KR20180040636A - Film thickness measuring apparatus and film thickness measuring method - Google Patents

Film thickness measuring apparatus and film thickness measuring method Download PDF

Info

Publication number
KR20180040636A
KR20180040636A KR1020187007073A KR20187007073A KR20180040636A KR 20180040636 A KR20180040636 A KR 20180040636A KR 1020187007073 A KR1020187007073 A KR 1020187007073A KR 20187007073 A KR20187007073 A KR 20187007073A KR 20180040636 A KR20180040636 A KR 20180040636A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film thickness
sample
wave
active material
reflected
Prior art date
Application number
KR1020187007073A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102052288B1 (en
Inventor
야스히로 다카세
히데토시 나카니시
가즈오 기노세
모토히로 고노
이와오 가와야마
마사요시 도노우치
Original Assignee
가부시키가이샤 스크린 홀딩스
고꾸리쯔 다이가꾸 호우징 오사까 다이가꾸
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 스크린 홀딩스, 고꾸리쯔 다이가꾸 호우징 오사까 다이가꾸 filed Critical 가부시키가이샤 스크린 홀딩스
Publication of KR20180040636A publication Critical patent/KR20180040636A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102052288B1 publication Critical patent/KR102052288B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B15/00Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons
    • G01B15/02Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons for measuring thickness

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)

Abstract

리튬 이온 전지의 제조 공정에 있어서, 집전체에 형성된 활물질 재료를 함유하는 막의 막두께 검사를 비접촉으로 실시하는 기술을 제공한다. 막두께 측정 장치 (1) 는, 테라헤르츠파 (LT1) 를 시료 (9) 에 조사하는 테라헤르츠파 조사부 (10) 와, 시료 (9) 에서 반사된 테라헤르츠파 (LT1) 의 반사파 (LT3) 를 검출하는 광전도 스위치 (34A) 를 구비한 반사파 검출부 (30A) 를 구비한다. 막두께 측정 장치 (1) 는, 반사파 검출부 (30A) 에 의해 검출된 반사파 (LT3) 중, 시료 (9) 에 있어서의 활물질막 (91) 의 표면에서 반사된 표면 반사파 (LT31) 와, 시료 (9) 에 있어서의 활물질막 (91) 과 집전체 (93) 의 계면에서 반사된 계면 반사파 (LT32) 의 광전도 스위치 (34A) 에 도달하는 시간차 (Δt) 를 취득하는 시간차 취득 모듈 (509) 과, 시간차 (Δt) 및 활물질막 (91) 의 굴절률 (nS) 에 기초하여 활물질막 (91) 의 막두께 (d) 를 산출하는 막두께 산출부 (511) 를 구비한다.There is provided a technique for performing a film thickness inspection of a film containing an active material formed on a current collector in a noncontact manner in a manufacturing process of a lithium ion battery. The film thickness measuring apparatus 1 includes a terahertz wave irradiator 10 for irradiating a sample 9 with a terahertz wave LT1 and a reflected wave LT3 of the terahertz wave LT1 reflected from the sample 9, And a photoconductive switch 34A for detecting the reflected light from the photoconductive element. The film thickness measuring apparatus 1 includes a surface reflected wave LT31 reflected from the surface of the active material film 91 in the sample 9 among the reflected waves LT3 detected by the reflected wave detecting unit 30A, A time difference acquiring module 509 for acquiring a time difference? T reaching the photoconductive switch 34A of the interface reflected wave LT32 reflected at the interface between the active material film 91 and the current collector 93 in the liquid crystal cell 9 And a film thickness calculating section 511 for calculating the film thickness d of the active material film 91 based on the time difference DELTA t and the refractive index n s of the active material film 91. [

Description

막두께 측정 장치 및 막두께 측정 방법Film thickness measuring apparatus and film thickness measuring method

이 발명은 집전체에 형성된 활물질 재료의 막의 막두께를 측정하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for measuring a film thickness of a film of an active material formed on a current collector.

리튬 이온 이차 전지 (LiB) 는, 정극과, 부극과, 정극 및 부극간에서 전기적인 단락을 방지하기 위해 이것들을 분리하도록 배치된 세퍼레이터로 구성되어 있다. 정극은, 알루미늄박 등의 집전체 상에 코발트산리튬 등의 금속 활물질, 도전성 흑연 (카본 블랙 등) 및 바인더 수지를 도포함으로써 구성되어 있다. 또, 부극은, 알루미늄박 등의 집전체 상에 활물질인 흑연 (천연 흑연, 인조 흑연 등) 및 바인더 수지를 도포함으로써 구성되어 있다. 또한, 세퍼레이터는, 폴리올레핀계의 절연 필름 등으로 구성되어 있다. 정극, 부극 및 세퍼레이터는 다공질로, 유기 전해질이 스며든 상태로 존재하고 있다. 유기 전해질로는, 예를 들어, 헥사플루오로인산리튬 (LiPF6) 등의 리튬염을 함유한 탄산에틸렌 또는 탄산디에틸 등의 유기 용매가 사용된다.The lithium ion secondary battery (LiB) is composed of a positive electrode, a negative electrode, and a separator arranged to separate them from each other to prevent electrical short-circuiting between the positive electrode and the negative electrode. The positive electrode is formed by applying a metal active material such as lithium cobalt oxide, conductive graphite (carbon black, etc.) and a binder resin onto a collector such as an aluminum foil. The negative electrode is formed by applying graphite (natural graphite, artificial graphite or the like) and a binder resin as active materials onto a current collector such as an aluminum foil. The separator is made of a polyolefin-based insulating film or the like. The positive electrode, the negative electrode and the separator are porous and exist in a state in which the organic electrolyte permeates. As the organic electrolyte, for example, an organic solvent such as ethylene carbonate or diethyl carbonate containing a lithium salt such as lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is used.

정극 및 부극은, 전위가 부여되면, 활물질 내로의 리튬 이온의 방출 및 취입이 일어나, 방출 및 취입시의 전위가 상이한 활물질을 정극과 부극에 사용함으로써 전지가 구성되어 있다. 이하는 방출전시의 정극 및 부극에 있어서의 반응의 예이다.The positive and negative electrodes constitute a battery by using a positive electrode and a negative electrode with active materials having different potentials at the time of discharge and blowing, when lithium ions are released and taken into the active material when a potential is applied thereto. The following are examples of reactions in the positive and negative electrodes of the emission display.

정극 : LiCoO2 ⇔ Li1-xCoO2 + xLi+ xe Positive electrode: LiCoO 2 ⇔ Li 1-x CoO 2 + xLi + + xe -

부극 : xLi+ xe6C ⇔ LixC6 Negative electrode: xLi + + xe - 6C ⇔ Li x C 6

특허문헌 1 에는, 바인더 수지의 막두께 균일성에 치우침이 있으면, 활물질층의 박리 등의 문제가 발생하는 것이 기재되어 있다. 또, 특허문헌 2 에는, 커패시터의 고용량화에 대응하기 위해, 전극층을 후막화할 때, 전극 형성용 슬러리의 레벨링성, 즉, 막두께의 균일화를 도모하는 것이 중요한 점이 기재되어 있다.Patent Document 1 discloses that if there is a bias in the film thickness uniformity of the binder resin, problems such as peeling of the active material layer occur. Patent Document 2 discloses that it is important to level the slurry for electrode formation, that is, to make the film thickness uniform when the electrode layer is thickened in order to cope with high capacity of the capacitor.

또, 특허문헌 3, 특허문헌 4 에서는, 정극 및 부극의 쌍방에 대해, 활물질량에 대해서는, 겉보기 중량으로서 단위 면적당의 중량으로 조정되지만, 도포 공정 후의 막두께 검사 등은 실시되어 있지 않았다. 그리고, 최종 제조물인 LiB 에 있어서의 충방전의 사이클 시험 등에 의해 불량품이 검출되고 있다.In Patent Documents 3 and 4, both the positive electrode and the negative electrode are adjusted to the weight per unit area as the apparent weight with respect to the amount of the active material, but the film thickness after the coating process is not inspected. Then, defective products are detected by a cycle test of charging and discharging in LiB which is the final product.

일본 공개특허공보 2004-71472호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-71472 국제 공개 제2011/024789호 팜플렛International Publication No. 2011/024789 pamphlet 일본 공개특허공보 2014-116317호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2014-116317 일본 공개특허공보 2014-96386호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2014-96386 일본 공표특허공보 2006-526774호Japanese Patent Publication No. 2006-526774

그러나, 특허문헌 3 또는 특허문헌 4 에 기재되어 있는 바와 같이, 활물질량의 겉보기 중량의 조정만 실시하고, 막두께 검사를 실시하지 않고 최종 제조물로 불량품 검사를 실시한 경우, 불량품이 발생하였을 때의 경제적 손실이 크다는 문제가 있었다.However, as described in Patent Document 3 or Patent Document 4, when only the apparent weight of the active material is adjusted and the defective product is inspected with the final product without performing the film thickness inspection, the economical There was a problem that the loss was large.

또, 정극재 및 부극재의 도포액에 있어서, 활물질의 겉보기 중량이 일정하기 때문에, 활물질의 양은 막두께로부터 산출하는 것이 가능하다. 따라서, 막두께를 측정하면, 활물질량을 특정할 수 있지만, 전술한 바와 같이, 도포 및 건조 직후의 막두께 검사는 실시되어 있지 않다.Since the apparent weight of the active material is constant in the coating liquid for the positive electrode material and the negative electrode material, the amount of the active material can be calculated from the film thickness. Therefore, when the film thickness is measured, the amount of the active material can be specified. However, as described above, the film thickness inspection immediately after coating and drying is not carried out.

또, 비파괴 검사의 수법으로서, 예를 들어 특허문헌 5 에는, 25 ㎓ 내지 100 ㎓ 의 범위의 주파수를 갖는 전자파를 사용하는 것이 기재되어 있다. 그러나, 특허문헌 5 의 기술은, 스펙트럼 특성으로부터 시료의 성분 농도를 해석하는 것으로, 막두께를 검사할 수는 없다. 특히, 리튬 이온 전지의 정극 및 부극과 같이, 카본을 함유하고 가시광이 투과되지 않는 박막을 측정할 수는 없다.As a nondestructive inspection method, for example, Patent Document 5 discloses that electromagnetic waves having a frequency in the range of 25 GHz to 100 GHz are used. However, the technique of Patent Document 5 can not examine the film thickness by analyzing the component concentration of the sample from the spectral characteristics. Particularly, it is impossible to measure a thin film containing carbon and which does not transmit visible light, like the positive electrode and the negative electrode of a lithium ion battery.

그래서, 본 발명은 리튬 이온 전지의 제조 공정에 있어서, 집전체에 형성된 활물질 재료를 함유하는 막의 막두께 검사를 비접촉으로 실시하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a technique for performing a film thickness inspection of a film containing an active material formed on a current collector in a noncontact manner in a manufacturing process of a lithium ion battery.

상기 과제를 해결하기 위해, 제 1 양태는, 집전체에 형성된 활물질막의 막두께를 측정하는 막두께 측정 장치로서, 0.01 ㎔ 내지 10 ㎔ 에 포함되는 주파수대의 테라헤르츠파를 시료에 조사하는 테라헤르츠파 조사부와, 상기 시료에서 반사된 상기 테라헤르츠파의 반사파를 검출하는 검출기를 구비한 반사파 검출부와, 상기 반사파 검출부에 의해 검출된 상기 반사파 중, 상기 시료에 있어서의 상기 활물질막의 표면에서 반사된 표면 반사파와, 상기 시료에 있어서의 상기 활물질막과 상기 집전체의 계면에서 반사된 계면 반사파의, 상기 검출기에 도달하는 시간차를 취득하는 시간차 취득부와, 상기 시간차 및 상기 활물질막의 굴절률에 기초하여 상기 활물질막의 막두께를 산출하는 막두께 산출부를 구비한다.A first aspect of the present invention is a film thickness measuring apparatus for measuring a film thickness of an active material film formed on a current collector. The film thickness measuring apparatus includes a terahertz wave irradiating a sample with a terahertz wave in a frequency band of 0.01 to 10 kHz, And a detector for detecting a reflected wave of the terahertz wave reflected from the sample, wherein the surface wave reflected from the surface of the active material film in the sample, among the reflected waves detected by the reflected wave detecting unit, A time difference acquiring section for acquiring a time difference of reaching the detector of the interface reflection wave reflected at the interface between the active material film and the current collector in the sample; And a film thickness calculating section for calculating the film thickness.

또, 제 2 양태는, 제 1 양태에 관련된 막두께 측정 장치로서, 상기 시간차 취득부는, 상기 반사파의 시간 파형에 있어서의 피크 시간에 기초하여 상기 시간차를 취득한다.The second aspect is the film thickness measurement device according to the first aspect, wherein the time difference acquisition section acquires the time difference based on a peak time in the time waveform of the reflected wave.

또, 제 3 양태는, 제 2 양태에 관련된 막두께 측정 장치로서, 상기 시간차 취득부는, 상기 시료에서 얻은 상기 반사파의 시간 파형으로부터 표면 반사 샘플에서 얻은 상기 반사파의 시간 파형을 뺌으로써, 상기 계면 반사파의 피크 시간을 특정하고, 상기 표면 반사 샘플은, 테라헤르츠파가 조사되었을 때, 상기 계면 반사파를 전부 흡수하는 두께의 상기 활물질막을, 상기 집전체의 표면에 형성한 것이다.The third aspect is the film thickness measuring apparatus according to the second aspect, wherein the time difference acquisition section subtracts the time waveform of the reflected wave obtained from the surface reflection sample from the time waveform of the reflected wave obtained from the sample, And the surface reflection sample is formed on the surface of the current collector such that the active material film absorbs all of the interface reflection waves when the terahertz wave is irradiated.

또, 제 4 양태는, 제 3 양태에 관련된 막두께 측정 장치로서, 상기 시간차 취득부는, 상기 시료에서 얻은 상기 반사파의 시간 파형, 및 상기 표면 반사 샘플에서 얻은 상기 반사파의 시간 파형에 대해, 각 반사파의 피크 시간을 맞추고 나서 뺀다.The fourth aspect is the film thickness measuring apparatus according to the third aspect, wherein the time difference acquiring section obtains the time waveform of the reflected wave obtained from the sample and the time waveform of the reflected wave obtained from the surface reflected sample, And then subtract the peak time.

또, 제 5 양태는, 제 1 내지 제 4 양태 중 어느 하나에 관련된 막두께 측정 장치로서, 상기 시료에 있어서, 상기 테라헤르츠파가 조사되는 위치를, 상기 시료의 표면에 평행한 2 축 방향으로 변위시키는 조사 위치 변위부와, 상기 막두께 산출부가 산출한, 시료 상의 복수 지점의 막두께 분포를 나타내는 막두께 분포 화상을 생성하는 화상 생성부를 추가로 구비한다.The fifth aspect is the film thickness measuring device according to any one of the first to fourth aspects, wherein in the sample, the position at which the terahertz wave is irradiated is set in a biaxial direction parallel to the surface of the sample And an image generating unit for generating a film thickness distribution image showing a film thickness distribution of a plurality of points on the sample calculated by the film thickness calculating unit.

또, 제 6 양태는, 제 1 내지 제 5 양태 중 어느 하나에 관련된 막두께 측정 장치로서, 상기 테라헤르츠파 조사부는, 상기 0.01 ㎔ 내지 1 ㎔ 의 주파수대의 테라헤르츠파를 상기 시료에 조사한다.A sixth aspect is the film thickness measuring apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the terahertz wave irradiating unit irradiates the sample with a terahertz wave in the frequency band of 0.01 to 1 kHz.

또, 제 7 양태는, 제 1 내지 제 6 양태 중 어느 하나에 관련된 막두께 측정 장치로서, 상기 반사파의 로우 패스 필터 처리하는 필터 처리부를 추가로 구비한다.The seventh aspect is the film thickness measuring apparatus according to any one of the first to sixth aspects, further comprising a filter processing section for performing low-pass filtering of the reflected wave.

또, 제 8 양태는, 제 7 양태에 관련된 막두께 측정 장치로서, 상기 로우 패스 필터 처리가 1 ㎔ 이하인 테라헤르츠파를 투과시키는 처리이다.The eighth aspect is the film thickness measuring device according to the seventh aspect, wherein the low-pass filter process is a process of transmitting a terahertz wave of 1 kV or less.

또, 제 9 양태는, 집전체에 형성된 활물질막의 막두께를 측정하는 막두께 측정 방법으로서, (a) 0.01 ㎔ 내지 10 ㎔ 에 포함되는 주파수대의 테라헤르츠파를 시료에 조사하고, 상기 시료에서 반사된 상기 테라헤르츠파의 반사파를 검출기로 검출하는 검출 공정과, (b) 상기 검출기에서 검출된 상기 반사파 중, 상기 시료에 있어서의 상기 활물질막의 표면에서 반사된 표면 반사파와, 상기 시료에 있어서의 상기 활물질막과 상기 집전체의 계면에서 반사된 계면 반사파의, 상기 검출기에 도달하는 시간차를 취득하는 시간차 취득 공정과, (c) 상기 시간차 및 상기 활물질막의 굴절률에 기초하여 상기 활물질막의 막두께를 산출하는 막두께 산출 공정을 포함한다.The ninth aspect is a film thickness measuring method for measuring a film thickness of an active material film formed on a current collector, the method comprising the steps of: (a) irradiating a sample with a terahertz wave in a frequency band of 0.01 to 10 kHz, (B) a surface wave reflected from a surface of the active material film in the sample, of the reflected wave detected by the detector, and a surface wave reflected from the surface of the active material film in the sample, (C) calculating a film thickness of the active material film based on the time difference and the refractive index of the active material film; and (c) calculating a thickness of the active material film based on the time difference and the refractive index of the active material film And a film thickness calculating step.

제 1 양태에 관련된 막두께 측정 장치에 의하면, 테라헤르츠파의 반사파를 이용하여 막두께 측정하기 때문에, 집전체에 활물질막이 형성된 시점에서, 비접촉으로 막두께 측정을 할 수 있다. 이로써, 활물질량의 과부족 등의 불량을 조기에 발견하는 것이 가능해져, 불량품 발생에 의한 경제적 손실을 저감시킬 수 있다.According to the film thickness measuring apparatus according to the first aspect, since the film thickness is measured using the reflected wave of the terahertz wave, the film thickness can be measured in a noncontact manner when the active material film is formed on the current collector. As a result, defects such as excess and deficiency of the active material can be detected early, and the economic loss due to the generation of defective products can be reduced.

제 2 양태에 관련된 막두께 측정 장치에 의하면, 표면 반사파 및 계면 반사파의 시간차를, 특정이 비교적 용이한 피크 시간에 기초하여 취득함으로써, 막두께를 용이하게 취득하는 것이 가능해진다.According to the film thickness measuring apparatus relating to the second aspect, it is possible to easily acquire the film thickness by obtaining the time difference between the surface reflected wave and the interface reflected wave based on the peak time relatively easy to specify.

또, 제 3 양태에 관련된 막두께 측정 장치에 의하면, 시료에서 얻은 반사파로부터, 표면 반사 샘플에서 얻은 반사파를 뺌으로써, 표면 반사파의 성분을 제거할 수 있고, 이로써, 계면 반사파를 양호하게 추출할 수 있다.According to the film thickness measuring apparatus according to the third aspect, by removing the reflected wave obtained from the surface reflected sample from the reflected wave obtained from the sample, the component of the surface reflected wave can be removed. As a result, have.

또, 제 4 양태에 관련된 막두께 측정 장치에 의하면, 시간 맞춤을 하고 나서 뺌으로써, 시료에서 얻은 반사파의 시간 파형으로부터, 표면 반사의 성분을 양호하게 제거할 수 있다.Further, according to the film thickness measuring apparatus according to the fourth aspect, it is possible to satisfactorily remove the component of the surface reflection from the time waveform of the reflected wave obtained from the sample by adjusting the time.

또, 제 5 양태에 관련된 막두께 측정 장치에 의하면, 막두께 분포 화상을 생성함으로써, 막두께 분포를 용이하게 파악할 수 있다.According to the film thickness measuring apparatus according to the fifth aspect, the film thickness distribution can be grasped easily by generating the film thickness distribution image.

제 6 양태에 관련된 막두께 측정 장치에 의하면, 조사하는 테라헤르츠파의 주파수대를 활물질막의 투과성이 높은 0.01 ㎔ ∼ 1 ㎔ 로 설정함으로써, 반사파로부터 불필요한 주파수 성분을 제거할 수 있다. 이로써, 활물질막의 막두께의 측정 정밀도를 높일 수 있다.According to the film thickness measuring apparatus relating to the sixth aspect, unnecessary frequency components can be removed from the reflected wave by setting the frequency band of the irradiated terahertz wave to 0.01 ㎔ to 1 높은, which has high permeability of the active material film. This makes it possible to increase the measurement accuracy of the film thickness of the active material film.

제 7 양태에 관련된 막두께 측정 장치에 의하면, 반사파의 성분을 저주파대로 한정함으로써, 시간차 취득부에 의해 얻어지는 시간차와, 막두께의 상관이 보다 높아진다. 이로써, 활물질막의 막두께를 보다 고정밀도로 얻을 수 있다.According to the film thickness measuring apparatus related to the seventh aspect, by limiting the components of the reflected wave to low frequencies, the correlation between the time difference obtained by the time difference acquiring section and the film thickness becomes higher. As a result, the film thickness of the active material film can be obtained with higher accuracy.

제 8 양태에 관련된 막두께 측정 장치에 의하면, 반사파의 성분을 1 ㎔ 이하로 함으로써, 시간차 취득부에 의해 얻어지는 시간차와, 막두께의 상관이 보다 높아진다. 이로써, 활물질막의 막두께를 보다 고정밀도로 얻을 수 있다.According to the film thickness measuring device related to the eighth aspect, the component of the reflected wave is set to 1 kV or less, whereby the correlation between the time difference obtained by the time difference acquiring part and the film thickness becomes higher. As a result, the film thickness of the active material film can be obtained with higher accuracy.

제 9 양태에 관련된 막두께 측정 방법에 의하면, 테라헤르츠파의 반사파를 이용하여 막두께 측정하기 때문에, 집전체에 활물질막이 형성된 시점에서, 비접촉으로 막두께 측정을 할 수 있다. 이로써, 활물질량의 과부족 등의 불량을 조기에 발견하는 것이 가능해져, 불량품 발생에 의한 경제적 손실을 저감시킬 수 있다.According to the film thickness measuring method according to the ninth aspect, since the film thickness is measured using the reflected wave of the terahertz wave, the film thickness can be measured in a noncontact manner when the active material film is formed on the current collector. As a result, defects such as excess and deficiency of the active material can be detected early, and the economic loss due to the generation of defective products can be reduced.

도 1 은 제 1 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2 는 투과파를 측정하기 위한 시료 스테이지를 분해하여 나타내는 개략 사시도이다.
도 3 은 투과파를 측정하기 위한 시료 스테이지를 나타내는 개략 사시도이다.
도 4 는 반사파를 측정하기 위한 시료 스테이지를 나타내는 개략 측면도이다.
도 5 는 시료의 다른 지지 양태를 나타내는 도면이다.
도 6 은 제 1 실시형태에 관련된 제어부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7 은 제 1 실시형태에 관련된 굴절률 취득 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 8 은 굴절률 취득을 위해 복원된 투과파의 시간 파형을 나타내는 도면이다.
도 9 는 제 1 실시형태에 관련된 막두께 측정 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 10 은 리튬 이온 전지의 정극 (막두께 88 ㎛) 을 시료로 하여, 측정된 반사파의 시간 파형을 나타내는 도면이다.
도 11 은 리튬 이온 전지의 부극을 시료로 하였을 때의, 반사파의 시간 파형을 나타내는 도면이다.
도 12 는 막두께 측정 대상의 시간 파형에서 표면 반사의 시간 파형을 뺀 후의 시간 파형을 나타내는 도면이다.
도 13 은 실제의 막두께와 피크 시간차의 검량선을 나타내는 도면이다.
도 14 는 도 12 에 나타내는 시간 파형에 대해, 로우 패스 필터로 처리한 시간 파형을 나타내는 도면이다.
도 15 는 로우 패스 필터 처리하였을 때의, 실제의 막두께와 시간차의 검량선을 나타내는 도면이다.
도 16 은 화상 생성 모듈이 생성된 막두께 분포 화상의 일례를 나타내는 도면이다.
도 17 은 리튬 이온 전지의 부극 활물질 (흑연) 의 막을 투과한 투과파의 주파수 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 18 은 제 2 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치 (1A) 가 장착된 활물질막 형성 시스템 (100) 을 나타내는 개략 측면도이다.
1 is a schematic configuration diagram showing a film thickness measuring apparatus according to the first embodiment.
2 is a schematic perspective view showing a sample stage for measuring a transmission wave in a decomposed state.
3 is a schematic perspective view showing a sample stage for measuring a transmission wave.
4 is a schematic side view showing a sample stage for measuring reflected waves.
5 is a view showing another supporting state of the sample.
6 is a block diagram showing the configuration of the control unit according to the first embodiment.
Fig. 7 is a flowchart showing a refractive index acquiring process according to the first embodiment.
Fig. 8 is a diagram showing a time waveform of a transmission wave restored for obtaining a refractive index.
9 is a flow chart showing the film thickness measurement process according to the first embodiment.
10 is a graph showing a time waveform of a measured reflected wave using a positive electrode (film thickness of 88 mu m) of a lithium ion battery as a sample.
11 is a diagram showing a time waveform of a reflected wave when a negative electrode of a lithium ion battery is used as a sample.
12 is a diagram showing a time waveform after subtracting the time waveform of the surface reflection in the time waveform of the film thickness measurement object.
13 is a graph showing a calibration curve of actual film thickness and peak time difference.
14 is a diagram showing a time waveform processed by a low-pass filter with respect to the time waveform shown in Fig.
Fig. 15 is a diagram showing a calibration curve of an actual film thickness and a time difference when subjected to low-pass filter processing.
16 is a diagram showing an example of a film thickness distribution image in which an image generation module is generated.
17 is a view showing a frequency spectrum of a transmission wave transmitted through a film of a negative electrode active material (graphite) of a lithium ion battery.
18 is a schematic side view showing the active material film forming system 100 equipped with the film thickness measuring device 1A according to the second embodiment.

이하, 첨부하는 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다. 또한, 이 실시형태에 기재되어 있는 구성 요소는 어디까지나 예시로, 본 발명의 범위를 그것들만으로 한정하는 취지는 아니다. 또, 도면에 있어서는, 용이한 이해를 위해, 필요에 따라 각 부의 치수나 수가 과장 또는 간략화하여 도시되어 있는 경우가 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that the constituent elements described in this embodiment are merely examples, and the scope of the present invention is not limited to them. In the drawings, for the sake of easy understanding, the dimensions and the numbers of the respective parts may be exaggerated or simplified in accordance with necessity.

<1. 제 1 실시형태><1. First Embodiment>

<막두께 측정 장치의 구성>&Lt; Configuration of Film Thickness Measuring Apparatus &gt;

도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치 (1) 를 나타내는 개략 구성도이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 막두께 측정 장치 (1) 는, 테라헤르츠파 조사부 (10), 시료 스테이지 (20), 투과파 검출부 (30), 반사파 검출부 (30A), 지연부 (40, 40A), 및 제어부 (50) 를 구비하고 있다. 투과파 검출부 (30) 및 지연부 (40) 는, 활물질 재료를 함유하는 막 (이하,「활물질막」이라고 한다) 의 굴절률을 취득하기 위해 형성된 굴절률 취득 시스템을 구성하고 있다. 또, 반사파 검출부 (30A) 및 지연부 (40A) 는, 활물질막의 막두께를 측정하기 위해 형성된 막두께 측정 시스템을 구성하고 있다.1 is a schematic configuration diagram showing a film thickness measuring apparatus 1 according to the first embodiment. 1, the film thickness measuring apparatus 1 includes a terahertz wave irradiating unit 10, a sample stage 20, a transmitted wave detecting unit 30, a reflected wave detecting unit 30A, delay units 40 and 40A, , And a control unit 50. [ The transmission wave detecting unit 30 and the delay unit 40 constitute a refractive index acquisition system configured to acquire a refractive index of a film containing an active material (hereinafter referred to as an &quot; active material film &quot;). The reflected wave detecting section 30A and the delay section 40A constitute a film thickness measuring system for measuring the film thickness of the active material film.

<테라헤르츠파 조사부 (10)><Terahertz wave investigation department (10)>

테라헤르츠파 조사부 (10) 는, 시료 스테이지 (20) 에 지지된 시료 (9) 에 대해, 테라헤르츠파 (LT1) 를 조사하도록 구성되어 있다.The terahertz wave irradiator 10 is configured to irradiate the sample 9 supported on the sample stage 20 with the terahertz wave LT1.

테라헤르츠파 조사부 (10) 는, 펨토초 펄스 레이저 (11) 를 구비하고 있다.The terahertz wave irradiation unit 10 includes a femtosecond pulse laser 11.

펨토초 펄스 레이저 (11) 는, 예를 들어, 360 ㎚ (나노미터) 이상 1.5 ㎛ (마이크로미터) 이하의 가시광 영역을 포함하는 파장의 레이저 펄스광 (펄스광 (LP10)) 을 발진한다. 일례로서, 펨토초 펄스 레이저 (11) 는, 중심 파장이 800 ㎚ 부근이고, 주기가 수 ㎑ ∼ 수백 ㎒, 펄스폭이 10 ∼ 150 펨토초 정도인 직선 편광의 펄스광 (LP10) 을 발진시키도록 구성된다. 물론, 펨토초 펄스 레이저 (11) 는, 그 밖의 파장 영역 (예를 들어, 청색 파장 (450 ∼ 495 ㎚), 녹색 파장 (495 ∼ 570 ㎚) 등의 가시광 파장) 의 펄스광 (LP10) 을 발진시키도록 구성되어 있어도 된다.The femtosecond pulse laser 11 oscillates laser pulse light (pulse light LP10) having a wavelength including a visible light region of, for example, 360 nm (nanometer) or more and 1.5 m (micrometer) or less. As an example, the femtosecond pulse laser 11 is configured to oscillate a linearly polarized pulse light LP10 having a center wavelength of 800 nm, a period of several kHz to several hundred MHz, and a pulse width of about 10 to 150 femtoseconds . Of course, the femtosecond pulse laser 11 oscillates the pulse light LP10 in other wavelength regions (for example, a visible light wavelength such as a blue wavelength (450 to 495 nm) and a green wavelength (495 to 570 nm)) .

펨토초 펄스 레이저 (11) 로부터 발진된 펄스광 (LP10) 은, 빔 스플리터 (B1) 에 의해 2 개로 분파되고, 일방은 펌프광 (LP1) (제 1 펄스광), 타방이 프로브광 (LP2) (제 2 펄스광) 이 된다. 펌프광 (LP1) 은, 고주파 신호 발진기 (300) 에 의해 제어되는 쵸퍼 (12) 및 평면 미러 (13) 등을 통하여, 에미터측의 광전도 스위치 (14) 에 입사된다. 광전도 스위치 (14) 에는, 앰프 (15) 에 의해 바이어스 전압이 인가되어 있고, 펄스상의 펌프광 (LP1) 이 입사됨에 따라, 펄스상의 테라헤르츠파 (LT1) 를 발생시킨다. 광전도 스위치 (14) 는, 테라헤르츠파를 발생시키는 테라헤르츠파 발생기의 일례이다.The pulse light LP10 oscillated from the femtosecond pulse laser 11 is split by the beam splitter B1 into two pulses, one of which is a pump light LP1 (first pulse light) and the other of which is a probe light LP2 2-pulse light). The pump light LP1 is incident on the photoconductive switch 14 on the emitter side through the chopper 12 and the plane mirror 13 controlled by the high frequency signal oscillator 300. [ A bias voltage is applied to the photoconductive switch 14 by the amplifier 15 and a pulse-like terahertz wave LT1 is generated as the pulse-like pump LP1 is incident. The photoconductive switch 14 is an example of a terahertz wave generator for generating a terahertz wave.

광전도 스위치 (14) 에서 발생하는 테라헤르츠파는, 바람직하게는 0.01 ㎔ ∼ 10 ㎔ 에 포함되는 주파수대의 것으로, 보다 바람직하게는 0.01 ㎔ ∼ 1 ㎔ 의 범위 내의 주파수대의 것이다. 또한, 광전도 스위치 (14) 에서 발생하는 테라헤르츠파의 주파수는, 당해 광전도 스위치 (14) 의 형상에 따라 대략 결정된다. 예를 들어, 다이 폴형이면 0.1 ㎔ 내지 4 ㎔ 의 범위의 테라헤르츠파를 양호하게 발생시킬 수 있고, 보우 타이형이면 0.03 ㎔ 내지 2 ㎔ 의 범위의 테라헤르츠파를 양호하게 발생시킬 수 있다.The terahertz wave generated in the photoconductive switch 14 is preferably in the frequency band included in 0.01 to 10 kHz, more preferably in the range of 0.01 to 1 kHz. In addition, the frequency of the terahertz wave generated in the photoconductive switch 14 is approximately determined according to the shape of the photoconductive switch 14 concerned. For example, in the case of a diaphragm type, a terahertz wave in a range of 0.1 to 4 kV can be favorably generated, and in the case of a bow tie type, a terahertz wave in a range of 0.03 kV to 2 kV can be favorably generated.

광전도 스위치 (14) 에서 발생한 테라헤르츠파 (LT1) 는, 초반구 실리콘 렌즈 (16) 를 통하여 확산된다. 그리고, 테라헤르츠파 (LT1) 는, 방물면경 (17) 에 의해 평행광이 되고, 또한 방물면경 (18) 에서 집광된다. 그리고 초점 위치에 배치된 시료 (9) 에 당해 테라헤르츠파 (LT1) 가 조사된다.The terahertz wave LT1 generated in the photoconductive switch 14 is diffused through the early-stage silicon lens 16. Then, the terahertz wave LT1 is collimated by the parabolic mirror 17 and is condensed on the parabolic mirror 18. Then, the terahertz wave LT1 is irradiated to the sample 9 placed at the focal position.

또한, 테라헤르츠파 조사부 (10) 는, 시료 (9) 에 테라헤르츠파 (LT1) 를 조사하는 것이 가능하면 어떻게 구성되어 있어도 된다. 예를 들어, 펨토초 펄스 레이저 (11) 로부터 발진된 펌프광 (LP1) 이, 광파이버 케이블에 의해, 광전도 스위치 (14) 에 입사되도록 해도 된다. 또, 방물면경 (18) 을 생략함과 함께, 광전도 스위치 (14) 및 방물면경 (17) 의 거리를 짧게 하고, 당해 방물면경 (17) 에서 반사된 테라헤르츠파 (LT1) 가 집광되는 초점 위치에 시료 (9) 가 배치되도록 해도 된다. 또, 방물면경 (17, 18) 중, 일방 또는 쌍방을, 테라헤르츠 렌즈로 치환해도 된다.The terahertz wave irradiator 10 may be configured so as to irradiate the sample 9 with the terahertz wave LT1. For example, the pump light LP1 emitted from the femtosecond pulse laser 11 may be incident on the photoconductive switch 14 by an optical fiber cable. It is also possible to omit the objective lens 18 and shorten the distance between the photoconductive switch 14 and the objective lens 17 so that the focal point where the terahertz wave LT1 reflected by the objective lens 17 is condensed The sample 9 may be placed at the position. One or both of the barrier rings 17 and 18 may be replaced with a terahertz lens.

<투과파 검출부 (30)>&Lt; Transmitted-wave detection unit 30 &gt;

투과파 검출부 (30) 는, 시료 (9) 를 투과한 테라헤르츠파 (LT1) 인 투과파 (LT2) 의 전계 강도를 검출한다. 투과파 검출부 (30) 는, 후술하는 바와 같이, 활물질 재료로 구성되는 활물질막의 굴절률을 취득하기 위해 실시되는 것이다. 굴절률을 취득하는 경우, 시료 (9) 로서, 테라헤르츠파의 투과성이 높은 재료 (예를 들어, PET) 로 구성된 투과 기재와, 당해 투과 기재의 표면에 활물질막이 형성된 것이 된다. 투과 기재에 박막을 형성하는 경우, 예를 들어, 활물질 재료의 슬러리를 판상의 투과 기재의 일주면 (가장 넓은 면) 에 균일하게 도포하고, 이것을 건조시킨 것이 바람직하다.The transmitted wave detecting section 30 detects the electric field strength of the transmitted wave LT2 which is the terahertz wave LT1 transmitted through the sample 9. The transmitted wave detecting section 30 is implemented to obtain the refractive index of the active material film composed of the active material as described later. In the case of obtaining the refractive index, an active material film is formed on the surface of the transparent substrate made of a material (for example, PET) having a high transmittance of terahertz wave and the surface of the transparent substrate as the sample 9. In the case of forming a thin film on a transparent substrate, for example, it is preferable that the slurry of the active material is evenly coated on one major surface (the widest surface) of the plate-shaped transparent substrate and dried.

여기서, 투과파 (LT2) 를 측정하기 위한 시료 스테이지 (20) 의 구성에 대하여 설명한다. 도 2 는, 투과파 (LT2) 를 측정하기 위한 시료 스테이지 (20) 를 분해하여 나타내는 개략 사시도이다. 또, 도 3 은, 투과파 (LT2) 를 측정하기 위한 시료 스테이지 (20) 를 나타내는 개략 사시도이다.Here, the configuration of the sample stage 20 for measuring the transmission wave LT2 will be described. 2 is a schematic perspective view showing a sample stage 20 for measuring the transmission wave LT2 in an exploded manner. 3 is a schematic perspective view showing the sample stage 20 for measuring the transmission wave LT2.

투과파 (LT2) 를 측정하는 경우, 시료 스테이지 (20) 는, 시료 (9) 를, 테라헤르츠파 (LT1) 의 진행 방향과 수직이고 또한 방물면경 (18) 및 후술하는 방물면경 (31) 의 초점 위치에서 파지한다. 보다 상세하게는, 시료 스테이지 (20) 는, 시료 (9) 의 형상에 따라 지지하는 지지 수단을 구비한다. 일례로서, 시료 (9) 인 투과 기재를 유지하는 경우, 시료 스테이지 (20) 는, 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 시료 누름 프레임 (21, 22) 으로 구성된다. 시료 누름 프레임 (21, 22) 에 의해 시료 (9) 의 주연부를 파지한 상태에서, 시료 누름 프레임 (21, 22) 끼리가 나사 등으로 연결된다. 그리고 연결된, 시료 누름 프레임 (21, 22) 은, 시료 스테이지 (20) 의 대좌 (23) 에, 기립 자세로 나사 등으로 고정된다.When the transmission wave LT2 is measured, the sample stage 20 moves the sample 9 in a direction perpendicular to the traveling direction of the terahertz wave LT1 and in a direction perpendicular to the direction of travel of the barrier face 18 and the barrier face 31 Grasp at the focus position. More specifically, the sample stage 20 is provided with supporting means for supporting the sample 9 in accordance with the shape thereof. As an example, in the case of holding the transparent base material as the sample 9, the sample stage 20 is constituted by the sample pressing frames 21 and 22 as shown in Figs. The sample pressing frames 21 and 22 are connected to each other with screws or the like in a state in which the peripheral edge of the sample 9 is held by the sample pressing frames 21 and 22. The sample pressing frames 21 and 22 connected to the sample stage 20 are fixed to the pedestal 23 of the sample stage 20 in a standing posture with screws or the like.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 시료 (9) 를 투과한 투과파 (LT2) 는, 시료 (9) 로부터 초점 거리의 위치에 배치된 방물면경 (31) 에 의해 평행광이 된다. 그리고, 평행광이 된 투과파 (LT2) 는, 방물면경 (32) 에서 집광된다. 그리고, 초반구 실리콘 렌즈 (33) 를 통하여 광전도 스위치 (34) 에 입사된다. 광전도 스위치 (34) 는, 방물면경 (32) 의 초점 거리의 위치에 배치된다.As shown in Fig. 1, the transmission wave LT2 transmitted through the sample 9 becomes parallel light by the parabolic mirror 31 disposed at the position of the focal distance from the sample 9. Then, the transmission wave LT2, which has become parallel light, is condensed on the anti-reflection mirror 32. Then, the light is incident on the photoconductive switch 34 through the first-stage silicon lens 33. The photoconductive switch 34 is disposed at the position of the focal length of the barrier mirror 32.

또, 펨토초 펄스 레이저 (11) 로부터 발진되고, 빔 스플리터 (B1) 에 의해 2 개로 분파된 빔광 중 타방의 프로브광 (LP2) (제 2 펄스광) 은, 평면 미러 (35) 및 지연부 (40) 를 통하여, 광전도 스위치 (34) 에 입사된다. 광전도 스위치 (34) 는, 프로브광 (LP2) 을 수광하였을 때, 당해 광전도 스위치 (34) 에 입사되어 있는 투과파 (LT2) 의 전계 강도에 따른 전류가 흐른다. 이 때의 전압 변화가, 락인 앰프 (36) 에 의해 증폭됨과 함께, 고주파 신호 발진기 (300) 에 따른 주파수로, 소정의 인터페이스를 통하여 제어부 (50) 에 받아들여진다. 광전도 스위치 (34) 는, 투과파 (LT2) 의 전계 강도를 검출하는 투과파 검출기의 일례이다.The other probe light beam LP2 (second pulse light), which is emitted from the femtosecond pulse laser 11 and divided into two by the beam splitter B1, passes through the plane mirror 35 and the delay unit 40 And is incident on the photoconductive switch 34. [ When the photoconductive switch 34 receives the probe light LP2, a current corresponding to the electric field intensity of the transmission wave LT2 incident on the photoconductive switch 34 flows. The voltage change at this time is amplified by the lock-in amplifier 36 and is received by the control unit 50 through the predetermined interface at the frequency according to the high-frequency signal oscillator 300. [ The photoconductive switch 34 is an example of a transmission wave detector that detects the electric field intensity of the transmission wave LT2.

또한, 방물면경 (31, 32) 중, 어느 일방 또는 쌍방을, 테라헤르츠 렌즈로 치환해도 된다. 또, 방물면경 (32) 을 생략하고, 시료 (9) 및 방물면경 (31) 간의 거리를, 방물면경 (31) 의 초점 거리보다 짧게 해도 된다. 그리고, 방물면경 (31) 의 초점 위치에 광전도 스위치 (34) 를 배치함으로써, 투과파 (LT2) 를 당해 광전도 스위치 (34) 에 입사시켜도 된다.In addition, either or both of the parabolic mirrors 31 and 32 may be replaced with a terahertz lens. The distance between the specimen 9 and the parabolic mirror 31 may be shorter than the focal distance of the parabolic mirror 31 by omitting the parabolic mirror 32. [ The transmission wave LT2 may be incident on the photoconductive switch 34 by disposing the photoconductive switch 34 at the focus position of the anti-reflection mirror 31. [

<지연부 (40)><Delay unit 40>

지연부 (40) 는, 펌프광 (LP1) 이 테라헤르츠파 발진기인 광전도 스위치 (14) 에 입사되는 시간에 대해, 프로브광 (LP2) 이 투과파 검출기인 광전도 스위치 (34) 에 입사되는 시간을 상대적으로 지연시킨다.The delay unit 40 detects the time at which the probe light LP2 is incident on the photoconductive switch 34 as the transmission wave detector with respect to the time when the pump light LP1 is incident on the photoconductive switch 14 as a terahertz wave oscillator Relative delay.

보다 상세하게는, 지연부 (40) 는, 평면 미러 (41, 42), 지연 스테이지 (43) 및 지연 스테이지 이동 기구 (44) 를 구비하고 있다. 프로브광 (LP2) 은, 평면 미러 (35) 에서 반사된 후, 평면 미러 (41) 에 의해, 지연 스테이지 (43) 를 향하는 방향으로 반사된다. 지연 스테이지 (43) 는, 입사된 프로브광 (LP2) 을, 그 입사 방향과는 반대 방향으로 되돌리는 되돌림 미러를 구비하고 있다. 지연 스테이지 (43) 에 의해 되돌려진 프로브광 (LP2) 은, 평면 미러 (42) 에서 반사된 후, 광전도 스위치 (34) 에 입사된다.More specifically, the delay unit 40 includes plane mirrors 41 and 42, a delay stage 43, and a delay stage moving mechanism 44. The probe light LP2 is reflected by the plane mirror 35 and then reflected by the plane mirror 41 in the direction toward the retardation stage 43. [ The retardation stage 43 has a return mirror for returning the incident probe light LP2 in a direction opposite to the incident direction. The probe light LP2 returned by the retardation stage 43 is reflected by the plane mirror 42 and is incident on the photoconductive switch 34. [

지연 스테이지 (43) 는, 지연 스테이지 이동 기구 (44) 에 의해, 프로브광 (LP2) 이 입사되는 방향과 평행하게 이동한다. 지연 스테이지 이동 기구 (44) 의 구성예로는, 리니어 모터 또는 슬라이더측의 너트 부재가 나사 결합되는 나사축을 서보 모터의 구동에 의해 회전 구동시키는 전동 슬라이더 기구 등으로 지연 스테이지 (43) 를 축 방향으로 이동시킴과 함께, 지연 스테이지 (43) 의 이동량을 리니어 게이지 등으로 측장하도록 구성하는 것을 생각할 수 있다.The delay stage 43 is moved by the delay stage moving mechanism 44 in parallel with the direction in which the probe light LP2 is incident. As an example of the configuration of the delay stage moving mechanism 44, a linear motor or an electric slider mechanism for rotationally driving a screw shaft to which a nut member on the slider side is screwed is driven by a servo motor to drive the delay stage 43 in the axial direction And the amount of movement of the retardation stage 43 is measured by a linear gauge or the like.

지연 스테이지 (43) 를 프로브광 (LP2) 과 평행하게 직선 이동시킴으로써, 펨토초 펄스 레이저 (11) 로부터 광전도 스위치 (34) 에 이를 때까지의 프로브광 (LP2) 의 광로 길이를 변경할 수 있다. 이로써, 광전도 스위치 (34) 에 입사되는 프로브광 (LP2) 의 타이밍을 변경할 수 있다. 즉, 광전도 스위치 (34) 가, 투과파 (LT2) 의 전계 강도를 검출하는 타이밍 (위상) 을 변경할 수 있다.The optical path length of the probe light LP2 from the femtosecond pulse laser 11 to the photoconductive switch 34 can be changed by linearly moving the delay stage 43 in parallel with the probe light LP2. Thus, the timing of the probe light (LP2) incident on the photoconductive switch (34) can be changed. That is, the photoconductive switch 34 can change the timing (phase) for detecting the electric field intensity of the transmission wave LT2.

또한, 펌프광 (LP1) (제 1 펄스광) 의 광로 상에, 지연부 (40) 를 형성해도 된다. 즉, 펌프광 (LP1) 의 광로 길이를 변경함으로써, 펌프광 (LP1) 이 광전도 스위치 (34) 에 도달하는 타이밍을 지연시킬 수 있다. 이로써, 펄스상의 테라헤르츠파 (LT1) 가 발생하는 타이밍을 변경할 수 있기 때문에, 광전도 스위치 (34) 가 투과파 (LT2) 의 전계 강도를 검출하는 타이밍 (위상) 을 변경할 수 있다.Further, the delay section 40 may be formed on the optical path of the pump light LP1 (first pulse light). That is, by changing the optical path length of the pump light LP1, the timing at which the pump light LP1 reaches the photoconductive switch 34 can be delayed. This makes it possible to change the timing at which the electric field intensity of the transmission wave LT2 is detected by the photoconductive switch 34 because the timing at which the terahertz wave LT1 in the pulse phase is generated can be changed.

<반사파 검출부 (30A)> &Lt; Reflected wave detector 30A &gt;

반사파 검출부 (30A) 는, 시료 (9) 에서 반사된 테라헤르츠파 (LT1) 인 반사파 (LT3) 의 전계 강도를 검출하도록 구성되어 있다. 반사파 (LT3) 의 검출은, 후술하는 바와 같이, 알루미늄박 등의 집전체에 형성된 활물질막의 막두께를 계측하기 위해 실시되는 것이다. 이 때문에, 반사파 (LT3) 를 계측하기 위한 시료 (9) 는, 막두께 측정을 실시하는 활물질막이 형성된 집전체가 된다. The reflected wave detecting section 30A is configured to detect the electric field intensity of the reflected wave LT3 which is the terahertz wave LT1 reflected by the sample 9. [ The detection of the reflected wave LT3 is performed to measure the film thickness of the active material film formed on the current collector such as an aluminum foil, as described later. Therefore, the specimen 9 for measuring the reflected wave LT3 becomes a current collector on which the active material film for measuring the film thickness is formed.

도 4 는, 반사파 (LT3) 를 측정하기 위한 시료 스테이지 (20) 를 나타내는 개략 측면도이다. 반사파 (LT3) 를 측정하는 경우, 시료 스테이지 (20) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 시료 (9) (활물질막 (91) 이 형성된 집전체 (93)) 를 지지하는 지지대 (20A) 가 사용된다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 지지대 (20A) 에는, 시료 스테이지 이동 기구 (24) 가 접속된다. 시료 스테이지 이동 기구 (24) 는, 지지대 (20A) 를, 시료 (9) 의 주면에 평행한 평면 내에서, 1 축 방향, 또는 서로 직교하는 2 축 방향으로 이동시킨다. 이로써, 시료 (9) 에 있어서, 테라헤르츠파 (LT1) 가 조사되는 위치를, 시료 (9) 의 표면에 평행한 2 축 방향으로 변위시킬 수 있다. 즉, 시료 스테이지 이동 기구 (24) 는, 조사 위치 변경부의 일례이다. 또한, 지지대 (20A) 와 함께 시료 (9) 를 이동시키는 것이 아니라, 테라헤르츠파 조사부 (10) 및 반사파 검출부 (30A) 를 시료 (9) 의 표면에 평행한 2 축 방향으로 이동시키는 이동 기구를 형성함으로써, 테라헤르츠파 (LT1) 의 조사 위치를 변경하도록 해도 된다.4 is a schematic side view showing a sample stage 20 for measuring the reflected wave LT3. When the reflected wave LT3 is measured, as shown in Fig. 4, the sample stage 20 uses the support base 20A for supporting the sample 9 (the current collector 93 on which the active material film 91 is formed) do. As shown in Fig. 1, a sample stage moving mechanism 24 is connected to the support table 20A. The sample stage moving mechanism 24 moves the support table 20A in a uniaxial direction or in two mutually orthogonal directions in a plane parallel to the main surface of the sample 9. Thus, in the sample 9, the position where the terahertz wave LT1 is irradiated can be displaced in the biaxial direction parallel to the surface of the sample 9. That is, the sample stage moving mechanism 24 is an example of the irradiation position changing unit. It is also possible to use a moving mechanism for moving the terahertz wave irradiator 10 and the reflected wave detector 30A in the biaxial direction parallel to the surface of the sample 9 instead of moving the sample 9 together with the support table 20A The irradiation position of the terahertz wave LT1 may be changed.

시료 스테이지 이동 기구 (24) 의 구성예로는, 리니어 모터 또는 슬라이더측의 너트 부재가 나사 결합하는 나사축을 서보 모터의 구동에 의해 회전 구동시키는 전동 슬라이더 기구 등에 의해 지지대 (20A) 를 축 방향으로 이동시키도록 구성하는 것을 생각할 수 있다. 또, 지지대 (20A) 의 이동량을 리니어 게이지 등으로 측장하도록 해도 된다.As an example of the configuration of the sample stage moving mechanism 24, the support base 20A is moved in the axial direction by an electric slider mechanism or the like that rotationally drives the screw shaft to which the nut member on the side of the linear motor or the slider is screw- As shown in FIG. The movement amount of the support table 20A may be measured by a linear gauge or the like.

또한, 도 4 에 나타내는 예에서는, 지지대 (20A) 의 표면에서, 테라헤르츠파 (LT1) 가 조사되는 활물질막 (91) 과는 반대측의 집전체 (93) 측을 지지하고 있지만, 지지 양태는 이것에 한정되지 않는다. 도 5 는, 시료 (9) 의 다른 지지 양태를 나타내는 도면이다. 도 5 에 나타내는 예는, 지지대 (20B) 의 표면에서, 테라헤르츠파 (LT1) 가 조사되는 활물질막 (91) 측을 지지하는 것이다. 이 경우, 테라헤르츠파 (LT1) 가, 지지대 (20B) 를 투과시켜, 시료 (9) 에 조사된다. 이 때문에, 지지대 (20B) 는, 테라헤르츠파 (LT1) 의 투과성이 높은 재료 (예를 들어, 석영, 수지 (폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET)), 고무) 로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 지지대 (20B) 에, 테라헤르츠파를 통과시키기 위한 관통공이 형성되어 있어도 된다.4, the side of the current collector 93 opposite to the side of the active material film 91 to which the terahertz wave LT1 is irradiated is supported on the surface of the supporting table 20A. However, . Fig. 5 is a view showing another supporting state of the sample 9. Fig. In the example shown in Fig. 5, on the surface of the support table 20B, the side of the active material film 91 to which the terahertz wave LT1 is irradiated is supported. In this case, the terahertz wave LT1 is transmitted through the support table 20B and irradiated to the sample 9. [ Therefore, it is preferable that the support table 20B is made of a material (for example, quartz, resin (polyethylene terephthalate (PET)), rubber) having high permeability of the terahertz wave LT1. In addition, a through hole for passing the terahertz wave may be formed on the support table 20B.

반사파 검출부 (30A) 에 있어서는, 방물면경 (18) 으로부터 시료 (9) 에 이를 때까지의 테라헤르츠파 (LT1) 의 광로 상에, 와이어 그리드 (81, 82) 가 형성되어 있다. 와이어 그리드 (81, 82) 는, 편광 각도를 바꾸어 배치되어 있다. 일례로서, 와이어 그리드 (81) 는, 테라헤르츠파 (LT1) 의 입사 각도에 대해 90 도를 이루도록 배치되고, 와이어 그리드 (82) 는, 도 14 에 나타내는 바와 같이, 와이어 그리드 (81) 에 대해 45 도의 각도를 이루도록 배치된다. 이와 같이, 와이어 그리드 (81) 와 와이어 그리드 (82) 의 편광 각도는, 그것들의 각도차가 45 도가 되도록 설정함으로써, 반사파 (LT3) 의 전계 강도의 감쇠를 최소한으로 억제할 수 있다.In the reflected wave detecting section 30A, wire grids 81 and 82 are formed on the optical path of the terahertz wave LT1 from the parabolic mirror 18 to the sample 9. The wire grids 81 and 82 are arranged with their polarization angles changed. 14, the wire grid 81 is arranged at an angle of 90 degrees with respect to the angle of incidence of the terahertz wave LT1, and the wire grid 82 is arranged at an angle of 45 degrees with respect to the wire grid 81, As shown in Fig. Thus, by setting the angle of polarization between the wire grid 81 and the wire grid 82 to be 45 degrees, the attenuation of the electric field intensity of the reflected wave LT3 can be minimized.

와이어 그리드 (81, 82) 를 투과한 테라헤르츠파 (LT1) 는, 시료 스테이지 (20) 에 입사되고, 시료 (9) 에서 그 일부가 반사된다. 반사된 테라헤르츠파인 반사파 (LT3) 는, 와이어 그리드 (82) 에서 반사되고, 방물면경 (83) 에 입사된다. 방물면경 (83) 에서 반사된 반사파 (LT3) 는, 방물면경 (84) 에 의해 집광되고, 광전도 스위치 (34A) (검출기) 에 입사된다.The terahertz wave LT1 transmitted through the wire grids 81 and 82 is incident on the sample stage 20 and partially reflected by the sample 9. The reflected terahertz reflex reflected wave LT3 is reflected by the wire grid 82 and is incident on the barrier mirror 83. [ The reflected wave LT3 reflected by the parabolic mirror 83 is condensed by the parabolic mirror 84 and is incident on the photoconductive switch 34A (detector).

광전도 스위치 (34A) 는, 지연부 (40A) 를 통하여 입사된 프로브광 (LP3) 을 수광하였을 때, 당해 광전도 스위치 (34A) 에 입사되어 있는 반사파 (LT3) 의 전계 강도에 따른 전류가 흐른다. 프로브광 (LP3) 은, 프로브광 (LP2) 이 빔 스플리터 (B2) 에 의해 분파됨으로써 발생시킨 빔광이다. 광전도 스위치 (34A) 에서 전류가 흐름으로써 발생한 전압 변화가, 락인 앰프 (36A) 에 의해 증폭되어, 제어부 (50) 에 받아들여진다.When the photoconductive switch 34A receives the probe light LP3 received through the delay unit 40A, a current corresponding to the electric field intensity of the reflected wave LT3 incident on the photoconductive switch 34A flows . The probe light LP3 is a beam of light generated by branching the probe light LP2 by the beam splitter B2. The voltage change caused by the current flowing in the photoconductive switch 34A is amplified by the lock-in amplifier 36A and is received by the control unit 50. [

<지연부 (40A)>&Lt; Delay unit 40A &gt;

지연부 (40A) 는, 평면경 (41A, 42A), 지연 스테이지 (43A) 및 지연 스테이지 이동 기구 (44A) 를 구비하고 있으며, 지연부 (40) 와 대략 동일한 구성을 구비하고 있다. 지연 스테이지 (43A) 는, 지연 스테이지 이동 기구 (44A) 에 의해, 프로브광 (LP3) 이 입사되는 방향과 평행하게 이동한다. 지연 스테이지 (43) 를 프로브광 (LP3) 과 평행하게 직선 이동시킴으로써, 펨토초 펄스 레이저 (11) 로부터 광전도 스위치 (34A) 에 이를 때까지의 프로브광 (LP3) 의 광로 길이를 변경한다. 이로써, 광전도 스위치 (34A) 에 입사되는 프로브광 (LP3) 의 타이밍이 변경된다. 즉, 지연부 (40A) 는, 광전도 스위치 (34A) 가 반사파 (LT3) 의 전계 강도를 검출하는 타이밍 (위상) 을 변경한다.The delay unit 40A includes the plane mirrors 41A and 42A, the delay stage 43A and the delay stage moving mechanism 44A and has substantially the same configuration as the delay unit 40. [ The delay stage 43A is moved by the delay stage moving mechanism 44A in parallel with the direction in which the probe light LP3 is incident. The optical path length of the probe light LP3 from the femtosecond pulse laser 11 to the photoconductive switch 34A is changed by linearly moving the delay stage 43 in parallel with the probe light LP3. Thus, the timing of the probe light LP3 incident on the photoconductive switch 34A is changed. That is, the delay unit 40A changes the timing (phase) at which the photoconductive switch 34A detects the electric field intensity of the reflected wave LT3.

<제어부 (50)><Control unit 50>

도 6 은, 제 1 실시형태에 관련된 제어부 (50) 의 구성을 나타내는 블록도이다. 제어부 (50) 는, 도시를 생략하지만, CPU, ROM, RAM 등을 구비한 일반적인 컴퓨터로 구성되어 있다.6 is a block diagram showing the configuration of the control unit 50 according to the first embodiment. Although not shown, the control unit 50 is constituted by a general computer having a CPU, a ROM, a RAM and the like.

제어부 (50) 의 CPU 는, 도시를 생략한 프로그램에 따라 동작함으로써, 시료 스테이지 제어 모듈 (501), 지연 스테이지 제어 모듈 (503), 투과파 강도 취득 모듈 (505), 굴절률 취득 모듈 (507) 로서 기능한다. 또, CPU 는, 지연 스테이지 제어 모듈 (503A), 반사파 강도 취득 모듈 (505A), 시간차 취득 모듈 (509), 막두께 산출 모듈 (511) 및 화상 생성 모듈 (513) 로서 기능한다. 또한, 이들 기능 중 일부 또는 전부가, 전용 회로 등에 의해 하드웨어적으로 실현되어도 된다.The CPU of the control section 50 operates as a sample stage control module 501, a delay stage control module 503, a transmitted wave intensity acquisition module 505 and a refractive index acquisition module 507 Function. The CPU functions as a delay stage control module 503A, a reflected wave intensity acquisition module 505A, a time difference acquisition module 509, a film thickness calculation module 511 and an image generation module 513. In addition, some or all of these functions may be realized in hardware by a dedicated circuit or the like.

시료 스테이지 제어 모듈 (501) 은, 시료 스테이지 이동 기구 (24) 를 제어하도록 구성되어 있다. 또, 지연 스테이지 제어 모듈 (503) 은, 지연 스테이지 이동 기구 (44) 를 제어하도록 구성되어 있다.The sample stage control module 501 is configured to control the sample stage moving mechanism 24. The delay stage control module 503 is configured to control the delay stage moving mechanism 44.

투과파 강도 취득 모듈 (505) 은, 광전도 스위치 (34) 에서 발생한 전압값을, 락인 앰프 (36) 를 통하여 판독함으로써, 투과파 (LT2) 의 전계 강도를 취득한다. 투과파 강도 취득 모듈 (505) 은, 테라헤르츠 시간 영역 분광법 (THz-TDS) 을 실시함으로써, 투과파 (TL2) 의 시간 파형을 복원한다. 즉, 지연 스테이지 제어 모듈 (503) 이 지연부 (40) 의 지연 스테이지 (43) 를 이동시킴으로써, 투과파 강도 취득 모듈 (505) 이 투과파 (LT2) 의 전계 강도를 상이한 타이밍 (위상) 으로 취득한다. 이로써, 투과파 (LT2) 의 시간 파형이 복원된다.The transmission wave intensity acquisition module 505 reads the voltage value generated by the photoconductive switch 34 through the lock-in amplifier 36 to acquire the electric field intensity of the transmission wave LT2. The transmission wave intensity acquisition module 505 restores the time waveform of the transmission wave TL2 by performing the terahertz time domain spectroscopy (THz-TDS). That is, the delay stage control module 503 moves the delay stage 43 of the delay section 40 so that the transmission wave intensity acquisition module 505 acquires the electric field intensity of the transmission wave LT2 at a different timing (phase) do. As a result, the time waveform of the transmission wave LT2 is restored.

굴절률 취득 모듈 (507) 은, 투과파 강도 취득 모듈 (505) 에 의해 취득된, 투과파 (LT2) 의 전계 강도에 기초하는 시간 파형으로부터 시료의 굴절률을 취득한다. 이 굴절률 취득의 상세에 대해서는 후술한다. 굴절률 취득 모듈 (507) 에 의해 취득된 막의 굴절률은, 굴절률 정보 (C1) 로서, 기억부 (60) (하드 디스크, 광학 디스크 또는 광자기 디스크 등의 불휘발성 스토리지 이외에, RAM 등의 일시적으로 정보를 기억하는 것을 포함한다) 에 보존된다. 굴절률 정보 (C1) 는, 후술하는 막두께 산출 모듈 (511) 에 의해 판독 가능하도록 되어 있다.The refractive index acquisition module 507 acquires the refractive index of the sample from the time waveform based on the field intensity of the transmission wave LT2 acquired by the transmission wave intensity acquisition module 505. [ Details of obtaining the refractive index will be described later. The refractive index of the film acquired by the refractive index acquiring module 507 may be temporarily stored as the refractive index information C1 in the storage section 60 (temporary storage such as RAM or the like in addition to nonvolatile storage such as a hard disk, Quot ;, and &quot; remember &quot;). The refractive index information C1 is readable by the film thickness calculating module 511 described later.

지연 스테이지 제어 모듈 (503A) 은, 지연 스테이지 이동 기구 (44A) 를 제어하도록 구성되어 있다.The delay stage control module 503A is configured to control the delay stage moving mechanism 44A.

반사파 강도 취득 모듈 (505A) 은, 광전도 스위치 (34A) 에서 발생한 전압 값을, 락인 앰프 (36A) 를 통하여 판독함으로써, 반사파 (LT3) 의 전계 강도를 취득한다. 또, 반사파 강도 취득 모듈 (505A) 은, 테라헤르츠 시간 영역 분광법 (THz-TDS) 을 실시함으로써, 반사파 (TL3) 의 시간 파형을 복원한다. 즉, 지연 스테이지 제어 모듈 (503A) 이 지연부 (40A) 의 지연 스테이지 (43A) 를 이동시킴으로써, 반사파 강도 취득 모듈 (505A) 이 반사파 (LT3) 의 전계 강도를 상이한 타이밍 (위상) 으로 취득한다. 이로써, 반사파 (LT3) 의 시간 파형이 복원된다.The reflected wave intensity acquisition module 505A reads the voltage value generated by the photoconductive switch 34A through the lock-in amplifier 36A to obtain the electric field intensity of the reflected wave LT3. The reflected wave intensity acquisition module 505A restores the time waveform of the reflected wave TL3 by performing the terahertz time domain spectroscopy (THz-TDS). That is, the delay stage control module 503A moves the delay stage 43A of the delay section 40A so that the reflected wave intensity acquisition module 505A acquires the electric field intensity of the reflected wave LT3 at a different timing (phase). As a result, the time waveform of the reflected wave LT3 is restored.

시간차 취득 모듈 (509) 은, 시료 (여기서는, 활물질막이 형성된 집전체) 에 대해, 반사파 강도 취득 모듈 (505A) 이 복원한 반사파 (LT3) 로부터, 시료 (9) 에 있어서의 활물질막의 표면에서 반사된 표면 반사파와, 시료에 있어서의 활물질막과 집전체의 계면에서 반사된 계면 반사파의, 검출기 (광전도 스위치 (34A)) 에 도달하는 시간차를 취득한다. 이 시간차 취득의 상세에 대해서는 후술한다.The time difference acquisition module 509 calculates the time difference from the reflected wave LT3 restored by the reflected wave intensity acquisition module 505A on the surface of the active material film in the sample 9 with respect to the sample (here, the current collector on which the active material film is formed) And obtains the time difference of reaching the detector (light conductive switch 34A) of the surface reflected wave and the interface reflected wave reflected from the interface between the active material film and the current collector in the sample. The details of the time difference acquisition will be described later.

막두께 산출 모듈 (511) 은, 시간차 취득 모듈 (509) 에 의해 취득된 시간차와, 집전체에 형성된 활물질막의 굴절률과, 테라헤르츠파 (LT1) 의 입사 각도에 기초하여 활물질막의 막두께를 산출한다. 활물질막의 굴절률은, 굴절률 정보 (C1) 로서 기억부 (60) 에 보존된 것이다.The film thickness calculating module 511 calculates the film thickness of the active material film based on the time difference acquired by the time difference acquiring module 509, the refractive index of the active material film formed on the current collector, and the incident angle of the terahertz wave LT1 . The refractive index of the active material film is stored in the storage section 60 as the refractive index information C1.

화상 생성 모듈 (513) 은, 시료 (9) 의 표면 상의 복수 지점에서 막두께 계측을 실시하여 얻어진 막두께 분포를 나타내는 화상 (막두께 분포 화상) 을 생성하고, 표시부 (61) 에 표시하도록 구성되어 있다. 화상 생성 모듈 (513) 은, 시료 (9) 의 각 지점에 있어서의 막두께의 차이를, 색조나 모양 (망점 무늬 등) 으로 표현한 이차원 화상을 생성하도록 구성되어 있어도 되고, 혹은 입체적으로 표현한 삼차원 화상을 생성하도록 구성되어 있어도 된다.The image generation module 513 is configured to generate an image (film thickness distribution image) showing a film thickness distribution obtained by performing film thickness measurement at a plurality of points on the surface of the sample 9 and display the image have. The image generation module 513 may be configured to generate a two-dimensional image in which the difference in film thickness at each point of the sample 9 is expressed by a color tone or a shape (dotted pattern), or a three- Or the like.

제어부 (50) 에는, 표시부 (61) 및 조작 입력부 (62) 가 접속되어 있다. 표시부 (61) 는, 액정 디스플레이 등으로 구성되어 있고, 각종 측정 결과 (예를 들어, 화상 생성 모듈 (513) 이 생성한 화상 이외에, 투과파 (LT2) 의 시간 파형, 반사파 (LT3) 의 시간 파형 등을 포함한다) 를 표시한다. 조작 입력부 (62) 는, 예를 들어, 키보드 및 마우스에 의해 구성되는 입력 디바이스로, 오퍼레이터로부터의 각종 조작 (커맨드나 각종 데이터를 입력하는 조작) 을 받아들인다. 구체적으로는, 막두께 측정 장치 (1) 의 동작 모드 (상관 정보 취득 모드 또는 촉매 담지량 측정 모드를 포함한다) 를 선택하는 조작, 또는 시료 (9) 에 있어서의 측정 지점 (또는 측정 범위) 을 지정하는 조작 등을 받아들인다. 또한, 조작 입력부 (62) 는, 각종 스위치, 터치 패널 등에 의해 구성되어도 된다.To the control unit 50, a display unit 61 and an operation input unit 62 are connected. The display section 61 is constituted by a liquid crystal display or the like and displays a time waveform of the transmitted wave LT2 and a time waveform of the reflected wave LT3 in addition to the image produced by the various measurement results And the like). The operation input unit 62 is an input device configured by, for example, a keyboard and a mouse, and accepts various operations (operations for inputting commands and various data) from the operator. Specifically, the operation of selecting the operation mode (including the correlation information acquisition mode or the catalyst loading amount measurement mode) of the film thickness measuring apparatus 1 or the operation of specifying the measurement point (or measurement range) in the sample 9 And so on. The operation input section 62 may be constituted by various switches, a touch panel, and the like.

<굴절률 취득 처리><Refractive Index Acquisition Processing>

도 7 은, 제 1 실시형태에 관련된 굴절률 취득 처리를 나타내는 흐름도이다. 집전체에 형성된 활물질막의 막두께를 산출할 때에는, 활물질막의 굴절률이 필요해지기 때문에, 굴절률 취득 처리가 실행된다. 또한, 활물질막의 굴절률이 이미 알려져 있는 경우에는, 이 굴절률 취득 처리는 생략하는 것이 가능하다. 또, 굴절률을 취득하기 위한 구성 (투과파 검출부 (30), 지연부 (40) 등) 에 대해서도, 막두께 측정 장치 (1) 에서 생략해도 된다.7 is a flowchart showing the refractive index acquiring process according to the first embodiment. When the film thickness of the active material film formed on the current collector is calculated, the refractive index of the active material film is required. In the case where the refractive index of the active material film is already known, this refractive-index acquisition processing can be omitted. The configuration (transmission wave detecting unit 30, delay unit 40, etc.) for obtaining the refractive index may also be omitted in the film thickness measuring apparatus 1. [

먼저, 시료 (9) 나 시료 스테이지 (20) 등이 아무것도 배치되어 있지 않은 공간을 통과한 테라헤르츠파 (LT1) 의 피크 시간이 계측된다 (스텝 S11). 상세하게는, 투과파 검출부 (30) 에서 공간을 통과한 테라헤르츠파 (LT1) 를 검출하는 THz-TDS 가 실행되고, 그 시간 파형이 복원된다. 그리고, 복원된 시간 파형에 있어서, 피크 시간 (TR), 즉, 전계 강도가 최대 (피크) 가 되는 시간이 특정된다.First, the peak time of the terahertz wave LT1 having passed through the space in which the sample 9 and the sample stage 20 are not disposed is measured (step S11). More specifically, THz-TDS for detecting the terahertz wave LT1 that has passed through the space in the transmission wave detector 30 is executed, and the time waveform is restored. Then, in the restored time waveform, the peak time (T R ), that is, the time at which the electric field intensity reaches the maximum (peak) is specified.

계속해서, 투과 기재만을 투과한 투과파 (LT2) 의 피크 시간이 계측된다 (스텝 S12). 상세하게는, 투과 기재만으로 구성되는 시료 (9) 가 시료 스테이지 (20) 에 배치되고, 테라헤르츠파 (LT1) 가 조사된다. 그리고, 투과 기재만을 투과한 투과파 (LT2) 를 검출하는 THz-TDS 가 실행되고, 그 시간 파형이 복원된다. 그리고, 복원된 시간 파형에 있어서, 피크 시간 (TB) 이 특정된다.Subsequently, the peak time of the transmission wave LT2 transmitted through only the transmission substrate is measured (step S12). More specifically, the sample 9 composed of only the transmissive substrate is placed on the sample stage 20, and the terahertz wave LT1 is irradiated. Then, the THz-TDS for detecting the transmission wave LT2 transmitted only through the transmissive substrate is executed, and the time waveform is restored. Then, in the restored time waveform, the peak time T B is specified.

계속해서, 표면에 활물질막이 형성된 투과 기재 (활물질막이 부착된 투과 기재) 를 투과한 투과파 (LT2) 의 피크 시간이 계측된다 (스텝 S13). 구체적으로는, 활물질막이 부착된 투과 기재로 구성되는 시료 (9) 가 시료 스테이지 (20) 에 고정되고, 당해 시료 (9) 에 테라헤르츠파 (LT1) 가 조사된다. 여기서, 활물질막이 부착된 투과 기재를 구성하는 투과 기재는, 스텝 S12 에서 계측한 투과 기재와 동일한 것, 혹은 당해 투과 기재와 동일한 재질 및 두께를 갖는 것이 된다. 그리고, 활물질막이 부착된 투과 기재를 투과한 투과파 (LT2) 를 검출하는 THz-TDS 가 실행되고, 그 시간 파형이 복원된다. 그리고 복원된 시간 파형에 있어서, 피크 시간 (TSB) 이 특정된다. 도 8 에, 복원된 각 시간 파형 (WR, WB, WSB) 을 나타낸다. 시간 파형 (WR) 은, 공간을 통과한 테라헤르츠파 (LT1) 의 시간 파형이다. 시간 파형 (WB) 은, 투과 기재를 투과한 투과파의 시간 파형이다. 시간 파형 (WSB) 은, 활물질막이 부착된 투과 기재를 투과한 투과파의 시간 파형이다.Subsequently, the peak time of the transmission wave LT2 transmitted through the transmissive substrate (the transmissive substrate with the active material film) on the surface thereof is measured (step S13). Specifically, a sample 9 composed of a transmissive base material with an active material film attached thereto is fixed to the sample stage 20, and the terahertz wave LT1 is irradiated to the sample 9. Here, the transmissive substrate constituting the transmissive substrate to which the active material film is attached is the same as the transmissive substrate measured in Step S12, or has the same material and thickness as those of the transmissive substrate. Then, THz-TDS for detecting the transmission wave LT2 transmitted through the transmissive substrate with the active material film is executed, and the time waveform is restored. In the restored time waveform, the peak time T SB is specified. Fig. 8 shows the restored time waveforms WR, WB and WSB. The time waveform WR is a time waveform of the terahertz wave LT1 that has passed through the space. The time waveform WB is a time waveform of a transmission wave transmitted through the transmission substrate. The time waveform WSB is a time waveform of a transmission wave transmitted through a transparent base material having an active material film attached thereto.

계속해서, 스텝 S11 ∼ 스텝 S13 에서 취득된 각 피크 시간에 기초하여 활물질막의 굴절률이 산출된다 (스텝 S14). 이하, 굴절률을 산출하는 원리에 대하여 설명한다.Subsequently, the refractive index of the active material film is calculated based on the peak times acquired in steps S11 to S13 (step S14). Hereinafter, the principle of calculating the refractive index will be described.

먼저, 활물질막의 굴절률을 nS, 진공 중인 광속도를 c, 활물질막 중의 광속도를 vS 로 둔다. 그러면, 굴절률 (nS) 은, 다음의 식 (1) 로 나타낸다.First, the refractive index of the active material film is n S , the speed of light under vacuum is c, and the light speed of the active material film is v S. Then, the refractive index n S is expressed by the following equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

Figure pct00001
Figure pct00001

다음으로, 투과 기재만을 투과한 투과파의 피크 시간 (TB) 에서, 공간을 통과한 테라헤르츠파 (LT1) 의 피크 시간 (TR) 을 뺌으로써, 투과 기재의 투과 시간에 상당하는 피크 시간차 (ΔtB) 를 구할 수 있다. 여기서, 투과 기재의 두께 (LB), 투과 기재 중의 테라헤르츠파의 속도 (vB) 로 두면, 이 피크 시간차 (ΔtB) 는 다음의 식 (2) 로 나타낸다.Next, by subtracting the peak time (T R ) of the terahertz wave (LT1) passing through the space at the peak time (T B ) of the transmission wave transmitted through only the transmission substrate, the peak time difference (? T B ) can be obtained. Here, when the thickness (L B ) of the transparent base material and the velocity (v B ) of the terahertz wave in the transparent base material are used, this peak time difference? T B is expressed by the following formula (2).

[수학식 2]&Quot; (2) &quot;

Figure pct00002
Figure pct00002

상기 식 (2) 에 기초하여 속도 (vB) 는, 다음의 식 (3) 으로 나타낸다.Based on the above equation (2), the velocity v B is expressed by the following equation (3).

[수학식 3]&Quot; (3) &quot;

Figure pct00003
Figure pct00003

또한, 상기 (3) 에 기초하여, 투과 기재의 굴절률 (nB) 은, 다음의 식 (4) 로 나타낸다.Further, based on (3) above, the refractive index (n B ) of the transparent base material is expressed by the following formula (4).

[수학식 4]&Quot; (4) &quot;

Figure pct00004
Figure pct00004

계속해서, 테라헤르츠파가 활물질막이 부착된 투과 기재를 투과하는 시간 (ΔtSB) 에서, 테라헤르츠파가 투과 기재를 투과하는 시간 (ΔtB) 을 뺌으로써, 활물질막의 투과 시간에 상당하는 피크 시간차 (ΔtS) 를 취득할 수 있다. 이것을 다음의 식 (5) 로 나타낸다.Peak time difference to continue, the terahertz wave by the time (Δt SB) transmitted through the transmissive substrate with active material film is attached, subtracting the time (Δt B) of the terahertz wave is transmitted through the transmissive substrate, corresponding to the active material layer transmission time (? T S ) can be acquired. This is expressed by the following equation (5).

[수학식 5]&Quot; (5) &quot;

Figure pct00005
Figure pct00005

또, 피크 시간차 (ΔtS) 는, 막두께 (LS) 의 활물질막을, 테라헤르츠파가 속도 (vS) 로 나아간 시간과, 공기 중의 속도 (c) 로 나아간 시간의 차이기도 하다. 즉, 피크 시간차 (ΔtS) 는, 다음의 식 (6) 으로 나타낸다.In addition, the peak time difference (Δt S) is the active material film of a thickness (L S), the terahertz wave is pray speed (v S) naahgan time, the difference in time at a rate naahgan (c) in the air to. That is, the peak time difference? T S is expressed by the following equation (6).

[수학식 6]&Quot; (6) &quot;

Figure pct00006
Figure pct00006

그러면, 식 (5) 및 식 (6) 에 기초하여 다음의 식 (7) 이 얻어진다.Then, the following equation (7) is obtained based on the equations (5) and (6).

[수학식 7]&Quot; (7) &quot;

Figure pct00007
Figure pct00007

식 (7) 로부터, 활물질막 중을 통과하는 테라헤르츠파의 속도 (vS) 는, 다음의 식 (8) 로 나타낸다.From equation (7), the velocity v s of the terahertz wave passing through the active material film is expressed by the following equation (8).

[수학식 8]&Quot; (8) &quot;

Figure pct00008
Figure pct00008

또한, 시간 (ΔtSB) 은, 막이 부착된 투과 기재를 투과한 테라헤르츠파의 피크 시간 (TSB) 에서, 공간을 통과한 테라헤르츠파의 피크 시간 (TR) 을 뺌으로써 구할 수 있다. 또, 시간 (ΔtB) 은, 투과 기재를 투과한 테라헤르츠파의 피크 시간 (TB) 에서, 공간을 통과한 테라헤르츠파의 피크 시간 (TR) 을 뺌으로써 구할 수 있다 (식 (2) 참조).In addition, the time (Δt SB) is a film peak time (T SB) in, the peak time (T R) of the terahertz wave through the space of the light transmitted through the affixed transmitting substrate terahertz wave can be calculated by subtracting. In addition, the time (Δt B) is a peak time (T R) at the peak time (T B) of the wave a THz transmitted through the transmissive substrate, the terahertz wave that has passed through the space can be determined by subtracting (formula (2 ) Reference).

식 (8) 로부터, 활물질막의 굴절률 (nS) 은, 다음의 식 (9) 로 나타낸다.From the equation (8), the refractive index n S of the active material film is expressed by the following equation (9).

[수학식 9]&Quot; (9) &quot;

Figure pct00009
Figure pct00009

여기서, 활물질막이 부착된 투과 기재에 있어서의, 활물질막의 막두께 (LS) 는, 공지된 막두께계를 사용하여 측정 가능하다. 따라서, 이 막두께 (LS) 와, 스텝 S11 ∼ 스텝 S13 에서 얻어진 각 테라헤르츠파의 피크 시간 (TR, TB, TSB) 을 각각 식 (9) 에 대입함으로써, 활물질막의 굴절률 (nS) 을 취득할 수 있다.Here, the film thickness (L S ) of the active material film in the transmissive substrate to which the active material film is attached can be measured using a known film thickness meter. Therefore, by substituting this film thickness L S and the peak times (T R , T B , T SB ) of the respective terahertz waves obtained in steps S11 to S13 into equation (9), the refractive index n S ) can be acquired.

이상이 굴절률 취득 처리의 흐름의 설명이다. 다음으로, 막두께 측정에 대하여 설명한다.This is the description of the flow of the refractive index acquisition processing. Next, the film thickness measurement will be described.

도 9 는, 제 1 실시형태에 관련된 막두께 측정 처리를 나타내는 흐름도이다.9 is a flow chart showing the film thickness measurement process according to the first embodiment.

먼저, 측정 대상인 시료 (9) 가, 시료 스테이지 (20) 에 설치된다 (스텝 S21). 여기서의 시료 (9) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 리튬 이온 전지를 구성하는 집전체 (예를 들어, 알루미늄박 또는 구리박) 의 표면에 활물질막이 형성된 것이다.First, a sample 9 to be measured is placed on the sample stage 20 (step S21). Here, as shown in Fig. 4, the sample 9 is an active material film formed on the surface of a current collector (for example, aluminum foil or copper foil) constituting a lithium ion battery.

계속해서, 시료 (9) 를 향하여, 테라헤르츠파 (LT1) 가 조사되고, 시료 (9) 에서 반사된 반사파 (LT3) 를 검출하는 THz-TDS 가 실시된다. 그리고, 반사파 강도 취득 모듈 (505A) 이, 반사파 (LT3) 의 시간 파형을 복원한다 (스텝 S22).Next, a THz-TDS is applied to the sample 9 to detect the reflected wave LT3 reflected therefrom and the sample 9 is irradiated with the THz wave. Then, the reflected wave intensity acquisition module 505A restores the time waveform of the reflected wave LT3 (step S22).

계속해서, 막두께 산출 모듈 (511) 이, 스텝 S22 에서 복원된 반사파 (LT3) 에 기초하여 활물질막 표면에서 반사된 테라헤르츠파와, 활물질막과 집전체의 계면에서 반사된 테라헤르츠파가, 검출기인 광전도 스위치 (34A) 에 도달하는 시간차 (Δt) 를 특정한다 (스텝 S23). 그리고, 이 시간차 (Δt) 에 기초하여 막두께의 산출이 실시된다 (스텝 S24). 이 스텝 S23, S24 의 상세에 대하여, 도 4 등을 참조하면서 설명한다.Subsequently, the film thickness calculating module 511 calculates a THz wave reflected on the surface of the active material film based on the reflected wave LT3 restored in step S22 and a THz wave reflected on the interface between the active material film and the collector, The time difference? T reaching the photoconductive switch 34A (step S23). Then, the film thickness is calculated based on the time difference? T (step S24). Details of the steps S23 and S24 will be described with reference to Fig.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 시료 (9) 에 조사된 테라헤르츠파 (LT1) 는, 시료 (9) 에서 반사되지만, 이 반사된 반사파 (LT3) 에는, 시료 (9) 의 활물질막 (91) 의 표면에서 반사된 표면 반사파 (LT31) 와, 활물질막 (91) 중을 더욱 나아가 활물질막 (91) 과 집전체 (93) 의 계면에서 반사된 계면 반사파 (LT32) 가 포함된다.As shown in Fig. 4, the terahertz wave LT1 irradiated on the sample 9 is reflected by the sample 9, and the reflected wave LT3 is reflected by the sample 9 on the side of the active material film 91 of the sample 9 A surface reflection wave LT31 reflected from the surface and a boundary reflection wave LT32 further reflected in the active material film 91 and reflected at the interface between the active material film 91 and the current collector 93.

계면 반사파 (LT32) 는, 활물질막 (91) 을 통과하는 만큼, 표면 반사파 (LT31) 에 비해, 검출기 (광전도 스위치 (34A)) 에 도달하는 시간이 지연된다. 여기서는, 지연 시간 (시간차) 을 Δt 로 둔다. 그리고, 공기 중의 절대 굴절률을 1, 광의 속도를 c, 활물질막 (91) 중을 나아가는 테라헤르츠파의 속도를 v, 입사각을 θ0, 굴절각을 θ1 로 둔다. 또, 도 6 에 나타내는 굴절률 취득 처리 등에 의해 취득된 활물질막 (91) 의 굴절률을 n 으로 둔다. 그러면, 스넬의 법칙에 의해 다음의 식 (10) 이 성립된다.The time for reaching the detector (the photoconductive switch 34A) is delayed relative to the surface reflected wave LT31 as the interface reflected wave LT32 passes through the active material film 91. [ Here, the delay time (time difference) is set at? T. The absolute refractive index in the air is 1, the light velocity is c, the velocity of the terahertz wave moving in the active material film 91 is v, the incident angle is θ 0 , and the refraction angle is θ 1 . The refractive index of the active material film 91 obtained by the refractive index acquisition processing or the like shown in Fig. 6 is set to n. Then, the following equation (10) is established by Snell's law.

[수학식 10]&Quot; (10) &quot;

Figure pct00010
Figure pct00010

식 (10) 에 의해, 활물질막 (91) 의 막두께 (d) 는, 다음의 식 (11) 로 구할 수 있다.(10), the film thickness d of the active material film 91 can be obtained by the following equation (11).

[수학식 11]&Quot; (11) &quot;

Figure pct00011
Figure pct00011

이상의 원리에 기초하여, 막두께 산출 모듈 (511) 은, 시간차 (Δt) , 굴절률 (n) 및 테라헤르츠파 (LT1) 의 입사각 (θ0) 을 식 (11) 에 각각 대입함으로써, 막두께 (d) 를 산출한다.Based on the above principle, the film thickness calculating module 511 substitutes the time difference? T, the refractive index n and the incident angle? 0 of the terahertz wave LT1 into the equation (11) d.

도 10 은, 리튬 이온 전지의 정극 (막두께 88 ㎛) 을 시료로 하여, 측정된 반사파 (LT3) 의 시간 파형 (W1) 을 나타내는 도면이다. 도 10 에 있어서, 가로축은 시간축을 나타내고, 세로축은 전계 강도를 나타내고 있다. 본 예에서는, 테라헤르츠파 (LT1) 를 발생시키는 광전도 스위치 (14) 를 보우 타이형으로 하고, 반사파 (LT3) 를 검출하는 광전도 스위치 (34A) 를 다이 폴형으로 하고 있다.10 is a diagram showing the time waveform W1 of the measured reflected wave LT3 using the positive electrode (film thickness of 88 mu m) of the lithium ion battery as a sample. 10, the horizontal axis represents the time axis and the vertical axis represents the electric field intensity. In this example, the photoconductive switch 14 for generating the terahertz wave LT1 is of Bowtie type and the photoconductive switch 34A for detecting the reflected wave LT3 is of the diaphragm type.

도 10 에 나타내는 시간 파형 (W1) 에서는, 피크 시간 (T1) 에, 최초의 피크점 (P1) 이 나타나고, 그 후의 피크 시간 (T2) 에 다음의 피크점 (P2) 이 나타나 있다. 이 중, 피크점 (P1) 이, 표면 반사파 (LT31) 의 피크에 상당하고, 피크점 (P2) 이 계면 반사파 (LT32) 의 피크에 대응한다. 즉, 표면 반사파 (LT31) 및 계면 반사파 (LT32) 의, 광전도 스위치 (34A) 로의 도달 시간차는, 피크점 (P1, P2) 간의 시간차 (Δt) (=T2 - T1 = 1.5 ps) 인 것을 알 수 있다. 또, 굴절률 취득 처리에 의해 얻어진 활물질막의 굴절률은 2.5 였다. 이들 값을 식 (11) 에 적용시키면, 활물질막의 막두께 (d) 가 89.75 ㎛ 가 되는 것으로부터, 반사파 (LT3) 를 계측함으로써, 실제의 막두께 (88 ㎛) 에 가까운 값을 얻을 수 있다.In the time waveform W1 shown in Fig. 10, the first peak point P1 appears in the peak time T1, and the next peak point P2 appears in the subsequent peak time T2. Among them, the peak point P1 corresponds to the peak of the surface reflected wave LT31, and the peak point P2 corresponds to the peak of the interface reflected wave LT32. That is to say that the arrival time difference of the surface reflected wave LT31 and the interface reflected wave LT32 to the photoconductive switch 34A is a time difference t between the peak points P1 and P2 (= T2 - T1 = 1.5 ps) . The refractive index of the active material film obtained by the refractive index acquisition treatment was 2.5. Applying these values to Expression (11), the film thickness d of the active material film becomes 89.75 占 퐉, and a value close to the actual film thickness (88 占 퐉) can be obtained by measuring the reflected wave LT3.

도 11 은, 리튬 이온 전지의 부극을 시료로 하였을 때의, 반사파 (LT3) 의 시간 파형을 나타내는 도면이다. 도 11 에서는, 활물질막의 막두께가 48 ㎛, 49 ㎛, 53 ㎛, 56 ㎛, 63 ㎛ 및 71 ㎛ 인 각 시료에서 계측된 시간 파형을 나타내고 있다.11 is a diagram showing the time waveform of the reflected wave LT3 when the negative electrode of the lithium ion battery is used as a sample. In Fig. 11, the time waveforms measured in the respective samples having the film thicknesses of the active material film of 48 mu m, 49 mu m, 53 mu m, 56 mu m, 63 mu m and 71 mu m are shown.

도 11 에 나타내는 바와 같이, 리튬 이온 전지의 부극을 시료로 한 경우, 각 시간 파형에 있어서, 표면 반사파 (LT31) 의 피크에 상당하는 최초의 피크점은 용이하게 특정할 수 있다. 그러나, 계면 반사파 (LT32) 의 피크에 상당하는 다음의 피크점은, 화살표로 나타내는 부근에 있을 것으로 생각되지만, 상측으로 볼록한 파형 중에 약간 매몰되어 있어, 정확하게 특정하는 것이 곤란하게 되어 있다. 이것은, 집전체에 형성된 활물질 (부극 활물질, 예를 들어 흑연) 의 활물질막의 투과율이 낮고, 흡광도가 높기 때문에, 활물질막과 집전체의 계면에서 반사되는 계면 반사파 (LT32) 가, 활물질막 표면에서 반사되는 표면 반사파 (LT31) 에 매몰되어 있기 때문으로 생각된다. 그래서, 반사파 (LT3) 의 시간 파형에서, 표면 반사파 (LT31) 의 성분을 제거함으로써, 계면 반사파 (LT32) 의 성분을 추출한다.As shown in Fig. 11, when the negative electrode of the lithium ion battery is used as a sample, the first peak point corresponding to the peak of the surface reflected wave LT31 can easily be specified in each time waveform. However, the next peak point corresponding to the peak of the interface reflected wave LT32 is thought to be near the point indicated by the arrow, but it is slightly buried in the upward convex waveform, making it difficult to specify accurately. This is because the interfacial reflection wave LT32 reflected at the interface between the active material film and the current collector is reflected (reflected) from the surface of the active material film because the active material of the active material (negative electrode active material, for example, graphite) formed on the current collector has low transmittance and high absorbance Is reflected in the surface reflection wave LT31. Thus, in the time waveform of the reflected wave LT3, the component of the surface reflected wave LT31 is removed by extracting the component of the surface reflected wave LT31.

구체적으로는, 먼저, 집전체 상에 충분한 두께를 갖는 활물질막이 형성된 샘플 (표면 반사 샘플) 에 테라헤르츠파 (LT1) 를 조사하여, 그 반사파 (LT3) 를 복원한다. 여기서, 충분한 두께란, 활물질막 (91) 과 집전체 (93) 의 계면에서 반사되는 계면 반사파 (LT32) 가 거의 전부 흡수될 정도의 활물질막 (91) 의 두께를 말한다. 이 표면 반사 샘플에서 복원된 반사파 (LT3) 는, 대부분 표면 반사 샘플의 활물질막 (91) 의 표면에서 반사된 표면 반사파 (LT31) 로, 활물질막 (91) 과 집전체 (93) 의 계면에서 반사된 계면 반사파 (LT32) 는 거의 포함하지 않는다. 이하, 표면 반사 샘플을 사용하여 복원된 시간 파형을「표면 반사의 시간 파형」이라고 칭한다.Specifically, first, a terahertz wave LT1 is irradiated on a sample (front surface reflection sample) on which an active material film having a sufficient thickness is formed on the current collector, and the reflected wave LT3 is restored. Here, the sufficient thickness refers to the thickness of the active material film 91 to such an extent that substantially all of the interface reflected wave LT32 reflected from the interface between the active material film 91 and the current collector 93 is absorbed. The reflected wave LT3 recovered from the surface reflection sample is a surface reflection wave LT31 reflected mostly from the surface of the active material film 91 of the surface reflection sample and is reflected at the interface between the active material film 91 and the current collector 93 Lt; RTI ID = 0.0 &gt; LT32. &Lt; / RTI &gt; Hereinafter, the time waveform reconstructed using the surface reflection sample is referred to as &quot; time reflection waveform of surface reflection &quot;.

계속해서, 이 표면 반사의 시간 파형을, 막두께 측정 대상의 시간 파형에서 뺀다. 이로써, 막두께 측정 대상의 시간 파형으로부터, 계면 반사파 (LT32) 의 피크에 상당하는 피크점을 추출할 수 있다. 또한, 도 10 에 나타내는 시간 파형 (W2) 은, 표면 반사의 시간 파형이다.Subsequently, the time waveform of the surface reflection is subtracted from the time waveform of the film thickness measurement object. Thus, it is possible to extract a peak point corresponding to the peak of the interface reflection wave LT32 from the time waveform of the film thickness measurement object. The time waveform W2 shown in Fig. 10 is a time waveform of surface reflection.

여기서, 막두께 측정 대상에 있어서의 활물질막 (91) 의 표면의 높이 위치와, 표면 반사 샘플의 활물질막 표면의 높이 위치를 완전히 일치시키고, 각각으로부터의 반사파 (LT3) 를 계측하는 것은 곤란하다. 이 때문에, 막두께 측정 대상의 표면 반사파 (LT31) 와, 표면 반사 샘플로부터의 표면 반사파 (LT31) 는, 시간적인 차이가 발생하기 쉽다. 그래서, 막두께 측정 대상의 시간 파형으로부터, 활물질막 표면에서 반사된 표면 반사파 (LT31) 의 성분을 고정밀도로 제거하기 때문에, 막 측정 대상의 시간 파형과, 표면 반사의 시간 파형의 시간 (위상) 을 맞추고 나서, 빼는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 막두께 측정 대상의 시간 파형의 최초의 피크의 시간과, 표면 반사의 시간 파형의 최초의 피크의 시간이 일치하도록 위치를 맞추면 된다. 단, 상기 시간 맞춤은, 필수 처리가 아니라, 생략할 수도 있다.Here, it is difficult to completely match the height position of the surface of the active material film 91 on the surface of the film thickness measurement object and the height position of the surface of the active material film of the surface reflection sample, and to measure the reflected wave LT3 from each. Therefore, a time difference is likely to occur between the surface reflected wave LT31 of the film thickness measurement object and the surface reflected wave LT31 from the surface reflection sample. Therefore, since the component of the surface reflection wave LT31 reflected from the surface of the active material film is removed with high accuracy from the time waveform of the film thickness measurement object, the time waveform of the film measurement object and the time (phase) It is advisable to subtract from it. Concretely, the position of the first peak of the time waveform of the film thickness measuring object and the time of the first peak of the time waveform of the surface reflection match each other. However, the time alignment may be omitted, not essential processing.

또, 도 5 에 나타내는 지지 양태를 채용한 경우, 막두께 측정 대상에 있어서의 활물질막 (91) 의 표면의 높이 위치와, 표면 반사 샘플의 활물질막 표면의 높이 위치를 일치시킬 수 있다. 이 때문에, 쌍방의 활물질막 (91) 의 표면에서 반사된 표면 반사파 (LT31) 의 시간적인 차이가 일어나기 어렵다. 이 때문에, 상기 시간 맞춤을 생략할 수 있다.5, the height position of the surface of the active material film 91 in the film thickness measurement object and the height position of the surface of the active material film of the surface reflection sample can be matched with each other. Therefore, the time difference of the surface reflected wave LT31 reflected on the surfaces of both active material films 91 is hard to occur. Therefore, the time alignment can be omitted.

도 12 는, 막두께 측정 대상의 시간 파형에서 표면 반사의 시간 파형을 뺀 후의 시간 파형을 나타내는 도면이다. 도 12 에 나타내는 각 막두께의 시간 파형은, 화살표로 나타내는 부근에 피크를 포함하고 있고, 이들 피크는, 계면 반사파 (LT32) 의 피크에 대응된다. 따라서, 도 11 에서 특정되는 최초의 피크가 나타나는 시간 (T1) 과, 도 12 에서 특정되는 피크의 시간 (T2) 의 피크 시간차 (Δt) 를 구할 수 있다. 그리고, 이 피크 시간차 (Δt) 를 상기 서술한 식 (11) 에 대입함으로써, 각 시료의 막두께를 산출할 수 있다.12 is a diagram showing a time waveform after subtracting the time waveform of the surface reflection from the time waveform of the film thickness measurement object. The time waveforms of the film thicknesses shown in Fig. 12 include peaks in the vicinity of the arrows, and these peaks correspond to the peaks of the interface reflected waves LT32. Therefore, the time (T1) at which the first peak specified in Fig. 11 appears and the peak time difference? T at the peak time (T2) specified in Fig. 12 can be obtained. Then, the film thickness of each sample can be calculated by substituting the peak time difference? T into the above-described equation (11).

도 13 은, 실제의 막두께와 피크 시간차 (Δt) 의 검량선 (L1) 을 나타내는 도면이다. 도 13 에 있어서, 가로축은 막두께를 나타내고, 세로축은 피크 시간차 (Δt) 를 나타낸다. 본 예에서는, 상관 계수가 0.73 인 것으로부터, 피크 시간차 (Δt) 는, 실제의 막두께와 비교적 높은 상관을 갖고 있는 것을 알 수 있다.Fig. 13 is a diagram showing a calibration curve L1 of an actual film thickness and a peak time difference? T. 13, the horizontal axis indicates the film thickness and the vertical axis indicates the peak time difference? T. In this example, since the correlation coefficient is 0.73, it can be seen that the peak time difference? T has a relatively high correlation with the actual film thickness.

도 14 는, 도 12 에 나타내는 시간 파형에 대해, 로우 패스 필터로 처리하였을 때의 시간 파형을 나타내는 도면이다. 여기서는, 로우 패스 필터의 임계값을 1.0 ㎔ 이하로 하고 있다. 또, 도 15 는, 로우 패스 필터 처리하였을 때의, 실제의 막두께와 시간차 (Δt) 의 검량선 (L2) 을 나타내는 도면이다. 로우 패스 필터 처리한 경우의 상관 계수는 0.95 로, 로우 패스 필터 처리하지 않는 경우의 상관 계수 (=0.73) 에 비해「1」에 보다 가까운 값이 되어 있다. 즉, 1.0 ㎔ 이하의 주파수에서 복원되는 시간 파형에 기초하여, 표면 반사파 (LT31), 계면 반사파 (LT32) 의 시간차 (Δt) 를 특정함으로써, 막두께를 보다 정확하게 산출하는 것이 가능해진다.Fig. 14 is a diagram showing a time waveform when the time waveform shown in Fig. 12 is processed by a low-pass filter. Fig. Here, the threshold value of the low-pass filter is 1.0 ㎔ or less. 15 is a graph showing the actual film thickness and the calibration line L2 of the time difference? T when subjected to the low-pass filter processing. The correlation coefficient when the low-pass filter process is performed is 0.95, which is closer to "1" than the correlation coefficient (= 0.73) when the low-pass filter process is not performed. In other words, by specifying the time difference? T between the surface reflected wave LT31 and the interface reflected wave LT32 based on the time waveform recovered at a frequency of 1.0 kHz or less, the film thickness can be more accurately calculated.

또한, 로우 패스 필터 처리는, 예를 들어, 반사파 (LT3) 의 광로 상에 로우 패스 필터를 형성함으로써 실현되어도 되고, 혹은 푸리에 변환 등의 연산 처리에 의해 실현되어도 된다.The low-pass filter processing may be realized, for example, by forming a low-pass filter on the optical path of the reflected wave LT3, or may be realized by arithmetic processing such as Fourier transform.

또, 시료 (9) 에 조사되는 테라헤르츠파 (LT1) 가 0.01 ∼ 1 ㎔ 의 주파수대가 되도록 해도 된다. 예를 들어, 테라헤르츠파 (LT1) 의 광로 상에 로우 패스 필터를 배치하도록 해도 되고, 혹은 테라헤르츠파 조사부 (10) 에서 발생시키는 테라헤르츠파 (LT1) 를 상기 주파수대에 들어가도록 해도 된다.In addition, the terahertz wave LT1 irradiated on the sample 9 may have a frequency band of 0.01 to 1 kHz. For example, a low-pass filter may be disposed on the optical path of the terahertz wave LT1, or a terahertz wave LT1 generated by the terahertz wave irradiating unit 10 may enter the frequency band.

도 9 로 돌아와, 스텝 S24 의 막두께 산출이 완료되면, 제어부 (50) 는, 측정 위치의 변경이 불필요한지의 여부를 판정한다. 즉, 미리 복수의 지점에서 막두께 측정을 실시하도록 설정되어 있던 경우, 스텝 S24 에서, 그 밖에 측정을 실시하는 지점의 존부가 판단된다. 또한, 하나의 지점에서만 막두께 측정을 실시하도록 설정되어 있는 경우에는 스텝 S24 는 생략된다.Returning to Fig. 9, when the film thickness calculation in step S24 is completed, the control unit 50 determines whether or not the change of the measurement position is unnecessary. That is, when the film thickness measurement is set to be performed at a plurality of points in advance, the presence or absence of the other points to be measured is determined in step S24. In the case where the film thickness measurement is set to be performed only at one point, step S24 is omitted.

스텝 S24 에서, 막두께 측정을 실시해야 하는 지점이 있는 것으로 판정된 경우, 측정 위치가 변경된다 (스텝 S25). 구체적으로는, 테라헤르츠파 (LT1) 가 막두께 측정을 실시하는 위치에 조사되도록, 시료 스테이지 이동 기구 (24) 가 시료 스테이지 (20) 의 지지대 (20A) 를 이동시킨다.If it is determined in step S24 that there is a point at which film thickness measurement should be performed, the measurement position is changed (step S25). Concretely, the sample stage moving mechanism 24 moves the support table 20A of the sample stage 20 so that the terahertz wave LT1 is irradiated to the position where the film thickness measurement is performed.

스텝 S24 에서, 막두께 측정을 실시해야 하는 지점이 없는 것으로 판정된 경우, 화상 생성 모듈 (513) 에 의해, 막두께 분포를 나타내는 화상 (막두께 분포 화상) 을 생성하고, 표시부 (61) 에 표시한다 (스텝 S27).If it is determined in step S24 that there is no point where film thickness measurement should be performed, the image generation module 513 generates an image (film thickness distribution image) showing the film thickness distribution and displays it on the display section 61 (Step S27).

도 16 은, 화상 생성 모듈 (513) 이 생성된 막두께 분포 화상 (I20) 의 일례를 나타내는 도면이다. 도 16 에 나타내는 막두께 분포 화상 (I20) 은, 막두께 분포를 삼차원 그래프로 나타낸 화상으로, X 축 및 Y 축은, 시료 (9) 의 표면에 평행한 2 축 방향을 나타내고, Z 축은 막두께를 나타낸다. 이와 같이, 막두께 분포 화상 (I20) 에 의하면, 측정 지점간에서의 막두께의 변화를 용이하게 시인할 수 있다.16 is a diagram showing an example of the film thickness distribution image I20 in which the image generation module 513 is generated. The film thickness distribution image I20 shown in Fig. 16 is a three-dimensional graph showing the film thickness distribution. The X axis and Y axis represent biaxial directions parallel to the surface of the sample 9, and the Z axis represents the film thickness . Thus, according to the film thickness distribution image I20, the change in the film thickness between the measurement points can be visually recognized easily.

이상과 같이, 막두께 측정 장치 (1) 에 의하면, 집전체 (93) 에 활물질 재료의 활물질막 (91) 이 형성된 시점에서, 막두께를 측정할 수 있다. 이로써, 활물질량의 과부족 등의 불량을 조기에 발견하는 것이 가능해져, 경제적 손실이 커지는 것을 억제할 수 있다.As described above, according to the film thickness measuring apparatus 1, the film thickness can be measured when the active material film 91 of the active material is formed on the current collector 93. This makes it possible to detect defects such as excess and deficiency of the amount of active material at an early stage, and to suppress an increase in economic loss.

도 17 은, 리튬 이온 전지의 부극 활물질 (흑연) 의 막을 투과한 투과파의 주파수 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 또한, 주파수 스펙트럼은, 시간 파형을 푸리에 변환함으로써 얻어진다. 도 17 에서는, 광전도 스위치 (14, 34) 의 종류의 조합을 바꾸어 투과파의 검출을 실시한 것이다. 또한,「b」는 보우 타이형,「d」는 다이 폴형을 나타낸다. 도 17 로부터 분명한 바와 같이, 리튬 이온 전지의 부극 활물질은, 1 ㎔ 이하의 투과 강도가 높다고 할 수 있다. 이 때문에, 조사하는 테라헤르츠파를 1 ㎔ 이하의 것으로 함으로써, 반사파 (LT3) 로부터 여분의 주파수 성분을 제거할 수 있어, 막두께를 고정밀도로 구할 수 있다.17 is a diagram showing a frequency spectrum of a transmission wave transmitted through a film of a negative electrode active material (graphite) of a lithium ion battery. The frequency spectrum is obtained by Fourier transforming the time waveform. In Fig. 17, transmission waves are detected by changing the combination of the types of the photoconductive switches 14 and 34. Fig. "B" indicates Bowtie type, and "d" indicates diaphragm type. As is apparent from Fig. 17, the negative electrode active material of the lithium ion battery has a high transmittance of 1 kPa or less. Therefore, by making the terahertz wave to be irradiated to be 1 ㎔ or less, an extra frequency component can be removed from the reflected wave LT3, and the film thickness can be obtained with high accuracy.

<2. 제 2 실시형태><2. Second Embodiment>

도 18 은, 제 2 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치 (1A) 가 장착된 활물질막 형성 시스템 (100) 을 나타내는 개략 측면도이다. 활물질막 형성 시스템 (100) 은, 롤투롤 방식으로 반송되는 시트상의 집전체 (93) 의 편면에 활물질막 (91) 을 형성하는 시스템이다. 이 활물질막 형성 시스템 (100) 은, 집전체 (93) 의 반송 경로 도중에, 활물질막의 막두께 측정을 하는 막두께 측정 장치 (1A) 를 구비하고 있다.18 is a schematic side view showing the active material film forming system 100 equipped with the film thickness measuring device 1A according to the second embodiment. The active material film forming system 100 is a system for forming an active material film 91 on one side of a sheet-like current collector 93 that is transported in a roll-to-roll manner. The active material film forming system 100 is provided with a film thickness measuring device 1A for measuring the film thickness of the active material film during the conveying path of the current collector 93. [

활물질막 형성 시스템 (100) 에서는, 권출 롤러 (701) 로부터 권출된 집전체 (93) 가, 반송 롤러 (702, 703) 를 경유하여 도공부 (71) 까지 반송된다.In the active material film forming system 100, the current collector 93 wound up from the take-up roller 701 is conveyed to the coating portion 71 via the conveying rollers 702 and 703.

도공부 (71) 는, 슬릿 다이 (711), 도공액 공급부 (713) 및 지지 롤러 (715) 를 구비하고 있다. 슬릿 다이 (711) 는, 집전체 (93) 의 폭 방향으로 연장되는 슬릿상의 토출구를 구비한다. 도공액 공급부 (713) 는, 배관을 통하여 슬릿 다이 (711) 에 활물질 재료를 함유하는 도공액 (슬러리) 을 공급한다. 지지 롤러 (715) 는, 슬릿 다이 (711) 의 토출구에 대향하는 위치에 배치되어, 집전체 (93) 의 이면을 지지한다.The coating portion 71 includes a slit die 711, a coating liquid supply portion 713, and a supporting roller 715. The slit die 711 has a slit-shaped discharge port extending in the width direction of the current collector 93. The coating liquid supply portion 713 supplies a coating liquid (slurry) containing an active material to the slit die 711 through a pipe. The support roller 715 is disposed at a position opposite to the discharge port of the slit die 711 to support the back surface of the current collector 93.

도공부 (71) 에서 도공액이 도포된 집전체 (93) 는, 건조부 (72) 로 반송된다. 건조부 (72) 는, 도공부 (71) 의 슬릿 다이 (711) 에 의해 집전체 (93) 의 편면에 형성된 도공액의 도막의 건조 처리를 실시한다. 건조부 (72) 는, 일례로서, 집전체 (93) 를 향하여 열풍을 공급함으로써 당해 집전체 (93) 를 가열하여, 도공액의 수분 또는 용매를 증발시킨다.The current collector 93 coated with the coating liquid in the coating portion 71 is conveyed to the drying portion 72. [ The drying section 72 performs drying treatment of the coating film of the coating solution formed on one side of the current collector 93 by the slit die 711 of the coating section 71. [ The drying section 72, as an example, heats the current collector 93 by supplying hot air toward the current collector 93 to evaporate moisture or a solvent of the coating liquid.

건조부 (72) 에서 건조된 집전체 (93) 는, 반송 롤러 (704, 705) 를 경유하여 권취 롤러 (706) 에 의해 권취된다.The current collector 93 dried in the drying section 72 is wound by the winding roller 706 via the conveying rollers 704 and 705.

막두께 측정 장치 (1A) 는, 반송 롤러 (704, 705) 사이의 위치에 배치되어 있고, 건조 상태의 집전체 (93) (측정 대상물) 에 형성된 활물질막 (91) 의 막두께를 측정하도록 구성되어 있다. 또한, 막두께 측정 장치 (1A) 의 배치 위치는 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 건조부 (72) 와 반송 롤러 (704) 사이의 위치, 또는 반송 롤러 (705) 와 권취 롤러 (706) 사이의 위치에 배치되어도 된다. 막두께 측정 장치 (1A) 는, 집전체 (93) 중, 건조 처리에 의해 편면에 형성된 활물질막 (91) 에 테라헤르츠파 (LT1) 를 조사하여, 반사된 반사파 (LT3) 를 검출한다.The film thickness measuring device 1A is disposed at a position between the conveying rollers 704 and 705 and is configured to measure the film thickness of the active material film 91 formed on the dry current collector 93 . The arrangement position of the film thickness measuring device 1A is not limited to this. For example, it may be disposed at a position between the drying section 72 and the conveying roller 704, or at a position between the conveying roller 705 and the winding roller 706. The film thickness measuring device 1A irradiates a terahertz wave LT1 to the active material film 91 formed on one surface of the current collector 93 by the drying process to detect the reflected reflected wave LT3.

또한, 막두께 측정 장치 (1) 는, 측정 대상물인 시료가 롤투롤로 반송되는 시트 부재로, 반송 롤러 (704, 705) 에 의해 지지되어 있는 점에서, 시료 스테이지 (20) 를 구비하는 막두께 측정 장치 (1) 와는 상이하다. 막두께 측정 장치 (1A) 의 그 밖의 구성에 대해서는, 막두께 측정 장치 (1) 와 대략 동일하게, 테라헤르츠파 조사부 (10), 반사파 검출부 (30A), 지연부 (40A) 및 제어부 (50) 로 구성된다.The film thickness measuring device 1 is a sheet member that is a sample to be measured and is conveyed by roll rollers and is supported by conveying rollers 704 and 705. The film thickness measuring device 1 is a film thickness measuring device having a sample stage 20, Is different from the device (1). Other configurations of the film thickness measuring apparatus 1A are substantially the same as those of the film thickness measuring apparatus 1 except that the terahertz wave irradiating unit 10, the reflected wave detecting unit 30A, the delay unit 40A, .

또한, 활물질막 형성 시스템 (100) 을 변형하여, 활물질막 (91) 을 집전체 (93) 의 양면에 형성하도록 구성해도 된다. 이 경우, 활물질막 형성 시스템이, 일방측의 활물질막 (91) 의 막두께를 측정하는 막두께 측정 장치 (1A) 와, 타방측의 활물질막 (91) 의 막두께를 측정하는 막두께 측정 장치 (1A) 를 구비하고 있어도 된다.The active material film forming system 100 may be modified to form the active material film 91 on both sides of the current collector 93. [ In this case, the active material film forming system includes a film thickness measuring device 1A for measuring the film thickness of the active material film 91 on one side, a film thickness measuring device 91 for measuring the film thickness of the active material film 91 on the other side, (1A).

본 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치 (1A) 에 의하면, 반사파 (LT3) 를 측정함으로써, 집전체 (93) 의 표면에 형성된 활물질막 (91) 의 막두께를 특정할 수 있다. 즉, 집전체 (93) 에 활물질막 (91) 을 형성한 시점에서, 막두께를 모니터링하는 것이 가능하다. 이 때문에, 활물질 재료의 과부족 등의 불량을 조기에 발견하는 것이 가능해져, 경제적 손실을 저감시킬 수 있다.The thickness of the active material film 91 formed on the surface of the current collector 93 can be specified by measuring the reflected wave LT3 according to the film thickness measuring device 1A according to the present embodiment. That is, at the time when the active material film 91 is formed on the current collector 93, it is possible to monitor the film thickness. Therefore, defects such as excess and deficiency of the active material can be detected at an early stage and the economic loss can be reduced.

또, 막두께 측정 장치 (1A) 에 의하면, 비접촉·비파괴로 활물질막의 막두께를 검사할 수 있다. 이 때문에, 시료를 파괴 또는 파손시키지 않고 막두께 측정을 할 수 있기 때문에, 샘플링에 의한 낭비의 발생을 저감시킬 수 있다.Further, according to the film thickness measuring device 1A, the film thickness of the active material film can be inspected in a non-contact or non-destructive manner. Therefore, since the film thickness can be measured without destroying or destroying the sample, the occurrence of waste due to sampling can be reduced.

이 발명은 상세하게 설명되었지만, 상기 설명은, 모든 국면에 있어서, 예시로, 이 발명이 그에 한정되는 것은 아니다. 예시되어 있지 않은 무수한 변형예가, 이 발명의 범위에서 벗어나지 않고 상정될 수 있는 것으로 해석된다. 또, 상기 각 실시형태 및 각 변형예에서 설명한 각 구성은, 서로 모순되지 않는 한 적절히 조합하거나, 생략하거나 할 수 있다.Although the present invention has been described in detail, the above description is by way of example and not limitation in all aspects. Numerous modifications that are not illustrated are deemed to be possible without departing from the scope of the invention. The configurations described in each of the above-described embodiments and modified examples may be appropriately combined or omitted as long as they do not contradict each other.

1, 1A : 막두께 측정 장치
10 : 테라헤르츠파 조사부
20 : 시료 스테이지
20A : 지지대
30 : 투과파 검출부
30A : 반사파 검출부
34 : 광전도 스위치 (투과파 검출기)
34A : 광전도 스위치 (반사파 검출기)
40, 40A : 지연부
50 : 제어부
501 : 시료 스테이지 제어 모듈
505 : 투과파 강도 취득 모듈
505A : 반사파 강도 취득 모듈
507 : 굴절률 취득 모듈
509 : 시간차 취득 모듈
511 : 막두께 산출 모듈
513 : 화상 생성 모듈
60 : 기억부
9 : 시료
91 : 활물질막
93 : 집전체
100 : 활물질막 형성 시스템
C1 : 굴절률 정보
Im1 : 막두께 분포 화상
LP1 : 펌프광
LT1 : 테라헤르츠파
LT2 : 투과파
LT3 : 반사파
LT31 : 표면 반사파
LT32 : 계면 반사파
T1, T2 : 피크 시간
Δt : 피크 시간차
d : 막두께
nS : 활물질막의 굴절률
1, 1A: Film thickness measuring device
10: terahertz wave investigation unit
20: Sample stage
20A: Support
30: Transmission wave detector
30A:
34: Photoelectric conversion switch (transmission wave detector)
34A: Photoelectric switch (Reflected wave detector)
40, 40A:
50:
501: sample stage control module
505: Transmission wave intensity acquisition module
505A: Reflected wave intensity acquisition module
507: refractive index acquisition module
509: time difference acquisition module
511: Film thickness calculating module
513: Image generation module
60:
9: Sample
91: active material film
93: The whole house
100: Active material film forming system
C1: refractive index information
Im1: film thickness distribution image
LP1: Pump
LT1: Terahertz wave
LT2: Transmission wave
LT3: Reflected wave
LT31: surface reflection wave
LT32: interface reflection wave
T1, T2: Peak time
Δt: Peak time difference
d: film thickness
n S : Refractive index of active material film

Claims (9)

집전체에 형성된 활물질막의 막두께를 측정하는 막두께 측정 장치로서,
0.01 ㎔ 내지 10 ㎔ 에 포함되는 주파수대의 테라헤르츠파를 시료에 조사하는 테라헤르츠파 조사부와,
상기 시료에서 반사된 상기 테라헤르츠파의 반사파를 검출하는 검출기를 구비한 반사파 검출부와,
상기 반사파 검출부에 의해 검출된 상기 반사파 중, 상기 시료에 있어서의 상기 활물질막의 표면에서 반사된 표면 반사파와, 상기 시료에 있어서의 상기 활물질막과 상기 집전체의 계면에서 반사된 계면 반사파의, 상기 검출기에 도달하는 시간차를 취득하는 시간차 취득부와,
상기 시간차 및 상기 활물질막의 굴절률에 기초하여 상기 활물질막의 막두께를 산출하는 막두께 산출부를 구비하는, 막두께 측정 장치.
1. A film thickness measuring device for measuring a film thickness of an active material film formed on a current collector,
A terahertz wave irradiator for irradiating a sample with a terahertz wave in a frequency band included in 0.01 to 10 kHz,
A reflected wave detecting unit having a detector for detecting a reflected wave of the terahertz wave reflected from the sample;
Wherein the surface wave reflected from the surface of the active material film in the sample and the interface reflection wave reflected from the interface between the active material film and the current collector in the sample, A time difference acquiring section for acquiring a time difference that reaches the time point at which the vehicle is traveling,
And a film thickness calculating section for calculating a film thickness of the active material film based on the time difference and the refractive index of the active material film.
제 1 항에 있어서,
상기 시간차 취득부는, 상기 반사파의 시간 파형에 있어서의 피크 시간에 기초하여 상기 시간차를 취득하는, 막두께 측정 장치.
The method according to claim 1,
And the time difference acquiring section acquires the time difference based on a peak time in the time waveform of the reflected wave.
제 2 항에 있어서,
상기 시간차 취득부는, 상기 시료에서 얻은 상기 반사파의 시간 파형으로부터 표면 반사 샘플에서 얻은 상기 반사파의 시간 파형을 뺌으로써, 상기 계면 반사파의 피크 시간을 특정하고,
상기 표면 반사 샘플은, 테라헤르츠파가 조사되었을 때, 상기 계면 반사파를 전부 흡수하는 두께의 상기 활물질막을, 상기 집전체의 표면에 형성한 것인, 막두께 측정 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the time difference acquisition unit specifies a peak time of the interface reflection wave by subtracting the time waveform of the reflected wave obtained from the surface reflection sample from the time waveform of the reflected wave obtained from the sample,
Wherein the surface reflection sample is formed on the surface of the current collector so that the active material film has a thickness that absorbs all of the interface reflection waves when the terahertz wave is irradiated.
제 3 항에 있어서,
상기 시간차 취득부는, 상기 시료에서 얻은 상기 반사파의 시간 파형, 및 상기 표면 반사 샘플에서 얻은 상기 반사파의 시간 파형에 대해, 각 반사파의 피크 시간을 맞추고 나서, 빼는, 막두께 측정 장치.
The method of claim 3,
Wherein the time difference acquisition unit subtracts the peak time of each reflected wave from the time waveform of the reflected wave obtained from the sample and the time waveform of the reflected wave obtained from the surface reflected sample.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시료에 있어서, 상기 테라헤르츠파가 조사되는 위치를, 상기 시료의 표면에 평행한 2 축 방향으로 변위시키는 조사 위치 변위부와,
상기 막두께 산출부가 산출한, 시료 상의 복수 지점의 막두께 분포를 나타내는 막두께 분포 화상을 생성하는 화상 생성부를 추가로 구비하는, 막두께 측정 장치.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
An irradiating position displacing unit for displacing the irradiated terahertz wave in a biaxial direction parallel to the surface of the sample;
And a film thickness distribution image representing a film thickness distribution of a plurality of points on the sample calculated by the film thickness calculating section.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 테라헤르츠파 조사부는, 상기 0.01 ㎔ 내지 1 ㎔ 의 주파수대의 테라헤르츠파를 상기 시료에 조사하는, 막두께 측정 장치.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the terahertz wave irradiating unit irradiates the sample with a terahertz wave in the frequency band of 0.01 to 1 kHz.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반사파의 로우 패스 필터 처리하는 필터 처리부를 추가로 구비하는, 막두께 측정 장치.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
Further comprising a filter processing section for performing low-pass filtering of the reflected wave.
제 7 항에 있어서,
상기 로우 패스 필터 처리가 1 ㎔ 이하의 테라헤르츠파를 투과시키는 처리인, 막두께 측정 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the low-pass filter process is a process of transmitting a terahertz wave of 1 kHz or less.
집전체에 형성된 활물질막의 막두께를 측정하는 막두께 측정 방법으로서,
(a) 0.01 ㎔ 내지 10 ㎔ 에 포함되는 주파수대의 테라헤르츠파를 시료에 조사하고, 상기 시료에서 반사된 상기 테라헤르츠파의 반사파를 검출기로 검출하는 검출 공정과,
(b) 상기 검출기에서 검출된 상기 반사파 중, 상기 시료에 있어서의 상기 활물질막의 표면에서 반사된 표면 반사파와, 상기 시료에 있어서의 상기 활물질막과 상기 집전체의 계면에서 반사된 계면 반사파의, 상기 검출기에 도달하는 시간차를 취득하는 시간차 취득 공정과,
(c) 상기 시간차 및 상기 활물질막의 굴절률에 기초하여 상기 활물질막의 막두께를 산출하는 막두께 산출 공정을 포함하는, 막두께 측정 방법.
A film thickness measuring method for measuring a film thickness of an active material film formed on a current collector,
(a) a detecting step of irradiating a sample with a terahertz wave in a frequency band of 0.01 to 10 kHz and detecting a reflected wave of the terahertz wave reflected from the sample with a detector;
(b) a surface reflection wave reflected from a surface of the active material film in the sample among the reflected waves detected by the detector, and a surface reflection wave reflected from an interface between the active material film and the current collector in the sample, A time difference acquiring step of acquiring a time difference reaching the detector,
(c) a film thickness calculating step of calculating a film thickness of the active material film based on the time difference and the refractive index of the active material film.
KR1020187007073A 2015-09-25 2016-06-24 Film thickness measuring device and film thickness measuring method KR102052288B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2015-188381 2015-09-25
JP2015188381A JP6589239B2 (en) 2015-09-25 2015-09-25 Film thickness measuring apparatus and film thickness measuring method
PCT/JP2016/068845 WO2017051579A1 (en) 2015-09-25 2016-06-24 Film thickness measuring device and film thickness measuring method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180040636A true KR20180040636A (en) 2018-04-20
KR102052288B1 KR102052288B1 (en) 2019-12-04

Family

ID=58385905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187007073A KR102052288B1 (en) 2015-09-25 2016-06-24 Film thickness measuring device and film thickness measuring method

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6589239B2 (en)
KR (1) KR102052288B1 (en)
CN (1) CN108027236B (en)
WO (1) WO2017051579A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102075356B1 (en) * 2018-08-27 2020-02-10 한양대학교 산학협력단 Specimen thickness measuring device and Specimen Thickness Measuring Method
WO2020222454A1 (en) * 2019-04-30 2020-11-05 한양대학교 산학협력단 Thickness measuring device
WO2023146262A1 (en) * 2022-01-27 2023-08-03 주식회사 액트로 Device and method for measuring thickness

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6575824B2 (en) * 2017-03-22 2019-09-18 トヨタ自動車株式会社 Film thickness measuring method and film thickness measuring apparatus
KR102508528B1 (en) 2017-09-12 2023-03-09 삼성전자주식회사 Measuring device and semiconductor package manufacturing system including the same.
CN108020165B (en) * 2017-11-30 2020-03-24 中国特种设备检测研究院 Method and system for measuring thickness of non-metallic material by using terahertz waves
CN108398096A (en) * 2018-04-11 2018-08-14 青岛万龙智控科技有限公司 The reflective On-line Measuring Method of THz wave of wirecord fabric thickness
CN110243296A (en) * 2019-06-21 2019-09-17 上海理工大学 The damage-free measuring apparatus and method of pearl pearl thickness degree
GB2587014B (en) * 2019-09-13 2022-02-23 Cambridge Battery Res Limited Sensing apparatus and method of operation thereof
EP4042099A1 (en) * 2019-10-10 2022-08-17 3M Innovative Properties Company Methods and systems for blown film thickness measurement
CN110542387A (en) * 2019-10-15 2019-12-06 云南电网有限责任公司电力科学研究院 insulating material thickness detection method and system based on terahertz propagation characteristics
KR20210073380A (en) 2019-12-10 2021-06-18 현대자동차주식회사 Apparatus for detecting slurry spread volume using terahertz wave, spread system and detecting method using the same
CN111076668B (en) * 2019-12-24 2021-03-23 天津大学 Differential reflection spectrum measurement method for nano-thickness SiO2 thickness
CN111964596B (en) * 2020-08-19 2021-10-19 长春理工大学 Caliper type thickness measuring device and method based on terahertz pulse
CN113776468A (en) * 2021-09-16 2021-12-10 深圳市电科智能科技有限公司 Terahertz film thickness tester
GB2617330A (en) 2022-03-31 2023-10-11 Teraview Ltd Method, system and sensor for analysing a sample, and process for manufacturing an electrode
CN114636393B (en) * 2022-05-23 2022-08-16 季华实验室 Chip dielectric layer thickness detection method and device, electronic equipment and storage medium

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004071472A (en) 2002-08-08 2004-03-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Drying device of coating sheet, and drying method of coating sheet
JP2006526774A (en) 2003-06-02 2006-11-24 テラビュー リミテッド Method and apparatus for quantitative analysis using terahertz radiation
JP2008076324A (en) * 2006-09-25 2008-04-03 Moritex Corp Optical anisotropy parameter measuring apparatus
WO2011024789A1 (en) 2009-08-24 2011-03-03 Jsr株式会社 Composition for forming electrode, slurry for forming electrode, electrode, and electrochemical device
JP2014081285A (en) * 2012-10-17 2014-05-08 Aisin Seiki Co Ltd Method of measuring film thickness of multilayer ceramic
JP2014096386A (en) 2014-01-24 2014-05-22 Toyota Motor Corp Lithium ion secondary battery
JP2014116317A (en) 2012-08-29 2014-06-26 Showa Denko Kk Electricity storage device and method for manufacturing the same
KR20150082318A (en) * 2012-10-19 2015-07-15 피코메트릭스 엘엘씨 System for calculation of material properties using reflection terahertz radiation and an external reference structure
KR20170108281A (en) * 2016-03-17 2017-09-27 연세대학교 산학협력단 Apparatus and method for inspecting thickness of transparent thin film using terahertz wave

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006038744A (en) * 2004-07-29 2006-02-09 Disco Abrasive Syst Ltd Thickness measuring instrument and grinding device
JP4481967B2 (en) * 2005-09-05 2010-06-16 キヤノン株式会社 Sensor device
JP5477275B2 (en) * 2010-02-26 2014-04-23 アイシン精機株式会社 Coating film inspection apparatus and inspection method
JP5300915B2 (en) * 2011-05-12 2013-09-25 株式会社アドバンテスト Electromagnetic wave measuring apparatus, measuring method, program, recording medium
US9140542B2 (en) * 2012-02-08 2015-09-22 Honeywell Asca Inc. Caliper coating measurement on continuous non-uniform web using THz sensor
EP2899498B1 (en) * 2014-01-28 2020-03-11 ABB Schweiz AG Sensor system and method for characterizing a coated body
JP2015155843A (en) * 2014-02-20 2015-08-27 パイオニア株式会社 Terahertz wave measurement device, terahertz wave measurement method, computer program, and recording medium

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004071472A (en) 2002-08-08 2004-03-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Drying device of coating sheet, and drying method of coating sheet
JP2006526774A (en) 2003-06-02 2006-11-24 テラビュー リミテッド Method and apparatus for quantitative analysis using terahertz radiation
JP2008076324A (en) * 2006-09-25 2008-04-03 Moritex Corp Optical anisotropy parameter measuring apparatus
WO2011024789A1 (en) 2009-08-24 2011-03-03 Jsr株式会社 Composition for forming electrode, slurry for forming electrode, electrode, and electrochemical device
JP2014116317A (en) 2012-08-29 2014-06-26 Showa Denko Kk Electricity storage device and method for manufacturing the same
JP2014081285A (en) * 2012-10-17 2014-05-08 Aisin Seiki Co Ltd Method of measuring film thickness of multilayer ceramic
KR20150082318A (en) * 2012-10-19 2015-07-15 피코메트릭스 엘엘씨 System for calculation of material properties using reflection terahertz radiation and an external reference structure
JP2014096386A (en) 2014-01-24 2014-05-22 Toyota Motor Corp Lithium ion secondary battery
KR20170108281A (en) * 2016-03-17 2017-09-27 연세대학교 산학협력단 Apparatus and method for inspecting thickness of transparent thin film using terahertz wave

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102075356B1 (en) * 2018-08-27 2020-02-10 한양대학교 산학협력단 Specimen thickness measuring device and Specimen Thickness Measuring Method
WO2020045852A1 (en) * 2018-08-27 2020-03-05 한양대학교 산학협력단 Device for measuring thickness of specimen and method for measuring thickness of specimen
US11346659B2 (en) 2018-08-27 2022-05-31 Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University Device for measuring thickness of specimen and method for measuring thickness of specimen
WO2020222454A1 (en) * 2019-04-30 2020-11-05 한양대학교 산학협력단 Thickness measuring device
WO2023146262A1 (en) * 2022-01-27 2023-08-03 주식회사 액트로 Device and method for measuring thickness

Also Published As

Publication number Publication date
CN108027236A (en) 2018-05-11
WO2017051579A1 (en) 2017-03-30
JP6589239B2 (en) 2019-10-16
CN108027236B (en) 2019-12-17
KR102052288B1 (en) 2019-12-04
JP2017062201A (en) 2017-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20180040636A (en) Film thickness measuring apparatus and film thickness measuring method
JP6502698B2 (en) Measuring device and measuring method
JP5615941B2 (en) Foreign object detection device and foreign object detection method
US8513608B2 (en) Coating film inspection apparatus and inspection method
EP2031374B1 (en) Apparatus and method for obtaining information related to terahertz waves
US9071776B2 (en) Reflective imaging device and image acquisition method
US20150076354A1 (en) Information acquiring apparatus and information acquiring method for acquiring information on specimen by using terahertz wave
JP2014081285A (en) Method of measuring film thickness of multilayer ceramic
US10613026B2 (en) Far-infrared imaging device and far-infrared imaging method
JP5783408B2 (en) Film thickness inspection apparatus and inspection method
JP2015148523A (en) terahertz wave phase difference measurement system
CN111999278A (en) Ultrafast time resolution transient reflected light, transmitted light and related Raman spectrum imaging system
US20150069246A1 (en) Information obtaining apparatus and information obtaining method
US20160109360A1 (en) Inspection apparatus, inspection method, and storage medium
JP2006275867A (en) Terahertz light inspection apparatus
US10782229B1 (en) Detecting metal contamination in polymer sheets
JP2012208098A (en) Physical property measuring device and physical property measuring method
CN110940644A (en) Second-order nonlinear optical testing device and method
JP7313221B2 (en) Measuring device and measuring method
CN111077117A (en) Surface second-order nonlinear optical testing device and testing method
TW202405373A (en) Method, system and sensor for analysing a sample, and process for manufacturing an electrode
CN112229814A (en) Terahertz spectrum measuring device, measuring method and application thereof
JP2003315424A (en) Apparatus and method for evaluation of electrical characteristic

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant