CN100466180C - 用于制造半导体设备的方法和用于检查半导体的装置 - Google Patents

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Abstract

根据本发明，在用于制造半导体设备的方法和用于检查半导体的装置中，如图2中的流程图所示，在激光处理步骤13中，在从已经经历过SPC步骤12的基板中抽取出的监控基板的不同位置上，以不同的激光功率执行激光处理，以便在基板的整个区域上形成多晶硅膜。此后，在最佳功率检查/抽取步骤14中，在检查设备上检查以变化的膜质量形成在监控基板上的多晶硅膜以便确定最佳激光功率。然后，在激光处理步骤13中，采用最佳激光功率的激光照射已经经历过SPC步骤12的后续基板的表面。因而，在基板的整个区域上形成高质量的多晶硅膜。

Description

用于制造半导体设备的方法和用于检查半导体的装置
技术领域
本发明涉及一种用于制造包含由薄膜晶体管(在下文中称TFT)制成的电路的半导体设备的方法，还涉及一种用于检查半导体的装置。
背景技术
激烈竞争的不同制造商正在急切地研究和发展利用多晶硅膜的TFT以获得更高性能。这种TFT的各种系统化正在发展中，目的在于实现例如未来的薄膜计算机(sheet computer)。获得液晶显示器的更高性能的一种方法是增加TFT中的载流子的迁移率。为此目的，多晶硅膜正在代替非晶硅膜而应用于TFT。由于在利用多晶硅膜的TFT中，多晶硅膜的性能和质量是提高TFT性能的关键，所以越来越有必要开发出能够确保多晶硅膜的更高性能和质量的可靠的制造方法。
利用多晶硅膜的TFT是例如通过如下方式制造的：首先利用化学气相生长法在玻璃基板上形成非晶硅膜，然后将非晶硅膜改性成多晶硅膜。在此获得结晶的一种方法是利用激光处理，借此利用激励激光(exciter laser)照射形成在玻璃基板上的非晶硅膜，以将其改性成多晶硅膜。利用激光处理的结晶可在小于玻璃基板的应变点的低温下进行，因而具有可以不利用昂贵的耐热石英基板的优点。许多学术机构和工业企业在发展利用激光处理的结晶方面进行着引人注目的激烈的竞争。而且，为了进一步提高TFT的性能，用于在利用激光处理的结晶中获得更大结晶粒度的技术正在被发展。
用于在利用激光处理的结晶中获得更大结晶粒度的一种常规发展技术是一种叫做CGS(连续颗粒硅)法的方法，该方法利用催化剂形成多晶硅膜。该申请人是发展这种方法领先于任何其他人的先驱者。根据该方法，在非晶硅膜中加入促进结晶的金属元素(例如镍)，然后加热非晶硅膜以便结晶硅从金属元素被加入的区域开始形成(SPC步骤)，然后执行激光处理，由此使结晶遍布非晶硅膜的大致整个区域。利用该方法，有可能产生具有100cm2/Vs或更大载流子迁移率的高性能多晶硅。
在其它用于获得更大粒度的常规发展技术中，有一种包含以多个步骤执行的激光处理的技术。
然而，利用激光处理的结晶具有以下缺点。在结晶进行中，具有例如1μm或更大粒度的晶界形成在多晶硅膜中。当粒度增加时，在多晶硅膜中沿着晶界以增大晶粒的方式生长的突起扩大，增大了多晶硅膜的表面不规则度(表面粗糙度)。
而且，如果以远低于最佳激光功率值的激光功率执行激光处理，则不能使非晶硅完全结晶。在较高激光功率下，结晶进行，但是即使激光功率稍稍高出最佳激光功率值也会促进非晶硅膜的再结晶，导致较差的多晶硅膜的性能。
而且，激光处理设备的激光功率随着时间会不同于初始设置的水平，因此形成在玻璃基板上的非晶硅膜的质量也会随着时间变化。这就会妨碍多晶硅膜的稳定形成。
如上所述，利用激光处理产生的多晶硅膜敏感地受到其被处理的激光功率的影响。这使得设置适当的激光功率非常必要。
基于此原因，在现有技术中已经公开并提出了监控方法，根据这些监控方法，制造过程还包括确定最佳激光功率值的步骤，以便利用因而确定的最佳激光功率值来执行激光处理步骤(例如，参见公开号为2001-257176的日本待审查专利申请，下文中称为专利公开文献1)。
利用还包括如上所述步骤的用于制造半导体设备的方法，有可能将最佳激光功率值设置在确定范围。
然而，在现有技术中还没有描述这样的监控方法，其允许为已经经历过包括一个或多个用于对非晶硅膜进行改性的步骤的预处理的基板设置最佳激光功率。因而，用于制造监控基板并且包含确定最佳激光功率的步骤的制造过程，有可能不同于用于制造产品基板并且包含以因而确定的激光功率执行激光处理的步骤的制造过程。例如，如图1中的工艺流程图所示，有可能的是，对于具有还没有经历SPC步骤2的非晶硅膜的监控基板，在最佳功率检查/抽取步骤4中确定激光功率，其中在SPC步骤2中，非晶硅膜在加入有催化剂的状态下被加热。
而且，在现有技术中还没有详细描述如何评价在最佳功率检查/抽取步骤4中获得的结果以确定最佳激光功率，也没有详细描述如何评价用于自动同意或拒绝的绝对基准。
如上所述，实际上，激光处理步骤没有总是以最佳激光功率执行，使得制造出来的非晶硅膜具有较差的性能和质量。这使得有必要设置制造多晶硅膜过程中的更佳的激光功率。
发明内容
鉴于如上所述在常规方法中遇到的问题，本发明的目的是提供这样一种用于制造半导体设备的方法和用于检查半导体的装置，其通过进一步优化为了将非晶硅膜改性成多晶硅膜而执行的激光处理步骤所采用的激光功率，使得可以生产出具有增强性能和质量的多晶硅膜。
为了达到上述目的，根据本发明，用于制造半导体设备的方法包括膜形成步骤、预处理步骤和激光处理步骤，其中膜形成步骤用于在基板上形成非晶硅膜；预处理步骤以一个或多个步骤执行，用于将非晶硅膜改性以便预备将其制成多晶；激光处理步骤用于在通过预处理步骤改性的非晶硅膜上执行激光处理，来生产多晶硅膜。在此，该方法还包括激光功率检查/抽取步骤，用于使用已经经历过预处理步骤的非晶硅膜来检测异物或预处理步骤缺陷，并基于在预定区域上执行的预定检查来确定激光功率。而且，激光处理步骤使用在激光功率检查/抽取步骤中确定的激光功率。利用该方法，有可能以更佳的激光功率来生产多晶硅膜，从而提高并稳定大规模生产的产品的质量。最佳激光功率随接受激光处理之前的非晶硅膜的厚度和质量而变化，但是利用本发明，有可能采用为每个单独产品基板确定的最佳激光功率来生产多晶硅膜。这样，与利用监控基板的方法相比，可以减少所需的额外材料和制造步骤，因而有助于提高生产效率。另外，利用该配置，为了确定激光功率，对异物或来自预处理步骤的缺陷进行了检查。这使得有可能立即检测到异物或来自预处理步骤的缺陷，在这种情况下，可以自动地识别不能用来评价激光功率的基板。因此有可能减小由于将有缺陷的基板继续馈送给后续步骤而造成的生产损失。
在上述用于制造半导体设备的方法中，激光功率检查/抽取步骤可通过使用光谱的检查来确定激光功率。这使得有可能以更高的精确度和稳定性来确定最佳激光功率。还有可能紧凑地将光纤从光谱设备的主部件放置到测量点。
在上述用于制造半导体设备的方法中，可以700nm至800nm的测量波长执行光谱测量。该波长范围中的光谱特性唯有在高质量的多晶硅膜中才能观察到，因而可以检查是否生产出高质量的多晶硅膜。而且，可以在激光处理室中或在其附近执行测量，而不会受到具有308nm波长的Excel激光处理光的影响。
在上述用于制造半导体设备的方法中，激光功率检查/抽取步骤可通过使用成像的检查来确定激光功率，通过该成像，光被照射到测量点以便检测通过对准测量点而获取的图像。利用本发明，有可能以更高的精确度和稳定性来确定最佳激光功率。而且，还有可能从获取的图像中检测膜表面上的异常不均匀性。
在上述用于制造半导体设备的方法中，可以利用从测量点周围照射在测量点上的测量光来执行上述使用光谱或成像的检查。利用这种方法，无论多晶硅膜的结晶是任意方向的还是规则方向的，都有可能在恒定测量环境下测量光谱特性和亮度的值。
在上述用于制造半导体设备的方法中，激光功率检查/抽取步骤可以在激光处理步骤中执行激光处理的激光处理设备的附近执行检查。这使得有可能将确定的激光功率快速反馈给激光处理设备。特别地，在使用产品基板确定激光功率的情况下，有可能立即执行激光处理。因而，有可能不考虑激光处理设备的光源与时间有关的不稳定性，而生产出多晶硅膜。
在上述用于制造半导体设备的方法中，激光功率检查/抽取步骤可以检查基板上的膜表面。通过在激光处理步骤之后检查多晶硅膜上的条纹图案，有可能判断执行激光处理的激光功率是否相对于最佳激光功率过高或过低。因而，有可能使激光功率随时间适当地变化。
在上述用于制造半导体设备的方法中，激光功率检查/抽取步骤可以设置作为对照来评价测量结果的测量定量值。这个测量定量值可用于评价多晶硅膜与非晶硅膜的分布、转变和特性的可接受性。
可以使用其上放置有校准基板并设置有用于执行校准的功能的设备来确定测量定量值。这提高了测量精确度。特别地，放置校准基板消除了对可以将校准基板放入和取出校准设备的机构的需要，导致更短的测量周期。
在上述用于制造半导体设备的方法中，激光功率检查/抽取步骤可以自动确定最佳激光功率值并自动地将自动确定的最佳激光功率值馈送给激光处理设备。常规地，是由人来确定最佳激光功率并将其设置在激光处理设备中，导致易受人为错误的影响。相反，利用本发明，有可能消除这种人为错误。而且，有可能有效地在激光处理设备上设置激光功率。
在上述用于制造半导体设备的方法中，激光处理步骤可以使用比在激光功率检查/抽取步骤中确定的所述激光功率低5mJ或10mJ的激光功率。如果以在激光功率检查/抽取步骤中确定的最佳激光功率值执行激光处理，则在最佳激光功率值的表面内分布的影响下，实际上可能是以高于最佳激光功率值的激光功率来执行激光处理的。当多晶硅膜受到以高于最佳激光功率值的激光功率执行的激光处理时，其性能和质量会突然恶化。利用本发明，有可能不受表面内分布的影响，而长时间地生产出稳定的多晶硅膜。
在上述用于制造半导体设备的方法中，激光功率检查/抽取步骤可以在多晶硅膜上执行多点测量检查。对于多晶硅膜，由于膜的厚度和质量随基板的不同而变化，所以存在最佳激光功率的分布。由于例如激光处理设备的光学组件(诸如透镜)的特性和调节的变化，所以随激光处理设备的不同也存在着分布。因而，通过测量基板上最佳激光功率的分布，有可能掌握给定制造条件下和对于给定激光处理设备的最佳激光功率的趋势。
在上述用于制造半导体设备的方法中，激光功率检查/抽取步骤可以在激光处理之前，检查基板上的膜以便发现非晶硅膜与多晶硅膜的比例。这有助于稳定多晶硅膜的性能和质量，从而有助于增加产量。
在上述用于制造半导体设备的方法中，激光功率检查/抽取步骤可以在激光处理之后，检查基板上的膜以便发现非晶硅膜与多晶硅膜的比例。通过快速检查在激光处理之后保持未结晶的非晶硅膜，有可能快速检查例如在激光处理步骤中的异常和由于光学系统中的异常而产生的性能异常。因而，有可能在早期检测出异常并对它们采取对策。
在上述用于制造半导体设备的方法中，激光功率检查/抽取步骤可以在激光处理之前和之后，检查基板上的膜以便发现非晶硅膜与多晶硅膜的比例。利用本发明，通过比较激光处理之前和之后的非晶硅膜与多晶硅膜的比例，有可能易于发现缺陷的原因，并因而有效地降低大规模生产中的损失。
为了达到上述目的，根据本发明，用于检查半导体的装置设置有：光谱装置，其具有发射光的第一发光部，并且对从第一发光部发射然后在预定基板上被反射的光进行光谱分析；照明部件，其具有发射光的第二发光部，并且反射来自第二发光部的光以将该光引导至预定基板；接收从预定基板反射的光并对该光进行放大的放大部；将放大部放大的光转化成图像数据的相机部；处理部，其接收并处理通过光谱装置获得的光谱数据和通过相机部获得的图像数据；存储部，其存储用于基于处理部进行的数据处理的结果来做出预定评价的评价条件；评价部，其根据评价条件，评价并确定：通过激光处理设备对预定基板照射激光所用的激光功率的最佳值，以及在预定基板上是否存在异物或者是否存在来自在预定基板上执行的预处理步骤的缺陷；以及建立用于与外部装置进行通信的连接并将评价部评价并确定的激光功率的最佳值发送给外部装置的发送部。利用本发明，有可能消除用户从显示在显示部上的测量结果中读取最佳值，然后将最佳值馈送给外部装置的需要。因而，有可能消除数据馈送中的人为错误，并且有可能因为自动化而减少时间损失。
在上述用于检查半导体的装置中，照明部件可将光引导至预定基板以使光以30度至60度的角度照在预定基板上。利用本发明，有可能反映在多晶硅膜的表面上由于结晶度而形成的突起，从而有可能执行稳定的评价和测量。
在上述用于检查半导体的装置中，当在基板上形成非晶硅膜或多晶硅膜时，光谱装置使用的波长为从700nm至800nm。该波长范围内的光谱特性唯有在高质量的多晶硅膜中才能观察到，因而允许检查是否生产出高质量的多晶硅膜。而且，可以在激光处理室中或在其附近执行测量，而不会受到具有308nm波长的Excel激光处理光的影响。
在上述用于检查半导体的装置中，当在基板上形成非晶硅膜或多晶硅膜时，评价部确定将非晶硅膜改性成多晶硅膜的所述激光功率的最佳值。利用本发明，有可能把将非晶硅膜改性成多晶硅膜的最佳激光功率值发送给外部激光处理设备。
利用根据本发明的用于制造半导体设备的方法和用于检查半导体的装置，有可能在激光处理步骤中稳定地执行最佳激光处理。因而，有可能稳定地生产高质量的多晶硅膜。
附图说明
图1是示出常规处理的处理流程的处理流程图；
图2是示出新处理的处理流程的处理流程图；
图3是示出在产品基板上被执行激光处理以用于检查的点的示图；
图4是在对产品基板施加新处理的处理流程的情况下使用的流程图；
图5是示出通过拉曼光谱测量的峰高与激光能量的关系曲线的示图；
图6是示出使用与拉曼光谱不同的光谱的监控装置的示图；
图7是使用与拉曼光谱不同的光谱的光谱分析装置的头部末端的放大视图；
图8是示出使用与拉曼光谱不同的光谱的光谱分析装置的头部末端的光纤的布置的示图；
图9是示出在由常规处理所处理的监控基板中通过与拉曼光谱不同的光谱测量的反射强度与波长的关系曲线的示图；
图10是示出如何从测量结果中计算定量值的一个实例的示图；
图11是示出如何从测量结果中计算定量值的另一个实例的示图；
图12是示出在由新处理所处理的监控基板中通过与拉曼光谱不同的光谱测量的反射强度与波长的关系曲线的示图；
图13是示出了利用成像的监控装置的一个实例的示图；
图14是示出在利用成像的监控装置上测量的亮度和明线数量与激光功率的关系曲线的示图；
图15是示出用于检测异物和SPC步骤缺陷的图像监控系统的一个实例的示图；
图16是在图像监控系统上观察到的可接受的多晶硅膜的图像的示意图；
图17是在图像监控系统上观察到的具有SPC步骤缺陷的多晶硅膜的图像的示意图；
图18是示出在激光处理设备附近利用光谱或成像执行测量时如何布置单个装置的示图；
图19是示出在激光处理设备内利用光谱或成像执行测量时如何布置单个装置的示图；
图20是示出当自动确定最佳激光功率时所遵循的新处理的处理流程的处理流程图；
图21是示出如何将定量基板放置在自动输送装置(transport robot)上的示图；
图22是示出在产品基板上最终作为产品的功能设备部分中被执行测量的点的示图；
图23是示出宏观测量方法的示图；
图24是示出当在激光处理之前以低放大倍率观察基板时得到的宏观照片的示图；
图25是示出当在激光处理之前以高放大倍率观察基板时得到的微观照片的示图；
图26是示出设置有利用成像的监控装置50和光谱分析装置30的双方法监控装置的主要部分的配置的示图。
具体实施方式
在下文中，将描述根据本发明的用于利用催化剂制造多晶硅膜的方法的一些实例。图2是示出根据本发明的生产方法的一个实例的流程图。如图2所示，在该实施例中，用于利用催化剂生产多晶硅膜的方法(CGS，连续颗粒硅法的简称)包括：非晶硅膜形成步骤11，用于通过化学气相生长在玻璃基板上形成非晶硅膜；SPC步骤12，用于将促进结晶的金属元素(例如镍)加入非晶硅膜中，然后加热非晶硅膜以便形成从已经加入金属元素的区域开始延伸的结晶硅；激光处理步骤13，用于利用激光照射已经经历过SPC步骤的非晶硅膜以便在基板的整个区域上形成多晶硅膜；最佳功率检查/抽取步骤14，用于利用已经经历过SPC步骤12和随后的激光处理步骤13的监控基板，确定执行激光处理的激光功率的最佳值；以及栅极绝缘膜形成步骤15，用于在激光处理步骤之后形成栅极绝缘膜。
最佳功率检查/抽取步骤14是这样的步骤：在这样的监控基板上，即在激光处理步骤13中从已经经历过SPC步骤12的基板中抽取出来并随后在激光处理步骤13中利用例如在10个步骤中以5mJ或10mJ增量变化的激光功率的激光照射，同时利用例如小于10mm的激光照射宽度照射的点以10mm的增量移动的监控基板，在测量装置上测量该监控基板表面上那些激光照射点中的每个点处的激光功率，以便确定使强度峰高(例如，后面将描述的利用成像情况下的亮度)达到其最大值的激光功率，作为用于激光处理步骤13的最佳激光功率值。
接下来，将描述根据图2中所示的上述流程的用于利用催化剂生产多晶硅膜的方法(CGS法)的一个实例。在非晶硅膜形成步骤11中，在玻璃基板上，利用化学气相生长，形成例如50nm厚的非晶硅膜。然后，在SPC步骤12中，将促进结晶的物质(例如镍)加入玻璃基板上的非晶硅膜中，然后加热非晶硅膜以便非晶硅膜从已经加入镍的区域开始形成。接着，在激光处理步骤13中，对从已经经历过SPC步骤12的基板中抽取出的监控基板执行激光处理，以利用例如在10个步骤中以5mJ或10mJ增量变化的激光功率的激光进行照射，同时利用例如小于10mm的激光照射宽度照射的点以10mm的增量移动，以便多晶硅膜形成在基板的整个区域上。然后，在最佳功率检查/抽取步骤14中，以变化的膜质量形成在监控基板上的多晶硅膜在检查装置上被测量，以便确定最佳激光功率值。然后将这样确定的最佳激光功率值反馈给激光处理步骤13，以便在激光处理步骤13中利用最佳激光功率的激光照射已经随后经历了SPC步骤12的基板的表面，以便多晶化在基板的整个区域上进行，从而生产出高质量的多晶硅膜。
实际上，激光功率随时间变化，因此形成在基板上的非晶硅膜的膜质量也随时间变化。因此，建议应该每单批或每几批地执行最佳功率检查/抽取步骤14以便控制生产，同时精确地控制激光功率。
如果以甚至稍稍高出最佳激光功率值的激光功率执行激光处理，则非晶硅膜的再结晶会进行，使其成为微晶，因而突然降低多晶硅膜的质量。而且，由于最佳激光功率在基板的表面内具有分布(5至10mJ的差别)，考虑到这个表面内分布的影响，以低于最佳值大约5mJ或10mJ的激光功率执行激光处理步骤，使得有可能长时间地生产出稳定的膜。
在所讨论的实例中，多晶硅膜是利用包括SPC步骤的CGS法形成的。可选地，也有可能采用任何其它方法，例如执行两次激光处理步骤来代替SPC步骤的方法。即使当利用这样的其它方法时，以如上所述的相同方式，可以利用最后激光处理步骤之前的监控基板或产品基板来确定最佳激光功率。
直到TFT生产过程的完成为止执行的步骤如下。在如上所述的激光处理步骤13中所生产的多晶硅膜上，然后在栅极绝缘膜形成步骤15中，在多晶硅膜上形成例如100nm厚的栅极绝缘膜。然后，在后面未示出的步骤中，形成将作为栅电极的金属膜，然后将金属膜和栅极绝缘膜图案化(patter)以便暴露出将作为源极和漏极区域的部分多晶硅膜。接着，在多晶硅膜的暴露部分中掺入掺杂剂以形成源极和漏极区域。这样，生产出TFT。
在以上描述中，利用监控基板来确定最佳激光功率。然而还有可能利用已经经历过SPC步骤12的工程基板(project substrate)上的不利用多晶硅膜作为产品的部分来确定最佳激光功率。这使得有可能在更接近产品基板的实际状态的状态下确定最佳激光功率，而不受随着激光处理前的非晶硅膜的厚度和质量变化的最佳激光功率的影响。而且，与处理监控基板相比，有可能减少额外的材料和步骤，因而改进生产效率。
图3是示出代替监控基板而在已经经历过SPC步骤的产品基板上被执行激光处理以用于检查的点的实例的示图。在已经经历过SPC步骤的产品基板21上，在除了最终将起到产品作用的功能设备部分21之外的部分中，在本实例中为非晶硅膜中具有稳定厚度的中间位置(或沿着边缘)，激光功率监控部分22被放置在数目与执行激光处理的激光功率数目相等的点处，并以预期的激光功率照射。
图4是示出如何基于利用图3中所示的产品基板20确定的最佳激光功率，形成多晶硅膜的流程的一个实例。如图4所示，在本实施例中，用于利用催化剂生产非晶硅膜的方法(CGS法)包括：非晶硅膜形成步骤23，用于利用化学气相生长而在玻璃基板上形成非晶硅膜；SPC步骤24，用于将促进结晶的金属元素(例如镍)加入非晶硅膜中，然后加热非晶硅膜以便结晶硅从已经加入金属元素的区域开始形成；激光处理步骤25，用于利用激光照射已经经历过SPC步骤24的非晶硅膜以便多晶硅膜在基板的整个区域上形成；最佳功率检查/抽取步骤26，用于利用已经经历过SPC步骤24和随后的激光处理步骤25的产品基板20，来确定执行激光处理的激光功率的最佳值；以及栅极绝缘膜形成步骤27，用于在激光处理步骤之后形成栅极绝缘膜。
最佳功率检查/抽取步骤26是这样的步骤：在这样的产品基板20上，即在激光处理步骤25中从已经经历过SPC步骤24的基板中抽取出来并随后在激光处理步骤25中受到激光处理，借此产品基板20上的激光功率监控部分22由例如在10个步骤中以5mJ或10mJ增量变化的激光功率的激光单独地照射以便在激光功率监控部分22中形成多晶硅膜的产品基板，在检查装置上测量以变化的质量形成在激光功率监控部分22中的多晶硅膜，以确定使强度峰高达到其最大值的激光功率，作为用于激光处理步骤25的最佳激光功率值。
接下来，将描述根据图4中所示的上述流程的用于利用催化剂生产多晶硅膜的方法(CGS法)的一个实例。在非晶硅膜形成步骤23中，在玻璃基板上，利用化学气相生长，形成例如50nm厚的非晶硅膜。然后，在SPC步骤24中，将促进结晶的物质(例如镍)加入玻璃基板上的非晶硅膜中，然后加热非晶硅膜以便结晶硅从已经加入镍的区域开始形成。接着，在激光处理步骤25中，执行激光处理，借此产品基板20上的激光功率监控部分22由例如在10个步骤中以5mJ或10mJ增量变化的激光功率的激光单独地照射，以便在激光功率监控部分22中形成多晶硅膜。然后，在最佳功率检查/抽取步骤26中，在检查装置上测量以变化的膜质量形成在激光功率监控部分22中的多晶硅膜，以确定最佳激光功率值。然后将如此确定的最佳激光功率值反馈给激光处理步骤25，以便在激光处理步骤25中利用最佳激光功率的激光照射已随后经历了SPC步骤24的产品基板20的表面，以便多晶化在基板的整个区域上进行，从而生产出高质量的多晶硅膜。
实际的激光功率随时间变化，因此形成在基板上的非晶硅膜的膜质量也随时间变化。因此建议应该每单批或每几批地执行最佳功率检查/抽取步骤26以控制生产，同时精确地控制激光功率。
如果以甚至稍稍高出最佳激光功率值的激光功率执行激光处理，则非晶硅膜的再结晶会进行，使其成为微晶，因而会突然降低多晶硅膜的质量。而且，由于最佳激光功率在基板的表面内具有分布(5至10mJ的差别)，考虑到这个表面内分布的影响，以低于最佳值大约5mJ或10mJ的激光功率执行激光处理步骤，使得有可能长时间地生产出稳定的薄膜。
在所讨论的实例中，利用包括SPC步骤24的CGS法来形成多晶硅膜。可选地，还有可能采用任何其它方法，例如执行两次激光处理步骤来代替SPC步骤的方法。即使当利用这样的其它方法时，以如上所述的相同方式，可以利用最后激光处理步骤之前的监控基板或产品基板来确定最佳激光功率。
接下来，将把描述的重点放在用于在图2中所示的最佳功率检查/抽取步骤14中确定最佳激光功率值的方法上。
图5示出利用作为光谱的一个例子的拉曼光谱获得的测量结果。图5中被标为LPS的光谱代表利用通过常规处理生产的监控基板所获得的测量结果，其中通过常规处理，在仅经历过非晶硅膜步骤1的基板(即通过图1中所示的流程处理的监控基板)上，以不同的激光功率在不同的点处执行激光处理。图5中被标为CGS的光谱代表利用根据本发明的新处理生产的监控基板获得的测量结果，其中通过根据本发明的新处理，在还经历过SPC步骤12的基板(通过图2中所示的流程处理的监控基板)上，以不同的激光功率在不同的点处执行激光处理。
如图5所示，通过常规处理获得的LPS光谱具有两个或三个峰，其中第一个峰具有最接近最佳激光功率值的值，使得有可能确定最佳激光功率。相反，利用新处理获得的CGS光谱具有多个峰，使得在测量变化中难以识别峰，没有办法像通过常规处理获得的LPS光谱那样有可能清楚地确定最佳激光功率值。
不能确定最佳激光功率值的原因如下：拉曼光谱包括对光量中微小变化的测量，因而遭受测量变化之苦。因而，尤其是在利用激光处理的结晶过程中粒度增加时，在多晶硅膜中沿着晶界以增大晶粒的方式生长的突起扩大，增大了多晶硅膜的表面不规则度(表面粗糙度)。这会增加测量变化。
如上所述，拉曼光谱受测量变化之苦，因而需要计算在每个测量点处测量的10个测量结果的平均值作为测量值，从而导致较长的测量时间。
接下来，将描基于与上述的拉曼光谱不同的光谱的监控的一个实例。图6是示出基于与拉曼光谱不同的光谱的监控的原理的示图。
图6中所示的光谱分析装置30设置有：发光的光源盒31；接收反射光的分光镜32；传输光的光发射与光接收光纤33；以及向/从大致与其垂直的基板照射/接收光的头部34。光发射与光接收光纤33的一端被束在一起并被连接到头部34上。
图7示出图6中所示的头部34的末端的放大视图，并且图6示出图6中所示的头部34末端的光纤的布置。在头部34的末端，光接收光纤33布置在中央的光接收头34a中，并且在其周围，光发射光纤33(在本实施例中示出了六根光发射光纤)以相等的间隔角布置在光发射头34b中。
当光照射到大致与之垂直的基板36上并且光发射部被布置在如上所述的测量点周界的正上方时，即使被测量基板的晶体结构是各向异性的，在测量系统被对准的方向上也不会发生测量误差，并且即使在基板中有弯曲，如大尺寸基板的情况，因而在测量点处存在偏离垂直方向的角偏差中的变化，也能将误差最小化以获得精确的测量结果。
尽管以上描述涉及反射型构造的一个实例，但是在基板36和形成在基板上的膜35由诸如玻璃的透光材料制成的情况下，还有可能采用透射型构造。然而反射型构造允许将头部和光纤集成在一起，因而允许易于对准与紧凑布置相结合。
下面将描述在图6、7和8中所示的光谱分析装置30上执行的测量的原理。从光源盒31发出的光通过光发射光纤33，然后从光发射头34b射出以便照射与其大致垂直的基板表面。已经照射基板的光在基板表面上被反射，进入光接收头34a中，并穿过光接收光纤33以便由分光镜32利用光谱法进行分析，因而得到反射光的反射率的波长分布曲线。基于该测量结果，来分析基板上的膜35的结晶度。
优选地，如在利用后面描述的成像的检查中，提供一种检查基板上的膜35的图案以评价激光功率是过量还是不足的成像相机37。例如，可将成像相机37共享为例如设置在大规模生产设备中的相机以观察基板上用于定位目的的标记。这有助于减小成本和安装空间。
图6中所示的光谱分析装置30可与光纤33连同延伸到测量点的头部34紧凑地安装以执行测量。可将其并入到激光处理设备中，例如位于接收/输送部与其清洁装置之间的位置。
而且，有可能选择与在激光处理中利用的激光波长不同的光谱分析波长。因而，通过利用可见光谱区域的波长范围内的光即400nm和更高波长的光，作为分析光，有可能例如在激光处理设备内执行激光处理(例如利用308nm波长的XeCl激光)时，实时并瞬时地来精确地检查已经经历过激光处理的部分中的膜质量。因而，甚至有可能执行利用激光照射的基板的大规模生产处理，同时在监控部分和激光处理部分之间的小间隙(例如50nm)执行原地激光监控，以便控制激光功率使其保持在最佳值。事实上，在此，测量波长与在激光处理中所利用的激光的波长范围不同，因此有可能执行原地监控。
在该测量中所利用的光谱分析装置30的实例包括：具有集成在一起的光发射头和光接收头的光谱分析装置，例如由Filmmetrics制造并由Matshushita Intertechno有限公司经销的型号F20；具有分离的光发射头和光接收头的光谱分析装置，例如由Omron制造的型号Z5FM；允许线性批量检查和在用视觉进行评价时允许有效测量评价处理的光谱分析装置，例如由Kawatetsu Technoreserch制造的型号ImSpecteror。可以利用任何其它类型的装置作为替代。然而，对于自动检测和评价，有必要准备与后述相类似的评价系统程序。
图9示出在Filmmetrics的型号F20上实际测量的光谱特性的一个实例，其中型号F20以和图6中所示的光谱分析装置30相同的原理进行工作，利用使通过遵循图1中所示的流程的常规处理生产的监控基板上的非晶硅膜结晶而获得的多晶硅薄膜，同时激光功率从260mJ/cm2到450mJ/cm2变化。
在此示出的是当激光功率在多个阶段中升高时光谱特性轮廓如何变化。在此所示的所有光谱中，以360mJ/cm2到370mJ/cm2的激光功率获得的并且在亚峰处具有最大值和最小值的光谱40，是处于最佳结晶状态下的多晶硅膜的光谱。在该实例的激光功率范围内，最小值和最大值在稍稍高于400nm的波长处具有最小值，在大约600nm的波长处具有最大值的峰值，显示出比较缓和倾斜的轮廓。当激光功率从最低激光功率(光谱38)即260mJ/cm2增加时，最大值出现在大约480nm，最小值的亚峰出现在大约520nm。这个趋势逐渐变得明显，直到在360mJ/cm2到370mJ/cm2的激光功率之上，即最佳结晶状态(光谱40)的激光功率之上，亚峰值变得越来越不明显直到消失。因而，通过比较光谱轮廓得到的视觉评价，有可能确定最佳激光功率(在该通过比较的评价中，可以忽略由来自光源的光量的变化而产生的轮廓偏移)。
然而，考虑到由来自光源的光量的降低而产生的所测量的光谱轮廓的变化，光谱传感器的特性变化以及其它因素，为了允许长时间地自动测量/评价大规模生产的产品中的结晶，优选地，设置可被校准的定量值。
上述定量值可被设置为的值的实例包括：1)反射强度的最大值(例如，图9中所示的比500nm稍高的波长附近的最大值)；2)凹陷部分的深度(参见图10)；3)凹陷部分的半高全宽(参见图10)；4)凹陷部分的区域(由如图11所示的切线和测量曲线包围的区域)；同样地，5)高度、半高全宽或者在稍低于500nm的波长处的升高部分的区域。在根据本发明实际进行的研究中，被确认的是，上述第4)项，即凹陷部分区域的最大值具有与最佳结晶状态偏离最小的误差，因而可适用于大规模生产。
图12示出在Filmmetrics的型号F20上实际测量的光谱特性的一个实例，其中型号F20以和图6中所示的光谱分析装置30相同的原理进行工作，利用使通过遵循图2中所示的流程的新处理生产的已经经历过SPC步骤12的非晶硅膜结晶而获得的多晶硅薄膜，同时激光功率从280mJ/cm2到320mJ/cm2变化。在如图12所示的光谱中，波长500nm附近的趋势与图9中所示的光谱(即，利用由常规处理生产的多晶硅膜测量的光谱)表现出的相类似，因而允许确定最佳激光功率。
通过遵循图2中所示的流程的新处理生产的多晶硅膜的光谱特性与通过遵循图1中所示的流程的常规处理生产的多晶硅膜的光谱特性的不同在于，在图12中在750nm波长处形成凹陷部分(最小值)。可以将上述确定定量值的方法应用到750nm波长附近的光谱的该变化中来设定定量值。
如果对已由SPC步骤不完善处理过的基板进行该测量，则在大约700nm到800nm的波长范围内对其进行分析，会揭示出其表现出不同于可接受的基板的光谱的光谱。这使得有可能自动识别这种有缺陷的基板，因为它不允许确定最佳激光功率。因而，有可能快速检测SPC步骤的缺陷，从而降低如果有缺陷的基板被继续馈送给后续步骤直到检测出SPC步骤的缺陷为止将会造成的生产损失。
接下来，将描述作为用于在最佳功率检查/抽取步骤14中确定最佳激光功率值的一种方法的成像的实例。图13示出利用成像的监控装置。
图13中所示的利用成像的监控装置50具有：放大图像的放大透镜51；前部设置有放大透镜51的相机52；用光照射基板表面的LED 53；以及具有布置在平行于基板表面的正方形中的LED 53的照明部件54。
下面将描述由图13中所示的利用成像的监控装置50执行的测量的原理。从LED 53发出的光由照明部件54从其周界均匀地照射到基板55上的测量点上。已经照射了基板的光从基板表面被反射，然后穿过布置在与其大致垂直的基板表面的上方的放大透镜51，然后由相机52转换成图像。基于图像中的预定视场中的亮度和明线数量，确定最佳激光功率值以便亮度的峰值与最佳激光功率相一致。
当获取来自与基板55的表面垂直的方向的图像时，相机52能够正确地评价结晶度，因此，在该实例中，把由Tokyo Denshi Kogyo制造的型号CS8320与由Moritechs制造的作为放大透镜51的型号MTE-55结合使用。由于具有13mm×9.75mm的有效视场，所以这些允许相对于几微米量级的晶核的宽视场中的测量，因而允许具有最小误差的测量，而不受测量装置中的定位误差等的影响。
当利用单色相机等执行评价时，优选的是利用白光作为照明光，因为这使关于结晶度的图像的亮度更显著，并且被照明的点需要被布置在相对于测量点的固定位置上。而且，从与基板55的表面倾斜的方向照明基板55的表面使得有可能反映由于结晶度而引起的表面突起，因而使得稳定的评价成为可能。从大约30°到60°的范围内的照明角度，优选为大约45°，允许特别精确和稳定的测量。当如图13所示布置LED52时，照明角度在上述范围内轻微变化，然而通过利用由Moritechs制造的型号KDBWQ360C(与由Nichia Kagaku Kogyo制造的白色LED)，有可能令人满意地执行结晶评价。
图14示出在通过图2中所示的新处理流程生产的直到SPC步骤12的监控基板上执行激光处理所获得的多晶硅膜上执行的平均亮度和明线数量的基于成像的测量的结果，其中激光功率从370mJ/cm2到440mJ/cm2变化。最佳激光功率值落在位于最大值的370mJ/cm2到380mJ/cm2的激光功率值之间。因而，同样基于亮度的基于成像的测量结果，有可能评价并确定最佳激光功率。
如果激光功率变得甚至比执行激光处理的最佳激光功率值还稍高，则非晶硅膜的再结晶会进行，使其成为微晶，因而突然降低多晶硅膜的性能和质量。而且，由于最佳激光功率在基板的表面内具有分布(5至10mJ的差别)，考虑到这个表面内分布的影响，以低于最佳值大约5mJ或10mJ的激光功率执行激光处理步骤，使得有可能长时间地生产出稳定的膜。例如，当在图14中检测出最佳激光功率B时，将处理激光功率C设置为用于执行激光功率步骤13的激光功率。
接下来，将描述利用图14中所示的成像测量的明线。图16是在利用小于基板表面的激光照射宽度执行激光处理时产生的条纹图案的示意图。测量该条纹图案作为图14中所示的明线的数量，并且只有当激光功率高于最佳值时，明线的数量才会显著增加。因而，明线的测量结果也可用于评价最佳激光功率。然而应该注意的是，条纹的数量随着照明亮度、用于自动计数的自动图像处理软件、激光发射、基板处理过程和其它因素而变化，因此条纹的绝对数量并不像其存在本身那样有意义。为了使它们的数量有意义，有必要设计一种参考系统。
通过使用在以最佳激光功率执行激光处理时测量的亮度值作为参考，并通过将该参考值与利用新生产的产品基板测量的亮度进行比较，有可能评价实际激光功率相对于最佳激光功率是过低还是过高。
这个利用成像的监控装置50也可与从装置的主部件延伸到测量点的光纤紧凑地安装，以执行测量。可将其并入到激光处理设备中，例如位于入口/出口部和清洁装置之间的位置。
利用与拉曼光谱不同的光谱或利用成像的上述测量，允许当在给定一组条件下只执行一次时就可以获取足够的数据，因而与需要在给定一组条件下执行多次的拉曼光谱相比，有助于减少测量时间。
图13中所示的利用成像的监控装置50可与图6中所示的利用光谱的监控装置、检测激光功率过量的方法(用于评价和确定最佳激光功率的上述方法)、硬件(光源等)、和(用于数据处理和显示的)软件共享。因而，监控装置50可以做得紧凑，并方便在线检查。在最佳功率检查/抽取步骤14中，可以在既利用成像又利用光谱的监控装置上检查监控基板和产品基板，如后面将会详述的那样。
上述图13中所示的利用成像的光谱分析装置50，可以用作用于在最佳功率检查/抽取步骤14中检查异物和SPC步骤缺陷的图像监控器。这使得有可能快速检测异物或SPC步骤缺陷，从而降低生产损失。图像监控器可以分享图13中所示的相机52，以便紧凑且便宜地布置；也可将其单独地设置。
图15示出用于检测异物或SPC步骤缺陷的图像监控系统的一个实例。图像监控系统56包括：设置有5×物镜的Olympus制造的显微镜58；将显微镜的图像转化成图像的由Tokyo Denshi Kogyo制造的型号为CS8420的相机57；将光照射至基板表面的环形荧光灯60；以及具有与基板表面平行布置的荧光灯60的照明部件59。
在图像监控系统56中，从荧光灯60发出的光由照明部件59从其周界均匀地照射到基板61上的测量点上。已经照射过基板的光从基板表面被反射，然后穿过布置在大致与其垂直的基板表面上方的显微镜58，然后由相机57转化成图像。通过观察该图像，有可能检测异物和SPC步骤的缺陷。
作为当利用图像监控器测量通过图2中所示的流程生产的并且已经经历过SPC步骤12的多晶硅膜时获得的测量结果的一个实例，图16示出利用可接受的产品获得的图像的示意图，图17示出SPC步骤缺陷的图像的示意图。然而，利用可接受的产品，可观察到由激光处理照射形成的条纹图案，利用受SPC步骤缺陷影响的产品，可观察到可归于不均匀的SPC步骤处理的网状图案。
接下来，将描述增加将最佳激光功率反馈给激光处理设备的反馈速度的方法。这可通过在激光处理设备附近执行利用光谱或成像的测量来实现，并且尤其在监控基板与大规模生产基板(即产品基板)完全相同的情况下具有很大的效果，允许大规模生产的激光处理在测量之后快速执行，并允许激光光源与时间相关的不稳定性得到补偿。这最终使得有可能增强和稳定多晶硅膜的性能。图18示出如何在激光处理设备附近执行利用光谱的测量的实例。
如图18所示，为了清洁基板，在激光处理设备71和接收/清洁装置72之间，在激光处理设备71的前方安装了基板自动输送装置73。在基板自动输送装置73一侧的激光处理设备71的入口/出口71a附近的空间中，例如在利用图6中所示的基于光谱的方法的情况下，布置有测量头34，以及从主部件延伸的光纤。测量头可以是用于基于成像的方法。
通过测量基板自动输送装置73上的基板75，有可能在期望的点处执行测量，同时从一个模型(model)到另一个模型自由地改变测量点。
可选地，如图19所示，在激光处理设备71内，例如在利用图6中所示的基于光谱的方法的情况下，可布置头部34，以及从主部件延伸的光纤。这允许以不需要输送一次基板然后将它们接收回去的方式执行测量，因而有助于节省时间。然而在此情况下，有必要选择可以不受激光处理设备71的激光波长的影响而被分析的波长的激光，或者有必要放置隔绝激光处理设备71的激光波长的过滤器，或者有必要将光屏蔽部件75布置在头部34的周围。
下面将描述更稳定地生产多晶硅膜的方法。在最佳功率检查/抽取步骤中，可取的是利用这样的检查装置，其既设置有用于检查产品基板的功能，又设置有从通过图6中所示的基于光谱的系统、图13中所示的基于成像的系统等系统获得的激光功率检查结果中自动评价和确定最佳激光功率，然后自动将其馈送给激光处理设备71的功能。这使得检查装置紧凑，另外有助于消除在以下时刻可能发生的人为错误：如常规作业那样，人们从测量的光谱中读取最佳激光功率的结果，以设置在安装有多个激光处理设备71的情况下，或者在需要不同最佳激光功率的不同模型在相同线路上混合处理的情况下执行激光处理的激光功率。而且，执行激光处理的最佳激光功率的自动设置可以确保有效地反映最佳激光功率。
例如，利用如下所述的既设置有基于成像又设置有基于光谱的检查功能的双方法监控装置。图26是示出设置有利用成像的监控装置50和光谱分析装置30的双方法监控装置的主要部分的配置的示图。如图26所示，双方法监控装置110具有光谱分析装置30和利用成像的监控装置50。
利用成像的监控装置50除了已经提到的部件，即放大接收到的光的放大透镜51、将接收到的光转化成图像数据的相机52、LED 53和照明部件54之外，还具有：处理部50a，其控制整个装置，并在从光谱分析装置30馈送的光谱数据和从相机52读取的图像数据上执行数据处理、量化和图形表示；存储部50e，其存储作为对照以基于由处理部50a执行的数据处理的结果来评价和确定用于激光处理设备71的最佳激光功率值的评价条件，各种控制程序，与光谱和成像有关的数据处理程序，以及各种类型的数据；评价部50b，其基于由处理部50a执行的数据处理的结果来评价和确定用于激光处理设备71的最佳激光功率值，是否存在SPC步骤缺陷或者基板上的异物，等等；操作/显示部50d，其显示由处理部50a执行的数据处理的结果，由评价部50b评价和确定的最佳激光功率值等，并且接受输入到双方法监控装置110中的操作输入；以及发送部50c，其建立用于与外部装置通信的与外部装置的连接，并把由评价部50b评价和确定的用于激光处理设备71的最佳激光功率值馈送给外部装置(例如，激光处理设备71)。可选地，可使用利用成像的单独构建的监控装置50或者光谱分析装置30，以便评价部50b基于处理部50a的数据处理的结果而评价和确定的用于激光处理设备71的最佳激光功率值，从发送部50c被馈送给外部装置(例如，激光处理设备71)。代替设置在监控装置50中的放大透镜51、相机52、LED 53和照明部件54，可使用前述的图15中所示的设置在图像监控系统56中的显微镜58、相机57、荧光灯60和照明部件59。
而且，如图20中的流程图所示，通过利用已在激光处理步骤78中在不同点处经历过不同激光功率的激光处理的监控基板，在最佳功率检查/抽取步骤79中，基于利用光谱测量的结果自动地评价和确定最佳激光功率值，并将因而确定的最佳激光功率值自动地馈送给用于执行激光处理步骤78的激光处理设备71。在激光处理步骤78中，激光处理设备71通过利用接收到的最佳激光功率值，在产品基板上执行激光处理以生产多晶硅膜。接着，在最佳功率检查/抽取步骤79中，检查已经经历过激光处理步骤78的产品基板，以寻找多晶硅膜中的异物和缺陷。将检查结果反馈给生产处理。
与拉曼光谱相比，如图6所示的基于光谱的系统和如图13所示的基于成像的系统允许连续地稳定测量。尽管这样，优选的是对照例如布置在系统中用于校准测量值的参考样品，来校准测量值。在此情况下，将参考等放置在基板测量台上，消除了对用于装载和卸载额外参考等的机构的需要，还有助于减小测量周期。
生产过程等中的变化可能会导致作为测量定量值的特性值的很大的变化，使得不可能获得测量增益或造成其它不便。为了避免这种情况，可以准备多个参考以便为不同的处理和不同的模型提供不同的标准以改进测量精确度。可选地，可为不同条件结合辅助参考来准备基本参考，以便将后者用作测量之前的校准基板，并将前者用作用于检查灯亮度与时间有关的变化的辅助，并在灯烧坏时暂时用作用于基本校准的参考。
例如，如图21所示，用于检查与生产过程无关的绝对量的、由诸如硅基板片段(为紧凑而被分为片段)的抗氧化材料制成的绝对检查参考基板82，或者用于校准生产处理特定的产品基板片段(为紧凑而被分为片段)的测量值的、用于单一处理或多个处理的参考基板83，被放置在用于将基板84放置在基板自动输送装置81上的载物台81a上，通过将片段一个接一个恰当地移动到测量头85的下方来执行校准。
利用这种构造，有可能在检查和基板输送之间的空闲时刻有效地执行校准(诸如对照明亮度的校准)，不再需要提供用于输送参考材料的机构。进一步优选的是，放置用于绝对量的校准基板和标准处理特定的校准基板。对于绝对值，选择并放置在环境的影响下表现出很小测量变化(诸如氧化)的材料。然而，如果测量值大大偏离利用大规模生产的产品获得的测量值，则不能获得测量增益(例如，在一些情况下，大规模生产的产品或处理条件过程降低亮度，使得难以评价结晶)，导致降低的测量精确度。因而，优选的是同时取决于大规模生产的产品的材料和处理过程来放置处理特定的标准。
在大规模生产的基板中，最佳激光功率具有可归于单个基板的厚度和厚度分布的表面内分布。例如，即使在多个激光处理设备中，诸如透镜的光学组件的变化和调节中的轻微差别，也会产生最佳激光功率的分布。通过利用如图6所示的基于光谱的系统或如图13所示的基于成像的系统，在大规模生产的基板上执行多点测量，有可能掌握关于不同组的生产条件和不同的激光处理设备的趋势等，从而例如通过减少对由于激光处理设备内的透镜破裂或者被异物污染而产生的事故(局部缺陷)的检查遗漏或者通过在早期将其检查到，来改进产品质量并最优化维护所需的时间，以便稳定产品质量。
例如，如图22所示，可以通过在基板91上最终将会作为产品的功能设备部分92中设置多个测量点93，然后利用如图6所示的基于光谱的系统或如图13所示的基于成像的系统执行测量，来实现最佳激光功率的多点测量。在此，基本上优选的是，测量点应该以相等的间隔设置。然而即使当载物台由均匀材料制成并具有均匀的颜色时，如果在基板下存在有用于通过吸住来保持基板的几毫米或更小深度的小凹进或者支撑销时，则这会导致测量值的变化。因而，在存在这种凹进等的情况下，测量点可能会稍稍偏离均匀间隔的点。这使得有可能以高精确度执行测量并掌握表面内分布。
通过适当地控制出现在所涉及步骤中的许多不同因素，例如所形成膜的厚度、膜的质量、处理温度的历史、SPC步骤中的催化剂的扩散率等，可以稳定地生产出多晶硅膜。根据图2中所示的处理流程生产的多晶硅膜可以通过评价两个因素，也就是在激光处理之前非晶硅膜与多晶硅膜的比例(区域比例)和在利用光谱或成像的检查装置上测量的激光功率，加上在检查装置上测量的激光功率的表面内分布，而以最受控和稳定的方式进行生产。例如，在最佳功率检查/抽取步骤中，检查在激光处理之前非晶硅膜与多晶硅膜的比例(区域比例)，并防止在该检查中已经超出规定的固定范围的任何基板被馈送给后续步骤。这样，有可能将多晶硅膜的特性保持在固定范围内。尽管随着生产过程和激光功率中的变化、照明光学系统和照明中与时间有关的变化、以及不同图像处理软件程序之间的差别而变化，但是当激光处理之前的非晶的量为5％到30％时，有可能获得包含具有令人满意的特性的多晶硅膜的膜。
当检查激光处理之前非晶硅膜与多晶硅膜的比例时，除了为了精确的区域比例测量等而在局部执行的微观检查之外，还可以执行用于检查整个基板范围的膜的不均匀等的宏观检查，以确保生产在使多晶硅膜的特性保持在固定范围内的状态下进行。
参考图23，下面将描述宏观检查和微观检查。基板102由带蓝色的照明103从其底面被照射以便非晶硅膜和多晶硅膜很容易区分。通过设置有放大透镜的相机(线传感器)101，图像被拍摄以用于检查，同时沿水平方向(由图23中的箭头所示的方向)线性移动基板102。图24示出以低放大倍率获得的宏观照片，图25示出以高放大倍率获得的微观照片的一个实例。在图24中，黑色部分是：用于将基板保持在适当位置上的固定装置104，基板被放于其上的载物台的载物台框105，以及用于稳定地保持基板平行的基板支承销103(其被连接并固定至未示出的玻璃载物台)。
通过在最佳功率检查/抽取步骤中在激光处理之后，执行非晶硅膜和多晶硅膜的辨别检查，有可能快速检测例如在SPC步骤中催化剂的扩散(分布)的异常和激光光学系统中的异常。因而，与在完成基板设备的形成之后或者在完成诸如液晶的产品的制造之后的显示检查时的阶段才检测特性等的异常相比，有可能在较早的阶段检测到异常并采取对策。当多晶硅膜的量是总量的95％到100％时，有可能获得具有令人满意的特性的膜。
而且，通过比较激光处理之前非晶硅膜和多晶硅膜的辨别检查数据，有可能识别缺陷的原因，从而有效降低大规模生产的损失。
工业适用性
本发明是一种允许用于制造半导体设备的方法稳定地生产出高质量的多晶硅膜的极其有用的技术。

Claims (19)

1.一种用于制造半导体设备的方法，所述方法包括：膜形成步骤，用于在基板上形成非晶硅膜；预处理步骤，其以一个或多个步骤执行，用于将所述非晶硅膜改性以预备将所述非晶硅膜制成多晶；以及激光处理步骤，用于在通过所述预处理步骤改性的所述非晶硅膜上执行激光处理来生产多晶硅膜，
其中，所述方法还包括激光功率检查/抽取步骤，用于使用已经经历过所述预处理步骤的所述非晶硅膜来检测异物或预处理步骤缺陷，并基于在预定区域上执行的预定检查来确定激光功率，并且
其中，所述激光处理步骤使用在所述激光功率检查/抽取步骤中确定的所述激光功率。
2.如权利要求1所述的方法，
其中，所述激光功率检查/抽取步骤通过使用光谱的检查，来确定所述激光功率。
3.如权利要求2所述的方法，
其中，以700nm至800nm的测量波长来测量光谱。
4.如权利要求1所述的方法，
其中，所述激光功率检查/抽取步骤通过使用成像的检查来确定所述激光功率，通过所述成像，光被照射到测量点以检测通过对准所述测量点而获取的图像。
5.如权利要求2至4中任一项所述的方法，
其中，采用从测量点周围照射在所述测量点上的测量光来执行使用光谱或成像的所述检查。
6.如权利要求1所述的方法，
其中，所述激光功率检查/抽取步骤在所述激光处理步骤中执行所述激光处理的激光处理设备的附近执行检查。
7.如权利要求1所述的方法，
其中，所述激光功率检查/抽取步骤检查所述基板上的膜表面。
8.如权利要求1所述的方法，
其中，所述激光功率检查/抽取步骤设置作为对照来评价测量结果的测量定量值。
9.如权利要求8所述的方法，
其中，通过使用其上放置有校准基板并设置有用于执行校准的功能的设备来确定所述测量定量值。
10.如权利要求1所述的方法，
其中，所述激光功率检查/抽取步骤自动确定最佳激光功率值并自动地将所述自动确定的最佳激光功率值馈送给激光处理设备。
11.如权利要求1所述的方法，
其中，所述激光处理步骤使用比在所述激光功率检查/抽取步骤中确定的所述激光功率低5mJ或10mJ的激光功率。
12.如权利要求1所述的方法，
其中，所述激光功率检查/抽取步骤在所述多晶硅膜上执行多点测量检查。
13.如权利要求1所述的方法，
其中，所述激光功率检查/抽取步骤在所述激光处理之前，检查所述基板上的膜以发现非晶硅膜与多晶硅膜的比例。
14.如权利要求1所述的方法，
其中，所述激光功率检查/抽取步骤在所述激光处理之后，检查所述基板上的膜以发现非晶硅膜与多晶硅膜的比例。
15.如权利要求1所述的方法，
其中，所述激光功率检查/抽取步骤在所述激光处理之前和之后，检查所述基板上的膜以发现非晶硅膜与多晶硅膜的比例。
16.一种用于检查半导体的装置，所述装置包括：光谱装置，其具有发射光的第一发光部，并且对从所述第一发光部发射然后在预定基板上被反射的光进行光谱分析；照明部件，其具有发射光的第二发光部，并且反射来自所述第二发光部的光以将该光引导至所述预定基板；放大部，其接收从所述预定基板反射的所述光并放大所述光；相机部，其将所述放大部放大的所述光转化成图像数据；处理部，其接收并处理通过所述光谱装置获得的光谱数据和通过所述相机部获得的所述图像数据；存储部，其存储用于基于所述处理部进行的数据处理的结果来做出预定评价的评价条件；评价部，其根据所述评价条件，评价并确定：通过激光处理设备对所述预定基板照射激光所用的激光功率的最佳值，以及在所述预定基板上是否存在异物或者是否存在来自在所述预定基板上执行的预处理步骤的缺陷；以及发送部，其建立用于与外部装置进行通信的连接并将所述评价部评价并确定的所述激光功率的最佳值发送给所述外部装置。
17.如权利要求16所述的装置，
其中，所述照明部件将所述光引导至所述预定基板以便所述光以30度至60度的角度照在所述预定基板上。
18.如权利要求16所述的装置，
其中，当非晶硅膜或多晶硅膜被形成在所述基板上时，所述光谱装置使用的波长为从700nm到800nm。
19.如权利要求16至18中任一项所述的装置，
其中，当非晶硅膜或多晶硅膜被形成在所述基板上时，所述评价部确定将所述非晶硅膜改性成多晶硅膜的所述激光功率的最佳值。
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