JPH04248423A - ルミネッセンス測定装置 - Google Patents
ルミネッセンス測定装置Info
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- JPH04248423A JPH04248423A JP3343691A JP3343691A JPH04248423A JP H04248423 A JPH04248423 A JP H04248423A JP 3343691 A JP3343691 A JP 3343691A JP 3343691 A JP3343691 A JP 3343691A JP H04248423 A JPH04248423 A JP H04248423A
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- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体等の材料品質の
評価をフォトルミネッセンスまたはエレクトロルミネッ
センス等の波長特性（スペクトル）で行う際、問題とな
る分光機能をもつ検出光学系の波長特性およびその波長
特性の経時変動を随時補正し、正しいフォトルミネッセ
ンスまたはエレクトロルミネッセンス等の波長特性で評
価を行うための光学評価装置に関するものである。
評価をフォトルミネッセンスまたはエレクトロルミネッ
センス等の波長特性（スペクトル）で行う際、問題とな
る分光機能をもつ検出光学系の波長特性およびその波長
特性の経時変動を随時補正し、正しいフォトルミネッセ
ンスまたはエレクトロルミネッセンス等の波長特性で評
価を行うための光学評価装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、試料からのルミネッセンスを分光
器で分光し、光電子増倍管等の光検出器で検出する装置
の試料部から光検出器までの検出光学系の波長感度特性
を補正する機能としては、波長特性をあらかじめ測定し
たハロゲンランプ等の光源を試料位置に置き、その光を
ルミネッセンスを測定するための光学系に入れ、光検出
器からの信号の波長特性を前述の標準の光源の波長特性
で補正する方法が、主に用いられてきた。しかしこの方
法では標準の光源の劣化により標準の光源の光強度波長
特性の経時変化、室温等の環境変化による標準光源の光
強度波長特性の変化等に起因する入射光強度のドリフト
の問題があり、正確な補正が常時可能ではなかった。
器で分光し、光電子増倍管等の光検出器で検出する装置
の試料部から光検出器までの検出光学系の波長感度特性
を補正する機能としては、波長特性をあらかじめ測定し
たハロゲンランプ等の光源を試料位置に置き、その光を
ルミネッセンスを測定するための光学系に入れ、光検出
器からの信号の波長特性を前述の標準の光源の波長特性
で補正する方法が、主に用いられてきた。しかしこの方
法では標準の光源の劣化により標準の光源の光強度波長
特性の経時変化、室温等の環境変化による標準光源の光
強度波長特性の変化等に起因する入射光強度のドリフト
の問題があり、正確な補正が常時可能ではなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、光源からの
入射光強度の経時変化および環境による変化等の影響が
ないようにし、かつ試料から光検出器までの検出光学系
の検出感度の波長特性を補正する機能をもつルミネッセ
ンス測定装置を提供することにある。
入射光強度の経時変化および環境による変化等の影響が
ないようにし、かつ試料から光検出器までの検出光学系
の検出感度の波長特性を補正する機能をもつルミネッセ
ンス測定装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のルミネッセンス
測定装置は、試料部から光検出器までの検出光学系の検
出感度の波長特性を補正する際、その補正の度ごとに、
光源から試料部に入射する光強度の波長特性を一定に制
御できる機能をもたせ、その制御の直後、前記波長特性
を一定にした試料部への入射光を検出光学系に導入し、
また照射側分光器の波長と、検出光学側分光器の波長と
を連動して、その両波長に対し検出光学系の検出出力の
波長特性を、コンピュータで一定に制御する。
測定装置は、試料部から光検出器までの検出光学系の検
出感度の波長特性を補正する際、その補正の度ごとに、
光源から試料部に入射する光強度の波長特性を一定に制
御できる機能をもたせ、その制御の直後、前記波長特性
を一定にした試料部への入射光を検出光学系に導入し、
また照射側分光器の波長と、検出光学側分光器の波長と
を連動して、その両波長に対し検出光学系の検出出力の
波長特性を、コンピュータで一定に制御する。
【０００５】または、前記補正の度ごとに光源から試料
部に入射する光強度の波長特性を検出記憶する機能をも
たせ、さらにその記憶の直後、前記波長特性を記憶した
入射光を検出光学系に導入し、また照射側分光器の波長
と検出光学側分光器の波長とを連動して、その両波長に
対し検出光学系の出力を検出し、この出力を、前に記憶
した試料部に入射する光の波長特性に対応する光強度で
割り算するコンビュータの機能を合わせもたせる。これ
らの機能により検出光学系の検出感度の波長特性の補正
を常時正確に行うことができる。
部に入射する光強度の波長特性を検出記憶する機能をも
たせ、さらにその記憶の直後、前記波長特性を記憶した
入射光を検出光学系に導入し、また照射側分光器の波長
と検出光学側分光器の波長とを連動して、その両波長に
対し検出光学系の出力を検出し、この出力を、前に記憶
した試料部に入射する光の波長特性に対応する光強度で
割り算するコンビュータの機能を合わせもたせる。これ
らの機能により検出光学系の検出感度の波長特性の補正
を常時正確に行うことができる。
【０００６】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例を詳細に説
明する。図１は本発明の一実施例の構成を示す概略図で
あって、１はフォトルミネッセンスを測定するための検
出光学系、２は検出光学系の波長特性を補正するための
光照射光学系、３はフォトルミネッセンス励起光学系、
４はコンピュータ（制御装置および記憶装置を含む）、
５は信号増幅器、６はフォトルミネッセンス励起用レー
ザ、７は検出側分光器、８は試料部（補正時は、はずす
）、９は試料からのルミネッセンス光、１０はレンズ、
１１は全反射ミラー、１２は光検出器、１３はハロゲン
ランプ光源、１４は光源からの光、１５は照射側分光器
、１６は照射側分光器で分光された光、１７は波長依存
性のない光検出器、１８は可動全反射ミラー、１９は試
料位置への入射光、２０は透過光強度可変ＮＤフィルタ
、２１は試料位置に入射するはずの光、２２は波長駆動
器、２３は光強度可変用モータ、２４は光フィルタであ
る。
明する。図１は本発明の一実施例の構成を示す概略図で
あって、１はフォトルミネッセンスを測定するための検
出光学系、２は検出光学系の波長特性を補正するための
光照射光学系、３はフォトルミネッセンス励起光学系、
４はコンピュータ（制御装置および記憶装置を含む）、
５は信号増幅器、６はフォトルミネッセンス励起用レー
ザ、７は検出側分光器、８は試料部（補正時は、はずす
）、９は試料からのルミネッセンス光、１０はレンズ、
１１は全反射ミラー、１２は光検出器、１３はハロゲン
ランプ光源、１４は光源からの光、１５は照射側分光器
、１６は照射側分光器で分光された光、１７は波長依存
性のない光検出器、１８は可動全反射ミラー、１９は試
料位置への入射光、２０は透過光強度可変ＮＤフィルタ
、２１は試料位置に入射するはずの光、２２は波長駆動
器、２３は光強度可変用モータ、２４は光フィルタであ
る。
【０００７】この実施例は、試料部８から光検出器１２
までの検出光学系の検出感度の波長特性を補正する機能
をもつフォトルミネッセンス測定装置におけるフォトル
ミネッセンスを測定するための検出光学系１と、この検
出光学系１の波長特性を補正するための光照射光学系２
と、これらの系１、系２に対し制御、データ記憶を行う
コンピュータ４と、検出光学系１の信号の増幅器５と、
フォトルミネッセンスを励起するためのレーザ６を等を
もつ励起光学系６とを有する構成になっている。
までの検出光学系の検出感度の波長特性を補正する機能
をもつフォトルミネッセンス測定装置におけるフォトル
ミネッセンスを測定するための検出光学系１と、この検
出光学系１の波長特性を補正するための光照射光学系２
と、これらの系１、系２に対し制御、データ記憶を行う
コンピュータ４と、検出光学系１の信号の増幅器５と、
フォトルミネッセンスを励起するためのレーザ６を等を
もつ励起光学系６とを有する構成になっている。
【０００８】検出光学系１は、波長駆動機能をもち光フ
ィルタを含む検出側分光器７と試料からのルミネッセン
ス光９を検出側分光器７に導くためのレンズ１０および
全反射ミラー１１と、波長依存性をもつ光電子増倍管の
光検出器１２とからなる。光照射光学系２は、ハロゲン
ランプ光源１３と、波長駆動機能をもち光フィルタを含
む照射側分光器１５と、ハロゲンランプ光源１３からの
光１４を照射側分光器１５に導くためのレンズ１０およ
び全反射ミラー１１と、照射側分光器１５で分光された
光１６を試料位置に入射するためのレンズ１０と、波長
依存性のない熱電対光検出器１７と、分光された光１６
を光検出器１７に導くための可動全反射ミラー１８およ
びレンズ１０と、試料位置に入射する光１９の強度を変
える、ハロゲンランプ光源１３からの光１４の光路に置
いた透過光強度可変ＮＤフィルタ２０とからなる。
ィルタを含む検出側分光器７と試料からのルミネッセン
ス光９を検出側分光器７に導くためのレンズ１０および
全反射ミラー１１と、波長依存性をもつ光電子増倍管の
光検出器１２とからなる。光照射光学系２は、ハロゲン
ランプ光源１３と、波長駆動機能をもち光フィルタを含
む照射側分光器１５と、ハロゲンランプ光源１３からの
光１４を照射側分光器１５に導くためのレンズ１０およ
び全反射ミラー１１と、照射側分光器１５で分光された
光１６を試料位置に入射するためのレンズ１０と、波長
依存性のない熱電対光検出器１７と、分光された光１６
を光検出器１７に導くための可動全反射ミラー１８およ
びレンズ１０と、試料位置に入射する光１９の強度を変
える、ハロゲンランプ光源１３からの光１４の光路に置
いた透過光強度可変ＮＤフィルタ２０とからなる。
【０００９】この測定装置では、まず透過光強度可変Ｎ
Ｄフィルタ２０を１００％透過の状態とし、また可動全
反射ミラー１８を図１のＡの位置とし、ハロゲンランプ
光源１３から照射側分光器１５を通って試料位置に入射
するはずの光２１の光強度を、波長依存性のない光検出
器１７で測定する。この光検出器１７で測定する光強度
の波長依存性において、前記 １００％透過の状態で最
も弱い光強度、または １００％より少ない透過率の状
態でさらにそれ以下の光強度に、光強度を設定し、コン
ピュータ４の制御装置で、透過光強度可変ＮＤフィルタ
２０を透過する光の強度を制御し、照射側分光器１５の
波長に対応して試料位置に入射するはずの光２１の強度
を一定とし、その制御過程をコンピュータ４の記憶装置
に記憶する。
Ｄフィルタ２０を１００％透過の状態とし、また可動全
反射ミラー１８を図１のＡの位置とし、ハロゲンランプ
光源１３から照射側分光器１５を通って試料位置に入射
するはずの光２１の光強度を、波長依存性のない光検出
器１７で測定する。この光検出器１７で測定する光強度
の波長依存性において、前記 １００％透過の状態で最
も弱い光強度、または １００％より少ない透過率の状
態でさらにそれ以下の光強度に、光強度を設定し、コン
ピュータ４の制御装置で、透過光強度可変ＮＤフィルタ
２０を透過する光の強度を制御し、照射側分光器１５の
波長に対応して試料位置に入射するはずの光２１の強度
を一定とし、その制御過程をコンピュータ４の記憶装置
に記憶する。
【００１０】次に可動全反射ミラー１８をＢの位置とし
、光照射光学系２からの波長依存性が一定な光を、試料
部８を取り外した試料位置に入射し、さらに検出側分光
器７を通して光検出器１２に入れる。この光検出器１２
からの信号を信号増幅器５で増幅してコンピュータ４に
入れる。その際、照射側分光器１５の波長と検出側分光
器７の波長は、連動して同じになるようにコンピュータ
４で制御する。また、増幅器５からコンピュータ４に入
る信号が、照射側分光器１５の波長と検出側分光器７の
波長の両波長に対して一定になるように、増幅器５の感
度または光検出器１２の感度を制御し （例えば検出器
のバイアス印加電圧を変える） 、その制御過程をコン
ピュータ４の記憶装置に記憶する。これでフォトルミネ
ッセンスを測定するための検出光学系１の感度の波長特
性の補正が終了する。あとはただちに試料位置に試料を
おき、フォトルミネッセンス励起光学系３からの光を試
料に入射し、フォトルミネッセンス光を、感度を補正し
た検出光学系１で検出し、その波長依存性をコンピュー
タ４に記憶して、検出光学系１の感度の波長依存性に影
響されないフォトルミネッセンス測定が完了する。
、光照射光学系２からの波長依存性が一定な光を、試料
部８を取り外した試料位置に入射し、さらに検出側分光
器７を通して光検出器１２に入れる。この光検出器１２
からの信号を信号増幅器５で増幅してコンピュータ４に
入れる。その際、照射側分光器１５の波長と検出側分光
器７の波長は、連動して同じになるようにコンピュータ
４で制御する。また、増幅器５からコンピュータ４に入
る信号が、照射側分光器１５の波長と検出側分光器７の
波長の両波長に対して一定になるように、増幅器５の感
度または光検出器１２の感度を制御し （例えば検出器
のバイアス印加電圧を変える） 、その制御過程をコン
ピュータ４の記憶装置に記憶する。これでフォトルミネ
ッセンスを測定するための検出光学系１の感度の波長特
性の補正が終了する。あとはただちに試料位置に試料を
おき、フォトルミネッセンス励起光学系３からの光を試
料に入射し、フォトルミネッセンス光を、感度を補正し
た検出光学系１で検出し、その波長依存性をコンピュー
タ４に記憶して、検出光学系１の感度の波長依存性に影
響されないフォトルミネッセンス測定が完了する。
【００１１】このフォトルミネッセンス測定装置により
、検出光学系の光の波長による感度の変動が、常時２〜
３％以内の状態下で、フォトルミネッセンス測定を行う
ことができた。なおこの実施例では、分光された光１６
を光検出器１７に導くのに可動全反射ミラー１８を用い
たが、直接、試料位置に光検出器１７をおき着脱可能と
してもよい。またこの実施例では、光照射光学系２の光
検出器１７として熱電対を用いたが、感度の波長依存性
の非常に小さいフォトダイオードやサーモパイルを用い
てもよい。
、検出光学系の光の波長による感度の変動が、常時２〜
３％以内の状態下で、フォトルミネッセンス測定を行う
ことができた。なおこの実施例では、分光された光１６
を光検出器１７に導くのに可動全反射ミラー１８を用い
たが、直接、試料位置に光検出器１７をおき着脱可能と
してもよい。またこの実施例では、光照射光学系２の光
検出器１７として熱電対を用いたが、感度の波長依存性
の非常に小さいフォトダイオードやサーモパイルを用い
てもよい。
【００１２】またこの実施例では、検出光学系１の光検
出器１２として光電子増倍管を用いたが、Ｇｅや Ｐｂ
Ｓ等の半導体検出器を用いてもよい。またこの実施例で
は、光照射光学系の光源としてハロゲンランプを用いた
が、キセノンランプ等の他の連続光源としてもよい。ま
たこの実施例では、フォトルミネッセンスを対象とした
が、フォトルミネッセンス励起光学系３の代わりに定電
圧源等の電源とし、試料をその電源につながる電極を有
するものとすれば、エレクトロルミネッセンスに適用で
き、またはより一般のルミネッセンス測定にも適用でき
る。
出器１２として光電子増倍管を用いたが、Ｇｅや Ｐｂ
Ｓ等の半導体検出器を用いてもよい。またこの実施例で
は、光照射光学系の光源としてハロゲンランプを用いた
が、キセノンランプ等の他の連続光源としてもよい。ま
たこの実施例では、フォトルミネッセンスを対象とした
が、フォトルミネッセンス励起光学系３の代わりに定電
圧源等の電源とし、試料をその電源につながる電極を有
するものとすれば、エレクトロルミネッセンスに適用で
き、またはより一般のルミネッセンス測定にも適用でき
る。
【００１３】さらにこの実施例では、透過光強度可変Ｎ
Ｄフィルタ２０をコンピュータ４で制御して、光照射光
学系２から試料位置に入射する光１９の波長特性を一定
としたが、透過光強度可変ＮＤフィルタ２０を用いる代
わりにコンピュータ４でルミネッセンスを測定するため
の検出光学系１側の光検出器１２からの出力の波長特性
を記憶し、光検出器１２からの出力を、試料の位置での
光照射装置からの入射光強度で割り算する演算を行って
もよい。
Ｄフィルタ２０をコンピュータ４で制御して、光照射光
学系２から試料位置に入射する光１９の波長特性を一定
としたが、透過光強度可変ＮＤフィルタ２０を用いる代
わりにコンピュータ４でルミネッセンスを測定するため
の検出光学系１側の光検出器１２からの出力の波長特性
を記憶し、光検出器１２からの出力を、試料の位置での
光照射装置からの入射光強度で割り算する演算を行って
もよい。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のルミネッ
センス測定装置は、試料部から光検出器までの検出光学
系の検出感度の波長特性を補正する直前に、随時光源か
らの入射光強度波長特性を一定に調整する機能または検
出する機能をもち、その入射光を用いて入射光強度の経
時変化や環境変化による影響がないような補正を可能と
するルミネッセンス測定装置であるので、波長依存性の
正しいルミネッセンススペクトルから試料品質等の正確
な評価を行うことができる。
センス測定装置は、試料部から光検出器までの検出光学
系の検出感度の波長特性を補正する直前に、随時光源か
らの入射光強度波長特性を一定に調整する機能または検
出する機能をもち、その入射光を用いて入射光強度の経
時変化や環境変化による影響がないような補正を可能と
するルミネッセンス測定装置であるので、波長依存性の
正しいルミネッセンススペクトルから試料品質等の正確
な評価を行うことができる。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す概略図である。
１ フォトルミネッセンスを測定するための検出光学
系２ 検出光学系の波長特性を補正するための光照射
光学系 ３ フォトルミネッセンス励起光学系４ コンピュ
ータ（制御装置および記憶装置を含む）５ 信号増幅
器 ６ フォトルミネッセンス励起用レーザ７ 検出側
分光器 ８ 試料部 ９ 試料からのルミネッセンス光 １０ レンズ １１ 全反射ミラー １２ 波長依存性のある光検出器 １３ ハロゲンランプ光源 １４ 光源からの光 １５ 照射側分光器 １６ 照射側分光器で分光された光 １７ 波長依存性のない光検出器 １８ 可動全反射ミラー １９ 試料位置への入射光 ２０ 透過光強度可変ＮＤフィルタ ２１ 試料位置に入射するはずの光 ２２ 波長駆動器 ２３ 光強度可変用モータ ２４ 光フィルタ
系２ 検出光学系の波長特性を補正するための光照射
光学系 ３ フォトルミネッセンス励起光学系４ コンピュ
ータ（制御装置および記憶装置を含む）５ 信号増幅
器 ６ フォトルミネッセンス励起用レーザ７ 検出側
分光器 ８ 試料部 ９ 試料からのルミネッセンス光 １０ レンズ １１ 全反射ミラー １２ 波長依存性のある光検出器 １３ ハロゲンランプ光源 １４ 光源からの光 １５ 照射側分光器 １６ 照射側分光器で分光された光 １７ 波長依存性のない光検出器 １８ 可動全反射ミラー １９ 試料位置への入射光 ２０ 透過光強度可変ＮＤフィルタ ２１ 試料位置に入射するはずの光 ２２ 波長駆動器 ２３ 光強度可変用モータ ２４ 光フィルタ
Claims (2)
- 【請求項１】 試料からのルミネッセンスを、分光器
で分光し、光電子増倍管等の光検出器で検出する装置に
おける試料部から光検出器までの検出光学系の検出感度
の波長特性を補正する機能をもつ装置として、ハロゲン
ランプ等の光源からの光を分光器で分光し、試料の位置
に入射する試料の位置での光強度の波長特性が一定であ
る光照射装置と、この光照射装置の分光器の波長と、ル
ミネッセンス検出側の分光器の波長とを連動して、両波
長が同じになるように制御する制御装置とを有すること
を特徴とするルミネッセンス測定装置。 - 【請求項２】 試料からのルミネッセンスを、分光器
で分光し、光電子増倍管等の光検出器で検出する装置に
おける試料部から光検出器までの検出光学系の検出感度
の波長特性を補正する機能をもつ装置として、ハロゲン
ランプ等の光源からの光を分光器で分光し、試料の位置
へ単色光を入射する光照射装置と、試料の位置での光強
度の波長特性を記憶するメモリ装置と、前記光照射装置
の分光器の波長と、ルミネッセンス検出側の分光器の波
長とを連動して、両波長が同じになるように制御する制
御装置と、ルミネッセンス検出側の光検出器からの出力
の波長特性を記憶する記憶装置と、光検出器からの出力
を、試料の位置での光照射装置からの入射光強度で割り
算する演算装置とを有することを特徴とするルミネッセ
ンス測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3343691A JPH04248423A (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | ルミネッセンス測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3343691A JPH04248423A (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | ルミネッセンス測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04248423A true JPH04248423A (ja) | 1992-09-03 |
Family
ID=12386487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3343691A Pending JPH04248423A (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | ルミネッセンス測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04248423A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0697248A (ja) * | 1992-09-16 | 1994-04-08 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | ライフタイム測定装置及びこれを用いた測定方法 |
| KR100454248B1 (ko) * | 2001-08-23 | 2004-10-26 | 주식회사 비전과학 | 신형 루미노미터 및 그 제어방법 |
| JP2005249760A (ja) * | 2004-03-01 | 2005-09-15 | Atoo Kk | 微弱光スペクトルの測定方法及びその装置 |
| JP2006171028A (ja) * | 2004-12-10 | 2006-06-29 | Olympus Corp | レーザ走査顕微鏡および光検出器の感度設定方法 |
| JP2006195076A (ja) * | 2005-01-12 | 2006-07-27 | Olympus Corp | 走査型光学装置 |
-
1991
- 1991-02-04 JP JP3343691A patent/JPH04248423A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0697248A (ja) * | 1992-09-16 | 1994-04-08 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | ライフタイム測定装置及びこれを用いた測定方法 |
| KR100454248B1 (ko) * | 2001-08-23 | 2004-10-26 | 주식회사 비전과학 | 신형 루미노미터 및 그 제어방법 |
| JP2005249760A (ja) * | 2004-03-01 | 2005-09-15 | Atoo Kk | 微弱光スペクトルの測定方法及びその装置 |
| JP2006171028A (ja) * | 2004-12-10 | 2006-06-29 | Olympus Corp | レーザ走査顕微鏡および光検出器の感度設定方法 |
| JP2006195076A (ja) * | 2005-01-12 | 2006-07-27 | Olympus Corp | 走査型光学装置 |
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