(57)【要約】  本発明は、主光入射方向（１８）に沿って配置された光入力側の最初のプリズム（１３２）及び光出力側の追加のプリズム（１３４）を有する少なくとも２つのプリズム（１３２，１３３，１３４）を有する特に３００ｎｍよりも短いスペクトル範囲の光ビーム（２２）の偏光状態を空間的に分離するための複屈折偏光子アセンブリに関し、最初のプリズム（１３４）は、最初の光入射面（１３６）と最初の光射出面（１３８）とを有し、追加のプリズム（１３４）は、最初の光射出面（１３８）に対面する追加の光入射面（１４０）と追加の光射出面（１４２）とを有し、プリズム（１３２，１３３，１３４）は、各々、主光入射方向（１８）に対して実質的に垂直に向けられた光学主結晶軸を有し、２つの隣接するプリズム（１３２，１３３，１３４）の主結晶軸は、互いに垂直に向けられ、追加の光射出面（１４２）に対する法線は、主光入射方向（１８）と共に角度（α２＋０°）を含む。最初の光入射面（１３６）に対する法線は、主光入射方向（１８）と共に第１の角度（α１＋０°）を含み、最初の光入射面（１３６）と追加の光射出面（１４２）は、主光入射方向に対して垂直な平面（１４７）に関して反対の方向に傾けられる。【選択図】図４
2016517040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主光入射方向（１８）に沿って配置された光入力側の最初のプリズム（３２；１３２；２３２）と光出力側の更に別のプリズム（３４；１３４；２３４）とを含む少なくとも２つのプリズム（３２，３４；１３２，１３３，１３４；２３２，２３３，２３３ａ，２３３ｂ，２３４）を含み、該最初のプリズム（３２；１３４；２３４）が、最初の光入射面（３６；５８；１３６；１５８；２３６）と最初の光射出面（３８；１３８；２３８）とを有し、該更に別のプリズム（３４；１３４；２３４）が、該最初の光射出面（３８；１３８；２３８）に対面する更に別の光入射面（４０；１４０；２４０）と更に別の光射出面（４２；６０；１４２；１６０；２４２）とを有し、各場合に該プリズム（３２，３４；１３２，１３３，１３４；２３２，２３３，２３３ａ，２３３ｂ，２３４）が、該主光入射方向（１８）に対して実質的に垂直に向けられた光学主結晶軸を有し、２つの隣接するプリズム（３２，３４；１３２，１３３，１３４；２３２，２３３，２３３ａ，２３３ｂ，２３４）の該主結晶軸が、互いに垂直に向けられ、該更に別の光射出面（４２；６０；１４２；１６０；２４２）に対する法線が、該主光入射方向（１８）との０°に等しくない角度（α２）を形成する特に３００ｎｍよりも短いスペクトル範囲における光ビーム（２２）の偏光状態を空間的に分離するための複屈折偏光子アセンブリであって、
前記最初の光入射面（３６；５８；１３６；１５８；２３６）に対する法線が、前記主光入射方向（１８）との０°に等しくない第１の角度（α１）を形成し、
前記最初の光入射面（３６；５８；１３６；１５８；２３６）及び前記更に別の光射出面（４２；６０；１４２；１６０；２４２）は、前記主光入射方向に対して垂直な平面（１４７）に関して互いに対して反対の方向に傾けられる、
ことを特徴とする偏光子アセンブリ。
【請求項２】
前記第１の角度（α１）及び前記角度（α２）は、絶対値に関して同一であることを特徴とする請求項１に記載の偏光子アセンブリ。
【請求項３】
ｎ≧１である個数ｎのプリズム（１３３；２３３，２３３ａ，２３３ｂ）が、前記最初のプリズム（１３２；２３２）と前記更に別のプリズム（１３４；２３４）の間に配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の偏光子アセンブリ。
【請求項４】
ｎが、奇数であることを特徴とする請求項３に記載の偏光子アセンブリ。
【請求項５】
前記プリズム（１３２，１３３，１３４；２３２，２３３，２３３ａ，２３３ｂ，２３４）は、前記最初の光入射面（１３６；１５８；２３６）と前記更に別の光射出面（１４２；１６０；２４２）の間に前記主光入射方向（１８）に対して垂直な中心対称平面に関して鏡面対称である配置を一緒に形成することを特徴とする請求項４に記載の偏光子アセンブリ。
【請求項６】
前記最初のプリズム（３２；１３２）は、最初の楔（５０；１５０）を有し、及び／又は前記更に別のプリズム（３４；１３４）は、更に別の楔（５２；１５２）を有し、該最初の楔（５０；１５０）は、前記最初の光入射面（５８；１５８）を有し、及び／又は該更に別の楔（５２；１５２）は、前記更に別の光射出面（６０；１６０）を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の偏光子アセンブリ。
【請求項７】
前記光ビーム（２２）は、入射平面と平行に向けられた第１の偏光状態Ｐを有する第１の部分ビーム（２６；１２６；２２６）と、該第１の偏光状態（Ｐ）に対して垂直であり、かつ該入射平面と垂直に向けられた偏光状態（Ｓ）を有する第２の部分ビーム（２８；１２８；２２８）とを含み、前記第１の角度（α１）及び／又は前記更に別の角度（α２）は、前記更に別の光射出面（４２；６０；１４２；１６０；２４２）から射出した後の該部分ビーム（２６；１２６；２２６，２８；１２８；２２８）のうちの１つが実質的に前記主光入射方向（１８）に沿って向けられるように定められることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の偏光子アセンブリ。
【請求項８】
前記主光入射方向（１８）と平行に向けられる前記部分ビームは、前記第１の部分ビーム（２６；１２６；２２６）であることを特徴とする請求項７に記載の偏光子アセンブリ。
【請求項９】
直接に隣接するプリズム（３２，３４；１３２，１３３，１３４；２３２，２３３，２３３ａ，２３３ｂ，２３４）の前記互いに対面する光射出面（３８；１３８，１３８ａ；２３８，２３８ａ，２３８ｂ，２３８ｃ）及び光入射面（４０；１３６ａ，１４０；２３６ａ，２３６ｂ，２３６ｃ，２４０）は、互いに平行に延びることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の偏光子アセンブリ。
【請求項１０】
互いに直接に隣接する少なくとも２つのプリズム（３２，３４；１３２，１３３，１３４；２３２，２３３，２３３ａ，２３３ｂ，２３４）の前記互いに対面する光射出面（３８；１３８，１３８ａ；２３８，２３８ａ，２３８ｂ，２３８ｃ）及び光入射面（４０；１３６ａ，１４０；２３６ａ，２３６ｂ，２３６ｃ，２４０）は、該それぞれのプリズムの内部全反射の角度範囲に等しくない角度範囲の角度を前記光ビーム（２２）と形成することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の偏光子アセンブリ。
【請求項１１】
互いに直接に隣接する少なくとも２つのプリズム（３２，３４；１３２，１３３，１３４；２３２，２３３，２３３ａ，２３３ｂ，２３４）の前記互いに対面する光射出面（３８；１３８，１３８ａ；２３８，２３８ａ，２３８ｂ，２３８ｃ）及び光入射面（４０；１３６ａ，１４０；２３６ａ，２３６ｂ，２３６ｃ，２４０）は、該それぞれのプリズムのブリュースター角に対応する角度（θ）を前記光ビーム（２２）と形成することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の偏光子アセンブリ。
【請求項１２】
互いに直接に隣接する少なくとも２つのプリズム（３２，３４；１３２，１３３，１３４；２３２，２３３，２３３ａ，２３３ｂ，２３４）の前記互いに対面する光射出面（３８；１３８，１３８ａ；２３８，２３８ａ，２３８ｂ，２３８ｃ）及び光入射面（４０；１３６ａ，１４０；２３６ａ，２３６ｂ，２３６ｃ，２４０）のうちの少なくとも１つが、該それぞれのプリズムの内部全反射の角度範囲（Φｔ）にある角度を前記部分ビーム（２６；１２６；２２６，２８；１２８；２２８）のうちの１つと形成することを特徴とする請求項７に記載の偏光子アセンブリ。
【請求項１３】
互いに直接に隣接する少なくとも２つのプリズム（３２，３４；１３２，１３３，１３４；２３２，２３３，２３３ａ，２３３ｂ，２３４）の前記互いに対面する光射出面（３８；１３８，１３８ａ；２３８，２３８ａ，２３８ｂ，２３８ｃ）及び光入射面（４０；１３６ａ，１４０；２３６ａ，２３６ｂ，２３６ｃ，２４０）は、前記主光入射方向（１８）に関して互いに対して回転された向き及び／又は該主光入射方向（１８）に対して垂直な平面に対して傾斜された向きを有することを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の偏光子アセンブリ。
【請求項１４】
互いに直接に接する少なくとも２つのプリズム（３２，３４；１３２，１３３，１３４；２３２，２３３，２３４）の互いに対してかつ前記主光入射方向（１８）に対して垂直な前記光学主結晶軸は、該主光入射方向（１８）と垂直な平面に任意ではあるが固定的に向けられた方位を有することを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の偏光子アセンブリ。
【請求項１５】
ガスで又は接続材料で充填された小幅間隔の隙間（４８；１４８；２４８）が、互いに直接に隣接する少なくとも２つのプリズム（３２，３４；１３２，１３３，１３４；２３２，２３３，２３４）の前記光射出面（３８；１３８，１３８ａ；２３８，２３８ａ，２３８ｂ，２３８ｃ）と前記光入射面（４０；１３６ａ，１４０；２３６ａ，２３６ｂ，２３６ｃ，２４０）の間に位置することを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の偏光子アセンブリ。
【請求項１６】
前記隙間（４８；１４８；２４８）のうちの少なくとも１つが、前記接続材料で充填され、前記主光入射方向（１８）に沿って該少なくとも１つの隙間の下流に配置された更に別の隙間（４８；１４８；２４８）が、前記ガスで充填されることを特徴とする請求項１５に記載の偏光子アセンブリ。
【請求項１７】
前記ガスは、不活性ガスを主として含み、前記接続材料は、前記プリズム（３２，３４；１３２，１３３，１３４；２３２，２３３，２３４）の屈折率に整合された光学セメントを含むことを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の偏光子アセンブリ。
【請求項１８】
前記プリズム（３２，３４；１３２，１３３，１３４；２３２，２３３，２３４）の前記光入射面（３６，４０；１３６，１４０；２３６，２４０）及び／又は前記光射出面（３８，４２；１３８，１４２，１３８ａ；２３８，２４２）は、反射防止コーティングを有することを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の偏光子アセンブリ。
【請求項１９】
前記プリズム（３２，３４；１３２，１３３，１３４；２３２，２３３，２３４）は、前記主光入射方向（１８）に対して実質的に平行に位置合わせされた上面（２６２）及び底面（２６４）を有し、該プリズム（３２，３４；１３２，１３３，１３４；２３２，２３３，２３４）のうちの少なくとも１つが、該上面（２６２）及び／又は該底面（２６４）に光吸収コーティングを有することを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の偏光子アセンブリ。
【請求項２０】
前記プリズム（３２，３４；１３２，１３３，１３４；２３２，２３３，２３３ａ，２３３ｂ，２３４）及び／又は前記楔（５０，５２；１５０，１５２）は、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）から実質的に構成されることを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の偏光子アセンブリ。
【請求項２１】
主光入射方向（１８）に沿って連続的に配置された光源（１２）、照明光学ユニット（１４）、及び結像光学ユニット（１６）を含む半導体産業のための半導体スラブ、特にウェーハを検査するための装置であって、
前記照明光学ユニット（１４）及び／又は前記結像光学ユニット（１６）は、請求項１から請求項２０のいずれか１項に記載の偏光子アセンブリ（２４；１２４；２２４）を含む、
ことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主光入射方向に沿って配置された光入力側の最初のプリズム及び光出力側の更に別のプリズムを含む少なくとも２つのプリズムを含む特に３００ｎｍよりも短いスペクトル範囲の光ビームの偏光状態を空間的に分離するための複屈折偏光子アセンブリに関し、最初のプリズムは、最初の光入射面と最初の光射出面とを有し、更に別のプリズムは、最初の光射出面に対面する更に別の光入射面と更に別の光射出面とを有し、プリズムは、各場合に、主光入射方向に対して実質的に垂直に向けられた光学主結晶軸を有し、２つの隣接するプリズムの結晶軸は、互いに垂直に向けられ、更に別の光射出面に対する法線は、主光入射方向と０°に等しくない角度を形成する。
【０００２】
更に、本発明は、主光入射方向に沿って連続して配置された光源と、照明光学ユニットと、結像光学ユニットとを含む半導体産業のための半導体スラブ、特にウェーハを検査するための装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
冒頭に示したタイプの複屈折偏光子アセンブリは、ＪＰ  ２０００  ００９９３２  Ａから公知である。冒頭に示したタイプの半導体スラブを検査するための装置は、ＵＳ  ２０１３／００７０３３１  Ａから公知である。
【０００４】
一般性を制限することなく、そのような偏光子アセンブリは、異なる偏光を有する光ビームを空間的に分離するのに使用される。異なる偏光を有する光は、特に、半導体スラブを照明するときにより明瞭な面コントラストを達成するために半導体スラブを検査するための装置内に使用される。
【０００５】
偏光子アセンブリは、複屈折材料からなる少なくとも２つのプリズムを含み、プリズムを構成する元になるそれぞれの材料の主結晶軸は、偏光子アセンブリの特性である互いに対する向きを有する。
【０００６】
結晶光学系では、主結晶軸は、光学異方性一軸結晶内の方向を表し、それに沿って光ビームの各偏光成分が同じ屈折率を受ける。ここで、光ビームが複数の光線又は光線の部分ビームを含むことは言うまでもない。光ビームは、主結晶軸と平行ではない方向に入射する場合に、通常光線と呼ぶ第１の部分ビームと異常光線と呼ぶ第２の部分ビームとに分離される。原理的には、偏光子アセンブリのプリズムに対して、１つよりも多い主結晶軸を有する多軸結晶を使用する可能性もある。界面上への斜方入射時に、光ビームは、異なる偏光を有する部分ビームに分割される。この場合に、第１の部分ビームは第１の偏光状態を有し、第２の部分ビームは第２の偏光状態を有し、これらの偏光状態は、各々一般性を制限することなく直線偏光を有する。ここで、第１及び第２の偏光状態は、一般的に固有偏光として、すなわち、Ｓ偏光及びＰ偏光として表され、Ｐ偏光は入射平面に向けられ、Ｓ偏光は入射平面と垂直に向けられる。しかし、Ｓ偏光又はＰ偏光とは異なる偏光方向の向きを有することができ、かつ同じく直線偏光とは異なる偏光を有することができる偏光状態が存在することも可能であることは言うまでもない。
【０００７】
偏光子アセンブリは、第１の半空間から入射して主光入射方向に沿って最初のプリズムの最初の光入射面上に入射する光ビームを偏光子アセンブリを通り更に別のプリズムの更に別の光射出面を通って第２の半空間内に伝播する異なる偏光を有する部分ビームに分割する。主光入射方向は、偏光子アセンブリの光軸を意味すると理解しなければならない。
【０００８】
第２の半空間内への部分ビームの空間的分離は、逆に、偏光子アセンブリ内に使用されるそれぞれのプリズムの互いに対する主結晶軸の方位の特性である。
【０００９】
使用目的に基づいて、例えば、それぞれのプリズムの主結晶軸が互いに対して及び主光入射方向に対して異なって位置合わせされるロション配置のような他の形態のプリズム配置と比較して、ウォラストンプリズム配置とも呼ばれる冒頭で記述したプリズム配置では、特定の利点と欠点がここで生じる。
【００１０】
ここで、ウォラストンプリズム配置の特定の利点は、ロション配置に対して大きい個々の部分ビーム分割角が第２の半空間内で得られる点である。
【００１１】
しかし、ウォラストンプリズム配置は、プリズム配置の下流の第２の半空間内を通過する両方の部分ビームが、主光入射方向と平行ではない向きを有するという欠点を有し、この欠点は、複屈折偏光子アセンブリが結像系内に使用される場合に特に不都合である。更に、第２の半空間内を通過する両方の部分ビームは、主光入射方向に対する場所及び角度に関するビームオフセットと有意なスペクトル色依存性とを有する。更に、ウォラストンプリズム配置は、特に、高いエタンデュを有する光源を一般的に含む半導体スラブを検査するための装置に使用される場合に、異なる偏光を有する異なる部分ビームの不十分な空間的分離を示す。従って、上述の欠点は、ここでウォラストンプリズム配置の設置又は取り外しがビーム特性の悪影響を招くことに起因して、光学設定におけるウォラストンプリズム配置のモジュール式使用を実施することをより困難にする。
【００１２】
冒頭で挙げた文献ＪＰ  ２０００  ００９９３２  Ａから公知の複屈折偏光子アセンブリは、３つのプリズムを含む。光伝播方向に見た場合の最後のプリズムの光射出面は、主光入射方向に対して傾けられる。この場合に、この角度は、最後の光射出面から射出する光ビームが入射光ビームと平行であるように設定される。
【００１３】
ＷＯ  ９０／１５３５７  Ａ１は、偏光子の最初の光学要素と最後の光学要素の間に完全又は部分的な平行平面板又は完全又は部分的な平行平面空隙が存在する複屈折偏光子アセンブリを開示している。それによって偏光子から射出する光ビームの向きを定められた方式で定めることが意図されている。
【００１４】
ＤＥ  ２２  １７  １７５  Ａは、楔形空隙がその間に存在する２つのプリズムからなる偏光子アセンブリを開示している。
【００１５】
ＵＳ  ６，６６１，５７７  Ｂ１は、複屈折ウォラストン偏光子アセンブリとして設計され、ビームを異なる偏光を有する部分ビームに分割することが可能なビームスプリッタを開示している。この目的のために、偏光子アセンブリは、２つの部分ビームを主光入射方向に対する分割角で分割するウォラストンプリズムを含む。互いに対して分割された２つの部分ビームは、二重楔の下流に配置された部分ビームが主光入射方向と平行に位置合わせされるように、ウォラストンプリズムから距離を置いて下流に配置された複屈折二重楔によって屈折される。
【００１６】
しかし、公知のビームスプリッタは、空間的に延びた光学構成におけるビーム分割及びビーム方向の補正に向けて使用される異なる光学要素の使用が、外乱に対して低い感受性のみを有するビームスプリッタの小型設計に関して不都合であるという欠点を有する。更に、公知のビームスプリッタに関して不都合であるのは、両方の部分ビームの平行アラインメントにより、異なる部分ビームが互いに対してもはや発散しないので、これらのビームを互いから分離することがより困難になることである。
【００１７】
更に、ＷＯ  ２００５／０８５９１７  Ａ１は、主光線を異なる偏光を有する２つの部分ビームに分割するための広帯域グラン−トムソン偏光子を開示している。この場合に、２つの部分ビームの一方は、２つのプリズムの間の界面において内部全反射を受け、他方の偏光を有する部分ビームから分離される。
【００１８】
この配置に関して不都合なことは、複屈折性の非常に高い材料しか使用することができず、それによって特に可視又は赤外線のスペクトル範囲での材料選択の柔軟性が有意に限られることである。更に、一般的に使用される材料の分散に起因して十分に大きい複屈折性を達成することができないので、そのような配置は、紫外スペクトル範囲に対する制限なしでは適切ではない。更に、一方の部分ビームが内部全反射によって分離される界面では、主光入射方向に対する２つのプリズムの間の界面の非常に浅い角度に起因して、ビームスプリッタ全体を通過する部分ビームの非常に大きい反射損失も一般的に発生する。この態様は、特に光学構成要素の望ましい高い透過率に関して不都合である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】ＪＰ  ２０００  ００９９３２  Ａ
【特許文献２】ＵＳ  ２０１３／００７０３３１  Ａ
【特許文献３】ＷＯ  ９０／１５３５７  Ａ１
【特許文献４】ＤＥ  ２２  １７  １７５  Ａ
【特許文献５】ＵＳ  ６，６６１，５７７  Ｂ１
【特許文献６】ＷＯ  ２００５／０８５９１７  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
従って、本発明は、異なる偏光を有する部分ビームの可能な最も大きい分割を偏光子アセンブリの可能な最も小さい空間的広がりと共に保証するという趣旨の半導体スラブを検査するための冒頭に示したタイプの偏光子アセンブリ及び装置を開発するという目的に基づいている。更に、本発明の目的は、主光入射方向に対する少なくとも１つの部分ビームの可能な最も小さい空間偏位（オフセット）及び／又は可能な最も小さい偏角を保証するように、主光入射方向に対する部分ビームのうちの少なくとも１つの方向補正をもたらすことである。
【００２１】
本発明の更に別の目的は、偏光子アセンブリを通過する光ビーム内に可能な限り小さい収差しか導入せず、すなわち、光学的に十分に補正された偏光子アセンブリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、冒頭に示した偏光子アセンブリに関する上述の目的を最初の光入射面に対する法線が主光入射方向と０°に等しくない第１の角度を形成し、最初の光入射面と更に別の光射出面とが主光入射方向に対して垂直な平面に関して互いに対して反対の方向に傾けられることによって達成する。
【００２３】
本発明は、冒頭に示した半導体スラブを検査するための装置に関する上述の目的を照明光学ユニット及び／又は結像光学ユニットが本発明による偏光子アセンブリを含むことによって達成する。
【００２４】
本発明により、最初の光入射面と更に別の光射出面の両方の向きは、主光入射方向に対して垂直ではない方式で定められる。これは、角度α１及び角度α２を設定することにより、偏光子アセンブリから射出した後の部分ビームのうちの１つの向きが主光入射方向に実質的に沿って定められるようなビーム補正を実施することができるという利点を有する。最初の光入射面と更に別の光射出面の両方が主光入射方向（光軸）に対して傾けられることにより、全体の傾きが、本発明によるアセンブリによる最初の光入射面と最後の光射出面との間で分割されるので、文献ＪＰ  ２０００  ００９９３２  Ａから公知の偏光子アセンブリと比較して、角度α１及びα２を最後の射出側のみが傾けられる場合よりも小さく選択することができるという利点がもたらされる。最初の光入射面と最後の光射出面との互いに対する反対の方向の傾きは、偏光子アセンブリから射出する光ビームと偏光子アセンブリ内に入射する光ビームとの間のビームオフセットを回避することができるという更に別の利点を有する。部分ビームのうちの少なくとも１つの主光入射方向に沿ったアラインメントは、更に別の光学構成要素、特に結像光学ユニットが偏光子アセンブリの下流に配置される場合であれば特に有利である。更に、部分ビームのうちの少なくとも１つの主光入射方向に沿ったアラインメントは、異なる偏光方向を有する光及び／又は任意的な偏光状態又は非偏光状態にある光が偏光子アセンブリ上に入射する場合にも有利である。この場合に、少なくとも１つの部分ビームが、主光入射方向に対する角度及び／又は場所に関するビームオフセットを可能な限り持たない場合は常に有利である。
【００２５】
部分ビームの方向補正が直接に偏光子アセンブリにおいて引き起こされるという事実は、非常に制限された空間内で単一光学構成要素又は関連のアセンブリに基づいて偏光成分の空間分離と方向補正の両方を達成することを可能にする。
【００２６】
最初の光入射面及び／又は更に別の光射出面の傾きは、プリズム配置によって空間的に分離された異なる偏光を有する光ビームの方向補正を光ビームのうちの少なくとも１つが更に別の光射出面の下流の第２の半空間内で主光入射方向に実質的に沿って進むように達成することを可能にする。部分ビームが主光入射方向に対する角度及び／又は場所に関するビームオフセットを可能な限り持たないビーム経路は、その結果、結像収差が低減され、更に、光学ユニットの均一な照明が提供されるので、特に、偏光子アセンブリと下流の結像光学ユニットとの併用に関して有利である。
【００２７】
好ましくは、第１の角度と、更に別の光射出面に対する法線が主光入射方向となす角度とは、絶対値に関して同一である。これは、最初の光入射面と最後の光射出面とが互いに対して鏡面対称に配置され、更に、偏光子アセンブリから射出する光ビームと偏光子アセンブリ内に入射する光ビームとの間のビームオフセットも発生するので、この構成にある偏光子アセンブリは既に光学的に十分に補正されているという利点を有する。
【００２８】
１つの好ましい構成では、ｎ≧１である個数ｎのプリズムが、最初のプリズムと更に別のプリズムの間に配置される。これらのプリズムは、各々が、主光入射方向に互いに交替する向きを有する光学主結晶軸を有する。部分ビームの可能な最も大きい分割を達成するためには、直接に隣接するプリズムの互いに対面する光入射面及び光射出面の傾斜角を可能な限り小さくすることは、結果として偏光子アセンブリ内の光の光路が増大するので更に有利である。この場合に、傾斜角は、光入射面及び光射出面それぞれと主光入射方向とがなす角度によって与えられる。しかし、傾斜角の選択は、それぞれのプリズムの間の界面における内部全反射により、更に偏光子アセンブリの可能な最も小さい空間的広がりに対する要件によって限定される。
【００２９】
主光入射方向に沿って２つよりも多いプリズムを配置することにより、部分ビームの更に改善された空間分離を達成することが可能である。この場合に、特に、互いに対してかつ主光入射方向と垂直に向けられ、主光入射方向に互いに対して交替する向きを有する個々のプリズムの主結晶軸のアラインメントは、この配置が、他のプリズム配置と比較して有利な角度分割を各々がそれ自体で可能にするウォラストンプリズム配置の並置を構成するので、光ビームの偏光状態の空間分離に対して特に有利な効果を有する。
【００３０】
更に別の好ましい構成は、主光入射方向に互いに前後に配置され、主光入射方向に沿って対称に配置された奇数個のプリズムによって与えられる。この構成では、最初のプリズムと最後のプリズムの間の個数ｎは相応に奇数である。これは、全体的に、存在するプリズムが、最初の光入射面と最後の光射出面の間で主光入射方向に対して垂直な中心対称平面に関して鏡面対称である配置を一緒に形成する偏光子アセンブリをもたらす。
【００３１】
そのような配置は、コマ収差のような幾何学的収差又は色収差を補償することを可能にする。従って、異なる波長を有する光を含む可能性があるプリズムを通って伝播する光ビームは、広いスペクトル範囲に対して事実上色依存の偏向を持たず、事実上色依存のビームオフセットを持たない。例えば、コマ収差のような波長非依存の収差も、偏光子アセンブリの完全に対称な構成によって補償される。全体的に、この構成にある本発明による偏光子アセンブリは、光学的に非常に良好に補正される。更に、主光入射方向のプリズムの対称配置は、プリズム配置上に主光入射方向に沿って入射する光ビームが、少なくとも１つが再び主光入射方向に実質的に沿ってプリズム配置を射出する異なる偏光を有する部分ビームに分割することを保証する。
【００３２】
偏光子アセンブリの１つの好ましい構成では、最初のプリズムと更に別のプリズムの間に１つ又は３つのプリズムが配置される。
【００３３】
偏光子アセンブリの更に好ましい構成では、最初のプリズムは最初の楔を有し、及び／又は更に別のプリズムは、更に別の楔を有し、最初の楔及び更に別の楔は、最初の光入射面及び／又は更に別の光射出面を有する。
【００３４】
最初の光入射面及び／又は更に別の光射出面を有する最初の楔及び／又は更に別の楔の使用は、光ビームの個々の偏光状態の方向補正を非常に簡単な方式で達成することを可能にする。この場合に、最初のプリズム及び更に別のプリズムは、それぞれの楔に対してそれぞれの楔の対応する界面と平行に、例えば、主光入射方向と垂直に向けられた接合界面を有することができる。この場合に、個々の部分ビームの補正は、ビームのオフセット又は偏向角に実質的に向けられる。この場合に、楔を非常に簡単に交換することができ、その結果、例えば、個々のプリズムの色収差に対処するために、限られた光スペクトル範囲に対して光ビーム又はその中に含まれる光線の正確な空間補正を実施することができる。
【００３５】
従って、この偏光子アセンブリは、原理的に大きいスペクトル範囲で使用可能であり、楔は、例えば、フッ化マグネシウム又は石英のような在来の複屈折材料に関して赤外線から紫外までの取りわけ広いスペクトル範囲で事実上収色特性を有し、その結果、ビーム方向の疑似収色補正を保証することができる。
【００３６】
この事例では、楔は、それが割り当てられるそれぞれのプリズムと同じ材料及び同じ主結晶軸のアラインメントを含む。しかし、楔は、それぞれのプリズムに等しいか又はそれとは異なる主結晶軸アラインメントを有する他の複屈折材料又は他に非複屈折材料を含むことができることは言うまでもない。
【００３７】
更に好ましい構成では、光ビームは、入射平面と平行に向けられた第１の偏光状態Ｐを有する第１の部分ビームと、第１の偏光状態Ｐに対して垂直であり、入射平面と垂直に向けられた偏光状態Ｓを有する第２の部分ビームとを含み、第１の角度α１及び／又は更に別の角度α２は、更に別の光射出面から射出した後の部分ビームのうちの１つの向きが主光入射方向に実質的に沿って定められるように定められ、主光入射方向に実質的に平行に向けられる部分ビームは、好ましくは、第１の部分ビームである。
【００３８】
異なる偏光を有する部分ビームのうちの少なくとも１つの主光入射方向に沿ったアラインメントは、特に、偏光子アセンブリが偏光子アセンブリの下流に配置された結像光学ユニットと関連して使用される場合であれば有利である。この場合に、平行な光ビームによる結像光学ユニットの照明は、結果として結像光学ユニットの均一な照明が提供されることで特に有利である。更に、主光入射方向に実質的に沿って位置合わせされ、従って、主光入射方向に対して無視することができる空間的及び／又は角度的偏位のみを有する第２の半空間における部分ビームのうちの少なくとも１つの向きは、ビーム経路にそれ程影響を及ぼすことなく偏光子アセンブリを容易に設置するか又は取り外すことができるので、偏光子アセンブリのモジュール式使用を可能にする。
【００３９】
この場合に、入射平面と平行に向けられた偏光状態Ｐでは、それに対して垂直な偏光状態Ｓと比較して低い反射損失しかプリズムの光入射面又は光射出面においてもたらされないので、好ましくは、偏光状態Ｐを有する第１の部分ビームが使用される。その結果、偏光子アセンブリの高い透過率を達成することができる。
【００４０】
更に好ましい構成では、直接に隣接するプリズムの互いに対面する光射出面と光入射面とは、互いに平行に延びる。この場合に、直接に隣接するプリズムの互いに対面する光射出面と光入射面とは、間隙を有するように配置するか又は互いに直接に接する方式で配置することができ、存在する可能な間隙は、非常に小さい間隙厚のみを有する。
【００４１】
上述の態様は、偏光子アセンブリを通過する光ビーム内の収差を回避するか又は少なくとも最小にすることにも寄与する。
【００４２】
更に好ましい構成では、互いに直接に隣接する少なくとも２つのプリズムの互いに対面する光射出面及び光入射面は、光ビームとのそれぞれのプリズムの内部全反射の角度範囲に等しくない角度範囲の角度を形成する。
【００４３】
これは、部分ビームが、プリズムのそれぞれの光射出面又は光入射面において光が主光入射方向に透過されなくなる効果を有することになる内部全反射を受けることを防止する。
【００４４】
更に好ましい構成では、互いに直接に隣接する少なくとも２つのプリズムの互いに対面する光射出面及び光入射面は、光ビームとのそれぞれのプリズムのブリュースター角に対応する角度を形成する。
【００４５】
入射平面と平行に向けられる第１の部分ビームに対しては、プリズムの光入射面又は光射出面上へのブリュースター角での入射は、この場合に、第１の部分ビームに対する反射損失がもたらされないことで特に有利である。光ビームに対するそれぞれのプリズムの光入射面又は光射出面のブリュースター角での配置は、この場合に、透過ビームの少なくとも部分的な偏光がもたらされ、その結果、第２の部分ビームの減衰がもたらされ、第２の半空間における部分ビームの分離が容易になることで更に有利である。
【００４６】
本発明の更に好ましい構成では、互いに直接に隣接する少なくとも２つのプリズムの互いに対面する光射出面及び光入射面のうちの少なくとも一方は、部分ビームのうちの１つとのそれぞれのプリズムの内部全反射の角度範囲にある角度を形成する。
【００４７】
この構成は、部分ビームのうちの１つが、光射出面のうちの１つにおいて内部全反射を受けるようにすることができ、従って、この部分ビームは、光ビームから取り出しして分離することができる。その結果、必要とされない部分ビームの分離を特に簡単な方式で達成することが可能である。しかし、プリズムの互いに対面する残りの光射出面及び光入射面は、それにも関わらずブリュースター角で傾いた状態にすることができ、それによって伝播する部分ビームの特に良好な透過がもたらされる。内部全反射が引き起こされる光射出面は、好ましくは、伝播方向に最後から２番目のプリズムと最後のプリズムの間に配置されることは言うまでもない。
【００４８】
本発明の更に好ましい構成では、互いに直接に隣接する少なくとも２つのプリズムの互いに対面する光射出面及び光入射面は、主光入射方向に関して互いに対して回転された向き、及び／又は主光入射方向に対して垂直な平面に対して傾斜された向きを有する。
【００４９】
この構成は、異なる偏光を有する部分ビームの方向及び分割に対して第２の半空間内で互いに独立して影響を及ぼすことができ、その結果、偏光子アセンブリの下流の任意の結像平面内の部分ビームの空間分布が調節可能であるという利点を有する。これは、光源が、少なくとも部分的に重なる強度分布又は偏光分布を有するビームプロファイルを有する場合であれば特に有利である。
【００５０】
更に好ましい構成では、互いに直接に接する少なくとも２つのプリズムの互いに対して垂直かつ主光入射方向に対して垂直な光学主結晶軸は、主光入射方向に対して垂直な平面に任意ではあるが固定的に向けられた方位を有する。
【００５１】
この構成は、第２の半空間における部分ビームの方向及び分割に更に影響を及ぼすことができ、その結果、偏光子アセンブリの下流の任意の結像平面内の部分ビームの空間分布が調節可能であるとう利点を有する。この構成は、特に上述の構成と組み合わせることができる。これらの構成は、それ自体で有利であり、特に、光源が、少なくとも部分的に重なる空間強度分布又は偏光分布を有するビームプロファイルを有する場合に主として組合せで有利である。しかし、これらの構成は、入射光ビームの均一な強度分布又は偏光分布の場合に空間分割に目標を定めた方式で影響を及ぼすことができることで更に利点をもたらすことは言うまでもない。
【００５２】
本発明の更に別の構成では、互いに直接に隣接する少なくとも２つのプリズムの光射出面と光入射面の間にガス又は接続材料が充填された小幅間隔の隙間が位置し、ガスは、主として不活性ガスを含み、接続材料は、プリズムの屈折率に整合された光学セメントを含む。
【００５３】
プリズムの屈折率に整合された接続材料、特に光学セメントの使用は、結果としてそれぞれのプリズムの光射出面又は光入射面での反射損失が低減されることで有利である。ガス、特に不活性ガスの使用は、光の作用がこのガスの組成を例えば光分解によって修正しないことで有利である。
【００５４】
原理的には、光学セメント又はガスは、ＵＶ光、特にＶＵＶ光による照射に対して耐性を与える材料特性を有するべきである。この目的のために、偏光子アセンブリを真空中に配置することを有利とすることができ、その結果、ＵＶ光による照射に対して耐性を有する光学セメントが使用されない場合に、プリズム配置の周り及び界面間のガスが可能な限り完全に除去される。この場合に、残っている残留ガスは、特に窒素又はアルゴンを含む不活性ガスである。更に、光学セメントは、ブリュースター角又は内部全反射の角度範囲の角度での光ビームの伝播を促進するように選択することができる。
【００５５】
更に別の構成では、隙間のうちの少なくとも１つに接続材料が充填され、主光入射方向のこの少なくとも１つの隙間の下流に配置された更に別の隙間にガスが充填される。
【００５６】
本発明のこの構成は、特に、第２の部分ビームが内部全反射を用いて分離される上述の構成との組合せにおいて、内部全反射をプリズムとガス充填隙間の間の光射出面における大きい屈折率差を用いて非常に簡単な方式で達成することが可能であることで有利である。
【００５７】
しかし、隙間には、好ましくは、プリズムと比較して低い屈折率を有する光学セメントを充填することができることは言うまでもない。残りのプリズムの間に隙間が存在する場合に、これらの隙間には、ガス又は光学セメントのいずれかが充填される。更に、残りのプリズムは、同じく光射出面においてそれぞれ直接に隣接するプリズムの光入射面上に割り込ませることができることは言うまでもなく、その結果、隙間は実質的に消失する。
【００５８】
本発明による態様の更に別の構成では、プリズムの光入射面及び／又は光射出面は、反射防止コーティングを有する。
【００５９】
光入射面及び／又は光射出面に存在する反射防止コーティングは、偏光子アセンブリ全体の透過率に対して有利な効果を有する。この場合に、反射防止コーティングは、特に透過率が広帯域方式又は望ましいスペクトル範囲で特に高い値を有するように選択することができる。
【００６０】
本発明による態様の更に別の構成では、プリズムは、主光入射方向に対して実質的に平行に位置合わせされた上面と底面とを有し、プリズムのうちの少なくとも１つは、上面及び／又は底面において光吸収コーティングを有する。
【００６１】
プリズムの上面及び／又は底面における光吸収コーティングの使用は、プリズムの光射出面及び／又は光入射面における光ビームの反射によって生成される迷光の発生を有意に低減することを可能にし、それによって偏光子アセンブリの改善された品質がもたらされる。これは、特に、部分ビームのうちの１つが光射出面のうちの１つにおいて内部全反射を受ける場合にも成り立つ。
【００６２】
本発明の更に別の構成では、プリズム及び／又は楔は、実質的にフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）から構成される。フッ化マグネシウムは、ＵＶスペクトル範囲、特にＶＵＶスペクトル範囲に対する透過率及び／又は屈折率に関して有利な特性を有するので、プリズム、及び／又は最初のプリズム及び／又は更に別のプリズムの場所に配置される楔のための結晶材料としてのフッ化マグネシウムの使用は特に有利である。
【００６３】
更に別の利点及び特徴は、以下に続く説明及び添付図面から明らかである。
【００６４】
上述の特徴及び下記で説明することになるものは、それぞれ示す組合せだけではなく他の組合せ又はこれらの特徴自体で本発明の範囲から逸脱することなく使用することができることは言うまでもない。
【００６５】
本発明の例示的実施形態を図面に示し、そのような図面を参照してより詳細に以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】少なくとも１つの偏光子アセンブリを含む半導体スラブを検査するための装置を示す概略図である。
【図２】第１の例示的実施形態による図１の偏光子アセンブリを示す図である。
【図３】図２に例示する第１の例示的実施形態と類似の偏光子アセンブリの例示的実施形態を示す図である。
【図４】互いに前後に配置された３つのプリズムの対称配置を有する偏光子アセンブリの更に別の例示的実施形態を示す図である。
【図５】図４に例示する例示的実施形態と類似の偏光子アセンブリの例示的実施形態を示す図である。
【図６】互いに前後に配置された５つのプリズムの対称配置を有する偏光子アセンブリの更に別の例示的実施形態を示す図である。
【図７】図４から図６に例示する例示的実施形態に関する偏光子アセンブリの代替例示的実施形態の斜視図である。
【図８】図４から図６に例示する例示的実施形態に関する偏光子アセンブリの更に別の代替例示的実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
図１は、一般的な参照符号１０が付与された半導体スラブを検査するための装置を示している。この装置は、半導体スラブ２０を照明し、検査するために主光入射方向１８に沿って順番に配置された光源１２と、照明光学ユニット１４と、結像光学ユニット１６とを含む。
【００６８】
この場合に、照明に使用される光源１２は、非偏光光又は部分偏光光を光ビーム２２で放出する。しかし、検査中に半導体スラブ２０の面の可能な最も高いコントラストを達成するためには、半導体スラブ２０上に入射する光ビーム２２は、可能な限り均一な偏光状態を有することが望ましい。
【００６９】
この目的のために、照明光学ユニット１４及び／又は結像対物系１６は、第１の偏光状態を有する第１の部分ビーム２６の第２の偏光状態を有する第２の部分ビーム２８からの空間的な分離が可能になるように、光源１２からの非偏光光又は部分偏光光を分割する少なくとも１つの偏光子アセンブリ２４を含む。
【００７０】
一般性を制限することなく、第１の偏光状態は、偏光ベクトルがそれぞれの偏光子アセンブリ２４の入射平面と平行に位置合わせされるＰ偏光であり、第２の偏光状態は、それぞれの入射平面と垂直に位置合わせされるＳ偏光である。この事例では、入射平面は、主光入射方向１８と、偏光子アセンブリ２４の界面と垂直に位置合わせされた任意のベクトルとによって張られる。
【００７１】
上述の結果、第１の部分ビーム２６のＰ偏光に実質的に対応する偏光状態を有するビーム３０が、半導体スラブ２０上に入射する。
【００７２】
しかし、偏光子アセンブリ２４は、Ｓ偏光状態又はＳ偏光状態及び／又はＰ偏光状態の線形組合せを有することができるように光ビーム２２を空間的に分割することができることは言うまでもない。
【００７３】
装置１０における使用のための偏光子アセンブリの例示的実施形態を図２から図８を参照して以下に説明する。
【００７４】
図２は、第１の例示的実施形態による１つのそのような偏光子アセンブリ２４を示している。偏光子アセンブリ２４は、主光入射方向１８（偏光子アセンブリ２４の光軸）に沿って配置された最初のプリズム３２と、更に別のプリズム３４とを含む。最初のプリズム３２は、最初の光入射面３６と最初の光射出面３８とを有する。更に別のプリズム３４は、最初のプリズム３２の最初の光射出面３８に対面する更に別の光入射面４０と、更に別の光射出面４２とを有する。
【００７５】
最初のプリズム３２及び更に別のプリズム３４は複屈折材料からなり、最初のプリズム３２の場合の複屈折材料の主結晶軸と、更に別のプリズム３４の場合の複屈折材料の主結晶軸とは、互いに垂直にかつ主光入射方向１８と垂直に位置合わせされる。この事例では、主結晶軸の方向を最初のプリズム３２の場合は矢印３１で、更に別のプリズム３４の場合は×点３３で符号化しており、この事例では、更に別のプリズム３４の主結晶軸は、作図面に入り込むような向きを有し、それと垂直に位置合わせされる。原理的には、主結晶軸は、光学異方性一軸結晶内で光ビームの各偏光成分が同じ屈折率を受ける方向を表している。
【００７６】
ガス、特に不活性ガスを有する第１の半空間４４及び第２の半空間４６は、最初のプリズム３２の上流及び更に別のプリズム３４の下流に配置される方式で位置する。ガスは、雰囲気とすることができることは言うまでもない。
【００７７】
図示のように、互いに平行な最初の光射出面３８と更に別の光入射面４０の間には、好ましくは、耐ＵＶ光学セメントが充填され、かつ最初のプリズム３２及び／又は更に別のプリズム３４の屈折率に整合された小幅間隔の隙間４８が位置する。しかし、隙間４８には、ＵＶスペクトル範囲で高い劣化耐性を有するガス、特に不活性ガスを満たすことができることは言うまでもない。
【００７８】
この事例では、最初の光入射面３６及び更に別のプリズム３４の更に別の光射出面４２は、主光入射方向１８に対して垂直ではないように向けられる。この場合に、最初の光入射面３６に対する法線及び更に別の光射出面４２に対する法線は、主光入射方向１８と０°ではない角度α１及び角度α２それぞれを構成する。この場合に、α１とα２は、好ましくは、絶対値に関して同一である。この場合に、図２から明らかであるように、光入射面３６と光射出面４２は、主光入射方向１８に対して垂直な平面４７に関して互いに対して反対の方向に傾けられる。従って、光入射面３６と光射出面４２は、平面４７に対して鏡面対称である。
【００７９】
図１を参照して上述したように、偏光子アセンブリ２４上に主光入射方向１８に入射する光ビーム２２は、有意な偏光方向を持たず、これを作図面内の偏光（矢印４９で示す）と作図面に対して垂直な偏光（点５１で示す）との線形組合せを用いて例示している。光ビーム２２が有する異なる偏光は、最初のプリズム３２内で結晶材料の異方性に起因して、最初のプリズム３２内で異なる偏光方向の時間的オフセットをもたらすリターデーションを受ける。更に、第１の偏光状態を有する第１の部分ビーム２６と第２の偏光状態を有する第２の部分ビーム２８とへの光ビーム２２の角度分割が発生する。
【００８０】
この事例では、角度α１及び／又は角度α２は、更に別の光射出面４２における第１の部分ビーム２６の屈折が、主光入射方向１８と実質的に一致し、従って、主光入射方向１８に対する場所と角度に関して可能な最も小さい偏位を有する第２の半空間４６における第１の部分ビーム２６の伝播方向をもたらすように選択される。主光入射方向１８に対する場所と角度に関して可能な最も小さい偏位に関して、第２の半空間４６における第１の部分ビーム２６の伝播方向を最適化するために、最初のプリズム３２及び／又は２番目のプリズム３４の追加の幾何学的適応化を与えることができることは言うまでもない。
【００８１】
最初の光入射面３６の向きが主光入射方向１８と垂直に定められ（破線形式で示す）、更に別の光射出面４２がα２≠０°の角度を有する場合に、この角度は、主光入射方向１８と平行に進む部分ビーム２６に対して近似的にα２≒Ｌ（ｎｅ−ｎｏ）／Ｄ／（ｎｏ−ｎ１）によって与えられる。この場合に、Ｌは、主光入射方向１８の方向の偏光子アセンブリ２４の長さを表し、Ｄは、主光入射方向１８に対する横断方向の偏光子アセンブリ２４の高さを表し、ｎｏは、第１の部分ビーム２６に対する屈折率を表し、ｎｅは、第２の部分ビーム２８に対する屈折率を表し、ｎ１は、第２の半空間４６内の媒質の屈折率を表し、この場合に、ガスに対するｎ１は、良い近似で１という値を取る。この事例では、ｎｅ＞ｎｏである。ｎｅ＜ｎｏである場合に、角度は、−α２である。
【００８２】
最初の光入射面３６がα１≠０°という第１の値を有し、更に別の光射出面４２もα２≠０°である更に別の角度を有し、両方の半空間４４、４６にガスが充填される場合に、α１＋α２≒Ｌ（ｎｅ−ｎｏ）／Ｄ／（ｎｏ−１）から、これらの角度の間の関係がもたらされる。大きさにおいてα１がα２に等しい場合に、光射出側４２だけが傾けられ、それに対して光入射面の向きが主光入射方向１８と垂直に定められる場合と比較して、同じ効果を達成するのにα１及びα２は半分の大きさしか必要としない。これらの近似は、基本的に、更に続く例示的実施形態（図３から図８を参照されたい）にも当て嵌めることができる。
【００８３】
更に別の光射出面４２における屈折の後に、第２の部分ビーム２８は、第２の半空間４６内で通常は主光入射方向１８と平行には位置合わせされない伝播方向を有する。第１の部分ビーム２６と第２の部分ビーム２８の間の空間的分離に起因して、この事例では第２の部分ビーム２８を容易に分離することができる。
【００８４】
しかし、原理的には、角度α１及びα２は、第２の部分ビーム２８が主光入射方向１８と平行に位置合わせされるように選択することができることは言うまでもない。
【００８５】
図３は、図２に示す偏光子アセンブリ２４に対して修正された偏光子アセンブリ２４ａを示している。この場合に、最初のプリズム３２は、最初の楔５０（破線形式で示す）を有するか又は更に別のプリズム３４が更に別の楔５２を有する。最初の楔５０及び／又は更に別の楔５２は、最初のプリズム３２及び／又は更に別のプリズム３４と共に、プリズム３２、３４の間の隙間４８と同様に、例えば、光学セメント及び／又はガスが充填された最初の隙間及び／又は更に別の隙間５４、５６を挟む。更に、楔５０は、第１の半空間５４に対する最初の界面５８を有し、更に別の楔５２は、第２の半空間４６に対する更に別の界面６０を有する。この場合に、最初の楔５０の界面５８は、最初のプリズム３２の最初の光入射面を形成し、及び／又は更に別の楔５２の界面６０は、プリズム３４の更に別の光射出面６０を形成する。
【００８６】
最初の楔５２は、最初のプリズム３２上に割り込ませることができ、２番目の楔５２は、２番目のプリズム３４上に割り込ませることができ、及び／又は最初のプリズム３２も、２番目のプリズム３４上に割り込ませることができることは言うまでもなく、その結果、隙間４８、５４、５６が実質的に消失する。
【００８７】
光ビーム２２は、最初のプリズム３２及び更に別のプリズム３４によって第１の部分ビーム２６ａと第２の部分ビーム２８ａとに分割される。最初の楔５０及び／又は更に別の楔５２は、第１の部分ビーム２６ａが主光入射方向１８に対して実質的に平行に位置合わせされるように、光ビーム２２、及び／又は第１の部分ビーム２６及び第２の部分ビーム２８を偏向する。この場合に、最初の光入射面５８に対する法線及び／又は更に別の光射出面６０に対する法線は、最初の楔５０及び更に別の楔５２が、図２で記述した例示的実施形態の主光入射方向１８と垂直ではない方式で位置合わせされた最初の光入射面３６及び更に別の光射出面４２をそれぞれ形成するように、主光入射方向１８と角度α１≠０°及びα２≠０°を構成する。最初のプリズム３２が最初の楔５０（破線形式で示す）を有し、更に別のプリズム３４が更に別の楔５２を有する場合に、第１の部分ビーム２６ａは、主光入射方向１８に実質的に沿って位置合わせされ、部分ビーム２６ａ、２８ａの経路は、図２の部分ビーム２６、２８のビーム経路と同一である。
【００８８】
しかし、第２の部分ビーム２８ａの向きが主光入射方向１８に対して実質的に平行に定められ、第１の部分ビーム２６ａの向きが主光入射方向１８と平行ではない方式で定められるように最初の光入射面５８及び／又は最後の光射出面６０を主光入射方向１８に対して傾けることができることは言うまでもない。更に、第１の部分ビーム２６ａ及び／又は第２の部分ビーム２８ａの望ましい向きを達成するために、面５８、６０を主光入射方向１８に対してあらゆる適切な方式で傾けることができることは言うまでもない。
【００８９】
最初の楔５０は、最初のプリズム３２の材料から製造され、この場合に、これらの両方は、実質的に同じ結晶方位を有する。２番目の楔５２は、更に別のプリズム３４の材料から製造され、この場合に、これらの両方が実質的に同じ結晶方位を有する。しかし、楔５０、５２を他の材料で構成し、及び／又はこれらの楔が他の結晶方位を有することができることは言うまでもない。
【００９０】
図４は、偏光子アセンブリの更に別の例示的実施形態１２４を示している。この事例では、偏光子アセンブリ１２４は、同じく実質的に非偏光の光ビーム２２を第１の偏光状態を有する第１の部分ビーム１２６と第２の偏光状態を有する第２の部分ビーム１２８とに分割するために設けられる。光ビーム２２は、同じく主光入射方向１８の方向に偏光子アセンブリ１２４上に入射する。偏光子アセンブリ１２４は、最初のプリズム１３２と、更に別のプリズム１３４と、最初のプリズム１３２と更に別のプリズム１３４の間に配置されたプリズム１３３とを含む。
【００９１】
プリズム１３２、１３３、１３４は、互いに交替する主結晶軸を有し、この場合に、図に矢印及び×点で例示し、上述した方向を表すそれぞれのプリズム１３２、１３３、１３４の主結晶軸は、主光入射方向１８と垂直に向けられる。最初のプリズム１３２は、最初の光入射面１３６及び最初の光射出面１３８を有し、この場合に、最初の光射出面１３８は、プリズム１３３の最初の光入射面１３６ａの直近にそれと平行に配置される。
【００９２】
更に、プリズム１３３は、更に別のプリズム１３４の更に別の光入射面１４０の直近にそれと平行に配置された光射出面１３８ａを有する。更に別のプリズム１３４は、第２の半空間４６に対する偏光子アセンブリ１２４の界面を形成する更に別の光射出面１４２を有する。
【００９３】
光射出面１３８、１３８ａと光入射面１３６ａ、１４０の間には隙間１４８、１４８ａが存在し、この場合に、隙間１４８には光学セメントが充填され、隙間１４８ａはガス充填物を有する。最初のプリズム１３２内を進む第１及び第２の部分ビーム１２６、１２８は、最初の光射出面１３８上にブリュースター角θの角度範囲で入射し、その結果、第１の部分ビームは最初の光射出面１３８を反射されることなく進み、それに対して第２の部分ビームは部分的に反射される。第２の部分ビーム１２８は、最初の及び２番目のプリズム１３２、１３３で分裂し、従って、最初のプリズム１３２と比較して２番目のプリズム１３３内で低い強度を有する。
【００９４】
更に、第２の部分ビーム１２８は、２番目の光射出面１３８ａ上に内部全反射φｔの角度範囲で入射し、その結果、２番目のプリズム１３３と更に別のプリズム１３４の間の界面において第１の部分ビーム１２６から既に分離される。
【００９５】
光入射面１３６に対する法線及び更に別の光射出面１４２に対する法線は、主光入射方向１８と角度α１≠０°及び角度α２≠０°それぞれを構成する。この場合に、角度α１及び／又はα２は、第１の部分ビーム１２６の伝播方向の向きが主光入射方向１８に実質的に沿って定められるように選択される。好ましくは、ここでもまた、α１＝α２である。同様に、光入射面１３６と光射出面１４２は、平面１４７に関して互いに対して反対の方向に傾けられる。
【００９６】
従って、偏光子アセンブリ１２４は、図４に示すように奇数個のプリズム１３２、１３３、１３４を有し、平面１４７は、偏光子アセンブリ１２４が鏡面対称からなる際の基準になる対称平面を構成する。この場合に、対称平面１４７は、中央プリズム１３３の中心を通る。
【００９７】
図５は、図４に示す偏光子アセンブリ１２４に関する代替偏光子アセンブリ１２４ａを示している。この場合に、最初のプリズム１３２及び／又は更に別のプリズム１３４は、最初の楔１５０及び／又は更に別の楔１５２を有する。最初のプリズム１３２と最初の楔１５０の間、及び／又は更に別のプリズム１３４と更に別の楔１５２の間には、最初の隙間及び／又は更に別の隙間１５４、１５６が存在する。
【００９８】
上述の実施形態の場合と同様に、隙間１５４、１５６には、ガス及び／又は光学セメントが充填される。隙間１４８及び／又は１４８ａにも同じくガス及び／又は光学セメントが充填される。この事例では、２番目の光射出面１３８ａにおいて、第２の部分ビーム１２８ａの内部全反射は発生しない。しかし、第２の部分ビーム１２８ａが２番目の光射出面１３８ａにおいて内部全反射を受けるように２番目の光射出面１３８ａを傾けることができる。
【００９９】
最初の楔１５０は、第１の半空間４４に対する最初の界面１５８を有し、この場合に、この最初の界面は、最初の光入射面を形成する。更に別の楔１５２は、第２の半空間４６に対する２番目の界面１６０を有し、この場合に、この２番目の界面は、更に別の光射出面を形成する。最初の光入射面１５８に対する法線及び最後の光射出面１６０に対する法線は、主光入射方向１８と０°に等しくない第１の角度α１及び第２の角度α２それぞれを構成する。
【０１００】
この事例では、角度α１及び／又はα２は、第１の部分ビームが第２の半空間４６内で主光入射方向１８に実質的に沿って伝播するように、光ビーム２２、及び／又は第１の部分ビーム１２６ａ及び第２の部分ビーム２８ａが偏向されるように選択される。この事例では、偏光子アセンブリ１２４ａ内のビーム２２の経路の図を明瞭化の理由から割愛した。
【０１０１】
角度α１及び／又はα２は、第１の部分ビーム１２６ａが主光入射方向１８に沿って伝播せず、第２の部分ビーム１２８ａが主光入射方向１８に沿って伝播するように選択することができることは言うまでもない。更に、部分ビーム１２６ａ、１２８ａが第２の半空間４６内で任意の伝播方向を有するように角度α１及び／又はα２を選択することができることは言うまでもない。
【０１０２】
最初の楔１５０は、最初のプリズム１３２の材料から製造され、この場合に、これらの両方は、実質的に同じ結晶方位を有する。２番目の楔１５２は、更に別のプリズム１３４の材料から製造され、この場合に、これらの両方は、実質的に同じ結晶方位を有する。しかし、楔１５０、１５２を他の材料で構成し、及び／又はこれらの楔が他の結晶方位を有することができることは言うまでもない。
【０１０３】
図６は、更に別の偏光子アセンブリ２２４を示している。偏光子アセンブリ２２４は、異なる偏光を有する２つの部分ビーム２２６、２２８が互いから空間的に分離されるように、非偏光又は部分偏光の光ビーム２２を第１の部分ビーム２２６と第２の部分ビーム２２８とに分裂するために設けられる。
【０１０４】
この事例では、第１の部分ビーム２２６は第１の偏光状態を有し、第２の部分ビーム２２８は第２の偏光状態を有する。偏光子アセンブリ２２４は、主光入射方向１８に沿って配置された最初のプリズム２３２と、２番目のプリズム２３３と、３番目のプリズム２３３ａと、４番目のプリズム２３３ｂと、更に別のプリズム２３４とを含む。プリズム２３２、２３３、２３３ａ、２３３ｂ、２３４は、光入射面２３６、２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、２４０と光射出面２３８、２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２４２とを有する。
【０１０５】
それぞれのプリズム２３２、２３３、２３３ａ、２３３ｂ、２３４の主結晶軸のアラインメントを上述したように矢印又は「×」で例示している。光射出面２３８、２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃと光入射面２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、２４０の間には、上述の例示的実施形態で上述したようにガス及び／又は光学セメントのいずれかが充填された小幅間隔の隙間２４８、２４８ａ、２４８ｂ、２４８ｃが位置する。図６に示すように、それぞれ直接に隣接するプリズム２３２、２３３、２３３ａ、２３３ｂ、２３４の光射出面２３８、２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃと光入射面２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、２４０とは、互い対して平行である。
【０１０６】
この場合に、最初の光入射面２３６及び更に別の光射出面２４２は、光入射面２３６に対する法線及び光射出面２４２に対する法線が主光入射方向１８と０°に等しくない第１の角度α１及び第２の角度α２それぞれを構成するように主光入射方向１８に対して傾けられる。角度α１とα２は、好ましくは、大きさにおいて等しい。このように合計で５つのプリズム２３２、２３３、２３３ａ、２３３ｂ、２３４を有する偏光子アセンブリ２２４は、図４の偏光子アセンブリ１２４と同様に、主光入射方向１８と垂直に中央プリズム２３３ａの中心を通って延びる対称平面２４７に関して鏡面対称に構成される。
【０１０７】
この事例では、第１の角度α１及び／又は第２の角度α２は、第１の半空間４４内で最初の光入射面２３６上に入射する光ビーム２２が第２の半空間４６内で伝播する２つの部分ビーム２２６、２２８に分割され、第１の部分ビーム２２６の向きが主光入射方向１８に実質的に沿って定められるように選択される。
【０１０８】
上述の例示的実施形態（図２、図３、及び図５）の場合と同様に、光入射面２３６及び／又は光射出面２４２を形成する楔を設けることができることは言うまでもない。
【０１０９】
この場合に、光射出面２３８、２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ及び／又はこれらと正反対に隣接する光入射面２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃは、それぞれのプリズム内を伝播する光ビーム（例示していない）がそれぞれの光射出面２３８、２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ上に可能な限りブリュースター角で入射するように主光入射方向１８に対して傾けられる。
【０１１０】
光射出面２３８ｃ及びそれと正反対に隣接する光入射面２３６ｃは、４番目のプリズム内を伝播する部分ビーム２２８が光射出面２３８ｃにおいて内部全反射を受ける（図４を参照されたい）ように主光入射方向１８（例示していない）に対して傾けることができることは言うまでもない。
【０１１１】
プリズム２３２、２３３、２３３ａ、２３３ｂ、２３４は、それぞれのプリズムの光射出面２３８、２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃで反射された迷光を吸収するための光吸収層を有する上面２６２、２６２ａ、２６２ｂと底面２６４、２６４ａ、２６４ｂ、２６４ｃとを有する。
【０１１２】
更に、光入射面２３６、２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、２４０及び／又は光射出面２３８、２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２４２は、プリズム配置２２４を通って伝播する光ビームの透過率を高めるための反射防止コーティングを有する。
【０１１３】
原理的には、最初のプリズム２３２と更に別のプリズム２３４の間に必要に応じた個数のプリズムを配置することができ、これらのプリズムの場合に上述の構成を代替的に又は累積的に同じく使用することができることは言うまでもない。
【０１１４】
上述の対策は、図１から図５で上述した例示的実施形態にも与えることができる。これは、特に主光入射方向１８に対する光入射面及び／又は光射出面のブリュースター角でのアラインメントに適用される。
【０１１５】
これに加えて、必要に応じて、図１から図５に示すプリズムの上面及び／又は底面のコーティング、並びに光入射面及び／又は光射出面のコーティングに反射防止コーティングを設けることができる。
【０１１６】
図７及び図８は、図４から図６に示す例示的実施形態に関する代替の例示的実施形態を部分斜視図に例示している。これらの例示的実施形態を一例として図６に描示する切断平面ＡＡに沿って延びる断面を参照して説明する。
【０１１７】
この事例では、主光入射方向１８は、３番目のプリズム２３３ａを２つの部分セグメントに分割する切断平面ＡＡに対して垂直である。３番目のプリズム２３３ａには、主光入射方向に４番目のプリズム２３３ｂが接し、４番目のプリズム２３３ｂには、更に別のプリズム２３４が接する（図６を参照されたい）。
【０１１８】
一般性を制限することなく、図を明瞭化するためにユークリッド座標系を挿入しており、この事例では、ｚ方向は、主光入射方向１８に沿って位置合わせされ、ｘ方向とｙ方向は、切断平面ＡＡと平行で主光入射方向１８に対して垂直な平面を張る（図６を参照されたい）。
【０１１９】
この事例では、３番目のプリズム２３３ａ、４番目のプリズム２３３ｂ、及び更に別のプリズム２３４の主結晶軸は、同じく主光入射方向１８に対して実質的に垂直にかつ主光入射方向１８に交互に配置される。主結晶軸のこの種の配置の結果として、主結晶軸に関してｘ，ｙ平面における主光入射方向１８の周り又はｚ方向の周りの回転の自由度がもたらされ、その結果、主結晶軸は、原理的に切断平面ＡＡと平行な任意の平面に任意ではあるが固定的に向けられた方位を有する。
【０１２０】
この事例では、それぞれのプリズム２３３ａ、２３３ｂ、２３４の主結晶軸のｘ，ｙ平面内で回転された２つの代替の配置を破線矢印及び実線矢印によってそれぞれ例示している。この事例における斜視図から、４番目のプリズム２３３ｂの主結晶軸の更に別の配置（破線矢印）に対する第１の配置（実線矢印）の「短縮」がもたらされる。プリズム配置２２４の場合に、主結晶軸の方位のうちの１つのみが提供されることは、ここでは言うまでもない。
【０１２１】
更に、図７及び図８は、それぞれのプリズム２３３ａ、２３３ｂ、２３４の互いに直接に隣接する光射出面２３８ｂ、２３８ｃと光入射面２３６ｃ、２４０とが切断平面ＡＡに対して傾斜された向きを有することを示している。図７のこの事例では、この傾斜は、ｘ軸の周りの光射出面２３８ｂ、２３８ｃ及び光入射面２３６ｃ、２４０の回転によって与えられる。
【０１２２】
図８では、光射出面２３８ｂ、２３８ｃ及び光入射面２３６ｃ、２４０の傾斜は、ｘ方向の周りの回転とｙ方向の周りの回転とで構成される。光射出面２３８ｂ、２３８ｃ及び光入射面２３６ｃ、２４０の傾斜は、ｘ方向の周りの回転、ｙ方向の周りの回転、及びｚ方向の周りの回転（例示していない）として実現することができることは言うまでもない。更に、光射出面２３８ｂ、２３８ｃは、直接に隣接する光入射面２３６ｃ、２４０に対して実質的に平行に向けられる。
【０１２３】
３番目のプリズム２３３ａと４番目のプリズム２３３ｂとの間、及び４番目のプリズム２３３ｂと更に別のプリズム２３４との間それぞれの隙間２４８ｂ、２４８ｃにも、同じく上述したようにガス又は光学セメントが充填される。
【０１２４】
それぞれのプリズム２３３ａ、２３３ｂ、２３４の主結晶軸の方位は、切断平面ＡＡと平行な平面（例示していない）に対して傾斜された方式で定めることができる。この場合に、主結晶軸のｘ方向及び／又はｙ方向の周りの回転によって傾斜が得られる。
【０１２５】
これまでに示す光射出面２３８ｂ、２３８ｃ及び／又は光入射面２３６ｃ、２４０の傾斜は、上述の例示的実施形態（図１から図５を参照されたい）に示す光射出面及び光入射面に対していずれかの望ましい方式で適用可能であることは言うまでもない。同じことは、主光入射方向１８に対して実質的に垂直に向けられ、主光入射方向１８に互いに対して交互に向けられるが、主光入射方向１８の周りの回転の自由度を有する個々のプリズムの主結晶軸の方位に適用され、その結果、これらの主結晶軸の方位を任意ではあるが実質的に切断平面ＡＡと平行な平面に固定的に定めることができる。
【０１２６】
これに加えて、個々のプリズムは、直接に隣接するプリズムのうちの１つの上に割り込ませることができ、その結果、光射出面と光入射面の間に通常存在する隙間が実質的に消失する。個々のプリズムの間のガス充填隙間、光学セメントを用いた隙間の充填、及びプリズムを互いの上に割り込ませることの組合せも、本発明の範囲から逸脱することなく１つのかつ同じ偏光子アセンブリにおいて実現することができる。
【符号の説明】
【０１２７】
１８  主光入射方向
２２  入射光ビーム
１２４  偏光子アセンブリ
１２６  第１の部分ビーム
１３２  最初のプリズム
【図１】
2016517040.tif 000003
【図２】
2016517040.tif 000004
【図３】
2016517040.tif 000005
【図４】
2016517040.tif 000006
【図５】
2016517040.tif 000007
【図６】
2016517040.tif 000008
【図７】
2016517040.tif 000009
【図８】
2016517040.tif 000010
【国際調査報告】
2016517040.tif 000011
2016517040.tif 000012
2016517040.tif 000013
2016517040.tif 000014
2016517040.tif 000015
2016517040.tif 000016