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JP2000055875A - Light scan type apparatus for measuring second dimensional concentration distribution - Google Patents

Light scan type apparatus for measuring second dimensional concentration distribution

Info

Publication number
JP2000055875A
JP2000055875A JP10219173A JP21917398A JP2000055875A JP 2000055875 A JP2000055875 A JP 2000055875A JP 10219173 A JP10219173 A JP 10219173A JP 21917398 A JP21917398 A JP 21917398A JP 2000055875 A JP2000055875 A JP 2000055875A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
semiconductor substrate
sensor
concentration distribution
optical scanning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10219173A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuji Takamatsu
修司 高松
Satoshi Nomura
聡 野村
Motoi Nakao
基 中尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Horiba Ltd
Original Assignee
Horiba Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Horiba Ltd filed Critical Horiba Ltd
Priority to JP10219173A priority Critical patent/JP2000055875A/en
Publication of JP2000055875A publication Critical patent/JP2000055875A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive light scan type apparatus in a compact constitution for measuring a two-dimensional concentration distribution which can scan a light as desired without moving a sample. SOLUTION: In the light scan type apparatus for measuring a two-dimensional concentration distribution which is constituted with a sensor face 7 at one of a semiconductor substrate so that the semiconductor substrate is irradiated with a light 13 from a light source 14 in two dimensions from the side of the other face semiconductor substrate, two linear stages 20, 29 which move in directions not parallel to each other are set at the side of the other face of the semiconductor substrate, and reflecting members 25, 24 for changing a course of the light 13 from the light source 14 are set on the linear stages 20, 29. When the linear stages 20, 29 are moved, the semiconductor the light 13 substrate is irradiated with in two dimensions from the side of the other face.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体基板の一
方の面にセンサ面を有し、前記半導体基板に対してその
他方の面側から光源からの光を二次元的に照射するよう
に構成された光走査型二次元濃度分布測定装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor substrate having a sensor surface on one surface, and two-dimensionally irradiating the semiconductor substrate with light from a light source from the other surface side. Optical scanning type two-dimensional concentration distribution measuring apparatus.

【0002】[0002]

【発明の背景】前記光走査型二次元濃度分布測定装置と
して、例えば、Jpn.J.Appl.Phys.Vo
l.33(1994)pp L394−L397に記載
してあるように、LAPS(Light−Addres
sable Potentiometric Sens
or)方式を採用して、pH感応膜の表面に生ずる電位
を測定するものがある。このような装置においては、E
IS(電解液E−絶縁体I−半導体S)構造に光を走査
し、この光走査によって半導体中において誘発された交
流光電流を取り出すことにより測定を行うことができ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION As the optical scanning type two-dimensional density distribution measuring device, for example, Jpn. J. Appl. Phys. Vo
l. 33 (1994) pp L394-L397, as described in LAPS (Light-Addresses).
sable Potentiometric Sens
or), which measures the potential generated on the surface of the pH-sensitive film by employing the method. In such a device, E
The measurement can be performed by scanning the IS (Electrolyte E-Insulator I-Semiconductor S) structure with light and extracting the AC photocurrent induced in the semiconductor by this optical scanning.

【0003】そして、本願出願人は、このような光走査
型二次元濃度分布測定装置関連の技術を、例えば特願平
8−93064号(特開平8−320301号)、特願
平8−289373号(特開平10−113199
号)、特願平9−49694号(特開平9−29236
5号)などのほか、多数特許出願しているところであ
る。
[0003] The applicant of the present invention has disclosed such a technique relating to an optical scanning type two-dimensional density distribution measuring apparatus, for example, in Japanese Patent Application No. 8-93064 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-320301) and Japanese Patent Application No. 8-289373. No. (JP-A-10-113199)
Japanese Patent Application No. 9-49694 (JP-A-9-29236).
No. 5) and many others have applied for patents.

【0004】[0004]

【従来技術およびその問題点】ところで、上記光走査型
二次元濃度分布測定装置においては、光走査を行う場
合、例えば、特願平8−289373号(特開平10−
113199号)に示されるように、センサ面が形成さ
れた半導体基板を、光透過型XYステージによって二次
元方向に移動することにより、半導体基板に対して光を
二次元的に走査する手法があるが、この方式の場合、セ
ンサ面が二次元的に移動するので、試料が液体やセンサ
面に固定されないようなものであると、試料の位置ずれ
を起こし、正確な測定を行えないことがある。
2. Description of the Related Art In the optical scanning type two-dimensional density distribution measuring apparatus, when optical scanning is performed, for example, Japanese Patent Application No. 8-289373 (Japanese Patent Application Laid-Open No.
113199), there is a method in which a semiconductor substrate on which a sensor surface is formed is moved two-dimensionally by a light-transmitting XY stage, so that light is two-dimensionally scanned on the semiconductor substrate. However, in this method, since the sensor surface moves two-dimensionally, if the sample is not fixed to the liquid or the sensor surface, the sample may be displaced and accurate measurement may not be performed. .

【0005】上記方式を改良する手法として、全ての照
射光源系をXYステージ上に設け、センサを動かさずに
半導体基板を二次元的に照射する手法があるが、この方
式の場合、XYステージ上の構成が複雑になり、故障が
発生しやすくなるとともに、ステージに対する荷重が大
きくなり、このため、ステージそのものが大型化し、光
走査型二次元濃度分布測定装置全体の構成が大型化する
といった問題がある。
As a method for improving the above method, there is a method in which all the irradiation light source systems are provided on an XY stage and the semiconductor substrate is two-dimensionally irradiated without moving the sensor. The structure becomes complicated, failures are likely to occur, and the load on the stage increases. As a result, the stage itself becomes large, and the overall configuration of the optical scanning type two-dimensional concentration distribution measuring device becomes large. is there.

【0006】また、ガルバノミラーや音響光学素子など
を用いて光走査を行うことも考えられるが、センサ面上
にあたる照射光のビーム径が一定でないために、精密な
測定をするためには、対物レンズに特殊な光学系を用い
たり、測定値を補正するためのソフトウェアが必要とな
り、コストメリットが必ずしも出てこないといった問題
がある。
It is also conceivable to perform optical scanning using a galvanometer mirror, an acousto-optic device, or the like. However, since the beam diameter of the illuminating light hitting the sensor surface is not constant, it is necessary to use an objective for precise measurement. There is a problem that a special optical system is used for the lens or software for correcting the measured value is required, so that a cost advantage is not necessarily obtained.

【0007】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、試料を動かすことなく、所望の
光走査を行うことができ、しかも、装置全体の構成がコ
ンパクトで安価な光走査型二次元濃度分布測定装置を提
供することである。
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned matters, and has as its object to perform desired optical scanning without moving a sample, and to have a compact and inexpensive apparatus as a whole. An object of the present invention is to provide an optical scanning type two-dimensional concentration distribution measuring device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、半導体基板の一方の面にセンサ面を
有し、前記半導体基板に対してその他方の面側から光源
からの光を二次元的に照射するように構成された光走査
型二次元濃度分布測定装置において、前記半導体基板の
他方の面側に、移動方向が互いに平行でない2つのリニ
アステージを設け、これらのリニアステージ上に、前記
光源からの光の進路を変更する反射部材を設け、前記リ
ニアステージを移動することにより、半導体基板に対し
てその他方の面側から光を二次元的に照射するようにし
ている。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a sensor surface is provided on one surface of a semiconductor substrate, and light from a light source is applied to the semiconductor substrate from the other surface side. In an optical scanning type two-dimensional concentration distribution measuring device configured to irradiate two-dimensionally, two linear stages whose movement directions are not parallel to each other are provided on the other surface side of the semiconductor substrate. In addition, a reflecting member for changing the course of light from the light source is provided, and by moving the linear stage, the semiconductor substrate is two-dimensionally irradiated with light from the other surface side.

【0009】上記構成の光走査型二次元濃度分布測定装
置においては、試料を保持するセンサ側を動かすことな
く、半導体基板に対して光を二次元的に走査しながら照
射できる。そして、光源は単一でよいとともに、この光
源からの光を二次元的に走査するための構成が簡単であ
るので、光照射のための構成がコンパクトとなり、その
結果、光走査型二次元濃度分布測定装置の構成もコンパ
クト化され、安価となる。
In the optical scanning type two-dimensional concentration distribution measuring apparatus having the above-described structure, the semiconductor substrate can be irradiated with light in two-dimensional scanning without moving the sensor holding the sample. In addition, a single light source may be used, and the configuration for scanning the light from the light source two-dimensionally is simple. Therefore, the configuration for light irradiation is compact, and as a result, the optical scanning type two-dimensional density is obtained. The configuration of the distribution measuring device is also compact and inexpensive.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を、図面を参照
しながら説明する。図1および図2は、この発明の一つ
の実施の形態を示す。まず、図1は、この発明の光走査
型二次元濃度分布測定装置の一例としての光走査型pH
画像装置の構成を概略的に示す図で、この図において、
1は測定装置本体で、センサ部2と光照射部3とからな
る。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 show one embodiment of the present invention. First, FIG. 1 shows an optical scanning type pH as an example of the optical scanning type two-dimensional concentration distribution measuring apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of an image device.
Reference numeral 1 denotes a measuring device main body, which includes a sensor unit 2 and a light irradiation unit 3.

【0011】前記センサ部2は、次のように構成されて
いる。すなわち、4はセンサで、シリコンなどの半導体
よりなる矩形状の基板5の一方の面(図示例では上面)
にSiO2 層6、センサ面としてのSi3 4 層7を熱
酸化、CVDなどの手法によって順次形成してなるもの
で、センサ面7は水素イオンに応答する。8はセンサ面
7を含みその周囲に設けられるセルで、溶液などの試料
9を収容できるように構成され、合成樹脂などの絶縁性
素材よりなる。
The sensor section 2 is configured as follows. That is, reference numeral 4 denotes a sensor, which is one surface (the upper surface in the illustrated example) of a rectangular substrate 5 made of a semiconductor such as silicon.
An SiO 2 layer 6 and a Si 3 N 4 layer 7 as a sensor surface are sequentially formed by a method such as thermal oxidation or CVD, and the sensor surface 7 responds to hydrogen ions. Reference numeral 8 denotes a cell including the sensor surface 7 and provided around the sensor surface 7. The cell 8 is configured to accommodate a sample 9 such as a solution, and is made of an insulating material such as a synthetic resin.

【0012】そして、10,11はセンサ面7の近傍に
設けられる対極、比較電極(参照極)で、これらの対極
10、比較電極11は、ともに後述するポテンショスタ
ット38に接続されている。また、12は半導体基板5
に設けられる電流信号取出し用のオーミックコンタクト
で、後述する電流−電圧変換器39および演算増幅回路
40を介してポテンショスタット38に接続されてい
る。
Reference numerals 10 and 11 denote a counter electrode and a reference electrode (reference electrode) provided in the vicinity of the sensor surface 7, and both the counter electrode 10 and the reference electrode 11 are connected to a potentiostat 38 described later. 12 is the semiconductor substrate 5
Is connected to a potentiostat 38 via a current-voltage converter 39 and an operational amplifier circuit 40 described later.

【0013】次に、前記光照射部3の構成について、図
2を参照しながら説明すると、この光照射部3は、前記
センサ部2の下面側、より詳しくは、半導体基板5のセ
ンサ面7とは反対側に設けられており、半導体基板5に
対してレーザ光を二次元的に走査しながら照射するもの
で、レーザ光13を発するレーザ光源14と、レーザ光
13を二次元方向に走査する光走査部15とからなる。
Next, the configuration of the light irradiating section 3 will be described with reference to FIG. 2. The light irradiating section 3 is provided on the lower surface side of the sensor section 2, more specifically, on the sensor surface 7 of the semiconductor substrate 5. The laser light source 14 emits a laser beam 13 and the laser beam 13 is scanned in a two-dimensional direction. And an optical scanning unit 15.

【0014】そして、前記レーザ光源14は、コリメー
タを備えており、必要なビーム径に絞られたレーザ光1
3を、センサ4の一方の辺に平行なX方向に発するよう
に設けられている。また、前記光走査部15は、レーザ
光源14によってX方向に発せられたレーザ光13をセ
ンサ4(半導体基板5)のX方向の全長にわたって走査
するX軸走査部16と、このX軸走査部16を経たレー
ザ光13を前記X方向と直交するY方向の全長にわたっ
てに走査するとともに、半導体基板5に対して反射する
Y軸走査部17とからなる。
The laser light source 14 includes a collimator, and the laser light 1 having a required beam diameter is reduced.
3 is provided so as to emit in the X direction parallel to one side of the sensor 4. The optical scanning unit 15 includes an X-axis scanning unit 16 that scans the laser beam 13 emitted by the laser light source 14 in the X direction over the entire length of the sensor 4 (semiconductor substrate 5) in the X direction. The laser beam 13 passes through 16 and scans over the entire length in the Y direction orthogonal to the X direction.

【0015】まず、X軸走査部16の構成について説明
すると、18は第1ベース部材で、その上面には、X方
向にガイド溝19が延設されるとともに、このガイド溝
19に沿って第1ベース部材18の表面を移動する第1
リニアステージ20が設けられている。すなわち、この
第1リニアステージ20は、その底部に、ガイド溝19
と係合する突部21を備え、その上面に、X方向に延設
され、正逆いずれの方向にも回転する第1パルスモータ
22によって駆動されるボールねじ23と螺合するナッ
ト部24を備えている。そして、この第1リニアステー
ジ20の上面には、レーザ光源14から発せられX方向
に直進するレーザ光13をY方向に反射する反射部材と
しての第1反射鏡25を備えている。なお、26は第1
パルスモータ22の取り付け部材である。
First, the structure of the X-axis scanning unit 16 will be described. Reference numeral 18 denotes a first base member, on the upper surface of which a guide groove 19 extends in the X direction, and extends along the guide groove 19. 1st moving on the surface of 1 base member 18
A linear stage 20 is provided. That is, the first linear stage 20 has a guide groove 19 at its bottom.
A nut portion 24 is provided on the upper surface of the nut portion 24, which extends in the X direction and is screwed with a ball screw 23 driven by a first pulse motor 22 rotating in both forward and reverse directions. Have. On the upper surface of the first linear stage 20, there is provided a first reflecting mirror 25 as a reflecting member for reflecting the laser light 13 emitted from the laser light source 14 and traveling straight in the X direction in the Y direction. 26 is the first
This is a mounting member for the pulse motor 22.

【0016】また、Y軸走査部17の構成について説明
すると、27は第2ベース部材で、その上面には、Y方
向に二つのガイド溝28a,28bが延設されるととも
に、これらのガイド溝28a,28bに沿って第2ベー
ス部材27の表面を移動する第2リニアステージ29が
設けられている。すなわち、この第2リニアステージ2
9は、その底部に、ガイド溝28a,28bと係合する
突部30a,30bを備え、その一端側に、Y方向に延
設され、正逆いずれの方向にも回転する第2パルスモー
タ31によって駆動されるボールねじ32と螺合するナ
ット部33を備えている。そして、この第2リニアステ
ージ29の上面には、第1反射鏡25からのレーザ光1
3を上方、すなわち、半導体基板5の下面に対して直角
に入射するように反射する反射部材としての第2反射鏡
34を備えている。なお、35は第2パルスモータ31
の取り付け部材である。
The configuration of the Y-axis scanning unit 17 will be described. A second base member 27 has two guide grooves 28a and 28b extending in the Y direction on the upper surface thereof. A second linear stage 29 that moves on the surface of the second base member 27 along 28a and 28b is provided. That is, the second linear stage 2
The second pulse motor 31 is provided at its bottom with protrusions 30a, 30b which engage with the guide grooves 28a, 28b, and at one end thereof is extended in the Y direction and rotates in both forward and reverse directions. Nut portion 33 that is screwed with a ball screw 32 driven by the motor. The laser light 1 from the first reflecting mirror 25 is provided on the upper surface of the second linear stage 29.
3 is provided with a second reflecting mirror 34 as a reflecting member that reflects the light 3 upward, that is, at a right angle to the lower surface of the semiconductor substrate 5. 35 is the second pulse motor 31
It is an attachment member.

【0017】そして、前記第1パルスモータ22および
第2パルスモータ31は、光走査部制御装置36(図1
参照)からの信号によって、正逆いずれの方向にも所定
量回転し、これによって、第1リニアステージ20およ
び第2リニアステージ29がそれぞれX方向およびY方
向において所定量移動する。また、光走査部15におい
ては、レーザ光源14からのレーザ光13を半導体基板
5の裏面(下面)に対して、その全面を二次元的に確実
に走査するため、次のように設定されている。すなわ
ち、第1反射鏡25の平面は、レーザ光13のビーム径
より大きく設定されている。また、第2反射鏡34は、
少なくとも半導体基板5のY方向長さ以上の長さを有す
るとともに、第1反射鏡25はX方向に移動する第1リ
ニアステージ20に設けられる第1反射鏡25は、少な
くとも半導体基板5のX方向長さは移動できるように構
成されている。
The first pulse motor 22 and the second pulse motor 31 are connected to an optical scanning unit controller 36 (FIG. 1).
2), the first linear stage 20 and the second linear stage 29 move by a predetermined amount in the X direction and the Y direction, respectively. The optical scanning unit 15 is set as follows in order to two-dimensionally scan the entire back surface (lower surface) of the semiconductor substrate 5 with the laser light 13 from the laser light source 14. I have. That is, the plane of the first reflecting mirror 25 is set to be larger than the beam diameter of the laser light 13. Also, the second reflecting mirror 34
The first reflecting mirror 25 provided on the first linear stage 20 that moves at least in the X direction while having a length equal to or longer than the length of the semiconductor substrate 5 in the Y direction is at least in the X direction of the semiconductor substrate 5. The length is configured to be movable.

【0018】再び、図1において、37は前記センサ部
2と光照射部3とを制御したり、センサ部2からの信号
を演算制御部としてのコンピュータ42(後述する)に
送る制御ボックスで、半導体基板5に適宜のバイアス電
圧を印加するためのポテンショスタット38と、半導体
基板5に形成されたオーミックコンタクト12から取り
出される電流信号を電圧信号に変換する電流−電圧変換
器39と、この電流−電圧変換器39からの信号が入力
される演算増幅回路40と、この演算増幅回路40と信
号を授受したり、レーザ光源14や光走査部制御装置3
6に対する制御信号を出力するインタフェースボード4
1などよりなる。
Referring again to FIG. 1, reference numeral 37 denotes a control box for controlling the sensor section 2 and the light irradiating section 3 and sending a signal from the sensor section 2 to a computer 42 (to be described later) as an arithmetic control section. A potentiostat 38 for applying an appropriate bias voltage to the semiconductor substrate 5; a current-voltage converter 39 for converting a current signal extracted from the ohmic contact 12 formed on the semiconductor substrate 5 into a voltage signal; An operational amplifier circuit 40 to which a signal from the voltage converter 39 is input, which transmits and receives signals to and from the operational amplifier circuit 40, the laser light source 14 and the optical scanning unit controller 3.
Interface board 4 that outputs control signals for 6
1 and so on.

【0019】42は各種の制御や演算を行うとともに、
画像処理および出力機能を有する画像出力装置としての
コンピュータで、キーボードなどの入力装置43、カラ
ーディスプレイなどの表示装置44およびメモリ装置4
5を備えている。
Reference numeral 42 performs various controls and calculations,
A computer as an image output device having image processing and output functions; an input device 43 such as a keyboard; a display device 44 such as a color display;
5 is provided.

【0020】上記構成の光走査型二次元濃度分布測定装
置を用いて、溶液の水素イオン濃度(pH)を測定する
場合について説明すると、セル8内に溶液9を入れる。
これにより、センサ面7に溶液9が接する。そして、対
極10および比較電極11を溶液9に浸漬する。
The case where the hydrogen ion concentration (pH) of the solution is measured by using the optical scanning type two-dimensional concentration distribution measuring device having the above-described configuration will be described. The solution 9 is put in the cell 8.
Thus, the solution 9 comes into contact with the sensor surface 7. Then, the counter electrode 10 and the reference electrode 11 are immersed in the solution 9.

【0021】上記の状態で、半導体基板5に空乏層が発
生するように、ポテンショスタット38からの直流電圧
を比較電極11とオーミックコンタクト12との間に印
加して、半導体基板5に所定のバイアス電圧を印加す
る。この状態で半導体基板5に対してレーザ光13を一
定周期(例えば、5kHz)で断続的に照射することに
よって半導体基板5に交流光電流を発生させる。このレ
ーザ光13の断続照射は、コンピュータ42の制御信号
がインタフェースボード41を介して入力されることに
よって行われる。前記光電流は、半導体基板5の照射点
に対向する点で、センサ面7に接している溶液9におけ
るpHを反映した値であり、その値を測定することによ
り、この部分でのpH値を知ることができる。
In the above state, a DC voltage from the potentiostat 38 is applied between the comparison electrode 11 and the ohmic contact 12 so that a depletion layer is generated in the semiconductor substrate 5, and a predetermined bias is applied to the semiconductor substrate 5. Apply voltage. In this state, an alternating photocurrent is generated in the semiconductor substrate 5 by intermittently irradiating the semiconductor substrate 5 with the laser light 13 at a constant period (for example, 5 kHz). The intermittent irradiation of the laser light 13 is performed when a control signal of the computer 42 is input via the interface board 41. The photocurrent is a value reflecting the pH of the solution 9 in contact with the sensor surface 7 at a point facing the irradiation point of the semiconductor substrate 5, and by measuring the value, the pH value at this portion is calculated. You can know.

【0022】さらに、光走査部制御装置36によって、
レーザ光13をX,Y方向に二次元的に走査することに
より、半導体基板5にはレーザ光13が二次元方向に走
査されるようにして照射され、溶液9における位置信号
(X,Y)と、その場所で観測された交流光電流値によ
り、表示装置44の画面上にpHを表す二次元画像が表
示される。
Further, the light scanning unit control device 36
By scanning the laser beam 13 two-dimensionally in the X and Y directions, the semiconductor substrate 5 is irradiated with the laser beam 13 so as to be scanned in the two-dimensional direction, and the position signal (X, Y) in the solution 9 is obtained. Then, a two-dimensional image representing pH is displayed on the screen of the display device 44 based on the AC photocurrent value observed at the place.

【0023】前記レーザ光13の走査としては、例えば
第2リニアステージ29を固定して第1リニアステージ
20のみをX方向に移動することにより、レーザ光13
を半導体基板5に対してそのX方向に走査することがで
きる。そして、第1リニアステージ20がX方向に1ス
キャンするごとに第2リニアステージ29をY方向に測
定幅の1ステップずつ移動させることにより、センサ4
全面を走査することができる。
The laser beam 13 is scanned by, for example, fixing the second linear stage 29 and moving only the first linear stage 20 in the X direction.
Can be scanned with respect to the semiconductor substrate 5 in the X direction. Each time the first linear stage 20 performs one scan in the X direction, the second linear stage 29 is moved in the Y direction by one step of the measurement width, whereby the sensor 4
The entire surface can be scanned.

【0024】また、前記レーザ光13は、必要なビーム
径になるようにコリメートされたものであるが、このレ
ーザ光13のセンサ4までの光路差の最大値は、例えば
センサ4の寸法が25mm角であれば、35.36mm
(=25mm×√2)であり、レーザ光13の自然な広
がりの影響は、例えば測定分解能が100μm程度なら
十分に精度を確保できる程度のものである。
The laser beam 13 is collimated so as to have a required beam diameter. The maximum value of the optical path difference of the laser beam 13 up to the sensor 4 is, for example, 25 mm. 35.36mm for corners
(= 25 mm × √2), and the influence of the natural spread of the laser beam 13 is such that sufficient accuracy can be ensured if the measurement resolution is about 100 μm, for example.

【0025】この発明は、上述の実施の形態に限られる
ものではなく、種々に変形して実施することができる。
第1リニアステージ20と第2リニアステージ29の移
動方向は、互いに直交方向でなくてもよく、例えば45
°や60°など任意の角度をなすように、つまり、第1
リニアステージ20と第2リニアステージ29の移動方
向が互いに平行でないようにしてあればよい。なお、前
記リニアステージ20,29に対する制御信号や、得ら
れた測定信号の処理などの点を考えると、前記リニアス
テージ20,29の移動方向がなす角度は、45°や6
0°や90°が好ましい。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be implemented in various modifications.
The moving directions of the first linear stage 20 and the second linear stage 29 do not have to be orthogonal to each other.
At an arbitrary angle such as ° or 60 °, that is, the first
It is sufficient that the moving directions of the linear stage 20 and the second linear stage 29 are not parallel to each other. In consideration of the control signals for the linear stages 20 and 29 and the processing of the obtained measurement signals, the angle between the moving directions of the linear stages 20 and 29 is 45 ° or 6 °.
0 ° and 90 ° are preferred.

【0026】また、第1リニアステージ20および第2
リニアステージ29の駆動を、直動モータや超音波リニ
アモータによって行うようにしてもよく、移動速度また
は位置情報の検知によりセンサ4状の測定点の同定がで
きるものであればよい。
The first linear stage 20 and the second linear stage 20
The linear stage 29 may be driven by a linear motor or an ultrasonic linear motor, as long as it can identify a measurement point on the sensor 4 by detecting a moving speed or position information.

【0027】そして、第1リニアステージ20および第
2リニアステージ29における走査順序は、任意であ
り、また、両者を同時に駆動するようにしてもよい。
The order of scanning in the first linear stage 20 and the second linear stage 29 is arbitrary, and both may be driven simultaneously.

【0028】さらに、第1リニアステージ20および第
2リニアステージ29の制御は、独立したコントローラ
で行うようにしてもよく、また、インターネットなどの
通信手段を用いて遠隔走査を行ってもよい。
Further, the control of the first linear stage 20 and the second linear stage 29 may be performed by an independent controller, or remote scanning may be performed using communication means such as the Internet.

【0029】そして、反射部材として、反射鏡25,3
4に代えて、プリズムを用いてもよい。
The reflecting members 25 and 3 are used as reflecting members.
Instead of 4, a prism may be used.

【0030】さらに、この発明の光走査型二次元濃度分
布測定装置は、センサ面7を適宜の応答部材によって修
飾することにより、pH以外のイオン濃度の測定を行う
ことができる。
Further, the optical scanning type two-dimensional concentration distribution measuring apparatus of the present invention can measure ion concentrations other than pH by modifying the sensor surface 7 with an appropriate response member.

【0031】[0031]

【発明の効果】この発明の光走査型二次元濃度分布測定
装置においては、二つのリニアステージを用いて光をセ
ンサの裏面側の半導体基板に対して二次元的に走査する
ようにしているので、試料をセンサとともに動かす必要
がない。したがって、センサ面において固定されにくい
または固定されない試料に対する測定精度が向上する。
そして、リニアステージ上には反射部材しか設けられな
いので、荷重が小さく、従来の光透過型XYステージに
比べて構造が簡単であり、低コストとなる。
In the optical scanning type two-dimensional density distribution measuring apparatus of the present invention, light is two-dimensionally scanned on the semiconductor substrate on the back side of the sensor by using two linear stages. There is no need to move the sample with the sensor. Therefore, the measurement accuracy for a sample that is difficult or unfixed on the sensor surface is improved.
Since only the reflection member is provided on the linear stage, the load is small, the structure is simpler than that of the conventional light transmission type XY stage, and the cost is low.

【0032】そして、センサの裏面側の半導体基板に対
して入射する光の入射角は、その照射点にかかわらず一
定であるので、ガルバノミラーなどを用いた場合に比べ
て特殊な光学系が不要になり、それだけ構成が簡素化さ
れ安価になる。
Since the incident angle of light incident on the semiconductor substrate on the back side of the sensor is constant regardless of the irradiation point, a special optical system is not required as compared with the case where a galvanometer mirror or the like is used. And the configuration is simplified and the cost is reduced accordingly.

【0033】このように、この発明によれば、所定測定
を確実に行うことができ、しかも、装置全体の構成がコ
ンパクトで安価な光走査型二次元濃度分布測定装置を得
ることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an optical scanning type two-dimensional density distribution measuring apparatus which can perform a predetermined measurement reliably, and has a compact and inexpensive structure as a whole.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の光走査型二次元濃度分布測定装置の
構成を概略的に示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an optical scanning type two-dimensional density distribution measuring apparatus of the present invention.

【図2】前記装置の要部の構成を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a main part of the device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5…半導体基板、7…センサ面、13…光、14…光
源、20,29…リニアステージ、25,34…反射部
材。
5 Semiconductor substrate, 7 Sensor surface, 13 Light, 14 Light source, 20, 29 Linear stage, 25, 34 Reflecting member.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の一方の面にセンサ面を有
し、前記半導体基板に対してその他方の面側から光源か
らの光を二次元的に照射するように構成された光走査型
二次元濃度分布測定装置において、前記半導体基板の他
方の面側に、移動方向が互いに平行でない2つのリニア
ステージを設け、これらのリニアステージ上に、前記光
源からの光の進路を変更する反射部材を設け、前記リニ
アステージを移動することにより、半導体基板に対して
その他方の面側から光を二次元的に照射することを特徴
とする光走査型二次元濃度分布測定装置。
An optical scanning type device having a sensor surface on one surface of a semiconductor substrate and configured to two-dimensionally irradiate light from a light source to the semiconductor substrate from the other surface side. In the two-dimensional concentration distribution measuring device, two linear stages whose movement directions are not parallel to each other are provided on the other surface side of the semiconductor substrate, and on these linear stages, a reflecting member that changes a course of light from the light source is provided. A light scanning type two-dimensional density distribution measuring apparatus, wherein the light is two-dimensionally irradiated on the semiconductor substrate from the other surface side by moving the linear stage.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2002057750A3 (en) * 2001-01-16 2002-11-21 Teraview Ltd Apparatus and method for investigating a sample

Cited By (2)

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