JP6489421B2 - 光強度設定方法、検査方法および検査装置 - Google Patents

Description

この発明は、半導体試料を検査する技術に関し、特に、半導体試料に照射する光の強度を最適化する技術に関する。

例えば、フォトデバイスの一種である太陽電池に、所定波長のパルス光を照射すると、テラヘルツ波を発生させることができる（特許文献１）。特許文献１では、発生したテラヘルツ波の電界強度を検出することによって、当該太陽電池の性能測定や欠陥検出等の検査をする技術が開示されている。

また、一般的には、フォトデバイスに照射するパルス光の光強度（光量）を強めることで、当該フォトデバイスから放射されるテラヘルツ波の電界強度を大きくすることができる（特許文献２）。しかしながら、光強度を過剰に強くした場合、フォトデバイスにダメージを与えてしまうおそれがある。そこで、特許文献２では、半導体試料であるフォトデバイスに照射するパルス光の光強度を好適に設定する技術を開示している。具体的には、パルス光の光強度を変更しながら、電界強度を測定することによって、電界強度が最大となるときの光強度（最大光強度）が決定される。そして、その最大光強度に基づいて、検査向けのパルス光の光強度が決定される。

特開２０１３−１９８６１号公報 特開２０１３−６１２１９号公報

しかしながら、フォトデバイスを含む半導体試料に照射する光の光強度を最適化する技術は、特許文献２に記載の技術によるもの以外は知られておらず、半導体試料へダメージを与えることをより確実に防止するためにも、光強度をより好適に設定する新たな判定基準が望まれている。

そこで、本発明は、半導体試料に照射する光強度を、好適な判定基準に基づいて設定する技術を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、第１の態様は、半導体試料に照射する光の強度を設定する光強度設定方法であって、（ａ）第１光強度の光の照射に応じて半導体試料から放射されるテラヘルツ波の第１時間波形を取得する第１取得工程と、（ｂ）前記第１光強度よりも大きい第２光強度の光の照射に応じて前記半導体試料から放射されるテラヘルツ波の第２時間波形を取得する第２取得工程と、（ｃ）前記第１時間波形および前記第２時間波形の比較に基づいて、前記第２時間波形における電界強度の振動の発生を検出する振動発生検出工程と、（ｄ）前記（ｃ）工程において、電界強度の振動の発生が検出された場合に、前記半導体試料に照射する前記光の光強度を、前記第２光強度よりも小さい第３光強度に設定する光強度設定工程とを含み、前記（ｃ）工程は、（ｃ−１）前記第１時間波形および前記第２時間波形に含まれる変曲点をカウントする工程と、（ｃ−２）前記（ｃ−１）工程によってカウントされた前記第１時間波形および前記第２時間波形に含まれる前記変曲点の数量の変化分が規定の数量を超えたか否かを判定することによって、前記振動の発生を検出する工程と、を含み、前記（ｃ−１）工程は、時間的に連続する２つの変曲点における電界強度の変化量が既定の値よりも小さい場合には当該２つの変曲点をカウントから除外する工程である。

また、第２の態様は、第１の態様に係る光強度設定方法において、（ｅ）前記（ｃ）工程より先に、前記第１時間波形および前記第２時間波形を平滑化する工程、をさらに含み、前記（ｃ−１）工程は、前記工程（ｅ）によって平滑化された前記第１時間波形および前記第２時間波形において前記変曲点の数量をカウントする工程である。

また、第３の態様は、第１または第２の態様に係る光強度設定方法において、前記（ｃ）工程は、前記第１時間波形および前記第２時間波形における、１以上の位相区間に含まれる変曲点の数量の変化に基づいて、前記振動の発生を検出する工程を含み、前記１以上の位相区間のそれぞれは、前記第１時間波形における変曲点の位相を含む区間である。

また、第４の態様は、第３の態様に係る光強度設定方法において、前記（ｃ）工程は、複数の前記位相区間に含まれる変曲点の数量の変化に基づいて、前記振動の発生を検出する工程を含む。

また、第５の態様は、半導体試料に照射する光の強度を設定する光強度設定方法であって、（ａ）第１光強度の光の照射に応じて半導体試料から放射されるテラヘルツ波の第１時間波形を取得する第１取得工程と、（ｂ）前記第１光強度よりも大きい第２光強度の光の照射に応じて前記半導体試料から放射されるテラヘルツ波の第２時間波形を取得する第２取得工程と、（ｃ）前記第１時間波形および前記第２時間波形の比較に基づいて、前記第２時間波形における電界強度の振動の発生を検出する振動発生検出工程と、（ｄ）前記（ｃ）工程において、電界強度の振動の発生が検出された場合に、前記半導体試料に照射する前記光の光強度を、前記第２光強度よりも小さい第３光強度に設定する光強度設定工程と、を含み、前記（ｃ）工程は、前記第１時間波形および前記第２時間波形をフーリエ変換することによって得られる周波数スペクトルの強度を平滑化し、平滑化された前記強度の差分値が所定の判定基準を超えるか否かを判定することによって、前記振動の発生を検出する工程を含む。

また、第６の態様は、第５の態様に係る光強度設定方法において、前記（ｃ）工程は、前記周波数スペクトルにおける、０．５ＴＨｚ以上の周波数領域に基づき、前記振動の発生を検出する工程を含む。

また、第７の態様は、半導体試料を検査する検査方法であって、（ａ）第１光強度の光の照射に応じて半導体試料から放射されるテラヘルツ波の第１時間波形を取得する第１取得工程と、（ｂ）前記第１光強度よりも大きい第２光強度の光の照射に応じて前記半導体試料から照射されるテラヘルツ波の第２時間波形を取得する第２取得工程と、（ｃ）前記第１時間波形および前記第２時間波形を比較することによって、前記第２時間波形における電界強度の振動の発生を検出する振動発生検出工程と、（ｄ）前記（ｃ）工程において、電界強度の振動の発生が検出された場合に、前記半導体試料に照射する前記光の光強度を、前記第２光強度よりも小さい第３光強度に設定する光強度設定工程と、（ｅ）前記（ｄ）工程にて設定された第３光強度の光の照射に応じて、前記半導体試料から放射されるテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出工程とを含み、前記（ｃ）工程は、（ｃ−１）前記第１時間波形および前記第２時間波形に含まれる変曲点をカウントする工程と、（ｃ−２）前記（ｃ−１）工程によってカウントされた前記第１時間波形および前記第２時間波形に含まれる前記変曲点の数量の変化分が規定の数量を超えたか否かを判定することによって、前記振動の発生を検出する工程と、を含み、前記（ｃ−１）工程は、時間的に連続する２つの変曲点における電界強度の変化量が既定の値よりも小さい場合には当該２つの変曲点をカウントから除外する工程である。
また、第８の態様は、第７の態様に係る検査方法において、（ｆ）前記（ｃ）工程より先に、前記第１時間波形および前記第２時間波形を平滑化する工程、をさらに含み、前記（ｃ−１）工程は、前記工程（ｆ）によって平滑化された前記第１時間波形および前記第２時間波形において前記変曲点の数量をカウントする工程である。

また、第９の態様は、半導体試料を検査する検査装置であって、前記半導体試料に光を照射する照射部と、前記光の照射に応じて、前記半導体試料から放射されるテラヘルツ波を検出する検出部と、前記検出部によって検出された前記テラヘルツ波の強度に基づいて、前記テラヘルツ波の時間波形を取得する時間波形取得部と、前記照射部が前記半導体試料に照射する前記光の強度を設定する光強度設定部とを含み、前記光強度設定部は、第１光強度の光の照射に応じて前記半導体試料から放射されるテラヘルツ波の第１時間波形、および、前記第１光強度よりも大きい第２光強度の光の照射に応じて前記半導体試料から放射されるテラヘルツ波の第２時間波形を取得する時間波形取得部と、前記第１時間波形および前記第２時間波形を比較することによって、前記第２時間波形における電界強度の振動の発生を検出する振動発生検出部とを備え、前記振動発生検出部は、前記第１時間波形および前記第２時間波形における変曲点の数量の変化分が既定の数量を越えたか否かを判定することによって、前記振動の発生を検出し、前記変曲点の数量は、時間的に連続する２つの変曲点間における電界強度の変化量が既定の値よりも小さい場合には当該２つの変曲点をカウントから除外することによって得られる。
また、第１０の態様は、第９の態様に係る検査装置において、前記振動発生検出部は、平滑化された前記第１時間波形および前記第２時間波形において、前記変曲点の数量をカウントする。

第１の態様によると、検査光の検査向けの光強度を、テラヘルツ波の時間波形における、電界強度の振動の発生に基づいて、好適に設定することができる。これによって、半導体試料へダメージを与えることを抑制しつつ、かつ、高強度のテラヘルツ波を発生させることが可能な光強度に設定できる。

また、時間波形における変曲点の数量の変化を計測することによって、振動の発生を直接的に検出できる。

第３の態様によると、第１時間波形において変曲点を取る位相を含んだ位相区間において、変曲点の数量を計測することによって、振動発生を容易に検出できる。

第４の態様によると、複数の位相区間における変曲点の数量の変化を計測することによって、振動発生の検出精度を高めることができる。

第５の態様によると、周波数スペクトルの変化に基づいて、振動の発生を検出することによって、振動の発生の検出精度を高めることができる。

第６の態様によると、振動に関連性がある０．５ＴＨｚ以上の周波数領域に基づいて、振動発生を検出することによって、振動発生の検出精度を高めることができる。

実施形態に係るテラヘルツ波測定系の概略構成図である。 太陽電池の概略断面図である。 テラヘルツ波の時間波形を示す図である。 検査装置における制御部と他の要素との電気的な接続を示すブロック図である。 検査装置の動作の流れを示す図である。 光強度と電界強度の相関を示す図である。 限界光強度および超過光強度の検査光の照射によって放射されるテラヘルツ波の時間波形を示す図である。 時間波形における第１位相区間の部分を示す部分拡大図である。 時間波形における第２位相区間の部分を示す部分拡大図である。 時間波形における第３位相区間の部分を示す部分拡大図である。 時間波形における第４位相区間の部分を示す部分拡大図である。 周波数スペクトルを示す図である。 低周波領域（０．５ＴＨｚ以下）の周波数スペクトルを拡大して示す図である。

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。また、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。

＜実施形態＞
＜検査装置の構成＞
図１は、実施形態に係る検査装置１００の概略構成図である。検査装置１００は、検査光照射部２２、テラヘルツ波検出部２３および遅延部２４、移動ステージ３、試料台４、カメラ６および制御部７を備えている。

検査装置１００は、半導体試料に対して検査光（後述する検査光ＬＰ１１）を照射し、該検査光の照射に応じて発生するテラヘルツ波を検出する。また、検査装置１００は、検出されたテラヘルツ波（０．１ＴＨｚ〜３０ＴＨｚの電磁波）の強度を画像化する。

ここで、半導体試料とは、トランジスタ、集積回路（ＩＣやＬＳＩ）、抵抗またはコンデンサなどにより構成される電子デバイス（半導体デバイス）の他、フォトダイオード、ＣＭＯＳセンサ若しくはＣＣＤセンサなどのイメージセンサ、太陽電池またはＬＥＤ等、半導体の光電効果を利用する電子デバイス（フォトデバイス）を含む。半導体試料の表面は、平面状に形成されているものとするが、曲面状などに形成されていてもよい。

以下では、半導体試料として太陽電池９を検査する場合について説明するが、その他の半導体試料についても、同様に検査可能である。

検査光照射部２２は、フェムト秒レーザ２２１を備えている。フェムト秒レーザ２２１は、例えば、３６０ｎｍ（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（パルス光ＬＰ１）を放射する。具体例としては、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２２１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）などの可視光波長）のパルス光が出射されるようにしてもよい。

フェムト秒レーザ２２１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つに分割される。分割された一方のパルス光は、検査光ＬＰ１１として、太陽電池９に照射される。このとき、検査光照射部２２は、検査光ＬＰ１１の照射を、受光面９１側から行う。また、検査光ＬＰ１１の光軸が、太陽電池９の受光面９１に対して斜めに入射するように、検査光ＬＰ１１が太陽電池９に対して照射される。本実施形態では、入射角度が４５度となるように照射角度が設定されている。ただし、入射角度はこのような角度に限定されるものではなく、０度から９０度の範囲内で適宜変更することができる。

また、本例では、受光面９１側に放射されるテラヘルツ波ＬＴ１を検出している。しかしながら、太陽電池９の受光面９１に検査光ＬＰ１１を照射し、太陽電池９の裏面に放射されるテラヘルツ波ＬＴ１を検出するようにしてもよい。この場合、電圧印加テーブル４１や移動ステージ３などの太陽電池９を保持する保持部は、テラヘルツ波ＬＴ１を通す形状または素材で構成するとよい。また、太陽電池９の受光面９１に対して垂直に（すなわち、入射角度が９０度で）検査光ＬＰ１１を照射し、太陽電池９の受光面９１側であって、検査光ＬＰ１１と同軸に放射されるテラヘルツ波を検出するようにしてもよい。この場合、検査光ＬＰ１１およびテラヘルツ波ＬＴ１の光路上に、透明導電膜基板（ＩＴＯ）を配置することが考えられる。透明導電膜基板は、検査光ＬＰ１１を透過させる一方、テラヘルツ波ＬＴ１を反射させる性質を備えている。このため、透明導電膜基板によって、検査光ＬＰ１１と同軸のテラヘルツ波ＬＴ１を外部に取り出すことで、検出することが考えられる。

図１に示すように、ビームスプリッタＢＥ１から太陽電池９までの、検査光ＬＰ１１の光路上には、減光フィルターＮＤ１が配置されている。減光フィルターＮＤ１は、検査光ＬＰ１１の光量（光強度）を低減させる装置である。検査装置１００においては、減光フィルターＮＤ１は、検査光ＬＰ１１の光強度を調整する手段を構成している。

減光フィルターＮＤ１と太陽電池９までの検査光ＬＰ１１の光路上には、図示を省略する複数のレンズで構成されたビーム径変更機構、及び、パワーメータＰＭ１が設けられている。パワーメータＰＭ１は、減光フィルターＮＤ１によって光量が調整された検査光ＬＰ１１の光量（光強度）を測定する。

図２は、太陽電池９の概略断面図である。太陽電池９は、例えば、結晶シリコン系である太陽電池として構成されている。太陽電池９は、下から順にアルミニウムなどで形成された平板状の裏面側電極９２と、ｐ型半導体層９３と、ｎ型半導体層９４と、反射防止膜９５と、格子状の表面側電極９６と、ｐｎ接合部９７とで構成される積層構造を有する。反射防止膜９５は、酸化シリコン、窒化シリコンまたは酸化チタンなどで形成されている。

太陽電池９における両側の主面のうち、表面側電極９６が設けられている側の主面が、受光面となっている。つまり、太陽電池９は、受光面側から光を受けることで好適に発電するように設計されている。表面側電極９６には、透明電極が用いられていてもよい。

検査装置１００は、結晶シリコン系以外の太陽電池（アモルファスシリコン系など）の検査に適用されてもよい。アモルファスシリコン系太陽電池の場合、一般的に、エネルギーギャップが１．７５ｅＶ〜１．８ｅＶといったように、結晶シリコン系太陽電池のエネルギーギャップ１．２ｅＶに比べて大きい。このような場合、フェムト秒レーザ２２１の波長を、例えば７００μｍ以下とすることで、アモルファスシリコン系太陽電池において、テラヘルツ波を良好に発生させることができる。同様の考え方で、他の半導体太陽電池（ＣＩＧＳ系、ＧａＡＳ系など）にも適用可能である。

太陽電池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光ＬＰ１１が照射されると、光キャリア（自由電子および正孔）が発生し、内部電界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、それに応じて電磁波が発生することとなる。内部電界は、例えばｐｎ接合部９７やショットキー接合部などに発生していることが知られている。

マクスウェルの方程式によると、電流に変化が生じたとき、その電流の時間微分に比例した強度の電磁波が発生する。すなわち、空乏層などの光励起キャリア発生領域にパルス光が照射されることで、瞬間的に光電流の発生および消滅が起こる。この瞬間的に発生する光電流の時間微分に比例して、電磁波パルス（テラヘルツ波ＬＴ１）が発生する。

図１に示すように、ビームスプリッタＢＥ１によって分割された他方のパルス光は、検出光ＬＰ１２として遅延部２４を経由し、テラヘルツ波検出部２３のテラヘルツ波検出器２３１に入射する。また、検査光ＬＰ１１の照射に応じて発生したテラヘルツ波ＬＴ１は、放物面鏡などによって適宜集光され、テラヘルツ波検出器２３１に入射する。

テラヘルツ波検出器２３１は、電磁波検出素子として、例えば、光伝導スイッチ（光伝導アンテナ）を備えている。テラヘルツ波ＬＴ１がテラヘルツ波検出器２３１に入射する状態で、検出光ＬＰ１２がテラヘルツ波検出器２３１に照射されると、光伝導スイッチに瞬間的にテラヘルツ波ＬＴ１の電界強度に応じた電流が発生する。この電界強度に応じた電流は、不図示のロックインアンプ、Ｉ／Ｖ変換回路、Ａ／Ｄ変換回路などを介してデジタル量に変換される。このようにして、テラヘルツ波検出部２３は、検出光ＬＰ１２の照射に応じて、太陽電池９を透過したテラヘルツ波ＬＴ１の電界強度を検出する。なお、光伝導スイッチとは異なる他の素子、例えばショットキーバリアダイオードまたは非線形光学結晶が、検出素子として採用されてもよい。

遅延部２４は、検出光ＬＰ１２のテラヘルツ波検出器２３１への到達時間を連続的に変更する光学装置である。遅延部２４は、検出光ＬＰ１２の入射方向に沿って直線移動する遅延ステージ２４１と遅延ステージ２４１を移動させる遅延ステージ駆動機構２４２とを備えている。遅延ステージ２４１は、検出光ＬＰ１２をその入射方向に折り返させる折り返しミラー１０Ｍを備えている。また、遅延ステージ駆動機構２４２は、制御部７の制御に基づいて、検出光ＬＰ１２の入射方向に沿って遅延ステージ２４１を平行移動させる。遅延ステージ２４１が平行移動することによって、ビームスプリッタＢＥ１からテラヘルツ波検出器２３１までの検出光ＬＰ１２の光路長が連続的に変更される。

遅延ステージ２４１は、テラヘルツ波ＬＴ１がテラヘルツ波検出器２３１に到達する時間と、検出光ＬＰ１２がテラヘルツ波検出器２３１へ到達する時間との差（位相差）を変更する。具体的には、遅延ステージ２４１によって、検出光ＬＰ１２の光路長を変化することによって、テラヘルツ波検出器２３１においてテラヘルツ波ＬＴ１の電界強度を検出するタイミング（検出タイミングまたはサンプリングタイミング）が遅延される。

なお、遅延ステージ２４１とは異なる構成によって、検出光ＬＰ１２のテラヘルツ波検出器２３１への到達時間を変更することも可能である。具体的には、電気光学効果を利用することが考えられる。すなわち、印加する電圧を変化させることで屈折率が変化する電気光学素子を、遅延素子として用いてもよい。

また、検出光ＬＰ１２の光路長を変更する代わりに、太陽電池９に向かう検査光ＬＰ１１の光路長、もしくは、太陽電池９から放射されたテラヘルツ波ＬＴ１の光路長を変更してもよい。いずれの場合においても、テラヘルツ波検出器２３１に検出光ＬＰ１２が到達する時間に対して、テラヘルツ波検出器２３１にテラヘルツ波ＬＴ１が到達する時間をずらすことができる。つまり、テラヘルツ波検出器２３１におけるテラヘルツ波ＬＴ１の検出タイミングを遅延させることができる。

移動ステージ３は、ステージ駆動機構３１によって、水平方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）および鉛直方向（Ｚ軸方向）の各方向に移動する。ステージ駆動機構３１は、移動ステージ３をＸ軸方向に移動させるＸ軸方向移動機構、移動ステージ３をＹ軸方向に移動するＹ軸方向移動機構、移動ステージ３をＺ軸方向に昇降させる昇降機構を備えている。さらに、ステージ駆動機構３１は、Ｚ軸周りの回転方向（θ軸方向）に移動させる回転機構を適宜備えている。

ステージ駆動機構３１は、移動ステージ３に取り付けられた試料台４に保持されている太陽電池９を、検査光照射部２２に対して、ＸＹ平面内で相対的に移動させる。つまり、検査装置１００は、太陽電池９の受光面９１を検査光ＬＰ１１で走査可能に構成されている。したがって、本実施形態では、ステージ駆動機構３１は、走査機構を構成している。ただし、太陽電池９を移動させる代わりに、または、太陽電池９を移動させると共に、検査光照射部２２およびテラヘルツ波検出部２３をＸＹ平面内で移動させる移動手段を設けてもよい。

また、検査光ＬＰ１１自体の光路を変更する走査機構を採用してもよい。具体的には、往復揺動するガルバノミラーによって、検査光ＬＰ１１の光路を、太陽電池９の受光面９１に平行なＸＹ平面に沿って変更することが考えられる。また、ガルバノミラーの代わりに、ポリゴンミラー、ピエゾミラーまたは音響光学素子などを採用してもよい。

試料台４は、移動ステージ３の上面に取り付けられている。試料台４は、電圧印加テーブル４１と、電極ピンユニット４３を備えている。

電圧印加テーブル４１は、例えば銅などの電気伝導性の高い素材で構成されており、さらにその表面が金メッキされている。また、電圧印加テーブル４１の表面には、複数の吸着孔が形成されている。吸着孔は吸引ポンプに接続されており、当該吸引ポンプを駆動することによって、太陽電池９の裏面が電圧印加テーブル４１に吸着される。これによって、太陽電池９が試料台４に固定される。なお、電圧印加テーブル４１の表面に、複数の吸着溝を設け、当該各吸着溝内に、上記複数の吸着孔を形成してもよい。この場合、複数の吸着溝に沿って太陽電池９が吸着されることによって、強固に固定される。試料台４の電圧印加テーブル４１は、保持部の一例である。

移動ステージ３がＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動することよって、移動ステージ３上の試料台４に保持された太陽電池９が、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のそれぞれに移動する。

太陽電池９について、テラヘルツ波測定を行う場合には、試料台４の電圧印加テーブル４１および電極ピンユニット４３を介して、太陽電池９に逆バイアス電圧を印加してもよい。これによって、太陽電池９から放射されるテラヘルツ波ＬＴ１の強度を高めることができる。また、電圧印加テーブル４１および電極ピンユニット４３間を短絡接続して、太陽電池９の表面側電極と裏面側電極９２とを短絡することも考えられる。この場合においても、太陽電池９から放射されるテラヘルツ波ＬＴ１の強度を高めることができる。

次に、テラヘルツ波ＬＴ１の時間波形を復元する方法について説明する。図３は、テラヘルツ波ＬＴ１の時間波形８０を示す図である。図３において、横軸は時間（位相）を示しており、縦軸は電界強度を示している。また、図３において、時間波形８０を示すグラフの下側には、遅延ステージ２４１によって、テラヘルツ波検出器２３１に到達するタイミング（時間ｔ１〜ｔ８）が相互に異なる、複数の検出光ＬＰ１２が概念的に示されている。

テラヘルツ波検出器２３１に対して、例えば時間ｔ１に検出光ＬＰ１２が到達するよう、遅延ステージ２４１が調整された場合、テラヘルツ波検出器２３１によって値Ｅ１の電界強度が検出されることとなる。つまり、時間ｔ１は、テラヘルツ波ＬＴ１がＥ１となる位相に対応する。同様に、検出タイミングが時間ｔ２〜ｔ８に遅延されることで、それぞれに対応する位相の電界強度（値Ｅ２〜Ｅ８）が検出されることとなる。

遅延ステージ２４１を制御して、検出タイミングを細かく変更することによって、テラヘルツ波ＬＴ１の各位相の電界強度が取得される。取得された電界強度を時間軸に沿ってグラフ上にプロットされることで、テラヘルツ波ＬＴ１の時間波形８０が復元される。

また、テラヘルツ波ＬＴ１の時間波形を復元することによって、例えばテラヘルツ波ＬＴ１の電界強度が最大となる検出タイミングを特定できる。例えば、図３に示す時間波形８０場合、時間ｔ３で最大電界強度のテラヘルツ波を検出できることがわかる。そこで、時間波形を復元せずに、検出タイミングを固定してテラヘルツ波ＬＴ１を検出する場合には、事前に復元した時間波形において、電界強度が最大となる検出タイミングに合わせて遅延ステージ２４１を制御するとよい。これによって、テラヘルツ波の検出が容易となる。

なお、遅延ステージ２４１とは異なる他の構成によって、検出光ＬＰ１２のテラヘルツ波検出器２３１への到達時間を変更することも可能である。具体的には、電気光学効果を利用することが考えられる。すなわち、印加する電圧を変化させることで屈折率が変化する電気光学素子を、遅延素子として用いてもよい。例えば、特許文献である特開２００９−１７５１２７号公報に開示された電気光学素子を利用することができる。

また、検査光ＬＰ１１の光路長、もしくは、太陽電池９から放射されたテラヘルツ波ＬＴ１の光路長を変更するようにしてもよい。この場合においても、テラヘルツ波検出器２３１にテラヘルツ波ＬＴ１が到達する時間を、テラヘルツ波検出器２３１に検出光ＬＰ１２が到達する時間に対して、相対的にずらすことができる。つまり、テラヘルツ波検出器２３１におけるテラヘルツ波ＬＴ１の電界強度の検出タイミングを遅延させることができる。

制御部７は、検査装置１００が備える各部と電気的に接続されており、各種の演算処理を実行しつつ検査装置１００の各部の動作を制御する。

図４は、検査装置１００における制御部７と他の要素との電気的な接続を示すブロック図である。制御部７は、演算装置としてのＣＰＵ７１、読み取り専用のＲＯＭ７２、主にＣＰＵ７１のワーキングエリアとして使用されるＲＡＭ７３および不揮発性の記録媒体である記憶部７４を備えている。このように、制御部７は、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３および記憶部７４を備えており、一般的なコンピュータとして構成されている。

ＲＯＭ７２は、基本プログラムなどを格納している。ＲＡＭ７３は、ＣＰＵ７１が所定の処理を行う際の作業領域として供される。記憶部７４は、フラッシュメモリ、あるいは、ハードディスク装置などの不揮発性の記憶装置によって構成されている。記憶部７４にはプログラムＰＧ１がインストールされている。該プログラムＰＧ１に記述された手順に従って、主制御部としてのＣＰＵ７１が演算処理を行うことによって、各種機能（例えば、光強度設定部７１１、時間波形取得部７１２、振動発生検出部７１３など）が実現される。

光強度設定部７１１は、太陽電池９に照射する光（検査光ＬＰ１１）の光強度を設定する。光強度設定部７１１は、時間波形取得部７１２および振動発生検出部７１３を備えている。光強度設定部７１１が光強度を設定する手順については、後に詳述する。

時間波形取得部７１２は、太陽電池９から放射されたテラヘルツ波の時間波形を取得する。時間波形の取得は、図３で説明した要領で行われる。

振動発生検出部７１３は、時間波形における、微小な振動の発生を検出する。この詳細については、後述する。

プログラムＰＧ１は、通常、予め記憶部７４などのメモリに格納されて使用されるものであるが、ＣＤ−ＲＯＭあるいはＤＶＤ−ＲＯＭ、外部のフラッシュメモリなどの記録媒体に記録された形態（プログラムプロダクト）で提供され（あるいは、ネットワークを介した外部サーバからのダウンロードなどにより提供され）、追加的または交換的に記憶部７４などのメモリに格納されるものであってもよい。なお、制御部７において実現される一部あるいは全部の機能は、専用の論理回路などでハードウェア的に実現されてもよい。

また、制御部７は、表示部６１、操作部６２、ステージ駆動機構３１、遅延ステージ駆動機構２４２およびカメラ６といった検査装置１００の各要素とバス配線、ネットワーク回線またはシリアル通信回線などを介して接続されている。制御部７は、これらの要素の動作制御を行ったり、これらの要素からデータを受け取ったりする。

表示部６１は、液晶ディスプレイなどの画像を表示する表示装置であって、例えばテラヘルツ波の時間波形、周波数スペクトルなどの各種情報を表示する。

操作部６２は、例えば、キーボードおよびマウスによって構成される入力デバイスであり、オペレータからの各種の操作（コマンドや各種データの入力といった操作）を受け付ける。なお、操作部６２は、各種スイッチ、タッチパネルなどにより構成されてもよい。

＜検査装置の動作＞
次に、検査装置の動作について説明する。図５は、検査装置１００の動作の流れを示す図である。図５に示すフローチャートは、検査装置１００において、テラヘルツ波測定に基づいた、半導体試料である太陽電池９の検査を行うものである。

図５に示すフローチャートのうち、ステップＳ１１〜ステップＳ１４までの処理は、太陽電池９に照射される検査光ＬＰ１１の光強度を設定する、光強度設定処理である。また、ステップＳ１５の処理は、当該光強度設定処理によって設定された光強度の検査光ＬＰ１１を用いて、太陽電池９の検査を行う検査処理である。

まず、検査用の光強度を設定する理由について説明する。図６は、光強度と電界強度の相関を示す図である。図６中、横軸は光強度を示しており、縦軸は電界強度を示している。

図６に示すデータは、電界強度の検出タイミング（位相）を固定し、光強度が異なる検査光ＬＰ１１をそれぞれ太陽電池９に照射し、発生するテラヘルツ波の電界強度を測定したものである。図６に示すように、光強度が大きくなるにしたがって、電界強度が大きくなっている。しかしながら、ある特定の光強度を超えると、電界強度が減少に転じる。この電界強度が減少に転じる点を限界点Ｐ１と称し、このときの光強度を限界光強度ＬＥ１とする。また、減少に転じた点を超過点Ｐ２と称し、このときの光強度を超過光強度ＬＥ２とする。

図６に示すように、テラヘルツ波の検出感度を高めるためには、照射する検査光ＬＰ１１の光強度を上げればよいが、限界点Ｐ１を越える光強度は逆に検出感度が落ちる事となる。また、検査光ＬＰ１１の光強度が大きくなると、太陽電池９にダメージを与えてしまうおそれがある。そこで、太陽電池９の検査を良好に行うことができる好適な検査光ＬＰ１１の光強度の設定が、図５に示すステップＳ１１〜ステップＳ１４で実行される。そして、この好適な検査光ＬＰ１１を用いた太陽電池９の検査が、ステップＳ１５で実行される。

図５に戻って、各ステップＳ１１〜ステップＳ１５について説明する。

ステップＳ１１は、所定の光強度（第１光強度）の検査光ＬＰ１１を太陽電池９に照射し、これによって太陽電池９から放射されるテラヘルツ波ＬＴ１の時間波形（第１時間波形）を取得する第１取得工程である。

ステップＳ１２は、先の第１光強度よりも大きい第２光強度の検査光ＬＰ１１を太陽電池９に照射し、これによって太陽電池９から放射されるテラヘルツ波ＬＴ１の時間波形（第２時間波形）を取得する第２取得工程である。

ステップＳ１１およびステップＳ１２における時間波形の取得は、時間波形取得部７１２の制御の下に実施される。

ステップＳ１３は、第１時間波形および第２時間波形の比較に基づいて、第２時間波形における電界強度の微小な振動の発生を検出する振動発生検出工程である。ここで、微小な振動とは、図３に示すような典型的なテラヘルツ波ＬＴ１の電界強度の上下振動に比べて、充分小さい電界強度の振動をいう。ステップＳ１３において、振動発生が検出された場合（ステップＳ１３においてＹＥＳ）、次のステップＳ１４に進む。振動発生が検出されなかった場合（ステップＳ１３においてＮＯ）、再びステップＳ１２が実行される。すなわち、光強度がより強められて、改めて第２時間波形が取得される。

図５に示すフローチャートの場合、ステップＳ１３において、第１時間波形と第２時間波形を比較し、振動発生が検出されない場合、再びステップＳ１２を実行することによって取得した第２時間波形（「新第２時間波形」と称する。）と、第１時間波形とが比較されることとなる。しかしながら、先に取得していた第２時間波形を第１時間波形（「新第１時間波形」）に置き換えて、新第１時間波形と新第２時間波形とが比較されるようにしてもよい。

ここで、ステップＳ１３における振動発生を検出する手法として、例示的に２つの検出方法を説明する。

＜第１の検出方法＞
まず、第１の検出方法は、時間波形に含まれる変曲点の増大に基づいて、振動発生を検出する手法である。すなわち、振動の発生を、変曲点の数量を計測するによって直接的に検出するものである。具体的に、図７〜図１１を参照しつつ説明する。

図７は、限界光強度ＬＥ１および超過光強度ＬＥ２の検査光ＬＰ１１の照射によって放射されるテラヘルツ波の時間波形８１，８２を示す図である。時間波形８１は、限界光強度ＬＥ１に対応しており、時間波形８２は、限界光強度ＬＥ１よりも大きい超過光強度ＬＥ２に対応する。すなわち、時間波形８１が第１時間波形に、時間波形８２が第２時間波形にそれぞれ対応する。

時間波形８１は、時間的に早い順に、主な４つの変曲点ＩＰ１，ＩＰ２，ＩＰ３およびＩＰ４（以下、「ＩＰ１〜ＩＰ４」と表記する。）を有している。変曲点ＩＰ１，ＩＰ３は、下に凸の（すなわち、電界強度が減少から増加へ転じる）山の頂点である。また、変曲点ＩＰ２，ＩＰ４は、上に凸の（すなわち、電界強度が増加から減少へ転じる）山の頂点である。変曲点ＩＰ１〜ＩＰ４の電界強度を、それぞれＥ１１，Ｅ１２，Ｅ１３およびＥ１４とする。Ｅ１１，Ｅ１３は、負の電界強度であり、Ｅ１２，Ｅ１４は、正の電界強度となっている。変曲点ＩＰ１は第１の負のピークであり、変曲点ＩＰ２は第１の正のピークである。また、変曲点ＩＰ３は第２の負のピークであり、変曲点ＩＰ３は第２の負のピークである。

これに対して、時間波形８２では、この主な変曲点ＩＰ１〜ＩＰ４をそれぞれ含む第１位相区間ＰＳ１〜第４位相区間ＰＳ４のそれぞれにおいて、電界強度が上下に振れる振動が発生している。この電界強度の振動は、コヒーレントフォトンの振動（コヒーレント振動現象）に起因するものと考えられる。

図８は、時間波形８１，８２における第１位相区間ＰＳ１の部分を示す部分拡大図である。図９は、時間波形８１，８２における第２位相区間ＰＳ２の部分を示す部分拡大図である。図１０は、時間波形８１，８２における第３位相区間ＰＳ３の部分を示す部分拡大図である。図１１は、時間波形８１，８２における第４位相区間ＰＳ４の部分を示す部分拡大図である。

第１位相区間ＰＳ１においては、時間波形８１では変曲点が１個（変曲点ＩＰ１）であるのに対して、時間波形８２では５個存在する（図８参照）。また、第２位相区間ＰＳ２においては、時間波形８１では変曲点が１個（変曲点ＩＰ２）であるのに対して、時間波形８２では３個存在する（図９参照）。さらに、第３位相区間ＰＳ３においては、時間波形８１では変曲点が１個（変曲点ＩＰ３）であるのに対して、時間波形８２では変曲点が９個存在する（図１０参照）。そして、第４位相区間ＰＳ４においては、時間波形８１では変曲点が５個（変曲点ＩＰ４を含む。）存在するのに対して、時間波形８２では変曲点が１５個存在する（図１１参照）。

このように、検査光ＬＰ１１の光強度が限界光強度ＬＥ１から超過光強度ＬＥ２に強められることによって、時間波形に存在する変曲点の数量が増大する。この変曲点の増大を検出することによって、放射される電界強度が最大となる限界点を超えたか否かを判定できる。

特に、時間波形８２における変曲点の増大は、時間波形８１の主な変曲点ＩＰ１〜変曲点ＩＰ４のそれぞれが含まれる第１位相区間ＰＳ１〜第４位相区間ＰＳ４において顕著に起こる。このため、第１位相区間ＰＳ１〜第４位相区間ＰＳ４のうち、少なくも１つの位相区間における変曲点の数量を取得すれば、電界強度の振動発生を容易に検出することができる。

具体的には、光強度設定部７１１が、ステップＳ１１において取得された第１時間波形について、１以上の変曲点を特定し、当該１以上の変曲点の位相が含まれる１以上の位相区間を決定する。ここで、特定される１以上の変曲点は、第１時間波形における第１の負のピーク（例えば変曲点ＩＰ１）、第１の正のピーク（例えば変曲点ＩＰ２）、第２の負のピーク（例えば変曲点ＩＰ３）、および第２の正のピーク（例えば変曲点ＩＰ４）となる変曲点のいずれかであることが望ましい。また、１つの位相区間の時間的長さは、任意に設定してよいが、互いに重複しないことが望ましい。ステップＳ１３においては、ステップＳ１２で取得された第２時間波形について、１以上の位相区間のみにおける変曲点の数量が計測される。これによって、振動発生の検出を効率的に行うことができる。

２以上の位相区間について、変曲点の数量を計測することによって、振動発生の検出精度を高めることができる。例えば、２以上の位相区間のうち、いずれか１つの位相区間において変曲点の数量が増大した場合に、振動が発生したと判定されてもよい。あるいは、２以上の位相区間のうち、２またはそれ以上の位相区間の全てで変曲点が増大した場合に、振動が発生したと判定されてもよい。

また、ステップＳ１２においては、上記１以上の位相区間のみの時間波形が復元されるようにしてもよい。この場合、第２時間波形の復元に必要なテラヘルツ波ＬＴ１の測定時間を短縮できる。

なお、振動が発生したか否かを判定する際、例えば、変曲点の増大分が既定の数量を越えたか否かを判定基準とすればよい。また、ノイズが変曲点として検出されることを抑制するため、移動平均によって時間波形を平滑化するようにしてもよい。あるいは、時間的に連続する２つの変曲点の変化量が極めて小さい場合には、その２つの変曲点をカウントから除外してもよい。変化量が大きいか小さいかは、例えば、その変化量が、２つの変曲点のどちらか一方の電界強度に対して、既定の割合を超えるか否かで判定することが考えられる。すなわち、変化量が既定の割合を超える場合には、その２つの変曲点はカウントされ、変化量が既定の割合を越えない場合には、その２つの変曲点はカウントから除外されるようにすればよい。

＜第２の検出方法＞
第２の検出方法は、周波数解析に基づいて、振動発生を検出する手法である。つまり、取得した第１時間波形および第２時間波形をフーリエ変換することによって、それぞれの周波数スペクトルを得る（テラヘルツ時間分光法）。そして、第１時間波形および第２時間波形の周波数スペクトルを比較することによって、振動発生を検出するものである。

図１２は、周波数スペクトルを示す図である。図１２中、横軸は周波数を示しており、縦軸はスペクトル強度（電界強度）を示している。スペクトル波形Ｆ８１およびスペクトル波形Ｆ８２は、時間波形８１および時間波形８２の周波数スペクトルである。また、スペクトル波形Ｆ８３およびスペクトル波形Ｆ８４のそれぞれは、光強度がＬＥ３およびＬＥ４の検査光ＬＰ１１のときに、太陽電池９から放射されるテラヘルツ波の周波数スペクトルである。光強度ＬＥ３およびＬＥ４は、限界光強度ＬＥ１よりも小さい光強度であって、ＬＥ３はＬＥ４よりも小さい光強度である（図６参照）。

図１２に示すように、振動が発生している時間波形８２に対応するスペクトル波形Ｆ８２では、他のスペクトル波形Ｆ８１，Ｆ８３およびＦ８４と比較すると、０．５ＴＨｚ以上の高周波数領域において、スペクトル強度が顕著に強くなる。

なお、図１３は、低周波領域（０．５ＴＨｚ以下）の周波数スペクトルを示す図である。図１３に示すように、検査光ＬＰ１１の光強度をＬＥ１，ＬＥ２，ＬＥ３，ＬＥ４というように順に強くすると、低周波領域におけるスペクトル強度が、ＬＥ３で頭打ちとなっている。

以上のことから、第１時間波形および第２時間波形についての周波数スペクトルのうち、０．５ＴＨｚ以上の高周波数領域におけるスペクトル強度が、電界強度の微小振動に関連性があると考えられる。そこで、この高周波領域を比較することによって、振動発生を高精度に検出することができる。その際、各スペクトル波形を、周波数の軸方向に沿って移動平均して平滑化することで、ノイズを除去することによって、スペクトル強度の比較を容易に行うことができる。また、振動の発生の有無を判定するため、あらかじめ判定基準が定められる。この判定基準は、例えば、比較元である第１時間波形についてのスペクトル強度に対する割合で設定することが考えられる。すなわち、例えば、第１時間波形および第２時間波形のスペクトル強度の差分値が、第１時間波形のスペクトル強度に対する所定の割合を越えた時に、スペクトル強度が増加したと判定される。

図５に戻って、ステップＳ１４は、検査光ＬＰ１１の測定用の光強度を設定する光強度設定工程である。具体的には、検査光ＬＰ１１の検査向けの光強度を、ステップＳ１３において振動の発生が検出された光強度（第２光強度）よりも小さい光強度（第３光強度）に設定する。この第３光強度は、例えば、ステップＳ１１で照射した検査光ＬＰ１１の光強度、および、ステップＳ１３において振動は発生していないとされた第２時間波形を得る際に照射した検査光ＬＰ１１の光強度のうち、最も大きいものとされる。あるいは、ステップＳ１３において、振動の発生が検出された光強度（第２光強度）の８割〜９割の光強度に設定されてもよい。検査向けの光強度が、第２光強度よりも小さくすることによって、太陽電池９にダメージを与える可能性を小さくできるとともに、比較的高強度のテラヘルツ波を検出できる。

ステップＳ１５では、ステップＳ１４で決定された第３光強度の検査光ＬＰ１１を用いて、太陽電池９を検査する検査工程である。具体的には、太陽電池９に対して、任意の箇所に検査光ＬＰ１１を照射し、放射されるテラヘルツ波を検出することによって、太陽電池９の特性が検査される。なお、放射されるテラヘルツ波の時間波形を復元することによって、テラヘルツ波の波形の形状、または、電界強度の大きさに基づいた検査を行うことができる。また、時間波形をフーリエ変換して、周波数スペクトルを取得し、該周波数スペクトルに基づいた検査を行うこともできる。また、太陽電池９の所定領域を検査光ＬＰ１１で走査して、放射されるテラヘルツ波の強度分布を画像化する検査も実施可能である。

なお、図５に示すフローチャートでは、ステップＳ１２，Ｓ１３においては、検査光ＬＰ１１の光強度を大きくして、振動が発生したかどうかを検出している。しかしながら、検査光ＬＰ１１の光強度を弱めて、振動が消失したどうかを検出するように変形してもよい。具体的には、検査光ＬＰ１１の光強度を、段階的に弱めていって、変曲点の数の減少が頭打ちとなったときの光強度を検出する。もしくは、スペクトル強度の高周波領域の増加が頭打ちとなったときの光強度を検出する。そして、ステップＳ１４の光強度設定では、検査向けの光強度を、上記頭打ちとなった光強度と同じかそれよりも小さい光強度に設定する。これによって、太陽電池９にダメージを与えることを抑えつつ、かつ、高強度のテラヘルツ波を発生させることが可能な検査光ＬＰ１１の光強度を決定できる。したがって、太陽電池９の検査処理を良好に行うことができる。

また、上記実施形態では、フェムト秒レーザ２２１からパルス光を出射させて、太陽電池９からパルス状のテラヘルツ波を放射させている。しかしながら、フェムト秒レーザ２２１の代わりに、発振周波数がわずかに相違する２つの連続光を出射する２つの光源を利用することも可能である（特開２０１３−１７０８６４号公報参照）。具体的には、２つの連続光を、光導波路である光ファイバなどで形成されたカプラによって重ね合わせることで、差周波に対応する光ビート信号を生成する。そして、この光ビート信号を、太陽電池９に照射することによって、その光ビート信号の周波数に応じた電磁波（テラヘルツ波）を放射させることができる。その際の光ビート信号の光強度を設定する際にも、本発明を適用することができる。

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。また、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。

１００ 検査装置
２２ 検査光照射部
２３ テラヘルツ波検出部
２４ 遅延部
３ 移動ステージ
４ 試料台
６１ 表示部
６２ 操作部
７ 制御部
７１ ＣＰＵ
７１１ 光強度設定部
７１２ 時間波形取得部
７１３ 振動発生検出部
７４ 記憶部
８０〜８２ 時間波形
９ 太陽電池
Ｆ８１〜Ｆ８４ スペクトル波形
ＩＰ１〜ＩＰ４ 変曲点
ＬＥ１ 限界光強度
ＬＥ２ 超過光強度
ＬＥ３，ＬＥ４ 光強度
ＬＰ１ パルス光
ＬＰ１１ 検査光
ＬＰ１２ 検出光
ＬＴ１ テラヘルツ波
ＮＤ１ 減光フィルター
Ｐ１ 限界点
Ｐ２ 超過点
ＰＭ１ パワーメータ
ＰＳ１ 第１位相区間
ＰＳ２ 第２位相区間
ＰＳ３ 第３位相区間
ＰＳ４ 第４位相区間

Claims (10)

1. 半導体試料に照射する光の強度を設定する光強度設定方法であって、
   （ａ） 第１光強度の光の照射に応じて半導体試料から放射されるテラヘルツ波の第１時間波形を取得する第１取得工程と、
   （ｂ） 前記第１光強度よりも大きい第２光強度の光の照射に応じて前記半導体試料から放射されるテラヘルツ波の第２時間波形を取得する第２取得工程と、
   （ｃ） 前記第１時間波形および前記第２時間波形の比較に基づいて、前記第２時間波形における電界強度の振動の発生を検出する振動発生検出工程と、
   （ｄ） 前記（ｃ）工程において、電界強度の振動の発生が検出された場合に、前記半導体試料に照射する前記光の光強度を、前記第２光強度よりも小さい第３光強度に設定する光強度設定工程と、
   を含み、
   前記（ｃ）工程は、
   （ｃ−１）前記第１時間波形および前記第２時間波形に含まれる変曲点をカウントする工程と、
   （ｃ−２）前記（ｃ−１）工程によってカウントされた前記第１時間波形および前記第２時間波形に含まれる前記変曲点の数量の変化分が規定の数量を超えたか否かを判定することによって、前記振動の発生を検出する工程と、
   を含み、
   前記（ｃ−１）工程は、時間的に連続する２つの変曲点における電界強度の変化量が既定の値よりも小さい場合には当該２つの変曲点をカウントから除外する工程である、光強度設定方法。
2. 請求項１に記載の光強度設定方法において、
   （ｅ） 前記（ｃ）工程より先に、前記第１時間波形および前記第２時間波形を平滑化する工程、
   をさらに含み、
   前記（ｃ−１）工程は、前記工程（ｅ）によって平滑化された前記第１時間波形および前記第２時間波形において前記変曲点の数量をカウントする工程である、光強度設定方法。
3. 請求項１または２に記載の光強度設定方法において、
   前記（ｃ）工程は、
   前記第１時間波形および前記第２時間波形における、１以上の位相区間に含まれる変曲点の数量の変化に基づいて、前記振動の発生を検出する工程を含み、
   前記１以上の位相区間のそれぞれは、前記第１時間波形における変曲点の位相を含む区間である、光強度設定方法。
4. 請求項３に記載の光強度設定方法において、
   前記（ｃ）工程は、
   複数の前記位相区間に含まれる変曲点の数量の変化に基づいて、前記振動の発生を検出する工程を含む、光強度設定方法。
5. 半導体試料に照射する光の強度を設定する光強度設定方法であって、
   （ａ） 第１光強度の光の照射に応じて半導体試料から放射されるテラヘルツ波の第１時間波形を取得する第１取得工程と、
   （ｂ） 前記第１光強度よりも大きい第２光強度の光の照射に応じて前記半導体試料から放射されるテラヘルツ波の第２時間波形を取得する第２取得工程と、
   （ｃ） 前記第１時間波形および前記第２時間波形の比較に基づいて、前記第２時間波形における電界強度の振動の発生を検出する振動発生検出工程と、
   （ｄ） 前記（ｃ）工程において、電界強度の振動の発生が検出された場合に、前記半導体試料に照射する前記光の光強度を、前記第２光強度よりも小さい第３光強度に設定する光強度設定工程と、
   を含み、
   前記（ｃ）工程は、
   前記第１時間波形および前記第２時間波形をフーリエ変換することによって得られる周波数スペクトルの強度を平滑化し、平滑化された前記強度の差分値が所定の判定基準を超えるか否かを判定することによって、前記振動の発生を検出する工程を含む、光強度設定方法。
6. 請求項５に記載の光強度設定方法において、
   前記（ｃ）工程は、
   前記周波数スペクトルにおける、０．５ＴＨｚ以上の周波数領域に基づき、前記振動の発生を検出する工程を含む、光強度設定方法。
7. 半導体試料を検査する検査方法であって、
   （ａ） 第１光強度の光の照射に応じて半導体試料から放射されるテラヘルツ波の第１時間波形を取得する第１取得工程と、
   （ｂ） 前記第１光強度よりも大きい第２光強度の光の照射に応じて前記半導体試料から照射されるテラヘルツ波の第２時間波形を取得する第２取得工程と、
   （ｃ） 前記第１時間波形および前記第２時間波形を比較することによって、前記第２時間波形における電界強度の振動の発生を検出する振動発生検出工程と、
   （ｄ） 前記（ｃ）工程において、電界強度の振動の発生が検出された場合に、前記半導体試料に照射する前記光の光強度を、前記第２光強度よりも小さい第３光強度に設定する光強度設定工程と、
   （ｅ） 前記（ｄ）工程にて設定された第３光強度の光の照射に応じて、前記半導体試料から放射されるテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波検出工程と、
   を含み、
   前記（ｃ）工程は、
   （ｃ−１）前記第１時間波形および前記第２時間波形に含まれる変曲点をカウントする工程と、
   （ｃ−２）前記（ｃ−１）工程によってカウントされた前記第１時間波形および前記第２時間波形に含まれる前記変曲点の数量の変化分が規定の数量を超えたか否かを判定することによって、前記振動の発生を検出する工程と、
   を含み、
   前記（ｃ−１）工程は、時間的に連続する２つの変曲点における電界強度の変化量が既定の値よりも小さい場合には当該２つの変曲点をカウントから除外する工程である、検査方法。
8. 請求項７に記載の検査方法において、
   （ｆ） 前記（ｃ）工程より先に、前記第１時間波形および前記第２時間波形を平滑化する工程、
   をさらに含み、
   前記（ｃ−１）工程は、前記工程（ｆ）によって平滑化された前記第１時間波形および前記第２時間波形において前記変曲点の数量をカウントする工程である、検査方法。
9. 半導体試料を検査する検査装置であって、
   前記半導体試料に光を照射する照射部と、
   前記光の照射に応じて、前記半導体試料から放射されるテラヘルツ波を検出する検出部と、
   前記検出部によって検出された前記テラヘルツ波の強度に基づいて、前記テラヘルツ波の時間波形を取得する時間波形取得部と、
   前記照射部が前記半導体試料に照射する前記光の強度を設定する光強度設定部と、
   を含み、
   前記光強度設定部は、
   第１光強度の光の照射に応じて前記半導体試料から放射されるテラヘルツ波の第１時間波形、および、前記第１光強度よりも大きい第２光強度の光の照射に応じて前記半導体試料から放射されるテラヘルツ波の第２時間波形を取得する時間波形取得部と、
   前記第１時間波形および前記第２時間波形を比較することによって、前記第２時間波形における電界強度の振動の発生を検出する振動発生検出部と、
   を備え、
   前記振動発生検出部は、前記第１時間波形および前記第２時間波形における変曲点の数量の変化分が既定の数量を越えたか否かを判定することによって、前記振動の発生を検出し、
   前記変曲点の数量は、時間的に連続する２つの変曲点間における電界強度の変化量が既定の値よりも小さい場合には当該２つの変曲点をカウントから除外することによって得られる、検査装置。
10. 請求項９に記載の検査装置において、
    前記振動発生検出部は、平滑化された前記第１時間波形および前記第２時間波形において、前記変曲点の数量をカウントする、検査装置。

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