CN101346669B - 写入装置及写入方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在诸如用于电子显示器件诸如LCD的玻璃片和/或塑料片的工件上写入图案。可以使用大于大约1500mm的工件。可以使用具有多个写入单元的光学写入头。工件和写入头相对彼此移动，以提供倾斜的写入。

Description

写入装置及写入方法

技术领域

本发明涉及一种写入图案的写入装置和写入方法。

背景技术

用于构图大型工件的常规图案生成***也产生条状、带状或矩形的图案。它们之间的边界产生在最终图案中可以看见不需要的伪像，边界一般称为界限或拼接边界。美国专利No.5,495279解释了用于曝光衬底的常规方法和装置，其全部内容在此并入作为参考。

非常高的产量，例如，在大约0.05m²/s-大约0.2m²/s范围内，结合大尺寸的工件(例如，在大约5m²-10m²范围内，和平均20m²或更大)，高光学分辨率(例如，在大约3微米-5微米范围内，平均低至1微米)和对“Mura”(可见条纹或条带)瑕疵的灵敏度需要将一定的误差控制到50nm或更小。然而，常规的图案发生器做不到，因为仅仅按比例增大常规的图案产生技术无法实现要求的误差控制。

图1D-1F分别图示在美国专利No.6,542,178、美国专利公开No.2004/0081499和2005/0104953公开的常规图案发生器的实例，每一个专利的全部内容在此并入作为参考。

图1D图示在美国专利No.6,542,178中公开的鼓形绘图机。如图1D所示，鼓形绘图机包括在沿鼓的轴线移动的同时在旋转的鼓上光学写入的单写入单元。然而，在图1D的鼓形绘图机中，只有保持工件的鼓能够旋转，而单写入单元不能旋转。而且图1D的鼓形绘图机仅仅包括单曝光头，鼓和单写入单元的每一个只能够单一形式的运动。即，鼓只能旋转，而单写入单元只能够线性平移。

图1E图示美国专利公开No.2004/0081499中所披露的光学***，用于对LCD产品在玻璃衬底上热转印。如图1E所示，光学***也包括沿旋转的圆形工件支架的轴线移动的单光学写入单元。然而，在图1E的光学***中，只有圆形工件能够旋转，而单光学写入单元不能旋转。而且，图1E的光学***仅仅包括单曝光头，圆形工件和单光学写入单元的每一个只能够单一类型的运动。即，圆形工件只能旋转，而单光学写入单元只能够线性平移。

图1F图示在旋转鼓上光学写入的***，其利用光纤与单写入单元连接的多个光源，并具有针对单检测器校准的光源功率，如美国专利公开No.2005/0104953所披露。如图1F所示，光学***也包括沿旋转鼓的轴线移动的单写入单元。在图1F的光学***中，如图1D和1E的光学***，只有圆形工件能够旋转，而单光学写入单元不能旋转。而且，图1F的光学***只包括单曝光头，圆形工件和单光学写入单元的每一个只能够单一形式的运动。即，圆形工件只能够旋转，而单光学写入单元只能够线性平移。

图1F的光学***还包括用于检测从单光学写入单元发射的光量的光电检测器。然而，该光电检测器只检测单光学写入单元的光量。

而且，在图1D-1F的每个图中，旋转方向平行于图案和工件的一个轴，同时垂直于图案和工件的另一个轴。

图12A表示由图案发生器诸如上面讨论的那些产生的移动对齐的实例。参照图12A，存在三个不同的坐标系。第一坐标系是图案的坐标系。在这个实例中，图案是在工件玻璃上形成的显示器件1210、1220、1230和1240。第二坐标系是写入机构1260的坐标系。在这个实例中，写入机构1260是SLM。第三坐标系是由写入结构1260的移动方向1250形成。在图12A中，三个坐标系相互对齐。箭头1250指示工件相对写入机构1260的图像的旋转方向。在图12A所示的实例中，旋转方向平行于写入机构(例如，SLM芯片)的侧面。

利用常规图案发生器曝光液晶显示器(LCD)工件的常规技术直接写入机器具有大约24小时(一天)的时间。在这些常规的图案发生器中，写入宽度可以增加，以减少写入时间。然而，这样需要更多数量的光通道和/或透镜，这样会增加图案发生器的成本和/或复杂性。移动台架的速度也会增加。然而，随着台架速度增加，控制机械运动和/或振动会更困难。例如，速度和量的增加连同应用时间的减少导致在机械结构中更大的振动和/或更高频率的共鸣。此外，控制和/或机械***在写入新条纹之前没有正确地安放。而且，增加的速度、振动和/或光通道的数量会增加常规图案发生器的成本和/或复杂性。

发明内容

举例的实施例描述机械、光学和/或校准方法和装置，其可以单独或同时组合提供较大(例如，大、非常大或相当大)工件的增加的(例如，高或相对高)产量，分辨率和/或图像质量。

举例实施例涉及构图工件的方法和装置，例如，用于构图多种工件的增加的产量和/或较高精度的图案发生器。

举例实施例可以应用于具有相似设计和/或要求的其它工件，诸如其它类型的显示器(例如，OLED、SED、FED、“电子纸”等)。在应用中所示的工件是切片，而且也可以是玻璃、塑料、金属、陶瓷等的连续薄片。一些举例实施例还可以用于处理太阳能电池板。

在此举例实施例相对标准光刻例如抗蚀剂的曝光来讨论；但是，至少一些举例实施例还应用于通过激光销蚀、热图案转印和/或其它光感应表面变型的构图。

在至少一些举例实施例中，常规的“扫描和回扫”方法可以用根据举例实施例的旋转扫描来代替。此外，或另外，包括转子扫描器的图案发生器可以代替扫描和回扫图案发生器。根据至少一些举例实施例，转子扫描器图案发生器的旋转可以具有比用常规“扫描和回扫”方法的扫描速度更高的不变速度。多个(例如，至少两个)光学写入单元例如可以设置在转盘或转环的边缘上，可以沿径向发射射束。

在至少一些举例实施例中，保持工件的至少一个支架和至少一个写入头可以旋转。至少一个写入头包括多个曝光光束并且可以沿径向辐射，曝光光束具有用于曝光覆盖至少部分工件表面的电磁辐射敏感材料层的波长。至少一个支架和至少一个写入头可以平移，使得至少一个写入头和支架相对彼此移动，形成工件曝光区域的轨道。

至少一些举例实施例提供包括适于保持至少一个工件的支架的图案发生器。至少一个写入头可以包括多个曝光光束，曝光光束具有用于曝光覆盖至少部分工件表面的电磁辐射敏感材料层的波长。至少一个支架和至少一个写入头适于平移，使得支架和至少一个写入头相对彼此移动。至少一个支架和至少一个写入头适于相对彼此移动，使得支架和至少一个写入头相对彼此平移，可以形成至少一个工件的曝光区域的轨道。

在至少一些举例实施例中，每个光学写入单元可以写入单像素、非干涉像素的阵列，或它们的组合。

在至少一些举例实施例中，一个或多个光学写入单元包括具有至少在大约1000至大约1,000,000元素之间、包括大约1000和大约1,000,000元素的SLM。

根据至少一些举例实施例，工件可以固定，在工件上的第一图案的可以测量。写入图案可以调整到与第一图案的变形匹配。在工件上上的第一图案的变形可以测量，所述第一图案的变形可以用于形成匹配的连续位图。在工件上写入的图案包括至少两种不同尺寸的显示器件。在工件上写入的图案具有比四分之一玻璃尺寸更大面积的一个显示器。

在至少一些举例实施例中，至少一个写入头的旋转可以在工件上形成螺旋图案或螺旋形轨道。

在至少一些举例实施例中，工件可以至少部分地卷绕写入头。

至少一个举例实施例提供在工件上形成图案的方法。该方法包括在形成像素栅格的工件表面上扫描至少一个光学写入单元，像素栅格相对图案特征的轴线成一角度设置，该角度不同于0°、45°或90°。

在至少一些举例实施例中，扫描形成至少两根等距扫描线。扫描沿至少两个方向进行。

至少另一举例实施例提供在工件上形成图案的写入装置。该装置包括至少一个光学写入单元，用于在工件表面上扫描，以形成像素栅格，像素栅格相对图案特征的轴线成一角度设置，该角度不同于0°、45°或90°。写入头可以用于在扫描过程中形成至少两根等距扫描线和/或沿至少两个方向扫描工件。

至少另一举例实施例提供在工件上形成图案的方法。该方法包括旋转具有多个光学写入单元的转子扫描器，每个光学写入单元发射电磁辐射，和

在旋转转子扫描器的同时，通过沿垂直于转子扫描器的旋转平面的方向移动至少一个工件和至少一个写入头扫描工件。

在至少一些举例实施例中，电磁辐射可以沿转子扫描器的径向发射。在至少一些举例实施例中，电磁辐射可以沿转子扫描器的轴向发射。工件的扫描包括沿第一方向扫描工件，以形成像素栅格，像素栅格相对图案特征的轴线成一角度设置，该角度不同于0°、45°或90°。工件可以沿第一方向扫描，以在工件上形成螺旋图案。电磁辐射可以沿平行于至少一个转子扫描器的旋转平面和转子扫描器的扫描方向的方向发射。

至少另一举例实施例提供在工件上形成图案的写入装置。该装置包括多个光学写入单元的转子扫描器，每个光学写入单元发射电磁辐射。通过旋转转子扫描器和沿垂直于转子扫描器的旋转平面的方向移动至少一个工件和至少一个写入头，转子扫描器可以用于扫描工件。

至少另一举例实施例提供构图工件的方法。该方法包括在工件表面上扫描多个光学写入单元，多个光学写入单元的每一个具有分开的末级透镜，相对彼此移动工件和多个光学写入单元，相对运动是线性运动和沿垂直于线性运动的方向的圆周运动的组合。

至少另一举例实施例提供构图工件的装置。该装置包括用于构图工件的至少两个光学写入单元，至少两个光学写入单元包括分开的末级透镜和用于检测至少两个光学写入单元的特征的校准传感器。校准传感器通过在校准扫描器上扫描至少两个光学写入单元可以检测光学写入单元的特征。

在至少一些举例实施例中，该装置还包括至少一个控制单元，用于根据检测的特征调整与至少一个光学写入单元相关的至少一个参数值。

在至少一些举例实施例中，至少一个控制单元可以将至少一个检测特征与至少一个设定参数值比较，根据比较调整至少一个当前参数值。至少一个参数值是光学写入单元的焦点、位置或功率。校准传感器可以包括至少两个传感器，至少两个检测器的每一个检测一个所检测参数。

至少两个写入单元可以是单点写入单元、多点写入单元或空间光调制器。所述装置可以是圆形图案发生器。

至少另一举例实施例提供包括用于支持至少一个工件的圆形支架的装置，和用于构图至少一个工件的转子扫描器。至少一个转子扫描器包括至少两个写入单元，可以沿相对于圆形支架的轴向移动和在轴上旋转。旋转轴基本上与圆形支架的轴向运动垂直。

在至少一些举例实施例中，圆形支架可以支持至少一个工件，以至于至少部分地包围转子扫描器，至少一个转子扫描器通过沿向外的径向发射电磁辐射在至少一个工件上形成螺旋图案。

在至少一些举例实施例中，转子扫描器可以是环形，并且用于通过沿向内的径向发射电磁辐射在至少一个工件上形成螺旋图案。圆形支架还包括用于支撑环形转子扫描器的空气轴承。在至少一些举例实施例中，圆形支架可以是固定的。至少两个写入单元设置成在圆柱体外部或内部的一行。至少两个光学写入单元的每一个可以沿不同的径向发射电磁辐射。

至少另一举例实施例提供构图工件的写入装置。所述写入装置可以包括包含多个写入单元的写入头，每个写入单元构成为发射电磁辐射，用于构图工件，检测器用于检测写入单元的特征，控制单元用于调整写入头，以补偿根据所检测的特征确定的误差。

在至少一些举例实施例中，控制单元还构成为根据所检测的特征确定与至少一个光学写入单元相关的至少一种相互关系。控制单元根据至少一个特征和相应设定参数值的比较确定相互关系。

另一举例实施例提供校准光学写入头的方法。所述方法包括检测包括在写入头中的光学写入单元的至少一个特征，确定至少一个所检测的特征与相应设定参数值之间的相互关系，根据确定的相互关系调整写入头。通过将至少一个所检测的特征与相应的设定参数值比较形成相互关系。相互关系在至少一个所检测的特征和相应的设定参数值之间可以有差别。所检测的特征可以是从光学写入单元发射的电磁辐射的焦点、从光学写入单元发射的电磁辐射的功率和光学写入单元的位置之一。

附图说明

通过结合附图进行的下列详细描述，将更清楚地理解举例实施例，其中：

图1A图示根据举例实施例具有单点写入单元的单环的转子扫描器；

图1B图示根据举例实施例从工件的边缘到边缘连续地写入线的单环、单点扫描器的简化视图，每个写入单元需要调整；

图1C表示根据举例实施例利用空间光调制器(SLM)、由SLM场(“压印”)建立图像的转子扫描器的举例实施例，需要对每个写入单元调整；

图1D-1F图示常规的图案发生器；

图2图示根据另一举例实施例的写入装置；

图3图示根据举例实施例、在工件之间的校准传感器的设置；

图4是根据举例实施例的校准传感器的侧视图；

图5是根据举例实施例的校准传感器示意图；

图6图示根据举例实施例的组合光学写入单元和光学测量单元；

图7A-7C图示根据举例实施例的盘形写入装置的不同实施和定向；

图8A-8C图示根据另一举例实施例的环形写入装置的不同实施和定向；

图9图示根据举例实施例的水平定向圆形台或支架；

图10图示根据一个或多个举例实施例、利用写入装置写入的平板工件；

图11A-11K图示根据至少一个举例实施例、写入头相对转子扫描器与工件的方向的多个不同位置；

图12A-12E图示SLM设置和工件设置相对转子扫描器的旋转方向；

图13是根据一个举例实施例的自动聚焦装置；

图14是根据举例实施例的校准传感器的顶视图；

图15是根据另一举例实施例的写入装置的透视图；

图16图示根据另一举例实施例的写入装置；

图17是图15所示的写入装置1520的顶视图；

图18图示根据另一举例实施例的写入装置；

图19A是根据另一举例实施例的写入装置的侧视图；

图19B是图19A所示的写入装置的顶视图；

图20图示根据举例实施例、笛卡尔栅格转换成弯曲坐标系的方法；

图21表示将工件保持在圆柱体上的真空装置；

图22图示根据另一举例实施例的写入装置；

图23是图16所示的图案发生器的更详细的示图；

图24A-E图示根据举例实施例、沿x和y方向连续扫描的方法；

图25-28图示根据举例实施例的平台；

图29表示在扫描过程中台子和计数器块的位置的示图；

图30图示根据另一举例实施例的校准***；

图31图示根据举例实施例的校准***。

具体实施方式

参照附图描述举例实施例。描述这些举例实施例，以解释本发明，并不限制本发明的范围，本发明的范围通过权利要求来限定。本领域的普通技术人员将认识到如下所述的举例实施例的各种等同变化。

在至少一些举例实施例中，转子扫描器可以是环的形式。在这个实例中，多个光学写入单元的每一个可以设置成和构成为以至少一束激光束的形式发射电磁辐射。激光束可以至少沿两个方向发射。在至少一些举例实施例中，激光束至少沿两个平行方向发射。在至少一些举例实施例中，激光束沿朝工件向内的径向发射，工件设置位于环形转子扫描器内的圆形支架上。

在至少一些举例实施例中，转子扫描器可以是盘形式。在这个实例中，多个光学写入单元的每一个可以设置成和构成为沿朝至少一个工件向外的径向发射，工件设置成至少部分地围绕盘形转子扫描器。另外，盘形转子扫描器可以是环形。

为了简明起见，包括设置成和构成为以至少一束激光束的形式沿向外径向发射电磁辐射的光学写入单元的转子扫描器在下文中称为盘形转子扫描器，而包括设置成和构成为以至少一束激光束的形式沿向内径向发射电磁辐射的光学写入单元的转子扫描器在下面称为环形转子扫描器。构成为以至少一束激光束的形式沿轴向发射电磁辐射的转子扫描器在此称为轴转子扫描器。在下文中，当举例实施例的讨论方面可应用于盘形转子扫描器和环形转子扫描器时，盘形转子扫描器和环形转子扫描器统称为转子扫描器。

工件可以是柔软的(例如，非常柔软)，并且需要圆形支撑以具有和保持理想半径。工件的内部更容易呈圆形；然而，在平行于圆柱轴的边缘会引入弯曲力矩，以合适的弯曲半径开始弯曲工件。该弯曲力矩可以是几个公斤*厘米级的，并且通过纵向夹紧引入。当工件装入机器中时，该加紧也可以支撑工件。

工件具有大约+/-70μm的厚度公差和在大约150nm的长度上小于大约20μm的变化。该变化会干扰焦点位置以及焦点和/或工件形状的校正。例如，可以测量转子扫描器的形状，可以校正工件的形状。活动的工件形状仅仅在写入区域内可以校正。在这个实例中，校正器硬件依照转子扫描器组件，其可以减少激励器的数量。校正器的使用可以具有较短景深的光学设备。

转子扫描器被轴承垫(例如，空气轴承垫)支撑，轴承垫可以控制转子扫描器的转轴位置和/或纵向位置。沿旋转方向的定位可以通过图案的定时来调整。沿轴纵向的动态定位取决于设计，需要移动像面的有效部件。

根据举例实施例，转子扫描器位置通过几种不同的方法来确定。例如，在环形转子扫描器中，例如可以光学地检测在圆周上的标记，转子扫描器的位置可以***这些标记或位置之间。空气摩擦可以减小(例如，大约0.1N)，速度可以提高。标志之间的时间可以缩短和/或随着该“标志之间的时间”乘方由于残余力造成的可能偏差会减小。在具有垂直轴的举例实施例中，在转子扫描器中的内部加速计被慎重考虑用于实现更准确的反馈信号。反馈信号可以用于速度控制。在具有水平轴的举例实施例中，也使用加速计；然而，在这种情况下，加速计需要平衡，使得重力方向看不见(unseen)。尽管在此没有描述，也可以使用干涉测量法或任何其它合适的方法。

扫描器转子的速度差例如可以用内部转动加速计来测量，转动精度可以提高。转子扫描器的角度位置可以利用在转子扫描器外边缘周边的多个标志(例如，光学标志)来测量。控制***可以使用标志作为转子位置的绝对测量值，可以通过时间“在位置之间”内插。内插的精度利用内部转动加速计来提高。

转子可以利用距离传感器、轴承垫的压力信号或任何其它合适测量器件来平衡。在举例实施例中，转子扫描器可以用轴承、空气轴承、空气轴承垫等支撑。

在至少一些实施例中，数据的传递通过显示图案而容易，从而它们用很小的调整传递(stream)到转子。在这个实例中，数据可以以预变形的方式呈现，并存储，使得每个圆弧用存储器中的数据列来表示。当工件被写入时，这些列可以在存储器矩阵中从左到右读取(例如，连续地)，数据可以发送到转子扫描器。

图1A表示根据举例实施例，具有单点单环的光学写入单元的转子扫描器。图1B表示从工件的边缘到边缘连续写入线的单环单点扫描器的简化视图，和每个写入单元需要的调整。图1C表示利用SLM的转子扫描器的举例实施例，其由SLM场(“标志”)和每个写入单元需要的调整形成图像。

参照图1A，图案生成装置可以包括转子扫描器1。转子扫描器1可以是盘形，可以包括至少一个(例如，多个)写入头10。每个写入头10可以沿径向发射光。工件20部分地围绕转子扫描器1。转子扫描器1是可以旋转的，并且可以恒定或基本恒定速度旋转。电力滑动环可以放置在中心。滑动环可以是石墨/铜滑动环、HF变压器不接触滑动环、无摩擦滑动环、或任何其它合适的滑动环。在举例实施例中，HF滑动环可以减少(例如，消除)普通滑动环都有的灰尘。

仍然参照图1A，工件可以弯曲，使得工件的曲率半径大于(例如，稍微大于)盘形转子扫描器的曲率半径和/或使得光学***的焦点可以匹配。另外，在环形转子扫描器的举例实施例中，工件可以弯曲，使得工件的曲率半径具有小于环形扫描器的曲率半径和/或光学***的焦点可以匹配。在工件是弯曲的举例实施例中，工件例如可以是能够弯曲成理想曲率半径的工件，诸如，玻璃工件、塑料工件等。

在工件弯曲(例如，卷绕)成跨越大约180°的曲率半径的举例实施例中，盘形转子扫描器例如具有大约1.4米的直径。当工件绕判刑写入头卷绕大约180度时，可以使用大约1.3m的较小弯曲半径(例如，最小弯曲半径)。玻璃卷绕大约180度的圆形支撑具有大约1至大约2米之间的半径，包括1米和2米。

在一次写入一个工件的***中，工件可以弯曲成大约或近似360°。工件(例如，玻璃、塑料、金属、陶瓷等)可以在大约2米至3米之间，包括2米和3米，或高达大约6米，用于单纯玻璃的相应圆筒具有大约0.35米-大约0.6米的半径，包括0.35米和0.6米，高达1米。弯曲半径大约1.3米的玻璃工件可以产生大约31MP每毫米工件厚度的应力。大约0.7mm厚度的工件的应力可以是大约22Mpa，只是安全应力的较小系数。

在另一实例中，如果工件卷绕成跨越大约120°的曲率半径，盘形转子扫描器据欧大约2.1米的直径。在这种情况下，它适于采用半径大约2米至大约3米的半径的圆形支撑，包括大约2米和大约3米。在这些实例中，图案发生器的整个宽度可以小于常规图案发生器和/或写入装置的整个宽度，例如，大约2米宽。工件可以是区域性的(例如，切成薄片)或连续形式，例如，用于显示器和/或太阳能电池板的卷装进入的处理。

返回来参照图1A，转子扫描器可以沿逆时针方向旋转；然而，可替换地，转子扫描器可以沿顺时针方向旋转。如图1A所示，当旋转时，转子扫描器1可以沿向上的垂直扫描方向50移动。然而，应该理解，转子扫描器可以沿向下方向或水平方向(向右或向左)移动。印在工件20上的图案可以通过写入头10的调制来确定。在操作过程中(例如，构图或写入)，写入头10的电磁辐射可以在工具20上形成螺旋图案30。

工件20的纵向扫描通过移动工件20和/或转子扫描器1来实现。因为转子扫描器1比或实际上比工件20和/或工件支架(未示出)薄，不需要附加的长度，转子扫描器1可以移动，工件20可以写入。转子扫描器1的非转动部分，或轴承垫可以进行轴向扫描和/或执行其它(例如，其它所有的)功能。

转子扫描器1可以用轴承垫(例如，空气轴承垫)支撑。在这个实例中，环设计在内环半径上具有用于轴承垫的另外空间。

转子扫描器1可以平衡(例如，非常精确地平衡)。例如，通过在轴承压力垫(例如，空气轴承压力垫)中的反压力变化或通过其它位置传感器，可以更容易地检测剩余失衡。可以连续地平衡转子扫描器的自动平衡***也可以使用。对转子扫描器1的扰动会导致转子扫描器和/或转子扫描器防护罩之间的气流。如果转子扫描器和转子扫描器防护罩之间的气流例如图通过选择合适的小间隙(例如，以5m/s为几毫米)被强制成为层状，操作条件的稳定性会增加。层状气流可以传入力，例如，稳定的力。在举例实施例中，摩擦的功率损失会减少(例如，减少到几瓦特)，转子扫描器可以用任何合适的电机驱动。例如，1mm间隙以5m/s的摩擦力损失0.5W/m²。轴承垫具有更小的间隙和/或更大的通风阻力，其偏移更小的面积。旋转时电机具有均匀或基本均匀力矩的驱动***。

在盘形转子扫描器1中包括的光学写入单元的数量基于写入速度。在至少一个实施例中，写入单元从具有较高(例如，非常高)数据传输率(例如，大约20,400,500或更高Gbit/秒)的数据通道反馈数据。因为机器可以用于生产，图案在整个时间内相同或基本相同。如果图案局部地存储在转子扫描器内部，当转子扫描器固定时，图案可以以较低速度(例如，通过常规的高速连接)加载。然后，图案可以留在(例如，永久地留在)存储其中。这样可以避免旋转数据连接(link)。

如图1A和1B所示，光学写入单元例如可以时单点激光二极管。激光二极管可以是任何视场上可以买到的波长，诸如，蓝、红、紫等。激光二极管的功率例如可以是包括单模的大约5mW至大约65mW，和包括多模的大约5mW至大约300mW。激光二极管的电光效率例如是大约13％。激光二极管例如同时起光源和调制器作用。另外，如图1C所示，光学写入单元可以是SLM。

转子扫描器的旋转轴可以是垂直、水平、或垂直与水平之间的任何角度。垂直轴设置在所有时间具有恒定或基本恒定的光学写入单元的加速度。水平轴设置可以更有效和/或用更小的努力处理工件，不需要抵消重力。

图7A-7C图示根据举例实施例的写入装置不同的实施和定向。下面讨论的图7A-7C的盘形转子扫描器与图1的盘形转子扫描器1相同或基本相同。因此，为了简要起见，省略详细的讨论。

参照图7A，写入装置700包括支架(例如，管支架)710、盘形转子扫描器730和/或至少一个光学写入单元740。在至少一些举例实施例中，盘形转子扫描器730包括多个光学写入单元740。

工件720可以设置在工件支架710的内部。所形成的支架710的中心轴例如可以水平设置。支架710可以保持在固定位置，而盘形转子扫描器730沿平行于或基本平行于中心轴的方向旋转和/或移动。光学写入单元740可以在盘形转子扫描器的外边缘设置成至少一行，但是，在图7A中示出包括两行。光学写入单元740可以面对工具按支架710的内表面。另外，单行或大于两行的光学写入单元740可以使用。

参照图7B，工件支架710的中心轴可以垂直地设置。工件720可以设置在支架710内部，如图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可以用真空喷嘴固定到支架710上。在这个实例中，工件720可以通过排出工件720和支架710之间的空气固定在支架710中。工件720和支架710可以固定，而盘形转子扫描器730可以旋转和/或垂直(例如，向上和/或向下)移动。

参照图7C，图7C的写入装置与上面讨论的图7B的写入装置相似或基本相似。然而，在图7C的写入装置中，工件720和/或支架710可以旋转，而盘形转子扫描器730沿垂直(例如，向上和/或向下)方向移动。

图2图示根据本发明另一实施例的写入装置。如图所示，图2的写入装置可以用于同时或同步构图多个工件。尽管图2的写入装置讨论同步地构图三个工件222A、222B、222C，应该理解，任何数量的工件可以同时被构图。图2的转子扫描器与图1的转子扫描器相同或基本相同。

参照图2，工件222A、222B和222C至少部分地包围或围绕转子扫描器220。如图所示，开口224、226、和228留在各个工件222A、222B和222C之间。至少有个检测器和校准传感器(未示出，但在下面会更详细地描述)位于工件之间的各个间隔中。在至少一个举例实施例中，检测器和/或校准传感器可以检测位置、焦距和/或转子扫描器220的功率。转子扫描器220相对理想位置的不重合例如利用射线剂量、调制延迟、定时、图像变形、或任何其它合适的方式来补偿。

图3图示分别位于开口224、226、和228的多个校准传感器310、320、和330。如图3所示，用写入装置保持三个工件，使用三个校准传感器。根据举例实施例，校准传感器的数量与同时设置在写入装置中的工件数量相关。在一些举例实施例中，校准传感器的数量可以等于工件的数量。

图4是根据举例实施例、包括校准传感器(例如，校准眼)的图2的写入装置的局部顶视图。图14是对应于图4的顶视图的侧视图。

参照图4和14，校准传感器400基于从转子扫描器430的光学写入单元(未示出)发射的电磁辐射的特征，可以检测位置、功率和/或聚焦转子扫描器430的单独光束410。在至少一些举例实施例中，校准传感器400包括用于测量转子扫描器430的位置(例如，如果图案产生装置垂直定位，转子扫描器的垂直位置)的干涉计(未示出)。干涉计是本领域的公知常识，因此，为了简明起见，省略详细的讨论。转子扫描器430与转子扫描器1和/或220相同或基本相同，因此，为了简明起见，省略详细的讨论。

如果单工件420卷绕在支架上，校准扫描器410可以设置在工件420的边缘之间。在举例实施例中，工件420可以卷绕在支架(例如，管形支架)上。转子扫描器430在卷绕工件420内部旋转。至少在举例实施例中，扫描器基体440和转子扫描器430之间的距离例如可以利用激光干涉仪或任何其它合适的设备来测量。

图5是根据举例实施例的校准传感器400的示意图。校准传感器400可以包括透镜组件510，从转子传感器的光学写入单元发射的电子辐射可以穿过该透镜组件510。电磁辐射部分地被分束器520反射。第一部分的电磁辐射可以穿过分束器520和照射第一象限检测器550。第二部分的电磁辐射可以被分束器520反射、被圆柱透镜530聚焦并照射焦点检测器540。象限检测器550还可以包括多个象限检测器A、B、C和D，整体地用560标记。焦点检测器540可以包括多个象限检测器E、F、G和H，整体地用570标记。

在举例实施例中，象限检测器550利用等式(A+C)-(B+D)确定Y测量值，利用等式(A+B)-(C+D)确定转子扫描器的定时，利用(A+B+C+D)确定转子扫描器的赋能。焦点检测器540利用等式(E+H)-(F+G)确定写入单元发射的射束的焦点。焦点检测器540可以是例如利用像散(在轴)光学***测量散焦的任何合适器件。像散利用圆柱透镜540加入。圆柱透镜540沿垂直于圆柱体转轴的轴线增加功率。圆柱体的轴线可以倾斜，使得圆柱体例如通过检测器E和H。

利用圆柱透镜，可以实现具有两种不同功率的成像***。在一个方向(D1)，圆柱体增加它的功率，而在另一方向(D2)，则不然。

当焦点位置与D1的功率匹配时，产生通过检测器E和H的中心(例如，沿圆锥体的轴线)的线图像。相反，如果焦点位置与D2的功率匹配，沿检测器F和G产生线图像。因此，(E+H)-(F+G)的差与焦点的位置成比例。

图5的校准传感器可以用于校准焦点、功率和/或光学写入单元的位置。例如，图5的焦点检测器540和位置检测器550可以用于校准每个光学写入单元中的焦点和位置检测器。下面更详细地图6的焦点和位置检测器以及每个光学写入单元。

图6图示根据举例实施例的光学写入单元(例如，写入激光二极管)。图6的光学写入单元600可以用作图图7A-7C的光学写入单元740和/或图8A-8C的光学写入单元840。

参照图6，光学写入单元600可以包括数模转换器(DAC，例如，高速DAC)610，用于将图案数据转换成调制信号，用于蓝色激光二极管660。图案数据可以经过数据通道(未示出)接收。数据通道例如是光线光缆、无线电频率(RF)连接通过HF变压器的中心或能够提供较高数据传输率诸如，200Gbits/s，400Gbits/s，500Gbits/s等等，的任何其它数据通道。

通过DAC 610产生的调制信号可以输出到功率控制器620。功率控制器620基于来自DAC 610的调制信号和功率检测器630输出的功率控制信号可以控制蓝色激光二极管660的功率。蓝色激光二极管620可以发射电磁辐射(例如，蓝色激光束)，用于基于从功率控制器620输出的功率控制信号构图工件665。从蓝色激光器660输出的蓝色激光可以通过形成光束远心的透镜组件670。在通过光学组件670之后，远心蓝色激光可以入射到分束器680上。分束器680可以朝透镜组件650引导一部分(例如，相当小的部分)蓝色激光束。剩余部分的蓝色激光束可以通过分束器680并且通过聚焦透镜足迹那690聚焦在工件上。

改变方向的蓝色激光束部分可以通过透镜组件650聚焦，通过红色阻断器640并入射到功率检测器630上。功率检测器630可以检测入射的蓝色激光的功率，输出表示所检测的激光功率的功率控制信号。红色阻断器640可以阻断(例如，反射、吸收等)所有或基本上所有入射到其上的红色激光。

红色激光二极管655以红色激光束的形式发射电磁辐射。红色激光束可以用于工件的定位、焦距控制和/或确定形状。至少在一个举例实施例中，红色激光束可以通过远心透镜组件645并且入射到分束器615上。远心透镜组件645可以与上述的远心透镜组件670相同或基本相同。因此，为了简明起见，省略详细的讨论。分束器615可以将红色激光束传递到分束器680，分束器680可以将红色激光束照射到工件665上。红色激光速可以被工件665反射朝分束器680返回，分束器680朝分束器615传递红色激光束。分束器615可以经过圆柱透镜635和/或蓝色激光阻断器625朝焦点和位置检测器685照射红色激光。蓝色激光阻断器625可以阻断或基本上阻断入射到其上的蓝色激光。

焦点和位置检测器685可以将位置信号输出到焦点Z伺服***675。焦点Z伺服***675可以接收来自位置检测器685的定位信号和校准数据，并经过数据连接(例如，1kHz带宽数据线)控制透镜组件690的位置。例如，焦点Z伺服***675根据焦点和位置检测器685的信号形状可以沿Z方向、Y方向和Z方向移动透镜组件690。控制环信号可以通过提前地提供来自控制***(例如，计算机或处理器，未示出)的信号来补充，以校正已知变形，诸如，焦点误差。

根据至少一些举例实施例，利用波长不影响工件上面的电磁辐射感光层的激光二极管可以确定工件的位置和/或形式。在至少一些实例中，蓝色激光二极管可以影响电磁辐射感光层，红色激光二极管可以用于测量工件的位置和形式。曝光工件的激光二极管和用于测量并且不影响电磁辐射感光层的激光二极管可以设置在写入头(转子)中。

图13是根据举例实施例、用于聚焦和位置(或位移)确定的光学写入单元的自动聚焦装置的更详细示图。从激光二极管1310发射的电磁辐射(例如，激光束)进入使光束远心的透镜组件1330。远心光束照射到朝透镜组件1350照射光束的分束器1340上。透镜组件1350可以将光束聚焦到工件1370上。盖玻璃1360可以设置在透镜组件1350和工件1370之间，以保护透镜组件1350。当光束照射到工件1370上时，光束可以通过透镜组件1350反射回到分束器1340。分束器1340可以将反射光束照射到检测器1320上，用于激光束的焦点。检测器1320可以用任何已知的方式检测激光束的焦点。因为检测激光束的焦点的方法是本领域的公知常识，为了简明起见，省略详细的讨论。透镜组件1350基于检测器1320的读出可以沿任何方向移动。

回来参照图6，每个光学写入单元600具有用于功率、位置和焦点参数的每一个的设定值。当光学写入单元600通过图5的校准传感器时，光学写入单元600获得每个设定参数值如何与校准传感器测量的参数值(例如，功率、位置和/或焦点值)相关的数据。在光学写入单元600中存储的设定值与测量值之间的误差或差额发送到用于调整的写入头，例如，以抵消写入头的内部数值范围。例如，每次各个光学写入单元通过校准传感器可以进行这种调整。然而，不常进行调整。

根据举例实施例，功率、焦点和/或位置(x，y，其中x被时间延迟控制)的校准可以在不同的校准传感器中进行，只要功率、焦点和/或位置的每一个的校准源是共同的。也就是说，例如，功率、焦点和/或位置可以利用不同的校准传感器校准，只要每个写入头使用相同的校准传感器用于聚焦，相同的校准传感器用于功率，和相同的校准传感器用于x位置和相同的校准传感器用于y位置。功率可以用波长依靠方式测量，以补偿抗蚀剂的波长灵敏性的变化。

图30图示根据另一举例实施例的校准***。如图所示，校准***可以包括检测器3100、控制单元3102和写入头3104。检测器3100例如可以是校准传感器(例如，如上面的图5所示)或任何其它光学检测器，例如，能够检测焦点、功率和/或一个或多个光学写入单元的位置的光学检测器。控制单元3102例如可以用计算机或处理器以软件可执行的方式实施。写入头3104可以是包括多个光学写入单元的写入头，一个或多个光学写入单元可以是上述图6的光学写入单元。然而，写入头可以是能够曝光工件和/或在工件上形成图案的任何写入头。检测器3100、控制单元3102和/或写入头3104的每一个经过数据通道连接。数据通道例如可以是光线光缆、通过HF变压器中心的无线电频率(RF)连接、或任何其它合适数据通道。图30的校准***的实例操作参照图31来描述。

图31图示根据举例实施例的校准方法。如上所述，图31的方法例如通过图30的校准***来执行。图31的方法也可以通过一个或多个校准传感器(例如，图4的400)连接一个或多个写入头(例如，图4的430)来进行。在这些实例中，控制单元3102例如对应于图6的功率控制单元620和焦点Z伺服***675，检测器3100对应于图5的象限检测器550、图5的焦点检测器540和图6的功率检测器630。在图30所示的举例实施例中，图5的象限检测器550、图5的焦点检测器540和图6的功率检测器630可以位于检测器3100上，功率控制单元620和焦点Z伺服***675可以位于控制单元3102上。然而，可替换地，其它结构也是可能的。

参照图31，在S3110中，当写入头3104的光学写入单元通过时，检测器3100可以检测光学写入单元的至少一个特征。例如，检测器3100可以检测诸如从光学写入单元发射的电磁辐射(例如，激光束)的焦点、位置和/或功率的特征。检测器3100可以将至少一个所检测的特征发送给控制单元3102。

在S3112中，控制单元3102确定所检测的特征之间的相互关系和对应的设定参数值。例如，所检测的焦点特征可以与设定焦点参数值比较，所检测的功率特征可以与设定功率值比较和/或所检测的位置特征可以与设定位置值比较。设定参数值例如可以通过操作员根据经验数据来设定。在至少一个实例实施例中，每个所检测的特征和对应的设定参数值的相互关系可以是设定值和测量的特征值之间的误差或差额。设定参数值可以存储在控制单元3102的存储器中。存储器可以是任何合适的存储介质，诸如，闪存等。

在S3114中，控制单元3104根据确定的相互关系可以调整写入头。例如，确定的相互关系可以用于抵消写入头3104的内部范围。

尽管在图31中仅示出这种方法的单次叠代，在此所述的操作可以进行，例如，每次每个光学写入单元通过校准传感器。然而，调整可以不经常进行。

图8A-8C图示根据举例实施例的环形写入装置的不同实施和操作。

参照图8A，写入装置可以包括支架(例如，支架形成的圆柱形台或管)810、转子扫描器830和/或至少一个光学写入单元840。工件820可以设置在支架810的外面。工件820例如可以利用真空喷嘴850固定到支架810上。转子扫描器830可以在工件支架810的外面旋转，光学写入单元840可以朝支架810的中心轴沿径向向内发射辐射。在举例实施例中，光学写入单元例如可以是840，840例如可以是单点激光二极管、多点激光二极管或空间光调制器(SLM)。激光二极管可以是任何市场上可买到的波长，诸如蓝色、红色和紫色等。激光二极管的功率例如包括单模的大约5mW-大约65mW，和多模的大约5mW-大约300mW。激光二极管的电光效率例如是13％。激光二极管例如可以同时起光源和调制器的作用。空间光调制器(SLM)840可以是至少部分透射的空间光调制器，并且可以在工件820上形成标志或图案860。SLM是本领域的公知常识，因此，为了简明起见，省略详细的讨论。如图8A所示，工件支架810的中心轴可以水平地定向。

仍然参照图8A，在操作中，环形转子扫描器830可以绕支架810的中心轴旋转，沿支架810的轴向并平行于支架810的中心轴移动。此外，住家810可以绕起中心轴沿与环形转子扫描器830相反的旋转方向旋转。

图8B表示包括保持卷绕的工件820的静止圆柱形支架810和旋转写入头830的举例实施例。参照图8B，工件支架包括设置校准传感器850的狭缝870。校准传感器850可以移动或固定。写入头830包括在工件820上形成图案860的多个光学写入单元840。对齐照相机880可以拍摄在工件820上存在的图案，使得写入图案可以用较高精度对齐，从而提高覆盖精度。

图8C表示包括保持卷绕的工具按820的旋转圆柱形支架810和静止写入头830的举例实施例。写入头830包括在工件820上形成图案860的多个光学写入头840。图8C的光学写入单元840与图8A的光学写入单元840相同或基本相同。如图8B所示的情况，写入头830可以包括多个写入单元840，尽管为了简明起见，只图示了一个写入单元840。

图9表示根据举例实施例、圆柱形台或支架910的水平定向。当水平装载时，工件920可以通过重力保持在适当位置。工件920可以通过真空保持在适当位置，以保证表面紧密地随着圆柱体910。工件920的端部可以通过插销930牢固地固定到圆柱体上。插销930可以控制成销住或释放工件920的边缘。

工件可以推或拉到圆柱支撑面上，以呈现合适的形状。在另一实施例中，也可以使用真空夹具或任何其它合适夹具。沿圆柱部分的边缘可以局部弯曲，离开中心或弯曲(例如，与弯曲橡皮相似)。

图21表示将工件保持在圆柱体上的真空装置。如图所示，真空和压力器件可交替地设置。推挽式真空家具***可以用于抵消工件在x-y平面的变形。如图21所示，***具有相互靠近间隔开(例如，厘米级)的压力和真空孔。真空孔可以保持工件和减小变形，压力垫可以保持工件远离支撑表面。工件可以不接触支撑表面，可以远离支撑面几个微米(例如，1μm、2μm、10μm、20μm等)。这样让工件在工件的平面上更自由地呈现自然形状。图21的真空设置或与其相似或基本相似的设置可以结合在此所述的每个举例实施例使用。

图10图示工件1020在平坦状态，可以在至少一些举例实施例中构图。

图11A-11K图示转子扫描器的方向相对玻璃的写入头的多个(例如，11个)不同位置。图11中的箭头表示扫描方向。

图11A-11C表示像素的稠密矩阵，例如，矩形空间光调制器的图像具有与矩形的边对齐的阵列的行和列。图11A图示像素栅格平行于或基本平行于写入方向的SLM。图11B图示倾斜于写入方向的SLM像素栅格。图11C图示倾斜于写入方向的SLM像素栅格，图11C中的倾斜小于图11B中的像素栅格轴的倾斜。

图11D-11F表示具有相对LSM边旋转例如0°、45°和第三角度的阵列的稠密矩阵的图像。第三角度可以是除0°、45°或90°以外的角度。图11D图示具有相对于写入方向倾斜45°的像素栅格的SLM。在举例实施例中，像素栅格可以不平行于SLM芯片外边缘的边缘，如图11A-11C所示。

在图11E中，SLM芯片被示出倾斜成栅格中的一个轴可以平行或基本平行于写入方向。

在图11F中，SLM芯片可以倾斜成既不在SLM芯片的外边缘，像素栅格的任何一个也不平行或基本平行于写入方向。像素矩阵(例如，SLM)的边上的轴线和/或像素栅格的轴线可以相对写入期间的运动轴线和/或写入图案的轴线旋转，因此，提供至少四组坐标方向，如下面图12B-12D所描述。

图11G表示相对稀疏矩阵偏斜或旋转，从而在扫描期间行落在不同位置。在举例实施例中，该区域可以用一个或多个扫描填充。在图11G中，多个激光二极管(例如，5行和/或5排)与写入方向倾斜。

图11H表示像素的相当稀疏的行，例如，多个(例如，三个)激光二极管可以垂直于写入方向设置。如果利用图11H所示的举例实施例，多个通过需要填充理想的区域。

图11I表示像素的相当稠密的行，例如，一维SLM的图像，其中多个(例如，17个)激光二极管垂直于写入方向。

图11J和11K表示沿扫描方向设置的单行像素。图11J图示沿倾斜于写入方向的行的多个(例如，12个)激光二极管。图11K图示根据举例实施例、倾斜于写入方向的多个(例如，17)激光二极管的行。

光学写入的图案以及喷墨打印的图案的共同问题是形成“Mura”。由于场或条的可见性和/或由于图案和写入机构之间的莫尔(moire)效应，形成的Mura是指形成的可见带或图案。“Mura”是成像器件(显示器和照相机)的问题，而不是其它激光写入图案诸如PCB和PCB掩模的问题。

至少一些举例实施例提供通过沿x和y轴的重复组合光学场和显示图案的方法。这些场例如可以是SLM场、SLM像素图案、或由其它写入机构诸如二极管阵列形成的像素阵列。

如上所述，关于图12A，根据常规技术的装置用于高精度图案发生器，并且形成可接受水平的“Mura”缺陷。然而，举例实施例提供比常规图案发生器高10倍、100倍或甚至1000倍产量的写入***，但是，具有实质上相同或基本上相同的“Mura”降低要求。更高速度、更大像素、多个写入单元和/或多个写入头会在写入图案中产生更大的几何误差。下面更详细地描述图12B-12D，图案和写入头的轴线可以相互旋转，从而单像素不会反复印在相邻像素的边缘。而且，运动***和写入单元形成的像素之间的轴线相互旋转。图案可以与运动轴线或像素栅格对齐，或与两者都不对齐。旋转可以是不同于0°、45°或90°的角度。

如上所述，关于图12A，旋转方向平行于常规技术中的SLM芯片的边。

图12B-12E表示举例实施例，其可以抑制Mura的产生和/或减弱图案中的莫尔效应。如图所示，在举例实施例中，图案可以相对写入机构和/或运动***(例如SLM的扫描方向)的轴线旋转。

例如，图12B-12E描述SLM图案。然而，相同的原理可应用于其它举例实施例，诸如，任何合适的写入单元。

在图12B中，工件可以卷绕在工件支架上，可以不平行于工件支架的中心轴。SLM或更一般地是写入单元可以设置在转子扫描器中，SLM芯片的外边或更一般地在图案中通过写入单元形成的像素之间的轴线，平行或基本平行于扫描方向。例如，当工件相对扫描方向和SLM图案的边旋转时，扫描方向和SLM场对齐。借助这种工件的旋转，拼接伪像的影响不再沿器件的单线积聚，而是从一行一行地通过，干扰射击到许多行。此外，莫尔图案可以重新定位在最终显示中更不可能看见的更高频率，其中莫尔图案实际上是图案的频率成分和写入机构(例如，显示像素和激光扫描像素)之间的互调产物。

在图12C中，SLM芯片或由写入单元形成的相同像素图设置在转子扫描器中，至少坐标轴不平行于旋转方向。工件可以将对称的轴线设置成平行于工件支架的中心轴。

在图12D中，所有三个坐标系彼此不平行。连同图11，有可能定义相互旋转的四个坐标系。两个、三个或四个坐标系可以形成相互倾斜，以便降低“Mura”影响，而所有四个平行的坐标系定义现有技术。

在图12E中，工件旋转，写入SLM场旋转并且引入故意的变形。

用于降低Mura影响、在SLM图案的边和工件之间的角度大于或等于大约0.01弧度(例如，在大约0.01和大约0.05弧度之间，包括大约0.01和大约0.05弧度)。然而，所用的角度取决于写入机构、比例和/或图案的类型。角度从一个写入工作到下一个写入工作是可调整的，或者，另一方面，固定和内置在写入硬件中。

图24A-E图示根据举例实施例沿x和y方向连续扫描的方法。

图24A表示沿机床轴线的x方向的像素阵列。该阵列以恒速移动，在圆柱体旋转一圈以后，阵列拼接成印刷图案。如果阵列不够稠密，扫描速度可以降低，例如，降低到一半，使得移动阵列的宽度需要两圈。根据阵列的密度，扫描速度也可以或多或少地降低。阵列可以平行或不平行于机床轴线。

图24B表示根据举例实施例、阵列不平行于机床轴线的另一构图方法。

在图24C中，阵列平行于工件的y轴并垂直于机床轴线。在这个举例实施例中，工件的表面通过沿x和y方向连续扫描来构图。

图24D表示阵列密度小于图24A-24C所示阵列的举例实施例。在这个实例中，第二阵列需要填充更低密度阵列中的空间。第二阵列可以是物理阵列或后通道的相同阵列。

图24E表示在彼此上部的两个通道。两个通道的第一通道扫描到右边，两个通道的第二通道扫描到左边。X和y的同步扫描可以提供倾斜角，两个通道可以具有相反的角度。这样可以减小产生条纹的可见性。两个通道用相同的像素阵列顺序地写入，或例如沿相反的x方向同时写入。两个像素阵列可以是设置在两个不同的机架上的两个物理写入头。例如，在图25所示的***中，沿x的连续扫描和沿y的往复扫描可以用于在单一操作中写两个通道。

如上所述，倾斜写入可能并且甚至用于圆形运动的写入***。然而，倾斜写入在平板写入机中也是有意的，下面会更详细地描述。

图22图示根据另一举例实施例的写入装置。如图所示，写入装置包括用于在工件2202上产生图案的转子扫描器2200。图22中所示的举例实施例例如与图1、7A、7B和/或7C所示的举例实施例相似或基本相似，然而，图22中所示的举例实施例还包括工件形状控制器2204。工件形状控制器2204可以沿转子扫描器2200相同的方向扫描。在至少一个举例实施例中，工件形状控制器可以扫描工件2202，使得工件形状控制器2204和转子扫描器停留在不变的水平对齐。

图15是根据另一举例实施例的写入装置的透视图。图15的转子扫描器可以用于构图平坦工件，诸如图10所示的工件。

参照图15，转子扫描器1520包括设置在转子扫描器1520的平坦部分(例如，顶面和/或底面)的多个光学写入单元(未示出)。多个光学写入单元可以设置成使它们沿环子扫描器150的轴向发射电磁辐射。在至少一个举例实施例中，光学写入单元可以围绕转子扫描器1520的底部外边缘设置。如图所示，转子扫描器1520可以沿工件1510的表面旋转和/或移动。转子扫描器1520的宽度可以覆盖工件1510的宽度。在举例实施例中，转子扫描器可以沿变化的方向扫描工件，并且可以形成相当薄的薄层和/或以一角度在工件上运行，使得弧不是0°、45°或90°的切线。这种几何形状可以使用更厚和/或不可弯曲的掩模。

图17是图15所示的写入装置的顶视图。参照图17，转子扫描器1520的直径D窄于工件1710的宽度。在举例实施例中，转子扫描器可以在工件1710上往复追踪或扫描，以便覆盖整个工件1710。在举例实施例中，转子扫描器1520可以连续写入，不考虑转子扫描器1520移动的方向。在可替换的举例实施例中，转子扫描器沿单向写入。

图18是根据另一举例实施例的部分写入装置的顶视图。图18的举例实施例与上述图17的举例实施例相似或基本相似，但是，图18的举例实施例包括至少两个转子扫描器1810和1815。在举例实施例中，转子扫描器1810和1815例如可以同步构图相同的工件1820。

图19A图示根据举例实施例的转子扫描器的侧视图，图19B图示图19A中所示的转子扫描器的顶视图。在图19A和19B所示的举例实施例中，转子扫描器1520的直径D大于工件的宽度。图19A和19B的转子扫描器一平行于工件运动的方式在工件边上追踪激光二极管。图19A和19B所示的这种跟踪或扫描会导致在工件边上比在工件中间有更高的射线剂量，而激光二极管给定的射线剂量是相同的。当构图工件中部时，通过增加二极管的射线剂量和/或像素来补偿。

图16是根据另一举例实施例的写入装置的透视图。

参照图16，写入装置可以包括固定工件1610的圆台1630。写入头1620可以设置成至少横跨圆台1630的直径。写入头1620可以包括设置在写入头的表面部分的多个光学写入单元(未示出)，使得有光学写入头发射的电磁辐射在写入期间照射到工件1610上。因此，在实例操作中，当写入头1620垂直于圆台1610的转轴移动时，圆台和工件1610可以旋转。

图23是图16中所示的图案发生器的更详细示图。

图20图示根据举例实施例、在转子扫描器中的非笛卡尔坐标系。例如，坐标系可以弯曲。在这个实例中，在构图之前、当中或之后，可以进行存储转换，以将笛卡尔栅格中的像素转换成由相对工件旋转像素定义的弯曲坐标系中的像素。对于在写入头中用单像素形成的每个圆圈中，从笛卡尔栅格到弯曲坐标系可以进行转换。

图25-28图示根据举例实施例的平台。

图25图示根据举例实施例的平台。图25中所示的平台可以是轻型框架，例如图示的桁架。但是，举例实施例可以用薄壁管构建，这种薄壁管可以用流入管内的流体(例如，空气、水和/或气体)控制温度。框架可以提供更刚性的支撑，用于固定台的顶部。写入头(例如，保持写入光学装置的机械单元)可以设置在工件表面附近的机械支撑结构上，在此称为机架。至少一个机架可以在台子上延伸。每个机架包括一个或多个器具(例如，写入头)。该器具可以用与上述的圆形台相似或基本相似的方式安装或设置。连接到每个机架上的机架和器具的数量根据应用和/或需要的容量来构成。

图25表示机架2501如何接近工件2503上的点，机架如何不妨碍加载和卸载而移动。图25的平台包括驱动机架组件2506的线性电极2504。线性电极可以连接到杆2502上，连接杆2502在分别立在底面上的支撑2508和2510之间延伸。可以使用自由移动的计数器块(未示出)，使得线性电机的任何部分不接地。通过在它们之间施加力，线性电机可以移动机架组件2506和计数器块，同时保持共同的稳定的重心。

包括在地面和计数器块之间施加很弱的力的隔离***可以保持计数器块集中在运动范围内的中心。

移动台可以在轴承(例如，空气轴承)上滑动并且例如利用真空、静电力或任何其它合适的夹紧机构保持工件。移动台可以更精确地监视和/或控制台子相对机器的坐标系的位置。图25的平台适于许多处理，诸如，计量、构图等。

图26图示根据另一举例实施例的平台。图26所示的举例实施例与图25的平台相似或基本相似；但是，图26的平台可以包括安装在固定位置的不同数量的机架(例如，5个机架)。在这个举例实施例中，工件2601在轻型气压传送装置2602上往复穿梭。

参照图26，台子重量相当轻，与支撑的形状相似或基本相似。台子可以用线性电机驱动，电机的反作用力通过单独接地或通过计数器块与台子的支撑隔离。台子可以在轴承(例如，空气轴承)上滑动和利用真空、静电力或任何其它合适的夹紧机构支撑工件。

图27图示另一举例实施例，其中工件2701通过机架下面并且可以在通过时构图。工件可以是切片形式或辊子到辊子的循环带。如上所述，构图可以包括利用反应能或光子能和/或光束热的光致抗蚀剂的曝光，薄膜的热敏抗蚀剂的构图、表面的光敏化、消蚀、热传递或任何类似的处理。根据至少一些举例实施例，光指的是波长从EUV(例如，低至5nm)到IR(例如，高达20微米)的任何电磁辐射。

图28表示根据举例实施例用于较高速度的工件构图的平台的实例操作。例如，描述这个实例操作涉及图26；然而，根据举例实施例的其它平台可以用相似或基本相似的方式操作。平台具有相同或基本相同类型的轻型板框和轻型浮动台，在下文中，称为“气压装置”2804。

参照图28，在实例操作中，气压装置2804可以在位于支撑2806每一端的计数器块2802之间振荡(例如，反弹)。计数器块2802经过滑轨2810可以在位置A和B之间自由移动，但是，通过线性电机的力作用。当气压装置2804撞击或碰撞计数器块2802，气压装置2804至少损失部分动能。在撞击过程中的力可以通过触发在撞击过程中压缩的弹簧2812的弹簧常数来控制。在每个冲程的端部，气压装置2804撞击计数器块2802。计数器块2802通过固定杆2814连接，或通过一个或多个线性电机单独控制。

线性电机例如还可以位于气压装置2804下面，并且当气压装置2804开始移动时，可以朝第一撞击加速气压装置2804。线性电机也可以用于移动气压装置和将气压装置停止在任何位置，和/或在扫描过程中保持不变或基本不变的速度。气压装置例如可以以不变的速度移到左边或移到右边，如图28所示。弹簧2812的刚度可以选择成最大加速度在理想范围内，使得工件不在台子上滑动和在台子中不产生额外振动。

在至少一些举例实施例中，台子例如由具有浮在支撑结构上的衬垫的片簧和保持工件的其它衬垫组成。由于柔性轻型的气压装置，台子的形状由支撑表面的形状来确定。

图29表示在扫描过程中台子和计数器块的位置的示意图。图29也表示沿垂直于纸张的方向以不变的速度扫描的设备的位置。当台子扫描到右边时，斜线在工件上用设备追踪，在反弹后，其它斜线用不同角度追踪。凭借设备宽度、台子速度和设备速度之间的正确关系，两个连续通道可以在彼此顶上写入。两个通道具有与台子的扫描轴线倾斜的条纹，台子可以减小图案的周期缺陷，如图所示。

如果工件是大约2.8m长，在反弹时以大约10g加速，另外，以大约6m/s的恒速移动，包括反弹时间的平均扫描速度是大约5m/s。动力可以在计数器块2802和台子之间传输，它们没有一个连接支撑结构或接地。在反弹计数器块2802用明显低于台子的速度后退后，线性电机降低速度和改变计数器块的速度，直到与相同计数器块的下一次撞击。

如果计数器块2802用杆连接，或另外，如果单计数器块设置在所使用的台子中心，对线性电机的要求降低。在这个实例中，在每端的反弹降低计数器块的速度，计数器块的运动与台子的运动相似或基本相似，除了更慢和具有更小范围之外。

在一个或多个举例实施例中，图案可以在例如用于显示器件诸如LCD的工件(例如，玻璃片、塑料片等)上写入。在这些举例实施例中，使用大于大约1500mm的工件。可以使用具有多个写入单元(例如，大于或等于5)的光学写入头(例如，转子扫描器)。具有数据传输率(例如，大于或等于100，200，400Gbit/s等)的数据通道可以提供数据，工件和光学写入头(或转子扫描器)可以相对彼此沿至少一个方向旋转。工件和写入头也可以相对彼此在相对旋转面在大约45度和135度之间的平面移动。例如，在至少一个举例实施例中，旋转面可以垂直于移动面。

尽管举例实施例已经描述工件，应该理解，工件与工件可以互换使用。此外，根据举例实施例的写入装置可以结合常规图案形成***使用。

根据至少一些举例实施例，写入图案不细分成条纹。在至少一些具有非干涉像素(例如，图1和图11G-11K)的举例实施例中，图像可以由从工件一边到另一边延伸的平行线构成。

在一些举例实施例中(例如，图1)，线可以从一个边缘到另一边缘并且用写入单元按顺序写入。两根相邻的线用两个相邻的写入单元写入，从而降低(例如，最小化)工件和/或写入头的漂移和/或从一行到另一行的机械运动的风险。顺序写入的边缘到边缘的图案局部误差可以降低，“Mura”影响可以减小。

在与图1相似的举例实施例中，只是包括多于一个环的写入单元(例如，图7A)，或具有写入单元的装置，或的非干涉像素，例如，如图11G-11K所示，行可以不连续写入。但是，由于围绕圆柱体的圆周分布的多个写入单元，两相邻线仍然用在写入头周围相互靠近的写入单元(例如，彼此在90度以内和相当靠近的时间)写入。此外，围绕圆柱体的圆周分布的多个写入单元仍然限制在行之间的漂移和/或振动的自由。

在举例实施例中，利用SLM同时形成相邻的像素阵列(例如，一维(1D)或二维(2D))，相邻的阵列可以连续和/或在靠近的时间写入，从而减小像素真累(SLM标志)之间的拼合区域。用多个写入单元的螺旋扫描、以及针对相同校准传感器的写入单元的校准可以减小图像与写入单元之间的不匹配，无论图像是单点、非干涉像素的串，还是像素的筹募区域(SLM标志)。

如图1B所示，写入单元跟踪的线可以与工件倾斜。如果工件在其支撑上可以旋转，这是可以校正的。然而，如上所述，斜度可以用于减小“Mura”影响，因此，跟踪线的斜度增加是理想的。像素图案铜鼓扫描线来定义，并且相对图案的轴线可以旋转，图案例如是显示器件的像素图案。

第三坐标系由写入头的运动和旋转运动/往返运动来限定。如果像素栅格之间的倾斜角通过在圆柱支撑上的工件的旋转来变化，所有三个坐标系相对彼此旋转。在另一举例实施例中，只有三个坐标系中的两个相互倾斜。

图1C图示在扫描过程中用SLM形成的图像。如图所示，图1C中的图像也相对工件旋转。如上所述，例如，有关图11A-11K和图12A-12E，在这个举例实施例中，四个坐标系存在，两个、三个或所有四个坐标系相对彼此旋转，以减小写入图案的“Mura”。可以利用通过旋转各个坐标系旋转的“Mura”，同时圆形地扫描或在平台上扫描。在图15和16所示的圆台中，运动的坐标系在从边缘到边缘的冲程过程中旋转，从而在坐标系之间形成局部的而且不连续的旋转。

螺旋扫描可以通过旋转工件、写入头和两者来实施，工件可以在写入头里面和外面。

尽管参照附图中图示的举例实施例描述了这些举例实施例，应该理解，这些举例实施例是用于解释，而不具有限制意义。可以预期，在本发明的精神和下列权利要求的范围内，本领域的普通技术人员可以进行变形和组合。

这个非临时美国专利申请要求2005年10月26日提交的临时美国专利申请序列号60/730,009和2006年2月28日提交的临时美国专利申请序列号60/776,919的优先权，两个申请的全部内容引入作为参考。

Claims (28)

1.一种在工件上形成图案时减小可见条纹或条带影响的方法，该方法包括：

在像素栅格上扫描至少一个光学写入单元，像素栅格相对图案特征的轴成一角度设置，该角度不同于0°、45°或90°，其中所述至少一个光学写入单元的扫描的轴方向和图案特征的轴设置成使得所述至少一个光学写入单元的扫描的轴和图案特征的轴彼此相对旋转，且像素栅格的单像素不重复地印在工件上的相邻图案像素的边缘上。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述扫描的步骤形成至少两根等距扫描线。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述扫描的步骤沿至少两个方向进行。

4.如权利要求1所述的方法，其中，至少一个光学写入单元是空间光调制器。

5.如权利要求4所述的方法，其中，所述空间光调制器的轴相对于写入方向倾斜。

6.如权利要求4所述的方法，其中，所述扫描的步骤沿两个方向进行，所述图案特征的轴、空间光调制器的轴和扫描方向不平行。

7.一种在工件上产生图案的写入装置，该装置包括：

写入头，其包括用于扫描像素栅格的至少一个光学写入单元，像素栅格相对图案特征的轴成一角度设置，该角度不同于0°、45°或90°，其中，所述写入头的轴和图案特征的轴设置成使得像素栅格的单像素不重复地印在工件上的相邻图案像素的边缘上，不印成像素栅格的单像素列。

8.如权利要求7所述的装置，其中，所述写入头构造成用于在扫描过程中形成至少两行等距扫描线。

9.如权利要求7所述的装置，其中，所述写入头用于沿至少两个方向扫描工件。

10.如权利要求7所述的装置，其中，所述至少一个光学写入单元具有至少一行像素。

11.如权利要求7所述装置，其中，所述至少一个光学写入单元是空间光调制器。

12.如权利要求11所述的装置，其中，所述空间光调制器是一维的。

13.如权利要求7所述的装置，其中，所述至少一个光学写入单元是空间光调制器，并且用于沿至少二个方向扫描工件，且所述扫描方向与写入头的轴不平行、所述扫描方向与图案特征的轴不平行、以及写入头的轴和图案特征的轴不平行。

14.一种当利用转子扫描器***在工件上形成图案时减小可见条纹或条带影响的方法，该方法包括：

旋转具有多个光学写入单元的转子扫描器，每个光学写入单元发射电磁辐射，在旋转转子扫描器的同时，通过沿垂直于转子扫描器的旋转平面的方向移动至少一个工件和至少一个写入头来扫描工件；和

在像素栅格上扫描多个光学写入单元的至少一个光学写入单元，像素栅格相对于图案特征的轴成一角度设置，该角度不同于0°、45°或90°，其中，所述像素栅格轴、图案特征的轴相对彼此旋转，使得像素栅格的单像素不重复地印在工件的相邻图案像素的边缘上。

15.如权利要求14所述的方法，其中，所述至少一个光学写入单元具有至少一行像素，且所述行相对于写入方向倾斜。

16.如权利要求14所述的方法，其中，所述电磁辐射沿相对于转子扫描器的径向发射。

17.如权利要求14所述的方法，其中，所述电磁辐射沿相对于转子扫描器的轴向发射。

18.如权利要求14所述的方法，其中，所述工件的扫描步骤包括：

沿第一方向扫描工件，以形成像素栅格，所述像素栅格与第一方向和像素栅格的轴向中的至少一个形成一角度，该角度不同于0°、45°或90°。

19.如权利要求14所述的方向，其中，所述工件的扫描步骤包括，

沿第一方向在工件中扫描，以在工件上形成螺旋图案。

20.如权利要求14所述的方法，其中，所述电磁辐射沿平行于转子扫描器的旋转平面和转子扫描器的扫描方向中的至少一个的方向发射。

21.如权利要求14所述的方法，其中，所述在工件上形成的图案包括多根等距扫描线。

22.一种在工件上形成图案的写入装置，该装置包括：

包括多个光学写入单元的转子扫描器，每个光学写入单元发射电磁辐射，通过沿垂直于转子扫描器的旋转平面的方向旋转转子扫描器和移动至少一个工件和至少一个写入头，转子扫描器用于扫描工件，转子扫描器构造成用于在像素栅格上扫描多个光学写入单元的至少一个，像素栅格相对图案特征的轴成一角度设置，该角度不同于0°、45°或90°，其中，所述至少一个光学写入单元的轴和图案特征的轴相对彼此旋转，使得像素栅格的单像素不重复地印在工件的相邻图案像素的边缘上。

23.如权利要求22所述的装置，其中，所述电磁辐射沿相对于转子扫描器的径向发射。

24.如权利要求22所述的装置，其中，所述电磁辐射沿相对于转子扫描器的轴向发射。

25.如权利要求22所述的装置，其中，所述转子扫描器在扫描过程中在工件上形成螺旋图案。

26.如权利要求22所述的装置，其中，所述电磁辐射沿平行于转子扫描器的转动平面和转子扫描器的扫描方向中的至少一个的方向发射。

27.如权利要求22所述的装置，其中，在工件上形成的图案包括多根等距扫描线。

28.一种在构图工件时减小可见条纹或条带影响的方法，该方法包括：

在工件表面上扫描多个光学写入单元，多个光学写入单元的每一个具有分开的末级透镜，在像素栅格上扫描至少一个光学写入单元，像素栅格相对图案特征的轴成一角度设置，该角度不同于0°、45°或90°，其中，所述至少一个光学写入头的轴和图案特征的轴相对彼此旋转，使得像素栅格的单像素不重复地印在工件的相邻图案像素的边缘上。

相对彼此移动工件和多个光学写入单元，相对运动是线性运动和沿垂直于线性运动方向的圆周运动的组合。

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