(57)【要約】【課題】  レーザアニール装置において、被処理面でのレーザ光の光強度分布を正確に且つ短時間で測定するための方法を提供する。【解決手段】  本発明の方法で使用される発光層を有する可視光透光性基板１０では、ガラス基板１１上にＳｉＯ２層１３を介して非晶質シリコン層１４が堆積され、更に、ガラス基板１１上の一部の領域において、ガラス基板１１とＳｉＯ２層１３の間に発光層１２が挿入されている。非晶質シリコン層１４に照射されるレーザ光２０の光強度分布を測定する際には、発光層を有する可視光透光性基板１０の表面側から発光層１２に向けてレーザ光を照射する。発光層１２から発せられた発光の光強度分布を、発光層を有する可視光透光性基板１０の裏面側で撮像光学系４０を用いて二次元的に撮像し、撮像装置５０を用いて測定する。このようにして測定された発光の光強度分布から、被処理面でのレーザ光の光強度分布を求める。【選択図】      図６
2006093634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光透過性体上に設けられた非単結晶半導体薄膜層を有する基板であって、この基板に、レーザ光を受光して可視光を発する発光層または発光領域を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記発光層または発光領域は、前記非単結晶半導体薄膜層を除く他の少なくとも１層に設けられることを特徴とする請求項１の前記半導体装置。
【請求項３】
前記発光層または発光領域の厚さは、１μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記発光層または発光領域の厚さは、０．５μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記発光層または発光領域から発せられる、最も光強度の高い波長における全高半値幅は、０．０５μｍ以内であることを特徴とする請求項１乃至４に記載の半導体装置。
【請求項６】
基板上に形成された非単結晶半導体薄膜層平面での光強度分布を測定するための方法であって、
前記基板に、レーザ光を受光して光を発する前記発光層または発光領域を設ける工程と、
前記基板の前記発光層または発光領域に向けて前記レーザ光を照射する工程と、
前記レーザ光を受光した前記発光層または発光領域から発せられた光強度分布を、前記基板の裏面側から撮像光学系を用いて二次元的に撮像する工程と、を具備し、
このようにして撮像して得られた発光の光強度分布情報から、前記レーザ光の前記基板表面での光強度分布を求めることを特徴とするレーザ光の光強度分布測定方法。
【請求項７】
非単結晶半導体薄膜層を有する基板に、レーザ光に対して可視光を発する発光層または発光領域を設け、前記非単結晶半導体薄膜層にレーザ光を照射して、非単結晶薄膜から結晶粒を成長させるレーザアニール装置であって、
前記基板に向けてレーザ光を照射するレーザ光源と、
前記基板の裏面側に配置された撮像光学系と、
この撮像光学系によって撮像された発光の光強度分布を測定する光強度分布測定装置と、
前記レーザ光が前記非単結晶半導体薄膜層を照射したとき当該照射位置をアニールし、前記レーザ光が前記発光層または発光領域を照射したとき前記レーザ光の光強度分布を測定することを特徴とするレーザアニール装置。
【請求項８】
非単結晶半導体薄膜層を有する基板に、位相変調されたレーザ光を照射して結晶化領域を形成する結晶化方法であって、
レーザ光を受光すると発光する発光層を前記基板の予め定められた部分または全面に設けておき、
結晶化のために前記基板に照射するレーザ光の照射前または後の所望するときに前記発光層の発光した光学像を撮像してレーザ光の光強度分布情報を得ることを特徴とする結晶化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光例えば紫外レーザ光によるレーザアニール装置によってレーザ照射する際に、レーザ光強度分布の撮像と制御に適用して特に有効な光強度分布測定方法、レーザ光強度分布撮像法を含み、前記撮像装置を用いて多結晶および単結晶半導体薄膜基板、その製造方法、半導体装置、半導体装置を製造する方法および電子装置に係り、特に多結晶および単結晶薄膜の表層部分に電界効果トランジスタを製造する際のプロセス技術（加熱、不純物活性化、結晶化など）に関する。前記電界効果トランジスタを製造するための多結晶および単結晶半導体薄膜基板、ならびに、前記電界効果トランジスタを組み込んだ液晶表示装置、情報処理装置などの電子装置の製造技術に適用して顕著な効果を発揮する。
【背景技術】
【０００２】
アクティブマトリクス型液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などのような表示装置では、各画素を個別に駆動するために、ガラスやプラスチック等の絶縁基板上に多数の薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと略す。）が形成される。ＴＦＴのソース、ドレイン、チャネル領域に用いられる非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）膜は、形成温度が低く、気相法で比較的容易に形成することが可能であり、量産性にも富むため、ＴＦＴに用いる半導体薄膜として一般的に用いられている。
【０００３】
しかし、非晶質シリコン膜は、導電率等の物性が多結晶シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）膜に比べて劣る（ａ−Ｓｉの移動度はｐｏｌｙ−Ｓｉのそれに比べて２桁以上低い）という欠点があるため、今後ＴＦＴの動作速度を高速化するためには、多結晶シリコン膜をＴＦＴのソース、ドレイン、チャネル領域とする製造方法を確立する必要がある。
【０００４】
現状では、多結晶シリコン膜を形成する方法として、例えば、エキシマレーザを用いたアニール法（Excimer Laser Annealing；以下、ＥＬＡ法と呼ぶ）が用いられている。このアニール方法は、汎用ガラス基板が使用可能な温度範囲（即ち、室温から５００℃程度まで）で実施することができる（非特許文献１）。
【０００５】
ＥＬＡ法では、例えば、基板上に非晶質シリコン膜を所定の厚さ（例えば、５０ｎｍ程度）に堆積した後、この非晶質シリコン膜にクリプトン弗素（ＫｒＦ）エキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）やキセノン塩素（ＸｅＣｌ）エキシマレーザ光（波長３０８ｎｍ）などを照射して、局所的に非晶質シリコン膜を溶融・再結晶化させて多結晶シリコン膜に変える。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
エキシマレーザアニールは、レーザ光の平均強度（フルエンス）を変化させることで、アニール以外にもさまざまなプロセスに適応可能である。例えば、加熱の作用のみとなるレーザ光の強度とすれば、ＴＦＴを作る上で必要な不純物活性化工程に用いることが出来る。また、レーザ光の強度を極端に上げれば、急激な温度上昇を引き起こすため、ＴＦＴにおける膜の除去に利用することも出来る。なお、これらの現象の利用は、ＴＦＴに限定されるのみでなく、広く半導体プロセスに適応できるものである。
【０００７】
ところで、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などの表示装置において、動作速度の高速化を図るために、多結晶シリコン膜にＴＦＴを作った場合、多結晶シリコン膜の結晶粒界が、ＴＦＴのしきい値電圧Ｖｔｈのばらつきを著しく増大させ、表示装置全体としての動作特性を大幅に低下させる原因となっている。このため、各ＴＦＴには、各チャネル領域での結晶粒界をできるだけ均質にするか、結晶粒径を大きくかつ位置を制御して各チャネル領域内から結晶粒界を排除することが要望されている。
【０００８】
本願発明者らは、レーザ光が照射される光路の途中にレーザ光の位相を変調させる「位相シフタ」を挿入して、非晶質シリコン膜上でのレーザ光の光強度分布（平面像）を大粒径化するための適切な形状に調整することを研究開発している。その結果、２〜７ミクロン程度の大きな粒径のシリコン単結晶を位置制御して形成できる製造技術を開発した。さらに、この開発の結果、所望する粒径の結晶化領域を安定して得るためには、非晶質シリコン膜に照射される、サブミクロンレベルの微小領域におけるレーザ光の光強度分布（平面像）が、大粒径・位置制御結晶化に極めて重要であることが判った。しかし、このような光強度分布（平面像）を正確に撮像する方法は、サブミクロンレベルの微小領域におけるレーザ光の光強度分布（平面像）であること、エキシマレーザ光が紫外線領域の不可視光であること、パルスレーザ光であることも相俟って非常に難しく、未だ確立されていないのが現状である。
【０００９】
ＥＬＡ法に使用されるレーザ光の光強度分布（平面像）を評価するための方法として、これまで、次のような方法が取られている。
【００１０】
その方法は、非晶質シリコン膜にレーザ光を照射し、その物性の変化に基づいてレーザ光の光強度分布を評価するものである。すなわち、処理対象となる非晶質シリコン膜に結晶化を誘起する程度の閾値の光強度（フルエンス）でレーザ光を照射すると、光強度が強いところだけが多結晶シリコンとなり、その物性が部分的に変化する。従って、非晶質シリコン膜にレーザ光を照射した後、その部分の組織を顕微鏡で観察することによって、レーザの光強度分布（平面像）を推定することができる。なお、このような物性の変化に基づく評価方法では、非晶質シリコン膜の結晶化のみならず、他の材料（例えば、フォトレジスト）の物理的性質あるいは化学的性質の変化を利用することもできる。
【００１１】
この物性の変化に基づいてレーザ光の光強度分布（平面像）を撮像する方法には、次のような問題があった。即ち、光強度と物性の変化の関係は、物性変化の閾値によって評価するため、段階的に照射するレーザ光強度を変化しなければならず、複数回のレーザ照射と物性評価が必要である。その結果、レーザ照射の条件のバラツキがこの評価には含まれる。また、物性の変化を生じさせる材料自体にもバラツキがあるので、光強度分布を「平面像」として捉えるのは非常に困難であるし、あまり正確な評価とはいえない。更に、物性の変化の評価はオフラインの検査となるので、結果が得られるまでに時間がかかる。
【００１２】
さらに、レーザ光に照射された非晶質シリコン膜の組織を顕微鏡で観察する方法では、その場観察することができず、製造ラインに導入することが困難である。
【００１３】
本発明は、以上のような従来のレーザ光の光強度分布測定方法についての問題点に鑑み成されたもので、本発明の目的は、レーザ光の光強度分布を正確に且つ短時間で測定することが可能な半導体装置、レーザ光の光強度分布測定方法、レーザアニール装置および結晶化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の半導体装置は、
可視光透過性体上に設けられた非単結晶半導体薄膜層を有する基板であって、この基板に、レーザ光を受光して可視光を発する発光層または発光領域を有することを特徴とする。
【００１５】
なお、前記発光層または発光領域は、前記非単結晶半導体薄膜層を除く他の少なくとも１層に設けられる。
【００１６】
好ましくは、前記発光層または発光領域の厚さは、１μｍ以下である。更に好ましくは、前記発光層または発光領域の厚さは、０．５μｍ以下である。
【００１７】
好ましくは、前記発光層または発光領域から発せられる、最も光強度の高い波長（中心波長）における全高半値幅は、０．０５μｍ以内である。
【００１８】
なお、発光物質として、例えば、ＴｂまたはＥｕがドープされたＳｉ０２の薄膜、あるいは、ＣｄＳｅなどの数十ナノメートルの径をもつナノ粒子などがある。また、発光性を有するＳｉＯｘなどを用いても良い。水溶性の発光物質を基板表面に塗布する場合は、有機発光物質、例えばピラニンなどを使用しても良い。
【００１９】
上記の基板を使用する本発明によるレーザ光の光強度分布測定方法は、
基板上に形成された非単結晶半導体薄膜層平面での光強度分布を測定するための方法であって、
前記基板に、レーザ光を受光して光を発する前記発光層または発光領域を設ける工程と、
前記基板の前記蛍発光層または発光領域に向けて前記レーザ光を照射する工程と、
前記レーザ光を受光した前記発光層または発光領域から発せられた光強度分布を、前記基板の裏面側から撮像光学系を用いて二次元的に撮像する工程と、を具備し、
このようにして撮像して得られた発光の光強度分布情報から、前記レーザ光の前記基板表面での光強度分布を求めることを特徴とする。
【００２０】
この方法を用いて、可視光透光性基板上に形成された非単結晶半導体薄膜層表面でのレーザ光の光強度分布を測定することができる。この方法によれば、レーザ光を用いて実際の処理が行われる発光層を有する可視光透光性基板自体を用いて、レーザ光の光強度分布の測定を行うので、実際の処理が行われる被処理面（即ち、非単結晶薄膜）の高さと、光強度分布を測定する際に用いられる測定面（即ち、発光層）の高さの差を一致させることができる。従って、実際の処理が行われる被処理面の高さにおける光強度分布を正確に測定することができる。
【００２１】
また、レーザ光を用いて実際の処理が行われる発光層を有する可視光透光性基板自体を用いてレーザ光の光強度分布の測定を行うので、レーザ光を用いた実際の処理（例えば、レーザアニール）と、レーザ光の光強度分布の測定との間の切り替え作業を、前記撮像光学系及び光強度分布測定装置を移動するのみで、短時間で行うことができる。
【００２２】
なお、発光の発光強度は、照射光の強度がある限度以上になると飽和する。従って、レーザ光の光強度分布を測定する際には、レーザ光の強度を上記の限度以下に抑える必要がある。そのため、レーザ光の光強度分布を撮像する際には、レーザ光の強度を、実際のレーザアニールの際と比べて低く設定する必要がある。
【００２３】
上記の光強度分布測定方法を使用する本発明によるレーザアニール装置は、
非単結晶半導体薄膜層を有する基板に、レーザ光に対して可視光を発する発光層または発光領域を設け、前記非単結晶半導体薄膜層にレーザ光を照射して、非単結晶薄膜から粒径の大きな結晶粒を成長させるレーザアニール装置であって、
前記基板に向けてレーザ光を照射するレーザ光源と、
前記基板の裏面側に配置された撮像光学系と、
この撮像光学系によって撮像された発光の光強度分布を測定する光強度分布測定装置と、
前記レーザ光が前記非単結晶半導体薄膜層を照射したとき当該照射位置をアニールし、前記レーザ光が前記発光層または発光領域を照射したとき前記レーザ光の光強度分布を測定することを特徴とする。
【００２４】
なお、前記光強度分布撮像装置は、例えば、ＣＣＤである。また、光の強度を電気信号に変換する光電素子を、撮像光学系の結像面内で走査することによって、発光の光強度の二次元的な分布を測定することが可能である。
【００２５】
上記のレーザアニール装置によれば、レーザ光の光強度分布の調整を短時間で行うことができる。従って、レーザ光の光強度分布を、常に良好な状態で維持することができる。また、本発明のレーザアニール装置によれば、レーザ光の光強度分布を正確に調整することができるので、基板上で非単結晶シリコン薄膜から大きな粒径のシリコン結晶を成長させることができる。
【００２６】
上記の方法を使用する本発明による本発明による結晶化方法は、
非単結晶半導体薄膜層を有する基板に、位相変調されたレーザ光を照射して結晶化領域を形成する結晶化方法であって、
レーザ光を受光すると発光する発光層を前記基板の予め定められた部分または全面にもうけておき、
結晶化のために前記基板に照射するレーザ光の照射前または後の所望するときに前記発光層の発光した光学像を撮像してレーザ光の光強度分布情報を得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の半導体装置によれば、レーザ光の光強度分布を正確に且つ短時間で測定することが可能である。さらに、本発明のレーザ光の光強度分布測定方法によれば、レーザ光の光強度分布を発光による光強度分布像にし、この光強度分布像を二次元的に撮像するので、光強度分布を測定することができる。さらに、測定結果は、自動的に所望するレーザ光であるか、判定することができる。
【００２８】
さらにまた、本発明のレーザアニール装置によれば、レーザアニールするためのレーザ光の光強度分布を正確に測定することができ、光強度分布が変化するのを検出でき、安定した条件で正確にレーザアニールすることができる。レーザアニールが結晶化プロセスであれば、安定した粒径の結晶化領域を非晶質半導体膜に形成することができる。また、レーザアニールが活性化プロセスであれば、総ての活性化領域について同一条件（光強度分布）で活性化処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１〜図５は、結晶化のために照射されるレーザ光の光強度分布を撮像、測定、監視および分布形状評価、調整するための発光層を結晶化被処理基板に設けた実施形態を説明するための図である。次に、この結晶化被処理基板の実施形態を、図１〜図５を参照して説明する。
【００３０】
＜全面発光層形成基板の例１＞
次に、本発明をレーザアニール用の非単結晶半導体層の全面に発光層を形成した被処理基板の実施形態を、図面を参照して説明する。この実施形態の場合は、被処理基板のどの位置においても光強度分布の撮像が可能な例である。図１（ａ）は被処理基板１０の平面図を示し、この例では液晶表示装置用の基板であり、方形状であることを示している。この被処理基板１０には、平面全体に発光層１２が形成されている。
【００３１】
図１（ｂ）は、図１（ａ）の被処理基板１０の、Ａ−Ｂにおける断面図の例を示している。基体は、例えば可視光透光性基体で汎用ガラス基体１１である。この基体１１上には、レーザ光を受光して発光する発光層例えば発光層１２が形成例えば塗布されている。更に、この発光層１２上には、基体１１のガラス基体や発光層１２からの不純物の浸透を防止するために下地絶縁層例えばＳｉＯ２層１３が成膜されている。この成膜は、例えばプラズマＣＶＤにより厚さ１００ｎｍに形成されている。このＳｉＯ２層１３上には、非単結晶半導体層例えば非晶質シリコン層１４が成膜されている。この成膜は、例えばプラズマＣＶＤにより厚さ２０〜２００ｎｍに形成されている。
【００３２】
この非晶質シリコン層１４上には、大粒径の結晶化領域を形成するために蓄熱作用を有するキャップ膜例えばＳｉＯ２層１５が成膜されている。この成膜は、例えばプラズマＣＶＤにより厚さ５０〜５００ｎｍに形成されている。このようにして結晶化用基板１０が構成されている。
【００３３】
この実施形態の場合、発光層１２は、非晶質シリコン層１４の下層（ガラス基体１１側）に形成されている例である。この発光層１２は、レーザ光の光強度分布を測定する際に使用されるものであって、レーザ光を受光して発光を発する材料で構成されている。この例では、発光層１２は、ＳｉＯ２からなる基材の中に、発光物質としてＥｕを２ｗｔ．％程度含有させたものである。他にも、ＣｄＳｅなどのナノ粒子を含有させ発光を得る方法や、ＳｉＯｘ膜、ＳｉＯＮ膜、Ｓｉ３Ｎ４膜など、レーザ光を吸収して発光する膜を使用する方法がある。
【００３４】
なお、この実施形態の結晶化用基板１０場合の代表的な膜厚例としては、可視光透光性基体１１の厚さは０．７ｍｍ程度、ＳｉＯ２層１３の厚さは１．０μｍ程度、非晶質シリコン層１４の厚さは０．０５μｍ程度、発光層１２の厚さは０．２μｍ程度である。
【００３５】
なお、被処理面の位置におけるレーザ光の光強度分布を正確に測定するためには、その発光強度の観点から発光層１２の厚さは、０．２μｍ以上１．０μｍ以下とすることが好ましい。また、非晶質シリコン層１４の厚さは、非晶質シリコン層１４を透過して発光層１２に達するレーザ光の透過量の観点から０．１μｍ以下であることが好ましい。
【００３６】
＜全面発光層形成基板の例２＞
この実施形態は、発光層としての発光層１２を非晶質半導体層１４の上層側に設けた基板１０の例である。図１と同一部分には、同一符号を附与し、その詳細な説明は、重複するので省略する。
【００３７】
図２は、基板１０の、図１（ａ）のＡ−Ｂにおける断面図を示している。被処理基板１０は、基体例えば汎用ガラス基体１１上には、下地絶縁膜例えばＳｉＯ２層１３が成膜されている。このＳｉＯ２層１３上には、非単結晶半導体膜層例えば非晶質シリコン層１４が成膜されている。この非晶質シリコン層１４上には、蓄熱作用を有するキャップ層例えばＳｉＯ２層１５が成膜されている。さらにこのＳｉＯ２層１５上には、発光層１２が形成されて、基板１０が構成されている。この実施形態の基板１０の場合、発光層１２が非晶質シリコン層１４の上層に形成されていることが特徴である。
【００３８】
この発光層１２は、レーザ光の光強度分布を測定する際に使用されるものであって、レーザ光を受けて発光を発する材料で構成されている。この例において、発光層１２は、水溶性のピラニンを含有する液体を、およそ膜厚例えば１μｍの厚さに成膜例えばスピン塗布したものである。なお、この発光層１２は、塗布した後レーザアニールし洗浄工程で除去する。
【００３９】
この場合の代表的な値として、可視光透光性基体１１の厚さは０．７ｍｍ程度、ＳｉＯ２層１３の厚さは１．０μｍ程度、非晶質シリコン層１４の厚さは０．０５μｍ程度、発光層１２の厚さは０．２μｍ程度である。なお、被処理面の位置におけるレーザ光の光強度分布を正確に測定するためには、その発光強度の観点から発光層１２の厚さは、０．２μｍ以上１．０μｍ以下とすることが好ましい。また、厚さは、発光層１２から発せられた光が非晶質シリコン層１４を透過する際の減衰量の観点から０．１μｍ以下であることが好ましい。
【００４０】
＜部分発光層形成基板の例１＞
この実施形態は、ストライプ状発光層としての発光層１２を予め定められた位置のみに設けた基板１０の例である。図１および図２と同一部分には、同一符号を附与し、その詳細な説明は、重複するので省略する。
【００４１】
図３は、図１、図２の他の実施形態を説明するための、レーザアニール用の部分発光層形成基板の例を示す図である。この実施形態の場合は、発光層１２を形成する面積が少ないため、発光材料の使用量が少なくて済む特徴がある。図３（ａ）は、被処理基板１０の平面図を示している。図３（ａ）は、この被処理基板１０に、ストライプ状に発光層領域１６が形成され、それ以外の領域は、無発光層領域１７である状態を示している。発光層領域１６のサイズは、撮像面の大きさに応じて定められる。例えば、撮像面の直径が１００μｍφ程度であれば、発光層１２のサイズは、レーザ光のスポットサイズ以上であればよく、最低１００×１００μｍ程度のエリアが確保されればよい。従ってストライプ状の発光層の配置とする場合は、発光層の幅は１００μｍ程度が好ましい。発光層の形状はストライプ状に限定されることは無く、格子状、ドット状、Ｌ字型、十字型、ロの字型など何れのパターンでもよい。さらに、発光層１２の配置は、基体１１の全表面に分布させてもよいし、予め定められた不規則な位置に数箇所配置してもよいし、１箇所に設けてもよい。
【００４２】
図３（ｂ）に示す実施形態は、ストライプ状発光層１８を非単結晶半導体層の下層側に設けた基板１０の例である。図３（ａ）における被処理基板１０の、Ｃ−Ｄにおける断面図が示されている。可視光透光性基体１１上には、図３（ａ）に示すようにストライプ状に発光層１８が成膜されている。更にその発光層１８および基体１１上には、下地絶縁膜としてのＳｉＯ２層１３が成膜されている。このＳｉＯ２層１３上には、非単結晶半導体層としての非晶質シリコン層１４が成膜されている。この非晶質シリコン層１４上には、蓄熱作用を有するキャップ層としてのＳｉＯ２層１５が順次積層されて形成されている。このようにして結晶化用被処理基板１０が構成されている。
【００４３】
この実施形態の場合、ストライプ状発光層１８が非晶質シリコン層１４の下層側に形成されている。このストライプ状発光層１８は、入射するレーザ光例えば結晶化用レーザ光の光強度分布を測定や監視する際に使用されるものであって、レーザ光を受光したとき発光を発する材料で構成されている。この例では、発光層１８の成膜は、ＳｉＯ２からなる基材の中に、発光物質としてＥｕを２ｗｔ．％程度含有させたものである。他にも、ＣｄＳｅなどのナノ粒子を含有させ発光を得る方法や、ＳｉＯｘ膜、ＳｉＯＮ膜、Ｓｉ３Ｎ４膜など、レーザ光を吸収して発光する膜を使用する方法がある。
【００４４】
なお、この場合の代表的な実施形態としては、可視光透光性基体１１の厚さは０．７ｍｍ程度、ＳｉＯ２層１３の厚さは１．０μｍ程度、非晶質シリコン層１４の厚さは０．０５μｍ程度、ストライプ状発光層１８の厚さは０．２μｍ程度である。なお、被処理面の位置におけるレーザ光の光強度分布を正確に測定するためには、その発光強度の観点からストライプ状発光層１８の厚さは、０．２μｍ以上１．０μｍ以下とすることが好ましい。また、非晶質シリコン層１４の厚さは、この非晶質シリコン層１４を透過してストライプ状発光層１８に達するレーザ光の透過量の観点から０．１μｍ以下であることが好ましい。
【００４５】
＜部分発光層形成基板の例２＞
図４に、ストライプ状発光層としてのストライプ状発光層１８を非晶質シリコン層１４の上層側に設けた基板１０の例を示す。図１〜図３と同一部分には、同一符号を附与し、その詳細な説明は、重複するので省略する。
【００４６】
図４は、図３（ａ）に示す基板１０の、Ｃ−Ｄにおける断面図を示している。被処理基板１０は、可視光透光性基体１１上に下地絶縁膜としてＳｉＯ２層１３が、非単結晶半導体層として非晶質シリコン層１４が、蓄熱作用を有するキャップ層としてＳｉＯ２層１５などの層が順次形成されている。さらにそのＳｉＯ２層１５上にストライプ状発光層１８が形成されている。この場合、ストライプ状発光層１８が非晶質シリコン層１４の上層側に形成されている。このストライプ状発光層１８は、レーザ光の光強度分布を測定または監視する際に使用されるものであって、レーザ光を受光したとき発光を発する材料で構成されている。この例では、ストライプ状発光層１８は、水溶性のピラニンを含有する液体を、およそ１μｍの厚さにスピン塗布し、パターンニングしたものである。なおこのストライプ状発光層１８は、レーザアニール後に洗浄工程で除去する。
【００４７】
この場合の代表的な値として、可視光透光性基体１１の厚さは０．７ｍｍ程度、ＳｉＯ２層１３の厚さは１．０μｍ程度、非晶質シリコン層１４の厚さは０．０５μｍ程度、ストライプ状発光層１８の厚さは０．２μｍ程度である。なお、被処理面の位置におけるレーザ光の光強度分布を正確に測定するためには、その発光強度の観点からストライプ状発光層１８の厚さは、０．２μｍ以上１．０μｍ以下とすることが好ましい。また、厚さは、ストライプ状発光層１８から発せられた光が非晶質シリコン層１４を透過する際の減衰量の観点から０．１μｍ以下であることが好ましい。しかしながら、非晶質シリコン層１４によるストライプ状発光層１８からの発光を減衰させない方法として、図５に示す層構造がある。この場合、非晶質シリコン層１４をパターンニングし、ストライプ状発光層１８の各発光層の直下に非晶質シリコン層１９が存在しないようにしたものである。換言すれば、ストライプ状発光層１８の各発光層間にストライプ状に非晶質シリコン層１９を配置してもよい。この構造では、非晶質シリコン層１４の膜厚制限は無くなる。
【００４８】
＜光強度分布の測定装置の例＞
次に、レーザ光の光強度分布測定方法の実施形態を、図６を参照して説明する。図６は、レーザ光の光強度分布測定方法を説明するための、レーザ光の光強度分布測定装置の実施例を示す構成図である。図１〜図５と同一部分には、同一符号を附与し、その詳細な説明は、重複するので省略する。この実施形態の基板１０は、図３（ｂ）に示すように入射したレーザ光の光強度分布を可視光で表示する発光層１８が非晶質シリコン層１４の下側に設けられた構造である。
【００４９】
上記のような発光層１８を有する基板１０を用いて、レーザ光の光強度分布を測定する際の、装置の概略構成の例を、図６に示す。被処理基板１０は、図３（ａ）の平面構造をもち、図３（ｂ）の層構造のもので説明する。
【００５０】
発光層１８を有する被処理基板１０は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θ軸（回転）方向に移動可能な試料ステージ１００上に保持される。試料ステージ１００は、基板１０１上に被処理基板１０を周縁部で支持するための支持枠１０２が植設された上面開口の箱体である。この箱体内には、基板１０に入射したレーザ光の光強度分布を、基板１０の裏面側から測定するための光学系３３が内蔵されている。基板１０の裏面側とは、基板１０のレーザ光が入射する面と反対側の面である。上記光学系３３の光軸上には、レーザ光源３４が設けられている。このレーザ光源３４から出射されるレーザ光３５の光路には、レーザ光量を所望する値に調整するためのアッテネータ３６が設置されている。レーザ光源３４から出射されたレーザ光３５は、被処理基板１０の表面に向けて例えば垂直に入射し、被処理基板１０を照射する。
【００５１】
被処理基板１０の裏面側（図６の下方）には、レーザ光３５の光軸の延長線上に同軸的に撮像光学系４０を介して撮像装置５０が配置される。撮像光学系４０は、対物レンズ及び光学筒からなる。撮像装置５０は、光学筒４２の後端で上記対物レンズの焦点位置に取り付けられている。撮像装置５０は、たとえばＣＣＤなどを用いる。
【００５２】
撮像光学系４０及び撮像装置５０は、撮像ステージ６０の上に保持されている。撮像ステージ６０は、基板１０１に対してＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、回転（θ軸）いずれも調節可能に構成されている。撮像光学系４０及び撮像装置５０のレーザ光３５の光軸に対する位置合わせは、撮像ステージ６０をＸ軸とＹ軸方向に移動させることによって行われ、対物レンズ４１の焦点合わせは、撮像ステージ６０をＺ軸方向に移動させて調整することによって行われる。
【００５３】
基本的に、レーザ光軸３５と撮像光学系４０の光軸を一致させる調整を行えば、撮像ステージ６０のＸ軸、Ｙ軸、θ軸の移動は無い。なお撮像を行わないとき、即ち、非晶質シリコン層１４のレーザアニールを行うときには、図７に示すように光強度分布測定用光学系３３を保護のためにシャッタ３０を、被処理基板１０と撮像光学系４０の間に挿入する。基板ステージ１００と撮像ステージ６０とは、夫々独立に制御可能に構成されており、基板ステージ１００のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θ軸（回転）の移動と、撮像ステージ６０のそれとは全く干渉しない。従って、基板ステージ１００のＺ軸が変動すると、発光層１２のフォーカスがずれてしまうので、Ｚ軸の変動に合わせて撮像ステージ６０のＺも変動させてフォーカスを自動的に調整するように、コンピュータ８０によって制御されている。
【００５４】
撮像装置５０の出力回路には、コンピュータ８０が接続されている。このコンピュータ８０は、予め記憶されたレーザ光の光強度分布を測定するためのプログラムによりレーザ光源３４、アッテネータ３６、撮像ステージ６０などを、自動的に制御して、レーザ光の光強度分布を測定する。
【００５５】
入射したレーザ光による発光層１８の発光像の撮像は、撮像光学系４０のフォーカスを被処理基板１０の発光層１８に合うように調整した後、コンピュータ８０の制御によって、レーザ光源３４の発振タイミングとアッテネータ３６を制御することによって行う。撮像装置５０が撮像した入射レーザ光の光強度分布情報の出力は、コンピュータ８０に送られ、記憶される。入射レーザ光の光強度分布情報およびコンピュータ８０で処理されたデータ（即ち、測定されたレーザ光の光強度分布）は、選択的に表示装置８１に表示される。このように、レーザ光の光強度分布測定装置３７は、レーザ光の光強度分布を撮像するための光学系３３と、レーザ光の光強度分布を自動的に撮像するための制御をするコンピュータ８０と、レーザ光の光強度分布を表示する表示装置８１とからなる。
【００５６】
次に、このレーザ光の光強度分布測定装置３７によりレーザ光の光強度分布を自動的に撮像する方法を説明する。
【００５７】
基板１０に入射したレーザ光の光強度分布を撮像する際、レーザ光３５は、処理基板１０の表面側（図６では、上方）から非晶質シリコン層１４に向けて照射される。レーザ光３５は、非晶質シリコン層１４及びＳｉＯ２層１３を透過して、ストライプ状に設けられた発光層１８に入射し、発光層１８から発光が発せられる。ここで、先に説明したように、レーザ光３５の強度をある限度以下に抑えることによって、発光層１８に入射するレーザ光の強度と、発光層１８から発せられる発光の強度との間のリニアな関係を確保することができる。従って、発光層１８から発せられる発光（可視光）の強度分布を測定することによって、レーザ光３５の光強度分布を発光パターンで撮像する（知る）ことができる。なお、エキシマレーザの場合には、レーザ光３５は不可視光である。
【００５８】
発光層１８から発せられた光は、対物レンズ４１に入り、対物レンズ４１で二次元的に拡大されて、撮像装置５０に到達する。撮像装置５０は像をデジタル信号に変換して、コンピュータ８０に送る。なお、レーザ光（直接光）３５は、発光層１８でほぼ吸収されて透過しないが、透過の可能性がある場合は、レーザ光３５を遮断するフィルタを光路に挿入すればよい。フィルタは、例えば透明ガラス基板に誘電体のような多層コーティング膜を被覆したものである。
【００５９】
代表的なケースにおいて、断面像が撮像されるレーザ光３５のビーム形状は、レーザ照射領域２ｍｍ角のうち、１００μｍφ程度であり、これが、対物レンズで、例えば、１００〜２００倍程度に二次元的に拡大され、１０〜２０ｍｍφ程度の画像として、撮像装置５０上に投影される。ここで、撮像装置５０自体のピクセルサイズを、例えば、１０μｍ以下とすると、被処理面の位置における空間分解能（即ち、レーザ光のビームプロファイルに対する空間分解能）は、理論上０．２〜０．１μｍ以下となるが、ストライプ状発光層１８の発する光の波長がおよそ０．５μｍなので、この波長に制限されて空間分解能は０．５μｍ程度となる。
【００６０】
＜プロジェクション方式によるレーザアニール装置の例＞
次に、図６で説明したレーザ光の光強度分布測定装置３６が組み込まれたレーザアニール装置３８の実施形態を、図７を参照して説明する。図７は、レーザ光の光強度分布測定装置３７が組み込まれたレーザアニール装置３８の実施形態を説明するための構成図である。図１〜図６と同一部分には、同一符号を附与し、その詳細な説明は、重複するので省略する。
【００６１】
このレーザアニール装置３７では、被処理基板１０にレーザ光を照射するために、プロジェクション方式の光学系を採用している。この実施形態で使用される被処理基板１０は、例えば図３（ａ）のストライプ状発光層１６の平面構造をもち、図３（ｂ）の層構造のものである。
【００６２】
アニールするためのエネルギーを有するレーザ光を出射するレーザ光源３４が設けられている。このレーザ光源３４から出射されたレーザ光３５の光路には、アッテネータ３６、ホモジナイザ４２、位相シフタ４３、ミラー４４及びプロジェクションレンズ４５、被処理基板１０、レーザ光の光強度分布測定装置３７などがレーザ光３５の進行方向に順に配置されている。被処理基板１０の高さは、ハイトセンサ６５で測定される。
【００６３】
レーザ光源３４から発射されたパルスレーザ光３５は、アッテネータ３６でレーザアニールに必要な適切な強度に調整例えば減衰される。次いで、ホモジナイザ４２に入って光強度分布がホモジナイズ（均一化）される。光強度が均一化される位置に配置された位相シフタ４３によって、パルスレーザ光３５は位相変調される。位相変調されたレーザ光３５はミラー４４に入射し、ミラー４４はパルスレーザ光３５の進行方向を下方に変更させ、次いでプロジェクションレンズ４５に導入させる。プロジェクションレンズ４５は、倍率例えば１／５縮小させて被処理基板１０上に位相シフタ４３の像を結像させる。ここで、光強度が均一化される位置に配置された位相シフタ５の像は、プロジェクションレンズ４を通して、基板表面位置で像を再び結ぶ、共役の関係になっている。この像面に基板１０を配置することで位相変調されたレーザアニールが行われる。この基板１０表面位置での像面を撮像することで、プロジェクション方式のレーザアニールの制御性を高めることが出来る。
【００６４】
なお、位相シフタ４３は、光の位相を変調することによって、被処理基板１０の表面において、被処理基板１０の処理の目的に適合した光強度分布を形成する光強度変調素子である。位相シフタ４３は、例えば、石英基材にエッチングで段差を形成することによって作製される。位相シフタ４３は、結晶化プロセスであれば、ホモジナイザ４２でホモジナイズされたレーザ光を位相変調して逆ピークパターン状の光強度分布となるようにする。このようにパルスレーザ光３５は、位相シフタ４３によって二次元的な光強度分布が与えられて、被処理基板１０の表面に光学像を結ぶ。
【００６５】
被処理基板１０の表面に入射した結晶化用レーザ光の断面像を撮像するときには、まず、コンピュータ８０は、レーザ光３５の光軸上にストライプ状発光層１８が位置決めされるようにステージ１００を移動させる。コンピュータ８０は、予め定められた光強度分布の測定に必要な光強度にアッテネータ３６を調整する。このレーザ光パワーの強度調整操作は、レーザアニールに必要なパルスレーザ光３５を被処理基板１０に照射したとき被処理基板１０を透過したレーザ光量が撮像装置５０を損傷させない強度に調整することである。従って、レーザアニールプロセス期間は、撮像装置５０の入射光路をシャッタ３０により完全に遮蔽するか、撮像装置５０をレーザ照射領域から隔離することが必要である。
【００６６】
このようにして撮像装置５０が保護されたのち、即ち、適度な光強度に減衰させたレーザ光強度のレーザ光３５を被処理基板１０の表面に入射させる。被処理基板１０の裏面側には、光強度分布の測定装置３７が組み込まれており、この光強度分布の測定装置３７は、ストライプ状発光層１８に入射して出射された可視光の発光パターンを撮像する。即ち、撮像装置５０は、上記発光パターンを撮像し、出力された発光パターン情報をコンピュータ８０に出力する。コンピュータ８０は、発光パターン情報を被処理基板１０の整理番号に関連付けてコンピュータ８０のメモリに記憶すると共に表示装置８１に表示する。
【００６７】
この一連のプロセスをさらに具体的に説明すると、発光層１８（図３（ｂ））にパルスレーザ光３５が入射したとき、発光層１８から発せられる発光パターンの像を、撮像光学系４０および撮像装置５０で二次元的に撮像する。撮像装置５０は、撮影した発光パターン情報による像信号をデジタル信号に変換して、コンピュータ８０に送る。コンピュータ８０で処理されたデータ（即ち、測定されたパルスレーザ光の光強度分布）は、表示装置８１に表示される。
【００６８】
オペレータは、表示装置８１上で、測定された光強度分布のプロフィルと、予め記憶されている目標プロフィルとを表示して比較する。両者の差が、予め定められている許容限度内に収まっている場合には、被処理基板１０のレーザアニールを開始する。表示装置８１上に表示される測定された光強度分布のプロフィルと、目標プロフィルとは、色分けして（カラー表示）表示することがオペレータにとって望ましい。このような比較プロセスは、光強度分布のプロフィルのチェックと定義する。
【００６９】
両者の差が、許容限度内から外れている場合には、位相シフタ４３の高さ及び位置（あるいは、更に結像光学系４）を調整して、両者の差を許容限度内に収める。なお、このような光強度分布のプロフィルのチェック及び調整は、コンピュータ８０を用いて自動的に行うことも可能である。
【００７０】
上記のような光強度分布のプロフィルのチェックプロセスは、発光層１８を有する可視光透光性基体１０の処理枚数あるいは処理時間についての適当なインターバルを設定して行うことができる。光強度分布のプロフィルのチェックプロセスは、例えば、被処理基板１０の平面上において、周辺部、中央部毎に実施する例、リアルタイムで常時実施する例、プロセス開始時に実施する例、レーザ光が発光層１８を照射する都度実施するなど品質管理の面から決定される。
【００７１】
発光層１８を有する処理基板１０の非晶質シリコン層１４のレーザアニールを行うときには、先に説明したように、撮像ステージ６０を駆動して、シャッタ３０を撮像装置５０の入射光路に挿入して、撮像システムを保護する。この状態で、パルスレーザ光３５の出力を予め定められたレーザアニールをするのに必要なエネルギー量に上げて、非晶質シリコン層１４上（発光層１２が挿入された領域を除く）にパルスレーザ光３５を照射する。このパルスレーザ光３５は、ホモジナイザ４２に入射して光強度が均一化処理される。光強度が均一化処理されたパルスレーザ光３５は、位相シフタ４３に入射して、逆ピークパターン状の光強度分布に位相変調される。
【００７２】
逆ピークパターン状光強度分布のパルスレーザ光３５は、キャップ層であるＳｉＯ２層１５を透過して非晶質シリコン層１４に入射する。非晶質シリコン層１４の逆ピークパターン状光強度分布のパルスレーザ光３５による照射領域は、効率的に吸収して瞬時に高温度となり溶融する。この高温度は、キャップ層および下地絶縁層を高温度にする。
【００７３】
その後、パルスレーザ光３５の遮断期間になると、上記溶融領域は、急速に降温しようとするが、キャップ層および下地絶縁膜に蓄熱された温度によりゆっくり降温する。
【００７４】
この降温過程において固液界面が順次ゆっくり横方向に移動し、結晶化が行われる。この結晶化のためのパルスレーザ光３５の照射期間は、２００ｎｓｅｃ程度以下の瞬時に行なわれることが望ましい。
【００７５】
このような結晶化工程を予め定められた位置に移動させて行うことにより、広範囲に結晶化領域を形成することができる。このような結晶化工程は、常に予め定められた同一条件で実行しないと、基板１０内において均一な特性、大きさ、形状の結晶化領域を形成することができないことを本発明者等は見出した。このような瞬時の照射条件の確認工程を、この実施形態は可能にしたものである。瞬時に照射条件の確認工程を実施できることは、基板１０の大きさがメータ角になっても均一な結晶化領域を全面に形成できることである。さらに、このような瞬時の照射条件の確認工程は、適宜実施する必要があり、正確、確実、高信頼性な測定方法が要求されるが上記実施形態は、これを可能にするものである。
【００７６】
なお、非晶質シリコン層１４を溶融して結晶化させる際のエキシマレーザ光のレーザフルエンス値は、例えば、４００ｍＪ／ｃｍ２である。これに対して、エキシマレーザ光の光強度分布を撮像する際のレーザフルエンスは、例えば、１０ｍＪ／ｃｍ２〜３０ｍＪ／ｃｍ２程度である。
【００７７】
このようにして結晶化された領域には、１個または数個の薄膜トランジスタを形成できる大きさのものが得られている。１個または数個の薄膜トランジスタが結晶化領域に形成できることは、トランジスタ回路を形成することができることである。次に、結晶化された領域に半導体装置である薄膜トランジスタを形成する実施形態を、図８を参照して説明する。図１〜図７と同一部分には、同一符号を附与し、その詳細な説明は重複するので省略する。
【００７８】
結晶化工程は、図１および図４の何れかの実施形態の基板１０で結晶化プロセスを終了した基板１０でも同様に薄膜トランジスタ回路が形成された半導体装置を製造することができる。この実施形態は、例えば、図３（ｂ）の非晶質シリコン層１４の下方にストライプ状発光層１８を形成した基板１０に薄膜トランジスタを形成する例である。図８（ａ）は、図３（ｂ）の基板１０が図７のレーザアニール装置３８により結晶化されたのちの基板１０の構造を示す断面図である。
【００７９】
結晶化プロセスを終了し、結晶化領域が形成された非晶質シリコン層１４上に設けられているキャップ層であるＳｉＯ２層１５をエッチングにより除去する。露出した非晶質シリコン層１４上にゲート絶縁膜を形成するために例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２）あるいは酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）を主成分とする材料で、厚さ３０〜１２０ｎｍの酸窒化シリコン膜７１を形成する。例えば、酸窒化シリコン（ＳｉＯ２）層７１はプラズマＣＶＤ法で、ＳｉＨ４とＮ２Ｏを原料とした酸化シリコン膜を厚さ例えば５０ｎｍ成膜する。
【００８０】
次に、酸窒化シリコン層７１上にゲート電極を形成するための導電層７２を成膜する（図８（ｂ））。この導電層７２は、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ａｌ等の元素を主成分とする材料を用い、スパッタ法や真空蒸着法などの公知の成膜法を用いて形成することができる。例えばＡｌ−Ｔｉ合金の導電層７２は、フォトリソグラフィを用いてゲート電極マスクによりパターニングされ、所定パターンのゲート電極７３が形成される（図８（ｃ））。
【００８１】
次に、ゲート電極７３をマスクとして不純物をイオン注入することによりソース領域７４およびドレイン領域７５を形成する。例えば、Ｐチャネル型ＴＦＴを形成する場合、イオン注入法を用いて例えばボロンイオン等のＰ型不純物の注入を行う。これらの領域７４、７５のボロン濃度は、例えば１.５×１０20〜３×１０21となるようにした。このようにしてＰチャネル型ＴＦＴのソース領域７４およびドレイン領域７５を構成する高濃度ｐ型不純物領域を形成する。このとき、ｎ型不純物の注入を行えばｎチャネル型ＴＦＴが形成され、ｐ型不純物の注入を行えばｐチャネル型ＴＦＴが形成されることはいうまでもない。
【００８２】
次いで、イオン注入された不純物元素を活性化するために図７に示すレーザアニール装置を用いてレーザ光３５のエネルギー値を予め定められた光強度に調整したのちレーザアニール法により熱処理工程を行う。この熱処理工程は、レーザアニール法の他、ファーネス結晶化法、ラピッドサーマル結晶化法などの方法で行うことができる。本実施の形態では、パルスレーザ光を用いたレーザアニール法により熱処理工程を行うので、実質的に低温処理となり基体１１に汎用ガラスやプラスチックの利用を可能にする。
【００８３】
次に、ゲート電極７３上を含む酸窒化シリコン膜７１上に層間絶縁膜７４を成膜する。この層間絶縁膜７４は、例えば窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜またはそれらを組み合わせた積層膜で形成すれば良い。また、層間絶縁膜７４の膜厚は２００〜６００ｎｍとすれば良く、例えば４００ｎｍである。
【００８４】
次に、層間絶縁膜７４の予め定められた所定の位置例えばゲート電極７３、ソース領域７４、ドレイン領域７５にコンタクトホール７６〜７８を開口する。そして、各コンタクトホール７６〜７８の内部および層間絶縁層５６の表面上に導電層を形成し、所定の形状にパターニングして配線を形成する。本実施例では、このようにして形成されたソース・ドレイン電極を、Ｔｉ膜を１００ｎｍ、Ｔｉを含むアルミニウム膜３００ｎｍ、Ｔｉ膜１５０ｎｍをスパッタ法で連続的に積層して形成した３層構造の積層膜とした。このようにして薄膜トランジスタ回路７９を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の方法で用いられるレーザアニール用の全面発光層形成基板の例を示す図、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ｂ断面図。
【図２】本発明の方法で用いられるレーザアニール用の全面発光層形成基板の他の例を示す断面図。
【図３】本発明の方法を用いられるレーザアニール用の部分発光層形成基板の例を示す図、（ａ）は平面図、（ｂ）はＣ−Ｄ断面図。
【図４】本発明の方法で用いられるレーザアニール用の部分発光層形成基板の他の例を示す断面図。
【図５】本発明の方法で用いられるレーザアニール用の部分発光層形成基板の更に他の例を示す断面図。
【図６】本発明の方法を用いてレーザ光の光強度分布を撮像するシステムの例を示す図。
【図７】本発明の方法を用いてレーザ光の光強度分布を撮像するシステムが組み込まれたプロジェクション方式によるレーザアニール装置の例を示す図。
【図８】結晶化された領域に薄膜トランジスタを形成するプロセスの一例を示す図であって、（ａ）〜（ｆ）は各工程の概要を示している。
【符号の説明】
【００８６】
１０・・・発光層を有する可視光透光性基板、１１・・・ガラス基板、１２・・・発光層、１３・・・ＳｉＯ２層、１４・・・非晶質シリコン層１４、１５・・・ＳｉＯ２層、１７・・・無発光層領域、１８・・・発光層、１９・・・非晶質シリコン層、２０・・・レーザ光、３０・・・シャッタ、３３・・・光学系、３４・・・レーザ光源、３５・・・レーザ光、３６・・・アッテネータ、３７・・・光強度分布測定装置、３８・・・レーザアニール装置、４０・・・撮像光学系、４２・・・ホモジナイザ、４３・・・位相シフタ、４４・・・ミラー、４５・・・プロジェクションレンズ、５０・・・撮像装置、６０・・・撮像ステージ、６５・・・ハイトセンサ、８０・・・コンピュータ、８１・・・表示装置、１００・・・試料ステージ。
【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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【図７】
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【図８】
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