TW201318087A - 多晶矽結晶膜之檢查方法及檢查裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種可檢測離散出現之微結晶之多晶矽結晶膜之檢查方法及檢查裝置。CPU(15)將藉由CCD相機(12)拍攝之圖像(42)分割成Y方向上之複數個第1分割區域(41)及X方向上之複數個第2分割區域(42)，並算出表示第1分割區域(41)之X方向之濃度分佈之第1濃度值分佈特性，及表示第2分割區域(42)之X方向之濃度分佈之第2濃度值分佈特性。將第1分割區域(41)於X方向上分割而成之複數個第3分割區域(43)中，將第1或第2濃度值分佈特性為基準濃度值以上之第3分割區域(43)設為黑區域。計數黑區域之X方向之數量，並將包含計數值為特定值以上之黑區域之部分判斷為無法容許之斷續行狀部。

Description

多晶矽結晶膜之檢查方法及檢查裝置

本發明係關於結晶膜之檢查方法，尤其係關於檢查藉由照射能量射線而進行退火處理所形成之多晶矽結晶膜之檢查方法及檢查裝置。

製造作為液晶顯示器之主動元件等使用之薄膜電晶體(Thin Film Transistor：簡稱「TFT」)，一般使用薄膜狀矽半導體。薄膜狀矽半導體大致分為例如含非晶矽之非晶質矽半導體、與含具有結晶性之矽之結晶性矽半導體2種。

非晶質矽半導體由於具有成膜溫度比較低、藉由氣相成長法可比較容易製造、且量產性豐富之特徵，因此最受到廣泛地使用。但非晶質矽半導體與結晶性矽半導體相比其導電性等物性較差，因此為獲得高速特性，極需確立含結晶性矽半導體之TFT之製造技術。即，於基板之一表面部，藉由電漿CVD(Chemical Vapor Deposition：化學氣相沉積)法或減壓熱化學氣相成長法等形成非晶矽薄膜，並依次經過固相成長結晶化步驟與雷射退火結晶化步驟，而形成結晶性矽半導體膜。

作為第1先前技術，有專利文獻1所記載之雷射結晶矽之檢查方法。該雷射結晶矽之檢查方法係以線掃描方式進行準分子雷射退火，使絕緣基板上之非晶質矽變化成結晶矽。然後，於結晶矽表面照射可視光源，檢查該結晶表面之突起配置藉由反射光之變化而結晶化，若該反射光之變化大且清晰之情形時，基於該結晶矽表面於一面出現帶狀花紋，而判定該結晶之品質不良。

作為第2先前技術，有專利文獻2所記載之多晶矽評估裝置。利用準分子雷射進行低溫多結晶化步驟時，會根據賦予非晶矽之能量密度，而於所形成之多晶矽膜之膜表面之空間結構上出現直線性或週期性。該多晶矽評估裝置以紫外光拍攝多晶矽膜之表面圖像，利用自相關函數從該圖像將膜表面之週期性數值化。然後，基於該數值化之值評估膜之狀態，而設定準分子雷射能量。

作為第3先前技術，有專利文獻3所記載之結晶膜之檢查方法。該結晶膜之檢查方法係就表示與帶狀部分之延伸方向即第1方向交叉之第2方向之濃度值分佈之第2濃度值分佈，基於其分佈特性而判定結晶膜有無可能產生微結晶。

作為第4先前技術，有專利文獻4所記載之評估方法。該評估方法係藉由對半導體膜照射能量光而改善結晶性之半導體膜之評估方法，以暗視野將所要評估之半導體膜拍攝成數位影像，藉由電腦於一定方向運算數位影像之亮度而進行評估。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2006-019408號公報

[專利文獻2]日本特開2002-217109號公報

[專利文獻3]日本特開2004-207270號公報

[專利文獻4]日本特開2004-311992號公報

藉由以適當之強度照射雷射，結晶會漸成長。但若雷射之功率過高，則會導致所成長之結晶粉碎，變成微結晶。如此，成長變大之結晶粉碎而變成微結晶之現象，稱作功率過高。

第3先前技術在例如由於功率過高使得微結晶部分產生黑色條紋狀之情形中，可藉由計數條紋之條數而判斷有無產生微結晶。但在新型準分子雷射退火處理中，雷射能量之蝕刻寬度與先前相比更為細密，因此可調節至黑區域、即微結晶出現之閾值附近，而在閾值附近，黑區域非條紋狀而成離散狀。因此，如第3先前技術般計數條紋條數之方法，無法檢測離散之微結晶部分。即使使用第1、第2、第4先前技術亦無法檢測出離散之微結晶部分。

本發明之目的係提供一種可檢測並判定是否可容許離散形成之微結晶部分之多晶矽結晶膜之檢查方法及檢查裝置。

本發明之多晶矽結晶膜之檢查方法之特徵在於：其係藉由照射能量射線而實施退火處理所形成之多晶矽結晶膜之檢查方法，其包含：

第1步驟，將從對向於因退火處理所產生之微結晶排列於第1方向而構成之複數個斷續行狀部所形成之多晶矽結晶膜之方向拍攝該多晶矽結晶膜之圖像之區域，分割成排列於第1方向之複數個第1分割區域，並算出分別表示經分割之各第1分割區域之圖像之與第1方向交叉之第2方向之濃度值分佈之複數個第1濃度值分佈特性，再者，將從對向於該多晶矽結晶膜之方向拍攝前述多晶矽結晶膜之圖像之區域分割成排列於第2方向之複數個第2分割區域，並算出分別表示徑分割之各第2分割區域之圖像之第1方向濃度值分佈之複數個第2濃度值分佈特性；

第2步驟，基於前述複數個第1濃度值分佈特性及前述複數個第2濃度值分佈特性，特定成為構成前述斷續行狀部之微結晶矽之候補之候補區域，並沿著前述第1方向計數經特定之候補區域之數量，基於所計數之計數值而判定是否可容許前述斷續行狀部。

又，較佳為本發明中，前述第2步驟包含特定步驟，其係將前述複數個第1分割區域之各者分割成排列於第2方向之複數個第3分割區域，將經分割之複數個第3分割區域中，包含各第1濃度值分佈特性為預先規定之基準濃度值以下之部分，與各第2濃度值分佈特性為預先規定之基準濃度值以下部分之至少一方之部分之第3分割區域特定為候補區域。

又，較佳為本發明中，前述特定步驟包含孤立區域除外步驟，其係將前述經特定之候補區域中與其他候補區域隔開預先規定之距離以上之候補區域即孤立區域除外。

又，較佳為本發明中，前述第2步驟包含計數後除外步驟，其係從是否可容許前述斷續行狀部之判定中，將沿著前述第1方向計數前述候補區域之數量之計數值未達預先規定之基準計數值之候補區域除外。

又，較佳為本發明中，在第1步驟之前，進而包含修正前述所拍攝之圖像之亮度差之第1規格化步驟。

又，本發明提供一種檢查裝置，其特徵在於：其係檢查藉由照射能量射線而實施退火處理所形成之多晶矽結晶膜之檢查裝置，其包含：

攝像部，其將因退火處理所產生之微結晶排列於第1方向而構成之複數個斷續行狀部所形成之多晶矽結晶膜，從對向於該多晶矽結晶膜之方向進行拍攝；及

控制部，其將藉由攝像部拍攝之圖像之區域分割成排列於第1方向之複數個第1分割區域，並算出分別表示經分割之各第1分割區域之圖像之與第1方向交叉之第2方向之濃度值分佈之複數個第1濃度值分割特性，再者，將從對向於該多晶矽結晶膜之方向拍攝前述多晶矽結晶膜之圖像之區域分割成排列於第2方向之複數個第2分割區域，並算出分別表示經分割之各第2分割區域之圖像之第1方向之濃度值分佈之複數個第2濃度值分佈特性，且

該控制部基於所算出之複數個第1濃度值分佈特性及前述複數個第2濃度值分佈特性，特定成為構成前述斷續行狀部之微結晶之候補之候補區域，並沿著前述第1方向計數經特定之候補區域之數量，基於所計數之計數值而判定是否可容許前述斷續行狀部。

根據本發明，在檢查藉由照射能量射線而實施退火處理所形成之多晶矽結晶膜時，在第1步驟中，將從對向於因退火處理所產生之微結晶排列於第1方向而構成之複數個斷續行狀部所形成之多晶矽結晶膜之方向拍攝該多晶矽結晶膜之圖像之區域，分割成排列於第1方向之複數個第1分割區域，並算出分別表示經分割之各第1分割區域之圖像之與第1方向交叉之第2方向之濃度值分佈之複數個第1濃度值分佈特性，再者，將從對向於該多晶矽結晶膜之方向拍攝前述多晶矽結晶膜之圖像之區域分割成排列於第2方向之複數個第2分割區域，並算出分別表示經分割之各第2分割區域之圖像之第1方向濃度值分佈之複數個第2濃度值分佈特性。然後在第2步驟中，基於前述複數個第1濃度值分佈特性及前述複數個第2濃度值分佈特性，特定成為構成前述斷續行狀部之微結晶之候補之候補區域，並沿著前述第1方向計數經特定之候補區域之數量，基於所計數之計數值而判定是否可容許前述斷續行狀部。因此，多晶矽結晶膜之檢查方法可檢測離散形成之微結晶部分，並判定是否可容許該微結晶部分。

根據本發明，前述第2步驟包含特定步驟。在特定步驟中，將前述複數個第1分割區域之各者分割成排列於第2方向之複數個第3分割區域，將經分割之複數個第3分割區域中，包含各第1濃度值分佈特性為預先規定之基準濃度值以下之部分、與各第2濃度值分佈特性為預先規定之基準濃度值以下之部分之至少一部分之第3分割區域特定為候補區域。因此，多晶矽結晶膜之檢查方法在第1方向及第2方向中之任一者，可將含濃度超過基準濃度值之部分之第3分割區域作為微結晶之候補區域，可提高微結晶之檢測精度。

根據本發明，前述特定步驟包含孤立區域除外步驟。在孤立區域除外步驟中，將前述經特定之候補區域中與其他候補區域隔開預先規定之距離以上之候補區域即孤立區域除外。因此多晶矽結晶膜之檢查方法可從判定中將無法形成行狀部之微結晶除外。

根據本發明，前述第2步驟包含計數後除外步驟。在計數後除外步驟中，從是否可容許前述斷續行狀部之判定中，將沿著前述第1方向計數前述候補區域之數量之計數值未達預先規定之基準計數值之候補區域除外。因此多晶矽結晶膜之檢查方法可將較小之行狀部判定為可容許。

根據本發明，在第1規格化步驟中，在第1步驟之前修正前述所拍攝之圖像之亮度差。因此多晶矽結晶膜之檢查方法可使所拍攝之圖像之基線標準化。

根據本發明，在檢查藉由照射能量射線而實施退火處理所形成之多晶矽結晶膜時，攝像部將因退火處理所產生之微結晶排列於第1方向而構成之複數個斷續行狀部所形成之多晶矽結晶膜，從對向於該多晶矽結晶膜之方向進行拍攝；然後，控制部將藉由攝像部拍攝之圖像之區域分割成排列於第1方向之複數個第1分割區域，並算出分別表示經分割之各第1分割區域之圖像之與第1方向交叉之第2方向之濃度值分佈之複數個第1濃度值分割特性，再者，將從對向於該多晶矽結晶膜之方向拍攝前述多晶矽結晶膜之圖像之區域分割成排列於第2方向之複數個第2分割區域，並算出分別表示經分割之各第2分割區域之圖像之第1方向之濃度值分佈之複數個第2濃度值分佈特性。更且，控制部基於所算出之複數個第1濃度值分佈特性及前述複數個第2濃度值分佈特性，特定成為構成前述斷續行狀部之微結晶之候補之候補區域，並沿著前述第1方向計數經特定之候補區域之數量，基於所計數之計數值而判定是否可容許前述斷續行狀部。因此，檢查裝置可檢測離散形成之微結晶部分，並判定是否可容許該微結晶部分。

本發明之目的、特色及優點由下述詳細說明與附圖而將更明確。

以下，參照附圖詳細說明本發明之較佳實施形態。

圖1A~圖1C係放大顯示將基板1在厚度方向切斷之剖面圖。圖1A~圖1C係階段性顯示於基板1之一表面部形成結晶性膜後形成結晶膜2之步驟。圖2A及圖2B係顯示準分子雷射退火裝置3與帶狀部分4之關係之基板1之立體圖。

本實施形態顯示將後述檢查裝置9應用於檢查例如製造液晶顯示器時使用之結晶性矽半導體膜、例如多晶矽結晶膜(以下僅稱作「結晶膜」)2之檢查裝置2之情形之一例。本發明之多晶矽結晶膜之檢查方法以檢查裝置9實行。

圖1A所示之基板1係於平板狀基材5之表面部5a上形成作為非晶質膜之非晶質矽層6而構成。平板狀基材5包含電絕緣性材料例如玻璃等，從厚度方向觀察例如為長方形形狀。圖1B所示之基板1係於非晶質矽層6之一表面部6a塗布例如氧化液，藉由該氧化液之作用而形成氧化膜7。

圖1C所示之基板1中，於氧化膜7之一表面部7a形成觸媒堆積層8，以非晶質矽層6之結晶化開始之溫度、例如攝氏約550度以上予以加熱，使非晶質矽層6之結晶化進行。非晶質矽層6之結晶化進行至某程度後，如圖2A及圖2B所示，準分子雷射退火裝置3對非晶質矽層6照射雷射光Ra。其結果，非晶質矽層6一度熔融，經過冷卻固化過程而多結晶化。即，於基板1之一表面部形成結晶膜2。雷射光Ra係能量射線。

圖3係顯示實行本發明之一實施形態即多晶矽結晶膜之檢查方法之檢查裝置9之概要之立體圖。檢查裝置9檢查結晶膜2。檢查裝置9包含xy平台10、xy平台驅動機構11、電荷耦合元件(Charge Coupled Device：以下稱作「CCD」)相機12、照明13、及控制裝置14而構成。

xy平台10構成為可吸附支持基板1。xy平台10構成為可在基板1之厚度方向移動，且構成為可在X方向及Y方向上移動。X方向係沿著長方形狀之xy平台10之長度方向之方向，Y方向係與X方向及基板1之厚度方向正交之方向。xy平台驅動機構11係相對於CCD相機12及照明13使結晶膜2之任意一部分選擇性移動驅動至檢查對象位置之機構。xy平台驅動機構11包含可使xy平台10在X方向移動驅動之x方向驅動部11a，與可在Y方向移動驅動之y方向驅動部11b。

攝像部即CCD相機12被支持於基板1之厚度方向之一方，即圖3所示之箭頭A1之方向，且配置為可拍攝形成於基板1之結晶膜2而設置。CCD相機12構成為可拍攝例如約1 mm×1mm之矩形區域。照明13例如作為CCD相機12之透鏡之暗視野顯微鏡12a之暗視野照明使用。CCD相機12可使用照明13從厚度方向一側拍攝結晶膜2。

圖4係檢查裝置9之控制系統之方塊圖。控制裝置14包含微型計算機、匯流排18、輸出入介面19、及未圖示之驅動電路而構成。微型計算機包含中央處理裝置(Central Processing Unit：中央處理單元，以下稱作「CPU」)15、讀取專用記憶裝置(ROM：Read Only Memory：唯讀記憶體，以下稱作「ROM」)16、及讀取寫入記憶裝置(Random Access Memory：隨機存取記憶體，以下稱作「RAM」)17而構成。

CPU 15、ROM 16及RAM 17經由匯流排18而電性連接於輸出入介面19。於輸出入介面19上分別電性連接有CCD相機12、鍵盤20及滑鼠21。又，於輸出入介面19上經由未圖示之驅動電路分別電性連接有xy平台驅動機構11、照明13及顯示裝置22。於ROM 16中記憶有藉由CPU 15實行之程式。控制部即CPU 15藉由實行記憶於ROM 16之程式，求取作為表示後述第1及第2濃度值之分佈之分佈特性之濃度值分佈特性，而判定結晶膜2有無微結晶，且判定結晶膜2之結晶化不良。

準分子雷射退火裝置3以由預先規定之脈衝數振盪並照射雷射光Ra之方式構成。又，準分子雷射退火裝置3以對照射對象之非晶質矽層6照射具有特定之Y方向長度及與Y方向及基板1之厚度方向正交之X方向之X方向寬度之矩形狀雷射光Ra之方式構成。準分子雷射退火裝置3與xy平台驅動機構11或與xy平台驅動機構11大致相同之驅動機構協動，一面使具有非晶質矽層6之基板1向X方向送進，一面對基板1照射雷射光Ra。

圖5係模式化顯示形成於結晶膜2之微結晶之斷續行狀部30之圖。當基板1以預先規定之送進速度在X方向上送進時，準分子雷射退火裝置3藉由以預先規定之脈衝數振盪矩形狀雷射光Ra，使非晶質矽層6結晶化而形成結晶膜2。以下，將準分子雷射退火裝置3照射雷射光Ra，使非晶質矽層6結晶化而形成結晶膜2之處理稱作退火處理。

形成結晶膜2時，於基板1上會同時形成斷續行狀部30。斷續行狀部30係多晶矽之微結晶斷續地且在Y方向上於結晶膜2表面形成為行狀之部分。

圖6A~圖6C係用以說明所拍攝之圖像40之分割之圖。檢查裝置9藉由CCD相機12在結晶膜2之厚度方向從對向於結晶膜2之方向拍攝藉由退火處理形成之結晶膜2。所攝像之圖像中成為微結晶之部分為黑色。

檢查裝置9將藉由CCD相機12拍攝之圖像40，如圖6A所示，分割成在第1方向即Y方向上排列之、預先規定之分割寬度(以下稱作「輪廓分割寬度」)之複數個第1分割區域41，並針對每個經分割之各第1分割區域41算出表示第2方向即X方向之圖像之濃度值分佈之第1濃度值分佈特性。輪廓分割寬度例如為8個像素。輪廓分割寬度可根據檢查條件等而改變。檢查裝置9將輪廓分割寬度之像素之濃度值平均化，而求取濃度值分佈。

接著，檢查裝置9將藉由CCD相機12拍攝之圖像40，如圖6B所示，分割成排列於X方向之、輪廓分割寬度之複數個第2分割區域42，並針對每個經分割之各第2分割區域42算出表示Y方向之圖像濃度值之分佈之第2濃度值分佈特性。

然後，檢查裝置9基於第1濃度值分佈特性及第2濃度值分佈特性，進行藉由CCD相機12拍攝之圖像40之2值化處理。具體言之，檢查裝置9將藉由CCD相機12拍攝之圖像40，如圖6C所示，以輪廓分割寬度分割成在Y方向上排列成網格狀之複數個第3分割區域43。檢查裝置9將經分割之複數個第3分割區域43中，包含第1濃度值分佈特性所示之濃度值為預先規定之基準濃度值以下之部分，或第2濃度值分佈特性所示之濃度值為預先規定之基準濃度值以下之部分之第3分割區域43作為黑區域，將不含第1濃度值分佈特性所示之濃度值為預先規定之基準濃度值以下之部分，及第2濃度值分佈特性所示之濃度值為預先規定之基準濃度值以下之部分之第3分割區域43作為白區域47。預先規定之基準濃度值係基於拍攝實際微結晶之圖像濃度而決定。黑區域46係候補區域。黑區域46及白區域47皆為縱橫均為輪廓分割寬度。

圖7係顯示經2值化處理之圖像45之一例之圖。包含在Y方向上斷續相連之複數個黑區域46之集合相當於斷續行狀部30。檢查裝置9於Y方向上計數黑區域46之數量。記載於圖像45下側之數值係於Y方向上計數黑區域46之計數值50。可判斷為計數值越大則排列於Y方向之指向性越高。

檢查裝置9將計數值50中預先規定之基準計數值、例如2以下之黑區域46去除，在圖7所示例中係將黑區域46a去除。所謂去除係將該黑區域46設為白區域47。又，即使計數值50為預先規定之基準計數值以上，檢查裝置9亦將周邊無黑區域46之黑區域46去除，在圖7所示例中係將黑區域46b去除。所謂周邊無黑區域46之黑區域46，係與鄰接之其他黑區域46之距離隔開預先規定之距離、例如隔開3個黑區域46之距離以上之黑區域，微小雜訊之可能性較高。

檢查裝置9將計數值50為預先規定之基準計數值以上之Y方向之黑區域46中、鄰接於X方向之Y方向之黑區域46之計數值合計，將合計值為預先規定之基準合計值以上之黑區域46之集合判斷為不容許之斷續行狀部。即，檢查裝置9將鄰接於X方向之Y方向之黑區域46之集合判斷為斷續行狀部，將斷續行狀部中合計值為預先規定之基準合計值以上之斷續行狀部判斷為不容許之斷續行狀部。即，檢查裝置9判斷斷續行狀部為功率過高。檢查裝置9包將含不容許之斷續行狀部之結晶膜2判定為不良。

圖8係顯示檢查裝置9所實行之斷續行狀部判定處理之概要處理步驟之流程圖。CPU 15在檢查裝置9之電源投入後成為可動作狀態，當結晶膜2被載置於10上時，向步驟A1進展。

步驟A1係由CPU 15針對每個輪廓方向分割原始圖像之步驟。原始圖像係藉由CCD相機12攝像結晶膜2之圖像40。輪廓方向係X方向及Y方向。步驟A2係由CPU 15求得經分割之各輪廓之濃度值分佈之步驟。輪廓係第1分割區域41及第2分割區域42。

步驟A3係由CPU 15特定微結晶之步驟。具體言之，其係CPU 15基於濃度值分佈將各輪廓2值化而特定微結晶區域之步驟。微結晶區域係成為微結晶之候補之區域。

步驟A4係由CPU 15復原始圖像之步驟。具體言之，其係CPU 15基於經2值化之輪廓而生成二維圖像之步驟。步驟A5係CPU 15由微結晶區域之計數而判定結晶膜良否之步驟。微結晶區域係後述之2值化檢測區域。具體言之，係CPU 15基於2值化檢測區域中所含之黑區域46之計數值，判定是否為斷續行狀部，將包含不容許之斷續行狀部之結晶膜2判定為不良之步驟。

圖9係顯示檢查裝置9所實行之斷續行狀部判定處理之處理程序之流程圖。CPU 15在檢查裝置9之電源投入後成為可動作狀態，當結晶膜2被載置於xy平台10上時，向步驟B1進展。

步驟B1中，CPU 15藉由CCD相機12拍攝結晶膜2，將所拍攝之圖像40作為原始圖像。步驟B2中，CPU 15建立x方向輪廓分割及y方向輪廓分割。x方向輪廓分割係將原始圖像分割成排列於X方向之複數個第2分割區域42。y方向輪廓分割係將原始圖像分割成排列於Y方向之複數個第1分割區域41。即，CPU 15將原始圖像分割成排列於Y方向之複數個第1分割區域41，且將原始圖像分割成排列於X方向之複數個第2分割區域42。

步驟B3中，CPU 15於輪廓方向上求取濃度值之分佈。具體言之，CPU 15針對每個經分割之各第1分割區域41算出表示X方向之圖像之濃度值分佈之第1濃度值分佈特性，且針對每個經分割之各第2分割區域42算出表示Y方向之圖像之濃度值分佈之第2濃度值分佈特性。

步驟B4中，CPU 15對各輪廓之濃度值分佈進行基線修正。由於基板1之彎曲、歪曲及傾斜等，會在拍攝基板1而得之原始圖像上產生亮度差。因此，在步驟B4中，CPU 15實行修正該亮度差而將基線標準化之規格化處理。

步驟B5中，CPU 15藉由2值化而檢測微結晶區域。具體言之，CPU 15將第1濃度值分佈特性所示之濃度值為預先規定之基準濃度值以下之部分，或第2濃度值分佈特性所示之濃度值為預先規定之基準濃度值以下之部分檢測為微結晶區域。

步驟B6中，CPU 15將於X方向及Y方向分割之輪廓分別復原成二維圖像。具體言之，CPU 15基於於X方向分割之輪廓、即基於經2值化之各第2分割區域42建立二維圖像，且基於於Y方向分割之輪廓、即基於經2值化之各第1分割區域41建立二維圖像。

步驟B7中，CPU 15將經復原之X方向及Y方向分割之圖像之2值化檢測區域進行「或」合成。即，CPU 15將以經復原之X方向分割及Y方向分割圖像之任一圖像而檢測出之2值化檢測區域作為微結晶候補區域。具體言之，首先，CPU 15建立將第1分割區域41與第2分割區域42重疊而得之複數個第3分割區域43。複數個第3分割區域43如圖6C所示係在X方向及Y方向上排列成網格狀之複數個區域。

接著，CPU 15將位在與基於2值化之第1分割區域41而復原之二維圖像之微結晶區域對應之位置、或與基於2值化之第2分割區域42而復原之二維圖像之微結晶區域對應之位置之第3分割區域43，例如如圖7所示設為黑區域46，將位在與基於2值化之第1分割區域41復原之二維圖像、及基於2值化之第2分割區域42復原之二維圖像皆非微結晶區域之區域對應之位置之第3分割區域43，例如如圖7所示設為白區域47。

然後，CPU 15於Y方向計數黑區域46之數量，將計數值未達預先規定之基準計數值之黑區域46去除，進而將獨立之黑區域、即周邊無黑區域46之黑區域46去除。

步驟B8中，CPU 15計數2值化檢測區域之面積並進行判定，而結束斷續行狀部判斷處理。具體言之，CPU 15首先將計數值為預先規定之基準計數值以上之Y方向之黑區域46中、包含鄰接於X方向之Y方向之黑區域46的集合之區域設為2值化檢測區域。接著，CPU 15針對每個2值化檢測區域，將2值化檢測區域中所含之Y方向之黑區域46之計數值合計，將合計值為預先規定之基準合計值以上之2值化檢測區域判斷為不容許之斷續行狀部，而結束斷續行狀部判斷處理。CPU 15將包含不容許之斷續行狀部之結晶膜2判定為不良。

步驟B1~B3係第1步驟。步驟B5~B8係第2步驟。步驟B5~B7係特定步驟。步驟B7係孤立區域除外步驟。步驟B8係計數後除外步驟。

如此，檢查藉由照射能量射線例如雷射光Ra而實施退火處理所形成之多晶矽結晶膜2時，在步驟B1~B3中，將從對向於因退火處理所產生之微結晶排列於Y方向而構成之複數個斷續行狀部所形成之多晶矽結晶膜2之方向拍攝該多晶矽結晶膜2之圖像之區域，分割成排列於Y方向之複數個第1分割區域41，並算出分別表示經分割之各第1分割區域之圖像之與Y方向交叉之X方向之濃度值分佈之複數個第1濃度值分布特性，又，將從對向於該多晶矽結晶膜之方向拍攝前述多晶矽結晶膜之圖像之區域分割成排列於X方向之複數個第2分割區域42，並算出分別表示經分割之各第2分割區域之圖像之Y方向濃度值分佈之複數個第2濃度值分佈特性。然後，在步驟B5~B8中，基於前述複數個第1濃度值分佈特性及前述複數個第2濃度值分佈特性，特定成為構成前述斷續行狀部之微結晶之候補之黑區域46，沿著前述Y方向計數經特定之黑區域46之數量，基於所計數之計數值而判定是否可容許前述斷續行狀部。因此，多晶矽結晶膜2之檢查方法可檢測離散形成之微結晶部分，並判定是否可容許該微結晶部分。

再者，在步驟B5~B7中，將前述複數個第1分割區域41之各者分割成排列於X方向之複數個第3分割區域43，將經分割之複數個第3分割區域43中，包含各第1濃度值分佈特性為預先規定之基準濃度值以下之部分，與各第2濃度值分佈特性為預先規定之基準濃度值以下之部分之至少一方之部分之第3分割區域特定為黑區域46。因此，多晶矽結晶膜2之檢查方法藉由在Y方向及X方向任一者中將包含濃度超過基準濃度值之部分之第3分割區域數為微結晶黑區域46，可提高微結晶之檢測精度。

再者，在步驟B7中，將前述特定之黑區域46中與其他黑區域46隔開預先規定之距離以上之黑區域46即孤立黑區域除外。因此，多晶矽結晶膜2之檢查方法可由判定而去除無法形成行狀部之微結晶。

再者，在步驟B8中，由是否容許前述斷續行狀部之判斷，而將沿著Y方向計數黑區域46之數量之計數值未達預先規定之基準計數值之黑區域46去除。因此，多晶矽結晶膜2之檢查方法可將較小之行狀部判斷為容許。

再者，在第1規格化步驟中，在步驟A2、A3之前修正前述所拍攝之圖像之亮度差。因此，多晶矽結晶膜2之檢查方法可使所拍攝之圖像之基線標準化。

再者，檢查藉由照射能量射線例如雷射光Ra而實施退火處理所形成之多晶矽結晶膜2時，CCD相機12將因退火處理所產之微結晶排列於Y方向而構成之複數個斷續行狀部所形成之多晶矽結晶膜2，從對向於該多晶矽結晶膜2之方向進行拍攝。然後，CPU 15將藉由CCD相機12拍攝之圖像之區域分割成排列於Y方向之複數個第1分割區域41，並算出分別表示經分割之各第1分割區域41之圖像之與Y方向交叉之X方向之濃度值分佈之複數個第1濃度值分佈特性，再者，將從對向於該多晶矽結晶膜之方向拍攝前述多晶矽結晶膜之圖像之區域分割成排列於X方向之複數個第2分割區域42，並算出分別表示經分割之各第2分割區域42之圖像之Y方向之濃度值分佈之複數個第2濃度值分佈特性。再者，CPU 15基於所算出之複數個第1濃度值分佈特性及前述複數個第2濃度值分佈特性，特定成為構成前述斷續行狀部之微結晶之候補之黑區域46，沿著前述Y方向計數經特定之黑區域46之數量，基於所計數之計數值而判定是否可容許前述斷續行狀部。因此，檢查裝置9可檢測離散形成之微結晶部分，並判定是否可容許該微結晶部分。

本發明在不脫離其精神或主要特徵之範圍內，可以其他各種形態實施。因此，前述實施形態之各點僅為例示，本發明之範圍係專利申請範圍所示者，非限定於說明書本文。再者，屬於專利申請範圍之變形或變更皆為本發明之範圍內者。

1．．．基板

2．．．結晶膜

3．．．準分子雷射退火裝置

4．．．帶狀部分

5．．．平板狀基材

6．．．非晶質矽層

7．．．氧化膜

8．．．觸媒堆積層

9．．．檢查裝置

10．．．xy平台

11．．．xy平台驅動機構

12．．．CCD相機

13．．．照明

14．．．控制裝置

15．．．CPU

16．．．ROM

17．．．RAM

18．．．匯流排

19．．．輸出入介面

20．．．鍵盤

21．．．滑鼠

B1．．．原始圖像

B2．．．建立x方向輪廓分割及y方向輪廓分割

B3．．．於輪廓方向上求取濃度值之分佈

B4．．．對各輪廓進行基線修正

B5．．．藉由2值化而檢測微結晶區域

B6．．．將於X方向、Y方向分割之輪廓分別復原成二維圖像

B7．．．將經復原之X方向、Y方向分割之圖像之2值化檢測區域進行「或」合成

B8．．．計數2值化檢測區域之面積，進行判定

圖1A係放大顯示將基板在厚度方向切斷之剖面圖。

圖1B係放大顯示將基板在厚度方向切斷之剖面圖。

圖1C係放大顯示將基板在厚度方向切斷之剖面圖。

圖2A係顯示準分子雷射退火裝置與帶狀部分之關係之基板之立體圖。

圖2B係顯示準分子雷射退火裝置與帶狀部分之關係之基板之立體圖。

圖3係顯示實行本發明之一實施形態多晶矽結晶膜之檢查方法之檢查裝置之概要之立體圖。

圖4係檢查裝置之控制系統之方塊圖。

圖5係模式化顯示形成於結晶膜上之微結晶之斷續行狀部之圖。

圖6A係用以說明經攝像之圖像之分割之圖。

圖6B係用以說明經攝像之圖像之分割之圖。

圖6C係用以說明經攝像之圖像之分割之圖。

圖7係顯示進行2值化處理之圖像之一例之圖。

圖8係顯示檢查裝置所實行之斷續行狀部判斷處理之概要之處理步驟之流程圖。

圖9係顯示檢查裝置所實行之斷續行狀部判斷處理之處理順序之流程圖。

B1．．．原始圖像

B2．．．建立x方向輪廓分割及y方向輪廓分割

B3．．．於輪廓方向上求取濃度值之分佈

B4．．．對各輪廓進行基線修正

B5．．．藉由2值化而檢測微結晶區域

B6．．．將於X方向、Y方向分割之輪廓分別復原成二維圖像

B7．．．將經復原之X方向、Y方向分割之圖像之2值化檢測區域進行「或」合成

B8．．．計數2值化檢測區域之面積，進行判定

Claims (7)

1. 一種多晶矽結晶膜之檢查方法，其特徵在於：其係藉由照射能量射線而實施退火處理所形成之多晶矽結晶膜之檢查方法，其包含：第1步驟，將從對向於因退火處理所產生之微結晶排列於第1方向而構成之複數個斷續行狀部所形成之多晶矽結晶膜之方向拍攝該多晶矽結晶膜之圖像之區域，分割成排列於第1方向之複數個第1分割區域，並算出分別表示經分割之各第1分割區域之圖像之與第1方向交叉之第2方向之濃度值分佈之複數個第1濃度值分佈特性，再者，將從對向於該多晶矽結晶膜之方向拍攝前述多晶矽結晶膜之圖像之區域分割成排列於第2方向之複數個第2分割區域，並算出分別表示經分割之各第2分割區域之圖像之第1方向濃度值分佈之複數個第2濃度值分佈特性；及第2步驟，基於前述複數個第1濃度值分佈特性及前述複數個第2濃度值分佈特性，特定成為構成前述斷續行狀部之微結晶之候補之候補區域，並沿著前述第1方向計數經特定之候補區域之數量，基於所計數之計數值而判定是否可容許前述斷續行狀部。
2. 如請求項1之多晶矽結晶膜之檢查方法，其中前述第2步驟包含特定步驟，其係將前述複數個第1分割區域之各者分割成排列於第2方向之複數個第3分割區域，將經分割之複數個第3分割區域中，包含各第1濃度值分佈特性為預先規定之基準濃度值以下之部分與各第2濃度值分佈特性為預先規定之基準濃度值以下之部分中之至少一部分之第3分割區域特定為候補區域。
3. 如請求項2之多晶矽結晶膜之檢查方法，其中前述特定步驟包含孤立區域除外步驟，其係將前述經特定之候補區域中與其他候補區域隔開預先規定之距離以上之候補區域即孤立區域除外。
4. 如請求項1至3中任一項之多晶矽結晶膜之檢查方法，其中前述第2步驟包含計數後除外步驟，其係從是否可容許前述斷續行狀部之判定中，將沿著前述第1方向計數前述候補區域之數量之計數值未達預先規定之基準計數值之候補區域除外。
5. 如請求項1至3中任一項之多晶矽結晶膜之檢查方法，其中在第1步驟之前，進而包含修正前述所拍攝之圖像之亮度差之第1規格化步驟。
6. 如請求項4之多晶矽結晶膜之檢查方法，其中在第1步驟之前，進而包含修正前述所拍攝之圖像之亮度差之第1規格化步驟。
7. 一種檢查裝置，其特徵在於：其係檢查藉由照射能量射線而實施退火處理所形成之多晶矽結晶膜之檢查裝置，其包含：攝像部，其將因退火處理所產生之微結晶排列於第1方向而構成之複數個斷續行狀部所形成之多晶矽結晶膜，從對向於該多晶矽結晶膜之方向進行拍攝；及控制部，其將藉由攝像部拍攝之圖像之區域分割成排列於第1方向之複數個第1分割區域，並算出分別表示經分割之各第1分割區域之圖像之與第1方向交叉之第2方向之濃度值分佈之複數個第1濃度值分割特性，再者，將從對向於該多晶矽結晶膜之方向拍攝前述多晶矽結晶膜之圖像之區域分割成排列於第2方向之複數個第2分割區域，並算出分別表示經分割之各第2分割區域之圖像之第1方向之濃度值分佈之複數個第2濃度值分佈特性，且該控制部基於所算出之複數個第1濃度值分佈特性及前述複數個第2濃度值分佈特性，特定成為構成前述斷續行狀部之微結晶之候補之候補區域，並沿著前述第1方向計數經特定之候補區域之數量，基於所計數之計數值而判定是否可容許前述斷續行狀部。