光伝導素子、レンズ、テラヘルツ放射顕微鏡及びデバイスの製造方法
【課題】テラヘルツ電磁波の検出精度を向上させることができるテラヘルツ放射顕微鏡、これに用いられる、光伝導素子、レンズ及びデバイスの製造方法を提供すること。
【解決手段】光伝導素子は、基材と、電極と、膜材とを具備する。前記基材は、光源から発生したパルスレーザーが、観察対象であるデバイスに照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波が入射する入射面を有する。前記電極は、前記基材に形成され、前記基材の入射面に入射された前記テラヘルツ電磁波を検出する。前記膜材は、前記基材の前記入射面に形成され、前記テラヘルツ電磁波を透過させ、前記パルスレーザーを反射させる。
【解決手段】光伝導素子は、基材と、電極と、膜材とを具備する。前記基材は、光源から発生したパルスレーザーが、観察対象であるデバイスに照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波が入射する入射面を有する。前記電極は、前記基材に形成され、前記基材の入射面に入射された前記テラヘルツ電磁波を検出する。前記膜材は、前記基材の前記入射面に形成され、前記テラヘルツ電磁波を透過させ、前記パルスレーザーを反射させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、テラヘルツの電磁波を利用したテラヘルツ放射顕微鏡、これに用いられる、光伝導素子及びレンズに関し、また、テラヘルツ放射顕微鏡によりデバイスを観察する工程を含む、そのデバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１、２及び３に記載の半導体デバイスの検査方法は、テラヘルツ電磁波を利用して、非接触で半導体デバイスを検査する方法である。これらの検査方法は、検査対象である半導体デバイスに、例えば超短パルスレーザー等、励起用のパルスレーザーを照射することにより発生するテラヘルツ電磁波が、その半導体デバイスの内部の電界分布や配線欠陥の影響を受けることを利用し、半導体デバイスの欠陥を検査する（例えば、特許文献１、２及び３）。
【０００３】
半導体デバイス内には、無バイアス電圧下においてもＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタを構成するpn接合部や金属半導体表面等にビルトイン電界が発生している。したがって、これらのようなテラヘルツ電磁波を利用した検査装置は、無バイアス状態即ち非接触で欠陥の検査を行うことが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４７４４６０４号
【特許文献２】特許第４００１３７３号
【特許文献３】特許第４６８３８６９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、例えば励起用のパルスレーザーがデバイスで反射、散乱、または透過等することにより、そのパルスレーザーが、テラヘルツ電磁波を検出する検出素子に照射される場合がある。この検出素子が半導体材料を含む場合、この検出素子にパルスレーザーが照射されると、この検出素子からもテラヘルツ電磁波が発生してしまう。例えば、検査対象となるデバイスの種類によっては、そのデバイスから発生するテラヘルツ電磁波のパワーが微弱なデバイスもある。このようなデバイスの場合、デバイスから発生するテラヘルツ電磁波と上記検出素子から発生するテラヘルツ電磁波との分離が困難になり、デバイスから発生するテラヘルツ電磁波の検出精度が低下する。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、テラヘルツ電磁波の検出精度を向上させることができるテラヘルツ放射顕微鏡、これに用いられる、光伝導素子、レンズ及びデバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本技術に係る光伝導素子は、基材と、電極と、膜材とを具備する。
前記基材は、光源から発生したパルスレーザーが、観察対象であるデバイスに照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波が入射する入射面を有する。
前記電極は、前記基材に形成され、前記基材の入射面に入射された前記テラヘルツ電磁波を検出する。
前記膜材は、前記基材の前記入射面に形成され、前記テラヘルツ電磁波を透過させ、前記パルスレーザーを反射させる。
【０００８】
基材の入射面には、テラヘルツ電磁波を透過させ、パルスレーザーを反射させる膜材が形成されているので、パルスレーザーが基材の入射面に入射することにより起こるテラヘルツ電磁波の発生を抑制することができる。これにより、観察対象となるデバイスで発生するテラヘルツ電磁波の検出精度を向上させることができる。
【０００９】
前記基材は、前記基材のうち前記電極が形成された面とは異なる面を、前記入射面として有していてもよい。基板のうち電極が形成された面には、例えば、光伝導素子がテラヘルツ電磁波を所定のタイミングで検出するためのサンプリングパルスレーザーが入射される。したがって、その電極が形成された面とは異なる面に、テラヘルツ電磁波を入射させることにより、テラヘルツ電磁波の検出精度を高めることができる。
【００１０】
前記膜材は、絶縁体膜、半導体膜及び導電体膜のうち少なくとも１つの膜を含んでもよい。
【００１１】
本技術に係るレンズは、レンズ領域と、膜材とを具備する。
前記レンズ領域は、入射面と、出射面と、内部領域とを有する。前記入射面には、光源から発生したパルスレーザーが、観察対象であるデバイスに照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波が入射する。前記出射面は、前記入射面に入射した前記テラヘルツ電磁波を出射する。前記内部領域は、前記入射面及び前記出射面の間で前記テラヘルツ電磁波を導く。
【００１２】
レンズ領域の入射面には、テラヘルツ電磁波を透過させ、パルスレーザーを反射させる膜材が形成されているので、パルスレーザーが入射面に入射することにより起こるテラヘルツ電磁波の発生を抑制することができる。これにより、観察対象となるデバイスで発生するテラヘルツ電磁波の検出精度を向上させることができる。
【００１３】
前記レンズ領域は、前記入射面としての曲面部と、前記出射面としての平面部とを有してもよい。このような形状のレンズ領域が設けられることにより、テラヘルツ電磁波が集光またはコリメートされ、レンズ領域の出射面側に配置された光伝送素子が、テラヘルツ電磁波を効率良く検出することができる。
【００１４】
本技術に係るテラヘルツ放射顕微鏡は、光源と、検出素子とを具備する。
前記光源は、パルスレーザーを発生する。
前記検出素子は、観察対象となるデバイスに前記パルスレーザーが照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波を検出する検出素子であって、入射面と、膜材とを有する。前記入射面には、前記発生したテラヘルツ電磁波が入射する。前記膜材は、前記テラヘルツ電磁波を透過させ、前記パルスレーザーを反射させる、前記入射面に形成されている。
【００１５】
検出素子の入射面には、テラヘルツ電磁波を透過させ、パルスレーザーを反射させる膜材が形成されているので、パルスレーザーが検出素子の入射面に入射することにより起こるテラヘルツ電磁波の発生を抑制することができる。これにより、観察対象となるデバイスで発生するテラヘルツ電磁波の検出精度を向上させることができる。
【００１６】
前記光源は、前記デバイスに前記パルスレーザーを照射することにより、1010(Hz)〜1014(Hz)の周波数を有するテラヘルツ電磁波を発生させてもよい。
【００１７】
前記光源は、2μm以下の波長及び100ps以下のパルス幅を有するパルスレーザーを発生してもよい。
【００１８】
本技術に係るデバイスの製造方法は、テラヘルツ放射顕微鏡を利用してデバイスの欠陥を検査する工程を含むデバイスの製造方法であって、光源によりパルスレーザーを発生させることを含む。
観察対象であるデバイスに前記パルスレーザーが照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波が入射する入射面と、前記テラヘルツ電磁波を透過させ、前記パルスレーザーを反射させる、前記入射面に形成された膜材とを有する検出素子により、前記テラヘルツ電磁波が検出される。
【００１９】
この製造方法によれば、上述のように検出素子の検出精度が向上するので、本製造方法は製品の品質の向上に寄与する。
【発明の効果】
【００２０】
以上、本技術によれば、テラヘルツ電磁波の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本技術の一実施形態に係るテラヘルツ放射顕微鏡の主に光学系を概略的に示す図である。
【図２】図２は、検出素子を示す側面図である。
【図３】図３は、他の実施形態に係る検出素子を示す側面図である。
【図４】図４は、さらに別の実施形態に係る検出素子を示す側面図である。
【図５】図５は、膜材が形成されていないレンズを有する検出素子の検出信号を示すグラフである。
【図６】図６は、本技術に係る検出素子が用いられた場合の、検出素子の予想される検出信号を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本技術の実施形態を説明する。
【００２３】
[テラヘルツ放射顕微鏡の構成]
【００２４】
図１は、本技術の一実施形態に係るテラヘルツ放射顕微鏡の主に光学系を概略的に示す図である。
【００２５】
テラヘルツ放射顕微鏡１００は、励起光源２１、ハーフミラー２３、集光レンズ２９、光学遅延路２２、反射ミラー２５、検出素子３０、一対の放物面ミラー２７及び２８、及び、ステージ２４等を備える。
【００２６】
励起光源２１は、ステージ２４上に配置された観察対象、ここでは検査対象となるデバイス（以下、対象デバイスＳという。）を励起する励起用のパルスレーザーを発生する光源である。励起光源２１は、パルスレーザーとして、例えば、2μm以下の波長及び100ps以下のパルス幅を有する、超短パルスレーザーが用いられる。
【００２７】
ハーフミラー２３は、励起光源２１から発生したパルスレーザーＬ１の一部を反射させてその反射光を集光レンズ２９に導く。また、ハーフミラー２３を透過したパルスレーザーは、光学遅延路２２に入射する。
【００２８】
集光レンズ２９は、ハーフミラー２３からの反射光を、ステージ２４上の対象デバイスＳに導く。対象デバイスＳとしては、典型的には、主に半導体材料を用いた半導体デバイスであり、例えば半導体レーザーや発光ダイオード等の発光デバイスである。
【００２９】
検出素子３０は、対象デバイスＳで発生したテラヘルツ電磁波（以下、テラヘルツ波Ｔという。）を検出する素子である。
【００３０】
光学遅延路２２は、ハーフミラー２３を透過したパルスレーザーが入射し、検出素子３０によりテラヘルツ波Ｔを任意のタイミングで検出するためのサンプリングパルスレーザーＬ２を生成する。また、光学遅延路２２は、生成したサンプリングパルスレーザーＬ２を反射ミラー２５で反射させて検出素子３０に入射させる。
【００３１】
典型的には、光学遅延路２２は、図示しないミラーを移動させる移動機構（例えば移動ステージ）等を用いて、一定間隔のパルスレーザーの光路長を可変に制御する。レーザーパルスの、検出素子３０への到達時刻もその光路長に応じて変わるので、その結果、光学遅延路２２は、所定のタイミングでサンプリングパルスレーザーＬ２を出力することができる。
【００３２】
一対の放物面ミラー２７及び２８は、対象デバイスＳで発生したテラヘルツ波Ｔを検出素子３０へ導くミラーである。放物面ミラー２７及び２８のうち一方の放物面ミラー２７には穴２７ａが形成されており、集光レンズ２９で集光されたパルスレーザーがこの穴２７ａを通るようになっている。
【００３３】
[検出素子の構成]
【００３４】
図２は、検出素子３０を示す側面図である。
【００３５】
検出素子３０は、光伝導素子（光伝導アンテナ（ＰＣＡ：Photoconductive Antenna））３２と、これに装着されたレンズ３１とを備えている。
【００３６】
光伝導素子３２は公知の構造を有しており、例えば基材となる基板３４と、基板３４上に形成された電極３４ｃとを含む。これら電極３４ｃは、電極３４ｃ間に微小な間隙が設けられるように離間して配置され、アンテナを形成するように配置されている。また、基板３４上には、図示しない光伝導膜が形成され、光伝導膜に励起光が照射されると光キャリアが発生する。基板３４は、典型的にはGaAs系の半導体材料でなるが、この材料に限られない。この基板３４の、電極３４ｃが形成されている面３４ｂに、上述のサンプリングパルスレーザーＬ２が入射し、その面３４ｂとは異なる面、本実施形態ではその反対側であるレンズ３１側の面３４ａに、対象デバイスＳからのテラヘルツ波Ｔが、レンズ３１を介して入射する。
【００３７】
レンズ３１は、例えば曲面状に形成された入射面（曲面部）３１ａと、平面状に形成された出射面（平面部）３１ｂと、これら入射面３１ａ及び出射面３１ｂの間でテラヘルツ波Ｔを導く内部領域３１ｃとを有する。すなわち、このレンズ３１は、凸レンズであり、典型的には半球形状を有している。入射面３１ａ、内部領域３１ｃ及び出射面３１ｂによりレンズ領域が形成される。レンズ３１の出射面３１ｂに基板３４が貼り付けられ、具体的には、その基板３４の面３４ａが、そのレンズ３１の出射面３１ｂに貼り付けられている。
【００３８】
なお、レンズ３１は、半球形状を有する形態に限られず、半球の一部の形状、非球面形状、フレネルレンズ等の形状を有していてもよい。つまり、光伝導素子３２が効率良くテラヘルツ波Ｔを検出できれば、レンズ３１はどのような形状を有していてもよい。
【００３９】
対象デバイスＳで発生したテラヘルツ波Ｔの振幅に応じて、その電極３４ｃ間に流れる電流（またはその電極３４ｃ間の電圧）が変化する。テラヘルツ放射顕微鏡１００は、テラヘルツ波Ｔがレンズ３１を介して基板３４上の電極３４ｃ間に入射している時に、サンプリングパルスレーザーＬ２が検出素子３０に入射されるタイミングで電極３４ｃ間の電流（または電圧）を測定する。これにより、テラヘルツ放射顕微鏡１００は、そのタイミングごとのテラヘルツ波Ｔの振幅値を、波形として得ることができる。
【００４０】
レンズ３１の入射面３１ａには、膜材３３が形成されている。この膜材３３は、対象デバイスＳで発生したテラヘルツ波Ｔを透過させてレンズ３１の入射面３１ａにこれを導き、かつ、対象デバイスＳで反射、散乱、透過等したパルスレーザーＬ１を反射するように設計されている。このパルスレーザーが、光伝導素子３２に照射されると、光伝導素子３２も半導体材料や導電材料でなるため、光デンバー効果などによりテラヘルツ波Ｔが発生する。
【００４１】
特に、対象デバイスＳが、半導体レーザーあるいは発光ダイオード等の、発光デバイスである場合には、そのデバイスのpn接合の内部電界の方向と同じまたはそれに近くなるように、そのデバイスの厚さ方向が設計されている場合が多く、次のような問題が生じる。すなわち、テラヘルツ波の元となる双極子モーメントの方向がデバイス厚み方向となるため、そこから放射されるテラヘルツ波のほとんどが基板３４の内部に全反射により閉じ込められてしまう。そのためこれらのデバイスから放射されるテラヘルツ波は、双極子モーメントがデバイス表面と平行方向になるデバイスから放射されるテラヘルツ波Ｔと比べて、非常に小さくなる。したがって、対象デバイスＳで発生するテラヘルツ波Ｔと、光伝導素子３２（あるいはレンズ３１がシリコンレンズである場合は、検出素子３０）で発生するテラヘルツ波との分離が困難になり、対象デバイスＳで発生するテラヘルツ波Ｔの検出精度が低下し、つまり、S/N比が低いという問題がある。
【００４２】
このため、テラヘルツ波を反射し、超短パルスレーザーを透過する透明導電膜コーティング基板を、テラヘルツ放射顕微鏡１００の光学系内に配置することで、超短パルスレーザーが検出素子３０に照射されるのを防ぐことも考えられる。しかしながら、透明導電膜コーティング基板による超短パルスレーザーの反射損失が生じるために、利用可能なレーザー出力が限られている場合には、結局S/N比が低下するという問題がある。
【００４３】
本技術は、このような問題を解決するために、レンズ３１の入射面３１ａに膜材３３のコーティングを施し、光伝導素子３２からのテラヘルツ波の発生の原因となるパルスレーザーをその膜材３３で反射させている。その結果、本来検出したい、対象デバイスＳで発生するテラヘルツ波Ｔの検出精度を向上させることができる。
【００４４】
例えば膜材３３は、SiO2、SiNなどの誘電体膜、Si、GaAsなどの半導体膜、Al、Cuなどの金属膜のうち少なくとも１つの膜を含む。つまり、膜材３３は単層膜または多層膜のどちらでもよい。もちろん、膜材３３の材料は、これらの材料に限られない。
【００４５】
膜材３３の形成方法としては、例えば蒸着、スパッタリング等の成膜プロセスが用いられる。例えば設計者は、反射させたいパルスレーザーの波長及び所望の反射率に基づいて、光学多層薄膜のシミュレーションを行い、膜材３３の膜厚、膜数及び材質を設計する。膜材３３でのパルスレーザーによるテラヘルツ波の発生を回避するためには、全ての材料を誘電体とすることが理想的ではあるが、そこでのテラヘルツ波Ｔの発生量が少なければ良いので、必ずしも誘電体には限られない。すなわち、本来検出したい、対象デバイスＳからのテラヘルツ波Ｔを問題なく検出できる程度に、検出素子３０で検出される信号のS/N比を得られていればよい。
【００４６】
[テラヘルツ放射顕微鏡の作用]
【００４７】
励起光源２１は、上記のように2μm以下の波長及び100ps以下のパルス幅を有する超短パルスレーザーを発生する。このパルスレーザーが対象デバイスＳに照射されることにより、対象デバイスＳは、例えば1010(Hz)〜1014(Hz)の周波数を有するテラヘルツ波Ｔを発生する。
【００４８】
具体的には、対象デバイスＳにパルスレーザーが入射すると、対象デバイスＳの内部で自由電子が発生し、その自由電子が対象デバイスＳの内部電界で加速されることにより過渡電流が生じる。この過渡電流が双極子放射を起こすことにより、テラヘルツ波Ｔが放射される。
【００４９】
テラヘルツ放射顕微鏡１００は、対象デバイスＳの正常時の、検出素子３０で検出されるテラヘルツ波に関する情報を記憶しておき、検査時の対象デバイスＳが発生したテラヘルツ波Ｔに関する情報と比較することにより、欠陥の有無（異常の有無）の検査を行うことができる。例えば、対象デバイスＳの内部電界が正常でない場合や、対象デバイスＳの配線の欠陥があった場合、その時に得られるテラヘルツ波Ｔは、正常値から変化する。例えば、対象デバイスＳの配線はアンテナとして作用するため、配線の欠陥があった場合には、正常時から異なるテラヘルツ波Ｔが放射される。
【００５０】
対象デバイスＳで吸収されないパルスレーザーの一部は、対象デバイスＳに対して反射し（散乱及び透過もする）、検出素子３０へ向かう。しかしながら、本技術では、検出素子３０のレンズ３１の入射面３１ａに膜材３３が形成されているので、その検出素子３０でのテラヘルツ波の発生を抑制することができる。これにより、検出素子３０によるS/N比を高めることができ、対象デバイスＳで発生するテラヘルツ波Ｔの検出精度を向上させることができる。
【００５１】
また、本実施形態では、上記のように超短パルスレーザーを透過する透明導電膜コーティング基板を設ける必要がなくなるため、部品点数の削減による、テラヘルツ放射顕微鏡の小型化を実現することができる。
【００５２】
[他の実施形態に係る検出素子]
【００５３】
（他の実施形態１）
図３は、他の実施形態に係る検出素子を示す側面図である。これ以降の説明では、図１及び２に示した実施形態に係る部材や機能等について同様のものは説明を簡略化または省略し、異なる点を中心に説明する。
【００５４】
本実施形態に係る検出素子１３０は、図２に示した光伝導素子１３２を備え、図２に示したレンズ３１を有していない。レンズは、光伝導素子へ入射するテラヘルツ波を集光したり、コリメートしたりして、効率良くテラヘルツ波を検出する機能を主に有するため、このレンズは必須であるというわけではない。
【００５５】
本実施形態では、この光伝導素子１３２の基板１３４の、電極１３４ｃの形成面１３４ｂと反対側には、テラヘルツ波Ｔが入射する入射面１３４ａが形成されている。この入射面１３４ａに、テラヘルツ波Ｔを透過し、パルスレーザーを反射する膜材１３３が形成されている。膜材１３３の材料は、上述のように適宜選択され得る。
【００５６】
（他の実施形態２）
図４は、さらに別の実施形態に係る検出素子を示す側面図である。この検出素子２３０では、レンズ２３１の平面部側である出射面２３１ｂに、テラヘルツ波Ｔを透過し、パルスレーザーを反射する上記した膜材２３３が形成されている。これにより、レンズ２３１の出射面２３１ｂでパルスレーザーが反射される。
【００５７】
[実施例]
【００５８】
図５は、膜材が形成されていない半球レンズを有する検出素子の検出信号を示すグラフである。本発明者は、膜材が形成されていない半球レンズを有する検出素子（図２において膜材３３を有していない検出素子）を用いて、テラヘルツ波の検出を行った。実施例では、１つの検査対象製品内のうち対象デバイスが実装されていない箇所にレーザーパルスを照射するようにして、対象デバイスからのテラヘルツ放射が起こらない条件で測定が行われた。すなわち、図５に示すグラフは、対象デバイスからのテラヘルツ波ではなく、実質的に検出素子のみで発生するテラヘルツ波を示している。
【００５９】
本実施例では、励起光源２１により発生される超短パルスレーザーとして、繰り返し周波数80MHz、中心波長800nm、パルス幅100 fsのチタンサファイアフェムト秒レーザーが用いられた。また、膜材が形成されていない検出素子の光伝導素子として、0.1THzから5THzの周波数の電磁波に感度を持つボウタイアンテナ型光伝導素子を用いられた。
【００６０】
これに対し、例えば図２に示した実施形態のように、膜材３３が形成されている検出素子３０が用いられる場合、この検出素子３０は、図６に示すように、その検査対象製品からのテラヘルツ波をほとんど検出しないと予想される。検出素子３０は、すなわち実質的にこの検出素子３０で発生するテラヘルツ波を検出しないと予想される。
【００６１】
[その他の実施形態]
【００６２】
本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
【００６３】
図１に示した実施形態に係るテラヘルツ放射顕微鏡１００は、対象デバイスＳのパルスレーザーが入射側（表面側）で発生したテラヘルツ波Ｔが、放物面ミラー２７及び２８で検出素子３０へ導かれるような光学系を備えていた。しかし、対象デバイスＳへ入射したパルスレーザーによって、テラヘルツ波Ｔは、対象デバイスＳの裏面側でも発生し（実際には３６０°全方位に発生する）、裏面側で発生したこのテラヘルツ波はステージ２４を透過する。したがって、対象デバイスＳの裏面側に、検出素子３０、１３２、または２３０を含む光学系が配置されてもよい。
【００６４】
例えば、図２及び４に示した形態を組み合わせて、レンズの実質的に全面に膜材が形成されるようにしてもよい。
【００６５】
上記実施形態では、光伝導素子３２の基材として基板が用いられたが、基材は、基板のように薄い板状の要素に限られず、直方体、立方体、角柱、円柱等、その他任意の形状を有していてもよい。その場合、その基材の、テラヘルツ電磁波が入射する入射面は、基材の電極形成面の反対側の面に限られず、電極形成面とは異なる任意の面でよい。
【００６６】
そのほか、以上説明した各形態の特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。
【００６７】
本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）光源から発生したパルスレーザーが、観察対象であるデバイスに照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波が入射する入射面を有する基材と、
前記基材に形成され、前記基材の入射面に入射された前記テラヘルツ電磁波を検出するための電極と、
前記基材の前記入射面に形成され、前記テラヘルツ電磁波を透過させ、前記パルスレーザーを反射させる膜材と
を具備する光伝導素子。
（２）（１）に記載の光伝導素子であって、
前記基材は、前記基材のうち前記電極が形成された面とは異なる面を、前記入射面として有する
光伝導素子。
（３）（１）または（２）に記載の光伝導素子であって、
前記膜材は、絶縁体膜、半導体膜及び導電体膜のうち少なくとも１つの膜を含む
光伝導素子。
（４）光源から発生したパルスレーザーが、観察対象であるデバイスに照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波が入射する入射面と、前記入射面に入射した前記テラヘルツ電磁波を出射する出射面と、前記入射面及び前記出射面の間で前記テラヘルツ電磁波を導く内部領域とを有するレンズ領域と、
前記入射面及び前記出射面のうち少なくとも一方に形成され、前記テラヘルツ電磁波を透過させ、前記パルスレーザーを反射させる膜材と
を具備するレンズ。
（５）（４）に記載のレンズであって、
前記レンズ領域は、前記入射面としての曲面部と、前記出射面としての平面部とを有する
レンズ。
（６）パルスレーザーを発生する光源と、
観察対象となるデバイスに前記パルスレーザーが照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波を検出する検出素子であって、前記発生したテラヘルツ電磁波が入射する入射面と、前記テラヘルツ電磁波を透過させ、前記パルスレーザーを反射させる、前記入射面に形成された膜材とを有する検出素子と
を具備するテラヘルツ放射顕微鏡。
（７）（６）に記載のテラヘルツ放射顕微鏡であって、
前記光源は、前記デバイスに前記パルスレーザーを照射することにより、1010(Hz)〜1014(Hz)の周波数を有するテラヘルツ電磁波を発生させる
テラヘルツ放射顕微鏡。
（８）（６）または（７）に記載のテラヘルツ放射顕微鏡であって、
前記光源は、2μm以下の波長及び100ps以下のパルス幅を有するパルスレーザーを発生する
テラヘルツ放射顕微鏡。
（９）テラヘルツ放射顕微鏡を利用してデバイスの欠陥を検査する工程を含むデバイスの製造方法であって、
光源によりパルスレーザーを発生させ、
観察対象であるデバイスに前記パルスレーザーが照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波が入射する入射面と、前記テラヘルツ電磁波を透過させ、前記パルスレーザーを反射させる、前記入射面に形成された膜材とを有する検出素子により、前記テラヘルツ電磁波を検出させる
デバイスの製造方法。
【符号の説明】
【００６８】
１…パルスレーザーＬ１
２１…励起光源
３０、１３０、２３０…検出素子
３１、２３１…レンズ
３１ａ…入射面
３１ｂ、２３１ｂ…出射面
３１ｃ…内部領域
３２、１３２…光伝導素子
３３、１３３、２３３…膜材
３４、１３４…基板
３４ｃ、１３４ｃ…電極
１００…テラヘルツ放射顕微鏡
１３４ａ…入射面
【技術分野】
【０００１】
本技術は、テラヘルツの電磁波を利用したテラヘルツ放射顕微鏡、これに用いられる、光伝導素子及びレンズに関し、また、テラヘルツ放射顕微鏡によりデバイスを観察する工程を含む、そのデバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１、２及び３に記載の半導体デバイスの検査方法は、テラヘルツ電磁波を利用して、非接触で半導体デバイスを検査する方法である。これらの検査方法は、検査対象である半導体デバイスに、例えば超短パルスレーザー等、励起用のパルスレーザーを照射することにより発生するテラヘルツ電磁波が、その半導体デバイスの内部の電界分布や配線欠陥の影響を受けることを利用し、半導体デバイスの欠陥を検査する（例えば、特許文献１、２及び３）。
【０００３】
半導体デバイス内には、無バイアス電圧下においてもＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタを構成するpn接合部や金属半導体表面等にビルトイン電界が発生している。したがって、これらのようなテラヘルツ電磁波を利用した検査装置は、無バイアス状態即ち非接触で欠陥の検査を行うことが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４７４４６０４号
【特許文献２】特許第４００１３７３号
【特許文献３】特許第４６８３８６９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、例えば励起用のパルスレーザーがデバイスで反射、散乱、または透過等することにより、そのパルスレーザーが、テラヘルツ電磁波を検出する検出素子に照射される場合がある。この検出素子が半導体材料を含む場合、この検出素子にパルスレーザーが照射されると、この検出素子からもテラヘルツ電磁波が発生してしまう。例えば、検査対象となるデバイスの種類によっては、そのデバイスから発生するテラヘルツ電磁波のパワーが微弱なデバイスもある。このようなデバイスの場合、デバイスから発生するテラヘルツ電磁波と上記検出素子から発生するテラヘルツ電磁波との分離が困難になり、デバイスから発生するテラヘルツ電磁波の検出精度が低下する。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、テラヘルツ電磁波の検出精度を向上させることができるテラヘルツ放射顕微鏡、これに用いられる、光伝導素子、レンズ及びデバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本技術に係る光伝導素子は、基材と、電極と、膜材とを具備する。
前記基材は、光源から発生したパルスレーザーが、観察対象であるデバイスに照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波が入射する入射面を有する。
前記電極は、前記基材に形成され、前記基材の入射面に入射された前記テラヘルツ電磁波を検出する。
前記膜材は、前記基材の前記入射面に形成され、前記テラヘルツ電磁波を透過させ、前記パルスレーザーを反射させる。
【０００８】
基材の入射面には、テラヘルツ電磁波を透過させ、パルスレーザーを反射させる膜材が形成されているので、パルスレーザーが基材の入射面に入射することにより起こるテラヘルツ電磁波の発生を抑制することができる。これにより、観察対象となるデバイスで発生するテラヘルツ電磁波の検出精度を向上させることができる。
【０００９】
前記基材は、前記基材のうち前記電極が形成された面とは異なる面を、前記入射面として有していてもよい。基板のうち電極が形成された面には、例えば、光伝導素子がテラヘルツ電磁波を所定のタイミングで検出するためのサンプリングパルスレーザーが入射される。したがって、その電極が形成された面とは異なる面に、テラヘルツ電磁波を入射させることにより、テラヘルツ電磁波の検出精度を高めることができる。
【００１０】
前記膜材は、絶縁体膜、半導体膜及び導電体膜のうち少なくとも１つの膜を含んでもよい。
【００１１】
本技術に係るレンズは、レンズ領域と、膜材とを具備する。
前記レンズ領域は、入射面と、出射面と、内部領域とを有する。前記入射面には、光源から発生したパルスレーザーが、観察対象であるデバイスに照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波が入射する。前記出射面は、前記入射面に入射した前記テラヘルツ電磁波を出射する。前記内部領域は、前記入射面及び前記出射面の間で前記テラヘルツ電磁波を導く。
【００１２】
レンズ領域の入射面には、テラヘルツ電磁波を透過させ、パルスレーザーを反射させる膜材が形成されているので、パルスレーザーが入射面に入射することにより起こるテラヘルツ電磁波の発生を抑制することができる。これにより、観察対象となるデバイスで発生するテラヘルツ電磁波の検出精度を向上させることができる。
【００１３】
前記レンズ領域は、前記入射面としての曲面部と、前記出射面としての平面部とを有してもよい。このような形状のレンズ領域が設けられることにより、テラヘルツ電磁波が集光またはコリメートされ、レンズ領域の出射面側に配置された光伝送素子が、テラヘルツ電磁波を効率良く検出することができる。
【００１４】
本技術に係るテラヘルツ放射顕微鏡は、光源と、検出素子とを具備する。
前記光源は、パルスレーザーを発生する。
前記検出素子は、観察対象となるデバイスに前記パルスレーザーが照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波を検出する検出素子であって、入射面と、膜材とを有する。前記入射面には、前記発生したテラヘルツ電磁波が入射する。前記膜材は、前記テラヘルツ電磁波を透過させ、前記パルスレーザーを反射させる、前記入射面に形成されている。
【００１５】
検出素子の入射面には、テラヘルツ電磁波を透過させ、パルスレーザーを反射させる膜材が形成されているので、パルスレーザーが検出素子の入射面に入射することにより起こるテラヘルツ電磁波の発生を抑制することができる。これにより、観察対象となるデバイスで発生するテラヘルツ電磁波の検出精度を向上させることができる。
【００１６】
前記光源は、前記デバイスに前記パルスレーザーを照射することにより、1010(Hz)〜1014(Hz)の周波数を有するテラヘルツ電磁波を発生させてもよい。
【００１７】
前記光源は、2μm以下の波長及び100ps以下のパルス幅を有するパルスレーザーを発生してもよい。
【００１８】
本技術に係るデバイスの製造方法は、テラヘルツ放射顕微鏡を利用してデバイスの欠陥を検査する工程を含むデバイスの製造方法であって、光源によりパルスレーザーを発生させることを含む。
観察対象であるデバイスに前記パルスレーザーが照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波が入射する入射面と、前記テラヘルツ電磁波を透過させ、前記パルスレーザーを反射させる、前記入射面に形成された膜材とを有する検出素子により、前記テラヘルツ電磁波が検出される。
【００１９】
この製造方法によれば、上述のように検出素子の検出精度が向上するので、本製造方法は製品の品質の向上に寄与する。
【発明の効果】
【００２０】
以上、本技術によれば、テラヘルツ電磁波の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本技術の一実施形態に係るテラヘルツ放射顕微鏡の主に光学系を概略的に示す図である。
【図２】図２は、検出素子を示す側面図である。
【図３】図３は、他の実施形態に係る検出素子を示す側面図である。
【図４】図４は、さらに別の実施形態に係る検出素子を示す側面図である。
【図５】図５は、膜材が形成されていないレンズを有する検出素子の検出信号を示すグラフである。
【図６】図６は、本技術に係る検出素子が用いられた場合の、検出素子の予想される検出信号を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本技術の実施形態を説明する。
【００２３】
[テラヘルツ放射顕微鏡の構成]
【００２４】
図１は、本技術の一実施形態に係るテラヘルツ放射顕微鏡の主に光学系を概略的に示す図である。
【００２５】
テラヘルツ放射顕微鏡１００は、励起光源２１、ハーフミラー２３、集光レンズ２９、光学遅延路２２、反射ミラー２５、検出素子３０、一対の放物面ミラー２７及び２８、及び、ステージ２４等を備える。
【００２６】
励起光源２１は、ステージ２４上に配置された観察対象、ここでは検査対象となるデバイス（以下、対象デバイスＳという。）を励起する励起用のパルスレーザーを発生する光源である。励起光源２１は、パルスレーザーとして、例えば、2μm以下の波長及び100ps以下のパルス幅を有する、超短パルスレーザーが用いられる。
【００２７】
ハーフミラー２３は、励起光源２１から発生したパルスレーザーＬ１の一部を反射させてその反射光を集光レンズ２９に導く。また、ハーフミラー２３を透過したパルスレーザーは、光学遅延路２２に入射する。
【００２８】
集光レンズ２９は、ハーフミラー２３からの反射光を、ステージ２４上の対象デバイスＳに導く。対象デバイスＳとしては、典型的には、主に半導体材料を用いた半導体デバイスであり、例えば半導体レーザーや発光ダイオード等の発光デバイスである。
【００２９】
検出素子３０は、対象デバイスＳで発生したテラヘルツ電磁波（以下、テラヘルツ波Ｔという。）を検出する素子である。
【００３０】
光学遅延路２２は、ハーフミラー２３を透過したパルスレーザーが入射し、検出素子３０によりテラヘルツ波Ｔを任意のタイミングで検出するためのサンプリングパルスレーザーＬ２を生成する。また、光学遅延路２２は、生成したサンプリングパルスレーザーＬ２を反射ミラー２５で反射させて検出素子３０に入射させる。
【００３１】
典型的には、光学遅延路２２は、図示しないミラーを移動させる移動機構（例えば移動ステージ）等を用いて、一定間隔のパルスレーザーの光路長を可変に制御する。レーザーパルスの、検出素子３０への到達時刻もその光路長に応じて変わるので、その結果、光学遅延路２２は、所定のタイミングでサンプリングパルスレーザーＬ２を出力することができる。
【００３２】
一対の放物面ミラー２７及び２８は、対象デバイスＳで発生したテラヘルツ波Ｔを検出素子３０へ導くミラーである。放物面ミラー２７及び２８のうち一方の放物面ミラー２７には穴２７ａが形成されており、集光レンズ２９で集光されたパルスレーザーがこの穴２７ａを通るようになっている。
【００３３】
[検出素子の構成]
【００３４】
図２は、検出素子３０を示す側面図である。
【００３５】
検出素子３０は、光伝導素子（光伝導アンテナ（ＰＣＡ：Photoconductive Antenna））３２と、これに装着されたレンズ３１とを備えている。
【００３６】
光伝導素子３２は公知の構造を有しており、例えば基材となる基板３４と、基板３４上に形成された電極３４ｃとを含む。これら電極３４ｃは、電極３４ｃ間に微小な間隙が設けられるように離間して配置され、アンテナを形成するように配置されている。また、基板３４上には、図示しない光伝導膜が形成され、光伝導膜に励起光が照射されると光キャリアが発生する。基板３４は、典型的にはGaAs系の半導体材料でなるが、この材料に限られない。この基板３４の、電極３４ｃが形成されている面３４ｂに、上述のサンプリングパルスレーザーＬ２が入射し、その面３４ｂとは異なる面、本実施形態ではその反対側であるレンズ３１側の面３４ａに、対象デバイスＳからのテラヘルツ波Ｔが、レンズ３１を介して入射する。
【００３７】
レンズ３１は、例えば曲面状に形成された入射面（曲面部）３１ａと、平面状に形成された出射面（平面部）３１ｂと、これら入射面３１ａ及び出射面３１ｂの間でテラヘルツ波Ｔを導く内部領域３１ｃとを有する。すなわち、このレンズ３１は、凸レンズであり、典型的には半球形状を有している。入射面３１ａ、内部領域３１ｃ及び出射面３１ｂによりレンズ領域が形成される。レンズ３１の出射面３１ｂに基板３４が貼り付けられ、具体的には、その基板３４の面３４ａが、そのレンズ３１の出射面３１ｂに貼り付けられている。
【００３８】
なお、レンズ３１は、半球形状を有する形態に限られず、半球の一部の形状、非球面形状、フレネルレンズ等の形状を有していてもよい。つまり、光伝導素子３２が効率良くテラヘルツ波Ｔを検出できれば、レンズ３１はどのような形状を有していてもよい。
【００３９】
対象デバイスＳで発生したテラヘルツ波Ｔの振幅に応じて、その電極３４ｃ間に流れる電流（またはその電極３４ｃ間の電圧）が変化する。テラヘルツ放射顕微鏡１００は、テラヘルツ波Ｔがレンズ３１を介して基板３４上の電極３４ｃ間に入射している時に、サンプリングパルスレーザーＬ２が検出素子３０に入射されるタイミングで電極３４ｃ間の電流（または電圧）を測定する。これにより、テラヘルツ放射顕微鏡１００は、そのタイミングごとのテラヘルツ波Ｔの振幅値を、波形として得ることができる。
【００４０】
レンズ３１の入射面３１ａには、膜材３３が形成されている。この膜材３３は、対象デバイスＳで発生したテラヘルツ波Ｔを透過させてレンズ３１の入射面３１ａにこれを導き、かつ、対象デバイスＳで反射、散乱、透過等したパルスレーザーＬ１を反射するように設計されている。このパルスレーザーが、光伝導素子３２に照射されると、光伝導素子３２も半導体材料や導電材料でなるため、光デンバー効果などによりテラヘルツ波Ｔが発生する。
【００４１】
特に、対象デバイスＳが、半導体レーザーあるいは発光ダイオード等の、発光デバイスである場合には、そのデバイスのpn接合の内部電界の方向と同じまたはそれに近くなるように、そのデバイスの厚さ方向が設計されている場合が多く、次のような問題が生じる。すなわち、テラヘルツ波の元となる双極子モーメントの方向がデバイス厚み方向となるため、そこから放射されるテラヘルツ波のほとんどが基板３４の内部に全反射により閉じ込められてしまう。そのためこれらのデバイスから放射されるテラヘルツ波は、双極子モーメントがデバイス表面と平行方向になるデバイスから放射されるテラヘルツ波Ｔと比べて、非常に小さくなる。したがって、対象デバイスＳで発生するテラヘルツ波Ｔと、光伝導素子３２（あるいはレンズ３１がシリコンレンズである場合は、検出素子３０）で発生するテラヘルツ波との分離が困難になり、対象デバイスＳで発生するテラヘルツ波Ｔの検出精度が低下し、つまり、S/N比が低いという問題がある。
【００４２】
このため、テラヘルツ波を反射し、超短パルスレーザーを透過する透明導電膜コーティング基板を、テラヘルツ放射顕微鏡１００の光学系内に配置することで、超短パルスレーザーが検出素子３０に照射されるのを防ぐことも考えられる。しかしながら、透明導電膜コーティング基板による超短パルスレーザーの反射損失が生じるために、利用可能なレーザー出力が限られている場合には、結局S/N比が低下するという問題がある。
【００４３】
本技術は、このような問題を解決するために、レンズ３１の入射面３１ａに膜材３３のコーティングを施し、光伝導素子３２からのテラヘルツ波の発生の原因となるパルスレーザーをその膜材３３で反射させている。その結果、本来検出したい、対象デバイスＳで発生するテラヘルツ波Ｔの検出精度を向上させることができる。
【００４４】
例えば膜材３３は、SiO2、SiNなどの誘電体膜、Si、GaAsなどの半導体膜、Al、Cuなどの金属膜のうち少なくとも１つの膜を含む。つまり、膜材３３は単層膜または多層膜のどちらでもよい。もちろん、膜材３３の材料は、これらの材料に限られない。
【００４５】
膜材３３の形成方法としては、例えば蒸着、スパッタリング等の成膜プロセスが用いられる。例えば設計者は、反射させたいパルスレーザーの波長及び所望の反射率に基づいて、光学多層薄膜のシミュレーションを行い、膜材３３の膜厚、膜数及び材質を設計する。膜材３３でのパルスレーザーによるテラヘルツ波の発生を回避するためには、全ての材料を誘電体とすることが理想的ではあるが、そこでのテラヘルツ波Ｔの発生量が少なければ良いので、必ずしも誘電体には限られない。すなわち、本来検出したい、対象デバイスＳからのテラヘルツ波Ｔを問題なく検出できる程度に、検出素子３０で検出される信号のS/N比を得られていればよい。
【００４６】
[テラヘルツ放射顕微鏡の作用]
【００４７】
励起光源２１は、上記のように2μm以下の波長及び100ps以下のパルス幅を有する超短パルスレーザーを発生する。このパルスレーザーが対象デバイスＳに照射されることにより、対象デバイスＳは、例えば1010(Hz)〜1014(Hz)の周波数を有するテラヘルツ波Ｔを発生する。
【００４８】
具体的には、対象デバイスＳにパルスレーザーが入射すると、対象デバイスＳの内部で自由電子が発生し、その自由電子が対象デバイスＳの内部電界で加速されることにより過渡電流が生じる。この過渡電流が双極子放射を起こすことにより、テラヘルツ波Ｔが放射される。
【００４９】
テラヘルツ放射顕微鏡１００は、対象デバイスＳの正常時の、検出素子３０で検出されるテラヘルツ波に関する情報を記憶しておき、検査時の対象デバイスＳが発生したテラヘルツ波Ｔに関する情報と比較することにより、欠陥の有無（異常の有無）の検査を行うことができる。例えば、対象デバイスＳの内部電界が正常でない場合や、対象デバイスＳの配線の欠陥があった場合、その時に得られるテラヘルツ波Ｔは、正常値から変化する。例えば、対象デバイスＳの配線はアンテナとして作用するため、配線の欠陥があった場合には、正常時から異なるテラヘルツ波Ｔが放射される。
【００５０】
対象デバイスＳで吸収されないパルスレーザーの一部は、対象デバイスＳに対して反射し（散乱及び透過もする）、検出素子３０へ向かう。しかしながら、本技術では、検出素子３０のレンズ３１の入射面３１ａに膜材３３が形成されているので、その検出素子３０でのテラヘルツ波の発生を抑制することができる。これにより、検出素子３０によるS/N比を高めることができ、対象デバイスＳで発生するテラヘルツ波Ｔの検出精度を向上させることができる。
【００５１】
また、本実施形態では、上記のように超短パルスレーザーを透過する透明導電膜コーティング基板を設ける必要がなくなるため、部品点数の削減による、テラヘルツ放射顕微鏡の小型化を実現することができる。
【００５２】
[他の実施形態に係る検出素子]
【００５３】
（他の実施形態１）
図３は、他の実施形態に係る検出素子を示す側面図である。これ以降の説明では、図１及び２に示した実施形態に係る部材や機能等について同様のものは説明を簡略化または省略し、異なる点を中心に説明する。
【００５４】
本実施形態に係る検出素子１３０は、図２に示した光伝導素子１３２を備え、図２に示したレンズ３１を有していない。レンズは、光伝導素子へ入射するテラヘルツ波を集光したり、コリメートしたりして、効率良くテラヘルツ波を検出する機能を主に有するため、このレンズは必須であるというわけではない。
【００５５】
本実施形態では、この光伝導素子１３２の基板１３４の、電極１３４ｃの形成面１３４ｂと反対側には、テラヘルツ波Ｔが入射する入射面１３４ａが形成されている。この入射面１３４ａに、テラヘルツ波Ｔを透過し、パルスレーザーを反射する膜材１３３が形成されている。膜材１３３の材料は、上述のように適宜選択され得る。
【００５６】
（他の実施形態２）
図４は、さらに別の実施形態に係る検出素子を示す側面図である。この検出素子２３０では、レンズ２３１の平面部側である出射面２３１ｂに、テラヘルツ波Ｔを透過し、パルスレーザーを反射する上記した膜材２３３が形成されている。これにより、レンズ２３１の出射面２３１ｂでパルスレーザーが反射される。
【００５７】
[実施例]
【００５８】
図５は、膜材が形成されていない半球レンズを有する検出素子の検出信号を示すグラフである。本発明者は、膜材が形成されていない半球レンズを有する検出素子（図２において膜材３３を有していない検出素子）を用いて、テラヘルツ波の検出を行った。実施例では、１つの検査対象製品内のうち対象デバイスが実装されていない箇所にレーザーパルスを照射するようにして、対象デバイスからのテラヘルツ放射が起こらない条件で測定が行われた。すなわち、図５に示すグラフは、対象デバイスからのテラヘルツ波ではなく、実質的に検出素子のみで発生するテラヘルツ波を示している。
【００５９】
本実施例では、励起光源２１により発生される超短パルスレーザーとして、繰り返し周波数80MHz、中心波長800nm、パルス幅100 fsのチタンサファイアフェムト秒レーザーが用いられた。また、膜材が形成されていない検出素子の光伝導素子として、0.1THzから5THzの周波数の電磁波に感度を持つボウタイアンテナ型光伝導素子を用いられた。
【００６０】
これに対し、例えば図２に示した実施形態のように、膜材３３が形成されている検出素子３０が用いられる場合、この検出素子３０は、図６に示すように、その検査対象製品からのテラヘルツ波をほとんど検出しないと予想される。検出素子３０は、すなわち実質的にこの検出素子３０で発生するテラヘルツ波を検出しないと予想される。
【００６１】
[その他の実施形態]
【００６２】
本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
【００６３】
図１に示した実施形態に係るテラヘルツ放射顕微鏡１００は、対象デバイスＳのパルスレーザーが入射側（表面側）で発生したテラヘルツ波Ｔが、放物面ミラー２７及び２８で検出素子３０へ導かれるような光学系を備えていた。しかし、対象デバイスＳへ入射したパルスレーザーによって、テラヘルツ波Ｔは、対象デバイスＳの裏面側でも発生し（実際には３６０°全方位に発生する）、裏面側で発生したこのテラヘルツ波はステージ２４を透過する。したがって、対象デバイスＳの裏面側に、検出素子３０、１３２、または２３０を含む光学系が配置されてもよい。
【００６４】
例えば、図２及び４に示した形態を組み合わせて、レンズの実質的に全面に膜材が形成されるようにしてもよい。
【００６５】
上記実施形態では、光伝導素子３２の基材として基板が用いられたが、基材は、基板のように薄い板状の要素に限られず、直方体、立方体、角柱、円柱等、その他任意の形状を有していてもよい。その場合、その基材の、テラヘルツ電磁波が入射する入射面は、基材の電極形成面の反対側の面に限られず、電極形成面とは異なる任意の面でよい。
【００６６】
そのほか、以上説明した各形態の特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。
【００６７】
本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）光源から発生したパルスレーザーが、観察対象であるデバイスに照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波が入射する入射面を有する基材と、
前記基材に形成され、前記基材の入射面に入射された前記テラヘルツ電磁波を検出するための電極と、
前記基材の前記入射面に形成され、前記テラヘルツ電磁波を透過させ、前記パルスレーザーを反射させる膜材と
を具備する光伝導素子。
（２）（１）に記載の光伝導素子であって、
前記基材は、前記基材のうち前記電極が形成された面とは異なる面を、前記入射面として有する
光伝導素子。
（３）（１）または（２）に記載の光伝導素子であって、
前記膜材は、絶縁体膜、半導体膜及び導電体膜のうち少なくとも１つの膜を含む
光伝導素子。
（４）光源から発生したパルスレーザーが、観察対象であるデバイスに照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波が入射する入射面と、前記入射面に入射した前記テラヘルツ電磁波を出射する出射面と、前記入射面及び前記出射面の間で前記テラヘルツ電磁波を導く内部領域とを有するレンズ領域と、
前記入射面及び前記出射面のうち少なくとも一方に形成され、前記テラヘルツ電磁波を透過させ、前記パルスレーザーを反射させる膜材と
を具備するレンズ。
（５）（４）に記載のレンズであって、
前記レンズ領域は、前記入射面としての曲面部と、前記出射面としての平面部とを有する
レンズ。
（６）パルスレーザーを発生する光源と、
観察対象となるデバイスに前記パルスレーザーが照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波を検出する検出素子であって、前記発生したテラヘルツ電磁波が入射する入射面と、前記テラヘルツ電磁波を透過させ、前記パルスレーザーを反射させる、前記入射面に形成された膜材とを有する検出素子と
を具備するテラヘルツ放射顕微鏡。
（７）（６）に記載のテラヘルツ放射顕微鏡であって、
前記光源は、前記デバイスに前記パルスレーザーを照射することにより、1010(Hz)〜1014(Hz)の周波数を有するテラヘルツ電磁波を発生させる
テラヘルツ放射顕微鏡。
（８）（６）または（７）に記載のテラヘルツ放射顕微鏡であって、
前記光源は、2μm以下の波長及び100ps以下のパルス幅を有するパルスレーザーを発生する
テラヘルツ放射顕微鏡。
（９）テラヘルツ放射顕微鏡を利用してデバイスの欠陥を検査する工程を含むデバイスの製造方法であって、
光源によりパルスレーザーを発生させ、
観察対象であるデバイスに前記パルスレーザーが照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波が入射する入射面と、前記テラヘルツ電磁波を透過させ、前記パルスレーザーを反射させる、前記入射面に形成された膜材とを有する検出素子により、前記テラヘルツ電磁波を検出させる
デバイスの製造方法。
【符号の説明】
【００６８】
１…パルスレーザーＬ１
２１…励起光源
３０、１３０、２３０…検出素子
３１、２３１…レンズ
３１ａ…入射面
３１ｂ、２３１ｂ…出射面
３１ｃ…内部領域
３２、１３２…光伝導素子
３３、１３３、２３３…膜材
３４、１３４…基板
３４ｃ、１３４ｃ…電極
１００…テラヘルツ放射顕微鏡
１３４ａ…入射面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から発生したパルスレーザーが、観察対象であるデバイスに照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波が入射する入射面を有する基材と、
前記基材に形成され、前記基材の入射面に入射された前記テラヘルツ電磁波を検出するための電極と、
前記基材の前記入射面に形成され、前記テラヘルツ電磁波を透過させ、前記パルスレーザーを反射させる膜材と
を具備する光伝導素子。
【請求項２】
請求項１に記載の光伝導素子であって、
前記基材は、前記基材のうち前記電極が形成された面とは異なる面を、前記入射面として有する
光伝導素子。
【請求項３】
請求項１に記載の光伝導素子であって、
前記膜材は、絶縁体膜、半導体膜及び導電体膜のうち少なくとも１つの膜を含む
光伝導素子。
【請求項４】
光源から発生したパルスレーザーが、観察対象であるデバイスに照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波が入射する入射面と、前記入射面に入射した前記テラヘルツ電磁波を出射する出射面と、前記入射面及び前記出射面の間で前記テラヘルツ電磁波を導く内部領域とを有するレンズ領域と、
前記入射面及び前記出射面のうち少なくとも一方に形成され、前記テラヘルツ電磁波を透過させ、前記パルスレーザーを反射させる膜材と
を具備するレンズ。
【請求項５】
請求項４に記載のレンズであって、
前記レンズ領域は、前記入射面としての曲面部と、前記出射面としての平面部とを有する
レンズ。
【請求項６】
パルスレーザーを発生する光源と、
観察対象となるデバイスに前記パルスレーザーが照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波を検出する検出素子であって、前記発生したテラヘルツ電磁波が入射する入射面と、前記テラヘルツ電磁波を透過させ、前記パルスレーザーを反射させる、前記入射面に形成された膜材とを有する検出素子と
を具備するテラヘルツ放射顕微鏡。
【請求項７】
請求項６に記載のテラヘルツ放射顕微鏡であって、
前記光源は、前記デバイスに前記パルスレーザーを照射することにより、1010(Hz)〜1014(Hz)の周波数を有するテラヘルツ電磁波を発生させる
テラヘルツ放射顕微鏡。
【請求項８】
請求項６に記載のテラヘルツ放射顕微鏡であって、
前記光源は、2μm以下の波長及び100ps以下のパルス幅を有するパルスレーザーを発生する
テラヘルツ放射顕微鏡。
【請求項９】
テラヘルツ放射顕微鏡を利用してデバイスの欠陥を検査する工程を含むデバイスの製造方法であって、
光源によりパルスレーザーを発生させ、
観察対象であるデバイスに前記パルスレーザーが照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波が入射する入射面と、前記テラヘルツ電磁波を透過させ、前記パルスレーザーを反射させる、前記入射面に形成された膜材とを有する検出素子により、前記テラヘルツ電磁波を検出させる
デバイスの製造方法。
【請求項１】
光源から発生したパルスレーザーが、観察対象であるデバイスに照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波が入射する入射面を有する基材と、
前記基材に形成され、前記基材の入射面に入射された前記テラヘルツ電磁波を検出するための電極と、
前記基材の前記入射面に形成され、前記テラヘルツ電磁波を透過させ、前記パルスレーザーを反射させる膜材と
を具備する光伝導素子。
【請求項２】
請求項１に記載の光伝導素子であって、
前記基材は、前記基材のうち前記電極が形成された面とは異なる面を、前記入射面として有する
光伝導素子。
【請求項３】
請求項１に記載の光伝導素子であって、
前記膜材は、絶縁体膜、半導体膜及び導電体膜のうち少なくとも１つの膜を含む
光伝導素子。
【請求項４】
光源から発生したパルスレーザーが、観察対象であるデバイスに照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波が入射する入射面と、前記入射面に入射した前記テラヘルツ電磁波を出射する出射面と、前記入射面及び前記出射面の間で前記テラヘルツ電磁波を導く内部領域とを有するレンズ領域と、
前記入射面及び前記出射面のうち少なくとも一方に形成され、前記テラヘルツ電磁波を透過させ、前記パルスレーザーを反射させる膜材と
を具備するレンズ。
【請求項５】
請求項４に記載のレンズであって、
前記レンズ領域は、前記入射面としての曲面部と、前記出射面としての平面部とを有する
レンズ。
【請求項６】
パルスレーザーを発生する光源と、
観察対象となるデバイスに前記パルスレーザーが照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波を検出する検出素子であって、前記発生したテラヘルツ電磁波が入射する入射面と、前記テラヘルツ電磁波を透過させ、前記パルスレーザーを反射させる、前記入射面に形成された膜材とを有する検出素子と
を具備するテラヘルツ放射顕微鏡。
【請求項７】
請求項６に記載のテラヘルツ放射顕微鏡であって、
前記光源は、前記デバイスに前記パルスレーザーを照射することにより、1010(Hz)〜1014(Hz)の周波数を有するテラヘルツ電磁波を発生させる
テラヘルツ放射顕微鏡。
【請求項８】
請求項６に記載のテラヘルツ放射顕微鏡であって、
前記光源は、2μm以下の波長及び100ps以下のパルス幅を有するパルスレーザーを発生する
テラヘルツ放射顕微鏡。
【請求項９】
テラヘルツ放射顕微鏡を利用してデバイスの欠陥を検査する工程を含むデバイスの製造方法であって、
光源によりパルスレーザーを発生させ、
観察対象であるデバイスに前記パルスレーザーが照射されることにより発生するテラヘルツ電磁波が入射する入射面と、前記テラヘルツ電磁波を透過させ、前記パルスレーザーを反射させる、前記入射面に形成された膜材とを有する検出素子により、前記テラヘルツ電磁波を検出させる
デバイスの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−７６６１８（Ｐ２０１３−７６６１８Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１６１６４（Ｐ２０１１−２１６１６４）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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