JP2017142143A - Fluorescence measuring apparatus and fluorescence measuring method - Google Patents

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昌和 矢田貝
Masakazu Yatagai
昌和 矢田貝
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SEISHIN SHOJI KK
Seishin Trading Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluorescence measuring apparatus capable of accurately and efficiently performing an inspection of a test object such as a semiconductor substrate, and a fluorescence measuring method.SOLUTION: A fluorescence measuring apparatus comprises: an illuminating device 3 for irradiating a test object with light rays; an imaging part for imaging the test object irradiated with the light rays; and a data processing part for performing processing based on imaging data in the imaging part. The illuminating device includes: a laser light source 30 for emitting laser light; and an integrating sphere 31 for allowing the laser light from the laser light source to be diffusely reflected inside to emit it toward the test object as a light flux. The light rays with which the illuminating device irradiates the test object may be parallel light. The illuminating device preferably has an adjustment mechanism 32 for adjusting an open angle between the light fluxes emitted from the integrating sphere. The adjustment mechanism may include an object lens 37 that can come close to and separate from the integrating sphere. A determination part may be provided that determines whether the test object has a defect or not on the basis of a processing result in the data processing part.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、半導体基板等の検査対象に光線を照射したときの蛍光を利用した蛍光測定装置及び蛍光測定方法に関する。   The present invention relates to a fluorescence measuring apparatus and a fluorescence measuring method using fluorescence when a test object such as a semiconductor substrate is irradiated with light.

半導体ウェハの製造工程において、半導体ウェハの欠陥を低減することは良品率向上や特性不良の低減のために重要である。半導体ウェハの欠陥のうち内部欠陥は、ウェハプロセスの最終工程である半導体ウェハの特性検査工程及び外観検査工程まで検出されずに内在させたままプロセスが進行すると、半導体素子の製造効率が低下するだけでなく、半導体素子の良品率も低下する。そのため、半導体ウェハの内部欠陥は、半導体ウェハの製造工程のできるだけ早い段階で適切に発見することが望ましい。   In the manufacturing process of a semiconductor wafer, it is important to reduce defects in the semiconductor wafer in order to improve the yield rate and reduce characteristic defects. Of the defects in the semiconductor wafer, if the process proceeds without being detected until the semiconductor wafer characteristic inspection step and the appearance inspection step, which are the final steps of the wafer process, the manufacturing efficiency of the semiconductor element only decreases. Not only that, the non-defective product ratio of the semiconductor element is also reduced. For this reason, it is desirable to appropriately find internal defects in the semiconductor wafer as early as possible in the manufacturing process of the semiconductor wafer.

半導体ウェハの欠陥を検査する方法としては、一般的に非破壊検査によってなされる。この非破壊検査としては、半導体ウェハにレーザ光を照射したときのルミネッセンスによる発光に基づき評価する方法がある(例えば特許文献1及び2参照)。特許文献1及び2に記載の方法は、波長が400nm以下のレーザ光による光線を励起光として半導体基板に照射したときのルミネッセンス発光に基づいて基板欠陥を検出する方法である。   As a method for inspecting a defect of a semiconductor wafer, non-destructive inspection is generally used. As this nondestructive inspection, there is a method of evaluating based on light emission by luminescence when a semiconductor wafer is irradiated with laser light (see, for example, Patent Documents 1 and 2). The methods described in Patent Documents 1 and 2 are methods for detecting a substrate defect based on luminescence emission when a semiconductor substrate is irradiated with a light beam of a laser beam having a wavelength of 400 nm or less as excitation light.

しかし、これらの特許文献1及び2に記載の検査方法では、半導体基板に対するレーザ光の照射は、レーザ光を半導体基板の表面にスポット照射しつつ、この照射点を半導体基板と相対的に2方向に走査させることで行われる。このようにスポット照射した照射点を走査させる方法では、半導体基板の表面全体にレーザ光を照射するために比較的長い時間が必要となることから、半導体基板の検査にも比較的長い時間を要し検査効率的に不利である。   However, in the inspection methods described in these Patent Documents 1 and 2, the laser beam is irradiated on the semiconductor substrate by spot irradiation with the laser beam on the surface of the semiconductor substrate, and the irradiation point is set in two directions relative to the semiconductor substrate. This is done by scanning. In this method of scanning the spot irradiated point, a relatively long time is required to irradiate the entire surface of the semiconductor substrate with laser light, and therefore a relatively long time is required for the inspection of the semiconductor substrate. This is disadvantageous in terms of inspection efficiency.

特開2007−258567号公報JP 2007-258567 A 特開2008−198913号公報JP 2008-198913 A

本発明者は、検査効率向上について検討したところ、レーザ光源の出射光のビーム径を拡径し、その拡径された光束を検査対象に照射することにより、その照射領域における検査対象の蛍光による放出光を一度に検出することに想到した。しかし、レーザ光源の出射光をレンズによって拡径して、検査対象に照射し、その照射領域の画像データを取得すると、その画像データにスペックルが生じていることが分かった。このため、上述のようにレンズによって拡径された光束を検査対象に照射した場合、正確な検査を行うことができないことが判明した。この原因は、レーザ光源からの出射光はコヒーレンスが高いので、上述のようにレンズによって拡径した光束は、照射領域の各部分において強度等が相違しているためと考えられる。   The present inventor has examined the improvement of inspection efficiency. As a result, the beam diameter of the light emitted from the laser light source is expanded, and the inspection target in the irradiation region is irradiated with the expanded light beam. The idea was to detect the emitted light at once. However, when the light emitted from the laser light source is enlarged by a lens and irradiated onto an inspection object, and image data of the irradiated region is acquired, it has been found that speckle is generated in the image data. For this reason, it has been found that when the light beam expanded by the lens as described above is irradiated onto the inspection object, an accurate inspection cannot be performed. This is considered to be because the light emitted from the laser light source has high coherence, so that the luminous flux expanded by the lens as described above has different intensities in each part of the irradiation region.

そこで、本発明は、これらの不都合に鑑みてなされたものであり、検査対象の正確な検査を効率良く行うことのできる蛍光測定装置及び蛍光測定方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made in view of these disadvantages, and an object thereof is to provide a fluorescence measuring apparatus and a fluorescence measuring method capable of efficiently performing an accurate inspection of an inspection object.

上記課題を解決するためになされた本願発明は、
検査対象に光線を照射する照明装置と、
上記光線が照射された検査対象を撮像する撮像部と、
上記撮像部での撮像データに基づき処理を行うデータ処理部と
を備える蛍光測定装置であって、
上記照明装置が、レーザ光を出射するレーザ光源と、このレーザ光源からのレーザ光を内部で拡散反射させ光束として上記検査対象に向けて出射する積分球とを含む蛍光測定装置である。
The present invention made to solve the above problems
An illumination device for irradiating the inspection object with light rays;
An imaging unit for imaging the inspection object irradiated with the light beam;
A fluorescence measurement device comprising a data processing unit that performs processing based on imaging data in the imaging unit,
The illumination device is a fluorescence measurement device including a laser light source that emits laser light and an integrating sphere that diffuses and reflects the laser light from the laser light source and emits the light toward the inspection target as a light beam.

当該蛍光測定装置は、検査対象に照射する光線として、従来のスポット照射ではなく積分球から出射された光束を用いるので、この光束によって検査対象の比較的広い領域を一度に光線を照射することができる。そのため、従来のスポット照射による装置に比べて検査対象の全体に光線を照射するのに必要な時間を短くでき、検査時間の短縮を図ることができる。さらに、当該蛍光測定装置は、上記照射光線として、積分球においてレーザ光源からのレーザ光を拡散反射させたコヒーレンスの低い光束を用いているので、一度の照射領域の各部分において均一な照射を行うことができ、その結果検査対象の正確な検査を行うことができる。   Since the fluorescence measuring apparatus uses a light beam emitted from an integrating sphere instead of the conventional spot irradiation as a light beam to irradiate the inspection object, it is possible to irradiate a relatively wide area of the inspection object at once with this light beam. it can. Therefore, the time required for irradiating the entire inspection object with light rays can be shortened as compared with the conventional spot irradiation apparatus, and the inspection time can be shortened. Further, since the fluorescence measuring apparatus uses a low-coherence light beam obtained by diffusing and reflecting the laser light from the laser light source in the integrating sphere as the irradiation light, uniform irradiation is performed in each part of the irradiation region once. As a result, an accurate inspection of the inspection object can be performed.

上記照明装置によって検査対象に照射する光線が平行光であるとよい。このように検査対象へ平行光を照射することで、検査対象の照射領域において均一な照射を行うことができ、検査対象の欠陥を精度よく検出することが可能となる。   The light beam applied to the inspection object by the illumination device may be parallel light. By irradiating the inspection target with parallel light in this way, uniform irradiation can be performed in the irradiation region of the inspection target, and the defect of the inspection target can be accurately detected.

上記照明装置は、上記積分球から出射する光束の開き角度を調整する調整機構を有することが好ましい。このように調整機構を有することで、検査対象の表面に照射する光線の光束径を調整することが可能となる。そのため、上記調整機構により照射光線の光束径を調整することで、検査対象の表面全体に一括して光線を照射することが容易となる。加えて、上記調整機構により照射光線の光束径を調整するだけで、サイズの異なる検査対象に対しても表面全体に一括して均一な光量で光線を照射することが可能となる。そのため、当該蛍光測定装置は、サイズの異なる検査対象の検査に対応できると共に、比較的に大型サイズの検査対象の検査を行う場合であっても簡便な構成により短時間かつコスト的に有利に正確な検査を行うことができる。   The illumination device preferably has an adjustment mechanism for adjusting an opening angle of a light beam emitted from the integrating sphere. By having the adjustment mechanism in this way, it becomes possible to adjust the beam diameter of the light beam irradiated on the surface of the inspection object. Therefore, by adjusting the light beam diameter of the irradiated light beam by the adjustment mechanism, it becomes easy to irradiate the light beam all over the surface to be inspected. In addition, it is possible to irradiate the entire surface with light with a uniform amount of light even for inspection objects of different sizes simply by adjusting the beam diameter of the irradiated light with the adjusting mechanism. Therefore, the fluorescence measuring apparatus can cope with inspections of inspection objects of different sizes, and even in the case of inspecting inspection objects of a relatively large size, it can be accurately and advantageously accurately in a short time with a simple configuration. Inspection can be performed.

上記調整機構は、上記積分球からの出射光の光路上に配置され、上記積分球に対して近接離間可能とされた対物レンズを含むとよい。このような調整機構は、安価かつ簡易に構成可能であるため、当該蛍光測定装置は、コスト的に有利にサイズの異なる検査対象の検査に対応できる。   The adjustment mechanism may include an objective lens that is disposed on the optical path of the light emitted from the integrating sphere and is capable of approaching and separating from the integrating sphere. Since such an adjustment mechanism can be configured inexpensively and easily, the fluorescence measuring apparatus can cope with inspection of inspection objects having different sizes advantageously in terms of cost.

当該蛍光測定装置は、上記データ処理部での処理結果に基づき上記検査対象の欠陥の有無を判定する判定部を備えることが好ましい。このように判定部を備えることで、当該蛍光測定装置は、検査対象の欠陥の有無の検出に適用することができる。また、上記判定部は、検査対象の蛍光による放出光に基づき検査対象の欠陥の有無を判定するものであるため、検査対象の欠陥、特に検査対象としての半導体基板の欠陥の検出を好適に行うことができる。   The fluorescence measurement device preferably includes a determination unit that determines the presence or absence of the defect to be inspected based on a processing result in the data processing unit. By providing the determination unit in this way, the fluorescence measurement device can be applied to detection of the presence or absence of a defect to be inspected. In addition, the determination unit is configured to determine the presence or absence of the defect to be inspected based on the emission light from the fluorescence to be inspected, and thus preferably detects the defect to be inspected, particularly the defect of the semiconductor substrate as the inspection object. be able to.

上記検出部及び上記データ処理部は、CCDカメラにより構成されているとよい。このように検出部及びデータ処理部をCCDカメラにより構成することで、既存の装置を用いて蛍光による放射光を適切に検出することができる。そのため、当該蛍光測定装置は、蛍光による放射光を測定するのに十分な感度を簡易な構成により得ることができ、測定装置の製造コストの低減を図ることが可能となる。   The detection unit and the data processing unit may be constituted by a CCD camera. By configuring the detection unit and the data processing unit with the CCD camera in this way, it is possible to appropriately detect the emitted light by the fluorescence using an existing apparatus. Therefore, the fluorescence measuring apparatus can obtain a sensitivity sufficient for measuring the emitted light by the fluorescence with a simple configuration, and can reduce the manufacturing cost of the measuring apparatus.

上記レーザ光源から出射されるレーザ光のピーク波長としては、350nm以上790nm以下が好ましい。上記波長範囲にピーク波長を有するレーザ光を用いることで、半導体基板等の検査対象の表層における不純物や格子欠陥の有無等の情報を蛍光から適切に得ることができる。そのため、当該蛍光測定装置は、半導体基板の欠陥等の検査を適切に行うことができる。また、上記波長範囲にピーク波長を有するレーザ光は、既存のレーザ光源を用いて出射させることができる。そのため、当該蛍光測定装置は、特殊なレーザ光源を用いることなく既存のレーザ光源を用いて蛍光を得ることができる。その結果、当該蛍光測定装置は、簡易な構成により製造コスト的に有利に実現できる。   The peak wavelength of the laser light emitted from the laser light source is preferably 350 nm or more and 790 nm or less. By using a laser beam having a peak wavelength in the above wavelength range, information such as the presence or absence of impurities and lattice defects in the surface layer to be inspected such as a semiconductor substrate can be appropriately obtained from fluorescence. Therefore, the fluorescence measuring apparatus can appropriately inspect a semiconductor substrate for defects and the like. In addition, laser light having a peak wavelength in the above wavelength range can be emitted using an existing laser light source. Therefore, the fluorescence measuring apparatus can obtain fluorescence using an existing laser light source without using a special laser light source. As a result, the fluorescence measuring apparatus can be advantageously realized in terms of manufacturing cost with a simple configuration.

また、本発明は、検査対象に光線を照射し、この照射した検査対象を撮像し、この撮像したデータに基づきデータ処理を行う蛍光測定方法であって、
上記検査対象への照射光線として、レーザ光源からのレーザ光を積分球内部で拡散反射させた光束を用いる蛍光測定方法である。
Further, the present invention is a fluorescence measurement method for irradiating a test object with light, imaging the irradiated test object, and performing data processing based on the captured data,
This is a fluorescence measurement method using a light beam obtained by diffusing and reflecting a laser beam from a laser light source inside an integrating sphere as an irradiation beam to the inspection object.

当該蛍光測定方法は、積分球内部で拡散反射させたコヒーレンスの低い光束を半導体基板への照射光線として用いるので、当該蛍光測定装置と同様に、レーザ光を検査対象の表面にスポット照射する場合に比べて検査対象の表面に対する光照射領域を大きく確保することができる。その結果、当該蛍光測定方法によれば、簡便な構成により短時間かつコスト的に有利に検査対象を正確に検査できるようになる。   Since the fluorescence measurement method uses a low-coherence light beam diffusely reflected inside the integrating sphere as an irradiation light to the semiconductor substrate, as in the fluorescence measurement apparatus, when the laser light is spot-irradiated on the surface to be inspected. Compared to this, it is possible to secure a large light irradiation area for the surface of the inspection object. As a result, according to the fluorescence measuring method, it is possible to accurately inspect the inspection object with a simple configuration and advantageously in a short time and in a cost.

なお、本発明における「蛍光」とは、励起一重項からの失活に伴う発光である狭義の蛍光だけでなく、三重項からの失活に伴う発光である燐光も含む。また、本発明における「平行光」とは、光軸と平行な光線の集合体であり、完全な平行光を含み、さらに検査対象への照射光線を構成する光線の最大相対角度(上記照射光線のうち最も角度差のある光線同士の角度)が5°以下である光を含む。   Note that “fluorescence” in the present invention includes not only narrow-sense fluorescence, which is emission associated with deactivation from an excited singlet, but also phosphorescence, which is emission associated with deactivation from a triplet. Further, the “parallel light” in the present invention is an aggregate of light rays parallel to the optical axis, includes perfect parallel light, and further includes the maximum relative angle of light rays that constitute the light rays to be inspected (the above-mentioned irradiation light rays). Light having an angle difference of 5 ° or less).

本発明によれば、上述のように積分球から出射されたコヒーレンスの比較的低い光束を検査対象に照射するので、比較的広い領域を一度に光線を照射することができ、その結果、検査対象の正確な検査を効率良く行うことができる。   According to the present invention, a light beam having a relatively low coherence emitted from an integrating sphere is irradiated onto the inspection object as described above, so that a relatively wide area can be irradiated at a time. It is possible to perform an accurate inspection efficiently.

本発明の第1の実施形態に係るフォトルミネッセンス測定装置の模式図である。It is a schematic diagram of the photoluminescence measuring apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1のフォトルミネッセンス測定装置の要部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part of the photo-luminescence measuring apparatus of FIG. 本発明の第2の実施形態に係るフォトルミネッセンス測定装置の要部を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the principal part of the photoluminescence measuring apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図4(A)は図3のフォトルミネッセンス測定装置における照射光選択部材を示す斜視図であり、図4(B)は図4(A)に示す照射光選択部材の断面図であり、図4(C)は照射光選択部材の他の例を示す断面図である。4A is a perspective view showing an irradiation light selection member in the photoluminescence measuring apparatus of FIG. 3, and FIG. 4B is a cross-sectional view of the irradiation light selection member shown in FIG. (C) is sectional drawing which shows the other example of an irradiation light selection member. 本発明の第3の実施形態に係るフォトルミネッセンス測定装置の要部を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the principal part of the photoluminescence measuring apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 図5のフォトルミネッセンス測定装置における照射光選択部材を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the irradiation light selection member in the photo-luminescence measuring apparatus of FIG. 本発明の第4の実施形態に係るフォトルミネッセンス測定装置の要部を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the principal part of the photoluminescence measuring apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention.

以下、本発明の蛍光測定装置及び測定方法について、フォトルミネッセンス測定装置及び測定方法を例にとり第1から第4の実施形態として適宜図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, the fluorescence measurement apparatus and measurement method of the present invention will be described as first to fourth embodiments with reference to the drawings as appropriate, taking the photoluminescence measurement apparatus and measurement method as examples.

[第1の実施形態]
≪フォトルミネッセンス測定装置≫
図1に示すフォトルミネッセンス測定装置1は、半導体基板2の検査を非破壊で行うために用いられる。このフォトルミネッセンス測定装置1は、照明装置3、撮像部(CCDカメラ4)及びパーソナルコンピュータ5を備える。
[First Embodiment]
≪Photoluminescence measuring device≫
A photoluminescence measuring apparatus 1 shown in FIG. 1 is used for non-destructive inspection of a semiconductor substrate 2. The photoluminescence measuring device 1 includes a lighting device 3, an imaging unit (CCD camera 4), and a personal computer 5.

<半導体基板>
半導体基板2は、フォトルミネッセンス測定装置1による検査対象となるものである。この半導体基板2としては、特に制限はなく、公知の材料により直径が50mm以上300mm以下、厚みが0.5mm以上1.0mm以下に形成されたものを用いることができる。このような半導体基板2としては、例えばSEMI(Semiconductor Equipment and Materials International)又はJEITA(Japan Electronics and Information Technology Industries Association)に規格化された寸法(直径及び厚み)に形成された化合物半導体基板、シリコン基板、シリコンカーバイト基板、サファイア基板が挙げられる。化合物半導体基板としては、窒化ガリウム基板、リン化ガリウム基板、リン化インジウム基板、ヒ化カリウム基板等が挙げられる。これらの半導体基板の中でも、フォトルミネッセンス測定装置1は、直径が100mm(4インチ)〜200mm(8インチ)、厚み520mm〜725mmに形成された窒化ガリウム基板の検査に好適に用いられる。
<Semiconductor substrate>
The semiconductor substrate 2 is to be inspected by the photoluminescence measuring device 1. The semiconductor substrate 2 is not particularly limited, and a semiconductor substrate having a diameter of 50 mm to 300 mm and a thickness of 0.5 mm to 1.0 mm can be used. As such a semiconductor substrate 2, for example, SEMI (Semiconductor Equipment and Materials International) or JEITA (Japan Electronics and Information Technology) (thickness of a semiconductor substrate having a diameter of a silicon semiconductor and a thickness of a semiconductor substrate having a thickness of a semiconductor substrate having a thickness of a semiconductor substrate). , Silicon carbide substrate, and sapphire substrate. Examples of the compound semiconductor substrate include a gallium nitride substrate, a gallium phosphide substrate, an indium phosphide substrate, and a potassium arsenide substrate. Among these semiconductor substrates, the photoluminescence measuring device 1 is suitably used for inspection of a gallium nitride substrate formed with a diameter of 100 mm (4 inches) to 200 mm (8 inches) and a thickness of 520 mm to 725 mm.

<照明装置>
照明装置3は、半導体基板2に光線を照射するものである。この照明装置3は、レーザ光源30、積分球31及び調整機構32を有している。
<Lighting device>
The illumination device 3 irradiates the semiconductor substrate 2 with light rays. The illumination device 3 includes a laser light source 30, an integrating sphere 31, and an adjustment mechanism 32.

(レーザ光源)
レーザ光源30は、レーザ光を出射するものである。レーザ光のピーク波長としては、特に限定されないが、350nm以上790nm以下が好ましい。このような波長範囲にピーク波長を有するレーザ光によれば、半導体基板2の表層における不純物や格子欠陥の有無等の情報をフォトルミネッセンス発光から適切に得ることができる。そのため、フォトルミネッセンス測定装置1は、半導体基板2の欠陥等の検査を適切に行うことができる。また、上記波長範囲にピーク波長を有するレーザ光は、既存のレーザ光源を用いて出射させることができる。そのため、フォトルミネッセンス測定装置1は、特殊なレーザ光源を用いることなく既存のレーザ光源を用いてフォトルミネッセンス発光を得ることができる。その結果、フォトルミネッセンス測定装置1は、簡易な構成により製造コスト的に有利に実現できる。
(Laser light source)
The laser light source 30 emits laser light. Although it does not specifically limit as a peak wavelength of a laser beam, 350 nm or more and 790 nm or less are preferable. According to the laser beam having a peak wavelength in such a wavelength range, information such as the presence or absence of impurities and lattice defects in the surface layer of the semiconductor substrate 2 can be appropriately obtained from the photoluminescence emission. Therefore, the photoluminescence measuring device 1 can appropriately inspect the semiconductor substrate 2 for defects and the like. In addition, laser light having a peak wavelength in the above wavelength range can be emitted using an existing laser light source. Therefore, the photoluminescence measuring device 1 can obtain photoluminescence emission using an existing laser light source without using a special laser light source. As a result, the photoluminescence measuring device 1 can be advantageously realized in terms of manufacturing cost with a simple configuration.

レーザ光の出力としては、特に限定されるものではないが、この出力は5mW以上が好ましく、10mW以上がより好ましい。一方、この出力は、500mW以下が好ましく、300mW以下がより好ましい。また、レーザ光の強度(単位面積当たりのレーザ光の出力)は、0.1mW/mm以上が好ましく、0.2mW/mm以上がより好ましい。一方、レーザ光の強度は、10mW/mm以下が好ましく、6.5mW/mm以下がより好ましい。なお、レーザ光は、連続波であってもパルス波であってもよいが、時間的なゆらぎが少なく、時間的安定性に優れるため、連続波が好ましい。 The output of the laser beam is not particularly limited, but this output is preferably 5 mW or more, and more preferably 10 mW or more. On the other hand, this output is preferably 500 mW or less, and more preferably 300 mW or less. Further, the intensity of the laser light (the output of the laser light per unit area) is preferably 0.1 mW / mm 2 or more, and more preferably 0.2 mW / mm 2 or more. On the other hand, the intensity of the laser beam is preferably from 10 mW / mm 2 or less, more preferably 6.5 mW / mm 2. The laser light may be a continuous wave or a pulse wave, but a continuous wave is preferable because it has little temporal fluctuation and is excellent in temporal stability.

レーザ光の出射時間、すなわち半導体基板2に出射する光線の照射時間(露光時間)としては、特に限定されるものではないが、この露光時間は0.1秒以上が好ましく、0.5秒以上がより好ましい。また、この露光時間は、60秒以下が好ましく、10秒以下がより好ましい。レーザ光の出力又は露光時間が上記下限値よりも小さいと、測定を行うための十分なデータが得られないおそれがある。一方、レーザ光の出力又は露光時間が上記上限値よりも大きいと、装置の高額化や検査時間の長時間化を招くおそれがある。   The emission time of the laser beam, that is, the irradiation time (exposure time) of the light beam emitted to the semiconductor substrate 2 is not particularly limited, but this exposure time is preferably 0.1 seconds or more, and 0.5 seconds or more. Is more preferable. The exposure time is preferably 60 seconds or less, and more preferably 10 seconds or less. If the output of laser light or the exposure time is smaller than the above lower limit value, there is a possibility that sufficient data for measurement cannot be obtained. On the other hand, if the output of laser light or the exposure time is longer than the upper limit, the apparatus may be expensive and the inspection time may be increased.

レーザ光源30は、特に限定されず公知のものを種々用いることができ、測定対象2の種類、測定対象光の種類等に応じて選択すればよい。中でもピーク波長が350nm以上790nm以下のレーザ光を出射できるものが好ましい。このようなレーザ光源30としては、例えばArレーザ発振装置、エキシマXeF発振装置等の気体レーザ発振装置、YAG THG(第3高調波)レーザ発振装置、YAG SHG(第2高調波)レーザ発振装置、YVO THG(第3高調波)レーザ発振装置、YLF THG(第3高調波)レーザ発振装置、スーパーコンティニュアム光源、半導体レーザ等の固体レーザ発振装置が挙げられる。 The laser light source 30 is not particularly limited, and various known light sources can be used. The laser light source 30 may be selected according to the type of the measurement target 2, the type of the measurement target light, and the like. Among these, those capable of emitting laser light having a peak wavelength of 350 nm or more and 790 nm or less are preferable. Examples of the laser light source 30 include a gas laser oscillation device such as an Ar laser oscillation device and an excimer XeF oscillation device, a YAG THG (third harmonic) laser oscillation device, a YAG SHG (second harmonic) laser oscillation device, Examples include YVO 4 THG (third harmonic) laser oscillation device, YLF THG (third harmonic) laser oscillation device, supercontinuum light source, and semiconductor laser.

(積分球)
積分球31は、レーザ光源30からのレーザ光を内部で拡散反射させ光束として出射するものである。この積分球31は、内部空間33、入射口34及び出射口35を備えている。積分球31によってレーザ光を拡散反射させることで、レーザ光のコヒーレンスを低減させて出射することができる。
(Integrating sphere)
The integrating sphere 31 diffuses and reflects the laser beam from the laser light source 30 and emits it as a light beam. The integrating sphere 31 includes an internal space 33, an entrance port 34, and an exit port 35. By diffusing and reflecting the laser beam by the integrating sphere 31, the coherence of the laser beam can be reduced and emitted.

内部空間33は、反射率の高い反射面36により球状に規定されている。この反射面36は、例えば焼結体や塗膜として形成された反射層の表面により構成され、この反射層に入射した光線は乱反射(拡散反射)される。反射層としては、一部の光線が内部に若干染み込んで反射(反射面界面よりも反射層内側に若干入射された後に反射)し、コヒーレンス低減能の高い焼結体が好適に用いられる。焼結体としては、樹脂焼結体及びセラミックス焼結体のいずれであってもよい。焼結体を形成するための粉末の材料としては、PTFE(テトラフルオロエチレン)等の樹脂、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛等の無機酸化物が挙げられ、中でもPTFEが好ましい。PTFE粉末の焼結体としては、例えばラブズフェア社製のスペクトラロン(登録商標)を用いることができる。さらに、上記焼結体から構成される反射層の厚みとしては、特に限定されないが、0.1mm以上であることが好ましく、1mm以上であることがより好ましく、10mm以上であることがさらに好ましい。なお、この厚みの上限は、特に限定されず、例えば20mmである。また、反射層としての塗膜は、例えば酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、酸化亜鉛等の反射剤を含有する塗布剤により形成される。なお、反射層は、金メッキ等の金属メッキを施すことで形成してもよい。   The internal space 33 is defined in a spherical shape by a reflective surface 36 having a high reflectance. The reflection surface 36 is constituted by the surface of a reflection layer formed as a sintered body or a coating film, for example, and the light incident on the reflection layer is irregularly reflected (diffuse reflection). As the reflection layer, a sintered body having a high coherence reduction ability is preferably used because a part of the light ray penetrates slightly into the reflection layer and is reflected (reflected after being slightly incident on the inner side of the reflection layer rather than the reflection surface interface). The sintered body may be either a resin sintered body or a ceramic sintered body. Examples of the powder material for forming the sintered body include resins such as PTFE (tetrafluoroethylene), and inorganic oxides such as magnesium oxide, aluminum oxide, and zinc oxide. Among them, PTFE is preferable. As a sintered body of PTFE powder, for example, Spectralon (registered trademark) manufactured by Labs Fair Co., Ltd. can be used. Furthermore, although it does not specifically limit as thickness of the reflection layer comprised from the said sintered compact, It is preferable that it is 0.1 mm or more, It is more preferable that it is 1 mm or more, It is further more preferable that it is 10 mm or more. In addition, the upper limit of this thickness is not specifically limited, For example, it is 20 mm. Moreover, the coating film as a reflective layer is formed with the coating agent containing reflective agents, such as magnesium oxide, aluminum oxide, barium sulfate, magnesium sulfate, zinc oxide, for example. The reflective layer may be formed by applying metal plating such as gold plating.

内部空間33の直径は、特に限定されるものではないが、5cm以上であることが好ましく、10cm以上であることがより好ましい。また、内部空間33の直径は、50cm以下が好ましく20cm以下がより好ましい。内部空間33の直径が上記下限値よりも小さいと、半導体基板2への照射光線の光束径を十分な大きさに確保することが困難となる。一方、内部空間33の直径が上記上限値を超えると、積分球31の製造コストが大きくなると共に内部空間33での拡散反射光の減衰量が大きくなって出射光量が小さくなるおそれがある。   The diameter of the internal space 33 is not particularly limited, but is preferably 5 cm or more, and more preferably 10 cm or more. Further, the diameter of the internal space 33 is preferably 50 cm or less, and more preferably 20 cm or less. If the diameter of the internal space 33 is smaller than the lower limit value, it is difficult to ensure a sufficiently large beam diameter of the light beam applied to the semiconductor substrate 2. On the other hand, if the diameter of the internal space 33 exceeds the upper limit, the manufacturing cost of the integrating sphere 31 increases, and the attenuation amount of the diffusely reflected light in the internal space 33 increases, which may reduce the amount of emitted light.

入射口34は、レーザ光源30から出射されたレーザ光を内部空間33に投入するためのものであり、例えば円形に形成されている。入射口34の大きさは、レーザ光源30からのレーザ光の光束径に応じて適宜設定すればよく、特に限定されない。   The incident port 34 is for introducing laser light emitted from the laser light source 30 into the internal space 33, and is formed in a circular shape, for example. The size of the entrance 34 may be appropriately set according to the beam diameter of the laser light from the laser light source 30, and is not particularly limited.

出射口35は、積分球31の内部空間33における拡散反射光を内部空間33から外部に出射させるものであり、例えば円形に形成されている。出射口35の大きさは、積分球31から出射させるべき光束の径や光強度等に応じて適宜設定すればよい。   The exit 35 emits diffusely reflected light in the internal space 33 of the integrating sphere 31 to the outside from the internal space 33, and is formed in a circular shape, for example. What is necessary is just to set the magnitude | size of the exit 35 suitably according to the diameter of the light beam which should be radiate | emitted from the integrating sphere 31, light intensity, etc. FIG.

積分球31における開口率は、積分球31(出射口35)から出射される光束ひいては半導体基板2に照射される光束の均一性や低コヒーレンスを確保しつつ、積分球31でのスループットを好適に確保するために、例えば1/20以下とされる。この開口率としては、1/40以下が好ましく、1/60以下がより好ましく、1/100以下がさらに好ましい。ここで、開口率は、積分球31の内表面積に対する開口面積の割合として定義される。具体的には、開口率Nは、積分球31の内表面積をS、入射口34の開口面積をs1、出射口35の開口面積s2とした場合、N=(s1+s2)/Sとして表される。   The aperture ratio in the integrating sphere 31 favorably improves the throughput in the integrating sphere 31 while ensuring the uniformity and low coherence of the light beam emitted from the integrating sphere 31 (exit port 35) and thus the light beam applied to the semiconductor substrate 2. In order to ensure, for example, 1/20 or less. The aperture ratio is preferably 1/40 or less, more preferably 1/60 or less, and even more preferably 1/100 or less. Here, the aperture ratio is defined as the ratio of the aperture area to the inner surface area of the integrating sphere 31. Specifically, the aperture ratio N is expressed as N = (s1 + s2) / S, where S is the inner surface area of the integrating sphere 31, S1 is the opening area of the incident port 34, and S2 is the opening area s2 of the exit port 35. .

このような積分球31では、入射口34から入射されたレーザ光が反射面36で繰り返し拡散反射し、内部空間33は略均一な明るさとなる。その結果、出射口35からの出射光は、コヒーレンスが低減され、かつ積分球31や出射口35の直径に応じた開き角度を有する光束として出射される。このようにして均一化された光束は、半導体基板2に対して均一な光量で光線を照射することが可能となる。このようにフォトルミネッセンス測定装置1は、半導体基板2にコヒーレンスが低減された光線を均一な光量で照射できるため、半導体基板2からの散乱光に起因してスペックルが画像データに発生することを抑制でき、その結果フォトルミネッセンス発光による半導体基板2からの放射光に基づき、半導体基板2の検査を正確に行うことができる。   In such integrating sphere 31, the laser light incident from the entrance 34 is repeatedly diffused and reflected by the reflecting surface 36, and the internal space 33 has a substantially uniform brightness. As a result, the light emitted from the exit port 35 is emitted as a light beam with reduced coherence and having an opening angle corresponding to the diameter of the integrating sphere 31 and the exit port 35. The light beam thus uniformized can irradiate the semiconductor substrate 2 with a light beam with a uniform light amount. As described above, the photoluminescence measuring apparatus 1 can irradiate the semiconductor substrate 2 with a light beam with reduced coherence with a uniform amount of light, so that speckle is generated in the image data due to the scattered light from the semiconductor substrate 2. As a result, the semiconductor substrate 2 can be accurately inspected based on the light emitted from the semiconductor substrate 2 by photoluminescence emission.

(調整機構)
調整機構32は、積分球31から出射する光束の開き角度を調整し半導体基板2の表面への照射面積を調整するものである。この調整機構32は、対物レンズ37及びアクチュエータ38を備えている。
(Adjustment mechanism)
The adjustment mechanism 32 adjusts the opening angle of the light beam emitted from the integrating sphere 31 to adjust the irradiation area on the surface of the semiconductor substrate 2. The adjustment mechanism 32 includes an objective lens 37 and an actuator 38.

対物レンズ37は、半導体基板2に照射する光線を平行光にするレンズである。この対物レンズ37は、光透過性を有するものであり、例えば透明樹脂、透明ガラスにより形成されている。対物レンズ37の寸法は、積分球31から出射される光束の径、積分球31の出射口35と対物レンズ37の中心との距離D1、半導体基板2の寸法等に応じて適宜設定すればよい。対物レンズ37の直径は、特に限定されるものではないが、例えば1cm以上20cm以下とされ、3cm以上10cm以下が好ましい。   The objective lens 37 is a lens that collimates the light beam applied to the semiconductor substrate 2. The objective lens 37 has light transparency, and is formed of, for example, a transparent resin or transparent glass. The dimensions of the objective lens 37 may be appropriately set according to the diameter of the light beam emitted from the integrating sphere 31, the distance D1 between the exit port 35 of the integrating sphere 31 and the center of the objective lens 37, the dimensions of the semiconductor substrate 2, and the like. . The diameter of the objective lens 37 is not particularly limited, but is, for example, 1 cm or more and 20 cm or less, and preferably 3 cm or more and 10 cm or less.

このような対物レンズ37は、積分球31からの出射光の光路上に配置されている。さらに詳細には、対物レンズ37は、積分球31からの出射光の光軸Lがレンズの光軸(主軸)と一致又は略一致する位置に配置される。   Such an objective lens 37 is disposed on the optical path of the light emitted from the integrating sphere 31. More specifically, the objective lens 37 is disposed at a position where the optical axis L of the light emitted from the integrating sphere 31 coincides with or substantially coincides with the optical axis (main axis) of the lens.

また、対物レンズ37は、半導体基板2に照射する光線を平行光とする位置に配置される。このように対物レンズ37によって光線を平行光することで、半導体基板2の照射領域において均一な照射を行うことができる。   The objective lens 37 is disposed at a position where the light beam applied to the semiconductor substrate 2 is parallel light. In this way, the parallel irradiation of the light beam by the objective lens 37 enables uniform irradiation in the irradiation region of the semiconductor substrate 2.

なお、上記照明装置3は、半導体基板2に対して光軸が垂直とするよう光線を照射するよう構成されている。このため、フォトルミネッセンス発光による放射光を他の光と区別して検出することが容易となり、その結果、フォトルミネッセンス測定装置1によれば、半導体基板2の欠陥を精度よく検出することが可能となる。   The illuminating device 3 is configured to irradiate a light beam so that the optical axis is perpendicular to the semiconductor substrate 2. For this reason, it becomes easy to distinguish and detect the emitted light by photoluminescence emission, and as a result, according to the photoluminescence measuring apparatus 1, it becomes possible to detect the defect of the semiconductor substrate 2 with high accuracy. .

アクチュエータ38は、積分球31からの光束の光軸Lに沿って対物レンズ37を移動させるものである。すなわち、対物レンズ37は、アクチュエータ38により積分球31に対して近接離間可能とされる。アクチュエータ38としては、公知の機構、例えば電気式、磁気式、機械式、これらを組み合わせたものを用いることができる。また、アクチュエータ38は、パーソナルコンピュータ5により制御される。すなわち、対物レンズ37の位置(距離D1及び距離D2)は、パーソナルコンピュータ5によりアクチュエータ38の動作制御を行うことで規制される。なお、機械式のアクチュエータ38を採用する場合には、手動で対物レンズ37の位置を調整する構成としてもよい。   The actuator 38 moves the objective lens 37 along the optical axis L of the light beam from the integrating sphere 31. That is, the objective lens 37 can be moved close to and away from the integrating sphere 31 by the actuator 38. As the actuator 38, a known mechanism, for example, an electric type, a magnetic type, a mechanical type, or a combination thereof can be used. The actuator 38 is controlled by the personal computer 5. That is, the position of the objective lens 37 (distance D1 and distance D2) is regulated by controlling the operation of the actuator 38 by the personal computer 5. When the mechanical actuator 38 is employed, the position of the objective lens 37 may be manually adjusted.

この調整機構32では、対物レンズ37を積分球31に近接させることで(距離D1を小さくし、距離D2を大きくすることで)、対物レンズ37を透過する光束の開き角度を大きくすることができる。これに対して、調整機構32では、対物レンズ37を積分球31から離間させることで(距離D1を大きくし、距離D2を小さくすることで)、対物レンズ37を透過する光束の開き角度を小さくすることができる。このように調整機構32では、対物レンズ37の位置を規制することで、対物レンズ37を透過する光束の開き角度を調整できるため、半導体基板2の表面を照射する光線の光束径を調整することが可能となる。そのため、調整機構32により上記照射光線の光束径を調整することで、半導体基板2の表面全体に一括して均一な光量で光線を照射することが容易となる。加えて、調整機構32により照射光線の光束径を調整するだけで、サイズの異なる半導体基板2に対しても表面全体に一括して光線を照射することが可能となる。そのため、フォトルミネッセンス測定装置1は、サイズの異なる半導体基板2の検査に対応できると共に、比較的に大型サイズの半導体基板2の検査を行う場合であっても簡便な構成により短時間かつコスト的に有利に正確な検査を行うことができる。   In the adjusting mechanism 32, the opening angle of the light beam transmitted through the objective lens 37 can be increased by bringing the objective lens 37 close to the integrating sphere 31 (by decreasing the distance D1 and increasing the distance D2). . On the other hand, in the adjustment mechanism 32, by separating the objective lens 37 from the integrating sphere 31 (by increasing the distance D1 and decreasing the distance D2), the opening angle of the light beam transmitted through the objective lens 37 is decreased. can do. As described above, the adjustment mechanism 32 can adjust the opening angle of the light beam transmitted through the objective lens 37 by regulating the position of the objective lens 37, and therefore adjust the light beam diameter of the light beam that irradiates the surface of the semiconductor substrate 2. Is possible. Therefore, by adjusting the beam diameter of the irradiation light beam by the adjustment mechanism 32, it becomes easy to irradiate the light beam with a uniform light amount all over the surface of the semiconductor substrate 2. In addition, it is possible to irradiate the entire surface of the semiconductor substrate 2 with different sizes all together by simply adjusting the beam diameter of the irradiated light beam by the adjusting mechanism 32. Therefore, the photoluminescence measuring apparatus 1 can cope with the inspection of the semiconductor substrates 2 having different sizes, and even in the case of inspecting the semiconductor substrate 2 having a relatively large size, it can be quickly and cost-effectively with a simple configuration. Advantageously, an accurate inspection can be performed.

また、調整機構32は、必ずしも対物レンズ37を移動可能に構成する必要はなく、例えば単一サイズの半導体基板2の検査に利用されるフォトルミネッセンス測定装置1では対物レンズ37の位置を固定してもよい。この場合、対物レンズ37は、半導体基板2に対して平行光を照射できる位置に固定することが好ましい。   Further, the adjustment mechanism 32 does not necessarily need to be configured so that the objective lens 37 can be moved. For example, in the photoluminescence measuring apparatus 1 used for the inspection of the single-sized semiconductor substrate 2, the position of the objective lens 37 is fixed. Also good. In this case, the objective lens 37 is preferably fixed at a position where the semiconductor substrate 2 can be irradiated with parallel light.

また、調整機構32のレンズとしては、対物レンズ37に代えてコリメートレンズを用いてもよい。また、対物レンズやコリメートレンズ等の種類の異なる複数のレンズを組み合わせ、あるいは同種の複数のレンズを組み合わせて調整機構32のレンズ系として採用してもよい。このような調整機構32を採用したフォトルミネッセンス測定装置1においても、レンズ系の位置を固定してもよい。この場合、寸法の異なる半導体基板2の検査を可能とするために、レンズ系を構成するレンズの少なくとも1つのレンズを積分球31に対して近接離間可能としてレンズ系から出射される光束の開き角度を調整するように構成することが好ましい。また、上記レンズ系は、収差補正レンズを備えていることが好ましい。レンズ系が収差補正レンズを備えることで、撮像画像の周縁部におけるぼやけの発生を抑制し、ぼやけの少ない綺麗な画像を撮影することが可能となる。   Further, as the lens of the adjusting mechanism 32, a collimating lens may be used instead of the objective lens 37. Further, a plurality of different types of lenses such as an objective lens and a collimator lens may be combined, or a plurality of lenses of the same type may be combined and used as the lens system of the adjustment mechanism 32. Also in the photoluminescence measuring apparatus 1 employing such an adjustment mechanism 32, the position of the lens system may be fixed. In this case, in order to enable inspection of the semiconductor substrate 2 having different dimensions, the opening angle of the light beam emitted from the lens system is set so that at least one lens constituting the lens system can be moved close to and away from the integrating sphere 31. It is preferable that the configuration is adjusted. The lens system preferably includes an aberration correction lens. When the lens system includes the aberration correction lens, it is possible to suppress the occurrence of blurring at the peripheral portion of the captured image and to capture a beautiful image with little blurring.

<撮像部>
上記撮像部は、上記照射装置3によって光線が照射された半導体基板2を撮像するものである。この撮像部としては、特に限定されないが、例えば冷却CCDカメラ等のCCDカメラ4が用いられる。また、本実施形態において、撮像部は、半導体基板2に光線(励起光)を照射したときのルミネッセンス発光による放射光に基づき半導体基板2の検査に必要な情報を得るものである。このCCDカメラ4は、図2に示すように検出部40、データ処理部41及び出力部42を備えている。また、CCDカメラ4は、収差補正レンズ(CCTVレンズ)を装着したものであってもよい。このような収差補正レンズを備えたCCDカメラ4では、撮像画像の周縁部におけるぼやけの発生を抑制し、ぼやけの少ない綺麗な画像を撮影することが可能となる。
<Imaging unit>
The imaging unit images the semiconductor substrate 2 irradiated with the light beam by the irradiation device 3. The imaging unit is not particularly limited, but for example, a CCD camera 4 such as a cooled CCD camera is used. In the present embodiment, the imaging unit obtains information necessary for the inspection of the semiconductor substrate 2 based on the emitted light by the luminescence emission when the semiconductor substrate 2 is irradiated with light (excitation light). As shown in FIG. 2, the CCD camera 4 includes a detection unit 40, a data processing unit 41, and an output unit 42. Further, the CCD camera 4 may be one having an aberration correction lens (CCTV lens) attached thereto. In the CCD camera 4 provided with such an aberration correction lens, it is possible to suppress the occurrence of blurring at the peripheral portion of the captured image and to capture a beautiful image with little blurring.

検出部40は、半導体基板2に光線を照射したときのルミネッセンス発光による放射光を検出するものであり、2次元CCDイメージセンサにより構成されている。また、検出部40と半導体基板2との間に干渉フィルタ等のフィルタFを配置してもよい。このフィルタFにより、検出部40で検出されるノイズ成分の量を小さくすることができるため、検出感度を高めることができる。このようなフィルタFは、CCDカメラ4に一体化してもよい。   The detection unit 40 detects radiation emitted by luminescence emission when the semiconductor substrate 2 is irradiated with a light beam, and is configured by a two-dimensional CCD image sensor. Further, a filter F such as an interference filter may be disposed between the detection unit 40 and the semiconductor substrate 2. Since this filter F can reduce the amount of noise components detected by the detection unit 40, the detection sensitivity can be increased. Such a filter F may be integrated with the CCD camera 4.

データ処理部41は、検出部40での検出結果に基づきデータ処理を行うものであり、例えばCPU、ROM及びRAMで構成されている。   The data processing unit 41 performs data processing based on the detection result of the detection unit 40, and includes, for example, a CPU, a ROM, and a RAM.

出力部42は、データ処理部41での処理結果をパーソナルコンピュータ5に出力するものである。この出力部42は、外部接続コネクタ(図示略)を有しており、パーソナルコンピュータ5に対するデータの出力が可能とされている。外部接続コネクタとしては、例えば9ピンシリアルポート、25ピンパラレルポート、4/6ピン高速シリアルポート、USB(Universal Serial Bus)、PS/2コネクタ、VGA端子、DVIポートが挙げられる。   The output unit 42 outputs the processing result in the data processing unit 41 to the personal computer 5. The output unit 42 has an external connection connector (not shown), and can output data to the personal computer 5. Examples of the external connection connector include a 9-pin serial port, a 25-pin parallel port, a 4 / 6-pin high-speed serial port, a USB (Universal Serial Bus), a PS / 2 connector, a VGA terminal, and a DVI port.

このようにCCDカメラ4は、検出部40及びデータ処理部41を備えるものである。すなわち、検出部40及びデータ処理部41はCCDカメラにより構成されていることから、フォトルミネッセンス測定装置1は既存のCCDカメラ4を用いてフォトルミネッセンス発光による放射光を適切に検出することができる。そのため、フォトルミネッセンス測定装置1は、フォトルミネッセンス発光による放射光を測定するのに十分な感度を簡易な構成により得ることができ、測定装置の製造コストの低減を図ることが可能となる。   As described above, the CCD camera 4 includes the detection unit 40 and the data processing unit 41. That is, since the detection unit 40 and the data processing unit 41 are configured by a CCD camera, the photoluminescence measuring apparatus 1 can appropriately detect the emitted light by the photoluminescence emission using the existing CCD camera 4. Therefore, the photoluminescence measuring device 1 can obtain a sensitivity sufficient to measure the emitted light by the photoluminescence emission with a simple configuration, and can reduce the manufacturing cost of the measuring device.

<パーソナルコンピュータ>
パーソナルコンピュータ5は、CCDカメラ4からのデータに基づき半導体基板2の画像を表示し、またレーザ光源30や照明装置3を制御するものである。このパーソナルコンピュータ5は、ディスクトップ型であり、本体50、ディスプレイ51及びキーボード52を備えている。なお、パーソナルコンピュータ5としては、市販の汎用品を使用することができ、またラップトップ型のパーソナルコンピュータを用いることもできる。
<Personal computer>
The personal computer 5 displays an image of the semiconductor substrate 2 based on data from the CCD camera 4 and controls the laser light source 30 and the illumination device 3. The personal computer 5 is a desktop type and includes a main body 50, a display 51, and a keyboard 52. As the personal computer 5, a commercially available general-purpose product can be used, and a laptop personal computer can also be used.

本体50は、データ処理部41での処理結果に基づき半導体基板2の欠陥の有無を判定する判定部53としての機能を備える。この本体50は、CPU,ROM及びRAMを備えており、これらにより判定部53としての機能が与えられている。   The main body 50 has a function as a determination unit 53 that determines the presence / absence of a defect in the semiconductor substrate 2 based on the processing result in the data processing unit 41. The main body 50 includes a CPU, a ROM, and a RAM, and a function as the determination unit 53 is given by these.

ディスプレイ51は、半導体基板2の画像を表示するものであり、例えば液晶表示装置により構成されている。このディスプレイ51は、半導体基板2の画像の他に、測定条件、レーザ光源30や照明装置3の設定画像等を表示することができる。   The display 51 displays an image of the semiconductor substrate 2 and is configured by, for example, a liquid crystal display device. In addition to the image of the semiconductor substrate 2, the display 51 can display measurement conditions, setting images of the laser light source 30 and the illumination device 3, and the like.

キーボード52は、パーソナルコンピュータ5の動作に必要な情報を入力するためのものである。   The keyboard 52 is for inputting information necessary for the operation of the personal computer 5.

フォトルミネッセンス測定装置1は、判定部53を備えることで、半導体基板2を撮像するだけなく半導体基板2の欠陥の有無を検出することが可能となる。また、判定部53は、フォトルミネッセンス発光による放出光に基づき半導体基板2の欠陥の有無を判定するものであるため半導体基板2の欠陥、特に内部欠陥の検出を好適に行うことができる。   By providing the determination unit 53, the photoluminescence measuring device 1 can detect the presence or absence of defects in the semiconductor substrate 2 as well as imaging the semiconductor substrate 2. Moreover, since the determination part 53 determines the presence or absence of the defect of the semiconductor substrate 2 based on the emitted light by photoluminescence light emission, it can detect the defect of the semiconductor substrate 2, especially an internal defect suitably.

以上のように、フォトルミネッセンス測定装置1は、半導体基板2に照射する光線として、従来のスポット照射ではなく積分球31から出射された光束を用いるので、この光束によって半導体基板2の比較的広い領域を一度に照射することができる。そのため、従来のスポット照射による装置に比べて半導体基板2の全体に光線を照射するのに必要な時間を短くでき、検査時間の短縮を図ることができる。さらに、当該フォトルミネッセンス測定装置1は、上記照射光線として、積分球31においてレーザ光源からのレーザ光を拡散反射させたコヒーレンスの低い光束を用いているので、一度の照射領域の各部分において均一な照射を行うことができるため半導体基板2からの散乱光に起因してスペックルが画像データに発生することを抑制でき、その結果半導体基板2の正確な検査を容易かつ確実に行うことができる。   As described above, since the photoluminescence measuring apparatus 1 uses the light beam emitted from the integrating sphere 31 instead of the conventional spot irradiation as the light beam to be irradiated on the semiconductor substrate 2, a relatively wide area of the semiconductor substrate 2 is generated by this light beam. Can be irradiated at once. As a result, the time required for irradiating the entire semiconductor substrate 2 with light rays can be shortened compared to a conventional spot irradiation apparatus, and the inspection time can be shortened. Further, since the photoluminescence measuring apparatus 1 uses a light beam having a low coherence obtained by diffusing and reflecting the laser light from the laser light source in the integrating sphere 31 as the irradiation light, it is uniform in each part of the irradiation region once. Since irradiation can be performed, generation of speckles in the image data due to scattered light from the semiconductor substrate 2 can be suppressed, and as a result, accurate inspection of the semiconductor substrate 2 can be performed easily and reliably.

≪フォトルミネッセンス測定方法≫
本発明の蛍光測定方法の一例であるフォトルミネッセンス測定方法は、検査対象である半導体基板2に照射光線を照射し、この照射された半導体基板2を撮像し、この撮像したデータに基づきデータ処理を行うフォトルネッセンス測定方法である。半導体基板2への照射光線としては、レーザ光源30からのレーザ光を積分球31の内部で拡散反射させた光束を用いる。このようなフォトルミネッセンス測定方法は、フォトルミネッセンス測定装置1により実現することができる。
≪Photoluminescence measurement method≫
A photoluminescence measurement method, which is an example of the fluorescence measurement method of the present invention, irradiates a semiconductor substrate 2 to be inspected with irradiation light, images the irradiated semiconductor substrate 2, and performs data processing based on the captured data. This is a method for measuring photoluminescence. As the irradiation light to the semiconductor substrate 2, a light beam obtained by diffusing and reflecting the laser light from the laser light source 30 inside the integrating sphere 31 is used. Such a photoluminescence measuring method can be realized by the photoluminescence measuring device 1.

このフォトルミネッセンス測定方法は、半導体基板2に照射する光線として、積分球31においてレーザ光源30からのレーザ光を拡散反射させたコヒーレンスの低い光束を用いているので、検査時間の短縮を図ることができると共に一度の照射領域の各部分において均一な照射を行うことでスペックルが画像データに発生することを抑制でき、半導体基板2の正確な検査を行うことができる。   In this photoluminescence measuring method, a light beam having a low coherence obtained by diffusing and reflecting the laser light from the laser light source 30 in the integrating sphere 31 is used as a light beam to be irradiated onto the semiconductor substrate 2, so that the inspection time can be shortened. In addition, it is possible to suppress speckles from being generated in the image data by performing uniform irradiation in each part of the irradiation region once, and it is possible to accurately inspect the semiconductor substrate 2.

[第2の実施形態]
図3及び図4に示すフォトルミネッセンス測定装置6は、図1に示すフォトルミネッセンス測定装置1と基本的に同様な構成を有しているが、照明装置60の調整機構61の構成がフォトルミネッセンス測定装置1とは異なっている。なお、図3においては、図1に示すフォトルミネッセンス測定装置1と同様な要素については同一の符号を付してあり、以下における重複説明を省略する。
[Second Embodiment]
The photoluminescence measuring device 6 shown in FIGS. 3 and 4 has basically the same configuration as the photoluminescence measuring device 1 shown in FIG. 1, but the configuration of the adjusting mechanism 61 of the illumination device 60 is a photoluminescence measurement. Different from the device 1. In FIG. 3, elements similar to those of the photoluminescence measuring apparatus 1 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description below is omitted.

調整機構61は、アクチュエータ38により積分球31に対して近接離間可能とされた光束調整部材62を備えている。この光束調整部材62は、照明装置60から出射される光束の径及び開き角度を調整するものであり、図3及び図4に示すように光透過領域63及び光不透過領域64を有している。   The adjustment mechanism 61 includes a light beam adjustment member 62 that can be moved close to and away from the integrating sphere 31 by an actuator 38. The light beam adjusting member 62 adjusts the diameter and the opening angle of the light beam emitted from the illumination device 60, and has a light transmission region 63 and a light non-transmission region 64 as shown in FIGS. Yes.

光透過領域63は、積分球31を出射した光束を透過させる領域であり、例えば透明樹脂等の透明材料により円形に形成されている。一方、光不透過領域64は、積分球31を出射した光束の透過を制限する領域であり、例えば黒色樹脂等の不透明材料により光透過領域63の周辺部を囲むように形成されている。   The light transmission region 63 is a region through which the light beam emitted from the integrating sphere 31 is transmitted, and is formed in a circular shape by a transparent material such as a transparent resin. On the other hand, the light non-transmission region 64 is a region that restricts the transmission of the light beam emitted from the integrating sphere 31 and is formed so as to surround the periphery of the light transmission region 63 with an opaque material such as black resin.

このような照明装置60では、積分球31からの出射された光束は、調整機構61において、光不透過領域64に対応する外周部分の光の透過が制限され、光透過領域63に対応する領域の光が選択的に透過する。その結果、積分球31から出射された光束は、光束調整部材62を透過する際に光束径が小さくなると共に、光束調整部材62に到達する光束に比べて開き角度が小さくされる。また、照明装置60では、アクチュエータ38によって光束調整部材62の位置を調整することにより、照明装置60から出射される光束の径及び開き角度を調整することができる。従って、照明装置60を備えるフォトルミネッセンス測定装置6は、図1及び図2に示すフォトルミネッセンス測定装置1と同様な効果を奏することができる。   In such an illuminating device 60, the light beam emitted from the integrating sphere 31 is limited in transmission of light in the outer peripheral portion corresponding to the light non-transmissive region 64 in the adjustment mechanism 61, and the region corresponding to the light transmissive region 63. Light is selectively transmitted. As a result, the luminous flux emitted from the integrating sphere 31 has a smaller luminous flux diameter when passing through the luminous flux adjusting member 62 and a smaller opening angle than the luminous flux reaching the luminous flux adjusting member 62. In the lighting device 60, the diameter and opening angle of the light beam emitted from the lighting device 60 can be adjusted by adjusting the position of the light beam adjusting member 62 using the actuator 38. Therefore, the photoluminescence measuring device 6 including the illumination device 60 can achieve the same effect as the photoluminescence measuring device 1 shown in FIGS. 1 and 2.

なお、光透過領域63は、積分球31からの出射光束の透過させることができる限りは必ずしも透明材料により形成する必要はない。例えば、光透過領域63は、積分球31からの出射光の波長(レーザ光源30から出射されるレーザ光の波長)の光のみを選択的に透過させる材料により形成してもよく、貫通孔として形成してもよい。一方、光不透過領域64は、積分球31からの出射光束の制限させることができる限りは必ずしも黒色材料により形成する必要はない。すなわち、光透過領域63及び光不透過領域64は、積分球31からの出射光の波長により適宜選択すればよい。   The light transmission region 63 is not necessarily formed of a transparent material as long as the light beam emitted from the integrating sphere 31 can be transmitted. For example, the light transmission region 63 may be formed of a material that selectively transmits only light having the wavelength of the light emitted from the integrating sphere 31 (the wavelength of the laser light emitted from the laser light source 30). It may be formed. On the other hand, the light-impermeable region 64 is not necessarily formed of a black material as long as the light flux emitted from the integrating sphere 31 can be limited. That is, the light transmission region 63 and the light non-transmission region 64 may be appropriately selected depending on the wavelength of the light emitted from the integrating sphere 31.

また、光束調整部材62に代えて、図4(C)に示す光束調整部材65を採用してもよい。この光束調整部材65は透光性部材66の片面に遮光部67を形成したものである。この遮光部67は、円形の貫通孔68を有している。透光性部材66は例えば透明樹脂等の透明材料により形成され、遮光部67は例えば黒色樹脂等の黒色材料により形成されている。なお、光束調整部材65の透光性部材66及び遮光部67に関し、図4(B)に示す光束調整部材62の光透過領域63及び光不透過領域64と同様な設計変更が可能である。   Further, instead of the light flux adjusting member 62, a light flux adjusting member 65 shown in FIG. The light flux adjusting member 65 is obtained by forming a light shielding portion 67 on one surface of a translucent member 66. The light shielding portion 67 has a circular through hole 68. The translucent member 66 is formed of a transparent material such as a transparent resin, and the light shielding portion 67 is formed of a black material such as a black resin. In addition, regarding the translucent member 66 and the light shielding portion 67 of the light beam adjusting member 65, the same design change as the light transmitting region 63 and the light non-transmitting region 64 of the light beam adjusting member 62 shown in FIG.

このような光束調整部材65では、貫通孔68を通過した光束が透光性部材66を透過する一方で、遮光部67において光束の透過が制限される。すなわち、積分球31から出射されて調整機構61から出射する光束は、光束調整部材65を透過する際に光束径が小さくなると共に、光束調整部材62に到達する光束に比べて開き角度が小さくされる。   In such a light flux adjusting member 65, the light flux that has passed through the through hole 68 passes through the translucent member 66, while the light shielding portion 67 restricts the transmission of the light flux. That is, the light beam emitted from the integrating sphere 31 and emitted from the adjusting mechanism 61 has a smaller light beam diameter when passing through the light beam adjusting member 65 and has a smaller opening angle than the light beam reaching the light beam adjusting member 62. The

[第3の実施形態]
図5及び図6に示すフォトルミネッセンス測定装置7は、図1に示すフォトルミネッセンス測定装置1と基本的に同様な構成を有しているが、照明装置70の調整機構71の構成がフォトルミネッセンス測定装置1とは異なっている。なお、図5においては、図1に示すフォトルミネッセンス測定装置1と同様な要素については同一の符号を付してあり、以下における重複説明を省略する。
[Third Embodiment]
The photoluminescence measuring device 7 shown in FIGS. 5 and 6 has basically the same configuration as the photoluminescence measuring device 1 shown in FIG. 1, but the configuration of the adjustment mechanism 71 of the illumination device 70 is a photoluminescence measurement. Different from the device 1. In FIG. 5, elements similar to those of the photoluminescence measuring device 1 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description below is omitted.

調整機構71は積分球31の出射口35に固定された光束調整要素72を備えている。この光束調整要素72は、照明装置70から出射される光束の径及び開き角度を調整するものであり、例えば複数の表示素子を備える液晶表示要素、有機EL表示要素等の透過型の表示要素により構成されている。すなわち、光束調整要素72は、各表示素子の光透過状態を制御することで、図6(A)及び図6(B)に示すように光透過領域73と光不透過領域74とを設けることができると共に、光透過領域73の大きさを調整することができる。なお、光不透過領域74は、例えば黒色表示とすることで実現することができる。   The adjustment mechanism 71 includes a light beam adjustment element 72 fixed to the exit port 35 of the integrating sphere 31. The light beam adjusting element 72 adjusts the diameter and the opening angle of the light beam emitted from the illumination device 70. For example, the light beam adjusting element 72 is a transmissive display element such as a liquid crystal display element having a plurality of display elements or an organic EL display element. It is configured. That is, the light flux adjusting element 72 provides the light transmitting region 73 and the light non-transmitting region 74 as shown in FIGS. 6A and 6B by controlling the light transmitting state of each display element. In addition, the size of the light transmission region 73 can be adjusted. The light opaque region 74 can be realized by, for example, black display.

このような照明装置70においても、積分球31から出射された光束は、光不透過領域74に対応する外周部分の光の透過が制限され、光透過領域73に対応する領域の光が選択的に透過する。その結果、調整機構71から出射する光束は、調整機構71に入射する際に比べて光束径が小さくなると共に開き角度が小さくなる。   Also in such an illuminating device 70, the light beam emitted from the integrating sphere 31 is limited to transmit light in the outer peripheral portion corresponding to the light non-transmissive region 74, and the light in the region corresponding to the light transmissive region 73 is selective. To penetrate. As a result, the luminous flux emitted from the adjusting mechanism 71 has a smaller luminous flux diameter and a smaller opening angle than when entering the adjusting mechanism 71.

なお、光束調整部材72は、必ずしも積分球31の出射口35に固定する必要はなく、積分球31から離れた位置において、積分球31からの光束の光路上に配置してもよく、積分球31に対して近接離間可能としてもよい。   The light beam adjusting member 72 is not necessarily fixed to the exit port 35 of the integrating sphere 31 and may be disposed on the optical path of the light beam from the integrating sphere 31 at a position away from the integrating sphere 31. It may be possible to approach and separate from 31.

[第4の実施形態]
図7に示すフォトルミネッセンス測定装置8は、図1に示すフォトルミネッセンス測定装置1と基本的に同様な構成を有しているが、照明装置80の積分球81の内部構造がフォトルミネッセンス測定装置1とは異なっている。なお、図7においては、図1に示すフォトルミネッセンス測定装置1と同様な要素については同一の符号を付してあり、以下における重複説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
The photoluminescence measuring device 8 shown in FIG. 7 has basically the same configuration as the photoluminescence measuring device 1 shown in FIG. 1, but the internal structure of the integrating sphere 81 of the illumination device 80 is the photoluminescence measuring device 1. Is different. In FIG. 7, the same elements as those in the photoluminescence measuring apparatus 1 shown in FIG.

図7に示す積分球81は、入射口34から入射されたレーザ光の反射面36で反射された反射光のうち、反射回数が所定回数以下の反射光が出射口35から出射することを抑制する遮光部材82を有している。上記所定回数は二回であることが好ましい。具体的には、上記遮光部材82は、例えば板状部材から構成され、積分球81内に入射されたレーザ光が入射する入射口34の対向面83(以下、第一対向面83ということがある)と出射口35の対向面84(以下、第二対向面84ということがある)との間に設けられている。これにより、入射口34から入射され、第一対向面83で反射したレーザ光のうち第二対向面84に向かって進む光線が上記遮光部材82によって遮光される。このように遮光部材82を設けることで、出射口35から出射されるレーザ光は、積分球81内で三回以上反射された光とすることができるので、より確実にレーザ光のコヒーレンスを低減させて出射することができる。   The integrating sphere 81 shown in FIG. 7 suppresses that the reflected light whose number of reflections is equal to or less than a predetermined number of the reflected light reflected by the reflection surface 36 of the laser light incident from the incident port 34 is emitted from the emission port 35. The light shielding member 82 is provided. The predetermined number of times is preferably twice. Specifically, the light shielding member 82 is formed of, for example, a plate-like member, and is referred to as an opposing surface 83 (hereinafter referred to as a first opposing surface 83) of the entrance 34 through which the laser light incident into the integrating sphere 81 is incident. And a facing surface 84 (hereinafter, also referred to as a second facing surface 84) of the emission port 35. Thereby, the light beam traveling from the incident port 34 and traveling toward the second facing surface 84 out of the laser light reflected by the first facing surface 83 is shielded by the light shielding member 82. By providing the light blocking member 82 in this way, the laser light emitted from the emission port 35 can be reflected at least three times in the integrating sphere 81, so that the coherence of the laser light can be more reliably reduced. Can be emitted.

なお、遮光部材82の表面は、反射面36と同様に反射率の高いものとして形成することが好ましい。これにより、入射口35からの入射光が積分球81の内部で拡散反射するうちに減衰することを抑制し、入射口35からの入射光の利用効率の低下を抑制することができる。このような遮光部材82は、少なくとも表層をこの表層に入射した光線を乱反射(拡散反射)する反射層として形成することで得ることができる。この反射層は、上述の積分球31の反射層と同様な手法により焼結体や塗膜として得ることができる。   The surface of the light shielding member 82 is preferably formed with a high reflectance like the reflective surface 36. Thereby, it is possible to suppress the incident light from the incident port 35 from being attenuated while being diffusely reflected inside the integrating sphere 81, and to suppress a decrease in utilization efficiency of the incident light from the incident port 35. Such a light shielding member 82 can be obtained by forming at least the surface layer as a reflection layer that irregularly reflects (diffusely reflects) light incident on the surface layer. This reflective layer can be obtained as a sintered body or a coating film by the same method as the reflective layer of the integrating sphere 31 described above.

[変形例]
本発明は、上述の実施形態に限定されず、本発明の技術思想から逸脱しない範囲で種々に設計変更が可能である。例えば、フォトルミネッセンス測定装置における調整機構は必須の構成ではなく省略してもよい。
[Modification]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various design changes can be made without departing from the technical idea of the present invention. For example, the adjustment mechanism in the photoluminescence measuring device is not an essential configuration and may be omitted.

撮像部として冷却CCDカメラに代えて、常温CCDカメラの他、フォトルミネッセンス発光の検出部としてのCMOSセンサを組み込んだカメラ等、種々のものを用いることができる。また、フォトルミネッセンス発光の検出部やデータ処置部は、必ずしもCCDカメラ等の撮像装置に組み込まれたものを使用する必要はない。さらに、上記実施形態においては、撮像部が半導体基板2に光線(励起光)を照射したときのルミネッセンス発光による放射光に基づき半導体基板2の検査に必要な情報を得るものについて説明したが、本発明はこれに限定されない。具体的には、例えば、撮像部が、積分球から出射された光線によって照射された半導体基板の反射光を撮像し、この撮像データに基づいて検査を行うことも可能である。また、本発明の蛍光測定装置であるフォトルミネッセンス測定装置の検査対象は半導体基板以外であってもよく、当該蛍光検査装置は半導体基板以外の検査対象の非破壊検査に用いることもできる。   In place of the cooled CCD camera as the imaging unit, various devices such as a room temperature CCD camera and a camera incorporating a CMOS sensor as a photoluminescence emission detecting unit can be used. Further, it is not always necessary to use a photoluminescence emission detection unit and a data processing unit that are incorporated in an imaging apparatus such as a CCD camera. Further, in the above embodiment, the description has been given of the case where the imaging unit obtains information necessary for the inspection of the semiconductor substrate 2 based on the emitted light by the luminescence emission when the semiconductor substrate 2 is irradiated with the light beam (excitation light). The invention is not limited to this. Specifically, for example, the imaging unit can image the reflected light of the semiconductor substrate irradiated by the light beam emitted from the integrating sphere, and inspect based on the imaging data. In addition, the inspection target of the photoluminescence measurement apparatus which is the fluorescence measurement apparatus of the present invention may be other than the semiconductor substrate, and the fluorescence inspection apparatus can also be used for nondestructive inspection of inspection targets other than the semiconductor substrate.

また、上記実施形態の説明において、レーザ光源のレーザ光のピーク波長として350nm以上790nm以下が好ましい旨、記載したが、本発明はこれに限定されるものではない。つまり、例えばピーク波長が790nm以上のレーザ光源(例えばピーク波長1067nmのYAGレーザ等)を用い、赤外カメラ(例えばインジウム・ガリウム・ヒ素センサを使用した近赤外線カメラ等)で照射対象からの光線を受光することも可能である。   In the description of the above embodiment, it has been described that the peak wavelength of the laser beam of the laser light source is preferably 350 nm or more and 790 nm or less, but the present invention is not limited to this. In other words, for example, a laser light source having a peak wavelength of 790 nm or more (for example, a YAG laser having a peak wavelength of 1067 nm) is used, and an infrared camera (for example, a near infrared camera using an indium, gallium, arsenic sensor, etc.) It is also possible to receive light.

判定部は、必ずしもパーソナルコンピュータにより構成する必要はなく、検出部やデータ処置部と共にパーソナルコンピュータ以外の情報処理装置により構成してもよい。   The determination unit is not necessarily configured by a personal computer, and may be configured by an information processing apparatus other than the personal computer together with the detection unit and the data processing unit.

フォトルミネッセンス測定装置は、照明装置やCCDカメラをパーソナルコンピュータと分離された別の装置として構成する必要はなく、照明装置やCCDカメラの機能とパーソナルコンピュータの機能とを一体の装置として実現してもよい。   The photoluminescence measuring device does not need to be configured as a separate device that separates the lighting device and the CCD camera from the personal computer, and the functions of the lighting device and the CCD camera and the function of the personal computer can be realized as an integrated device. Good.

また、上記実施形態において、当該蛍光測定装置としてのフォトルミネッセンス測定装置が、半導体基板を走査しないものについて説明したが、本願発明は必ずしもこれに限定されるものではない。つまり、当該蛍光測定装置が、半導体基板を照射光線に対して相対的に移動させる走査機構を有するものであっても本願発明の意図する範囲内である。しかし、本発明に係るフォトルミネッセンス測定装置は、上記実施形態のように走査機構を有さないものであることが好ましく、これによって装置の簡素化が図られると共にコスト低減が図られる。   Moreover, in the said embodiment, although the photoluminescence measuring device as the said fluorescence measuring device demonstrated what does not scan a semiconductor substrate, this invention is not necessarily limited to this. That is, even if the fluorescence measuring apparatus has a scanning mechanism for moving the semiconductor substrate relative to the irradiation light beam, it is within the range intended by the present invention. However, it is preferable that the photoluminescence measuring device according to the present invention does not have a scanning mechanism as in the above-described embodiment, thereby simplifying the device and reducing the cost.

本発明によれば、正確な半導体基板等の検査対象の検査を効率良く行うことのできる蛍光測定装置及び測定方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fluorescence measuring apparatus and measuring method which can perform the test | inspection of test | inspection objects, such as a accurate semiconductor substrate, efficiently can be provided.

1 フォトルミネッセンス測定装置
2 半導体基板
3 照明装置
30 レーザ光源
31 積分球
32 調整機構
33 内部空間
34 入射口
35 出射口
36 反射面
37 対物レンズ
38 アクチュエータ
4 CCDカメラ
40 検出部
41 データ処理部
42 出力部
5 パーソナルコンピュータ
50 本体
51 ディスプレイ
52 キーボード
53 判定部
6 フォトルミネッセンス測定装置
60 照明装置
61 調整機構
62 光束調整部材
63 光透過領域
64 光不透過領域
65 光束調整部材
66 透光性部材
67 遮光部
7 フォトルミネッセンス測定装置
70 照明装置
71 調整機構
72 光束調整要素
73 光透過領域
74 光不透過領域
8 フォトルミネッセンス測定装置
80 照明装置
81 積分球
82 遮光板
L 光軸
F フィルタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoluminescence measuring apparatus 2 Semiconductor substrate 3 Illuminating device 30 Laser light source 31 Integrating sphere 32 Adjustment mechanism 33 Internal space 34 Injecting port 35 Ejecting port 36 Reflecting surface 37 Objective lens 38 Actuator 4 CCD camera 40 Detection unit 41 Data processing unit 42 Output unit DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Personal computer 50 Main body 51 Display 52 Keyboard 53 Judgment part 6 Photoluminescence measuring apparatus 60 Illumination apparatus 61 Adjustment mechanism 62 Light flux adjustment member 63 Light transmission area 64 Light non-transmission area 65 Light flux adjustment member 66 Light transmission member 67 Light-shielding part 7 Photo Luminescence measuring device 70 Illuminating device 71 Adjustment mechanism 72 Light flux adjusting element 73 Light transmitting region 74 Light non-transmitting region 8 Photoluminescence measuring device 80 Illuminating device 81 Integrating sphere 82 Light shielding plate L Optical axis F Filter

Claims (8)

検査対象に光線を照射する照明装置と、
上記光線が照射された検査対象を撮像する撮像部と、
上記撮像部での撮像データに基づき処理を行うデータ処理部と
を備える蛍光測定装置であって、
上記照明装置が、レーザ光を出射するレーザ光源と、このレーザ光源からのレーザ光を内部で拡散反射させ光束として上記検査対象に向けて出射する積分球とを含む蛍光測定装置。
An illumination device for irradiating the inspection object with light rays;
An imaging unit for imaging the inspection object irradiated with the light beam;
A fluorescence measurement device comprising a data processing unit that performs processing based on imaging data in the imaging unit,
The fluorescence measurement apparatus, wherein the illumination device includes a laser light source that emits laser light, and an integrating sphere that diffuses and reflects the laser light from the laser light source and emits it toward the inspection object as a light beam.
上記照明装置によって検査対象に照射する光線が平行光である請求項1に記載の蛍光測定装置。   The fluorescence measuring apparatus according to claim 1, wherein the light beam applied to the inspection object by the illumination device is parallel light. 上記照明装置が、上記積分球から出射する光束の開き角度を調整する調整機構を有する請求項1又は請求項2に記載の蛍光測定装置。   The fluorescence measuring apparatus according to claim 1, wherein the illumination device includes an adjustment mechanism that adjusts an opening angle of a light beam emitted from the integrating sphere. 上記調整機構が、上記積分球からの出射光の光路上に配置され、上記積分球に対して近接離間可能とされた対物レンズを含む請求項3に記載の蛍光測定装置。   The fluorescence measuring apparatus according to claim 3, wherein the adjustment mechanism includes an objective lens that is disposed on an optical path of light emitted from the integrating sphere and is capable of approaching and separating from the integrating sphere. 上記データ処理部での処理結果に基づき上記検査対象の欠陥の有無を判定する判定部を備える請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の蛍光測定装置。   The fluorescence measuring device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a determination unit that determines the presence or absence of the defect to be inspected based on a processing result in the data processing unit. 上記検出部及び上記データ処理部がCCDカメラにより構成されている請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の蛍光測定装置。   The fluorescence measuring apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the detection unit and the data processing unit are configured by a CCD camera. 上記レーザ光源から出射されるレーザ光のピーク波長が350nm以上790nm以下である請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の蛍光測定装置。   The fluorescence measuring apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein a peak wavelength of laser light emitted from the laser light source is 350 nm or more and 790 nm or less. 検査対象に光線を照射し、この照射した検査対象を撮像し、この撮像したデータに基づきデータ処理を行う蛍光測定方法であって、
上記検査対象への照射光線として、レーザ光源からのレーザ光を積分球内部で拡散反射させた光束を用いる蛍光測定方法。
A fluorescence measurement method that irradiates a test object with light, images the irradiated test object, and performs data processing based on the captured data,
A fluorescence measurement method using a light beam obtained by diffusing and reflecting a laser beam from a laser light source in an integrating sphere as an irradiation beam to the inspection object.
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