特許 6044893 検査装置および検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6044893

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】検査装置および検査方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/66 20060101AFI20161206BHJP

   G01N 21/00 20060101ALI20161206BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/66 C

   G01N21/00 B

【請求項の数】7

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2013-46225(P2013-46225)

(22)【出願日】2013年3月8日

(65)【公開番号】特開2014-175442(P2014-175442A)

(43)【公開日】2014年9月22日

【審査請求日】2015年12月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(73)【特許権者】

【識別番号】504176911

【氏名又は名称】国立大学法人大阪大学

(74)【代理人】

【識別番号】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】中西 英俊

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 明

(72)【発明者】

【氏名】斗内 政吉

(72)【発明者】

【氏名】川山 巌

【審査官】 堀江 義隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−００９６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１５０８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３４９５８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

Ｇ０１Ｎ ２１／００

Ｇ０１Ｎ ２１／９５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体デバイスまたはフォトデバイスを検査対象物とする検査装置であって、
同一のパルス周期を有するポンプ光およびプローブ光のそれぞれを、前記検査対象物に照射する照射部と、
前記プローブ光の照射に応じて前記検査対象物から放射される電磁波を検出する検出部と、
前記ポンプ光に対して、前記プローブ光が前記検査対象物に到達する時間を相対的に遅延させる測定用遅延部と、
を備え、
前記照射部は、
前記検査対象物における、前記ポンプ光が照射されている照射範囲よりも広い広域範囲を、前記プローブ光で走査する走査機構を備えている、検査装置。

【請求項2】

請求項１に記載の検査装置において、
前記検出部によって検出された前記電磁波の電場強度の分布を示す画像を生成する画像生成部、をさらに備えている、検査装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の検査装置において、
前記ポンプ光の照射位置を変更する照射位置変更部、
をさらに備えている、検査装置。

【請求項4】

請求項１から３までのいずれか１項に記載の検査装置において、
前記検出部は、
前記プローブ光と同一のパルス周期である検出用パルス光を受光することによって、前記プローブ光の照射に応じて発生した電磁波を検出する検出器、を備えており、
前記検査装置は、
前記電磁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到達する時間を相対的に遅延する検出用遅延部、をさらに備えている、検査装置。

【請求項5】

請求項１から４までのいずれか１項に記載の検査装置において、
前記検査対象物に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス電圧印加部、
をさらに備えている、検査装置。

【請求項6】

請求項５に記載の検査装置において、
前記逆バイアス電圧印加部の印加する逆バイアス電圧が可変である、検査装置。

【請求項7】

半導体デバイスまたはフォトデバイスである検査対象物を検査する検査方法であって、
(a) ポンプ光を前記検査対象物に照射する工程と、
(b) 前記(a)工程における、前記ポンプ光が照射されている照射範囲よりも広い広域範囲を、前記ポンプ光と同一のパルス周期であるプローブ光で走査する工程と、
(c) 前記(b)工程における、前記プローブ光の照射に応じて前記検査対象物から放射される電磁波を検出する工程と、
(d) 前記ポンプ光に対して、前記プローブ光が前記検査対象物に到達する時間を相対的に遅延させる工程と、
を含む、検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、半導体デバイスまたはフォトデバイスを検査する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

パルスレーザ光を照射したときに、半導体デバイスから放射される電磁波を検出することによって、半導体デバイスを非接触で検査する半導体検査装置が既に公知である（特許文献１）。

【0003】

また、本願出願人は、パルス光をフォトデバイスに照射し、それに応じてフォトデバイスから放射される電磁波を検出することで、フォトデバイスを検査する技術を提案している（特許文献２）。

【0004】

さらに、ポンプ・プローブ測定法を用いて、ポンプ光の照射領域内をプローブ光で走査し、光励起キャリアの可視化する技術も既に提案されている（非特許文献１）。非特許文献１では、代表的なテラヘルツ波発生素子である光伝導スイッチを試料として、サブピコ秒の時間分解能・数マイクロメートルの空間分解能で、光励起キャリアのダイナミクスを観察することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−６０３１７号公報

【特許文献2】特開２０１３−１９８６１号公報

【特許文献3】特開２００９−１７５１２７号公報

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】藤原 昌悟ら、ポンプ-プローブ・レーザーテラヘルツ放射顕微鏡による低温成長ガリウム砒素(LT-GaAs)光伝導スイッチのキャリアダイナミクスに関する研究(ミリ波・テラヘルツ波デバイス・システム)、電子情報通信学会技術研究報告. ED, 電子デバイス 110(342), 87-90, 2010-12-09

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

半導体デバイスまたはフォトデバイスにおいて、サブピコ秒レベルでの光励起キャリアの発生、移動および消滅の過程を検査することは、それらの性能、欠陥を検査する上で、極めて貴重な情報となる。特にフォトデバイスにおいては、光励起キャリアの生成、生成後から再結合までのライフタイム、電極までの移動などを解析することは、フォトデバイスの性能または欠陥を評価する上で極めて重要な情報となり得る。しかしながら、フォトデバイスについて、光励起キャリアのダイナミクスを検出する技術は知られていない。

【0008】

また、非特許文献１では、ポンプ光の照射領域内にしかプローブ光が照射されていない。このため、ポンプ光の領域外で発生、移動または消滅する光励起キャリアを検査することができない、という問題があった。

【0009】

本発明は、半導体デバイスまたはフォトデバイスを、ポンプ・プローブ測定法によって良好に検査する技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の課題を解決するため、第１の態様は、半導体デバイスまたはフォトデバイスを検査対象物とする検査装置であって、同一のパルス周期を有するポンプ光およびプローブ光のそれぞれを、前記検査対象物に照射する照射部と、前記プローブ光の照射に応じて前記検査対象物から放射される電磁波を検出する検出部と、前記ポンプ光に対して、前記プローブ光が前記検査対象物に到達する時間を相対的に遅延させる測定用遅延部とを備え、前記照射部は、前記検査対象物における、前記ポンプ光が照射されている照射範囲よりも広い広域範囲を、前記プローブ光で走査する走査機構を備えている。

【0011】

また、第２の態様は、第１の態様に係る検査装置において、前記検出部によって検出された前記電磁波の電場強度の分布を示す画像を生成する画像生成部、をさらに備えている。

【0012】

また、第３の態様は、第１または２の態様に係る検査装置において、前記ポンプ光の照射位置を変更する照射位置変更部、をさらに備えている。

【0013】

また、第４の態様は、第１から第３までの態様のいずれか１態様に係る検査装置において、前記検出部は、前記プローブ光と同一のパルス周期である検出用パルス光を受光することによって、前記プローブ光の照射に応じて発生した電磁波を検出する検出器、を備えており、前記検査装置は、前記電磁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到達する時間を相対的に遅延する検出用遅延部、をさらに備えている。

【0014】

また、第５の態様は、第１から第４までの態様のいずれか１態様に係る検査装置において、前記検査対象物に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス電圧印加部、をさらに備えている。

【0015】

また、第６の態様は、第５の態様に係る検査装置において、前記逆バイアス電圧印加部の印加する逆バイアス電圧が可変である。

【0016】

また、第７の態様は、半導体デバイスまたはフォトデバイスである検査対象物を検査する検査方法であって、(a)ポンプ光を前記検査対象物に照射する工程と、(b)前記(a)工程における、前記ポンプ光が照射されている照射範囲よりも広い広域範囲を、前記ポンプ光と同一のパルス周期であるプローブ光で走査する工程と、(c)前記(b)工程における、前記プローブ光の照射に応じて前記検査対象物から放射される電磁波を検出する工程と、(d)前記ポンプ光に対して、前記プローブ光が前記検査対象物に到達する時間を相対的に遅延させる工程とを含む。

【発明の効果】

【0017】

第１から第７までの態様によると、ポンプ光が照射されていない領域についても、ポンプ・プローブ測定法によって、光励起キャリアの発生、移動、再結合および消滅などについて、観測することができる。これにより、半導体デバイスまたはフォトデバイスの性能または欠陥などについての検査をより詳細に行うことができる。

【0018】

また、第２の態様によると、検査対象物における、電場強度分布のイメージングを行うことができる。

【0019】

また、第３の態様によると、検査対象物の任意の位置で、ポンプ・プローブ測定法を行うことができる。

【0020】

また、第４の態様によると、プローブ光の照射に応じて放射された電磁波について、時間波形を復元することができる。

【0021】

また、第５の態様によると、逆バイアス電圧が印加されることによって、放射される電磁波の強度を高めることができる。

【0022】

また、第６の態様によると、設定された検査範囲に応じて、ポンプ・プローブ測定に支障をきたさない適切な大きさの逆バイアス電圧を印加することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】実施形態に係る検査装置の概略構成図である。

【図2】制御部とその他の要素の接続関係を示すブロック図である。

【図3】太陽電池の表面を測定用プローブ光で走査する様子を示す平面図である。

【図4】測定用プローブ光および測定用ポンプ光の時間的関係を示す図である。

【図5】測定用プローブ光・測定用ポンプ光間の遅延時間を変えたときに放射される電磁波の電場強度の波形を示す図である。

【図6】測定用ポンプ光の照射によって起こる、光励起キャリアの生成および移動を説明するための概念図である。

【図7】測定用プローブ光の照射によって太陽電池から放射される電磁波の時間波形を示す図である。

【図8】初期設定の一例を示す流れ図である。

【図9】測定用ポンプ光の光強度と、放射される電磁波の電場強度の関係を示す図である。

【図10】逆バイアス電圧に依存した、電場強度の変動を示す図である。

【図11】検査の一例を示す流れ図である。

【図12】遅延時間が異なる複数の電場強度分布画像の例を示す図である。

【図13】測定用ポンプ光のみの照射によって発生した電磁波の時間波形、および、ポンプ・プローブ測定により得られた波形を示す図である。

【図14】変形例に係る検査装置の概略図である。

【図15】変形例に係る検査装置の概略図である。

【図16】変形例に係る検査装置の概略図である。

【図17】変形例に係る検査装置の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

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、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。

【0025】

＜１． 実施形態＞
＜１．１ 構成および機能＞
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、半導体デバイスまたはフォトデバイスである検査対象物に対し、パルス光を照射し、該パルス光の照射に応じて検査対象物から放射される電磁波（例えば、周波数が０．１ＴＨｚ〜１０ＴＨｚのテラヘルツ波）を検出することによって、検査対象物の検査を行う。

【0026】

本願において、半導体デバイスとは、半導体によりトランジスタ、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装置をいう。また、フォトデバイスとは、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など、半導体の光電効果を利用する電子装置をいう。以下では、検査対象物が、フォトデバイスの一種である平板状の太陽電池９である場合を例にして、具体的に説明する。太陽電池９の表面９Ｓは、平面状でもよいが、曲面状などに形成されていてもよい。

【0027】

図１に示されるように、検査装置１００は、ステージ１１、照射部１２、検出部１３、測定用遅延部１４Ａ、検出用遅延部１４Ｂ、ステージ移動機構１５および制御部１６を備えている。

【0028】

ステージ１１は、図示を省略する固定手段によって、太陽電池９をステージ１１上に固定して保持する。固定手段としては、太陽電池９を挟持する挟持具を利用したもの、粘着性シート、または、ステージ１１の表面に形成される吸着孔などが例示される。ただし、太陽電池９を保持できるのであれば、これら以外の固定手段が採用されてもよい。

【0029】

照射部１２は、パルス光を出射する光源として、フェムト秒レーザ１２１を備えている。フェムト秒レーザ１２１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（パルス光ＬＰ１）を放射する。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。

【0030】

フェムト秒レーザ１２１から出射されたパルス光ＬＰ１は、ハーフミラーＨＭ１によって、２つに分光される。分光された一方のパルス光（測定用パルス光ＬＰ１０）は、太陽電池９へ導かれる。測定用パルス光ＬＰ１０の光強度は、例えば数百ｍＷ程度とされる。また、もう一方のパルス光（検出用パルス光ＬＰ２１）は、電磁波を検出する検出部１３の検出器１３１へと導かれる。検出用パルス光ＬＰ２１の光強度は、例えば５ｍＷ程度とされる。

【0031】

測定用パルス光ＬＰ１０は、ハーフミラーＨＭ２によって、２つに分光される。分光された一方の測定用パルス光は、光チョッパ１２３によって数ｋＨｚ（例えば、２ｋＨｚまたは４ｋＨｚ）の変調がかけられる。なお、変調素子として、ＡＯＭ（Acousto-Optic Modulator）などを用いてもよい。光チョッパ１２３によって変調された測定用パルス光は、測定用プローブ光ＬＰ１１として、ガルバノミラー１２５を介して太陽電池９の表面に導かれる。

【0032】

ガルバノミラー１２５は、測定用プローブ光ＬＰ１１の光路を変更することによって、太陽電池９に対して予め設定された検査範囲内を測定用プローブ光ＬＰ１１で走査する。ガルバノミラー１２５は、ガルバノミラー駆動機構１２７によって駆動される。測定用プローブ光ＬＰ１１は、ガルバノミラー１２５によって、太陽電池９に対して、測定用プローブ光ＬＰ１１の光軸に垂直な２方向に走査しつつ照射される。ガルバノミラー１２５およびガルバノミラー駆動機構１２７は、走査機構の一例である。なお、ガルバノミラー１２５の代わりに、ポリゴンミラー、ピエゾミラー、音響光学素子などを用いることも可能である。また、測定用パルスＬＰ１１に対してステージ１１を移動させることによっても、所定の検査範囲を測定用パルス光ＬＰ１１で走査することもできる。しかしながら、ガルバノミラー１２５を用いることで、走査を効率的に行うことができる。

【0033】

ハーフミラーＨＭ２によって分光された他方の測定用パルス光についても、測定用ポンプ光ＬＰ１３として太陽電池９の表面に導かれる。ハーフミラーＨＭ２から太陽電池９までの測定用ポンプ光ＬＰ１３の光路上には、測定用遅延部１４Ａが設けられている。測定用遅延部１４Ａは、測定用ポンプ光ＬＰ１３が太陽電池９へ到達する時間を連続的に変更する。測定用遅延部１４Ａは、測定用遅延ステージ１４１Ａおよび測定用遅延ステージ移動機構１４３Ａを備えている。

【0034】

なお、本実施形態では、１台のフェムト秒レーザ１２１から出射された測定用パルス光ＬＰ１０を分光したものを、測定用プローブ光ＬＰ１１および測定用ポンプ光ＬＰ１３としている。このため、測定用プローブ光ＬＰ１１および測定用ポンプ光ＬＰ１３のパルス周期は一致している。

【0035】

測定用遅延ステージ１４１Ａは、測定用ポンプ光ＬＰ１３を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。測定用遅延ステージ移動機構１４３Ａは、制御部１６の制御に基づいて、測定用ポンプ光ＬＰ１３の入射方向に沿って測定用遅延ステージ１４１Ａを平行移動させる。測定用遅延ステージ１４１Ａが平行移動することによって、測定用ポンプ光ＬＰ１３の光路長が連続的に変更されることとなる。

【0036】

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測定用プローブ光ＬＰ１１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）が発生し、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、それに応じて電磁波ＬＴ１が発生することとなる。内部電界は、例えばｐｎ接合部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。

【0037】

電磁波ＬＴ１は、内部電界の状態（強さや向きなど）に依存して発生する。つまり、ｐｎ接合やｐｎ接合に接続されている配線状況などに依存して、電磁波ＬＴ１が発生する。このため、電磁波ＬＴ１を検出することによって、太陽電池９の特性を調べたり、不良判定などの検査をしたりすることができる。

【0038】

測定用遅延ステージ１４１Ａは、測定用プローブ光ＬＰ１１が太陽電池９に到達する時間および測定用ポンプ光ＬＰ１３が太陽電池９に到達する時間の時間差を変更する装置である。本実施形態では、測定用ポンプ光ＬＰ１３が太陽電池９を励起してから、測定用プローブ光ＬＰ１１が太陽電池９を励起するまでの時間の差を遅延時間として、測定用プローブ光ＬＰ１１によって得られる信号（電磁波ＬＴ１）を、遅延時間の関数として測定する。これにより、光励起に対する太陽電池９の超高速応答をフェムト秒領域の高い時間分解能で測定される（ポンプ・プローブ法）。

【0039】

なお、測定用遅延ステージ１４１Ａとは異なる構成によって、測定用ポンプ光ＬＰ１３の太陽電池９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３（特開２００９−１７５１２７号公報）に開示されている電気光学素子を利用することができる。

【0040】

また、測定用ポンプ光ＬＰ１３の光路長を変更する代わりに、測定用プローブ光ＬＰ１１の光路長を変更することも考えられる。この場合においても、測定用ポンプ光ＬＰ１３に対して、測定用プローブ光ＬＰ１１が検出器１３１に到達する時間を、相対的に遅延させることができる。

【0041】

なお、後述するように、測定用ポンプ光ＬＰ１３のみを太陽電池９に照射し、それによって放射される電磁波ＬＴ１を測定する場合がある。この場合、図示を省略するが、光チョッパ１２３と同様の変調素子によって、測定用ポンプ光ＬＰ１３が変調される。

【0042】

太陽電池９から放射された電磁波ＬＴ１は、放物面鏡Ｍ１，Ｍ２において集光される。より詳細には、放物面鏡Ｍ１，Ｍ２は、測定用プローブ光ＬＰ１１が照射される表面９Ｓと同じ側に放射される電磁波ＬＴ１を集光する。そして、集光された電磁波ＬＴ１は、検出器１３１に入射する。

【0043】

検出器１３１は、検出用パルス光ＬＰ２１が入射する光伝導スイッチで構成されている。検出用パルス光ＬＰ２１は、光チョッパ１４５によって数ｋＨｚの変調がかけられる。電磁波ＬＴ１が検出器１３１に入射する状態で、検出用パルス光ＬＰ２１が検出器１３１に照射されると、光伝導スイッチに瞬間的に電磁波ＬＴ１の電場強度に応じた電流が発生する。この電場強度に応じた電流は、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適宜デジタル量に変換される。このように、検出部１３は、検出用パルス光ＬＰ２１の照射に応じて太陽電池９から放射された電磁波ＬＴ１の電場強度を検出する。なお、検出器１３１に、その他の素子、例えば非線形光学結晶を適用することも考えられる。

【0044】

ハーフミラーＨＭ１から検出器１３１までの検出用パルス光ＬＰ２１の光路上には、検出用遅延部１４Ｂが設けられている。検出用遅延部１４Ｂは、検出用パルス光ＬＰ２１が検出器１３１に到達する時間を変更する。検出用遅延部１４Ｂは、検出用遅延ステージ１４１Ｂおよび検出用遅延ステージ移動機構１４３Ｂを備えている。

【0045】

検出用遅延ステージ１４１Ｂは、検出用パルス光ＬＰ２１を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。検出用遅延ステージ移動機構１４３Ｂは、制御部１６の制御に基づいて、検出用パルス光ＬＰ２１の入射方向に沿って検出用遅延ステージ１４１Ｂを平行移動させる。検出用遅延ステージ移動機構１４３Ｂが平行移動することによって、検出用パルス光ＬＰ２１の光路長が連続的に変更される。

【0046】

検出用遅延ステージ１４１Ｂは、電磁波ＬＴ１が検出器１３１に到達する時間と、検出用パルス光ＬＰ２１が検出器１３１へ到達する時間との時間差を変更する。つまり、検出用遅延ステージ１４１Ｂにより、検出用パルス光ＬＰ２１の光路長を変化させることによって、検出器１３１において電磁波ＬＴ１の電場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。

【0047】

検出用遅延ステージ１４１Ｂについても、測定用遅延ステージ１４１Ａと同様に、電気光学効果を利用することが考えられる。また、検出用パルス光ＬＰ２１の光路長を変更する代わりに、測定用プローブ光ＬＰ１１の光路長、もしくは、太陽電池９から放射された電磁波ＬＴ１の光路長を変更してもよい。いずれの場合においても、検出用パルス光ＬＰ２１が検出器１３１に到達する時間に対して、電磁波ＬＴ１が検出器１３１に到達する時間を、相対的に遅延させることができる。つまり、検出器１３１における電磁波ＬＴ１の電場強度の検出タイミングを遅延させることができる。

【0048】

また、検査装置１００は、太陽電池９に対して、検査時に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス電圧印加回路９９を備えている。太陽電池９の受光面およびその反対側の面にそれぞれ形成された電極（表面電極および裏面電極）に、逆バイアス電圧印加回路９９が接続され、逆バイアス電圧が印加される。逆バイアス電圧印加回路９９が太陽電池９に印加する電圧の大きさは、制御部１６からの制御に基づいて、変更することが可能とされている。

【0049】

逆バイアス電圧が印加されることによって、ｐｎ接合部の空乏層を大きくすることができる。これにより、検出器１３１において検出される電磁波ＬＴ１の電場強度を大きくすることができるため、検出部１３における電磁波ＬＴ１の検出感度を向上することができる。ただし、逆バイアス電圧印加回路９９は省略することもできる。

【0050】

ステージ移動機構１５は、ステージ１１を二次元平面内で移動させる装置であり、例えばＸ−Ｙテーブルなどで構成されている。ステージ移動機構１５は、ステージ１１に保持された太陽電池９を、照射部１２に対して相対的に移動させる。検査装置１００は、ステージ移動機構１５によって、太陽電池９を２次元平面内で任意の位置に移動させることができる。ステージ移動機構１５は、照射位置変更部の一例である。

【0051】

図２は、制御部１６とその他の要素の接続関係を示すブロック図である。制御部１６は、図示を省略するＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを備えた一般的なコンピュータなどによって構成されている。図２に示されるように、制御部１６は、フェムト秒レーザ１２１、検出器１３１、測定用遅延ステージ移動機構１４３Ａ、検出用遅延ステージ移動機構１４３Ｂ、ステージ移動機構１５、ガルバノミラー駆動機構１２７および逆バイアス電圧印加回路９９に接続されており、これらの各要素の動作を制御したり、あるいは、これらの各要素からデータを受け取ったりする。

【0052】

また、制御部１６は、画像生成部２１，時間波形復元部２３に接続されている。画像生成部２１および時間波形復元部２３は、制御部１６が備えるＣＰＵによって実現される機能であるが、専用の回路によってハードウェア的に実現されてもよい。

【0053】

画像生成部２１は、太陽電池９の検査範囲（太陽電池９の一部または全部）において、パルス光ＬＰ１１を照射により放射される電磁波ＬＴ１の電場強度の分布を視覚化した電場強度分布画像を生成する。電場強度分布画像においては、電場強度の相違が、例えば、異なる色または異なる模様などで視覚的に表現される。

【0054】

時間波形復元部２３は、検出器１３１にて検出される電場強度に基づいて、太陽電池９から放射される電磁波ＬＴ１の時間波形を復元する。具体的には、検出用遅延ステージ１４１Ｂを移動させることで、検出用パルス光ＬＰ２１が検出器１３１に到達する時間を変更し、各位相で検出された電磁波ＬＴ１の電場強度が取得される。そして、この取得された電場強度が、時間軸上にプロットされることによって、電磁波ＬＴ１の時間波形が復元される。

【0055】

制御部１６には、各種データが格納される記憶部３１が接続されている。記憶部３１は、ハードディスクなどの固定ディスクの他、可搬メディア（例えば磁気メディア、光ディスクメディアまたは半導体メモリなど）、または主記憶メモリなどで構成されていてもよい。また、制御部１６と記憶部３１とは、ネットワーク回線を介して接続されていてもよい。

【0056】

制御部１６には、モニター１７および操作入力部１８が接続されている。モニター１７は、液晶ディスプレイなどの表示装置であり、オペレータに対して各種画像情報を表示する。モニター１７には、カメラ２０などで撮影された太陽電池９の表面９Ｓの画像、画像生成部２１が生成した電場強度分布画像、または、時間波形復元部２３によって復元された電磁波ＬＴ１の時間波形などが表示される。また、モニター１７には、検査条件を設定するために必要なＧＵＩ（Graphical User Interface）画面を表示する。検査条件としては、例えば、検査範囲、測定用遅延ステージ１４１Ａまたは検出用遅延ステージ１４１Ｂを固定する位置などが挙げられる。

【0057】

カメラ２０は、測定用プローブ光ＬＰ１１および測定用ポンプ光ＬＰ１３の照射位置を特定するために利用することができる。

【0058】

操作入力部１８は、マウスおよびキーボードなどの各種入力デバイスで構成されている。オペレータは操作入力部１８を介して所定の操作入力を行うことができる。なお、モニター１７がタッチパネルとして構成されることにより、モニター１７が操作入力部１８として機能するようにしてもよい。

【0059】

＜測定用プローブ光の走査＞
図３は、太陽電池９の表面９Ｓを測定用プローブ光ＬＰ１１で走査する様子を示す平面図である。図３に示されるように、太陽電池９の表面には、縦方向（ｙ軸方向）に延びるバスパー電極部９１と、該バスパー電極部９１から横方向（ｘ軸方向）に延びる複数の細いフィンガー電極部９３が設けられている。これらバスパー電極部９１およびフィンガー電極部９３は、表面電極の一部を構成している。

【0060】

図３に示されるように、ポンプ・プローブ測定法では、所要の範囲に測定用ポンプ光ＬＰ１３がスポット状に照射される。測定用プローブ光ＬＰ１１自体の照射範囲（プローブ光スポットＳＰ１１）は、測定用ポンプ光ＬＰ１３の照射範囲（ポンプ光スポットＳＰ１３）よりも小さい（例えば、最大で１／１０程度）。しかしながら、ガルバノミラー１２５によって、測定用プローブ光ＬＰ１１で走査される範囲は、測定用ポンプ光ＬＰ１３の照射範囲よりも広い範囲（広域範囲Ｒ１１）とされている。

【0061】

なお、具体的な走査の態様としては、図３に示されるように、ｘ軸方向に沿って、測定用プローブ光ＬＰ１１のプローブ光スポットＳＰ１１を左右に往復移動させながら、広域範囲Ｒ１１の内部をなぞることが考えられる。もちろん、プローブ光スポットＳＰ１１を、ｘ軸方向に沿って一方向に進めたあと、元の位置に戻して、ｙ軸方向の次の段に移動させ、先ほどと同一の方向に進める、というようにしてもよい。また、ｘ軸方向ではなく、ｙ軸方向に沿ってプローブ光スポットＳＰ１１を進ませるようにしてもよい。

【0062】

＜ポンプ・プローブ測定法＞
次に、ポンプ・プローブ測定法について説明する。図４は、測定用プローブ光ＬＰ１１および測定用ポンプ光ＬＰ１３の時間的関係を示す図である。図４中、横軸は時間を示している。上述したように、測定用遅延部１４Ａによって、測定用ポンプ光ＬＰ１３を、測定用プローブ光ＬＰ１１に対して遅延させることが可能である。図４では、上から順に、それぞれ遅延時間をｔ１〜ｔ６に変更したときの、測定用プローブ光ＬＰ１１および測定用ポンプ光ＬＰ１３を示している。

【0063】

遅延時間がｔ１，ｔ２の場合、測定用プローブ光ＬＰ１１が、測定用ポンプ光ＬＰ１３よりも先に太陽電池９に到達する。つまり、測定用ポンプ光ＬＰ１３によって光励起キャリアが発生する前に、測定用プローブ光ＬＰ１１が照射される。また、遅延時間ｔ３の場合、測定用プローブ光ＬＰ１１は、測定用ポンプ光ＬＰ１３と同時に太陽電池９に到達する。すなわち、測定用プローブ光ＬＰ１１・測定用ポンプ光ＬＰ１３の間に位相差がない状態である。さらに、遅延時間がｔ４，ｔ５およびｔ６の場合、測定用プローブ光ＬＰ１１が、測定用ポンプ光ＬＰ１３よりも後に太陽電池９に到達する。つまり、測定用ポンプ光ＬＰ１３によって光励起キャリアが発生した後に、測定用プローブ光ＬＰ１１が照射される。

【0064】

図５は、測定用プローブ光ＬＰ１１・測定用ポンプ光ＬＰ１３間の遅延時間を変えたときに放射される電磁波の電場強度の波形６０を示す図である。図５において、横軸は遅延時間を示しており、縦軸は電場強度を示している。ポンプ・プローブ測定法では、一般的に、遅延時間が「０」のとき（すなわちｔ３のとき）に、放射される電磁波の電場強度がほぼ最大となる。しかしながら、それよりも遅延時間が正方向に大きくなる（すなわち、測定用プローブ光ＬＰ１１が測定用ポンプ光ＬＰ１３に対してさらに遅延される）と、電場強度が急峻に減少する。また、遅延時間が正方向に大きくなるｔ４，ｔ５およびｔ６では、徐々に電場強度が少しずつ大きくなっている（図5中、破線で囲まれた部分）。このｔ４〜ｔ６における、電場強度の傾きは、測定用ポンプ光ＬＰ１３によって励起された電子が、緩和（再結合）する時間に対応している。

【0065】

図６は、測定用ポンプ光ＬＰ１３の照射によって起こる、光励起キャリアの生成および移動を説明するための概念図である。図６に示されるように、太陽電池９は、ｎ型半導体層９４とｐ型半導体層９５とが積層されており、ｎ型半導体層９４およびｐ型半導体層９５の接合部（ｐｎ接合部）に、空乏層９６が形成されている。また、ｎ型半導体層９４の上面には、表面電極の一部であるフィンガー電極部９３が形成されており、ｐ型半導体層９５の下面には、裏面電極９７が形成されている。

【0066】

図６に示されるように、測定用ポンプ光ＬＰ１３が照射されると、空乏層９６において、光励起キャリア（自由電子４１および正孔４３）が生成される（時間Ｔ１１）。発生した自由電子４１は、拡散、内部電界または外部電界の影響を受けることによって、多数キャリアとしてｎ型半導体層９４内を表面電極（フィンガー電極部９３）に向かって移動する（時間Ｔ１２〜Ｔ１５）。

【0067】

正孔４３についても、ｐ型半導体層内を移動する。しかしながら、自由電子４１に比べて、正孔４３の移動速度は遅い。このため、サブピコ秒オーダーの解析であるポンプ・プローブ測定法では、主に自由電子４１の動きに関する解析が主となる。

【0068】

図７は、測定用プローブ光ＬＰ１１の照射によって太陽電池９から放射される電磁波ＬＴ１の時間波形５１を示す図である。図７中、横軸は時間軸を示しており、縦軸は電場強度を示している。なお、図７に示される時間波形５１は、測定用ポンプ光ＬＰ１３が照射されていない状態で、太陽電池９上の同一箇所に測定用プローブ光ＬＰ１１が照射され、かつ、検出用遅延部１４Ｂが駆動され、多数の検出タイミングで検出された電磁波ＬＴ１の電場強度を元に復元されたものである。

【0069】

平常状態のときの電場強度（基準電場強度）よりも大きい電場強度を正の電場強度とし、基準電場強度よりも小さい電場強度を負の電場強度とする。すると、時間波形５１は、時間ｔ２１にて正のピークをとり、その後、時間ｔ２２にて基準電場強度となって、さらにその後の時間ｔ２３にて負のピークをとる。そして、時間波形５１は、時間ｔ２３以降（例えば、時間ｔ２４）で、電場強度は再び基準電場強度に近づいている。

【0070】

時間波形５１のうち、正側に変化する電場強度の信号（一点鎖線で囲まれる部分）は、主に、測定用プローブ光ＬＰ１１の照射によって、光励起キャリアが生成されるときの情報（キャリア生成情報）が含まれると考えられる。また、時間波形５１のうち、主に負側に変化する電場強度の信号（二点鎖線で囲まれる部分）は、測定用プローブ光ＬＰ１１の照射によって発生した光励起キャリアの移動および再結合の情報（キャリア移動・再結合情報）が含まれていると考えられる。したがって、例えば、時間ｔ２２〜ｔ２４に合うように、検出用遅延部１４Ｂを駆動するで、測定用プローブ光ＬＰ１１の照射に応じた光励起キャリアの生成、移動および再結合の情報を取得することができる。

【0071】

＜１．２ 検査＞
次に、検査装置１００における、太陽電池９の検査の流れについて説明する。検査装置１００においては、上述したように、ポンプ・プローブ測定法を行うことによって、太陽電池９の検査が行われる。ポンプ・プローブ測定の検査が行われる前に、各種条件の設定（初期設定）が行われる。

【0072】

図８は、初期設定の一例を示す流れ図である。この初期設定では、まず、試料である太陽電池９がステージ１１に設置される（図８：ステップＳ１１）。そして、測定用ポンプ光ＬＰ１３および測定用プローブ光ＬＰ１１の重ね合わせが行われる（図８：ステップＳ１２）。具体的に、ステップＳ１２では、測定用ポンプ光ＬＰ１３のポンプ光スポットＳＰ１３内に、測定用プローブ光ＬＰ１１のプローブ光スポットＳＰ１１が入るように、ガルバノミラー１２５が調整される。

【0073】

測定用ポンプ光ＬＰ１３に測定用プローブ光ＬＰ１１が重ね合わされると、測定用ポンプ光ＬＰ１３の光強度の決定（図８：ステップＳ１３）、測定用プローブ光ＬＰ１１の光強度の決定（図８：ステップＳ１４）、および、逆バイアス電圧の大きさの決定（図８：ステップＳ１５）が行われる。なお、ステップＳ１３，Ｓ１４およびＳ１５は、必ずしもこの順に実行される必要はない。

【0074】

まず、測定用ポンプ光ＬＰ１３の光強度の決定（ステップＳ１３）について説明する。図９は、測定用ポンプ光ＬＰ１３の光強度と、放射される電磁波の電場強度の関係を示す図である。図９中、横軸は光強度を示しており、縦軸は電場強度を示している。

【0075】

図９に示されるように、測定用ポンプ光ＬＰ１３の光強度を上げていくと、ある光強度のところで、電場強度が最大となる。以下、この光強度をＡとおく。すると、光強度をＡよりも大きくしたとしても、電場強度は弱まってしまう、という減少が起こる。これは、光が強すぎるために、光励起キャリアが多量に発生してしまい、電極に移動せずに残留することが原因であると考えられる。そこで、ポンプ・プローブ測定法を実行する上では、測定用ポンプ光ＬＰ１３の光強度は、好ましくは、その最大電場強度が検出される最大時光強度よりも小さく、より好ましくは、最大時光強度の１／２〜３／４の範囲内に収まるように設定される。測定用ポンプ光ＬＰ１３の光強度をこのような範囲に設定することで、信頼性の高いデータを得ることができる。

【0076】

また、ステップＳ１４で決定される測定用プローブ光ＬＰ１１の光強度については、検出される電磁波の強度のＳ／Ｎを高く維持しつつ、できるだけ小さい光強度となるように決定される。

【0077】

次に、逆バイアス電圧の大きさの決定（ステップＳ１５）について説明する。図１０は、逆バイアス電圧に依存した、電場強度の変動を示す図である。本実施形態では、異なる逆バイアス電圧を印加して、ポンプ・プローブ測定法を実行し、逆バイアス電圧が決定される。図１０に示される波形６１〜６４は、それぞれ、逆バイアス電圧を０．５Ｖ，１Ｖ，３Ｖおよび５Ｖに設定したときのものに対応している。図１０において、横軸は測定用プローブ光ＬＰ１１・測定用ポンプ光ＬＰ１３間の遅延時間を示しており、縦軸は電場強度を示している。

【0078】

図１０に示されるように、太陽電池９に印加される逆バイアス電圧を大きくすればするほど、放射される電磁波ＬＴ１の電場強度のＳ／Ｎ比は向上する。しかしながら、太陽電池９の内部に外部電界を強く発生させることになるため、測定用プローブ光ＬＰ１１によって発生する光励起キャリアのダイナミクスの検出感度が低下してしまう、という問題が発生する。そこで、ポンプ・プローブ測定で得られる典型的な波形となる逆バイアス電圧のうち、最小限の電圧が選択される。典型的な波形とは、例えば図５に示される波形６０のように、測定用プローブ光ＬＰ１１および測定用ポンプ光ＬＰ１３の遅延時間が０を超えたときに、電場強度が顕著に弱まり、緩和時間がなめらかに変化するような波形である。図１０に示される例では、波形６２〜６４が、ポンプ・プローブ測定の典型的な波形である。このため、これらの波形６２〜６４に対応する複数の逆バイアス電圧（１Ｖ，３Ｖおよび５Ｖ）のうち最小である１Ｖが逆バイアス電圧に選択される。

【0079】

以上のように、逆バイアス電圧の大きさを決定することによって、ポンプ・プローブ測定に支障をきたすことがないように、適切な大きさの逆バイアス電圧を選択することができる。このため、検出される電場強度のＳ／Ｎ比を向上しつつ、かつ、測定用プローブ光ＬＰ１１によって発生する光励起キャリアのダイナミクスを良好に観測することができる。

【0080】

初期設定が完了すると、太陽電池９の検査が開始される。図１１は、検査の一例を示す流れ図である。なお、以下の説明において、検査装置１００の各動作は、特に断らない限り制御部１６の制御の下、行われるものとする。また、工程の内容によっては、複数の工程を並列に実行したり、各工程の実行順序を適宜変更したりしてもよい。

【0081】

まず、太陽電池９について、検査すべき範囲（検査範囲）の設定が行われる（図１１：ステップＳ２１）。この設定処理は、オペレータが操作入力部１８を介して、所望の検査範囲に対応する座標情報を制御部１６に対して入力することにより実行される。これにより、図３に示されるように、測定用ポンプ光ＬＰ１３が照射される位置、および、測定用プローブ光ＬＰ１１で走査される範囲（広域範囲Ｒ１１）の設定が行われる。

【0082】

検査範囲が設定されると、ポンプ・プローブ測定の際における、測定用遅延ステージ１４１Ａおよび検出用遅延ステージ１４１Ｂを配置する位置の決定が行われる（図１１：ステップＳ２２）。ポンプ・プローブ測定中に測定用遅延ステージ１４１Ａを配置する複数の位置（Ｘ１…Ｘｉ）を決定することによって、測定用ポンプ光ＬＰ１３に対して測定用プローブ光ＬＰ１１を遅延させる複数の遅延時間が設定されることとなる。また、ポンプ・プローブ測定中に検出用遅延ステージ１４１Ｂを配置する複数の位置（Ｙ１…Ｙｊ）を決定することによって、放射される電磁波ＬＴ１に対する検出用パルス光ＬＰ２１を遅延させる複数の遅延時間が設定されることとなる。

【0083】

測定用遅延ステージ１４１Ａおよび検出用遅延ステージ１４１Ｂを、ステップＳ２２において設定された位置（例えば、位置Ｘ１，Ｙ１）に移動させる（図１１：ステップＳ２３）。そして、測定用ポンプ光ＬＰ１３が照射された状態で、測定用プローブ光ＬＰ１１の走査が行われる（図１１：ステップＳ２４）。この測定用プローブ光ＬＰ１１の走査は、図３で説明したように行われる。すなわち、測定用ポンプ光ＬＰ１３の照射範囲（ポンプ光スポットＳＰ１３）よりも広い広域範囲Ｒ１１が、測定用プローブ光ＬＰ１１で走査される。そして、検出器１３１により検出された電磁波ＬＴ１の電場強度情報が、測定用プローブ光ＬＰ１１が照射された位置の情報（位置情報）と関連付けられて、記憶部３１に保存される。

【0084】

ステップＳ２４の走査が完了すると、測定用遅延ステージ１４１Ａを移動させるかどうかが判定される（ステップＳ２５）。つまり、ステップＳ２５では、測定用遅延ステージ１４１Ａを、ステップＳ２２で設定された複数の位置（Ｘ１…Ｘｉ）の全てに配置して、ポンプ・プローブ測定が行われたかどうかが判断される。

【0085】

測定用遅延ステージ１４１Ａの移動が必要な場合（ステップＳ２５においてＹＥＳ）、測定用遅延ステージ１４１Ａの移動が行われる（図１１：ステップＳ２６）。このステップＳ２６では、測定用遅延ステージ１４１Ａが、上記複数の位置（Ｘ１…Ｘｉ）のうち、未だ配置されていない位置に配置される。そして、ステップＳ２４に戻って、測定用プローブ光ＬＰ１１で走査が行われる。測定用遅延ステージ１４１Ａの移動が不要である場合（ステップＳ２５においてＮＯ）、次のステップＳ２７が実行される。

【0086】

ステップＳ２７では、検出用遅延ステージ１４１Ｂを移動させるかどうかが判定される。つまり、ステップＳ２７では、検出用遅延ステージ１４１Ｂを、ステップＳ２２で設定された複数の位置（Ｙ１…Ｙｊ）の全てに配置して、ポンプ・プローブ測定が行われたかどうかが判断される。

【0087】

検出用遅延ステージ１４１Ｂの移動が必要な場合（ステップＳ２７においてＹＥＳ）、検出用遅延ステージ１４１Ｂの移動が行われる（図１１：ステップＳ２８）。このステップＳ２８では、検出用遅延ステージ１４１Ｂが、上記複数の位置（Ｙ１…Ｙｊ）のうち、未だ配置されていない位置に配置される。移動が不要である場合（ステップＳ２７においてＮＯ）、ポンプ・プローブ測定による検査が完了する。

【0088】

なお、検出用遅延ステージ１４１Ｂを配置する位置は、一つに限定されてもよい。つまり、検出器１３１にて電磁波ＬＴ１を検出するタイミングを、１つに固定して、ポンプ・プローブ測定が実行されてもよい。例えば、図７に示される、測定用プローブ光ＬＰ１１の照射によって放射される電磁波ＬＴ１の電場強度が最大となるタイミング（すなわち時間ｔ２１）に対応した位置に、検出用遅延ステージ１４１Ｂを固定することが考えられる。

【0089】

図１２は、遅延時間が異なる複数の電場強度分布画像７０１〜７１５の例を示す図である。また、図１３は、測定用ポンプ光ＬＰ１３のみの照射によって発生した電磁波の時間波形５３、および、ポンプ・プローブ測定により得られた波形６５を示す図である。図１３において、横軸は時間を示しており、縦軸は電場強度を示している。

【0090】

図１２に示される複数の電場強度分布画像７０１〜７１５のそれぞれは、以下の要領で得られたものである。まず、検査範囲に測定用ポンプ光ＬＰ１３のみが照射され、放射された電磁波の時間波形５３が復元される。そして、時間波形５３における電場強度が最大となる検出タイミングに対応する位置に、検出用遅延ステージ１４１Ｂが固定される。そして、測定用プローブ光ＬＰ１１が測定用ポンプ光ＬＰ１３に重なるように照射されつつ、測定用遅延ステージ１４１Ａが駆動されることによって、ポンプ・プローブ測定が行われる。これにより、図１３に示される波形６５が取得される。

【0091】

波形６５においては、時間波形５３が最大の電場強度となるときの、測定用ポンプ光ＬＰ１３に対する測定用プローブ光ＬＰ１１の遅延時間を０ｐｓ（ディレイ（０ｐｓ））としている。電場強度分布画像７０２〜７１５は、測定用遅延ステージ１４１Ａが、複数の遅延時間（−３．２ｐｓ，−２．８ｐｓ，−２．４ｐｓ，−２．０ｐｓ，−１．６ｐｓ，−１．２ｐｓ，−０．８ｐｓ，−０．４ｐｓ，０ｐｓ，０．４ｐｓ，０．８ｐｓ，２．８ｐｓ，４．８ｐｓおよび６．８ｐｓ）のそれぞれに対応した位置に固定され、所定の検査範囲（広域範囲Ｒ１１）を測定用プローブ光ＬＰ１１で走査して得た電場強度の分布を画像化したものである。

【0092】

図１２において、電場強度分布画像７０２上には、測定用ポンプ光ＬＰ１３が照射されるポンプ光スポットＳＰ１３が図示されている。また、電場強度分布画像７０１は、測定用ポンプ光ＬＰ１３を照射せずに、検査範囲に測定用プローブ光ＬＰ１１で走査して得た電場強度の分布を画像化したものである。

【0093】

図１３に示される波形６５によると、電場強度が急峻に変化する範囲が、−３．２ｐｓ〜０．８ｐｓとなっている。そこで、この範囲については、遅延時間を小刻み（ここでは、０．４ｐｓ毎）に変更することで、多くの電場強度分布画像７０２〜７１２を取得する。これにより、測定用ポンプ光ＬＰ１３が照射される前後における、光励起キャリアのダイナミクス（特に、光励起キャリアが生成される過程）を詳細に解析することができる。また、波形６５における、電場強度の変化が緩い範囲（０．８ｐｓ〜６．８ｐｓ）については、遅延時間を大刻み（ここでは、２．０ｐｓ毎）に変更している。もちろん、遅延時間の刻み方は、このようなものに限定されるものではなく、検査の目的に応じて適宜変更することができる。

【0094】

図１２に示されるように、本実施形態に係る検査装置１００によると、測定用ポンプ光ＬＰ１３の照射による、光励起キャリアの励起、移動、再結合、消失、および、電場の変化といった各種情報を、イメージングにより視覚的に捉えることができる。

【0095】

特に、本実施形態では、測定用ポンプ光ＬＰ１３が照射される範囲（ポンプ光スポットＳＰ１３）よりも広い広域範囲が、測定用プローブ光ＬＰ１１で走査される。このため、測定用ポンプ光ＬＰ１３の照射範囲外での、光励起キャリアのダイナミクスに関する情報を得ることができる。

【0096】

＜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。

【0097】

例えば、フェムト秒レーザ１２１を２台設けて、一方のフェムト秒レーザからのパルス光を測定用プローブ光ＬＰ１１とし、他方のフェムト秒レーザからのパルス光を測定用ポンプ光ＬＰ１３としてもよい。この場合、２台のフェムト秒レーザ１２１の同期をとることで、測定用ポンプ光ＬＰ１３に対して測定用プローブ光ＬＰ１１を遅延させることができる。このため、測定用遅延ステージ１４１Ａを省略することが可能である。同様に、測定用プローブ光ＬＰ１１と検出用パルス光ＬＰ２１についても、２台のフェムト秒レーザからそれぞれ出力されるようにしてよい。この場合、検出用遅延ステージ１４１Ｂを省略することができる。

【0098】

また、検査対象物がフォトデバイスである場合、該フォトデバイスの動作状態に近い状態で検査を行うため、検査範囲に連続光を重ねて照射するようにしてもよい。連続光としては、各フォトデバイスに適した受光波長領域の単一波長、複数波長、もしくは、擬似太陽光のような白色光などが考えられる。

【0099】

さらに、上記実施形態では、図１に示されるように、太陽電池９の表面９Ｓに測定用プローブ光ＬＰ１１および測定用ポンプ光ＬＰ１３を照射し、表面９Ｓの側に、かつ、測定用プローブ光ＬＰ１１とは非同軸に放射される電磁波ＬＴ１を検出する（非同軸反射型）。しかしながら、本発明に係る検査装置は、このような構成に限定されるものではなく、例えば、以下に説明する検査装置１００Ａ〜１００Ｄのような構成であってもよい。

【0100】

図１４は、変形例に係る検査装置１００Ａの概略図である。検査装置１００Ａは、測定用プローブ光ＬＰ１１と同軸に放射される電磁波ＬＴ１を、検出器１３１によって検出するように構成されている（同軸反射型）。検査装置１００Ａは、測定用プローブ光ＬＰ１１を透過しつつ電磁波ＬＴ１を反射する、ＩＴＯ膜などが形成された透明導電膜基板１３３を備えている。

【0101】

図１５は、変形例に係る検査装置１００Ｂの概略図である。検査装置１００Ｂは、測定用プローブ光ＬＰ１１などが照射される太陽電池９の表面９Ｓとは反対の裏面側に放射される電磁波ＬＴ１を、検出器１３１が検出するように構成されている（透過型）。

【0102】

図１６は、変形例に係る検査装置１００Ｃの概略図である。検査装置１００Ｃは、測定用プローブ光ＬＰ１１および測定用ポンプ光ＬＰ１３が同軸となるように照射が行われるとともに、検査装置１００Ａと同様、表面９Ｓ側に放射される電磁波ＬＴ１を検出器１３１によって検出するように構成されている（プローブ光・ポンプ光同軸反射型）。

【0103】

図１７は、変形例に係る検査装置１００Ｄの概略図である。検査装置１００Ｄは、検査装置１００Ｃと同様、測定用プローブ光ＬＰ１１および測定用ポンプ光ＬＰ１３が同軸となるように照射され、太陽電池９の裏面側に放射される電磁波ＬＴ１を検出器１３１によって検出するように構成されている（プローブ光・ポンプ光同軸透過型）。

【0104】

この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、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。

【符号の説明】

【0105】

１００，１００Ａ〜１００Ｄ 検査装置
１１ ステージ
１２ 照射部
１２１ フェムト秒レーザ
１２５ ガルバノミラー（走査機構）
１２７ ガルバノミラー駆動機構
１３ 検出部
１３１ 検出器
１４Ａ 測定用遅延部
１４Ｂ 検出用遅延部
１４１Ａ 測定用遅延ステージ
１４１Ｂ 検出用遅延ステージ
１５ ステージ移動機構（照射位置変更部）
１６ 制御部
２１ 画像生成部
２３ 時間波形復元部
７０１〜７１５ 電場強度分布画像
９ 太陽電池（検査対象物）
９Ｓ 表面
９９ 逆バイアス電圧印加回路
ＨＭ１，ＨＭ２ ハーフミラー
Ｌ１１ 測定用プローブ光
ＬＰ１０ 測定用パルス光
ＬＰ１１ 測定用プローブ光
ＬＰ１３ 測定用ポンプ光
ＬＰ２１ 検出用パルス光
ＬＴ１ 電磁波
Ｒ１１ 広域範囲
ＳＰ１１ プローブ光スポット
ＳＰ１３ ポンプ光スポット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図12】