JP2019058042A - Inspection device and inspection method - Google Patents

Abstract

To provide a technique for analyzing the state of an internal electric field in a semiconductor sample and the state of backside reflection in a short time at low cost.SOLUTION: An electric field intensity acquisition part 705 acquires, by controlling a delay part 40, first and second electric field intensities E1, E2 when a detector 31 detects terahertz waves with first and second timings t1, t2 respectively. The first timing t1 is set so as to allow the detector 31 to detect a maximum first electric field intensity E1 for pulse-like terahertz waves LT1. The second timing t2 is delayed from the first timing t1 by a delay time Δt representing a period from the generation of terahertz waves LT1 in a solar battery substrate 9 until the terahertz waves are reflected at a backside of the solar battery substrate 9 and reach a surface thereof.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

この発明は、半導体試料を検査する技術であって、特に、半導体試料の裏面反射特性を分析する技術に関する。   The present invention relates to a technique for inspecting a semiconductor sample, and more particularly to a technique for analyzing a back surface reflection characteristic of a semiconductor sample.

半導体試料にフェムト秒レーザパルスを照射すると、発生した光励起キャリアが内部電界によって加速され、それによりテラヘルツ波が発生することが知られている。また、その原理を材料またはデバイス分析システムに応用した装置として、レーザテラヘルツエミッション顕微鏡（ＬＴＥＭ：Laser Terahertz Emission Microscope）として知られている。   It is known that when a semiconductor sample is irradiated with a femtosecond laser pulse, the generated photoexcited carriers are accelerated by an internal electric field, thereby generating a terahertz wave. Further, as a device that applies the principle to a material or device analysis system, it is known as a laser terahertz emission microscope (LTEM).

このＬＴＥＭを、たとえばフォトデバイスの一種である太陽電池に適用した場合、太陽電池内のサブピコ秒オーダーの内部電界の変化および光励起キャリアの振る舞いを計測することができる。このため、太陽電池の変換効率など、性能向上のための情報をうることができる（たとえば、特許文献１参照）。   When this LTEM is applied to, for example, a solar cell that is a type of photo device, it is possible to measure changes in the internal electric field in the sub-picosecond order and the behavior of photoexcited carriers in the solar cell. For this reason, the information for performance improvement, such as the conversion efficiency of a solar cell, can be obtained (for example, refer patent document 1).

また、フォトデバイスの一種である太陽電池では、変換効率向上のため、光の有効利用という面で表面での反射率を低減するのはもちろんのこと、太陽電池裏面に到達した一部の光も裏面で反射され、再び太陽電池内部に戻って発電に寄与しうる。このため、一般的には、太陽電池裏面の反射率が高くする程、変換効率が向上すると考えられている。したがって、太陽電池裏面の状態を検査することは重要であると考えられる。   In addition, solar cells, a type of photo device, not only reduce the reflectance on the surface in terms of effective use of light to improve conversion efficiency, but also part of the light that reaches the back of the solar cell. It is reflected on the back surface and can return to the inside of the solar cell again to contribute to power generation. For this reason, generally, it is thought that conversion efficiency improves, so that the reflectance of a solar cell back surface is high. Therefore, it is considered important to inspect the state of the back surface of the solar cell.

太陽電池裏面の状態を検査する手法として、これまでにもいくつか提案されている（たとえば、特許文献２，３参照）。従来の検査技術では、裏面の情報を取得するために、比較的長い波長（たとえば約１１００ｎｍ〜１２５０ｎｍ）の光を使った分光反射率測定装置を用いて、太陽電池裏面における反射率を測定し評価される。   Several methods have been proposed to date for examining the state of the back surface of a solar cell (see, for example, Patent Documents 2 and 3). In the conventional inspection technique, in order to acquire information on the back surface, the reflectance on the back surface of the solar cell is measured and evaluated using a spectral reflectance measuring device using light having a relatively long wavelength (for example, about 1100 nm to 1250 nm). Is done.

特開２０１４−１７５４４２号公報JP 2014-175442 A 特開２０１２−０３３７５７号公報JP 2012-033757 A 特開２００２−２７０８６９号公報JP 2002-270869 A

しかしながら、上述したように、フォトデバイスの一種である太陽電池について、内部電界に関する分析および裏面反射特性に関する分析の双方を行う場合、ＬＴＥＭおよび上記分光反射率測定装置の双方が必要であった。このため、検査コストが高くなるという問題があった。また、これらの検査は個別に行われるため、検査時間が長くなるという問題もあった。   However, as described above, when both the analysis relating to the internal electric field and the analysis relating to the back surface reflection characteristics are performed on the solar cell which is a kind of photo device, both the LTEM and the above-described spectral reflectance measuring apparatus are required. For this reason, there existed a problem that test | inspection cost became high. In addition, since these inspections are performed individually, there is a problem that the inspection time becomes long.

そこで、本発明は、半導体試料における内部電界の状態および裏面反射特性を低コストかつ短時間で分析する技術を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a technique for analyzing the state of the internal electric field and the back surface reflection characteristics in a semiconductor sample at a low cost and in a short time.

上記の課題を解決するため、第１態様は、半導体試料を検査する検査装置であって、半導体試料を保持する保持部と、前記保持部に保持された前記半導体試料の表面を、前記半導体試料からテラヘルツ波を放射させる検査用パルス光で走査する走査部と、前記検査用パルス光の照射に応じて前記半導体試料から放射されたパルス状の前記テラヘルツ波を、検出用パルス光が入射するタイミングで検出する検出器と、前記テラヘルツ波が前記検出器に到達するタイミングに対して前記検出用パルス光が前記検出器に入射するタイミングを相対的に遅延させる遅延部と、前記遅延部を制御することによって、前記検出器が前記テラヘルツ波を第１および第２タイミング各々で検出するときの第１および第２電界強度を取得する電界強度取得部と、前記走査部により前記検査用パルス光が照射される前記半導体試料の計測地点各々について前記電界強度取得部が取得する前記第２電界強度に基づいて、前記半導体試料における前記第２電界強度の分布を示す分布画像を生成する画像生成部とを備え、前記第１タイミングは、前記検出器が前記パルス状のテラヘルツ波について最大の前記第１電界強度を検出するように設定されるタイミングであり、前記第２タイミングは、前記テラヘルツ波が前記半導体試料内で発生してから前記半導体試料の裏面で反射して表面に到達するまでの期間に相当する遅延時間Δｔだけ前記第１タイミングから遅延したタイミングである。   In order to solve the above problems, a first aspect is an inspection apparatus for inspecting a semiconductor sample, wherein a holding unit that holds a semiconductor sample, and a surface of the semiconductor sample held by the holding unit are connected to the semiconductor sample. A scanning unit that scans with a pulse light for inspection that emits terahertz waves from the light source, and a timing at which the pulse light for detection enters the pulsed terahertz waves emitted from the semiconductor sample in response to irradiation of the pulse light for inspection And a delay unit that relatively delays a timing at which the detection pulsed light enters the detector with respect to a timing at which the terahertz wave reaches the detector, and controls the delay unit. Accordingly, an electric field strength acquisition unit that acquires first and second electric field strengths when the detector detects the terahertz wave at first and second timings, respectively. Based on the second electric field intensity acquired by the electric field intensity acquisition unit for each measurement point of the semiconductor sample irradiated with the inspection pulse light by the scanning unit, the distribution of the second electric field intensity in the semiconductor sample is obtained. An image generation unit that generates a distribution image to be displayed, wherein the first timing is a timing set so that the detector detects the maximum first electric field intensity with respect to the pulsed terahertz wave, The second timing is a timing delayed from the first timing by a delay time Δt corresponding to a period from when the terahertz wave is generated in the semiconductor sample until it is reflected by the back surface of the semiconductor sample and reaches the front surface. is there.

また、第２態様は、第１の検査装置であって、前記分布画像が、前記計測地点各々について、前記第２電界強度の第１電界強度に対する比の値の分布を示す画像である。   Moreover, a 2nd aspect is a 1st test | inspection apparatus, Comprising: The said distribution image is an image which shows distribution of the value of ratio with respect to the 1st electric field strength of the said 2nd electric field strength about each said measurement point.

また、第３態様は、第１または第２態様の検査装置であって、前記検出器は、ダイポール型またはボウタイ型の光伝導アンテナを含み、前記第１タイミングは、前記光伝導アンテナによって最大の電界強度である第１ピークが検出されるタイミングであり、前記第２タイミングは、前記光伝導アンテナにより、前記第１ピークから遅延して検出される第２ピークであり、前記第２ピークは前記第１ピークと同符号である。   The third aspect is the inspection apparatus according to the first or second aspect, wherein the detector includes a dipole-type or bow-tie-type photoconductive antenna, and the first timing is maximized by the photoconductive antenna. The first peak which is electric field intensity is detected, the second timing is a second peak detected by the photoconductive antenna with a delay from the first peak, and the second peak is It has the same sign as the first peak.

また、第４態様は、第１から第３態様のいずれか１つの検査装置であって、前記保持部は、半導体試料の一種である板状の太陽電池を保持可能であり、前記走査部は、前記保持部に保持された前記太陽電池における太陽光の受光面側に前記検査用パルス光を入射させる。   The fourth aspect is the inspection apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the holding unit is capable of holding a plate-like solar cell that is a kind of semiconductor sample, and the scanning unit is The inspection pulsed light is incident on the solar light receiving surface side of the solar cell held by the holding unit.

また、第５態様は、半導体試料を検査する検査方法であって、（ａ）半導体試料を保持部で保持する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）で前記保持部に保持された前記半導体試料の表面を、前記半導体試料からテラヘルツ波を放射させる検査用パルス光で走査する工程と、（ｃ）検出用パルス光が入射するタイミングでテラヘルツ波を検出する検出器によって前記工程（ｂ）で前記検査用パルス光の照射に応じて前記半導体試料から放射されたパルス状の前記テラヘルツ波を検出する工程と、（ｄ）前記工程（ｃ）にて、前記テラヘルツ波が前記検出器に到達する時間に対して前記検出用パルス光が前記検出器に入射する時間を相対的に遅延させる工程と、（ｅ）前記工程（ｃ）にて、前記検出器が前記テラヘルツ波を第１および第２タイミング各々で検出するときの第１および第２電界強度を取得する工程と、（ｆ）前記工程（ｂ）における前記検査用パルス光が照射される前記半導体試料の計測地点各々について、前記工程（ｆ）にて取得された前記第２電界強度に基づき、前記半導体試料における前記第２電界強度の分布を示す分布画像を生成する工程とを含み、前記第１タイミングは、前記検出器が前記パルス状のテラヘルツ波について最大の前記第１電界強度を検出するように設定されるタイミングであり、前記第２タイミングは、前記テラヘルツ波が前記半導体試料内で発生してから前記半導体試料の裏面で反射して表面に到達するまでの期間に相当する遅延時間Δｔだけ前記第１タイミングから遅延したタイミングである。   Further, the fifth aspect is an inspection method for inspecting a semiconductor sample, wherein (a) a step of holding the semiconductor sample by a holding portion, and (b) the semiconductor held by the holding portion in the step (a). In the step (b), the step of scanning the surface of the sample with the inspection pulse light that radiates the terahertz wave from the semiconductor sample, and (c) the detector that detects the terahertz wave at the timing when the detection pulse light enters. A step of detecting the pulsed terahertz wave emitted from the semiconductor sample in response to the irradiation of the inspection pulse light; and (d) the terahertz wave reaches the detector in the step (c). A step of relatively delaying a time at which the detection pulsed light is incident on the detector with respect to time; and (e) in step (c), the detector detects the terahertz wave in first and second states. timing (F) obtaining the first and second electric field strengths when detecting each, and (f) the step (f) for each measurement point of the semiconductor sample irradiated with the inspection pulse light in the step (b). And generating a distribution image indicating the distribution of the second electric field intensity in the semiconductor sample based on the second electric field intensity acquired in step (1), wherein the detector is pulsed. The terahertz wave is set to detect the maximum first electric field strength, and the second timing is reflected on the back surface of the semiconductor sample after the terahertz wave is generated in the semiconductor sample. This is a timing delayed from the first timing by a delay time Δt corresponding to a period until reaching the surface.

第１態様の検査装置によると、半導体試料で発生したテラヘルツ波は、直接表面側に放射されるとともに、裏面反射して表面側に放射される。直接表面側に放射されるテラヘルツ波は、電界強度が最大となる第１電界強度として検出される。第１電界強度は半導体試料の内部電界に対応した強度であるため、この第１電界強度から半導体試料における内部電界の状態を検査できる。また、裏面反射したテラヘルツ波は、直接表面側に放射されたテラヘルツ波に対して、半導体試料の厚さに相関した時間分遅れて放射される。このため、第１電界強度が検出されるときから半導体試料の厚さに相関した時間分だけ遅延して検出される第２電界強度を取得することにより、裏面反射したテラヘルツ波の強度を計測できる。この第２電界強度を特定することにより、半導体試料の裏面反射に関する情報を得ることができる。したがって、同一の検査装置で、内部電界の情報および裏面反射特性に関する情報を得ることができるため、検査コストを抑えつつ、効率的に半導体試料を分析できる。   According to the inspection apparatus of the first aspect, the terahertz wave generated in the semiconductor sample is directly radiated to the front surface side, and is reflected from the back surface and radiated to the front surface side. The terahertz wave radiated directly to the surface side is detected as the first electric field strength that maximizes the electric field strength. Since the first electric field strength corresponds to the internal electric field of the semiconductor sample, the state of the internal electric field in the semiconductor sample can be inspected from the first electric field strength. Further, the terahertz wave reflected from the back surface is radiated with a time delay corresponding to the thickness of the semiconductor sample with respect to the terahertz wave radiated directly to the front surface side. For this reason, the intensity of the terahertz wave reflected from the back surface can be measured by acquiring the second electric field intensity detected with a delay corresponding to the thickness of the semiconductor sample from when the first electric field intensity is detected. . By specifying the second electric field strength, information on the back surface reflection of the semiconductor sample can be obtained. Therefore, since the information on the internal electric field and the information on the back surface reflection characteristics can be obtained with the same inspection apparatus, the semiconductor sample can be efficiently analyzed while suppressing the inspection cost.

第２態様の検査装置によると、第２電界強度の第１電界強度に対する比の値を求めることにより、反射率の度合いを示す分布画像を取得できる。   According to the inspection apparatus of the second aspect, a distribution image indicating the degree of reflectivity can be acquired by obtaining the value of the ratio of the second electric field strength to the first electric field strength.

第３態様の検査装置によると、第２電界強度が時間波形においてピークとして検出されるため、第２電界強度の特定が容易となる。   According to the inspection apparatus of the third aspect, since the second electric field intensity is detected as a peak in the time waveform, the second electric field intensity can be easily specified.

第４態様の検査装置によると、板状の太陽電池の裏面におけるテラヘルツ波の反射特性を検査できる。太陽電池では、変換効率向上のため裏面に到達した光を反射させることにより、発電に寄与させている。このため、太陽電池におけるテラヘルツ波の裏面反射を計測することにより、太陽電池の発電性能を検査しうる。   According to the inspection device of the fourth aspect, the reflection characteristic of the terahertz wave on the back surface of the plate-like solar cell can be inspected. In solar cells, light reaching the back surface is reflected to improve conversion efficiency, thereby contributing to power generation. For this reason, the electric power generation performance of a solar cell can be test | inspected by measuring the back surface reflection of the terahertz wave in a solar cell.

第５態様の検査方法によると、上記第１態様と同様の効果を奏する。   According to the inspection method of the 5th mode, the same effect as the 1st mode is produced.

実施形態の検査装置１の概略構成図である。It is a schematic structure figure of inspection device 1 of an embodiment. 実施形態の検査装置１の光照射部２０および検出部３０を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the light irradiation part 20 and the detection part 30 of the test | inspection apparatus 1 of embodiment. 太陽電池基板９の一部を示す概略平面図（上）および概略断面図（下）である。It is the schematic plan view (upper) and schematic sectional drawing (lower) which show a part of solar cell board | substrate 9. FIG. ダイポール型の光伝導アンテナ３１０の概略平面図である。2 is a schematic plan view of a dipole photoconductive antenna 310. FIG. 太陽電池基板９の裏面で反射するテラヘルツ波ＬＴ１を概念的に示す概略側面図である。2 is a schematic side view conceptually showing a terahertz wave LT1 reflected on the back surface of a solar cell substrate 9. FIG. 太陽電池基板９の表面上の一計測地点において発生したテラヘルツ波ＬＴ１の時間波形ＴＷ１を示す図である。6 is a diagram showing a time waveform TW1 of a terahertz wave LT1 generated at one measurement point on the surface of the solar cell substrate 9. FIG. 実施形態の検査装置１を用いた太陽電池基板９の検査の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the test | inspection of the solar cell substrate 9 using the test | inspection apparatus 1 of embodiment. 第１電界強度分布画像Ｍ１を示す図である。It is a figure which shows the 1st electric field strength distribution image M1. 第２電界強度分布画像Ｍ２を示す図である。It is a figure which shows the 2nd electric field strength distribution image M2. 反射率分布画像Ｍ３を示す図である。It is a figure which shows the reflectance distribution image M3. スパイラル型の光伝導アンテナを用いた場合におけるテラヘルツ波ＬＴ１の時間波形ＴＷ２を示す図である。It is a figure which shows the time waveform TW2 of the terahertz wave LT1 at the time of using a spiral type photoconductive antenna.

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、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the component described in this embodiment is an illustration to the last, and is not a thing of the meaning which limits the scope of the present invention only to them. In the drawings, the size and number of each part may be exaggerated or simplified as needed for easy understanding.

＜１． 実施形態＞
図１は、実施形態の検査装置１の概略構成図である。図２は、実施形態の検査装置１の光照射部２０および検出部３０を示す概略構成図である。検査装置１は、検査対象物である半導体試料に対し、所定波長のパルス光を照射し、その光の照射に応じて半導体試料が放射するテラヘルツ領域（具体的には、周波数が０．１ＴＨｚ〜１０ＴＨｚ）の電磁波（以下、「テラヘルツ波」と称する。）を検出する。このテラヘルツ波を検出することにより、半導体試料の特性を検査する。 <1. Embodiment>
Drawing 1 is a schematic structure figure of inspection device 1 of an embodiment. FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating the light irradiation unit 20 and the detection unit 30 of the inspection apparatus 1 according to the embodiment. The inspection apparatus 1 irradiates a semiconductor sample, which is an object to be inspected, with pulsed light of a predetermined wavelength, and emits the semiconductor sample in response to the irradiation of the light (specifically, the frequency is 0.1 THz to 10 THz) electromagnetic wave (hereinafter referred to as “terahertz wave”). The characteristics of the semiconductor sample are inspected by detecting the terahertz wave.

半導体試料は、半導体デバイスとフォトデバイスを含みうる。半導体デバイスは、半導体により構成されたトランジスタ、集積回路（ＩＣまたはＬＳＴ）、抵抗またはコンデンサなどを含む電子装置である。また、フォトデバイスは、フォトダイオード、ＣＭＯＳセンサもしくはＣＣＤセンサなどのイメージセンサ、太陽電池またはＬＥＤなど、半導体における光電効果を利用する電子装置である。以下では、半導体試料が太陽電池用シリコン基板（以下、「太陽電池基板」と称する。）９である場合を主に説明する。   The semiconductor sample can include a semiconductor device and a photo device. A semiconductor device is an electronic device including a transistor, an integrated circuit (IC or LST), a resistor, a capacitor, or the like made of a semiconductor. A photo device is an electronic device that uses a photoelectric effect in a semiconductor, such as a photodiode, an image sensor such as a CMOS sensor or a CCD sensor, a solar cell, or an LED. Hereinafter, a case where the semiconductor sample is a solar cell silicon substrate (hereinafter referred to as “solar cell substrate”) 9 will be mainly described.

図３は、太陽電池基板９の一部を示す概略平面図（上）および概略断面図（下）である。太陽電池基板９は、下から順に、ｐ型シリコン層９１、ｎ型シリコン層９２およびパッシベーション膜９３を備える。パッシベーション膜９３は、いわゆる反射防止膜であり、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯｘ膜）またはシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ膜）である。また、ｐ型シリコン層９１およびｎ型シリコン層９２の接合部分が、ｐｎ接合部９７である。太陽電池基板９のうち、パッシベーション膜９３側が受光面となっている。   FIG. 3 is a schematic plan view (upper) and a schematic cross-sectional view (lower) showing a part of the solar cell substrate 9. The solar cell substrate 9 includes a p-type silicon layer 91, an n-type silicon layer 92, and a passivation film 93 in order from the bottom. The passivation film 93 is a so-called antireflection film, and is, for example, a silicon oxide film (SiOx film) or a silicon nitride film (SiNx film). Further, the junction between the p-type silicon layer 91 and the n-type silicon layer 92 is a pn junction 97. Of the solar cell substrate 9, the passivation film 93 side is a light receiving surface.

また、太陽電池基板９は、裏面側（ｐ型シリコン層９１側）に設けられた裏面電極９５と、表面側（パッシベーション膜９３側）に設けられた表面電極９６とを有する太陽電池セルである。図３に示す表面電極９６は、直線状に延びる複数のフィンガー電極である。裏面電極９５および表面電極９６は、アルミニウムなどで形成されている。太陽電池セルに、半田付け、積層体作成、ラミネート処理が施されることにより、太陽電池モジュールが完成する。なお、検査装置１においては、図３に示すような太陽電池セルだけではなく、太陽電池モジュールなど検査対象とすることも考えられる。   The solar cell substrate 9 is a solar cell having a back electrode 95 provided on the back side (p-type silicon layer 91 side) and a front electrode 96 provided on the front side (passivation film 93 side). . The surface electrode 96 shown in FIG. 3 is a plurality of finger electrodes extending linearly. The back electrode 95 and the front electrode 96 are made of aluminum or the like. The solar battery module is completed by subjecting the solar battery cells to soldering, laminate production, and laminating. In addition, in the inspection apparatus 1, not only a photovoltaic cell as shown in FIG. 3 but a solar cell module or the like can be considered.

太陽電池基板９は平板状に形成されている。ただし、検査装置１の検査対象となる半導体試料は、太陽電池基板９のように平板状であることは必須ではない。   The solar cell substrate 9 is formed in a flat plate shape. However, it is not essential that the semiconductor sample to be inspected by the inspection apparatus 1 is flat like the solar cell substrate 9.

図１に示すように、検査装置１は、ステージ１０、光照射部２０、検出部３０、遅延部４０（図２参照）、ステージ駆動部５０および制御部７０を備えている。   As shown in FIG. 1, the inspection apparatus 1 includes a stage 10, a light irradiation unit 20, a detection unit 30, a delay unit 40 (see FIG. 2), a stage drive unit 50, and a control unit 70.

ステージ１０は、平坦な表面を有する部材であり、図示を省略する固定手段により、板状の太陽電池基板９をその表面上に保持する。固定手段としては、太陽電池基板９の両端部を挟持する挟持具、太陽電池基板９の裏側主面に粘着する粘着シート、ステージ１０の表面に形成される吸着孔からエアを吸引する手段など、種々のものが考えられる。なお、挟持具のように太陽電池基板９を挟持するものである場合、当該挟持具は、金属製よりも樹脂製である方が好ましい。ステージ１０は、半導体試料を保持する保持部の一例である。   The stage 10 is a member having a flat surface, and holds the plate-like solar cell substrate 9 on the surface by fixing means (not shown). As the fixing means, a clamping tool for clamping both ends of the solar cell substrate 9, an adhesive sheet that adheres to the back main surface of the solar cell substrate 9, a means for sucking air from the suction holes formed on the surface of the stage 10, etc. Various things are possible. When the solar cell substrate 9 is sandwiched like a sandwiching tool, the sandwiching tool is preferably made of resin rather than metal. The stage 10 is an example of a holding unit that holds a semiconductor sample.

＜光照射部２０＞
図２に示すように、光照射部２０は、フェムト秒レーザ２１を備えている。フェムト秒レーザ２１は、例えば、３００ｎｍ（ナノメートル）以上１．５μｍ（マイクロメートル）以下の可視光領域を含む波長のパルス光ＬＰ１を出力する。好適な例としては、中心波長が８００ｎｍ付近であり、周期が数ｋＨｚ〜数百ＭＨｚ、パルス幅が１０〜１５０フェムト秒程度の直線偏光のパルス光が、フェムト秒レーザから放射される。もちろん、その他の波長領域（例えば、青色波長（４５０〜４９５ｎｍ）、緑色波長（４９５〜５７０ｎｍ）の可視光波長）のパルス光が出射されるようにしてもよい。 <Light irradiation unit 20>
As shown in FIG. 2, the light irradiation unit 20 includes a femtosecond laser 21. The femtosecond laser 21 outputs, for example, pulsed light LP1 having a wavelength including a visible light region of 300 nm (nanometer) or more and 1.5 μm (micrometer) or less. As a preferred example, linearly polarized pulsed light having a center wavelength of around 800 nm, a period of several kHz to several hundred MHz, and a pulse width of about 10 to 150 femtoseconds is emitted from the femtosecond laser. Of course, pulse light in other wavelength regions (for example, visible light wavelengths of blue wavelength (450 to 495 nm) and green wavelength (495 to 570 nm)) may be emitted.

フェムト秒レーザ２１から出射されたパルス光ＬＰ１は、ビームスプリッタＢＥ１により２つに分光される。一方のパルス光は、検査用パルス光ＬＰ１１として、太陽電池基板９の表面に照射され、もう一方のパルス光は、後述する検出用パルス光ＬＰ２１として、検出部３０に照射される。ステージ１０は、太陽電池基板９の表面側（パッシベーション膜９３側）に検査用パルス光ＬＰ１１が入射するように太陽電池基板９を保持する。光照射部２０は、検査用パルス光ＬＰ１１の光軸がパッシベーション膜９３の表面に対して斜めになるように、検査用パルス光ＬＰ１１を太陽電池基板９に照射する。   The pulsed light LP1 emitted from the femtosecond laser 21 is split into two by the beam splitter BE1. One pulsed light is applied to the surface of the solar cell substrate 9 as the inspection pulsed light LP11, and the other pulsed light is applied to the detection unit 30 as the detection pulsed light LP21 described later. The stage 10 holds the solar cell substrate 9 so that the inspection pulsed light LP11 is incident on the surface side (passivation film 93 side) of the solar cell substrate 9. The light irradiation unit 20 irradiates the solar cell substrate 9 with the inspection pulse light LP11 so that the optical axis of the inspection pulse light LP11 is inclined with respect to the surface of the passivation film 93.

本実施形態では、光照射部２０は、検査用パルス光ＬＰ１１を、ステージ１０に保持された太陽電池基板９の受光面（光が入射するように設計されている採光面）に照射する。また、太陽電池基板９の表面に対する検査用パルス光ＬＰ１１の入射角度を４５°としている。ただし、入射角度は、これに限定されるものではなく、０°から９０°の範囲内で任意に設定しうる。また、検査用パルス光ＬＰ１１の入射角度が変更可能なように光照射部２０を構成してもよい。   In this embodiment, the light irradiation unit 20 irradiates the inspection pulse light LP11 on the light receiving surface (lighting surface designed to allow light to enter) of the solar cell substrate 9 held on the stage 10. Further, the incident angle of the inspection pulse light LP11 with respect to the surface of the solar cell substrate 9 is set to 45 °. However, the incident angle is not limited to this, and can be arbitrarily set within a range of 0 ° to 90 °. Further, the light irradiation unit 20 may be configured so that the incident angle of the inspection pulse light LP11 can be changed.

検査用パルス光ＬＰ１１は、パッシベーション膜９３に対してスポット状に照射される。パッシベーション膜９３における検査用パルス光ＬＰ１１のスポット径（照射径）は、例えば１μｍ〜１０ｍｍとされるが、これに限定されるものではない。   The inspection pulsed light LP11 is applied to the passivation film 93 in a spot shape. The spot diameter (irradiation diameter) of the inspection pulse light LP11 in the passivation film 93 is, for example, 1 μm to 10 mm, but is not limited thereto.

太陽電池基板９の内部電界が存在する部位に、禁制帯幅を超えるエネルギーを持つ検査用パルス光ＬＰ１１（パルス光）が照射されると、光励起キャリア（自由電子および自由正孔）が発生する。その光励起キャリアは、太陽電池基板９の内部電場によって加速される。これによりパルス状の電流が発生することとなり、それに応じて、検査用パルス光ＬＰ１１とは波長領域が異なるパルス状のテラヘルツ波ＬＴ１（テラヘルツ波）が発生する。このため、テラヘルツ波ＬＴ１を計測することにより、内部電界の状態（強さや電界の向きなど）を検査しうる。   When the inspection pulsed light LP11 (pulsed light) having energy exceeding the forbidden band width is irradiated on the portion of the solar cell substrate 9 where the internal electric field exists, photoexcited carriers (free electrons and free holes) are generated. The photoexcited carriers are accelerated by the internal electric field of the solar cell substrate 9. As a result, a pulsed current is generated, and accordingly, a pulsed terahertz wave LT1 (terahertz wave) having a wavelength region different from that of the inspection pulse light LP11 is generated. Therefore, by measuring the terahertz wave LT1, the state of the internal electric field (strength, electric field direction, etc.) can be inspected.

＜検出部３０＞
検出部３０は、検査用パルス光ＬＰ１１の照射に応じて太陽電池基板９が放射するテラヘルツ波ＬＴ１を検出する検出器３１を備えている。検出器３１は、テラヘルツ波ＬＴ１が入射する太陽電池基板９の表面と同一の面側に放射されるテラヘルツ波ＬＴ１を検出するように設けられている。検出器３１は、ここでは、ダイポール型の光伝導アンテナ３１０により構成されている。 <Detection unit 30>
The detection unit 30 includes a detector 31 that detects the terahertz wave LT1 radiated from the solar cell substrate 9 in response to irradiation with the inspection pulse light LP11. The detector 31 is provided so as to detect the terahertz wave LT1 radiated to the same surface side as the surface of the solar cell substrate 9 on which the terahertz wave LT1 enters. Here, the detector 31 is constituted by a dipole photoconductive antenna 310.

図４は、ダイポール型の光伝導アンテナ３１０の概略平面図である。ダイポール型の光伝導アンテナ３１０は、検出用パルス光ＬＰ２１が入射したときに電子および正孔を生成する光伝導膜３１１、および、光伝導膜３１１上に平行に形成された金属製の一対の平行伝送線３１２，３１２（電極）を備える。一対の平行伝送線３１２，３１２各々の中央部には、内向きに延びてギャップ（たとえば５μｍ）を形成する一対の突出部（アンテナ３１３）が設けられている。また、一対の平行伝送線３１２、３１２間には、電流計３１４が設けられる。   FIG. 4 is a schematic plan view of a dipole photoconductive antenna 310. The dipole photoconductive antenna 310 includes a photoconductive film 311 that generates electrons and holes when the detection pulsed light LP21 is incident, and a pair of metal parallel electrodes formed in parallel on the photoconductive film 311. Transmission lines 312 and 312 (electrodes) are provided. A pair of projecting portions (antennas 313) that extend inward to form a gap (for example, 5 μm) are provided at the center of each of the pair of parallel transmission lines 312 and 312. An ammeter 314 is provided between the pair of parallel transmission lines 312 and 312.

アンテナ３１３，３１３間のギャップに検出用パルス光ＬＰ２１が照射されると、光伝導膜３１１において光励起キャリアが生成される。光励起キャリアが生成されても、テラヘルツ波ＬＴ１がギャップに入射していない状態では、ギャップ間に電位差が生じていないため、アンテナ３１３，３１３間に電流は発生しない。一方、テラヘルツ波ＬＴ１が検出用パルス光ＬＰ２１と重なるタイミングで入射すると、アンテナ３１３，３１３間にテラヘルツ波ＬＴ１の強度に比例した電位差が瞬時的に発生し、電流が発生する。電流計３１４によって測定された電流量は、図示しないロックインアンプやＡ／Ｄ変換回路などを介してデジタル量に変換され、制御部７０に取り込まれる。   When the detection pulsed light LP21 is applied to the gap between the antennas 313 and 313, photoexcited carriers are generated in the photoconductive film 311. Even if photoexcited carriers are generated, no electric current is generated between the antennas 313 and 313 because no potential difference is generated between the gaps when the terahertz wave LT1 is not incident on the gap. On the other hand, when the terahertz wave LT1 is incident at a timing overlapping with the detection pulse light LP21, a potential difference proportional to the intensity of the terahertz wave LT1 is instantaneously generated between the antennas 313 and 313, and a current is generated. The amount of current measured by the ammeter 314 is converted into a digital amount via a lock-in amplifier, an A / D conversion circuit, etc. (not shown), and is taken into the control unit 70.

このように、検出器３１は、光伝導アンテナ３１０を備えることにより、検出用パルス光ＬＰ２１の照射に応じて太陽電池基板９が放射するテラヘルツ波ＬＴ１の電界強度を検出する。   As described above, the detector 31 includes the photoconductive antenna 310 to detect the electric field intensity of the terahertz wave LT1 radiated from the solar cell substrate 9 in response to the irradiation with the detection pulse light LP21.

なお、検出器３１の光伝導アンテナ３１０は、図４に示すように、ダイポール型であることは必須ではなく、たとえば、ボウタイ型であってもよい。ボウタイ型の光伝導アンテナは、アンテナ部分が先細り状に形成されている点で、ダイポール型の光伝導アンテナ３１０と相違する。   As shown in FIG. 4, the photoconductive antenna 310 of the detector 31 is not necessarily a dipole type, and may be, for example, a bow tie type. The bow-tie photoconductive antenna is different from the dipole photo conductive antenna 310 in that the antenna portion is formed in a tapered shape.

＜遅延部４０＞
遅延部４０は、検出用パルス光ＬＰ２１に遅延を与える遅延機構である。図２に示すように、遅延部４０は、遅延ステージ４１および遅延ステージ駆動部４３を備えている。 <Delay unit 40>
The delay unit 40 is a delay mechanism that delays the detection pulsed light LP21. As shown in FIG. 2, the delay unit 40 includes a delay stage 41 and a delay stage driving unit 43.

遅延ステージ４１は、検出用パルス光ＬＰ２１の光路上に設けられている。遅延ステージ４１は、検出用パルス光ＬＰ２１をその入射方向と平行に、かつ、その入射時の光軸からずらして反射する反射ミラー４１Ｍを備えている。反射ミラー４１Ｍで反射したＬＰ２１は、その光路上に配されたミラー群で反射して、検出器３１に導かれる。   The delay stage 41 is provided on the optical path of the detection pulsed light LP21. The delay stage 41 includes a reflection mirror 41M that reflects the detection pulsed light LP21 in parallel with the incident direction and shifted from the optical axis at the time of incidence. The LP 21 reflected by the reflection mirror 41M is reflected by the mirror group arranged on the optical path and guided to the detector 31.

遅延ステージ駆動部４３は、遅延ステージ４１を、反射ミラー４１Ｍに入射する検出用パルス光ＬＰ２１の光路に沿って直線的に往復移動させる。これにより、検出用パルス光ＬＰ２１の光路長が変更されるため、検出用パルス光ＬＰ２１が検出器３１に到達する時間が遅延されることとなる。すなわち、検出器３１がテラヘルツ波ＬＴ１を検出するタイミングが遅延される。太陽電池基板９が放射するテラヘルツ波ＬＴ１は、パルス波である。このため、検出用パルス光ＬＰ２１に遅延を与えることにより、テラヘルツ波ＬＴ１の強度を位相毎に検出し得る。   The delay stage drive unit 43 linearly reciprocates the delay stage 41 along the optical path of the detection pulsed light LP21 incident on the reflection mirror 41M. Thereby, since the optical path length of the detection pulse light LP21 is changed, the time for the detection pulse light LP21 to reach the detector 31 is delayed. That is, the timing at which the detector 31 detects the terahertz wave LT1 is delayed. The terahertz wave LT1 emitted from the solar cell substrate 9 is a pulse wave. For this reason, the intensity of the terahertz wave LT1 can be detected for each phase by delaying the detection pulsed light LP21.

なお、本実施形態では遅延部４０は、検出用パルス光ＬＰ２１に遅延を与えている。しかしながら、検査用パルス光ＬＰ１１に遅延を与えるようにしてもよい。具体的には、検査用パルス光ＬＰ１１の光路上に遅延ステージ４１を設けて、その遅延ステージ４１を遅延ステージ駆動部４３により移動させることにより、検査用パルス光ＬＰ１１の光路長を変更するとよい。これにより、太陽電池基板９に検査用パルス光ＬＰ１１が入射するタイミングを遅延でき、もって、テラヘルツ波ＬＴ１が発生するタイミング、ひいては、テラヘルツ波ＬＴ１が検出器３１に到達するタイミングを遅延できる。したがって、検査用パルス光ＬＰ１１に遅延を与えることにより、テラヘルツ波ＬＴ１の強度を異なる位相毎に検出し得る。   In the present embodiment, the delay unit 40 gives a delay to the detection pulsed light LP21. However, the inspection pulse light LP11 may be delayed. Specifically, the optical path length of the inspection pulse light LP11 may be changed by providing the delay stage 41 on the optical path of the inspection pulse light LP11 and moving the delay stage 41 by the delay stage driving unit 43. As a result, the timing at which the inspection pulse light LP11 is incident on the solar cell substrate 9 can be delayed, and thus the timing at which the terahertz wave LT1 is generated, and thus the timing at which the terahertz wave LT1 reaches the detector 31 can be delayed. Therefore, by giving a delay to the inspection pulse light LP11, the intensity of the terahertz wave LT1 can be detected for each different phase.

＜ステージ駆動部５０＞
ステージ駆動部５０は、ステージ１０をその上面に平行な水平面内に沿って、光照射部２０および検出部３０に対して相対移動させる。これによって、検査装置１は、ステージ１０の上面に保持された太陽電池基板９の表面（パッシベーション膜９３）を、検査用パルス光ＬＰ１１で走査する。ステージ駆動部５０および光照射部２０は、走査部の一例である。 <Stage drive unit 50>
The stage drive unit 50 moves the stage 10 relative to the light irradiation unit 20 and the detection unit 30 along a horizontal plane parallel to the upper surface thereof. Accordingly, the inspection apparatus 1 scans the surface (passivation film 93) of the solar cell substrate 9 held on the upper surface of the stage 10 with the inspection pulse light LP11. The stage driving unit 50 and the light irradiation unit 20 are examples of a scanning unit.

なお、走査部は、ステージ駆動部５０のような構成に限定されない。例えば、光照射部２０および検出部３０を水平面内で移動させる機構を走査部として設けてもよい。光照射部２０を水平面内で移動させることにより、ステージ１０に保持された太陽電池基板９の表面を、検査用パルス光ＬＰ１１で走査し得る。また、走査部として、検査用パルス光ＬＰ１１の光路を変更する変更手段（ガルバノミラー等）を設けてもよい。この変更手段で検査用パルス光ＬＰ１１の光路を変更することにより、太陽電池基板９の表面を検査用パルス光ＬＰ１１で走査しうる。   The scanning unit is not limited to the configuration like the stage driving unit 50. For example, a mechanism for moving the light irradiation unit 20 and the detection unit 30 in a horizontal plane may be provided as the scanning unit. By moving the light irradiation unit 20 in a horizontal plane, the surface of the solar cell substrate 9 held on the stage 10 can be scanned with the inspection pulse light LP11. Moreover, you may provide the change means (galvanometer mirror etc.) which changes the optical path of the test pulse light LP11 as a scanning part. By changing the optical path of the inspection pulse light LP11 with this changing means, the surface of the solar cell substrate 9 can be scanned with the inspection pulse light LP11.

＜制御部７０＞
制御部７０は、検査装置１の動作を制御する。制御部７０は、一般的なコンピュータとしての構成（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなど）を備えている。また、制御部７０は、記憶部７２を備えている。なお、記憶部７２は、ＲＡＭなどの一時的に情報を記憶するものであってもよい。さらに、制御部７０には、各種情報を表示する液晶ディスプレイで構成される表示部７４、および、キーボードやマウス等の各種入力デバイスで構成される操作部７６が接続されている。 <Control unit 70>
The control unit 70 controls the operation of the inspection apparatus 1. The control unit 70 includes a general computer configuration (CPU, ROM, RAM, etc.). In addition, the control unit 70 includes a storage unit 72. The storage unit 72 may temporarily store information such as a RAM. Further, the control unit 70 is connected to a display unit 74 configured with a liquid crystal display that displays various types of information and an operation unit 76 configured with various input devices such as a keyboard and a mouse.

図１に示すように、制御部７０のＣＰＵが所定のプログラムに従って動作することにより、制御部７０はステージ駆動制御部７０２、遅延ステージ駆動制御部７０３、時間波形復元部７０４、電界強度取得部７０５、および、画像生成部７０７として機能する。   As shown in FIG. 1, when the CPU of the control unit 70 operates according to a predetermined program, the control unit 70 performs a stage drive control unit 702, a delay stage drive control unit 703, a time waveform restoration unit 704, and an electric field strength acquisition unit 705. And function as an image generation unit 707.

ステージ駆動制御部７０２は、ステージ駆動部５０を制御する。ステージ駆動制御部７０２は、オペレータによる太陽電池基板９上の検査対象箇所を指定する操作入力を、操作部７６を介して受け付ける。ステージ駆動制御部７０２は、受け付けた操作入力に基づきステージ駆動部５０を制御することにより、その検査対象箇所が検査用パルス光ＬＰ１１の入射位置に合うように、ステージ１０を移動させる。また、ステージ駆動制御部７０２は、オペレータが検査したい検査対象範囲を指定する操作入力を受け付ける。そして、受け付けた検査対象範囲が検査用パルス光ＬＰ１１で走査されるように、ステージ１０を移動させる。   The stage drive control unit 702 controls the stage drive unit 50. The stage drive control unit 702 receives an operation input for designating an inspection target location on the solar cell substrate 9 by the operator via the operation unit 76. The stage drive control unit 702 controls the stage drive unit 50 based on the received operation input, thereby moving the stage 10 so that the inspection target position matches the incident position of the inspection pulse light LP11. In addition, the stage drive control unit 702 receives an operation input that specifies an inspection target range that the operator wants to inspect. Then, the stage 10 is moved so that the received inspection object range is scanned with the inspection pulse light LP11.

遅延ステージ駆動制御部７０３は、遅延ステージ駆動部４３を制御することにより遅延ステージ４１を移動させ、検出用パルス光ＬＰ２１に時間遅延を付与する。これによって、パルス状に発生するテラヘルツ波ＬＴ１について、位相毎の電界強度が検出される。   The delay stage drive control unit 703 controls the delay stage drive unit 43 to move the delay stage 41 and gives a time delay to the detection pulsed light LP21. Thereby, the electric field strength for each phase is detected for the terahertz wave LT1 generated in a pulse shape.

時間波形復元部７０４は、遅延ステージ駆動制御部７０３が遅延ステージ駆動部４３を制御することにより収集されたテラヘルツ波ＬＴ１の位相毎の電界強度に基づき、テラヘルツ波ＬＴ１の時間波形を復元する。より詳細には、時間波形復元部７０４は、横軸を位相（時間）、縦軸を電界強度とする二次元座標上に、検出された電界強度をプロットすることによって、テラヘルツ波ＬＴ１の時間波形を復元する。   The time waveform restoration unit 704 restores the time waveform of the terahertz wave LT1 based on the electric field strength for each phase of the terahertz wave LT1 collected by the delay stage drive control unit 703 controlling the delay stage drive unit 43. More specifically, the time waveform reconstruction unit 704 plots the detected electric field strength on a two-dimensional coordinate having the horizontal axis as the phase (time) and the vertical axis as the electric field strength, so that the time waveform of the terahertz wave LT1 is plotted. To restore.

電界強度取得部７０５は、遅延部４０を制御することによって、検出器３１がテラヘルツ波ＬＴ１を第１および第２タイミングｔ１，ｔ２で検出するときの第１および第２電界強度を取得する。第１タイミングｔ１は、検出器３１がパルス状のテラヘルツ波ＬＴ１について最大の第１電界強度Ｅ１（正のピーク値）を検出するように設定されるタイミングである。また、第２タイミングｔ２は、テラヘルツ波ＬＴ１が太陽電池基板９内で発生してから太陽電池基板９の裏面（ここでは、裏面電極９５）で反射してから表面に到達するまでの期間に相当する遅延時間Δｔだけ第１タイミングから遅延したタイミングである（すなわち、ｔ２＝ｔ１＋Δｔ）。   The electric field strength acquisition unit 705 controls the delay unit 40 to acquire first and second electric field strengths when the detector 31 detects the terahertz wave LT1 at the first and second timings t1 and t2. The first timing t1 is a timing set so that the detector 31 detects the maximum first electric field intensity E1 (positive peak value) for the pulsed terahertz wave LT1. The second timing t2 corresponds to a period from when the terahertz wave LT1 is generated in the solar cell substrate 9 to when it is reflected by the back surface (here, the back electrode 95) of the solar cell substrate 9 until it reaches the surface. This is a timing delayed from the first timing by the delay time Δt (that is, t2 = t1 + Δt).

ここで第１および第２タイミングｔ１，ｔ２について具体的に説明する。図５は、太陽電池基板９の裏面で反射するテラヘルツ波ＬＴ１を概念的に示す概略側面図である。図５に示すように、上述したように、太陽電池基板９の表面に検査用パルス光ＬＰ１１が照射されると、主に、太陽電池基板９内の空乏層付近に発生する。この空乏層は、太陽電池基板９の表面に近い部分であるため、テラヘルツ波ＬＴ１もこの表面付近で主に発生しうる。太陽電池基板９の表面付近で発生したテラヘルツ波ＬＴ１は、表面側に直接放射されるテラヘルツ波ＬＴ１ａと、裏面側に進むテラヘルツ波ＬＴ１ｂとを含む。テラヘルツ波ＬＴ１ｂは、太陽電池基板９の裏面（たとえば裏面電極９５）で反射して表面に進んだ後、太陽電池基板９の表面から放射される。このため、テラヘルツ波ＬＴ１ｂは、テラヘルツ波ＬＴ１ａに対して時間Δｔだけ遅延して検出器３１に到達することとなる。   Here, the first and second timings t1 and t2 will be specifically described. FIG. 5 is a schematic side view conceptually showing the terahertz wave LT <b> 1 reflected from the back surface of the solar cell substrate 9. As shown in FIG. 5, as described above, when the inspection pulse light LP <b> 11 is irradiated on the surface of the solar cell substrate 9, it mainly occurs near the depletion layer in the solar cell substrate 9. Since this depletion layer is a portion close to the surface of the solar cell substrate 9, the terahertz wave LT1 can also be generated mainly near the surface. The terahertz wave LT1 generated near the surface of the solar cell substrate 9 includes a terahertz wave LT1a radiated directly to the front surface side and a terahertz wave LT1b traveling to the back surface side. The terahertz wave LT1b is reflected from the back surface (for example, the back electrode 95) of the solar cell substrate 9 and travels to the surface, and then is emitted from the surface of the solar cell substrate 9. Therefore, the terahertz wave LT1b reaches the detector 31 with a delay of time Δt with respect to the terahertz wave LT1a.

この時間Δｔは、太陽電池基板９の幅をｄ、屈折率をｎ、光速をｃとおくと次式（１）で表される。   This time Δt is expressed by the following equation (1), where d is the width of the solar cell substrate 9, n is the refractive index, and c is the speed of light.

そこで、テラヘルツ波ＬＴ１ａに対して時間Δｔだけ遅延して計測されるテラヘルツ波ＬＴ１ｂの電界強度を検出することにより、裏面反射したテラヘルツ波ＬＴ１の情報を得ることができる。このような情報を得ることにより、検出用パルス光ＬＰ２１を照射した計測地点における裏面状態を検査できる。   Therefore, by detecting the electric field intensity of the terahertz wave LT1b measured with a delay of time Δt with respect to the terahertz wave LT1a, information about the terahertz wave LT1 reflected from the back surface can be obtained. By obtaining such information, the back surface state at the measurement point irradiated with the detection pulsed light LP21 can be inspected.

図６は、太陽電池基板９の表面上の一計測地点において発生したテラヘルツ波ＬＴ１の時間波形ＴＷ１を示す図である。時間波形ＴＷ１は、遅延ステージ駆動制御部７０３が遅延ステージ駆動部４３を制御することにより、テラヘルツ波ＬＴ１を検出器３１が異なるタイミングで検出した電界強度を、時間波形復元部７０４が時間軸に沿って二次元座標上にプロットしたものである。   FIG. 6 is a diagram showing a time waveform TW1 of the terahertz wave LT1 generated at one measurement point on the surface of the solar cell substrate 9. As shown in FIG. For the time waveform TW1, the delay stage drive control unit 703 controls the delay stage drive unit 43 so that the electric field intensity detected by the detector 31 at different timings is detected by the detector 31 and the time waveform restoration unit 704 follows the time axis. And plotted on two-dimensional coordinates.

図６に示すように、時間波形ＴＷ１は、最大の電界強度となる第１ピークＰ１、および、第１ピークＰ１から遅延して現れるピークであって第１ピークＰ１と同符号（ここでは正）である第２ピークＰ２を含んでいる。   As shown in FIG. 6, the time waveform TW1 is a first peak P1 that has the maximum electric field strength, and a peak that appears delayed from the first peak P1, and has the same sign as the first peak P1 (positive here). The second peak P2 is included.

ここで、第１ピークＰ１は、図５に示したように、太陽電池基板９で発生したテラヘルツ波ＬＴ１のうち、表面側に直接放射されたテラヘルツ波ＬＴ１ａが寄与する電界強度であると考えられる。また、第１ピークＰ１から遅延して検出される第２ピークＰ２は、図５に示したように、太陽電池基板９で発生したテラヘルツ波ＬＴ１のうち、裏面で反射したテラヘルツ波ＬＴ１ｂが主に寄与する電界強度であると考えられる。図６に示す例では、第２ピークＰ２の第１ピークＰ１に対する遅延時間は３．４（ｐｓ）であるから、これを式（１）に代入して基板の厚さｄを求める。結晶シリコンである太陽電池基板９の屈折率３、光速ｃを３×１０^８（ｍ／ｓ）とすると、次式（２）のようにｄが求められる。 Here, as shown in FIG. 5, the first peak P <b> 1 is considered to be an electric field strength contributed by the terahertz wave LT <b> 1 a directly radiated to the surface side among the terahertz waves LT <b> 1 generated in the solar cell substrate 9. . As shown in FIG. 5, the second peak P2 detected after being delayed from the first peak P1 is mainly the terahertz wave LT1b reflected from the back surface among the terahertz waves LT1 generated on the solar cell substrate 9. It is considered that the electric field strength contributes. In the example shown in FIG. 6, since the delay time of the second peak P2 with respect to the first peak P1 is 3.4 (ps), the thickness d of the substrate is obtained by substituting this into equation (1). If the refractive index of the solar cell substrate 9 made of crystalline silicon and the speed of light c are 3 × 10 ⁸ (m / s), d is obtained as in the following equation (2).

式（２）で求められた１７０μｍは、太陽電池基板９の厚さの実寸に近い値であることから、第２ピークＰ２の第１ピークＰ１に対する遅延時間は、テラヘルツ波ＬＴ１ｂがテラヘルツ波ＬＴ１ａに対して遅延した時間Δｔに相当する時間であると考えられる。このことから、第２ピークＰ２が示す電界強度は、太陽電池基板９の裏面で反射したテラヘルツ波ＬＴ１ｂが主に寄与する電界強度であることが裏付けられる。   Since 170 μm obtained by Equation (2) is a value close to the actual thickness of the solar cell substrate 9, the delay time of the second peak P2 with respect to the first peak P1 is changed from the terahertz wave LT1b to the terahertz wave LT1a. It is considered that this is a time corresponding to the time Δt delayed. This confirms that the electric field intensity indicated by the second peak P2 is an electric field intensity mainly contributed by the terahertz wave LT1b reflected from the back surface of the solar cell substrate 9.

以上のように、第１および第２ピークＰ１，Ｐ２が示す電界強度（第１および第２電界強度Ｅ１，Ｅ２）を取得することにより、太陽電池基板９にて発生するテラヘルツ波ＬＴ１の強度情報のほか、太陽電池基板９の裏面で反射するテラヘルツ波の強度を取得できる。   As described above, the intensity information of the terahertz wave LT1 generated in the solar cell substrate 9 by acquiring the electric field strengths (first and second electric field strengths E1 and E2) indicated by the first and second peaks P1 and P2. In addition, the intensity of the terahertz wave reflected on the back surface of the solar cell substrate 9 can be acquired.

このような原理に基づき、電界強度取得部７０５は、遅延部４０を制御することにより、検出器３１にてテラヘルツ波ＬＴ１を第１および第２タイミングｔ１，ｔ２で検出する。これにより、電界強度取得部７０５は、第１および第２電界強度Ｅ１，Ｅ２を取得する。検査装置１では、検査用パルス光ＬＰ１１で太陽電池基板９の表面が走査されることにより、複数の計測地点に検査用パルス光ＬＰ１１が照射される。電界強度取得部７０５は、これら複数の計測地点の各々について、上記第１および第２タイミングｔ１，ｔ２でテラヘルツ波ＬＴ１の検出を行うことにより、第１および第２電界強度Ｅ１，Ｅ２を取得する。   Based on such a principle, the electric field strength acquisition unit 705 controls the delay unit 40 to detect the terahertz wave LT1 at the first and second timings t1 and t2. Thereby, the electric field strength acquisition unit 705 acquires the first and second electric field strengths E1 and E2. In the inspection apparatus 1, the surface of the solar cell substrate 9 is scanned with the inspection pulse light LP <b> 11, so that the inspection pulse light LP <b> 11 is irradiated to a plurality of measurement points. The electric field strength acquisition unit 705 acquires the first and second electric field strengths E1 and E2 by detecting the terahertz wave LT1 at each of the plurality of measurement points at the first and second timings t1 and t2. .

画像生成部７０７は、表示部７４に表示する画像を生成する。画像生成部７０７は、たとえば、計測地点各々について電界強度取得部７０５によって取得される第２電界強度Ｅ２に基づいて、太陽電池基板９における第２電界強度の分布（面内分布）を示す分布画像（第２電界強度分布画像）を生成する。   The image generation unit 707 generates an image to be displayed on the display unit 74. The image generation unit 707 is, for example, a distribution image that shows the distribution (in-plane distribution) of the second electric field intensity in the solar cell substrate 9 based on the second electric field intensity E2 acquired by the electric field intensity acquisition unit 705 for each measurement point. (Second electric field intensity distribution image) is generated.

また、画像生成部７０７は、計測地点各々について電界強度取得部７０５によって取得される第１電界強度Ｅ１に基づいて、太陽電池基板９における第１電界強度の分布（面内分布）を示す分布画像（第１電界強度分布画像）を生成する。   Further, the image generation unit 707 distributes the first electric field strength distribution (in-plane distribution) in the solar cell substrate 9 based on the first electric field strength E1 acquired by the electric field strength acquisition unit 705 for each measurement point. (First electric field intensity distribution image) is generated.

さらに、画像生成部７０７は、計測地点各々について電界強度取得部７０５によって取得される第２電界強度Ｅ２の第１電界強度Ｅ１に対する比の値の分布（面内分布）を示す分布画像（反射率分布画像）を生成する。   Furthermore, the image generation unit 707 displays a distribution image (reflectance) indicating a distribution (in-plane distribution) of values of the ratio of the second electric field intensity E2 acquired by the electric field intensity acquisition unit 705 to the first electric field intensity E1 for each measurement point. Distribution image).

上記各分布画像は、電界強度（または比の値）の計測地点毎の相違を、その大きさに応じて異なる色または異なる模様で視覚的に表す画像である。   Each of the distribution images is an image that visually represents the difference between the measurement points of the electric field strength (or the ratio value) with a different color or a different pattern depending on the size.

＜動作＞
次に、検査装置１の動作について説明する。図７は、実施形態の検査装置１を用いた太陽電池基板９の検査の流れを示す図である。なお、以下の各動作は、特に断らない限りは、制御部７０の制御下で行われるものとする。 <Operation>
Next, the operation of the inspection apparatus 1 will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating a flow of inspection of the solar cell substrate 9 using the inspection device 1 of the embodiment. The following operations are performed under the control of the control unit 70 unless otherwise specified.

まず、太陽電池基板９が検査装置１に搬入され、ステージ１０に保持される（ステップＳ１１）。この搬入動作は、人間が行ってもよいし、ロボットなどの搬送装置が行ってもよい。ステージ１０に搬入された太陽電池基板９は、ステージ１０上の一定位置に保持される。ステージ１０は、太陽電池基板９の表面（太陽光の受光面）に検査用パルス光ＬＰ１１が入射する姿勢で太陽電池基板９を保持する。   First, the solar cell substrate 9 is carried into the inspection apparatus 1 and held on the stage 10 (step S11). This carry-in operation may be performed by a human or a transfer device such as a robot. The solar cell substrate 9 carried into the stage 10 is held at a fixed position on the stage 10. The stage 10 holds the solar cell substrate 9 in such a posture that the inspection pulse light LP11 is incident on the surface (sunlight receiving surface) of the solar cell substrate 9.

続いて、検査装置１は、太陽電池基板９の任意の位置について、テラヘルツ波計測を行う（ステップＳ１２）。このとき、ステージ駆動部５０によって太陽電池基板９を適宜の位置に移動させてもよい。ステップＳ１２では、光照射部２０が検査用パルス光ＬＰ１１を太陽電池基板９の表面上の任意の位置に集光させることによって、検査用パルス光ＬＰ１１が太陽電池基板９の表面よりも小さいサイズでスポット状に照射される。そして、検査用パルス光ＬＰ１１の照射に応じて太陽電池基板９から放射されたテラヘルツ波ＬＴ１が、検出器３１によって検出される。検出器３１は、太陽電池基板９の検査用パルス光ＬＰ１１が入射する表面と同じ側に放射されるテラヘルツ波ＬＴ１を検出する。   Subsequently, the inspection apparatus 1 performs terahertz wave measurement for an arbitrary position of the solar cell substrate 9 (step S12). At this time, the solar cell substrate 9 may be moved to an appropriate position by the stage driving unit 50. In step S <b> 12, the light irradiation unit 20 condenses the inspection pulse light LP <b> 11 at an arbitrary position on the surface of the solar cell substrate 9, so that the inspection pulse light LP <b> 11 is smaller than the surface of the solar cell substrate 9. Irradiated in a spot shape. Then, the terahertz wave LT1 radiated from the solar cell substrate 9 in response to the irradiation with the inspection pulse light LP11 is detected by the detector 31. The detector 31 detects the terahertz wave LT1 radiated to the same side as the surface on which the inspection pulse light LP11 of the solar cell substrate 9 is incident.

また、ステップＳ１２では、遅延ステージ駆動制御部７０３が遅延ステージ駆動部４３を制御して、遅延ステージ４１を移動させる。これにより、検出用パルス光ＬＰ２１に遅延時間が与えられるため、検出器３１が、入射するパルス状のテラヘルツ波ＬＴ１の電界強度を異なるタイミングで検出する。これにより、テラヘルツ波ＬＴ１の異なる位相毎の電界強度が検出される。検出された電界強度を示すデータは、制御部７０に送られ、記憶部７２がこのデータを記憶する。   In step S12, the delay stage drive control unit 703 controls the delay stage drive unit 43 to move the delay stage 41. Thereby, since a delay time is given to the detection pulsed light LP21, the detector 31 detects the electric field strength of the incident pulsed terahertz wave LT1 at different timings. Thereby, the electric field strength for each different phase of the terahertz wave LT1 is detected. Data indicating the detected electric field strength is sent to the control unit 70, and the storage unit 72 stores this data.

続いて、時間波形復元部７０４が、ステップＳ１２で取得された異なる位相毎の電界強度から、時間波形を復元する（ステップＳ１３）。詳細には、図６に示すように、横軸が位相（時間）、縦軸が電界強度で定義された二次元座標において、各位相の電界強度がプロットされることにより、テラヘルツ波ＬＴ１の時間波形ＴＷ１が得られる。   Subsequently, the time waveform restoration unit 704 restores the time waveform from the electric field strength for each different phase acquired in Step S12 (Step S13). In detail, as shown in FIG. 6, the time of the terahertz wave LT1 is plotted by plotting the electric field strength of each phase in two-dimensional coordinates in which the horizontal axis is defined by phase (time) and the vertical axis is defined by electric field strength. A waveform TW1 is obtained.

続いて、電界強度取得部７０５が第１および第２タイミングｔ１，ｔ２を記憶部７２に保存する（ステップＳ１４）。既述のように、第１および第２タイミングｔ１，ｔ２は、それぞれ、検出器３１によりパルス状のテラヘルツ波ＬＴ１における第１および第２ピークＰ１，Ｐ２が検出されるタイミングである（図６参照）。ここでは、ステップＳ１２で計測された電界強度に基づいて、第１および第２タイミングｔ１，ｔ２が特定され、その後、電界強度取得部７０５が第１および第２タイミングｔ１，ｔ２を記憶部７２に保存する。ここで、第１および第２タイミングｔ１，ｔ２を特定する態様としては、以下の態様が考えられる。   Subsequently, the electric field intensity acquisition unit 705 stores the first and second timings t1 and t2 in the storage unit 72 (step S14). As described above, the first and second timings t1 and t2 are timings at which the detector 31 detects the first and second peaks P1 and P2 in the pulsed terahertz wave LT1, respectively (see FIG. 6). ). Here, the first and second timings t1 and t2 are specified based on the electric field strength measured in step S12, and then the electric field strength acquisition unit 705 stores the first and second timings t1 and t2 in the storage unit 72. save. Here, the following modes can be considered as modes for specifying the first and second timings t1 and t2.

まず、第１の態様は、オペレータが第１および第２タイミングｔ１，ｔ２を特定する態様である。この場合、ステップＳ１３で生成された時間波形ＴＷ１を表示部７４に表示される。そして、オペレータが、時間波形ＴＷ１において、最も大きい正の第１ピークＰ１とるタイミングを第１タイミングｔ１とし、その第１ピークＰ１からΔｔ遅延して現れる正の第２ピークＰ２をとるタイミングを第２タイミングｔ２とする所定入力操作を行う。この入力操作は、たとえば、表示部７４の画面に表示された所定のカーソルで、時間波形ＴＷ１における第１および第２ピークＰ１，Ｐ２を選択するような操作とすることが考えられる。このような入力操作に基づき、電界強度取得部７０５が第１および第２タイミングｔ１，ｔ２を記憶部７２に保存するとよい。   First, the first mode is a mode in which the operator specifies the first and second timings t1 and t2. In this case, the time waveform TW1 generated in step S13 is displayed on the display unit 74. Then, the timing at which the operator takes the largest positive first peak P1 in the time waveform TW1 is set as the first timing t1, and the timing at which the operator takes the positive second peak P2 that appears after a delay of Δt from the first peak P1. A predetermined input operation at timing t2 is performed. This input operation may be, for example, an operation of selecting the first and second peaks P1 and P2 in the time waveform TW1 with a predetermined cursor displayed on the screen of the display unit 74. Based on such an input operation, the electric field intensity acquisition unit 705 may store the first and second timings t1 and t2 in the storage unit 72.

また、第２の態様は、電界強度取得部７０５が第１および第２タイミングｔ１，ｔ２を自動的に特定する態様である。所定のアルゴリズムにしたがって、電界強度取得部７０５が、ステップＳ１２で計測された電界強度を読み取って、第１および第２ピークＰ１，Ｐ２を特定し、それぞれに対応する第１および第２タイミングｔ１，ｔ２を特定するとよい。この場合、ステップＳ１３における時間波形ＴＷ１の生成は必須ではない。したがって、検査装置１はステップＳ１３をスキップしてもよい。   The second mode is a mode in which the electric field strength acquisition unit 705 automatically specifies the first and second timings t1 and t2. In accordance with a predetermined algorithm, the electric field intensity acquisition unit 705 reads the electric field intensity measured in step S12 to identify the first and second peaks P1 and P2, and the first and second timings t1 and t1 corresponding to the first and second peaks t1 and t2, respectively. It is good to specify t2. In this case, the generation of the time waveform TW1 in step S13 is not essential. Therefore, the inspection apparatus 1 may skip step S13.

また、第３の態様は、第１および第２タイミングｔ１，ｔ２のうち、一方をオペレータが特定し、他方を電界強度取得部７０５が自動で特定する態様である。たとえば、第１ピークＰ１は比較的大きい電界強度であるため、電界強度取得部７０５によっても比較的精度良く自動検出できると考えられる。これに対して、第２ピークＰ２は、比較的小さい値であるため、自動検出した場合、ノイズなどに邪魔されて良好に検出することが困難な場合が想定される。そこで、第１ピークＰ１に対応する第１タイミングｔ１については電界強度取得部７０５が自動で特定し、第２ピークＰ２に対応する第２タイミングｔ２についてはオペレータが特定することが考えられる。もちろん、第１タイミングｔ１をオペレータが特定し、第２タイミングｔ２を電界強度取得部７０５が特定するようにしてもよい。   The third mode is a mode in which one of the first and second timings t1 and t2 is specified by the operator, and the other is automatically specified by the electric field intensity acquisition unit 705. For example, since the first peak P1 has a relatively large electric field intensity, it can be considered that the electric field intensity acquisition unit 705 can also automatically detect it with relatively high accuracy. On the other hand, since the second peak P2 is a relatively small value, it is assumed that it is difficult to detect the second peak P2 satisfactorily because it is disturbed by noise or the like. Therefore, it is conceivable that the electric field intensity acquisition unit 705 automatically specifies the first timing t1 corresponding to the first peak P1, and the operator specifies the second timing t2 corresponding to the second peak P2. Of course, the operator may specify the first timing t1, and the electric field strength acquisition unit 705 may specify the second timing t2.

なお、上記説明では、第２タイミングｔ２は第２ピークＰ２から求められているが、これは必須ではない。たとえば、第１タイミングｔ１が決定された状態で、電界強度取得部７０５が、式（２）に基づき時間Δｔを算出し、第１タイミングｔ１に時間Δｔを加算することによって、第２タイミングｔ２が算出されてもよい。この場合、電界強度取得部７０５が、太陽電池基板９の厚さｄおよび屈折率ｎに関する情報の入力を適宜のタイミングで受け付けるとよい。   In the above description, the second timing t2 is obtained from the second peak P2, but this is not essential. For example, in a state where the first timing t1 is determined, the electric field strength acquisition unit 705 calculates the time Δt based on Expression (2), and adds the time Δt to the first timing t1, so that the second timing t2 is It may be calculated. In this case, the electric field intensity acquisition unit 705 may accept input of information regarding the thickness d and the refractive index n of the solar cell substrate 9 at an appropriate timing.

なお、第１および第２タイミングｔ１，ｔ２は、遅延ステージ４１の各位置に対応するものである。このため、ステップＳ１４において、第１および第２タイミングｔ１，ｔ２を保存することは、遅延ステージ４１の各位置（詳細には、遅延ステージ駆動部４３の駆動情報）を記憶部７２が記憶することと等価である。   The first and second timings t1 and t2 correspond to the positions of the delay stage 41. Therefore, in step S14, storing the first and second timings t1 and t2 means that the storage unit 72 stores each position of the delay stage 41 (specifically, drive information of the delay stage driving unit 43). Is equivalent to

続いて、電界強度取得部７０５が、検出器３１の検出タイミングを第１タイミングｔ１に固定して、テラヘルツ波計測を行う（ステップＳ１５）。具体的には、電界強度取得部７０５が、遅延ステージ駆動部４３を制御することにより、遅延ステージ４１を第１タイミングｔ１に対応する位置に移動させて固定する。この状態で、電界強度取得部７０５が、ステージ駆動部５０を制御することにより、太陽電池基板９の表面を検査用パルス光ＬＰ１１で走査することにより、複数の計測地点に検査用パルス光ＬＰ１１を照射する。そして、各計測地点で発生したテラヘルツ波ＬＴ１を検出器３１で検出する。これにより、電界強度取得部７０５が、各計測地点についての第１電界強度Ｅ１を取得する。   Subsequently, the electric field intensity acquisition unit 705 performs terahertz wave measurement with the detection timing of the detector 31 fixed at the first timing t1 (step S15). Specifically, the electric field strength acquisition unit 705 controls the delay stage driving unit 43 to move and fix the delay stage 41 to a position corresponding to the first timing t1. In this state, the electric field intensity acquisition unit 705 controls the stage driving unit 50 to scan the surface of the solar cell substrate 9 with the inspection pulse light LP11, thereby supplying the inspection pulse light LP11 to a plurality of measurement points. Irradiate. Then, the terahertz wave LT1 generated at each measurement point is detected by the detector 31. Thereby, the electric field strength acquisition unit 705 acquires the first electric field strength E1 for each measurement point.

続いて、電界強度取得部７０５が、検出器３１の検出タイミングを第２タイミングｔ２に固定して、テラヘルツ波計測を行う（ステップＳ１６）。具体的には、電界強度取得部７０５が、遅延ステージ駆動部４３を制御することにより、遅延ステージ４１を第２タイミングｔ２に対応する位置に移動させて固定する。この状態で、電界強度取得部７０５が、ステージ駆動部５０を制御することにより、太陽電池基板９の表面を検査用パルス光ＬＰ１１で走査することにより、複数の計測地点に検査用パルス光ＬＰ１１を照射する。この複数の計測地点は、ステップＳ１５における複数の計測地点に一致する。これにより、電界強度取得部７０５が、各計測地点についての第２電界強度Ｅ２を取得する。   Subsequently, the electric field intensity acquisition unit 705 performs terahertz wave measurement with the detection timing of the detector 31 fixed at the second timing t2 (step S16). Specifically, the electric field intensity acquisition unit 705 controls the delay stage driving unit 43 to move and fix the delay stage 41 to a position corresponding to the second timing t2. In this state, the electric field intensity acquisition unit 705 controls the stage driving unit 50 to scan the surface of the solar cell substrate 9 with the inspection pulse light LP11, thereby supplying the inspection pulse light LP11 to a plurality of measurement points. Irradiate. The plurality of measurement points coincide with the plurality of measurement points in step S15. Thereby, the electric field strength acquisition unit 705 acquires the second electric field strength E2 for each measurement point.

なお、図７に示す流れでは、ステップＳ１５，Ｓ１６のそれぞれで、太陽電池基板９の走査を計２回行っている。しかしながら、太陽電池基板９の走査を１回にしてもよい。この場合、各測定地点で遅延ステージ４１を第１および第２タイミングｔ１，ｔ２各々に対応する位置に移動させるとよい。これにより、各測定地点において、第１および第２電界強度Ｅ１，Ｅ２を取得してもよい。   In the flow shown in FIG. 7, the solar cell substrate 9 is scanned a total of two times in each of steps S15 and S16. However, the scanning of the solar cell substrate 9 may be performed once. In this case, the delay stage 41 may be moved to a position corresponding to each of the first and second timings t1 and t2 at each measurement point. Thereby, you may acquire 1st and 2nd electric field strength E1, E2 in each measurement point.

続いて、画像生成部７０７が、反射率を算出する（ステップＳ１７）。具体的には、画像生成部７０７が、測定地点毎について、第２電界強度Ｅ２の第１電界強度Ｅ１に対する比の値（＝Ｅ２／Ｅ１）を求める。図５に示すように、テラヘルツ波ＬＴ１ｂの反射前の強度は、テラヘルツ波ＬＴ１ａの強度と同等であると考えられる。テラヘルツ波ＬＴ１ｂの反射率は、上記比の値（＝Ｅ２／Ｅ１）により求められると考えられる。なお、テラヘルツ波ＬＴ１ｂは、太陽電池基板９の内部を通過する間に減衰する可能性がある。このため、上記比の値は、厳密な意味での反射率ではなく、反射率の度合い（相対値）である。   Subsequently, the image generation unit 707 calculates the reflectance (step S17). Specifically, the image generation unit 707 obtains a value (= E2 / E1) of the ratio of the second electric field intensity E2 to the first electric field intensity E1 for each measurement point. As shown in FIG. 5, the intensity of the terahertz wave LT1b before reflection is considered to be equivalent to the intensity of the terahertz wave LT1a. It is considered that the reflectance of the terahertz wave LT1b is obtained from the value of the ratio (= E2 / E1). The terahertz wave LT1b may be attenuated while passing through the inside of the solar cell substrate 9. For this reason, the value of the ratio is not a reflectance in a strict sense but a degree of reflectance (relative value).

続いて、画像生成部７０７が、複数種類の分布画像を生成し、表示部７４に表示する（ステップＳ１８）。具体的には、画像生成部７０７は、ステップＳ１５で得られた第１電界強度の分布情報に基づく第１電界強度分布画像Ｍ１、ステップＳ１６で得られた第２電界強度の分布情報に基づく第２電界強度分布画像Ｍ２、さらに、ステップＳ１７で得られた反射率の分布情報に基づく反射率分布画像Ｍ３を生成する。そして、画像生成部７０７は、これらの各分布画像Ｍ１〜Ｍ３を表示部７４に表示する。ただし、これら全ての画像が生成されることは必須ではない。   Subsequently, the image generation unit 707 generates a plurality of types of distribution images and displays them on the display unit 74 (step S18). Specifically, the image generation unit 707 generates a first electric field intensity distribution image M1 based on the first electric field intensity distribution information obtained in step S15 and a second electric field intensity distribution information obtained in step S16. 2 The electric field intensity distribution image M2 and the reflectance distribution image M3 based on the reflectance distribution information obtained in step S17 are generated. Then, the image generation unit 707 displays these distribution images M1 to M3 on the display unit 74. However, it is not essential that all these images are generated.

図８は、第１電界強度分布画像Ｍ１を示す図である。図５および図６にて説明したように、第１タイミングｔ１で計測される第１電界強度Ｅ１は、太陽電池基板９の表面付近で発生したテラヘルツ波ＬＴ１ａが主に寄与する電界強度と考えられる。テラヘルツ波ＬＴ１ａは、太陽電池基板９の内部電界に応じて放射される電磁波であるため、ステップＳ１５にて得られる第１電界強度Ｅ１の分布情報から、第１電界強度分布画像Ｍ１を生成することにより、太陽電池基板９の内部電界の領域特性や異常箇所などを検査できる。なお、表面電極９６では、検査用パルス光ＬＰ１１を照射してもテラヘルツ波ＬＴ１が実質的に発生しない。このため、図８に示す第１電界強度分布画像Ｍ１においては、表面電極９６（フィンガー電極）に相当する線状に延びる領域は、電界強度が比較的弱い領域となっている。   FIG. 8 is a diagram showing the first electric field intensity distribution image M1. As described with reference to FIGS. 5 and 6, the first electric field intensity E1 measured at the first timing t1 is considered to be an electric field intensity mainly contributed by the terahertz wave LT1a generated near the surface of the solar cell substrate 9. . Since the terahertz wave LT1a is an electromagnetic wave radiated according to the internal electric field of the solar cell substrate 9, the first electric field intensity distribution image M1 is generated from the distribution information of the first electric field intensity E1 obtained in step S15. Thus, it is possible to inspect the region characteristics of the internal electric field of the solar cell substrate 9 and the abnormal location. Note that the surface electrode 96 does not substantially generate the terahertz wave LT1 even when the inspection pulse light LP11 is irradiated. For this reason, in the first electric field intensity distribution image M1 shown in FIG. 8, the linearly extending area corresponding to the surface electrode 96 (finger electrode) is an area where the electric field intensity is relatively weak.

図９は、第２電界強度分布画像Ｍ２を示す図である。図５および図６で説明したように、第２タイミングｔ１で計測される第２電界強度Ｅ２は、太陽電池基板９の裏面で反射したテラヘルツ波ＬＴ１ｂが主に寄与する電界強度と考えられる。このため、ステップＳ１６にて得られる第２電界強度Ｅ２の分布情報から、第２電界強度分布画像Ｍ２を生成することにより、太陽電池基板９の裏面の領域特性や異常箇所などを検査できる。   FIG. 9 is a diagram showing a second electric field intensity distribution image M2. As described with reference to FIGS. 5 and 6, the second electric field strength E <b> 2 measured at the second timing t <b> 1 is considered to be an electric field strength mainly contributed by the terahertz wave LT <b> 1 b reflected on the back surface of the solar cell substrate 9. For this reason, by generating the second electric field intensity distribution image M2 from the distribution information of the second electric field intensity E2 obtained in step S16, it is possible to inspect the region characteristics and abnormal points on the back surface of the solar cell substrate 9.

図１０は、反射率分布画像Ｍ３を示す図である。この反射率分布画像Ｍ３は、図９の第２電界強度分布画像Ｍ２が示す第２電界強度Ｅ２を、図８に示す第１電界強度分布画像Ｍ１が示す第１電界強度Ｅ１で割った値をピクセル毎に求めて得たものである。このように、第２電界強度Ｅ２の第１電界強度Ｅ１に対する比の値を取ることにより、テラヘルツ波ＬＴ１ｂの反射率を求めることができる。したがって、別の分光反射率測定装置などを用いることなく、検査装置１において太陽電池基板９裏面における反射率の度合いの情報を取得できる。   FIG. 10 is a diagram showing the reflectance distribution image M3. The reflectance distribution image M3 is obtained by dividing the second electric field intensity E2 indicated by the second electric field intensity distribution image M2 in FIG. 9 by the first electric field intensity E1 indicated by the first electric field intensity distribution image M1 shown in FIG. This is obtained for each pixel. Thus, the reflectance of the terahertz wave LT1b can be obtained by taking the value of the ratio of the second electric field intensity E2 to the first electric field intensity E1. Therefore, information on the degree of reflectance on the back surface of the solar cell substrate 9 can be acquired in the inspection device 1 without using another spectral reflectance measuring device or the like.

以上のように、検査装置１によると、テラヘルツ波の２つの第１および第２タイミングｔ１，ｔ２における電界強度を検出することによって、内部電界に関する情報（主に、空乏層の状態を示す情報）および裏面反射特性を示す情報（裏面の出来に関する情報）を得ることができる。このため、太陽電池基板９の分析を効率的に得ることができる。また、裏面の反射率を検査するための装置（分光反射率測定器）を別途用意する必要がないため、検査コストを抑えることができる。   As described above, according to the inspection apparatus 1, information on the internal electric field (mainly information indicating the state of the depletion layer) is detected by detecting the electric field strengths at the two first and second timings t1 and t2 of the terahertz wave. In addition, information indicating the back surface reflection characteristics (information on the performance of the back surface) can be obtained. For this reason, the analysis of the solar cell substrate 9 can be obtained efficiently. In addition, since it is not necessary to separately prepare a device (spectral reflectance measuring device) for inspecting the reflectance on the back surface, the inspection cost can be suppressed.

特に、太陽電池では、変換効率向上のため裏面に到達した光を反射させることにより、発電に寄与させている。このため、太陽電池基板９におけるテラヘルツ波の裏面反射を分析することにより、太陽電池の発電性能を検査できる。   In particular, in solar cells, light reaching the back surface is reflected to improve conversion efficiency, thereby contributing to power generation. For this reason, the power generation performance of the solar cell can be inspected by analyzing the back surface reflection of the terahertz wave on the solar cell substrate 9.

図１１は、スパイラル型の光伝導アンテナを用いた場合におけるテラヘルツ波ＬＴ１の時間波形ＴＷ２を示す図である。図１１に示すように、検出器３１においてスパイラル型の光伝導アンテナを用いた場合、第１ピークＰ１は良好に特定しうるが、第２ピークＰ２を特定することは困難である。このため、スパイラル型ではないダイポール型、ボウタイ型などの光伝導アンテナを用いることにより、第２ピークＰ２を好適に検出することが期待できるため、第２タイミングｔ２の決定が容易となりうる。   FIG. 11 is a diagram illustrating a time waveform TW2 of the terahertz wave LT1 when a spiral photoconductive antenna is used. As shown in FIG. 11, when a spiral photoconductive antenna is used in the detector 31, the first peak P1 can be specified well, but it is difficult to specify the second peak P2. For this reason, it can be expected that the second peak P2 is suitably detected by using a photoconductive antenna such as a dipole type and a bow tie type, which is not a spiral type, so that the second timing t2 can be easily determined.

＜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.

上記実施形態では、半導体試料として、裏面電極９５を有する太陽電池基板９を例示しているが、裏面電極９５以外の構造を有する太陽電池基板も検査対象物となりうる。たとえば、裏面パッシベーション型太陽電池（Passivated Emitter and Rear Cell: PERC）では、パッシベーション膜が裏面に用いられている。このような太陽電池も検査装置１の検査対象物として好適である。   In the above embodiment, the solar cell substrate 9 having the back electrode 95 is illustrated as a semiconductor sample, but a solar cell substrate having a structure other than the back electrode 95 can also be an inspection object. For example, in a back-passivation type solar cell (Passivated Emitter and Rear Cell: PERC), a passivation film is used on the back surface. Such a solar cell is also suitable as an inspection object of the inspection apparatus 1.

また、上述したように、検査装置１は、太陽電池以外のフォトデバイス、たとえば、イメージセンサ（ＣＣＤなど）、発光デバイス（ＬＥＤ）が含まれる。これらを検査する場合には、パルス光の波長を、各デバイスのＲＧＢ領域に応じて変更するとよい。この場合、光源としてフェムト秒レーザ２１が波長可変機構を備えていてもよい。   Further, as described above, the inspection apparatus 1 includes a photo device other than a solar cell, for example, an image sensor (CCD or the like) and a light emitting device (LED). When inspecting these, the wavelength of the pulsed light may be changed according to the RGB region of each device. In this case, the femtosecond laser 21 may include a wavelength variable mechanism as a light source.

この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態および各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。   Although the present invention has been described in detail, the above description is illustrative in all aspects, and the present invention is not limited thereto. It is understood that countless variations that are not illustrated can be envisaged without departing from the scope of the present invention. The configurations described in the above embodiments and modifications can be appropriately combined or omitted as long as they do not contradict each other.

１ 検査装置
９ 太陽電池基板
１０ ステージ（保持部）
２０ 光照射部（走査部）
２１ フェムト秒レーザ
３１ 検出器
３１０ 光伝導アンテナ
４０ 遅延部
５０ ステージ駆動部（走査部）
７０ 制御部
７２ 記憶部
７０２ ステージ駆動制御部
７０３ 遅延ステージ駆動制御部
７０４ 時間波形復元部
７０５ 電界強度取得部
７０７ 画像生成部
Ｅ１ 第１電界強度
Ｅ２ 第２電界強度
ＬＰ１１ 検査用パルス光
ＬＰ２１ 検出用パルス光
ＬＴ１，ＬＴ１ａ，ＬＴ１ｂ テラヘルツ波
Ｍ１ 第１電界強度分布画像
Ｍ２ 第２電界強度分布画像
Ｍ３ 反射率分布画像
Ｐ１ 第１ピーク
Ｐ２ 第２ピーク
ＴＷ１，ＴＷ２ 時間波形
ｔ１ 第１タイミング
ｔ２ 第２タイミング
Δｔ 遅延時間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inspection apparatus 9 Solar cell substrate 10 Stage (holding part)
20 Light irradiation part (scanning part)
21 femtosecond laser 31 detector 310 photoconductive antenna 40 delay unit 50 stage drive unit (scanning unit)
70 Control Unit 72 Storage Unit 702 Stage Drive Control Unit 703 Delay Stage Drive Control Unit 704 Time Waveform Restoration Unit 705 Electric Field Strength Acquisition Unit 707 Image Generation Unit E1 First Electric Field Strength E2 Second Electric Field Strength LP11 Inspection Pulse Light LP21 Detection Pulse Light LT1, LT1a, LT1b Terahertz wave M1 First electric field intensity distribution image M2 Second electric field intensity distribution image M3 Reflectance distribution image P1 First peak P2 Second peak TW1, TW2 Time waveform t1 First timing t2 Second timing Δt Delay time

Claims (5)

半導体試料を検査する検査装置であって、
半導体試料を保持する保持部と、
前記保持部に保持された前記半導体試料の表面を、前記半導体試料からテラヘルツ波を放射させる検査用パルス光で走査する走査部と、
前記検査用パルス光の照射に応じて前記半導体試料から放射されたパルス状の前記テラヘルツ波を、検出用パルス光が入射するタイミングで検出する検出器と、
前記テラヘルツ波が前記検出器に到達するタイミングに対して前記検出用パルス光が前記検出器に入射するタイミングを相対的に遅延させる遅延部と、
前記遅延部を制御することによって、前記検出器が前記テラヘルツ波を第１および第２タイミング各々で検出するときの第１および第２電界強度を取得する電界強度取得部と、
前記走査部により前記検査用パルス光が照射される前記半導体試料の計測地点各々について前記電界強度取得部が取得する前記第２電界強度に基づいて、前記半導体試料における前記第２電界強度の分布を示す分布画像を生成する画像生成部と、
を備え、
前記第１タイミングは、前記検出器が前記パルス状のテラヘルツ波について最大の前記第１電界強度を検出するように設定されるタイミングであり、
前記第２タイミングは、前記テラヘルツ波が前記半導体試料内で発生してから前記半導体試料の裏面で反射して表面に到達するまでの期間に相当する遅延時間Δｔだけ前記第１タイミングから遅延したタイミングである、検査装置。 An inspection apparatus for inspecting a semiconductor sample,
A holding unit for holding a semiconductor sample;
A scanning unit that scans the surface of the semiconductor sample held by the holding unit with an inspection pulse light that emits terahertz waves from the semiconductor sample; and
A detector that detects the pulsed terahertz wave emitted from the semiconductor sample in response to irradiation of the inspection pulse light at a timing when the detection pulse light is incident;
A delay unit that relatively delays the timing at which the detection pulsed light enters the detector with respect to the timing at which the terahertz wave reaches the detector;
An electric field strength acquisition unit that acquires first and second electric field strengths when the detector detects the terahertz wave at first and second timings by controlling the delay unit;
Based on the second electric field intensity acquired by the electric field intensity acquisition unit for each measurement point of the semiconductor sample irradiated with the inspection pulse light by the scanning unit, a distribution of the second electric field intensity in the semiconductor sample is obtained. An image generation unit for generating a distribution image shown;
With
The first timing is a timing set so that the detector detects the maximum first electric field strength with respect to the pulsed terahertz wave,
The second timing is a timing delayed from the first timing by a delay time Δt corresponding to a period from when the terahertz wave is generated in the semiconductor sample until it is reflected by the back surface of the semiconductor sample and reaches the front surface. Is an inspection device. 請求項１の検査装置であって、
前記分布画像が、前記計測地点各々について、前記第２電界強度の第１電界強度に対する比の値の分布を示す画像である、検査装置。 The inspection apparatus according to claim 1,
The inspection apparatus, wherein the distribution image is an image showing a distribution of values of a ratio of the second electric field strength to the first electric field strength for each of the measurement points. 請求項１または請求項２の検査装置であって、
前記検出器は、ダイポール型またはボウタイ型の光伝導アンテナを含み、
前記第１タイミングは、前記光伝導アンテナによって最大の電界強度である第１ピークが検出されるタイミングであり、
前記第２タイミングは、前記光伝導アンテナにより、前記第１ピークから遅延して検出される第２ピークであり、
前記第２ピークは前記第１ピークと同符号である、検査装置。 The inspection apparatus according to claim 1 or 2, wherein
The detector includes a dipole-type or bow-tie-type photoconductive antenna;
The first timing is a timing at which a first peak that is a maximum electric field strength is detected by the photoconductive antenna,
The second timing is a second peak detected by the photoconductive antenna with a delay from the first peak,
The inspection apparatus, wherein the second peak has the same sign as the first peak. 請求項１から請求項３のいずれか１項の検査装置であって、
前記保持部は、半導体試料の一種である板状の太陽電池を保持可能であり、
前記走査部は、前記保持部に保持された前記太陽電池における太陽光の受光面側に前記検査用パルス光を入射させる、検査装置。 The inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The holding unit can hold a plate-like solar cell which is a kind of semiconductor sample,
The said scanning part is an inspection apparatus which makes the said test pulsed light inject into the light-receiving surface side of the sunlight in the said solar cell hold | maintained at the said holding | maintenance part. 半導体試料を検査する検査方法であって、
（ａ）半導体試料を保持部で保持する工程と、
（ｂ）前記工程（ａ）で前記保持部に保持された前記半導体試料の表面を、前記半導体試料からテラヘルツ波を放射させる検査用パルス光で走査する工程と、
（ｃ）検出用パルス光が入射するタイミングでテラヘルツ波を検出する検出器によって前記工程（ｂ）で前記検査用パルス光の照射に応じて前記半導体試料から放射されたパルス状の前記テラヘルツ波を検出する工程と、
（ｄ）前記工程（ｃ）にて、前記テラヘルツ波が前記検出器に到達する時間に対して前記検出用パルス光が前記検出器に入射する時間を相対的に遅延させる工程と、
（ｅ）前記工程（ｃ）にて、前記検出器が前記テラヘルツ波を第１および第２タイミング各々で検出するときの第１および第２電界強度を取得する工程と、
（ｆ）前記工程（ｂ）における前記検査用パルス光が照射される前記半導体試料の計測地点各々について、前記工程（ｆ）にて取得された前記第２電界強度に基づき、前記半導体試料における前記第２電界強度の分布を示す分布画像を生成する工程と、
を含み、
前記第１タイミングは、前記検出器が前記パルス状のテラヘルツ波について最大の前記第１電界強度を検出するように設定されるタイミングであり、
前記第２タイミングは、前記テラヘルツ波が前記半導体試料内で発生してから前記半導体試料の裏面で反射して表面に到達するまでの期間に相当する遅延時間Δｔだけ前記第１タイミングから遅延したタイミングである、検査方法。 An inspection method for inspecting a semiconductor sample,
(A) a step of holding the semiconductor sample by the holding unit;
(B) scanning the surface of the semiconductor sample held by the holding unit in the step (a) with pulsed light for inspection that emits terahertz waves from the semiconductor sample;
(C) The pulsed terahertz wave emitted from the semiconductor sample in response to the irradiation of the inspection pulse light in the step (b) is detected by a detector that detects the terahertz wave at the timing when the detection pulse light is incident. Detecting step;
(D) in the step (c), relatively delaying the time when the detection pulsed light enters the detector with respect to the time when the terahertz wave reaches the detector;
(E) obtaining the first and second electric field strengths when the detector detects the terahertz wave at the first and second timings in the step (c),
(F) For each measurement point of the semiconductor sample irradiated with the inspection pulse light in the step (b), based on the second electric field intensity acquired in the step (f), the semiconductor sample in the semiconductor sample Generating a distribution image indicating the distribution of the second electric field strength;
Including
The first timing is a timing set so that the detector detects the maximum first electric field strength with respect to the pulsed terahertz wave,
The second timing is a timing delayed from the first timing by a delay time Δt corresponding to a period from when the terahertz wave is generated in the semiconductor sample until it is reflected by the back surface of the semiconductor sample and reaches the front surface. Is the inspection method.