(57)【要約】  表面上のパターンを走査する方法であって，この方法は，表面上に描画するパターンを含む第１の空間的に変調された光ビームを形成し，上記第１の空間的に変調された光ビームを複数のサブ・ビームに分割し，上記複数のサブ・ビーム間の空間関係を変更し，これにより第２の空間的に変調された光ビームを形成し，上記第２の空間的に変調された光ビームを用いて上記表面を走査する。
2012527006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に描画するパターンを含む第１の空間的に変調された光ビームを形成し，
上記第１の空間的に変調された光ビームを複数のサブ・ビームに分割し，
上記複数のサブ・ビーム間の空間関係を変更し，これにより第２の空間的に変調された光ビームを形成し，
上記第２の空間的に変調された光ビームを用いて上記表面を走査する，
表面上のパターン走査方法。
【請求項２】
上記走査は描画を含む，請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記複数のサブ・ビーム間の上記空間関係の変更は，上記第１の空間的に変調された光ビームのアスペクト比を変更するものである，請求項１に記載の方法。
【請求項４】
上記複数のサブ・ビーム間の上記空間関係の変更は，上記第１の空間的に変調された光ビームに対して細長くされた空間的に変調された光ビームを提供するものである，請求項３に記載の方法。
【請求項５】
上記複数のサブ・ビームの上記空間関係は，上記走査中に直交走査方向においてサブ・ビーム（複数）の間にオーバーラップを提供するように変更される，請求項１に記載の方法。
【請求項６】
上記オーバーラップは，上記第１の空間的に変調された光ビームによって提供される解像度よりも大きな解像度を持つパターンを描画するために提供される，請求項５に記載の方法。
【請求項７】
上記複数のサブ・ビーム間の上記空間関係は，上記走査中に走査方向において少なくとも部分的にオーバーラップするサブ・ビームの複数の行を形成するように変更される，請求項１に記載の方法。
【請求項８】
上記複数の行は，ＳＬＭ素子の半分の幅と等距離だけ互いに対してシフトされる，請求項７に記載の方法。
【請求項９】
上記複数のサブ・ビーム間の上記空間関係は，上記走査中に走査方向において少なくとも部分的にオーバーラップするサブ・ビームの複数の列を形成するように変更される，請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
上記複数のサブ・ビーム間の上記空間的な関係は，コンパクト多角形空間関係を形成するように変更される，請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
上記複数のサブ・ビームの少なくとも一部の角度向きを変更する，請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
上記複数のサブ・ビーム間の上記空間関係は，少なくとも第１および第２の行を形成するように変更され，上記第１の行のサブ・ビーム（複数）が第１の角度の向きを有し，かつ上記第２の行のサブ・ビーム（複数）が上記第１の角度と異なる第２の角度の向きを有し，上記第１の行および上記第２の行が走査中に互いにオーバーラップする，請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
上記第１および第２の行におけるサブ・ビーム（複数）の角度の向きの差異が４５度である，請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
上記複数のサブ・ビームのそれぞれを上記表面に垂直な方向に向ける，請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
上記複数のサブ・ビームのそれぞれはテレセントリック・レンズを用いて上記表面に向けられる，請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
上記空間的に変調された光ビームの複数のサブ・ビームへの分割は，複数の反射表面または屈折表面によって提供される，請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
上記複数の反射表面または屈折表面は単一の光学素子上に設けられる，請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
上記空間的に変調された光ビームの複数のサブ・ビームへの分割および上記複数のサブ・ビーム間の上記空間関係の変更は，複数の表面を含む単一の光学素子によって提供される，請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
上記空間的に変調された光ビームはディジタル・マイクロミラー装置（ＤＭＤ）を用いて形成され，上記ＤＭＤは反射素子（複数）の行（複数）および列（複数）を含み，上記行が上記列よりも多くの素子を含む，請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
上記複数のサブ・ビームのそれぞれは上記ＤＭＤの複数の隣接する行から反射される光に対応する，請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
上記複数のサブ・ビーム間の上記空間関係は，分割された第１の変調された光ビームから複数の行のアレーに変更されて上記第２の空間的に変調された光ビームを形成し，上記サブ・ビーム（複数）は並んで配列されて変調されたビームの少なくとも一つの細長い行を形成する，請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
上記サブ・ビーム（複数）は光学的に回転される，請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
上記第２の空間的に変調された光ビームは上記サブ・ビームの少なくとも２行から形成され，上記第１および第２の行が上記ＤＭＤの一の反射素子の長さの半分だけ互いに対してシフトされる，請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
上記複数の隣接する行の間において上記ＤＭＤの一部をブランキングする，請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
ブランクされる上記ＤＭＤの上記一部は，上記分割に起因してビネットまたは阻害効果を被ることから決定される部分に対応する，請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
上記複数のサブ・ビームのそれぞれは同数の隣接する行から反射される，請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
上記表面はプリント回路基板のパネルの表面であり，上記直交走査方向における上記パネルの幅が上記第１の空間的に変調された光ビームの幅よりも広い，請求項１に記載の方法。
【請求項２８】
単一パス中に上記直交走査方向において上記パネルの幅を走査する，請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
上記表面は上記走査中に走査方向に進む，請求項１に記載の方法。
【請求項３０】
表面上にパターンを走査するビームを生成するように構成される光源，
上記ビームを空間的に変調して，上記表面上に描画されるべき上記パターンを提供する空間的に変調されたビームを形成するように構成される光空間変調器，
上記変調されたビームを複数のサブ・ビームに空間的に分割するように構成されたビーム分割素子，
上記複数の方向変更されたサブ・ビームを用いてターゲット対象物を走査するように動作するスキャナ，および
上記変調されたビームの分割に応じた変調信号をＳＬＭに供給するように動作するコントローラを備える，
光ビームを用いて表面上にパターンを走査するシステム。
【請求項３１】
上記サブ・ビーム（複数）間の空間関係を変更するように構成される方向変更素子を備え，上記コントローラは上記サブ・ビーム（複数）の上記方向変更に応じた変調信号を上記ＳＬＭに供給するように動作する，請求項３０に記載のシステム。
【請求項３２】
上記ビーム分割素子は上記空間的に変調されたビームのアスペクト比を変更するように構成されている，請求項３０に記載のシステム。
【請求項３３】
上記ビーム分割素子は上記空間的に変調されたビームに対して細長くされた第２の空間的に変調されたビームを提供するように構成されている，請求項３０に記載のシステム。
【請求項３４】
上記ビーム分割素子は，走査中にサブ・ビーム（複数）間にオーバーラップ領域（複数）を提供するように構成されている，請求項３０に記載のシステム。
【請求項３５】
上記光空間変調器はＤＭＤであり，上記ＤＭＤは反射素子（複数）の行（複数）および列（複数）を含む，請求項３０に記載のシステム。
【請求項３６】
上記ビーム分割素子は上記ＤＭＤの複数の隣接する行から反射された光から各サブ・ビームを形成するように構成されており，上記ＤＭＤの上記行（複数）は上記ＤＭＤの上記列（複数）より長い，請求項３５に記載のシステム。
【請求項３７】
上記複数の隣接する行の間の上記ＤＭＤの部分がブランクにされている，請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
ブランクにされている上記ＤＭＤの上記部分は，上記変調されたビームの分割に起因するビネットまたは阻害効果を被ることから決定される部分に対応する，
請求項３７に記載のシステム。
【請求項３９】
上記部分は上記ＤＭＤの２０〜３０行に対応する，請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
上記複数のサブ・ビームのそれぞれは同数の隣接する行（複数）から反射される，請求項３６に記載の方法。
【請求項４１】
上記ビーム分割素子は複数の反射表面または屈折表面を含み，各反射表面または屈折表面が複数のサブ・ビームの一つを反射する，請求項３０に記載のシステム。
【請求項４２】
上記複数の反射表面または屈折表面は行方向に配列されており，上記行の先端および末端に配列されている上記反射表面または屈折表面が，上記行の中間に配列されている上記反射表面または屈折表面の面領域よりも大きな面領域を持つ，請求項４１に記載のシステム。
【請求項４３】
上記ターゲット対象物上に各サブ・ビームを焦点合わせするように構成される結像系を備えている，請求項３０に記載のシステム。
【請求項４４】
上記結像系は，上記複数のサブ・ビームのそれぞれを，上記ターゲット対象物に，上記ターゲット対象物に垂直な方向で向ける少なくとも一つのテレセントリック・レンズを備えている，請求項４３に記載のシステム。
【請求項４５】
上記ビーム分割素子は上記光空間変調器の焦点面をまたいでいる，請求項３０に記載のシステム。
【請求項４６】
上記空間的に変調された光ビームを上記ビーム分割素子に焦点合わせするように構成された主結像系を備えている，請求項３０に記載のシステム。
【請求項４７】
上記ビーム分割素子が上記主結像系の焦点面に配置されている，請求項４６に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は結像（イメージング）（imaging）に関する。この発明が重要に適用されるのは，プリント回路基板（Printed Circuit Boards （ＰＣＢ））の直接結像（Direct Imaging（ＤＩ）），より詳細にはＤＩにおいて用いられる光学システム（光学系）（optical systems）である。
【背景技術】
【０００２】
ＤＩシステムの既知の種類（class）では，ディジタル・マイクロミラー装置（a Digital Micro-Mirror Device）（ＤＭＤ）または液晶光バルブ（liquid crystal light valve）のような光空間変調器（a spatial light modulator）（ＳＬＭ）が，ビームを空間的に変調してプリントすべき画像またはパターンを形成するために用いられている。ＤＭＤは行（複数）および列（複数）を含む矩形アレー中に配列された数十万の微細ミラー（several hundred thousand microscopic mirrors）から変調素子（変調要素）（複数）（the modulating elements）が構成されたＳＬＭである。本書において上記矩形アレー中の行（複数）および列（複数）は，上記行（複数）が上記列（複数）よりも多くの変調素子を含むと定義される。上記アレー中のミラーのそれぞれはＯＮ状態またはＯＦＦ状態に個々に回転させることができる。ＯＮ状態において光源からの光は描画表面（書込み面）（the writing surface）に光を向ける光学系へと反射され，ＯＦＦ状態において上記光は上記描画表面の外に（away from the writing surface），たとえば光トラップまたはヒート・シンクへと向けられる。
【０００３】
ＤＭＤは直接結像において用いられるが，それらは主にディジタル光処理プロジェクタおよびリア・プロジェクション・テレビに使用されることを意図している。したがって，上記矩形アレーのアスペクト比は，たとえばテレビおよびプロジェクタ・スクリーンのような標準のピクチャ・フォーマット用に構成されている。
【０００４】
典型的には，ＤＩにおいて走査されるパネルの幅は標準のＤＭＤよって生成される画像の幅よりも広い。系（システム）の中には，上記ＤＩが単一のまたはごくわずかなＤＭＤを含みかつ画像ステッピングまたはスティッチング（image stepping or stitching）が上記パネルの幅全体を走査するために用いられるものがある。あるいは，単一のパスにおいて（in a single pass）走査できるように一連のＤＭＤ（a series of DMDs）が用いられている。
【０００５】
参照によってその内容が本書に援用される，大日本スクリーンMfg.株式会社（Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.）に譲渡された「パターン書込み装置およびパターン書込み方法」を名称とする米国特許第6,903,798には，書込み装置中のＤＭＤが記載されており，そこでは上記ＤＭＤの照射領域の配置が主走査方向に対して傾けられている。上記主走査方向に配列される２つの隣接照射領域の間の副走査方向に沿う中心間の距離は，上記副走査方向に対する上記基板上の書込みセルのピッチと等しくされている。各照射領域の光照射のＯＮ／ＯＦＦ制御は，上記照射領域がピッチの２倍に等しい距離を移動するたびに実行される。
【０００６】
参照によってその内容が本書に援用される，大日本スクリーンMfg.株式会社に譲渡された「パターン書込み装置およびブロック数決定方法」を名称とする米国特許公開第US20060269217は，空間的に光を変調し，かつ変調光ビームを複数の照射領域に向けるＤＭＤを備えるパターン書込み装置を記載する。上記ＤＭＤにおいて，書込み信号は，それぞれが複数の照射ブロックに対応する複数のミラー・ブロックの中から用いられるべきミラー・ブロックに逐次入力される。パターンを書込むとき，作動部が上記ＤＭＤへの上記書込み信号の入力のために必要な時間と上記基板上に与えられる光量を考慮して，走査速度を最大限にすることができるように，使用されるべきミラー・ブロックの数を決定する。
【発明の開示】
【０００７】
この発明のいくつかの実施態様の側面（aspect）は，ＳＬＭから得られたデータの空間分布を光学的に操作するシステム（系）および方法の提供である。
【０００８】
この発明のいくつかの実施態様の側面は，表面上にパターンを走査する方法を提供し，この方法は，表面に描画するパターンを含む第１の空間的に変調された光ビームを形成し，上記第１の空間的に変調された光ビームを複数のサブ・ビームに分割し，上記複数のサブ・ビーム間の空間関係を変更し（altering a spatial relationship between the plurality of sub-beams），これにより第２の空間的に変調された光ビームを形成し，上記第２の空間的に変調された光ビームを用いて上記表面を走査する。
【０００９】
任意であるが（optionally），上記走査（scanning）は描画（writing）を含む。 
【００１０】
任意であるが，上記複数のサブ・ビーム間の上記空間関係の変更は，上記第１の空間的に変調された光ビームのアスペクト比を変更する。
【００１１】
任意ではあるが，上記複数のサブ・ビーム間の上記空間関係の変更は，上記第１の空間的に変調された光ビームに対して細長くされた空間的に変調された光ビームを提供する。
【００１２】
任意ではあるが，上記複数のサブ・ビーム間の上記空間関係は，走査中に直交走査方向においてサブ・ビーム間にオーバーラップを提供するように変更される。
【００１３】
任意ではあるが，上記オーバーラップは，上記第１の空間的に変調された光ビームによって提供される解像度よりも大きな解像度を持つパターンを描画するために提供される。
【００１４】
任意ではあるが，上記複数のサブ・ビーム間の上記空間関係は，走査中に走査方向において少なくとも部分的にオーバーラップする，サブ・ビームの複数の行を形成するために変更される。
【００１５】
任意ではあるが，上記複数の行は，ＳＬＭ素子の半分の幅と等距離だけ互いに対してシフトされる（shifted with respect to each other）。
【００１６】
任意ではあるが，上記複数のサブ・ビーム間の上記空間関係は，走査中に走査方向において少なくとも部分的にオーバーラップする，サブ・ビームの複数の列（a plurality of columns of sub-beams）を形成するように変更される。
【００１７】
任意ではあるが，上記複数のサブ・ビーム間の上記空間関係は，コンパクトな多角空間関係（a compact polygonal spatial relationship）を形成するように変更される。
【００１８】
任意ではあるが，上記方法は，複数のサブ・ビームの少なくとも一部の角度向き（angular orientation）を変更することを含む。
【００１９】
任意ではあるが，上記複数のサブ・ビーム間の上記空間関係は，少なくとも第１および第２の行を形成するように変更され，上記第１の行のサブ・ビーム（複数）が第１の角度の向きを有し，かつ上記第２の行のサブ・ビーム（複数）が上記第１の角度の向きと異なる第２の角度の向きを有し，走査中に上記第１の行および第２の行は互いにオーバーラップする。
【００２０】
任意ではあるが，上記第１および第２の行におけるサブ・ビーム（複数）の角度の向きの間の差異が４５度である。
【００２１】
任意ではあるが，上記方法は，上記複数のサブ・ビームのそれぞれを上記表面に垂直な方向に向けることを含む。
【００２２】
任意ではあるが，上記複数のサブ・ビームのそれぞれはテレセントリック・レンズを用いて上記表面に向けられる。
【００２３】
任意ではあるが，上記空間的に変調された光ビームの複数のサブ・ビームへの分割は，複数の反射表面または屈折表面によって提供される。
【００２４】
任意ではあるが，複数の反射表面または屈折表面は単一の光学素子上に設けられる。
【００２５】
任意ではあるが，上記空間的に変調された光ビームの複数のサブ・ビームへの分割および上記複数のサブ・ビーム間の空間関係の変更は，複数の表面を含む単一の光学素子によって提供される。
【００２６】
任意ではあるが，上記空間的に変調された光ビームはディジタル・マイクロミラー装置（ＤＭＤ）を用いて形成され，上記ＤＭＤは反射素子（複数）の行（複数）および列（複数）を含み，上記行が上記列よりも多くの素子を含む。
【００２７】
任意ではあるが，上記複数のサブ・ビームのそれぞれは上記ＤＭＤの複数の隣接する行から反射される光に対応する。
【００２８】
任意ではあるが，上記複数のサブ・ビーム間の上記空間関係は，分割された第１の変調光ビームから複数行のアレーに変更されて上記第２の空間的に変調された光ビームを形成し，上記サブ・ビーム（複数）は並んで（side by side）空間的に配列され，変調されたビーム（複数）の少なくとも一の細長い行を形成する。
【００２９】
任意ではあるが，上記サブ・ビーム（複数）は光学的に回転される。
【００３０】
任意ではあるが，上記第２の空間的に変調された光ビームは，上記サブ・ビーム（複数）の少なくとも２行から形成され，上記第１および第２の行が上記ＤＭＤの一の反射素子の長さの半分だけ互いに対してシフトされる（shifted with respect to each other）。
【００３１】
任意ではあるが，上記方法は，上記複数の隣接する行の間において上記ＤＭＤの一部をブランキングすることを含む。
【００３２】
任意ではあるが，ブランクされる上記ＤＭＤの一部は，上記分割に起因してビネットまたは阻害効果を被ることから決定される部分（portion determined to suffer from vignetting or obstruction effects due to the splitting）に対応する。
【００３３】
任意ではあるが，上記複数のサブ・ビームのそれぞれは同数の隣接する行（the same number of neighboring rows）から反射される。
【００３４】
任意ではあるが，上記表面はプリント回路基板のパネルの表面であり，上記直交走査方向における上記パネルの幅が上記第１の空間的に変調された光ビームの幅よりも広い。
【００３５】
任意ではあるが，上記方法は，単一パス中に（during a single pass）上記直交走査方向において上記パネルの幅を走査することを含む。
【００３６】
任意ではあるが，上記表面は上記走査中に走査方向に進む（advances）。
【００３７】
この発明のいくつかの実施態様の側面は，光ビームを用いて表面上にパターンを走査するシステム（系）を提供し，このシステムは，表面にパターンを走査するビームを生成するように構成される光源，上記ビームを空間的に変調して，上記表面上に描画されるべき上記パターンを提供する空間的に変調されたビームを形成するように構成される光空間変調器，上記変調されたビームを複数のサブ・ビームに空間的に分割するように構成されるビーム分割素子，複数の方向変更された（方向が変えられた，向け直された）サブ・ビーム（the plurality of redirected sub-beams）を用いてターゲット対象物を走査するように動作するスキャナ，および上記変調されたビームの分割に応じた変調信号を上記ＳＬＭに供給するように動作するコントローラを備えている。
【００３８】
任意ではあるが，上記システムは上記サブ・ビーム（複数）間の空間関係を変更するように構成されている方向変更素子（redirecting element）を備え，上記コントローラは上記サブ・ビーム（複数）の上記方向変更に応じた変調信号を上記ＳＬＭに供給するように動作する。
【００３９】
任意ではあるが，上記ビーム分割素子は上記空間的に変調されたビームのアスペクト比を変更するように構成されている。
【００４０】
任意ではあるが，上記ビーム分割素子は上記空間的に変調されたビームに対して細長くされた第２の空間的に変調されたビームを提供するように構成されている。
【００４１】
任意ではあるが，上記ビーム分割素子は走査中にサブ・ビーム（複数）間にオーバーラッピング領域（複数）を提供するように構成されている。
【００４２】
任意ではあるが，上記光空間変調器はＤＭＤであり，上記ＤＭＤは反射素子（複数）の行（複数）および列（複数）を含む。
【００４３】
任意ではあるが，上記ビーム分割素子は上記ＤＭＤの複数の隣接する行から反射された光から各サブ・ビームを形成するように構成されており，上記ＤＭＤの上記行（複数）は上記ＤＭＤの上記列（複数）よりも長い。
【００４４】
任意ではあるが，上記複数の隣接する行の間の上記ＤＭＤの部分がブランクにされている。
【００４５】
任意ではあるが，上記ブランクにされている上記ＤＭＤの部分は，上記変調されたビームの分割に起因するビネットまたは阻害効果を被ることから決定される部分に対応する。
【００４６】
任意ではあるが，上記部分は上記ＤＭＤの２０〜３０行に対応する。
【００４７】
任意ではあるが，上記複数のサブ・ビームのそれぞれは同数の隣接する行（複数）（the same number of neighboring rows）から反射される。
【００４８】
任意ではあるが，上記ビーム分割素子は複数の反射表面または屈折表面を含み，各反射表面または屈折表面が上記複数のサブ・ビームの一つを反射する。
【００４９】
任意ではあるが，上記複数の反射表面または屈折表面は行方向に配列されており，上記行の先端（先頭）（the beginning）および末端（最後尾）（end）に配列されている上記反射表面または屈折表面が，上記行の中間（the middle）に配列されている上記反射表面または屈折表面の面領域よりも大きな（広い）面領域を持っている。
【００５０】
任意ではあるが，上記系（システム）は，各サブ・ビームをターゲット対象物（target object）上に焦点合わせするように構成されている結像系（イメージング・システム）を備えている。
【００５１】
任意ではあるが，上記結像系は，上記複数のサブ・ビームのそれぞれを，上記ターゲット対象物に，上記ターゲット対象物に垂直な方向で向ける少なくとも一つのテレセントリック・レンズを含む。
【００５２】
任意ではあるが，上記ビーム分割素子は上記光空間変調器の焦点面をまたいでいる（straddled）。
【００５３】
任意ではあるが，主結像系が，上記空間的に変調された光ビームを上記ビーム分割素子に焦点合わせするように構成されている。
【００５４】
任意ではあるが，上記ビーム分割素子は上記主結像系の焦点面に配置（位置決め）される。
【００５５】
もし他の方法で定義されていないとき，本書で用いられる技術的および／または科学的用語のすべては，この発明が関係する従来技術によって一般に理解されるのと同じ意味を持つ。本書に記載される方法または材料と近似するまたは均等の方法および材料をこの発明の実施ないし試験で用いることができるが，典型的な方法および／または材料が以下に記述される。矛盾する場合には定義を含むこの特許明細書が制御するであろう（will control）。さらに，材料，方法および例示は実例に過ぎず，必要な限定であることを意図していない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】この発明のいくつかの実施態様によるもので，空間的に変調されたビームを規定されたサブ・ビームに分割し，上記サブ・ビームの少なくとも一部を異なる向きに向ける光学系の概略的な模式図を示す。
【図２】この発明のいくつかの実施態様によるもので，規定されたセクション（複数）に分割された画像であって，各セクションが異なる場所に向けられている画像の概略的な模式図を示す。
【図３】この発明のいくつかの実施態様によるもので、空間的に変調された光ビームをサブ・ビーム（複数）に区分し，かつ各サブ・ビームを所望の向きに向ける例示的方法の概略的なフローチャートを示す。
【図４】この発明のいくつかの実施態様による例示的なビーム分割素子を示す。
【図５】この発明のいくつかの実施態様によるもので，スライス（複数）に分割され，ターゲット対象物上に細長矩形画像を形成するように配列された，ＤＭＤ上につくられる画像の概略的な模式図を示す。
【図６】この発明のいくつかの実施態様によるもので，上記直交走査方向においてオーバーラッピング領域を形成するようにターゲット対象物上に配列された画像スライス（複数）の概略的な模式図を示す。
【図７】この発明のいくつかの実施態様によるもので，パネルの全幅を走査するように配列された２つのＤＭＤｓからの画像スライスの概略的な模式図を示す。
【図８Ａ】この発明のいくつかの実施態様によるもので，４つの画像スライスに分割されたＤＭＤ画像の概略的な模式図を示している。
【図８Ｂ】この発明のいくつかの実施態様によるもので，上記走査方向において半画素シフトを持ってターゲット表面上に投影された上記ＤＭＤからの２つの画像スライスの概略的な模式図を示している。
【図８Ｃ】この発明のいくつかの実施態様によるもので，上記直交走査方向において半画素シフトを持ってターゲット表面上に投影された上記ＤＭＤからの２つの他の画像スライスの概略的な模式図を示している。
【図８Ｄ】この発明のいくつかの実施態様によるもので，上記走査方向および直交走査方向の両方において，半画素シフトを持ってターゲット表面上に投影された上記ＤＭＤからの４つの画像スライスの概略的な模式図を示す。
【図８Ｅ】この発明のいくつかの実施態様によるもので，上記走査方向および直交走査方向の両方において，半画素シフトを持ってターゲット表面上に投影された上記ＤＭＤからの４つの画素の概略的な模式図を示す。
【図９Ａ】この発明のいくつかの実施態様によるもので，上記走査方向および直交走査方向について角度が付けられた空間的に変調されたビームを，規定されたサブ・ビーム（複数）に分割する光学系の概略的な模式図を示す。
【図９Ｂ】この発明のいくつかの実施態様によるもので，パネルの幅を走査するように配列された，上記走査方向および直交走査方向について角度が付けられたＤＭＤからの画像スライス（複数）の概略的な模式図を示す。
【図１０】この発明のいくつかの実施態様によるもので，上記走査方向および直交走査方向について異なる角度でターゲット対象物上に配列されたサブ・ビーム（複数）の概略的な模式図を示す。
【図１１Ａ】この発明のいくつかの実施態様によるもので，互いに４５度の角度をもってターゲット対象物上に走査される２セットのサブ・ビームの概略的な模式図を示す。
【図１１Ｂ】この発明のいくつかの実施態様によるもので，角度が付けられた２つのＤＭＤ画素から構成される，ターゲット表面上に結像された結果的な画素の概略的な模式図を示す。
【図１２】この発明のいくつかの実施態様によるもので，空間的に変調されたビームを，ターゲット対象物上においてサブ・ビーム（複数）のハニカム・コンパクト・アレーを形成するように配列された複数のサブ・ビームに分割する光学系の概略的な模式図を示す。
【図１３】この発明のいくつかの実施態様によるもので，コンパクト・ハニカム形態において走査される画像スライスの概略的な模式図を示す。
【図１４】この発明のいくつかの実施態様によるもので，ＤＭＤ上の画像スライスからの２つの画素の概略的な模式図を示す。
【図１５Ａ】この発明のいくつかの実施態様によるもので，ビーム分割素子上の２つの画素の投影の概略的な模式図を示す。
【図１５Ｂ】この発明のいくつかの実施態様によるもので，ビーム分割素子上の２つの画素からのビーム（複数）の反射の概略的な模式図を示す。
【図１６】この発明のいくつかの実施態様によるもので，画像スライス（複数）のエッジ（複数）に隣接するＤＭＤ上のブランク領域の概略的な模式図を示す。
【図１７】この発明のいくつかの実施態様によるもので，修正されたビーム分割素子の概略的な模式図を示す。
【図１８】この発明のいくつかの実施態様によるもので，空間的に変調された光ビームをサブ・ビーム（複数）に分割し，上記サブ・ビームを特定方向に向けるように機能する概略的なモノリシック・ブロックを示す。
【図１９Ａ】この発明のいくつかの実施態様によるもので，空間的に変調されたビームを規定されたサブ・ビーム（複数）に分割し，上記サブ・ビームの少なくとも一部を異なるターゲット対象物に向ける光学系の概略的な模式図を示す。
【図１９Ｂ】この発明のいくつかの実施態様によるもので，規定されたセクションに分割された画像であって，各セクションが異なるターゲット対象物を含む異なる場所に向けられている画像の概略的な模式図を示す。
【図２０】この発明のいくつかの実施態様によるもので，ＰＣＢパネル上にパターンを露光するマスクレス・リソグラフィ・システムの概略的な模式図を示す。
【実施例】
【００５７】
以下，添付図面を参照して，例示にすぎないこの発明の実施態様のいくつかを記述する。図面を特に詳細に参照して，図示する細目は例示であってこの発明の実施形態の例示の議論のために強調されている。これに関して図面を用いて記載する説明はこの発明の実施形態をいかにして実施することができるかを当業者に明らかするものである。 
【００５８】
この発明は結像（イメージング）に関する。この発明の重要な適用対象は，プリント回路基板（ＰＣＢ）の直接結像（ＤＩ），およびさらに詳細にはＤＩにおいて用いられる光学システム（光学系）である。
【００５９】
本願において走査方向（the scan direction）とは，単一パス中に（during a single pass）ターゲット対象物が進む方向（the direction the target object advances）を指し，他方，直交走査方向（the cross-scan direction）は上記走査方向に実質的に垂直な方向を指す。マルチパス走査の場合には上記直交走査方向にパス間のステッピングが行われる。
【００６０】
本発明者は，標準のＤＭＤのアスペクト比は，ＰＣＢを製造するために走査される典型的なパネルの寸法には適していないことを認識した。画像ステッピングは製造時間を大幅に増加させ，したがって必要とされる多数のパスのために生産費が増加する。さらに上記パス間の潜在的なミスマッチングが付加的なエラーを引起こすこともある。単一パスの走査を行うことができる複数のＤＭＤを用いた走査は，上記ＤＭＤ，それに関連する機構的，光学的，電算的および電気的な部材，ならびにサブアセンブリのコストのために追加的なシステム・コストをもたらし，これもＰＣＢの製造コストを増加させる。
【００６１】
この発明のいくつかの実施態様の側面は，空間的に変調された光ビーム（空間変調光ビーム）（a spatially modulated light beam）をより小さなサブ・ビームに区分けして（partitioning），それぞれを上記ＳＬＭ上の異なる空間起源（spatial origin）から生じさせ，上記サブ・ビームのそれぞれを，一または複数の対象物上の所望の位置に所望の入射角度で別々に向けるシステムおよび方法を提供することである。この発明のいくつかの実施態様では，上記光学的分割および伝達（the optical partitioning and delivering）は，ＤＭＤからの光学的に操作するデータ分布出力（optically manipulating data distribution output from a DMD）によって提供される。この発明のいくつかの実施態様では，空間変調ビームの光学的な分割および伝達が，上記空間変調光ビームのアスペクト比の変更をもたらす。いくつかの例示的実施態様では，上記変更された空間変調光ビームが，上記光ビームに対して走査方向に移動する表面上に連続画像（a continuous image）を走査するために用いられる。
【００６２】
この発明のいくつかの実施態様では，上記ビームが区分され，これによりサブ・ビーム（複数）のそれぞれが，上記ＤＭＤのミラー（複数）のサブ・グループ，たとえば画素（複数）（pixels）によって反射される光に対応する。いくつかの例示的実施態様では，各サブ・ビームは上記ＤＭＤの一または複数の行または列から反射される光を含む。
【００６３】
いくつかの例示的実施態様では，上記サブ・ビームは方向変更および／または再分布（redirected and/or redistributed）されて，より長くかつより細い（より細長い）走査ビーム（a longer and thinner scanning beam）を形成する。いくつかの例示的実施態様では，上記サブ・ビーム（複数）は再分布されて単一ラインのサブ・ビーム（複数）（a single line of sub-beams）を形成する。他の例示的実施態様では，上記サブ・ビーム（複数）は方向変更されて複数のサブ・ビーム・ラインを形成する。いくつかの例示的実施態様において，上記サブ・ビーム（複数）は光学的に互いに平行に方向付けられ，ターゲット表面上に垂直に入射する。いくつかの例示的実施態様において，上記サブ・ビーム（複数）は上記走査方向に対して角度付けられる（angled）。いくつかの例示的実施態様において，上記走査方向に対する上記サブ・ビームの角度付けは，走査画像の解像度の増加をもたらす。いくつかの例示的実施態様において，上記サブ・ビーム（複数）は，たとえば行において，間隔をあけて上記パネル上に並んで光学的に配列される。いくつかの例示的実施態様において，上記サブ・ビーム（複数）は，間隔を含む２以上の行に光学的に配列されて，上記走査直交方向において部分的なオーバーラップ（重なり）を持つ市松模様（a checkered pattern）を形成する。本発明者は，上記サブ・ビームを区分して空間的に再配列するおよび／または再分布することによって，元の空間変調ビームよりも長くかつ薄い，変更された空間変調ビーム（an altered spatially modulated beam）を形成できることを認識した。上記変更された空間変調ビームは，比較的少ないパス，たとえば単一のパス，２重パス（double pass）または３重パス（quadruple pass）において，パネルを走査するために用いることができる。ここで，行（rows）は上記直交走査方向に概略平行な方向を指し，列（columns）は走査方向に概略平行な方向を指す。
【００６４】
この発明のいくつかの実施態様において，上記サブ・ビーム（複数）は方向変更または再分布されて単一パス中にオーバーラップ領域（複数）を形成する。いくつかの例示的実施態様では，オーバーラップ領域（複数）が上記走査画像の解像度の増加をもたらす。いくつかの例示的実施態様では全体のピクセル濃度（the overall pixel density）が増加する。いくつかの例示的実施態様では一または複数の角度において（at one or more angles）上記ピクセル濃度が増加する。いくつかの例示的実施態様ではオーバーラップ領域（複数）は複数のパスにわたって提供される。
【００６５】
この発明のいくつかの実施態様において，第１のパスの走査中に，第１の一連のサブ・ビーム（複数）（a first series of sub-beams）が，印刷パターン中に隙間（ギャップ）（複数）を残してパネルを走査し，第２のパス中に，第２の一連のサブ・ビーム（複数）が，上記第１のパスによって残された上記隙間を埋めるように上記パネルを走査する。いくつかの例示的実施態様では，上記ＰＣＢが走査直交方向に移動させられ，第２の一連の走査が第１の一連の走査に整列させられる。いくつかの例示的実施態様では，第２のパス中に，第２の一連のサブ・ビーム（複数）が隙間領域を走査するとともに上記隙間の周囲のオーバーラップ領域（複数）を走査する。本発明者は，上記隙間領域と一緒にすでに走査された領域にオーバーラップする周囲領域を走査することで，上記サブ・ビーム（複数）のそれぞれによって形成される画像（複数）間の統合（integration）が改善されることを認識した。いくつかの例示的実施態様では，上記パネルの走査を完全にするために２パス以上（more than two passes）が実行される。たとえば，上記第１セット中の上記サブ・ビーム（複数）間のスペースは，上記直交走査方向における上記サブ・セットの幅のほぼ２倍とされる。
【００６６】
この発明のいくつかの実施態様において，上記サブ・ビーム（複数）の部分（複数）（portions of the sub-beams）が，たとえばＤＭＤの物理的な回転を伴うことなく光学的に回転させられ，上記走査方向および直交走査方向に対してある角度で（at an angle）走査される。いくつかの例示的実施態様では，上記サブ・ビーム（複数）の第１の部分が上記直交走査方向に対して第１の角度で走査され，上記サブ・ビーム（複数）の第２の部分が上記直交走査方向に対して第２の異なる角度で走査される。いくつかの例示的実施態様では，上記第１の部分および第２の部分は互いに４５度の角度をもって（at a 45 degrees between from each other）走査される。
【００６７】
この発明によるいくつかの実施態様において，上記空間変調光ビームは，複数の分割表面（splitting surfaces）を含む分割素子（a splitting element(s)）によって区分される。分割素子は反射素子または屈折素子であってもよい。いくつかの例示的実施態様では，上記分割素子は，それぞれが異なる角度で配置されている複数のミラーを備える。いくつかの例示的実施態様では，上記分割素子は複数の反射表面を持つプリズムである。いくつかの例示的実施態様では，ビネット（ケラレ）効果（vignetting effect）および／またはビーム混合（beam mixing）を避けるために，上記分割素子は上記ＤＭＤの焦点面の周りにまたがっている（straddled around the focal plane of the DMD）。
【００６８】
本発明者は，エッジの近くにおいて上記分割表面に衝突（入射）するように構成された上記サブ・ビーム（複数）のそれぞれの部分（複数）は，ビネットおよび阻害（障害）効果（vignetting and obstruction effects）を被ることがあることを認識した。典型的には，ビネットおよび阻害効果は上記分割素子の物理的構造に起因する。たとえば，分割素子の一部が上記焦点面外にあったり，分割表面のエッジの一部が隣接するサブ・ビームの一部をカットすることがある。この発明のいくつかの実施態様では，入射するサブ・ビームの領域を超えるように上記分割素子の外表面の領域を広げる（大きくする）ことによって，上記分割素子の外縁（外側エッジ）に沿うビネットが回避される。この発明の実施態様では，他の分割表面に隣接する分割表面のエッジに沿うビネットおよび阻害が，上記分割表面のエッジに向かって反射させるための上記ＤＭＤの部分をブランキングすること（blanking portions of the DMD that are to be reflected toward edges of the splitting surfaces）によって回避される。本書においてブランキングという用語は，ＤＭＤの画素（複数を含む）（pixel(s)）をオフにすること，および／またはＳＬＭの基本要素（複数を含む）（an elementary element(s)）をオフすることを指す。この発明のいくつかの実施態様では，上記ブランキング・パターンは，ビネットおよび阻害効果に起因する曖昧さ（the ambiguity）を最小限に抑えつつ，各サブ・ビームに対応する使用可能領域（the usable area）を最大にするように規定される。この発明のいくつかの実施態様では，上記ブランキング・パターンはサブ・ビームのそれぞれからの均一パワー出力（uniform power output from each of the sub-beams）をもたらすように規定される。
【００６９】
典型的には，光ビームをサブ・ビーム（複数）に分割する（splitting）ことに応じて，上記サブ・ビーム（複数）は異なる角度で上記分割素子から分散される（dispersed）。これは上記ＰＣＢ上のフォトレジストに光を斜めに入射させる結果を生じさせることがあり，このことは品質および／またはシステムの性能を劣化させる。ＤＩ中において，すべての上記サブ・ビームが垂直にフォトレジスト表面に入射（衝突）することが一般には有利である。上記走査ビームが垂直でない角度で入射すると，品質が損なわれてしまう。この発明のいくつかの実施態様では，ターゲット物の正面に，すなわちその表面に垂直にヒットするように上記サブ・ビームのそれぞれを揃える（align）ための一または複数の光学素子が含まれる。
【００７０】
この発明のいくつかの実施態様において，各サブ・ビームは一または複数の光学素子を含む光学サブ・システム（副光学系）に向けて方向付けられる。いくつかの例示的実施態様では，上記光学サブ・システムは，上記パネルに対して垂直な角度に沿うように上記サブ・ビーム（複数）を方向付けるレンズ（複数）のような，一または複数の素子を含む結像系（an imaging system）を含む。いくつかの例示的実施態様では，上記サブ・ビーム光学系は，一対のテレセントリック・レンズ（a pair of telecentric lenses）を含む。いくつかの例示的実施態様では，上記サブ・ビーム光学系は，特定の位置と方向に上記サブ・ビーム（複数）の少なくとも一部を方向変更する（redirect）のみならず，それを適切な焦点にもたらす一または複数の方向変更素子（redirecting elements）を含む。
【００７１】
いくつかの例示的実施態様では，上記方向変更素子は，上記サブ・ビーム（複数）を対象物，たとえばＰＣＢまたは他のパネルのような平面中の様々な領域（different areas）に向けるように機能する。いくつかの例示的実施態様では，上記方向変更素子は，上記サブ・ビーム（複数）の少なくとも一部を異なる対象物（複数）に向ける，または３次元対象物（a three dimensional object）に向けるように機能する。いくつかの例示的実施態様では，上記方向変更素子は，上記サブ・ビーム（複数）を，一または複数の対象物において上記入射領域（the impinged area）に垂直な向きで向けるように機能する。いくつかの例示的実施態様では，上記空間変調ビームは，分割される前に主結像系（a primary imaging system）へ向けられる。いくつかの例示的実施態様では，上記分割素子は上記主結像系の焦点面をまたぐ。
【００７２】
図１参照して，図１はこの発明のいくつかの実施態様によるもので，空間的に変調されたビーム（空間変調ビーム）（a spatially modulated beam）を定義されたサブ・ビーム（複数）（defined sub-beams）に分割し（splitting），かつ上記サブ・ビーム（複数）を表面上の様々な位置に向ける光学システム（光学系）の概略的な模式図を示している。この発明のいくつかの実施態様では，空間変調ビーム190は入射ビーム（incident beam）105がＳＬＭ110に入射（衝突）するときに形成される。いくつかの例示的実施態様においてＳＬＭ110はＤＭＤである。任意ではあるが，分割素子130上で分割される前に，ビーム190はＳＬＭ110を再結像する主結像系（a primary imaging system）120を通過する。ビーム190はビーム分割素子130で反射または屈折されて（reflected or refracted off）複数のサブ・ビームに分割される（divide）。様々な例示的実施態様において，ビーム・スプリッタ130はミラー（鏡）（複数），プリズム（複数），レンズ（複数）または光の方向を変える他の一般的な光学素子（other general optics）から構成することができる。
【００７３】
いくつかの例示的実施態様において，分割素子130はＳＬＭ110の焦点面上および／またはその周囲にまたがっている（straddled）。本発明者は，上記焦点面上に上記分割素子130をまたがらせることで，ビーム・スプリッタ130の基本要素間の非連続性（non-continuity between the basic elements）に起因する上記ＳＬＭの使用不能部分（unusable parts）を減らせることを認識した。いくつかの例示的実施態様において，上記ＳＬＭの焦点面上および／またはその周囲に上記ビーム分割素子130をまたがらせることで，ビネット効果（ケラレ効果）（vignetting effects）が減らされ，かつビーム混合（beam mixing）が避けられる。典型的には，主結像系（primary imaging system）120が含まれる場合，ビーム分割素子130は結像系120の焦点面上に位置決めされる。いくつかの例示的実施態様では，主結像系120は，上記ＳＬＭと上記分割素子の間のテレセントリック結像（telecentric imaging）を含む。
【００７４】
この発明のいくつかの実施態様によると，第２の結像系（secondary imaging system）150が用いられて，書込み可能面16のような表面上にサブ・ビーム（複数）195が焦点合わせされる。典型的には第２の結像系150はテレセントリック・レンズ系（a telecentric lens system）を含む。テレセントリック・レンズは，上記ビームのすべての主光線（all the chief rays）が実質的に法線方向で上記表面に入射（衝突）するように設計される。典型的には，サブ・ビーム195は，実質的に法線方向において，たとえば正面から，上記書込み可能面に入射する。いくつかの例示的実施態様では，第２の結像系150を通過する前または後のいずれかにおいて，一または複数の方向変更素子（redirecting elements）140が，一または複数のサブ・ビームの方向を変更して上記サブ・ビームを書込み可能面160上の所望位置に所望入射角度で向けるために用いられる。この発明のいくつかの実施態様では単一の素子（a single element）が方向変更および結像に用いられる。いくつかの例示的実施態様において，上記第２の結像系150は軸ずれシフトされた（shifted off-axis）一群のレンズ（a group of lenses）であってプリズムとしても機能する。いくつかの例示的実施態様において，上記結像素子150と上記方向変更素子140の順番は逆にされる。いくつかの例示的実施態様において，上記方向変更素子140を上記結像素子150の２つのサブ要素（two sub-elements）の間に挿入させることができる。
【００７５】
この発明のいくつかの実施態様において，ビーム分割素子130および方向変換素子14は共同で作動して，上記サブ・ビーム（複数）を，所望の位置に，所望の入射角度で，たとえば書込み可能面160上へ垂直入射（normal incidence）するように向かわせる。いくつかの例示的実施態様において，方向変換素子140がない場合に上記ビームが垂直入射しないことがある。しかしながら，上記分割素子と上記パネルとの間の距離が充分に大きければ，この角度を直接結像に用いられるのに実際上充分に小さくすることができる。
【００７６】
図２を参照して，図２はこの発明のいくつかの実施態様によるもので，規定されたセクション（defined sections）たとえば画像スライス（image slices）に分割された画像の概略的な模式図を示しており，各セクションは異なる場所（行き先）（a different destination）に向けられている。典型的には，既知のシステムにおいて，空間変調光ビーム190は書込み可能面160上に入射して画像領域（an imaged area）180を形成する。走査方向375において上記書込み可能面は進むので，連続ビーム190が上記書込み可能面上に入射して，連続画像領域たとえば画像領域18OＡが形成される。典型的には，上記画像領域180は走査されるべき表面の領域に比べて狭い。
【００７７】
この発明のいくつかの実施態様によると，ＳＬＭ110の領域180は，上記書込み可能面160に細長画像領域（an elongated image area）185を形成するように方向変更されるサブ・ビーム195（複数）（redirected sub-beams）によって，複数のサブ領域たとえばサブ領域181−184に分割される。いくつかの例示的実施態様において，書込み可能面160は走査方向375に進み，サブ・ビーム195の連続セットが書込み可能面160上に入射して連続画像領域たとえば画像領域185Ａ，185Ｂを形成する。このようにしてある時間にわたって上記書込み可能面に向けられる複数のＳＬＭ画像（SLM images）から連続画像（a continuous image）が形成される。いくつかの例示的実施態様において，画像領域185は細長であり，画像領域180に比べて幅広の領域を走査する。この発明のいくつかの好ましい実施態様では，サブ領域181−184に含まれる結像される変調素子の行および列（the rows and the columns of imaged modulating elements）は実質的に互いに平行である。
【００７８】
いくつかの例示的実施態様において，上記書込み可能面は，複数のＳＬＭ画像から連続画像が形成されている間，走査方向と上記走査方向に垂直な直交走査方向の両方に進む。いくつかの例示的実施態様において，サブ・ビーム（複数）の１×４のアレーが上記書込み可能面上に配列され，たとえば４つのサブ・ビームを含む上記配列の幅広寸法が上記直交走査方向と平行である。このようにして，全体画像を走査するために必要な掃引（スウィープ）の数が減少する，あるいは多数の掃引の必要が無くなる。
【００７９】
典型的には，走査中，書込み可能面160は走査方向に進み，一連の変調されたサブ・ビーム195が書込み可能面160に入射し，実質的に書込み可能面160の全体に連続画像（a continuous image）が形成されるまで連鎖するサブ画像181−184が形成される。この発明のいくつかの実施態様では上記ＳＬＭはＤＭＤである。いくつかの例示的実施態様において，単一のＤＭＤが上記ＤＭＤのフォーム・ファクタ（the form factor）以外のアスペクト比を持つ単一画像（a single image）を生成するために用いられる。いくつかの例示的実施態様において，単一のＤＭＤが移動対象物上に（on a moving object）画像を走査するために用いられる。
【００８０】
図３を参照して，図３はこの発明のいくつかの実施態様によるもので，空間変調光ビームをサブ・ビーム（複数）に区分し，かつ各サブ・ビームを所望の向きおよび角度に向ける例示的方法の概略的なフローチャートを示している。この発明のいくつかの実施態様では，空間変調光ビームがＳＬＭおよび／または複数のＳＬＭｓを用いて形成される（ブロック210）。各空間変調光ビームは２以上のサブ・ビームに分割される（ブロック220）。各サブ・ビームは上記書込み可能面上のターゲット位置に向けられる（ブロック230）。いくつかの例示的実施態様において，各サブ結像ビームは垂直な角度で上記書込み可能面にヒットするように調整される（ブロック240）。この発明のいくつかの実施態様では，ブロック210−ブロック240に記載の方法は，複数の空間変調光ビームを移動書込み可能面上に走査して連続画像を形成するために用いられる。この発明のいくつかの実施態様では，複数の空間変調光ビームを用いた書込み可能面の走査が，上記書込み可能面がサブ・ビームの走査に対して走査方向に移動しているときにブロック210−240を繰返すことによって実行される。
【００８１】
この発明のいくつかの実施態様では，本書に記載のシステムおよび方法は，ＤＭＤｓによって作成される画像（複数）を持つ大型パネルのＰＣＢのＤＩ（DI of large panels of PCB）に向けられる。この発明のいくつかの実施態様では，上記ＤＭＤ走査ビームがサブ・ビーム（複数）に分割され，各サブ・ビームが方向変更されてより大きな領域の走査により適切に構成された細長走査ビーム（an elongated thin scanning beam）を形成する。たとえば，上記走査ビームの長さを長くすることによって，上記パネル幅を走査するために必要とされる掃引（スウィープ，sweeps）の数が減らされる。少ない露光パワー（less exposure power）が各スライスで利用可能であるので各掃引により多くの時間がかかる場合があるが，製造の全体的な時間は複数の掃引で必要な前後の動きの数を最小限に抑えることによって低減される。典型的には，製造時間および材料コストを削減し，それによって全体的なコストを削減するために，走査中，ＰＣＢを走査するのに必要な掃引回数を減らすのが望ましい。
【００８２】
図４を参照して，図４はこの発明のいくつかの実施態様による例示的なビーム分割素子を示している。この発明のいくつかの実施態様では，分割素子130は，各表面が他のサブ・ビームと異なる方向に単一のサブ・ビームを反射するように構成されている多数のミラー面410を含む単一の素子である。他の例示的実施態様において分割素子130は多数の素子から構成される。典型的には各表面410の形状および寸法が各サブ・ビームの形状，寸法を規定する。いくつかの例示的実施態様において，分割素子130は，上記ＳＬＭたとえば分割される空間変調光ビームを生成するＤＭＤのアスペクト比と実質的に同様のアスペクト比を持つ。いくつかの例示的実施態様において，分割素子130は，矩形のＳＬＭ画像を，各スライスが上記ＳＬＭ画像の最大幅寸法（the widest dimension）を含む10個のスライス（slices）に分割するように機能する10個の表面（10 surfaces）410を含む。いくつかの例示的実施態様において各平面（each plane）はＤＭＤ画像の複数の行を反射する。
【００８３】
図５を参照して，図５はこの発明のいくつかの実施態様によるもので，スライス（複数）に分割され，書込み可能面上に細長矩形の画像を形成するように配列された画像の概略的な模式図を示している。いくつかの例示的実施態様において，ＳＬＭ画像510は５つのサブ画像520−524に分割され，ここで各サブ画像がＳＬＭ画像510のスライスであり，各スライスはＳＬＭ画像510の最長寸法（the longest dimension）を含む。本書に記載の光学システム（光学系）および方法を用いることによって，上記ＳＬＭ画像が分割され，かつ１×５アレーのサブ画像として書込み可能面上に配置され，ブロック状画像（block shaped image）510から細長い画像ストリップ（a long thin image strip）530が作成される。いくつかの例示的実施態様において，ストリップ画像530は走査方向に垂直である。このようにして上記ＳＬＭによって作成された画像の寸法を変更することによって，単一の掃引（スイープ）において走査される領域が５倍に増加する（increased by 5 fold）。いくつかの例示的実施態様において，ストリップ530は，スライス520−524間に隙間の無い連続ストリップ（a continuous strip）である。この発明の実施態様では，上記ＳＬＭによって生成される画像データは，あらかじめ定められるやり方において（in a pre-defined manner）分割されかつ方向変更されるように構成される。
【００８４】
図６を参照して，図６はこの発明のいくつかの実施態様によるもので，垂直走査方向にオーバーラップ領域を形成するために書込み可能面上に配置される画像スライス（複数）の概略的な模式図を示している。いくつかの例示的実施態様において，空間変調光ビームが２つのサブ・ビーム610および615に分割される。いくつかの例示的実施態様において，各サブ・ビーム610および615はＤＭＤの複数の行で反射した空間変調光に対応する。サブ・ビーム（複数）は，上記直交走査方向640においてオーバーラップ領域を含む市松模様で（in a checkered fashion）上記書込み可能面上に向けられる。いくつかの例示的実施態様において，走査方向650における走査中に，上記サブ・ビーム610におけるオーバーラップ領域630がサブ・ビーム615におけるオーバーラップ領域635を上書きする（over-writes）。いくつかの例示的実施態様において，上記サブ・ビーム610および615間の上記オーバーラップ領域（複数）は，上記サブ・ビーム（複数）によって走査される領域間のマッチングおよび接続性（matching and connectivity）を高める。
【００８５】
図７を参照して，図７はこの発明によるいくつかの実施態様によるもので，パネルの全幅を走査するように配列された２つのＤＭＤｓからのスライス（複数）の概略的模式図を示している。この発明のいくつかの実施態様では，各ＤＭＤは千鳥状の行（互い違いの行）（a staggered row）に配列された10個のスライスに光学的に分割され，ここで一つおきのスライス（複数）620がその隣接スライス（複数）610から走査方向および直交走査方向の両方においてオフセットされ，歯のようなパターン（a tooth-like pattern）が形成される。いくつかの例示的実施態様において，２つの整列したスライス610の間の隙間はスライス620の長さよりも狭く，スライス620によって走査される領域の一部が隣接スライス（複数）610によって走査された領域（複数）にオーバーラップする。光学系に対して走査対象物が移動することで，隙間および画像スライス間のミスマッチを回避しつつ，連続領域（a continuous area）を走査することができる。
【００８６】
図８Ａ−８Ｅを参照して，図８Ａ−８Ｅは，到達することが可能な解像度および／または一定面積あたりの画素（ピクセル）の数（画素密度）を増加するために，空間変調ビームを用いて画像を走査するときに，ターゲット面上においてＤＭＤから反射されたサブ・ビーム（複数）の再分布（re-distribution）がいかにして用いられるかを示している。図８Ａにおいて，この発明のいくつかの実施態様にしたがって，ＤＭＤ画像の概略的模式図が４つの画像スライス810−813に分割されている。例示的な目的のために，各像スライスは12×２アレーにおいて24画素を含むものとして示されており，たとえば，画素890は画像スライス810中に，画素891は画像スライス811中に，画素892は画像スライス812中に，画素893は画像スライス813中にある。典型的には，ＤＭＤからの画像スライスはより大きな画素行のアレー（a much larger array of pixel rows），たとえば768／Ｍ，1024／Ｍ，1080／Ｍまたは1920／Ｍを持つことができ，ここでＭは画像スライスの数に等しい。
【００８７】
図８Ｂは，この発明のいくつかの実施態様によるもので，走査方向において半画素シフトを持って（with a half a pixel shift）ターゲット面上に投影された，ＤＭＤからの２つの画像スライスの概略的な模式図を示している。いくつかの例示的実施態様において，第１の画像スライス810が，第１の空間変調画像の情報を持って（with first spatially modulated image information），時間Ｔ1においてターゲット面上に投影される。所定遅延時間ΔＴにおいて，２回目の露光を同じ画像スライス810を用いて行うことができ，このときに第２の空間変調画像情報が用いられる。典型的には上記遅延ΔＴはＮ＋１／２素子（Ｎは整数）のＤＭＤ素子シフト，たとえば830によって示されるような走査方向における半分のＤＭＤ画素シフトに対応する。いくつかの例示的実施態様において，追加の画像スライス（additional image slice）811が上記ターゲット面上に投影され，２つの画像スライス810および811は半分の画素シフトを持ってオーバーラップする。このようにすることで，投影される画像は上記ＤＭＤの画素解像度よりも２倍の走査方向における画素解像度を持つ。いくつかの例示的実施態様において，走査中，所定の周波数においてＤＭＤの第１の半分の領域（a first half of DMD area）によって規定される画像（複数）が移動面上（on a moving surface）に投影され，上記ＤＭＤの第２の半分の領域によって規定される画像（複数）が，同じ上記所定の周波数であるが半画素シフトに対応する遅延を持って投影される。走査方向における他の解像度は，遅延の数および期間（the number and periods of the delays）を調整することによって達成することができる。たとえば，各遅延が３分の１ＤＭＤ画素シフトに対応する，２つの遅延を用いて上記ＤＭＤ画像を投影することによって，走査方向における画素解像度を３倍にすることができる。
【００８８】
図８Ｃは，この発明のいくつかの実施態様によるもので，上記直交走査方向において半画素シフトを持ってターゲット面上に投影された，上記ＤＭＤからの２つの画像スライスの概略的な模式図を示している。いくつかの実施態様において，２つの画像スライス812および810がターゲット面上に，上記走査方向に対して縦に並んで，上記直交走査方向においてはそれらの間に横方向シフト850を持って投影され，ここで上記シフトはＤＭＤミラー素子の半分の長さに等しい。走査中に上記ターゲット面は上記走査方向880に進み，一の画像スライス810からの画素（複数）が他の画像スライス812からの画素（複数）の間に投影される。このようにすることで，投影される画像は上記直交走査方向において上記ＤＭＤの画素解像度の２倍の画素解像度を持つ。
【００８９】
図８Ｄは，この発明のいくつかの実施態様によるもので，上記走査方向および直交走査方向の両方において半画素シフトを持ってターゲット面上に投影される上記ＤＭＤの４つの画像スライスの概略的な模式図を示している。この発明の実施態様では，画像820は，上記走査方向においてちょうど半画素シフトを持って画像スライス811および813にオーバーラップする画像スライス810および812と，上記直交走査方向においてちょうど半画素シフトを持って画像スライス812および813にオーバーラップする画像スライス810および811から構成される。このようにすることで，領域820において投影される画像は，上記直交走査方向および走査方向の両方において，上記ＤＭＤの画素解像度よりも２倍の解像度を持つ。他の例示的実施態様において，他のサイズのシフトたとえば１／３ＤＭＤ素子シフトが用いられて結像中の他の解像度が達成される。いくつかの例示的実施態様において，解像度は一方向だけたとえば直交走査方向または走査方向において増加され，および／または異なる解像度が各方向において用いられる。
【００９０】
図８Ｅを参照して，図８Ｅはこの発明のいくつかの実施態様によるもので，４つの画像スライスの上記走査方向および直交走査方向における半画素シフトに対応する画素レベルにおけるオーバーラップの概略的な模式図を示している。いくつかの例示的実施態様において，画素890および892は上記走査方向880において半画素だけ画素891および893からシフトされ，他方，画素890および891は上記直交走査方向881において半画素だけ画素892および893からシフトされる。
【００９１】
図９Ａを参照して，図９Ａはこの発明のいくつかの実施態様によるもので，上記走査方向および直交走査方向に対して角度付けられた空間変調ビームを所定の角度付けサブ・ビーム（複数）（defined angled sub-beams）に分割する光学系の概略的な模式図を示している。この発明のいくつかの実施態様では，空間変調ビーム190は入射ビーム105がＳＬＭ110上に衝突するときに形成される。この発明のいくつかの実施態様では，ＳＬＭ110が，直交走査方向に対して，あらかじめ定められる角度αたとえば０−１５度の間の角度だけ角度付けられている。
【００９２】
任意ではあるが，ビーム190は，分割素子130上においてＳＬＭ110を再結像する（re-images）主結像系（a primary imaging system）120を通過する。この発明のいくつかの実施態様では，分割素子130は，ＳＬＭ110と平行に，たとえば上記直交走査方向に対してあらかじめ定められる角度αで角度付けられて，位置決めされている。ビーム190は分割素子130から反射または屈折されて複数のサブ・ビーム195に分割される。この発明のいくつかの実施態様では，上記角度が付けられたＳＬＭ110と上記角度が付けられた分割素子130との間の配列が平行であるので，それぞれのサブ・ビーム195は互いに平行でかつビーム190と平行であり，上記直交走査方向に対して上記あらかじめ定められる角度αで角度付けられる。
【００９３】
この発明のいくつかの実施態様では，方向変更素子（redirecting elements）140が，それぞれのサブ・ビーム195および／または画像スライス141が垂直に走査面160に衝突するように方向付けられるように機能する。いくつかの例示的実施態様においては，上記分割素子130と上記方向変更素子140の順番が逆にされる。この発明のいくつかの実施態様では，方向変更素子140の位置および向きは表面160から測定可能な走査方向に対してサブ・ビーム195の角度を変更しないものとされる。この発明のいくつかの実施態様では，ＳＬＭ110の行（複数），分割素子130および方向変更素子140の向きは，上記分割素子130に達する上記ビーム190および方向変更素子140から出るサブ・ビーム195が書込み面160と実質的に平行となるようにされる。いくつかの例示的実施態様において，曲げミラー（複数）（folding mirrors）が，上記サブ・ビーム（複数）を方向付けつつ上記並列の性質を変更しないように上記サブ・ビーム（複数）の光路中に挿入され，これによってサブ・ビーム（複数）が上記表面に，正面から，たとえば垂直入射で衝突する。
【００９４】
この発明のいくつかの実施態様では，上記ビーム分割要素は上記サブ・ビーム（複数）を書込み可能面160上の所望の位置に向けるように機能する。いくつかの例示的実施態様において，サブ・ビーム（複数）は，図９Ａおよび図９Ｂに示すように，上記直交走査方向に平行な２つの千鳥行（互い違いの行）において（in two straggled rows parallel to the cross-scan direction）表面610へ向けられ，これにより走査中にデッド・ゾーン（不感帯）（dead zones）はない。各連続する行における上記変調素子の上記投影画像が上記直交走査方向に隣接する行に対してわずかにオフセットしているので，従来技術において既知のように，ある角度での走査（scanning at an angle）が，解像度の増加，たとえば各画像スライスによって提供される画素密度のアドレッシング（addressing pixel density）を提供する。従来技術においてこれも既知であるが，ある角度での走査は，スムースなパターン・エッジを保証するために各変調素子によって生成される部分露光間の上記必要なオーバーラップを提供する。
【００９５】
図９Ｂを参照して，図９Ｂはこの発明によるいくつかの実施態様によるもので，パネルの幅を走査するように配置されている，上記走査方向および直交走査方向に対して角度付けられたＤＭＤからの画像スライスの概略的な模式図を示す。この発明の実施態様によると，ＳＬＭは，千鳥行（互い違いの行）に配列された５つのスライスに光学的に分割され，走査方向および直交走査方向の両方において一つおきのスライス620がそれに隣接するスライス610からオフセットして歯のようなパターンを形成しており，たとえば上記５つのスライスが２つのサブ行中に（in two sub-rows）配列される。この発明のいくつかの実施態様では，スライス610および620は走査方向560に対して角度が付けられ，各スライスの両端において徐々に部分的に露出する領域（regions of gradual partial exposure）を形成する。いくつかの例示的実施態様において，２つの水平整列スライス（two horizontally aligned slices）610の間の間隔はスライス620の投射幅（the projected width）よりも狭く，したがってスライス620によって走査される領域の一部が隣接スライス610によって走査される領域にオーバーラップする。走査対象物が光学系に対して移動すると，画像スライス間の隙間およびミスマッチングを避けつつ連続領域710を走査することができる。
【００９６】
この発明のいくつかの実施態様によると，較正（キャリブレーション）中に（during calibration），適切な位置決め，向きおよび上記表面たとえばフォトレジスト上への衝突角度を提供するために，一または複数の上記分割素子および方向変更ミラー素子が調整される。いくつかの例示的実施態様では，較正中に上記ＳＬＭが調整たとえば向きが合わせられる。たとえば，上記方向変更素子の較正は上記サブ・ビーム（複数）の方向付け（directing）をもたらすことができ，したがってデッド・ゾーン（不感帯）がなくなり，サブ・ビームのすべてがフォトレジスト面に垂直に衝突する。この発明のいくつかの実施態様では，較正中に分割素子130が調整されて，上記走査方向に対する上記サブ・ビーム（複数）の向きが上記走査方向に対する上記ＳＬＭの向きと同じとされる。いくつかの例示的実施態様では，上記ＳＬＭの一部のラインは完全には上記分割ミラー上に結像されないというリスクのもとで（at the risk that some lines of the SLM will not be entirely imaged on the splitting mirrors），上記ＳＬＭの回転の微調整が上記サブ・ビームをすべて回転させるように作用する（a fine tuning of the rotation of the SLM is operative to rotate the sub-beams altogether）。
【００９７】
図１０を参照して，図１０はこの発明のいくつかの実施態様によるもので，上記直交走査方向に対して異なる角度で書込み面上に配列されたサブ・ビーム（複数）の概略的な模式図を示している。この発明のいくつかの実施態様では，本書に記載の光学系および方法は，上記書込み可能面上の異なる位置へのサブ・ビーム（複数）の光学的な位置決めのみならず，上記書込み可能面上への異なる角度での上記サブ・ビーム（複数）の光学的な位置決めに利用することができる。いくつかの例示的実施態様において，空間変調ビームが，複数のサブ・ビームたとえばビーム910およびビーム920に分割され，サブ・ビームが上記走査方向950に対して角度を持って上記表面上に結像される。上記サブ・ビーム（複数）の回転（rotation）は，ＳＬＭたとえばＤＭＤの物理的な回転を必要とすることなく行われる。典型的には，ある角度での上記スライス（複数）の位置決め（positioning）は，角度付けされた方向における画素濃度（the pixel concentration）を増加させ，したがって角度付けられた方向において画像の解像度が増加する。対角線方向における画素間の距離は水平方向および垂直方向の画素間の距離よりも大きい。いくつかの例示的実施態様では，上記サブ・ビーム（複数）の角度は上記画像の詳細（細目）（the details of the image）に基づいて定められる。たとえば，画像が一または複数の特定の角度に沿って方向付けられた詳細を含む場合，サブ・ビーム（複数）をそれらの角度に沿う方向に向けることができる。
【００９８】
図１１Ａを参照して，図１１Ａはこの発明のいくつかの実施態様によるもので，ビーム間に４５度の角度を持つ，書込み可能面上に走査される２セットのサブ・ビーム（two sets of sub-beams）の概略的な模式図を示している。この発明のいくつかの実施態様では，走査中に互いに交差する異なる角度の上記サブ・ビームの角度付け（angling）が上記解像度を増加するために用いられ，丸みを帯びたエッジを含む画像（an image including rounded edges）を走査するときおよび／または上記走査方向または直交走査方向に概して平行でないパターンを含む画像を走査するときに上記解像度の増加を達成することができる。この発明のいくつかの実施態様では，空間変調光ビーム1000が複数のサブ・ビーム，たとえばスライス1000−1005に分割される。いくつかの例示的実施態様では各サブ・ビームがＤＭＤのスライスに対応する。いくつかの例示的実施態様では上記サブ・ビーム（複数）は走査方向1010および直交走査方向1011において互いにオフセットして２×３アレーを形成する。さらに，上記直交走査方向に対して第１の角度で上記書込み可能面上に走査される上記サブ・ビームの第１セットたとえばサブ・ビーム1000−1002の次に，第２の角度，たとえば第１セットのスライスから４５度の角度で上記書込み可能面上に走査される上記サブ・ビームの第２セットたとえばサブ・ビーム1003−1005が続く。走査方向1010における走査中に，サブ・ビーム1000−1002からのデータはサブ・ビーム1003−1005からのデータにオーバーラップする。各領域は互いに交差する２つのスライスによって走査され，したがって各領域の解像度が増加する。
【００９９】
図１１Ｂを参照して，図１１Ｂは，この発明のいくつかの実施態様によるもので，２つの角度付けされたＤＭＤ画素から構成されるターゲット面上に結像された最終ピクセル（a resultant pixel）の概略的な模式図を示しており，上記書込み可能面上の各画素たとえば画素1050は，ＤＭＤ上の２つの画素，たとえばスライス1000からの画素1049とスライス1003からの画素1051から構成される。他の例示的実施態様では複数のサブ・ビームが３×３アレー中にそれぞれの行のスライス間に３０度の角度を持って配列され，上記書込み可能面上の各画素が上記ＤＭＤ上の３画素から構成される。
【０１００】
図１２を参照して，図１２はこの発明によるいくつかの実施態様を示すもので，空間変調ビームを複数のサブ・ビームに分割して，サブ・ビームがターゲット対象物上に六角／ハニカム形のコンパクトな多角形（a compact polygonal with hexagonal/honeycomb shape）を形成するように配列される光学システム（光学系）の概略的な模式図を示している。当業者には明らかであるように，上記ＤＭＤは矩形を持つが，上記ＤＭＤから派生するサブ・ビーム（複数）は光学系を一旦通過するとその形状が光路に沿って用いられている光学素子の口径（アパーチャ）にしたがって丸まりをもつようになる。いくつかの例示的実施態様では，光学系の全体は，六角／ハニカム配列を用いてサブ・ビームを走査することでよりコンパクトになる。いくつかの例示的実施態様では，ＤＭＤ1110によって形成される画像は，一セットのテレセントリック・レンズ1120を用いて反射ビーム・スプリッタ1130に焦点が合わせられる。いくつかの例示的実施態様では，ビーム・スプリッタ1130は７つのミラーからなる分割アレー（a splitting array of 7 mirrors）を含む。他の例示的実施態様ではプリズムが上記ミラー（複数）と置換えられる。ビーム・スプリッタ1130は上記空間変調光をサブ・ビーム（複数）たとえばＤＭＤからの７つのスライスに分割する。いくつかの例示的実施態様ではサブ・ビーム（複数）のすべてが大レンズ（a large lens）1140を通過し，その後に分離レンズ（separate lenses）を通過し，そこでビームのそれぞれが，上記サブ・ビーム（複数）に対して上記走査方向1170に進むターゲットとしての書込み可能面1160上に焦点が合わせられる。いくつかの例示的実施態様では，レンズ（複数）1150は傾斜しており（tilted），上記ビーム（複数）は上記ターゲット面上に完全に焦点が合わせられる。
【０１０１】
図１３を参照して，図１３はこの発明のいくつかの実施態様によるもので，六角／ハニカム配列を持つコンパクト多角形フォームにおいて走査される画像スライス（複数）を示している。いくつかの例示的実施態様において，サブ・ビーム1201−1207のそれぞれは上記書込み可能面上に位置決めされており，上記走査方向1210における走査中に，行全体が露光され，露光領域間に形成される非露光領域は無い（without non-exposed areas formed between exposed areas）。走査が進行するとサブ・ビーム1201−1207のそれぞれは同じ行での投影を提供し，サブ・ビーム1201−1207のそれぞれから投影される露光領域1211，1212−1217は行に沿う連続露光を形成し，上記投影のそれぞれの間に形成される非露光領域は無い。ハニカム配列の形状（ジオメトリ）に関する距離が連続露光の前にパスされる必要があるので（needs to be passed），典型的には走査は所望の走査領域の前の位置（position preceding a desired scanning area）で開始され，サブ・ビーム1201−1207のそれぞれが所望の走査長さを走査するまで続けられる。このように，コンパクト多角形走査についての走査距離は，典型的には，走査のための所望領域の長さを超えるあらかじめ定められる長さだけ増加する。
【０１０２】
この発明のいくつかの実施態様では，上記分割素子130の物理的形状がビネット（ケラレ）効果および／または阻害効果（vignetting and/or obstruction effects）を導くことがあり，この効果は上記ＳＬＭから結像されることができるライン数を制限することがある。図１４を参照して，図１４はこの発明のいくつかの実施態様によるもので，ＤＭＤ上の画像スライスからの２つの変調素子（modulating elements from an image slice on a DMD）の概略的な模式図を示している。この発明のいくつかの実施態様では，ＤＭＤ730上の画像が分割素子によって画像スライス731−734に対応する４つの画像スライスに分割される。この発明のいくつかの実施態様では，２つのスライスたとえばスライス733および732の間の境界の近くの変調素子たとえば素子745は，ビネットのために正しく結像されないことがあり，および／または分割素子の形状からの許容差（tolerances）および／または阻害のために，画像スライスたとえばスライス732の中心部の変調素子たとえば素子740と比較して，正しいスライスに分布（分配）されないことがある（may not be distributed to the correct slice）。
【０１０３】
図１４を参照して，図１４はこの発明のいくつかの実施態様によるもので，ＤＭＤ上の画像スライスからの２つの変調素子の概略的な模式図を示している。この発明のいくつかの実施態様では，ＤＭＤ画像730が複数の画像スライスたとえば画像スライス731−734に分割される。典型的には，各画像スライスは，上記スライスの領域にくまなく分布された複数の変調素子，たとえば素子740および745を含む。本発明者は，画像スライスのエッジの周囲に位置する変調素子たとえば素子745は，上記分割素子の形状特性の結果として，失われてしまうか，または正しく結像されないことがあることを認識した。この発明のいくつかの実施態様では，各画像スライスの中央領域の周囲に位置する変調素子たとえば素子740は，画像スライスのエッジ近く位置する素子たとえば素子745に比べて，分割の後に，より正しく結像される可能性が高い。画像スライスのエッジ付近の画素の不適切なイメージングはビネットおよび露光の曖昧さ（exposure ambiguity）を導く。
【０１０４】
図１５Ａを参照して，図１５Ａはこの発明のいくつかの実施態様によるもので，分割素子の一部における２つの変調素子の投影（projection of two modulating elements on a portion of a splitting element）の概略的な模式図を示している。この発明のいくつかの実施態様では，分割素子130は焦点面4111のまわりをまたいでおり（straddled around a focal plane 4111），したがって上記分割素子の一部が焦点面4111上に直接に当たり（falls directly on focal plane 4111），他方において，他の部分は焦点面4111の外，たとえば部分1303に落ちる（falls out of focal plane 4111）。理想的には，上記分割素子に入射するすべてのビームが焦合する必要がある。実際には，上記分割素子は複数の表面を含むので，ビームの一部たとえば変調素子ビーム7401および7451が焦合していないときに（when out of focus）上記分割要素に入射する。この発明のいくつかの実施態様では，上記分割素子の各表面の幅は画像スライスの幅に対応し，したがって単一の画像スライスたとえばスライス732（図１４）からの反射されたすべての変調素子ビームたとえば素子ビーム7401および7451は，上記分割素子の単一表面に入射する。しかしながら，変調素子ビームが焦点面4111の上方または下方の上記分割素子の表面に入射することに起因して，および／または上記ＳＬＭおよび上記分割素子の間の不整列（misalignment）に起因して，および／または許容誤差に起因して，および／または上記分割素子の形状に起因して，上記ビームの一部が部分的におよび／またはその全体が，その指定面たとえば表面4110にではなく，上記分割素子の隣接面たとえば表面4120に入射する。変調素子ビームが上記分割素子の隣接面に部分的におよび／または全体的に入射する結果，ビーム・パワーの損失たとえばビネットのみならず，上記走査表面上の望まれない部分への反射の可能性が生じる。
【０１０５】
図１５Ｂを参照して，図１５Ｂはこの発明によるいくつかの実施態様によるもので，ビーム分割素子の一部における変調素子ビームの反射の概略的な模式図を示している。本発明者は，変調素子ビーム7402は分割素子のそのビームの指定された表面（designated surface）4110に入射することができるが，たとえば表面4110から反射されたときのたとえば反射ビーム7462が，隣接表面4111によって阻害される（obstructed）ことがあることを認識した。阻害は，隣接面間の高低差（a difference in height）と，表面4110のエッジに対する入射ビーム7402の近接とが原因であることがある。典型的には，エッジ周りの上記ビームの阻害は特定の変調素子についてのビーム・パワーの減少を導くビネットを引起こすのみならず，上記走査表面上の望まれない位置への反射の可能性および曖昧な露光を引き起こす。上記ビームの阻害は上記分割表面を離す（separating）ことによって回避することができるが，焦点ずれ（defocus）およびこれによるビネットは増加してしまう。
【０１０６】
図１６を参照して，図１６はこの発明のいくつかの実施態様によるもので，ブランクにされている画像スライス（複数）のエッジ周りの領域（複数）の概略的な模式図を示している。この発明のいくつかの実施態様では，上記走査面上の望まれない位置への画素の反射から生じる曖昧さを避け，かつ部分的または全体的な阻害によるビネットを避けるために，画像スライス（複数）のエッジ周りの選択領域（複数）（selective areas）がブランクにされる。ここでは，変調素子のブランキングは素子をオフすること（turning an element off）と同義である。この発明のいくつかの実施態様では，ＤＭＤ画像730は，ブランク領域たとえば画像スライス731−734のエッジに沿う領域7312，7323および7334を含む。この発明のいくつかの実施態様では，画像スライスあたり上記ＤＭＤの約20−30行がブランクにされ，その結果，たとえば画像が４つのスライスに分割される場合には，ブランキングによって約５％−10％のエネルギー損失が発生する。典型的には，上記ブランキングのパターンは直線である必要はない。
【０１０７】
この発明のいくつかの実施態様では，上記スライスのそれぞれのブランク領域は，各スライスが実質的に同一の利用可能領域すなわちブランクされていない領域を含むように，規定される。さらに，一部のアプリケーションは，上記走査面に到達するエネルギの所与の均一性（a given uniformity）を必要としており，したがって充分なエネルギを寄与することができない画素および／または画素ラインは使用することができない。この発明のいくつかの実施態様では，各スライスの上記ブランキング・パターンは，たとえばそれぞれのスライスの出力パワーが同じであるように，各画像スライスが，上記走査方向に沿って同一かつ均一の統合されたエネルギ量を反射するように設計される。
【０１０８】
この発明のいくつかの実施態様では，上記ブランク・パターンは，露光の曖昧さを最小限にしつつ各スライスの上記利用可能領域を最大限にするように規定される。この発明のいくつかの実施態様では，他のスライスに隣接するただ一つのエッジを持つスライス（複数）のエッジ（複数）により大きいブランキング（more blanking）を提供し，かつ他のスライスに隣接する２つのエッジを持つスライス（複数）上のブランキングを減らすことによって，画像スライスにおける利用可能画素の総数が最大にされる。たとえば，ブランキング領域7334がただ一つの隣接スライス733を持つ画像スライス734に向けて偏らされ（biased），かつブランキング領域7312がただ一つの隣接画像スライス732を持つ画像スライス731に向けて偏らされる。この発明のいくつかの実施態様では，較正中に，上記分割素子の位置および向きが微調整されて，上記分割素子の寸法から生じる曖昧さを，上記ＳＬＭ上の上記ブランク領域が防ぐ。
【０１０９】
図１７を参照して，図１７はこの発明のいくつかの実施態様によるもので，修正された分割素子（a modified splitting element）の概略的な模式図を示している。この発明のいくつかの実施態様では，分割素子130は様々な幅の多数の分割表面を含む。この発明のいくつかの実施態様では，２つの外側分割表面411が，２つの隣接する分割表面に挟まされた分割表面（複数）410よりも広く，かつ上記画像スライスの対応するサイズよりも略大きい。この発明のいくつかの実施態様では，上記２つの外側分割表面の領域を広げることによって，分割表面411から反射されるビーム・エネルギーの増加，たとえば最大化がもたらされる。いくつかの例示的実施態様では，上記２つの外側分割表面の領域を広げることによって，そうでなければ上記焦点面から外れた上記表面に起因して（due to the surface falling out of the focal plane）失われることがある変調素子ビームを受けること（receiving）が提供される。上記外側分割素子の領域の拡張は他のスライスを阻害しないので，このことは外側面411にとって特に可能である（specifically possible）。この発明のいくつかの実施態様では，ブランキング・パターンは，スライスのそれぞれからのビーム・エネルギーを等しくするように操作（処理）される。たとえば，上述したように，ブランキング領域を外側表面（複数）411に向けて偏らせることができる。
【０１１０】
図１８を参照して，図１８はこの発明によるいくつかの実施態様によるもので，空間変調光ビームをサブ・ビーム（複数）に分割し，かつ上記サブ・ビームを特定方向に向けるように機能する，概略的なモノリシック・ブロックを示している。いくつかの例示的実施態様では，単一のまたは合成の光学素子を，上記空間変調ビームをサブ・ビーム（複数）に分割して，上記サブ・ビームを所望の方向および位置に向けるために用いることができる。いくつかの例示的実施態様では，光学素子1300は，空間変調光ビーム1320を２つのサブ・ビーム1330および1315に分割する複数の反射面1310および1315を含む。いくつかの例示的実施態様では，所望位置1350および1355の対象物上に両ビームを結像する単一レンズを通るようにサブ・ビーム1330および1335を方向付ける反射面1340および1345を含む。
【０１１１】
図１９Ａを参照して，図１９Ａはこの発明のいくつかの実施態様によるもので，空間変調ビームを規定されたサブ・ビーム（複数）に分割し，上記サブ・ビームの少なくとも一部を異なる向きに向ける光学システム（光学系）の概略的な模式図を示している。この発明のいくつかの実施態様では，空間変調ビーム190は，入射ビーム105がＳＬＭ110上に衝突したときに形成される。いくつかの例示的実施態様ではＳＬＭ110はＤＭＤである。任意ではあるが，ビーム190は，上記分割素子130上にビーム190を再結像する主結像系120を通過する。ビーム190はビーム分割素子130で反射または屈折されて上記ビームは複数のサブ・ビーム195に分割される。いくつかの例示的実施態様では，ビーム・スプリッタ130はミラー（複数），プリズム（複数），レンズ（複数）または上記光の方向を変える他の光学素子から構成される。
【０１１２】
いくつかの例示的実施態様では，分割素子130はＳＬＭ110の焦点面上に配置される。本発明者は，上記焦点面上への上記分割素子130の位置決めが，ビーム・スプリッタ130の基本素子（複数）（the basic elements）間の非連続性に起因する上記ＳＬＭの使用不能部分を低減することを認識した。いくつかの例示的実施態様では，上記ビーム分割素子130を上記ＳＬＭの上記焦点面上または近くに位置決めすること，たとえば上記分割素子130を上記焦点面の周囲にまたがらせることで，ビネット効果が低減されかつビーム混合が回避される。典型的には，主結像系120が含まれるとき，ビーム分割素子130は結像系120の上記焦点面115上に位置決めされる。いくつかの例示的実施態様では，主結像系120は上記ＳＬＭと上記分割素子の間のテレセントリック結像を含む。
【０１１３】
この発明のいくつかの実施態様では，第２の結像系150が，サブ・ビーム195（複数）をターゲット対象物たとえばターゲット対象物160および165上に焦点合わせするために用いられる。典型的には，第２の結像系150はサブ・ビーム195のそれぞれを方向付けるテレセントリック・レンズ系を含み，サブ・ビームの全体が上記ターゲット対象物上に垂直方向に，たとえば正面から入射する。いくつかの例示的実施態様では，第２の結像系を通過する前に，一または複数の方向変更素子140が用いられて一または複数のサブ・ビーム195の向きが変えられ，上記サブ・ビームが，ターゲット対象物160および165の一方，および／または異なるターゲット対象物たとえばターゲット対象物160およびターゲット対象物165の両方の所望の位置に，所望の衝突角度で向けられる。図１９Ａに示す模式的な実施態様は，多数の既知の描画システムおよび既知のたとえば既存のスキャナに適用することができる。
【０１１４】
図１９Ｂを参照して，図１９Ｂはこの発明のいくつかの実施態様によるもので，異なる場所に各セクションが向けられている，規定のセクションに分割された画像の概略的な模式図を示している。この発明のいくつかの実施態様では，ＳＬＭによって生成された画像180は複数のサブ画像たとえばサブ画像181−185に分割される。次に各サブ画像181−185を一または複数の位置に向けることができ，および／または異なる角度でビーム主光線のまわりで回転させることができる。任意ではあるが，上記サブ画像の第１の部分であるサブ画像181，182および185は第１のターゲット対象物160上に結像され，他方上記サブ画像の第２の部分であるサブ画像183，184は同時に第２のターゲット対象物165上に結像される。この発明のいくつかの実施態様では上記ＳＬＭはＤＭＤである。いくつかの例示的実施態様では，単一のＤＭＤが用いられて，一または複数の表面上に一または複数の回転で結像される複数の画像181−185が生成される。いくつかの例示的実施態様では，単一のＤＭＤが用いられて，上記ＤＭＤのフォーム・ファクタ以外のアスペクト比を持つ単一画像が生成される。
【０１１５】
図２０を参照して，図２０はこの発明のいくつかの実施態様によるもので，ＰＣＢパネル上にパターンを露光するマスクレス・リソグラフィ・システムの概略的な模式図を示している。この発明のいくつかの実施態様では，ＰＣＢパネル1510は移動可能テーブル1520上に載置される。典型的には，露光ヘッド（exposure optical head）1550が複数のサブ・ビーム1555を用いてＰＣＢ上にコートされたフォトレジスト上に画像パターンを露光し，モータ1530が線形走査運動でテーブル1520の動きを制御する。典型的には，走査中に，移動アクチュエータ／エンコーダ1530が走査方向1570におけるテーブル1520の移動を制御する。任意ではあるが，直交走査方向1575に上記テーブル1520または上記光学ヘッド1550のいずれかを移動させる第２の移動アクチュエータが設けられることもある。この発明の実施態様では，コントローラ1540が，典型的にはメモリ，たとえばディスク・ファイルに記憶されるコンピュータ・エイディッド・マニュファクチャリング（ＣＡＭ）書込みデータベース1560にしたがって，上記露光ヘッド1550の動作およびテーブル1530の動きを制御する。いくつかの例示的実施態様では，走査中の主移動方向（the primary direction of movement）は走査方向である。モータ1530はテーブル1520の動きを制御するために示されているが，走査中に，テーブル1520を静止させかつ上記スキャナ1550を上記走査方向および直交走査方向に進行させてもよい。任意ではあるが，一または複数のモータが走査中にテーブル1520およびスキャナ1550の両方の動きを制御する。
【０１１６】
この発明のいくつかの実施態様では，露出光ヘッド1550は一または複数の入射ビーム源，一または複数のＳＬＭｓ，たとえばＤＭＤ，一または複数のビーム分割素子，および一または複数の光学系を含む。典型的には，上記光学系は，上記分割素子から反射されたサブ・ビーム（複数）を光学的に方向付けし，ＰＣＢパネル1510のフォトレジスト層に垂直に衝突させる一または複数の光学素子を含む。任意ではあるが，露光ヘッド1550は上記ビーム分割素子から反射されるサブ・ビームの方向を変える一または複数の方向変更素子を含む。任意ではあるが，上記サブ・ビーム（複数）の方向の変更は，直交走査方向1575に対する一または複数のサブ・ビームの光学的な回転を含む。
【０１１７】
典型的には，コントローラ1540は，上記変調ビームの分割および上記サブ・ビームの方向変更に応じた変調信号を上記ＳＬＭに供給する（provides a modulation signal to the SLM complying with the splitting of the modulated beam and the redirecting of the sun-beams）。典型的には，コントローラ1540は，経時的な（over time）パネル1510上のサブ・ビーム（複数）1555の形状および位置に基づいてテーブル1520の移動速度とともに露光ヘッド1550の上記変調データのレートおよびタイミングを調節する。
【０１１８】
用語「備える」（comprises），「備えている」（comprising），「含む」（includes），「含んでいる」（including），「有している」（having）およびこれらの共役（their conjugates）は「制限されずに含んでいること」（“including but not limited to”）を意味する。
【０１１９】
用語「からなる」（“consisting of”）は，「含みかつ制限されること」（“including and limited to”）を意味する。
【０１２０】
用語「本質的に含む」（“consisting essentially of”）は，構成，方法または構造が，追加の成分，ステップおよび／または部分を含むことがあることを意味するが，追加の成分，ステップおよび／または部分が，クレームされた構成，方法または構造の基礎的かつ新規の特性を物質的に変更しないときにだけである。
【０１２１】
分かりやすくするために別々の実施態様の内容において記述されたこの発明の特定の特徴は，単一の実施態様において組合わせによって提供されることもあることは言うまでもない。反対に，簡潔さのために単一の実施態様の内容において記述されたこの発明の様々な特徴は，別々に，あるいは任意の適切なサブコンビネーションの中で，あるいは発明の他の記述された実施態様において適切に提供されることもある。様々な実施形態の内容中に記述された特定の特徴は，実施形態がこれらの要素なしに動作不能でない限りにおいて（unless the embodiment is inoperative without those elements），これらの実施態様の本質的な特徴とみなされるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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