JP2000031229A - 半導体薄膜の検査方法及びそれを用いた半導体薄膜の製造方法 - Google Patents
半導体薄膜の検査方法及びそれを用いた半導体薄膜の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来の半導体薄膜の検査方法は、基準のａ−Ｓ
ｉ膜の膜厚ムラのため、２次元的に結晶化率分布を求め
る必要があるが、基板全体の結晶化率、粒径の分布を求
める場合には、多量の測定点を点測定して再構成し分布
を求めるため時間を要し、製造ライン上の製品に対し制
限される検査時間では検査できなかった。 【解決手段】本発明は、波長が２６０nmから４５０nmま
での紫外、近紫外線領域の光束を光源１で発生させて２
次元的に移動可能なＸＹステージ６に載置される基板５
に照射し、その反射した反射光束を集光してラインセン
サ等からなる撮像部９で撮影して撮像データを生成し、
多結晶シリコン膜とａ−Ｓｉ膜との結晶化率の変化によ
る屈折率ｎ及び消衰係数ｋの変化を基板表面の反射率変
化として検出する半導体薄膜の検査方法及びそれを用い
た半導体薄膜の製造方法である。
ｉ膜の膜厚ムラのため、２次元的に結晶化率分布を求め
る必要があるが、基板全体の結晶化率、粒径の分布を求
める場合には、多量の測定点を点測定して再構成し分布
を求めるため時間を要し、製造ライン上の製品に対し制
限される検査時間では検査できなかった。 【解決手段】本発明は、波長が２６０nmから４５０nmま
での紫外、近紫外線領域の光束を光源１で発生させて２
次元的に移動可能なＸＹステージ６に載置される基板５
に照射し、その反射した反射光束を集光してラインセン
サ等からなる撮像部９で撮影して撮像データを生成し、
多結晶シリコン膜とａ−Ｓｉ膜との結晶化率の変化によ
る屈折率ｎ及び消衰係数ｋの変化を基板表面の反射率変
化として検出する半導体薄膜の検査方法及びそれを用い
た半導体薄膜の製造方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザアニール法
を用いて、多結晶シリコン膜等を形成された基板の検査
方法に係り、特に製造ライン上で多結晶シリコン膜の結
晶化率分布を２次元的に求める検査方法とその製造方法
に関する。
を用いて、多結晶シリコン膜等を形成された基板の検査
方法に係り、特に製造ライン上で多結晶シリコン膜の結
晶化率分布を２次元的に求める検査方法とその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、レーザアニール法による多結晶
シリコン基板の製造において、生成した多結晶シリコン
の粒径、結晶化率を所望する値に制御することは、その
基板の基本特性として重要である。
シリコン基板の製造において、生成した多結晶シリコン
の粒径、結晶化率を所望する値に制御することは、その
基板の基本特性として重要である。
【０００３】例えば、ガラス基板等の基板上に形成され
る多結晶シリコン膜を使用したＴＦＴ−ＬＣＤにおいて
は、その多結晶シリコンの粒径や結晶化率のばらつきが
製品化された際の画像のコントラストなどの特性や各種
欠陥の発生率に影響する。
る多結晶シリコン膜を使用したＴＦＴ−ＬＣＤにおいて
は、その多結晶シリコンの粒径や結晶化率のばらつきが
製品化された際の画像のコントラストなどの特性や各種
欠陥の発生率に影響する。
【０００４】これらの粒径、結晶化率を直接求める公知
な方法として、結晶の粒界を選択的にエッチングして、
その結晶の状態を電子顕微鏡像等で観察する検査方法が
ある。このエッチングによる検査方法は、実際の結晶を
直視して観察するものであり、確実に粒径と結晶化率を
測定することができ、他の全ての方法の衝として使用で
きる。
な方法として、結晶の粒界を選択的にエッチングして、
その結晶の状態を電子顕微鏡像等で観察する検査方法が
ある。このエッチングによる検査方法は、実際の結晶を
直視して観察するものであり、確実に粒径と結晶化率を
測定することができ、他の全ての方法の衝として使用で
きる。
【０００５】また、別の検査方法として、ラマン分光を
使用した結晶化率の測定方法がある。このラマン散乱検
査方法は、ラマン散乱のピーク波長強度が、結晶化率の
変化に対し、線形性を持つことを利用し、結晶化率を検
量線により求めるものである。この検査方法は、実際の
基板の指定した場所の結晶化率を非破壊で測定でき、製
造ラインの中で、実際の製品評価に使用することができ
る。
使用した結晶化率の測定方法がある。このラマン散乱検
査方法は、ラマン散乱のピーク波長強度が、結晶化率の
変化に対し、線形性を持つことを利用し、結晶化率を検
量線により求めるものである。この検査方法は、実際の
基板の指定した場所の結晶化率を非破壊で測定でき、製
造ラインの中で、実際の製品評価に使用することができ
る。
【０００６】前記結晶化率はまた、シリコン膜の複素屈
折率、消衰係数の変化より求めることができる。例え
ば、分光エリプソメータを用いた分光エリプソ検査方法
であれば、前記複素屈折率、消衰係数の値を容易に求め
ることができる。
折率、消衰係数の変化より求めることができる。例え
ば、分光エリプソメータを用いた分光エリプソ検査方法
であれば、前記複素屈折率、消衰係数の値を容易に求め
ることができる。
【０００７】その値とエッチングによりもとめた結晶化
率の間で検量線を作成し、その検量線より測定した基板
の結晶化率を求める。この方法も非破壊で容易に結晶化
率を求めることができ、製造現場での品質管理に使用す
ることが可能である。
率の間で検量線を作成し、その検量線より測定した基板
の結晶化率を求める。この方法も非破壊で容易に結晶化
率を求めることができ、製造現場での品質管理に使用す
ることが可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、通常のレーザ
アニールによる多結晶シリコン膜作成では、処理中のレ
ーザ強度の変動や、検査の基準となるａ−Ｓｉ膜の膜厚
ムラにより、部分的であるが２次元的に結晶化率が異な
る場合がある。故に、２次元的に結晶化率分布を求める
方法が必要となる。
アニールによる多結晶シリコン膜作成では、処理中のレ
ーザ強度の変動や、検査の基準となるａ−Ｓｉ膜の膜厚
ムラにより、部分的であるが２次元的に結晶化率が異な
る場合がある。故に、２次元的に結晶化率分布を求める
方法が必要となる。
【０００９】しかし、従来の検査方法の測定面積は、例
えばエッチングによる検査方法では電子顕微鏡の視野内
のみであり、ラマン散乱検査方法や分光エリプソ検査方
法でも測定光が照射されている、例えば、直径０．５mm
の範囲内である。
えばエッチングによる検査方法では電子顕微鏡の視野内
のみであり、ラマン散乱検査方法や分光エリプソ検査方
法でも測定光が照射されている、例えば、直径０．５mm
の範囲内である。
【００１０】また、１点の測定時間は、エッチング検査
方法では電子顕微鏡に試料をセットする時間として２０
分程度、その他の方法でも約１分以上必要である。その
ために基板全体の結晶化率、粒径の分布を求める場合に
は、多量の測定点を点測定し、その結果を再構成して分
布としなければならず、製造ライン上に流れる製品に対
して、結晶化率分布を求めることは、製造工程により制
限される検査時間では現実できない。
方法では電子顕微鏡に試料をセットする時間として２０
分程度、その他の方法でも約１分以上必要である。その
ために基板全体の結晶化率、粒径の分布を求める場合に
は、多量の測定点を点測定し、その結果を再構成して分
布としなければならず、製造ライン上に流れる製品に対
して、結晶化率分布を求めることは、製造工程により制
限される検査時間では現実できない。
【００１１】そこで本発明は、従来例の問題点に鑑み、
多結晶シリコン膜の結晶化率分布を二次元的に求めるこ
とを製造ラインで短時間で実施でき、取扱いが容易な半
導体薄膜の検査方法及びそれを用いた半導体薄膜の製造
方法を提供することを目的とする。
多結晶シリコン膜の結晶化率分布を二次元的に求めるこ
とを製造ラインで短時間で実施でき、取扱いが容易な半
導体薄膜の検査方法及びそれを用いた半導体薄膜の製造
方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、基板上に形成された多結晶シリコン膜の結
晶化率分布を求める検査法方において、前記多結晶シリ
コン膜の表面に、波長が２６０nmから４５０nmまでの紫
外から近紫外領域のうちの任意の波長の光束を照射し、
その反射した光束から画像を生成し、その画像の屈折率
及び／若しくは消衰係数のそれぞれに生じた差に基づ
き、前記多結晶シリコン膜の結晶化率分布を求める半導
体薄膜の検査方法を提供する。
するために、基板上に形成された多結晶シリコン膜の結
晶化率分布を求める検査法方において、前記多結晶シリ
コン膜の表面に、波長が２６０nmから４５０nmまでの紫
外から近紫外領域のうちの任意の波長の光束を照射し、
その反射した光束から画像を生成し、その画像の屈折率
及び／若しくは消衰係数のそれぞれに生じた差に基づ
き、前記多結晶シリコン膜の結晶化率分布を求める半導
体薄膜の検査方法を提供する。
【００１３】さらに前記基板上にアモルファスシリコン
膜を形成した後、エネルギーを加えて、前記アモルファ
スシリコン膜を多結晶シリコン化する多結晶シリコン膜
形成工程と、前記多結晶シリコン膜の表面に、波長が２
６０nmから４５０nmまでの紫外から近紫外領域のうちの
任意の波長の光束を照射し、その反射した光束から画像
を生成し、その画像の屈折率及び／若しくは消衰係数の
それぞれに生じた差に基づき、前記多結晶シリコン膜の
結晶化率分布を求める検査工程とかなる半導体薄膜の製
造方法を提供する。
膜を形成した後、エネルギーを加えて、前記アモルファ
スシリコン膜を多結晶シリコン化する多結晶シリコン膜
形成工程と、前記多結晶シリコン膜の表面に、波長が２
６０nmから４５０nmまでの紫外から近紫外領域のうちの
任意の波長の光束を照射し、その反射した光束から画像
を生成し、その画像の屈折率及び／若しくは消衰係数の
それぞれに生じた差に基づき、前記多結晶シリコン膜の
結晶化率分布を求める検査工程とかなる半導体薄膜の製
造方法を提供する。
【００１４】以上のような半導体薄膜の検査方法は、波
長が２６０nmから４５０nmまでの紫外、近紫外線領域の
光を発生させて２次元的に移動可能に載置される基板に
照明し、その反射した反射光束を集光して撮影して撮像
データを生成し、多結晶シリコン膜とａ−Ｓｉ膜との結
晶化率の変化による屈折率ｎ及び消衰係数ｋの変化を基
板表面の反射率変化として検出する。
長が２６０nmから４５０nmまでの紫外、近紫外線領域の
光を発生させて２次元的に移動可能に載置される基板に
照明し、その反射した反射光束を集光して撮影して撮像
データを生成し、多結晶シリコン膜とａ−Ｓｉ膜との結
晶化率の変化による屈折率ｎ及び消衰係数ｋの変化を基
板表面の反射率変化として検出する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。図１を参照して、本発
明の半導体薄膜の検査方法の概念について説明する。通
常、多結晶シリコンの結晶化率は屈折率や消衰係数に影
響を与えるが、その変化量は、可視光領域では極めて小
さく、目で見ただけでは、その差を検出することはでき
ない。
施形態について詳細に説明する。図１を参照して、本発
明の半導体薄膜の検査方法の概念について説明する。通
常、多結晶シリコンの結晶化率は屈折率や消衰係数に影
響を与えるが、その変化量は、可視光領域では極めて小
さく、目で見ただけでは、その差を検出することはでき
ない。
【００１６】しかし、波長が２６０nmから４５０nmまで
の紫外、近紫外線領域の光束を多結晶シリコンに照射す
ると、その反射光の光路の差は大きくなる。従って、そ
の紫外、近紫外線領域の光束を用いた画像を得ることが
できれば、結晶化率の差を得ることができる。
の紫外、近紫外線領域の光束を多結晶シリコンに照射す
ると、その反射光の光路の差は大きくなる。従って、そ
の紫外、近紫外線領域の光束を用いた画像を得ることが
できれば、結晶化率の差を得ることができる。
【００１７】図１には、アモルファスシリコン（ａ−Ｓ
ｉ）の屈折率ｎ及び消衰係数ｋの特性曲線（ｎ−ｋカー
ブ）と、多結晶シリコンのｎ−ｋ特性曲線を示す。図示
されるように、特に波長が２６０nmから４５０nmの範囲
内で屈折率ｎ、消衰係数ｋには差ａ，ｂが発生してい
る。
ｉ）の屈折率ｎ及び消衰係数ｋの特性曲線（ｎ−ｋカー
ブ）と、多結晶シリコンのｎ−ｋ特性曲線を示す。図示
されるように、特に波長が２６０nmから４５０nmの範囲
内で屈折率ｎ、消衰係数ｋには差ａ，ｂが発生してい
る。
【００１８】従って本発明の半導体薄膜の検査方法とし
て、この範囲（２６０nm〜４５０nm）に限った波長の光
束を投射して、多結晶シリコン膜が形成された基板の観
察を行えば、結晶化率の変化による屈折率ｎ及び消衰係
数ｋの変化を基板表面の反射率変化として得ることがで
きる。
て、この範囲（２６０nm〜４５０nm）に限った波長の光
束を投射して、多結晶シリコン膜が形成された基板の観
察を行えば、結晶化率の変化による屈折率ｎ及び消衰係
数ｋの変化を基板表面の反射率変化として得ることがで
きる。
【００１９】さらに、エリプソメトリックに画像を捉え
ることができれば、さらにコントラストが高い画像を得
ることができるはずである。図２には、本発明による半
導体薄膜の検査方法を実施するための一実施形態の構成
例を示し説明する。
ることができれば、さらにコントラストが高い画像を得
ることができるはずである。図２には、本発明による半
導体薄膜の検査方法を実施するための一実施形態の構成
例を示し説明する。
【００２０】この構成は、キセノンランプや水銀キセノ
ンランプ、または重水素ランプのような紫外域の光束を
効率よく発生する光源１と、モノクロメータ又は干渉フ
ィルタからなり光源１からの光束から所望する波長（若
しくは波長の範囲）を取り出す光波長選択部２と、取り
出された光束を伝搬する光ファイバ３と、伝搬された光
束で検査対象物５を照射するための照射光学系４と、検
査対象物５である多結晶シリコン膜が付いた基板（以
下、基板と称する）を載置する２次元的に移動可能なＸ
Ｙステージ６と、ＸＹステージ６を２次元的に移動させ
る駆動部７と、基板５で反射した反射光束を集光する撮
像光学系８と、集光された反射光束を光電変換して撮像
データを生成するラインセンサ等からなる撮像部９と、
撮像データに任意の処理を施し、所望の画像データ化を
行う画像処理部１０と、画像処理部１０による画像デー
タを表示するモニタ等からなる表示部１１とで構成され
る。尚、図示していないがこれらの全構成部位を制御す
る制御部が設けられている。
ンランプ、または重水素ランプのような紫外域の光束を
効率よく発生する光源１と、モノクロメータ又は干渉フ
ィルタからなり光源１からの光束から所望する波長（若
しくは波長の範囲）を取り出す光波長選択部２と、取り
出された光束を伝搬する光ファイバ３と、伝搬された光
束で検査対象物５を照射するための照射光学系４と、検
査対象物５である多結晶シリコン膜が付いた基板（以
下、基板と称する）を載置する２次元的に移動可能なＸ
Ｙステージ６と、ＸＹステージ６を２次元的に移動させ
る駆動部７と、基板５で反射した反射光束を集光する撮
像光学系８と、集光された反射光束を光電変換して撮像
データを生成するラインセンサ等からなる撮像部９と、
撮像データに任意の処理を施し、所望の画像データ化を
行う画像処理部１０と、画像処理部１０による画像デー
タを表示するモニタ等からなる表示部１１とで構成され
る。尚、図示していないがこれらの全構成部位を制御す
る制御部が設けられている。
【００２１】このような構成において、まず、ガラス等
からなる基板５上にプラズマＣＶＤ法により、少なくと
も一層以上に積層された薄膜の最上層にあるアモルファ
スシリコン膜にエキシマレーザを照射して結晶化させ
て、多結晶シリコン膜を生成する。そして、光源１が発
生した、波長が２６０nmから４５０nmを越える範囲の光
束から光波長選択部２により、例えば４５０nm近辺の光
束を取り出す。
からなる基板５上にプラズマＣＶＤ法により、少なくと
も一層以上に積層された薄膜の最上層にあるアモルファ
スシリコン膜にエキシマレーザを照射して結晶化させ
て、多結晶シリコン膜を生成する。そして、光源１が発
生した、波長が２６０nmから４５０nmを越える範囲の光
束から光波長選択部２により、例えば４５０nm近辺の光
束を取り出す。
【００２２】取り出された光束は、光ファイバ３で照射
光学系４に伝搬される。伝搬された光束は、光学系レン
ズを備える照射光学系４によって、検査対象物となる多
結晶シリコン膜が形成された基板５の任意の箇所に照射
する。
光学系４に伝搬される。伝搬された光束は、光学系レン
ズを備える照射光学系４によって、検査対象物となる多
結晶シリコン膜が形成された基板５の任意の箇所に照射
する。
【００２３】その時、照射光学系４は、受光側の撮像部
９との受光効率を得るために、光源１からの光束を例え
ば、シリンドリカルレンズを用いてライン状に整形し、
照射の効率（照明効率）を上げる。特に、紫外域にある
光束は弱いものが多く、且つ照射光学系４の透過率も紫
外域はあまり効率的ではないため、撮像部９にラインセ
ンサを使用した場合には、光束をライン状に整形するこ
とが重要となる。このラインセンサは、近紫外から紫外
域に感度を持つものを使用する必要がある。
９との受光効率を得るために、光源１からの光束を例え
ば、シリンドリカルレンズを用いてライン状に整形し、
照射の効率（照明効率）を上げる。特に、紫外域にある
光束は弱いものが多く、且つ照射光学系４の透過率も紫
外域はあまり効率的ではないため、撮像部９にラインセ
ンサを使用した場合には、光束をライン状に整形するこ
とが重要となる。このラインセンサは、近紫外から紫外
域に感度を持つものを使用する必要がある。
【００２４】前記撮像光学系８は、結晶化率の分布につ
いて、観察したい空間分解能の画像を撮像部９のライン
センサ上で得られる調整する。この撮像光学系８も近紫
外から紫外域の光透過率を考慮した硝種を使用し、かつ
必要な各種収差補正をするものである。
いて、観察したい空間分解能の画像を撮像部９のライン
センサ上で得られる調整する。この撮像光学系８も近紫
外から紫外域の光透過率を考慮した硝種を使用し、かつ
必要な各種収差補正をするものである。
【００２５】エリプソメトリック画像を得る場合には、
ライン状に整形された照射光が基板に照射される前に、
照射光学系４と基板５との間に偏光フィルタ１２を挿入
し、照射光を直線偏光にする必要がある。
ライン状に整形された照射光が基板に照射される前に、
照射光学系４と基板５との間に偏光フィルタ１２を挿入
し、照射光を直線偏光にする必要がある。
【００２６】さらに結晶化率の分布検査に最適な直線偏
光の向きを設定するために、この偏光フィルタ１２に
は、照射光学系４の光軸を中心に回転させる回転機構１
３を設ける。
光の向きを設定するために、この偏光フィルタ１２に
は、照射光学系４の光軸を中心に回転させる回転機構１
３を設ける。
【００２７】また、エリプソメトリック画像を取るため
には、照射光学系４の光軸は、基板５の表面に対して直
角では作用しないため、光軸は直角以外の例えば、直角
方向から４５度や６０度の角度で基板５に入射させる必
要がある。尚、撮像部９により画像を得る撮像光学系８
は、基板５の垂線に対して照射光学系４がなす角とおな
じ角度で、照射光学系４に対向して配置して、照射光学
系４から照射され基板５で反射された光束を受光する。
には、照射光学系４の光軸は、基板５の表面に対して直
角では作用しないため、光軸は直角以外の例えば、直角
方向から４５度や６０度の角度で基板５に入射させる必
要がある。尚、撮像部９により画像を得る撮像光学系８
は、基板５の垂線に対して照射光学系４がなす角とおな
じ角度で、照射光学系４に対向して配置して、照射光学
系４から照射され基板５で反射された光束を受光する。
【００２８】尚、エリプソメトリック画像を得ない場合
は、照射光学系４、及び撮像光学系８の光軸は、基板５
に対して垂直に配置してもよい。上記照射光学系４で照
射される基板５は、ＸＹステージ６上にセットされ、撮
像部９より基板５上の全面像を得るように、図中矢印方
向にＸ方向（Ｙ方向）に走査される。
は、照射光学系４、及び撮像光学系８の光軸は、基板５
に対して垂直に配置してもよい。上記照射光学系４で照
射される基板５は、ＸＹステージ６上にセットされ、撮
像部９より基板５上の全面像を得るように、図中矢印方
向にＸ方向（Ｙ方向）に走査される。
【００２９】また照射光学系４による光束の幅が基板５
の幅より狭い場合は、１回のＸ方向の走査では、基板全
面を検査できないため、光束の幅分、ステージ上の基板
５をＹ方向にずらし、再度Ｘ方向に走査することを繰り
返し行い、基板５の全面を走査するように行なう。
の幅より狭い場合は、１回のＸ方向の走査では、基板全
面を検査できないため、光束の幅分、ステージ上の基板
５をＹ方向にずらし、再度Ｘ方向に走査することを繰り
返し行い、基板５の全面を走査するように行なう。
【００３０】そして撮像部９により得られた反射光に基
づく基板の画像は、画像処理部１０に送出される。画像
処理部１０は、撮像部９で得られた一次元の画像を基板
走査方向に再構築して、２次元の画像を生成する。ま
た、極めて淡い結晶化率の違いによる画像のコントラス
トを強調処理し、結晶化率の不良個所を抽出することも
できる。
づく基板の画像は、画像処理部１０に送出される。画像
処理部１０は、撮像部９で得られた一次元の画像を基板
走査方向に再構築して、２次元の画像を生成する。ま
た、極めて淡い結晶化率の違いによる画像のコントラス
トを強調処理し、結晶化率の不良個所を抽出することも
できる。
【００３１】以上のような半導体薄膜の検査方法は、レ
ーザアニール時のレーザ光強度の変動などに起因する多
結晶シリコン膜の結晶化率ムラを画像として、製造時に
基板を非破壊で捉えることができる。
ーザアニール時のレーザ光強度の変動などに起因する多
結晶シリコン膜の結晶化率ムラを画像として、製造時に
基板を非破壊で捉えることができる。
【００３２】また、その結晶化率ムラと実際の製品に発
生する場所による性能ムラや欠陥の発生状況を比較する
ことによって、製品が完成する前、多結晶シリコン膜を
作成した直後に製品としての出来映えを予測することが
可能となり、極めて大きな歩留まりの向上に寄与するこ
とができる。
生する場所による性能ムラや欠陥の発生状況を比較する
ことによって、製品が完成する前、多結晶シリコン膜を
作成した直後に製品としての出来映えを予測することが
可能となり、極めて大きな歩留まりの向上に寄与するこ
とができる。
【００３３】また、基板上に局在し、分光エリプソなど
の点測定では、見逃す可能性が高い種類の不良、例え
ば、多結晶シリコン膜のもとになるａ−Ｓｉ膜の膜厚ム
ラに起因する結晶化率のムラや、レーザアニールに使用
するレーザの瞬間的な強度変動なども、二次元的画像と
して捉えれば検出できるので、大きな歩留まり改善効果
が期待できる。
の点測定では、見逃す可能性が高い種類の不良、例え
ば、多結晶シリコン膜のもとになるａ−Ｓｉ膜の膜厚ム
ラに起因する結晶化率のムラや、レーザアニールに使用
するレーザの瞬間的な強度変動なども、二次元的画像と
して捉えれば検出できるので、大きな歩留まり改善効果
が期待できる。
【００３４】また前述したように、多結晶シリコン膜の
結晶化率の変化が近紫外から紫外域の特定の波長領域で
の多結晶シリコン膜の屈折率や消衰係数に変化を与えて
いることを利用し、その波長域での膜の画像を得ること
で結晶化率の変化を捉えることを要旨としているので、
光源から必要な波長域を抽出する手法、または光源自身
をレーザなど必要な波長自身を発光するものとすること
は応用例として容易に導き出すことができる。
結晶化率の変化が近紫外から紫外域の特定の波長領域で
の多結晶シリコン膜の屈折率や消衰係数に変化を与えて
いることを利用し、その波長域での膜の画像を得ること
で結晶化率の変化を捉えることを要旨としているので、
光源から必要な波長域を抽出する手法、または光源自身
をレーザなど必要な波長自身を発光するものとすること
は応用例として容易に導き出すことができる。
【００３５】本実施形態では撮像部として、ラインセン
サを例としているが、これに換わって一般的なＣＣＤカ
メラ等の２次元エリアセンサを使用し、光束をライン状
にせず、カメラの撮像領域を照射することも可能であ
る。
サを例としているが、これに換わって一般的なＣＣＤカ
メラ等の２次元エリアセンサを使用し、光束をライン状
にせず、カメラの撮像領域を照射することも可能であ
る。
【００３６】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、多
結晶シリコン膜の結晶化率分布を二次元的に求めること
を製造ラインで短時間で実施でき、取扱いが容易な半導
体薄膜の検査方法及びそれを用いた半導体薄膜の製造方
法を提供することができる。
結晶シリコン膜の結晶化率分布を二次元的に求めること
を製造ラインで短時間で実施でき、取扱いが容易な半導
体薄膜の検査方法及びそれを用いた半導体薄膜の製造方
法を提供することができる。
【図１】本発明の半導体薄膜の検査方法の概念について
説明するための多結晶シリコン膜及びａ−Ｓｉ膜におけ
る光の波長に対する屈折率ｎ及び消衰係数ｋの関係を示
す図である。
説明するための多結晶シリコン膜及びａ−Ｓｉ膜におけ
る光の波長に対する屈折率ｎ及び消衰係数ｋの関係を示
す図である。
【図２】本発明の半導体薄膜の検査方法を実施するため
の一構成例を示す図である。
の一構成例を示す図である。
１…光源 ２…光波長選択部 ３…光ファイバ ４…照明光学系 ５…検査対象物 ６…ＸＹステージ ７…駆動部 ８…撮像光学系 ９…撮像部 １０…画像処理部 １１…表示部
Claims (7)
- 【請求項１】 基板上に形成された多結晶シリコン膜の
結晶化率分布を求める検査法方において、 前記多結晶シリコン膜の表面に、波長が２６０nmから４
５０nmまでの紫外から近紫外領域のうちの任意の波長の
光束を照射し、その反射した光束から画像を生成し、そ
の画像の屈折率及び／若しくは消衰係数のそれぞれに生
じた差に基づき、前記多結晶シリコン膜の結晶化率分布
を求めることを特徴とする半導体薄膜の検査方法。 - 【請求項２】 前記基板上に形成された多結晶シリコン
膜は、前記基板上に非単結晶シリコンを形成した後、熱
処理を行い結晶化した膜であることを特徴とする請求項
１に記載の半導体薄膜の検査方法。 - 【請求項３】 前記非単結晶シリコンは、非晶質シリコ
ンであることを特徴とする請求項２に記載の半導体薄膜
の検査方法。 - 【請求項４】 前記熱処理がレーザアニールであること
を特徴とする請求項２に記載の半導体薄膜の検査方法。 - 【請求項５】 前記画像を生成する際に用いられる撮像
手段がラインセンサであった場合に、前記多結晶シリコ
ン膜に照射する光束がライン状に整形されることを特徴
とする請求項１に記載の半導体薄膜の検査方法。 - 【請求項６】 前記画像を生成する際に、前記多結晶シ
リコン膜に９０°未満の入射角で照射し、該入射角と同
じ角度の反射角で取り込んだ反射光束を画像化すること
を特徴とする請求項１に記載の半導体薄膜の検査方法。 - 【請求項７】 前記基板上にアモルファスシリコン膜を
形成した後、エネルギーを加えて、前記アモルファスシ
リコン膜を多結晶シリコン化する多結晶シリコン膜形成
工程と、 前記多結晶シリコン膜の表面に、波長が２６０nmから４
５０nmまでの紫外から近紫外領域のうちの任意の波長の
光束を照射し、その反射した光束から画像を生成し、そ
の画像の屈折率及び／若しくは消衰係数のそれぞれに生
じた差に基づき、前記多結晶シリコン膜の結晶化率分布
を求める検査工程と、を具備することを特徴とする半導
体薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10198720A JP2000031229A (ja) | 1998-07-14 | 1998-07-14 | 半導体薄膜の検査方法及びそれを用いた半導体薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP10198720A JP2000031229A (ja) | 1998-07-14 | 1998-07-14 | 半導体薄膜の検査方法及びそれを用いた半導体薄膜の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000031229A true JP2000031229A (ja) | 2000-01-28 |
Family
ID=16395889
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10198720A Pending JP2000031229A (ja) | 1998-07-14 | 1998-07-14 | 半導体薄膜の検査方法及びそれを用いた半導体薄膜の製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2000031229A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002033278A (ja) * | 2000-07-14 | 2002-01-31 | Nec Corp | 薄膜トランジスタ、半導体膜とその製造方法及びその評価方法 |
| JP2002184715A (ja) * | 2000-12-18 | 2002-06-28 | Sony Corp | 薄膜トランジスタ製造システム及び物体表面の評価装置 |
| JP2002217109A (ja) * | 2001-01-19 | 2002-08-02 | Sony Corp | ポリシリコン評価装置及び薄膜トランジスタ製造システム |
| JP2002217107A (ja) * | 2001-01-19 | 2002-08-02 | Sony Corp | ポリシリコン評価方法並びに薄膜トランジスタ製造システム及び方法 |
| JP2002217108A (ja) * | 2001-01-19 | 2002-08-02 | Sony Corp | ポリシリコン評価装置及び薄膜トランジスタ製造システム |
| JP2002319606A (ja) * | 2001-02-15 | 2002-10-31 | Sony Corp | ポリシリコン膜の評価方法 |
| KR20020092231A (ko) * | 2001-06-01 | 2002-12-11 | 가부시끼가이샤 도시바 | 막질 검사 방법과 막질 검사 장치 |
| US6806099B2 (en) | 2001-10-02 | 2004-10-19 | Hitachi, Ltd. | Process for producing polycrystalline silicon film by crystallizing on amorphous silicon film by light irradiation |
| JP2005114539A (ja) * | 2003-10-07 | 2005-04-28 | Horiba Ltd | 分光分析光度計 |
| JP2008028303A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Hitachi Displays Ltd | 平面表示装置の製造方法 |
| JP2009065101A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-03-26 | Hitachi Displays Ltd | 平面表示装置の製造方法 |
| JP2011009661A (ja) * | 2009-06-29 | 2011-01-13 | Hitachi Metals Ltd | 炭化珪素単結晶基板およびその製造方法 |
| US8045184B2 (en) | 2008-02-07 | 2011-10-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Making method of sample for evaluation of laser irradiation position and making apparatus thereof and evaluation method of stability of laser irradiation position and evaluation apparatus thereof |
| US8346497B2 (en) | 2003-03-26 | 2013-01-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for testing semiconductor film, semiconductor device and manufacturing method thereof |
| CN106206372A (zh) * | 2015-05-29 | 2016-12-07 | Ap系统股份有限公司 | 通过利用紫外线的激光结晶设施的Mura量化系统以及通过使用紫外线的激光结晶设施的Mura量化方法 |
| KR20160145249A (ko) * | 2015-06-09 | 2016-12-20 | 에이피시스템 주식회사 | 레이저 결정화 설비에 기인하는 무라 정량화 시스템 및 레이저 결정화 설비에 기인하는 무라 정량화 방법 |
-
1998
- 1998-07-14 JP JP10198720A patent/JP2000031229A/ja active Pending
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002033278A (ja) * | 2000-07-14 | 2002-01-31 | Nec Corp | 薄膜トランジスタ、半導体膜とその製造方法及びその評価方法 |
| JP4586266B2 (ja) * | 2000-12-18 | 2010-11-24 | ソニー株式会社 | 薄膜トランジスタ製造システム及び物体表面の評価装置 |
| JP2002184715A (ja) * | 2000-12-18 | 2002-06-28 | Sony Corp | 薄膜トランジスタ製造システム及び物体表面の評価装置 |
| JP2002217109A (ja) * | 2001-01-19 | 2002-08-02 | Sony Corp | ポリシリコン評価装置及び薄膜トランジスタ製造システム |
| JP2002217107A (ja) * | 2001-01-19 | 2002-08-02 | Sony Corp | ポリシリコン評価方法並びに薄膜トランジスタ製造システム及び方法 |
| JP2002217108A (ja) * | 2001-01-19 | 2002-08-02 | Sony Corp | ポリシリコン評価装置及び薄膜トランジスタ製造システム |
| JP2002319606A (ja) * | 2001-02-15 | 2002-10-31 | Sony Corp | ポリシリコン膜の評価方法 |
| JP4715016B2 (ja) * | 2001-02-15 | 2011-07-06 | ソニー株式会社 | ポリシリコン膜の評価方法 |
| KR20020092231A (ko) * | 2001-06-01 | 2002-12-11 | 가부시끼가이샤 도시바 | 막질 검사 방법과 막질 검사 장치 |
| US7413604B2 (en) | 2001-10-02 | 2008-08-19 | Hitachi, Ltd. | Process for producing polysilicon film |
| US6806099B2 (en) | 2001-10-02 | 2004-10-19 | Hitachi, Ltd. | Process for producing polycrystalline silicon film by crystallizing on amorphous silicon film by light irradiation |
| US8346497B2 (en) | 2003-03-26 | 2013-01-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for testing semiconductor film, semiconductor device and manufacturing method thereof |
| JP2005114539A (ja) * | 2003-10-07 | 2005-04-28 | Horiba Ltd | 分光分析光度計 |
| JP2008028303A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Hitachi Displays Ltd | 平面表示装置の製造方法 |
| JP2009065101A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-03-26 | Hitachi Displays Ltd | 平面表示装置の製造方法 |
| US8045184B2 (en) | 2008-02-07 | 2011-10-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Making method of sample for evaluation of laser irradiation position and making apparatus thereof and evaluation method of stability of laser irradiation position and evaluation apparatus thereof |
| US8144341B2 (en) | 2008-02-07 | 2012-03-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Making method of sample for evaluation of laser irradiation position and making apparatus thereof and evaluation method of stability of laser irradiation position and evaluation apparatus thereof |
| US8339613B2 (en) | 2008-02-07 | 2012-12-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Making method of sample for evaluation of laser irradiation position and making apparatus thereof and evaluation method of stability of laser irradiation position and evaluation apparatus thereof |
| JP2011009661A (ja) * | 2009-06-29 | 2011-01-13 | Hitachi Metals Ltd | 炭化珪素単結晶基板およびその製造方法 |
| CN106206372A (zh) * | 2015-05-29 | 2016-12-07 | Ap系统股份有限公司 | 通过利用紫外线的激光结晶设施的Mura量化系统以及通过使用紫外线的激光结晶设施的Mura量化方法 |
| KR101877274B1 (ko) * | 2015-05-29 | 2018-07-12 | 에이피시스템 주식회사 | 자외선 광원을 이용한 레이저 결정화 설비에 기인하는 무라 정량화 시스템 및 자외선 광원을 이용한 레이저 결정화 설비에 기인하는 무라 정량화 방법 |
| TWI697663B (zh) * | 2015-05-29 | 2020-07-01 | 南韓商Ａｐ系统股份有限公司 | 透過使用紫外線之雷射結晶設備的雲紋量化系統及透過使用紫外線之雷射結晶設備的雲紋量化方法 |
| CN106206372B (zh) * | 2015-05-29 | 2021-06-15 | Ap系统股份有限公司 | 通过激光结晶设施实施的Mura量化系统以及Mura量化方法 |
| KR20160145249A (ko) * | 2015-06-09 | 2016-12-20 | 에이피시스템 주식회사 | 레이저 결정화 설비에 기인하는 무라 정량화 시스템 및 레이저 결정화 설비에 기인하는 무라 정량화 방법 |
| KR101939058B1 (ko) * | 2015-06-09 | 2019-01-17 | 에이피시스템 주식회사 | 레이저 결정화 설비에 기인하는 무라 정량화 시스템 및 레이저 결정화 설비에 기인하는 무라 정량화 방법 |
| TWI697664B (zh) * | 2015-06-09 | 2020-07-01 | 南韓商Ａｐ系统股份有限公司 | 透過雷射結晶設備的雲紋量化系統及透過雷射結晶設備的雲紋量化方法 |
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