JP2008096200A - 形状検査方法及び形状検査装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】形状検出感度と形状検出精度が高く、電磁波照射方向の形状寸法を検出できる方法及び装置を提供すること。
【解決手段】検査対象部材を透過する波長のテラヘルツパルス光を検査対象部材の少なくとも二つの異なる部位に照射する照射工程と、照射工程で照射され検査対象部材の複数の異なる部位を透過したテラヘルツパルス光の電場振幅時間分解波形をそれぞれ部位毎に検出する検出工程と、を有し、検出工程で検出された電場振幅時間分解波形の位相情報から検査対象部材の形状を検査することを特徴とする形状検査方法。
【選択図】図１

Description

この発明は、射出成形、圧縮成形、押出成形等で製造された部材の形状検査方法及び装置に関する。詳しくは、検査対象部材に電磁波を照射して部材を透過する電磁波の変化から部材の段差や形状を検査する方法及び装置に関する。
自動車部品やデジタル製品などに使用される部品は、近年、軽量化や低コスト化のために金属に代わって樹脂部品が多く使用されている。特に、自動車部品においては、エンジンの高機能制御用として様々なセンサが搭載されてきており、樹脂部品の形状品質は自動車の信頼性の一端を担う状態にあるといっても過言ではない。また、デジタル家電製品では、小型・集積化の流れの中、小さな樹脂成形品が機能上重要な役目を果たしている。自動車部品やデジタル家電などでは、ガラス製やセラミックス製の精密部品も重要な役目を果たしている。これらの部品の欠陥形状を定量評価することが重要になっている。
樹脂やゴムといった高分子材料、ガラスやセラミックスといった無機材料などからなる部材は、押出成形、射出成形や加圧焼成等で製造される。しかし、製造された部材は、段差、ふくれ、突起、凹凸、などの表面形状欠陥をもっている場合がある。
これらの欠陥を検出するための従来の方法は、部材を透過する波長の電磁波（テラヘルツ波）を照射し、部材を透過した電磁波の透過強度の変化から欠陥を検出するものである（例えば特許文献１参照。）。
特開２００５−４３２３０号公報
上述した従来の欠陥検出方法は、断面形状が一定の細長部材（パイプ等）であって、部材を透過した電磁波の透過強度の変化から欠陥を検出するが、透過強度は、内部欠陥や部材組成の均一性等の影響を受けるため、ノイズが多く欠陥検出感度、欠陥検出精度が低かった。また、透過強度は照射方向によって積分されるため、照射方向の欠陥の寸法を知ることができなかった。さらに、従来の欠陥検出方法は、一定断面形状での欠陥の有無は定性的に評価できるが、形状がパイプ形状でない部材の欠陥を定量的に評価することができなかった。従って、欠陥の３次元形状である大きさや形を定量評価することができなかった。
本発明は、上記の従来の欠陥検査方法の問題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、形状（欠陥）検出感度と形状（欠陥）検出精度が高く、電磁波照射方向の形状（欠陥）寸法を検出できる方法及び装置を提供することを課題としている。
課題を解決するためになされた請求項１に係る発明は、検査対象部材を透過する波長のテラヘルツパルス光を該検査対象部材の少なくとも二つの異なる部位に照射する照射工程と、前記照射工程で照射され前記検査対象部材の前記複数の異なる部位を透過した前記テラヘルツパルス光の電場振幅時間分解波形を部位毎にそれぞれ検出する検出工程と、を有し、前記検出工程で検出された前記電場振幅時間分解波形の位相情報から前記検査対象部材の形状を検査することを特徴とする形状検査方法である。
また、請求項２に係る発明は請求項１の形状検査方法であって、前記位相情報が前記検査対象部材の前記部位の一つである第１部位を透過したテラヘルツパルス光と前記検査対象部材の前記部位の一つであり前記第１部位と異なる第２部位を透過したテラヘルツパルス光との時間差であることを特徴としている。
課題を解決するためになされた請求項３に係る発明は、短パルスレーザ光を発生するレーザ光源と、前記レーザ光源から発生された前記短パルスレーザ光をポンプ光とプローブ光とに分割する光分割手段と、前記光分割手段で分割された前記プローブ光或いは前記ポンプ光の時間遅延を制御する光遅延手段と、前記光分割手段で分割された前記ポンプ光でポンプされて検査対象部材を透過する波長のテラヘルツパルス光を発生するテラヘルツパルス光発生手段と、前記テラヘルツパルス光発生手段から発生された前記テラヘルツパルス光を前記検査対象部材に照射する照射手段と、前記検査対象部材を載置して該検査対象物を移動させる移動手段と、前記移動手段で移動して前記検査対象部材の異なる部位を透過した前記テラヘルツパルス光をそれぞれ受光する受光手段と、前記受光手段で受光した前記テラヘルツパルス光の電場振幅時間分解波形を前記プローブ光で検出する検出手段と、前記電場振幅時間分解波形の位相情報から前記検査対象部材の形状を判別する形状判別器と、を備えたことを特徴とする形状検査装置である。
また、請求項４に係る発明は請求項３の形状検査装置であって、前記照射手段の開口数をNA1とし、前記受光手段の開口数をNA2とするとき、NA1<NA2であることを特徴としている。
また、請求項５に係る発明は、請求項３又は４の形状検査装置であって、前記位相情報が前記検査対象部材の前記部位の一つである第１部位を透過したテラヘルツパルス光と前記検査対象部材の前記部位の一つであり前記第１部位と異なる第２部位を透過したテラヘルツパルス光との時間差であることを特徴としている。
課題を解決するためになされた請求項６に係る発明は、検査対象部材を透過する波長のテラヘルツパルス光を該検査対象部材の段差部に照射する照射工程と、前記照射工程で照射され前記検査対象部材の前記段差部を透過した前記テラヘルツパルス光の電場振幅時間分解波形を検出する検出工程と、を有し、前記検出工程で検出された前記電場振幅時間分解波形の位相情報から前記段差部の形状を検査することを特徴とする形状検査方法である。
課題を解決するためになされた請求項７に係る発明は、短パルスレーザ光を発生するレーザ光源と、前記レーザ光源から発生された前記短パルスレーザ光をポンプ光とプローブ光とに分割する光分割手段と、前記光分割手段で分割された前記プローブ光或いは前記ポンプ光の時間遅延を制御する光遅延手段と、前記光分割手段で分割された前記ポンプ光でポンプされて検査対象部材を透過する波長のテラヘルツパルス光を発生するテラヘルツパルス光発生手段と、前記テラヘルツパルス光発生手段から発生された前記テラヘルツパルス光を前記検査対象部材の段差部に照射する照射手段と、前記段差部を透過した前記テラヘルツパルス光を受光する受光手段と、前記受光手段で受光した前記テラヘルツパルス光の電場振幅時間分解波形を前記プローブ光で検出する検出手段と、前記電場振幅時間分解波形の位相情報から前記検査対象部材の前記段差部の形状を判別する形状判別器と、を備えたことを特徴とする形状検査装置である。
上記本発明の方法及び装置によれば、以下の効果が得られる。
（１）テラヘルツパルス光の電場振幅時間分解波形の位相情報は、透過する検査対象部材の光路長に強く左右されるので、形状検出精度が高い。
（２）検査対象部材の第１部位を透過したテラヘルツパルス光と第２部位を透過したテラヘルツパルス光との時間差は、第１部位と第２部位との光路差に強く左右されるので、第１部位と第２部位の段差（形状寸法差）を高精度に検査することができる。
（３）検査対象部材を透過したテラヘルツパルス光を開口数の大きな受光手段で受光するので、検査対象部材の内部欠陥等によってテラヘルツパルス光が散乱されても検査対象部材を透過したテラヘルツパルス光を効率よく受光することができる。
（４）テラヘルツパルス光を検査対象部材の段差部に照射することで、１回の照射で段差形状を検査することができる。
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
図１は、本発明の形状検査装置の全体構成図である。この図に示すように、本発明の検査対象部材の形状検査装置は、レーザ光源１、光分割手段２、光遅延手段３、テラヘルツパルス光発生手段４、照射手段５、移動手段９、受光手段６、検出手段７、形状判別器１０を備える。また、図１において、Ｍ1〜Ｍ6は平面鏡、Ｌ1〜Ｌ3はレンズ、ＰＭ1〜ＰＭ4は軸外し放物面鏡、Ｗ1〜Ｗ3は窓である。Ｋは筐体で、テラヘルツパルス光の光路を外部から隔離する。筐体Ｋの内部は真空または窒素雰囲気であり、テラヘルツパルス光が空気を構成する分子で吸収されることを防止する。
レーザ光源１は、例えば、モードロックファイバレーザ装置で、パルス幅がフェムト秒〜ピコ秒の短パルスレーザ光Ｌを発生する。例えば、中心波長７８０ｎｍ帯、平均出力２０ｍＷ、繰り返し周波数５０ＭＨｚ、の小型ファイバレーザが用いられる。
光分割手段２は、例えば、ビームスプリッタまたはウェッジプレートであり、短パルスレーザ光Ｌをポンプ光Ｐuとプローブ光Ｐrとに分割する。
光遅延手段３は、例えば、コーナミラーを矢印Ｒ1方向（ｘ方向）に移動するステージ（図示せず）に取り付けた装置であり、ポンプ光Ｐuの光路長を制御して遅延時間を走査する。なお、本実施形態の形状検査装置では、光遅延手段３が、ポンプ光Ｐuの光路中に挿入されているが、プローブ光Ｐrの光路中に挿入されてもよい。
テラヘルツパルス光発生手段４は、例えば、低温成長GaAsダイポールアンテナ、InSb結晶、InAs半導体結晶等である。
照射手段５は、例えば、軸外し放物面鏡ＰＭ1とＰＭ2とからなり、発生手段４から発生されたテラヘルツパルス光Ｓをコリメートして、検査対象部材８の平行する表２面８１、８２の一方の面８１付近に、光軸（ｚ軸）OAが面８１、８２に直交するように集光する。例えば、軸外し放物面鏡ＰＭ1によりコリメートされたテラヘルツパルス光のビーム径は、約１５ｍｍであり、これを焦点距離１５０ｍｍの軸外し放物面鏡ＰＭ2 で集光すると、集光径が約２ｍｍになる。従って、照射手段５の開口数、すなわち、検査対象部材に入射されるテラヘルツパルス光の開口数NA1は、約０．０５である。
移動手段９は、例えば、ｘ軸移動ステージであり、矢印Ｒ２方向に検査対象部材８を移動させる。
受光手段６は、例えば、軸外し放物面鏡ＰＭ3とＰＭ4とからなり、検査対象部材８を透過したテラヘルツパルス光Ｓ’をコリメートして、検出手段７に集光する。軸外し放物面鏡ＰＭ3 は、焦点距離１５０ｍｍ、口径５０ｍｍであり、受光手段６の開口数NA2は、約０．１６である。
検出手段６は、例えば、電気光学（EO）結晶としてのZnTe結晶６１、ウォルストンプリズム６２、バランス検出器６３を備えている。バランス検出器６３は、検査対象部材８を透過したテラヘルツパルス光Ｓ’によりZnTe結晶６１に誘起される複屈折によって生じるプローブ光Ｐrの偏光回転量を差動増幅機構を用いて抽出する。従って、検出手段６から後述の形状判別器７に入力される信号は、図２に示すような電場振幅時間分解波形である。図２は、検査対象部材８を透過したテラヘルツパルス光の電場振幅時間分解波形である。なお、ZnTe結晶６１を例えば、低温成長GaAsダイポールアンテナにし、テラヘルツパルス光を検出する際発生するプローブ光Ｐrによる光起電流を増幅する電流アンプを備えるようにしてもよい。
形状判別器７は、例えばパソコンであり、検出手段７からの信号を図示しないロックインアンプで増幅した信号を受けて、図２のような電場振幅時間分解波形の位相情報から形状を判別する。
次に、本実施形態の形状検査装置で形状を検査する原理を説明する。図３は、図１における検査対象部材８付近の拡大斜視図、図４は図１における検査対象部材８付近の拡大ｘ−ｚ平面視図である。検査対象部材８は、光軸OA方向（ｚ方向）の厚さがｌ（エル）で、８０はｙ方向に延びるｚ方向の段差がｄ、ｘ方向の幅が２ａの凹部である。
図５は、図４の矢印Ｒ2方向（ｘ方向）に検査対象部材８を移動手段９で移動させ、テラヘルツパルス光Ｓの照射位置（照射部位）を変化させたときの電場振幅時間波形（信号と略記する）を模式的に示している。中段は、照射位置ｘが−ａ＜ｘ＜ａの場合で、テラヘルツパルス光Ｓは、全て凹部８０を通過する。上段はａ＜ｘ、下段はｘ＜−ａの場合で、テラヘルツパルス光Ｓは、全て凹部以外の厚さｌ（エル）の検査対象部材を通過する。上段と中段の間と上段と下段の間は、ｘ＝±ａの場合で、テラヘルツパルス光Ｓの一部が凹部８０を通過する。横軸のｔ1に現れる信号は、段差ｄの凹部（厚さ（ｌ−ｄ）の検査対象部材）を透過したテラヘルツパルス光であり、ｔ2に現れる信号は、厚さｌの検査対象部材を透過したテラヘルツパルス光である。
まず、電場振幅時間波形の位相情報の一つであるΔｔ1（＝ｔ2−ｔ1）と段差ｄとの関係を説明する。
テラヘルツパルス光の伝搬時間は、光路長を光速度ｃで割ることで求まり、光路長は伝搬媒質の屈折率ｎ、伝搬距離をｌ（エル）とすると、ｎｌとなる。従って、検査対象部材の屈折率をｎ、厚さをｌ、段差をｄとすると、
Δｔ1＝ｄ（ｎ−１）／ｃ （１）
となる。よって、（１）式から、ｎが既知であれば、凹部のｚ方向の大きさ（段差）ｄが求まる。また、図５から、検査対象部材をｘ軸方向に移動させ、ｔ1に現れる信号が消えるｘ軸方向の位置から凹部のｘ方向の幅２ａを求めることができる。
なお、図６に示すように、非対称な検査対象部材８’をｘ’軸と直交するｙ’軸（紙面に垂直）の周りに回転（矢印Ｒ２’）させることにより、非対称な検査対象部材の形状を計測すること、すなわちＣＴ計測することができる。
光は、屈折率の異なる界面を通過するとき屈折する。例えば、検査対象部材の内部にボイド（空隙）のような欠陥があると、欠陥部と非欠陥部との屈折率差によるレンズ作用や臨界角による全反射を受けて、テラヘルツパルス光が検出手段に到達しなくなる。
検査対象部材による屈折や臨界角による散乱やレンズ作用の影響を、少なくするためには、以下に説明するように、照射手段の開口数NA1より受光手段の開口数NA2を大きくすればよい。図７は、検査対象部材８から検出手段７のEO結晶７１までの光線軌跡を模式的に示している。図７で、θ１は検査対象部材８へ集光照射されるテラヘルツ光Ｓの開口半角、θ２は受光部材６の開口半角である。また、○は、検査対象部材８がない場合のテラヘルツ光（参照光）の中で最も外側の光路を通る光線、△は、光軸（OA）を通る光線、□は、検査対象部材８の入射面や内部欠陥での界面で屈折により最も外側に曲げられた光線である。検査対象部材を透過したテラヘルツ光の開口数NA1はNA1=ｎｓｉｎθ１、受光部材の開口数NA2はNA2=ｎｓｉｎθ２である。今、上記のように、例えば、NA1=０．０５、NA2＝０．１６の場合、すなわち、ＮＡ1＜ＮＡ2の場合、屈折により曲げられた光線（□）も受光手段で受光することができ、ＥＯ結晶に入射される。従って、検査対象部材を透過したテラヘルツ光をロスすることなく受光検出でき、散乱やレンズ作用の影響を全く受けない効率よい検査が可能になる。
また、受光手段に軸外し放物面鏡を使用すると、屈折により曲げられた光線（□）、光軸を通る光線（△）、参照光の中で最も外側を通る光線（○）のいずれもが、放物面鏡ＰＭ３の焦点から出ているため、これらの光線は軸外し放物面鏡ＰＭ４でEO結晶７１の上に集光されるとき、必ず同一焦点に位相差なしで到達する。従って、正確な位相情報を検出することができる。その結果、精度の高い形状検査ができる。
検査対象部材が平面でない場合、透過テラヘルツパルス光は、検査対象部材がもつ固有の形状と屈折率により、本来の光軸とは異なった方向に屈折される。また、波長と同程度の異物、欠陥、ボイドなどが存在する場合、本来の光軸とは異なった方向に散乱効果を受ける。このような場合、屈折、及び散乱を受けたテラヘルツパルス光は検出素子の検出部（電気光学結晶を検出に使用する場合は、検出用のプローブ光（短パルスレーザ光）が照射されている結晶の特定部位、光伝導アンテナの場合は、プローブ光が照射されているアンテナのギャップ部）には到達できない。しかし上記のように、本発明の配置では、検査対象部材透過後のテラヘルツパルス光のコリメートや集光光学系が屈折光や散乱光を受光できる開口数であるため、前出の屈折、散乱効果を受けたテラヘルツパルス光も検出素子の検出部に集光可能となる。さらに、この配置では、屈折、散乱されたテラヘルツパルス光の光路長がどのルートでも同じであり、従って、屈折、散乱されたテラヘルツパルス光と光軸上を進んだテラヘルツパルス光が同一時間に検出素子の検出部に到達する特徴を有している。
検査原理の実証試験として、図８に示すような検査対象部材を作製し、実験を行った。使用した検査対象部材は、ｚ方向厚さｌ＝２ｍｍのポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）ブロックで、ｄ＝１ｍｍの段差が設けられてある。
まず、図１の形状検査装置で検査対象部材の屈折率を測定した。図９はテラヘルツパルス光を検出手段６で検出した電場振幅時間分解波形をフーリエ変換して得られたスペクトル強度と位相である。図９で（ロ）は検査対象部材をセットする前のテラヘルツパルス光スペクトル（参照光スペクトル）、（イ）は検査対象部材をセットして検査対象部材を透過後のスペクトル（信号光スペクトル）、（ニ）は参照光位相、（ハ）は信号光位相である。
図１０は、図９から算出した透過率（ホ）と位相差（ヘ）で、透過率は（信号光強度）／（参照光強度）、位相差は（信号光位相）−（参照光位相）から求められた。図１０から、透過率が１ＴＨｚ以上（波長３００μｍ以下）ではほとんどゼロ、すなわちほとんど透過しないことがわかる。厳密には、図９、図１０から、１．４ＴＨｚ付近で信号はノイズレベル以下に落ちている。連続的に変化していた位相差も１．６ＴＨｚ（波長約２００μｍ）周辺でノイズが増えているが、これは透過率が小さいために解析に必要な信号強度が得られていないことに起因する。従って、この検査対象部材では１．４ＴＨｚより低周波（波長約２００μｍ以上）の光を透過することがわかる。一方、低周波側でも透過率が１を越える部分が０．２ＴＨｚ以下（波長約１．５ｍｍ以上）に出現している。これも信号光強度或いは参照光強度の弱い部分が存在するため、解析処理ができないためと考えられる。従って、以後の解析範囲を０．２ＴＨｚ〜１．４ＴＨｚとした。
図１１は上記図１０の結果から算出された複素屈折率である。実部（ト）は屈折率、虚部（チ）は吸収係数である。これから、本実施例の検査対称部材の屈折率ｎは０．２ＴＨｚ〜１．４ＴＨｚ（２００μｍ〜１．５ｍｍ）の範囲で約１．８５であることがわかる。上記結果では、ノイズの影響やＰＢＴ高分子材料の透過率の影響で波長が２００μｍ〜１．５ｍｍのテラヘルツ光の例を示したが、さらにノイズを減らした場合や他の材料を用いた場合では、１０μｍ（１０ＴＨｚ）〜３ｍｍ（０．１ＴＨｚ）まで測定波長を拡張しても様々な高分子材料では屈折率が約２〜３程度と考えられる。
一般的に、樹脂はテラヘルツ光帯域（０．１ＴＨｚ〜１０ＴＨｚ）において透明帯域を有するが、その帯域は、樹脂により異なっている。上記したＰＢＴでは０．２ＴＨｚ〜１．４ＴＨｚであるが、これは比較的透明帯域の狭い例であって、一般的な樹脂を検査対象部材とする場合の帯域は、０．１ＴＨｚ〜１０ＴＨｚとすることが望ましい。
複素屈折率は、検査対象部材の物性異常（材料の劣化、異物混入、組成異常、等）によって変化するので、逆に複素屈折率から物性異常を検出することができる。
次に、図８に示すように、検査対象部材を移動ステージ９で移動させ、スポット径２ｍｍのテラヘルツパルス光Ｓの照射部位をずらし形状検査を実施した。すなわち、最初、厚さ２ｍｍの部位に照射したテラヘルツパルス光Ｓ1が透過してくるテラヘルツパルス光Ｓ’1を検出し、次に、検査対象部材を移動させ、段差部８０に照射したテラヘルツパルス光Ｓ2が透過してくるテラヘルツパルス光Ｓ’2を検出し、最後に、厚さ１ｍｍの部位に照射したテラヘルツパルス光Ｓ3が透過してくるテラヘルツパルス光Ｓ’3を検出した。
図１２は、上記テラヘルツパルス光Ｓ’1〜Ｓ’3の電場振幅時間分解波形である。 図１２からΔｔ1＝２．８７ｐｓで、（１）式からｎ＝１．８５とすると、ｄ＝１ｍｍと求まる。すなわち、検査対象部材を透過したテラヘルツパルス光の電場振幅時間分解波形の位相情報から光軸方向の寸法である段差を測定できることが立証された。
検査対象部材を透過したテラヘルツパルス光の位相情報が、上記のように、透過したテラヘルツパルス光の時間分解波形に直接現れる。従って、本発明によれば、デコンボリューションのような信号処理をすることなく、時間分解波形を計測するだけで段差や形状を検査することができる。
本発明の形状検査装置の全体構成図である。 電場振幅時間分解波形の一例である。 図１における検査対象部材８付近の拡大斜視図である。 図１における検査対象部材８付近の拡大ｘ−ｚ平面視図である。 図４の矢印Ｒ2方向に検査対象部材８を移動させ、テラヘルツパルス光Ｓの照射位置を変化させたときの電場振幅時間波形を模式的に示す図である。 検査対象部材回転走査して検査する状況を説明する図である。 検査対象部材から検出手段までの光線軌跡を模式的に示す図である。 実施例１の検査対象部材である。 テラヘルツパルス光を検出手段６で検出した電場振幅時間分解波形をフーリエ変換して得られたスペクトル強度と位相である。 図９から算出された透過率と位相差である。 図１０から算出された複素屈折率である。 実施例１において、テラヘルツパルス光Ｓを検査対象部材に照射したときの、透過テラヘルツパルス光Ｓ’の電場振幅時間分解波形である。
符号の説明
１・・・・・・・・・レーザ光源
２・・・・・・・・・光分割手段
３・・・・・・・・・光遅延手段
４・・・・・・・・・テラヘルツパルス光発生手段
５・・・・・・・・・照射手段
６・・・・・・・・・受光手段
７・・・・・・・・・検出手段
８・・・・・・・・・検査対象部材
９・・・・・・・・・移動手段
１０・・・・・・・・形状判別器
Ｐu ・・・・・・・ポンプ光
Ｐo ・・・・・・・プローブ光
Ｓ、Ｓ’・・・・・・テラヘルツパルス光

Claims (7)

  1. 検査対象部材を透過する波長のテラヘルツパルス光を該検査対象部材の少なくとも二つの異なる部位に照射する照射工程と、
    前記照射工程で照射され前記検査対象部材の前記複数の異なる部位を透過した前記テラヘルツパルス光の電場振幅時間分解波形を部位毎にそれぞれ検出する検出工程と、を有し、
    前記検出工程で検出された前記電場振幅時間分解波形の位相情報から前記検査対象部材の形状を検査することを特徴とする形状検査方法。
  2. 前記位相情報が前記検査対象部材の前記部位の一つである第１部位を透過したテラヘルツパルス光と前記検査対象部材の前記部位の一つであり前記第１部位と異なる第２部位を透過したテラヘルツパルス光との時間差であることを特徴とする請求項１に記載の形状検査方法。
  3. 短パルスレーザ光を発生するレーザ光源と、
    前記レーザ光源から発生された前記短パルスレーザ光をポンプ光とプローブ光とに分割する光分割手段と、
    前記光分割手段で分割された前記プローブ光或いは前記ポンプ光の時間遅延を制御する光遅延手段と、
    前記光分割手段で分割された前記ポンプ光でポンプされて検査対象部材を透過する波長のテラヘルツパルス光を発生するテラヘルツパルス光発生手段と、
    前記テラヘルツパルス光発生手段から発生された前記テラヘルツパルス光を前記検査対象部材に照射する照射手段と、
    前記検査対象部材を載置して該検査対象物を移動させる移動手段と、
    前記移動手段で移動して前記検査対象部材の異なる部位を透過した前記テラヘルツパルス光をそれぞれ受光する受光手段と、
    前記受光手段で受光した前記テラヘルツパルス光の電場振幅時間分解波形を前記プローブ光で検出する検出手段と、
    前記電場振幅時間分解波形の位相情報から前記検査対象部材の形状を判別する形状判別器と、を備えたことを特徴とする形状検査装置。
  4. 前記照射手段の開口数をNA1とし、前記受光手段の開口数をNA2とするとき、NA1<NA2であることを特徴とする請求項３に記載の形状検査装置。
  5. 前記位相情報が前記検査対象部材の前記部位の一つである第１部位を透過したテラヘルツパルス光と前記検査対象部材の前記部位の一つであり前記第１部位と異なる第２部位を透過したテラヘルツパルス光との時間差であることを特徴とする請求項３又は４に記載の形状検査装置。
  6. 検査対象部材を透過する波長のテラヘルツパルス光を該検査対象部材の段差部に照射する照射工程と、
    前記照射工程で照射され前記検査対象部材の前記段差部を透過した前記テラヘルツパルス光の電場振幅時間分解波形を検出する検出工程と、を有し、
    前記検出工程で検出された前記電場振幅時間分解波形の位相情報から前記段差部の形状を検査することを特徴とする形状検査方法。
  7. 短パルスレーザ光を発生するレーザ光源と、
    前記レーザ光源から発生された前記短パルスレーザ光をポンプ光とプローブ光とに分割する光分割手段と、
    前記光分割手段で分割された前記プローブ光或いは前記ポンプ光の時間遅延を制御する光遅延手段と、
    前記光分割手段で分割された前記ポンプ光でポンプされて検査対象部材を透過する波長のテラヘルツパルス光を発生するテラヘルツパルス光発生手段と、
    前記テラヘルツパルス光発生手段から発生された前記テラヘルツパルス光を前記検査対象部材の段差部に照射する照射手段と、
    前記段差部を透過した前記テラヘルツパルス光を受光する受光手段と、
    前記受光手段で受光した前記テラヘルツパルス光の電場振幅時間分解波形を前記プローブ光で検出する検出手段と、
    前記電場振幅時間分解波形の位相情報から前記検査対象部材の前記段差部の形状を判別する形状判別器と、を備えたことを特徴とする形状検査装置。
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