KR101273739B1 - 다결정 실리콘 박막 검사 방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 다결정 실리콘 박막의 표면의 상태를 광학적으로 관찰하여, 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 검사하는 것을 가능하게 하기 위해, 표면에 다결정 실리콘 박막이 형성된 기판에 광을 조사하고, 광이 조사된 다결정 실리콘 박막의 표면으로부터 발생하는 1차 회절광의 상을 촬상하고, 촬상하여 얻은 1차 회절광의 상의 화상을 처리하여 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 검사하고, 화상을 처리하여 검사한 1차 회절광의 상을 검사한 결과의 정보와 함께 화면 상에 표시하도록 하였다.

Description

다결정 실리콘 박막 검사 방법 및 그 장치 {INSPECTION METHOD OF POLYCRYSTALLINE SILICON THIN FILM AND THE SAME APPARATUS}
본 발명은, 기판 상에 형성된 아몰퍼스 실리콘을 레이저 어닐에 의해 다결정화시킨 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 검사하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
액정 표시 소자나 유기 EL 소자 등에 사용되는 박막 트랜지스터(TFT)는, 고속의 동작을 확보하기 위해, 기판 상에 형성된 아몰퍼스 실리콘의 일부를 엑시머 레이저로 저온 어닐함으로써 다결정화된 영역으로 형성되어 있다.
이와 같이, 아몰퍼스 실리콘의 일부를 엑시머 레이저로 저온 어닐하여 다결정화시키는 경우, 균일하게 다결정화시키는 것이 요구되지만, 실제로는, 레이저 광원의 변동의 영향에 의해 결정에 편차가 발생해버리는 경우가 있다.
따라서, 이 실리콘 결정의 편차의 발생 상태를 감시하는 방법으로서, 일본 특허 출원 공개 제2002-305146호 공보에는, 펄스 레이저를 반도체막에 조사하여 레이저 어닐을 행하는 동시에 레이저 조사 영역에 검사광을 조사하고, 조사한 검사광에 의한 기판으로부터의 반사광을 검출하고, 이 반사광의 강도 변화로부터 반도체막의 결정화의 상태를 확인하는 것이 기재되어 있다.
또한, 일본 특허 출원 공개 평10-144621호 공보에는, 레이저를 조사 전의 비정질 실리콘에 검사광을 조사하여 그 반사광 또는 투과광을 검출해 두고, 레이저를 비정질 실리콘에 조사 중에도 검사광을 조사하여 그 반사광 또는 투과광을 검출하고, 레이저 조사 전과 레이저 조사 중의 반사광 또는 투과광의 강도의 차가 최대로 되었을 때부터 레이저 조사 전의 반사광 또는 투과광의 강도로 복귀될 때까지의 경과 시간을 검출하여 레이저 어닐의 상태를 감시하는 것이 기재되어 있다.
또한, 일본 특허 출원 공개 제2006-19408호 공보에는, 기판 상에 형성된 비정질 실리콘을 엑시머 레이저 어닐에 의해 다결정 실리콘으로 변화시킨 영역에 가시광을 기판 표면에 대하여 10―85도의 방향으로부터 조사하고, 조사와 같은 각도의 범위에 접지한 카메라에서 반사광을 검출하고, 이 반사광의 변화로부터 결정 표면의 돌기의 배치 상태를 검사하는 것이 기재되어 있다.
또한, 일본 특허 출원 공개 제2001-308009호 공보에는, 아몰퍼스 실리콘막에 엑시머 레이저를 조사하여 형성한 다결정 실리콘 박막에 검사광을 조사하여 다결정 실리콘 박막으로부터의 회절광을 회절광 검출기에서 모니터링 하고, 다결정 실리콘 박막의 결정성이 높은 규제적인 미세 요철 구조의 영역으로부터 발생된 회절광의 강도가 결정성이 낮은 영역으로부터의 회절ㆍ산란광의 강도에 비교하여 높은 것을 이용하여, 다결정 실리콘 박막의 상태를 검사하는 것이 기재되어 있다.
아몰퍼스 실리콘의 박막에 엑시머 레이저를 조사하여 어닐함으로써 형성된 다결정 실리콘 박막(폴리실리콘막)의 표면에는, 미세한 요철이 있는 주기로 발생하는 것이 알려져 있다. 그리고, 이 미세한 돌기는, 다결정 실리콘 박막의 결정성의 정도를 반영하고 있고, 결정 상태가 균일한(다결정 입경이 고르게 되어 있음) 다결정 실리콘 박막의 표면에는 미세한 요철이 있는 규칙성을 갖고 주기적으로 형성되고, 결정 상태의 균일성이 낮은(다결정 입경이 고르지 않음) 다결정 실리콘 박막의 표면에는 미세한 요철이 있는 불규칙적으로 형성되는 것이 알려져 있다.
이와 같이, 결정의 상태가 반사광에 반영되는 다결정 실리콘 박막의 표면 상태를 검사하는 방법으로서, 일본 특허 출원 공개 제2002-305146호 공보에는 레이저 어닐한 영역에 조사한 광의 반사광의 강도 변화로부터 반도체막의 결정화의 상태를 확인하는 것이 기재되어 있을 뿐이고, 결정의 상태가 반영되어 있는 회절광을 검출하는 것에 대해서는 기재되어 있지 않다.
또한, 일본 특허 출원 공개 평10-144621호 공보에는, 레이저 어닐 중의 레이저 조사 영역으로부터의 반사광을 어닐 전의 반사광과 비교하여 어닐의 진행 상태를 모니터하는 것이며, 일본 특허 출원 공개 제2002-305146호 공보와 마찬가지로 결정의 상태가 반영되어 있는 회절광을 검출하는 것에 대해서는 기재되어 있지 않다.
한편, 일본 특허 출원 공개 제2006-19408호 공보에는, 레이저 어닐에 의해 형성되는 다결정 실리콘 박막 표면의 돌기의 배치에 의해 반사하는 광의 변화에 따라 다결정 실리콘 결정의 품질을 검사하는 것이 기재되어 있지만, 다결정 실리콘 박막 표면의 돌기에 의해 발생하는 회절광을 검출하는 것에 대해서는 기재되어 있지 않다.
또한, 일본 특허 출원 공개 제2001-308009호 공보에는, 레이저 어닐에 의해 형성되는 다결정 실리콘 박막 표면의 돌기에 의해 발생하는 회절광을 검출하는 것에 대해서는 기재되어 있지만, 회절광 검출기에서 검출된 회절광의 강도 레벨을 모니터하여 다결정 실리콘 막의 상태를 검사하는 것이며, 다결정 실리콘 박막의 표면의 화상을 검출하여 다결정 실리콘 박막의 표면이 어느 영역의 돌기의 상태를 관찰하는 것에 대해서는 기재되어 있지 않다.
본 발명의 목적은, 상기한 종래 기술의 과제를 해결하여, 다결정 실리콘 박막의 표면의 화상을 검출하여 다결정 실리콘 박막의 표면 상태를 관찰하고, 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 검사하는 것을 가능하게 하는 다결정 실리콘 박막의 검사 방법 및 그 장치를 제공하는 것에 있다.
상기한 종래 기술의 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는, 다결정 실리콘 박막 검사 장치를, 표면에 다결정 실리콘 박막이 형성된 기판에 광을 조사하는 광 조사 수단과, 광 조사 수단에 의해 광이 조사된 다결정 실리콘 박막의 표면으로부터 발생하는 1차 회절광의 상을 촬상하는 촬상 수단과, 촬상 수단에 의해 촬상하여 얻은 1차 회절광의 상(像)을 처리하여 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 검사하는 화상 처리 수단과, 화상 처리 수단에 의해 처리된 1차 회절광의 상을 검사한 결과의 정보와 함께 화면 상에 표시하는 출력 수단을 구비하여 구성하고, 표면에 다결정 실리콘 박막이 형성된 기판에 광을 조사하고, 광이 조사된 다결정 실리콘 박막의 표면으로부터 발생하는 1차 회절광의 상을 촬상하고, 촬상하여 얻은 1차 회절광의 상의 화상을 처리하여 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 검사하고, 화상을 처리하여 검사한 1차 회절광의 상을 검사한 결과의 정보와 함께 화면 상에 표시하도록 하였다.
또한, 상기한 종래 기술의 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는, 다결정 실리콘 박막 검사 장치를, 표면에 다결정 실리콘 박막이 형성된 광학적으로 투명한 기판에 상기 기판의 한쪽 면의 측으로부터 광을 조사하는 광 조사 수단과, 광 조사 수단에 의해 기판의 한쪽 면의 측으로부터 조사된 광에 의해 기판과 다결정 실리콘 박막을 투과하여 기판의 다른 쪽 면의 측에 출사된 광에 의해 다른 쪽 면의 측에 발생한 1차 회절광의 상을 촬상하는 촬상 수단과, 촬상 수단에 의해 촬상하여 얻은 1차 회절광의 상을 처리하여 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 검사하는 화상 처리 수단과, 화상 처리 수단에 의해 처리된 1차 회절광의 상을 검사한 결과의 정보와 함께 화면 상에 표시하는 출력 수단을 구비하여 구성하고, 표면에 다결정 실리콘 박막이 형성된 광학적으로 투명한 기판에 기판의 한쪽 면의 측으로부터 광을 조사하고, 기판의 한쪽 면의 측으로부터 조사된 광 중 기판과 다결정 실리콘 박막을 투과하여 기판의 다른 쪽 면의 측에 출사된 광에 의해 다른 쪽 면의 측에 발생한 1차 회절광의 상을 촬상하고, 촬상하여 얻은 1차 회절광의 상을 처리하여 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 검사하고, 처리한 1차 회절광의 상을 검사한 결과의 정보와 함께 화면 상에 표시하도록 하였다.
본 발명에 따르면, 엑시머 레이저에 의해 어닐되어 형성된 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 비교적 높은 정밀도로 검사할 수 있어, 액정 표시 패널용 글래스 기판의 품질을 높게 유지하는 것이 가능해진다.
도 1은, 다결정 실리콘 박막의 SEM 화상.
도 2는, 검사 장치 전체의 개략 구성을 설명하는 블록도.
도 3은, 제1 실시예에 있어서의 검사 유닛의 개략 구성을 설명하는 블록도.
도 4a는, 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 검사하기 위해 기판을 촬상하는 촬상 시퀀스를 도시하는 흐름도.
도 4b는, 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 검사하기 위해 촬상하여 얻은 화상을 처리하여 결함 부분을 검출하는 화상 처리의 시퀀스를 도시하는 흐름도.
도 5는, 제2 실시예에 있어서의 검사 유닛의 개략 구성을 설명하는 블록도.
도 6은, 검사 결과를 도시하는 화면의 정면도.
도 7은, 제3 실시예에 있어서의 검사 유닛의 개략 구성을 설명하는 블록도.
본 발명의 실시 형태로서, 액정 표시 패널용 글래스 기판에 형성된 다결정 실리콘 박막을 검사하는 장치에 적용한 예를 설명한다.
검사 대상의 액정 표시 패널용 글래스 기판(1)(이하, 기판이라고 기재함)에는, 기판 상에 아몰퍼스 실리콘의 박막이 형성되어 있다. 그 아몰퍼스 실리콘 박막의 일부의 영역에 엑시머 레이저를 조사하여 주사(走査)함으로써 엑시머 레이저가 조사된 부분의 아몰퍼스 실리콘은 순차 가열되어 용융한다. 엑시머 레이저가 주사된 후, 용융된 아몰퍼스 실리콘은 서서히 냉각되어 실리콘이 다결정화되고, 다결정 실리콘의 상태로 결정이 성장한다. 본 발명에서는, 이 다결정 실리콘이 결정의 입경이 고른 상태의 정상인 막으로서 형성되어 있는지 여부를 검사하는 것이다.
도 1에는, 글래스 기판(11) 상에 형성된 아몰퍼스 실리콘이 엑시머 레이저 어닐되어 결정립 직경이 고른 상태의 다결정 실리콘 박막(12)으로 된 상태의 기판(1) 단면의 모식도를 도시한다. 다결정 실리콘 박막의 표면에, 거의 일정한 피치로 돌기가 박막의 표면에 형성되어 있다(도 1의 도면에 직각인 방향으로도 일정한 피치로 돌기가 형성되어 있음). 이 막 표면의 돌기의 피치는, 다결정 실리콘 박막의 결정립 직경에 따라 변한다.
이와 같은 주기적인 패턴(도 1 경우의 돌기부)을 갖는 시료에 광을 조사하면, 주기적인 패턴으로부터는 회절광이 발생하여, 흐트러짐이 없는 회절광 상을 관찰할 수 있다. 이 회절광 발생의 구조는, 패턴의 주기나 조명하는 광의 파장에 의존한다. 한편, 도면에는 도시하고 있지 않지만, 다결정 실리콘 박막의 결정립 직경이 편차가 있어 표면의 돌기의 피치가 흐트러진 경우, 조명에 의해 다결정 실리콘 박막의 표면으로부터 발생하는 회절광에는 흐트러짐이 발생하여, 회절광 상이 흐트러져버린다.
본 발명에서는, 다결정 실리콘 박막을 조명하여 막 표면의 요철에 의해 발생하는 회절광의 상을 촬상하고, 촬상하여 얻은 회절광의 화상을 처리함으로써, 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 평가하는 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.
(제1 실시예)
본 발명에 관한 액정 표시 패널용 글래스 기판의 다결정 실리콘 박막 검사 장치(100)의 전체의 구성을 도 2에 도시한다.
검사 장치(100)는, 기판 로드부(110), 검사부(120), 기판 언로드부(130), 검사부 데이터 처리ㆍ제어부(140) 및 전체 제어부(150)로 구성되어 있다.
검사 대상의 액정 표시 패널용 글래스 기판(이하, 기판이라고 적음)(1)은, 글래스 기판 상에 아몰퍼스 실리콘의 박막이 형성되어 있고, 본 검사 공정의 직전의 공정에서 일부의 영역에 엑시머 레이저를 조사하고 주사하여 가열함으로써 과열된 영역이 어닐되어 실리콘이 다결정화되고, 다결정 실리콘 박막의 상태로 된다. 검사 장치(100)는, 기판(1)의 표면을 촬상하여, 이 다결정 실리콘 박막이 정상으로 형성되어 있는지 여부를 조사하는 것이다.
검사 대상의 기판(1)은, 도시하고 있지 않은 반송 수단에 의해 로드부(110)에 세트된다. 로드부(110)에 세트된 기판(1)은, 전체 제어부(150)에 의해 제어되는 도시하고 있지 않은 반송 수단에 의해 검사부(120)로 반송된다. 검사부에는 검사 유닛(121)이 구비되어 있고, 검사 데이터 처리ㆍ제어 유닛(140)에 의해 제어되어 기판(1)의 표면에 형성된 다결정 실리콘 박막의 상태를 검사한다. 검사 유닛(121)에서 검출된 데이터는 검사 데이터 처리ㆍ제어 유닛(140)에서 처리되어 기판(1)의 표면에 형성된 다결정 실리콘 박막의 상태가 평가된다.
검사가 끝난 기판(1)은 , 전체 제어부(150)에 의해 제어되는 도시하고 있지 않은 반송 수단에 의해 검사부(120)로부터 언로드부(130)에 반송되고, 도시하고 있지 않은 핸들링 유닛에 의해 검사 장치(100)로부터 취출된다. 또한, 도 2에는, 검사부(120)에 검사 유닛(121)이 1대 구비되어 있는 구성을 도시하고 있지만, 검사 대상의 기판(1)의 사이즈나 형성되는 다결정 실리콘 박막의 면적이나 배치에 따라 2대이어도, 또는 3대 이상이어도 좋다.
검사부(120)에 있어서의 검사 유닛(121)의 구성을 도 3에 도시한다.
검사 유닛(121)은, 조명 광학계(200), 촬상 광학계(220), 기판 스테이지(240) 및 검사부 데이터 처리ㆍ제어부(140)로 구성되어 있고, 검사부 데이터 처리ㆍ제어부(140)는 도 2에 도시한 전체 제어부(150)와 접속되어 있다.
조명 광학계(200)는, 다파장의 광을 발사하는 광원(201), 집광 렌즈(202), 파장 필터(203), 편광 필터(204), 실린드리컬 렌즈(205)를 구비하고, 그들이 경통부(210)에 수납되고, 경통부(210)는 한 쌍의 가이드 바(211)에 의해 지지되어 있다.
광원(201)은, 자외 영역으로부터 가시 영역에 걸쳐서의 넓은 주파수(예를 들어, 300㎚ 내지 700㎚)의 광을 발사하는 것으로, 예를 들어, 할로겐 램프, 크세논 램프 등을 사용한다.
파장 필터(203)는, 검사 대상의 기판(1) 상에 형성된 다결정 실리콘의 상태에 따라 조명하는 파장을 선택하기 위한 것으로, 광원(201)으로부터 발사된 다파장의 광 중에서, 검사에 적합한 파장을 선택할 수 있다.
편광 필터(204)는, 기판(1)을 조명하는 광의 편광의 상태를 제어하기 위한 것으로, 검사 대상의 기판(1) 상에 형성된 다결정 실리콘의 상태에 따라 콘트라스트가 높은 화상이 검출될 수 있도록 조명광의 편광의 상태를 바꿀 수 있도록 되어 있다.
실린드리컬 렌즈(205)는, 광원(201)으로부터 발사되어 집광 렌즈(202)에서 집광되어 평행광으로 된 광을, 기판(1) 상의 검사 영역의 크기에 맞추어 효율적으로 조명할 수 있도록 조명 광속을 일방향으로 집광시켜 그것과 직각인 방향으로는 평행광의 상태로 단면 형상이 일방향으로 긴 형상으로 성형한다. 실린드리컬 렌즈(205)에 의해 일방향으로 집광된 광을 기판(1)에 조사함으로써, 기판(1) 상의 검사 영역의 조명광량이 증가하고, 촬상 광학계(220)에서, 보다 콘트라스트가 높은 화상을 검출할 수 있다.
촬상 광학계(220)는, 대물 렌즈(221), 파장 필터(222), 편광 필터(223), 결상 렌즈(224), 이미지 센서(225)를 구비하고, 그들이 경통부(230)에 수납되어 있다.
대물 렌즈(221)는 조명 광학계(200)에서 조명된 기판(1)으로부터 발생하는 회절광(1차 회절광)을 집광하기 위한 것으로, 회절광을 효율적으로 집광하기 위해 비교적 큰 NA(렌즈의 개구수:)를 가지고 있다.
파장 필터(222)는, 대물 렌즈(221)에서 집광된 기판(1)으로부터의 광 중 특정한 파장의 광을 선택적으로 투과시키는 것이며, 기판(1)의 표면에 형성된 다결정 실리콘 박막의 광학 특성에 따라 선택하는 파장을 설정할 수 있도록 되어 있다. 파장 필터(222)에 의해, 기판(1) 및 주변으로부터의 조명 파장 이외의 파장의 광 을 컷트할 수 있다.
편광 필터(223)는, 파장 선택 필터(222)를 투과한 특정 파장의 광에 대하여 그 편광의 상태를 조정하는 것이다.
결상 렌즈(224)는, 기판(1)의 표면으로부터의 1차 회절광에 의한 광학상을 결상하기 위한 것으로, 파장 선택 필터(222)를 투과한 특정 파장의 광에서 편광 필터(223)에 의해 편광의 상태가 조정된 광의 상을 결상한다.
이미지 센서(225)는, 결상 렌즈(224)에 의해 결상된 실린드리컬 렌즈(205)에서 조명된 기판(1) 표면의 일방향으로 긴 영역으로 형성된 패턴으로부터의 1차 회절광에 의한 광학상을 촬상하는 것으로, 기판(1)의 조명된 일방향으로 긴 영역에 맞추어 배치된 1차원의 CCD(전화 결합 소자) 이미지 센서, 또는 2차원의 CCD 이미지 센서로 구성되어 있다.
기판 스테이지(240)는 상면에 검사 대조의 기판(1)을 적재하여, 도시하고 있지 않은 구동 수단에 의해 XY 평면 내에서 이동 가능한 구성으로 되어 있다.
검사 데이터 처리ㆍ제어부(140)는, 이미지 센서(225)로부터 출력되는 아날로그 화상 신호를 디지털 화상 신호로 변환하는 A／D 변환부(141), A／D 변환된 디지털 화상 신호를 처리하는 화상 처리부(142), 화상 처리된 디지털 화상 신호를 처리하여 화상 특징량으로부터 결함을 판정하는 결함 판정부(143), 판정된 결함의 정보를 출력하는 표시 화면(146)을 구비한 입출력부(145) 및 화상 처리부(142), 결함 판정부(143), 입출력부(145), 광원(201), 이미지 센서(225), XY 스테이지(240)를 제어하는 제어부(147)를 구비하고 있다. 또한, 제어부(147)는 본체 제어부(150)와 접속되어 있다.
이와 같은 구성에서, 조명 광학계(200)는 기판 스테이지(240)에 적재된 기판(1)을 상방으로부터 조명하고, 조명된 기판(1)으로부터 발생된 1차 회절광의 상을 촬상 광학계(220)에서 촬상하고, 검사 데이터 처리ㆍ제어부(140)에서 처리하여 기판(1) 상에 형성되어 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 검사한다.
다음에, 도 3에 도시한 구성의 검사 유닛(121)에서, 기판(1) 상의 엑시머 레이저에 의해 어닐되어 다결정화된 다결정 실리콘 박막의 상태를 검사하는 방법에 대하여 설명한다.
우선, 검사를 행하기 전에, 미리 다결정 실리콘 박막이 형성된 기판(1)을 사용하여, 광학 조건의 설정을 행한다. 설정해야 할 광학 조건은, 조명 광학계(200)의 파장 필터(203)에 의한 조명 파장, 편광 필터(204)에 의한 편광 조건 및 가이드 축(231)을 따른 촬상 광학계(220)의 설치 각도, 촬상 광학계(220)의 파장 필터(222)에 의한 검출 파장, 편광 필터(223)에 의한 검출 광의 편광 조건, 결상 렌즈(224)에 의한 1차 회절광의 상의 결상 위치 등이다. 이들의 조건은, 조명 광학계(200)에서 조명된 기판(1)을 촬상 광학계(220)에서 관찰하여 얻은 1차 회절광의 상을 입출력부(145)의 표시 화면(146)에 표시시키면서, 콘트라스트가 높은 1차 회절광의 상이 얻어지도록 조정함으로써 행하여진다.
다음에, 설정된 광학조건 하에서, 기판(1) 상의 엑시머 레이저의 어닐에 의해 형성된 다결정 실리콘 박막의 검사 영역을 검사하는 처리의 흐름을 설명한다. 검사 처리에는, 기판의 소정의 영역 또는 전체면을 촬상하는 촬상 시퀀스와, 촬상하여 얻은 화상을 처리하여 결함 부분을 검출하는 화상 처리 시퀀스가 있다.
우선, 촬상 시퀀스에 대하여 도 4a를 사용하여 설명한다.
최초로, 다결정 실리콘 박막의 검사 영역의 검사 개시 위치가 촬상 광학계(220)의 시야에 들어가도록 제어부(147)에 의해 XY 스테이지(240)를 제어하여, 기판(1)을 초기 위치(검사 개시 위치)에 설정한다(S401).
다음에, 조명 광학계(200)에서 다결정 실리콘 박막을 조명하고(S402), 조명된 다결정 실리콘 박막의 검사 영역을 따라 촬상 광학계(220)의 촬상 영역이 이동하도록, 제어부(147)에서 제어하여 XY 스테이지(240)를 일정한 속도에 의한 이동을 개시한다.(S403).
XY 스테이지(240)를 일정한 속도에서 이동시키면서, 조명 광학계(200)에서 조명된 다결정 실리콘 박막의 일방향으로 긴 검사 영역의 막 표면의 요철에 의해 발생하는 1차 회절광의 상을 촬상 광학계(220)에서 촬상하고(S404), 이미지 센서(225)로부터 아날로그 신호를 출력하고, 검사 데이터 처리ㆍ제어부(140)의 A／D 변환부(141)에 입력한다. A／D 변환부(141)에서 변환된 디지털 신호는 화상 처리부(142)에 입력되어 제어부(147)를 통하여 얻어진 XY 스테이지(240)의 위치 정보를 사용하여 디지털 화상 신호가 작성된다(S405). 이상의 조작을 1라인 분의 검사 영역이 종료할 때까지 반복하여 실행한다(S406).
다음에, 검사한 1라인 분의 영역에 인접하는 검사 영역이 있는지 여부를 체크하고(S407), 인접하는 검사 영역이 있는 경우에는, XY 테이블을 인접하는 검사 영역으로 이동시켜(S408), S403으로부터의 스텝을 반복한다. 검사해야 할 영역이 모두 검사를 종료하면 XY 테이블의 이동을 정지하고(S409), 조명을 꺼서(S410) 촬상 시퀀스를 종료한다.
다음에, 촬상 시퀀스에서 얻어진 디지털 화상을 처리하는 화상 처리 시퀀스에 대하여 도 4b를 사용하여 설명한다.
촬상 시퀀스의 디지털 화상 작성 스텝(S405)에 있어서 화상 처리부(142)에서 작성된 디지털 화상은 결함 판정부(143)에 입력되어(S421) 쉐이딩 보정, 평균화 처리 등의 전처리(S422)가 행해지고, 이 전처리가 행해진 화상으로부터 화상 특징량이 추출되고(S423), 이 추출된 화상 특징량이 미리 설정해 둔 기준 데이터와 비교되어 결함이 판정된다(S424). 판정된 결함을 포함하는 디지털 화상 데이터는 입출력부(145)에 보내져 1차 회절광에 의한 화상이, 기판(1) 상의 위치 정보와 함께 표시부(146)에 표시되어(S425) 화상 처리의 시퀀스를 종료한다. 이 표시부(146)에 표시되는 1차 회절광에 의한 화상 상에는, 결함 판정부(143)에서 결함으로 판정된 영역이 정상인 영역과 구별될 수 있도록 표시된다. 또한, 입출력부(145)로부터 입력하여 결함 판정 기준을 바꾼 경우, 그 바꾼 결함 판정 기준에 대응하여 결함 영역도 변화되어 표시된다.
표시부(146)에 표시하는 검사 결과 표시 화면(600)의 일례를 도 6에 도시한다.
검사 결과 표시 화면(600)은, 도 6에 도시하는 바와 같이, 표시 대상 기판을 지정하는, 기판 지정부(601), 지정된 기판의 표시의 실행을 지시하는 실행 버튼(602), 지정한 기판 전체의 1차 회절광의 상을 표시하는 기판 전체 상 표시 영역(603), 기판 전체 상 표시 영역(603)에 표시된 기판 전체의 1차 회절광의 상 중 확대하여 표시하는 영역을 지정하는 확대 표시 지정 수단(604), 확대 표시 지정 수단(604)에 의해 지정된 영역의 1차 회절광의 상을 확대하여 표시하는 1차 회절광의 상 확대 표시 영역(605), 1차 회절광의 상 확대 표시 영역(605)에 표시된 1차 회절광의 상의 종방향의 신호를 합산한 신호를 표시하는 종방향 합 신호 표시부(606), 1차 회절광의 상 확대 표시 영역(605)에 표시된 1차 회절광의 상의 횡방향의 신호를 합산한 신호를 표시하는 횡방향 합 신호 표시부(607) 및 기판의 검사 결과를 표시하는 검사 결과 표시부(608)가 하나의 화면 상에 표시된다. 기판 전체 상 표시 영역(603)에 표시되는 기판 전체의 1차 회절광의 상에는, 결함 판정부(143)에서 판정된 결과가 강조되어 표시된다. 즉, 결함 판정부(143)에서 결함으로 판정된 영역은, 정상으로 판단된 부분과 색을 바꾸어 표시된다.
상기한 구성에 의해 검사함으로써, 본 제1 실시예에 따르면 엑시머 레이저로 어닐되어 형성된 다결정 실리콘 박막의 결정의 상태를 비교적 높은 정밀도로 검사할 수 있어, 액정 표시 패널용 글래스 기판의 품질을 높게 유지하는 것이 가능해진다.
또한, 본 제1 실시예에 있어서는, 파장 필터와 편광 필터를 조명 광학계(200)와 촬상 광학계(220)의 양쪽에 설치한 구성을 설명했지만, 이들은 반드시 양쪽의 광학계에 필요하지는 않아, 예를 들어 조명 광학계(200)에만 파장 필터와 편광 필터를 설치하는 구성으로 해도 좋고, 또는 촬상 광학계(220)에만 파장 필터와 편광 필터를 설치하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 파장 필터와 편광 필터의 어느 한쪽만을 사용하도록 해도 좋다.
또한, 조명 광학계(200)에 실린드리컬 렌즈(205)를 사용하여 기판(1) 상의 일방향으로 긴 영역을 조명하는 구성으로 설명했지만, 이것을 통상의 원형의 렌즈로 치환해도 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 본 제1 실시예에 있어서는, 도 3에 기초하여 조명 광학계(200)를 기판(1)에 대하여 수직인 방향으로 배치하여, 기판(1)에 대하여 수직인 방향으로부터 조명하는 구성으로 설명했지만, 조명 광학계(200)를 기판(1)에 대하여 기울여, 기판(1)을 경사 방향으로부터 조명하여 촬상 광학계(220)에서 기판(1)에서의 1차 회절광의 상을 촬상하는 것 같은 구성으로 해도 좋다.
(제2 실시예)
기판(1) 상의 엑시머 레이저로 어닐되어 다결정화된 다결정 실리콘 박막을 조명광으로 조명하면, 전술한 바와 같이, 다결정 실리콘 박막의 결정 상태에 따른 산란광이 발생한다.
예를 들어, 엑시머 레이저 어닐에 의해 다결정 실리콘 박막 상에 미세한 돌기가 500㎚의 피치로 형성된 상태에서 파장 500㎚의 광을 조사한 경우, 1차 회절광은 정반사 광의 광축 방향에 대하여 90도 기운 방향으로 발생한다. 또한, 엑시머 레이저에 의한 어닐의 조건이 변화되어 다결정 실리콘 박막 상에 미세한 돌기가 800㎚의 피치로 형성된 경우에는, 조명에 의한 1차 회절광은 정반사 광의 광축 방향에 대하여 약 40도 기운 방향으로 발생한다. 돌기의 간격이 더욱 커지면 정반사 광의 방향에 대한 1차 회절광의 기울기 각은 더욱 작아져, 다양한 돌기 피치에 대응하기 위해서는, 1차 회절광을 검출하는 범위는, 정반사 광의 방향에 대하여 5도 내지 90도의 범위를 커버할 수 있도록 구성해 둘 필요가 있다.
이와 같이, 결정립 직경에 따라, 또는 조명광의 파장에 따라 1차 회절광이 발생하는 각도가 변화되므로, 조명 광학계와 촬상 광학계의 상대적인 각도 배치를 변경할 수 있는 구성으로 해 둔 편이 미세한 돌기 피치의 다양한 치수에 대응할 수 있다. 그러나, 이 경우, 조명 광학계와 촬상 광학계를 제1 실시예의 경우와 같이 기판(1)의 같은 측에 배치하려고 하면 서로 간섭해버릴 우려가 있다. 그 때문에, 조명 광학계와 촬상 광학계를 함께 복잡한 광학계로 구성해야만 하는 것으로 되어 버린다.
따라서, 제2 실시예에 있어서는, 도 2에 도시한 검사 장치(100)의 검출부(120)에 배치된 검사 유닛(121)을 도 5에 도시하는 바와 같은 구성의 검사 유닛(122)으로 치환한 예를 설명한다. 검사 유닛(122)의 구성은, 도 5에 도시한 바와 같이, 조명 광학계(500)를 기판(1)의 이면측에 배치하여 기판(1)에 이면측으로부터 조명광을 조사하고, 기판을 투과한 광에 의해 주기적인 패턴으로부터 발생하는 회절광을 기판(1)의 표면측에 배치한 촬상 광학계(520)에서 검출하도록 구성하여, 다결정 실리콘 박막에 형성된 미세한 돌기 피치의 다양한 치수에 대응할 수 있도록 하였다.
기판(1)에 대하여 조명 광학계(500)와 촬상 광학계(520)를 이와 같이 배치함으로써, 조명 광학계(500)와 촬상 광학계(520)의 사이에 장치 구성상의 간섭의 문제가 발생되지 않으므로, 조명 광학계(500)와 촬상 광학계(520)의 상대적인 각도 배치의 변경을 비교적 용이하게 실현할 수 있다.
도 5에 도시한 제2 실시예에 있어서의 검사 유닛(122)은, 도 3을 사용하여 설명한 제1 실시예에 있어서의 검사 유닛(121)과 기본적으로는 동일한 구성을 구비하고 있다. 즉, 검사 유닛(122)은, 조명 광학계(500), 검출 광학계(520), 기판 스테이지(540) 및 검사부 데이터 처리ㆍ제어부(540)를 구비하고 있고, 검사부 데이터 처리ㆍ제어부(540)는 도 2에 도시한 전체 제어부(150)와 접속되어 있다.
조명 광학계(500)는, 제1 실시예에서 설명한 조명 광학계(200)와 기본적으로는 동일한 구성을 갖고 있고, 다파장의 광을 발사하는 광원(501), 집광 렌즈(502), 파장 필터(503), 편광 필터(504), 실린드리컬 렌즈(505)를 구비하고, 그들이 경통부(510)에 수납되고, 경통부(510)는 한 쌍의 가이드 축(511)에 의해 지지되어 있다.
광원(501)은, 자외 영역으로부터 가시 영역에 걸쳐서의 넓은 주파수(예를 들어, 300㎚ 내지 700㎚)의 광을 발사하는 것으로, 예를 들어, 할로겐 램프, 크세논 램프 등을 사용한다.
파장 필터(503)는, 검사 대상의 기판(1) 상에 형성된 다결정 실리콘의 상태에 따라 조명하는 파장을 선택하기 위한 것으로, 광원(501)으로부터 발사된 다파장의 광 중에서, 검사에 적합한 파장을 선택할 수 있다.
편광 필터(504)는, 기판(1)을 조명하는 광의 편광의 상태를 제어하기 위한 것으로, 검사 대상의 기판(1) 상에 형성된 다결정 실리콘 박막의 상태에 따라 콘트라스트가 높은 화상을 검출할 수 있도록 조명광의 편광의 상태를 바꿀 수 있도록 되어 있다.
실린드리컬 렌즈(505)는, 광원(501)으로부터 발사되어 집광 렌즈(502)에서 집광된 광을, 기판(1) 상의 검사 영역의 크기에 맞추어 효율적으로 조명할 수 있도록 조명 광속을 조정한다.
촬상 광학계(520)는, 제1 실시예에서 설명한 촬상 광학계(220)와 기본적으로는 동일한 구성을 갖고 있고, 대물 렌즈(521), 파장 필터(522), 편광 필터(523), 결상 렌즈(524), 이미지 센서(525)를 구비하고, 그들이 경통부(530)에 수납되고, 경통부(530)는 한 쌍의 가이드 축(531)에 의해 지지되어 있다.
대물 렌즈(521)는 조명 광학계(500)에서 조명된 기판(1)으로부터 발생하는 회절광(1차 회절광)을 집광하기 위한 것으로, 회절광을 효율적으로 집광하기 위해 비교적 큰 NA(렌즈의 개구수:)를 가지고 있다.
파장 필터(522)는, 대물 렌즈(521)에서 집광된 기판(1)으로부터의 광 중 특정한 파장의 광을 선택적으로 투과시키는 것으로, 기판(1)의 표면에 형성된 다결정 실리콘 박막의 광학 특성에 따라 선택하는 파장을 설정할 수 있도록 되어 있다.
편광 필터(523)는, 파장 선택 필터(522)를 투과한 특정 파장의 광에 대하여 그 편광의 상태를 조정하는 것이다.
결상 렌즈(524)는, 기판(1) 표면에서의 1차 회절광에 의한 광학상을 결상하기 위한 것으로, 파장 선택 필터(522)를 투과한 특정 파장의 광으로 편광 필터(523)에 의해 편광의 상태가 조정된 광의 상을 결상한다.
이미지 센서(525)는, 결상 렌즈(524)에 의해 결상된 기판(1) 표면에서의 1차 회절광에 의한 광학상을 검출하는 것으로, CCD(전화 결합 소자)의 1차원 센서, 또는 2차원 센서로 구성되어 있다.
기판 스테이지(540)는 상면에 검사 대조의 기판(1)을 적재하여, 도시하고 있지 않은 구동 수단에 의해 XY 평면 내에서 이동 가능한 구성으로 되어 있다. 기판 스테이지(540)는 중앙부에 공동부(541)가 설치되어 있고, 기판(1)을 주변부에 의해 지지하는 구성으로 되어 있다.
조명 광학계(500)는 기판 스테이지(540)의 하부에 배치되어 있어, 공동부(541)를 통하여 기판 스테이지(540)에 적재된 기판(1)을 이면으로부터 조명한다.
이와 같은 구성으로, 조명 광학계(500)의 광원(501)으로부터 광을 발사하여, 기판(1)의 이면측으로부터 조명하면, 조명광은 기판(1)의 글래스 재를 투과하고, 또한 기판(1) 상에 형성된 실리콘 박막도 투과한다. 이때, 실리콘막 일부의 엑시머 레이저에 의해 어닐되어 다결정화된 영역을 조명하면, 다결정 실리콘 박막의 상태에 따른 산란광, 즉, 제1 실시예에서 설명한 바와 같이, 다결정 실리콘 박막 상에 일정한 피치로 형성된 미소한 돌기에 의해 1차 회절광을 포함하는 높은 차원의 회절광이 발생한다. 촬상 광학계(520)에서는 이 1차 회절광의 상을 촬상한다.
이 1차 회절광의 상을 촬상 광학계(520)에서 촬상하여 얻은 신호를, 검사부 데이터 처리ㆍ제어부의 A／D 변환기(541)에서 A／D 변환하고, 화상 처리부(542)에서 디지털 화상을 형성하고, 결함 판정부(543)에서 결함을 판정하고, 입출력부(545)의 표시 화면(546)에 결과를 표시하는 처리 및 제어부(547)의 동작은 제1 실시예에서 설명한 것과 동일하므로 생략한다.
또한, 제2 실시예에 있어서의 촬상 시퀀스 및 화상 처리의 시퀀스는, 제1 실시예에서 도 4a 및 도 4b를 사용하여 설명한 것과 동일하므로, 설명을 생략한다.
도 5에 도시한 본 실시예에 있어서의 구성에 있어서는, 조명 광학계(500)의 경통(510)이 1쌍의 가이드 축(511)을 따라 기판(1)의 표면을 회전 중심으로 하여 이동할 수 있는 구성으로 되어 있고, 또한, 촬상 광학계(520)의 경통(530)도 1쌍의 가이드 축(531)을 따라 조명 광학계(500)의 경통(510)과 마찬가지로 기판(1)의 표면을 회전 중심으로 하여 이동할 수 있는 구성으로 되어 있다. 그리고, 경통(510)의 회전 중심과 경통(530)의 회전 중심은 공통이 되도록 1쌍의 가이드 축(511)과 1쌍의 가이드 축(531)은 접지되어 있다.
조명 광학계(500)와 촬상 광학계(520)를 이와 같은 가동 구성으로 함으로써, 기판(1)에 형성된 다결정 실리콘 박막의 특성에 따라, 또는, 파장 선택 필터(503)에서 선택된 파장에 따라, 조명 광학계(500)와 촬상 광학계(520)의 상대적인 각도 배치의 변경을 행할 수 있도록 하였다.
본 실시예에 있어서는, 조명 광학계(500)와 촬상 광학계(520)의 양쪽을 가동한 구성으로 함으로써 설명한 파장, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 조명 광학계(500) 또는 촬상 광학계(520) 중 어느 한쪽을 가동한 구성으로 하는 것으로도 목적은 달성할 수 있다.
본 제2 실시예에 있어서의 검사 결과를 표시 화면(546)에 표시하는 방법은, 제1 실시예에서 도 6을 사용하여 설명한 것과 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
상기한 구성에 의해 검사함으로써, 본 제2 실시예에 따르면 엑시머 레이저에 의해 어닐되어 형성된 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 비교적 높은 정밀도로 검사할 수 있어, 액정 표시 패널용 글래스 기판의 품질을 높게 유지하는 것이 가능해진다.
또한, 본 제2 실시예에 있어서는, 파장 필터와 편광 필터를 조명 광학계(500)와 촬상 광학계(520)의 양쪽에 설치한 구성을 설명했지만, 이들은 반드시 양쪽의 광학계에 필요하지는 않고, 예를 들어 조명 광학계(500)에만 파장 필터와 편광 필터를 설치하는 구성으로 해도 좋고, 또는 촬상 광학계(520)에만 파장 필터와 편광 필터를 설치하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 파장 필터와 편광 필터의 어느 한쪽만을 양쪽의 광학계에도 설치하도록 해도 좋다.
또한, 조명 광학계(500)에 실린드리컬 렌즈(505)를 사용하여 기판(1) 상의 일방향으로 긴 영역을 조명하는 구성으로 설명했지만, 이것을 통상의 원형의 렌즈로 치환해도 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 본 제2 실시예에 있어서는, 도 5에 기초하여 조명 광학계(500)를 기판(1)에 대하여 이면측의 경사 방향으로 배치하여, 기판(1)에 대하여 경사 방향으로부터 조명하는 구성으로 설명했지만, 조명 광학계(500)를 기판(1)에 대하여 이면측의 수직인 방향으로 설치하여, 기판(1)의 이면측을 수직인 방향으로부터 조명하여 기판(1)을 투과한 광에 의한 1차 회절광의 상을 촬상하는 것 같은 구성으로 해도 좋다.
(제3 실시예)
제1 실시예의 촬상 광학계(220) 및 제2 실시예의 촬상 광학계(520)에 있어서는, 모두 기판(1)으로부터의 1차 회절광 패턴을 검출하는 구성으로 설명했지만, 본 실시예에서는, 이들의 촬상 광학계(220 또는 520)를 도 7에 도시하는 바와 같은, 촬상 광학계(720)에 공간 필터(726)를 설치하여, 조명 광학계(700)로부터 발사된 조명광으로 조명된 기판(1)으로부터 발생하는 1차 회절광 패턴을 차광하여 기판으로부터의 산란광을 검출하는 구성과 치환한 경우에 대하여 설명한다. 조명 광학계(700)나 검사 데이터 처리ㆍ제어부(740)의 구성은 제1 실시예 및 제2 실시예에서 설명한 것과 동일 구성이므로 도시 및 설명을 생략한다. 도 7에 도시한 구성에 있어서는, 조명 광학계(700)를 도 3에 도시한 제1 실시예의 경우와 마찬가지로, 기판(1)에 대하여 촬상 광학계(720)와 같은 측에 배치한 구성을 도시했지만, 도 5에 도시한 제2 실시예의 경우와 마찬가지로, 기판(1)에 대하여 촬상 광학계(720)와 반대측으로 배치해도 좋다.
도 7에 도시한 촬상 광학계(700)의 구성은, 제1 실시예의 촬상 광학계(220) 및 제2 실시예의 촬상 광학계(520)와, 공간 필터(726)를 설치한 이외는 동일하다. 즉, 검출 광학계(720)는, 대물 렌즈(721), 파장 필터(722), 편광 필터(723), 공간 필터(726), 결상 렌즈(724), 이미지 센서(725)를 구비하고, 그들이 경통부(730)에 수납되어 있다.
여기서, 공간 필터(726)는, 대물 렌즈(721)의 동공 위치와 등가 위치에 설치되어 있고, 조명광에 의해 조명된 기판(1)으로부터의 1차 회절광에 의한 패턴이 형성되는 위치에 설치된다.
결상 렌즈(724)는 공간 필터(726)가 설치된 대물 렌즈(721)의 동공 위치와 등가 위치의 상을 이미지 센서(725) 상에 결상하도록 설치되어 있다.
이와 같은 촬상 광학계(720)를 도 3에 도시한 촬상 광학계(220) 또는 도 5에 도시한 촬상 광학계(520)와 치환하면, 조명 광학계(700)에 의해 조명광이 조사된 기판(1)의 표면으로부터의 반사광에 의해 발생되어 대물 렌즈(721)에 입사된 1차 회절광에 의한 회절광 패턴이 대물 렌즈의 동공면 상에 형성된다.
여기서, 공간 필터(726)에는, 기판(1) 상에 형성된 규칙적인(등 피치로 형성된) 요철 패턴으로부터의 반사광에 의해 대물 렌즈의 동공면 상에 형성되는 회절광 패턴을 차광하도록 차광 패턴(727)이 형성되어 있어, 기판(1) 표면의 규칙적인 요철 패턴으로부터의 반사광에 의한 1차 회절광 패턴이 차광된다.
한편, 기판(1) 표면의 요철 패턴이 규칙적으로 형성되어 있지 않은 경우(기판 표면의 다결정 실리콘박막의 결정립 직경이 균일하지 않을 경우), 대물 렌즈(721)의 동공면 상에는 기판(1) 표면의 요철 패턴으로부터의 1차 회절광에 의한 광 패턴이 형성되지 않아, 요철 패턴으로부터의 1차 회절광은 공간 필터(726)를 투과한다. 이 경우, 공간 필터(726)를 투과한 1차 회절광의 상이 결상 렌즈(724)에 의해 이미지 센서(725) 상에 결상한다.
본 실시예에 있어서는, 이 이미지 센서(725)에서 검출된 공간 필터(726)를 투과한 1차 회절광의 상에 의해, 기판(1) 상에 형성된 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 검사한다. 검사 결함의 화면상으로의 출력 표시는 제1 실시예 및 제2 실시예와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 실시예에 기초해 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능한 것은 물론이다.

Claims (19)

  1. 표면에 다결정 실리콘 박막이 형성된 기판에 광원으로부터 발사되어 집광 렌즈로 집광되고, 실린드리컬 렌즈로 일방향에서는 평행광으로, 해당 일방향과 직교하는 방향에서는 집광한 긴 형상으로 성형한 광으로 상기 기판 상의 조명 영역의 조명광량을 증가시켜 조사하는 광 조사 수단과,
    상기 광 조사 수단에 의해 상기 긴 형상으로 성형된 광이 조사된 상기 다결정 실리콘 박막의 표면으로부터 발생하는 1차 회절광의 파장을 선택하는 파장 선택 필터와, 해당 파장 선택 필터에 의해 선택된 파장의 1차 회절광의 상을 결상하는 결상 렌즈와, 해당 결상 렌즈에 의해 결상된 상기 1차 회절광의 상을 촬상하는 이미지 센서를 갖는 촬상 수단과,
    상기 촬상 수단에 의해 촬상하여 얻은 상기 1차 회절광의 상을 처리하여 상기 다결정 실리콘 박막의 결정의 상태를 검사하는 화상 처리 수단과,
    상기 화상 처리 수단에 의해 처리된 상기 1차 회절광의 상을 상기 검사한 결과의 정보와 함께 화면 상에 표시하는 출력 수단을 구비하고,
    상기 촬상 수단은 상기 파장 선택 필터로 상기 광 조사 수단에 의해 조사된 광 이외의 파장의 광을 차광하여 상기 1차 회절광의 상을 촬상하는 것을 특징으로 하는, 다결정 실리콘 박막 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 조사 수단은, 상기 기판에 수직 방향으로부터 광을 조사하는 것을 특징으로 하는, 다결정 실리콘 박막 검사 장치.
  3. 표면에 다결정 실리콘 박막이 형성된 광학적으로 투명한 기판에 상기 기판의 한쪽 면의 측으로부터, 광원으로부터 발사되어 집광 렌즈로 집광되고, 실린드리컬 렌즈로 일방향에서는 평행광으로, 해당 일방향과 직교하는 방향에서는 집광한 긴 형상으로 성형한 광으로 상기 기판 상의 조명 영역의 조명광량을 증가시켜 조사하는 광 조사 수단과,
    상기 광 조사 수단에 의해 상기 기판의 한쪽 면의 측으로부터 조사된 상기 긴 형상으로 성형된 광에 의해 상기 기판과 상기 다결정 실리콘 박막을 투과하여 상기 기판의 다른 쪽 면의 측에 출사된 광에 의해 상기 다른 쪽 면의 측에 발생한 1차 회절광의 파장을 선택하는 파장 선택 필터와, 해당 파장 선택 필터에 의해 선택된 파장의 1차 회절광의 상을 결상하는 결상 렌즈와, 해당 결상 렌즈에 의해 결상된 상기 1차 회절광의 상을 촬상하는 이미지 센서를 갖는 촬상 수단과,
    상기 촬상 수단에 의해 촬상하여 얻은 상기 1차 회절광의 상을 처리하여 상기 다결정 실리콘 박막의 결정의 상태를 검사하는 화상 처리 수단과,
    상기 화상 처리 수단에 의해 처리된 상기 1차 회절광의 상을 상기 검사한 결과의 정보와 함께 화면 상에 표시하는 출력 수단을 구비하고,
    상기 촬상 수단은 상기 파장 선택 필터로 상기 광 조사 수단에 의해 조사된 광 이외의 파장의 광을 차광하여 상기 1차 회절광의 상을 촬상하는 것을 특징으로 하는, 다결정 실리콘 박막 검사 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 광 조사 수단은, 파장을 선택한 광을 상기 기판에 조사하는 것을 특징으로 하는, 다결정 실리콘 박막 검사 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 촬상 수단은 편광 필터를 구비하고, 상기 기판으로부터의 반사광 중 상기 편광 필터를 투과한 광에 의한 1차 회절광의 상을 촬상하는 것을 특징으로 하는, 다결정 실리콘 박막 검사 장치.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 촬상 수단은 공간 필터를 구비하고, 상기 기판 표면의 다결정 실리콘 박막으로부터 발생한 1차 회절광의 상 중 일정한 피치로 형성된 1차 회절광의 상을 상기 공간 필터로 차광하고, 상기 공간 필터로 차광되지 않은 1차 회절광의 상을 촬상하는 것을 특징으로 하는, 다결정 실리콘 박막 검사 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 광 조사 수단과 상기 촬상 수단은, 상기 기판의 표면을 회전의 중심으로 하여 서로의 위치를 상대적으로 변경 가능한 구성을 갖고 있는 것을 특징으로 하는, 다결정 실리콘 박막 검사 장치.
  10. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 기판을 적재하여, XY 평면 내에서 이동 가능한 테이블 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는, 다결정 실리콘 박막 검사 장치.
  11. 표면에 다결정 실리콘 박막이 형성된 기판에, 광원으로부터 발사되어 집광 렌즈로 집광되고, 실린드리컬 렌즈로 일방향에서는 평행광으로, 해당 일방향과 직교하는 방향에서는 집광한 긴 형상으로 성형한 광으로 상기 기판 상의 조명 영역의 조명광량을 증가시켜 조사하고,
    상기 긴 형상으로 성형된 광이 조사된 상기 다결정 실리콘 박막의 표면으로부터 발생하는 1차 회절광의 파장을 파장 선택 필터로 선택하고, 해당 파장 선택 필터에 의해 선택된 파장의 1차 회절광의 상을 결상하고, 해당 결상한 상기 1차 회절광의 상을 촬상하고,
    상기 촬상하여 얻은 상기 1차 회절광의 상의 화상을 처리하여 상기 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 검사하고,
    상기 화상을 처리하여 검사한 상기 1차 회절광의 상을 상기 검사한 결과의 정보와 함께 화면 상에 표시하고,
    상기 파장 선택 필터로 상기 기판에 조사된 광 이외의 파장의 광을 차광하여 상기 1차 회절광의 상을 촬상하는 것을 특징으로 하는, 다결정 실리콘 박막 검사 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 광을, 상기 기판에 대하여 수직 방향으로부터 조사하는 것을 특징으로 하는, 다결정 실리콘 박막 검사 방법.
  13. 표면에 다결정 실리콘 박막이 형성된 광학적으로 투명한 기판에 상기 기판의 한쪽 면의 측으로부터, 광원으로부터 발사되어 집광 렌즈로 집광되고, 실린드리컬 렌즈로 일방향에서는 평행광으로, 해당 일방향과 직교하는 방향에서는 집광한 긴 형상으로 성형한 광으로 상기 기판 상의 조명 영역의 조명광량을 증가시켜 조사하고,
    상기 기판의 한쪽 면의 측으로부터 조사된 상기 긴 형상으로 성형된 광 중 상기 기판과 상기 다결정 실리콘 박막을 투과하여 상기 기판의 다른 쪽 면의 측에 출사된 광에 의해 상기 다른 쪽의 면의 측에 발생한 1차 회절광의 파장을 파장 선택 필터로 선택하고, 해당 파장 선택 필터에 의해 선택된 파장의 1차 회절광의 상을 결상하고, 해당 결상한 상기 1차 회절광의 상을 촬상하고,
    상기 촬상하여 얻은 상기 1차 회절광의 상을 처리하여 상기 다결정 실리콘 박막의 결정 상태를 검사하고,
    상기 처리한 1차 회절광의 상을 상기 검사한 결과의 정보와 함께 화면 상에 표시하고,
    상기 파장 선택 필터로 상기 기판에 조사된 광 이외의 파장의 광을 차광하여 상기 1차 회절광의 상을 촬상하는 것을 특징으로 하는, 다결정 실리콘 박막 검사 방법.
  14. 삭제
  15. 제11항 또는 제13항에 있어서,
    상기 기판에 조사하는 광은, 편광의 상태가 조정된 광인 것을 특징으로 하는, 다결정 실리콘 박막 검사 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 기판에 조사하는 광은, 파장이 선택된 광인 것을 특징으로 하는, 다결정 실리콘 박막 검사 방법.
  17. 제11항 또는 제13항에 있어서,
    상기 기판 표면의 다결정 실리콘 박막으로부터 발생한 1차 회절광의 상 중 일정한 피치로 형성된 1차 회절광의 상을 공간 필터로 차광하고, 상기 공간 필터로 차광되지 않은 1차 회절광의 상을 촬상하는 것을 특징으로 하는, 다결정 실리콘 박막 검사 방법.
  18. 삭제
  19. 제11항 또는 제13항에 있어서,
    상기 광을 기판에 조사하는 방향과 상기 1차 회절광의 상을 촬상하는 방향은, 상기 기판의 표면을 회전의 중심으로 하여 서로의 위치를 상대적으로 변경 가능한 것을 특징으로 하는, 다결정 실리콘 박막 검사 방법.
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