专利名称：用于非周期性脉冲连续横向固化的系统和方法用于非周期性脉冲连续横向固化的系统和方法相关申请的交叉引用本申请根据35U. S.C. 119(e)要求2010年I月12日提交的美国申请序列号61/294，288和2009年12月31日提交的美国申请序列号61/291，663的优先权，其中每个申请的公开的全部内容通过引用被明确地并入本文。本文引证的所有专利、专利申请、专利公布和公布通过引用被全部明确地并入本文。在本申请的教导和并入的文件的教导之间的冲突的情况下，本申请的教导将占主导地位。在半导体处理的领域中，描述了将非晶硅薄膜转变成多晶膜的很多技木。ー种这样的技术是连续横向固化(“SLS”)。SLS是脉冲激光结晶化过程，其可在衬底——包括但不限于不耐热的衬底(例如，玻璃和塑料)——上产生具有细长晶粒的多晶膜。在共同拥有的美国专利号6，322，625,6, 368，945,6, 555，449和6，573，531中描述了 SLS系统和过程的例子，这些专利的全部内容通过引用被并入本文。SLS使用位置控制的激光脉冲来熔化衬底上的非晶或多晶薄膜的区域。膜的熔化 区域接着横向结晶化成定向固化的微结构或多个位置控制的大单晶区域。通常，熔化/结晶化过程在薄膜的表面上继续地重复。一个或多个设备例如图像传感器、有源矩阵液晶显示器(“AMIXD”)和有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示设备于是可从结晶化膜制造。在AMIXD和AMOLED显示设备中，薄膜晶体管(“TFT”)或TFT电路的规则阵列在透明衬底上制造，且每个晶体管或电路用作像素控制器。在常规SLS系统中，成功的结晶化中的ー个因素是相对于激光脉冲平移样本的镜台的精确度。对于当前的Gen-4 ニ维(“2D”)投影SLS系统，镜台的平移速度大约为数十cm/s，例如18cm/s。镜台例如这些镜台具有离优选地直的运动线的某些偏移。偏移将在本文统称为镜台摆动。如本文使用的，“镜台摆动”指当镜台在激光路径上平移时镜台位置从其预期位置的变化和偏移。这样的变化可以是例如当镜台在X方向上移动时镜台在y方向上的无意识的小运动。2D投影系统产生用于执行SLS的ニ维图案化光束。其它方法可产生用于执行SLS的线光束。在常规单扫描双激发SLS中与镜台摆动有关的ー个问题是在由两个连续激光脉冲制成的材料，即，双激发材料中的长晶界的非等距间隔。单扫描SLS过程指可在单次扫描中完全结晶化衬底上的区域的SLS过程。双激发SLS指使用两个激光脉冲完全结晶化这样的区域的给定部分的SLS过程。在两个脉冲之间的镜台的摆动可导致第二脉冲与第一脉冲的非対称重叠。理想地，第二脉冲的细光束聚集在由第一脉冲的细光束照射的区域之间，以便实现在双激发过程所产生的晶界之间的恒定间隔。如果第二脉冲的细光束由于镜台摆动而没有被很好地定位，则在ー个柱中的晶粒可能比在相邻柱中的晶粒短，且没有完全延伸出柱的宽度的很多晶粒(例如，阻塞的晶粒)可保留在较宽的柱中。此外，由投影光学器件中的各种色差引起的细光束畸变也可导致在扫描中第二脉冲的局部非対称重叠。如本文使用的“光束畸变”指在投影光学器件中的可能导致不均匀的细光束形成的色差。
描述了使用激光器的位置控制的连续触发的非周期性脉冲SLS方法和工具。系统可实现多个激光器或单个激光器以在结晶化过程中产生不同的非周期性激光脉冲，即，在每个激光脉冲导致分开的熔化和固化循环方面不同。一个或多个激光器在协调的脉冲序列中用于在单次扫描中照射并结晶化膜的选定区域。例如，与单源脉冲率比较，来自两个不同的激光源的激光脉冲的快速序列提供在处理局部区域时增加有效脉冲率的能力。它也允许在连续的脉冲之间的较大重叠，而不需要降低镜台平移速度。在来自两个激光器的脉冲之间的膜的重叠区域可以大于70%或95%，且在ー些情况下大于99%。这个高的重叠程度可用于减轻镜台摆动和激光光束畸变的问题。在实施方案的任ー个中，用于非周期性脉冲连续横向固化的所公开的系统和方法涉及处理薄膜。当使薄膜在选定的方向上前移时用于处理薄膜的方法包括使用第一激光 脉冲和第二激光脉冲照射薄膜的第一区域，以及使用第三激光脉冲和第四激光脉冲照射薄膜的第二区域，其中在第一激光脉冲和第二激光脉冲之间的时间间隔小于在第一激光脉冲和第三激光脉冲之间的时间间隔。在一些实施方案中，每个脉冲提供成形光束并具有足以熔化整个厚度的薄膜以形成熔化区域的注量，熔化区域在冷却时横向結晶。在一些实施方案中，第一区域和第二区域彼此相邻。在一些实施方案中，第一区域和第二区域间隔开一段距离。在实施方案的任ー个中，第一激光源产生第一激光脉冲和第三激光脉冲，而第二激光源产生第二激光脉冲和第四激光脉冲。在一些实施方案中，第一和第二激光源以恒定速率产生脉冲。在一些实施方案中，第一和第二激光器是相同的。在一些实施方案中，第一和第二激光器是不同的。在一些实施方案中，薄膜在选定的方向上连续地前移。在实施方案的任ー个中，从第一和第二激光脉冲中的每个提供的光束在薄膜的第一区域中重叠，而从第三和第四激光脉冲中的每个提供的光束在薄膜的第二区域中重叠。在姆个区域中的重叠可大于90%重叠,例如大于95%或大于99%。在实施方案的任ー个中，成形光束通过引导激光脉冲穿过遮光板来得到和/或包括多个细光束。在一些实施方案中，细光束可定位成相对于膜的边缘成一角度。在ー些实施方案中，膜的边缘可定位成相对于扫描方向成一角度。在一些实施方案中，成形光束可以是点图案。在实施方案的任ー个中，第一区域和第二区域彼此间隔开并被膜的未照射区域分开。在一些实施方案中，第一区域和第二区域重叠例如10%或1%。在实施方案的任ー个中，电子设备在第一区域和第二区域的每个中被制造，且这些区域依尺寸制造成包含属于矩阵型电子设备的节点的ー个电路。在ー个方面，本公开涉及根据所述方法处理的薄膜。薄膜可用于制造电子设备，包括在膜的第一区域和第二区域的每个中具有薄膜晶体管的设备。在ー个方面，本公开涉及当使膜以恒定速度在选定的方向上前移时用于处理薄膜的方法，其包括由来自主激光源的激光脉冲所提供的第一光束照射薄膜的第一区域，由来自辅激光源的激光脉冲所提供的第二光束照射薄膜的第二区域，以及由来自主激光源的激光脉冲所提供的第三光束照射薄膜的第三区域。在一些实施方案中，第一、第二和第三光束中的每个光束具有足以在照射的膜区域中熔化整个厚度的薄膜并在冷却时横向结晶以形成ー个或多个横向生长的晶体的注量，且在第一区域和第二区域之间的照射中的重叠大于在第二区域和第三区域之间的照射中的重叠。在ー个方面，本公开涉及当使膜在选定的方向上前移时用于处理薄膜的方法。该方法可包括在第一时间从来自主激光源的激光脉冲产生第一成形细光束，以及使用第一成形细光束照射膜的第一区域以形成在冷却时横向结晶的第一熔化区域以便形成第一组结晶化区域；在第二时间从来自辅激光源的激光脉冲产生第二成形细光束，以及使用第二成形细光束照射膜的第一区域以形成在冷却时横向结晶的第二熔化区域以便形成第二组结晶化区域；以及在第三时间从来自主激光源的另ー激光脉冲产生第三成形细光束，以及使用第三成形细光束照射膜的第二区域以形成在冷却时横向结晶的第三熔化区域以便形成第三组结晶化区域。在一些实施方案中，在第一时间和第三时间之间的时间间隔大于在第一时间和第二时间之间的时间间隔的两倍。 在ー个方面，本公开涉及用于处理薄膜的系统，其包括用于产生激光脉冲的主激光源和辅激光源、用于从激光脉冲产生成形细光束的系统、用于将薄膜固定在衬底上的エ作表面、用于相对于光束脉冲移动薄膜并从而在薄膜的表面上产生激光光束脉冲的传播方向的镜台、以及用于处理指令的计算机，所述指令用于镜台同步的激光脉动以提供由来自主光源的激光脉冲所提供的第一组ー个或多个成形细光束照射的被装入可移动镜台中的薄膜的第一区域、由来自辅光源的激光脉冲所提供的第二组ー个或多个成形细光束照射的被装入可移动镜台中的薄膜的第二区域、以及由来自主光源的激光脉冲所提供的第三组ー个或多个成形细光束照射的被装入可移动镜台中的薄膜的第三区域。在一些实施方案中，提供了用于在传播方向上相对于光束脉冲移动膜以照射第一区域和第二区域的处理指令，且其中在第一区域和第二区域之间的照射中的重叠大于在第二区域和第三区域之间的照射中的重叠。在一些实施方案中，系统还包括用于样本对准的系统。參考下面的附图将更容易理解下面的描述，其中图I描绘用于连续横向固化(SLS)过程的系统；图2A描绘在SLS过程中使用的遮光板；图2B-2D示出SLS过程；图3描绘使用双激发SLS过程的双激发扫描；图4A描绘在SLS过程中使用的遮光板；图4B-4E描绘使用双激发SLS过程的像素的阵列的双激发扫描；图4F-4H描绘在使用图4A所示的遮光板的细光束形成中的畸变；图5A是在常规双激发SLS过程中时间相对于脉冲能量的图解描绘；图5B是根据本公开的实施方案的对选择性高级双激发SLS过程的时间相对于脉冲能量的图解描绘；图5C是根据本公开的实施方案的对选择性高级双激发SLS过程的时间相对于脉冲能量的图解描绘，在该过程中第二脉冲具有比第一脉冲大的能量；
图6是根据本公开的实施方案的用于非周期性脉冲SLS过程的系统；图7A描绘根据本公开的实施方案的用于非周期性脉冲SLS过程的垂直遮光板；图7B描绘根据本公开的实施方案的在非周期性脉冲SLS过程中的双激发扫描；图7C描绘根据本公开的实施方案的在非周期性脉冲SLS过程中的可选的重叠方案；图7D和7E描绘根据本公开的实施方案的非周期性脉冲SLS过程，其中细光束相对于膜的边缘倾斜；图7F-7H描绘根据本公开的实施方案的在非周期性脉冲SLS过程中的畸变；图8描绘根据本公开的实施方案的选择性区域结晶化非周期性脉冲SLS过程； 图9描绘根据本公开的实施方案的通过选择性区域结晶化非周期性脉冲SLS过程处理的膜；图IOA描绘根据本公开的实施方案的在选择性区域结晶化非周期性脉冲SLS过程中使用的遮光板；以及图IOB描绘根据本公开的实施方案的选择性区域结晶化非周期性脉冲SLS过程。具体实施例方式描述了使用多个激光器的位置控制的连续触发的非周期性脉冲SLS方法和工具。多个激光器可在结晶化过程中产生不同的非周期性激光脉冲，即，在每个激光脉冲导致分开的熔化和固化循环方面不同。两个或多个激光器在协调的脉冲序列中用于在单次扫描中照射并结晶化膜的选定区域。与单源脉冲率比较，来自两个不同的激光源的激光脉冲的快速序列提供在处理局部区域时增加有效脉冲率的能力。它也允许在连续的脉冲之间的较大重叠，而不需要降低镜台平移速度。在来自两个激光器的脉冲之间的膜的重叠区域可以大于70%或95%，且在ー些情况下大于99%。这个高的重叠程度可用于减轻镜台摆动和激光光束畸变的问题。此外，非周期性脉冲SLS方法和工具也可用于执行膜的选择性区域结晶化(SAC)，以便仅结晶化将形成为电子器件的膜的那些区域。非周期性脉冲SLS方法和工具通过允许在两个或多个激光器的第一脉冲之间的重叠且在一些情况下相当大的重叠(即，大于70%的重叠)(导致在膜的第一区域中的伸长的晶体生长，跟随有由激光器的重复率确定的中断)以及接着在两个或多个激光器的第二脉冲中的相当大的重叠(导致在膜的第二区域中的伸长的晶体生长)来提供SAC。在激光脉冲之间的定时引起非周期性激光脉冲序列，且在照射区域中的相当大的重叠在图5A-5C中示出，这在下面详细地被讨论。这样的方法和系统可用于高吞吐量的常规ニ维投影SLS过程。低温多晶硅(LTPS)技术被预期对制造具有足够的亮度和/或寿命的大直径AMOLED显示器是必要的。SLS是对这个发展具有重要性的基于激光的LTPS技术之一，且相应地，SLS系统因此被预期需要较大的镜台来处理较大的面板以及有更大的激光功率来得到足够的吞吐量(较高的脉冲重复率和/或每脉冲较高的能量)。虽然仅仅较快的镜台和较高的脉冲重复率在减小摆动和其对微结构的影响(镜台的惰性和在脉冲之间的较少时间)中可能已经是有益的，对较大镜台和较小晶粒的需要将使镜台设计有挑战性和使镜台昂贵。非周期性脉动另一方面可将两个连续的重叠脉冲之间的时间急剧减小到在两个脉冲之间的镜台偏移中实质上没有变化的程度，同时明显减小镜台设计挑战。
增加脉冲之间的重叠在减小镜台摆动和图像畸变对其中的细光束之间的正确重叠的负面影响中具有某些优点。可使用相对于镜台运动在任何方向上定向的细光束来实现非周期性脉冲SLS。然而实际上，垂直定向，例如垂直于镜台平移的方向的细光束可用于提供増加的脉冲重叠并从而从该方法得到较大的益处。对于使用长矩形细光束的SLS方案，例如双激发SLS过程，可通过使用主要垂直定向的细光束来建立最大程度的脉冲重叠。虽然根据所述非周期性脉冲SLS方法可使用水平细光束，但垂直细光束的使用对获得脉冲之间的高重叠程度是优选的。在美国专利申请号12/063，814 “Systems and Methods forUniform Sequential Lateral Solidification of Thin Films Using High FrequencyLasers”中描述了垂直细光束对准，该公开的全部内容通过引用被明确地并入本文。首先描述单扫描双激发SLS，以便更好地解释非周期性脉冲SLS的特征和优点。图 I示出可用于2D SLS过程的系统的例子。光源例如受激准分子激光器110产生脉冲激光光束，其在穿过光学元件例如反射镜130、140、160、望远镜135、均化器145、分束器155和透镜165之前穿过脉冲持续时间延长器120和衰减器板125。激光光束脉冲接着穿过可以在平移镜台(未示出)上的遮光板170、以及投影光学器件195。投影光学器件减小激光光束的尺寸，并同时増加在期望位置处的光能触发膜199的強度。膜199设置在精密x-y-z镜台198上，精密x-y-z镜台198可将膜199准确地定位在光束下并帮助聚焦或散焦由激光光束在膜199上的期望位置处产生的遮光板170的图像。在一些实施方案中，镜台可包括用于移动工作表面(其上放置衬底)和/或投影透镜的机械结构，使得衬底和投影透镜可相对于彼此移动。可在SLS过程中使用的激光结晶化系统具有主要由激光源规定的特征。例如，具有每脉冲低能量的高频激光器(几kHz或更大，高达数十kHz或更大)可用于产生长而窄的线以执行称为“线扫描SLS”的过程。光束长度一般大于ー个或多个显示器的尺寸，并且可以是被切割的显示器的玻璃面板的几分之一或等于该玻璃面板的尺寸。几分之一可以是面板的大约一半到大约十六分之一，例如面板的四分之一。具有高功率的较低频率的激光器(例如300Hz或600Hz或更大，以及300W或600W或更大)对这个线扫描SLS方案不是经得起检验的，因为每脉冲能量太高(大约1J)，且替代地，在膜的表面上以蛇形样式扫描的矩形光束形成。使用例如从株式会社日本制钢可买到的激光器的特定类型的SLS系统使用ニ维(2D)投影系统来产生具有大约0. 5mm到2. Omm的一般短轴尺寸和大约15mm到30mm的一般长轴尺寸的矩形激光脉冲。用于连续横向固化的熔化区域的至少ー个尺寸是横向晶粒生长的大约一到两倍，例如，大约2 y m到6 y m。因此，矩形激光光束可被掩蔽以提供较小尺寸的多个这样的细光束。也可提供适当尺寸的多个细光束，其使用光束的光学控制的其它装置而不是使用遮光板的，例如产生创建类似于遮光板的光图样的干渉图样。在使用这样的多个细光束的、导致具有高水平的一致性的结晶膜的ー个SLS方案中，使用两个不同的激光脉冲照射薄膜的给定区域以完全结晶化该膜，提供产生多晶半导体膜的相对快的方法。该方案通常称为双激发SLS。双激发和其它SLS方法和系统的另外的细节可在标题为 “Method and System for Providing a Continuous Motion SequentialLateral Solidif ication”的美国专利号6，368，945中找到，该专利的全部内容通过引用被并入本文。双激发SLS可在称为单扫描SLS的单次扫描中被执行，其中光束脉冲被图案化成细光束的阵列，其长轴一般排列成平行于扫描方向，如在标题为“Method and System forProviding a Single-Scan, Continuous Motion Sequential Lateral Solidification，，的美国专利号6，908，835中讨论的，该公开的全部内容通过引用被明确地并入本文。图2A示出例如在美国专利号6，908，835中描述的遮光板，其可使用在图I的系统的SLS方案中用于单扫描连续运动SLS过程。遮光板包括多个矩形槽的双阵列210、215，矩形槽透射激光光束并使激光光束成形以产生照射薄膜的多个细光束。遮光板的其它(无槽)部分是不透明的。遮光板可由透明衬底(例如，石英)制造，并包括通过常规技术蚀刻的金属或介电涂层以形成具有任何形状或尺寸的特征的遮光板。应理解，遮光板图被规定为仅仅是示意性的，以及槽的尺寸和宽长比可极大地改变并与期望的处理速度、熔化照射区域中的膜所需的能量密度和每脉冲的可用能量有夫。ー组槽210在X和y轴上从第二组槽215偏移。通常，给定槽的宽度与长度的宽长比可例如在1:5和1:200或更大之间改变。遮光板特征的长度265被选择成与将在衬底表面上制造的设备的尺寸相称。遮光板特征的宽度260和间隔240也可改变。在一些实施方案中，宽度260被选择成足够小以避免熔化区域内的小晶粒成核，然而足够大以最大化每个激光脉冲的横向结晶生长。仅作为例子，遮光板特征可具有在大约25和1000微米(ii m)之间的长度265和在大约2和5微米(y m)之间的宽度260，其中每个尺寸可乘以出现在随后的投影光学器件中的任何縮小因子，例如在4倍 和6倍之间的缩小因子。在操作中，镜台连续地在负X方向上移动膜，使得在图2A的遮光板中的槽的长轴实质上平行于扫描方向延伸。当膜移动时，激光器以给定的频率例如300Hz产生脉冲，其由遮光板成形。膜速度例如镜台速度被选择成使得当它移动时，在随后的激光脉冲内的细光
束重叠。图2B-2D描绘使用遮光板例如图2A所示的遮光板的双激发SLS过程，该过程集中于膜的区域，其示出当膜在负X方向上被扫描时在相应于第二 (右)组双阵列的槽210的照射和第一(左)组双阵列的槽215之间的重叠。在本实例中，遮光板槽210具有大约5 ii m的宽度260，且每个槽210间隔开大约2 u m的间隔240。在第一脉冲期间，使用第一激光脉冲照射在膜中的区域。如图2B所示，使用来自遮光板的第二阵列210的第一组细光束照射该区域,且激光脉冲熔化样本上的区域211、212、213，其中每个熔化区域214大约5 y m宽，并间隔开大约2 i!m(217)，每个尺寸可乘以出现在随后的投影光学器件中的任何縮小因子，例如在4倍和6倍之间的缩小因子。这个第一激光脉冲引起从熔化边界216开始并继续进入熔化区域中的在照射区域211、212、213中的晶体生长，使得多晶硅211在照射区域中形成，如图2C所示。膜继续在X方向上平移，且从使用来自遮光板的第一阵列215的第二组细光束照射该区域产生的第二照射熔化跨越最近结晶化的区域221和要熔化的初始晶种区域224的其余非晶区域223、225、227、229 (图2C所示)。如图2D所示，当熔化区域固化时，形成中央区段228的晶体结构向外生长，使得一致的长晶粒多晶硅区域形成。此外，图2D描绘四个结晶柱231、232、233和234，每个结晶柱与另ー个结晶柱由长晶界235、236、237和238间隔开。长晶界235、236、237和238相应于每个熔化区域的中心。在这些结晶柱的每个内发现多个实质上平行的横向生长的晶体239、241、242、243、244。图3示出被两个随后的激光脉冲照射的膜的示例性图示。如上所述，其中细光束照射并因此熔化在给定行中的単独的照射区域380，当冷却时，在该区域中的晶体从该区域的边缘朝着该区域的中部生长。因此,在照射区域的中心区域350中，其中细光束的边缘排列成在X方向(平行于扫描)上，且晶粒实质上在I方向(垂直于扫描)上延伸。膜包括第二组结晶化区域345，当膜在负X方向上移动且扫描因此在正X方向上进行时，第二组结晶化区域345使用由图2A的遮光板成形为第一组细光束(相应于槽215)的第一脉冲和由图2A的遮光板成形为第二组细光束340 (也相应于槽215)的第二脉冲而被照射。当扫描样本吋，由第二激光脉冲产生的第二组结晶化区域340的端部晶粒370与由第一激光脉冲产生的第一组结晶化区域345的前部晶粒365部分地重叠。也由第二激光脉冲产生的第三组结晶化区域340’的晶体与填充第一组结晶化区域345的分开的区域之间的间隔的第一组结晶化区域345的侧面部分地重叠。当膜在X方向上被扫描时，它的整个表面可被结晶化。因为细光束相对长，结晶化区域的很大部分具有在y方向上定向的晶粒。相反，分别在前部区域360和端部区域370处，ー些晶体从区域的端部生长，所以它们实质上在X方向(平行于扫描)上延伸，而其它晶体与扫描方向成一角度生长。这些区域被称为“边缘区域”。在这里，假象可能产生，因为在熔化部分中再产生的光束的边缘导致晶粒的横向生长以相对于横向生长的期望方向倾斜的角度从边缘延伸。

根据连续横向固化的上述方法，可仅使用两个激光脉冲来结晶化整个区域。这种方法在下文中被称为“双激发”过程，暗指对于完整的结晶化只需要两个激光脉冲(“激发”)。双激发过程的另外的细节在标题为“Methods for Producing UniformLarge-Grained and Grain Bounaary Location Manipulated Polycrystailine Thin FilmSemiconductors Using Sequential Lateral Solidification，，的美国专利号 6，555，449中找到，该专利通过引用被全部并入。前面描述的双激发SLS过程可用于结晶化硅膜以用于小直径(例如，对于移动应用)有源矩阵显示器制造，硅膜使用例如依尺寸制造为大约730mm乘920mm的玻璃面板来制成。对制造大直径有源矩阵显示器(例如，对于监视器或电视应用)——例如高达大约
2200mm乘2500mm或甚至更大-需要对较大的面板的处理。在发展用于大面板制造的エ
具中的障碍是用于平移面板的线性镜台使这样的大镜台以在常规双激发SLS过程中所需的精度操作并不简単。下面是对使用不够精确的镜台执行上述SLS的一些问题的描述，特别是描述镜台摆动的效应。图4A-4E描绘与前面所述的双激发SLS过程相关的限制和问题。图4A描绘在双激发SLS过程中使用来产生细光束的一般遮光板图案。用于双激发SLS过程的遮光板400包括两行槽阵列402、404，其偏离彼此排列，相当于图3A所示的遮光板。虽然槽402、404被示为成三角形逐渐变细的边缘，也可使用具有其它形状的槽。例如，也可使用具有梯形锥度和/或圆形边缘的槽。也可使用如图2A和3A所示的矩形槽。对于关于选择细光束和间隔宽度的另外的细节以及一些其它示例性槽形状或边缘形状，见WO 2005/029546和美国专利号6，908，835，这两个专利的公开的全部内容通过引用被明确地并入本文。图4B描绘膜410上的双激发SLS过程，在膜410上可发展包含薄膜晶体管(TFT)或电路420和电极430的多个像素415。如前所述，这是单扫描SLS过程，其中每个激光脉冲被图案化成细光束的阵列，其长轴排列成平行于扫描方向。光束脉冲形成多个结晶化区域，包括第一结晶化区域440和第二结晶化区域450。所示结晶化区域440、450大约25mm长和I. 2mm宽。“像素间距”(像素的中心或中心间隔)取决于矩阵直径和矩阵中的节点的数量(其中矩阵可相应于LCD或OLED显示器的有源矩阵背板，且节点可相应于在这样的有源矩阵背板中的単独的像素)，且对于大矩阵例如大电视机可能大至600 或更大。所示第二结晶化区域450与第一区域440重叠大约50%。线460描绘扫描方向(其为脉冲的扫描的方向)，而线的非线性度描绘在扫描期间镜台的(y方向)摆动的效应，这导致脉冲的不良重叠。图4C描绘使用前述方法和图4A所示的遮光板图案的双激发SLS扫描。第一激光器激发以相应于区域440的图案照射并熔化薄膜的一部分，其在图4C中被描绘为460 (点线)(即，第一熔化区域)。第二激发以相应于区域450的图案照射并熔化薄膜的一部分，其在图4C中被描绘为470 (实线)(S卩，第二熔化区域)。每个熔化区域冷却并形成结晶化区域460、470。如可在图4C中看到的，结晶化区域460和470分别包括相应于遮光板所产生的每个细光束的多个区域461和471等，使得在多个区域461、471之间有未照射的区域。在 下ー激光光束射到膜的表面并产生结晶化成区域471的熔化区域之前，每个熔化区域冷却并结晶化成区域461。图4C还示出第一结晶化区域460和第二结晶化区域470的重叠部分480。例如，重叠部分480包括区域461a和471a的重叠。因此，区域480通过相应于区域461的右侧和区域471的左侧的重叠和不同的照射被完全结晶化，在区域480中有横向结晶化的晶粒的相应拉伸，如上面关于图2-3描述的。镜台摆动可引起在随后的激光脉冲之间的激光脉冲的未对准，如图4C的区域480中的未对准所示的。由于镜台摆动，来自第一激光脉冲的照射区域461的第一柱并不精确地与来自第二激光脉冲的照射区域471的第一柱对准。该未对准导致在第二激光脉冲期间照射区域的非対称重叠。因此，来自第二脉冲的照射区域471的第一柱可在箭头465(图4D示出)的方向上从来自第一激光脉冲的照射区域461的第一柱移动一段距离。激光脉冲的未对准导致在最终产品中的不均匀间隔开的长晶界。长晶界是当两个横向生长的晶体波前相遇时形成的中心线。图4E是在双激发SLS之后在区域480中的长晶界的位置的示意图。它将相应于长晶界的中心线描绘为在最终产品中的490’、491’、492’和493’。如可在图4E中看到的，中心线不是均匀地间隔开。图4E还描绘被长晶界490’、491’、492’和493’分开并包括横向延伸的晶粒的四个结晶区域490、491、492和493，晶粒被描绘为区域490的490A、490B、490C等。中心线或长晶界490’、491’、492’和493’可产生对电子流的屏障并减小在因而产生的TFT中的电子移动性。电子移动性的减小可进ー步取决于在TFT的通道区域内和在其源极区域和漏极区域之间的长晶界的确切位置。长晶界的均匀间隔是优选的，因为它提供更均质的材料。如可在图4E中看到的，结晶区域没有均匀地间隔开；区域491比区域490宽。与在双激发过程期间由镜台摆动形成的结晶柱中的非均匀性相关的在中心线中的这个非均匀性不仅影响材料的均匀性，而且还对可使用的细光束宽度和间距施加下限。也就是说，由于非均匀性，小的细光束宽度和间隔是不可行的。虽然可能导致较低的性能，较短的晶粒有时是期望的，以便获得更均匀的薄膜晶体管(“TFT”)(例如，较小的晶粒允许更有效的平均化效应在存在于TFT的通道区域中/附近的那些晶粒上发生)，这对有源矩阵有机发光二极管设备特别关键。此外，从没有完全延伸出较宽的柱的宽度的在较宽柱中的晶粒产生的阻塞的晶粒可导致差的设备性能。前面描述的双激发SLS过程的另ー问题是畸变。在投影光学器件中使用的透镜可能有可导致光束的畸变的色差，例如散光。特别是远离中心的光束中的畸变可能在结晶化膜中是明显的。图4F示出使用在图4A所示的双阵列遮光板的细光束形成中的畸变。仅作为例证性的例子，朝着图4F的右下角1200的细光束越来越多地变形。在双激发SLS中，如图4G所示，在双激发区域内的第一脉冲1210和第二脉冲1220重叠大约50%。在双激发区域内的这些重叠的区段之间的局部畸变可以不同。例如，如果细光束1200的第二(右)阵列的下部分由于畸变而倾斜，在第一激光脉冲1240中的细光束的第二阵列和第二激光脉冲1230中的细光束的第一阵列之间的重叠产生在合成双激发材料中的中心线的间隔中的不均匀性。如图4H所示，在每个细光束的中心线之间的间隔沿着扫描的垂直方向不是均匀的。例如，在扫描的上部分中的中心线之间的间隔相对相等，而在扫描的下部分之间的间隔不相等。在下部分中的微结构将因此像图4E中的微结构一祥。非周期性脉冲SLS非周期性脉冲SLS提供当随后照射时对照起因于例如镜台摆动和/或图像失真的细光束的差的重叠而使结晶化过程更可靠的方法。

本系统使用非周期性激光脉沖，即，在时域中不相等地间隔开的脉冲。在一个实施方案中，本系统通过使用来自多个激光源的脉冲的协调触发(使用具有多个激光腔例如管的单个激光源也是可能的)来产生非周期性激光脉冲以产生在时域中紧密间隔开的一系列脉冲。多个激光源可设置在单个激光系统中。激光系统是计算机控制的系统，其使用计算机控制的技术和ー个或多个激光腔来产生ー个或多个激光光束。每个激光光束相应于ー个激光源。每个激光光束可从单独的激光器或作为包含在ー个激光系统内的多个激光腔的部分的激光腔产生。图5示出非周期性激光脉冲的示例性剖面。I轴表示脉冲强度，而X轴表示时间。图5A描绘可用于常规双激发SLS过程的激光器的周期性脉冲率。激光重复率导致在时域中均匀间隔开的激光脉冲图案。图5B示出在本文公开的非周期性脉动的例子，其中第二脉冲500相对于第一脉冲510在接近的时间发射。接着，第三脉冲520以与第一脉冲510和第二脉冲500之间的间隔不同的时间间隔发射。图5C示出两个激光器的激光功率(能量密度)不同的实施方案。因此，被照射的膜经历非周期性脉冲率和非均匀照射能量。由于在第ー脉冲510和第二脉冲500之间的相对短的时间，由第一脉冲510和第二脉冲500照射的区域经历增加的重叠，如关于图7A-7B讨论的。此外，多个激光器中的每个激光器可按不变的重复率产生脉冲。在第一脉冲510和第二脉冲500之间的延迟范围可以小于在第一脉冲510和第三脉冲520之间的时间间隔的一半。在一些实施方案中，在第一脉冲510和第二脉冲500之间的时间间隔小于在第一脉冲510和第三脉冲520之间的时间间隔的十分之一或小于其二十分之一或小于其ー百分之一。在第一脉冲510和第二脉冲510之间的延迟范围可以为大约三微秒到大约一毫秒、大约五微秒到大约500微秒、优选地大约8微秒到大约100微秒。例如，该延迟可以小至几微秒(例如,对于40cm/s的镜台速度和3. 5um位移，时间将是8. 75微秒)。如果镜台速度高达60cm/s，则时间将是5. 83微秒。在n次发射过程中，即，在给定区域中使用多于两个的激光照射(例如，在给定区域中的3、4、5或n次照射)的过程中，重叠可能较大。在美国申请号11/372,161中描述了这样的n次发射SLS过程，该专利的全部内容特此通过引用被并入。例如，在n次发射过程中，时间可以是5微秒或甚至3微秒。因为横向生长速度在高达大约10微米/秒的数量级，当使用大约0. 3微秒全宽半高(FffHM)脉冲熔化6微米宽的区域时，膜在小于大约0. 5 ii s内被横向结晶化。在一些实施方案中，位移可以大于3. 5微米。因此，延迟可以是数十微秒并高达50微秒或甚至大于100微秒，且可能高至几百微秒。上限可以如此高，以便接近但不是等于在1200Hz处组合的两个600Hz激光器的重复率，即，833微秒。例如，对于70%重叠，延迟将是500微秒。然而,如果使用两个300Hz激光器,则延迟将是I毫秒。前面公开了具有多个激光腔例如管的工具，以(I)通过同时触发和随后组合多个脉冲来増加脉冲能量，并(2)通过延迟触发不同的管和随后组合它们来增加脉冲持续时间，如在美国专利号7，364，952中讨论的，该专利的公开的全部内容通过引用被明确地并入本文。换句话说，脉冲被组合以提供修改的单个熔化和固化循环。非周期性脉冲SLS是不同的，因为它使用在単独的熔化/固化循环中的不同激光器的脉冲。然而，脉冲在时域中足够接近，它们显示相当大的重叠，同时镜台以高速行进。 图5示出使用两个紧密间隔开的激光脉冲或激光脉沖“链”的非周期性脉冲图案；然而，可使用相应于三个或五个激光器或激光腔的较大数量的例如3到5个紧密间隔开的脉冲。在使用来自不同的激光器的较高数量的紧密间隔开的脉冲例如来自两个不同的激光能量源的激光光束或来自同一激光能量源的两个不同的激光载波的这样的实施方案中，目标区域被照射相应地较多的次数，并可提供具有更拉长的结晶域的结晶化区域。例如，来自n个激光源的n个脉冲可紧密间隔开，且单个区域将经历n次照射，如在单扫描中描述的。细光束可具有与在双激发SLS中类似的宽度，但它们之间的间隔可增加以适应较大数量的照射。此外，在结晶化区域(每个结晶区域相应于单独的熔化区域)之间的重叠可大于50% (或横向生长长度的一倍)，导致比可在双激发过程中得到的晶粒更长的晶粒(晶粒的长度由脉冲链中的脉冲的数量限制)。较长的粒状材料可能对较高性能的TFT是有益的。在脉冲链中的两个连续的脉冲不需要处于相同的能量密度。例如，如果膜由于第一脉冲而仍然热，则第二脉冲可处于较低的能量密度。同样，较高的能量密度可用于补偿在第一脉冲上的光学特性的变化(非晶吸收稍微好于結晶)。对第二脉冲的能量密度的正确选择因此可考虑效应以及可能其它因素。因此，如图5C所示，第一激光脉冲和第二激光脉冲可具有不同的能量密度。用于执行非周期性脉冲SLS的系统用于执行非周期性脉冲SLS的ー种方法实现多个激光源，例如双激光源。图6示出了用于使用双激光源执行SLS的系统。图6类似于图1，除了图6具有第二激光器110’和计算装置或计算机系统600以控制两个激光器的发射和镜台的运动。因此，计算机系统600提供计算机可读介质和用于激光脉冲的镜台位置控制的发射的计算机可读指令。系统还可包括多个投影透镜以实现在薄膜中的多个区段的同时扫描。在标题为“System and Methodfor Processing Thin Films”的美国专利号7，364，952中公开了用于允许薄膜的多个区段的同时扫描的系统，该专利的公开的全部内容通过引用被明确地并入本文。虽然描述了使用双激光源的方法和系统，也可使用额外的激光器。用于执行非周期性脉冲SLS的其它方法包括在突发模式中和/或结合光束阑操作高频激光器。这两个实施方案都将在下面被更详细地讨论。此外，系统可合并基于干涉的设置以执行与遮光板所执行的相同的、产生细光束的功能。
非周期性激光脉冲图案优选地通过具有相同重复率的多个激光器的偏移发射来得到。使用单个激光器产生非周期性激光脉冲图案的技术可存在，但目前被认为效率较低。在一种技术中，具有某个重复率的激光器的触发机制被修改以产生具有在连续脉冲之间的交替的短和长时间间隔的非周期性脉冲序列。激光器例如受激准分子激光器具有最大输出功率，其随着脉冲重复率而增加，直到某个最佳脉冲率为止，在这个最佳脉冲率之后功率开始下降。换句话说，超过这个最佳脉冲率，脉冲可具有的最佳能量将迅速降低。因此，对具有某个最大脉冲能量的给定的激光器减小两个连续脉冲之间的时间间隔可能导致脉冲能量的下降，特别是对于在短时间间隔之后的脉冲。在使用单个激光器产生非周期性激光脉冲图案的另ー种技术中，非周期性脉冲图案从单个激光器得到，该单个激光器在较高的功率/脉冲率模式中操作，例如具有几kHz —直到IOkHz的重复率，适合于提供不间断的激光脉冲的短序列例如快速突发之间的停机时间。适合于用在本文所述的方法和系统中的示例性激光系统包括高频激光器，例如由Cymer(圣地亚哥)开发并在从TCZ Pte公司(新加坡)可买到的激光结晶化工具中使用的激光器、以及例如从 JENOPTIK Laser, Optik, Systeme GmbH可买到并在从 Innovavent GmbH可买到的激光结晶化工具中使用的ニ极管泵浦固体激光器。然而，这些高频激光器相应地具有每 脉冲较低的能量，且作为结果，与例如从Coherent公司(Santa Clara)可买到的姆脉冲较高的能量的激光器比较，脉冲尺寸减小了。膜199可以是非晶或多晶半导体膜，例如硅膜。膜可以是连续的膜或不连续的膜。例如，如果膜是不连续的膜，则它可以是光刻图案化的膜或选择性地沉积的膜。如果膜是选择性地沉积的膜，则它可以经由化学蒸汽沉积、溅射或溶液处理的薄膜，例如硅基油墨的喷墨印刷。全区域非周期件脉冲SLS图7A和7B描绘使用垂直遮光板(图7A中示出)的非周期性脉冲SLS过程。垂直遮光板700包括具有任选的逐渐变细的边缘的垂直定位的、例如垂直于扫描方向排列的槽710的阵列。槽710透射激光光束并使激光光束成形以产生具有类似形状的多个细光束。遮光板的其它(无槽)部分是不透明的。应理解，遮光板图被规定为仅仅是示意性的，以及槽的尺寸和宽长比以及槽的数量可极大地改变并与期望的处理速度、熔化照射区域中的膜所需的能量密度和每脉冲的可用能量有夫。通常，给定槽的宽度与长度的宽长比可例如在1:5和1:200和1:5000或更大之间改变。在其它实施方案中，遮光板可以是点遮光板，其中背景是透明的，而中心“点”是不透明的。关于点矩阵遮光板的另外的细节在美国专利号7，645，337中找到，该专利通过引用被全部并入。如上文关于前面讨论的双激发SLS描述的，图7B示出由两组两个激光脉冲照射的膜的示例性图示，其中前两个激光脉冲在时间上接近地一起出现，后面是延迟，而后两个激光脉冲也可在时间上接近地一起出现。该过程包括至少四个照射步骤，相应于来自主激光器的脉冲的两个照射步骤和相应于来自辅激光器的脉冲的两个照射步骤。步骤如下当膜在负X方向上移动且扫描因此在正X方向上进行吋，(I)相应于区域711的第一照射，区域711使用来自主激光器的第一脉冲而被照射，该第一脉冲由图7A的遮光板成形为第一组细光束(点线)；(2)相应于区域712的第二照射，区域712使用来自辅激光器的第一脉冲而被照射，该第一脉冲由图7A的遮光板成形为第一组细光束(实线)；(3)相应于区域713的第三照射，区域713使用来自主激光器的第二脉冲而被照射，该第二脉冲由图7A的遮光板成形为第三组细光束(在灰色区域中的点线)；以及(4)相应于区域714的第四照射，区域714使用来自辅激光器的第二脉冲而被照射，该第二脉冲由图7A的遮光板成形(在灰色区域中的实线)。在第一照射区域711和第二照射区域712重叠的场合，它们产生第一双激发结晶化区域715。在第三照射区域713和第四照射区域714重叠的场合，它们产生第二双激发结晶化区域716。当扫描样本(优选地以不变的镜台速度)时，在第一结晶化区域711和第二结晶化区域712以及第三结晶化区域713和第四结晶化区域714之间的重叠大于大约50%。优选地，在第一结晶化区域711和第二结晶化区域712以及第三结晶化区域713和第四结晶化区域714之间的重叠大于大约70%、大于大约90%、大于大约95%或大于大约99%。相应于区域711的第一照射在整个厚度上熔化该区域；熔化区域接着从固体边缘快速横向结晶化以形成横向结晶化区域。由第一辅激光脉冲产生的第二脉冲跨越在第一组细光束所产生的分开的细光束区域之间的未照射区域，并与第一结晶化区域711重叠。当冷却时，在第二区域中的晶体从第二熔化区域的边缘生长以形成实质上在X方向(平行于扫描的方向)上横向 延伸的晶粒。因此，虽然重叠范围可从大于50%到大约99%，重叠被选择成使得整个区域在两个激光脉冲中被结晶化。以这种方式完全结晶化的膜的区域称为“双激发结晶化区域”。在本实例中，第一结晶化区域711的照射——后面是第二结晶化区域712的照射——导致第一双激发结晶化区域715。接着，第三结晶化区域713和第四结晶化区域714的照射导致第二双激发结晶化区域716。如果使用脉冲链中的多于两个的激光脉沖，则重叠可被选择成使得整个区域按照脉冲链中的脉冲的数量而结晶化。在第一双激发结晶化区域715和第二双激发结晶化区域716之间的最大重叠可以使得第二脉冲的第一细光束确切地位于第一脉冲的第一和第二细光束之间。这个最大重叠相应于垂直排列的细光束的细光束间距的一半的最小位移。如果细光束相对于垂直排列(如下所述)倾斜，意味着它们不是垂直于扫描方向定向，则最小位移是被倾斜角的余弦除的细光束间距的一半。在n次激发过程(如上所述)中，第二脉冲的第一细光束可定位成较接近第一脉冲的第一细光束的中心线，且最大重叠相应地较大。如果第一脉冲和第二脉冲之间的重叠较小，则第一双激发结晶化区域715和第二双激发结晶化区域716可以更窄。在重叠较小的场合，将存在与第一双激发结晶化区域715和第二双激发结晶化区域716相邻的“翼”，其中那些“翼”仅由单个非重叠的细光束照射。图7C描绘可选的重叠方案，其中第二脉冲1110 (实线)位于离第一脉冲1100 (点线)的细光束间距的一点五倍处。相应于双激发区域的在第一脉冲(相应于主激光器)和第ニ脉冲(相应于辅激光器)之间的重叠范围可从70%到大约99%。例如图7C所示的较小重叠导致较小的双激发结晶化区域1120。脉冲之间的较小重叠且因而较大延迟可能对在使用第二脉冲照射之前在第一脉冲之后允许膜足够冷却是有益的。可单独地或与第二脉冲能量密度的调节结合来使用较小的重叠，如前所述。此外，较小的间隔可能对减轻光束内的能量密度非均匀性的效应是有益的。作为依赖于膜的完全熔化的过程，SLS相对地不受从ー个脉冲到另ー脉冲或在脉冲的不同部分之间的能量密度的一般变化的影响。能量密度变化可导致由单个细光束照射的区域的宽度的某个轻微的变化。因此，在双激发过程中，能量密度变化可导致在熔化区域之间的重叠的某个轻微的变化和因而因而产生的微结构的某个轻微的变化。因此，优选地，膜的一部分使用在一个脉冲中的较低能量密度照射，不是也使用在另ー脉冲中的较低能量密度照射。例如，如果光束的小部分由于光学系统中的缺陷而具有减小的能量密度，则优选地増加两个脉冲之间的位移，以便不使用光束的这个减小的能量密度照射两次膜中的一部分。在操作中，镜台沿着X方向连续地移动膜以实现由图7B中的箭头720所指示的脉冲扫描方向，使得图7A的遮光板中的槽的长轴实质上垂直于扫描方向延伸。当膜移动时，激光器以给定的频率例如300Hz产生由遮光板成形的脉冲。膜速度和在来自两个激光器的激光脉冲的发射之间的偏移被选择，使得当镜台移动时，随后的激光脉冲照射膜的重叠区域 711、712。膜速度以及第一和第二激光脉冲的重复率(频率)确定在膜上的随后的双激发结晶化区域的位置。在一个或多个实施方案中，第一双激发结晶化区域715和第二双激发结晶化区域716也可在745处重叠。因此，当膜在X方向上被扫描吋，整个膜表面可被结晶化。如果区域711和712仅移动细光束的间距的一半(如图7B所示)，则在区域715和716 之间的重叠可以小至细光束之间的重叠，其对于双激发SLS是在横向生长的长度的零倍和一倍之间。因此，在715和716之间的重叠可被最小化到仅仅在区域712的最右边和区域713的最左边之间的细光束重叠。在第一和第二双激发结晶化区域之间的重叠因此范围可从0. 5 u m到大约3 u nio可如上所述通过使用两个单独的激光器来实现图7B中的第一区域711和第二区域712以及第三区域713和第四区域714之间的增加的重叠。主激光器发射导致第一区域711和第三区域713的结晶化的脉冲，而辅激光器发射导致第二区域712和第四区域714的结晶化的脉冲。脉冲的发射可由例如计算机控制的系统触发。因为两个激光器被使用，第一区域711和第二区域712例如可按当前的激光器频率以给定的恒定镜台速度重叠到比使用一个激光器可出现的更大的程度。然而应强调，本系统和方法不依赖于多个激光源的使用，而更确切地需要非周期性激光脉冲的产生。如上所述，具有足够高的激光重复率的激光器确实存在并可用提供在激光脉冲的快速突发之间的停机时间的方式来操作。在激光功率和频率中的发展将提高吞吐率并增加这样的方法的商业吸引力。使用非周期性脉冲SLS的倾斜扫描在一些实施方案中，当TFT的阵列以后被制造在膜上时，如果长晶界的方向可相对于TFT通道方向稍微倾斜可能是有益的。如果TFT平行于阵列方向和/或有源矩阵设备或膜的边缘排列，则对角细光束可例如用于完成这样的倾斜设计(见美国专利 号 7,160,763 “Polycrystalline TFT Uniformity Through MicrostructureMis-Alignment”,该专利的公开的全部内容通过引用被明确并入本文),其中细光束相对于通道区域傾斜，以便提高TFT —致性。图7D和7E描绘使细光束相对于膜的y轴傾斜。图7D描绘比图7E更小的倾斜角，这如图7E所示可导致在第一激发和第二激发之间的增加的重叠。倾斜角范围可从零度到大约90度。给定细光束的某个倾斜角(例如，相对于垂直的y方向的a，即，垂直于扫描方向的方向)，可计算在连续脉冲之间的某个时间延迟以提供等于(1=0.51ひん05^)的平移距离，其中是细光束间距。例如，对于如图7D所示的75度倾斜以及5.5/1.5iim细光束宽度和间隔(SP，入=7. O ii m)，平移距离是大约13. 5 ii m。在10cm/s的扫描速度处，这相应于在连续脉冲之间的135 u s延迟。对于关于显示器或面板的边缘垂直或水平地排列的TFT，45度的倾斜可用于有相同的TFT —致性。也可例如使用对前两个激发的45度倾斜且后面是具有135度倾斜的两个激发，即，垂直于前两个激发的那些激发来执行2+双激发过程。例如当显示器设计相对于以前假设的设计旋转90度吋，大于45度且接近于90度(接近于垂直)的倾斜角也是可能的。虽然倾斜角影响由连续链脉冲处理的区域之间的重叠(对于较小的角，重叠较大)，扫描之间的重叠在所有情况下可保持小至大约细光束宽度的一半。在下面将讨论的完整区域和选择性区域结晶化过程中可使用倾斜的细光束。—旦膜在X方向上被完全扫描,掩蔽的光束就可在y方向上移动以扫描膜的其余部分。如图7B所示，除了在每个双激发区域715、716之间的重叠745的区域之外，也可产生在第一次扫描730和第二次扫描740之间的重叠750的区域。因此,细光束边缘可位于重叠区域处。接着，与对图4C所示的常规单扫描双激发SLS中的重叠的照射一祥，需要使光束边缘重叠以确保微结构的连续性。如前所述，这可涉及光束边缘设计技术的使用以确保晶粒的长轴实质上垂直于细光束的中心线定向。虽然在水平对准中，当在重叠区域745 的下ー脉冲到来时ー个细光束的一端与其相对端自然地重叠，在倾斜细光束的情况下不是这种情況。使用倾斜细光束，ー个细光束的端部必须与另ー细光束的相对端重叠，如细光束长度和倾斜所指示的。因此，脉冲的定时必须使得那些光束边缘的中心线准确地重叠。细光束倾斜和角度可接着被优化以最小化这样的光束边缘之间的重叠。对于非水平细光束对准，光束边缘也将存在于重叠750所示的图案化光束的顶部和底部处。为了确保从一次扫描到另ー扫描的微结构的连续性，即，确保在扫描时形成的不同区域的完美缝合，这些边缘区域也需要以正确的方式重叠，意味着以细光束的中心线重叠以及细光束的倾斜和长度被选择成使得重叠被最小化的方式。激光脉冲的镜台同步的控制需要实现在重叠区域750中的精确缝合。在X方向上的脉冲的定位中的可变性通常可来自脉冲的定时中的不准确性以及来自镜台速度的变化，该变化可例如是正弦的。在脉冲之间的重叠在定位时被这个可变性影响。在脉冲的定时中的不准确性通常非常小，且大多是抖动的结果，其相应于脉冲触发电子器件中的不准确性。抖动可发生大约几纳秒或更长。作为抖动的结果的在膜上的脉冲的定位中的移位极小且对于当前的应用将被认为是可忽略的。例如，脉冲触发中的IOns延迟对于20cm/s的镜台速度引起仅2nm的在样本水平的移位。作为速度变化的结果的在膜上的脉冲的定位中的移位也可能非常小，且进一歩是逐渐的移位，如在摆动的情况中的。因此，两个脉冲的在时间上接近的定位将是有益的，以便最小化对从这样的变化产生的微结构一致性的影响。光束畸变本公开的方法和系统也可减轻光束畸变的效应。在所公开的非周期性脉冲SLS系统和方法中，因为在双激发区域内的第一脉冲和第二脉冲之间的重叠大于大约70%，在该双激发区域中的第一脉冲和第二脉冲的重叠部分是光束路径的更紧密定位的部分，使得它们将受到更相似程度的畸变。因此，最終结晶化膜不应被这样的畸变明显地影响。图7F-H描绘与图4F-H中所示的相同的在细光束形成中的畸变。再次，图7F中的细光束1300的右下部分变形。然而，图7G和7H描绘例如对图7B中的区域711和712描述的非周期性脉冲SLS过程。注意，图4F描绘垂直排列的遮光板，而图7F描绘水平排列的遮光板。然而，在图4F-4H和图7F-7H的例证性例子中，相等程度的畸变在x和y方向上被提供，且它因此以与水平排列的细光束相同的方式影响垂直排列的细光束。当在非周期性脉冲SLS过程中的细光束的中心线被测量时，可看到，图7F中存在的畸变不影响中心线(图7H)的规则性，因此不影响晶界。这个益处得自在第一和第二脉冲的重叠部分之间的光束路径内的较紧密的间隔以及因此在其间的光学畸变中的较大相似性。因此，上述非周期性SLS系统和方法可适用于薄膜的全区域结晶化。例如，非周期性SLS可用于在膜上的多个相对紧密地间隔开的TFT的大区域扫描。使用非周期性脉冲SLS的选择性区域结晶化在一些实施方案中，非周期性脉冲序列可进ー步用于选择性地只结晶化所关注的某些区域，例如，在有源矩阵设备例如显示器或传感器阵列中的像素TFT或电路。在这个选择性区域结晶化(SAC)实施方案中，在第一和第二双激发结晶化区域之间例如在图7B所示 的区域715和716之间没有重叠。例如，图8描绘具有紧密间隔开的TFT825的膜820，其使用非周期性脉冲SLS过程被扫描，其中在第一双激发区域830和第二双激发区域840之间没有重叠。该过程使用图7A所示的相同遮光板来实现。与图7B所示的实施方案一祥，膜包括至少四个照射步骤来形成两个双激发结晶化区域相应于来自主激光器和辅激光器的每个的第一脉冲的第一双激发结晶化区域830以及相应于来自主激光器和辅激光器的每个的第二脉冲的第二双激发结晶化区域840。用于产生双激发结晶化区域830、840的照射步骤如下当膜在负X方向上移动时，(I)使用来自主激光器的第一脉冲的相应于区域811的第一照射；(2)使用来自辅激光器的第一脉冲的相应于区域812的第二照射步骤；(3)使用来自主激光器的第二脉冲的相应于区域813的第三照射；以及(2)使用来自辅激光器的第二脉冲的相应于区域814的第四照射步骤。在一个或多个实施方案中，在SAC中实现的遮光板/细光束的尺寸被选择成使得ー个或多个完全结晶化的区域在两个脉冲(n个脉冲)上形成，且每个结晶化区域足够大以包含矩阵类型的电子设备或电路的至少ー个节点。与图7B所示的实施方案相反，只有第一和第二结晶化区域811、812彼此重叠，以及第三和第四结晶化区域813、814彼此重叠。在该实施方案中，在第一双激发区域830和第二双激发区域840之间没有重叠。因此，保持有样本的镜台能以较高的速度移动以增加第一和第二双激发区830、840之间的间隔来匹配矩阵型电子器件的周期性。镜台速度的这样的增加可导致总处理吞吐量的相当大的增加。例如，在显示器的像素阵列中，电子器件的密度相当低，例如具有几百Pm或更大例如Imm或更大的间距，且吞吐量的明显增加可通过仅仅结晶化那些区域来实现。因此，镜台对于给定的激光脉冲率能以较快的速度移动以实现膜上的选定区域的完全结晶化。在本申请的实施例章节中提到了 SAC非周期性脉冲SLS系统的吞吐量的示例性值。因此，非周期性脉冲SAC的呑吐量提高实现对大面板例如GenS面板( 2. 20x2. 50m2)的更有竞争性的呑吐量，例如对大电视机制造所需的。使用非周期性脉冲的单扫描过程因此引起在膜上的脉冲的非周期性布置，在所关注的区域中的脉冲之间有增加的重叠和在那些区域外部有减小的重叠。在单次扫描中脉冲的这样的非周期性布置也可使用周期性激光脉冲通过改变扫描速度来建立，以便有在所关注的区域的处理期间的低扫描速度和在所关注的区域之间的快扫描速度。这样的快速加速和減速将脉冲重定向到所关注的区域上。这样的光学装置可包括光束转向元件或快速移动反射镜或振荡遮光板。单扫描SACSLS过程的这样的实现可能对这样的光学装置要求非常苛刻，且可能因此与非周期性脉冲系统相比是较不优选的。此外，它可能没有非周期性脉冲的关于减少与镜台摆动相关的误差的益处。使用周期性激光脉冲的另一单扫描SAC过程涉及将每个图案化光束分成两个或多个图案化段，每个段足够大以结晶化所关注的ー个区域并间隔开一段距离，使得多个段与所关注的多个区域同时重叠。扫描以这样的速度继续进行，以便在随后的照射时样本移动了等于间距的整数倍的距离，使得脉冲的一段现在与以前使用脉冲的另一段处理的区域重叠。通过在每个段中的光束图案的正确设计，第二照射可提供从第一照射生长的晶体的横向延伸。作为在这些段之间的大间隔的结果，通过光束的阻挡(掩蔽)部分产生这些段将是浪费的。更确切地，光束分离技术可用于将光束的部分重定向到同一光路上或不同的光 路上。单扫描SAC SLS过程的这样的实现没有图案化光束的紧密重叠的部分以便减小光束畸变的效应的益处。此外，它没有非周期性脉冲的关于减小与镜台摆动相关的误差的益处。如上所述，选择性区域结晶化涉及只结晶化在例如矩阵型电子设备或电路中的所关注的区域。因此，结晶化区域的位置需要相对于矩阵型电子或电路中的节点的位置对准。可根据各种技术来实现样本对准的步骤。在一种技术中，可容易使用结晶化系统来建立样本对准，结晶化系统还有将样本定位成使得其位置可在用于制造电子设备的另外的处理步骤中再产生的能力。一个常见方式是例如当面板设置有基准或对准标记时，基准或对准标记在结晶化之前被探測到，且针对基准或对准标记结晶化过程被校准。样本对准的这样的方法通常用在光刻程序中以制造薄膜晶体管，其中亚微米精确度覆盖这样的设备的各种特征。在SAC中的样本对准不需要与在光刻术中ー样精确。例如，结晶化区域在每侧上可比所关注的区域大几微米或十或更多微米。在另ー技术中，通过在制造电子设备之前探测结晶化区域的位置来建立样本对准。这可通过探测电子器件应被放置的区域本身或通过探测对这样的对准目的例如基准优化的额外的结晶化区域来实现。投影结晶化系统的使用可具有这样的样本对准的益处。系统可用于在膜或衬底上产生基准或对准标记用于以后在样本对准中使用。图案化细光束可用于产生可在随后的光刻步骤的至少ー个第一步骤中在面板对准中使用的定义明确的特征，其后它们可由光刻地定义的基准代替。完全熔化和相关的横向生长的益处是垂直的长晶界具有与其相关的突出部，使用暗视野显微方法可使突出部变得不可见。此外，从非晶到晶体的相变可以是微观地不可见的，作为在光学特性中的变化的結果。用于样本对准的系统可包括用于探测基准并使样本相对于该基准与已知的位置对准的自动化系统。例如，系统可包括用于控制运动并响应于可探測膜上的基准的光探測器的计算装置。光探測器可以是例如C⑶摄像机。图9描绘通过SAC过程处理的膜910。膜910的像素920在图9中被水平地定位，虽然它们在图7和8中被垂直地定位。在图9中，多个双激发区域930、940、950和960在像素920中的TFT 970上重叠。与前面讨论的SLS方法比较，在非周期性脉冲SAC SLS中的光束宽度可能常常较小；它只需要与待结晶化的区域的宽度ー样宽。因此，可用于增加光束长度的过剩的能量是可用的。使用较大直径的投影透镜和/或通过将光束分成分开的光路以便在光束脉冲的扫描期间同时结晶化膜中的多个区域，可实现较长的光束长度。在单次扫描时增加所处理的区域的长度可减小完全结晶化膜所需的扫描的次数。扫描速度可实际上小于对常规SLS的扫描速度，増加了对镜台的不严格的设计度量的另一益处。不严格的设计度量是非周期性脉冲SLS的公共益处，作为在时域中的脉冲的紧密间隔和对照偏移例如镜台摆动和光束畸变的增加的牢靠性的結果。最大化使用非周期性脉冲SLS的SAC的益处需要优化图案化光束的尺寸以及优化像素TFT或电路的布局。像素TFT和电路设计中的改进例如可用于减小需要被结晶化的区域的宽度。如图9所示，优化可涉及将子像素布置旋转90度以及重新布置像素TFT和电路的布局。例如，在具有660 y m像素间距的55英寸显示器中，电子器件的宽度可至多为大约300 Um0因此，在膜的660 iim中只有300 iim需要结晶化。此外，在相邻柱中的待结晶化的两个区域可放置得彼此接近，使得ー对光束可用于结晶化整个区域，后面是跳过较大的区域到接下来被分组的TFT/电路区域。对于具有较简单的像素电路(常常仅仅是单个TFT)的液晶显示器，待结晶化的区域变窄，且在较宽直径的透镜和/或较大数量的投影透镜上 的光束宽度的进ー步减小和光束长度的连续拉伸变得较没有吸引力。SAC因此通过只选择性地结晶化所关注的某些区域并跳过之间的膜的区域而需要结晶化过程中的増加。同样，照射在选定的区域上的能力可进ー步用于避免完成细光束的准确的扫描间重叠，如以前对完全的区域结晶化描述的，因而消除了对进ー步涉及边缘设计的使用的重叠的光束边缘的需要。细光束的长度可与待结晶化的TFT或电路的相应尺寸紧密匹配。因此，细光束的长度可被选择成使得整数数量的TFT或电路安装在其中。在相邻的像素TFT或电路之间留有不需要被结晶化的ー些空间。例如为连接有源矩阵的节点的长电极提供该空间。此外，细光束可沿着其长度被细分以产生细光束组，每个细光束具有相应于像素TFT或电路的尺寸的长度。图IOA公开了用在这样的SAC结晶化方案中的遮光板