專利名稱：形成半導(dǎo)體薄膜的方法及半導(dǎo)體薄膜檢查裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形成適合于制造例如液晶顯示器或有機(jī)EL(電致發(fā) 光)顯示器中所用的TFT(薄膜晶體管)基板的半導(dǎo)體薄膜的方法及該半導(dǎo) 體薄膜的檢查裝置。
背景技術(shù)：
在有源矩陣液晶顯示器或使用有機(jī)EL器件的有機(jī)EL顯示器中，會用 到TFT基板。通過在基板上形成非晶半導(dǎo)體薄膜或具有比較小的粒徑的 多晶半導(dǎo)體薄膜，并以激光束照射使非晶半導(dǎo)體薄膜或多晶半導(dǎo)體薄膜 退火而生長出半導(dǎo)體薄膜晶體，通過使用所述半導(dǎo)體薄膜晶體形成作為 驅(qū)動元件的TFT，從而形成TFT基板。
作為使用激光束的退火裝置的光源，迄今使用的是對半導(dǎo)體薄膜具 有高吸收率并能得到大的脈沖光輸出的準(zhǔn)分子(excimer)激光器。然而， 由于準(zhǔn)分子激光器是氣體激光器，所以脈沖的輸出強(qiáng)度不穩(wěn)定。因此， 使用準(zhǔn)分子激光器形成的TFT的特性不穩(wěn)定，從而容易引起使用該TFT的 顯示器顯示不均。
因此，為避免由于氣體激光器中的脈沖強(qiáng)度的變化引起的圖像質(zhì)量 的下降，有人提出了例如日本專利申請公開公報2003-332235號中所述的 使用具有高的輸出穩(wěn)定性的激光二極管作為光源的退火裝置。然而，和 從準(zhǔn)分子激光器等得到的光輸出相比，從激光二極管得到的光輸出非常小，從而在退火處理中光束的大小也很小。因此，TFT基板的每單位面 積的退火處理時間增加了，從而引起生產(chǎn)率的下降或制造成本的上升。
于是，為了在退火處理中達(dá)到更高的生產(chǎn)量，有人提出了例如日本 專利申請公開公報2004-153150號中所述的退火方法，其中多個激光源彼 此相鄰排列，且來自多個激光源的多個激光束同時照射于非晶半導(dǎo)體薄 膜上的多個區(qū)域，從而減少了掃描時間并提高了生產(chǎn)率。
另一方面，使用所述激光二極管控制半導(dǎo)體薄膜的結(jié)晶的方法已由 退火裝置中所包括的激光束強(qiáng)度監(jiān)測裝置實現(xiàn)。例如，如日本專利申請 公開公報2005-101202號中所述的監(jiān)測激光束強(qiáng)度的方法中，單個強(qiáng)度測 量部被用于多個激光光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)路徑，因此一個強(qiáng)度測量部在激光 光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)路徑上方移動以便感測每個光學(xué)路徑上的光，從而多個 激光光學(xué)系統(tǒng)的每一個的照射能量由一個強(qiáng)度測量部測量。
而且，例如，日本專利申請公開公報2002-319606號公開了基于退火 區(qū)域的照射光通過確定亮度的高值和低值來評價退火區(qū)域(結(jié)晶區(qū)域)中 的結(jié)晶度的方法。更具體地說，根據(jù)結(jié)晶區(qū)域中的高結(jié)晶度和低結(jié)晶度 的狀態(tài)來評價結(jié)晶度。
然而，在如日本專利申請公開公報2004-153150號中所述的通過使用 多個激光束進(jìn)行退火處理的情況中，激光源發(fā)出的光的發(fā)散角之間存在 個體差異。而且，即使在布置了均勻照射光學(xué)系統(tǒng)以矯正所述個體差異 的情況中，仍會發(fā)生調(diào)整誤差等。因此，在使用多個激光束進(jìn)行退火處 理的情況中，照射于待照射對象上的激光的大小或強(qiáng)度不可避免地出現(xiàn) 差異。
而且，在日本專利申請公開公報2005-101202號的情況中，僅監(jiān)測了 每個激光源的激光束的強(qiáng)度(功率)，因此難以監(jiān)測由于聚焦位置、光學(xué)系 統(tǒng)的像差等造成的待照射對象的表面上的功率密度的細(xì)微差異。從而， 該功率密度的差異引起待照射對象(半導(dǎo)體薄膜)上的退火效果的差異以 及由在半導(dǎo)體薄膜上的位置不同引起的結(jié)晶度的差異，因此，根據(jù)激光 束不同，所形成的TFT的特性有所不同。所述TFT之間的特性不同可導(dǎo)致 顯示器的顯示不均。不僅在上述的使用多個激光源進(jìn)行退火處理的情況中，而且在使用單個激光源進(jìn)行退火處理的情況中，都可能出現(xiàn)所述半 導(dǎo)體薄膜上的激光退火效果的差異(由薄膜上的位置不同造成的效果的
差異)。
而且，在日本專利申請公開公報2002-319606號中，在一些情況(例如 在微晶體的粒徑為幾十nm以下的情況)下，在結(jié)晶區(qū)域觀察不到上述特性 狀態(tài)。因此，在這種情況下，難以評價結(jié)晶度，因此需要一種高精度的 評價方法。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述背景技術(shù)的問題，需要提供一種半導(dǎo)體薄膜的形成方法， 其中，當(dāng)形成半導(dǎo)體薄膜時，能夠以高精度評價通過使用由激光退火造 成的結(jié)晶形成的半導(dǎo)體薄膜的結(jié)晶度，還需要提供一種相應(yīng)的半導(dǎo)體薄 膜檢查裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種半導(dǎo)體薄膜的形成方法，其 包括以下步驟在基板上形成非晶半導(dǎo)體薄膜；通過對非晶半導(dǎo)體薄膜 照射激光以對非晶半導(dǎo)體薄膜有選擇地進(jìn)行加熱處理，從而使被激光照 射的區(qū)域中的非晶半導(dǎo)體薄膜結(jié)晶，從而在每個元件區(qū)域中局部地形成 結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜；以及檢查結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜的結(jié)晶度。而且，所述檢査
步驟包括通過對結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜和非晶半導(dǎo)體薄膜照射光以確定結(jié)晶 區(qū)域的亮度和未結(jié)晶區(qū)域的亮度之間的對比度，并根據(jù)所確定的對比度 進(jìn)行結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜的篩選(screening)。
在根據(jù)本發(fā)明的實施例的形成半導(dǎo)體薄膜的方法中，當(dāng)在基板上形 成非晶半導(dǎo)體薄膜之后，對非晶半導(dǎo)體薄膜照射激光以對非晶半導(dǎo)體薄
膜有選擇地進(jìn)行加熱處理，從而使被激光照射的區(qū)域的非晶半導(dǎo)體薄膜 結(jié)晶，由此在每個元件區(qū)域中局部地形成結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜。然后，檢查 結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜的結(jié)晶度。這里，在所述檢查步驟中，通過對結(jié)晶半導(dǎo) 體薄膜和非晶半導(dǎo)體薄膜照射光以確定結(jié)晶區(qū)域的亮度和未結(jié)晶區(qū)域的
亮度之間的對比度，并基于所確定的對比度進(jìn)行結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜的篩選。 于是，當(dāng)基于結(jié)晶區(qū)域的亮度和未結(jié)晶區(qū)域的亮度之間的對比度對結(jié)晶 半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行篩選時，可實現(xiàn)比以往更可靠的篩選。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種半導(dǎo)體薄膜檢查裝置，這是 用于結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜的結(jié)晶度檢査裝置，其中通過對基板上的非晶半導(dǎo) 體薄膜照射激光以對非晶半導(dǎo)體薄膜有選擇地進(jìn)行加熱處理，使被激光 照射的區(qū)域的非晶半導(dǎo)體薄膜結(jié)晶，從而在每個元件區(qū)域中局部地形成 結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜。所述半導(dǎo)體薄膜檢査裝置包括用于將基板安裝在上
面的臺，所述基板包括形成于其上的結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜；光源，其對結(jié)晶 半導(dǎo)體薄膜和非晶半導(dǎo)體薄膜照射光；導(dǎo)出部(derivation section),其用
于根據(jù)從光源發(fā)出的光確定結(jié)晶區(qū)域的亮度和未結(jié)晶區(qū)域的亮度之間的 對比度；以及篩選部，其基于由導(dǎo)出部確定的對比度對結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜 進(jìn)行篩選。
在根據(jù)本發(fā)明的實施例的半導(dǎo)體薄膜檢査裝置中，基板上每個元件 區(qū)域中局部地形成有結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜，在該基板上，光從光源照射到結(jié) 晶半導(dǎo)體薄膜和非晶半導(dǎo)體薄膜上。并且，根據(jù)從光源發(fā)出的光，確定
結(jié)晶區(qū)域的亮度和未結(jié)晶區(qū)域的亮度之間的對比度，并根據(jù)確定的對比 度對結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行篩選。由于對結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜的篩選是根據(jù)結(jié) 晶區(qū)域的亮度和未結(jié)晶區(qū)域的亮度之間的對比度，從而可以實現(xiàn)比以往 更可靠的篩選。
在根據(jù)本發(fā)明的實施例的半導(dǎo)體薄膜的形成方法中，在檢査結(jié)晶半 導(dǎo)體薄膜的結(jié)晶度的步驟中，將光照射于結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜和非晶半導(dǎo)體
薄膜上，從而確定結(jié)晶區(qū)域的亮度和未結(jié)晶區(qū)域的亮度之間的對比度， 并根據(jù)所確定的對比度對結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行篩選，由此實現(xiàn)比以往更 可靠的篩選。因此，當(dāng)通過激光退火使用結(jié)晶形成半導(dǎo)體薄膜時，可以 比以往更高的精度評價結(jié)晶度。
在根據(jù)本發(fā)明的實施例的半導(dǎo)體薄膜的檢查裝置中，將來自于光源 的光照射于結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜和非晶半導(dǎo)體薄膜上，從而確定結(jié)晶區(qū)域的 亮度和未結(jié)晶區(qū)域的亮度之間的對比度，并根據(jù)確定的對比度對結(jié)晶半 導(dǎo)體薄膜進(jìn)行篩選，由此實現(xiàn)比以往更可靠的篩選。因此，當(dāng)通過激光 退火使用結(jié)晶形成半導(dǎo)體薄膜時，可以比以往更高的精度評價結(jié)晶度。
以下描述將更充分地體現(xiàn)本發(fā)明的其它的和進(jìn)一步的目的、特征以 及優(yōu)點。
圖l是根據(jù)本發(fā)明的實施例的半導(dǎo)體薄膜檢查裝置的整體配置的圖
示；
圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的形成半導(dǎo)體薄膜的方法的部分主 要步驟的剖面圖3是圖示圖2的步驟之后的步驟的剖面圖4是圖示了圖3的步驟之后的步驟的剖面圖5是圖示了圖4的步驟之后的步驟(檢査步驟)的例子的流程圖6是表示激光照射區(qū)域及未照射區(qū)域的透射特性的示意圖7A和圖7B是用于說明計算對比度的表達(dá)式的示意圖8是表示圖5所示的檢查步驟中所用的照射強(qiáng)度、對比度以及電氣 特性之間的相關(guān)性的例子的圖9是用于說明校正y特性的方法的圖10是用于說明由y特性的校正引起的照射強(qiáng)度與對比度之間的對 應(yīng)關(guān)系的變化的圖ll是用于說明根據(jù)本發(fā)明的評價技術(shù)與相關(guān)技術(shù)中的評價技術(shù)的 圖示；
圖12A和圖12B是表示根據(jù)本發(fā)明的變化例1的檢查步驟的剖面圖13是表示根據(jù)本發(fā)明的變化例2的檢査步驟的剖面圖14是表示根據(jù)本發(fā)明的變化例3的檢查步驟的剖面圖15是根據(jù)本發(fā)明的變化例4到6的半導(dǎo)體薄膜檢査裝置的整體配置 的圖示；
圖16是表示根據(jù)本發(fā)明的變化例4的檢査步驟的剖面圖； 圖17是表示根據(jù)本發(fā)明的變化例5的檢查步驟的剖面圖18是表示根據(jù)本發(fā)明的變化例6的檢査步驟的剖面圖；圖19是表示根據(jù)本發(fā)明的變化例7的檢査步驟的示意圖； 圖20是表示根據(jù)本發(fā)明的變化例8的檢査步驟的示意圖21A和圖21B是表示根據(jù)本發(fā)明的變化例9的檢查步驟的示意圖22A到圖22C是表示根據(jù)本發(fā)明的變化例9的校正處理的例子的示 意圖23A和圖23B是表示圖22A到圖22C之后的校正處理的示意圖24是根據(jù)變化例9的校正處理之前的測量圖像的例子的圖示；
圖25是根據(jù)變化例9的校正處理之后的測量圖像的例子的圖示；
圖26是根據(jù)變化例9的校正處理之前和之后的對比度的變化的例子 的圖示；
圖27是表示包括由圖2到圖5的步驟形成的半導(dǎo)體薄膜的TFT基板的 配置的例子的剖面圖。
具體實施例方式
以下參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖l表示根據(jù)本發(fā)明的實施例的半導(dǎo)體薄膜檢査裝置(檢查裝置l)的 整體配置。檢查裝置l例如用于在制造具有底柵型結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管(底 柵型TFT)的步驟中形成的硅半導(dǎo)體膜。更具體地，檢査裝置l是用于Si(硅) 薄膜基板2(如下所述，薄膜基板2是通過在透明基板上形成a-Si(非晶硅) 膜(非晶半導(dǎo)體薄膜)，并隨后對a-Si膜有選擇地照射激光以在a-Si膜上進(jìn) 行退火處理，從而使照射區(qū)域(下述的照射區(qū)域41)結(jié)晶，由此在每個元件 區(qū)域(像素)中局部地形成有p-Si(多晶硅)膜(結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜)的基板)的結(jié) 晶度檢査裝置。檢査裝置l包括活動臺ll、 LED(發(fā)光二極管)12、物鏡13、 CCD(電荷耦合器件)照相機(jī)14、圖像處理計算機(jī)15以及控制計算機(jī)16。在 以下描述中，使用p-Si膜作為結(jié)晶Si薄膜的例子，然而也可以使用微晶Si 膜。
在活動臺ll上，安裝(支撐)有作為待檢查對象的Si薄膜基板2，且活 動臺11可以響應(yīng)于由下述的控制計算機(jī)16所提供的控制信號S在附圖中的X軸方向或Y軸方向上任意移動。而且，活動臺ll由能使從下述的 LED12發(fā)出的光(照射光Lout)透過臺ll照射到Si薄膜基板2中的材料(例 如玻璃板)制成。
LED12是從活動臺ll的背側(cè)(安裝有S溝膜基板2的表面的對側(cè))對Si 薄膜基板2照射光(照射光Lout)的光源。作為照射光Lout，因為綠光或單 色光不同于白光，它們不依賴于光譜分布，因此可進(jìn)行更廣泛的測量， 故LED12優(yōu)選使用以大約500到600nm的波長區(qū)域作為中心波長的綠光或 波長區(qū)域大約為500到600nm的單色光。更具體地說，在白光光源中，在 使用多個測量裝置的情況下，或光源被替換等情況下，因光譜分布是不 同的，所以下述的對比度值會變化。另一方面，在使用綠光光源或單色 光光源的情況下，不必?fù)?dān)心這種變化。此外，除了高亮度LED，還可使 用顯微鏡的燈等作為光源。
物鏡13是用于放大并檢測從LED12發(fā)出并透過活動臺ll和Si薄膜基 板2的照射光Lout(透射光)的光學(xué)器件。而且，CCD照相機(jī)14是對波長區(qū) 域大約為500到600nm的光高度敏感的照相機(jī)，并包括CCD圖像傳感器作 為其攝像器件，從而CCD照相機(jī)14拍攝S溝膜基板2中的a-S鵬沐結(jié)晶區(qū) 域)和p-Si膜(結(jié)晶區(qū)域)的透射顯微鏡圖像(透射圖像)。
圖像處理計算機(jī)15根據(jù)由物鏡13和CCD照相機(jī)14得到的a-Si膜和 p-Si膜的透射圖像進(jìn)行p-Si膜的篩選(進(jìn)行檢査處理)。更具體地，首先獲 取由CCD照相機(jī)14所提供的透射圖像數(shù)據(jù)D1，分析透射圖像數(shù)據(jù)D1的圖 像亮度，以確定形成于Si薄膜基板2上的p-Si膜(結(jié)晶區(qū)域)的透射亮度與 a-Si膜(未結(jié)晶區(qū)域)的透射亮度之間的對比度，并根據(jù)所確定的對比度， 由圖像處理計算機(jī)15進(jìn)行篩選以判斷形成于Si薄膜基板2上的p-Si膜是合 格產(chǎn)品還是缺陷產(chǎn)品。下面將詳細(xì)描述由圖像處理計算機(jī)15進(jìn)行的檢査 處理。
控制計算機(jī)16基于控制信號S執(zhí)行對LED12發(fā)出的照射光Lout的光 照控制，對LED12、物鏡13以及CCD照相機(jī)14的移動位置的控制和對物 鏡13的切換控制等。其中，關(guān)于移動位置的控制，控制計算機(jī)16進(jìn)行控 制以使LED12、物鏡13以及CCD照相機(jī)14相對于安裝在活動臺ll上的Si 薄膜基板2作相對位移。在此，LED12對應(yīng)于本發(fā)明中"光源"的具體例子。而且，物鏡13、 CCD照相機(jī)14以及圖像處理計算機(jī)15對應(yīng)于本發(fā)明中"導(dǎo)出部"的具體 例子。物鏡13與CCD照相機(jī)14對應(yīng)于本發(fā)明中"導(dǎo)出部的光學(xué)系統(tǒng)"的 具體例子。圖像處理計算機(jī)15對應(yīng)于本發(fā)明中"篩選部"的具體例子。 控制計算機(jī)16對應(yīng)于本發(fā)明中"控制部"的具體例子。
接下來，參照圖2到圖10，將描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括使用圖 l所示的檢查裝置l進(jìn)行檢査步驟的半導(dǎo)體薄膜的形成方法。圖2到圖4圖 示了根據(jù)本實施例的半導(dǎo)體薄膜的形成方法的部分主要步驟的剖面圖 (Z-X剖面圖)。此外，圖5圖示了圖4的步驟之后的檢査步驟的例子的流程 圖。
首先，如圖2所示，例如通過光刻方法，在諸如玻璃基板等透明基板 20(例如基板的尺寸大約為550mmX650mm)上依次形成柵極21、柵極絕緣 膜221和222以及a-Si膜230。柵極21例如由鉬(Mo)制成，柵極絕緣膜221 例如由硅氮化物(SilSg制成，且柵極絕緣膜222例如由硅氧化物(Si02) 制成。
然后，如圖3所示，通過使用激光二極管光源(未圖示)將激光L1局部 地照射于透明基板20上的a-Si膜230上以便在a-Si膜230上有選擇地進(jìn)行退 火處理(加熱處理)，從而使a-Si膜230在每個元件區(qū)域(對應(yīng)于將Si薄膜基 板2應(yīng)用于顯示器的情況下的每個像素)中局部地結(jié)晶。更具體地，例如， 如圖4所示，在被激光L1照射的照射區(qū)域41上進(jìn)行退火處理以使照射區(qū)域 41結(jié)晶，從而照射區(qū)域41變成其中形成有p-Si膜23的結(jié)晶區(qū)域51。另一方 面，在未被激光L1照射的未照射區(qū)域40上不進(jìn)行退火處理，從而未照射 區(qū)域40不會結(jié)晶，而是變成其中依然形成有a-Si膜230的未結(jié)晶區(qū)域50。
隨后，如圖5中的步驟S101到S104所示，由圖l所示的檢查裝置對形 成于透明基板20上的p-Si膜23的結(jié)晶狀態(tài)(結(jié)晶度)進(jìn)行檢査。
更具體地，首先，上面形成有p-Si膜23的Si薄膜基板2安裝于活動臺 ll上，并由LED12從活動臺ll的背側(cè)(安裝有Si薄膜基板2的表面的對側(cè)) 將照射光Lout照射于p-Si膜(結(jié)晶區(qū)域51)和a-S鵬(未結(jié)晶區(qū)域50)，物鏡13 與CCD照相機(jī)14感測透過活動臺ll與Si薄膜基板2的透射光以拍攝圖像，且隨后圖像處理計算機(jī)15得到p-Si膜23(結(jié)晶區(qū)域51)和a-Si膜230(未結(jié)晶 區(qū)域50)的透射圖像(透射圖像數(shù)據(jù)D1)(圖5中的步驟S101)。此時，響應(yīng)于 由控制計算機(jī)16提供的控制信號S， LED12、物鏡13以及CCD照相機(jī)14相 對于安裝在活動臺ll上的Si薄膜基板2作相對位移，從而可得到p-Si膜23 上的多個點處的透射圖像。
隨后，圖像處理計算機(jī)15根據(jù)得到的透射圖像(透射圖像數(shù)據(jù)D1)確 定p-Si膜23(結(jié)晶區(qū)域51)的透射亮度和a-Si膜230(未結(jié)晶區(qū)域50)的透射亮 度之間的對比度(透射對比度)(步驟S102)。對比度由下述表達(dá)式(l-l)和 (l-2)所定義。由于Si膜的結(jié)晶度高度依賴于退火處理中的能量密度(照射 強(qiáng)度)，故Si膜的透射率隨著結(jié)晶區(qū)域的擴(kuò)大或晶體尺寸的增加而增加。 因此，例如，如圖6所示，通過使用結(jié)晶區(qū)域51(照射區(qū)域41)的透射強(qiáng)度(透 射亮度)與未結(jié)晶區(qū)域50(未照射區(qū)域40)的透射強(qiáng)度(透射亮度)(其中照射 區(qū)域41的透射強(qiáng)度是^(;i)，而未照射區(qū)域40的透射強(qiáng)度是/j;i))之間的 差異確定對比度。此外，作為結(jié)晶區(qū)域51，除了可以使用上述p-Si膜，還 可以使用微晶Si膜。
數(shù)學(xué)表達(dá)式l
"bPffr_ (照射區(qū)域的平均水平-未照射區(qū)域的平均水平) (照射區(qū)域的平均水平+未照射區(qū)域的平均水平)
"bPf—(照射區(qū)域的平均水平-未照射區(qū)域的平均水平)
未照射區(qū)域的平均水平
<formula>formula see original document page 14</formula>
這里，上述表達(dá)式(l-l)是用于計算被稱為Michelson對比度的表達(dá)式。 Michelson對比度表示最亮的白色與最暗的黑色之間的對比度，且更具體 地，例如，如圖7A所示，Michelson對比度基本上用于表示規(guī)則的正弦亮 暗條紋之間的對比度。根據(jù)表達(dá)式中的定義，作為對比度的值，使用O到 l的值(無量綱的量，無單位)，且許多情況下對比度的值由％對比度(0到 100%)表示。
另一方面，上述表達(dá)式(l-2)是用于計算被稱為Weber對比度的對比度 的表達(dá)式。例如，如圖7B所示，Weber對比度用于具有清晰邊緣的圖案出 現(xiàn)于均勻且寬闊的背景中的情況或者背景的光強(qiáng)度大致均勻的情況中。接著，例如如圖8所示，根據(jù)所確定的透射對比度，通過使用透射對 比度、獲得透射圖像時的光照射強(qiáng)度以及電氣特性之間的相互關(guān)系，圖
像處理計算機(jī)15預(yù)測期望得到的p-Si膜23的電氣特性(器件電氣特性；例 如，TFT中源極與漏極之間流動的電流值)(步驟S103)。預(yù)先形成如圖8所 示的相互關(guān)系的特性圖。
這樣，例如，在相鄰TFT之間的電氣特性的變化小到大約3n/。以下的 情況下，例如圖8所示，實驗結(jié)果需要滿足以下(1)到(3)點。
(1) 照射強(qiáng)度和透射對比度之間具有大致線性地增加的關(guān)系(成比例關(guān) 系)。
(2) 隨著透射對比度增加，器件電氣特性也增加。
(3) 當(dāng)照射強(qiáng)度被控制為透射對比度恒為特定值時，器件電氣特性也為常
且 里。
而且，在使用TFT的顯示器的情況中，通常，當(dāng)相鄰像素之間的亮 度差異在3%以下時，認(rèn)為從視覺上難以分辨該差異。換言之，當(dāng)TFT之 間的電流值差異在3%以下時，該差異不能從視覺上分辨。因此，例如結(jié) 果是，當(dāng)預(yù)先畫出對應(yīng)于上述第(2)點的曲線，從而確定出該曲線的微分 系數(shù)且對比度差異落入0.03/微分系數(shù)的范圍內(nèi)時，TFT之間的電流值差 異可達(dá)到3%以下。
而且，此時，例如如圖9和圖10所示，優(yōu)選地由圖像處理計算機(jī)15校 正照射強(qiáng)度與透射對比度之間的y特性(CCD照相機(jī)14的特性等+由光反 應(yīng)引起的材料的透射特性)，以使y特性V的y值4?；蛘撸瑑?yōu)選地，預(yù)先 使用在照射強(qiáng)度與透射對比度之間y值4的y特性，因為當(dāng)這樣使用y值 =1的7特性時，可以以更高的精度進(jìn)行結(jié)晶度的評價。然而，在想要照 射強(qiáng)度的更寬的動態(tài)范圍的情況下，優(yōu)選地使用y值為l以下的y特性。
更具體地，滿足以下(I)到(III)點，其中照射區(qū)域41的透射亮度值為A， 未照射區(qū)域40的透射亮度值為B，透射對比度為C，透射強(qiáng)度為I,透射率 為T，預(yù)定系數(shù)為K。
(I)在/ = 1的情況下(在y特性為線性特性的情況下)此時，根據(jù)由下述表達(dá)式(2)表示的照射區(qū)域41的相關(guān)表達(dá)式和由下 述表達(dá)式(3)表示的未照射區(qū)域40的相關(guān)表達(dá)式確定由表達(dá)式(4)表示的 透射對比度C。這樣，表達(dá)式(4)中的透射對比度C不依賴于透射強(qiáng)度I。 從而說明透射對比度C不依賴于光量，因此不必校正。
數(shù)學(xué)表達(dá)式2
<KA=TaCI ......(2)
、KB=Tbn ……(3)
T —丁 C= ab ......(4)
T"+Tb
(II) 在y # 1的情況下(在r特性為/次方特性的情況下)
在此情況下，根據(jù)由下述表達(dá)式(5)表示的照射區(qū)域41的相關(guān)表達(dá)式 和由下述表達(dá)式(6)表示的未照射區(qū)域40的相關(guān)表達(dá)式確定由下述表達(dá)式 CO表示的透射對比度C。這樣，表達(dá)式(7)中的透射對比度C不依賴于透射 強(qiáng)度I，因此，透射對比度C不依賴于光量。然而，該表達(dá)式說明，依賴 于已預(yù)先確定的y值，有必要進(jìn)行校正以便例如使y特性的y = 1 。
數(shù)學(xué)表達(dá)式3
KA=K(Ta[F)……(5) KB=K(TbDT) ......(6)
T ^ — T尸
C= " b……(7)
T尸+丁 ^
(III) 在y^l的情況下(在y特性為y次方特性，且未照射區(qū)域40的/特性 不同于照射區(qū)域41的y特性(7值彼此不同)的情況下)
在此情況下，根據(jù)由下述表達(dá)式(8)表示的照射區(qū)域41的相關(guān)表達(dá)式 和由下述表達(dá)式(9)表示的未照射區(qū)域40的相關(guān)表達(dá)式確定由下述表達(dá)式 (IO)表示的透射對比度C。這樣，表達(dá)式(10)中的透射對比度C依賴于透射 強(qiáng)度I，因此，透射對比度C依賴于光量。因此，該表達(dá)式說明，依賴于 已預(yù)先確定的y值和測量中的光量，有必要進(jìn)行校正以便例如使y特性的 = 1 。
數(shù)學(xué)表達(dá)式4ka=ka(tadi)y。 、KB=K6(Tba"
c—KaDT/a-K6arb"D^": t "+t "[Y("6-口)
接下來，通過使用例如圖8所示的透射對比度、照射強(qiáng)度與器件電氣 特性之間的相互關(guān)系，圖像處理計算機(jī)15進(jìn)行p-Si膜23的篩選(進(jìn)行篩選 以判斷p-Si膜23是合格產(chǎn)品還是缺陷產(chǎn)品)(步驟S104)。更具體地，根據(jù)步 驟S103中預(yù)測的器件電氣特性的值，進(jìn)行篩選以判斷p-Si膜23是合格產(chǎn)品 還是缺陷產(chǎn)品。從而，完成對形成于透明基板20上的p-Si膜23的結(jié)晶度檢 査處理。
于是，在本實施例中，透明基板20上形成有a-Si膜230，并隨后局部 地對a-Si膜230照射激光Ll以有選擇地在a-Si膜230上進(jìn)行退火處理(加熱 處理)，從而使照射區(qū)域41中的a-Si膜230結(jié)晶以便在每個元件區(qū)域(像素) 中局部地形成p-Si膜23。隨后，由檢查裝置l檢査p-Si膜23的結(jié)晶度(進(jìn)行 檢査處理)。這里，在檢查處理中，由LED12從活動臺11的背側(cè)將照射光 Lout照射到p-Si膜23和a-Si膜230上，其中活動臺ll上安裝有上面形成有 p-Si膜23和a-Si膜230的透明基板20(Si薄膜基板2)，且透過活動臺ll以及 p-Si膜23或a-Si膜230的透射光通過物鏡13由CCD照相機(jī)14感測到，從而 得到p-Si膜23和a-Si膜230的透射圖像(透射圖像數(shù)據(jù)Dl)。然后，在得到透 射圖像數(shù)據(jù)D1的圖像處理計算機(jī)15中，確定p-Si膜23(結(jié)晶區(qū)域51)的透射 亮度與a-Si膜230(未結(jié)晶區(qū)域50)的透射亮度之間的透射對比度，并根據(jù) 所確定的透射對比度進(jìn)行p-Si膜23的篩選。于是，當(dāng)根據(jù)結(jié)晶區(qū)域51的透 射亮度與未結(jié)晶區(qū)域50的透射亮度之間的透射對比度進(jìn)行對p-Si膜23的 篩選時，可實現(xiàn)比以往更可靠的篩選(例如，即使在微晶Si膜的粒徑為幾 十nm以下等情況中，仍可實現(xiàn)可靠的篩選)。
而且，當(dāng)根據(jù)該透射對比度進(jìn)行篩選時，例如圖ll所示，和相關(guān)技 術(shù)中的作為評價技術(shù)的橢偏光譜法(spectroscopic ellipsometry method)、 拉曼光譜(Raman spectroscopy)法、SEM(掃描電子顯微鏡)方法以及 TEM(透射電子顯微鏡)方法相比，可以實現(xiàn)極其快速的評價，并能實現(xiàn) 對細(xì)微區(qū)域的非接觸和無損檢査，還可進(jìn)行數(shù)值定量化。
'(8) (9)如上所述，在本實施例中，在對p-Si膜23的結(jié)晶度檢査處理中，由 LED12將照射光Lout照射到p-Si膜23和a-Si膜230上，從而得到p-Si膜23和 a-Si膜230的透射圖像(透射圖像數(shù)據(jù)Dl)，并在圖像處理計算機(jī)15中確定 p-S鵬23(結(jié)晶區(qū)域51)的透射亮度與a-S鵬230(未結(jié)晶區(qū)域50)的透射亮度 之間的透射對比度，并根據(jù)所確定的透射對比度進(jìn)行p-Si膜23的篩選，從 而可實現(xiàn)比以往更可靠的篩選。因此，在通過激光退火使用結(jié)晶形成Si 薄膜的過程中，以比以往更高的精度評價Si薄膜的結(jié)晶度(例如，在CCD 照相機(jī)14的灰度是12位的情況下，能夠以l/4096的精度進(jìn)行評價)。因此， 即使在出現(xiàn)由于焦點位置存在微小差異或發(fā)散角存在差異而引起激光束 直徑存在微小差異、或由于光學(xué)系統(tǒng)的微小像差等造成的對被照射光 Lout照射的對象(a-Si膜230)的功率密度存在差異等情況下，在退火處理中 由激光二極管造成的結(jié)晶仍是可控的。而且，降低了p-Si膜23上的照射區(qū) 域之間的晶粒大小或其它特性的差異。此外，對Si薄膜基板2進(jìn)行了非接 觸和無損結(jié)晶度檢查，因此可以短時間進(jìn)行具有高重復(fù)性的結(jié)晶監(jiān)測。
更具體地，通過所確定的透射對比度、獲得透射圖像時光的照射強(qiáng) 度以及在p-Si膜23中得到的預(yù)測電氣特性之間的相互關(guān)系進(jìn)行p-Si膜23 的篩選，因此可得到上述效果。
此外，和相關(guān)技術(shù)中的評價技術(shù)相比，可以及其快速地實現(xiàn)評價， 因此可進(jìn)行實時測量。因此，在進(jìn)行退火處理的同時可進(jìn)行實時反饋。
而且，根據(jù)照射光Lout的透射光得到p-Si膜23和a-Si膜230的透射圖像 (透射圖像數(shù)據(jù)D1)，并根據(jù)該透射圖像來確定對比度(透射對比度)。從 而和下述的使用反射圖像的情況相比，能夠以更高的精度進(jìn)行評價。
在預(yù)先使用照射強(qiáng)度與透射對比度之間的^值=1的^特性的情況下， 或在照射強(qiáng)度與透射對比度之間的y特性被校正從而使y值=1的情況下， 可以以更高的精度進(jìn)行結(jié)晶度評價。另一方面，在使用照射強(qiáng)度與透射 對比度之間的y特性的y值為l以下的情況下，可以擴(kuò)大照射強(qiáng)度的動態(tài) 范圍。
和使用多波長光源的情況相比，當(dāng)使用單色波長光源(綠光光源)時， 可以以更高的精度進(jìn)行評價。更具體地，例如在使用單色波長光源的情況下，根據(jù)由下述表達(dá)式(11)表示的照射區(qū)域41的透射強(qiáng)度/"a)與由下 述表達(dá)式(12)表示的未照射區(qū)域40的透射強(qiáng)度/,(;t)確定由下述表達(dá)式 (13)表示的透射對比度CNT。這樣，表達(dá)式(13)中的透射對比度CNT不依 賴于透射強(qiáng)度&(;i)和透射強(qiáng)度厶(;i)，從而透射對比度CNT不受光源的 光譜分布的影響，并能夠以更高的精度進(jìn)行測量評價。另一方面，例如 在使用多波長光源的情況下，根據(jù)由下述表達(dá)式(14)表示的照射區(qū)域41 的功率PH和由下述表達(dá)式(15)表示的未照射區(qū)域40的功率PL確定由下述 表達(dá)式(16)表示的透射對比度CNT。這樣，表達(dá)式(16)中的透射對比度 CNT依棘于功率Ph和功率Pp從而透射對比度CNT要受到光源的光譜分
布的影響。 數(shù)學(xué)表達(dá)式5
<formula>formula see original document page 19</formula>
當(dāng)獲得p-Si膜23和a-Si膜230的透射圖像(透射圖像數(shù)據(jù)Dl)時，使用綠 光作為照射到p-S鵬23和a-Si膜230上的光(照射光Lout)，因此可進(jìn)行更廣 泛的測量。
在退火處理中通過使用多個激光源照射激光L1的情況下，可以通過 提高退火處理的輸出量進(jìn)行短時間的退火處理。而且，即使在按此方式 使用多個激光源的情況下，通過進(jìn)行上述檢査處理，可避免激光強(qiáng)度變 化帶來的影響，且可降低p-Si膜23的特性中的面內(nèi)變化。
響應(yīng)于由控制計算機(jī)16提供的控制信號S， LED12、物鏡13以及CCD 照相機(jī)14相對于安裝在活動臺ll上的Si薄膜基板2作相對位移，因此可得到p-Si膜23和a-Si膜230上多個點處的透射圖像，并可在所述多個點處進(jìn) 行檢查。
以下將描述本發(fā)明的一些變化例。實施例中類似的元件以相同的附 圖標(biāo)記表示且不再對其進(jìn)行描述。
變化例l
圖12B是用于描述根據(jù)變化例1的檢查處理的剖面圖(Z-X剖面圖)。在 本變化例中，在形成p-Si膜23的步驟中，將激光Ll照射于a-Si膜230上的 光吸收層231，從而間接地對a-Si膜230進(jìn)行加熱處理。換言之，在上述實 施例中，例如如圖12A所示，在形成p-Si膜23的步驟中，將激光L1照射于 a-Si膜230上，從而直接對a-Si膜230進(jìn)行加熱處理。但在本變化例中，間 接地對a-Si膜230進(jìn)行加熱處理。
在本變化例中，可以在其中仍層疊有光吸收層231的狀態(tài)下進(jìn)行測 量。換言之，透射率在去除光吸收層231之前和之后表現(xiàn)出很強(qiáng)的相互關(guān) 聯(lián)性，因此當(dāng)預(yù)先形成對應(yīng)表時，可以在不去除光吸收層231的情況下預(yù) 測對比度的值。
此外應(yīng)當(dāng)注意，在圖12A與圖12B中，當(dāng)光同時穿過兩層、即同時穿 過光吸收層231和柵極21的圖案時，透射強(qiáng)度變?yōu)镺，從而難以進(jìn)行評價。
變化例2和3
圖13是用于描述根據(jù)變化例2的檢査步驟的剖面圖(Z-X剖面圖)。此 外，圖14是用于描述根據(jù)變化例3的檢查步驟的剖面圖(Z-X剖面圖)。變 化例2和3對應(yīng)于具有頂柵型結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管(頂柵型TFT)的制造步驟 的評價方法。在變化例3中，如上述變化例l的情況，通過使用光吸收層 231間接地對a-Si膜230進(jìn)行加熱處理。
同樣在變化例2和3中，應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)光同時穿過兩層、即同時穿過 光吸收層231和柵極21的圖案時，透射強(qiáng)度變?yōu)镺，從而難以進(jìn)行評價。
變化例4到6
圖15表示根據(jù)變化例4到6的半導(dǎo)體薄膜檢查裝置(檢査裝置1A)的 整體配置。在檢査裝置1A中，根據(jù)照射光Lout的反射光得到p-Si膜23和a-Si膜230的反射圖像(反射圖像數(shù)據(jù)D2),并根據(jù)反射圖像確定對比度(反 射對比度p-S鵬23(結(jié)晶區(qū)域51)的反射亮度與a-S鵬230(未結(jié)晶區(qū)域50) 的反射亮度之間的對比度)。之后，根據(jù)所確定的反射對比度進(jìn)行p-Si膜 23的篩選。為確定該反射對比度，如在透射對比度的情況中一樣，可使 用上述表達(dá)式(l-l)或(l-2)。此外，LED2可布置于活動臺11上方，來自于 LED12的照射光Lout通過光束分離器(未圖示)照射給Si薄膜基板2。
例如在圖16所示的變化例4中，在以直接加熱方法制造底柵型TFT的 步驟中使用檢査裝置1A進(jìn)行評價。例如，在圖17所示的變化例5中，在以 間接加熱方法制造底柵型TFT的步驟中使用檢査裝置1A進(jìn)行評價。例如， 在圖18所示的變化例6中，在以間接加熱方法制造頂柵型TFT的步驟中使 用檢査裝置1A進(jìn)行評價。
于是，在根據(jù)反射對比度對p-Si膜23進(jìn)行篩選的情況中，靈敏度低于 使用上述實施例中所述的透射對比度的情況中的靈敏度。然而，可以以 波長區(qū)域為藍(lán)光以下的光源對基底圖案(在底柵型的情況中為柵極圖案) 上的結(jié)晶度進(jìn)行評價。而且，在根據(jù)反射對比度對p-Si膜23進(jìn)行篩選的情 況中，可以使用更短波長的光源提高靈敏度。具體地，在使用El(280nm) 或E2(370nm)的情況中，可以增加照射區(qū)域41與未照射區(qū)域40之間的反射 率的差異。
應(yīng)當(dāng)注意，同樣在變化例4到6中，當(dāng)光同時穿過兩層、即同時穿過 光吸收層231和柵極21的圖案時，透射強(qiáng)度變?yōu)镺，從而難以進(jìn)行評價。
變化例7和8
圖19是用于描述根據(jù)變化例7的檢査步驟的示意圖。圖20是用于描述 根據(jù)變化例8的檢査步驟的示意圖。在變化例7和8中，在確定對比度的步 驟中，照射光Lout分為多束(例如兩束，即照射光Loutl和照射光Lout2)， 且結(jié)晶區(qū)域51的亮度與未結(jié)晶區(qū)域50的亮度被差動放大器進(jìn)行差動放 大，并隨后確定對比度。在變化例7中，根據(jù)透射對比度對p-Si膜23進(jìn)行 篩選，而在變化例8中，根據(jù)反射對比度對p-Si膜23進(jìn)行篩選。在所述變化例7和8中，透射光強(qiáng)度或反射光強(qiáng)度被差動放大，從而 可以以高精度且快速的掃描(例如，在由圖19及圖20中的箭頭P11、 P12、 P21及P22所示的方向上的掃描)進(jìn)行測量評價。
變化例9
圖21A及圖21B是用于描述根據(jù)變化例9的檢査步驟的圖示，且圖21A 表示本變化例的檢査步驟中所用的Si薄膜基板2的平面結(jié)構(gòu)示例，而圖 21B表示本變化例的檢查步驟中所用的活動臺ll和Si薄膜基板2的側(cè)面結(jié) 構(gòu)示例。
如圖21A及圖21B所示，在本變化例中，基準(zhǔn)水平測量區(qū)域52與零水 平測量區(qū)域53預(yù)先布置于Si薄膜基板2(透明基板20)上(參照圖21A)或上 面安裝有Si薄膜基板2的活動臺ll上(參照圖21B)的預(yù)定位置。
基準(zhǔn)水平測量區(qū)域52是用于基于照射光Lout得到相對于拍攝圖像(透 射圖像或反射圖像)的基準(zhǔn)圖像的測量區(qū)域。另一方面，零水平測量區(qū)域 53是用于當(dāng)基于照射光Lout得到拍攝圖像和基準(zhǔn)圖像時得到對應(yīng)于偏置 成分的零水平圖像的測量區(qū)域。
從而，在本變化例的檢査步驟中，當(dāng)通過上述表達(dá)式(l-l)或(l-2)計 算透射對比度或反射對比度時(對應(yīng)于圖5中的步驟S102)，例如通過下述 表達(dá)式(17)對所得到的拍攝圖像的亮度分布進(jìn)行校正，并隨后確定這些對 比度。
(校正后的拍攝圖像的亮度分布)={(校正前的拍攝圖像的亮度分布-零水 平圖像的亮度分布)/(基準(zhǔn)圖像的亮度分布-零水平圖像的亮度分布)〉X
{(基準(zhǔn)圖像的亮度分布-零水平圖像的亮度分布)的平均值} ……(17)
更具體地，在本變化例的檢査步驟中，如圖22A、 22B、 22C、 23A 及23B所示，在圖像處理計算機(jī)15中對所得到的拍攝圖像的亮度分布進(jìn)行 校正。
換言之，首先，如圖22A所示，在待評價的區(qū)域中，得到照射區(qū)域41(結(jié) 晶區(qū)域51)及未照射區(qū)域40(未結(jié)晶區(qū)域50)的拍攝圖像(測量圖像；測量圖 像數(shù)據(jù)D31)。如圖所示，測量圖像處于包括噪聲Sn(由光學(xué)系統(tǒng)(例如瑕 疵或灰塵等)、光源的光強(qiáng)不均勻等引起的噪聲)的狀態(tài)中。接著，如圖22B所示，在基準(zhǔn)水平測量區(qū)域52中，得到上述基準(zhǔn)圖像 (基準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)D32)。如圖所示，基準(zhǔn)圖像處于包括與上述所得到的測量 圖像所共有的噪聲Sn的狀態(tài)中。
之后，如圖22C所示，在零水平測量區(qū)域53中，得到零水平圖像(零 水平圖像數(shù)據(jù)D33)。換言之，得到其中光強(qiáng)度為零的圖像以便去除諸如 暗電流的偏置成分的影響。
隨后，如圖23A所示，通過使用下述表達(dá)式(18)和(19)，從以上述方 式得到的每個測量圖像和基準(zhǔn)圖像中減去所得到的零水平圖像以便進(jìn)行 零水平校正。由此，從測量圖像和基準(zhǔn)圖像中去除諸如暗電流等的偏置 成分的影響。
零水平校正之后得到的測量圖像數(shù)據(jù)D31a:D31-D33 ……(18)
零水平校正之后得到的基準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)D32rD32-D33 ……(19)
然后，如圖23B、上述表達(dá)式(17)以及下述表達(dá)式(20)所表示，上述 零水平校正之后得到的測量圖像除以零水平校正之后得到的基準(zhǔn)圖像的 每個像素的亮度，隨后乘以基準(zhǔn)圖像的亮度的平均值，以便重新得到進(jìn) 行校正之前的亮度。從而，從所述校正之后得到的測量圖像(測量圖像數(shù) 據(jù)D31a)中去除了測量圖像與基準(zhǔn)圖像中所共同包含的所有噪聲Sn。
去除噪聲Sn的校正之后的測量圖像數(shù)據(jù)D31b氣D31a/D32a)X(D32a的平 均值) ……(20)
于是，在本變化例中，在通過計算確定透射對比度或反射對比度的 情況下，對所得到的拍攝圖像的亮度分布進(jìn)行用于去除噪聲Sn的校正， 并隨后確定對比度。因此，可去除光學(xué)系統(tǒng)的噪聲(諸如瑕疵或灰塵)、光 源的光強(qiáng)度不均勻性等，并可進(jìn)一步地提高結(jié)晶度評價的精度。
圖24圖示了進(jìn)行用于去除噪聲Sn的校正之前的透射圖像的例子，而 圖25圖示了所述校正之后得到的透射圖像的例子。在本例子中，在透明 基板20上依次形成柵極21、柵極絕緣膜221和222、 a-Si膜230、緩沖層及 光吸收層231，并隨后使用激光二極管發(fā)出的激光L1進(jìn)行退火處理以在透 明基板20上形成微晶硅。隨后，如上所述，在測量圖像之后，通過使用 來自LED12的照射光Lout得到基準(zhǔn)圖像以及零水平圖像，并且隨后在進(jìn)行用于去除噪聲Sn的校正之前和之后進(jìn)行對透射對比度的評價。而且，
在相同的測量點重復(fù)相同的測量多次，以評價測量數(shù)據(jù)中的變化(參照圖
26)。從圖24到圖26中明顯可以看出，在圖24中的圓中所存在的噪聲Sn等 通過校正被去除，從而校正后的對比度測量數(shù)據(jù)中的變化比校正前的變 化降低了大約48%。
盡管以上結(jié)合實施例和變化例描述了本發(fā)明，然而本發(fā)明不局限于 此，而是可以有各種變化。
例如，上述實施例等中，描述了當(dāng)?shù)玫絧-Si膜23的透射圖像(透射圖 像數(shù)據(jù)D1)時，以綠光作為照射到p-Si膜23和a-Si膜230的光(照射光Lout) 的情況。然而，照射光Lout的波長區(qū)域不限于綠光的波長區(qū)域。更具體 地，例如，在使用白光的情況下，可以在沒有去除光吸收層231的處理的 情況下以高靈敏度進(jìn)行測量。而且，在使用波長短于藍(lán)光波長的光的情 況下，在去除光吸收層231之后的靈敏度會提高。而且，波長短于藍(lán)光波 長的光在圖案上進(jìn)行反射光的測量時是有效的。此外，用于得到透射圖 像的圖像拍攝裝置不限于是上述實施例中所述的物鏡13和CCD照相機(jī) 14，而是可以配置為任何其它光學(xué)系統(tǒng)。
而且，在上述實施例中，描述了在形成p-Si膜23時通過使用激光二極 管光源照射激光L1的情況。然而，可以使用任何其它種類的激光源，例 如可以使用準(zhǔn)分子激光器等氣體激光器。
而且，在上述等實施例中，使用了來自于基板的背側(cè)的透射圖像的 情況。然而，也可以使用來自于基板的前側(cè)的透射圖像。此時，基板不 必為透明基板，且活動臺11不必允許照射光Lout透過。
在上述實施例中，描述了根據(jù)照射光Lout的透射光或反射光得到p-Si 膜23和a-Si膜230的拍攝圖像(透射圖像或反射圖像)并根據(jù)拍攝圖像確定 對比度(透射對比度或反射對比度)的情況。然而例如，可通過根據(jù)照射到 細(xì)微區(qū)域的光Lout進(jìn)行光譜光度測量而不是根據(jù)所述拍攝圖像來確定對 比度(透射對比度或反射對比度)。在通過所述光譜光度測量進(jìn)行評價的情 況下，和使用拍攝圖像的情況相比，評價的精度較低，然而可以以更快 的速度進(jìn)行評價。
24例如，如圖27所示，上述實施例中所述的p-Si膜23可用于包括用于制 造液晶顯示器或有機(jī)EL顯示器的底柵型薄膜晶體管(TFT)的TFT基板3。 更具體地，在進(jìn)行了上述實施例中所述的檢查處理之后所得到的Si薄膜 基板2中，層間絕緣膜251和252、布線26、平坦化膜27以及透明導(dǎo)電膜28 可通過例如光刻方法依次形成于p-Si膜23上。此時，層間絕緣膜251例如 可由硅氮化物(SiNJ制成，層間絕緣膜252例如可由硅氧化物(Si02)制成， 布線26例如可由鋁(A1)制成，平坦化膜27例如可由丙烯酸酯類樹脂等制 成，且透明導(dǎo)電膜28例如可由ITO(銦錫氧化物)制成。盡管圖20中圖示了 包括底柵型TFT的TFT基板，然而本發(fā)明中形成的半導(dǎo)體薄膜例如還適用 于包括頂柵型TFT的TFT基板。而且，本發(fā)明中形成的半導(dǎo)體薄膜不限于 用于形成所述TFT的半導(dǎo)體薄膜，而是可以應(yīng)用于任何其它半導(dǎo)體器件。
而且，在上述等實施例中，作為非晶半導(dǎo)體薄膜和結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜 的例子，描述了S溝膜(a-Si膜230、 p-Si膜23和微晶Si膜)。然而包括Si薄 膜在內(nèi)，本發(fā)明還適用于任何其它半導(dǎo)體薄膜(例如，諸如SiGe薄膜等其 中照射區(qū)域與未照射區(qū)域之間的灰度差異可測量的所有半導(dǎo)體薄膜)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，只要在所附權(quán)利要求書及其等同物的 范圍內(nèi)，可以根據(jù)設(shè)計要求和其它因素出現(xiàn)各種變化、組合、次組合以 及替代。
權(quán)利要求
1.一種形成半導(dǎo)體薄膜的方法，其包括以下步驟在基板上形成非晶半導(dǎo)體薄膜；通過對所述非晶半導(dǎo)體薄膜照射激光以對所述非晶半導(dǎo)體薄膜有選擇地進(jìn)行加熱處理，從而使被所述激光照射的區(qū)域中的所述非晶半導(dǎo)體薄膜結(jié)晶，由此在每個元件區(qū)域中局部地形成結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜；以及檢查所述結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜的結(jié)晶度，其中，所述檢查的步驟包括如下步驟通過對所述結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜和所述非晶半導(dǎo)體薄膜分別照射光來確定結(jié)晶區(qū)域的亮度與未結(jié)晶區(qū)域的亮度之間的對比度，以及根據(jù)所確定的對比度對所述結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行篩選。
2. 如權(quán)利要求l所述的形成半導(dǎo)體薄膜的方法，其中，在所述進(jìn)行 篩選的步驟中，通過使用所確定的對比度、在確定所述對比度的步驟中 的光的照射強(qiáng)度以及從所述結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜中得到的電氣特性之間的相 互關(guān)系，來對所述結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行篩選。
3. 如權(quán)利要求2所述的形成半導(dǎo)體薄膜的方法，其中，通過使用所 述照射強(qiáng)度與所述對比度之間的^值=1的 4寺性，來對所述結(jié)晶半導(dǎo)體 薄膜進(jìn)行篩選。
4. 如權(quán)利要求2所述的形成半導(dǎo)體薄膜的方法，其中，對所述照射 強(qiáng)度與所述對比度之間的y特性進(jìn)行校正，以使/值=1，并隨后通過使用 所述已校正的y特性對所述結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行篩選。
5. 如權(quán)利要求l所述的形成半導(dǎo)體薄膜的方法，其中，在所述確定 對比度的步驟中，根據(jù)所照射的光得到所述結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜與所述非晶 半導(dǎo)體薄膜的拍攝圖像，并隨后根據(jù)所述拍攝圖像確定所述對比度。
6. 如權(quán)利要求5所述的形成半導(dǎo)體薄膜的方法，其中，根據(jù)所照射 的光的透射光得到所述結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜與所述非晶半導(dǎo)體薄膜的透射圖像，并隨后根據(jù)所述透射圖像確定所述對比度。
7. 如權(quán)利要求5所述的形成半導(dǎo)體薄膜的方法，其中，根據(jù)所照射 的光的反射光得到所述結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜與所述非晶半導(dǎo)體薄膜的反射圖 像，并隨后根據(jù)所述反射圖像確定所述對比度。
8. 如權(quán)利要求5到7之一所述的形成半導(dǎo)體薄膜的方法，其中， 在所述基板或安裝所述基板的臺上的預(yù)定位置布置用于相對于所述拍攝圖像得到基準(zhǔn)圖像的基準(zhǔn)水平測量區(qū)域以及當(dāng)?shù)玫剿雠臄z圖像和 所述基準(zhǔn)圖像時用于得到對應(yīng)于偏置成分的零水平圖像的零水平測量區(qū) 域，并且在所述確定對比度的步驟中，通過使用下述表達(dá)式對所得到的拍攝 圖像的亮度分布進(jìn)行校正，并隨后確定所述對比度；(校正后的拍攝圖像的亮度分布)={(校正前的拍攝圖像的亮度分布-零水平圖像的亮度分布)/(基準(zhǔn)圖像的亮度分布-零水平圖像的亮度分布" X((基準(zhǔn)圖像的亮度分布-零水平圖像的亮度分布)的平均值〉。
9. 如權(quán)利要求l所述的形成半導(dǎo)體薄膜的方法，其中，在所述確定 對比度的步驟中，根據(jù)照射到細(xì)微區(qū)域的光進(jìn)行光譜光度測量來確定所 述對比度。
10. 如權(quán)利要求1所述的形成半導(dǎo)體薄膜的方法，其中，在所述確 定對比度的步驟中，所照射的光被分成兩個或更多個光束，并對所述結(jié) 晶區(qū)域的亮度與所述未結(jié)晶區(qū)域的亮度進(jìn)行差動放大，并隨后確定所述 對比度。
11. 如權(quán)利要求1所述的形成半導(dǎo)體薄膜的方法，其中，在所述確 定對比度的步驟中，使用白光作為所照射的光。
12. 如權(quán)利要求1所述的形成半導(dǎo)體薄膜的方法，其中，在所述確 定對比度的步驟中，使用綠光作為所照射的光。
13. 如權(quán)利要求1所述的形成半導(dǎo)體薄膜的方法，其中，在所述確 定對比度的步驟中，使用波長短于藍(lán)光波長的光作為所照射的光。
14. 如權(quán)利要求1所述的形成半導(dǎo)體薄膜的方法，其中，在所述形 成結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜的步驟中，將所述激光照射到光吸收層，從而間接地 對所述非晶半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行加熱處理。
15. 如權(quán)利要求1所述的形成半導(dǎo)體薄膜的方法，其中，在所述形 成結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜的步驟中，通過使用激光二極管光源照射所述激光。
16. 如權(quán)利要求1所述的形成半導(dǎo)體薄膜的方法，其中，所述結(jié)晶 半導(dǎo)體薄膜是用于形成薄膜晶體管的膜。
17. 如權(quán)利要求1所述的形成半導(dǎo)體薄膜的方法，其中，所述結(jié)晶 半導(dǎo)體薄膜與所述非晶半導(dǎo)體薄膜是硅薄膜。
18. 如權(quán)利要求17所述的形成半導(dǎo)體薄膜的方法，其中，所述結(jié)晶 半導(dǎo)體薄膜是多晶硅薄膜或微晶硅薄膜。
19. 一種半導(dǎo)體薄膜檢査裝置，其是用于結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜的結(jié)晶度 檢査裝置，該結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜是這樣形成的通過對基板上的非晶半導(dǎo) 體薄膜照射激光，以對所述非晶半導(dǎo)體薄膜有選擇地進(jìn)行加熱處理，從 而使被所述激光照射的區(qū)域中的所述非晶半導(dǎo)體薄膜結(jié)晶，由此在每個 元件區(qū)域中局部地形成所述結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜，所述半導(dǎo)體薄膜檢查裝置 包括-用于安裝所述基板的臺，所述基板包括形成于其上的所述結(jié)晶半導(dǎo) 體薄膜；光源，其對所述結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜以及所述非晶半導(dǎo)體薄膜分別照射光；導(dǎo)出部，其根據(jù)從所述光源發(fā)出的光確定所述結(jié)晶區(qū)域的亮度與所述未結(jié)晶區(qū)域的亮度之間的對比度；以及篩選部，其根據(jù)由所述導(dǎo)出部確定的所述對比度對所述結(jié)晶半導(dǎo)體 薄膜進(jìn)行篩選。
20.如權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體薄膜檢查裝置，還包括控制部， 其執(zhí)行控制以使所述光源以及所述導(dǎo)出部的光學(xué)系統(tǒng)相對于安裝在所述 臺上的基板作相對位移。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體薄膜的制造方法，其包括以下步驟在基板上形成非晶半導(dǎo)體薄膜；通過對非晶半導(dǎo)體薄膜照射激光以對非晶半導(dǎo)體薄膜有選擇地進(jìn)行加熱處理，從而使被激光照射的區(qū)域中的非晶半導(dǎo)體薄膜結(jié)晶，由此在每個元件區(qū)域中局部地形成結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜；以及檢查結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜的結(jié)晶度。檢查的步驟包括如下步驟通過對結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜和非晶半導(dǎo)體薄膜照射光以確定結(jié)晶區(qū)域的亮度與未結(jié)晶區(qū)域的亮度之間的對比度，并根據(jù)所確定的對比度對結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行篩選。由于對結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜的篩選是根據(jù)結(jié)晶區(qū)域的亮度和未結(jié)晶區(qū)域的亮度之間的對比度，從而可以實現(xiàn)比以往更可靠的篩選。
文檔編號H01L21/324GK101587840SQ20091014336
公開日2009年11月25日 申請日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者尼子博久, 月原浩一, 松延剛, 梅津暢彥, 白井克彌 申請人:索尼株式會社