つの参照面に対応する各測定からの前記位相プロファイルに基づき、前記四面キャビティ測定と前記参照キャビティ測定との間の前記参照面の前記位置における変化に対して、前記参照キャビティの前記位相プロファイルを補償する工程を含む方法。
【請求項２３】請求項１９に記載の方法であって、さらに、
前記抽出された位相、前記参照キャビティの前記相対的な位相プロファイル、並びに前記被検物体の屈折率及び厚さに対する公称値に基づき、前記被検物体の相対的均質性プロファイルを求める工程を含む方法。
【請求項２４】請求項１９に記載の方法であって、さらに、
指定された調整範囲と、前記指定された調整範囲に渡り前記光波面の前記周波数が調整される期間における前記抽出された位相の総変化とに基づき、前記被検物体の前記絶対的な物理的厚さプロファイルを計算する工程を含む方法。
【請求項２５】請求項２４に記載の方法であって、さらに、
波長監視装置を用いて、前記指定された調整範囲を求める工程を含む方法。
【請求項２６】請求項１９に記載の方法であって、さらに、
選択された調整範囲に渡り前記光波面の前記周波数が調整される期間における前記抽出された位相の総変化に基づき、前記被検物体の前記絶対的な均質性プロファイルを計算する工程を含む方法。
【請求項２７】請求項１に記載の方法であって、さらに、
前記一組のキャビティ面における前記異なる面の各対に対する前記光路長差を異ならせるように、前記少なくとも１つの参照面を基準にして、前記被検物体を位置決めする工程を含む方法。
【請求項２８】請求項２７に記載の方法であって、さらに、
前記一組のキャビティ面における２次反射からの前記干渉信号への寄与分が、前記面の選択対に対応する前記周波数とは異なる周波数で生じるように、前記少なくとも１つの参照面を基準にして、前記被検物体を位置決めする工程を含む方法。
【請求項２９】請求項２８に記載の方法であって、
前記被検物体は、連続した隣接する前記キャビティ面の対の光路長が、３の固有の冪乗によって互いにほぼ比例するように、前記少なくとも１つの参照面を基準にして位置決めされる方法。
【請求項３０】請求項１に記載の方法であって、さらに、
波長監視装置を用いて、前記周波数調整を監視する工程を含む方法。
【請求項３１】請求項３０に記載の方法であって、さらに、
前記波長監視装置は干渉計である方法。
【請求項３２】請求項３０に記載の方法であって、
前記周波数変換値の計算は、前記監視される周波数調整に基づく方法。
【請求項３３】被検物体を特徴付けるための干渉計測法であって、
前記被検物体の複数の面と少なくとも１つの参照面とから反射された光波面の異なる部分を合成することによって、光学的な干渉画像を形成する工程であって、前記被検物体の前記複数の面及び前記少なくとも１つの参照面が一組のキャビティ面を画成する前記工程と、
或る周波数範囲に渡る前記光波面の周波数の調整に応じて、前記光学的な干渉画像の異なる位置に干渉信号を記録する工程であって、前記干渉信号には、前記一組のキャビティ面における異なる面の各対からの寄与分が含まれる前記工程と、
前記一組のキャビティ面における前記異なる面の対に対応する一連の周波数ピークを有する変換信号を生成するために、少なくとも１つの前記位置に対して、前記干渉信号を周波数領域に変換する工程と、
前記一連の周波数ピークから１つ以上の面の選択対の各々に対応する周波数を識別する工程と、
前記対応する識別された周波数及び前記周波数調整率に基づき、前記面の選択対の各々に対する絶対的な光学的厚さを求める工程と、から成る方法。
【請求項３４】請求項３３に記載の方法であって、
前記変換する工程、識別する工程、及び求める工程は、複数の位置で実行される方法。
【請求項３５】請求項３３に記載の方法であって、さらに、
波長監視装置を用いて、前記周波数調整率を監視する工程を含む方法。
【請求項３６】請求項３５に記載の方法であって、さらに、
前記監視される周波数調整に基づき、前記周波数調整率を求める工程を含む方法。
【請求項３７】請求項３５に記載の方法であって、
前記変換信号は前記監視される周波数調整に基づいて生成される方法。
【請求項３８】請求項３３に記載の方法であって、
前記１つ以上の面の選択対には、複数の面の選択対が含まれる方法。
【請求項３９】被検物体を特徴付けるための干渉計測システムであって、
周波数調整可能な光源と、  少なくとも１つの参照面を含む干渉計であって、動作中、前記干渉計は、前記光源から発せられた光波面の異なる部分を、前記被検物体の複数の面と前記少なくとも１つの参照面とに導き、また、前記異なる部分を再合成して光学的な干渉画像を形成し、前記被検物体の前記複数の面及び前記少なくとも１つの参照面が一組のキャビティ面を画成する前記干渉計と、
前記光源の周波数調整に応じて前記光学的な干渉画像の異なる位置において干渉信号を記録するために配置された、多重要素光検出器であって、前記干渉信号には、前記一組のキャビティ面における異なる面の各対からの寄与分が含まれる前記多重要素光検出器と、
前記光源と前記光検出器とに接続された電子制御装置であって、動作中、前記制御装置は、各位置に対して、前記一組のキャビティ面における前記異なる面の選択対に対応する周波数における前記干渉信号の周波数変換値を計算し、また、前記面の選択対に対応する前記各周波数における前記周波数変換値の位相を抽出する前記電子制御装置と、を備えたシステム。
【請求項４０】被検物体を特徴付けるための干渉計測システムであって、
周波数調整可能な光源と、
少なくとも１つの参照面を含む干渉計であって、動作中、前記干渉計は、前記光源から発せられた光波面の異なる部分を前記被検物体の複数の面と前記少なくとも１つの参照面とに導き、また、前記異なる部分を再合成して光学的な干渉画像を形成し、前記被検物体の前記複数の面及び前記少なくとも１つの参照面が一組のキャビティ面を画成する前記干渉計と、
前記光源の周波数調整に応じて、前記光学的な干渉画像の異なる位置において干渉信号を記録するために配置された、多重要素光検出器であって、前記干渉信号には、前記一組のキャビティ面における異なる面の各対からの寄与分が含まれる前記多重要素光検出器と、
前記光源と前記光検出器とに接続された電子制御装置であって、動作中、前記制御装置は、前記一組のキャビティ面における前記異なる面の対に対応する一連の周波数ピークを有する変換信号を生成するために、少なくとも１つの前記位置に対して、前記干渉信号を前記周波数領域に変換し、前記一連の周波数ピークから１つ以上の面の選択対の各々に対応する周波数を識別し、および前記対応する識別された周波数及び前記周波数調整率に基づいて前記面の選択対の各々に対する絶対的な光学的厚さを求める、前記電子制御装置と、を備えたシステム。
【請求項４１】干渉計測法であって、
複数の面から反射された光波面の異なる部分を合成することによって、光学的な干渉画像を形成する工程と、
或る周波数範囲に渡る前記光波面の周波数の変化に応じて、前記光学的な干渉画像の異なる位置に干渉信号を記録する工程と、
前記複数の面の各対に対応するピークを有するスペクトルを生成するために、少なくとも１つの前記位置に対して前記干渉信号を変換する工程と、
前記複数の面の選択対に対応するスペクトル中のピークを識別する工程と、
各位置に対して、前記複数の面の選択対に対応する変換信号を生成するために、前記識別されたピークに関して前記干渉信号を変換する工程と、から成る方法。
【請求項４２】請求項４１に記載の方法であって、さらに
前記異なる複数の位置の各々に関して、変換信号の位相を抽出し、光学的な干渉画像の複数の位置に対して抽出した前記位相の変化に基づいて前記複数の面の選択対の間の光路の距離の変化を決定する工程を含む方法。
【請求項４３】請求項４１に記載の方法であって、
前記複数の面は少なくとも１つの参照面と被検物体の少なくとも１つの面とを含む方法
。
【請求項４４】請求項４１に記載の方法であって、さらに、
前記複数の面の第２の選択対に対応するスペクトル中の第２のピークを識別する工程と、
各位置に対して、前記複数の面の第２の選択対に対応する第２の変換信号を生成するために、前記第２の識別されたピークに関して前記干渉信号を変換する工程と、を含む方法。
【請求項４５】干渉計測システムであって、
周波数調整可能な光源と、
動作中、前記光源から発せられた光波面の異なる部分を、前記被検物体の複数の面に導き、また、前記異なる部分を再合成して光学的な干渉画像を形成する干渉計と、
し、前記被検物体の前記複数の面及び前記少なくとも１つの参照面が一組のキャビティ面を画成する前記干渉計と、
前記光源の周波数調整に応じて前記光学的な干渉画像の異なる位置において干渉信号を記録するために配置された、多重要素光検出器と、
前記光源と前記光検出器とに接続された電子制御装置であって、動作中、
前記複数の面の各対に対応するピークを有するスペクトルを生成するために、少なくとも１つの前記位置に対して前記干渉信号を変換し、
前記複数の面の選択対に対応するスペクトル中のピークを識別し、
各位置に対して、前記複数の面の選択対に対応する変換信号を生成するために、前記識別されたピークに関して前記干渉信号を変換する、前記電子制御装置と、を備えたシステム。
【請求項４６】請求項４５に記載の干渉計システムであって、
前記電子制御装置はさらに、動作中、前記異なる複数の位置の各々に関して、変換信号の位相を抽出し、光学的な干渉画像の複数の位置に対して抽出した前記位相の変化に基づいて前記複数の面の選択対の間の光路の距離の変化を決定する干渉計システム。
【請求項４７】請求項４５に記載の干渉計システムであって、
前記複数の面は少なくとも１つの参照面と被検物体の少なくとも１つの面とを含む干渉計システム。
【請求項４８】請求項４５に記載の干渉計システムであって、
前記電子制御装置はさらに、動作中、前記複数の面の第２の選択対に対応するスペクトル中の第２のピークを識別し、
各位置に対して、前記複数の面の第２の選択対に対応する第２の変換信号を生成するために、前記第２の識別されたピークに関して前記干渉信号を変換する干渉計システム。
【請求項４９】請求項４１に記載の方法であって、さらに、
波長監視装置を用いて、周波数調整を監視する工程を含む方法。
【請求項５０】請求項４９に記載の方法であって、
前記波長監視装置は干渉計である方法。
【請求項５１】請求項４９に記載の方法であって、
前記識別されたピークに関する干渉信号の変換は、前記監視された周波数調整に基づく方法。
【請求項５２】請求項４５に記載の干渉計システムであって、さらに、
電子制御装置に接続された波長監視装置を備え、動作中、同波長監視装置は周波数調整を監視する干渉計システム。
【請求項５３】請求項５２に記載の干渉計システムであって、
前記波長監視装置は干渉計である干渉計システム。
【請求項５４】請求項５２に記載の干渉計システムであって、
動作中、電子制御装置は、前記監視された周波数調整に基づいて識別されたピークに関して干渉信号を変換する干渉計システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
動作中、光源１４０は、光周波数がνである光１０５をビームスプリッタ１５０に導き、その後、ビームスプリッタ１５０は、その光をコリメータレンズ１３０に導き、その光を平行にして平面場にする。オプションとして、第２ビームスプリッタ（図示せず）は、光の一部を光周波数監視装置に導くが、これに関しては、図５を参照して更に以下で説明する。面１２１は、光１０５の第１部分を反射して第１参照波面１０５ａを形成し、物体１０１の面１０２及び１０３は、光のさらなる部分を反射してそれぞれ波面１０５ｂ及び１０５ｃを形成する。また、面１１１は、光の一部を反射して第２参照波面１０５ｄを形成する。その後、レンズ１３０，１６０は、波面１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、及び１０５ｄの画像をＣＣＤカメラ１７０上に形成するが、波面１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、及び１０５ｄはカメラ１７０にて光干渉パターンを形成する。光干渉パターンには、キャビティ１０９内の高次反射光による寄与分も含まれている。例えば、高次反射光には、面１２１から反射する光と、最初に表面１０２から反射され、次に、面１２１により反射され、そして、再度、表面１０２により反射される光との間の干渉が含まれている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
その後の解析で、最初に考慮しなければならないことは、例えば、面１２１及び表面１０２により形成されるキャビティ等の要素二面干渉計キャビティにおいて、光周波数調整によって生成される光干渉パターンである。これらの面は、物理的な間隙Ｌだけ分離しており、また、屈折率ｎの媒体を含んでいる。例えば、間隙は、空気で満たされ得るが、空気の屈折率は約１である。屈折率と間隙厚さの積ｎＬは、光学的厚さと呼ばれる（空気の場合、これは物理的厚さＬに等しい）。表面１０２から反射された波数ｋの光線と、裏面１０３からｐ回反射する光線との間の全位相差φは、以下の式で与えられる。すなわち
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
【数１８】
2004510958.tif 000001
ここで、ΔφＴｊは、時間サンプルｊに対する被検キャビティの総干渉計位相シフトである。光学的な調整率ν・が一定な場合
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
【数２０】
2004510958.tif 000002
光周波数監視装置の具体化には、再現可能な調整特性と光周波数傾斜のリアルタイム制御用のフィードバック信号とのための寸法的な安定性とが含まれる。さらに、監視装置は、最長の干渉計キャビティに対して充分細かい分解能を有しながら、調整範囲全体に渡って光周波数を追跡すべきである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
光源１４０からの偏光入力ビーム５１０は、反射板５１１を介して、ＨＳＰＭＩ５０１に導かれる。ルーフプリズム５２２は、干渉計への入力ビームがその上を通過するように、頁の面の下に配置される。幾つかの実施形態では、入力ビームは、４５度で直線偏光するが、あるいは、円偏光してもよい。ビームスプリッタ５２０は、入力ビームを直交偏光参照ビームと測定ビームに分割する。参照ビームは、ルーフプリズム５２２に導かれる前に、ミラー５１５とコーナーキューブ逆反射板５２１との間において、２回導かれる。同様に、測定ビームは、ミラー５４０とコーナーキューブ逆反射板５２１との間において、測定距離５３０を介して、２回導かれる。それぞれミラー５１５及び５４０へ２回目に通過した後、コーナーキューブ逆反射板５２１は、ルーフプリズム５２２の面に参照ビームと測定ビームとを下げ、これによって、これらのビームは、ミラー５１５及び５４０に対して更に２回通過する。その後、これらのビームは、再合成されて、出力ビームとなり、直交検出器５０５に導かれる。