(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の装置構成を大幅に変更することなく、テラヘルツ波の時間波形の計測結果から多重反射に起因するノイズを低減する。【解決手段】検査装置（１）は、テラヘルツ波のパルスを物体（４１）に導くと共に、該物体からのパルスを検出部（１２）に導く光学系（１０）と、検出部の出力に応じた時間波形を生成する生成部（３４）と、光学系内での多重反射のないパルスに起因して時間波形に現れる基準パルスと、光学系内で多重反射したパルスに起因して時間波形に現れる一又は複数の多重反射パルスとの強度比、及び多重反射パルスの基準パルスからの遅延時間に基づいて、時間波形に含まれるノイズを低減する補正部（３４）と、を備える。【選択図】図１
2017181037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テラヘルツ波のパルスを物体に導くと共に、前記物体からの前記パルスを検出部に導く光学系と、
前記検出部の出力に応じた時間波形を生成する生成部と、
前記光学系内での多重反射のない前記パルスに起因して前記時間波形に現れる基準パルスと、前記光学系内で多重反射した前記パルスに起因して前記時間波形に現れる一又は複数の多重反射パルスとの強度比、及び前記多重反射パルスの前記基準パルスからの遅延時間に基づいて、前記時間波形に含まれるノイズを低減する補正部と、
を備えることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記光学系により前記物体としての金属面に前記パルスが導かれたときに、前記生成部により生成される時間波形に基づいて、前記強度比及び前記遅延時間を算出する算出部を備え、
前記補正部は、前記算出された強度比及び前記算出された遅延時間を記憶する
ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記補正部は、前記生成部により生成された時間波形の強度を、前記強度比に基づいて変更すると共に、前記強度が変更された時間波形を、前記生成された時間波形に対して前記遅延時間だけシフトして、前記生成された時間波形に加えることにより、前記生成された時間波形に含まれるノイズを低減することを特徴とする請求項１又は２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記補正部は、前記生成部により生成される時間波形に係る期間に応じて、考慮すべき多重反射の回数を決定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項５】
前記光学系はビームスプリッタを含み、
前記光学系内での多重反射は、前記ビームスプリッタ内での多重反射である
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項６】
テラヘルツ波のパルスを物体に導くと共に、前記物体からの前記パルスを検出部に導く光学系を備える検査装置における検査方法であって、
前記検出部の出力に応じた時間波形を生成する生成工程と、
前記光学系内での多重反射のない前記パルスに起因して前記時間波形に現れる基準パルスと、前記光学系内で多重反射した前記パルスに起因して前記時間波形に現れる一又は複数の多重反射パルスとの強度比、及び前記多重反射パルスの前記基準パルスからの遅延時間に基づいて、前記時間波形に含まれるノイズを低減する補正工程と、
を備えることを特徴とする検査方法。
【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検査を行う検査装置及び方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置では、テラヘルツパルスの多重反射に起因するノイズが問題となる。例えば特許文献１に記載の技術では、平行平板試料から反射もしくは透過したテラヘルツパルス光を検出する装置において、該試料内部で多重反射したパルスを含むコヒーレントな検出パルス光に対して、インコヒーレントな解析処理が行われ干渉パターンを含まないスペクトルが求められる。
【０００３】
或いは、特許文献２に記載の技術では、試料を透過したテラヘルツ波がＳｉミラーを介してディテクタに入射する装置において、Ｓｉミラーに短パルス赤外光を照射することにより該Ｓｉミラー内に自由キャリアを発生させ、該Ｓｉミラー内で発生したテラヘルツ波の反射信号を選択的に吸収させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１０１５１０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術は、テラヘルツ波の時間波形（“検出パルス光”に相当）に含まれるパルスにフーリエ変換が施された後のスペクトル解析時に効果が期待できるが、時間波形解析には効果が期待できない。特許文献２に記載の技術は、装置の小型化や低価格化を図ることが困難である。特許文献２に記載の技術では、特に、Ｓｉミラーに照射される短パルス赤外光について、比較的大きなレーザパワーが必要であり、消費電力が増大したり、構成部品への負担が大きくなったりする。
【０００６】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、従来の装置構成を大幅に変更することなく、テラヘルツ波の時間波形の計測結果から多重反射に起因するノイズを低減することができる検査装置及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の検査装置は、上記課題を解決するために、テラヘルツ波のパルスを物体に導くと共に、前記物体からの前記パルスを検出部に導く光学系と、前記検出部の出力に応じた時間波形を生成する生成部と、前記光学系内での多重反射のない前記パルスに起因して前記時間波形に現れる基準パルスと、前記光学系内で多重反射した前記パルスに起因して前記時間波形に現れる一又は複数の多重反射パルスとの強度比、及び前記多重反射パルスの前記基準パルスからの遅延時間に基づいて、前記時間波形に含まれるノイズを低減する補正部と、を備える。
【０００８】
本発明の検査方法は、上記課題を解決するために、テラヘルツ波のパルスを物体に導くと共に、前記物体からの前記パルスを検出部に導く光学系を備える検査装置における検査方法であって、前記検出部の出力に応じた時間波形を生成する生成工程と、前記光学系内での多重反射のない前記パルスに起因して前記時間波形に現れる基準パルスと、前記光学系内で多重反射した前記パルスに起因して前記時間波形に現れる一又は複数の多重反射パルスとの強度比、及び前記多重反射パルスの前記基準パルスからの遅延時間に基づいて、前記時間波形に含まれるノイズを低減する補正工程と、を備える。
【０００９】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例に係るテラヘルツ波計測装置の概要を示す概略構成図である。
【図２】多重反射がある場合のテラヘルツ波の時間波形信号の一例である。
【図３】実施例に係るノイズ低減処理の概念を示す概念図である。
【図４】層構造を有する検出対象についてのノイズ低減処理を示す概念図である。
【図５】テラヘルツ波の多重反射の概念を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の検査装置及び方法に係る実施形態について説明する。
【００１２】
（検査装置）
実施形態に係る検査装置は、テラヘルツ波のパルスを物体に導くと共に、該物体からのパルスを検出部に導く光学系と、該光学系内での多重反射のないパルスに起因して時間波形に現れる基準パルスと、光学系内で多重反射したパルスに起因して時間波形に現れる一又は複数の多重反射パルスとの強度比、及び多重反射パルスの基準パルスからの遅延時間に基づいて、時間波形に含まれるノイズを低減する補正部と、を備える。
【００１３】
「テラヘルツ波のパルス」とは、パルス状のテラヘルツ波の意味である。「物体からのパルス」は、物体により反射されたパルス及び物体を透過したパルスのいずれであってもよい。「物体」は、検査対象に限らず、例えば検査対象を設置する台等も含む概念である。「光学系内での多重反射」は、光学系を構成する光学部材内部での多重反射を意味する。
【００１４】
光学系内での多重反射に起因して光路長が延びるので、多重反射したパルスは、基準パルス（即ち、多重反射しないパルス）に対し、ある程度の時間遅れをもって検出される。また、多重反射に起因して減衰されるので、多重反射したパルスは基準パルスよりも強度が小さい。つまり、基準パルスと多重反射パルスとの強度比と、多重反射パルスの基準パルスからの遅延時間とさえわかれば、時間波形に含まれる多重反射によるノイズを低減することができる。
【００１５】
当該検査装置は、時間波形に含まれる多重反射によるノイズを低減することができるので、時間波形解析に効果を奏する。加えて、当該検査装置では、生成部により生成された時間波形に所定の補正が施され、該時間波形に含まれる多重反射によるノイズが低減される。このため、例えば当該検査装置の光学系を従来の装置構成から大きく変更する必要はない。従って、本実施形態に係る検査装置によれば、従来の装置構成を大幅に変更することなく、テラヘルツ波の時間波形の計測結果から多重反射に起因するノイズを低減することができる。
【００１６】
実施形態に係る検査装置の一態様では、当該検査装置は、光学系により、物体としての金属面にパルスが導かれたときに、生成部により生成される時間波形に基づいて、上記強度比及び上記遅延時間を算出する算出部を備える。補正部は、該算出された強度比及び遅延時間を記憶する。
【００１７】
金属ではテラヘルツ波の多重反射は生じないので、金属面にパルスが導かれたときに生成される時間波形には、光学系内で生じたパルスの多重反射の影響のみが現れる。このため、金属面にパルスが導かれたときに生成される時間波形に基づけば、基準パルスと多重反射パルスとの強度比、及び遅延時間を好適に算出することができる。
【００１８】
補正部は、算出された強度比及び遅延時間を記憶するので、該記憶された強度比及び遅延時間に基づいて、検査対象にパルスが導かれたときに生成された時間波形に含まれる多重反射に起因するノイズを低減することができる。
【００１９】
実施形態に係る検査装置の他の態様では、補正部は、生成部により生成された時間波形の強度を、強度比に基づいて変更すると共に、強度が変更された時間波形を、生成された時間波形に対して遅延時間だけシフトして、生成された時間波形に加えることにより、生成された時間波形に含まれるノイズを低減する。
【００２０】
生成部により生成される時間波形は、検査対象によって異なるが、本実施形態のように、生成部により生成された時間波形を用いれば、多重反射によるノイズを好適に低減することができる。
【００２１】
実施形態に係る検査装置の他の態様では、補正部は、生成部により生成される時間波形に係る期間に応じて、考慮すべき多重反射の回数を決定する。「時間波形に係る期間」は、時間軸と強度軸とを有する座標上で時間波形を表した場合の時間軸の範囲を意味する（テラヘルツ波のパルスは時間分解計測されるので、検出部の検出期間とは異なる概念である）。
【００２２】
多重反射したパルスは、多重反射の回数が多いほど、多重反射のないパルスからの遅延時間が長くなる。物理現象としては起こり得るが、計測結果としての時間波形に現れない多重反射のパルスを考慮することは、当該検査装置の処理負荷を増大させるだけである。そこで、本実施形態では、時間波形に係る期間に応じて、考慮すべき多重反射の回数が決定される。このため、本実施形態では、当該検査装置の処理負荷を軽減することができる。
【００２３】
実施形態に係る検査装置の他の態様では、光学系はビームスプリッタを含み、光学系内での多重反射は、ビームスプリッタ内での多重反射を意味する。本願発明者の研究によれば、ビームスプリッタの材料には、テラヘルツ帯での屈折率が比較的高い高抵抗シリコンが用いられることが多く、テラヘルツ波の多重反射がビームスプリッタ内で主に起こることが判明している。
【００２４】
ビームスプリッタの特性は、当該検査装置の設計段階で決められるので、基準パルスと多重反射パルスとの強度比、及び遅延時間を予め算出することができる。このため、例えば当該検査装置の製造工程の短縮を図ることができる。
【００２５】
（検査方法）
実施形態に係る検査方法は、テラヘルツ波のパルスを物体に導くと共に、該物体からのパルスを検出部に導く光学系を備える検査装置における検査方法である。当該検査方法は、検出部の出力に応じた時間波形を生成する生成工程と、光学系内での多重反射のないパルスに起因して時間波形に現れる基準パルスと、光学系内で多重反射したパルスに起因して時間波形に現れる一又は複数の多重反射パルスとの強度比、及び多重反射パルスの基準パルスからの遅延時間に基づいて、時間波形に含まれるノイズを低減する補正工程と、を備える。
【００２６】
実施形態に係る検査方法によれば、上述した実施形態に係る検査装置と同様に、従来の装置構成を大幅に変更することなく、テラヘルツ波の時間波形の計測結果から多重反射に起因するノイズを低減することができる。
尚、実施形態に係る検査方法においても、上述した実施形態に係る検査装置の各種態様と同様の各種態様を採ることができる。
【実施例】
【００２７】
本発明の検査装置に係る実施例について、図１乃至図５を参照して説明する。本実施例では、本発明の検査装置の一例として、テラヘルツ波計測装置を挙げる。
【００２８】
（テラヘルツ波計測装置の構成）
実施例に係るテラヘルツ波計測装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は、実施例に係るテラヘルツ波計測装置の概要を示す概略構成図である。当該テラヘルツ波計測装置は、ポンプ―プローブ法を用いたテラヘルツ時間領域分光法（Ｔｅｒａｈｅｒｔｚ  Ｔｉｍｅ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を実行可能に構成されている。
【００２９】
図１において、テラヘルツ波計測装置１は、テラヘルツ波発生素子１１、テラヘルツ波検出素子１２及びビームスプリッタＢＳを有する光学系１０と、超短パルスレーザ２１、ビームスプリッタ２２及び光学遅延部２３と、バイアス電圧生成部３１、Ｉ−Ｖ変換部３２、ロックイン検出器３３及び制御・演算処理部３４と、検出対象４１を設置する台４２と、を備えて構成されている。
【００３０】
超短パルスレーザ２１は、サブピコ秒オーダ以下の超短パルスレーザ光を繰り返し出力可能である。ビームスプリッタ２２は、超短パルスレーザ２１から発振されたレーザ光を、ポンプ光及びプローブ光に分岐する。光学遅延部２３は、プローブ光の光路長を変更する。該光学遅延部２３は、制御・演算処理部３４からの制御信号に基づいて駆動制御される。尚、光学遅延部２３には、既存の各種態様を適用可能であるので、その詳細についての説明は割愛する。
【００３１】
テラヘルツ波発生素子１１に、バイアス電圧生成部３１によりバイアス電圧が印加されている状態で、テラヘルツ波発生素子１１にポンプ光が照射されると、パルス状のテラヘルツ波が放射される。放射されたテラヘルツ波は、ビームスプリッタＢＳを透過して、検出対象４１に照射される。該検出対象４１により反射されたテラヘルツ波は、ビームスプリッタＢＳで反射されて、テラヘルツ波検出素子１２に入射する。
【００３２】
尚、放射されたテラヘルツ波がビームスプリッタＢＳで反射されて検出対象４１に照射され、該検出対象４１により反射されたテラヘルツ波がビームスプリッタＢＳを透過してテラヘルツ波検出素子１２に入射する配置であってもよい。
【００３３】
テラヘルツ波検出素子１２は、プローブ光が入射したタイミングで入射したテラヘルツ波に応じた電流を出力する。テラヘルツ波検出素子１２から出力された電流は、Ｉ−Ｖ変換部３２により電流電圧変換され、検出信号としてロックイン検出部３３に入力される。
【００３４】
ここで、バイアス電圧生成部３１は、ロックイン検出部３３におけるロックイン検出に用いられる参照信号に基づいて変調されたバイアス電圧を、テラヘルツ波発生素子１１に印加する。このため、テラヘルツ波発生素子１１から放射されるテラヘルツ波は、バイアス電圧に応じて変調されている。従って、テラヘルツ波検出素子１２は、変調されたテラヘルツ波を検出することとなる。
【００３５】
ロックイン検出部３３は、バイアス電圧生成部３１から提供される参照信号を用いて、Ｉ−Ｖ変換部３２から出力された検出信号から、該参照信号の周波数とは異なる周波数成分（即ち、ノイズ成分）を除去して、ノイズが除去された検出信号を制御・演算処理部３４に出力する。
【００３６】
制御・演算処理部３４は、光学遅延部２３に係る制御信号と、ロックイン検出部３３から出力された信号とに基づいて、検出されたテラヘルツ波の時間波形信号を生成する。
【００３７】
（多重反射）
ビームスプリッタＢＳの材料には、テラヘルツ帯での屈折率が比較的高い高抵抗シリコンが用いられることが多い。このため、ビームスプリッタＢＳにおいてテラヘルツ波の多重反射が起こる可能性が高い。テラヘルツ波の多重反射が起こると、テラヘルツ波の時間波形信号に、多重反射に起因するノイズが現れる。
【００３８】
多重反射に起因するノイズについて、図２を参照して具体的に説明する。図２は、多重反射がある場合のテラヘルツ波の時間波形信号の一例である。尚、図２において、白丸及び黒丸は、パルス位置を示している。
【００３９】
図２は、検出対象４１としての、層構造を有しないアルミ板にテラヘルツ波を照射したときに得られた時間波形信号である。検出対象４１が層構造を有しない場合、パルスは１つのみ現れるはずである。しかしながら、図２に示す時間波形信号には、多重反射に起因して３つのパルスが現れている。
【００４０】
ビームスプリッタＢＳでのテラヘルツ波の多重反射は、テラヘルツ波発生素子１１から放射されたテラヘルツ波が、ビームスプリッタＢＳを介して、検出対象４１に照射される場合（即ち、往路）にも起こり得るし、検出対象４１により反射されたテラヘルツ波が、ビームスプリッタＢＳを介して、テラヘルツ波検出素子１２に入射する場合（即ち、復路）にも起こり得る。
【００４１】
図２では、左側の白丸が付されたパルスが多重反射のないテラヘルツ波に起因するパルス（本発明に係る“基準パルス”に相当）である。中央の黒丸が付されたパルスは、往路ではビームスプリッタＢＳ内では反射せず（多重反射０回）に検出対象４１に照射され、復路においてビームスプリッタＢＳ内で１回だけ反射した（多重反射１回）テラヘルツ波と、往路においてビームスプリッタＢＳ内で２回だけ反射して（多重反射１回）検出対象４１に照射され、復路ではビームスプリッタＢＳ表面で反射された（多重反射０回）テラヘルツ波と、に起因するパルス（本発明に係る“多重反射パルス”に相当）である。尚、ここで述べている多重反射の回数は、多重反射のない基準パルスの経路に対して、ビームスプリッタＢＳ内を余分に往復した回数である。多重反射の回数については図５（ｂ）参照。
【００４２】
中央の黒丸が付されたパルスの光路長は、白丸が付されたパルスの光路長に比べて、単純には、ビームスプリッタＢＳの厚さの２倍だけ長い（厳密には、ビームスプリッタＢＳの厚さを“ｄ”、ビームスプリッタＢＳの屈折率を“ｎ”、ビームスプリッタＢＳ内部での入射角及び反射角を“β”とすると、“２ｎｄ／ｃｏｓβ”だけ長い）。この光路長の差が、時間差Δｔとして現れる。
【００４３】
同様に、右側の黒丸が付されたパルスは、往路ではビームスプリッタＢＳ内では反射せず（多重反射０回）に検出対象４１に照射され、復路においてビームスプリッタＢＳ内で３回だけ反射した（多重反射２回）テラヘルツ波と、往路においてビームスプリッタＢＳ内で４回だけ反射して（多重反射２回）検出対象４１に照射され、復路ではビームスプリッタＢＳ表面で反射された（多重反射０回）テラヘルツ波と、往路においてビームスプリッタＢＳ内で２回だけ反射して（多重反射１回）検出対象に照射され、復路においてビームスプリッタＢＳ内で１回だけ反射した（多重反射１回）テラヘルツ波と、に起因するパルス（本発明に係る“多重反射パルス”に相当）である。
【００４４】
右側の黒丸が付されたパルスの光路長は、白丸が付されたパルスの光路長に比べて、単純には、ビームスプリッタＢＳの厚さの４倍だけ長い（厳密には、“４ｎｄ／ｃｏｓβ”だけ長い）。この光路長の差が、時間差２Δｔとして現れる。
【００４５】
このような多重反射に起因するパルスが存在すると、例えば層構造を有しない検出対象４１であるにもかかわらず、層構造があると誤認識されてしまう等、計測結果に影響が生じるおそれがある。
【００４６】
（ノイズ低減処理）
そこで当該テラヘルツ波計測装置１では、多重反射の影響を低減すべく、以下のノイズ低減処理が実施される。ここでは、ビームスプリッタＢＳでのテラヘルツ波の多重反射を一例として挙げる。以下では、多重反射のないテラヘルツ波に起因するパルスを「基準パルス」、多重反射したテラヘルツ波に起因するパルスを、基準パルスからの時間遅れが少ない順に「第１パルス」、「第２パルス」、…と称する。
【００４７】
図２に示すように、黒丸を付した第１パルス及び第２パルスは、白丸を付した基準パルスと極性が逆になっている。そして、第１パルス及び第２パルスは、多重反射に起因して、基準パルスよりも信号強度が減衰している。また、第１パルス及び第２パルス各々の、基準パルスに対する遅延時間（即ち、時間差）は、ビームスプリッタＢＳの厚みに起因する光路長差に起因しているので、基準パルス、第１パルス及び第２パルスは、時間波形において等間隔（ここでは、Δｔ）で現れる。ここで、基準パルスの振幅（即ち、信号強度）を“Ａ０”、第１パルスの振幅を“Ａ１”、第２パルスの振幅を“Ａ２”とする。
【００４８】
図２に示す時間波形に、基準パルスに対する第１パルスの振幅比“Ａ１／Ａ０”を乗じた上で、遅延時間Δｔだけシフトすると、図３（ａ）に示す時間波形が得られる。この図３（ａ）に示す時間波形と、図２に示す時間波形とを加算すると、図３（ｂ）に示すように、第１パルスを除去することができる。尚、第２パルスと第３パルスとは同極性であるので（図２参照）、第１パルスを除去する処理により、第２パルスの振幅は、“Ａ１２／Ａ０＋Ａ２”となっている。
【００４９】
図３（ｂ）に示す時間波形から第２パルスを除去するには、図２に示す時間波形に、基準パルスに対する、図３（ｂ）における第２パルスの振幅比“（Ａ１２／Ａ０＋Ａ２）／Ａ０”を乗じた上で、遅延時間２Δｔだけシフトして、図３（ｃ）に示す時間波形を得る。次に、図３（ｃ）に示す時間波形と、図３（ｂ）に示す時間波形とを加算すると、図３（ｄ）に示すように、第２パルスも除去することができる。
【００５０】
光学系１０を構成する、ビームスプリッタＢＳ等の光学部材の特性（例えば屈折率、反射率、透過率等）は、当該テラヘルツ波計測装置１に固有のものである。このため、例えばアルミ板等の金属を検出対象４１として、該金属の表面にテラヘルツ波が導かれたときに得られたテラヘルツ波の時間波形に基づけば、上述した振幅Ａ０、Ａ１及びＡ２、並びに遅延時間Δｔを取得することができる（テラヘルツ波は、金属を透過しないので、テラヘルツ波の時間波形に複数のパルスが現れた場合、そのパルスは、多重反射に起因していると言える）。
【００５１】
制御・演算処理部３４は、振幅Ａ０、Ａ１及びＡ２、並びに遅延時間Δｔから、振幅比“Ａ１／Ａ０”等を予め算出し記憶している。そして、制御・演算処理部３４は、当該テラヘルツ波計測装置１の動作時に、予め記憶された振幅比“Ａ１／Ａ０”等を用いて、上記ノイズ低減処理を実施する。
【００５２】
多重反射したテラヘルツ波に起因するパルスは、図２に示した２つのパルスに限らず、理論的には３以上存在するが、当該テラヘルツ波計測装置１の計測結果としてのテラヘルツ波の時間波形に現れないパルスは考慮する必要はない。従って、制御・演算処理部３４は、時間波形に係る期間Ｗ（図２参照）に応じて、考慮すべきテラヘルツ波の多重反射の回数及び／又は多重反射したテラヘルツ波に起因するパルス数を決定する。このように構成すれば、制御・演算処理部３４の処理負荷を低減することができる。
【００５３】
次に、検出対象４１が層構造を有している場合のノイズ低減処理について、図４を参照して説明する。
【００５４】
図４（ａ）に示すように、層４１ａ及び層４１ｂを有する検出対象４１にテラヘルツ波が照射された場合、テラヘルツ波は、層４１ａの表面（即ち、検出対象４１の表面）、層４１ａ及び層４１ｂの境界面、並びに層４１ｂ及び台４２の境界面で反射される。ここで、層４１ａの表面で反射されたテラヘルツ波を反射波Ｐ、層４１ａ及び層４１ｂの境界面で反射されたテラヘルツ波を反射波Ｑ、層４１ｂ及び台４２の境界面で反射されたテラヘルツ波を反射波Ｒとする。
【００５５】
テラヘルツ波の時間波形には、図４（ｂ）に示すように、テラヘルツ波の多重反射がない場合の反射波Ｐ、Ｑ及びＲ各々に起因する基準パルスＰ０、Ｑ０及びＲ０と、テラヘルツ波が多重反射した場合の反射波Ｐ、Ｑ及びＲ各々に起因するパルスＰ１、Ｑ１、Ｒ１及びＰ２と、が現れる。
【００５６】
制御・演算処理部３４は、予め記憶された振幅比“Ａ１／Ａ０”等を用いて、上記ノイズ低減処理を実施する。具体的には、制御・演算処理部３４は、図４（ｂ）に示す時間波形に、振幅比“Ａ１／Ａ０”を乗じた上で、遅延時間Δｔだけシフトして、図４（ｃ）に示す時間波形を生成する。そして、制御・演算処理部３４は、図４（ｂ）に示す時間波形と、図４（ｃ）に示す時間波形を加算して、パルスＰ１、Ｑ１及びＲ１が除去された時間波形を取得する（図４（ｄ）参照）。
【００５７】
続いて、制御・演算処理部３４は、図４（ｂ）に示す時間波形に、振幅比“（Ａ１２／Ａ０＋Ａ２）／Ａ０”を乗じた上で、遅延時間２Δｔだけシフトすることにより生成された時間波形と、図４（ｄ）に示す時間波形を加算して、パルスＰ１´´が除去された時間波形（図示せず）を取得する。
【００５８】
（技術的効果）
当該テラヘルツ波計測装置１では、上述の如く、制御・演算処理部３４により生成されたテラヘルツ波の時間波形に基づく、ソフトウェアによる演算処理により該時間波形に含まれる多重反射に起因するノイズが低減される。従って、当該テラヘルツ波計測装置１によれば、従来の装置構成を大幅に変更することなく、多重反射に起因するノイズを低減することができる。
【００５９】
本実施例に係る「制御・演算処理部３４」は、本発明に係る「生成部」及び「補正部」の一例である。
【００６０】
（変形例）
上述した実施例では、実験的に、振幅比“Ａ１／Ａ０”等や遅延時間Δｔが取得されていたが、以下のように計算により取得されてもよい。即ち、ビームスプリッタＢＳの特性は、当該テラヘルツ波計測装置１の設計段階で予め決定されている。また、ビームスプリッタＢＳの配置も決定されているので、ビームスプリッタＢＳに対するテラヘルツ波の入射角等も予め知ることができる。
【００６１】
例えば図５（ａ）に示すように、ビームスプリッタＢＳの厚さを“ｄ”、屈折率を“ｎ”とする。ビームスプリッタＢＳは、平行平板形状で、テラヘルツ波の吸収や分散は無視できるものとする。空気からビームスプリッタＢＳに入射するテラヘルツ波の振幅透過率及び振幅反射率を、夫々、“ｔ”及び“ｒ”とする。ビームスプリッタＢＳ内部から空気へ出射するテラヘルツ波の振幅透過率及び振幅反射率を、夫々、“ｔ´”及び“ｒ´”とする。テラヘルツ波のビームスプリッタＢＳへの入射角を“α”、空気からビームスプリッタＢＳへの屈折角を“β”とする。
【００６２】
図５（ｂ）に示すように、例えば、ビームスプリッタＢＳの表面で反射されたテラヘルツ波の振幅はｒ倍される。例えば、ビームスプリッタＢＳの内部で反射せずに、該ビームスプリッタＢＳを透過したテラヘルツ波の振幅はｔｔ´倍される。
【００６３】
図１に示す実施形態において、ビームスプリッタＢＳでの多重反射のないテラヘルツ波は、ビームスプリッタＢＳに起因してその振幅は、往路でｔｔ´倍、復路でｒ倍されるため、トータルでｔｔ´ｒ倍される。例えば、往路ではビームスプリッタＢＳ内では反射せず（多重反射０回）に検出対象４１に照射され、復路においてビームスプリッタＢＳ内で１回だけ反射した（多重反射１回）テラヘルツ波は、ビームスプリッタＢＳに起因してその振幅がｔｔ´×ｒ´ｔｔ´倍される。また、往路においてビームスプリッタＢＳ内で２回だけ反射して（多重反射１回）検出対象４１に照射され、復路ではビームスプリッタＢＳ表面で反射された（多重反射０回）テラヘルツ波は、ビームスプリッタＢＳに起因してその振幅がｒ´２ｔｔ´×ｒ倍される。
【００６４】
図２の中央の黒丸が付されたパルス（即ち、第１パルス）は、往路ではビームスプリッタＢＳ内では反射せず（多重反射０回）に検出対象４１に照射され、復路においてビームスプリッタＢＳ内で１回だけ反射した（多重反射１回）テラヘルツ波と、往路においてビームスプリッタＢＳ内で２回だけ反射して（多重反射１回）検出対象４１に照射され、復路ではビームスプリッタＢＳ表面で反射された（多重反射０回）テラヘルツ波と、に起因するパルスである。
【００６５】
ビームスプリッタＢＳ以外での振幅反射率等は共通項であるので、ビームスプリッタＢＳでの多重反射のないテラヘルツ波に起因する基準パルスの振幅Ａ０と、第１パルスの振幅Ａ１との振幅比Ａ１／Ａ０は、（ｔｔ´×ｒ´ｔｔ´＋ｒ´２ｔｔ´×ｒ）／ｔｔ´ｒ＝ｒ´２＋ｔｔ´ｒ´／ｒと表せる。
【００６６】
図２の遅延時間Δｔについては、光速を“ｃ”として、“２ｎｄ／ｃ・ｃｏｓβ”と表せる。
【００６７】
尚、光学系１０を構成するビームスプリッタＢＳ以外の光学部材においてもテラヘルツ波の多重反射が生じる可能性はあるが、当該テラヘルツ波計測装置１の計測結果としてのテラヘルツ波の時間波形に明確に現れるほどの多重反射は生じないので、無視することができる。
【００６８】
上述した実施例では反射型のテラヘルツ波計測装置１を、本発明の検査装置の一例として挙げたが、本発明は透過型の装置にも適用可能である。
【００６９】
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う検査装置及び方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７０】
１…テラヘルツ波計測装置、１０…光学系、１１、テラヘルツ波発生素子、１２…テラヘルツ波検出素子、２１…超短パルスレーザ、２２、ＢＳ…ビームスプリッタ、２３…光学遅延部、３１…バイアス電圧生成部、３２…Ｉ−Ｖ変換部、３３…ロックイン検出部、３４…制御・演算処理部
【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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