JP2017005252A - レーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム及びレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法 - Google Patents

レーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム及びレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ムラを定量化するシステム及び方法を提供する。【解決手段】本発明は、レーザー結晶化装置100を含むレーザー結晶化設備10に起因するムラ定量化システムにおいて、レーザー結晶化装置100によって基板20の結晶化を行い、結晶化された基板20を移動させながらムラをリアルタイムで定量化することができるように、ムラ定量化装置200がレーザー結晶化設備10の内部に形成されることを特徴とする、レーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム、及びレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法。【選択図】図1

Description

本発明は、ムラを定量化するシステム及び方法に係り、特に、レーザー結晶化装置を含む設備内で結晶化された基板に起因するムラを定量化することにより基板の状態に対する良否をリアルタイムで判定して安定的な工程管理を図ることができるようにする、レーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム及びレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法に関する。
一般に、液晶ディスプレイ装置や太陽光装置などの電気電子素子を製造する際に、非晶質多結晶薄膜、例えば、非晶質シリコン薄膜を結晶化させる過程が必要である。
非晶質シリコン薄膜を結晶質シリコン薄膜(以下、このような結晶化対象の薄膜を便宜上「基板」という)に結晶化するためには、一定量のエネルギーでレーザーを照射しなければならない。このエネルギーをエネルギー密度(Energy Density、以下「ED」という)というが、ED条件の中でも、結晶化結果を最も良くするEDをOPED(Optimized Energy Density)という。
このようなOPEDで照射された結果は、走査型電子顕微鏡(SEM)で観察したとき、結晶粒の方向が最も均一で結晶サイズの均一度も最も優れる。しかし、量産段階では、所要時間や人力消耗などの理由で結果物ごとにSEMで結果を確認することが現実的に不可能である。
したがって、肉眼検査を介してOPEDを選定する基準ができた。その基準がムラであり、ムラの強さ、発生頻度及び発生傾向から判断する。EDスプリット(Split)(数十mm領域をED条件を変えて結晶化する評価)の結果物を肉眼で観察すると、低いEDよりはOPED領域であるほど、ムラの観測が難しく結果物が綺麗に見え、OPED領域でEDが高ければ高いほど、ムラの発生がさらに多くなる。このような方法を用いてOPEDを選定する。
一方、レーザーを利用した結晶化工程は、各レーザーパルスがオーバーラップするスキャン工程であるが、オーバーラップする領域のエネルギーと周辺のエネルギーとの間に差が生じることによりその部分がムラとして現れる。このような原因で発生する縞模様をショット(shot)ムラという。
また、結晶化しようとする基板をスキャンし、対象の薄膜に結晶化を進行させる場合、線形のレーザービームの不均一現象により発生するムラをスキャン(Scan)ムラという。
このような結晶化装置による結晶化工程の後に生産品の良否を検査するために、従来は、検査器設備内で肉眼によって検査する方法(vision inspection)で行っている。
ところが、肉眼でムラを検出するには限界があり、ムラ分布の位置に応じて様々なムラ起因性があるため、これを確認することは容易でなく、検査者間の検出バラツキがあって検査の生産性、正確性及び再現性に劣り、検査者を配置しなければならないため人力及びコストの浪費を招くという問題点がある。
本発明は、上述した問題点を解決するためのもので、その目的は、レーザー結晶化装置を含む設備内で結晶化された基板に起因するムラを定量化して、基板の状態に対する良否をリアルタイムで判定して安定的な工程管理を図ることができるようにする、レーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム及びレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、レーザー結晶化装置が含まれているレーザー結晶化設備に起因するムラ定量化システムにおいて、前記レーザー結晶化装置によって基板の結晶化を行い、前記結晶化された基板を移動させながらムラをリアルタイムで定量化することができるように、ムラ定量化装置が前記レーザー結晶化設備の内部に形成されることを特徴とする、レーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステムを技術的要旨とする。
また、上記目的を達成するために、本発明は、レーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法において、基板をロードする第1段階と、レーザーを用いて、前記ロードされた基板の結晶化を行う第2段階と、前記結晶化された基板を移動させながらムラをリアルタイムで定量化する第3段階と、前記結晶化及びムラ定量化の完了した基板をアンロードする第4段階とを含んでなることを特徴とする、レーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法を技術的要旨とする。
ここで、前記レーザー結晶化装置は、工程チャンバーと、前記工程チャンバーの側面に形成され、前記基板にレーザービームを照射するレーザービーム発生器と、前記工程チャンバーの内部に形成され、前記基板をロード及びアンロードさせるステージとを含んでなることが好ましい。
また、前記ムラ定量化装置は、前記レーザービームの照射に対して干渉しないように形成され、前記ステージによりロードされる結晶化された基板に対するリアルタイムのムラ映像の取得が可能となるように、前記ステージの移動方向に対して上側に設けられた映像取得部と、前記映像取得部の近傍に形成され、前記結晶化された基板を照らす照明部と、前記取得されたムラ映像に対してコントラスト映像(contrast image)の導出のための映像前処理(image preproseccing)及び映像処理(image processing)を行い、処理された映像をデータとして分析して定量化する映像処理部と、前記映像取得部、前記照明部及び前記映像処理部を制御し、前記映像取得部で取得された映像及び映像処理部で取得された映像データを表示し、前記結晶化された基板に対する良否を判断するように形成される中央処理部とを含んでなることが好ましい。
また、前記映像取得部はエリアカメラ(area camera)であることが好ましく、前記映像取得部は、前記ステージの位置に対する信号の入力を受け、トリガー(trigger)を調節して一定の間隔でムラ映像を取得することが好ましい。
また、前記映像取得部は、最適結晶化エネルギー密度(Optimized Energy Density、OPED)領域ごとにトリガー(trigger)を調節して一定の間隔でムラ映像を取得することが好ましい。
また、前記映像取得部は、ラインスキャンカメラ(line scan camera)であることが好ましい。
一方、前記照明部の前方または前記映像取得部の前方には偏光板がさらに設置され、前記偏光板を回転させてムラと方向が合う光源のみを通過させることが好ましく、前記照明部の前方または前記映像取得部の前方にはグリーンフィルター(green filter)がさらに設置されることが好ましい。
また、前記中央処理部は、前記結晶化された基板に対する良否を判断し、異常発生の際に、前記基板に照射されるレーザービームのED(Energy Density)を変更するように形成されることが好ましい。
本発明は、レーザー結晶化装置を含む設備内で結晶化された基板に起因するムラを定量化し、結晶化された基板の状態に対する良否をリアルタイムで判定して安定的な工程管理を図ることができるという効果がある。
また、本発明は、従来の方式に比べて、ムラの検査にかかる時間を短縮させることができるため、量産歩留まりの確保が可能であり、既存の検査者の判別に対する誤り及び偏差に対する客観的なデータの算出によって結晶化基板の良否の信頼性及び客観性を確保することができるという効果がある。
また、本発明は、映像取得のためにエリアカメラまたはラインスキャンカメラを用いてムラ検出時間を短縮させ、トリガー信号によって映像が取得されるようにして、基板の各領域に対するムラ検出を容易にするという効果がある。
また、本発明は、偏光板やグリーンフィルターを用いて取得されたムラ映像をさらに鮮明にして、ムラの検出及び定量化を容易にするという効果がある。
本発明に係るレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステムの主要部を示す模式図である。 本発明に係るレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るエリアカメラを用いたムラを定量化するシステムを示す図である。 図3のエリアカメラを用いたムラを定量化するデータを抽出する方法を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係るラインスキャンカメラを用いたムラを定量化するシステムを示す模式図である。 図5のラインスキャンカメラを用いたムラを定量化するデータを抽出する方法を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る偏光板を適用したメカニズムを示す模式図(a)、及び偏光板適用前後のムラ映像を示す模式図(b)である。 本発明の一実施形態に係るグリーンフィルターを用いたムラ映像(a)、及びこれによるEPD結晶化のためのデータを示す図(b)である。
本発明は、レーザー結晶化装置を含む設備内で結晶化された基板に起因するムラを定量化し、基板の状態に対する良否をリアルタイムで判定するためのものであって、ムラをマシンビジョンを用いて検出してデータを抽出することにより定量化するものである。
これにより、本発明は、レーザー結晶化装置を含む設備内でリアルタイムにて工程のクオリティーを確認して安定的な工程管理を図ることができるようにするためのものである。
以下、添付図面を参照して本発明について詳細に説明する。
図1は本発明に係るレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステムの主要部を示す模式図、図2は本発明に係るレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法を示すブロック図、図3は本発明の一実施形態に係るエリアカメラを用いたムラを定量化するシステムを示す図、図4は図3のエリアカメラを用いたムラを定量化するデータを抽出する方法を示す模式図、図5は本発明の一実施形態に係るラインスキャンカメラを用いたムラを定量化するシステムを示す模式図、図6は図5のラインスキャンカメラを用いたムラを定量化するデータを抽出する方法を示す模式図、図7は本発明の一実施形態に係る偏光板を適用したメカニズムを示す模式図(a)、及び偏光板適用前後のムラ映像を示す模式図(b)、図8は本発明の一実施形態に係るグリーンフィルターを用いたムラ映像(a)、及びこれによるEPD結晶化のためのデータを示す図(b)である。
図示の如く、本発明に係るレーザー結晶化設備10に起因するムラを定量化するシステムは、レーザー結晶化装置100が含まれているレーザー結晶化設備10に起因するムラを定量化するシステムにおいて、前記レーザー結晶化装置100によって基板20の結晶化を行い、前記結晶化された基板20を移動させながらムラをリアルタイムで定量化することができるように、ムラ定量化装置200が前記レーザー結晶化設備10の内部に形成されることを特徴とする。
本発明は、レーザー結晶化装置100を含むレーザー結晶化設備10内で結晶化された基板20に起因するムラを定量化して基板20の状態に対する良否をリアルタイムで判定するためのものであって、ムラをマシンビジョンを用いて自動的に検出してデータを定量化することにより、レーザー結晶化装置100を含むレーザー結晶化設備10内でリアルタイムにて工程のクオリティーを確認して安定的な工程管理を図ることができるようにするためのものである。
一般に、レーザー結晶化装置100は、工程チャンバー110と、前記工程チャンバー110の側面に形成され、前記基板20にレーザービームを照射するレーザービーム発生器120と、前記工程チャンバー110の内部に形成され、前記基板20をロード及びアンロードさせるステージ130とを含んでなる。このようなレーザー結晶化装置100の含まれた設備内にはムラ定量化装置200が含まれる。
本発明では、ムラ映像を取得するための構成はレーザー結晶化装置100内に含まれ、検出されたムラ映像を処理及びデータ化し、各構成を制御する構成はレーザー結晶化装置100の外部に形成されるようにし、このようなレーザー結晶化装置100及びムラ定量化のための装置をすべて含めて、レーザー結晶化装置100を含むレーザー結晶化設備10という。つまり、レーザー結晶化、ムラ検出及び定量化工程が同じレーザー結晶化設備10内で行われるのである。
前記レーザー結晶化装置100の工程チャンバー110は、一般の結晶化のための真空チャンバーなどを使用し、その側面には基板20を投入することが可能なゲート(gate)が形成される。
前記基板20の結晶化のためのレーザービームを照射するためのレーザービーム発生器120は、前記工程チャンバー110の外側面に形成され、光学モジュール及びOPDMを用いて基板20にライン形態のレーザービームが効率よく照射されるようにする。
一般に、基板20はガラス上に蒸着されたシリコン薄膜からなり、ここで、シリコン薄膜は非晶質状態で形成される。本発明における基板20を結晶化させるというのは、ガラスのようなベース基板上に形成された非晶質シリコン薄膜のような薄膜を結晶化させることを意味する。便宜上、本発明では、結晶化対象薄膜及びその下側のベース基板を含めて基板20という。
このような結晶化のためのレーザービームのエネルギーをエネルギー密度(Energy Density、以下、ED)といい、ED条件の中でも、結晶化の結果を最も良くするEDをOPED(Optimized Energy Density)という。したがって、前記レーザービームは予め設定されたOPEDで提供される。
前記レーザービーム発生器120はエキシマレーザービームなどで基板20を結晶化させ、前記ステージ130は、工程チャンバー110の内部に形成され、前記基板20が搭載されて前記基板20をロード及びアンロードさせる。
前記ステージ130は、結晶化のための基板20をレーザービームに対して相対的に移動させ、基板20の全領域にレーザービームが照射されるようにする。ここで、ステージ130の位置に対するエンコーダ(encoder)信号を後述のムラ定量化装置200の映像取得部210に供給し、これを映像取得部210のトリガー(trigger)信号として使用することにより、一定の間隔で映像を取得することができるようにする。これは、ステージ130の位置に対するムラ映像を取得して定量化を導出することにより、ムラの発生がどの位置で発生したか正確な追跡が可能となる。
一方、ムラ定量化装置200は、前記レーザー結晶化設備10内に形成されるものであって、前記結晶化された基板20を移動させながらムラをリアルタイムで定量化することができるようにする。
前記ムラ定量化装置200は、前記レーザービームの照射に対して干渉しないように形成され、前記ステージ130によってロードされる結晶化された基板20に対するリアルタイムのムラ映像の取得が可能となるように、前記ステージ130の移動方向に対して上側に設けられた映像取得部210と、前記映像取得部210の近傍に形成され、結晶化された基板20を照らす照明部220と、前記取得されたムラ映像に対してコントラスト映像(contrast image)の導出のための映像前処理(image preproseccing)及び映像処理(image processing)を行い、処理された映像をデータとして分析して定量化する映像処理部230と、前記映像取得部210、照明部220及び映像処理部230を制御し、前記映像取得部210で取得された映像及び映像処理部230で取得された映像データを表示し、結晶化された基板20に対する良否を判断するように形成される中央処理部240とを含んでなる。
ここで、上述したように、ムラ定量化装置200の映像取得部210及び照明部220は、前記レーザー結晶化装置100の工程チャンバー110の内部に形成され、取得された映像の処理などのための映像処理部230及び中央処理部240は、工程チャンバー110の外部に形成されることが好ましい。
前記映像取得部210は、結晶化された基板20に対するムラ映像を取得するためのものであって、一般にCCDカメラで形成され、中央処理部240に接続されてオン/オフ、角度(θ)及び作動の制御が可能であり、エリアカメラ(area camera)(図3)211、ラインスキャンカメラ(line scan camera)(図5)212を用いてムラ検出時間を短縮させることができ、この他にも映像取得が可能なすべてのカメラを使用することができる。
前記エリアカメラ211を用いて映像を取得しようとする場合、図4に示すように、位置同期化トリガー(trigger)を調節して一定の間隔で映像を取得することが可能となる。例えば、前記ステージ130の位置に対するエンコーダ信号の入力を受け、エリアカメラ211のトリガーを調節して一定の間隔でムラ映像が取得できるようにする。これにより、基板20のどの位置で取得されたムラ映像であるかが分かるため、基板20の位置に対する結晶化の良否の判断を容易にすることができる。
また、OPED、すなわち、最適結晶化エネルギー密度領域ごとにトリガーを調節して一定の間隔でムラ映像を取得することもできる。すなわち、基板20の領域ごとにOPEDを変化させて結晶化を行い、該当OPEDをトリガー信号として映像取得部210に入力することにより、どのOPEDで結晶化がさらに良く行われたかを判断することができるようにする。
前記照明部220は、前記映像取得部210の近傍に形成され、結晶化された基板20を照らすことにより、映像取得がよく行われるようにするものであって、角度調節を可能とし、後述する中央処理部240でのオン/オフ制御及び角度調節が可能である。
一方、前記照明部220は、必要に応じて複数使用することが可能であり、ムラが強調された映像を取得するために、偏光板250またはグリーンフィルター(green filter)を前記照明部220の前方または映像取得部210の前方にさらに設置することができる。
図7は照明部220の前方に偏光板250を設置した場合を示すものであって、映像取得部210の近傍に二つの照明部220が設置されており、二つの照明部220のそれぞれに偏光板250を設置した場合を示す。すなわち、偏光のない一般照明部220の前に第1偏光板250を設置して偏光の持つ光源を作り、映像取得部210と基板20との間に第2偏光板250を設置し、偏光板250のそれぞれを回転させてムラと方向が合う光源のみを通過させることにより、ムラが強調されたイメージを取得する。
また、図8に示すように、照明部220の前方にグリーンフィルターを設置することにより、ムラが強調されたイメージを取得することができる。
前記映像処理部230は、前記取得されたムラ映像に対してコントラスト映像(contrast image)の導出のための映像前処理(image preproseccing)及び映像処理(image processing)を行い、処理された映像をデータとして分析して定量化する。
一般に、ムラ映像は肉眼による認識が容易ではないので、これを視認性よくコントラスト映像として導出しなければならないが、取得された映像に対して、ローカル(local)に分布している輝度値の平均をとり、平滑化(smoothing)映像を生成することによりコントラスト映像を導出する。
すなわち、最初に取得された映像から、映像を前処理して得た基準映像(reference image)のデータ値を差し引くと、コントラスト映像が得られ、これを用いてコントラスト条件及びライン種類などの選択事項を入力して分析イメージを導出することができ、これにより最終的なムラ検出に対する定量化された映像データを得る。
前記中央処理部240は、一般にPCを使用し、前記映像取得部210、照明部220及び映像処理部230を制御し、前記映像取得部210で取得された映像及び映像処理部230で取得された映像データを表示し、結晶化された基板20に対する良否を判断するように形成される。
例えば、中央処理部240は、前記映像取得部210、照明部220及び映像処理部230を制御し、設定値を入力するためのキーボードと、取得された映像及び処理された映像データなどを表示するためのパネルと、前記映像データに基づいて、結晶化された基板20の良否を判断し、すべての構成を制御する制御部とを含んでなる。
前記中央処理部240は、レーザー結晶化装置100の外部に設けられ、ムラ定量化装置200を制御するだけでなく、レーザー結晶化装置100を含む全体レーザー結晶化設備10を制御することができるものであって、レーザー結晶化装置100のレーザービーム発生器120及びステージ130の移動や位置設定などを制御することができる。ステージ130の位置は、トリガー信号として映像取得部210に入力されるようにして映像取得部210を一定の間隔で作動できるようにする。
前記中央処理部240では、取得された画像のデータを用いて、結晶化された基板20に対する良否を判断することができ、異常発生の際に、基板20に照射されるレーザービームのエネルギー密度(Energy Density)を変更するようにすることができる。これは、予め設定されたプログラミングによって良否判断に対するEDが自動的に変更されるようにするか、必要に応じてユーザーが直接EDを変更することもできる。
以下、本発明に係るレーザー結晶化設備10に起因するムラを定量化する方法について説明する。
図2は本発明に係るムラを定量化する方法を示す模式図である。図示の如く、レーザー結晶化設備10に起因するムラを定量化する方法において、基板20をロードする第1段階と、レーザーを用いて、前記ロードされた基板20の結晶化を行う第2段階と、前記結晶化された基板20を移動させながらムラをリアルタイムで定量化する第3段階と、結晶化及びムラ定量化の完了した基板20をアンロードする第4段階とを含んでなることを特徴とする。
前記基板20は、レーザー結晶化装置100の内部のステージ130に搭載され、レーザー結晶化のための位置にロードされる。ロードされた基板20は、レーザービーム発生器120で提供されたレーザービームにより結晶化が行われ、前記結晶化された基板20を移動させながら、映像取得部210によって、結晶化された基板20のムラ映像を取得し、映像処理を行ってムラをリアルタイムで定量化した後、結晶化及びムラ定量化の完了した基板20をアンロードすることにより、工程が完了する。
ここで、前記第3段階は、結晶化された基板20のムラ映像を取得し、前記取得されたムラ映像に対して映像処理を行った後、前記映像処理の行われた映像をデータとして分析して定量化し、前記定量化されたムラから基板20の結晶化レベルに対する良否を判断する過程で行われる。
ここで、前記結晶化された基板20のムラ映像を取得する段階は、位置同期化トリガー(trigger)を調節して一定の間隔でムラ映像を取得するようにする。
前記結晶化された基板20のムラ映像を取得するためには、CCDカメラのような映像取得部210を使用でき、エリアカメラ211を用いて映像を取得しようとする場合、図4に示すように、位置同期化トリガー(trigger)を調節して一定の間隔で映像が取得されるようにする。
例えば、前記ステージ130の位置に対するエンコーダ信号の入力を受け、エリアカメラ211のトリガーを調節して一定の間隔でムラ映像が取得できるようにする。これにより、基板20のどの位置で取得されたムラ映像であるかが分かるため、基板20の位置に対する結晶化の良否に対する判断を容易にすることができる。
また、OPED、すなわち、最適結晶化エネルギー密度領域ごとにトリガーを調節して一定の間隔でムラ映像を取得することもできる。すなわち、基板20の領域ごとにOPEDを変化させて結晶化を行い、該当OPEDをトリガー信号として映像取得部210に入力することにより、どのOPEDで結晶化がさらに良く行われたかを判断することができるようにする。
また、前記取得されたムラ映像に対して画像処理を前記映像処理部230で行い、前記取得されたムラ映像に対してコントラスト映像(contrast image)の導出のための映像前処理(image preproseccing)と映像処理(image processing)を行い、処理された映像をデータとして分析して定量化することが好ましい。
例えば、取得された映像に対して、ローカル(local)に分布している輝度値の平均をとり、平滑化(smoothing)映像を生成してコントラストの映像を導出するものであって、最初に取得された映像から、映像を前処理して得られた基準映像(reference image)のデータ値を差し引くと、コントラスト映像が得られ、これを用いてコントラスト条件及びライン種類などの選択事項を入力して分析イメージを導出することができ、これにより最終的なムラ検出に対する定量化された映像データを得る。
そして、前記定量化されたムラから基板20の結晶化レベルに対する良否を判断し、異常発生の際に、基板20に照射されるレーザービームのED(Energy Density)を変更するようにするが、これは前記中央処理部240で行う。
以下、本発明の一実施形態について説明する。
図3は本発明の一実施形態に係るエリアカメラ211を利用したムラ定量化システム、図4は図3のエリアカメラ211を利用したムラ定量化データを抽出する方法を示す模式図である。
図3に示すように、エリアカメラ211によって結晶化された基板20のムラ映像を取得し、エリアカメラ211及び照明部220の位置及び角度を制御して最適のムラ映像が取得できるようにし、これは前記中央処理部240で制御する。
前記エリアカメラ211によって結晶化された基板20の特定の領域に焦点を合わせてムラ映像を得、この得られたムラ映像は中央処理部240に伝送されてパネル上に表示される。
前記エリアカメラ211は、図4に示すように、ステージ130の移動によるエンコーダ信号でトリガーできるように形成され、これにより一定の間隔(T、T、T、T、T、T、T)で映像が得られるようにする。
このように得られた映像は、デフォーカシング(defocusing)領域を除いて、フォーカシング(focusing)領域、すなわち有効領域のみ選別的にムラを検出して定量化を行い、基板20の良否判定は、領域別属性値と基準レベルとを比較する絶対比較方式、または領域別属性値の偏差を比較するなどの相対比較方式で行うことができる。
図5は本発明の一実施形態に係るラインスキャンカメラ212を利用したムラを定量化するシステムの模式図であり、図6は図5のラインスキャンカメラ212を利用したムラを定量化するデータを抽出する方法を示す模式図である。
図5に示すように、ラインスキャンカメラ212によって、結晶化された基板20のムラ映像を取得し、ラインスキャンカメラ212及び照明部220の位置及び角度θを制御して最適のムラ映像が取得できるようにし、これは前記中央処理部240で制御する。
前記ラインスキャンカメラ212によって結晶化された基板20の特定の領域に焦点を合わせてムラ映像を得、この得られたムラ映像は中央処理部240に伝送されてパネル上に表示される。
図6に示すように、ラインスキャンカメラ212によって取得された映像は、遠近を補正して処理領域、すなわち有効領域を抽出した後、ヒストグラム定量化や累積プロファイルベースの演算などを行い、領域属性を演算して、結晶化された基板20の良否を判定する。
ここで、基板20の良否判定は、領域別属性値と基準レベルとを比較する方式や、領域別属性値の偏差を比較する方式などで行われる。
図7は本発明の一実施形態に係る偏光板250を適用したメカニズムを示す模式図(a)、及び偏光板250の適用前後に対するムラ映像を示す模式図(b)である。
図7(a)は、照明部220の前方に偏光板250を設置した場合を示すものであって、映像取得部210の近傍に二つの照明部220が設置されており、二つの照明部220のそれぞれに偏光板250を設置した場合を示すものである。つまり、偏光のない一般照明部220の前に第1偏光板250を設置して偏光の持つ光源を作り、映像取得部210と基板20との間に第2偏光板250を設置し、偏光板250のそれぞれを回転させてムラと方向が合う光源のみを通過させることにより、ムラが強調されたイメージを取得する。
図7(b)は偏光板250の適用前と適用後のムラ映像を示すものであって、偏光板250の適用後にさらに鮮明なムラ映像を取得することができることが分かった。
図8は本発明の一実施形態に係るグリーンフィルターを用いたムラ映像(a)と、これによるEPD結晶化のためのデータを示す図(b)である。
基板に対するエリアカメラの角度40°、照明部の角度30°、415〜505mJ/cmのレーザービームを用い、グリーンフィルターを装着して各エネルギー密度別に合計10区間に対するムラ映像を取得したのである。これに対する画像処理及び定量化分析によって、470mJ/cmがOPEDであることを確認することができた。
10 レーザー結晶化設備
20 基板
100 レーザー結晶化装置
110 工程チャンバー
120 レーザービーム発生器
130 ステージ
200 ムラ定量化装置
210 映像取得部
211 エリアカメラ
212 ラインスキャンカメラ
220 照明部
230 映像処理部
240 中央処理部
250 偏光板

Claims (15)

  1. レーザー結晶化装置を含むレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステムにおいて、
    前記レーザー結晶化装置によって基板の結晶化を行い、
    前記結晶化された基板を移動させながらムラをリアルタイムで定量化することができるように、ムラ定量化装置が前記レーザー結晶化設備の内部に形成されていることを特徴とする、レーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム。
  2. 前記レーザー結晶化装置は、
    工程チャンバーと、
    前記工程チャンバーの側面に形成され、前記基板にレーザービームを照射するレーザービーム発生器と、
    前記工程チャンバーの内部に形成され、前記基板をロード及びアンロードさせるステージとを含んでなることを特徴とする、請求項1に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム。
  3. 前記ムラ定量化装置は、
    前記レーザービームの照射に対して干渉しないように形成され、前記ステージによりロードされる結晶化された基板に対するリアルタイムのムラ映像の取得が可能となるように、前記ステージの移動方向に対して上側に設けられた映像取得部と、
    前記映像取得部の近傍に形成され、結晶化された基板を照らす照明部と、
    前記取得されたムラ映像に対してコントラスト映像(contrast image)の導出のための映像前処理(image preproseccing)及び映像処理(image processing)を行い、処理された映像をデータとして分析して定量化する映像処理部と、
    前記映像取得部、前記照明部及び前記映像処理部を制御し、前記映像取得部で取得された映像及び前記映像処理部で取得された映像データを表示し、前記結晶化された基板に対する良否を判断するように形成される中央処理部とを含んでなることを特徴とする、請求項2に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム。
  4. 前記映像取得部はエリアカメラ(area camera)であることを特徴とする、請求項3に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム。
  5. 前記映像取得部は、前記ステージの位置に対する信号の入力を受け、トリガー(trigger)を調節して一定の間隔でムラ映像を取得することを特徴とする、請求項4に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム。
  6. 前記映像取得部は、最適結晶化エネルギー密度(Optimized Energy Density、OPED)領域ごとにトリガー(trigger)を調節して一定の間隔でムラ映像を取得することを特徴とする、請求項4に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム。
  7. 前記映像取得部はラインスキャンカメラ(line scan camera)であることを特徴とする、請求項3に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム。
  8. 前記照明部の前方または前記映像取得部の前方には偏光板がさらに設置され、前記偏光板を回転させてムラと方向が合う光源のみを通過させることを特徴とする、請求項3に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム。
  9. 前記照明部の前方または前記映像取得部の前方にはグリーンフィルター(green filter)がさらに設置されることを特徴とする、請求項3に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム。
  10. 前記中央処理部は、
    前記結晶化された基板に対する良否を判断し、異常発生の際に、前記基板に照射されるレーザービームのED(Energy Density)を変更するように形成されることを特徴とする、請求項3に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム。
  11. レーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法において、
    基板をロードする第1段階と、
    レーザーを用いて、前記ロードされた基板の結晶化を行う第2段階と、
    前記結晶化された基板を移動させながらムラをリアルタイムで定量化する第3段階と、
    前記結晶化及びムラ定量化の完了した基板をアンロードする第4段階とを含んでなることを特徴とする、レーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法。
  12. 前記第3段階は、
    前記結晶化された基板のムラ映像を取得する段階と、
    前記取得されたムラ映像に対して映像処理を行う段階と、
    前記映像処理の行われた映像をデータとして分析して定量化する段階と、
    前記定量化されたムラから前記基板の結晶化レベルに対する良否を判断する段階とを含んでなることを特徴とする、請求項11に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法。
  13. 前記結晶化された基板のムラ映像を取得する段階は、位置同期化トリガー(trigger)を調節して一定の間隔でムラ映像を取得することを特徴とする、請求項11に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法。
  14. 前記取得されたムラ映像に対して映像処理を行う段階は、
    前記取得されたムラ映像に対してコントラスト映像(contrast image)の導出のための映像前処理(image preproseccing)及び映像処理(image processing)を行い、処理された映像をデータとして分析して定量化することを特徴とする、請求項12に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法。
  15. 前記定量化されたムラから前記基板の結晶化レベルに対する良否を判断する段階は、
    前記結晶化された基板に対する良否を判断し、異常発生の際に、前記基板に照射されるレーザービームのED(Energy Density)を変更するように形成されることを特徴とする、請求項12に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法。
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