TW202217470A - 用於在印刷電路板製造中的光微影直接曝光程序的曝光控制 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一種在光微影直接曝光程序中針對光敏塗層中之二維結構的曝光控制裝置，以及一種將對位資料轉換為直接曝光資料的方法。 本發明之目的在於在直接曝光程序中針對光敏層中之二維結構進行改進型曝光控制，此種曝光控制以與目標標記的定義地點無關的方式實現目標標記的對位，本發明用以達成上述目的之解決方案為，在對位單元（1）中佈置有多個近心攝影機，該等攝影機用於在該基材（2）之預設寬度上在橫向於該基材（2）之一維運動的線性定向上形成無縫的線性掃描區域（23），其中相鄰之近心攝影機的影像角沿該線性掃描區域（23）具有重疊區域，在該重疊區域內，該等相鄰攝影機之該基材（2）的冗餘攝像可被偵測，以及，該電腦單元（5）具有用於根據該等相鄰之近心攝影機之冗餘攝像並額外地使用該等目標標記之透過該基材表面（21）之距離的三角測量而測定的高度位置來計算該等目標標記的位置的構件。

Description

用於在印刷電路板製造中的光微影直接曝光程序的曝光控制

本發明係有關於一種在光微影直接曝光程序中針對較佳位於印刷電路板、顯示器基材或晶圓上之光敏塗層中之二維結構的曝光控制裝置，以及一種將對位資料轉換為直接曝光資料的方法，特別是使得對位適應不平整基材的方法，及其根據“即時式”對位的轉換。

此處之“即時式”對位係指直接在基材之連續運動期間依次偵測目標標記的位置資料以及待加工基材的方位及不平度，並且為了使得曝光圖案與基材對準而透過調整用於下一直接曝光的曝光資料來提供此等資訊。

本發明之應用領域特別是在電子工業及半導體工業中的印刷電路板製造、顯示器製造及晶片製造。

由先前技術已知用於盤狀或板狀工件的曝光系統，其可透過電磁輻射，主要在可見或紫外光譜範圍內，用雷射束或者用電子束或粒子束以預設圖案對曝光對象進行曝光。其中，曝光唯有在具有標記（目標標記或標靶）之曝光對象與儲存在曝光裝置中之預設圖案之間建立了正確方位關聯後方啟動。為此，由一或多個攝影機來偵測位於曝光對象上的目標標記，並且在曝光區域前或曝光區域內將曝光對象與曝光圖案彼此對準。

為了在板狀基材上，如印刷電路板、顯示器基材或晶圓上，製造導電通路或最小的電子結構，空間精度較高的曝光製程以及板狀工件之曝光製程所需的操作與定向時間對通過量的提高構成限制。因而所追求的目標在於：疊加或同時實施操作與曝光步驟，並且在同一裝置中對正側及背側進行期望之曝光時縮短曝光過程的輔助時間。例如在文獻EP 0 951 054 A1、EP 0 722 123 B1、US 6 806 945 B2及JP 2010-181519 A中披露過此類解決方案。

直接曝光法的另一挑戰在於，以與曝光對象上之目標標記（標靶）的類型、數目及方位以及與目標表面的高度偏差無關的方式進行對位。

WO 2016/115536 A2披露過一種偵測表面形貌的解決方案，其中將已知的二維圖案投影至表面或施加至其他物體，連同該表面進行二維成像並且結合表面不平度所引起的圖案畸變來測定該表面的三維形狀。但由於解析度有限，此種方法不適於偵測較小差異化的不平度。

EP 0 954 768 B1描述一種對半導體晶圓的表面進行聚焦的裝置，其中針對半導體晶圓，在曝光前在曝光設備中攝製實際表面形貌。為此，用距離感測器平面地將該表面偵測為高度資訊，隨後測定週期性的高度波動並將其儲存下來。結合所測定之週期性高度波動，針對晶圓表面的待曝光分區測定用於曝光光學系統的最佳聚焦位置，並對晶圓進行相應定向。其缺點在於，用距離感測器來偵測高度資訊及隨後對晶圓進行定向較為費時。

WO 03/094582 A2揭露過特別是在多層PCB（Printed Circuit Boards，印刷電路板）上進行雷射直接曝光的另一用於曝光基材的對位控制裝置，其中透過不均勻地改變電路視圖來產生數位控制影像，使得透過使用數位控制影像而在基材上壓印的電氣電路圖案與既有之電路部件精確匹配。為此，對既有之實際結構上之所選基準標記進行對位，其中結合沿若干空間方向之實際位置與額定位置間的偏差來校正待曝光之額定結構，以便用修改後的掃描網格來實施曝光。使用設在曝光頭上的攝影機來進行對位，故此舉之缺點在於，每個基準標記必須透過基材與掃描頭間的相對運動而被駛過。

由DE 10 2018 132 001 A1已知一種工件通過量較高的用於加工板狀工件的裝置，其應用於對印刷電路板進行直接曝光，其中為了進行目標標記偵測，在目標標記位置在印刷電路板上的方位已知的情況下，對位單元配設有兩個至三個可橫向於印刷電路板運動方向移動的區域掃描攝影機，其中此等攝影機平行於加工路徑地交替對印刷電路板進行對位，具有兩個在同一軌道系統上可動之工作台，其平行於加工路徑，從而透過縮短操作時間及輔助時間來將處理印刷電路板的循環時間降至最少。此等攝影機規律佈置在印刷電路板面板（Leiterplattennutzen）之印刷電路板或電路的邊緣區域上，在此等邊緣區域內通常設有目標標記。由於需要攝影機進行移動，偵測任意定位之目標標記（其在印刷電路板及晶圓上具有愈來愈重要的意義）必然會降低通過量，並且根本無法偵測基材表面的高度波動。

EP 2 775 349 A1中描述一種用光學監測系統來測定正確聚焦位置的方法，此種方法係測定監測系統之聚焦方位與待監測物體之方位間的差值，其中以與正確聚焦位置無關的方式攝製該物體之影像。此種監測系統的算法可結合所攝影像的特徵來推斷出聚焦方位與物體方位間的差值大小及偏差方向，具體方式在於：根據差值及方向來使得物體方位適應監測系統的聚焦方位。在就實施顯微鏡檢查之樣本所描述的方法中，可能具有不同空間延伸度因而在觀察面上可能具有大幅高度差的不同的特徵性對象需要被找到，在此種方法中，需要對聚焦方位進行單一調整以便清楚地偵測各種對象。不在整個面積中偵測高度剖面。

專利文獻US 6 245 585 B1及US 6 449 029 B1描述了用於在半導體晶圓的光微影中調整聚焦方位的方法及裝置。在曝光前，在晶圓的每個待曝光分區段中測量表面的z方向高度。此等分區段係網格狀佈置之需要被先後曝光的矩形，其中在每個分區段的表面上偵測五個傾斜射入的雷射束的反射，其中一個對準該分區的中心，四個分別對準該分區的一角。根據反射方位來測定每個分區之高度方位與基準高度發生偏移的偏移值，並算出每個分區段的表面角。隨後，在對每個分區段進行曝光前，根據所儲存之值來對晶圓進行定向，其中藉由可個別控制之致動器來實施定向，從而調整高度及角度。但針對相應之分區而言，僅能在整個分區內實現平均校正。

在未公開之DE 10 2019 128 198.9中描述一種藉由輻射將圖案施加在捲繞的連續基材上的裝置，其中在張緊在加工鼓上之連續基材上實施目標標記對位及圖案曝光。在對位單元及加工單元在鼓上沿直徑對置的情況下，透過該鼓縱向於基材運動方向的運動便能基於鼓曲率來實現基材的高度變化，從而調整對位單元之攝影機的聚焦以及加工射束。但需要更多輔件來測量散焦的大小，從而測定基材表面的絕對方位。

US 2004/0223129 A1揭露一種用於對光敏材料進行平面曝光的曝光裝置，該材料在相對於曝光裝置的平面內移動，該平面具有多個同類型之矩陣式佈置的曝光頭。在每個曝光頭中皆相對二維圖案對光源的光進行調變，該光藉由遠心光學系統被投影至材料表面以進行曝光。為了對材料表面之不同位置上的不平度進行補償，每個曝光頭在光路中皆具一對楔形稜鏡，其用來在距離感測器基於反射之雷射束識別到材料表面之改變後的地點所引起的不平度的情況下，調整物鏡與材料表面間的光程長度。其缺點在於針對每個曝光頭進行個別追蹤且其像場係作為單個的影像段，此點可能造成相鄰影像段中之影像比例的急劇變化。

本發明之目的在於找到一種新方案來在直接曝光程序中針對位於印刷電路板或晶圓上之光敏層中之二維結構進行曝光控制，此種方案以與目標標記的定義地點無關的方式實現“即時式”目標標記對位以及避免使用昂貴的遠心物鏡。另一目的在於針對所查明之基材不平度來對曝光圖案進行靈活調整。

本發明用以達成上述目的之解決方案為一種用於在對基材上之光敏塗層中的二維結構進行光微影直接曝光時進行曝光控制的裝置，包含用於對位於基材表面上之目標標記進行對位的對位單元、用於承載並使得該基材在該對位單元下方進行定義之一維運動的可動工作台系統、用於藉由壓印該二維結構之加工射束來對該基材進行光微影加工之具有可控之線性加工路徑的加工單元，以及用於控制加工路徑與基材間之定向的電腦單元，其係藉由根據經對位之目標標記所測定之該基材的方位而局部調整該光微影加工，其中，在該對位單元中佈置有多個近心攝影機(entozentrische Kameras)，該等攝影機用於在該基材之預設寬度上在橫向於該基材之一維運動的線性定向上形成無縫的線性掃描區域並且具有在該線性掃描區域的方向上延伸的影像角，其中相鄰之近心攝影機的影像角沿該線性掃描區域具有重疊區域，以便在該重疊區域內偵測該等相鄰攝影機之該基材的冗餘攝像，以及，該電腦單元具有用於根據該等相鄰之近心攝影機之重疊區域（13）內的冗餘攝像並額外地使用該等目標標記之透過該基材表面之距離的三角測量而測定的高度位置來計算該等目標標記的位置的構件。

有利地，該對位單元如此地配設有多個近心攝影機來產生線性連續之無縫感測器區域，使得相鄰攝影機的影像角具有某個重疊區域，該重疊區域之大小至少為一半影像角，其中該電腦單元如此地配置，以便以與相應相鄰近心攝影機之影像角的無縫相繼重疊區域內之目標標記的位置無關的方式，透過基材表面之任意位置上的距離的三角測量，來測定任意定位在該基材之寬度上的目標標記。

該等攝影機較佳為行掃描攝影機，以便透過具有較大掃描長度的攝影機以較窄、無縫的方式形成該線性掃描區域並且在該基材之整個寬度上具有重疊區域。

有益地，該等攝影機以彼此平行之光軸對準該基材表面，其中所有攝影機之影像角的重疊區域大小相同。

在另一有利實施方案中，兩個相鄰之攝影機以彼此傾斜之光軸對準該基材表面，其中該等彼此傾斜之攝影機之影像角的重疊區域係如此地設定，使得該二攝影機的影像角在該基材表面上完全重疊。

在此情況下，成對彼此傾斜之攝影機所構成的該重疊區域至少無縫地連接另一重疊區域，直至該等重疊區域具有某個延伸度，該延伸度至少相當於該基材的寬度，其中在彼此傾斜之攝影機對之間可設有重疊，以便針對該基材表面的所有允許高度波動Δz確保該對位單元的無縫掃描區域。

較佳地，該等成對彼此傾斜之攝影機如此地佈置，使其滿足交線條件(Scheimpflug-Bedingung unterliegen)。

在本發明的一種有利實施方案中，該電腦單元額外地具有根據該基材表面之高度波動Δz來沿該加工路徑對該加工單元之快速焦點追蹤進行控制，該控制包含基於該等相鄰之近心攝影機之重疊區域內的冗餘攝像來對該基材表面的目標標記或任意成像的結構進行三角測量。

在另一較佳方案中，在該基材作為撓性連續基材在滾台系統上被以張緊且無高度波動Δz的方式導引的情況下，該對位單元針對該目標標記偵測僅具有兩個在掃描線上橫向於該基材之運動方向佈置的近心攝影機，其包含攝影機之影像角的百分之一至三分之一的重疊區域，其中該二攝影機之影像角的重疊區域係如此地設計，使得該三角測量可在該滾台系統上應用於精確測定該等影像角之重疊區域內的基材厚度並且針對該滾台系統的整個寬度而言可被視為恆定。

此外，該對位單元較佳配設有用於照明該線性之無縫掃描區域的光源，該等光源在該殼體中均勻分佈以實現被暗視場照明或明場照明均質照明的掃描線。

該等光源被配置成實施持續照明並且具有用於控制亮度、入射角或光譜範圍中的至少一個的裝置。

此外，該等光源可被配置成實施持續照明，以便透過用電子快門原理來控制感測器行之積分時間以實現攝像。

在本發明的另一較佳實施方案中，針對該基材之高度波動Δz的焦點追蹤被整合至該加工單元，使得該電腦單元可藉由三角測量根據用該對位單元的兩個相鄰攝影機所冗餘攝製的影像所測定的高度波動Δz可透過該對位單元的每個像素之快速焦點校正而被實時調整，其中該焦點追蹤可基於透鏡或面鏡位置或面鏡隆起的變化而被控制。

該焦點追蹤有利者係基於面鏡隆起的變化而至少可在相對該基材之運動方向y的橫向x上被控制。該焦點追蹤較佳可基於在該基材之運動方向y上的面鏡隆起的變化以及在橫向x上的面鏡隆起的變化而被個別控制。

在一種有益之實施方案中，該焦點追蹤係透過該面鏡隆起的變化而可被壓電元件控制。

有利地，該焦點追蹤可基於透鏡或面鏡位置或面鏡隆起的變化而同樣應用於校正上游聚焦光學系統或其他上游光學元件之根據光學系統設計或光學系統製造而產生的成像相關焦點偏差。

本發明用以達成上述目的之另一解決方案為一種在對基材上之光敏塗層中的二維結構進行光微影直接曝光時進行曝光控制的方法，包括以下步驟： - 在橫向於該基材之運動方向上在用於偵測位於該基材上之目標標記的對位單元中將多個近心攝影機佈置成線性之無縫掃描區域，其中該等近心攝影機具有沿該線性掃描區域延伸之影像角，其具有由相鄰之近心攝影機構成的重疊區域，以便在該重疊區域內自相鄰之攝影機獲得該基材的冗餘攝像， - 在可動工作台系統上使得該基材以定義之一維運動在該對位單元下方穿過， - 提供加工單元以便用加工射束來光微影地產生該等二維結構，該加工射束係沿線性加工路徑可控， - 在該基材一次性穿過該對位單元之線性掃描區域時，偵測任意分佈在該基材之預設寬度上之目標標記之在長度位置、寬度位置及高度位置方面的空間方位， - 根據該等相鄰之近心攝影機之重疊區域內的冗餘攝像，並額外地使用該等目標標記之根據相鄰之近心攝影機的冗餘攝像並透過該基材表面之距離的三角測量而測定的高度位置，來測定該等任意分佈在該基材之寬度上的目標標記的位置， - 針對該加工單元計算用於對具有二維結構之該基材之加工進行定向及局部調整的資料，以便沿橫向於該基材之運動方向定向之線性加工路徑來控制該加工射束，並且 - 根據透過經對位之目標標記所測定之該基材的方位來控制加工路徑與基材間的定向及該光微影加工的局部調整。

在一種較佳之方法方案中，在該基材穿過時基於高度位置來計算任意分佈在該基材之寬度上之目標標記的空間方位，將該計算擴展至在該重疊區域內攝製之冗餘影像中對該基材之更多可被偵測之結構進行三角測量，隨後藉由基於透鏡或面鏡位置或面鏡隆起之控制而沿加工路徑的焦點追蹤來對該加工射束之焦點進行快速焦點調整。

有利者係用高於加工射束之傳統掃描頻率至少兩倍至三十倍的頻率來對該加工射束之焦點進行快速焦點調整。

本發明基於以下基本理念：針對所謂之對位系統使用一或多個帶二維感測器的攝影機（如CCD攝影機、CMOS攝影機），其通常配設有遠心物鏡並且正好垂直地佈置在基材之定義區段上方。從而使得偵測之位置在遠心攝影機的可用景深範圍內保持不變，即使物鏡相對於基材之焦點方位因厚度或表面形貌變化而發生位移時亦是如此。遠心物鏡因其結構而相對昂貴且體積較大，使得物鏡之機械延伸度必然會總是大於需要攝製的像場。因此，遠心物鏡無法用多個沿直線定位的攝影機來進行無縫攝像，而必須使其沿多個平行線錯開佈置。此外亦無法以固有方式測定基材的高度偏差，此點對於高度精確地測定目標標記位置以及對曝光圖案進行精確定向及調整具有重要意義。

本發明透過在基材與線性掃描區域的持續相對運動過程中由具有近心物鏡的若干攝影機在整個基材寬度上進行線性影像掃描的組合（下文：FPSS-英語： Full Panel Scan System）來解決此項難題，該等物鏡的影像角在某種程度上重疊，以便根據不同攝影機的多個攝影機影像針對該線性掃描區域的每個基材位置對高度差進行三角測量，或者由具有相對基材傾斜定位之若干攝影機的某個多攝影機配置來解決此項難題，該多攝影機配置以遵循交線條件的方式實現兩個相鄰攝影機之影像角的完全重疊，從而僅用兩個攝影機影像來對線性掃描區域的每個基材位置進行三角測量。

本發明中之影像角使用了攝影領域的定義。該影像角係指對象空間（物體空間）中被攝影機（本文中係指對位單元之攝影機）之攝製格式的邊緣限制的角度，因而在本文中，影像角係由攝製格式的高度及寬度決定（不同於通常使用的對角線，其以與攝製格式的實際使用長寬比無關的方式給出最大影像角）。攝製格式係由感測器格式給出，因而對象側視場（英語field of view-FOV）透過物鏡成像而被定義為由水平與豎向影像角形成的對象空間。

除了影像格式-攝製格式的高度H及寬度B-以外，影像角主要僅取決於物鏡之當前的焦距 f。但焦距 f僅能在將物鏡設至“無限”時（對象側遠心物鏡）直接用來定義影像角。在無限物距（簡稱對象距離）中成像對象時，像距 b大於焦距 f並取代焦距，因而針對水平影像角之攝製格式的寬度B而產生 α = 2∙arctan [B /(2∙ b)]    (1).

在使用行掃描攝影機的情況下，等式(1)中之水平影像角由於近乎線性的感測器格式而係攝影機的主要影像角，故可單獨用來定義線性之對象側視場（FOV）。

此外，透過局部三角測量用近心攝影機測定之基材沿掃描線的高度偏差除了用來對目標標記進行精確的二維對位以外，還能用來高度精確地追蹤線性地沿加工路徑移動之加工射束的焦點方位。沿加工路徑追蹤加工射束以按常見方式將曝光圖案對準經對位之目標標記位置，基於所偵測到的高度波動，該追蹤亦可被添加用於對加工射束進行快速焦點改變的調節機制，其中該焦點改變至少以加工射束之常見掃描頻率（採用多邊形掃描器時為0.5至1 kHz）的兩倍至十倍頻率進行，因而必須藉由單次線性位置改變或者透鏡或面鏡之彎曲半徑的改變而可控。

本發明實現一種新方案來在直接曝光程序中針對位於印刷電路板或晶圓上之光敏層中之二維結構進行曝光控制，此種方案以與目標標記的固定地點資訊無關的方式藉由線性掃描區域實現“即時式”目標標記對位並避免使用昂貴的遠心物鏡，並且針對所查明之基材不平度亦能靈活地對曝光圖案進行定向及調整。

在圖1所示有利之基本方案中，本發明之對位單元1包含多個攝影機11，其形成某個線性配置，使其光軸111在基材2之平面內對準一個橫向於經過之基材2之運動方向的線條（掃描線23-僅在圖2、圖4及圖6中示出），並且穿過的基材寬度完全被攝影機11之彼此部分重疊的影像角112或線性視野（Fields of View - FOV）所覆蓋。此點係基於並非遠心(telezentrischer)、而是近心(entozentrischer)之物鏡15來實現，其中攝影機11還作為行掃描攝影機而配設有一個或數個平行佈置之感測器行114。

由具有單個感測器行114之攝影機11（所謂之行掃描攝影機，圖1中未示出）構成的結構係可調整，即透過多個攝影機11的組合便能實現所需的掃描寬度。僅在兩個攝影機11之影像角112的重疊區域13內能夠測定目標標記22的準確位置，故非重疊區域不用於精確測量，因而在基材2之邊緣區域內的攝影機11的影像角112-在重疊區域13僅限於一半影像角112的情況下-僅被使用一半。因而在圖1中，針對在基材2之邊緣區域內的攝影機11而言，僅繪出一半影像角112。

對位單元1以其長形殼體12橫向於具有待掃描目標標記22（僅在圖2及圖7中繪出）之基材2，其中基材2較佳在工作台系統3（僅顯示為承載表面）上在對位單元下方被導引穿過。如圖1之側視圖所示，對位單元1在與基材表面21近距處具有強力照明構件，其作為光源17如此地安裝，使其照明光僅照明基材2，而不將直接的光射向攝影機11並且無法以不同的傾斜入射角（暗視場照明）或不同的傾斜光譜色進行照明。替代地，亦可將光源17之光作為明場照明（未繪示）直接耦合至攝影機11的攝像光路。

圖1所選攝影機配置由五個攝影機11構成，其具有彼此平行之光軸111及相對較大的攝影機11重疊區域13，其相當於每個攝影機11的一半影像角112。如此便在基材2之整個寬度內實現大體線性之無縫掃描，從而在基材2橫向運動時（參閱右邊之圖1側視圖中的箭頭所示），用一次掃描來偵測到沿基材寬度的所有目標標記22，而不必進行機械式攝影機運動。透過以下方式來由對位單元1實現近似線性的掃描：該對位單元配設有若干形式為行掃描攝影機的攝影機11。為了在橫向於基材2之運動方向上產生線性掃描區域，近心攝影機11必須以其位於一個平面（未繪示）內的光軸111如此地對準基材表面21上的掃描線23（僅在圖2中繪出），使其影像角112在掃描線上發生重疊並沿掃描線23形成重疊區域13。

就500-635 mm之常見基材寬度而言，在聚焦區具有330 mm掃描長度的近心攝影機11（形式為行掃描攝影機）可應用於當前所需之解析度（基材2上8-12 µm/像素），因而配設有五個攝影機11的對位單元1在朝向基材寬度（基材2之橫向延伸度）之攝影機11之光軸111的距離為165 mm情況下，能夠完全覆蓋整個基材寬度，其中掃描線23的每個地點在相鄰攝影機11的兩個不同攝影機影像中被同時及冗餘地偵測。在此示例中，用五個對準掃描線23的攝影機11來產生660 mm的掃描總長度，為了確保無縫之雙重掃描，該掃描總長度在攝影機11之定位或安裝公差及/或基材2之高度波動Δz的情形下可被進一步壓縮，因其超過當前最大基材寬度（635 mm）25 mm，從而產生重疊區域13之額外的小幅重疊14以及在基材2之邊緣區域外進行可靠掃描。

用圖1所示攝影機11之前述配置便能沿掃描線23掃描實際的線性掃描區域，其具有大於2000的長寬比。一般而言，對位單元1具有長寬比為大於1000至100000的掃描線23，其中可透過對讀出模式進行電子控制（同步）來調整在基材2之運動方向y上的掃描寬度並且可透過電腦單元5來調整攝影機11的掃描速度。

在圖1中以彼此平行之光軸111佈置的攝影機11係沿掃描線23（僅在圖2、4及6中繪出）彼此緊密佈置，使得若需在採用三個或三個以上攝影機11的情況下即使存在基材2之高度波動Δz亦能確保用重疊區域13來無縫覆蓋基材表面21並確保機械的校準精度，則相鄰之攝影機11間形成至少一半影像角112的重疊區域13並且與再下一個攝影機11之影像角112形成另一僅小幅的重疊14。

由於攝影機11之光軸111垂直於基材2，在基材2或攝影機11所形成之掃描線23的邊緣上，唯有一半影像角112係可用，因而在基材2之邊緣區域內總是存在重疊區域13。此係必要之舉，因為就近心攝影機11而言，設在基材2上之目標標記22的定位-具體視其與光軸111的距離而定-在攝影機影像中對基材表面21與相應攝影機11之聚焦平面F _n（僅在圖5中繪出）的距離極為敏感。因此，為了確定任意定位在基材2之表面21上的目標標記22的距離，根據沿掃描線23的兩個相鄰攝影機11的攝影機影像來實施三角測量，並且在目標標記22以外在基材2上存在可評價結構的情況下，亦可針對掃描線23的每個其他點繼續進行。

在z方向上，精確測定基材表面21之高度波動Δz僅限於具有可偵測點（可評價結構）的區域，因此，基材2的高度剖面視情況必須由經內插之值來補充。

基材表面21之距離的三角測量對於確定目標標記22的掃描地點而言至關重要，因為基材2之表面21的每個高度波動Δz皆可能在確定目標標記22的x及y座標時產生嚴重測量錯誤，其與攝影機11之影像角112之邊緣愈近，測量錯誤愈大。

設有與對位單元1之殼體12中的基材2距離較小且以不同的傾斜入射角佈置的光源17，以便對掃描線23進行針對性照明，該掃描線由攝影機11之光軸111的入射點定義。

如前所述，在圖1所示攝影機配置中，外部攝影機11中可能分別有一半攝像區域（影像角112）未被利用。透過圖2所示之基於交線原理的替代結構便能克服上述缺點，並能最佳地利用相鄰之傾斜攝影機11中的每個之整個影像角112內的掃描區域。但對物鏡15以及對攝影機11之定向及校準的要求有所提高。

圖1中之第一無縫對位原理係針對＞635 mm（＞25''）的總偵測寬度採用五個攝影機11，而在圖2所示佈置原理中，僅用四個攝影機11來掃描對位單元1之相同的偵測寬度。

透過所有攝影機11的偵測寬度係如此地設定，使其大於加工單元4（僅在圖6及圖7中繪出）的最大加工區域，即加工路徑41在基材2上的最大長度，其例如由藉由多邊形掃描器所掃描之加工射束45（僅在圖6及圖7中繪出）來產生。

攝影機11之數目及配置的第二條件為所需的物鏡側光學解析度，其根據待偵測之目標標記大小而通常規定為約10 µm/像素，在本示例中實施為約11 µm/像素。第三邊界條件係涉及掃描速度，其可根據期望之印刷電路板通過量而被調整至1000 mm/s至1800 mm/s的基材速度。

作為較高讀出速度、基於較大行長的掃描寬度與感測器行114之合理價格間的折中，針對攝影機11而特別是使用某種行掃描攝影機，其感測器行114具有大於3000像素及11 µm x 11 µm的邊長。藉由攝影機11之物鏡15的影像比例來使得基材2之所需寬度適應行掃描攝影機的解析度。

不同於圖1，圖2示出由四個攝影機11構成之配置，其在統一的攝影機平面內具有沿掃描線23彼此傾斜的光軸111，以便在與圖1相同的掃描區域內（635 mm）無縫地對目標標記22進行對位。其中，兩個攝影機11形成一對在交線條件下定位的攝影機11，其彼此之間具有較大的影像角112重疊區域13，該重疊區域較佳相當於該二攝影機11之影像角112的完全覆蓋。

在基材2的寬度不大於由該二相鄰之攝影機11之影像角112構成的此掃描線23的情況下，便能沿掃描線23根據僅兩個相鄰之彼此傾斜攝影機11的該二攝影機掃描來計算每個基材點的三角測量。而在基材寬度更大的情況下，可沿期望掃描線23串接更多成對傾斜的攝影機11，直至相應兩個攝影機11的重疊區域13覆蓋基材2的全部寬度。該等重疊區域13必然至少發生接觸，但由於基材2的高度波動Δz及攝影機11的機械之安裝或校準公差，此等重疊區域同樣應具有較小的重疊14，透過相應之攝影機11對之由影像角112的完全重疊所形成的重疊區域13的額外的重疊14，便能針對最大高度波動Δz及攝影機11的安裝公差來總是確保在基材2上對掃描線23進行無縫掃描。圖2所示此種攝影機配置的優點在於，在最簡單的情形下在遵循交線條件下正好兩個攝影機11便能“看到”掃描線23的同一區域，沒有任何攝影機11之影像角112的分區未被利用。如此便能與圖1相比，在掃描線23的長度相同的情況下，即在基材寬度相同的情況下，省去一個攝影機11。

同時，每增設一對基於交線條件的攝影機11，在重疊區域13內存在足夠多的目標標記22或其他可掃描結構的情況下，便能進行一次額外的高度三角測量以查明基材表面21的高度偏差Δz。

圖3示出該二相鄰之彼此傾斜的攝影機11中的一個，其中對象及影像平面之成像係經校正，具體方式在於：設定物鏡15及感測器晶片113的不同傾斜角度（或將攝影機與物鏡15分開審視時物鏡相對攝影機的傾斜度）並滿足交線條件。

圖4示意性示出用於對位單元1之攝影機11的感測器行114，用於以基材褶皺為例展示基材表面21之波動高度的問題。圖4之右上方的局部圖示意性示出沿y方向運動之工作台系統3，其上平放有基材2。在基材2上方設有簡化至感測器行114的對位單元1，其沿掃描線23對目標標記22（僅在圖2及圖7中示出）進行對位。對於需要掃描目標標記22之基材2而言，假設或知曉該基材要麼不穩定，要麼波狀平放，從而產生基材表面21之高度波動Δz。感測器行114進一步沿y方向進行相對運動時，沿掃描線23（在x方向上）記錄有不同的高度剖面，該等高度剖面視近心攝影機11之影像角112中的目標標記22的方位而對該等目標標記22的x-y定位造成精度下降。

基於工作台系統3的進給，感測器行114首先掃描點狀掃描線23'，掃描結果參見下方圖表中的虛線剖面線。部分讀出步驟後，感測器行114偵測實線掃描線23並記錄與虛線剖面線截然不同的實線剖面線。此等局部差別極大的高度波動Δz可能在加工單元4（僅在圖6中繪出）的加工過程中造成待曝光結構的大幅偏差，其由加工射束45之散焦（擴展）引起。唯有透過以下方式方能用後聚焦來消除散焦：精確測量高度波動Δz的地點並且沿根據目標標記22之位置及高度波動Δz而調整的加工線41來對加工射束45進行聚焦追蹤。

圖5示出藉由三角測量法確定基材2之基材表面21的高度波動Δz的示例，其中兩個相鄰之攝影機11具有平行的光軸111及感測器晶片113之兩個位於同一平面內的聚焦平面F _n及F _n+1（此處之n=0），並且出現兩個攝影機11之影像角112（即線性掃描區域）的重疊區域13。此係必要之舉，因為在藉由近心物鏡15成像時，基材表面21上在x-y平面內所偵測的目標標記位置與z方向上的對象方位較為敏感。因此，用一對相鄰之攝影機11的攝影機影像來偵測需要對位的目標標記22，並且根據三角測量法來計算目標標記位置x、y，在三角測量法中針對z方向參考兩個基準平面來審視高度波動，將下方平面中的高度波動繪示為基材表面21，將上方平面中的高度波動繪示為基材表面21'以表示表面變化。最後，根據在該二攝影機11中偵測之關於基材表面21及21'之校準平面的不同校準值

的位置來透過以下方式確定所產生之x位置及所產生之高度z。

亦即，除了精確確定x方向目標標記位置以外亦可確定相對於校準平面

的z位置。如此便能進行（絕對的）高度測量。

圖6為類似於圖1之右邊截面圖所示對位單元1的側視圖，亦有示意性示出透過電腦單元5將目標標記22（僅在圖2及圖7中繪出）之所測位置資料與加工單元4關聯在一起。不平整基材2的問題被誇大處理並且放大呈現為波狀基材表面21，其中工作台系統3被假定為精密台。

工作台系統3沿y方向運動時，對位單元1在基材2上在線性掃描區域（由多個行掃描攝影機在與繪圖平面正交的方向上形成的掃描線23）中透過依次行掃描來偵測佈置在基材2上的任意目標標記22的x及y位置。基於該等攝影機11所形成之影像角112（僅在圖1及圖2中可見）的重疊區域13，透過用兩個相鄰之攝影機11對每個基材點進行雙重掃描來確保藉由三角測量法不僅能測定精確的目標標記位置，還能算出基材表面21之高度波動Δz。隨後，根據在掃描線23之可用成像結構偵測的每個點中的實際基材高度z的測量值，在電腦單元5中除了相對於目標標記22的實際位置對加工圖案的二維結構進行常見定向以外，還藉由焦點追蹤43根據基材表面21之高度波動Δz沿加工路徑41對加工射束45的加工焦點FP（僅在圖8及9中繪出）進行點狀調整。

在本發明之圖7所示示範性實施方案中，基材2為連續基材，其逐捲筒地（未示出）透過滾台系統31受到張緊導引。滾台系統31可具有200至500 mm之鼓直徑。

基於連續基材2之張緊式材料導引，對位單元1之攝影機11的掃描線23（圖7中不可見）佈置在基材2與滾台系統31的接觸線前。

對位單元1如此地配設有兩個近心攝影機11，使得該二攝影機11的掃描區域形成掃描線23（不可見），其伸出基材2的邊緣，以便將滾台系統31上的校準標記32一併加以偵測。校準標記32的必要性及操作方式參閱未公開的DE 10 2019 128 198.9。

除此以外，對位單元1以與圖1及2所示扁平基材2相同的方式對用滾台系統31導引經過的基材2上的所有目標標記22進行偵測，無論此等目標標記在基材2上的位置如何。

基材2在此作為連續基材在滾台系統31上被張緊導引因而不具有基材2之褶皺所造成的高度波動Δz，基於此種特殊性，在本發明的該實施方式中，毋需實施局部點對點高度測量，僅需在該二攝影機11之影像角112的較小重疊區域13上對基材表面21進行高度測量。在此情形下的重疊區域13可能遠小於該二攝影機11之一半影像角112，但在該重疊區域內，對位單元1之偵測區域（即基材寬度加上滾台系統31的邊緣區域）的至少1/50（＞5 mm），較佳1/40至1/10，尤佳1/35至1/25（約10-15 mm）被-以與圖5之描述類似的方式-實施三角測量計算，在此示例中，根據該三角測量計算便能測定基材2之厚度及視情況在連續基材之總長度內的厚度波動。一般毋需按圖6中之方式藉由焦點追蹤43沿加工路徑41快速進行焦點改變。但厚度資訊，即作為基材表面21之高度的z測量值，對於計算目標標記22在x及y方向上的位置而言仍是絕對需要的。該厚度資訊可在最初之一次性測定（及視情況在未來重複之單個測量）完畢後予以保留，以便計算整個連續基材之所有目標標記22的位置。

在滾台系統31的另一徑向平面內對準基材表面21的加工單元4發送經掃描的加工射束45，從而將二維結構壓印在基材表面21的加工路徑41上。加工單元亦可在一共同之平面（如滾台系統31的軸向平面）內與對位單元1對置地佈置在滾台系統31上（未繪示）。

針對因基材2或基材表面21之不平度而產生的圖4及6所示高度波動Δz，在本發明中，迅速的點狀焦點追蹤43對於沿線性加工路徑41的加工射束45而言係必要之舉，使得後者退化為高度可變的加工線。

傳統的自動聚焦系統不適於在沿x方向掃描之加工射束45的z方向上進行此種快速焦點改變，該加工射束在光微影直接曝光法中為雷射束。本發明之在加工路徑41上快速實施局部焦點改變係基於在與目標標記22之對位的同時，就透過用近心攝影機11進行冗餘雙重攝像來偵測基材2的高度波動Δz，該等攝影機沿線性掃描區域（掃描線23）具有其影像角112的無縫重疊區域13。透過用電腦單元5針對掃描線23的每個像素用三角測量計算在加工單元4前及上游實施之此種高度測量，便能在根據所偵測之目標標記22而偵測到的基材2方位來對分解在加工路徑41中之二維結構圖案的資料進行常見調整以外，亦根據沿對位單元1之掃描線23所偵測到並且在電腦單元5中計算的高度波動Δz，來沿加工射束45的加工路徑41對加工焦點FP進行點狀改變。

為了沿加工路徑41快速進行焦點改變，亦需附加構件來對常見聚焦光學系統44進行加裝。該等構件必須具備某種品質，使其在相對基材2之運動方向y的橫向x上超過加工射束45之掃描頻率至少兩倍。較佳地，焦點改變的頻率為加工射束45之掃描頻率的兩倍至三十倍，尤佳為五倍至二十倍，其在使用多邊形掃描器時為0.5至1 kHz。

為此，圖8示出藉由可動透鏡431來實現焦點追蹤43的第一方案。在圖9所示焦點追蹤43的另一實施方案中，設有靜止角形鏡432及可動逆反射器433，其中佈置在已聚焦光束中的角形鏡432將聚焦之光束輸出耦合至逆反射器433並在其反射後重新耦合，逆反射器433朝角形鏡432運動或者背離角形鏡432運動，以便在z方向上移動焦點FP。

圖10至12中描述焦點追蹤43之基於面鏡的另一實施方案。為此，圖10及11示出具有帶可變曲率之面鏡的面鏡組件，該面鏡在下文中亦稱可彈性彎曲之面鏡434。為此，圖11中將作用原理顯示為等效電路圖，其中可彎曲面鏡434以在邊緣區域內可動鉸接之方式固定在基體之面鏡支座436上，並且在中心區域內與形式為壓電疊堆435的線性致動器存在接觸，該壓電疊堆支撐在與面鏡支座436相同的基體上。

圖10示出該面鏡組件作為近乎單片之構件的物理實施方案，其中面鏡支座436作為矩形長方體承載作為單片削薄之隆起金屬板的可彈性彎曲之面鏡434，該金屬板彈性支承在兩個平行之線性固體軸承上。如此，可彎曲之面鏡434係一凸形或凹形之圓柱形鏡，其僅能在一個空間方向上改變其曲率。

根據圖12之實施方案，為了進行焦點控制，在用於加工射束45（僅在圖7及圖8中繪出）的多節式聚焦光學系統44之摺疊光路中佈置有兩個交叉之、例如沿x及y方向定向的可彈性彎曲之面鏡434。在此情形下，將快速焦點追蹤43整合至常見之聚焦光學系統44，其中中間影像平面441給出了點狀產生局部地根據目標標記22之位置而調整的用於進行加工的二維結構（未繪出），該二維結構在影像平面442內被傳輸給較佳使用之多邊形掃描器（未繪出），以便沿高度控制之加工線41將加工射束45導引至基材2。用兩個一維作用之焦點追蹤43進行快速焦點控制之此種技術方案的優點在於，能夠在x方向（加工射束45的掃描方向）及y方向（基材運動方向）上以不同的聚焦進行工作。如此便能在加工射束45的掃描方向及交叉掃描方向上（如有必要），在散光或其他非球面光學系統上操作不同的焦點改變。

本發明透過使用近心攝影機11進行目標標記對位便能在具有高度變化或曲率的基材2上實現無縫且近乎一維的掃描線23，其既能偵測目標標記22，又能測量基材2的高度及高度波動Δz。基於用兩個定位不同的攝影機11沿對位單元1的掃描線23進行雙重掃描，便能藉由影像角112彼此重疊的近心行掃描攝影機，來在重疊區域13內實施三角測量及實現高度測量的三角測量計算。透過點狀高度測量便能在同樣用線性加工路徑41工作的加工單元4中，透過快速焦點控制來將基材表面21之高度波動Δz考慮在內，並且在加工射束45的控制過程中藉由焦點追蹤43來以校正的方式或者點狀地沿加工路徑41形成一個經高度調整的加工線。

此外，沿加工路徑41進行動態焦點調整同時還能對透過加工路徑41掃描之加工射束45的已知（根據光學系統設計及光學系統製造而產生）的成像相關焦點偏差進行校正。

1:對位單元 2:基材 3:工作台系統 4:加工單元 5:電腦單元 11:攝影機 12:殼體 13:重疊區域 14:小幅重疊 15:物鏡 16:影像平面 17:光源 21，21':基材表面 22:目標標記 23，23':掃描線 31:滾台系統 32:校準標記 41:加工路徑 43:焦點追蹤 44:聚焦光學系統 45:加工射束 111:光軸 112:影像角 113:感測器晶片 114:感測器行 151:物鏡適配器 161:攝影機適配器 162:表面法線 431:可動透鏡 432:角形鏡 433:逆反射器 434:彎曲之面鏡 435:壓電疊堆 436:面鏡支座 437:固體鉸鏈 441:中間影像 442:影像平面

下面結合實施例及附圖對本發明進行詳細說明。其中： [圖1]為用於進行目標標記偵測之對位單元的示意圖，其構建為多攝影機配置，其包含近心攝影機之線性配置，具有重疊的影像區域，以便在橫向於對象運動之整個對象寬度上實現線性之掃描區域； [圖2]為構建為多攝影機配置之對位單元的示意圖，其中此等攝影機之線性配置配設有成對彼此傾斜之近心攝影機，該等攝影機滿足交線條件並且成對地具有完全重疊的影像區域； [圖3]為用於在交線條件下實現近心攝影機之定向的示意圖； [圖4]為對位單元之兩個所選先後實施之線性掃描的示意性透視圖以及該對象沿兩個所選線性掃描之高度變化的結果圖； [圖5]為用來在兩個相鄰之近心攝影機的重疊區域內進行高度測量之三角測量法的示意圖； [圖6]為本發明在橫向於對象運動方向上的示意性側視圖，基材表面之高度波動係有所放大，其中對位單元示意性地透過電腦單元與加工單元連接，從而將三角測量所實施的高度測量轉換為在與繪圖平面正交的方向上掃描之加工射束內對聚焦進行高度精確控制； [圖7]為本發明的示意性透視圖，具有位於連續基材上之橫向於基材運動方向的對位單元及加工單元，該連續基材在滾台系統上受到張緊導引； [圖8]為用於實現聚焦控制的示意圖，係用於藉由可動之物鏡實施焦點追蹤； [圖9]為用於實現聚焦控制的示意圖，係用於藉由靜止角形鏡及可動逆反射器實施焦點追蹤； [圖10]為可彈性彎曲之面鏡元件之實施方案的透視圖，該面鏡元件用線性致動器來改變面鏡曲率； [圖11]為圖10所示可彎曲之面鏡元件的示意圖； [圖12]為用於實現焦點追蹤的示意圖，係分別用一個圖10所示彈性面鏡元件，用於分別在基材的運動方向及橫向上進行面鏡控制。

1:對位單元

2:基材

3:工作台系統

4:加工單元

5:電腦單元

15:物鏡

21:基材表面

23:掃描線

41:加工路徑

43:焦點追蹤

45:加工射束

111:光軸

Claims (20)

1. 一種用於在對基材上之光敏塗層中的二維結構進行光微影直接曝光時進行曝光控制的裝置，包含用於對位於基材表面上之目標標記進行對位的對位單元、用於承載並使得該基材在該對位單元下方進行定義之一維運動的可動工作台系統、用於藉由壓印該二維結構之加工射束來對該基材進行光微影加工之具有可控之線性加工路徑的加工單元，以及用於控制加工路徑與基材間之定向的電腦單元，其係藉由根據經對位之目標標記所測定之該基材的方位而局部調整該光微影加工， 其中， 在該對位單元（1）中佈置有多個近心攝影機（11），該攝影機用於在該基材（2）之預設寬度上在橫向於該基材（2）之一維運動的線性定向上形成無縫的線性掃描區域（23）並且具有在該線性掃描區域（23）的方向上延伸的影像角（112），其中相鄰之近心攝影機（11）的影像角（112）沿該線性掃描區域（23）具有重疊區域（13），以便在該重疊區域（13）內偵測該相鄰攝影機（11）之該基材（2）的冗餘攝像，以及， 該電腦單元（5）具有用於根據該相鄰之近心攝影機（11）之重疊區域（13）內的冗餘攝像並額外地使用該目標標記（22）之透過該基材表面（21）之距離的三角測量而測定的高度位置來計算該目標標記（22）的位置的構件。
2. 如請求項1之裝置，其中， 該對位單元（1）配設有多個近心攝影機（11）來產生該線性連續之無縫感測器區域，使得相鄰攝影機（11）的影像角（112）具有某個重疊區域（13），該重疊區域之大小至少為一半影像角（112），其中該電腦單元（5）被配置以便以與相應相鄰之近心攝影機（11）之影像角（112）的無縫相繼重疊區域（13）內之目標標記（22）的位置無關的方式，透過該基材表面（21）之任意位置上的距離的三角測量，來測定任意定位在該基材（2）之寬度上的目標標記（22）。
3. 如請求項1或2之裝置，其中， 該攝影機（11）為行掃描攝影機，以便透過具有較大掃描長度的攝影機（11）以較窄、無縫的方式形成該線性掃描區域（23）並且在該基材（2）之整個寬度上具有重疊區域。
4. 如請求項1至3中任一項之裝置，其中， 該攝影機（11）以彼此平行之光軸（111）對準該基材表面（21），其中所有攝影機（11）之影像角（112）的重疊區域（13）大小相同。
5. 如請求項1至4中任一項之裝置，其中， 兩個相鄰之攝影機（11）以彼此傾斜之光軸（111）對準該基材表面（21），其中該彼此傾斜之攝影機（11）之影像角（112）的重疊區域（13）係被設定，使得該二攝影機（11）的影像角（112）在該基材表面（21）上完全重疊。
6. 如請求項5之裝置，其中， 成對彼此傾斜之攝影機（11）所構成的該重疊區域（13）至少無縫地連接另一重疊區域（13），直至該重疊區域（13）具有某個延伸度，該延伸度至少相當於該基材（2）的寬度，其中在彼此傾斜之攝影機（11）對之間可設有重疊（14），以便針對該基材表面（21）的所有允許高度波動（Δz）確保該對位單元（1）的無縫掃描區域（23）。
7. 如請求項5或6之裝置，其中， 該成對彼此傾斜之攝影機（11）佈置，使其滿足交線條件。
8. 如請求項1至7中任一項之裝置，其中， 該電腦單元（5）額外地具有根據該基材表面（21）之高度波動（Δz）來沿該加工路徑（41）對該加工單元（4）之快速焦點追蹤（43）進行控制，該控制包含基於該相鄰之近心攝影機（11）之重疊區域（13）內的冗餘攝像來對該基材表面（21）的目標標記（22）或任意成像的結構進行三角測量。
9. 如請求項1至8中任一項之裝置，其中， 在該基材（2）作為撓性連續基材在滾台系統上（31）被以張緊且無高度波動（Δz）的方式導引的情況下，該對位單元（1）針對該目標標記偵測僅具有兩個在掃描線（23）上橫向於該基材（2）之運動方向佈置的近心攝影機（11），其包含攝影機（11）之影像角（112）的百分之一至三分之一的重疊區域（13），其中該二攝影機（11）之影像角（112）的重疊區域（13）係設計，使得該三角測量可在該滾台系統（31）上應用於精確測定該影像角（112）之重疊區域（13）內的基材（2）厚度並且針對該滾台系統（31）的整個寬度而言可被視為恆定。
10. 如請求項1至9中任一項之裝置，其中， 該對位單元（1）配設有用於照明該線性之無縫掃描區域的光源（17），該光源在該殼體（12）中均勻分佈以實現被暗視場照明或明場照明均質照明的掃描線（23）。
11. 如請求項10之裝置，其中，該光源（17）被配置成實施持續照明並且具有用於控制亮度、入射角或光譜範圍中的至少一個的裝置。
12. 如請求項10之裝置，其中，該光源（17）被配置成實施持續照明，以便透過用電子快門原理來控制該感測器行（114）之積分時間以實現攝像。
13. 如請求項1至12中任一項之裝置，其中， 針對該基材（2）之高度波動（Δz）的焦點追蹤（43）被整合至該加工單元（4），使得該電腦單元（5）藉由三角測量根據用該對位單元（1）的兩個相鄰攝影機（11）所冗餘攝製的影像所測定的高度波動（Δz）可透過該對位單元（1）的每個像素之快速焦點校正而被實時調整，其中該焦點追蹤（43）可基於透鏡或面鏡位置或面鏡隆起的變化而被控制。
14. 如請求項13之裝置，其中， 該焦點追蹤（43）基於面鏡隆起的變化而至少可在相對該基材（2）之運動方向y的橫向x上被控制。
15. 如請求項14之裝置，其中， 該焦點追蹤（43）基於在該基材（2）之運動方向y上的面鏡隆起的變化以及在橫向x上的面鏡隆起的變化而單獨可控。
16. 如請求項13至15中任一項之裝置，其中， 該焦點追蹤（43）係透過該面鏡隆起的變化而可被壓電元件（435）控制。
17. 如請求項13至16中任一項之裝置，其中， 該焦點追蹤（43）可基於透鏡或面鏡位置或面鏡隆起的變化而同樣應用於校正上游聚焦光學系統（44）或其他上游光學元件之根據光學系統設計或光學系統製造而產生的成像相關焦點偏差。
18. 一種在對基材上之光敏塗層中的二維結構進行光微影直接曝光時進行曝光控制的方法，包括以下步驟： 在橫向於該基材（2）之運動方向上在用於偵測位於該基材（2）上之目標標記（22）的對位單元（1）中將多個近心攝影機（11）佈置成線性之無縫掃描區域（23），其中該近心攝影機（11）具有沿該線性掃描區域（23）延伸之影像角（112），其具有由相鄰之近心攝影機（11）構成的重疊區域（13），以便在該重疊區域（13）內自相鄰之攝影機（11）獲得該基材（2）的冗餘攝像， 在可動工作台系統（3）上使得該基材（2）以定義之一維運動在該對位單元（1）下方穿過， 提供加工單元（4）以便用加工射束（45）來光微影地產生該二維結構，該加工射束係沿線性加工路徑（41）可控， 在該基材（2）一次性穿過該對位單元（1）之線性掃描區域（23）時，偵測任意分佈在該基材（2）之預設寬度上之目標標記（22）之在長度位置、寬度位置及高度位置方面的空間方位， 根據該相鄰之近心攝影機（11）之重疊區域（13）內的冗餘攝像，並額外地使用該目標標記（22）之根據相鄰之近心攝影機（11）的冗餘攝像並透過該基材表面（21）之距離的三角測量而測定的高度位置，來測定該任意分佈在該基材（2）之寬度上的目標標記（22）的位置， 針對該加工單元（4）計算用於對具有二維結構之該基材（2）之加工進行定向及局部調整的資料，以便沿橫向於該基材（2）之運動方向定向之線性加工路徑（41）來控制該加工射束（45），並且 根據透過經對位之目標標記（22）所測定之該基材（2）的方位來控制加工路徑（41）與基材（2）間的定向及該光微影加工的局部調整。
19. 如請求項18之方法，其中 在該基材（2）穿過時基於高度位置來計算任意分佈在該基材（2）之寬度上之目標標記（22）的空間方位，將該計算擴展至在該重疊區域（13）內攝製之冗餘影像中對該基材（2）之更多可被偵測之結構進行三角測量，並且 藉由基於透鏡或面鏡位置或面鏡隆起之控制而沿加工路徑（41）的焦點追蹤（43）來對該加工射束（45）之焦點（FP）進行快速焦點調整。
20. 如請求項19之方法，其中 用高於該加工射束（45）之傳統掃描頻率至少兩倍至三十倍的頻率來對該加工射束（45）之焦點（FP）進行快速焦點調整。

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