結(jié)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(jié)晶化的硅的檢測方法。本發(fā)明公開通過準(zhǔn)分子激光退火技術(shù)，考慮由設(shè)在絕緣基板上的結(jié)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(jié)晶化的硅的表面的結(jié)晶質(zhì)量的結(jié)晶化的硅的檢測方法及裝置。本發(fā)明的結(jié)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(jié)晶化的硅，其特征在于，包括：工作臺，用于放置結(jié)晶化的硅；光源，向結(jié)晶化的上述硅的表面照射入射光；照相機(jī)，捕捉在上述入射光所照射的結(jié)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(jī)捕捉到的圖像，來判別是否不合格。
【專利說明】結(jié)晶化的硅的檢測方法及裝置

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

【背景技術(shù)】
[0002] 通常，隨著用于制備薄膜晶體管的技術(shù)的進(jìn)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(jī)發(fā)光二極管（0LED)的優(yōu)點(diǎn)，液晶顯示器及有機(jī)發(fā)光二極 管廣泛適用于智能手機(jī)、平板電腦及數(shù)碼相機(jī)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(jìn)行對研究及開發(fā)的投資，且由于使用大規(guī)模制造設(shè)備，降低制備費(fèi)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(dòng)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(shù)領(lǐng)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(zhǔn)分子激光退火（ELA， eXcimer laser annealing)工序使用于低溫多晶硅工序。準(zhǔn)分子激光退火工序使用準(zhǔn)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(jié)構(gòu)以吸收準(zhǔn)分子激光的能量的方式轉(zhuǎn)換為多晶硅（P〇ly-Si)結(jié)構(gòu)， 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(diǎn)。
[0004] 適用如上所述的低溫多晶硅時(shí)所形成的多晶硅的結(jié)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(gè)顯示裝置元件的特性。然而，用于檢測基 板上的結(jié)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(jìn)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(jié)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(shí)間或結(jié)果等要求的結(jié)果， 因此，當(dāng)務(wù)之急是改善對低溫多晶硅工序中結(jié)晶化的硅的目前的檢測方法。
[0005] 與本發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有文獻(xiàn)具有韓國登錄特許公報(bào)第10-0786873號（2007年12月 11日登錄），上述文獻(xiàn)公開了多結(jié)晶硅基板的結(jié)晶化度的測定方法、利用該方法的有機(jī)發(fā) 光顯示裝置的制備方法及有機(jī)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(jié)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(zhǔn)分子激光退火技術(shù)，考慮由設(shè)在絕緣基板上的結(jié)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(jié)晶化的硅 的表面的結(jié)晶質(zhì)量的方法。
[0007] 用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)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(jié)晶化的硅，其特征在于，包括：步驟（a)，在工作臺上放置結(jié) 晶化的硅；步驟（b)，通過光源向結(jié)晶化的硅的表面照射光；以及步驟（c)，通過照相機(jī)捕捉 在結(jié)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(jìn)而對結(jié)晶化的 硅的結(jié)晶質(zhì)量進(jìn)行檢測。
[0008] 用于實(shí)現(xiàn)上述另一目的本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)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(jié)晶化的硅，其特征在于，包括：工作臺，用于放置結(jié)晶化的 硅；光源，向結(jié)晶化的上述硅的表面照射入射光；照相機(jī)，捕捉在照射上述入射光所照射的 結(jié)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(jī)設(shè)在上 述散射光和結(jié)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(jī)捕 捉到的圖像，來判別是否不合格。
[0009] 本發(fā)明的結(jié)晶化的硅的檢測方法及裝置通過檢測在結(jié)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(jī)以實(shí)時(shí)及非破壞性的方式實(shí)施對結(jié)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(shí)施例的硅檢測裝置的剖視圖。
[0011] 圖2為表示本發(fā)明實(shí)施例的硅檢測方法的流程圖。
[0012] 圖3為利用CIE 1976 Lab色坐標(biāo)系對所散射的光的強(qiáng)度及顏色進(jìn)行數(shù)值化的 圖。
[0013] 圖4為由照相機(jī)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(lán)（RGB)顏色的亮度，利用計(jì)算機(jī)軟 件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的圖。
[0016] 附圖標(biāo)記的說明
[0017] 1 :結(jié)晶化的硅 10 :工作臺
[0018] 20 :入射光 30 :散射光
[0019] 100 :結(jié)晶化的硅的檢測裝置
[0020] 110 :光源 120 :照相機(jī)
[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(jié)晶質(zhì)量的步驟
[0025] S140 :判別硅是否不合格的步驟

【具體實(shí)施方式】
[0026] 以下，參照附圖對本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)晶化的硅的檢測裝置及利用該裝置的檢測方 法進(jìn)行說明。
[0027] 圖1為簡要表示本發(fā)明實(shí)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(shí)施例的硅檢測裝置100包括：工作臺10,用于放置結(jié)晶 化的硅；光源110,向結(jié)晶化的硅1照射光；照相機(jī)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(jié)晶化的硅1通過如下工序形成，S卩，通過準(zhǔn)分子激光退火技術(shù)，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(shí)現(xiàn)結(jié)晶化。
[0030] 結(jié)晶化的硅1結(jié)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(dāng)所散射的光的強(qiáng)度及顏色顯示于色坐標(biāo)系，且所顯示的位置位于規(guī)定區(qū)域以上時(shí)，表示 結(jié)晶質(zhì)量優(yōu)秀。
[0031] 因此，證明了當(dāng)激光能量與結(jié)晶條件最佳時(shí)，設(shè)在結(jié)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(gè)線之間的空間 為約

【權(quán)利要求】
1. 一種結(jié)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(jié)晶化 的硅，其特征在于，包括： 工作臺，用于放置結(jié)晶化的硅； 光源，向結(jié)晶化的上述娃的表面照射入射光； 照相機(jī)，捕捉在上述入射光所照射的結(jié)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(jī)設(shè)在上述散射光和結(jié)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(jī)捕捉到的圖像，來判別是否不合格。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)晶化的硅的檢測裝置，其特征在于，上述檢測裝置能夠?qū)?結(jié)晶化的硅的質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)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(jié)晶化的硅的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)晶化的硅的檢測裝置，其特征在于，上述光源設(shè)在上述入 射光和散射光呈10?30°的位置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)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(jī)捕捉的散射光轉(zhuǎn)換為色坐標(biāo)，來進(jìn)行數(shù)值化。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)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(jī)捕捉的圖像的像素信息并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化之后，決定部分結(jié)晶化質(zhì)量。
7. -種結(jié)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(jié)晶化 的硅，其特征在于，包括： 步驟（a)，在工作臺上放置結(jié)晶化的硅； 步驟（b)，通過光源向結(jié)晶化的硅的表面照射光；以及 步驟（c)，通過照相機(jī)捕捉在結(jié)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(jìn)而對結(jié)晶化的硅的結(jié)晶質(zhì)量進(jìn)行檢測。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的結(jié)晶化的硅的檢測方法，其特征在于，在上述步驟（c)中，在 結(jié)晶化的上述硅的表面上，規(guī)則性突起越多，上述照相機(jī)捕捉的散射光就越藍(lán)且越亮；在結(jié) 晶化的上述硅的表面上，不規(guī)則突起越多，上述照相機(jī)捕捉的散射光就越綠且越暗。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的結(jié)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(jié)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(quán)日:2013年7月19日
【發(fā)明者】金利京, 金鐘勛, 李尹炯, 成俊濟(jì), 趙晑婌, 金暻隋, 金度憲, 金昶洙 申請人:科美儀器公司