测定装置

技术领域

本发明涉及一种测定装置。

背景技术

作为用于半导体晶圆等测定物的检查的测定方法，已知有例如光致发光测定(以下记为“PL测定”)。PL测定是例如测定由通过对半导体材料照射具有高于能带隙的能量的光而产生的电子与空穴的再耦合而释放的光的方法。在PL测定中，可检测晶体的结构缺陷的分布，另一方面，从半导体晶圆的质量担保的观点出发，要求提高缺陷的定量性或再现性。

作为另外的测定方法，已知有全方位光致发光测定(以下记为“ODPL测定”)(例如参照非专利文献1)。ODPL测定是使用积分球测定被测定物吸收的激发光的光子数及向全方位的发光光子数的方法。在ODPL测定中，由于可算出受包含杂质密度或点缺陷密度等的非辐射再耦合影响的带端发光的发光量子效率，因而可将缺陷定量化。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1："Demonstration of omnidirectional photoluminescence(ODPL)spectroscopy for precise determination of internal quantum efficiency ofradiation in GaN single crystals"Kazunobu Kojima et al.,Applied PhysicsLetter 111,032111(2017)

发明内容

发明所要解决的技术问题

在如上述的PL测定或ODPL测定那样将激发光照射于测定物的情况下，从确保调整激发光的照射光点的容易性等的观点出发，优选为可观察视野内的测定物上的激发光的照射光点。为了观察激发光的照射光点，例如可使用由相机等构成的摄像部。然而，在向测定物的激发光的光轴相对于摄像轴倾斜的情况下，难以由摄像部直接观察激发光的照射光点。在摄像部的传感器相对于激发光的波长或通过照射激发光而在测定物产生的光的波长不具有充分的灵敏度的情况下，也难以由摄像部直接观察激发光的照射光点。

另外，考虑在激发光是紫外光那样的具有较高的能量的光的情况下，因照射激发光而在测定物产生劣化。在该情况下，优选为尽量减少对测定物照射激发光的机会，也存在为了观察激发光的照射光点而欲避免与测定分开地对测定物照射激发光这样的情况。

本发明为了解决上述问题而完成，其目的在于，提供一种可不将激发光照射于测定物而观察视野内的测定物上的激发光的照射光点的测定装置。

解决问题的技术手段

本发明的一方式的测定装置，具备：激发光学系统，其将激发光朝向测定物导光；照明光学系统，其将照明光所致的照明光点形成于测定物；及摄像部，其对测定物上的照明光点进行摄像；照明光学系统构成为包含光透过构件，该光透过构件具备具有第1色的中心区域、及具有与第1色不同的第2色且包围中心区域的周边区域，激发光学系统与照明光学系统以在摄像部的视野内，测定物上的激发光的照射光点包含于通过中心区域的照明光所致的中心光点区域，且由通过周边区域的照明光所致的周边光点区域包围的方式光学连接。

在该测定装置中，通过照明光学系统所包含的光透过构件，在被照射照明光的测定物中，在中心光点区域的周围以与第1色不同的第2色形成周边光点区域。因此，通过预先将激发光的照射光点对准照明光的中心光点区域，从而可不将激发光照射于测定物而观察视野内的测定物上的激发光的照射光点。在该结构中，因为减少测定时以外的对测定物照射激发光的机会，因而在激发光是紫外光那样的具有较高能量的光的情况下，也可抑制因照射激发光引起的测定物的劣化。另外，因为包围中心光点区域的周边光点区域以与第1色不同的第2色形成，因而也容易观察测定物的整体像。

也可为，光透过构件是中心区域开口的着色针孔(pinhole)。在该情况下，即使在减小中心区域的尺寸的情况下，也容易制造光透过构件。

也可为，在光透过构件中，周边区域环状地设置于中心区域的周围。在该情况下，提高了测定物上的激发光的照射光点的视认性。

也可为，中心区域及周边区域的形状与摄像部的摄像区域的形状一致。在该情况下，因为中心区域的形状与摄像部中的摄像图像的形状相同，因而容易观察摄像区域的整体。

也可为，光透过构件还具备具有与第2色不同的第3色且包围周边区域的周边区域。在该情况下，更容易观察测定物的整体像。

发明的效果

根据本发明，可不将激发光照射于测定物而观察视野内的测定物上的激发光的照射光点。

附图说明

图1是显示本发明的一实施方式的测定装置的结构的概略图。

图2是显示外部量子效率的计算方法的图。

图3是显示标准PL光谱的一个例子的图。

图4是显示分离光学元件的结构的一个例子的示意性的图。

图5是显示标准PL光谱测定中的激发光学系统与第1检测光学系统的光学连接状态的示意性的图。

图6是显示切换部的结构的一个例子的示意性的图。

图7是显示照明光学系统的主要部分的示意性的图。

图8的(a)是显示激发光学系统与照明光学系统的光学连接状态的示意性的图，(b)是显示摄像部的视野中的测定物上的激发光的照射光点与照明光点的位置关系的示意性的图。

图9是使用图1所示的测定装置的ODPL测定的流程图。

图10是准备步骤的流程图。

图11是激发光照射光点确认步骤的流程图。

图12是标准PL光谱测定步骤的流程图。

图13是外部量子效率测定步骤的流程图。

图14是内部量子效率计算步骤的流程图。

图15是显示激发光学系统与照明光学系统的光学连接状态的变形例的示意性的图。

图16的(a)～(c)是显示光透过构件的变形例的示意性的图。

图17的(a)～(c)是显示光透过构件的其他变形例的示意性的图。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对本发明的一方式的测定装置的优选的实施方式进行详细的说明。

[测定装置的概略]

图1是显示本发明的一实施方式的测定装置的结构的概略图。该图所示的测定装置1例如作为进行测定物S的非破坏检查的装置而构成。在本实施方式中，作为测定物S，例示化合物半导体晶体。更具体而言，测定物S是氮化镓(GaN)半导体晶体。GaN半导体是除了可见/紫外的发光器件外，也期待应用于高频器件、功率器件的材料。已知使用GaN半导体的器件的特性因贯通错位那样的结构缺陷、点缺陷、微量杂质的混入而大幅受影响。测定装置1为了改善器件的良品率，推进量产化，而作为检查GaN半导体晶体的结构缺陷的分布及缺陷的定量性的两者的装置构成。

在测定装置1中，在检查GaN半导体晶体的结构缺陷的分布及缺陷的定量性的两者时，对测定物实施全方位光致发光测定(以下记为“ODPL测定”)。在ODPL测定中，作为前段的步骤，实施使用积分球的测定物S的外部量子效率(EQE)的测定。另外，作为后段的步骤，实施使用测定物的标准光致发光光谱(以下记为“标准PL光谱”)的测定物S的内部量子效率(IQE)的计算。

外部量子效率是释放至测定物的外部的发光光子数相对于由测定物吸收的激发光的光子数的比例。图2所示的曲线图显示作为一个例子的在未将样本配置于积分球的状态下将激发光输入至积分球时自积分球输出的被测定光的光谱(图2的曲线图A)、及在将样本配置于积分球的状态下将激发光输入至积分球时自积分球输出的被测定光的光谱(图2的曲线图B)。由测定物吸收的激发光的光子数相当于激发光的波长区域中的曲线图A的光谱与曲线图B的光谱的差量(图2的区域D1)。释放至测定物的外部的发光光子数相当于被测定光的发光波长区域中的曲线图A的光谱与曲线图B的光谱的差量(图2的区域D2)。

内部量子效率是由测定物产生的发光光子数相对于由测定物吸收的激发光的光子数的比例。对内部量子效率考虑了来自测定物的光取出效率的影响后的效率成为外部量子效率。来自测定物的光取出效率是由该测定物的材料确定的已知的值。例如GaN晶体的光取出效率预估为2.55％(参照"Determination of absolute value of quantumefficiency of radiation in high quality GaN single crystals using anintegrating sphere"Kazunobu Kojima et al.,Journal of Applied Physics 120,015704(2016))。

因此，若可获得测定物的标准PL光谱与外部量子效率，则可导出测定物的内部量子效率。例如在GaN晶体中，可见结晶性越高，缺陷数越少的材料，内部量子效率越高的倾向(例如参照上述的非专利文献1)。即，内部量子效率直接反映其材料的晶体质量，通过在晶圆制造时评估晶圆材料的晶体质量，可评估与器件的寿命或性能相关的因子。

为了算出内部量子效率，需要测定测定物的标准PL光谱。使用积分球的测定检测入射至该积分球的光及自测定物产生的全方位的光。在欲使用积分球实施标准PL光谱的测定的情况下，例如如图3所示，为了检测全方位的发光，除了标准PL光谱本来具有的峰(图3的峰A)外，也会产生光谱的峰(图3的峰B)。因此，一般来说，在实施测定物的标准PL光谱的测定时，不使用积分球。相对于此，在测定装置1中，从测定的便利性的观点出发，对结构下功夫以可在将测定物仍旧配置于积分球的状态下实施测定物的标准PL光谱的测定。以下，对该测定装置1的结构进行详细说明。

[测定装置的结构]

测定装置1如图1所示构成为具备激发光源2、激发光学系统3、积分球4、XY载台5、光检测器6、第1检测光学系统7、第2检测光学系统8、照明光源9、照明光学系统10、摄像部11、及运算部12。在本实施方式中，在由金属等构件构成的壳体13内收纳有激发光学系统3、积分球4、光检测器6、第1检测光学系统7、第2检测光学系统8、照明光源9、照明光学系统10、及摄像部11。激发光源2、XY载台5、及运算部12相对于壳体13成为外置。

激发光源2是输出对测定物S的激发光L1的装置。激发光源2可为相干光源及非相干光源的任一者。作为相干光源，例如可使用准分子激光(波长193nm)、YAG激光第2高次谐波(波长532nm)、YAG激光第4高次谐波(波长266nm)、HeCd激光(波长325nm)、半导体激发全固体UV激光(波长320nm)、半导体激光(例如InGaN半导体激光(波长375nm～530nm)、红色半导体激光、红外半导体激光)等。作为非相干光源，例如可使用水银灯(波长365nm)、LED光源、SLD光源等。自激发光源2输出的激发光L1可为脉冲光及CW光的任一者。在测定物S为GaN半导体晶体的情况下，作为激发光源2，使用上述光源中的例如YAG激光第4高次谐波、HeCd激光、半导体激发全固体UV激光。

激发光学系统3是将激发光L1朝向测定物S导光的光学系统。激发光学系统3例如构成为包含可变衰减滤光器16、镜17、分离光学元件18、及透镜19。可变衰减滤光器16是用于使照射于测定物S的激发光L1的强度变化的元件，调整朝向测定物S的激发光L1的强度。

分离光学元件18是将朝向积分球4内的测定物S的激发光L1的光轴、与通过照射激发光L1而在测定物S产生的被测定光L2的光轴分离的元件。在本实施方式中，分离光学元件18如图4所示，由所谓开孔镜构成，具有使激发光L1通过的开口部21、以及反射下述的被测定光L2及照明光L3的反射面22。在反射面22中，被测定光L2在自开口部21偏移的位置反射。由此，朝向积分球4内的测定物S的激发光L1的光轴、与自积分球4输出且朝向光检测器6的被检测光L2的光轴被分离。

透镜19例如由凸透镜构成。透镜19将朝向积分球4的激发光L1及照明光L3聚光于测定物S的表面。即，透镜19在积分球4内的测定物S上形成激发光L1的照射光点(spot)La及照明光L3的照明光点Lb(参照图8的(a))。另外，透镜19将来自积分球4的被测定光L2及照明光L3平行光化。

积分球4是在被实施反射涂装的球体内壁使光扩散反射并空间性地积分的装置。积分球4的形状不限于球状，也可为半球状。在积分球4的内部配置有测定物S。在本实施方式中，与XY载台5连接的臂23的前端部分延伸至积分球4的内部，在该臂23的前端部分保持有测定物S。由此，测定物S在积分球4的内部可在XY面内方向扫描。

积分球4具有第1端口24及第2端口25。第1端口24在与基于XY载台5的测定物S的扫描面(XY面)正交的方向开口。第2端口25在与第1端口24的开口方向正交的方向(X方向或Y方向)开口。在本实施方式中，第1端口24为标准PL光谱测定用的端口，第2端口25为外部量子效率测定用的端口。在标准PL光谱测定中，通过激发光学系统3而朝向测定物S的激发光L1、与在积分球4内的测定物S产生的被测定光L2均通过积分球4的第1端口24。在外部量子效率测定中，通过激发光学系统3而朝向测定物S的激发光L1通过第1端口24，在积分球4内扩散反射的被测定光L2通过第2端口25。

光检测器6是检测通过照射激发光L1而在积分球4内的测定物产生的被测定光L2的装置。光检测器6经由切换部31光学连接于第1检测光学系统7及第2检测光学系统8的一者。作为光检测器6，例如可使用CMOS、CCD、EM-CCD、光电倍增管、SiPM(MPPC)、APD(SPAD)、光电二极管(也包含阵列状的光电二极管)等。在本实施方式中，光检测器6由BT-CCD(内置有背面入射型CCD的多通道光检测器)构成。光检测器6将基于检测结果的信号输出至运算部12。也可在光检测器6内置用于抑制被测定光L2的饱和的元件(例如可变衰减滤光器)。

第1检测光学系统7是在标准PL光谱测定中，将被测定光L2自积分球4朝向光检测器6导光的光学系统。第1检测光学系统7构成为除与激发光学系统3共同的透镜19及分离光学元件18外，还包含分色镜32、镜33、及透镜34。自积分球4的第1端口24输出的被测定光L2通过第1检测光学系统7导光，经由光检测器输入端35输入至光检测器6。

图5是显示标准PL光谱测定中的激发光学系统与第1检测光学系统的光学连接状态的示意性的图。如该图所示，在标准PL光谱测定中，当在将测定物S仍旧配置于积分球4的状态下实施标准PL光谱的测定时，朝向测定物S的激发光L1的光轴、与通过照射激发光L1而在测定物S产生的被测定光L2的光轴通过上述的分离光学元件18分离。因此，在激发光学系统3中经由透镜入射至积分球4内的测定物S的激发光L1的光轴、与在第1检测光学系统7中自积分球4出射的被测定光L2的光轴具有一定的角度而成为斜交的状态。

在图5的例子中，入射至积分球4的激发光L1的光轴相对于测定物S的表面(XY面)倾斜，自积分球4出射的被测定光L2的光轴相对于测定物S的表面(XY面)垂直。这样，通过激发光L1的光轴与被测定光L2的光轴斜交，可防止在积分球4内的测定物S反射的激发光L1被光检测器6直接检测。

在第1检测光学系统7设置有限制光检测器6的被测定光L2的检测范围的开口部36。在本实施方式中，光检测器6为光纤输入型的检测器。另外，光检测器输入端35由将光纤的裸线捆束而成的光纤束37构成。因此，在本实施方式中，光纤束37的端面37a相当于限制光检测器6的被测定光L2的检测范围的开口部36。

如图5所示，朝向测定物S的激发光L1通过透镜19聚光，成像于测定物S的表面。在通过照射激发光L1而在测定物S产生的被测定光L2通过透镜19平行光化之后，由透镜34聚光，成像于光纤束37的端面37a(开口部36)。即，测定物S上的激发光L1的照射光点La与开口部36为光学共轭的关系。通过使照射光点La与开口部36成为光学共轭的关系，可抑制积分球4内的多重散射的影响，可仅将通过激发光L1的入射而在测定物S的表面产生的被测定光L2自积分球4取出并检测。因此，在测定装置1中，可在将测定物S仍旧配置于积分球4的状态下实施测定物S的标准PL光谱的测定。

第2检测光学系统8是在外部量子效率测定中，将在积分球4内扩散反射的被测定光L2自积分球4朝向光检测器6导光的光学系统。在第2检测光学系统8中，自积分球4的第2端口25输出的被测定光L2经由与第1检测光学系统7不同的光检测器输入端38输入至光检测器6。光检测器输入端38例如与第1检测光学系统7的光检测器输入端35相同，由将光纤的裸线捆束而成的光纤束39(参照图6)构成。

切换部31是将第1检测光学系统7及第2检测光学系统8的一者光学连接于光检测器6的部分。切换部31例如如图6所示构成为包含一对光导41A、41B、及离轴抛物面镜42。在光导41A，光学连接有第1检测光学系统7侧的光检测器输入端35(光纤束37)。在光导41B，光学连接有第2检测光学系统8侧的光检测器输入端38(光纤束39)。离轴抛物面镜42的反射面的方向例如通过步进马达等驱动机构而为可变。通过离轴抛物面镜42与光导41A、41B的一者光学耦合，仅来自光导41A的激发光L1及来自光导41B的激发光L1的一者朝向光检测器6被导光。

测定装置1作为用于观察测定物S上的激发光L1的照射光点的结构，如图1所示，具备照明光源9、摄像部11、及照明光学系统10。照明光源9是输出对测定物S的照明光L3的装置。作为照明光源9，例如可使用能输出白色光的LED。摄像部11是对照明光L3所致的测定物S上的照明光点Lb(参照图8的(a)及(b))进行摄像的部分。作为摄像部11，例如可使用对可见区域具有灵敏度的装置。作为该装置，例如可列举彩色COMS、彩色CCD相机等。

照明光学系统10构成为除与第1检测光学系统7共同的透镜19、分离光学元件18、及分色镜32外，还包含光透过构件45、分色镜46、及透镜47、48。光透过构件45是用于对照明光L3附加用于识别激发光L1的照射光点的颜色的构件。光透过构件45通过亚克力(acrylic)或玻璃等具有光透过性的构件而形成为圆盘状。

光透过构件45如图7所示，具备具有第1色的圆形的中心区域51、以及具有与第1色不同的第2色且包围中心区域51的圆环状的周边区域52。此处，光透过构件45由中心区域51开口的着色针孔53构成，第1色为无色。周边区域52的第2色可使用任意颜色，例如绿色。在经过光透过构件45的照明光L3中，通过中心区域51的部分的颜色仍为白色，通过周边区域52的部分的颜色自白色变化为绿色。

图8的(a)是显示激发光学系统与照明光学系统的光学连接状态的示意性的图。如该图所示，经过光透过构件45的照明光L3通过分色镜32等导光至积分球4内的测定物S。照明光L3在通过透镜47平行光化之后，由透镜19聚光，而成像于测定物S的表面。由此，在测定物S的表面形成有照明光L3所致的照明光点Lb。

在图8的(a)及图8的(b)的例子中，朝向积分球4内的测定物S的照明光L3的光轴与自积分球4输出的被测定光L2的光轴一致。因此，朝向测定物S的激发光L1的光轴与朝向测定物S的照明光L3的光轴斜交。此处，入射至测定物S的激发光L1的光轴如上所述相对于测定物S的表面(XY面)倾斜，照明光L3的光轴相对于测定物S的表面(XY面)垂直。在测定物S的表面反射的照明光L3通过分色镜32等导光至摄像部11。照明光L3在通过透镜19平行光化之后，由透镜48聚光，而成像于摄像部11的摄像面。

激发光学系统3与照明光学系统10如图8的(b)所示，以在摄像部11的视野内，测定物S上的激发光L1的照射光点La包含于通过中心区域51的照明光L3所致的中心光点区域Lc，且由通过周边区域52的照明光L3所致的周边光点区域Ld包围的方式光学连接。在图8的(b)的例子中，激发光L1的照射光点La位于呈白色的圆形的中心光点区域Lc的大致中心，呈绿色的圆环状的周边光点区域Ld位于其周围。

通过在积分球4配置与测定物S同等的靶，并将激发光L1的照射光点La预先对准照明光L3的中心光点区域Lc，而在进行实际的标准PL光谱测定及外部量子效率测定时，可不对测定物S照射激发光L1而观察视野内的测定物S上的激发光L1的照射光点La。另外，通过使包围中心光点区域Lc的周边光点区域Ld呈第2色，从而也可由摄像部11观察激发光L1的照射光点La周边的测定物S的结构。

在进行激发光L1的照射光点La与照明光L3的中心光点区域Lc的对位的情况下，例如在积分球4配置与测定物S同等的靶夹具。在靶夹具的中心例如预先附注圆形等印记。在该状态下调整分离光学元件18及分色镜46的角度，将照射光点La的位置及照明光L3的中心光点区域Lc的位置分别对准靶夹具的印记，由此可实施激发光L1的照射光点La与照明光L3的中心光点区域Lc的对位。

运算部12是基于自光检测器6输出的信号，计算测定物S的外部量子效率及内部量子效率的部分。在物理上是构成为具备RAM、ROM等存储器、CPU等处理器(运算电路)、通信接口、硬盘等储存部、显示器等显示部的计算机系统。作为计算机系统，例如可列举个人计算机、云服务器、智能型器件(智能型手机、平板终端等)等。运算部12可由PLC(programmablelogic controller(可编程逻辑控制器))构成，也可由FPGA(Field-programmable gatearray(现场可编程门阵列))等集成电路构成。

运算部12在标准PL光谱测定中，基于自光检测器6输出的信号，产生标准PL光谱的测定数据，将该测定数据保存于储存部。运算部12在外部量子效率测定中，基于自光检测器6输出的信号(测定信号及参考信号)计算测定物S的外部量子效率，将计算数据保存于储存部。另外，运算部12基于标准PL光谱的测定数据与外部量子效率的计算数据计算测定物S的内部量子效率，将计算数据保存于储存部。运算部12也可将获得的标准PL光谱的测定数据、外部量子效率的计算数据、及内部量子效率的计算数据输出至监视器等。

[使用测定装置的ODPL测定的实施顺序]

图9是使用测定装置的ODPL测定的流程图。如该图所示，在使用测定装置1的ODPL测定中，依序实施准备步骤(步骤S01)、激发光照射光点确认步骤(步骤S02)、标准PL光谱测定步骤(步骤S03)、外部量子效率测定步骤(步骤S04)、内部量子效率计算步骤(步骤S05)。

在准备步骤S01中，如图10所示，首先，进行切换部31的设定(步骤S11)。在此，驱动切换部31的离轴抛物面镜42，将第2检测光学系统8光学连接于光检测器6。接着，自激发光源2输出激发光L1(步骤S12)，进行激发光L1的强度的调整(步骤S13)。激发光L1的强度的调整通过以通过入射激发光L1而自积分球4输出的光在光检测器6不饱和的方式调整可变衰减滤光器16或内置于光检测器6的可变衰减滤光器等而实施。调整激发光L1的强度后，停止激发光L1的输出(步骤S14)。然后，将XY载台5的臂23自积分球4卸除后保持测定物S，在保持于臂23的状态下将测定物S配置于积分球4内(步骤S15)。

在激发光照射光点确认步骤S02中，如图11所示，首先，自照明光源9输出照明光L3(步骤S21)。接着，通过摄像部11对通过照射照明光L3而形成于积分球4内的测定物S上的照明光L3的照明光点Lb进行摄像(步骤S22)。通过观察视野内的测定物S上的照射光点La的中心区域51及周边区域52，可确认测定物S上的激发光L1的照射光点La。在确认激发光L1的照射光点La之后，根据需要，进行基于XY载台5的测定物S的位置调整(步骤S23)，停止照射光的输出(步骤S24)。

在标准PL光谱测定步骤S03中，如图12所示，首先，进行切换部31的设定(步骤S31)。此处，驱动切换部31的离轴抛物面镜42，将第1检测光学系统7光学连接于光检测器6。接着，自激发光源2输出激发光L1，将激发光L1入射至积分球4内的测定物S(步骤S32)，进行光检测器6的曝光时间的设定(步骤S33)。在设定光检测器6的曝光时间之后，将通过照射激发光L1而自积分球4的第1端口24输出的被测定光L2由第1检测光学系统7导光至光检测器6，实施测定物S的标准PL光谱测定(步骤S34)。测定结束后，停止激发光的输出(步骤S35)，保存测定数据(步骤S36)。

在外部量子效率测定步骤S04中，如图13所示，首先，进行切换部31的设定(步骤S41)。此处，驱动切换部31的离轴抛物面镜42，将第2检测光学系统8光学连接于光检测器6。接着，自激发光源2输出激发光L1，将激发光L1入射至积分球4内的测定物(步骤S42)，进行光检测器6的曝光时间的设定(步骤S43)。在设定光检测器6的曝光时间之后，将通过照射激发光L1而自积分球4的第2端口25输出的被测定光L2由第2检测光学系统8导光至光检测器6，实施扩散反射光的测定(步骤S44)。测定结束后，停止激发光L1的输出(步骤S45)，自积分球4取出测定物S(步骤S46)。

在取出测定物S之后，再次开始激发光L1的输出(步骤S46)，实施参考测定(步骤S47)。在参考测定中，在未将测定物S配置于积分球4的状态下，将自积分球4的第2端口25输出的被测定光L2通过第2检测光学系统8导光至光检测器6，实施扩散反射光的测定(步骤S48)。测定结束后，停止激发光L1的输出(步骤S49)。其后，基于步骤S44的测定结果与步骤S48的测定结果，计算释放至测定物S的外部的发光光子数相对于由测定物S吸收的激发光L1的光子数的比例。由此，计算测定物S的外部量子效率(步骤S50)，并保存计算数据(步骤S51)。

在内部量子效率计算步骤S05中，如图14所示，分别读入步骤S36中保存的标准PL光谱测定的测定数据、与步骤S51中保存的外部量子效率的计算数据(步骤S61)。接着，基于进行读入后的标准PL光谱测定的测定数据、外部量子效率的计算数据、及根据材料已知的测定物S的光取出效率，计算测定物S的内部量子效率(步骤S62)。保存计算数据，处理完成(步骤S63)。

[测定装置的作用效果]

如以上所说明的那样，在测定装置1中，通过照明光学系统10所包含的光透过构件45，在被照射照明光L3的测定物S中，在中心光点区域Lc的周围以与第1色不同的第2色形成周边光点区域Ld。因此，通过将激发光L1的照射光点La预先对准照明光L3的中心光点区域Lc，可不将激励光L1照射至测定物S而观察视野内的测定物S上的激发光L1的照射光点La。在该结构中，因为减少测定时以外的对测定物S照射激发光L1的机会，因而即使在激发光L1是紫外光那样的具有较高能量的光的情况下，也可抑制因照射激发光L1引起的测定物S的劣化。另外，因为包围中心光点区域Lc的周边光点区域Ld以与第1色不同的第2色形成，因而也容易观察测定物S的整体像。

在本实施方式中，光透过构件45由中心区域51开口的着色针孔构成。在该情况下，在减小中心光点区域Lc的尺寸的情况下，也容易制造光透过构件。另外，在光透过构件45中，因为周边区域52环状地设置于中心区域51的周围，因而可提高测定物S上的激发光L1的照射光点La的视认性。

[变形例]

本发明并非限于上述实施方式。例如在上述实施方式中，例示了通过ODPL测定检查半导体晶圆的结构缺陷的分布及缺陷的定量性的测定装置1，但本发明可应用于具备将激发光朝向测定物导光的激发光学系统的其他测定装置。其他测定装置未必限于具备积分球的装置。作为该其他测定装置，例如可列举荧光显微镜、光致发光测定装置等。在上述实施方式中，如图8的(a)所示，成为朝向积分球4的激发光L1的光轴与朝向积分球4的照明光L3的光轴斜交的方式，但在其他测定装置中，例如也可如图15所示，通过使用分色镜55，使朝向测定物S的激发光L1的光轴、与朝向测定物S的照明光L3的光轴一致。

关于在测定物S上形成中心光点区域Lc及周边光点区域Ld的光透过构件45，也可采用各种变形。例如在图7的例子中，通过中心区域51开口的着色针孔53构成光透过构件45，但中心区域51例如也可不是针孔所致的空间而由无色的亚克力形成。在这种结构中，也可不将激发光L1照射于测定物S而观察视野内的测定物S上的激发光L1的照射光点La。

光透过构件45的中心区域51及周边区域52的配置图案也可采用各种变形。例如也可如图16的(a)所示的光透过构件45A那样，在呈第1色的圆形的中心区域51的周围，配置呈第2色的圆环状的周边区域52。例如也可如图16的(b)所示的光透过构件45B那样，在呈第1色的圆形的中心区域51的周围，配置自该中心区域51朝径向延伸的第2色的周边区域52。在图16的(b)的例子中，4个带状的周边区域52具有90°的相位角地配置于中心区域51的周围。根据这些结构，在观察视野内的测定物S上的激发光L1的照射光点La时，可充分确保照明光L3的照明光点Lb的视认性。

另外，例如也可如图16的(c)所示的光透过构件45C那样，还具备具有与第2色不同的第3色且包围周边区域52的周边区域54。在该情况下，因为周边区域54进一步扩展至周边区域52的外侧，因而更容易观察测定物S的整体像。赋予周边区域52的第3色可与第1色相同，也可与第1色不同。

例如也可如图17的(a)所示的光透过构件45D那样，中心区域51及周边区域52的形状与摄像部11的摄像区域的形状一致。在图17的(a)的例子中，摄像部11的摄像区域(构成摄像部11的摄像元件的像素区域)为长方形。对应于此，中心区域51及周边区域52的形状均为长方形。根据这样的结构，因为中心区域51的形状与摄像部11中的摄像图像的形状相同，因而容易观察摄像区域的整体。

例如也可如图17的(b)所示的光透过构件45E那样，周边区域52仅配置于与中心区域51的边界部分。另外，例如也可如图17的(c)所示的光透过构件45F那样，配置于与中心区域51的边界部分的周边区域52在周向上不连续。在图17的(c)的例子中，周边区域52在光透过构件45F的周向上被分割为4个。在这些结构中，在观察视野内的测定物S上的激发光L1的照射光点La时，也可充分确保照明光L3的照明光点Lb的视认性。

符号的说明

1…测定装置、3…激发光学系统、10…照明光学系统、11…摄像部、45、45A～45F…光透过构件、51…中心区域、53…着色针孔、52、54…周边区域、L1…激发光、La…照射光点、Lb…照明光点、Lc…中心光点区域、Ld…周边光点区域、S…测定物。