(57)【要約】【課題】結晶性膜の結晶状態を正確にかつ簡単に検査することができる結晶性膜の検査装置および検査方法を提供する。【解決手段】単に青色画像を濃度値だけで領域分離するのではなく、青色画像とともに得られる赤色画像の平均濃度値に基づいて、領域を分離する。青色画像の濃度値は、たとえば結晶性膜１の濃度および白色照明による照度を含む撮像時の条件によって変化するが、この青色画像と同一の条件で得られる赤色画像の平均濃度値を用いて領域を分離するので、たとえば結晶性膜１の膜厚が変化するなど、撮像時の条件が変化しても、非晶質膜領域の画像領域と結晶膜領域の画像領域とを、正確に分離することができる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶質膜領域と結晶膜領域とが混在された結晶性膜に、青色成分および赤色成分を含む光を照射する照射手段と、
結晶性膜を撮像する撮像手段と、
照射手段および撮像手段を用いて撮像された赤色画像の平均濃度値に基づいて、青色画像を、その濃度値で非晶質膜領域と結晶膜領域とに分離する領域分離手段とを有することを特徴とする結晶性膜の検査装置。
【請求項２】
照射手段は、白色照明であることを特徴とする請求項１に記載の結晶性膜の検査装置。
【請求項３】
撮像手段は光学顕微鏡を有することを特徴とする請求項１に記載の結晶性膜の検査装置。
【請求項４】
非晶質膜領域と結晶膜領域とを有する結晶性膜に、青色成分および赤色成分を含む光を照射する第１の工程と、
第１の工程で照射された結晶性膜を撮像する第２の工程と、
撮像された赤色画像の平均濃度値に基づいて、青色画像を、その濃度値で非晶質膜領域と結晶膜領域とに分離する第３の工程とを有することを特徴とする結晶性膜の検査方法。
【請求項５】
前記第２の工程は、青色成分の光に関して合焦させて撮像することを特徴とする請求項４に記載の結晶性膜の検査方法。
【請求項６】
非晶質膜を作製した後、非晶質膜を部分的に結晶化させて結晶性膜を作製する方法において、
請求項４または５に記載の結晶性膜の検査方法によって得られる非晶質膜領域および結晶膜領域の混在比率と、予め設定される非晶質膜領域および結晶膜領域の混在比率とを比較し、
この比較結果に基づいて、前記部分的に結晶化するための条件を調整することを特徴とする結晶性膜の作製方法。
【請求項７】
前記結晶性膜の検査方法によって得られる膜材の非晶質塊の最大径と、予め定められる非晶質塊の基準径とを比較し、この比較結果に基づいて、非晶質膜を部分的に結晶化するための条件を調整することを特徴とする請求項６に記載の結晶性膜の作製方法。
【請求項８】
請求項４または５に記載の結晶性膜の検査方法によって得られる膜材であって、
前記膜材の非晶質塊の最大径を少なくとも計測し得る非晶質塊の計測方法において、
前記検査方法によって得られる非晶質膜領域と結晶膜領域とを分離検出した２値画像に対して、膨張処理または収縮処理を行うことを特徴とする非晶質塊の計測方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、結晶性膜の検査装置および検査方法に関し、たとえばアクティブマトリックス形の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などを製造する場合に、固相成長結晶化工程後に用いられる結晶性膜の検査装置および検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高解像度の要望が強い液晶表示素子およびイメージセンサーなどにおいては、駆動方式として、たとえばガラスなどの絶縁基板の一表面部に高性能な半導体素子を形成したアクティブマトリックス形の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ
Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が用いられている。前記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。薄膜状のシリコン半導体は、非晶質シリコンつまり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、結晶性を有する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】
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、量産性に富むといった特徴を有するので、最も一般的に用いられている。しかし非晶質シリコン半導体は、結晶性シリコン半導体に比べて導電性などの物性が劣るので、高速特性を得るために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】
特開平８−６９９６８号公報には、結晶性シリコン半導体を形成する技術が開示されている。すなわち、基板の一表面部に、プラズマＣＶＤ（プラズマＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法または減圧熱化学気相成長法などによって、アモルファスシリコン薄膜が形成される。このアモルファスシリコン薄膜に金属触媒を塗布し、固相成長結晶化工程を施した後、レーザアニール結晶化工程を経て、連続結晶粒界を有する結晶性シリコン半導体膜（以後、単に結晶膜と呼ぶ場合もある）が形成される。
【０００５】
特開平１１−２０４６０６号公報には、レーザアニール結晶化工程後、結晶膜に透過光を照射し、結晶膜の結晶状態を検査する技術が開示されている。この検査装置は、光源と、反射鏡と、集光レンズと、ｘｙステージおよびｘｙ駆動機構と、光強度測定装置とを有する。光源から発せられた光を、反射鏡、集光レンズを介してｘｙステージに支持された基板の結晶膜に照射し、その透過強度を前記光強度測定装置でもって測定する。ｘｙ駆動機構によってｘｙステージを移動駆動し、光源から発せられた光を、反射鏡、集光レンズを介して基板の結晶膜を透過させない光強度を、光強度測定装置で測定する。前記光強度に対する透過強度の比率に基づいて、結晶膜の結晶状態を判定するようになっている。
【０００６】
特開平１１−４０６３７号公報には、基板の一表面部にアモルファスシリコン薄膜が形成された検査用基板を複数枚準備しておき、エキシマレーザアニール装置のエネルギー値を選択的に変化させ、各エネルギー値に対応する波長４５０ｎｍ付近の透過率を分光測定によって比較することによって、結晶膜の結晶状態を判定する技術が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特開平８−６９９６８号公報に記載の従来技術では、固相成長結晶化工程における結晶化が不十分な場合、基板の一表面部のうち、非晶質シリコンのまま残留する領域は大きくなる。反対に、固相成長結晶化工程における結晶化が行過ぎた場合、基板の一表面部のうち、非晶質シリコンのまま残留する領域は小さくなる。固相成長結晶化工程では、結晶化されたいわゆるポリシリコンに対して、ある程度の面積比の非晶質シリコンを残しておくことが望ましい。これは、固相成長結晶化工程で、ある程度の面積比の非晶質シリコンを残しておき、その後のレーザアニール結晶化工程によって得られる結晶膜を用いて作製された薄膜トランジスタの方が電子移動度が高く、またＶｔｈ（しきい電圧；トランジスタがＯＮする時の電圧）が小さいためである。したがって前述のように固相成長結晶化工程における結晶化が不十分な場合および結晶化が進行し過ぎた場合には、不良基板として扱わなければならない。
【０００８】
特開平１１−２０４６０６号公報に記載の検査装置は、本来、レーザアニール結晶化工程後の結晶膜の結晶状態を検査するものであって、固相成長結晶化工程後の結晶性膜の結晶状態を検査するものではない。仮にこの検査装置を、固相成長結晶化工程後の結晶膜の結晶状態を検査する装置に適用した場合、同一の生産ロットで結晶性膜の膜厚が不所望に変化すると、結晶性膜の結晶状態すなわち結晶成長具合は、膜厚に大きく左右されて正確に判定することができなくなる。すなわちこの従来技術の検査装置においては、結晶性膜の透過強度の変化は、膜厚の変化によるものか、結晶性膜の結晶成長具合の違いに起因するものか判断することができないという問題がある。
【０００９】
特開平１１−４０６３７号公報に記載の技術の装置も、レーザアニール結晶化工程後の結晶膜の結晶状態を検査するものである。前記装置を、固相成長結晶化工程後の結晶状態を検査する装置に仮に適用した場合にも、同一の生産ロットで結晶性膜の膜厚が不所望に変化すると、結晶性膜の結晶状態は、膜厚に大きく左右されて正確に判定することができなくなる。それ故、結晶性膜の結晶状態を正確に判定するためには、結晶性膜の膜厚を測定する測定装置などが別途必要になり、設備費用が高くつくなどの問題がある。
【００１０】
したがって本発明の目的は、結晶性膜の結晶状態を正確にかつ簡単に検査することができるとともに、実用性の高い結晶性膜の検査装置および検査方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、非晶質膜領域と結晶膜領域とが混在された結晶性膜に、青色成分および赤色成分を含む光を照射する照射手段と、
結晶性膜を撮像する撮像手段と、
照射手段および撮像手段を用いて撮像された赤色画像の平均濃度値に基づいて、青色画像を、その濃度値で非晶質膜領域と結晶膜領域とに分離する領域分離手段とを有することを特徴とする結晶性膜の検査装置である。
【００１２】
本発明に従えば、照射手段によって、結晶性膜に青色成分および赤色成分を含む光を照射したうえで、この結晶性膜を撮像手段を用いて撮像する。領域分離手段は、これら照射手段および撮像手段を用いて撮像された赤色画像の平均濃度値に基づいて、青色画像を、その濃度値で２つの領域に分離する。結晶性膜を撮像して得られる青色画像は、非晶質膜領域の画像領域と結晶膜領域の画像領域とで濃度値が異なる。
【００１３】
したがって結晶性膜における非晶質膜領域と結晶膜領域との混在比率を掌握することができる。しかも単に青色画像を濃度値だけで領域分離するのではなく、青色画像とともに得られる前記赤色画像の平均濃度値に基づいて、領域を分離する。青色画像の濃度値は、たとえば結晶性膜の濃度および照射手段による照度を含む撮像時の条件によって変化するが、この青色画像と同一の条件で得られる赤色画像の平均濃度値を用いて領域を分離するので、たとえば結晶性膜の膜厚が変化するなど、撮像時の条件が変化しても、非晶質膜領域の画像領域と、結晶膜領域の画像領域とを、正確に分離することができる。したがって、結晶性膜の膜厚など撮像時の条件を得る装置を必要とすることなく、領域分離が可能である。
【００１４】
また本発明は、照射手段は、白色照明であることを特徴とする。
本発明に従えば、少なくとも青色成分および赤色成分を含む光を照射することができる照射手段を、白色照明によって簡単に実現することができる。
【００１５】
また本発明は、撮像手段は光学顕微鏡を有することを特徴とする。
本発明に従えば、撮像手段は光学顕微鏡を有するので、光学顕微鏡によって高い空間分解能を実現することができ、結晶性膜を所望の拡大倍率で詳細に検査することが可能となる。
【００１６】
また本発明は、非晶質膜領域と結晶膜領域とを有する結晶性膜に、青色成分および赤色成分を含む光を照射する第１の工程と、
第１の工程で照射された結晶性膜を撮像する第２の工程と、
撮像された赤色画像の平均濃度値に基づいて、青色画像を、その濃度値で非晶質膜領域と結晶膜領域とに分離する第３の工程とを有することを特徴とする結晶性膜の検査方法である。
【００１７】
本発明に従えば、第１の工程において、非晶質膜領域と結晶膜領域とを有する結晶性膜に、青色成分および赤色成分を含む光を照射し、第２の工程において、第１の工程で照射された結晶性膜を撮像する。第３の工程において、撮像された赤色画像の平均濃度値に基づいて、青色画像を、その濃度値で非晶質膜領域と結晶膜領域とに分離する。したがって非晶質膜領域と結晶膜領域との混在比率を掌握することができる。しかも単に青色画像を濃度値だけで領域分離するのではなく、青色画像とともに得られる前記赤色画像の平均濃度値に基づいて、領域を分離する。青色画像の濃度値は、たとえば結晶性膜の濃度および照射手段による照度を含む撮像時の条件によって変化するが、この青色画像と同一の条件で得られる赤色画像の平均濃度値を用いて領域を分離するので、たとえば結晶性膜の膜厚が変化するなど、撮像時の条件が変化しても、非晶質膜領域の画像領域と、結晶膜領域の画像領域とを、正確に分離することができる。したがって、結晶性膜の膜厚など撮像時の条件を得る装置を必要とすることなく、領域分離が可能である。
【００１８】
また本発明は、前記第２の工程は、青色成分の光に関して合焦させて撮像することを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、第２の工程は、青色成分の光に関して合焦させて撮像することによって、青色画像を、その濃度値で非晶質膜領域と結晶膜領域とに明確にかつ容易に分離することが可能になる。したがって、結晶性膜を非晶質膜領域と結晶膜領域とに明確に分離することが可能となる。
【００２０】
また本発明は、非晶質膜を作製した後、非晶質膜を部分的に結晶化させて結晶性膜を作製する方法において、
前記結晶性膜の検査方法によって得られる非晶質膜領域および結晶膜領域の混在比率と、予め設定される非晶質膜領域および結晶膜領域の混在比率とを比較し、
この比較結果に基づいて、前記部分的に結晶化するための条件を調整することを特徴とする結晶性膜の作製方法である。
【００２１】
本発明に従えば、非晶質膜を作製した後、非晶質膜を部分的に結晶化させて結晶性膜を作製し、検査によって得られる非晶質膜領域および結晶膜領域の混在比率と、予め設定される非晶質膜領域および結晶膜領域の混在比率とを比較する。この比較結果に基づいて、非晶質膜を部分的に結晶化するための条件を調整することができる。これによって非晶質膜領域および結晶膜領域の混在比率を所望の比率にした結晶性膜を作製することが可能になる。
【００２２】
また本発明は、前記結晶性膜の検査方法によって得られる膜材の非晶質塊の最大径と、予め定められる非晶質塊の基準径とを比較し、この比較結果に基づいて、非晶質膜を部分的に結晶化するための条件を調整することを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、非晶質膜を作製した後、非晶質膜を部分的に結晶化させて結晶性膜を作製し、検査によって得られる膜材の非晶質塊の最大径と、予め定められる非晶質塊の基準径とを比較する。この比較結果に基づいて、非晶質膜を部分的に結晶化するための条件を調整することができる。これによって膜材の非晶質塊を所望の最大径未満にした結晶性膜を作製することが可能となる。
【００２４】
また本発明は、前記結晶性膜の検査方法によって得られる膜材であって、
前記膜材の非晶質塊の最大径を少なくとも計測し得る非晶質塊の計測方法において、
前記検査方法によって得られる非晶質膜領域と結晶膜領域とを分離検出した２値画像に対して、膨張処理または収縮処理を行うことを特徴とする非晶質塊の計測方法である。
【００２５】
本発明に従えば、結晶性膜の検査方法によって、非晶質膜領域と結晶膜領域とを分離検出した２値画像を得た後、この２値画像に対して膨張処理または収縮処理を行い、膜材の非晶質塊の最大径を計測することができる。したがって不所望の大きさの非晶質塊を、確実に計測することができ、それ故、たとえば電子移動度不良および画素欠陥などの原因となる非晶質膜領域を、未然に検出することが可能となる。
【００２６】
本発明において、用語「結晶性膜」は、非晶質膜領域と結晶膜領域とが混在している状態の膜を意味する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係る結晶性膜１の検査装置２の構成を示す模式図であり、図２は、基板４に形成された結晶性膜１と検査装置２との関係を部分的に示す斜視図である。本実施形態は、たとえばアクティブマトリックス形の薄膜トランジスタなどを製造する場合に、固相成長結晶化工程後に得られる結晶性膜を検査する検査装置に、本発明の検査装置を適用した場合の一例を示す。以下の説明は、結晶性膜１の検査方法および結晶性膜１の作製方法についての説明をも含む。非晶質シリコン半導体膜（以後、単に非晶質膜と呼ぶ場合がある）を作製した後、この非晶質膜を、固相成長結晶化工程によって部分的に結晶化させて結晶性膜１を作製するものとする。
【００２８】
図３は、基板４を厚み方向に拡大して示す断面図であって、基板４の一表面部に、結晶性膜を形成した後、結晶膜を形成する工程を段階的に示す概略説明図である。図３（ａ）に示される基板４は、電気絶縁性材料であるたとえばガラスなどから成る厚み方向から見てたとえば長方形の平板状基材５の表面部５ａに、非晶質膜である非晶質シリコン層６が形成されて構成される。平板状基材５の板厚は、たとえば約０．７ｍｍに形成されている。非晶質シリコン層６は、たとえばプラズマＣＶＤ（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法またはＬＰＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ：Ｌｏｗ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって形成され、たとえば約１０００オングストローム（Å）以上１５００Å以下程度の膜厚を有する。
【００２９】
次に図３（ｂ）に示すように、非晶質シリコン層６の一表面部６ａに、たとえば酸化液が塗布され、この酸化液の働きによって酸化膜７が形成される。酸化膜７の一表面部７ａに図示外の結晶化促進液が塗布され、その後図３（ｃ）に示すように、酸化膜７の一表面部７ａに、金属触媒を塗布するためのたとえば回転塗布装置３８（図１４および図１６参照、単に塗布装置３８ともいう）によって触媒堆積層８が形成される。触媒堆積層８が形成された図３（ｃ）に示される基板４は、固相成長結晶化工程において、非晶質シリコン層６の結晶化が始まる温度、たとえば約５５０℃以上でもって加熱されて非晶質シリコン層６の結晶化が進行する。非晶質シリコン層６の結晶化がある程度進行した固相成長結晶化工程後に、結晶性膜１を、後述する検査装置２によって検査する。その後、エキシマレーザアニール結晶化工程において、エキシマレーザアニール装置を用いて、非晶質シリコン層６に対しレーザ光Ｒａを照射する。その結果、非晶質シリコン層６は一度溶融し、冷却固化過程を経て多結晶化する。つまり基板４の一表面部に結晶膜が形成される。
【００３０】
固相成長結晶化工程直後に結晶性膜１を検査する検査装置２は、ｘｙステージ３と、ｘｙステージ駆動機構９と、ｚ軸駆動用モータ１０と、撮像手段としてのカラーＣＣＤカメラ１１（ＣＣＤ：Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）および光学顕微鏡１２と、照射手段としての白色照明１３と、領域分離手段としての制御装置１４と、ディスプレイ１５と、キーボード１６およびマウス１７（図４参照）とを有する。ｘｙステージ３は、基板４を吸着支持するステージであって、略長方形状のステージ３の長手方向に沿ったｘ方向と、吸着支持された基板４の厚み方向およびｘ方向に直交するｙ方向とに移動可能に構成されている。このｘｙステージ３は、ベースフレーム１８に対しｘおよびｙ方向に移動可能に支持されている。
【００３１】
ｘｙステージ駆動機構９は、カラーＣＣＤカメラ１１および光学顕微鏡１２と、白色照明９とに対し、結晶性膜１の任意の一部分を検査対象位置に選択的に移動する機構である。このｘｙステージ駆動機構９は、ｘｙステージ３をｘ方向に移動駆動可能な駆動源を有する図示外のｘ方向駆動機構と、ｘｙステージ３をｙ方向に移動駆動可能な駆動源を有する図示外のｙ方向駆動機構とを有する。ｚ軸駆動用モータ１０は、ｘｙステージ３を、カラーＣＣＤカメラ１１に対し基板４の厚み方向（矢符ｚにて示す方向）に移動するつまりフォーカシング調整する機能を有する。
【００３２】
カラーＣＣＤカメラ１１は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）色から成るＲＧＢ画像１９で撮像対象を撮像可能に構成されている。このカラーＣＣＤカメラ１１は、基板４の厚み方向一方に支持され、このカラーＣＣＤカメラ１１の撮像部に、光学顕微鏡１２が取付けられている。したがってカラーＣＣＤカメラ１１は、基板４に形成された結晶性膜１を光学顕微鏡１２を介して撮像可能に配置して設けられている。光学顕微鏡１２は対物レンズ１２ａを有し、このカラーＣＣＤカメラ１１は、光学顕微鏡１２を介してたとえば約１２８μｍ×１２８μｍの矩形状の領域を撮像可能に構成されている。このように撮像手段は、カラーＣＣＤカメラ１１と、空間分解能の高い光学顕微鏡１２とを有するので、結晶性膜１を所望の拡大倍率でもって詳細に検査することが可能となる。
【００３３】
白色照明１３はたとえばハロゲンランプから成る。この白色照明１３は、ベースフレーム１８に一体に設けられ、かつ、カラーＣＣＤカメラ１１および光学顕微鏡１２の略光軸方向に沿って、基板４の厚み方向他方に配設つまり配置して設けられている。この白色照明１３は、たとえば約４００ｎｍ以上約７００ｎｍ以下の波長成分を有する白色光を、照射対象に照射可能に構成されている。照射対象である基板４の結晶性膜１に、基板４の厚み方向一方に向けて前記白色光を照射して透過させたうえで、この透過光をカラーＣＣＤカメラ１１および光学顕微鏡１２を用いて撮像するように構成されている。また白色照明１３には、照射状態と非照射状態とを手動切替するための切替スイッチ１３ａと、照度を設定するための図示外のボリュームが付設されている。
【００３４】
図４は、検査装置２の制御系のブロック図である。制御装置１４は、中央演算処理装置２０（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）とロム２１（ＲＯＭ：ＲｅａｄＯｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）とラム２２（ＲＡＭ：Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）とから成るマイクロコンピュータと、バス２３と、入出力インタフェース２４と、駆動回路２５，２６，２７とを有する。中央演算処理装置２０とロム２１とラム２２とは、バス２３を介して入出力インタフェース２４に電気的に接続されている。制御装置１４の内部において、入出力インタフェース２４には画像ボード２８が電気的に接続され、この画像ボード２８とカラーＣＣＤカメラ１１とが電気的に接続されている。入出力インタフェース２４には、入力手段であるキーボード１６およびマウス１７がそれぞれ電気的に接続されている。
【００３５】
入出力インタフェース２４には、駆動回路２５，２６，２７を介してｘｙステージ駆動機構９、Ｚ軸駆動用モータ１０、ディスプレイ１５がそれぞれ電気的に接続されている。ロム２１には、撮像されたＲＧＢ画像１９（図５ａ参照）を非晶質膜領域２９と結晶膜領域３０とに分離して検出する後述の検出プログラムが格納されている。検出プログラムは中央演算処理装置２０にて実行される。ラム２２には、非晶質膜領域２９と結晶膜領域３０との混在比率が予め設定されて記録されている。ラム２２には、後述する非晶質塊３１の最大径Ｄａの基準径が予め定められて記録されている。
【００３６】
またロム２１には調整プログラムが格納されている。調整プログラムは、検出プログラムによって得られる非晶質膜領域２９の画像領域および結晶膜領域３０の画像領域の混在比率と、予め設定された混在比率とを比較するとともに、検査によって得られる膜材の非晶質塊３１の最大径Ｄａである非晶質塊３１の最大の短径（粒径ともいう）と、前記基準径とを比較する機能を有し、これら比較結果に基づいて、固相成長結晶化工程における条件、たとえば非晶質膜６に熱エネルギーを付与するための図示外の加熱炉の焼成温度およびその焼成時間などを調整するようになっている。画像ボード２８は図示外のビデオラムを備え、このビデオラムは、カラーＣＣＤカメラ１１で撮像されたＲＧＢ画像１９をＲＧＢ信号として書換え可能に記録する機能を有する。撮像画像は、画像ボード２８、入出力インタフェース２４、駆動回路２７を介してディスプレイ１５に常時出力される。
【００３７】
図５は、撮像された画像の利用方法を段階的に示す説明図である。図６は、不良品と判定された画像領域の模式図であって、図６（ａ）は非晶質膜領域２９の画像領域の比率が低過ぎる場合、図６（ｂ）は非晶質膜領域２９の画像領域の比率が高過ぎる場合、図６（ｃ）は非晶質塊３１の最大の短径Ｄａ（単に最大径Ｄａともいう）が前記基準径以上の場合の青色画像１９Ｂの模式図である。図７は、非晶質膜および結晶膜の波長に対する透過特性を示す図表であり、図８は、カラーＣＣＤカメラ１１の波長に対する分光特性を示す図表であり、図９は、各色成分における非晶質膜６および結晶膜の濃度値の関係を示す図表である。ここで青色画像１９Ｂとは、青色の波長成分の光学像を光電変換して得られた画像である。緑色画像１９Ｇとは、緑色の波長成分の光学像を光電変換して得られた画像である。赤色画像１９Ｒとは、赤色の波長成分の光学像を光電変換して得られた画像である。また非晶質塊３１の最大径Ｄａとは、非晶質塊３１の長手方向に直交する直径方向の寸法のうち、最大直径寸法と同義である。
【００３８】
非晶質膜６と結晶膜とは、波長に対する透過特性が異なる。上述したように、たとえば約４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長成分を有する白色光を、基板４全体に向けて照射して透過させ、透過光をカラーＣＣＤカメラ１１を用いて撮像すると、カラーＣＣＤカメラ１１が受光する透過光の光量は、基板４における結晶化状態によって異なる。カラーＣＣＤカメラ１１の撮像領域内に、非晶質膜領域２９と結晶膜領域３０とが混在している場合には、撮像画像には透過率すなわち濃度値の違いで反映される。白色光のうち、約４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下付近部において、結晶膜の光の透過率と非晶質膜６の光の透過率との間に大きな差がある。したがって赤，緑，青色画像１９Ｒ，１９Ｇ，１９Ｂのうち、青色画像１９Ｂにおいて、非晶質膜領域２９の濃度値は低く、結晶膜領域３０の濃度値は高い。このような特性を用いて、青色画像１９Ｂを非晶質膜領域２９の画像領域と、結晶膜領域３０の画像領域とに分離して検出する。
【００３９】
図７に示すように、波長約４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下付近部における非晶質膜６の透過率は、波長約６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下付近部における非晶質膜６の透過率よりも低く、波長約４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下付近部における結晶膜の透過率は、波長約６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下付近部における結晶膜の透過率より高い。したがって約４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下付近部における波長構成と、約６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下付近部における波長構成とが、同じ程度であり、かつ、カラーＣＣＤカメラ１１の受光感度がこれらの波長領域において同じ程度の場合、赤色画像１９Ｒにおける平均濃度値は、青色画像１９Ｂにおける結晶膜の濃度値と、非晶質膜６の濃度値との中間値に略等しくなる。
【００４０】
また約６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下付近部において、結晶膜の透過率と非晶質膜の透過率との差は小さい。つまり赤色画像１９Ｒにおいては、非晶質膜領域２９と結晶膜領域３０とのコントラスト差は小さくなる。ここで図７〜図９に示すように、波長約４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下付近部において、その結晶膜の濃度値と青色画像１９Ｂの感度比とを積分した積分値３２は、非晶質膜６の濃度値と青色画像１９Ｂの感度比とを積分した積分値３３よりも格段に大きくなる。
【００４１】
波長約５００ｎｍ以上６００ｎｍ以下付近部において、その結晶膜の濃度値と緑色画像１９Ｇの感度比とを積分した積分値３４は、非晶質膜６の濃度値と緑色画像１９Ｇの感度比とを積分した積分値３５よりもやや大きくなる。波長約６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下付近部において、その結晶膜の濃度値と赤色画像１９Ｒの感度比とを積分した積分値３６は、非晶質膜６の濃度値と赤色画像１９Ｒの感度比とを積分した積分値３７よりも若干大きくなる。この赤色画像１９Ｒの平均濃度値を、青色画像１９Ｂにおける非晶質膜領域２９と結晶膜領域３０との分離、検出用の濃度しきい値として用いている。
【００４２】
それ故、透過率は、照明照度が変動しても変化しないことから、透過照明の波長成分が変動しない場合、照明照度の変動に影響されることなく濃度しきい値を設定することができる。この結果を用いて、赤色画像１９Ｒ全体の平均濃度値を濃度しきい値として、青色画像１９Ｂを２値化することによって、結晶膜領域３０の画像領域と非晶質膜領域２９の画像領域とを分離する。このとき前記濃度しきい値より小さい濃度値の領域を非晶質膜領域２９の画像領域、前記濃度しきい値より大きい濃度値の領域を結晶膜領域３０の画像領域として検出することができる。以下、非晶質膜領域２９の画像領域を、単に非晶質膜領域２９と呼ぶ場合もある。結晶膜領域３０の画像領域を、単に結晶膜領域３０と呼ぶ場合もある。
【００４３】
図１０は、固相成長結晶化工程によって得られる結晶性膜１を検査する工程を示すフローチャートである。ここでＳｉ（ｉ＝１，２，３，…）はステップを示す。評価基板４をｘｙステージ３に吸着支持し、白色照明１３の切替スイッチ１３ａを、非照射状態から照射状態に手動切替えしたうえで、ステップ１においてこの検査装置２の図示外の主電源を投入し、ステップ２で検査装置２の初期設定を行う。具体的に初期設定項目としては、白色照明１３の照明照度と、評価基板４のｘｙステージ駆動機構９による検査位置などがある。
【００４４】
カラーＣＣＤカメラ１１および光学顕微鏡１２によって撮像されたＲＧＢ画像１９は、カラーＣＣＤカメラ１１からＲＧＢ信号として画像ボード２８に送られ、さらに入出力インタフェース２４および駆動回路２７を介してディスプレイ１５に常時出力される。ディスプレイ１５に出力された透過画像を目視確認しつつ、前記初期設定項目である白色照明１３の照度を設定し、ｘｙステージ３を、ｘｙステージ駆動機構９によってｘ方向およびｙ方向に移動して初期設定項目である検査位置を設定する。
【００４５】
その後ステップ３に移行して、結晶膜領域３０と非晶質膜領域２９とのコントラスト差が大きくなるように最終的な評価画像として用いる青色画像１９Ｂでフォーカシング調整する。ところで、ＲＧＢ画像１９をカラーＣＣＤカメラ１１および光学顕微鏡１２によって撮像する場合、赤、青、緑色成分の光に関してそれぞれ合焦させることが望ましいが、光学顕微鏡１２の拡大倍率などによって３つの赤、青、緑色成分の光に関して合焦することは、各色成分の収差に起因して被写界深度が一致しないことから技術的に難しい。本検査装置２および結晶性膜１の検査方法によれば、非晶質膜領域２９および結晶膜領域３０を分離する濃度値情報は、青色画像１９Ｂで行うため、少なくとも青色成分の光に関して合焦させればよい。ここで合焦とは、光学顕微鏡１２の焦点が、撮像対象の結晶性膜１の表面に一致する状態をいう。さらに焦点は、青色成分の光が焦点位置にある状態をいう。
【００４６】
ステップ４においては、中央演算処理装置２０からバス２３、入出力インタフェース２４、駆動回路２６を介してＺ軸駆動用モータ１０へ送られる命令によって、ｘｙステージ３を矢符ｚにて示す基板４の厚み方向に移動駆動させつつ、結晶性膜１の画像を複数枚撮像する。この複数枚撮像された画像は、前記ビデオラムに書換え可能に記録される。すると前記検出プログラムは、複数枚の撮像画像のうちから、青色成分において濃度値の分散値の高い画像を選出する。
【００４７】
フォーカスがずれる程、画像のコントラストは小さくなり、フォーカスがあっているとき、画像のコントラストは高くなる。換言すれば、画像のコントラストが高い、すなわち画像内の濃度値のばらつきが最も顕著な画像を、合焦画像とすることができる。したがって画像内の濃度値の分散値を算出、比較し、最も分散値の大きい画像すなわち最もコントラストの高い画像を合焦画像とする。その後、検出プログラムによって、ＲＧＢ画像１９を青色画像１９Ｂと赤色画像１９Ｒと緑色画像１９Ｇとに分離する。
【００４８】
次にステップ５に移行し、赤色画像１９Ｒ全体の平均濃度値を、検出プログラムによって算出する。ステップ６において、前記平均濃度値を濃度しきい値として青色画像１９Ｂを、２値化することによって非晶質膜領域２９と結晶膜領域３０とに分離する。このとき濃度しきい値より小さい濃度値の領域を、非晶質膜領域２９として検出し、前記濃度しきい値より大きい濃度値の領域を、結晶膜領域３０として検出することができる。その後ステップ７において、非晶質塊３１の短径Ｄａを算出するとともに、非晶質膜領域２９の面積を算出し、ステップ８において終了する。
【００４９】
図１１は、ロム２１に格納された前記調整プログラムのフローチャートであって、結晶性膜１の検査によって得られる非晶質膜６の混在比率および非晶質塊３１の短径Ｄａと、予め設定される非晶質膜の混在比率および非晶質塊３１の基準径とを比較するフローチャートである。ここでＳｉ（ｉ＝１０，１１，１２，…）はステップを示す。図１２は、固相成長結晶化工程と、結晶性膜１の検査工程との関係を示すブロック図である。ステップ１０においてこのプログラムをスタートさせ、ステップ１１において、操作者によって初期値Ａ１，Ａ２，δを設定する。初期値Ａ１は、青色画像１９Ｂ全体のうち非晶質膜領域２９の混在比率の最小値であり、初期値Ａ２は、青色画像１９Ｂ全体のうち非晶質膜領域２９の混在比率の最大値である。ただし、初期値Ａ１は初期値Ａ２よりも小さく設定される。また初期値δは、非晶質塊３１の基準径である。これら初期値Ａ１，Ａ２，δは、経験的に設定される。これら初期値Ａ１，Ａ２，δはラム２２に記録される。
【００５０】
次にステップ１２に移行して、上述した結晶性膜１の検査によって得られる非晶質膜領域２９の混在比率が、図６（ａ）に示すように初期値Ａ１％以下と判定されると、ステップ１４に移行する。前記非晶質膜領域２９の混在比率が、図６（ｂ）に示すように初期値Ａ２％以上と判定されると、ステップ１４に移行する。ステップ１３において、上述した結晶性膜１の検査によって得られる膜材の非晶質塊３１の最大径Ｄａが、図６（ｃ）に示すように初期値δ以上であると判定されると、ステップ１４に移行する。
【００５１】
ステップ１４においては、検査対象の結晶性膜１は、不良品であると判定されてディスプレイ１５に出力される。ステップ１２において非晶質膜領域２９の混在比率が、図５（ｃ）に示すように、初期値Ａ１％より大きく初期値Ａ２％より小さいと判定され、ステップ１３において膜材の非晶質塊３１の最大径Ｄａが初期値δ未満であると判定されると、ステップ１５に移行し、本検査対象の結晶性膜１は、良品であると判定されてディスプレイ１５に出力される。次にステップ１６にて、次の検査対象の結晶性膜１があれば、ステップ１７に移行する。ステップ１７において初期値Ａ１，Ａ２，δを変更する場合には、ステップ１１に戻る。初期値Ａ１，Ａ２，δを変更しない場合には、ステップ１２に戻る。ステップ１６で次に検査対象がない場合には、ステップ１８に移行して終了する。
【００５２】
以上のように、固相成長結晶化工程直後に、検査装置２によって検査対象の結晶性膜１は、良品であるか不良品であるかを判定することによって、結晶性膜１の成長不良などの不良検出を迅速にかつ確実に行うことができる。また図１２に示すように、非晶質膜領域２９の混在比率と初期値Ａ１，Ａ２とを比較し、非晶質塊３１の最大径Ｄａと基準径δとを比較し、これら比較結果の情報を固相成長結晶化工程にフィードバックすることによって、固相成長結晶化工程における、非晶質膜６を部分的に結晶化するための条件、たとえば加熱炉の焼成温度およびその焼成時間などを調整することができる。これによって、非晶質膜領域２９および結晶膜領域３０の混在比率を所望の比率にした結晶性膜１を作製することが可能になる。また、膜材の非晶質塊３１を基準径δ未満の径にした結晶性膜１を作製することが可能になる。
【００５３】
検査装置２によって検査された結晶性膜１の検査情報に基づいて、固相成長結晶化工程の前工程における金属触媒塗布濃度むらと、固相成長結晶化工程における炉内温度むらおよび焼成時間不良との要因を把握することもできる。したがって前記検査情報を管理することで、工程管理に役立てることができる。たとえば、塗布装置３８によって塗布される触媒堆積層８に、後述する「濃度むら」があると、その同一基板４において、非晶質膜６の分布状態、非晶質塊３１の粒径、非晶質膜領域２９および結晶膜領域３０の混在比率にも、ｘ方向およびｙ方向の座標に応じた「むら」が発生する。ここで濃度とは、基板４における単位面積あたりの分子量であって、予め定められる分子の分子量である。つまり「濃度むら」とは、基板４の単位面積あたりの分子量が、ｘ方向およびｙ方向の座標に応じて不所望にばらつくことと同義である。前記濃度は、たとえばＸ線などを用いて測定することができる。
【００５４】
基準径となる基板４における膜材の非晶質塊３１の粒径は、ラム２２に記憶する。予め設定される基板４における非晶質膜領域２９および結晶膜領域３０の混在比率も、ラム２２に記憶する。基準となる基板４における触媒堆積層８の濃度と、固相成長結晶化工程後の非晶質塊３１の粒径、混在比率との関係も、ラム２２に記憶しておく。したがって、検査対象となる基板４の非晶質塊３１の粒径と、ラム２２に記憶された基準径となる非晶質塊３１の粒径とを比較するとともに、検査対象となる基板４の混在比率と、ラム２２に記憶された混在比率とを比較することによって、塗布装置３８によって形成される触媒堆積層８の濃度の増減値を調整することができる。
【００５５】
図１３は、非晶質膜が結晶膜に成長する過程を説明する説明図である。また非晶質膜領域２９と結晶膜領域３０とに分離した２値画像を用いて、後工程すなわちエキシマレーザアニール結晶化工程における非晶質膜領域２９の結晶化をシミュレーションすることによって、固相成長結晶化工程直後に残留している非晶質膜領域２９が、前記後工程で結晶に成長するか否か判断する。これによって、結晶性膜１の結晶状態の良否と、塗布装置３８に関する濃度の良否と、固相成長結晶化工程装置３９（略称ＳＰＣ装置：Ｓｏｌｉｄ−Ｐｈａｓｅ　Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ）に関する条件すなわち焼成温度およびその焼成時間の良否とを判断する。固相成長結晶化工程の後、非晶質膜領域２９は、エキシマレーザアニール工程において結晶に成長する。図１３に示すように、各非晶質膜領域２９は、その外周部２９ａから内部に向かって、約Ｋμｍ程度のみ結晶に成長する（たとえばＫ＝１．５）。
【００５６】
したがって非晶質膜領域２９の短径Ｄａが、２Ｋμｍ以上である場合には、前記非晶質膜領域２９は、エキシマレーザアニール工程後においても非晶質膜領域２９の状態のまま結晶に成長にしない部分が最終的に残留する。このような非晶質膜領域２９の残留部分は、たとえば液晶パネルにおいて電子移動度不良となり、画素欠陥となるので、エキシマレーザアニール工程後に結晶化しない非晶質膜領域２９つまり前記短径Ｄａが２Ｋμｍ以上である非晶質膜領域２９を、固相成長結晶化工程直後に検出する必要がある。そこで非晶質膜領域２９と結晶膜領域３０とに分離した２値画像から、短径Ｄａが２Ｋμｍ以上の非晶質膜領域２９を検出する。
【００５７】
前記短径Ｄａが２Ｋμｍ以上の非晶質膜領域２９は、２値画像に対して、画像処理である膨張処理または収縮処理を行うことによって検出することが可能である。収縮処理とは、処理対象である非晶質膜領域２９の図形成分の境界にある画素の値を、背景成分である結晶膜領域３０の画素の値に変換して１画素分縮めることをいう。膨張処理は、図形成分を逆に１画素分膨らませることをいう。具体的には、２値画像において非晶質膜領域２９の濃度値が、結晶膜領域３０の濃度値より小さい場合には、膨張処理を行う。２値画像において非晶質膜領域２９の濃度値が、結晶膜領域３０の濃度値より大きい場合には、収縮処理を行う。
【００５８】
このような膨張および収縮処理を、膨張および収縮サイズがＫμｍになるまで繰返す。たとえば膨張処理または収縮処理のフィルタサイズを８近傍とし、撮像画像の分解能が、Ｋ／５μｍのとき、処理を５回繰返す。またはフィルタサイズがＫμｍとなるように、半径がＫμｍの円形のフィルタを作成し、膨張または収縮処理を１回行う。このような膨張処理または収縮処理によって、短径Ｄａが２Ｋμｍ以下の非晶質膜領域２９は消失し、短径Ｄａが２Ｋμｍより大きい非晶質膜領域２９のみ残る。したがって、前記電子移動度不良および画素欠陥の原因となる非晶質膜領域２９を、エキシマレーザアニール工程前に検出することができる。
【００５９】
図１４は、検査装置２と、ＳＰＣ装置３９と、塗布装置３８との関係を示すブロック図である。上述した工程管理の方法についてさらに詳細に述べると、図１４に示すように、制御部４０は、検査装置２と、ＳＰＣ装置３９および塗布装置３８とに独立して設けられている。この制御部４０は、検査装置２からのフィードバック情報に基づいて、ＳＰＣ装置３９および塗布装置３８に対して、フィードバック制御を行う。
【００６０】
前記フィードバック情報としては、たとえば、撮像画像の基板４におけるｘおよびｙ方向位置、非晶質膜領域２９と結晶膜領域３０との混在比率、非晶質塊３１の粒径、非晶質膜領域２９の形状（ここでの形状とは、非晶質魂３１の短径が２Ｋより大きいか小さいかを判断するための形状と同義である。）などがあり、このような情報を、検査装置２から制御部４０に送る。制御部４０は、送られた前記情報に基づいて、ＳＰＣ装置３９および塗布装置３８に対して、それぞれ運転条件の指令を送る。
【００６１】
具体的には、予め取得しておいたＳＰＣ装置３９の焼成温度と混在比率との関係、予め取得しておいた触媒堆積層８の濃度と混在比率との関係、予め取得しておいた触媒堆積層８の濃度と非晶質塊３１の粒径との関係と、前記フィードバック情報とから、基板４におけるｘおよびｙ方向位置に関して、必要な触媒堆積層８の濃度と、ＳＰＣ装置３９の焼成温度が最適値に対してどの程度過不足があったかを判定する。
【００６２】
前記制御部４０において判定した結果、ＳＰＣ装置３９の加熱炉の炉内温度すなわち焼成温度が、一定量高いまたは低いと判定された場合、ＳＰＣ装置３９に対して炉内温度を、前記一定量だけ下げるまたは上げる指令を送ることによって、次の基板４から最適状態で生産することが可能となる。また制御部４０において判定した結果、触媒堆積層８の濃度が、一定量高いまたは低いと判定された場合には、塗布装置３８に対して塗布濃度の増減値を指令することによって、次の基板４から最適状態で生産することが可能となる。
【００６３】
また制御部４０において判定した結果、ＳＰＣ装置３９の炉内温度調整および塗布装置３８に関する濃度調整が、基板４のｘおよびｙ方向の位置に応じて必要な場合には、ＳＰＣ装置３９および塗布装置３８に対して、基板４のｘおよびｙ方向の位置と調整量とをそれぞれ指令することによって、次の基板４から最適状態で生産することが可能となる。
【００６４】
以上説明した結晶性膜１の検査装置２によれば、白色照明１３によって、結晶性膜１に青色成分および赤色成分を含む光を照射したうえで、この結晶性膜１をカラーＣＣＤカメラ１１および光学顕微鏡１２を用いて撮像する。制御装置１４は、白色照明１３とカラーＣＣＤカメラ１１および光学顕微鏡１２とを用いて撮像された赤色画像１９Ｒの平均濃度値に基づいて、青色画像１９Ｂを、その濃度値で非晶質膜領域２９と結晶膜領域３０とに分離する。
【００６５】
したがって結晶性膜１における非晶質膜領域２９と結晶膜領域３０との混在比率を掌握することができる。しかも単に青色画像１９Ｂを濃度値だけで領域分離するのではなく、青色画像１９Ｂとともに得られる赤色画像１９Ｒの平均濃度値に基づいて、領域を分離する。青色画像１９Ｂの濃度値は、たとえば結晶性膜１の濃度および白色照明１３による照度を含む撮像時の条件によって変化するが、この青色画像１９Ｂと同一の条件で得られる赤色画像１９Ｒの平均濃度値を用いて領域を分離するので、たとえば結晶性膜１の膜厚が変化するなど、撮像時の条件が変化しても、非晶質膜領域２９の画像領域と、結晶膜領域３０の画像領域とを、正確に分離することができる。したがって、結晶性膜１の膜厚など撮像時の条件を得る装置を必要とすることなく、領域分離が可能である。このように上述した検査装置２および検査方法によれば、結晶性膜１の結晶状態を正確にかつ簡単に検査することができるとともに、実用性を高くすることができる。
【００６６】
また青色成分および赤色成分を含む光を、結晶性膜１に照射することができる照射手段は、白色照明１３によって簡単に実現することができる。撮像手段は、カラーＣＣＤカメラ１１および光学顕微鏡１２を有するので、光学顕微鏡１２によって高い空間分解能を実現することができ、結晶性膜１を所望の拡大倍率で詳細に検査することが可能となる。また本検査方法において、青色成分の光に関して合焦させて撮像することによって、青色画像１９Ｂを、その濃度値で非晶質膜領域２９と結晶膜領域３０とに明確にかつ容易に分離することが可能になる。したがって、結晶性膜１を非晶質膜領域２９と結晶膜領域３０とに明確に分離することが可能となる。
【００６７】
本発明の実施の他の形態として、非晶質膜領域の混在比率と予め設定される非晶質膜領域の初期値とを比較し、この比較結果だけに基づいて、検査対象の結晶性膜は、良品であるか不良品であるかを判定するとともに、固相成長結晶化工程における前記条件、たとえば加熱炉の焼成温度およびその焼成時間などを調整するようにする場合もあり得る。この場合には、膜材の非晶質塊の最大径と、基準径とを比較する必要がなくなるので、調整プログラム自体が簡単化し、結晶性膜の成長不良などの不良検出を一層迅速化することができる。
【００６８】
図１５は、検査装置２とＳＰＣ装置３９Ａと塗布装置３８Ａとの関係を示すブロック図であり、図１６は、検査装置２ＡとＳＰＣ装置３９と塗布装置３８との関係を示すブロック図である。ただし前記実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。前記実施形態においては、制御部４０は、検査装置２と、ＳＰＣ装置３９および塗布装置３８とに独立して設けられているが、図１５に示す形態においては、制御部４０ＡはＳＰＣ装置３９Ａに設けられ、制御部４０Ｂは塗布装置３８Ａに設けられている。制御部４０Ａは、ＳＰＣ装置３９Ａの焼成温度が最適値に対してどの程度過不足があったかを判定し、制御部４０Ｂは、触媒堆積層８の濃度が最適値に対してどの程度過不足があったかを判定することができる。また図１６に示すように、制御部４０Ｃを、検査装置２Ａに一体に設けることも可能である。
【００６９】
検査対象の結晶性膜を撮像する際、ｘｙステージをｚ方向に移動駆動させずに、光学顕微鏡およびカラーＣＣＤカメラを移動駆動させる構造にしてもよい。さらにｘｙステージを移動駆動させるとともに光学顕微鏡およびカラーＣＣＤカメラを移動駆動させるようにすることも可能である。本発明の検査方法は、生産される全基板の結晶性膜の検査つまり全数検査であってもよく、全ての生産ロット単位内での結晶性膜の抜取り検査であってもよい。
【００７０】
本発明の検査装置および検査方法は、必ずしもアクティブマトリックス形の薄膜トランジスタを製造する場合のみに適用されるものではない。本実施形態においては、前記混在比率、非晶質塊の最大径の基準径などを記録する手段としてラムを適用したが、ハードディスクなど他の記録手段を適用することも可能である。白色照明は、必ずしもハロゲンランプから成るものに限定されるものではない。その他、前記実施形態に、特許請求の範囲を逸脱しない範囲において種々の部分的変更を行う場合もある。
【００７１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、領域分離手段は、照射手段および撮像手段を用いて撮像された赤色画像の平均濃度値に基づいて、青色画像を、その濃度値で非晶質膜領域と結晶膜領域とに分離する。したがって結晶性膜における非晶質膜領域と結晶膜領域との混在比率を掌握することができる。しかも単に青色画像を濃度値だけで領域分離するのではなく、青色画像とともに得られる前記赤色画像の平均濃度値に基づいて、領域を分離する。青色画像の濃度値は、たとえば結晶性膜の濃度および照射手段による照度を含む撮像時の条件によって変化するが、この青色画像と同一の条件で得られる赤色画像の平均濃度値を用いて領域を分離するので、たとえば結晶性膜の膜厚が変化するなど、撮像時の条件が変化しても、非晶質膜領域の画像領域と、結晶膜領域の画像領域とを、正確に分離することができる。したがって、結晶性膜の膜厚など撮像時の条件を得る装置を必要とすることなく、領域分離が可能である。
【００７２】
また本発明によれば、少なくとも青色成分および赤色成分を含む光を照射することができる照射手段を、白色照明によって簡単に実現することができる。
【００７３】
また本発明によれば、光学顕微鏡によって高い空間分解能を実現することができ、結晶性膜を所望の拡大倍率で詳細に検査することが可能となる。
【００７４】
また本発明によれば、第１の工程において、非晶質膜領域と結晶膜領域とを有する結晶性膜に、青色成分および赤色成分を含む光を照射し、第２の工程において、第１の工程で照射された結晶性膜を撮像する。第３の工程において、撮像された赤色画像の平均濃度値に基づいて、青色画像を、その濃度値で非晶質膜領域と結晶膜領域とに分離する。したがって非晶質膜領域と結晶膜領域との混在比率を掌握することができる。しかも単に青色画像を濃度値だけで領域分離するのではなく、青色画像とともに得られる前記赤色画像の平均濃度値に基づいて、領域を分離する。青色画像の濃度値は、たとえば結晶性膜の濃度および照射手段による照度を含む撮像時の条件によって変化するが、この青色画像と同一の条件で得られる赤色画像の平均濃度値を用いて領域を分離するので、たとえば結晶性膜の膜厚が変化するなど、撮像時の条件が変化しても、非晶質膜領域の画像領域と、結晶膜領域の画像領域とを、正確に分離することができる。したがって、結晶性膜の膜厚など撮像時の条件を得る装置を必要とすることなく、領域分離が可能である。
【００７５】
また本発明によれば、第２の工程は、青色成分の光に関して合焦させて撮像することによって、青色画像を、その濃度値で非晶質膜領域と結晶膜領域とに明確にかつ容易に分離することが可能になる。したがって、結晶性膜を非晶質膜領域と結晶膜領域とに明確に分離することが可能となる。
【００７６】
また本発明によれば、非晶質膜を作製した後、非晶質膜を部分的に結晶化させて結晶性膜を作製し、検査によって得られる非晶質膜領域および結晶膜領域の混在比率と、予め設定される非晶質膜領域および結晶膜領域の混在比率とを比較する。この比較結果に基づいて、非晶質膜を部分的に結晶化するための条件を調整することができる。これによって非晶質膜領域および結晶膜領域の混在比率を所望の比率にした結晶性膜を作製することが可能になる。
【００７７】
また本発明によれば、非晶質膜を作製した後、非晶質膜を部分的に結晶化させて結晶性膜を作製し、検査によって得られる膜材の非晶質塊の最大径と、予め定められる非晶質塊の基準径とを比較する。この比較結果に基づいて、非晶質膜を部分的に結晶化するための条件を調整することができる。これによって膜材の非晶質塊を所望の最大径未満にした結晶性膜を作製することが可能となる。
【００７８】
また本発明によれば、結晶性膜の検査方法によって、非晶質膜領域と結晶膜領域とを分離検出した２値画像を得た後、この２値画像に対して膨張処理または収縮処理を行い、膜材の非晶質塊の最大径を計測することができる。したがって不所望の大きさの非晶質塊を、確実に計測することができ、それ故、たとえば電子移動度不良および画素欠陥などの原因となる非晶質膜領域を、未然に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る結晶性膜１の検査装置２の構成を示す模式図である。
【図２】基板４に形成された結晶性膜１と検査装置２との関係を部分的に示す斜視図である。
【図３】基板４の一表面部に、結晶膜を形成する工程を段階的に示す概略説明図である。
【図４】検査装置２の制御系のブロック図である。
【図５】撮像された画像の利用方法を段階的に示す説明図である。
【図６】不良品と判定された画像領域の模式図であって、図６（ａ）は非晶質膜領域２９の画像領域の比率が低過ぎる場合、図６（ｂ）は非晶質膜領域２９の画像領域の比率が高過ぎる場合、図６（ｃ）は非晶質塊３１の最大径Ｄａが基準径以上の場合の青色画像１９Ｂの模式図である。
【図７】非晶質膜および結晶膜の波長に対する透過特性を示す図表である。
【図８】カラーＣＣＤカメラ１１の波長に対する分光特性を示す図表である。
【図９】各色成分における非晶質膜および結晶膜の濃度値の関係を示す図表である。
【図１０】固相成長結晶化工程によって得られる結晶性膜１を検査する工程を示すフローチャートである。
【図１１】結晶性膜１の検査によって得られる非晶質膜の混在比率および非晶質塊３１の短径Ｄａと、予め設定される非晶質膜の混在比率および非晶質塊３１の基準径とを比較するフローチャートである。
【図１２】固相成長結晶化工程と、結晶性膜１の検査工程との関係を示すブロック図である。
【図１３】非晶質膜が結晶膜に成長する過程を説明する説明図である。
【図１４】検査装置２とＳＰＣ装置３９と塗布装置３８との関係を示すブロック図である。
【図１５】検査装置２とＳＰＣ装置３９Ａと塗布装置３８Ａとの関係を示すブロック図である。
【図１６】検査装置２ＡとＳＰＣ装置３９と塗布装置３８との関係を示すブロック図である。
【符号の説明】
１　結晶性膜
２　検査装置
６　非晶質シリコン層
１０　ｚ軸駆動用モータ
１１　カラーＣＣＤカメラ
１２　光学顕微鏡
１３　白色照明
１４　制御装置
１９　ＲＧＢ画像
１９Ｂ　青色画像
２２　ラム
２８　画像ボード
２９　非晶質膜領域
３０　結晶膜領域
３１　非晶質塊
【図１】
2004071907.tif 000003
【図２】
2004071907.tif 000004
【図３】
2004071907.tif 000005
【図４】
2004071907.tif 000006
【図５】
2004071907.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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