JP7095648B2 - 測定装置及び測定方法 - Google Patents

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Description

本開示は、測定装置及び測定方法に関する。
従来、複数の層を有する試料におけるテラヘルツ波の反射又は透過を測定することによって、層間の接着状態を測定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許第５６８４８１９号公報
層間の接着状態の測定精度の向上が求められる。
本開示は、層間の接着状態の測定精度を向上できる測定装置及び測定方法を提供することを目的とする。
幾つかの実施形態に係る測定装置は、試料に電磁波を入射させる発生部と、前記試料で反射した電磁波を受ける受信部と、前記発生部及び前記受信部を制御する制御部とを備え、前記試料は、前記電磁波が入射する第１層と、前記第１層に積層する第２層とを有し、前記制御部は、前記発生部から前記試料に入射した電磁波と、前記受信部で受けた電磁波とに基づいて、前記第１層と前記第２層との間に前記第３層が存在しているか検出し、前記発生部は、前記第１層と前記第３層との間、及び、前記第１層と前記第２層との間の少なくとも一方で前記電磁波が全反射する入射角で、前記電磁波を入射させる。このようにすることで、電磁波の波長程度の領域に局在するエバネッセント波（近接場光）によって、第１層と第２層との界面付近に位置する第３層が電磁波の波長以下の深さ分解能で検出されうる。その結果、層間の接着状態の測定精度が向上しうる。
一実施形態に係る測定装置は、前記第１層及び前記第２層の少なくとも一方を他方に対して離れる方向に変位させる変位部をさらに備えてよい。このようにすることで、測定装置は、試料の状態が全面接触状態であるか密着状態であるか判別できる。その結果、層間の接着状態の測定精度が向上しうる。
一実施形態に係る測定装置において、前記変位部は、前記第１層及び前記第２層の少なくとも一方を振動させてよい。このようにすることで、測定装置は、試料の状態が全面接触状態であるか密着状態であるか、簡易な構成で判別できる。その結果、層間の接着状態の測定精度が向上しうる。
一実施形態に係る測定装置において、前記変位部は、前記第１層及び前記第２層の少なくとも一方に対して、他方から離れる方向の力を加えてよい。このようにすることで、試料の状態が全面接触状態であるか密着状態であるかの判別精度が向上する。その結果、層間の接着状態の測定精度が向上しうる。
一実施形態に係る測定装置において、前記制御部は、前記発生部から前記試料に入射した電磁波と、前記受信部で受けた電磁波とに基づいて、前記第１層と前記第３層とが接している面積を算出してよい。このようにすることで、第３層の検出精度が向上しうる。その結果、層間の接着状態の測定精度が向上しうる。
一実施形態に係る測定装置において、前記制御部は、前記発生部から前記試料に入射した電磁波と、前記受信部で受けた電磁波とに基づいて、前記第３層の厚みを算出してよい。このようにすることで、第３層の検出精度が向上しうる。その結果、層間の接着状態の測定精度が向上しうる。
一実施形態に係る測定装置において、前記制御部は、前記発生部から前記試料に入射した電磁波と、前記受信部で受けた電磁波とに基づいて、前記第１層と前記第３層とが接している面積、及び、前記第３層の厚みを同時に算出してよい。このようにすることで、第３層の検出にかかる時間が短縮されうる。
一実施形態に係る測定装置は、前記発生部と前記第１層との間に位置する入射角調整部、及び、前記受信部と前記第１層との間に位置する出射角調整部の少なくとも一方をさらに備えてよい。測定装置が入射角調整部を備えることによって、簡便な構成で、第１層への入射角が全反射条件を満たしやすくなる。測定装置が出射角調整部を備えることによって、電磁波の損失が低減しうる。
幾つかの実施形態に係る測定方法は、積層する第１層と第２層とを有する試料に、前記第１層から電磁波を入射させるステップと、前記試料で反射した電磁波を受けるステップと、前記電磁波を入射させるステップで前記試料に入射した電磁波と、前記電磁波を受けるステップで受けた電磁波とに基づいて、前記第１層と前記第２層との間に前記第３層が存在しているか検出するステップとを含み、前記電磁波を入射させるステップにおいて、前記電磁波を前記第１層と前記第３層との間、及び、前記第１層と前記第２層との間の少なくとも一方で全反射する入射角で前記第１層に入射させる。このようにすることで、電磁波の波長程度の領域に局在するエバネッセント波（近接場光）によって、電磁波の波長以下の深さ、すなわち第１層と第２層との界面付近の状態が、波長以下の深さ分解能で検出されうる。その結果、層間の接着状態の測定精度が向上しうる。
本開示によれば、層間の接着状態の測定精度を向上できる測定装置及び測定方法が提供される。
一実施形態に係る測定装置の構成例を示すブロック図である。 一実施形態に係る測定装置の構成例を示す断面図である。 第１層と第２層との間の全反射を示す断面図である。 試料の吸収スペクトルの一例を示すグラフである。 第１層と第３層との間の全反射を示す断面図である。 第１層の吸収スペクトルの一例を示すグラフである。 試料の面内方向に並ぶ第２層と第３層とにまたがって電磁波ビームが全反射する構成の一例を示す断面図である。 図７の構成例で測定される全反射吸収スペクトルの一例を示すグラフである。 試料の深さ方向に並ぶ第３層と第２層とにまたがってエバネッセント場がしみ出している構成の一例を示す断面図である。 図９の構成例で測定される全反射吸収スペクトルの一例を示すグラフである。 試料を面内方向に走査する例を示す平面図である。 一実施形態に係る測定方法の手順例を示すフローチャートである。 第３層を検出する手順の一例を示すフローチャートである。 変位部が第１層を変位させた場合に測定される全反射吸収スペクトルの一例を示すグラフである。 第１層を変位させながら第３層を検出する手順の一例を示すフローチャートである。 第１層の屈折率が第２層の屈折率よりも小さい場合の電磁波の進行の一例を示す断面図である。
（比較例）
試料を測定するために種々の方法が考えられうる。比較例として、例えば、赤外光（ＩＲ：Infra Red）によって、試料に含まれる官能基の量が測定されうる。しかし、ＩＲは、物質に吸収されやすいため、試料の表面又は表面近傍の測定に用いられやすいものの、試料の内部の測定に用いられにくい。したがって、ＩＲは、試料に含まれる複数の層間の接着状態の測定に用いられにくい。
比較例として、例えば、Ｘ線、又は、超音波若しくはレーザ超音波によって、試料の内部に存在する空隙が測定されうる。しかし、Ｘ線は、被ばくリスクの問題を有するとともに、大がかりな装置を必要とする。超音波又はレーザ超音波は、測定条件によっては、深さ分解能が数百μｍオーダーとなる問題を有する。試料に含まれる複数の層間の接着強度が数μｍオーダーの空隙によって低下しうることに鑑みれば、低い深さ分解能しか有しない、Ｘ線、又は、超音波若しくはレーザ超音波は、層間の接着状態の測定に用いられにくい。
比較例として、例えば、テラヘルツ波の反射の時間波形を解析することによって、母材と接着層とを含む試料における各層の厚みが測定されうる。しかし、テラヘルツ波のパルス幅が１ｐｓｅｃ（ピコ秒）程度である場合、各層の間隔が百数十μｍ以上なければ、反射波が母材表面で反射したものか接着界面で反射したものか区別できない。つまり、反射波の深さ分解能が低い。試料に含まれる複数の層間の接着強度が数μｍオーダーの空隙によって低下しうることに鑑みれば、低い深さ分解能しか有しない、テラヘルツ波の反射の時間波形の解析による手法は、層間の接着状態の測定に用いられにくい。
以上述べてきたように、試料を測定するために考えられる比較例によれば、測定の深さ分解能が１００μｍ以上のオーダーであったり、安全に関してリスクを有したりする問題が生じる。層間の接着状態を高精度で測定するために、試料を高い深さ分解能で測定できることが求められる。また、安全に測定できることが求められる。
そこで、本開示は、安全に関するリスクを増大させることなく層間の接着状態を高精度で測定できる測定装置１（図１参照）及び測定方法について説明する。
（実施形態）
図１及び図２に示されるように、本開示の一実施形態に係る測定装置１は、制御部１０と、発生部２０と、受信部３０とを備える。測定装置１は、発生部２０で、電磁波を発生させ、電磁波を試料５０に入射させる。電磁波は、試料５０で反射し、受信部３０に入射する。測定装置１は、受信部３０で、試料５０で反射した電磁波を受け、その強度を検出する。測定装置１は、発生部２０で発生した電磁波の強度と受信部３０で受けた電磁波の強度とに基づいて、試料５０に関する情報を測定する。
発生部２０は、電磁波としてテラヘルツ波を発生してよい。テラヘルツ波は、０．１ＴＨｚから１０ＴＨｚまでの間の周波数を有する電磁波であるとする。発生部２０は、電磁波としてミリ波を発生してよい。ミリ波は、１ｍｍから１０ｍｍまでの間の波長を有する電磁波であるとする。テラヘルツ波又はミリ波は、ＩＲよりも試料５０の内部に透過しやすい。試料５０を透過したテラヘルツ波又はミリ波は、試料５０に含まれる材料の吸収スペクトルに関する情報を含む。テラヘルツ波又はミリ波は、Ｘ線のように被ばくリスクを生じさせない。発生部２０は、発生器とも称される。
受信部３０は、試料５０で全反射した電磁波を受け、その強度を検出してもよい。つまり、測定装置１は、全反射した電磁波の強度に基づいて試料５０を分析してよい。測定装置１は、例えばＡＴＲ（Attenuated Total Reflection）法によって試料５０を分析してよい。ＡＴＲ法によれば、測定装置１は、電磁波が全反射する面から波長より短い深さまでの領域の情報を分析できる。つまり、測定装置１は、試料５０において波長より短い深さ領域、すなわち界面付近の情報を分析できる。電磁波がテラヘルツ波である場合、数μｍから数百μｍまでのオーダーで試料５０の深さ方向の情報を分析できる。電磁波がミリ波である場合、数百μｍから数ｍｍまでのオーダーで試料５０の深さ方向の情報を分析できる。受信部３０は、受信器とも称される。
測定装置１は、変位部４０をさらに備えてよい。変位部４０は、後述するように試料５０の少なくとも一部を変位させる。変位部４０は、例えば、試料５０に引っ張り力等の外力を加える構成を含んでよい。変位部４０は、例えば、試料５０に振動を与える構成を含んでよい。測定装置１は、変位部４０によって試料５０の少なくとも一部を変形させた状態で試料５０の情報を分析してよい。
制御部１０は、測定装置１の各構成部から情報を取得したり、各構成部を制御したりする。制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含んでよい。制御部１０は、所定のプログラムを実行することによって、測定装置１の種々の機能を実現してよい。
測定装置１は、記憶部１２をさらに備えてよい。記憶部１２は、測定装置１の動作に用いられる各種情報、又は、測定装置１の機能を実現するためのプログラム等を格納してよい。記憶部１２は、制御部１０のワークメモリとして機能してよい。記憶部１２は、例えば半導体メモリ等で構成されてよい。記憶部１２は、制御部１０に含まれてもよい。
測定装置１は、ユーザインタフェース（ＵＩ）１４をさらに備えてもよい。ＵＩ１４は、ユーザの操作入力を受け付ける、マウス等のポインティングデバイス、物理キー、又はタッチパネル等の入力デバイスを含んでよい。ＵＩ１４は、ユーザに報知する情報を表示するディスプレイ又は発光素子等の表示デバイスを含んでよい。ＵＩ１４は、ユーザに情報を報知するための音声を出力するスピーカ等のサウンドデバイスを含んでよい。ＵＩ１４は、例示したデバイスに限られず、種々のデバイスを含んでよい。
測定装置１は、発生部２０と受信部３０とを保持する筐体２を備えてよい。測定装置１は、試料５０の表面を移動できるようにタイヤ３を備えてもよい。タイヤ３は、他の移動手段で置き換えられてもよい。移動手段は、例えば、ガイドレールとサーボモータ又はリニアモータとを組み合わせて構成されていてもよい。移動手段は、これらに限られず、他の種々の手段で置き換えられてもよい。測定装置１は、発生部２０と試料５０との間に位置する入射角調整部２２をさらに備えてよい。測定装置１は、受信部３０と試料５０との間に位置する出射角調整部３２をさらに備えてよい。
試料５０は、第１層５１と、第２層５２と、基材５５とを有する。第１層５１と第２層５２と基材５５とは、積層している。第１層５１は、母材とも称される。第２層５２は、第１層５１（母材）と基材５５とを接着する。第２層５２は、接着層とも称される。第１層５１及び基材５５は、例えばガラスであってよいがこれに限られず、種々の材料で構成されてよい。第２層５２は、樹脂等で構成される接着剤であってよいがこれに限られず、種々の材料で構成されてよい。
第１層５１と第２層５２とは、少なくとも一部において接触している。一方で、第１層５１と第２層５２との間の一部に空隙が存在しうる。空隙は、第３層５３として表されている。空隙は、第１層５１と第２層５２との間の接着強度が低い場合に生成しやすい。逆にいえば、第１層５１と第２層５２との間に空隙が存在することによって、第１層５１と第２層５２との間の接着強度が低くなる。第１層５１の屈折率は、ｎ１で表されるとする。第２層５２の屈折率は、ｎ２で表されるとする。第３層５３の屈折率は、ｎ３で表されるとする。空隙を満たしている空気の屈折率は１とみなされてよい。したがって、第３層５３の屈折率（ｎ３）は、１とみなされるとする。本実施形態において、第１層５１の屈折率（ｎ１）が第２層５２の屈折率（ｎ２）よりも大きいと仮定する。つまり、ｎ１＞ｎ２が成立すると仮定する。なお、第３層は、空気以外、例えば水若しくは油、又は、他の物質であってもよい。
発生部２０から試料５０に入射する電磁波は、入射電磁波６１と称される。入射電磁波６１は、第１層５１に入射する。入射電磁波６１の入射角は、第１層５１の表面の法線方向と、入射電磁波６１の進行方向とがなす角度として表されるとする。第１層５１に入射した入射電磁波６１は、第２層５２の表面、又は、第３層５３の表面で反射する。第２層５２の表面、又は、第３層５３の表面で反射した電磁波は、反射電磁波６３と称される。反射電磁波６３は、第１層５１から受信部３０に出射する。
ｎ１＞ｎ２が成立する場合、電磁波は、第１層５１から第２層５２に向けて臨界角より大きい角度で入射することによって、第１層５１と第２層５２との界面で全反射する。電磁波が第１層５１から第２層５２に入射する場合の全反射条件を表す臨界角は、θＣ１２で表されるとする。第１層５１及び第２層５２の屈折率と、臨界角との間には、ｓｉｎθＣ１２＝ｎ２／ｎ１の関係が成立する。
入射角調整部２２は、入射電磁波６１の入射角が全反射条件を満たすように、入射角を調整する。入射角調整部２２の屈折率は、第１層５１の屈折率よりも大きくされてよい。このようにすることで、入射角調整部２２における電磁波の進行方向と第１層５１の法線方向とがなす角度よりも、入射角調整部２２から第１層５１に入射した電磁波の進行方向と第１層５１の法線方向とがなす角度の方が大きくなる。その結果、入射角調整部２２から第１層５１への入射角よりも、第１層５１から第２層５２又は第３層５３に対する入射電磁波６１の入射角が大きくされやすい。入射角調整部２２は、発生部２０から電磁波が入射する側の入射面として、半球状の面を有してよい。電磁波が半球状の入射面に対して垂直又は略垂直に入射することによって、入射面で電磁波が反射することによる損失が低減されうる。また、種々の方向に進行する電磁波が半球状の入射面に対して垂直又は略垂直に入射できることによって、測定装置１は、第１層５１から第２層５２又は第３層５３に入射する入射電磁波６１の入射角を広い範囲に制御しやすくなる。その結果、簡便な構成で、第１層５１に対する入射電磁波６１の入射角が第２層５２又は第３層５３との界面において全反射条件を満たしやすくなる。
出射角調整部３２は、反射電磁波６３が受信部３０に伝搬できるように、反射電磁波６３の進行方向を調整する。出射角調整部３２の屈折率は、第１層５１の屈折率よりも大きくされてよい。このようにすることで、第１層５１から出射角調整部３２に進行する反射電磁波６３の進行方向が第１層５１の法線方向に近づく。その結果、受信部３０が反射電磁波６３を受信しやすくなる。出射角調整部３２は、受信部３０に電磁波を射出する側において、半球状の形状を有してよい。このようにすることで、反射電磁波６３がどのような方向に進行しても、受信部３０で受信することができ、出射角調整部３２の表面から射出される電磁波の出射角が小さくされうる。その結果、出射角調整部３２の表面における電磁波の損失が低減しうる。
測定装置１は、第１層５１の表面と入射角調整部２２及び出射角調整部３２との間を、空気よりも高い屈折率を有する液体で満たしてもよい。このようにすることで、電磁波が入射角調整部２２から第１層５１に入射しやすくなるとともに、第１層５１から出射角調整部３２に射出されやすくなる。液体は、例えば水を含んでよいし、高屈折率液体を含んでもよい。測定装置１は、第１層５１の表面と発生部２０及び受信部３０との間を、空気よりも高い屈折率を有する液体で満たしてもよい。このようにすることで、測定装置１は、入射角調整部２２及び出射角調整部３２を備えなくても入射角を調整しやすくなる。
図３に例示されるように、電磁波は、第２層５２の表面で全反射する場合、第２層５２の表面から所定の深さの範囲にエバネッセント波６２としてしみ出す。エバネッセント波６２がしみ出す所定の深さは、しみ出し深さとも称される。入射電磁波６１は、エバネッセント波６２の状態を介して、反射電磁波６３に変換される。エバネッセント波６２の強度は、第２層５２の表面からの深さに対して指数関数的に減衰する。エバネッセント波６２のしみ出し深さは、エバネッセント波６２の強度が自然対数の逆数倍になる深さとされてよい。自然対数がｅで表される場合、しみ出し深さは、エバネッセント波６２の強度が１／ｅ倍となる深さとされてよい。
電磁波は、物質との相互作用によって減衰する。つまり、電磁波は物質に吸収される。電磁波の吸収率は、電磁波の周波数に応じて異なる。周波数と、各周波数における電磁波の吸収率との関係は、吸収スペクトルとして表される。吸収スペクトルは、電磁波を吸収する物質の組成若しくは密度、又は、物質中の原子若しくは分子の結合状態等の物性パラメータに基づいて決定される。
入射電磁波６１及び反射電磁波６３は、第１層５１の吸収スペクトルに基づいて第１層５１で吸収される。第１層５１における電磁波の吸収率は、電磁波が第１層５１を伝搬する距離に応じて増大する。電磁波の入射角が大きいほど、電磁波が第１層５１を伝搬する距離が増大する。その結果、第１層５１の吸収スペクトルに含まれる吸収率は増大する。
エバネッセント波６２は、第２層５２の吸収スペクトルに基づいて第２層５２で吸収される。電磁波が第２層５２で全反射される場合、第２層５２の吸収スペクトルは、第２層５２の全反射吸収スペクトルとも称される。発生部２０から試料５０に入射する電磁波のスペクトルと、受信部３０で受ける電磁波のスペクトルとの差は、試料５０の吸収スペクトルに対応する。試料５０の吸収スペクトルは、第１層５１の吸収スペクトルと、第２層５２の全反射吸収スペクトルとを含む。
試料５０における吸収スペクトルの一例が、図４のグラフとして示されている。図４のグラフにおいて、横軸は電磁波の周波数を表している。縦軸は各周波数における電磁波の吸収率を表している。試料５０の吸収スペクトルは、実線で表されている。第１層５１の吸収スペクトルは、破線で表されている。第２層５２の全反射吸収スペクトルは、一点鎖線で表されている。第１層５１の吸収スペクトルは、ν１で表される第１周波数にピークを有する。第２層５２の全反射吸収スペクトルは、ν２で表される第２周波数にピークを有する。試料５０の吸収スペクトルは、ν１とν２とにピークを有する。
試料５０の吸収スペクトルは、第１層５１の吸収スペクトルと、第２層５２の全反射吸収スペクトルとの和として表される。試料５０における各周波数の吸収率は、第１層５１における各周波数の吸収率と、第２層５２における各周波数の吸収率との和として表されうる。第１層５１の吸収スペクトルが既知である場合、測定装置１は、試料５０の吸収スペクトルの測定結果と、第１層５１の吸収スペクトルとの差として、第２層５２の全反射吸収スペクトルを算出できる。第１層５１の吸収スペクトルは、リファレンススペクトルとも称される。測定装置１は、リファレンススペクトルを材料データベース等から予め取得してよい。測定装置１は、第１層５１と空気との界面で電磁波を全反射させることによって得られる吸収スペクトルをリファレンススペクトルとして取得してよい。測定装置１は、電磁波の入射角に基づいて、リファレンススペクトルを補正してもよい。測定装置１は、電磁波の入射角ごとに、リファレンススペクトルを取得してもよい。測定装置１は、電磁波の入射角と、その入射角に対応するリファレンススペクトルとをテーブルとして記憶部１２に格納してもよい。リファレンススペクトルは第１層５１の厚みに応じて補正してもよい。
第１層５１と第２層５２との間に第３層５３が存在する場合、電磁波は、第１層５１から第３層５３に向けて入射することがある。電磁波は、第１層５１から第３層５３に向けて臨界角より大きい角度で入射することによって、第１層５１と第３層５３との界面で全反射する。電磁波が第１層５１から第３層５３に入射する場合の全反射条件を表す臨界角は、θＣ１３で表されるとする。第１層５１の屈折率と、臨界角との間には、ｓｉｎθＣ１３＝１／ｎ１の関係が成立する。
図５に例示されるように、電磁波は、第３層５３の表面で全反射する場合、第３層５３の表面から所定の深さの範囲にエバネッセント波６２としてしみ出す。エバネッセント波６２は、第３層５３に固有の吸収スペクトルに基づいて第３層５３で吸収される。第３層５３が空隙である場合、第３層５３における電磁波の吸収は、第１層５１及び第２層５２それぞれにおける電磁波の吸収と比べて、無視できる程度に小さい。したがって、電磁波が第３層５３の表面で全反射する場合、試料５０の吸収スペクトルは、図６に示されるように、第１層５１の吸収スペクトルだけで表される。図６のグラフの横軸及び縦軸は、図４のグラフの横軸及び縦軸と同じである。
測定装置１は、試料５０の吸収スペクトルとして、図４のグラフに示されるスペクトルが得られた場合、電磁波が第２層５２で全反射されたと判定してよい。測定装置１は、試料５０の吸収スペクトルとして、図６のグラフに示されるスペクトルが得られた場合、電磁波が第３層５３で全反射されたと判定してよい。つまり、測定装置１は、試料５０の吸収スペクトルの測定結果に基づいて、電磁波を全反射させた部分に第３層５３が存在するか判定できる。
測定装置１は、所定範囲に含まれる各周波数の吸収率を算出し、試料５０の吸収スペクトルを測定結果として算出してもよい。測定装置１は、所定周波数の吸収率を測定結果として算出してもよい。例えば、測定装置１は、ν２で表される第２周波数の吸収率を測定結果として算出してもよい。測定装置１は、所定周波数の吸収率に基づいて、第３層５３が存在するか判定してもよい。
以上述べてきたように、本実施形態に係る測定装置１は、第２層５２におけるエバネッセント波６２の吸収率で特定される反射吸収スペクトルに基づいて第３層５３が存在するか判定する。このようにすることで、エバネッセント波６２のしみ出し深さ程度、すなわち電磁波の波長以下の深さ領域における第３層５３の存在が検出される。その結果、第１層５１と第２層５２との間の接着状態の測定精度が向上する。また、第１層５１の屈折率が第２層５２の屈折率よりも大きいことによって、第３層５３が存在するか否かにかかわらず入射電磁波６１が全反射する。これによって、反射電磁波６３の強度が増大する。その結果、測定装置１は、反射吸収スペクトルを高精度で算出できるとともに、第３層５３の存在を高精度で検出できる。
＜空隙の面積及び厚みの算出＞
測定装置１が試料５０に入射させる電磁波は、所定の広がりを有する。所定の広がりを有する電磁波は、図７に例示されるように、電磁波ビーム６０として表される。電磁波ビーム６０は、試料５０に入射し、内部で全反射され、試料５０から射出される。電磁波ビーム６０は、第２層５２又は第３層５３に入射して全反射される際、第２層５２又は第３層５３の表面にエバネッセント場６４を生じる。第１層５１の表面と第２層５２の表面とは平行であるとする。この場合、エバネッセント場６４が生じる領域の面積は、第１層５１の表面における電磁波ビーム６０の入射面積及び射出面積と等しい。
電磁波ビーム６０の試料５０における吸収スペクトルは、第２層５２で全反射される電磁波と第３層５３で全反射される電磁波との割合に基づいて決定される。例えば、図７に示されるように、エバネッセント場６４が第２層５２と第３層５３とにまたがって広がる場合、電磁波ビーム６０の吸収スペクトルは、第２層５２及び第３層５３それぞれに広がるエバネッセント場６４の面積の割合に基づいて決定される。第２層５２及び第３層５３それぞれに広がるエバネッセント場６４の面積は、Ａ１及びＡ２で表されるとする。Ａ１とＡ２との和は、電磁波ビーム６０が広がる面積に対応する。例えば、周波数がν２である電磁波の、エバネッセント場６４が第２層５２と第３層５３とにまたがって広がる場合の吸収率は、エバネッセント場６４が第２層５２だけに広がる場合の吸収率に対して、Ａ１／（Ａ１＋Ａ２）倍となる。エバネッセント場６４が第２層５２だけに広がる場合は、ｒｅｆと称される。エバネッセント場６４が第２層５２と第３層５３とにまたがって広がる場合は、ｃａｓｅ１と称される。つまり、周波数がν２である電磁波のｃａｓｅ１の吸収率は、ｒｅｆの吸収率に対してＡ１／（Ａ１＋Ａ２）倍となる。
周波数がν２である電磁波だけでなく他の周波数の電磁波についても、ｃａｓｅ１の吸収率は、ｒｅｆの吸収率に対してＡ１／（Ａ１＋Ａ２）倍となる。図８に例示されるように、ｃａｓｅ１の全反射吸収スペクトルは、ｒｅｆの全反射吸収スペクトルを、縦軸方向にＡ１／（Ａ１＋Ａ２）倍に変形させたスペクトルとして表されうる。図８のグラフの横軸及び縦軸は、図４のグラフの横軸及び縦軸と同じである。ｒｅｆの全反射吸収スペクトルは、図４に示される第２層５２の全反射吸収スペクトルと同一のスペクトルである。
電磁波ビーム６０の吸収スペクトルは、Ａ１とＡ２との比率に基づいて決定される。つまり、測定装置１は、電磁波ビーム６０の吸収スペクトルの測定結果に基づいて、Ａ１とＡ２との比率を算出できる。その結果、測定装置１は、第１層５１と第２層５２との間に第３層５３が存在するか検出できるだけでなく、第３層５３が広がる面積も高精度で算出できる。仮にＡ１が０である場合、測定装置１は、電磁波ビーム６０が広がる面積を第３層５３が広がる面積として算出してよい。第３層５３が広がる面積は、第１層５１と第３層５３とが接している面積に対応する。
図９に示されるように、第３層５３の厚みが、エバネッセント波６２がしみ出す深さよりも小さい場合、電磁波の吸収スペクトルは、第２層５２による吸収の影響を受ける。例えば周波数がν２である電磁波のエバネッセント波６２のしみ出し深さは、Ｄで表されている。第３層５３の厚みは、Ｄ１で表されている。ＤがＤ１より大きい場合、エバネッセント波６２は、第２層５２にまでしみ出す。エバネッセント波６２が第２層５２にまでしみ出す場合、しみ出す深さはＤ２で表されている。Ｄ２は、ＤとＤ１との差として算出される。
エバネッセント波６２の強度は、第３層５３の表面からの深さに対して指数関数的に減少する。電磁波の周波数が高いほど、エバネッセント波６２の強度は減少しやすい。エバネッセント波６２の強度が減少しやすいほど、エバネッセント波６２のしみ出し深さが小さくなる。エバネッセント波６２のしみ出し深さは、電磁波の周波数の関数として表されうる。しみ出し深さが周波数の関数であることによって、エバネッセント波６２が第２層５２にしみ出す深さは、電磁波の周波数に基づいて変化する。エバネッセント波６２は、第２層５２にまでしみ出さないこともある。
電磁波の吸収率は、エバネッセント波６２が第２層５２にしみ出した深さに基づいて決定される。深さ方向に並ぶ第３層５３と第２層５２とにまたがってエバネッセント波６２がしみ出す場合の全反射吸収スペクトルは、第２層５２の全反射吸収スペクトルの吸収率を各周波数の所定倍率で変化させたものに対応する。深さ方向に並ぶ第３層５３と第２層５２とにまたがってエバネッセント波６２がしみ出す場合は、ｃａｓｅ２と称される。図１０に、ｃａｓｅ２の全反射吸収スペクトルが例示される。図８のグラフの横軸及び縦軸は、図４のグラフの横軸及び縦軸と同じである。ｒｅｆ及びｃａｓｅ１の全反射吸収スペクトルは、図８に示されるｒｅｆ及びｃａｓｅ１の全反射吸収スペクトルと同一のスペクトルである。
図１０のグラフは、周波数がν２である電磁波の吸収率がｃａｓｅ１とｃａｓｅ２とで一致するように規格化されている。ν２より高い周波数において、エバネッセント波６２がしみ出す深さが小さくなることによって、ｃａｓｅ２の吸収率は、ｃａｓｅ１の吸収率よりも小さくなっている。一方で、ν２より低い周波数において、エバネッセント波６２がしみ出す深さが大きくなることによって、ｃａｓｅ２の吸収率は、ｃａｓｅ１の吸収率よりも大きくなっている。各周波数におけるｒｅｆの吸収率に対する倍率は、ｃａｓｅ１とｃａｓｅ２とで異なっている。測定装置１は、各周波数における吸収率の、ｒｅｆの吸収率に対する倍率に基づいて、第３層５３の厚みと、第３層５３の面積とをそれぞれ算出できる。測定装置１は、１つの全反射吸収スペクトルに基づいて、第３層５３の厚みと、第３層５３との面積とを、同時に算出してもよい。上述してきたように、第３層５３の面積の大きさに対応する吸収率の変化は、周波数依存性を有しない。第３層５３の厚みに対応する吸収率の変化は、周波数依存性を有する。周波数依存性の有無を考慮することによって、電磁波ビーム６０が入射する所定の測定領域において、第３層５３の面積と厚みとを同時に算出できる。第３層５３の面積と厚みとが同時に算出されることによって、第３層５３の検出にかかる時間が短縮されうる。また、所定の測定領域内で、微視的には、第３層５３が異なる厚みを有している。測定装置１は、所定の測定領域内における第３層５３の厚みの平均値を算出してもよい。
測定装置１は、第３層５３の面積又は厚みを算出することによって、第３層５３の検出精度を向上できる。その結果、測定装置１は、第１層５１と第２層５２との接着状態の測定精度を向上できる。
＜試料５０の表面の走査＞
図１１に示されるように、測定装置１は、所定の広がりを有する電磁波ビーム６０を試料５０の表面に沿って走査してもよい。電磁波ビーム６０で試料５０の面内を走査することで、測定装置１は、試料５０の面内における第３層５３の分布を算出できる。また、測定装置１は、試料５０の面内において第３層５３が広がる面積を高精度で算出できる。また、測定装置１は、試料５０の面内において第３層５３の厚みの分布を算出できる。測定装置１は、試料５０の面内における第３層５３の分布をマッピングしてもよい。測定装置１は、試料５０の表面をラスタスキャンしてよいし、他の方法で試料５０の表面を走査してもよい。
本実施形態に係る測定装置１は、試料５０の表面を走査することによって、試料５０に含まれる空隙の分布を測定できる。その結果、測定装置１は、試料５０の第１層５１と第２層５２との間の接着状態の分布を測定できる。
＜測定方法のフローチャート＞
測定装置１は、図１２に例示されるフローチャートの手順を含む測定方法を実行してよい。図１２に例示される手順は、測定装置１に実行させる測定プログラムとして実現されてもよい。
制御部１０は、測定条件を取得する（ステップＳ１）。測定条件は、第１層５１及び第２層５２それぞれを構成する材料の種類又は物性パラメータを含んでよい。材料の物性パラメータは、屈折率を含んでよい。測定条件は、第１層５１の厚みを含んでよい。
制御部１０は、測定条件に基づいて、発生器及び受信器の角度を調整する（ステップＳ２）。制御部１０は、第１層５１から第２層５２に入射する電磁波が全反射するように発生器の角度を調整する。制御部１０は、発生部２０の角度に合わせて、受信器の角度を調整する。
制御部１０は、試料５０の表面上における測定装置１の位置を調整する（ステップＳ３）。制御部１０は、タイヤ３等の移動手段を制御することによって、測定装置１を移動させてよい。制御部１０は、予め指定されたマップに基づいて、測定装置１の位置を調整してもよい。
制御部１０は、測定装置１の現在位置において、ＡＴＲ法による測定を実行する（ステップＳ４）。ＡＴＲ法による測定は、ＡＴＲ測定と称される。ＡＴＲ測定の手順は、後述される。
制御部１０は、試料５０の表面上の走査が完了したか判定する（ステップＳ５）。制御部１０は、走査が完了していない場合（ステップＳ５：ＮＯ）、ステップＳ３の手順に戻る。制御部１０は、走査が完了した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、ステップＳ６の手順に進む。
制御部１０は、試料５０の測定結果を表示する（ステップＳ６）。制御部１０は、ステップＳ６の手順の後、図１２のフローチャートの手順の実行を終了する。
制御部１０は、図１２のステップＳ４のＡＴＲ測定を、図１３のフローチャートの手順に沿って実行してよい。
制御部１０は、電磁波を発生させて試料５０に入射させ、試料５０から反射してきた電磁波を受信する（ステップＳ１１）。制御部１０は、発生器に電磁波を発生させ、試料５０に所定角度で入射させる。試料５０に入射した電磁波は、試料５０内で反射し、受信器に向けて射出される。制御部１０は、受信器で受信した電磁波の強度の測定結果を取得する。
制御部１０は、試料５０の吸収スペクトルを算出する（ステップＳ１２）。制御部１０は、発生器で発生した電磁波のスペクトルと、受信器で受信した電磁波のスペクトルとの差に基づいて、試料５０の吸収スペクトルを算出できる。制御部１０は、発生器で発生した電磁波のスペクトルを予め取得しておいてよい。
制御部１０は、全反射吸収スペクトルを算出する（ステップＳ１３）。制御部１０は、試料５０の吸収スペクトルと第１層５１の吸収スペクトルとに基づいて、第２層５２の全反射吸収スペクトル、第３層５３の全反射吸収スペクトル、又は、第２層５２及び第３層５３を両方とも含む表面における全反射吸収スペクトルを算出できる。制御部１０は、第１層５１の吸収スペクトルを予め取得しておいてよい。
制御部１０は、全反射吸収スペクトルに基づいて、第１層５１と第２層５２との間に第３層５３が存在するか判定する（ステップＳ１４）。制御部１０は、全反射吸収スペクトルの算出結果と第２層５２の全反射吸収スペクトルとに基づいて、第３層５３が存在するか判定してよい。制御部１０は、例えば、全反射吸収スペクトルの算出結果と第２層５２の全反射吸収スペクトルとが一致する場合、第３層５３が存在しないと判定してよい。制御部１０は、例えば、全反射吸収スペクトルの算出結果と第２層５２の全反射吸収スペクトルとの差が所定値以上である場合、第３層５３が存在すると判定してよい。
制御部１０は、第３層５３が存在しないと判定した場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、図１３のフローチャートの手順の実行を終了し、図１２のステップＳ５の手順に戻る。制御部１０は、第３層５３が存在すると判定した場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、全反射吸収スペクトルに基づいて、第３層５３の面積又は厚みを算出する（ステップＳ１５）。制御部１０は、ステップＳ１５の後、図１３のフローチャートの手順の実行を終了し、図１２のステップＳ５の手順に戻る。
本実施形態に係る測定方法によれば、第３層５３が高精度で検出される。その結果、第１層５１と第２層５２との接着状態の測定精度が向上する。
＜接触状態と密着状態との判別＞
以上説明してきたように、本実施形態に係る測定装置１は、第１層５１と第２層５２との間に第３層５３が存在するか判定し、第３層５３の面積又は厚みを算出できる。ここで、第１層５１と第２層５２との間に第３層５３が存在しないものの、第１層５１と第２層５２との間の接着強度が所定強度未満である可能性がある。第１層５１と第２層５２との間に第３層５３が存在する状態は、部分接触状態と称されるとする。第３層５３が存在しないものの第１層５１と第２層５２との間の接着強度が所定強度未満である状態は、全面接触状態と称されるとする。第３層５３が存在せず、且つ、第１層５１と第２層５２との間の接着強度が所定強度以上である状態は、密着状態と称されるとする。
試料５０の状態が全面接触状態である場合、第１層５１と第２層５２との少なくとも一方が他方に対して離れる方向に変位することによって、第３層５３としての空隙が生じうる。試料５０の状態が密着状態である場合、第１層５１と第２層５２との少なくとも一方が他方に対して離れる方向に変位しても、第３層５３としての空隙が生じない。測定装置１は、変位部４０によって第１層５１と第２層５２との少なくとも一方を他方に対して離れる方向に変位させることによって、試料５０の状態が全面接触状態であるか密着状態であるか判別できる。
変位部４０は、第１層５１に対して、第１層５１が第２層５２及び基材５５から離れる方向に力を加えることによって、第１層５１を第２層５２に対して変位させてよい。第２層５２が弾性を有する場合、第１層５１と第２層５２との間に空隙が形成されるかにかかわらず、第１層５１は、第２層５２に対して変位しうる。変位部４０は、第１層５１と第２層５２との間の接着強度が所定強度未満である部分に空隙が形成されるように、所定値以上の力を加えてよい。変位部４０は、第２層５２又は基材５５に対して、第２層５２が第１層５１から離れる方向に力を加えることによって、第２層５２を第１層５１に対して変位させてもよい。変位部４０は、第１層５１及び第２層５２の少なくとも一方に対して、他方から離れる方向の力を加えることによって、第１層５１及び第２層５２の少なくとも一方を他方に対して離れる方向に変位させてよい。
変位部４０は、試料５０を振動させてよい。変位部４０は、試料５０を超音波によって振動させる超音波発生素子を含んでよい。変位部４０は、圧電素子等の振動素子を含んでもよい。変位部４０は、試料５０を打撃することによって振動を与える打撃部を含んでもよい。変位部４０は、第１層５１及び第２層５２の少なくとも一方が振動するように、試料５０を振動させてよい。変位部４０は、第１層５１の振動の位相と、第２層５２及び基材５５の振動の位相とが異なるように、試料５０を振動させてよい。変位部４０は、第１層５１の振幅と、第２層５２及び基材５５の振幅とが異なるように、試料５０を振動させてよい。このようにすることで、第１層５１と第２層５２との少なくとも一方は、他方に対して離れる方向に変位しうる。変位部４０は、第１層５１と第２層５２との間の接着強度が所定強度未満である部分に空隙が形成されるように、試料５０を振動させてよい。
第１層５１、第２層５２、及び基材５５はそれぞれ、固有の共振周波数を有する。第１層５１の共振周波数と第２層５２の共振周波数とが異なる場合、変位部４０は、第１層５１の振動の位相と、第２層５２の振動の位相とを異ならせやすい。第２層５２が基材５５に合わせて振動する場合、第１層５１の共振周波数と基材５５の共振周波数とが異なることによって、変位部４０は、第１層５１の振動の位相と、第２層５２の振動の位相とを異ならせやすい。第１層５１の共振周波数と、第２層５２又は基材５５の共振周波数とが異なる場合、変位部４０は、第１層５１の共振周波数で試料５０を振動させ、第１層５１の振幅を大きくしてもよい。変位部４０は、第２層５２又は基材５５の共振周波数で試料５０を振動させ、第２層５２又は基材５５の振幅を大きくしてもよい。
制御部１０は、変位部４０によって第１層５１を変位させながら、試料５０の吸収スペクトルを測定し、全反射吸収スペクトルを算出してよい。制御部１０は、第１層５１が変位している間の種々のタイミングで全反射吸収スペクトルを算出してよい。第１層５１の変位が最大になった場合は、ｃａｓｅ３と称される。第１層５１の変位がゼロから最大までの間である場合は、ｃａｓｅ４と称される。図１４に、ｃａｓｅ３及びｃａｓｅ４の全反射吸収スペクトルが例示される。図１４のグラフの横軸及び縦軸は、図４のグラフの横軸及び縦軸と同じである。ｒｅｆの全反射吸収スペクトルは、図４に示されるｒｅｆの全反射吸収スペクトルと同一のスペクトルである。制御部１０は、第１層５１の変位が最大になったタイミングであるｃａｓｅ３の全反射吸収スペクトルに基づいて、第３層５３の存在を判定してよいし、第３層５３の面積又は厚みを算出してもよい。制御部１０は、ｃａｓｅ４の全反射吸収スペクトルに基づいて、第１層５１の変位が最大になったタイミングにおける全反射吸収スペクトルを推定してもよい。制御部１０は、全反射吸収スペクトルの推定結果に基づいて、第３層５３の存在を判定してよいし、第３層５３の面積又は厚みを算出してもよい。
変位部４０が第１層５１に対して力を加える場合、制御部１０は、変位部４０が加える力が最大になっているときの試料５０の吸収スペクトルを測定してよい。第１層５１に最大の力が加わっているときの吸収スペクトルは、第１層５１の変位が最大になったタイミングにおける試料５０の吸収スペクトルともいえる。変位部４０が第１層５１に対して力を加える構成を含むことによって、制御部１０は、ｃａｓｅ３の全反射吸収スペクトルを高精度で算出できる。その結果、測定装置１は、第１層５１と第２層５２との間の接着状態が全面接触状態であるか密着状態であるかの判別精度を向上できる。
変位部４０が試料５０を振動させる場合、制御部１０は、所定期間にわたって試料５０の吸収スペクトルを測定してよい。制御部１０は、所定期間内の試料５０の吸収スペクトルの測定結果に基づいて、第１層５１の変位が最大になったタイミングを判定してよい。制御部１０は、第１層５１の変位が最大になったタイミングにおける試料５０の吸収スペクトルに基づいて、第３層５３の存在を判定してよい。制御部１０は、所定周波数における吸収率が最小となった吸収スペクトルに基づいて、第３層５３の存在を判定してよい。変位部４０が試料５０を振動させる構成を含むことによって、制御部１０は、ｃａｓｅ３の全反射吸収スペクトルを算出できる。その結果、測定装置１は、簡易な構成で、第１層５１と第２層５２との間の接着状態が全面接触状態であるか密着状態であるかを判別できる。
＜フローチャート＞
制御部１０は、図１２のステップＳ４で実行するＡＴＲ測定として、変位部４０が第１層５１を変位させる手順を含む、図１５のフローチャートの手順を実行してよい。
変位部４０は、第１層５１を変位させる（ステップＳ２１）。つまり、制御部１０は、第１層５１が第２層５２に対して変位するように、変位部４０を制御する。
制御部１０は、電磁波を発生させて試料５０に入射させ、試料５０から反射してきた電磁波を受信する（ステップＳ２２）。制御部１０は、図１２のステップＳ１１の手順と同一又は類似の手順を実行してよい。
制御部１０は、試料５０の吸収スペクトルを算出する（ステップＳ２３）。制御部１０は、図１２のステップＳ１２の手順と同一又は類似の手順を実行してよい。
制御部１０は、全反射吸収スペクトルを算出する（ステップＳ２４）。制御部１０は、図１２のステップＳ１３の手順と同一又は類似の手順を実行してよい。
制御部１０は、データ取得を完了したか判定する（ステップＳ２５）。制御部１０は、ステップＳ２１からＳ２４までの手順で算出した全反射吸収スペクトルに基づいて第３層５３の存在を判定できる場合に、データ取得を完了したと判定してもよい。制御部１０は、算出した全反射吸収スペクトルが図１４のｃａｓｅ３の全反射吸収スペクトルに対応する場合、又は、算出した全反射吸収スペクトルに基づいてｃａｓｅ３の全反射吸収スペクトルが推定できる場合に、データ取得を完了したと判定してもよい。
制御部１０は、データ取得を完了したと判定しない場合（ステップＳ２５：ＮＯ）、ステップＳ２１の手順に戻って、全反射吸収スペクトルの算出を続ける。制御部１０は、データ取得を完了したと判定した場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、算出した全反射吸収スペクトルに基づいて第３層５３が存在するか判定する（ステップＳ２６）。制御部１０は、図１２のステップＳ１４の手順と同一又は類似の手順を実行してよい。
制御部１０は、第３層５３が存在しないと判定した場合（ステップＳ２６：ＮＯ）、図１５のフローチャートの手順の実行を終了し、図１２のステップＳ５の手順に戻る。制御部１０は、第３層５３が存在すると判定した場合（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、全反射吸収スペクトルに基づいて、第３層５３の面積又は厚みを算出する（ステップＳ２７）。制御部１０は、ステップＳ２７の後、図１５のフローチャートの手順の実行を終了し、図１２のステップＳ５の手順に戻る。
以上述べてきたように、本実施形態に係る測定装置１は、変位部４０によって第１層５１を変位させることによって、試料５０の状態が全面接触状態であるか密着状態であるか判別できる。その結果、試料５０の接着状態が高精度で検出されうる。
一般的なＡＴＲ法による分析において、分析対象に対して電磁波を入射するために高屈折率を有するプリズムが用いられる。本実施形態において、第１層５１の屈折率が第２層５２の屈折率よりも大きいことによって、第１層５１がプリズムとして機能しうる。本実施形態に係る測定装置１は、第１層５１をプリズムとして、第２層５２をＡＴＲ法によって分析しているともいえる。測定装置１は、第２層５２に含まれる第３層５３の割合を分析できるともいえる。
（ｎ１＜ｎ２が成立する場合の実施例）
以上、ｎ１＞ｎ２が成立すると仮定した場合の実施形態が説明されてきた。測定装置１は、第１層５１の屈折率が第２層５２の屈折率より小さい場合、つまり、ｎ１＜ｎ２が成立する場合でも、第３層５３の存在を判定できる。
第１層５１の屈折率が第２層５２の屈折率より小さい場合、図１６に例示されるように、第１層５１から第２層５２に進行する入射電磁波６１ａは、第２層５２の表面で全反射しない。入射電磁波６１ａの一部は第２層５２の表面で反射されるものの、入射電磁波６１ａの大部分は屈折電磁波６５として第２層５２の内部に進行する。一方で、第３層５３が存在する場合、第１層５１から第３層５３に進行する入射電磁波６１ｂは、第３層５３の表面で全反射し、反射電磁波６３として第１層５１から射出される。つまり、第３層５３が存在する場合と第３層５３が存在しない場合とで、受信部３０が受信できる電磁波の強度が大きく異なる。測定装置１は、受信部３０で受信した電磁波の強度が所定値以上である場合に第３層５３が存在すると判定してよい。測定装置１は、電磁波の強度に基づいて第３層５３の面積又は厚みを算出してもよい。
測定装置１は、第１層５１の屈折率と第２層５２の屈折率との大小関係に基づいて、第２層５２及び第３層５３の両方で全反射した電磁波を受信するモードと、第３層５３だけで全反射した電磁波を受信するモードとを選択して動作してよい。測定装置１は、測定条件の入力を受け付けること等によって、第１層５１及び第２層５２それぞれの屈折率を取得し、屈折率の大小関係を判定してよい。測定装置１は、動作するモードに応じて、第３層５３の存在の判定、又は、第３層５３の面積若しくは厚みの算出の方法を変更してよい。
ｎ１＞ｎ２が成立する場合においても、入射電磁波６１は、第１層５１から第２層５２に向けて臨界角θＣ１２よりも小さい角度で入射する場合、第２層５２の表面で全反射しない。一方で、入射電磁波６１は、第１層５１から第３層５３に向けて臨界角θＣ１３よりも大きい角度で入射する場合、第３層５３の表面で全反射する。つまり、θＣ１２＞θＣ１２である場合において、入射電磁波６１の入射角がθＣ１２より大きく且つθＣ１３より小さい場合、測定装置１は、第３層５３だけで全反射した電磁波を受信するモードで動作してよい。
測定装置１は、第３層５３だけで全反射した電磁波を受信するモードで動作する場合においても、第２層５２の表面で単に反射した電磁波をさらに受信してもよい。測定装置１は、第２層５２の表面で単に反射した電磁波を受信することによって、第２層５２の表面における電磁波の反射率を算出しうる。電磁波の反射率は、電磁波の周波数に応じて異なる。周波数と、各周波数における電磁波の反射率との関係は、反射スペクトルとして表される。測定装置１は、全反射吸収スペクトルだけでなく、さらに反射スペクトルに基づいて、第３層５３の存在を判定してよいし、第３層５３の面積又は厚みを算出してもよい。
以上、本開示に係る実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲においての種々の変更も含まれる。
１ 測定装置
２ 筐体
３ タイヤ
１０ 制御部
１２ 記憶部
１４ ユーザインタフェース（ＵＩ）
２０ 発生部（発生器）
２２ 入射角調整部
３０ 受信部（受信器）
３２ 射出角調整部
４０ 変位部
５０ 試料（５１：第１層、５２：第２層、５３：第３層、５５：基材）
６０ 電磁波ビーム
６１（６１ａ、６１ｂ） 入射電磁波
６２ エバネッセント波
６３ 反射電磁波
６４ エバネッセント場
６５ 屈折電磁波

Claims (11)

  1. 積層する第１層及び第２層を有する試料に、前記第１層から電磁波を入射させる発生部と、
    前記試料で反射した電磁波を受ける受信部と、
    前記発生部及び前記受信部を制御し、前記発生部から前記試料に入射した電磁波と前記受信部で受けた電磁波とに基づいて、前記第１層と前記第２層との間に空隙である第３層が存在するか検出する制御部と
    を備え、
    前記発生部は、前記第３層が存在する場合に、前記第１層と前記第３層との間で前記電磁波が全反射する入射角で、前記電磁波を入射させる、
    測定装置。
  2. 前記制御部は、前記電磁波が全反射する際に生じるエバネッセント波の前記第２層における吸収率と前記第３層における吸収率との差に基づいて、前記第３層が存在するか検出する、請求項１に記載の測定装置。
  3. 前記制御部は、前記発生部から前記試料に入射した電磁波と前記受信部で受けた電磁波との差に基づいて算出される吸収スペクトルと、前記電磁波が前記第１層と前記第２層との間で全反射される場合の吸収スペクトルとの比較結果に更に基づいて、前記第３層の存在を検出する、請求項１又は２に記載の測定装置。
  4. 前記第１層及び前記第２層の少なくとも一方を他方に対して離れる方向に変位させる変位部をさらに備える、請求項１から３までのいずれか一項に記載の測定装置。
  5. 前記変位部は、前記第１層及び前記第２層の少なくとも一方を振動させる、請求項４に記載の測定装置。
  6. 前記変位部は、前記第１層及び前記第２層の少なくとも一方に対して、他方から離れる方向の力を加える、請求項４に記載の測定装置。
  7. 前記制御部は、前記発生部から前記試料に入射した電磁波と、前記受信部で受けた電磁波とに基づいて、前記第１層と前記第３層とが接している面積を算出する、請求項１から６までのいずれか一項に記載の測定装置。
  8. 前記制御部は、前記発生部から前記試料に入射した電磁波と、前記受信部で受けた電磁波とに基づいて、前記第３層の厚みを算出する、請求項１から７までのいずれか一項に記載の測定装置。
  9. 前記制御部は、前記発生部から前記試料に入射した電磁波と、前記受信部で受けた電磁波とに基づいて、前記第１層と前記第３層とが接している面積、及び、前記第３層の厚みを同時に算出する、請求項１から６までのいずれか一項に記載の測定装置。
  10. 前記発生部と前記第１層との間に位置する入射角調整部、及び、前記受信部と前記第１層との間に位置する出射角調整部の少なくとも一方をさらに備える、請求項１から９までのいずれか一項に記載の測定装置。
  11. 積層する第１層と第２層とを有する試料に、前記第１層から電磁波を入射させるステップと、
    前記試料で反射した電磁波を受けるステップと、
    前記電磁波を入射させるステップで前記試料に入射した電磁波と、前記電磁波を受けるステップで受けた電磁波とに基づいて、前記第１層と前記第２層との間に空隙である第３層が存在しているか検出するステップと
    を含み、
    前記電磁波を入射させるステップにおいて、前記第３層が存在する場合に、前記電磁波を前記第１層と前記第３層との間で全反射する入射角で前記第１層に入射させる、測定方法。
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