CN102414025A

CN102414025A - 光学成像系统

Info

Publication number: CN102414025A
Application number: CN2010800190400A
Authority: CN
Inventors: 伊贾尔·卡茨尔; 艾利·梅穆恩
Original assignee: OVBOTECH Ltd
Current assignee: OVBOTECH Ltd; Orbotech Ltd
Priority date: 2009-05-12
Filing date: 2010-04-22
Publication date: 2012-04-11
Also published as: TW201106110A; JP2012527006A; KR20120027131A; WO2010131239A1; IL198719A0; US20120026272A1

Abstract

本发明揭示一种将图案扫描至表面上的方法，该方法包括：形成包含用于写入表面上的图案的第一空间调制光束；将该第一空间调制光束分裂为多个子光束；改变该多个子光束之间的空间关系，由此形成第二空间调制光束；及用该第二空间调制光束扫描该表面。

Description

光学成像系统

技术领域

本发明关于成像。本发明的重要应用为印刷电路板(PCB)的直接成像(DI)，且更具体地为DI中所使用的光学系统。

背景技术

在熟知类别的DI系统中，使用空间光调制器(SLM)(诸如数字微镜器件(DMD)或液晶光阀)以在空间上调制光束以形成待印刷的影像或图案。DMD为其中调制组件由布置成包含成列与成行的矩形数组的数十万个显微镜组成的SLM。如本文中所使用，该矩形数组中的列与行被定义为使得所述列比所述行包含更多调制组件。该数组中的各个镜可分别地旋转为开启状态或关闭状态。在开启状态下，来自光源的光经反射进入引导光朝向写入表面的光学系统中，且在关闭状态下，光经引导远离该写入表面，例如，进入光阱或散热器中。

虽然DMD用于直接成像中，但DMD最初意欲用于数字光处理投影机及背投影电视机。因此，矩形数组的纵横比被配置用于标准图像格式，例如电视机及投影机屏幕。

通常，在DI中待扫描的面板的宽度远宽于由标准DMD产生的影像的宽度。在一些系统中，DI包含单一DMD或者少数DMD，且使用影像步进或接合以扫描面板的整个宽度。或者，使用一系列DMD以容许单道次扫描。

转让给Dainippon Screen Mfg.公司的名为“Pattern WritingApparatus and Pattern Writing Method(图案写入装置和图案写入方法)”的美国专利第6,903,798号描述一种在写入装置内的DMD，其中该DMD的照射区域的布置是相对于主扫描方向倾斜的，该专利的内容以引用的方式并入本文中。布置于主扫描方向上的两个相邻照射区域之间沿次扫描方向的中心至中心距离等于基板上的写入单元关于次扫描方向的节距。每次照射区域移动等于两倍节距的距离时，执行各个照射区域的光照射的开启/关闭控制。

转让给Dainippon Screen Mfg.公司的名为“Pattern WritingApparatus and Block Number Determining Method(图案写入装置和区块数目确定方法)”的美国专利申请公开案第US20060269217号描述一种图案写入装置，其包括用于在空间上调制光且将经调制的光束引导至多个照射区域的DMD，该专利申请的内容以引用的方式并入本文中。在该DMD中，将写入信号循序地输入至分别对应于该多个照射区块的多个镜区块中的待使用的镜区块。当写入图案时，操作部件考虑将写入信号输入至DMD所需的时间及应用于基板上的光量而决定可使扫描速度最大化的待使用的镜区块数目。

发明内容

本发明的一方面的一些实施方式提供用于光学地操纵从SLM获得的数据的空间分布的系统及方法。

本发明的一方面的一些实施方式提供一种将图案扫描至表面上的方法，所述方法包括：形成包含用于写入表面上的图案的第一空间调制光束；将所述第一空间调制光束分裂为多个子光束；改变所述多个子光束之间的空间关系，由此形成第二空间调制光束；及用所述第二空间调制光束扫描所述表面。

可选地，所述扫描包含写入。

可选地，改变所述多个子光束之间的所述空间关系改变所述第一空间调制光束的纵横比。

可选地，改变所述多个子光束之间的所述空间关系提供相对于所述第一空间调制光束呈长形的空间调制光束。

可选地，改变所述多个子光束之间的所述空间关系以在扫描期间提供沿交叉扫描方向的子光束之间的重叠。

可选地，所述重叠可使得以比所述第一空间调制光束所提供的分辨率更大的分辨率写入所述图案。

可选地，改变所述多个子光束之间的所述空间关系以在所述扫描期间形成沿扫描方向至少部分重叠的多列子光束。

可选地，所述多列相对于彼此偏移等于SLM组件的一半宽度的距离。

可选地，改变所述多个子光束之间的所述空间关系以在所述扫描期间形成沿扫描方向至少部分重叠的多行子光束。

可选地，改变所述多个子光束之间的所述空间关系以形成紧凑型多边形空间关系。

可选地，所述方法包括改变所述多个子光束的至少一部分的角定向。

可选地，改变所述多个子光束之间的所述空间关系以形成至少第一列及第二列，其中所述第一列子光束具有第一角定向且所述第二列子光束具有不同于所述第一角定向的第二角定向，且其中所述第一列与所述第二列在扫描期间彼此重叠。

可选地，所述第一列与所述第二列中的子光束的角定向之间的差异为45度。

所述方法包括沿垂直于所述表面的方向引导所述多个子光束中的每个。

可选地，用远心透镜引导所述多个子光束中的每个使其朝向所述表面。

可选地，通过多个反射表面或折射表面而使所述空间调制光束分裂为多个子光束。

可选地，所述多个反射表面或折射表面设置于单一光学组件上。

可选地，通过包含多个表面的单一光学组件而使所述空间调制光束分裂为多个子光束并且使所述多个子光束之间的所述空间关系改变。

可选地，所述空间调制光束用数字微镜器件(DMD)而形成，其中所述DMD包含成列与成行的反射组件，其中所述列含有比所述行更多的组件。

可选地，所述多个子光束中的每个对应于由所述DMD的多个邻近列反射的光。

可选地，所述多个子光束之间的所述空间关系而从划分为多列的数组的第一调制光束改变以形成所述第二空间调制光束，其中所述子光束在空间上并列地布置以形成至少长形调制光束列。

可选地，所述子光束经光学旋转。

可选地，所述第二空间调制光束由至少两列子光束形成，其中所述第一列及所述第二列相对于彼此偏移所述DMD的一个反射组件的长度的一半。

可选地，所述方法包括消隐所述多个邻近列之间的所述DMD的一部分。

可选地，经消隐的所述DMD的所述部分对应于决定为遭受由分裂所致的渐晕效应或阻挡效应的部分。

可选地，所述多个子光束中的每个由相同数目的邻近列反射。

可选地，所述表面为印刷电路板的面板的表面，其中所述面板沿所述交叉扫描方向的宽度宽于所述第一空间调制光束的宽度。

可选地，所述方法包括在单道次期间沿所述交叉扫描方向扫描所述面板的所述宽度。

可选地，在所述扫描期间所述表面沿扫描方向前进。

本发明的一方面的一些实施方式提供一种用光束将图案扫描至表面上的系统，所述系统包括：光源，其被配置以产生用于将图案扫描至表面上的光束；空间光调制器，其被配置以在空间上调制所述光束以形成提供待写入于所述表面上的所述图案的空间调制光束；光束分裂组件，其被配置以将所述调制光束在空间上划分为多个子光束；扫描仪，其操作以用所述多个经重新引导的子光束扫描目标对象；及控制器，其操作以遵循所述调制光束的分裂而将调制信号提供至所述SLM。

可选地，所述系统包括被配置用于改变所述子光束之间的空间关系的重新引导组件，且其中所述控制器操作以遵循所述子光束的重新引导而将调制信号提供至所述SLM。

可选地，所述光束分裂组件被配置以改变所述空间调制光束的纵横比。

可选地，所述光束分裂组件被配置以提供相对于所述空间调制光束呈长形的第二空间调制光束。

可选地，所述光束分裂组件被配置以在扫描期间提供子光束之间的重叠区域。

可选地，所述空间光调制器为DMD，其中所述DMD包含成列与成行的反射组件。

可选地，所述光束分裂组件被配置以由自所述DMD的多个邻近列反射的光形成各个子光束，其中所述DMD的所述列比所述DMD的所述行更长。

可选地，消隐所述多个邻近列之间的所述DMD的一部分。

可选地，经消隐的所述DMD的所述部分对应于决定为遭受由所述调制光束的分裂所致的渐晕效应或阻挡效应的部分。

可选地，所述部分对应于所述DMD的20列至30列。

可选地，所述光束分裂组件包含多个反射表面或折射表面，各个反射表面或折射表面反射所述多个子光束之一。

可选地，所述多个反射表面或折射表面布置成一列，且其中布置于所述列的起始处及末端处的所述反射表面或折射表面具有比布置于所述列的中间处的所述反射表面或折射表面的表面积更大的表面积。

可选地，所述系统包括被配置以将各个子光束聚焦于所述目标对象上的成像系统。

可选地，所述成像系统包含至少远心透镜，所述远心透镜用于沿垂直于所述目标对象的方向将所述多个子光束中的每个引导至所述目标对象上。

可选地，所述光束分裂组件跨立于所述空间光调制器的焦平面上。

可选地，初级成像系统被配置以将所述空间调制光束聚焦于所述光束分裂组件上。

可选地，所述光束分裂组件定位于所述初级成像系统的焦平面上。

除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和/或科学术语具有本发明相关技术领域技术人员通常所了解的相同含义。虽然在实践或测试本发明的实施方式中可使用类似于或等效于本文所述的方法及材料，但下文描述示例性方法和/或材料。若发生冲突，专利说明书(包含定义)将对其进行控制。另外，所述材料、方法及实例仅为阐释性且并不意欲为必具限制性。

附图说明

在本文中参照附图仅经由实例而描述本发明的一些实施方式。现在详细地明确参照附图，应强调所示的细节作为实例且用于阐释性地讨论本发明的实施方式。在这点上，结合附图的说明使本领域技术人员可了解如何实践本发明的实施方式。

在附图中：

图1显示根据本发明的一些实施方式的用于将空间调制光束分裂为经界定的子光束且将所述子光束的至少一部分引导至不同目的地的光学系统的简化示意图；

图2显示根据本发明的一些实施方式的划分为经界定的区段且各个区段经引导至不同目的地的影像的简化示意图；

图3显示根据本发明的一些实施方式的用于将空间调制光束分割为子光束且将各个子光束引导至期望的目的地的示例性方法的简化流程图；

图4显示根据本发明的一些实施方式的示例性光束分裂组件；

图5显示根据本发明的一些实施方式的产生于DMD上、划分为切片且经布置以在目标对象上形成长形矩形影像的影像的简化示意图；

图6显示根据本发明的一些实施方式的布置于目标对象上以沿交叉扫描方向形成重叠区域的影像切片的简化示意图；

图7显示根据本发明的一些实施方式的来自经布置以扫描面板的整个宽度的两个DMD的影像切片的简化示意图；

图8A显示根据本发明的一些实施方式的划分为4个影像切片的DMD影像的简化示意图；

图8B显示根据本发明的一些实施方式的来自该DMD的投影于目标表面上且沿扫描方向偏移半个像素的两个影像切片的简化示意图；

图8C显示根据本发明的一些实施方式的来自该DMD的投影于目标表面上且沿交叉扫描方向偏移半个像素的另外两个影像切片的简化示意图；

图8D显示根据本发明的一些实施方式的来自该DMD的投影于目标表面上且沿扫描方向及交叉扫描方向两者均偏移半个像素的四个影像切片的简化示意图；

图8E显示根据本发明的一些实施方式的来自该DMD的投影于目标表面上且沿扫描方向及交叉扫描方向两者均偏移半个像素的四个像素的简化示意图；

图9A显示根据本发明的一些实施方式的用于将相对于扫描方向及交叉扫描方向成角度的空间调制光束分裂为经界定的子光束的光学系统的简化示意图；

图9B显示根据本发明的一些实施方式的来自经布置以扫描面板的宽度的DMD且相对于扫描方向及交叉扫描方向成角度的影像切片的简化示意图；

图10显示根据本发明的一些实施方式的相对于扫描方向及交叉扫描方向成不同角度而布置于目标对象上的子光束的简化示意图；

图11A显示根据本发明的一些实施方式的扫描于目标对象上且在它们之间具有45度的角度的两组子光束的简化示意图；

图11B显示根据本发明的一些实施方式的由两个成角度的DMD像素构建且在目标表面上成像的所得像素的简化示意图；

图12显示根据本发明的一些实施方式的用于将空间调制光束分裂为经布置以在目标对象上形成蜂巢式紧凑型子光束数组的多个子光束的光学系统的简化示意图；

图13显示根据本发明的一些实施方式的以紧凑型蜂巢式形式扫描的影像切片的简化示意图；

图14显示根据本发明的一些实施方式的来自DMD上的影像切片的两个像素的简化示意图；

图15A显示根据本发明的一些实施方式的在光束分裂组件上的两个像素的投影的简化示意图；

图15B显示根据本发明的一些实施方式的来自光束分裂组件上的两个像素的光束反射的简化示意图；

图16显示根据本发明的一些实施方式的DMD上的接近于影像切片边缘的消隐区域的简化示意图；

图17显示根据本发明的一些实施方式的经修改的光束分裂组件的简化示意图；

图18显示根据本发明的一些实施方式的用以将空间调制光束分裂为子光束且将所述子光束往指定方向引导的简化单石块体；

图19A显示根据本发明的一些实施方式的用于将空间调制光束分裂为经界定的子光束且用于将所述子光束的至少一部分引导至不同目标对象的光学系统的简化示意图；

图19B显示根据本发明的一些实施方式的划分为经界定的区段且各个区段引导至包含不同目标对象的不同目的地的影像的简化示意图；及

图20显示根据本发明的一些实施方式的用于使PCB面板上的图案曝光的无掩模光刻系统的简化示意图。

具体实施方式

本发明关于成像。本发明的重要应用印刷电路板(PCB)的直接成像(DI)，且更具体地为DI中所使用的光学系统。

如本文中所使用，扫描方向是指目标对象在单道次期间的前进方向，而交叉扫描方向指大体上垂直于该扫描方向的方向。在多道次扫描的情况下，道次之间的步进将沿交叉扫描方向进行。

本发明人已发现标准DMD的纵横比并不完全适合于经扫描以制造PCB的典型面板的尺寸。影像步进因需要多个道次而明显增加生产时间且由此增加生产成本。另外，道次之间的潜在失配可引入附加误差。由于DMD的成本及其相关机械、光学、计算及电子零件及组件，因此用多个DMD扫描以容许单道次扫描导致了额外的系统成本，且由此也增加PCB的生产成本。

本发明的一方面的一些实施方式提供一种用于将空间调制光束分割为各自从SLM上的不同空间原点产生的较小子光束且分别地将所述子光束中的每个引导至一个或多个对象上的期望位置及入射角的系统及方法。根据本发明的一些实施方式，光学分割及转向使得可光学地操纵由DMD输出的数据分布。根据本发明的一些实施方式，该空间调制光束的光学分割及转向使得可光学地改变该空间调制光束的纵横比。在一些示例性实施方式中，经改变的空间调制光束用于将连续影像扫描于相对于该光束沿扫描方向移动的表面上。

根据本发明的一些实施方式，分割该光束使得所述子光束中的每个对应于由该DMD的子群组镜(例如，像素)反射的光。在一些示例性实施方式中，各个子光束包含反射离开该DMD的一列或多列或者一行或多行的光。

根据一些示例性实施方式，所述子光束经重新引导和/或重新分布以形成更长且更细的扫描光束。在一些示例性实施方式中，所述子光束经重新分布以形成单一子光束线。在其它示例性实施方式中，所述子光束经重新引导以形成多个子光束线。在一些示例性实施方式中，所述子光束经光学引导为彼此平行且垂直地照射于目标表面上。在一些示例性实施方式中，所述子光束相对于该扫描方向成角度。在一些示例性实施方式中，使该子光束相对于该扫描方向成角度使得可增加该扫描影像的分辨率。在一些示例性实施方式中，所述子光束在光学上并列地布置于面板上，例如布置成一列，且在它们之间具有间隙。在一些示例性实施方式中，所述子光束经光学布置成包含间隙的两行或更多行以形成所述子光束沿该交叉扫描方向部分重叠的网纹图案。本发明人已发现通过分割及空间上重新布置和/或重新分布所述子光束，可形成比原始空间调制光束更长且更细的经改变的空间调制光束。该经改变的空间调制光束可用于以相对少的道次(例如，单道次、双道次或四道次)扫描面板。如本文中所使用，列是指大体上平行于交叉扫描方向的方向，且行是指大体上平行于扫描方向的方向。

根据本发明的一些实施方式，所述子光束经重新引导和/或重新分布以在单道次期间形成重叠区域。在一些示例性实施方式中，重叠区域使得可增加该扫描影像的分辨率。在一些示例性实施方式中，总体的像素密度增加。在一些示例性实施方式中，在一个或多个角度下的像素密度增加。在一些示例性实施方式中，在多个道次内提供重叠区域。

根据本发明的一些实施方式，在第一道次的扫描期间，第一系列的子光束扫描面板而在印刷图案中留下间隙，且在第二道次期间，第二系列的子光束扫描该面板以填充该第一道次留下的所述间隙。在一些示例性实施方式中，沿交叉扫描方向移动该PCB以使该第二系列的扫描与该第一系列的扫描对准。在一些示例性实施方式中，在第二道次期间，该第二系列的子光束扫描所述间隙区域及围绕所述间隙的重叠区域。本发明人已发现扫描所述间隙区域及与先前扫描的区域重叠的周围区域可改良由所述子光束中的每个形成的影像间的整合。在一些示例性实施方式中，实施两个以上的道次以完成该面板的扫描。例如，该第一组中的子光束之间的间距为该子组沿交叉扫描方向的宽度的约两倍。

根据本发明的一些实施方式，所述子光束的部分相对于扫描方向及交叉扫描方向成角度而经光学旋转(例如，无需实体地旋转DMD而旋转)及扫描。根据一些示例性实施方式，所述子光束的第一部分以相对于交叉扫描方向成第一角度而经扫描，且所述子光束的第二部分以相对于交叉扫描方向成第二不同角度而经扫描。在一些示例性实施方式中，该第一部分及该第二部分以彼此成45度的角度而经扫描。

根据本发明的一些实施方式，该空间调制光束通过含有多个分裂表面的分裂组件而分割。分裂组件可为反射组件或折射组件。在一些示例性实施方式中，该分裂组件包含多个镜，各镜定位成不同角度。在一些示例性实施方式中，该分裂组件为具有多个反射表面的棱镜。在一些示例性实施方式中，该分裂组件跨立在该DMD的焦平面周围以避免渐晕效应和/或光束混合。

本发明人已发现被配置以照射所述分裂表面的所述子光束中的每个的部分在分裂表面的边缘附近可能遭受渐晕效应及阻挡效应。通常，渐晕效应及阻挡效应由该分裂组件的实体结构所致。例如，该分裂组件的一些部分可在焦平面外且所述分裂表面的一些边缘可切去相邻子光束的部分。根据本发明的一些实施方式，通过将该分裂组件的外表面的面积扩大为超过照射子光束的面积而避免沿该分裂组件的外边缘的渐晕。根据本发明的实施方式，通过消隐DMD中待反射朝向所述分裂表面的边缘的部分而避免沿分裂表面邻近其它分裂表面的边缘的渐晕及阻挡。如本文中所使用，术语消隐是指关闭DMD的像素和/或SLM的基本组件。根据本发明的一些实施方式，消隐图案经定义以使对应于各个子光束的可用区域最大化而使由渐晕效应及阻挡效应所致的模糊性最小化。根据本发明的一些实施方式，消隐图案经定义以提供由各个子光束输出的均匀功率。

通常，响应于将光束分裂为子光束，可以不同角度使所述子光束从该分裂组件分散。此可导致光倾斜地入射于PCB上的光阻上，这使得质量和/或系统性能劣化。在DI期间，使所有子光束垂直地照射光阻表面一般是有利的。当扫描光束以非垂直角度照射时，质量受损。根据本发明的一些实施方式，包含一个或多个光学组件以对准各个子光束以正对地(即，垂直于表面)击中目标对象。

根据本发明的一些实施方式，各个子光束经引导朝向包含一个或多个光学组件的光学子系统。在一些示例性实施方式中，该光学子系统包含成像系统，该成像系统含有一个或多个组件(诸如透镜)以沿垂直于面板的角度引导所述子光束。在一些示例性实施方式中，该子光束光学系统包含一对远心透镜。在一些示例性实施方式中，该子光束光学系统包含一个或多个重新引导组件，以将所述子光束的至少一部分重新引导至指定位置及方向且使其恰当地聚焦。

在一些示例性实施方式中，所述重新引导组件用以将所述子光束引导至对象中的不同区域，例如，平坦表面(诸如PCB或其它面板)。在一些示例性实施方式中，所述重新引导组件用以引导所述子光束的至少一部分使其朝向不同对象或朝向三维对象。在一些示例性实施方式中，该重新引导组件用以沿垂直于所照射区域的方向将所述子光束引导朝向一个或多个对象。在一些示例性实施方式中，该空间调制光束在分裂之前经引导朝向初级成像系统。在一些示例性实施方式中，该分裂组件跨立于该初级成像系统的焦平面上。

现在参照图1，其显示根据本发明的一些实施方式的用于将空间调制光束分裂为经界定的子光束且将所述子光束引导至表面上的不同位置的光学系统的简化示意图。根据本发明的一些实施方式，当入射光束105照射于SLM 110上时，形成空间调制光束190。在一些示例性实施方式中，SLM 110为DMD。光束190在分裂前可选地通过使SLM 110重新成像于分裂组件130上的初级成像系统120。光束190被反射或折射离开光束分裂组件130以将该光束划分为多个子光束195。在各种示例性实施方式中，分束器130可由镜、棱镜、透镜或可改变光的方向的其它一般光学组件构建。

在一些示例性实施方式中，分裂组件130跨立于SLM 110的焦平面上和/或周围。本发明人已发现，由于分束器130的基本组件之间的不连续性，使分裂组件130跨立于焦平面上可减少SLM的不可用部分。在一些示例性实施方式中，使光束分裂组件130跨立于SLM的焦平面上和/或周围可减少渐晕效应及避免光束混合。通常，当包含初级成像系统120时，光束分裂组件130定位于成像系统120的焦平面上。在一些示例性实施方式中，初级成像系统120包含SLM与分裂组件之间的远心成像。

根据本发明的一些实施方式，使用次级成像系统150以使子光束195聚焦于表面(诸如可写入表面160)上。通常，次级成像系统150包含远心透镜系统。远心透镜经设计使得该光束的所有主光线大体上正交地照射该表面。通常，子光束195大体上沿法线方向(例如，正对地)照射于该可写入表面上。在一些示例性实施方式中，在通过次级成像系统150之前或之后，使用一个或多个重新引导组件140以改变一个或多个子光束195的方向且以期望的照射角度将所述子光束引导至可写入表面160上的期望位置。根据本发明的一些实施方式，使用单一组件以重新引导及成像。在一些示例性实施方式中，次级成像系统150为透镜群组，该透镜群组离轴偏移因此其也用作棱镜。在一些示例性实施方式中，成像组件150与重新引导组件140之间的顺序是相反的。在一些其它示例性实施方式中，可将重新引导组件140插入于成像组件150的两个子组件之间。

根据本发明的一些实施方式，光束分裂组件130与重新引导组件140联合操作以按期望位置及照射角度(例如，呈正交入射)将所述子光束引导于可写入表面160上。在一些示例性实施方式中，在缺乏重新引导组件140时，光束可能不呈正交入射地照射。但若分裂组件与面板之间的距离足够大，则可使此角度实际上足够小以用于直接成像。

现在参照图2，其显示根据本发明的一些实施方式的划分为经界定的区段(例如，影像切片)且各个区段经引导至不同目的地的影像的简化示意图。通常，在已知系统中，空间调制光束190照射于可写入表面160上以形成影像区域180。随着该可写入表面沿扫描方向375前进，连续光束190照射于该可写入表面上以形成连续影像区域(例如，影像区域180A)。通常，影像区域180相较于待扫描的表面区域是狭窄的。

根据本发明的一些实施方式，SLM 110的区域180通过经重新引导的子光束195而分裂为多个子区域(例如，子区域181至184)，以在可写入表面160上形成长形影像区域185。在一些示例性实施方式中，随着连续组的子光束195照射于可写入表面160上，可写入表面160沿扫描方向375前进，以形成连续影像区域(例如，影像区域185A、185B)。以此方式，由随着时间推移经引导朝向该可写入表面的多个SLM影像构建连续影像。在一些示例性实施方式中，影像区域185为长形且相较于影像区域180扫描更宽区域。根据本发明的一些较佳实施方式，子区域181至184中含有的成像调制组件的列与行大体上彼此平行。

在一些示例性实施方式中，可写入表面沿扫描方向及垂直于扫描方向的交叉扫描方向两者前进而同时由多个SLM影像产生连续影像。在一些示例性实施方式中，在该可写入表面上布置1×4的子光束数组使得该数组(例如，包含4个子光束)的较宽尺寸平行于交叉扫描方向。以此方式，可减少扫描整个影像所需的扫掠数目或甚至消除对于多个扫掠的需要。

通常，在扫描期间，随着一序列调制子光束195照射于可写入表面160上，可写入表面160沿扫描方向375前进，以形成子影像181至184的序列，直至在大体上整个可写入表面160上形成连续影像为止。根据本发明的一些实施方式，该SLM为DMD。在一些示例性实施方式中，使用单一DMD以产生具有除DMD的形式因子外的纵横比的单一影像。在一些示例性实施方式中，使用单一DMD以将影像扫描于移动对象上。

现在参照图3，其显示根据本发明的一些实施方式的用于将空间调制光束分割为子光束且将各个子光束引导至期望的目的地及角度的示例性方法的简化流程图。根据本发明的一些实施方式，用SLM和/或多个SLM形成空间调制光束(区块210)。将各个空间调制光束分裂为两个或更多个子光束(区块220)。将各个子光束引导至可写入表面上的目标位置(区块230)。在一些示例性实施方式中，调节各个子影像光束使其以垂直角度击中可写入表面(区块240)。根据本发明的一些实施方式，区块210至区块240中所描述的方法用于将多个空间调制光束扫描于移动可写入表面上以形成连续影像。根据本发明的一些实施方式，随着可写入表面沿扫描方向相对于扫描子光束移动时，通过重复区块210至240而执行用多个空间调制光束来扫描该可写入表面。

根据本发明的一些实施方式，本文所描述的方法及系统关于通过DMD产生影像的大型PCB面板的DI。根据本发明的一些实施方式，DMD扫描光束分裂为子光束，且各个子光束经重新引导以形成经较佳配置以扫描大区域的细长形扫描光束。例如，通过增加该扫描光束的长度，减少了扫描宽度面板所需的扫掠数目。虽然各个扫掠可能因现在在各个切片处可获得较少曝光功率而花费较多时间，但可通过使多个扫掠中所需的来回移动数目最少化而减少总制造时间。通常，在扫描期间，期望减少扫描PCB所需的扫掠数目以减少制造时间及材料成本，且由此降低总成本。

现在参照图4，其显示根据本发明的一些实施方式的示例性光束分裂组件。根据本发明的一些实施方式，分裂组件130是包含多个镜式表面410的单一组件，各个表面被配置以沿不同于其它子光束的方向反射单一子光束。在其它示例性实施方式中，分裂组件130由多个组件构建。通常，各个表面410的形状及尺寸界定各个子光束的形状、尺寸。在一些示例性实施方式中，分裂组件130具有大体上与产生待分裂的空间调制光束的SLM(例如，DMD)的纵横比类似的纵横比。在一些示例性实施方式中，分裂组件130包含10个表面410，表面410用以将矩形SLM影像分裂为10个切片使得各个切片包含SLM影像的最宽尺寸。在一些示例性实施方式中，各个平面反射DMD影像的多列。

现在参照图5，其显示根据本发明的一些实施方式的划分为切片且经布置以在可写入表面上形成长形矩形影像的影像的简化示意图。在一些示例性实施方式中，SLM影像510划分为5个子影像520至524，其中各个子影像为SLM影像510的切片，使得各个切片包含SLM影像510的最长尺寸。使用本文中所描述的光学系统及方法，将该SLM影像分裂且作为1×5子影像数组布置于可写入表面上以由区块状影像510产生细长影像带530。在一些示例性实施方式中，带状影像530垂直于扫描方向560。通过以此方式改变SLM产生的影像的尺寸，在单一扫掠中扫描的区域增加5倍。在一些示例性实施方式中，带530为在切片520至524之间无间隙的连续带。根据本发明的实施方式，由SLM产生的影像数据被配置以按预定义方式分裂及重新引导。

现在参照图6，其显示根据本发明的一些实施方式的布置于可写入表面上以沿交叉扫描方向形成重叠区域的影像切片的简化示意图。在一些示例性实施方式中，空间调制光束分裂为两个子光束610及615。在一些示例性实施方式中，各个子光束610及615对应于反射离开DMD上的多列的空间调制光。子光束以沿交叉扫描方向640包含重叠区域的网纹方式引导至可写入表面上。在一些示例性实施方式中，在沿扫描方向650扫描期间，子光束610中的重叠区域630覆写子光束615中的重叠区域635。在一些示例性实施方式中，子光束610与615之间的重叠区域使所述子光束所扫描的区域之间的匹配及连接性增加。

现在参照图7，其显示根据本发明的一些实施方式的来自经布置以扫描面板的整个宽度的两个DMD的切片的简化示意图。根据本发明的实施方式，各个DMD经光学划分为布置成交错列的10个切片，其中每相隔的切片620沿扫描方向及交叉扫描方向两者自其邻近切片610偏移以形成牙齿状图案。在一些示例性实施方式中，两个对准切片610之间的间隙小于切片620的长度，使得由切片620扫描的区域的一部分与由邻近切片610扫描的区域重叠。当扫描对象相对于光学系统移动时，可扫描连续区域，同时避免影像切片之间的间隙及失配。

现在参照图8A至图8E，图8A至图8E显示如何使用自DMD反射于目标表面上的子光束的重新分布来增加用空间调制光束扫描影像时可达到的分辨率和/或每给定面积的像素数目(像素密度)。在图8A中，根据本发明的一些实施方式，DMD影像的简化示意图划分为4个影像切片810至813。为示例性目的，各个影像切片显示为包含呈12×2数组的24个像素，例如，影像切片810中的像素890、影像切片811中的像素891、影像切片812中的像素892及影像切片813中的像素893。通常，来自DMD的影像切片可包含大得多的像素列的数组，例如，768/M、1024/M、1080/M或1920/M，其中M等于影像切片数目。

图8B显示根据本发明的一些实施方式的来自该DMD的投影于目标表面上且沿扫描方向偏移半个像素的两个影像切片的简化示意图。在一些示例性实施方式中，在时间T₁运用第一空间调制影像信息使第一影像切片810投影于目标表面上。在特定延迟时间ΔT下，可对相同影像切片810进行再次曝光，此次运用第二空间调制影像信息。通常，延迟ΔT将对应于N+1/2个组件的DMD组件偏移，其中N为整数，例如，沿扫描方向的半个DMD像素偏移(诸如由830表示)。在一些示例性实施方式中，使额外影像切片811投影于目标表面上使得两个影像切片810与811以半个像素偏移而重叠。以此方式，投影的影像沿扫描方向具有为DMD像素分辨率的两倍的像素分辨率。在一些示例性实施方式中，在扫描期间，界定于第一半DMD区域上的影像按预定义频率投影于移动表面上，且界定于第二半DMD区域上的影像按相同预定义频率投影，但具有对应于半个像素偏移的延迟。通过调整延迟的数目及周期可达成沿扫描方向的其它分辨率。例如，通过使用两个延迟来投影DMD影像而各个延迟对应于DMD像素偏移的三分之一，可使沿扫描方向的影像分辨率增至三倍。

图8C显示根据本发明的一些实施方式的来自该DMD的投影于目标表面上且沿交叉扫描方向偏移半个像素的两个影像切片的简化示意图。在一些示例性实施方式中，两个影像切片812及切片810相对于扫描方向880前后地投影于目标表面上，沿交叉扫描方向881在所述切片之间有横向偏移850，其中该偏移等于半个DMD镜组件的长度。在扫描期间，目标表面沿扫描方向880前进，且来自影像切片810的像素投影于来自另一影像切片812的像素之间。以此方式，经投影的影像沿交叉扫描方向具有为DMD的像素分辨率的两倍的像素分辨率。

图8D显示根据本发明的一些实施方式的来自该DMD的投影于目标表面上且沿扫描方向及交叉扫描方向两者均偏移半个像素的四个影像切片的简化示意图。根据本发明的实施方式，由影像切片810与812分别与影像切片811与813重叠且沿扫描方向偏移半个像素、及由影像切片810与811分别与影像切片812与813重叠且沿交叉扫描方向偏移半个像素而构建影像820。以此方式，区域820中的投影影像沿交叉扫描方向及扫描方向两者具有为DMD的像素分辨率的两倍的像素分辨率。在其它示例性实施方式中，在成像期间使用其它大小的偏移(例如，1/3的DMD组件偏移)以达成其它分辨率。在一些示例性实施方式中，仅沿一个方向(例如，交叉扫描方向或扫描方向)增加分辨率和/或在各个方向使用不同分辨率。

现在参照图8E，其显示根据本发明的一些实施方式的响应于四个影像切片的沿扫描方向及交叉扫描方向偏移半个像素的像素级重叠的简化示意图。在一些示例性实施方式中，像素890及892沿扫描方向880自像素891及893偏移半个像素，而像素890及891沿交叉扫描方向881自像素892及893偏移半个像素。

现在参照图9A，其显示根据本发明的一些实施方式的用于将相对于扫描方向及交叉扫描方向成角度的空间调制光束分裂为经界定的成角度子光束的光学系统的简化示意图。根据本发明的一些实施方式，在入射光束105照射于SLM 110上时，形成空间调制光束190。根据本发明的一些实施方式，SLM 110相对于交叉扫描方向成预定义角度α(例如，成0度与15度之间的角度)。

光束190可选地通过使SLM 110成像于分裂组件130上的初级成像系统120。根据本发明的一些实施方式，分裂组件130经定位使得其平行于SLM 110，例如，相对于交叉扫描方向成预定义角度α。光束190被反射或折射离开光束分裂组件130且划分为多个子光束195。根据本发明的一些实施方式，由于成角度的SLM 110与成角度的分裂组件130之间的平行对准，故各个子光束195彼此平行且平行于光束190且相对于交叉扫描方向成预定义角度α。

根据本发明的一些实施方式，重新引导组件140操作以引导子光束195和/或影像切片141中的每个使其正交地照射扫描表面160。在一些示例性实施方式中，分裂组件130与重新引导组件140之间的顺序是相反的。根据本发明的一些实施方式，重新引导组件140的位置及定向使得其不改变可自表面160量测的子光束195相对于扫描方向的角度。根据本发明的一些实施方式，SLM 110、分裂组件130及重新引导组件140的列的定向使得到达分裂组件130的光束190及射出重新引导组件140的子光束195在写入表面160处大体上平行。在一些示例性实施方式中，将折叠式镜插入子光束的光学路径中，而不改变平行本质同时引导所述子光束使得它们正对地(例如，正交地入射)照射表面。

根据本发明的一些实施方式，光束分裂组件操作以将所述子光束引导至可写入表面160上的期望位置。在一些示例性实施方式中，如图9A及图9B所例示，子光束以平行于交叉扫描方向的两个交错列而引导至表面160，且使得扫描期间不存在死区。如本领域中已知的那样，按角度扫描使得可增加由各个影像切片提供的分辨率(例如，处理像素密度)，这是因为在各个连续列中调制组件的投影影像沿交叉扫描方向相对于相邻列略微偏移。还如本领域中已知的那样，按角度扫描可提供由各个调制组件所产生的部分曝光之间的必需重叠以确保平滑的图案边缘。

现在参照图9B，其显示根据本发明的一些实施方式的来自经布置以扫描面板的宽度的DMD且相对于扫描方向及交叉扫描方向成角度的影像切片的简化示意图。根据本发明的实施方式，SLM光学地划分为布置成交错列的5个切片，其中每相隔的切片620沿扫描方向及交叉扫描方向两者自其邻近切片610偏移以形成牙齿状图案，例如，该5个切片布置成两个子列。根据本发明的一些实施方式，切片610及620相对于扫描方向560成角度，在各个切片的两端产生逐渐部分曝光的区域。在一些示例性实施方式中，两个水平对准切片610之间的间隙小于切片620的投影宽度，使得由切片620扫描的区域的一部分与由邻近切片610扫描的区域重叠。随着扫描对象相对于该光学系统移动，可扫描连续区域710同时避免影像切片之间的间隙与失配。

根据本发明的一些实施方式，在校正期间，调整分裂组件及重新引导镜组件中的一个或多个以提供恰当的定位、定向及表面(例如，光阻)上的照射角度。在一些示例性实施方式中，在校正期间调整(例如，定向)SLM。例如，重新引导组件的校正可引导所述子光束使得不存在死区且使得所述子光束全部正交地照射光阻表面。根据本发明的一些实施方式，在校正期间，调整分裂组件130使得子光束相对于扫描方向的定向与SLM相对于扫描方向的定向相同。在一些示例性实施方式中，SLM的旋转的微调操作以全部地旋转所述子光束，其风险为SLM的一些线并不完全在分裂镜上成像。

现在参照图10，其显示根据本发明的一些实施方式的相对于交叉扫描方向成不同角度而布置于可写入表面上的子光束的简化示意图。根据本发明的一些实施方式，本文所描述的光学系统及方法可用于将子光束光学地定位于可写入表面上的不同位置中，及将子光束以不同角度光学地定位于可写入表面上。在一些示例性实施方式中，空间调制光束划分为多个子光束(例如，光束910与光束920)，且子光束以相对于扫描方向950成角度而成像于该表面上。无需实体地旋转SLM(例如，DMD)即可使所述子光束旋转。通常，以角度定位所述切片增加成角度方向上的像素密集度，且因此增加该成角度方向上的影像分辨率。对角线方向上的像素之间的距离大于水平方向及垂直方向上的像素之间的距离。在一些示例性实施方式中，基于影像的细节而界定子光束的角度。例如，若影像包含沿一个或多个特定角度定向的细节，则可沿所述角度来引导子光束。

现在参照图11A，其显示根据本发明的一些实施方式的扫描于可写入表面上且在它们之间具有45度的角度的两组子光束的简化示意图。根据本发明的一些实施方式，在扫描期间使所述子光束成彼此交叉的不同角度用于增加在扫描包含圆形边缘和/或包含大体上不平行于扫描方向或交叉扫描方向的图案的影像时可达到的分辨率。根据本发明的一些实施方式，空间调制光束1000划分为多个子光束(例如，切片1000至1005)。在一些示例性实施方式中，各个子光束对应于DMD的切片。在一些示例性实施方式中，所述子光束在扫描方向1010及交叉扫描方向1011上彼此偏移以形成2×3数组。另外，第一组子光束(例如，子光束1000至1002)相对于交叉扫描方向成第一角度而扫描于可写入表面上，接着第二组子光束(例如，子光束1003与1005)自该第一组切片成第二角度(例如45度)而扫描于可写入表面上。在沿扫描方向1010扫描期间，来自子光束1000至1002的数据与来自子光束1003至1005的数据重叠。由彼此交叉的两个切片扫描各个区域，使得各个区域中的分辨率增加。

现在参照图11B，其显示根据本发明的一些实施方式的由两个成角度的DMD像素构建且在目标表面上成像的所得像素的简化示意图，该可写入表面上的各个像素(例如，像素1050)由DMD上的两个像素构建，例如来自切片1000的像素1049及来自切片1003的像素1051。在其它示例性实施方式中，多个子光束布置成各列的切片之间有30度的角度的3×3数组，且可写入表面上的各个像素由DMD上的3个像素构建。

现在参照图12，其显示根据本发明的一些实施方式的用于将空间调制光束分裂为经布置以在目标对象上形成具有六边形/蜂巢式形状的紧凑型多边形的多个子光束的光学系统的简化示意图。如本领域技术人员所了解，虽然DMD具有矩形形状，但是当由该DMD导出的子光束通过光学系统时，它们的形状根据沿光学路径所使用的光学组件的孔隙而变成圆形。在一些示例性实施方式中，通过使用六边形/蜂巢式布置来扫描所述子光束，总体光学系统可变为更加紧凑。在一些示例性实施方式中，由DMD 1110形成的影像用一组远心透镜1120而聚焦于反射分束器1130上。在一些示例性实施方式中，分束器1130包含7个镜的分裂数组。在其它示例性实施方式中，棱镜替代镜。分束器1130将空间调制光划分为7个子光束，例如，来自DMD的7个切片。在一些示例性实施方式中，随着目标相对于子光束沿扫描方向1170前进，所有7个子光束通过大型透镜1140且然后通过分裂式透镜以将各个光束聚焦于可写入表面1160上。在一些示例性实施方式中，使透镜1150倾斜使得光束完全聚焦于对象平面上。

现在参照图13，其显示根据本发明的一些实施方式的以具有六边形/蜂巢式布置的紧凑型多边形形式扫描的影像切片。在一些示例性实施方式中，各个子光束1201至1207定位于可写入表面上，使得在沿扫描方向1210扫描期间曝光整列而曝光区域之间没有形成未曝光区域。随着扫描进行且各个子光束1201至1207提供同一列上的投影，分别由子光束1201至1207投影的曝光区域1211、1212至1217沿一列形成连续曝光而各个投影之间没有形成未曝光区域。由于在获得连续曝光之前需要通过与蜂巢式布置的几何形状相关的距离，故通常在期望扫描区域之前的位置起始扫描且扫描继续至各个子光束1201至1207扫描期望的扫描长度为止。因而，紧凑型多边形扫描的扫描距离通常增加预定义长度而超过期望扫描区域的长度。

根据本发明的一些实施方式，分裂组件130的实体几何形状可能导致渐晕效应和/或阻挡效应，所述渐晕效应和/或阻挡效应可能限制可由SLM成像的线的数目。现在参照图14，其显示根据本发明的一些实施方式的来自DMD上的影像切片的两个调制组件的简化示意图。根据本发明的一些实施方式，DMD 730上的影像通过分裂组件而划分为对应于影像切片731至734的4个影像切片。根据本发明的一些实施方式，相较于在影像切片(例如，切片732)的中心部分的调制组件(例如，组件740)，在两个切片(例如，切片733与切片732)之间的边界附近的调制组件(例如，组件745)可能因渐晕而无法恰当地成像和/或可能因分裂组件的几何形状的容限和/或阻挡而无法分布至正确的切片。

现在参照图14，其显示根据本发明的一些实施方式的来自DMD上的影像切片的两个调制组件的简化示意图。根据本发明的一些实施方式，DMD影像730划分为多个影像切片，例如影像切片731至734。通常各个影像切片包含分布于切片区域各处的多个调制组件(例如，组件740及745)。本发明人已发现，定位于影像切片的边缘周围的调制组件(例如，组件745)可能由于分裂组件的几何性质而丢失或无法恰当地成像。根据本发明的一些实施方式，相较于定位成较接近于影像切片边缘的组件(例如，组件745)，定位于各个影像切片的中心区域周围的调制组件(例如，组件740)更有可能在分裂后恰当地成像。影像切片边缘附近的像素的不恰当成像通常导致渐晕及曝光模糊性。

现在参照图15A，其显示根据本发明的一些实施方式的在分裂组件的一部分上的两个调制组件的投影的简化示意图。根据本发明的一些实施方式，分裂组件130跨立于焦平面4111周围，使得该分裂组件的一部分直接落在焦平面4111上而其它部分(例如，部分1303)则落在焦平面4111外。理想上，照射于分裂组件上的所有光束应聚焦。实际上，由于分裂组件包含多个表面，一些光束(例如，调制组件光束7401与7451)在离焦时照射分裂组件。根据本发明的一些实施方式，分裂组件的各个表面的宽度对应于影像切片的宽度，使得自单一影像切片(例如，切片732(图14))反射的所有调制组件光束(例如，组件光束7401与7451)照射该分裂组件的单一表面。然而，由于调制组件光束照射焦平面4111上方或下方的分裂组件的表面，由于SLM与分裂组件之间的失准，和/或由于容限，和/或由于分裂组件的几何形状，一些光束部分地和/或完全地照射该分裂组件的邻近表面(例如，表面4120)而非其指定表面(例如，表面4110)。调制组件光束部分地和/或完全地照射该分裂组件的邻近表面的结果损耗光束功率(例如，渐晕)及可能反射朝向扫描表面上的非期望位置。

现在参照图15B，其显示根据本发明的一些实施方式的光束分裂组件的一部分上的调制组件光束的反射的简化示意图。本发明人已发现，虽然调制组件光束7402可照射分裂组件的指定表面4110，但是当其反射离开表面4110时(例如，反射光束7462)，其可能被邻近表面4120阻挡。阻挡可归因于邻近表面之间的高度差及归因于入射光束7402与表面4110的边缘的接近性。通常，在边缘周围的光束的阻挡引起渐晕，导致特定调制组件的光束功率降低及可能反射朝向扫描表面上的非期望位置以及导致曝光模糊性。虽然通过分开分裂表面可避免光束的阻挡，但是散焦将增加且因此渐晕将增加。

现在参照图16，其显示根据本发明的一些实施方式的影像切片边缘周围的消隐区域的简化示意图。根据本发明的一些实施方式，消隐影像切片的边缘周围的选择性区域以避免由于像素反射至扫描表面上的非期望位置所致的模糊性及避免由于部分和/或完全阻挡所致的渐晕。如本文中所使用，消隐调制组件等效于关闭组件。根据本发明的一些实施方式，DMD影像730包含沿影像切片731至734的边缘消隐的区域(例如，区域7312、7323及7334)。根据本发明的一些实施方式，例如对于划分为4个切片的影像，每个影像切片的DMD的约20列至30列经消隐，由于消隐而导致约5％至10％的能量损耗。通常，消隐图案未必为线性。

根据本发明的一些实施方式，各个切片中的消隐区域经界定使得各个切片包含大体上相同量的可用区域(例如，未经消隐的区域)。另外，一些应用需要到达扫描表面的能量的特定均匀性，使得无法贡献足够能量的像素和/或像素线不可用。根据本发明的一些实施方式，各个切片的消隐图案经设计使得各个影像切片反射沿扫描方向整合的相等且均匀量的能量，例如，各个切片的功率输出相同。

根据本发明的一些实施方式，消隐图案经界定使得各个切片的可用区域最大化，而曝光模糊性最小化。根据本发明的一些实施方式，通过在仅具有一个边缘与另一切片邻接的切片边缘上提供更多消隐及减少具有两个边缘与另一切片邻接的切片上的消隐，可使影像切片中的总可用像素的数目最大化。例如，消隐区域7334经偏置朝向仅具有一个邻近切片733的影像切片734，且消隐区域7312经偏置朝向仅具有一个邻近影像切片732的影像切片731。根据本发明的一些实施方式，在校正期间，微调分裂组件的位置及定向使得SLM上的消隐区域可防止由于分裂组件的尺寸所致的模糊性。

现在参照图17，其显示根据本发明的一些实施方式的经修改的分裂组件的简化示意图。根据本发明的一些实施方式，分裂组件130包含多个宽度不同的分裂表面。根据本发明的一些实施方式，两个外分裂表面411比夹在两个邻近分裂表面之间的分裂表面410宽，且大体上比影像切片的对应尺寸大。根据本发明的一些实施方式，扩大两个外分裂表面的面积可增加(例如，最大化)自分裂表面411反射的光束能量。在一些示例性实施方式中，扩大两个外分裂表面的面积可接收原本可能因表面落在焦平面外而丢失的调制组件光束。这对于外表面411尤为可能，因为扩大外分裂表面的面积并不阻挡其它切片。根据本发明的一些实施方式，操纵消隐图案使来自各个切片的光束能量相等。例如，消隐区域可经偏置朝向如本文所述的外表面411。

现在参照图18，其显示根据本发明的一些实施方式的用以将空间调制光束分裂为子光束且将所述子光束往指定方向引导的简化单石块体。在一些示例性实施方式中，可使用单一或复合光学组件以将空间调制光束分裂为子光束且将所述子光束往期望方向及位置引导。在一些示例性实施方式中，光学组件1300包含多个反射表面1310及1315，用于将空间调制光束1320分裂为两个子光束1330及1335。在一些示例性实施方式中，光学组件1300还包含反射表面1340及1345，用于引导子光束1330及1335穿过单一透镜，该单一透镜使两个光束按期望位置1350及1355成像于该对象上。

现在参照图19A，其显示根据本发明的一些实施方式的用于将空间调制光束分裂为经界定的子光束且将所述子光束的至少一部分引导至不同目的地的光学系统的简化示意图。根据本发明的一些实施方式，在入射光束105照射于SLM 110上时，形成空间调制光束190。在一些示例性实施方式中，SLM 110为DMD。光束190可选地通过使光束190重新成像于分裂组件130上的初级成像系统120。光束190被反射或折射离开光束分裂组件130以将该光束划分为多个子光束195。在一些示例性实施方式中，分束器130由镜、棱镜、透镜或改变光方向的其它光学组件构建。

在一些示例性实施方式中，分裂组件130定位于SLM 110的焦平面上。本发明人已发现，由于分束器130的基本组件之间的不连续性，将分裂组件130定位于焦平面上可减少SLM的不可用部分。在一些示例性实施方式中，将光束分裂组件130定位于SLM的焦平面上和/或附近，例如使分裂组件130跨立于焦平面周围，可减少渐晕效应及避免光束混合。通常，当包含初级成像系统120时，光束分裂组件130定位于成像系统120的焦平面115上。在一些示例性实施方式中，初级成像系统120包含SLM与分裂组件之间的远心成像。

根据本发明的一些实施方式，使用次级成像系统150以使子光束195聚焦于目标对象(例如，目标对象160与165)上。通常，次级成像系统150包含远心透镜系统以引导各个子光束195使它们完全沿法线方向(例如，正对地)照射于目标对象上。在一些示例性实施方式中，在通过次级成像系统150之前，使用一个或多个重新引导组件140以改变一个或多个子光束195的方向且将子光束引导至目标对象160及165之一上的期望位置及照射角度，和/或引导子光束朝向不同目标对象(例如，目标对象160及目标对象165两者)。应注意图19A所示的示意性实施方式可应用于许多已知写入系统及已知(例如)既有扫描仪。

现在参照图19B，其显示根据本发明的一些实施方式的划分为经界定的区段且各个区段引导至不同目的地的影像的简化示意图。根据本发明的一些实施方式，由SLM产生的影像180分裂为多个子影像(例如，子影像181至185)。其后各个子影像181至185可被引导至一个或多个位置和/或可按不同角度围绕光束主光线旋转。可选地，子影像的第一部分(子影像181、182及185)成像于第一目标对象160上，而子影像的第二部分(子影像183、184)同时成像于第二目标对象165上。根据本发明的一些实施方式，该SLM为DMD。在一些示例性实施方式中，使用单一DMD以产生按或多次旋转而成像于一个或多个表面上的多个影像181至185。在一些示例性实施方式中，使用单一DMD以产生具有除DMD的形式因子外的纵横比的单一影像。

现在参照图20，其显示根据本发明的一些实施方式的用于使PCB面板上的图案曝光的无掩模光刻系统的简化示意图。根据本发明的一些实施方式，PCB面板1510位于可移动工作台1520上。通常，当曝光光学头1550用多个子光束1555而使涂布光阻的PCB上的影像图案曝光时，马达1530将工作台1520的移动控制为线性扫描运动。通常在扫描期间，运动致动器/编码器1530控制工作台1520沿扫描方向1570移动。可可选地提供第二运动致动器以使工作台1520或光学头1550沿交叉扫描方向1575移动。根据本发明的实施方式，控制器1540根据通常储存于内存(例如，磁盘档案)中的计算机辅助制造(CAM)写入数据库1560而控制曝光光学头1550的操作及工作台1520的移动。在一些示例性实施方式中，在扫描期间主移动方向沿扫描方向。虽然马达1530显示为控制工作台1520的移动，但应注意在扫描期间工作台1520可为静止且扫描仪1550可沿扫描方向及交叉扫描方向前进。可选地，在扫描期间，一个或多个马达控制工作台1520及扫描仪1550两者的移动。

根据本发明的一些实施方式，曝光光学头1550包含一个或多个入射光束源、一个或多个SLM(例如，DMD)、一个或多个光束分裂组件及一个或多个光学系统。通常，该光学系统包含一个或多个光学组件以光学地引导反射离开分裂组件的子光束使它们垂直地照射PCB面板1510的光阻层。曝光光学头1550可选地包含用于改变自光束分裂组件反射的子光束的方向的一个或多个重新引导组件。改变子光束的方向可选地包含相对于交叉扫描方向1575光学地旋转一个或多个子光束。

通常，控制器1540遵循该调制光束的分裂及所述子光束的重新引导而提供调制信号至SLM。通常，控制器1540基于面板1510上的子光束1555的几何形状及定位而随时间调整曝光光学头1550的调制数据速率及时序与工作台1520的移动速度。

术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(includes)”、“包含(including)”、“具有(having)”及它们词形变化意指“包含但不限于”。

术语“由...组成”意指“包含但不限于”。

术语“基本上由...组成”意指组合物、方法或结构可包含额外成分、步骤和/或部分，但前提是所述额外成分、步骤和/或部分并不实质上改变所主张的组合物、方法或结构的基本及新颖特性。

应了解，为清楚起见而在分开实施方式的背景内容中所描述的本发明的某些特征也可组合地提供于单一实施方式中。相反而言，为简洁起见而在单一实施方式的背景内容中所描述的本发明的各种特征也可分开提供或以任何适当的次组合提供或在适当时提供于本发明的任何其它所描述的实施方式中。不应将在各种实施方式的背景内容中所描述的某些特征视为所述实施方式的基本特征，除非该实施方式在无所述组件的情况下是不可操作的。

Claims

1.一种将图案扫描至表面上的方法，所述方法包括：

形成包含用于写入表面上的图案的第一空间调制光束；

将所述第一空间调制光束分裂为多个子光束；

改变所述多个子光束之间的空间关系，由此形成第二空间调制光束；以及

用所述第二空间调制光束扫描所述表面。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述扫描包含写入。

3.如权利要求1所述的方法，其中改变所述多个子光束之间的所述空间关系使所述第一空间调制光束的纵横比改变。

4.如权利要求3所述的方法，其中改变所述多个子光束之间的所述空间关系提供相对于所述第一空间调制光束呈长形的空间调制光束。

5.如权利要求1所述的方法，其中改变所述多个子光束之间的所述空间关系以在所述扫描期间提供沿交叉扫描方向的子光束之间的重叠。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述重叠能够使得以比所述第一空间调制光束所提供的分辨率更大的分辨率写入所述图案。

7.如权利要求1所述的方法，其中改变所述多个子光束之间的所述空间关系以在所述扫描期间形成沿扫描方向至少部分重叠的多列子光束。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述多列相对于彼此偏移等于SLM组件的一半宽度的距离。

9.如权利要求1所述的方法，其中改变所述多个子光束之间的所述空间关系以在所述扫描期间形成沿扫描方向至少部分重叠的多行子光束。

10.如权利要求1所述的方法，其中改变所述多个子光束之间的所述空间关系以形成紧凑型多边形空间关系。

11.如权利要求1所述的方法，包括改变所述多个子光束的至少一部分的角定向。

12.如权利要求11所述的方法，其中改变所述多个子光束之间的所述空间关系以形成至少第一列及第二列，其中所述第一列的子光束具有第一角定向且所述第二列的子光束具有不同于所述第一角定向的第二角定向，且其中所述第一列与所述第二列在扫描期间彼此重叠。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述第一列与所述第二列中的子光束的角定向之间的差异为45度。

14.如权利要求1所述的方法，包括沿垂直于所述表面的方向引导所述多个子光束中的每个。

15.如权利要求14所述的方法，其中用远心透镜引导所述多个子光束中的每个使其朝向所述表面。

16.如权利要求1所述的方法，其中通过多个反射表面或折射表面而使所述空间调制光束分裂为多个子光束。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述多个反射表面或折射表面设置于单一光学组件上。

18.如权利要求1所述的方法，其中通过包含多个表面的单一光学组件而使所述空间调制光束分裂为多个子光束并且使所述多个子光束之间的所述空间关系改变。

19.如权利要求1所述的方法，其中所述空间调制光束用数字微镜器件(DMD)而形成，其中所述DMD包含成列与成行的反射组件，其中所述列含有比所述行更多的组件。

20.如权利要求19所述的方法，其中所述多个子光束中的每个对应于由所述DMD的多个邻近列反射的光。

21.如权利要求20所述的方法，其中所述多个子光束之间的所述空间关系从划分为多列的数组的第一调制光束改变以形成所述第二空间调制光束，其中所述子光束在空间上并列地布置以形成至少长形调制光束列。

22.如权利要求21所述的方法，其中所述子光束经光学旋转。

23.如权利要求22所述的方法，其中所述第二空间调制光束由至少两列子光束形成，其中所述第一列及所述第二列相对于彼此偏移所述DMD的一个反射组件的长度的一半。

24.如权利要求20所述的方法，包括消隐所述多个邻近列之间的所述DMD的一部分。

25.如权利要求24所述的方法，其中经消隐的所述DMD的所述一部分对应于决定为遭受由分裂所致的渐晕或阻挡效应的部分。

26.如权利要求20所述的方法，其中所述多个子光束中的每个由相同数目的邻近列反射。

27.如权利要求1所述的方法，其中所述表面为印刷电路板的面板的表面，其中所述面板沿所述交叉扫描方向的宽度宽于所述第一空间调制光束的宽度。

28.如权利要求27所述的方法，包括在单道次期间沿所述交叉扫描方向扫描所述面板的所述宽度。

29.如权利要求1所述的方法，其中在所述扫描期间所述表面沿扫描方向前进。

30.一种用于用光束将图案扫描至表面上的系统，包括：

光源，其被配置以产生用于将图案扫描至表面上的光束；

空间光调制器，其被配置以在空间上调制所述光束以形成提供待写入于所述表面上的所述图案的空间调制光束；

光束分裂组件，其被配置以将所述调制光束在空间上分裂为多个子光束；

扫描仪，其操作以用多个经重新引导的子光束扫描目标对象；以及

控制器，其操作以遵循所述调制光束的分裂而将调制信号提供至所述SLM。

31.如权利要求30所述的系统，包括被配置以改变所述子光束之间的空间关系的重新引导组件，且其中所述控制器操作以遵循所述子光束的所述重新引导而将调制信号提供至所述SLM。

32.如权利要求30所述的系统，其中所述光束分裂组件被配置以改变所述空间调制光束的纵横比。

33.如权利要求30所述的系统，其中所述光束分裂组件被配置以提供相对于所述空间调制光束呈长形的第二空间调制光束。

34.如权利要求30所述的系统，其中所述光束分裂组件被配置以在扫描期间提供子光束之间的重叠区域。

35.如权利要求30所述的系统，其中所述空间光调制器为DMD，其中所述DMD包含成列与成行的反射组件。

36.如权利要求35所述的系统，其中所述光束分裂组件被配置以由自所述DMD的多个邻近列反射的光形成各个子光束，其中所述DMD的所述列比所述DMD的所述行更长。

37.如权利要求36所述的系统，其中消隐所述多个邻近列之间的所述DMD的一部分。

38.如权利要求37所述的系统，其中经消隐的所述DMD的所述一部分对应于决定为遭受由所述调制光束的分裂所致的渐晕效应或阻挡效应的部分。

39.如权利要求37所述的方法，其中所述部分对应于所述DMD的20列至30列。

40.如权利要求36所述的方法，其中所述多个子光束中的每个由相同数目的邻近列反射。

41.如权利要求30所述的系统，其中所述光束分裂组件包含多个反射表面或折射表面，各个反射表面或折射表面反射所述多个子光束之一。

42.如权利要求41所述的系统，其中所述多个反射表面或折射表面布置成一列，且其中布置于所述列的起始处及末端处的所述反射表面或折射表面具有比布置于所述列的中间处的所述反射表面或折射表面的表面积更大的表面积。

43.如权利要求30所述的系统，包括被配置以将各个子光束聚焦于所述目标对象上的成像系统。

44.如权利要求43所述的系统，其中所述成像系统包含至少一个远心透镜，用于沿垂直于所述目标对象的方向将所述多个子光束中的每个引导至所述目标对象上。

45.如权利要求30所述的系统，其中所述光束分裂组件跨立于所述空间光调制器的焦平面上。

46.如权利要求30所述的系统，包括被配置以将所述空间调制光束聚焦于所述光束分裂组件上的初级成像系统。

47.如权利要求46所述的系统，其中所述光束分裂组件定位于所述初级成像系统的焦平面上。