TWI460722B

TWI460722B - 光學系統及校準複數選擇性引導面鏡之方法

Info

Publication number: TWI460722B
Application number: TW098100942A
Authority: TW
Inventors: Zvi Kotler; Boris Greenberg; Peter Grobgeld
Original assignee: Orbotech Ltd
Priority date: 2009-01-11
Filing date: 2009-01-12
Publication date: 2014-11-11
Also published as: TW201027525A

Description

光學系統及校準複數選擇性引導面鏡之方法

本發明概言之係關於裝置校準，且具體而言係關於用以引導雷射光束之多轉向面鏡之校準。

雷射光束已用於製造系統多年，針對諸如基板等物體實施如鑽孔、熔融或燒蝕等作業，用以物體之。為縮短製造時間，該等系統可使用多雷射光束，因而對於該等多光束系統之準確性之要求係不斷增加。

關於等人之第6,615,099號美國專利，係揭露一種使用「偏轉裝置(deflection device)」用以校準雷射加工機械的作業程序，該專利之揭示內容以引用方式併入本文中。該方法首先產生一校準板之影像，用以定義由該反射裝置造成之成像誤差。於該實驗板上形成一測試圖案，並量測該測試圖案以定義一光學偏移後，該校準板被一測試板替換。複數工件可藉由補償該等成像誤差及該光學偏移後而於該機械中進行加工。

本發明提供一改進系統及方法應用於用以引導雷射光束之多面鏡之校準。

藉此，根據本發明之一較佳實施例，係提供一種光學系統，包含：複數選擇性引導面鏡，分別被設置用以引導一雷射光束至一場域內之一可選擇位置；複數面鏡方位感測器，用以感測該等選擇性引導面鏡之方位，並提供複數面鏡方位輸出；以及一自動校準子系統，用以自動校準該等選擇性引導面鏡，該自動校準子系統包含：一標靶，具有至少與各該選擇性引導面鏡之該場域一樣大之一面積，並用以於該標靶上提供由一雷射光束照射之光學可見指示，該標靶係為可複寫的並具有複數光學可見之基準標記；一標靶定位器，用以在各該複數選擇性引導面鏡引導該雷射光束之該標靶上之一可選擇位置之同時，將該標靶選擇性地定位於相對應於各該選擇性引導面鏡之該等場域中；一光學感測器，用以在該雷射光束照射於該標靶上之後查看該標靶，並提供複數雷射光束照射輸出；以及一相關器，用以因應該等面鏡方位輸出以及該等雷射光束照射輸出而提供一校準輸出。

根據本發明之一較佳實施例，該光學系統可用於一校準階段及一生產階段中。

較佳地，該校準階段包含：將各該複數面鏡定位於一第一方位；利用該等感測器，感測各該複數面鏡之該第一方位並提供複數面鏡方位輸出；固定該標靶至該標靶定位器；針對各該複數選擇性引導面鏡：藉由定位該標靶定位器，在該複數選擇性引導面鏡其中之一引導該雷射光束至該標靶上之一可選擇位置時，將該標靶選擇性地定位於該複數選擇性引導面鏡其中之一之該場域中，進而於該標靶上產生複數雷射光束照射標記；在該雷射光束照射於該標靶上之後查看該標靶，並為該複數選擇性引導面鏡其中之一提供複數雷射光束照射輸出；以及抹除該等雷射光束照射標記；以及將該等面鏡方位輸出與該等雷射光束照射輸出產生關聯，以為各該複數選擇性引導面鏡提供一校準輸出。

或者，該校準階段包含：將各該複數面鏡定位於一第一方位；利用該等感測器，感測各該複數面鏡之該第一方位並提供複數面鏡方位輸出；固定該標靶至該標靶定位器；藉由定位該標靶定位器，在各該複數選擇性引導面鏡引導該雷射光束至該標靶上之一可選擇位置時，將該標靶選擇性地定位於相對應各該複數選擇性引導面鏡之該等場域中；在該雷射光束照射於該標靶上之後查看該標靶，並提供複數雷射光束照射輸出；以及，將該等面鏡方位輸出與該等雷射光束照射輸出產生關聯，以為各該複數選擇性引導面鏡提供一校準輸出。

較佳地，該生產階段包含一雷射鑽孔階段、一雷射燒蝕階段及一雷射加工階段至少其中之一。

根據本發明之一較佳實施例，該標靶包含：一基板；一光致變色層(photochromic layer)，形成於該基板之一上表面；一透明層，覆蓋於該光致變色層上；一金屬層，形成於該基板之一下表面；及一熱電致冷器(thermoelectric cooler)，耦合至該金屬層之一下表面。另外，該等可見基準標記係形成於該光致變色層內。

較佳地，該光學系統亦包含複數可調之面鏡安裝座，該等可調之面鏡安裝座包含該等面鏡方位感測器。另外，各該複數面鏡安裝座具有二旋轉自由度。另外或另一選擇為，該複數面鏡安裝座包含複數電流計馬達(galvanometric motor)，供該複數面鏡附裝。

在本發明之一較佳實施例中，該光學系統亦包含產生該雷射光束之一雷射。

根據本發明之另一較佳實施例，係提供一種用於校準複數選擇性引導面鏡之方法，該複數選擇性引導面鏡被設置用以引導一雷射光束至一場域內之一可選擇的位置，該方法包含：定位各該複數面鏡於一第一方位；感測各該複數面鏡之該第一方位並提供複數面鏡方位輸出；固定一標靶至一標靶定位器，該標靶具有至少與各該複數選擇性引導面鏡之該場域一樣大之一面積，並於該標靶上提供由一雷射光束照射之一光學可見指示，該標靶係為可覆寫的並具有複數光學可見之基準標記；對於各該複數選擇性引導面鏡，藉由定位該標靶定位器，在該複數選擇性引導面鏡其中之一於引導該雷射光束至該標靶上之一可選擇位置時，選擇性地定位該標靶於該複數選擇性引導面鏡其中之一之該場域中，進而於該標靶上產生複數雷射光束照射標記；在該雷射光束照射於該標靶上之後查看該標靶，並為該複數選擇性引導面鏡其中之一提供複數雷射光束照射輸出，以及抹除該等雷射光束照射標記；以及關聯該等面鏡方位輸出與該等雷射光束照射輸出，以為各該複數選擇性引導面鏡提供一校準輸出。

較佳地，該方法亦包含，對於各該複數選擇性引導面鏡，在該抹除步驟之後冷卻該標靶。

根據本發明之另一較佳實施例，亦提供一種用於校準複數選擇性引導面鏡之方法，該等選擇性引導面鏡被設置用以引導一雷射光束至一場域內之一可選擇位置，該方法包含：定位各該複數面鏡於一第一方位；感測各該複數面鏡之該第一方位並提供複數面鏡方位輸出；固定一標靶至一標靶定位器，該標靶具有至少與各該複數選擇性引導面鏡之該場域一樣大之一面積，並於該標靶上提供由一雷射光束照射之一光學可見指示，該標靶係為可覆寫的並具有複數光學可見之基準標記；藉由定位該標靶定位器，在各該複數選擇性引導面鏡於引導該雷射光束至該標靶上之一可選擇位置時，選擇性地定位該標靶於對應各該複數選擇性引導面鏡之該等場域中；在該雷射光束照射於該標靶上之後查看該標靶，並提供複數雷射光束照射輸出；以及關聯該等面鏡方位輸出與該等雷射光束照射輸出，以為各該複數選擇性引導面鏡提供一校準輸出。

請參照第1圖，係根據本發明一實施例之一面鏡校準裝置20之簡化示意圖。裝置20包含一光學系統，該光學系統處於一處理單元36之全面控制之下，並通常由該裝置之控制人員操作。

處理單元36通常包含一通用電腦處理器，該通用電腦處理器係以軟體編程，用以執行本文所述之功能。舉例而言，該軟體可經由一網路以電子形式下載到處理器中。此外或附加地，該軟體可提供於實體媒體中，諸如光學、磁性或電子儲存媒體。更甚者，該處理器之至少某些功能可由專用或可程式化硬體執行。

裝置20包含一組選擇性引導面鏡38，各該引導面鏡之方位分別由處理單元36產生之各個指令單獨控制，該等指令使得該處理單元能選擇每一欲定位之面鏡。該等引導面鏡在本文中亦稱為可定位面鏡，以作為使照射於其上之光束之轉向面鏡。裝置20包含一光學感測器44，在本文中假定為包含一攝影機，光學感測器44用作該裝置用以校準各該面鏡之方位之一自動校準子系統47之一部分。除感測器44(在本文中亦稱為攝影機44)外，子系統47之組件包含一可移動工作臺42、一可複寫標靶40以及產生相關器作用之處理單元36。下文詳細描述自動校準子系統47各組件之功能。

一般而言，當該等面鏡已校準後，該裝置中便不再需要攝影機44，可將該攝影機移除。或者，該攝影機可留在原處。當該等可定位面鏡已校準後，於該裝置之一生產階段，裝置20可作為一雷射鑽孔設備21，其中該等可定位面鏡用以引導相應之雷射子光束，在安裝於可移動工作臺42上之材料(第1圖中未圖示)中鑽取複數孔。除鑽孔外，應理解，在該生產階段，設備21可用於類似於鑽孔之作業，例如材料之燒蝕及/或加工。因而，如自下文之描述可看出，裝置20之某些元件可執行雙重功能，一第一功能係關於該等組件於該裝置之一校準階段中用以校準可定位面鏡組38，一第二功能係關於該等組件於該裝置之一生產階段中作為雷射鑽孔之用。亦如下文所述，裝置20之該校準階段可以多種不同模式實施。

裝置20包含一雷射22，雷射22通常係為一固態雷射，產生於紫外光波段之單一雷射光束24脈波。該光束之參數係依據自處理單元36而接收到之指令設定。在一本發明實施例中，該光束包含以約100kHz之重複率產生之約30ns的脈波，每一脈波具有約為100μJ等級的能量，因此該光束之平均功率係約為10W。光束24穿過一柱狀透鏡26，柱狀透鏡26將該光束彙聚成一實質准直光束，並被傳送至一聲光致偏器(acousto-optic deflector,AOD)28。該等雷射脈波之大約全部能量均可用於該生產階段。於本文所述之該校準階段中，通常將該雷射脈波能量降低到不足以對標靶造成損害之程度。

聲光致偏器28接收來自處理單元36之射頻(radio-frequency,RF)驅動輸入，該射頻輸入導致該入射准直雷射光束繞射形成單一或多個子光束29。複數子光束29通常產生於一二維平面中。處理單元36可藉由改變輸入聲光致偏器28之射頻輸入之參數而選擇該等子光束之數量以及該等子光束間之能量分佈。在本發明實施例中使用之聲光致偏器係由法國Saint---Chevreuse之AA Optoelectronic生產的部件MQ180-A0,2-UV。

複數子光束29被一中繼透鏡30傳送至一第一面鏡組32。定位面鏡組32，用以將分別入射光束以一三維子光束群41形式反射至一第二面鏡組34。為清楚示例，第1圖中僅顯示該組三維子光束其中之一之路徑39。在以下說明中，根據需要而藉助一字尾字母區分該子光束群41之每一子光束。因此，若如第1圖中所示，面鏡組34有二十個面鏡及面鏡組38有二十個面鏡，而子光束群41包含子光束41A、41B……41T。視情況，在以下說明中，亦可將該相應字母附加至需加以區分之元件。舉例而言，首先自子光束29B而產生子光束41B，接著子光束41B被面鏡32B及34B反射，隨後被可定位面鏡38B反射。面鏡組32及34之位置及方位通常固定，並被配置成使自面鏡組34反射之三維子光束組通常彼此平行。

自面鏡組34反射之該三維子光束組被傳送至可定位面鏡組38。在面鏡組32、面鏡組34與面鏡組38之間係為光束調整及中繼透鏡，在第1圖中，為清楚示意，僅以透鏡35示出。該等光束調整及中繼透鏡係確保由面鏡組38反射之子光束係為窄的准直光束。在以下說明中，產生子光束群41之裝置20之各組件，即組件22、26、28、30、32、34及35，在本文中亦稱為子光束產生系統33。

面鏡組38之每一面鏡耦合至一組安裝座中之一相應轉向組件，本文中稱為一可調之安裝座43。該組安裝座中之每一安裝座43分別由處理單元36單獨控制，處理單元36可於一特定安裝座之特性限制內引導該安裝座之方位，從而能引導耦合至該安裝座之面鏡之方位。每一安裝座包含一感測器45，感測器45可感測該安裝座之方位，從而可感測耦合至該安裝座之面鏡之方位，且該感測器提供一相應輸出至處理單元36，因此該處理單元可得知該安裝座及其面鏡之方位。

儘管並非本發明實施例之要求，但為簡便起見，本文中假定，舉例而言，處理單元36能以大致同一全立體角改變每一面鏡之方位。另外，每一安裝座通常被初始設定，使其「零方位(null orientation)」，即安裝座的方向關於處理單元36改變該安裝座之方位，大致相同，使其各自反射後之子光束大致正交於可移動工作臺42。舉例而言，假定每一安裝座43具有二旋轉自由度，並能在與面鏡之零方位方向相交之各自的正交平面中以二個獨立角θ、φ旋轉其所附裝之面鏡。通常，安裝座43利用供面鏡組38附裝之電流計馬達來達成於二軸之面鏡轉向要求。

工作臺42可按照自處理單元36而接收到之命令於正交x、y及z方向上移動。於本文所述之裝置20之該校準階段中，處理單元36通常將光束產生系統33設定為一次僅發射一束子光束至安裝於工作臺42上之可複寫標靶40上。如插圖48中所示，工作臺42將標靶40在針對每一面鏡38之不同位置間移動，該標靶之每一位置皆對應於一不同面鏡之一相應作業場域。

如上所述，每一面鏡38接收一各自相對應之子光束41。然後每一面鏡38按照該面鏡之方位反射其各自相對應之子光束41。儘管每一面鏡之零方位大致相同，但由於該等面鏡之實體位置不同，故自每一面鏡38反射之子光束覆蓋一不同的相應作業場域。

第2A及2B圖係為本發明一實施例標靶40之簡化示意圖。第2A圖顯示該標靶之俯視圖。第2B圖顯示該標靶之一局部剖面圖。該標靶被設置為具有至少與各該面鏡在工作臺42上之工作場域一樣大之一面積。標靶40之形狀及尺寸通常被選擇為大於該等作業場域中之最大者。在以下說明中，舉例而言，標靶40被假定為圓形，直徑約為50mm。

標靶40係為構造於一基板64上之一多層標靶。基板64通常係為一低熱膨脹材料，諸如Zerodur^TM 玻璃，以便在裝置20之作業溫度內，該標靶以及位於該標靶內之元件之尺寸實質不變。一金屬層66形成於基板64之下表面，且一熱電致冷器68(thermoelectric cooler,TEC)耦合至金屬層66之下表面。熱電致冷器68因應處理單元36之要求而加熱及冷卻標靶40。

一光致變色層62形成於基板64之上表面，且一保護透明層60覆蓋於光致變色層62上。保護透明層60藉由最小化該光致變色層與空氣中氧氣之相互作用而保護該光致變色層免受光化學變質。光致變色層62對於可見光係透明的，直至被來自雷射22之輻射照射。該輻射導致受該輻射照射之光致變色材料區域發生光致變色反應。該反應使該等被照射區域在一特定光譜帶上變得實質不透明，該光譜係通常在可見光範圍內且通常為幾十奈米寬，因此該輻射能在標靶40上在照射區域處有效寫入可見標記或指示。

光致變色層62可保存寫入該標靶上之該等可見標記足夠長的時間，直至該等標記因熱衰減而消退。該衰減通常遵守一項簡單的阿瑞尼斯(Arrhenius)定律，其中衰減率與exp(-Ea/kT)成正比，其中Ea係為材料之激發能量，k係為波茲曼常數(Boltzmann’s constant)，而T係為絕對溫度。通常該衰減時間被設計為數小時。利用熱電致冷器68向該標靶施加適量熱量，隨後升高之溫度可顯著增加衰減率，藉此可抹除該等標記。於該等標記抹除後，通常繼而用熱電致冷器68冷卻該標靶，使得再藉由另一輻射對該標靶照射而重新寫入新的可見標記。如上所述，通常需要藉由冷卻來延長該等標記之壽命。

基準標記50F亦形成於標靶40上，並按下文所述加以利用。通常，基準標記50F藉由在基板64之上表面以及光致變色層62內覆蓋一金屬(如鉻)而形成。位於標靶40內之基準標記之一結構實例顯示於第2B圖中，其中包含於標記50F中之基準標記54、56顯示於剖面中。

標靶40被構造為使該等基準標記以及寫入該光致變色層中之標記相對於其周邊環境，於量測時皆具有高對比差。感測器44所使用之檢驗輻射通常被選擇用以產生高對比差。該等標記之高對比差通常藉由峰值發射波長位於或接近該光致變色材料之吸收帶最高峰值於呈現色彩形式下之一發光二極體照明裝置達成。基板64通常被構製成大致可散射的，從而可確保該高對比差。

第3圖係為根據本發明一實施例於一第一校準模式中裝置20之不同作業階段之簡化示意圖。於該第一校準模式中，工作臺42作用為一靶標定位器，依序地移動靶標，使得在每一位置，靶標皆包含每一面鏡38之作業場域。對於每一面鏡，該靶標被自該面鏡反射之一子光束輻照，該面鏡將該子光束引導至該面鏡作業場域內之一可選擇位置。於所有面鏡皆被照射後，工作臺42將該標靶移出該等面鏡之作業場域，並移入感測器44之查看場域。

第3圖對應於第1圖之插圖48，顯示標靶40被工作臺42依序定位於四個不同位置P1、P2、P3及P4。每一位置對應於一不同面鏡之作業場域，舉例而言，假定該等面鏡係為該校準順序中之前四個面鏡。舉例而言，被輻射照射之該等前四個面鏡係假定為面鏡38G、38F、38P及38Q，在本文中亦稱為面鏡M1、M2、M3及M4。根據需要，在以下說明中，一預定面鏡38可於本文中稱為面鏡Mn，其中n係為一正整數。

當標靶40位於位置P1時，處理單元36激發子光束41G(通常具有如上述之降低的脈波能量)，並確保其餘子光束群41無激發。在子光束41G被激發時，處理單元36利用面鏡M1之耦合安裝座43將面鏡M1相對於其入射子光束旋轉至小數量個不同已知方位a1、a2……。應可理解，每一具體方位係為附裝至面鏡M1之安裝座43之二旋轉角θ、φ之組合，因此方位a1可更完整地寫為一序對(θ(a1),φ(a1))。然而，除必要情況外，為簡便起見，在以下說明中，每一方位僅用一字母及一字尾符號表示。

在下文中舉例而言，假定不同已知方位之數量係為5，因此該等不同方位包含{a1、a2……a5}，亦寫為{α1}。對於以{α1}表示之每一方位，來自M1之光束被以一角度反射至z軸且位於包含該z軸之一平面中。處理單元36保持該面鏡在各該已知不同方位上分別固定一段時間，於該段期間，標靶40被該反射之子光束輻射照射。於不同方位{a1、a2……a5}下之輻射照射於光致變色層62(第2B圖)中，分別產生標記{1x1、1x2……1x5}，亦寫為{1X}。通常方位{α1}係經選擇，以使標記組{1X}大致均勻地分佈於面鏡M1之整個作業場域中。處理單元36盡可能選擇將該時段縮短，但需足以使由該反射之子光束形成之該等標記具有足以使感測器44容易地識別出的對比差。對於上述例示性雷射，一典型時段允許大約十個脈波製造每一標記，因此該時間段係為大約100μs。

當已產生標記組{1X}後，處理單元36切斷子光束41G，並定位工作臺42，以定位標靶40至位置P2，其中面鏡M2之作業場域包含在該標靶內。當標靶40位於位置P2時，處理單元36激發子光束41F，並確保其餘子光束群41不被激發。在子光束41F被激發時，處理單元36將面鏡M2相對於其入射子光束旋轉至一組小數量的不同已知方位{α2}。通常，本文中假定，方位組{α2}之不同方位之數量與方位組{α1}之數量相同。然而，該等數量不必相同，在某些實施例中該等數量可不同。

方位組{α2}被選擇，以使藉由子光束41F反射於標靶40上而產生之標記{2x1、2x2……2x5}(亦寫為{2X})與標記組{1X}分開。該分開距離的選擇係足以使感測器44能夠將每一標記{1X}與每一標記{2X}區分開來。標記組{2X}之形成方式實質與標記組{1X}相同。在標記組{2X}形成後，處理單元36移動工作臺42，用以定位標靶40於位置P3，在位置P3，該標靶包含面鏡M3之作業場域；然後定位標靶40於位置P4，在位置P4，該標靶包含面鏡M4之作業場域。

面鏡M3之標記{3x1、3x2……3x5}(亦寫為{3X})以及面鏡M4之標記{4x1、4x2……4x5}(亦寫為{4X})，係分別利用子光束41P及41Q以實質如上文針對標記{1X}所述方式形成。

在第3圖中，為清晰起見，每一組標記{1X}、{2X}、{3X}及{4X}針對同一特定組使用同一符號顯示，但各組間使用不同符號顯示。由該等子光束產生之實際標記之形狀係由處理單元36控制。在某些實施例中，所有標記不論其是否係在同一組抑或係不同組中，皆實質具有相同之形狀。舉例而言，所有標記係可於面鏡在受輻射照射期間不移動之下，於標靶40上形成數個單點，一特定標記之單點係藉由在相應方位下之輻射照射形成。該等點通常具有介於約20μm與約70μm之間之直徑。

或者，在另外一些實施例中，標記可形成為具有二或更多不同形狀。標記所具有之結構係由複數單點群組形成，其係藉由處理單元36將面鏡關於其特定方位移動，從而使自該面鏡反射之子光束於該標靶上形成一預定圖案。可使用之圖案之實例包含一三角形或一長方形之部分邊及/或頂點，但亦可使用任何其他適宜圖案。以一組單點之形式形成一標記通常要求更準確地定位點之位置，因此面鏡的校準需要更準確。

處理單元36將上述針對前四個面鏡之方法應用到所有面鏡組38。因此，每一面鏡38皆於標靶40上產生一組標記，處理單元36定位該等標記，以使每一標記分開。分開距離足以使得當感測器44配合處理單元36檢查標靶40時，可區分開不同之標記。

第4圖係為根據本發明一實施例標靶40之簡化示意圖。標靶40顯示在已使用二十個面鏡38A、38B……38T如上所述輻射照射該標靶後所產生之例示性標記，其中每一面鏡於該標靶上產生五個標記。在第4圖中，假定該等標記係為數個單點，但應可理解，如上所述，某些或所有該等標記係可為點之群組。

返回第1圖，在欲被校準之所有面鏡組38已用於輻射照射標靶40後，工作臺42將該標靶移動至感測器44之查看場域中。處理單元36利用由感測器44所獲得之標靶40之影像而產生每一面鏡38之校準表，如下文參照第5圖所述。

第5圖係為一簡化流程圖100，顯示按照本發明之一實施例藉由處理單元36而產生每一面鏡38之校準表或方程式之步驟。流程圖100之步驟描述假定係按照上文中，針對裝置20之作業之描述，並對應於裝置20之該第一校準模式。

在一第一定位步驟102中，固定標靶40至工作臺42，且處理單元36定位該工作臺，以使該標靶位於面鏡M1之作業場域中。

在一第一輻射照射步驟104中，處理單元36激發合適之子光束，於此，係為子光束41G。然後，該處理單元將面鏡M1定位至其預定位置，以便在該標靶上形成標記。相對於面鏡M1，該等標記係為{1X}。

一隨後之定位步驟106重複步驟102中之操作，處理單元36定位該工作臺，使該標靶位於另一面鏡38之作業場域中。

一隨後之輻照步驟108對已在步驟106中定位之面鏡重複步驟104之作業。

在一判斷步驟110中，處理單元36檢查是否所有面鏡38皆已完成上述步驟之校準過程。若某些面鏡尚未完成該過程，則處理單元36返回步驟106。

若所有面鏡皆已完成該校準過程，則在一標靶平移步驟112中，處理單元36移動工作臺42，使標靶40位於感測器44之查看場域中，且處理單元36利用感測器44以採集標靶40及其標記之影像。

在一分析步驟114中，利用所採集的該標靶之基準標記之影像，該處理單元確定標靶40上之每一標記之實際(x,y)值，並關聯該等實際值與理論期望值{1X}、{2X}……，在本文中亦寫為E{1X}、E{2X}……。該關聯可由處理單元36自動實施。舉例而言，對於每一期望值{1X}、{2X}……，具有最接近該期望值之一實際(x,y)之標記係被設定為相應之標記。或者，裝置之操作人員可至少部分地協助處理單元36執行該關聯。

對於每一面鏡38，處理單元36皆選擇該面鏡之標記之實際(x,y)值。由該等選出之值，處理單元36擔任一相關器，用以對於每一面鏡在該面鏡之方位與藉由該面鏡之子光束之反射形成之實際(x,y)值之間產生一關聯。處理單元36利用習知技術中常見之內插及/或外插方法產生該關聯。處理單元36可以任何合宜形式儲存定義該等面鏡之關聯，諸如每一面鏡之校準表，及/或每一面鏡具有以下通式之方程式：

(x,y)=f_Mn (θ,φ)　(1)

其中，fM_n 係為由該處理單元所定義的面鏡Mn之一函數。

應可理解，每一表或方程式之值(x,y)可慮及每一面鏡Mn之不同實體位置。

於步驟114完成後，通常流程圖100即結束。可視情況，如虛線116所示，在一抹除步驟118中，可抹除標靶40上之標記，從而使該標靶可用於裝置20之另外之校準。

自上文對該第一校準模式之描述中，應可瞭解，所有面鏡38皆可利用對標靶40之一次檢查及分析(如以上步驟114中所述)自動校準。因此，用於校準所有面鏡38所花費之時間較短。

根據本發明之實施例，第6圖係為一簡化示意圖，顯示裝置20之一第二校準模式，而第7圖係為用以實施該第二模式而執行之步驟之簡化流程圖150。除下述不同外，該第二校準模式與該第一校準模式大致相同，因此在構造及作業方面，於第1圖與第6圖中以相同參考元件符號表示。

不同於該第一校準模式，在該第二校準模式中，每一面鏡分別利用標靶40單獨校準。在每一面鏡校準後，用於該校準之該標靶上之標記係被抹除，而該標靶可用於校準另一面鏡。

在流程圖150中，一定位步驟152與步驟102(第5圖)實質相同。

一第一輻射照射步驟154與步驟104大致相同。然而，由於一次僅校準一個面鏡，因而用於每一校準之標記數量可大幅增多。舉例而言，在以上對該第一校準模式之例示性說明中使用5個標記，而在該第二校準階段模式中使用的標記之典型數量係為約100個。

在一平移步驟156中，處理單元36移動工作臺42，使標靶40位於感測器44之查看場域內，且處理單元36利用感測器44採集標靶40及其標記之影像。

在一抹除步驟158中，處理單元36激發熱電致冷器68(第2B圖)，用以充分加熱該標靶，以抹除在步驟154中產生之標記。在抹除該等標記後，該處理單元通常激發熱電致冷器68以冷卻該標靶，使標靶處於可被標記之狀況，供隨後之輻射照射使用，如上文所述。

在一判斷步驟160中，處理單元36查看所有面鏡是否皆已完成處理，即步驟154、156及158是否已應用至每一面鏡。

若有面鏡尚未完成處理，則在一轉移步驟162中，處理單元36移動附裝有標靶40之工作臺，使該標靶處於另一面鏡之場域內，且該流程圖返回步驟154之開端。

若判斷步驟160回報之結果係所有面鏡皆已處理，則在一分析步驟164中，處理單元36分析在步驟156中採集之各該影像。分析步驟164大致類似於上述之分析步驟114。處理單元36自該分析步驟以一校準表及/或方程式之形式針對每一面鏡產生一關聯。

隨後流程圖150結束。

以上描述內容已描述裝置20校準面鏡38之二種模式。該第一模式使得利用標靶40在該等面鏡場域與感測器44之查看場域之間經過一次便能校準該裝置之所有面鏡。在該第二模式中，該面鏡需要在該等面鏡場域與感測器44之查看場域之間多次經過。該第一校準模式能在一相對短時間段內校準所有面鏡38。該第二校準模式所需之時間通常較該第一模式長，但由該第二模式提供之校準通常具有更高之準確性。

應可理解，上述二種模式係為例示性的，裝置20亦可執行其他校準模式。舉例而言，面鏡組38可被組織成複數群組，且實質上可如上文所述，針對該第一模式校準每一群組中之複數面鏡，但針對每一面鏡之標記之數量可多於所例示的五個。然後可抹除該標靶，並可依據該第一模式中所述，隨後校準另一面鏡群組。將該等面鏡組織成群組可允許裝置之操作人員選擇期望之校準精確水準以及校準所花費時間。

應可瞭解，上述實施例係以舉例方式引述，本發明並不限於上文中具體顯示及描述之內容。而是，本發明之範圍包含熟習此項技術者在閱讀上述說明中可能想到的且在先前技術中未曾披露者，同時一併包含上述之各種不同特徵之各個組合及子組合以及其變化形式和修改形式。

20．．．鏡面校準裝置

21．．．雷射鑽孔設備

22．．．雷射

24．．．雷射光束

26．．．柱狀透鏡

28．．．聲光致偏器

29．．．子光束

30．．．中繼透鏡

32．．．面鏡組

33．．．子光束產生系統

34．．．面鏡組

35．．．透鏡

36．．．處理單元

38．．．選擇性引導面鏡組

38F、38G．．．面鏡

38P、38Q．．．面鏡

39．．．路徑

40．．．可複寫標靶

41．．．子光束群

41A……41T．．．子光束

42．．．可移動工作臺

43．．．可調之安裝座

44．．．光學感測器

45．．．面鏡方位感測器

47．．．自動校準子系統

48．．．插圖

50F．．．基準標記

54．．．基準標記

56．．．基準標記

60．．．保護透明層

62．．．光致變色層

64．．．基板

66．．．金屬層

68．．．熱電致冷器

M1、M2、M3、M4．．．面鏡

P1、P2、P3、P4．．．位置

α1、α2、α3、α4．．．方位組

{1X}、{2X}、{3X}、{4X}．．．標記組

1x1-1x5、2x1-2x5、3x1-3x5、4x1-4x5．．．標記

結合附圖及以下實施例之詳細說明可更充分理解本發明，在附圖中：

第1圖係為根據本發明一實施例一鏡面校準裝置之一簡化示意圖；

第2A及2B圖係為根據本發明一實施例，在該裝置中使用之一標靶之簡化示意圖；

第3圖係為根據本發明一實施例，在一第一校準模式中該裝置之不同作業階段之一簡化示意圖；

第4圖係為根據本發明一實施例，顯示有標記之該標靶之一簡化示意圖；

第5圖係為根據本發明一實施例，顯示由該裝置之一處理單元在產生校準表或方程式之過程中之執行步驟之簡化流程圖；

第6圖係為根據本發明之實施例，示例該裝置之一第二校準模式之一簡化示意圖。

第7圖係為根據本發明之實施例，該處理單元執行該第二模式之步驟之一簡化流程圖。