(57)【要約】【課題】比較的簡単な手順で、テラヘルツ波を用いて被測定物の特性値をより高い精度で測定するための方法が要求されている。【解決手段】測定方法は、予め定められた位置にテラヘルツ波を反射する反射部材を対象物として配置するとともに、テラヘルツ波を照射しつつ、反射部材によって反射したテラヘルツ波の時間波形の最大振幅がより大きくなるように、測定装置と反射部材との間の相対的な位置および向きの少なくとも一方を調整するステップと、測定装置の調整完了後に反射部材によって反射したテラヘルツ波の時間波形を保持するステップと、被測定物を対象物として配置するとともに、テラヘルツ波を照射しつつ、被測定物によって反射したテラヘルツ波の時間波形における最大振幅が生じる位置が保持された時間波形における最大振幅が生じる位置と実質的に一致するように、測定装置と反射部材との間の相対的な位置および向きの少なくとも一方を調整するステップとを含む。【選択図】図５
2014194344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テラヘルツ波を照射する照射部および対象物によって反射したテラヘルツ波を受信する受信部とを含む測定装置を用意するステップと、
予め定められた位置に前記テラヘルツ波を反射する反射部材を前記対象物として配置するとともに、テラヘルツ波を照射しつつ、前記反射部材によって反射したテラヘルツ波の時間波形の最大振幅がより大きくなるように、前記測定装置と前記反射部材との間の相対的な位置および向きの少なくとも一方を調整するステップと、
前記測定装置の調整完了後に前記反射部材によって反射したテラヘルツ波の時間波形を保持するステップと、
被測定物を前記対象物として配置するとともに、テラヘルツ波を照射しつつ、前記被測定物によって反射したテラヘルツ波の時間波形における最大振幅が生じる位置が前記保持された時間波形における最大振幅が生じる位置と実質的に一致するように、前記測定装置と前記反射部材との間の相対的な位置および向きの少なくとも一方を調整するステップとを含む、テラヘルツ波を用いた測定方法。
【請求項２】
前記調整するステップは、前記測定装置と前記反射部材との間の位置を先に調整した上で、前記測定装置と前記反射部材との間の角度を調整するステップを含む、請求項１に記載のテラヘルツ波を用いた測定方法。
【請求項３】
前記被測定物によって反射したテラヘルツ波の時間波形に基づいて、前記被測定物の膜厚を決定するステップをさらに含む、請求項１または２に記載のテラヘルツ波を用いた測定方法。
【請求項４】
前記被測定物の膜厚を決定するステップは、複数回にわたって決定された前記被測定物の膜厚を平均化するステップを含む、請求項３に記載のテラヘルツ波を用いた測定方法。
【請求項５】
筒状部材と前記筒状部材の底面に設けられた反射部とからなる容器に前記被測定物を装填するステップと、
前記容器の反射部が設けられている側とは反対の側からテラヘルツ波が照射されるように、被測定物が装填された容器を配置するステップとをさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載のテラヘルツ波を用いた測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テラヘルツ波を用いて被測定物を測定する測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、量子エレクトロニクスや半導体工業の進歩によって、テラヘルツ波を応用した様々な技術が提案されている。テラヘルツ波は、主として、周波数が約０．１〜１０ＴＨｚ（波長が３０μｍ〜３ｍｍ）の電磁波である。このようなテラヘルツ波の応用の一例として、様々な材料の物性や厚さなどを評価する技術が提案されている。
【０００３】
テラヘルツ波を用いて精度の高い測定を行うためには、測定装置の設定や各種の補正手段などが必要になる。例えば、特開２００６−０５２９４８号公報（特許文献１）は、測定試料の形状および物性および設置方法を限定せずに、測定試料によって反射したテラヘルツパルスの振幅強度情報と位相情報を含む測定を行う方法などを開示する。より具体的には、特許文献１に開示された方法は、測定試料と分光光学系の相対位置を検出し、この相対位置に基づいて応答信号の時間軸を補正する。
【０００４】
また、テラヘルツ波を用いて塗装膜の膜厚を測定する技術が開示されている。例えば、特開２０１１−１９６９９０号公報（特許文献２）は、曲面を有する塗装膜を正確に計測する構成を開示する。より具体的には、特許文献２に開示された塗装膜の検査装置は、試料において反射したテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出器と、検出されたテラヘルツ波の電場強度を時間軸の波形データに表し、波形データから複数のピークを検出するとともに、ピーク間の時間差に基づき膜厚を算出する制御部とを備える。この制御部は、予め入力されたピークパターンに従い、波形データから複数のピークを検出する。
【０００５】
また、特開２００４−０２８６１８号公報（特許文献３）は、塗装中において塗装膜厚を測定することができ、しかもウェット膜や多層膜の膜厚を測定でき、膜厚分布をも測定可能な塗装膜測定方法を開示する。
【０００６】
さらに、テラヘルツ波を用いて粉体状の試料の測定に適した構成が開示されている。例えば、特開２０１０−０４４０５６号公報（特許文献４）は、粉体試料の物性をより正確に測定可能なテラヘルツ領域における粉体測定方法およびそれに用いられる容器を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−０５２９４８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９６９９０号公報
【特許文献３】特開２００４−０２８６１８号公報
【特許文献４】特開２０１０−０４４０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
テラヘルツ波を用いて被測定物の膜厚などの物理的な特性値や光学的な特性値を測定する場合に測定精度を高めたいという要求がある。このような要求に対して、上述の先行技術には以下のような課題がある。
【０００９】
特許文献１に開示された方法によれば、測定試料と分光光学系との相対位置を検出するための構成（典型的には、位置検出機構など）が必要になり、コストアップが避けられない。また、相対位置を検出するための構成を設けることによって、反射光学系の設計自由度が下がる。これによって、被測定物に対するテラヘルツ波の入射角が大きくなり、測定精度に影響を与える可能性がある。
【００１０】
特許文献２に開示された塗装膜の検査装置では、ピークパターンに従い波形データから複数のピークを検出するという方法を採用する。この方法では、入射波および反射波が被測定物に対してある程度の角度をもっているので、被測定物と光学系との距離を正確に決定することはできず、これによって、測定精度および再現性に問題が生じ得る。さらに、特許文献２に開示された構成では、被測定物からの反射波の側に絞りを設けることで、抽出される反射波の情報を被測定物のより狭い範囲に制限する。この構成によれば、被測定物の表面にある曲面の高低差の影響を回避できるが、Ｓ／Ｎ比（信号対雑音比）が悪化するとともに、測定されるテラヘルツ波が被測定物の極めて小さなスポットの情報のみを含むようになり、どの部位を測定しているのかが容易にはわからないという問題が生じ得る。
【００１１】
特許文献３に開示された塗装膜測定方法は、テラヘルツ時間領域分光法での塗装膜厚測定の基本的手法について述べるに過ぎず、測定精度を高めるための構成や方法については、何ら教示していない。
【００１２】
特許文献４に開示されたサンプル容器は、透過法による測定に用いられるもので、反射法による測定に用いることはできない。
【００１３】
そのため、比較的簡単な手順で、テラヘルツ波を用いて被測定物の特性値をより高い精度で測定するための方法が要求されている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のある局面に従うテラヘルツ波を用いた測定方法は、テラヘルツ波を照射する照射部および対象物によって反射したテラヘルツ波を受信する受信部とを含む測定装置を用意するステップと、予め定められた位置にテラヘルツ波を反射する反射部材を対象物として配置するとともに、テラヘルツ波を照射しつつ、反射部材によって反射したテラヘルツ波の時間波形の最大振幅がより大きくなるように、測定装置と反射部材との間の相対的な位置および向きの少なくとも一方を調整するステップと、測定装置の調整完了後に反射部材によって反射したテラヘルツ波の時間波形を保持するステップと、被測定物を対象物として配置するとともに、テラヘルツ波を照射しつつ、被測定物によって反射したテラヘルツ波の時間波形における最大振幅が生じる位置が保持された時間波形における最大振幅が生じる位置と実質的に一致するように、測定装置と反射部材との間の相対的な位置および向きの少なくとも一方を調整するステップとを含む。
【００１５】
好ましくは、調整するステップは、測定装置と反射部材との間の位置を先に調整した上で、測定装置と反射部材との間の角度を調整するステップを含む。
【００１６】
好ましくは、測定方法は、被測定物によって反射したテラヘルツ波の時間波形に基づいて、被測定物の膜厚を決定するステップをさらに含む。
【００１７】
さらに好ましくは、被測定物の膜厚を決定するステップは、複数回にわたって決定された被測定物の膜厚を平均化するステップを含む。
【００１８】
好ましくは、測定方法は、筒状部材と筒状部材の底面に設けられた反射部とからなる容器に被測定物を装填するステップと、容器の反射部が設けられている側とは反対の側からテラヘルツ波が照射されるように、被測定物が装填された容器を配置するステップとをさらに含む。
【発明の効果】
【００１９】
本実施の形態によれば、比較的簡単な手順で、テラヘルツ波を用いて被測定物の特性値をより高い精度で測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態に従う測定装置の外観図である。
【図２】本実施の形態に従う測定装置の側面図である。
【図３】本実施の形態に従う測定装置の構成を示す概略図である。
【図４】本実施の形態に従う測定装置を用いた測定方法の概要を説明するための図である。
【図５】本実施の形態に従うテラヘルツ波を用いた測定方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本実施の形態に従うテラヘルツ波を用いた測定方法を説明するための模式図である。
【図７】本実施の形態に従う測定装置の相対的な位置関係を調整中のフリースキャンの波形例を示す。
【図８】本実施の形態に従う測定装置を用いた単層の塗装膜のサンプルを測定した結果の一例を示す。
【図９】本実施の形態に従う測定用セルの外観図である。
【図１０】本実施の形態に従う測定用セルを用いた測定方法を説明するための図である。
【図１１】本実施の形態に従う測定用セルを用いた測定結果の一例を示す。
【図１２】本実施の形態に従う測定方法を実現するためのハードウェア構成例を示す模式図である。
【図１３】本実施の形態の変形例に従う測定装置の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２２】
＜Ａ．概要＞
本実施の形態に従う測定方法は、反射部材（レファレンス）によって反射したテラヘルツ波の時間波形に現れるピーク位置を基準として、測定装置と被測定物（以下「サンプル」とも称す。）との間の相対的な位置関係を最適化する。これは、測定装置からサンプルの表面までの経路上で生じる影響（空気が媒体として存在する）は、サンプルの内部状態などにかかわらず、測定装置からレファレンスまでの経路上で生じる影響と実質的に同一である。このテラヘルツ波の伝搬状態が共通であることによって生じる特徴量に基づいて、サンプルを測定する際にも、測定装置とレファレンスとの間の相対的な位置関係と実質的に同じ位置関係を形成できる。これによって、テラヘルツ波を用いて被測定物の特性値をより高い精度で測定する。
【００２３】
＜Ｂ．装置構成＞
まず、本実施の形態に従う測定装置１００の装置構成について説明する。図１は、本実施の形態に従う測定装置１００の外観図である。図２は、本実施の形態に従う測定装置１００の側面図である。
【００２４】
図１を参照して、本実施の形態に従う測定装置１００は、テラヘルツ波を用いた被測定物（サンプル）の物理的な特性値や光学的な特性値の測定に向けられている。より具体的には、測定装置１００は、反射型の測定系であり、テラヘルツ波を照射する照射部とサンプルなどの対象物によって反射したテラヘルツ波を受信する受信部とを含む。測定装置１００のより具体的な構成については後述する。なお、測定装置１００がテラヘルツ波を照射する対象物としては、サンプルに加えて、測定基準（レファレンス）の場合もある。
【００２５】
測定装置１００は、対象物との間の相対的な位置関係（相対的な位置および向きの少なくとも一方）を適宜調整できるように構成されている。これは、後述するように、測定装置１００と対象物との間の相対的な位置関係を調整しつつ測定を行う必要があるからである。このような測定装置１００と対象物との間の相対的な位置関係を調整する機構としては、どのような機構を採用してもよいが、図１および図２には、測定装置１００が支持部材を介して支持支柱２に接続されている構成を例示する。より具体的には、図２に示すように、支持支柱２の長手方向に沿ってスライド可能（符号１１０の方向）、かつ支持支柱２を中心として旋回可能（符号１１２の回転方向）に測定装置１００を保持する第１支持部１０２と、測定装置１００の照射角度を第１の水平軸（紙面左右方向）に沿って回転可能（符号１１４の回転方向）に保持する第２支持部１０４と、測定装置１００を前後方向（紙面左右方向）にスライド可能（符号１１６の方向）に保持する第３支持部１０６と、測定装置１００の照射角度を第２の水平軸（紙面奥行方向）に沿って回転可能（符号１１８の回転方向）に保持する第４支持部１０８とを含む。
【００２６】
図３は、本実施の形態に従う測定装置１００の構成を示す概略図である。図３に示す測定装置１００は、テラヘルツ時間領域分光法（ＴＨｚ−ＴＤＳ：Terahertz Time Domain Spectroscopy）を用いて、サンプルＳＭＰの特性値を測定する。測定装置１００は、集光性のテラヘルツ波６４をサンプルＳＭＰに照射し、サンプルＳＭＰによって反射したテラヘルツ波６６からサンプルＳＭＰの特性値を測定する。照射されるテラヘルツ波６４およびサンプルＳＭＰによって反射して生じるテラヘルツ波６６は、測定装置１００に設けられた開口部６８を通じて入出力する。
【００２７】
開口部６８において、テラヘルツ波６４を集光して照射するための凸レンズ６１、およびサンプルから反射されたテラヘルツ波６６を平行にする凸レンズ６３を設ける。なお、凸レンズ６１，６３は、典型的には、平凸レンズである。また、凸レンズ６１，６３以外の部材を利用する態様として、（i）凸レンズを１個だけ使用する態様（たとえば、両凸レンズの両側で集光）、（ii）凸レンズを２個使用する態様（一方の凸レンズで平行波束にして、他方の凸レンズで集光）、（iii）軸外し放物面ミラーを、投光側に２個、受光側に２個使用する態様、および（iv）楕円ミラーを１個だけ使用する態様のうちの、いずれかを採用してもよい。
【００２８】
より具体的には、測定装置１００は、パルス光光源１０と、λ／２板１４と、偏光ビームスプリッタ１６と、エミッタユニット４０と、アンテナユニット５０と、集光レンズ４６，５６と、軸外し放物面ミラー６０，６２と、凸レンズ６１，６３と、ミラー１２，１８，２０，２２，２４，２６，２８，３０と、遅延ステージ７０と、遅延ステージ駆動機構７２と、発振器８０と、信号処理部８２と、制御装置８４とを含む。
【００２９】
パルス光光源１０は、エミッタユニット４０およびアンテナユニット５０を駆動するためのパルス光を発生する。より具体的には、パルス光光源１０は、レーザー光源であり、フェムト秒（１０−１５秒）オーダーのパルス幅をもつフェムト秒パルスパルス光を発生し照射する。パルス光光源１０におけるパルス光の発振周期は、数１０ＭＨｚ（数１０ｎ秒周期）オーダーである。パルス光光源１０で照射されたパルス光は、エミッタユニット４０およびアンテナユニット５０へ与えられる。
【００３０】
λ／２板１４は、パルス光光源１０からのパルス光の直線偏光を任意の方向に調整する。λ／２板１４を通過したパルス光は、偏光ビームスプリッタ１６へ入射する。λ／２板１４からは、平行光束のパルス光が照射される。
【００３１】
偏光ビームスプリッタ１６は、λ／２板１４からのパルス光を所定の比率で２つのパルス光に分配し、それぞれをエミッタユニット４０およびアンテナユニット５０へ導く。具体的には、偏光ビームスプリッタ１６から照射された一方のパルス光は、ミラー１８および２０を経てエミッタユニット４０へ与えられる。このパルス光は、エミッタユニット４０を励起するためのポンプ光として利用される。偏光ビームスプリッタ１６から照射された他方のパルス光は、ミラー２２、２４、２６、２８、および３０を経てアンテナユニット５０へ与えられる。このパルス光は、アンテナユニット５０を励起するためのプローブ光として利用される。
【００３２】
エミッタユニット４０は、テラヘルツ波発生源であり、パルス光を受けてテラヘルツ波を発生する。具体的には、エミッタユニット４０は、光伝導アンテナ４２およびＳｉレンズ４４を含む。エミッタユニット４０の前段には、集光レンズ４６が配置されている。集光レンズ４６は、パルス光を光伝導アンテナ４２の予め定められた位置へ集光する。
【００３３】
光伝導アンテナ４２は、パルス光によって励起されて、パルス状のテラヘルツ波を発生する。光伝導アンテナ４２は、基板上に形成された平行伝送線路と、当該平行伝送線路の一部に形成された微小ダイポールアンテナとを含む。この平行伝送線路の両端には、発振器８０から所定の交流バイアス電圧が印加されている。より具体的には、光伝導アンテナ４２では、光伝導性の半導体薄膜上に狭いギャップを有する電極が形成されている。微小ダイポールアンテナの部分（ギャップ）にパルス光が入射することで、所定の電界が生じて、テラヘルツ波が発生する。
【００３４】
エミッタユニット４０においては、光伝導アンテナ４２に入射するパルス光がポンプ光となり、テラヘルツ波が発生する。発振器８０から供給される交流バイアス電圧がテラヘルツ波の発生エネルギーの一部となる。一例として、光伝導アンテナ４２は、半絶縁性ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板にＧａＡｓエピキタシャル膜を低温成長させたＬＴ−ＧａＡｓ光伝導アンテナなどによって構成される。あるいは、ＩｎＧａＡｓからなる基板を用いてもよい。ＩｎＧａＡｓからなる基板を用いることで、一般的な光通信に用いられる１．５５μｍのパルス光を用いてテラヘルツ波を発生できるので、装置構成を低廉および簡素化できる。
【００３５】
Ｓｉレンズ４４は、光伝導アンテナ４２から照射されるテラヘルツ波６４を拡散する。
Ｓｉレンズ４４から照射されたテラヘルツ波は、軸外し放物面ミラー６０、凸レンズ６１、サンプルＳＭＰ、凸レンズ６３、および、軸外し放物面ミラー６２を経てアンテナユニット５０へ入射する。軸外し放物面ミラー６０によって反射し、凸レンズ６１によって集光されたテラヘルツ波６４は、サンプルＳＭＰで反射され、この反射された際にサンプルＳＭＰの特性に応じた減衰を受ける。そして、サンプルＳＭＰによって反射して生じるテラヘルツ波６６は、凸レンズ６３および軸外し放物面ミラー６２を経てアンテナユニット５０へ入射する。軸外し放物面ミラー６２は、テラヘルツ波６６をアンテナユニット５０の受光位置に集光する。
【００３６】
アンテナユニット５０は、軸外し放物面ミラー６２からのテラヘルツ波６６を受光して、テラヘルツ波６６の強度を示す測定信号を信号処理部８２へ出力する。アンテナユニット５０は、測定信号を生成するためのエネルギー源として、偏光ビームスプリッタ１６で分離されたパルス光を受光する。すなわち、アンテナユニット５０は、軸外し放物面ミラー６２からのテラヘルツ波６６と偏光ビームスプリッタ１６からのパルス光とがともに入射しているタイミングにおいて、測定信号を出力する。
【００３７】
アンテナユニット５０は、テラヘルツ信号の検出器であり、テラヘルツ波およびパルス光を受けて電流を発生し、その電流を信号処理部８２へ出力する。具体的には、アンテナユニット５０は、光伝導アンテナ５２と、Ｓｉレンズ５４とを含む。Ｓｉレンズ５４は、上述のエミッタユニット４０におけるＳｉレンズ４４と同様の構成であり、軸外し放物面ミラー６２からのテラヘルツ波を集光する。
【００３８】
パルス光がアンテナユニット５０に入力する前段には、集光レンズ５６が配置されている。集光レンズ５６は、パルス光を光伝導アンテナ５２の予め定められた位置へ集光する。
【００３９】
光伝導アンテナ５２は、上述のエミッタユニット４０における光伝導アンテナ４２と同様の構成であり、一方面にテラヘルツ波を受光し、他方面にパルス光を受光することで、電気信号である測定信号を出力する。
【００４０】
偏光ビームスプリッタ１６で分配されたパルス光は、ミラー２２、２４、２６、２８、および３０を経てアンテナユニット５０へ与えられる。このパルス光の伝搬経路上のミラー２６および２８は、遅延ステージ７０に関連付けて配置されている。遅延ステージ７０は、遅延ステージ駆動機構７２によって、紙面上下方向に移動可能に構成されており、この遅延ステージ７０の移動によってミラー２６および２８の位置が紙面上下方向に変化する。遅延ステージ駆動機構７２は、制御装置８４からの制御信号ＣＴＲＬ１に従って、遅延ステージ７０を一定速度で移動させる。
【００４１】
遅延ステージ７０および遅延ステージ駆動機構７２は、アンテナユニット５０で受光されるテラヘルツ波の時間軸上における強度波形をより容易に測定するための構成である。パルス光光源１０からのパルス光は、そのパルス幅がフェムト（１０−１５）秒オーダーであるため、時間波形をそのまま測定することは非常に困難である。そこで、テラヘルツ波の複数の位相のそれぞれにおける強度を複数回にわたって測定したものを時間軸上で合成することで、全体の時間波形を測定する。
【００４２】
アンテナユニット５０は、テラヘルツ波およびパルス光がともに入射したタイミングで測定信号を出力するので、テラヘルツ波に対するパルス光の位相をずらすことで、テラヘルツ波の予め定められた位相における強度を測定できる。すなわち、遅延ステージ７０を一定速度で紙面上または下方向に移動させることで、ミラー２６および２８の位置が変化し、これによって偏光ビームスプリッタ１６からアンテナユニット５０までのパルス光の伝搬経路長が時間的に変化する。遅延ステージ７０の位置変化に応じて、テラヘルツ波がアンテナユニット５０に入射するタイミングと、パルス光がアンテナユニット５０に入射するタイミングとの間の時間差（遅延時間）が時間的に変化する。
【００４３】
制御装置８４は、テラヘルツ波の複数の位相に各々における強度の測定結果を時間軸上で合成することで、サンプルＳＭＰの特性を示す時間波形を決定する。
【００４４】
＜Ｃ．測定方法の概要＞
次に、本実施の形態に従うテラヘルツ波を用いた測定方法の概要について説明する。図３に示すような測定装置１００を用いてテラヘルツ時間領域分光法に従う測定を行うことで得られる時間波形において、時間軸は、測定装置１００から照射されたテラヘルツ波が伝搬する媒体の屈折率に依存した距離を示す。測定装置１００のような反射型の測定系では、以下のように表すことができる。
【００４５】
時間軸上の値＝伝搬距離×屈折率×２／光速
例えば、パルス状の時間波形を有するテラヘルツ波がサンプルＳＭＰなどに照射されると、照射されたテラヘルツ波がそのサンプルＳＭＰにおいて反射される経路に相当する数のピークが時間波形上に現れることになる。例えば、サンプルＳＭＰの表面に多層膜が形成されていれば、テラヘルツ波は各層の界面において反射されるので、この界面の数に応じたピークが時間波形上に現れる。
【００４６】
一方で、サンプルＳＭＰの表面（サンプルＳＭＰと空気の界面）において反射されたテラヘルツ波によって生じたピーク（時間波形において１番目に生じるピークに相当）は、測定装置１００からサンプルＳＭＰの表面までの（空気中の）距離に依存し、サンプルＳＭＰの種類（すなわち、内部構造）には依存しない。この１番目に生じるピークの時間波形上の位置を利用して、位置合わせを行うことができる。
【００４７】
より具体的には、測定基準（レファレンス）から測定された時間波形から、レファレンスの時間波形上のピーク位置を特定し、このレファレンスのピーク位置とサンプルＳＭＰから測定される時間波形上の１番目のピーク位置とが実質的に一致するように、測定装置１００とサンプルＳＭＰとの間の相対的な位置関係を調整する。このような調整処理を用いることで、サンプルＳＭＰに対する測定装置１００の位置合わせを適切に行うことができる。
【００４８】
図４は、本実施の形態に従う測定装置１００を用いた測定方法の概要を説明するための図である。図４（ａ）を参照して、その表面に多層膜が形成されているサンプルＳＭＰに対して、測定装置１００からテラヘルツ波６４を照射し、サンプルＳＭＰにおいて反射したテラヘルツ波６６を検出したとする。この検出されたテラヘルツ波６６の時間波形２０１においては、サンプルＳＭＰ内部の界面（層間）の数に対応する複数のピークが生じる。このとき、測定装置１００からサンプルＳＭＰの表面までの距離はＬであるとする。
【００４９】
これに対して、図４（ｂ）を参照して、その表面が鏡面（反射部材）であるレファレンスＲＥＦを、測定装置１００から距離Ｌだけ離して配置する。同様に、測定装置１００からテラヘルツ波６４を照射し、レファレンスＲＥＦにおいて反射したテラヘルツ波６６を検出したとする。この検出されたテラヘルツ波６６の時間波形２０２においては、レファレンスＲＥＦの表面で反射したテラヘルツ波に対応するピークが生じる。
【００５０】
このとき、測定装置１００からサンプルＳＭＰおよびレファレンスＲＥＦまでのそれぞれの距離は互いに同一であるので、時間波形２０１および２０２において、１番目ピークが生じる位置（時刻Ｔ１）は同じになる。
【００５１】
そのため、レファレンスＲＥＦについての時間波形を予め取得しておき、この予め取得された時間波形において生じるピークの位置がサンプルＳＭＰについての時間波形において生じるピークの位置と実質的に一致すれば、測定装置１００とレファレンスＲＥＦとの当初の相対的な位置関係と実質的に同じ位置関係で、測定装置１００とサンプルＳＭＰとが配置されたといえる。
【００５２】
このように、レファレンスＲＥＦおよびレファレンスＲＥＦから測定されたそれぞれの時間波形を用いることで、サンプルＳＭＰについてより正確な測定を行うことができる。
【００５３】
また、その表面に凹凸のある（すなわち、測定装置１００からＺ方向（図４参照）の距離が一定ではない）サンプルＳＭＰについては、複数回の測定を行って得られる結果から、対象の部分の平均値として膜厚を測定できる。一般的に、テラヘルツ波は、可視光線や赤外線に比べて波長が長いため、空間分解能が相対的に低い。絞りなどを用いて空間分解能を向上させる（同時に、Ｓ／Ｎ比（信号対雑音比）が悪化する）のではなく、複数の測定値（膜厚）を用いて決定することで、全体の平均最適値を決定し、Ｓ／Ｎ比を向上させる。なお、この複数の測定値を用いる処理については、２番目以降のピークについても同様に適用できる。このような平均化処理を採用することで、測定対象の部分の測定値について最適化を図ることができる。
【００５４】
なお、サンプルＳＭＰの測定対象の部分についてより細かく移動させつつ測定し、この測定結果を各種の統計処理などを用いることで、空間分解能を向上させることもできる。
【００５５】
＜Ｄ．測定方法の具体的な手順例＞
次に、本実施の形態に従うテラヘルツ波を用いた測定方法のより具体的な手順の一例について説明する。
【００５６】
図５は、本実施の形態に従うテラヘルツ波を用いた測定方法の処理手順を示すフローチャートである。図６は、本実施の形態に従うテラヘルツ波を用いた測定方法を説明するための模式図である。
【００５７】
図５を参照して、まず、テラヘルツ波を照射する照射部および対象物によって反射したテラヘルツ波を受信する受信部とを含む測定装置１００を用意する（ステップＳ２）。典型的には、予め定められた位置に図３に示す測定装置１００を配置する。
【００５８】
続いて、予め定められた位置にテラヘルツ波を反射する鏡面（反射部材）であるレファレンスＲＥＦを対象物として配置するとともに、テラヘルツ波を照射しつつ、レファレンスＲＥＦによって反射したテラヘルツ波の時間波形の最大振幅（ピーク値）がより大きくなるように、測定装置１００とレファレンスＲＥＦとの間の相対的な位置および向きの少なくとも一方を調整する（ステップＳ４）。つまり、ミラー固定治具を用いてミラーを最適位置にセットするとともに、ミラーによって測定されるレファレンスの時間波形を取得する。
【００５９】
より具体的には、図６（ａ）に示すように、予め定められた位置に配置された測定装置１００から最適な距離だけ離れた位置（最適位置）に、図示しないミラー固定治具を用いてミラーをレファレンスＲＥＦとして配置する（図６（ａ）の（１））。続いて、取得される時間波形のピークが最大となるように、測定装置１００のレファレンスＲＥＦとの距離や、測定装置１００の照射の向き（照射角度）を調整する。このとき、制御装置８４などのディスプレイに測定される時間波形をリアルタイムに表示（フリースキャン）させながら、測定装置１００とレファレンスＲＥＦとの間の相対的な位置関係を適宜調整する（図６（ａ）の（２））。
【００６０】
なお、図６には、測定装置１００を調整する例を示すが、測定装置１００および対象物（レファレンスＲＥＦまたはサンプルＳＭＰ）の少なくとも一方を調整すればよい。
【００６１】
このように測定装置１００とレファレンスＲＥＦとの間の相対的な位置関係の適宜が完了すると、そのときの時間波形が格納される（図６（ａ）の（３））。すなわち、測定装置１００の調整完了後に反射部材によって反射したテラヘルツ波の時間波形を保持する（ステップＳ６）。この時間波形は、制御装置８４のハードディスクなどに格納される。
【００６２】
そして、サンプルＳＭＰの測定動作を開始する。具体的には、サンプルＳＭＰ（被測定物）を対象物として配置するとともに、反射したテラヘルツ波の時間波形の注目している反射面からの振幅ピーク（より一般的には１番目のピーク）の位置が保持されたレファレンスＲＥＦの時間波形における最大振幅が生じる位置と実質的に一致するように、かつ、その振幅ピークが最大振幅を生じうるように、測定装置１００とサンプルＳＭＰとの間の相対的な位置および向きの少なくとも一方を調整する（ステップＳ８）。すなわち、ミラー固定治具を取り除き、測定装置１００の光学系の焦点位置付近にサンプルＳＭＰを配置する。そして、測定装置１００からテラヘルツ波を照射した状態で、測定装置１００とサンプルＳＭＰとの間の相対的な位置関係を適宜調整する。
【００６３】
より具体的には、制御装置８４などのディスプレイに測定される時間波形をリアルタイムに表示（フリースキャン）させながら、時間波形に現れるピーク位置がレファレンスＲＥＦの時間波形において最大のピークが生じる位置と一致するように、測定装置１００を配置すべき最適位置を決定する。
【００６４】
測定装置１００の相対的な位置関係の調整方法として、測定装置１００を前後方向（図４のＺ方向）に移動させる調整と、測定装置１００の水平角度および／または垂直角度を変化させて、測定装置１００にひねりを加える調整とを同時に行ってもよいし、順次行ってもよい。例えば、測定装置１００を前後方向（図４のＺ方向）に移動させる調整を先に実行し、その上で、測定装置１００の水平角度および／または垂直角度を変更する調整を行ってもよい。
【００６５】
より具体的には、図６（ｂ）に示すように、サンプルＳＭＰが配置された後（図６（ｂ）の（４））、測定装置１００の前後方向（図４のＺ方向）の位置を調整する（図６（ｂ）の（５））。続いて、図６（ｂ）に示すように、測定装置１００の回転角度を調整する（図６（ｃ）の（６））。すなわち、測定装置１００の相対的な位置関係の調整方法においては、測定装置１００とレファレンスＲＥＦとの間の位置を先に調整した上で、測定装置１００とレファレンスＲＥＦとの間の角度を調整することが好ましい。
【００６６】
このようにして、サンプルＳＭＰに対する測定装置１００の相対的な位置関係を最適化できる。
【００６７】
図７は、本実施の形態に従う測定装置１００の相対的な位置関係を調整中のフリースキャンの波形例を示す。図７を参照して、レファレンスＲＥＦから測定されたテラヘルツ波の時間波形に現れるピーク位置とサンプルＳＭＰから測定される時間波形上の１番目のピーク位置とが実質的に一致するように、測定装置１００とサンプルＳＭＰとの間の相対的な位置関係が調整される。図７には、測定装置１００をＴＮ１〜ＴＮ１３の間で移動させつつ、テラヘルツ波をサンプルＳＭＰに照射することで測定された時間波形を示す。つまり、ピークが生じる時間軸上の位置が互いに近付くように、測定装置１００とサンプルＳＭＰとの間の距離を変化させる。このフリースキャンによって得られる時間波形によれば、レファレンスＲＥＦの時間波形のピークに最も近くなる位置（図７に示す例では、ＴＮ５）で、サンプルＳＭＰによって反射したテラヘルツ波の時間波形における最大振幅が最も大きくなっているのがわかる。すなわち、この位置が最適位置といえる。
【００６８】
その後、測定装置１００の水平角度および／または垂直角度を変化させて、サンプルＳＭＰの表面に凹凸の影響を最も受けない、すなわち、ピーク低下が小さく、ピークの最大振幅が最も大きくなる位置を測定点として決定する。
【００６９】
以上のように、測定装置１００とサンプルＳＭＰとの間の相対的な位置関係の最適化が完了すると、サンプルＳＭＰによって反射したテラヘルツ波の時間波形を取得する（ステップＳ１０）。そして、サンプルＳＭＰによって反射したテラヘルツ波の時間波形に基づいて、サンプルＳＭＰの膜厚を決定する（ステップＳ１２）（図６（ｃ）の（７））。
【００７０】
続いて、サンプルＳＭＰの膜厚についての平均化処理が有効化されているか否かを判断する（ステップＳ１４）。サンプルＳＭＰの膜厚についての平均化処理が有効化されていない場合（ステップＳ１４においてＮＯの場合）には、直前に決定された膜厚を最終的な結果として出力する（ステップＳ１６）。そして、一連の測定処理は完了する。
【００７１】
これに対して、サンプルＳＭＰの膜厚についての平均化処理が有効化されている場合（ステップＳ１４においてＹＥＳの場合）には、サンプルＳＭＰの目的の部位が測定対象になるように、測定装置１００とサンプルＳＭＰとの間の相対的な位置関係を変更する（ステップＳ１８）。そして、サンプルＳＭＰに対してテラヘルツ波を照射するとともに、サンプルＳＭＰによって反射したテラヘルツ波の時間波形を取得する（ステップＳ２０）。そして、サンプルＳＭＰによって反射したテラヘルツ波の時間波形に基づいて、サンプルＳＭＰの対象部位の膜厚を決定する（ステップＳ２２）。
【００７２】
その後、サンプルＳＭＰの膜厚についての平均化処理に必要なすべての部位についての測定が完了したか否かを判断する（ステップＳ２４）。サンプルＳＭＰの膜厚についての平均化処理に必要なすべての部位についての測定が完了していない場合（ステップＳ２４においてＮＯの場合）には、ステップＳ１８以下の処理が再度実行される。
【００７３】
これに対して、サンプルＳＭＰの膜厚についての平均化処理に必要なすべての部位についての測定が完了している場合（ステップＳ２４においてＹＥＳの場合）には、ステップＳ１２およびＳ２２において決定されたサンプルＳＭＰの膜厚に対して、平均化処理を実行することで、サンプルＳＭＰについての（平均化された）膜厚を決定する（ステップＳ２６）。そして、ステップＳ１６以下の処理が実行される。
【００７４】
このように、サンプルＳＭＰの膜厚を決定する工程は、複数回にわたって決定されたサンプルＳＭＰの膜厚を平均化する工程を含む。
【００７５】
＜Ｅ．測定例＞
上述した測定装置１００を用いたサンプルＳＭＰの測定方法によって得られた測定結果の一例を示す。
【００７６】
図８は、本実施の形態に従う測定装置１００を用いた単層の塗装膜のサンプルを測定した結果の一例を示す。図８には、レファレンスＲＥＦとしてミラーを測定して得られた時間波形とともに、サンプルＳＭＰを測定して得られた時間波形を示す。測定対象のサンプルＳＭＰが単層膜であるため、時間波形には実質的に２つのピーク（すなわち、サンプルＳＭＰの両面と空気とのそれぞれ界面で反射した成分）が現れる。これらの２つのピーク間の時間差を算出することで、サンプルＳＭＰにおける界面間の距離、すなわち膜厚を決定できる。
【００７７】
なお、その表面に多層膜が形成されているサンプルＳＭＰについても同様の測定を行うことができる。
【００７８】
＜Ｆ．測定用セル＞
次に、上述のような測定方法に適した測定用の容器（以下「測定用セル」とも称す。）について説明する。本実施の形態に従う測定用セルを用いることで、後述するように、透過型の測定系でしか測定できなかったサンプルＳＭＰの特性を測定することができる。
【００７９】
図９は、本実施の形態に従う測定用セル３００の外観図である。図９（ａ）には、空の状態（レファレンスとして用いる状態）を示し、図９（ｂ）には、サンプルＳＭＰを装填した状態（測定状態）を示す。
【００８０】
図９を参照して、測定用セル３００は、筒状部材３０２と筒状部材３０２の底面に接着された底膜３０６とを含む。
【００８１】
筒状部材３０２は、金属（代表的に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）、アルミニウム、銅など）などの導電性の高い物質で構成され、中央部に貫通したアパーチャー３０４を有する円柱状の部材である。テラヘルツ波は金属に反射されてしまうため、テラヘルツ波は筒状部材３０２を貫通しない。より具体的な実施例として、筒状部材３０２として市販の金属ワッシャーを用いてもよい。
【００８２】
同様に、底膜３０６についても、金属（代表的に、アルミニウム、銅など）などの導電性の高い物質で構成される。そのため、底膜３０６に入射したテラヘルツ波は底膜３０６を貫通しない。つまり、測定装置１００から照射されたテラヘルツ波は、サンプルＳＭＰを一旦透過して底膜３０６に入射し、底膜３０６で反射した後、サンプルＳＭＰを再度透過して測定装置１００に戻る。なお、底膜３０６の材質としては、金属などの導電性の高い物質に限らず、ミラーであってもよい。すなわち、底膜３０６としては、入射したテラヘルツ波を少ない損失で反射できれば、どのような材質を用いてもよい。
【００８３】
底膜３０６は、筒状部材３０２の底部において、アパーチャー３０４の全周にわたって接着されており、筒状部材３０２のアパーチャー３０４に装填されたサンプルＳＭＰがこぼれ出ないようになっている。このようなサンプル容器のより具体的な設計値としては、筒状部材３０２の外径としては、８〜２０ｍｍ（代表的には、１０ｍｍ）であり、内径としては、１〜５ｍｍ（代表的には、２，３，４ｍｍなど）である。
【００８４】
本実施の形態に従う測定用セル３００に装填されるサンプルＳＭＰとしては、これに限られないが、粉体、ゲル、液体、生体試料などが想定されている。
【００８５】
図１０は、本実施の形態に従う測定用セル３００を用いた測定方法を説明するための図である。なお、図１０において、説明の便宜上、各部の大きさは適宜変更して描いている。
【００８６】
図１０を参照して、水平面上に測定用セル３００を配置するとともに、その鉛直上方の所定位置に測定装置１００を配置する。すなわち、測定装置１００から照射されるテラヘルツ波が実質的に鉛直方向に沿って測定用セル３００へ向けて伝搬するように構成される。
【００８７】
上述したように、本実施の形態に従う測定方法によれば、測定基準（レファレンス）から測定された時間波形から、レファレンスの時間波形上のピーク位置を特定する必要がある。そのため、図１０に示すように、空の（サンプルＳＭＰが装填されていない）測定用セル３００を配置し、この状態で、上述したような手順に従って時間波形を取得する。つまり、底膜３０６が反射部材であるレファレンスとして機能する。図１０に示す底膜３０６の表面がレファレンス面に相当する。
【００８８】
このとき、測定装置１００から照射されるテラヘルツ波の軸が測定用セル３００の底膜３０６の面に対して垂直になるようにそれぞれを配置できるので、基本的には、測定装置１００と測定用セル３００との間の距離のみを調整すればよい。つまり、原則として、測定装置１００の照射角度などを調整する必要はない。
【００８９】
続いて、空の測定用セル３００に代えて、図９（ｂ）に示すようなサンプルＳＭＰが装填された測定用セル３００を配置する。そして、測定装置１００からテラヘルツ波の照射を開始する。そして、測定装置１００と測定用セル３００（サンプルＳＭＰ）との間の相対的な位置関係を調整して、サンプルＳＭＰの特性値を反映したテラヘルツ波の時間波形を測定する。
【００９０】
より具体的には、空の測定用セル３００から測定された時間波形から、レファレンスの時間波形上のピーク位置を特定する。そして、このレファレンスのピーク位置とサンプルＳＭＰが装填された測定用セル３００から測定される時間波形上の１番目のピーク位置とが実質的に一致するように、測定装置１００と測定用セル３００との間の相対的な位置関係を調整する。つまり、相対的な位置関係を調整して、ピークの最大振幅が最も大きくなる位置を探索する。
【００９１】
このように、測定用セル３００を用いた測定に係る処理としては、筒状部材３０２と筒状部材３０２の底面に設けられた底膜３０６（反射部）とからなる測定用セル３００にサンプルＳＭＰを装填する工程と、測定用セル３００の反射部が設けられている側とは反対の側からテラヘルツ波が照射されるように、サンプルＳＭＰが装填された測定用セル３００を配置する工程とを含む。
【００９２】
なお、空の測定用セル３００自体をレファレンスとして用いる例について説明したが、図４（ｂ）に示すように、空の測定用セル３００とは別にレファレンスを用意し、このレファレンスから取得される時間波形を基準として、空の測定用セル３００およびサンプルＳＭＰが装填された測定用セル３００のそれぞれについて測定するようにしてもよい。
【００９３】
その他の測定手順については、上述したものと同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【００９４】
図９および図１０に示すような測定用セル３００およびそれに応じた測定方法を採用することで、透過法による測定と同様の測定を反射法によって行うことができる。すなわち、１つの測定装置１００を用いて、実質的に、反射法および透過法のいずれをも用いることができる。例えば、サンプルＳＭＰの膜厚を解析するなどの場合には予め屈折率を知っておく必要があるが、サンプルＳＭＰの屈折率（あるいは、吸収スペクトル）自体を知りたい場合もあり、このような場合には、本実施の形態に従う測定装置１００および測定方法を用いることで、透過法と実質的に同一の測定を反射型の測定系を用いて行うことができる。そのため、測定装置１００の応用範囲を広げることができる。そのため、測定装置１００を用いて、サンプルＳＭＰの膜厚などの測定に限らず、サンプルＳＭＰ自体のテラヘルツ域での特性を評価することができる。
【００９５】
＜Ｇ．測定例＞
次に、図９および図１０に示す測定用セル３００を用いた測定例について説明する。図１１は、本実施の形態に従う測定用セル３００を用いた測定結果の一例を示す。
【００９６】
図１１に示す測定結果は、測定用セル３００（直径３ｍｍ）にＤ−マルトース粉体２．５ｍｇを装填して測定することで得られた結果（時間波形および吸収スペクトル）である。図１１に示す測定結果は、反射部であるレファレンスにテラヘルツ波を照射して基準となる時間波形を取得し、その後、空の測定用セル３００およびサンプルが装填された状態の測定用セル３００をそれぞれ測定することで得られたものである。なお、時間波形におけるそれぞれのピーク位置は、レファレンスから取得された時間波形に現れるピークを基準として調整した。
【００９７】
図１１（ａ）には、レファレンスおよびサンプルＳＭＰであるＤ−マルトースの時間波形をそれぞれ示す。図１１（ｂ）には、図１１（ａ）に示すＤ−マルトースの時間波形から算出された吸収スペクトルを示す。この図１１（ｂ）に示す吸収スペクトルによれば、Ｄ−マルトースの特徴である１．１ＴＨｚ，１．６ＴＨｚ，２．０ＴＨｚ付近の吸収ピークが適切に観測できていることがわかる。
【００９８】
＜Ｈ．自動化の実装＞
本実施の形態に従う測定方法は、そのすべての工程をユーザが実行してもよいし、コンピュータなどを用いてその全部または一部の工程を自動化してもよい。以下、このような自動化を実現するための構成例を説明する。
【００９９】
図１２は、本実施の形態に従う測定方法を実現するためのハードウェア構成例を示す模式図である。図１２を参照して、測定システム１は、測定装置１００と、測定装置１００と対象物との間の相対的な位置関係を調整するための駆動機構１２０と、発振器８０と、信号処理部８２と、制御装置８４とを含む。
【０１００】
測定装置１００、発振器８０、および信号処理部８２の構成については、上述したので、詳細な説明は繰返さない。駆動機構１２０は、図２に示すようなそれぞれの支持部の機能を実現するような機構であり、制御装置８４からの指示に従って、測定装置１００の位置や向きを調整する。典型的には、駆動機構１２０としては、産業用の多関節ロボットなどを用いることができる。
【０１０１】
制御装置８４は、典型的には汎用的なコンピュータによって実現され、オペレーティングシステム（ＯＳ：Operating System）を含む各種プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）８４１と、ＣＰＵ８４１でのプログラムの実行に必要なデータを一時的に記憶するメモリ８４６と、ＣＰＵ８４１で実行されるプログラムを不揮発的に記憶するハードディスク（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）８４５とを含む。制御装置８４を構成する各コンポーネントは、バス８４８を介して互いに通信可能に接続されている。
【０１０２】
また、ハードディスク８４５には、本実施の形態に従う測定方法を実現するための測定用プログラム８４５ａが予め格納されている。このような測定用プログラム８４５ａは、ＣＤ−ＲＯＭドライブ８４４によって、記録媒体の一例であるＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory）８４４ａなどから読取られる。すなわち、本実施の形態に従う測定方法を実現するための測定用プログラム８４５ａは、ＣＤ−ＲＯＭ８４４ａなどの記録媒体などに格納されて流通する。あるいは、ネットワークを介して測定用プログラム８４５ａを配信してもよい。このような場合、測定用プログラム８４５ａは、制御装置８４のネットワークインターフェイス８４３を介して受信され、ハードディスク８４５に格納される。
【０１０３】
ディスプレイ８４０は、フリースキャンの結果取得される時間波形を表示したり、測定結果などを表示したりする。入力部８４２は、ユーザの操作を受付ける部位であり、典型的には、キーボードやマウスなどを含む。
【０１０４】
通信インターフェイス８４７は、ＣＰＵ８４１による測定用プログラム８４５ａの実行によって算出される目的の位置や角度などに基づいて、駆動機構１２０に対して必要な指令を与える。また、通信インターフェイス８４７は、信号処理部８２からの測定結果を受信したり、測定装置１００に対して指令を与えたりするために用いられる。
【０１０５】
なお、上述の機能の一部または全部を専用のハードウェアで実現してもよい。
＜Ｉ．変形例＞
上述したように、本実施の形態に従う測定方法では、測定装置１００とレファレンスＲＥＦとの間の相対的な位置関係、および、測定装置１００とサンプルＳＭＰとの間の相対的な位置関係を調整する必要がある。このような場合、測定装置１００から照射されるテラヘルツ波の向きや位置をユーザに通知することがより好ましい。しかしながら、テラヘルツ波はユーザの目に見えないので、テラヘルツ波の照射方向を示すガイド光を測定装置１００から照射するようにしてもよい。
【０１０６】
図１３は、本実施の形態の変形例に従う測定装置１００の外観図である。図１３を参照して、本変形例に従う測定装置１００の表面には、レーザー照射口１３０が設けられており、図示しないレーザー光源やＬＥＤ（Light Emitting Diode）で生成された可視光線を照射されるテラヘルツ波の方向に合わせて照射する。このような可視光線によるマーカーを用いることで、ユーザは、測定装置１００の位置や向きをより容易に調整できる。
【０１０７】
＜Ｊ．利点＞
本実施の形態に従う測定方法を用いることで、テラヘルツ波を用いた各種の測定をより高精度に行うことができる。このようなテラヘルツ波を用いた測定の典型例としては、車の塗装膜、二次電池の電極やセパレータといったサンプルの膜厚測定が挙げられる。さらに、図９および図１０に示す測定用セル３００を用いて、粉体、ゲル、液体、生体試料などの特性値の測定などが挙げられる。その他、テラヘルツ時間領域分光法に従って、反射配置で測定を行うあらゆる測定に適用できる。
【０１０８】
本実施の形態に従う測定方法は、（例えば、特許文献１に開示されている）位置検出機構といった特殊な装置を用いることなく、テラヘルツ波の時間波形に現れるピークを利用して、測定位置を決定できる。そのため、コストアップなどを回避しつつ、測定装置とサンプルとの間の距離および角度を最適化できる。
【０１０９】
また、本実施の形態に従う測定方法によれば、凹凸などの微妙な変化があるサンプルに対しても、複数の測定結果に対する平均化処理などを用いて、サンプル全体としての膜厚などの特性値を決定できる。このような手法を採用することで、Ｓ／Ｎ比（信号対雑音比）を向上させるとともに、より精度が高く、かつ再現性の高い測定を実現できる。また、測定された複数の結果を事後的に処理できるので、安定的に処理速度を向上させることもできる。
【０１１０】
また、本実施の形態の形態に従う測定方法によれば、図９および図１０に示す測定用セル３００を用いて、透過法で測定しなければならなかったサンプルについて、反射法によって測定することができる。そのため、本実施の形態に従う測定装置１００の適用範囲を広げることができる。
【０１１１】
また、本実施の形態に従う測定方法を図１２に示すような自動化の構成として実装することで、各種の生産ラインにおいても、テラヘルツ波を用いた測定を行うことができる。一例として、従来の塗装膜の膜厚測定についての基本的な手法を踏襲しながら、自動的に位置合わせを行うことができ、これによって、本実施の形態に従う測定方法の生産ラインへの導入を容易化する。
【０１１２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１３】
１  測定システム、２  支持支柱、１０  パルス光光源、１２，１８，２０，２２，２４，２６，２８，３０  ミラー、１４  λ／２板、１６  ビームスプリッタ、４０  エミッタユニット、４２，５２  光伝導アンテナ、４４，５４  Ｓｉレンズ、４６，５６  集光レンズ、５０  アンテナユニット、６０，６２  軸外し放物面ミラー、６４，６６  テラヘルツ波、６８  開口部、７０  遅延ステージ、７２  遅延ステージ駆動機構、８０  発振器、８２  信号処理部、８４  制御装置、１００  測定装置、１０２  第１支持部、１０４  第２支持部、１０６  第３支持部、１０８  第４支持部、１２０  駆動機構、１３０  レーザー照射口、２０１，２０２  時間波形、３００  測定用セル、３０２  筒状部材、３０４  アパーチャー、３０６  底膜、８４０  ディスプレイ、８４１  ＣＰＵ、８４２  入力部、８４３  ネットワークインターフェイス、８４４  ＣＤ−ＲＯＭドライブ、８４４ａ  ＣＤ−ＲＯＭ、８４５  ハードディスク、８４５ａ  測定用プログラム、８４６  メモリ、８４７  通信インターフェイス、８４８  バス、ＲＥＦ  レファレンス、ＳＭＰ  サンプル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2014194344.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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