[发明专利]激光绘图方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及适用于激光退火(laser annealing)和其他激光绘图(laserdrawing)的激光绘图方法和激光绘图设备。

背景技术

迄今为止，例如在液晶显示设备和其他平面显示设备中，薄膜晶体管(TFT)被用于开关元件。在液晶显示设备中，在形成在玻璃基板上的硅薄膜中形成薄膜晶体管的有源矩阵方法已被投入实用。在这种薄膜晶体管的微加工中，为了使形成在基板上的非晶硅薄膜结晶，利用激光的激光退火方法被使用。通过使用激光退火方法，可以在500℃左右的低温环境下制造符合要求的硅薄膜晶体管。

在激光退火方法中，从使用声光衍射元件(acousto-optical diffractionelement，在下文中被称为AOD)的衍射光学系统中出射(emerge)的激光被使用。在使用AOD的衍射光学系统中，在被输入高频信号(在下文中被称为RF信号)的AOD中生成超声波，并且入射(incident)到AOD的激光被超声波的波面(wave surface)衍射。

一般说来，通过改变输入到AOD中的RF信号的频率同时使RF信号的幅度保持恒定，入射到AOD并且被使用所输入的RF信号生成的超声波的波面所衍射的激光的衍射角根据RF信号的频率而改变。另外，衍射光的光强度取决于衍射光的衍射角而改变，因为衍射效率(衍射光的光强度/AOD的入射光的光强度)取决于衍射角而改变。

这里参考图1对根据现有技术的衍射激光的光强度的改变的一个示例进行描述。图1图示了当输入到AOD中的RF信号的频率随着时间过去而周期性地线性改变并且该RF信号的幅度被保持恒定时从该AOD出射的衍射光的光强度的改变。

在图1中，RF信号的频率以锯齿波状态周期性地改变，另一方面，RF信号的幅度是恒定的(不论时间)。如果这种RF信号被输入到AOD中，则出射的衍射光波的光强度如图1所示。衍射光的光强度在时刻t₁取下限值p₁并且在时刻t₀取上限值p₀。类似地，衍射光的光强度在时刻t2取上限值p2。这里，因此，即使当RF信号的频率随着时间过去而从f₀增长到f₁并从f₁增长到f₂时，衍射光的光强度并不相应地增长，并且下限值p₁与上限值p₂之间的改变如图1所示。

在使用激光退火方法形成薄膜晶体管时，如果衍射激光的光强度被改变同时该衍射激光被偏转(deflect)以对将使用该衍射激光的光点(optical spot)来处理的对象进行扫描时，会对该对象造成不均匀的曝光，从而引起质量的劣化，这是不希望的。

另外，与RF信号的频率改变相关的衍射光的衍射角改变程度取决于RF信号的频率，并且即使RF信号的频率被线性地改变，衍射光的衍射角也不会线性地改变，就是说，衍射光的衍射角不以恒定速度改变。

这里，参考图2描述了根据现有技术的激光的衍射角的改变的一个示例。图2图示了在输入到AOD中的RF信号的频率随着时间过去而周期性地线性改变时从该AOD出射的衍射光的衍射角的改变。

在图2中，RF信号的频率也以锯齿波状态周期性地改变。从图2明白到：如果这种RF信号被输入到AOD中，则随着RF信号的频率增长，衍射光的衍射角也增长。这里，在时刻t₁’处，RF信号的频率是f₁’并且衍射角取下限值θ₁’。在时刻t₂’处，RF信号的频率是f₂’并且衍射角取上限值θ₂’。因此，当RF信号的频率随着时间过去而从f₁’线性地增长到f₂’时，衍射光的衍射角在下限值θ₁’与上限值θ₂’之间非线性地改变。就是说，即使当输入到AOD中的RF信号的频率被线性地改变以使入射到该AOD的激光发生衍射并因而使该激光以恒定角速度偏转时，衍射光的衍射角也不会以恒定速度改变(衍射光的角速度不恒定)。