激光晶化度测量设备和方法与流程

本公开的方面涉及一种激光晶化度测量设备和一种使用该激光晶化度测量设备的方法。

背景技术：

通常，用于将非晶硅层晶化成多晶硅层的方法包括固相晶化(spc)、金属诱导晶化(mic)、金属诱导横向晶化(milc)、准分子激光退火(ela)等。具体地，ela通常用于在用于制造有机发光二极管显示器(oled)或液晶显示器(lcd)的工艺中通过利用激光束将非晶硅晶化成多晶硅。

当通过ela形成多晶硅层时，重要的是在多晶硅层中形成大且均匀的晶粒。

可以通过破坏多晶硅层或通过利用用肉眼直接检查晶粒的测试者来分析晶粒，从而测量激光晶化度。

然而，在这种情况下，激光晶化度的测量结果会根据测试者的视力水平或测试者的熟练水平而改变。

在本背景技术部分中公开的以上信息仅为了增强对发明的背景的理解，因此，它可以包含不形成现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开的方面涉及一种激光晶化度测量设备以及一种使用该激光晶化度测量设备的方法，该激光晶化度测量设备可以提供重复且一致的激光晶化度测量结果，而不根据测试者产生激光晶化度结果的差异。

根据本发明的一些实施例，提供了一种激光晶化度测量设备，该激光晶化度测量设备包括：光谱仪，被构造为测量通过激光晶化装置晶化的实际多晶硅层的光谱的实际数据；以及模拟装置，连接到光谱仪并且被构造为根据形成在虚拟多晶硅层中的虚拟突起的形状来确定虚拟多晶硅层的光谱的模拟数据，其中，通过利用通过选择与实际数据近似的模拟数据确定的最终数据来确定形成在实际多晶硅层中的实际突起的形状。

在一些实施例中，通过从虚拟突起的高度、相邻虚拟突起之间的间隙和虚拟突起的底面的半径中选择的至少一个来确定虚拟突起的形状。

在一些实施例中，光谱仪包括光谱椭偏仪。

在一些实施例中，通过由光谱仪测量的偏振波的相位差和振幅来确定实际多晶硅层的光谱的实际数据。

在一些实施例中，光谱包括透射光谱或反射光谱。

根据本发明的一些实施例，提供了一种用于测量激光晶化度的方法，该方法包括：通过利用光谱仪来测量通过激光晶化装置晶化的实际多晶硅层的光谱的实际数据；通过利用模拟装置根据形成在虚拟多晶硅层中的虚拟突起的形状来测量虚拟多晶硅层的光谱的模拟数据；通过选择与实际数据近似的模拟数据来确定最终数据；以及通过利用最终数据来确定形成在实际多晶硅层中的实际突起的形状。

在一些实施例中，通过从虚拟突起的高度、相邻虚拟突起之间的间隙和虚拟突起的底面的半径中选择的至少一个来确定虚拟突起的形状。

在一些实施例中，光谱仪包括光谱椭偏仪。

在一些实施例中，通过利用由光谱仪测量的偏振波的相位差和振幅来确定实际多晶硅层的光谱的实际数据。

在一些实施例中，光谱包括透射光谱或反射光谱。

附图说明

图1a是根据本公开的示例性实施例的激光晶化度测量设备的示意图。

图1b是根据本公开的示例性实施例的实际基底和形成在实际基底上的多晶硅层的剖视图。

图1c是根据本公开的示例性实施例的虚拟基底和形成在虚拟基底上的虚拟多晶硅层的剖视图。

图2是根据本公开的示例性实施例的用于通过利用激光晶化度测量设备测量激光晶化度的方法的流程图。

图3是根据本公开的示例性实施例的通过利用激光晶化度测量设备的光谱仪测量的根据多晶硅层的波长的相位差的实际数据曲线图。

图4是根据本公开的示例性实施例的通过利用激光晶化度测量设备的光谱仪测量的根据多晶硅层的波长的振幅的实际数据曲线图。

图5是根据本公开的示例性实施例的通过利用激光晶化度测量设备的光谱仪测量的根据多晶硅层的波长的透射光谱的实际数据曲线图。

图6是根据本公开的示例性实施例的根据激光晶化度测量设备的模拟装置中的突起的高度变化的透射光谱的模拟数据曲线图。

图7是根据本公开的示例性实施例的根据激光晶化度测量设备的模拟装置中的突起的半径变化的透射光谱的模拟数据曲线图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。如本领域的技术人员将实施的，在都不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以以各种合适的方式修改描述的实施例。

附图和描述将被视为实质上是说明性的而不是限制性的。贯穿说明书，同样的附图标记表示同样的元件。

此外，为了更好地理解和易于描述，任意示出了附图中所示的每种构造的尺寸和厚度，但是本公开不限于此。

在下文中，将参照附图详细地描述根据示例性实施例的激光晶化度测量设备。

图1a示意性地示出了根据本公开的示例性实施例的激光晶化度测量设备。图1b是根据本公开的示例性实施例的实际基底和形成在实际基底上的多晶硅层的剖视图。图1c是根据本公开的示例性实施例的虚拟基底和形成在虚拟基底上的虚拟多晶硅层的剖视图。

如图1a中所示，根据示例性实施例的激光晶化度测量设备包括光谱仪10和连接到光谱仪10的模拟装置20。

形成有实际多晶硅层2的基底1设置在光谱仪10中。实际多晶硅层2可以利用准分子激光退火(ela)方法通过激光晶化设备而晶化。

光谱仪10可以包括光谱椭偏仪。光谱椭偏仪可以通过检测p波和s波的相位差和振幅变化来测量根据波长的透射光谱或反射光谱，p波和s波是入射在实际多晶硅层2上的偏振波。在下文中，将描述透射光谱以更好地理解和易于描述，并且相同的描述可以应用于反射光谱。

光谱仪10可以包括：光源11，将光照射到实际多晶硅层2；检测器12，检测穿过实际多晶硅层2的光；以及框架13，通过将光源11和检测器12彼此连接来支撑光源11和检测器12。这样的光谱仪10可以测量根据实际多晶硅层2的波长的透射率的实际数据rd。光谱仪10的结构不限于上述结构，可应用可以测量根据实际多晶硅层2的波长的透射率的任何结构。

此外，在图1a中，示出了用于测量透射率的光谱仪10的结构，但是这不是限制性的。可应用具有用于反射率测量的结构的任何光谱仪10。例如，检测器12可以参照基底1设置在与光源11相同的方向上，以检测反射的光。

模拟装置20根据形成在虚拟多晶硅层2'中的虚拟突起3'的形状来确定(例如，计算或测量)虚拟(例如，模拟)多晶硅层2'的透射光谱的模拟数据sd。

模拟装置20通过选择多片模拟数据sd之中的与通过利用光谱仪10测量的实际数据rd近似(即，最接近实际数据rd或偏离实际数据rd最少)的模拟数据sd来确定最终数据fsd。

此外，通过利用最终数据fsd来类推形成在实际多晶硅层2中的实际突起3的形状。即，可以确定由实际突起3的高度h、相邻实际突起3之间的间隙w或实际突起3的底面(例如，底部)的半径r确定的实际突起3的形状。

实际突起3形成在实际多晶硅层2的晶粒的界面处，因此可以通过利用实际突起3的形状来测量激光晶化度。即，当实际突起3具有均匀的高度h时，可以确定激光晶化度高，并且当相邻实际突起3具有恒定的间隙w时，可以确定激光晶化度高。此外，当实际突起3的底面(例如，底部)具有恒定的半径r时(即，当突起3具有基本圆锥形形状时)，可以确定激光晶化度高。

如所描述的，将通过光谱仪10测量的多晶硅层2的透射光谱的实际数据rd与通过模拟装置20模拟的虚拟多晶硅层2'的模拟数据sd进行比较以确定(例如，测量)实际多晶硅层2的实际突起3的形状。因此，可以通过分析实际突起3的确定的(例如，测量的)形状来测量实际多晶硅层2的激光晶化度，因此，可以重复地且一致地测量实际多晶硅层2的激光晶化度。

图2是根据本公开的示例性实施例的用于通过利用激光晶化度测量设备测量激光晶化度的方法的流程图。图3是根据本公开的示例性实施例的通过光谱仪测量的根据多晶硅层的波长的相位差的实际数据曲线图。图4是根据本公开的示例性实施例的通过利用激光晶化度测量设备的光谱仪测量的根据多晶硅层的波长的振幅的实际数据曲线图。图5是根据本公开的示例性实施例的通过利用激光晶化度测量设备的光谱仪测量的根据多晶硅层的波长的透射光谱的实际数据曲线图。

如图2中所示，根据示例性实施例的激光晶化度测量方法包括通过利用光谱仪10来测量根据实际多晶硅层2的波长的透射光谱的实际数据rd(s10)。即，通过利用图1a中所示的光谱仪10来制成图3和图4中所示的根据波长的相位差和振幅的实际数据曲线图。

作为从光谱仪10的光源11照射的偏振波的p波和s波入射在实际多晶硅层2上，并且被检测器12检测。在这种情况下，可以通过确定p波和s波的相位差和振幅变化来测量根据波长的透射光谱。

此外，通过利用图3和图4中所示的根据波长的相位差和振幅的实际数据曲线图来制成图5中所示的根据波长的透射光谱的实际数据曲线图。在这种情况下，根据照射到实际多晶硅层2的激光束的能量水平来制成各种透射光谱的实际数据曲线图。

接下来，如图2中所示，通过利用模拟装置20来测量虚拟多晶硅层2'的透射光谱的模拟数据sd(s20)。

图6是根据本公开的示例性实施例的根据激光晶化度测量设备的模拟装置中的虚拟突起的高度变化的透射光谱的模拟数据曲线图。图7是根据本公开的示例性实施例的根据激光晶化度测量设备的模拟装置中的虚拟突起的半径变化的透射光谱的模拟数据曲线图。

如图1c中所示，可以调节形成在位于模拟装置20中的虚拟基底1'上的虚拟多晶硅层2'中的虚拟突起3'的形状。可以由虚拟突起3'的高度h'、相邻虚拟突起3'之间的间隙w'或虚拟突起3'的底面的半径r'来确定虚拟突起3'的形状。

在图1c中，虚拟突起3'具有圆锥形形状；然而，本公开的实施例不限于此，并且虚拟突起3'可以具有各种合适的形状。

此外，在本示例性实施例中，通过虚拟突起的高度、相邻虚拟突起之间的间隙或虚拟突起的底面的半径来确定虚拟突起的形状；然而，本公开的实施例不限于此。

如图6中所示，可以通过调节虚拟突起3'的高度h'来改变根据波长的透射光谱。图6示出了当虚拟突起3'的高度h'分别为40nm、60nm、90nm和100nm时根据波长的透射光谱曲线图。

此外，如图7中所示，可以通过调节虚拟突起3'的底面的半径r'来改变根据波长的透射光谱。图7示出了当虚拟突起3'的底面的半径r'分别为20nm、40nm、60nm和90nm时根据波长的透射光谱曲线图。

如所描述的，可以通过调节形成在位于模拟装置20中的虚拟多晶硅层2'中的虚拟突起3'的形状来制成根据波长的透射光谱的模拟数据sd的曲线图。

接下来，如图2中所示，在多片模拟数据sd之中确定与实际数据rd近似(即，最接近实际数据rd或偏离实际数据rd最少)的最终数据fsd(s30)。最终数据fsd可以是最接近根据波长的透射光谱的实际数据rd的模拟数据sd。

接下来，如图2中所示，可以通过利用最终数据fsd来类推形成在实际多晶硅层2中的实际突起3的形状(s40)。即，通过实际突起3的高度h、相邻实际突起3之间的间隙w或实际突起3的底面的半径r来确定实际突起3的形状。

此外，可以通过利用实际突起3的形状来测量激光晶化度。即，可以确定的是，当实际突起3具有均匀的高度h时，激光晶化度可以是高的，并且当相邻实际突起3具有恒定的间隙w时，激光晶化度可以是高的。此外，可以确定的是，当实际突起3的底面具有恒定的半径r时，激光晶化度变得高。

如所描述的，将通过光谱仪10测量的实际多晶硅层2的透射光谱的实际数据rd与通过模拟装置20模拟的虚拟多晶硅层2'的模拟数据sd进行比较，以确定(例如，测量)实际多晶硅层2的实际突起3的形状。因此，因为可以通过分析实际突起3的测量的形状来测量实际多晶硅层2的激光晶化度，所以可以重复地且一致地测量实际多晶硅层2的激光晶化度。

还将理解的是，当层被称为“在”两层“之间”时，该层可以是所述两层之间的唯一层，或者还可以存在一个或更多个中间层。

这里使用的术语仅是出于描述具体实施例的目的而不意图限制发明构思。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个”和“一种”也意图包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”及其变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。如这里所使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项的任何组合和全部组合。

为了本公开的目的，“x、y和z中的至少一个(种、者)”和“从由x、y和z组成的组中选择的至少一个(种、者)”可以被解释为仅x、仅y、仅z或者x、y和z中的两个或更多个的任何组合(诸如，以xyz、xyy、yz和zz为例)。

此外，当描述发明构思的实施例时，“可以”的使用表示“发明构思的一个或更多个实施例”。此外，术语“示例性的”意图表示示例或说明。

将理解的是，当元件或层被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”、“结合到”另一元件或层或者“与”另一元件或层“相邻”时，该元件或层可以直接在所述另一元件或层上、直接连接到、直接结合到所述另一元件或层或者与所述另一元件或层直接相邻，或者可以存在一个或更多个中间元件或层。当元件或层被称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”、“直接结合到”另一元件或层或者“与”另一元件或层“直接相邻”时，不存在中间元件或层。

如这里所使用的，术语“基本”、“大约”和相似术语用作近似的术语而不用作程度的术语，并且意图解释将由本领域的普通技术人员认识到的测量值或计算值中的固有偏差。此外，在本书面描述或权利要求中列举的具体数量或范围还可以包括将由本领域普通技术人员认识到的测量值或计算值中的固有偏差。

如这里所使用的，术语“使用”及其变型可以被认为分别与术语“利用”及其变型同义。

可以利用任何合适的硬件、固件(例如，专用集成电路)、软件或者软件、固件和硬件的合适组合来实现根据这里描述的本发明的实施例的激光晶化度测量设备和/或诸如光谱仪和模拟装置的任何其它相关装置或组件。例如，激光晶化度测量设备的各种组件可以形成在一个集成电路(ic)芯片上或形成在单独的ic芯片上。此外，激光晶化度测量设备的各种组件可以在柔性印刷电路膜、载带封装件(tcp)、印刷电路板(pcb)上实施，或形成在同一基底上。此外，激光晶化度测量设备的各种组件可以是进程或线程，所述进程或线程在一个或更多个计算装置中的一个或更多个处理器上运行，执行计算机程序指令并且与用于执行这里描述的各种功能的其它系统组件交互。计算机程序指令存储在存储器中，所述存储器可以在使用诸如以随机存取存储器(ram)为例的标准存储器装置的计算装置中实施。计算机程序指令也可以存储在诸如以cd-rom、闪存驱动器等为例的其它非暂时性计算机可读介质中。此外，本领域技术人员应该认识到的是，在不脱离本发明的示例性实施例的范围的情况下，各种计算装置的功能可以组合或集成到单个计算装置中，或者特定计算装置的功能可以分布在一个或更多个其它计算装置上。

虽然已经结合目前认为是实用的示例性实施例描述了本发明，但是将理解的是，发明不限于公开的实施例，而是意图覆盖包括在如由附加的权利要求及其等同物限定的发明的精神和范围内的各种合适的修改和等同布置。

附图标记的描述

1：基底2：实际多晶硅层

3：实际突起3'：虚拟突起

10：光谱仪11：光源

12：检测器13：框架

20：模拟装置h：实际突起的高度

h'：虚拟突起的高度w：相邻实际突起之间的间隙

w'：相邻虚拟突起之间的间隙

r：实际突起的底面的半径

r'：虚拟突起的底面的半径