(57)【要約】【課題】  良品の被検出体と不良品の被検出体との選定に優れた、特に、実際に使用する環境において不良品となる被検出体を検出することができる検出方法及び装置、並びに、選択方法を提供する。【解決手段】  被検出体の欠陥を検出する検出方法であって、前記被検出体を異なる２つのエネルギー状態にするステップと、前記被検出体に所定の光を照射して、前記異なる２つのエネルギー状態における各々の光学情報を取得するステップと、前記取得ステップで取得した前記異なる２つのエネルギー状態における各々の光学情報から前記被検出体の欠陥の有無を判断するステップとを有することを特徴とする検出方法を提供する。【選択図】          図１
2007010454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出体の欠陥を検出する検出方法であって、
前記被検出体を異なる２つのエネルギー状態にするステップと、
前記被検出体に所定の光を照射して、前記異なる２つのエネルギー状態における各々の光学情報を取得するステップと、
前記取得ステップで取得した前記異なる２つのエネルギー状態における各々の光学情報から前記被検出体の欠陥の有無を判断するステップとを有することを特徴とする検出方法。
【請求項２】
被検出体の欠陥を検出する検出方法であって、
前記被検出体に第１のエネルギーを付与し、第１のエネルギー状態における前記被検出体の第１のスペクトルを取得する第１の取得ステップと、
前記被検出体に第１のエネルギーとは異なる第２のエネルギーを付与し、第２のエネルギー状態における前記被検出体の第２のスペクトルを取得する第２の取得ステップと、
前記第１の取得ステップ及び前記第２の取得ステップで取得した前記第１のスペクトル及び前記第２のスペクトルから前記被検出体の欠陥の有無を判断する判断ステップとを有することを特徴とする検出方法。
【請求項３】
前記判断ステップは、
前記第１のスペクトルのピークにおける波数と前記第２のスペクトルのピークにおける波数との差を算出する算出ステップと、
前記算出ステップで算出した前記第１のスペクトルのピークにおける波数と前記第２のスペクトルのピークにおける波数との差を所定の閾値と比較する比較ステップと、
前記第１のスペクトルのピークにおける波数と前記第２のスペクトルのピークにおける波数との差が前記所定の閾値よりも小さい前記被検出体を検出する検出ステップとを有することを特徴とする請求項２記載の検出方法。
【請求項４】
前記所定の閾値は、複数の前記被検出体の前記第１のスペクトルのピークにおける波数と前記第２のスペクトルのピークにおける波数との差の平均であることを特徴とする請求項３記載の検出方法。
【請求項５】
前記算出ステップで算出した前記第１のスペクトルのピークにおける波数と前記第２のスペクトルのピークにおける波数との差を表示する表示ステップを更に有することを特徴とする請求項３記載の検出方法。
【請求項６】
前記第１の取得ステップ及び前記第２の取得ステップは、赤外分析法又はラマン分光分析法を用いることを特徴とする請求項２記載の検出方法。
【請求項７】
前記第１のスペクトルと前記第２のスペクトルとを表示する表示ステップを更に有することを特徴とする請求項２記載の検出方法。
【請求項８】
第１のエネルギー及び前記第２のエネルギーは、電圧、圧力及び熱のうちの一であることを特徴とする請求項２記載の検出方法。
【請求項９】
複数の被検出体から所定の数の被検出体を良品として選択する選択方法であって、
前記複数の被検出体に赤外線を照射し、前記複数の被検出体を透過した透過光又は前記被検出体で反射した反射光が所定の範囲内にある被検出体を選別するステップと、
前記選別ステップで選別された前記被検出体に第１のエネルギーを付与し、第１のエネルギー状態における前記被検出体の第１のスペクトルを取得するステップと、
前記被検出体に第１のスペクトルとは異なる第２のエネルギーを付与し、第２のエネルギー状態における前記被検出体の第２のスペクトルを取得するステップと、
前記第１のスペクトルのピークにおける波数と前記第２のスペクトルのピークにおける波数との差を算出するステップと、
前記算出ステップで算出した前記第１のスペクトルのピークにおける波数と前記第２のスペクトルのピークにおける波数との差が大きい順に、前記所定の数の被検出体を選択するステップとを有することを特徴とする選択方法。
【請求項１０】
複数の被検出体から所定の数の被検出体を良品として選択する選択方法であって、
前記複数の被検出体を異なる２つのエネルギー状態にするステップと、
前記複数の被検出体に所定の光を照射して、前記異なる２つのエネルギー状態における各々のスペクトルを取得するステップと、
前記異なる２つのエネルギー状態における各々のスペクトルのピークにおける波数の差を算出するステップと、
前記算出ステップで算出した前記異なる２つのエネルギー状態における各々のスペクトルのピークにおける波数の差が大きい順に、前記所定の数の被検出体を選択するステップとを有することを特徴とする選択方法。
【請求項１１】
被検出体の欠陥を検出する検出装置であって、
前記被検出体にエネルギーを付与するエネルギー供給部と、
前記被検出体に所定の光を照射して、前記被検出体を透過した透過光又は前記被検体で反射した反射光のスペクトルを検出する検出部と、
前記エネルギー供給部を制御して異なる２つのエネルギー状態で前記検出部による検出を行わせ、前記検出部の検出結果に基づいて前記被検出体の欠陥の有無を判断する制御部とを有することを特徴とする検出装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記異なる２つのエネルギー状態における前記被検出体のスペクトルのピークにおける波数の差を算出することを特徴とする請求項１１記載の検出装置。
【請求項１３】
前記異なる２つのエネルギー状態における前記被検出体のスペクトルのピークにおける波数の差を表示する表示装置を更に有することを特徴とする請求項１２記載の検出装置。
【請求項１４】
前記異なる２つのエネルギー状態における前記被検出体のスペクトルを同時に表示する表示手段を更に有することを特徴とする請求項１１記載の検出装置。
【請求項１５】
前記エネルギー供給部が付与するエネルギーの情報を記憶する記憶手段を更に有することを特徴とする請求項１１記載の検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、検出方法及び装置に係り、特に、被検出体の欠陥を検出する検出方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子は、変形（歪み）を与えると電圧を発生するという圧電効果と、電圧を加えると変形を生じるという逆圧電効果を有し、その特性（即ち、電気振動と力学振動の相互変換）から精密工業製品に広く利用されている。圧電素子は、圧電効果によって振動を電圧に変換し、かかる振動を電気的に検出することができる振動センサや、逆圧電効果を利用した位置決め素子として用いられている。ここで、位置決め素子とは、図１６に示すように、電圧を印加することで原子間の結合が歪み、極めて微小な位置を精度よく調整することができる素子のことである。図１６は、圧電素子の原子間の結合を示す概略平面図であって、図１６（ａ）は電圧を印加する前の状態を、図１６（ｂ）は電圧を印加した後の状態を示している。
【０００３】
位置決め素子としての圧電素子は、例えば、露光装置のウェハステージに搭載され、半導体素子の微細化に伴って必要となるウェハステージの微細な駆動を可能にする微動駆動素子（「ピエゾ素子」とも呼ばれる。）として注目されている。このような圧電素子には、極めて微細な駆動及びかかる動作の正確な再現性が要求されるため、クラックなどの欠陥を含んだ圧電素子を用いることはできない。そのため、圧電素子を製造するメーカーは、圧電素子を商品として出荷する前に、クラックを含む圧電素子であるかどうかを検査し、クラックを含まない圧電素子のみを出荷している。なお、クラックを含む圧電素子とは、図１７に示すように、比較的大きな割れ目（クラック）ＤＦが存在する圧電素子を一般的に指している。図１７は、クラックを含む圧電素子を示す概略平面図であって、図１７（ａ）は電圧を印加する前の状態を、図１７（ｂ）は電圧を印加した後の状態を示している。
【０００４】
クラックを含む圧電素子を検出（検査）する技術としては、従来から幾つか提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。例えば、特許文献１は、圧電積層体に定電圧を印可すると共に、レーザーを圧電層体の積層方向に移動させながら照射し、電流値の変化を測定することによって、クラックを特定することを開示している。また、特許文献２は、被検体の裏面から赤外線を照射し、被検体を透過した赤外線を赤外線カメラで観察することによって、目視又は可視カメラで検出することが困難であったクラックを検出することを開示している。
【特許文献１】特開平７−５５８６５号公報
【特許文献２】特開平８−２２０００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような検査を経て、クラックを含まない圧電素子であるとされた圧電素子（良品）であっても、例えば、実際にウェハステージに搭載すると、正常に動作しない（即ち、所定の印加電圧に対する駆動量が得られなかったり、電圧を印可しても駆動しなかったりする）場合がある。また、ウェハステージに搭載した当初は正常な動作を示していても、使用してから暫くすると正常な動作をしなくなる（製品寿命が短い）圧電素子もある。
【０００６】
このように従来の検査によって良品であるとされた圧電素子には、実際に使用する環境において、正常に動作しない圧電素子（即ち、不良品）や将来的に不良品となる圧電素子も数多く含まれている。換言すれば、従来技術では、良品の圧電素子と不良品の圧電素子の選定が不十分であり、不良品の圧電素子を取り除くことができない。
【０００７】
そこで、本発明は、良品の被検出体と不良品の被検出体との選定に優れた、特に、実際に使用する環境において不良品となる被検出体を検出することができる検出方法及び装置、並びに、選択方法を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての検出方法は、被検出体の欠陥を検出する検出方法であって、前記被検出体を異なる２つのエネルギー状態にするステップと、前記被検出体に所定の光を照射して、前記異なる２つのエネルギー状態における各々の光学情報を取得するステップと、前記取得ステップで取得した前記異なる２つのエネルギー状態における各々の光学情報から前記被検出体の欠陥の有無を判断するステップとを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の別の側面としての検出方法は、被検出体の欠陥を検出する検出方法であって、前記被検出体に第１のエネルギーを付与し、第１のエネルギー状態における前記被検出体の第１のスペクトルを取得する第１の取得ステップと、前記被検出体に第１のエネルギーとは異なる第２のエネルギーを付与し、第２のエネルギー状態における前記被検出体の第２のスペクトルを取得する第２の取得ステップと、前記第１の取得ステップ及び前記第２の取得ステップで取得した前記第１のスペクトル及び前記第２のスペクトルから前記被検出体の欠陥の有無を判断する判断ステップとを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の更に別の側面としての選択方法は、複数の被検出体から所定の数の被検出体を良品として選択する選択方法であって、前記複数の被検出体に赤外線を照射し、前記複数の被検出体を透過した透過光又は前記被検出体で反射した反射光が所定の範囲内にある被検出体を選別するステップと、前記選別ステップで選別された前記被検出体に第１のエネルギーを付与し、第１のエネルギー状態における前記被検出体の第１のスペクトルを取得するステップと、前記被検出体に第１のスペクトルとは異なる第２のエネルギーを付与し、第２のエネルギー状態における前記被検出体の第２のスペクトルを取得するステップと、前記第１のスペクトルのピークにおける波数と前記第２のスペクトルのピークにおける波数との差を算出するステップと、前記算出ステップで算出した前記第１のスペクトルのピークにおける波数と前記第２のスペクトルのピークにおける波数との差が大きい順に、前記所定の数の被検出体を選択するステップとを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の更に別の側面としての選択方法は、複数の被検出体から所定の数の被検出体を良品として選択する選択方法であって、前記複数の被検出体を異なる２つのエネルギー状態にするステップと、前記複数の被検出体に所定の光を照射して、前記異なる２つのエネルギー状態における各々のスペクトルを取得するステップと、前記異なる２つのエネルギー状態における各々のスペクトルのピークにおける波数の差を算出するステップと、前記算出ステップで算出した前記異なる２つのエネルギー状態における各々のスペクトルのピークにおける波数の差が大きい順に、前記所定の数の被検出体を選択するステップとを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の更に別の側面としての検出装置は、被検出体の欠陥を検出する検出装置であって、前記被検出体にエネルギーを付与するエネルギー供給部と、前記被検出体に所定の光を照射して、前記被検出体を透過した透過光又は前記被検体で反射した反射光のスペクトルを検出する検出部と、前記エネルギー供給部を制御して異なる２つのエネルギー状態で前記検出部による検出を行わせ、前記検出部の検出結果に基づいて前記被検出体の欠陥の有無を判断する制御部とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、良品の被検出体と不良品の被検出体との選定に優れた、特に、実際に使用する環境において不良品となる被検出体を検出することができる検出方法及び装置、並びに、選択方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明者は、良品の被検出体と不良品の被検出体との選定に優れた、特に、実際に使用する環境において不良品となる被検出体を検出することができる検出方法及び装置、並びに、選択方法を提供するにあたり、基本に戻って、従来技術ではクラックを含まないとされながらも実際に使用する環境において正常に動作しない圧電素子について鋭意検討した結果、このような圧電素子は、図１３に示すように、欠陥ＭＤを含んでおり、かかる欠陥ＭＤは、電圧を印加しても歪みにくい、又は、歪まない、不正歪み部位となることを発見した。即ち、欠陥ＭＤは、圧電効果若しくは逆圧電効果を示さない、又は示しにくい不正歪み部位である。図１３は、欠陥ＭＤを含む圧電素子の原子間の結合を示す概略平面図である。
【００１６】
具体的には、図１６と比較すると明らかなように、図１３（ａ）に示す圧電素子に電圧を印加しても、図１３（ｂ）に示すように欠陥ＭＤが歪みにくく、一方、図１３（ｃ）に示すように欠陥ＭＤが電圧を印加する前から歪んでいる圧電素子に電圧を印加しても、図１３（ｄ）に示すように欠陥ＭＤの応答性が劣化する。
【００１７】
更に、本発明者は、欠陥ＭＤが圧電素子に含まれると、電圧や圧力を繰り返し印加することによって、将来、不良品となる可能性が高くなったり、製品寿命が短くなる可能性が高くなったりすることを発見した。
【００１８】
しかしながら、欠陥ＭＤは、図１７に示したクラックＤＦとは異なり、原子間の結合が切れていないため、従来技術で検出することはできない。そこで、本発明者は、圧力、電圧及び熱等のエネルギーを圧電素子に加え、化学結合における振動状態や回転状態等の電子状態の変化を検出することで、欠陥ＭＤを検出できることを見出した。
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての検出装置について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図１は、本発明の検出装置１の構成を示す概略ブロック図である。
【００２０】
検出装置１は、被検出体の欠陥、詳細には、図１３に示したような欠陥ＭＤを検出する。検出装置１は、図１に示すように、分析部１００と、コンピュータ（制御部）２００とを有する。本実施形態では、被検出体として、図１４に示すような、圧電素子５００を例に説明する。圧電素子５００は、複数の圧電素子５１０の間に正電極５２０と負電極５３０とを交互に積層して構成される積層圧電素子である。これにより、それぞれの圧電素子５１０に電圧を印可することが可能となる。ここで、図１４は、被検出体の一例としての圧電素子５００の構成を示す概略断面図である。
【００２１】
分析部１００は、フーリエ変換型赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ：Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｒｅｄ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）、赤外分光光度計及びラマン分光光度計等を基本的な構成とし、被検出体（圧電素子５００）の光学情報としてのスペクトルを取得する機能を有する。なお、分析部１００は、本実施形態では、ダブルビーム方式のＦＴ−ＩＲを用いているが、シングルビーム方式のＦＴ−ＩＲを用いてもよい。分析部１００は、図１に示すように、光源部１１０と、スプリット１２０と、ミラー１３０及び１３５と、検出部１４０と、エネルギー供給部１５０とを有する。
【００２２】
光源部１１０は、圧電素子５００に対して検査光である赤外光を照射する。スプリット（ハーフミラー）１２０は、光源部１１０から放射された赤外光を、被検光ＯＬと参照光ＲＬとに分光する。検出部１４０は、ミラー１３０及びミラー１３５及びスプリット（ハーフミラー）１３６を介して参照光ＲＬを検出すると共に、圧電素子５００を透過した被検光（透過光）ＯＬを検出する。なお、検出部１４０は、本実施形態では、圧電素子５００を透過した透過光を検出するが、圧電素子５００で反射した反射光を検出してもよい。
【００２３】
エネルギー供給部１５０は、被検出体（圧電素子５００）にエネルギーを付与する。詳細には、エネルギー供給部１５０は、後述するポインティングデバイス２０７やキーボード２０８を介して設定されたエネルギーの情報に基づいて、被検出体（圧電素子５００）に第１のエネルギーと第２のエネルギーを付与する。換言すれば、エネルギー供給部１５０は、被検出体（圧電素子５００）を、第１のエネルギーが付与された第１のエネルギー状態と、第２のエネルギーが付与された第２のエネルギー状態との２つの異なるエネルギー状態にすることができる。ここで、エネルギーの情報とは、第１のエネルギー及び第２のエネルギーの種類（例えば、圧力などの力学的エネルギーや電圧などの電気エネルギー）と被検出体に付与するエネルギーの量等を含む。
【００２４】
エネルギー供給部１５０は、本実施形態では、圧電素子５００に電圧を印加し、図２に示すように、圧電素子５００に正電極１５２と負電極１５４を接続させた構成を有する。図２は、エネルギー供給部１５０の構成の一例を示す概略平面図である。なお、エネルギー供給部１５０が圧力などの力学エネルギーを圧電素子５００に加える場合には、クランプやネジ等でエネルギー供給部１５０を構成する。
【００２５】
コンピュータ２００は、分析部１００と通信可能に接続され、分析部１００を制御する。なお、コンピュータ２００と分析部１００との接続は、通信可能であれば、シリアル接続やパラレル接続など、どのような方式であっても構わない。
【００２６】
コンピュータ２００は、具体的には、エネルギー供給部１５０を制御して異なる２つのエネルギー状態（即ち、第１のエネルギー状態及び第２のエネルギー状態）で検出部１４０による検出を行わせ、検出部１４０の検出結果に基づいて、圧電素子５００に欠陥ＭＤが含まれているかどうかを判断する。
【００２７】
コンピュータ２００は、図３に示すように、ＣＰＵ２０１と、ＲＡＭ２０２と、ＲＯＭ２０３と、ハードディスク（ＨＤＤ）２０４と、ネットワークインターフェース２０５と、記憶媒体ドライブ２０６と、ポインティングデバイス２０７と、キーボード２０８と、ビデオインターフェース２０９と、ディスプレイ２１０と、周辺機器インターフェース２１１とを有する。コンピュータ２００は、一般的なコンピュータの構成と同じであり、本実施形態では、圧電素子５００に欠陥ＭＤが含まれているかどうかを判断するために必要な様々な処理を行うが、かかる処理については後で詳細に説明する。例えば、ＣＰＵ２０１は、後述する検出方法１０００や選択方法１０００Ａにおいて、ＨＤＤ２０４や記憶媒体ドライブ２０６に格納されたプログラム（検出方法１０００及び／又は選択方法１０００Ａに必要なプログラム）をＲＡＭ２０２に随時読み出し、かかるプログラムを実行する。なお、コンピュータ２００の他の構成要素については、検出方法１０００及び選択方法１０００Ａと共に説明する。ここで、図３は、コンピュータ２００の構成を示す概略ブロック図である。
【００２８】
以下、図４を参照して、検出装置１を用いた検出方法１０００について説明する。図４は、本発明の一側面としての検出方法１０００を説明するためのフローチャートである。検出方法１０００は、異なる２つのエネルギー状態の被検出体からの光学情報（スペクトル）に基づいて、被検出体に含まれる微小な欠陥ＭＤを検出する。なお、検出方法１０００は、図１７で示したようなクラックＤＦを含む圧電素子は検出することができないため、特許文献１や特許文献２などに開示されている従来技術などによって、クラックＤＦを含む圧電素子を取り除き、クラックＤＦを含まない圧電素子のみに対して行うことが好ましい。
【００２９】
図４を参照するに、まず、エネルギー供給部１５０が圧電素子５００に付与するエネルギーの情報を設定する（ステップ１００２）。なお、エネルギーの情報は、予め設定されていてもよい。エネルギーの情報は、例えば、コンピュータ２００のビデオインターフェース２０９及びディスプレイ２１０を介して提供される図５に示すような設定画面６００によって設定することができる。図５は、エネルギーの情報を設定する設定画面６００の一例を示す概略平面図である。
【００３０】
設定画面６００は、圧電素子５００に付与する第１のエネルギーとして電圧や圧力など（即ち、エネルギーの種類）を指定することができるプルダウンメニュー６０１と、プルダウンメニュー６０１で指定したエネルギーの種類に対応する物理量（即ち、圧電素子５００に付与するエネルギーの量）を指定することができるプルダウンメニュー６０２と、圧電素子５００に付与する第２のエネルギーとの種類を指定することができるプルダウンメニュー６０３と、プルダウンメニュー６０３で指定したエネルギーの種類に対応する物理量を指定することができるプルダウンメニュー６０４と、検出対象である試料名を入力することができるテキストボックス６０５と、後述する差スペクトルを表示するかどうかを指定することができるチェックボックス６０６と、指定したエネルギーの情報を取り消すことができるキャンセルボタン６０７と、指定したエネルギーの情報を設定することができるＯＫボタン６０８とを有する。キャンセルボタン６０７が押下されると、指定したエネルギーの情報を取り消すことができる。また、ＯＫボタン６０８が押下されると、指定したエネルギーの情報を設定することができる。本実施形態では、コンピュータ２００でエネルギーの情報を設定することを示すが、エネルギー供給部１５０で設定するようにしてもよい。
【００３１】
本実施形態では、第１のエネルギーの種類として電圧を指定し、かかる電圧の量として０Ｖを指定し、第２のエネルギーの種類として電圧を指定し、かかる電圧の量として１５０Ｖを指定している。なお、設定画面６００で行われる指定は、コンピュータ２００のポインティングデバイス２０７やキーボード２０８を介して行われる。
【００３２】
図４に戻って、次に、ステップ１００２で設定されたエネルギーの情報（試料名や差スペクトルを表示するかどうかの情報を含む）を、コンピュータ２００の記憶媒体ドライブ２０６やハードディスク２０４などの記憶手段に記憶すると共に、ネットワークインターフェース２０５を介してエネルギー供給部１５０に送信する（ステップ１００４）。
【００３３】
エネルギー供給部１５０は、受信したエネルギー情報に基づいて、ステップ１００２で設定された第１のエネルギーを圧電素子５００に付与する（ステップ１００６）。これにより、圧電素子５００は、第１のエネルギー状態となる。但し、本実施形態では、第１のエネルギーを０Ｖの電圧に設定しているため、電圧は印加しない。
【００３４】
次いで、第１のエネルギー状態の圧電素子５００を赤外分析し、第１のスペクトルを取得する（ステップ１００８）。ここで、第１のスペクトルの取得（赤外分析）について詳しく説明する。図６は、ステップ１００８の詳細なフローチャートである。図６を参照するに、まず、光源部１１０から圧電素子５００に対して赤外光を照射する（ステップ２００２）。次いで、圧電素子５００を透過した赤外光（被検光）を検出部１４０で検出する（ステップ２００４）。この際、検出部は、圧電素子５００を透過した赤外光をアナログ信号として、図示しないＡ／Ｄ変換器に送信される。ステップ２００４で検出された赤外光のアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器においてデジタル信号に変換される（ステップ２００６）。ステップ２００６で変換されたデジタル信号は、コンピュータ２００に送信される（ステップ２００８）。この際、コンピュータ２００に送信される情報は、ステップ２００６で変換されたデジタル信号だけではなく、試料名や測定時の設定や日時などを含んでもよい。次に、ステップ２００６で変換されたデジタル信号を受信したコンピュータ２００は、かかるデジタル信号をフーリエ変換する（ステップ２０１０）。これにより、圧電素子５００の第１のエネルギー状態における第１のスペクトルを取得することができる。ステップ２０１０で取得された第１のスペクトルは、測定時の設定情報と関連付けて記憶媒体ドライブ２０６やハードディスク２０４などの記憶手段に格納される（ステップ２０１２）。なお、スペクトルの取得は、図１５（ａ）に示すように、圧電素子５００の１つの箇所ＭＰに対して行ってもよいし、図１５（ｂ）に示すように、圧電素子５００の複数の箇所ＭＰ’に対して行ってもよい。欠陥ＭＤが圧電素子５００に広く存在していれば、一つの箇所ＭＰからのスペクトルだけでも欠陥ＭＤを有無（圧電素子５００が良品又は不良品であるか）を判断することは可能である。また、欠陥ＭＤが圧電素子５００の一部に存在する場合は、一つの箇所ＭＰからのスペクトルだけで欠陥ＭＤの有無を判断することが難しいため、複数の箇所ＭＰからのスペクトルを測定することで、欠陥ＭＤの有無を判断することができるようになる。ここで、総合的に判断する例を次に示す。第一のエネルギーを圧電素子５００に付与した第一エネルギー状態で得られた複数の箇所ＭＰの複数スペクトルを合成して一つの第一スペクトルとして作成する。そして、第二のエネルギーを圧電素子５００に付与した第二エネルギー状態で得られた複数の箇所ＭＰの複数スペクトルを合成して一つの第二スペクトルとして作成する。これらの第一スペクトル及び第二スペクトルを用いることで欠陥ＭＤの有無を判断することが可能となる。ここで、図１５は、圧電素子５００のスペクトルを取得する、即ち、赤外線を照射する箇所を示す概略平面図である。
【００３５】
図４に戻って、第１のエネルギー状態における圧電素子５００の第１のスペクトルの取得が終了すると、エネルギー供給部１５０は、エネルギー情報に基づいて、ステップ１００２で設定された第２のエネルギーを圧電素子５００に付与する（ステップ１０１０）。これにより、圧電素子５００は、第２のエネルギー状態となる。本実施形態では、第２のエネルギーを１５０Ｖの電圧に設定しているため、エネルギー供給部１５０は、圧電素子５００に１５０Ｖの電圧を印加する。
【００３６】
次いで、第２のエネルギー状態の圧電素子５００を赤外分析し、第２のスペクトルを取得する（ステップ１０１２）。なお、第２のスペクトルは、図６を参照して説明した第１のスペクトルの取得と同様に、ステップ２００２乃至ステップ２０１２を経ることによって、取得することができる。
【００３７】
第２のエネルギー状態における圧電素子５００の第２のスペクトルの取得が終了すると、ステップ１００２において差スペクトルを表示する設定がされているかどうか判断する（ステップ１０１４）。差スペクトルを表示する設定がされていなければ、後述するステップ１０１８に進む。
【００３８】
一方、差スペクトルを表示する設定がされていれば、第１のエネルギーが付与された圧電素子５００から得られた第１のスペクトルと、第２のエネルギーが付与された圧電素子５００から得られた第２のスペクトルを記憶手段から抽出し、第１のスペクトルの透過率から第２のスペクトルの透過率を減算する（ステップ１０１６）。これにより、第１のスペクトルと第２のスペクトルとの差である差スペクトルを取得することができる。図７は、ディスプレイ２１０に表示される差スペクトルの一例を示す図であって、図７（ａ）は欠陥ＭＤを含まない圧電素子５００（即ち、良品）から取得される差スペクトルを、図７（ｂ）は欠陥ＭＤを含む圧電素子５００（即ち、不良品）から取得される差スペクトルを示している。図７は、縦軸に第１のスペクトルの透過率と第２のスペクトルの透過率との差を、横軸に波数を採用している。ここで、図７は、第１のスペクトル及び第２のスペクトルの透過率の差を縦軸に用いているが、その他の指標を軸に用いてもよい。
【００３９】
次に、ステップ１０１６で取得した差スペクトル又はステップ２０１２で記憶手段に記憶した第１のスペクトル及び第２のスペクトルのピークを特定し、特定された該ピークにおける波数（［ｃｍ−１］＝１／λ）を得る。（ステップ１０１８）。なお、ピークを特定する際には、所定の閾値に基づいてピークを特定し、ノイズを除去する必要がある。例えば、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、所定の透過率（閾値）ＰＶよりも低い値（透過率）において、ピークを特定する。即ち、所定の透過率（閾値）ＰＶよりも低い値（透過率）を示すスペクトルをピークとして特定する。図８Ａ（ａ）を用いて説明すると、波数が２２０５ｃｍ−１、１９２３ｃｍ−１、１３６０ｃｍ−１、１１９５ｃｍ−１を示すスペクトルをピークとして特定する。ここで、図８Ａは、欠陥ＭＤを含まない圧電素子５００（即ち、良品）から取得されたスペクトルの一例を示す図であって、図８Ａ（ａ）は第１のエネルギー状態である圧電素子５００から取得された第１のスペクトルを、図８Ａ（ｂ）は第２のエネルギー状態である圧電素子５００から取得された第２のスペクトルを示している。図８Ｂは、欠陥ＭＤを含む圧電素子５００（即ち、不良品）から取得されたスペクトルの一例を示す図であって、図８Ｂ（ａ）は第１のエネルギー状態である圧電素子５００から取得された第１のスペクトルを、図８Ｂ（ｂ）は第２のエネルギー状態である圧電素子５００から取得された第２のスペクトルを示している。図８Ａ及び図８Ｂは、縦軸に透過率を、横軸に波数を採用している。
【００４０】
次いで、ステップ１０１８で特定されたピークのうち、波数の小さいピークから識別番号を付与し、識別番号が同じ第１のスペクトルのピークと第２のスペクトルのピークを対応ピークとして特定する（ステップ１０２０）。なお、同程度の透過率を有するピークを対応ピークとして特定してもよい。また、ピークの数が合わない場合は、ステップ１０１８に戻り、所定の閾値を変更して、ピークの特定を再度行う。
【００４１】
次に、ステップ１０２０で特定された対応ピークの波数の差（即ち、第１のスペクトルのピークにおける波数と第２のスペクトルのピークにおける波数との差）を算出する（ステップ１０２２）。特定ピークの波数の差が大きければ、第１のスペクトルと第２のスペクトルとのシフト量が大きいことを意味し、欠陥ＭＤを含まない圧電素子５００（即ち、良品）と判断することができる。一方、特定ピークの波数の差が小さければ、第１のスペクトルと第２のスペクトルとのシフト量が小さいことを意味し、欠陥ＭＤを含む圧電素子５００（即ち、不良品）であると判断することができる。圧電素子５００が良品か不良品かの判断は、後述するステップ１０２４で表示されたスペクトルや対応ピークの波数の差等を目視することによって行うことができる。例えば、ステップ１０２４で表示された対応ピークの波数の差が、良品か不良品かを判断する閾値（例えば、５ｃｍ-1）以上であれば、不良品と判断することができる。換言すれば、検出方法１０００は、従来技術では検出することのできなかった欠陥ＭＤを含む圧電素子（被検出体）を検出することができる。
【００４２】
次いで、ステップ１０１６で取得した差スペクトル、ステップ２０１２で記憶した第１のスペクトル及び第２のスペクトル、ステップ１０１８で特定したピークにおける波数、又は、ステップ１０２２で算出した対応ピークの波数の差を表示する（ステップ１０２４）。ディスプレイ２１０に表示される画面としては、例えば、図８Ａ及び図８Ｂに示したように、第１のスペクトルと第２のスペクトルを別々のグラフに表示する画面や、図７に示したように、差スペクトルを表示する画面の他に、図９に示すように、第１のスペクトルと第２のスペクトルを同じグラフに表示する画面などが考えられる。第１のスペクトルと第２のスペクトルを同じグラフに表示することによって、スペクトルがどの程度シフトしたかを一目で分かるようになる。また、第１のスペクトルと第２のスペクトルとを色分けするなどして更に分かりやすくしてもよい。ここで、図９は、第１のスペクトルと第２のスペクトルとを重ねて表示した図であって、図９（ａ）は欠陥ＭＤを含まない圧電素子５００（即ち、良品）の場合を、図９（ｂ）は欠陥ＭＤを含んだ圧電素子５００（即ち、不良品）の場合を示している。図９は、縦軸に透過率を、横軸に波数を採用している。
【００４３】
なお、圧電素子５００の欠陥ＭＤの有無の判断は、ステップ１０２４で表示されたスペクトルからユーザーが判断することも可能であるし、図１０を参照して説明するように、予め設定された所定の閾値に基づいて機械的に判断することもできる。図１０は、所定の閾値に基づいて圧電素子５００の欠陥ＭＤの有無を判断する方法を説明するためのフローチャートである。なお、対応ピークの波数の差を算出する（ステップ１０２４）までは、上述した通りであるため、説明を省略する。
【００４４】
図１０を参照するに、ステップ１００２で設定した情報に含まれる試料名に対応する所定の閾値をコンピュータの記憶手段から取得する（ステップ１０３２）。所定の閾値は、例えば、実際の使用環境において、圧電素子５００が正常に動作する範囲において設定すればよい。また、過去に算出した対応ピークの波数の差を平均した値を所定の閾値として設定してもよい。なお、所定の閾値は、ステップ１００２におけるエネルギーの情報の設定と共に設定してもよいし、予め設定しておいてもよい。また、ここで、予め所定の閾値を設定しなくても、欠陥ＭＤの有無を判断することができる一例を以下に示す。例えば、過去に不良品と判断された対応ピークの波数の差を記憶し、また、過去に良品と判断された対応ピークの波数の差を記憶する。そして、過去に不良品と判断された対応ピークの波数の差の中で最も小さい対応ピークの波数の差（値）と、過去に良品と判断された対応ピークの波数の差の中で最も大きい対応ピークの波数の差（値）との中間の値を閾値として設定することもできる。
【００４５】
次に、ステップ１０２２で算出された対応ピークの波数の差が、ステップ１０３２で取得した所定の閾値よりも大きいかどうか判断する（ステップ１０３４）。対応ピークの波数の差が所定の値よりも大きければ、第１のスペクトルと第２のスペクトルとのシフト量が大きいことを意味するため、欠陥ＭＤを含まない圧電素子５００（即ち、良品）である旨を表示する（ステップ１０３６）。一方、対応ピークの波数の差が所定の値よりも小さければ、第１のスペクトルと第２のスペクトルとのシフト量が小さいことを意味するため、欠陥ＭＤを含む圧電素子５００（即ち、不良品）である旨を表示する（ステップ１０３８）。
【００４６】
このように、第１のスペクトルのピークにおける波数と第２のスペクトルのピークにおける波数との差と、所定の閾値とを比較することで、圧電素子５００に欠陥ＭＤが含まれているかどうか（不良品又は良品）を容易に判断することができる。また、所定の閾値を変更するだけで、様々な被検出体に容易に対応することができる。
【００４７】
また、検出方法１０００は、複数の被検出体（圧電素子５００）から、所定の数の被検出体を選択する選択方法にも適用することができる。図１１は、本発明の一側面としての選択方法１０００Ａを説明するためのフローチャートである。本実施形態では、Ｎ個の圧電素子５００からＭ個の圧電素子５００を選択する場合を例に説明する。但し、Ｎ＞Ｍであることは言うまでもない。
【００４８】
図１１を参照するに、まず、エネルギー供給部１５０が圧電素子５００に付与するエネルギーの情報を設定すると共に、圧電素子５００の数情報、即ち、複数の圧電素子５００の数Ｎと、選択する圧電素子５００の数Ｎを設定する（ステップ１００２Ａ）。圧電素子５００の数情報は、エネルギーの情報と同様に、予め設定してもよい。
【００４９】
次に、ステップ１００２Ａで設定されたエネルギーの情報（試料名や差スペクトルを表示するかどうかの情報を含む）及び圧電素子５００の数情報を、コンピュータ２００の記憶媒体ドライブ２０６やハードディスク２０４などの記憶手段に記憶すると共に、設定されたエネルギーの情報をネットワークインターフェース２０５を介してエネルギー供給部１５０に送信する（ステップ１００４Ａ）。
【００５０】
ステップ１００６乃至ステップ１０２２は、検出方法１０００で説明したステップと同様であるので説明を省略する。
【００５１】
ステップ１００６乃至ステップ１０２２を経た後、ステップ１０１６で取得した差スペクトル又はステップ１００８で取得した第１のスペクトル及びステップ１０１０で取得した第２のスペクトルと、ステップ１０２２で算出された対応ピークの波数の差とを関連付けし、スペクトル情報として記憶手段に記憶する（ステップ１０５２）。
【００５２】
次いで、Ｎ個の圧電素子５００（被検出体）のスペクトル情報を記憶（取得）したかどうか判断する（ステップ１０５４）。Ｎ個の圧電素子５００のスペクトル情報を取得していなければ、ステップ１００６乃至ステップ１０５２を繰り返し、Ｎ個の圧電素子５００のスペクトル情報を取得する。
【００５３】
Ｎ個の圧電素子５００のスペクトル情報を取得したら、ステップ１０５４において記憶手段に記憶したスペクトル情報を基に、図１２に示すように、ステップ１０２２で算出された対応ピークの波数の差が大きい方から順に、Ｍ個の圧電素子５００を選択する（ステップ１０５６）。ここで、図１２は、ステップ１０５６の圧電素子５００の選択を概念的に示す図である。
【００５４】
これにより、複数の被検出体（圧電素子５００）の中から、より良好な（欠陥ＭＤを含まない）被検出体を選択することができる。勿論、ステップ１０５６においてＭ個の圧電素子５００を選択する前に、ステップ１０３４に示したように、対応ピークの波数の差と閾値を比較することで、欠陥ＭＤを含む圧電素子５００（即ち、不良品）を選択してしまうことを防止することができる。その場合、選択する圧電素子５００がＭ個を満たさないことも考えられるが、対応ピークの波数の差が閾値よりも大きい圧電素子５００（欠陥ＭＤを含まない圧電素子５００（即ち、良品））を最大数で選択するようにする。また、選択方法１０００Ａは、上述したように、特許文献１や特許文献２などに開示されている従来技術などと組み合わせ、クラックＤＦを含む圧電素子を予め取り除いた圧電素子に対して行うことが好ましい。
【００５５】
本発明の検出装置１及び検出方法１０００は、良品の被検出体と不良品の被検出体との選定に優れ、特に、実際に使用する環境において不良品となる、又は、近いうちに不良品となる被検出体を検出することができる。これにより、実際に使用する環境において不良品となる、又は、近いうちに不良品となる被検出体を取り除くことが可能となる。また、本発明の選択方法１０００Ａは、所定の数の被検出体の中から、より良品の被検出体を選択することを可能としている。これにより、実際に使用する環境において不良品となる被検出体を排除し、良品の被検出体のみを使用することができる。更に、良品の被検出体の中から良品の程度が優れた被検出体から順に使用することを可能にする。
【００５６】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本発明は、被検出体を圧電素子に限定するものではなく、ペルチェ素子やトランジスタ、太陽電池など幅広い被検出体に対して適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一側面としての検出装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】図１に示すエネルギー供給部の構成の一例を示す概略平面図である。
【図３】図１に示すコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
【図４】本発明の一側面としての検出方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】エネルギーの情報を設定する設定画面の一例を示す概略平面図である。
【図６】図４に示すステップ１００８の詳細なフローチャートである。
【図７】図４に示すステップ１０１６の減算処理によって取得した差スペクトルの一例を示す図である。
【図８Ａ】欠陥を含まない圧電素子（即ち、良品）から取得されたスペクトルの一例を示す図である。
【図８Ｂ】欠陥を含む圧電素子（即ち、不良品）から取得されたスペクトルの一例を示す図である。
【図９】１のスペクトルと第２のスペクトルを同じグラフに表示した画面の一例を示す図である。
【図１０】所定の閾値に基づいて圧電素子５００の欠陥ＭＤの有無を判断する方法を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の一側面としての選択方法を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１１に示すステップ１０５６の圧電素子の選択を概念的に示す図である。
【図１３】欠陥を含む圧電素子の原子間の結合を示す概略平面図であって、図１３（ａ）及び（ｃ）は電圧を印加する前の状態を、図１３（ｂ）及び（ｄ）は電圧を印加した後の状態を示している。
【図１４】被検出体の一例としての圧電素子の構成を示す概略断面図である。
【図１５】圧電素子のスペクトルを取得する、即ち、赤外線を照射する箇所を示す概略平面図である。
【図１６】圧電素子の原子間の結合を示す概略平面図であって、図１６（ａ）は電圧を印可する前の状態を、図１６（ｂ）は電圧を印加した後の状態を示している。
【図１７】クラックを含む圧電素子を示す概略平面図であって、図１７（ａ）は電圧を印可する前の状態を、図１７（ｂ）は電圧を印加した後の状態を示している。
【符号の説明】
【００５８】
１                      検出装置
１００                  分析部
１１０                  光源部
１２０                  スプリット
１３０及び１３５        ミラー
１４０                  検出部
１５０                  エネルギー供給部
１５２                  正電極
１５４                  負電極
２００                  コンピュータ
５００及び５１０        圧電素子
５２０                  正電極
５３０                  負電極
【図１２】
2007010454.tif 000003
【図１６】
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【図１７】
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【図１】
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【図２】
2007010454.tif 000007
【図３】
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【図４】
2007010454.tif 000009
【図５】
2007010454.tif 000010
【図６】
2007010454.tif 000011
【図７】
2007010454.tif 000012
【図８Ａ】
2007010454.tif 000013
【図８Ｂ】
2007010454.tif 000014
【図９】
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【図１０】
2007010454.tif 000016
【図１１】
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【図１３】
2007010454.tif 000018
【図１４】
2007010454.tif 000019
【図１５】
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