TWI617892B - 照明系統及控制此照明系統之方法及電腦程式產品 - Google Patents

Abstract

在此提供一種曝光機之照明系統及用以控制該照明系統之方法。在一實施例中，該方法包括：提供複數個照明源；於一段時間內，監測該等照明源之光輸出功率；及控制該等照明源以維持一預定位準之光輸出功率。該方法尚包括：補償該等照明源中一或多者之衰減以維持該預定位準之光輸出功率；根據該等照明源之參數，預測該照明系統之使用壽命；及根據一品管時程表，執行該等照明源之定期維修。

Description

照明系統及控制此照明系統之方法及電腦程式產品

本發明係關於微影製造之領域。詳言之，本發明係關於以複數個照明源提供長效照明之系統及方法。

微影製造法係製造電子元件時之一理想量產方法，所述電子元件包括例如半導體積體電路(IC)、印刷電路板(PCB)、發光二極體(LED)、雷射二極體(LD)、平板顯示器(FPD)、石英振盪器(QO)、微電機(MEMS)零件，及其他電子應用，例如凸塊接合、薄膜頭(TFH)與多晶片模組之製造、使用矽穿孔(TSV)之三維封裝，以及相關之現代電子元件及/或光學元件。

以微影製程進行量產之一大挑戰在於，須確保每一基板、每一批次及每天之圖案成形作業均能符合規格，且有穩定一致之表現。目標係保留一適當之製程窗口，藉此一方面確保生產良率達獲利水準，一方面則可縮短製程中所用微影工具之停工時間。

習知用於製造現代電子及光學元件之微影技術係由製造半導體IC之微影製程演變而來。用以在各種基板上形成圖案之微影曝光工具大多為接觸式或近接式對準器，以及步進式或掃描式投影系統。無論使用何種工具，最好能將曝光區域內之 照明強度均勻度維持在約1%~2%或以下，端視製程窗口之控制規格而定。

之所以訂定如此嚴格之照明控制條件，主要係因光阻之成像性質取決於光阻所接收之整體曝光能量。就光化曝光波長而言，曝光能量(毫焦耳；mJs)為光強度(毫瓦/平方公分)與時間(秒)之乘積。若欲控制圖徵製印後之線寬一致性，使其符合規格，首要之務係確保照明強度之一致性及穩定性。以標稱曝光能量而言，照明強度愈高，則所需之曝光時間愈短，單位時間之曝光處理量亦愈高。當照明強度變低時，若欲獲得相同之標稱曝光能量，可延長曝光時間以為補償。因此，在一使用標稱曝光能量之典型微影製程中，最好能監測光強度之高低。

習知微影曝光工具之設計係使用單一照明源，例如使用一短弧汞燈或一準分子雷射。汞弧燈之使用壽命甚短，僅達數百小時；準分子雷射中用以發射雷射光之氣體則須於使用約一年後重新填充。該兩種照明源之使用壽命及故障模式均有明確特徵，故單一照明源之光強度並不難監測。

由於過去並無可行之替代方案，業界已習慣於汞弧燈偏短之使用壽命及其過大之耗電量。為改善單位時間之曝光處理量，必須提供較高之光強度。對於額定輸入電功率為1千瓦且能透過同軸光學濾波器產生所需光化曝光波長(例如365奈米)之汞弧燈而言，其傳送至光阻表面之光強度大多可達100 至200毫瓦左右，端視所用之光學系統而定。若欲達100 mJs之標稱曝光能量，所需曝光時間為0.5至1秒。

光化光功率將隨燈具老化而降低，導致所需之曝光時間增長。而在歷經數百小時之使用後，燈具將出現輸出過低甚至無法輸出之現象。因此，若於微影製程使用汞弧燈，則執行照明監測之典型做法係每日檢查光強度。每一批次之製程均須進行曝光測試。光阻顯影後，須檢查圖徵線寬是否在規格範圍內，然後微調曝光時間或改變曝光能量之設定，以製印出目標線寬。

高壓汞弧燈源無法快速更換，必須先關閉燈具電源，並待其冷卻後，方能繼續操作。新燈具安裝完成後，須為弧源對焦並加以調整，使其達最佳照明強度及均勻度。上述作業通常需耗費數小時，且須待作業完畢才能讓該曝光機繼續進行製造作業。每操作二至四周，便須重覆此一燈具更換作業。汞弧燈之主要光輸出波段係從近紫外光波段至可見光波段，而準分子雷射之光輸出波長則落在深紫外光區域，例如248奈米或193奈米。準分子照明系統之成本約在百萬美元之譜，其照明維修作業則更為複雜，且需時數天，大多須重新填充準分子氣體，且每半年或一年即需微調。

因此，有必要解決習知照明系統之上述問題。

本發明所提供之方法可解決吾人對照明系統之需求，亦即使一照明系統之照明源(如LED、二極體雷射或固態雷射)具有可控制之輸出強度，並使該照明系統具有可預測之使用壽命。本發明之方法可：控制並監測一多發射器照明系統，使其使用壽命達最大值；預測一照明系統之使用壽命並將此預測精緻化；針對一或多個照明源之隨機意外故障進行補償，並於無法進行上述補償時提出警告；以及在一成像系統之運作過程中監測一照明系統，但幾乎或完全不影響該成像系統之有效作業時間。在另一實施例中則使用多發射器照明源，其可依所需之照明形狀成形，並與對準用或多波長曝光用之多波長發射源混合。

本發明提供一種照明系統及用以控制該照明系統之方法。在一實施例中，該方法包括：提供複數個照明源；於一段時間內，監測該等照明源之光輸出功率；及控制該等照明源以維持一預定位準之光輸出功率。該方法尚包括：補償該等照明源中一或多者之衰減以維持該預定位準之光輸出功率；根據該等照明源之參數，預測該照明系統之使用壽命；及根據一品管時程表，執行該等照明源之定期維修。

在另一實施例中，一照明系統包含至少一處理器，以及一可與該至少一處理器搭配運作之控制器。該控制器包括：用以提供複數個照明源之邏輯；用以於一段時間內監測該等照明源之光輸出功率之邏輯；以及用以控制該等照明源並藉此維持一 預定位準之光輸出功率之邏輯。

在另一實施例中，一電腦程式產品包含一非暫時性媒體，該非暫時性媒體存有可供一或多個電腦系統執行之電腦程式。該電腦程式產品尚包含：用以提供複數個照明源之程式碼；用以於一段時間內監測該等照明源之光輸出功率之程式碼；以及用以控制該等照明源並藉此維持一預定位準之光輸出功率之程式碼。

以下之說明，係為使熟習此項技藝之人士得以製作及應用本發明。本文有關特定態樣及應用方式之說明僅供示例之用，熟習此項技藝者可輕易思及多種修改及組合該等範例之方式。本文所述之基本原理亦適用於其他實施例及應用而不悖離本發明之精神與範圍。因此，本發明並不限於本文所描述及繪示之範例，而應涵蓋符合本文所述原理及技術特徵之最大範圍。

根據本發明之若干態樣，習知汞弧燈可以諸如LED及雷射二極體等固態光子發射源取代，藉以提高微影製程中照明之成本效益。該等固態光子源之形狀因子與習知汞弧燈差異甚大。以氮化鎵(GaN)雷射二極體為例，此光子發射元件極小，尺寸僅達數公釐。就目前之發展進程而言，單一雷射GaN二極體之電力可產出接近1瓦之功率；相較於可產出千瓦之千瓦級 汞弧燈，此功率看似頗低。

習知汞弧燈所發射之光線係由多個波長帶組成，須經濾波方可用於單波長曝光。另一方面，GaN雷射二極體則可有效率地發射單色曝光波長。當該種二極體雷射源與一光纖耦接時，可透過精密之設計，使光線於傳遞過程中僅損失少量光子。若將多條分別對應於一GaN發射器之光纖聚成一束，並以此模擬輸入功率為10至12瓦之單一發射源，則此光纖束可提供大於目標曝光能量所需之光學照明強度，相當於4至5千瓦之汞弧燈。

據知，固態光子發射器之使用壽命頗長，可超過一萬小時。此一特性對製造商而言可能極具吸引力，因為設備之停工時間將大幅縮短；長期而論，則節省之電力亦十分可觀。該種多發射器照明源所面臨之挑戰，係如何在此較長之使用壽命中，儘可能維持穩定一致之光強度。

在某些微影應用中，尤其是為厚型光阻膜(如膜厚超過3微米者)進行曝光時，最好使用多種曝光波長以達較高之整體照明強度。使用多種曝光波長尚可減少駐波，並針對較厚之光阻膜提供較大之焦深(DOF)。此時若以汞弧燈為照明源，可使用帶寬較寬之光學濾波器；然而，一光化波長與另一光化波長之尖峰強度比實取決於汞弧發射之性質。若欲使用多發射器照明光源，且所結合之光纖束包括可發射不同波長之二極體雷射及/或LED，則可令該照明系統將不同曝光波長之尖峰強度比 最佳化。此外，該照明系統可包括使用LED照明源之對準波長。若使用固態光子發射器，則混合比波長之曝光應用方式更可在曝光過程中選擇性地微調。

在一用於例如微影製程之系統中，若所用之照明系統包括多個諸如LED或雷射之照明源，最好能使總照明強度始終保持穩定與正確。最好能控制多項因製造環境隨時間改變而產生之因子，包括但不限於：1)照明源隨時間而改變光輸出；2)若在高於光功率及電功率臨界值之情況下運作則可能受損；3)具有可變之最低驅動位準；及4)輸出功率與輸入電流(或功率)縱使在規定之操作參數範圍內，但並未保持一固定之關係，致使該等照明源出現損耗，且使用壽命變短。此外，由於較長且可預測之維修周期對製程有利，一系統最好能將照明器之使用壽命最佳化，並儘量予以延長。

第1圖繪示本發明若干態樣中一照明源之輸出光功率與注入電流之關係圖。此圖又稱P/I曲線102。縱軸代表每一鏡面刻面之光輸出(瓦)，而橫軸則代表注入電流(安培)。輸出光功率之變化，可視為通過二極體之電流之一函數。當偏流低於臨界電流I_th時，輸出功率可能偏低。但電流超過臨界電流I_th後，輸出光功率便以dP/dI之速率增加。P/I曲線在臨界電流以上之斜率稱為一雷射二極體之斜率效率，其定義為dP/dI。在此，dP為光功率輸出之變化量，而dI則為通過二極體之正向電流之變化量。斜率效率之單位為毫瓦/毫安培。 臨界電流大多在25至250毫安培之範圍內，輸出功率大多在1至10毫瓦之範圍內。

某些發射器(如GaN雷射二極體)及某些形式之固態雷射並不會產生災難性之故障，而係歷經老化及劣化之過程而終至故障。在此老化及劣化過程中，產生一給定功率輸出所需之電流可能遞增。第2圖繪示本發明若干態樣中一用以提供固定光輸出功率之電流與時間之關係圖。縱軸代表用以提供固定輸出之電流，而橫軸則代表時間。如第2圖所示，在時間T₀至時間T₁之區間內，電流對功率比202保持實質相同。但隨時間推移(T₁之後)，系統可能必須提高電流強度方能提供相同之光輸出功率。例如在時間T₂，正向電流須達初始電流值之1.2倍。在某些應用中，此較大之正向電流可能使雷射二極體之使用壽命於時間T₂終止。在另些應用中，或可根據設備中自動功率控制電路之極限而定義另一壽命終止電流。

雷射二極體可能因突波電流而產生災難性之光學損壞(COD)。當吾人增加電流強度以拉高光輸出功率時，雷射二極體之邊緣可能短路。一旦發生此現象，輸出功率可能驟降，並造成不可逆之損害。最好能避免有可能損害該照明系統中之雷射二極體之瞬間或短暫電流尖波。通常，突波不至於完全破壞雷射二極體，但卻可能縮短雷射二極體之使用壽命。為延長該照明系統或雷射二極體之使用壽命，最好以較低之電流操作雷射二極體。

第3圖係本發明若干態樣中發射器老化過程之示意圖。縱軸代表輸出電流Iop(毫安培)，而橫軸則代表老化時間(小時)。根據本發明之態樣，該照明系統可經過設計，俾嚴密監測老化機構及特徵之變化速率，並主動控制修改參數。如此一來，該照明系統或可精緻預測一特定發射器在現有條件下之使用壽命，並根據已知模型進行外插，以預測運作方式修改後之使用壽命。欲達上述目的，方法之一係以電流作為可修改之參數，另一方法則係修改其他變數，例如發射器之數目。在某些實施例中，亦可監測諸如溫度、照明強度、電壓降及驅動電流等特徵。

根據本發明之若干態樣，個別元件之使用壽命至少可根據下列條件其中之一而求得，以判定損耗度，所述條件包括但不限於：1)須以一固定比例增加驅動電流(或功率)方能維持一穩定輸出功率之時點；及2)在一穩定驅動電流(或功率)下，照明強度以一固定比例下降之時點。第4圖係本發明若干態樣中一發射器在其使用壽命中出現損耗之機率圖。縱軸代表機率百分比，而橫軸則代表時間，亦即使用之小時數。

由於上述變化可能需時數小時，而非在數分鐘內發生，因此，吾人可於兩次成像作業之間量測個別發射器之特徵。相較於完整監測/控制所有發射器所需之時間，兩次成像作業間可供監測及控制之時間可能並不長。根據本發明之若干態樣，上述量測可分散於多個曝光成像作業空檔中進行。

方法之一係為所有發射器設定照明強度及均化損耗點。各發射器在現有條件下之個別使用壽命，起初可根據使用特徵化或其他預置資料之模型而加以預測，之後則可加總操作過程中之量測值以完成預測。一控制器可根據各發射器之輸出功率與電流之關係，計算所有發射器之新操作參數。

第5圖係本發明若干態樣中光輸出功率與正向電流之關係圖。第5圖之縱軸代表光輸出功率Po(毫瓦)，而橫軸則代表正向電流If(毫安培)。該圖包括臨界值與效率之範例，該等臨界值與效率可使所有發射器在目標系統照明功率下，均具有相等之預測使用壽命。如圖所示，在不同操作溫度下，臨界值與所需之正向電流可能產生偏位。為提高系統可靠度，前述控制器可以類似方式計算出一或多個發射器故障時之新操作參數。若新參數超過損耗極限或最大規格極限，可針對冗餘度降低提出警告。

根據本發明之若干態樣，該照明系統包括多個照明源(如發射器)。各發射器之強度可相互獨立，且可接受遙控。一照明感測器可透過例如一分束器採樣及記錄個別發射器之強度。在某些方法中，所記錄之資料可用於電流與光功率模型及老化預測模型之配適。老化預測模型可計算新操作參數，藉以將發射器之使用壽命預測值均化。為維持固定之照明，甚至不需頻繁量測，即可主動應用操作參數。在某些方法中，可以同一模型處理冗餘度並預測系統之使用壽命，同時為一或多個故 障發射器提供補償。可以一控制器監測各發射器之光功率限值、電功率限值及範圍。亦可令該控制器依據發射器之照明功率重新調整該照明系統之預期使用壽命。

根據本發明之若干態樣，當一成像作業結束時，若光程中設有一基板且快門業已作動，則可根據現有之老化模型參數計算並應用新的發射器電流。在此方法中，毋需每次均對各發射器採樣，即可保持實質固定之照明。若時間允許，可開啟個別獨立發射器之電源，並關閉其他發射器之電源，然後量測並記錄輸出位準。若此位準無法配適當前使用之模型參數，且經控制器判定其間差異甚大，則由控制器計算另一位準，俾為系統中之照明源求出新的控制設定值。

在某些實施例中，可利用兩次曝光間之操作時間，依所需次數反覆量測、記錄及計算，然後才開始下一輪成像作業。此量測/記錄/計算作業將在各發射器或各組發射器之間循環。當下一輪成像作業結束時，量測/記錄/計算作業可能從次一發射器或下一組發射器開始。

請留意，該照明系統可經過設計，俾根據下列條件控制及管理照明源，所述條件包括但不限於：1)新電流無法以預測方式應用，但當量測結果顯示位準量測值與所需位準之間確有歧異時，即可應用新電流；2)照明採用單一發射器，但可利用老化預測模型主動設定照明驅動位準而不須針對每項調整進行量測；及3)冗餘度之評估可以一或多個發射器故障時 之預期使用壽命為依據。

第6圖繪示本發明若干態樣中用以將雷射二極體耦接至光纖之示例方法。如第6a圖所示，一球形透鏡或一雙合透鏡602可將雷射二極體刻面604成像於光纖芯部606。第6b圖則繪示另一種耦接方式，其中圓柱形透鏡610可使從雷射二極體刻面604射向多模光纖612之光束沿快軸方向準直。

第7圖繪示本發明若干態樣中用以形成光纖束模組之示例方法。請留意，為簡化圖面，第7圖僅繪示光纖芯部而未繪示光纖包覆層或包圍光纖芯部之外層。每一圓圈亦可代表本發明若干範例中之一照明源。亦請留意，此種光纖束不同於光學通訊業習用之傳統光纖組合器。傳統之光纖組合器係將多條輸入光纖「熔合」為一條光纖，或令多條輸入光纖「於芯部接觸接合」以形成單一輸出光纖。

在此範例中，第7a圖繪示一具有同類型發射器(以圓圈表示)之示例光纖束模組702。該光纖束模組內並未裝滿發射器(或光管)，致使此範例之模組中心呈空心狀。第7b圖則繪示一佈滿發射器之示例光纖束模組704。請留意，光纖束模組702與704可依特定應用之需要而交替使用。換言之，光纖束模組704可取代一照明系統中之光纖束模組702，反之亦然。第7c圖繪示另一示例光纖束模組706，其包括處於現用狀態之第一組照明源708(以實線圓圈表示)，以及處於非現用狀態之第二組照明源710(以虛線圓圈表示)。第7d圖則繪示又 一示例光纖束模組712，其包括處於現用狀態之第一組照明源714(以實線圓圈表示)，以及處於非現用狀態之第二組照明源716(以虛線圓圈表示)。

第7e圖繪示另一示例光纖束模組720，其包括光化照明源722(以白色圓形表示)及非光化照明源724(以灰色圓形表示)。請留意，光纖束模組720中之照明源係排成一6×10陣列，而第7a至7d圖所示光纖束模組之照明源則排成一4×8陣列。根據本發明之若干態樣，光纖束模組及連接器模組均可採用不同之構型設計，以滿足特定應用在空間及光輸出方面之實際需求。第7f圖繪示又一示例光纖束模組726，其包括具有一第一曝光波長之第一組照明源728(以白色圓形表示)，以及具有一第二曝光波長之第二組照明源730(以灰色圓形表示)。第7g圖則繪示另一包括多種照明源之示例光纖束模組732。例如，光纖束模組732可包括具有一第一曝光波長之第一組照明源734(以黑色圓形表示)、具有一第二曝光波長之第二組照明源736(以灰色圓形表示)，以及具有一第三曝光波長之第三組照明源738(以白色圓形表示)。

第7圖所示之光纖係依所需之輸出形狀聚成一束，藉以提高照明之功率與效能。包覆層使光纖芯部之間無任何光線輸出，因而在各光纖芯部周圍形成「黑圈」，降低光纖束之整體光功率。然而，若使用包覆層極薄(相對於光纖芯部之直徑)之光纖材料，即可大幅改善上述現象。

根據本發明之若干態樣，該照明系統可用以控制及監測一用於微影照明之固態多發射器光源。此外，多發射器照明可經過設計，俾以數位步進微調之方式控制多種光化波長比，藉此控制照明效果。光纖束之形狀亦可經過設計以強化微影成像之效能。可利用固態照明源達成上述目的，因為各發射器均可以電子控制方式開啟/關閉。

該照明系統可以複數個照明源實現，例如LED與二極體雷射等固態元件，或其他可在吾人之控制下提供實質固定之照明功率輸出之發光元件。

為提高本發明之效率，須選用不符合朗伯餘弦定律之照明源。根據此定律，一表面上任一點之照明係與該點之法線與光通量方向之夾角之餘弦值成正比。LED與汞弧燈均為此種照明源之實例。換言之，「餘弦」照明器在本質上並無方向性。本發明之照明系統若搭配一諸如橢圓形之指定反射器，將可以平行方式導引光束。但若在某些應用中，照明光學元件之入射光瞳較小，「餘弦」照明之固有特性將使集光效率偏低。在此情況下，僅能收集少量光線，因而浪費大量照明能量。反之，二極體雷射源所發射之光束不但具有方向性，其光錐角度亦較小，因此，就本質而言，二極體雷射源通常不被視為「餘弦」照明之一種。本發明之照明系統可將雷射輸出聚焦成一接近發射波長之光點，並將此光點饋入光纖入口，藉以降低光線在光纖內傳遞時之損失。

使用二極體雷射源之一大挑戰，在於可能出現雷射斑點。吾人可將雷射斑點視為照明平面上隨機出現且足以擾亂觀者視覺之明暗斑點。雷射斑點可能導致圖案製印不均(由目視即可得知)，並使圖徵成像後出現邊緣不一致之情形(可利用光學顯微鏡以足夠之放大倍率觀察得知)。此為單色同調照明建設性及破壞性干涉之必然結果。為選用二極體雷射作為照明源，可設計一可減少雷射斑點之機構。欲達此目的，可將一散光器設於雷射源前方。此設計基本上係試圖模擬一「餘弦」照明源，但也可能因此提高光損，故不適用於本發明。為解決上述問題，本發明之照明系統收集並混合一光纖束為照明源，其各個光纖分別具有二極體雷射之光源，俾在某種程度上減少雷射斑點。其次，該系統採用一像素融合成像法，以數百次曝光閃光共同形成光阻上之一圖徵影像。

根據本發明之若干態樣，該像素融合成像法之一實施例係令一原本位於固定位置之基板相對於一數位微鏡元件(DMD)而移動，並在基板移動之同時，執行一系列短暫曝光閃光，其中每次曝光閃光之延時均甚短，以免影像模糊。當基板移至下一位置時，可開啟另一組微鏡像素以提供曝光閃光，端視基板相對於DMD之位置而定。在某些實施例中，可以數百次曝光閃光達成光阻所需之標稱曝光量。因此，標稱曝光量可為不同微鏡多次閃光之總和。第8圖繪示本發明若干態樣中用以融合多重曝光之示例方法之一影像輸出。此示例影像係由上述之像素 融合曝光法產生。如圖所示，影像中之圖徵具有平滑均勻之邊緣。影像中未發現雷射斑點。

多個固態發光源可分別連接至一光纖，且複數條各有其對應固態發光器之光纖束可聚成一體，以形成微影曝光用之單一均勻照明源。雖然各光纖係混於光纖束中，但該系統可經過設計，俾辨識出各光纖輸出所對應之發射源源頭，從而控制個別發射器光源。

可定期檢查各發射器光源，並將此檢查作業設定於曝光閃光、晶圓批次更替以及基板裝載與卸載間之空檔執行，或於機器未運轉之特定時段執行，或於任何適合檢查光強度及/或使用壽命之時段執行。可一次檢查所有發射器之使用壽命及/或發光強度，或者輪流檢查各發射器，只要各發射器在特定時距內之受測頻率相同即可。

在多發射器微影照明中，一種以數位方式微調發光強度等級之方法係選擇性地使部分發射器不閃光，藉以降低整體發光強度。在調降曝光之過程中，究竟選擇哪些發射器不閃光可由一軟體程式自動決定，或由一作業員決定，唯照明均勻度須依規格控制。

一使用多發射器光源之微影照明系統可選擇性地開啟某些具有不同曝光波長之發射器。若使用多種曝光波長，該照明系統便可避免單色曝光波長在光阻上產生駐波效應。駐波係導致圖徵關鍵尺寸(CD)出現變化之因素之一。就一使用多發射 器光源之微影照明系統而言，標稱曝光量可由多次曝光閃光提供，且每次曝光閃光均可使用不同之光化波長以實現完整之微影成像。光纖束中亦可包括多個對準用之非光化發射器，此等發射器亦可接受相同之微調作業以達品管之目的。

第9圖繪示本發明若干態樣中一用以控制一照明系統之方法。在第9圖之示例實施例中，一控制器可包括用以提供複數個照明源之邏輯，如方塊902所示。在方塊904中，該控制器可包括可於一段時間內監測該等照明源之光輸出功率之邏輯。在方塊906中，該控制器可包括用以控制該等照明源並藉此維持一預定位準之光輸出功率之邏輯。該等照明源包含下列至少其中之一：光化照明源與非光化照明源；以及一具有一第一曝光波長之第一組照明源與一具有一第二曝光波長之第二組照明源。

根據本發明之實施例，方塊904中所執行之邏輯尚可包括方塊908中所執行之邏輯。舉例而言，方塊908可包括可循序校正該等照明源之一子集之邏輯，並藉此判定該等照明源之該接受校正之子集之光輸出。

方塊906中所執行之邏輯尚可包括方塊910與914中所執行之邏輯。方塊910可包括用以補償該等照明源中一或多者之衰減之邏輯，藉以維持該預定位準之光輸出功率。該用以補償該等照明源中一或多者之衰減之邏輯包含下列至少其中之一：可增加施予該等照明源之電流並藉此增加光輸出功率之邏 輯；以及可增加現用照明源之數量並藉此增加光輸出功率之邏輯，如方塊912所示。

方塊914包括：可將一第一組所述照明源維持在一現用狀態之邏輯；可將一第二組所述照明源維持在一非現用狀態之邏輯；以及可將該第二組照明源中之至少一照明源轉換至該第一組照明源以補償該第一組照明源中至少一故障照明源之邏輯。

方塊916包括：可偵測該等照明源中至少一瑕疵照明源之邏輯；以及可控制該等照明源中至少一非瑕疵照明源並以此取代該至少一瑕疵照明源之照明之邏輯。方塊918包括：可根據該等照明源之參數預測該照明系統之使用壽命之邏輯；以及可依照一品管時程表執行該等照明源之定期維修之邏輯。

以上雖藉由不同之功能單元及處理器闡明本發明之若干態樣，但所述功能顯然可於不同之功能單元與處理器間以任何適當之方式分配而不悖離本發明之精神與範圍。舉例而言，由不同處理器或控制器執行之功能可改由同一處理器或控制器完成。因此，本文在提及特定功能單元時，係指可提供所述功能之適當手段，而非指特定之邏輯或實體結構或組織。

本發明之方法及系統可以任何適當形式實現，包括硬體、軟體、靭體或其任一組合。本發明之部分內容可視需要而落實為可由一或多個資料處理器及/或數位訊號處理器執行之電腦軟體。本發明任一實施例中之元件與構件，其實體、功 能與邏輯均可以任何適當方式實施。誠然，所述功能可以單一單元或複數個單元實現，抑或落實為其他功能單元之一部分。因此，本發明可落實為單一單元，或將其實體與功能分配至不同之單元與處理器。

熟習此項技藝之人士應可明瞭，本文所揭露之態樣可以多種方式修改及組合，但仍保留本發明之基本機構及方法。為便於解說，前文係針對特定態樣加以說明。然而，以上說明並未窮盡所有可能之實施方式，亦未將本發明限縮於本文所揭示之特定形態。熟習此項技藝之人士在參閱以上說明後，或可思及多種修改及變化之方式。之所以選擇並描述該等特定態樣，乃為闡釋本發明之原理及其實際應用，使熟習此項技藝之人士得依特定用途進行修改，以善用本發明及其各種態樣。

102‧‧‧P/I曲線

202‧‧‧電流對功率比

602‧‧‧雙合透鏡

604‧‧‧雷射二極體刻面

606‧‧‧光纖芯部

610‧‧‧光纖透鏡

612‧‧‧多模光纖

702、704、706、712、720、726、732‧‧‧光纖束模組

708、714、728、734‧‧‧第一組照明源

710、716、730、736‧‧‧第二組照明源

738‧‧‧第三組照明源

722‧‧‧光化照明源

724‧‧‧非光化照明源

902‧‧‧提供複數個照明源之邏輯

904‧‧‧於一段時間內監測該等照明源之光輸出功率之邏輯

906‧‧‧控制該等照明源並藉此維持一預定位準之光輸出功率之邏輯

908‧‧‧循序校正該等照明源之一子集之邏輯

910‧‧‧補償該等照明源中一或多者之衰減之邏輯

912‧‧‧增加施予該等照明源之電流並藉此增加光輸出功率之邏輯，或增加現用照明源之數量並藉此增加光輸出功率之邏輯

914‧‧‧將一第一組所述照明源維持在一現用狀態；可將一第二組所述照明源維持在一非現用狀態；以及可將該第 二組照明源中之至少一照明源轉換至該第一組照明源以補償該第一組照明源中至少一故障照明源之邏輯

916‧‧‧偵測該等照明源中至少一瑕疵照明源之邏輯；以及控制該等照明源中至少一非瑕疵照明源並以此取代該至少一瑕疵照明源之照明之邏輯

918‧‧‧可根據該等照明源之參數預測該照明系統之使用壽命之邏輯；以及可依照一品管時程表執行該等照明源之定期維修之邏輯

If‧‧‧正向電流

Iop‧‧‧輸出電流

I_th‧‧‧臨界電流

Po‧‧‧光輸出功率

T₀、T₁、T₂‧‧‧時間

在一併參閱以上針對本發明若干態樣之詳細說明及附圖後，當可對本發明之技術特徵及優點有更完整之瞭解。附圖中：圖1係本發明若干態樣中一照明源之輸出光功率與注入電流之關係圖。

圖2係本發明若干態樣中一用以提供固定光輸出功率之電流與時間之關係圖。

圖3係本發明若干態樣中發射器老化過程之示意圖。

圖4係本發明若干態樣中一發射器在其使用壽命中出現損耗之機率圖。

圖5係本發明若干態樣中光輸出功率與正向電流之關係圖。

圖6繪示本發明若干態樣中用以將雷射二極體耦接至光纖之示例方法。

圖7a、7b、7c、7d、7e、7f、7g繪示本發明若干態樣中用以形成光纖束模組之示例方法。

圖8係本發明若干態樣中用以融合多重曝光之示例方法之一影像輸出。

圖9繪示本發明若干態樣中一用以控制一照明系統之方法。

Claims (21)

1. 一種用以控制照明系統之方法，包含以下步驟：提供複數個照明源；於一段時間內，藉由包含以下之步驟監測該等複數個照明源之光輸出功率：循序校正該等複數個照明源之一子集，藉以判定該等複數個照明源之經校正之該子集之光輸出；控制該等複數個照明源以維持一預定位準之光輸出功率；及使用一老化預測模型重新調整該照明系統之預期使用壽命。
2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該等複數個照明源包含下列至少其中之一：光化照明源與非光化照明源；及具有一第一曝光波長之一第一組照明源與具有一第二曝光波長之一第二組照明源。
3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中控制該等複數個照明源之步驟包含以下步驟：補償該等複數個照明源中一或多者之衰減，藉以維持該預定位準之光輸出功率。
4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中補償該等複數個照明源中一或多者之衰減之步驟包含下列至少其中之一的步驟：增加施予該等複數個照明源之電流以增加光輸出功率；及增加現用照明源之數量以增加光輸出功率。
5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中控制該等複數個照明源之步驟包含以下步驟：將該等複數個照明源中之一第一組維持在一現用狀態；將該等複數個照明源中之一第二組維持在一非現用狀態；及將該第二組該等複數個照明源中之至少一照明源轉換至該第一組該等複數個照明源，藉以補償該第一組該等複數個照明源中至少一故障照明源。
6. 如申請專利範圍第1項之方法，進一步包含以下步驟：偵測該等複數個照明源中至少一瑕疵照明源；及控制該等複數個照明源中至少一非瑕疵照明源，藉以取代該至少一瑕疵照明源之照明。
7. 如申請專利範圍第1項之方法，進一步包含下列至少其中之一的步驟：根據該等複數個照明源之參數，預測該照明系統之使用壽命；及根據一品管時程表，執行該等複數個照明源之定期維修。
8. 一種照明系統，包含：複數個照明源；至少一處理器；及一控制器，其可與該至少一處理器搭配運作，其中該控制器包括：用以於一段時間內監測該等複數個照明源之光輸出功率之一第一邏輯，包含： 用以循序校正該等複數個照明源之一子集並藉以判定該等複數個照明源之經校正之該子集之光輸出之一第二邏輯；用以控制該等複數個照明源以維持一預定位準之光輸出功率之一第三邏輯；及用以使用一老化預測模型重新調整該照明系統之預期使用壽命之一第四邏輯。
9. 如申請專利範圍第8項之系統，其中該等複數個照明源包含下列至少其中之一：光化照明源與非光化照明源；及具有一第一曝光波長之一第一組照明源與具有一第二曝光波長之一第二組照明源。
10. 如申請專利範圍第8項之系統，其中用以控制該等複數個照明源之該第三邏輯包含：用以補償該等複數個照明源中一或多者之衰減並藉此維持該預定位準之光輸出功率之一第五邏輯。
11. 如申請專利範圍第10項之系統，其中用以補償該等複數個照明源中一或多者之衰減之該第五邏輯包含下列至少其中之一：用以增加施予該等複數個照明源之電流並藉此增加光輸出功率之一第六邏輯；及用以增加現用照明源之數量並藉此增加光輸出功率之一第七邏輯。
12. 如申請專利範圍第8項之系統，其中用以控制該等複數個照 明源之該第三邏輯包含：用以將該等複數個照明源之一第一組維持在一現用狀態之一第八邏輯；用以將該等複數個照明源之一第二組維持在一非現用狀態之一第九邏輯；及用以將該第二組該等複數個照明源中之至少一照明源轉換至該第一組該等複數個照明源並藉此補償該第一組該等複數個照明源中至少一故障照明源之一第十邏輯。
13. 如申請專利範圍第8項之系統，進一步包含：用以偵測該等複數個照明源中至少一瑕疵照明源之一第十一邏輯；及用以控制該等複數個照明源中至少一非瑕疵照明源並藉此取代該至少一瑕疵照明源之照明之一第十二邏輯。
14. 如申請專利範圍第8項之系統，進一步包含下列至少其中之一：用以根據該等複數個照明源之參數預測該照明系統之使用壽命之一第十三邏輯；及用以根據一品管時程表執行該等複數個照明源之定期維修之一第十四邏輯。
15. 一種電腦程式產品，包含一非暫時性媒體，該非暫時性媒體存有可供一或多個電腦系統執行之電腦程式，該電腦程式產品包含：用以於一段時間內監測複數個照明源之光輸出功率之一第一 程式碼，包含：用以循序校正該等複數個照明源之一子集並藉以判定該等複數個照明源之經校正之該子集之光輸出之一第二程式碼；用以控制該等複數個照明源以維持一預定位準之光輸出功率之一第三程式碼；及用以使用一老化預測模型重新調整該照明系統之預期使用壽命之一第四程式碼。
16. 如申請專利範圍第15項之電腦程式產品，其中該等複數個照明源包含下列至少其中之一：光化照明源與非光化照明源；及具有一第一曝光波長之一第一組照明源與具有一第二曝光波長之一第二組照明源。
17. 如申請專利範圍第15項之電腦程式產品，其中用以控制該等複數個照明源之該第三程式碼包含：用以補償該等複數個照明源中一或多者之衰減並藉此維持該預定位準之光輸出功率之一第五程式碼。
18. 如申請專利範圍第17項之電腦程式產品，其中用以補償該等複數個照明源中一或多者之衰減之該第五程式碼包含下列至少其中之一：用以增加施予該等複數個照明源之電流並藉此增加光輸出功率之一第六程式碼；及用以增加現用照明源之數量並藉此增加光輸出功率之一第七程式碼。
19. 如申請專利範圍第15項之電腦程式產品，其中用以控制該等複數個照明源之該第三程式碼包含：用以將該等複數個照明源之一第一組維持在一現用狀態之一第八程式碼；用以將該等複數個照明源之一第二組維持在一非現用狀態之一第九程式碼；及用以將該第二組該等複數個照明源中之至少一照明源轉換至該第一組該等複數個照明源並藉此補償該第一組該等複數個照明源中至少一故障照明源之一第十程式碼。
20. 如申請專利範圍第15項之電腦程式產品，進一步包含：用以偵測該等複數個照明源中至少一瑕疵照明源之一第十一程式碼；及用以控制該等複數個照明源中至少一非瑕疵照明源並藉此取代該至少一瑕疵照明源之照明之一第十二程式碼。
21. 如申請專利範圍第15項之電腦程式產品，進一步包含下列至少其中之一：用以根據該等複數個照明源之參數預測該照明系統之使用壽命之一第十三程式碼；及用以根據一品管時程表執行該等複數個照明源之定期維修之一第十四程式碼。