JP2007503582A - 非平面的試料を調査するための方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
非平面的試料に照射する少なくとも1つの放射体を提供する工程;
複数の点の各々に対して所定の、前記放射体のうちの1つの位置は保持しながら、試料の非平面的表面の複数の点に、25GHzから100THzの範囲の少なくとも1つの周波数の光を照射する工程;及び
試料を透過する及び/又は試料の複数の点から反射される光を検出する工程。
また、所定の位置とは、以下(のような性質)を有することが好ましい:
a)試料上のある点と放射体との所定の距離;及び
b)所定の試料の点への入射角度での放射体の照射軸(方向)。
この点では、照射軸は試料表面入射の基本方向としてよい。照射軸は試料上の点への法線入射方向にすることが可能である。放射体がプローブの先に内蔵されている場合、プローブの先の長手方向に照射軸が対応することが可能である。又は、放射体がプローブの先にある場合、プローブの長手方向の軸は法線入射の点と交差するが、照射軸は厳密にプローブ軸と平行にはならないだろう。そのかわり、そのようなシステムはいわゆる"法線入射に近い”システムで、放射されたビームと反射されたビームは空間的に分離される。
試料表面の複数の点において25GHzから100THzの範囲で少なくとも1つの周波数を持つ光を試料に照射するための少なくとも1つの放射体;及び
試料上の複数の点において試料を透過する及び/又は試料から反射される光を検出するための検出器;
前記放射体のうちの1つは試料の非平面的表面上の点に対して所定の位置を保持し、所定の位置は複数の点の各々に対して保持されるという特徴。
試料表面上の最初の位置から所定の距離に走査手段を合わせる工程;
走査手段及び/又は試料を、走査手段が最初の位置から最初の軌道に沿って試料に対して動くことが可能になるように動かす工程;
25GHzから100THzまでの範囲で複数の周波数を持つ光を最初の軌道に沿って試料に照射する工程;及び
その軌道に沿った複数の位置での反射及び/又は透過測定を行う工程。
テラヘルツパルス画像化は対象物の内部組成の非破壊分析、他の一般的な面の画像化及び分子組成の分光学的分析に有用な撮画方法であることを示した。しかし、高い空間分解能と焦点深度の要求とは相反するため、非平面的対象物の画像化目的にはTHz光を用いた画像化は問題がある。
Φ1=Φ0+ΔΦ0=Φ0+(ΔL/r0) (1)
よって、増分は求められる空間分解能に依存する。だから、高い空間分解能が要求されるところでは、ΔΦ0は小さくなるしかない。先述の式はΔΦiの値を選ぶ上での唯一のガイドになるだろう。試料の法線方向と位置ベクトルrとの大きなずれが予想されるような場合、正確さを向上させるため小さなΔΦiを選ぶことが可能である。
n=2πrsin(Φ)/ΔL (2)
そしてnは切り上げて最も近い整数にする。従って、nもまた要求される空間分解能に依存する。高い空間分解能が要求されるところでは、測定回数は多くなるだろう。刻み数nは各々のΦの値によって変化するだろう。この方程式は要求されるθの刻み数を選ぶための簡単なガイドである。正確さを向上させるために大きな刻み数を選ぶことが可能である。
n 1 =p 1 Λp 2 /|p 1 ||p 2 |
n 2 =p 2 Λp 3 /|p 2 ||p 3 |
n 3 =p 1 Λp 3 /|p 1 ||p 3 |
n overall =(n 1 +n 2 +n 3 )/3
測定点全域にわたる法線ベクトルは、最近接点へのベクトル同士の外積の様々な考えられる組み合わせの平均を取る。法線ベクトルは単位長さを持つ。
θn+1=θn+Δθ=θn+(ΔL/r sinΦn)
nを最後の測定点(又は他の最近接点)の表面法線方向に沿って単位長さを持つベクトルで、r n を座標rn,θn及びΦnで記述されるベクトルとする。第2のベクトルr’ n をr n と同じ大きさと定義する(つまり、|r n |=|r’ n |)が、新たな角度座標は、θn+1及びΦn+1である。各q走査の終わりを除けば、大抵Φn+1=Φnである。
r n+1 =r n [(n.r n )/(n.r’ n )]=r n [(cosξn/cosξn+1)]
ここで、ドットは2つのベクトルのスカラー積を表す。ξnはnとr n とのなす角で、
ξn+1はnとr n+1 とのなす角を表す。
Φ2=Φ1+ΔΦ1=Φ1+(ΔL/r1) (3)
ΔΦ1の値は場合によっては、正確さを向上させるために小さい値が選ばれることが可能である。
Claims (19)
- 非平面的試料を調査する方法であって:
非平面的試料を照射するための少なくとも1つの放射体を提供する工程;
複数の点の各々について、試料上の点に対して、前記放射体のうちの1つの所定の位置は保持しながら、試料の非平面的表面上の複数の点において25GHzから100THzまでの範囲の少なくとも1つの周波数を持つ光を照射する工程;及び
複数の点で、試料を透過する及び/又は試料から反射される光を検出する工程;
を有する方法。 - 請求項1に記載の方法であって、さらに前記試料の1つ以上の表面層の特性を決定するために前記検出された光を解析する方法。
- 請求項2に記載の方法であって、前記決定された特性が試料の1つ以上の表面層の厚さに関することを特徴とする方法。
- 上記請求項のいずれかの請求項に記載された方法であって、1つ以上の表面層の形状を決定するために前記検出した光を解析する方法。
- 上記請求項のいずれかの請求項に記載された方法であって、前記検出された光を用いて試料の1つ以上の表面層の像を生成する方法。
- 上記請求項のいずれかの請求項に記載された方法であって、所定の位置が:
前記試料上の点と放射体との所定の距離;及び
前記試料上の前記点に入射した、所定の角度における前記放射体の照射軸;
であることを特徴とする方法。 - 上記請求項のいずれかの請求項に記載された方法であって、
前記放射体及び/又は試料を、前記放射体が最初の点から前記複数の点が上に存在する最初の軌道に沿って、試料に対して動くことが可能なように動かす
ことを有する方法。 - 請求項7に記載の方法であって:
最初の位置に対する最初の軌道の平面に垂直な面内にある第2の軌道上に存在するある角度に前記放射体を再配置する工程;
前記最初の軌道に平行な第3の軌道に対して移動と照射の工程を繰り返す工程;及び
前記第3の軌道に従って第2の複数の点で試料を透過する及び/又は試料から反射される光を検出する工程;
を有する方法。 - 請求項8に記載の方法であって、さらに付加的な測定技術を行うために、第2の軌道に沿った角度の範囲に沿って前記放射体の再配置を繰り返す方法。
- 上記請求項のいずれかの請求項に記載された方法であって、前記検出された光を用いて試料の1つ以上の表面を表す像を形成する方法。
- 上記請求項のいずれかの請求項に記載された方法であって、前記所定の距離が前記放射体の焦点距離に対応することを特徴とする方法。
- 上記請求項のいずれかの請求項に記載された方法の使用であって、製薬試料の1つ以上の表面層を評価するための方法の使用。
- 請求項12に記載の前記方法の使用であって、1つ以上の表面層が製薬試料のコーティングを含むことを特徴とする方法の使用。
- 非平面的表面を有する試料を調査するための装置であって:
前記試料の表面上の複数の点に25GHzから100THzの範囲の少なくとも1つの周波数を持つ光を照射するために、前記試料の非平面的表面上の点に対して所定の位置を保持し、前記所定の位置は前記複数の点の各々に対して保持しようとする少なくとも1つの放射体;及び、
前記試料上の前記複数の点で、前記試料を透過する及び/又は前記試料から反射される光を検出するための検出器
を有する装置。 - 請求項14に記載の装置であって、さらに前記最初の点から前記複数の点が属する最初の軌道に沿って前記試料に対して前記放射体が動くことができるように前記放射体及び/又は前記試料を動かす方法を有する装置。
- 請求項15に記載の装置の装置であって、動かすための前記方法がロボットアームを有する装置。
- 請求項16に記載の装置の装置であって、前記ロボットアームが少なくとも5軸の運動系を有する装置。
- 請求項14から17のうちいずれかの請求項に記載された装置であって、前記放射体がファイバー結合されたプローブ先端部に内蔵されていることを特徴とする装置。
- 請求項14に記載の装置であって、前記試料の前記非平面的表面上の異なる点に対して前記所定の位置にある複数の固定された放射体を有する装置。
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