JP2013152220A - 表面検査装置及び表面検査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の表面検査装置は、テラヘルツ波7を発生するテラヘルツ波発生装置20と、テラヘルツ波発生装置20から発生されたテラヘルツ波7をコリメートして鋼板8に照射させるレンズ17と、鋼板8の表面で反射されたテラヘルツ波7の進行方向垂直平面上の強度分布を検出するテラヘルツ波検出装置18と、テラヘルツ波7の強度分布に基づいて鋼板8の凹凸欠陥を検出する欠陥判定装置19とを備える。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る表面検査装置の概略構成を示す図である。
以下、テラヘルツ波時間波形の計測方法について説明する。発生したテラヘルツ波は時間的に急激な変化をするので、通常の測定方法では時間分解能が足りず、波形を精度よく計測することが困難である。よって、表面検査装置が備える光路長変更用ステージ14(図1参照)を利用してテラヘルツ波の検出タイミングを変動させ、検出値とその検出タイミングから元のテラヘルツ波の波形を再生する手法を用いる。
次に、図3、図4、および図5を参照しながら、テラヘルツ波時間波形マップの作成方法を説明する。
図6は、本発明の実施形態に係るテラヘルツ波の最大値画像を作成する方法を概念的に示した図である。図6(a)は、一つの配列(i1,j1,i2,j2)におけるテラヘルツ波の時間波形のイメージを示している。図6(a)に示されるように、テラヘルツ波の強度を代表する数値として、最大値、最小値、およびピークトゥーピークなどがある。ここでは、最大値Max(i1,j1,i2,j2)を用いて説明を行う。
次に、本発明の第2実施形態に係る表面検査装置および表面検査方法について説明する。
次に、図9および図10を参照しながら、欠陥判定装置30における判定処理について説明する。
次に、本発明の第3実施形態に係る表面検査装置および表面検査方法について説明する。
次に、本発明の第4実施形態に係る表面検査装置および表面検査方法について説明する。
以下、上記説明した本発明の実施形態に係る表面検査装置および表面検査方法による、欠陥の計測例について説明する。
2a パルスレーザ光
2b 励起光
2c 検出光
3 ビームスプリッタ
4a〜d ミラー
5a,5b 光ファイバ
6 テラヘルツ波照射装置
7 テラヘルツ波
7a テラヘルツ照射波
7b テラヘルツ反射波
8 鋼板
9a,9b 2軸ステージ
10 光伝導アンテナ
11 プリアンプ
12 ロックインアンプ
13 時間波形計測装置
14 光路長変更用ステージ
15 テラヘルツ波マップ作成装置
16 レーザ発生装置
17 レンズ
18 テラヘルツ波検出装置
19 欠陥判定装置
20 テラヘルツ波発生装置
21 放物面鏡
22a,22b テラヘルツ波用ミラー
23 ハーフミラー
24a,24b レンズ
25a,25b 偏光板
26 電気光学結晶(EO結晶)
27 λ/4波長板
28 テラヘルツ波検出器
29 テラヘルツ波検出装置
30 欠陥判定装置
31 テラヘルツ波検出装置
32 連続プリズム型ビームスプリッタ
33 テラヘルツ波検出用ボロメータ
Claims (18)
- テラヘルツ波を発生するテラヘルツ波発生手段と、
前記テラヘルツ波発生手段から発生されたテラヘルツ波をコリメートして被検体に照射させるテラヘルツ波照射手段と、
前記被検体の表面で反射されたテラヘルツ波の進行方向垂直平面上の強度分布を検出するテラヘルツ波検出手段と、
前記テラヘルツ波の強度分布に基づいて前記被検体の表面の凹凸欠陥を検出する欠陥判定手段とを備えることを特徴とする表面検査装置。 - 前記テラヘルツ波発生手段および前記テラヘルツ波検出手段には、短パルスレーザを発生する同一のレーザ光源から分離された励起光と検出光とがそれぞれ入射され、
前記テラヘルツ波発生手段は、前記励起光が入射されたタイミングでテラヘルツ波を発生し、
前記テラヘルツ波検出手段は、前記検出光が入射されたタイミングでテラヘルツ波を検出することを特徴とする請求項1に記載の表面検査装置。 - 前記レーザ光源から前記テラヘルツ波発生手段までの光路、又は、前記レーザ光源から前記テラヘルツ波検出手段までの光路に、前記励起光と前記検出光との光路長差を可変とする光路長可変手段を備えることを特徴とする請求項2に記載の表面検査装置。
- 前記欠陥判定手段は、前記被検体の表面に存在する欠陥で反射されたテラヘルツ波の集束または拡散によって生じるテラヘルツ波の強度分布に基づいて前記欠陥の凹凸形状を判定することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の表面検査装置。
- 前記テラヘルツ波検出手段は、光伝導アンテナを前記進行方向垂直平面内で互いに平行でない2つ以上の方向に走査することにより強度分布を検出することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の表面検査装置。
- 前記テラヘルツ波検出手段は、前記テラヘルツ波を吸収体に吸収した際の温度変化を前記テラヘルツ波の強度として検出する検出器を前記進行方向垂直平面内で互いに平行でない2つ以上の方向に走査することにより強度分布を検出することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の表面検査装置。
- 前記テラヘルツ波を吸収体に吸収した際の温度変化を前記テラヘルツ波の強度として検出する検出器は、テラヘルツ波検出用ボロメータであることを請求項6に記載の表面検査装置。
- 前記テラヘルツ波を吸収体に吸収した際の温度変化を前記テラヘルツ波の強度として検出する検出器は、ゴーレイセルであることを請求項6に記載の表面検査装置。
- 前記テラヘルツ波発生手段は、光伝導アンテナに対して、被検体をその表面に平行な面内で互いに平行でない2つ以上の方向に走査することにより、テラヘルツ波を発生することを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の表面検査装置。
- 前記テラヘルツ波発生手段は、半導体の表面発光に対して、前記被検体をその表面に平行な面内で互いに平行でない2つ以上の方向に走査することにより、テラヘルツ波を発生することを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の表面検査装置。
- 前記欠陥判定手段は、
前記被検体の走査範囲全体からのテラヘルツ波の反射強度を積算した強度分布と、
正反射方向へのテラヘルツ波を基準とした、前記被検体からのテラヘルツ波の遅延時間と、に基づいて欠陥を判定することを特徴とする請求項9または10に記載の表面検査装置。 - 前記テラヘルツ波検出手段としてEO結晶の複屈折率の変化をカメラで観察するテラヘルツ波検出装置を用いることを特徴とする請求項1に記載の表面検査装置。
- 前記テラヘルツ波検出手段としてアレイ状に並べた光伝導アンテナを用いることを特徴とする請求項1に記載の表面検査装置。
- 励起光と検出光として同期された2つのレーザ光源からのレーザ光を用いることを特徴とした請求項1に記載の表面検査装置。
- テラヘルツ波を発生させるテラヘルツ波発生ステップと、
前記テラヘルツ波発生ステップにて発生されたテラヘルツ波をコリメートして被検体に照射するテラヘルツ波照射ステップと、
前記被検体の表面で反射されたテラヘルツ波の進行方向垂直平面上の強度分布を検出するテラヘルツ波検出ステップと、
前記テラヘルツ波の強度分布に基づいて前記被検体の表面の凹凸欠陥を検出する欠陥判定ステップとを含むことを特徴とする表面検査方法。 - 前記テラヘルツ波検出ステップは、光伝導アンテナを前記進行方向垂直平面内で互いに平行でない2つ以上の方向に走査するステップを含むことを特徴とする請求項15に記載の表面検査方法。
- 前記テラヘルツ波発生ステップは、前記被検体をその表面に平行な面内で互いに平行でない2つ以上の方向に走査するステップを含むことを特徴とする請求項15または請求項16に記載の表面検査方法。
- 前記欠陥判定ステップは、
前記被検体の走査範囲全体からのテラヘルツ波の反射強度を積算した強度分布と、
正反射方向へのテラヘルツ波を基準とした、前記被検体からのテラヘルツ波の遅延時間と、に基づいて欠陥を判定することを特徴とする請求項17に記載の表面検査方法。
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