JP2015025764A - Defect inspection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、欠陥検査装置に関し、特に炭素系材料(グラフェン、カーボンナノチューブ、SiC(炭化珪素))の結晶性の測定が可能な欠陥検査装置に関する。 The present invention relates to a defect inspection apparatus, and more particularly to a defect inspection apparatus capable of measuring the crystallinity of a carbon-based material (graphene, carbon nanotube, SiC (silicon carbide)).
炭素材料は、金属、ガラス、セラミックに次ぐ材料と言われ、抜群の耐熱性や耐薬品性、導電性などを備えているため、工業材料としての重要な位置を占め、電極や発熱体、構造/補強材として広く使用されている。しかし、炭素材料は、その他にも特筆すべき物性を持つにもかかわらず、活用できていないため古い完成した材料と思われてきた。ところが、１９８５年に炭素原子６０個がサッカーボール型の籠状結晶になっているフラーレン、１９９１年に炭素原子の六角形網目状結晶の１層のみがチューブ状で存在するナノチューブ、２００３年に六角形網目状結晶の１層のみがチューブ状ではなく平面のまま存在するグラフェンの製造方法が発見されて注目を浴び始め、現在は、電子材料や半導体材料に向けての研究が活発に行われている。 Carbon material is said to be the next material after metal, glass, and ceramic, and has outstanding heat resistance, chemical resistance, conductivity, etc., so it occupies an important position as an industrial material, and it has electrodes, heating elements, and structures. / Widely used as a reinforcing material. However, carbon materials have been considered to be old completed materials because they have not been utilized, despite other remarkable physical properties. However, in 1985, fullerene in which 60 carbon atoms are soccer ball-shaped cage crystals, in 1991, only one layer of hexagonal network crystals of carbon atoms is a nanotube, in 2003, six nanotubes A method for producing graphene, in which only one layer of a square network crystal is present in a flat form instead of a tube, has been discovered and is now actively researched for electronic materials and semiconductor materials. Yes.
その中でも近年特に注目されるグラフェンは炭素原子がシート状に並んだ材料である。特筆すべき物性としては、まず電気輸送特性が極めて高いということである。グラフェンの中を動く電子の運動速度も光速の１／３０程度という非常に速い運動が可能であることがわかっている。また、グラフェン１層は極めて薄い(電子の広がりを考慮しても０．３〜０．４ｎｍ程度しかない)ために、ほぼ透明な膜である。これにより、タッチパネルや電子ペーパー、有機ＥＬパネル、そして太陽電池などでの透明導電膜としてのグラフェンシートの利用が期待されている。従来、グラファイトの機械的剥離によってグラフェン薄片を作る簡便な方法が開発された。 Among these, graphene, which has attracted particular attention in recent years, is a material in which carbon atoms are arranged in a sheet form. One noteworthy property is that it has very high electrical transport properties. It has been found that the movement speed of electrons moving through the graphene can be very fast, about 1/30 of the speed of light. In addition, the graphene 1 layer is extremely thin (only about 0.3 to 0.4 nm even considering the spread of electrons), and thus is a substantially transparent film. Thereby, the utilization of the graphene sheet as a transparent conductive film in a touch panel, electronic paper, an organic EL panel, a solar cell and the like is expected. Conventionally, a simple method for producing graphene flakes by mechanical exfoliation of graphite has been developed.
ただし、この同方法で作製したグラフェンには、様々な層数のグラフェンが混在していることや、電子の状態が同一層数のグラフェンシート内においても、一様ではないと言う問題も判明している。 However, the graphene produced by the same method has mixed graphene with various numbers of layers, and the problem that the state of electrons is not uniform even in the graphene sheet with the same number of layers has been found. ing.
また近年このグラフェンシートを大面積で生産する技術も相次いで開発されてきている。しかしながら、大面積のグラフェンシートを実用化するためにはグラフェンシートの品質管理が求められている。 In recent years, techniques for producing this graphene sheet in a large area have been developed one after another. However, in order to put a large area graphene sheet into practical use, quality control of the graphene sheet is required.
炭素原子がシート状に並んだグラフェンの結晶状態を分析する手法として、顕微ラマン分光法が有効であることは良く知られている。グラフェンの微細構造の評価は、ラマンスペクトルから知見を得ることが出来る。 It is well known that micro Raman spectroscopy is effective as a method for analyzing the crystalline state of graphene in which carbon atoms are arranged in a sheet form. Evaluation of the fine structure of graphene can be obtained from a Raman spectrum.
ラマン分光法とは、物質に単色光(例えばレーザ光)を照射し、物質から散乱される光を分光器によって観測する分析法である。得られたスペクトルより物質の評価を行うことが出来る。ラマン散乱においては、単色レーザ光(振動数：Vo)を照射した時、そこから生じる散乱光の振動数は、Vo、Vo±Va、Vo±Vb、Vo±Vcとなっている。試料に入射した光の大部分は分子、原子に衝突した後も同じ大きさのエネルギーで弾性散乱を起こす。この散乱光をレイリー散乱という。しかし、一部の光は試料に衝突した際に分子・原子とエネルギーのやり取りを行い、入射した光とは異なるエネルギー、すなわち、振動数の異なった光が散乱される。この非弾性散乱光をラマン散乱光という。 Raman spectroscopy is an analysis method in which a substance is irradiated with monochromatic light (for example, laser light) and light scattered from the substance is observed with a spectroscope. Substances can be evaluated from the obtained spectrum. In Raman scattering, when monochromatic laser light (frequency: Vo) is irradiated, the frequencies of scattered light generated therefrom are Vo, Vo ± Va, Vo ± Vb, and Vo ± Vc. Most of the light incident on the sample undergoes elastic scattering with the same amount of energy even after colliding with molecules and atoms. This scattered light is called Rayleigh scattering. However, when a part of the light collides with the sample, energy is exchanged with molecules and atoms, and energy different from the incident light, that is, light having a different frequency is scattered. This inelastic scattered light is called Raman scattered light.
ラマン散乱光のうち、レイリー散乱光よりエネルギーの小さい(振動数が小さい)散乱光をストークス散乱、大きくなった方をアンチストークス散乱といい、通常は散乱強度の大きいストークス散乱を観測する。これらの観測を行う機器構成としては、レーザ顕微鏡を用いることが一般的である。レーザ顕微鏡にて試料を観察した際、通常、二次元ＣＣＤに光を結像させ、試料もしくはレーザ光を走査することで２次元イメージを作り出す。ラマン分光法では、レーザ顕微鏡で得られた光をＣＣＤに入る光をスプリッターなどで分岐させ、一方の光を分光器に導く構成を備え、分光器に導かれた光はプリズムもしくはグレーティングで回折(分光)された光をＣＣＤなどで検出し、波長や強度を測定することが出来る。この方式を顕微ラマン分光法という。 Of the Raman scattered light, scattered light having a smaller energy (lower frequency) than Rayleigh scattered light is called Stokes scattering, and the larger scattered light is called anti-Stokes scattering. Usually, Stokes scattering having a high scattering intensity is observed. As a device configuration for performing these observations, a laser microscope is generally used. When a sample is observed with a laser microscope, a two-dimensional image is usually created by forming an image of light on a two-dimensional CCD and scanning the sample or laser light. In Raman spectroscopy, the light obtained by a laser microscope is split by a splitter or the like, and the light entering the CCD is split into a spectrometer, and the light guided to the spectrometer is diffracted by a prism or grating ( Spectroscopic light can be detected by a CCD or the like, and the wavelength and intensity can be measured. This method is called micro Raman spectroscopy.
これらの機器構成を持つラマン顕微鏡（たとえば、特許文献１参照）は、装置の総額が非常に高額であり、ある特定の物質、例えばグラフェンなどを測定する為に導入するには費用対効果が低くなる場合がある。また、分光器での測定に際して、ラマン散乱の信号を理解する専門知識を必要とし、簡便性に欠けるという問題があった。 Raman microscopes having these instrument configurations (see, for example, Patent Document 1) have a very high total cost, and are not cost-effective to introduce to measure certain substances, such as graphene. There is a case. In addition, when measuring with a spectroscope, there is a problem that it requires specialized knowledge to understand Raman scattering signals and lacks simplicity.
本発明では、前記で挙げた問題点に鑑み、機器構成を簡略化し安価な構成を提供すると共に、測定方法も簡便で専門的な知識がなくとも、炭素系材料、例えばグラフェンなどの品質管理に必要な測定が出来るラマン散乱顕微鏡を用いた欠陥検査装置を提供する。 In the present invention, in view of the above-mentioned problems, the device configuration is simplified and an inexpensive configuration is provided, and the measurement method is also simple and has no specialized knowledge, and can be used for quality control of carbon-based materials such as graphene. A defect inspection apparatus using a Raman scattering microscope capable of performing necessary measurements is provided.
本発明は以下の構成を備える。試料にレーザ光を照射する光源と、前記試料から散乱される光をフィルタするバンドパスフィルターユニットを備え、前記バンドパスフィルターユニットは、バンドパスフィルターとハーフミラーで構成されることを備えたことを特徴とする欠陥検査装置。 The present invention has the following configuration. A light source for irradiating the sample with laser light, and a band-pass filter unit for filtering light scattered from the sample, the band-pass filter unit comprising a band-pass filter and a half mirror A feature defect inspection device.
本発明によれば、機器構成の中で最も高額な分光器を無くすことで、装置システムの総額が安価となる。 According to the present invention, the total cost of the apparatus system is reduced by eliminating the most expensive spectrometer in the device configuration.
以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する。なお、以下の説明では、ロールステージ有する大面積ロールｔｏロール式グラフェン欠陥検査装置について説明するが、ＸＹステージを有するＳｉＣウェーハ欠陥検査装置、または、カーボンナノチューブの評価装置としても適用可能である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, a large-area roll-to-roll graphene defect inspection apparatus having a roll stage will be described. However, the present invention can also be applied as an SiC wafer defect inspection apparatus having an XY stage or a carbon nanotube evaluation apparatus.
図１に本発明の実施形態の一例である大面積ロールｔｏロール式グラフェン欠陥検査装置１００の構成図を示す。ステージ駆動系は、ロールステージ(１２４)、Ｘ軸走査ステージ(１２１)を備え、ステージコントローラ(１２６)にて駆動コントローラされ、制御ＰＣ(１０１)にて制御コントロールされる。 FIG. 1 shows a configuration diagram of a large area roll-to-roll graphene defect inspection apparatus 100 which is an example of an embodiment of the present invention. The stage drive system includes a roll stage (124) and an X-axis scanning stage (121), is driven by a stage controller (126), and is controlled and controlled by a control PC (101).
検出光学系は、対物レンズ(１２３)、対物レンズレボルバー(１２２)、結像レンズ(１１４)、ＣＣＤ用ハーフミラー(１１１)、ＣＣＤカメラ(１１２)、ピンホール(１１０)、バンドパスフィルターユニット(１０２)にて構成される。ＣＣＤ用ハーフミラー(１１１)は可動式となっており、例えばエアシリンダーにて検出光路に出し入れ出来るように配置され、測定条件によって、制御ＰＣ(１０１)にて可動制御される。 The detection optical system includes an objective lens (123), an objective lens revolver (122), an imaging lens (114), a CCD half mirror (111), a CCD camera (112), a pinhole (110), a bandpass filter unit ( 102). The CCD half mirror (111) is of a movable type, and is arranged so that it can be taken in and out of the detection light path by an air cylinder, for example, and is controlled by the control PC (101) depending on the measurement conditions.
バンドパスフィルターユニット(１０２)は、コリメータレンズ(１０９)、Ｄバンド用バンドパスフィルター(１０３)、Ｇ−２Ｄバンド用ハーフミラー(１０４)、２Ｄバンド用バンドパスフィルター(１０６)、フォトディデクター２(１０８)、Ｇバンド用バンドパスフィルター(１０５)、フォトディデクター１(１０７)にて構成され、検出光路上に配置される。Ｄバンド用バンドパスフィルター(１０３)、Ｇ−２Ｄバンド用ハーフミラー(１０４)、Ｇバンド用バンドパスフィルター(１０５)は、可動式となっており、例えばエアシリンダーにて検出光路に出し入れ出来るように配置され、測定条件によって、制御ＰＣ(１０１)にて可動制御される。 The band pass filter unit (102) includes a collimator lens (109), a D band band pass filter (103), a G-2D band half mirror (104), a 2D band band pass filter (106), and a photo detector 2. (108), a band-pass filter for G band (105) and a photodetector 1 (107), which are arranged on the detection optical path. The band-pass filter for D band (103), the half mirror for G-2D band (104), and the band-pass filter for G band (105) are movable, so that they can be taken in and out of the detection light path with an air cylinder, for example. The control PC 101 is movable and controlled according to the measurement conditions.
照明光学系は、レーザ照明光源(１１８)、照明レンズ２(１１９)、レーザ照明用ガルバノハーフミラー(１２０)、ハロゲン照明用ハーフミラー(１１５)、照明レンズ１(１１６)、ハロゲン照明(１１７)にて構成される。ハロゲン照明用ハーフミラー(１１５)は可動式となっており、例えばエアシリンダーにて検出光路に出し入れ出来るように配置され、測定条件によって、制御ＰＣ(１０１)にて可動制御される。 The illumination optical system includes a laser illumination light source (118), an illumination lens 2 (119), a galvano half mirror for laser illumination (120), a half mirror for halogen illumination (115), an illumination lens 1 (116), and a halogen illumination (117). Consists of. The halogen illumination half mirror (115) is movable, for example, is arranged so that it can be taken in and out of the detection light path by an air cylinder, and is controlled by the control PC (101) depending on the measurement conditions.
次に測定原理について説明する。図２に一般的なラマン散乱顕微鏡にてグラフェンを観察した際のラマンスペクトルを示す。スペクトル１(２０１)は単層グラフェンを測定したラマンスペクトルを示す。単層のグラフェンは、１５８０ｃｍ-1にＧバンドと呼ばれるスペクトルと、２７００ｃｍ-1に２Ｄバンドと呼ばれるスペクトルが観測される。単原子層のグラフェンのラマンスペクトルの特徴は、２Ｄバンドの強度がＧバンドよりも大きいこと、また、スペクトルの線幅が細いことである。 Next, the measurement principle will be described. FIG. 2 shows a Raman spectrum when graphene is observed with a general Raman scattering microscope. Spectrum 1 (201) shows a Raman spectrum obtained by measuring single layer graphene. Graphene monolayer, a spectrum called G band at 1580 cm -1, the spectrum called 2D band 2700 cm -1 is observed. The characteristics of the Raman spectrum of monolayer graphene are that the intensity of the 2D band is larger than that of the G band and the line width of the spectrum is narrow.
スペクトル２(２０２)は、結晶性の悪いグラフェンを測定したラマンスペクトルを示す。結晶性の悪いグラフェンの場合には、１３５０ｃｍ-1に欠陥に起因するＤバンドと呼ばれるスペクトルが現れる。ＧバンドとＤバンドの強度の比は、グラファイトの微結晶の大きさにほぼ比例することが知られている。このことから、結晶性の評価が出来ると知られている。 Spectrum 2 (202) shows a Raman spectrum obtained by measuring graphene having poor crystallinity. In the case of graphene having poor crystallinity, a spectrum called a D band due to defects appears at 1350 cm −1 . It is known that the intensity ratio between the G band and the D band is substantially proportional to the size of graphite crystallites. From this, it is known that the crystallinity can be evaluated.
図３はグラフェンの原子層の違いによるラマンスペクトルを示す。グラフェンの原子層が増えると、Ｇバンドの強度は層の数に比例して大きくなるが、２Ｄバンドはスペクトル幅が広がるだけであり、２Ｄバンドのピーク強度は、Ｇバンドより相対的に小さくなる。このことより、Ｇバンドと２Ｄバンドの強度比を観測することで、単層グラフェン、２層グラフェン、３層グラフェン以上と大別し、観測結果を示すことが出来る。 FIG. 3 shows a Raman spectrum by the difference in atomic layers of graphene. As the atomic layer of graphene increases, the intensity of the G band increases in proportion to the number of layers, but the 2D band only widens the spectrum width, and the peak intensity of the 2D band is relatively smaller than the G band. . From this, by observing the intensity ratio between the G band and the 2D band, it can be roughly divided into single-layer graphene, two-layer graphene, and three-layer graphene or more, and the observation result can be shown.
図４は、レーザ照明波長をλ＝５３２ｎｍとした場合の、ラマンシフト量から換算した波長を示す。この波長はバンドパスフィルタの中心波長に対応する。ラマンシフト量から波長換算を行う式は図４に示した。 FIG. 4 shows the wavelength converted from the Raman shift amount when the laser illumination wavelength is λ = 532 nm. This wavelength corresponds to the center wavelength of the bandpass filter. A formula for converting the wavelength from the Raman shift amount is shown in FIG.
従って、中心波長：５７３ｎｍの光のみが透過するバンドパスフィルターを作製することで、Ｄバンド用バンドパスフィルター(１０３)が完成する。 Therefore, a band-pass filter (103) for D band is completed by producing a band-pass filter that transmits only light having a center wavelength of 573 nm.
同じ換算にて、Ｇバンド＝５８１ｎｍ、２Ｄバンド＝６２１ｎｍの光のみが透過するバンドパスフィルターを製作することで、Ｇバンド用バンドパスフィルター(１０５)および、２Ｄバンド用バンドパスフィルター(１０６)が完成する。 By making a band pass filter that transmits only light of G band = 581 nm and 2D band = 621 nm in the same conversion, the band pass filter for G band (105) and the band pass filter for 2D band (106) can be obtained. Complete.
図５は、それぞれのバンドパスフィルターの概念図を示す。中心波長の最大値(Ｔｍａｘ)を最大透過率とした場合、半値幅(Ｔｍａｘ／２)を最小波長幅(ｍｉｎ)とする。最小波長幅は、図４の各バンドのバンドパス中心波長の差以内であればよい。つまり、ＤバンドとＧバンドが８ｎｍの差であるため、例えば中心波長より±６ｎｍ程度に指定しておけばよい。この仕様値は一般的なバンドパスフィルターの半値幅であるため、標準仕様の安価なバンドパスフィルターで構成することが出来る。 FIG. 5 shows a conceptual diagram of each bandpass filter. When the maximum value (Tmax) of the center wavelength is the maximum transmittance, the half width (Tmax / 2) is the minimum wavelength width (min). The minimum wavelength width may be within the difference between the bandpass center wavelengths of the respective bands in FIG. That is, since the difference between the D band and the G band is 8 nm, for example, it may be specified to be about ± 6 nm from the center wavelength. Since this specification value is a half-value width of a general band-pass filter, it can be configured by a standard-spec inexpensive band-pass filter.
本発明は、これらの現象を巧みに利用することで、結晶性の悪い部分、層数の違いを判別できる、安価で簡便な専門的な知識を必要としないラマン散乱顕微鏡を用いた欠陥検査装置を提供することが出来る。 The present invention is a defect inspection apparatus using a Raman scattering microscope that can discriminate the difference in the number of layers and the poor crystallinity by skillfully utilizing these phenomena and does not require inexpensive and simple specialized knowledge. Can be provided.
次にロールステージ有する大面積ロールｔｏロール式グラフェン欠陥検査装置について具体的な測定方法を説明する。 Next, a specific measurement method for a large area roll-to-roll graphene defect inspection apparatus having a roll stage will be described.
まず、大面積ロールｔｏロール式グラフェンとは、フレキシブルな基材、例えばＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート)フィルムなどに転写された単層グラフェンもしくは、２層グラフェンシートで、タッチパネルなどに用いられる透明電極フィルムなどをいう。 First, large-area roll-to-roll graphene is a single layer graphene transferred to a flexible base material, such as a PET (polyethylene terephthalate) film, or a transparent electrode film used for a touch panel, etc. Say.
ロール状に巻かれたグラフェンをロールステージ(１２４)にセットする。ＣＣＤ用ハーフミラー(１１１)とハロゲン照明用ハーフミラー(１１５)を検出光路に挿入する。対物レンズレボルバー(１２２)にて、対物レンズ(１２３)を任意の倍率、例え１０倍の対物レンズ(１２３)をセットする。ハロゲン照明(１１７)の明るさ調整を行い、ＣＣＤカメラ(１１６)の画像をモニター(１１３)にて観察しながら、ロールステージ(１２４)を動かし、大面積ロールｔｏロール式グラフェン(１２５)の欠陥検査を行いたい開始位置まで可動させる。 The graphene wound in a roll shape is set on the roll stage (124). The CCD half mirror (111) and the halogen illumination half mirror (115) are inserted into the detection light path. With the objective lens revolver (122), the objective lens (123) is set to an objective lens (123) having an arbitrary magnification, for example, 10 times. While adjusting the brightness of the halogen illumination (117) and observing the image of the CCD camera (116) on the monitor (113), the roll stage (124) is moved to detect defects in the large area roll-to-roll graphene (125). Move to the starting position where you want to inspect.
開始位置を指定し、対物レンズレボルバー(１２２)にて、対物レンズ(１２３)の倍率を選択する。これは、測定分解能によって任意に選択できるようにしておく。例えば、対物レンズ(１２３)を１０倍、５０倍、１００倍とする。高倍率になるに従い、対物レンズＮＡが拡大し、空間分解能が向上する。対物レンズの選択倍率により、走査ピッチが自動選択される。例えば空間分解能の1／２ピッチにて走査する。 The start position is designated, and the magnification of the objective lens (123) is selected by the objective lens revolver (122). This can be arbitrarily selected according to the measurement resolution. For example, the objective lens (123) is 10 times, 50 times, and 100 times. As the magnification increases, the objective lens NA is enlarged and the spatial resolution is improved. The scanning pitch is automatically selected according to the selection magnification of the objective lens. For example, scanning is performed at 1/2 pitch of spatial resolution.
走査方法は、対物レンズの視野に対して、レーザ照明用ガルバノハーフミラー(１２０)にてレーザビームによる走査を行い、Ｘ軸走査ステージ(１２１)にて対物レンズ視野寸法を移動させ、レーザ照明用ガルバノハーフミラー(１２０)にてレーザビームによる走査を行い、これを繰り返すことで、水平方向の走査を行う。
次に、ロールステージ(１２４)を対物レンズ視野寸法を送り、再度水平方向の走査を行う。これら一連の動作を繰り返し行い、大面積ロールｔｏロール式グラフェン全面の走査を行う。
In the scanning method, the field of view of the objective lens is scanned with a laser beam by a galvano half mirror for laser illumination (120), and the dimension of the field of view of the objective lens is moved by an X-axis scanning stage (121). Scanning with a laser beam is performed by a galvano half mirror (120), and scanning in the horizontal direction is performed by repeating this scanning.
Next, the objective stage field size is sent to the roll stage (124), and scanning in the horizontal direction is performed again. A series of these operations are repeated to scan the entire surface of the large area roll-to-roll graphene.
測定モードは、Ｄバンド測定モードとＧ−２Ｄバンド測定モードがある。Ｄバンド測定モード時の設定は次のようになる。
ハロゲン照明用ハーフミラー(１１５)とＣＣＤ用ハーフミラー(１１１)を検出光路から退避させ、バンドパスフィルターユニット(１０２)のＤバンド用バンドパスフィルター(１０３)を挿入、Ｇ−２Ｄバンド用ハーフミラー(１０４)、Ｇバンド用バンドパスフィルター(１０５)、２Ｄバンド用バンドパスフィルター(１０６)を退避させ、フォトディデクター１(１０７)にてシグナルを測定し、シグナルが観測される位置を記憶させていく。全面測定終了後、測定結果をモニター(１１３)に表示させる。Ｄバンドが観測された位置を欠陥位置として表示させる。図６にＤバンド測定モード時の表示画面(例)を示す。表示された欠陥位置を指定すると、Ｘ軸走査ステージ(１２１)及び、ロールステージ(１２４)にて、記憶させた位置に大面積ロールｔｏロール式グラフェンを移動させ、ＣＣＤ用ハーフミラー(１１１)及び、ハロゲン照明用ハーフミラーを検出光路に挿入することで、欠陥位置での光学顕微鏡画像を見ることが出来る。
次に、Ｇ−２Ｄバンド測定モード時の設定は次のようになる。ハロゲン照明用ハーフミラー(１１５)とＣＣＤ用ハーフミラー(１１１)を検出光路から退避させ、バンドパスフィルターユニット(１０２)のＤバンド用バンドパスフィルター(１０３)を退避、Ｇ−２Ｄバンド用ハーフミラー(１０４)、Ｇバンド用バンドパスフィルター(１０５)、２Ｄバンド用バンドパスフィルター(１０６)を挿入させ、フォトディデクター１(１０７)及び、フォトディデクター２(１０８)にてシグナルを測定し、シグナル強度を常時することで、図３の関係式に基づき、単層、２層、３層以上というようにマッピングしていく。全面測定終了後、測定結果をモニター(１１３)に表示させる。図7にＧ−２Ｄバンド測定モード時の表示画面(例)を示す。
Measurement modes include a D-band measurement mode and a G-2D band measurement mode. Settings in the D-band measurement mode are as follows.
The half mirror for halogen illumination (115) and the half mirror for CCD (111) are retracted from the detection light path, and the D-band bandpass filter (103) of the bandpass filter unit (102) is inserted, and the G-2D band half-mirror (104), G band bandpass filter (105), 2D band bandpass filter (106) is withdrawn, the signal is measured by photodetector 1 (107), and the position where the signal is observed is stored. To go. After the entire surface measurement is completed, the measurement result is displayed on the monitor (113). The position where the D band is observed is displayed as a defect position. FIG. 6 shows a display screen (example) in the D-band measurement mode. When the displayed defect position is designated, the large area roll-to-roll graphene is moved to the stored position by the X-axis scanning stage (121) and the roll stage (124), and the CCD half mirror (111) and By inserting a halogen illumination half mirror into the detection optical path, an optical microscope image at the defect position can be seen.
Next, the settings in the G-2D band measurement mode are as follows. Halogen illumination half mirror (115) and CCD half mirror (111) are withdrawn from the detection light path, D band band pass filter (103) of band pass filter unit (102) is withdrawn, G-2D band half mirror (104), G band bandpass filter (105), 2D band bandpass filter (106) is inserted, and the signal is measured by Photodetector 1 (107) and Photodetector 2 (108), By constantly setting the signal intensity, mapping is performed in a single layer, two layers, three layers or more based on the relational expression of FIG. After the entire surface measurement is completed, the measurement result is displayed on the monitor (113). FIG. 7 shows a display screen (example) in the G-2D band measurement mode.
これら測定を行う場合、大面積ロールｔｏロール式グラフェンの高さ変動に合わせて、対物レンズ(１２３)の焦点距離を調整する必要がある。これは、高さ検出センサー(１２７)の検出結果を、フォーカス用ステージ(１２８)にフィードバックさせ、対物レンズ(１２３)の焦点を常に一定に保つことで、安定した測定が出来る。 When performing these measurements, it is necessary to adjust the focal length of the objective lens (123) in accordance with the height fluctuation of the large area roll-to-roll graphene. This is because the detection result of the height detection sensor (127) is fed back to the focusing stage (128), and the focus of the objective lens (123) is always kept constant, so that stable measurement can be performed.
図８に、上記２つの測定モードについての欠陥検査の動作フローを示した。 FIG. 8 shows an operation flow of defect inspection for the above two measurement modes.
１００：大面積ロールｔｏロールグラフェンの欠陥検査装置
１０１：制御ＰＣ
１０２：バンドパスフィルターユニット
１０３：Ｄバンド用バンドパスフィルター(Ｔ＝５７３ｎｍ)
１０４：Ｇ−２Ｄバンド用ハーフミラー(Ｔ＝５０％、Ｒ＝５０％)
１０５：Ｇバンド用バンドパスフィルター(Ｔ＝５８１ｎｍ)
１０６：２Ｄバンド用バンドパスフィルター(Ｔ＝６２１ｎｍ)
１０７：フォトディデクター１
１０８：フォトディデクター２
１０９：コリメートレンズ
１１０：ピンホール
１１１：ＣＣＤ用ハーフミラー
１１２：ＣＣＤカメラ
１１３：モニター
１１４：結像レンズ
１１５：ハロゲン照明用ハーフミラー
１１６：照明レンズ１
１１７：ハロゲン照明
１１８：レーザ照明光源
１１９：照明レンズ２
１２０：レーザ照明用ガルバノハーフミラー
１２１：Ｘ軸走査ステージ
１２２：対物レンズレボルバー
１２３：対物レンズ
１２４：ロールステージ
１２５：大面積ロールｔｏロール式グラフェン
１２６：ステージコントローラー
１２７：高さ検出センサー
１２８：フォーカス用ステージ
100: Large area roll-to-roll graphene defect inspection apparatus 101: Control PC
102: Band pass filter unit 103: Band pass filter for D band (T = 573 nm)
104: G-2D band half mirror (T = 50%, R = 50%)
105: Band pass filter for G band (T = 581 nm)
106: Band pass filter for 2D band (T = 621 nm)
107: Photodetector 1
108: Photodetector 2
109: Collimating lens 110: Pinhole 111: CCD half mirror 112: CCD camera 113: Monitor 114: Imaging lens 115: Halogen illumination half mirror
116: Illumination lens 1
117: Halogen illumination 118: Laser illumination light source 119: Illumination lens 2
120: Galvano half mirror for laser illumination 121: X-axis scanning stage 122: Objective lens revolver 123: Objective lens 124: Roll stage 125: Large area roll-to-roll graphene 126: Stage controller 127: Height detection sensor 128: For focus stage
Claims (6)
前記バンドパスフィルターユニットは、バンドパスフィルターとハーフミラーで構成されることを備えたこと
を特徴とする欠陥検査装置。 A light source that irradiates a sample with laser light, and a bandpass filter unit that filters light scattered from the sample,
The defect inspection apparatus, wherein the band pass filter unit includes a band pass filter and a half mirror.
照明光を走査させる機能と、
前記試料に対し、水平方向に走査するステージを備え、進行方向に回転して前記試料を送る回転送りステージを備えること
を特徴とする欠陥検査装置。 The defect inspection apparatus according to claim 1,
A function of scanning illumination light;
A defect inspection apparatus comprising: a stage for scanning the sample in a horizontal direction; and a rotation feed stage that rotates in a traveling direction and sends the sample.
少なくとも２種類以上の倍率を備えることで、測定分解能を任意に可変できること
を特徴とする欠陥検査装置。 The defect inspection apparatus according to claim 1,
A defect inspection apparatus characterized in that the measurement resolution can be arbitrarily varied by providing at least two types of magnifications.
前記試料の高さ変動に合わせて、対物レンズを調整し、検出性能を一定に保つことが出来ること
を特徴とする欠陥 検査装置。 In the defect inspection apparatus according to claim 1,
A defect inspection apparatus characterized in that the detection performance can be kept constant by adjusting the objective lens in accordance with the height fluctuation of the sample.
前記試料の測定に関する情報を、結晶欠陥に起因する位置情報と、層数に関する位置情報をそれぞれ測定し、上記各位置情報を表示できる表示画面を備えることを特徴とする欠陥検査装置。 In the defect inspection apparatus according to claim 1,
A defect inspection apparatus comprising a display screen capable of measuring position information resulting from crystal defects and position information relating to the number of layers as information relating to measurement of the sample, and displaying the position information.
前記試料は炭素系材料であり、試料の結晶欠陥または層数の違いを判別すること
を特徴とする欠陥検査装置。 The defect inspection apparatus according to claim 1,
The defect inspection apparatus, wherein the sample is a carbon-based material and discriminates a crystal defect or a difference in the number of layers of the sample.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2013156254A JP2015025764A (en) | 2013-07-29 | 2013-07-29 | Defect inspection apparatus |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180023649A (en) * | 2016-08-26 | 2018-03-07 | 삼성전자주식회사 | Method for inspecting surface and method for manufacturing semiconductor device |
| CN108195818A (en) * | 2017-12-25 | 2018-06-22 | 山东省圣泉生物质石墨烯研究院 | A kind of method of Raman spectrum identification carbon material type |
| CN112945927A (en) * | 2021-01-18 | 2021-06-11 | 吉林大学 | In-situ high-pressure confocal Raman spectrum measurement system |
| EP4379330A1 (en) * | 2022-11-30 | 2024-06-05 | Shimadzu Corporation | Infrared raman device |
-
2013
- 2013-07-29 JP JP2013156254A patent/JP2015025764A/en active Pending
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