KR101302881B1 - 다결정 실리콘 박막의 검사 방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

다결정 실리콘 박막의 표면의 화상을 검출하여 다결정 실리콘 박막의 표면 상태를 관찰하고, 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 검사하는 것을 가능하게 하기 위해, 다결정 실리콘 박막의 검사 장치를, 표면에 다결정 실리콘 박막이 형성된 기판에 광을 조사하는 광조사 수단과, 광조사 수단에 의해 기판에 조사된 광 중 다결정 실리콘 박막을 투과한 광 또는 다결정 실리콘 박막에서 정반사한 광의 근방의 다결정 실리콘 박막으로부터의 산란광의 상을 촬상하는 촬상 수단과, 이 촬상 수단에서 촬상하여 얻은 산란광의 화상을 처리하여 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 검사하는 화상 처리 수단을 구비하여 구성하였다.

Description

다결정 실리콘 박막의 검사 방법 및 그 장치{TESTING METHOD AND APPARATUS OF POLYCRYSTALLINE SILICON THIN FILM}
본 발명은, 기판 상에 형성한 아몰퍼스 실리콘을 레이저 어닐링에 의해 다결정화시킨 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 검사하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
액정 표시 소자나 유기 EL(Electro Luminescence) 소자 등에 이용되는 박막 트랜지스터(TFT:Thin Film Transistor)는, 고속인 동작을 확보하기 위해, 기판 상에 형성한 아몰퍼스 실리콘의 일부를 엑시머 레이저로 저온 어닐링함으로써 다결정화된 영역에 형성되어 있다.
이와 같이, 아몰퍼스 실리콘의 일부를 엑시머 레이저로 저온 어닐링하여 다결정화시키는 경우, 균일하게 다결정화시키는 것이 요구되지만, 실제로는, 레이저광원의 변동의 영향에 의해 결정성에 변동이 생기게 되는 경우가 있다.
따라서, 이 실리콘 결정의 변동의 발생 상태를 감시하는 방법으로서, 일본 특허 공개 제2002-305146호 공보(특허 문헌 1)에는, 펄스 레이저를 반도체막에 조 사하여 레이저 어닐링을 행함과 함께 레이저 조사 영역에 검사광을 조사하고, 조사한 검사광에 의한 기판으로부터의 반사광을 검출하고, 이 반사광의 강도 변화로부터 반도체막의 결정화의 상태를 확인하는 것이 기재되어 있다.
또한, 일본 특허 공개 평10-144621호 공보(특허 문헌 2)에는, 레이저를 조사 전의 비정질 실리콘에 검사광을 조사하여 그 반사광 또는 투과광을 검출해 두고, 레이저를 비정질 실리콘에 조사 중에도 검사광을 조사하여 그 반사광 또는 투과광을 검출하고, 레이저 조사 전과 레이저 조사 중의 반사광 또는 투과광의 강도의 차가 최대로 되었을 때로부터 레이저 조사 전의 반사광 또는 투과광의 강도로 되돌아갈 때까지의 경과 시간을 검출하여 레이저 어닐링의 상태를 감시하는 것이 기재되어 있다.
또한, 일본 특허 공개 제2006-19408호 공보(특허 문헌 3)에는, 기판 상에 형성된 비정질 실리콘을 엑시머 레이저 어닐링에 의해 다결정 실리콘으로 변화시킨 영역에 가시광을 기판 표면에 대하여 10-85도의 방향으로부터 조사하고, 조사와 동일한 각도의 범위에 접지한 카메라에 의해 반사광을 검출하고, 이 반사광의 변화로부터 결정 표면의 돌기의 배치 상태를 검사하는 것이 기재되어 있다.
또한, 일본 특허 공개 제2001-308009호 공보(특허 문헌 4)에는, 아몰퍼스 실리콘막에 엑시머 레이저를 조사하여 형성한 다결정 실리콘 박막에 검사광을 조사하여 다결정 실리콘 박막으로부터의 회절광을 회절광 검출기에 의해 모니터링하고, 다결정 실리콘 박막의 결정성이 높은 규칙적인 미세 요철 구조의 영역으로부터 발생한 회절광의 강도가 결정성이 낮은 영역으로부터의 회절ㆍ산란광의 강도에 비해 높은 것을 이용하여, 다결정 실리콘 박막의 상태를 검사하는 것이 기재되어 있다.
아몰퍼스 실리콘의 박막에 엑시머 레이저를 조사하여 어닐링함으로써 형성한 다결정 실리콘 박막(폴리실리콘막)의 표면에는, 미세한 요철이 있는 주기로 발생하는 것이 알려져 있다. 그리고, 이 미세한 돌기는, 다결정 실리콘 박막의 결정성의 정도를 반영하고 있고, 결정 상태가 균일한(다결정 입경이 일치하고 있음) 다결정 실리콘 박막의 표면에는 미세한 요철이 있는 규칙성을 갖고 주기적으로 형성되고, 결정 상태의 균일성이 낮은(다결정 입경이 일치하지 않음) 다결정 실리콘 박막의 표면에는 미세한 요철이 불규칙하게 형성되는 것이 알려져 있다.
이와 같이, 결정 상태가 반사광에 반영되는 다결정 실리콘 박막의 표면 상태를 검사하는 방법으로서, 특허 문헌 1에는 레이저 어닐링한 영역에 조사한 광의 반사광의 강도 변화로부터 반도체막의 결정화의 상태를 확인하는 것이 기재되어 있지만, 인 프로세스(in-process)에 의해 결정화의 상태를 모니터하는 것이며, 검출광이 어닐링용의 레이저이기 때문에 반드시 결정 상태가 반영된 산란광에 의해 검출할 수 있는 것이 아니라, 결정 상태가 반영되어 있는 산란광을 검출하는 것에 대해서는 기재되어 있지 않다.
또한, 특허 문헌 2에는, 레이저 어닐링 중의 레이저 조사 영역으로부터의 반사광을 어닐링 전의 반사광과 비교하여 어닐링의 진행 상태를 모니터하는 것이며, 특허 문헌 1과 마찬가지로 인 프로세스에 의해 결정화의 상태를 모니터하기 위한 것이며, 검출광이 어닐링용의 레이저로서, 결정 상태가 반영되어 있는 산란광을 검출하는 것에 대해서는 기재되어 있지 않다.
한편, 특허 문헌 3에는, 레이저 어닐링에 의해서 형성되는 다결정 실리콘 박막 표면의 돌기의 배치에 의해 반사하는 광의 변화에 의해서 다결정 실리콘의 결정의 품질을 검사하는 것이 기재되어 있지만, 다결정 실리콘 박막의 결정 입경의 성장에 따라서 반사광(회절광)의 광량 및 그 분포가 변화하는 것에 대해서는 배려되어 있지 않다.
또한, 특허 문헌 4에는, 레이저 어닐링에 의해서 형성되는 다결정 실리콘 박막 표면의 돌기에 의해 발생하는 회절광을 검출하는 것에 대해서는 기재되어 있지만, 회절광 검출기에 의해 검출한 회절광의 강도 레벨을 모니터하여 다결정 실리콘막의 상태를 검사하는 것이며, 다결정 실리콘 박막의 표면의 화상을 검출하여 다결정 실리콘 박막의 표면이 있는 영역의 돌기의 상태를 관찰하는 것에 대해서는 기재되어 있지 않다.
본 발명은, 상기한 종래 기술의 과제를 해결하여, 다결정 실리콘 박막의 표면의 광학상을 촬상하여 얻은 화상으로부터 다결정 실리콘 박막의 표면 상태를 관찰하고, 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 검사하는 것을 가능하게 하는 다결정 실리콘 박막의 검사 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.
상기한 종래 기술의 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는, 다결정 실리콘 박막의 검사 장치를, 표면에 다결정 실리콘 박막이 형성된 기판에 광을 조사하는 광조사 수단과, 이 광조사 수단에 의해 기판에 조사된 광 중 다결정 실리콘 박막을 투과한 광 또는 다결정 실리콘 박막에서 반사한 광의 근방의 다결정 실리콘 박막으로부터의 산란광의 상을 촬상하는 제1 촬상 수단과, 광조사 수단에 의해 광이 조사된 다결정 실리콘 박막으로부터 발생한 1차 회절광의 상을 촬상하는 제2 촬상 수단과, 제1 촬상 수단에서 촬상하여 얻은 산란광의 화상과 제2 촬상 수단에서 촬상하여 얻은 1차 회절광의 화상을 처리하여 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 검사하는 화상 처리 수단을 구비하여 구성하였다.
또한, 상기한 종래 기술의 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는, 다결정 실리콘 박막의 검사 방법으로서, 표면에 다결정 실리콘 박막이 형성된 기판에 광을 조사하고, 이 기판에 조사된 광 중 다결정 실리콘 박막을 투과한 광 또는 다결정 실리콘 박막에서 정반사한 광의 근방의 다결정 실리콘 박막으로부터의 산란광의 상을 촬상하고, 기판에 조사된 광에 의해 다결정 실리콘 박막으로부터 발생한 1차 회절광의 상을 촬상하고, 산란광의 상을 촬상하여 얻은 화상과 1차 회절광의 상을 촬상하여 얻은 화상을 처리하여 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 검사하도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 엑시머 레이저로 어닐링되어 형성된 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 비교적 높은 정밀도로 검사할 수 있어, 유기 EL용 글래스 기판이나 액정 표시용 글래스 기판의 품질을 높게 유지하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 원리를 설명하기 위한 도면으로서, 다결정 실리콘막이 형성된 기판에 이면으로부터 광을 조사하였을 때에 발생하는 1차 회절광과 기판 투과광의 관계를 나타내는 기판의 단면도.
도 2a는 아몰퍼스 실리콘막을 레이저로 어닐링하였을 때의 레이저 파워와 다결정 실리콘의 결정 입경과 정성적(定性的)인 관계를 나타내는 그래프.
도 2b는 파장이 0.4㎛의 광을 다결정 실리콘막이 형성된 기판에 조사하였을 때에 기판으로부터 발생하는 1차 회절광의 회절 각도와 다결정 실리콘막의 결정 입경과의 관계를 나타내는 그래프.
도 3은 (1) 내지 (5)의 각 기판에 대해, 레이저 파워를 바꿔서 어닐링하였을 때의 기판으로부터의 1차 회절광을 1차원의 센서 어레이를 이용하여 기판에 대하여 θ2 각도로 검출하였을 때의, 1차원의 센서 어레이의 각 화소의 출력을 플롯한 그래프.
도 4는 도 3의 (1) 내지 (5)의 그래프의 P점과 그 근방의 1차원 센서 어레이의 출력값의 평균값과 어닐링시의 레이저 파워를 플롯한 그래프.
도 5는 레이저 파워를 바꿔서 어닐링한 도 3의 (1) 내지 (5)의 각 기판에 대하여, 광을 기판의 이면으로부터 조사하고, 기판을 투과한 광의 근방의 산란광의 상을 1차원의 센서 어레이를 이용하여 검출하였을 때의, 1차원의 센서 어레이의 각 화소의 출력값을 플롯한 그래프.
도 6은 도 4의 그래프에서 P점과 그 근방의 화소의 출력의 평균값과 도 5의 산란광의 상을 검출한 각 화소의 출력을 가산하고, 어닐링시의 레이저 파워를 횡축으로 하여 플롯한 그래프.
도 7은 본 발명의 실시예에 있어서의 다결정 실리콘 박막의 검사 장치 전체의 구성을 도시하는 블록도.
도 8a는 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 검사 유닛과 검사 데이터 처리ㆍ제어부의 개략의 구성을 도시하는 블록도.
도 8b는 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 검사 유닛과 검사 데이터 처리ㆍ제어부의 변형예의 개략의 구성을 도시하는 블록도.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 촬상의 시퀀스를 나타내는 플로우도.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 화상 처리의 시퀀스를 나타내는 플로우도.
도 11a는 본 발명의 제2 실시예에 있어서의 검사 유닛과 검사 데이터 처리ㆍ제어부의 개략의 구성을 도시하는 블록도.
도 11b는 본 발명의 제2 실시예에 있어서의 검사 유닛과 검사 데이터 처리ㆍ제어부의 변형예의 개략의 구성을 도시하는 블록도.
본 발명의 실시 형태로서, 유기 EL용 글래스 기판이나 액정 표시용 글래스 기판에 형성한 다결정 실리콘 박막을 검사하는 장치에 적용한 예를 설명한다.
본 실시 형태를 설명하기 위한 전체 도면에 있어서 동일 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 붙이도록 하고, 그 반복된 설명은 원칙으로서 생략한다. 이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
우선, 도 1 내지 도 6을 이용하여, 본 발명의 원리를 설명한다.
도 1에 도시한 검사 대상의 유기 EL용 또는 액정 표시용 글래스 기판(100)(이하, 기판이라고 기재함)에는, 기판 상에 아몰퍼스 실리콘의 박막(110)이 형성되어 있다. 그 아몰퍼스 실리콘의 박막(110)의 일부의 영역에 엑시머 레이저(도시 생략)를 조사하여 주사함으로써 엑시머 레이저가 조사된 부분의 아몰퍼스 실리콘 박막(110)은 순차 가열되어 용융한다. 엑시머 레이저가 주사된 후, 용융한 아몰퍼스 실리콘 박막(110)은 서서히 냉각되어 실리콘이 다결정화되고, 다결정 실리콘의 상태로 결정이 성장한다. 본 발명에서는, 이 다결정 실리콘이 결정의 입경이 원하는 크기로 일치한 상태의 정상인 막으로서 형성되어 있는지의 여부를 검사하는 것이다.
도 1에는, 글래스 기판(100) 상에 형성된 아몰퍼스 실리콘 박막(110)의 일부가 엑시머 레이저 어닐링되어 결정 입경이 일치한 상태의 다결정 실리콘 박막(120)으로 된 상태의 기판(100)에, 광원(150)으로부터 조명광(151)을 입사 각도 θ1에서 기판(100)의 이면측으로부터 조사하여, 기판(100)의 표면의 측의 θ2 방향으로 1차 회절광(152)이 발생하는 상태를 나타내고 있다.
이 엑시머 레이저 어닐링에 의해 형성되는 다결정 실리콘 박막(120)의 입경은, 엑시머 레이저의 조사 에너지(레이저의 파워 밀도와 조사 시간과의 곱)에 의존한다. 이의 관계를 정성적으로 나타내면, 도 2a와 같게 된다. 즉, 아몰퍼스 실리콘 박막(110)에 조사하는 레이저의 파워를 상승시켜 가면, 임의의 에너지 레벨을 초과한 부분으로부터 아몰퍼스 실리콘 박막(110)의 결정화가 진행되기 시작하여, 다결정 실리콘 박막(120)이 성장한다. 그리고, 조사하는 레이저의 파워를 더욱 올려 가면, 다결정 실리콘 박막(120)의 입경이 더욱 크게 성장해 간다.
여기서, 다결정 실리콘 박막(120)의 입경이 일치한 상태로 되면 다결정 실리콘 박막(120)의 표면에는, 결정의 입경에 따라서 거의 일정한 피치 P로 돌기가 형성된다(도 1의 도면에 직각인 방향에도 일정한 피치로 돌기가 형성되어 있음). 이 막 표면의 돌기의 피치 P는, 다결정 실리콘 박막(120)의 결정 입경에 의해서 변한다.
한편, 도 1에 도시한 구성에 있어서, 광원(150)으로부터 발사된 파장이 λ의 조명광의 기판(100)에의 입사 각도 θ1과, 다결정 실리콘 박막(120)이 형성된 기판(100)으로부터 발생하는 1차 회절광의 출사 각도 θ2, 다결정 실리콘 박막(120)의 표면의 돌기의 피치 P와의 사이에는,
Figure 112011075214757-pat00001
로 표시되는 관계가 성립한다.
지금, 조명광의 기판(100)에의 입사 각도 θ1을 75도, 조명광의 파장 λ를 400㎚로 하면, 1차 회절광의 출사 각도 θ2와 다결정 실리콘 박막(120)의 표면의 돌기의 피치 P는, 도 2b에 도시한 바와 같은 관계로 된다.
즉, 아몰퍼스 실리콘 박막(110)을 어닐링할 때의 엑시머 레이저의 파워로 변동(분포)이나 변동(경시적인 변화)이 있으면, 도 2a에 도시한 관계로부터 다결정 실리콘 박막(120)의 입경이 변화한다. 그 결과, 도 2b에 도시한 바와 같은 관계로부터, θ1의 방향으로부터 조사된 기판(100)으로부터 발생하는 1차 회절광의 출사 각도 θ2가 변화하게 된다. 따라서, 1차 회절광(152)을 검출하는 광학계(도 1에서는 생략)의 1차 회절광을 검출하는 각도를 고정한 경우, 다결정 실리콘 박막(120)의 입경이 변화하였을 때에 1차 회절광이 검출 광학계의 시야로부터 벗어나게 되어, 다결정 실리콘 박막(120)의 검사의 신뢰성을 손상시키게 될 우려가 있다.
도 3은, 엑시머 레이저의 파워를 바꿔서 어닐링한 기판(100)에 대하여, 도 1에 도시한 바와 같이 광원(150)으로부터 출사한 지면에 수직인 방향으로 긴 조명광(151)을 조사하여, θ2의 방향으로 고정한 도시하고 있지 않은 지면에 대하여 수직인 방향으로 긴 1차원의 센서 어레이에 의해 검출하였을 때의, 1차원 센서 어레이의 각 소자로부터의 출력을 플롯한 예를 나타낸다.
도 3의 (1)은, 엑시머 레이저의 파워를 가장 작은 상태로 하여 어닐링한 기판(100)에, 지면에 수직인 방향으로 긴 조명광(151)을 조사하여 1차원의 센서 어레이에 의해 검출하였을 때의, 1차원 센서 어레이의 각 소자로부터의 출력을 플롯한 예를 나타낸다. 엑시머 레이저의 강도 분포에 따른 어닐링의 상태가 반영된 1차원 센서 어레이로부터의 출력이 얻어진다. 도 3의 (1)의 예에서는, 어닐링시의 엑시머 레이저의 파워가 부족하였기 때문에, 1차원 센서 어레이로부터의 출력으로 임계값(301)의 레벨을 초과하는 휘도를 검출할 수 없었다.
도 3의 (2) 내지 (5)는 , (1)의 경우에 대하여 순차 엑시머 레이저의 파워를 상승시켜 어닐링한 기판(100)에 조명광(151)을 조사하였을 때의 1차원 센서 어레이의 각 소자로부터의 출력을 플롯한 것이다. (5)는 기판(100)에 데미지를 부여하지 않는 한계의 레이저 파워로 어닐링한 경우를 나타낸다. 어닐링시의 엑시머 레이저 파워의 변화에 따라서, 조명광(151)이 조사된 기판(100)으로부터 θ2의 방향으로 출사하는 광의 분포 패턴이 변화하고 있다.
도 4는, 도 3의 (1) 내지 (5)에 있어서의 P점과 그 근방(도 3의 (1)∼(5)에 있어서 P점의 양측의 실선을 사이에 둔 영역)에 대응하는 1차원 센서 어레이 소자로부터의 출력의 평균값과 어닐링시의 엑시머 레이저 파워와의 관계를 나타낸 것이다.
도 4의 해칭을 실시한 부분은, 어닐링시의 레이저 파워가 기판(100)에 데미지를 부여하게 되는 한계값 이하의 상태이어도 휘도값의 레벨로 설정한 임계값 이하로 되어, 레이저 어닐링이 불량이라고 판정되게 된다. 이것은 오검출로 된다.
한편, 도 1의 구성으로, 기판(100)에 조사된 조명광(151) 중 기판(100)을 투과하여 점선으로 나타낸 152의 방향으로 진행한 광 중 직진하는 투과광(광원(150)으로부터의 직접광)을 차광하여 투과광의 주위의 산란광을 검출한 경우, 투과광의 주위의 산란광은 다결정 실리콘 박막(120)의 입경이 어느 정도 이상 커지면 입경의 크기의 영향을 그다지 받지 않게 된다.
도 5는, 기판(100)에 조명광(151)을 조사하였을 때의, 기판(100)을 투과한 투과광의 근방의 산란광을 검출한 1차원 센서 어레이 소자의 출력 중 도 3에서 설명한 화소 P 근방에 대응하는 영역으로부터의 산란광을 검출한 소자로부터의 출력값의 평균값과 어닐링시의 엑시머 레이저 파워와의 관계를 나타낸 것이다.
이 도면으로부터, 기판(100)을 투과한 투과광의 근방의 산란광은, 어닐링 파워가 낮을수록 크고, 어닐링 파워를 높여갈수록 작아지는 것을 알 수 있다.
도 6에, 도 4에 도시한 1차 회절광을 검출한 결과와 도 5에 도시한 투과광의 근방의 산란광을 검출한 결과를 서로 더한 결과를 나타낸다.
도 4의 경우는, 해칭을 실시한 부분이, 어닐링시의 레이저 파워가 기판(100)에 데미지를 부여하지 않는 한계값 이하의 상태이어도 휘도값의 레벨로 설정한 임계값 이하로 되어 레이저 어닐링이 불량이라고 오판정되게 되었지만, 도 6에서는, 어닐링시의 레이저 파워가 높은 측에서의 OK 범위를 넓힐 수 있는 것을 알 수 있다. 즉, 도 4에 도시한 1차 회절광의 검출 데이터로부터 어닐링시의 레이저 파워의 하한값을 결정하고, 도 6에 도시한 1차 회절광의 검출 데이터와 투과광의 근방의 산란광의 검출 데이터를 서로 더한 결과로부터 어닐링시의 레이저 파워의 상한값을 결정함으로써, 어닐링시의 레이저 파워의 설정 범위를 보다 넓힐 수 있다.
도 6에 도시한 예에서는, 도 4에 도시한 1차 회절광을 검출한 데이터와 도 5에 도시한 투과광 근방의 산란광을 검출한 데이터를 단순히 가산하여 예를 나타냈지만, 도 5에 도시한 투과광 근방의 산란광을 검출한 데이터에 가중치를 부여하여 도 4에 도시한 1차 회절광을 검출한 데이터와 가산하도록 하여도 된다. 이 경우, 도 6에 상당하는 양방의 검출 데이터를 가산한 결과로부터, 어닐링시의 레이저 파워가 높은 측에서의 OK 범위를 보다 넓혀서 검출할 수 있다.
본 발명은, 상기한 원리에 기초하여 이루어진 것이며, 이하에 본 발명의 원리를 실시하기 위한 검사 장치의 구체적인 구성에 대해서 설명한다.
<실시예 1>
본 발명에 따른 유기 EL용 글래스 기판 상 또는 액정 표시용 글래스 기판 상의 아몰퍼스 실리콘막의 일부에 레이저 어닐링에 의해 형성된 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 검사하는 검사 장치(700)의 전체의 구성을 도 7에 도시한다.
검사 장치(700)는, 기판 로드부(710), 검사부(720), 기판 언로드부(730), 검사부 데이터 처리ㆍ제어부(740) 및 전체 제어부(750)를 구비하고 있다.
검사 대상의 유기 EL용 글래스 기판 또는 액정 표시용 글래스 기판(이하, 기판이라고 기재함)(100)은, 글래스 기판 상에 아몰퍼스 실리콘의 박막이 형성되어 있고, 본 검사 공정 직전의 공정에서 일부의 영역에 엑시머 레이저를 조사하여 주사하고 가열함으로써 과열된 영역이 어닐링되어 실리콘이 다결정화되고, 다결정 실리콘 박막의 상태로 된다. 검사 장치(100)는, 기판(100)의 표면을 촬상하여, 이 다결정 실리콘 박막이 정상으로 형성되어 있는지의 여부를 조사하는 것이다.
검사 대상의 기판(100)은, 도시하고 있지 않은 반송 수단에서 로드부(710)에 세트된다. 로드부(710)에 세트된 기판(100)은, 전체 제어부(750)에서 제어되는 도시하고 있지 않은 반송 수단에 의해 검사부(720)에 반송된다. 검사부에는 검사 유닛(721)이 구비되어 있고, 검사 데이터 처리ㆍ제어 유닛(740)으로 제어되어 기판(100)의 표면에 형성된 다결정 실리콘 박막의 상태를 검사한다. 검사 유닛(721)에 의해 검출된 데이터는 검사 데이터 처리ㆍ제어 유닛(740)으로 처리되어 기판(100)의 표면에 형성된 다결정 실리콘 박막의 상태가 평가된다.
검사가 끝난 기판(100)은, 전체 제어부(750)에서 제어되는 도시하고 있지 않은 반송 수단에 의해 검사부(720)로부터 언로드부(730)에 반송되고, 도시하고 있지 않은 핸들링 유닛에 의해 검사 장치(700)로부터 취출된다. 또한, 도 7에는, 검사부(720)에 검사 유닛(721)이 1대 구비되어 있는 구성을 도시하고 있지만, 검사 대상의 기판(100)의 사이즈나 형성되는 다결정 실리콘 박막의 면적이나 배치에 따라서 2대이어도, 또는 3대 이상이어도 된다.
검사부(720)에 있어서의 검사 유닛(721) 및 검사부 데이터 처리ㆍ제어부(740)의 구성을 도 8a에 도시한다.
검사 유닛(721)은, 조명 광학계(800), 산란광상 촬상 광학계(820), 1차 회절광상 촬상 광학계(830), 기판 스테이지(850)로 구성되어 있고, 검사부 데이터 처리ㆍ제어부(740)에 접속되어 있고, 검사부 데이터 처리ㆍ제어부(740)는 도 7에 도시한 전체 제어부(750)와 접속하고 있다.
조명 광학계(800)는, 다파장의 광을 발사하는 광원(801), 확대 렌즈(802), 콜리메이트 렌즈(803), 파장 필터(804), 편광 필터(805), 실린드리컬 렌즈(806)를 구비하고, 이들이 경통부(810)에 수납되어 있다.
광원(801)은, 자외 영역으로부터 가시 영역에 걸친 넓은 주파수(예를 들면, 300㎚∼700㎚)의 광을 발사하는 것이며, 예를 들면, 할로겐 램프, 크세논 램프 등을 이용한다.
확대 렌즈(802)는, 광원(801)으로부터 발사된 광의 빔 직경을 확대한다. 콜리메이트 렌즈(803)는 확대 렌즈(802)로 빔 직경이 확대된 광을 평행광으로서 출사시킨다.
파장 필터(804)는, 검사 대상의 기판(100) 상에 형성된 다결정 실리콘(120)의 상태에 따라서 조명하는 파장을 선택하기 위한 것이고, 광원(801)으로부터 발사된 다파장의 광 중으로부터, 검사에 적합한 파장을 선택할 수 있다.
편광 필터(805)는, 기판(100)을 조명하는 광의 편광 상태를 제어하기 위한 것이고, 검사 대상의 기판(100) 상에 형성된 다결정 실리콘(120)의 상태에 따라서 콘트라스트가 높은 화상을 검출할 수 있도록 조명광의 편광 상태를 바꿀 수 있도록 되어 있다.
실린드리컬 렌즈(806)는, 광원(801)으로부터 발사되어 확대 렌즈(802)에 의해 집광되어 콜리메이트 렌즈(803)로 평행광이 된 광을, 기판(100) 상의 검사 영역의 크기에 맞춰서 효율적으로 조명할 수 있도록 조명 광속을 한쪽 방향으로 집광시켜 그것과 직각인 방향에는 평행광의 상태에서 단면 형상이 한쪽 방향(도면에 수직인 방향)으로 긴 형상으로 성형한다. 실린드리컬 렌즈(806)로 한쪽 방향으로 집광한 광을 기판(100)에 조사함으로써, 기판(100) 상의 검사 영역의 조명광량이 증가하고, 산란광상 촬상 광학계(820) 및 1차 회절광상 촬상 광학계(830)에 의해, 보다 콘트라스트가 높은 화상을 검출할 수 있다.
산란광상 촬상 광학계(820)는, 광원(801)으로부터 발사되어 기판(100)을 투과해 온 투과광(광원(801)으로부터의 직접광)을 차광하는 차광판(821), 대물 렌즈(822), 파장 필터(823), 편광 필터(824), 결상 렌즈(825), 이미지 센서(826)를 구비하고, 이들이 경통부(827)에 수납되어 있다.
대물 렌즈(822)는 조명 광학계(800)에 의해 조명된 기판(100)으로부터 발생하는 회절광(1차 회절광)을 집광하기 위한 것이고, 회절광을 효율적으로 집광하기 위해 비교적 큰 NA(렌즈의 개구수:)를 갖고 있다.
파장 필터(823)는, 대물 렌즈(822)에 의해 집광된 기판(100)으로부터의 광 중 특정한 파장의 광을 선택적으로 투과시키는 것이고, 기판(100)의 표면에 형성된 다결정 실리콘 박막의 광학 특성에 따라서 선택하는 파장을 설정할 수 있도록 되어 있다. 파장 필터(823)에 의해, 기판(100) 및 주변으로부터의 조명 파장 이외의 파장의 광을 커트할 수 있다.
편광 필터(824)는, 파장 선택 필터(823)를 투과한 특정 파장의 광에 대해서 그 편광의 상태를 조정하는 것이다.
결상 렌즈(825)는, 기판(100)의 표면으로부터의 1차 회절광에 의한 광학상을 결상하기 위한 것이며, 파장 선택 필터(823)를 투과한 특정 파장의 광에서 편광 필터(824)에 의해 편광의 상태가 조정된 광의 상을 결상한다.
이미지 센서(826)는, 결상 렌즈(825)에 의해 결상된 실린드리컬 렌즈(805)에 의해 조명된 기판(100)의 표면의 한쪽 방향으로 긴 영역에 형성된 패턴으로부터의 1차 회절광에 의한 광학상을 촬상하는 것으로, 기판(100)이 조명된 한쪽 방향으로 긴 영역에 맞춰서 배치된 1차원의 CCD(전화 결합 소자) 이미지 센서, 또는 2차원의 CCD 이미지 센서로 구성되어 있다.
1차 회절광상 촬상 광학계(830)는, 대물 렌즈(831), 파장 필터(832), 편광 필터(833), 결상 렌즈(834), 이미지 센서(835)를 구비하고, 이들이 경통부(836)에 수납되어 있다.
대물 렌즈(831)는 조명 광학계(800)에 의해 조명된 기판(100)으로부터 발생하는 회절광(1차 회절광)을 집광하기 위한 것이고, 회절광을 효율적으로 집광하기 위해 비교적 큰 NA(렌즈의 개구수:)를 갖고 있다.
파장 필터(832)는, 대물 렌즈(831)에 의해 집광된 기판(100)으로부터의 광 중 특정한 파장의 광을 선택적으로 투과시키는 것이고, 기판(100)의 표면에 형성된 다결정 실리콘 박막의 광학 특성에 따라서 선택하는 파장을 설정할 수 있도록 되어 있다.
편광 필터(833)는, 파장 선택 필터(832)를 투과한 특정 파장의 광에 대해서 그 편광의 상태를 조정하는 것이다.
결상 렌즈(834)는, 기판(100)의 표면으로부터의 1차 회절광에 의한 광학상을 결상하기 위한 것이며, 파장 선택 필터(832)를 투과한 특정 파장의 광에서 편광 필터(833)에 의해 편광의 상태가 조정된 광의 상을 결상한다.
이미지 센서(835)는, 결상 렌즈(834)에 의해 결상된 기판(100)의 표면으로부터의 1차 회절광에 의한 광학상을 검출하는 것이고, CCD(전화 결합 소자)의 1차원 센서, 또는 2차원 센서로 구성되어 있다.
기판 스테이지(850)는 상면에 검사 대조의 기판(100)을 재치하여, 구동 수단(851)에 의해 XY 평면 내로 이동 가능한 구성으로 되어 있다.
산란광상 촬상 광학계(820)의 이미지 센서(826) 및 1차 회절광 검출 광학계(830)의 이미지 센서(835)로부터의 출력은 각각 검사 데이터 처리ㆍ제어부(740)에 입력된다. 검사 데이터 처리ㆍ제어부(740)는, 산란광상 촬상 광학계(820)의 이미지 센서(826) 및 1차 회절광 검출 광학계(830)의 이미지 센서(1165)로부터 출력된 아날로그 화상 신호를 디지털 화상 신호로 변환하는 A/D 변환부(841, 843), 각각의 디지털 화상 신호를 처리하는 화상 처리부(842, 844), 화상 처리된 각각의 디지털 화상 신호를 처리하여 화상 특징량으로부터 결함을 판정하는 결함 판정부(845), 판정된 결함의 정보를 출력하는 표시 화면(847)을 구비한 입출력부(846), 및 화상 처리부(842, 844), 결함 판정부(845), 입출력부(846), 및 광원(800)과 이미지 센서(826, 835)와 기판 스테이지(850)의 구동부(851)를 제어하는 제어부(848)를 구비하고 있다. 또한, 제어부(848)는 도 7에 도시한 전체 제어부(750)와 접속되어 있다.
또한, 도 8b에는, 변형예로서, 조명 광학계(800)를 기판(100)의 표면의 측에 배치한 구성을 도시한다. 조명 광학계(800)와 1차 회절광 검출 광학계(830) 및 산란광 검출 광학계(820)가 기구적으로 서로 간섭하지 않는 경우에는, 도 8b에 도시한 바와 같이 조명 광학계(800)를 기판(100)에 대하여 1차 회절광 검출 광학계(830) 및 산란광 검출 광학계(820)와 동일한 측에 배치해도 된다.
도 8b에 도시한 구성은, 조명 광학계(800)의 배치가 서로 다를 뿐이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 8a 또는 도 8b에 도시한 바와 같은 구성으로, 조명 광학계(800)는 기판 스테이지(850)에 재치된 기판(100)을 기판(100)의 이면측으로부터 조명광의 입사 각도가 θ1로 되도록 사방 조명하고, 조명된 기판(100)을 투과한 광원(801)으로부터의 직접광의 주변의 산란광의 상을 촬상 광학계(820)에 의해 촬상함과 함께, 조명된 기판(100)으로부터 발생한 1차 회절광에 의한 상을 1차 회절광상 검출 광학계(830)에 의해 촬상하고, 각각의 촬상 데이터를 검사 데이터 처리ㆍ제어부(740)로 처리하여 기판(100) 상에 형성되어 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 검사한다.
다음으로, 도 8a에 도시한 구성의 검사 유닛(721)과 검사 데이터 처리ㆍ제어부(740)에서, 기판(100) 상의 엑시머 레이저로 어닐링되어 다결정화된 다결정 실리콘 박막의 상태를 검사하는 방법에 대해서 설명한다.
우선, 검사를 행하기 전에, 미리 다결정 실리콘 박막이 형성된 기판(100)을 이용하여, 광학 조건의 설정을 행한다. 설정할 광학 조건은, 조명 광학계(800)의 파장 필터(804)에 의한 조명 파장, 편광 필터(805)에 의한 편광 조건, 산란광상 촬상 광학계(820)의 파장 필터(823)에 의한 검출 파장, 편광 필터(824)에 의한 검출광의 편광 조건, 결상 렌즈(825)에 의한 산란광상의 결상 위치 등이다. 이들의 조건은, 조명 광학계(800)에 의해 조명된 기판(100)을 산란광상 촬상 광학계(820)에 의해 관찰하여 얻은 산란광상과 1차 회절광 검출 광학계(830)에 의해 촬상하여 얻은 1차 회절광상을 입출력부(846)의 표시 화면(847)에 표시시키면서, 콘트라스트가 높은 산란 구조 및 1차 회절광상이 얻어지도록 조정함으로써 행해진다.
다음으로, 설정된 광학 조건 하에서, 기판(100) 상의 엑시머 레이저의 어닐링에 의해 형성된 다결정 실리콘 박막의 검사 영역을 검사하는 처리의 흐름을 설명한다. 검사 처리에는, 기판의 소정의 영역 또는 전체면을 촬상하는 촬상 시퀀스와, 촬상하여 얻은 화상을 처리하여 결함 부분을 검출하는 화상 처리의 시퀀스가 있다.
우선, 촬상 시퀀스에 대해서 도 9를 이용하여 설명한다.
최초로, 다결정 실리콘 박막의 검사 영역의 검사 개시 위치가 촬상 광학계(820)의 시야에 들어 가도록 제어부(846)에서 기판 스테이지(850)의 구동부(851)를 제어하여, 기판(100)을 초기 위치(검사 개시 위치)로 설정한다(S901).
다음으로, 조명 광학계(800)에 의해 다결정 실리콘 박막을 조명하고(S902), 조명된 다결정 실리콘 박막의 검사 영역을 따라서 촬상 광학계(820)의 촬상 영역이 이동하도록, 제어부(847)에서 구동부(851)를 제어하여 기판 스테이지(850)를 일정한 속도에서의 이동을 개시한다(S903).
기판 스테이지(850)를 일정한 속도로 이동시키면서, 조명 광학계(800)에 의해 조명된 다결정 실리콘 박막의 한쪽 방향으로 긴 검사 영역을 투과한 조명광에 의해 발생하는 1차 회절광의 상을 1차 회절광상 촬상 광학계(830)에 의해 촬상하고 투과광(도 8b의 구성으로는 반사광)의 광축 근방의 반사광 산란광의 상을 촬상 광학계(820)에 의해 촬상한다(S904). 산란광상 촬상 광학계(820)의 이미지 센서(826)로부터 아날로그 신호를 출력하고, 검사 데이터 처리ㆍ제어부(740)의 A/D 변환부(841)에 입력한다. 1차 회절광상 촬상 광학계(830)의 이미지 센서(835)로부터 아날로그 신호를 출력하고, 검사 데이터 처리ㆍ제어부(740)의 A/D 변환부(843)에 입력한다. A/D 변환부(841)에서 변환된 디지털 신호는 화상 처리부(842)에 입력되어 제어부(848)를 통하여 얻어진 기판 스테이지(850)의 위치 정보를 이용하여 디지털 화상 신호가 작성되고, A/D 변환부(843)에서 변환된 디지털 신호는 화상 처리부(844)에 입력되어 제어부(848)를 통하여 얻어진 기판 스테이지(850)의 위치 정보를 이용하여 디지털 화상 신호가 작성되어 처리된다(S905). 이상의 조작을 1라인분의 검사 영역이 종료될 때까지 반복하여 실행한다(S906).
다음으로, 검사한 1라인분의 영역에 인접하는 검사 영역이 있는지의 여부를 체크하고(S907), 인접하는 검사 영역이 있는 경우에는, 기판 스테이지(850)를 인접하는 검사 영역으로 이동시켜(S908), S904로부터 S907까지의 스텝을 반복한다. 검사해야 할 영역이 모두 검사를 종료하면 기판 스테이지(850)의 이동을 정지하고(S909), 조명을 끄고(S910) 촬상 시퀀스를 종료한다.
다음으로, 도 9의 촬상 시퀀스에 있어서, 얻어진 디지털 화상을 작성하여 처리하는 스텝(S905)의 상세한 시퀀스에 대해서 도 10을 이용하여 설명한다.
도 9의 촬상 스텝(S904)에서 산란광상 촬상 광학계(820)에 의해 산란광상을 촬상하여 이미지 센서(826)로부터 출력된 아날로그 신호를 검사 데이터 처리ㆍ제어부(740)의 A/D 변환부(841)에 입력하고(S1001), A/D 변환부(841)에서 디지털 신호로 변환하고(S1002), 변환된 산란광상의 디지털 신호는 화상 처리부(842)에 보내져 디지털 화상 신호가 생성되고(S1003), 생성된 산란광상의 디지털 화상 신호는 셰이딩 보정, 평균화 처리 등의 전처리가 실시되고(S1004), 화상 특징량이 추출된다(S1005).
한편, 조명 광학계(800)에 의해 조명된 기판(100)으로부터 발생한 1차 회절광의 상을 검출한 1차 회절광상 검출 광학계(830)의 이미지 센서(835)로부터 출력된 아날로그 신호를 검사 데이터 처리ㆍ제어부(740)의 A/D 변환부(843)에 입력하고(S1011), A/D 변환부(843)에서 디지털 신호로 변환하고(S1012), 변환된 1차 회절광상의 디지털 신호는 화상 처리부(844)에 보내져 디지털 화상 신호가 생성되고(S1013), 생성된 1차 회절광상의 디지털 화상 신호는 셰이딩 보정, 평균화 처리 등의 전처리가 실시되고(S1014), 1차 회절광상의 패턴 피치나 휘도 등의 화상 특징량이 추출된다(S1015). 화상 특징량이 추출된 산란광의 디지털 화상 신호와 1차 회절광상의 디지털 화상 신호는 각각 추출된 화상 특징량의 정보와 함께 결함 판정부(845)에 입력되어 통합된다(S1021).
결함 판정부(845)에서는, 각각의 화상의 화상 특징량(예를 들면 휘도값을 각 화소마다 1라인 주사분을 서로 더한 신호)을 미리 설정한 기준 데이터(임계값)와 비교함으로써 결함 판정 처리가 행해진다(S1022). 이 결함 판정 처리에 있어서, 임계값보다도 작아 결함이라고 판정된 영역이, 레이저 어닐링의 파워 부족에 의한 것인지 또는 파워 과잉에 의한 것인지를, 도 4 내지 도 6을 이용하여 설명한 원리에 기초하여 판정할 수 있다.
판정된 결함을 포함하는 디지털 화상 데이터는 입출력부(846)에 보내어져 산란광에 의한 화상이, 기판(100) 상의 위치 정보와 함께 표시부(847)에 표시하여(S1023) 화상 처리의 시퀀스를 종료한다. 이 표시부(847)에 표시되는 산란광에 의한 화상 상에는, 결함 판정부(845)에서 결함이라고 판정된 영역이 정상인 영역과 구별할 수 있도록 표시된다. 또한, 입출력부(846)로부터 입력하여 결함 판정 기준을 바꾼 경우, 그 바꾼 결함 판정 기준에 대응하여 결함 영역도 변화하여 표시된다.
상기한 구성으로 검사함으로써, 본 실시예 1에 따르면 엑시머 레이저로 어닐링되어 형성된 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 비교적 높은 정밀도로 검사할 수 있어, 유기 EL용 글래스 기판 또는 액정 표시용 글래스 기판의 품질을 높게 유지하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시예 1에 있어서는, 파장 필터와 편광 필터를 조명 광학계(800)와 산란광상 촬상 광학계(820), 1차 회절광상 검출 광학계(830)와의 각각에 설치한 구성을 설명하였지만, 이들은 반드시 모든 광학계에 필요하지 않고, 예를 들면 조명 광학계(800)에만 파장 필터와 편광 필터를 설치하는 구성으로 하여도 되고, 또는 산란광상 촬상 광학계(820)와 1차 회절광상 검출 광학계(830)에 파장 필터와 편광 필터를 설치하는 구성으로 해도 된다. 또한, 파장 필터와 편광 필터와의 어느 한쪽만을 이용하도록 해도 된다.
또한, 조명 광학계(800)에 실린드리컬 렌즈(805)를 이용하여 기판(100) 상의 한쪽 방향으로 긴 영역을 조명하는 구성으로 설명하였지만, 이것을 통상적인 원형의 렌즈로 치환해도 마찬가지의 효과가 얻어진다.
<실시예 2>
본 발명의 제2 실시예를 도 11a 및 도 11b를 이용하여 설명한다.
도 11a에 도시한 제2 실시예에 있어서의 구성은, 도 8a에서 설명한 제1 실시예에 있어서의 구성과, 검사 유닛(1110)의 산란광상 촬상 광학계(1120)가 조명 광학계(800)로부터 발사된 조명광이 기판(100)을 투과한 투과광의 광축에 대하여 기울어져 설치되어 있는 점에서 다르다.
실시예 2에 있어서의 산란광상 촬상 광학계(1120)는, 대물 렌즈(1121), 파장 선택 필터(1122), 편광 필터(1123), 결상 렌즈(1124) 및 이미지 센서(1125)를 구비하고, 그들이 경통(1126) 속에 수납되어 있다.
산란광상 촬상 광학계(1120)를 투과광축에 대하여 기울여져 설치함으로써, 기판(100)을 투과한 투과광의 진행 방향이 산란광상 촬상 광학계(1120)의 광축으로부터 어긋나기 때문에 이미지 센서(1125) 상에 결상되지 않고, 이미지 센서(1125)는 투과광의 근방의 산란광의 상을 검출하게 된다.
즉, 제2 실시예에 있어서의 산란광상 촬상 광학계(1120)에서는, 제1 실시예에서 설명한 산란광상 촬상 광학계(820)의 차광판(821)에 상당한 것을 설치할 필요가 없어져, 그 만큼만 대물 렌즈(822)의 수광면을 크게 취할 수 있다. 그 결과, 이미지 센서(1125)에 의해 검출하는 산란광의 광량을 증가시킬 수 있으므로, 검출의 감도를 향상시킬 수 있다.
도 11a에 도시한 구성에 있어서, 산란광상 촬상 광학계(1120)와 1차 회절광상 촬상 광학계(830)로부터 출력된 신호는 각각 검사 데이터 처리ㆍ제어부(1140)의 A/D 변환기(1141, 1143)에 입력하여 디지털 신호로 변환되고, 화상 처리부(1142, 1144)에서 각각 화상 처리되어 결함 판정부(1145)에 보내져 화상 특징량으로부터 결함 판정되고, 입출력부(1146)로부터 판정된 결함의 정보가 출력된다.
도 11a에 도시한 구성 중 산란광상 촬상 광학계(1120) 이외의 구성은, 검사 데이터 처리ㆍ제어부(1140)를 포함시켜 제1 실시예에서 설명한 도 8a에 도시한 구성과 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
또한, 도 11a에 있어서는, 산란광상 촬상 광학계(1120)를 투과광의 진행 방향에 대하여 도면의 하측에 기울이는 예를 나타냈지만, 투과광의 진행 방향에 대하여 도면의 상측 또는 가로(지면에 직각인 방향)로 기울여도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
도 11b는, 제1 실시예의 도 8b에서 설명한 구성에 대응하는 것으로, 도 11a의 경우와 마찬가지로, 산란광상 촬상 광학계(1120)를 반사광의 진행 방향에 대하여 기울여 설치한 점이 다르다.
도 11b에 도시한 구성에 있어서의 각 부의 작용은 제1 실시예의 도 8b에서 설명한 것과 마찬가지이므로, 설명을 생략한다. 도 11b의 경우도 도 11a의 경우와 마찬가지로, 산란광상 촬상 광학계(1120)를 반사광의 진행 방향에 대하여 도면의 상측 또는 가로(지면에 직각인 방향)로 기울여도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
실시예 1 및 2에 따르면, 다결정 실리콘 박막을 조명하여 막 표면의 요철에 의해 발생하는 회절광의 상을 촬상하고, 촬상하여 얻은 회절광의 화상을 처리함으로써, 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 평가하는 방법 및 그 장치를 제공할 수 있다.
이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 실시예에 기초하여 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능한 것은 물론이다.
이상이 발명의 설명이지만, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 다양하게 변형예가 포함된다. 예를 들면, 상기한 실시예는 본 발명을 알기 쉽게 설명하기 위해 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 어떤 실시예의 구성의 일부를 다른 실시예의 구성으로 치환하는 것이 가능하며, 또한, 어떤 실시예의 구성에 다른 실시예의 구성을 추가하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시예의 구성의 일부에 대해서, 다른 구성의 추가ㆍ삭제ㆍ치환을 하는 것이 가능하다.

Claims (12)

  1. 표면에 다결정 실리콘 박막이 형성된 기판에 광을 조사하는 광조사 수단과,
    상기 광조사 수단에 의해 상기 기판에 조사된 광 중 상기 다결정 실리콘 박막을 투과한 광 또는 상기 다결정 실리콘 박막에서 반사한 광의 근방의 상기 다결정 실리콘 박막으로부터의 산란광의 상을 촬상하는 제1 촬상 수단과,
    상기 광조사 수단에 의해 광이 조사된 상기 다결정 실리콘 박막으로부터 발생한 1차 회절광의 상을 촬상하는 제2 촬상 수단과,
    상기 제1 촬상 수단에서 촬상하여 얻은 상기 산란광의 화상과 상기 제2 촬상 수단에서 촬상하여 얻은 상기 1차 회절광의 화상을 처리하여 각각의 화상의 화상 특징량으로부터 상기 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 검사하는 화상 처리 수단
    을 구비한 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 박막의 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 촬상 수단은, 상기 다결정 실리콘 박막을 투과한 광 또는 상기 다결정 실리콘 박막에서 반사한 광을 차광하는 차광판을 갖고, 상기 차광판에서 차광되지 않은 상기 다결정 실리콘 박막을 투과한 광 또는 상기 다결정 실리콘 박막에서 반사한 광의 근방의 상기 다결정 실리콘 박막으로부터의 산란광의 상을 촬상하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 박막의 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 촬상 수단은, 상기 다결정 실리콘 박막을 투과한 광 또는 상기 다결정 실리콘 박막에서 반사한 광이 검출되지 않도록 상기 다결정 실리콘 박막을 투과한 광 또는 상기 다결정 실리콘 박막에서 반사한 광의 진행 방향에 대하여 기울어져 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 박막의 검사 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광조사 수단은 상기 광을 상기 기판의 이면측으로부터 조사하고, 상기 제1 촬상 수단은 상기 광조사 수단에 의해 상기 기판의 이면측에 조사되어 상기 다결정 실리콘 박막의 표면측으로부터 산란한 산란광의 상을 촬상하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 박막의 검사 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광조사 수단은 상기 광을 상기 기판의 표면측으로부터 조사하고, 상기 제1 촬상 수단은 상기 광조사 수단에 의해 상기 기판의 표면측에 조사된 광에 의해 상기 다결정 실리콘 박막의 표면측으로부터 산란한 산란광의 상을 촬상하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 박막의 검사 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광조사 수단은 파장 선택부를 구비하여 그 파장 선택부에서 파장을 선택한 광을 상기 기판에 조사하고, 상기 제1 촬상 수단은 편광 필터를 구비하여 상기 기판으로부터의 투과광 또는 반사광의 근방의 산란광 중 그 편광 필터를 투과한 광에 의한 1차 회절광의 상을 촬상하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 박막의 검사 장치.
  7. 표면에 다결정 실리콘 박막이 형성된 기판에 광을 조사하고,
    상기 기판에 조사된 광 중 상기 다결정 실리콘 박막을 투과한 광 또는 상기 다결정 실리콘 박막에서 정반사한 광의 근방의 상기 다결정 실리콘 박막으로부터의 산란광의 상을 촬상하고,
    상기 기판에 조사된 광에 의해 상기 다결정 실리콘 박막으로부터 발생한 1차 회절광의 상을 촬상하고,
    상기 산란광의 상을 촬상하여 얻은 화상과 상기 1차 회절광의 상을 촬상하여 얻은 화상을 처리하여 각각의 화상의 화상 특징량으로부터 상기 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 검사하는
    것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 박막의 검사 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 다결정 실리콘 박막을 투과한 광 또는 상기 다결정 실리콘 박막에서 정반사한 광의 근방의 상기 다결정 실리콘 박막으로부터의 산란광의 상을 촬상하는 것을, 상기 다결정 실리콘 박막을 투과한 광 또는 상기 다결정 실리콘 박막에서 정반사한 광을 차광하고, 그 차광에 의해 차광되지 않은 상기 다결정 실리콘 박막을 투과한 광 또는 상기 다결정 실리콘 박막에서 반사한 광의 근방의 상기 다결정 실리콘 박막으로부터의 산란광의 상을 촬상함으로써 행하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 박막의 검사 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 기판에 조사된 광 중 상기 다결정 실리콘 박막을 투과한 광 또는 상기 다결정 실리콘 박막에서 정반사한 광의 근방의 상기 다결정 실리콘 박막으로부터의 산란광의 상을 촬상하는 것을, 상기 다결정 실리콘 박막을 투과한 광 또는 상기 다결정 실리콘 박막에서 반사한 광이 검출되지 않도록 상기 다결정 실리콘 박막을 투과한 광 또는 상기 다결정 실리콘 박막에서 반사한 광의 진행 방향에 대하여 기울어져 촬상함으로써 행하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 박막의 검사 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 기판에 광을 조사하는 것을 상기 기판의 이면측으로부터 광을 조사하고, 상기 산란광의 상을 촬상하는 것을 상기 기판의 이면측에 조사되어 상기 다결정 실리콘 박막의 표면측으로부터 산란한 산란광의 상을 촬상함으로써 행하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 박막의 검사 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 기판에 광을 조사하는 것을 상기 기판의 표면측으로부터 광을 조사하고, 상기 산란광의 상을 촬상하는 것을 상기 기판의 표면측에 조사되어 상기 다결정 실리콘 박막의 표면측으로부터 산란한 산란광 중 상기 기판으로부터의 정반사 광의 근방의 산란광의 상을 촬상함으로써 행하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 박막의 검사 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 기판에 조사하는 광은 파장을 선택한 광이고, 상기 촬상하는 상기 기판으로부터의 투과광 또는 반사광의 근방의 산란광의 상은 편광 필터를 투과한 광에 의한 산란광의 상인 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 박막의 검사 방법.
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