JP2013092496A - テラヘルツ波を用いた検査装置、及び検査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】予め基準サンプルを用いてテラヘルツ波信号の時間波形を求め、時間波形の基準ピーク位置およびその近傍の基準測定位置の強度データを予め求めておくステップと、被測定物の測定点の時間波形について、基準ピーク位置および基準測定位置について、被測定物の強度データを求めるステップと、基準サンプルと被測定物との基準ピーク位置および基準測定位置の強度データを比較して、ピーク位置のずれと強度データの差とが予め設定された値以上の場合に異常と判定するステップと、から成り、時間波形を予め測定された基準位置の強度データのみをサンプリングして、測定時間を短縮するようにしたことを特徴とするテラヘルツ波を用いた検査方法。
【選択図】 図1
Description
次に、この動作原理に基づく、信号処理部52で処理されるテラヘルツ波を利用した検査装置の欠陥の判定動作について図4を参照して説明する。
2 ビームスプリッタ
3 テラヘルツ波発生器
3a ミラー
3b レンズ
3c 送信アンテナ
4 テラヘルツ波ガイド部
4a 放物面鏡
4b 放物面鏡
4c 放物面鏡
4d ビームスプリッタ
4e ミラー
4f 一対の放物面鏡
4g 一対の放物面鏡
4h ミラー
5 時間遅延設定部
5a 時間遅延機構部
5b 時間遅延設定部
7 テラヘルツ波検出器
7a ミラー
7b レンズ
7c 受信アンテナ
10 XYテーブル部
10a テーブル
10b 位置制御部
20 電極
22 低温成長ガリウム砒素基板
25 シリコンレンズ
50 サンプリング信号生成部
51 ロックインアンプ
52 信号処理部
52a データ保持部
52b データ処理部
52c 表示部
100 被測定物
s1 テラヘルツ波信号
s2 テラヘルツ波検出信号
s3 時系列データ
s4 サンプリング信号
P1 基準ピーク位置
P2、P3 基準測定位置
Claims (6)
- 高周波のテラヘルツパルスを生成するパルスレーザ生成部と、
前記パルスレーザ生成部1で生成されたパルスレーザ光を第1のパルスレーザ光と第2のパルスレーザ光とに分割するビームスプリッタと、
前記第1のパルスレーザ光が照射されることによりテラヘルツ波を生成するテラヘルツ波発生器と、
前記テラヘルツ波発生器の送信アンテナから生成された第1のテラヘルツ波を所定のビームサイズに集光して被測定物に照射し、当該被測定物から反射した第2のテラヘルツ波を予め定めるテラヘルツ検出器の受信アンテナに集光するテラヘルツ波ガイド部と、
前記第2のパルスレーザ光を予め定められた第2の光路長に対して、予め定める定ピッチで逐次光路長を移動して、前記テラヘルツ受信アンテナに到達する時間を逐次積算して時間遅延する時間遅延設定部と、
前記時間遅延設定部により設定された光路長に基づいて前記第2のパルスレーザ光が到達したタイミングで、前記受信アンテナで検出された前記第2のテラヘルツ波を検出し、当該第2のテラヘルツ波の強度に応じたテラヘルツ波信号を生成するテラヘルツ波検出器と、
前記第1のパルスレーザ光を一定の低周波数で変調し、前記テラヘルツ波信号をサンプリングするサンプリング信号を生成するサンプリング信号生成部と、
前記被測定物の測定点を予め定めるピッチで移動させるXYテーブル部と、
前記XYテーブル部で設定された測定点において、予め設定される前記時間遅延設定部で設定される遅延時間毎に、前記テラヘルツ波検出器で検出された前記テラヘルツ波信号を前記サンプリング信号で同期検波してテラヘルツ波検出信号を生成するロックインアンプと、
前記ロックインアンプで生成された前記テラヘルツ波検出信号をテラヘルツ波の時間波形に相当する時系列データとして時系列に記憶するとともに、予め基準サンプルの時間波形に相当する基準時系列データを求め、さらに、当該基準時系列データから基準ピーク位置とその近傍の基準測定位置とを対応付けて記憶しておくデータ保持部と、当該基準ピーク位置と基準測定位置での前記時系列データと前記基準時系列データとの強度データを比較して、前記被測定物の異常を検出するデータ処理部と、当該データ処理部で処理された異常の測定点の位置を表示する表示部と、を備える信号処理部と、
を備え、
前記ビームスプリッタを出射点とする前記第1のパルスレーザ光が前記被測定物を経由して前記テラヘルツ波検出器の前記受信アンテナに至る第1の光路長と、前記ビームスプリッタを出射点とする前記第2のパルスレーザ光が前記時間遅延設定部を経由して前記テラヘルツ波検出器の前記受信アンテナに至る第2の光路長とが等しく成る位置に設定し、
且つ、前記パルスレーザ光の光軸上、および、当該第1の光路長と当該第2の光路長のテラヘルツ波の光軸上の各部は、同一平面上となるように設け、
前記X−Yテーブル部は、前記被測定物を予め定める測定点に移動し、
前記時間遅延設定部は、前記分割された前記第2のパルスレーザが、前記受信アンテナに到達する時間を予め設定された遅延時間となる位置に逐次前記第2の光路長を遅延し、
前記ロックインアンプは、前記測定点に対して、予め設定された前記遅延時間に対応する前記基準ピーク位置および前記基準測定位置での前記テラヘルツ波検出信号を生成し、
前記信号処理部は、予め設定された前記基準ピーク位置および前記基準測定位置について前記基準時系列データと測定した前記時系列データとの強度データを比較し、
さらに、ピーク位置のずれと強度データの差とが予め設定された値以上の場合に異常と判定し、
前記時系列データに対する周波数変換を行わず、さらに、予め設定された前記基準ピーク位置と前記基準測定位置についてのデータ強度の差を用いて異常の有無を判定し、検査時間を短縮するようにしたことを特徴とするテラヘルツ波を用いた検査装置。 - 前記基準測定点は、前記基準ピーク位置近傍の左右2点としたことを特徴とする請求項1に記載のテラヘルツ波を用いた検査装置。
- 前記テラヘルツ波ガイド部は、前記被測定物は平面形状の場合、前記テラヘルツ発生部で生成されたテラヘルツ波を平行ビームとする第1の放物面鏡と、
前記平行ビームを前記被測定物の測定位置に集光させる第2の放物面鏡と、
前記第1の放物面鏡と前記第2の放物面鏡との間に設けられ、前記平行ビームを透過させて前記第2の放物面鏡の第1の方向に送るとともに、前記被測定物から反射したテラヘルツ波を異なる第2の方向に反射させるビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタで反射されたテラヘルツ波を前記テラヘルツ波検出器に集光する第3の放物面鏡と、
を備え、
前記テラヘルツ波ガイド部の前記第1の放物面鏡は前記テラヘルツ波発生器に対し、また、前記第1の放物面鏡は前記被測定物平面に対して、当該テラヘルツ波の光軸が鉛直方向となるように設けられた請求項1に記載のテラヘルツ波を用いた検査装置。 - テラヘルツ波ガイド部は、前記被測定物は平面形状の場合、前記テラヘルツ発生部で生成されたテラヘルツ波を反射する第1のミラーと、
前記第1のミラーから反射されたテラヘルツ波の前記被測定物表面に対する投光角を設定する一対の第1の放物面鏡と、前記被測定物表面から受光角を設定する一対の第2の放物面鏡と、
前記第2の放物面鏡から反射されたテレヘルツ波が、前記テラヘルツ検出器に集光するように設けられる第2のミラーと、
を備え、
前記投光角、前記受光角は、同一の角度とし、その角度は30°〜60°の範囲とし、
前記基準時系列データは、複数のピーク位置に対して基準ピーク位置とその近傍の基準測定位置を定め、
前記データ処理部は、前記複数の基準ピーク位置とその近傍の基準測定位置に対する夫々の前記時系列データと前記基準時系列データとの強度データを比較して、ピーク位置のずれと強度データの差とが予め設定された値以上の場合に異常と判定し、
前記被測定物の多層膜毎の異常を検出するようにしたことを特徴とする請求項3に記載のテラヘルツ波を用いた検査装置。 - テラヘルツ波を利用した被測定物の検査方法であって、
予め基準サンプルを用いてテラヘルツ波信号の時間波形を求め、当該時間波形の基準ピーク位置およびその近傍の基準測定位置の強度データを予め求めておくステップと、
前記被測定物の測定点の時間波形について、前記基準ピーク位置および前記基準測定位置について、被測定物の強度データを求めるステップと、
前記基準サンプルと前記被測定物との前記基準ピーク位置および前記基準測定位置の強度データを比較して、ピーク位置のずれと強度データの差とが予め設定された値以上の場合に異常と判定するステップと、
から成り、
テラヘルツ波の時間波形からその周波数スペクトルを求めず、且つ、時間波形を予め測定された基準位置の強度データのみをサンプリングして、測定時間を短縮するようにしたことを特徴とするテラヘルツ波を用いた検査方法。 - 前記基準測定点は、前記基準ピーク位置の左右2点としたことを特徴とする請求項5に記載のテラヘルツ波を用いた検査方法。
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