寫入裝置及寫入方法

2023-09-17 11:05:30

專利名稱：寫入裝置及寫入方法
技術領域：
本發明涉及一種寫入圖案的寫入裝置和寫入方法。
背景技術：
用於構圖大型工件的常規圖案生成系統也產生條狀、帶狀或矩形的圖 案。它們之間的邊界產生在最終圖案中可以看見不需要的偽像，邊界一般稱
為界限或拼接邊界。美國專利No.5,495279解釋了用於曝光襯底的常規方法 和裝置，其全部內容在此併入作為參考。
非常高的產量，例如，在大約0.05mVs-大約0.2m2/3範圍內，結合大 尺寸的工件(例如，在大約5m2-101112範圍內，和平均20rr^或更大)，高 光學解析度(例如，在大約3微米-5微米範圍內，平均低至1微米)和對 "Mura，，(可見條紋或條帶)瑕瘋的靈敏度需要將一定的誤差控制到50nm 或更小。然而，常規的圖案發生器做不到，因為僅僅按比例增大常規的圖案 產生技術無法實現要求的誤差控制。
圖1D - 1F分別圖示在美國專利No.6,542,178 、美國專利公開 No.2004/0081499和2005/0104953公開的常規圖案發生器的實例，每一個專 利的全部內容在此併入作為參考。
圖1D圖示在美國專利No.6，542,178中公開的鼓形繪圖機。如圖1D所 示，鼓形繪圖機包括在沿鼓的軸線移動的同時在旋轉的鼓上光學寫入的單寫 入單元。然而，在圖1D的鼓形繪圖機中，只有保持工件的鼓能夠旋轉，而 單寫入單元不能旋轉。而且圖1D的鼓形繪圖機僅僅包括單曝光頭，鼓和單 寫入單元的每一個只能夠單一形式的運動。即，鼓只能旋轉，而單寫入單元 只能夠線性平移。
圖1E圖示美國專利7>開No.2004/0081499中所4皮露的光學系統，用於 對LCD產品在玻璃襯底上熱轉印。如圖1E所示，光學系統也包括沿旋轉的 圓形工件支架的軸線移動的單光學寫入單元。然而，在圖1E的光學系統中， 只有圓形工件能夠旋轉，而單光學寫入單元不能旋轉。而且，圖1E的光學 系統僅僅包括單曝光頭，圓形工件和單光學寫入單元的每一個只能夠單一類 型的運動。即，圓形工件只能旋轉，而單光學寫入單元只能夠線性平移。
圖IF圖示在旋轉鼓上光學寫入的系統，其利用光纖與單寫入單元連接 的多個光源，並具有針對單檢測器校準的光源功率，如美國專利公開
No.2005/0104953所披露。如圖1F所示，光學系統也包括沿旋轉鼓的軸線移 動的單寫入單元。在圖1F的光學系統中，如圖1D和IE的光學系統，只有 圓形工件能夠旋轉，而單光學寫入單元不能旋轉。而且，圖IF的光學系統 只包括單曝光頭，圓形工件和單光學寫入單元的每一個只能夠單一形式的運 動。即，圓形工件只能夠旋轉，而單光學寫入單元只能夠線性平移。
圖IF的光學系統還包括用於檢測從單光學寫入單元發射的光量的光電 檢測器。然而，該光電檢測器只檢測單光學寫入單元的光量。
而且，在圖1D-1F的每個圖中，旋轉方向平行於圖案和工件的一個軸， 同時垂直於圖案和工件的另一個軸。
圖12A表示由圖案發生器諸如上面討論的那些產生的移動對齊的實例。 參照圖12A,存在三個不同的坐標系。第一坐標系是圖案的坐標系。在這個 實例中，圖案是在工件玻璃上形成的顯示器件1210、 1220、 1230和1240。 第二坐標系是寫入機構1260的坐標系。在這個實例中，寫入機構1260是 SLM。第三坐標系是由寫入結構1260的移動方向1250形成。在圖12A中， 三個坐標系相互對齊。箭頭1250指示工件相對寫入機構1260的圖像的旋轉 方向。在圖12A所示的實例中，旋轉方向平行於寫入機構(例如，SLM芯 片)的側面。
利用常規圖案發生器曝光液晶顯示器(LCD)工件的常規技術直接寫入 機器具有大約24小時(一天)的時間。在這些常規的圖案發生器中，寫入 寬度可以增加，以減少寫入時間。然而，這樣需要更多數量的光通道和/或透 鏡，這樣會增加圖案發生器的成本和/或複雜性。移動臺架的速度也會增加。 然而，隨著臺架速度增加，控制機械運動和/或振動會更困難。例如，速度和 量的增加連同應用時間的減少導致在機械結構中更大的振動和/或更高頻率 的共鳴。此外，控制和/或機械系統在寫入新條紋之前沒有正確地安放。而且， 增加的速度、振動和/或光通道的數量會增加常規圖案發生器的成本和/或復 雜性。

發明內容
舉例的實施例描述機械、光學和/或校準方法和裝置，其可以單獨或同時 組合提供較大(例如，大、非常大或相當大)工件的增加的(例如，高或相 對高)產量，解析度和/或圖像質量。
舉例實施例涉及構圖工件的方法和裝置，例如，用於構圖多種工件的增 加的產量和/或較高精度的圖案發生器。
型的顯示器(例如，OLED、 SED、 FED、"電子紙"等)。在應用中所示的 工件是切片，而且也可以是玻璃、塑料、金屬、陶瓷等的連續薄片。 一些舉 例實施例還可以用於處理太陽能電池板。
在此舉例實施例相對標準光刻例如抗蝕劑的曝光來討論；但是，至少一 些舉例實施例還應用於通過雷射銷蝕、熱圖案轉印和/或其它光感應表面變型 的構圖。
在至少一些舉例實施例中，常規的"掃描和回掃，，方法可以用根據舉例 實施例的旋轉掃描來代替。此外，或另外，包括轉子掃描器的圖案發生器可 以代替掃描和回掃圖案發生器。根據至少一些舉例實施例，轉子掃描器圖案 發生器的旋轉可以具有比用常規"掃描和回掃，，方法的掃描速度更高的不變 速度。多個(例如，至少兩個)光學寫入單元例如可以設置在轉盤或轉環的 邊緣上，可以沿徑向發射射束。
在至少一些舉例實施例中，保持工件的至少一個支架和至少一個寫入頭
可以旋轉。至少一個寫入頭包括多個曝光光束並且可以沿徑向輻射，曝光光 束具有用於曝光覆蓋至少部分工件表面的電磁輻射敏感材料層的波長。至少 一個支架和至少一個寫入頭可以平移，使得至少一個寫入頭和支架相對彼此 移動，形成工件曝光區域的軌道。
至少一些舉例實施例提供包括適於保持至少一個工件的支架的圖案發
生器。至少一個寫入頭可以包括多個曝光光束，曝光光束具有用於曝光覆蓋 至少部分工件表面的電磁輻射敏感材料層的波長。至少一個支架和至少一個
寫入頭適於平移，使得支架和至少一個寫入頭相對彼此移動。至少一個支架 和至少一個寫入頭適於相對彼此移動，使得支架和至少一個寫入頭相對彼此
平移，可以形成至少一個工件的曝光區域的軌道。
在至少一些舉例實施例中，每個光學寫入單元可以寫入單像素、非幹涉
像素的陣列，或它們的組合。
在至少一些舉例實施例中， 一個或多個光學寫入單元包括具有至少在大
約1000至大約1，000,000元素之間、包括大約1000和大約1,000,000元素的 SLM。
根據至少一些舉例實施例，工件可以固定，在工件上的第一圖案的可以 測量。寫入圖案可以調整到與第一圖案的變形匹配。在工件上上的第一圖案 的變形可以測量，所述第一圖案的變形可以用於形成匹配的連續位圖。在工 件上寫入的圖案包括至少兩種不同尺寸的顯示器件。在工件上寫入的圖案具 有比四分之一玻璃尺寸更大面積的一個顯示器。
在至少一些舉例實施例中，至少一個寫入頭的旋轉可以在工件上形成螺
旋圖案或螺旋形軌道。
在至少一些舉例實施例中，工件可以至少部分地巻繞寫入頭。
至少一個舉例實施例提供在工件上形成圖案的方法。該方法包括在形成
像素柵格的工件表面上掃描至少一個光學寫入單元，像素柵格相對圖案特徵
的軸線成一角度設置，該角度不同於0。、 45°或90°。
在至少一些舉例實施例中，掃描形成至少兩根等距掃描線。掃描沿至少
兩個方向進4亍。
至少另一舉例實施例提供在工件上形成圖案的寫入裝置。該裝置包括至 少一個光學寫入單元，用於在工件表面上掃描，以形成像素柵格，像素柵格 相對圖案特徵的軸線成一角度設置，該角度不同於O。、 45°或90°。寫入頭可 以用於在掃描過程中形成至少兩根等距掃描線和/或沿至少兩個方向掃描工件。
至少另 一舉例實施例提供在工件上形成圖案的方法。該方法包括旋轉具 有多個光學寫入單元的轉子掃描器，每個光學寫入單元發射電磁輻射，和
在旋轉轉子掃描器的同時，通過沿垂直於轉子掃描器的旋轉平面的方向 移動至少一個工件和至少一個寫入頭掃描工件。
在至少一些舉例實施例中，電^f茲輻射可以沿轉子掃描器的徑向發射。在 至少一些舉例實施例中，電磁輻射可以沿轉子掃描器的軸向發射。工件的掃 描包括沿第一方向掃描工件，以形成像素柵格，像素柵格相對圖案特徵的軸 線成一角度設置，該角度不同於O。、 45°或90。。工件可以沿第一方向掃描， 以在工件上形成螺旋圖案。電磁輻射可以沿平行於至少一個轉子掃描器的旋
轉平面和轉子掃描器的掃描方向的方向發射。
至少另 一舉例實施例提供在工件上形成圖案的寫入裝置。該裝置包括多 個光學寫入單元的轉子掃描器，每個光學寫入單元發射電^f茲輻射。通過旋轉 轉子掃描器和沿垂直於轉子掃描器的旋轉平面的方向移動至少一個工件和 至少一個寫入頭，轉子掃描器可以用於掃描工件。
至少另 一舉例實施例提供構圖工件的方法。該方法包括在工件表面上掃 描多個光學寫入單元，多個光學寫入單元的每一個具有分開的末級透鏡，相 對彼此移動工件和多個光學寫入單元，相對運動是線性運動和沿垂直於線性 運動的方向的圓周運動的組合。
至少另 一舉例實施例提供構圖工件的裝置。該裝置包括用於構圖工件的 至少兩個光學寫入單元，至少兩個光學寫入單元包括分開的末級透鏡和用於 檢測至少兩個光學寫入單元的特徵的校準傳感器。校準傳感器通過在校準掃
在至少一些舉例實施例中，該裝置還包括至少一個控制單元，用於根據
檢測的特徵調整與至少 一個光學寫入單元相關的至少 一個參數值。
在至少一些舉例實施例中，至少一個控制單元可以將至少一個才企測特徵
與至少一個設定參數值比較，根據比較調整至少一個當前參數值。至少一個 參數值是光學寫入單元的焦點、位置或功率。校準傳感器可以包括至少兩個 傳感器，至少兩個檢測器的每一個檢測一個所檢測參數。
至少兩個寫入單元可以是單點寫入單元、多點寫入單元或空間光調製
器。所述裝置可以是圓形圖案發生器。
至少另 一 舉例實施例提供包括用於支持至少 一 個工件的圓形支架的裝 置，和用於構圖至少一個工件的轉子掃描器。至少一個轉子掃描器包括至少 兩個寫入單元，可以沿相對於圓形支架的軸向移動和在軸上旋轉。旋轉軸基
本上與圓形支架的軸向運動垂直。
在至少一些舉例實施例中，圓形支架可以支持至少一個工件，以至於至
少部分地包圍轉子掃描器，至少一個轉子掃描器通過沿向外的徑向發射電磁 輻射在至少一個工件上形成螺旋圖案。
在至少一些舉例實施例中，轉子掃描器可以是環形，並且用於通過沿向 內的徑向發射電磁輻射在至少一個工件上形成螺旋圖案。圓形支架還包括用 於支撐環形轉子掃描器的空氣軸承。在至少一些舉例實施例中，圓形支架可
以是固定的。至少兩個寫入單元"^殳置成在圓柱體外部或內部的一行。至少兩 個光學寫入單元的每一個可以沿不同的徑向發射電磁輻射。
至少另 一舉例實施例提供構圖工件的寫入裝置。所述寫入裝置可以包括 包含多個寫入單元的寫入頭，每個寫入單元構成為發射電磁輻射，用於構圖 工件，檢測器用於檢測寫入單元的特徵，控制單元用於調整寫入頭，以補償 根據所檢測的特徵確定的誤差。
在至少一些舉例實施例中，控制單元還構成為根據所檢測的特徵確定與
至少一個光學寫入單元相關的至少一種相互關係。控制單元#4居至少一個特 徵和相應設定參數值的比較確定相互關係。
另 一舉例實施例提供校準光學寫入頭的方法。所述方法包括檢測包括在 寫入頭中的光學寫入單元的至少一個特徵，確定至少一個所檢測的特徵與相 應設定參數值之間的相互關係，根據確定的相互關係調整寫入頭。通過將至 少一個所檢測的特徵與相應的設定參數值比較形成相互關係。相互關係在至 少一個所檢測的特徵和相應的設定參數值之間可以有差別。所檢測的特徵可
以是從光學寫入單元發射的電磁輻射的焦點、從光學寫入單元發射的電磁輻 射的功率和光學寫入單元的位置之一。


通過結合附圖進行的下列詳細描述，將更清楚地理解舉例實施例，其中 圖1A圖示根據舉例實施例具有單點寫入單元的單環的轉子掃描器； 圖1B圖示根據舉例實施例從工件的邊緣到邊緣連續地寫入線的單環、
單點掃描器的簡化視圖，每個寫入單元需要調整；
圖1C表示根據舉例實施例利用空間光調製器(SLM )、由SLM場("壓
印")建立圖像的轉子掃描器的舉例實施例，需要對每個寫入單元調整； 圖ID- 1F圖示常規的圖案發生器； 圖2圖示根據另一舉例實施例的寫入裝置； 圖3圖示根據舉例實施例、在工件之間的校準傳感器的設置； 圖4是根據舉例實施例的校準傳感器的側視圖； 圖5是根據舉例實施例的校準傳感器示意圖； 圖6圖示根據舉例實施例的組合光學寫入單元和光學測量單元； 圖7A-7C圖示根據舉例實施例的盤形寫入裝置的不同實施和定向；圖8A-8C圖示根據另一舉例實施例的環形寫入裝置的不同實施和定向； 圖9圖示根據舉例實施例的水平定向圓形臺或支架； 圖10圖示根據一個或多個舉例實施例、利用寫入裝置寫入的平板工件； 圖11A-11K圖示根據至少一個舉例實施例、寫入頭相對轉子掃描器與 工件的方向的多個不同位置；
圖12A- 12E圖示SLM設置和工件設置相對轉子掃描器的旋轉方向；
圖13是才艮據一個舉例實施例的自動聚焦裝置；
圖14是根據舉例實施例的校準傳感器的頂視圖15是根據另一舉例實施例的寫入裝置的透視圖16圖示根據另一舉例實施例的寫入裝置；
圖17是圖15所示的寫入裝置1520的頂視圖18圖示根據另一舉例實施例的寫入裝置；
圖19A是根據另 一舉例實施例的寫入裝置的側視圖19B是圖19A所示的寫入裝置的頂視圖20圖示根據舉例實施例、笛卡爾柵格轉換成彎曲坐標系的方法；
圖21表示將工件保持在圓柱體上的真空裝置；
圖22圖示4艮據另一舉例實施例的寫入裝置；
圖23是圖16所示的圖案發生器的更詳細的示圖24A-E圖示根據舉例實施例、沿x和y方向連續掃描的方法；
圖25 - 28圖示根據舉例實施例的平臺；
圖29表示在掃描過程中臺子和計數器塊的位置的示圖30圖示根據另一舉例實施例的校準系統；
圖31圖示根據舉例實施例的校準系統。
具體實施例方式
參照附圖描述舉例實施例。描述這些舉例實施例，以解釋本發明，並不
限制本發明的範圍，本發明的範圍通過權利要求來限定。本領域的普通技術
人員將認識到如下所述的舉例實施例的各種等同變化。
在至少一些舉例實施例中，轉子掃描器可以是環的形式。在這個實例中，
多個光學寫入單元的每一個可以設置成和構成為以至少一束雷射束的形式 發射電-茲輻射。雷射束可以至少沿兩個方向發射。在至少一些舉例實施例中，
雷射束至少沿兩個平行方向發射。在至少一些舉例實施例中，雷射束沿朝工 件向內的徑向發射，工件設置位於環形轉子掃描器內的圓形支架上。
在至少一些舉例實施例中，轉子掃描器可以是盤形式。在這個實例中，
多個光學寫入單元的每一個可以設置成和構成為沿朝至少一個工件向外的 徑向發射，工件設置成至少部分地圍繞盤形轉子掃描器。另外，盤形轉子掃 描器可以是環形。
為了簡明起見，包括設置成和構成為以至少 一束雷射束的形式沿向外徑 向發射電磁輻射的光學寫入單元的轉子掃描器在下文中稱為盤形轉子掃描 器，而包括設置成和構成為以至少 一束雷射束的形式沿向內徑向發射電磁輻 射的光學寫入單元的轉子掃描器在下面稱為環形轉子掃描器。構成為以至少 一束雷射束的形式沿軸向發射電磁輻射的轉子掃描器在此稱為軸轉子掃描 器。在下文中，當舉例實施例的討論方面可應用於盤形轉子掃描器和環形轉 子掃描器時，盤形轉子掃描器和環形轉子掃描器統稱為轉子掃描器。
工件可以是柔軟的(例如，非常柔軟)，並且需要圓形支撐以具有和保
持理想半徑。工件的內部更容易呈圓形；然而，在平行於圓柱軸的邊緣會引
入彎曲力矩，以合適的彎曲半徑開始彎曲工件。該彎曲力矩可以是幾個公斤 *釐米級的，並且通過縱向夾緊引入。當工件裝入機器中時，該加緊也可以
支撐工件。
工件具有大約+/-70^1111的厚度公差和在大約150nm的長度上小於大約 20 pm的變化。該變化會干擾焦點位置以及焦點和/或工件形狀的校正。例 如，可以測量轉子掃描器的形狀，可以校正工件的形狀。活動的工件形狀4又 僅在寫入區域內可以校正。在這個實例中，校正器硬體依照轉子掃描器組件， 其可以減少激勵器的數量。校正器的使用可以具有較短景深的光學設備。
轉子掃描器被軸承墊(例如，空氣軸承墊)支撐，軸承墊可以控制轉子 掃描器的轉軸位置和/或縱向位置。沿旋轉方向的定位可以通過圖案的定時來
調整。沿軸縱向的動態定位取決於設計，需要移動像面的有效部件。
根據舉例實施例，轉子掃描器位置通過幾種不同的方法來確定。例如，
在環形轉子掃描器中，例如可以光學地;險測在圓周上的標記，轉子掃描器的 位置可以插入這些標記或位置之間。空氣摩擦可以減小(例如，大約0.1N)， 速度可以提高。標誌之間的時間可以縮短和/或隨著該"標誌之間的時間"乘 方由於殘餘力造成的可能偏差會減小。在具有垂直軸的舉例實施例中，在轉子掃描器中的內部加速計被慎重考慮用於實現更準確的反饋信號。反饋信號 可以用於速度控制。在具有水平軸的舉例實施例中，也使用加速計；然而，
在這種情況下，加速計需要平衡，使得重力方向看不見(unseen)。儘管在此 沒有描述，也可以使用幹涉測量法或任何其它合適的方法。
掃描器轉子的速度差例如可以用內部轉動加速計來測量，轉動精度可以 提高。轉子掃描器的角度位置可以利用在轉子掃描器外邊緣周邊的多個標誌 (例如，光學標誌)來測量。控制系統可以使用標誌作為轉子位置的絕對測 量值，可以通過時間"在位置之間，，內插。內插的精度利用內部轉動加速計 來提南。
轉子可以利用距離傳感器、軸承墊的壓力信號或任何其它合適測量器件 來平衡。在舉例實施例中，轉子掃描器可以用軸承、空氣軸承、空氣軸承墊 等支撐。
在至少一些實施例中，數據的傳遞通過顯示圖案而容易，從而它們用4艮 小的調整傳遞(stream)到轉子。在這個實例中，數據可以以預變形的方式
呈現，並存儲，使得每個圓弧用存儲器中的數據列來表示。當工件被寫入時， 這些列可以在存儲器矩陣中從左到右讀取(例如，連續地)，數據可以發送
到轉子掃描器。
圖1a表示根據舉例實施例，具有單點單環的光學寫入單元的轉子掃描 器。圖1b表示從工件的邊緣到邊緣連續寫入線的單環單點掃描器的簡化視 圖，和每個寫入單元需要的調整。圖1c表示利用slm的轉子掃描器的舉例 實施例，其由slm場("標誌")和每個寫入單元需要的調整形成圖像。
參照圖1a，圖案生成裝置可以包括轉子掃描器1。轉子掃描器1可以是 盤形，可以包括至少一個(例如，多個)寫入頭io。每個寫入頭10可以沿 徑向發射光。工件20部分地圍繞轉子掃描器1。轉子掃描器1是可以旋轉的， 並且可以恆定或基本恆定速度旋轉。電力滑動環可以放置在中心。滑動環可 以是石墨/銅滑動環、hf變壓器不接觸滑動環、無摩^"滑動環、或任何其它 合適的滑動環。在舉例實施例中，hf滑動環可以減少(例如，消除)普通 滑動環都有的灰塵。
仍然參照圖ia,工件可以彎曲， 〃使得工件的曲率半徑大於(例如，稍 微大於)盤形轉子掃描器的曲率半徑和/或使得光學系統的焦點可以匹配。另 外，在環形轉子掃描器的舉例實施例中，工件可以彎曲，使得工件的曲率半
徑具有小於環形掃描器的曲率半徑和/或光學系統的焦點可以匹配。在工件是 彎曲的舉例實施例中，工件例如可以是能夠彎曲成理想曲率半徑的工件，諸 如，玻璃工件、塑料工件等。
在工件彎曲(例如，巻繞)成跨越大約180。的曲率半徑的舉例實施例
中，盤形轉子掃描器例如具有大約1.4米的直徑。當工件繞判刑寫入頭巻繞 大約180度時，可以使用大約1.3m的較小彎曲半徑(例如，最小彎曲半徑)。 玻璃巻繞大約180度的圓形支撐具有大約1至大約2米之間的半徑，包括1 米和2米。
在一次寫入一個工件的系統中，工件可以彎曲成大約或近似360。。工件 (例如，玻璃、塑料、金屬、陶瓷等)可以在大約2米至3米之間，包括2 米和3米，或高達大約6米，用於單純玻璃的相應圓筒具有大約0.35米-大 約0.6米的半徑，包括0.35米和0.6米，高達1米。彎曲半徑大約1.3米的 玻璃工件可以產生大約31MP每毫米工件厚度的應力。大約0.7mm厚度的工 件的應力可以是大約22Mpa，只是安全應力的較小係數。
在另一實例中，如果工件巻繞成跨越大約120°的曲率半徑，盤形轉子 掃描器據歐大約2.1米的直徑。在這種情況下，它適於採用半徑大約2米至 大約3米的半徑的圓形支撐，包括大約2米和大約3米。在這些實例中，圖 案發生器的整個寬度可以小於常規圖案發生器和/或寫入裝置的整個寬度，例 如，大約2米寬。工件可以是區域性的(例如，切成薄片)或連續形式，例 如，用於顯示器和/或太陽能電池板的巻裝進入的處理。
返回來參照圖1A，轉子掃描器可以沿逆時針方向旋轉；然而，可替換 地，轉子掃描器可以沿順時針方向旋轉。如圖1A所示，當旋轉時，轉子掃 描器1可以沿向上的垂直掃描方向50移動。然而，應該理解，轉子掃描器 可以沿向下方向或水平方向(向右或向左)移動。印在工件20上的圖案可 以通過寫入頭IO的調製來確定。在操作過程中(例如，構圖或寫入)，寫入 頭10的電-茲輻射可以在工具20上形成螺旋圖案30。
工件20的縱向掃描通過移動工件20和/或轉子掃描器1來實現。因為轉
子掃描器1比或實際上比工件20和/或工件支架(未示出)薄，不需要附加
的長度，轉子掃描器1可以移動，工件20可以寫入。轉子掃描器1的非轉
動部分，或軸承墊可以進行軸向掃描和/或執行其它(例如，其它所有的)功 6匕轉子掃描器1可以用軸承墊(例如，空氣軸承墊)支撐。在這個實例中， 環設計在內環半徑上具有用於軸承墊的另外空間。
轉子掃描器1可以平衡(例如，非常精確地平衡)。例如，通過在軸承 壓力墊(例如，空氣軸承壓力墊)中的反壓力變化或通過其它位置傳感器， 可以更容易地檢測剩餘失衡。可以連續地平衡轉子掃描器的自動平衡系統也 可以使用。對轉子掃描器1的擾動會導致轉子掃描器和/或轉子掃描器防護罩 之間的氣流。如果轉子掃描器和轉子掃描器防護罩之間的氣流例如圖通過選
擇合適的小間隙(例如，以5m/s為幾毫米)被強制成為層狀，操作條件的
穩定性會增加。層狀氣流可以傳入力，例如，穩定的力。在舉例實施例中， 摩擦的功率損失會減少(例如，減少到幾瓦特)，轉子掃描器可以用任何合
適的電機驅動。例如，lmm間隙以5m/s的摩擦力損失0.5W/m2。軸承墊具 有更小的間隙和/或更大的通風阻力，其偏移更小的面積。旋轉時電機具有均 勻或基本均勻力矩的驅動系統。
在盤形轉子掃描器1中包括的光學寫入單元的數量基於寫入速度。在至 少一個實施例中，寫入單元從具有較高(例如，非常高)數據傳輸率(例如， 大約20,400,500或更高Gbit/秒)的數據通道反饋數據。因為機器可以用於 生產，圖案在整個時間內相同或基本相同。如果圖案局部地存儲在轉子掃描 器內部，當轉子掃描器固定時，圖案可以以較低速度(例如，通過常規的高 速連接)加載。然後，圖案可以留在(例如，永久地留在)存儲其中。這樣 可以避免旋轉數據連接(link )。
如圖1A和1B所示，光學寫入單元例如可以時單點雷射二極體。雷射 二極體可以是任何視場上可以買到的波長，諸如，藍、紅、紫等。雷射二極 管的功率例如可以是包括單模的大約5mW至大約65mW,和包括多模的大 約5mW至大約300mW。雷射二極體的電光效率例如是大約13 % 。雷射二 極管例如同時起光源和調製器作用。另外，如圖1C所示，光學寫入單元可 以是SLM。
轉子掃描器的旋轉軸可以是垂直、水平、或垂直與水平之間的任何角度。 垂直軸設置在所有時間具有恆定或基本恆定的光學寫入單元的加速度。水平 軸設置可以更有效和/或用更小的努力處理工件，不需要抵消重力。
圖7A-7C圖示根據舉例實施例的寫入裝置不同的實施和定向。下面討 論的圖7A-7C的盤形轉子掃描器與圖1的盤形轉子掃描器l相同或基本相 同。因此，為了簡要起見，省略詳細的討論。
參照圖7A,寫入裝置700包括支架(例如，管支架)710、盤形轉子掃 描器730和/或至少一個光學寫入單元740。在至少一些舉例實施例中，盤形 轉子掃描器730包括多個光學寫入單元740。
工件720可以，沒置在工件支架710的內部。所形成的支架710的中心軸 例如可以水平設置。支架710可以保持在固定位置，而盤形轉子掃描器730 沿平行於或基本平行於中心軸的方向旋轉和/或移動。光學寫入單元740可以 在盤形轉子掃描器的外邊緣設置成至少一行，但是，在圖7A中示出包括兩 行。光學寫入單元740可以面對工具按支架710的內表面。另外，單行或大 於兩行的光學寫入單元740可以使用。
參照圖7B,工件支架710的中心軸可以垂直地設置。工件720可以i殳 置在支架710內部，如圖7A所述。工件720可以用力固定支架710，其可 以使工件平坦或基本平坦。另外，工件720可以用真空噴嘴固定到支架710
固定在支架710中。工件720和支架710可以固定，而盤形轉子掃描器730 可以旋轉和/或垂直(例如，向上和/或向下)移動。
參照圖7C,圖7C的寫入裝置與上面討論的圖7B的寫入裝置相似或基 本相似。然而，在圖7C的寫入裝置中，工件720和/或支架710可以旋轉， 而盤形轉子掃描器730沿垂直(例如，向上和/或向下)方向移動。
圖2圖示根據本發明另一實施例的寫入裝置。如圖所示，圖2的寫入裝 置可以用於同時或同步構圖多個工件。儘管圖2的寫入裝置討論同步地構圖 三個工件222A、 222B、 222C,應該理解，任何數量的工件可以同時被構圖。 圖2的轉子掃描器與圖1的轉子掃描器相同或基本相同。
參照圖2,工件222A、 222B和222C至少部分地包圍或圍繞轉子掃描 器220。如圖所示，開口 224、 226、和228留在各個工件222A、 222B和222C 之間。至少有個檢測器和校準傳感器(未示出，但在下面會更詳細地描述) 位於工件之間的各個間隔中。在至少一個舉例實施例中，檢測器和/或校準傳 感器可以檢測位置、焦距和/或轉子掃描器220的功率。轉子掃描器220相對 理想位置的不重合例如利用射線劑量、調製延遲、定時、圖像變形、或任何 其它合適的方式來補償。
圖3圖示分別位於開口 224、 226、和228的多個校準傳感器310、 320、
和330。如圖3所示，用寫入裝置保持三個工件，使用三個校準傳感器。根 據舉例實施例，校準傳感器的數量與同時設置在寫入裝置中的工件數量相 關。在一些舉例實施例中，校準傳感器的數量可以等於工件的數量。
圖4是根據舉例實施例、包括校準傳感器(例如，校準眼)的圖2的寫 入裝置的局部頂視圖。圖14是對應於圖4的頂視圖的側視圖。
參照圖4和14,校準傳感器400基於從轉子掃描器430的光學寫入單元 (未示出)發射的電磁輻射的特徵，可以檢測位置、功率和/或聚焦轉子掃描 器430的單獨光束410。在至少一些舉例實施例中，校準傳感器400包括用 於測量轉子掃描器430的位置(例如，如果圖案產生裝置垂直定位，轉子掃 描器的垂直位置)的幹涉計(未示出)。幹涉計是本領域的公知常識，因此， 為了簡明起見，省略詳細的討論。轉子掃描器430與轉子掃描器1和/或220 相同或基本相同，因此，為了簡明起見，省略詳細的討論。
如果單工件420巻繞在支架上，校準掃描器410可以設置在工件420的 邊緣之間。在舉例實施例中，工件420可以巻繞在支架(例如，管形支架) 上。轉子掃描器430在巻繞工件420內部旋轉。至少在舉例實施例中，掃描 器基體440和轉子掃描器430之間的距離例如可以利用雷射幹涉儀或任何其 它合適的設備來測量。
圖5是根據舉例實施例的校準傳感器400的示意圖。校準傳感器400可
過該透鏡組件510。電》茲輻射部分地被分束器520反射。第一部分的電》茲輻 射可以穿過分束器520和照射第一象限檢測器550。第二部分的電磁輻射可 以被分束器520反射、被圓柱透鏡530聚焦並照射焦點檢測器540。象限檢 測器550還可以包括多個象限衝企測器A、 B、 C和D,整體地用560標記。 焦點檢測器540可以包括多個象限^r測器E、 F、 G和H，整體地用570標 記。
在舉例實施例中，象限檢測器550利用等式(A + C) - (B + D)確定 Y測量值，利用等式(A + B) - (C + D)確定轉子掃描器的定時，利用(A + B + C + D)確定轉子掃描器的賦能。焦點檢測器540利用等式(E + H) -(F + G)確定寫入單元發射的射束的焦點。焦點;險測器540可以是例如利 用像散(在軸)光學系統測量散焦的任何合適器件。像散利用圓柱透鏡540 加入。圓柱透鏡540沿垂直於圓柱體轉軸的軸線增加功率。圓柱體的軸線可
以傾斜，使得圓柱體例如通過檢測器E和H。
利用圓柱透鏡，可以實現具有兩種不同功率的成像系統。在一個方向
(Dl),圓柱體增加它的功率，而在另一方向(D2),則不然。
當焦點位置與Dl的功率匹配時，產生通過^r測器E和H的中心(例如， 沿圓錐體的軸線)的線圖像。相反，如果焦點位置與D2的功率匹配，沿檢 測器F和G產生線圖像。因此，(E + H) - (F + G)的差與焦點的位置成 比例。
圖5的校準傳感器可以用於校準焦點、功率和/或光學寫入單元的位置。 例如，圖5的焦點檢測器540和位置檢測器550可以用於校準每個光學寫入 單元中的焦點和位置才全測器。下面更詳細地圖6的焦點和位置4企測器以及每 個光學寫入單元。
圖6圖示根據舉例實施例的光學寫入單元(例如，寫入雷射二極體)。 圖6的光學寫入單元600可以用作7A - 7C的光學寫入單元740和/或圖 8A - 8C的光學寫入單元840。
參照圖6，光學寫入單元600可以包括數模轉換器(DAC,例如，高速 DAC)610,用於將圖案數據轉換成調製信號，用於藍色雷射二極體660。 圖案數據可以經過數據通道(未示出)接收。數據通道例如是光線光纜、無 線電頻率(RF )連接通過HF變壓器的中心或能夠提供較高數據傳輸率諸如， 200Gbits/s， 400Gbits/s, 500Gbits/s等等，的任何其它數據通道。
通過DAC610產生的調製信號可以輸出到功率控制器620。功率控制器 620基於來自DAC 610的調製信號和功率檢測器630輸出的功率控制信號可 以控制藍色雷射二極體660的功率。藍色雷射二極體620可以發射電^f茲輻射 (例如，藍色雷射束)，用於基於從功率控制器620輸出的功率控制信號構 圖工件665。從藍色雷射器660輸出的藍色雷射可以通過形成光束遠心的透 鏡組件670。在通過光學組件670之後，遠心藍色雷射可以入射到分束器680 上。分束器680可以朝透鏡組件650引導一部分(例如，相當小的部分)藍 色雷射束。剩餘部分的藍色雷射束可以通過分束器680並且通過聚焦透鏡足 跡那690聚焦在工件上。
改變方向的藍色雷射束部分可以通過透鏡組件650聚焦，通過紅色阻斷 器640併入射到功率檢測器630上。功率檢測器630可以檢測入射的藍色激 光的功率，輸出表示所檢測的雷射功率的功率控制信號。紅色阻斷器640可
以阻斷(例如，反射、吸收等)所有或基本上所有入射到其上的紅色雷射。
紅色雷射二極體655以紅色雷射束的形式發射電磁輻射。紅色雷射束可 以用於工件的定位、焦距控制和/或確定形狀。至少在一個舉例實施例中，紅 色雷射束可以通過遠心透4fe組件645並且入射到分束器615上。遠心透#:組 件645可以與上述的遠心透鏡組件670相同或基本相同。因此，為了簡明起 見，省略詳細的討論。分束器615可以將紅色雷射束傳遞到分束器680，分 束器680可以將紅色雷射束照射到工件665上。紅色雷射速可以被工件665 反射朝分束器680返回，分束器680朝分束器615傳遞紅色雷射束。分束器 615可以經過圓柱透鏡635和/或藍色雷射阻斷器625朝焦點和位置^r測器 685照射紅色雷射。藍色雷射阻斷器625可以阻斷或基本上阻斷入射到其上 的藍色雷射。
焦點和位置檢測器685可以將位置信號輸出到焦點Z伺服系統675。焦 點Z伺服系統675可以接收來自位置檢測器685的定位信號和校準數據，並 經過數據連接(例如，lkHz帶寬數據線)控制透鏡組件6卯的位置。例如， 焦點Z伺服系統675根據焦點和位置檢測器685的信號形狀可以沿Z方向、 Y方向和Z方向移動透鏡組件690。控制環信號可以通過提前地提供來自控 制系統(例如，計算機或處理器，未示出)的信號來補充，以校正已知變形， 諸如，焦點誤差。
根據至少一些舉例實施例，利用波長不影響工件上面的電^f茲輻射感光層 的雷射二極體可以確定工件的位置和/或形式。在至少一些實例中，藍色雷射 二極體可以影響電磁輻射感光層，紅色雷射二極體可以用於測量工件的位置 和形式。曝光工件的雷射二極體和用於測量並且不影響電磁輻射感光層的激 光二極體可以設置在寫入頭(轉子)中。
圖13是根據舉例實施例、用於聚焦和位置(或位移)確定的光學寫入 單元的自動聚焦裝置的更詳細示圖。從雷射二極體1310發射的電磁輻射(例 如，雷射束)進入使光束遠心的透鏡組件1330。遠心光束照射到朝透鏡組件 1350照射光束的分束器1340上。透#:組件1350可以將光束聚焦到工件1370 上。蓋玻璃1360可以設置在透鏡組件1350和工件1370之間，以保護透鏡 組件1350。當光束照射到工件1370上時，光束可以通過透^:組件1350反射 回到分束器1340。分束器1340可以將反射光束照射到檢測器1320上，用於 雷射束的焦點。檢測器1320可以用任何已知的方式檢測雷射束的焦點。因
為檢測雷射束的焦點的方法是本領域的公知常識，為了簡明起見，省略詳細
的討論。透鏡組件1350基於檢測器1320的讀出可以沿任何方向移動。
回來參照圖6，每個光學寫入單元600具有用於功率、位置和焦點參數 的每一個的設定值。當光學寫入單元600通過圖5的校準傳感器時，光學寫
率、位置和/或焦點值)相關的數據。在光學寫入單元600中存儲的設定值與 測量值之間的誤差或差額發送到用於調整的寫入頭，例如，以抵消寫入頭的
調整。然而，不常進行調整。
根據舉例實施例，功率、焦點和/或位置(x， y，其中x被時間延遲控制) 的校準可以在不同的校準傳感器中進行，只要功率、焦點和/或位置的每一個 的校準源是共同的。也就是說，例如，功率、焦點和/或位置可以利用不同的 校準傳感器校準，只要每個寫入頭使用相同的校準傳感器用於聚焦，相同的 校準傳感器用於功率，和相同的校準傳感器用於x位置和相同的校準傳感器 用於y位置。功率可以用波長依靠方式測量，以補償抗蝕劑的波長靈敏性的 變化。
圖30圖示根據另一舉例實施例的校準系統。如圖所示，校準系統可以 包括檢測器3100、控制單元3102和寫入頭3104。檢測器3100例如可以是 校準傳感器(例如，如上面的圖5所示)或任何其它光學檢測器，例如，能 夠檢測焦點、功率和/或一個或多個光學寫入單元的位置的光學檢測器。控制 單元3102例如可以用計算機或處理器以軟體可執行的方式實施。寫入頭 3104可以是包括多個光學寫入單元的寫入頭， 一個或多個光學寫入單元可以 是上述圖6的光學寫入單元。然而，寫入頭可以是能夠曝光工件和/或在工件 上形成圖案的任何寫入頭。檢測器3100、控制單元3102和/或寫入頭3104 的每一個經過數據通道連接。數據通道例如可以是光線光纜、通過HF變壓 器中心的無線電頻率(RF)連接、或任何其它合適數據通道。圖30的校準 系統的實例操作參照圖31來描述。
圖31圖示根據舉例實施例的校準方法。如上所述，圖31的方法例如通 過圖30的校準系統來執行。圖31的方法也可以通過一個或多個校準傳感器 (例如，圖4的400 )連接一個或多個寫入頭(例如，圖4的430 )來進行。 在這些實例中，控制單元3102例如對應於圖6的功率控制單元620和焦點Z伺服系統675,檢測器3100對應於圖5的象限檢測器550、圖5的焦點檢測 器540和圖6的功率4企測器630。在圖30所示的舉例實施例中，圖5的象限 檢測器550、圖5的焦點卩險測器540和圖6的功率檢測器630可以位於檢測 器3100上，功率控制單元620和焦點Z伺服系統675可以位於控制單元3102 上。然而，可替換地，其它結構也是可能的。
參照圖31，在S3110中，當寫入頭3104的光學寫入單元通過時，；險測 器3100可以檢測光學寫入單元的至少一個特徵。例如，；險測器3100可以檢 測諸如從光學寫入單元發射的電磁輻射(例如，雷射束)的焦點、位置和/ 或功率的特徵。檢測器3100可以將至少一個所檢測的特徵發送給控制單元 3102。
在S3112中，控制單元3102確定所;險測的特徵之間的相互關係和對應 的設定參數值。例如，所檢測的焦點特徵可以與設定焦點參數值比較，所檢 測的功率特徵可以與設定功率值比較和/或所4企測的位置特徵可以與設定位 置值比較。設定參數值例如可以通過操作員根據經驗數據來設定。在至少一 個實例實施例中，每個所檢測的特徵和對應的設定參數值的相互關係可以是 設定值和測量的特徵值之間的誤差或差額。設定參數值可以存儲在控制單元 3102的存儲器中。存儲器可以是任何合適的存儲介質，諸如，快閃記憶體等。
在S3114中，控制單元3104根據確定的相互關係可以調整寫入頭。例 如，確定的相互關係可以用於^^消寫入頭3104的內部範圍。
儘管在圖31中僅示出這種方法的單次疊代，在此所述的操作可以進行， 例如，每次每個光學寫入單元通過校準傳感器。然而，調整可以不經常進行。
圖8A-8C圖示根據舉例實施例的環形寫入裝置的不同實施和操作。
參照圖8A,寫入裝置可以包括支架(例如，支架形成的圓柱形臺或管) 810、轉子掃描器830和/或至少一個光學寫入單元840。工件820可以設置 在支架810的外面。工件820例如可以利用真空噴嘴850固定到支架810上。 轉子掃描器830可以在工件支架810的外面旋轉，光學寫入單元840可以朝 支架810的中心軸沿徑向向內發射輻射。在舉例實施例中，光學寫入單元例 如可以是840， 840例如可以是單點雷射二極體、多點雷射二極體或空間光 調製器(SLM)。雷射二極體可以是任何市場上可買到的波長，諸如藍色、 紅色和紫色等。雷射二極體的功率例如包括單模的大約5mW-大約65mW， 和多模的大約5mW-大約300mW。雷射二極體的電光效率例如是13 % 。激
光二極體例如可以同時起光源和調製器的作用。空間光調製器(SLM) 840 可以是至少部分透射的空間光調製器，並且可以在工件820上形成標誌或圖 案860。 SLM是本領域的公知常識，因此，為了簡明起見，省略詳細的討論。 如圖8A所示，工件支架810的中心軸可以水平地定向。
仍然參照圖8A，在操作中，環形轉子掃描器830可以繞支架810的中 心軸旋轉，沿支架810的軸向並平行於支架810的中心軸移動。此外，住家 810可以繞起中心軸沿與環形轉子掃描器830相反的旋轉方向旋轉。
圖8B表示包括保持巻繞的工件820的靜止圓柱形支架810和旋轉寫入 頭830的舉例實施例。參照圖8B,工件支架包括設置校準傳感器850的狹 縫870。校準傳感器850可以移動或固定。寫入頭830包括在工件820上形 成圖案860的多個光學寫入單元840。對齊照相才幾880可以拍才聶在工件820 上存在的圖案，使得寫入圖案可以用較高精度對齊，從而提高覆蓋精度。
圖8C表示包括保持巻繞的工具按820的旋轉圓柱形支架810和靜止寫 入頭830的舉例實施例。寫入頭830包括在工件820上形成圖案860的多個 光學寫入頭840。圖8C的光學寫入單元840與圖8A的光學寫入單元840相 同或基本相同。如圖8B所示的情況，寫入頭830可以包括多個寫入單元840, 儘管為了簡明起見，只圖示了一個寫入單元840。
圖9表示根據舉例實施例、圓柱形臺或支架910的水平定向。當水平裝 載時，工件920可以通過重力保持在適當位置。工件920可以通過真空保持 在適當位置，以保證表面緊密地隨著圓柱體910。工件920的端部可以通過 插銷930牢固地固定到圓柱體上。插銷930可以控制成銷住或釋放工件920 的邊緣。
工件可以推或拉到圓柱支撐面上，以呈現合適的形狀。在另一實施例中， 也可以使用真空夾具或任何其它合適夾具。沿圓柱部分的邊緣可以局部彎 曲，離開中心或彎曲(例如，與彎曲橡皮相似)。
圖21表示將工件保持在圓柱體上的真空裝置。如圖所示，真空和壓力 器件可交替地設置。推挽式真空家具系統可以用於抵消工件在x-y平面的 變形。如圖21所示，系統具有相互靠近間隔開(例如，釐米級)的壓力和 真空孔。真空孔可以保持工件和減小變形，壓力墊可以保持工件遠離支撐表 面。工件可以不接觸支撐表面，可以遠離支撐面幾個孩i米(例如，lium、 2 )im、 10|Lim、 20jum等)。這樣讓工件在工件的平面上更自由地呈現自然形 狀。圖21的真空設置或與其相似或基本相似的設置可以結合在此所述的每 個舉例實施例4吏用。
圖10圖示工件1020在平坦狀態，可以在至少一些舉例實施例中構圖。 圖11A-11K圖示轉子掃描器的方向相對玻璃的寫入頭的多個(例如， 11個)不同位置。圖11中的箭頭表示掃描方向。
圖11A-IIC表示像素的稠密矩陣，例如，矩形空間光調製器的圖像具 有與矩形的邊對齊的陣列的行和列。圖11A圖示像素柵格平行於或基本平行 於寫入方向的SLM。圖11B圖示傾斜於寫入方向的SLM像素柵格。圖11C 圖示傾斜於寫入方向的SLM像素柵格，圖11C中的傾斜小於圖11B中的像 素柵格軸的傾斜。
圖11D-IIF表示具有相對LSM邊旋轉例如O。、 45。和第三角度的陣列 的稠密矩陣的圖像。第三角度可以是除0°、 45°或90。以外的角度。圖11D 圖示具有相對於寫入方向傾斜45。的像素柵格的SLM。在舉例實施例中，像 素柵格可以不平行於SLM晶片外邊緣的邊緣，如圖11A-IIC所示。
在圖11E中，SLM晶片被示出傾斜成柵格中的一個軸可以平行或基本 平4亍於寫入方向。
在圖11F中，SLM晶片可以傾斜成既不在SLM晶片的外邊緣，像素柵 格的任何一個也不平行或基本平行於寫入方向。像素矩陣(例如，SLM)的 邊上的軸線和/或像素柵格的軸線可以相對寫入期間的運動軸線和/或寫入圖 案的軸線旋轉，因此，提供至少四組坐標方向，如下面圖12B-12D所描述。
圖11G表示相對稀疏矩陣偏斜或旋轉，從而在掃描期間行落在不同位 置。在舉例實施例中，該區域可以用一個或多個掃描填充。在圖IIG中，多 個雷射二極體(例如，5行和/或5排)與寫入方向傾斜。
圖IIH表示像素的相當稀疏的行，例如，多個(例如，三個)雷射二極 管可以垂直於寫入方向設置。如果利用圖IIH所示的舉例實施例，多個通過 需要填充理想的區域。
圖111表示像素的相當稠密的行，例如， 一維SLM的圖像，其中多個 (例如，17個)雷射二極體垂直於寫入方向。
圖IIJ和IIK表示沿掃描方向設置的單行像素。圖IIJ圖示沿傾斜於寫 入方向的行的多個(例如，12個)雷射二極體。圖11K圖示根據舉例實施 例、傾斜於寫入方向的多個(例如，17)雷射二極體的行。
光學寫入的圖案以及噴墨列印的圖案的共同問題是形成"Mura"。由於 場或條的可見性和/或由於圖案和寫入才幾構之間的莫爾(moire)效應，形成 的Mura是指形成的可見帶或圖案。"Mura"是成像器件(顯示器和照相機) 的問題，而不是其它雷射寫入圖案諸如PCB和PCB掩模的問題。
至少一些舉例實施例提供通過沿x和y軸的重複組合光學場和顯示圖案 的方法。這些場例如可以是SLM場、SLM像素圖案、或由其它寫入機構諸 如二極體陣列形成的像素陣列。
如上所述，關於圖12A，根據常規技術的裝置用於高精度圖案發生器， 並且形成可接受水平的"Mura"缺陷。然而，舉例實施例提供比常規圖案發 生器高10倍、100倍或甚至1000倍產量的寫入系統，但是，具有實質上相 同或基本上相同的"Mura"降低要求。更高速度、更大像素、多個寫入單元 和/或多個寫入頭會在寫入圖案中產生更大的幾何誤差。下面更詳細地描述圖 12B-12D，圖案和寫入頭的軸線可以相互旋轉，從而單像素不會反覆印在 相鄰像素的邊緣。而且，運動系統和寫入單元形成的像素之間的軸線相互旋 轉。圖案可以與運動軸線或像素柵格對齊，或與兩者都不對齊。旋轉可以是 不同於0°、 45。或90。的角度。
如上所述，關於圖12A,旋轉方向平行於常規技術中的SLM晶片的邊。
圖12B - 12E表示舉例實施例，其可以抑制Mura的產生和/或減弱圖案 中的莫爾效應。如圖所示，在舉例實施例中，圖案可以相對寫入機構和/或運 動系統(例如SLM的掃描方向)的軸線^:轉。
例如，圖12B-12E描述SLM圖案。然而，相同的原理可應用於其它 舉例實施例，諸如，任何合適的寫入單元。
在圖12B中，工件可以巻繞在工件支架上，可以不平行於工件支架的中 心軸。SLM或更一般地是寫入單元可以設置在轉子掃描器中，SLM晶片的 外邊或更一般地在圖案中通過寫入單元形成的像素之間的軸線，平行或基本 平行於掃描方向。例如，當工件相對掃描方向和SLM圖案的邊旋轉時，掃 描方向和SLM場對齊。藉助這種工件的旋轉，拼接偽像的影響不再沿器件 的單線積聚，而是從一行一行地通過，幹擾射擊到許多行。此外，莫爾圖案 可以重新定位在最終顯示中更不可能看見的更高頻率，其中莫爾圖案實際上 是圖案的頻率成分和寫入機構(例如，顯示像素和雷射掃描像素)之間的互 調產物。
在圖12C中，SLM晶片或由寫入單元形成的相同像素圖設置在轉子掃 描器中，至少坐標軸不平行於旋轉方向。工件可以將對稱的軸線設置成平行 於工件支架的中心軸。
在圖12D中，所有三個坐標系彼此不平行。連同圖11,有可能定義相 互S走轉的四個坐標系。兩個、三個或四個坐標系可以形成相互傾名牛，以{更降 低"Mura"影響，而所有四個平行的坐標系定義現有技術。
在圖12E中，工件旋轉，寫入SLM場旋轉並且引入故意的變形。
用於降低Mura影響、在SLM圖案的邊和工件之間的角度大於或等於大 約0.01弧度(例如，在大約0.01和大約0.05弧度之間，包括大約0.01和大 約0.05弧度)。然而，所用的角度取決於寫入機構、比例和/或圖案的類型。 角度從一個寫入工作到下一個寫入工作是可調整的，或者，另一方面，固定 和內置在寫入硬體中。
圖24A _ E圖示根據舉例實施例沿x和y方向連續掃描的方法。
圖24A表示沿工具機軸線的x方向的像素陣列。該陣列以恆速移動，在圓 柱體旋轉一圏以後，陣列拼接成印刷圖案。如果陣列不夠稠密，掃描速度可 以降低，例如，降低到一半，使得移動陣列的寬度需要兩圈。根據陣列的密 度，掃描速度也可以或多或少地降低。陣列可以平行或不平行於工具機軸線。
圖24B表示根據舉例實施例、陣列不平行於工具機軸線的另 一構圖方法。
在圖24C中，陣列平行於工件的y軸並垂直於工具機軸線。在這個舉例實 施例中，工件的表面通過沿x和y方向連續掃描來構圖。
圖24D表示陣列密度小於圖24A-24C所示陣列的舉例實施例。在這個 實例中，第二陣列需要填充更低密度陣列中的空間。第二陣列可以是物理陣 列或後通道的相同陣列。
圖24E表示在彼此上部的兩個通道。兩個通道的第一通道掃描到右邊， 兩個通道的第二通道掃描到左邊。X和y的同步掃描可以提供傾斜角，兩個 通道可以具有相反的角度。這樣可以減小產生條紋的可見性。兩個通道用相 同的像素陣列順序地寫入，或例如沿相反的x方向同時寫入。兩個像素陣列 可以是i殳置在兩個不同的才幾架上的兩個物理寫入頭。例如，在圖25所示的 系統中，沿x的連續掃描和沿y的往復掃描可以用於在單一操作中寫兩個通 道。
如上所述，傾斜寫入可能並且甚至用於圓形運動的寫入系統。然而，傾
斜寫入在平板寫入機中也是有意的，下面會更詳細地描述。
圖22圖示根據另一舉例實施例的寫入裝置。如圖所示，寫入裝置包括
用於在工件2202上產生圖案的轉子掃描器2200。圖22中所示的舉例實施例 例如與圖1、 7A、 7B和/或7C所示的舉例實施例相似或基本相似，然而， 圖22中所示的舉例實施例還包括工件形狀控制器2204。工件形狀控制器 2204可以沿轉子掃描器2200相同的方向掃描。在至少一個舉例實施例中， 工件形狀控制器可以掃描工件2202，使得工件形狀控制器2204和轉子掃描 器停留在不變的水平對齊。
圖15是根據另一舉例實施例的寫入裝置的透視圖。圖15的轉子掃描器 可以用於構圖平坦工件，諸如圖IO所示的工件。
參照圖15,轉子掃描器1520包括設置在轉子掃描器1520的平坦部分(例 如，頂面和/或底面)的多個光學寫入單元(未示出)。多個光學寫入單元可 以設置成使它們沿環子掃描器150的軸向發射電磁輻射。在至少一個舉例實 施例中，光學寫入單元可以圍繞轉子掃描器1520的底部外邊緣設置。如圖 所示，轉子掃描器1520可以沿工件1510的表面旋轉和/或移動。轉子掃描器 1520的寬度可以覆蓋工件1510的寬度。在舉例實施例中，轉子掃描器可以 沿變化的方向掃描工件，並且可以形成相當薄的薄層和/或以一角度在工件上 運行，使得弧不是0。、 45。或90。的切線。這種幾何形狀可以使用更厚和/或 不可彎曲的掩模。
圖17是圖15所示的寫入裝置的頂視圖。參照圖17,轉子掃描器1520 的直徑D窄於工件1710的寬度。在舉例實施例中，轉子掃描器可以在工件 1710上往復追蹤或掃描，以便覆蓋整個工件1710。在舉例實施例中，轉子 掃描器1520可以連續寫入，不考慮轉子掃描器1520移動的方向。在可替換 的舉例實施例中，轉子掃描器沿單向寫入。
圖18是根據另一舉例實施例的部分寫入裝置的頂視圖。圖18的舉例實 施例與上述圖17的舉例實施例相似或基本相似，^旦是，圖18的舉例實施例 包括至少兩個轉子掃描器1810和1815。在舉例實施例中，轉子掃描器1810 和1815例如可以同步構圖相同的工件1820。
圖19A圖示根據舉例實施例的轉子掃描器的側視圖，圖19B圖示圖19A 中所示的轉子掃描器的頂視圖。在圖19A和19B所示的舉例實施例中，轉 子掃描器1520的直徑D大於工件的寬度。圖19A和19B的轉子掃描器一平
行於工件運動的方式在工件邊上追蹤雷射二極體。圖19A和19B所示的這 種跟蹤或掃描會導致在工件邊上比在工件中間有更高的射線劑量，而雷射二 極管給定的射線劑量是相同的。當構圖工件中部時，通過增加二極體的射線 劑量和/或^f象素來補償。
圖16是根據另一舉例實施例的寫入裝置的透視圖。
參照圖16,寫入裝置可以包括固定工件1610的圓臺1630。寫入頭1620 可以設置成至少橫跨圓臺1630的直徑。寫入頭1620可以包括設置在寫入頭 的表面部分的多個光學寫入單元(未示出)，使得有光學寫入頭髮射的電磁 輻射在寫入期間照射到工件1610上。因此，在實例梯:作中，當寫入頭1620 垂直於圓臺1610的轉軸移動時，圓臺和工件1610可以:旋轉。
圖23是圖16中所示的圖案發生器的更詳細示圖。
圖20圖示根據舉例實施例、在轉子掃描器中的非笛卡爾坐標系。例如， 坐標系可以彎曲。在這個實例中，在構圖之前、當中或之後，可以進行存儲 轉換，以將笛卡爾柵格中的像素轉換成由相對工件旋轉像素定義的彎曲坐標 系中的像素。對於在寫入頭中用單像素形成的每個圓圈中，從笛卡爾柵格到 彎曲坐標系可以進行轉換。
圖25 _ 28圖示根據舉例實施例的平臺。
圖25圖示根據舉例實施例的平臺。圖25中所示的平臺可以是輕型框架， 例如圖示的銜架。但是，舉例實施例可以用薄壁管構建，這種薄壁管可以用 流入管內的流體(例如，空氣、水和/或氣體)控制溫度。框架可以提供更剛 性的支撐，用於固定臺的頂部。寫入頭(例如，保持寫入光學裝置的機械單 元)可以設置在工件表面附近的機械支撐結構上，在此稱為機架。至少一個 機架可以在臺子上延伸。每個機架包括一個或多個器具(例如，寫入頭)。 該器具可以用與上述的圓形臺相似或基本相似的方式安裝或設置。連接到每 個機架上的機架和器具的數量根據應用和/或需要的容量來構成。
圖25表示才幾架2501如何接近工件2503上的點，才幾架如何不妨礙加載 和卸載而移動。圖25的平臺包括驅動4幾架組件2506的線性電極2504。線性 電極可以連接到杆2502上，連接杆2502在分別立在底面上的支撐2508和 2510之間延伸。可以使用自由移動的計數器塊(未示出)，使得線性電機的 任何部分不接地。通過在它們之間施加力，線性電機可以移動機架組件2506 和計數器塊，同時保持共同的穩定的重心。
包括在地面和計數器塊之間施加很弱的力的隔離系統可以保持計數器 塊集中在運動範圍內的中心。
移動臺可以在軸承(例如，空氣軸承)上滑動並且例如利用真空、靜電 力或任何其它合適的夾緊機構保持工件。移動臺可以更精確地監視和/或控制 臺子相對機器的坐標系的位置。圖25的平臺適於許多處理，諸如，計量、 構圖等。
圖26圖示根據另一舉例實施例的平臺。圖26所示的舉例實施例與圖25 的平臺相似或基本相似；但是，圖26的平臺可以包括安裝在固定位置的不 同數量的機架(例如，5個機架)。在這個舉例實施例中，工件2601在輕型 氣壓傳送裝置2602上往復穿梭。
參照圖26，臺子重量相當輕，與支撐的形狀相似或基本相似。臺子可以 用線性電機驅動，電機的反作用力通過單獨接地或通過計數器塊與臺子的支 撐隔離。臺子可以在軸承(例如，空氣軸承)上滑動和利用真空、靜電力或 任何其它合適的夾緊機構支撐工件。
圖27圖示另一舉例實施例，其中工件2701通過^/l架下面並且可以在通 過時構圖。工件可以是切片形式或輥子到輥子的循環帶。如上所述，構圖可 以包括利用反應能或光子能和/或光束熱的光致抗蝕劑的曝光，薄膜的熱敏抗 蝕劑的構圖、表面的光敏化、消蝕、熱傳遞或任何類似的處理。根據至少一 些舉例實施例，光指的是波長從EUV (例如，低至5nm)到IR (例如，高 達20微米)的任何電磁輻射。
圖28表示根據舉例實施例用於較高速度的工件構圖的平臺的實例操作。 例如，描述這個實例操作涉及圖26;然而，根據舉例實施例的其它平臺可以 用相似或基本相似的方式操作。平臺具有相同或基本相同類型的輕型板框和 輕型浮動臺，在下文中，稱為"氣壓裝置，，2804。
參照圖28，在實例操作中，氣壓裝置2804可以在位於支撐2806每一端 的計數器塊2802之間振蕩(例如，反彈)。計數器塊2802經過滑軌2810可 以在位置A和B之間自由移動，但是，通過線性電機的力作用。當氣壓裝 置2804撞擊或碰撞計數器塊2802,氣壓裝置2804至少損失部分動能。在撞 擊過程中的力可以通過觸發在撞擊過程中壓縮的彈簧2812的彈簧常數來控 制。在每個衝程的端部，氣壓裝置2804撞擊計數器塊2802。計數器塊2802 通過固定杆2814連接，或通過一個或多個線性電機單獨控制。線性電^U列如還可以位於氣壓裝置2804下面，並且當氣壓裝置2804開
始移動時，可以朝第一撞擊加速氣壓裝置2804。線性電機也可以用於移動氣
壓裝置和將氣壓裝置停止在任何位置，和/或在掃描過程中保持不變或基本不
變的速度。氣壓裝置例如可以以不變的速度移到左邊或移到右邊，如圖28
所示。彈簧2812的剛度可以選擇成最大加速度在理想範圍內，使得工件不
在臺子上滑動和在臺子中不產生額外振動。
在至少一些舉例實施例中，臺子例如由具有浮在支撐結構上的襯墊的片
簧和保持工件的其它襯墊組成。由於柔性輕型的氣壓裝置，臺子的形狀由支
撐表面的形狀來確定。
圖29表示在掃描過程中臺子和計數器塊的位置的示意圖。圖29也表示 沿垂直於紙張的方向以不變的速度掃描的設備的位置。當臺子掃描到右邊 時，斜線在工件上用設備追蹤，在反彈後，其它斜線用不同角度追蹤。憑藉 設備寬度、臺子速度和設備速度之間的正確關係，兩個連續通道可以在彼此 頂上寫入。兩個通道具有與臺子的掃描軸線傾斜的條紋，臺子可以減小圖案 的周期缺陷，如圖所示。
如果工件是大約2.8m長，在反彈時以大約10g加速，另夕卜，以大約6m/s 的恆速移動，包括反彈時間的平均掃描速度是大約5m/s。動力可以在計數器 塊2802和臺子之間傳輸，它們沒有一個連接支撐結構或接地。在反彈計數 器塊2802用明顯低於臺子的速度後退後，線性電機降低速度和改變計數器 塊的速度，直到與相同計數器塊的下一次撞擊。
如果計數器塊2802用杆連接，或另外，如果單計數器塊設置在所使用 的臺子中心，對線性電機的要求降低。在這個實例中，在每端的反彈降低計 數器塊的速度，計數器塊的運動與臺子的運動相似或基本相似，除了更慢和 具有更小範圍之外。
在一個或多個舉例實施例中，圖案可以在例如用於顯示器件諸如LCD 的工件(例如，玻璃片、塑料片等)上寫入。在這些舉例實施例中，使用大 於大約1500mm的工件。可以使用具有多個寫入單元(例如，大於或等於5 ) 的光學寫入頭(例如，轉子掃描器)。具有數據傳輸率(例如，大於或等於 100, 200, 400Gbit/s等)的數據通道可以提供數據，工件和光學寫入頭(或轉 子掃描器)可以相對彼此沿至少一個方向旋轉。工件和寫入頭也可以相對彼 此在相對旋轉面在大約45度和135度之間的平面移動。例如，在至少一個
舉例實施例中，旋轉面可以垂直於移動面。
儘管舉例實施例已經描述工件，應該理解，工件與工件可以互換使用。 此外，根據舉例實施例的寫入裝置可以結合常規圖案形成系統使用。
根據至少一些舉例實施例，寫入圖案不細分成條紋。在至少一些具有非 幹涉像素(例如，圖1和圖11G-11K)的舉例實施例中，圖像可以由從工 件一邊到另 一邊延伸的平行線構成。
在一些舉例實施例中(例如，圖1),線可以從一個邊緣到另一邊緣並且 用寫入單元按順序寫入。兩根相鄰的線用兩個相鄰的寫入單元寫入，從而降 低(例如，最小化)工件和/或寫入頭的漂移和/或從一行到另一行的機械運
動的風險。順序寫入的邊緣到邊緣的圖案局部誤差可以降低，"Mura，，影響 可以減小。
在與圖1相似的舉例實施例中，只是包括多於一個環的寫入單元(例如， 圖7A)，或具有寫入單元的裝置，或的非幹涉像素，例如，如圖11G-11K 所示，行可以不連續寫入。但是，由於圍繞圓柱體的圓周分布的多個寫入單 元，兩相鄰線仍然用在寫入頭周圍相互靠近的寫入單元(例如，彼此在90 度以內和相當靠近的時間)寫入。此外，圍繞圓柱體的圓周分布的多個寫入 單元仍然限制在行之間的漂移和/或振動的自由。
在舉例實施例中，利用SLM同時形成相鄰的像素陣列(例如， 一維(1D) 或二維(2D))，相鄰的陣列可以連續和/或在靠近的時間寫入，從而減小像 素真累(SLM標誌)之間的拼合區域。用多個寫入單元的螺旋掃描、以及 針對相同校準傳感器的寫入單元的校準可以減小圖像與寫入單元之間的不 匹配，無論圖像是單點、非幹涉像素的串，還是像素的籌募區域(SLM標 志)。
如圖1B所示，寫入單元跟蹤的線可以與工件傾斜。如果工件在其支撐 上可以旋轉，這是可以校正的。然而，如上所述，斜度可以用於減小"Mura" 影響，因此，跟蹤線的斜度增加是理想的。像素圖案銅鼓掃描線來定義，並 且相對圖案的軸線可以旋轉，圖案例如是顯示器件的像素圖案。
第三坐標系由寫入頭的運動和旋轉運動/往返運動來限定。如果像素柵格 之間的傾斜角通過在圓柱支撐上的工件的旋轉來變化，所有三個坐標系相對 彼此旋轉。在另一舉例實施例中，只有三個坐標系中的兩個相互傾斜。
圖1C圖示在掃描過程中用SLM形成的圖像。如圖所示，圖1C中的圖像也相對工件旋轉。如上所述，例如，有關圖11A-IIK和圖12A-12E, 在這個舉例實施例中，四個坐標系存在，兩個、三個或所有四個坐標系相對 彼此旋轉，以減小寫入圖案的"Mura"。可以利用通過旋轉各個坐標系旋轉 的"Mura",同時圓形地掃描或在平臺上掃描。在圖15和16所示的圓臺中， 運動的坐標系在從邊緣到邊緣的沖程過程中旋轉，從而在坐標系之間形成局 部的而且不連續的旋轉。
螺旋掃描可以通過旋轉工件、寫入頭和兩者來實施，工件可以在寫入頭 裡面和-卜面。
儘管參照附圖中圖示的舉例實施例描述了這些舉例實施例，應該理解， 這些舉例實施例是用於解釋，而不具有限制意義。可以預期，在本發明的精 神和下列權利要求的範圍內，本領域的普通技術人員可以進行變形和組合。
這個非臨時美國專利申請要求2005年10月26日提交的臨時美國專利 申請序列號60/730，009和2006年2月28日提交的臨時美國專利申請序列號 60/776,919的優先權，兩個申請的全部內容引入作為參考。
權利要求
1.一種在工件上形成圖案的方法，該方法包括在形成像素柵格的工件表面上掃描至少一個光學寫入單元，像素柵格相對圖案特徵的軸線成一角度設置，該角度不同於0°、45°或90°。
2. 如權利要求l所述的方法，其中掃描形成至少兩行等距掃描線。
3. 如權利要求l所述的方法，其中掃描至少沿兩個方向進行。
4. 一種在工件上形成圖案的寫入裝置，該裝置包括 包括至少一個用於在工件表面上掃描以形成像素柵格的光學寫入單元的寫入頭，像素柵格相對圖案特徵的軸線成一角度設置，該角度不同於O°、 45°或90°
5. 如權利要求4所述的裝置，其中寫入頭用於在掃描過程中形成至少 兩行等距掃描線。
6. 如權利要求4所述的裝置，其中寫入頭用於沿至少兩個方向掃描工件。
7. —種用於在工件上形成圖案的方法，該方法包括 旋轉具有多個光學寫入單元的轉子掃描器，每個光學寫入單元發射電磁輻射；和在旋轉轉子掃描器的同時，通過沿垂直於轉子掃描器的旋轉平面的方向移動至少一個工件和至少一個寫入頭來掃描工件。
8. 如權利要求7所示的方法，其中電磁輻射沿轉子掃描器的徑向發射。
9. 如權利要求7所述的方法，其中電磁輻射沿轉子掃描器的軸向發射。
10. 如權利要求7所示的方法，其中工件的掃描包括 沿第一方向掃描工件，以形成像素柵格，像素柵格與第一方向和像素柵格的軸向的至少一個形成一角度，該角度不同於O°、 45°或90°。
11. 如權利要求7所示的方法，其中工件的掃描包括， 沿第一方向在工件中掃描，以在工件上形成螺旋圖案。
12. 如權利要求7所述的方法，其中電磁輻射沿平行於轉子掃描器的轉 動平面和轉子掃描器的掃描方向的至少一個的方向發射。
13. 如權利要求7所示的方法，其中在工件上形成的圖案包括多根等距 掃描線。
14. 一種在工件上形成圖案的寫入裝置，該裝置包括 包括多個光學寫入單元的轉子掃描器，每個光學寫入單元發射電磁輻射，通過沿垂直於轉子掃描器的旋轉平面的方向旋轉轉子掃描器和移動至少 一個工件和至少一個寫入頭，轉子掃描器用於掃描工件。
15. 如權利要求14所述的裝置，其中電磁輻射沿轉子掃描器的徑向發射。
16. 如權利要求14所述的裝置，其中電磁輻射沿轉子少描器的轉軸向發射。
17. 如權利要求14所述的裝置，其中轉子掃描器在掃描過程中在工件 上形成螺旋圖案。
18. 如權利要求14所述的裝置，其中電磁輻射沿平行於轉子掃描器的 轉動平面和轉子掃描器的掃描方向的至少 一個的方向發射。
19. 如權利要求14所述的裝置，其中在工件上形成的圖案包括多根等 距掃描線。
20. —種構圖工件的方法，該方法包括在工件表面上掃描多個光學寫入單元，多個光學寫入單元的每一個具有 分開的末級透鏡；相對彼此移動工件和多個光學寫入單元，相對運動是線性運動和沿垂直 於線性運動的方向的圓周運動的組合。
全文摘要
本發明涉及一種在諸如用於電子顯示器件諸如LCD的玻璃片和/或塑料片的工件上寫入圖案。可以使用大於大約1500mm的工件。可以使用具有多個寫入單元的光學寫入頭。工件和寫入頭相對彼此移動，以提供傾斜的寫入。
文檔編號G03F7/20GK101346669SQ200680049177
公開日2009年1月14日 申請日期2006年10月26日 優先權日2005年10月26日
發明者託布喬恩·桑德斯特羅姆 申請人:麥克羅尼克雷射系統公司