特表 2024-530580 内部ファセット間の平行性の光学に基づく検証

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-08-23

(54)【発明の名称】内部ファセット間の平行性の光学に基づく検証

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/02 20060101AFI20240816BHJP

   G01M 11/00 20060101ALI20240816BHJP

【ＦＩ】

G02B27/02 Z

G01M11/00 T

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024502227

(86)(22)【出願日】2022-07-26

(85)【翻訳文提出日】2024-01-15

(86)【国際出願番号】 IL2022050807

(87)【国際公開番号】W WO2023007491

(87)【国際公開日】2023-02-02

(31)【優先権主張番号】63/225,584

(32)【優先日】2021-07-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】518105275

【氏名又は名称】ルーマス リミテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｌｕｍｕｓ Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ジョナサン・ゲルベルグ

(72)【発明者】

【氏名】エラド・シャーリン

(72)【発明者】

【氏名】エイタン・ロネン

【テーマコード（参考）】

2G086

2H199

【Ｆターム（参考）】

2G086EE12

2H199CA50

2H199CA54

2H199CA82

(57)【要約】

本明細書に開示されるのは、サンプルの内部ファセットの並列性を検証するための方法である。方法は、（ｉ）光透過性基板と、内部ファセットと、を含むサンプルを提供することであって、内部ファセットが、公称上平行であり、サンプルの平坦な表面に対して角度μ_nomに公称上傾斜している、提供することと、（ｉｉ）基板と実質的に同じ屈折率を有し、平坦な第１の表面と、第１の表面に対して対向しており、かつ第１の表面に対して実質的に角度μ_nomに傾斜している、平坦な第２の表面と、を含む、プリズムを提供することと、（ｉｉｉ）サンプルの表面が、プリズムの第２の表面に平行であり、かつ隣接するように、サンプル及びプリズムを位置決めすることと、（ｉｖ）プリズムの第１の表面上に、第１の表面に対して実質的に法線方向に入射光ビームを投射することと、（ｖ）内部ファセットから反射した後にプリズムから戻された光を感知することと、（ｖｉ）内部ファセット間の平行性からの偏差を計算することと、を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

屈折率ｎ_sを有する基板と、２つ以上の内部ファセットとを有するサンプルの計測のための光学に基づくシステムであって、前記２つ以上の内部ファセットが、前記基板に埋め込まれ、前記サンプルの外側の、かつ平坦な表面に対して鋭角の公称角度μ_nomに公称上配向されており、前記システムが、光透過性光学要素と、光源及び光感知コンポーネントを含む光学セットアップと、を備え、前記光学要素が、ｎ_sにほぼ等しい屈折率を有し、外側の、かつ平坦な第１の表面と、外側の、かつ平坦な第２の表面と、を備え、前記第１の表面及び前記第２の表面が、互いに対向しており、かつ前記公称角度μ_nomにほぼ等しい角度を前記第１の表面と前記第２の表面との間に画定しており、
（ｉ）前記光学要素の前記第２の表面が、前記サンプルの前記表面に平行であり、かつ隣接しており、（ｉｉ）そのように位置決めされたときに、前記光源によって生成された光ビームが、前記光学要素の前記第１の表面にほぼ法線方向に入射するように、前記サンプル及び／又は前記光学要素を位置決めすることを可能にするように、前記光学セットアップが構成されており、
前記光学セットアップが、前記戻された光ビーム間の角度偏差を決定することを可能にするように、戻された光ビームを前記光感知コンポーネント上に集束させるように更に構成されており、
前記入射光ビームが、前記光学要素を通過し、前記サンプル内に透過して前記内部ファセットから反射し、前記光学要素を再通過し、及び前記光学要素の前記第１の表面を介して前記光学要素から出た後に、前記戻された光ビームが取得され、したがって、前記角度偏差が、前記内部ファセット間の平行性からの偏差を示す、システム。

【請求項2】

前記光学機器が、前記光源によって生成された光ビームをコリメートし、それによって、前記入射光ビームを準備するように構成されたコリメートレンズ、又はコリメートレンズアセンブリを備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記光源が、レーザ源である、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記光学機器が、出射光ビームを前記光感知コンポーネント上に集束させるように構成された、集束レンズ、又は集束レンズアセンブリを備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記光学要素の前記第２の表面が、前記光学要素の前記第１の表面に対してμ_nom＋Δに等しい角度に傾斜しており、｜Δ｜が、約０．１°よりも大きく、約１°よりも小さい、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記光学要素の前記第２の表面が、前記光学要素の前記第１の表面に対して前記公称角度μ_nomに傾斜している、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記光学要素の前記第１の表面が、反射防止コーティングによってコーティングされている、請求項６に記載のシステム。

【請求項8】

前記光学セットアップが、前記サンプルを配向するように構成された配向インフラストラクチャを備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

前記サンプルが、一次元反射導波路又は二次元反射導波路である、請求項１に記載のシステム。

【請求項10】

前記光源、及び、任意選択的に、前記光感知コンポーネントを備える、オートコリメータを更に備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項11】

前記光感知コンポーネントが、前記戻された光ビームを感知するように構成された画像センサを備える、請求項１～１０のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項12】

前記光感知コンポーネントが、カメラであるか、又はカメラを備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項13】

前記光感知コンポーネントが、目盛り付きレチクルを備える接眼レンズアセンブリを備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項14】

前記光学セットアップが、前記内部ファセットを一度に１つずつ検査することを可能にするように構成された、並進可能なスリット式光学マスク若しくは開口式光学マスク、及び／又は複数のシャッターを更に備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項15】

前記画像センサによって取得された前記戻された光ビームの感知されたデータに基づいて、前記内部ファセット間の前記平行性からの偏差を計算するように構成された計算モジュールを更に備える、請求項１１に記載のシステム。

【請求項16】

各戻された光ビームに関係する前記感知されたデータが、前記画像センサ上の前記戻された光ビームによって形成されたそれぞれのスポットを構成する画素の測定された強度を含む、請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

前記計算モジュールが、前記内部ファセット間の前記平行性からの偏差を計算することの一部として、前記戻された光ビーム間の角度偏差を計算するように構成される、請求項１５に記載のシステム。

【請求項18】

前記平行性からの偏差を前記計算することが、ε_avg及び／又はε_maxを計算することを含み、ε_avgが、

【数1】

に等しく、ε_maxが、

【数2】

又は

【数3】

に等しく、

【数4】

であり、

【数5】

が、前記画像センサ上の第ｉ及び第ｊのスポットの位置を指定する二次元ベクトルのセットであり、Ｎが、前記内部ファセットの数であり、Ｍ＝Ｎ・（Ｎ－１）／２であり、ｆが、前記戻された光ビームを前記画像センサ上に集束させるように構成された集束レンズ又は集束レンズアセンブリの焦点距離である、請求項１５に記載のシステム。

【請求項19】

前記光学セットアップが、前記内部ファセットを一度に１つずつ検査することを可能にするように構成された、並進可能なスリット式光学マスク若しくは開口式光学マスク、及び／又は複数のシャッターを更に備え、前記計算モジュールが、前記複数の内部ファセットからの内部ファセットの対の間の平行性からの偏差を計算するように構成されている、請求項１５に記載のシステム。

【請求項20】

前記内部ファセットの対の間の平行性からの前記偏差の前記計算が、前記内部ファセットの各対内の前記内部ファセット間のピッチ｛ε_ij,p｝_i,j及び／又はロール｛ε_ij,r｝_i,jの偏差を計算することを含み、前記インデックスｉ及びｊが、異なる内部ファセットの対にわたる範囲であり、ε_ij,p及びε_ij,rがそれぞれ、前記内部ファセットのうちの第ｉの内部ファセットと第ｊの内部ファセットとの間のピッチ及びロールの偏差である、請求項１９に記載のシステム。

【請求項21】

前記ε_ij,p及び前記ε_ij,rがそれぞれ、ε_ij,p＝δ_ij,p／（２ｎ_s）＝（ｘ_i－ｘ_j）／（２ｎ_s・ｆ）及びε_ij,r＝δ_ij,r／（２ｎ_s）＝（ｙ_i－ｙ_j）／（２ｎ_s・ｆ）を介して計算され、δ_ij,pが、前記第ｉの内部ファセットからの反射によって誘起される、前記戻された光ビームのうちの第ｉの光ビームと、前記第ｊの内部ファセットからの反射によって誘起される、前記戻された光ビームのうちの第ｊの光ビームとの間のピッチの偏差であり、δ_ij,rが、前記戻された光ビームのうちの前記第ｉの光ビームと前記戻された光ビームのうちの前記第ｊの光ビームとの間のロールの偏差であり、

【数6】

が、前記戻された光ビームによって誘起される、画像センサ上のスポットの位置を指定する二次元ベクトルのセットであり、前記インデックスが、前記光ビームを並べあげており、Ｎが、前記内部ファセットの数であり、ｆが、前記戻された光ビームを前記画像センサ上に集束させるように構成された集束レンズ又は集束レンズアセンブリの焦点距離である、請求項２０に記載のシステム。

【請求項22】

サンプルの内部ファセットの平行性を検証するための光学に基づく方法であって、
屈折率ｎ_sを有する光透過性基板と、前記基板内に埋め込まれ、前記サンプルの外側の、かつ平坦な表面に対して鋭角の公称角度μ_nomに公称上配向された、２つ以上の内部ファセットと、を備えるサンプルを提供する段階と、
ｎ_sにほぼ等しい屈折率を有する光学要素を提供する段階であって、前記光学要素が、外側の、かつ平坦な第１の表面と、前記光学要素の前記第１の表面に対向しており、かつ前記第１の表面に対してほぼ公称角度μ_nomに傾斜している、外側の、かつ平坦な第２の表面と、を備える、提供する段階と、
前記光学要素の前記第２の表面が前記サンプルの前記表面に並行であり、かつ隣接するように、前記サンプル及び前記光学要素を位置決めする段階と、
複数の入射光ビームを、前記光学要素の前記第１の表面上に、前記第１の表面に対してほぼ法線方向に投影する段階と、
前記入射光ビームが、前記光学要素を通過し、前記サンプル内に透過して前記内部ファセットから反射し、前記光学要素を再通過し、前記光学要素の前記第１の表面を介して前記光学要素から出た後に、複数の戻された光ビームを取得する段階と、
前記戻された光ビームを感知する段階と、
前記感知されたデータに基づいて、前記内部ファセットのうちの少なくともいくつかの間の平行性からの少なくとも１つの偏差を計算する段階と、を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、概して、内部ファセットを含むサンプルの計測のための方法及びシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

いくつかの光導波路は、公称上平行である反射性の内部ファセットを含む。そのような内部ファセットの平行性を高精度で検証するには、現在の最先端技術では、ハイエンド光学コンポーネントが必要である。ハイエンド光学コンポーネントの使用を回避し、それによって大量生産の需要に応える、単純で、容易に実装可能な計測技術への満たされていないニーズが当技術分野には存在する。

【発明の概要】

【0003】

本開示の態様は、そのいくつかの実施形態によれば、内部ファセットを含むサンプルの計測のための方法及びシステムに関する。より具体的には、限定的ではないが、本開示のいくつかの実施形態によれば、本開示の態様は、複数の公称上平行な内部ファセットを含むサンプルの計測のための光学に基づく方法及びシステムに関する。

【0004】

反射導波路は、ヘッドマウントディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ、スマートフォン、コンパクトディスプレイ、３Ｄディスプレイ（ステレオディスプレイ）、コンパクトビームエキスパンダなどの様々なディスプレイに採用されている。反射導波路は、導波路の出力セクションにわたる複数の公称上平行な内部ファセットを含む。導波路のカップリングインセクションから出力セクションの方向に（全内部反射によって）伝播する光は、内部ファセットの各々での部分反射及び透過を介して徐々に導波路からカップリングされる。内部ファセット間、特に隣接する内部ファセット間の高い平行性は、（二重にならず、又はぼやけてもいない）シャープでクリアな画像がディスプレイ上に形成されることを確実にするのに役立つ。

【0005】

反射導波路を個々のユニットにダイシングする前に、プレートのスタック内の内部ファセットの平行性を監視するためのいくつかの方法が、当技術分野で既知である。しかしながら、製造のこれらの初期段階から完成品まで（すなわち、反射導波路の製造が完了するまで）、内部ファセットの平行性の変化が生じる場合がある。

【0006】

当技術分野では、（完成した）反射導波路内の、並びにその製造の後期段階における、内部ファセットの平行性を検証する改善された方法に対する満たされていないニーズが存在する。有利なことに、本出願は、反射導波路の内部ファセット間の平行性を検証するための、高速、単純、かつ正確な方法を開示する。本出願は、有利にはハイエンド及び／又は複雑なコンポーネントの使用を回避する、開示された方法を実装することができるシステムを更に開示する。

【0007】

したがって、いくつかの実施形態の態様によれば、サンプルの内部ファセットの平行性を検証するための光学に基づく方法が提供される。この方法は、以下の段階を含む。
－光透過性基板と、２つ以上の内部ファセットと、を含むサンプルを提供すること。基板は、屈折率ｎ_sを有する。内部ファセットは、基板内に埋め込まれる。内部ファセットの各々は、鋭角の公称角度μ_nomでサンプルの外側の、かつ平坦な表面に対して公称上傾斜している。
－ｎ_sにほぼ等しい屈折率を有する光学要素を提供する。光学要素は、外側の、かつ平坦な第１の表面と、外側の、かつ平坦な第２の表面と、を含む。光学要素の第２の表面は、光学要素の第１の表面に対向しており、かつほぼ公称角度μ_nomで光学要素の第１の表面に対して傾斜している。
－光学要素の第２の表面がサンプルの表面に並行であり、かつ隣接するように、サンプル及び光学要素を位置決めする。
－複数の入射光ビームを光学要素の第１の表面に、第１の表面に対してほぼ法線方向に投影する。
－入射光ビームが、光学要素を通過し、サンプル内に透過して内部ファセットから反射し、光学要素を再通過し、光学要素の第１の表面を介して光学要素から出た（例えば、光学要素から屈折させられた）後に、複数の戻された光ビームを取得する。
－戻された光ビームを感知する。
感知されたデータに基づいて、内部ファセットのうちの少なくともいくつかの間の平行性からの少なくとも１つの偏差を計算する。

【0008】

方法のいくつかの実施形態によれば、光学要素は、ｎ_sに等しい屈折率を有する。

【0009】

方法のいくつかの実施形態によれば、入射光ビームは、光学要素の第１の表面に対して法線方向に投影される。

【0010】

方法のいくつかの実施形態によれば、内部ファセット間の平行性からの偏差を計算する段階は、戻された光ビーム間の角度偏差を計算することを含む。

【0011】

方法のいくつかの実施形態によれば、入射光ビームは、コリメートされる拡大光ビームの相補部分を構成する。

【0012】

方法のいくつかの実施形態によれば、拡大光ビームは、単色である。

【0013】

方法のいくつかの実施形態によれば、拡大光ビームは、拡大レーザビームである。

【0014】

方法のいくつかの実施形態によれば、光学要素は、プリズムである。

【0015】

方法のいくつかの実施形態によれば、サンプルは、薄いスラブ又は細長いボックスとして成形される。

【0016】

方法のいくつかの実施形態によれば、サンプルは、一次元反射導波路又は二次元反射導波路である。

【0017】

方法のいくつかの実施形態によれば、光学要素の第２の表面は、角度μ_nom＋Δで光学要素の第１の表面に対して傾斜している。｜Δ｜は、約０．１°よりも大きく、約１°よりも小さい。

【0018】

方法のいくつかの実施形態によれば、光学要素の第２の表面は、公称角度μ_nomで光学要素の第１の表面に対して傾斜している。

【0019】

方法のいくつかの実施形態によれば、光学要素の第１の表面は、反射防止コーティングによってコーティングされている。

【0020】

方法のいくつかの実施形態によれば、方法は、サンプル、液体、及びプリズムが連続媒体を形成するように、基板と同じ屈折率を有する液体を塗布することを更に含む。

【0021】

方法のいくつかの実施形態によれば、戻された光ビームは、画像センサを使用して感知される。

【0022】

方法のいくつかの実施形態によれば、各戻された光ビームに対応する感知されたデータは、画像センサ上の戻された光ビームによって形成されたスポットを構成する画素の測定された強度を含む。

【0023】

方法のいくつかの実施形態によれば、オートコリメータは、入射光ビームを生成し、戻された光ビームを集束させるために使用される。

【0024】

方法のいくつかの実施形態によれば、戻された光ビームを感知する段階は、戻された光ビームを、接眼レンズを通して見ることを含む。戻された光ビームは、接眼レンズの目盛り付きレチクルに対するスポットとして現れる。

【0025】

方法のいくつかの実施形態によれば、平行性からの偏差を計算する段階は、ε_avg及び／又はε_maxを計算することを含む。ε_avgは、

【数1】

に等しい。ε_maxは、

【数2】

又は

【数3】

に等しい。

【数4】

。

【数5】

は、画像センサ上の第ｉ及び第ｊのスポットの位置を指定する二次元ベクトルのセット、又は接眼レンズの目盛り付きレチクルに対する第ｉ及び第ｊのスポットの位置を指定する二次元ベクトルのセットである。Ｎは、内部ファセットの数である。Ｍは、異なる内部ファセット対の数（すなわち、Ｍ＝Ｎ（Ｎ－１）／２）である。ｆは、戻された光ビームを画像センサ上又は接眼レンズ上に集束させるように構成された集束レンズ又は集束レンズアセンブリの焦点距離である。

【0026】

方法のいくつかの実施形態によれば、入射光ビームは、それぞれ、内部ファセットの各々に連続的に投影される。

【0027】

方法のいくつかの実施形態によれば、連続投影は、並進可能なスリット式光学マスク若しくは開口式光学マスク又は複数のシャッターを使用して実施される。

【0028】

方法のいくつかの実施形態によれば、平行性からの偏差の計算において、内部ファセットの対の間の、複数の内部ファセットからの平行性からの偏差が計算される。

【0029】

方法のいくつかの実施形態によれば、内部ファセットの対は、隣接する内部ファセットの対を含む。

【0030】

方法のいくつかの実施形態によれば、内部ファセットの対の間の平行性からの偏差の計算は、内部ファセットの対の各々における内部ファセット間のピッチ｛ε_ij,p｝_i,j及び／又はロール｛ε_ij,r｝_i,jの偏差を計算することを含む。インデックスｉ及びｊは、異なる内部ファセット対を表す。ε_ij,p及びε_ij,rは、それぞれ、第ｉの内部ファセットと第ｊの内部ファセットの間のピッチ及びロールの偏差である。いくつかのそのような実施形態によれば、ε_ij,p及びε_ij,rは、それぞれ、ε_ij,p＝δ_ij,p／（２ｎ_s）＝（ｘ_i－ｘ_j）／（２ｎ_s・ｆ）及びε_ij,r＝δ_ij,r／（２ｎ_s）＝（ｙ_i－ｙ_j）／（２ｎ_s・ｆ）を介して計算される。δ_ij,pは、第ｉの内部ファセットからの反射によって誘起される戻された光ビームのうちの第ｉの光ビームと、第ｊの内部ファセットからの反射によって誘起される戻された光ビームのうちの第ｊの光ビームとの間のピッチの偏差である。δ_ij,rは、戻された光ビームのうちの第ｉの光ビームと、戻された光ビームのうちの第ｊの光ビームとの間のロールの偏差である。

【数6】

は、戻された光ビームによって誘起される、画像センサ上のスポットの位置を指定する二次元ベクトルのセット、又は接眼レンズの目盛り付きレチクルに対するスポットの位置を指定する二次元ベクトルのセットである。インデックスｋは、光ビームを標記する。Ｎは、内部ファセットの数である。ｆは、画像センサ上又は接眼レンズ上に戻された光ビームを集束させるように構成された、集束レンズ又は集束レンズアセンブリの焦点距離である。

【0031】

方法のいくつかの実施形態によれば、平行性からの偏差を計算する段階は、内部ファセット間のピッチの最大偏差（すなわち、ピッチの偏差の範囲）ε_max,p＝（ｍａｘ｛ｘ_i｝_i－ｍｉｎ｛ｘ_i｝_i）／（２ｎ_s・ｆ）及び／又は内部ファセット間のロールの最大偏差（すなわち、ロールの偏差の範囲）ε_max,r＝（ｍａｘ｛ｙ_i｝_i－ｍｉｎ｛ｙ_i｝_i）／（２ｎ_s・ｆ）を計算することを含む。

【数7】

は、戻された光ビームによって誘発される画像センサ上のスポットの位置（例えば、中心点）を指定する二次元ベクトルのセット、又は接眼レンズの目盛り付きレチクルに対するスポットの位置を指定する二次元ベクトルのセットである。インデックスｉはスポットを標記する。Ｎは、内部ファセットの数である。ｆは、画像センサ上又は接眼レンズ上に戻された光ビームを集束させるように構成された、集束レンズ又は集束レンズアセンブリの焦点距離である。

【0032】

サンプルが反射導波路である方法のいくつかの実施形態によれば、サンプルの第１の表面及びサンプルの第２の表面は、導波路の主表面に対応する。いくつかのそのような実施形態によれば、公称角度μ_nomは、４５°未満である。

【0033】

いくつかの実施形態の態様によれば、サンプルの計測のための光学に基づくシステムが提供され、屈折率ｎ_sを有する基板と、２つ以上の内部ファセットと、を有し、内部ファセットは、基板に埋め込まれ、サンプルの外側の、かつ平坦な表面に対して、公称上、鋭角の公称角度μ_nomに配向されている。システムは、光透過性光学要素と、光源及び光感知コンポーネントを含む光学セットアップと、を含む。光学要素は、ｎ_sにほぼ等しい屈折率を有し、外側の、かつ平坦な第１の表面と、外側の、かつ平坦な第２の表面と、を含む。光学要素の第１の表面及び光学要素の第２の表面は、互いに対向しており、公称角度μ_nomにほぼ等しい傾斜角を第１の表面と第２の表面との間に画定する。光学セットアップは、（ｉ）光学要素の第２の表面がサンプルの表面に平行で、かつ隣接しており、（ｉｉ）そのように位置決めされたときに、光源によって生成された光ビームが、光学要素の第１の表面にほぼ法線方向に入射するように、サンプル及び／又は光学要素を位置決めすることを可能にするように構成されている。光学セットアップは、戻された光ビーム間の角度偏差を決定することを可能にするように、戻された光ビームを光感知コンポーネント上に集束させるように更に構成されている。戻された光ビームは、入射光ビームが、光学要素を通過し、サンプル内に透過して内部ファセットから反射し、光学要素を再通過し、光学要素の第１の表面を介して光学要素から出た（例えば、光学要素から屈折させられた）後に取得される。したがって、角度偏差は、内部ファセット間の平行性からの偏差を示す。

【0034】

システムのいくつかの実施形態によれば、光学要素はｎ_sに等しい屈折率を有する。

【0035】

システムのいくつかの実施形態によれば、第１の複数の光ビームは、光学要素の第１の表面に対して法線方向に投影される。

【0036】

システムのいくつかの実施形態によれば、光学機器は、光源によって生成された光ビームをコリメートし、それによって入射光ビームを準備するように構成されたコリメートレンズ又はコリメートレンズアセンブリを含む。

【0037】

システムのいくつかの実施形態によれば、光源は単色性光源である。

【0038】

システムのいくつかの実施形態によれば、光源はレーザ源である。

【0039】

システムのいくつかの実施形態によれば、光学機器は、集束レンズ、又は集束レンズアセンブリを含み、集束レンズ、又は集束レンズアセンブリは、出射光ビームを光感知コンポーネント上に集束するように構成されている。いくつかの実施形態、例えば、光学セットアップがオートコリメータを含む実施形態によれば、集束レンズ、又は集束レンズアセンブリは、コリメートレンズ、又はコリメートレンズアセンブリであり、オートコリメータに含まれ得る。

【0040】

システムのいくつかの実施形態によれば、光学要素の第２の表面は、光学要素の第１の表面に対してμ_nom＋Δに等しい角度に傾斜している。｜Δ｜は、約０．１°よりも大きく、約１°よりも小さい。

【0041】

システムのいくつかの実施形態によれば、光学要素の第２の表面は、光学要素の第１の表面に対して公称角度μ_nomに傾斜している。

【0042】

システムのいくつかの実施形態によれば、光学要素の第１の表面は、反射防止コーティングによってコーティングされている。

【0043】

システムのいくつかの実施形態によれば、光学セットアップは、サンプルを配向するように構成された配向インフラストラクチャを含む。

【0044】

システムのいくつかの実施形態によれば、配向インフラストラクチャは、ピッチゴニオメータ及びロールゴニオメータを含む。

【0045】

システムのいくつかの実施形態によれば、配向インフラストラクチャは、傾斜したプラットフォームを更に含み、傾斜したプラットフォームは、公称角度μ_nomに等しい傾斜角に傾斜している。傾斜したプラットフォームは、ゴニオメータ上に取り付けられ、傾斜したプラットフォーム上にサンプルが配置されるように構成されている。

【0046】

システムのいくつかの実施形態によれば、サンプルは、薄いスラブ又は細長いボックスとして成形される。

【0047】

システムのいくつかの実施形態によれば、サンプルは、一次元反射導波路又は二次元反射導波路である。

【0048】

システムのいくつかの実施形態によれば、光学セットアップは、光源及び任意選択的に光感知コンポーネントを含むオートコリメータを更に含む。

【0049】

システムのいくつかの実施形態によれば、光感知コンポーネントは、戻された光ビームを感知するように構成された画像センサを含む。

【0050】

システムのいくつかの実施形態によれば、光感知コンポーネントは、カメラであるか、又はカメラを含む。

【0051】

システムのいくつかの実施形態によれば、光感知コンポーネントは、目盛り付きレチクルを含む接眼レンズアセンブリを含む。

【0052】

システムのいくつかの実施形態によれば、光学セットアップは、内部ファセットを一度に１つずつ検査することを可能にするように構成された、並進可能なスリット式スクリーン又は開口式スクリーン、及び／又は複数のシャッターを更に含む。

【0053】

システムのいくつかの実施形態によれば、システムは、画像センサによって取得された戻された光ビームの感知されたデータに基づいて内部ファセット間の平行性からの偏差を計算するように構成された計算モジュールを更に含む。

【0054】

システムのいくつかの実施形態によれば、各戻された光ビームに関する感知されたデータは、画像センサ上の戻された光ビームによって形成されたそれぞれのスポットを構成する画素の測定された強度を含む。

【0055】

システムのいくつかの実施形態によれば、計算モジュール、内部ファセット間の平行性からの偏差を計算することの一部として、ε_avg及び／又はε_maxを計算するように構成されている。ε_avgは、

【数8】

に等しい。ε_maxは、

【数9】

又は

【数10】

に等しい。ここで、

【数11】

である。

【数12】

は、画像センサ上の第ｉ及び第ｊのスポットの位置を指定する２次元ベクトルのセットである。Ｎは、内部ファセットの数である。Ｍは、異なる内部ファセット対の数（すなわち、Ｍ＝Ｎ（Ｎ－１）／２）である。ｆは、戻された光ビームを画像センサ上に集束させるように構成された集束レンズ又は集束レンズアセンブリの焦点距離である。

【0056】

システムのいくつかの実施形態によれば、光学セットアップは、並進可能なスリット式光学マスク若しくは開口式光学マスク、及び／又は複数のシャッターを更に含み、計算モジュールは、複数の内部ファセットからの内部ファセットの対の間の平行性からの偏差を計算するように構成されている。

【0057】

システムのいくつかの実施形態によれば、内部ファセットの対は、隣接する内部ファセットの対を含む。

【0058】

システムのいくつかの実施形態によれば、計算モジュールは、内部ファセットの対の間の平行性からの偏差を計算することの一部として、内部ファセットの対の間のピッチ及び／又はロールにおける偏差を計算するように構成されている。

【0059】

システムのいくつかの実施形態によれば、内部ファセットの対の間の平行性からの偏差を計算することは、内部ファセットの対の各々における内部ファセット間のピッチ｛ε_ij,p｝_i,j及び／又はロール｛ε_ij,r｝_i,jにおける偏差を計算することを含む。インデックスｉ及びｊは、異なる内部ファセット対を表す。ε_ij,p及びε_ij,rは、それぞれ、第ｉの内部ファセットと第ｊの内部ファセットの間のピッチ及びロールの偏差である。いくつかのそのような実施形態によれば、ε_ij,p及びｔｈｅ ε_ij,rは、それぞれ、ε_ij,p＝δ_ij,p／（２ｎ_s）＝（ｘ_i－ｘ_j）／（２ｎ_s・ｆ）及びε_ij,r＝δ_ij,r／（２ｎ_s）＝（ｙ_i－ｙ_j）／（２ｎ_s・ｆ）を介して計算される。δ_ij,pは、第ｉの内部ファセットからの反射によって誘起される戻された光ビームのうちの第ｉの光ビームと、第ｊの内部ファセットからの反射によって誘起される戻された光ビームのうちの第ｊの光ビームとの間のピッチの偏差である。δ_ij,rは、戻された光ビームのうちの第ｉの光ビームと、戻された光ビームのうちの第ｊの光ビームとの間のロールの偏差である。

【数13】

は、戻された光ビームによって誘起される画像センサ上のスポットの位置を指定する二次元ベクトルのセットである。インデックスｋは、光ビームを標記する。Ｎは、内部ファセットの数である。ｆは、戻された光ビームを画像センサ上に集束させるように構成された、集束レンズ又は集束レンズアセンブリの焦点距離である。

【0060】

システムのいくつかの実施形態によれば、計算モジュールは、内部ファセット間の平行性からの偏差を計算する一部として、内部ファセットε_max,p＝（ｍａｘ｛ｘ_i｝_i－ｍｉｎ｛ｘ_i｝_i）／（２ｎ_s・ｆ）間のピッチの最大偏差（すなわち、ピッチの偏差の範囲）及び／又は内部ファセットε_max,r＝（ｍａｘ｛ｙ_i｝_i－ｍｉｎ｛ｙ_i｝_i）／（２ｎ_s・ｆ）間のロールの最大偏差（すなわち、ロールの偏差の範囲）を計算するように構成されている。

【数14】

は、戻された光ビームによって誘起された画像センサ上のスポットの位置（例えば、中心点）を指定する二次元ベクトルのセットである。インデックスｉはスポットを標記する。Ｎは、内部ファセットの数である。ｆは、戻された光ビームを画像センサ上に集束させるように構成された、集束レンズ又は集束レンズアセンブリの焦点距離である。

【0061】

サンプルが反射性導波路であるシステムのいくつかの実施形態によれば、サンプルの第１の表面及びサンプルの第２の表面は、導波路の主表面に対応する。いくつかのそのような実施形態によれば、公称角度μ_nomは、４５°未満である。

【0062】

本開示の特定の実施形態は、上記利点の一部若しくは全てを含み得るか、又はいずれも含まない場合がある。本出願に含まれる図面、明細書、及び特許請求の範囲から、１つ以上の他の技術的利点が当業者に容易に明らかになり得る。更に、具体的な利点が上記に列挙されているが、様々な実施形態が、列挙された利点の全て若しくは一部を含み得るか、又はいずれも含まない場合がある。

【0063】

特に明記されない限り、本明細書において使用される全ての技術用語及び科学用語は、本開示に関する技術分野における当業者によって一般に理解されるものと同一の意味を有する。矛盾する場合は、定義を含め、本特許明細書が優先される。本明細書で使用される不定冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、文脈上、そうではないことが明らかな場合を除き、「少なくとも１つ」又は「１つ以上」を意味する。

【0064】

特に明記されない限り、本開示から明らかなように、いくつかの実施形態によれば、「処理する」、「計算する」、「演算する」、「決定する」、「推定する」、「評価」、又は「測る」などの用語は、計算システムのレジスタ及び／又はメモリ内の物理的な（例えば、電子的な）量として表されるデータを、計算システムのメモリ、レジスタ、又は他のそのような情報記憶、送信、若しくは表示デバイス内の物理量として同様に表される他のデータへと操作及び／又は変換する、コンピュータ若しくは計算システム、又は同様の電子計算デバイスの行為及び／又はプロセスを指し得ることが理解されよう。

【0065】

本開示の実施形態は、本明細書における動作を実行するための装置を含み得る。装置は、所望の目的のために特別に構築され得るか、又はコンピュータに記憶されたコンピュータプログラムによって選択的に作動又は再構成される汎用コンピュータを含み得る。そのようなコンピュータプログラムは、コンピュータ可読記憶媒体、例えば、限定はされないが、フロッピーディスク、光ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、磁気光ディスク、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、電気的にプログラム可能な読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能及びプログラム可能な読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、磁気若しくは光カード、又は電子命令を記憶するのために好適な、かつコンピュータシステムバスに結合可能な任意の他のタイプの媒体などに記憶され得る。

【0066】

本明細書に提示されるプロセス及びディスプレイは、いかなる特定のコンピュータ又は他の装置にも本来的に関連付けられていない。本明細書の教示によるプログラムとともに様々な汎用システムを使用することができ、又は、所望の方法を実行するために、より特化した装置を構築することが好都合であり得る。様々なこれらのシステムのための所望の構造が以下の説明から理解されよう。加えて、本開示の実施形態は、いかなる特定のプログラミング言語も参照して説明されていない。様々なプログラミング言語が、本明細書に記載されるように、本開示の教示を実装するために使用され得ることが理解されよう。

【0067】

本開示の態様は、コンピュータによって実行される、プログラムモジュールなどのコンピュータ実行可能命令の一般的なコンテキストで記述され得る。一般に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行する、又は特定の抽象データ型を実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、及びデータ構造などを含む。開示される実施形態はまた、通信ネットワークを介してリンクされたリモート処理デバイスによってタスクが実行される分散コンピューティング環境で実施され得る。分散コンピューティング環境では、プログラムモジュールは、メモリストレージデバイスを含むローカル及びリモートコンピュータストレージ媒体の両方に配置され得る。

【図面の簡単な説明】

【0068】

本開示のいくつかの実施形態を、添付の図面を参照しながら説明する。説明は、図とともに、いくつかの実施形態がどのように実施され得るかを当業者に明らかにする。図は、例解的な説明を目的としたものであり、本開示の根本的な理解のために必要とされる以上に詳細に、実施形態の構造の詳細を示そうとはしていない。明瞭さのために、図に描写されているいくつかの物体は、縮尺通りに描画されていない。更に、同じ図における２つの異なる物体が、異なる縮尺で描画されている場合がある。特に、いくつかの物体の縮尺が、同じ図の他の物体と比較して大幅に誇張されている場合がある。

【0069】

図中、

【図1A】いくつかの実施形態による、サンプルの内部ファセットの計測のための光学に基づくシステム及びシステム上に取り付けられたサンプルを概略的に描写する。

【図1B】いくつかの実施形態による、図１Ａのサンプルのセクションの断面図である。

【図1C】いくつかの実施形態による、図１Ａのサンプルの端部の斜視図である。

【図1D】いくつかの実施形態による、サンプルの検査中の、動作中の図１Ａのシステムを概略的に描写する。

【図1E】図１Ｄの一部の拡大図である。

【図2A】いくつかの実施形態による、サンプルの検査の一部として取得された、図１Ａの画像センサの感光面上のスポットを概略的に示す。

【図2B】いくつかの実施形態による、サンプルの検査の一部として取得された、図１Ａの画像センサの感光面上のスポットを概略的に示す。

【図3】図１Ａのシステムの具体的実施形態に対応する、サンプルの内部ファセットの計測のための光学に基づくシステムを概略的に描写する。

【図4】いくつかの実施形態による、サンプルの検査の一部として取得された、図３のシステムのオートコリメータに関連付けられたデジタルディスプレイ上のスポットを概略的に描写する。

【図5】図１Ａのシステム、及びシステムを使用して検査されるサンプルの具体的実施形態に対応する、サンプルの内部ファセットの計測のための光学に基づくシステムのいくつかのコンポーネントを概略的に示す。

【図6】いくつかの実施形態による、サンプルの内部ファセットの計測のための光学に基づく方法のフローチャートを提示する。

【図7A】いくつかの実施形態による、開示された方法及びシステムを使用して取得された検査結果を提示する。

【図7B】いくつかの実施形態による、開示された方法及びシステムを使用して取得された検査結果を提示する。

【発明を実施するための形態】

【0070】

本出願に開示される教示の原理、使用、及び実装は、添付の明細書及び図面を参照することにより、より良く理解され得る。本出願の明細書及び図面を精査した当業者は、過度の努力又は実験を行うことなく、本明細書の教示を実施することができるであろう。図中、同じ参照番号は、全体を通して同じ部分を指す。

【0071】

本出願の明細書及び特許請求の範囲では、「含む」及び「有する」という語、並びにこれらの語形は、それらの単語が関連付けられ得るリスト内の構成要素に限定されない。

【0072】

本出願で使用される場合、「約」という用語は、量又はパラメータ（例えば、要素の長さ）の値を、所与の（記載されている）値の近傍（及びその値を含む）の連続した値の範囲内に指定するために使用され得る。いくつかの実施形態によれば、「約」は、パラメータの値を、所与の値の８０％～１２０％に指定し得る。例えば、「要素の長さは約１ｍに等しい」という記述は、「要素の長さは０．８ｍ～１．２ｍである」という記述に等しい。いくつかの実施形態によれば、「約」は、パラメータの値を、所与の値の９０％～１１０％に指定し得る。いくつかの実施形態によれば、「約」は、パラメータの値を、所与の値の９５％～１０５％に指定し得る。特に、「ほぼ等しい」及び「ほぼ等しい」という用語もまた、正確な等価性を包含することを理解されたい。

【0073】

本明細書で使用される場合、いくつかの実施形態によれば、「実質的に」及び「約」という用語は同義であり得る。

【0074】

説明を簡単にするために、図面のうちのいくつかでは、三次元デカルト座標系が導入されている。描写されている物体に対する座標系の配向は、図によって異なり得ることに留意されたい。また、記号

【数15】

は、「ページから外」を指す軸を表すために使用され得、一方、記号

【数16】

は、「ページ内へ」を指す軸を表すために使用され得る。

【0075】

図中、任意選択的な要素及び（フローチャートにおける）任意選択的な段階は、破線で描かれている。

【0076】

明細書全体を通して、ベクトルは、小文字、太字のアップライト文字（例えば

【数17】

）で表される。

【0077】

説明は、方程式の形態のパラメータ間の定量的関係を含む。したがって、説明をより明確にするために、説明全体を通して、特定の記号は、特定のタイプのパラメータ及び／又は数量を標記するために排他的に使用される。ベクトル「

【数18】

」
（上付き文字及び／又は下付き文字を含む）は、スポット（例えば、コンポーネント上）の座標を指定する二次元ベクトルを表す。ギリシャ文字の「ε」（上付き文字及び／又は下付き文字を含む）は、平面間の角度又は角度の大きさを表す。より具体的には、ギリシャ文字「ε」は、サンプルの内部ファセットの対の間の平行性からの偏差、又は平行性からの偏差の大きさを表すために使用される。ギリシャ文字「δ」（上付き文字及び／又は下付き文字を含む）は、２つのベクトル間の角度又は２つのベクトル間の角度の大きさを表す。より具体的には、ギリシャ文字「δ」は、２つの光ビームの伝播方向間の角度偏差を表すために使用される。「ｎ_s」は、開示されたシステム及び／又は方法を使用して検査されたサンプルの屈折率を示す。「ｆ」は、サンプルを検査するために使用され、かつ／又はサンプルを検査するために使用される開示された方法の一部として使用される、開示されたシステムに含まれる光感知コンポーネント上に戻された光ビームを集束させるために使用される集束レンズ又はレンズアセンブリの焦点距離を表す。したがって、記号

【数19】

ε、δ、ｎ_s、及びｆ（並びに角度を示す記号「μ」、「σ」、「Δ」）は、それらの記号が最初にテキストに導入される具体的実施形態に関連付けられているとみなされるべきではない。特に、一実施形態の文脈における値、値の範囲、並びに／又は

【数20】

並びにパラメータε、δ、ｎ_s、及びｆ（並びにパラメータμ、σ、及びΔ）の（成分の）値に対する制約の指定は、必ずしも別の実施形態に引き継がれるものではない。

【0078】

明細書全体を通して、三次元要素の内部の平坦な表面（三次元要素の２つの部分間の平坦な境界又は三次元要素内に組み込まれた材料の内部平坦層など）は、「内部ファセット」と称される。

【0079】

本明細書では、物体が、設計及び製作上、サンプルの平坦な表面間の傾斜角などの特性を呈する（すなわち、それによって特徴付けられる）ことが意図されているとき、その物体はその特性を「公称上」呈すると言われ得るが、製造許容誤差のために、その特性は、事実上不完全にしか呈されない場合がある。

【0080】

システム
いくつかの実施形態の態様によれば、サンプルにおける内部ファセットの計測のための光学に基づくシステムが提供される。図１Ａは、いくつかの実施形態によるそのようなシステムである、光学に基づくシステム１００を概略的に描写する。光学に基づくシステム１００は、サンプルの内部ファセット間の平行性を検証するように構成されている。より具体的には、図１Ａは、いくつかの実施形態による、システム１００及びサンプル１０の断面側面図を提示する。（サンプル１０は、システム１００の一部を構成しないと理解されたい。）

【0081】

サンプル１０は、光透過性である基板１２と、基板の内部の（すなわち、基板に埋め込まれた）２つ以上の内部ファセット１４と、を含む。サンプル１０は、外側の第１の表面１６ａ（「サンプルの第１の表面」とも称される）を含む。サンプルの第１の表面１６ａは平坦であり得る。いくつかの実施形態によれば、内部ファセット１４の各々は、基板１２内に埋め込まれた薄い半反射層又は反射層であり得る。いくつかの実施形態によれば、内部ファセット１４のうちの１つ以上は、薄膜又は部分ミラーであり得る。いくつかの実施形態によれば、内部ファセットのうちの１つ以上は、ガラス層及び／又は誘電体コーティングであり得るか、又はそれらを含み得る。いくつかの実施形態によれば、基板１２は、一次元又は二次元の反射導波路（「幾何学的導波路」とも称される）であり得、その場合、サンプル１０は、サンプルの第１の表面１６ａに対向しており、かつ平行な、外側の、かつ平坦な第２の表面１６ｂ（「サンプルの第２の表面」とも称される）を含み得る。サンプル１０が反射導波路であるいくつかの実施形態によれば、サンプルの第１の表面１６ａ及びサンプルの第２の表面１６ｂは、導波路の主表面に対応し得る。いくつかの実施形態によれば、サンプル１２は、ガラス、結晶、又は透明ポリマーで作製され得る。

【0082】

サンプル１０の出力セクション１８は、内部ファセット１４が配置されている基板１２の部分（例えば、セグメント）に対応する（一方、出力セクションに相補的な基板のセクションは、内部ファセット１４のいずれかを欠き得る）。また、図１Ｂを参照すると、図１Ｂは、いくつかの実施形態による、出力セクション１８の拡大図を提供している。説明を容易にすることを意図した非限定的な例として、図１Ａ及び図１Ｂでは、内部ファセット１４は、第１の内部ファセット１４ａ、第２の内部ファセット１４ｂ、及び第３の内部ファセット１４ｃの３つの内部ファセットを含むものとして示されている。第２の内部ファセット１４ｂは、第１の内部ファセット１４ａと第３の内部ファセット１４ｃとの間に配置されている。当業者は、３内部ファセットケースが任意の数の内部ファセット（例えば、４個、５個、１０個、又は１１個以上）の要件を包含することを容易に認識するであろう。

【0083】

図１Ｃを参照すると、図１Ｃは、いくつかの実施形態による、第２の内部ファセット１４ｂ及び第３の内部ファセット１４ｃを含むサンプル１０の端部１５の斜視図を提供する。第２の内部ファセット１４ｂ及び第３の内部ファセット１４ｃの公称配向は、それぞれ、平面Ｂ及び平面Ｃ（破線によって輪郭が描かれている）によって例解されている。（平面Ｂ及びＣは、各々、ｘｙ平面に平行である。）

【0084】

内部ファセット１４は、公称上平行である。すなわち、サンプル１０の意図された設計によれば、内部ファセット１４は、平行である。実際には、製作の不完全性に起因して、内部ファセット１４は、典型的には、完璧な平行性を呈しない場合がある。いくつかの実施形態によれば、内部ファセット１４の各々は、サンプルの第１の表面１６ａに対して公称角度μ_nomに公称上傾斜している。しかし、実際には、内部ファセット１４の各々は、公称角度μ_nomとはわずかに異なる、それぞれの実際の角度に配向され得る。第１の内部ファセット１４ａ、第２の内部ファセット１４ｂ、及び第３の内部ファセット１４ｃは、それぞれ、サンプルの第１の表面１６ａに対して、第１の実際の角度μ₁、第２の実際の角度μ₂、及び第３の実際の角度μ₃に配向されている。製作の不完全性のために、実際の角度μ_i（ｉ＝１、２、３）は、大きさだけでなく、それぞれの角度形成平面によっても、互いに異なる場合があり、かつ／又は公称角度μ_nomと異なる場合があることに留意されたい。例えば、公称角度がｚｘ平面に平行な第１の平面上に形成される場合、μ₁は、第１の平面に対して傾いている第２の平面上に形成され得る。同様に、μ₂は、第１の平面及び／又は第２の平面に対して傾いている第３の平面上に形成され得る。別の言い方をすれば、

【数21】

によって、それぞれ、第１の内部ファセット１４ａ、第２の内部ファセット１４ｂ、及び第３の内部ファセット１４ｃに対して法線方向の単位ベクトルを示すと、最も一般的には、

【数22】

であり、ここでは、製作の不完全性がない場合、

【数23】

であると仮定される。ここで、

【数24】

は、ｚ軸方向の単位ベクトルを示す。

【0085】

「内部ファセットのピッチ」は、本明細書で使用される場合、内部ファセットがその公称配向に対してｙ軸を中心に回転する角度を指す。「内部ファセットのロール」は、内部ファセットがその公称配向に対してｘ軸を中心に回転する角度を指す。

【0086】

平面Ｂ上に示されているのは、ｂ_x及びｂ_yであり、それぞれ、

【数25】

のｘ及びｙ成分である。第２の内部ファセット１４ｂは、それぞれ消失していないｂ_x及びｂ_yによって明示されるように、ピッチ及びロールの両方において平面Ｂに対して傾いているとして示されている。平面Ｃ上に示されているのは、ｃ_x及びｃ_yであり、それぞれ、

【数26】

のｘ及びｙ成分である。第３の内部ファセット１４ｃは、それぞれ消失していないｃ_x及びｃ_yによって明示されるように、ピッチ及びロールの両方において平面Ｃに対して傾いているとして示されている。加えて、第２の内部ファセット１４ｂ及び第３の内部ファセット１４ｃは、ピッチ及びロールの両方において互いに異なることが示されている（すなわち、図１Ｃでは、ｃ_x＞ｂ_x及びｃ_y＞ｂ_yである）。

【0087】

サンプルの第１の表面１６ａ及びサンプルの第２の表面１６ｂの各々は、サンプル１０の第１の端部１１ａから第２の端部１１ｂまで延在する。出力セクション１８は、サンプルの第１の表面１６ａ上の出力領域１３を画定する。いくつかの実施形態によれば、サンプル１０は、第２の端部１１ｂの方向に伝播する光が、内部ファセット１４によって反射された後にサンプル１０から出力領域１３を通って出るように構成され得る。

【0088】

いくつかの実施形態によれば、システム１００は、光透過性である光学要素１０２、及び光学セットアップ１０４を含む。システム１００は更に、光学セットアップ１０４に機能的に関連付けられ、光学セットアップ１０４の動作を制御するように構成されたコントローラ１０８を含み得る。いくつかの実施形態によれば、図１Ａに描写されるように、光学セットアップ１０４は、照明及び収集アセンブリ（ＩＣＡ）１１２と、保持インフラストラクチャ１１４自体の上にサンプル１０を取り付けるための保持インフラストラクチャ１１４と、を含む。いくつかの実施形態によれば、以下に詳述するように、保持インフラストラクチャ１１４は、サンプル１０の配向を制御可能に設定することを可能にするように構成された配向インフラストラクチャを含むか又は構成し得る。ＩＣＡ１１２は、光源１２２（又は複数の光源）と、光感知コンポーネント１２４と、を含む。いくつかの実施形態によれば、光感知コンポーネント１２４は、画像センサを含み得る。いくつかの実施形態によれば、画像センサは、ＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサであり得る。いくつかの実施形態によれば、光感知コンポーネント１２４はカメラであり得る。代替的に、いくつかの実施形態によれば、光感知コンポーネント１２４は、接眼レンズアセンブリに集束された光線間の偏差の視覚的決定（すなわち、目による決定）のために構成された接眼レンズアセンブリであり得るか、又は接眼レンズアセンブリを含み得る。いくつかの実施形態によれば、ＩＣＡ１１２は、機能が以下に説明される光学機器１２８を更に含み得る。

【0089】

光学要素１０２は、基板１３２を含み、基板１３２は、光学要素１０２の大部分を構成し、基板１２とほぼ同じ屈折率（例えば、屈折率の値の±０．０２の範囲内）を有する材料で作製される。光学要素１０２は、外側の第１の表面１３４ａ（例えば、外側である、基板１３２の第１の表面、「光学要素の第１の表面」とも称される）及び外部の第２の表面１３４ｂ（例えば、外側である、基板１３２の第２の表面、「光学要素第２の表面」とも称される）を更に含む。いくつかの実施形態によれば、図１Ａに描写されているように、光学要素の第１の表面１３４ａ及び光学要素の第２の表面１３４ｂは平坦である。いくつかの実施形態によれば、光学要素１０２は、プリズムである。いくつかのそのような実施形態によれば、プリズムは、三角形のプリズムであり得る。

【0090】

図１Ｃ及び図１Ｄに示され、以下に詳細に説明されるように、光学要素１０２は、光学要素の第１の表面１３４ａ上において、光学要素の第１の表面１３４ａ上の中心に十分に近い位置に、０°に十分に近い入射角で入射する光（その少なくとも一部）が、光学要素の第２の表面１３４ｂを介して（すなわち、貫通して）光学要素１０２を出るように構成される。より具体的には、光学要素１０２は、光学要素１３４ａに法線方向に入射し、それによって光学要素１０２内に透過した光（のうちの少なくとも一部）が、光学要素１０２を通って移動し、公称傾斜角μ_nomにほぼ等しい入射角で光学要素の第２の表面１３４ｂに衝突するように構成される。

【0091】

いくつかの実施形態によれば、光学要素の第２の表面１３４ｂは、光学要素の第１の表面１３４ａに対して公称傾斜角μ_nom（すなわち、σ＝μ_nom）に傾斜し得る。代替的に、いくつかの実施形態によれば、及び以下に詳述されるように、σ＝μ_nom＋Δであって、０．３°≦｜Δ｜≦０．５°、０．２°≦｜Δ｜≦ ０．７°、又は０．１°≦｜Δ｜≦１°であり得る。各選択肢が別個の実施形態に対応する。

【0092】

ＩＣＡ１１２は、光源１２２によって生成され、任意選択的に、（光学機器１２８を含む実施形態における）光学機器１２８によって操作される（例えば、コリメートされる）、（図１Ｃ及び１Ｄに示されるように）コリメートされた光ビームを出力するように構成される。いくつかの実施形態によれば、光学機器１２８は、コリメートレンズ又はコリメートレンズアセンブリ（図示せず）を含み得る。光学要素１０２及びＩＣＡ１１２（より正確には、ＩＣＡ１１２の照明成分）の相対的配向は、ＩＣＡ１１２によって出力された光ビームが、光学要素の第１の表面１３４ａに法線方向に（又は少なくとも実質的に法線方向に光学要素の第１の表面１３４ａに衝突するように設定され得る。いくつかの実施形態によれば、光源１２２は、単色光ビームを生成するように構成され得る（かつＩＣＡ１１２によって出力される光ビームは単色である）。いくつかの実施形態によれば、光源１２２は、レーザ源であり得る（かつＩＣＡ１１２によって出力される光ビームは、レーザビームである）。光源１２２がレーザ源であるいくつかの実施形態によれば、ＩＣＡ１１２は、コリメートされた拡大レーザビームを出力するように構成され得る。いくつかのそのような実施形態によれば、光学機器１２８は、レーザビームの直径を増加させるように構成されたビームエキスパンダ（図示せず）を含み得る。例えば、サンプル１０が一次元反射導波路である実施形態などのいくつかの実施形態によれば、拡大レーザビームの直径（例えば、拡大レーザビームの断面が楕円を画定するときの最大直径）は、出力領域１３の長手方向寸法にほぼ等しくあり得る。サンプル１０が二次元反射導波路である実施形態などのいくつかの実施形態によれば、拡大レーザビームの断面積は、出力領域１３の断面積にほぼ等しいサイズであり得る。

【0093】

いくつかの実施形態によれば、光源１２２、光感知コンポーネント１２４、及び光学機器１２８の少なくとも一部は、オートコリメータを含み得るか、又はオートコリメータのコンポーネントを含む。いくつかの実施形態によれば、オートコリメータは、デジタルオートコリメータ又は電子オートコリメータである。いくつかの実施形態によれば、オートコリメータは、レーザオートコリメータである。いくつかの実施形態によれば、オートコリメータは、視覚的オートコリメータである。いくつかの実施形態によれば、光源１２２、及び光学機器１２８の少なくとも一部は、オートコリメータを構成するか、又はオートコリメータのコンポーネントを構成し得、オートコリメータは、光感知コンポーネント１２４によって構成されたカメラに取り付けられている。

【0094】

いくつかの実施形態によれば、光学機器１２８は、光学要素の第１の表面１３４ａ上の光ビーム（例えば、レーザビーム）の入射（すなわち、衝突）位置を制御し、それによって内部ファセット１４の各々を別個に検査することを可能にするように構成された、並進可能なスリット式光学マスク又は開口式光学マスク（図示せず、図２の並進可能な光学マスクなど）を更に含み得る。代替的に、いくつかの実施形態によれば、光学機器１２８は、内部ファセット１４の各々を別個に検査することを可能にするように構成された複数のシャッターを更に含み得る。

【0095】

いくつかの実施形態によれば、保持インフラストラクチャ１１４は、サンプル１０と光学要素１０２との間の配向を制御可能に設定することを可能にするように構成され得る。特に、保持インフラストラクチャ１１４は、サンプルの第１の表面１６ａが（光学要素１０２の）光学要素の第２の表面１３４ｂに隣接し、かつ平行であるように、サンプル１０及び／又は光学要素１０２を配向することを可能にするように構成され得る。いくつかの実施形態によれば、保持インフラストラクチャ１１４は、ＩＣＡ１１２によって出力された入射光ビームが光学要素の第１の表面１３４ａに垂直に衝突するように、サンプル１０を配向させるように更に構成され得る。非限定的な例として、いくつかの実施形態によれば、保持インフラストラクチャ１１４は、配向可能なステージアセンブリ１３８（例えば、二軸ステージ）の形の配向インフラストラクチャを含み得る。

【0096】

ステージアセンブリ１３８は、サンプル１０などのサンプルをその上に取り付け、（例えば、ＩＣＡ１１２に対して）サンプルのピッチ角度及び／又はロール角度を調整することを可能にするように構成される。いくつかの実施形態によれば、ステージアセンブリ１３８は、６つの自由度の各々においてステージアセンブリ１３８上に取り付けられたサンプルを操作することを可能にするように構成され得る。いくつかの実施形態によれば、ステージアセンブリ１３８は、２つのゴニオメータ（図５に描写されたゴニオメータなど、図１Ａには図示せず）、すなわち、一方が他方の上に配設されたピッチゴニオメータ及びロールゴニオメータを含み得る。いくつかのそのような実施形態によれば、ステージアセンブリ１３８は、（ｉ）２つのゴニオメータの一方の上部に位置決めされ、（ｉｉ）ステージアセンブリ１３８上にサンプル１０が配置されるように構成された傾斜したプラットフォーム（図５に描写された傾斜したプラットフォームなど、図１Ａには示されていない）を含み得る。プラットフォームの傾斜角は、公称角度μ_nomに等しくあり得るか、又はほぼ等しくあり得る。いくつかのそのような実施形態では、光学要素１０２は、サンプル１０上に位置決めされ、サンプル１０によって支持され得る。代替的に、いくつかの実施形態によれば、保持インフラストラクチャ１１４は、光学要素１０２を保持し、制御可能に配向するように構成された配向可能な保持ギア（図示せず）を含み得る。いくつかの実施形態によれば、保持インフラストラクチャ１１４は、コントローラ１０８と機能的に関連付けられ得、それによって制御されるように構成されている。

【0097】

図１Ｄ及び図１Ｅも参照すると、図１Ｄは、いくつかの実施形態による、システム１００及びサンプル１０の断面側面図を提示し、サンプル１０は、システム１００による検査を受けている。図１Ｅは、破線Ｌによって描かれた図１Ｄの一部の拡大図を提供する。動作中、いくつかの実施形態によれば、矢印１０５によって示される、拡大入射光ビーム（全てが番号付けされているわけではない）が、光学要素の第１の表面１３４ａ上に投影される。入射光ビームはコリメートされる。入射光ビームが多色である実施形態では、入射光ビームは、光学要素の第１の表面１３４ａに法線方向に投影されるが、入射光ビームが単色である実施形態では、入射光ビームは、光学要素の第１の表面１３４ａに法線方向に投影されるか、又は少なくともほぼ法線方向に（例えば、法線入射から１°、１．５°、又は２°の範囲に）投影され得る。

【0098】

入射光ビーム（又は少なくともその一部）は、光学要素の第１の表面１３４ａを介して（すなわち、貫通して）光学要素１０２に透過され、それによって、透過光ビームが取得される。透過光ビームは、矢印１１５によって示されている（その全てが番号付けされているわけではない）。透過光ビームは、光学要素１０２を横切って移動し、光学要素の第２の表面１３４ｂ及びサンプルの第１の表面１６ａを介してサンプル１０に交差し（すなわち、透過され）、サンプルの第１の表面１６ａから内部ファセット１４に向かって伝播する。透過光ビームは、内部ファセット１４からサンプルの第１の表面１６ａに向かって反射される。

【0099】

より具体的には、内部ファセット１４は、それぞれの配向において互いにわずかに異なる可能性があるため、透過光ビームは、それぞれ、内部ファセット１４のそれぞれからわずかに異なる角度で反射され得る。したがって、それぞれの伝播方向がわずかに異なる複数の反射光ビームが取得され得る。第１の内部ファセット１４ａから反射された透過光ビームの部分に対応する第１の反射光ビームは、矢印１２５ａによって示されている。第２の内部ファセット１４ｂから反射された透過光ビームの部分に対応する第２の反射光ビームは、矢印１２５ｂによって示されている。第３の内部ファセット１４ｃから反射された透過光ビームの部分に対応する第３の反射光ビームは、矢印１２５ｃによって示されている。

【0100】

反射光ビームは、サンプルの第１の表面１６ａ及び光学要素の第２の表面１３４ｂを介して、サンプル１０を出て光学要素１０２内に入る。反射光ビームは、光学要素の第２の表面１３４ｂから光学要素の第１の表面１３４ａに移動し、光学要素１０２を出ることにより、複数の戻された光ビームを取得する。第１の透過光ビームが光学要素１０２から屈折することによって生じる第１の戻された光ビームは、矢印１３５ａによって示されている。第２の透過光ビームが光学要素１０２から屈折することによって生じる第２の戻された光ビームは、矢印１３５ｂによって示されている。第３の透過光ビームが光学要素１０２から屈折することによって生じる第３の戻された光ビームは、矢印１３５ｃによって示されている。第ｉの（ｉ＝１、２、３）戻された光ビームの伝播方向は、正のｚ軸によって画定された方向に対して戻り角ζ_iだけ傾いている。例えば、第１の戻された光ビームの伝播方向（矢印１３５ａによって示される）は、第１の内部ファセット１４ａに対して戻り角ζ₁だけ傾いている。戻された光ビームは、ＩＣＡ１１２に向かって伝播し、光感知コンポーネント１２４上の光学機器１２８によって集束される。

【0101】

光感知コンポーネント１２４は、その上に集束された戻された光ビームの対の間の角度偏差を、光感知コンポーネント１２４の感知されたデータから取得することを可能にするように構成されている。角度偏差から、例えば、以下の図２Ａ及び図２Ｂの説明において説明されているように、内部ファセット１４間の平行性からの偏差、又は少なくとも平行性からの偏差の大きさを推測することができる。

【0102】

σ＝μ_nomであるいくつかの実施形態によれば、光学要素の第１の表面１３４ａは、反射防止コーティングによってコーティングされ得、その結果、入射光ビームの無視できる部分が光学要素の第１の表面１３４ａから反射される。

【0103】

σ＝μ_nom＋Δであり、例えば、

【数27】

又は場合によっては

【数28】

であり、かつ光学要素の第１の表面１３４ａが反射防止コーティングによってコーティングされていない、いくつかの実施形態によれば、入射光ビームの一部は、矢印１４５によって示されるように、光学要素の第１の表面１３４ａから反射される。矢印１４５は、反射部分（すなわち、光学要素の第１の表面１３４ａから反射された入射光ビームの部分）がいくつかの実施形態にのみ存在し、特に、光学要素の第１の表面１３４ａが反射防止コーティングによってコーティングされている実施形態には存在しない（又は少なくとも無視できるほどに存在する）ことを強調するために、破線として描かれている。Δの値は、戻された光ビーム（矢印１３５ａ、１３５ｂ、及び１３５ｃによって示される）が反射部分（矢印１４５によって示される）から区別可能であることを確実にするように選択され得る。したがって、図２Ｂに描写され、以下に詳細に説明されるように、光感知コンポーネント１２４が画像センサである実施形態では、戻された光ビームによって形成されるスポットが典型的にはクラスタリングされる（すなわち、集中される）一方で、入射光ビームの反射される部分によって形成されるスポットは、クラスタから著しく外れる。

【0104】

いくつかの実施形態によれば、また図１Ａ、図１Ｄ、及び図１Ｅに描写されているように、光学要素１０２は、光学要素の第２の表面１３４ｂが、サンプルの第１の表面１６ａの全て、又は少なくとも出力領域１３の全てに接触するように、サンプル１０上に位置決めされ得る（また、任意選択的に、サンプル１０によって支持され得る）。かかる実施形態では、透過光ビームは、光学要素１０２からサンプル１０に直接通過し、反射光ビームは、サンプル１０から光学要素１０２内に直接通過する。

【0105】

いくつかの実施形態によれば、光学要素の第２の表面１３４ｂは、サンプルの第１の表面１６ａに接触していない。光学要素１０２とサンプル１０との間の空間（以下に説明するように充填されていない限り、及び／又は入射光ビームが十分に単色ではない限り）は、透過光ビームが光学要素の第２の表面１３４ｂを介して光学要素１０２を出るときに分散をもたらし得る。光学要素の第２の表面１３４ｂ及びサンプルの第１の表面１６ａが平行であり、かつ十分に研磨されている（かつ光学要素１０２の屈折率が基板１２の屈折率と等しい）実施形態では、異なる周波数の光ビームは、サンプル１０に入るとき再整列される。それ以外の場合、分散を回避又は少なくとも軽減するために、いくつかの実施形態によれば、光源１２２は、単色光ビーム（例えば、レーザビーム）を生成するように構成され得る。

【0106】

追加的に、又は代替的に、図示されないいくつかの実施形態によれば、分散を回避又は軽減するために、屈折率整合形状適合界面（図示せず）が、（サンプルの第１の表面１６ａと光学要素の第２の表面１３４ｂとの間に密閉されるように）サンプル１０と光学要素１０２との間に挿入され得る。形状適合界面は、基板１２（及び光学要素１０２）とほぼ同じ（例えば、±０．０２の範囲内）の屈折率を有し得る。形状適合界面は、狭い空間内に封入されたときにその完全性及び配置を維持するなど、表面張力及び／又は接着特性によって特徴付けられる液体、ゲル、又はペーストであり得る。いくつかの実施形態によれば、形状適合界面は可鍛性材料であり得る。したがって、光学要素１０２、形状適合界面、及びサンプル１０を通って伝播する光ビームは、光学要素１０２から形状適合界面内へ進み、形状適合界面からサンプル１０内へ進む際に、その伝播方向を実質的に維持する。

【0107】

図１Ｂ及び図１Ｃを再び参照すると、「媒介する」（屈折率整合）光学要素、そのような光学要素１０２を使用せずに内部ファセット１４を直接検査する試みでは、サンプルの第１の表面１６ａ上（すなわち、光学要素１０２が存在しないときに形成される空気－サンプル界面上）に十分に大きな入射角で入射光ビームを投影して、内部ファセット１４のうちの１つ（例えば、第２の内部ファセット１４ｂ）から反射された光（又は少なくとも光の大部分）が、内部ファセットのうちの別の上方の内部ファセット（例えば、第１の内部ファセット１４ａ）から反射されずにサンプルの第１の表面１６ａを介して再出現することを確実にする必要があることが理解される。入射角が大きいと、（分散にも起因して）信号が弱くなり、信号対雑音比が低くなる可能性がある。

【0108】

開示されたシステム及び方法は、有利には、入射光ビームが投影される光学要素１０２などの屈折率整合光学要素を使用することにより、入射角を制御する（例えば、入射角をゼロに等しく設定するか又はゼロに近い値に設定する）ことによって、この問題に対処する。光学要素の傾斜角は、透過光ビームが内部ファセットにほぼ垂直に衝突し、衝突光の実質的に全てが他のいずれの内部ファセットからも反射されることなくサンプルから透過されることを確実にするように選択され得る。

【0109】

また、図２Ａを参照すると、図２Ａは、（ｉ）σ＝μ_nomであり、（ｉｉ）光学要素の第１の表面１３４ａが反射防止コーティングによってコーティングされており、（ｉｉｉ）ＩＣＡ１１２が、画像センサを含むオートコリメータ（例えば、デジタル若しくは電子コリメータ）を含む、システム１００のいくつかの実施形態による、画像センサ２２４の感光面２４４上のスポット２０１を概略的に描写する。オートコリメータは、光感知コンポーネント１２４の具体的実施形態に対応する画像センサ２２４を含む。スポット２０１は、いくつかの実施形態による、第１のスポット２０１’、第２のスポット２０１’’、及び第３のスポット２０１’’’を含む。スポット２０１は、戻された光ビームによって形成される（矢印１３５によって図１Ｄ及び図１Ｅに示されている）。いくつかの実施形態によれば、スポットを特定の戻された光ビームに帰属させることは不可能である場合がある。（内部ファセットの各々が、例えば、以下に図３及び図４の説明において記載されるように、別個に検査されない限り、又は、任意選択的に、内部ファセットの各々を一意に特徴付ける追加情報が利用可能である場合、例えば、内部ファセットが反射率の設計によって互いに異なる場合）。特に、第１のスポット２０１’は、（第１の内部ファセット１４ａからの反射によって誘起される）第１の戻された光ビーム、（第２の内部ファセット１４ｂからの反射によって誘起される）第２の戻された光ビーム、又は（第３の内部ファセット１４ｃからの反射によって誘起される）第３の戻された光ビームによって形成され得ることを理解されたい。同様に、第２のスポット２０１’’は、戻された光ビームのいずれか１つ（しかし、第１のスポット２０１’を形成する戻された光ビームとは異なる戻された光ビーム）によって形成され得、第３のスポット２０１’’’は、戻された光ビームのいずれか１つ（しかし、第１のスポット２０１’を形成する戻された光ビーム及び第２のスポット２０１’’を形成する戻された光ビームの各々とは異なる戻された光ビーム）によって形成され得る。しかしながら、以下の例として説明されるように、平行性からの偏差の平均的な大きさ（平均「半径方向偏差」とも称される）及び平行性からの偏差の最大大きさ（最大「半径方向偏差」とも称される）などの情報は、スポット２０１の座標から抽出され得る。

【0110】

内部ファセット間の「平行性からの半径方向の偏差」が、本明細書において使用される場合、概して、ピッチ及びロールの両方の偏差を考慮に入れる、平行性からの偏差の数量子偏差を指す。

【0111】

二次元ベクトル

【数29】

，

【数30】

及び

【数31】

は、それぞれ、第１のスポット２０１’、第２のスポット２０１”、及び第３のスポット２０１’’’の（測定された）座標を指定する。より正確には、スポット２０１の各々が空間的に拡張される（すなわち、一次元ではない）ので、ベクトル

【数32】

は、それぞれ、第１のスポット２０１’、第２のスポット２０１”、及び第３のスポット２０１’’’の中心点を指定し得る。いくつかの実施形態によれば、中心点は、画素の感知された（すなわち、測定された）強度によって重み付けされるスポットを構成する各画素の座標にわたって平均化することによって計算され得る。

【0112】

ベクトル

【数33】

は、第１のスポット２０１’を生じさせる戻された光ビームの伝播方向に対応する。ベクトル

【数34】

は、第２のスポット２０１’’を生じさせる戻された光ビームの伝播方向に対応する。ベクトル

【数35】

は、第３のスポット２０１’‘‘を生じさせる戻された光ビームの伝播方向に対応する。角度偏差δ_γβは、

【数36】

の間に形成される角度の大きさに対応する。角度偏差δ_αγは、

【数37】

の間に形成される角度の大きさに対応する。角度偏差δ_βαは、

【数38】

の間に形成される角度の大きさに対応する。角度偏差δ_γβ、δ_αγ、及びδ_βαは、ベクトル

【数39】

から推測され得る。次に、角度の偏差から、内部ファセット間の平行性からの偏差（の大きさ）が推測され得る。

【0113】

図２Ａに描写される座標系は、可能性のある原点の並進まで、図１Ｄに描写される座標系と一致すると仮定される。焦点距離ｆの集束レンズ（図示せず、例えば、オートコリメータの集束レンズ）を使用して、戻された光ビームを画像センサ（例えば、オートコリメータの画像センサ）上に集束させるいくつかの実施形態によれば、戻された光ビーム間の角度偏差の大きさは、関係

【数40】

、

【数41】

、
及び

【数42】

を使用して計算され得る。

【0114】

単位ベクトル

【数43】

は、第１のスポット２０１’を生じさせる光ビームが反射される内部ファセットの法線に対応する。単位ベクトル

【数44】

は、第２のスポット２０１’’を生じさせる光ビームが反射される内部ファセットの法線に対応する。単位ベクトル

【数45】

は、第３のスポット２０１’’’を生じさせる光ビームが反射される内部ファセットの法線に対応する。偏差ε_γβは、

【数46】

の間に形成される角度の大きさに対応する。偏差ε_αγは、

【数47】

の間に形成される角度の大きさに対応する。偏差ε_βαは、

【数48】

の間に形成される角度の大きさに対応する。（スネルの法則から）当業者に明らかになるように、ｎ_s・ｓｉｎ（２ε_α）＝ｓｉｎ（δ_α），ｎ_s・ｓｉｎ（２ε_β）＝ｓｉｎ（δ_β）及びｎ_s・ｓｉｎ（２ε_γ）＝ｓｉｎ（δ_γ）である。

【0115】

式ｍａｘ｛ε_γβ，ε_αγ，ε_βα｝は、平行性からの最大半径方向偏差を定量化するために使用され得る。式（ε_γβ＋ε_αγ＋ε_βα）／３を使用して、内部ファセット間の平行性の平均半径方向偏差を定量化し得る。スポット２０１のいずれも典型的には、特定の内部ファセットからの反射に個別に起因するものではないので、上記の式は、角度偏差の符号とは無関係である。

【0116】

同様に（描写されたように座標系を選択することによって）、内部ファセット間のピッチの偏差の大きさε_γβ,p、ε_αγ,p、ε_βα,p）は、それぞれ、関係ｔａｎ（δ_γβ,p）＝｜ｕ_β,x－ｕ_γ,x｜／ｆ₁及びｎ_s・ｓｉｎ（２ε_γβ,p）＝ｓｉｎ（δ_γβ,p）、ｔａｎ（δ_αγ,p）＝｜ｕ_γ,x－ｕ_α,x｜／ｆ₁及びｎ_s・ｓｉｎ（２ε_αγ,p）＝ｓｉｎ（δ_αγ,p）、並びにｔａｎ（δ_βα,p）＝｜ｕ_α,x－ｕ_β,x｜／ｆ₁及びｎ_s・ｓｉｎ（２ε_βα,p）＝ｓｉｎ（δ_βα,p）から計算され得る。内部ファセット（すなわち、ε_γβ,r、ε_αγ,r、ε_βα,r）間のロールの偏差の大きさは、それぞれ、関係ｔａｎ（δ_γβ,r）＝｜ｕ_β,y－ｕ_γ,y｜／ｆ₁及びｎ_s・ｓｉｎ（２ε_γβ,r）＝ｓｉｎ（δ_γβ,r）、ｔａｎ（δ_αγ,r）＝｜ｕ_γ,y－ｕ_α,y｜／ｆ₁及びｎ_s・ｓｉｎ（２ε_αγ,r）＝ｓｉｎ（δ_αγ,r）、並びにｔａｎ（δ_βα,r）＝｜ｕ_α,y－ｕ_β,y｜／ｆ₁及びｎ_s・ｓｉｎ（２ε_βα,r）＝ｓｉｎ（δ_βα,r）を通じて計算され得る。δ_γβ,p及びδ_γβ,rは、それぞれ、

【数49】

の間のピッチ及びロールの大きさに対応する。δ_αγ,p及びδ_αγ,rは、それぞれ、

【数50】

の間のピッチ及びロールの大きさに対応する。δ_βα,p及びδ_βα,rは、それぞれ、

【数51】

の間のピッチ及びロールの大きさに対応する。式ｍａｘ｛ε_γβ,p，ε_αγ,p，ε_βα,p｝及びｍａｘ｛ε_γβ,r，ε_αγ,r，ε_βα,r｝は、それぞれ、内部面１４間のピッチ及びロールにおける最大偏差（の大きさ）を定量化するために使用され得る。式（ε_γβ,p＋ε_αγ,p＋ε_βα,p）／３及び（ε_γβ,r＋ε_αγ,r＋ε_βα,r）／３は、それぞれ、内部ファセット１４間のピッチ及びロールの平均偏差（の大きさ）を定量化するために使用され得る。

【0117】

代替的に、いくつかの実施形態によれば、内部ファセット１４間の平行性ε_maxからの最大偏差は、関係

【数52】

及びｎ_s・ｓｉｎ（２ε_max）＝ｓｉｎ（δ_max）を使用して定量化され得る。

【0118】

平行性からの偏差が十分に小さいいくつかの実施形態によれば、小角近似が使用され得る。小角近似の下では（ラジアン単位で計算するとき）、

【数53】

、

【数54】

、
及び

【数55】

である。同様に、ε_γβ,p＝｜ｕ_β,x－ｕ_γ,x｜／（２ｎ_s・ｆ₁）、ε_αγ,p＝｜ｕ_γ,x－ｕ_α,x｜／（２ｎ_s・ｆ₁）、及び_βα,p＝｜ｕ_α,x－ｕ_β,x｜／（２ｎ_s・ｆ₁）、並びにε_γβ,r＝｜ｕ_β,y－ｕ_γ,y｜／（２ｎ_s・ｆ₁）、ε_αγ,r＝｜ｕ_γ,y－ｕ_α,y｜／（２ｎ_s・ｆ₁）、及びε_βα,r＝｜ｕ_α,y－ｕ_β,y｜／（２ｎ_s・ｆ₁）である。

【0119】

また、図２Ｂを参照すると、図２Ｂは、システム１００のいくつかの実施形態による、感光面２４４上のスポット２２１及びスポット２３１を概略的に描写しており、ここで、σ＝μ_nom＋Δであり、光学要素の第１の表面１３４ａは、反射防止コーティングによってコーティングされていない（ＩＣＡ１１２は、画像センサを含むオートコリメータを含む）。スポット２３１は、光学要素の第１の表面１３４ａから反射された入射光ビームの部分（図１Ｃ及び１Ｄにおいて矢印１４５によって示される）によって形成される。

【0120】

スポット２２１は、第１のスポット２２１’、第２のスポット２２１’’、及び第３のスポット２２１’’’を含む。二次元ベクトル

【数56】

【数57】

、
及び

【数58】

は、それぞれ、第１のスポット２２１’、第２のスポット２２１”、及び第３のスポット２２１’’’の座標（例えば、中心点）を指定する。二次元ベクトル

【数59】

は、スポット２３１の座標を指定する。第１のスポット２２１’は、スポット２３１に最も近いスポット２２１である。ｄは、第１のスポット２２１’とスポット２３１との間の距離を示す（すなわち、

【数60】

）。いくつかの実施形態によれば、光学要素の傾斜角σ（又はより正確には、Δの大きさ）は、ｄが、

【数61】

、

【数62】

、
及び

【数63】

の各々よりもはるかに大きいことを確実にし、それによって、スポット２３１の識別（すなわち、光学要素の第１の表面１３４ａから反射された入射光ビームの部分へのスポット２３１の帰属）を確実にするように選択される。

【0121】

計算モジュール１４６は、１つ以上のプロセッサ、並びに揮発性及び／又は不揮発性メモリコンポーネントを含み得る。１つ以上のプロセッサは、光感知コンポーネント１２４からの未処理の又は処理済みの感知されたデータ（すなわち、測定データ）に基づいて、平行性からの集合的な（例えば、最大又は平均的な）偏差、及び／又は内部ファセットのうちの１つ以上の対の間の平行性からの偏差を計算するように構成され得る。未処理の感知されたデータは、光感知コンポーネント１２４に集束された戻された光ビームによって形成されるスポットを構成する画素の強度を含み得る。光感知コンポーネント１２４の処理済みの感知されたデータは、戻された光ビーム又は戻された光ビームによって形成されたスポットの中心点（例えば、ベクトル

【数64】

、
又はベクトル

【数65】

の座標）の（対の）間の角度偏差を含み得る。いくつかのそのような実施形態によれば、計算モジュール１４６は、光感知コンポーネント１２４の未処理の感知されたデータを処理して、戻された光ビーム（の対）の間の角度偏差を感知されたデータから取得するように構成され得る。

【0122】

いくつかの実施形態によれば、１つ以上のプロセッサは、スポット２０１を識別するために画像認識ソフトウェアを実行するように構成されたグラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）を含み得る。光学要素の第１の表面１３４ａが反射コーティング材によってコーティングされていないいくつかの実施形態によれば、画像認識ソフトウェアは、スポット２３１をスポット２２１から区別するように更に構成され得る。いくつかの実施形態によれば、１つ以上のプロセッサは、各スポットに座標を割り当てる（すなわち、各スポットの中心点を計算する）ように追加的に構成され得る。

【0123】

いくつかの実施形態によれば、図に描写されるように、計算モジュール１４６は、コントローラ１０８と通信可能に関連付けられ得、光感知コンポーネント１２４によって感知されたデータ（すなわち、測定データ）は、コントローラ１０８を介して計算モジュール１４６に中継され得る。代替的に、いくつかの実施形態によれば、光感知コンポーネント１２４は、感知されたデータを計算モジュール１４６に直接送信するように構成され得る。いくつかの実施形態によれば、計算モジュール１４６はシステム１００に含まれ得る。

【0124】

図３は、いくつかの実施形態による、サンプルの内部ファセット間の平行性を検証するための光学に基づく方法３００のフローチャートを概略的に描写している。より具体的には、図３は、いくつかの実施形態による、システム３００及びサンプル１０の断面側面図を提示する。（サンプル１０は、システム３００の一部を構成しないと理解されたい。）システム３００は、システム１００の具体的実施形態に対応する。

【0125】

システム３００は、光学要素１０２、光学セットアップ１０４、及びコントローラ１０８の具体的実施形態に対応する、光透過性光学要素３０２と、光学セットアップ３０４と、任意選択的に、コントローラ３０８と、を含む。光学要素３０２は、基板１３２、光学要素の第１の表面１３４ａ、及び光学要素の第２の表面１３４ｂの具体的実施形態に対応する、基板３３２と、光学要素の第１の表面３３４ａと、及び光学要素の第２の表面３３４ｂと、を含む。

【0126】

光学セットアップ３０４は、それぞれ、ＩＣＡ１１２及び保持インフラストラクチャ１１４の具体的実施形態に対応する、ＩＣＡ３１２と、配向可能な保持インフラストラクチャ３１４と、を含む。ＩＣＡ３１２は、画像センサ（図示せず）を含むオートコリメータ３５２を含む。いくつかの実施形態によれば、オートコリメータ３５２は、デジタルオートコリメータ又は電子オートコリメータである。いくつかの実施形態によれば、オートコリメータ３５２は、レーザオートコリメータである。いくつかの実施形態によれば、ＩＣＡ３１２は、スリット（細長い穴）３５８を含む光学マスク３５６を更に含み得る。いくつかの実施形態によれば、光学マスク３５６は、内部ファセット１４のいずれかの上方にスリット３５８を制御可能に位置決めすることを可能にし、それによって内部ファセット１４の各々を一度に１つずつ検査することを可能にするように並進可能であり得る。いくつかのそのような実施形態によれば、光学セットアップ３０４は、モータ３６０を更に含み得、モータ３６０は、光学マスク３５６を並進させることを可能にするように、光学マスク３５６と機械的に関連付けられ得る。いくつかの実施形態によれば、モータ３６０は、スクリュー３６２を介して光学マスク３５６に機械的に結合され得るリニアステッピングモータであり得る。

【0127】

また、計算モジュール１４６の具体的実施形態に対応する計算モジュール３４６が示されている。いくつかの実施形態によれば、計算モジュール３４６はシステム３００に含まれ得る。

【0128】

図３に描写されていないいくつかの代替的な実施形態によれば、ＩＣＡ３１２は、光学マスク３５６（及びモータ３６０）の代わりに、複数の個別に開閉可能なシャッターを含むシャッターアセンブリを含み得る。各シャッターは、それぞれの内部ファセットの上方に位置決めされ得、それによって、内部ファセット１４の各々を一度に１つずつ検査することを可能にする。

【0129】

動作中、いくつかの実施形態によれば、光学マスク３５６は、内部ファセット１４の各々の上方にスリット３５８を次々に位置決めするように横方向に並進され得る。矢印３０５によって示されるコリメートされた光ビームは、光学マスク３５６上に光学要素の第１の表面３３４ａに対して垂直な方向に投射される。第１の内部ファセット１４ａの上方にスリット３５８が位置決めされているとき、コリメートされた光ビームの（第１の）入射部分は、スリット３５８を通過し、光学要素の第１の表面３３４ａに法線方向に衝突し、光学要素３０２内に透過され、それによって、透過光ビームが取得される。第１の入射部分は、矢印３５５ａによって示されており、透過光ビームは、矢印３１５ａによって示されている。透過光ビームは、光学要素３０２を横切って移動し、光学要素の第２の表面３３４ｂ及びサンプルの第１の表面１６ａを介してサンプル１０を交差し（サンプル１０内に透過され）、第１の表面１６ａから第１の内部ファセット１４ａに向かって伝播する。透過光ビームは、第１の内部ファセット１４ａからサンプルの第１の表面１６ａに向かって反射される。

【0130】

第１の内部ファセット１４ａで反射された、透過した光ビームの部分に対応する第１の反射光ビームは、矢印３２５ａによって示されている。第１の反射光ビームは、サンプル１０を出て、サンプルの第１の表面１６ａ及び光学要素の第２の表面３３４ｂを介して光学要素３０２内に透過される。第１の反射光ビームは、光学要素の第２の表面３３４ｂから光学要素の第１の表面３３４ａに移動し、光学要素３０２を出て（例えば、光学要素３０２から屈折させられて）、それによって第１の戻された光ビームが取得される。第１の戻された光ビームは、矢印３３５ａによって示されている。第１の戻された光ビームは、スリット３５８を通過した後、オートコリメータ３５２に移動し、オートコリメータ３５２の画像センサによって感知される。

【0131】

第２の入射部分、第２の透過光ビーム、第２の反射光ビーム、及び第２の戻された光ビームの軌跡は、それぞれ、点線矢印３５５ｂ、３１５ｂ、３２５ｂ、及び３３５ｂによって示されている。この軌跡は、スリット３５８が第２の内部ファセット１４ｂ上に位置決めされるように光学マスク３５６が並進させられるときに実現される。矢印３５５ｂ、３１５ｂ、３２５ｂ、及び３３５ｂは、スリット３５８が第１の内部ファセット１４ａ上に位置決めされている場合、この軌跡が実現されない（すなわち、スリット３５８が第１の内部ファセット１４ａ上に位置決めされている場合、対応する光ビームは存在しない）ことを示す点線によって表されている。第３の入射部分、第３の透過光ビーム、第３の反射光ビーム、及び第３の戻された光ビームの軌跡は、それぞれ、点線の矢印３５５ｃ、３１５ｃ、３２５ｃ、及び３３５ｃによって示されている。この軌跡は、スリット３５８が第３の内部ファセット１４ｃの上に位置付けられるように、光学マスク３５６が並進させられるときに実現される。矢印３５５ｃ、３１５ｃ、３２５ｃ、及び３３５ｃは、スリット３５８が第１の内部ファセット１４ａ上に位置決めされている場合、この軌跡が実現されない（すなわち、スリット３５８が第１の内部ファセット１４ａ上に位置決めされている場合、対応する光ビームは存在しない）ことを示す点線によって表されている。

【0132】

いくつかの実施形態によれば、光学マスク３５６は連続的に並進させられ得る。透過光が内部ファセットに沿って走査されると、オートコリメータ３５２の画像センサ上に形成されたそれぞれのスポットは、（内部ファセットが屈曲しており、湾曲しており、かつ／又はそうでなければ変形している場合を除き）本質的に固定されたままである。透過光ビームが隣接する内部ファセット上に遷移すると、（２つの内部ファセットが十分にずれているときに）画像センサ上に新しいスポットが形成される。遷移が完了すると、新しいスポットのみが画像センサ上に残る。

【0133】

いくつかの代替的な実施形態によれば、光学マスク３５６は、複数の位置における異なる位置の間でシフトされ得る。位置の各々において、スリット３５８は、内部ファセット１４のそれぞれの上方に位置決めされている。任意選択的に、いくつかの実施形態によれば、コリメートされた光ビーム３０５は、光学マスク３５６が（別個の）位置のうちの１つにあるときにのみ投影される。

【0134】

また、図４を参照すると、図４は、システム１００のいくつかの実施形態による、オートコリメータ３５２に関連付けられたデジタルディスプレイ４６４上のスポット４０１を概略的に描写し、ここで、σ＝μ_nomであり、光学要素の第１の表面３３４ａは、反射防止コーティングによってコーティングされている。スポット４０１は、いくつかの実施形態による、第１のスポット４０１ａと、第２のスポット４０１ｂと、第３のスポット４０１ｃと、を含む。内部ファセット１４は一度に１つずつ検査されるため、どの戻された光ビームがスポット４０１の各々を生じさせたかが知られている。したがって、内部ファセット１４の各対の間の平行性からの偏差は、以下に説明するように計算され得る。第１のスポット４０１ａは、第１の戻された光ビームによって形成される（矢印３３５ａによって図３に示されている）。第２のスポット４０１ｂは、第２の戻された光ビームによって形成される（図３に矢印３３５ｂによって示されている）。第３のスポット４０１ｃは、第３の戻された光ビームによって形成される（図３に矢印３３５ｃによって示されている）。

【0135】

二次元ベクトル

【数66】

、

【数67】

、
及び

【数68】

は、それぞれ、第１のスポット４０１ａ、第２のスポット４０１ｂ、及び第３のスポット４０１ｃの座標（例えば、中心点）を指定する。内部ファセット１４の対の各々の間のピッチにおける偏差、並びにロールにおける偏差は、

【数69】

から計算され得る。

【0136】

焦点距離ｆ₂の集束レンズ（図示せず、例えば、オートコリメータの集束レンズ）を使用して、戻された光ビームを画像センサ（例えば、オートコリメータの画像センサ）に集束させるいくつかの実施形態によれば、好適な座標系を選択することによって、第１の戻された光ビームに対する第２の戻された光ビームのピッチδ_21,p及びロールδ_21,rの偏差を、それぞれ、ｔａｎ（δ_21,p）＝（ｕ_2,x－ｕ_1,x）／ｆ₂及びｔａｎ（δ_21,r）＝（ｕ_2,y－ｕ_1,y）／ｆ₂を介して計算され得る。同様に、第１の戻された光ビームに対する第３の戻された光ビームのピッチδ_31,p及びロールδ_31,rの偏差は、それぞれ、ｔａｎ（δ_31,p）＝（ｕ_3,x－ｕ_1,x）／ｆ₂及びｔａｎ（δ_31,r）＝（ｕ_3,y－ｕ_1,y）／ｆ₂を介して計算され得、第２の戻された光ビームに対する第３の戻された光ビームのピッチδ_32,p及びロールδ_32,rは、それぞれ、ｔａｎ（δ_32,p）＝（ｕ_3,x－ｕ_2,x）／ｆ₂及びｔａｎ（δ_32,r）＝（ｕ_3,y－ｕ_2,y）／ｆ₂を介して計算され得る。したがって、第１の内部ファセット１４ａに対する第２の内部ファセット１４ｂのピッチε_21,p及びロールε_21,rにおける偏差は、それぞれ、関係ｎ_s・ｓｉｎ（２ε_21,p）＝ｓｉｎ（δ_21,p）及びｎ_s・ｓｉｎ（２ε_21,r）＝ｓｉｎ（δ_21,r）を使用して計算され得る。第１の内部ファセット１４ａに対する第３の内部ファセット１４ｃのピッチε_31,p及びロールε_31,rにおける偏差は、それぞれ、ｎ_s・ｓｉｎ（２ε_31,p）＝ｓｉｎ（δ_31,p）及びｎ_s・ｓｉｎ（２ε_31,r）＝ｓｉｎ（δ_31,r）を使用して計算され得る。第２の内部ファセット１４ｂに対する第３の内部ファセット１４ｃのピッチε_32,p及びロールε_32,rにおける偏差は、それぞれ、ｎ_s・ｓｉｎ（２ε_32,p）＝ｓｉｎ（δ_32,p）及びｎ_s・ｓｉｎ（２ε_32,r）＝ｓｉｎ（δ_32,r）を使用して計算され得る。

【0137】

第１の内部ファセット１４ａに対する第２の内部ファセット１４ｂ、第１の内部ファセット１４ａに対する第３の内部ファセット１４ｃ、及び第２の内部ファセット１４ｂに対する第３の内部ファセット１４ｃの平行性からの偏差の大きさ（すなわち、半径方向の偏差）は、それぞれ、関係

【数70】

及びｎ_s・ｓｉｎ（２ε₂₁）＝ｓｉｎ（δ₂₁），

【数71】

及びｎ_s・ｓｉｎ（２ε₃₁）＝ｓｉｎ（δ₃₁）、並びに

【数72】

及びｎ_s・ｓｉｎ（２ε₃₂）＝ｓｉｎ（δ₃₂）を使用して計算することができる。

【0138】

平行性からの偏差が十分に小さいいくつかの実施形態によれば、小角近似が使用され得る。当業者に明らかなように、小角近似の下では（ラジアン単位で計算するとき）、ε_21,p＝（ｕ_2,x－ｕ_1,x）／（２ｎ_s・ｆ₂）及びε_21,r＝（ｕ_2,y－ｕ_1,y）／（２ｎ_s・ｆ₂）、ε_31,p＝（ｕ_3,x－ｕ_1,x）／（２ｎ_s・ｆ₂）及びε_31,r＝（ｕ_3,y－ｕ_1,y）／（２ｎ_s・ｆ₂）、並びにε_32,p＝（ｕ_3,x－ｕ_2,x）／（２ｎ_s・ｆ₂）及びε_32,r＝（ｕ_3,y－ｕ_2,y）／（２ｎ_s・ｆ₂）である。

【0139】

いくつかの実施形態によれば、計算モジュール３４６は、検査されたサンプル中の内部ファセットの一部又は全ての対の間の平行性からの偏差を計算するように構成され得る。いくつかの実施形態、特に内部ファセットの数が多い実施形態によれば、計算モジュール３４６は、検査されたサンプル中の隣接する内部ファセットの全ての対の間の平行性からの偏差を計算するように構成され得る。いくつかのそのような実施形態によれば、計算モジュール３４６は、内部ファセットのうちの１つ（例えば、最側ファセット）と他の全てのファセットの各々との間の平行性からの偏差を計算するように構成され得る。いくつかの実施形態によれば、計算モジュール３４６は、平行性からの計算された偏差における不確実性を追加的に計算するように更に構成され得る。

【0140】

図に描写されていないいくつかの代替的な実施形態によれば、システム３００は、光学セットアップ３０４の代わりに、干渉セットアップを含み得、内部ファセット３４の対の間の平行性からの半径方向の偏差を含む情報は、戻された光ビームによって形成された干渉パターンから抽出され得る。いくつかのそのような実施形態によれば、干渉セットアップは、ビームスプリッタのアレイと、内部ファセットの対を一度に一つずつ検査することを可能にするように構成された制御可能に開放可能及び閉鎖可能な遮光フィルタの関連するアレイと、を含み得る。より具体的には、ビームスプリッタ及び遮光フィルタアレイは、（ｉ）入射ビームを、光学要素３０２に法線方向に入射する入射サブビームの選択可能な対に分割し、（ｉｉ）入射光ビームの対によってそれぞれ誘起された２つの戻されたサブビームを、単一の結合された戻された光ビームに再結合し、次いで、単一の結合された戻された光ビームが、光センサによって感知されるように構成され得る。ビームスプリッタ及びブロッキングフィルタアレイは、入射サブビームの各選択可能な対が、内部ファセットのそれぞれの対からの反射を誘起され、それによって、第１の入射サブビームが、内部ファセットのうちの１つをプローブし、第２の入射サブビームが、別の内部ファセットをプローブするように構成されている。例えば、第１の入射サブビームは、（光学要素３０２内に透過し、光学要素３０２を通過し、サンプル１０内に透過した後の）第ｉの内部ファセットからの反射を誘起され、第２の入射サブビームは、（光学要素１０２内に透過し、光学要素１０２を通過し、サンプル１０内に透過した後の）第ｊの内部ファセットからの反射を誘起され、ここで、ｉ及びｊは制御可能に選択可能である。当業者が容易に認識するように、第ｉの内部ファセットと第ｊの内部ファセットとの間の平行性からの半径方向の偏差は、偏差によって光センサ上に形成される干渉パターンから抽出され得る。

【0141】

図５は、いくつかの実施形態による、サンプル１０が上に配設されたステージアセンブリ５３８を概略的に描写する。また、サンプル１０上に配設された光学要素５０２が示されている。ステージアセンブリ５３８及び光学要素５０２は、システム１００のステージアセンブリ１３８及び光学要素１０２の具体的実施形態に対応する。ステージアセンブリ５３８は、ピッチゴニオメータ５７２、ロールゴニオメータ５７４、及び傾斜したプラットフォーム５７６を含む。いくつかの実施形態によれば、図５に描写されるように、傾斜したプラットフォーム５７６は、ロールゴニオメータ５７４上に取り付けられており、ロールゴニオメータ５７４は、ピッチゴニオメータ５７２上に取り付けられている。傾斜したプラットフォーム５７６は、外側の、かつ平坦な上面５７８ａと、上面５７８ａに対向する、外側の、かつ平坦なベース表面５７８ｂと、を含む。いくつかの実施形態によれば、上面５７８ａは、ベース表面５７８ｂに対してプラットフォーム傾斜角ιに傾斜することができ、プラットフォーム傾斜角ιは、公称角度μ_nomにほぼ等しくあり得る。

【0142】

光学要素５０２の配向は、ピッチゴニオメータ５７２及びロールゴニオメータ５７４を配向することによって調整され得、それによって、例えば、ＩＣＡ（図示せず）によって、光学要素５０２上に投影された光ビームの入射角を制御可能に設定することが可能になる。いくつかの実施形態によれば、ピッチゴニオメータ５７２及びロールゴニオメータ５７４の各々は、プログラム可能なマイクロメータ（図示せず）を使用して配向され得る。追加的に、又は代替的に、いくつかの実施形態によれば、ピッチゴニオメータ５７２及びロールゴニオメータ５７４の各々は、手動で配向可能であり得る。

【0143】

また、光学要素５０２の傾斜角σ’が示されており、傾斜角σ’は、公称角度μ_nomにほぼ等しくあり得る。

【0144】

方法
いくつかの実施形態の態様によれば、サンプルの内部ファセットの計測のための光学に基づく方法が提供される。方法は、サンプルの内部ファセット間の平行性を検証するために使用され得る。図６は、いくつかの実施形態による、そのような方法、すなわち、光学式方法６００のフローチャートを提示している。方法６００は以下の段階を含み得る。
－検査されるサンプル（例えば、サンプル１０）が提供される段階６１０。サンプルは、屈折率ｎ_s’を有する光透過性基板と、２つ以上の公称上平行な内部ファセット（例えば、内部ファセット１４）と、を含む。内部ファセットの各々は、サンプルの外側の、かつ平坦な表面に対して角度μ_nom（例えば、公称角度μ_nom）に公称上傾斜している。
－ｎ_sにほぼ等しい（例えば、ｎ_s－０．０２よりも大きく、ｎ_s＋０．０２よりも小さい）屈折率を有する光学要素（例えば、光学要素１０２又は光学要素３０２）が提供される段階６２０。光学要素は、外側の、かつ平坦な第１の表面と、光学要素の第１の表面に対向しており、かつ第１の表面に対して、公称角度μ_nomにほぼ等しい角度σに傾斜している、外側の、かつ平坦な第２の表面と、を含む。
－サンプル及び光学要素が、光学要素の第２の表面が基板の表面に平行であり、かつ隣接するように位置決めされる段階６３０。
－複数の入射光ビームが、光学要素の第１の表面上に、ほぼ法線方向に（例えば、法線入射から１°、１．５°、又は場合によっては２°の範囲内に）投影される段階６４０。
－入射光ビームが光学要素を通過し、サンプル内に透過して内部ファセットから反射し、光学要素を再通過し、光学要素の第１の表面を介して光学要素から出た（例えば、光学要素から屈折させられた）後に、複数の戻された光ビームが取得される段階６５０。
－複数の戻された光ビームが感知される（例えば、光感知コンポーネント１２４を使用して測定される）段階６６０。
－感知されたデータ（測定されたデータ）に基づいて、内部ファセットのうちの少なくともいくつかの間の平行性からの少なくとも１つの偏差が計算される段階６７０。

【0145】

本明細書で使用される「取得」という用語は、能動的及び受動的な意味の両方で用いられ得る。したがって、例えば、段階６５０では、戻された光ビームは、段階６５０において実施される任意の動作の結果としてではなく、むしろ段階６４０において入射光ビームが生成されたことに起因して取得され得る。一般に、段階は、ユーザによって、若しくは方法を実装するために使用されるシステムによって実行される能動的動作、及び／又は１つ以上の前の段階で実行される１つ以上の動作の結果若しくは効果を表し得る。

【0146】

方法６００は、サンプル１０（上述のサンプル１０の実施形態のうちのいずれかを含む）などのサンプルの内部ファセットの平行性を検証するために使用され得る。特に、方法６００は、一次元反射導波路の内部ファセット、並びに二次元反射導波路の内部ファセットの平行性を検証するために使用され得る。

【0147】

方法６００は、システム１００及び３００のそれぞれの説明において上記に詳しく説明されたような、システム１００及び３００のうちのいずれか１つなどの光学に基づくシステム、又はそれと同様のシステムを用いて実施され得る。一部によれば、光学要素は、プリズムであり得る。

【0148】

いくつかの実施形態によれば、σ＝μ_nomである。いくつかのそのような実施形態によれば、戻された光ビームと光学要素の第１の表面から直接反射された光とを区別することを不要にするために、光学要素の第１の表面は、反射防止コーティングによってコーティングされ得る。代替的に、いくつかの実施形態によれば、σ＝μ_nom＋Δである。いくつかのそのような実施形態によれば、光学要素の第１の表面は、反射防止コーティングによってコーティングされておらず、｜Δ｜は、図２Ｂの説明において上記で説明されたように、戻された光ビームが光学要素の第１の表面から直接反射された光と区別可能であることを確実にするのに十分な大きさである。いくつかの実施形態によれば、０．３°≦｜Δ｜≦０．５°、０．２°≦｜Δ｜≦０．７°、又は場合によっては０．１°≦｜Δ｜≦１°である。各選択肢が別個の実施形態に対応する。Δの大きさの上限は、画像センサ上に形成されたスポットがぼやけていないことを確実にするように選択され得る。

【0149】

いくつかの実施形態、特に、（ｉ）サンプルの表面及び／又は光学要素の第１の表面が、十分に研磨されておらず、かつ／又は十分な精度に整列することができず、（ｉｉ）使用される光源が、多色であり、十分に単色ではない実施形態によれば、分散を排除するか、又は少なくとも軽減するために、システム１００の説明において上記に説明されたように、（サンプルの大部分を構成する）基板とほぼ同じ屈折率（例えば、ｎ_s’－０．０２よりも大きく、ｎ_s’＋０．０２よりも小さい）を有する形状適合界面が、形状適合界面が、光学要素とサンプルとの間に位置決めされ得る。

【0150】

いくつかの実施形態によれば、段階６４０において、入射光ビームは、コリメートされる拡大光ビームの相補部分を構成し得る。いくつかの実施形態によれば、入射光ビームは、拡大レーザビームの相補部分を構成し得る。

【0151】

いくつかの実施形態によれば、内部ファセットは、一度に１つずつ検査される（すなわち、プローブされる）。より具体的には、いくつかの実施形態によれば、段階６４０、６５０、及び６６０は、Ｎ回実施され得、Ｎは、内部ファセットの数であり、各実施形態において、システム３００の説明及びシステム１００のいくつかの実施形態において上記に説明されたように、光は、内部ファセットのうちの１つのみに衝突させられる。内部ファセットの個々の検査は、システム３００又はそれに類似するシステムを使用して実行され得る。

【0152】

いくつかの実施形態によれば、オートコリメータは、例えば、基本的にシステム１００の説明及びシステム１００の様々な実施形態（システム３００を含む）において上記に説明されたように、段階６４０、６５０、及び６６０を実施するために使用される。いくつかの実施形態によれば、オートコリメータは、画像センサを含む。いくつかのそのような実施形態では、段階６６０において、戻された光ビームは、オートコリメータの画像センサを使用して感知され得る。代替的に、いくつかの実施形態によれば、オートコリメータは、視覚的オートコリメータであり、戻された光ビームは、オートコリメータの接眼レンズアセンブリを使用して（接眼レンズを通して目盛り付きレチクルを見ることによって）感知される。

【0153】

画像センサが戻された光ビームを感知するために使用されるいくつかの実施形態によれば、ステージ６７０は、画像認識ソフトウェアが、画像センサの感光面上に戻された光ビームの各々によって形成されるスポット（例えば、スポット２０１、スポット２２１、又はスポット４０１）を識別するために使用される初期サブステージを含み得る。いくつかの実施形態によれば、初期サブステージは、スポットの各々に座標を割り当てること、例えば、スポットの中心点を決定することを更に含み得る。いくつかの実施形態によれば、中心点は、画素の強度によって重み付けされるスポットを構成する各画素の座標にわたって平均化することによって決定され得る。光学要素の第１の表面が反射コーティングによってコーティングされず、それによって、追加のスポット（例えば、スポット２３１）が画像センサの感光面上に形成され得る（すなわち、光学要素の第１の表面から直接反射された光によって形成され得る）いくつかの実施形態によれば、画像認識ソフトウェアは、追加のスポットを戻された光ビームによって形成されたスポットから区別するように更に構成され得る。

【0154】

内部ファセットが一度に１つずつ検査されるいくつかの実施形態によれば、段階６７０において、隣接する内部ファセットの対の間の平行性からの偏差が計算される。追加的に、又は代替的に、いくつかの実施形態によれば、内部ファセットのうちの１つ（例えば、最側内部ファセット）と他の内部ファセットの各々との間の平行性からの偏差が計算される。いくつかの実施形態によれば、内部ファセットの各対の間の平行性からの偏差が計算される。いくつかの実施形態によれば、計算された偏差に基づいて、（例えば、隣接する内部ファセット間及び／又は最側内部ファセットと他の内部ファセットの各々との間の）平行性からの１つ以上の平均偏差及び／又は最大偏差が計算される。いくつかの実施形態によれば、ピッチにおける平均偏差及び／若しくは最大偏差並びに／又はロールにおける平均偏差及び／若しくは最大偏差が計算され得る。

【0155】

いくつかの実施形態によれば、第ｉの内部ファセットと第ｊの内部ファセットとの間のピッチε _ij,pの偏差は、関係（δ_ij,p）＝（ｘ_i－ｘ_j）／ｆ及びｎ_s・ｓｉｎ（２ε_ij,p）＝ｓｉｎ（δ_ij,p）を使用して計算され得る。ｘ_i及びｘ_jは、第ｉの戻された光ビーム及び第ｊの戻された光ビームの決定されたｘ座標（例えば、画像センサ上のスポットの中心点の水平座標）である（座標系が、スポットのｘ座標がそれぞれの内部ファセットのピッチによって決定されるような座標系であることが暗黙的に仮定される）。同様に、第ｉの内部ファセットと第ｊの内部ファセットとの間のロールの偏差ε_ij,rは、ｔａｎ（δ_ij,r）＝（ｙ_i－ｙ_j）／ｆ及びｎ_s・ｓｉｎ（２ε_ij,r）＝ｓｉｎ（δ_ij,r）を介して計算され得る。ｙ_i及びｙ_jは、それぞれ、第ｉの戻された光ビーム及び第ｊの戻された光ビームの決定されたｙ座標（例えば、画像センサ上のスポットの中心点の垂直座標）である（座標系が、スポットのｙ座標がそれぞれの内部ファセットのロールによって決定されるような座標系であることが暗黙的に仮定される）。

【0156】

第ｊの内部ファセットに対する第ｉの内部ファセットの平行性ε_ijからの偏差の大きさは、関係

【数73】

及びｎ_s・ｓｉｎ（２ε_ij）＝ｓｉｎ（δ_ij）を使用して計算することができる。

【0157】

平行性からの偏差が十分に小さいいくつかの実施形態によれば、小角近似が使用され得る。当業者には明らかであろうように、小角近似の下では（ラジアン単位で計算する場合）、ε_ij,p＝（ｘ_i－ｘ_j）／（２ｎ_s・ｆ）及びε_ij,r＝（ｙ_i－ｙ_j）／（２ｎ_s・ｆ）である。

【0158】

光学要素の第１の表面が反射防止コーティングによってコーティングされておらず、σ＝μ_nom＋Δであるいくつかの実施形態によれば、公称配向からの内部ファセットの各々のピッチにおける偏差ε_i’_,p及びロールにおける偏差ε_i’_,rは、関係ｔａｎ（δ_i’_,p）＝（ｘ’’－ｘ_i’）／ｆ及びｎ_s・ｓｉｎ（２ε’_i,p）＝ｓｉｎ（δ’_i,p）、並びにｔａｎ（δ_i’_,r）＝（ｙ’’－ｙ_i’）／ｆ及びｎ_s・ｓｉｎ（２ε’_i,r）＝ｓｉｎ（δ_i’_,r）を使用して計算され得る。各ｉについて、ｘ_i’及びｙ_i’は、光ビームによって誘起されたスポットの決定されたｘ座標及びｙ座標であり、このスポットは、第ｉの内部ファセットからの反射であることが突き止められ得る。ｘ’’及びｙ’’は、光学要素の第１の表面から直接反射された光ビームによって形成されたスポットの決定されたｘ及びｙ座標である。

【0159】

いくつかの実施形態によれば、スポットの座標を決定することは、関連付けられた不確実性を計算すること、及び、それに基づいて、内部ファセットの対の間の平行性からの偏差における不確実性を計算することを含み得る。

【0160】

内部ファセットが一度に１つずつ検査されず（例えば、全ての内部ファセットが同時に検査され）、それによって、（戻された光ビームによって形成された）スポットの各々が、典型的には内部ファセットのうちの１つに帰属しない（少なくとも追加データなしでは帰属しない）いくつかの実施形態によれば、段階６７０において、平行性からの平均半径方向偏差（すなわち、偏差の平均大きさ）及び／又は平行性からの最大半径方向偏差（すなわち、偏差の大きさ）が計算される。より具体的には、いくつかの実施形態によれば、平行性からの平均半径方向偏差は、関係

【数74】

及びｎ_s’・ｓｉｎ（２ε’_ij）＝ｓｉｎ（δ’_ij）を使用して

【数75】

を計算することによって取得することができる。ここで、δ_lmは、第ｌのスポットを誘起する光ビームと第ｍのスポットを誘起する光ビームとの間の角度偏差の大きさである。ε_lmは、第ｌのスポットを誘起する光ビームが反射される内部ファセットと、第ｍのスポットを誘起する光ビームが反射される内部ファセットとの間の偏差の大きさである。（ｘ_l’’’，ｙ_l’’’）及び（ｘ_m’’’，ｙ_m’’’）は、それぞれ第ｌのスポット及び第ｍのスポットの計算された座標（例えば、中心点）である。Ｍは、（異なる）内部ファセット対の数である。平行性からの半径方向偏差は、

【数76】

を計算することによって取得され得る。

【0161】

いくつかの実施形態によれば、内部ファセットの各々の公称配向からのピッチ及びロールにおける偏差は、追加的に（又は代替的に）計算され得る。この目的のために、μ_nom＋Δに等しい傾斜角σ（及び反射防止コーティングによってコーティングされていない（光学要素の）第１の表面）を特徴とする光学要素を使用し得る。

【0162】

検査結果
図７Ａ及び図７Ｂは、いくつかの実施形態による、開示された方法及びシステムを使用して取得された検査結果を提示する。第１の導波路と第２の導波路の２つの反射導波路を検査した。導波路の各々には、６つの内部ファセットが含まれていた。図７Ａを参照すると、ｘ軸は、内部ファセットを並べあげており、ｙ軸は、基準内部ファセット（この場合、最側ファセットでもある第１の内部ファセット）と他のファセットの各々との間の角度の大きさを並べあげている。実線曲線７１０ａは、第１の導波路に関係しており、破線曲線７２０ａは、第２の導波路に関係している。曲線の各々は、角度の（計算された）大きさにおける不確実性に基づいてあてはめられた（すなわち、あてはめ技法を使用して取得された）。実線垂直バー７３０ａ（その全てが番号付けされているわけではない）は、第１の導波路に関する不確実性を表す。破線垂直バー７４０ａ（その全てが番号付けされるわけではない）は、第２の導波路に関する不確実性を表す。

【0163】

図７Ｂを参照すると、ｘ軸は、内部ファセットを並べあげており、ｙ軸は、連続する内部ファセット間の角度の大きさ（すなわち、第１の内部ファセットと第２の内部ファセットとの間の角度、第２の内部ファセットと第３の内部ファセットとの間の角度など）を並べあげている。実線７１０ｂ曲線は、第１の導波路に関係しており、破線曲線７２０ｂは、第２の導波路に関係している。曲線の各々は、角度の（計算された）大きさにおける不確実性（垂直バーで表される）に基づいてあてはめられた。実線垂直バー７３０ｂ（その全てが番号付けされているわけではない）は、第１の導波路に関する不確実性を表す。破線垂直バー７４０ｂ（その全てが番号付けされるわけではない）は、第２の導波路に関する不確実性を表す。

【0164】

「測定する」及び「感知する」という用語が、本明細書で使用される場合、同義的に使用される。同様に、「感知されたデータ」及び「測定データ」（又は「測定されたデータ」）という用語は、互換的に使用される。

【0165】

明瞭さのために、別々の実施形態の文脈で説明されている本開示の特定の複数の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて提供され得ることを理解されたい。逆に、簡潔さのために、単一の実施形態の文脈で説明されている本開示の様々な特徴は、別々に、又は任意の好適な部分組み合わせにおいて、又は本開示の任意の他の記載された実施形態において好適であるように提供され得る。実施形態の文脈で説明されている特徴は、特に明記されていない限り、その実施形態の本質的な特徴とみなされるべきではない。

【0166】

いくつかの実施形態による方法の段階が特定のシーケンスで記載されている場合があるが、本開示の方法は、異なるシーケンスで実行される及び／又は発生する、記載されている段階の一部又は全てを含み得る。本開示の方法は、記載された段階のうちのいくつか、又は記載された段階の全てを含み得る。開示される方法のいずれの特定の段階も、特に明記されない限り、その方法の本質的な段階とみなされるべきではない。

【0167】

本開示は、その具体的実施形態とともに説明されているが、当業者にとって明らかな多数の代替、修正、及び変形が存在し得ることは明らかである。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲の範囲に含まれる全てのそのような代替、修正、及び変形を包含する。本開示は、本明細書に記載されている構成要素の構造及び配置、並びに／又は方法の詳細への適用に必ずしも限定されないことを理解されたい。他の実施形態が実施され得、また、実施形態が様々な様態で実行され得る。

【0168】

本明細書で用いられる表現及び用語は、説明を目的とするものであり、制限を課すものとみなされるべきではない。本出願におけるいかなる参考文献の引用又は特定も、そのような参考文献が本開示に対する先行技術として利用可能であることを認めるものと解釈されるべきではない。本明細書で使用される項目の見出しは、本明細書の理解を容易にするためのものであり、必ずしも制限を課すものと解釈されるべきではない。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【国際調査報告】