JP5929293B2

JP5929293B2 - Inspection apparatus and inspection method

Info

Publication number: JP5929293B2
Application number: JP2012033781A
Authority: JP
Inventors: 英俊中西; 政吉斗内
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Osaka University NUC
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Osaka University NUC
Priority date: 2012-02-20
Filing date: 2012-02-20
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2032-02-20
Also published as: JP2013170864A

Description

この発明は、半導体素子を検査する技術に関するものであり、特に、検査に用いられるレーザ光の技術に関する。 The present invention relates to a technique for inspecting a semiconductor element, and more particularly to a technique of laser light used for inspection.

ＩＣやＬＳＩなどの半導体素子の製造工程においては、微細化、三次構造化高技術の進歩、または、歩留まり向上のニーズの高まりに伴って、欠陥検査などの品質保証に関する技術確立が求められている。近年、検査技術の一つとして、非接触で半導体素子の検査を行う技術が注目を集めている。 In the manufacturing process of semiconductor elements such as IC and LSI, with the advancement of miniaturization, tertiary structure high technology, or the need for yield improvement, establishment of technology for quality assurance such as defect inspection is required. . In recent years, as one of inspection techniques, a technique for inspecting a semiconductor element in a non-contact manner has attracted attention.

非接触の検査技術として、例えば、ＬＳＩなどの半導体素子にパルス光を照射し、半導体素子内部で発生した光キャリアの移動により発生する電磁波（主にテラヘルツ波）を検出し、これを解析することで、ＬＳＩなどの配線欠陥を検査する手法が提案されている（特許文献１）。 As a non-contact inspection technique, for example, a semiconductor element such as an LSI is irradiated with pulsed light, and an electromagnetic wave (mainly terahertz wave) generated by movement of an optical carrier generated inside the semiconductor element is detected and analyzed. Thus, a technique for inspecting wiring defects such as LSI has been proposed (Patent Document 1).

特開２００６−２４７７４号公報JP 2006-24774 A

しかしながら、特許文献１に示される検査方法の場合、テラヘルツ波を発生させるために、高価なフェムト秒レーザが用いられる。このため、検査にかかるコストが高くなっていた。テラヘルツ波を利用する検査手法は、発明者らが提案するように、半導体素子の一種であるフォトデバイスなどの分野にも拡大できると期待され（特願２０１１−１５５６６５号）、適用範囲を拡大するためにも検査コストの抑制が求められている。 However, in the case of the inspection method disclosed in Patent Document 1, an expensive femtosecond laser is used to generate a terahertz wave. For this reason, the cost required for the inspection is high. As proposed by the inventors, it is expected that the inspection method using the terahertz wave can be expanded to a field such as a photo device which is a kind of semiconductor element (Japanese Patent Application No. 2011-155665), and the application range is expanded. Therefore, the inspection cost is required to be reduced.

本願発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、半導体素子について安価に電磁波を発生させて検査できる技術を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said subject, and it aims at providing the technique which can generate | occur | produce and test | inspect an electromagnetic wave cheaply about a semiconductor element.

上記の課題を解決するため、第１の態様は、半導体素子を検査する検査装置であって、波長の異なる２つのレーザ光を混合した混合光を前記半導体素子に照射して、前記半導体素子からテラヘルツ波を発生させる照射部と、混合された前記２つのレーザ光の照射に応じて前記半導体素子から発生する前記テラヘルツ波を検出する検出部と、前記半導体素子の有するバンドギャップの大きさに応じて、前記２つのレーザ光のうち、少なくとも一方の波長を変更する波長変更部とを備えている。 In order to solve the above problem, a first aspect is an inspection apparatus for inspecting a semiconductor element, wherein the semiconductor element is irradiated with mixed light obtained by mixing two laser beams having different wavelengths. the size of the band gap with an irradiation section which Ru is generated terahertz wave, a detecting unit for detecting a terahertz wave generated from the semiconductor device according to the irradiation of the mixed the two laser beams, of said semiconductor element from And a wavelength changing unit that changes at least one of the two laser beams.

また、第２の態様は、第１の態様に係る検査装置において、前記波長変更部は、前記半導体素子から発生する前記テラヘルツ波の周波数が変化するように、前記照射部における前記２つのレーザ光のうち、少なくとも一方の波長を変更する。 The second mode is the inspection apparatus according to the first mode, wherein the wavelength changing unit includes the two laser beams in the irradiation unit such that the frequency of the terahertz wave generated from the semiconductor element changes. Of these, at least one of the wavelengths is changed.

また、第３の態様は、第１または２の態様に係る検査装置において、前記半導体素子を逆バイアス状態とする電圧を印可する逆バイアス電圧印加部、をさらに備えている。 According to a third aspect, the inspection apparatus according to the first or second aspect further includes a reverse bias voltage application unit that applies a voltage that causes the semiconductor element to be in a reverse bias state.

また、第４の態様は、第１から３までのいずれか１項の態様に係る検査装置において、前記半導体素子が、フォトデバイスであり、前記２つのレーザ光の波長が、４２０ｎｍ以上１μｍ以下の範囲に含まれる。
また、第５の態様は、第２の態様に係る検査装置において、前記波長変更部は、前記照射部における前記２つのレーザ光のうち、少なくとも一方の波長をｎｍオーダーで変更する。 According to a fourth aspect, in the inspection apparatus according to any one of the first to third aspects, the semiconductor element is a photo device, and the wavelengths of the two laser beams are 420 nm or more and 1 μm or less. Included in the range.
According to a fifth aspect, in the inspection apparatus according to the second aspect, the wavelength changing unit changes at least one wavelength of the two laser beams in the irradiation unit on the order of nm.

また、第６の態様は、半導体素子を検査する検査方法であって、波長の異なる２つのレーザ光を混合した混合光を前記半導体素子に照射して、前記半導体素子からテラヘルツ波を発生させる照射工程と、前記照射工程における混合された前記２つのレーザ光の照射に応じて前記半導体素子から発生する前記テラヘルツ波を検出する検出工程と、前記照射工程において、前記半導体素子が有するバンドギャップの大きさに応じて、前記２つのレーザ光のうち、少なくとも一方の波長を変更する波長変更工程とを含む。 A sixth aspect is an inspection method for inspecting a semiconductor element, wherein the semiconductor element is irradiated with mixed light in which two laser beams having different wavelengths are mixed to generate a terahertz wave from the semiconductor element. An irradiation step, a detection step of detecting the terahertz wave generated from the semiconductor element in response to the irradiation of the two laser beams mixed in the irradiation step, and a band gap of the semiconductor element in the irradiation step A wavelength changing step of changing at least one of the two laser beams in accordance with the size of the two laser beams.

第１の態様から第６の態様によると、波長の異なる２つのレーザ光が混合されることによって、それらの差周波数に対応する光ビート信号が生成される。この混合された光を半導体素子に照射することによって、差周波に対応する周波数成分のテラヘルツ波を半導体素子から発生させることができる。この場合、連続光を用いて半導体素子を検査できるため、従来のパルス光を用いる検査に比べ、光源にかかるコストを抑制できる。また、半導体素子固有のバンドギャップに応じて、２つのレーザ光の周波数を設定することにより、半導体素子からテラヘルツ波を良好に発生させることができるため、適切に半導体素子の検査を行うことができる。 According to the first to sixth aspects, by mixing two laser lights having different wavelengths, an optical beat signal corresponding to the difference frequency between them is generated. By irradiating the semiconductor element with the mixed light, a terahertz wave having a frequency component corresponding to the difference frequency can be generated from the semiconductor element. In this case, since the semiconductor element can be inspected using continuous light, the cost of the light source can be suppressed as compared with the conventional inspection using pulsed light. In addition, since the terahertz wave can be generated satisfactorily from the semiconductor element by setting the frequencies of the two laser beams according to the band gap unique to the semiconductor element, the semiconductor element can be inspected appropriately. .

特に、第２の態様によると、差周波数を変えることにより、半導体素子から広い周波数帯域のテラヘルツ波を発生させることが可能となる。これにより、半導体素子について、より多くの物性情報を得ることができ、詳細な解析を行うことが可能となる。 In particular, according to the second aspect, it is possible to generate a terahertz wave having a wide frequency band from the semiconductor element by changing the difference frequency. Thereby, more physical property information can be obtained for the semiconductor element, and detailed analysis can be performed.

特に、第３の態様によると、半導体素子を逆バイアス状態とすることで、励起された光キャリアの移動度を大きくすることができる。これにより、半導体素子から発生するテラヘルツ波強度を大きくすることができる。したがって、テラヘルツ波の検出感度を向上することができる。 In particular, according to the third aspect, the mobility of the excited optical carrier can be increased by putting the semiconductor element in a reverse bias state. Thereby, the terahertz wave intensity generated from the semiconductor element can be increased. Therefore, the detection sensitivity of the terahertz wave can be improved.

特に、第４の態様によると、フォトデバイスに適した波長のレーザ光を混合して照射することにより、フォトデバイスからテラヘルツ波を良好に発生させることができる。また、混合光を受光面側に照射することで、混合光が空乏層などの光励起キャリア発生領域に到達しやすくなるため、テラヘルツ波を良好に発生させることができる。 In particular, according to the fourth aspect, terahertz waves can be generated satisfactorily from the photo device by mixing and irradiating laser light having a wavelength suitable for the photo device. Moreover, by irradiating the mixed light to the light receiving surface side, the mixed light easily reaches a photoexcited carrier generation region such as a depletion layer, and thus a terahertz wave can be generated satisfactorily.

実施形態に係る検査装置の概略構成図である。It is a schematic structure figure of an inspection device concerning an embodiment. 実施形態に係る照射部および検出部の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the irradiation part and detection part which concern on embodiment. 太陽電池パネルの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of a solar cell panel. 太陽電池パネルを受光面側から見たときの平面図である。It is a top view when a solar cell panel is seen from the light-receiving surface side. 太陽電池パネルを裏面側から見たときの裏側平面図である。It is a back side top view when a solar cell panel is seen from the back side. 太陽電池パネルに対して行われる第１検査の流れ図である。It is a flowchart of the 1st test | inspection performed with respect to a solar cell panel. 電磁波のスペクトル分布を示す図である。It is a figure which shows the spectrum distribution of electromagnetic waves. 太陽電池パネルに対して行われる第２検査の流れ図である。It is a flowchart of the 2nd test | inspection performed with respect to a solar cell panel. モニターに表示される電界強度分布画像の一例である。It is an example of the electric field strength distribution image displayed on a monitor.

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the following embodiment is an example which actualized this invention, and is not an example which limits the technical scope of this invention.

＜１．実施形態＞
＜１．１．構成および機能＞
図１は、実施形態に係る検査装置１００の概略構成図である。また、図２は、実施形態に係る照射部１２および検出部１３の概略構成図である。 <1. Embodiment>
<1.1. Configuration and Function>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an inspection apparatus 100 according to the embodiment. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the irradiation unit 12 and the detection unit 13 according to the embodiment.

図１に示されるように、検査装置１００は、ステージ１１、照射部１２、検出部１３、可視カメラ１４、モーター１５、制御部１６、モニター１７および操作入力部１８を備えている。 As shown in FIG. 1, the inspection apparatus 100 includes a stage 11, an irradiation unit 12, a detection unit 13, a visible camera 14, a motor 15, a control unit 16, a monitor 17, and an operation input unit 18.

検査装置１００は、フォトデバイスが形成された基板である太陽電池パネル９０を検査するように構成されている。ただし、検査装置１００の検査対象となる試料は、太陽電池パネル９０に限定されるものではない。例えば可視光を含む光を電流に変換するフォトデバイスを含む試料も、検査装置１００の検査対象物となり得る。太陽電池パネル９０以外のフォトデバイスとしては、具体的には、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサなどのイメージセンサがあげられる。なお、イメージセンサの中には、使用状態においてフォトデバイスが形成された基板の裏面側となる部分に受光素子が形成されているものが知られている。このような基板であっても、使用状態において受光する側の主面を受光面として検査装置１００に設置すれば、良好に電磁波を検出することができる。また、フォトデバイス以外にも、ＩＣ、ＬＳＩまたはパワーデバイスなど各種半導体素子が形成された基板なども、検査装置１００の検査試料になり得る。 The inspection apparatus 100 is configured to inspect a solar cell panel 90 that is a substrate on which a photo device is formed. However, the sample to be inspected by the inspection apparatus 100 is not limited to the solar cell panel 90. For example, a sample including a photo device that converts light including visible light into current can also be an inspection object of the inspection apparatus 100. Specific examples of the photo device other than the solar cell panel 90 include image sensors such as a CMOS sensor and a CCD sensor. Some image sensors are known in which a light receiving element is formed on the back side of a substrate on which a photo device is formed in use. Even if it is such a board | substrate, if it installs in the test | inspection apparatus 100 by making the main surface of the light-receiving side in a use condition into a light-receiving surface, electromagnetic waves can be detected favorably. In addition to a photo device, a substrate on which various semiconductor elements such as an IC, LSI, or power device are formed can also be an inspection sample of the inspection apparatus 100.

検査装置１００においては、異なる２つの波長のレーザ光が混合されることにより、２つのレーザ光の差周波数を周波数成分とするうなり（光ビート信号）を持った混合光が生成される。この混合光が太陽電池パネル９０に照射されると、光ビート信号に応じて励起された光キャリアが内部電界により加速される。これにより、光ビート信号の周波数成分の電磁波が発生する。混合光の照射に応じて発生する電磁波は、光励起キャリア発生領域の特性を反映するものとなっている。したがって、検出された電磁波を解析することによって、光励起キャリア発生領域の状態を検査することが可能となる。 In the inspection apparatus 100, mixed laser light having two different wavelengths is mixed to generate mixed light having a beat (optical beat signal) whose frequency component is the difference frequency between the two laser lights. When this mixed light is irradiated onto the solar cell panel 90, the optical carriers excited according to the optical beat signal are accelerated by the internal electric field. Thereby, the electromagnetic wave of the frequency component of the optical beat signal is generated. The electromagnetic wave generated in response to the mixed light irradiation reflects the characteristics of the photoexcited carrier generation region. Therefore, by analyzing the detected electromagnetic wave, the state of the photoexcited carrier generation region can be inspected.

ステージ１１は、図示を省略する固定手段によって、太陽電池パネル９０をステージ１１上に固定する。固定手段としては、基板を挟持する挟持具を利用するもの、粘着性シート、または、ステージ１１表面に形成される吸着孔などが考えられるが、その他の固定手段が採用されてもよい。本実施形態では、ステージ１１は、太陽電池パネル９０の受光面９１Ｓ側に照射部１２および検出部１３が配置されるように太陽電池パネル９０を保持する。 The stage 11 fixes the solar cell panel 90 on the stage 11 by fixing means (not shown). As the fixing means, one using a holding tool for holding the substrate, an adhesive sheet, an adsorption hole formed on the surface of the stage 11, or the like can be considered, but other fixing means may be adopted. In the present embodiment, the stage 11 holds the solar cell panel 90 such that the irradiation unit 12 and the detection unit 13 are disposed on the light receiving surface 91 S side of the solar cell panel 90.

図２に示されるように、照射部１２は、２つの波長可変レーザ１２１，１２１と、光導波路である光ファイバなどで形成されたカプラ１２３とを備えている。２つの波長可変レーザ１２１，１２１は、制御部１６が備える波長変更部２３の制御にしたがって、出射するレーザ光の波長が可変とされている。照射部１２においては、２つの波長可変レーザ１２１から、発振周波数がわずかに異なる２つのレーザ光を出射し、これらのレーザ光をカプラ１２３によって重ね合わせることで、その差周波に対応する光ビート信号が生成される。差周波数は、波長可変レーザ１２１の発振周波数を可変にすることで、任意に調整することが可能とされている。波長可変レーザ１２１としては、例えば温度制御によって、出射するレーザ光の波長をほぼ連続的（例えば、２ｎｍ毎）に変更可能とされる分布帰還型（ＤＦＢ）レーザなどを利用することができる。 As shown in FIG. 2, the irradiation unit 12 includes two wavelength tunable lasers 121 and 121, and a coupler 123 formed of an optical fiber that is an optical waveguide. In the two wavelength variable lasers 121 and 121, the wavelength of the emitted laser light is variable according to the control of the wavelength changing unit 23 provided in the control unit 16. In the irradiation unit 12, two laser beams having slightly different oscillation frequencies are emitted from the two wavelength tunable lasers 121, and these laser beams are overlapped by a coupler 123, so that an optical beat signal corresponding to the difference frequency is obtained. Is generated. The difference frequency can be arbitrarily adjusted by making the oscillation frequency of the wavelength tunable laser 121 variable. As the wavelength tunable laser 121, for example, a distributed feedback (DFB) laser that can change the wavelength of the emitted laser light substantially continuously (for example, every 2 nm) by temperature control can be used.

波長可変レーザ１２１，１２１から出射されるレーザ光の波長は、例えば、３００ｎｍ（ナノメートル）〜２μｍ（マイクロメートル）とされるが、具体的には、検査対象である半導体素子のバンドギャップの大きさに応じて決定される。この点については、後に詳述する。 The wavelength of the laser light emitted from the wavelength tunable lasers 121 and 121 is, for example, 300 nm (nanometers) to 2 μm (micrometers). Specifically, the band gap of the semiconductor element to be inspected is large. It is decided accordingly. This will be described in detail later.

２つの波長可変レーザ１２１，１２１から、異なる周波数ｆ１，ｆ２（ｆ１＞ｆ２）を持つ２つのレーザ光を出射して、カプラ１２３によりこれらを混合すると、その差周波である周波数ｆ（＝ｆ１−ｆ２）の光ビート信号が得られる。例えば、波長７７９ｎｍ、７８１ｎｍのレーザ光を用いた場合、これらの差周波である周波数約１ＴＨｚの光ビート信号を生成することができる。混合された２つのレーザ光が検査対象物である太陽電池パネル９０に照射されると、光励起キャリア発生領域にて光キャリアが発生し、内部電界によって加速されることで、光ビート信号の周波数に応じた電磁波（テラヘルツ波）が発生することとなる。 When two laser beams having different frequencies f1 and f2 (f1> f2) are emitted from the two wavelength tunable lasers 121 and 121 and mixed by the coupler 123, the frequency f (= f1− The optical beat signal of f2) is obtained. For example, when laser beams having wavelengths of 779 nm and 781 nm are used, an optical beat signal having a frequency of about 1 THz, which is a difference frequency between them, can be generated. When the mixed two laser beams are applied to the solar cell panel 90 that is the inspection object, photocarriers are generated in the photoexcited carrier generation region and accelerated by the internal electric field, so that the frequency of the optical beat signal is obtained. Corresponding electromagnetic waves (terahertz waves) are generated.

なお、検査対象物がＳｉ半導体の場合、光励起キャリアの移動度は、テラヘルツ波のエミッターとしてよく用いられる低温成長ＧａＡｓに比べて遅いため、電磁波の周波数は上記の式で算出される値よりも低くなる傾向にある。 When the object to be inspected is a Si semiconductor, the mobility of photoexcited carriers is slower than that of low-temperature grown GaAs often used as a terahertz wave emitter, so the frequency of electromagnetic waves is lower than the value calculated by the above formula. Tend to be.

図２に示されるように、波長可変レーザ１２１，１２１から出射された２つのレーザ光は、カプラ１２３によって混合された後、ビームスプリッタＢ１により２方向に分割される。分割された一方の光は、太陽電池パネル９０の受光面９１Ｓに対して照射される。このとき、混合された光は、その光軸が太陽電池パネル９０の受光面９１Ｓに対して斜めに入射するように照射される。なお、図２に示される例では、入射角度が４５度とされているが、入射角度は０度から９０度までの範囲内で適宜変更することができる。 As shown in FIG. 2, the two laser beams emitted from the wavelength tunable lasers 121 and 121 are mixed by the coupler 123 and then split in two directions by the beam splitter B1. One of the divided lights is applied to the light receiving surface 91 S of the solar cell panel 90. At this time, the mixed light is irradiated such that the optical axis thereof is obliquely incident on the light receiving surface 91 S of the solar cell panel 90. In the example shown in FIG. 2, the incident angle is set to 45 degrees, but the incident angle can be appropriately changed within a range from 0 degrees to 90 degrees.

図３は、太陽電池パネル９０の概略断面図である。また図４は、太陽電池パネル９０を受光面９１Ｓ側から見たときの平面図である。また図５は、太陽電池パネル９０を裏面側から見たときの裏側平面図である。太陽電池パネル９０は、例えば、結晶シリコン系のものとして構成されており、下から順にアルミニウムなどで形成された平板状の裏面電極９２と、ｐ型シリコン層９３と、ｎ型シリコン層９４と、反射防止膜９５と、格子状の受光面電極９６とで構成される積層構造を有する結晶シリコン系太陽電池として構成されている。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the solar cell panel 90. FIG. 4 is a plan view when the solar cell panel 90 is viewed from the light receiving surface 91S side. FIG. 5 is a back side plan view of the solar cell panel 90 when viewed from the back side. The solar cell panel 90 is configured, for example, as a crystalline silicon type, and includes a flat plate-like back electrode 92 formed of aluminum or the like in order from the bottom, a p-type silicon layer 93, an n-type silicon layer 94, It is configured as a crystalline silicon solar cell having a laminated structure composed of an antireflection film 95 and a lattice-shaped light receiving surface electrode 96.

反射防止膜９５は、酸化シリコン、窒化シリコンまたは酸化チタンなどで形成されている。太陽電池パネル９０の主面のうち、受光面電極９６が設けられている側の主面が、受光面９１Ｓとなっている。つまり、太陽電池パネル９０は、受光面９１Ｓ側から光を受けることで発電するように設計されている。なお、受光面電極９６として、アルミニウム電極または透明電極が用いられていてもよい。 The antireflection film 95 is made of silicon oxide, silicon nitride, titanium oxide, or the like. Of the main surfaces of the solar cell panel 90, the main surface on the side where the light-receiving surface electrode 96 is provided is a light-receiving surface 91S. That is, the solar cell panel 90 is designed to generate electricity by receiving light from the light receiving surface 91S side. As the light receiving surface electrode 96, an aluminum electrode or a transparent electrode may be used.

なお、太陽電池パネル９０は、結晶シリコン系以外の太陽電池（アモルファスシリコン系など）であってもよい。一般的に、アモルファスシリコン系太陽電池の場合、一般的に、バンドギャップ（例えば、１．７５ｅＶ〜１．８ｅＶ）はが、結晶シリコン系太陽電池のエネルギーギャップ（例えば、１．２ｅＶ）に比べて大きい。このような場合したがって、アモルファスシリコン系太陽電池の場合は、フェムト秒レーザから出射されるパルスバルス光の波長を、例えば７００μｍ以下とすることで、アモルファスシリコン系太陽電池からテラヘルツ波を含む電磁波を良好に発生させることができる。 The solar cell panel 90 may be a solar cell other than the crystalline silicon type (amorphous silicon type or the like). In general, in the case of an amorphous silicon-based solar cell, the band gap (eg, 1.75 eV to 1.8 eV) is generally larger than the energy gap (eg, 1.2 eV) of a crystalline silicon-based solar cell. large. In such a case, therefore, in the case of an amorphous silicon solar cell, by setting the wavelength of pulsed pulse light emitted from the femtosecond laser to, for example, 700 μm or less, the electromagnetic wave including the terahertz wave is favorably improved from the amorphous silicon solar cell. Can be generated.

太陽電池パネル９０の受光面９１Ｓは、光の反射損失を抑えるために、所要のテクスチャー構造を有している。具体的には、異方性エッチングなどにより形成される数μｍ〜数十μｍの凹凸、または機械的方法によるＶ字状の溝などが形成されている。このように、太陽電池パネル９０の受光面９１Ｓは、一般的に、できるだけ効率良く採光できるように形成されている。したがって、太陽電池パネル９０に照射される光は、ｐｎ接合部９７に届きやすくなっている。太陽電池パネル９０の場合、主に可視光の波長領域である波長１μｍ以下の光であれば、ｐｎ接合部９７に容易に到達し得る。 The light receiving surface 91S of the solar cell panel 90 has a required texture structure in order to suppress light reflection loss. Specifically, unevenness of several μm to several tens of μm formed by anisotropic etching or the like, or a V-shaped groove by a mechanical method is formed. As described above, the light receiving surface 91S of the solar cell panel 90 is generally formed so that the light can be collected as efficiently as possible. Therefore, the light applied to the solar cell panel 90 is likely to reach the pn junction 97. In the case of the solar cell panel 90, light having a wavelength of 1 μm or less, which is a visible light wavelength region, can easily reach the pn junction 97.

また、ｐ型シリコン層９３とｎ型シリコン層９４との接合部分は、空乏層が形成されるｐｎ接合部９７となっている。主に、この部分に混合された２つのレーザ光が照射されることによって、混合光の光ビート信号に応じた電磁波が発生する。 The junction between the p-type silicon layer 93 and the n-type silicon layer 94 is a pn junction 97 where a depletion layer is formed. Mainly, by irradiating the two laser beams mixed in this portion, an electromagnetic wave corresponding to the optical beat signal of the mixed light is generated.

図２に戻って、ビームスプリッタＢ１によって分割された他方の混合光は、ミラーなどを経由して、光伝導スイッチ（光伝導アンテナ）で構成されている検出器１３２に入射される。検出器１３２はこの入射された混合光が持つ光ビート信号の周波数に同期して電磁波を検出する。検出器１３２に電磁波が入射すると、電磁波の電界強度に応じた電流が発生し、その電流量がＩ／Ｖ変換回路、Ａ／Ｄ変換回路などを介してデジタル量に変換される。このようにして検出部１３は太陽電池パネル９０から発生した電磁波の電界強度を検出する。 Returning to FIG. 2, the other mixed light split by the beam splitter B1 is incident on a detector 132 formed of a photoconductive switch (photoconductive antenna) via a mirror or the like. The detector 132 detects electromagnetic waves in synchronization with the frequency of the optical beat signal of the incident mixed light. When an electromagnetic wave is incident on the detector 132, a current corresponding to the electric field strength of the electromagnetic wave is generated, and the amount of the current is converted into a digital amount via an I / V conversion circuit, an A / D conversion circuit, or the like. In this way, the detection unit 13 detects the electric field strength of the electromagnetic wave generated from the solar cell panel 90.

なお、本実施形態においては、検出器１３２として光伝導スイッチが利用されているが、その他の検出素子（例えば非線形光学結晶）を利用することも考えられる。また、ショットキーバリアダイオードを用いて、電磁波の電界強度を検出することも考えられる。 In the present embodiment, a photoconductive switch is used as the detector 132, but it is also conceivable to use another detection element (for example, a nonlinear optical crystal). It is also conceivable to detect the electric field strength of electromagnetic waves using a Schottky barrier diode.

図２に示されるように、太陽電池パネル９０には、検査時において、裏面電極９２と受光面電極９６との間に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス電圧印加回路９９（逆バイアス電圧印加部）が接続されている。逆バイアス電圧印加回路９９は、陰極である受光面電極９６に正電圧を印加することによって、ｐｎ接合部９７の空乏層を大きくする。つまり、内部電界が強められることによって、光キャリアの移動度が向上するため、発生する電磁波の電界強度が大きくなる。よって、検出部１３における電磁波の検出感度を高めることができる。なお、逆バイアス電圧印加回路９９は必須のものではなく、無バイアス状態で検査が行われてもよい。 As shown in FIG. 2, the solar cell panel 90 has a reverse bias voltage application circuit 99 (reverse bias voltage application unit) that applies a reverse bias voltage between the back electrode 92 and the light receiving surface electrode 96 at the time of inspection. Is connected. The reverse bias voltage application circuit 99 enlarges the depletion layer of the pn junction 97 by applying a positive voltage to the light receiving surface electrode 96 that is a cathode. That is, since the internal electric field is strengthened, the mobility of the optical carrier is improved, and the electric field strength of the generated electromagnetic wave is increased. Therefore, the detection sensitivity of the electromagnetic wave in the detection part 13 can be raised. Note that the reverse bias voltage application circuit 99 is not essential, and the inspection may be performed in a non-bias state.

図１に戻って、可視カメラ１４は、ＣＣＤカメラで構成されており、光源としてＬＥＤやレーザを備えている。可視カメラ１４は、太陽電池パネル９０の全体を撮影したり、混合光が照射される位置を撮影したりするのに用いられる。可視カメラ１４によって取得された画像データは、制御部１６へ送信され、各種画像処理が行われる。 Returning to FIG. 1, the visible camera 14 is composed of a CCD camera, and includes an LED and a laser as a light source. The visible camera 14 is used for photographing the entire solar cell panel 90 or photographing a position where the mixed light is irradiated. The image data acquired by the visible camera 14 is transmitted to the control unit 16 and various image processing is performed.

モーター１５は、ステージを二次元平面内で移動させるＸ−Ｙテーブル（図示せず）を駆動する。モーター１５は、このＸ−Ｙテーブルを駆動することによって、ステージ１１に保持された太陽電池パネル９０を、照射部１２に対して相対移動させる。検査装置１００は、モーター１５により、太陽電池パネル９０を二次元平面内で任意の位置に移動させることができる。検査装置１００は、モーター１５により、太陽電池パネル９０の広い範囲に混合光を走査させることができる。なお、太陽電池パネル９０を移動させる代わりに、または、太陽電池パネル９０を移動させると共に、照射部１２を、検出部１３を二次元平面内で移動させる移動手段を設けてもよい。なお、オペレータによりステージ１１を手動で移動させるようにしてもよい。 The motor 15 drives an XY table (not shown) that moves the stage in a two-dimensional plane. The motor 15 drives the XY table to move the solar cell panel 90 held on the stage 11 relative to the irradiation unit 12. The inspection apparatus 100 can move the solar cell panel 90 to an arbitrary position within the two-dimensional plane by the motor 15. The inspection apparatus 100 can scan the mixed light over a wide range of the solar cell panel 90 with the motor 15. Instead of moving the solar cell panel 90, or while moving the solar cell panel 90, a moving means for moving the irradiation unit 12 and the detection unit 13 in a two-dimensional plane may be provided. The stage 11 may be moved manually by an operator.

制御部１６は、図示を省略するＣＰＵやＲＡＭ、補助記憶部（ハードディスク）などを備えた一般的なコンピュータの構成を備えている。制御部１６は、照射部１２、検出部１３、可視カメラ１４およびモーター１５に接続されており、これらの動作を制御する。 The control unit 16 has a general computer configuration including a CPU, a RAM, an auxiliary storage unit (hard disk), etc. (not shown). The control unit 16 is connected to the irradiation unit 12, the detection unit 13, the visible camera 14, and the motor 15, and controls these operations.

また、制御部１６には、専用の演算回路などで構成される、波長変更部２３および画像生成部２５が接続されている。なお、これらの機能の一部または全部は、制御部１６のＣＰＵが所定のプログラムに従って動作することでソフトウェア的に実現されてもよい。 The control unit 16 is connected to a wavelength changing unit 23 and an image generating unit 25 configured by a dedicated arithmetic circuit or the like. Note that some or all of these functions may be realized in software by the CPU of the control unit 16 operating according to a predetermined program.

波長変更部２３は、オペレータの操作入力またはあらかじめ定められた設定に従って、２つの波長可変レーザ１２１，１２１のうちの一方または双方から出射されるレーザ光の波長を変更する。波長可変レーザ１２１，１２１から出射される２つのレーザ光の周波数の差が変更されることによって、カプラ１２３により生成される光ビート信号の周波数が変更される。これにより、太陽電池パネル９０から発生する電磁波の周波数が変更される。 The wavelength changing unit 23 changes the wavelength of the laser light emitted from one or both of the two wavelength tunable lasers 121 and 121 according to an operation input by an operator or a predetermined setting. The frequency of the optical beat signal generated by the coupler 123 is changed by changing the frequency difference between the two laser beams emitted from the wavelength tunable lasers 121 and 121. Thereby, the frequency of the electromagnetic wave generated from the solar cell panel 90 is changed.

画像生成部２５は、太陽電池パネル９０の検査対象領域（太陽電池パネル９０の一部または全部）に関して、混合光を照射したときに発生する電磁波の電界強度の分布を視覚化した画像を生成する。具体的には、可視カメラ１４を介して取得された太陽電池パネル９０の受光面９１Ｓの可視光画像に、各測定位置の電界強度に応じた色や模様などを重ねることによって、電界強度分布画像が生成される。なお、可視カメラ１４によって撮影された画像の代わりに、太陽電池パネル９０を模した模式図などが用いられることも考えられる。 The image generation unit 25 generates an image visualizing the distribution of the electric field strength of the electromagnetic wave generated when the mixed light is irradiated with respect to the inspection target region (a part or the whole of the solar cell panel 90) of the solar cell panel 90. . Specifically, an electric field intensity distribution image is obtained by superimposing a color or a pattern according to the electric field intensity at each measurement position on the visible light image of the light receiving surface 91S of the solar battery panel 90 acquired via the visible camera 14. Is generated. Note that, instead of the image taken by the visible camera 14, a schematic view imitating the solar cell panel 90 may be used.

図１に示されるように、制御部１６には、モニター１７および操作入力部１８が接続されている。モニター１７は、液晶ディスプレイなどの表示装置であり、オペレータに対して各種画像情報を表示する。モニター１７には、可視カメラ１４で撮影された太陽電池パネル９０の受光面９１Ｓの画像、画像生成部２５が生成した電界強度分布画像などが表示される。また、検査の条件設定（太陽電池パネル９０における検査領域の設定、波長可変レーザ１２１から出射されるレーザ光の波長の設定、実行する検査（後述する第１検査または第２検査）の選択など）を実行するためのＧＵＩ画面がモニター１７に表示されてもよい。 As shown in FIG. 1, a monitor 17 and an operation input unit 18 are connected to the control unit 16. The monitor 17 is a display device such as a liquid crystal display, and displays various image information to the operator. On the monitor 17, an image of the light receiving surface 91 S of the solar battery panel 90 photographed by the visible camera 14, an electric field intensity distribution image generated by the image generation unit 25, and the like are displayed. Also, inspection condition setting (setting of inspection area in solar cell panel 90, setting of wavelength of laser light emitted from wavelength tunable laser 121, selection of inspection to be performed (first inspection or second inspection described later), etc.) A GUI screen for executing the above may be displayed on the monitor 17.

＜１．２．フォトデバイスの検査＞
次に、フォトデバイスである太陽電池パネル９０の検査の流れについて説明する。なお、以下に説明する検査装置１００の動作は、特に断らない限り、制御部１６によって制御されるものとする。 <1.2. Photo device inspection>
Next, the flow of inspection of the solar cell panel 90 that is a photo device will be described. Note that the operation of the inspection apparatus 100 described below is controlled by the control unit 16 unless otherwise specified.

＜第１検査＞
図６は、太陽電池パネル９０に対して行われる第１検査の流れ図である。この第１検査は太陽電池パネル９０の特定の位置について、広い周波数帯域の電磁波を発生させることで多くの物性情報を取得し、その情報に基づいて欠陥検出または性能測定を行う検査である。なお、図６に示した流れ図は、一例であり、複数の工程が並列的に行われたり、あるいは、各工程の実行順序が適宜変更されたりすることも考えられる。 <First inspection>
FIG. 6 is a flowchart of the first inspection performed on the solar cell panel 90. The first inspection is an inspection in which a lot of physical property information is obtained by generating electromagnetic waves in a wide frequency band at a specific position of the solar cell panel 90, and defect detection or performance measurement is performed based on the information. Note that the flowchart shown in FIG. 6 is an example, and it is conceivable that a plurality of processes are performed in parallel, or the execution order of each process is appropriately changed.

第１検査においては、まず、検査対象であるフォトデバイス（太陽電池パネル９０）がステージ１１に設置される（ステップＳ１１）。このとき、オペレータによって太陽電池パネル９０がステージ１１に設置されてもよいし、または、図示しない搬送装置によって設置されるようにしてもよい。 In the first inspection, first, a photo device (solar cell panel 90) to be inspected is placed on the stage 11 (step S11). At this time, the solar cell panel 90 may be installed on the stage 11 by an operator, or may be installed by a transfer device (not shown).

太陽電池パネル９０がステージ１１に固定されると、検査装置１００はモーター１５を駆動することによって、照射部１２から出射される光が太陽電池パネル９０の検査すべき位置（関心位置）に照射されるように、太陽電池パネル９０を移動させる。照射部１２から出射される光が照射される位置は、あらかじめ設定された座標データとして規定されていてもよいし、オペレータが操作入力部１８を介して適宜指定するようにしてもよい。あるいは、オペレータがステージ１１を手動で移動させるようにしてもよい。 When the solar cell panel 90 is fixed to the stage 11, the inspection apparatus 100 drives the motor 15 so that the light emitted from the irradiation unit 12 is irradiated to the position (interesting position) to be inspected on the solar cell panel 90. Thus, the solar cell panel 90 is moved. The position where the light emitted from the irradiation unit 12 is irradiated may be defined as preset coordinate data, or may be appropriately designated by the operator via the operation input unit 18. Alternatively, the operator may move the stage 11 manually.

次に、検査装置１００は、波長可変レーザ１２１，１２１から出射するレーザ光の波長を設定し、設定された波長のレーザ光を出射する（ステップＳ１３）。出射すべきレーザ光の波長は、検査試料の半導体素子が持つバンドギャップの大きさによって決定されるが、具体的には、次式（１）を基準にして決定することができる。 Next, the inspection apparatus 100 sets the wavelength of the laser light emitted from the wavelength tunable lasers 121 and 121, and emits the laser light having the set wavelength (step S13). The wavelength of the laser beam to be emitted is determined by the size of the band gap of the semiconductor element of the inspection sample. Specifically, it can be determined based on the following equation (1).

Ｅ＝ｈ・ｃ／λ ・・・式（１） E = h · c / λ (1)

式（１）において、Ｅはエネルギー、ｈはプランク定数、ｃは光速、λは波長を示している。式（１）により算出されるエネルギーが、半導体素子のギャップバンドよりも大きい場合、光キャリアを励起させて電磁波を発生させることができる。 In equation (1), E is energy, h is Planck's constant, c is the speed of light, and λ is the wavelength. When the energy calculated by the equation (1) is larger than the gap band of the semiconductor element, it is possible to generate an electromagnetic wave by exciting the optical carrier.

例えば、検査試料が太陽電池パネル９０やイメージセンサなどのフォトデバイスの場合、波長が４２０ｎｍ以上１μｍ以下のレーザ光が好適である。また、検査試料がＳｉ半導体またはＧａＡｓ半導体の場合、波長が１μｍ以上１．５μｍ以下のレーザ光が好適である。また、検査試料がワイドギャップ半導体（バンドギャップが２．２０ｅＶ以上の半導体、例えば、窒化物半導体などのＩＩＩ−Ｖ族半導体）の場合、波長が３００ｎｍ以上４２０ｎｍ以下のレーザ光が好適である。 For example, when the inspection sample is a photo device such as a solar cell panel 90 or an image sensor, a laser beam having a wavelength of 420 nm or more and 1 μm or less is suitable. Further, when the inspection sample is a Si semiconductor or a GaAs semiconductor, a laser beam having a wavelength of 1 μm or more and 1.5 μm or less is suitable. Further, when the inspection sample is a wide gap semiconductor (a semiconductor having a band gap of 2.20 eV or more, for example, a III-V group semiconductor such as a nitride semiconductor), a laser beam having a wavelength of 300 nm to 420 nm is preferable.

検査装置１００は、設定された波長のレーザ光を出射し、これを混合して太陽電池パネル９０の関心位置に照射する。そして、太陽電池パネル９０にて発生した電磁波を検出器１３２により検出する（ステップＳ１４）。このとき、太陽電池パネル９０は逆バイアス電圧印加回路９９によって逆バイアス状態とされていてもよいし、もしくは、無バイアス状態とされてもよい。 The inspection apparatus 100 emits laser light having a set wavelength, mixes the laser light, and irradiates the position of interest on the solar cell panel 90. Then, the electromagnetic wave generated in the solar cell panel 90 is detected by the detector 132 (step S14). At this time, the solar cell panel 90 may be in a reverse bias state by the reverse bias voltage application circuit 99 or may be in a non-bias state.

ステップＳ１４において、検査装置１００は、太陽電池パネル９０から発生する電磁波の周波数が順次変化するように、波長可変レーザ１２１，１２１から出射されるレーザ光の波長を適宜変更する。具体的には、２つの波長可変レーザ１２１，１２１のうちどちらか一方（または双方）から出力されるレーザ光の波長を、例えば数ｎｍずつ段階的に変化させる。これにより、２つのレーザ光の周波数差を所要範囲（例えば、０〜数ＴＨｚ）で変化させることができるため、広い周波数帯域にわたって、電磁波を発生させることができる。 In step S 14, the inspection apparatus 100 appropriately changes the wavelength of the laser light emitted from the wavelength variable lasers 121 and 121 so that the frequency of the electromagnetic wave generated from the solar cell panel 90 changes sequentially. Specifically, the wavelength of the laser beam output from either one (or both) of the two wavelength variable lasers 121 and 121 is changed stepwise by, for example, several nm. Thereby, since the frequency difference of two laser beams can be changed in a required range (for example, 0 to several THz), electromagnetic waves can be generated over a wide frequency band.

図７は、電磁波のスペクトル分布を示す図である。図７中、縦軸は電磁波のスペクトル強度、横軸は電磁波の周波数を示している。図７に示されるように、本実施形態に係る太陽電池パネル９０からは、周波数帯域が０．１ＴＨｚ〜０．５ＴＨｚである電磁波が主に発生していることが分かる。このように、本実施形態に係る検査装置１００によると、広い周波数帯域の電磁波を発生させることができるため、太陽電池パネル９０に関して多くの物性情報を取得することができる。よって、詳細な解析を行うことができる。 FIG. 7 is a diagram showing a spectrum distribution of electromagnetic waves. In FIG. 7, the vertical axis represents the spectrum intensity of the electromagnetic wave, and the horizontal axis represents the frequency of the electromagnetic wave. As FIG. 7 shows, it turns out that the electromagnetic wave whose frequency band is 0.1 THz-0.5 THz mainly generate | occur | produces from the solar cell panel 90 which concerns on this embodiment. As described above, according to the inspection apparatus 100 according to the present embodiment, it is possible to generate electromagnetic waves in a wide frequency band, and thus it is possible to acquire a lot of physical property information regarding the solar cell panel 90. Therefore, detailed analysis can be performed.

＜第２検査＞
図８は、太陽電池パネル９０に対して行われる第２検査の流れ図である。この第２検査は、太陽電池パネル９０のほぼ全面から電磁波を発生させることにより、パネル全体における欠陥検出または性能測定を行う検査となっている。なお、図８に示した流れ図は、一例で有り、複数の工程が並列的に行われたり、あるいは、各工程の実行順序が適宜変更されたりすることも考えられる。 <Second inspection>
FIG. 8 is a flowchart of the second inspection performed on the solar cell panel 90. This second inspection is an inspection for detecting defects or measuring performance of the entire panel by generating electromagnetic waves from almost the entire surface of the solar cell panel 90. Note that the flowchart shown in FIG. 8 is an example, and a plurality of processes may be performed in parallel, or the execution order of each process may be changed as appropriate.

まず、検査試料である太陽電池パネル９０がステージ１１に設置されると（ステップＳ２１）、波長可変レーザ１２１，１２１から出射されるレーザ光の波長が、太陽電池パネル９０に対応するように設定され、それぞれの波長可変レーザ１２１，１２１からレーザ光が出力される（ステップＳ２２）。このステップＳ２１，Ｓ２２は、図６に示されるステップＳ１１，Ｓ１２とほぼ同様の手順で行われる。 First, when the solar cell panel 90 as an inspection sample is installed on the stage 11 (step S21), the wavelength of the laser light emitted from the wavelength tunable lasers 121 and 121 is set so as to correspond to the solar cell panel 90. Laser light is output from each of the wavelength tunable lasers 121 and 121 (step S22). Steps S21 and S22 are performed in substantially the same procedure as steps S11 and S12 shown in FIG.

次に、検査装置１００は、太陽電池パネル９０から発生した電磁波を、検出器１３２によって検出する。そして、この検出結果がモニター１７などに表示されることによって、十分な強度の電磁波が発生しているかどうかがオペレータにより確認される（ステップＳ２３）。なお、制御部１６が基準となるしきい値を保持しておくことで、電磁波の強度が十分かどうかを制御部１６がしきい値に基づいて自動的に判定するようにしてもよい。 Next, the inspection apparatus 100 detects the electromagnetic wave generated from the solar cell panel 90 with the detector 132. Then, by displaying the detection result on the monitor 17 or the like, it is confirmed by the operator whether or not an electromagnetic wave with sufficient intensity is generated (step S23). Note that the control unit 16 may automatically determine whether the intensity of the electromagnetic wave is sufficient based on the threshold value by holding the reference threshold value.

なお、発生する電磁波の強度を大きくしたい場合、逆バイアス電圧印加回路９９によって印加される逆バイアス電圧を大きくすればよい。また、波長可変レーザ１２１，１２１のレーザ光の出力強度を上げてもよいし、もしくは、２つのレーザ光の差周波数を、試料から発生しやすい電磁波の周波数に設定するなどすればよい。また、一般的に、太陽電池においては、電極から離れた位置（図４に示される位置Ｐ１など）よりも近い位置（図４に示される位置Ｐ２など）の方が、内部電界が大きい。したがって、電極に近い部分に混合光を照射することで、高強度の電磁波を検出しやすくなる。 In order to increase the intensity of the generated electromagnetic wave, the reverse bias voltage applied by the reverse bias voltage application circuit 99 may be increased. Further, the output intensity of the laser light of the wavelength tunable lasers 121 and 121 may be increased, or the difference frequency between the two laser lights may be set to a frequency of electromagnetic waves that are easily generated from the sample. In general, in a solar cell, a position closer to a position (such as position P2 shown in FIG. 4) is larger than a position away from an electrode (such as position P1 shown in FIG. 4). Therefore, it becomes easy to detect high-intensity electromagnetic waves by irradiating the mixed light to the portion close to the electrode.

次に、検査装置１００は、所定の走査開始位置に太陽電池パネル９０を移動させる。そして検査装置１００は、太陽電池パネル９０を受光面９１Ｓに平行な水平方向に移動させつつ、ステップＳ２３にて設定された波長のレーザ光の混合光を太陽電池パネル９０の各位置に照射する（ステップＳ２４）。このようにして、検査装置１００は、水平方向に関して、太陽電池パネル９０の検査対象領域の一方端から他方端にかけて、照射部１２から出射される混合光を走査させる（水平方向走査）。 Next, the inspection apparatus 100 moves the solar cell panel 90 to a predetermined scanning start position. And the inspection apparatus 100 irradiates each position of the solar cell panel 90 with the mixed light of the laser beam having the wavelength set in step S23 while moving the solar cell panel 90 in the horizontal direction parallel to the light receiving surface 91S ( Step S24). In this manner, the inspection apparatus 100 scans the mixed light emitted from the irradiation unit 12 from one end to the other end of the inspection target region of the solar cell panel 90 in the horizontal direction (horizontal direction scanning).

検査装置１００は、ステップＳ２４の水平方向走査を完了すると、太陽電池パネル９０を上記水平方向に直交する垂直方向に移動させる（ステップＳ２５）。これにより、混合光の照射位置が、垂直方向に移動距離分ずらされる。また検査装置１００は、全ての水平方向走査が完了したかどうかを判定する（ステップＳ２６）。走査すべき領域が残っている場合（ステップＳ２６においてＮＯ）、検査装置１００はステップＳ２３に戻って、垂直方向にずれた位置に関して、水平方向走査を行う。このようにステップＳ２３〜ステップＳ２６の工程が繰り返し実行されることで、太陽電池パネル９０の広い範囲にわたって混合光が照射され、発生した電磁波の電界強度が測定される。 When the inspection apparatus 100 completes the horizontal scanning in step S24, the inspection apparatus 100 moves the solar cell panel 90 in the vertical direction orthogonal to the horizontal direction (step S25). Thereby, the irradiation position of the mixed light is shifted in the vertical direction by the moving distance. Further, the inspection apparatus 100 determines whether or not all horizontal scanning has been completed (step S26). If the area to be scanned remains (NO in step S26), the inspection apparatus 100 returns to step S23 and performs horizontal scanning with respect to the position shifted in the vertical direction. Thus, by repeating the process of step S23-step S26, mixed light is irradiated over the wide range of the solar cell panel 90, and the electric field strength of the generated electromagnetic wave is measured.

図９は、モニター１７に表示される電界強度分布画像Ｉ１の一例である。電界強度分布画像Ｉ１は画像生成部２５により生成される画像であり、太陽電池パネル９０を示す画像に対して、第２検査により各位置で測定された電磁波の電界強度の大きさに応じて色分けされた画像を重ねた画像となっている。なお、図９においては、色の相違がハッチングの相違で表現されている。電界強度分布画像７１においては、電界強度の大きさが３段階（強度０〜４，強度４〜８，強度８〜１０）に区分され、各区分に応じて塗り分けされている。ただし、電界強度の大きさが２段階もしくは４段階以上に区分されて、塗り分けが行われるようにしてもよい。 FIG. 9 is an example of an electric field intensity distribution image I1 displayed on the monitor 17. The electric field strength distribution image I1 is an image generated by the image generation unit 25, and is color-coded according to the magnitude of the electric field strength of the electromagnetic wave measured at each position by the second inspection with respect to the image showing the solar cell panel 90. It is an image obtained by superimposing the processed images. In FIG. 9, the difference in color is expressed by the difference in hatching. In the electric field intensity distribution image 71, the electric field intensity is classified into three levels (intensity 0 to 4, intensity 4 to 8, intensity 8 to 10), and is colored according to each classification. However, the magnitude of the electric field strength may be divided into two stages or four or more stages to perform painting separately.

図９に示されるように、太陽電池パネル９０の場合、受光面電極９６の周囲において最も検出される電磁波の電界強度が強くなっており、受光面電極９６から離れる程、電界強度が弱まっていることが分かる。このように、第２検査によると、太陽電池パネル９０の欠陥場所または性能などが、電界強度分布画像Ｉ１を参照することで一度に把握することができる。さらに、検出される電界強度の異常から、多結晶シリコンの格子欠陥なども推定することが可能である。 As shown in FIG. 9, in the case of the solar cell panel 90, the electric field strength of the electromagnetic wave most detected around the light receiving surface electrode 96 is strong, and the electric field strength is weakened as the distance from the light receiving surface electrode 96 increases. I understand that. Thus, according to the second inspection, the defect location or performance of the solar cell panel 90 can be grasped at a time by referring to the electric field intensity distribution image I1. Furthermore, it is possible to estimate lattice defects of polycrystalline silicon from abnormalities in the detected electric field strength.

以上のように、本実施形態に係る検査装置１００によると、太陽電池パネル９０に対して、波長の異なる２つのレーザ光を混合して照射することにより、太陽電池パネル９０の光励起キャリア発生領域から、２つのレーザ光の差周波を周波数成分とする電磁波を発生させることができる。電磁波の発生は、太陽電池パネル９０に含まれる欠陥などの影響を受けるため、発生する電磁波の強度を検出することで、非接触下での検査を実現することができる。 As described above, according to the inspection apparatus 100 according to the present embodiment, the solar cell panel 90 is irradiated with a mixture of two laser beams having different wavelengths, from the photoexcited carrier generation region of the solar cell panel 90. An electromagnetic wave having a frequency component of the difference frequency between the two laser beams can be generated. Since the generation of electromagnetic waves is affected by defects included in the solar cell panel 90, non-contact inspection can be realized by detecting the intensity of the generated electromagnetic waves.

また、本実施形態においては、波長可変レーザ１２１，１２１からは連続光のレーザ光を出射することでテラヘルツ波を発生させることができる。従来の半導体検査においては、テラヘルツ波を発生させるために、フェムト秒レーザから出射されたパルス光が利用されているため、従来の装置に比べて、光源にかかるコストを抑制できる。したがって、太陽電池パネル９０について、安価に検査することができる。もちろん、太陽電池パネル９０以外のフォトデバイス、ＩＣ、ＬＳＩなどの各種半導体素子などの検査においても、検査装置１００は同様の効果を発揮する。 In the present embodiment, terahertz waves can be generated by emitting continuous laser light from the wavelength tunable lasers 121 and 121. In the conventional semiconductor inspection, since the pulsed light emitted from the femtosecond laser is used to generate the terahertz wave, the cost of the light source can be suppressed as compared with the conventional apparatus. Therefore, the solar cell panel 90 can be inspected at a low cost. Of course, in the inspection of various semiconductor elements such as photo devices other than the solar battery panel 90, IC, and LSI, the inspection apparatus 100 exhibits the same effect.

＜２．変形例＞
以上、実施形態について説明してきたが、本発明は上記のようなものに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。 <2. Modification>
Although the embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above, and various modifications are possible.

例えば、上記実施形態では、図３に示されるように、ｐｎ接合部が形成された太陽電池パネル９０を例にしている。しかしながら、ｐ型半導体層とｎ型半導体層との間に真性半導体層が挟み込まれた、いわゆるｐｉｎ接合部が形成されている太陽電池パネルについても、検査装置１００の検査対象とすることができる。 For example, in the said embodiment, as FIG. 3 shows, the solar cell panel 90 in which the pn junction part was formed is made into the example. However, a solar cell panel in which a so-called pin junction is formed in which an intrinsic semiconductor layer is sandwiched between a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer can also be an inspection object of the inspection apparatus 100.

また、上記実施形態では、ステージ１１を移動させることで、混合光の照射位置を変更している。しかしながら、照射部１２の備える光学的素子を変位させることなどによって、混合光の照射位置を変更することも考えられる。 In the above embodiment, the irradiation position of the mixed light is changed by moving the stage 11. However, it is also conceivable to change the irradiation position of the mixed light by displacing an optical element included in the irradiation unit 12.

また、上記実施形態では、波長可変レーザ１２１，１２１を２台用いているが、どちらか一方を、出力するレーザ光の波長が１波長に固定されている固定波長レーザとすることも考えられる。 In the above embodiment, two wavelength tunable lasers 121 and 121 are used, but one of them may be a fixed wavelength laser in which the wavelength of the laser beam to be output is fixed to one wavelength.

また、上記実施形態では、図２に示されるように、照射部１２から混合光を太陽電池パネル９０の受光面９１Ｓ側から照射して、該受光面９１Ｓ側に放射された電磁波を検出部１２にて検出される（反射型）。しかしながら、受光面９１Ｓとは反対側に放射される電磁波を検出するようにすることも考えられる（透過型）。 Moreover, in the said embodiment, as FIG. 2 shows, mixed light is irradiated from the irradiation part 12 from the light-receiving surface 91S side of the solar cell panel 90, and the electromagnetic waves radiated | emitted to this light-receiving surface 91S side are detected. (Reflective type). However, it is also conceivable to detect an electromagnetic wave radiated to the side opposite to the light receiving surface 91S (transmission type).

また、上記各実施形態及び各変形例で説明した構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、または、省略したりすることができる。 In addition, the configurations described in the above embodiments and modifications can be combined or omitted as appropriate as long as they do not contradict each other.

１００検査装置
１１ステージ
１２照射部
１２１波長可変レーザ
１２３カプラ
１３検出部
１３２検出器
１６制御部
２３波長変更部
９０太陽電池パネル
９１Ｓ受光面
９２裏面電極
９３ｐ型シリコン層
９４ｎ型シリコン層
９５反射防止膜
９６受光面電極
９７ｐｎ接合部
９９逆バイアス電圧印加回路（逆バイアス電圧印加部） DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Inspection apparatus 11 Stage 12 Irradiation part 121 Wavelength variable laser 123 Coupler 13 Detection part 132 Detector 16 Control part 23 Wavelength change part 90 Solar cell panel 91S Light-receiving surface 92 Back surface electrode 93 p-type silicon layer 94 n-type silicon layer 95 Antireflection Film 96 Light-receiving surface electrode 97 pn junction 99 Reverse bias voltage application circuit (reverse bias voltage application part)

Claims

An inspection apparatus for inspecting semiconductor elements,
Two mixed mixed light of laser beams having different wavelengths is irradiated on the semiconductor device, an irradiation unit which Ru is generated terahertz wave from the semiconductor device,
A detection unit for detecting the terahertz wave generated from the semiconductor element in response to irradiation of the mixed two laser beams;
A wavelength changing unit that changes the wavelength of at least one of the two laser beams according to the size of the band gap of the semiconductor element;
Inspection device equipped with.

The inspection apparatus according to claim 1,
The wavelength changing unit is
An inspection apparatus that changes the wavelength of at least one of the two laser beams in the irradiation unit so that the frequency of the terahertz wave generated from the semiconductor element changes.

The inspection apparatus according to claim 1 or 2,
A reverse bias voltage application unit for applying a voltage for setting the semiconductor element in a reverse bias state;
An inspection device further comprising:

In the inspection device according to any one of claims 1 to 3,
The semiconductor element is a photo device,
The inspection apparatus in which the wavelengths of the two laser beams are included in a range of 420 nm to 1 μm.

  The inspection apparatus according to claim 2,
  The wavelength changing unit is
  An inspection apparatus that changes at least one wavelength of the two laser beams in the irradiation unit on the order of nm.

  An inspection method for inspecting a semiconductor element,
  An irradiation step of irradiating the semiconductor element with mixed light in which two laser beams having different wavelengths are mixed to generate a terahertz wave from the semiconductor element;
  A detection step of detecting the terahertz wave generated from the semiconductor element in response to the irradiation of the mixed two laser beams in the irradiation step;
  In the irradiation step, a wavelength changing step of changing the wavelength of at least one of the two laser beams according to the size of the band gap of the semiconductor element;
Including inspection methods.