[发明专利]用于在工件上写入或读取图像的旋转臂

说明书

相关申请

本申请要求2008年12月5日提交的名为“横跨工件使用旋转打印臂投 影或查看图像的方法和装置(Method and Device Using Rotating Printing Arm  to Project or View Image Across a Workpiece)”的美国临时专利申请 No.61/200,970的利益。

背景技术

所公开的技术涉及扫描大型平基材以读取和写入图像。示例有平板显示 器、印刷电路板(PCB)和光伏面板(photovoltaic panel)。“读取和写入”应广义 地理解：读取可指大型工件的显微检测、探伤、度量、波谱检测、干涉测量、 散射测量等，而写入可指曝光光阻材料、通过光学加热退火、烧蚀、或通过 光束在表面生成任何其它的变化。具体说，我们公开一种技术，其使用旋转 或摇摆臂，所述臂在扫描时横跨工件描绘出一圆弧，而不是跟随常规的直线 运动。

图1示出了现有技术扫描系统的一个变型。扁平工件110放置在载物台 120上，写入或读取头130对其进行扫描。载物台120在头130沿垂直方向 扫描时沿一个方向送进工件110。在头130与工件110之间可放置一末端透 镜150。另一些系统具有固定的工件和沿例如x-y轴等正交轴移动的扫描头。 再一些系统具有固定的扫描头和沿正交轴移动的载物台。这些构造各自具有 其自身的机械特征，所述机械特征影响它的有效扫描速度。

例如，扫描头通常需要保养，例如冷却水、气体或RF线缆132。线缆 和支持构件的弯曲可影响可靠性和性能两者。一些保养后的读取和写入头重 量重、体积大、或以其它方式不适于快速运动。

依赖于x-y载物台运动的系统通常具有惯性大的重载物台，其非常刚硬 以避免下垂，并且比较不易受外部振动的影响。沉重扫描载物台需要与它们 的质量成正比的作用力，以在它们改变方向时进行加速和停止。

当对象面变大以及由更薄更容易变形的材料制成时，写入的问题增多。 较大的载物台需要增加的刚性。更容易变形的材料需要一片一片地逐层进行 图案操作。

因此，出现了机会，以开发生产能力得到改善的新的快速扫描构造。能 够得到性能高而成本比较低的系统。

发明内容

所公开的技术涉及扫描大型平基材，以读取和写入图像。示例有平板显 示器、PCB和光伏面板。“读取和写入”应广义地理解：读取可指大型工件的 显微检测、探伤、度量、波谱检测、干涉测量、散射测量等，而写入可指曝 光光阻材料、通过光学加热退火、烧蚀、或通过光束在表面生成任何其它的 变化。

本发明提供一种用于对工件进行写入(或读取)的方法和装置，其包括使 用固定光学图像装置，例如调制器(或检测器)，来形成(或收集)被中继的图 像信息，并进一步在固定光学图像装置与工件的表面之间沿至少一个旋转臂 的光学系统中继图像信息。

具体说，我们公开一种技术，其使用旋转或摇摆臂，所述臂在扫描时横 跨工件描绘出一圆弧，而不是跟随常规的直线运动。本发明的一个方面在于， 臂可在旋转圆盘或转子中沿径向安置，并且转子可具有数个臂，例如2、3、 4、6或8个臂，从而倍增单位时间的扫描表面积。

本发明的另一方面在于，重、复杂、脆弱的机器部分、或者昂贵的或需 要多种连接和服务的部分能够固定地安置在转子的中心或中枢附近，并被多 个臂共享。

本发明的另一方面在于，图像在固定安置在转子中枢附近的图像装置与 工件之间经由径向臂被中继，并且被中继图像在转子旋转时是不旋转的或基 本不旋转的。

本发明的另一方面在于，在转子旋转时生成多个局部图像，并将这些局 部图像拼接成连续弯曲条纹。本发明的再一方面在于，局部图像的拼接是以 基本不旋转的位图进行的，但是其中像素栅格从图像到图像发生位移。本发 明的其它方面在权利要求、说明书和附图中有描述。

附图说明

图1示出了以平行条带对扁平工件进行曝光并具有往复运动扫描动作的 现有技术系统。

图2示出了一示例性实施例，其中使用固定写入头和旋转扫描光学系统， 以旋转动作对与图1相同的工件进行曝光。

图3示出了进入和离开扫描光学系统的图像的取向相同的示例性实施 例。