JP2013228330A - 膜厚測定装置および膜厚測定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポンプ光2bの照射によって、光伝導アンテナ28aからテラヘルツ波5を、入射角がブリュースター角になるようにサンプル8に照射する。偏光板29a,29bを調節して、サンプル8で反射されたテラヘルツ波5からS偏光成分を光伝導アンテナ28bによって検出する。偏光板29a,29bを調節して、サンプル8で反射されたテラヘルツ波5からP偏光成分を光伝導アンテナ28bによって検出する。情報処理部26は、S偏光成分のピークに対するP偏光成分のピークの時間遅れに基づいて、サンプル8表面に形成された被測定膜の膜厚を導出する。
【選択図】図4
Description
図4は、本発明の第1の実施形態による膜厚測定装置の構成を示す図である。なお、この第1の実施形態においては、厚板工程などで圧延された鋼板の表面に形成される酸化膜(スケール)の膜厚を測定する場合を例として説明する。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、この第2の実施形態においては、第1の実施形態と同様の部分については、その説明を省略し、同一または対応する部分については、同一の符号を付す。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。なお、この第3の実施形態においては、第1および第2の実施形態と同様の部分については、その説明を省略し、同一または対応する部分については、同一の符号を付す。図10は、本発明の第3の実施形態による、光ファイバを用いて光源とテラヘルツ波発生器およびテラヘルツ波検出器とを接続した膜厚測定装置の光学系を示す図である。なお、図10においては、第1および第2の実施形態による膜厚測定装置と異なる構成の光学系のみを示し、光学系以外の部分の構成については、第1および第2の実施形態におけると同様であるので、その図示および説明を省略する。
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。なお、この第4の実施形態においては、第1乃至第3の実施形態と同様の部分については、その説明を省略し、同一または対応する部分については、同一の符号を付す。図11は、第4の実施形態によるテラヘルツ波検出器に電気光学結晶(EO結晶)を用いた膜厚測定装置の概略構成を示す。
2a パルスレーザ光
2b ポンプ光
2c プローブ光
3 ビームスプリッタ
5 テラヘルツ波
6a,6b,6c,6d 放物面鏡
7 遅延ステージ
8 サンプル
10a,10b,10c,10d ミラー
10e,10f テラヘルツ波用ミラー
11a,11b,11c,11d 半導体基板
12a,12b,12c,12d,32a,32b アンテナ
13a,13b,13c,13d アンテナギャップ
14a,14b,14c,14d 光伝導アンテナ
15a,15b ハーフミラー
16a,16b ミラー
20 チョッパ
21 電源
22a,22b,23a,23b レンズ
24 プリアンプ
25 ロックインアンプ
26 情報処理部
28a テラヘルツ波発生用光伝導アンテナ
28b テラヘルツ波検出用光伝導アンテナ
29a,29b 偏光板
30a,30b PS偏光切り替え型光伝導アンテナ
31a,31b スイッチ
41a,41b 光ファイバ
42a テラヘルツ波発生器
42b テラヘルツ波検出器
43 光源ボックス
44 ゴニオメータ
51 ハーフミラー
52 EO結晶
53 λ/4波長板
54 検光子
55 光バランス型検出器
56 EO結晶利用テラヘルツ波検出器
57 偏光板
Claims (7)
- テラヘルツ波を射出するテラヘルツ波発生手段と、
前記テラヘルツ波発生手段から射出されたテラヘルツ波を、被測定膜のブリュースター角を入射角として前記被測定膜に照射するテラヘルツ波照射手段と、
前記被測定膜で反射されたP偏光のテラヘルツ波とS偏光のテラヘルツ波とを検出するテラヘルツ波検出手段と、
前記テラヘルツ波検出手段により検出された前記S偏光のテラヘルツ波に対する前記P偏光のテラヘルツ波の時間遅れに基づいて、前記被測定膜の膜厚を導出する情報処理手段と、を備える
ことを特徴とする膜厚測定装置。 - 前記テラヘルツ波検出手段が、S偏光のテラヘルツ波とP偏光のテラヘルツ波とを電気的に切り替えて検出可能な光伝導アンテナから構成されることを特徴とする請求項1に記載の膜厚測定装置。
- 前記光伝導アンテナが、間隙を有して直線状に形成された、一対の第1の導線および一対の第2の導線を備え、前記第1の導線および前記第2の導線が互いの間隙を重ねつつ直交して配置され、前記第1の導線および前記第2の導線の間隙にレーザ光を照射することによってS偏光のテラヘルツ波およびP偏光のテラヘルツ波を弁別して検出可能に構成されていることを特徴とする請求項2に記載の膜厚測定装置。
- 前記テラヘルツ波検出手段が、ポッケルズ効果を呈する電気光学結晶を備えることを特徴とする請求項1に記載の膜厚測定装置。
- 前記テラヘルツ波発生手段が、間隙を有して直線状に形成された、一対の第3の導線および一対の第4の導線を備え、前記第3の導線および前記第4の導線が互いの間隙を重ねつつ直交して配置され、前記第3の導線と前記第4の導線とに対して選択的に電圧を印加するとともに、前記第3の導線および前記第4の導線の間隙にレーザ光を照射することによってS偏光のテラヘルツ波とP偏光のテラヘルツ波とを独立して発生可能な光伝導アンテナから構成されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の膜厚測定装置。
- レーザ光源から分配される第1のパルス光を導光する第1の光ファイバと、前記レーザ光源から分配される第2のパルス光を導光する第2の光ファイバと、前記テラヘルツ波発生手段が、前記第1の光ファイバに導光された前記第1のパルス光の照射によりテラヘルツ波を発生可能に構成され、前記テラヘルツ波検出手段が、前記第2の光ファイバに導光された前記第2のパルス光の照射によりテラヘルツ波を検出可能に構成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の膜厚測定装置。
- テラヘルツ波を被測定膜に対して前記被測定膜のブリュースター角を入射角として照射する照射ステップと、
前記被測定膜で反射されたS偏光のテラヘルツ波を検出するS偏光検出ステップと、
前記被測定膜で反射されたP偏光のテラヘルツ波を検出するP偏光検出ステップと、
前記S偏光検出ステップにおいて検出されたS偏光のテラヘルツ波に対する、前記P偏光検出ステップにおいて検出されたP偏光のテラヘルツ波の時間遅れに基づいて、前記被測定膜の膜厚を導出する算出ステップと、を含む
ことを特徴とする膜厚測定方法。
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