專(zhuān)利名稱(chēng)：結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)及方法，尤指可達(dá)實(shí)時(shí)、快速且可靠的制程監(jiān)控，在制程中即可實(shí)時(shí)且完全掌控的，精確且快速，不需若現(xiàn)有技術(shù)耗時(shí)在薄膜結(jié)晶的檢測(cè)上，使產(chǎn)品產(chǎn)量多、可靠度提升且良率高。
然一般需量產(chǎn)皆須低溫制程，最熱門(mén)的低溫多晶硅TFT LCD最主要的特性是有2個(gè)Order以上的電子移動(dòng)率(Mobility)，驅(qū)動(dòng)電路可直接制在基板上及畫(huà)素(Pixel)可以做得很小等優(yōu)勢(shì)，因此可制成高品質(zhì)的液晶顯示器(LCD)。而目前低溫Poly-Si TFT LCD的技術(shù)可分二種，固相結(jié)晶化(SolidPhase Crystallization，SPC)的制程技術(shù)，以及激光退火結(jié)晶(LaserAnnealing Crystallization，LAC)的制程技術(shù)。SPC制程技術(shù)是從1984年由Seiko Epson開(kāi)始使用，因品質(zhì)無(wú)法提升至要求水平，目前已很少?gòu)S商使用。而LAC制程技術(shù)是從1992年被運(yùn)用到Poly-Si TFT LCD制程上，目前業(yè)界多以激光退火結(jié)晶(LAC)制成低溫多晶硅TFT LCD，其所使用的是準(zhǔn)分子激光(Excimer Laser)，以Ar的激光光點(diǎn)進(jìn)行每秒數(shù)米的高速掃描，使非結(jié)晶硅形成多結(jié)晶硅。
然一般而言，在激光退火進(jìn)行非晶硅的低溫多晶硅結(jié)晶步驟時(shí)，所形成的多晶硅的結(jié)晶尺寸(Grain sizes)越大，越均勻，電子移動(dòng)率越高，因此結(jié)晶品質(zhì)為成敗的關(guān)鍵所在。是如

圖1所示，是在激光退火進(jìn)行非晶硅的低溫多晶硅結(jié)晶步驟時(shí)，所形成的多晶硅的結(jié)晶尺寸對(duì)均均度及電子移動(dòng)率的情形的簡(jiǎn)單示意圖。清楚看出，結(jié)晶品質(zhì)監(jiān)控的重要性。但目前監(jiān)控結(jié)晶品質(zhì)技術(shù)仍有極大的缺陷，其主要有掃描式電子顯微鏡(SEM)，以及人工檢查兩種。對(duì)于以掃描式電子顯微鏡監(jiān)測(cè)而言，其僅能在結(jié)晶完成之后觀看其結(jié)晶情形，或再分析其是否結(jié)晶情形，SEM成本高、費(fèi)時(shí)，且無(wú)法作實(shí)時(shí)監(jiān)控，只能作日后的改善參考。至于土法煉鋼的人工檢查，速度雖較快，可實(shí)時(shí)監(jiān)控，但人為誤差大、不可靠，監(jiān)測(cè)結(jié)果因人而異，不夠精準(zhǔn)，且無(wú)法建立品質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)作管制。
因此，對(duì)于激光退火進(jìn)行非晶硅的低溫多晶硅而言，業(yè)者急需建立一完整且正確的監(jiān)控系統(tǒng)，且能實(shí)時(shí)監(jiān)控、建立品管數(shù)據(jù)庫(kù)。為此，本發(fā)明即是提出一對(duì)于非晶薄膜經(jīng)以如激光退火等為核心技術(shù)形成結(jié)晶薄膜后，直接進(jìn)行監(jiān)控結(jié)晶品質(zhì)，如此改善取代上述種種缺陷，可達(dá)實(shí)時(shí)、快速且可靠的監(jiān)控，且可配合機(jī)臺(tái)建立品管數(shù)據(jù)庫(kù)，與其它檢測(cè)機(jī)臺(tái)聯(lián)機(jī)，建立整廠監(jiān)控系統(tǒng)。
本發(fā)明的次要目的是提供一種結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)及方法，舍棄單獨(dú)高成本的機(jī)臺(tái)及低可靠度的人為監(jiān)控，取二者的優(yōu)勢(shì)一并利用，舍棄二者的缺陷，再利用一新數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可與其它外圍檢測(cè)機(jī)臺(tái)聯(lián)機(jī)，建立整廠監(jiān)控系統(tǒng)，提供更低成本且更簡(jiǎn)單操作的監(jiān)控。
本發(fā)明的再一目的是提供一種結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)，明了不復(fù)雜，維護(hù)成本低，對(duì)操作者端而言，操作簡(jiǎn)易且可靠。
本發(fā)明是一種結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)及方法，該結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)主要包含一訊號(hào)擷取系統(tǒng)及一與其聯(lián)機(jī)的數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)兩部分，該訊號(hào)擷取系統(tǒng)包含至少一光源單元，是可投射出光源；至少一承載單元，各該承載單元是可承載若干待測(cè)的結(jié)晶薄膜，且所述光源單元投射出的光源是可通過(guò)承載單元承載的結(jié)晶薄膜；一感測(cè)單元組，包含若干感測(cè)單元，可接收感測(cè)所述光源單元投射出的光源，于通過(guò)所述承載單元承載的結(jié)晶薄膜的光源訊號(hào)；其中，該數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)是與該感測(cè)單元組聯(lián)機(jī)，可整合處理來(lái)自該訊號(hào)擷取系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。
而以上述結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)施行的監(jiān)控方法，其步驟包含(a)以光源照射若干安置于若干承載單元上的待測(cè)結(jié)晶薄膜；(b)擷取該光源照射過(guò)待測(cè)結(jié)晶薄膜的訊號(hào)。
(c)以一數(shù)據(jù)處理器整合該結(jié)晶薄膜訊號(hào)數(shù)據(jù)；(d)將該整合后的數(shù)據(jù)輸入于一數(shù)據(jù)庫(kù)并進(jìn)行搜尋；(e)將該結(jié)晶薄膜訊號(hào)數(shù)據(jù)與該數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)步驟，并依據(jù)比對(duì)結(jié)果產(chǎn)生一可供判讀的結(jié)果信息；(f)最后，結(jié)果信息輸出。
此外，可使該擷取訊號(hào)轉(zhuǎn)換為可供判讀的復(fù)數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)數(shù)值，各該數(shù)據(jù)數(shù)值是形為N維的監(jiān)控標(biāo)的，且≥1；并搜尋出一M維監(jiān)控范圍，M≥1，但M≤N，且該監(jiān)控范圍是自該監(jiān)控標(biāo)的所選擇出的適當(dāng)范圍；以該結(jié)晶薄膜訊已轉(zhuǎn)換為可供判讀的數(shù)據(jù)數(shù)值座落于該監(jiān)控范圍的情形，作為結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控優(yōu)劣的依據(jù)。
數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)的構(gòu)成要件是包括有一數(shù)據(jù)處理器，以及一數(shù)據(jù)庫(kù)。
數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)的構(gòu)成要件還包括若干模塊，可對(duì)訊號(hào)擷取系統(tǒng)取得的數(shù)據(jù)加以校正、比對(duì)及判斷。
數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)的構(gòu)成要件還包括若干外掛的輸出裝置與該數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)聯(lián)機(jī)。
附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明300-本發(fā)明的結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)；301-訊號(hào)擷取系統(tǒng)；3000-待測(cè)結(jié)晶薄膜；3012-光源單元；3012a-反射光源；3012b-非反射光源；3013-感測(cè)單元組；3013a、3013b-感測(cè)單元；3014-支承裝置；3015-光散射單元；3016-承載單元；302-數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)；3021-數(shù)據(jù)處理器；3022-數(shù)據(jù)庫(kù)；3023-比對(duì)模塊；3024-校正模塊；3025-判斷模塊；3026-記憶模塊；3027-打印機(jī)制；3028-顯示器；3029-激光機(jī)臺(tái)；3030-外圍檢測(cè)機(jī)臺(tái)；3031-品管數(shù)據(jù)庫(kù)；401、402、403、404、405、406、407、408、409、410、411、412、413、414、415-本發(fā)明的結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控方法實(shí)施流程。
日前被普遍視為明日的星的TFT LCD產(chǎn)業(yè)，對(duì)于關(guān)鍵的一的低溫多晶硅(low temp poly-Si)TFT LCD激光退火結(jié)晶因主要具有高電子移動(dòng)率(electron mobility)、驅(qū)動(dòng)電路可直接制在基板上及畫(huà)素(Pixel)可以做得很小等優(yōu)勢(shì)，因此可制成高品質(zhì)的LCD。而目前業(yè)界多以激光退火結(jié)晶(LAC)制成低溫多晶硅TFT LCD，其所使用的是準(zhǔn)分子激光(Excimer Laser)，以Ar的激光光點(diǎn)進(jìn)行每秒數(shù)米的高速掃瞄，使非結(jié)晶硅形成多結(jié)晶硅。而因結(jié)晶薄膜的結(jié)晶品質(zhì)實(shí)為關(guān)鍵技術(shù)的一，因此本發(fā)明是對(duì)于結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控提出優(yōu)質(zhì)的系統(tǒng)及方法。
請(qǐng)參閱圖2所示，是本發(fā)明的結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施例的示意圖。一結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)300，其主要包含一訊號(hào)擷取系統(tǒng)301及一數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)302兩部分。
該訊號(hào)擷取部301是用以擷取待測(cè)結(jié)晶薄膜的相關(guān)參數(shù)訊號(hào)，其主要包含有若干光源單元(light source unit)3012，其可依所需為單或多光源設(shè)計(jì)，如圖標(biāo)中的反射光源3012a及非反射光源3012b，該非反射光源3012b需再藉以照射至一光散射單元(optical diffusion unit)3015，以達(dá)同等光程，該光散射單元3015是散射鏡(diffusion mirror)或光纖等構(gòu)成，所述光源單元是鎢絲、鹵素或汞燈等，為單一或同時(shí)使用者，可投射出光源照射待測(cè)結(jié)晶薄膜3000。
至少一承載單元(Stage unit)3016，各該承載單元3016是可承載待測(cè)的結(jié)晶薄膜3000，可以單一或同時(shí)監(jiān)測(cè)若干待測(cè)結(jié)晶薄膜3000，且上述光源單元3012投射出的光源是可通過(guò)承載單元3016承載的結(jié)晶薄膜3000，其中承載單元3016是自動(dòng)或手動(dòng)承載，并以玻璃或晶圓舟(cassette)所組成。
一感測(cè)單元組3013，可接收感測(cè)所述光源單元3012投射出的光源于通過(guò)承載單元3016承載的結(jié)晶薄膜3000的光源訊號(hào)，該感測(cè)單元組3013是可為單一或多個(gè)感測(cè)單元(sensor)，單個(gè)、線形、面形3013a、3013b等，是如光感測(cè)單元(photo-sensor)、電荷耦合組件(CCD)或互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體(CMOS)，再加上透鏡(lens)所組成，光線或平面光源訊號(hào)皆可感測(cè)到。
最后為使訊號(hào)擷取系統(tǒng)301更具完整性，可加入設(shè)計(jì)一支承裝置(holdingunit)3014可承置上述各構(gòu)成要件，其承置方式并無(wú)一定方式，但須達(dá)到所述光源單元3012投射出的光源可通過(guò)所述承載單元3016承載的結(jié)晶薄膜3000；所述感測(cè)單元組3013可接收感測(cè)所述光源單元3012投射出的光源于通過(guò)承載單元3016承載的結(jié)晶薄膜3000的光源訊號(hào)的要求，其形狀及構(gòu)成均不需嚴(yán)格規(guī)定。
而至于結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)300的另一部份的數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)302，是與上述的訊號(hào)擷取部301相互聯(lián)機(jī)，用以整合處理來(lái)自該訊號(hào)擷取系統(tǒng)301的訊號(hào)，該數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)302主要包含有一數(shù)據(jù)處理器(Data processing unit)3012，是如計(jì)算機(jī)的CPU微處理器等，其是可處理來(lái)自該訊號(hào)擷取系統(tǒng)301的訊號(hào)，使其整理轉(zhuǎn)換成可供閱讀的數(shù)值、參數(shù)；一數(shù)據(jù)庫(kù)(data base)3022，該數(shù)據(jù)庫(kù)3022已存有至少一組待測(cè)結(jié)晶薄膜3000的優(yōu)良結(jié)晶薄膜的數(shù)值數(shù)據(jù)及劣質(zhì)結(jié)晶薄膜的數(shù)值數(shù)據(jù)，當(dāng)然視待測(cè)結(jié)晶薄膜3000的種類(lèi)而定，可存入多種不同待測(cè)結(jié)晶薄膜的數(shù)據(jù)；一比對(duì)模塊3023，該比對(duì)模塊3023是可將數(shù)據(jù)處理3021自訊號(hào)擷取系統(tǒng)301取得轉(zhuǎn)換的數(shù)值、參數(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)3022的既存數(shù)據(jù)作比對(duì)；一校正模塊3024，該校正模塊3024是可將數(shù)據(jù)處理器3021自訊號(hào)擷取系統(tǒng)301取得轉(zhuǎn)換的數(shù)值、參數(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)3022的既存數(shù)據(jù)作比對(duì)后校正，可得知多個(gè)需校正久數(shù)值方向，是如對(duì)光源單元3012而言，穩(wěn)定度校正、均勻度校正；對(duì)光散射單元3015而言，定位校正；對(duì)感測(cè)單元組3013而言，數(shù)據(jù)校正；對(duì)支承裝置3014而言，幾何失真校正、陰影校正等；一判斷模塊3025，該判斷模塊3025是可將來(lái)自校正模塊3024、比對(duì)模塊3023的數(shù)據(jù)作一適當(dāng)判斷，自比對(duì)模塊3023的數(shù)據(jù)判斷該待測(cè)結(jié)晶薄膜3000的品質(zhì)優(yōu)劣加以監(jiān)控的；或根據(jù)校正模塊3024的數(shù)據(jù)判斷失真的各構(gòu)成要件是否需加以校正的情形；當(dāng)然抑或兩者皆進(jìn)行的，最后皆產(chǎn)生一可供判讀的結(jié)果信息；一記憶模塊3026，該記憶模塊3026將上述判斷模塊3025判斷的結(jié)果記錄下來(lái)，并可依不同實(shí)際情形加以分類(lèi)記錄或統(tǒng)計(jì)記錄。
上述各部是數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)302的各主要構(gòu)成要件，然而還可包含若干外掛的輸出裝置，可使數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)302的功能更加健全，輸出裝置可如一顯示器(monitor)3028，該顯示器可將判斷模塊3025的最終判斷結(jié)果顯示出，由操作者端瀏覽的；或者，聯(lián)機(jī)在任一構(gòu)成要件上，以供操作者端隨時(shí)想瀏覽的；一打印機(jī)制3027，打印出判斷模塊3025的結(jié)果，供操作者端閱讀；一激光機(jī)臺(tái)(laser device)3029，該激光機(jī)臺(tái)3029與判斷模塊3025聯(lián)機(jī)，其功用為依據(jù)判斷模塊3025判斷結(jié)果調(diào)整激光能量等參數(shù)，可供后續(xù)的品管數(shù)據(jù)庫(kù)3031搭配建立。
外圍檢測(cè)機(jī)臺(tái)3030，其包含若干制程所需外圍檢測(cè)機(jī)臺(tái)，是如組件電性測(cè)試機(jī)(WAT)、數(shù)組測(cè)試機(jī)(array-tester)、點(diǎn)燈測(cè)試機(jī)(light-on tester)，上述若干外圍檢測(cè)機(jī)臺(tái)3030是與激光機(jī)臺(tái)3029聯(lián)機(jī)，使其它實(shí)時(shí)檢測(cè)信息亦同時(shí)聯(lián)機(jī)的。
一品管數(shù)據(jù)庫(kù)3031，該品管數(shù)據(jù)庫(kù)3031是將上述數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)302的主要構(gòu)成要件數(shù)據(jù)處理器3021、數(shù)據(jù)庫(kù)3022、比對(duì)模塊3023、校正模塊3024、判斷模塊3025、記憶模塊3026以及若干外掛的輸出裝置激光機(jī)臺(tái)3029、外圍檢測(cè)機(jī)臺(tái)3030等數(shù)據(jù)作一連串的統(tǒng)計(jì)、分類(lèi)及整合，建立整廠品管監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，供操作者端隨時(shí)能夠明了掌控制程作業(yè)的情形，作適當(dāng)?shù)奶幚怼?br> 以上所述是本發(fā)明的結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施例，然而其實(shí)施方式請(qǐng)參考圖3，是本發(fā)明的結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控方法實(shí)施例流程圖。
步驟401首先，將若干待測(cè)的結(jié)晶薄膜3000安置于數(shù)據(jù)擷取系統(tǒng)301的承載單元3016上，其可以單一或同時(shí)若干待測(cè)結(jié)晶薄膜3000安置。
步驟402以光源單元3012投射出的光源照射承載單元3016承載的結(jié)晶薄膜3000。
步驟403感測(cè)單元組3013擷取光源單元3012投射出的光源于通過(guò)結(jié)晶薄膜3000的光源訊號(hào)。
步驟404數(shù)據(jù)處理器3031處理來(lái)自該訊號(hào)擷取系統(tǒng)301的訊號(hào)，使其整理轉(zhuǎn)換成可供閱讀的數(shù)值、參數(shù)。
步驟405數(shù)據(jù)庫(kù)3022搜尋，搜尋出該數(shù)據(jù)庫(kù)3022既存的至少一組待測(cè)結(jié)晶薄膜3000的優(yōu)良結(jié)晶薄膜的數(shù)值數(shù)據(jù)及劣質(zhì)結(jié)晶薄膜的數(shù)值數(shù)據(jù)。
步驟406比對(duì)數(shù)據(jù)，利用比對(duì)模塊3023將數(shù)據(jù)處理器3021自訊號(hào)擷取系統(tǒng)301取得轉(zhuǎn)換的數(shù)值、參數(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)3022的既存數(shù)據(jù)作比對(duì)。
步驟407校正數(shù)據(jù)，利用校正模塊3024將數(shù)據(jù)處理器3021自訊號(hào)擷取系統(tǒng)301取得轉(zhuǎn)換的數(shù)值、參數(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)3022的既存數(shù)據(jù)作比對(duì)后校正，可得知多個(gè)需校正的數(shù)值方向，對(duì)有需要的構(gòu)成要件進(jìn)行校正動(dòng)作，是如對(duì)光源單元3012而言，穩(wěn)定度校正、均勻度校正；對(duì)光散射單元3015而言，定位校正；對(duì)感測(cè)單元組3013而言，數(shù)據(jù)校正；對(duì)支承裝置3014而言，幾何失真校正、陰影校正等。
步驟408判斷數(shù)據(jù)，利用判斷模塊3025將來(lái)自校正模塊3024、比對(duì)模塊3023的數(shù)據(jù)作一適當(dāng)判斷，以對(duì)該待測(cè)結(jié)晶薄膜3000的品質(zhì)優(yōu)劣加以監(jiān)控的；或根據(jù)校正模塊3024的數(shù)據(jù)判斷失真的各構(gòu)成要件是否需加以校正的情形；當(dāng)然抑或兩者皆進(jìn)行的，最后皆產(chǎn)生一可供判讀的結(jié)果信息；步驟409步驟408之后，可選擇打印出判斷數(shù)據(jù)的結(jié)果，供操作者端閱讀。
步驟410步驟408之后，可選擇將判斷數(shù)據(jù)的結(jié)果的最終判斷結(jié)果顯示出，由操作者端瀏覽的。
步驟412步驟408之后，可選擇與激光機(jī)臺(tái)3029聯(lián)機(jī)，輸入數(shù)據(jù)，其功用為依據(jù)判斷模塊3025判斷結(jié)果調(diào)整激光能量等參數(shù)，可供后續(xù)的品管數(shù)據(jù)庫(kù)3031搭配建立。
步驟413數(shù)據(jù)輸入外圍檢測(cè)機(jī)臺(tái)3030，其包含若制程所需外圍檢測(cè)機(jī)臺(tái)，是如組件電性測(cè)試機(jī)(WAT)、數(shù)組測(cè)試機(jī)(array-tester)、點(diǎn)燈測(cè)試機(jī)(light-on tester)，使其它實(shí)時(shí)檢測(cè)信息亦同時(shí)聯(lián)機(jī)的。
步驟414鍵入品管數(shù)據(jù)庫(kù)3031，該品管數(shù)據(jù)庫(kù)3031是將上述所有數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)的主要構(gòu)成要件等數(shù)據(jù)作一連串的統(tǒng)計(jì)、分類(lèi)及整合。
步驟415將上述品管數(shù)據(jù)庫(kù)3031建立整廠品管監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，供操作者端隨時(shí)能夠明了掌控制程作業(yè)的情形，作適當(dāng)?shù)奶幚怼?br> 步驟411而在步驟408之后，亦可選擇直接記憶數(shù)據(jù)，將判斷的結(jié)果記錄下來(lái)，并可依不同實(shí)際情形加以分類(lèi)記錄或統(tǒng)計(jì)記錄。
步驟411之后，再至步驟414，鍵入品管數(shù)據(jù)庫(kù)3031，該品管數(shù)據(jù)庫(kù)3031是將上述所有數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)302的主要構(gòu)成要件等數(shù)據(jù)作一連串的統(tǒng)計(jì)、分類(lèi)及整合。最后，同樣至步驟415，將上述品管數(shù)據(jù)庫(kù)建立整廠品管監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，供操作者端隨時(shí)能夠明了掌控制程作業(yè)的情形，作適當(dāng)?shù)奶幚怼?br> 于此，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例于結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控是以上述的監(jiān)控系統(tǒng)及方法實(shí)施的，然所欲監(jiān)控的標(biāo)的實(shí)施方式，是以圖4表示的，當(dāng)所擷取的結(jié)晶薄膜訊號(hào)以一數(shù)據(jù)處理器整合的，使該擷取訊號(hào)轉(zhuǎn)換為可供判讀的復(fù)數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)數(shù)值，各該數(shù)據(jù)數(shù)值是形為N維的監(jiān)控標(biāo)的(Feature)，且N≥1；并設(shè)計(jì)出一M維監(jiān)控范圍(ROC，Region of Classification)，M≥1，但M≤N，亦即監(jiān)控范圍是自監(jiān)控標(biāo)的所選擇出的適當(dāng)者，該監(jiān)控范圍可為待測(cè)結(jié)晶薄膜的優(yōu)良結(jié)晶薄膜的數(shù)值數(shù)據(jù)或是劣質(zhì)結(jié)晶薄膜的數(shù)值數(shù)據(jù)，而以所擷取訊號(hào)轉(zhuǎn)換為可供判讀的復(fù)數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)數(shù)值點(diǎn)落在監(jiān)控范圍的情形，作為監(jiān)控結(jié)晶薄膜品質(zhì)優(yōu)劣的依據(jù)。
而其中所述的監(jiān)控標(biāo)的是包含結(jié)晶薄膜于可見(jiàn)光/不可見(jiàn)光的穿透率頻譜(transmittance)、反射率頻譜(reflectance)、色度(chromaticity)、灰度(achromaticity)、均勻度(uniformity)、條紋(point/line/texture)等類(lèi)別標(biāo)的，當(dāng)然并非上述所有類(lèi)別皆須完全監(jiān)控的，可以前述的感測(cè)單元組3013，接收感測(cè)所述光源單元3012投射出的光源于通過(guò)承載單元3016承載的結(jié)晶薄膜3000的光源訊號(hào)，再適當(dāng)挑選所需監(jiān)控的若干標(biāo)的為依歸實(shí)施的。
以上所述是本發(fā)明結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)及方法的較佳實(shí)施例說(shuō)明，主要是在形成低溫多晶硅的制程，對(duì)于非晶薄膜經(jīng)以如激光退火等為核心技術(shù)形成結(jié)晶薄膜后，利用該結(jié)晶薄膜的不同晶粒尺寸對(duì)照射光線穿透率及反射率不同，對(duì)若干監(jiān)控標(biāo)的直接進(jìn)行監(jiān)控結(jié)晶品質(zhì)，選取較佳監(jiān)控范圍，如此以取代習(xí)知的掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察；或是操作員人為目測(cè)觀察等。
本發(fā)明是至少具有下列優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明是利用一結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，其特殊的訊號(hào)擷取系統(tǒng)設(shè)計(jì)可達(dá)實(shí)時(shí)、快速且可靠的制程監(jiān)控，在制程中即可實(shí)時(shí)且完全掌控的，精確且快速，不需若習(xí)知技術(shù)耗時(shí)在薄膜結(jié)晶的檢測(cè)上，使產(chǎn)品產(chǎn)量時(shí)、可靠度提升且良率高。
2、舍棄單獨(dú)高成本的機(jī)臺(tái)及低可靠度人為監(jiān)控，取二者的優(yōu)勢(shì)一并利用，舍棄二者缺陷，再利用一新數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可配合激光機(jī)臺(tái)建立品管數(shù)據(jù)庫(kù)，與其它外圍檢測(cè)機(jī)臺(tái)聯(lián)機(jī)，建立整廠監(jiān)控系統(tǒng)，提供更低成本且更簡(jiǎn)單操作的監(jiān)控，大幅降低該業(yè)的成本，提升LCD產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。
3、本發(fā)明的結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成清楚、簡(jiǎn)單，維護(hù)成本低，對(duì)操作者端而言，操作簡(jiǎn)易且可靠。
4、應(yīng)用范圍廣，本發(fā)明雖以于激光結(jié)晶退火使非晶硅薄膜形低溫多晶硅結(jié)晶薄膜的態(tài)樣說(shuō)明，但解決的問(wèn)題是以傳統(tǒng)的人為誤差或無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)控的結(jié)晶薄膜檢視為主要標(biāo)的，因此其應(yīng)用范圍極為廣泛，是如平板顯示器工業(yè)(Flat Panel display)、液晶顯示器(LCD)、主動(dòng)/被動(dòng)有機(jī)發(fā)光二極管顯示器(AM/PMOLED)與低溫多晶硅(LTPS)、發(fā)光二極管(LED)、投影機(jī)(Projector)、半導(dǎo)體工業(yè)(Semi Conductor)、金氧半導(dǎo)體傳感器工業(yè)(CMOS Sensor)以及薄膜制程(thin film process)等，舉凡以非晶物形成多晶物的制程皆可以本發(fā)明的系統(tǒng)及方法監(jiān)控的。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)，用于監(jiān)控結(jié)晶薄膜的品質(zhì)，包括一訊號(hào)擷取系統(tǒng)及一與其聯(lián)機(jī)的數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)，該訊號(hào)擷取系統(tǒng)包含至少一光源單元，可投射出光源；至少一承載單元，各該承載單元是可承載若干待測(cè)的結(jié)晶薄膜，且所述光源單元投射出的光源可通過(guò)所述承載單元承載的結(jié)晶薄膜；一感測(cè)單元組，接收感測(cè)所述光源單元投射出的光源，于通過(guò)所述承載單元承載的結(jié)晶薄膜的光源訊號(hào)；其中，該數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)是與該感測(cè)單元組聯(lián)機(jī)，可整合處理來(lái)自該訊號(hào)擷取系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)，其中所述的數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)的構(gòu)成要件包括一數(shù)據(jù)處理器(Data processing unit)，是可處理來(lái)自該訊號(hào)擷取系統(tǒng)的訊號(hào)，使其整理轉(zhuǎn)換成可供閱讀的數(shù)值、參數(shù)；一數(shù)據(jù)庫(kù)(data base)，該數(shù)據(jù)庫(kù)已存有至少一組待測(cè)結(jié)晶薄膜的優(yōu)良結(jié)晶薄膜的數(shù)值數(shù)據(jù)及劣質(zhì)結(jié)晶薄膜的數(shù)值數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)，其中所述的數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)的構(gòu)成要件還包括一比對(duì)模塊，該比對(duì)模塊是可將數(shù)據(jù)處理取得轉(zhuǎn)換的數(shù)值、參數(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)的既存數(shù)據(jù)作比對(duì)；一校正模塊，該校正模塊是可將數(shù)據(jù)處理器取得的數(shù)值、參數(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)的既存數(shù)據(jù)作比對(duì)后校正，得知多個(gè)需校正久數(shù)值方向；一判斷模塊，該判斷模塊是可將來(lái)自校正模塊、比對(duì)模塊的數(shù)據(jù)作一適當(dāng)判斷，產(chǎn)生一可供判讀的結(jié)果信息；一記憶模塊，將上述判斷模塊判斷的結(jié)果記錄下來(lái)，并可依不同實(shí)際情形加以分類(lèi)誀錄或統(tǒng)計(jì)記錄。
4.一種結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控方法，步驟包含(a)使若干待測(cè)結(jié)晶薄膜安置于若干承載單元上；(b)以光源照射若干待測(cè)結(jié)晶薄膜；(c)擷取該光源照射過(guò)待測(cè)結(jié)晶薄膜的訊號(hào)；(d)以一數(shù)據(jù)處理器整合該結(jié)晶薄膜訊號(hào)數(shù)據(jù)；(e)將該整合后的數(shù)據(jù)輸入于一數(shù)據(jù)庫(kù)并進(jìn)行搜尋，該數(shù)據(jù)庫(kù)至少存放有一由下列的中所選出的數(shù)據(jù)優(yōu)良結(jié)晶薄膜的數(shù)值及劣質(zhì)結(jié)晶薄膜的數(shù)值；(f)將該結(jié)晶薄膜訊號(hào)數(shù)據(jù)與該數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，并依據(jù)比對(duì)結(jié)果產(chǎn)生一可供判讀的結(jié)果信息；(g)結(jié)果信息輸出。
5.如權(quán)利要求4所述的結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控方法，其中所述的步驟(f)之后，(g)步驟之前是還包括(f1)校正步驟將將結(jié)果信息與該數(shù)據(jù)庫(kù)的既存數(shù)據(jù)作比對(duì)后校正；及(f2)步驟將來(lái)自所述校正步驟、比對(duì)步驟的數(shù)據(jù)作一適當(dāng)判斷，以對(duì)該待測(cè)結(jié)晶薄膜的品質(zhì)優(yōu)劣加以監(jiān)控。
6.如權(quán)利要求4所述的結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控方法，其中所述的步驟(g)之后，還包括步驟(h)將結(jié)果信息輸出與激光機(jī)臺(tái)聯(lián)機(jī)，輸入數(shù)據(jù)，其功用為依據(jù)所述結(jié)果信息判斷調(diào)整激光能量等參數(shù)。
7.一種結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控方法，其步驟包括(c)使若干待測(cè)結(jié)晶薄膜安置于若干承載單元上；(d)以光源照射若干待測(cè)結(jié)晶薄膜；(e)擷取該光源照射過(guò)待測(cè)結(jié)晶薄膜的訊號(hào)；(f)以一數(shù)據(jù)處理器整合該結(jié)晶薄膜訊號(hào)數(shù)據(jù)，使該擷取訊號(hào)轉(zhuǎn)換為可供判讀的復(fù)數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)數(shù)值，各該數(shù)據(jù)數(shù)值是形為N維的監(jiān)控標(biāo)的，且N≥1；(g)將該整合后的數(shù)據(jù)數(shù)值輸入于一數(shù)據(jù)庫(kù)，并搜尋出一M維監(jiān)控范圍(Region of Classification)，M≥1，但M≤N，且該監(jiān)控范圍是自監(jiān)控標(biāo)的所選擇出的適當(dāng)范圍；(h)以該結(jié)晶薄膜訊號(hào)已轉(zhuǎn)換為可供判讀的數(shù)據(jù)數(shù)值座落于該監(jiān)控范圍的情形，產(chǎn)生一可供判讀的結(jié)果信息，作為監(jiān)控該結(jié)晶薄膜品質(zhì)優(yōu)劣的依據(jù)。(i)結(jié)果信息輸出。
8.如權(quán)利要求7所述的結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控方法，其中所述的步驟(g)之后，還包括步驟(h)將所述結(jié)果信息鍵入一品管數(shù)據(jù)庫(kù)，該品管數(shù)據(jù)庫(kù)是將該結(jié)果信息作一連串的統(tǒng)計(jì)、分類(lèi)及整合。
全文摘要
本發(fā)明是一種結(jié)晶薄膜品質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包含一訊號(hào)擷取系統(tǒng)及一數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)兩部分，該訊號(hào)擷取系統(tǒng)包含有至少一可投射的光源單元及至少一可承載待測(cè)的結(jié)晶薄膜的承載單元，以光源照射置于承載單元上的待測(cè)結(jié)晶薄膜；以一感測(cè)單元組擷取該光源照射過(guò)待測(cè)結(jié)晶薄膜的訊號(hào)；一數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)是與該感測(cè)單元組聯(lián)機(jī)，以該數(shù)據(jù)處理器整合該結(jié)晶薄膜訊號(hào)數(shù)據(jù)，可整合處理來(lái)自訊號(hào)擷取系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并將該整合后的數(shù)據(jù)輸入于一數(shù)據(jù)庫(kù)并進(jìn)行搜尋；將該結(jié)晶薄膜訊號(hào)數(shù)據(jù)與該數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)以若干模塊進(jìn)行校正、比對(duì)、判斷等步驟，并依據(jù)比對(duì)結(jié)果產(chǎn)生一可供判讀的結(jié)果信息；最后，結(jié)果信息輸出于操作者端。
文檔編號(hào)H01L21/66GK1472787SQ02125809
公開(kāi)日2004年2月4日 申請(qǐng)日期2002年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月29日
發(fā)明者沈毓銓 申請(qǐng)人:沈毓銓