DE10339237A1 - Verfahren zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands - Google Patents

Verfahren zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands Download PDF

Info

Publication number
DE10339237A1
DE10339237A1 DE10339237A DE10339237A DE10339237A1 DE 10339237 A1 DE10339237 A1 DE 10339237A1 DE 10339237 A DE10339237 A DE 10339237A DE 10339237 A DE10339237 A DE 10339237A DE 10339237 A1 DE10339237 A1 DE 10339237A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
thin film
monitoring
irradiation
crystallization
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.)
Withdrawn
Application number
DE10339237A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshio Isehara Takami
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.)
EKISHO SENTAN GIJUTSU KAIHATSU CENTER YOKOHAMA KK
Ekisho Sentan KK
Original Assignee
EKISHO SENTAN GIJUTSU KAIHATSU CENTER YOKOHAMA KK
Ekisho Sentan KK
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 EKISHO SENTAN GIJUTSU KAIHATSU CENTER YOKOHAMA KK, Ekisho Sentan KK filed Critical EKISHO SENTAN GIJUTSU KAIHATSU CENTER YOKOHAMA KK
Publication of DE10339237A1 publication Critical patent/DE10339237A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B13/00—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
    • C30B13/28—Controlling or regulating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/8422—Investigating thin films, e.g. matrix isolation method
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02381—Silicon, silicon germanium, germanium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02422—Non-crystalline insulating materials, e.g. glass, polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02532—Silicon, silicon germanium, germanium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02664—Aftertreatments
    • H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H01L21/02675—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth using laser beams
    • H01L21/02678—Beam shaping, e.g. using a mask
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02664—Aftertreatments
    • H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H01L21/02675—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth using laser beams
    • H01L21/02683—Continuous wave laser beam
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02664—Aftertreatments
    • H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H01L21/02675—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth using laser beams
    • H01L21/02686—Pulsed laser beam
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N2021/8477—Investigating crystals, e.g. liquid crystals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • H01L22/26—Acting in response to an ongoing measurement without interruption of processing, e.g. endpoint detection, in-situ thickness measurement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zur In-Situ-Überwachung eines Kristallisationszustands zur Laserglühbearbeitung zum Anwenden einer Energielinien-Bestrahlung zur Kristallisation eines Dünnfilms und/oder zur Förderung der Kristallisation verwendet. Das Verfahren zur In-Situ-Überwachung eines Kristallisationszustands ist gekennzeichnet durch gleichzeitiges Bestrahlen mindestens mehrerer Überwachungsstellen in einem Gebiet, das einen vorbestimmten Bereich der Oberfläche und/oder der Unterseite des Dünnfilms aufweist, durch ein Überwachungslicht zur Überwachung eines Kristallisationszustands des Dünnfilms mindestens während oder nach von vor, während und nach der Energielinien-Bestrahlung direkt oder durch ein Substrat, und Messen einer zeitlichen Änderung der Intensität von eines von der Oberfläche oder der Unterseite des Dünnfilms reflektierten Lichts und/oder durchgelassenen Lichts des Überwachungslichts als eine Lichtintensitätsverteilung, die mit den Positionen der Überwachungsstellen zusammenhängt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur In-Situ-Überwachung eines Kristallisationszustands, das ausgeführt werden soll, um den Kristallisationszustand eines Dünnfilms in einem Verfahren einer Glühbearbeitung, die eine Energielinie (z.B. Laserstrahl) verwendet, als auch ein Glühverfahren und eine Vorrichtung, die das Verfahren zur In-Situ-Überwachung eines Kristallisationszustands verwenden. Das Verfahren und die Vorrichtung zur In-Situ-Überwachung eines Kristallisationszustands werden zum Beispiel zur Überwachung des Kristallisationszustands verwendet, wenn (z.B. in einem Laserglühverfahren) ein amorpher Halbleiter-Dünnfilm in einem Verfahren zur Herstellung eines Dünnfilmtransistors für ein Schaltelement oder eine Vorrichtung einer Flüssigkristallanzeige oder einer organischen Elektrolumineszenz- (die im folgenden „EL" genannt wird) Anzeige geglüht wird.
  • Herkömmlich hat es ein Verfahren zur Detektion der Intensität eines von einer lokal bestrahlten Stelle reflektierten Lichts gegeben, die durch einen Glühbereich mit einem Überwachungslicht bestrahlt wird, als Verfahren zum Überwachen der Kristallisation eines amorphen Siliziumdünnfilms, der auf einem Glassubstrat gebildet wird, wenn zum Beispiel der Film durch Laserglühen kristallisiert wird (siehe z.B. Patentdokument 1, Patentdokument 2 und Nicht-Patentdokument 1).
    Patentdokument 1: JP-A-2001-257176
    Patentdokument 2: JP-A-11-148883 Nicht-Patentdokument 1: „Excimer Laser-Induced Temperature Field in Melting and Resolidification of Silicon Thin Films" von M. Hatano, S. Moon, M. Lee, K. Suzuki und C. P. Grigoropoulos, in Journal of Applied Physics, B. 87, S. 36–43, veröffentlicht im Jahr 2000.
  • Gemäß dem vorhergehenden Nicht-Patentdokument 1 wird konkret ein Strahl eines Dauerstrichlasers (der im folgenden als „CW-Laser" bezeichnet wird), das heißt ein Helium-Neon (He-Ne)- Laserstrahl mit einer Wellenlänge von etwa 633 nm als Überwachungslicht verwendet, der Laserstrahl wird auf den Dünnfilm angewendet, ein vom Dünnfilm reflektiertes Licht wird durch einen Silizium-PN-Sperrschicht-Photodioden-Photodetektor detektiert, der eine Antwortzeit von 1 Nanosekunde aufweist (die im folgenden als „ns" bezeichnet werden soll), und es wird eine zeitliche Änderung einer detektierten Signalwellenform durch einen Abtast-Oszillograph gemessen, der ein Frequenzsignal von 1 GHz abtastet.
  • In diesem Dokument wird ein gepulster Laserstrahl, das heißt konkret ein Krypton-Fluor- (KrF)-Excimerlaserstrahl in einem Ultraviolettbereich mit einer Impulsbreite von etwa 25 ns (ein Wert der Halbwertsbreite, die im folgenden als „FWHM" bezeichnet werden soll) und einer Wellenlänge von etwa 248 nm als Glühlaserstrahl zum Schmelzen des Dünnfilms verwendet. Außerdem wird ein Laserflußdichte von etwa 500 mJ/cm2 eingestellt.
  • Neben dem obigen Dokument gibt es ein Verfahren zur Kristallisation, wobei als Glühlaserstrahl zum Schmelzen eines Dünnfilms ein umgeformter Laserstrahl eines Xenon-Chlor(XeCl)-Excimerlasers mit einer Energie von etwa 1 J pro Impuls zu einem streifenförmigen länglichen Strahl (350 mm × 1 mm = 3,5 cm2) umgeformt und der umgeformte Laserstrahl linear abgelenkt wird, um ein großflächiges Substrat mit einem Fluß von etwa 300 mJ/cm2 zu bestrahlen.
  • Ein dehydrierter amorpher Siliziumdünnfilm mit einer Filmdicke von mehreren zehn nm wird durch Bestrahlung mit einem Glühlaserstrahl für mehrere zehn bis 100 ns geschmolzen, was eine Kristallisation bewirkt. Das Silizium erhöht sein Lichtreflexionsvermögen, wobei es eine metallische Beschaffenheit annimmt, wenn es geschmolzen ist, und die Lichtreflexionsintensität des Siliziumdünnfilms nimmt zu. Das Verfahren zum Untersuchen der Kristallisation, wie im vorhergehenden Dokument gezeigt, detektiert durch einen Photodetektor eine zeitliche Änderung der Lichtreflexionsintensität, die mit dem Schmelzen des Dünnfilms verbunden ist.
  • Gemäß dem herkömmlichen Verfahren zum Untersuchen der Kristallisation wird eine Stelle (im wesentlichen eine Position) eines Bereichs zum Schmelzen durch den Glühlaserstrahl durch ein Überwachungslicht bestrahlt, und nur das reflektierte Licht der Stelle wird detektiert.
  • Die Kristallisation des Dünnfilms, d.h. die Geschwindigkeit und die Richtung des Wachstums des Kristallkorns als auch der Korndurchmesser sind tatsächlich in einem Bereich nicht einheitlich, der durch einen Glühlaserstrahl bestrahlt wird. Die Energie des Glühlaserstrahls, die durch die Form eines gemusterten Films, einen Unterschied der Abweichung der Filmdicke eines amorphen Silizium- (das im folgenden als „a-Si" bezeichnet werden soll) Dünnfilms als ein Vorläufer usw. beeinflußt wird, wird innerhalb des Dünnfilms nicht durchgelassen, wie vorher beabsichtigt. Als Ergebnis werden die Kristallkörner nicht gezüchtet wie erwartet, und es wurde eine Dispersion bei der Kristallisation des Dünnfilms innerhalb des Bereichs verursacht, die durch den Glühlaserstrahl bestrahlt wurde.
  • Es gibt einen Fall, in dem, um das Kristallwachstum eines Dünnfilms in die Richtung der Substratoberfläche zu unterstützen, das heißt in die laterale Richtung, eine Laserenergieverteilung innerhalb des Bereichs, der durch den Glühlaserstrahl bestrahlt werden soll, absichtlich ungleichmäßig gemacht wird, oder das Bestrahlungsmuster des Lasers asymmetrisch gemacht wird. Auch in diesem Fall wird die Energie des Glühlaserstrahls, die durch die Form des Dünnfilmmusters und anderes beeinflußt wird, was oben erwähnt wird, nicht innerhalb des Dünnfilms durchgelassen, wie vorher beabsichtigt. Als Ergebnis wurden die Kristallkörner innerhalb des Dünnfilms nicht gezüchtet, wie erwartet.
  • Infolge der Dispersion der Kristallisation des Dünnfilms innerhalb des Bereichs, der durch den Glühlaserstrahl bestrahlt wird, wird ein Unterschied der Untersuchungsergebnisse der Kristallisation des Dünnfilms abhängig davon verursacht, welcher Teil des Bereichs durch das Überwachungslicht überwacht werden soll. Mit anderen Worten ist der Schmelzbereich des Dünnfilms nicht einheitlich.
  • Ein Dünnfilmtransistor, der einer Laserglühbearbeitung auf der Grundlage eines solchen fehlerhaften Meßergebnisses der Kristallisation unterzogen worden ist, weist ein Merkmal auf, das außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, und es wurde zum Beispiel in einem elektrischen Merkmal in einer Flüssigkristallanzeige eine Störung verursacht, die diesen Dünnfilmtransistor als Schaltelement oder Vorrichtung verwendet.
  • Auf diese Weise war die herkömmliche Technik dazu bestimmt, die Kristallisation eines Dünnfilms durch eine Photodiode auf der Grundlage eines Stücks Information zu detektieren, das heißt, der Information, die aus einem reflektierten Licht erhalten wird, das verursacht wird, indem im wesentli chen eine Einpunktstelle eines Bereichs zum Schmelzen der Dünnfilms durch eine Glühenergielinie (z.B. Laserstrahl) bestrahlt wird.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der genauen Beobachtung eines Kristallisationszustands eines Dünnfilms mit einem Überwachungslicht mit einer hohen Zeitauflösung in Echtzeit, die es ermöglicht, in einem Bereich, der durch eine Energielinie bestrahlt werden soll, Positionen zu überwachen, die sich vom Schmelzen zur Erstarrung und Kristallisation verändern. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands ist ein Verfahren zur In-Situ-Überwachung eines Kristallisationszustands in einer Glühbearbeitung durch eine Energielinien-Bestrahlung zur Kristallisation eines Dünnfilms und/oder zur Förderung der Kristallisation, das aufweist: einen Schritt der gleichzeitigen Bestrahlung durch ein Überwachungslicht mindestens mehrerer Überwachungsstellen in einem Gebiet, das einen vorbestimmten Bereich der Oberfläche und/oder der Unterseite des Dünnfilms aufweist, direkt oder durch ein Substrat, zumindest während oder nach der Energielinienbestrahlung ausgewählt aus vor, während und nach der Energielinien-Bestrahlung, wobei das Überwachungslicht zur Überwachung des Kristallisationszustands des Dünnfilms dient; und einen Schritt zum Messen einer zeitlichen Änderung der Intensität eines von der Oberfläche oder der Unterseite des Dünnfilms reflektierten Lichts und/oder durchgelassenen Lichts des Überwachungslichts als eine Lichtintensitätsverteilung, die mit den Positionen der Überwachungsstellen in Beziehung steht.
  • Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands ist ein Verfahren zur In-Situ-Überwachung eines Kristallisationszustands in einer Glühbearbeitung durch eine Energielinien-Bestrahlung zur Kristallisation eines Dünnfilms oder Förderung der Kristallisation, das aufweist: einen Schritt der gleichzeitigen Bestrahlung durch ein Überwachungslicht mindestens mehrerer Überwachungsstellen in einem Gebiet, das einen vorbestimmten Bereich aufweist, des Dünnfilms zumindest während oder nach der Energielinienbestrahlung ausgewählt aus vor, während und nach der Energielinien-Bestrahlung, wobei das Überwachungslicht zur Überwachung des Kristallisationszustands des Dünnfilms dient; und einen Schritt zum Messen einer zeitlichen Änderung der Intensität des vom Dünnfilm reflektierten Lichts oder durchgelassenen Lichts des Überwachungslichts als eine Lichtintensitätsverteilung, die mit den Positionen der Überwachungsstellen in Beziehung steht, wobei der Meßschritt aufweist: Empfangen des vom Dünnfilm reflektierten Lichts und/oder durchgelassenen Lichts und Erzeugen eines Elektrons, das dem empfangenen Licht entspricht, durch photoelektrische Umwandlung; Hindurchleiten des erzeugten Elektrons durch ein Feld, das sich mit der Zeit ändert; Empfangen des hindurchgeleiteten Elektrons zur Bildung eines projizierten Bildes, das dem hindurchgeleiteten Elektron entspricht, in einem Anzeigeschirm; und Messen der zeitlichen Änderung der Intensitätsverteilung des projizierten Bildes.
  • Mindestens jede Überwachungsstelle wird gleichzeitig durch das Überwachungslicht bestrahlt, und die Lichtintensitätsverteilung mit der zeitlichen Änderung der Intensität des Lichts, die mit jeder Überwachungsstelle in Beziehung steht, wird gemessen. Selbst wenn eine Dispersion bei der Kristallisation des Dünnfilms innerhalb eines Bereichs verursacht wird, der durch die Glühenergielinie bestrahlt werden soll, kann die Dispersion der Kristallisation des Dünnfilms bestä tigt werden, und der Kristallisationszustand des Dünnfilms kann durch Messen der Lichtintensitätsverteilung, die die zeitliche Änderung aufweist und mit der Position jeder Überwachungsstelle in Beziehung steht, auf der Grundlage des Lichts von jeder Überwachungsstelle genau beobachtet werden.
  • Erfindungsgemäß kann, wenn ein geglühter Dünnfilm zum Beispiel ein amorpher Siliziumdünnfilm ist, sowohl die Zeit zum Schmelzen und Kristallisieren von dann, wo das Silizium geschmolzen wird, bis es erstarrt und kristallisiert ist, und die Geschwindigkeit (Information an der Position der Überwachungsstelle) des Kristallwachstums (z.B. des lateralen Wachstums) gemessen werden. Mit anderen Worten ist es möglich, die Position einer Grenzfläche (Fest-Flüssig-Grenzfläche) zwischen einer festen Phase und einer flüssigen Phase, wenn das Silizium schmilzt und kristallisiert, und die Geschwindigkeit der Bewegung zu erfahren. Da der Kristallisationszustand des Siliziumdünnfilms genau beobachtet werden kann, ist es möglich, einen optimalen Temperaturgradienten der Änderung vom Schmelzen zur Erstarrung des Dünnfilms und eine optimale Intensitätsverteilung der Energielinie (z.B. des Excimerlaserstrahls) zu erhalten (um eine optimale Bedingung zu erhalten), was die Herstellungskontrolle in einer Fertigungsstraße erleichtert.
  • Außerdem kann erfindungsgemäß der Kristallisationszustand des Siliziumdünnfilms genau beobachtet werden, so daß das Verfahren und die Vorrichtung zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands effektiv bei der Entwicklung eine kristallisierten Qualitätssiliziumdünnfilms mit wenigen Nachteilen als Dünnfilm genutzt werden kann.
  • Außerdem kann erfindungsgemäß eine Lichtintensitätsverteilung, die eine zeitliche Änderung einschließt, die auf einem Anzeigeschirm gebildet wird und mit der Position jeder Stelle in Beziehung steht, aus der zeitlichen Änderung der Intensitätsverteilung eines projizierten Bildes zur Überwachung gemessen werden. Außerdem ist es durch Bestimmung einer Rate der zeitlichen Änderung des Feldes im Meßschritt entsprechend der Geschwindigkeit der Änderung vom Schmelzen zur Erstarrung bei der Kristallisation des Dünnfilms oder der Unterstützung der Kristallisation möglich, sehr genau die Änderung der Filmqualität von vor dem Schmelzen zum Schmelzen als auch die Kristallisation im Bereich des Gebiets zu beobachten, das durch die Energielinie bestrahlt werden soll.
  • Erfindungsgemäß ist es möglich, wenn die Bestrahlung mit der Energielinie durchgeführt wird, indem ein Phasenschieber verwendet wird, den Kristallisationszustand von der Bildung eines Kerns als Startpunkt des Kristallwachstums, der durch Bestrahlen des Dünnfilms mit der Energielinie erzeugt wird, die durch den Phasenschieber geht, und über eine Zeitspanne von während, vor und nach einem Verfahren zum lateralen Kristallwachstum des Dünnfilms durch die Bestrahlung mit dem Überwachungslicht vor und während der Bestrahlung mit der Energielinie, wobei der Phasenschieber für die Bildung des Kerns des Kristallwachstums verwendet wird, und vor und während der Bestrahlung mit der Energielinie, wobei der Phasenschieber für das laterale Kristallwachstum verwendet wird, zu beobachten. Auf der Grundlage des Ergebnisses einer solchen Überwachung ist es möglich, eine geeignete Bedingung zur Bestrahlung mit der Energielinie für das laterale Kristallwachstum des Dünnfilms zu erhalten. Folglich kann ein großes Kristallkorn gebildet werden. Zum Beispiel kann bei der Herstellung eines Dünnfilmtransistors eine aktive Schicht oder ein Kanalbereich aus einem Kristallkorn hergestellt werden. Mit anderen Worten kann der Kanalbereich im wesentlichen aus einem Einkristall gebildet werden.
  • Die Bestrahlung durch das Überwachungslicht in dem Bestrahlungsschritt durch das Überwachungslicht kann auf ein schlitzförmiges Bestrahlungsgebiet des Dünnfilms angewendet werden, so daß die Bestrahlung durch das Überwachungslicht gleichzeitig auf die mehreren Überwachungsstellen angewendet wird. Dadurch kann der Prozeß des lateralen Wachstums des Dünnfilms effizient und genau beobachtet werden.
  • Die vorhergehende Bestrahlung durch die Energielinie kann mit gepulstem Licht vorgenommen werden.
  • Im Meßschritt kann das vom Dünnfilm reflektierte Licht oder durchgelassene Licht des Überwachungslichts durch eine Streifenkamera detektiert werden. Dies ermöglicht es, die Geschwindigkeit der Änderung der Filmqualität vor dem Schmelzen des Dünnfilms, von der Erstarrung zur Kristallisation, und Informationen über eine Position relativ zum Schmelzgebiet und einem Nicht-Schmelzgebiet (d.h. der Position der Fest-Flüssig-Grenzfläche) durch eine hohe Zeitauflösung zu erhalten, und das laterale Wachstum des Dünnfilms kann genau beobachtet werden.
  • Es ist außerdem möglich, das Überwachungslicht so umformen und einstrahlen zu lassen, daß das Überwachungslicht einen Querschnitt aufweisen kann, dessen Bereich die mehreren Überwachungsstellen des Dünnfilms einschließt, und das vom Dünnfilm reflektierte Licht und/oder durchgelassene Licht in eine streifenförmige Form umzuformen und es auf einen Lichtempfangsabschnitt eines photoelektrischen Wandlers einfallen zu lassen. Auf diese Weise fällt das Licht von der Stelle zur Überwachung in einer Streifenform auf den Lichtempfangsabschnitt des photoelektrischen Umwandlungsabschnitts.
  • Anstelle dessen ist es auch möglich, eine Bestrahlung durch mehrere Überwachungslichter gleichzeitig auf die mehreren Überwachungsstellen anzuwenden, und das von der Oberflä che oder der Unterseite des Dünnfilms reflektierte Licht und/oder durchgelassene Licht auf den photoelektrischen Wandler einfallen zu lassen, so daß die mehreren Lichter ausgerichtet sein können.
  • Außerdem ist es möglich, das Überwachungslicht auf dem Dünnfilm mittels einer Objektivlinse zu bestrahlen und das reflektierte Licht vom Dünnfilm auf dem photoelektrischen Wandler abzubilden, und das reflektierte Licht und/oder das durchgelassene Licht über die Objektivlinse getrennte Lichtwege nehmen zu lassen. Auf diese Weise kann die Bilderzeugung sowohl des einfallenden Lichts des Überwachungslichts auf dem Dünnfilm als auch des Lichts, das vom Dünnfilm reflektiert wird, durch die Verwendung einer einzigen Objektivlinse vorgenommen werden.
  • Der vorhergehende Dünnfilm kann mindestens einen Dünnfilm, der hauptsächlich aus Silizium besteht, einen hydrierten amorphen Siliziumdünnfilm, einen gesputterten Siliziumdünnfilm, einen Silizium-Germanium-Dünnfilm und einen dehydrierten amorphen Siliziumdünnfilm aufweisen.
  • Der Einfallwinkel des Überwachungslichts auf den Dünnfilm ist derselbe wie ein Winkel, unter dem eine Reflexionsintensität der P-Polarisation des Dünnfilms vor und/oder nach der Glühbearbeitung das Minimum annimmt, und wobei ein einfallender Lichtstrahl des Überwachungslichts auf dem Dünnfilm entweder die S-Polarisation oder die P-Polarisation aufweist. Durch Messen des reflektierten Lichts der P-Polarisation bei einem Winkel, wo die Reflexionsintensität der P-Polarisation das Minimum annimmt, kann im Vergleich zur Verwendung einer regellosen Polarisation eine effektive Messung verwirklicht werden.
    •
  • Ferner kann die Intensitätsverteilung des Überwachungslichts ausgeglichen werden. Zum Beispiel kann eine geeignete optische Linsenvorrichtung, wie ein Homogenisiervorrichtung verwendet werden. Auch kann das Überwachungslicht ein Laserstrahl sein.
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands zeigt.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform einer Meßvorrichtung zeigt, die in der Vorrichtung zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands verwendet werden soll, die in 1 gezeigt wird.
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht, die eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands zeigt.
  • 4 ist eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einer Meßzeit t, einer Position X und einer Lichtintensität I für eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands zeigt.
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht, die noch eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands zeigt.
  • 6 ist eine graphische Darstellung, die eine Änderung der Laserstrahlintensität durch einen Phasenschieber zeigt.
  • 7 ist eine graphische Darstellung, die die Änderung der Laserstrahlintensität und die Bildung eines Kerns des Kristallwachstum zeigt.
  • 8 ist eine graphische Darstellung, die noch eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands zeigt und ein Beobachtungsergebnis bei Echtzeit eines Prozesses von vor dem Schmelzen des Dünnfilms, der Kernbildung, der Erstarrung bis zur Kristallisation zeigt.
  • Bezugnehmend auf 1, ist eine Glühvorrichtung 10, die einen gepulsten Laserstrahl als eine Energielinie verwendet, mit einer Glühlaser-Einrichtung 12, und einem nicht gezeigten XY-Objekttischantriebsmechanismus versehen zum zweidimensionalen Bewegen eines Probentisches 18, an dem entfernbar ein Substrat 16 befestigt ist, das einen Dünnfilm 14 aufweist, der geglüht werden soll (der im folgenden als „geglühter Dünnfilm 14" bezeichnet werden soll). Die Illustration zeigt nur einen Teil des Probentisches 18.
  • Als Quelle eines Glühlaserstrahls, der in der Glühlaser-Einrichtung 12 verwendet werden soll, ist es möglich, zum Beispiel einen Rubinlaser, einen Yttrium-Aluminium-Granat (im folgenden als „YAG" bezeichnet)-Laser, einen Excimerlaser und dergleichen zu verwenden.
  • Die Glühlaser-Einrichtung 12 ist eine gepulste Laserlichtquellen-Einrichtung, die ein vorbestimmtes Energielicht abgibt, das zum Schmelzen eines bestrahlten Dünnfilms notwendig ist. Die Glühlaser-Einrichtung 12 erzeugt gewöhnlich einen Laserstrahl, der eine Energie von etwa 1 J pro Impuls bei einer Impulszeit von 20–100 Nanosekunden (die im folgenden als „ns" bezeichnet werden) erzeugt. In der Illustration wird ein Krypton-Fluor- (im folgenden als „KrF" bezeichnet) Laser als die Glühlaser-Einrichtung verwendet und erzeugt einen Laserstrahl, der eine Impulsbreite von etwa 25 ns mit einer Rate von 100 mal pro Sekunde erzeugt.
  • Es kann ein Bestrahlungsbereich von 5 mm φ als der Bestrahlungsbereich des Glühlaserstrahls 20 ausgewählt werden, um einen Dünnfilm zu bestrahlen, der geglüht werden soll, so daß die Glühlaser-Einrichtung 12 zum Beispiel mehrere Dünnfilme bestrahlen kann, die geglüht werden sollen, die in einer Ebene angeordnet sind.
  • Obwohl nicht gezeigt, weist die Glühlaser-Einrichtung 12 einen Resonator zur Laserschwingung und ein Linsensystem zur Umformung des Laserstrahls in eine Strahlform auf, die zur Bestrahlung geeignet ist.
  • Als den Dünnfilm 14, der geglüht werden sollen, ist es möglich, einen filmförmigen amorphen Halbleiter-Dünnfilm, wie zum Beispiel einen Dünnfilm, dessen Hauptbestandteil Silizium ist, einen hydrierten amorphen Siliziumdünnfilm, einen gesputterten Siliziumdünnfilm, einen Silizium-Germanium-Dünnfilm und einen dehydrierten amorphen Siliziumdünnfilm usw. zu verwenden. In der Illustration wird ein filmförmiger amorpher Siliziumdünnfilm verwendet. Als das amorphe Silizium kann im allgemeinen das dehydrierte amorphe Silizium verwendet werden. Während diese Dünnfilme eine lichtreflektierende Eigenschaft oder eine lichtdurchlassende Eigenschaft aufweisen, die durch die Leitfähigkeit der Filme abhängig von der Filmqualität verändert werden soll, ist die Intensität des reflektierten Lichts oder durchgelassenen Lichts des Films fast dieselbe, wenn die Dünnfilme schmelzen.
  • Als das Substrat 16 ist es möglich, ein transparentes Glassubstrat, ein transparentes Kunststoffsubstrat, ein Siliziumsubstrat oder dergleichen zu verwenden. In der Illustration wird ein transparentes Glassubstrat verwendet.
  • Das Glassubstrat 16 mit dem amorphen Siliziumdünnfilm 14 wird entfernbar an dem Probentisch 18 angebracht und an einer vorbestimmten Position angeordnet. Die Illustration zeigt den amorphen Siliziumdünnfilm 14 und das Glassubstrat 16 nur teilweise.
  • Die Glühvorrichtung 10 in der Illustration weist ferner einen nicht gezeigten Phasenschieberhalter auf, der einen Phasenschieber 22 so hält, daß der Phasenschieber 22 verwendet werden kann. Der Phasenschieber 22 weist einen Schieberabschnitt zum selektiven Schieben der Phase eines Lichts mittels des Phasenschiebers auf. Der Phasenschieber 22 mit dem Schieberabschnitt verursacht keinen Lichtverlust (z.B. Verlust der Lichtmenge) bei der Filterwirkung auf den einfallenden Laserstrahl, minimimiert die Intensität des Lichts, das auf den Schieberabschnitt einfällt und läßt das Licht als Licht durch, das eine Lichtintensitätsverteilung eines umgekehrten Spitzenmusters aufweist. Der amorphe Siliziumdünnfilm 14 wird durch den Glühlaserstrahl 20 über den Phasenschieber 22 bestrahlt, so daß eine Intensitätsverteilung der Bestrahlung gebildet werden kann. Der Phasenschieber wird später beschrieben.
  • Gemäß der Intensitätsverteilung der Bestrahlung auf dem amorphen Siliziumdünnfilm 14 wird ein Unterschied der Energieverteilung des Laserstrahls 20 im Dünnfilm bewirkt, so daß die Kristallisation des Dünnfilms oder eine Beschleunigung der Kristallisation effizient ausgeführt werden. In der Illustration werden durch den Laserstrahl 20 über den Phasenschieber 22 Gebiete e1 und e2 mit einer großen Bestrahlungsintensität erzeugt. Innerhalb der Gebiete e1 und e2 erzeugte Kristallkörner wachsen zum Beispiel in die Richtung von e2 zu e1 des amorphen Siliziumdünnfilms 14, d.h. in die Richtung des Pfeiles 24 parallel zur Oberfläche des Substrats.
  • Die Vorrichtung 26 zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands weist eine Lichtquellen-Einrichtung 28 zur Überwachung, eine optische Umformungsvorrichtung 30, eine Homogenisiervorrichtung 32, eine Objektivlinse 34 zur Bilderzeugung, einen Reflexionsspiegel 36 und eine Meßvorrichtung 38 auf. „In-Situ-Überwachung" bedeutet, wie später beschrieben wird, Informationen, die mit der Filmqualität in Beziehung stehen, während des Prozesses vom Schmelzen zum Erstarren und Kristallisieren des Dünnfilms zu beobachten.
  • Als Überwachungslaserstrahlquelle, die für die Lichtquellen-Einrichtung 28 zur Überwachung verwendet werden soll, ist es möglich, zum Beispiel einen Ar-Laser, einen Helium-Neon(im folgenden als „He-Ne" bezeichnet) Laser, einen YAG-Laser und dergleichen zu verwenden. Deren Lichtquellen können einen Laserstrahl im Bereich einer wellenlängenempfindlichen Zone einer photoelektrischen Oberfläche der photoelektrischen Umwandlung erzeugen.
  • Die Lichtquellen-Einrichtung 28 zur Überwachung ist eine Dauerstrichlaser- (der im folgenden als „CW-Laser" bezeichnet wird) Lichtquellen-Einrichtung und erzeugt einen Laserstrahl, der zum Beispiel eine Leistung von 10 mW und einen Strahldurchmesser von etwa 5 mm φ aufweist. Der Strahldurchmesser eines Laserstrahls, der das Substrat von der Lichtquellen-Einrichtung 28 zur Überwachung bestrahlt, ist wünschenswerterweise gleich dem Strahldurchmesser des Glühlaserstrahls 20 oder kleiner als er. In der Illustration wird der YAG-Laser, der ein Licht erzeugt, das eine Wellenlänge von etwa 532 nm aufweist, als eine Lasereinrichtung zur Überwachung verwendet.
  • Die Lichtquellen-Einrichtung 28 zur Überwachung ist mit einer nicht gezeigten Zeitgebervorrichtung verbunden, die mit der Glühlaser-Einrichtung 12 verbunden ist. Die Zeitgebervorrichtung, in der die Startzeit zur Erzeugung des Überwachungslichts selektiv im voraus auf der Grundlage der Startzeit zur Erzeugung des Glühlaserstrahls eingestellt wird, sendet ein Signal, die Erzeugung des Überwachungslichts zu starten, an die Lichtquellen-Einrichtung 28 zur Überwachung.
  • Im dargestellten Beispiel wird ein Signal, die Erzeugung des Überwachungslichts gleichzeitig mit dem Beginn der Erzeugung des Glühlaserstrahls zu starten, von der Zeitgebervorrichtung an die Lichtquellen- Einrichtung 28 zur Überwachung gesendet.
  • Die optische Umformungsvorrichtung 30 ist eine optische Vorrichtung zur Umformung der Querschnittsform des Laserstrahls, der von der Lichtquellen-Einrichtung 28 zur Überwachung ausgeht, zu einer vorbestimmten Form, und dient als ein Überwachungslicht-Umformungsinstrument. In der Illustration formt die optische Umformungsvorrichtung 30 den Laserstrahl, der von Lichtquellen-Einrichtung 28 zur Überwachung ausgeht, in einen Laserstrahl um, der eine rechteckige Querschnittsform aufweist, die relativ zum Querschnitt des Laserstrahls kurze Seiten und lange Seiten aufweist, die im Vergleich zu den kurzen Seiten extrem lang sind.
  • Die Homogenisiervorrichtung 32 wandelt den Laserstrahl über die optische Umformungsvorrichtung 30 in einen Laserstrahl um, der in die Querschnittsrichtung des Laserstrahls eine einheitliche Lichtintensitätsverteilung aufweist. Zum Beispiel ist die Lichtintensitätsverteilung in die Querschnittsrichtung des YAG-Laserstrahls eine Lichtintensitätsverteilung, die auf der Gaußschen Verteilung beruht, und ist keine einheitliche Intensitätsverteilung. Der YAG-Laserstrahl wird durch den Durchgang durch die Homogenisiervorrichtung 32 in einen Laserstrahl umgewandelt, der in die Querschnittsrichtung des Laserstrahls eine einheitliche Lichtintensitätsverteilung aufweist.
  • Die Objektivlinse 34 zur Bilderzeugung bildet Bilder eines scheibenförmigen Laserstrahls 40, der eine rechteckige Querschnittsform mit einer einheitlichen Lichtintensitätsverteilung aufweist, über die Umformungslichtquellen-Einrichtung 30 und die Homogenisiervorrichtung 32 als ein Überwachungs licht, das eine rechteckige Querschnittsform mit einem spezifischen Verhältnis der kurzen Seite und der langen Seite relativ zur Querschnittsform des Laserstrahls aufweist, auf den amorphen Siliziumdünnfilm 14 ab.
  • In der Illustration wird die Unterseite des amorphen Siliziumdünnfilms 14, wobei die Unterseite zum Glassubstrat 16 weist, durch den Laserstrahl 40 zur Überwachung durch das Glassubstrat 16 bestrahlt, und der Laserstrahl 40 zur Überwachung wird auf die Unterseite des amorphen Siliziumdünnfilms 14 als ein Überwachungslicht abgebildet, das einen streifenförmigen Querschnitt mit einer Abmessung von 60 μm × 1 μm aufweist.
  • Die Unterseite des amorphen Siliziumdünnfilms 14 wird durch den Laserstrahl 40 zur Überwachung bestrahlt, und der Laserstrahl 40 zur Überwachung wird auf die Unterseite des amorphen Siliziumdünnfilms 14 so abgebildet, daß die Längsrichtung des streifenförmigen Querschnitts des Laserstrahls orthogonal zur Längsrichtung der Gebiete e1, e2 wird, wo die Bestrahlungsintensität des Glühlaserstrahls, die durch den Phasenschieber 22 bewirkt wird, groß ist. Es wird ein Bestrahlungsbereich A des Laserstrahls 40 zur Überwachung auf der Unterseite des amorphen Siliziumdünnfilms 14 gebildet.
  • Der Bestrahlungsbereich A des Laserstrahls 40 zur Überwachung wird als ein Gebiet gebildet, das mehrere Überwachungsstellen, wie die Überwachungsstellen a1, a2 und a3 an vorbestimmten Positionen einschließt.
  • Mindestens ein Teil des Laserstrahls 40 zur Überwachung, der angewendet worden ist, um den amorphen Siliziumdünnfilm 14 zu bestrahlen, geht erneut als reflektiertes Licht 42 von der Unterseite des amorphen Siliziumdünnfilms 14 aus. Die Intensität des reflektierten Lichts 42 des Laserstrahls 40 zur Überwachung hängt vom Einfallwinkel auf den amorphen Silizi umdünnfilm 14, einem Fresnel-Koeffizienten, der durch den Brechungsindex berechnet wird, oder einem Extinktionskoeffizienten des amorphen Siliziumdünnfilms 14 und einer Grenzflächenerscheinung innerhalb des amorphen Siliziumdünnfilms 14 ab.
  • Die Objektivlinse 34 empfängt ferner das vom amorphen Siliziumdünnfilm 14 infolge der Bestrahlung auf dem Gebiet A der Unterseite des amorphen Siliziumdünnfilms 14 mit dem Laserstrahl 40 zur Überwachung reflektierte Licht 42. Der Reflexionsspiegel 36 ist ein beweglicher Spiegel, der die Orientierung der Reflexionsfläche ändern kann, empfängt das reflektierte Licht 42 über die Objektivlinse 34 auf der Reflexionsfläche und ändert die Fortpflanzungsrichtung des reflektierten Lichts 42.
  • Die Meßvorrichtung 38 empfängt das reflektierte Licht 42 über den Reflexionsspiegel 36, läßt das empfangene Licht auf die photoelektrische Oberfläche einfallen, und leitet durch Erzeugung des Photoelektrons, indem das Licht einer photoelektrischen Umwandlung unterzogen wird, das Photoelektron durch ein Feld, das sich mit der Zeit ändert, und läßt das hindurchgeleitete Elektron einen Anzeigeschirm, wie zum Beispiel einen phosphoreszierenden Stoff erreichen, um es als ein Überwachungssignal anzuzeigen. Das heißt, es wird ein projiziertes Bild P, das der Elektronenintensität, das heißt der Anzahl der Elektronen des Photoelektrons entspricht, auf dem Anzeigeschirm gebildet (in der Illustration Leuchtstoff), und es wird die zeitliche Änderung der Intensitätsverteilung des Projektionsbildes P gemessen und auf einem Anzeigeabschnitt 44 angezeigt. Die Rate der zeitlichen Änderung des Feldes wird entsprechend der Geschwindigkeit der Änderung vom Schmelzen zum Erstarren des Dünnfilms festgelegt. Wenn zum Beispiel der Dünnfilm von der Schmelze zur Erstarrung und Kristallisation innerhalb von 10 ns wechselt, ist es ausreichend, die Rate so zu bestimmen, daß die zeitliche Änderung der Intensitätsverteilung des Projektionsbildes P, die der Änderung der Filmqualität innerhalb von 10 ns entspricht, gemessen werden kann.
  • Die zeitliche Änderung der Intensität des von allen Stellen reflektierten Lichts, die die Stellen a1, a2 und a3 zur Überwachung innerhalb des Gebiets A einschließen, das durch den Überwachungslaserstrahl 40 bestrahlt wird, kann als die Lichtintensitätsverteilung des reflektierten Lichts 42 beobachtet oder gemessen werden, das mit jeder der Stellen in Beziehung steht.
  • In der Illustration wird die Beziehung zwischen der Meßzeit t und einer longitudinalen Position X innerhalb eines streifenförmigen Querschnitts einer Stelle zur Überwachung in einer Gesamtmeßzeit T des reflektierten Lichts 42 graphisch relativ zur Intensität des projizierten Bildes P dargestellt. Um das Verständnis zu erleichtern, zeigt 1 ein Beispiel der Darstellung der jeweiligen Intensitäten des reflektierten Lichts 42 zur Zeit t1, t2, t3, ... t6 alle 10 ns, wenn die Gesamtmeßzeit T auf 60 ns eingestellt ist. Die Gesamtmeßzeit T und die Zeit t1, t2, ... sind nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
  • Außerdem wird in der vorhergehenden graphischen Darstellung, um das Verständnis zu erleichtern, durch eine durchgezogene Linie ein Fall gezeigt, wo der geglühte Dünnfilm geschmolzen wird und die Intensität des reflektierten Lichts groß ist, während durch eine gepunktete Linie ein Fall gezeigt wird, wo er erstarrt ist und die Reflexionsintensität klein ist. Das heißt, der Abschnitt der durchgezogenen Linie zeigt, daß der geglühte Dünnfilm geschmolzen ist, so daß er sich im Zustand der flüssigen Phase befindet, und die Länge M des Abschnitts der durchgezogenen Linie zeigt eine Schmelzbreite des geglühten Dünnfilms zu jeder Zeit t1, t2, t3, ... t6. Die zeitliche Änderung der Schmelzbreite M wird auf dem Anzeigeabschnitt 44 dargestellt.
  • Die zeitliche Änderung der Schmelzbreite M wird auf dem Anzeigeabschnitt 44 dargestellt und gleichzeitig zweidimensional in einer Ebene beobachtet. Mit anderen Worten wird die zeitliche Änderung relativ zum Schmelzen an jeder Überwachungsstelle innerhalb des bestrahlten Gebiets A zur selben Zeit zweidimensional in einer Ebene beobachtet.
  • Als Meßvorrichtung 38 kann eine Vorrichtung verwendet werden, die eine Streifenkamera verwendet, die ein optisches Bild in ein Photoelektronenstrahlbild verwandelt und es in das optische Bild zurückverwandelt. Unter Bezugnahme auf 2, weist die Streifenkamera 46 eine Schlitzplatte 48, eine Gruppe von Linsen 50, einen photoelektrischen Wandler 52, einen Feldgenerator 54, einen Leuchtstoffschirm und eine Bildmeßvorrichtung 58 auf.
  • Die Schlitzplatte 48 weist einen Schlitz 60 zum Empfang des reflektierten Lichts 42 und zur Regelung des Durchgangs des reflektierten Lichts 42 auf, das wie ein Streifen geformt werden soll. Die Linsengruppe 50 empfängt das Licht, das durch den Schlitz 60 hindurchgeht, und bildet ein Bild des empfangenen Lichts als Schlitzbild PS im photoelektrischen Wandler 52.
  • Der photoelektrische Wandler 52 empfängt das Licht, das durch die Linsengruppe 50 hindurchgeht und setzt das Photoelektron frei, das dem empfangenen Licht entspricht, um ein photoelektrisches Umwandlungssignal zu erzeugen.
  • Die Streifenkamera weist zum Beispiel den Feldgenerator 54 auf, um ein Photoelektron als ein Signal zu entnehmen, das sich mit der Zeit ändert. Der Feldgenerator 54 leitet das im photoelektrischen Wandler 52 erzeugte Photoelektron durch das sich mit der Zeit ändernde Feld. Der Feldgenerator 54, der eine elektrostatische Beschleunigungsvorrichtung und Ablenkvorrichtung ist, weist auf: eine Beschleunigungselektrode 62 zur schnellen und effizienten Abbildung eines umgewandelten Photoelektrons auf dem Leuchtstoffschirm; eine Ablenkelektro de 66 zur Änderung einer Fortpflanzungsrichtung eines Elektrons E von der Beschleunigungselektrode 62 gemäß einem Triggersignal S durch eine Ablenkschaltung 64; und einen Elektronenvervielfacher 68 zur Vervielfachung des Elektrons, das durch die Ablenkelektrode 66 geht.
  • Im Elektronenvervielfacher 68 wird im wesentlichen ein Bild PE des Elektrons gebildet, und der Leuchtstoffschirm 56 empfängt das Elektron, das durch den Elektronenvervielfacher 68 geht, und bildet das Projektionsbild P entsprechend dem Elektron.
  • Die Bildmeßvorrichtung 58 gewinnt Daten der Intensitätsverteilung des Projektionsbildes P zu jeder Zeit t1, t2, t3, ..., verarbeitet die Daten der analog gemessenen Intensitätsverteilung des Projektionsbildes P zu jeder Zeit und zeigt dieselben in einer Zeitabfolge auf dem Anzeigeabschnitt 44 an.
  • Die Streifenkamera 46 läßt den Laserstrahl 40 zur Überwachung in ein Photoelektron umwandeln und läßt das Photoelektron in die Richtung orthogonal zur Längsrichtung des streifenförmigen Querschnitts des Laserstrahls 40 ablenken. Das auf den Leuchtstoffschirm 56 projizierte Projektionsbild P kann als eine sekundäre Information behandelt werden, so daß es zum Beispiel möglich ist, wenn das Projektionsbild mit einer CCD-Kamera aufgenommen und in eine digitale Information umgewandelt wird, die digitale Information in einem digitalen Speicher zu speichern oder sie durch einen Computer zu verar beiten. Die digitale Information kann geeignet angezeigt werden.
  • In der Ausführungsform sind außerdem ein nicht gezeigter Photodetektor und eine nicht gezeigte Anzeigeeinheit angeordnet, um die Zeit zu bestimmen, die Messung des reflektierten Lichts 42 durch die Streifenkamera 46 zu beginnen. Der Photodetektor detektiert den Laserstrahl durch eine Hochgeschwindigkeitsphotodiode durch einen nicht gezeigten Dämpfungsfilter, der in einem Teil des Weges des Glühlaserstrahls angeordnet ist. Eine Verzögerungsvorrichtung gibt das Triggersignal zum Starten der Messung des reflektierten Lichts 42 durch die Streifenkamera 46 nach einem Ablauf einer Verzögerungszeit aus, die im voraus selektiv auf der Grundlage einer Detektionszeit bestimmt wird.
  • Es folgt eine Erläuterung unter Bezugnahme auf 1 des Verfahrens zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands, das die Vorrichtung zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands verwendet.
  • Zuerst wird ein transparentes Glassubstrat 16 mit dem amorphen Siliziumdünnfilm 14 an einer vorbestimmten Position des Probentisches 18 angebracht, und der Probentisch 18 wird mit dem Objekttischantriebsmechanismus zu der vorbestimmten Position bewegt.
  • Danach wird ein KrF-Laserstrahl, der durch die Glühlaser-Einrichtung 12 auf eine vorbestimmte Leistungsdichte eingestellt wird, mit einer Impulsbreite von etwa 25 ns mit einer Rate von 100 Mal/Sekunde erzeugt, und der Laserstrahl wird über den Phasenschieber 22 nur für 25 ns auf die Oberfläche des amorphen Siliziumdünnfilms 14 gestrahlt.
  • Gleichzeitig mit dem Beginn der Erzeugung des Glüh-KrF-Laserstrahls wird ein Signal, die Erzeugung des Überwachungs-YAG- Laserstrahl zu starten, von der Zeitgebervorrichtung an die Überwachungslichtquellen-Einrichtung 28 gesendet, die einen YAG-Laserstrahl von etwa 532 nm mit einer vorbestimmten Leistungsdichte ausstrahlt.
  • Der ausgestrahlte YAG-Laserstrahl wird über die optische Umformungseinheit 30, die Homogenisiervorrichtung 32 und die Objektivlinse 34 und durch das Glassubstrat 16 als der Laserstrahl 40 zur Überwachung, der einen streifenförmigen Querschnitt mit einer Abmessung von 60 μm × 1 μm aufweist, auf die Unterseite des amorphen Siliziumdünnfilms 14 abgebildet.
  • Das vom amorphen Siliziumdünnfilm 14 reflektierte Licht 42 fällt über die Objektivlinse 34 und den Reflexionsspiegel 36 auf die Meßvorrichtung 38, und die zeitliche Änderung der Intensitätsverteilung des Projektionsbildes, die der Intensitätsverteilung entspricht, die die Intensitätsverteilung des reflektierten Lichts 42 einschließt, wird im Anzeigeabschnitt 44 angezeigt. Das heißt, der Kristallisationszustand wird als eine Lichtintensitätsverteilung gemessen und angezeigt, die mit der Position einer Überwachungsstelle in Beziehung steht.
  • In der Vorrichtung und dem Verfahren zur In-Situ-Überwachung eines Kristallisationszustands ist es möglich, den Einfallwinkel des Überwachungslichts auf den geglühten Dünnfilm unter einem Winkel einzustellen, bei dem die Reflexionsintensität der P-Polarisation am geglühten Dünnfilm entweder vor oder nach dem Glühen das Minimum annimmt, das heißt, den Polarisationswinkel. In diesem Fall wird der Polarisationswinkel durch die optische Konstante und die Filmdicke des geglühten Dünnfilms, die optische Konstante und Filmdicke eine Erdungssubstrats, als auch durch eine Interferenz innerhalb des geglühten Dünnfilms bestimmt. Außerdem kann das Licht des Überwachungslichts, das auf den geglühten Dünnfilm einfällt, entweder die S-Polarisation oder die P-Polarisation aufweisen. Der Minimalwert der Reflexionsintensität der P-Polarisation ist kleiner als der Minimalwert der Reflexionsintensität der S-Polarisation, und der Maximalwert der Reflexionsintensität der P-Polarisation und der Maximalwert der Reflexionsintensität der S-Polarisation sind annähernd gleich. Da durch eine Messung der Reflexionsintensität der P-Polarisation eine große Änderung zwischen dem Minimalwert und dem Maximalwert der Reflexionsintensität erhalten wird, ist sie bezüglich der Verbesserung des Störabstandes der Messung zu bevorzugen.
  • Das oben beschriebene Verfahren und die Vorrichtung zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands können wie folgt verändert werden.
  • Während das Glühverfahren und die Vorrichtung einen Phasenschieber beim Glühen verwenden, werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Glühen genügen, ohne einen Phasenschieber zur Zeit des Glühens zu verwenden.
  • Im Verfahren und in der Vorrichtung zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands kann anstatt, durch das Überwachungslicht eine Unterseite des geglühten Dünnfilms zu bestrahlen, die sich von der Seite unterscheidet, die durch die Glühenergielinie bestrahlt werden soll, das heißt die Unterseite des geglühten Dünnfilms, das Überwachungslicht auf dieselbe Seite gestrahlt werden, die durch die Glühenergielinie bestrahlt werden soll, das heißt die Oberfläche des geglühten Dünnfilms, oder es können sowohl die Oberfläche als auch die Unterseite durch das Überwachungslicht bestrahlt werden.
  • Im Verfahren und in der Vorrichtung zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands ist es möglich, wie in 3 gezeigt, anstatt die Objektivlinse, um das Überwachungslicht von einer Überwachungslichtquellen-Einrichtung zu empfangen, und die Objektivlinse, um das reflektierte Licht des Überwachungslichts vom geglühten Dünnfilm zu empfangen, aus der identischen Linse herzustellen, die Objektivlinse, um das Überwachungslicht von der Überwachungslichtquellen-Einrichtung zu empfangen, und die Objektivlinse, um das reflektierte Licht vom geglühten Dünnfilm des Überwachungslichts zu empfangen, aus unterschiedlichen Linsen (z.B. zwei Linsen 34a und 34b) herzustellen. Die in 3 gezeigte Glühvorrichtung 10 ist dieselbe wie die Glühvorrichtung 10, die in 1 gezeigt wird. Demselben Abschnitt wie in 1 wird dieselbe Bezugsziffer gegeben, und dessen detaillierte Erläuterung wird zur Vermeidung einer Redundanz weggelassen. Denselben Abschnitten einer Vorrichtung 70 zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands werden dieselben Bezugsziffern wie in der Vorrichtung 26 zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands gegeben, die in 1 gezeigt wird, und deren detaillierte Erläuterung wird zur Vermeidung einer Redundanz weggelassen.
  • Anstatt im Verfahren und in der Vorrichtung zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands den Kristallisationszustand des geglühten Dünnfilms zu überwachen, indem das vom geglühten Dünnfilm reflektierte Licht des Überwachungslichts verwendet wird, ist es möglich, den Kristallisationszustand des geglühten Dünnfilms zu überwachen, indem das vom geglühten Dünnfilm durchgelassene Licht des Überwachungslichts verwendet wird, oder es ist möglich, den Kristallisationszustand des geglühten Dünnfilm zu überwachen, indem ein Licht mit einer kleineren Intensität als das vom geglühten Dünnfilm reflektierte Licht des Überwachungslichts verwendet wird, das vom Dünnfilm ausgeht und im geglühten Dünnfilm gestreut wird.
  • Im Verfahren und in der Vorrichtung zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands kann, falls das re flektierte Licht des Überwachungslichts vom geglühten Dünnfilm eine verhältnismäßig große Intensität aufweist, ein Dämpfungsfilter vor der Streifenkamera angeordnet werden.
  • Im Verfahren und in der Vorrichtung zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands ist es zusätzlich zu dem oben erwähnten streifenförmigen Überwachungslicht möglich, ein Kristallwachstum, d.h. ein Schmelzgebiet in eine andere Richtung zu messen, indem der geglühte Dünnfilm durch ein zweites Überwachungslicht, das eine andere Wellenlänge aufweist, in die Richtung orthogonal zur Längsrichtung des streifenförmigen Querschnitts des Überwachungslichts bestrahlt wird und die Streifenkamera über einen photoelektrischen Wandler verwendet wird.
  • Zusätzlich zur Messung der Beziehung zwischen einer Meßzeit t des vom geglühten Dünnfilm reflektierten Lichts oder durchgelassenen Lichts durch das erste Überwachungslicht und einer longitudinalen Position X innerhalb des streifenförmigen Querschnitts einer Überwachungsstelle, ist es durch Messung eines Änderungsvorgangs in Echtzeit zwischen der Meßzeit des vom geglühten Dünnfilm reflektierten Lichts oder durchgelassenen Lichts durch das zweite Überwachungslicht und der reflektierten Lichtintensität I an jeder Überwachungsstelle zum Beispiel möglich, wie in 4 gezeigt, als dreidimensionale Information eine Lichtintensitätsverteilung zu erhalten, die die zeitliche Änderung des vom geglühten Dünnfilm reflektierten Lichts oder durchgelassenen Lichts durch das Überwachungslicht einschließt. Die zeitliche Änderung dieser Lichtintensität ist ein Merkmal, das eine Änderung vom Schmelzen zur Erstarrung des Dünnfilms durch Laserbestrahlung während der Impulsbreite von 25 ns zeigt. Außerdem wird dieses Merkmal während der Schmelzzeitspanne des Dünnfilms gemessen (im allgemeinen mehrere zehn Nanosekunden bis mehrere hundert Nanosekunden). Das heißt, es ist möglich, eine Lichtintensität zu messen, die mit der Position einer Überwachungsstelle in Beziehung steht. Ferner kann das Ergebnis dieser Messung angezeigt werden.
  • Während in der in 1 gezeigten Ausführungsform der Überwachungslaserstrahl in ein Licht umgeformt wird, das einen streifenförmigen Querschnitt von 60 μm × 1 μm aufweist, ist die Form des Querschnitts des Überwachungslaserlichts nicht auf diese Querschnittsfläche und Querschnittsform beschränkt. Zum Beispiel im Fall einer Verwendung einer Lichtquellen-Einrichtung, die durch ein Überwachungslicht bestrahlt, das eine ausreichende Leistung aufweist, oder wenn die Leistung des Überwachungslichts, das von der Lichtquellen-Einrichtung ausgeht, sichergestellt werden kann, ist es möglich, das Überwachungslicht zu einem Überwachungslicht umzuformen, das einen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt mit einer großen Fläche anstelle eines streifenförmigen oder eines rechteckigen Querschnitts aufweist, um den geglühten Dünnfilm mit dem umgeformten Überwachungslicht zu bestrahlen und um das vom Dünnfilm reflektierte Licht oder durchgelassene Licht vor dem photoelektrischen Wandler zur Umformung zu sammeln und abzubilden.
  • Ein Glühverfahren und eine Vorrichtung zur Bildung eines Kristallkorns (Einkristallkorn) als auch das Verfahren und die Vorrichtung zur In-Situ-Überwachung der Kristallisation beim Glühen werden unter Bezugnahme auf 5 erläutert.
  • In 5 weist eine Glühvorrichtung 72 eine zur Glühvorrichtung 10 in 1 ähnliche Struktur auf. Den Teilen, die identisch zu jenen in 1 sind, werden dieselben Bezugsziffern gegeben, und deren detaillierte Erläuterung wird aufgrund einer Redundanz weggelassen.
  • Die Glühvorrichtung 72 in der Illustration weist ferner einen nicht gezeigten Phasenschieberhalter zum Halten eines Phasenschiebers 74 auf, so daß der Phasenschieber 74 verwendet werden kann. Der Phasenschieber 74 weist einen Schieberabschnitt auf, das heißt einen abgestuften Abschnitt 76 in der Illustration, zur selektiven Verschiebung einer Phase eines Lichts, das durch den Phasenschieber 74 geht. Der Glühlaserstrahl 20 bestrahlt den amorphen Siliziumdünnfilm 11 durch den Phasenschieber 74, so daß eine Intensitätsverteilung der Bestrahlung gebildet werden kann.
  • Hier ist eine Erläuterung des obenerwähnten Phasenschiebers. Der Phasenschieber ist dazu bestimmt, einen Stufenunterschied einer Dicke in einem transparenten Medium, z.B. einen Quarzgrundmaterial zu bilden, und an der Grenze der Differenz interferiert ein einfallender Laserstrahl mit dem Beugungslicht, um der Intensität des einfallenden Laserlichts eine periodische räumliche Verteilung zu erteilen. 6 zeigt eine Änderung der Laserstrahlintensität infolge des Phasenschiebers. In der in 6 gezeigten Ausführungsform ist bezüglich des Laserstrahls 20 ein Fall angegeben, wo die Position des abgestuften Abschnitts 76, der den Verschiebungsabschnitt des Phasenschiebers 74 bildet, X = 0 ist, und mit der Position als Grenze, ist eine Phasendifferenz von 180° gegeben. Das heißt, der Laserstrahl, der durch einen dicken Teil des Phasenschiebers 74 geht, wird im Vergleich mit dem Laserstrahl verzögert, der durch den dünnen Teil geht (mit der Dicke t). Als Ergebnis einer gegenseitigen Beeinflussung und Brechung zwischen diesen Laserstrahlen wird eine Intensitätsverteilung des hindurchgehenden Laserstrahls erhalten, wie in 6 gezeigt. Im allgemeinen kann unter der Voraussetzung, daß die Wellenlänge des Laserstrahls λ beträgt, die Filmdicke t eines transparenten Mediums, um einem transparenten Medium mit einem Brechungsindex n eine Phasendifferenz von 180° zu geben, durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden. t = λ/2(n – 1) (1)
  • Falls zum Beispiel die Wellenlänge des KrF-Excimerlaserstrahls 248 nm beträgt und bei der Wellenlänge von 248 nm der Brechungsindex des Quarzgrundmaterials 1,508 beträgt, beträgt der Stufenunterschied zur Herstellung einer Phasendifferenz von 180° 244 nm, und es reicht aus, einen Stufenunterschied von 244 nm an einer vorbestimmten Position im Quarzgrundmaterial herzustellen. Ein Stufenunterschied im Quarzgrundmaterial kann zum Beispiel durch selektives Ätzen durch eine gasförmige Phase oder eine flüssige Phase erteilt werden. Um einen Stufenunterschied zu erteilen, ist es möglich, selektiv einen lichtdurchlässigen Film, z.B. SiO2, durch eine Plasma-CVD, Dekompressions-CVD usw. zu bilden.
  • Ein Teil des Laserstrahls, der auf den Phasenschieber 74 einfällt, wird durch die Phasendifferenz am Stufenunterschiedabschnitt 76 zur Interferenz gebracht, so daß der Betrag seiner Lichtdurchlässigkeit das Minimum N annimmt, und wird als Licht mit einer solchen Lichtintensitätsverteilung durchgelassen, dessen Intensität schnell abfällt. Die Lichtintensitätsverteilung, die ein solches Minimum des durchgelassenen Lichts zeigt, wird als umgekehrtes Spitzenmuster P bezeichnet. Eine Eigenschaft des umgekehrten Spitzenmuster ist es, keine filterartige Abschwächung des einfallenden Strahls 20 zu zeigen. Diese Eigenschaft führt zu einer großen Einkristallbildung. Ein Laserstrahl mit einer Lichtintensitätsverteilung eines solchen umgekehrten Spitzenmusters P, der auf eine amorphe Siliziumschicht einfällt, erhöht die Temperatur eines Teils der amorphen Siliziumschicht, und ein Teil eines Siliziums mit niedriger Temperatur darum wird ein Kern eines Kristalls, wodurch ein Kristallwachstum in eine Richtung normal zum Stufenunterschied bewirkt wird, der die Phasendifferenz bildet, d.h. in die laterale Richtung, das ein großes Kristallkorn bildet. Das umgekehrte Spitzenmuster P ist annähernd keilförmig (z.B. U- oder V-förmig).
  • Der amorphe Siliziumdünnfilm 14 befindet sich vor der Bestrahlung durch den Glühlaserstrahl in einem nichtgeschmolzenen Zustand. Wenn der Kristallisationszustand durch Bestrahlen mit dem Überwachungslicht überwacht wird, zeigt der Anzeigeabschnitt 44 der Meßvorrichtung 38 an, was in 8(a) gezeigt wird.
  • Der auf eine vorbestimmte Leistungsdichte eingestellte KrF- Laserstrahl wird von einer Glühlaser-Einrichtung 12 mit einer vorbestimmten Impulsbreite erzeugt, die Oberfläche des amorphen Siliziumdünnfilms 14 wird durch den Laserstrahl durch den Phasenschieber 74 bestrahlt, um den Laserstrahl einzustrahlen. Dadurch beginnt das Schmelzen des amorphen Siliziumdünnfilms 14 im Laserstrahl-Bestrahlungsgebiet beim Schmelzpunkt oder höher. Wenn alle Teile der Laserstrahlintensität des umgekehrten Spitzenmusters in 7 einen Wert des Schmelzpunkts oder darüber annehmen, kommt es im allgemeinen zu einem geschmolzenen Zustand. Dieser geschmolzene Zustand wird durch das Überwachungslicht im Anzeigeabschnitt 44 der Meßvorrichtung 38 angezeigt, wie in 8(b) gezeigt.
  • Das Bildungsverfahren des Kristallkerns wird unter Bezugnahme auf 7 gezeigt. Die Intensität des Laserstrahls, der durch den Stufenunterschiedabschnitt 76 oder sehr nahe dazu hindurchgegangen ist, ist kleiner als die Intensität des Laserstrahls 20, der durch den anderen Teil der Phasenschiebers 74 gegangen ist. Folglich ist die Lichtintensitätsverteilung in einem Gebiet S des amorphen Siliziumdünnfilms 14, der der Bestrahlung durch den Laserstrahl 20 unterworfen ist, der durch den Stufenunterschiedabschnitt 76 und sehr nahe dazu hindurchgegangen ist, wie folgt. Die Temperatur des Gebiets 78 am Bestrahlungsbereich am Minimum N des umgekehrten Spitzenmusters ist niedriger als die Temperatur des anderen Gebiets 80 des amorphen Siliziumdünnfilms 14, und dieselbe oder niedriger als die Temperatur des Schmelzpunkts des Dünnfilms 14 am Minimalwert. Die Temperatur des anderen Bereichs 80 ist dieselbe oder höher als der Schmelzpunkt des Dünnfilms 14. Aus diesem Grund beginnt die Erstarrung des Siliziums innerhalb des Gebiets 78 früher als die Erstarrung des Siliziums innerhalb des anderen Gebiets 80 (8(c)), und dann erstarrt das Silizium innerhalb des anderen Gebiets 80, ein Kern 82 wird gebildet, der der Startpunkt des lateralen Kristallwachstums wird, und das Kristallwachstum in die laterale Richtung wird begonnen (8(d)). Hier ist, wie in 7 gezeigt, der Kern 82 innerhalb des Gebiets 78 des amorphen Siliziumdünnfilms 14 gebildet worden. Dieselben Bezugsziffern werden den identischen Abschnitten wie in 6 gegeben, und deren detaillierte Erläuterung wird weggelassen.
  • Als nächstes wird der Kristallisationsprozeß detaillierter erläutert. Der auf eine vorbestimmte Leistungsdichte eingestellte KrF-Laserstrahl wird durch die Glühlaser-Lichtquellen- Einrichtung 12 mit einer Impulsbreite von etwa 24 ns mit einer Rate von 100 Mal pro Sekunde erzeugt, und der amorphe Siliziumdünnfilm 14 wird durch den Laserstrahl durch den Phasenschieber 74 für nur 25 ns bestrahlt . Es wird eine Bedingung für dieses Laserstrahl-Intensitätsmuster bis zu einem solchen Maß ausgewählt, daß die Zeit zum Schmelzen des Siliziumkerns 82 innerhalb des Bereichs 78 des amorphen Siliziumdünnfilms 14 die kürzeste ist oder der Kern 82 nicht geschmolzen wird.
  • Die Intensität des Laserstrahls, der durch den Stufenunterschiedabschnitt 76 und sehr nahe dazu hindurchgegangen ist, ist eine minimale Lichtintensität, die kleiner als jene des Laserstrahls ist, der durch den anderen Abschnitt des Phasenschiebers 74 gegangen ist. Die Temperatur des Gebiets 78 des amorphen Siliziumdünnfilms 14, das durch den Laserstrahl bestrahlt worden ist, der durch den Stufenunterschiedabschnitt 76 und sehr nahe dazu hindurchgegangen ist, ist niedriger als die Temperatur des anderen Gebiets 80 des amorphen Siliziumdünnfilms 14, so daß der Kern 82 des Siliziums innerhalb des Gebiets 78 nicht geschmolzen werden kann oder die Schmelzzeit des Kerns 82 die kürzeste sein kann. Folglich beginnt das Schmelzen des Siliziums innerhalb des anderen Gebiets 80 des amorphen Siliziumdünnfilms 14, und das geschmolzene Gebiet breitet sich durch Wärmeleitung in die Nähe des Gebiets 78 aus, wo der Kern 82 gebildet ist. Andererseits bleibt das Gebiet 78 und seine Umgebung, wo der Kern 82 gebildet ist, in einem nichtgeschmolzenen Zustand oder nur für eine kurze Zeit in einem geschmolzenen Zustand. Im Anzeigeabschnitt 44 der Meßvorrichtung 38, wie in 8(e)–(g), kann ein Aspekt, in dem sich das geschmolzene Gebiet mit der Zeit ausbreitet, angezeigt werden.
  • Danach erreicht die Ausbreitung des geschmolzenen Gebiets die Umgebung des Gebiets 78, und es wird eine Änderung vom Schmelzen zur Erstarrung, d.h. Kristallisation bewirkt. Mit dem Kern 82 als Ursprung beginnt die Erstarrung und Kristallisation des geschmolzenen Siliziums nacheinander außerhalb des Kerns. Das heißt, mit dem Kern 82 als Ausgangspunkt, schreitet das laterale Kristallwachstum fort, um ein großes Kristallkorn zu bilden. Im Anzeigeabschnitt 44 der Meßvorrichtung wird es angezeigt, wie in 8(h)–(k).
  • Auf der Grundlage eines Ergebnisses einer Echtzeitbeobachtung im Prozeß vor dem Schmelzen, nach dem Schmelzen, Erstarrung und Kristallisation des Dünnfilms, kann eine vernünftige Bedingung der Bestrahlung durch die Energielinie für das laterale Kristallwachstum des Dünnfilms erhalten werden. Es ist daher möglich, ein großes Kristallkorn zu bilden. Auf diese Weise ist die Variation von der festen Phase zum Schmelzen – Kristallisation, wenn das amorphe Si mit einer Filmdicke von etwa 50 nm – 300 nm durch gepulstes Licht für mehrere hundert Nanosekunden bestrahlt wird, eine im wesentlichen momentane Erscheinung für mehrere hundert Nanosekunden. Dies ist eine Erscheinung für mehrere zehn Nanosekunden, und diese Erscheinung wird gemessen. Durch diese Messung wird eine Lichtintensitätsverteilung für die optimale Kristallisation berechnet, und es kann ein einheitlicher Kristallisationsprozeß über einen weiten Bereich verwirklicht werden. Das einheitliche Kristallisationsverfahren ist für eine Anzeigeeinheit, wie eine Flüssigkristallanzeigeeinheit mit einem großen Schirm am geeignetsten. Das heißt, es verwirklicht eine Anzeige ohne Ungleichmäßigkeit, Makeln, Flecken und dergleichen und einen Qualitätsschirm, der zur Digitalisierung besonders geeignet ist. Da ferner eine Momentanmessung möglich ist, wird eine um so größere Kristallisation ermöglicht, je größer die Ausbreitungsweite des umgekehrten Spitzenmusters P ist, das in den 6 und 7 gezeigt wird, und die optimale Ausbreitungsweite W kann erhalten werden. Da überdies eine Momentanmessung möglich ist, ermöglicht eine vorhergehende Bestrahlung des umgekehrten Spitzenmusters, eine sich nacheinander ändernde Fest-Flüssig-Grenzfläche anzuzeigen. Zum Beispiel kann in der Herstellung eines Dünnfilmtransistors eine aktive Schicht oder ein Kanalgebiet aus einem Kristallteilchen hergestellt werden. Mit anderen Worten kann das Kanalgebiet im wesentlichen durch einen Einkristall gebildet werden.

Claims (18)

  1. Verfahren zur In-Situ-Überwachung eines Kristallisationszustands in einer Glühbearbeitung durch eine Energielinien- Bestrahlung zur Kristallisation eines Dünnfilms und/oder zur Förderung der Kristallisation, das aufweist: einen Schritt der gleichzeitigen Bestrahlung durch ein Überwachungslicht mindestens mehrerer Überwachungsstellen in einem Gebiet, das einen vorbestimmten Bereich der Oberfläche und/oder der Unterseite des Dünnfilms aufweist, direkt oder durch ein Substrat, zumindest während oder nach der Energielinienbestrahlung ausgewählt aus vor, während und nach der Energielinien-Bestrahlung, wobei das Überwachungslicht zur Überwachung des Kristallisationszustands des Dünnfilms dient; und einen Schritt zum Messen einer zeitlichen Änderung der Intensität eines von der Oberfläche oder der Unterseite des Dünnfilms reflektierten Lichts und/oder durchgelassenen Lichts des Überwachungslichts als eine Lichtintensitätsverteilung, die mit den Positionen der Überwachungsstellen in Beziehung steht.
  2. Verfahren zur In-Situ-Überwachung eines Kristallisationszustands in einer Glühbearbeitung durch eine Energielinien- Bestrahlung zur Kristallisation eines Dünnfilms oder zur Förderung der Kristallisation, das aufweist: einen Schritt der gleichzeitigen Bestrahlung durch ein Überwachungslicht mindestens mehrerer Überwachungsstellen in einem Gebiet, das einen vorbestimmten Bereich aufweist, des Dünnfilms zumindest während oder nach der Energielinien-Bestrahlung ausgewählt aus vor, während und nach der Energielinien-Bestrahlung, wobei das Überwachungslicht zur Überwachung des Kristallisationszustands des Dünnfilms dient; und einen Schritt zum Messen einer zeitlichen Änderung der Intensität des vom Dünnfilm reflektierten Lichts oder durchgelassenen Lichts des Überwachungslichts als eine Lichtintensitätsverteilung, die mit den Positionen der Überwachungsstellen in Beziehung steht, wobei der Meßschritt aufweist: Empfangen des vom Dünnfilm reflektierten Lichts und/oder durchgelassenen Lichts und Erzeugen eines Elektrons, das dem empfangenen Licht entspricht, durch photoelektrische Umwandlung; Hindurchleiten des erzeugten Elektrons durch ein Feld, das sich mit der Zeit ändert; Empfangen des hindurchgeleiteten Elektrons zur Bildung eines projizierten Bildes, das dem hindurchgeleiteten Elektron entspricht, in einem Anzeigeschirm; und Messen der zeitlichen Änderung der Intensitätsverteilung des projizierten Bildes.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Geschwindigkeit der zeitlichen Änderung des Feldes im Meßschritt entweder gleich oder schneller als die Geschwindigkeit der Änderung vom Schmelzen zur Erstarrung bei der Kristallisation des Dünnfilms oder der Förderung der Kristallisation ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Bestrahlung durch das Überwachungslicht in dem Bestrahlungsschritt auf ein schlitzförmiges Bestrahlungsgebiet des Dünnfilms angewendet wird, so daß die Bestrahlung durch das Überwachungslicht gleichzeitig auf die mehreren Überwachungsstellen angewendet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei die Bestrahlung durch die Energielinie eine Bestrahlung durch ein gepulstes Licht ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das vom Dünnfilm reflektierte Licht oder das durchgelassene Licht des Überwachungslichts im Meßschritt durch eine Streifenkamera detektiert wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Anwendungsschritt der Überwachungslicht-Bestrahlung aufweist: Umformung und Einstrahlung des Überwachungslichts, so daß das Überwachungslicht einen Querschnitt aufweist, dessen Bereich die mehreren Überwachungsstellen auf dem Dünnfilm einschließt; und Veranlassen, daß das vom Dünnfilm reflektierte Licht und/oder das durchgelassene Licht zu einer streifenförmigen Form umgeformt wird, so daß es auf einen Lichtempfangsabschnitt eines photoelektrischen Wandlers einfällt, der eine photoelektrische Oberfläche aufweist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Anwendungsschritt der Überwachungslicht-Bestrahlung das Anwenden einer gleichzeitigen Bestrahlung der mehreren Überwachungsstellen durch mehrere der Überwachungslichter und das Veranlassen aufweist, daß das von der Oberfläche oder der Unterseite des Dünnfilms reflektierte Licht und/oder durchgelassene Licht auf den photoelektrischen Wandler einfällt, so daß die mehreren Lichter ausgerichtet sein können.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 durch 8, wobei der Anwendungsschritt der Überwachungslicht-Bestrahlung ferner die Abbildung des Überwachungslichts auf den Dünnfilm mittels einer Objektivlinse und die Abbildung des vom Dünnfilm reflektierten Lichts auf einen Lichtempfangsabschnitt des photoelektrischen Wandlers und das Veranlassen aufweist, daß das reflektierte Licht und/oder das durchgelassene Licht über die Objektivlinse getrennte Lichtwege nehmen.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Dünnfilm mindestens einen Dünnfilm, der hauptsächlich aus Silizium besteht, einen hydrierten amorphen Siliziumdünnfilm, einem gesputterten Siliziumdünnfilm, einen Silizium-Germanium-Dünnfilm und einen dehydrierten amorphen Siliziumdünnfilm aufweist.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Einfallswinkel des Überwachungslichts auf den Dünnfilm derselbe wie ein Winkel ist, bei dem eine Reflexionsintensität einer P-Polarisation des Dünnfilms vor und/oder nach der Glühbearbeitung das Minimum annimmt, und wobei ein einfallender Lichtstrahl des Überwachungslichts auf den Dünnfilm entweder die S-Polarisation oder die P-Polarisation aufweist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Bestrahlungsschritt durch das Überwachungslicht ferner das Ausgleichen der Intensitätsverteilung des Überwachungslichts aufweist.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Überwachungslicht ein Laserstrahl in einem Bereich einer wellenlängenempfindlichen Zone einer photoelektrischen Oberfläche ist.
  14. Glühverfahren, unter Anwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
  15. Vorrichtung zur In-Situ-Überwachung eines Kristallisationszustands, die für eine Glühvorrichtung zur Anwendung einer Energielinien-Bestrahlung zur Kristallisation eines Dünnfilms und/oder zur Förderung der Kristallisation verwendet werden soll, die aufweist: eine Überwachungslicht-Bestrahlungsvorrichtung zur gleichzeitigen Anwendung einer Überwachungslicht-Bestrahlung zur Überwachung eines Kristallisationszustands des Dünnfilms zumindest während oder nach der Energielinien-Bestrahlung ausgewählt aus vor, während und nach einer Anwendung der Energielinien-Bestrahlung mindestens auf mehrere Überwachungsstellen in einem Gebiet, das einen vorbestimmten Bereich der Oberfläche und/oder der Unterseite des Dünnfilms aufweist, direkt oder durch das Substrat; und eine Meßvorrichtung zur Messung einer zeitlichen Änderung der Intensität des von der Oberfläche oder der Unterseite des Dünnfilms reflektierten Lichts und/oder durchgelassenen Lichts des Überwachungslichts als eine Lichtintensitätsverteilung, die mit den Positionen der Überwachungsstellen in Beziehung steht.
  16. Vorrichtung zur In-Situ-Überwachung eines Kristallisationszustands, die für eine Glühvorrichtung zur Anwendung der Energielinien-Bestrahlung zur Kristallisation eines Dünnfilms oder zur Förderung der Kristallisation verwendet werden soll, die aufweist: eine Überwachungslicht-Bestrahlungsvorrichtung zur gleichzeitigen Anwendung einer Überwachungslicht-Bestrahlung zur Überwachung eines Kristallisationszustands des Dünnfilms zumindest während oder nach der Energielinien-Bestrahlung ausgewählt aus vor, während und nach der Energielinien-Bestrahlung, auf mindestens mehrere Überwachungsstellen in einem Gebiet, das einen vorbestimmten Bereich des Dünnfilms aufweist; und eine Meßvorrichtung zur Messung einer zeitlichen Änderung der Intensität des vom Dünnfilm reflektierten Lichts oder durchgelassenen Lichts des Überwachungslichts als eine Lichtintensitätsverteilung, die mit den Positionen der Überwachungsstellen in Beziehung steht, wobei die Meßvorrichtung aufweist: einen photoelektrischen Wandler zum Empfang des vom Dünnfilm reflektierten Lichts und/oder durchgelassenen Lichts auf einer photoelektrischen Oberfläche und zur Erzeugung eines Photoelektrons; einen Feldgenerator zum Hindurchleiten des erzeugten Photoelektrons durch ein Feld, das sich mit der Zeit ändert; einen Anzeigeschirm zum Empfang des hindurchgeleiteten Photoelektrons und Bildung eines projizierten Bildes, das dem hindurchgeleiteten Photoelektron entspricht; und eine Meßvorrichtung zur Messung der zeitlichen Änderung der Intensitätsverteilung des projizierten Bildes.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, die eine Überwachungslicht-Umformungsvorrichtung zur Umformung des Überwachungslichts in eine streifenförmige Form aufweist, so daß das Überwachungslicht einen Querschnitt aufweisen kann, dessen Bereich die mehreren Überwachungsstellen auf dem Dünnfilm einschließt.
  18. Glühvorrichtung mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17.
DE10339237A 2002-08-29 2003-08-26 Verfahren zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands Withdrawn DE10339237A1 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002-251853 2002-08-29
JP2002251853 2002-08-29
JP2003184415A JP2004146782A (ja) 2002-08-29 2003-06-27 結晶化状態のｉｎ−ｓｉｔｕモニタリング方法
JP2003-184415 2003-06-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10339237A1 true DE10339237A1 (de) 2004-03-18

Family

ID=28456398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10339237A Withdrawn DE10339237A1 (de) 2002-08-29 2003-08-26 Verfahren zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands

Country Status (7)

Country Link
US (2) US7102750B2 (de)
JP (1) JP2004146782A (de)
KR (1) KR100552111B1 (de)
CN (1) CN1315170C (de)
DE (1) DE10339237A1 (de)
GB (1) GB2393248B (de)
TW (1) TWI240980B (de)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006055133A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-26 Applied Materials, Inc. Autofocus for high power laser diode based annealing system
US7129440B2 (en) 2004-11-12 2006-10-31 Applied Materials, Inc. Single axis light pipe for homogenizing slow axis of illumination systems based on laser diodes
US7135392B1 (en) 2005-07-20 2006-11-14 Applied Materials, Inc. Thermal flux laser annealing for ion implantation of semiconductor P-N junctions
US7292320B2 (en) 2004-03-11 2007-11-06 Advanced Lcd Technologies Development Center Co., Ltd. Laser crystallization apparatus and laser crystallization method
US7422988B2 (en) 2004-11-12 2008-09-09 Applied Materials, Inc. Rapid detection of imminent failure in laser thermal processing of a substrate
US7438468B2 (en) 2004-11-12 2008-10-21 Applied Materials, Inc. Multiple band pass filtering for pyrometry in laser based annealing systems
US7659187B2 (en) 2006-11-03 2010-02-09 Applied Materials, Inc. Method of forming PN junctions including a post-ion implant dynamic surface anneal process with minimum interface trap density at the gate insulator-silicon interface
US7674999B2 (en) 2006-08-23 2010-03-09 Applied Materials, Inc. Fast axis beam profile shaping by collimation lenslets for high power laser diode based annealing system

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2004008511A1 (ja) * 2002-07-11 2005-11-10 株式会社 液晶先端技術開発センター 結晶化装置および結晶化方法
JP2004128421A (ja) * 2002-10-07 2004-04-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd レーザ照射方法およびレーザ照射装置、並びに半導体装置の作製方法
EP1468774B1 (de) * 2003-02-28 2009-04-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Verfahren und Vorrichtung zur Laserbestrahlung, sowie Verfahren zur Herstellung von Halbleiter.
US8346497B2 (en) 2003-03-26 2013-01-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for testing semiconductor film, semiconductor device and manufacturing method thereof
US20050189329A1 (en) * 2003-09-02 2005-09-01 Somit Talwar Laser thermal processing with laser diode radiation
DE102004020704A1 (de) * 2004-04-28 2005-11-24 Precitec Kg Sensorvorrichtung zur Erfassung von Strahlung aus dem Bereich einer Wechselwirkungszone zwischen einem Laserstrahl und einem Werkstück sowie Vorrichtung zur Überwachung eines Laserbearbeitungsvorgangs und Laserbearbeitungskopf
JP2006093634A (ja) * 2004-09-27 2006-04-06 Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd 半導体装置、レーザ光の光強度分布測定方法レーザアニール装置および結晶化方法
ATE419519T1 (de) * 2005-09-09 2009-01-15 Sacmi Verfahren und vorrichtung zur optischen inspektion eines gegenstands
JP4339330B2 (ja) * 2006-04-19 2009-10-07 日本電気株式会社 レーザ照射方法及びレーザ照射装置
JP5177994B2 (ja) * 2006-11-02 2013-04-10 住友重機械工業株式会社 温度計測装置、及び温度算出方法
JP5071961B2 (ja) * 2006-11-02 2012-11-14 住友重機械工業株式会社 レーザアニール装置、アニール方法、及び溶融深さ測定装置
KR101012931B1 (ko) * 2008-11-17 2011-02-08 신코스모스덴끼 가부시끼가이샤 복수개의 확산감지센서를 가지는 이상발열 감지시스템
KR101012994B1 (ko) * 2008-11-17 2011-02-10 신코스모스덴끼 가부시끼가이샤 이상발열 감지시스템
CN102034684B (zh) * 2010-10-18 2012-11-14 清华大学 硅片激光退火中多梯度温度场的装置和方法
JP5891504B2 (ja) * 2011-03-08 2016-03-23 株式会社Ｊｏｌｅｄ 薄膜トランジスタアレイ装置の製造方法
CN102732960B (zh) * 2011-04-14 2015-07-08 浙江昱辉阳光能源有限公司 晶体硅生长速度的测试方法及系统
US8902428B2 (en) * 2012-03-15 2014-12-02 Applied Materials, Inc. Process and apparatus for measuring the crystal fraction of crystalline silicon casted mono wafers
JP2014029965A (ja) * 2012-07-31 2014-02-13 Japan Steel Works Ltd:The 被処理体表面のモニタリング方法およびモニタリング装置
US9528946B2 (en) * 2012-08-15 2016-12-27 Nova Measuring Instruments Ltd. Optical metrology for in-situ measurements
CN103076332A (zh) * 2013-01-11 2013-05-01 中国电子科技集团公司第十一研究所 一种用于测量汽化时间的系统
CN107665821B (zh) * 2016-07-29 2021-10-01 上海微电子装备（集团）股份有限公司 一种激光退火装置及方法
US10008418B2 (en) * 2016-09-30 2018-06-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method of semiconductor integrated circuit fabrication
JP7004707B2 (ja) * 2017-05-24 2022-01-21 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および基板処理方法
KR101972884B1 (ko) * 2017-06-23 2019-04-26 주식회사 이오테크닉스 용융 신호 검출 시스템 및 이를 포함하는 웨이퍼 열처리 장치
GB2571997B (en) * 2018-03-16 2021-10-27 X Fab Texas Inc Use of wafer brightness to monitor laser anneal process and laser anneal tool
CN108878274B (zh) * 2018-06-26 2020-12-04 上海华力微电子有限公司 快速热退火工艺能力的监控方法
KR20220027972A (ko) 2019-07-09 2022-03-08 비코 인스트루먼츠 인코포레이티드 용융 검출 시스템 및 이를 사용하는 방법
CN111203649B (zh) * 2020-02-18 2024-07-05 沈阳工业大学 激光切割机理实验模拟装置及其测量方法
CN113912668B (zh) * 2021-10-28 2024-03-08 中国科学院上海应用物理研究所 一种原位结晶装置及方法
WO2023215046A1 (en) * 2022-05-03 2023-11-09 Veeco Instruments Inc. Scatter melt detection systems and methods of using the same

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2665231B2 (ja) * 1988-05-13 1997-10-22 浜松ホトニクス株式会社 光波形測定装置
JP3433856B2 (ja) * 1995-02-22 2003-08-04 住友重機械工業株式会社 非晶質薄膜結晶化方法
JPH10144621A (ja) * 1996-09-10 1998-05-29 Toshiba Corp 多結晶シリコンの製造方法、半導体装置の製造方法、液晶表示装置の製造方法、及びレーザアニール装置
JPH11314065A (ja) 1998-02-19 1999-11-16 Fuji Photo Film Co Ltd 塗布方法
US6197623B1 (en) * 1998-10-16 2001-03-06 Seungki Joo Method for crystallizing amorphous silicon thin-film for use in thin-film transistors and thermal annealing apparatus therefor
US6303411B1 (en) * 1999-05-03 2001-10-16 Vortek Industries Ltd. Spatially resolved temperature measurement and irradiance control
JP2001102323A (ja) * 1999-09-30 2001-04-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザアニール装置および薄膜トランジスタの製造方法
JP3733022B2 (ja) * 1999-12-27 2006-01-11 シャープ株式会社 シリコン薄膜の結晶性評価方法および評価装置ならびにレーザアニール法および装置
JP2001308009A (ja) * 2000-02-15 2001-11-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非単結晶膜、非単結晶膜付き基板、その製造方法及びその製造装置並びにその検査方法及びその検査装置並びにそれを用いた薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタアレイ及び画像表示装置
US6806951B2 (en) * 2000-09-20 2004-10-19 Kla-Tencor Technologies Corp. Methods and systems for determining at least one characteristic of defects on at least two sides of a specimen
JP2002141302A (ja) * 2000-11-02 2002-05-17 Mitsubishi Electric Corp レーザアニーリング用レーザ光学系とこれを用いたレーザアニーリング装置
US6970644B2 (en) 2000-12-21 2005-11-29 Mattson Technology, Inc. Heating configuration for use in thermal processing chambers
TWI249215B (en) * 2001-06-01 2006-02-11 Toshiba Corp Film quality inspecting method and film quality inspecting apparatus
DE10353901A1 (de) * 2002-11-25 2004-06-09 Advanced LCD Technologies Development Center Co., Ltd., Yokohama Verfahren und Vorrichtung zur Bildung eines Substrats für Halbleiter oder dergleichen

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7292320B2 (en) 2004-03-11 2007-11-06 Advanced Lcd Technologies Development Center Co., Ltd. Laser crystallization apparatus and laser crystallization method
WO2006055133A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-26 Applied Materials, Inc. Autofocus for high power laser diode based annealing system
US7129440B2 (en) 2004-11-12 2006-10-31 Applied Materials, Inc. Single axis light pipe for homogenizing slow axis of illumination systems based on laser diodes
US7422988B2 (en) 2004-11-12 2008-09-09 Applied Materials, Inc. Rapid detection of imminent failure in laser thermal processing of a substrate
US7438468B2 (en) 2004-11-12 2008-10-21 Applied Materials, Inc. Multiple band pass filtering for pyrometry in laser based annealing systems
US7717617B2 (en) 2004-11-12 2010-05-18 Applied Materials, Inc. Multiple band pass filtering for pyrometry in laser based annealing systems
US7910499B2 (en) 2004-11-12 2011-03-22 Applied Materials, Inc. Autofocus for high power laser diode based annealing system
US8586893B2 (en) 2004-11-12 2013-11-19 Applied Materials, Inc. Rapid detection of imminent failure in optical thermal processing of a substrate
US7135392B1 (en) 2005-07-20 2006-11-14 Applied Materials, Inc. Thermal flux laser annealing for ion implantation of semiconductor P-N junctions
US7674999B2 (en) 2006-08-23 2010-03-09 Applied Materials, Inc. Fast axis beam profile shaping by collimation lenslets for high power laser diode based annealing system
US8288683B2 (en) 2006-08-23 2012-10-16 Applied Materials, Inc. Fast axis beam profile shaping for high power laser diode based annealing system
US7659187B2 (en) 2006-11-03 2010-02-09 Applied Materials, Inc. Method of forming PN junctions including a post-ion implant dynamic surface anneal process with minimum interface trap density at the gate insulator-silicon interface

Also Published As

Publication number Publication date
US20070002308A1 (en) 2007-01-04
CN1487577A (zh) 2004-04-07
CN1315170C (zh) 2007-05-09
US7102750B2 (en) 2006-09-05
US7345746B2 (en) 2008-03-18
GB2393248B (en) 2004-09-15
US20050078298A1 (en) 2005-04-14
KR20040019934A (ko) 2004-03-06
JP2004146782A (ja) 2004-05-20
TW200406861A (en) 2004-05-01
TWI240980B (en) 2005-10-01
GB2393248A (en) 2004-03-24
GB0319039D0 (en) 2003-09-17
KR100552111B1 (ko) 2006-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10339237A1 (de) Verfahren zur In-Situ-Überwachung des Kristallisationszustands
KR101151312B1 (ko) 반도체박막의 개질방법, 개질한 반도체박막과 그 평가방법및 이 반도체박막으로 형성한 박막트랜지스터 및 이박막트랜지스터를 이용해 구성한 회로를 가지는화상표시장치
DE60027820T2 (de) Vorrichtung mit einem optischen System zur Laserwärmebehandlung und ein diese Vorrichtung verwendendes Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen
US7232982B2 (en) Crystallization apparatus, crystallization method, method of manufacturing thin film transistor, thin film transistor, and display apparatus
DE112017001222T5 (de) Laserlicht-Bestrahlungsvorrichtung und Laserlicht-Bestrahlungsverfahren
DE102008047611A1 (de) Verfahren und Vorrichtung für das Laserglühen
DE112010003968B4 (de) Einrichtung und Verfahren zum Messen einer Halbleiterladungsträgerlebensdauer
KR20060043822A (ko) 레이저 결정화장치 및 레이저 결정화방법
DE102008031937A1 (de) Mehrstrahl-Laservorrichtung
DE112016006486T5 (de) Elektronenmikroskop
DE112017000543T5 (de) Laserstrahl-bestrahlungsvorrichtung
DE102014213421A1 (de) Laserbearbeitungsvorrichtung und Laserbearbeitungsverfahren
DE3108177A1 (de) Verfahren und einrichtung zum messen der dauer von einzelnen kohaerenten strahlungsimpulsen
DE19882660B4 (de) Optisches Verfahren für die Kennzeichnung der elektrischen Eigenschaften von Halbleitern und Isolierfilmen
DE112022002455T5 (de) Verfahren und vorrichtung zum lasertempern
DE112019003425T5 (de) Laserbearbeitungsvorrichtung
DE10353901A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bildung eines Substrats für Halbleiter oder dergleichen
DE112018005310T5 (de) Laserbearbeitungsverfahren und Laserbearbeitungsvorrichtung
DE102019132393B4 (de) Bereitstellen eines transienten Gitters
DE102019118676B4 (de) Optisches System zur Homogenisierung der Intensität von Lichtstrahlung und Anlage zur Bearbeitung einer Halbleitermaterialschicht
DE112017005220T5 (de) Laserbearbeitungsvorrichtung und Betriebsprüfverfahren
Wakeham et al. Femtosecond time-resolved spectroscopy of energetic materials
WO2020225016A1 (de) Verfahren und optisches system zur bearbeitung eines halbleitermaterials
EP0345702A2 (de) Verfahren zur Untersuchung der Latch-Up-Ausbreitung in CMOS-Schaltungen
US20200321363A1 (en) Process and system for measuring morphological characteristics of fiber laser annealed polycrystalline silicon films for flat panel display

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee