光学处理系统的制作方法
光学处理系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明是有关于一种光学设备,尤其是有关于一种光学处理系统。
【背景技术】
[0002]随着科技发展，印刷电路板广泛地应用在现今的电子产品中。而电子产品现在也都朝向轻、薄、短、小及多功能的方向发展，因此相对也需要更加高密度的印刷电路板来达成。在印刷电路的密度提高的同时，印刷电路板的线宽也需要缩小，而线宽的大小是由曝光过程中通过曝光机所决定。
[0003]在现有的曝光机技术中，为了符合电子产品的演变趋势，高电路线宽分辨率、快速量产、高对位精准度、高曝光均匀度与高可靠度皆是高端曝光设备需要具备的重要条件，但因现有使用光罩的曝光机存在于生产过程中必须进行“光罩对位”、“光罩定期清洁”等会影响产量的步骤，且存在会因光罩上微粒而在量产中产出大量不良品等问题，因此发展了无光罩式曝光机(maskless lithography)的技术。
[0004]现有的无光罩式曝光机虽然能提供更精密的对位校准和更窄的线宽尺寸，然而对于大多数技术(例如是激光直接曝光技术)而言，其曝光速度及单位时间基板产出量都无法与传统的采用光罩的接触式曝光机比拟。近来还发展了通过以数字微型反射镜元件(Digital Micro-mirror Device,简称DMD)来形成曝光图案以提升曝光效率的无光罩式曝光机，DMD中的各单元是由一微小镜面所组成，通过微机电芯片独立控制各镜面的旋转与翻转，以分别控制各光束的行进或遮蔽状态，以在曝光物上产生图案的方式来进行曝光。然而，现有技术中的各镜面因尺度约15微米见方的微型反射镜与微悬臂梁的结构限制下，现有技术的每个微型反射镜的摆动时间至少需时44微秒，因此DMD中每个微型反射镜的摆动时间及其反射率均受到相当的限制。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种光学处理系统，其具有更快的光学处理速度及更好的光学处理效率。
[0006]本发明的实施例提供一种光学处理系统，用于在一像平面上产生一图像图案。光学处理系统包括至少一图像产生单元以及一光学扫描单元。图像产生单元包括一发光单元模块以及一成像镜头。发光单元模块用于发出一图像光束，且包括多个非线性排列或者排成阵列的发光单元，例如发光二极管(Light Emitting D1de,简称LED)、超发光二极管(Superluminescent D1de,简称 SLD)、激光二极管(Laser D1de,简称 LD)。成像镜头配置于图像光束的传递路径上，且用于将图像光束投射于像平面上。光学扫描单元配置于图像光束的传递路径上，且用于使图像光束扫描像平面，以产生图像图案。
[0007]在本发明的一实施例中，上述的光学处理系统还包括一控制单元，其电性连接至图像产生单元及光学扫描单元。当控制单元命令光学扫描单元将图像光束移动至像平面的一位置时，图像光束在像平面上的一区域产生一区域图像，且当控制单元命令光学扫描单元将图像光束移动至像平面的不同位置时，图像光束在像平面上的不同区域分别产生多个区域图像，且这些区域图像叠合成图像图案。
[0008]在本发明的一实施例中，上述的光学扫描单兀包括一第一振镜以及一第二振镜。第一振镜配置于图像光束的传递路径上，且适于绕着一第一轴线摆动，第二振镜配置于来自第一振镜的图像光束的传递路径上，且适于绕着一第二轴线摆动。发光单元模块中的这些发光单元为自发光式光源，由自发光式光源所发出的图像光束通过第一振镜与第二振镜的摆动而改变图像光束在像平面上的相对照射位置。
[0009]在本发明的一实施例中，上述的光学扫描单元包括一振镜，其配置于图像光束的传递路径上，且适于在两个维度上摆动。发光单元模块中的这些发光单元为自发光式光源，由自发光式光源所发出的图像光束通过振镜的摆动而改变图像光束在像平面上的相对照射位置。
[0010]在本发明的一实施例中，上述的光学处理系统还包括一载台，位于像平面处，且用于承载一待处理物，载台适于移动或通过一致动器推动载台使图像光束扫描像平面上的待处理物。
[0011]本发明的实施例提供一种光学处理系统，用于在一像平面上产生一图像图案。光学处理系统包括至少一图像产生单元以及一载台。图像产生单元包括一发光单元模块以及一成像镜头。发光单元模块用于发出一图像光束，且包括多个非线性排列或者排成阵列的发光单元，例如发光二极管(LightEmitting D1de,简称LED)、超发光二极管(Superluminescent D1de,简称 SLD)、激光二极管(Laser D1de,简称 LD)。成像镜头配置于图像光束的传递路径上，且用于将图像光束投射于像平面上。像平面位于载台上，载台用于承载一待反应物，载台适于移动或通过一致动器推动像平面，使图像光束扫描像平面，以在像平面上产生图像图案。
[0012]在本发明的一实施例中，上述的光学处理系统还包括一控制单元，其电性连接至图像产生单元及载台或致动器。控制单元命令载台或致动器使图像光束照射到像平面的一位置时，图像光束在像平面上的一区域产生一区域图像，且当控制单元命令载台或致动器使图像光束照射到像平面的不同位置时，图像光束在像平面上的不同区域分别产生多个区域图像，且这些区域图像叠合成图像图案。
[0013]在本发明的一实施例中，上述的图像光束沿着一第一方向扫描像平面，或图像光束沿着第一方向及一不同于第一方向的第二方向扫描像平面，其中第一方向与第二方向构成像平面。
[0014]在本发明的一实施例中，上述的发光单元模块中的这些发光单元为自发光式光源，包括发光二极管、超发光二极管、或激光二极管。
[0015]在本发明的一实施例中，上述的图像光束的波长是落在200纳米至430纳米的范围内。
[0016]基于上述,在本发明的实施例的光学处理系统中，发光单兀模块发出的图像光束通过成像镜头在像平面上对一个区域进行光学处理，且光学扫描单元使图像光束扫描像平面。如此一来，相对于一个时间中只对一个点作光学处理的单点式扫描，本发明的实施例所采用的区域式扫描是在一个时间中对一个较大范围的区域进行同步光学处理，借此可大幅缩短对待处理物体的整体光学处理时间。
[0017]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
【附图说明】
[0018]图1A是本发明的一实施例中光学处理系统的不意图；
[0019]图1B是图1A中像平面被图像光束投射时的俯视图；
[0020]图1C是图1A中发光单元模块的俯视图；
[0021]图2A是本发明的另一实施例中光学处理系统的示意图；
[0022]图2B至图2D是图2A中像平面被图像光束投射时的俯视图；
[0023]图3A是本发明的另一实施例中光学处理系统的示意图；
[0024]图3B至图3C是图3A中像平面被图像光束投射时的俯视图；
[0025]图4是本发明的另一实施例中光学处理系统的示意图；
[0026]图5A是本发明的另一实施例中光学处理系统的示意图；
[0027]图5B至图5E是图5A中像平面被图像光束投射时的俯视图；
[0028]图6是本发明的另一实施例中光学处理系统的立体图；
[0029]图7是本发明的另一实施例中光学处理系统的示意图；
[0030]图8是本发明的另一实施例中光学处理系统的示意图。
[0031]附图标记说明:
[0032]dl:第一方向；
[0033 ]d2:第二方向；
[0034]d3:第三方向；
[0035]d4:第四方向；
[0036]L1:第一轴线；
[0037]L2:第二轴线；
[0038]I1、12:轴线;
[0039]100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H:光学处理系统；
[0040]110:图像产生单元；
[0041]111:图像光束；
[0042]112:发光单元模块；
[0043]113、117、119A、119B、119D、119E、119F、119G、119H、1191、119J、119K、119L、119M:
区域；
[0044]114:发光单元；
[0045]116:成像镜头；
[0046]130:光学扫描单元；
[0047]132:第一振镜；
[0048]134:第二振镜；
[0049]136:振镜；
[0050]140:像平面；
[0051]150:载台；
[0052]160:待处理物；
[0053]170:致动器；
[0054]180:控制单元。
【具体实施方式】
[0055]图1A是本发明的实施例中一种光学处理系统的示意图。图1B是图1A中像平面被图像光束投射时的俯视图。图1C是图1A中发光单元模块的俯视图。请参照图1A至图1C，在本实施例中，光学处理系统100A包括图像产生单元110以及光学扫描单元130，图像产生单元110包括例如由多个发光单元排成阵列所构成的发光单元模块112、以及成像镜头116。发光单兀模块112包括多个发光单兀114,而发光单兀模块112用于发出一图像光束111。在如图1C所示的实施例中，多个发光单元114是以阵列的方式进行排列而成一发光单元阵列来进行说明，但本发明并不以此为限，多个发光单元114也可以以非线性的方式进行排列。成像镜头116及光学扫描单元130配置于图像光束111的传递路径上，其中光学扫描单元130可以让图像光束111在像平面140上扫描。
[0056]更具体来说，请一并参照图1A及图1B，本实施例中图像光束111自发光单元模块112发出，经过成像镜头116后，再经由光学扫描单元130到达像平面140，并在像平面140产生区域图像。其中，成像镜头116适于让图像光束111投射并成像在像平面140的一待处理物上，而通过成像在像平面140的图像光束111在像平面140的区域117上对待处理物进行光学处理，在区域113上则不进行光学处理，但不限于此。在其他实施例中，光学处理系统100A还可以使像平面上区域117不进行光学处理，而区域113进行光学处理。在另一实施例中，光学处理系统100A还可以对像平面上的区域113及区域117有不同光强度的光学处理。在另一实施例中，发光单元模块112所发出的图像光束还可以具有不同的波长组合来适于对待处理物进行光学处理。更具体来说，本实施例中的图像光束的波长例如是落在200纳米至430纳米的范围内，但不限于此，在其他实施例中发光单元模块112所发出的图像光束111可以是其他适于对像平面140作光学处理(例如曝光或光蚀刻)的具有其他波长的光束。
[0057]进一步来说，请参照图1A及图1B，在本实施例中，待处理物例如是一覆盖有光阻层的金属层、其他待蚀刻层或基板，而光学处理系统100A例如是曝光机，以使区域113的光阻层进行光学处理，例如是曝光处理，而曝光后的光阻层再通过显影制程来形成预定的图案，以作为接下来蚀刻金属层、其他待蚀刻层或离子布植基板时的阻挡层，进而来使待处理物中的金属层、其他待蚀刻层或基板也具有对应到区域113及区域117的图案，但不限于此。在其他实施例中，待处理物可以是不具有光阻层的金属层或待蚀刻层，而光学处理系统例如为一蚀刻机台，其所发出的图像光束直接对金属层进行光学处理，例如是直接对金属层的区域117进行光学蚀刻来产生类似于图1B所示的图像图案的金属层图案。
[0058]请参照图1A、图1B及图1C，本实施例中通过发光单元模块112 (在图1C中所示例如以12X12的发光单元模块为例，但本发明不以此为限)发出一图像光束111，再通过成像镜头116让图像光束111成像在像平面140上，在成像镜头116和像平面140之间再通过光学扫描单元130来改变光路并使图像光束可以在像平面上产生图像图案，因此可以提供较高的光能量。本实施例中通过发光单元模块112直接发出光束并搭配成像镜头116和光学扫描单元130来直接在像平面140上成像、扫描并进行光学处理，因此光学处理系统100A直接对像平面140上的区域进行光学处理，同时因为发光单元模块112所提供的图像光束111具有较高的光能量，因此可以提升在像平面140上的光学处理效率(例如曝光效率或光蚀刻效率)。另一方面，相较于采用数字微镜元件来作为图像源的光学处理系统，本实施例的光学处理系统100A由于采用可自发光的发光单元模块112 (例如发光二极管阵列，也即发光单兀114例如是发光二极管)来提供图像光束111，相较于单一微机电镜(即数字微镜元件中的一个微反射镜)尺寸约14微米见方的大小，LED尺寸未定，通过光学设计，一个像素对应的LED大小可远大于14微米见方，因此可对应远大于微机电镜可处理的光功率，因此可以提供更高强度的光学处理效果，进而缩短处理时间，增加量产率。同时因为上述实施例的光学处理系统可以通过控制发光单元模块112中各自发光单元114的开关，不但可避免光源强度因微镜的反射时所导致的能量的损失，发光单元模块112也因为不用长时间驱动全部发光单元114而减少能量的损失。相较之下，采用数字微镜元件的曝光机，无论某一微镜是否想将光反射至镜头，光源皆需保持开启，也就是说，采用数字微镜元件的曝光机的光利用效率较本实施例的光学处理系统100A的光利用效率低。
[0059]此外，数字微镜元件中的微镜的作动方式是机械式的摆动，其相较于发光二极管的发光反应时间较慢。因此，本实施例的采用可自发光的发光单元模块112的光学处理系统100A的光学扫描单元130可以用较快的速度扫描(因发光单元模块112的反应时间短，且所提供的光功率高)，进而缩短整体处理时间。举例说明，当以100X100的发光二极管阵列作为发光单兀模块112时，由于扫描速度较快的原因,光学处理系统100A扫描完整个像平面的时间还低于采用具有1024X768个微镜的数字微镜元件的光学处理系统扫描完整个像平面的时间。另外，由于发光单元模块112所发出的图像光束111可以对像平面140的一区域进行光学处理，减少了图像光束111在像平面140上所需移动的距离，因此上述实施例的光学处理系统100A中，可利用光学扫描单元130来对像平面上的待处理物作扫描，而可以不用利用载台移动来使待处理物移动而进行扫描。简单来说，本实施例的光学处理系统100A的架构可以较为简化,所以可以具有较小的体积与较低的成本。
[0060]此外，举例说明，配合适当的电路驱动，LED的反应时间可控制于10纳秒(nanosecond,简称ns)以下,相较现有DMD所具有的44微秒(microsecond,简称μ s)的反应时间，本实施例具有快了约4000倍的技术效果。另外，DMD因受限于其中微型反射镜的反射率而使得DMD可承受光强度约在20W (瓦)。对于以375纳米波长、280平方微米的LED为例，其发光功率为5.5mW (毫瓦)。换言之，当本发明的一实施例的光学处理系统中的发光单兀模块排 列为100X100阵列时,光强度为55W,相较于以DMD作为光学处理系统的光强度，本发明的实施例的光学处理系统相较于现有技术在光强度的表现上具有2.8倍的倍数成长的技术效果。因此相较于DMD，利用本发明的光学处理系统(以100X 100LED阵列晶片为例)在处理速度的表现上也可发挥处理速度快约3倍的功效。
[0061]然而，在其他实施例中，发光单元114可以是有机发光二极管(Organic LightEmitting D1de,简称0LED)、激光二极管、超发光二极管或其他适当的发光的元件。在其他实施例中，发光单元模块中的发光单元也可以以例如是以蜂巢状、同心圆状、放射状排列或其他交错或非线性的方式排列。
[0062]在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。
[0063]图2A是本发明的另一实施例中光学处理系统的示意图，图2B至图2D是图2A中像平面被图像光束投射时的俯视图。请参照图2A至图2D，本实施例中的光学处理系统100B与图1A所示的实施例中的光学处理系统100A类似，不同之处在于本实施例中的光学处理系统100B还包括一载台150，用于承载待处理物160，且本实施例中的光学扫描单元130可以让图像光束111沿着第一方向dl对像平面140扫描。
[0064]更具体来说，请参照图2B，本实施例中的光学处理系统100B例如可以于第一时间利用一次光学处理在像平面140的区域119A形成区域图像，而光学扫描单元130可以让图像光束111在像平面140形成区域图像的位置沿着第一方向dl移动。请参照图2B及图2C，在本实施例中，光学扫描单元130使图像光束111沿着第一方向dl移动的同时，图像产生单元110也同时根据位置的变化来使区域图像改变，因此可以在第二时间利用一次光学处理或扫描像平面140中区域119B的同时，同步对部分或全部的区域119A继续地进行光学处理并叠合成图像图案，换言之，在第一时间已形成图像图案的区域119A可在第二时间进行二度光学处理时增强部分或全部图案的照光量，借以加强光学处理程度。请参照图2B至图2D，在本实施例中，光学处理系统100B依序通过上述的方式沿着第一方向dl扫描来完成位于像平面140的待处理物160上的图像图案，因此可以提供较高的处理效率及较好的处理品质，并可以根据图案、线宽等设计而于像平面140上控制不同的照光量。在本实施例中，上述光学处理例如是对待处理物160中的一光阻层进行曝光，但不限于此。在其他实施例中，上述光学处理例如是对待处理物中的一金属层或待蚀刻层作光学蚀刻。
[0065]图3A是本发明的另一实施例中光学处理系统的示意图，图3B至图3C是图3A中像平面被图像光束投射时的俯视图。请参照图3A，本实施例的光学处理系统100C与图1A所示的实施例中的光学处理系统100A类似，不同之处在于本实施例中具有多个图像产生单元110(例如图中所示三个)，而光学处理系统100C具有多个发光单元模块112及多个成像镜头116，而各发光单元模块112各自通过成像镜头116来经过光学扫描单元130在像平面140上产生区域图像，其中本实施例的光学扫描单元130使多个图像光束111沿着第一方向dl扫描。请参照图3B及图3C，在本实施例中光学处理系统100C在第一时间可以同时对像平面140的区域119D、区域119E、区域119F产生区域图像，再通过光学扫描单元130的扫描使像平面140上的照射区域可以沿着第一方向dl移动，当照射区域沿着第一方向dl到达像平面140的边界后再通过载台150的移动，使照射区域可以往回扫描至区域119G、区域119H、区域1191再到达区域119D、区域119E、区域119F之间的区域来叠合完成图像图案。因此，本实施例中的光学处理系统100C可以通过多个图像产生单元110来对像平面140上的多个区域同时产生区域图像，这样更加提升处理效率。在其他实施例中，光学处理系统还可以具有七个或是其他数量的多个图像产生单元，这些图像产生单元同时在像平面上例如是以错开的区域位置对像平面做扫描来产生图像图案。
[0066]图4是本发明的另一实施例中光学处理系统的不意图。请参照图4,本实施例的光学处理系统100D相似于图2A所示的实施例中的光学处理系统100B，不同之处在于本实施例的光学处理系统100D中，还包括一致动器170，其连接至载台150，而致动器170驱使载台150沿着第一方向dl或前述第二方向移动，但不限于此。在其他实施例中，致动器170还可以连接载台150并驱使其沿着其他方向移动，还可以使载台150作沿厚度方向作上下移动。在其他实施例中，光学处理系统还可以包括多个致动器，而这些致动器使载台可以沿着多个方向移动。请参照图4，在本实施例中，通过载台150的移动可以使产生在像平面140的区域图像也一并有相对的位置移动，并借此完成图像图案。在另一实施例中，光学处理系统还可以同时通过光学扫描单元130沿着第一方向dl扫描，而载台通过致动器170沿着与第一方向dl不同的第二方向移动，借此来改变图像光束111在像平面140上的照射位置。此外，光学扫描单元130也可以是以多旋转(rotating polygon)的方式来改变图像光束111的方向。
[0067]图5A是本发明的另一实施例中光学处理系统的示意图。图5B至图5E是图5A中像平面被图像光束投射时的俯视图。请参照图5A，本实施例的光学处理系统100E相似于图1A所不的实施例中的光学处理系统100A,不同之处在于本实施例中光学扫描单兀130包括第一振镜132及第二振镜134,其中第一振镜132及第二振镜134配置于图像光束111的传递路径上，而第一振镜132适于绕着第一轴线LI摆动，第二振镜134配置于来自第一振镜132的图像光束111的传递路径上，并适于绕着第二轴线L2摆动。通过第一振镜132及第二振镜134的摆动及配置，可以使图像光束111在像平面上成像的位置可以沿着第一方向dl及第二方向d2移动。更具体来说，请参照图5A至图5E，通过上述第一振镜132及第二振镜134的配置，可以在像平面140上的区域119J产生区域图像，并通过第一振镜132及第二振镜134的摆动可以使图像光束111在像平面140上产生区域图像的位置从区域119J移动到区域119K，再继续移动到区域119L，最后移动到区域119M来完成图像图案，其中在移动的同时图像产生单元110也对应改变其所能投影出的区域图像，借以使各区域图像叠合成图像图案并加强光处理效果。在其他实施例中，光学处理系统100E还可以是通过其他方向及路线对像平面140做扫描来叠合成图像图案。
[0068]请参照图5A，在本实施例中光学处理系统100E可以使图像光束111在像平面上成像的位置可以沿着第一方向dl及第二方向d2移动,且第一方向dl实质上垂直于第二方向d2，但不限于此。在其他实施例中，光学处理系统中的光学扫描单元还可以通过其他多个方向来移动图像光束111在像平面的照射位置。
[0069]图6是本发明的另一实施例中光学处理系统的立体图。请参照图6，本实施例的光学处理系统100F相似于图2A所示的实施例中的光学处理系统100B，不同之处在于本实施例中的光学处理系统100F还包括控制单元180，其电性连接至图像产生单元110及光学扫描单元130，其中当控制单元180命令光学扫描单元130将图像光束111移动至像平面140的一位置时，图像光束111在像平面140上的一区域 产生一区域图像，且当控制单元180命令光学扫描单元130将图像光束111移动至像平面140的不同位置时，图像光束111在像平面140上的不同区域分别产生多个区域图像，且这些区域图像叠合成图像图案。因此，本实施例的光学处理系统100F可以通过控制单元180来对像平面140轻易完成高效率的光学处理。
[0070]图7是本发明的另一实施例中光学处理系统的示意图。请参照图7，本实施例的光学处理系统100G相似于图5A所示的实施例中的光学处理系统100E，不同之处在于本实施例中光学扫描单元130包括振镜136，其配置于图像光束111的传递路径上，且适于在两个维度上摆动。更具体来说，振镜136适于绕着轴线Il沿着第三方向d3摆动，也适于绕着轴线12沿着第四方向d4摆动，因此通过振镜136可以在两个维度上的摆动，让光学处理系统10G可以在像平面上受到图像光束111照射的位置也有两个维度的移动，并借以在不同区域产生区域图像，并通过这些区域图像来叠合成图像图案。
[0071]图8是本发明的另一实施例中光学处理系统的示意图。请参照图8，本实施例的光学处理系统100H相似于图4所示的实施例中光学处理系统100D，不同之处在于本实施例中图像光束111穿透成像镜头116后是直接到达像平面140，而载台150通过致动器170来移动使位于像平面140的待处理物160可以沿着第一方向dl移动，使像平面例如是以图2B至图2D的流程来叠合成图像图案。在其他实施例中，光学处理系统还可以通过一个或多个致动器或其他方式来使载台可以沿着一个或多个方向移动，借以使图像光束在像平面上的区域图像可以叠合成图像图案。
[0072]在另一实施例中，光学处理系统可以相似于图8所示的光学处理系统，不同之处在于本实施例还包括一控制单元，控制单元电性连接载台150、致动器170和图像产生单元中的发光单元模块112，当控制单元命令载台150或致动器170将图像光束移动至像平面140的一位置时，图像光束111在像平面140上的一区域产生一区域图像。当控制单元命令载台150或致动器170将图像光束111移动至像平面140的不同位置时，图像光束111在像平面140上的不同区域分别产生多个区域图像，且这些区域图像叠合成图像图案。
[0073]综上所述，本发明的实施例中的光学处理系统通过发光单元模块搭配成像镜头来对一像平面产生一区域图案，因此可以免除不必要的光源浪费(如经由DMD时所产生的光损失，以及经由控制各发光单元的开关)。以发光单元模块所包括的多个发光单元来产生具有较高光能量的图像光束，并借以提升光学处理效率。同时，再通过光学扫描单元来对像平面的各区域位置产生区域图像，其中各区域位置的区域图像也根据位置的改变来改变并叠合成图像图案，因此可以使光学处理的效率更加提升。
[0074]最后应说明的是:以上各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种光学处理系统，其特征在于，用于在一像平面上产生一图像图案，该光学处理系统包括: 至少一图像产生单元，该图像产生单元包括: 一发光单元模块，用于发出一图像光束，且包括多个非线性排列或者排成阵列的发光单元； 一成像镜头，配置于该图像光束的传递路径上，且用于将该图像光束投射于该像平面上；以及 一光学扫描单元，配置于该图像光束的传递路径上，且用于使该图像光束扫描该像平面，以产生该图像图案。2.根据权利要求1所述的光学处理系统，其特征在于，还包括一控制单元，电性连接至该图像产生单元及该光学扫描单元，其中当该控制单元命令该光学扫描单元将该图像光束移动至该像平面的一位置时，该图像光束在该像平面上的一区域产生一区域图像，且当该控制单元命令该光学扫描单元将该图像光束移动至该像平面的不同位置时，该图像光束在该像平面上的不同区域分别产生多个区域图像，且该些区域图像叠合成该图像图案。3.根据权利要求1或2所述的光学处理系统，其特征在于，该光学扫描单元包括: 一第一振镜，配置于该图像光束的传递路径上，且适于绕着一第一轴线摆动；以及 一第二振镜，配置于来自该第一振镜的该图像光束的传递路径上，且适于绕着一第二轴线摆动， 该发光单元模块中的该些发光单元为自发光式光源，由该自发光式光源所发出的该图像光束通过该第一振镜与该第二振镜的摆动而改变该图像光束在该像平面上的相对照射位置。4.根据权利要求1或2所述的光学处理系统，其特征在于，该扫描单元包括一振镜，配置于该图像光束的传递路径上，且适于在两个维度上摆动，该发光单元模块中的该些发光单元为自发光式光源，由该自发光式光源所发出的该图像光束通过该振镜的摆动而改变该图像光束在该像平面上的相对照射位置。5.根据权利要求1或2所述的光学处理系统，其特征在于，还包括一载台，位于该像平面处，且用于承载一待处理物，该载台适于移动或通过一致动器推动该载台使该图像光束扫描该像平面上的该待处理物。6.一种光学处理系统，其特征在于，用于在一像平面上产生一图像图案，该光学处理系统包括: 至少一图像产生单元，该图像产生单元包括: 一发光单元模块，用于发出一图像光束，且包括多个非线性排列或者排成阵列的发光单元； 一成像镜头，配置于该图像光束的传递路径上，且用于将该图像光束投射于该像平面上；以及 一载台，该像平面位于该载台上，该载台用于承载一待反应物，该载台适于移动或通过一致动器推动该像平面，使该图像光束扫描该像平面，以在该像平面上产生该图像图案。7.根据权利要求6所述的光学处理系统，其特征在于，还包括一控制单元，电性连接至该图像产生单元及该载台或该致动器，其中当该控制单元命令该载台或该致动器使该图像光束照射到该像平面的一位置时，该图像光束在该像平面上的一区域产生一区域图像，且当该控制单元命令该载台或该致动器使该图像光束照射到该像平面的不同位置时，该图像光束在该像平面上的不同区域分别产生多个区域图像，且该些区域图像叠合成该图像图案。8.根据权利要求1或2或6或7所述的光学处理系统，其特征在于，该图像光束沿着一第一方向扫描该像平面，或该图像光束沿着该第一方向及一不同于该第一方向的第二方向扫描该像平面，其中该第一方向与该第二方向构成该像平面。9.根据权利要求1或2或6或7所述的光学处理系统，其特征在于，该发光单元模块中的该些发光单元为自发光式光源，包括发光二极管、超发光二极管、或激光二极管。10.根据权利要求1或2或6或7所述的光学处理系统，其特征在于，该图像光束的波长落在200纳米至430纳米的范围内。
【专利摘要】本发明提供一种光学处理系统，用于在一像平面上产生一图像图案。光学处理系统包括至少一图像产生单元以及一光学扫描单元。图像产生单元包括一发光单元模块以及一成像镜头。发光单元模块用于发出一图像光束，且包括多个非线性排列或者排成阵列的发光单元。成像镜头配置于图像光束的传递路径上，且用于将图像光束投射于像平面上。光学扫描单元配置于图像光束的传递路径上，且用于使图像光束扫描像平面，以产生图像图案。
【IPC分类】G02B26/10, G03F7/20
【公开号】CN104898377
【申请号】CN201410076080
【发明人】郑博文
【申请人】郑博文
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月4日
【技术领域】
[0001 ] 本发明是有关于一种光学设备,尤其是有关于一种光学处理系统。
【背景技术】
[0002]随着科技发展，印刷电路板广泛地应用在现今的电子产品中。而电子产品现在也都朝向轻、薄、短、小及多功能的方向发展，因此相对也需要更加高密度的印刷电路板来达成。在印刷电路的密度提高的同时，印刷电路板的线宽也需要缩小，而线宽的大小是由曝光过程中通过曝光机所决定。
[0003]在现有的曝光机技术中，为了符合电子产品的演变趋势，高电路线宽分辨率、快速量产、高对位精准度、高曝光均匀度与高可靠度皆是高端曝光设备需要具备的重要条件，但因现有使用光罩的曝光机存在于生产过程中必须进行“光罩对位”、“光罩定期清洁”等会影响产量的步骤，且存在会因光罩上微粒而在量产中产出大量不良品等问题，因此发展了无光罩式曝光机(maskless lithography)的技术。
[0004]现有的无光罩式曝光机虽然能提供更精密的对位校准和更窄的线宽尺寸，然而对于大多数技术(例如是激光直接曝光技术)而言，其曝光速度及单位时间基板产出量都无法与传统的采用光罩的接触式曝光机比拟。近来还发展了通过以数字微型反射镜元件(Digital Micro-mirror Device,简称DMD)来形成曝光图案以提升曝光效率的无光罩式曝光机，DMD中的各单元是由一微小镜面所组成，通过微机电芯片独立控制各镜面的旋转与翻转，以分别控制各光束的行进或遮蔽状态，以在曝光物上产生图案的方式来进行曝光。然而，现有技术中的各镜面因尺度约15微米见方的微型反射镜与微悬臂梁的结构限制下，现有技术的每个微型反射镜的摆动时间至少需时44微秒，因此DMD中每个微型反射镜的摆动时间及其反射率均受到相当的限制。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种光学处理系统，其具有更快的光学处理速度及更好的光学处理效率。
[0006]本发明的实施例提供一种光学处理系统，用于在一像平面上产生一图像图案。光学处理系统包括至少一图像产生单元以及一光学扫描单元。图像产生单元包括一发光单元模块以及一成像镜头。发光单元模块用于发出一图像光束，且包括多个非线性排列或者排成阵列的发光单元，例如发光二极管(Light Emitting D1de,简称LED)、超发光二极管(Superluminescent D1de,简称 SLD)、激光二极管(Laser D1de,简称 LD)。成像镜头配置于图像光束的传递路径上，且用于将图像光束投射于像平面上。光学扫描单元配置于图像光束的传递路径上，且用于使图像光束扫描像平面，以产生图像图案。
[0007]在本发明的一实施例中，上述的光学处理系统还包括一控制单元，其电性连接至图像产生单元及光学扫描单元。当控制单元命令光学扫描单元将图像光束移动至像平面的一位置时，图像光束在像平面上的一区域产生一区域图像，且当控制单元命令光学扫描单元将图像光束移动至像平面的不同位置时，图像光束在像平面上的不同区域分别产生多个区域图像，且这些区域图像叠合成图像图案。
[0008]在本发明的一实施例中，上述的光学扫描单兀包括一第一振镜以及一第二振镜。第一振镜配置于图像光束的传递路径上，且适于绕着一第一轴线摆动，第二振镜配置于来自第一振镜的图像光束的传递路径上，且适于绕着一第二轴线摆动。发光单元模块中的这些发光单元为自发光式光源，由自发光式光源所发出的图像光束通过第一振镜与第二振镜的摆动而改变图像光束在像平面上的相对照射位置。
[0009]在本发明的一实施例中，上述的光学扫描单元包括一振镜，其配置于图像光束的传递路径上，且适于在两个维度上摆动。发光单元模块中的这些发光单元为自发光式光源，由自发光式光源所发出的图像光束通过振镜的摆动而改变图像光束在像平面上的相对照射位置。
[0010]在本发明的一实施例中，上述的光学处理系统还包括一载台，位于像平面处，且用于承载一待处理物，载台适于移动或通过一致动器推动载台使图像光束扫描像平面上的待处理物。
[0011]本发明的实施例提供一种光学处理系统，用于在一像平面上产生一图像图案。光学处理系统包括至少一图像产生单元以及一载台。图像产生单元包括一发光单元模块以及一成像镜头。发光单元模块用于发出一图像光束，且包括多个非线性排列或者排成阵列的发光单元，例如发光二极管(LightEmitting D1de,简称LED)、超发光二极管(Superluminescent D1de,简称 SLD)、激光二极管(Laser D1de,简称 LD)。成像镜头配置于图像光束的传递路径上，且用于将图像光束投射于像平面上。像平面位于载台上，载台用于承载一待反应物，载台适于移动或通过一致动器推动像平面，使图像光束扫描像平面，以在像平面上产生图像图案。
[0012]在本发明的一实施例中，上述的光学处理系统还包括一控制单元，其电性连接至图像产生单元及载台或致动器。控制单元命令载台或致动器使图像光束照射到像平面的一位置时，图像光束在像平面上的一区域产生一区域图像，且当控制单元命令载台或致动器使图像光束照射到像平面的不同位置时，图像光束在像平面上的不同区域分别产生多个区域图像，且这些区域图像叠合成图像图案。
[0013]在本发明的一实施例中，上述的图像光束沿着一第一方向扫描像平面，或图像光束沿着第一方向及一不同于第一方向的第二方向扫描像平面，其中第一方向与第二方向构成像平面。
[0014]在本发明的一实施例中，上述的发光单元模块中的这些发光单元为自发光式光源，包括发光二极管、超发光二极管、或激光二极管。
[0015]在本发明的一实施例中，上述的图像光束的波长是落在200纳米至430纳米的范围内。
[0016]基于上述,在本发明的实施例的光学处理系统中，发光单兀模块发出的图像光束通过成像镜头在像平面上对一个区域进行光学处理，且光学扫描单元使图像光束扫描像平面。如此一来，相对于一个时间中只对一个点作光学处理的单点式扫描，本发明的实施例所采用的区域式扫描是在一个时间中对一个较大范围的区域进行同步光学处理，借此可大幅缩短对待处理物体的整体光学处理时间。
[0017]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
【附图说明】
[0018]图1A是本发明的一实施例中光学处理系统的不意图；
[0019]图1B是图1A中像平面被图像光束投射时的俯视图；
[0020]图1C是图1A中发光单元模块的俯视图；
[0021]图2A是本发明的另一实施例中光学处理系统的示意图；
[0022]图2B至图2D是图2A中像平面被图像光束投射时的俯视图；
[0023]图3A是本发明的另一实施例中光学处理系统的示意图；
[0024]图3B至图3C是图3A中像平面被图像光束投射时的俯视图；
[0025]图4是本发明的另一实施例中光学处理系统的示意图；
[0026]图5A是本发明的另一实施例中光学处理系统的示意图；
[0027]图5B至图5E是图5A中像平面被图像光束投射时的俯视图；
[0028]图6是本发明的另一实施例中光学处理系统的立体图；
[0029]图7是本发明的另一实施例中光学处理系统的示意图；
[0030]图8是本发明的另一实施例中光学处理系统的示意图。
[0031]附图标记说明:
[0032]dl:第一方向；
[0033 ]d2:第二方向；
[0034]d3:第三方向；
[0035]d4:第四方向；
[0036]L1:第一轴线；
[0037]L2:第二轴线；
[0038]I1、12:轴线;
[0039]100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H:光学处理系统；
[0040]110:图像产生单元；
[0041]111:图像光束；
[0042]112:发光单元模块；
[0043]113、117、119A、119B、119D、119E、119F、119G、119H、1191、119J、119K、119L、119M:
区域；
[0044]114:发光单元；
[0045]116:成像镜头；
[0046]130:光学扫描单元；
[0047]132:第一振镜；
[0048]134:第二振镜；
[0049]136:振镜；
[0050]140:像平面；
[0051]150:载台；
[0052]160:待处理物；
[0053]170:致动器；
[0054]180:控制单元。
【具体实施方式】
[0055]图1A是本发明的实施例中一种光学处理系统的示意图。图1B是图1A中像平面被图像光束投射时的俯视图。图1C是图1A中发光单元模块的俯视图。请参照图1A至图1C，在本实施例中，光学处理系统100A包括图像产生单元110以及光学扫描单元130，图像产生单元110包括例如由多个发光单元排成阵列所构成的发光单元模块112、以及成像镜头116。发光单兀模块112包括多个发光单兀114,而发光单兀模块112用于发出一图像光束111。在如图1C所示的实施例中，多个发光单元114是以阵列的方式进行排列而成一发光单元阵列来进行说明，但本发明并不以此为限，多个发光单元114也可以以非线性的方式进行排列。成像镜头116及光学扫描单元130配置于图像光束111的传递路径上，其中光学扫描单元130可以让图像光束111在像平面140上扫描。
[0056]更具体来说，请一并参照图1A及图1B，本实施例中图像光束111自发光单元模块112发出，经过成像镜头116后，再经由光学扫描单元130到达像平面140，并在像平面140产生区域图像。其中，成像镜头116适于让图像光束111投射并成像在像平面140的一待处理物上，而通过成像在像平面140的图像光束111在像平面140的区域117上对待处理物进行光学处理，在区域113上则不进行光学处理，但不限于此。在其他实施例中，光学处理系统100A还可以使像平面上区域117不进行光学处理，而区域113进行光学处理。在另一实施例中，光学处理系统100A还可以对像平面上的区域113及区域117有不同光强度的光学处理。在另一实施例中，发光单元模块112所发出的图像光束还可以具有不同的波长组合来适于对待处理物进行光学处理。更具体来说，本实施例中的图像光束的波长例如是落在200纳米至430纳米的范围内，但不限于此，在其他实施例中发光单元模块112所发出的图像光束111可以是其他适于对像平面140作光学处理(例如曝光或光蚀刻)的具有其他波长的光束。
[0057]进一步来说，请参照图1A及图1B，在本实施例中，待处理物例如是一覆盖有光阻层的金属层、其他待蚀刻层或基板，而光学处理系统100A例如是曝光机，以使区域113的光阻层进行光学处理，例如是曝光处理，而曝光后的光阻层再通过显影制程来形成预定的图案，以作为接下来蚀刻金属层、其他待蚀刻层或离子布植基板时的阻挡层，进而来使待处理物中的金属层、其他待蚀刻层或基板也具有对应到区域113及区域117的图案，但不限于此。在其他实施例中，待处理物可以是不具有光阻层的金属层或待蚀刻层，而光学处理系统例如为一蚀刻机台，其所发出的图像光束直接对金属层进行光学处理，例如是直接对金属层的区域117进行光学蚀刻来产生类似于图1B所示的图像图案的金属层图案。
[0058]请参照图1A、图1B及图1C，本实施例中通过发光单元模块112 (在图1C中所示例如以12X12的发光单元模块为例，但本发明不以此为限)发出一图像光束111，再通过成像镜头116让图像光束111成像在像平面140上，在成像镜头116和像平面140之间再通过光学扫描单元130来改变光路并使图像光束可以在像平面上产生图像图案，因此可以提供较高的光能量。本实施例中通过发光单元模块112直接发出光束并搭配成像镜头116和光学扫描单元130来直接在像平面140上成像、扫描并进行光学处理，因此光学处理系统100A直接对像平面140上的区域进行光学处理，同时因为发光单元模块112所提供的图像光束111具有较高的光能量，因此可以提升在像平面140上的光学处理效率(例如曝光效率或光蚀刻效率)。另一方面，相较于采用数字微镜元件来作为图像源的光学处理系统，本实施例的光学处理系统100A由于采用可自发光的发光单元模块112 (例如发光二极管阵列，也即发光单兀114例如是发光二极管)来提供图像光束111，相较于单一微机电镜(即数字微镜元件中的一个微反射镜)尺寸约14微米见方的大小，LED尺寸未定，通过光学设计，一个像素对应的LED大小可远大于14微米见方，因此可对应远大于微机电镜可处理的光功率，因此可以提供更高强度的光学处理效果，进而缩短处理时间，增加量产率。同时因为上述实施例的光学处理系统可以通过控制发光单元模块112中各自发光单元114的开关，不但可避免光源强度因微镜的反射时所导致的能量的损失，发光单元模块112也因为不用长时间驱动全部发光单元114而减少能量的损失。相较之下，采用数字微镜元件的曝光机，无论某一微镜是否想将光反射至镜头，光源皆需保持开启，也就是说，采用数字微镜元件的曝光机的光利用效率较本实施例的光学处理系统100A的光利用效率低。
[0059]此外，数字微镜元件中的微镜的作动方式是机械式的摆动，其相较于发光二极管的发光反应时间较慢。因此，本实施例的采用可自发光的发光单元模块112的光学处理系统100A的光学扫描单元130可以用较快的速度扫描(因发光单元模块112的反应时间短，且所提供的光功率高)，进而缩短整体处理时间。举例说明，当以100X100的发光二极管阵列作为发光单兀模块112时，由于扫描速度较快的原因,光学处理系统100A扫描完整个像平面的时间还低于采用具有1024X768个微镜的数字微镜元件的光学处理系统扫描完整个像平面的时间。另外，由于发光单元模块112所发出的图像光束111可以对像平面140的一区域进行光学处理，减少了图像光束111在像平面140上所需移动的距离，因此上述实施例的光学处理系统100A中，可利用光学扫描单元130来对像平面上的待处理物作扫描，而可以不用利用载台移动来使待处理物移动而进行扫描。简单来说，本实施例的光学处理系统100A的架构可以较为简化,所以可以具有较小的体积与较低的成本。
[0060]此外，举例说明，配合适当的电路驱动，LED的反应时间可控制于10纳秒(nanosecond,简称ns)以下,相较现有DMD所具有的44微秒(microsecond,简称μ s)的反应时间，本实施例具有快了约4000倍的技术效果。另外，DMD因受限于其中微型反射镜的反射率而使得DMD可承受光强度约在20W (瓦)。对于以375纳米波长、280平方微米的LED为例，其发光功率为5.5mW (毫瓦)。换言之，当本发明的一实施例的光学处理系统中的发光单兀模块排 列为100X100阵列时,光强度为55W,相较于以DMD作为光学处理系统的光强度，本发明的实施例的光学处理系统相较于现有技术在光强度的表现上具有2.8倍的倍数成长的技术效果。因此相较于DMD，利用本发明的光学处理系统(以100X 100LED阵列晶片为例)在处理速度的表现上也可发挥处理速度快约3倍的功效。
[0061]然而，在其他实施例中，发光单元114可以是有机发光二极管(Organic LightEmitting D1de,简称0LED)、激光二极管、超发光二极管或其他适当的发光的元件。在其他实施例中，发光单元模块中的发光单元也可以以例如是以蜂巢状、同心圆状、放射状排列或其他交错或非线性的方式排列。
[0062]在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。
[0063]图2A是本发明的另一实施例中光学处理系统的示意图，图2B至图2D是图2A中像平面被图像光束投射时的俯视图。请参照图2A至图2D，本实施例中的光学处理系统100B与图1A所示的实施例中的光学处理系统100A类似，不同之处在于本实施例中的光学处理系统100B还包括一载台150，用于承载待处理物160，且本实施例中的光学扫描单元130可以让图像光束111沿着第一方向dl对像平面140扫描。
[0064]更具体来说，请参照图2B，本实施例中的光学处理系统100B例如可以于第一时间利用一次光学处理在像平面140的区域119A形成区域图像，而光学扫描单元130可以让图像光束111在像平面140形成区域图像的位置沿着第一方向dl移动。请参照图2B及图2C，在本实施例中，光学扫描单元130使图像光束111沿着第一方向dl移动的同时，图像产生单元110也同时根据位置的变化来使区域图像改变，因此可以在第二时间利用一次光学处理或扫描像平面140中区域119B的同时，同步对部分或全部的区域119A继续地进行光学处理并叠合成图像图案，换言之，在第一时间已形成图像图案的区域119A可在第二时间进行二度光学处理时增强部分或全部图案的照光量，借以加强光学处理程度。请参照图2B至图2D，在本实施例中，光学处理系统100B依序通过上述的方式沿着第一方向dl扫描来完成位于像平面140的待处理物160上的图像图案，因此可以提供较高的处理效率及较好的处理品质，并可以根据图案、线宽等设计而于像平面140上控制不同的照光量。在本实施例中，上述光学处理例如是对待处理物160中的一光阻层进行曝光，但不限于此。在其他实施例中，上述光学处理例如是对待处理物中的一金属层或待蚀刻层作光学蚀刻。
[0065]图3A是本发明的另一实施例中光学处理系统的示意图，图3B至图3C是图3A中像平面被图像光束投射时的俯视图。请参照图3A，本实施例的光学处理系统100C与图1A所示的实施例中的光学处理系统100A类似，不同之处在于本实施例中具有多个图像产生单元110(例如图中所示三个)，而光学处理系统100C具有多个发光单元模块112及多个成像镜头116，而各发光单元模块112各自通过成像镜头116来经过光学扫描单元130在像平面140上产生区域图像，其中本实施例的光学扫描单元130使多个图像光束111沿着第一方向dl扫描。请参照图3B及图3C，在本实施例中光学处理系统100C在第一时间可以同时对像平面140的区域119D、区域119E、区域119F产生区域图像，再通过光学扫描单元130的扫描使像平面140上的照射区域可以沿着第一方向dl移动，当照射区域沿着第一方向dl到达像平面140的边界后再通过载台150的移动，使照射区域可以往回扫描至区域119G、区域119H、区域1191再到达区域119D、区域119E、区域119F之间的区域来叠合完成图像图案。因此，本实施例中的光学处理系统100C可以通过多个图像产生单元110来对像平面140上的多个区域同时产生区域图像，这样更加提升处理效率。在其他实施例中，光学处理系统还可以具有七个或是其他数量的多个图像产生单元，这些图像产生单元同时在像平面上例如是以错开的区域位置对像平面做扫描来产生图像图案。
[0066]图4是本发明的另一实施例中光学处理系统的不意图。请参照图4,本实施例的光学处理系统100D相似于图2A所示的实施例中的光学处理系统100B，不同之处在于本实施例的光学处理系统100D中，还包括一致动器170，其连接至载台150，而致动器170驱使载台150沿着第一方向dl或前述第二方向移动，但不限于此。在其他实施例中，致动器170还可以连接载台150并驱使其沿着其他方向移动，还可以使载台150作沿厚度方向作上下移动。在其他实施例中，光学处理系统还可以包括多个致动器，而这些致动器使载台可以沿着多个方向移动。请参照图4，在本实施例中，通过载台150的移动可以使产生在像平面140的区域图像也一并有相对的位置移动，并借此完成图像图案。在另一实施例中，光学处理系统还可以同时通过光学扫描单元130沿着第一方向dl扫描，而载台通过致动器170沿着与第一方向dl不同的第二方向移动，借此来改变图像光束111在像平面140上的照射位置。此外，光学扫描单元130也可以是以多旋转(rotating polygon)的方式来改变图像光束111的方向。
[0067]图5A是本发明的另一实施例中光学处理系统的示意图。图5B至图5E是图5A中像平面被图像光束投射时的俯视图。请参照图5A，本实施例的光学处理系统100E相似于图1A所不的实施例中的光学处理系统100A,不同之处在于本实施例中光学扫描单兀130包括第一振镜132及第二振镜134,其中第一振镜132及第二振镜134配置于图像光束111的传递路径上，而第一振镜132适于绕着第一轴线LI摆动，第二振镜134配置于来自第一振镜132的图像光束111的传递路径上，并适于绕着第二轴线L2摆动。通过第一振镜132及第二振镜134的摆动及配置，可以使图像光束111在像平面上成像的位置可以沿着第一方向dl及第二方向d2移动。更具体来说，请参照图5A至图5E，通过上述第一振镜132及第二振镜134的配置，可以在像平面140上的区域119J产生区域图像，并通过第一振镜132及第二振镜134的摆动可以使图像光束111在像平面140上产生区域图像的位置从区域119J移动到区域119K，再继续移动到区域119L，最后移动到区域119M来完成图像图案，其中在移动的同时图像产生单元110也对应改变其所能投影出的区域图像，借以使各区域图像叠合成图像图案并加强光处理效果。在其他实施例中，光学处理系统100E还可以是通过其他方向及路线对像平面140做扫描来叠合成图像图案。
[0068]请参照图5A，在本实施例中光学处理系统100E可以使图像光束111在像平面上成像的位置可以沿着第一方向dl及第二方向d2移动,且第一方向dl实质上垂直于第二方向d2，但不限于此。在其他实施例中，光学处理系统中的光学扫描单元还可以通过其他多个方向来移动图像光束111在像平面的照射位置。
[0069]图6是本发明的另一实施例中光学处理系统的立体图。请参照图6，本实施例的光学处理系统100F相似于图2A所示的实施例中的光学处理系统100B，不同之处在于本实施例中的光学处理系统100F还包括控制单元180，其电性连接至图像产生单元110及光学扫描单元130，其中当控制单元180命令光学扫描单元130将图像光束111移动至像平面140的一位置时，图像光束111在像平面140上的一区域 产生一区域图像，且当控制单元180命令光学扫描单元130将图像光束111移动至像平面140的不同位置时，图像光束111在像平面140上的不同区域分别产生多个区域图像，且这些区域图像叠合成图像图案。因此，本实施例的光学处理系统100F可以通过控制单元180来对像平面140轻易完成高效率的光学处理。
[0070]图7是本发明的另一实施例中光学处理系统的示意图。请参照图7，本实施例的光学处理系统100G相似于图5A所示的实施例中的光学处理系统100E，不同之处在于本实施例中光学扫描单元130包括振镜136，其配置于图像光束111的传递路径上，且适于在两个维度上摆动。更具体来说，振镜136适于绕着轴线Il沿着第三方向d3摆动，也适于绕着轴线12沿着第四方向d4摆动，因此通过振镜136可以在两个维度上的摆动，让光学处理系统10G可以在像平面上受到图像光束111照射的位置也有两个维度的移动，并借以在不同区域产生区域图像，并通过这些区域图像来叠合成图像图案。
[0071]图8是本发明的另一实施例中光学处理系统的示意图。请参照图8，本实施例的光学处理系统100H相似于图4所示的实施例中光学处理系统100D，不同之处在于本实施例中图像光束111穿透成像镜头116后是直接到达像平面140，而载台150通过致动器170来移动使位于像平面140的待处理物160可以沿着第一方向dl移动，使像平面例如是以图2B至图2D的流程来叠合成图像图案。在其他实施例中，光学处理系统还可以通过一个或多个致动器或其他方式来使载台可以沿着一个或多个方向移动，借以使图像光束在像平面上的区域图像可以叠合成图像图案。
[0072]在另一实施例中，光学处理系统可以相似于图8所示的光学处理系统，不同之处在于本实施例还包括一控制单元，控制单元电性连接载台150、致动器170和图像产生单元中的发光单元模块112，当控制单元命令载台150或致动器170将图像光束移动至像平面140的一位置时，图像光束111在像平面140上的一区域产生一区域图像。当控制单元命令载台150或致动器170将图像光束111移动至像平面140的不同位置时，图像光束111在像平面140上的不同区域分别产生多个区域图像，且这些区域图像叠合成图像图案。
[0073]综上所述，本发明的实施例中的光学处理系统通过发光单元模块搭配成像镜头来对一像平面产生一区域图案，因此可以免除不必要的光源浪费(如经由DMD时所产生的光损失，以及经由控制各发光单元的开关)。以发光单元模块所包括的多个发光单元来产生具有较高光能量的图像光束，并借以提升光学处理效率。同时，再通过光学扫描单元来对像平面的各区域位置产生区域图像，其中各区域位置的区域图像也根据位置的改变来改变并叠合成图像图案，因此可以使光学处理的效率更加提升。
[0074]最后应说明的是:以上各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种光学处理系统，其特征在于，用于在一像平面上产生一图像图案，该光学处理系统包括: 至少一图像产生单元，该图像产生单元包括: 一发光单元模块，用于发出一图像光束，且包括多个非线性排列或者排成阵列的发光单元； 一成像镜头，配置于该图像光束的传递路径上，且用于将该图像光束投射于该像平面上；以及 一光学扫描单元，配置于该图像光束的传递路径上，且用于使该图像光束扫描该像平面，以产生该图像图案。2.根据权利要求1所述的光学处理系统，其特征在于，还包括一控制单元，电性连接至该图像产生单元及该光学扫描单元，其中当该控制单元命令该光学扫描单元将该图像光束移动至该像平面的一位置时，该图像光束在该像平面上的一区域产生一区域图像，且当该控制单元命令该光学扫描单元将该图像光束移动至该像平面的不同位置时，该图像光束在该像平面上的不同区域分别产生多个区域图像，且该些区域图像叠合成该图像图案。3.根据权利要求1或2所述的光学处理系统，其特征在于，该光学扫描单元包括: 一第一振镜，配置于该图像光束的传递路径上，且适于绕着一第一轴线摆动；以及 一第二振镜，配置于来自该第一振镜的该图像光束的传递路径上，且适于绕着一第二轴线摆动， 该发光单元模块中的该些发光单元为自发光式光源，由该自发光式光源所发出的该图像光束通过该第一振镜与该第二振镜的摆动而改变该图像光束在该像平面上的相对照射位置。4.根据权利要求1或2所述的光学处理系统，其特征在于，该扫描单元包括一振镜，配置于该图像光束的传递路径上，且适于在两个维度上摆动，该发光单元模块中的该些发光单元为自发光式光源，由该自发光式光源所发出的该图像光束通过该振镜的摆动而改变该图像光束在该像平面上的相对照射位置。5.根据权利要求1或2所述的光学处理系统，其特征在于，还包括一载台，位于该像平面处，且用于承载一待处理物，该载台适于移动或通过一致动器推动该载台使该图像光束扫描该像平面上的该待处理物。6.一种光学处理系统，其特征在于，用于在一像平面上产生一图像图案，该光学处理系统包括: 至少一图像产生单元，该图像产生单元包括: 一发光单元模块，用于发出一图像光束，且包括多个非线性排列或者排成阵列的发光单元； 一成像镜头，配置于该图像光束的传递路径上，且用于将该图像光束投射于该像平面上；以及 一载台，该像平面位于该载台上，该载台用于承载一待反应物，该载台适于移动或通过一致动器推动该像平面，使该图像光束扫描该像平面，以在该像平面上产生该图像图案。7.根据权利要求6所述的光学处理系统，其特征在于，还包括一控制单元，电性连接至该图像产生单元及该载台或该致动器，其中当该控制单元命令该载台或该致动器使该图像光束照射到该像平面的一位置时，该图像光束在该像平面上的一区域产生一区域图像，且当该控制单元命令该载台或该致动器使该图像光束照射到该像平面的不同位置时，该图像光束在该像平面上的不同区域分别产生多个区域图像，且该些区域图像叠合成该图像图案。8.根据权利要求1或2或6或7所述的光学处理系统，其特征在于，该图像光束沿着一第一方向扫描该像平面，或该图像光束沿着该第一方向及一不同于该第一方向的第二方向扫描该像平面，其中该第一方向与该第二方向构成该像平面。9.根据权利要求1或2或6或7所述的光学处理系统，其特征在于，该发光单元模块中的该些发光单元为自发光式光源，包括发光二极管、超发光二极管、或激光二极管。10.根据权利要求1或2或6或7所述的光学处理系统，其特征在于，该图像光束的波长落在200纳米至430纳米的范围内。
【专利摘要】本发明提供一种光学处理系统，用于在一像平面上产生一图像图案。光学处理系统包括至少一图像产生单元以及一光学扫描单元。图像产生单元包括一发光单元模块以及一成像镜头。发光单元模块用于发出一图像光束，且包括多个非线性排列或者排成阵列的发光单元。成像镜头配置于图像光束的传递路径上，且用于将图像光束投射于像平面上。光学扫描单元配置于图像光束的传递路径上，且用于使图像光束扫描像平面，以产生图像图案。
【IPC分类】G02B26/10, G03F7/20
【公开号】CN104898377
【申请号】CN201410076080
【发明人】郑博文
【申请人】郑博文
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月4日
最新回复(0)