TW544937B - Method and system for evaluating polysilicon, and method and system for fabricating thin film transistor - Google Patents

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Hiroyuki Wada
Nobuhiko Umezu
Koichi Tatsuki
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Description

544937 A7 B7 五、發明説明（1 ) 發明背景 本發明係關於一種評估一多晶矽膜結晶體狀態之多晶矽 評估方法及其所使用之多晶矽膜評估系統，及一種製造薄 膜電晶體之製造薄膜電晶體製造方法，且薄膜電晶體具有 一藉由退火非晶矽而形成之多晶矽膜，及其所使用之薄膜 電晶體製造系統。 近年來，使用多晶矽膜做為通道層之薄膜電晶體已進入 實際使用，一使用多晶矽膜做為通道層之薄膜電晶體可呈 現極高之場移動率，據此，若使用做為一用於液晶顯示器 或類似物之驅動電路，則此一薄膜電晶體可達成顯示器之 高鮮明度、較高操作速度、及迷你化。 另方面，近年來已發展出一俗稱低溫多晶矽化之製程， 在此製程中，一多晶矽膜係利用一準分子雷射退火系統熱 處理於非晶矽而形成。在施加此一低溫多晶矽化製程於薄 膜電晶體之製造例子中，由於對於一基板之熱損害變低， 故可使用一具有大面積之廉價玻璃基板。 惟，由於一用在低溫多晶矽化製程之準分子雷射退火系 統之輸出功率並不穩定，因此由雷射退火形成之多晶矽之 晶粒尺寸即大幅地依不穩定之輸出功率而變化。因此，一 利用準分子雷射退火系統形成之多晶矽膜結晶體之晶粒尺 寸並非必要。例如，若形成之多晶矽膜結晶體具有微晶粒 尺寸，則會引起一俗稱線性故障之相關問題，且若多晶矽 膜之結晶體具有不夠大之晶粒尺寸，則會引起一俗稱寫入 故障之相關問題。 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210 X 297公釐） 瘾
裝
線 544937
據此，在利用此一準分子雷射退火系統以形成用於多數 裝置之多晶秒膜例子中，在多晶石夕膜之多晶碎化步驟結束 之後’已製有多晶㈣於上之裝置大體上係依所有裝置或 =機：樣裝置各者之最外側表面上形成之多晶矽膜之結晶 體狀悲，以進行總檢查或隨機取樣檢查，且在此階段，其 決疋半成品裝置是否為瑕疵，且藉由評估各多晶矽膜之結
裝 晶體狀態，及藉由計算自準分子雷射退火系統施加於供开; 成多晶矽膜，之非晶矽膜之一雷射束能量密度，所取得之資 訊係回授至準分子雷射$火系、统，以$定一雷射功率於一 最佳值。 ' 一惟，對於一評估多晶矽膜的方法，已知僅有一種利用一 光譜橢圓儀、一掃描電子顯微鏡或類似物拾取一表面影像 的偵測方法，及利用目視其表面影像以判斷多晶矽膜之結 日Θ to狀怨。此一方法未能以一非接觸方式客觀地判斷一多 晶矽膜之結晶體狀態，且在時間與成本上皆不符效益，因 此’違方法難以用於製程中之多晶碎膜評估。
發明概要 本發明之一目的在以客觀、準確、自動及非接觸方式評 估一多晶矽膜之狀態。 為了達成以上目的，依本發明之第一觀點所示，其提供 一種評估一藉由退火一非晶矽膜而形成之多晶矽膜的多晶 矽評估方法，其包含以下步騾：拾取多晶矽膜之一表面之 一影像；將拾取影像分割成複數區域且計算由拾取影像分 割之各區域内之對比·，偵測一高對比區及一低對比區，且 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 544937 A7 發明説明 相互比較高對比區及低對比區内之對 “ η <對比，及在比較纟士 基礎上評估多晶矽膜之一狀賤。 、" 依本發明之第二觀點所示 退火一非晶碎膜而形成之多 含：拾取裝置，拾取多晶矽 拾取影像分割成複數區域， 内之對比，偵測一高對比區 比區及低對.比區内之對比， 晶矽膜之狀態。 ，其提供一種用於評估一藉由 晶碎膜的多晶矽評估系統，包 膜f 一表面；及評估裝置，將 "十算由拾取影像分割之各區域 及一低對比區，相互比較高對 及在比較結果之基礎上評估多 依本發明之第三觀點所示，其提供一種 、 -Mr 吁电曰珥 -《薄膜電晶體製造方法’包含：非晶㈣成步驟，係形 成:非晶珍膜；多晶碎膜形成步驟，係藉由退火非晶硬膜 以形成一多晶矽膜；評估步驟，係拾取多晶矽膜之一表面 <一影像，將拾取影像分割成複數區域，計算由拾取影像 分割 < 各區域内之對比，偵測一高對比區及一低對比區， 相互比較高對比區及低對比區内之對比，及在比較結果之 基礎上評估多晶矽膜之狀態。 依本發明之第四觀點所示，其提供一種製造一薄膜電晶 體义薄膜電晶體製造系統，包含：一非晶矽形成裝置，用 於形成一非晶矽膜；一多晶矽膜形成裝置，用於藉由退火 非晶矽膜以形成一多晶矽膜；一評估裝置，用於=取多晶 :膜之一表面之一影像，將拾取影像分割成複數區域，計 算由拾取影像分割之各區域内之對比，偵測一高對比區及 一低對比區，相互比較高對比區及低對比區内之對比，及
裝 訂
544937 發明説明 在比較結果之基礎上評估多晶矽膜之狀態。 依本發明之多晶矽評估方法及多晶矽評估系統所示，其 可以客觀、準確、自動及非接觸方式評估一多晶矽膜之狀 態。 依本發明之薄膜電晶體製造方法及薄膜電晶體製造系統 所7F，其可用非破壞方式輕易檢查一多晶矽膜，且結合製 造万法中之檢查步驟。同樣地，由於檢查可在數值式計算 <基礎上執行，不需要目視檢查，故可自動檢查及以高準 確度客觀地執行檢查。此外，其可藉田回授檢查結果至一 退火步驟而增進薄膜電晶體之製造良率。 圖式簡單說明 圖1係一圖表’說明一多晶矽膜結晶體之晶粒尺寸與多晶 石夕化非晶碎膜時準分子雷射退火以形成多晶矽膜所施加於 非晶矽膜之能量之間關係； 圖2係一照片’揭示由具有平均值小於25〇 nm小晶粒尺寸 之結晶體組成之一多晶矽膜表面之影像，影像係由一紫外 線顯微鏡裝置拾取； 圖3係一照片’揭示由具有平均值25〇 或以上且小於 4 Μ nm中晶粒尺寸之結晶體組成之一多晶矽膜表面之影 像，影像係由一紫外線顯微鏡裝置拾取； 圖4係一照片’揭示由具有平均值45〇 nm或以上且小於 800 nm中間晶粒尺寸之結晶體組成之一多晶矽膜表面之影 像，影像係由一紫外線顯微鏡裝置拾取； 圖5係一照片’揭示由具有平均值8〇〇 或以上大晶粒尺 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(加X 297公£^ 544937 A7 _____B7 _ 五、發明説明（5 ) 寸之結晶體組成之一多晶；?夕膜表面之影像，影像係由一紫 外線顯微鏡裝置拾取； 圖ό係一照片，揭示由具有平均值1〇 nm或以下微晶粒尺 寸之結晶體組成之一多晶矽膜表面之影像，影像係由一紫 外線顯微鏡裝置拾取； 圖7係一照片，揭示由具有平均值小於25〇 nm小晶粒尺寸 足結晶體組成之一多晶矽膜表面之放大影像，影像係由一 紫外線顯微鏡裝置拾取； 圖8係一照片，揭示由具有平均值25〇 nm或以上且小於 4 5 0 nm中晶粒尺寸之結晶體組成之一多晶碎膜表面之放大 影像，影像係由一紫外線顯微鏡裝置拾取； 圖9係一照片，揭示由具有平均值8〇〇 nm或以上大晶粒尺 寸之結晶體組成之一多晶矽膜表面之放大影像，影像係由 一紫外線顯微鏡裝置拾取； 圖1 〇係一照片，揭示由具有平均值1〇 nm或以下微晶粒 尺寸之結晶體組成之一多晶矽膜表面之放大影像，影像係 由一紫外線顯微鏡裝置拾取； 圖11A至11E係圖表，揭示用於準分子雷射退火之一雷 射束之能量密度變化與一由準分子雷射退火形成之多晶矽 膜之平均晶粒尺寸、對比率、一低對比區面積、一連續線 長度、及A C值等變化之間之關係； 圖12係一示意圖，揭示一多晶矽膜評估系統之一結構； 圖1 3係一流程圖，揭示評估多晶矽膜結晶體之晶粒尺寸 的一第一評估程序； -8 ·
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公D 544937 A7 B7 五、發明説明（6 ) 圖1 4係一示意圖，說明一多 成各具有一特定尺寸之網目； 曰曰碎膜之拾取影像平面分割 圖1 5係一示意圖 圖1 6係一流程圖 的一第二評估程序 ’說明如何指定-低對比區； 揭不坪估多晶矽膜結晶體之晶粒尺寸
装 圖η係-示意圖，說明—多^膜之拾取影像平面分割 成大網目且同一拾取影像平面亦分割成小網目； 圖18係一圖表，揭示用於準分子雷射退火之一雷射束能 量密度變化與各別對比率（小網目）、對比率（大網目）、及 AC值變化之間之關係； 圖1 9 A、1 9 Β係tf意圖，簡示具有線性及週期性之一多 晶矽膜之拾取影像； 圖2 0 A、2 Ο B係示意圖，簡示不具有線性及週期性之一 多晶矽膜之拾取影像；
圖2 1係一流程圖，說明評估一多晶矽膜之評估程序，其 拾取影像具有線性及週期性； 圖2 2係一示意圖，說明一具有高週期性之影像之自相關 性函數； 圖2 3係一示意圖，說明一具有低週期性之影像之自相關 性函數； 圖2 4係一流程圖，說明評估一多晶矽膜影像之另一評估 程序，其拾取影像具有線性及週期性； 圖2 5係一圖表，說明利用圖2 4所示評估程序執行之評估 所得之一高週期性影像之自相關性函數；及 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 544937
圖2 6係圖表，說明利用圖2 4所示評估程序執行之評估 所得之一低週期性影像之自相關性函數。 較佳實施例之詳細說明 文後，本發明之一多晶矽膜評估方法與一多晶矽膜評估 系統，及一使用多晶矽膜評估系統之薄膜製造系統與一使 用多晶矽膜評估方法之薄膜製造方法將參考諸圖式以說明 之。 本發明實施例之一多晶矽膜評估系統典型上係用於檢查 在製造一具有頂閘極結構之薄膜電晶體（文後稱為"頂閘極 型丁FT ”）製程中之一多晶矽膜，頂閘極型丁FT係建構以致於 一多晶矽膜（通道層）、一閘極絕緣膜、及一閘極係依此順 序堆疊於例如一玻璃基板上且自基板側面開始。易言之， 在頂閘極型丁FT中，做為一通道層功能之多晶矽膜係形成 於基板側面上之最下層。 頂閘極型TFT之一多晶矽膜係藉由一 lpcvd製程或類似 者沉積非晶矽（a-Si)及藉由退火以多晶矽化非晶碎而形 成。在藉由多晶碎化非晶石夕以形成一多晶石夕膜之步驟中， 非晶矽係使用一準分子雷射束做為一紫外線雷射束，以利 用雷射退火而呈多晶矽化，準分子雷射退火則利用一直線 狀脈衝雷射束投射於一非晶矽膜之直線區及藉由移動受到 脈衝雷射束投射之非晶矽膜之直線區而執行，以利多晶石夕 化非晶矽膜，藉此形成一多晶矽膜。在此雷射束退火中， 受到雷射束投射之直線區形狀典型上係設定為具有—？〇 縱向長度（長側方向）及一 400 // m寬度方向長度（短側方 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
裝 玎
k 544937 A7 B7 五、發明説明（8 ) 向 );雷射束之脈衝頻率典型 上係設 定為300 Hz ;及 雷射束 之 掃描 方向設定為一垂直於縱向之 方向，亦即垂直 於 直 線 雷射束投射區域之短側方向 〇 在依 上述建構之頂閘極型 TFT中 ，由於一通道層 係 由 多 晶 矽形 成，通道層之一場移 動率極 高。因此，在使 用 此 一 頂 閘極 型TFT做為一液晶顯 示器或 類似物之驅動電 路例 中 ，其 可達成顯示器之高鮮明度 、較高操作速度 、 迷 你 化 、及 類似者。此外，在製 造頂閘 極型TFT之一過程 中 y 由 於一 多晶碎膜係由俗稱之 低溫多 晶矽化製程製造 1 其 中 非 晶碎 之熱處理係利用準分 子雷射 退火而執行，故 其 可 以 在 多晶 矽化製程中減低對於 一基板 之熱損害，及使 用 — 具 有 大面 積之廉價玻璃板做為基板。 眾所 周知決定一多晶石夕膜 之場移 動率的一重要因 素為 多 晶 矽之 晶粒尺寸，多晶碎之 晶粒尺 寸極為依賴藉由 準 分子 雷射退 火以多晶石夕化非晶碎 而形成 一多晶矽膜時， 施 加 於 非 晶碎 之一雷射束之能量。 據此， 準分子雷射退火 時 — 雷 射 束之 能量密度之控制與穩 定性施加一大作用於使 用 多 晶 矽 膜之 各成品頂閘極型TFT之特徵與生產良率。 惟， 用於準分子雷射退火 之一準 分子雷射退火系 統 有 一 不 方便 性，即系統所放射之 雷射束 能量之輸出變化 較 大 0 因 此， 當一非晶矽膜係使用 準分子 雷射退火系統之 準 分 子 雷射退 火以多晶矽化形成一 多晶s夕 膜時，施加於非 晶 矽 膜 之 能量 即易於大幅偏離一能 量之容許範圍，該範圍 係 經 決 定 以供 形成一由所需晶粒尺 寸之結 晶體組成之適當 多 晶 矽 • 11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐)
544937 A7 B7 五、發明説明（9 ) 膜，及該範圍係指一適當多晶矽膜之生產邊距，因此其難 以穩定地生產一適當之多晶矽膜。 據此，在相同條件下利用準分子雷射退火以形成複數多 晶矽膜之例子中，一多晶矽之結晶體之晶粒尺寸可以不同 於另一多晶矽膜者。例如，若一雷射能量過大，則非晶矽 即多晶矽化成為微晶矽，而若雷射能量過小，非晶矽即多 晶碎化成具有小晶粒尺寸之硬晶體’亦即無法多晶碎化成 具有夠大晶粒尺寸之碎晶體。 據此，在使用此一準分子雷射退火系統以退火形成用於 多數裝置之多晶矽膜例子中，多晶矽膜之多晶矽化步驟結 束後，已形成多晶矽膜於其上之裝置大體上係依所有裝置 或隨機取樣裝置各者之最外側表面上形成之多晶矽膜之結 晶體狀態，以進行總檢查或隨機取樣檢查，且在此階段， 其決定半成品裝置是否為瑕疵，且藉由評估各多晶矽膜之 結晶體狀態，及藉由計算自準分子雷射退火系統施加於供 形成多晶矽膜之非晶矽膜之一雷射束能量密度，所取得之 資訊係回授至準分子雷射退火系統，以調整所放射之一雷 射束之能量密度。 一多晶矽膜評估系統典型上係在多晶矽化步驟結束後用 於評估一由多晶矽化形成之多晶矽膜，及用於決定已形成 多晶矽膜於其上之半成品是否在此階段形成瑕疵，或用於 回授評估資訊至準分子雷射退火系統，以調整所放射之一 雷射束之能量密度。 評估一利用上述準分子雷射退火形成之多晶矽膜的原理 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
裝 玎
線 544937 A7 B7 五、發明説明（10 ) 將說明於文後。 一多晶矽膜結晶體之晶粒尺寸係極為依賴於由準分子雷 射退火施加之能量，請參閱圖1，隨著施加之能量增加，一 多晶矽膜之晶粒尺寸即相對應地增加；惟，當能量增加至 一能量點X i或以上時，晶粒尺寸即生長至略大尺寸，接著 則未增加這麼多，亦即呈穩定，此時多晶矽膜結晶體之平 均晶粒尺寸典型上為250 nm。當能量進一步增加至一能量 點X2或以上時，晶粒尺寸即開始再次大幅增加，此時多晶 矽膜結晶體之平均晶粒尺寸典型上為450 nm。當能量增加 至一能量點X3(在到達一臨界能量點X4之前）時，晶粒尺寸 充分變大，多晶矽膜結晶體之平均晶粒尺寸典型上為800 nm或以上。當能量變成一大於臨界能量點X 4之值時，晶粒 尺寸即明顯變細，此時，多晶矽膜之結晶體變成微晶體。 依本發明所示，平均值小於250 nm之晶粒尺寸稱為”小晶 粒尺寸’’；平均值在250 nm或以上且小於450 nm之晶粒尺 寸稱為π中晶粒尺寸’’；平均值在450 nm或以上且小於800 nm之晶粒尺寸稱為”中間晶粒尺寸”；平均值在800 nm或以 上之晶粒尺寸稱為π大晶粒尺寸”；及平均值在10 nm或以下 之晶粒尺寸稱為f’微晶粒尺寸”。請注意，具有微晶粒尺寸 之結晶體稱為”微晶體π。 使用依上述形成之多晶矽膜的一薄膜電晶體之場移動率 係依據多晶矽膜結晶體之晶粒尺寸而大幅變化。為了取得 一薄膜電晶體之大場移動率，所用多晶矽膜結晶體之晶粒 尺寸較佳為設定於較大值。在使用由準分子雷射退火形成 -13- 本紙張义度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐） 544937 A7 B7 五、發明説明（彳1 ) 之多晶矽膜於一 TFT之例子中，多晶矽膜結晶體之晶粒尺 寸大體上可為中晶粒尺寸、中間晶粒尺寸、及大晶粒尺 寸。 文後將說明一多晶矽膜表面之影像變化係取決於由一準 分子雷射束之能量密度變化所造成之多晶矽膜結晶體之晶 粒尺寸變化。 圖2揭7F由具有小晶粒尺寸之結晶體組成之' 一多晶碎膜表 面之影像；圖3揭示由具有中晶粒尺寸之結晶體組成之一多 晶矽膜表面之影像；圖4揭示由具有中間晶粒尺寸之結晶體 組成之一多晶矽膜表面之影像；圖5揭示由具有大晶粒尺寸 之結晶體組成之一多晶矽膜表面之影像；及圖6揭示由具有 微晶粒尺寸之微晶體組成之一多晶矽膜表面之影像。請注 意，圖2至6所示之各影像係由一顯微鏡裝置利用紫外線拾 取，該裝置將詳述於後。在圖2至6中，用於準分子雷射退 火之一雷射束之掃描方向係設定於圖中之X方向，圖2至6 所示之各拾取影像具有一大約正方形（尺寸：5.6 #mX5.6 // m)，係自多晶矽膜切下。 圖7揭示由具有小晶粒尺寸之結晶體組成之一多晶矽膜表 面之放大影像，圖8揭tf由具有中晶粒尺寸之結晶體組成之 一多晶矽膜表面之放大影像；圖9揭示由具有大晶粒尺寸之 結晶體組成之一多晶矽膜表面之放大影像；及圖1 0揭示由 具有微晶粒尺寸之微晶體組成之一多晶矽膜表面之放大影 像。圖7至10所示之各拾取影像具有一長方形（尺寸：12 V m X 8 β m )，係自多晶矽膜切下。 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210 X 297公釐） 装
544937 A7 ------—— _ B7 五、發明説明（--- 各別晶粒尺寸之拾取影像之間之比較結果，可以發現以 下特性出現於各別晶粒尺寸之拾取影像内。 在小晶粒尺寸之表面影像例子中（請參閱圖2及7)，影像 平面係均勾地變白且因而整體具有一低對比。 在中晶粒尺寸之表面影像例子中（請參閱圖3及8),黑點 係不連續地出現於整體影像平面内，且因而影像平面整體 具有一高對比；及黑點係在雷射退火時即於雷射束之掃插 万向中呈直線排列，且由黑點組成之直線係週期性地出現 在垂直於雷射束掃描方向之方向中。 在中間晶粒尺寸之表面影像例子中（請參閱圖4)，其相同 於中曰曰粒尺寸之表面影像，即黑點不連續地出現於整體影 像平面内，且因而影像平面整體具有一高對比；惟，不同 於中晶粒尺寸之表面影像的是，黑點之直線性消失。 在大晶粒尺寸之表面影像例子中（請參閱圖5及9 )，黑點 不連續地出現之高對比部分以及低對比部分（白色斑駁部分） 二者皆出現。例如低對比之白色斑驳部分在圖9内即揭示成 由一黑框圍起之區域，此為一充分大於黑點之區域。 在微晶粒尺寸之表面影像例子中（請參閱圖6及丨〇 )，其相 同於大晶粒尺寸之表面影像，即出現一低對比之白色斑驳 部分’其尺寸則極大於出現在大晶粒尺寸之表面影像中之 白色斑驳部分者；及在圖10中以A、B二字表示，其不同 於中晶粒尺寸、中間晶粒尺寸及大晶粒尺寸等之表面影像 的是，黑點係較接近或相互結合而形成連續式之黑線。 依此方式’上述多種特性係出現在利用雷射退火形成且由 -15- t紙張G適财酬家標準(CNS) A俄格(210X撕公愛) 544937
發明説明（ 不:晶^尺寸之結晶體組成之多晶碎膜表面之影像内。 曰於^99 Z㈣晶體之晶粒尺寸狀態因而可以藉由處理多 日日 一表面拾取影像及執行上述調整而決定。 判斷在多晶嶋面之一拾取影像内一出現黑 1刀及一低對比邵分（白色斑驳部分）二 二二尺寸…一 :::由判斷多晶矽膜之一表面之整體拾取影像是否具 ^问’比，以辨別一多晶矽膜結晶體之晶粒尺寸是否為 中晶粒尺寸（或φ門口 … 二 胃0曰、尺寸或大晶粒尺寸）或其他晶粒尺 寸此係因為在中具私· p 4 L _0 ^本Μ在宁曰^尺寸、巾間晶粒尺寸及大晶粒尺寸 ^ ^ 衫像各者中，影像平面具有多數部分且其内不連 績地出現黑點，因而整體具有一高對比。 不連 可以藉由判斷多晶⑦膜表面之_拾取影像内之_低對比 :色^ ^部分面積（低對比區域^以辨別一多晶碎膜結晶 ^日日1尺寸是否為小晶粒尺寸（或微晶粒尺寸）或其他晶 、'寸此係因為在小晶粒尺寸及微晶粒尺寸等之表面影 ‘各者中，一低對比區域之面積係明顯變大。 、可以精由判斷多晶碎膜之_表面之整體拾取影像上是否 L或週期性出㉟’以辨別一多晶碎膜結晶體之晶粒尺 、=口為中阳3k尺寸或其他晶粒尺寸。此係、因為在中晶粒 口 ^、表面5^像中，黑點係於準分子雷射束之掃描方向中 "泉排歹j JL由黑點組成之直線係週期性地出現在垂直 於準分子雷射束掃描方向之方向中。 -16 - 本紙張尺度適财_家鮮(CNS) Α4ϋΐ() χ 297公爱) 544937 A7
可以藉由判斷多晶秒膜表面之-拾取影像内是否存在黑 色連、H、’泉或判斷各黑色連續線之長度，以辨別一多晶矽 膜結晶體之晶粒尺寸是否為微晶粒尺寸或其他晶粒尺寸。 圖na至：he揭示量測準分子雷射退火時施加之一雷射 束（能量密度變化分別與一多晶矽膜之平均晶粒尺寸、對 比率、-低對比段之面積、一連續線之長度、及AC值變化 之間關係之結果。 雀圖1 1 B所不’對於小晶粒尺寸、中晶粒尺寸或中間晶 粒尺寸而言，一最大對比值及一最小對比值之間之一對比 率㈣小到大約為|，同時對於大晶粒尺寸或微晶粒尺寸 而言，對比率則高。據此，藉由自多晶砍膜表面之一 拾取影像計算一對比率及將對比率比較於一特定臨界值 (th 1 )，以辨別一多晶矽膜結晶體之晶粒尺寸是否 尺寸（或微晶粒尺寸）或其他晶粒尺寸。 …99 乂 如圖1 1 C所示，對於小晶粒尺寸或微晶粒尺寸而言，一 低對比段之面積係大，同時對於中晶粒尺寸、中間晶粒尺 寸或大晶粒尺寸而言，低對比段之面積則低。據此，可以 藉由自多晶矽膜表面之一拾取影像計算一低對比段之面積 及將低對比段之面積比較於一特定臨界值（th2),以辨別一 多曰曰矽膜結晶體之晶粒尺寸是否為小晶粒尺寸（或微晶护尺 寸）或其他晶粒尺寸。 、如圖11D所示’對於微晶粒尺寸而言’由連續黑點組成 之各連續線之一長度係長，同時對於小晶粒尺 4 T 9日粒 尺寸、中間晶粒尺寸或大晶粒尺寸而言，各連續線之長度 -17 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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則短。、換τ之，對於小晶粒尺寸、中晶粒尺寸、中間晶粒 ^寸或大晶粒尺寸而言，黑點為不連續之點。據此，可二 藉由自多晶矽膜表面之一拾取影像量測各連續線之一長度 =將連續線之長度比較於_特线界值（th3)，以辨別—= 晶矽膜結晶體之晶粒尺寸是否為微晶粒尺寸或其他晶粒尺 寸。 如圖1 1 E所示，對於中間晶粒尺寸而言，一 Ac值係大， 同時對於小晶粒尺寸、中間晶粒尺寸、大晶粒尺寸或微晶 粒尺寸而言，AC值則小。AC值係一拾取影像之自相關性 (A C)义像差，在一拾取影像之AC值高之例子中，拾取影 像之週期性即大，A C值成為一指出黑點呈線性出現且直線 玉週期性出現等現象之變數。此外，如上所述，此一現像 即為一由中晶粒結晶體所組成之多晶矽膜表面之拾取影像 特性。據此，可以藉由自多晶矽膜表面之一拾取影像計算 一 AC值及將Ac值比較於一特定臨界值（th4),以辨別一多 晶碎膜結晶體之晶粒尺寸是否為中晶粒尺寸或其他晶粒尺 寸。 用於評估上述多晶矽膜之一多晶矽膜評估系統之實體結 構實例將說明於後。 夕曰θ ♦膜坪估系統係使用*具有266 ηπι波長紫外線雷射 束之顯微鏡裝置，拾取一用於頂閘極型TFT之基板之影像 (該基板係在將非晶矽膜進行準分子雷射退火而形成一多晶 石夕膜於其上之後之狀態），及自拾取影像評估多晶矽膜之狀 態。 -18- 本紙張足度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210 x 297公釐)
裝 玎
544937 A7 _______B7 ___ 五、發明説明（16 ) 圖1 2係一示意圖，揭示多晶矽膜評估系統之一結構。 圖1 2所示之一多晶矽膜評估系統2 0包栝一可動式夾片台 21、一紫外線固體雷射源22、一CCD攝影機23、一光纖探 針24、一偏光分束器25、一物鏡26、〆四分之一波長板 2 7、一控制電腦2 8、及一影像處理電腦2 9 ^ 可動式夾片台21用於支承一供已形成之多晶矽膜在其上 檢查之基板，可動式夾片台21亦具有移動基板至一可檢查 基板之指定位置之功能。 可動式夾片台21包括一 X夬片台、一γ夾片台、一Z夾片 台、及一吸引板。 X夾片台及Y夾片台各可在水平方向中移動，一待檢查之 基板係藉由X夾片台及Y夾片台而在相互垂直之方向中移 動，以導引至一指定之檢查位置。Z夾片台可在垂直方向中 移動，供調整一基板之高度，換言之，z夾片台可在一紫外 線雷射束之光學軸線方向中移動，即在一垂直於基板平面 之方向中。 紫外線固體雷射源2 2放射一具有266 nm波長之雷射束， 例如一钕：紀鋁石榴石四波式總固體雷射。此外，近年來 已研發出一具有大約1 5 7 nm波長之紫外線雷射束，此一雷 射源即可使用。 CCD攝影機2 3係一對於紫外線有極高敏感性之攝影機， 其内部包括一 CCD影像偵測器以做為一影像拾取裝置，— 基板之一表面即由此一 CCD影像偵測器拾取。ccd攝影機 2 3之一主體係經冷卻以抑制熱雜訊、讀出雜訊、電路雜 -19 - 本紙張尺度適财Μ家標準(CNS) A视$(21G X 297公釐) ' - 544937 A7 __B7 五、發明説明（17 ) 訊、及類此者發生於CCD影像偵測器内。 光纖探針2 4係一紫外線雷射束之波導管，較特別的是， 光纖探針2 4將紫外線固體雷射源2 2放射之一紫外線雷射束 導向偏光分束器25。 偏光分束器2 5用於反射紫外線固體雷射源2 2放射之一紫 外線雷射束’可動式爽片台2 1上之一基板係由紫外線雷射 束照射’且反射通過物鏡26。另方面，偏光分束器25容許 傳輸一自基板反射之雷射束，已由基板反射且通過偏光分 束器25之雷射束則進入高靈敏度/低雜訊之攝影機23。依 此，偏光分束器2 5之功能如同一光學系統，用於分離一自 紫外線固體雷射源2 2放射之雷射束的一光學系統之光學路 徑與一進入CCD攝影機2 3之反射雷射束的一光學系統之光 學路徑。 物鏡26係一光學裝置，用於放大一自一基板反射之雷射 束。對於物鏡26而言，一數值孔徑（NA)係設定於0.9 ,及 一像差係校正於一 266 nm波長。物鏡2 6設於偏光分束器2 5 與可動式夾片台2 1之間。 四分之一波長板2 7係自一紫外線雷射束抽出一反射束成 分’線性偏光之紫外線雷射束係利用四分之一波長板2 7而 呈圓形偏光，圓形偏光之雷射束則自一基板反射，且再次 利用四分之一波長板2 7而呈線性偏光。此時，線性偏光之 方向已轉動90。，據此，反射之雷射束通過偏光分束器 25 ° 控制電腦2 8執行一自紫外線固體雷射源2 2放射之雷射束 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
裝 訂
線 544937 A7 ________ B7 7發明聊(~^~) 的開/關控制、可動式夾片台2 i之移動位置控制、物鏡2 6 之更換控制及類此者。 影像處理電腦2 9係接收一由CCD攝影機2 3之CCD影像偵 測器拾取之基板影像，且分析影像從供評估一製於基板上 之多晶矽膜狀態。 在具有上述結構之評估系統2 〇中，自紫外線固體雷射源 2 2放射之一紫外線雷射束係通過光纖探針2 4、偏光分束器 25、物鏡26、及四分之一波長板27而進入一基板。一線性 偏光雷射束係利用四分之一波長板2 7而呈圓形偏光，且圓 形偏光雷射束進入基板。自基板反射之一圓形偏光雷射束 再次利用四分之一波長板2 7而呈線性偏光，此時，由於反 射之雷射束的一相位已改變9 〇。，線性偏光之方向即轉變 90°。據此’反射之雷射束通過偏光分束器25且進入ccd 攝影機2 3 , CCD攝影機2 3利用CCD影像偵測器以拾取反射 之雷射束’且由此取得之一多晶矽膜之表面影像資訊即供 給至影像處理電腦2 9。 影像處理電腦2 9係在所接收多晶矽膜之表面影像資訊之 基礎上，如下所述地評估一多晶矽膜之狀態。依評估結 果 V刀子结射退火以形成多晶碎膜時一雷射束之能量密 度設定值’其亦可決定已製於基板上之多晶矽膜係無瑕戚 或有瑕戚。 依本發明所示，一多晶矽膜之表面不僅可以紫外線顯微 鏡裝置評估，亦可以一可見光顯微鏡裝置式一掃插電子顯 微鏡（SEM)裝置評估。 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 544937
用於評估一多 序將說明於後。 晶矽膜結晶體之晶粒尺寸的一第一評估程 圖13揭示一說明第一評估程序之流程圖。 一拾取 在步郵S 1中，抬►取一容曰说r g苗主 ^ ?口取夕日曰矽膜表面之一影像，此 景> 像典型上具有5·6 平方之尺寸。 在步驟S2中’如圖14所示，整體拾取影像係分割成典型 上各具有G.7 _平方之指定尺寸之網目。在此例子中，各 網目之尺寸較佳為大於一出現在中晶粒尺寸結晶體之黑 點’且較佳為充分小於一出現在大晶粒尺寸結晶體之白色 斑驳。 、^步驟S 3巾’各網目内之對比係利用影像之_邊緣部分 之亮度差異值、各像素之亮度調制度、各別像素之標準偏 差、及類此者而計算。 在步驟S 4中，拾取影像内之一最大對比值及一最小對比 值係自計算得到之對比值中抽出，且計算最大及最小對比 值之間之對比率。 在步驟S 5中，如圖1 5所示，指定對比等於或小於指定臨 界值之網目’及指定一由諸低對比網目組成之低對比段； 及取得低對比段之一面積。若複數低對比段出現於影像 内’亦即複數白色斑驳出現於影像内，則諸低對比段之面 積平均值係取做一低對比段之面積。 在步驟S 6中，在各亮度較低於一指定臨界值之影像内的 黑點係經偵測而操關於網目’並且計算一由連續黑點組成 之連續線長度。若複數連續線出現於影像内，則可以取得 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐) 544937 A7 B7 五、發明説明（20 ) 各具有一指定值或以上長度、或最長連續線長度之連續線 數量。 在步驟S 7中，多晶矽膜結晶體之平均晶粒尺寸係在對比 率、由連續低對比網目組成之低對比段面積、及連續線長 度之基礎上判斷。 特別是，其可以藉由分別比較對比率、低對比段面積、 及連續線長度於指定之臨界值（thl、th2、及th3),及在 以下表列之基礎上判斷，以辨別所評估之多晶矽膜結晶體 之晶粒尺寸是否為小晶粒尺寸、中晶粒尺寸（中間晶粒尺 寸）、大晶粒尺寸、或微晶粒尺寸。 [表1] 小晶粒 尺寸 中晶粒 尺寸 中間晶粒 尺寸 大晶粒尺 寸 微晶粒 尺寸 對比率(thl) 小 小 小 大 大 低對比段面積(th2) 大 小 小 小 大 連續線長度(th3) 小 小 小 小 大 AC 值(th4) 小 大 小 —— 小 此外，藉由使用AC值，可以進一步辨別所評估之多晶矽 膜結晶體之晶粒尺寸是否為中晶粒尺寸或中間曰_尺寸。 用於評估一多晶矽膜結晶體之晶粒尺寸的一第二評估程 序將說明於後。 7 圖1 6揭示一說明第二評估程序之流程圖。 •23-
544937 A7 〜___B7____ 五、發明説明（21 ) 在步驟S 1 1中，拾取一多晶矽膜表面之一影像，拾取影 像典型上具有11 /zmX14 之尺寸。 在步驟S 1 2中，如圖1 7所示，拾取影像係分割成大網 目，且同一拾取影像亦分割成小網目，小網目具有1.4 // m 平方之尺寸而大網目具有2· 8 //m平方之尺寸。大網目之尺 寸較佳為設定成充分大於一出現在大晶粒尺寸結晶體之白 色斑駁，例如二或多倍於白色斑駁。小網目之尺寸較佳為 設定成充分、小於一出現在大晶粒尺寸結晶體之白色斑驳， 例如一半於白色斑駁。 在步驟S 1 3中，各大網目内之對比係做計算及各小網目 内之對比亦做計算，各網目内之對比係利用影像之一邊緣 部分之亮度差異值、各像素之亮度調制度、各別像素之標 準偏差、及類此者而計算。 在步驟S 1 4中，取用於大網目之拾取影像内一最大對比 值及一最小對比值係自計算得到之對比值中抽出，且計算 最大及最小對比值之間之對比率。相似地，取用於小網目 之拾取影像内一最大對比值及一最小對比值係自計算得到 之對比值中抽出，且計算最大及最小對比值之間之對比 率〇 在步驟S 1 5中，一 AC值係無關於網目而做計算。 在步驟S 1 6中，多晶矽膜結晶體之平均晶粒尺寸係在大 網目之對比率、小網目之對比率、及AC值之基礎上判斷。 特別是，其可以藉由分別比較大網目之對比率、小網目 之對比率、及A C值於指定之臨界值，及在以下表列之基礎 _______________________· 24 - 本紙張尺度適ill巾關家料(CNS) Α4^(210Χ 2^¥Τ 544937 五 發明説明（22 ) A7 B7
上判斷，以辨別所評估之多晶矽膜結晶體之晶粒尺寸是否 為小晶粒尺寸（中間晶粒尺寸）、中晶粒尺寸、大晶粒尺 寸、或微晶3^2»尺寸。 [表2] 小晶粒 尺寸 中晶粒 尺寸 中間晶粒 尺寸 大晶粒 尺寸 微晶ΐ 尺寸 對比率(大網目） 小 小 小 適度大 對比率(小網目） 小 小 小 小 大 AC值 小 大 小 ——- 小 低對比段 大 小 小 小 大 圖1 8係一圖表，揭示依據能量密度之大網目之對比率變 化、依據能！密度义小網目之對比率變化、及依據能量密 度之AC值變化。如圖18之圖表所示，對於大晶粒尺寸或 微晶粒尺寸之結晶體而言，小網目之對比率為大，而僅對 於微晶粒尺寸之結晶體而言，大網目之對比率為大。 此外，可以在小網目之低對比段面積之基礎上，辨別一 多晶矽膜結晶體之晶粒尺寸是否為小晶粒尺寸或中間晶粒 ^種以數值式評估-多晶㈣表面影像之線性及週期性 的方法將說明於後。 具有線性及週期性之一多晶矽膜之拾取影像典型上係 示於圖1 9 A内，其中多數直線排列成相 “ 立干仃，且二直線 -25- 544937 A7
之間之—間隙保持固定。以面，不具有線性或週期性之 一多晶碎膜之拾取影像典型上係揭示於圖2〇A内，其 規則之^直線及類似者係'不規則地出現。揭示於圖1 9 a、、 2 Ο A内〈各影像（線性及週期性的數值式評估可以藉由 垂直於-視為具有週期性之方向中沿著橫向補償影像，及 精由數值式評估原始影像與—沿著橫向補償原始影像 得補償影像之間之相關性而執行。例如，當圖19八所于且 有線性及週期性之影像係沿著橫向補償時，如圖叫所 :’ 一高相關性，亦即原始影像與補償影像之間之— 疊程度’其係以—特定循環出現，即有_指定之橫向補产 量。另方面，即使當圖2GA所示不具有線性或週期性之二 像係沿著橫向補償時，如圖2〇B所示，一高相關性，即： 始影像與補償影像之間之一大重疊程度，並不以一 $ 環出現。 义循 多晶矽膜表面之拾取影像之週期性可以藉由沿著蟥向 補償影像’及數值式表示原始影像與補償影像之間之^ 性而做數值式評估。對於達成上述數值式評估之一方法j 已知有-種計算-影像之自相關性函數、計算自相關性函 數之一峰值與一側峰值、及取得峰值與側峰值之間之〜= 率的方法，峰值係指一藉由根據原點而在一 y方向中自原^ 減除第二最小值（其用於減少一脫焦值，且可為第一最小― /又第一與後一取小值之任一者）取得之值，側峰值係指〜芦 由根據原點而在y方向中自原點之y方向中第二最小值（不: 原點）減除弟二取小值取得之值。 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 544937 A7 B7 五、發明説明（a ) 請注思’一多晶矽膜之結晶體狀態可以藉由評估多晶矽 膜之一表面影像之線性或週期性而判斷。 對於數值式評估一具有線性及/或週期性之多晶矽膜表面 之拾取影像的另一方法，已知有一種在具有線性之方向中 添加一標準化影像之所有像素值及計算其調制度之方法； —種將一標準化影像進行傅利葉轉換（F〇uder transf〇rm)& 自轉換後足影像中接收一特定頻率成分密度之方法；一種 抽出一影像之極端值（即一最大值或一最小值）之座標（視為 在^万向中具有線性）及在座標之X方向中散佈於一在y方向 中加長之範圍内（x方向中之-中心點係取做為極端值X座 標之一平均值，且χ方向中之一長度係取做為X方向中之一 配且間距）’及種在視為具有線性之y方向中袖出一影像 之極端值（即一最大值或一最小值），且接收在乂方向中加長 <範圍之座標之接近上與下側間之一角度（χ方向中之一中 心點係取做為極端值Χ座標之一平均值，且X方向中之一長 度係取做為X方向中之一配置間距）。 一種評估一多晶矽膜之結晶體狀態的程序將說明於後。 影像處理電腦29係藉由計算一使用影像自相關性以數值式 表示多晶賴表面拾取影像之值（文後冑為AC值），及根據 AC值以評估多晶矽膜之表面空間性結構之線性與週期性， 以評估一多晶矽膜之結晶體狀態。 處理評估之程序係依圖2 !所示之流程圖執行。在步驟 S21中，一多晶矽膜之表面影像係接收於影像處理電腦⑺ 内。在步驟S22中，計算所接收影像之一自相關性函數。
裝 η
-27-
544937 A7 —_____B7 五、發明説明（25 ) 在步驟S23中，一垂直於一對準方向且含有一影像座標 (0 , 0 )之平面係自影像切下。在步驟s 2 4中，計算在步驟 S 2 3中切下之平面上之自相關性函數之一峰值與一側峰 值，且取得A C值做為峰值與側峰值之間之一比率。 在此’自相關性函數可以表示如下： Λ⑺=lim+f/OO/u+r)办 自相關性函數R( r )指出一函數f(x)與一藉由一 r值轉換 X方向中之函數f( X )而取得之函數之間相關性。 多晶碎膜評估系統2 0利用以下之韋納-肯金（wiener_ Khinchin)理論而取得一多晶矽膜之表面影像之自相關性函 數，凊注意在使用拿納_肯金理論之計算中，確實收到之影 像上之資訊係以” i ”字表示。 步驟1 .接收到之影像” i ”係進行二維式傅利葉轉換（f= fourier (i))。 步驟2 :傅利葉轉換”f”相乘平方，以產生一能量光譜 丨，ps丨丨（ps=丨f | 2)。 步.¾ 3 .能量光瑨” p s ”進行逆傅利葉轉換，以產生一二維 式自相關性函數 a c ’’（ a c = inversefourier (ps ))。 步騾4 :自相關性函數” ac ”之一絕對值使用做為自相關性 函數之一真值（aca= | ac | )。 由此產生之自相關性函數” a c a ”係表示於圖2 2、2 3中， 圖2 2揭π —自相關性高之影像，亦即一多晶矽膜之表面空 -28 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210 X 297公愛） 544937 五、發明説明（26 =性結構之—自相關性函數具有良好線性與週期性，圖u 自相關性低之影像1即一多晶，夕膜之表面空間性 夕之自相關性函數具有不良線性與週期性。 夕阳發膜評估系統2 〇進—步從利用韋納-肯金理論計算之 自相關性影像中切出一平面，此平面係垂直於一對準方向 (―亦即具有線性之方向)且含有一影像座標(〇，〇)，且取得 y函數於自相關性影像切出之平面上。切出含有座標^ =平面其理油在於將依據實驗變數而改變之自相關性函數 標準化，變數係如照明光量、CCD增益、及類似者。 、在自相關性影像切出之平面上取得之函數係對應於垂直 於上述對準方向中之自相關性函數R( r )。 請注意，上述步驟S2 1至23可由圖24所示之步驟S31至 3 4替代。 圖2 4之流程圖中所示之評估處理程序將說明於後。在步 驟S31中，一多晶矽膜之表面影像係接收於影像處理電腦 29内。在步驟S32中，一垂直於一雷射束行進方向（具有線 性之X方向）之方向中（具有週期性之7方向）之所接收影像之 一條線自影像切下。在步驟S 3 3中，計算影像之一條線之 自相關性函數。在步驟S 3 3中，一垂直於一對準方向且含 有一影像座標（0，0 )之平面係自影像切下。在步驟s 3 4 中，諸操作重覆數次，以依需要而平均影像之各條線之自 相關性函數。 在此例子中之自相關性函數可以利用韋納_肯金理論而計 算如下’請注意在以下之计鼻中’確實收到之影像之一條 -29- S S 家標準(CNS) Α4 規格( X 297公1) 544937 A7 B7 五、發明説明（27 線上之資訊係以"I”字表示。 步驟1 :接收到之影像之一條線” I ”係進行傅利葉轉換（η =fourier (I)) 〇 步驟2 :傅利葉轉換” Π ”相乘平方，以產生一能量光譜 ” psl"(psl= | f I | 2)。 步驟3 :能量光譜”psl”進行逆傅利葉轉換，以產生一二 維式自相關性函數 n acl ”（ acl = inverse fourier (p si。 步驟4 :自、相關性函數” acl ”之一絕對值使用做為自相關性 函數之一真值’’&。&1’’（&。&1=丨&<:1|)。 由此產生之自相關性函數” acal ”係表示於圖2 5、2 6中， 圖25揭示一自相關性高之影像，亦即一多晶矽膜之表面空 間性結構之一自相關性函數具有良好線性與週期性，圖2 6 揭示一自相關性低之影像，亦即一多晶碎膜之表面空間性 結構之一自相關性函數具有不良線性與週期性。 上述拾取影像之一條線之自相關性函數之計算係重覆於 拾取影像之所有線，以平均拾取影像之所有線之自相關性 函數。平均自相關性函數係對應於垂直於上述對準方向中 (具有線性之方向）之自相關性函數R( r )。 多晶矽膜評估系統20係自取得之函數中提出一最大峰值 及一側峰值，並且計算最大峰值至側峰值之間之一比率， 此一比率使用做為AC值。 據此，對於一具有高自相關性的影像而言，亦即，對於 而要夕日日矽膜之表面空間性結構之線性與週期性的影 像而言，由於最大峰值與側峰值之間之一差異大，ac值即
544937 A7 __________ B7 五、發明説明（28 ) 交大。另方面’對於一具有低自相關性的影像而言，亦 即’對於一不需要一多晶矽膜之表面空間性結構之線性與 遇期性的影像而了，由於最大峰值與側峰值之間之一差異 d、，AC值即變小。 如上所述，在本發明之頂閘極型TFT中，一多晶矽膜之 表面影像係拾取且計算所拾取影像之一自相關性函數，及 多晶碎膜之表面空間性結構之線性與週期性做數值式評 枯。 儘管本發明之較佳實施例已使用特定詞句闡釋，但是此 説明僅供揭述而已，可以瞭解的是在不脫離文後申請專利 範圍之精神範疇下，仍可有變更及變換型式。 -31 - 本紙張尺^度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210X 297公釐）

Claims (1)

  1. 544937 8 8« A B CD 夂、申請專利範圍 1· 一種評估一藉由退火一非晶碎膜而形成之多晶矽膜的多 晶矽評估方法，其包含以下步驟： 拾取多晶石夕膜之一表面之一影像； 將拾取影像分割成複數區域且計算由拾取影像分割之 各區域内之對比； 偵測一高對比區及一低對比區，且相互比較高對比區 及低對比區内之對比；及 在比較結果之基礎上評估多晶硬膜之一狀態。 2·如申請專利範圍第1項之多晶矽評估方法，其中計算低對 比區内之對比與高對比區内之對比間之一對比率；及 多晶碎膜之狀態係在對比率之基礎上評估。 3·如申清專利範圍第1項之多晶碎評估方法，其中評估一萨 由進行雷射退火於一非晶矽膜而形成之多晶硬膜。 4·如申請專利範圍第3項之多晶矽評估方法，其中評估一藉 由-線性雷射束以進行雷射退火於一非晶矽膜而形成^ 多晶矽膜，且線性雷射束照射非晶矽膜之一線性部分。 5·如申請專利範圍第4項之多晶矽評估方法，其中評估一藉 由進行準分子雷射退火於一非晶矽膜而形成之多晶石夕 膜。 6·—種用於評估一藉由退火一非晶矽膜而形成之多晶矽膜 的多晶石夕評估系統，包含： 拾取裝置’拾取多晶碎膜之一表面；及 評估裝置，將拾取影像分割成複數區域，計算由拾取 影像分割之各區域内之對比，偵測一高料士同ώ 问對比區及一低對 -32- 本紙張尺·度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 比區，相互比較高對比區及低對比區内之對比，及在比 7車X結果 < 基礎上評估多晶矽膜之狀態。 •=申請專利範圍第6項之多晶碎評估系統’其中該評估裝 i叶算低對比區内之對比與高對比區内之對比間之一對 g比率，及在對比率之基礎上評估多晶矽膜之狀態。 請專利範ϋ第6項之多晶碎評估系統，其中評估一藉 由進行雷射退火於一非晶矽膜而形成之多晶矽膜。 •如申請專利範圍第8項之多晶硬評估系統，其中評估一藉 =—線性雷射束以進行雷射退火於一非晶矽膜而形成之 多晶矽膜，且線性雷射束照射非晶矽膜之一線性部分。 10·如申請專利範圍第9項之多晶碎評估系統，其中評估一藉 由進仃準分子雷射退火於一非晶矽膜而形成之多晶 膜。 q L種製造一薄膜電晶體之薄膜電晶體製造方法，包含： 非晶矽形成步驟，係形成一非晶矽膜； 多晶矽膜形成步驟，係藉由退火非晶矽膜以形成一多 晶矽膜；及 評估步驟，係拾取多晶珍膜之_表面之一影像，將拾 取心像分割成複數區域，計算由拾取影像分割之各區域 内之對比，偵測-高對比區及一低對比區’相互比較古 對比區及低對比區内之對比，及在比較結果之基礎= 估多晶矽膜之狀態。 v 12.如申請專利範圍第u項之薄膜電晶體製造方法，其 該評估步驟中，計算低對比區内之對比與高對比區内之 -33-
    申請專利範圍 對比間之一對比率， 之狀態。 幻基礎上評估多晶％膜 13· 2請專利範圍第11項之薄膜電晶體製造方法，其中在 膜形成步驟中，非晶-膜係進行雷射退火 :13項U膜電晶體製造方法，其中在 膜形成步驟中，膜係利用—線性雷射 性部：:丁雷射退火，且線性雷射束照射非晶輕之-線 15.如中請專利範圍第14項之薄膜電晶體製造方^，其中在 2晶讀形成步驟中’-非晶硬膜係進行準分子雷射退火。 两W 16·如申請專利範圍第1 5項之薄膜電晶體製造方法，其中在 該評估步驟中’在該多晶梦膜形成步驟中施加以用於準 分子雷射退火之一準分子雷射之能量密度係在多晶碎 評估狀態之基礎上控制。 17·如申請專利範圍第1 6項之薄膜電晶體製造方法，其中 該評估步驟中，用於準分子雷射退火之一準分子雷射 能量密度係經控制，以致於一低對比區内之對比與一 對比區内之對比間之一對比率較高於一特定值，且一 連續低對比區組成之部分之面積較小於一特定值。 18· —種製造一薄膜電晶體之薄膜電晶體製造系統，包含： 一非晶矽形成裝置，用於形成一非晶矽膜； 一多晶矽膜形成裝置，用於藉由退火非晶碎膜以形 一多晶矽膜；及 膜 在 之 由 成 裝 訂 -34- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
    —坪估裝i ’用於拾取多晶碎膜之—表面影像，將拾 取影像分割成複數區域，計算由拾取影像分割之各區^ 内之對比，偵測一高對比區及一低對比區，相互比較= 對比區及低對比區内之對比，及在比較結果之基礎= 估多晶矽膜之狀態。 ’ 19·如申請專利範圍第1 8項之薄膜電晶體製造系統，其中1 評估裝置計算低對比區内之對比與高對比區内之對比= 對比率，及在對比率之基礎上評估多晶矽膜之^ 態。 2〇.如申請專利範圍第18項之薄膜電晶體製造系統，其中在 攻夕日ΕΪ碎膜形成裝置中，非晶碎膜係進行雷射退火。 21.如申請專利範圍第20項之薄膜電晶體製造系統，其中在 μ夕日曰碎膜形成裝置中，一非晶碎膜係利用一線性雷射 束以進行雷射退火，且線性雷射束照射非晶矽膜之一線 性部分。 一2·如申請專利範圍第2 1項之薄膜電晶體製造系統，其中在 該多晶矽膜形成裝置中，一非晶矽膜係進行準分子雷射 退火。 2二如申請專利範圍第2 2項之薄膜電晶體製造系統，其中在 該評估裝置中，在該多晶矽膜形成步驟中施加以用於準 分子雷射退火之一準分子雷射之能量密度係在多晶矽膜 評估狀態之基礎上控制。 24·如申清專利範圍第2 3項之薄膜電晶體製造系統，其中在 該評估裝置中，用於準分子雷射退火之一準分子雷射之 -35- 本紙張尺·度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 544937 8 8 8 8 A B c D 申請專利範圍 能量密度係經控制，以致於一低對比區内之對比與一高 對比區内之對比間之一對比率較高於一特定值，且一由 連續低對比區組成之部分之面積較小於一特定值。 -36- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210 X 297公釐）
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