專利名稱：掃掠期間劑量可變的轉(zhuǎn)子光學(xué)部件成像方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開(kāi)的技術(shù)涉及笛卡爾(Cartesian)網(wǎng)格與隨著掃描頭追蹤彎曲掃描路徑產(chǎn)生變化曝光劑量的彎曲掃描路徑之間的變換。該技術(shù)可以應(yīng)用于對(duì)工件的讀寫(xiě)。尤其， 我們展示了補(bǔ)償彎曲掃描路徑以便過(guò)渡到直軸的變化曝光劑量的使用。這樣就簡(jiǎn)化了將來(lái)自它的數(shù)據(jù)投影到工件上的調(diào)制器的調(diào)制，或?qū)⒐ぜ木植繄D像投影在上面的檢測(cè)器收集的數(shù)據(jù)的分析。
背景技術(shù)：
本設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)最近在專利申請(qǐng)中已經(jīng)描述了吞吐量很高的轉(zhuǎn)子臂掃描系統(tǒng)。該轉(zhuǎn)子臂掃描器可以用于，例如，直接寫(xiě)到大面積掩模中。取代作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的梭件(shuttlecock)或固定頭和活動(dòng)床，將轉(zhuǎn)子臂用于掃描是偏離標(biāo)準(zhǔn)平版印刷和成像裝備的關(guān)鍵。轉(zhuǎn)子的使用提出了極具挑戰(zhàn)性的數(shù)據(jù)路徑問(wèn)題，因?yàn)閿?shù)據(jù)是在需要變換或映射以便用在極向掃描系統(tǒng)中的笛卡爾網(wǎng)格中給出的，在該極向掃描系統(tǒng)中實(shí)際掃描路徑也牽涉到工件隨著掃描臂旋轉(zhuǎn)的線性運(yùn)動(dòng)。于是，需要開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)路徑的許多新部件?，F(xiàn)有平版印刷技術(shù)未呈現(xiàn)的許多新問(wèn)題需要識(shí)別和解決。對(duì)許多組成工程挑戰(zhàn)的解決有可能對(duì)像素吞吐量和地區(qū)覆蓋吞吐量是現(xiàn)有往復(fù)系統(tǒng)許多倍的整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

發(fā)明內(nèi)容
本文公開(kāi)的技術(shù)涉及笛卡爾網(wǎng)格與隨著掃描頭追蹤彎曲掃描路徑產(chǎn)生變化曝光劑量的彎曲掃描路徑之間的變換。該技術(shù)可以應(yīng)用于對(duì)工件的讀寫(xiě)。尤其，我們展示了補(bǔ)償彎曲掃描路徑以便過(guò)渡到直軸的變化曝光劑量的使用。這樣就簡(jiǎn)化了將來(lái)自它的數(shù)據(jù)投影到工件上的調(diào)制器的調(diào)制，或?qū)⒐ぜ木植繄D像投影在上面的檢測(cè)器收集的數(shù)據(jù)的分析。本發(fā)明的具體方面描述在權(quán)利要求書(shū)、說(shuō)明書(shū)和附圖中。


圖1描繪了帶有三條臂以及正在樞軸148的相對(duì)側(cè)寫(xiě)一對(duì)工件111、112的掃描系統(tǒng)；圖2進(jìn)一步描述了帶有變形光學(xué)部件的所謂一維SLM(空間光調(diào)制器)的使用；圖3描繪了帶有具有虛線軸和實(shí)線軸的箭頭的投影圖像的可替代取向；以及圖4例示了將補(bǔ)償函數(shù)應(yīng)用于投影到圖像平面上的輻射光的可替代情況。
具體實(shí)施例方式如下詳細(xì)描述是參考附圖給出的。對(duì)優(yōu)選實(shí)施例加以描述是為了例示本發(fā)明，而不是限制其由權(quán)利要求書(shū)限定的范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)如下的描述認(rèn)識(shí)到多種多樣的等效變種。我們將描述可用在基于轉(zhuǎn)子的系統(tǒng)中的方法和設(shè)備，在該基于轉(zhuǎn)子的系統(tǒng)中，通過(guò)將位置相關(guān)函數(shù)應(yīng)用于投影到圖像平面上的輻射光以便使投影輻射光的功率沿著旋轉(zhuǎn)打印頭的弧線與位置相關(guān)停留時(shí)間成反比關(guān)系，來(lái)進(jìn)行打印?？梢詫⒐β屎瘮?shù)應(yīng)用于照射源產(chǎn)生的功率，應(yīng)用于多級(jí)SLM調(diào)制器，和應(yīng)用于SLM之后或數(shù)據(jù)路徑中的光路?？勺儎┝咳鐖D3所示，旋轉(zhuǎn)臂掃描器隨著它相對(duì)于水平χ軸掃掠，沿著垂直列具有變化停留時(shí)間。如圖1所示，考慮正沿著y軸移動(dòng)的平臺(tái)以及沿著圓形路徑從一側(cè)掃掠到另一側(cè)的旋轉(zhuǎn)打印頭?？梢詫⒆兓袼貢r(shí)鐘用于將弧線劃分成沿著χ軸等間隔的單元。變化像素時(shí)鐘的“滴答聲”或周期在時(shí)鐘指針處在10或2點(diǎn)鐘位置上時(shí)比它處在12點(diǎn)鐘位置上時(shí)持續(xù)更加時(shí)間，因?yàn)檗D(zhuǎn)子正在掃掠垂直多于水平的區(qū)域?？商娲氖牵诠潭〞r(shí)鐘速率上，隨著轉(zhuǎn)子臂掃掠χ軸的第一或第四象限，時(shí)鐘走過(guò)比中間象限更多的滴答聲。無(wú)論哪種方式， 隨著轉(zhuǎn)子掃掠圓形弧線，寫(xiě)頭在邊緣(10 30或1 30)附近比在中心(中午12點(diǎn))上轉(zhuǎn)發(fā)更大輻射劑量。隨著旋轉(zhuǎn)臂從10點(diǎn)鐘位置移動(dòng)到12和2點(diǎn)鐘位置，將柵格化數(shù)據(jù)映射到像素上以便打印出來(lái)可以通過(guò)隨著其掃掠補(bǔ)償旋轉(zhuǎn)臂的相對(duì)停留時(shí)間來(lái)簡(jiǎn)化。在一些實(shí)際實(shí)現(xiàn)中，到工件的圖像平面上的投影基本上是一條線段。長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于寬度。隨著光學(xué)部件沿著弧線變換線段使圖像顯露出來(lái)。如下面段落進(jìn)一步所述，圖像的寬度可能是3、5或lOnm。在圖3中，我們描繪了帶有具有虛線軸和實(shí)線軸的箭頭的投影圖像的可替代取向。具有虛線軸的箭頭偏離垂直方向45°。具有實(shí)線軸的箭頭是垂直的?？紤]最左邊虛線箭頭，當(dāng)處在10 30位置上時(shí)，該箭頭具有其如沿著旋轉(zhuǎn)臂的半徑測(cè)量的最大程度。在 12點(diǎn)鐘位置上，該箭頭掃掠了等于在10 30位置上的程度的倍的程度。在2點(diǎn)鐘
位置上，該箭頭掃掠了一點(diǎn)。這是書(shū)法家以45°握著的筆的熟悉一筆。除了在12點(diǎn)鐘位置上，而不是在10 30位置上具有其最大程度之外，具有實(shí)線軸和垂直取向的第二箭頭也掃掠書(shū)法的一筆。從這兩個(gè)箭頭的例子中我們可以看到，恒定取向的線段掃掠的程度是線段取向與掃掠方向的三角函數(shù)?？梢詫⑺磉_(dá)成線段取向與掃掠方向之間的角度(在圖中標(biāo)為α) 的正弦，或表達(dá)成線段取向的法線與掃掠方向之間的角度的余弦。在最簡(jiǎn)單的情況下，對(duì)于垂直投影線段和靜態(tài)工件，角度α是臂位置的函數(shù)。當(dāng)工件像在圖中在垂直方向那樣，作恒速運(yùn)動(dòng)時(shí)，角度α計(jì)算起來(lái)稍復(fù)雜一些。在最一般情況下，角度α是線段取向、轉(zhuǎn)子的位置和速度、和工件的速度的函數(shù)。圖4例示了將補(bǔ)償函數(shù)應(yīng)用于投影到圖像平面上的輻射光的可替代情況。投影輻射光的功率與位置相關(guān)停留時(shí)間成反比關(guān)系。功率函數(shù)401可以以LUT(查找表)或變換式形式實(shí)現(xiàn)。從這個(gè)意義上說(shuō)，變換式包括可以計(jì)算的三角、多項(xiàng)式和其他函數(shù)。可以將功率函數(shù)401應(yīng)用于照射源402的功率輸出，應(yīng)用于多級(jí)SLM調(diào)制器403的調(diào)制，或應(yīng)用于SLM 404之后的光路中。存在許多降低來(lái)自照射器402的功率的方式，包括脈沖的數(shù)量、脈沖持續(xù)時(shí)間、每個(gè)脈沖功率(或連續(xù)束中的功率)。像克爾盒(Kell cell)可變極化、電光或聲光盒、或使用其它機(jī)制的衰減器可以放置在402之前SLM 404上或之后。另一種方式是將補(bǔ)償函數(shù)應(yīng)用于SLM的調(diào)制。這種做法使用了 SLM的模擬控制范圍。驅(qū)動(dòng)鏡面角度的DAC具有比直接用作灰度級(jí)曝光值多的許多可能驅(qū)動(dòng)電壓。因此，我們有時(shí)參照SLM“模擬”的細(xì)顆控制。使用補(bǔ)償函數(shù)調(diào)整SLM的調(diào)制將縮小SLM的對(duì)比度或動(dòng)態(tài)范圍，但縮小是適度的，當(dāng)轉(zhuǎn)子處在其掃掠的開(kāi)頭或末尾時(shí)，也許從200 1到150 1， 當(dāng)轉(zhuǎn)子處在12點(diǎn)鐘位置上時(shí)，沒(méi)有縮小。SLM的控制可以使用7-8位的DAC分辨率來(lái)調(diào)節(jié)。越多越好。誤差預(yù)算將最終給出穩(wěn)固的形象。具有14位或更高分辨率的SLM是合適的。隨位置變化劑量可用于轉(zhuǎn)子掃描。如在先前的申請(qǐng)中所述，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)可以包括帶有光學(xué)部件的多條臂，這些光學(xué)部件沿著這些臂將來(lái)自調(diào)制器的調(diào)制照射光轉(zhuǎn)發(fā)到工件的圖像平面上。參見(jiàn)圖1，下面對(duì)它作進(jìn)一步說(shuō)明。工件在旋轉(zhuǎn)臂下面的床體上移動(dòng)。將來(lái)自 SLM的調(diào)制輻射光轉(zhuǎn)發(fā)到圖像平面上要維持隨著臂掃掠弧線保持穩(wěn)定的圖像取向。圖3例示了穩(wěn)定圖像取向。在弧線的左側(cè)邊緣上，比如說(shuō)，在10點(diǎn)鐘位置上，指向上方的箭頭將指向與臂在12點(diǎn)鐘或1 30位置上時(shí)相同的方向。在現(xiàn)有技術(shù)，例如，佳能(Canon)的REBL中，圖像總是在相對(duì)于行進(jìn)方向恒定的取向上。關(guān)于轉(zhuǎn)子幾何，這個(gè)角度α是變化的。曝光劑量隨著旋轉(zhuǎn)變化的問(wèn)題通過(guò)應(yīng)用基于角度α的三角函數(shù)、與所述角度的正弦成近似正比的自動(dòng)校正來(lái)解決。常見(jiàn)轉(zhuǎn)子光學(xué)部件本文公開(kāi)的技術(shù)尤其可用在其中的環(huán)境包括帶有中繼光學(xué)部件的旋轉(zhuǎn)臂打印或觀察設(shè)備，樞軸在臂的一端上，而光學(xué)部件在臂的另一端上，該光學(xué)部件將圖像信息與工件的表面耦合。樞軸上的光耦合可以在轉(zhuǎn)軸上或偏離轉(zhuǎn)軸。如下段落提供可用于理解可變劑量或劑量補(bǔ)償函數(shù)的作用的有關(guān)本發(fā)明轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的背景。轉(zhuǎn)子臂系統(tǒng)可以寫(xiě)(或讀)工件。它使用靜態(tài)光學(xué)圖像設(shè)備調(diào)制(或收集)轉(zhuǎn)發(fā)的圖像信息。它在靜態(tài)光學(xué)圖像設(shè)備與工件的表面之間沿著至少一條旋轉(zhuǎn)臂的光學(xué)部件轉(zhuǎn)發(fā)圖像信息。通過(guò)跨過(guò)工件的表面重復(fù)地掃掠彎曲條紋，可以通過(guò)拼接工件上的局部圖像從重疊局部圖像出發(fā)寫(xiě)入相鄰圖像。在光學(xué)圖像設(shè)備與工件的表面之間具有基本恒定的方位取向地轉(zhuǎn)發(fā)圖像信息，例如，局部圖像。所謂的“基本恒定”，我們包括在容限內(nèi)或在柵格中得到校正的小旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)形式分開(kāi)超過(guò)旋轉(zhuǎn)光臂的5°掃掠時(shí)，在角度關(guān)系上產(chǎn)生不超過(guò)0.5°旋轉(zhuǎn)變化。轉(zhuǎn)子可以具有幾個(gè)臂，例如，2、3、4、6或8條臂，從而使單位時(shí)間的掃描表面區(qū)域倍增。笨重、復(fù)雜、易碎的機(jī)構(gòu)零件，或昂貴的或需要許多連接和服務(wù)的零件可以靜態(tài)地放置在轉(zhuǎn)子的中心或樞軸附近，并被多條臂共享。通過(guò)旋臂在放置在轉(zhuǎn)子的樞軸或其附近的靜態(tài)圖像設(shè)備與工件之間轉(zhuǎn)發(fā)圖像。結(jié)合中繼光學(xué)部件來(lái)描述轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是因?yàn)樗梢杂糜谧x寫(xiě)工件。例如，它可用于直接寫(xiě)大面積掩?；騊CB (印刷電路板)?；蛘?，它可以用于檢查大面積掩模。它與像平臺(tái)那樣的工件定位機(jī)構(gòu)一起使用，這方面的細(xì)節(jié)在本發(fā)明的范圍之外。圖1描繪了帶有三條臂以及正在樞軸148的相對(duì)側(cè)寫(xiě)一對(duì)工件111、112的轉(zhuǎn)子掃描系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可以具有100%的忙閑度。每個(gè)轉(zhuǎn)子通過(guò)60°的弧線寫(xiě)入。每次只有一條臂140在寫(xiě)，交替地在兩個(gè)工件111和112上。激光能量通過(guò)兩個(gè)SLM 147和149之間的極化控制器132被開(kāi)關(guān)，并且數(shù)據(jù)流也在SLM之間被開(kāi)關(guān)。由于激光器120和數(shù)據(jù)路徑 135在寫(xiě)機(jī)器中屬于最昂貴模塊，所以這個(gè)實(shí)施例被設(shè)計(jì)成100%時(shí)間地使用激光器和數(shù)據(jù)信道，而臂中的SLM和光學(xué)部件分別具有50%和33%的較低忙閑度。這可以是，例如，帶有三條旋轉(zhuǎn)臂140A-C的寫(xiě)系統(tǒng)的例子。對(duì)于這些臂和中繼光學(xué)部件，可以有多種多樣的可替代設(shè)計(jì)。該圖概念性地描繪了激光器120和控制器135將數(shù)據(jù)發(fā)送給兩個(gè)SLM 130，兩個(gè)SLM 130將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)132、147、149給旋轉(zhuǎn)臂。它示出了每條臂如何在每個(gè)SLM的前面移動(dòng)，以及將一系列同心印記寫(xiě)在工件111、112上。雖然在該圖中示出了兩個(gè)工件，也取決于其尺寸，也可以將更多的工件放置在轉(zhuǎn)子下面。雖然該例子被描述成寫(xiě)系統(tǒng)，但轉(zhuǎn)發(fā)的方向可以同樣容易地從工件回到其上面放置了激光器120的一對(duì)檢測(cè)器和其它地方。在可替代配置中，可以使用一個(gè)工件；可以使用四條臂。這種技術(shù)的一些特別有用應(yīng)用牽涉到在電子基板上畫(huà)圖案，譬如晶片的正面和背面；PCB ；堆積、插入和柔性互連基板；以及掩模、模具、模板和其他母板。同樣，轉(zhuǎn)子寫(xiě)入器可以用于在顯示器中的面板、電子紙、塑料邏輯卡片和光伏電池板上畫(huà)圖案。圖案制作可以通過(guò)曝光光致抗蝕劑來(lái)完成，但也可以通過(guò)像熱或光化學(xué)過(guò)程那樣的其它光行為來(lái)完成熔融、蒸發(fā)、消融、熱定影、激光誘發(fā)的圖案轉(zhuǎn)印、退火、熱解和光誘發(fā)的蝕刻和沉積。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)用極向掃描運(yùn)動(dòng)取代笛卡爾平板床式xy平臺(tái)的慣常運(yùn)動(dòng)。潛在好處包括高吞吐量、低成本和機(jī)械簡(jiǎn)單性。掃描動(dòng)作通過(guò)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在機(jī)械上比直線運(yùn)動(dòng)更容易達(dá)到高精度。轉(zhuǎn)子外圍的點(diǎn)的位置精度由軸承的質(zhì)量和角度編碼器的精度決定。這兩種組件都可以高質(zhì)量地采購(gòu)到。在掃描期間以及在掃描行程之間旋轉(zhuǎn)降低了振動(dòng)和瞬時(shí)力。平衡良好的轉(zhuǎn)子基本上不發(fā)出振動(dòng)或?qū)⒎醋饔昧κ┘釉谥С薪Y(jié)構(gòu)上，而往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)每個(gè)行程需要將它們的沖力反向兩次，當(dāng)這樣做時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)干擾。轉(zhuǎn)子可以具有較高的掃描速度以及較小的機(jī)械開(kāi)銷。有幾條臂的轉(zhuǎn)子幾乎將整圈都用于寫(xiě)入。例如，有四條臂的轉(zhuǎn)子可以掃過(guò)80°弧線。在一圈的360°當(dāng)中，轉(zhuǎn)子在4X80° = 320°期間都在掃描。往復(fù)運(yùn)動(dòng)需要更大的機(jī)械開(kāi)銷。往復(fù)運(yùn)動(dòng)的開(kāi)銷隨著掃描速度增大而變得更大。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)可以具有很高數(shù)據(jù)速率和吞吐量，并可以用于這些特性用得著的任何類型圖案制作照相排版、印刷、雕亥IJ、書(shū)寫(xiě)安全標(biāo)志等。即使在高轉(zhuǎn)速，例如，60、120、300、 600r. p. m.或更高轉(zhuǎn)速上，轉(zhuǎn)子也作平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，并且具有小的機(jī)械開(kāi)銷。作為轉(zhuǎn)子的外圍速度的掃描速度可以比可比往復(fù)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)高，例如，2、4、8、20m/s或更高。實(shí)際上，一種實(shí)現(xiàn)含有直徑為一米，每秒自轉(zhuǎn)3. 3圈，以及向心加速度為20g的轉(zhuǎn)子。加速力將恒力施加在旋轉(zhuǎn)組件上，使得重達(dá)50克的透鏡感到ION的向外恒力。借助于四條臂和轉(zhuǎn)速，系統(tǒng)以lOm/s的外圍速度-在往復(fù)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上不可能達(dá)到的機(jī)械速度每秒寫(xiě)入13筆。而且，借助于軸承的適當(dāng)平衡和設(shè)計(jì)，使運(yùn)動(dòng)是平穩(wěn)的，具有高機(jī)械精度，以及需要一點(diǎn)電力就能維持。如果圖像發(fā)生器是用于在工件上創(chuàng)建ID局部圖像的具有2MHz恒定幀速率的微機(jī)械ID SLM，那么沿著掃描方向每隔5微米就要發(fā)生SLM的重新裝載，以及像素大小可以是5X5微米，使小于15微米的線寬可以被寫(xiě)入。借助于有效地具有8000X 1 個(gè)像素的微機(jī)械ID SLM，每個(gè)行程將用圖案填充40mm寬的條紋，并且對(duì)于非直線掃描，有一些減小地每秒覆蓋0. 3平方米或每分鐘覆蓋20平方米。與其它寫(xiě)入技術(shù)相比，這是很高的覆蓋速率。
圖2進(jìn)一步描述了帶有變形光學(xué)部件的所謂一維SLM的使用。光源205(弧光燈、 氣體放電、激光器、激光器陣列、激光等離子體、LED(發(fā)光二極管)、LED陣列等)照射一維 SLM 204。將反射(或在通常情況下發(fā)射)的輻射光作為線段203投影在工件201上。驅(qū)動(dòng)SLM的數(shù)據(jù)隨著工件被掃描207發(fā)生變化以建立起曝光圖像。高度變形光學(xué)系統(tǒng)206將來(lái)自一列(或行)中的多個(gè)鏡面的能量集中在圖像中的一點(diǎn)上，并且整個(gè)二維照射陣列形成跨過(guò)工件掃掠的窄線段203。在一個(gè)維中，變形光學(xué)部件將照射區(qū)域縮小到，例如，原來(lái)的 1/2到1/5，以便60毫米寬的SLM將成像到長(zhǎng)30到12mm的線段上。沿著短維度，變形光學(xué)部件高度縮小鏡面的列，以便聚焦成像3微米寬，即，基本上是單條可分辨線那樣的窄區(qū)域上?？商娲氖?，該區(qū)域可以1或5微米寬或不到10微米寬。聚焦成3微米寬區(qū)域可能牽涉到縮小到原來(lái)的1/80，近似從240微米到3微米。變形光路將鏡面的行縮小到在圖像平面上各個(gè)鏡面組合在一起分辨不出來(lái)的程度。如在相關(guān)申請(qǐng)中所述，可以將SLM放置在沿著SLM的一個(gè)維度銳聚焦而沿著另一個(gè)維度散焦的平面上。這可以降低透鏡系統(tǒng)的臨界狀態(tài)。轉(zhuǎn)子使許多圖像處理儀器都能夠用在大平面基板上，和用于例如在太陽(yáng)能電池板、顯示基板、金屬薄板、建筑玻璃、卷到卷塑料、紙張等上高速掃描。通過(guò)旋轉(zhuǎn)臂，可以在外圍上捕獲圖像，將它們傳送到攝像機(jī)或光學(xué)分析儀器，例如，反射儀、分光光度儀、散射儀、 多光譜攝像機(jī)、偏振儀、熒光或光致發(fā)光儀器可能所在的樞軸。可以將復(fù)雜、笨重或易碎的儀器固定地安裝在樞軸上，并且仍然可以訪問(wèn)，比如說(shuō)，在轉(zhuǎn)子下面的傳送機(jī)構(gòu)上通過(guò)的兩米寬薄膜光伏面板的表面上的任何點(diǎn)，從而無(wú)需移走薄板來(lái)分析或停止卷到卷流動(dòng)地能夠在大型工件上以密集網(wǎng)格進(jìn)行整區(qū)檢查或分析。轉(zhuǎn)子可以只含有平面光學(xué)部件，或可以在臂中含有反射中繼器，以便從遠(yuǎn)頂(紅外)到深UV(紫外)都允許消色差使用。照射光，例如，用于熒光研究的UV可以從樞軸引入，或可以在轉(zhuǎn)子內(nèi)生成。如上所述，本文公開(kāi)的技術(shù)使許多儀器都能夠用在大平面基板上，和用于例如在太陽(yáng)能電池板、顯示基板、金屬薄板、建筑玻璃、卷到卷塑料、紙張等上高速掃描。通過(guò)旋轉(zhuǎn)臂，可以在外圍上捕獲圖像，將它們傳送到攝像機(jī)或檢測(cè)器(例如，光導(dǎo)攝像管、CCD(電荷耦合器件)、CID(電荷注入器件)、CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)器件、和/或TDI (甲苯二異氰酸酯)、強(qiáng)化、門(mén)控、雪崩、單光子、光子計(jì)數(shù)、干涉、色度、外差、光電導(dǎo)或輻射熱探測(cè)器或陣列)所處，或光學(xué)分析儀器(例如，反射儀、分光光度儀、比色計(jì)、散射儀、多光譜攝像機(jī)、偏振儀、或熒光、光致發(fā)光或光聲儀器)可能所在的樞軸。其它可能用途是用于熱(紅外發(fā)射)、顏色、平整度、光潔度、膜厚、化學(xué)成分、清潔度的光學(xué)測(cè)量，或用于圖案完整性或保真性的核實(shí)。在需要表面圖像或所發(fā)現(xiàn)缺陷或特征的確切地點(diǎn)的情況下，本方法特別有用。可以將復(fù)雜、笨重或易碎的儀器固定地安裝在樞軸上，并且仍然可以訪問(wèn)，比如說(shuō)，在轉(zhuǎn)子下面的傳送機(jī)構(gòu)上通過(guò)的兩米寬薄膜光伏面板的表面上的任何點(diǎn)，從而無(wú)需移走薄板來(lái)分析或停止卷到卷流動(dòng)地能夠在大型工件上以密集網(wǎng)格進(jìn)行整區(qū)檢查或分析。轉(zhuǎn)子可以只含有平面光學(xué)部件，或可以在臂中含有反射中繼器，以便從遠(yuǎn)頂?shù)缴頤V都允許消色差使用。照射光(例如，用于反射光顯微術(shù)的可見(jiàn)入射光)可以從樞軸引入，或可以在轉(zhuǎn)子內(nèi)生成。通過(guò)組合在一條光臂中或通過(guò)應(yīng)用不同光臂，可以將幾種儀器和/寫(xiě)入模式組合在一個(gè)轉(zhuǎn)子中。至少一種儀器或光學(xué)圖像設(shè)備可以通過(guò)臂發(fā)射激發(fā)束，并且接收從工件返回的圖像，例如，用于熒光研究的UV。旋轉(zhuǎn)可以以恒定或變化角速度繼續(xù)下去，或可替代地，通過(guò)停停走走的方式驅(qū)動(dòng)，尤其對(duì)于工件的隨機(jī)訪問(wèn)分析。成像光學(xué)部件的聚焦可以是固定的，不時(shí)地變化或在掃描期間動(dòng)態(tài)的，并且基于來(lái)自基于干涉測(cè)量、背反射、與光纖末端的接近度、光學(xué)三角測(cè)量、光學(xué)散焦或視差；流體流動(dòng)、壓力或粘性阻力；以及超聲波飛行時(shí)間或相位、電容、電感或指示距離或位置的其它合適現(xiàn)象的焦點(diǎn)傳感器的反饋。一㈣特定實(shí)施例本發(fā)明可以作為方法或適用于實(shí)施方法的設(shè)備來(lái)實(shí)施。本發(fā)明可以是像內(nèi)含執(zhí)行計(jì)算機(jī)輔助方法的邏輯的媒體或可以與硬件結(jié)合形成計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的程序指令那樣的制品。一個(gè)實(shí)施例是調(diào)整隨著寫(xiě)入器掃掠不與工件的第一軸平行的彎曲路徑沿著第一軸變化和累積的曝光劑量的方法。掃描頭的掃掠方向在將柵格化圖像的特定數(shù)據(jù)寫(xiě)在工件上或從工件201上讀取特定像素的時(shí)候確定。校正因子可以在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體中查找，或至少部分根據(jù)掃掠方向相對(duì)于工件的第一軸的角度來(lái)計(jì)算。應(yīng)用特定像素的校正因子來(lái)調(diào)整特定像素在工件上的累積強(qiáng)度。在可替代實(shí)施例中，隨著掃描頭跨過(guò)工件掃掠近似圓弧，校正因子是近似正弦的。 在另一個(gè)實(shí)施例中，相對(duì)于第一軸的角度可以決定掃描頭在第一方向的掃掠和工件在第二方向的移動(dòng)兩者?？蓱?yīng)用于上面任何實(shí)施例的本發(fā)明的一個(gè)方面是掃描頭通過(guò)寫(xiě)入頭跨過(guò)工件的掃掠相對(duì)于該軸維持基本相同投影圖像取向，進(jìn)一步包括在確定角度時(shí)寫(xiě)入頭相對(duì)于該軸的投影圖像取向。本發(fā)明的另一個(gè)方面包括作為確定掃掠方向的一部分，感測(cè)寫(xiě)入頭的角位置?？梢詫⑿Ｕ蜃討?yīng)用于原始圖像劑量數(shù)據(jù)，以生成校正圖像劑量數(shù)據(jù)，并利用校正圖像劑量數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)調(diào)制器?？商娲氖?，也可以將校正因子應(yīng)用于照射系統(tǒng)402，從而通過(guò)照射光的強(qiáng)度將原始圖像劑量校正成校正圖像劑量。上述的任何一種方法或這些方法的各個(gè)方面可以具體化在累積強(qiáng)度調(diào)整設(shè)備中， 該累積強(qiáng)度調(diào)整設(shè)備可用作為了寫(xiě)入工件中或從工件中讀取，處理通過(guò)安裝在轉(zhuǎn)子上的掃描頭來(lái)自柵格化圖像數(shù)據(jù)的信號(hào)的管道的一部分。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)將柵格化圖像的特定像素寫(xiě)入工件中時(shí)，使用掃掠方向計(jì)算器來(lái)確定掃描頭的掃掠方向。該累積強(qiáng)度調(diào)整設(shè)備可以包括確定至少部分基于掃掠方向相對(duì)應(yīng)于該軸的角度的校正因子的查找存儲(chǔ)器或程序函數(shù)。將校正計(jì)算器與掃掠方向計(jì)算器和查找存儲(chǔ)器或程序函數(shù)耦合，其中該校正計(jì)算器至少使用掃掠方向確定校正因子，該校正計(jì)算器將校正因子應(yīng)用于原始像素值，并輸出校正像素值。在另一個(gè)實(shí)施例中，隨著掃描頭跨過(guò)工件掃掠近似圓弧，校正因子是近似正弦的。 當(dāng)然，可以將這個(gè)實(shí)施例與這些方法的其它方面結(jié)合。本發(fā)明的一個(gè)方面包括校正計(jì)算器進(jìn)一步至少使用掃描頭在第一方向的掃掠和工件在第二方向的移動(dòng)兩者相對(duì)于第一軸的角度來(lái)確定校正因子。本發(fā)明的另一個(gè)方面是維持掃描頭通過(guò)寫(xiě)入頭跨過(guò)工件的掃掠相對(duì)于該軸具有基本相同投影圖像取向，其中校正計(jì)算器進(jìn)一步至少使用在確定角度時(shí)寫(xiě)入頭相對(duì)于該軸的投影圖像取向。
上面直接描述的方法和設(shè)備以及這些方法和設(shè)備的各個(gè)方面或?qū)嵤├梢跃唧w化在感測(cè)設(shè)備中，該感測(cè)設(shè)備與掃掠方向計(jì)算器耦合，用于感測(cè)寫(xiě)入頭的角位置。所述設(shè)備還可以包括將校正因子應(yīng)用于原始圖像劑量數(shù)據(jù)，以生成校正圖像劑量數(shù)據(jù)的劑量計(jì)算器、和與劑量計(jì)算器耦合并響應(yīng)校正圖像劑量數(shù)據(jù)的調(diào)制器?？商娲氖?，也可以將校正因子應(yīng)用于照射調(diào)整器，該照射調(diào)整器將校正因子應(yīng)用于照射系統(tǒng)，從而通過(guò)照射光的強(qiáng)度將原始圖像劑量校正成校正圖像劑量。本發(fā)明也可以從與寫(xiě)入頭相對(duì)的讀取頭的角度表征。從這個(gè)角度出發(fā)，本發(fā)明包括感測(cè)設(shè)備，該感測(cè)設(shè)備與掃掠方向計(jì)算器耦合，用于感測(cè)寫(xiě)入頭的角位置。所述設(shè)備還可以包括將校正因子應(yīng)用于原始圖像劑量數(shù)據(jù)，以生成校正圖像劑量數(shù)據(jù)的劑量計(jì)算器、和與劑量計(jì)算器耦合并響應(yīng)校正圖像劑量數(shù)據(jù)的調(diào)制器?？商娲氖?，也可以將校正因子應(yīng)用于照射調(diào)整器，該照射調(diào)整器將校正因子應(yīng)用于照射系統(tǒng)，從而通過(guò)照射光的強(qiáng)度將原始圖像劑量校正成校正圖像劑量?？梢詫⑶懊娣椒ǖ母鱾€(gè)方面與這種方法結(jié)合。雖然通過(guò)引用上面詳述的優(yōu)選實(shí)施例和例子公開(kāi)了本文公開(kāi)的技術(shù)，但不言而喻，這些例子的目的在于例示，而不是限制。在所述實(shí)施例、實(shí)現(xiàn)和特征中暗示了計(jì)算機(jī)輔助處理。于是，本文公開(kāi)的技術(shù)體現(xiàn)在使用跨越工件掃掠弧線的至少一條光臂讀寫(xiě)工件的方法、包括使用跨越工件掃掠弧線的至少一條光臂進(jìn)行工件讀寫(xiě)的邏輯和資源的系統(tǒng)、將計(jì)算機(jī)輔助控制用于使用跨越工件掃掠弧線的至少一條光臂讀寫(xiě)工件的系統(tǒng)、內(nèi)含使用跨越工件掃掠弧線的至少一條光臂進(jìn)行工件讀寫(xiě)的邏輯的媒體、內(nèi)含使用跨越工件掃掠弧線的至少一條光臂進(jìn)行工件讀寫(xiě)的邏輯的數(shù)據(jù)流、或使用跨越工件掃掠弧線的至少一條光臂進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助工件讀寫(xiě)的計(jì)算機(jī)可訪問(wèn)服務(wù)中?？梢栽O(shè)想，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以容易地作出各種修改和組合，這些修改和組合都在本文所公開(kāi)技術(shù)的精神和所附權(quán)利要求書(shū)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)整隨著寫(xiě)入器掃掠不與工件的第一軸平行的彎曲路徑沿著第一軸變化和累積的曝光劑量的方法，所述方法包括當(dāng)將柵格化圖像的特定像素寫(xiě)在工件上或從工件上讀取特定像素時(shí)確定掃描頭的掃掠方向；在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體中查找校正因子，或至少部分根據(jù)掃掠方向相對(duì)于工件的第一軸的角度計(jì)算校正因子；以及應(yīng)用特定像素的校正因子來(lái)調(diào)整特定像素在工件上的累積強(qiáng)度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，隨著掃描頭跨過(guò)工件掃掠近似圓弧，校正因子是近似正弦的。
3.如權(quán)利要求1-2的任何一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括確定掃描頭在第一方向的掃掠和工件在第二方向的移動(dòng)兩者相對(duì)于第一軸的角度。
4.如權(quán)利要求1-3的任何一項(xiàng)所述的方法，其中，掃描頭通過(guò)寫(xiě)入頭跨過(guò)工件的掃掠相對(duì)于該軸維持基本相同投影圖像取向，進(jìn)一步包括在確定角度時(shí)相對(duì)于該軸的投影圖像取向。
5.如權(quán)利要求1-4的任何一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括作為確定掃掠方向的一部分， 感測(cè)寫(xiě)入頭的角位置。
6.如權(quán)利要求1-5的任何一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括將校正因子應(yīng)用于原始圖像劑量數(shù)據(jù)，以生成校正圖像劑量數(shù)據(jù)，并利用校正圖像劑量數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)調(diào)制器。
7.如權(quán)利要求1-5的任何一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括將校正因子應(yīng)用于照射系統(tǒng)， 從而通過(guò)照射光的強(qiáng)度將原始圖像劑量校正成校正圖像劑量。
8.如權(quán)利要求1-7的任何一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括作為確定掃掠方向的一部分， 感測(cè)讀取頭的角位置。
9.如權(quán)利要求1-8的任何一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括將校正因子應(yīng)用于原始圖像劑量數(shù)據(jù)，以生成校正圖像劑量數(shù)據(jù)，并利用校正圖像劑量數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)調(diào)制器。
10.如權(quán)利要求1-8的任何一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括將校正因子應(yīng)用于照射系統(tǒng)， 從而通過(guò)照射光的強(qiáng)度將原始圖像劑量校正成校正圖像劑量。
11.一種累積強(qiáng)度調(diào)整設(shè)備，包括掃掠方向計(jì)算器，用于當(dāng)將柵格化圖像的特定像素寫(xiě)入工件中時(shí)，確定掃描頭的掃掠方向；查找存儲(chǔ)器或程序函數(shù)，用于確定至少部分基于掃掠方向相對(duì)應(yīng)于該軸的角度的校正因子；以及與掃掠方向計(jì)算器和查找存儲(chǔ)器或程序函數(shù)耦合的校正計(jì)算器，其中該校正計(jì)算器至少使用掃掠方向確定校正因子，該校正計(jì)算器將校正因子應(yīng)用于原始像素值，并將校正像素值輸出到存儲(chǔ)器。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，隨著掃描頭跨過(guò)工件掃掠近似圓弧，校正因子是近似正弦的。
13.如權(quán)利要求11-12的任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，該校正計(jì)算器進(jìn)一步至少使用掃描頭在第一方向的掃掠和工件在第二方向的移動(dòng)兩者相對(duì)于第一軸的角度來(lái)確定校正因子。
14.如權(quán)利要求11-13的任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，掃描頭通過(guò)寫(xiě)入頭跨過(guò)工件的掃掠相對(duì)于該軸維持基本相同投影圖像取向，其中校正計(jì)算器進(jìn)一步在確定角度時(shí)至少使用寫(xiě)入頭相對(duì)于該軸的投影圖像取向。
15.如權(quán)利要求11-14的任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，進(jìn)一步包括與掃掠方向計(jì)算器耦合的感測(cè)設(shè)備，用于感測(cè)寫(xiě)入頭的角位置。
16.如權(quán)利要求11-15的任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括將校正因子應(yīng)用于原始圖像劑量數(shù)據(jù)，以生成校正圖像劑量數(shù)據(jù)的劑量計(jì)算器；以及與劑量計(jì)算器耦合和響應(yīng)校正圖像劑量數(shù)據(jù)的調(diào)制器。
17.如權(quán)利要求11-15的任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括將校正因子應(yīng)用于照射系統(tǒng)，從而通過(guò)照射光的強(qiáng)度將原始圖像劑量校正成校正圖像劑量的照射調(diào)整器。
18.如權(quán)利要求11-14的任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，與作為確定掃掠方向的一部分，感測(cè)讀取頭的角位置的感測(cè)設(shè)備耦合。
19.如權(quán)利要求11-14的任何一項(xiàng)或18所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括將校正因子應(yīng)用于原始圖像劑量數(shù)據(jù)，以生成校正圖像劑量數(shù)據(jù)的劑量計(jì)算器；以及與劑量計(jì)算器耦合和響應(yīng)校正圖像劑量數(shù)據(jù)的調(diào)制器。
20.如權(quán)利要求11-14的任何一項(xiàng)或18所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括將校正因子應(yīng)用于照射系統(tǒng)，從而通過(guò)照射光的強(qiáng)度將原始圖像劑量校正成校正圖像劑量的照射調(diào)整器。
全文摘要
本文公開(kāi)的技術(shù)涉及笛卡爾網(wǎng)格與隨著掃描頭追蹤彎曲掃描路徑產(chǎn)生變化曝光劑量的彎曲掃描路徑之間的變換。該技術(shù)可以應(yīng)用于對(duì)工件的讀寫(xiě)。尤其，我們展示了補(bǔ)償彎曲掃描路徑以便過(guò)渡到直軸的變化曝光劑量的使用。這樣就簡(jiǎn)化了將來(lái)自它的數(shù)據(jù)投影到工件上的調(diào)制器的調(diào)制，或?qū)⒐ぜ木植繄D像投影在上面的檢測(cè)器收集的數(shù)據(jù)的分析。
文檔編號(hào)G03F7/20GK102414621SQ201080017834
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2010年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月6日
發(fā)明者P.阿斯克布杰, T.桑德斯特羅姆 申請(qǐng)人:麥克羅尼克邁達(dá)塔有限責(zé)任公司