JP2017147274A - 検査装置及び検査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】検査装置100は、半導体を有する検査試料9の表面に形成された絶縁膜93を検査する装置である。検査装置100は、検査試料9を保持するステージ30と、検査試料9に所定波長の検査光LP11を照射することによって、検査試料9からテラヘルツ波LT1を放射させる光照射部10と、検査試料9から放射されたテラヘルツ波LT1の電界強度を検出する検出部20と、検査試料9から放射されるテラヘルツ波LT1の電界強度と評価用基準値SV1とを比較する比較部504とを備える。評価用基準値SV1は、検査試料9の基準となる基準試料9Aに対して、異なる大きさの電圧を印加しつつ、検査光LP11の照射によって発生するテラヘルツ波LT1の電界強度の飽和値TSat1またはTSat2の絶対値よりも小さい値(例えば、飽和値の90%)とされる。
【選択図】図1
Description
図1は、第1実施形態に係る検査装置100の全体構成を示す概略図である。図2は、第1実施形態に係る検査装置100の光照射部10及び検出部20の構成を示す概略図である。図3は、検査試料9の概略断面図である。図4は、基準試料9Aの概略断面図である。
光照射部10は、検査試料9に所定波長の光(検査光LP11)を照射することによって、検査試料9からテラヘルツ波LT1(0.1THz〜30THzの電磁波)を放射させる。
図2が示すように、検出部20は、テラヘルツ波検出器21を備えている。テラヘルツ波LT1は、放物面鏡などによって適宜集光され、テラヘルツ波検出器21に入射する。テラヘルツ波検出器21は、例えば、光伝導スイッチ(光伝導アンテナ)を有する。テラヘルツ波検出器21には、検出光LP12が入射する。検出光LP12は、パルス光LP1がビームスプリッタBE1で分割されることで得られる他方のパルス光である。テラヘルツ波LT1がテラヘルツ波検出器21に入射する状態で、検出光LP12がテラヘルツ波検出器21に入射すると、光伝導スイッチにて瞬時的にテラヘルツ波LT1の電界強度(以下、「THz強度」とも表記する。)に応じた電流が発生する。この電界強度に応じた電流は、不図示のロックインアンプ、I/V変換回路、A/D変換回路などを介してデジタル信号に変換されて、制御部50に適宜送信される。このようにして、テラヘルツ波検出器21は、検出光LP12の照射に応じて、検査試料9で発生したテラヘルツ波LT1の電界強度(テラヘルツ波強度。以下、「THz強度」とも称する。)を検出する。なお、テラヘルツ波検出器21が、光伝導スイッチとは異なる素子で構成されていてもよい。テラヘルツ波を検出する素子としては、例えば、ショットキーバリアダイオードまたは非線形光学結晶が採用可能である。
ステージ30は、検査試料9を保持する保持部である。ステージ30は、水平面に平行な保持面を有する。ステージ30は、その保持面にて、検査試料9の絶縁膜93に検査光LP11が入射するように、検査試料9を保持する。なお、検査試料9を保持する構成は、例えば、検査試料9の縁部を挟み持つ構成、検査試料9の他方側の面に粘着する粘着性シート、あるいは、保持面に形成された吸引孔を介して検査試料9を吸着する構成等が考えられる。ステージ30は、基準試料9Aについても、検査試料9と同様に保持可能に構成されている。
ステージ駆動部35は、ステージ30を、光照射部10及び検出部20に対して、ステージ30の上面に平行な水平面内で相対的に移動させる。これによって、検査装置100は、ステージ30の上面に保持された検査試料9の絶縁膜93を検査光LP11で走査することが可能に構成されている。光照射部10、ステージ30及びステージ駆動部35は、検査光LP11で検査試料9の絶縁膜93を走査する走査機構である。なお、ステージ30を移動させる代わりに、または、ステージ30を移動させると共に、光照射部10及び検出部20を水平面内で移動させる移動手段を設けてもよい。また、検査光LP11の光路を変更する変更手段(ガルバノミラー等)を設けることによって、検査試料9の絶縁膜93を検査光LP11で走査するようにしてもよい。
電圧印加部40は、プローブピン41と、交流電圧源43と、電圧可変電圧源45と、電流計47とを有する(図3、図4参照)。電圧印加部40は、基準試料9Aの裏面電極95に接続され、プローブピンは、基準試料9Aの透明導電膜97に接続される。なお、裏面電極95には、例えばステージ30の保持面に設けられた導電性の電極部材(不図示)を介して接続される。基準試料9Aに接続された電圧印加部40は、裏面電極95と透明導電膜97との間に電圧を印加する。また、電圧印加部40の電流計47によって基準試料9Aに電圧を印加した際に発生する電流が計測される。このように、検査装置100において、基準試料9Aについて、電圧に応じた電気容量の測定(C−V測定)を行うことが可能である。
制御部50は、検査装置100の全体の動作制御するように構成されている。制御部50は、一般的なコンピュータとしての構成(CPU、ROM、RAMなど)を備えている。また、制御部50は、記憶部51を備えている。なお、記憶部51は、RAMなどの一時的に情報を記憶するものであってもよい。制御部50には、液晶ディスプレイ等で構成される表示部61、及び、キーボードやマウス等の各種入力デバイスで構成される操作部63が接続されている。
次に、検査装置100を用いた検査試料9の検査手法について説明する。なお、検査装置100は、上述したように、絶縁膜93に透明導電膜97が形成されている第1検査と、絶縁膜93に透明導電膜97が形成されていない検査試料9を検査する第2検査とが実施可能とされている。以下では、まず第1検査について説明し、続いて、第2検査について説明する。
まず、第1検査について、説明する。第1検査は、絶縁膜93上に透明導電膜97が形成された検査試料9を検査する検査手法である。
図5は、第1実施形態に係る検査装置100においてTHz強度と電気容量の相関情報CR1を取得する流れを示す図である。
続いて、検査装置100において、検査試料9に形成された絶縁膜93の相関情報CR1を利用した検査が行われる。
次に、第2検査について説明する。第2検査は、絶縁膜93上に透明導電膜97が形成されていない検査試料9を検査するものである。
次に、第2実施形態について説明する。なお、以降の説明において、既に説明した要素と同様の機能を有する要素については、同じ符号またはアルファベットを追加した符号を付して、詳細な説明を省略する場合がある。
検査装置100Aを用いて行われる第1検査について説明する。なお、以下の説明では、第1実施形態に係る検査装置100にて行われる第1検査と相違する点について主に説明する。
10 光照射部
11 フェムト秒レーザ
20 検出部
21 テラヘルツ波検出器
23 遅延部
30 ステージ
35 ステージ駆動部
40 電圧印加部
40A コロナ放電部
50,50A 制御部
501,501A 印加電圧変更部
502 ステージ駆動制御部
503 時間波形復元部
504 比較部
505 画像生成部
506 解析部(変換部、電圧特定部、ネットチャージ導出部)
51 記憶部
9 検査試料
9A 基準試料
91 半導体層
93 絶縁膜
95 裏面電極
97 透明導電膜
CR1 相関情報
LP11 検査光
LT1 テラヘルツ波
Qnet ネットチャージ
SV1 評価用基準値
TSat1 正の飽和値
TSat2 負の飽和値
Claims (8)
- 半導体を有する検査試料の表面に形成された絶縁膜を検査する検査装置であって、
検査試料を保持する保持部と、
前記検査試料に所定波長の光を照射することによって、前記検査試料からテラヘルツ波を放射させる光照射部と、
前記検査試料から放射された前記テラヘルツ波の電界強度を検出する検出部と、
前記検査試料から放射される前記テラヘルツ波の電界強度と評価用基準値とを比較する比較部と、
を備え、
前記評価用基準値は、前記検査試料の基準となる基準試料に対して、異なる大きさの電圧を印加しつつ、前記所定波長の光を照射することで発生する前記テラヘルツ波の電界強度の飽和値の絶対値よりも小さい値である、検査装置。 - 請求項1に記載の検査装置であって、
前記検査試料に電圧を印加する電圧印加部と、
前記電圧印加部が印加する電圧の大きさを変更する電圧変更部と、
をさらに備える、検査装置。 - 半導体を有する検査試料の表面に形成された絶縁膜を検査する検査装置であって、
検査試料を保持する保持部と、
前記検査試料に所定波長の光を照射することによって、前記検査試料からテラヘルツ波を放射させる光照射部と、
前記検査試料から放射された前記テラヘルツ波の電界強度を検出する検出部と、
前記検査試料に電圧を印加する電圧印加部と、
前記電圧印加部が印加する電圧の大きさを変更する電圧変更部と、
前記検査試料から放射される前記テラヘルツ波の電界強度がゼロとなる印加電圧を特定する電圧特定部と、
を備える、検査装置。 - 請求項3に記載の検査装置であって、
前記テラヘルツ波の電界強度と電気容量との相関情報に基づいて、前記テラヘルツ波の電界強度を前記電気容量に変換する変換部、
をさらに備える、検査装置。 - 請求項3または請求項4に記載の検査装置であって、
前記電圧特定部によって特定された前記印加電圧を用いて、ネットチャージを導出するネットチャージ導出部、
をさらに備える、検査装置。 - 請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の検査装置であって、
前記検査試料を前記所定波長の光で走査する走査部、
をさらに備える、検査装置。 - 半導体を有する検査試料の表面に形成された絶縁膜を検査する検査方法であって、
(a) 検査試料の基準となる基準試料に対して、異なる大きさの電圧を印加しつつ、所定波長の光を照射することで発生したテラヘルツ波の電界強度の飽和値を特定する工程と、
(b) 前記検査試料に前記所定波長の光を照射することで発生したテラヘルツ波の電界強度を検出する工程と、
(c) 前記(b)工程にて検出された前記テラヘルツ波の電界強度と、前記飽和値の絶対値よりも小さい評価用基準値とを比較する工程と、
を含む、検査方法。 - 半導体を有する検査資料の表面に形成された絶縁膜を検査する検査方法であって、
(A) 検査試料に異なる大きさの電圧を印加しつつ、前記検査試料に所定波長の光を照射することで発生したテラヘルツ波の電界強度を検出する工程と、
(B) 前記(A)工程で検出されたテラヘルツ波の電界強度に基づいて、前記検査試料から放射されるテラヘルツ波の電界強度がゼロとなる印加電圧を特定する工程と、
を含む、検査方法。
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