JP2004063504A - 結晶膜の検査方法および検査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】結晶膜の結晶化度を正確に検査することができるとともに、所望の結晶化度が得られる結晶膜を形成することが可能となり、製造プロセスの安定稼動を図ることが可能となる結晶膜の検査方法および検査装置を提供する。
【解決手段】第１工程において、予め定める第１方向に延びる複数列の帯状部分を有する画像に基づいて、第１方向と交差する第２方向の濃度値の分布を表す濃度値の分布特性を求める。第２工程において、前記濃度値の分布特性に基づいて、結晶膜の結晶化度を判定する。このように複数列の帯状部分を有する画像に基づいて、濃度値の分布特性を求めておき、その分布特性に基づいて結晶膜の結晶化度を判定することができるので、たとえばフーリエ変換などを用いることなく結晶膜の結晶化度を確実に判定することができる。
【選択図】 図１
【解決手段】第１工程において、予め定める第１方向に延びる複数列の帯状部分を有する画像に基づいて、第１方向と交差する第２方向の濃度値の分布を表す濃度値の分布特性を求める。第２工程において、前記濃度値の分布特性に基づいて、結晶膜の結晶化度を判定する。このように複数列の帯状部分を有する画像に基づいて、濃度値の分布特性を求めておき、その分布特性に基づいて結晶膜の結晶化度を判定することができるので、たとえばフーリエ変換などを用いることなく結晶膜の結晶化度を確実に判定することができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、結晶膜の検査方法および検査装置に関し、たとえば液晶ディスプレイパネルを製造する際に、エキシマレーザアニール装置などによる結晶化工程を経て用いられる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高解像度の要望が強い液晶表示素子およびイメージセンサーなどにおいては、駆動方式として、たとえばガラスなどの絶縁基板の一表面部に高性能な半導体素子を形成したアクティブマトリックス形の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ
Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が用いられている。前記ＴＦＴには、薄膜状のシリコン半導体を用いるのが一般的である。薄膜状のシリコン半導体は、非晶質シリコン（アモルファスシリコン）から成る非晶質シリコン半導体と、結晶性を有するシリコンから成る結晶性シリコン半導体との２つに大別される。
【０００３】
非晶質シリコン半導体は、成膜温度が比較的低く、気相成長法によって比較的容易に製造することが可能であり、量産性に富むといった特徴を有するので、最も一般的に用いられている。しかし非晶質シリコン半導体は、結晶性シリコン半導体に比べて導電性などの物性が劣るので、高速特性を得るために結晶性シリコン半導体から成るＴＦＴの製造技術の確立が強く求められている。すなわち基板の一表面部に、プラズマＣＶＤ（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法または減圧熱化学気相成長法などによって、アモルファスシリコン薄膜が形成され、固相成長結晶化工程と、レーザアニール結晶化工程とを順次経て、結晶性シリコン半導体膜（以後、単に結晶膜と呼ぶ場合もある）が形成される。
【０００４】
特開２００１−１１０８６１号公報には、エキシマレーザアニール装置によって結晶化された結晶膜を検査する技術が開示されている。前記公報に記載の従来技術には、基板の一表面部に所定の方向性を有する光を照射し、一表面部からの乱反射光の強度を計測し、その計測値に基づいて一表面部の凹凸状態を判定する技術が開示されている。前記乱反射光の強度は、エキシマレーザアニール装置におけるレーザ走査に起因する特定の方向性と周期性とを有する「すじ」の発生に着目したフーリエ解析によって計測される。
【０００５】
エキシマレーザアニール装置の最適なレーザーエネルギー値を決定するには、レーザエネルギー値を決定するための基板（パワーモニター基板ともいう）を用意しておき、予め定められた範囲のレーザエネルギー値を用いて、パワーモニター基板にレーザエネルギーを付与する。その結果を目視観察またはラマン分光計測のような手段で計測して結晶化度を確認する。その後、所望の結晶化度が得られた場所に対応するレーザエネルギー値を用いてエキシマレーザアニール装置を稼動させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来技術では、結晶膜の凹凸状態に少なくとも一定の周期性があることを前提としており、前記周期性に基づいて、フーリエ変換を用いて結晶膜の結晶化度を判定している。しかし、エキシマレーザアニール装置によって実際に結晶化された結晶膜は、その凹凸状態に周期性があるものはほとんど見当たらない。したがって結晶膜の凹凸状態の周期性に基づいて、フーリエ変換を用いて判定する技術は、非実用的であるだけでなく汎用性が低い。
【０００７】
レーザーエネルギー値と結晶化度との間には、所望の結晶化度が得られるレーザーエネルギー値よりも小さい領域で相関性がある。換言すれば、前記小さい領域において、レーザーエネルギー値が大きくなれば、結晶膜の結晶化度は高くなる。しかし、所望の結晶化度が得られるレーザーエネルギー値を超える領域においては、レーザーエネルギー値と結晶化度との間には、逆相関性がある。換言すれば、前記領域において、レーザーエネルギー値が大きくなれば、結晶膜の結晶化度は低くなる。
【０００８】
したがって従来技術では、結晶性不良および結晶化度を仮に検出できたとしても、それがレーザエネルギー値の不足によるものか過度によるものか区別がつかないので、エキシマレーザアニール装置への正確なフィードバックができない。さらにレーザーエネルギー制御精度には限界があり、レーザー照射の都度、たとえば約３％以上５％以下程度のレーザーエネルギー値のゆらぎがあるので、レーザー照射対象に対するエネルギー強度は不安定化するだけでなく、結晶膜は、必然的に不規則な周期性を有する凹凸状態となる。したがって前述のフーリエ解析による強度計測では、十分な感度が得られない。
【０００９】
前述した目視観察でもって結晶膜の結晶化度を確認する技術では、観察者の主観的観察による判定ばらつきが発生するうえ、ラマン分光計測で結晶化度を確認する技術では、オフライン計測が発生して工程数が増え、計測時間が増大する。
【００１０】
したがって本発明の目的は、結晶膜の結晶化度を正確に検査することができるとともに、所望の結晶化度が得られる結晶膜を形成することが可能となり、製造プロセスの安定稼動を図ることが可能となる結晶膜の検査方法および検査装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、結晶膜を厚み方向一方から撮像した画像であって、予め定める第１方向に延びる複数列の帯状部分を有する画像に基づいて、第１方向と交差する第２方向の濃度値の分布を表す濃度値の分布特性を求める第１工程と、
前記濃度値の分布特性に基づいて、結晶膜の結晶化度を判定する第２工程とを有することを特徴とする結晶膜の検査方法である。
【００１２】
本発明に従えば、第１工程において、結晶膜を厚み方向一方から撮像した画像であって、予め定める第１方向に延びる複数列の帯状部分を有する画像に基づいて、第１方向と交差する第２方向の濃度値の分布を表す濃度値の分布特性を求める。次に第２工程において、前記濃度値の分布特性に基づいて、結晶膜の結晶化度を判定する。このように複数列の帯状部分を有する画像に基づいて、濃度値の分布特性を求めておき、この濃度値の分布特性と結晶膜の結晶化度との間には、相関性があることを利用して、前記分布特性に基づいて結晶膜の結晶化度を判定することができる。それ故、たとえばフーリエ変換などを用いることなく結晶膜の結晶化度を確実に判定することができる。したがって前記公報に記載の従来技術のように、フーリエ変換を用いて、結晶膜の凹凸状態に周期性があるものだけを検査するのではなく、本発明においては、結晶膜の凹凸状態の周期性に依存することなく、結晶膜の結晶化度を確実に判定することができる。それ故、本検査方法の汎用性を高くすることが可能となる。
【００１３】
また本発明は、第２工程において、
前記分布特性に加えて、撮像した画像全体の濃度値の平均値に基づいて、結晶化度を判定することを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、結晶膜の結晶化度を判定する第２工程において、濃度値の分布特性に加えて、撮像した画像全体の濃度値の平均値に基づいて、結晶化度を判定することができる。つまり結晶化度と濃度値とは、相関性があるが、画像全体のうち、たとえば１つの帯状部分の中でも、与えられるエネルギーの分布特性などによって、濃度値は第１方向に沿って変動する。したがって１つの結晶膜における濃度値に対する結晶化度を、一層客観的に判断するために、撮像した画像全体の濃度値の平均値を求め、この画像全体の濃度値の平均値と、前記第１工程で求めた第２方向の濃度値の分布特性とに基づいて、結晶膜の結晶化度を判定している。したがって、結晶膜の結晶化度を、従来技術のものよりも正確にかつ簡単に判定することが可能となる。
【００１５】
また本発明は、第２工程において、
濃度値分布に対して、第２方向に走査しながら予め定める領域内の最小値を求める最小値化処理をして最小値分布を求め、この最小値分布に対して第２方向に走査しながら前記領域内の最大値を求める最大値化処理をして最大値分布を求め、前記濃度値分布と最大値分布との差を求めて第１モフォロジ分布を求める第１のモフォロジ処理および、
濃度値分布に対して、第２方向に走査しながら予め定める領域内の最大値を求める最大値化処理をして最大値分布を求め、この最大値分布に対して第２方向に走査しながら前記領域内の最小値を求める最小値化処理をして最小値分布を求め、この最小値分布と前記濃度値分布との差を求めて第２モフォロジ分布を求める第２のモフォロジ処理の
少なくともいずれか一方のモフォロジ処理によって求められるモフォロジ分布から予め定める寸法の濃度値成分を検出して、濃度値成分の数に基づいて、結晶化度を判定することを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、第２工程において、第１のモフォロジ処理および第２のモフォロジ処理の、少なくともいずれか一方のモフォロジ処理によって求められるモフォロジ分布から、予め定める寸法の濃度値成分を検出し、この濃度値成分の数に基づいて、結晶化度を判定することができる。このように予め定める寸法の濃度値成分を検出したうえで、この濃度値成分の数に基づいて、結晶膜の結晶化度を判定することができるので、濃度値の定量化を行ったうえで、結晶化度を、従来技術のものよりも正確にかつ簡単に判定することが可能となる。
【００１７】
また本発明は、結晶膜に光を照射する照射手段と、
結晶膜を撮像する撮像手段と、
照射手段および撮像手段を用いて、結晶膜を厚み方向一方から撮像した画像であって、予め定める第１方向に延びる複数列の帯状部分を有する画像に基づいて、第１方向と交差する第２方向の濃度値の分布を表す濃度値の分布特性を求め、前記濃度値の分布特性に基づいて、結晶膜の結晶化度を判定する判定手段とを有することを特徴とする結晶膜の検査装置である。
【００１８】
本発明に従えば、照射手段および撮像手段を用いて、結晶膜を厚み方向一方から撮像する。判定手段は、予め定める第１方向に延びる複数列の帯状部分を有する画像に基づいて、第１方向と交差する第２方向の濃度値の分布を表す濃度値の分布特性を求める。その後、前記濃度値の分布特性に基づいて、結晶膜の結晶化度を判定する。このように複数列の帯状部分を有する画像に基づいて、濃度値の分布特性を求めておき、その分布特性に基づいて結晶膜の結晶化度を判定することができるので、たとえばフーリエ変換などを用いることなく結晶膜の結晶化度を確実に判定することができる。したがって前記公報に記載の従来技術のように、フーリエ変換を用いて、結晶膜の凹凸状態に周期性があるものだけを検査するのではなく、本発明においては、結晶膜の凹凸状態の周期性に依存することなく、結晶膜の結晶化度を確実に判定することができる。それ故、本検査装置の汎用性を高くすることが可能となる。
【００１９】
また本発明は、照射手段は、円環状に形成されるリング照明であることを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、検査対象の結晶膜に、検査光を全方位から照射することが可能となる。したがって、結晶膜の凹凸状態に起因する乱反射による濃度値の読取り誤差を解消することができる。しかも、第１および第２方向の任意の検査位置で、結晶膜を撮像し検査することが可能となるので、照射手段に対する結晶膜の検査位置調整に手間がかからず、検査時間を大幅に短縮することができる。
【００２１】
また本発明は、撮像手段は、電荷結合素子を用いた手段であることを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、電荷結合素子を用いた手段によって、第１方向に延びる複数列の帯状部分を有する画像を、撮像することが実現される。
【００２３】
また本発明は、非晶質膜を作製した後、アニール処理を用いて結晶膜を作製する方法において、
前記いずれかに記載の検査方法によって得られる結晶化度に基づいて、アニール処理におけるエネルギーの過不足を判定し、この判定結果に基づいて、アニール処理によって前駆体に与えるエネルギーを制御することを特徴とする結晶膜の作製方法である。
【００２４】
本発明に従えば、非晶質膜を作製した後、アニール処理を用いて結晶膜を作製した後、前記いずれかに記載の検査方法によって得られる結晶化度に基づいて、アニール処理におけるエネルギーの過不足を判定することができる。この判定結果に基づいて、アニール処理で前駆体に与えるエネルギーを制御することができ、以後、アニール処理を用いて結晶膜を作製する際、所望の結晶膜の結晶化度を実現することが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係る結晶膜の検査装置１の制御系のブロック図であり、図２は、結晶膜２の検査装置１の概略斜視図である。本実施形態は、たとえば液晶ディスプレイを製造する際に用いられる結晶性シリコン半導体膜２（以後、単に結晶膜２と呼ぶ場合もある）を検査する検査装置１に、本発明の検査装置を適用した場合の一例を示す。以下の説明は、結晶膜２の検査方法および、後述するエキシマレーザアニール装置３の制御方法についての説明をも含む。
【００２６】
図４は、基板４を厚み方向に拡大して示す断面図であって、基板４の一表面部に、結晶膜２を形成する工程を段階的に示す概略説明図である。図５は、エキシマレーザアニール装置３と、結晶膜２の帯状部分との関係を示す説明図である。図４（ａ）に示される基板４は、電気絶縁性材料であるたとえばガラスなどから成る厚み方向から見てたとえば長方形の平板状基材５の表面部５ａに、非晶質膜としての非晶質シリコン層６が形成されて構成される。非晶質シリコン層６は、たとえばプラズマＣＶＤ（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法またはＬＰＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ：Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって形成され、たとえば約１０００Å以上１５００Å以下程度の膜厚を有する。
【００２７】
次に図４（ｂ）に示すように、非晶質シリコン層６の一表面部６ａに、たとえば酸化液が塗布され、この酸化液の働きによって酸化膜７が形成される。酸化膜７の一表面部７ａに図示外の結晶化促進液が塗布され、その後図４（ｃ）に示すように、酸化膜７の一表面部７ａに触媒堆積層８が形成される。触媒堆積層８が形成された図４（ｃ）に示される基板４は、非晶質シリコン層６の結晶化が始まる温度、たとえば約５５０℃以上でもって加熱されて非晶質シリコン層６の結晶化が進行する。非晶質シリコン層６の結晶化がある程度進行した後、エシキマレーザアニール装置３を用いて、非晶質シリコン層６に対しレーザ光Ｒａを照射する。その結果、非晶質シリコン層６は一度溶融し、冷却固化過程を経て多結晶化する。つまり基板４の一表面部に結晶膜２が形成される。
【００２８】
前記結晶膜２を検査する検査装置１は、ｘｙステージ９と、ｘｙステージ駆動機構１０と、撮像手段としての電荷結合素子カメラ１１（ＣＣＤカメラ：ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅカメラ）と、照射手段としてのリング照明１２と、判定手段としての制御装置１３とを有する。ｘｙステージ９は、基板４を吸着支持するステージであって、長方形状のステージの長手方向に沿ったｘ方向と、吸着支持された基板４の厚み方向およびｘ方向に直交するｙ方向とに移動可能に構成されている。ｘｙステージ駆動機構１０は、ＣＣＤカメラ１１およびリング照明１２に対し、結晶膜２の任意の一部分を検査対象位置に選択的に移動駆動する機構である。このｘｙステージ駆動機構１０は、ｘｙステージ９をｘ方向に移動駆動可能な駆動源を有するｘ方向駆動機構１０ａと、ｘｙステージ９をｙ方向に移動駆動可能な駆動源を有するｙ方向駆動機構１０ｂとを有する。
【００２９】
ＣＣＤカメラ１１は、基板４の厚み方向一方（矢符Ａ１にて示す）に支持され、基板４に形成された結晶膜２を撮像可能に配置して設けられている。このＣＣＤカメラは、たとえば約１０ｍｍ×１０ｍｍの矩形状の領域を撮像可能に構成されている。リング照明１２は、たとえばハロゲンランプから成り、ｘｙステージ９に吸着支持された基板４の結晶膜２に光を照射するように構成されている。リング照明１２は、円環状に形成されるとともに、ＣＣＤカメラ１１のレンズ１１ａ付近部を囲み、リング照明１２の仮想中心軸が前記厚み方向に平行となるように設けられている。またリング照明１２は、結晶膜２の検査対象位置に、前記厚み方向に対し斜め方向から全方位で検査光を照射するように構成されている。
【００３０】
制御装置１３は、中央演算処理装置１４（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とロム１５（ＲＯＭ：Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ ）とラム１６（ＲＡＭ：Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ ）とから成るマイクロコンピュータと、バス１７と、入出力インタフェース１８と、駆動回路１９，２０とで構成されている。中央演算処理装置１４とロム１５とラム１６とは、バス１７を介して入出力インタフェース１８に電気的に接続されている。制御装置１３の内部において、入出力インタフェース１８には画像ボード２１が電気的に接続され、この画像ボード２１とＣＣＤカメラ１１とが電気的に接続されている。入出力インタフェース１８には、リング照明１２、入力手段であるキーボード２２およびマウス２３がそれぞれ電気的に接続されている。
【００３１】
入出力インタフェース１８には、駆動回路１９，２０を介してｘｙステージ駆動機構１０、ディスプレイ２４がそれぞれ電気的に接続されている。ロム１５には、後述する濃度値の分布特性を求め、結晶膜２の結晶化度を判定するプログラムが格納されている。本プログラムは中央演算処理装置１４にて実行される。ラム１６には、後述する濃度値成分の数を一時的に記録するメモリが格納されている。また、ラム１６には、撮像された画像Ｓを一時的に記録し、ディスプレイ２４に常時出力するためのメモリなどが格納されている。
【００３２】
図６は、レーザエネルギーと結晶化度および表面粗さとの関係を示す図表であり、図７は、基板４の一表面部の結晶膜において、結晶化度の低い結晶膜２Ａを表す斜視図およびその部分拡大図である。図８は、基板４の一表面部の結晶膜において、結晶化度の高い結晶膜２Ｂを表す斜視図およびその部分拡大図である。非晶質シリコン層６に対し、照射するレーザ光Ｒａのレーザエネルギーが所望の値よりも低い場合には、結晶膜の結晶化度は、所望の１００パーセントよりも低く、結晶膜の表面粗さも低い傾向にある。また、照射するレーザ光Ｒａのレーザエネルギーが所望の値よりも高い場合には、結晶膜の表面粗さは低い傾向にある。図８に示すように、結晶膜２Ｂの結晶化度が高い場合には、白丸で表示される結晶粒径φは、図７に示す結晶粒径よりも大きく隆起して、たとえば直径約０．５μｍ程度に形成される。
【００３３】
ＣＣＤカメラ１１で撮像された結晶膜２の画像Ｓは、予め定める第１方向に相当するｙ方向に延びる複数列の帯状部分２５を有する。エキシマレーザアニール装置３は、予め定められるパルス数で発振されてレーザ光Ｒａを照射するように構成されている。また、エキシマレーザアニール装置３は、照射対象の非晶質シリコン層６に対し、所定のｙ方向長さと、ｙ方向と直交状に交差する第２方向に相当する所定のｘ方向幅とを有する矩形状のレーザ光Ｒａを照射するように構成されている。このエキシマレーザアニール装置３と、前記ｘｙステージ駆動機構１０またはｘｙステージ駆動機構１０と略同等の駆動機構とで協働して、非晶質シリコン層６を有する基板４をｘ方向に送りつつ前記レーザ光Ｒａを照射する。
【００３４】
このように基板４をある送り速度でｘ方向に送りつつ、エキシマレーザアニール装置３は、前記矩形状のレーザ光Ｒａを予め定められるパルス数で発振することによって、前記画像Ｓには、ｙ方向に延びる複数列の帯状部分２５が形成される。ただし、所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値よりもかなり小さいレーザエネルギー値で照射された場合には、帯状部分２５は皆無となる。また、所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値が得られるレーザエネルギー値よりもかなり大きいレーザエネルギー値で照射された場合にも、帯状部分２５は皆無となる。各帯状部分２５の帯幅は、たとえば前記パルス数の整数倍に略相当する。
【００３５】
図３は、結晶膜２の結晶化度を判定する工程を段階的に示すフローチャートである。ここでＳｉ（ｉ＝１，２，３，…）はステップを示す。図９および図１０は、濃度値成分２６，２７の数を求める方法を示すフローチャートである。ここでＳｉ（ｉ＝１０，１１，１２，…）はステップを示す。図１１は、白の濃度値成分２６の数を求める方法を段階的に示す説明図であり、図１２は、黒の濃度値成分２７の数を求める方法を段階的に示す説明図である。図３のステップ１および２、図９のステップ１０および１１に示すように、基板４すなわち結晶膜２の一部分を、ｘｙステージ駆動機構１０によって検査対象位置に移動させ、この結晶膜２に、リング照明１２によって光を照射する。ＣＣＤカメラ１１によって撮像される画像Ｓ（原画像Ｓともいう）は、帯状部分２５がｙ方向に沿って直線状に撮像される。
【００３６】
ステップ１１で得られた帯状部分２５を有する画像Ｓに基づいて、ステップ１２では、画像Ｓに対し、ｙ方向に沿って濃度値の平均化を行い、Ｍ×Ｎ画素の２次元の濃度値情報を１次元（Ｍ画素）化する。画像Ｓの濃度値情報を｛（ｘ，ｙ）｜Ｐｘｙ｝と表せば、１次元化される濃度値情報｛ｘ｜Ｐｘ｝は、式（１）を演算することで得られる。このようにして得られる１次元濃度値の分布特性は、図１１（ｂ）に示される。この縦軸には１次元濃度値、横軸にはｘ方向寸法が示されている。
【００３７】
【数１】
【００３８】
このように１次元化された濃度値分布に対して、ステップ１３，１４において、第１モフォロジ分布である白モフォロジ分布を求める第１のモフォロジ処理を実行し、ステップ１８において、第２モフォロジ分布である黒モフォロジ分布を求める第２のモフォロジ処理を実行する。第１のモフォロジ処理は、前記濃度値分布に対して、ｘ方向に走査しながら予め定める領域内の最小値を求める最小値化処理をして最小値分布を求め、この最小値分布に対してｘ方向に走査しながら前記領域内の最大値を求める最大値化処理をして最大値分布を求め、前記濃度値分布と最大値分布との差を求めて第１モフォロジ分布を得ることができる。第１のモフォロジ処理は白モフォロジ処理とも呼ばれている。図１１（ｃ）および図１１（ｄ）が、第１モフォロジ分布に相当する。
【００３９】
第２のモフォロジ処理は、前記濃度値分布に対して、ｘ方向に走査しながら予め定める領域内の最大値を求める最大値化処理をして最大値分布を求め、この最大値分布に対してｘ方向に走査しながら前記領域内の最小値を求める最小値化処理をして最小値分布を求め、この最小値分布と前記濃度値分布との差を求めて第２モフォロジ分布を得ることができる。第２のモフォロジ処理は黒モフォロジ処理とも呼ばれる。図１２（ｃ）および図１２（ｄ）が、第２モフォロジ分布に相当する。具体的に白モフォロジ分布は、式（２）を演算することで得られ、黒モフォロジ分布は、式（３）を演算することで得られる。
【００４０】
【数２】
【００４１】
式（２）〜（５）のうちＭｉｎ［］は、［］の中の数列の最小値を選出する演算子である。たとえば白モフォロジ処理を実行する場合、すなわち白の帯状部分２５を抽出する場合には、図１１（ｂ）に示される１次元濃度値の分布特性すなわち濃度値分布に対して、ｘ方向に走査しながら予め定める領域ｆ（フィルタサイズｆともいう）内の最小値を求める最小値化処理であって、図１１（ｃ）の最小値化処理をして最小値分布を求める。次に、この最小値分布に対してｘ方向に走査しながら前記領域ｆ内の最大値を求める最大値化処理であって、図１１（ｄ）の最大値化処理をして最大値分布を求める。ここで、前記フィルタサイズｆより幅の小さい白の帯状部分２５については、この白モフォロジ処理によって復元されないので、元の前記濃度値分布と最大値分布との差を求めて、図１１（ｅ）に示すように、フィルタサイズｆより小さい白の帯状部分すなわち濃度値成分２６だけを抽出することが可能となる。
【００４２】
式（２）〜（５）のうちＭａｘ［］は、［］の中の数列の最大値を選出する演算子である。たとえば黒モフォロジ処理を実行する場合、すなわち黒の帯状部分２５を抽出する場合には、図１２（ｂ）に示される濃度値分布に対して、ｘ方向に走査しながら予め定めるフィルタサイズｆ内の最大値を求める最大値化処理であって、図１２（ｃ）の最大値化処理をして最大値分布を求める。次に、この最大値分布に対してｘ方向に走査しながらフィルタサイズｆ内の最小値を求める最小値化処理であって、図１２（ｄ）の最小値化処理をして最小値分布を求める。次に、最小値分布と前記濃度値分布との差を求めて、図１２（ｅ）に示すように、フィルタサイズｆより小さい黒の帯状部分すなわち濃度値成分２７だけを抽出することが可能となる。
【００４３】
次にステップ１５またはステップ１９において、白および黒の帯状部分の特徴を定量化する方法として、位置、幅、コントラストというパラメータを導入する。ある適当な濃度値のしきい値に対して、それを超過する画素が連続する範囲を１つの帯状部分とみなし、連続画素数を幅ｈ、連続画素列の並び方向中央付近部を位置ｘ、最大濃度値をコントラストＣとして定義し、図１１（ｃ）〜（ｅ）、図１２（ｃ）〜（ｅ）に対して適用して、予め定める寸法の濃度値成分２６，２７を検出する。ステップ１７においては、１つのフィルタサイズｆに対して抽出された白の濃度値成分２６の数を、帯状部分２５の数としてラム１６の図示外のメモリに一時的に記録する。ステップ２１においては、１つのフィルタサイズｆに対して抽出された黒の濃度値成分２７の数を、帯状部分２５の数としてラム１６の図示外のメモリに一時的に記録する。
【００４４】
このようにして得られる濃度値成分の幅ｈは、サイズｆ０のフィルタの２倍に、１を加えた値より小さいという関係が成立するので、フィルタサイズｆ０の２倍に１を加えた値を超える幅の濃度値成分は、検出できないことになる。そこで、以下のステップとしてフィルタサイズｆ０を２倍にして前述と同様のステップ１４〜１７、ステップ１８〜２１を実行すれば、より幅の広い濃度値成分２６，２７の検出が可能となる。フィルタサイズｆ０を２倍にした場合の抽出結果は、その前のフィルタサイズｆ０で抽出された濃度値成分も含まれているので、重複して計上される濃度値成分が存在することになる。
【００４５】
したがって重複して計上される濃度値成分を排除する方法として、ステップ１６、ステップ２０において、幅ｈがその前のフィルタサイズｆ０以下の濃度値成分は数に計上しない処理を実行する。ただし、最初のフィルタサイズｆ０のときこのステップ１６，２０は省略する。このようにフィルタサイズｆ０において、ステップ１４の白モフォロジ処理、ステップ１５の濃度値成分２６の抽出、ステップ１７のその数をラム１６のメモリに一時的に記録、ステップ１８の黒モフォロジ処理、ステップ１９の濃度値成分２７の抽出、ステップ２１においてその数をラム１６のメモリに一時的に記録するサブルーチンを実行する。
【００４６】
次に、フィルタサイズｆ０を２倍したフィルタサイズ２ｆ０において、白モフォロジ処理、濃度値成分２６の抽出、重複した濃度値成分２６の排除、白の濃度値成分２６の数の計上、黒モフォロジ処理、濃度値成分２７の抽出、重複した濃度値成分２７の排除、黒の濃度値成分２７の数を計上するサブルーチンを実行する。以下、フィルタサイズｆ０を４倍したフィルタサイズ４ｆ０において、白の濃度値成分２６の数の計上および黒の濃度値成分２７の数を計上するサブルーチンを実行する。そしてフィルタサイズｆがＱになるまでこのサブルーチンを実行する。ただし、フィルタサイズＱは、画素Ｎを２で除した値を超えない値とする。その後、ステップ２５に移行して白モフォロジ処理の各フィルタサイズｆ０，２ｆ０，４ｆ０，…，Ｑで得られた白の濃度値成分２６の数と、黒モフォロジ処理の各フィルタサイズｆ０，２ｆ０，４ｆ０，…，Ｑで得られた黒の濃度値成分２７の数とを合算してディスプレイ２４に出力する。この出力された数を、帯状部分発生度合いとして結晶膜２の評価に用いる。
【００４７】
図１３は、フィルタサイズｆとコントラストしきい値Ｃｆとの関係を示す図表であり、図１４は、フィルタサイズｆと演算対象となる基準画素Ｋとの関係を示す説明図であり、図１５は、フィルタサイズｆおよびコントラストしきい値Ｃｆの具体的な設定例を示す図表である。フィルタサイズをｆ０，２ｆ０，４ｆ０，…，Ｑと多段階にするのは、たとえば人による目視確認によって、各フィルタサイズｆ０，２ｆ０，４ｆ０，…，Ｑすなわち各帯状部分２５の幅に最も適したコントラストしきい値Ｃｆを設定することに起因している。つまり人は、細い帯状部分２５は少々コントラストが低くても見分けられるが、幅の広い帯状部分２５はコントラストが大きくないと見分けられないという視覚特性いわゆるＭＴＦ特性（ＭＴＦ：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を有する。このようなＭＴＦ特性を利用するために、フィルタサイズｆを多段階に設定し、各フィルタサイズｆ０，２ｆ０，４ｆ０，…，Ｑすなわち帯状部分２５の幅に最も適したコントラストしきい値を、目視確認によって設定することができる。なお各フィルタサイズｆ０，２ｆ０，４ｆ０，…，Ｑは、たとえばノイズの影響を無視でき、感度が良好なサイズが経験的に適用されている。前記コントラストしきい値Ｃｆは、具体的にはフィルタサイズｆの関数として、Ｃｆ＝ａ・ｆｂのように定義することができる。ただしａ，ｂは定数とする。
【００４８】
図１６は、エキシマレーザアニール装置３のエネルギー制御値（レーザエネルギー値ともいう）と、撮像した画像Ｓ全体の濃度値の平均値Ａｖおよび帯状部分２５の数Ｚとの関係を示す図表であり、図１７は、エキシマレーザアニール装置３のエネルギーの強度と結晶膜２の画像Ｓとの関係を示す説明図であり、図１８は、検査装置１とエキシマレーザアニール装置３との関係を示すブロック図である。図１６に示すように、エキシマレーザアニール装置３のレーザエネルギー値と結晶化度との間には、所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値よりも小さい領域において、レーザエネルギー値が大きくなれば、結晶膜２の結晶化度および濃度値の平均値は高くなる傾向にある。所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値を超える領域においては、レーザエネルギー値が大きくなれば、結晶膜の結晶化度および濃度値の平均値は低くなる傾向にある。
【００４９】
またエキシマレーザアニール装置３のレーザエネルギー値と、モフォロジ処理によって得られた濃度値成分の数Ｚとの間には、所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値よりも小さい領域において、レーザエネルギー値の大小に関わらず前記濃度値成分の数Ｚは「０」となる。所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値を超える領域においては、レーザエネルギー値が大きくなれば、濃度値成分の数Ｚは大きくなる傾向にある。具体的に図１７（ａ）は、所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値よりもかなり小さいレーザエネルギー値で照射された場合の結晶膜２Ｃの撮像画像Ｓの部分拡大図であり、帯状部分は皆無となる。
【００５０】
図１７（ｂ）は、所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値で照射された場合の結晶膜２Ｄの撮像画像Ｓの部分拡大図であり、白の帯状部分２５と黒の帯状部分２５とが混在されている。図１７（ｃ）は、所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値よりもやや大きいレーザエネルギー値で照射された場合の結晶膜２Ｅの撮像画像Ｓの部分拡大図であり、白の帯状部分２５と黒の帯状部分２５とが混在されている。図１７（ｄ）は、所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値よりもかなり大きいレーザエネルギー値で照射された場合の結晶膜２Ｆの撮像画像Ｓの部分拡大図であり、帯状部分は皆無となる。
【００５１】
したがってエキシマレーザアニール装置３による結晶化工程の直後に、生産される全基板４の結晶膜２の検査つまり全数検査、または全ての生産ロット単位内での結晶膜２の抜取り検査をして、濃度値の平均値Ａｖと帯状部分の数Ｚの変動を、ディスプレイ２４で常に監視することによって、濃度値の平均値Ａｖがあるレベルを下回りかつ帯状部分の数Ｚが「０」になった場合には、レーザエネルギー値は、所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値よりも小さくなっていることを即座に検出し得る。濃度値の平均値Ａｖがあるレベルを下回りかつ帯状部分の数Ｚが「０」でない場合には、レーザエネルギー値は、所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値よりも大きくなっていることを即座に検出し得る。このように２つの関係すなわち、撮像した画像全体の濃度値の平均値Ａｖとレーザエネルギー値との関係と、帯状部分の数Ｚとレーザエネルギー値との関係とから、レーザエネルギー値の出力異常を即座に検知することができ、不所望の結晶化度の結晶膜すなわち不良基板を排除することが可能となる。
【００５２】
また、検査装置１によって得た撮像画像Ｓの基板４上の位置すなわちｘｙ座標、画像全体の濃度値の平均値Ａｖ、帯状部分の数Ｚなどの情報を、制御部２８を介してエキシマレーザアニール装置３にフィードバックすることができる。制御部２８は、エキシマレーザアニール装置３とは別体に設けられている。制御部２８は、前記情報に基づいて、エキシマレーザアニール装置３に対して主にレーザエネルギー値などの運転条件を変更する指令を送る。
【００５３】
具体的には、制御部２８は、前記ｘｙ座標、濃度値の平均値Ａｖ、帯状部分の数Ｚなどの情報と、図１６に示すレーザエネルギー値と濃度値の平均値との関係を予め記憶しておく図示外の記憶手段を有し、これによって基板４上のｘｙ座標でレーザエネルギー値が、所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値に対してどの程度過不足があったかを判断することができる。
【００５４】
制御部２８での判定の結果、基板４全面部についてレーザエネルギー値が一定量不足または一定量過多である場合、エキシマレーザアニール装置３に対してエネルギー制御量を一定量だけ上げるまたは下げる指令を送ることによって、次の基板４から所望の結晶化度が得られる最適な状態で生産することが可能となる。また、レーザエネルギー値の過不足が基板４上の位置に依存して毎基板再現される場合には、エキシマレーザアニール３に対して、基板４の位置と過不足に対応したエネルギー制御量の増減を指令することによって、次の基板４から所望の結晶化度が得られる最適な状態で生産することが可能となる。このように、エキシマレーザアニール装置３は、制御部２８によって、レーザエネルギー値が所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値よりも大きいのか小さいのかが判定されて、所望のエネルギー値に制御される。したがって、製造プロセスの安定化を図ることが可能となる。
【００５５】
以上説明した結晶膜２の検査方法によれば、第１工程において、結晶膜２を厚み方向一方から撮像した画像であって、予め定めるｙ方向に延びる複数列の帯状部分２５を有する画像Ｓに基づいて、ｙ方向と交差するｘ方向の濃度値の分布を表す濃度値の分布特性を求める。次に第２工程において、前記濃度値の分布特性に基づいて、結晶膜２の結晶化度を判定する。このように複数列の帯状部分２５を有する画像Ｓに基づいて、濃度値の分布特性を求めておき、この濃度値の分布特性と結晶膜２の結晶化度との間には、相関性があることを利用して、前記分布特性に基づいて結晶膜２の結晶化度を判定することができる。それ故、たとえばフーリエ変換などを用いることなく結晶膜２の結晶化度を確実に判定することができる。
【００５６】
したがって前記公報に記載の従来技術のように、フーリエ変換を用いて、結晶膜の凹凸状態に一定の周期性があるものだけを検査するのではなく、本実施形態においては、結晶膜２の凹凸状態の周期性に依存することなく、結晶膜２の結晶化度を確実に判定することができる。それ故、本検査方法の汎用性を高くすることが可能となる。
【００５７】
また結晶膜の結晶化度を判定する第２工程において、濃度値の分布特性に加えて、撮像した画像全体の濃度値の平均値Ａｖに基づいて、結晶化度を判定することができる。つまり結晶化度と濃度値とは、相関性があるが、画像全体のうち、たとえば１列の帯状部分２５の中でも、与えられるエネルギーの分布特性などによって、濃度値はｙ方向に沿って変動する。したがって１つの結晶膜における濃度値に対する結晶化度を、一層客観的に判断するために、撮像した画像全体の濃度値の平均値Ａｖを求め、この画像全体の濃度値の平均値Ａｖと、前記第１工程で求めたｘ方向の濃度値の分布特性とに基づいて、結晶膜２の結晶化度を判定している。したがって、結晶膜２の結晶化度を、従来技術のものよりも正確にかつ簡単に判定することが可能となる。
【００５８】
前記第２工程において、白モフォロジ処理と黒モフォロジ処理とによって求められるモフォロジ分布から、予め定める寸法の濃度値成分２６，２７を検出し、これら濃度値成分２６，２７の数に基づいて、結晶化度を判定することができる。このように予め定める寸法の濃度値成分２６，２７を検出したうえで、これら濃度値成分２６，２７の数に基づいて、結晶膜２の結晶化度を判定することができるので、濃度値の定量化を行ったうえで、結晶膜２の結晶化度を、従来技術のものよりも正確にかつ簡単に判定することが可能となる。
【００５９】
照射手段は、円環状に形成されるリング照明１２であるので、検査対象の結晶膜２に、検査光を全方位から照射することが可能となる。したがって、結晶膜２の凹凸状態に起因する乱反射による濃度値の読取り誤差を解消することができる。しかも、第１および第２方向における任意の検査位置で、結晶膜２を撮像し検査することが可能となるので、照射手段に対する結晶膜２の検査位置調整に手間がかからず検査時間を大幅に短縮することができる。またＣＣＤカメラ１１によって、ｙ方向に延びる複数列の帯状部分２５を有する画像Ｓを撮像することが実現される。
【００６０】
前記検査装置１および検査方法によって得られる結晶化度に基づいて、アニール処理におけるエネルギーの過不足を判定し、この判定結果に基づいてアニール処理で前駆体に与えるエネルギーを制御することができるので、その制御以後、所望の結晶膜の結晶化度を実現することが可能となる。エネルギーの過不足情報は、具体的には工程内ＣＩＭ（ＣＩＭ：Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）を通してエキシマレーザアニール装置３にフィードバックするようになっている。
【００６１】
本発明の実施の他の形態として、白の濃度値成分の数および黒の濃度値成分の数のいずれか一方のみを、結晶膜の評価に用いるようにすることも可能である。この場合には、いずれか一方のモフォロジ処理によって得られたモフォロジ分布から、予め定める寸法の濃度値成分を検出し、この濃度値成分の数のみに基づいて、結晶化度を判定することができる。したがって前記実施形態と比べて、演算対象である中央演算処理装置の負荷を軽減することができ、結晶膜の検査時間を格段に短縮することができる。
【００６２】
フィルタサイズは、必ずしもｆ０，２ｆ０，４ｆ０，…に限定されるものではなく、たとえばｆ０，３ｆ０，６ｆ０，…などの種々な多段階の設定にすることが可能である。結晶化工程で用いられるアニール装置は、必ずしもエキシマレーザアニール装置に限定されるものではなく、電子ビームおよび熱放射など各種の加熱源を用いたアニール装置を適用することも可能である。
【００６３】
図１９は、本発明を部分的に変更した変更形態に係り、検査装置１と、制御部２８Ａを有するエシキマレーザアニール装置３Ａとの関係を示すブロック図である。前記実施形態においては、制御部２８は、検査装置１およびエキシマレーザアニール装置３に独立して設けられているが、本変更形態においては、制御部２８Ａは、エシキマレーザアニール装置３Ａに設けられ、このエキシマレーザアニール装置３Ａに対して前記と同様にフィードバック制御を行うことができる。
【００６４】
図２０は、制御部２８Ｂを有する検査装置１Ａと、エキシマレーザアニール装置３との関係を示すブロック図であり、図２１は、制御部と計測演算部とを有するエキシマレーザアニール装置の図２０相当図である。制御部２８Ｂを検査装置１Ａに一体的に設けてもよい。またエキシマレーザアニール装置３Ｂに、制御部２８Ｃおよび計測演算部２９を組込み、これらエキシマレーザアニール装置３Ｂ、制御部２８Ｃおよび計測演算部２９を一体化してもよい。その他、前記実施形態に、特許請求の範囲を逸脱しない範囲において種々の部分的変更を行う場合もある。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、複数列の帯状部分を有する画像に基づいて、濃度値の分布特性を求めておき、この濃度値の分布特性と結晶膜の結晶化度との間には、相関性があることを利用して、前記分布特性に基づいて結晶膜の結晶化度を判定することができる。それ故、たとえばフーリエ変換などを用いることなく結晶膜の結晶化度を確実に判定することができる。したがって前記公報に記載の従来技術のように、フーリエ変換を用いて、結晶膜の凹凸状態に周期性があるものだけを検査するのではなく、本発明においては、結晶膜の凹凸状態の周期性に依存することなく、結晶膜の結晶化度を確実に判定することができる。それ故、本検査方法の汎用性を高くすることが可能となる。
【００６６】
また本発明によれば、結晶膜の結晶化度を判定する第２工程において、濃度値の分布特性に加えて、撮像した画像全体の濃度値の平均値に基づいて、結晶化度を判定することができる。つまり結晶化度と濃度値とは、相関性があるが、画像全体のうち、たとえば１つの帯状部分の中でも、与えられるエネルギーの分布特性などによって、濃度値は第１方向に沿って変動する。したがって１つの結晶膜における濃度値に対する結晶化度を、一層客観的に判断するために、撮像した画像全体の濃度値の平均値を求め、この画像全体の濃度値の平均値と、前記第１工程で求めた第２方向の濃度値の分布特性とに基づいて、結晶膜の結晶化度を判定している。したがって、結晶膜の結晶化度を従来技術のものよりも正確にかつ簡単に判定することが可能となる。
【００６７】
また本発明によれば、第２工程において、第１のモフォロジ処理および第２のモフォロジ処理の、少なくともいずれか一方のモフォロジ処理によって求められるモフォロジ分布から、予め定める寸法の濃度値成分を検出し、この濃度値成分の数に基づいて、結晶化度を判定することができる。このように予め定める寸法の濃度値成分を検出したうえで、この濃度値成分の数に基づいて、結晶膜の結晶化度を判定することができるので、濃度値の定量化を行ったうえで、結晶化度を、従来技術のものよりも正確にかつ簡単に判定することが可能となる。
【００６８】
また本発明によれば、照射手段および撮像手段を用いて、結晶膜を厚み方向一方から撮像する。判定手段は、予め定める第１方向に延びる複数列の帯状部分を有する画像に基づいて、第１方向と交差する第２方向の濃度値の分布を表す濃度値の分布特性を求める。その後、前記濃度値の分布特性に基づいて、結晶膜の結晶化度を判定する。このように複数列の帯状部分を有する画像に基づいて、濃度値の分布特性を求めておき、その分布特性に基づいて結晶膜の結晶化度を判定することができるので、たとえばフーリエ変換などを用いることなく結晶膜の結晶化度を確実に判定することができる。したがって前記公報に記載の従来技術のように、フーリエ変換を用いて、結晶膜の凹凸状態に周期性があるものだけを検査するのではなく、本発明においては、結晶膜の凹凸状態の周期性に依存することなく、結晶膜の結晶化度を確実に判定することができる。それ故、本検査装置の汎用性を高くすることが可能となる。
【００６９】
また本発明によれば、検査対象の結晶膜に、検査光を全方位から照射することが可能となる。したがって、結晶膜の凹凸状態に起因する乱反射による濃度値の読取り誤差を解消することができる。しかも、第１および第２方向の任意の検査位置で、結晶膜を撮像し検査することが可能となるので、結晶膜の検査位置調整に手間がかからず検査時間を短縮することができる。
【００７０】
また本発明によれば、電荷結合素子を用いた手段によって、第１方向に延びる複数列の帯状部分を有する画像を、撮像することが実現される。
【００７１】
また本発明によれば、非晶質膜を作製した後、アニール処理を用いて結晶膜を作製した後、前記いずれかに記載の検査方法によって得られる結晶化度に基づいて、アニール処理におけるエネルギーの過不足を判定することができる。この判定結果に基づいて、アニール処理で前駆体に与えるエネルギーを制御することができ、以後、アニール処理を用いて結晶膜を作製する際、所望の結晶膜の結晶化度を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る結晶膜２の検査装置１の制御系のブロック図である。
【図２】結晶膜２の検査装置１の概略斜視図である。
【図３】結晶膜２の結晶化度を判定する工程を段階的に示すフローチャートである。
【図４】基板４の一表面部に、結晶膜２を形成する工程を段階的に示す概略説明図である。
【図５】エキシマレーザアニール装置３と、帯状部分２５との関係を示す説明図である。
【図６】レーザエネルギーと結晶化度および表面粗さとの関係を示す図表である。
【図７】基板４の一表面部の結晶膜２Ａであって、結晶化度の低い結晶膜２Ａを表す斜視図および部分拡大図である。
【図８】基板４の一表面部の結晶膜２Ｂであって、結晶化度の高い結晶膜２Ｂを表す斜視図および部分拡大図である。
【図９】濃度値成分の数を求める方法を示すフローチャートである。
【図１０】濃度値成分の数を求める方法を示すフローチャートである。
【図１１】白の濃度値成分２６の数を求める方法を段階的に示す説明図である。
【図１２】黒の濃度値成分２７の数を求める方法を段階的に示す説明図である。
【図１３】フィルタサイズｆとコントラストしきい値Ｃｆとの関係を示す図表である。
【図１４】フィルタサイズｆと演算対象となる基準画素Ｋとの関係を示す説明図である。
【図１５】フィルタサイズｆおよびコントラストしきい値Ｃｆの具体的な設定例を示す図表である。
【図１６】エキシマレーザアニール装置３のエネルギーと、撮像した画像全体の濃度値の平均値Ａｖおよび帯状部分の数Ｚとの関係を示す図表である。
【図１７】エキシマレーザアニール装置３のエネルギーの強度と結晶膜の画像Ｓとの関係を示す説明図である。
【図１８】検査装置１とエキシマレーザアニール装置３との関係を示すブロック図である。
【図１９】検査装置と、制御部を有するエシキマレーザアニール装置との関係を示すブロック図である。
【図２０】制御部を有する検査装置と、エキシマレーザアニール装置との関係を示すブロック図である。
【図２１】制御部と計測演算部とを有するエキシマレーザアニール装置の図２０相当図である。
【符号の説明】
１ 検査装置
２ 結晶膜
３ エキシマレーザアニール装置
１１ ＣＣＤカメラ
１２ リング照明
１３ 制御装置
１４ 中央演算処理装置
１５ ロム
１６ ラム
２５ 帯状部分
２６，２７ 濃度値成分
ｆ フィルタサイズ
【発明の属する技術分野】
本発明は、結晶膜の検査方法および検査装置に関し、たとえば液晶ディスプレイパネルを製造する際に、エキシマレーザアニール装置などによる結晶化工程を経て用いられる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高解像度の要望が強い液晶表示素子およびイメージセンサーなどにおいては、駆動方式として、たとえばガラスなどの絶縁基板の一表面部に高性能な半導体素子を形成したアクティブマトリックス形の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ
Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が用いられている。前記ＴＦＴには、薄膜状のシリコン半導体を用いるのが一般的である。薄膜状のシリコン半導体は、非晶質シリコン（アモルファスシリコン）から成る非晶質シリコン半導体と、結晶性を有するシリコンから成る結晶性シリコン半導体との２つに大別される。
【０００３】
非晶質シリコン半導体は、成膜温度が比較的低く、気相成長法によって比較的容易に製造することが可能であり、量産性に富むといった特徴を有するので、最も一般的に用いられている。しかし非晶質シリコン半導体は、結晶性シリコン半導体に比べて導電性などの物性が劣るので、高速特性を得るために結晶性シリコン半導体から成るＴＦＴの製造技術の確立が強く求められている。すなわち基板の一表面部に、プラズマＣＶＤ（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法または減圧熱化学気相成長法などによって、アモルファスシリコン薄膜が形成され、固相成長結晶化工程と、レーザアニール結晶化工程とを順次経て、結晶性シリコン半導体膜（以後、単に結晶膜と呼ぶ場合もある）が形成される。
【０００４】
特開２００１−１１０８６１号公報には、エキシマレーザアニール装置によって結晶化された結晶膜を検査する技術が開示されている。前記公報に記載の従来技術には、基板の一表面部に所定の方向性を有する光を照射し、一表面部からの乱反射光の強度を計測し、その計測値に基づいて一表面部の凹凸状態を判定する技術が開示されている。前記乱反射光の強度は、エキシマレーザアニール装置におけるレーザ走査に起因する特定の方向性と周期性とを有する「すじ」の発生に着目したフーリエ解析によって計測される。
【０００５】
エキシマレーザアニール装置の最適なレーザーエネルギー値を決定するには、レーザエネルギー値を決定するための基板（パワーモニター基板ともいう）を用意しておき、予め定められた範囲のレーザエネルギー値を用いて、パワーモニター基板にレーザエネルギーを付与する。その結果を目視観察またはラマン分光計測のような手段で計測して結晶化度を確認する。その後、所望の結晶化度が得られた場所に対応するレーザエネルギー値を用いてエキシマレーザアニール装置を稼動させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来技術では、結晶膜の凹凸状態に少なくとも一定の周期性があることを前提としており、前記周期性に基づいて、フーリエ変換を用いて結晶膜の結晶化度を判定している。しかし、エキシマレーザアニール装置によって実際に結晶化された結晶膜は、その凹凸状態に周期性があるものはほとんど見当たらない。したがって結晶膜の凹凸状態の周期性に基づいて、フーリエ変換を用いて判定する技術は、非実用的であるだけでなく汎用性が低い。
【０００７】
レーザーエネルギー値と結晶化度との間には、所望の結晶化度が得られるレーザーエネルギー値よりも小さい領域で相関性がある。換言すれば、前記小さい領域において、レーザーエネルギー値が大きくなれば、結晶膜の結晶化度は高くなる。しかし、所望の結晶化度が得られるレーザーエネルギー値を超える領域においては、レーザーエネルギー値と結晶化度との間には、逆相関性がある。換言すれば、前記領域において、レーザーエネルギー値が大きくなれば、結晶膜の結晶化度は低くなる。
【０００８】
したがって従来技術では、結晶性不良および結晶化度を仮に検出できたとしても、それがレーザエネルギー値の不足によるものか過度によるものか区別がつかないので、エキシマレーザアニール装置への正確なフィードバックができない。さらにレーザーエネルギー制御精度には限界があり、レーザー照射の都度、たとえば約３％以上５％以下程度のレーザーエネルギー値のゆらぎがあるので、レーザー照射対象に対するエネルギー強度は不安定化するだけでなく、結晶膜は、必然的に不規則な周期性を有する凹凸状態となる。したがって前述のフーリエ解析による強度計測では、十分な感度が得られない。
【０００９】
前述した目視観察でもって結晶膜の結晶化度を確認する技術では、観察者の主観的観察による判定ばらつきが発生するうえ、ラマン分光計測で結晶化度を確認する技術では、オフライン計測が発生して工程数が増え、計測時間が増大する。
【００１０】
したがって本発明の目的は、結晶膜の結晶化度を正確に検査することができるとともに、所望の結晶化度が得られる結晶膜を形成することが可能となり、製造プロセスの安定稼動を図ることが可能となる結晶膜の検査方法および検査装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、結晶膜を厚み方向一方から撮像した画像であって、予め定める第１方向に延びる複数列の帯状部分を有する画像に基づいて、第１方向と交差する第２方向の濃度値の分布を表す濃度値の分布特性を求める第１工程と、
前記濃度値の分布特性に基づいて、結晶膜の結晶化度を判定する第２工程とを有することを特徴とする結晶膜の検査方法である。
【００１２】
本発明に従えば、第１工程において、結晶膜を厚み方向一方から撮像した画像であって、予め定める第１方向に延びる複数列の帯状部分を有する画像に基づいて、第１方向と交差する第２方向の濃度値の分布を表す濃度値の分布特性を求める。次に第２工程において、前記濃度値の分布特性に基づいて、結晶膜の結晶化度を判定する。このように複数列の帯状部分を有する画像に基づいて、濃度値の分布特性を求めておき、この濃度値の分布特性と結晶膜の結晶化度との間には、相関性があることを利用して、前記分布特性に基づいて結晶膜の結晶化度を判定することができる。それ故、たとえばフーリエ変換などを用いることなく結晶膜の結晶化度を確実に判定することができる。したがって前記公報に記載の従来技術のように、フーリエ変換を用いて、結晶膜の凹凸状態に周期性があるものだけを検査するのではなく、本発明においては、結晶膜の凹凸状態の周期性に依存することなく、結晶膜の結晶化度を確実に判定することができる。それ故、本検査方法の汎用性を高くすることが可能となる。
【００１３】
また本発明は、第２工程において、
前記分布特性に加えて、撮像した画像全体の濃度値の平均値に基づいて、結晶化度を判定することを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、結晶膜の結晶化度を判定する第２工程において、濃度値の分布特性に加えて、撮像した画像全体の濃度値の平均値に基づいて、結晶化度を判定することができる。つまり結晶化度と濃度値とは、相関性があるが、画像全体のうち、たとえば１つの帯状部分の中でも、与えられるエネルギーの分布特性などによって、濃度値は第１方向に沿って変動する。したがって１つの結晶膜における濃度値に対する結晶化度を、一層客観的に判断するために、撮像した画像全体の濃度値の平均値を求め、この画像全体の濃度値の平均値と、前記第１工程で求めた第２方向の濃度値の分布特性とに基づいて、結晶膜の結晶化度を判定している。したがって、結晶膜の結晶化度を、従来技術のものよりも正確にかつ簡単に判定することが可能となる。
【００１５】
また本発明は、第２工程において、
濃度値分布に対して、第２方向に走査しながら予め定める領域内の最小値を求める最小値化処理をして最小値分布を求め、この最小値分布に対して第２方向に走査しながら前記領域内の最大値を求める最大値化処理をして最大値分布を求め、前記濃度値分布と最大値分布との差を求めて第１モフォロジ分布を求める第１のモフォロジ処理および、
濃度値分布に対して、第２方向に走査しながら予め定める領域内の最大値を求める最大値化処理をして最大値分布を求め、この最大値分布に対して第２方向に走査しながら前記領域内の最小値を求める最小値化処理をして最小値分布を求め、この最小値分布と前記濃度値分布との差を求めて第２モフォロジ分布を求める第２のモフォロジ処理の
少なくともいずれか一方のモフォロジ処理によって求められるモフォロジ分布から予め定める寸法の濃度値成分を検出して、濃度値成分の数に基づいて、結晶化度を判定することを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、第２工程において、第１のモフォロジ処理および第２のモフォロジ処理の、少なくともいずれか一方のモフォロジ処理によって求められるモフォロジ分布から、予め定める寸法の濃度値成分を検出し、この濃度値成分の数に基づいて、結晶化度を判定することができる。このように予め定める寸法の濃度値成分を検出したうえで、この濃度値成分の数に基づいて、結晶膜の結晶化度を判定することができるので、濃度値の定量化を行ったうえで、結晶化度を、従来技術のものよりも正確にかつ簡単に判定することが可能となる。
【００１７】
また本発明は、結晶膜に光を照射する照射手段と、
結晶膜を撮像する撮像手段と、
照射手段および撮像手段を用いて、結晶膜を厚み方向一方から撮像した画像であって、予め定める第１方向に延びる複数列の帯状部分を有する画像に基づいて、第１方向と交差する第２方向の濃度値の分布を表す濃度値の分布特性を求め、前記濃度値の分布特性に基づいて、結晶膜の結晶化度を判定する判定手段とを有することを特徴とする結晶膜の検査装置である。
【００１８】
本発明に従えば、照射手段および撮像手段を用いて、結晶膜を厚み方向一方から撮像する。判定手段は、予め定める第１方向に延びる複数列の帯状部分を有する画像に基づいて、第１方向と交差する第２方向の濃度値の分布を表す濃度値の分布特性を求める。その後、前記濃度値の分布特性に基づいて、結晶膜の結晶化度を判定する。このように複数列の帯状部分を有する画像に基づいて、濃度値の分布特性を求めておき、その分布特性に基づいて結晶膜の結晶化度を判定することができるので、たとえばフーリエ変換などを用いることなく結晶膜の結晶化度を確実に判定することができる。したがって前記公報に記載の従来技術のように、フーリエ変換を用いて、結晶膜の凹凸状態に周期性があるものだけを検査するのではなく、本発明においては、結晶膜の凹凸状態の周期性に依存することなく、結晶膜の結晶化度を確実に判定することができる。それ故、本検査装置の汎用性を高くすることが可能となる。
【００１９】
また本発明は、照射手段は、円環状に形成されるリング照明であることを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、検査対象の結晶膜に、検査光を全方位から照射することが可能となる。したがって、結晶膜の凹凸状態に起因する乱反射による濃度値の読取り誤差を解消することができる。しかも、第１および第２方向の任意の検査位置で、結晶膜を撮像し検査することが可能となるので、照射手段に対する結晶膜の検査位置調整に手間がかからず、検査時間を大幅に短縮することができる。
【００２１】
また本発明は、撮像手段は、電荷結合素子を用いた手段であることを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、電荷結合素子を用いた手段によって、第１方向に延びる複数列の帯状部分を有する画像を、撮像することが実現される。
【００２３】
また本発明は、非晶質膜を作製した後、アニール処理を用いて結晶膜を作製する方法において、
前記いずれかに記載の検査方法によって得られる結晶化度に基づいて、アニール処理におけるエネルギーの過不足を判定し、この判定結果に基づいて、アニール処理によって前駆体に与えるエネルギーを制御することを特徴とする結晶膜の作製方法である。
【００２４】
本発明に従えば、非晶質膜を作製した後、アニール処理を用いて結晶膜を作製した後、前記いずれかに記載の検査方法によって得られる結晶化度に基づいて、アニール処理におけるエネルギーの過不足を判定することができる。この判定結果に基づいて、アニール処理で前駆体に与えるエネルギーを制御することができ、以後、アニール処理を用いて結晶膜を作製する際、所望の結晶膜の結晶化度を実現することが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係る結晶膜の検査装置１の制御系のブロック図であり、図２は、結晶膜２の検査装置１の概略斜視図である。本実施形態は、たとえば液晶ディスプレイを製造する際に用いられる結晶性シリコン半導体膜２（以後、単に結晶膜２と呼ぶ場合もある）を検査する検査装置１に、本発明の検査装置を適用した場合の一例を示す。以下の説明は、結晶膜２の検査方法および、後述するエキシマレーザアニール装置３の制御方法についての説明をも含む。
【００２６】
図４は、基板４を厚み方向に拡大して示す断面図であって、基板４の一表面部に、結晶膜２を形成する工程を段階的に示す概略説明図である。図５は、エキシマレーザアニール装置３と、結晶膜２の帯状部分との関係を示す説明図である。図４（ａ）に示される基板４は、電気絶縁性材料であるたとえばガラスなどから成る厚み方向から見てたとえば長方形の平板状基材５の表面部５ａに、非晶質膜としての非晶質シリコン層６が形成されて構成される。非晶質シリコン層６は、たとえばプラズマＣＶＤ（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法またはＬＰＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ：Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって形成され、たとえば約１０００Å以上１５００Å以下程度の膜厚を有する。
【００２７】
次に図４（ｂ）に示すように、非晶質シリコン層６の一表面部６ａに、たとえば酸化液が塗布され、この酸化液の働きによって酸化膜７が形成される。酸化膜７の一表面部７ａに図示外の結晶化促進液が塗布され、その後図４（ｃ）に示すように、酸化膜７の一表面部７ａに触媒堆積層８が形成される。触媒堆積層８が形成された図４（ｃ）に示される基板４は、非晶質シリコン層６の結晶化が始まる温度、たとえば約５５０℃以上でもって加熱されて非晶質シリコン層６の結晶化が進行する。非晶質シリコン層６の結晶化がある程度進行した後、エシキマレーザアニール装置３を用いて、非晶質シリコン層６に対しレーザ光Ｒａを照射する。その結果、非晶質シリコン層６は一度溶融し、冷却固化過程を経て多結晶化する。つまり基板４の一表面部に結晶膜２が形成される。
【００２８】
前記結晶膜２を検査する検査装置１は、ｘｙステージ９と、ｘｙステージ駆動機構１０と、撮像手段としての電荷結合素子カメラ１１（ＣＣＤカメラ：ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅカメラ）と、照射手段としてのリング照明１２と、判定手段としての制御装置１３とを有する。ｘｙステージ９は、基板４を吸着支持するステージであって、長方形状のステージの長手方向に沿ったｘ方向と、吸着支持された基板４の厚み方向およびｘ方向に直交するｙ方向とに移動可能に構成されている。ｘｙステージ駆動機構１０は、ＣＣＤカメラ１１およびリング照明１２に対し、結晶膜２の任意の一部分を検査対象位置に選択的に移動駆動する機構である。このｘｙステージ駆動機構１０は、ｘｙステージ９をｘ方向に移動駆動可能な駆動源を有するｘ方向駆動機構１０ａと、ｘｙステージ９をｙ方向に移動駆動可能な駆動源を有するｙ方向駆動機構１０ｂとを有する。
【００２９】
ＣＣＤカメラ１１は、基板４の厚み方向一方（矢符Ａ１にて示す）に支持され、基板４に形成された結晶膜２を撮像可能に配置して設けられている。このＣＣＤカメラは、たとえば約１０ｍｍ×１０ｍｍの矩形状の領域を撮像可能に構成されている。リング照明１２は、たとえばハロゲンランプから成り、ｘｙステージ９に吸着支持された基板４の結晶膜２に光を照射するように構成されている。リング照明１２は、円環状に形成されるとともに、ＣＣＤカメラ１１のレンズ１１ａ付近部を囲み、リング照明１２の仮想中心軸が前記厚み方向に平行となるように設けられている。またリング照明１２は、結晶膜２の検査対象位置に、前記厚み方向に対し斜め方向から全方位で検査光を照射するように構成されている。
【００３０】
制御装置１３は、中央演算処理装置１４（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とロム１５（ＲＯＭ：Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ ）とラム１６（ＲＡＭ：Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ ）とから成るマイクロコンピュータと、バス１７と、入出力インタフェース１８と、駆動回路１９，２０とで構成されている。中央演算処理装置１４とロム１５とラム１６とは、バス１７を介して入出力インタフェース１８に電気的に接続されている。制御装置１３の内部において、入出力インタフェース１８には画像ボード２１が電気的に接続され、この画像ボード２１とＣＣＤカメラ１１とが電気的に接続されている。入出力インタフェース１８には、リング照明１２、入力手段であるキーボード２２およびマウス２３がそれぞれ電気的に接続されている。
【００３１】
入出力インタフェース１８には、駆動回路１９，２０を介してｘｙステージ駆動機構１０、ディスプレイ２４がそれぞれ電気的に接続されている。ロム１５には、後述する濃度値の分布特性を求め、結晶膜２の結晶化度を判定するプログラムが格納されている。本プログラムは中央演算処理装置１４にて実行される。ラム１６には、後述する濃度値成分の数を一時的に記録するメモリが格納されている。また、ラム１６には、撮像された画像Ｓを一時的に記録し、ディスプレイ２４に常時出力するためのメモリなどが格納されている。
【００３２】
図６は、レーザエネルギーと結晶化度および表面粗さとの関係を示す図表であり、図７は、基板４の一表面部の結晶膜において、結晶化度の低い結晶膜２Ａを表す斜視図およびその部分拡大図である。図８は、基板４の一表面部の結晶膜において、結晶化度の高い結晶膜２Ｂを表す斜視図およびその部分拡大図である。非晶質シリコン層６に対し、照射するレーザ光Ｒａのレーザエネルギーが所望の値よりも低い場合には、結晶膜の結晶化度は、所望の１００パーセントよりも低く、結晶膜の表面粗さも低い傾向にある。また、照射するレーザ光Ｒａのレーザエネルギーが所望の値よりも高い場合には、結晶膜の表面粗さは低い傾向にある。図８に示すように、結晶膜２Ｂの結晶化度が高い場合には、白丸で表示される結晶粒径φは、図７に示す結晶粒径よりも大きく隆起して、たとえば直径約０．５μｍ程度に形成される。
【００３３】
ＣＣＤカメラ１１で撮像された結晶膜２の画像Ｓは、予め定める第１方向に相当するｙ方向に延びる複数列の帯状部分２５を有する。エキシマレーザアニール装置３は、予め定められるパルス数で発振されてレーザ光Ｒａを照射するように構成されている。また、エキシマレーザアニール装置３は、照射対象の非晶質シリコン層６に対し、所定のｙ方向長さと、ｙ方向と直交状に交差する第２方向に相当する所定のｘ方向幅とを有する矩形状のレーザ光Ｒａを照射するように構成されている。このエキシマレーザアニール装置３と、前記ｘｙステージ駆動機構１０またはｘｙステージ駆動機構１０と略同等の駆動機構とで協働して、非晶質シリコン層６を有する基板４をｘ方向に送りつつ前記レーザ光Ｒａを照射する。
【００３４】
このように基板４をある送り速度でｘ方向に送りつつ、エキシマレーザアニール装置３は、前記矩形状のレーザ光Ｒａを予め定められるパルス数で発振することによって、前記画像Ｓには、ｙ方向に延びる複数列の帯状部分２５が形成される。ただし、所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値よりもかなり小さいレーザエネルギー値で照射された場合には、帯状部分２５は皆無となる。また、所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値が得られるレーザエネルギー値よりもかなり大きいレーザエネルギー値で照射された場合にも、帯状部分２５は皆無となる。各帯状部分２５の帯幅は、たとえば前記パルス数の整数倍に略相当する。
【００３５】
図３は、結晶膜２の結晶化度を判定する工程を段階的に示すフローチャートである。ここでＳｉ（ｉ＝１，２，３，…）はステップを示す。図９および図１０は、濃度値成分２６，２７の数を求める方法を示すフローチャートである。ここでＳｉ（ｉ＝１０，１１，１２，…）はステップを示す。図１１は、白の濃度値成分２６の数を求める方法を段階的に示す説明図であり、図１２は、黒の濃度値成分２７の数を求める方法を段階的に示す説明図である。図３のステップ１および２、図９のステップ１０および１１に示すように、基板４すなわち結晶膜２の一部分を、ｘｙステージ駆動機構１０によって検査対象位置に移動させ、この結晶膜２に、リング照明１２によって光を照射する。ＣＣＤカメラ１１によって撮像される画像Ｓ（原画像Ｓともいう）は、帯状部分２５がｙ方向に沿って直線状に撮像される。
【００３６】
ステップ１１で得られた帯状部分２５を有する画像Ｓに基づいて、ステップ１２では、画像Ｓに対し、ｙ方向に沿って濃度値の平均化を行い、Ｍ×Ｎ画素の２次元の濃度値情報を１次元（Ｍ画素）化する。画像Ｓの濃度値情報を｛（ｘ，ｙ）｜Ｐｘｙ｝と表せば、１次元化される濃度値情報｛ｘ｜Ｐｘ｝は、式（１）を演算することで得られる。このようにして得られる１次元濃度値の分布特性は、図１１（ｂ）に示される。この縦軸には１次元濃度値、横軸にはｘ方向寸法が示されている。
【００３７】
【数１】
このように１次元化された濃度値分布に対して、ステップ１３，１４において、第１モフォロジ分布である白モフォロジ分布を求める第１のモフォロジ処理を実行し、ステップ１８において、第２モフォロジ分布である黒モフォロジ分布を求める第２のモフォロジ処理を実行する。第１のモフォロジ処理は、前記濃度値分布に対して、ｘ方向に走査しながら予め定める領域内の最小値を求める最小値化処理をして最小値分布を求め、この最小値分布に対してｘ方向に走査しながら前記領域内の最大値を求める最大値化処理をして最大値分布を求め、前記濃度値分布と最大値分布との差を求めて第１モフォロジ分布を得ることができる。第１のモフォロジ処理は白モフォロジ処理とも呼ばれている。図１１（ｃ）および図１１（ｄ）が、第１モフォロジ分布に相当する。
【００３９】
第２のモフォロジ処理は、前記濃度値分布に対して、ｘ方向に走査しながら予め定める領域内の最大値を求める最大値化処理をして最大値分布を求め、この最大値分布に対してｘ方向に走査しながら前記領域内の最小値を求める最小値化処理をして最小値分布を求め、この最小値分布と前記濃度値分布との差を求めて第２モフォロジ分布を得ることができる。第２のモフォロジ処理は黒モフォロジ処理とも呼ばれる。図１２（ｃ）および図１２（ｄ）が、第２モフォロジ分布に相当する。具体的に白モフォロジ分布は、式（２）を演算することで得られ、黒モフォロジ分布は、式（３）を演算することで得られる。
【００４０】
【数２】
式（２）〜（５）のうちＭｉｎ［］は、［］の中の数列の最小値を選出する演算子である。たとえば白モフォロジ処理を実行する場合、すなわち白の帯状部分２５を抽出する場合には、図１１（ｂ）に示される１次元濃度値の分布特性すなわち濃度値分布に対して、ｘ方向に走査しながら予め定める領域ｆ（フィルタサイズｆともいう）内の最小値を求める最小値化処理であって、図１１（ｃ）の最小値化処理をして最小値分布を求める。次に、この最小値分布に対してｘ方向に走査しながら前記領域ｆ内の最大値を求める最大値化処理であって、図１１（ｄ）の最大値化処理をして最大値分布を求める。ここで、前記フィルタサイズｆより幅の小さい白の帯状部分２５については、この白モフォロジ処理によって復元されないので、元の前記濃度値分布と最大値分布との差を求めて、図１１（ｅ）に示すように、フィルタサイズｆより小さい白の帯状部分すなわち濃度値成分２６だけを抽出することが可能となる。
【００４２】
式（２）〜（５）のうちＭａｘ［］は、［］の中の数列の最大値を選出する演算子である。たとえば黒モフォロジ処理を実行する場合、すなわち黒の帯状部分２５を抽出する場合には、図１２（ｂ）に示される濃度値分布に対して、ｘ方向に走査しながら予め定めるフィルタサイズｆ内の最大値を求める最大値化処理であって、図１２（ｃ）の最大値化処理をして最大値分布を求める。次に、この最大値分布に対してｘ方向に走査しながらフィルタサイズｆ内の最小値を求める最小値化処理であって、図１２（ｄ）の最小値化処理をして最小値分布を求める。次に、最小値分布と前記濃度値分布との差を求めて、図１２（ｅ）に示すように、フィルタサイズｆより小さい黒の帯状部分すなわち濃度値成分２７だけを抽出することが可能となる。
【００４３】
次にステップ１５またはステップ１９において、白および黒の帯状部分の特徴を定量化する方法として、位置、幅、コントラストというパラメータを導入する。ある適当な濃度値のしきい値に対して、それを超過する画素が連続する範囲を１つの帯状部分とみなし、連続画素数を幅ｈ、連続画素列の並び方向中央付近部を位置ｘ、最大濃度値をコントラストＣとして定義し、図１１（ｃ）〜（ｅ）、図１２（ｃ）〜（ｅ）に対して適用して、予め定める寸法の濃度値成分２６，２７を検出する。ステップ１７においては、１つのフィルタサイズｆに対して抽出された白の濃度値成分２６の数を、帯状部分２５の数としてラム１６の図示外のメモリに一時的に記録する。ステップ２１においては、１つのフィルタサイズｆに対して抽出された黒の濃度値成分２７の数を、帯状部分２５の数としてラム１６の図示外のメモリに一時的に記録する。
【００４４】
このようにして得られる濃度値成分の幅ｈは、サイズｆ０のフィルタの２倍に、１を加えた値より小さいという関係が成立するので、フィルタサイズｆ０の２倍に１を加えた値を超える幅の濃度値成分は、検出できないことになる。そこで、以下のステップとしてフィルタサイズｆ０を２倍にして前述と同様のステップ１４〜１７、ステップ１８〜２１を実行すれば、より幅の広い濃度値成分２６，２７の検出が可能となる。フィルタサイズｆ０を２倍にした場合の抽出結果は、その前のフィルタサイズｆ０で抽出された濃度値成分も含まれているので、重複して計上される濃度値成分が存在することになる。
【００４５】
したがって重複して計上される濃度値成分を排除する方法として、ステップ１６、ステップ２０において、幅ｈがその前のフィルタサイズｆ０以下の濃度値成分は数に計上しない処理を実行する。ただし、最初のフィルタサイズｆ０のときこのステップ１６，２０は省略する。このようにフィルタサイズｆ０において、ステップ１４の白モフォロジ処理、ステップ１５の濃度値成分２６の抽出、ステップ１７のその数をラム１６のメモリに一時的に記録、ステップ１８の黒モフォロジ処理、ステップ１９の濃度値成分２７の抽出、ステップ２１においてその数をラム１６のメモリに一時的に記録するサブルーチンを実行する。
【００４６】
次に、フィルタサイズｆ０を２倍したフィルタサイズ２ｆ０において、白モフォロジ処理、濃度値成分２６の抽出、重複した濃度値成分２６の排除、白の濃度値成分２６の数の計上、黒モフォロジ処理、濃度値成分２７の抽出、重複した濃度値成分２７の排除、黒の濃度値成分２７の数を計上するサブルーチンを実行する。以下、フィルタサイズｆ０を４倍したフィルタサイズ４ｆ０において、白の濃度値成分２６の数の計上および黒の濃度値成分２７の数を計上するサブルーチンを実行する。そしてフィルタサイズｆがＱになるまでこのサブルーチンを実行する。ただし、フィルタサイズＱは、画素Ｎを２で除した値を超えない値とする。その後、ステップ２５に移行して白モフォロジ処理の各フィルタサイズｆ０，２ｆ０，４ｆ０，…，Ｑで得られた白の濃度値成分２６の数と、黒モフォロジ処理の各フィルタサイズｆ０，２ｆ０，４ｆ０，…，Ｑで得られた黒の濃度値成分２７の数とを合算してディスプレイ２４に出力する。この出力された数を、帯状部分発生度合いとして結晶膜２の評価に用いる。
【００４７】
図１３は、フィルタサイズｆとコントラストしきい値Ｃｆとの関係を示す図表であり、図１４は、フィルタサイズｆと演算対象となる基準画素Ｋとの関係を示す説明図であり、図１５は、フィルタサイズｆおよびコントラストしきい値Ｃｆの具体的な設定例を示す図表である。フィルタサイズをｆ０，２ｆ０，４ｆ０，…，Ｑと多段階にするのは、たとえば人による目視確認によって、各フィルタサイズｆ０，２ｆ０，４ｆ０，…，Ｑすなわち各帯状部分２５の幅に最も適したコントラストしきい値Ｃｆを設定することに起因している。つまり人は、細い帯状部分２５は少々コントラストが低くても見分けられるが、幅の広い帯状部分２５はコントラストが大きくないと見分けられないという視覚特性いわゆるＭＴＦ特性（ＭＴＦ：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を有する。このようなＭＴＦ特性を利用するために、フィルタサイズｆを多段階に設定し、各フィルタサイズｆ０，２ｆ０，４ｆ０，…，Ｑすなわち帯状部分２５の幅に最も適したコントラストしきい値を、目視確認によって設定することができる。なお各フィルタサイズｆ０，２ｆ０，４ｆ０，…，Ｑは、たとえばノイズの影響を無視でき、感度が良好なサイズが経験的に適用されている。前記コントラストしきい値Ｃｆは、具体的にはフィルタサイズｆの関数として、Ｃｆ＝ａ・ｆｂのように定義することができる。ただしａ，ｂは定数とする。
【００４８】
図１６は、エキシマレーザアニール装置３のエネルギー制御値（レーザエネルギー値ともいう）と、撮像した画像Ｓ全体の濃度値の平均値Ａｖおよび帯状部分２５の数Ｚとの関係を示す図表であり、図１７は、エキシマレーザアニール装置３のエネルギーの強度と結晶膜２の画像Ｓとの関係を示す説明図であり、図１８は、検査装置１とエキシマレーザアニール装置３との関係を示すブロック図である。図１６に示すように、エキシマレーザアニール装置３のレーザエネルギー値と結晶化度との間には、所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値よりも小さい領域において、レーザエネルギー値が大きくなれば、結晶膜２の結晶化度および濃度値の平均値は高くなる傾向にある。所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値を超える領域においては、レーザエネルギー値が大きくなれば、結晶膜の結晶化度および濃度値の平均値は低くなる傾向にある。
【００４９】
またエキシマレーザアニール装置３のレーザエネルギー値と、モフォロジ処理によって得られた濃度値成分の数Ｚとの間には、所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値よりも小さい領域において、レーザエネルギー値の大小に関わらず前記濃度値成分の数Ｚは「０」となる。所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値を超える領域においては、レーザエネルギー値が大きくなれば、濃度値成分の数Ｚは大きくなる傾向にある。具体的に図１７（ａ）は、所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値よりもかなり小さいレーザエネルギー値で照射された場合の結晶膜２Ｃの撮像画像Ｓの部分拡大図であり、帯状部分は皆無となる。
【００５０】
図１７（ｂ）は、所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値で照射された場合の結晶膜２Ｄの撮像画像Ｓの部分拡大図であり、白の帯状部分２５と黒の帯状部分２５とが混在されている。図１７（ｃ）は、所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値よりもやや大きいレーザエネルギー値で照射された場合の結晶膜２Ｅの撮像画像Ｓの部分拡大図であり、白の帯状部分２５と黒の帯状部分２５とが混在されている。図１７（ｄ）は、所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値よりもかなり大きいレーザエネルギー値で照射された場合の結晶膜２Ｆの撮像画像Ｓの部分拡大図であり、帯状部分は皆無となる。
【００５１】
したがってエキシマレーザアニール装置３による結晶化工程の直後に、生産される全基板４の結晶膜２の検査つまり全数検査、または全ての生産ロット単位内での結晶膜２の抜取り検査をして、濃度値の平均値Ａｖと帯状部分の数Ｚの変動を、ディスプレイ２４で常に監視することによって、濃度値の平均値Ａｖがあるレベルを下回りかつ帯状部分の数Ｚが「０」になった場合には、レーザエネルギー値は、所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値よりも小さくなっていることを即座に検出し得る。濃度値の平均値Ａｖがあるレベルを下回りかつ帯状部分の数Ｚが「０」でない場合には、レーザエネルギー値は、所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値よりも大きくなっていることを即座に検出し得る。このように２つの関係すなわち、撮像した画像全体の濃度値の平均値Ａｖとレーザエネルギー値との関係と、帯状部分の数Ｚとレーザエネルギー値との関係とから、レーザエネルギー値の出力異常を即座に検知することができ、不所望の結晶化度の結晶膜すなわち不良基板を排除することが可能となる。
【００５２】
また、検査装置１によって得た撮像画像Ｓの基板４上の位置すなわちｘｙ座標、画像全体の濃度値の平均値Ａｖ、帯状部分の数Ｚなどの情報を、制御部２８を介してエキシマレーザアニール装置３にフィードバックすることができる。制御部２８は、エキシマレーザアニール装置３とは別体に設けられている。制御部２８は、前記情報に基づいて、エキシマレーザアニール装置３に対して主にレーザエネルギー値などの運転条件を変更する指令を送る。
【００５３】
具体的には、制御部２８は、前記ｘｙ座標、濃度値の平均値Ａｖ、帯状部分の数Ｚなどの情報と、図１６に示すレーザエネルギー値と濃度値の平均値との関係を予め記憶しておく図示外の記憶手段を有し、これによって基板４上のｘｙ座標でレーザエネルギー値が、所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値に対してどの程度過不足があったかを判断することができる。
【００５４】
制御部２８での判定の結果、基板４全面部についてレーザエネルギー値が一定量不足または一定量過多である場合、エキシマレーザアニール装置３に対してエネルギー制御量を一定量だけ上げるまたは下げる指令を送ることによって、次の基板４から所望の結晶化度が得られる最適な状態で生産することが可能となる。また、レーザエネルギー値の過不足が基板４上の位置に依存して毎基板再現される場合には、エキシマレーザアニール３に対して、基板４の位置と過不足に対応したエネルギー制御量の増減を指令することによって、次の基板４から所望の結晶化度が得られる最適な状態で生産することが可能となる。このように、エキシマレーザアニール装置３は、制御部２８によって、レーザエネルギー値が所望の結晶化度が得られるレーザエネルギー値よりも大きいのか小さいのかが判定されて、所望のエネルギー値に制御される。したがって、製造プロセスの安定化を図ることが可能となる。
【００５５】
以上説明した結晶膜２の検査方法によれば、第１工程において、結晶膜２を厚み方向一方から撮像した画像であって、予め定めるｙ方向に延びる複数列の帯状部分２５を有する画像Ｓに基づいて、ｙ方向と交差するｘ方向の濃度値の分布を表す濃度値の分布特性を求める。次に第２工程において、前記濃度値の分布特性に基づいて、結晶膜２の結晶化度を判定する。このように複数列の帯状部分２５を有する画像Ｓに基づいて、濃度値の分布特性を求めておき、この濃度値の分布特性と結晶膜２の結晶化度との間には、相関性があることを利用して、前記分布特性に基づいて結晶膜２の結晶化度を判定することができる。それ故、たとえばフーリエ変換などを用いることなく結晶膜２の結晶化度を確実に判定することができる。
【００５６】
したがって前記公報に記載の従来技術のように、フーリエ変換を用いて、結晶膜の凹凸状態に一定の周期性があるものだけを検査するのではなく、本実施形態においては、結晶膜２の凹凸状態の周期性に依存することなく、結晶膜２の結晶化度を確実に判定することができる。それ故、本検査方法の汎用性を高くすることが可能となる。
【００５７】
また結晶膜の結晶化度を判定する第２工程において、濃度値の分布特性に加えて、撮像した画像全体の濃度値の平均値Ａｖに基づいて、結晶化度を判定することができる。つまり結晶化度と濃度値とは、相関性があるが、画像全体のうち、たとえば１列の帯状部分２５の中でも、与えられるエネルギーの分布特性などによって、濃度値はｙ方向に沿って変動する。したがって１つの結晶膜における濃度値に対する結晶化度を、一層客観的に判断するために、撮像した画像全体の濃度値の平均値Ａｖを求め、この画像全体の濃度値の平均値Ａｖと、前記第１工程で求めたｘ方向の濃度値の分布特性とに基づいて、結晶膜２の結晶化度を判定している。したがって、結晶膜２の結晶化度を、従来技術のものよりも正確にかつ簡単に判定することが可能となる。
【００５８】
前記第２工程において、白モフォロジ処理と黒モフォロジ処理とによって求められるモフォロジ分布から、予め定める寸法の濃度値成分２６，２７を検出し、これら濃度値成分２６，２７の数に基づいて、結晶化度を判定することができる。このように予め定める寸法の濃度値成分２６，２７を検出したうえで、これら濃度値成分２６，２７の数に基づいて、結晶膜２の結晶化度を判定することができるので、濃度値の定量化を行ったうえで、結晶膜２の結晶化度を、従来技術のものよりも正確にかつ簡単に判定することが可能となる。
【００５９】
照射手段は、円環状に形成されるリング照明１２であるので、検査対象の結晶膜２に、検査光を全方位から照射することが可能となる。したがって、結晶膜２の凹凸状態に起因する乱反射による濃度値の読取り誤差を解消することができる。しかも、第１および第２方向における任意の検査位置で、結晶膜２を撮像し検査することが可能となるので、照射手段に対する結晶膜２の検査位置調整に手間がかからず検査時間を大幅に短縮することができる。またＣＣＤカメラ１１によって、ｙ方向に延びる複数列の帯状部分２５を有する画像Ｓを撮像することが実現される。
【００６０】
前記検査装置１および検査方法によって得られる結晶化度に基づいて、アニール処理におけるエネルギーの過不足を判定し、この判定結果に基づいてアニール処理で前駆体に与えるエネルギーを制御することができるので、その制御以後、所望の結晶膜の結晶化度を実現することが可能となる。エネルギーの過不足情報は、具体的には工程内ＣＩＭ（ＣＩＭ：Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）を通してエキシマレーザアニール装置３にフィードバックするようになっている。
【００６１】
本発明の実施の他の形態として、白の濃度値成分の数および黒の濃度値成分の数のいずれか一方のみを、結晶膜の評価に用いるようにすることも可能である。この場合には、いずれか一方のモフォロジ処理によって得られたモフォロジ分布から、予め定める寸法の濃度値成分を検出し、この濃度値成分の数のみに基づいて、結晶化度を判定することができる。したがって前記実施形態と比べて、演算対象である中央演算処理装置の負荷を軽減することができ、結晶膜の検査時間を格段に短縮することができる。
【００６２】
フィルタサイズは、必ずしもｆ０，２ｆ０，４ｆ０，…に限定されるものではなく、たとえばｆ０，３ｆ０，６ｆ０，…などの種々な多段階の設定にすることが可能である。結晶化工程で用いられるアニール装置は、必ずしもエキシマレーザアニール装置に限定されるものではなく、電子ビームおよび熱放射など各種の加熱源を用いたアニール装置を適用することも可能である。
【００６３】
図１９は、本発明を部分的に変更した変更形態に係り、検査装置１と、制御部２８Ａを有するエシキマレーザアニール装置３Ａとの関係を示すブロック図である。前記実施形態においては、制御部２８は、検査装置１およびエキシマレーザアニール装置３に独立して設けられているが、本変更形態においては、制御部２８Ａは、エシキマレーザアニール装置３Ａに設けられ、このエキシマレーザアニール装置３Ａに対して前記と同様にフィードバック制御を行うことができる。
【００６４】
図２０は、制御部２８Ｂを有する検査装置１Ａと、エキシマレーザアニール装置３との関係を示すブロック図であり、図２１は、制御部と計測演算部とを有するエキシマレーザアニール装置の図２０相当図である。制御部２８Ｂを検査装置１Ａに一体的に設けてもよい。またエキシマレーザアニール装置３Ｂに、制御部２８Ｃおよび計測演算部２９を組込み、これらエキシマレーザアニール装置３Ｂ、制御部２８Ｃおよび計測演算部２９を一体化してもよい。その他、前記実施形態に、特許請求の範囲を逸脱しない範囲において種々の部分的変更を行う場合もある。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、複数列の帯状部分を有する画像に基づいて、濃度値の分布特性を求めておき、この濃度値の分布特性と結晶膜の結晶化度との間には、相関性があることを利用して、前記分布特性に基づいて結晶膜の結晶化度を判定することができる。それ故、たとえばフーリエ変換などを用いることなく結晶膜の結晶化度を確実に判定することができる。したがって前記公報に記載の従来技術のように、フーリエ変換を用いて、結晶膜の凹凸状態に周期性があるものだけを検査するのではなく、本発明においては、結晶膜の凹凸状態の周期性に依存することなく、結晶膜の結晶化度を確実に判定することができる。それ故、本検査方法の汎用性を高くすることが可能となる。
【００６６】
また本発明によれば、結晶膜の結晶化度を判定する第２工程において、濃度値の分布特性に加えて、撮像した画像全体の濃度値の平均値に基づいて、結晶化度を判定することができる。つまり結晶化度と濃度値とは、相関性があるが、画像全体のうち、たとえば１つの帯状部分の中でも、与えられるエネルギーの分布特性などによって、濃度値は第１方向に沿って変動する。したがって１つの結晶膜における濃度値に対する結晶化度を、一層客観的に判断するために、撮像した画像全体の濃度値の平均値を求め、この画像全体の濃度値の平均値と、前記第１工程で求めた第２方向の濃度値の分布特性とに基づいて、結晶膜の結晶化度を判定している。したがって、結晶膜の結晶化度を従来技術のものよりも正確にかつ簡単に判定することが可能となる。
【００６７】
また本発明によれば、第２工程において、第１のモフォロジ処理および第２のモフォロジ処理の、少なくともいずれか一方のモフォロジ処理によって求められるモフォロジ分布から、予め定める寸法の濃度値成分を検出し、この濃度値成分の数に基づいて、結晶化度を判定することができる。このように予め定める寸法の濃度値成分を検出したうえで、この濃度値成分の数に基づいて、結晶膜の結晶化度を判定することができるので、濃度値の定量化を行ったうえで、結晶化度を、従来技術のものよりも正確にかつ簡単に判定することが可能となる。
【００６８】
また本発明によれば、照射手段および撮像手段を用いて、結晶膜を厚み方向一方から撮像する。判定手段は、予め定める第１方向に延びる複数列の帯状部分を有する画像に基づいて、第１方向と交差する第２方向の濃度値の分布を表す濃度値の分布特性を求める。その後、前記濃度値の分布特性に基づいて、結晶膜の結晶化度を判定する。このように複数列の帯状部分を有する画像に基づいて、濃度値の分布特性を求めておき、その分布特性に基づいて結晶膜の結晶化度を判定することができるので、たとえばフーリエ変換などを用いることなく結晶膜の結晶化度を確実に判定することができる。したがって前記公報に記載の従来技術のように、フーリエ変換を用いて、結晶膜の凹凸状態に周期性があるものだけを検査するのではなく、本発明においては、結晶膜の凹凸状態の周期性に依存することなく、結晶膜の結晶化度を確実に判定することができる。それ故、本検査装置の汎用性を高くすることが可能となる。
【００６９】
また本発明によれば、検査対象の結晶膜に、検査光を全方位から照射することが可能となる。したがって、結晶膜の凹凸状態に起因する乱反射による濃度値の読取り誤差を解消することができる。しかも、第１および第２方向の任意の検査位置で、結晶膜を撮像し検査することが可能となるので、結晶膜の検査位置調整に手間がかからず検査時間を短縮することができる。
【００７０】
また本発明によれば、電荷結合素子を用いた手段によって、第１方向に延びる複数列の帯状部分を有する画像を、撮像することが実現される。
【００７１】
また本発明によれば、非晶質膜を作製した後、アニール処理を用いて結晶膜を作製した後、前記いずれかに記載の検査方法によって得られる結晶化度に基づいて、アニール処理におけるエネルギーの過不足を判定することができる。この判定結果に基づいて、アニール処理で前駆体に与えるエネルギーを制御することができ、以後、アニール処理を用いて結晶膜を作製する際、所望の結晶膜の結晶化度を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る結晶膜２の検査装置１の制御系のブロック図である。
【図２】結晶膜２の検査装置１の概略斜視図である。
【図３】結晶膜２の結晶化度を判定する工程を段階的に示すフローチャートである。
【図４】基板４の一表面部に、結晶膜２を形成する工程を段階的に示す概略説明図である。
【図５】エキシマレーザアニール装置３と、帯状部分２５との関係を示す説明図である。
【図６】レーザエネルギーと結晶化度および表面粗さとの関係を示す図表である。
【図７】基板４の一表面部の結晶膜２Ａであって、結晶化度の低い結晶膜２Ａを表す斜視図および部分拡大図である。
【図８】基板４の一表面部の結晶膜２Ｂであって、結晶化度の高い結晶膜２Ｂを表す斜視図および部分拡大図である。
【図９】濃度値成分の数を求める方法を示すフローチャートである。
【図１０】濃度値成分の数を求める方法を示すフローチャートである。
【図１１】白の濃度値成分２６の数を求める方法を段階的に示す説明図である。
【図１２】黒の濃度値成分２７の数を求める方法を段階的に示す説明図である。
【図１３】フィルタサイズｆとコントラストしきい値Ｃｆとの関係を示す図表である。
【図１４】フィルタサイズｆと演算対象となる基準画素Ｋとの関係を示す説明図である。
【図１５】フィルタサイズｆおよびコントラストしきい値Ｃｆの具体的な設定例を示す図表である。
【図１６】エキシマレーザアニール装置３のエネルギーと、撮像した画像全体の濃度値の平均値Ａｖおよび帯状部分の数Ｚとの関係を示す図表である。
【図１７】エキシマレーザアニール装置３のエネルギーの強度と結晶膜の画像Ｓとの関係を示す説明図である。
【図１８】検査装置１とエキシマレーザアニール装置３との関係を示すブロック図である。
【図１９】検査装置と、制御部を有するエシキマレーザアニール装置との関係を示すブロック図である。
【図２０】制御部を有する検査装置と、エキシマレーザアニール装置との関係を示すブロック図である。
【図２１】制御部と計測演算部とを有するエキシマレーザアニール装置の図２０相当図である。
【符号の説明】
１ 検査装置
２ 結晶膜
３ エキシマレーザアニール装置
１１ ＣＣＤカメラ
１２ リング照明
１３ 制御装置
１４ 中央演算処理装置
１５ ロム
１６ ラム
２５ 帯状部分
２６，２７ 濃度値成分
ｆ フィルタサイズ
Claims (7)
- 結晶膜を厚み方向一方から撮像した画像であって、予め定める第１方向に延びる複数列の帯状部分を有する画像に基づいて、第１方向と交差する第２方向の濃度値の分布を表す濃度値の分布特性を求める第１工程と、
前記濃度値の分布特性に基づいて、結晶膜の結晶化度を判定する第２工程とを有することを特徴とする結晶膜の検査方法。 - 第２工程において、
前記分布特性に加えて、撮像した画像全体の濃度値の平均値に基づいて、結晶化度を判定することを特徴とする請求項１に記載の結晶膜の検査方法。 - 第２工程において、
濃度値分布に対して、第２方向に走査しながら予め定める領域内の最小値を求める最小値化処理をして最小値分布を求め、この最小値分布に対して第２方向に走査しながら前記領域内の最大値を求める最大値化処理をして最大値分布を求め、前記濃度値分布と最大値分布との差を求めて第１モフォロジ分布を求める第１のモフォロジ処理および、
濃度値分布に対して、第２方向に走査しながら予め定める領域内の最大値を求める最大値化処理をして最大値分布を求め、この最大値分布に対して第２方向に走査しながら前記領域内の最小値を求める最小値化処理をして最小値分布を求め、この最小値分布と前記濃度値分布との差を求めて第２モフォロジ分布を求める第２のモフォロジ処理の
少なくともいずれか一方のモフォロジ処理によって求められるモフォロジ分布から予め定める寸法の濃度値成分を検出して、濃度値成分の数に基づいて、結晶化度を判定することを特徴とする請求項１に記載の結晶膜の検査方法。 - 結晶膜に光を照射する照射手段と、
結晶膜を撮像する撮像手段と、
照射手段および撮像手段を用いて、結晶膜を厚み方向一方から撮像した画像であって、予め定める第１方向に延びる複数列の帯状部分を有する画像に基づいて、第１方向と交差する第２方向の濃度値の分布を表す濃度値の分布特性を求め、前記濃度値の分布特性に基づいて、結晶膜の結晶化度を判定する判定手段とを有することを特徴とする結晶膜の検査装置。 - 照射手段は、円環状に形成されるリング照明であることを特徴とする請求項４に記載の結晶膜の検査装置。
- 撮像手段は、電荷結合素子を用いた手段であることを特徴とする請求項４に記載の結晶膜の検査装置。
- 非晶質膜を作製した後、アニール処理を用いて結晶膜を作製する方法において、
請求項１〜３のいずれかに記載の検査方法によって得られる結晶化度に基づいて、アニール処理におけるエネルギーの過不足を判定し、この判定結果に基づいて、アニール処理によって前駆体に与えるエネルギーを制御することを特徴とする結晶膜の作製方法。
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