JP2005072313A - Method and device for inspecting crystal film - Google Patents
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Abstract
Description
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、エキシマレーザー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。
The present invention relates to a crystal film inspection method and inspection apparatus, and more particularly, to a technique used through a crystallization process using an excimer laser annealing apparatus or the like when manufacturing a liquid crystal display panel.
本発明において、「略長方形状」は「長方形状」を含む。 In the present invention, “substantially rectangular” includes “rectangular”.
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。
In liquid crystal display elements and image sensors that have a strong demand for high resolution,
As a driving method, for example, an active matrix thin film transistor (TFT: Thin) in which a high-performance semiconductor element is formed on one surface of an insulating substrate such as glass.
Film Transistor) is used. A thin film silicon semiconductor is generally used for the TFT. Thin film silicon semiconductors are roughly classified into two types: amorphous silicon semiconductors made of amorphous silicon (amorphous silicon) and crystalline silicon semiconductors made of crystalline silicon.
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。
Amorphous silicon semiconductors are most commonly used because they have characteristics such as a relatively low film formation temperature, can be manufactured relatively easily by a vapor deposition method, and are rich in mass productivity. . However, since amorphous silicon semiconductors are inferior in physical properties such as conductivity compared to crystalline silicon semiconductors, establishment of a manufacturing technique for TFTs made of crystalline silicon semiconductors is strongly required to obtain high-speed characteristics. That is, an amorphous silicon thin film is formed on one surface portion of the substrate by plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) or low pressure thermal chemical vapor deposition,
A crystalline silicon semiconductor film (hereinafter sometimes simply referred to as a crystal film) is formed through a solid-phase growth crystallization process and a laser annealing crystallization process sequentially.
エキシマレーザーアニール装置において、最適なレーザーエネルギー値を決定
するには、レーザーエネルギー値を決定するための基板を用意しておく。以後、
前記基板をパワーモニター基板と称する。予め定められた範囲のレーザーエネル
ギー値を用いて、パワーモニター基板に対し、レーザーエネルギー値を段階的に
変化させつつレーザーエネルギーを照射する。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、結晶膜の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ーエネルギー値を用いて、エキシマ
レーザーアニール装置を稼動させる。
In the excimer laser annealing apparatus, in order to determine the optimum laser energy value, a substrate for determining the laser energy value is prepared. After that
The substrate is referred to as a power monitor substrate. Using the laser energy value within a predetermined range, the laser energy is irradiated to the power monitor substrate while changing the laser energy value stepwise. The result is measured by means such as visual observation or Raman spectroscopic measurement to confirm the crystallinity of the crystal film. Thereafter, the excimer laser annealing apparatus is operated using the laser energy value corresponding to the place where the desired crystallinity is obtained.
エキシマレーザーアニール装置によって結晶化された結晶膜を生成した基板を
、検査する技術も開示されている(特許文献1)。前記特許文献1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て結晶化状態を測定し、その計測値に基づいて基板の状
態を判定する技術が開示されている。
エキシマレーザーアニール装置によって結晶化された結晶膜の結晶化状態は、
同一の設定条件のレーザーエネルギーで照射した場合であっても、基板の場所に
よって結晶化状態に違いがある。つまり前記結晶膜の結晶化状態は、面内分布を
有する。結晶膜付きの結晶化基板の面内分布は、レーザーエネルギーの時間軸に
対する変動と、レーザービームの照射エネルギー分布とによって発生する。前記
レーザービームの照射エネルギー分布は、レーザー発信源から基板までの光路途
中に配置されるレンズ群などのレーザー照射光学系の収差および光軸誤差などに
起因して発生する。
The crystallization state of the crystal film crystallized by the excimer laser annealing device is
Even when the laser energy is irradiated under the same setting conditions, the crystallization state varies depending on the location of the substrate. That is, the crystallized state of the crystal film has an in-plane distribution. The in-plane distribution of the crystallized substrate with the crystal film is generated by the variation of the laser energy with respect to the time axis and the irradiation energy distribution of the laser beam. The irradiation energy distribution of the laser beam is generated due to aberrations of the laser irradiation optical system such as a lens group disposed in the optical path from the laser transmission source to the substrate and an optical axis error.
エキシマレーザーアニール装置は、一定期間またはレーザー照射回数などに応
じて、光学系のクリーニングなどのメンテナンスつまり保守作業が必要である。
前記保守作業に起因するレーザー照射エネルギー分布は、上述した保守作業毎に
光学系の光学条件が変化することで一定とはならない。レーザーエネルギーを付
与した基板の結晶化状態を計測した場合、結晶化基板の面内の場所によって、結
晶化状態は異なる。それ故、パワーモニター基板を用いて得られたレーザーエネ
ルギーの設定値は、保守作業毎にレーザーエネルギー分布の変化に影響を受けて
、レーザーエネルギーの設定値の精度が低下する。
The excimer laser annealing apparatus requires maintenance such as cleaning of the optical system, that is, maintenance work according to a certain period or the number of times of laser irradiation.
The laser irradiation energy distribution resulting from the maintenance work does not become constant as the optical conditions of the optical system change for each maintenance work described above. When the crystallization state of the substrate to which laser energy is applied is measured, the crystallization state varies depending on the location in the plane of the crystallization substrate. Therefore, the set value of the laser energy obtained using the power monitor substrate is affected by the change of the laser energy distribution for each maintenance work, and the accuracy of the set value of the laser energy is lowered.
またエキシマレーザーアニール装置に対し、適切なレーザーエネルギーの設定
値を設定する。その後、TFT基板を製造するために、固相成長によって結晶化
された製品用の結晶化基板に対し、前記エキシマレーザーアニール装置を用いて
レーザーエネルギーを付与し、結晶化処理を進める。前述したように、結晶化状
態は、基板内において面内分布を有するので、製品用の結晶化基板の結晶化状態
を検査し、品質管理を行うには、基板内の結晶化状態の過小箇所および過大箇所
を特定する必要がある。逆に言えば、基板内における結晶化状態の過小箇所およ
び過大箇所の位置が不特定であるので、基板内に、結晶化状態を測定するための
多数の測定点を設定しなければならない。結果として検査時間が長くなるので、
測定点数を離散的に限定するか、または、抜き取り検査するなどの対策が必要と
なる。したがって工程における検査精度が低下する。
Also, an appropriate laser energy setting value is set for the excimer laser annealing apparatus. Thereafter, in order to manufacture a TFT substrate, laser energy is applied to the crystallized substrate for a product crystallized by solid phase growth using the excimer laser annealing apparatus, and the crystallization process is advanced. As described above, since the crystallization state has an in-plane distribution in the substrate, in order to inspect the crystallization state of the crystallization substrate for the product and perform quality control, the crystallization state in the substrate is too small. And it is necessary to identify the excessive points. In other words, since the positions of the under- and over-crystallized states in the substrate are unspecified, a large number of measurement points for measuring the crystallized state must be set in the substrate. As a result, the inspection time becomes longer,
It is necessary to take measures such as limiting the number of measurement points discretely or conducting sampling inspection. Therefore, the inspection accuracy in the process is lowered.
したがって本発明の目的は、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。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a crystal film inspection method and an inspection apparatus that can form a crystal film that can obtain a desired degree of crystallinity and that can achieve stable operation of the manufacturing process. is there.
本発明は、照射形状が予め定める第1方向へ延びる略長方形状であり、結晶膜
の結晶成長を促すためのレーザービームが、第1方向に直交する第2方向へ走査
されて照射される検査対象結晶膜を検査する方法であって、
照射エネルギを変化させながら第2方向へ走査されてレーザービームが照射さ
れたモニタ用結晶膜の結晶化状態を、第1および第2方向に並ぶ複数の検査部位
で検査する第1工程と、
第1工程の検査結果に基づいて、検査対象結晶膜を検査するときの少なくとも
検査部位を含む検査条件を設定する第2工程と、
第2工程で設定される検査条件を用いて、検査対象結晶膜を検査する第3工程
とを含むことを特徴とする結晶膜の検査方法である。
The present invention is an inspection in which an irradiation shape is a substantially rectangular shape extending in a predetermined first direction, and a laser beam for promoting crystal growth of a crystal film is scanned and irradiated in a second direction orthogonal to the first direction. A method for inspecting a target crystal film,
A first step of inspecting a crystallization state of a monitor crystal film irradiated with a laser beam while being irradiated in a second direction while changing irradiation energy at a plurality of inspection sites arranged in the first and second directions;
Based on the inspection result of the first step, a second step of setting an inspection condition including at least an inspection site when inspecting the crystal film to be inspected,
And a third step of inspecting the crystal film to be inspected using the inspection conditions set in the second step.
本発明に従えば、第1工程においては、照射エネルギを変化させながら第2方
向に走査されてレーザービームが照射されたモニタ用結晶膜の結晶化状態を、予
め定める第1方向およびこの第1方向に直交する第2方向に並ぶ複数の検査部位
で検査する。第2工程においては、第1工程の検査結果に基づいて、検査対象結
晶膜を検査するときの少なくとも検査部位を含む検査条件を設定する。第3工程
においては、第2工程で設定される検査条件を用いて、検査対象結晶膜を検査す
る。
According to the present invention, in the first step, the crystallization state of the monitoring crystal film irradiated with the laser beam while being scanned in the second direction while changing the irradiation energy is determined in the first direction and the first direction. Inspection is performed at a plurality of inspection sites arranged in a second direction orthogonal to the direction. In the second step, based on the inspection result of the first step, the inspection condition including at least the inspection region when inspecting the inspection target crystal film is set. In the third step, the inspection target crystal film is inspected using the inspection conditions set in the second step.
特に、第1工程において、前記モニタ用結晶膜の結晶化状態を、第1および第
2方向に並ぶ複数の検査部位で検査しており、その検査結果に基づいて、検査対
象結晶膜を検査するときの少なくとも検査部位を含む検査条件を設定しているの
で、仮にモニタ用結晶膜の結晶化状態について、面内分布が発生している状態で
あっても、検査すべき検査部位を略特定することができる。
In particular, in the first step, the crystallization state of the monitoring crystal film is inspected at a plurality of inspection sites arranged in the first and second directions, and the inspection target crystal film is inspected based on the inspection result. Since the inspection conditions including at least the inspection part are set, the inspection part to be inspected is substantially specified even if the in-plane distribution occurs in the crystallization state of the monitoring crystal film. be able to.
たとえば、前記結晶化状態の過小箇所および過大箇所を略特定することが可能
となるので、検査対象結晶膜を、従来技術よりも高い精度で計測および検査する
ことが可能となる。したがって、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。
For example, since it is possible to substantially specify the under and over portions of the crystallized state, it is possible to measure and inspect the crystal film to be inspected with higher accuracy than in the prior art. Therefore, it is possible to form a crystal film with a desired degree of crystallinity, and to achieve stable operation of the manufacturing process.
また本発明は、第2工程における結晶膜の検査条件は、第1工程で検査結果が
得られると、自動制御手段によって自動的に設定されることを特徴とする。
The present invention is characterized in that the inspection condition of the crystal film in the second step is automatically set by the automatic control means when the inspection result is obtained in the first step.
本発明に従えば、結晶膜の検査条件は、第1工程で検査結果が得られると、自
動制御手段によって自動的に設定される。それ故、結晶膜の検査条件を短時間で
かつ正確に設定することができる。
According to the present invention, the inspection condition of the crystal film is automatically set by the automatic control means when the inspection result is obtained in the first step. Therefore, the inspection conditions for the crystal film can be set accurately in a short time.
また本発明は、第1工程は、
各検査部位の結晶化状態を、結晶の成長度が高くなるにつれて大きな値となる
検査値として求める第1段階と、
各検査部位を、第2方向に並ぶ各検査部位を1つの列として、第1方向に並ぶ
複数の検査部位列に分け、各検査部位列毎に、検査値が最大値となる検査部位を
抽出する第2段階と、
各検査部位列のうち、最小の照射エネルギで、検査値が最大値となる検査部位
列を抽出する第3段階とを有することを特徴とする。
In the present invention, the first step is:
A first stage for determining the crystallization state of each inspection site as an inspection value that increases as the degree of crystal growth increases;
Each test site is divided into a plurality of test site columns arranged in the first direction with each test site arranged in the second direction as one column, and the test site having the maximum test value is extracted for each test site column And the second stage
And a third stage for extracting a test site sequence having a maximum test value with the minimum irradiation energy among the test site sequences.
本発明に従えば、第1段階において、各検査部位の結晶化状態を、結晶の成長
度が高くなるにつれて大きな値となる検査値として求める。第2段階において、
各検査部位を、第2方向に並ぶ各検査部位を1つの列として、第1方向に並ぶ複
数の検査部位列に分け、各検査部位列毎に、検査値が最大値となる検査部位を抽
出する。第3段階において、各検査部位列のうち、最小の照射エネルギで、検査
値が最大値となる検査部位列を抽出する。特に、結晶化状態を抑制するための最
小の照射エネルギで、検査値が最大値となる検査部位列を求めているので、仮に
結晶化状態を進行させるための照射エネルギの分布状態が変動していたとしても
、その分布状態に適した計測を行うことができる。
According to the present invention, in the first stage, the crystallization state of each inspection site is obtained as an inspection value that increases as the degree of crystal growth increases. In the second stage,
Each test site is divided into a plurality of test site columns arranged in the first direction with each test site arranged in the second direction as one column, and the test site having the maximum test value is extracted for each test site column To do. In the third stage, the examination part sequence having the maximum examination value with the minimum irradiation energy is extracted from each examination part series. In particular, since the inspection site sequence having the maximum inspection value is obtained with the minimum irradiation energy for suppressing the crystallization state, the distribution state of the irradiation energy for proceeding the crystallization state is fluctuating. Even if it is, measurement suitable for the distribution state can be performed.
また本発明は、第2工程は、
各検査部位を、第1方向に並ぶ各検査部位を1つの行として、第2方向に並ぶ
複数の検査部位行に分け、第1工程の第3段階で抽出される検査部位列における
検査値が最大値となる検査部位を有する検査部位行を抽出し、
この検査部位行における検査値が最大値となる検査部位および検査値が最小値
となる検査部位とを抽出し、
これら2つの検査部位を有する検査部位列の各検査部位を、検査対象結晶膜を
検査するときの検査部位として、検査条件に設定することを特徴とする。
In the present invention, the second step includes
Each test site is divided into a plurality of test site rows arranged in the second direction, with each test site arranged in the first direction as one row, and the test value in the test site sequence extracted in the third stage of the first step is Extract the test part line that has the maximum test part,
Extract the test site where the test value in this test site line is the maximum and the test site where the test value is the minimum,
Each inspection part of the inspection part row having these two inspection parts is set as an inspection part when inspecting a crystal film to be inspected in an inspection condition.
本発明に従えば、第2工程において、各検査部位を、第1方向に並ぶ各検査部
位を1つの行として、第2方向に並ぶ複数の検査部位行に分け、第1工程の第3
段階で抽出される検査部位列における検査値が最大値となる検査部位を有する検
査部位行を抽出する。また、この検査部位行における検査値が最大値となる検査
部位および検査値が最小値となる検査部位を抽出する。これら2つの検査部位を
有する検査部位列の各検査部位を、検査対象結晶膜を検査するときの検査部位と
して、検査条件に設定する。
According to the present invention, in the second step, each examination site is divided into a plurality of examination site rows arranged in the second direction, with each examination site arranged in the first direction as one row.
A test part row having a test part having a maximum test value in the test part sequence extracted in the stage is extracted. In addition, the test site where the test value in the test site row is the maximum value and the test site where the test value is the minimum value are extracted. Each inspection part of the inspection part row having these two inspection parts is set as an inspection condition as an inspection part when inspecting the crystal film to be inspected.
このように検査部位列における検査値に基づいて、検査部位行における検査値
が最大値および最小値となる検査部位を抽出したうえで、前記検査部位列を設定
することができる。換言すれば、モニタ用結晶膜の結晶化状態の過小箇所および
過大箇所を略特定することが可能となる。したがって、本発明によれば、検査部
位を無作為に限定するか、または、抜き取り検査などの対策を講じることなく、
検査条件を設定することができる。それ故、結晶膜の結晶化状態の検査を、従来
技術よりも高い精度で実現することが可能となる。
Thus, based on the test value in the test site column, the test site string can be set after extracting the test site where the test value in the test site row has the maximum value and the minimum value. In other words, it is possible to substantially specify the under and over portions of the crystallization state of the monitoring crystal film. Therefore, according to the present invention, the inspection site is randomly limited or without taking measures such as sampling inspection,
Inspection conditions can be set. Therefore, the inspection of the crystallization state of the crystal film can be realized with higher accuracy than in the prior art.
また本発明は、第1工程は、各検査部位列のうち、最大の照射エネルギで、検
査値が最大値となる検査部位列を抽出する第4段階をさらに有し、
第2工程は、第1工程の第3段階で抽出される検査部位列における検査値が最
大値となる検査部位の照射エネルギと、第1工程の第4段階で抽出される検査部
位列における検査値が最大値となる検査部位の照射エネルギとのエネルギ差を求
め、このエネルギ差が予め定めるエネルギ範囲内にあるか否かを判定して、範囲
外であると判定したとき、モニタ用結晶膜が異常であると判定することを特徴と
する。
In the present invention, the first step further includes a fourth stage of extracting a test site sequence having a maximum test value with the maximum irradiation energy among the test site sequences,
The second process includes the irradiation energy of the test site where the test value in the test site sequence extracted in the third stage of the first process is the maximum value, and the test in the test site sequence extracted in the fourth stage of the first process. When the energy difference from the irradiation energy of the examination site where the value is the maximum value is obtained, it is determined whether or not this energy difference is within a predetermined energy range, and when it is determined that it is out of the range, the crystal film for monitoring Is determined to be abnormal.
本発明に従えば、第1工程のうちの第4段階では、各検査部位列のうち、最大
の照射エネルギで、検査値が最大値となる検査部位列を抽出する。第2工程にお
いて、第1工程の第3段階で抽出される検査部位列における検査値が最大値とな
る検査部位の照射エネルギと、第1工程の第4段階で抽出される検査部位列にお
ける検査値が最大値となる検査部位の照射エネルギとのエネルギ差を求める。
According to the present invention, in the fourth stage of the first step, the examination part sequence having the maximum examination value with the maximum irradiation energy is extracted from each examination part series. In the second process, the irradiation energy of the test site where the test value in the test site sequence extracted in the third stage of the first process is the maximum value, and the test in the test site string extracted in the fourth stage of the first process An energy difference from the irradiation energy of the examination site where the value is the maximum value is obtained.
その後このエネルギ差が予め定めるエネルギ範囲内にあるか否かを判定する。
求められるエネルギ差が、前記エネルギ範囲外にあると判定したとき、モニタ用
結晶膜は異常であると判定する。逆に、求められるエネルギ差が、前記エネルギ
範囲内にあると判定したとき、このモニタ用結晶膜は正常であると判定する。こ
のようにモニタ用結晶膜の異常判定を実現することができる。少なくとも、前記
モニタ用結晶膜の異常判定に基づいて、結晶膜の検査条件を設定することができ
る。
Thereafter, it is determined whether or not this energy difference is within a predetermined energy range.
When it is determined that the required energy difference is outside the energy range, it is determined that the monitoring crystal film is abnormal. Conversely, when it is determined that the required energy difference is within the energy range, it is determined that the monitoring crystal film is normal. In this way, it is possible to realize abnormality determination of the monitoring crystal film. At least the inspection conditions for the crystal film can be set based on the abnormality determination of the monitor crystal film.
また本発明は、第2工程は、第1工程の第3段階で抽出される検査部位列にお
ける検査値の最大値が、予め設定される検査値範囲内にあるか否かを判定して、
範囲外であると判定したとき、モニタ用結晶膜が異常であると判定することを特
徴とする。
In the present invention, the second step determines whether or not the maximum value of the test value in the test site sequence extracted in the third stage of the first step is within a preset test value range,
When it is determined that it is out of the range, it is determined that the monitor crystal film is abnormal.
本発明に従えば、第2工程において、第1工程の第3段階で抽出される検査部
位列における検査値の最大値が、予め設定される検査値範囲内にあるか否かを判
定する。抽出される検査部位列における検査値の最大値が、前記検査値範囲外で
あると判定したとき、モニタ用結晶膜が異常であると判定する。逆に、前記検査
値の最大値が、前記検査値範囲内であると判定したとき、モニタ用結晶膜は正常
であると判定する。このようにモニタ用結晶膜の異常判定をすることができる。
少なくとも、前記モニタ用結晶膜の異常判定に基づいて、結晶膜の検査条件を設
定することができる。
According to the present invention, in the second process, it is determined whether or not the maximum value of the test value in the test site sequence extracted in the third stage of the first process is within a preset test value range. When it is determined that the maximum value of the test value in the extracted test site sequence is outside the test value range, the monitor crystal film is determined to be abnormal. Conversely, when it is determined that the maximum value of the inspection value is within the inspection value range, the monitoring crystal film is determined to be normal. In this way, it is possible to determine abnormality of the monitor crystal film.
At least the inspection conditions for the crystal film can be set based on the abnormality determination of the monitor crystal film.
また本発明は、照射形状が予め定める第1方向へ延びる略長方形状であり、結
晶膜の結晶成長を促すためのレーザービームが、第1方向に直交する第2方向へ
走査されて照射される検査対象結晶膜を検査する装置であって、
照射エネルギを変化させながら第2方向に走査されてレーザービームが照射さ
れたモニタ用結晶膜の結晶化状態を、第1および第2方向に並ぶ複数の検査部位
で検査するモニタ検査手段と、
モニタ検査手段による検査結果に基づいて、検査対象結晶膜を検査するときの
少なくとも検査部位を含む検査条件を設定する条件設定手段と、
条件設定手段によって設定される検査条件を用いて、検査対象結晶膜を検査す
る対象膜検査手段とを含むことを特徴とする結晶膜の検査装置である。
In the present invention, the irradiation shape is a substantially rectangular shape extending in a predetermined first direction, and a laser beam for promoting crystal growth of the crystal film is scanned and irradiated in a second direction orthogonal to the first direction. An apparatus for inspecting a crystal film to be inspected,
Monitor inspection means for inspecting the crystallization state of the crystal film for monitoring, which is scanned in the second direction and irradiated with the laser beam while changing the irradiation energy, at a plurality of inspection sites arranged in the first and second directions;
Condition setting means for setting an inspection condition including at least an inspection part when inspecting the crystal film to be inspected based on the inspection result by the monitor inspection means;
A crystal film inspection apparatus comprising: a target film inspection unit that inspects an inspection target crystal film using an inspection condition set by a condition setting unit.
本発明に従えば、照射形状が予め定める第1方向へ延びる略長方形状であり、
結晶膜の結晶成長を促すためのレーザービームが、第1方向に直交する第2方向
へ走査されて照射される検査対象結晶膜を検査する装置において、モニタ検査手
段は、照射エネルギを変化させながら第2方向に走査されてレーザービームが照
射されたモニタ用結晶膜の結晶化状態を、第1および第2方向に並ぶ複数の検査
部位で検査する。
According to the present invention, the irradiation shape is a substantially rectangular shape extending in a predetermined first direction,
In an apparatus for inspecting an inspection target crystal film irradiated with a laser beam for promoting crystal growth of the crystal film in a second direction orthogonal to the first direction, the monitor inspection means changes the irradiation energy. The crystallization state of the monitoring crystal film that is scanned in the second direction and irradiated with the laser beam is inspected at a plurality of inspection sites arranged in the first and second directions.
条件設定手段は、モニタ検査手段による検査結果に基づいて、検査対象結晶膜
を検査するときの少なくとも検査部位を含む検査条件を設定する。対象膜検査手
段は、条件設定手段によって設定される検査条件を用いて、検査対象結晶膜を検
査する。
The condition setting means sets an inspection condition including at least an inspection site when inspecting the crystal film to be inspected based on the inspection result by the monitor inspection means. The target film inspection unit inspects the inspection target crystal film using the inspection condition set by the condition setting unit.
特に、前記モニタ用結晶膜の結晶化状態を、第1および第2方向に並ぶ複数の
検査部位で検査しており、その検査結果に基づいて、検査対象結晶膜を検査する
ときの少なくとも検査部位を含む検査条件を設定しているので、仮にモニタ用結
晶膜の結晶化状態について、面内分布が発生している状態であっても、検査すべ
き検査部位を略特定することができる。
In particular, the crystallization state of the monitoring crystal film is inspected at a plurality of inspection parts arranged in the first and second directions, and at least the inspection part when inspecting the inspection target crystal film based on the inspection result Therefore, even if the in-plane distribution is generated with respect to the crystallization state of the monitoring crystal film, the inspection site to be inspected can be substantially specified.
たとえば、前記結晶化状態の過小箇所および過大箇所を略特定することが可能
となるので、検査対象結晶膜を、従来技術よりも高い精度で計測および検査する
ことが可能となる。したがって、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。
For example, since it is possible to substantially specify the under and over portions of the crystallized state, it is possible to measure and inspect the crystal film to be inspected with higher accuracy than in the prior art. Therefore, it is possible to form a crystal film with a desired degree of crystallinity, and to achieve stable operation of the manufacturing process.
また本発明は、モニタ検査手段において、
各検査部位の結晶化状態を、結晶の成長度が高くなるにつれて大きな値となる
検査値として求め、
各検査部位を、第2方向に並ぶ各検査部位を1つの列として、第1方向に並ぶ
複数の検査部位列に分け、各検査部位列毎に、検査値が最大値となる検査部位を
抽出し、
各検査部位列のうち、最小の照射エネルギで、検査値が最大値となる検査部位
列を抽出する制御手段をさらに含むことを特徴とする。
The present invention also provides a monitor inspection means,
Obtain the crystallization state of each inspection site as an inspection value that increases as the degree of crystal growth increases,
Each test site is divided into a plurality of test site columns arranged in the first direction with each test site arranged in the second direction as one column, and the test site having the maximum test value is extracted for each test site column And
It further includes control means for extracting the examination part sequence having the maximum examination value with the minimum irradiation energy among the examination part series.
本発明に従えば、制御手段によって、各検査部位の結晶化状態を、結晶の成長
度が高くなるにつれて大きな値となる検査値として求め、各検査部位を、第2方
向に並ぶ各検査部位を1つの列として、第1方向に並ぶ複数の検査部位列に分け
ることができる。さらに制御手段によって、各検査部位列毎に、検査値が最大値
となる検査部位を抽出し、各検査部位列のうち、最小の照射エネルギで、検査値
が最大値となる検査部位列を抽出することができる。
According to the present invention, the control means obtains the crystallization state of each inspection site as an inspection value that increases as the degree of crystal growth increases, and each inspection site is arranged in the second direction. As one row, it can be divided into a plurality of examination site rows arranged in the first direction. Further, by the control means, for each examination part sequence, the examination part having the maximum examination value is extracted, and among each examination part series, the examination part sequence having the maximum examination value with the minimum irradiation energy is extracted. can do.
特に、結晶化状態を抑制するための最小の照射エネルギで、検査値が最大値と
なる検査部位列を求めているので、仮に結晶化状態を進行させるための照射エネ
ルギの分布状態が変動していたとしても、その分布状態に適した計測を行うこと
ができる。
In particular, since the inspection site sequence having the maximum inspection value is obtained with the minimum irradiation energy for suppressing the crystallization state, the distribution state of the irradiation energy for proceeding the crystallization state is fluctuating. Even if it is, measurement suitable for the distribution state can be performed.
また本発明は、制御手段は、さらに、
各検査部位を、第1方向に並ぶ各検査部位を1つの行として、第2方向に並ぶ
複数の検査部位行に分け、抽出される検査部位列における検査値が最大値となる
検査部位を有する検査部位行を抽出し、
この検査部位行における検査値が最大値となる検査部位および検査値が最小値
となる検査部位とを抽出し、
これら2つの検査部位を有する検査部位列の各検査部位を、検査対象結晶膜を
検査するときの検査部位として、検査条件に設定する機能を有することを特徴と
する。
In the present invention, the control means further includes:
Each test site is divided into a plurality of test site rows arranged in the second direction, with each test site arranged in the first direction as one row, and has a test site in which the test value in the test site sequence to be extracted is the maximum value. Extract the inspection part line,
Extract the test site where the test value in this test site line is the maximum and the test site where the test value is the minimum,
It has a function of setting each inspection part of the inspection part row having these two inspection parts as an inspection part when inspecting a crystal film to be inspected in an inspection condition.
本発明に従えば、制御手段によって、モニタ検査手段に関して、各検査部位列
のうち、最大の照射エネルギで、検査値が最大値となる検査部位列を抽出する。
また制御手段によって、条件設定手段に関して、抽出される検査部位列における
検査値が最大値となる検査部位の照射エネルギと、前記モニタ検査手段で抽出さ
れる検査部位列における検査値が最大値となる検査部位の照射エネルギとのエネ
ルギ差を求め、このエネルギ差が予め定めるエネルギ範囲内にあるか否かを判定
する。
According to the present invention, the control means extracts the inspection part sequence having the maximum inspection value with the maximum irradiation energy among the inspection part sequences with respect to the monitor inspection means.
In addition, with respect to the condition setting means by the control means, the irradiation energy of the examination site where the examination value in the extracted examination site string becomes the maximum value and the examination value in the examination site string extracted by the monitor examination means become the maximum value. An energy difference from the irradiation energy of the examination site is obtained, and it is determined whether or not this energy difference is within a predetermined energy range.
求められるエネルギ差が、前記エネルギ範囲外にあると判定したとき、モニタ
用結晶膜は異常であると判定する。逆に、求められるエネルギ差が、前記エネル
ギ範囲内にあると判定したとき、このモニタ用結晶膜は正常であると判定する。
このようにモニタ用結晶膜の異常判定を実現することができる。少なくとも、前
記モニタ用結晶膜の異常判定に基づいて、結晶膜の検査条件を設定することがで
きる。
When it is determined that the required energy difference is outside the energy range, it is determined that the monitoring crystal film is abnormal. Conversely, when it is determined that the required energy difference is within the energy range, it is determined that the monitoring crystal film is normal.
In this way, it is possible to realize abnormality determination of the monitoring crystal film. At least the inspection conditions for the crystal film can be set based on the abnormality determination of the monitor crystal film.
また本発明は、制御手段は、さらに、
モニタ検査手段に関して、各検査部位列のうち、最大の照射エネルギで、検査
値が最大値となる検査部位列を抽出し、
条件設定手段に関して、抽出される検査部位列における検査値が最大値となる
検査部位の照射エネルギと、前記モニタ検査手段で抽出される検査部位列におけ
る検査値が最大値となる検査部位の照射エネルギとのエネルギ差を求め、このエ
ネルギ差が予め定めるエネルギ範囲内にあるか否かを判定して、範囲外であると
判定したとき、モニタ用結晶膜が異常であると判定する機能を有することを特徴
とする。
In the present invention, the control means further includes:
With respect to the monitor inspection means, the inspection part sequence where the inspection value becomes the maximum value is extracted with the maximum irradiation energy among the inspection part sequences,
With regard to the condition setting means, the irradiation energy of the examination part where the inspection value in the extracted examination part sequence becomes the maximum value and the irradiation energy of the examination part where the inspection value in the examination part sequence extracted by the monitor inspection means becomes the maximum value And determining whether or not the energy difference is within a predetermined energy range, and determining that the crystal film for monitoring is abnormal when it is determined that the energy difference is out of the range. It is characterized by.
本発明に従えば、制御手段によって、モニタ検査手段に関して、各検査部位列
のうち、最大の照射エネルギで、検査値が最大値となる検査部位列を抽出する。
また制御手段によって、条件設定手段に関して、抽出される検査部位列における
検査値が最大値となる検査部位の照射エネルギと、前記モニタ検査手段で抽出さ
れる検査部位列における検査値が最大値となる検査部位の照射エネルギとのエネ
ルギ差を求める。制御手段によって、このエネルギ差が予め定めるエネルギ範囲
内にあるか否かを判定する。このようにモニタ用結晶膜の異常判定を実現するこ
とができる。少なくとも、前記モニタ用結晶膜の異常判定に基づいて、結晶膜の
検査条件を設定することができる。
According to the present invention, the control means extracts the inspection part sequence having the maximum inspection value with the maximum irradiation energy among the inspection part sequences with respect to the monitor inspection means.
In addition, with respect to the condition setting means by the control means, the irradiation energy of the examination site where the examination value in the extracted examination site string becomes the maximum value and the examination value in the examination site string extracted by the monitor examination means become the maximum value. The energy difference from the irradiation energy of the examination site is obtained. The control means determines whether this energy difference is within a predetermined energy range. In this way, it is possible to realize abnormality determination of the monitoring crystal film. At least the inspection conditions for the crystal film can be set based on the abnormality determination of the monitor crystal film.
また本発明は、制御手段は、さらに、
条件設定手段に関して、モニタ検査手段で抽出される検査部位列における検査
値の最大値が、予め設定される検査値範囲内にあるか否かを判定して、範囲外で
あると判定したとき、モニタ用結晶膜が異常であると判定する機能を有すること
を特徴とする。
In the present invention, the control means further includes:
Regarding the condition setting means, when it is determined that the maximum value of the test value in the test site sequence extracted by the monitor test means is within a preset test value range, The monitoring crystal film has a function of determining that it is abnormal.
本発明に従えば、制御手段によって、条件設定手段に関して、モニタ検査手段
で抽出される検査部位列における検査値の最大値が、予め設定される検査値範囲
内にあるか否かを判定する。抽出される検査部位列における検査値の最大値が、
前記検査値範囲外であると判定したとき、モニタ用結晶膜が異常であると判定す
る。逆に、前記検査値の最大値が、前記検査値範囲内であると判定したとき、モ
ニタ用結晶膜は正常であると判定する。このようにモニタ用結晶膜の異常判定を
実現することができる。少なくとも、前記モニタ用結晶膜の異常判定に基づいて
、結晶膜の検査条件を設定することができる。
According to the present invention, the control means determines whether or not the maximum value of the test value in the test site sequence extracted by the monitor test means is within a preset test value range with respect to the condition setting means. The maximum value of the test value in the extracted test site sequence is
When it is determined that the value is outside the inspection value range, it is determined that the monitoring crystal film is abnormal. Conversely, when it is determined that the maximum value of the inspection value is within the inspection value range, the monitoring crystal film is determined to be normal. In this way, it is possible to realize abnormality determination of the monitoring crystal film. At least the inspection conditions for the crystal film can be set based on the abnormality determination of the monitor crystal film.
以上のように本発明によれば、特に、第1工程において、前記モニタ用結晶膜
の結晶化状態を、第1および第2方向に並ぶ複数の検査部位で検査しており、そ
の検査結果に基づいて、検査対象結晶膜を検査するときの少なくとも検査部位を
含む検査条件を設定しているので、仮にモニタ用結晶膜の結晶化状態について、
面内分布が発生している状態であっても、検査すべき検査部位を略特定すること
ができる。
As described above, according to the present invention, in particular, in the first step, the crystallization state of the monitoring crystal film is inspected at a plurality of inspection sites arranged in the first and second directions. Based on the setting of the inspection conditions including at least the inspection site when inspecting the inspection target crystal film, about the crystallization state of the monitor crystal film,
Even in the state where the in-plane distribution is generated, the inspection site to be inspected can be substantially specified.
たとえば、前記結晶化状態の過小箇所および過大箇所を略特定することが可能
となるので、検査対象結晶膜を、従来技術よりも高い精度で計測および検査する
ことが可能となる。したがって、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。
For example, since it is possible to substantially specify the under and over portions of the crystallized state, it is possible to measure and inspect the crystal film to be inspected with higher accuracy than in the prior art. Therefore, it is possible to form a crystal film with a desired degree of crystallinity, and to achieve stable operation of the manufacturing process.
また本発明によれば、結晶膜の検査条件は、第1工程で検査結果が得られると
、自動制御手段によって自動的に設定される。それ故、結晶膜の検査条件を短時
間でかつ正確に設定することができる。
According to the present invention, the inspection condition for the crystal film is automatically set by the automatic control means when the inspection result is obtained in the first step. Therefore, the inspection conditions for the crystal film can be set accurately in a short time.
また本発明によれば、特に、結晶化状態を抑制するための最小の照射エネルギ
で、検査値が最大値となる検査部位列を求めているので、仮に結晶化状態を進行
させるための照射エネルギの分布状態が変動していたとしても、その分布状態に
適した計測を行うことができる。
According to the present invention, in particular, since the inspection site sequence in which the inspection value becomes the maximum value is obtained with the minimum irradiation energy for suppressing the crystallization state, the irradiation energy for proceeding the crystallization state is assumed. Even if the distribution state of fluctuates, measurement suitable for the distribution state can be performed.
また本発明によれば、検査部位列における検査値に基づいて、検査部位行にお
ける検査値が最大値および最小値となる検査部位を抽出したうえで、前記検査部
位列を設定することができる。換言すれば、モニタ用結晶膜の結晶化状態の過小
箇所および過大箇所を略特定することが可能となる。したがって、本発明によれ
ば、検査部位を無作為に限定するか、または、抜き取り検査などの対策を講じる
ことなく、検査条件を設定することができる。それ故、結晶膜の結晶化状態の検
査を、従来技術よりも高い精度で実現することが可能となる。
Moreover, according to this invention, after extracting the test | inspection site | part from which the test value in a test | inspection site | part row becomes the maximum value and the minimum value based on the test value in a test | inspection site | part sequence, the said test | inspection site | part sequence can be set. In other words, it is possible to substantially specify the under and over portions of the crystallization state of the monitoring crystal film. Therefore, according to the present invention, the inspection condition can be set without limiting the inspection region at random or taking measures such as a sampling inspection. Therefore, the inspection of the crystallization state of the crystal film can be realized with higher accuracy than in the prior art.
また本発明によれば、求められるエネルギ差が、前記エネルギ範囲外にあると
判定したとき、モニタ用結晶膜は異常であると判定する。逆に、求められるエネ
ルギ差が、前記エネルギ範囲内にあると判定したとき、このモニタ用結晶膜は正
常であると判定する。このようにモニタ用結晶膜の異常判定を実現することがで
きる。少なくとも、前記モニタ用結晶膜の異常判定に基づいて、結晶膜の検査条
件を設定することができる。
According to the present invention, when it is determined that the required energy difference is outside the energy range, the monitoring crystal film is determined to be abnormal. Conversely, when it is determined that the required energy difference is within the energy range, it is determined that the monitoring crystal film is normal. In this way, it is possible to realize abnormality determination of the monitoring crystal film. At least the inspection conditions for the crystal film can be set based on the abnormality determination of the monitor crystal film.
また本発明によれば、抽出される検査部位列における検査値の最大値が、前記
検査値範囲外であると判定したとき、モニタ用結晶膜が異常であると判定する。
逆に、前記検査値の最大値が、前記検査値範囲内であると判定したとき、モニタ
用結晶膜は正常であると判定する。このようにモニタ用結晶膜の異常判定をする
ことができる。少なくとも、前記モニタ用結晶膜の異常判定に基づいて、結晶膜
の検査条件を設定することができる。
Further, according to the present invention, when it is determined that the maximum value of the test value in the extracted test site sequence is outside the test value range, the monitor crystal film is determined to be abnormal.
Conversely, when it is determined that the maximum value of the inspection value is within the inspection value range, the monitoring crystal film is determined to be normal. In this way, it is possible to determine abnormality of the monitor crystal film. At least the inspection conditions for the crystal film can be set based on the abnormality determination of the monitor crystal film.
また本発明によれば、特に、前記モニタ用結晶膜の結晶化状態を、第1および
第2方向に並ぶ複数の検査部位で検査しており、その検査結果に基づいて、検査
対象結晶膜を検査するときの少なくとも検査部位を含む検査条件を設定している
ので、仮にモニタ用結晶膜の結晶化状態について、面内分布が発生している状態
であっても、検査すべき検査部位を略特定することができる。
According to the present invention, in particular, the crystallization state of the monitoring crystal film is inspected at a plurality of inspection sites arranged in the first and second directions, and based on the inspection result, the crystal film to be inspected is determined. Since the inspection conditions including at least the inspection part at the time of inspection are set, the inspection part to be inspected is substantially omitted even if the in-plane distribution occurs in the crystallization state of the monitoring crystal film. Can be identified.
たとえば、前記結晶化状態の過小箇所および過大箇所を略特定することが可能
となるので、検査対象結晶膜を、従来技術よりも高い精度で計測および検査する
ことが可能となる。したがって、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。
For example, since it is possible to substantially specify the under and over portions of the crystallized state, it is possible to measure and inspect the crystal film to be inspected with higher accuracy than in the prior art. Therefore, it is possible to form a crystal film with a desired degree of crystallinity, and to achieve stable operation of the manufacturing process.
また本発明によれば、特に、結晶化状態を抑制するための最小の照射エネルギ
で、検査値が最大値となる検査部位列を求めているので、仮に結晶化状態を進行
させるための照射エネルギの分布状態が変動していたとしても、その分布状態に
適した計測を行うことができる。
According to the present invention, in particular, since the inspection site sequence in which the inspection value becomes the maximum value is obtained with the minimum irradiation energy for suppressing the crystallization state, the irradiation energy for proceeding the crystallization state is assumed. Even if the distribution state of fluctuates, measurement suitable for the distribution state can be performed.
また本発明によれば、求められるエネルギ差が、前記エネルギ範囲外にあると
判定したとき、モニタ用結晶膜は異常であると判定する。逆に、求められるエネ
ルギ差が、前記エネルギ範囲内にあると判定したとき、このモニタ用結晶膜は正
常であると判定する。このようにモニタ用結晶膜の異常判定を実現することがで
きる。少なくとも、前記モニタ用結晶膜の異常判定に基づいて、結晶膜の検査条
件を設定することができる。
According to the present invention, when it is determined that the required energy difference is outside the energy range, the monitoring crystal film is determined to be abnormal. Conversely, when it is determined that the required energy difference is within the energy range, it is determined that the monitoring crystal film is normal. In this way, it is possible to realize abnormality determination of the monitoring crystal film. At least the inspection conditions for the crystal film can be set based on the abnormality determination of the monitor crystal film.
また本発明によれば、制御手段によって、条件設定手段に関して、抽出される
検査部位列における検査値が最大値となる検査部位の照射エネルギと、前記モニ
タ検査手段で抽出される検査部位列における検査値が最大値となる検査部位の照
射エネルギとのエネルギ差を求める。また制御手段によって、このエネルギ差が
予め定めるエネルギ範囲内にあるか否かを判定する。このように制御手段によっ
て、モニタ用結晶膜の異常判定を実現することができる。少なくとも、前記モニ
タ用結晶膜の異常判定に基づいて、結晶膜の検査条件を設定することができる。
Further, according to the present invention, with respect to the condition setting means by the control means, the irradiation energy of the examination part where the examination value in the examination part string extracted is the maximum value, and the examination in the examination part string extracted by the monitor examination means An energy difference from the irradiation energy of the examination site where the value is the maximum value is obtained. Further, it is determined by the control means whether or not the energy difference is within a predetermined energy range. In this way, the abnormality determination of the monitoring crystal film can be realized by the control means. At least the inspection conditions for the crystal film can be set based on the abnormality determination of the monitor crystal film.
また本発明によれば、抽出される検査部位列における検査値の最大値が、前記
検査値範囲外であると判定したとき、モニタ用結晶膜が異常であると判定する。
逆に、前記検査値の最大値が、前記検査値範囲内であると判定したとき、モニタ
用結晶膜は正常であると判定する。このようにモニタ用結晶膜の異常判定を実現
することができる。少なくとも、前記モニタ用結晶膜の異常判定に基づいて、結
晶膜の検査条件を設定することができる。
Further, according to the present invention, when it is determined that the maximum value of the test value in the extracted test site sequence is outside the test value range, the monitor crystal film is determined to be abnormal.
Conversely, when it is determined that the maximum value of the inspection value is within the inspection value range, the monitoring crystal film is determined to be normal. In this way, it is possible to realize abnormality determination of the monitoring crystal film. At least the inspection conditions for the crystal film can be set based on the abnormality determination of the monitor crystal film.
図1は、本発明の実施形態に係る結晶膜の検査方法を段階的に示すフローチャ
ートである。図1において、ai(i=1,2,3,・・・)はステップを示す。
本実施形態は、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
ザーアニール装置による結晶化工程を経て用いられる技術に関する。エキシマレ
ーザーアニール装置の条件設定のために、レーザーエネルギーを段階的に変化さ
せてレーザーアニール処理した結晶化基板を、パワーモニター基板として作製す
る。前記パワーモニター基板の結晶化状態を計測して、エキシマレーザーアニー
ル装置のレーザーエネルギー条件の設定に必要なデータを得る。前記結晶化状態
の計測を、パワーモニター計測と称する。
FIG. 1 is a flowchart showing stepwise a crystal film inspection method according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, ai (i = 1, 2, 3,...) Indicates a step.
The present embodiment relates to a technique used, for example, through a crystallization process by an excimer laser annealing apparatus when manufacturing a liquid crystal display panel. In order to set the conditions of the excimer laser annealing apparatus, a crystallized substrate subjected to laser annealing treatment by changing the laser energy stepwise is manufactured as a power monitor substrate. The crystallization state of the power monitor substrate is measured to obtain data necessary for setting the laser energy condition of the excimer laser annealing apparatus. The measurement of the crystallization state is referred to as power monitor measurement.
ステップa0において、このフローをスタートさせた後、ステップa1では、
エキシマレーザーアニール装置に予め登録されたパワーモニター計測条件に従い
、パワーモニター計測を行う。次に、ステップa2に移行して検査条件を設定す
る。すなわち、パワーモニター計測によって得られた計測値のデータであって、
エキシマレーザーアニール装置のレーザーエネルギーと結晶化状態の計測値との
関係を表すデータを用いて、製造する製品用結晶化基板の検査に必要な後述の検
査条件を設定する。次にステップa3において、製品用結晶化基板を検査する状
態に移行する。すなわち、ステップa2で設定された検査条件に基づいて、製品
用結晶化基板を検査する。その後、ステップa4に移行し、このフローを終了す
る。
After starting this flow in step a0, in step a1,
Power monitor measurement is performed in accordance with power monitor measurement conditions registered in advance in the excimer laser annealing apparatus. Next, the process proceeds to step a2 where inspection conditions are set. In other words, it is data of measurement values obtained by power monitor measurement,
Using the data representing the relationship between the laser energy of the excimer laser annealing apparatus and the measured value of the crystallization state, the inspection conditions described later necessary for the inspection of the crystallized substrate for products to be manufactured are set. Next, in step a3, the state shifts to a state in which the product crystallized substrate is inspected. That is, the product crystallized substrate is inspected based on the inspection conditions set in step a2. Thereafter, the process proceeds to step a4, and this flow is terminated.
図2は、本発明の実施形態に係る結晶膜1の検査装置2の構成を概略示す図で
ある。この検査装置2は、主に、基板位置決め機構と、照明4と、カメラ5と、
画像処理装置6と、制御用パーソナルコンピュータ7とから構成されている。基
板位置決め機構3は、XYステージ3aと、図示外のXYステージ駆動機構とを
有する。前記XYステージ3aは、パワーモニター基板10または製品用結晶化
基板8を支持するステージであって、長方形状のXYステージ3aの長手方向に
沿った第2方向であるX方向と、支持された製品用結晶化基板8の厚み方向およ
びX方向に直交する第1方向であるY方向(図3参照)とに移動可能に構成され
ている。前記パワーモニター基板10または製品用結晶化基板8の一表面部に、
結晶膜1A,1がそれぞれ形成されている。結晶膜1Aがモニタ用結晶膜に相当
し、結晶膜1が検査対象結晶膜に相当する。前記製品用結晶化基板8を、単に、
結晶化基板という場合もある。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the
The
Sometimes referred to as a crystallized substrate.
前記XYステージ駆動機構は、図示外のX方向駆動機構とY方向駆動機構とを
有する。これらX方向駆動機構は、XYステージ3aをX方向に移動駆動可能な
駆動源を有し、Y方向駆動機構は、XYステージ3aをY方向に移動駆動可能な
駆動源を有する。パワーモニター基板10または結晶化基板8は、XYステージ
3aおよびXYステージ駆動機構によって、X方向およびY方向に移動され位置
決め可能に構成されている。
The XY stage driving mechanism has an X direction driving mechanism and a Y direction driving mechanism (not shown). These X direction drive mechanisms have a drive source that can move and drive the
照明4は、結晶化基板8の一表面部に対し光を照射する。つまり照明4は、結
晶化基板8の厚み方向一方でかつ前記厚み方向に対し斜め方向から結晶化基板8
に検査用の光を発するように構成されている。カメラ5は、結晶化基板8の厚み
方向一方に支持され、照明4が照射した前記一表面部を撮像可能に配置して設け
られている。前記カメラ5は、電荷結合素子(略称CCD:Charge Coupled
Device)センサによって撮像が実現される。画像処理装置6は、カメラ5で撮像
した画像データを取得および保持してデータ処理し、所望の情報を計算し得る。
制御用パーソナルコンピュータ7は、基板位置決め機構3と、画像処置装置6お
よび装置全体とを制御する。また制御用パーソナルコンピュータ7は図示外の記
憶媒体を有し、この記憶媒体には、測定および検査条件が登録および格納される
。前記制御用パーソナルコンピュータ7は、以降の記述で制御PC7と称する。
The
It is comprised so that the light for a test | inspection may be emitted. The
Imaging is realized by a (Device) sensor. The
The control
制御PC7内に格納された測定および検査条件には、2種類のものがある。す
なわち2種類の測定および検査条件のうち、パワーモニター計測用の検査部位で
ある測定点とその判定基準データが、1つの測定および検査条件に相当する。ま
た2種類の測定および検査条件のうち、製品用結晶化基板の検査用の検査部位で
ある測定点とその判定基準データが、1つの測定および検査条件に相当する。
There are two types of measurement and inspection conditions stored in the
パワーモニター基板10または結晶化基板8は、レーザーアニール処理によっ
て結晶化が進むと、結晶粒界において凹凸が発生する。照明4によって前記凹凸
に光が照射されると、カメラ5によって散乱光がセンシングされ、カメラ5の画
像に明画像として観察される。結晶化度の進展と前記凹凸状態との間には、相関
性がある。この相関性および画像の明るさすなわち濃度値によって、パワーモニ
ター基板10または結晶化基板8の結晶化状態を計測可能としている。前記制御
PC7が、条件設定手段および対象膜検査手段に相当する。
When the crystallization of the
基板位置決め機構3と、照明4およびカメラ5と、画像処理装置6と、制御用
パーソナルコンピュータ7とがモニタ検査手段に相当する。
The
図3は、結晶化領域に形成された測定点9を表す図であって、パワーモニター
計測を説明するための図である。エキシマレーザーアニール装置のレーザーエネ
ルギー設定値を設定するために、一表面部に結晶膜1Aが生成されたパワーモニ
ター基板10が用いられる。パワーモニター基板10は長方形状に形成され、そ
の長方形状の長手方向の一辺が、XYステージの長手方向すなわちX方向に平行
になるように配置される。
FIG. 3 is a diagram illustrating the measurement points 9 formed in the crystallization region, and is a diagram for explaining power monitor measurement. In order to set the laser energy setting value of the excimer laser annealing apparatus, the
ここでエキシマレーザーアニール装置は、照射対象のパワーモニター基板10
に対し、所定のY方向長さと、X方向に所定小距離延びるX方向幅とを有する細
長い略長方形状のレーザー光を照射するように構成されている。つまり、エキシ
マレーザーアニール装置のレーザービームは、照射形状が予め定める第1方向で
あるY方向へ延びる略長方形状であり、結晶膜1Aおよび結晶膜1の結晶成長を
促す作用を奏する。前記レーザービームは、Y方向および基板の厚み方向にそれ
ぞれ直交するX方向へ走査されて照射される。本実施形態において、「略長方形
状」は「長方形状」を含む。このエキシマレーザーアニール装置は、前記XYス
テージ駆動機構と略同等の駆動機構を備える。エキシマレーザーアニール装置は
、この駆動機構によって、パワーモニター基板10を第2方向であるX方向に走
査しつつこのパワーモニター基板10に対して前記レーザー光を照射する。
Here, the excimer laser annealing apparatus is a
On the other hand, it is configured to irradiate an elongated, substantially rectangular laser beam having a predetermined length in the Y direction and an X direction width extending a predetermined small distance in the X direction. That is, the laser beam of the excimer laser annealing apparatus has a substantially rectangular shape in which the irradiation shape extends in the Y direction, which is the first direction determined in advance, and has an effect of promoting crystal growth of the
前記パワーモニター基板10をX方向に送りつつ、エキシマレーザーアニール
装置の照射エネルギすなわちレーザーエネルギー設定値を段階的に変化させる。
これによって、基板長手方向に平行に並ぶ複数の結晶化領域11が形成される。
図3においては、「a」から「j」までの10個の結晶化領域11が形成されて
いる。この10個の結晶化領域11が、複数の検査部位列に相当する。
While feeding the
As a result, a plurality of
In FIG. 3, ten
上述したようにエキシマレーザーアニール装置のレーザービームの形状は、Y
方向に沿って延びる細長い長方形状となっている。レーザアニール処理時には、
パワーモニター基板10短辺方向つまりY方向に沿って、レーザービームが細長
い形状でパワーモニター基板10に照射されるとともに、基板長手方向には、レ
ーザービームと基板位置との相対移動による走査が行われる。
As described above, the shape of the laser beam of the excimer laser annealing apparatus is Y
It has an elongated rectangular shape extending along the direction. During laser annealing,
The
このように、パワーモニター基板10の一表面部をレーザーアニール処理する
ことで、パワーモニター基板10の一表面部は部分的に結晶化処理される。前記
レーザーアニール処理を基板長手方向一方に一定量行い、その後レーザーエネル
ギー設定値を変更して、さらに基板長手方向一方にレーザーアニール処理を一定
量行うことを繰り返す。これによって、基板長手方向に複数の結晶化領域11が
形成される。しかも各結晶化領域11は、基板短辺方向に沿って延びるように形
成される。すなわちパワーモニター基板10の一表面部の各結晶化領域11は、
レーザービーム形状の長軸方向の幅の範囲で結晶化されており、前記各結晶化領
域11は、レーザービーム形状の長軸方向長さと同一長さの領域となっている。
Thus, by subjecting one surface portion of the
Crystallization is performed in the range of the width of the laser beam shape in the long axis direction, and each of the
「a」から「j」までの10個の結晶化領域11(測定点行11)には、パワ
ーモニター計測における計測点としての測定点9がそれぞれ設定されている。各
結晶化領域11において、複数の測定点9がレーザービーム長軸方向に沿って一
定間隔おきに設定されている。各検査部位としての各測定点9は、X方向に並ぶ
各測定点9を1つの列として、Y方向に平行に並ぶ複数の測定点列12に分けら
れる。しかも各測定点9は、Y方向に並ぶ各測定点9を1つの行として、X方向
に平行に並ぶ複数の測定点行11すなわち結晶化領域11に分けられる。前記測
定点列12が検査部位列に相当し、前記測定点行11が検査部位行に相当する。
In ten crystallization regions 11 (measurement point rows 11) from “a” to “j”, measurement points 9 are set as measurement points in the power monitor measurement. In each
本実施形態においては、図3に示すように、各結晶化領域11において、「A
」から「I」までの測定点列12に対応する9つの測定点9が設定されている。
これら測定点列12は、基板長手方向すなわちX方向に平行な方向に配設されて
いる。結晶化領域11に設定された前記複数の測定点9は、レーザーエネルギー
設定値を段階的に変化させた基板長手方向の各結晶化領域11にも、同じ配置関
係で設定されている。
In the present embodiment, as shown in FIG.
Nine measurement points 9 corresponding to the
These
具体的には、結晶化領域「a」において、「A」から「I」までの測定点列1
2に対応する9つの測定点9が、レーザービーム長軸方向に沿って一定間隔おき
に設定されている。結晶化領域「a」の基板長手方向に隣接する結晶化領域「b
」に関しても、「A」から「I」までの測定点列12に対応する9つの測定点9
が、レーザービーム長軸方向に沿って一定間隔おきに設定されている。以下、同
様にその他の結晶化領域「c〜j」に関しても、「A」から「I」までの測定点
列12に対応する9つの測定点9が、レーザービーム長軸方向に沿って一定間隔
おきに設定されている。
Specifically, in the crystallization region “a”, the
Nine measurement points 9 corresponding to 2 are set at regular intervals along the laser beam long axis direction. The crystallization region “b” adjacent to the crystallization region “a” in the longitudinal direction of the substrate.
”Also includes nine measurement points 9 corresponding to the
Are set at regular intervals along the laser beam major axis direction. Similarly, with respect to the other crystallized regions “c to j”, nine measurement points 9 corresponding to the
上述したように、結晶化領域11に設定された複数の測定点9は、レーザーエ
ネルギー設定値を段階的に変化させた基板長手方向の各結晶化領域11にも、同
じ配置関係で設定されており、これら複数の測定点9は、XおよびY方向に並ぶ
二次元マトリックス状態の配置構成となっている。測定点列12は、レーザービ
ーム長軸方向のレーザーエネルギー分布に影響されず、エキシマレーザーアニー
ル装置のレーザーエネルギー設定値に応じた結晶化状態を測定することができる
測定点列である。
As described above, the plurality of measurement points 9 set in the
図4は、パワーモニター計測における計測値を表す図である。図4の横軸には
、エキシマレーザーアニール装置のレーザーエネルギー設定値が示され、縦軸に
は、複数の測定点9にそれぞれ対応する検査値としての計測値が示されている。
図4のデータ線は、レーザーエネルギーの分布を示す。前記縦軸に平行な複数の
縦線L1は、結晶化領域「a」から結晶化領域「j」のそれぞれの測定点9に相
当する。前記レーザーエネルギーの分布とこれら縦線L1との交点は、各々の測
定点9における計測値を示している。
FIG. 4 is a diagram illustrating measurement values in power monitor measurement. The horizontal axis of FIG. 4 shows the laser energy setting value of the excimer laser annealing apparatus, and the vertical axis shows the measurement values as inspection values corresponding to the plurality of measurement points 9, respectively.
The data line in FIG. 4 shows the laser energy distribution. A plurality of vertical lines L1 parallel to the vertical axis correspond to the respective measurement points 9 from the crystallization region “a” to the crystallization region “j”. Intersections between the laser energy distribution and the vertical lines L1 indicate measurement values at the respective measurement points 9.
図4のデータ線としては、「A」から「I」までの9つの測定点列12のうち
、説明のために特徴ある3つの測定点列12のデータ線が表されている。レーザ
ーエネルギー設定値の増加に伴い、結晶化が進み、計測値は大きくなっていく。
逆に言えば、各測定点9の結晶化状態を、結晶の成長度が高くなるにつれて大き
な値となる計測値として求める。
As data lines in FIG. 4, among the nine
In other words, the crystallization state at each measurement point 9 is obtained as a measurement value that increases as the degree of crystal growth increases.
計測値の最大値に対応するレーザーエネルギーを超えるレーザーエネルギーを
、パワーモニター基板10に与えると、レーザーエネルギー設定値の増加に伴い
、計測値は減少する。前記計測値の減少は、レーザーエネルギーが結晶化を行う
には過大となり、微小な結晶粒が発生するため、照明光の反射量が減少するもの
と考えられる。このような微小な結晶粒が発生する結晶化状態となるようなレー
ザーエネルギーを、製品用結晶化基板8(図6参照)に与える場合には、この製
品用結晶化基板8の一表面部に形成される薄膜トランジスタ(TFT:Thin
Film Transistor)の性能が低下する。したがって前記製品用結晶化基板8は不
良品と判定される。
When laser energy exceeding the laser energy corresponding to the maximum measured value is applied to the
Film Transistor) performance is reduced. Therefore, it is determined that the product crystallized
パワーモニター計測においては、各測定点列12のうち、最小のレーザーエネ
ルギーで、計測値が最大値となる測定点列12を抽出する。具体的には、各測定
点列12毎に計測値が最大すなわちピーク位置となるレーザーエネルギーを算出
する。各測定点列12毎に算出した前記ピーク位置は、測定点列12毎に差異が
ある。前記レーザーエネルギーを算出した後、全ての測定点列12の各ピーク位
置の差異であるピーク位置差δを求める。
In the power monitor measurement, the
換言すれば、最小のレーザーエネルギーで計測値が最大値となる測定点列12
を抽出する段階で抽出される測定点列12における計測値が、最大値となる測定
点9のレーザーエネルギーと、最大のレーザーエネルギーで計測値が最大値とな
る測定点列12を抽出する段階で抽出される測定点列12における計測値が最大
値となる測定点9のレーザーエネルギーとのエネルギ差を求める。前記ピーク位
置差δは、レーザービームの長軸方向すなわちY方向のエネルギー分布によって
発生するものである。このレーザービームの長軸方向のエネルギー分布すなわち
前記エネルギ差が、ピーク位置差δとなって算出される。
In other words, the
In the step of extracting the laser energy of the measurement point 9 where the measurement value in the
前記3つの測定点列12のデータ線のうち、実線で表されるデータ線L2は、
レーザービーム長軸方向のエネルギー分布内でエネルギーが最大の測定列のもの
である。3つの測定点列12のデータ線に関して、最小のレーザーエネルギー設
定値で計測値がピークに達している。3つの測定点列12のデータ線のうち、太
い破線で表されるデータ線L3は、レーザービーム長軸方向のエネルギー分布内
でエネルギーが最小の測定点列12のものである。3つの測定点列12のデータ
線に関して、最大のレーザーエネルギー設定値で計測値がピークに達している。
最小のレーザーエネルギー設定値で、計測値がピークに達する測定点列12のピ
ーク位置データを、最適ピーク位置14として算出する。
Of the data lines of the three
It is of the measurement row with the maximum energy in the energy distribution in the laser beam long axis direction. With respect to the data lines of the three
The peak position data of the
図5は、最小のレーザーエネルギー設定値で計測値の最大値が得られる領域に
おいて、レーザービーム長軸方向のレーザービーム分布と計測値との関係を表す
図である。図5の縦軸には、検査値としての計測値が示される。前記縦軸に平行
な複数の縦線L4は、「A」から「I」までの9つの測定点列12にそれぞれ交
差する測定点である。レーザーエネルギーの強度分布とこれら縦線L4との交点
は、その縦線の測定点つまり測定点列12における計測値を示している。測定点
9に対するレーザーエネルギーの強度分布は、一定にはならない。すなわち、最
小のレーザーエネルギー設定値で、計測値がピークに達する結晶化領域11には
、計測値が最大値となる測定値点15と、計測値が最小値となる測定値点16と
が存在する。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the laser beam distribution in the laser beam long axis direction and the measurement value in a region where the maximum measurement value can be obtained with the minimum laser energy setting value. The vertical axis in FIG. 5 shows the measurement value as the inspection value. A plurality of vertical lines L4 parallel to the vertical axis are measurement points that intersect the nine
本実施形態におけるパワーモニター基板10の計測動作に関して、予め制御P
C7内の記憶媒体に登録し格納されたパワーモニター条件データを用いて、パワ
ーモニター計測を行う。前記パワーモニター条件は、測定点9の座標値を有する
複数の測定点9と、判定基準とで構成されている。この判定基準は、パワーモニ
ター計測の結果が、有効であるか無効であるかを判定する基準である。前記判定
基準は、パラメータと、ピーク位置差δを判定する上限値とから構成されている
。前記パラメータは、最適ピーク位置14における計測値の上限および下限値を
判定するものである。
Regarding the measurement operation of the
Power monitor measurement is performed using the power monitor condition data registered and stored in the storage medium in C7. The power monitor condition includes a plurality of measurement points 9 having coordinate values of the measurement points 9 and a determination criterion. This criterion is a criterion for determining whether the result of power monitor measurement is valid or invalid. The determination criterion includes a parameter and an upper limit value for determining the peak position difference δ. The parameter determines the upper limit and the lower limit of the measured value at the
制御PC7は、記憶媒体からパワーモニター条件データを読み出し、制御動作
に利用する。パワーモニター基板10は、作業員または基板搬送機構を介して検
査装置2内の所定位置に位置決めされる。この位置決めされたパワーモニター基
板10は、制御PC7によって制御された基板位置決め機構3を介して移動する
。つまり照明4およびカメラ5から構成される光学系によって、登録された測定
点9を観察可能な位置に、パワーモニター基板10を移動する。その後、照明4
およびカメラ5を用いて、複数の測定点9が観察され、その観察画像は画像処理
装置6へ転送される。画像処理装置6は、転送された観察画像を画像処理したう
えで計測値を算出する。本実施形態における計測値の算出方法においては、照明
4およびカメラ5から構成される光学系によって得られた観察画像を量子化し、
得られた各画素の濃度値に基づいて、撮像画像内の平均値を計算して用いる。
The
A plurality of measurement points 9 are observed using the
Based on the obtained density value of each pixel, an average value in the captured image is calculated and used.
制御手段としての制御PC7は、各機器を制御し、この制御動作を上述した複
数の測定点9で行なって、パワーモニター基板10の結晶化状態を計測する。制
御PC7は、前記結晶化状態を計測した後、各測定点列12毎に計測値のピーク
位置を検索する。さらに制御PC7は、最適ピーク位置14とピーク位置差δと
を算出し、出力する。また制御PC7は、最適ピーク位置14における計測値お
よびピーク位置差δの値を、判定基準によって判定する。前記判定基準とは、パ
ワーモニター計測条件内の計測値の判定基準と同義である。
The
最適ピーク位置14における計測値が、その上限基準値を超えるかまたは下限
基準値を下回っていた場合には、パワーモニター基板10を不良品と判定する。
つまり最適ピーク位置14における計測値が、予め設定される検査値範囲外であ
ると判定したとき、モニタ用結晶膜が異常であると判定する。ピーク位置差δの
値がその上限基準値を超えていた場合も、パワーモニター基板10を不良品と判
定する。つまりピーク位置差δの値が予め定めるエネルギ範囲外であると判定し
たとき、モニタ用結晶膜が異常であると判定する。前記計測値がその上限基準値
以内でかつ下限基準値以上であり、しかもピーク位置差δの値がその上限基準値
以内であった場合には、パワーモニター基板10を良品と判定し、その判定結果
を出力する。前記パワーモニター基板10が不良品と判定された場合には、パワ
ーモニター基板10が適切な結晶化状態でないことを意味している。
When the measured value at the
That is, when it is determined that the measured value at the
上述したパワーモニター計測を行った後、このパワーモニター計測結果を利用
して製品用結晶化基板8の検査条件を設定する。以後、パワーモニター計測結果
を用いた検査条件の設定処理について説明する。製品用結晶化基板8を検査する
機能としては、製品用結晶化基板8の一表面部内における複数の任意位置を測定
する機能と、製品用結晶化基板8における測定点9の計測値を上限基準値と下限
基準値とを用いて良否判定する機能とがある。製品用結晶化基板8の検査に関し
て、結晶化が不十分である場合には計測値が低くなる。計測値が下限基準値より
も低い場合には、製品用結晶化基板8の結晶化処理が不十分として、その製品用
結晶化基板8を不良品と判定する。
After performing the power monitor measurement described above, the inspection condition of the
レーザーアニール処理では、レーザーエネルギーが過大になった場合には、前
述のように微小な結晶粒が発生することに起因して製品のTFT特性が低下する
。それ故、計測値がピーク付近の値である場合には、レーザーエネルギーの揺ら
ぎ幅をマージンとして考慮して判定する。したがって計測値の上限基準値を、微
小な結晶粒が発生する可能性が高い不良品として扱うことが可能となるように設
定することができる。計測値が上限基準値を超えた場合には、その製品用結晶化
基板8を不良品と判定する。
In the laser annealing process, when the laser energy becomes excessive, the TFT characteristics of the product deteriorate due to the generation of fine crystal grains as described above. Therefore, when the measured value is a value near the peak, the determination is made in consideration of the fluctuation width of the laser energy as a margin. Therefore, the upper limit reference value of the measured value can be set so that it can be handled as a defective product with a high possibility of generating fine crystal grains. If the measured value exceeds the upper reference value, the product crystallized
また判定条件には、製品用結晶化基板8の一表面部内における欠陥測定点の上
限値も設定することができる。すなわち前記一表面部内における全ての測定点9
の良否を判定し、不良と判定される測定点9の上限点数を設ける。前記上限点数
を超える不良の測定点9が検出された場合のみ、製品用結晶化基板8の測定結果
を不良とし、それ以外は良と判定する。
Moreover, the upper limit value of the defect measurement point in one surface part of the
The upper and lower scores of the measurement points 9 that are determined to be defective are determined. Only when a defective measurement point 9 exceeding the upper limit score is detected, the measurement result of the crystallized substrate for
図6は、検査条件における測定点9を表す図である。図3も併せて説明する。
測定点群17は、レーザービーム長軸方向である基板短辺方向に一定間隔おきに
、「A」から「I」までの測定点列12に対応する9点および、レーザービーム
と基板8との相対的な走査方向である基板長手方向に一定間隔おきに9点の合計
81点の測定点9が配置される。このように、製品用結晶化基板8について、X
方向およびY方向に並ぶ複数の測定点9を配置しているので、レーザーエネルギ
ー分布が変化しても、基板8を適切に検査することができる。
FIG. 6 is a diagram illustrating the measurement points 9 under the inspection conditions. FIG. 3 is also described.
The
Since the plurality of measurement points 9 arranged in the direction and the Y direction are arranged, the
測定点群18は、パワーモニター計測時に得られたレーザービーム長軸方向の
計測値の最大測定値点15と最小測定値点16とにそれぞれ対応する測定点列1
2に設けられる。本実施形態においては、前記最大測定値点15に対応する「C
」の測定点列12および、前記最小測定値点16に対応する「I」の測定点列1
2に沿って、測定点群18が設けられる。しかも測定点群18は、レーザービー
ムと基板8との相対的な走査方向である基板長手方向へは、結晶化領域「a」か
ら結晶化領域「i」にそれぞれ対応する同等点数が設けられる。制御PC7は、
パワーモニター計測終了時に、パワーモニター計測結果に基づいて、測定点群1
8に示す測定点9を、制御PC7内に予め格納されたプログラムに基づいて、検
査条件として自動生成し、制御PC7内部の記憶媒体の検査条件として設定する
。前記制御PC7が、自動制御手段および検査条件設定手段に相当する。
The
2 is provided. In the present embodiment, “C” corresponding to the maximum measured
”
A
At the end of power monitor measurement,
A measurement point 9 shown in FIG. 8 is automatically generated as an inspection condition based on a program stored in advance in the
パワーモニター計測において、最大測定値点15における計測値は、検査条件
の計測値の上限基準値の設定基準となる値として用いられる。パワーモニター計
測におけるレーザーエネルギーと計測値との関係は、レーザーエネルギーが段階
的となっており、しかも離散的な計測値である。それ故、正しく測定したピーク
位置の計測値であっても、この計測値は誤差を含んでいる。したがって、最大計
測値点15に一定のマージン値を加えた値を、検査条件の計測値の上限基準値に
設定する。このように上限基準値を設定することができる。また一般には、エキ
シマレーザーアニール装置のレーザーエネルギー設定条件は、過大なレーザーパ
ワーに起因する微小な結晶粒の発生を抑えるため、最適ピーク位置14で得られ
たレーザーエネルギー値より小さめのレーザーエネルギー値を設定する。
In power monitor measurement, the measurement value at the maximum
したがって前記マージン値は、レーザーエネルギー値の設定の調整量を含めて
定められ、かつ一定の値に定められる。計測値の下限基準値の設定方法に関して
、製造工程内のレーザーアニール条件の管理基準をレーザーエネルギーの範囲と
した場合の例で説明する。パワーモニター計測において、レーザーエネルギーと
計測値との関係が明らかであることから、レーザーエネルギーの管理下限値に基
づいて、パワーモニター基板10と同一のレーザーエネルギー領域の測定点9の
計測値を用いて、前記計測値の下限基準値を設定する。
Therefore, the margin value is determined including the adjustment amount for setting the laser energy value, and is set to a constant value. A method for setting the lower limit reference value of the measurement value will be described with reference to an example in which the laser annealing condition management reference in the manufacturing process is a laser energy range. In the power monitor measurement, since the relationship between the laser energy and the measurement value is clear, the measurement value at the measurement point 9 in the same laser energy region as that of the
ところで製造工程における管理基準は、電子移動度などのTFTの電気特性を
所定の性能に保つため、レーザーエネルギーの設定を、最適な結晶化状態からレ
ーザーエネルギーの範囲で管理することが一般的である。最適ピーク位置14に
よって得られるレーザーエネルギー設定値は、結晶化の最適状態におけるレーザ
ーエネルギー設定値であることから、この最適ピーク位置を基準として考える。
最適ピーク位置14から必要なレーザーエネルギーの範囲だけレーザーエネルギ
ーを減じた設定でレーザーアニール処理した結晶化領域における計測値を用いる
。
By the way, the management standard in the manufacturing process is to generally manage the setting of laser energy in the range of laser energy from the optimum crystallization state in order to keep the electrical characteristics of the TFT such as electron mobility at a predetermined performance. . Since the laser energy set value obtained by the
The measured value in the crystallization region subjected to the laser annealing treatment with the setting in which the laser energy is reduced from the
本実施形態においては、図3に示すように、「A」から「I」までの測定点列
12に沿った9箇所の測定点9において計測値が得られるが、ここでは計測値の
最小値を用いることとする。この結晶化領域11で得られる最小の計測値は、結
晶化に必要なレーザーエネルギーの管理基準値の下限基準値を考える基準となる
値として用いられる。前記下限基準値を実際に設定する際には、上述した上限基
準値と同様の考え方で、最適ピーク位置14から必要なレーザーエネルギーの範
囲だけレーザーエネルギーを減じた設定で、レーザーアニール処理した結晶化領
域11における最小の計測値に対し、一定のマージン値を減じた値で、計測値の
下限基準値を設定する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the measurement values are obtained at nine measurement points 9 along the
レーザーアニール処理した後の結晶化状態と計測値との関係は、結晶膜の生成
工程の条件が変動すると、同一のレーザーエネルギー設定値で照射しても、計測
値に相違が見られる場合がある。本実施形態では、結晶膜1の生成工程において
変動要因が発生しても、検査時の計測値の判定基準値を、検査時の条件に適した
内容で自動的に設定することが可能となる。このように制御PC7は、パワーモ
ニター計測によって得られた情報から、検査条件を自動的に作成し、この検査条
件を制御PC内7の記憶媒体に登録しておく。
Regarding the relationship between the crystallized state after laser annealing treatment and the measured value, there may be a difference in the measured value even if irradiation is performed with the same laser energy setting value when the conditions of the crystal film generation process fluctuate. . In the present embodiment, even if a variation factor occurs in the production process of the
次に、エキシマレーザーアニール装置によってアニール処理した製品用結晶化
基板8の検査について説明する。制御PC7は、記憶媒体に登録された前記検査
条件を読み出し、制御動作に利用する。作業員または基板搬送機構を介して検査
装置2内の所定位置に位置決めされた製品用結晶化基板8を、基板位置決め機構
3を介して移動する。つまり制御PC7によって制御される基板位置決め機構3
を介して、製品用結晶化基板8のうちの登録された測定点9を、照明4およびカ
メラ5から構成される光学系を用いて観察可能な位置に相対的に移動する。
Next, the inspection of the product crystallized
The registered measurement point 9 of the
画像処理装置6は、転送された観察画像を画像処理し、計測値を算出する。本
実施形態における計測値の算出方法では、パワーモニター計測と同様に、前記光
学系によって得られた観察画像を量子化し、得られた各画素の濃度値について、
撮像画像内の平均値を計算して用いる。制御PC7は、各機器を制御し、この制
御動作を図6に示す測定点群17または測定点群18に設定されるような複数の
測定点9で行なって、製品用結晶化基板8の結晶化状態を計測する。全ての測定
点9での計測処理が終了すると、全ての測定点9の結果を、検査条件の判定条件
に従って各測定点9毎に判定する。さらに基板8の一表面部内において、全ての
測定点9の不良点数による基板8の良否判定を行い、その判定結果を出力する。
The
An average value in the captured image is calculated and used. The
製品用結晶化基板8の製造時に、レーザーアニール条件が変動して、結晶膜1
の結晶化状態が低下した場合には、最小測定値点16によって設定した測定点列
12の計測値が下限基準値を超えるため、前記と同様に良否判定を行うことがで
きる。結晶膜1の結晶化状態が進み過ぎてレーザーエネルギーが過大な状態にな
った場合には、最大測定値点15によって設定した測定点列12の計測値が上限
基準値を超えるため、前記と同様に良否判定を行うことが可能となる。
During the manufacture of the crystallized
In the case where the crystallization state decreases, the measurement value of the
以上説明した結晶膜1の検査方法によれば、第1工程において、レーザーエネ
ルギーを変化させながら走査方向であるX方向に走査されてレーザービームが照
射された結晶膜1Aの結晶化状態を、XおよびY方向に並ぶ複数の測定点9で検
査する。第2工程では、前記第1工程の検査結果に基づいて、結晶膜1を検査す
るときの少なくとも測定点9を含む検査条件を設定する。第3工程においては、
前記設定される検査条件を用いて、結晶膜1を検査する。
According to the method for inspecting the
The
特に、第1工程において、結晶膜1Aの結晶化状態を、XおよびY方向に並ぶ
複数の測定点9で検査しており、その検査結果に基づいて、製品用結晶化基板8
の結晶膜1を検査するときの測定点9を含む検査条件を設定しているので、仮に
結晶膜1Aの結晶化状態について、面内分布が発生している状態であっても、検
査すべき測定点9を略特定することができる。
In particular, in the first step, the crystallization state of the
Since the inspection condition including the measurement point 9 when inspecting the
このように結晶化状態を、XおよびY方向に並ぶ複数の測定点9で検査してい
るので、前記結晶化状態の過小箇所および過大箇所を略特定することが可能とな
るので、結晶膜1を、従来技術よりも高い精度で計測および検査することが可能
となる。したがって、所望の結晶化度が得られる結晶膜1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。
Since the crystallization state is inspected at the plurality of measurement points 9 arranged in the X and Y directions as described above, it is possible to substantially specify the under and over portions of the crystallization state. Can be measured and inspected with higher accuracy than the prior art. Therefore, it is possible to form the
制御PC7は、パワーモニター計測によって得られた情報から、検査条件を自
動的に作成することができる。それ故、結晶膜1の検査条件を短時間でかつ正確
に設定することができる。
The
また本発明の実施形態に係る結晶膜1の検査方法によれば、第1段階において
、各測定点9の結晶化状態を、結晶の成長度が高くなるにつれて大きな値となる
計測値として求める。第2段階において、各測定点9を、X方向に並ぶ各測定点
9を1つの列として、Y方向に平行に並ぶ複数の測定点列12に分け、各測定点
列12毎に、計測値が最大値となる測定点9を抽出する。第3段階において、各
測定点列12のうち、最小のレーザーエネルギーで、計測値が最大値となる測定
点列12を抽出する。
Further, according to the method for inspecting the
特に、結晶化状態を抑制するための最小のレーザーエネルギーで、検査値が最
大値となる測定点列12を求めているので、仮に結晶化状態を進行させるための
レーザーエネルギーの分布状態が変動していたとしても、その分布状態に適した
計測を行うことができる。
In particular, since the
また本発明の実施形態に係る結晶膜1の検査方法によれば、各測定点9を、Y
方向に並ぶ各測定点9を1つの行として、X方向に並ぶ複数の測定点行に分け、
第1工程の第3段階で抽出される測定点列12における計測値が最大値となる測
定点9を有する測定点行11すなわち結晶化領域11を抽出する。また、この結
晶化領域11における計測値が最大値となる測定点9および計測値が最小値とな
る測定点9を抽出する。これら2つの測定点9を有する測定点列12の各測定点
9を、結晶膜1を検査するときの測定点9として、検査条件に設定する。
Further, according to the inspection method of the
Each measurement point 9 arranged in the direction is taken as one row and divided into a plurality of measurement point rows arranged in the X direction.
A
このように測定点列12における検査値に基づいて、結晶化領域11における
計測値が最大値および最小値となる測定点9を抽出したうえで、前記測定点列1
2を設定することができる。換言すれば、結晶膜1Aの結晶化状態の過小箇所お
よび過大箇所を略特定するか、または、抜き取り検査などの対策を講じることな
く、検査条件を設定することができる。それ故、結晶膜1の結晶化状態の検査を
、従来技術よりも高い精度で実現することが可能となる。
As described above, after extracting the measurement point 9 where the measurement value in the
2 can be set. In other words, the inspection conditions can be set without substantially specifying the under and over portions of the
また、本発明の実施形態に係る結晶膜1の検査方法によれば、第1工程のうち
の第4段階では、各測定点列12のうち、最大のレーザーエネルギーで、測定値
が最大値となる測定点列12を抽出する。第2工程において、第1工程の第3段
階で抽出される測定点列12における計測値が最大値となる測定点9のレーザー
エネルギーと、第1工程の第4段階で抽出される測定点列12における計測値が
最大値となる測定点9のレーザーエネルギーとのエネルギ差δを求める。
Moreover, according to the inspection method of the
その後このエネルギ差δが予め定めるエネルギ範囲内にあるか否かを判定する
。求められるエネルギ差δが、前記エネルギ範囲外にあると判定したとき、結晶
膜1Aは異常であると判定する。逆に、求められるエネルギ差δが、前記エネル
ギ範囲内にあると判定したとき、この結晶膜1Aは正常であると判定する。この
ように結晶膜1Aの異常判定を実現することができる。少なくとも、前記結晶膜
1Aの異常判定に基づいて、結晶膜1の検査条件を設定することができる。
Thereafter, it is determined whether or not the energy difference δ is within a predetermined energy range. When it is determined that the required energy difference δ is outside the energy range, it is determined that the
また、本発明の実施形態に係る結晶膜1の検査方法によれば、第1工程の第3
段階で抽出される測定点列12における計測値の最大値が、予め設定される計測
値範囲内にあるか否かを判定する。抽出される測定点列12における計測値の最
大値が、前記計測値範囲外であると判定したとき、結晶膜1Aは異常であると判
定する。逆に、前記計測値の最大値が、前記計測値範囲内であると判定したとき
、結晶膜1Aは正常であると判定する。このようにモニタ用の結晶膜1Aの異常
判定を実現することができる。少なくとも、前記モニタ用の結晶膜1Aの異常判
定に基づいて、結晶膜1の検査条件を設定することができる。
Moreover, according to the inspection method of the
It is determined whether or not the maximum value of the measurement values in the
本実施形態においては、結晶化状態の計測方法として、結晶粒界における凹凸
の発生を照明4とカメラ5による観察および計測による事例で示したが、結晶化
状態および計測値に相対的な相関性が得られる検査手段であれば、たとえばラマ
ン分光法などを用いる他の検査手段を用いてもよい。本実施形態においては、照
明は、基板の厚み方向に対し斜め方向から光を照射する反射照明を用いているが
、必ずしもこれに限定されるものではない。たとえばガラス基板の一表面部に形
成された結晶膜に関しては、透過照明を用いることも可能である。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。
In the present embodiment, as an example of the method for measuring the crystallization state, the occurrence of unevenness at the crystal grain boundary is shown as an example of observation and measurement using the
1 結晶膜
3 基板位置決め機構
4 照明
5 カメラ
6 画像処理装置
7 制御PC
8 製品用結晶化基板
9 測定点
10 パワーモニター基板
11 結晶化領域
12 測定点列
14 最適ピーク位置
15 測定値点
16 測定値点
DESCRIPTION OF
8 Crystallized substrate for product 9
Claims (11)
晶膜の結晶成長を促すためのレーザービームが、第1方向に直交する第2方向へ
走査されて照射される検査対象結晶膜を検査する方法であって、
照射エネルギを変化させながら第2方向へ走査されてレーザービームが照射さ
れたモニタ用結晶膜の結晶化状態を、第1および第2方向に並ぶ複数の検査部位
で検査する第1工程と、
第1工程の検査結果に基づいて、検査対象結晶膜を検査するときの少なくとも
検査部位を含む検査条件を設定する第2工程と、
第2工程で設定される検査条件を用いて、検査対象結晶膜を検査する第3工程
とを含むことを特徴とする結晶膜の検査方法。 An inspection target crystal film having an irradiation shape of a substantially rectangular shape extending in a predetermined first direction and irradiated with a laser beam for promoting crystal growth of the crystal film being scanned in a second direction orthogonal to the first direction. A method of inspecting,
A first step of inspecting a crystallization state of a monitor crystal film irradiated with a laser beam while being irradiated in a second direction while changing irradiation energy at a plurality of inspection sites arranged in the first and second directions;
Based on the inspection result of the first step, a second step of setting an inspection condition including at least an inspection site when inspecting the crystal film to be inspected,
And a third step of inspecting the crystal film to be inspected using the inspection condition set in the second step.
得られると、自動制御手段によって自動的に設定されることを特徴とする請求項
1記載の結晶膜の検査方法。 2. The crystal film inspection method according to claim 1, wherein the inspection condition of the crystal film in the second step is automatically set by automatic control means when an inspection result is obtained in the first step.
各検査部位の結晶化状態を、結晶の成長度が高くなるにつれて大きな値となる
検査値として求める第1段階と、
各検査部位を、第2方向に並ぶ各検査部位を1つの列として、第1方向に並ぶ
複数の検査部位列に分け、各検査部位列毎に、検査値が最大値となる検査部位を
抽出する第2段階と、
各検査部位列のうち、最小の照射エネルギで、検査値が最大値となる検査部位
列を抽出する第3段階とを有することを特徴とする請求項1または2記載の結晶
膜の検査方法。 The first step is
A first stage for determining the crystallization state of each inspection site as an inspection value that increases as the degree of crystal growth increases;
Each test site is divided into a plurality of test site columns arranged in the first direction with each test site arranged in the second direction as one column, and the test site having the maximum test value is extracted for each test site column And the second stage
3. The method for inspecting a crystal film according to claim 1, further comprising: a third step of extracting the inspection site row having the maximum inspection value with the minimum irradiation energy among the inspection site rows.
各検査部位を、第1方向に並ぶ各検査部位を1つの行として、第2方向に並ぶ
複数の検査部位行に分け、第1工程の第3段階で抽出される検査部位列における
検査値が最大値となる検査部位を有する検査部位行を抽出し、
この検査部位行における検査値が最大値となる検査部位および検査値が最小値
となる検査部位とを抽出し、
これら2つの検査部位を有する検査部位列の各検査部位を、検査対象結晶膜を
検査するときの検査部位として、検査条件に設定することを特徴とする請求項3
記載の結晶膜の検査方法。 The second step is
Each test site is divided into a plurality of test site rows arranged in the second direction, with each test site arranged in the first direction as one row, and the test value in the test site sequence extracted in the third stage of the first step is Extract the test part line that has the maximum test part,
Extract the test site where the test value in this test site line is the maximum and the test site where the test value is the minimum,
4. Each inspection part of the inspection part row having these two inspection parts is set to an inspection condition as an inspection part when inspecting a crystal film to be inspected.
The inspection method of the crystal film as described.
査値が最大値となる検査部位列を抽出する第4段階をさらに有し、
第2工程は、第1工程の第3段階で抽出される検査部位列における検査値が最
大値となる検査部位の照射エネルギと、第1工程の第4段階で抽出される検査部
位列における検査値が最大値となる検査部位の照射エネルギとのエネルギ差を求
め、このエネルギ差が予め定めるエネルギ範囲内にあるか否かを判定して、範囲
外であると判定したとき、モニタ用結晶膜が異常であると判定することを特徴と
する請求項3または4記載の結晶膜の検査方法。 The first step further includes a fourth stage of extracting a test site sequence having a maximum test value with the maximum irradiation energy among the test site sequences,
The second process includes the irradiation energy of the test site where the test value in the test site sequence extracted in the third stage of the first process is the maximum value, and the test in the test site sequence extracted in the fourth stage of the first process. When the energy difference from the irradiation energy of the examination site where the value is the maximum value is obtained, it is determined whether or not this energy difference is within a predetermined energy range, and when it is determined that it is out of the range, the crystal film for monitoring 5. The method for inspecting a crystal film according to claim 3 or 4, wherein it is determined that is abnormal.
ける検査値の最大値が、予め設定される検査値範囲内にあるか否かを判定して、
範囲外であると判定したとき、モニタ用結晶膜が異常であると判定することを特
徴とする請求項3または4記載の結晶膜の検査方法。 The second step determines whether or not the maximum value of the test value in the test site sequence extracted in the third stage of the first step is within a preset test value range,
5. The method for inspecting a crystal film according to claim 3, wherein when it is determined that the value is out of the range, the crystal film for monitoring is determined to be abnormal.
晶膜の結晶成長を促すためのレーザービームが、第1方向に直交する第2方向へ
走査されて照射される検査対象結晶膜を検査する装置であって、
照射エネルギを変化させながら第2方向に走査されてレーザービームが照射さ
れたモニタ用結晶膜の結晶化状態を、第1および第2方向に並ぶ複数の検査部位
で検査するモニタ検査手段と、
モニタ検査手段による検査結果に基づいて、検査対象結晶膜を検査するときの
少なくとも検査部位を含む検査条件を設定する条件設定手段と、
条件設定手段によって設定される検査条件を用いて、検査対象結晶膜を検査す
る対象膜検査手段とを含むことを特徴とする結晶膜の検査装置。 An inspection target crystal film having an irradiation shape of a substantially rectangular shape extending in a predetermined first direction and irradiated with a laser beam for promoting crystal growth of the crystal film being scanned in a second direction orthogonal to the first direction. An inspection device,
Monitor inspection means for inspecting the crystallization state of the crystal film for monitoring, which is scanned in the second direction and irradiated with the laser beam while changing the irradiation energy, at a plurality of inspection sites arranged in the first and second directions;
Condition setting means for setting an inspection condition including at least an inspection part when inspecting the crystal film to be inspected based on the inspection result by the monitor inspection means;
A crystal film inspection apparatus comprising: a target film inspection unit that inspects an inspection target crystal film using an inspection condition set by a condition setting unit.
各検査部位の結晶化状態を、結晶の成長度が高くなるにつれて大きな値となる
検査値として求め、
各検査部位を、第2方向に並ぶ各検査部位を1つの列として、第1方向に並ぶ
複数の検査部位列に分け、各検査部位列毎に、検査値が最大値となる検査部位を
抽出し、
各検査部位列のうち、最小の照射エネルギで、検査値が最大値となる検査部位
列を抽出する制御手段をさらに含むことを特徴とする請求項7に記載の結晶膜の
検査装置。 In monitor inspection means,
Obtain the crystallization state of each inspection site as an inspection value that increases as the degree of crystal growth increases,
Each test site is divided into a plurality of test site columns arranged in the first direction with each test site arranged in the second direction as one column, and the test site having the maximum test value is extracted for each test site column And
The crystal film inspection apparatus according to claim 7, further comprising a control unit that extracts an inspection site row having a maximum inspection value with a minimum irradiation energy among the inspection site rows.
各検査部位を、第1方向に並ぶ各検査部位を1つの行として、第2方向に並ぶ
複数の検査部位行に分け、抽出される検査部位列における検査値が最大値となる
検査部位を有する検査部位行を抽出し、
この検査部位行における検査値が最大値となる検査部位および検査値が最小値
となる検査部位とを抽出し、
これら2つの検査部位を有する検査部位列の各検査部位を、検査対象結晶膜を
検査するときの検査部位として、検査条件に設定する機能を有することを特徴と
する請求項8に記載の結晶膜の検査装置。 The control means further includes
Each test site is divided into a plurality of test site rows arranged in the second direction, with each test site arranged in the first direction as one row, and has a test site in which the test value in the test site sequence to be extracted is the maximum value. Extract the inspection part line,
Extract the test site where the test value in this test site line is the maximum and the test site where the test value is the minimum,
9. The crystal film according to claim 8, which has a function of setting each inspection part of the inspection part row having these two inspection parts as an inspection part when inspecting the inspection target crystal film as an inspection condition. Inspection equipment.
モニタ検査手段に関して、各検査部位列のうち、最大の照射エネルギで、検査
値が最大値となる検査部位列を抽出し、
条件設定手段に関して、抽出される検査部位列における検査値が最大値となる
検査部位の照射エネルギと、前記モニタ検査手段で抽出される検査部位列におけ
る検査値が最大値となる検査部位の照射エネルギとのエネルギ差を求め、このエ
ネルギ差が予め定めるエネルギ範囲内にあるか否かを判定して、範囲外であると
判定したとき、モニタ用結晶膜が異常であると判定する機能を有することを特徴
とする請求項8に記載の結晶膜の検査装置。 The control means further includes
With respect to the monitor inspection means, the inspection part sequence where the inspection value becomes the maximum value is extracted with the maximum irradiation energy among the inspection part sequences,
With regard to the condition setting means, the irradiation energy of the examination part where the inspection value in the extracted examination part sequence becomes the maximum value and the irradiation energy of the examination part where the inspection value in the examination part sequence extracted by the monitor inspection means becomes the maximum value And determining whether or not the energy difference is within a predetermined energy range, and determining that the crystal film for monitoring is abnormal when it is determined that the energy difference is out of the range. The crystal film inspection apparatus according to claim 8.
条件設定手段に関して、モニタ検査手段で抽出される検査部位列における検査
値の最大値が、予め設定される検査値範囲内にあるか否かを判定して、範囲外で
あると判定したとき、モニタ用結晶膜が異常であると判定する機能を有すること
を特徴とする請求項8に記載の結晶膜の検査装置。 The control means further includes
Regarding the condition setting means, when it is determined that the maximum value of the test value in the test site sequence extracted by the monitor test means is within a preset test value range, 9. The crystal film inspection apparatus according to claim 8, which has a function of determining that the monitor crystal film is abnormal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003300982A JP2005072313A (en) | 2003-08-26 | 2003-08-26 | Method and device for inspecting crystal film |
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