JPS61213651A - 赤外線トモグラフイ−装置 - Google Patents
赤外線トモグラフイ−装置Info
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- JPS61213651A JPS61213651A JP60053368A JP5336885A JPS61213651A JP S61213651 A JPS61213651 A JP S61213651A JP 60053368 A JP60053368 A JP 60053368A JP 5336885 A JP5336885 A JP 5336885A JP S61213651 A JPS61213651 A JP S61213651A
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- Japan
- Prior art keywords
- light
- sample
- image
- scattered light
- wavelength
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/4795—Scattering, i.e. diffuse reflection spatially resolved investigating of object in scattering medium
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (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
【発明の詳細な説明】
［発明の分野］
本発明は、被検物体の断層を画像化するトモグラフィー
装置に関し、特に、可視光に対して不透明な半導体結晶
等の断層を観察するのに好適な赤外線トモグラフィー装
置に関する。
装置に関し、特に、可視光に対して不透明な半導体結晶
等の断層を観察するのに好適な赤外線トモグラフィー装
置に関する。
［発明の背型］
従来、この種のトモグラフィー装置として、被検物体に
対して該被検物体を透過する所定の径の光束を照射し、
該光束の光軸と交叉する方向を観察光軸として被検物体
内の該光束による散乱光を画像情報として得るようにし
たものが知られている（特開昭５４−１０９４８８号公
報に記載された光散乱画像情報解析装置）。この装置は
、上記公報に記載されている実施例によれば、可視光を
用いて透明な被検物体の断層画ｆｌ！（）−モグラム）
を得ることができる。そして、この断層画像により、そ
の被検物体の所望の１Ｉｉｌｉｌにおける特定元素の配
列や格子欠陥等を観察することができる。
対して該被検物体を透過する所定の径の光束を照射し、
該光束の光軸と交叉する方向を観察光軸として被検物体
内の該光束による散乱光を画像情報として得るようにし
たものが知られている（特開昭５４−１０９４８８号公
報に記載された光散乱画像情報解析装置）。この装置は
、上記公報に記載されている実施例によれば、可視光を
用いて透明な被検物体の断層画ｆｌ！（）−モグラム）
を得ることができる。そして、この断層画像により、そ
の被検物体の所望の１Ｉｉｌｉｌにおける特定元素の配
列や格子欠陥等を観察することができる。
また、Ｇａ Ａｓ 、Ｉｎ Ｐ、Ｓｉ等の可視光に対し
て不透明な半導体結晶内の微小欠陥を観察する場合、上
記可視光の代りに、その被検結晶のバンドギャップより
も長波長の光（赤外光）を用いればよいことも知られて
いる。
て不透明な半導体結晶内の微小欠陥を観察する場合、上
記可視光の代りに、その被検結晶のバンドギャップより
も長波長の光（赤外光）を用いればよいことも知られて
いる。
しかし、従来、赤外線の光源として実用可能なものは波
長が１．１５μｍの赤外線を発振するｌ−１ｅ−Ｎｅレ
ーデ稈度であったが、その光出力は高々１０数ｍＷと極
めて小さい。
長が１．１５μｍの赤外線を発振するｌ−１ｅ−Ｎｅレ
ーデ稈度であったが、その光出力は高々１０数ｍＷと極
めて小さい。
しかも、光の散乱能は波長の４乗に逆比例するため、例
えば波長が６３２．８ｎｍの可視光に比べると、波長が
１．１５μｍの赤外光の散乱能はほぼ１６分の１に減少
する。また、撮像管自体の受光感度も赤外光に対しては
可視光の４分の１程度に小さくなる。
えば波長が６３２．８ｎｍの可視光に比べると、波長が
１．１５μｍの赤外光の散乱能はほぼ１６分の１に減少
する。また、撮像管自体の受光感度も赤外光に対しては
可視光の４分の１程度に小さくなる。
したがって、上記光散乱画像解析装置において、照射光
束を単に可視光から赤外光に変えるという考えだけでは
可視光に不透明な半導体結晶の断層観察を行なうことは
事実上不可能であった。また、Ｓｉ結晶の場合、Ｈｅ−
Ｎｅレーザの１．１５μｍ波長の光ではほとんど透過す
ることができず、断層観察はできない。さらに、波長１
．１５μｍの赤外線を用いるとすれば専用の特殊な撮像
管を使用することになるが、この撮像管は産業上あまり
利用されていないため高価であり、かつ品種および生産
量が少なく、信頼性も充分でないという問題があった。
束を単に可視光から赤外光に変えるという考えだけでは
可視光に不透明な半導体結晶の断層観察を行なうことは
事実上不可能であった。また、Ｓｉ結晶の場合、Ｈｅ−
Ｎｅレーザの１．１５μｍ波長の光ではほとんど透過す
ることができず、断層観察はできない。さらに、波長１
．１５μｍの赤外線を用いるとすれば専用の特殊な撮像
管を使用することになるが、この撮像管は産業上あまり
利用されていないため高価であり、かつ品種および生産
量が少なく、信頼性も充分でないという問題があった。
また、この赤外線撮像管は、特に低輝度領域で残像が多
く、かつ解像力が劣るという問題点もあった。
く、かつ解像力が劣るという問題点もあった。
［発明の目的］
本発明は、上述の従来形における問題点に鑑みてなされ
たもので、特に、Ｑａ Ａｓ １１ｎ Ｐ、およびＳｉ
等の半導体結晶の欠陥を検出する上で好適なトモグラフ
ィー装置を提供することを目的とする。
たもので、特に、Ｑａ Ａｓ １１ｎ Ｐ、およびＳｉ
等の半導体結晶の欠陥を検出する上で好適なトモグラフ
ィー装置を提供することを目的とする。
［発明の概要］
本発明者等は、上記目的を達成すべく鋭意検討の結果、
半導体結晶では伝導電子による光の吸収が大きく、その
吸収係数は波長の２乗に比例すること、および上述のよ
うに光の散乱能が波長の４乗に逆比例すること、したが
って、半導体結晶内における入射光の損失が、第２図に
示すように、赤外域のある波長で最小となること、加え
てその波長が結晶の種類に応じて少しずつ異なることに
注目した。さらに、最近、実用化されるに至ったＹＡＧ
レーザ（Ｙ３ Ａｊｓ ＯＩ２結晶中に不純物としてネ
オジウムイオンＮｄ”１重量比で０．５％程度混入した
結晶を用いた固体レーザ）は出力波長が１．０６μｍま
たは１．３２μｍであり、これらの波長が上記損失最小
の波長に比較的近いこと、およびこのＹＡＧレーザは数
Ｗ程度の出力のものが容易に得られ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ
に比べて極めて大きいことを知見し、本発明に到達した
。本発明者の実験によれば、Ｇａ ＡｓおよびＩｎＰ結
晶内における吸収損失は、それぞれＹＡＧレーザの出力
波長である１、０６μｍおよび１．３２μｍでほぼ最小
となり１．０６μｍで散乱光の観察効率が高い。
半導体結晶では伝導電子による光の吸収が大きく、その
吸収係数は波長の２乗に比例すること、および上述のよ
うに光の散乱能が波長の４乗に逆比例すること、したが
って、半導体結晶内における入射光の損失が、第２図に
示すように、赤外域のある波長で最小となること、加え
てその波長が結晶の種類に応じて少しずつ異なることに
注目した。さらに、最近、実用化されるに至ったＹＡＧ
レーザ（Ｙ３ Ａｊｓ ＯＩ２結晶中に不純物としてネ
オジウムイオンＮｄ”１重量比で０．５％程度混入した
結晶を用いた固体レーザ）は出力波長が１．０６μｍま
たは１．３２μｍであり、これらの波長が上記損失最小
の波長に比較的近いこと、およびこのＹＡＧレーザは数
Ｗ程度の出力のものが容易に得られ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ
に比べて極めて大きいことを知見し、本発明に到達した
。本発明者の実験によれば、Ｇａ ＡｓおよびＩｎＰ結
晶内における吸収損失は、それぞれＹＡＧレーザの出力
波長である１、０６μｍおよび１．３２μｍでほぼ最小
となり１．０６μｍで散乱光の観察効率が高い。
また、波長１．３２μｍの赤外光は、Ｓｉ結晶を透過し
得るとともに結晶内での入射光損失も最小値に比較的近
いことが確認された。
得るとともに結晶内での入射光損失も最小値に比較的近
いことが確認された。
本発明は、被検物体に光束を透過したとき被検物体内で
発生する散乱光または螢光を検出して画像化するトモグ
ラフィー装置において、光源としてＹＡＧレーザを用い
ることを特徴とする。
発生する散乱光または螢光を検出して画像化するトモグ
ラフィー装置において、光源としてＹＡＧレーザを用い
ることを特徴とする。
［発明の実施例１
以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図は、本発明の一実施例に係る赤外線トモグラフィ
ーの構成を示す。同図において、１は光源であり、この
光源１としｔＹＡＧレーザ発振器を用いることが本発明
の特徴である。このＹＡＧレーザ発振器は、上述のよう
にＹ３ＡＪＳＯ＋２結晶中に不純物としてネオジウムイ
オンＮ ｄ”ｅ ＩＦ ＩＦ比で０．５％程度混入した
結晶を用いた固体レーザで、波長が１．０６μｍまたは
１．３２μｍの赤外光を出力するものである。
ーの構成を示す。同図において、１は光源であり、この
光源１としｔＹＡＧレーザ発振器を用いることが本発明
の特徴である。このＹＡＧレーザ発振器は、上述のよう
にＹ３ＡＪＳＯ＋２結晶中に不純物としてネオジウムイ
オンＮ ｄ”ｅ ＩＦ ＩＦ比で０．５％程度混入した
結晶を用いた固体レーザで、波長が１．０６μｍまたは
１．３２μｍの赤外光を出力するものである。
２はミラー３および光学系４が固定された移動台、５は
移動台用レール、６は試料載置台、７は試料、である。
移動台用レール、６は試料載置台、７は試料、である。
８はビーム光軸りに略垂直な観察光軸を画定する観察光
学系で９は赤外線用撮像管である。
学系で９は赤外線用撮像管である。
この装置において、光ｉｉからの赤外線ビームしはミラ
ー３で光路を定められ、必要に応じて偏・光方向も決め
られて、光学系４により細く絞られ、試料７に側方から
入射する。入射したビームしは試料７を透過するが、そ
の過程において散乱される。この散乱光は、試料７が結
晶体であれば、ビーム透過部分における結晶構造の影響
をうけることになる。例えば屈折率変動、コロイダル粒
子の混在、格子欠陥、結晶の方位性不均一などの結果、
均質結晶には見られない散乱を呈する。したがって、こ
の散乱光を検出し画像化して観察することにより、試料
７内の結晶構造等を知ることができる。ここでは、試料
７の上方に配置した赤外線用撮像管９により上方への散
乱光を検出し画像化している。
ー３で光路を定められ、必要に応じて偏・光方向も決め
られて、光学系４により細く絞られ、試料７に側方から
入射する。入射したビームしは試料７を透過するが、そ
の過程において散乱される。この散乱光は、試料７が結
晶体であれば、ビーム透過部分における結晶構造の影響
をうけることになる。例えば屈折率変動、コロイダル粒
子の混在、格子欠陥、結晶の方位性不均一などの結果、
均質結晶には見られない散乱を呈する。したがって、こ
の散乱光を検出し画像化して観察することにより、試料
７内の結晶構造等を知ることができる。ここでは、試料
７の上方に配置した赤外線用撮像管９により上方への散
乱光を検出し画像化している。
但しこの場合、散乱光は試料７内のビームＬが透過する
直線部分でのみ発生するため、得られる画像はこの直線
部分の状態を示す線画である。したがって、試料７の所
定の断面の画像を得るために、この装置では、ミラー３
および光学系４を保持して矢印へ方向に移動可能な移動
台２により、ビームＬを水平方向に走査する。そして、
試料７内の上記断面の各部からの散乱光を画像情報とし
て図示しないフレームメモリ等に一時記憶し、画像化処
理を行なう。
直線部分でのみ発生するため、得られる画像はこの直線
部分の状態を示す線画である。したがって、試料７の所
定の断面の画像を得るために、この装置では、ミラー３
および光学系４を保持して矢印へ方向に移動可能な移動
台２により、ビームＬを水平方向に走査する。そして、
試料７内の上記断面の各部からの散乱光を画像情報とし
て図示しないフレームメモリ等に一時記憶し、画像化処
理を行なう。
［発明の効果］
このように本発明によると、光源であるＹＡＧレーザが
１．０６μｍおよび１．３２μｍという比較的離れた波
長のうちから被検物体の種類に応じて散乱光損失のより
小さい方を選択することができ、しかも数Ｗ〜数百Ｗと
いうレーザとしてはきわめて大きな出力を発生すること
ができるため、高輝度の散乱光を得ることができる。し
たがって、観察画像のＳ／Ｎ比および解像度を実用レベ
ルにまで高めることができた。
１．０６μｍおよび１．３２μｍという比較的離れた波
長のうちから被検物体の種類に応じて散乱光損失のより
小さい方を選択することができ、しかも数Ｗ〜数百Ｗと
いうレーザとしてはきわめて大きな出力を発生すること
ができるため、高輝度の散乱光を得ることができる。し
たがって、観察画像のＳ／Ｎ比および解像度を実用レベ
ルにまで高めることができた。
また、散乱光のｌｌｉ度が＾いこととも相俟って、１．
０６μｍの波長では、可視充用等の汎用性の高い撮像管
例えばシリコンビジコン、ＣＯＤが使用可能であり、特
に、１．０６μｍ専用機として場合、装置のコストダウ
ンおよび信頼性の向上を図ることができる。
０６μｍの波長では、可視充用等の汎用性の高い撮像管
例えばシリコンビジコン、ＣＯＤが使用可能であり、特
に、１．０６μｍ専用機として場合、装置のコストダウ
ンおよび信頼性の向上を図ることができる。
第１図は本発明の一実施例に係る赤外線トモグラフィー
装置の概略構成図、第２図は半導体結晶内における光散
乱および吸収による入射光損失の波長依存性を示すグラ
フである。 １：光ＩＩ（ＹＡＧレーザ）、７：試料、８：ｌＩ察先
光学系９：ｌＩｌ像管、Ｌ：赤外線ビーム。 第１図 ＄２１１
装置の概略構成図、第２図は半導体結晶内における光散
乱および吸収による入射光損失の波長依存性を示すグラ
フである。 １：光ＩＩ（ＹＡＧレーザ）、７：試料、８：ｌＩ察先
光学系９：ｌＩｌ像管、Ｌ：赤外線ビーム。 第１図 ＄２１１
Claims (1)
- １、被検物体に対して該被検物体を透過する光束を照射
する手段と、該光束による被検物体内の散乱光または螢
光を該光束の光軸と交叉する方向から検出して画像化す
る手段とを具備するトモグラフィー装置において、上記
光束を出射するための光源としてＹＡＧレーザ発振器を
使用したことを特徴とする赤外線トモグラフィー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60053368A JPS61213651A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 赤外線トモグラフイ−装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60053368A JPS61213651A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 赤外線トモグラフイ−装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61213651A true JPS61213651A (ja) | 1986-09-22 |
Family
ID=12940870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60053368A Pending JPS61213651A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 赤外線トモグラフイ−装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61213651A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0319797A2 (en) * | 1987-12-09 | 1989-06-14 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Method and apparatus for measuring defect density and defect distribution |
| JPH0521564A (ja) * | 1991-07-12 | 1993-01-29 | Toshiba Corp | 拡散層深さ測定装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49133075A (ja) * | 1973-04-24 | 1974-12-20 | ||
| JPS54109488A (en) * | 1978-02-08 | 1979-08-28 | Fuji Photo Optical Co Ltd | Analyzing method and device of optically scattered image information |
| JPS56160643A (en) * | 1980-05-16 | 1981-12-10 | Fujitsu Ltd | Measuring method for impurity concentration and distribution thereof |
-
1985
- 1985-03-19 JP JP60053368A patent/JPS61213651A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49133075A (ja) * | 1973-04-24 | 1974-12-20 | ||
| JPS54109488A (en) * | 1978-02-08 | 1979-08-28 | Fuji Photo Optical Co Ltd | Analyzing method and device of optically scattered image information |
| JPS56160643A (en) * | 1980-05-16 | 1981-12-10 | Fujitsu Ltd | Measuring method for impurity concentration and distribution thereof |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0319797A2 (en) * | 1987-12-09 | 1989-06-14 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Method and apparatus for measuring defect density and defect distribution |
| JPH0521564A (ja) * | 1991-07-12 | 1993-01-29 | Toshiba Corp | 拡散層深さ測定装置 |
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