JP2012243929A - Inspection method and device of polycrystalline silicon thin film - Google Patents

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康裕 吉武
Kiyomi Yamaguchi
清美 山口
Susumu Iwai
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inspect the state of crystal of a polycrystalline silicon thin film by observing the state of surface of the polycrystalline silicon thin film optically.SOLUTION: The substrate inspection unit in the inspection device of a polycrystalline silicon thin film comprises illumination means for irradiating a substrate having a polycrystalline silicon thin film formed on the surface with light, first imaging means for capturing the 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 capturing the optical image of second first-order diffracted light generated in a second direction from the substrate irradiated with light by the illumination means, and signal processing/determination means for determining the state of crystal of a polycrystalline silicon film formed on the substrate by processing a signal obtained by capturing the optical image of first first-order diffracted light by the first imaging means, and a signal obtained by capturing the optical image of second first-order diffracted light by the second imaging means.

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, Patent Document 1 discloses that the semiconductor film is irradiated with a pulse laser to perform laser annealing and the laser irradiation region is irradiated with inspection light, and the irradiated inspection light is irradiated. It is described that the reflected light from the substrate is detected and the state of crystallization of the semiconductor film is confirmed from the intensity change of the reflected light.

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 Patent Document 2, the amorphous silicon before the laser irradiation is irradiated with the inspection light and the reflected light or the transmitted light is detected, and the inspection light is emitted even during the irradiation of the laser to the amorphous silicon. Irradiate and detect the reflected or transmitted light, and return to the intensity of the reflected or transmitted light before the laser irradiation from the time when the difference in intensity between the reflected light or transmitted light before the laser irradiation and during the laser irradiation becomes maximum It is described that the time of the laser annealing is detected to monitor the state of laser annealing.

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.

特開2002−305146号公報JP 2002-305146 A 特開平10−144621号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-144621 特開2006−19408号公報JP 2006-19408 A 特開2001−308009号公報JP 2001-308209 A

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, Patent Document 1 discloses that the intensity of the reflected light of the light irradiated to the laser annealed region is changed from that of the semiconductor film. It only describes that the state of crystallization is confirmed, but does not describe detecting diffracted light that reflects the state of crystal.

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。
Patent Document 2 monitors the progress of annealing by comparing the reflected light from the laser irradiation region during laser annealing with the reflected light before annealing. There is no description about detecting the diffracted light in which is reflected.

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.

エキシマレーザの照射エネルギと多結晶シリコン薄膜の結晶粒径との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the irradiation energy of an excimer laser, and the crystal grain diameter of a polycrystalline silicon thin film. エキシマレーザの照射エネルギが小さいときに形成される多結晶シリコン薄膜の状態を模式的に示した多結晶シリコン薄膜の平面図である。It is the top view of the polycrystalline silicon thin film which showed typically the state of the polycrystalline silicon thin film formed when the irradiation energy of an excimer laser is small. エキシマレーザの照射エネルギが適正なときに形成される多結晶シリコン薄膜の状態を模式的に示した多結晶シリコン薄膜の平面図である。It is the top view of the polycrystalline silicon thin film which showed typically the state of the polycrystalline silicon thin film formed when the irradiation energy of an excimer laser is appropriate. エキシマレーザの照射エネルギが大きすぎたときに形成される多結晶シリコン薄膜の状態を模式的に示した多結晶シリコン薄膜の平面図である。It is the top view of the polycrystalline silicon thin film which showed typically the state of the polycrystalline silicon thin film formed when the irradiation energy of an excimer laser was too large. 多結晶シリコン薄膜が形成された基板に照明光を照射して1次回折光を検出する光学系の概略の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the optical system which irradiates illumination light to the board | substrate with which the polycrystalline-silicon thin film was formed, and detects 1st-order diffracted light. エキシマレーザの照射エネルギと、照明光を照射したときに多結晶シリコン薄膜から発生する1次回折光の輝度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the irradiation energy of an excimer laser, and the brightness | luminance of the 1st-order diffracted light which generate | occur | produces from a polycrystalline-silicon thin film when irradiated with illumination light. エキシマレーザの照射エネルギと、照明光を照射したときに異なる検出角で検出される1次回折光の輝度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the irradiation energy of an excimer laser, and the brightness | luminance of the 1st-order diffracted light detected by a different detection angle when irradiated with illumination light. 図5に示した2つの特性曲線から求めたEV(x)とエキシマレーザ照射エネルギとの関係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship between EV (x) obtained from two characteristic curves shown in FIG. 5 and excimer laser irradiation energy. 検査装置全体の概略の構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the schematic structure of the whole inspection apparatus. 実施例1における検査ユニットの概略の構成を説明するブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an inspection unit according to the first embodiment. 実施例1における多結晶シリコン薄膜の結晶の状態を検査するために基板を撮像する撮像シーケンスを示すフロー図である。3 is a flowchart showing an imaging sequence for imaging a substrate in order to inspect the crystal state of the polycrystalline silicon thin film in Example 1. FIG. 実施例1における多結晶シリコン薄膜の結晶の状態を検査するために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を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the sequence of the image processing which processes the image acquired in order to test | inspect the state of the crystal | crystallization of the polycrystalline silicon thin film in Example 1, and detects a defective part. 実施例1における検査ユニットの検査結果を出力する画面の正面図である。It is a front view of the screen which outputs the test result of the test | inspection unit in Example 1. FIG. 実施例1における検査ユニットの検査結果を出力する画面の基板全体分布表示領域1103に表示する基板全体のエキシマレーザの照射エネルギ強度分布をマトリックス状に表示した図である。It is the figure which displayed the irradiation energy intensity distribution of the excimer laser of the whole board | substrate displayed on the board | substrate whole distribution display area 1103 of the screen which outputs the test | inspection result of the test | inspection unit in Example 1 in the matrix form. 実施例1における検査ユニットの検査結果を出力する画面の基板全体分布表示領域1103に表示する基板全体のエキシマレーザの照射エネルギ強度のうち、しきい値を超えた領域を表示した例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which an area exceeding a threshold is displayed among the excimer laser irradiation energy intensity of the entire substrate displayed in the entire substrate distribution display area 1103 of the screen for outputting the inspection result of the inspection unit in the first embodiment. is there. 実施例2における照明光学系の概略の構成を示すブロック図である。6 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an illumination optical system in Embodiment 2. FIG. 実施例3における検査ユニットの概略の構成を説明するブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an inspection unit according to a third embodiment.

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 crystal 201 of the polycrystalline silicon film is small and the variation is large. . In such a crystalline state, stable characteristics cannot be obtained as a polycrystalline silicon film.

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 crystals 202 is formed as shown in FIG. 2B. The Thus, when the film is obtained in a state where the crystal grain sizes are uniform, stable characteristics as a polycrystalline silicon film can be obtained.

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 crystal 203 has a large variation in grain size, resulting in stable characteristics as a polycrystalline silicon film. Can't get.

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 polycrystalline silicon film 301 is formed is irradiated with light from a light source 310 disposed on the back side as shown in FIG. 3, it is scattered by the minute protrusions 302 at the crystal grain boundaries of the polycrystalline silicon film 301. The diffracted light is generated on the surface side of the glass substrate 10 by the emitted light. The position where the diffracted light is generated varies depending on the wavelength of light emitted from the light source 310 and the pitch of the minute protrusions 302 formed at the crystal grain boundaries of the polycrystalline silicon film 301.

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 substrate 300 is λ, the pitch of the minute protrusions 302 formed at the crystal grain boundaries of the polycrystalline silicon film 301 is P, and the substrate 300 of the light that irradiates the substrate 300. Θi is the angle from the normal direction, and θo is the angle from the normal direction of the substrate 300 of the first-order diffracted light generated from the substrate 300.
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 minute protrusions 302 are formed at a predetermined pitch P in the crystal grain boundary of the polycrystalline silicon film 301. By observing the first-order diffracted light with the imaging camera 320 disposed at the angle θo, the first-order diffracted light from the polycrystalline silicon film 301 can be observed.

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 polycrystalline silicon film 301 depends on the excimer laser irradiation energy at the time of annealing as shown in FIG. 1, and in the region where the excimer laser irradiation energy of FIG. The crystal grain size increases as the excimer laser irradiation energy increases. Therefore, if the irradiation energy of the excimer laser varies during annealing, the crystal grain size of the polycrystalline silicon film 301 changes and the variation in grain size increases as described with reference to FIGS. 2A to 2C. When light is emitted from the light source 310 to the polycrystalline silicon film 301 in which the crystal grain size has changed and the pitch variation of the minute protrusions 302 has increased, the progression of the first-order diffracted light generated from the polycrystalline silicon film 301 When the direction changes, the intensity mainly decreases, so the luminance of the first-order diffracted light detected by the imaging camera 320 decreases.

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 imaging camera 320 decreases as shown in FIG. When the crystal grain size of the polycrystalline silicon film 301 increases as a whole, and when the irradiation energy of the excimer laser during annealing fluctuates in a smaller direction, the crystal grain size of the polycrystalline silicon film 301 decreases as a whole. It occurs in the same way.

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 polycrystalline silicon film 301 is in a large or small crystal grain size only by the detection intensity signal of the first-order diffracted light from the imaging camera 320.

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 minute projections 302 of the polycrystalline silicon film 301 are provided, and the outputs of the respective detection systems are provided. It is only necessary to detect the change in the crystal grain size of the polycrystalline silicon film 301 by using it.

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)+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)+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(β−α)+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 22 ) + 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 film inspection apparatus 700 for a glass substrate for a liquid crystal display panel according to the present invention.

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 film inspection apparatus 700 includes a substrate loading unit 710, an inspection unit 720, a substrate unloading unit 730, an inspection unit data processing / control unit 740, and an overall control unit 750.

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 thin film 301 is obtained as shown in FIG. The polycrystalline silicon thin film inspection apparatus 700 images the surface of the substrate 300 and examines whether or not the polycrystalline silicon thin film 301 is normally formed.

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 substrate 300 to be inspected is set on the load unit 710 by a transfer means (not shown). The substrate 300 set on the load unit 710 is transported to the inspection unit 720 by a transport unit (not shown) controlled by the overall control unit 750. The inspection unit is provided with an inspection unit 721, which is controlled by the inspection data processing / control unit 740 to inspect the state of the polycrystalline silicon thin film formed on the surface of the substrate 300. The data detected by the inspection unit 721 is processed by the inspection data processing / control unit 740 to evaluate the state of the polycrystalline silicon thin film 301 formed on the surface of the substrate 300.

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 substrate 300 that has been inspected is transferred from the inspection unit 720 to the unload unit 730 by a transfer unit (not shown) controlled by the overall control unit 750, and taken out from the inspection apparatus 700 by a handling unit (not shown). 7 shows a configuration in which one inspection unit 721 is provided in the inspection unit 720, but it depends on the size of the substrate 300 to be inspected and the area and arrangement of the formed polycrystalline silicon thin film 301. The number may be two or three or more.

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 inspection unit 721 in the inspection unit 720 is shown in FIG.
The inspection unit 721 includes an illumination optical system 810, an imaging optical system 820, a substrate stage unit 830, and an inspection unit data processing / control unit 840. The inspection unit data processing / control unit 840 is the overall control shown in FIG. Part 750.

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 optical system 810 includes a first light source 811 that emits light having a first wavelength λ1, a first mirror 812 that converts an optical path of light having a first wavelength λ1 emitted from the first light source 811, a first mirror 812, The first cylindrical lens that collects the light of the first wavelength λ 1 whose optical path is converted by one mirror 812, forms the light into a linear light, and irradiates the glass substrate 300 held by the substrate stage unit 830. 813, a second light source 814 that emits light of a second wavelength λ2 that is longer than the light of the first wavelength λ1, and an optical path of light of the second wavelength λ2 emitted from the second light source 814 The second mirror 815 to be converted, and the glass substrate held by the substrate stage unit 830 by condensing the light having the second wavelength λ 2 whose optical path has been converted by the second mirror 815 and forming it into linear light A region irradiated with light having a first wavelength λ1 of 300 is illuminated. And a second cylindrical lens 816 for projecting.

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 light source 811 and the second light source 814, for example, laser diodes are used. .

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 cylindrical lens 813 adjusts the light of the first wavelength λ 1 emitted from the first light source 811 and converted in the optical path by the first mirror 812 to the size of the inspection region on the substrate 300. In order to illuminate efficiently, the illumination light beam is condensed in one direction to form a linear shape having a long cross section in one direction. By irradiating the substrate 300 with light condensed in one direction by the first cylindrical lens 813 from an angle direction θ1 with respect to the normal direction, the amount of illumination light in the inspection region on the substrate 300 is increased, and imaging optics The system 820 can detect images with higher contrast.

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 cylindrical lens 816 also emits light of the second wavelength λ 2 emitted from the second light source 814 and having its optical path converted by the second mirror 815 by the first cylindrical lens 813 on the substrate 300. The illumination light beam is condensed in one direction so as to efficiently illuminate in accordance with the inspection region irradiated with the light having the wavelength λ1, and the cross-sectional shape is formed into a linear shape that is long in one direction. By irradiating the substrate 300 with the light condensed in one direction by the second cylindrical lens 816 from the angle direction θ2 with respect to the normal direction, the amount of illumination light in the inspection region on the substrate 300 increases, and the imaging optics The system 820 can detect images with higher contrast.

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 optical system 820 is generated from the first wavelength selection filter 821 that selectively transmits light having the first wavelength and the substrate 300 that is generated by the light having the first wavelength that has passed through the first wavelength selection filter 821. A first camera 823 including a first imaging lens system 822 that captures an image by the next diffracted light, a second wavelength selection filter 824 that selectively transmits light of the second wavelength, and a second wavelength selection And a second camera 826 including a second imaging lens system 825 that captures an image of the first-order diffracted light generated from the substrate 300 by the light of the second wavelength that has passed through the filter 824.

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 wavelength selection filter 821 selectively transmits light having the first wavelength among the diffracted light from the substrate 300, and cuts light having a wavelength other than the light having the first wavelength from the substrate 300 and its periphery. be able to.

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 wavelength selection filter 823 also selectively transmits light having the second wavelength out of the diffracted light from the substrate 300, and cuts light having a wavelength other than the light having the second wavelength from the substrate 300 and its periphery. be able to.

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 first camera 823 is installed in an angular direction inclined by θ3 with respect to the normal direction of the substrate 300. The first camera 823 is a crystal grain boundary of the polycrystalline silicon thin film 301 existing in a long region in one direction of the surface of the substrate 300 illuminated with the light of the first wavelength λ 1 formed by the first cylindrical lens 813. An optical image is picked up by the first-order diffracted light from the minute protrusions 302 formed at the pitch P1. The first camera 823 is a one-dimensional CCD (electrically coupled device) image sensor (not shown) or a two-dimensional CCD image sensor arranged in accordance with an image of a long region illuminated in one direction of the substrate 300. (Not shown).

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 first camera 823 is determined by the pitch P1 of the microprojections 302 at the grain boundaries of the polycrystalline silicon thin film 301, the wavelength λ1 of the first wavelength light, and the substrate of the first wavelength light. It is determined based on the relationship of Equation 1 by the incident angle θ1 to 300. Determined.

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 second camera 826 is installed in an angle direction inclined by θ4 with respect to the normal direction of the substrate 300. The second camera 826 has a pitch P2 at the grain boundary of the polycrystalline silicon thin film 301 existing in a long region in one direction of the surface of the substrate 300 illuminated with light of the second wavelength λ2 by the second cylindrical lens 816. The optical image by the 1st-order diffracted light from the microprotrusion 302 formed in (1) is taken. The second camera 826 is a one-dimensional CCD (electrically coupled device) image sensor (not shown) or a two-dimensional CCD image sensor (not shown) arranged in accordance with a long illuminated area of the substrate 300. (Not shown).

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 second camera 826 includes the pitch P2 of the microprotrusions 302 at the grain boundaries of the polycrystalline silicon thin film 301, the wavelength λ2 of the second wavelength light, and the substrate of the second wavelength light. It is determined based on the relationship of Equation 1 depending on the incident angle θ <b> 2 to 300.

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 microprojections 302 is made smaller than the pitch P2 of the microprojections 302, and the first When the incident angle θ1 of the light having the wavelength on the substrate 300 is set larger than the incident angle θ2 of the light having the second wavelength on the substrate 300, the inclination angle θ3 of the first camera 823 becomes the inclination angle of the second camera 826. It can be set sufficiently smaller than θ4, and the first camera 823 and the second camera 826 can be installed above the substrate stage 831 without interfering with each other.

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 first camera 823 is installed at a position for detecting the first-order diffracted light from the minute protrusion 302 with the pitch P1, and the second camera 826 is installed at a position for detecting the first-order diffracted light from the minute protrusion 302 with the pitch P2. By doing so, two characteristic curves having different peak positions as shown in FIG. 5 can be obtained from the detection signals of the respective cameras, and the relationship of the linear function EV (x) as shown in FIG. 6 is obtained. be able to.

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 substrate stage unit 830 places and holds the inspection target substrate 300 on the upper surface of the stage 831 that can be moved in the XY plane by the driving means 832. As the drive means 832, for example, a servo motor provided with a stepping motor or a rotary encoder may be used.

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 / control unit 840 converts an analog image signal output from the first camera 823 into a digital image signal, and converts the analog image signal output from the second camera 826 into a digital image. A digital image signal A / D converted by the A / D conversion unit 842, A / D conversion unit 841 and A / D conversion unit 842 to be converted into signals is calculated using (Equation 1) on the substrate 300. The calculation unit 843 for calculating the energy of the excimer laser irradiated to the polycrystalline silicon thin film 301 and the processing determination unit 844 for obtaining and imaging the distribution of the irradiation energy of the excimer laser for each region on the substrate 300 by the calculation unit 843. , An input / output unit 845 including a display unit 8451 for displaying a result processed by the processing determination unit 844, a power source unit 846 of the first light source 811 and the second light source 814, and a substrate stage unit. A drive unit control unit 847 that controls the 30 drive units 832; and a control unit 848 that controls the calculation unit 843, the process determination unit 844, the output unit 845, the power supply unit 846, and the drive unit control unit 847. .
The control unit 847 is connected to the overall control unit 750.

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 optical system 810 illuminates the substrate 300 placed on the substrate stage 831 from the back side, and the imaging optical system 820 captures an image of the first-order diffracted light generated by the light transmitted through the substrate 300. The crystal state of the polycrystalline silicon thin film 301 formed on the substrate 300 is inspected by the inspection data processing / control unit 840.

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 thin film 301 that has been annealed with an excimer laser on the substrate 300 and made polycrystalline using the inspection unit 721 having the configuration shown in FIG. 8 will be described.

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 thin film 301 formed by annealing the excimer laser on the substrate 300 will be described. The inspection processing includes an imaging sequence for imaging a predetermined region or the entire surface of the substrate 300 and an image processing sequence for processing an image obtained by imaging and detecting a defective portion.

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 control unit 847 so that the inspection start position of the inspection region of the polycrystalline silicon thin film 301 falls within the field of view of the first camera 823 and the second camera 826 of the imaging optical system 820. The position of the substrate stage 831 is controlled to set the substrate 300 to the initial position (inspection start position) (S901).

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 source control unit 846 controls the first light source 811 and the second light source 814, and the light having the first wavelength linearly formed by the first cylindrical lens 813 is incident at an incident angle of θ1. Then, the same region of the polycrystalline silicon thin film 301 on the substrate 300 is irradiated with the light of the second wavelength shaped linearly by the second cylindrical lens 816 at an incident angle of θ2 (S902). Driving means control so that the imaging area of the imaging optical system 820 moves along the inspection area of the polycrystalline silicon thin film 301 illuminated with the light of the first wavelength and the light of the second wavelength by the illumination optical system 810. The drive unit 832 is controlled by the unit 847 to start moving the substrate stage 831 at a constant speed (S903).
While moving the substrate stage 831 at a constant speed, the polycrystalline silicon thin film is linearly shaped by the first cylindrical lens 813 of the illumination optical system 810 and illuminated by the light having the first wavelength incident at the angle θ1. An optical image of the first-order diffracted light generated in the direction of θ 3 from the fine protrusion 302 of the crystal grain boundary in the inspection region 301 that is long in one direction is picked up by the first camera 823 via the wavelength selection filter 821. At the same time, an inspection region that is linearly shaped by the second cylindrical lens 816 of the illumination optical system 810 and is illuminated in a direction of the polycrystalline silicon thin film 301 that is illuminated by the second wavelength light incident at an angle of θ2. An optical image by the first-order diffracted light generated in the direction of θ4 from the microprojection 302 of the crystal grain boundary is picked up by the second camera 826 through the wavelength selection filter 824 (S904).

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 first camera 823 that has captured an optical image of the first-order diffracted light of the first wavelength light is input to the A / D conversion unit 841 of the inspection data processing / control unit 840 and A / D converted. Are input to the arithmetic processing unit 843. A detection signal from the second camera 826 that has captured an optical image of the first-order diffracted light of the second wavelength light is input to the A / D conversion unit 842 of the inspection data processing / control unit 840 and A / D converted. Are input to the arithmetic processing unit 843. The detection signal input to the arithmetic processing unit 843 is processed using the position information of the substrate stage 831 obtained through the driving unit control unit 847, and is based on the signal obtained by imaging with the first camera 823. A first digital image and a second digital image based on a signal obtained by imaging with the second camera 826 are created (S905). The above operation is repeatedly executed until the inspection for one line along the X direction or the Y direction is completed (S906).

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 substrate stage 831 is moved to the adjacent inspection area (S908), and the steps from S903 are repeated. When all the areas to be inspected are inspected, the movement of the XY table is stopped (S909), and the power source control unit 846 controls the first light source 811 and the second light source 814 to turn off the illumination (S910). End the sequence.

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 arithmetic processing unit 843 in the digital image creation step (S905) of the imaging sequence are input to the processing determination unit 844 (S1001), and the first digital image and the first digital image By combining the digital image of 2 (S1002) and processing the image signals corresponding to the first digital image and the second digital image using the arithmetic expression shown in (Expression 2), The irradiation energy of the excimer laser irradiated to the corresponding part of the silicon film 301 is calculated over a predetermined region of the substrate 300 (S1003),
It is determined over a predetermined region of the substrate 300 whether the calculated irradiation energy of the excimer laser is within a predetermined reference irradiation energy range, or larger or smaller (S1004).

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 substrate 300, a map of the excimer laser irradiation energy intensity in the predetermined region of the substrate 300 is created and displayed on the display screen 8451 of the input / output unit 845. (S1005), the processing / determination sequence ends. On the map of excimer laser irradiation energy intensity displayed on this display screen 8451, an area determined to be defective as being larger or smaller than the reference irradiation energy range preset in S1004 can be distinguished from a normal area. Is displayed. In addition, when the determination criterion is changed by inputting from the input / output unit 845, the defective area is also changed and displayed corresponding to the changed defect criterion.

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 result display screen 1100 displayed on the display unit 8451 is shown in FIG.
As shown in FIG. 11, the inspection result display screen 1100 includes a substrate designating unit 1101 for designating a display target substrate, an execution button 1102 for supporting execution of display of the designated substrate, and excimer laser irradiation of the entire designated substrate. An entire substrate distribution display area 1103 for displaying the energy intensity distribution, and an enlarged display designating means 1104 for designating an area to be magnified and displayed among the excimer laser irradiation energy intensity distributions of the entire substrate displayed on the entire substrate image display area 1103; An enlarged display area 1105 for enlarging and displaying the irradiation energy intensity distribution of the excimer laser in the area designated by the enlarged display designation means 1104 and an inspection result display unit 1106 for displaying the inspection result of the substrate are displayed on one screen. Is done.

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 image display area 1103 is displayed with the result determined by the image processing / determination unit 844 being highlighted. That is, the area determined to be defective by the image processing / determination unit 844 as being larger or smaller than the reference irradiation energy range is displayed in a different color from the area determined to be normal.

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 distribution display area 1103 is shown in FIGS. 12A and 12B.

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 substrate 1, but the same effect can be obtained by replacing this with a normal circular lens.

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 optical system 810. However, in this embodiment, a single light source that emits light having a plurality of wavelengths is used as the light source. explain. Since the overall configuration of the polycrystalline silicon thin film inspection apparatus for the glass substrate for a liquid crystal display panel in Example 2 is the same as that described with reference to FIG. 7 in Example 1, detailed description thereof is omitted.

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 optical system 820, the substrate stage unit 830, and the inspection data processing / control unit described in the first embodiment. Since this is the same as 840, description thereof is omitted.

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 light source 1311 that emits light of a plurality of wavelengths including wavelengths λ1 and λ2, and a first dichroic mirror that reflects light of wavelength λ1 and transmits light of other wavelengths. 1312, the wavelength λ1 reflected by the second dichroic mirror 1313 reflecting the light of wavelength λ2 among the light transmitted through the first dichroic mirror 1312 and transmitting the light of other wavelengths, and the wavelength λ1 reflected by the first dichroic mirror 1312 812 for converting the optical path of the light of the light, and the light having the wavelength λ 1 whose optical path has been converted by the mirror 812 is condensed in one direction, shaped into a linear light, and normal to the substrate 300 held by the substrate stage 831 The optical path of the light of wavelength λ2 reflected by the first cylindrical lens 813 and the second dichroic mirror 1313 that irradiates from the direction of θ1 with respect to the direction is changed. The mirror 815 to be converted, and the light having the wavelength λ2 whose optical path is converted by the mirror 815 are condensed in one direction to form linear light, and the substrate 300 held by the substrate stage 831 has a θ2 with respect to the normal direction. A second cylindrical lens 816 for irradiating from the direction is provided.

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 light source 1311 is incident on the first dichroic mirror 1312, light having the wavelength λ <b> 1 is reflected, and light having other wavelengths is transmitted through the first dichroic mirror 1312. The light having the wavelength λ 1 reflected by the first dichroic mirror 1312 is incident on the mirror 812, totally reflected, converted in the optical path, and incident on the first cylindrical lens 813. The light having the wavelength λ1 incident on the first cylindrical lens 813 is focused in one direction and converged, and is shaped into a linear shape that does not converge in the other direction (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 13). In the same manner as in the first embodiment, the light enters the substrate 300 held by the substrate stage 831 from the angle direction θ1 with respect to the normal direction.

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 light source 1311 and transmitted through the first dichroic mirror 1312 is incident on the second dichroic mirror 1313, the light of wavelength λ2 is reflected, and the light of other wavelengths is reflected by the second dichroic mirror 1313. Transparent. The light having the wavelength λ 2 reflected by the second dichroic mirror 1313 is incident on the mirror 815, totally reflected, converted into an optical path, and incident on the second cylindrical lens 816. The light of wavelength λ2 incident on the second cylindrical lens 816 is focused in one direction and converged, and is shaped into a linear shape that does not converge in the other direction (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 13). Similar to the first embodiment, the region irradiated with the light of wavelength λ1 linearly formed by the first cylindrical lens 813 of the substrate 300 held by the substrate stage 831 is irradiated with respect to the normal direction. Incident from the angle direction of θ2.

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 substrate 300 irradiated with the light of wavelength λ1 and the light of wavelength λ2 is captured by the imaging optical system and the signal is processed by the inspection data processing / control unit, Since the image processing sequence is the same as that described in the first embodiment with reference to FIGS. 9 and 10, the description thereof is omitted.

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 wavelength lambda 2 using two dichroic mirrors. In the present embodiment, a single light source that emits light having a plurality of wavelengths including wavelengths λ1 and λ2 has been described. An example of irradiating the substrate 300 with the light emitted from will be described with reference to FIG. Since the overall configuration of the polycrystalline silicon thin film inspection apparatus for the glass substrate for a liquid crystal display panel in Example 3 is the same as that described with reference to FIG. 7 in Example 1, the detailed description thereof is omitted.

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 optical system 1410 and an imaging optical system 1420.

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 optical system 1410 condenses the light source 1411 that emits light having a certain wavelength width, the mirror 812 that converts the optical path of the light emitted from the light source 1411, and the light whose optical path has been converted by the mirror 812. A glass substrate 300 formed into linear light and held on the substrate stage 831 is provided with a cylindrical lens 813 for irradiating from the direction of θ10 with respect to the normal direction.

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 optical system 1420 is generated by minute protrusions generated in the crystal grain boundaries of the polycrystalline silicon thin film 301 on the glass substrate 300 irradiated with light having a certain wavelength width formed linearly by the cylindrical lens 813. Of the first-order diffracted light, the first wavelength selection filter 1421 that transmits the first-order diffracted light having a wavelength of λ1 that has traveled in the direction of the angle θ3 with respect to the normal direction, and the wavelength that has passed through the first wavelength selection filter 1421 A first camera 823 including a first imaging lens system 822 that captures an image of the first-order diffracted light having a wavelength of λ1. Of the first-order diffracted light generated by the minute protrusions, the first camera 823 has an angle θ4 with respect to the normal direction A second wavelength selection filter 1424 that transmits the first-order diffracted light having a wavelength of λ2 and an image of the first-order diffracted light having a wavelength of λ2 that has passed through the second wavelength selection filter 1424 are captured. And a second camera 826 provided with a second image-forming lens system 825 that.

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 first camera 823 and the second camera 826 are processed by the inspection data processing / control unit are shown in FIGS. Since it is the same as what was demonstrated using 10, description is abbreviate | omitted.

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 ... Substrate 700 ... Inspection device 720 ... Inspection unit 721 ... Inspection unit 740, 840 ... Inspection data processing / control unit 750 ... Overall control unit 810, 1310, 1410 ... Illumination optical system 811 ... First light source 814 ... Second Light source 813 ... First cylindrical lens 816 ... Second cylindrical lens 820, 1420 ... Imaging optical system 821 ... First wavelength selection filter 824 ... Second wavelength selection filter 822 ... First imaging lens 825 ... Second Imaging lens 823 ... 1st camera 826 ... 2nd camera 830 ... Substrate stage unit 831 ... Substrate stage 840 ... Image processing unit 841, 842 ... A / D conversion unit 843 ... Image generation unit 844 ... Processing / determination unit 845 ... Input / output unit 8451 ... Display screen 848 ... Control unit 1311, 1411 ... Light source 1312 ... First dichroic mirror 1313 ... Second dichroic mirror.

Claims (16)

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であって、
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.
前記第1の照明手段は、第1の波長の光を発射する第1の光源部と、該第1の光源部から発射された第1の波長の光を一方向に集光して線状の光に成形して前記基板に照射する第1のシリンドリカルレンズを備え、前記第2の照明手段は、第2の波長の光を発射する第2の光源部と、該第2の光源部から発射された第2の波長の光を一方向に集光して線状の光に成形して前記基板に照射する第2のシリンドリカルレンズを備えることを特徴とする請求項1記載の多結晶シリコン薄膜検査装置。   The first illumination means includes a first light source unit that emits light of a first wavelength, and linearly collects light of the first wavelength emitted from the first light source unit in one direction. A second cylindrical light source that emits light having a second wavelength, and a second light source unit that emits light having a second wavelength. 2. The polycrystalline silicon according to claim 1, further comprising a second cylindrical lens that condenses the emitted light having the second wavelength in one direction, forms the light into linear light, and irradiates the substrate. Thin film inspection equipment. 前記第1の照明手段と前記第2の照明手段とは、前記第1の波長の光と前記第2の波長の光とを含む多波長の光を発射する光源部を共有し、前記第1の照明手段は前記光源部から発射された多波長の光のうち前記第1の波長の光を反射して他の波長の光を透過する第1のダイクロイックミラーと、該第1のダイクロイックミラーで反射された前記第1の波長の光を一方向に集光して線状の光に成形して前記基板に照射する第1のシリンドリカルレンズを備え、前記第2の照明手段は前記光源部から発射された多波長の光のうち前記第1のダイクロイックミラーを透過した光のうち第2の波長の光を反射して他の波長の光を透過する第2のダイクロイックミラーと、該第2のダイクロイックミラーで反射された前記第2の波長の光を一方向に集光して線状の光に成形して前記基板に照射する第2のシリンドリカルレンズを備えることを特徴とする請求項1記載の多結晶シリコン薄膜検査装置。   The first illuminating unit and the second illuminating unit share a light source unit that emits multi-wavelength light including light of the first wavelength and light of the second wavelength, and The illuminating means includes a first dichroic mirror that reflects the light of the first wavelength among the multi-wavelength light emitted from the light source unit and transmits the light of other wavelengths, and the first dichroic mirror. A first cylindrical lens that collects the reflected light of the first wavelength in one direction, shapes the light into linear light, and irradiates the substrate; and the second illuminating unit includes: A second dichroic mirror that reflects the second wavelength light among the emitted multi-wavelength light that has passed through the first dichroic mirror, and transmits the other wavelength light; and The light of the second wavelength reflected by the dichroic mirror is collected in one direction. To linear polycrystalline silicon thin film inspecting apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises a second cylindrical lens for irradiating molded into the substrate to light. 前記基板の表面の法線方向に対して前記第1の方向は前記第2の方向よりも大きい角度となるように前記第1の照明手段と前記第2の照明手段とを配置し、前記基板の表面の法線方向に対して前記第3の方向は前記第4の方向よりも小さい角度となるように前記第1の撮像手段と前記第2の撮像手段とを配置したことを特徴とする請求項1記載の多結晶シリコン薄膜検査装置。   The first illuminating means and the second illuminating means are arranged such that the first direction is larger than the second direction with respect to the normal direction of the surface of the substrate, and the substrate The first imaging means and the second imaging means are arranged so that the third direction is smaller than the fourth direction with respect to the normal direction of the surface of The polycrystalline silicon thin film inspection apparatus according to claim 1. 前記第1の波長の光は前記第2の波長の光よりも波長が短いことを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の多結晶シリコン薄膜検査装置。   5. The polycrystalline silicon thin film inspection apparatus according to claim 1, wherein the first wavelength light has a shorter wavelength than the second wavelength light. 6. 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であって、
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.
前記第1の撮像手段は、第1の波長の光を透過してそのほかの波長の光を遮光する第1の波長選択フィルタを備え、該第1の波長選択フィルタを透過した第1の波長の光による前記第1の1次回折光の光学像を撮像し、前記第2の撮像手段は、第2の波長の光を透過してそのほかの波長の光を遮光する第2の波長選択フィルタを備え、該第2の波長選択フィルタを透過した第2の波長の光による前記第2の1次回折光の光学像を撮像することを特徴とする請求項6記載の多結晶シリコン薄膜検査装置。   The first imaging means includes a first wavelength selection filter that transmits light of the first wavelength and blocks light of other wavelengths, and has the first wavelength of light transmitted through the first wavelength selection filter. An optical image of the first first-order diffracted light is picked up by light, and the second image pickup means includes a second wavelength selection filter that transmits light of the second wavelength and blocks light of other wavelengths. 7. The polycrystalline silicon thin film inspection apparatus according to claim 6, wherein an optical image of the second first-order diffracted light is picked up by light having a second wavelength transmitted through the second wavelength selection filter. 前記第1の波長の光は前記第2の波長の光よりも波長が短く、前記基板の法線方向に対して前記第1の方向は前記第2の方向よりも傾き各が小さいことを特徴とする請求項7記載の多結晶シリコン薄膜検査装置。   The light of the first wavelength is shorter than the light of the second wavelength, and the first direction is smaller than the second direction with respect to the normal direction of the substrate. The polycrystalline silicon thin film inspection apparatus according to claim 7. 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、
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.
前記第1の波長の光を第1の方向から照射することを、第1の光源部から発射された第1の波長の光を第1のシリンドリカルレンズにより一方向に集光し線状の光に成形して前記第1の方向から前記基板に照射することにより行い、前記第2の波長の光を第2の方向から照射することを、第2の光源部から発射された第2の波長の光を第2のシリンドリカルレンズにより一方向に集光し線状の光に成形して前記第2の方向から前記基板に照射することにより行うことを特徴とする請求項9記載の多結晶シリコン薄膜検査方法。   The light having the first wavelength is irradiated from the first direction, and the light having the first wavelength emitted from the first light source unit is condensed in one direction by the first cylindrical lens to be linear light. The second wavelength emitted from the second light source unit is formed by irradiating the substrate from the first direction and irradiating the second wavelength light from the second direction. The polycrystalline silicon according to claim 9, wherein the light is condensed in one direction by a second cylindrical lens, shaped into linear light, and irradiated onto the substrate from the second direction. Thin film inspection method. 前記第1の波長の光を第1の方向から照射することを、前記第1の波長の光と前記第2の波長の光とを含む多波長の光を発射する光源部から発射された光のうち前記第1の波長の光を反射する第1のダイクロイックミラーで反射された前記第1の波長の光を第1のシリンドリカルレンズにより一方向に集光し線状の光に成形して前記第1の方向から前記基板に照射することにより行い、前記第2の波長の光を第2の方向から照射することを、前記第1の波長の光と前記第2の波長の光とを含む多波長の光を発射する光源部から発射された光のうち前記第2の波長の光を反射する第2のダイクロイックミラーで反射された前記第2の波長の光を第2のシリンドリカルレンズにより一方向に集光し線状の光に成形して前記第2の方向から前記基板に照射することにより行うことを特徴とする請求項9記載の多結晶シリコン薄膜検査方法。   Light emitted from a light source unit that emits multi-wavelength light including light of the first wavelength and light of the second wavelength, irradiating the light of the first wavelength from the first direction. The light of the first wavelength reflected by the first dichroic mirror that reflects the light of the first wavelength is condensed in one direction by the first cylindrical lens, and shaped into a linear light. Irradiating the substrate from the first direction and irradiating the second wavelength of light from the second direction includes the first wavelength of light and the second wavelength of light. Of the light emitted from the light source that emits multi-wavelength light, the second wavelength lens reflects the second wavelength light reflected by the second dichroic mirror that reflects the second wavelength light. Condensed in the direction and shaped into a linear light, the substrate from the second direction Polycrystalline silicon thin film inspection method according to claim 9, wherein the performing by irradiation. 前記第1の波長の光を照射する前記第1の方向は、前記基板の表面の法線方向に対して前記第2の方向よりも大きい角度方向であり、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前記第3の方向は、前記基板の表面の法線方向に対して前記第4の方向よりも小さい角度方向であることを特徴とする請求項9記載の多結晶シリコン薄膜検査方法。   The first direction of irradiating the light of the first wavelength is an angular direction larger than the second direction with respect to the normal direction of the surface of the substrate, and the first direction by the light of the first wavelength 10. The third direction for capturing an optical image of the first-order diffracted light of 1 is an angle direction smaller than the fourth direction with respect to the normal direction of the surface of the substrate. Method for inspecting polycrystalline silicon thin film. 前記第1の波長の光は前記第2の波長の光よりも波長が短いことを特徴とする請求項9乃至12の何れかに記載の多結晶シリコン薄膜検査方法。   13. The method for inspecting a polycrystalline silicon thin film according to claim 9, wherein the light having the first wavelength has a shorter wavelength than the light having the second wavelength. 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、
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.
前記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、第1の波長の光を透過してそのほかの波長の光を遮光する第1の波長選択フィルタを介して撮像し、前記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、第2の波長の光を透過してそのほかの波長の光を遮光する第2の波長選択フィルタを介して撮像することを特徴とする請求項14記載の多結晶シリコン薄膜検査方法。   A first wavelength selective filter that transmits an optical image of the first first-order diffracted light generated in the first direction from the substrate irradiated with the first light and blocks light of other wavelengths. The optical image of the second first-order diffracted light generated in the second direction from the substrate irradiated with the light is transmitted through the second wavelength light, and the light of other wavelengths is shielded. 15. The method for inspecting a polycrystalline silicon thin film according to claim 14, wherein the imaging is performed through the second wavelength selection filter. 前記第1の波長の光は前記第2の波長の光よりも波長が短く、前記基板の法線方向に対して前記第1の方向は前記第2の方向よりも傾き角が小さいことを特徴とする請求項15記載の多結晶シリコン薄膜検査方法。   The light of the first wavelength is shorter than the light of the second wavelength, and the first direction has a smaller inclination angle than the second direction with respect to the normal direction of the substrate. The method for inspecting a polycrystalline silicon thin film according to claim 15.
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