KR102426015B1 - Apparatus and method for inspecting polycrystal silicon layer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다결정 규소막의 검사 장치 및 검사 방법에 관한 것으로, 결정화된 다결정 규소막에 X-선을 조사하는 조사부, 상기 다결정 규소막으로부터 회절된 X-선을 검출하는 검출부, 그리고 상기 검출부로부터 상기 X-선의 회절각과 회절강도 데이터를 받아, 상기 다결정 규소막의 결정화도를 계산하여 상기 다결정 규소막의 불량여부를 판단하는 제어부를 포함한다.The present invention relates to an inspection apparatus and an inspection method for a polysilicon film, an irradiation unit irradiating X-rays to a crystallized polysilicon film, a detection unit detecting X-rays diffracted from the polysilicon film, and the X-rays from the detection unit - A control unit for receiving the diffraction angle and diffraction intensity data of the line, calculating the degree of crystallinity of the polysilicon film, and determining whether the polysilicon film is defective.
Description
본 발명은 다결정 규소막의 검사 장치 및 검사 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a polysilicon film inspection apparatus and inspection method.
유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display) 및 액정 표시 장치(liquid crystal display) 등과 같은 대부분의 평판형 표시 장치들은 박막 트랜지스터(thin film transistor)를 포함한다. 특히, 저온 다결정 규소 박막 트랜지스터(LTPS TFT)는 전자 이동도(carrier mobility)가 우수하여 고속 동작 회로에 적용이 가능하며 CMOS 회로 구성도 가능하다는 장점이 있어 널리 사용되고 있다.Most flat panel display devices such as organic light emitting diode displays and liquid crystal displays include thin film transistors. In particular, low-temperature polycrystalline silicon thin film transistors (LTPS TFTs) are widely used because they have excellent carrier mobility and thus can be applied to high-speed operation circuits and can also be configured in CMOS circuits.
저온 다결정 규소 박막 트랜지스터는 비정질 규소막을 결정화시켜 형성된 다결정 규소막을 포함한다. 비정질 규소막을 결정화하는 방법은 고상 결정화법(solid phase crystallization), 엑시머 레이저 결정화법(excimer laser crystallization), 및 금속 촉매를 이용한 결정화 방법 등이 있다.The low-temperature polycrystalline silicon thin film transistor includes a polycrystalline silicon film formed by crystallizing an amorphous silicon film. Methods of crystallizing the amorphous silicon film include a solid phase crystallization method, an excimer laser crystallization method, and a crystallization method using a metal catalyst.
다양한 결정화 방법 중 레이저를 이용한 결정화 방법은 저온 공정이 가능하여 상대적으로 기판에 미치는 열적 영향이 적고, 100cm2/Vs 이상의 상대적으로 높은 전자 이동도를 갖는 우수한 특성의 다결정 규소막을 만들 수 있기 때문에 널리 이용되고 있다.Among the various crystallization methods, the crystallization method using a laser is widely used because it can produce a polycrystalline silicon film with excellent properties with a relatively low thermal effect on the substrate because it can be processed at a low temperature, and has a relatively high electron mobility of 100 cm2/Vs or more. have.
한편, 다결정 규소막이 적절하게 결정화되었는지 확인하여, 다결정 규소막의 결정화도 또는 결정 입자를 검사하는 방안에 대하여 연구되고 있다.Meanwhile, research is being conducted on a method of inspecting the crystallinity or crystal grain of the polysilicon film by confirming whether the polysilicon film is properly crystallized.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 결정화된 다결정 규소막을 정밀하고 안정적으로 검사할 수 있는 다결정 규소막 검사 장치 및 검사 방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a polysilicon film inspection apparatus and inspection method capable of precisely and stably inspecting a crystallized polysilicon film.
본 발명의 일 실시예에 따른 다결정 규소막의 검사 장치는 결정화된 다결정 규소막에 X-선을 조사하는 조사부, 상기 다결정 규소막으로부터 회절된 X-선을 검출하는 검출부, 그리고 상기 검출부로부터 상기 X-선의 회절각과 회절강도 데이터를 받아, 상기 다결정 규소막의 결정화도를 계산하여 상기 다결정 규소막의 불량여부를 판단하는 제어부를 포함한다. An apparatus for inspecting a polysilicon film according to an embodiment of the present invention includes an irradiation unit irradiating X-rays to the crystallized polysilicon film, a detection unit detecting X-rays diffracted from the polysilicon film, and the X-ray from the detection unit. and a controller configured to receive the line diffraction angle and diffraction intensity data, calculate the degree of crystallinity of the polysilicon film, and determine whether the polysilicon film is defective.
상기 제어부는, 상기 검출된 X-선의 회절각과 회절강도로부터 면지수(Miller Index)를 계산하는 연산부, 그리고 상기 연산부로부터 계산된 면지수의 비율에 따라 다결정 규소막의 불량을 판단하는 판정부를 포함할 수 있다.The control unit may include a calculation unit for calculating a Miller Index from the diffraction angle and diffraction intensity of the detected X-rays, and a determination unit for judging the failure of the polysilicon film according to the ratio of the area index calculated from the calculation unit. have.
상기 연산부는, λ = 2d sinθ(λ는 조사된 X-선의 파장이고 θ는 회절각의 2배)에 따라 격자간의 거리 d를 계산하고, (a는 규소막의 격자상수)에 따라 면지수[hkl]을 계산할 수 있다. The calculation unit, λ = 2d Calculate the distance d between gratings according to sinθ (λ is the wavelength of the irradiated X-ray and θ is twice the diffraction angle), The plane index [hkl] can be calculated according to (a is the lattice constant of the silicon film).
상기 판정부는, 상기 다결정 규소막의 면지수 [100]의 비율이 50% 이상이면 양품으로 판단할 수 있다.The determination unit may determine that the polysilicon film has a good quality when the ratio of the area index [100] is 50% or more.
상기 다결정 규소막은 ELA(Excimer Laser Annealing) 결정화법, 고상 결정화법(solid phase crystallization), SGS(Super Grain Silicon) 결정화법, 또는 열처리 공정에 따라 결정화 될 수 있다. The polysilicon layer may be crystallized according to an excimer laser annealing (ELA) crystallization method, a solid phase crystallization method, a super grain silicon (SGS) crystallization method, or a heat treatment process.
본 발명의 일 실시예에 따른 다결정 규소막의 검사 방법은 결정화된 다결정 규소막에 X-선을 조사하는 단계, 상기 다결정 규소막으로부터 회절된 X-선을 검출하는 단계, 그리고 상기 검출단계에서 검출된 상기 X-선의 회절각과 회절강도 데이터를 이용하여 상기 다결정 규소막의 결정화도를 계산하여 다결정 규소막의 불량여부를 판단하는 단계를 포함한다.A method of inspecting a polysilicon film according to an embodiment of the present invention includes the steps of irradiating X-rays to the crystallized polysilicon film, detecting X-rays diffracted from the polysilicon film, and the detected in the detection step. and determining whether the polysilicon film is defective by calculating the degree of crystallinity of the polysilicon film using the diffraction angle and diffraction intensity data of the X-rays.
상기 다결정 규소막의 불량여부를 판단하는 단계는, 상기 검출된 X-선의 회절각과 회절강도로부터 면지수(Miller Index)를 계산하는 단계, 그리고 상기 계산하는 단계에서 계산된 면지수의 비율에 따라 다결정 규소막의 불량을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.Determining whether the polysilicon film is defective may include calculating a Miller Index from the detected X-ray diffraction angle and diffraction intensity, and according to the ratio of the area index calculated in the calculating step, polycrystalline silicon It may include the step of determining whether the film is defective.
상기 면지수를 계산하는 단계는,The step of calculating the surface index,
λ = 2dsinθ(λ는 조사된 X-선의 파장이고 θ는 회절각의 2배)에 따라 격자간의 거리 d를 계산하는 단계, 그리고 (a는 규소막의 격자상수)에 따라 면지수[hkl]을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. calculating the distance d between gratings according to λ = 2dsinθ (λ is the wavelength of the irradiated X-ray and θ is twice the diffraction angle), and The method may include calculating the plane index [hkl] according to (a is the lattice constant of the silicon film).
상기 다결정 규소막의 불량을 판단하는 단계는, 상기 다결정 규소막의 면지수 [100]의 비율이 50% 이상이면 양품으로 판단할 수 있다.In the step of determining the defect of the polysilicon layer, if the ratio of the area index [100] of the polysilicon layer is 50% or more, it may be determined as a good product.
상기 다결정 규소막은 ELA(Excimer Laser Annealing) 결정화법, 고상 결정화법(solid phase crystallization), SGS(Super Grain Silicon) 결정화법, 또는 열처리 공정에 따라 결정화될 수 있다.The polysilicon layer may be crystallized according to an excimer laser annealing (ELA) crystallization method, a solid phase crystallization method, a super grain silicon (SGS) crystallization method, or a heat treatment process.
본 발명의 실시예에 따른 다결정 규소막 검사 장치 및 검사 방법을 통하여 다결정 규소막을 정밀하고 안정적으로 검사할 수 있다.The polysilicon film can be precisely and stably inspected through the polysilicon film inspection apparatus and method according to an embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다결정 규소막 검사 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 결정화도가 낮은 비정질 규소막을 나타내는 도면이다.
도 3은 결정화도가 높은 비정질 규소막을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다결정 규소막 검사 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a block diagram showing a polysilicon film inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an amorphous silicon film having a low degree of crystallinity.
3 is a diagram illustrating an amorphous silicon film having a high degree of crystallinity.
4 is a flowchart illustrating a polysilicon film inspection method according to an embodiment of the present invention.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.With reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein.
또한, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In addition, throughout the specification, the same reference numerals are assigned to the same or similar components.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지는 않는다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In order to clearly express various layers and regions in the drawings, the thicknesses are enlarged. Throughout the specification, like reference numerals are assigned to similar parts. When a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” another part, it includes not only cases where it is “directly on” another part, but also cases where there is another part in between. Conversely, when we say that a part is "just above" another part, we mean that there is no other part in the middle.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 다결정 규소막 검사 장치 및 그의 방법을 설명한다.Hereinafter, an apparatus for inspecting a polysilicon film and a method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다결정 규소막 검사 장치를 나타내는 구성도이며, 도 2는 결정화도가 낮은 비정질 규소막을 나타내는 도면이며, 도 3은 결정화도가 높은 비정질 규소막을 나타내는 도면이다. 1 is a block diagram showing an apparatus for inspecting a polysilicon film according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing an amorphous silicon film having a low degree of crystallinity, and FIG. 3 is a view showing an amorphous silicon film having a high degree of crystallinity.
도 1에 나타난 바와 같이, 다결정 규소막 검사 장치(100)는 조사부(110), 검출부(120), 그리고 제어부(130)를 포함한다. As shown in FIG. 1 , the polysilicon
본 발명의 일 실시예에 따른 다결정 규소막의 검사 방법에 의한 검사 대상이 되는 다결정 규소막(210)은 기판(200) 상에 형성된다. 기판(200)은 유리 또는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있고, 예를 들면 절연막(도시하지 않음) 등이 형성된 유리 기판일 수 있다. 절연막으로는 산화 규소(SiO2)막, 질화 규소(SiN)막 또는 이들의 적층막이 형성될 수 있다. 이러한 절연막은 기판(200)으로부터 다결정 규소막(210)으로 불순물 등이 확산되는 것을 방지할 수 있다. The
본 실시예에 따른 다결정 규소막(210)은 ELA(Excimer Laser Annealing) 결정화법에 따라 결정화 된다. 그러나, 반드시 이에 한하는 것은 아니며 고상 결정화법(solid phase crystallization), SGS(Super Grain Silicon) 결정화법, 또는 열처리 공정 등의 다양한 결정화 방법에 의해 결정화 될 수 있다.The
조사부(110)는 다결정 규소막(210)의 표면으로 X-선을 조사한다. 본 실시예에 따른 다결정 규소막 검사장치(100)는 X-선이 조사되는 조사부(110)의 위치는 고정시키고, 기판(200)을 일축 회전시킴으로써, 조사각(ω)을 설정하도록 구성된 것이다. 조사각(ω)은 조사된 X-선과 기판(200)이 이루는 각도를 의미한다. 이 때, 검출부(120)는 조사되는 X-선을 기준으로 각도 2θ(ω=θ) 지점에 위치한다. 이러한 조사부(110)와 검출부(120)의 위치설정을 2θ-ω 방법이라 한다. 본 실시예에서 조사부(110)는 2θ-ω 방법에 따라 다결정 규소막(210)에 대해 X-선을 조사한다. The
이때, 검출부(120)는 다결정 규소막(210)으로부터 회절된 X-선 신호의 회절각도(θ) 및 회절강도를 검출한다. 회절각도(θ)는 입사된 X-선에 대하여 기판(200)에 대한 브래그 법칙을 만족하며 회절 되어 나오는 각도(θ)를 의미한다. 회절강도는 회절된 X-선 신호가 1초당 검출부(120)에 감지된 횟수를 카운트하여 검출한다. 검출부(120)에 의해 검출된 X-선 신호는 제어부(130)로 전송된다.At this time, the
제어부(130)는 검출부(120)로부터 전송된 X-선의 회절각도 및 회절강도를 분석하여 다결정 규소막(210)의 우선방위 정도 즉, 결정화도를 평가하여 다결정 규소막(210)의 불량 여부를 판단한다. 본 실시예에 따른 제어부(130)는 연산부(131) 그리고 판정부(132)를 포함할 수 있다. The
연산부(131)는 검출된 X-선의 회절각 및 회절강도에 따라 결정간의 거리를 계산하고, 격자상수를 이용하여 다결정 규소막(210) 결정면의 면지수(Miller Index)를 계산한다.The
본 실시예에 따른 연산부(131)는 가장 강한 강도를 갖는 피크(Peak)의 브래그 각(Bragg angle)을 이용하여 격자간의 거리를 계산한다. 즉, 브래그의 법칙인 λ = 2dsinθ (λ= 조사된 X-선의 파장, θ= 회절각의 2배, d= 격자간의 거리) 에 따라 격자간의 거리 d를 계산한다. The
이후, 연산부(131)는 입방정계의 면간거리 계산식 에 따라 격자간의 거리 d와 Si의 격자상수 a를 이용하여 면지수 [hkl]을 계산한다. After that, the calculating
판정부(132)는 연산부(131)에서 계산된 다결정 규소막(210)의 면지수[hkl] 비율에 따라 다결정 규소막(210)의 불량 여부를 판단한다. The
이때, 본 실시예에 따른 판정부(132)는 다결정 규소막(210)의 면지수 [100] 의 비율이 50% 이상인 경우 양품으로 판단한다. At this time, the
비정질 규소막에 엑시머 레이저를 조사하여 결정화시켜 다결정 규소막(210)을 형성하는 과정에서 레이저의 에너지 밀도나 레이저 조사 시간을 지나치게 줄이면, 도 3에 도시된 바와 같이 결정화도가 떨어져 비정질 상태로 남는 영역이 증가된다. 다결정 규소막(210)의 결정화도가 너무 낮아지면, 요구되는 특성을 만족시킬 수 없게 된다.If the laser energy density or laser irradiation time is excessively reduced in the process of forming the
반면, 레이저의 에너지 밀도를 높이거나 레이저 조사 시간을 늘리게 되면, 도 4에 도시된 바와 같이 결정화도가 증가하여 요구되는 특성을 만족시킬 수 있다. 그러나, 레이저의 에너지 밀도나 레이저 조사 시간을 지나치게 늘리게 되면 결정화 돌기에 의한 표면 거칠기가 급격히 증가하고, 공정 상의 손실이 증가하게 된다. On the other hand, if the energy density of the laser is increased or the laser irradiation time is increased, as shown in FIG. 4 , the degree of crystallinity is increased to satisfy the required properties. However, if the energy density of the laser or the laser irradiation time is excessively increased, the surface roughness due to the crystallization protrusion rapidly increases, and the loss in the process increases.
본 실시예에 따른 제어부(130)는 검출부(120)에서 검출된 X-선 신호의 회절각 및 회절 강도를 분석하여 회절면에 수직한 방향으로의 면지수(Miller Index)를 계산하여 다결정 규소막(210)의 결정화도를 평가하여 공정의 손실을 줄이고 적당한 결정화도가 진행되도록 레이저의 에너지 밀도나 조사 시간을 제어할 수 있다. The
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 다결정 규소막의 검사 방법에 대하여 앞에서 설명한 도 1 내지 도 3과 함께 도 4를 참고로 하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method for inspecting a polysilicon film according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 4 along with FIGS. 1 to 3 described above.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다결정 규소막 검사 방법을 나타낸 순서도이다. 4 is a flowchart illustrating a polysilicon film inspection method according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다결정 규소막 검사 방법은 먼저 다결정 규소막(210)의 표면에 X-선 신호를 조사한다(S100). 이때, 검사 대상이 되는 다결정 규소막(210)은 기판(200) 위에 형성된다. 기판(200)은 유리 또는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있고, 예를 들면 절연막 등이 형성된 유리 기판일 수 있다. 본 실시예에 따른 다결정 규소막(210)은 ELA(Excimer Laser Annealing) 결정화법에 따라 결정화 된다. 그러나, 반드시 이에 한하는 것은 아니며 고상 결정화법(solid phase crystallization), SGS(Super Grain Silicon) 결정화법, 또는 열처리 공정 등의 다양한 결정화 방법에 의해 결정화 될 수 있다.Referring to FIG. 4 , in the polysilicon film inspection method according to an embodiment of the present invention, an X-ray signal is first irradiated to the surface of the polysilicon film 210 ( S100 ). In this case, the
다결정 규소막(210)의 표면에 X-선을 조사하는 단계(S100)는, X-선이 조사되는 조사부(110)의 위치는 고정시키고, 기판(200)을 일축 회전시킴으로써, 조사각(ω)을 설정하도록 구성한다. 조사각(ω)은 조사된 X-선과 기판(200)이 이루는 각도를 의미한다. 이 때, 다결정 규소막(210)으로부터 회절된 X-선 신호를 검출하는 검출부(120)는 조사되는 X-선을 기준으로 각도 2θ(ω=θ) 지점에 위치한다. 이러한 조사부(110)와 검출부(120)의 위치설정을 2θ-ω 방법이라 한다. 본 실시예에서 조사부(110)는 2θ-ω 방법에 따라 다결정 규소막(210)에 대해 X-선을 조사한다. In the step of irradiating X-rays to the surface of the polysilicon film 210 ( S100 ), the position of the
이후, 다결정 규소막(210)으로부터 회절된 X-선 신호를 검출한다(S200). X-선 신호 검출 단계(S200)는 다결정 규소막(210)으로부터 회절된 X-선 신호의 회절각도 및 회절강도를 검출한다. 회절각도(θ)는 입사된 X-선에 대하여 기판(200)에 대한 브래그 법칙을 만족하며 회절 되어 나오는 각도(θ)를 의미한다. 회절강도는 회절된 X-선 신호가 1초당 감지된 횟수를 카운트 하여 검출할 수 있다. Thereafter, an X-ray signal diffracted from the
다음, X-선 신호 검출 단계(S200)에서 검출된 X-선의 회절각 및 회절강도를 분석하여 다결정 규소막(210)의 우선방위 정도 즉, 결정화도를 판단한다(S300).Next, the degree of preferential orientation of the
본 실시예에 따른 결정화도 판단 단계(S300)는, 검출된 X-선의 회절각 및 회절강도에 따라 결정간의 거리를 계산하고, 격자상수를 이용하여 회절면에 수직한 방향으로의 면지수(Miller Index)를 계산하여 결정화도를 판단한다. In the crystallinity determination step (S300) according to this embodiment, the distance between crystals is calculated according to the diffraction angle and diffraction intensity of the detected X-rays, and the plane index in the direction perpendicular to the diffraction plane using the lattice constant (Miller Index) ) to determine the degree of crystallinity.
본 실시예에 따른 결정화도 판단 단계(S300)는 검출 단계(S200)에서 검출된 가장 강한 강도를 갖는 피크(Peak)의 브래그 각(Bragg angle)을 이용하여 격자간의 거리를 계산한다. 즉, 브래그의 법칙인 λ = 2dsinθ (λ= 조사된 X-선의 파장, θ= 회절각의 2배, d= 격자간의 거리) 에 따라 격자간의 거리 d를 계산한다. In the crystallinity determination step S300 according to the present embodiment, the distance between the lattices is calculated using the Bragg angle of the peak having the strongest intensity detected in the detection step S200 . That is, the distance d between gratings is calculated according to Bragg's law, λ = 2dsinθ (λ = wavelength of the irradiated X-ray, θ = twice the diffraction angle, d = distance between gratings).
이후, 입방정계의 면간거리 계산식에 따라 격자간의 거리 d와 Si의 격자상수 a를 이용하여 면지수 [hkl]을 계산한다. Afterwards, the formula for calculating the interplanar distance of the cubic system Calculate the plane index [hkl] using the distance d between the lattices and the lattice constant a of Si.
다음, 결정화도 판단 단계(S300)에서 계산된 면지수의 비율에 따라서 다결정 규소막(210)의 불량여부를 판단한다(S400). 본 실시예에 따른 판단 단계(S400)는 다결정 규소막(210)의 면지수 [100] 비율이 50% 이상인 경우 양품으로 판단하고, 면지수 [100]의 비율이 50% 미만인 경우에는 불량품으로 판단한다. Next, it is determined whether the
비정질 규소막에 엑시머 레이저를 조사하여 결정화시켜 다결정 규소막(210)을 형성하는 과정에서 레이저의 에너지 밀도나 레이저 조사 시간을 지나치게 줄이면, 도 3에 도시된 바와 같이 결정화도가 떨어져 비정질 상태로 남는 영역이 증가된다. 다결정 규소막(210)의 결정화도가 너무 낮아지면, 요구되는 특성을 만족시킬 수 없게 된다.If the laser energy density or laser irradiation time is excessively reduced in the process of forming the
반면, 레이저의 에너지 밀도를 높이거나 레이저 조사 시간을 늘리게 되면, 도 4에 도시된 바와 같이 결정화도가 증가하여 요구되는 특성을 만족시킬 수 있다. 그러나, 레이저의 에너지 밀도나 레이저 조사 시간을 지나치게 늘리게 되면 결정화 돌기에 의한 표면 거칠기가 급격히 증가하고, 공정 상의 손실이 증가하게 된다. On the other hand, if the energy density of the laser is increased or the laser irradiation time is increased, as shown in FIG. 4 , the degree of crystallinity is increased to satisfy the required properties. However, if the energy density of the laser or the laser irradiation time is excessively increased, the surface roughness due to the crystallization protrusion rapidly increases, and the loss in the process increases.
본 실시예에 따른 다결정 규소막의 검사 방법은 다결정 규소막(210)으로부터 검출된 X-선 신호의 회절각 및 회절 강도를 분석하여 회절면에 수직한 방향으로의 면지수(Miller Index)를 계산하여 다결정 규소막(210)의 결정화도를 평가함으로써 공정의 손실을 줄이고 적당한 결정화도가 진행되도록 레이저의 에너지 밀도나 조사 시간을 제어할 수 있다. The inspection method of the polysilicon film according to this embodiment analyzes the diffraction angle and diffraction intensity of the X-ray signal detected from the
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also provided. is within the scope of the
100: 다결정 규소막 검사장치
110: 조사부
120: 검출부
130: 제어부
131: 연산부
132: 판정부
200: 기판
210: 다결정 규소막100: polysilicon film inspection device
110: investigation unit
120: detection unit
130: control unit
131: arithmetic unit
132: judgment unit
200: substrate
210: polycrystalline silicon film
Claims (10)
상기 다결정 규소막으로부터 회절된 X-선을 검출하는 검출부, 그리고
상기 검출부로부터 상기 X-선의 회절각과 회절강도 데이터를 받아, 상기 다결정 규소막의 결정화도를 계산하여 상기 다결정 규소막의 불량여부를 판단하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 검출된 X-선의 회절각과 회절강도로부터 면지수(Miller Index)를 계산하는 연산부, 그리고
상기 연산부로부터 계산된 면지수의 비율에 따라 다결정 규소막의 불량을 판단하는 판정부를 포함하는
다결정 규소막의 검사 장치. An irradiation unit that irradiates X-rays to the crystallized polycrystalline silicon film,
a detector for detecting X-rays diffracted from the polysilicon film, and
a control unit for receiving the diffraction angle and diffraction intensity data of the X-rays from the detection unit, calculating the crystallinity of the polysilicon film, and determining whether the polysilicon film is defective;
The control unit is
a calculator for calculating a Miller Index from the detected X-ray diffraction angle and diffraction intensity; and
Comprising a determination unit for judging the failure of the polysilicon film according to the ratio of the plane index calculated from the calculation unit
Inspection apparatus for polycrystalline silicon film.
상기 연산부는, λ = 2dsinθ(λ는 조사된 X-선의 파장이고 θ는 회절각의 2배)에 따라 격자간의 거리 d를 계산하고,
(a는 규소막의 격자상수)에 따라 면지수[hkl]을 계산하는 다결정 규소막의 검사 장치.In claim 1,
The calculator calculates the distance d between the gratings according to λ = 2dsinθ (λ is the wavelength of the irradiated X-ray and θ is twice the diffraction angle),
A polysilicon film inspection device that calculates the plane index [hkl] according to (a is the lattice constant of the silicon film).
상기 판정부는, 상기 다결정 규소막의 면지수 [100]의 비율이 50% 이상이면 양품으로 판단하는 다결정 규소막의 검사 장치.In claim 1,
The determination unit is a polysilicon film inspection device that determines that the polysilicon film has a good quality when the ratio of the area index [100] is 50% or more.
상기 다결정 규소막은 ELA(Excimer Laser Annealing) 결정화법, 고상 결정화법(solid phase crystallization), SGS(Super Grain Silicon) 결정화법, 또는 열처리 공정에 따라 결정화되는 다결정 규소막의 검사 장치.In claim 1,
The polysilicon film is an inspection apparatus for a polysilicon film which is crystallized according to an excimer laser annealing (ELA) crystallization method, a solid phase crystallization method, a super grain silicon (SGS) crystallization method, or a heat treatment process.
상기 다결정 규소막으로부터 회절된 X-선을 검출하는 단계, 그리고
상기 X-선 검출단계에서 검출된 상기 X-선의 회절각과 회절강도 데이터를 이용하여 상기 다결정 규소막의 결정화도를 판단하여 다결정 규소막의 불량여부를 판단하는 단계를 포함하고,
상기 다결정 규소막의 불량여부를 판단하는 단계는,
상기 검출된 X-선의 회절각과 회절강도로부터 면지수(Miller Index)를 계산하는 단계, 그리고
상기 계산하는 단계에서 계산된 면지수의 비율에 따라 다결정 규소막의 불량을 판단하는 단계를 포함하는 다결정 규소막의 검사 방법.Irradiating X-rays to the crystallized polycrystalline silicon film,
detecting X-rays diffracted from the polysilicon film, and
and determining whether the polysilicon film is defective by determining the degree of crystallinity of the polysilicon film using the diffraction angle and diffraction intensity data of the X-ray detected in the X-ray detection step,
The step of determining whether the polysilicon film is defective,
calculating a Miller Index from the diffraction angle and diffraction intensity of the detected X-rays, and
and determining whether the polysilicon film is defective according to the ratio of the plane index calculated in the calculating step.
상기 면지수를 계산하는 단계는,
λ = 2dsinθ(λ는 조사된 X-선의 파장이고 θ는 회절각의 2배)에 따라 격자간의 거리 d를 계산하는 단계, 그리고
(a는 규소막의 격자상수)에 따라 면지수[hkl]을 계산하는 단계를 포함하는 다결정 규소막의 검사 방법.In claim 6,
The step of calculating the surface index,
calculating the distance d between gratings according to λ = 2dsinθ (λ is the wavelength of the irradiated X-ray and θ is twice the diffraction angle), and
A method of inspecting a polysilicon film, comprising the step of calculating a plane index [hkl] according to (a is a lattice constant of the silicon film).
상기 다결정 규소막의 불량을 판단하는 단계는,
상기 다결정 규소막의 면지수 [100]의 비율이 50% 이상이면 양품으로 판단하는 다결정 규소막의 검사 방법.In claim 6,
Determining the defect of the polysilicon film comprises:
An inspection method of a polysilicon film in which the ratio of the area index [100] of the polysilicon film is 50% or more, which is determined to be a good product.
상기 다결정 규소막은 ELA(Excimer Laser Annealing) 결정화법, 고상 결정화법(solid phase crystallization), SGS(Super Grain Silicon) 결정화법, 또는 열처리 공정에 따라 결정화되는 다결정 규소막의 검사 방법.In claim 6,
The polysilicon film is an ELA (Excimer Laser Annealing) crystallization method, a solid phase crystallization method (solid phase crystallization), SGS (Super Grain Silicon) crystallization method, or an inspection method of the polysilicon film crystallized according to a heat treatment process.
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