(57)【要約】【課題】ムラを定量化するシステム及び方法を提供する。【解決手段】本発明は、レーザー結晶化装置１００を含むレーザー結晶化設備１０に起因するムラ定量化システムにおいて、レーザー結晶化装置１００によって基板２０の結晶化を行い、結晶化された基板２０を移動させながらムラをリアルタイムで定量化することができるように、ムラ定量化装置２００がレーザー結晶化設備１０の内部に形成されることを特徴とする、レーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム、及びレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法。【選択図】図１
2017005252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー結晶化装置を含むレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステムにおいて、
前記レーザー結晶化装置によって基板の結晶化を行い、
前記結晶化された基板を移動させながらムラをリアルタイムで定量化することができるように、ムラ定量化装置が前記レーザー結晶化設備の内部に形成されていることを特徴とする、レーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム。
【請求項２】
前記レーザー結晶化装置は、
工程チャンバーと、
前記工程チャンバーの側面に形成され、前記基板にレーザービームを照射するレーザービーム発生器と、
前記工程チャンバーの内部に形成され、前記基板をロード及びアンロードさせるステージとを含んでなることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム。
【請求項３】
前記ムラ定量化装置は、
前記レーザービームの照射に対して干渉しないように形成され、前記ステージによりロードされる結晶化された基板に対するリアルタイムのムラ映像の取得が可能となるように、前記ステージの移動方向に対して上側に設けられた映像取得部と、
前記映像取得部の近傍に形成され、結晶化された基板を照らす照明部と、
前記取得されたムラ映像に対してコントラスト映像（ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｉｍａｇｅ）の導出のための映像前処理（ｉｍａｇｅ  ｐｒｅｐｒｏｓｅｃｃｉｎｇ）及び映像処理（ｉｍａｇｅ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）を行い、処理された映像をデータとして分析して定量化する映像処理部と、
前記映像取得部、前記照明部及び前記映像処理部を制御し、前記映像取得部で取得された映像及び前記映像処理部で取得された映像データを表示し、前記結晶化された基板に対する良否を判断するように形成される中央処理部とを含んでなることを特徴とする、請求項２に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム。
【請求項４】
前記映像取得部はエリアカメラ（ａｒｅａ  ｃａｍｅｒａ）であることを特徴とする、請求項３に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム。
【請求項５】
前記映像取得部は、前記ステージの位置に対する信号の入力を受け、トリガー（ｔｒｉｇｇｅｒ）を調節して一定の間隔でムラ映像を取得することを特徴とする、請求項４に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム。
【請求項６】
前記映像取得部は、最適結晶化エネルギー密度（Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｅｎｓｉｔｙ、ＯＰＥＤ）領域ごとにトリガー（ｔｒｉｇｇｅｒ）を調節して一定の間隔でムラ映像を取得することを特徴とする、請求項４に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム。
【請求項７】
前記映像取得部はラインスキャンカメラ（ｌｉｎｅ  ｓｃａｎ  ｃａｍｅｒａ）であることを特徴とする、請求項３に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム。
【請求項８】
前記照明部の前方または前記映像取得部の前方には偏光板がさらに設置され、前記偏光板を回転させてムラと方向が合う光源のみを通過させることを特徴とする、請求項３に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム。
【請求項９】
前記照明部の前方または前記映像取得部の前方にはグリーンフィルター（ｇｒｅｅｎ  ｆｉｌｔｅｒ）がさらに設置されることを特徴とする、請求項３に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム。
【請求項１０】
前記中央処理部は、
前記結晶化された基板に対する良否を判断し、異常発生の際に、前記基板に照射されるレーザービームのＥＤ（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）を変更するように形成されることを特徴とする、請求項３に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム。
【請求項１１】
レーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法において、
基板をロードする第１段階と、
レーザーを用いて、前記ロードされた基板の結晶化を行う第２段階と、
前記結晶化された基板を移動させながらムラをリアルタイムで定量化する第３段階と、
前記結晶化及びムラ定量化の完了した基板をアンロードする第４段階とを含んでなることを特徴とする、レーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法。
【請求項１２】
前記第３段階は、
前記結晶化された基板のムラ映像を取得する段階と、
前記取得されたムラ映像に対して映像処理を行う段階と、
前記映像処理の行われた映像をデータとして分析して定量化する段階と、
前記定量化されたムラから前記基板の結晶化レベルに対する良否を判断する段階とを含んでなることを特徴とする、請求項１１に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法。
【請求項１３】
前記結晶化された基板のムラ映像を取得する段階は、位置同期化トリガー（ｔｒｉｇｇｅｒ）を調節して一定の間隔でムラ映像を取得することを特徴とする、請求項１１に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法。
【請求項１４】
前記取得されたムラ映像に対して映像処理を行う段階は、
前記取得されたムラ映像に対してコントラスト映像（ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｉｍａｇｅ）の導出のための映像前処理（ｉｍａｇｅ  ｐｒｅｐｒｏｓｅｃｃｉｎｇ）及び映像処理（ｉｍａｇｅ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）を行い、処理された映像をデータとして分析して定量化することを特徴とする、請求項１２に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法。
【請求項１５】
前記定量化されたムラから前記基板の結晶化レベルに対する良否を判断する段階は、
前記結晶化された基板に対する良否を判断し、異常発生の際に、前記基板に照射されるレーザービームのＥＤ（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）を変更するように形成されることを特徴とする、請求項１２に記載のレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ムラを定量化するシステム及び方法に係り、特に、レーザー結晶化装置を含む設備内で結晶化された基板に起因するムラを定量化することにより基板の状態に対する良否をリアルタイムで判定して安定的な工程管理を図ることができるようにする、レーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム及びレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶ディスプレイ装置や太陽光装置などの電気電子素子を製造する際に、非晶質多結晶薄膜、例えば、非晶質シリコン薄膜を結晶化させる過程が必要である。
【０００３】
非晶質シリコン薄膜を結晶質シリコン薄膜（以下、このような結晶化対象の薄膜を便宜上「基板」という）に結晶化するためには、一定量のエネルギーでレーザーを照射しなければならない。このエネルギーをエネルギー密度（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｅｎｓｉｔｙ、以下「ＥＤ」という）というが、ＥＤ条件の中でも、結晶化結果を最も良くするＥＤをＯＰＥＤ（Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）という。
【０００４】
このようなＯＰＥＤで照射された結果は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したとき、結晶粒の方向が最も均一で結晶サイズの均一度も最も優れる。しかし、量産段階では、所要時間や人力消耗などの理由で結果物ごとにＳＥＭで結果を確認することが現実的に不可能である。
【０００５】
したがって、肉眼検査を介してＯＰＥＤを選定する基準ができた。その基準がムラであり、ムラの強さ、発生頻度及び発生傾向から判断する。ＥＤスプリット（Ｓｐｌｉｔ）（数十ｍｍ領域をＥＤ条件を変えて結晶化する評価）の結果物を肉眼で観察すると、低いＥＤよりはＯＰＥＤ領域であるほど、ムラの観測が難しく結果物が綺麗に見え、ＯＰＥＤ領域でＥＤが高ければ高いほど、ムラの発生がさらに多くなる。このような方法を用いてＯＰＥＤを選定する。
【０００６】
一方、レーザーを利用した結晶化工程は、各レーザーパルスがオーバーラップするスキャン工程であるが、オーバーラップする領域のエネルギーと周辺のエネルギーとの間に差が生じることによりその部分がムラとして現れる。このような原因で発生する縞模様をショット（ｓｈｏｔ）ムラという。
【０００７】
また、結晶化しようとする基板をスキャンし、対象の薄膜に結晶化を進行させる場合、線形のレーザービームの不均一現象により発生するムラをスキャン（Ｓｃａｎ）ムラという。
【０００８】
このような結晶化装置による結晶化工程の後に生産品の良否を検査するために、従来は、検査器設備内で肉眼によって検査する方法（ｖｉｓｉｏｎ  ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）で行っている。
【０００９】
ところが、肉眼でムラを検出するには限界があり、ムラ分布の位置に応じて様々なムラ起因性があるため、これを確認することは容易でなく、検査者間の検出バラツキがあって検査の生産性、正確性及び再現性に劣り、検査者を配置しなければならないため人力及びコストの浪費を招くという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述した問題点を解決するためのもので、その目的は、レーザー結晶化装置を含む設備内で結晶化された基板に起因するムラを定量化して、基板の状態に対する良否をリアルタイムで判定して安定的な工程管理を図ることができるようにする、レーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステム及びレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、レーザー結晶化装置が含まれているレーザー結晶化設備に起因するムラ定量化システムにおいて、前記レーザー結晶化装置によって基板の結晶化を行い、前記結晶化された基板を移動させながらムラをリアルタイムで定量化することができるように、ムラ定量化装置が前記レーザー結晶化設備の内部に形成されることを特徴とする、レーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステムを技術的要旨とする。
【００１２】
また、上記目的を達成するために、本発明は、レーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法において、基板をロードする第１段階と、レーザーを用いて、前記ロードされた基板の結晶化を行う第２段階と、前記結晶化された基板を移動させながらムラをリアルタイムで定量化する第３段階と、前記結晶化及びムラ定量化の完了した基板をアンロードする第４段階とを含んでなることを特徴とする、レーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法を技術的要旨とする。
【００１３】
ここで、前記レーザー結晶化装置は、工程チャンバーと、前記工程チャンバーの側面に形成され、前記基板にレーザービームを照射するレーザービーム発生器と、前記工程チャンバーの内部に形成され、前記基板をロード及びアンロードさせるステージとを含んでなることが好ましい。
【００１４】
また、前記ムラ定量化装置は、前記レーザービームの照射に対して干渉しないように形成され、前記ステージによりロードされる結晶化された基板に対するリアルタイムのムラ映像の取得が可能となるように、前記ステージの移動方向に対して上側に設けられた映像取得部と、前記映像取得部の近傍に形成され、前記結晶化された基板を照らす照明部と、前記取得されたムラ映像に対してコントラスト映像（ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｉｍａｇｅ）の導出のための映像前処理（ｉｍａｇｅ  ｐｒｅｐｒｏｓｅｃｃｉｎｇ）及び映像処理（ｉｍａｇｅ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）を行い、処理された映像をデータとして分析して定量化する映像処理部と、前記映像取得部、前記照明部及び前記映像処理部を制御し、前記映像取得部で取得された映像及び映像処理部で取得された映像データを表示し、前記結晶化された基板に対する良否を判断するように形成される中央処理部とを含んでなることが好ましい。
【００１５】
また、前記映像取得部はエリアカメラ（ａｒｅａ  ｃａｍｅｒａ）であることが好ましく、前記映像取得部は、前記ステージの位置に対する信号の入力を受け、トリガー（ｔｒｉｇｇｅｒ）を調節して一定の間隔でムラ映像を取得することが好ましい。
【００１６】
また、前記映像取得部は、最適結晶化エネルギー密度（Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｅｎｓｉｔｙ、ＯＰＥＤ）領域ごとにトリガー（ｔｒｉｇｇｅｒ）を調節して一定の間隔でムラ映像を取得することが好ましい。
【００１７】
また、前記映像取得部は、ラインスキャンカメラ（ｌｉｎｅ  ｓｃａｎ  ｃａｍｅｒａ）であることが好ましい。
【００１８】
一方、前記照明部の前方または前記映像取得部の前方には偏光板がさらに設置され、前記偏光板を回転させてムラと方向が合う光源のみを通過させることが好ましく、前記照明部の前方または前記映像取得部の前方にはグリーンフィルター（ｇｒｅｅｎ  ｆｉｌｔｅｒ）がさらに設置されることが好ましい。
【００１９】
また、前記中央処理部は、前記結晶化された基板に対する良否を判断し、異常発生の際に、前記基板に照射されるレーザービームのＥＤ（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）を変更するように形成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、レーザー結晶化装置を含む設備内で結晶化された基板に起因するムラを定量化し、結晶化された基板の状態に対する良否をリアルタイムで判定して安定的な工程管理を図ることができるという効果がある。
【００２１】
また、本発明は、従来の方式に比べて、ムラの検査にかかる時間を短縮させることができるため、量産歩留まりの確保が可能であり、既存の検査者の判別に対する誤り及び偏差に対する客観的なデータの算出によって結晶化基板の良否の信頼性及び客観性を確保することができるという効果がある。
【００２２】
また、本発明は、映像取得のためにエリアカメラまたはラインスキャンカメラを用いてムラ検出時間を短縮させ、トリガー信号によって映像が取得されるようにして、基板の各領域に対するムラ検出を容易にするという効果がある。
【００２３】
また、本発明は、偏光板やグリーンフィルターを用いて取得されたムラ映像をさらに鮮明にして、ムラの検出及び定量化を容易にするという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステムの主要部を示す模式図である。
【図２】本発明に係るレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るエリアカメラを用いたムラを定量化するシステムを示す図である。
【図４】図３のエリアカメラを用いたムラを定量化するデータを抽出する方法を示す模式図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るラインスキャンカメラを用いたムラを定量化するシステムを示す模式図である。
【図６】図５のラインスキャンカメラを用いたムラを定量化するデータを抽出する方法を示す模式図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る偏光板を適用したメカニズムを示す模式図（ａ）、及び偏光板適用前後のムラ映像を示す模式図（ｂ）である。
【図８】本発明の一実施形態に係るグリーンフィルターを用いたムラ映像（ａ）、及びこれによるＥＰＤ結晶化のためのデータを示す図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明は、レーザー結晶化装置を含む設備内で結晶化された基板に起因するムラを定量化し、基板の状態に対する良否をリアルタイムで判定するためのものであって、ムラをマシンビジョンを用いて検出してデータを抽出することにより定量化するものである。
【００２６】
これにより、本発明は、レーザー結晶化装置を含む設備内でリアルタイムにて工程のクオリティーを確認して安定的な工程管理を図ることができるようにするためのものである。
【００２７】
以下、添付図面を参照して本発明について詳細に説明する。
図１は本発明に係るレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化するシステムの主要部を示す模式図、図２は本発明に係るレーザー結晶化設備に起因するムラを定量化する方法を示すブロック図、図３は本発明の一実施形態に係るエリアカメラを用いたムラを定量化するシステムを示す図、図４は図３のエリアカメラを用いたムラを定量化するデータを抽出する方法を示す模式図、図５は本発明の一実施形態に係るラインスキャンカメラを用いたムラを定量化するシステムを示す模式図、図６は図５のラインスキャンカメラを用いたムラを定量化するデータを抽出する方法を示す模式図、図７は本発明の一実施形態に係る偏光板を適用したメカニズムを示す模式図（ａ）、及び偏光板適用前後のムラ映像を示す模式図（ｂ）、図８は本発明の一実施形態に係るグリーンフィルターを用いたムラ映像（ａ）、及びこれによるＥＰＤ結晶化のためのデータを示す図（ｂ）である。
【００２８】
図示の如く、本発明に係るレーザー結晶化設備１０に起因するムラを定量化するシステムは、レーザー結晶化装置１００が含まれているレーザー結晶化設備１０に起因するムラを定量化するシステムにおいて、前記レーザー結晶化装置１００によって基板２０の結晶化を行い、前記結晶化された基板２０を移動させながらムラをリアルタイムで定量化することができるように、ムラ定量化装置２００が前記レーザー結晶化設備１０の内部に形成されることを特徴とする。
【００２９】
本発明は、レーザー結晶化装置１００を含むレーザー結晶化設備１０内で結晶化された基板２０に起因するムラを定量化して基板２０の状態に対する良否をリアルタイムで判定するためのものであって、ムラをマシンビジョンを用いて自動的に検出してデータを定量化することにより、レーザー結晶化装置１００を含むレーザー結晶化設備１０内でリアルタイムにて工程のクオリティーを確認して安定的な工程管理を図ることができるようにするためのものである。
【００３０】
一般に、レーザー結晶化装置１００は、工程チャンバー１１０と、前記工程チャンバー１１０の側面に形成され、前記基板２０にレーザービームを照射するレーザービーム発生器１２０と、前記工程チャンバー１１０の内部に形成され、前記基板２０をロード及びアンロードさせるステージ１３０とを含んでなる。このようなレーザー結晶化装置１００の含まれた設備内にはムラ定量化装置２００が含まれる。
【００３１】
本発明では、ムラ映像を取得するための構成はレーザー結晶化装置１００内に含まれ、検出されたムラ映像を処理及びデータ化し、各構成を制御する構成はレーザー結晶化装置１００の外部に形成されるようにし、このようなレーザー結晶化装置１００及びムラ定量化のための装置をすべて含めて、レーザー結晶化装置１００を含むレーザー結晶化設備１０という。つまり、レーザー結晶化、ムラ検出及び定量化工程が同じレーザー結晶化設備１０内で行われるのである。
【００３２】
前記レーザー結晶化装置１００の工程チャンバー１１０は、一般の結晶化のための真空チャンバーなどを使用し、その側面には基板２０を投入することが可能なゲート（ｇａｔｅ）が形成される。
【００３３】
前記基板２０の結晶化のためのレーザービームを照射するためのレーザービーム発生器１２０は、前記工程チャンバー１１０の外側面に形成され、光学モジュール及びＯＰＤＭを用いて基板２０にライン形態のレーザービームが効率よく照射されるようにする。
【００３４】
一般に、基板２０はガラス上に蒸着されたシリコン薄膜からなり、ここで、シリコン薄膜は非晶質状態で形成される。本発明における基板２０を結晶化させるというのは、ガラスのようなベース基板上に形成された非晶質シリコン薄膜のような薄膜を結晶化させることを意味する。便宜上、本発明では、結晶化対象薄膜及びその下側のベース基板を含めて基板２０という。
【００３５】
このような結晶化のためのレーザービームのエネルギーをエネルギー密度（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｅｎｓｉｔｙ、以下、ＥＤ）といい、ＥＤ条件の中でも、結晶化の結果を最も良くするＥＤをＯＰＥＤ（Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）という。したがって、前記レーザービームは予め設定されたＯＰＥＤで提供される。
【００３６】
前記レーザービーム発生器１２０はエキシマレーザービームなどで基板２０を結晶化させ、前記ステージ１３０は、工程チャンバー１１０の内部に形成され、前記基板２０が搭載されて前記基板２０をロード及びアンロードさせる。
【００３７】
前記ステージ１３０は、結晶化のための基板２０をレーザービームに対して相対的に移動させ、基板２０の全領域にレーザービームが照射されるようにする。ここで、ステージ１３０の位置に対するエンコーダ（ｅｎｃｏｄｅｒ）信号を後述のムラ定量化装置２００の映像取得部２１０に供給し、これを映像取得部２１０のトリガー（ｔｒｉｇｇｅｒ）信号として使用することにより、一定の間隔で映像を取得することができるようにする。これは、ステージ１３０の位置に対するムラ映像を取得して定量化を導出することにより、ムラの発生がどの位置で発生したか正確な追跡が可能となる。
【００３８】
一方、ムラ定量化装置２００は、前記レーザー結晶化設備１０内に形成されるものであって、前記結晶化された基板２０を移動させながらムラをリアルタイムで定量化することができるようにする。
【００３９】
前記ムラ定量化装置２００は、前記レーザービームの照射に対して干渉しないように形成され、前記ステージ１３０によってロードされる結晶化された基板２０に対するリアルタイムのムラ映像の取得が可能となるように、前記ステージ１３０の移動方向に対して上側に設けられた映像取得部２１０と、前記映像取得部２１０の近傍に形成され、結晶化された基板２０を照らす照明部２２０と、前記取得されたムラ映像に対してコントラスト映像（ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｉｍａｇｅ）の導出のための映像前処理（ｉｍａｇｅ  ｐｒｅｐｒｏｓｅｃｃｉｎｇ）及び映像処理（ｉｍａｇｅ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）を行い、処理された映像をデータとして分析して定量化する映像処理部２３０と、前記映像取得部２１０、照明部２２０及び映像処理部２３０を制御し、前記映像取得部２１０で取得された映像及び映像処理部２３０で取得された映像データを表示し、結晶化された基板２０に対する良否を判断するように形成される中央処理部２４０とを含んでなる。
【００４０】
ここで、上述したように、ムラ定量化装置２００の映像取得部２１０及び照明部２２０は、前記レーザー結晶化装置１００の工程チャンバー１１０の内部に形成され、取得された映像の処理などのための映像処理部２３０及び中央処理部２４０は、工程チャンバー１１０の外部に形成されることが好ましい。
【００４１】
前記映像取得部２１０は、結晶化された基板２０に対するムラ映像を取得するためのものであって、一般にＣＣＤカメラで形成され、中央処理部２４０に接続されてオン／オフ、角度（θ）及び作動の制御が可能であり、エリアカメラ（ａｒｅａ  ｃａｍｅｒａ）（図３）２１１、ラインスキャンカメラ（ｌｉｎｅ  ｓｃａｎ  ｃａｍｅｒａ）（図５）２１２を用いてムラ検出時間を短縮させることができ、この他にも映像取得が可能なすべてのカメラを使用することができる。
【００４２】
前記エリアカメラ２１１を用いて映像を取得しようとする場合、図４に示すように、位置同期化トリガー（ｔｒｉｇｇｅｒ）を調節して一定の間隔で映像を取得することが可能となる。例えば、前記ステージ１３０の位置に対するエンコーダ信号の入力を受け、エリアカメラ２１１のトリガーを調節して一定の間隔でムラ映像が取得できるようにする。これにより、基板２０のどの位置で取得されたムラ映像であるかが分かるため、基板２０の位置に対する結晶化の良否の判断を容易にすることができる。
【００４３】
また、ＯＰＥＤ、すなわち、最適結晶化エネルギー密度領域ごとにトリガーを調節して一定の間隔でムラ映像を取得することもできる。すなわち、基板２０の領域ごとにＯＰＥＤを変化させて結晶化を行い、該当ＯＰＥＤをトリガー信号として映像取得部２１０に入力することにより、どのＯＰＥＤで結晶化がさらに良く行われたかを判断することができるようにする。
【００４４】
前記照明部２２０は、前記映像取得部２１０の近傍に形成され、結晶化された基板２０を照らすことにより、映像取得がよく行われるようにするものであって、角度調節を可能とし、後述する中央処理部２４０でのオン／オフ制御及び角度調節が可能である。
【００４５】
一方、前記照明部２２０は、必要に応じて複数使用することが可能であり、ムラが強調された映像を取得するために、偏光板２５０またはグリーンフィルター（ｇｒｅｅｎ  ｆｉｌｔｅｒ）を前記照明部２２０の前方または映像取得部２１０の前方にさらに設置することができる。
【００４６】
図７は照明部２２０の前方に偏光板２５０を設置した場合を示すものであって、映像取得部２１０の近傍に二つの照明部２２０が設置されており、二つの照明部２２０のそれぞれに偏光板２５０を設置した場合を示す。すなわち、偏光のない一般照明部２２０の前に第１偏光板２５０を設置して偏光の持つ光源を作り、映像取得部２１０と基板２０との間に第２偏光板２５０を設置し、偏光板２５０のそれぞれを回転させてムラと方向が合う光源のみを通過させることにより、ムラが強調されたイメージを取得する。
【００４７】
また、図８に示すように、照明部２２０の前方にグリーンフィルターを設置することにより、ムラが強調されたイメージを取得することができる。
【００４８】
前記映像処理部２３０は、前記取得されたムラ映像に対してコントラスト映像（ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｉｍａｇｅ）の導出のための映像前処理（ｉｍａｇｅ  ｐｒｅｐｒｏｓｅｃｃｉｎｇ）及び映像処理（ｉｍａｇｅ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）を行い、処理された映像をデータとして分析して定量化する。
【００４９】
一般に、ムラ映像は肉眼による認識が容易ではないので、これを視認性よくコントラスト映像として導出しなければならないが、取得された映像に対して、ローカル（ｌｏｃａｌ）に分布している輝度値の平均をとり、平滑化（ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）映像を生成することによりコントラスト映像を導出する。
【００５０】
すなわち、最初に取得された映像から、映像を前処理して得た基準映像（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｉｍａｇｅ）のデータ値を差し引くと、コントラスト映像が得られ、これを用いてコントラスト条件及びライン種類などの選択事項を入力して分析イメージを導出することができ、これにより最終的なムラ検出に対する定量化された映像データを得る。
【００５１】
前記中央処理部２４０は、一般にＰＣを使用し、前記映像取得部２１０、照明部２２０及び映像処理部２３０を制御し、前記映像取得部２１０で取得された映像及び映像処理部２３０で取得された映像データを表示し、結晶化された基板２０に対する良否を判断するように形成される。
【００５２】
例えば、中央処理部２４０は、前記映像取得部２１０、照明部２２０及び映像処理部２３０を制御し、設定値を入力するためのキーボードと、取得された映像及び処理された映像データなどを表示するためのパネルと、前記映像データに基づいて、結晶化された基板２０の良否を判断し、すべての構成を制御する制御部とを含んでなる。
【００５３】
前記中央処理部２４０は、レーザー結晶化装置１００の外部に設けられ、ムラ定量化装置２００を制御するだけでなく、レーザー結晶化装置１００を含む全体レーザー結晶化設備１０を制御することができるものであって、レーザー結晶化装置１００のレーザービーム発生器１２０及びステージ１３０の移動や位置設定などを制御することができる。ステージ１３０の位置は、トリガー信号として映像取得部２１０に入力されるようにして映像取得部２１０を一定の間隔で作動できるようにする。
【００５４】
前記中央処理部２４０では、取得された画像のデータを用いて、結晶化された基板２０に対する良否を判断することができ、異常発生の際に、基板２０に照射されるレーザービームのエネルギー密度（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）を変更するようにすることができる。これは、予め設定されたプログラミングによって良否判断に対するＥＤが自動的に変更されるようにするか、必要に応じてユーザーが直接ＥＤを変更することもできる。
【００５５】
以下、本発明に係るレーザー結晶化設備１０に起因するムラを定量化する方法について説明する。
【００５６】
図２は本発明に係るムラを定量化する方法を示す模式図である。図示の如く、レーザー結晶化設備１０に起因するムラを定量化する方法において、基板２０をロードする第１段階と、レーザーを用いて、前記ロードされた基板２０の結晶化を行う第２段階と、前記結晶化された基板２０を移動させながらムラをリアルタイムで定量化する第３段階と、結晶化及びムラ定量化の完了した基板２０をアンロードする第４段階とを含んでなることを特徴とする。
【００５７】
前記基板２０は、レーザー結晶化装置１００の内部のステージ１３０に搭載され、レーザー結晶化のための位置にロードされる。ロードされた基板２０は、レーザービーム発生器１２０で提供されたレーザービームにより結晶化が行われ、前記結晶化された基板２０を移動させながら、映像取得部２１０によって、結晶化された基板２０のムラ映像を取得し、映像処理を行ってムラをリアルタイムで定量化した後、結晶化及びムラ定量化の完了した基板２０をアンロードすることにより、工程が完了する。
【００５８】
ここで、前記第３段階は、結晶化された基板２０のムラ映像を取得し、前記取得されたムラ映像に対して映像処理を行った後、前記映像処理の行われた映像をデータとして分析して定量化し、前記定量化されたムラから基板２０の結晶化レベルに対する良否を判断する過程で行われる。
【００５９】
ここで、前記結晶化された基板２０のムラ映像を取得する段階は、位置同期化トリガー（ｔｒｉｇｇｅｒ）を調節して一定の間隔でムラ映像を取得するようにする。
【００６０】
前記結晶化された基板２０のムラ映像を取得するためには、ＣＣＤカメラのような映像取得部２１０を使用でき、エリアカメラ２１１を用いて映像を取得しようとする場合、図４に示すように、位置同期化トリガー（ｔｒｉｇｇｅｒ）を調節して一定の間隔で映像が取得されるようにする。
【００６１】
例えば、前記ステージ１３０の位置に対するエンコーダ信号の入力を受け、エリアカメラ２１１のトリガーを調節して一定の間隔でムラ映像が取得できるようにする。これにより、基板２０のどの位置で取得されたムラ映像であるかが分かるため、基板２０の位置に対する結晶化の良否に対する判断を容易にすることができる。
【００６２】
また、ＯＰＥＤ、すなわち、最適結晶化エネルギー密度領域ごとにトリガーを調節して一定の間隔でムラ映像を取得することもできる。すなわち、基板２０の領域ごとにＯＰＥＤを変化させて結晶化を行い、該当ＯＰＥＤをトリガー信号として映像取得部２１０に入力することにより、どのＯＰＥＤで結晶化がさらに良く行われたかを判断することができるようにする。
【００６３】
また、前記取得されたムラ映像に対して画像処理を前記映像処理部２３０で行い、前記取得されたムラ映像に対してコントラスト映像（ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｉｍａｇｅ）の導出のための映像前処理（ｉｍａｇｅ  ｐｒｅｐｒｏｓｅｃｃｉｎｇ）と映像処理（ｉｍａｇｅ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）を行い、処理された映像をデータとして分析して定量化することが好ましい。
【００６４】
例えば、取得された映像に対して、ローカル（ｌｏｃａｌ）に分布している輝度値の平均をとり、平滑化（ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）映像を生成してコントラストの映像を導出するものであって、最初に取得された映像から、映像を前処理して得られた基準映像（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｉｍａｇｅ）のデータ値を差し引くと、コントラスト映像が得られ、これを用いてコントラスト条件及びライン種類などの選択事項を入力して分析イメージを導出することができ、これにより最終的なムラ検出に対する定量化された映像データを得る。
【００６５】
そして、前記定量化されたムラから基板２０の結晶化レベルに対する良否を判断し、異常発生の際に、基板２０に照射されるレーザービームのＥＤ（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）を変更するようにするが、これは前記中央処理部２４０で行う。
【００６６】
以下、本発明の一実施形態について説明する。
図３は本発明の一実施形態に係るエリアカメラ２１１を利用したムラ定量化システム、図４は図３のエリアカメラ２１１を利用したムラ定量化データを抽出する方法を示す模式図である。
【００６７】
図３に示すように、エリアカメラ２１１によって結晶化された基板２０のムラ映像を取得し、エリアカメラ２１１及び照明部２２０の位置及び角度を制御して最適のムラ映像が取得できるようにし、これは前記中央処理部２４０で制御する。
【００６８】
前記エリアカメラ２１１によって結晶化された基板２０の特定の領域に焦点を合わせてムラ映像を得、この得られたムラ映像は中央処理部２４０に伝送されてパネル上に表示される。
【００６９】
前記エリアカメラ２１１は、図４に示すように、ステージ１３０の移動によるエンコーダ信号でトリガーできるように形成され、これにより一定の間隔（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７）で映像が得られるようにする。
【００７０】
このように得られた映像は、デフォーカシング（ｄｅｆｏｃｕｓｉｎｇ）領域を除いて、フォーカシング（ｆｏｃｕｓｉｎｇ）領域、すなわち有効領域のみ選別的にムラを検出して定量化を行い、基板２０の良否判定は、領域別属性値と基準レベルとを比較する絶対比較方式、または領域別属性値の偏差を比較するなどの相対比較方式で行うことができる。
【００７１】
図５は本発明の一実施形態に係るラインスキャンカメラ２１２を利用したムラを定量化するシステムの模式図であり、図６は図５のラインスキャンカメラ２１２を利用したムラを定量化するデータを抽出する方法を示す模式図である。
【００７２】
図５に示すように、ラインスキャンカメラ２１２によって、結晶化された基板２０のムラ映像を取得し、ラインスキャンカメラ２１２及び照明部２２０の位置及び角度θを制御して最適のムラ映像が取得できるようにし、これは前記中央処理部２４０で制御する。
【００７３】
前記ラインスキャンカメラ２１２によって結晶化された基板２０の特定の領域に焦点を合わせてムラ映像を得、この得られたムラ映像は中央処理部２４０に伝送されてパネル上に表示される。
【００７４】
図６に示すように、ラインスキャンカメラ２１２によって取得された映像は、遠近を補正して処理領域、すなわち有効領域を抽出した後、ヒストグラム定量化や累積プロファイルベースの演算などを行い、領域属性を演算して、結晶化された基板２０の良否を判定する。
【００７５】
ここで、基板２０の良否判定は、領域別属性値と基準レベルとを比較する方式や、領域別属性値の偏差を比較する方式などで行われる。
【００７６】
図７は本発明の一実施形態に係る偏光板２５０を適用したメカニズムを示す模式図（ａ）、及び偏光板２５０の適用前後に対するムラ映像を示す模式図（ｂ）である。
【００７７】
図７（ａ）は、照明部２２０の前方に偏光板２５０を設置した場合を示すものであって、映像取得部２１０の近傍に二つの照明部２２０が設置されており、二つの照明部２２０のそれぞれに偏光板２５０を設置した場合を示すものである。つまり、偏光のない一般照明部２２０の前に第１偏光板２５０を設置して偏光の持つ光源を作り、映像取得部２１０と基板２０との間に第２偏光板２５０を設置し、偏光板２５０のそれぞれを回転させてムラと方向が合う光源のみを通過させることにより、ムラが強調されたイメージを取得する。
【００７８】
図７（ｂ）は偏光板２５０の適用前と適用後のムラ映像を示すものであって、偏光板２５０の適用後にさらに鮮明なムラ映像を取得することができることが分かった。
【００７９】
図８は本発明の一実施形態に係るグリーンフィルターを用いたムラ映像（ａ）と、これによるＥＰＤ結晶化のためのデータを示す図（ｂ）である。
【００８０】
基板に対するエリアカメラの角度４０°、照明部の角度３０°、４１５〜５０５ｍＪ／ｃｍ２のレーザービームを用い、グリーンフィルターを装着して各エネルギー密度別に合計１０区間に対するムラ映像を取得したのである。これに対する画像処理及び定量化分析によって、４７０ｍＪ／ｃｍ２がＯＰＥＤであることを確認することができた。
【符号の説明】
【００８１】
１０  レーザー結晶化設備
２０  基板
１００  レーザー結晶化装置
１１０  工程チャンバー
１２０  レーザービーム発生器
１３０  ステージ
２００  ムラ定量化装置
２１０  映像取得部
２１１  エリアカメラ
２１２  ラインスキャンカメラ
２２０  照明部
２３０  映像処理部
２４０  中央処理部
２５０  偏光板
【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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