結晶化的硅的檢測方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及適用于低溫多晶硅工序的激光結晶化的硅的檢測方法。本發(fā)明公開通過準分子激光退火技術，考慮由設在絕緣基板上的結晶化的硅的表面的突起的形狀及大小引起的米氏散射或瑞利散射現(xiàn)象的特性來檢測結晶化的硅的表面的結晶質(zhì)量的結晶化的硅的檢測方法及裝置。本發(fā)明的結晶化的硅的檢測裝置，通過低溫多晶硅工序檢測由非晶硅轉(zhuǎn)換而成的結晶化的硅，其特征在于，包括：工作臺，用于放置結晶化的硅；光源，向結晶化的上述硅的表面照射入射光；照相機，捕捉在上述入射光所照射的結晶化的硅的表面因突起的形狀而反射出的散射光的顏色及亮度變化；以及判別部，通過分析由上述照相機捕捉到的圖像，來判別是否不合格。
【專利說明】結晶化的硅的檢測方法及裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及硅的檢測方法及裝置，更詳細地，涉及在利用激光的硅的低溫結晶化 工序中所形成的結晶化的硅的檢測方法及裝置。

【背景技術】
[0002] 通常，隨著用于制備薄膜晶體管的技術的進步，由于更小更輕，耗電低，且不產(chǎn)生 電磁波的液晶顯示器（LCD)及有機發(fā)光二極管（0LED)的優(yōu)點，液晶顯示器及有機發(fā)光二極 管廣泛適用于智能手機、平板電腦及數(shù)碼相機等各種電子產(chǎn)品。并且，在中國、日本、韓國等 各國最近正在進行對研究及開發(fā)的投資，且由于使用大規(guī)模制造設備，降低制備費用，因此 急劇增加顯示裝置的大眾化。
[0003] 低溫多晶娃（LTPS，low-tmeperature poly Si)薄膜晶體管因元件的快速移動性 而適用多種形態(tài)的顯示裝置，且顯示裝置制造廠漸漸需要這種【技術領域】?？紤]批量生產(chǎn)的 需要條件及膜的質(zhì)量，由于使用玻璃材質(zhì)的基板，因此，以往的熱處理方法因基板的變形而 存在不能提高到大約400°C以上的溫度的限制，因此，準分子激光退火（ELA， eXcimer laser annealing)工序使用于低溫多晶硅工序。準分子激光退火工序使用準分子激光作為熱源， 通過投影系統(tǒng)產(chǎn)生向非晶娃（a-Si，amorphous silicon)投射的具有均勻的能量分布的激 光束?；宓姆蔷Ч杞Y構以吸收準分子激光的能量的方式轉(zhuǎn)換為多晶硅（P〇ly-Si)結構， 而這由于不會向基板帶來熱損傷，因此，與以往的熱處理方式相比，具有優(yōu)秀的優(yōu)點。
[0004] 適用如上所述的低溫多晶硅時所形成的多晶硅的結晶化質(zhì)量直接影響在之后工 序中形成的各種元件的特性，并大大影響整個顯示裝置元件的特性。然而，用于檢測基 板上的結晶化的硅質(zhì)量的裝置目前受到許多制約。其中，雖然能夠通過掃描電子顯微鏡 (Scanning Electron Microscope :SEM)檢測顆粒（Grain)的大小、形狀及分布，但為了分 析樣品，需要切斷基板，并對樣品表面進行處理，因此，該方法無法直接使用于生產(chǎn)線上，并 且由于基板及薄膜會受到破壞，因此，該方法只能使用于采樣檢測。雖然也研制了用其他方 法檢測結晶化的硅的質(zhì)量的裝置，但由于并沒有呈現(xiàn)滿足檢測時間或結果等要求的結果， 因此，當務之急是改善對低溫多晶硅工序中結晶化的硅的目前的檢測方法。
[0005] 與本發(fā)明相關的現(xiàn)有文獻具有韓國登錄特許公報第10-0786873號（2007年12月 11日登錄），上述文獻公開了多結晶硅基板的結晶化度的測定方法、利用該方法的有機發(fā) 光顯示裝置的制備方法及有機發(fā)光顯示裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于，提供適用于低溫多晶硅工序的激光結晶化的硅的檢測方法。 本發(fā)明的另一目的在于，提供通過準分子激光退火技術，考慮由設在絕緣基板上的結晶化 的硅表面的突起的形狀及大小引起的米氏散射或瑞利散射現(xiàn)象的特性來檢測結晶化的硅 的表面的結晶質(zhì)量的方法。
[0007] 用于實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明實施例的結晶化的硅的檢測方法，通過低溫多晶硅工 序檢測由非晶硅轉(zhuǎn)換而成的結晶化的硅，其特征在于，包括：步驟（a)，在工作臺上放置結 晶化的硅；步驟（b)，通過光源向結晶化的硅的表面照射光；以及步驟（c)，通過照相機捕捉 在結晶化的上述硅的表面由突起的形狀引起的散射光的顏色及亮度變化，進而對結晶化的 硅的結晶質(zhì)量進行檢測。
[0008] 用于實現(xiàn)上述另一目的本發(fā)明實施例的結晶化的硅的檢測裝置，通過低溫多晶硅 工序檢測由非晶硅轉(zhuǎn)換而成的結晶化的硅，其特征在于，包括：工作臺，用于放置結晶化的 硅；光源，向結晶化的上述硅的表面照射入射光；照相機，捕捉在照射上述入射光所照射的 結晶化的硅的表面因突起的形狀而反射出的散射光的顏色及亮度變化，上述照相機設在上 述散射光和結晶化的硅的表面呈10?30°的位置；以及判別部，通過分析由上述照相機捕 捉到的圖像，來判別是否不合格。
[0009] 本發(fā)明的結晶化的硅的檢測方法及裝置通過檢測在結晶化的硅的表面因突起的 形狀而散射的光的顏色及亮度變化，能夠通過用于捕捉照射硅的表面的光源及在樣品表面 因突起而產(chǎn)生的光的照相機以實時及非破壞性的方式實施對結晶化的硅的質(zhì)量檢測。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1為簡要表示本發(fā)明實施例的硅檢測裝置的剖視圖。
[0011] 圖2為表示本發(fā)明實施例的硅檢測方法的流程圖。
[0012] 圖3為利用CIE 1976 Lab色坐標系對所散射的光的強度及顏色進行數(shù)值化的 圖。
[0013] 圖4為由照相機捕捉到的散射光的圖像。
[0014] 圖5表示通過在圖4的圖像畫線，并選擇位于線上的像素，由此能夠抽取像素信 肩、。
[0015] 圖6為針對位于圖5的線上的像素，抽取紅綠藍（RGB)顏色的亮度，利用計算機軟 件進行標準化的圖。
[0016] 附圖標記的說明
[0017] 1 :結晶化的硅 10 :工作臺
[0018] 20 :入射光 30 :散射光
[0019] 100 :結晶化的硅的檢測裝置
[0020] 110 :光源 120 :照相機
[0021] 130 :判別部
[0022] S110 :在工作臺上放置硅的步驟
[0023] S120 :向硅的表面照射光的步驟
[0024] S130 :檢測硅的結晶質(zhì)量的步驟
[0025] S140 :判別硅是否不合格的步驟

【具體實施方式】
[0026] 以下，參照附圖對本發(fā)明實施例的結晶化的硅的檢測裝置及利用該裝置的檢測方 法進行說明。
[0027] 圖1為簡要表示本發(fā)明實施例的硅檢測裝置的剖視圖。
[0028] 參照圖1，所示的本發(fā)明實施例的硅檢測裝置100包括：工作臺10,用于放置結晶 化的硅；光源110,向結晶化的硅1照射光；照相機120,捕捉散射光的顏色及亮度變化；以 及判別部130,用于判別不合格。
[0029] 結晶化的硅1通過如下工序形成，S卩，通過準分子激光退火技術，利用激光束向玻 璃基板之類的絕緣基板上的非晶硅照射并實現(xiàn)結晶化。
[0030] 結晶化的硅1結晶質(zhì)量通過在表面因突起的形狀而散射的光變化來檢測。例如， 當所散射的光的強度及顏色顯示于色坐標系，且所顯示的位置位于規(guī)定區(qū)域以上時，表示 結晶質(zhì)量優(yōu)秀。
[0031] 因此，證明了當激光能量與結晶條件最佳時，設在結晶化的硅1的表面的突起形 成均勻且規(guī)則的形狀，而形狀的方向與激光的掃描方向相垂直，突起的兩個線之間的空間 為約

【權利要求】
1. 一種結晶化的硅的檢測裝置，通過低溫多晶硅工序檢測由非晶硅轉(zhuǎn)換而成的結晶化 的硅，其特征在于，包括： 工作臺，用于放置結晶化的硅； 光源，向結晶化的上述娃的表面照射入射光； 照相機，捕捉在上述入射光所照射的結晶化的硅的表面因突起的形狀而反射出的散射 光的顏色及亮度變化，上述照相機設在上述散射光和結晶化的硅的表面呈10?30°的位 置；以及 判別部，通過分析由上述照相機捕捉到的圖像，來判別是否不合格。
2. 根據(jù)權利要求1所述的結晶化的硅的檢測裝置，其特征在于，上述檢測裝置能夠?qū)?結晶化的硅的質(zhì)量進行實時的監(jiān)控。
3. 根據(jù)權利要求1所述的結晶化的硅的檢測裝置，其特征在于，上述檢測裝置能夠以 非破壞性的方式對結晶化的硅的質(zhì)量進行監(jiān)控。
4. 根據(jù)權利要求1所述的結晶化的硅的檢測裝置，其特征在于，上述光源設在上述入 射光和散射光呈10?30°的位置。
5. 根據(jù)權利要求1所述的結晶化的硅的檢測裝置，其特征在于，上述判別部通過將由 上述照相機捕捉的散射光轉(zhuǎn)換為色坐標，來進行數(shù)值化。
6. 根據(jù)權利要求1所述的結晶化的硅的檢測裝置，其特征在于，上述判別部在抽取由 上述照相機捕捉的圖像的像素信息并進行標準化之后，決定部分結晶化質(zhì)量。
7. -種結晶化的硅的檢測方法，通過低溫多晶硅工序檢測由非晶硅轉(zhuǎn)換而成的結晶化 的硅，其特征在于，包括： 步驟（a)，在工作臺上放置結晶化的硅； 步驟（b)，通過光源向結晶化的硅的表面照射光；以及 步驟（c)，通過照相機捕捉在結晶化的上述硅的表面由突起的形狀引起的散射光的顏 色及亮度變化，進而對結晶化的硅的結晶質(zhì)量進行檢測。
8. 根據(jù)權利要求7所述的結晶化的硅的檢測方法，其特征在于，在上述步驟（c)中，在 結晶化的上述硅的表面上，規(guī)則性突起越多，上述照相機捕捉的散射光就越藍且越亮；在結 晶化的上述硅的表面上，不規(guī)則突起越多，上述照相機捕捉的散射光就越綠且越暗。
9. 根據(jù)權利要求7所述的結晶化的硅的檢測方法，其特征在于，在上述步驟（c)之后， 還包括步驟（d)，判別結晶化的上述硅是否不合格。
【文檔編號】H01L21/66GK104299926SQ201410347986
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權日:2013年7月19日
【發(fā)明者】金利京, 金鐘勛, 李尹炯, 成俊濟, 趙晑婌, 金暻隋, 金度憲, 金昶洙 申請人:科美儀器公司