(57)【要約】【課題】  測定時間を短縮し、レーザパワーオーバの判定および最適レーザエネルギ設定値の特定を容易に行う。【解決手段】  パワーモニタ基板１上の一つの結晶化小領域８を選択し、この選択結晶化小領域８について方向Ｙへ第１測定を行って、最大値を呈するレーザ照射位置の測定候補点９を特定する。次に、この特定測定候補点９を含む特定測定候補列１０について方向Ｘへ第２測定を行って、最大値を呈する測定候補点９が属する結晶化小領域８のレーザエネルギ設定値に基づいて、最適レーザエネルギ設定値を特定する。こうして、パワーモニタ基板１上の全測定候補点９に対して散乱光輝度計測を行う従来例に比して、測定時間を１/４以下にでき、稼働率の悪化を防止できる。また、レーザパワーオーバの判定および最適レーザエネルギ設定値の特定を容易にできる。【選択図】図２
2006032835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、異なるエネルギ設定値でレーザ光が照射されて結晶化処理が行われた複数の結晶化小領域が、一方向に配列されて形成されて成る結晶化領域に関して、結晶化状態を測定する結晶化状態測定方法であって、
上記結晶化小領域から選択された選択結晶化小領域の結晶化状態を、上記一方向とは異なる他方向に配列されると共に、当該選択結晶化小領域内に一列に設定された複数の測定点で測定する第１測定を行う第１測定ステップと、
上記選択結晶化小領域に対する上記第１測定の結果から測定値の最大値を算出して第１最大値とする第１最大値算出ステップと、
上記第１最大値を呈する測定点の上記他方向での位置を最大値測定点位置として特定する最大値点特定ステップと、
上記一方向に配列された複数の結晶化小領域の結晶化状態を、各結晶化小領域内に設定され且つ上記最大値測定点を通る上記一方向に配列された複数の測定点で測定する第２測定を行う第２測定ステップと、
上記一方向への上記第２測定の結果から測定値の最大値を算出して第２最大値とする第２最大値算出ステップと、
上記第２最大値を呈する測定点を含む結晶化小領域に上記レーザ光が照射された際のエネルギ設定値を特定するエネルギ設定値特定ステップ
を備えたことを特徴とする結晶化状態測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の結晶化状態測定方法において、
上記第１測定ステップで選択されて上記第１測定が行われる選択結晶化小領域は複数であり、
上記第１最大値算出ステップでは、上記複数の選択結晶化小領域に対する上記第１測定の結果から算出された複数の最大値の代表値を算出して上記第１最大値とする
ことを特徴とする結晶化状態測定方法。
【請求項３】
基板上に、異なるエネルギ設定値でレーザ光が照射されて結晶化処理が行われた複数の結晶化小領域が、一方向に配列されて形成されて成る結晶化領域に関して、結晶化状態を測定する結晶化状態測定方法であって、
上記結晶化小領域から選択された複数の選択結晶化小領域の結晶化状態を、上記一方向とは異なる他方向に配列されると共に、夫々の選択結晶化小領域内に一列に設定された複数の測定点で測定する第１測定を行う第１測定ステップと、
上記複数の選択結晶化小領域に対する上記第１測定の結果から、各選択結晶化小領域毎に、測定値の最大値を算出して第１最大値とすると共に、上記最大値に次ぐ測定値を算出して次大値とする第１最大値・次大値算出ステップと、
上記複数の第１最大値の代表値を算出すると共に、上記第１最大値の代表値に最も近い測定値を呈する測定点の上記他方向での位置を最大値測定点位置として特定する一方、上記複数の次大値の代表値を算出すると共に、上記次大値の代表値に最も近い測定値を呈する測定点の上記他方向での位置を次大値測定点位置として特定する最大値点・次大値点特定ステップと、
上記一方向に配列された複数の結晶化小領域の結晶化状態を、各結晶化小領域内に設定され且つ上記最大値測定点を通る上記一方向に配列された第１の測定点列、および、各結晶化小領域内に設定され且つ上記次大値測定点を通る上記一方向に配列された第２の測定点列で、測定する第２測定を行う第２測定ステップと、
上記第１の測定点列に対する上記第２測定の結果から最大値を算出して第２最大値とする一方、上記第２の測定点列に対する上記第２測定の結果から最大値を算出して第３最大値とする第２・第３最大値算出ステップと、
上記第２最大値を呈する測定点を含む結晶化小領域に上記レーザ光が照射された際のエネルギ設定値を第１のエネルギ設定値とする一方、上記第３最大値を呈する測定点を含む結晶化小領域に上記レーザ光が照射された際のエネルギ設定値を第２のエネルギ設定値とし、上記第１のエネルギ設定値と上記第２のエネルギ設定値との平均値でエネルギ設定値を特定するエネルギ設定値特定ステップ
を備えたことを特徴とする結晶化状態測定方法。
【請求項４】
基板上に、異なるエネルギ設定値でレーザ光が照射されて結晶化処理が行われた複数の結晶化小領域が、一方向に配列されて形成されて成る結晶化領域に関して、結晶化状態を測定する結晶化状態測定方法であって、
上記結晶化小領域から選択された複数の選択結晶化小領域の結晶化状態を、上記一方向とは異なる他方向に配列されると共に、夫々の選択結晶化小領域内に一列に設定された複数の測定点で測定する第１測定を行う第１測定ステップと、
上記複数の選択結晶化小領域に対する上記第１測定の結果から、各選択結晶化小領域毎に、測定値の最大値を算出して第１最大値とすると共に、上記最大値に次ぐ測定値を算出して次大値とする第１最大値・次大値算出ステップと、
上記複数の第１最大値を呈する測定点の上記他方向での位置を最大値測定点位置として特定する一方、上記複数の次大値を呈する測定点の上記他方向での位置を次大値測定点位置として特定する最大値点・次大値点特定ステップと、
上記一方向に配列された複数の結晶化小領域の結晶化状態を、各結晶化小領域内に設定され且つ上記複数の最大値測定点を通る上記一方向に配列された複数の第１の測定点列、および、各結晶化小領域内に設定され且つ上記複数の次大値測定点を通る上記一方向に配列された複数の第２の測定点列で、測定する第２測定を行う第２測定ステップと、
上記複数の第１の測定点列に対する上記第２測定の結果から最大値を算出して複数の第２最大値を得る一方、上記複数の第２の測定点列に対する上記第２測定の結果から最大値を算出して複数の第３最大値を得る第２・第３最大値算出ステップと、
上記複数の第２最大値を呈する測定点を含む複数の結晶化小領域に上記レーザ光が照射された際のエネルギ設定値を第１のエネルギ設定値とする一方、上記複数の第３最大値を呈する測定点を含む複数の結晶化小領域に上記レーザ光が照射された際のエネルギ設定値を第２のエネルギ設定値とし、上記複数の第１のエネルギ設定値と上記複数の第２のエネルギ設定値との代表値を算出してエネルギ設定値を特定するエネルギ設定値特定ステップ
を備えたことを特徴とする結晶化状態測定方法。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４のうちの何れか一つに記載の結晶化状態測定方法において、
上記代表値の算出は、算出の対象となる値の総ての平均値、算出の対象となる総ての値から最大値または最小値を除去した値の平均値、算出の対象となる総ての値から最大値および最小値を除去した値の平均値、算出の対象となる総ての値のうちの最頻値の何れか一つを、算出することによって行われることを特徴とする結晶化状態測定方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のうちの何れか一つに記載の結晶化状態測定方法において、
上記結晶化状態の測定は、上記基板の面に光を照射すると共に、上記基板の主面に対向する方向での散乱光強度を計測することによって行う
ことを特徴とする結晶化状態測定方法。
【請求項７】
基板の計測位置を所定の位置に位置決めする基板位置決め手段と、
上記基板の面に光を照射する照明手段と、
上記基板の主面を臨む側から上記基板の主面を撮像して画像データを取得する撮像手段と、
上記撮像手段からの画像データを処理する画像処理手段と、
上記基板位置決め手段による上記基板の位置決めあるいは上記画像処理手段による画像データの処理を含む動作の制御を行う制御手段
を有すると共に、
上記制御手段の制御の下に、
上記基板位置決め手段は、上記基板上に、一方向に配列されて形成されると共に、異なるエネルギ設定値でレーザ光が照射されて結晶化処理が行われた複数の結晶化小領域から一つの結晶化小領域を選択し、
上記基板位置決め手段,照明手段,撮像手段および画像処理手段は、上記選択結晶化小領域の結晶化状態を、上記一方向とは異なる他方向に配列されると共に、当該選択結晶化小領域内に一列に設定された複数の測定点で測定する第１測定を行い、
上記画像処理手段は、上記選択結晶化小領域に対する上記第１測定の結果から測定値の最大値を算出して第１最大値とすると共に、上記第１最大値を呈する測定点の位置を最大値測定点位置として特定し、
上記基板位置決め手段,照明手段,撮像手段および画像処理手段は、上記一方向に配列された複数の結晶化小領域の結晶化状態を、各結晶化小領域内に設定され且つ上記最大値測定点を通る上記一方向に配列された複数の測定点で測定する第２測定を行い、
上記画像処理手段は、上記第２測定の結果から測定値の最大値を算出して第２最大値とすると共に、上記第２最大値を呈する測定点を含む結晶化小領域に上記レーザ光が照射された際のエネルギ設定値を特定する
ようになっていることを特徴とする結晶化状態測定装置。
【請求項８】
請求項７に記載の結晶化状態測定装置において、
上記撮像手段が取得する画像データは、上記基板からの散乱光の強度値であることを特徴とする結晶化状態測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、結晶膜を生成した基板等における結晶化領域の結晶化状態を測定する結晶化状態測定方法および結晶化状態測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高解像度の要望が強い液晶表示素子やイメージセンサ等においては、駆動方式として、ガラス等の絶縁基板における一表面部に高性能な薄膜トランジスタ(ＴＦＴ：Thin Film Transistor)を形成して成るアクティブマトリックス形の駆動方式が採用されている。上記ＴＦＴには、薄膜状のシリコン半導体を用いるのが一般的である。ここで、上記薄膜状のシリコン半導体は、非晶質シリコン(アモルファスシリコン)から成る非晶質シリコン半導体と、結晶性シリコンから成る結晶性シリコン半導体との２つに大別される。
【０００３】
上記非晶質シリコン半導体は、成膜温度が比較的低く、気相成長法によって比較的容易に製造することが可能であり、量産性に富むという特徴を有しているので、最も一般的に用いられている。しかしながら、上記非晶質シリコン半導体は、上記結晶性シリコン半導体に比べて導電性等の物性が劣る。したがって、高速特性を得るために、上記結晶性シリコン半導体から成るＴＦＴの製造技術の確立が強く求められている。
【０００４】
ここで、上記結晶性シリコン半導体の製造は、基板の一表面部に、プラズマＣＶＤ(ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition)法あるいは減圧熱化学気相成長法等によって、アモルファスシリコン薄膜を形成し、固相成長結晶化工程とレーザアニール結晶化工程とを順次経て、結晶性シリコン半導体膜(以下、単に結晶膜と呼ぶ場合もある)を形成することによって行われる。
【０００５】
上記レーザアニール結晶化工程においては、一般に矩形状に整形したレーザビームを用いると共に、基板側あるいはレーザ側を走査させることによって結晶化を行う(例えば、特開平０８‐２１３６２９号公報(特許文献１)参照)。尚、レーザビーム形状の整形や照度分布の調整は、シリンドリカルレンズやアッテネータ等の多くの光学素子を用いることによって行う。
【０００６】
ところで、上記レーザアニール結晶化工程においてはエキシマレーザアニール装置を用いる。ここで、上記エキシマレーザアニール装置は、適切なレーザエネルギを設定した後に、ＴＦＴ基板を製造するために、固相成長によって結晶化された製品用の結晶化基板に対して、レーザエネルギを照射して結晶化処理を進めるものである。
【０００７】
そして、用いるエキシマレーザアニール装置の最適なレーザエネルギ値を決定する際には、レーザエネルギ値を決定するための基板(以下、パワーモニタ基板と言う)を用意しておき、予め定められた範囲内で段階的に変化させた複数のレーザエネルギ値によって、生産基板と同ロットのパワーモニタ基板における異なる区域にレーザを照射することによって行う(例えば、特開２００２‐２１７１０３号公報(特許文献２)参照)。そして、目視観察あるいはラマン分光計測等による計測によって、結晶化度を確認する。こうして、所望の結晶化度が得られた区域に対応するレーザエネルギ値を、最適なレーザエネルギ値であると決定するのである。以後、こうして決定された最適レーザエネルギ値によって上記エキシマレーザアニール装置を稼働させて、生産基板の製造を行う。
【０００８】
上記エキシマレーザアニール装置によって結晶膜が生成された基板における結晶化状態を検査する技術としては、反射光や屈折光や透過光等による光学的計測法を用いたり、電気伝導度やライフタイム等の電気的計測法を用いたりする方法がある。例えば、基板の一表面に所定の方向性を有する光を照射し、上記表面からの散乱光の強度を計測して結晶化状態を測定し、その計測値に基づいて基板の結晶化状態を判定するものがある(例えば、特開２００１‐１１０８６１号公報(特許文献３)参照)。
【０００９】
しかしながら、上記従来の結晶化状態を検査する方法においては、以下のような問題がある。すなわち、エキシマレーザアニール装置によって基板面に成膜されて結晶化された結晶膜の結晶化状態は、同一設定条件のレーザエネルギで照射した場合であっても、基板の場所によって結晶化状態の違いがあり、所謂基板面内分布を有している。このような結晶化基板の面内分布は、レーザエネルギの時間軸に対する変動と、レーザ発信源から基板までに存在するレンズ群等のレーザ照射光学系による収差・光軸誤差等に起因するレーザビームの照射エネルギ分布と、等によって発生する。
【００１０】
上記時間軸に対するレーザエネルギ変動としては、短期的な変動と経時的な変動とがあり、前者は、結晶膜が形成された基板面上において走査方向に並ぶ縞模様として観察されることが知られている。
【００１１】
同一設定条件下におけるレーザエネルギ基板面内分布を平坦にすることは非常に困難であり、例えば、矩形状に整形されたレーザビームによるレーザ照射面における長軸方向両端部付近のエネルギが高くなる傾向がある。また、この傾向は、レーザパワー設定値に関わりなく発生する。そして、実際に照射されたレーザエネルギが過大(所謂パワーオーバ)な領域では微結晶化が起こり、電子移動度の低下、即ちＴＦＴ特性の低下が発生する。したがって、製品用結晶化基板にレーザエネルギを照射するに先だって、パワーオーバにならないレーザエネルギ設定値を求める必要がある。
【００１２】
具体的には、先ず、上記パワーモニタ基板に、段階的に変化させたレーザエネルギでレーザビームを照射する。例えば、上記特許文献２の図１には１５段階にレーザエネルギを変化させることが開示されている。異なるレーザエネルギ設定値での照射域には、上述したように、夫々の照射域にレーザエネルギの面内分布が存在する。そこで、次に、レーザエネルギと照射位置(個々のレーザ照射域における長軸方向での位置を指す)との組合せからなる多数の測定点(上記特許文献２の図２では１０列×９行)で結晶化状態を計測し、レーザエネルギが過大にならない最適設定条件を選定するのである。
【００１３】
このように、上記特許文献２に記載された最適レーザエネルギ値の決定方法では、異なるレーザエネルギでの照射域毎に９０点での結晶化状態を計測しなければならず、多大な測定時間と画像データ処理時間とを要すると言う問題がある。また、そのために、生産基板のロット切換え後やレーザ照射装置のメンテナンス後など、製造条件等が変化した場合に、上記パワーモニタ基板を用いた計測によって最適なレーザエネルギ設定値を決定するのに多大な時間を要し、稼働率の悪化を招くと言う問題がある。
【特許文献１】特開平０８‐２１３６２９号公報
【特許文献２】特開２００２‐２１７１０３号公報
【特許文献３】特開２００１‐１１０８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
そこで、この発明の課題は、測定時間を短時間にして、レーザパワーオーバの判定および最適レーザエネルギ設定値の特定を容易にできる結晶化状態測定方法および結晶化状態測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、この発明は、
基板上に、異なるエネルギ設定値でレーザ光が照射されて結晶化処理が行われた複数の結晶化小領域が、一方向に配列されて形成されて成る結晶化領域に関して、結晶化状態を測定する結晶化状態測定方法であって、
上記結晶化小領域から選択された選択結晶化小領域の結晶化状態を、上記一方向とは異なる他方向に配列されると共に、当該選択結晶化小領域内に一列に設定された複数の測定点で測定する第１測定を行う第１測定ステップと、
上記選択結晶化小領域に対する上記第１測定の結果から測定値の最大値を算出して第１最大値とする第１最大値算出ステップと、
上記第１最大値を呈する測定点の上記他方向での位置を最大値測定点位置として特定する最大値点特定ステップと、
上記一方向に配列された複数の結晶化小領域の結晶化状態を、各結晶化小領域内に設定され且つ上記最大値測定点を通る上記一方向に配列された複数の測定点で測定する第２測定を行う第２測定ステップと、
上記一方向への上記第２測定の結果から測定値の最大値を算出して第２最大値とする第２最大値算出ステップと、
上記第２最大値を呈する測定点を含む結晶化小領域に上記レーザ光が照射された際のエネルギ設定値を特定するエネルギ設定値特定ステップ
を備えたことを特徴としている。
【００１６】
上記構成によれば、先ず、上記基板上において選択された選択結晶化小領域の結晶化状態を、当該選択結晶化小領域内に複数設定された測定点で第１測定し、最大値(第１最大値)を呈する測定点の位置を最大値測定点位置として特定する。次に、上記一方向に配列された複数の結晶化小領域の結晶化状態を、各結晶化小領域内に設定され且つ上記最大値測定点を通る上記一方向に配列された測定点で第２測定し、最大値(第２最大値)を呈する測定点を含む結晶化小領域のエネルギ設定値を特定するようにしている。
【００１７】
したがって、上記結晶化小領域内に設定された測定点の数を「Ｌ」とし、上記一方向に配列された結晶化小領域の数を「Ｎ」とすると、(Ｌ＋Ｎ)個の測定点に対する結晶化状態を測定すればよく、(Ｌ×Ｎ)個の測定点に対する結晶化状態を測定する従来の特許文献２に記載された最適レーザエネルギ値の決定方法に比して、測定時間を短時間にして、稼働率の悪化を防止することができる。さらに、レーザパワーオーバの判定および最適レーザエネルギ設定値の特定を容易に行うことができる。
【００１８】
また、１実施の形態の結晶化状態測定方法では、
上記第１測定ステップで選択されて上記第１測定が行われる選択結晶化小領域は複数であり、
上記第１最大値算出ステップでは、上記複数の選択結晶化小領域に対する上記第１測定の結果から算出された複数の最大値の代表値を算出して上記第１最大値とする。
【００１９】
この実施の形態によれば、上記第１最大値を算出する際に、複数の選択結晶化小領域に対する上記第１測定の結果から算出するようにしている。したがって、選択結晶化小領域の何れかに関する上記第１測定の値に特異値があったとしても、平均値や最頻値等の代表値を求めることによって、上記レーザエネルギ設定値の特定結果に対する上記特異値の影響を減少することができる。
【００２０】
さらに、その場合であっても、選択結晶化小領域の数を「Ｍ」とすると、(Ｌ×Ｍ＋Ｎ)個の測定点に対する結晶化状態を測定すればよく、(Ｌ×Ｎ)個の測定点に対する結晶化状態を測定する従来の特許文献２に記載された最適レーザエネルギ値の決定方法に比して、測定時間を短縮することができる。
【００２１】
また、この発明は、
基板上に、異なるエネルギ設定値でレーザ光が照射されて結晶化処理が行われた複数の結晶化小領域が、一方向に配列されて形成されて成る結晶化領域に関して、結晶化状態を測定する結晶化状態測定方法であって、
上記結晶化小領域から選択された複数の選択結晶化小領域の結晶化状態を、上記一方向とは異なる他方向に配列されると共に、夫々の選択結晶化小領域内に一列に設定された複数の測定点で測定する第１測定を行う第１測定ステップと、
上記複数の選択結晶化小領域に対する上記第１測定の結果から、各選択結晶化小領域毎に、測定値の最大値を算出して第１最大値とすると共に、上記最大値に次ぐ測定値を算出して次大値とする第１最大値・次大値算出ステップと、
上記複数の第１最大値の代表値を算出すると共に、上記第１最大値の代表値に最も近い測定値を呈する測定点の上記他方向での位置を最大値測定点位置として特定する一方、上記複数の次大値の代表値を算出すると共に、上記次大値の代表値に最も近い測定値を呈する測定点の上記他方向での位置を次大値測定点位置として特定する最大値点・次大値点特定ステップと、
上記一方向に配列された複数の結晶化小領域の結晶化状態を、各結晶化小領域内に設定され且つ上記最大値測定点を通る上記一方向に配列された第１の測定点列、および、各結晶化小領域内に設定され且つ上記次大値測定点を通る上記一方向に配列された第２の測定点列で、測定する第２測定を行う第２測定ステップと、
上記第１の測定点列に対する上記第２測定の結果から最大値を算出して第２最大値とする一方、上記第２の測定点列に対する上記第２測定の結果から最大値を算出して第３最大値とする第２・第３最大値算出ステップと、
上記第２最大値を呈する測定点を含む結晶化小領域に上記レーザ光が照射された際のエネルギ設定値を第１のエネルギ設定値とする一方、上記第３最大値を呈する測定点を含む結晶化小領域に上記レーザ光が照射された際のエネルギ設定値を第２のエネルギ設定値とし、上記第１のエネルギ設定値と上記第２のエネルギ設定値との平均値でエネルギ設定値を特定するエネルギ設定値特定ステップ
を備えたことを特徴としている。
【００２２】
上記構成によれば、複数の結晶化小領域を選択して各選択結晶化小領域から上記第１最大値を算出し、複数の上記第１最大値の代表値を算出するに加えて、各選択結晶化小領域から上記次大値を算出し、複数の上記次大値の代表値を算出し、合計二つの代表値に基づいて得られたレーザエネルギ設定値を平均してレーザエネルギ設定値を特定するようにしている。したがって、選択結晶化小領域の何れかに関する上記第１測定の値に特異値があったとしても、上記レーザエネルギ設定値の特定結果に対する上記特異値の影響をさらに減少することができる。
【００２３】
さらに、その場合であっても、上記結晶化小領域内に設定された測定点の数を「Ｌ」とし、上記一方向に配列された結晶化小領域の数を「Ｎ」とし、上記選択結晶化小領域の数を「Ｍ」とすると、(Ｌ×Ｍ＋２Ｎ)個の測定点に対する結晶化状態を測定すればよい。したがって、(Ｌ×Ｎ)個の測定点に対する結晶化状態を測定する従来の特許文献２に記載された最適レーザエネルギ値の決定方法に比して、測定時間を短縮することができる。
【００２４】
また、この発明は、
基板上に、異なるエネルギ設定値でレーザ光が照射されて結晶化処理が行われた複数の結晶化小領域が、一方向に配列されて形成されて成る結晶化領域に関して、結晶化状態を測定する結晶化状態測定方法であって、
上記結晶化小領域から選択された複数の選択結晶化小領域の結晶化状態を、上記一方向とは異なる他方向に配列されると共に、夫々の選択結晶化小領域内に一列に設定された複数の測定点で測定する第１測定を行う第１測定ステップと、
上記複数の選択結晶化小領域に対する上記第１測定の結果から、各選択結晶化小領域毎に、測定値の最大値を算出して第１最大値とすると共に、上記最大値に次ぐ測定値を算出して次大値とする第１最大値・次大値算出ステップと、
上記複数の第１最大値を呈する測定点の上記他方向での位置を最大値測定点位置として特定する一方、上記複数の次大値を呈する測定点の上記他方向での位置を次大値測定点位置として特定する最大値点・次大値点特定ステップと、
上記一方向に配列された複数の結晶化小領域の結晶化状態を、各結晶化小領域内に設定され且つ上記複数の最大値測定点を通る上記一方向に配列された複数の第１の測定点列、および、各結晶化小領域内に設定され且つ上記複数の次大値測定点を通る上記一方向に配列された複数の第２の測定点列で、測定する第２測定を行う第２測定ステップと、
上記複数の第１の測定点列に対する上記第２測定の結果から最大値を算出して複数の第２最大値を得る一方、上記複数の第２の測定点列に対する上記第２測定の結果から最大値を算出して複数の第３最大値を得る第２・第３最大値算出ステップと、
上記複数の第２最大値を呈する測定点を含む複数の結晶化小領域に上記レーザ光が照射された際のエネルギ設定値を第１のエネルギ設定値とする一方、上記複数の第３最大値を呈する測定点を含む複数の結晶化小領域に上記レーザ光が照射された際のエネルギ設定値を第２のエネルギ設定値とし、上記複数の第１のエネルギ設定値と上記複数の第２のエネルギ設定値との代表値を算出してエネルギ設定値を特定するエネルギ設定値特定ステップ
を備えたことを特徴としている。
【００２５】
上記構成によれば、複数の結晶化小領域を選択して各選択結晶化小領域から複数の上記第１最大値および複数の上記次大値を算出するに加えて、夫々の第１最大値と次大値とに基づいてレーザエネルギ設定値を求めて、上記結晶化小領域内に設定された測定点の数を「Ｌ」とし、上記一方向に配列された結晶化小領域の数を「Ｎ」とし、上記選択結晶化小領域の数を「Ｍ」とした場合に、(２×Ｍ)個のレーザエネルギ設定値から一つの代表値を求めるようにしている。したがって、選択結晶化小領域の何れかに関する上記第１測定の値に特異値があったとしても、上記レーザエネルギ設定値の特定結果に対する上記特異値の影響をさらに減少することができる。
【００２６】
さらに、その場合であっても、(Ｌ×Ｍ＋２Ｍ×Ｎ)個の測定点に対する結晶化状態を測定すればよい。したがって、(Ｌ×Ｎ)個の測定点に対する結晶化状態を測定する従来の特許文献２に記載された最適レーザエネルギ値の決定方法に比して、測定時間を短縮することができる。
【００２７】
また、１実施の形態の結晶化状態測定方法では、
上記代表値の算出は、算出の対象となる値の総ての平均値、算出の対象となる総ての値から最大値または最小値を除去した値の平均値、算出の対象となる総ての値から最大値および最小値を除去した値の平均値、算出の対象となる総ての値のうちの最頻値の何れか一つを、算出することによって行われる。
【００２８】
この実施の形態によれば、上記代表値を的確に且つ容易に算出することができる。
【００２９】
また、１実施の形態の結晶化状態測定方法では、
上記結晶化状態の測定は、上記基板の面に光を照射すると共に、上記基板の主面に対向する方向での散乱光強度を計測することによって行う。
【００３０】
この実施の形態によれば、上記結晶化状態を的確に且つ容易に測定することができる。
【００３１】
また、この発明は、
基板の計測位置を所定の位置に位置決めする基板位置決め手段と、
上記基板の面に光を照射する照明手段と、
上記基板の主面を臨む側から上記基板の主面を撮像して画像データを取得する撮像手段と、
上記撮像手段からの画像データを処理する画像処理手段と、
上記基板位置決め手段による上記基板の位置決めあるいは上記画像処理手段による画像データの処理を含む動作の制御を行う制御手段
を有すると共に、
上記制御手段の制御の下に、
上記基板位置決め手段は、上記基板上に、一方向に配列されて形成されると共に、異なるエネルギ設定値でレーザ光が照射されて結晶化処理が行われた複数の結晶化小領域から一つの結晶化小領域を選択し、
上記基板位置決め手段,照明手段,撮像手段および画像処理手段は、上記選択結晶化小領域の結晶化状態を、上記一方向とは異なる他方向に配列されると共に、当該選択結晶化小領域内に一列に設定された複数の測定点で測定する第１測定を行い、
上記画像処理手段は、上記選択結晶化小領域に対する上記第１測定の結果から測定値の最大値を算出して第１最大値とすると共に、上記第１最大値を呈する測定点の位置を最大値測定点位置として特定し、
上記基板位置決め手段,照明手段,撮像手段および画像処理手段は、上記一方向に配列された複数の結晶化小領域の結晶化状態を、各結晶化小領域内に設定され且つ上記最大値測定点を通る上記一方向に配列された複数の測定点で測定する第２測定を行い、
上記画像処理手段は、上記第２測定の結果から測定値の最大値を算出して第２最大値とすると共に、上記第２最大値を呈する測定点を含む結晶化小領域に上記レーザ光が照射された際のエネルギ設定値を特定する
ようになっていることを特徴としている。
【００３２】
上記構成によれば、先ず、上記基板上において選択された選択結晶化小領域の結晶化状態を、当該選択結晶化小領域内に複数設定された測定点で第１測定し、最大値(第１最大値)を呈する測定点の位置を最大値測定点位置として特定する。次に、上記一方向に配列された複数の結晶化小領域の結晶化状態を、各結晶化小領域内に設定され且つ上記最大値測定点を通る上記一方向に配列された測定点で第２測定し、最大値(第２最大値)を呈する測定点を含む結晶化小領域のエネルギ設定値を特定することができる。
【００３３】
したがって、上記結晶化小領域内に設定された測定点の数を「Ｌ」とし、上記一方向に配列された結晶化小領域の数を「Ｎ」とすると、(Ｌ＋Ｎ)個の測定点に対する結晶化状態を測定すればよく、(Ｌ×Ｎ)個の測定点に対する結晶化状態を測定する従来の特許文献２に記載された最適レーザエネルギ値の決定方法に比して、測定時間を短時間にして、稼働率の悪化を防止することができる。さらに、レーザパワーオーバの判定および最適レーザエネルギ設定値の特定を容易に行うことができる。
【００３４】
また、１実施の形態の結晶化状態測定装置では、
上記撮像手段が取得する画像データは、上記基板からの散乱光の強度値である。
【００３５】
この実施の形態によれば、上記結晶化状態を的確に且つ容易に測定することができる。
【発明の効果】
【００３６】
以上より明らかなように、この発明の結晶化状態測定方法及び結晶化状態測定装置は、先ず、基板上において選択された選択結晶化小領域の結晶化状態を、当該選択結晶化小領域内に一列に設定された複数の測定点で第１測定し、最大値(第１最大値)を呈する測定点の位置を最大値測定点位置として特定する。次に、一方向に配列された複数の結晶化小領域の結晶化状態を、各結晶化小領域内に設定され且つ上記最大値測定点を通る上記一方向に配列された複数の測定点で第２測定し、最大値(第２最大値)を呈する測定点を含む結晶化小領域のエネルギ設定値を特定するので、上記結晶化小領域内に設定された測定点の数を「Ｌ」とし、上記一方向に配列された結晶化小領域の数を「Ｎ」とすると、(Ｌ＋Ｎ)個の測定点に対する結晶化状態を測定すればよい。
【００３７】
したがって、(Ｌ×Ｎ)個の測定点に対する結晶化状態を測定する従来の特許文献２に記載された最適レーザエネルギ値の決定方法に比して、測定時間を短時間にして、稼働率の悪化を防止することができる。さらに、レーザパワーオーバの判定および最適レーザエネルギ設定値の特定を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３９】
・第１実施の形態
図１は、本実施の形態における結晶化状態測定方法を実現する結晶化状態測定装置の構成図であり、エキシマレーザアニール装置のレーザエネルギ設定値を設定するために用いられる。図１において、１は結晶化基板であり、表面に結晶膜が生成されている。この結晶化基板１は、移動して位置決めを行うＸＹステージを有する基板位置決め機構２における上記ＸＹステージ上に載置される。照明３は、結晶化基板１の結晶膜が形成された主面(上面)に対して斜め上方から観察光を照射する。そして、照明３によって観察光が照射された結晶化基板１の上記主面がＣＣＤ(電荷結合素子)センサを有するカメラ４によって撮像され、カメラ４で撮像された画像データは画像処理装置５に送出され、画像処理装置５によって、取得・保持されると共に、データ処理が行われて所望の情報が計算される。制御装置６は、パーソナルコンピュータによって構成されて、基板位置決め機構２と画像処理装置５と結晶化状態測定装置全体とを制御すると共に、測定・検査条件を登録・格納する記憶媒体を有している。
【００４０】
上述したように、上記結晶化基板１は、レーザアニール処理によって結晶化が進むと、結晶化基板１の表面において結晶粒界による凹凸が発生する。この凹凸に照射された照明３からの観察光が散乱光となってカメラ４によりセンシングされ、カメラ４のＣＣＤセンサには明画像が撮像される。結晶化度の進展と結晶化基板１の表面における凹凸とには相関があり、これにより、撮像画像の明るさによって、結晶化基板１の結晶化状態が計測可能となる。
【００４１】
次に、上記パワーモニタ基板について説明する。図２は、パワーモニタ基板を示す図であり、エキシマレーザアニール装置のレーザエネルギ設定値を設定する際に、図１における結晶化基板１として用いられる。このパワーモニタ基板１の表面には、結晶膜が生成された結晶化領域７を有している。そして、この結晶化領域７は、基板長手方向(上記ＸＹステージにおける走査方向Ｘに相当)に配列された複数の結晶化小領域８a,８b,８c,…から成る。複数の結晶化小領域８a,８b,８c,…は、エキシマレーザアニール装置によって、レーザエネルギ設定値を段階的に変化させて、互いに異なるレーザエネルギ設定値で結晶化されている。但し、各結晶化小領域８a,８b,８c,…内においては、同一のレーザエネルギ設定値で結晶化されている。夫々の結晶化小領域８a,…は、基板短辺方向(上記ＸＹステージにおける走査方向Ｘに直交する方向Ｙに相当)に細長い同一の矩形状であり、これはエキシマレーザアニール装置のレーザビーム形状に依存している。
【００４２】
レーザアニール時には、例えば、結晶化小領域８aをあるレーザエネルギ設定値Ｘaで照射して結晶化小領域８aの結晶化処理を行った後に、基板長辺方向(走査方向Ｘ)へ結晶化小領域８aの短辺方向長さ分だけ上記レーザビームと基板位置との相対移動による走査を行う。そして、次に、変更したレーザエネルギ設定値Ｘbで、次の結晶化小領域８bを照射して結晶化処理を行う。このような操作を順次行うことによって、上記結晶化領域７が形成されるのである。
【００４３】
上記結晶化領域７には、図１に示す結晶化状態測定装置によって本パワーモニタ基板１における結晶化状態を測定する(つまり、パワーモニタ計測を行う)際における測定候補点９が、２次元マトリクス状の配置で設定されている。この測定候補点９は、レーザエネルギが段階的に変化された各結晶化小領域８a,…内に、レーザビーム長軸方向(方向Ｙ：結晶化小領域８a,…の長辺方向)に複数点均等間隔で配置されており、例えば、図２においては９点の測定候補点９が設定されている。ここで、上記相対的な走査方向Ｘに配列された測定候補点９の一群を測定候補列１０と称し、同一の結晶化小領域８内において上記レーザビーム長軸方向に配列された測定候補点９の一群を測定候補行１１と称することにする。
【００４４】
ところで、上記エキシマレーザアニール装置において、レーザ光源の出力を変更することによって、レーザ光源から出射されるレーザエネルギが変化するので、異なるレーザエネルギ設定値に変更されるのであるが、上記レーザ光源からパワーモニタ基板１へ至るまでの経路中にエネルギ可変の減光手段を介在させてもよい。例えば、アッテネータの強弱の変更や濃度の異なるＮＤフィルタを交換することによって、レーザエネルギ設定値を変更することも可能である。これらの方法は、光源からパワーモニタ基板１へ至るまでの距離を変更する方法等に比べて設定値の変更が容易であり、設定値の再現性も高い。
【００４５】
上記パワーモニタ計測時においては、上述のようにパワーモニタ基板１上に配置設定された測定候補点９を、図１に示す結晶化状態測定装置における基板位置決め機構２によってパワーモニタ基板１を基板長辺方向にステップ状に移動しつつ、照明３からの観察光を照射して、カメラ４,画像処理装置５および制御装置６によって散乱光を計測する。そして、この計測結果によって、測定候補列１０上における各測定候補点９での結晶化状態が順次測定される。
【００４６】
図３は、このようにして行われたパワーモニタ計測の結果得られた計測値例を示す。図３において、横軸はエキシマレーザアニール装置のレーザエネルギ設定値であり、縦軸は各測定候補点９での計測値(画像明るさ,輝度…)である。ここで、図３は、各測定候補列１０毎の計測値を図示している。図中の曲線はレーザエネルギの分布を示しており、縦線１２は各レーザエネルギ設定値Ｘa,Ｘb,Ｘc,…を示している。したがって、上記曲線と縦線１２との交点は、その縦線１２が示すレーザエネルギ設定値で上記レーザアニール処理が行われた結晶化小領域８における当該測定候補列１０に属する測定候補点９での計測値を示している。尚、図３には、全部で９列ある測定候補列１０の内の３列分の測定候補列１０におけるレーザエネルギ分布を示している。
【００４７】
各測定候補列１０において、上記レーザエネルギ設定値の増加に伴って結晶化が進み、上記計測値が大きくなって行く。そして、あるレーザエネルギ設定値を超えたレーザエネルギを与えてアニール処理を行うと計測値が減少する。したがって、測定の対象となる測定候補列１０中に、上述のようなあるレーザエネルギ設定値を超えたレーザエネルギを照射した結晶化小領域８中の測定候補点９が含まれている場合には、当該測定候補列１０の計測値に最大値が現れることになる。
【００４８】
ここで、上記計測値の減少は、与えられたレーザエネルギが結晶化を行なうには過大であり(つまり、パワーオーバであり)、結晶化小領域８中に微小な結晶粒が発生して、照明３からの観察光の反射量が減少したためである。このような微小結晶粒発生状態は、製品用基板面に形成されるＴＦＴの性能が低下するため、不良品とされる結晶化状態である。
【００４９】
そこで、上記パワーモニタ計測においては、上記画像処理装置５によって、測定候補列１０において計測値が最大(すなわち、計測値がピーク)となるレーザエネルギ値(ピーク位置)を算出するのである。尚、この算出された計測値のピーク位置は各測定候補列１０毎に差異がある。この差異の発生の理由は、一定のレーザエネルギ設定値での照射による基板面内分布を主体として、レーザエネルギの短期的時間軸に対する変動が加わっているためである。
【００５０】
図４は、上記パワーモニタ基板１の任意に選択された３つの結晶化小領域８p,８q,８rに対して、エキシマレーザアニール装置によってレーザアニール処理を行う際において、レーザビーム長軸方向(方向Ｙ)での照射位置(以下、レーザ照射位置と称する)とレーザエネルギとの関係を示す。図４から分かるように、レーザエネルギの強度分布を一定に(つまり、分布曲線が平坦になるように)調整することは非常に困難であり、上記レーザ照射位置の両端付近での強度が高くなる傾向がある。そして、この傾向は、レーザエネルギ設定値を変えても変わらない。
【００５１】
図５は、図４の場合と同じ３つの結晶化小領域８p,８q,８rにおける上記レーザ照射位置と計測値(画像明るさ,輝度等)との関係を示す図である。レーザエネルギがパワーオーバとなるまでの一定範囲(図３においてピークに達するまでの範囲)において、レーザエネルギ∝パワーモニタ基板１の表面凹凸発生度∝散乱光輝度の関係があるため、図５の計測値分布特性は図４のレーザエネルギ分布特性と相関を有している。したがって、図５に示すように、各結晶化小領域８p,８q,８r毎の計測値には、レーザ照射位置の端部付近に最大値点１６が現れ、レーザ照射位置の中央部付近に最小値点１７が現れる。その場合、最小値点１７付近の計測値変化は小さいため、最小値を呈するレーザ照射位置の特定が困難である。これに対し、最大値点１６付近の計測値変化は比較的大きいため、最大値を呈するレーザ照射位置の特定は容易である。そして、このレーザ照射位置両端付近の計測値が最大になる傾向は、レーザエネルギ設定値(結晶化小領域８)が変わっても変わらない。
【００５２】
このように、上記レーザ照射位置両端付近の計測値が最大になる一方、上記レーザ照射位置中央付近の計測値が最小になる傾向は、レーザエネルギ設定値(結晶化小領域８)が変わっても変わらない。そして、レーザエネルギ設定値と計測値とには相関がある。したがって、図３に示す３列の測定候補列１０のレーザエネルギ分布におけるピーク値が同じであるとすると、ピーク値を呈するレーザエネルギ設定値が最小となる測定候補列１０は、３列の測定候補列１０のうちの上記レーザ照射位置が最も外側にある測定候補列１０となる。また、ピーク値を呈するレーザエネルギ設定値が最大となる測定候補列１０は、上記レーザ照射位置が最も中央側にある測定候補列１０となる。
【００５３】
したがって、図３において、曲線１３は、上記レーザビーム長軸方向のレーザエネルギ分布内においてエネルギが最大となるレーザ照射位置近傍の測定候補点９を通る測定候補列１０に関する測定列であると言うことができ、表示された３列分の測定候補列１０のうち最小のレーザエネルギ設定値で計測値がピークに達している。また、曲線１４は、上記レーザビーム長軸方向のレーザエネルギ分布内においてエネルギが最小となる測定候補点９を通る測定候補列１０に関する測定列であると言うことができ、表示された３列分の測定候補列１０のうち最大のレーザエネルギ設定値で計測値がピークに達している。
【００５４】
そこで、本実施の形態においては、上記最小のレーザエネルギ設定値で計測値がピークに達する曲線１３のピークを最適ピーク１５として選出し、最適ピーク１５を呈するレーザエネルギ設定値を実際のレーザアニール処理時におけるレーザエネルギ設定値(レーザパワー強度設定値)とするのである。
【００５５】
すなわち、実際の結晶化状態測定方法としては、先ず、上記測定候補行１１での各レーザ照射位置(方向Ｙ上の位置)に対する例えば散乱光輝度を計測する。そして、図５において、計測値が最大値であるピーク点１６のレーザ照射位置１８を特定して測定候補列１０を特定する。次に、この特定された測定候補列１０での各レーザエネルギ設定値に対する散乱光輝度を計測する。こうして得られた計測値の分布は、図３における曲線１３に相当し、曲線１３のピーク値が最適ピーク１５となるのである。
【００５６】
図６は、図１に示す結晶化状態測定装置における制御装置６の制御の下に実行される結晶化状態測定処理動作の概略フローチャートである。以下、図６に従って、結晶化状態測定処理について具体的に説明する。互いに異なるレーザエネルギ設定値で結晶化されたパワーモニタ基板１が、基板位置決め機構２における上記ＸＹステージ上に載置されると、結晶化状態測定処理動作がスタートする。
【００５７】
ステップＳ1で、上記パワーモニタ基板１上における複数の結晶化小領域８a,８b,８c,…のうちの一つが選択され、その選択結晶化小領域８が照明３からの観察光の照射位置に位置するように、基板位置決め機構２における上記ＸＹステージが制御されて、パワーモニタ基板１の位置決めが行われる。ステップＳ2で、上記ＸＹステージが制御されて、上記選択結晶化小領域８上の測定候補行１１を構成する各測定候補点９が一端側から他端側に向かって順次上記観察光によって照射される。そして、測定候補行１１の各測定候補点９における散乱光輝度(強度)が計測される。こうして、上記方向Ｙへの第１測定が行われる。
【００５８】
ステップＳ3で、上記画像処理装置５によって、上記選択結晶化小領域８上の全測定候補点９の計測値の最大値(第１最大値)が算出される。ステップＳ4で、画像処理装置５によって、上記算出された第１最大値に基づいて、この第１最大値を呈する測定候補点９の位置(つまり、上記レーザ照射位置)が第１最大値点として特定される。
【００５９】
ステップＳ5で、上記ＸＹステージが制御されて、上記第１最大点を含む測定候補列(以下、特定測定候補列と言う)１０を構成する各測定候補点９が一端側から他端側に向かって順次上記観察光によって照射される。そして、特定測定候補列１０の各測定候補点９における散乱光輝度(強度)が計測される。こうして、上記方向Ｘへの第２測定が行われる。
【００６０】
ステップＳ6で、上記画像処理装置５によって、上記特定測定候補列１０の全測定候補点９の計測値の最大値(第２最大値)が算出される。ステップＳ7で、画像処理装置５によって、上記算出された第２最大値を呈する測定候補点９を含む結晶化小領域８のレーザエネルギ設定値に基づいて、実際にレーザアニールを行う際のレーザエネルギ設定値が特定される。そうした後、結晶化状態測定処理動作を終了する。
【００６１】
尚、上記ステップＳ1において、結晶化小領域８を選択する際に、パワーオーバとなる測定候補点９を含む結晶化小領域８を選択した場合には、上述したようなレーザエネルギ設定値と計測値との相関は見られなくなり、本実施の形態の結晶化状態測定方法は適用できなくなる。このような事態を避けるには、選択結晶化小領域８として従来の実績や材料等を考慮して、パワーオーバとはなり得ないレーザエネルギ設定値の結晶化小領域８を選択すればよい。さらに、より確実に、選択結晶化小領域８にパワーオーバ部が無いようにするためには、上記ステップＳ7においてレーザエネルギ設定値を特定する際に、上記ステップＳ6において算出された第２最大値を呈する結晶化小領域８のレーザエネルギ設定値よりも所定値だけ低いレーザエネルギ設定値に特定することが望ましい。
【００６２】
以上のごとく、本実施の形態においては、上記パワーモニタ基板１上における一つの結晶化小領域８を選択し、この選択結晶化小領域８について上記方向Ｙへの第１測定を行って、最大値を呈するレーザ照射位置の測定候補点９を特定する。そして、この特定測定候補点９を含む特定測定候補列１０について上記方向Ｘへの第２測定を行って、最大値を呈する測定候補点９が属する結晶化小領域８のレーザエネルギ設定値に基づいて、実際にレーザアニールを行う際のレーザエネルギ設定値を特定するようにしている。したがって、図２に示すように、測定候補列１０に含まれる測定候補点９の数が「１０」であり、測定候補行１１に含まれる測定候補点９の数が「９」であるとすると、１０＋９＝１９箇所の測定候補点９に関する散乱光輝度計測によって最適レーザエネルギ設定値の特定を行うことができるのである。
【００６３】
これに対して、同じパワーモニタ基板１に対して、上記特許文献２に開示された結晶化状態の計測方法を適用した場合には、１０×９＝９０箇所の測定候補点９に関する散乱光輝度計測を行う必要があり、多大な時間を要すると共に稼働率の悪化を招くにとになる。したがって、本実施の形態によれば、測定時間を１/４以下にすることができ、稼働率の悪化を防止することができるのである。
【００６４】
・第２実施の形態
ところで、上記第１実施の形態においては、上記選択結晶化小領域８として一つの結晶化小領域８を選択している。また、選択結晶化小領域８について上記方向Ｙへの第１測定を行った際には一つの最大値を求めるようにしている。したがって、選択結晶化小領域８の測定候補点９において何らかの異常による特異値が計測された場合には、最適レーザエネルギ設定値の特定結果に何らかの影響を及ぼすことになる。本実施の形態は、このような悪影響を排除するための結晶化状態の計測方法に関する。
【００６５】
結晶化状態計測方法Ａ
この結晶化状態計測方法Ａにおいては、以下のような手順によって結晶化状態の計測を行う。すなわち、
（１）選択結晶化小領域８として、上記パワーモニタ基板１の総結晶化小領域数をＮとした場合、Ｍ(２≦Ｍ≦(Ｎ−１))個の結晶化小領域８を選択する。そして、夫々の選択結晶化小領域８について、上記方向Ｙへの第１測定を行う。
（２）上記Ｍ個の選択結晶化小領域８に関する上記第１測定の結果から、夫々の選択結晶化小領域８につき一つの第１最大値を求め、合計Ｍ個の第１最大値を求める。
（３）上記算出されたＭ個の第１最大値の平均値を求める。その場合、Ｍ個の第１最大値中の最大値または最小値を除外して、あるいは、最大値および最小値を除外して、平均値を求めると一層よい。あるいは、Ｍ個の第１最大値中の最頻値を求めても差し支えない。こうして、Ｍ個の第１最大値から一つの代表値を求めるのである。そして、この求められた代表値に基づいて、この代表値に最も近い測定値を呈する測定候補点９のレーザ照射位置を第１最大値点として特定する。
（４）特定された第１最大値点を含む一つの特定測定候補列１０について、上記方向Ｘへの第２測定を行う。
（５）上記特定測定候補列１０に関する上記第２測定の結果から、第２最大値を求める。
（６）上記第２最大値を呈する測定候補点９を含む結晶化小領域８のレーザエネルギ設定値に基づいて、実際にレーザアニールを行う際のレーザエネルギ設定値を特定する。
【００６６】
この結晶化状態計測方法Ａにおいては、複数の結晶化小領域８を選択し、夫々の選択結晶化小領域８から求めた複数の第１最大値から一つの代表値を求めるようにしている。したがって、選択された複数の結晶化小領域８に関する上記第１測定値の中に特異値があったとしても、平均値を求めたり最頻値を求めることによって、上記特異値の最適レーザエネルギ設定値の特定結果に対する影響を減少することができるのである。
【００６７】
尚、上記(２)においてＭ個の第１最大値を求めた際に、このＭ個の第１最大値がレーザビーム長軸方向の両端部に分散している場合には、Ｍ個の第１最大値から求められた代表値に最も近い測定値を呈する測定候補点９のレーザ照射位置(第１最大値点)が上記レーザビーム長軸方向の一端部にあれば、上記方向Ｘへの第２測定が行われる特定測定候補列１０は上記レーザビーム長軸方向の上記一端部側に設定される。これに対して、上記レーザビーム長軸方向の他端部にあれば、上記方向Ｘへの第２測定が行われる特定測定候補列１０は上記レーザビーム長軸方向の上記他端部側に設定されることになる。
【００６８】
結晶化状態計測方法Ｂ
この結晶化状態計測方法Ｂにおいては、以下のような手順によって結晶化状態の計測を行う。すなわち、
（１）選択結晶化小領域８として、上記パワーモニタ基板１の総結晶化小領域数をＮとした場合、Ｍ(２≦Ｍ≦(Ｎ−１))個の結晶化小領域８を選択する。そして、夫々の選択結晶化小領域８について、上記方向Ｙへの第１測定を行う。
（２）上記Ｍ個の選択結晶化小領域８に関する上記第１測定の結果から、夫々の選択結晶化小領域８に関して、一つの第１最大値を求める。さらに、上記第１最大値に次ぐ値を有し、且つ、レーザビーム長軸方向において上記第１最大値が位置する一端部とは反対側の他端部に位置する一つの次大値を求める。こうして、合計Ｍ個の第１最大値とＭ個の次大値とを求める。この場合、図５に示すように、第１最大値がレーザビーム長軸方向一端側に在るピーク点１６とすると、次大値は、★印で示すように、レーザビーム長軸方向他端側に存在する。
（３）上記算出されたＭ個の第１最大値の平均値を求める。さらに、Ｍ個の次大値の平均値を求める。その場合、結晶化状態計測方法Ａの場合と同様に、最大値または最小値や最大値および最小値を除外して平均値を求めてもよいし、最頻値を求めてもよい。そして、この求められた第１最大値の代表値に基づいて、この第１最大値の代表値に最も近い測定値を呈する測定候補点９のレーザ照射位置を第１最大値点として特定する。さらに、求められた次大値の代表値に基づいて、この次大値の代表値に最も近い測定値を呈する測定候補点９のレーザ照射位置を次大値点として特定する。
（４）特定された第１最大値点を含む第１の特定測定候補列１０について、上記方向Ｘへの第２測定を行う。さらに、特定された次大値点を含む第２の特定測定候補列１０について、上記方向Ｘへの第２測定を行う。
（５）上記第１の特定測定候補列１０に関する上記第２測定の結果から、一つ目の第２最大値(上記請求項３における第２最大値に相当)を求める。さらに、第２の特定測定候補列１０に関する上記第２測定の結果から、二つ目の第２最大値(上記請求項３における第３最大値に相当)を求める。
（６）上記一つ目の第２最大値を呈する測定候補点９を含む結晶化小領域８のレーザエネルギ設定値を第１のレーザエネルギ設定値として求める。さらに、上記二つ目の第２最大値を呈する測定候補点９を含む結晶化小領域８のレーザエネルギ設定値を第２のレーザエネルギ設定値として求める。そして、上記第１,第２のレーザエネルギ設定値の平均値を求めて、実際にレーザアニールを行う際のレーザエネルギ設定値を特定する。
【００６９】
この結晶化状態計測方法Ｂにおいては、複数の結晶化小領域８を選択するに加えて、夫々の選択結晶化小領域８から第１最大値点と次大値点との夫々から代表値を求め、合計二つの代表値から得られたレーザエネルギ設定値を平均してレーザエネルギ設定値を特定するようにしている。したがって、上記結晶化状態計測方法Ａの場合よりも更に上記特異値の最適レーザエネルギ設定値の特定結果に対する影響を減少することができる。
【００７０】
尚、上記(２)においてＭ個の第１最大値およびＭ個の次大値を求めた際に、このＭ個の第１最大値およびＭ個の次大値が、共に、レーザビーム長軸方向の両端部に分散している場合には、Ｍ個の第１最大値から求められた第１最大値点とＭ個の次大値から求められた次大値点とが、共に上記レーザビーム長軸方向の一端部にあれば、上記方向Ｘへの第２測定が行われる第１,第２の特定測定候補列１０,１０は上記レーザビーム長軸方向の上記一端部側に設定される。これに対して、上記第１最大値点と次大値点とが、上記レーザビーム長軸方向の両端部に分かれていれば、第１,第２の特定測定候補列１０,１０も上記レーザビーム長軸方向の両端部側に分かれて設定されることになる。
【００７１】
結晶化状態計測方法Ｃ
この結晶化状態計測方法Ｃにおいては、以下のような手順によって結晶化状態の計測を行う。すなわち、
（１）選択結晶化小領域８として、上記パワーモニタ基板１の総結晶化小領域数をＮとした場合、Ｍ(２≦Ｍ≦(Ｎ−１))個の結晶化小領域８を選択する。そして、夫々の選択結晶化小領域８について、上記方向Ｙへの第１測定を行う。
（２）上記結晶化状態計測方法Ｂの場合と同様に、上記Ｍ個の選択結晶化小領域８に関する上記第１測定の結果から、夫々の選択結晶化小領域８に関して、第１最大値と次大値とを求める。こうして、合計Ｍ個の第１最大値とＭ個の次大値とを求める。
（３）求められたＭ個の第１最大値を呈するＭ個の測定候補点９のレーザ照射位置を第１最大値点として特定する。さらに、求められたＭ個の次大値を呈するＭ個の測定候補点９のレーザ照射位置を次大値点として特定する。
（４）特定されたＭ個の第１最大点を含むＭ本の第１の特定測定候補列１０について、上記方向Ｘへの第２測定を行う。さらに、特定されたＭ個の第１次大点を含むＭ本の第２の特定測定候補列１０について、上記方向Ｘへの第２測定を行う。
（５）上記Ｍ本の第１の特定測定候補列１０に関する上記第２測定の結果から、Ｍ個の一つ目の第２最大値(上記請求項４における第２最大値に相当)を求める。さらに、上記Ｍ本の第２の特定測定候補列１０に関する上記第２測定の結果から、Ｍ個の二つ目の第２最大値(上記請求項４における第３最大値に相当)を求める。
（６）上記Ｍ個の一つ目の第２最大値を呈する測定候補点９を含む結晶化小領域８のレーザエネルギ設定値を第１のレーザエネルギ設定値として求める。さらに、上記Ｍ個の二つ目の第２最大値を呈する測定候補点９を含む結晶化小領域８のレーザエネルギ設定値を第２のレーザエネルギ設定値として求める。そして、上記Ｍ個の第１のレーザエネルギ設定値とＭ個の第２のレーザエネルギ設定値との平均値を求めて、実際にレーザアニールを行う際のレーザエネルギ設定値を特定する。その場合、２×Ｍ個のレーザエネルギ設定値中の最大値または最小値を除外して、あるいは、最大値および最小値を除外して、平均値を求めると一層よい。あるいは、２×Ｍ個のレーザエネルギ設定値中の最頻値を求めても差し支えない。
【００７２】
この結晶化状態計測方法Ｃにおいては、複数の結晶化小領域８を選択し、夫々の選択結晶化小領域８から第１最大値点と次大値点とを求めるに加えて、夫々の第１最大値点と次大値点とに基づいてレーザエネルギ設定値を求め、この２×Ｍ個のレーザエネルギ設定値から一つの代表値を求めるようにしている。したがって、上記結晶化状態計測方法Ｂの場合よりも更に上記特異値の最適レーザエネルギ設定値の特定結果に対する影響を減少することができる。
【００７３】
尚、上述の説明においては、上記Ｍ個の第１のレーザエネルギ設定値とＭ個の第２のレーザエネルギ設定値との平均値を求めて、実際のレーザエネルギ設定値を特定するようにしている。しかしながら、実際には、Ｍ個の第１最大値の中、Ｍ個の次大値の中、Ｍ個の一つ目の第２最大値の中、Ｍ個の二つ目の第２最大値の中に、同じ値を呈する(つまり、重複する)ものが存在する可能性が高い。そのため、上記各計算における実際の計算量は少なくなる。
【００７４】
また、本実施の形態の結晶化状態計測方法においては、上記散乱光輝度計測点数が上記第１実施の形態における結晶化状態計測方法の場合よりも多くなる。しかしながら、総ての測定候補点９に関して散乱光輝度計測を行う上記特許文献２に開示された結晶化状態の計測方法に比して、十分に測定時間を短縮して、稼働率の悪化を防止することができるのである。
【００７５】
また、上記各実施の形態においては、結晶化状態の計測方法として、結晶粒界における凹凸の発生を照明とカメラとによる観察・計測による場合を示したが、結晶化状態と計測値とに相対的な相関が得られる計測手段であれば、ラマン分光法等の他の計測手段を用いても差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】この発明の結晶化状態測定方法を実現する結晶化状態測定装置の構成図である。
【図２】パワーモニタ基板を示す平面図である。
【図３】パワーモニタ計測の結果得られた各測定候補列毎の計測値を示す図である。
【図４】エキシマレーザアニール装置によってレーザアニール処理を行う際におけるレーザ照射位置とレーザエネルギとの関係を示す図である。
【図５】３つの結晶化小領域におけるレーザ照射位置と計測値との関係を示す図である。
【図６】結晶化状態測定処理動作の概略フローチャートである。
【符号の説明】
【００７７】
１…結晶化基板(パワーモニタ基板)、
２…基板位置決め機構、
３…照明、
４…カメラ、
５…画像処理装置、
６…制御装置、
７…結晶化領域、
８…結晶化小領域、
９…測定候補点、
１０…測定候補列、
１１…測定候補行、
１３,１４…曲線、
１５…最適ピーク、
１６…ピーク点、
１７…最小値点、
１８…レーザ照射位置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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