(57)【要約】【課題】  製造コストの低減を図るとともに、レーザアニール装置の稼働率を高くすることができるレーザアニール装置の管理方法を提供する。【解決手段】  ステップａ１のアニール情報取得工程およびステップａ２の被処理物情報取得工程を経た後、特に、判定工程において、基板の一表面部をレーザアニール処理するときのアニール条件と、被処理物情報とに基づいて、レーザアニール処理の有効性を判定しているので、基板を生産するレーザアニール装置のアニール条件および被処理物情報に応じた最大の処理ロット数を生産することが可能となる。【選択図】      図１
2005072312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物をレーザアニール処理するときのアニール条件を取得
するアニール情報取得工程と、
レーザアニール処理された被処理物の状態を表す被処理物情報を取得する被処
理物情報取得工程と、
被処理物情報とアニール条件とに基づいて、レーザアニール処理の有効性を判
定する判定工程とを有することを特徴とするレーザアニール装置の管理方法。
【請求項２】
判定工程における判定結果を報知する報知工程をさらに有する
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザアニール装置の管理方法。
【請求項３】
判定工程における判定結果に基づいて、アニール条件を変更す
ることによって、予め定める設定値以上の有効性が得られるか否かを判定し、前
記設定値以上の有効性が得られると判定した場合にアニール条件を変更する変更
工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のレーザアニール装置の管
理方法。
【請求項４】
被処理物を撮像した画像から求められる画像全体の濃度値の平
均値を用いて、前記被処理物情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の
レーザアニール装置の管理方法。
【請求項５】
モニタ用基板を用いた被処理物情報に基づいて、前記レーザエ
ネルギー設定値を決定することを特徴とする請求項１に記載のレーザアニール装
置の管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば薄膜シリコン半導体を形成するためのレーザアニール装置
の管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置の製造工程などに関して、ガラスなどの絶縁基板の一表面
部に形成された非晶質シリコン膜に、エキシマレーザを照射し、結晶性シリコン
膜を形成するレーザアニール結晶化工程が行われている。たとえば研究機関にお
いては、レーザアニール装置内に、顕微ラマン分光分析器などの計測器であって
結晶化状態を計測する計測器が搭載されたものが用いられる。前記レーザアニー
ル装置を用いてレーザアニール結晶化工程を行う際、先ず同一基板内のテスト領
域にレーザアニールを行い、前記計測器によってテスト領域を計測する。次に、
レーザアニールする領域のレーザエネルギー値を制御し、所望の結晶性シリコン
膜を形成する技術が開示されている（たとえば特許文献１）。
【０００３】
また生産能率の向上のため、生産する基板サイズは年々拡大傾向にある。この
ように基板サイズが大きくなるにつれてレーザ照射領域が大きくなるので、タク
トタイムを短縮する必要がある。そこで、モニタ用の基板を作成し、予めレーザ
エネルギー設定値を決定する技術が開示されている（たとえば特許文献２）。そ
の後、前記レーザエネルギー設定値にて結晶性シリコン膜が形成される。
【０００４】
ところでレーザアニール装置は、処理ロット数および照射ショット数に応じて
、光学系のクリーニングなどのメンテナンスが必要である。大量生産時には、た
とえば１日１回程度のメンテナンスが必要になる。また前記メンテナンスを行う
と、光学条件が変化するために、メンテナンス毎にモニタ基板を形成し、レーザ
エネルギーを設定しなければならない。そこで、光学系の汚れた箇所を位置変更
して、メンテナンスの回数を減らすことで、レーザアニール装置の稼働率を高く
する技術が開示されている（たとえば特許文献３）。
【特許文献１】特開平１０−２８４４３３号公報（第４−５頁、第１図）
【特許文献２】特開２００２−２１７１０３号公報（第５−７頁、第２図）
【特許文献３】特開平１１−１１１６４０号公報（第２−３頁、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術では、結晶性シリコン半導体を実際に生産する際、レ
ーザアニール装置内において、前記顕微ラマン分光分析器などを用いて、レーザ
アニールしたテスト領域を計測しなければならない。前記テスト領域の計測時に
おいては、結晶性シリコン半導体の生産を一時的に中断しなければならないので
、タクトタイムが増大する。それ故、特許文献１に記載の技術は大量生産に不向
きである。
【０００６】
特許文献２に記載の技術では、大量生産時においてレーザアニール装置に対し
、たとえば１日につき１回程度のメンテナンスが必要になる。また前記メンテナ
ンスを行うと、光学条件が変化するために、メンテナンス毎にモニタ基板を形成
し、レーザエネルギーを設定しなければならない。このようにメンテナンス回数
が多くなると、レーザアニール装置の稼働率は低くなるので、この特許文献２に
記載の技術も大量生産に不向きである。
【０００７】
特許文献３に記載の技術においては、光学系の汚れた箇所を位置変更すると、
汚れた箇所を位置変更する前にモニタ用基板を作製したときと、汚れた箇所を位
置変更した後に所望の結晶性シリコン半導体を生産したときとでは、光学系の状
態が微妙に変化する。つまり、結晶性シリコン半導体を生産する際に、レーザエ
ネルギー密度が大きくなり過ぎることがある。それ故、結晶膜の結晶化が進行し
、不所望の微結晶粒となり、所望の薄膜トランジスタ特性を得ることができない
ことがある。したがって、前記箇所を位置変更する毎に、モニタ用基板を作製す
る必要がある。このように多数のモニタ用基板を作製しなければならないので、
その分、製造コストが高くなる。
【０００８】
またクリーニングの状態などによって、光学系の汚れる期間つまり次のメンテ
ナンス時期を特定することができない。それ故、結晶性シリコン半導体を安定し
かつ高品質で生産するため、次のメンテナンス時期を早めに設定したうえで、頻
繁にメンテナンスしなければならない。このようにメンテナンス回数が多くなる
と、レーザアニール装置の稼働率は低くなるので、この特許文献３に記載の技術
も大量生産に不向きである。
【０００９】
したがって本発明の目的は、製造コストの低減を図るとともに、レーザアニー
ル装置の稼働率を高くすることができるレーザアニール装置の管理方法を提供す
ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、被処理物をレーザアニール処理するときのアニール条件を取得する
アニール情報取得工程と、
レーザアニール処理された被処理物の状態を表す被処理物情報を取得する被処
理物情報取得工程と、
被処理物情報とアニール条件とに基づいて、レーザアニール処理の有効性を判
定する判定工程とを有することを特徴とするレーザアニール装置の管理方法であ
る。
【００１１】
本発明に従えば、アニール情報取得工程では、被処理物をレーザアニール処理
するときのアニール条件を取得する。被処理物情報取得工程では、レーザアニー
ル処理された被処理物の状態を表す被処理物情報を取得する。そして判定工程に
おいては、被処理物情報とアニール条件とに基づいて、レーザアニール処理の有
効性を判定する。
【００１２】
特に、被処理物をレーザアニール処理するときのアニール条件と、被処理物情
報とに基づいて、レーザアニール処理の有効性を判定しているので、被処理物を
生産するレーザアニール装置のアニール条件および被処理物情報に応じた、たと
えば最大の処理ロット数を生産することが可能となる。逆に言えば、不所望のレ
ーザアニール処理状態となる被処理物情報を略特定することが可能となるので、
所望のレーザアニール処理状態となる被処理物を、このレーザアニール装置で最
大限生産し続けることが可能となる。
【００１３】
したがって本発明の管理方法によれば、従来技術のように多数のモニタ用基板
を作製することなく、所望のレーザアニール処理状態となる被処理物を生産する
ことが可能となる。それ故、製造コストの低減を図ることができる。しかも前記
不所望のレーザアニール処理状態となる被処理物情報を略特定することが可能と
なるので、レーザアニール装置を生産停止することを極力なくし、レーザアニー
ル装置の稼働率を高くすることができる。それ故、大量生産を実現することがで
きる。
【００１４】
また本発明は、判定工程における判定結果を報知する報知工程をさらに有する
ことを特徴とする。
【００１５】
本発明に従えば、報知工程においては、判定工程における判定結果を報知する
。たとえば管理者は、報知される判定結果を認知することができる。それ故、被
処理物が不所望のレーザアニール処理状態となることを確実に防止することがで
きる。
【００１６】
また本発明は、判定工程における判定結果に基づいて、アニール条件を変更す
ることによって、予め定める設定値以上の有効性が得られるか否かを判定し、前
記設定値以上の有効性が得られると判定した場合にアニール条件を変更する変更
工程をさらに有することを特徴とする。
【００１７】
本発明に従えば、変更工程においては、前記判定結果に基づいて、アニール条
件を変更することによって、予め定める設定値以上の有効性が得られるか否かを
判定し、前記設定値以上の有効性が得られると判定した場合にアニール条件を変
更する。前記設定値以上の有効性が得られないと判定した場合には、アニール条
件を変更しない。したがって、判定工程における判定結果に基づいて、上述した
ようにアニール条件を変更した場合には、レーザアニール装置の稼動状態を停止
する必要がなくなるので、レーザアニール装置の稼働率を一層高くすることがで
きる。したがって、大量生産を実現することができる。
【００１８】
また本発明は、被処理物を撮像した画像から求められる画像全体の濃度値の平
均値を用いて、前記被処理物情報を取得することを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、結晶膜を撮像した画像から求められる画像全体の濃度値の平
均値を用いて、前記被処理物情報を取得する。画像各部の濃度値を用いることな
く、被処理物情報を取得することができるので、被処理物情報を簡単に取得する
ことができる。したがって、検査時間の短縮を図ることが可能となる。
【００２０】
また本発明は、モニタ用基板を用いた被処理物情報に基づいて、前記レーザエ
ネルギー設定値を決定することを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、検査用のモニタ用基板を用いた検査情報に基づいて、レーザ
エネルギー設定値を決定するので、不所望のレーザアニール処理状態となる被処
理物情報を精度良く判断することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように本発明によれば、特に、被処理物をレーザアニール処理するとき
のアニール条件と、被処理物情報とに基づいて、レーザアニール処理の有効性を
判定しているので、被処理物を生産するレーザアニール装置のアニール条件およ
び被処理物情報に応じた、たとえば最大の処理ロット数を生産することが可能と
なる。したがって本発明の管理方法によれば、従来技術のように多数のモニタ用
基板を作製することなく、所望のレーザアニール処理状態となる被処理物を生産
することが可能となる。それ故、製造コストの低減を図ることができる。しかも
前記不所望のレーザアニール処理状態となる被処理物情報を略特定することが可
能となるので、レーザアニール装置を生産停止することを極力なくし、レーザア
ニール装置の稼働率を高くすることができる。それ故、大量生産を実現すること
ができる。
【００２３】
また本発明によれば、たとえば管理者は、報知される判定結果を認知すること
ができるので、被処理物が不所望のレーザアニール処理状態となることを確実に
防止することができる。
【００２４】
また本発明によれば、変更工程においては、前記判定結果に基づいて、アニー
ル条件を変更することによって、予め定める設定値以上の有効性が得られるか否
かを判定し、前記設定値以上の有効性が得られると判定した場合にアニール条件
を変更することができる。したがって、判定工程における判定結果に基づいて、
上述したようにアニール条件を変更した場合には、レーザアニール装置の稼動状
態を停止する必要がなくなるので、レーザアニール装置の稼働率を一層高くする
ことができる。したがって、大量生産を実現することができる。
【００２５】
また本発明によれば、結晶膜を撮像した画像から求められる画像全体の濃度値
の平均値を用いて、前記被処理物情報を取得する。画像各部の濃度値を用いるこ
となく、被処理物情報を取得することができるので、被処理物情報を簡単に取得
することができる。したがって、検査時間の短縮を図ることが可能となる。
【００２６】
また本発明によれば、検査用のモニタ用基板を用いた検査情報に基づいて、レ
ーザエネルギー設定値を決定するので、不所望のレーザアニール処理状態となる
被処理物情報を精度良く判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態に係るレーザアニール装置の管理方法を概略示す
フローチャートである。図１において、ａｉ（ｉ＝１，２，３，…）はステップ
を示す。図２は、レーザアニール装置１とレーザアニール検査装置２とレーザア
ニール制御装置３との関係を示すブロック図である。本実施形態は、たとえば薄
膜シリコン半導体を形成するためのレーザアニール装置の管理方法に適用される
。
【００２８】
図２に示すように、後述するレーザアニール装置１と、レーザアニール検査装
置２と、レーザアニール制御装置３とは、ネットワーク接続すなわち電気的に接
続されている。図２において、レーザアニール装置１はＬＡ装置と表され、レー
ザアニール検査装置２はＬＡ検査装置と表され、レーザアニール制御装置３はＬ
Ａ制御装置と表されている。レーザアニール装置１によって、被処理物である基
板の一表面部に結晶膜が形成される。すなわち前記レーザアニール装置１は、基
板の一表面部に形成される非晶質シリコン膜に、エキシマレーザを照射し、結晶
膜を形成する。前記結晶膜を結晶性シリコン膜という場合もある。
【００２９】
レーザアニール検査装置２は、レーザアニール装置１によってレーザアニール
処理された後の結晶膜が形成された基板を検査する。レーザアニール制御装置３
は、レーザアニール装置１のアニール条件であるレーザアニール情報と、レーザ
アニール検査装置２の被処理物情報であるレーザアニール検査情報を取得する。
またレーザアニール制御装置３は、取得されたレーザアニール情報およびレーザ
アニール検査情報に基づいて、レーザアニール装置１を制御する。さらにレーザ
アニール制御装置３には、レーザアニール情報とレーザアニール検査情報とを格
納するためのデータベース４が搭載される。
【００３０】
被処理物をレーザアニール処理するレーザアニール工程の前工程において、基
板の一表面部に非晶質シリコン膜が形成される。この非晶質シリコン膜が形成さ
れた基板が、レーザアニール装置１まで搬送されると、この搬送された基板はレ
ーザアニール処理される。上述したように、基板がレーザアニール装置１まで搬
送されるとき、図示外の基板搬送系は、レーザアニール装置１に基板のロット情
報などの情報を送信する。レーザアニール装置１は、前記情報などからアニール
処理する領域を決定し、レーザアニール処理を実行する。
【００３１】
ステップａ０およびステップａ１のアニール情報取得工程において、レーザア
ニール処理が終了すると、レーザアニール装置１は、基板搬送系から送信された
基板のロット情報および前記レーザアニール情報をレーザアニール制御装置３に
送信する。前記レーザアニール情報は、たとえば、レーザエネルギー密度、アッ
テネータ透過率、レーザ出力、周波数、照射領域などを含む。レーザアニール情
報を、たとえばレーザアニール装置１の図示外のハードディスクにファイルとし
て一旦格納し、このファイルを、たとえばファイルトランスファープロトコル（
略称ＦＴＰ：File Transfer Protocol）などの方法によってレーザアニール制御
装置３に転送する。ただしレーザアニール情報の送信方法は、必ずしもこのＦＴ
Ｐに限定されるものではない。
【００３２】
ステップａ２の被処理物情報取得工程において、レーザアニール処理された基
板は、基板搬送系によってレーザアニール検査装置２まで搬送される。前記基板
搬送系は、レーザアニール検査装置２に基板のロット情報などの情報を送信する
。レーザアニール検査装置２は、前記ロット情報から基板の検査項目を決定した
うえで検査処理を実行する。レーザアニール検査装置２によって基板の検査が終
了すると、レーザアニール検査装置２は、レーザアニール検査情報をレーザアニ
ール制御装置３に送信する。前記レーザアニール検査情報は、基板のロット情報
、基板の一表面部の濃度値、パワーオーバー判定値、および計測位置などを含む
。またレーザアニール検査情報の送信方法は、レーザアニール情報の送信方法と
同様な方法で行うことが可能である。
【００３３】
ステップａ３の判定工程において、レーザアニール情報とレーザアニール検査
情報とに基づいて、レーザアニール処理の有効性を判定する。具体的には、レー
ザアニール情報とレーザアニール検査情報とがレーザアニール制御装置３に送信
された後、レーザアニール制御装置３は、基板のロット情報を主なデータキーと
して、データベース４に格納していく。レーザアニール検査情報が製品のための
基板検査情報のとき、レーザアニール制御装置３は、レーザアニール情報からレ
ーザアニール処理された時間の順番にレーザアニール検査情報を並べ、レーザア
ニール装置１のメンテナンスが必要か否かを分析する。前記メンテナンスは、光
学系のレンズの汚れをクリーニングすることなどが含まれる。その後、ステップ
ａ４でこのフローを終了する。
【００３４】
図３は、レーザアニール装置１と基板５との関係を概略示す図である。レーザ
アニール装置１は、主に、レーザ発振機６と、光学系７と、バリアブルアッテネ
ータ８と、図示外のＸＹステージおよびＸＹステージ駆動機構とを有する。レー
ザ発振機６によって、エキシマレーザビーム９が発せられ、前記エキシマレーザ
ビーム９は、バリアブルアッテネータ８および光学系７を経由して生産基板５に
照射される。ＸＹステージは、生産基板５を支持するステージであって、たとえ
ば長方形状のステージの長手方向に沿ったＸ方向と、支持された生産基板の厚み
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。前記ＸＹス
テージ駆動機構は、レーザ発振機６、光学系７およびバリアブルアッテネータ８
に対し、ＸＹステージつまり生産基板５の任意の一部分をレーザ照射位置Ｐ１に
選択的に移動駆動する機構である。
【００３５】
生産基板５は、前記ＸＹステージおよびＸＹステージ駆動機構でもって移動駆
動され、レーザ発振機６、光学系７およびバリアブルアッテネータ８に対する照
射位置Ｐ１が変更されて、基板５の全面にレーザ照射されるように制御される。
レーザ発振機６の光路前方には、光を減衰させることができるバリアブルアッテ
ネータ８が設置されている。生産基板５の一表面部のレーザエネルギー密度を調
整するときには、バリアブルアッテネータ８の透過率を変化させて制御する。バ
リアブルアッテネータ８の透過率は、約０％以上９０％以下の範囲で変更するこ
とが可能である。しかし前記透過率は、たとえば約５０％以上９０％以下の範囲
で使用するのが、光学系７のミラーの曇りなどの発生率を下げるのに有効的であ
る。
【００３６】
図４は、レーザアニール検査装置２と基板５との関係を概略示す図である。レ
ーザアニール検査装置２は、主に、撮像手段としての撮像装置１０と、照射手段
としてのリング照明１１と、図示外のｘｙステージおよびｘｙステージ駆動機構
とを有する。撮像装置１０は、たとえば電荷結合素子カメラ（略称ＣＣＤカメラ
、ＣＣＤ：Charge Coupled Device）によって実現される。この撮像装置１０は
、検査基板５の厚み方向一方に支持され、基板５の一表面部を撮像可能に配設さ
れている。
【００３７】
リング照明１１は、たとえばハロゲンランプから成り、ｘｙステージに支持さ
れた検査基板５の一表面部に光を照射するように構成されている。リング照明１
１は、円環状に形成されるとともに、撮像装置１０のレンズ付近部を囲み、リン
グ照明１１の仮想中心軸線が前記厚み方向に平行となるように設けられている。
またリング照明１１は、検査基板５の一表面部に、前記厚み方向に対し斜め方向
から全方位で検査光を照射するように構成されている。ｘｙステージは、レーザ
アニール装置１のＸＹステージと略同様の構成である。ｘｙステージ駆動機構は
、撮像装置１０およびリング照明１１に対し、検査基板５の任意の一部分を計測
位置に選択的に移動駆動する機構である。
【００３８】
検査基板５は、前記ｘｙステージおよびｘｙステージ駆動機構によって各計測
位置に移動される。検査基板５に、各計測位置でリング照明１１によって光が照
射されるとともに、撮像装置１０によって検査基板５の計測位置が撮像される。
撮像画像は、濃度値情報として、レーザアニール検査装置２のたとえばハードデ
ィスクにファイルとして一旦格納される。またレーザアニール装置１でレーザア
ニール処理するとき、生産基板５をある送り速度でたとえばＸ方向に送りつつ、
矩形状のレーザ光を予め定めるパルス数で発振することによって、撮像画像には
、Ｙ方向に延びる複数列の帯状部分が形成される。前記帯状部分はレーザアニー
ルの「すじ」とも呼ばれる。
【００３９】
撮像画像のうち前記帯状部分などによって、結晶性シリコンが微細化していな
いかを判断する、すなわち結晶化状態を判断するパワーオーバーしきい値を取得
する。前記結晶化状態を計測する計測器として、たとえば図示外の顕微ラマン分
光分析器が用いられる。前記顕微ラマン分光分析器によって、検査基板５の結晶
化状態は高速で計測処理される。それ故、本実施形態で使用する検査情報を迅速
に取得することができるので、有効的である。
【００４０】
図５は、レーザアニール検査値とアニール時間、生産基板履歴との関係を表す
トレンドグラフである。前記トレンドグラフの横軸は、レーザアニール情報に基
づいてレーザアニール処理した基板５の順番およびレーザアニール処理時間を示
す。トレンドグラフの縦軸は検査情報を示す。このトレンドグラフの検査情報と
しては、レーザアニール検査装置２からの濃度値情報が使用される。レーザアニ
ール検査における濃度値情報は、１基板につきたとえば５０点程度の複数位置で
計測されたものが使用される。すなわち前記約５０点分の濃度値情報から、濃度
値の最大値Ｎｍａｘ．および最小値Ｎｍｉｎ．と、これら最大値Ｎｍａｘ．と最
小値Ｎｍｉｎ．との平均値Ｎａｖｅ．であって、上述した基板５の順番およびレ
ーザアニール処理時間にそれぞれ対応する濃度値の最大値Ｎｍａｘ．および最小
値Ｎｍｉｎ．と、前記平均値Ｎａｖｅ．とを求めている。本実施形態においては
、１基板あたりの計測点数を５０点程度に定めたが、前記計測点数は必ずしも５
０点に限定されるものではない。この１基板あたりの計測点数は、レーザアニー
ル処理する方法および面内の照射位置などを考慮して決定する。
【００４１】
濃度値の最大値Ｎｍａｘ．と最小値Ｎｍｉｎ．とを結ぶ線分Ｌｎは、前記縦軸
に平行に表記される。基板５の順番およびレーザアニール処理時間にそれぞれ対
応する複数の線分Ｌｎは、前記横軸に沿って一定間隔おきに配設されている。さ
らに隣接する線分Ｌｎのうち、各平均値Ｎａｖｅ．に相当する点を繋いでトレン
ドグラフが構成されている。濃度値が、後述するレーザアニール欠陥しきい値１
２を下回ると、基板５の一表面部にレーザアニール処理の欠陥が存在する。前記
レーザアニール欠陥しきい値１２よりも大きい値に、後述するメンテナンス開始
しきい値１３を設定する。トレンドグラフがこのメンテナンス開始しきい値１３
よりも下回るときに、メンテナンス実行トリガ１４を発行する。
【００４２】
トレンドグラフがメンテナンス開始しきい値１３を下回るときを判断する方法
は、前記平均値Ｎａｖｅ．がメンテナンス開始しきい値１３よりも下回ったとき
に、トレンドグラフがメンテナンス開始しきい値１３を下回ると判断する。また
は、最大値Ｎｍａｘ．と最小値Ｎｍｉｎ．とを結ぶ線分Ｌｎの範囲のうち任意の
割合に相当する部分がメンテナンス開始しきい値１３よりも下回ったときに、ト
レンドグラフがメンテナンス開始しきい値１３を下回ると判断する。なお前記線
分Ｌｎの範囲のうちの任意の割合は、基板５内の濃度値の分布のばらつきによっ
て異なるので、後述するモニタ基板を作製したときの情報をもとに算出する。ま
た、データベース４内に、日々のトレンドグラフの情報を経験的に積み重ね、現
在生産している工程のトレンドグラフに似通った検査値の変化曲線を抽出するこ
とによって、現在生産している工程でのトレンドグラフがメンテナンス開始しき
い値１３を下回る時期を判断することもできる。
【００４３】
レーザアニール欠陥しきい値１２およびメンテナンス開始しきい値１３に関し
て、レーザアニール検査装置２の濃度情報の絶対範囲を、たとえば約０ピクセル
以上２５５ピクセル以下とすると、結晶性シリコンが形成されている領域の濃度
値は、たとえば約４０ピクセル以上１４０ピクセル以下の範囲が望ましい。なお
、濃度値は、光学系および照明系の違いに左右されるので、レーザアニール検査
装置２の仕様に合わせて決定するのがよい。レーザアニール欠陥しきい値１２と
メンテナンス開始しきい値１３との濃度値の差は、たとえば約１０ピクセルの範
囲程度が望ましい。したがって、前記結晶性シリコンが形成されている領域の濃
度値の下限値である約４０ピクセルに、上述した１０ピクセルを加えた約５０ピ
クセルをメンテナンス開始しきい値１３とする。なお、前記メンテナンス開始し
きい値は、レーザアニール検査装置２の仕様によって若干左右される。
【００４４】
レーザアニール制御装置３からメンテナンス実行トリガ１４が検出されると、
レーザアニール制御装置３は、管理者としてのオペレータにメンテナンス開始の
警告を通知する。具体的には、たとえば警告音を発する、目視確認可能な表示ラ
ンプを点灯または点滅させる、ディスプレイを表示させるなど種々な方法によっ
て、オペレータの注意を喚起することができる。従来技術においては、レーザア
ニール装置のメンテナンスの状態によって、１回のメンテナンス間隔で生産する
ことができる良品の基板枚数を特定することができず、必ず良品を生産すること
ができる基板枚数のみ生産し、レーザアニール装置のメンテナンスを行うように
していた。
【００４５】
本実施形態においては、生産基板５のレーザアニール情報およびレーザアニー
ル検査情報を時系列に分析している。換言すれば、前記レーザアニール情報とレ
ーザアニール検査情報とに基づいて、レーザアニール処理の有効性を判定してい
る。それ故、レーザアニール装置１のメンテナンスの状態に左右されることなく
、良品の生産基板５を最大限製造することができる。なお図示していないが、レ
ーザアニール装置１によって、基板５にエキシマレーザを照射する前に基板位置
におけるレーザエネルギー密度を計測し、レーザアニール処理する際に最適な照
射エネルギー密度が照射されるように、アッテネータ透過率を制御する数値など
も考慮すると、レーザアニール装置１の光学系７の変化が予測でき、一層効果的
である。
【００４６】
図６は、レーザエネルギー密度の変化に対応する検査値を表すモニタ基板のグ
ラフである。レーザアニール装置１を用いて、レーザエネルギー密度を変化させ
つつ照射したモニタ基板を、レーザアニール検査装置２で計測する。するとレー
ザアニール情報とレーザアニール検査情報とから、レーザエネルギー密度と検査
値すなわち濃度値との関係を示したモニタ基板のグラフ１５を作成することがで
きる。前記モニタ基板のグラフ１５は、レーザアニール装置１のメンテナンスを
行う毎に変化する。事前に、濃度値と、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning
Electro Microscope）などで観察した結晶性シリコンの状態とを関係付けるこ
とによって、濃度値がある一定の範囲δにあるとき、良品として判断することが
できる。
【００４７】
たとえば、濃度値が約５０ピクセル以上１４０ピクセル以下の間で良品ができ
る。そのときに対応したレーザエネルギー密度を、レーザアニール制御装置３に
登録する。レーザアニール制御装置３は、レーザアニール装置１に対し、濃度値
がたとえば約１００ピクセルになるレーザエネルギー密度を設定したうえで、前
記レーザアニール装置１によってレーザアニール処理すなわち生産を開始する。
仮に、レーザエネルギー密度が、モニタ基板のグラフ１５のピーク位置Ｐ２を過
ぎると、結晶性シリコンが微細化する。このように結晶性シリコンが微細化する
と、導電性などの特性が極端に劣り結晶膜の特性を著しく低下させるので、上述
したピーク位置Ｐ２以上のレーザエネルギー密度を基板５に照射することは禁止
されている。
【００４８】
図７は、レーザエネルギー値を変更した場合のレーザアニール検査値とアニー
ル時間、生産基板履歴との関係を表すトレンドグラフである。モニタ用の基板を
作製したときにレーザアニール装置１に設定可能なレーザエネルギー密度値およ
び、レーザエネルギー密度を変更したときの濃度値、アッテネータ透過率などを
登録しておくと、メンテナンス実行トリガ１４が発生したとき、現在のレーザエ
ネルギー密度になるようにアッテネータ透過率が設定されていたとする。前記設
定可能なレーザエネルギー密度値は、たとえば約３５０ｍJ／ｃｍ２以上約３７
０ｍＪ／ｃｍ２以下である。前記現在のレーザエネルギー密度は、たとえば約３
６０ｍＪ／ｃｍ２である。
【００４９】
上述したようにアッテネータ透過率が設定されていたとすると、レーザエネル
ギー密度が３７０ｍＪ／ｃｍ２のアッテネータ透過率を使用することによって、
数ロット分の生産基板５が作製できるか否かを後述する情報に基づいて決定する
。図７には、そのときのアッテネータ透過率の変化グラフが示されている。前記
情報とは、データベース４に格納された過去の近似した情報および、事前に登録
していたレーザエネルギー密度を変更したときの情報である。
【００５０】
アッテネータ透過率を変更後、メンテナンス実行トリガ１４ａが再度発生し、
アッテネータ透過率を変更しても、トレンドグラフがメンテナンス開始しきい値
１３を上回らない、すなわちトレンドグラフが改善されないと、レーザアニール
制御装置３が判断したときには、レーザアニール制御装置３はオペレータにメン
テナンス開始の警告を通知する。このようにアッテネータ透過率を変更すること
で、このレーザアニール装置１で良品のかつ最大限の生産基板５を追加製造する
ことができる。本実施の形態によれば、モニタ用基板を新たに作製することなく
メンテナンス時期を延ばすことができる。したがってモニタ用基板の作製枚数を
、従来技術に比べて低減することができるので、製造コストの低減を図ることが
可能となる。前記メンテナンス開始の警告によって、オペレータの注意を喚起す
ることができる。すなわち前記警告によって、前記レーザアニール装置１のメン
テナンスを最適な時期に行うことができる。レーザアニール装置１をメンテナン
スした後、前記と同様に、良品の生産基板５をメンテナンス状態に応じて最大限
製造することができる。
【００５１】
図８は、メンテナンス前後におけるレーザエネルギー密度と検査工程時の濃度
値との関係を表すグラフである。レーザアニール装置１で所定のレーザエネルギ
ー密度を設定し、基板５に対しレーザアニール処理するが、レーザアニール装置
１の光学系７のうちたとえばレンズなどの曇りによって、実際に基板５に照射さ
れるレーザエネルギー密度値は、レンズなどの曇りの影響に基づいて設定された
所定のレーザエネルギー密度とは、若干異なる。図８に示すように、レーザアニ
ール装置１のメンテナンス終了直後に、モニタ基板を作製してこのモニタ基板に
対してレーザアニール処理し、レーザアニール検査装置２で上述したように計測
する。すると、レーザエネルギー密度が高くなるに従って濃度値が大きくなり、
ある濃度値のピーク位置を過ぎると、レーザエネルギー密度が高くなるほど濃度
値が小さくなる破線にて表すグラフ１６を得ることができる。
【００５２】
光学系７のレンズなどの曇りによって、実際に基板５に照射されるレーザエネ
ルギー密度は異なる。前工程が同じ条件の基板５でモニタ基板を作製し、このモ
ニタ基板に対して、前記と同様にレーザアニール処理し、レーザアニール検査装
置２で計測する。すると、前記メンテナンス終了直後にレーザアニール処理し計
測して得られたグラフ１６をレーザエネルギー密度の高い方へ移動させたような
グラフ１７を得ることができる。なお、グラフが移動する量は、レンズの曇りな
どの状態などに依存する。
【００５３】
メンテナンス実行トリガ１４が発生した後、レーザアニールの照射エネルギー
値を変更する場合、グラフ１６からグラフ１７への移動量は、モニタ用基板を再
度作製するまで特定できない。それ故、メンテナンス直後に作製したモニタ用基
板の情報から良品の生産基板が作製できる範囲でのみ、レーザアニール装置１の
レーザエネルギー密度を変更することによって、メンテナンス期間を延長して良
品の生産基板５を最大限製造することができる。
【００５４】
図９は、本発明の実施の形態に係るレーザアニール装置の管理方法を段階的に
示すフローチャートである。図９において、ｂｉ（ｉ＝１，２，３，…）はステ
ップを示す。このフローがスタートした後、ステップｂ１でレーザアニール装置
１のメンテナンスが終了すると、基板搬送系によって、モニタ用基板を前記レー
ザアニール装置１まで搬送する。次にステップｂ２において、レーザアニール装
置１のレーザエネルギー密度と、メンテナンス開始時期を判断するための情報取
得のために、メンテナンス終了後のレーザアニール装置１を用いてモニタ用基板
に対しレーザアニール処理する。すなわちモニタ用基板を作製する。
【００５５】
次に，基板搬送系によって、前記モニタ用基板をレーザアニール検査装置２ま
で搬送する。ステップｂ３においては、レーザアニール検査装置２を用いて、搬
送されたモニタ用基板を計測する。次にステップｂ４に移行し、レーザアニール
制御装置３において、レーザエネルギー密度および検査情報を、モニタ用基板情
報としてレーザアニール制御装置３内部に登録しておく。つまり前記レーザエネ
ルギー密度および検査情報をレーザアニール制御装置３内部の図示外の記録手段
に保存しておく。その後、生産基板５を生産するためのレーザエネルギー密度を
決定し、レーザアニール装置１に、前記決定したレーザエネルギー密度を設定し
たうえで、ステップｂ５にて生産基板５の生産を開始する。
【００５６】
前記生産が開始されると、ステップｂ６で生産基板５を計測し、ステップｂ７
において、レーザアニール情報とレーザアニール検査情報とをデータベース４に
随時格納していく。次にステップｂ８に移行し、レーザアニール制御装置３によ
って、データベース４より生産のトレンド情報を作成する。すなわちステップｂ
８でトレンド解析を行う。次にステップｂ９では、メンテナンス開始しきい値１
３に、レーザアニール検査情報が達していないか監視する。すなわち、メンテナ
ンス開始トリガ１４（１４ａ）が発生したか否かを判定する。
【００５７】
このステップｂ９でメンテナンス開始トリガ１４が発生したと判定されると、
ステップｂ１０に移行して、レーザアニール装置１のレーザエネルギー密度を変
更可能か否かを判定する。このステップｂ１０においてレーザエネルギー密度を
変更可能であると判定されると、ステップｂ１１に移行して、レーザアニール装
置１のレーザエネルギー密度を変更する。前記レーザエネルギー密度を変更した
後、ステップｂ５に戻り、生産基板５の生産を再開する。またステップｂ９で、
メンテナンス開始トリガ１４が発生していないと判定された場合にも、ステップ
ｂ５に戻り、生産基板５の生産を再開する。ステップｂ１０において、レーザア
ニール装置１のレーザエネルギー密度が変更不可能であると判定されると、ステ
ップｂ１に戻る。
【００５８】
図１０は、複数のレーザアニール装置１とレーザアニール検査装置２とレーザ
アニール制御装置３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。上述したように、
１台のレーザアニール装置１だけで生産基板５を生産する場合には、前記レーザ
アニール装置１のメンテナンスを行っている間、レーザアニール処理することが
できないので、生産能力を上げるために、少なくとも２台以上のレーザアニール
装置１と、レーザアニール検査装置２と、レーザアニール制御装置３とをネット
ワーク接続すなわち電気的に接続する。レーザアニール情報に、レーザアニール
装置１の号機番号などの情報を取り込み、各レーザアニール装置１について、モ
ニタ用基板の情報および生産のトレンドグラフが作成されるようにすると、レー
ザアニール制御装置３によって一元管理を行うことによって、人手による設定ミ
スを軽減することができ、有効的である。
【００５９】
以上説明したレーザアニール装置１の管理方法によれば、アニール情報取得工
程では、基板５をレーザアニール処理するときのレーザアニール情報を取得する
。被処理物情報取得工程では、レーザアニール処理された基板５の状態を表すレ
ーザアニール検査情報を取得する。そして判定工程では、レーザアニール検査情
報とレーザアニール情報とに基づいて、レーザアニール処理の有効性を判定して
いる。
【００６０】
特に、基板５の一表面部をレーザアニール処理するときのアニール条件と、被
処理物情報とに基づいて、レーザアニール処理の有効性を判定しているので、基
板５を生産するレーザアニール装置１のアニール条件および被処理物情報に応じ
た最大の処理ロット数を生産することが可能となる。逆に言えば、所望のレーザ
アニール処理状態となる基板５を、このレーザアニール装置で最大限生産し続け
ることが可能となる。したがって、本実施形態のレーザアニール装置１の管理方
法によれば、従来技術のように多数のモニタ用基板を作製することなく、所望の
レーザアニール処理状態となる生産基板５を生産することが可能となる。それ故
、製造コストの低減を図ることができる。しかも前記不所望のレーザアニール処
理状態となる被処理物情報を略特定することが可能となるので、レーザアニール
装置１を生産停止することを極力なくし、レーザアニール装置１の稼動率を高く
することができる。それ故、大量生産を実現することができる。
【００６１】
またレーザアニール装置１の管理方法によれば、レーザアニール制御装置３か
らメンテナンス実行トリガ１４が検出されると、レーザアニール制御装置３はオ
ペレータにメンテナンス開始の警告を通知するので、オペレータの注意を喚起す
ることができる。オペレータは、前記警告によって、レーザアニール装置１のメ
ンテナンスを最適な時期に行うことができる。それ故、基板５が不所望のレーザ
アニール処理状態となることを確実に防止することができる。
【００６２】
またレーザアニール装置１の管理方法によれば、ステップｂ１０においてレー
ザエネルギー密度を変更可能であると判定されると、ステップｂ１１に移行して
、レーザアニール装置１のレーザエネルギー密度を変更し、同一のレーザアニー
ル装置１で良品のかつ最大限の生産基板５を追加製造することができる。したが
って、モニタ用基板を新たに作製することなくメンテナンス時期を延ばすことが
できる。しかもモニタ用基板の作製枚数を、従来技術に比べて低減することがで
きるので、製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００６３】
またレーザアニール装置１の管理方法によれば、結晶膜を撮像した画像から求
められる画像全体の濃度値の平均値を用いて、前記被処理物情報を取得している
。逆に言えば、画像各部の濃度値を用いることなく、被処理物情報を取得するこ
とができるので、被処理物情報を簡単に取得することができる。したがって検査
時間の短縮を図ることが可能となる。また、検査用のモニタ用基板を用いた検査
情報に基づいて、レーザエネルギー設定値を決定するので、不所望のレーザアニ
ール処理状態となる被処理物情報を精度良く判断することができる。
【００６４】
本実施の形態においては、レーザアニール装置とレーザアニール検査装置とレ
ーザアニール制御装置とがネットワーク接続されているが、レーザアニール制御
装置をレーザアニール装置またはレーザアニール検査装置に一体的に設ける構成
にしてもよい。レーザアニール装置のメンテナンスの内容は、光学系のクリーニ
ングだけに限定されるものではない。たとえばレーザ発振源に関する種々の調整
などもメンテナンスに含まれる。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。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態に係るレーザアニール装置の管理方法を概略示すフローチャートである。
【図２】レーザアニール装置１とレーザアニール検査装置２とレーザアニール制御装置３との関係を示すブロック図である。
【図３】レーザアニール装置１と基板５との関係を概略示す図である。
【図４】レーザアニール検査装置２と基板５との関係を概略示す図である。
【図５】レーザアニール検査値とアニール時間、生産基板履歴との関係を表すトレンドグラフである。
【図６】レーザエネルギー密度の変化に対応する検査値を表すモニタ基板のグラフである。
【図７】レーザエネルギー値を変更した場合のレーザアニール検査値とアニール時間、生産基板履歴との関係を表すトレンドグラフである。
【図８】メンテナンス前後におけるレーザエネルギー密度と検査工程時の濃度値との関係を表すグラフである。
【図９】本発明の実施の形態に係るレーザアニール装置の管理方法を段階的に示すフローチャートである。
【図１０】複数のレーザアニール装置１とレーザアニール検査装置２とレーザアニール制御装置３との関係を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  レーザアニール装置
２  レーザアニール検査装置
３  レーザアニール制御装置
５  基板
１２  レーザアニール欠陥しきい値
１３  メンテナンス開始しきい値
１４  メンテナンス実行トリガ
【図１】
2005072312.tif 000003
【図２】
2005072312.tif 000004
【図３】
2005072312.tif 000005
【図４】
2005072312.tif 000006
【図５】
2005072312.tif 000007
【図６】
2005072312.tif 000008
【図７】
2005072312.tif 000009
【図８】
2005072312.tif 000010
【図９】
2005072312.tif 000011
【図１０】
2005072312.tif 000012