JPH03205557A - 超音波顕微鏡の探触子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、試料に対して集束性の超音波ビームを照射し
、その反射波に基づいて当該試料の音響特性を測定、分
析する超音波顕微鏡に用いられる超音波顕微鏡の探触子
に関する。

〔従来の技術〕

近年、物体（試料）の表層の物性、例えば表層の厚さ、
接合界面付近に発生する残留応力、加工層の残留応力、
又は結晶粒内の残留応力の大きさ等を知る手段として、
超音波顕微鏡が使用されるようになった。この超音波顕
微鏡の概略を図により説明する。

第６図は超音波顕微鏡の系統図である。図で、ｘ，ｙ，
ｚは座標軸を示す（Ｙ軸は紙面に垂直方向）。１は超音
波探触子（センサ）であり、圧電素子１ａおよびこれを
付着した音響レンズ１ｂより成る。音響レンズ１ｂは下
面に半球状のレンズ面１ｃを有する。２は超音波顕微鏡
による検査対象となる試料、３は試料２を載置する試料
台、４は試料台３をＹ軸方向に移動させるＹ軸走査装置
、５は試料２のＸ，Ｙ軸上の位置決めを行なうＸＹ位置
決め装置である。６は走査制′４′Ｂ装置であり、Ｘ−
Ｙ位置決め装置５およびＹ軸走査装置４を駆動制御する
とともに、センサ１のＸ軸およびＺ軸方向の駆動を制御
する。なお、センサ１の駆動機構については図示が省略
されている。７はセンサ１と試料２との間に介在する液
体媒質、例えば水を示す。９は圧電素子１ａに高周波パ
ルス電圧を印加する高周波パルス発振器、１０は圧電素
子１ａからの信号を受信処理する受信器、ｌ１は受信器
１０で処理された信号に基づいて表示を行なう表示装置
である。

第７図は第６図に示すセンサｌの斜視図である。

図で、第６図に示す部分と同一部分には同一符号が付し
てある。図から明らかなように圧電素子１ａで発生した
超音波は音響レンス１ｂ内を伝播し、下部のレンズ面で
１０で集束され、一点に集束する集束超音波ヒームＢと
なって試料２に照射されることになる。

高周波パルス発振器９から圧電素子１ａにパルス電圧が
印加されると、圧電素子１ａは超音波を発生し、この超
音波は第６．７図に示すように音響レンズ１ｂにより集
束され集束性の超音波ビームＢとして放射される。この
超音波ビームＢは試料２に照射され、その反射波は放射
経路を戻って圧電素子１ａに達する。この反射波の到達
により圧電素子１ａは当該反射波の大きさに比例した電
気信号を出力する。受信器１０は当該電気信号を受信し
、増幅、検波を行った後、この信号を輝度変調信号とし
て用いることにより、表示装置１１上に当該電気信号に
応した一画素の画像（超音波顕微鏡像）を表示させる。

走査制御装置６により試料２を移動させ、超音波ビーム
Ｂによる２次元走査を行なうことにより、一枚の超音波
画像が得られる。

ところで、前述のように、近年、集束性の超音波を用い
て試料２の表層の物性を調べる（材料表面を評価する）
手段が開発されている。以下、この手段について述べる
。センサｌをＺ軸方向に沿って試料２に近付けながら上
記の動作を実施すると、圧電素子１ａから出力される信
号は第８図に示す波形となる。第８図で、横軸には七ン
サｌと試料２との間のＺ軸方向の距離（Ｚ）が、又、縦
軸には圧電素子１ａから出力される信号の電圧レヘル（
Ｖ）がとってある。なお、センサ１と試料２との間の距
離（Ｚ）は、センサｌのある定められた位置を０とし、
センサｌが試料から離れる方向を正、接近する方向を負
としてある。第８図に示される波形はＶ　（Ｚ）曲線と
称され、センサｌが試料２にある距離以下に接近した状
態において一定の周期ΔＺをもって変化する。

このように、Ｖ　（Ｚ）曲線が周期ΔＺで変化するのは
、試料２に上記超音波ビームＢが照射されたとき、媒質
７（水）と試料２の音響インピーダンスで定まる臨界角
で入射した超音波ビームにより、試料２の表層に弾性表
面波が生し、この弾性表面波の反射波と前記超音波ビー
ムＢの反射波とが干渉し合うことによるものである。そ
して、その干渉の度合はセンサ１のＺ軸方向の変位によ
る弾性表面波の伝播距離の変化に応じて順次変化し、こ
の変化によって生じる周期ΔＺは試料２の表層を上記弾
性表面波が伝播する伝播速度と一定の関係にある。即ち
、液体媒質７の音速を■８、液体媒質７内の音波の波長
をλ．とすると、弾性表面波の伝播速度Ｖｌ１は次式で
表わされる。

ＶＲ＝Ｖ，（ΔＺ／λ　）　ｌ／２・・・・・・（１）
（１）式において、値Ｖｗ，λ０は既知であるから、Ｖ
　（Ｚ）曲線から周期ΔＺを測定すれば弾性表面波の伝
播速度■８を得ることができる。そして、この伝播速度
ＶＲは試料２の表層の物性により変化するものであり、
したがって、伝播速度Ｖｌｌに基づいて試料２の表層の
物性を知ることができる。例えば、試料２の表面が加工
された表面であるとき、その加工層の残留応力や厚さを
知ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、物体はそれぞれ物性が異なるが、どのような
物体に対しても超音波顕微鏡で測定できることが望まし
い。例えば、ある物体にはその結晶構造に異方性をもつ
ものがあるが、このような物体であっても超音波顕微鏡
により所要の測定がなされねばならない。しかしながら
、上記のように点集束ビームを用いた従来の超音波顕微
鏡では、所要の測定は困難である。即ち、上記Ｖ　（Ｚ
）曲線の検出は、試料２の微小部分において行なわれる
が、その照射領域における超音波ビームＢの戒分はその
中心軸（ビーム軸）の周囲の全方向に互っているため、
得られる弾性表面波の音速は当該全方向における平均値
であり、このため、異方性をもった試料２の測定は不可
能である。

第９図はこのような異方性をもつ試料の測定のための特
殊なセンサの斜視図である。図で、ｌ　ａ　１は長方形
の圧電素子、ｌｂ’は音響レンズである。

音響レンズｌｂ’も長方形に形成されているため、下部
に形成される凹面１ｃ′は円筒面となる。このような円
筒面により、このセンサは図示のように一軸方向（音響
レンズｌｂ’の長さ方向〉のみの直線状の超音波ビーム
を集束せしめることができ、したがって、試料２の表面
に一方向（音響レンズｌｂ’の幅方向）のみの弾性表面
波を発生させることができる。試料２を矢印に示すよう
に回転させながら、各角度毎に弾性表面波の伝播速度を
測定すれば、試料２の異方性を求め、かつ、その方向に
沿う弾性表面波の伝播速度の測定を行なうことができる
。

しかしながら、第９図に示すセ２サには、センサ自体の
交換に手間と時間を要するという問題があり、かつ、そ
れ以外にも次のような問題がある。

即ち、このセンサは一軸のみ集束させる構造であるので
、音響レンズ１ｂ’の長軸方向の長さＬを小さくするに
は限度があり、通常ほぼ２１ｍである。

このため、このセンサから得られる超音波情報は上記２
ｎの間の平均値となる。一方、超音波顕微鏡の特徴の１
つは、極く微小な領域から物質の弾性的性質を捕捉する
ことができる点にあるので、この観点からみると試料２
上の照射領域が２−もあることは超音波顕微鏡の特質を
全く発揮できないということになる。

さらに、測定時に４３いて、試料２の表面と直線状の超
音波ビームの焦点面とは完全に平行でなげればならず、
両者の間に僅かな傾きが生しると計測精度に誤差を生し
る。この傾きの許容角度は１７１００度であり、両者の
傾きを許容角度以下とするためには長時間の調整を要す
るのが通常である。

本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、
探触子木体を交換することなく、試料の微小領域の弾性
表面波の測定を行なうことができる超音波顕微鏡の探触
子を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達或するため、本発明は、超音波を送受信す
る素子と、この素子で発生した超音波を点集束させる音
響レンズとを備え、点集束された超音波ビームを試料に
照射するとともにこの照射した超音波ビームの反射波を
前記素子で受信し、当該反射波に比例した電気信号に変
換する超音波顕微鏡の探触子において、前記音響レンス
の前記試料側にマスクを設け、このマスクを、前記試料
表層の一方向の弾性表面波に関与する超音波ビームおよ
び弾性表面波には関与しない超音波ビームを透過する超
音波透過部と、前記一方向以外の方向の弾性表面波に関
与する超音波ビームの透過性を大きく減少させる超音波
阻止部とで構成したことを特徴とする。

Ｃ作用〕 超音波を送受信する素子で発生した超音波は、音響レン
ズにより集束され、一点に集束する集束超音波ビームと
なって放射される。この放射された集束超音波ビームは
マスクにおいて、超音波透過部に到達したビームのみ試
料に放射され、他のビームは超音波阻止部で減衰又は反
射されて試料には、微弱な超音波となって到達し、又は
全く到達しない。この結果、超音波阻止部に到達したビ
ームは測定には寄与しない。

一方、超音波透過部は臨界角を中心とするその近傍の角
度をもつ超音波ビームを透過させるので、このようなビ
ームが試料に入射すると試料表層には弾性表面波が生し
、その反射波は再び超音波透過部を通って音響レンズに
戻り素子に到達する。

この場合、当該反射波は、超音波透過部により定まる一
方向の弾性表面波の反射波である。

なお、ここで、上記反射波は、入射波が物体表面に入射
し当該物体の表面形状にしたがって反射する反射波とは
異なり、弾性表面波が試料表面を通る間に当該試料表面
から放射される放射波であるが、試料に入射した超音波
ビームの戻りのビームであることから広い意味で反射波
ということができるので、以下、反射波の語を用いるこ
とにする。

このような弾性表面波の反射波とともに、臨界角より小
さい角度で超音波透過部を通過したビームの反射波も再
度超音波透過部を通り音響レンズを介して素子に到達す
る。

素子は、上記２つの反射波が重畳した反射波（干渉波）
により励振され、当該干渉波の大きさに比例した電気信
号を出力する。探触子と試料の間の距離を順次変化させ
ることにより、上記２つの反射波の重畳の態様が変化し
、これに伴って素子から出力される電気信号のレベルも
変化し、最終的に、超音波透過部で定まる方向のＶ　（
Ｚ）曲線を得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る超音波顕微鏡の探触子（
センサ）の断面図である。図で、第６図に示す部分と同
一部分には同一符号を付して説明を省略する。１′は本
実施例のセンサを示し、圧電素子１ａ、レンズ面ＩＣを
有する音響レンズ１ｂ、およびマスク１３より或る。マ
スク１３は超音波の透過を距止し又は大きく減少する阻
止部１３ａおよび超音波を透過させる透過部１３ｂで構
或されている。

第２図（ａ）〜（ｆ）は第１図に示すマスクの透過部の
形状の種々の具体例の平面図である。第２図（ａ）は阻
止部１３ａおよび長方形の透過部１３ｂ，を有するマス
ク１３を示す。又、破線で示す円形の輪郭Ｓ１は音響レ
ンズ１ｂから放射されマスク１３に到達した集束超音波
ビームの外郭を示し、さらに、一点鎖線で示す円形の輪
郭Ｓ２は当該集束超音波ビームのうち臨界角の超音波ビ
ームの輪郭を示す。この具体例のマスク１３の透過部１
３ｂ１は長さｌ、幅ｄを有し、長さｌは臨界角の超音波
ビームのうち、角度α間の入射波および反射波が透過可
能な長さに選定され、かつ、幅ｄは臨界角の超音波ビー
ムのその他の部分を阻止する長さに選定されている。こ
のような透過部１３ｂ，を有するマスク１３を用いた場
合、試料２からは第２図＜ａ＞で縦方向の弾性表面波の
反射波および臨界角より小さな角度の入射波の反射波を
得ることができ、一軸方向の弾性表面波の情報をとり出
すことができる。

第２図（ｂ）に示すマスク１３は、その透過部１３ｂ２
の形状が台形を２つ重ねた形状に形成されている。即ち
、長さおよび中央部の幅の寸法はそれぞれ＆，ｄであり
、第２図（ａ）に示す透過部ｌ３ｂ，と同じであるが、
長さ方向両端部の幅ｄ′は幅ｄより大きく選定されてい
る。これにより、臨界角の入射超音波量を大きくして干
渉の度合を大きくし、これにより、一層顕著なＶ　（Ｚ
）曲線を得ることができる。

第２図（Ｃ）に示すマスク１３は、その透過部ｌ３ｂ３
の形状がほぼ半円形に形成されている。この透過部１３
ｂ３は第２図（ａ）に示す透過部１３ｂ＋の２つの長辺
のうちの図で左の長辺を基辺とした半円形状である。こ
のマスク１３は第２図（ａ）に示すマスク１３と同一の
作用効果を有する。即ち、左の長辺側からの臨界角の超
音波ビームの入射は阻止されているので、右の長辺側が
半円形に開放されていても臨界角の超音波ビームの反射
波はなく、逆に、右の長辺側からの臨界角の超音波ビー
ムの入射はあるが、その反射波は左の長辺側により阻止
される。

第２図（ｄ）に示すマスク１３は、その透過部１３ｂ４
の形状がほぼ半円形に形成されている。この透過部１３
ｂ４は破線で示すような第２図（ｂ）の透過部１３ｂ２
の右辺を半円に形成したものであり、第２図（ｃ）に示
す場合と同じ理由で、第２図（ｂ）に示す透過部１３ｂ
２と同一の作用効果を有する。

第２図（ｅ）に示すマスクｌ３は、その透過部１３ｂ，
の形状が第２図（ｄ）に示す透過部１３ｂ４の形状にお
いて中央部を大きく狭めた形状に類似する形状とされて
いる。即ち、透過部１３ｂ，の中央部には阻止部１３ａ
の一部１３ａ′が大きく張り出しており、このため、中
央部分を透過する超音波ビームは阻止される。この結果
、臨界角の超音波ビーム以外の透過超音波ビームの反射
波が減少せしめられ、相対的に臨界角の超音波ビームの
反射量が大きくなり、顕著なＶ　（Ｚ）曲線を得ること
ができる。

第２図（ｆ）に示すマスク１３は、その中心を通る図で
縦軸上に当該中心に対称に２つの透過部１３１）６＋，
　１３ｂ６。を有する。このマスク１３の透過部は第２
図（ａ）に示す透過部１３ｂｌの中央部分を阻止部とし
たものと同一であり、臨界角の超音波ビームとその近辺
の超音波ビームの入射波および反射波のみ透過する。こ
れにより、第２図（ｅ）に示すマスク１３と比較して、
相対的に弾性表面波がさらに強調されることになる。

次に、マスク１３の構造を図により説明する。第３図（
ａ）〜（ｅ）はマスク１３の阻止部と透過部の構造の種
々の具体例の拡大断面図である。第３図（ａ）に示すマ
スク１３は、フィルム１３ａ１およびこのフイルム１３
ａ，にあけられた貫通孔１３ｂ，。。

で構或されている。フィルム１３ａ，が第１図に示す阻
止部１３ａを構成し、又、貫通孔１３ｂｌ。。が透過部
１３ｂを構或する。フイルム１３ａ＋には、媒質（水）
の音響インピーダンスに近い音響インピーダンス（ρｃ
　＝２．０〜３．０〉を有し、かつ、超音波を大きく減
衰させる物質で構或される。これらの特性を有する物質
としてはサラン系の樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン
等が用いられる。このマスクｌ３のフイルム１３ａ１に
入射する超音波ビームは、フイルム１３ａ，の前記特性
によりほとんど反射せず、かつ、フイルム１３ａ＋を通
過する間に大きく減衰される。そして、フイルム１３ａ
，を通過して試料２に入射した超音波ビームの反射波は
、再度フイルム１３ａ１を通過するとき再び大きな減衰
を受ける。この結果、フイルム１３ａ１の表面からの反
射波およびフイルム１３ａｌを通る試料２からの反射波
は極度に小さくなり、音響レンズｔｂに返ってくる反射
波は実質的に、貫通孔１３ｂ１。。

を通る反射波のみとなる。

第３図（ｂ）に示すマスク１３は、第３図（ａ）に示す
フイルム１３ａ１に金属箔１３ｃを付着した構戒を有す
る。１３ｃ．．。は金属箔１３ｃに設けられ、フイルム
１３ａ．の貫通孔１３ｂ＋ｏｏと一致する貫通孔である
。金属箔１３ｃとしては、超音波を透過せず、剛性が大
きく、かつ、エソチングが可能な物質、例えばステンレ
ススチール、モリブデン等の金属が用いられる。金属Ｆ
６１３ｃにより、フイルム１３ａ，から人射した超音波
は試料２に対して完全に遮断され、かつ、金属Ｆｉｌ３
ｃからの反射波はフイルム１３ａ１を戻る間に再び減衰
せしめられる。

このように、金属ｆｉｌ３ｃを設けることにより、この
マスク１３は第３図（ａ）に示すマスク１３と同じ作用
効果を生じるとともに、柔軟なフイルム１３ａ，に剛性
を与えて透過部１３ｂ（貫通孔１３１）１０。

）の形状を所定の形状に保持することができ、かつ、透
過部１３ｂをエッチングにより作或することができる効
果をも生じる。

第３図（Ｃ）に示すマスク１３は、貫通孔のないフイル
ム１３ａ２に、第３図（ｂ）に示す金属箔１３Ｃを付着
した構或を有する。フイルム１３ａ２は第３図（ａ）、
（ｂ）に示すフイルム１３ａ，と同じ物質により構成さ
れるが、その厚さがλ／４　（λは使用される超音波の
波長）に設定されている。

このように、厚さがλ／４である場合、超音波ビームは
良好な透過を示す。したがって、第３図（ｂ）に示すよ
うに貫通孔１３ｂ，。。を形或する必要はなく、製造が
容易である。

第３図（ｄ）に示すマスク１３は、第３図（ｃ）に示す
フイルム１３ａ．の上面に金属箔１３ｃと同一物質の金
属箔１３ｄを付着した構成を有する。ｌ３ｄ１。。は金
属箔１３ｄに形成されて透過部を構或する貫通孔、１３
ｄｚｏｏは金属箔１３ｄの表面に形成された多数の凹凸
面である。マスク１３に入射した超音波ビームは貫通孔
１３ｄｌ。。以外の部分では凹凸面１３ｄ２ｏｏにおい
て乱反射せしめられる。この乱反射せしめられた超音波
は音響レンズ１ｂに対してあらゆる方向から入射するこ
とになり、これら入射した超音波のうち圧電素子１ａに
到達するものは極めて少なく実質的に無視することがで
き、貫通孔１３ｄ＋ｏｏを通過する反射波の受信信号に
何等の影響をも及ぼさない。

第３図（ｅ）に示すマスク１３は、第３図（ｄ）に示す
金属箔１３（Ｉの代りに、フイルム１３ａ２の上面に糊
の層１３ｅを付着した横或を有する。この糊の層１３ｅ
は、フイルム１３ａ２の上面に糊を塗布し、その上から
ローラをかけることにより形成される。

１３ｅ，。。は層１３ｅに形成された開孔部である。こ
のような糊の層１３ｅを付着することにより、この層１
３ｅの表面は凹凸面１３ｅ２。。となり、第３図（ｄ）
に示すものと同し効果を生しる。

第４図は第２、３図に示すマスク１３の取付けを示すセ
ンサの断面図である。図で、１ａは圧電素子、ｌｂは音
響レンズ、ｌ３はマスクを示す。１７は音響レンズ１ｂ
に着脱自在に装着されたホルダである。ホルダ１７の先
端面にはマスク１３が固定されている。種々の形状の透
過部１５ｃを有するマスク１３を固定したホルダ１７を
予め用意しておき、測定態様に応じたホルダ１７を選択
し音響レンズ１ｂに装着すれば、所望の測定を実施する
ことができる。

マスク１３は第２図（ａ）〜（ｆ）に示す阻止部と透過
部の平面形状、および第３図（ａ）〜（ｅ）に示す構造
を組合せることにより構成される。ここで、第２図（ａ
）に示す平面形状および第３図＜ａ）に示す構造を備え
たマスク１３を例示して本実施例の動作を説明する。

第５図（ａ），　　（ｂ）は音響レンズ１ｂ先端、マス
ク１３、および試料２の一部拡大断面図であり、第５図
（ａ）は第５図（ｂ）の線Ｖａ−Ｖａに沿う断面図、第
５図（ｂ）は第５図（ａ）の線ｖｂ−ｖｂに沿う断面図
である。各図で、第１図、第２図（ａ）、第３図（ａ）
に示す部分と同一部分には同一符号を付して説明を省略
する。２０は試料２の表層において弾性表面波が生じて
いる部分、θは臨界角、Ｆは超音波ビームの焦点を示す
。

圧電素子１ａに所定の電圧が印加されると、音響レンズ
１ｂからは焦点Ｆに集束する断面円形の超音波ビームが
放射される。この超−音波ビームがマスク１３に達する
と、阻止部１３ａ，に到達した超音波ビームは阻止部１
３ａ１を通過する間に大きく減衰され、又、透過部１３
ｂ１に到達した超音波ビームはそのまま通過する。した
がって、マスク１３を通過した超音波ビームは実質的に
透過部１３ｂｌと同一の長方形の微小断面を有する。こ
の超音波ビームのうち、透過部１３ｂ１の長さ１方向の
超音波ビームには第５図（ａ）に示すように臨界角θの
超音波ビームが含まれ、又、透過部１３ｂ，の幅ｄ方向
の超音波ビームには第５図９（ｂ）に示すように臨界角
θの超音波ビームは含まれていない。

このマスクｌ３を通過した超音波ビームのうち、臨界角
θ未満のものは試料２内の焦点Ｆからの反射波として入
射経路と同一経路を通って音響レンズに戻る。一方、臨
界角θで入射した超音波ビームＳ２は第５図（ａ）に示
すように試料２の部分２０に弾性表面波を発生する。そ
して、部分２００表面からは、当該弾性表面波による反
射波Ｓ３が順次矢印で示すように発生するが、これら反
射波Ｓ３が音響レンズ１ｂに入射したとき、入射経路と
対称位置にある反射経路を通る反射波Ｓ３のみが圧電素
子１ａに到達し、他の反射波Ｓ，は圧電素子１ａとは異
なる方向に屈折して圧電素子１ｂには到達しない。なお
、図示とは逆方向の臨界角の超音波ビームについても同
様の現象を生じる。

このように、本実施例では、臨界角の超音波ビームは、
透過部の長さ方向においてのみ発生させるようにしたの
で、特定軸方向のＶ　（Ｚ）曲線を得ることができ、し
かも、一点に集束する通常の超音波ビームを用いている
ので、微小領域の測定が可能である。

なお、上記実施例の説明では、異なるマスクを固定した
複数のホルダを予め用意し、測定に際してこれらのうち
適宜なホルダを選択する例について説明したが、マスク
をホルダに着脱自在とする構或を採用すればホルダは１
つ備えておけばよいことになる。さらに、１つのマスク
に異なる形状の透過部を形成しておき、かつ、マスクが
ホノレダに対してｘＹ面内で移動できるような構戒とす
れば、極めて効率的に測定を行うことができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、点集束ビームのうち、
一方向の弾性表面波に関与する超音波ビームを透過させ
、その他の方向の弾性表面波に関与する超音波ビームを
阻止するマスクを設けたので、試料表層に対して、特定
方向についての微小領域の測定を行なうことができ、こ
れにより測定精度を大幅に向上せしめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る超音波顕微鏡の探触子お
よび試料近傍の断面図、第２図（ａ）〜（ｆ）は第１図
に示すマスクの平面図、第３図（ａ）〜（ｅ）はマスク
の断面図、第４図番よマスクの取付を説明する断面図、
第５図（ａ）、（ｂ）はマスクの作用を説明する一部拡
大断面図、第６図は従来の超音波顕微鏡の系統図、第７
図番よ第６図に示す探触子の斜視図、第８図は探触子を
移動して得られる超音波信号の波形図、第９図番よ他の
探触子の斜視図である。 １′・・・・・・探触子、ｌａ・・・・・・圧電素子、
１ｂ・・・・・・音響レンズ、２・・・・・・試料、１
３・・・・・・マスク、１３ａ・・・・・・阻止部、１
３ｂ・・・・・・透過部。 第 １ 図 第 ２ 図 ρ 第 ３ 図 ７Ｊ（２２ 第 ４ 図 第５図 ｒσノ ＶｂＬ （ｂノ Ｙσ「← ７σＬ− 第 ６ 図 ク 第 ７ 図 Ｉσ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波を送受信する素子と、にの素子で発生した
   超音波を点集束させる音響レンズとを備え、点集束され
   た超音波ビームを試料に照射するとともにこの照射した
   超音波ビームの反射波を前記素子で受信し、当該反射波
   に比例した電気信号に変換する超音波顕微鏡の探触子に
   おいて、前記音響レンズの前記試料側にマスクを設け、
   このマスクを、前記試料表層の一方向の弾性表面波に関
   与する超音波ビームおよび弾性表面波には関与しない超
   音波ビームを透過する超音波透過部と、前記一方向以外
   の方向の弾性表面波に関与する超音波ビームの透過性を
   大きく減少させる超音波阻止部とで構成したことを特徴
   とする超音波顕微鏡の探触子
2. （２）請求項（１）において、前記超音波阻止部は、超
   音波の減衰が大である構造体であり、かつ、前記超音波
   透過部は、前記構造体にあけられた貫通孔であることを
   特徴とする超音波顕微鏡の探触子
3. （３）請求項（１）において、前記超音波阻止部は、超
   音波の減衰度が大きい構造体およびこの構造体の前記試
   料側に設けられた金属膜より成り、かつ、前記超音波透
   過部は、前記構造体および前記金属膜を貫通する貫通孔
   であることを特徴とする超音波顕微鏡の探触子
4. （４）請求項（１）において、前記超音波阻止部は、前
   記音響レンズと前記試料との間に介在する媒質の音響イ
   ンピーダンスとの差が小さい音響インピーダンスを有す
   る構造体およびこの構造体の前記試料側に設けられた金
   属膜より成り、かつ、前記超音波透過部は、前記金属膜
   の除去部であることを特徴とする超音波顕微鏡の探触子
5. （５）請求項（１）において、前記超音波阻止部は、前
   記音響レンズ側および前記試料側のうち少なくとも前記
   音響レンズ側に面した部分が乱反射面に構成され、かつ
   、前記超音波透過部は、前記乱反射面をもたないことを
   特徴とする超音波顕微鏡の探触子
6. （６）請求項（５）において、前記超音波透過部は、貫
   通孔で形成されていることを特徴とする超音波顕微鏡の
   探触子
7. （７）請求項（５）において、前記超音波透過部は、前
   記音響レンズと前記試料との間に介在する媒質の音響イ
   ンピーダンスとの差が小さい音響インピーダンスを有す
   る構造体であることを特徴とする超音波顕微鏡の探触子
8. （８）請求項（１）において、前記透過部は、その平面
   形状が細長い方形であることを特徴とする超音波顕微鏡
   の探触子
9. （９）請求項（１）において、前記透過部は、その平面
   形状が、中央部が狭く、この中央部に対して対称な長さ
   方向両端部が広い形状であることを特徴とする超音波顕
   微鏡の探触子
10. （１０）請求項（１）において、前記透過部は、その平
    面形状が、ほぼ半円形状であることを特徴とする超音波
    顕微鏡の探触子
11. （１１）請求項（１）において、前記透過部は、その平
    面形状が、ほぼ三日月形状であることを特徴とする超音
    波顕微鏡の探触子
12. （１２）請求項（１）において、前記超音波透過部は、
    組となる２つが間隔を置いて対称位置に配置され、この
    組が少なくとも１つ設けられていることを特徴とする超
    音波顕微鏡の探触子