CN101617069B - 处理膜的系统和方法以及薄膜 - Google Patents

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Abstract

在一些实施例中，提供了处理膜的一种方法，该方法包括：在膜中限定要被预结晶化的多个间隔开的区域，该膜位于基底上并能够通过激光诱导熔化；产生具有一定通量的激光束，选择该通量以在膜中形成固体和液体的混合物，并且在被照射的区域中，在整个膜厚度上，使该膜的一部分被熔化；相对于激光束定位该膜，以准备至少部分地预结晶化所述多个间隔开的区域中的第一区域；将该激光束沿着激光束光路引导到移动的至少部分反射的光学元件上，该移动的光学元件使该光束改变方向，以便用该光束沿着第一方向以第一速度扫描该第一区域的第一部分，其中选择该第一速度以便该光束照射并在第一区域的第一部分中形成固体和液体的混合物，其中所述第一区域的第一部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向；以及采用激光诱导熔化来结晶化该第一区域的至少第一部分。

Description

处理膜的系统和方法以及薄膜
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.ξ119(e)要求下面申请的优先权，该申请的全部内容通过引用的方式结合到本申请中：2005年12月5日提交的标题为“Scheme for Crystallizing Films Using a Continuous-WaveLight Source Compatible with Glass Substrates and ExistingPrecision Stages”的美国临时专利申请No.60/742,276。
技术领域
提供了处理膜的系统和方法以及薄膜。
背景技术
最近几年中，已经研究了用于结晶化或者提高非晶或多晶半导体膜的结晶度的各种技术。这样的结晶化薄膜可以用来制造多种器件，例如图像传感器和有源矩阵液晶显示器(″AMLCD″)。在后者中，在适当透明的基底上制造规则的薄膜晶体管(TFT)阵列，并且每个晶体管作为一个像素控制器。
采用不同的激光工艺包括准分子激光退火(excimer laserannealing(″ELA″))和顺序性横向凝固(sequential lateralsolidification(″SLS″))工艺对结晶半导体膜例如硅膜进行处理，以提供用于液晶显示器的像素。SLS更适于处理用于AMLCD以及有机发光二极管(″OLED″)器件的薄膜。
在ELA中，通过准分子激光照射膜的一个区域以部分熔化该膜，该部分随后会结晶化。该工艺典型地采用一个长而窄的光束形状，该光束形状在整个基底表面上连续行进，以致于该光束可能穿过表面以单次扫描照射整个半导体膜。该硅膜被照射多次以产生具有均匀晶粒尺寸的随机多晶膜。ELA形成小颗粒的多晶膜；然而，该方法经常受困于微结构的不均匀性，这是由脉冲到脉冲能量密度变化和/或不均匀的光束强度分布导致的。图6A示出可以采用ELA获得的随机微结构，该附图和后面的附图都不是按照比例绘制的，实质上应当是示例性的。
SLS是一种脉冲激光结晶化工艺，其能在基底上形成具有大且均匀晶粒的高质量的多晶膜，并且基底是不耐热的基底，例如玻璃和塑料。顺序性横向结晶(SLS)采用控制激光脉冲来完全熔化基底上的非晶或多晶膜的一个区域。该被熔化的膜区域然后横向结晶化为固化的横向列微结构或多个位置可控的大面积单晶区域。通常情况下，该熔化/结晶化工艺通过大量的激光脉冲在整个大薄膜的表面上被连续重复。基底上加工的膜随后用来生产一个大显示器，或者甚至分割来生产多个显示器，每个显示器用来在给定器件中提供视觉输出。图6B-6D示出可以通过SLS得到的在具有不同微结构的膜内制造的TFT的示意图。下面对SLS工艺进行更详细的描述。
SLS系统和方法在商业应用上的潜在成功与其生产量有关系，能够以该生产量生产期望的微结构和织构。生产具有该微结构的膜所花费的能量和时间也与生产薄膜的成本有关；通常情况下，越快速、有效地生产膜，那么在给定的时间段内就可以生产越多的膜，从而能够得到更高的产量和由此更高的潜在效益。
发明内容
本申请描述处理薄膜的系统和方法以及薄膜。
在一些实施例中，提供了处理薄膜的一种方法，该方法包括：在膜中限定要被预结晶化的多个间隔开的区域，该膜位于基底上并能够通过激光诱导熔化；产生具有一定通量(fluence)的激光束，选择该通量以在膜中形成固体和液体的混合物，并且在被照射的区域中，在整个膜厚度上，使该膜的一部分被熔化；相对于激光束定位该膜，以准备至少部分地预结晶化所述多个间隔开的区域中的第一区域；将该激光束沿着激光束光路引导到移动的至少部分反射的光学元件上，该移动的光学元件使该光束改变方向，以便用该光束沿着第一方向以第一速度扫描该第一区域中的第一部分，其中选择该第一速度以便该光束照射并在第一区域的第一部分形成固体和液体的混合物，其中所述第一区域的第一部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向；以及采用激光诱导熔化来结晶化该第一区域的至少第一部分。
一些实施例包括下面特征中的一个或多个。激光束为连续波，进一步包括：相对于激光束重新定位膜，以准备至少部分地预结晶化所述多个间隔开的区域中的第二区域；并且移动该光学元件以便用该激光束沿着第一方向以第一速度扫描该第二区域的第一部分，其中所述第二区域的第一部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在所述至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向。进一步选择所述第一速度以便由光束产生的热量基本上不损坏基底。该移动的光学元件包括具有多个小平面(facet)的旋转盘，其中小平面反射所述激光束到膜上。第一速度为至少约0.5m/s。第一速度为至少约1m/s。
权利要求1的方法进一步包括：在用移动的光学元件使激光束改变方向以便扫描该第一区域的第一部分后，相对于激光束在第二方向上平移该膜以便用该激光束沿着第一方向以第一速度扫描该第一区域的第二部分，其中所述第一区域的第二部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在所述至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向。第一区域的第二部分与第一区域的第一部分部分重叠。在第二方向上以第二速度连续平移该膜，选择该第二速度，以在第一区域的第一部分和第二部分之间提供预定的重叠量。在第二方向上以第二速度连续平移该膜一段时间，选择该时间段，以顺序地照射该第一区域的多个部分，其中所述多个部分中的每一个在冷却时形成晶粒，该晶粒在所述至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向。在所述至少单独一个方向上的所述结晶取向基本上垂直于膜的表面。在所述至少单独一个方向上的所述结晶取向为<100>取向。结晶化第一区域的至少第一部分包括执行均匀的顺序横向结晶。均匀的顺序横向结晶包括行扫描顺序横向结晶。结晶化第一区域的至少第一部分包括执行点顺序横向结晶(Dot sequential lateral crystallization)。结晶化第一区域的至少第一部分包括执行受控的超级横向生长结晶(controlled super-lateral growth crystallization)。结晶化第一区域的至少第一部分包括形成具有预定的结晶取向，以适于形成驱动器TFT的沟道区域。进一步包括在第一区域和第二区域中的至少一个中制造至少一个薄膜晶体管。进一步包括在至少第一区域和第二区域中制造多个薄膜晶体管。限定多个间隔开的区域包括为每个间隔开的区域限定宽度，该宽度至少与预期随后在该区域中制造的器件或电路一样大。限定多个间隔开的区域包括为每个间隔开的区域限定宽度，该宽度至少与预期随后在该区域中制造的薄膜晶体管的宽度一样大。间隔开的区域由非晶膜分隔开。膜包含导体和半导体中的至少一种。膜包含硅。基底包含玻璃。使用聚焦光学器件整形所述激光束。
一些实施例提供了一种处理膜的系统，该系统包括：提供具有一定通量的激光束的激光源，该通量被选择以在膜中形成固体和液体的混合物，并且在被照射的区域中，在整个膜厚度上，使该膜的一部分被熔化；在激光束光路上的可移动的至少部分反射的光学元件，其能够可控地使该激光束的光路改变方向；用于支持膜和能够在至少第一方向上平移的工作台；以及用于存储一组指令的存储器，该指令包括在膜中限定要被预结晶化的多个间隔开的区域，该膜位于基底上并能够通过激光诱导熔化；相对于激光束定位该膜，以准备至少部分地预结晶化所述多个间隔开的区域中的第一区域；移动该可移动的光学元件以致于可以用该光束沿着第一方向以第一速度扫描该第一区域的第一部分，其中选择该第一速度以便该光束在膜中形成固体和液体的混合物，并且在第一区域的第一部分中，在整个膜厚度上，使该膜的一部分被熔化，其中所述第一区域的第一部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向。
一些实施例包括下面特征中的一个或多个，激光束为连续波。相对于激光束重新定位膜，以准备至少部分地再结晶所述多个间隔开的区域中的第二区域；并且移动该可移动的光学元件以致于用该光束沿着第一方向以第一速度扫描该第二区域的第一部分，其中所述第二区域的第一部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向。进一步选择所述第一速度以便由该光束产生的热量基本上不损坏基底。该可移动的光学元件包括具有多个小平面的盘，该小平面将所述激光束至少部分反射到膜上。第一速度为至少约0.5m/s。第一速度为至少约1m/s。存储器进一步包括指令，以在移动该可移动的光学元件以便扫描该第一区域的第一部分后，相对于激光束在第二方向上平移该膜以便用激光束沿着第一方向以第一速度扫描该第一区域的第二部分，其中所述第一区域的第二部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在所述至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向。存储器进一步包括指令，用来使第一区域的第一部分和第二部分部分重叠。存储器进一步包括指令，用来在第二方向上以第二速度连续平移该膜，选择该第二速度来在第一区域的第一部分和第二部分之间提供预定的重叠量。存储器进一步包括指令，用来在第二方向上以第二速度连续平移该膜一段时间，选择该时间段来顺序照射和部分熔化该第一区域的多个部分，其中所述多个部分中的每一个在冷却时形成晶粒，该晶粒在所述至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向。存储器进一步包括指令，用来在至少第一区域执行均匀的顺序横向结晶。存储器进一步包括指令，用来为每个间隔开的区域限定宽度，该宽度至少与预期随后在该区域中制造的器件或电路一样大。存储器进一步包括指令，用来为每个间隔开的区域限定宽度，该宽度至少与预期随后在该区域中制造的薄膜晶体管的宽度一样大。该膜包含导体和半导体中的至少一种。膜包含硅。基底包含玻璃。进一步包括激光光学器件来整形所述激光束。
一些实施例提供一种膜，该膜包括预结晶化膜列，所述预结晶化膜列被定位和定尺为使得随后能在所述预结晶化膜列中制造薄膜晶体管的行和列，所述预结晶化膜列包括在至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向的晶粒；以及在所述预结晶化膜列之间的未处理的膜列。
一些实施例包括下面特征中的一个或多个。在所述至少单独一个方向上的所述结晶取向基本上垂直于膜表面。在所述至少单独一个方向上的所述结晶取向为<100>取向。该未处理膜的列包括非晶膜。
一些实施例提供了一种处理膜的方法，该方法包括：在膜中限定至少一个区域，该膜位于基底上并且能够通过激光诱导熔化；产生具有一定通量的激光束，选择该通量以在膜中形成固体和液体的混合物，并且在被照射的区域中，在整个膜厚度上，使该膜的一部分被熔化；将该激光束引导到移动的至少部分反射的光学元件上，所述移动的光学元件引导该激光束沿着第一方向以第一速度穿过第一区域的第一部分；相对于激光束在第二方向上以第二速度移动该膜，使得随着光学元件移动，在激光照射第一部分期间，沿着第二方向平移该膜，其中所述第一区域的第一部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向，其中选择该第一速度以便该光束照射并在膜的第一部分中形成固体和液体的混合物；并且重复移动光学元件和移动膜的步骤至少一次来结晶化第一区域。
一些实施例包括下面特征中的一个或多个，激光束为连续波激光。进一步包括相对于激光束重新定位膜来准备至少部分地预结晶所述多个间隔开的区域中的第二区域；并且移动该光学元件以致于用该激光束沿着第一方向以第一速度扫描该第二区域的第一部分，其中所述第二区域的第一部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向。进一步选择所述第一速度以避免由光束产生的热量损坏基底。引导该移动的光学元件包括旋转具有多个小平面的盘，该小平面反射所述激光束到膜上。第一速度为至少约0.5m/s。第一速度为至少约1m/s。移动光学元件和移动膜的步骤使第一区域的第一部分和第二部分具有占主导地位的相同的结晶取向，并且使第一区域的第二部分部分重叠第一区域的第一部分。在第二方向上以第二速度连续平移该膜，选择该第二速度，以在第一区域的第一部分和第二部分之间提供预定的重叠量。在第二方向上以第二速度连续平移该膜一段时间，选择该时间段，以顺序照射和部分熔化该第一区域的多个部分，其中所述多个部分中的每一个在冷却时形成晶粒，该晶粒在所述至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向。在所述至少单独一个方向上的所述结晶取向基本上垂直于膜表面。在所述至少单独一个方向上的所述结晶取向为<100>取向。进一步包括使该膜经历随后的顺序横向结晶工艺，以产生位置可控的晶粒，其中结晶第一区域的至少第一部分包括执行均匀顺序横向结晶。均匀的顺序横向结晶包括行扫描(line-scan)顺序横向结晶。结晶化第一区域的至少第一部分包括执行点顺序横向结晶。结晶化第一区域的至少第一部分包括执行受控的超级横向生长结晶。结晶化第一区域的至少第一部分包括形成具有占主导地位的结晶取向的晶体，该晶向适于驱动器TFT的沟道区域。进一步包括在第一区域和第二区域中的至少一个中制造至少一个薄膜晶体管。进一步包括在至少第一区域和第二区域中制造多个薄膜晶体管。限定多个间隔开的区域包括为每个间隔开的区域限定宽度，该宽度至少与预期随后在该区域中制造的器件或电路一样大。限定多个间隔开的区域包括为每个间隔开的区域限定宽度，该宽度至少与预期随后在该区域中制造的薄膜晶体管的宽度一样大。间隔开的区域由非晶膜分隔开。膜包含导体和半导体中的至少一种。膜包含硅。基底包含玻璃。使用聚焦光学器件整形所述激光束。
附图说明
在附图中：
图1示出根据一些实施例的具有高产量预结晶化的预结晶化区域的薄膜。
图2为示意性地示出根据一些实施例的用于对膜进行高产量预结晶化和可任选的后续TFT制造的方法。
图3为根据一些实施例的用于对膜进行高产量预结晶化的装置的示意图。
图4A-4B示出根据一些实施例的采用高产量预结晶化装置对TFT区域的预结晶。
图5为根据一些实施例的用于对膜进行顺序横向结晶的装置的示意图。
图6A示出由准分子激光退火形成的结晶微结构。
图6B-6D示出由顺序横向结晶形成的结晶微结构。
图7A-7D示意性地示出根据一些实施例的在顺序横向结晶中涉及的工艺和由顺序横向结晶形成的微结构。
具体实施方式
本文描述的系统和方法提供具有受控的结晶晶体织构的预结晶化薄膜。带织构的薄膜包含在至少单一结晶取向上具有占主导地位的相同的结晶取向的晶粒。如下面进行的更详细的讨论，该膜适于通过SLS或其它横向生长工艺进行进一步的处理。在SLS中，SLS期间横向生长的晶向依赖于照射区域的边界处的材料的取向。通过在执行SLS之前预结晶化膜，SLS期间横向生长的晶体采用预结晶期间产生的晶向，并且因而相对于未预结晶化而生长的晶粒沿着改善的晶向生长。预结晶化和横向结晶膜随后能被加工形成TFT，并且最终用作显示器。
当多晶材料用于制造具有TFT的器件时，当载流子在给定电势的影响下行进时，在TFT沟道中的载流子传输的总电阻受到载流子必须穿过的多个势垒的组合的影响。在由SLS加工的材料中，如果载流子平行于多晶材料的长晶粒轴方向移动，与其相比，如果载流子垂直于该长晶粒轴方向移动，那么载流子会通过更多的晶粒边界，并且因此经历更高的电阻。因此，通常情况下，相对于膜的长晶粒轴，在SLS加工的多晶膜上制造的TFT器件的性能依赖于沟道中膜的微结构。然而，SLS不能完全限定那些晶粒的结晶晶体织构，因为它们是由那些本身不必有明确的结晶晶体织构的已有的晶粒外延生长得到。
预结晶化膜能在顺序横向结晶工艺期间改善所获得的晶体排列，例如晶体织构，并且允许对膜的晶体织构和微结构分别控制和优化。预结晶化膜产生带织构的膜，其在至少一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向的晶粒。例如，如果在薄的多晶膜中大多数微晶的一个晶轴优选指向一个预定的方向，那么该膜被称为具有单轴织构。对本文描述的许多实施例，单轴织构的优选方向为垂直于微晶表面的方向。因此，本文所采用的“织构”是指晶粒的单轴表面织构。在一些实施例中，微晶具有(100)织构。织构的程度能够根据具体应用而改变。例如，高度织构能提高用于驱动电路的TFT的性能，但不会对用于开关电路的晶体管带来明显的益处。
公知可以用于预结晶化膜的一种方法是混合相区熔再结晶(mixed-phase zone-melt recrystallization(ZMR))，在一些实施例中，该方法使用连续波(CW)激光束来部分熔化硅膜并因此形成具有期望的织构的膜，例如(100)织构。在ZMR方法中，照射导致膜的一些部分完全熔化而其它部分并未熔化，这样形成了一个“过渡区域”，其存在的结果是在熔化(半导体金属过渡)时显著增加了Si的反射率。具有(100)织构的晶粒形成在该过渡区域中。对于进一步的细节，请参见标题为“Systems and Methods for CreatingCrystallographic-Orientation Controlled poly-Silicon Films”的美国专利公开No.2006/0102901，其全部内容通过引用的方式结合到此处。预结晶化膜的织构能通过多次扫描该膜来进一步改善，因为以牺牲非优选晶向的晶粒为代价优选晶向的晶粒会增大。对于进一步的细节，请参见美国临时专利申请No.60/707,587，其全部内容通过引用的方式结合到此处。进一步
关于ZMR的大体细节可以参见M.W.Geis等人的文章，“Zone-Melting recrystallization of Si films with a movable-strip-heateroven”，J.Electro-Chem.Soc.129，2812(1982)，其全部内容通过引用的方式结合到此处。
然而，预结晶化整个面板来得到(100)面的大晶粒材料会非常耗时，因为典型的连续波(CW)激光源功率有限。另外，用连续波(CW)激光预结晶化硅膜由于连续照射可以显著加热膜和下面的基底。对于玻璃基底，能产生足够的热量来导致基底翘曲或实际上熔化并损坏基底。通常情况下，为了避免损坏，至少约1m/s的扫描速度对玻璃基底才是有益的。然而，随着基底尺寸的增加，这一速度却变得日益难以实现；例如，在所谓的低温多晶硅(LTPS)技术中通常用于手机(小显示器)的当前的面板尺寸，达到～720mmx930mm(其能被分离为4个或更多器件)或更大。当前可利用的工作台技术典型地限制了扫描速度为几个cm/s或几十cm/s，如普通的SLS工艺中采用的。因此，使用连续波激光的传统预结晶化不易用于大基底。尽管能够采用热阻基底，但是它们的成本高并且对大面积电子应用没有吸引力。
本文描述的预结晶化系统和方法允许以高的扫描速度扫描膜，这帮助阻止对下面基底造成热损害。该系统可以使用传统的(例如相对慢的)处理工作台来移动大基底，并同时可以提供大约1m/s或甚至更高的扫描速度。特别地，处理工作台在一个方向上以典型的扫描速度移动膜和基底，而在不同的方向(如垂直方向)上以更高的速度移动光学器件扫描激光束通过膜。工作台和激光束的运动是协调的以便预结晶化已限定的膜区域，并且其它区域保持未处理状态。这样增加了膜的有效扫描速度，其超出了损坏基底的阈值速度，并且大大地提高了预结晶化膜的效率。
该系统和方法也能够减少处理膜的全部时间。特别地，在膜的多个区域中预结晶化膜，在多个区域位置制造的器件受益于可控的结晶织构，例如，这些区域包括要求最苛刻的电路。在一些实施例中，这些区域位于显示器的周边部分上，在这些区域中，制造集成TFT。这种器件不处于其上或不需要可控结晶织构器件的膜区域并不被预结晶化。在一些实施例中，面板被预结晶化的速度与SLS系统和方法的整体速度近似匹配，预结晶化系统和方法以该速度被结合。
图1示出在限定的多个区域中硅膜300被预结晶化的实施例，并且在其它区域保持未处理状态。由于多种原因，选择该限定的多个区域，例如，为了最终制造在该位置的受益于改善晶体织构的器件。在一些实施例中，该限定的多个区域对应于TFT的沟道。膜包括预结晶化硅325的区域和未处理硅310的区域。定位并按大小排列这些区域以便TFT的行和列随后可任选地被制造在预结晶化硅325的区域中，例如采用SLS和其它工艺步骤。未处理区域310为可以未结晶硅，例如非晶硅，或者可以为例如多晶硅。
尽管未处理的和预结晶化硅的区域被示出为具有近似相同的宽度，但是区域宽度和相对间隔可以根据期望的显示器的面积和集成区域的宽度而改变。例如，集成区域可以只有显示器的仅仅几毫米宽，该显示器具有几英寸的对角线。在这种情况下，预结晶化硅列325能够制造得比未处理区域310基本上更窄。这样将会进一步提高处理膜的效率，因为膜的大部分区域不需要预结晶化。通常情况下，预结晶化区域的宽度只需要足够长以覆盖集成电路的区域。
图2示意性示出了根据一些实施例的用于高产量预结晶化的方法400和用于制造TFT的对半导体膜的可任选的后续处理。首先，限定要被预结晶化的区域(410)。如上所述，该被限定区域可任选地与制造TFT电路的面积相对应。按照采用该膜最终制造的器件的需要来选择该区域宽度和间隔。
然后，在已限定的区域预结晶化膜(420)。在一些实施例中，如下面详细描述的那样，使用连续波(CW)激光来完成。激光器部分熔化该膜，该膜结晶为期望的织构。带织构的膜包括在至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向的晶粒。然而，该晶粒随机地位于膜表面上，并且没有特定的尺寸。
然后，可选地横向结晶该膜(430)。在许多实施例中，采用SLS工艺来完成，例如下面详细描述的那样。有关进一步的细节和其它SLS的工艺，可以参见美国专利Nos.6,322,625、6,368,945、6,555,449和6,573,531，所有这些专利的内容全部结合到本文中。
然后，在已限定区域中可任选地制造TFT(440)。这可以通过硅岛形成来完成，其中，除了要制造TFT的区域以外，膜被刻蚀以去除多余的硅。然后，使用本领域公知技术来处理保留的“岛”以形成有源TFT，包括图6A中示出的源和漏接触区域。
请注意，在通常情况下，即使给定膜的已限定区域被预结晶化并保留未处理的其余区域，在预结晶化区域内，SLS工艺不必独自进行。例如，整个膜或者其部分能采用SLS横向结晶。然后，可以在膜的横向结晶区域内的期望的位置处制造TFT，以便TFT中的一些或所有的TFT被制造在原始被预结晶化的区域中。通过最终器件的性能需求来决定在膜的给定区域上执行的步骤。
图3示意性地示出可以用于预结晶化膜的一种系统的实施例。该系统包括：具有多个小平面的旋转盘，其中每个小平面对激光束波长是至少部分反射的。该激光束在旋转盘上被引导，该旋转盘这样设置以便该小平面使该激光束改变方向以便其照射该膜。当盘旋转时，使得激光束扫描膜表面，因此，可以预结晶化膜的连续部分。当盘继续旋转时，有效地反射激光束的每个新小平面在旋转方向上重新定位在激光束相对于膜的位置上，并使激光束在该方向上返回到其在膜上的起始点。同时，膜在另一方向上平移，例如垂直于扫描方向，以便盘在连续旋转时，新的小平面反射激光束到膜的连续部分，从而在第二方向上相互发生位移。因此，薄膜的整个表面能够被预结晶化。
在图3中示出了可以用来在已限定的区域520中预结晶化薄膜515的预结晶化系统500。激光器(未示出)(例如通过得自Coherent公司的18W，2ω的Nd:YVO4 Verdi激光器)产生连续波激光束540。一个或更多光学元件(也未示出)整形激光束540以便其成为薄的线光束。在一些实施例中，激光束具有大约1-15mm之间的长度，大约5-50μm之间的宽度，和光束长度的大约10-150W/mm之间的通量。注意，无论如何，光束可以具有任何期望的长度，并且在一些情况下可以为具有非常高长宽比(例如约50-105)的“线光束”，并且甚至可以延伸到被照射面板的整个长度。在这种情况下，膜不必在第二方向上被扫描，因为同时给定区域的整个长度被照射。在一些实施例中，光束沿着长轴具有近似均匀的能量，尽管在其它实施例中光束将具有其它的能量分布形状如高斯形或正弦形。在一些实施例中，光束沿着短轴具有“钟罩式(top hat)”能量分布形状，即，沿着光束的短轴分布具有基本相等的能量，并且在其它实施例中，光束沿着短轴具有紧密聚焦的高斯分布形状。其它能量分布，和其它的光束尺寸也是可能的并按照成品器件的性能要求来选择。总光束功率和光束尺寸被选择来提供足够的能量密度以部分熔化膜515以便其结晶具有期望的织构量。本领域技术人员能够容易选择适当的激光器和光学器件以获得期望的光束形状、波长和能量。请注意，激光束不必是CW，但是也可以具有任何合适的瞬态形状，例如足够长的脉冲以部分熔化被照射区域，或者具有相对高的重复率(“quasi-CW(准连续)”)。
激光束被引导朝向旋转盘560，其具有多个至少部分反射的表面或小平面580。盘560的反射小平面580相对于膜575被定位以便引导激光束540朝向膜表面。特别地，小平面580被这样定位，以便使激光束540改变方向以致于其在已限定区域520内照射膜515。在激光束照射区域520的地方，膜被部分熔化，其在冷却时结晶，如美国专利公开No.2006/0102901中详细描述的那样。盘560绕轴570旋转。此旋转导致小平面580相对于激光束540移动，以便对于激光束这些小平面就如移动的镜面，并且沿基底以行的形式引导激光束。小平面580的移动使激光束540相对于膜515在(-y)方向快速移动。在(-y)方向上相对于膜515的光束的相对速度vscan由盘560的旋转速度确定。由盘给予的激光束的速度基本上高于用典型机械工作台通过移动基底而可能产生的速度。同时，工作台518在(+x)方向以速度vstage移动膜515，该方向垂直于光束运动的方向。因此，相对于膜的预定点的总光束速度完全高于单独使用工作台518正常获得的速度。而且膜表面的照射模式由工作台扫描速度和方向、小平面尺寸、盘的旋转速率以及盘和膜之间的距离来确定。
尽管图3示出了具有八个小平面580的带小平面的盘560，但该数量的小平面仅仅是示例性的。通常情况下，为了提供高速扫描而偏转光束的其它方法也是可以考虑的，例如，一种单独可移动的反射镜。或者，例如，按照期望的处理速度和预结晶化区域520的尺寸，可以采用其它数量的小平面。
图4A示出相对于基底610的激光束540的光路的明细图。在盘560旋转时，第一小平面580反射光束540以便其首先在要被预结晶化的已限定的膜区域620的第一边缘621处照射基底610，开始该区域的“第一扫描”。盘560连续旋转该预定小平面580，以便光束在(-y)方向以速度vscan移动通过膜区域620。同时，工作台518在(+x)方向以速度vstage移动基底，结果导致一种对角线结晶路径。无论什么情况下光束540照射已限定膜区域620，该光束都会部分熔化该膜，该膜在冷却时按上面描述的织构再结晶。因此，正如在图6A中看到的，特定的被扫描区域的宽度wscan由该区域中的激光束长度来限定，并且被扫描区域的边缘相对于基底沿一种对角线路径，该对角线由vscan和vstage来限定，正如下面详细描述的那样。
在盘560连续旋转时，第一小平面580最终旋转足够远以使其不再反射光束540。当这种情况发生时，光束会在第二边缘622处停止照射已限定的区域620，该第二边缘与限定预先选定的区域620的其它边缘一致。随着盘560的连续旋转，激光束540被引导到第二小平面580上，第二小平面580使激光束540改变方向以便其在已限定膜区域620的第一边缘621处照射基底610，开始该区域的“第二扫描”。在第二扫描开始时，工作台已经在(+x)方向将基底610相对于第一扫描开始的位置移动了预定距离(基于工作台速度)。这样会在第一扫描的边缘和第二扫描的边缘之间的(+x)方向产生偏移量，该偏移量由工作台速度vstage确定。能够选择该偏移量来在第一和第二扫描之间提供期望的重叠量。如上所述，多次预结晶化膜能够增大取向的方向晶粒的尺寸，因此可以期望使用相对小的偏移量来在第一和第二扫描区域之间提供大的重叠量。
在盘560连续旋转时，第二小平面580在(-y)方向移动光束540通过区域620，并且工作台518在(+x)方向移动基底610。最终第二小平面580移出光束540的路径，并且第三小平面580反射光束540来照射区域620，在(+x)方向在再次偏移由速度vstage确定的量。通过这种方式，在盘560连续旋转并且工作台518移动基底610时，已限定膜区域620基本上被预结晶化，而基底610的其它区域没有被预结晶化并保留其原来状态，例如非晶硅。在完成区域620的预结晶化后，工作台在(-x)和(+y)或(-y)方向上移动基底610，以便按照上面所述的使新的区域可以被预结晶化。
尽管图4A示出在已限定膜区域620的底部处的非预结晶化区域，其由光束相对于基底的对角运动产生，该区域能够由仅仅在基底的边缘下面开始第一扫描来被预结晶化。可供选择地，基底底部可以被修整，或者TFT完全不在该些特定区域上被制造。
如图4B所示的，在(-y)方向的光束速度vscan和在(+x)方向的工作台速度vstage的结合产生了有效扫描速度vscan，eff。选择该速度vscan，eff，使得光束以足够快的速度通过而不会损坏基底610，但同时足够慢来部分熔化已限定的膜区域620达到期望的程度。
假如光束540仅在一个方向(尽管其可以是双向的)移动，并且连续照射该膜，扫描频率fscan由下式给出：
f scan = v scan l scan
其中vscan为上面所述的扫描速度，lscan为被扫描区域的长度，即，预处理区域的y维度。例如，对于1m/s的扫描速度vscan和4mm的扫描长度lscan，扫描频率将为250Hz。
对于每单位面积的一定扫描数n，光束宽度wscan由下式给出：
w scan = n &CenterDot; v stage f scan
其中vstage为工作台速度。那么，除了上述示例的数目以上，如果希望每单位面积的扫描数n＝10并且工作台速度vstage为约20cm/s，那么光束宽度wscan为约8mm。
为了保留部分熔化状态的边缘，与下面的(例如)正弦轨迹相反，扫描速度基本上保持恒定不变。在已描述的实施例中，盘560基本上以恒定的速度旋转，这会使光束540也基本上以恒定的速度移动。工作台的平移允许新的区域来被预结晶化。
在一些实施例中，半导体膜首先在已限定的区域中被预结晶化，并且随后全部被横向结晶。该预结晶化区域与未预结晶区域相比将会具有更高度规则排列的晶体，尽管该膜的所有区域将会被横向结晶。那些既被预结晶也被横向结晶的区域可以用来制造对微结构特别敏感的器件，如集成TFT；未结晶区域可以用来制造对微结构不敏感的器件，但仍会受益于横向结晶，如像素TFT。相对于预结晶化整个半导体膜，只在需要改善晶体排列的区域中预结晶化膜可以节省时间和能量。
在一些实施例中，在预结晶化后半导体膜被横向结晶。一个适当的方案，此处称之为“均匀晶粒顺序横向凝固”或“均匀SLS”可以用来制备均匀的结晶膜，该方案是以重复横向拉长的晶体的列为特征。均匀晶体生长可以参考图7A-7D的描述。结晶方案包括以大于特征横向生长长度(characteristic lateral growth length，LGL)(例如δ＞LGL)且小于两倍的特征横向生长长度(例如δ＜2LGL)的量来移动膜，其中在脉冲之间的平移距离。术语“特征横向生长长度是指冷却时晶体生长的特征距离。LGL是膜组分、膜厚度、基底温度、激光脉冲特性、缓冲层材料、(若有的话)以及光学配置的函数。例如，对于50nm厚的硅膜，LGL为约1-5μm或大约2.5μm。实际的生长可能受到其它横向生长面的限制，例如下面示出的两个面相遇。
参考图7A，采用窄的(例如小于横向生长长度的两倍)和拉长的(例如大于10mm并达到或大于1000mm)的激光脉冲进行首次照射，激光脉冲的能量密度足够完全熔化膜。结果，暴露在激光束下的膜(在图7A中示出为区域400)被完全熔化并随后结晶。在这种情况下，晶粒从未照射区域和熔化区域之间的界面420横向生长。如上所述，晶粒从熔化区域的任一边的固相线边界外延生长。因此，横向生长的晶粒采用按上面所述形成的被预结晶化膜的织构。通过选择激光脉冲宽度以便被熔化的区域宽度小于特征LGL的大约两倍，从固/熔界面生长的晶粒大约在熔化区域的中心(例如中心线405)处彼此相遇，并且横向生长停止。在熔化温度降到足够低来触发成核之前，这两个熔化面大约在中心线405处相遇。
参考图7B，以预定距离δ移置基底后，其中δ至少大于约LGL并小于最多两倍LGL，基底400’的第二区域被第二激光脉冲照射。基底的位移δ与激光束脉冲重叠的期望程度有关。当基底位移变大时，重叠程度变小。有利的且优选的是，激光束的重叠程度小于LGL的约90％并大于LGL的约10％。重叠区域以括号430和虚线435表示。暴露在第二激光束照射下的膜区域400’完全熔化并且结晶。在这种情况下，由首次照射脉冲生长的晶粒作为从第二照射脉冲生长的晶粒的横向生长晶种。图7C示出具有横向延伸超出横向生长长度的晶体的区域440。这样，通过两束激光束平均照射形成拉长的晶体列。因为两次照射脉冲都需要形成横向延伸的晶体列，该工艺也被称为“双照射(two shot)”工艺。照射连续通过基底以形成多列横向延伸晶体。图7D示出在多次照射后基底的微结构并描绘了几列横向延伸晶体440。
因此，在均匀的SLS中，膜被少量的(例如，两个)脉冲照射和熔化。在熔化区域中形成的晶体优选横向生长并且具有相似的取向，并且在膜的特定被照射区域中的边界处彼此相遇。照射模式的宽度被优先选择为使得晶体不成核地生长。在这种情况下，晶粒不是明显拉长的，然而，它们具有均匀的尺寸和取向。有关均匀SLS工艺变化的进一步细节，可以参见美国专利No.6,573,531，其全文以引用的方式结合到此处，并且参见标题为“Line Scan Sequential LateralSolidification of Thin Films”的PCT公开WO 2006/107926，其内容全部以引用的方式结合到此处。能提供相对短的晶粒延长的其它横向结晶方法也是适用的，例如，在美国专利公开No.2006/0102901中描述的所谓的“点顺序横向结晶(Dot-SLS)”方法，以及在PCT公开No.WO US03/25947中所描述的受控超级横向生长或“C-SLG”方法，上述专利文献的所有内容以引用的方式结合到此处。
图5示出根据一些实施例的SLS系统。光源，例如准分子激光器710产生激光束，该激光束随后在通过光学元件如反射镜730，740，760、望远镜735、均质器745、分束器755和透镜765之前通过脉宽扩展器(pulse duration extender)720和衰减板725。激光脉冲随后通过掩模770以及投影光学元件795，该掩模可以在移动工作台(未示出)上。掩模可以是狭缝，其将激光束整形为“线光束”，虽然该系统能够产生更复杂的光束形状，这取决于掩模的选择。投影光学器件减小激光束的尺寸并同时增加在期望位置射到基底799上的光能量的强度。基底799被置于精密x-y-z工作台800上，该工作台可以准确地将基底799定位到光束下并辅助聚焦或散焦由激光束在基底的期望位置上产生的掩模770的像。如美国专利公开No.2006/0102901中所述的，激光器的发射能够与x-y-z工作台800的运动相协调以提供位置可控的脉冲发射。
尽管上面讨论涉及硅膜的处理，但许多其它类型的薄膜也是适用的。薄膜可以是半导体或导体，如金属。示例的金属包括铝、铜、镍、钛、金和钼。示例的半导体膜包括传统的半导体材料，如硅、锗和硅-锗。位于金属或半导体膜的上面或下面的附加层也可以考虑，例如，氧化硅、氮化硅和/或氧化物和氮化物的混和物，或者其它适合例如用作进一步防止基底过热的绝热材料或用作防止从基底到膜的扩散或杂质的扩散阻挡层的材料。例如，可以参见PCT公开No.WO 2003/084688，采用了脉冲激光诱导熔化和初始成核结晶提供了具有可控晶向的铝薄膜的方法和系统。
鉴于本发明的原理可以应用于各种广泛的实施例，应该理解，所示出的实施例只是示例性的，不应该作为对本发明的范围的限制。

Claims (75)

1.一种处理膜的方法，该方法包括：
(a)在膜中限定要被预结晶化的多个间隔开的区域，该膜位于基底上并能够通过激光诱导熔化；
(b)产生具有一定通量的激光束，选择该通量以在膜中形成固体和液体的混合物，并且，在被照射的区域中，在整个膜厚度上，使该膜的一部分被熔化；
(c)相对于激光束定位该膜，以准备至少部分地预结晶化所述多个间隔开的区域中的第一区域；
(d)将该激光束沿着激光束光路引导到具有多个小平面的旋转盘上，该旋转盘使该光束改变方向，以便用该光束沿着第一方向以第一速度扫描该第一区域的第一部分，其中，选择该第一速度，使得该光束照射并在该第一区域的第一部分中形成固体和液体的混合物，其中，所述第一区域的第一部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向；以及
(e)采用激光诱导熔化使该第一区域的至少第一部分结晶化。
2.如权利要求1所述的方法，其中激光束为连续波。
3.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：相对于激光束重新定位该膜，以准备至少部分地预结晶化该多个间隔开的区域中的第二区域；以及移动该旋转盘以便用该激光束沿着第一方向以第一速度扫描该第二区域的第一部分，其中该第二区域的第一部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在所述至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向。
4.如权利要求1所述的方法，其中进一步选择所述第一速度，使得由激光束产生的热量基本上不损坏基底。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述多个小平面将所述激光束反射到该膜上。
6.如权利要求1所述的方法，其中第一速度为至少0.5m/s。
7.如权利要求1所述的方法，其中第一速度为至少1m/s。
8.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：在用旋转盘使激光束改变方向以便扫描该第一区域的第一部分后，相对于激光束在第二方向上平移该膜以便用该激光束沿着第一方向以第一速度扫描该第一区域的第二部分，其中该第一区域的第二部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在所述至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述第一区域的第二部分与所述第一区域的第一部分部分重叠。
10.如权利要求9所述的方法，所述方法包括在第二方向上以第二速度连续平移该膜，选择该第二速度，以在所述第一区域的第一部分和第二部分之间提供预定的重叠量。
11.如权利要求8所述的方法，所述方法包括在第二方向上以第二速度连续平移该膜一段时间，选择该段时间来顺序照射该第一区域的多个部分，其中所述多个部分中的每一个在冷却时形成晶粒，该晶粒在所述至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向。
12.如权利要求1所述的方法，其中在所述至少单独一个方向上的所述结晶取向基本上垂直于膜表面。
13.如权利要求1所述的方法，其中在所述至少单独一个方向上的所述结晶取向为<100>取向。
14.如权利要求1所述的方法，其中结晶化所述第一区域的至少第一部分包括执行均匀的顺序横向结晶。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述均匀的顺序横向结晶包括行扫描顺序横向结晶。
16.如权利要求1所述的方法，其中结晶化所述第一区域的至少第一部分包括执行点顺序横向结晶。
17.如权利要求1所述的方法，其中结晶化所述第一区域的至少第一部分包括执行受控的超级横向生长结晶。
18.如权利要求1所述的方法，其中结晶化所述第一区域的至少第一部分包括形成具有预定的结晶取向的晶体，该晶体适用于驱动器TFT的沟道区域。
19.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括在第一区域和第二区域中的至少一个中制造至少一个薄膜晶体管。
20.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括在至少第一区域和第二区域中制造多个薄膜晶体管。
21.如权利要求1所述的方法，其中限定多个间隔开的区域包括为每个间隔开的区域限定宽度，该宽度至少与预期随后在该区域中制造的器件或电路一样大。
22.如权利要求1所述的方法，其中限定多个间隔开的区域包括为每个间隔开的区域限定宽度，该宽度至少与预期随后在该区域中制造的薄膜晶体管的宽度一样大。
23.如权利要求1所述的方法，其中间隔开的区域由非晶膜分隔开。
24.如权利要求1所述的方法，其中膜包含导体和半导体中的至少一种。
25.如权利要求1所述的方法，其中膜包含硅。
26.如权利要求1所述的方法，其中基底包含玻璃。
27.如权利要求1所述的方法，所述方法包括使用聚焦光学器件整形所述激光束。
28.一种用于处理膜的系统，该系统包括：
提供具有一定通量的激光束的光源，该通量被选择以在膜中形成固体和液体的混合物，并且在被照射的区域中，在整个膜厚度上，使该膜的一部分被熔化；
在激光束光路上的具有多个小平面的旋转盘，该旋转盘能够可控地使该激光束的光路改变方向；
用于支持膜和能够在至少第一方向上平移的工作台；以及
用于存储一组指令的存储器，该指令包括：
(a)在膜中限定要被预结晶化的多个间隔开的区域，该膜位于基底上并能够通过激光诱导熔化；
(b)相对于激光束定位该膜，以准备至少部分地预结晶化所述多个间隔开的区域中的第一区域；
(c)移动该旋转盘以便用该光束沿着第一方向以第一速度扫描该第一区域的第一部分，其中选择该第一速度以便该光束在膜中形成固体和液体的混合物，并且在第一区域的第一部分中，在整个膜厚度上，使该膜的一部分被熔化，其中所述第一区域的第一部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向。
29.如权利要求28所述的系统，其中激光束为连续波。
30.如权利要求28所述的系统，进一步包括相对于激光束重新定位膜，以准备至少部分地再结晶所述多个间隔开的区域中的第二区域；并且移动所述旋转盘以便用该激光束沿着第一方向以第一速度扫描该第二区域的第一部分，其中所述第二区域的第一部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在所述至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向。
31.如权利要求28所述的系统，其中进一步选择所述第一速度，使得由光束产生的热量基本上不损坏基底。
32.如权利要求28所述的系统，其中所述多个小平面将所述激光束至少部分地反射到膜上。
33.如权利要求28所述的系统，其中第一速度为至少0.5m/s。
34.如权利要求28所述的系统，其中第一速度为至少1m/s。
35.如权利要求28所述的系统，其中存储器进一步包括指令，用来在移动该旋转盘以便扫描该第一区域的第一部分后，相对于激光束在第二方向上平移该膜以便用激光束沿着第一方向以第一速度扫描该第一区域的第二部分，其中所述第一区域的第二部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在所述至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向。
36.如权利要求35所述的系统，其中存储器进一步包括指令，用来使第一区域的第一部分和第二部分部分地重叠。
37.如权利要求36所述的系统，其中存储器进一步包括指令，用来在第二方向上以第二速度连续平移该膜，选择该第二速度来在第一区域的第一部分和第二部分之间提供预定的重叠量。
38.如权利要求35所述的系统，其中存储器进一步包括指令，用来在第二方向上以第二速度连续平移该膜一段时间，选择该段时间来顺序照射和部分熔化该第一区域的多个部分，其中所述多个部分中的每一个在冷却时形成晶粒，该晶粒在至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向。
39.如权利要求28所述的系统，其中存储器进一步包括指令，用来在至少第一区域中执行均匀的顺序横向结晶。
40.如权利要求28所述的系统，其中存储器进一步包括指令，用来为每个间隔开的区域限定宽度，该宽度至少与预期随后在该区域中制造的电路器件一样大。
41.如权利要求28所述的系统，其中存储器进一步包括指令，用来为每个间隔开的区域限定宽度，该宽度至少与预期随后在该区域中制造的薄膜晶体管的宽度一样大。
42.如权利要求28所述的系统，其中该膜包含导体和半导体中的至少一种。
43.如权利要求28所述的系统，其中膜包含硅。
44.如权利要求28所述的系统，其中基底包含玻璃。
45.如权利要求28所述的系统，所述系统进一步包括激光光学器件，以整形所述激光束。
46.一种薄的膜，包括：
预结晶化膜列，其位置和尺寸被设置为使得随后可以在所述预结晶化膜列中制造薄膜晶体管的行和列，所述预结晶化膜列包括在至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向的晶粒；以及
在所述预结晶化膜列之间的未处理的膜列。
47.如权利要求46所述的膜，其中在所述至少单独一个方向上的所述结晶取向基本上垂直于膜表面。
48.如权利要求46所述的膜，其中在所述至少单独一个方向上的所述结晶取向为<100>取向。
49.如权利要求46所述的膜，其中未处理的膜列包括非晶膜。
50.一种处理膜的方法，该方法包括：
(a)在膜中限定至少一个区域，该膜位于基底上并且能够通过激光诱导熔化；
(b)产生具有一定通量的激光束，选择该通量以在膜中形成固体和液体的混合物，并且在被照射的区域中，在整个膜厚度上，使该膜的一部分被熔化；
(c)将该激光束引导到具有多个小平面的旋转盘上，所述旋转盘引导该激光束沿着第一方向以第一速度穿过第一区域的第一部分；
(d)相对于激光束在第二方向上以第二速度移动该膜，以在步骤(c)中的激光照射第一部分期间沿着第二方向使该膜发生位移，其中所述第一区域的第一部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向，其中选择该第一速度以便该光束照射并在膜的第一部分中形成固体和液体的混合物；以及
(e)重复步骤(c)和(d)至少一次使第一区域结晶化。
51.如权利要求50所述的方法，其中激光束为连续波。
52.如权利要求50所述的方法，进一步包括相对于激光束重新定位膜以准备至少部分地预结晶化多个间隔开的区域中的第二区域；并且移动该旋转盘以便用该激光束沿着第一方向以第一速度扫描该第二区域的第一部分，其中所述第二区域的第一部分在冷却时形成晶粒，该晶粒在所述至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向。
53.如权利要求50所述的方法，其中进一步选择所述第一速度以避免由光束产生的热量损坏基底。
54.如权利要求50所述的方法，其中所述多个小平面将所述激光束反射到膜上。
55.如权利要求50所述的方法，其中第一速度为至少0.5m/s。
56.如权利要求50所述的方法，其中第一速度为至少1m/s。
57.如权利要求50所述的方法，其中步骤(c)和(d)使第一区域的第一部分和第二部分具有占主导地位的相同的结晶取向，并且使第一区域的第二部分部分地重叠第一区域的第一部分。
58.如权利要求57所述的方法，所述方法包括在第二方向上以第二速度连续平移该膜，选择该第二速度，以在第一区域的第一部分和第二部分之间提供预定的重叠量。
59.如权利要求57所述的方法，所述方法包括在第二方向上以第二速度连续平移该膜一段时间，选择该段时间，以顺序照射和部分熔化该第一区域的多个部分，其中所述多个部分中的每一个在冷却时形成晶粒，该晶粒在所述至少单独一个方向上具有占主导地位的相同的结晶取向。
60.如权利要求50所述的方法，其中在所述至少单独一个方向上的所述结晶取向基本上垂直于膜表面。
61.如权利要求50所述的方法，其中在所述至少单独一个方向上的所述结晶取向为<100>取向。
62.如权利要求50所述的方法，所述方法进一步包括使该膜经历随后的顺序横向结晶工艺，以产生位置可控的晶粒，其中结晶化第一区域的至少第一部分包括执行均匀的顺序横向结晶。
63.如权利要求62所述的方法，其中所述均匀的顺序横向结晶包括行扫描顺序横向结晶。
64.如权利要求50所述的方法，其中结晶化所述第一区域的至少第一部分包括执行点顺序横向结晶。
65.如权利要求50所述的方法，其中结晶化所述第一区域的至少第一部分包括执行受控的超级横向生长结晶。
66.如权利要求50所述的方法，其中结晶化所述第一区域的至少第一部分包括形成具有预定的结晶取向的晶体，该晶体适用于驱动器TFT的沟道区域。
67.如权利要求50所述的方法，所述方法进一步包括在第一区域和第二区域中的至少一个中制造至少一个薄膜晶体管。
68.如权利要求50所述的方法，所述方法进一步包括在至少第一区域和第二区域中制造多个薄膜晶体管。
69.如权利要求50所述的方法，其中限定多个间隔开的区域包括为每个间隔开的区域限定宽度，该宽度至少与预期随后在该区域中制造的器件或电路一样大。
70.如权利要求50所述的方法，其中限定多个间隔开的区域包括为每个间隔开的区域限定宽度，该宽度至少与预期随后在该区域中制造的薄膜晶体管的宽度一样大。
71.如权利要求50所述的方法，其中间隔开的区域由非晶膜分隔开。
72.如权利要求50所述的方法，其中膜包含导体和半导体中的至少一种。
73.如权利要求50所述的方法，其中膜包含硅。
74.如权利要求50所述的方法，其中基底包含玻璃。
75.如权利要求50所述的方法，所述方法包括使用聚焦光学器件整形所述激光束。
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