JP2012243929A - Inspection method and device of polycrystalline silicon thin film - Google Patents
Inspection method and device of polycrystalline silicon thin film Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012243929A JP2012243929A JP2011112128A JP2011112128A JP2012243929A JP 2012243929 A JP2012243929 A JP 2012243929A JP 2011112128 A JP2011112128 A JP 2011112128A JP 2011112128 A JP2011112128 A JP 2011112128A JP 2012243929 A JP2012243929 A JP 2012243929A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- wavelength
- substrate
- polycrystalline silicon
- thin film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
- H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02656—Special treatments
- H01L21/02664—Aftertreatments
- H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
Description
本発明は、基板上に形成したアモルファスシリコンをレーザアニールにより多結晶化さ
せた多結晶シリコン薄膜の結晶の状態を検査する方法及びその装置に関する。
The present invention relates to a method and apparatus for inspecting a crystal state of a polycrystalline silicon thin film obtained by polycrystallizing amorphous silicon formed on a substrate by laser annealing.
液晶表示素子や有機EL素子などに用いられる薄膜トランジスタ(TFT)は、高速な
動作を確保するために、基板上に形成したアモルファスシリコンの一部をエキシマレーザ
で低温アニールすることにより多結晶化した領域に形成されている。
Thin film transistors (TFTs) used for liquid crystal display elements and organic EL elements are polycrystallized by annealing a part of amorphous silicon formed on a substrate at low temperature with an excimer laser in order to ensure high-speed operation. Is formed.
このように、アモルファスシリコンの一部をエキシマレーザで低温アニールして多結晶
化させる場合、均一に多結晶化させることが求められるが、実際には、レーザ光源の変動
の影響により結晶にばらつきが生じてしまう場合がある。
As described above, when a part of amorphous silicon is annealed at a low temperature with an excimer laser to be polycrystallized, it is required to uniformly polycrystallize. In practice, however, the crystal varies due to the influence of the fluctuation of the laser light source. May occur.
そこで、このシリコン結晶のばらつきの発生状態を監視する方法として、特許文献1に
は、パルスレーザを半導体膜に照射してレーザアニールを行うとともにレーザ照射領域に
検査光を照射し、照射した検査光による基板からの反射光を検出し、この反射光の強度変
化から半導体膜の結晶化の状態を確認することが記載されている。
Therefore, as a method of monitoring the occurrence state of the variation of the silicon crystal,
また、特許文献2には、レーザを照射前の非晶質シリコンに検査光を照射してその反射
光又は透過光を検出しておき、レーザを非晶質シリコンに照射中にも検査光を照射してそ
の反射光又は透過光を検出し、レーザ照射前とレーザ照射中の反射光又は透過光の強度の
差が最大になったときからレーザ照射前の反射光又は透過光の強度に戻るまでの経過時間
を検出してレーザアニールの状態を監視することが記載されている。
In
更に、特許文献3には、基板上に形成された非晶質シリコンをエキシマレーザアニール
により多結晶シリコンに変化させた領域に可視光を基板表面に対して10−85度の方向
から照射し、照射と同じ角度の範囲に接地したカメラで反射光を検出し、この反射光の変
化から結晶表面の突起の配置の状態を検査することが記載されている。
Further, Patent Document 3 irradiates a region where amorphous silicon formed on a substrate is changed into polycrystalline silicon by excimer laser annealing with visible light from a direction of 10 to 85 degrees with respect to the substrate surface. It is described that reflected light is detected by a camera grounded in the same angle range as that of irradiation, and the arrangement state of protrusions on the crystal surface is inspected from the change of the reflected light.
更に、特許文献4には、アモルファスシリコン膜にエキシマレーザを照射して形成した
多結晶シリコン薄膜に検査光を照射して多結晶シリコン薄膜からの回折光を回折光検出器
でモニタリングし、多結晶シリコン薄膜の結晶性が高い規則的な微細凹凸構造の領域から
発生した回折光の強度が結晶性の低い領域からの回折・散乱光の強度に比べて高いことを
利用して、多結晶シリコン薄膜の状態を検査することが記載されている。
Further, in Patent Document 4, a polycrystalline silicon thin film formed by irradiating an excimer laser on an amorphous silicon film is irradiated with inspection light, and diffracted light from the polycrystalline silicon thin film is monitored by a diffracted light detector. By utilizing the fact that the intensity of diffracted light generated from a region with a regular fine concavo-convex structure with high crystallinity of a silicon thin film is higher than the intensity of diffracted / scattered light from a region with low crystallinity, a polycrystalline silicon thin film It is described that the state of the test is inspected.
アモルファスシリコンの薄膜にエキシマレーザを照射してアニールすることにより形成
した多結晶シリコン薄膜(ポリシリコン膜)の表面には、微細な凹凸がある周期で発生する
ことが知られている。そして、この微細な突起は、多結晶シリコン薄膜の結晶性の度合い
を反映しており、結晶状態が均一な(多結晶粒径がそろっている)多結晶シリコン薄膜の
表面には微細な凹凸がある規則性をもって周期的に形成され、結晶状態の均一性が低い(
多結晶粒径が不ぞろいな)多結晶シリコン薄膜の表面には微細な凹凸が不規則に形成されることが知られている。
It is known that the surface of a polycrystalline silicon thin film (polysilicon film) formed by annealing an amorphous silicon thin film by irradiating it with an excimer laser is generated with a period having fine irregularities. These fine protrusions reflect the degree of crystallinity of the polycrystalline silicon thin film, and there are fine irregularities on the surface of the polycrystalline silicon thin film having a uniform crystalline state (with a uniform polycrystalline grain size). It is formed periodically with a certain regularity and the uniformity of the crystalline state is low (
It is known that fine irregularities are irregularly formed on the surface of a polycrystalline silicon thin film (which has an uneven polycrystalline grain size).
このように、結晶の状態が反射光に反映される多結晶シリコン薄膜の表面状態を検査す
る方法として、特許文献1にはレーザアニールした領域に照射した光の反射光の強度変化
から半導体膜の結晶化の状態を確認することが記載されているだけで、結晶の状態が反映
されている回折光を検出することについては記載されていない。
As described above, as a method for inspecting the surface state of the polycrystalline silicon thin film in which the crystal state is reflected in the reflected light,
また、特許文献2には、レーザアニール中のレーザ照射領域からの反射光をアニール前
の反射光と比較してアニールの進行状態をモニタするものであって、特許文献1と同様に
結晶の状態が反映されている回折光を検出することについては記載されていない。
一方、特許文献3には、レーザアニールによって形成される多結晶シリコン薄膜表面の
突起の配置により反射する光の変化によって多結晶シリコンの結晶の品質を検査すること
が記載されているが、多結晶シリコン薄膜表面の突起により発生する回折光を検出するこ
とについては記載されていない。
On the other hand, Patent Document 3 describes that the quality of polycrystalline silicon crystal is inspected by the change of light reflected by the arrangement of protrusions on the surface of the polycrystalline silicon thin film formed by laser annealing. There is no description about detecting diffracted light generated by protrusions on the surface of the silicon thin film.
更に、特許文献4には、レーザアニールによって形成される多結晶シリコン薄膜表面の
突起により発生する回折光を検出することについては記載されているが、回折光検出器で
検出した回折光の強度レベルをモニタして多結晶シリコン膜の状態を検査するものであっ
て、多結晶シリコン薄膜の表面の画像を検出して多結晶シリコン薄膜の表面のある領域の
突起の状態を観察することについては記載されていない。
Further, Patent Document 4 describes the detection of diffracted light generated by protrusions on the surface of a polycrystalline silicon thin film formed by laser annealing, but the intensity level of diffracted light detected by a diffracted light detector. Is used to inspect the state of the polycrystalline silicon film, and to detect the image of the surface of the polycrystalline silicon thin film and observe the state of the protrusion on the surface of the polycrystalline silicon thin film. It has not been.
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決して、多結晶シリコン薄膜の表面の画
像を検出して多結晶シリコン薄膜の表面の状態を観察し、多結晶シリコン薄膜の結晶の状
態を検査することを可能にする多結晶シリコン薄薄膜の検査方法及びその装置を提供する
ことにある。
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, detect an image of the surface of the polycrystalline silicon thin film, observe the surface state of the polycrystalline silicon thin film, and determine the crystalline state of the polycrystalline silicon thin film. An object of the present invention is to provide a method and apparatus for inspecting a thin polycrystalline silicon thin film that enables inspection.
上記した課題を解決するために、本発明では、基板ロード部と、基板検査部と、基板アンロード部と、全体制御部とを備えた多結晶シリコン薄膜検査装置において、基板検査部を、表面に多結晶シリコン薄膜が形成された基板に第1の波長の光を第1の方向から照射する第1の照明手段と、基板の第1の照明手段により第1の波長の光が照射された領域に第2の波長の光を第2の方向から照射する第2の照明手段と、第1の照明手段と第2の照明手段により第1の波長の光と第2の波長の光が照射された基板から第3の方向に発生した第1の波長の光による第1の1次回折光の光学像を撮像する第1の撮像手段と、第1の照明手段と第2の照明手段により第1の波長の光と第2の波長の光が照射された基板から第4の方向に発生した第2の波長の光による第2の1次回折光の光学像を撮像する第2の撮像手段と、第1の撮像手段で第1の1次回折光の光学像を撮像して得た信号と第2の撮像手段で第2の1次回折光の光学像を撮像して得た信号とを処理して基板上に形成された多結晶シリコン膜の結晶の状態を判定する信号処理・判定手段とを備えて構成した。 In order to solve the above-described problems, in the present invention, in a polycrystalline silicon thin film inspection apparatus including a substrate loading unit, a substrate inspection unit, a substrate unloading unit, and an overall control unit, The first illuminating means for irradiating the substrate having the polycrystalline silicon thin film with the first wavelength light from the first direction and the first illuminating means on the substrate were irradiated with the first wavelength light. The second illuminating means for irradiating the region with the second wavelength light from the second direction, and the first illuminating means and the second illuminating means are irradiated with the first wavelength light and the second wavelength light. The first imaging means for capturing an optical image of the first first-order diffracted light by the light of the first wavelength generated in the third direction from the formed substrate, and the first illumination means and the second illumination means The second wave generated in the fourth direction from the substrate irradiated with the light of the first wavelength and the light of the second wavelength Second image pickup means for picking up an optical image of the second first-order diffracted light by the first light, a signal obtained by picking up the optical image of the first first-order diffracted light by the first image pickup means, and the second image pickup means And a signal processing / determination means for processing a signal obtained by picking up an optical image of the second first-order diffracted light and determining a crystal state of the polycrystalline silicon film formed on the substrate. .
また、上記した課題を解決するために、本発明では、基板ロード部と、基板検査部と、基板アンロード部と、全体制御部とを備えた多結晶シリコン薄膜検査装置において、基板検査部を、表面に多結晶シリコン薄膜が形成された基板に光を照射する照明手段と、照明手段により光が照射された基板から第1の方向に発生した第1の1次回折光の光学像を撮像する第1の撮像手段と、照明手段により光が照射された基板から第2の方向に発生した第2の1次回折光の光学像を撮像する第2の撮像手段と、第1の撮像手段で第1の1次回折光の光学像を撮像して得た信号と第2の撮像手段で第2の1次回折光の光学像を撮像して得た信号とを処理して基板上に形成された多結晶シリコン膜の結晶の状態を判定する信号処理・判定手段とを備えて構成した。 In order to solve the above-described problems, in the present invention, in a polycrystalline silicon thin film inspection apparatus including a substrate loading unit, a substrate inspection unit, a substrate unloading unit, and an overall control unit, a substrate inspection unit is provided. Illuminating means for irradiating light onto a substrate having a polycrystalline silicon thin film formed on the surface, and an optical image of the first first-order diffracted light generated in the first direction from the substrate irradiated with light by the illuminating means First imaging means, second imaging means for imaging an optical image of second first-order diffracted light generated in the second direction from the substrate irradiated with light by the illumination means, and first imaging means A signal obtained by picking up an optical image of the first primary diffracted light and a signal obtained by picking up an optical image of the second primary diffracted light by the second image pickup means are processed on the substrate. Signal processing / determination means for determining the crystal state of the crystalline silicon film. It was.
更に、上記した課題を解決するために、本発明では、多結晶シリコン薄膜を検査する方法を、表面に多結晶シリコン薄膜が形成された基板に第1の波長の光を第1の方向から照射し、基板の第1の波長の光が照射された領域に第2の波長の光を第2の方向から照射し、 第1の波長の光と第2の波長の光が照射された基板から第3の方向に発生した第1の波長の光による第1の1次回折光の光学像を撮像し、第1の波長の光と第2の波長の光が照射された基板から第4の方向に発生した第2の波長の光による第2の1次回折光の光学像を撮像し、第1の1次回折光の光学像を撮像して得た信号と第2の1次回折光の光学像を撮像して得た信号とを処理して基板上に形成された多結晶シリコン膜の結晶の状態を判定するようにした。 Furthermore, in order to solve the above-described problems, the present invention provides a method for inspecting a polycrystalline silicon thin film by irradiating a substrate having a polycrystalline silicon thin film on the surface with light having a first wavelength from a first direction. Then, the region of the substrate irradiated with the light of the first wavelength is irradiated with the light of the second wavelength from the second direction, and from the substrate irradiated with the light of the first wavelength and the light of the second wavelength An optical image of the first first-order diffracted light by the light of the first wavelength generated in the third direction is picked up, and the fourth direction from the substrate irradiated with the light of the first wavelength and the light of the second wavelength An optical image of the second first-order diffracted light by the light of the second wavelength generated in the image is captured, and a signal obtained by capturing the optical image of the first first-order diffracted light and the optical image of the second first-order diffracted light are The signal obtained by imaging was processed to determine the crystal state of the polycrystalline silicon film formed on the substrate.
更にまた、上記した課題を解決するために、本発明では、多結晶シリコン薄膜を検査する方法を、表面に多結晶シリコン薄膜が形成された基板に光を照射し、この光が照射された基板から第1の方向に発生した第1の1次回折光の光学像を撮像し、光が照射された基板から第2の方向に発生した第2の1次回折光の光学像を撮像し、第1の1次回折光の光学像を撮像して得た信号と第2の1次回折光の光学像を撮像して得た信号とを処理して基板上に形成された多結晶シリコン膜の結晶の状態を判定するようにした。 Furthermore, in order to solve the above-described problems, the present invention provides a method for inspecting a polycrystalline silicon thin film by irradiating light onto a substrate having a polycrystalline silicon thin film formed on the surface, and then irradiating the substrate with the light. An optical image of the first first-order diffracted light generated in the first direction is picked up, an optical image of the second first-order diffracted light generated in the second direction is picked up from the substrate irradiated with the light, and the first Of the polycrystalline silicon film formed on the substrate by processing the signal obtained by imaging the optical image of the first-order diffracted light and the signal obtained by imaging the optical image of the second-order first-order diffracted light Judgment was made.
また、上記した従来技術の課題を解決するために、本発明では、多結晶シリコン薄膜検
査装置を、表面に多結晶シリコン薄膜が形成された光学的に透明な基板に該基板の一方の
面の側から光を照射する光照射手段と、光照射手段により基板の一方の面の側から照射さ
れた光により基板と多結晶シリコン薄膜とを透過して基板の他方の面の側に出射した光に
より他方の面の側に発生した1次回折光の像を撮像する撮像手段と、撮像手段で撮像して
得た1次回折光の像を処理して多結晶シリコン薄膜の結晶の状態を検査する画像処理手段
と、画像処理手段で処理した1次回折光の像を検査した結果の情報と共に画面上に表示す
る出力手段とを供えて構成し、表面に多結晶シリコン薄膜が形成された光学的に透明な基
板に基板の一方の面の側から光を照射し、基板の一方の面の側から照射された光のうち基
板と多結晶シリコン薄膜とを透過して基板の他方の面の側に出射した光により他方の面の
側に発生した1次回折光の像を撮像し、撮像して得た1次回折光の像を処理して多結晶シ
リコン薄膜の結晶の状態を検査し、処理した1次回折光の像を検査した結果の情報と共に
画面上に表示するようにした。
In order to solve the above-described problems of the prior art, in the present invention, a polycrystalline silicon thin film inspection apparatus is provided on an optically transparent substrate having a polycrystalline silicon thin film formed on one surface. Light irradiating means for irradiating light from the side, and light emitted from one side of the substrate by the light irradiating means through the substrate and the polycrystalline silicon thin film and emitted to the other side of the substrate An imaging unit that captures an image of the first-order diffracted light generated on the other surface side, and an image that inspects the crystal state of the polycrystalline silicon thin film by processing the image of the first-order diffracted light captured by the imaging unit Optically transparent comprising a processing means and an output means for displaying on the screen together with information on the result of inspection of the image of the first-order diffracted light processed by the image processing means, and having a polycrystalline silicon thin film formed on the surface Light from one side of the board to the correct board Irradiation and primary light generated on the other surface side by light emitted from the one surface side of the substrate through the substrate and the polycrystalline silicon thin film and emitted to the other surface side of the substrate The image of the folded light is picked up, the image of the first-order diffracted light obtained by imaging is processed to inspect the crystal state of the polycrystalline silicon thin film, and the processed first-order diffracted light image is inspected on the screen together with information on the result of the inspection. Displayed.
本発明によれば、エキシマレーザでアニールされて形成された多結晶シリコン薄膜の結晶の状態からアニール時に照射されたエキシマレーザのエネルギの適否が容易に判定することができるようになった。また、判定した結果に基づいて照射エネルギを制御することで、液晶表示パネル用ガラス基板の品質を高く維持することが可能になった。 According to the present invention, the suitability of the energy of the excimer laser irradiated at the time of annealing can be easily determined from the crystal state of the polycrystalline silicon thin film formed by annealing with the excimer laser. Moreover, it became possible to maintain the quality of the glass substrate for liquid crystal display panels highly by controlling irradiation energy based on the determined result.
本発明の実施の形態として、液晶表示パネル用ガラス基板に形成した多結晶シリコン薄
膜を検査する装置に適用した例を説明する。
As an embodiment of the present invention, an example applied to an apparatus for inspecting a polycrystalline silicon thin film formed on a glass substrate for a liquid crystal display panel will be described.
検査対象の液晶表示パネル用ガラス基板(以下、基板と記す)には、基板上にアモルファスシリコンの薄膜が形成されている。そのアモルファスシリコンの薄膜の一部の領域にエキシマレーザを照射して走査することにより、エキシマレーザが照射された部分のアモルファスシリコンを加熱して溶融し(アニール)、エキシマレーザが走査された後、溶融したアモルファスシリコンが徐々に冷却されて多結晶化し、多結晶シリコンの状態に結晶が成長する。 A glass substrate for a liquid crystal display panel to be inspected (hereinafter referred to as a substrate) has an amorphous silicon thin film formed on the substrate. By irradiating the excimer laser to a part of the thin film of the amorphous silicon and scanning, the portion of the amorphous silicon irradiated with the excimer laser is heated and melted (annealed), and after the excimer laser is scanned, The molten amorphous silicon is gradually cooled to be polycrystallized, and crystals grow in the state of polycrystalline silicon.
図1のグラフには、エキシマレーザでアモルファスシリコンをアニールするときのエキシマレーザの照射エネルギと多結晶シリコンの結晶粒径の概略の関係を示す。アニール時のエキシマレーザの照射エネルギを大きくすると多結晶シリコンの結晶粒径も大きくなる。 The graph of FIG. 1 shows an approximate relationship between the excimer laser irradiation energy and the crystal grain size of polycrystalline silicon when amorphous silicon is annealed with an excimer laser. When the irradiation energy of the excimer laser during annealing is increased, the crystal grain size of polycrystalline silicon also increases.
アニール時のエキシマレーザの照射エネルギが弱い(図1の範囲A)場合には、図2Aに示すように多結晶シリコン膜の結晶201の粒径が小さく、かつ、ばらつきが大きい状態となってしまう。このような結晶状態では、多結晶シリコン膜として安定した特性を得ることができない。
When the irradiation energy of the excimer laser at the time of annealing is weak (range A in FIG. 1), as shown in FIG. 2A, the grain size of the
これに対して、アニール時のエキシマレーザのエネルギを適切な範囲(図1の範囲B)に設定すると、図2Bに示すように結晶202の粒径が比較的揃った多結晶シリコン膜が形成される。このように、結晶粒径が揃った状態に膜が得られると、多結晶シリコン膜として安定した特性を得ることができる。
On the other hand, when the energy of the excimer laser at the time of annealing is set to an appropriate range (range B in FIG. 1), a polycrystalline silicon film having a relatively uniform grain size of
アニール時のエキシマレーザの照射エネルギを更に上げていくと(図1の範囲C)、多結晶シリコンの結晶粒径が大きくなっていく。しかし、照射エネルギを大きくすると結晶粒の成長速度のばらつきが大きくなり、図2Cに示すように結晶203の粒径のばらつきが大きな多結晶シリコン膜となってしまい、多結晶シリコン膜として安定した特性を得ることができない。
When the irradiation energy of the excimer laser at the time of annealing is further increased (range C in FIG. 1), the crystal grain size of polycrystalline silicon becomes larger. However, when the irradiation energy is increased, the variation in the growth rate of crystal grains increases, and as shown in FIG. 2C, the
従って、アモルファスシリコンに照射するエキシマレーザのエネルギを図1のBの範囲に安定に維持することが重要になる。 Accordingly, it is important to stably maintain the energy of the excimer laser irradiated to the amorphous silicon within the range of B in FIG.
一方、特許文献3に記載されているように、アモルファスシリコンをエキシマレーザでアニールして形成した多結晶シリコン膜には、結晶粒界に微小な突起が形成されることが知られている。 On the other hand, as described in Patent Document 3, it is known that a minute projection is formed at a crystal grain boundary in a polycrystalline silicon film formed by annealing amorphous silicon with an excimer laser.
このような多結晶シリコン膜301が形成されたガラス基板10に図3に示すように裏側に配置した光源310から光を照射すると、多結晶シリコン膜301の結晶粒界の微小な突起302で散乱された光によりガラス基板10の表面の側に回折光が発生する。この回折光が発生する位置は、光源310から照射する光の波長や多結晶シリコン膜301の結晶粒界に形成される微小な突起302のピッチによって異なる。
When the glass substrate 10 on which such a
図3に示した構成において、基板300を照射する光の波長をλ、多結晶シリコン膜301の結晶粒界に形成される微小な突起302のピッチをP,基板300を照射する光の基板300の法線方向からの角度をθi、基板300から発生する1次回折光の基板300の法線方向からの角度をθoとすると、それらの間には、
sinθi+sinθo=λ/P ・・・(数1)
という関係が成り立つ。
In the configuration shown in FIG. 3, the wavelength of the light that irradiates the
sinθi + sinθo = λ / P (Equation 1)
This relationship holds.
従って、多結晶シリコン膜301の結晶粒界に微小な突起302が所定のピッチPで形成されている状態で、光源310から出射して角度θiの方向から照射された波長λの光により発生する1次回折光を、角度θoの位置に配置した撮像カメラ320で観察することにより、多結晶シリコン膜301からの1次回折光を観察することができる。
Therefore, it is generated by light having a wavelength λ emitted from the light source 310 and irradiated from the direction of the angle θi in a state where
一方、多結晶シリコン膜301の結晶粒径は、図1に示したようにアニール時のエキシマレーザの照射エネルギに依存し、図1のエキシマレーザの照射エネルギがA,B及びCの領域では、結晶粒径がエキシマレーザの照射エネルギの増加に伴って大きくなる。従って、アニール時にエキシマレーザの照射エネルギが変動すると多結晶シリコン膜301の結晶粒径が変化すると共に図2A乃至図2Cで説明したように粒径のばらつきが大きくなる。この結晶粒径が変化して微小な突起302のピッチのばらつきが大きくなった状態の多結晶シリコン膜301に光源310から光を照射した場合、多結晶シリコン膜301から発生する1次回折光の進行方向が変化すると主にその強度が低下してしまうために、撮像カメラ320で検出される1次回折光の輝度が減少する。
On the other hand, the crystal grain size of the
このように、1次回折光の輝度が減少して撮像カメラ320による1次回折光の検出強度が低下する現象は、図4に示すように、アニール時のエキシマレーザの照射エネルギが大きい方向に変動して多結晶シリコン膜301の結晶粒径が全体として大きくなった場合と、アニール時のエキシマレーザの照射エネルギが小さい方向に変動して多結晶シリコン膜301の結晶粒径が全体として小さくなった場合とに同様に発生する。
As described above, the phenomenon that the luminance of the first-order diffracted light decreases and the detection intensity of the first-order diffracted light by the
従って、撮像カメラ320による1次回折光の検出強度信号だけでは、多結晶シリコン膜301の結晶粒径が大きい状態なのか、小さい状態なのかを判別することが難しい。
Therefore, it is difficult to determine whether the
これを解決するためには、図5に示すように多結晶シリコン膜301の微小な突起302からの回折光に対して異なる検出特性を有する2つの検出系を設け、それぞれの検出系の出力を用いて多結晶シリコン膜301の結晶粒径の変化の状態を検知すればよい。
In order to solve this, as shown in FIG. 5, two detection systems having different detection characteristics with respect to the diffracted light from the
即ち、図5に示すように、アニール時のエキシマレーザの照射エネルギをxとし、複数の実測値を求めてそれらが2次関数分布をしていると仮定して求めた第1の検出系の検出特性をf(x)とし、第2の検出系の検出特性をg(x)として、
f(x)=a(x−α)2+b
ここで、a,bは定数、αはf(x)が最大となるときのx値
g(x)=c(x−β)2+d
ここで、c,dは定数、βはg(x)が最大となるときのx値
と表したときに、f(x)とg(x)との合成関数としてEV(x)を以下のように定義する。
EV(x)=−cf(x)+ag(x)
=−2ac(β−α)x+ac(β2−α2)+c(d−b) ・・・(数2)
即ち、EV(x)はxの1次関数として表すことができ、例えば図6のようになるので、f(x)とg(x)とを検出してEV(x)を求めることにより、エキシマレーザの照射エネルギxを一義的に求めることが可能になる。
That is, as shown in FIG. 5, the irradiation energy of the excimer laser at the time of annealing is set to x, a plurality of actual measurement values are obtained, and the first detection system obtained on the assumption that they have a quadratic function distribution is obtained. The detection characteristic is f (x), the detection characteristic of the second detection system is g (x),
f (x) = a (x−α) 2 + b
Here, a and b are constants, and α is an x value when f (x) is maximum.
g (x) = c (x−β) 2 + d
Here, c and d are constants, and β is an x value when g (x) is maximum.
Where EV (x) is defined as follows as a synthesis function of f (x) and g (x).
EV (x) = − cf (x) + ag (x)
= -2ac (β-α) x + ac (β 2 -α 2 ) + c (d−b) (Equation 2)
That is, EV (x) can be expressed as a linear function of x. For example, as shown in FIG. 6, EV (x) is obtained by detecting f (x) and g (x). The irradiation energy x of the excimer laser can be uniquely determined.
本発明では、多結晶シリコン薄膜を照明して膜表面の微小な突起により発生する回折光の像を撮像し、撮像して得た回折光の画像を処理することにより、基板上に多結晶シリコン薄膜が結晶の粒径がそろった状態の正常な膜として形成されているかどうかを検査して多結晶シリコン薄膜の結晶の状態を評価する方法及びその装置を提供するものである。
以下に、本発明の実施例を図を用いて説明する。
In the present invention, an image of diffracted light generated by minute projections on the surface of the film is illuminated by illuminating the polycrystalline silicon thin film, and the image of the diffracted light obtained by processing the image is processed, so that polycrystalline silicon is formed on the substrate. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for evaluating the crystal state of a polycrystalline silicon thin film by examining whether or not the thin film is formed as a normal film having a uniform crystal grain size.
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明に係る液晶表示パネル用ガラス基板の多結晶シリコン薄膜検査装置700の全体の構成を図7に示す。
FIG. 7 shows the overall configuration of a polycrystalline silicon thin
多結晶シリコン薄膜検査装置700は、基板ロード部710、検査部720、基板アンロード部730、検査部データ処理・制御部740及び全体制御部750で構成されている。
The polycrystalline silicon thin
検査対象の液晶表示パネル用ガラス基板(以下、基板と記す)300は、ガラス基板303上に形成されたアモルファスシリコンの薄膜に、本検査工程の直前の工程で一部の領域にエキシマレーザを照射して走査し加熱することにより加熱された領域がアニールされてアモルファスの状態から結晶化し、図3に示したように、多結晶シリコン薄膜301の状態になる。多結晶シリコン薄膜検査装置700は、基板300の表面を撮像して、この多結晶シリコン薄膜301が正常に形成されているかどうかを調べるものである。
A glass substrate (hereinafter referred to as a substrate) 300 for a liquid crystal display panel to be inspected irradiates an excimer laser to an amorphous silicon thin film formed on the glass substrate 303 in a part of the region immediately before this inspection step. Then, the heated region is annealed and crystallized from the amorphous state by scanning and heating, so that the polycrystalline silicon
検査対象の基板300は、図示していない搬送手段でロード部710にセットされる。ロード部710にセットされた基板300は、全体制御部750で制御される図示していない搬送手段により検査部720へ搬送される。検査部には検査ユニット721が備えられており、検査データ処理・制御ユニット740で制御されて基板300の表面に形成された多結晶シリコン薄膜の状態を検査する。検査ユニット721で検出されたデータは検査データ処理・制御ユニット740で処理されて基板300の表面に形成された多結晶シリコン薄膜301の状態が評価される。
The
検査が終わった基板300は、全体制御部750で制御される図示していない搬送手段により検査部720からアンロード部730に搬送され、図示していないハンドリングユニットにより検査装置700から取り出される。なお、図7には、検査部720に検査ユニット721が1台備えられている構成を示しているが、検査対象の基板300のサイズや形成される多結晶シリコン薄膜301の面積や配置に応じて2台であっても、又は3台以上であっても良い。
The
検査部720における検査ユニット721の構成を図8に示す。
検査ユニット721は、照明光学系810、撮像光学系820、基板ステージ部830及び検査部データ処理・制御部840で構成されており、検査部データ処理・制御部840は図7に示した全体制御部750と接続している。
The configuration of the
The
照明光学系810は、第1の波長λ1の光を発射する第1の光源811、第1の光源811から発射された第1の波長λ1の光の光路を変換する第1のミラー812、第1のミラー812で光路を変換された第1の波長λ1の光を集光して線状の光に成形して基板ステージ部830に保持されているガラス基板300に照射する第1のシリンドリカルレンズ813と、第1の波長λ1の光よりも波長が長い第2の波長λ2の光を発射する第2の光源814、第2の光源814から発射された第2の波長λ2の光の光路を変換する第2のミラー815、第2のミラー815で光路を変換された第2の波長λ2の光を集光して線状の光に成形して基板ステージ部830に保持されているガラス基板300の第1の波長λ1の光が照射されている領域に照射する第2のシリンドリカルレンズ816とを備えている。
The illumination
第1の波長λ1の光と第2の波長λ2の光とは、300nm〜700nmの範囲の波長の光であり、第1の光源811と第2の光源814には、例えば、レーザダイオードを用いる。
The light having the first wavelength λ1 and the light having the second wavelength λ2 are light having a wavelength in the range of 300 nm to 700 nm. For the first
第1のシリンドリカルレンズ813は、第1の光源811から発射されて第1のミラー812で光路を変換させられた第1の波長λ1の光を、基板300上の検査領域の大きさに合わせて効率よく照明できるように照明光束を一方向に集光させて断面形状が一方向に長い線状の形状に成形する。第1のシリンドリカルレンズ813で一方向に集光した光を基板300に、法線方向に対してθ1の角度方向から照射することにより、基板300上の検査領域の照明光量が増加し、撮像光学系820で、よりコントラストの高い画像を検出することができる。
The first
第2のシリンドリカルレンズ816も、第2の光源814から発射されて第2のミラー815で光路を変換させられた第2の波長λ2の光を、基板300上の第1のシリンドリカルレンズ813により第1の波長λ1の光が照射された検査領域に合わせて効率よく照明できるように照明光束を一方向に集光させて断面形状が一方向に長い線状の形状に成形する。第2のシリンドリカルレンズ816で一方向に集光した光を基板300に、法線方向に対してθ2の角度方向から照射することにより、基板300上の検査領域の照明光量が増加し、撮像光学系820で、よりコントラストの高い画像を検出することができる。
The second
撮像光学系820は、第1の波長の光を選択的に透過する第1の波長選択フィルタ821と、第1の波長選択フィルタ821を透過した第1の波長の光による基板300から発生する1次回折光による像を撮像する第1の結像レンズ系822を備えた第1のカメラ823、第2の波長の光を選択的に透過する第2の波長選択フィルタ824と、第2の波長選択フィルタ824を透過した第2の波長の光による基板300から発生する1次回折光による像を撮像する第2の結像レンズ系825を備えた第2のカメラ826とを備えている。
The imaging
波長選択フィルタ821は、基板300からの回折光のうち第1の波長の光を選択的に透過させるものであり、基板300及び周辺からの第1の波長の光以外の波長の光をカットすることができる。
The
波長選択フィルタ823も、基板300からの回折光のうち第2の波長の光を選択的に透過させるものであり、基板300及び周辺からの第2の波長の光以外の波長の光をカットすることができる。
The
第1のカメラ823は、基板300の法線方向に対してθ3傾いた角度方向に設置されている。第1のカメラ823は、第1のシリンドリカルレンズ813により成形された第1の波長λ1の光が照明された基板300の表面の一方向に長い領域に存在する多結晶シリコン薄膜301の結晶粒界にピッチP1で形成された微小突起302からの1次回折光による光学像を撮像する。第1のカメラ823は、基板300の照明された一方向に長い領域の像に合わせて配置された1次元のCCD(電化結合素子)イメージセンサ(図示せず)、又は2次元のCCDイメージセンサ(図示せず)を備えている。
The
すなわち、第1のカメラ823の傾き角度θ3は、多結晶シリコン薄膜301の結晶粒界の微小突起302のピッチP1と、第1の波長の光の波長λ1、及び第1の波長の光の基板300への入射角度θ1により、数1の関係に基づいて決まる。決まる。
That is, the tilt angle θ3 of the
第2のカメラ826は、基板300の法線方向に対してθ4傾いた角度方向に設置されている。第2のカメラ826は、第2のシリンドリカルレンズ816により第2の波長λ2の光が照明された基板300の表面の一方向に長い領域に存在する多結晶シリコン薄膜301の結晶粒界にピッチP2で形成された微小突起302からの1次回折光による光学像を撮像する。第2のカメラ826は、基板300の照明された一方向に長い領域に合わせて配置された1次元のCCD(電化結合素子)イメージセンサ(図示せず)、又は2次元のCCDイメージセンサ(図示せず)を備えている。
The
すなわち、第2のカメラ826の傾き角度θ4は、多結晶シリコン薄膜301の結晶粒界の微小突起302のピッチP2と、第2の波長の光の波長λ2、及び第2の波長の光の基板300への入射角度θ2により、数1の関係に基づいて決まる。
In other words, the tilt angle θ4 of the
このとき、第1の波長の光の波長λ1を第2の波長の光の波長λ2よりも短くし、微小突起302のピッチP1を微小突起302のピッチP2よりも小さくし、かつ、第1の波長の光の基板300への入射角度θ1を第2の波長の光の基板300への入射角度θ2よりも大きく設定すると、第1のカメラ823の傾き角度θ3は第2のカメラ826の傾き角度θ4よりも十分小さく設定することができ、基板ステージ831の上方で第1のカメラ823と第2のカメラ826とを、互いに干渉することなく設置することができる。
At this time, the wavelength λ1 of the first wavelength light is made shorter than the wavelength λ2 of the second wavelength light, the pitch P1 of the
また、第1のカメラ823をピッチP1の微小突起302からの1次回折光を検出する位置に設置し、第2のカメラ826をピッチP2の微小突起302からの1次回折光を検出する位置に設置することにより、それぞれのカメラの検出信号から図5に示したようなピーク位置の異なる2つの特性曲線を得ることができ、図6に示したような1次関数EV(x)の関係を求めることができる。
In addition, the
基板ステージ部830は、駆動手段832によりXY平面内で移動可能なステージ831の上面に検査対照の基板300を載置して保持する。駆動手段832は、例えばステッピングモータ又はロータリエンコーダが備えられたサーボモータを用いればよい。
The
検査データ処理・制御部840は、第1のカメラ823から出力されるアナログ画像
信号をデジタル画像信号に変換するA/D変換部841、第2のカメラ826から出力されるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するA/D変換部842、A/D変換部841とA/D変換部842とでそれぞれA/D変換されたデジタル画像信号を(数1)を用いて演算して基板300上の多結晶シリコン薄膜301に照射されたエキシマレーザのエネルギを算出する演算部843、演算部843で基板300上の各領域ごとのエキシマレーザの照射エネルギの分布を求めて画像化する処理判定部844、処理判定部844で処理された結果を表示する表示部8451を備えた入出力部845、第1の光源811と第2の光源814との電源部846、基板ステージ部830の駆動手段832を制御する駆動手段制御部847、及び、演算部843と処理判定部844と出力部845と電源部846と駆動手段制御部847とを制御する制御部848とを備えている。
また、制御部847は全体制御部750と接続されている。
The inspection data processing /
The
このような構成で、照明光学系810は基板ステージ831に載置された基板300を裏面側から照明し、基板300を透過した光により発生した1次回折光の像を撮像光学系820で撮像し、検査データ処理・制御部840で処理して基板300上に形成された多結晶シリコン薄膜301の結晶の状態を検査する。
With such a configuration, the illumination
次に、図8に示した構成の検査ユニット721を用いて基板300上のエキシマレーザでアニールされて多結晶化した多結晶シリコン薄膜301の状態を検査する方法について説明する。
Next, a method of inspecting the state of the polycrystalline silicon
先ず、基板300上のエキシマレーザのアニールにより形成された多結晶シリコン薄膜301の検査領域を検査する処理の流れを説明する。検査処理には、基板300の所定の領域又は全面を撮像する撮像シーケンスと、撮像して得た画像を処理して欠陥部分を検出する画像処理のシーケンスとがある。
First, the flow of processing for inspecting the inspection region of the polycrystalline silicon
先ず、撮像シーケンスについて図9を用いて説明する。
最初に、多結晶シリコン薄膜301の検査領域の検査開始位置が撮像光学系820の第1のカメラ823及び第2のカメラ826の視野に入るように駆動手段制御部847で駆動手段832を駆動して基板ステージ831の位置を制御し、基板300を初期位置(検査開始位置)に設定する(S901)。
First, the imaging sequence will be described with reference to FIG.
First, the driving means 832 is driven by the driving means
次に、電源制御部846で第1の光源811と第2の光源814とを制御して、第1のシリンドリカルレンズ813により線状に成形された第1の波長の光をθ1の入射角度で、第2のシリンドリカルレンズ816により線状に成形された第2の波長の光をθ2の入射角度でそれぞれ基板300上の多結晶シリコン薄膜301の同じ領域に照射する(S902)。照明光学系810により第1の波長の光と第2の波長の光とが照明された多結晶シリコン薄膜301の検査領域に沿って撮像光学系820の撮像領域が移動するように、駆動手段制御部847で駆動手段832を制御して基板ステージ831を一定の速度での移動を開始する(S903)。
基板ステージ831を一定の速度で移動させながら、照明光学系810の第1のシリンドリカルレンズ813により線状に成形されてθ1の角度で入射した第1の波長の光により照明された多結晶シリコン薄膜301の一方向に長い検査領域の結晶粒界の微小突起302からθ3の方向に発生した1次回折光による光学像を波長選択フィルタ821を介して第1のカメラ823で撮像する。また、同時に、照明光学系810の第2のシリンドリカルレンズ816により線状に成形されてθ2の角度で入射した第2の波長の光により照明された多結晶シリコン薄膜301の一方向に長い検査領域の結晶粒界の微小突起302からθ4の方向に発生した1次回折光による光学像を、波長選択フィルタ824を介して第2のカメラ826で撮像する(S904)。
Next, the power
While moving the
第1の波長の光の1次回折光による光学像を撮像した第1のカメラ823からの検出信号は、検査データ処理・制御部840のA/D変換部841に入力してA/D変換されて演算処理部843に入力される。第2の波長の光の1次回折光による光学像を撮像した第2のカメラ826からの検出信号は、検査データ処理・制御部840のA/D変換部842に入力してA/D変換されて演算処理部843に入力される。演算処理部843に入力された検出信号は、駆動手段制御部847を介して得られた基板ステージ831の位置情報を用いて処理されて、第1のカメラ823で撮像して得られた信号による第1のデジタル画像と第2のカメラ826で撮像して得られた信号による第2のデジタル画像とが作成される(S905)。以上の操作をX方向又はY方向に沿った1ライン分の検査が終了するまで繰り返して実行する(S906)。
A detection signal from the
次に、検査した1ライン分の領域に隣接する検査領域が有るか否かをチェックし(S9
07)、隣接する未検査領域が有る場合には、基板ステージ831を隣接する検査領域に移動させて(S908)、S903からのステップを繰り返す。検査すべき領域が全て検査を終了するとXYテーブルの移動を停止し(S909),電源制御部846で第1の光源811と第2の光源814を制御することにより照明を消して(S910)撮像シーケンスを終了する。
Next, it is checked whether there is an inspection area adjacent to the area for one line that has been inspected (S9).
07) If there is an adjacent uninspected area, the
次に、S905の撮像シーケンスで得られた第1のデジタル画像と第2のデジタル画像とを処理する画像処理シーケンスについて図10を用いて説明する。 Next, an image processing sequence for processing the first digital image and the second digital image obtained in the imaging sequence in S905 will be described with reference to FIG.
撮像シーケンスのデジタル画像作成ステップ(S905)において演算処理部843で作成された第1のデジタル画像と第2のデジタル画像とは処理判定部844に入力され(S1001)、第1のデジタル画像と第2のデジタル画像とを合成し(S1002)、第1のデジタル画像と第2のデジタル画像との対応する画像信号に対して(数2)で示した演算式を用いて処理することにより、結晶シリコン膜301の対応する箇所に照射されたエキシマレーザの照射エネルギを、基板300の所定の領域に渡って算出し(S1003)、
この算出したエキシマレーザの照射エネルギが予め設定した基準の照射エネルギ範囲に入っているか、又は大きいか小さいかを基板300の所定の領域に渡って判定する(S1004)。
The first digital image and the second digital image created by the
It is determined over a predetermined region of the
次に、基板300の所定の領域に渡って判定した結果に基づいて、基板300の所定の領域におけるエキシマレーザの照射エネルギ強度のマップを作成して入出力部845の表示画面8451上に表示して(S1005)、処理・判定のシーケンスを終了する。この表示画面8451上に表示されるエキシマレーザの照射エネルギ強度のマップ上には、S1004で予め設定した基準の照射エネルギ範囲よりも大きいまたは小さいとして不良と判定された領域が正常な領域と区別できるように表示される。また、入出力部845から入力して判定基準を変えた場合、その変えた欠陥判定基準に対応して不良領域も変化して表示される。
Next, based on the determination result over a predetermined region of the
表示部8451に表示する検査結果表示画面1100の一例を図11に示す。
検査結果表示画面1100は、図11に示すように、表示対象基板を指定する、基板指定部1101、指定した基板の表示の実行を支持する実行ボタン1102、指定した基板の全体のエキシマレーザの照射エネルギ強度分布を表示する基板全体分布表示領域1103、基板全体像表示領域1103表示された基板の全体のエキシマレーザの照射エネルギ強度分布のうち拡大して表示する領域を指定する拡大表示指定手段1104、拡大表示指定手段1104で指定された領域のエキシマレーザの照射エネルギ強度分布を拡大して表示する拡大表示領域1105、および、基板の検査結果を表示する検査結果表示部1106が一つの画面上に表示される。
An example of the inspection
As shown in FIG. 11, the inspection
基板全体像表示領域1103に表示される基板の全体のエキシマレーザの照射エネルギ強度分布の画像には、画像処理・判定部844で判定した結果が強調されて表示される。すなわち、画像処理・判定部844で基準の照射エネルギ範囲よりも大きいまたは小さいとして不良と判定された領域は、正常と判断された領域とそれぞれ色を変えて表示される。
The image of the excimer laser irradiation energy intensity distribution of the entire substrate displayed in the entire substrate
基板全体分布表示領域1103に表示するエキシマレーザの照射エネルギ強度分布の例を、図12A及び図12Bに示す。
An example of the irradiation energy intensity distribution of the excimer laser displayed in the entire substrate
図12Aは、基板全体をマトリックス状に分割して、各領域においてS1003で算出したエキシマレーザの照射エネルギを、エネルギに応じて256階調で表示した例を示す。 FIG. 12A shows an example in which the entire substrate is divided into a matrix, and the irradiation energy of the excimer laser calculated in S1003 in each region is displayed in 256 tones according to the energy.
また、図12Bには、S1004で判定した結果に基づいて、基準の照射エネルギ範囲よりも大きいとして不良と判定された領域と、小さいとして不良と判定された領域とが識別できるようにして表示した例を示す。 Further, in FIG. 12B, based on the result determined in S1004, the region determined to be defective as being larger than the reference irradiation energy range and the region determined to be defective as being small are displayed so that they can be identified. An example is shown.
上記した構成で検査することにより、本実施例1によればエキシマレーザでアニールさ
れて形成された多結晶シリコン薄膜の結晶の状態を比較的高い精度で検査することができ、液晶表示パネル用ガラス基板の品質を高く維持することが可能になる。
By inspecting with the above-described configuration, according to the first embodiment, the crystal state of the polycrystalline silicon thin film formed by annealing with the excimer laser can be inspected with relatively high accuracy, and the glass for a liquid crystal display panel It becomes possible to maintain the quality of the substrate high.
なお、照明光学系200にシリンドリカルレンズ205を用いて基板1上の一方向に
長い領域を照明する構成で説明したが、これを通常の円形のレンズに置き換えても同様の
効果が得られる。
In the above description, a cylindrical lens 205 is used as the illumination optical system 200 to illuminate a long region in one direction on the
実施例1においては、照明光学系810に波長の異なる光を発射する2つの光源を用いたが、本実施例においては光源として複数の波長の光を発射する単一の光源を用いた例について説明する。実施例2における液晶表示パネル用ガラス基板の多結晶シリコン薄膜検査装置の全体構成は、実施例1において図7を用いて説明したものと同様であるので、その詳細な説明を省略する。
In the first embodiment, two light sources that emit light having different wavelengths are used for the illumination
また、実施例2における撮像光学系と基板ステージ部、検査データ処理・制御部の構成及びその動作・作用は実施例1で説明した撮像光学系820及び基板ステージ部830、検査データ処理・制御部840と同じであるので、説明を省略する。
In addition, the imaging optical system, the substrate stage unit, and the inspection data processing / control unit in the second embodiment are configured and their operations / operations are the same as the imaging
図13に、本実施例における照明光学系1310の構成を示す。本実施例における照明光学系1310は、波長λ1とλ2とを含む複数の波長の光を発射する光源1311、波長λ1の光を反射してそれ以外の波長の光を透過する第1のダイクロイックミラー1312、第1のダイクロイックミラー1312を透過した光のうち波長λ2の光を反射してそれ以外の波長の光を透過する第2のダイクロイックミラー1313、第1のダイクロイックミラー1312で反射された波長λ1の光の光路を変換するミラー812、ミラー812で光路を変換された波長λ1の光を一方向に集光して線状の光に成形し基板ステージ831に保持されている基板300に法線方向に対してθ1の方向から照射する第1のシリンドリカルレンズ813、第2のダイクロイックミラー1313で反射された波長λ2の光の光路を変換するミラー815、ミラー815で光路を変換された波長λ2の光を一方向に集光して線状の光に成形し基板ステージ831に保持されている基板300に法線方向に対してθ2の方向から照射する第2のシリンドリカルレンズ816を備えている。
FIG. 13 shows the configuration of the illumination optical system 1310 in the present embodiment. The illumination optical system 1310 in the present embodiment includes a
上記構成において、光源1311から発射された光は第1のダイクロイックミラー1312に入射し、波長λ1の光が反射されて、他の波長の光は第1のダイクロイックミラー1312を透過する。第1のダイクロイックミラー1312で反射された波長λ1の光は、ミラー812に入射して全反射し光路を変換して第1のシリンドリカルレンズ813に入射する。第1のシリンドリカルレンズ813に入射した波長λ1の光は、一方向に絞られて収束し、他の方向(図13の紙面に垂直な方向)には収束しない線状の形状に成形されて、実施例1の場合と同様に基板ステージ831に保持されている基板300に法線方向に対してθ1の角度方向から入射する。
In the above configuration, light emitted from the
一方、光源1311から発射されて第1のダイクロイックミラー1312を透過した光は第2のダイクロイックミラー1313に入射し、波長λ2の光が反射されて、他の波長の光は第2のダイクロイックミラー1313を透過する。第2のダイクロイックミラー1313で反射された波長λ2の光は、ミラー815に入射して全反射し光路を変換して第2のシリンドリカルレンズ816に入射する。第2のシリンドリカルレンズ816に入射した波長λ2の光は、一方向に絞られて収束し、他の方向(図13の紙面に垂直な方向)には収束しない線状の形状に成形されて、実施例1の場合と同様に基板ステージ831に保持されている基板300の第1のシリンドリカルレンズ813により線状に成形された波長λ1の光が照射されている領域に、法線方向に対してθ2の角度方向から入射する。
On the other hand, the light emitted from the
本実施例において、波長λ1の光と波長λ2の光とが照射された基板300から発生した回折光の像を撮像光学系で撮像して検査データ処理・制御部で信号を処理する撮像シーケンス及び画像処理のシーケンスは、実施例1で図9及び図10を用いて説明したものと同じであるので、説明を省略する。
In this embodiment, an imaging sequence in which an image of the diffracted light generated from the
本実施例によれば、照明光学系の光源を1つにすることができるので、照明光学系をコンパクトに設計することが可能になる。 According to the present embodiment, since the illumination optical system can have a single light source, the illumination optical system can be designed in a compact manner.
実施例2においては、照明光学系1310に波長λ1とλ2を含む複数の波長の光を発射する単一の光源を用い、2つのダイクロイックミラーを用いて波長λ1の光と波長ラムダ2の光とを分離してそれぞれθ1の角度方向とθ2の角度方向から基板300に入射させる構成について説明したが、本実施例においては、波長λ1とλ2を含む複数の波長の光を発射する単一の光源から発射された光をそのまま基板300に照射する例について、図14を用いて説明する。実施例3における液晶表示パネル用ガラス基板の多結晶シリコン薄膜検査装置の全体構成は、実施例1において図7を用いて説明したものと同様であるので、その詳細な説明を省略する。
In the second embodiment, a single light source that emits light having a plurality of wavelengths including wavelengths λ1 and λ2 is used for the illumination optical system 1310, and light having a wavelength λ1 and light having a
また、図14に示した構成において、実施例1で説明した図8に記載した構成と同じものについては、同じ番号を付して、その詳細な説明を省略する。実施例1の構成と異なるのは、照明光学系1410と、撮像光学系1420である。
Further, in the configuration shown in FIG. 14, the same components as those shown in FIG. 8 described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. What differs from the configuration of the first embodiment is an illumination
このうち、照明光学系1410は、ある波長幅を有する光を発射する光源1411と、光源1411から発射された光の光路を変換するミラー812、ミラー812で光路を変換された光を集光し線状の光に成形して基板ステージ831に保持されているガラス基板300に、法線方向に対してθ10の方向から照射するシリンドリカルレンズ813を備えている。
Among these, the illumination
また、撮像光学系1420は、シリンドリカルレンズ813により線状に成形されたある波長幅を有する光が照射されたガラス基板300上の多結晶シリコン薄膜301の結晶粒界に生じた微小突起により発生した1次回折光の内、法線方向に対して角度θ3の方向に進行した波長がλ1の1次回折光を透過させる第1の波長選択フィルタ1421と、この第1の波長選択フィルタ1421を透過した波長がλ1の1次回折光の像を撮像する第1の結像レンズ系822を備えた第1のカメラ823、微小突起により発生した1次回折光の内、法線方向に対して角度θ4の方向に進行した波長がλ2の1次回折光を透過させる第2の波長選択フィルタ1424と、この第2の波長選択フィルタ1424を透過した波長がλ2の1次回折光の像を撮像する第2の結像レンズ系825を備えた第2のカメラ826とを備えている。
In addition, the imaging
本実施例において、第1のカメラ823と第2のカメラ826とからの検出信号を検査データ処理・制御部で信号を処理する撮像シーケンス及び画像処理のシーケンスは、実施例1で図9及び図10を用いて説明したものと同じであるので、説明を省略する。
In the present embodiment, an imaging sequence and an image processing sequence in which detection signals from the
本実施例によれば、実施例2に比べて照明光学系をよりコンパクトに設計することが可能になる。 According to the present embodiment, the illumination optical system can be designed more compactly than in the second embodiment.
300…基板 700…検査装置 720…検査部 721…検査ユニット 740,840…検査データ処理・制御部 750…全体制御部 810,1310,1410…照明光学系 811…第1の光源 814…第2の光源 813…第1のシリンドリカルレンズ 816…第2のシリンドリカルレンズ 820,1420…撮像光学系 821…第1の波長選択フィルタ 824…第2の波長選択フィルタ 822…第1の結像レンズ 825…第2の結像レンズ 823…第1のカメラ 826…第2のカメラ 830…基板ステージ部 831…基板ステージ 840…画像処理部 841,842…A/D変換部 843…画像生成部 844…処理・判定部 845…入出力部 8451…表示画面 848…制御部 1311,1411…光源 1312…第1のダイクロイックミラー 1313…第2のダイクロイックミラー。
300 ...
Claims (16)
前記基板検査部は、
表面に多結晶シリコン薄膜が形成された基板に第1の波長の光を第1の方向から照射する第1の照明手段と、
前記基板の前記第1の照明手段により前記第1の波長の光が照射された領域に第2の波長の光を第2の方向から照射する第2の照明手段と、
前記第1の照明手段と前記第2の照明手段により第1の波長の光と前記第2の波長の光が照射された前記基板から第3の方向に発生した前記第1の波長の光による第1の1次回折光の光学像を撮像する第1の撮像手段と、
前記第1の照明手段と前記第2の照明手段により第1の波長の光と前記第2の波長の光が照射された前記基板から第4の方向に発生した前記第2の波長の光による第2の1次回折光の光学像を撮像する第2の撮像手段と、
前記第1の撮像手段で前記第1の1次回折光の光学像を撮像して得た信号と前記第2の撮像手段で前記第2の1次回折光の光学像を撮像して得た信号とを処理して前記基板上に形成された多結晶シリコン膜の結晶の状態を判定する信号処理・判定手段と
を備えたことを特徴とする多結晶シリコン薄膜検査装置。 A polycrystalline silicon thin film inspection apparatus including a substrate loading unit, a substrate inspection unit, a substrate unloading unit, and an overall control unit,
The board inspection unit
A first illumination means for irradiating light having a first wavelength from a first direction onto a substrate having a polycrystalline silicon thin film formed on a surface thereof;
A second illuminating means for irradiating light having a second wavelength from a second direction onto a region irradiated with the light having the first wavelength by the first illuminating means on the substrate;
By the light of the first wavelength generated in the third direction from the substrate irradiated with the light of the first wavelength and the light of the second wavelength by the first illumination means and the second illumination means. First imaging means for imaging an optical image of the first first-order diffracted light;
By the light of the second wavelength generated in the fourth direction from the substrate irradiated with the light of the first wavelength and the light of the second wavelength by the first illumination means and the second illumination means. Second imaging means for imaging an optical image of the second first-order diffracted light;
A signal obtained by imaging the optical image of the first first-order diffracted light with the first imaging means, and a signal obtained by imaging the optical image of the second first-order diffracted light with the second imaging means; And a signal processing / determination means for determining the crystal state of the polycrystalline silicon film formed on the substrate by processing the process.
前記基板検査部は、
表面に多結晶シリコン薄膜が形成された基板に光を照射する照明手段と、
前記照明手段により光が照射された前記基板から第1の方向に発生した第1の1次回折光の光学像を撮像する第1の撮像手段と、
前記照明手段により光が照射された前記基板から第2の方向に発生した第2の1次回折光の光学像を撮像する第2の撮像手段と、
前記第1の撮像手段で前記第1の1次回折光の光学像を撮像して得た信号と前記第2の撮像手段で前記第2の1次回折光の光学像を撮像して得た信号とを処理して前記基板上に形成された多結晶シリコン膜の結晶の状態を判定する信号処理・判定手段と
を備えたことを特徴とする多結晶シリコン薄膜検査装置。 A polycrystalline silicon thin film inspection apparatus including a substrate loading unit, a substrate inspection unit, a substrate unloading unit, and an overall control unit,
The board inspection unit
Illumination means for irradiating light onto a substrate having a polycrystalline silicon thin film formed on the surface;
First imaging means for imaging an optical image of first first-order diffracted light generated in a first direction from the substrate irradiated with light by the illumination means;
Second imaging means for imaging an optical image of second first-order diffracted light generated in a second direction from the substrate irradiated with light by the illumination means;
A signal obtained by imaging the optical image of the first first-order diffracted light with the first imaging means, and a signal obtained by imaging the optical image of the second first-order diffracted light with the second imaging means; And a signal processing / determination means for determining the crystal state of the polycrystalline silicon film formed on the substrate by processing the process.
前記基板の前記第1の波長の光が照射された領域に第2の波長の光を第2の方向から照射し、
前記第1の波長の光と前記第2の波長の光が照射された前記基板から第3の方向に発生した前記第1の波長の光による第1の1次回折光の光学像を撮像し、
前記第1の波長の光と前記第2の波長の光が照射された前記基板から第4の方向に発生した前記第2の波長の光による第2の1次回折光の光学像を撮像し、
前記第1の1次回折光の光学像を撮像して得た信号と前記第2の1次回折光の光学像を撮像して得た信号とを処理して前記基板上に形成された多結晶シリコン膜の結晶の状態を判定する
ことを特徴とする多結晶シリコン薄膜検査方法。 A substrate having a polycrystalline silicon thin film formed on the surface is irradiated with light of a first wavelength from a first direction,
Irradiating the region of the substrate irradiated with the light of the first wavelength from the second direction with the light of the second wavelength;
Capturing an optical image of the first first-order diffracted light by the light of the first wavelength generated in the third direction from the substrate irradiated with the light of the first wavelength and the light of the second wavelength;
Capturing an optical image of the second first-order diffracted light by the light of the second wavelength generated in the fourth direction from the substrate irradiated with the light of the first wavelength and the light of the second wavelength;
Polycrystalline silicon formed on the substrate by processing a signal obtained by taking an optical image of the first first-order diffracted light and a signal obtained by taking an optical image of the second first-order diffracted light A method for inspecting a polycrystalline silicon thin film, comprising: determining a crystal state of a film.
該光が照射された前記基板から第1の方向に発生した第1の1次回折光の光学像を撮像し、
前記光が照射された前記基板から第2の方向に発生した第2の1次回折光の光学像を撮像し、
前記第1の1次回折光の光学像を撮像して得た信号と前記第2の1次回折光の光学像を撮像して得た信号とを処理して前記基板上に形成された多結晶シリコン膜の結晶の状態を判定する
ことを特徴とする多結晶シリコン薄膜検査方法。 Irradiate the substrate with a polycrystalline silicon thin film on the surface,
Taking an optical image of the first first-order diffracted light generated in the first direction from the substrate irradiated with the light;
Capturing an optical image of the second first-order diffracted light generated in the second direction from the substrate irradiated with the light;
Polycrystalline silicon formed on the substrate by processing a signal obtained by taking an optical image of the first first-order diffracted light and a signal obtained by taking an optical image of the second first-order diffracted light A method for inspecting a polycrystalline silicon thin film, comprising: determining a crystal state of a film.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011112128A JP2012243929A (en) | 2011-05-19 | 2011-05-19 | Inspection method and device of polycrystalline silicon thin film |
TW101117374A TW201248692A (en) | 2011-05-19 | 2012-05-16 | Examination method and device for poly-silicon thin film |
KR1020120052628A KR101352702B1 (en) | 2011-05-19 | 2012-05-17 | Inspection method of polycrystalline silicon thin film and the same apparatus |
CN2012101566648A CN102788805A (en) | 2011-05-19 | 2012-05-18 | Polycrystalline silicon film examination method and device thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011112128A JP2012243929A (en) | 2011-05-19 | 2011-05-19 | Inspection method and device of polycrystalline silicon thin film |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012243929A true JP2012243929A (en) | 2012-12-10 |
Family
ID=47154269
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011112128A Withdrawn JP2012243929A (en) | 2011-05-19 | 2011-05-19 | Inspection method and device of polycrystalline silicon thin film |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012243929A (en) |
KR (1) | KR101352702B1 (en) |
CN (1) | CN102788805A (en) |
TW (1) | TW201248692A (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI557407B (en) * | 2014-03-05 | 2016-11-11 | 晶元光電股份有限公司 | Method of chip inspection |
JP5996687B2 (en) * | 2015-02-10 | 2016-09-21 | 浜松ホトニクス株式会社 | Inspection apparatus and inspection method |
KR101862312B1 (en) * | 2016-01-13 | 2018-05-29 | 에이피시스템 주식회사 | substrate analysis device and the treatment apparatus having it, substrate analysis method |
WO2017196737A1 (en) * | 2016-05-11 | 2017-11-16 | Ipg Photonics Corporation | Process and system for measuring morphological characteristics of fiber laser annealed polycrystalline silicon films for flat panel display |
TWI612293B (en) | 2016-11-18 | 2018-01-21 | 財團法人工業技術研究院 | Detecting device for crystalline quality of ltps backplane and method thereof |
CN111526278B (en) * | 2019-02-01 | 2021-08-24 | Oppo广东移动通信有限公司 | Image processing method, storage medium, and electronic device |
CN111640686A (en) * | 2020-06-08 | 2020-09-08 | 刘昊岩 | Wafer detection method and wafer detection module |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10144621A (en) * | 1996-09-10 | 1998-05-29 | Toshiba Corp | Manufacture of polycrystalline silicon, manufacture of semiconductor device, manufacture of liquid crystal display device, and laser annealing device |
WO2001061734A1 (en) * | 2000-02-15 | 2001-08-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-single crystal film, substrate with non-single crystal film, method and apparatus for producing the same, method and apparatus for inspecting the same, thin film transistor, thin film transistor array and image display using it |
KR101054338B1 (en) * | 2003-12-18 | 2011-08-04 | 삼성전자주식회사 | Silicon crystallization inspection system |
KR100623250B1 (en) | 2004-02-11 | 2006-09-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | Inspection equipment and method for Poly-Si |
KR100725453B1 (en) * | 2005-11-29 | 2007-06-07 | 삼성전자주식회사 | Method for scanning of a substrate and method and apparatus for inspecting characteristic of crystal |
JP4869053B2 (en) * | 2006-01-11 | 2012-02-01 | 日東電工株式会社 | LAMINATED FILM MANUFACTURING METHOD, LAMINATED FILM DEFECT DETECTING METHOD, LAMINATED FILM DEFECT DETECTOR, LAMINATED FILM, AND IMAGE DISPLAY DEVICE |
CN101210886B (en) * | 2006-12-29 | 2010-12-08 | 财团法人工业技术研究院 | Optical detector |
CN101464417A (en) * | 2007-12-19 | 2009-06-24 | 东捷科技股份有限公司 | Glass detection method and equipment thereof |
KR20120022701A (en) * | 2009-04-09 | 2012-03-12 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | Method for detecting ream of light-transmitting platy object |
JP5444053B2 (en) * | 2010-03-15 | 2014-03-19 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Polycrystalline silicon thin film inspection method and apparatus |
-
2011
- 2011-05-19 JP JP2011112128A patent/JP2012243929A/en not_active Withdrawn
-
2012
- 2012-05-16 TW TW101117374A patent/TW201248692A/en unknown
- 2012-05-17 KR KR1020120052628A patent/KR101352702B1/en not_active IP Right Cessation
- 2012-05-18 CN CN2012101566648A patent/CN102788805A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101352702B1 (en) | 2014-01-16 |
TW201248692A (en) | 2012-12-01 |
KR20120129803A (en) | 2012-11-28 |
CN102788805A (en) | 2012-11-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101273739B1 (en) | Inspection method of polycrystalline silicon thin film and the same apparatus | |
KR101352702B1 (en) | Inspection method of polycrystalline silicon thin film and the same apparatus | |
TWI660212B (en) | Auto-focus system | |
US8629979B2 (en) | Inspection system, inspection method, and program | |
JP5497495B2 (en) | High-speed inspection method and apparatus | |
JP5085953B2 (en) | Surface inspection device | |
KR101302881B1 (en) | Testing method and apparatus of polycrystalline silicon thin film | |
JP2006284211A (en) | Unevenness inspection device and unevenness inspection method | |
JP2010151803A (en) | Device and method for inspection of transparent body | |
JP5250395B2 (en) | Inspection device | |
JP2008180578A (en) | Cyclic pattern nonuniformity inspection device | |
JP2007101494A (en) | Surface inspection device | |
JP2007198761A (en) | Flaw detection method and detector | |
JP2013258181A (en) | Polycrystalline silicon film inspecting method and device therefor | |
JP2006313143A (en) | Irregularity inspection device and method thereof | |
JP2014063942A (en) | Polycrystalline silicon film inspection method and device therefor | |
JP5738628B2 (en) | Internal defect inspection apparatus and internal defect inspection method | |
JP2004212353A (en) | Optical inspection apparatus | |
JP2010216974A (en) | Apparatus and method for irregularity inspection and program | |
JP2014063941A (en) | Polycrystalline silicon film inspection method and device therefor | |
WO2015040894A1 (en) | Defect viewing device and defect viewing method | |
JP2013195378A (en) | Liquid crystal inspection device | |
JP2005274155A (en) | Flaw inspection device | |
JP5161601B2 (en) | Substrate inspection apparatus and substrate inspection program | |
JP2004101428A (en) | Laser microscope |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20140805 |