使用固态发射器阵列的系统和方法
技术领域
本公开内容的实施方式总体涉及用于处理一个或多个基板的设备、系统和方法，并且更特定地，涉及用于执行光刻工艺的设备、系统和方法。
背景技术
光刻技术广泛地用来制造半导体器件和显示装置，诸如液晶显示器(LCD)。通常，在LCD的制造中利用大面积基板。LCD或平板常用于有源矩阵显示器，诸如计算机、触摸面板装置、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、电视机监视器等。一般来讲，平板包括液晶材料层，从而形成夹在两个板之间的像素。当来自电源的电力施加在液晶材料上时，在像素位置处控制通过液晶材料的光的量，从而使得能够生成图像。
已经使用显微光刻技术来产生被结合作为形成像素的液晶材料层的部分的电特征。根据这些技术，将光敏光刻胶施加到基板的至少一个表面。接着，图案发生器用光曝光光敏光刻胶的选择区域作为图案的部分以致使选择区域中的光刻胶发生化学变化，从而使这些选择区域准备好进行后续材料去除和/或材料添加工艺来形成电特征。
为了继续以消费者所需求的价格提供显示装置和其他装置，需要在基板(诸如大面积基板)上精确地且成本有效地形成图案的新的设备和方法。
发明内容
本公开内容的实施方式提供了使用固态发射器装置的改进的光刻系统和方法。所述固态发射器装置包括被布置成多个水平行和竖直列的固态发射器阵列。每组固态发射器的可变强度，例如整行固态发射器或整列固态发射器的可变强度，是可控制的，以改进场亮度均匀性和场拼接。控制所述可变强度包括例如改变施加到成行固态发射器中的每行固态发射器的信号，诸如电压，以使亮度从所述阵列的中间到所述阵列的边缘衰减来适应在光刻处理期间的重叠曝光。
在一实施方式中，一种固态发射器装置包括：多个固态发射器，所述多个固态发射器被布置成包括多个行和多个列的阵列；多个晶体管，所述多个晶体管中的每个晶体管耦接到所述阵列中的所述多个固态发射器的固态发射器；以及多个公共电力轨，所述多个公共电力轨至少包括第一公共电力轨和第二公共电力轨，其中所述第一公共电力轨电耦接到所述多个晶体管的第一晶体管子集，并且其中所述第二公共轨电耦接到所述多个晶体管的第二晶体管子集；多个成像程序，所述多个成像程序存储在所述成像系统的非暂时性存储器中，并且被配置为当由处理器执行时向所述固态发射器装置传输多个脉冲。
在一实施方式中，一种成像系统包括：多个成像程序，所述多个成像程序存储在所述系统的非暂时性存储器中并能由处理器执行；多个固态发射器，所述多个固态发射器被布置成包括多个行和多个列的阵列；多个晶体管，所述多个晶体管中的每个晶体管耦接到所述多个固态发射器中的一个固态发射器；多个公共轨，其中所述多个公共轨中的每个公共轨耦接到所述多个固态发射器的固态发射器子集；以及脉冲源，所述脉冲源电耦接到所述阵列，并且被配置为响应于由所述处理器执行所述多个成像程序中的成像程序而向所述多个公共轨传输多个顺序脉冲，其中所述多个顺序脉冲中的每个脉冲与强度和持续时间相关联。
一种用于使用固态发射器装置的方法包括：响应于由处理器执行成像程序而由成像系统的脉冲源向固态发射器阵列的多个公共轨中的第一公共轨传输第一脉冲，所述第一脉冲具有第一电压和第一持续时间，其中所述第一公共轨与第一固态发射器子集相关联，其中所述第一公共轨向所述第一固态发射器子集传输所述脉冲；以及在传输所述第一脉冲之后，由所述脉冲源基于所述成像程序来向所述多个公共轨中的第二公共轨传输第二脉冲，所述第二脉冲具有第二电压和第二持续时间，其中所述第二公共轨与第二固态发射器子集相关联，其中所述第二公共轨向所述第二固态发射器子集传输所述脉冲。
附图说明
为了能够详细地理解本公开内容的上述特征的方式，可参考示例来进行上文简要地概述的本公开内容的更特定的描述，其中一些示例在附图中例示。然而，应注意，附图仅例示了本公开内容的典型的示例，并且因此不应视为对其范围的限制，因为本公开内容可允许其他等效示例。
图1A是根据本文中公开的实施方式的光刻系统的透视图。
图1B是根据本文中公开的实施方式的光刻系统的透视图。
图2A是根据本文中公开的实施方式的图像投影设备的透视示意图。
图2B是根据本文中公开的实施方式的图像投影设备的透视示意图。
图3是根据本文中公开的实施方式的多个图2B的图像投影设备的透视图。
图4是根据本文中公开的实施方式的固态发射器装置的局部俯视图。
图5A是根据本文中公开的实施方式的图4的固态发射器装置的一部分的局部侧视图。
图5B是根据本文中公开的实施方式的图4的固态发射器装置的一部分的局部侧视图。
图5C是根据本文中公开的实施方式的图5B的固态发射器装置的一部分的等距局部侧视图。
图6是根据本文中公开的实施方式的使用成像系统的方法的流程图。
为了便于理解，已经尽可能地使用相同的附图标记标示各图共有的相同元件。另外，一个示例中的要素可有利地适于在本文中描述的其他示例中使用。
具体实施方式
本公开内容的实施方式提供了使用固态发射器装置用于包括基板图案化的操作的改进的光刻系统和方法。固态发射器装置是微观(例如，在最大尺寸上小于约100μm)发光二极管，特别地，本文中讨论的固态发射器发射电磁辐射并可用于发光装置(LED)、uLED、垂直腔面发射激光器(VCSEL)和其他装置。固态发射器装置的各种示例包括被布置成多个水平行和竖直列的固态发射器阵列。每个固态发射器可与至少一个像素相关联。在一些实施方式中，多个子像素可与每个像素相关联。使用本文中讨论的系统和方法，使固态发射器的列和/或行的亮度的强度可变和可控。在一实施方式中，固态发射器的整个行或列(例如，跨越从阵列的基板的边缘到边缘的长度或宽度的固态发射器子集)是可控的，以改进场亮度均匀性和场拼接。单独的行和/或列，或成组的行和/或列在本文中通常可称为“子集”。控制这些阵列的可变强度包括例如改变经由由行或列中的一些或所有固态发射器共享的公共电力轨施加到成行或成列固态发射器中的每行或每列固态发射器的信号(脉冲)，诸如电压。可执行这种强度控制，以便使亮度从阵列的中间到阵列的边缘衰减以适应在光刻处理期间的重叠曝光。
如本文所讨论，亮度衰减是指亮度降低，例如，因为在基板上的固态发射器阵列的边缘可被施加较少电压，使得其看起来比更靠近阵列的中心定位的行或列较不亮。因此，在涂覆光刻胶的基板的曝光期间衰减传输到固态发射器的电压意味着可向靠近基板的边缘的固态发射器施加较少电压，使得亮度在南北方向上或在东西方向上衰减，如下面详细地讨论的，这将促进像素混合(blend)。如果像素未混合，则可能在显示器中看见线条，因此可能期望匹配在像素之间和像素内的亮度。如果像素未混合，则基板的观看者可能会看到不一致或不均匀，从而使相关联的显示器出现缺陷。因此，在一些实施方式中，可根据扫描方向基于行或列相对于阵列边缘的位置来降低剂量强度。在可组合的其他实施方式中，也可调制剂量曝光的时间，使得在边缘附近的行或列可以与相邻行或列相同或不同的量但在较短的时间段内接收一剂量。
本文中讨论的曝光是指到固态发射器阵列或该阵列的子集(部分)的信号脉冲，在曝光时间期间，可涂覆有光刻胶的基板被暴露于阵列。这些脉冲可称为剂量、电压，或者作为电流的施加，并且如本文所讨论，可以不同强度和不同持续时间发生。可在多次通过其上形成阵列的基板上方期间将脉冲传输到阵列。当在这些通过期间激活固态发射器时，可对成像系统中的一个或一批基板进行图案化。
在一些示例中，可在托架返回(carriage return)期间在成像系统的一个或多个图像投影设备的通过期间形成重叠区域，托架返回在本文中可称为“通过”或“平移”或“步降(stepping down)”。托架返回移动基板或在基板保持静止的同时移动其中安置有基板的机器。这种移动可在相对于第一次通过的方向的垂直方向上，使得通过托架返回产生关于第二次通过的第二不同且在一些情况下重叠的位置。可由单个图像投影设备的多次通过或由相邻(不同)图像投影设备来形成一个重叠区域或多个重叠区域。这些不同通过的重叠降低了在目标基板的图案化部分中留下大的不期望的空间的风险。然而，这种重叠也增加了在重叠区域中双重曝光(这可称为双重通过或重叠通过)的风险，从而可能会产生不期望的特征，诸如可见线条和缺少渐衰/混合(渐衰/混合也可称为场拼接)。可见线条和缺少渐衰/混合使目标产品有缺陷。如果在不减弱曝光强度的情况下执行在已曝光的区域上方的后续通过，则这些重叠区域可能在接收两倍于单次通过行和列的剂量。这种不期望的效果与通过使用本文中讨论的系统和方法产生的阵列边缘的期望混合/亮度朝向阵列边缘的渐衰形成对比。在一个示例中，在第一次通过中使uLED阵列在基板上方移动，随后可能出现因uLED阵列的固态发射器强度的变化而造成的不均匀性所导致的一个或多个曝光区域带。如果因曝光不足而在通过之后出现一个带或多个带，则可增加uLED的对应部分(例如，一行)上的电压。类似地，如果表现出曝光过度，则可减小uLED的对应部分(例如，一行)上的电压。因此，公共轨的使用使得能够对固态发射器电压进行逐轨调整，以补偿曝光不足和曝光过度两者。
如本文所讨论，“公共轨”是由两个或更多个晶体管(其可为相邻晶体管)共享的电力轨。通过如本文所讨论的对固态发射器使用公共(共享)电力轨，由于沿一行或一列的多个固态发射器可共享单个公共轨，因此传输到公共电力轨的脉冲可用于一次单个行或单个列地施加剂量(曝光)。具有被配置为处于“接通”设定的晶体管(包括栅极)的固态发射器将使来自轨的电流通过，从而导致固态发射器以不同亮度水平点亮，并且具有被配置为处于“关断”设定的晶体管(栅极)的耦接到同一公共轨的固态发射器将不传输来自公共轨的电流。每个公共轨可具有在这些脉冲期间施加的变化剂量(强度和/或持续时间)。可一次对一个或多个公共轨加以脉冲，并且可在顺序脉冲期间，在相同或不同晶体管被设定为“接通”的情况下，对单个公共轨加以脉冲多于一次。因此，本文中讨论的系统和方法使得能够衰减亮度并改进对固态发射器装置的亮度控制。
本文中的系统和方法在产生像素之中和像素之间的这种混合方面是有利的，并且如本文中的示例性实施方式所讨论那样使用。每个固态发射器阵列包括多个行和列，并且每个行或每个列中的固态发射器共享一公共电力轨(“公共轨”)，该公共电力轨响应于耦接到公共电力轨的晶体管接收来自脉冲源的脉冲而将脉冲传输到固态发射器。多个成像程序中的每个成像程序存储在系统中，包括以下指令：(1)针对遍及固态发射器阵列的多次通过中的每次通过确定哪些栅极将“接通”而哪些栅极将“关断”，并且相应地设定栅极；(2)确定在制造期间在一次或多次完整通过中将脉冲顺序地或同时地施加到固态发射器阵列时，每个公共轨将被施加哪些脉冲(强度和持续时间)。
图1A是根据本文中公开的实施方式的光刻系统100A的透视图。光刻系统100A包括基架110、板件120、台130和处理设备160。基架110搁置在制造设施的地板上并支撑板件120。多个被动式空气隔离器112定位在基架110与板件120之间。在一个实施方式中，板件120是整块花岗岩，并且台130安置在板件120上。基板140由台130支撑。多个孔(未示出)形成在台130中，以允许多个升降杆(未示出)从中延伸穿过。在一些实施方式中，升降杆上升到延伸位置以接收基板140，诸如从一个或多个传送机器人(未示出)接收基板140。一个或多个传送机器人用于从台130装载和卸载基板140。
基板140包括用作平板显示器的部分的任何合适的材料，例如石英。在其他实施方式中，基板140由能够用作平板显示器的一部分的其他材料制成。在一些实施方式中，基板140上形成有光刻胶层，该光刻胶层对辐射敏感。正性光刻胶包括光刻胶的部分，这些部分在被暴露于辐射后分别可溶于在图案被写入光刻胶之后施加到光刻胶的光刻胶显影剂。负性光刻胶包括光刻胶的部分，这些部分在被暴露于辐射后将分别不可溶于在图案被写入光刻胶之后施加到光刻胶的光刻胶显影剂。光刻胶的化学组成决定了光刻胶是正性光刻胶还是负性光刻胶。光刻胶的示例包括但不限于重氮萘醌、酚醛树脂、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基戊二酰亚胺)和SU-8中的至少一种。以此方式，在基板140的表面上产生图案以形成电子电路。
光刻系统100A包括一对支撑件122和一对轨道124。该对支撑件122安置在板件120上，并且板件120和该对支撑件122是单块材料。该对轨道124由该对支撑件122支撑，并且台130在X方向上沿轨道124移动，X方向由图1A中示出的坐标系示出。在一个实施方式中，该对轨道124是一对平行磁性通道。如图所示，该对轨道124中的每个轨道124是线性的。在其他实施方式中，一个或多个轨道124是非线性的。编码器126耦接到台130，编码器126被配置为向控制器190提供位置信息。
在一实施方式中，处理设备160包括支撑件162和处理单元164。支撑件162安置在板件120上并包括用于使台130从处理单元164下方通过的开口166。处理单元164由支撑件162支撑。在一个实施方式中，处理单元164是被配置为在光刻工艺中曝光光刻胶的图案生成器。在一些实施方式中，图案生成器被配置为执行无掩模光刻工艺。处理单元164包括多个图像投影设备(图2A和图2B中示出)。在一个实施方式中，处理单元164含有多达84个图像投影设备。每个图像投影设备安置在壳体165中。处理设备160可用来执行无掩模直接图案化。
控制器190促成本文中描述的处理技术的控制和自动化。控制器190耦接到处理设备160、一个或多个台130和编码器126中的一者或多者或与之通信。处理设备160和一个或多个台130向控制器提供关于基板处理和对准的信息。例如，处理设备160向控制器190提供信息以提醒控制器190基板处理完成。
控制器190包括中央处理单元(CPU)192、存储器194和支持电路(或I/O)196。CPU192是用于工业环境中以控制各种工艺和硬件(例如，图案生成器、马达和其他硬件)和/或监控工艺(例如，处理时间和基板位置)的任何形式的计算机处理器。存储器194连接到CPU192。存储器194是易获得的存储器中的一种或多种，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、软盘、硬盘或本地或远程的任何其他形式的数字存储设备。软件指令和数据被编码并存储在存储器194内以对CPU 192作指示。支持电路196亦连接到CPU以用于以常规的方式支持处理器。支持电路包括常规高速缓存、电源、时钟电路、输入/输出电路、子系统等。可称为成像程序的程序(或计算机指令)可由控制器读取，以确定在基板上可执行哪些任务。程序是可由控制器读取的软件，并且包括代码用以监控和控制例如处理时间和基板位置。
在操作期间，台130在X方向上从装载(第一)位置(如图1所示)移动到处理(第二)位置。处理位置是指在台130从处理单元164下方通过时台130的一个或多个位置。在操作期间，台130由多个空气轴承(未示出)抬起，并且台130在被抬起时沿该对轨道124从装载位置移动到处理位置。多个竖直导向空气轴承(未示出)耦接到台130并定位成与每个支撑件122的内壁128相邻，以便稳定台130的移动。台130还通过沿轨道150移动来在Y方向上移动，以对基板140进行处理和/或转位。台130能够进行独立操作，并且可在一个方向上扫描基板140且在另一个方向上步进。
计量系统(未示出)实时地测量台130中的每者的X和Y横向位置坐标，使得多个图像投影设备中的每者可准确地定位正在其上设置有光刻胶的基板140中写入的图案。计量系统还提供台130关于竖直轴线或Z轴的角位置的实时测量。角位置测量可用于借助伺服机构(未示出)在扫描期间保持台130的角位置恒定，或者角位置测量可用于对通过图2A和图2B中示出的并在下文讨论的图像投影设备200A和200B正在基板140上写入的图案的位置施加校正。在一些示例中，这些技术可组合地使用。
图1B是根据本文中公开的实施方式的光刻系统100B的透视图。系统100B类似于光刻系统100A；然而，系统100B包括两个台130A和130B。两个台130A和130B中的每者都能够进行独立操作，使得系统可在第一方向上扫描基板140A或140B并在第二、另一方向上步进。在一些实施方式中，当两个台130A或130B中的一者正在扫描基板140时，两个台130A或130B中的另一者正在卸载已曝光的基板并加载下一个要曝光的基板。在一个示例中，第一台130A扫描基板140A，并且第二台130B卸载已曝光的基板140B并加载要曝光的下一个基板(未示出)。图1B中还示出了第一编码器126A和第二编码器126B分别与台130A和130B共定位。
虽然图1A至图1B各自描绘了光刻系统(分别为100A和100B)的实施方式，但本文中还设想了其他系统和配置。例如，还设想了包括任何合适数量的台(例如3个或更多个台130)的光刻系统。
图2A是根据一个实施方式的图像投影设备200A的透视示意图。图像投影设备200A可用于光刻系统，诸如图1A和图1B中的光刻系统100A或100B。图像投影设备200A包括一个或多个空间光调制器202、包括聚焦传感器204和相机206的对准和检查系统208以及多个投影光学器件210。图像投影设备200A的部件可根据所使用的空间光调制器202的类型而变化。空间光调制器202包括但不限于微型LED、VCSEL、电磁辐射的任何固态发射器、数字微镜装置(DMD)和液晶显示器(LCD)。
在操作中，空间光调制器202用于发射光和/或调制光的一个或多个性质，诸如光的振幅、相位或偏振，所述光通过图像投影设备200A投影并投影到诸如图1A中的基板140的基板。对准和检查系统208用于对准和检查图像投影设备200A的部件。在一个实施方式中，聚焦传感器204包括多个激光，所述多个激光被引导穿过相机206的透镜并然后返回穿过相机206的透镜，并且成像到传感器上以检测图像投影设备200A是否焦距对准。相机206用于对诸如基板140的基板成像，包括确保图像投影设备200A和光刻系统100A或100B的对准是正确的或在预定公差内。诸如一个或多个透镜的投影光学器件210用于将(调制或未调制的)光投影到诸如基板140的基板上。
图2B是根据本文中描述的实施方式的图像投影设备200B。在图2B中示出的实施方式中，图像投影设备200B包括作为空间光调制器的固态发射器装置212、聚焦传感器204、检查系统208以及投影光学器件210。在一个实施方式中，图像投影设备200B还包括分束器(未示出)。
图3示出了多个图像投影设备200B的示意图300。多个图像投影设备200B可在诸如光刻系统100A和100B的光刻系统中使用。在操作中，每个图像投影设备200B产生到基板140的表面304上的多个写入束302。当基板140在X方向和/或Y方向上移动时，如图3中的坐标系所指示，整个表面304(从边缘到边缘横跨基板140)由写入束302图案化。在各种实施方式中，系统中包括的图像投影设备200B的数量基于诸如基板140的尺寸和/或一个或多个台130(如图1A和图1B所示)的速度的因素而变化。
转到图4，示出了固态发射器装置212的示例400。如图4所示，固态发射器装置212包括呈阵列的多个固态发射器402。由于固态发射器是自发射的，因此在示出固态发射器装置212的图像投影设备200B中不包括外部光源。此外，与可在“接通”和“关断”状态之间配置的DMD微镜不同，每个固态发射器都具有可变强度，这使得能够实现增强的灰度可控性。装置212可包括4个侧边，这些侧边在本文中可称为“边缘”。“边缘”是基板的物理边界，并且每个装置212可包括四个边缘，即第一边缘408a、第二边缘408b、第三边缘408c和第四边缘408d。在一些示例中，第一边缘408a可称为“北”边缘，第二边缘408b可称为“西”边缘408b，第三边缘408c可称为“南”边缘408c，并且第四边缘408d可称为“东”边缘408d。因此，对“北-南向”可调性或方向性的引用是指从408a到408c(以及408c至408a)的方向410，而对“东-西向”可调性或方向性的引用是从408b至408d(和408d至408b)的方向412。本文中讨论的东西向可调性是指施加到装置212的电压的可调谐性以及栅极偏压(其可设定为0或大于0)的可调谐性。在一个示例中，当基板从边缘408d移动到边缘408b，并且基板和装置212两者为基本上相同的形状(即使不是相同的尺寸)时，当来自装置212的发射器中的一些接收电压时形成多个“条纹”。通过经由公共轨沿边缘408a、408b、408c和408d向多个行提供不同量的电压，位于边缘的列的强度和亮度可小于朝向装置212中心的列的强度和亮度。每个固态发射器402具有可设定为0的栅极(接地)，因此，在脉冲中施加的电压与接地之间的差异决定了发射器的亮度。因此，施加到装置212的电压或在栅极(接地)上的偏压中的任一者或两者都可施加来衰减亮度。固态发射器子集500在图4中示出并在下面的图5A和5B中讨论并使用。
固态发射器402被布置成包括多个行404A至404F和多个列406A至406G的阵列。尽管图4中作为示例示出了六个行和七个列，但在其他实施方式中，固态发射器装置212可包括数百万个固态发射器402，每个固态发射器对应于显示器中的像素。例如，固态发射器装置的一个实施方式具有1024×2048个像素的大小。在一个示例中，使用与每个行404A至404F相关联的公共轨，用于404C的脉冲可比施加到行404B的脉冲具有较高的强度和/或较长的持续时间，并且施加到行404B的脉冲可比施加到在装置212的北边缘408a处的行404A的脉冲具有较高的强度和/或较长的持续时间。类似地，当固态发射器逐列与公共行关联时，施加到列406E的脉冲可比施加到列406F的脉冲包括较高的强度和/或较长的持续时间，施加到列406F的脉冲可比施加到列406G的脉冲具有较高的强度和/或较长的持续时间，因为列406G是沿装置212的边缘408b。施加到装置212的脉冲随着接近边缘而衰减导致在方向410和412中的一者或两者上在边缘处发生期望的场拼接和相关的混合/渐衰。
图5A是固态发射器装置212的来自图4中的部分500的部分500A的电路图的放大图。如图5A所示，在阵列的第一配置中，每个固态发射器402与晶体管510相关联并电耦接到该晶体管。每个晶体管510包括源极512、漏极514和栅极516。尽管本文示出了单个栅极516，但是在一些示例中，它可表示与单个固态发射器的晶体管510相关联的两个或更多个栅极516。可由公共轨508沿固态发射器阵列的行或列支撑任何数量的晶体管510。对于给定行中的所有晶体管使用公共轨508是本公开内容所设想的一个实施方式。在另一个实施方式中，公共轨用于支撑给定列中的所有晶体管。在又一个实施方式中，公共轨用于支撑来自多个行和列的一组相邻晶体管。另外，前述内容设想了具有固态发射器阵列的固态发射器装置；然而，本文也设想了其他自发射装置。在一些示例中，附加晶体管(未示出)可电耦接和/或机械地耦接到被配置为接收来自脉冲源(未示出)的脉冲的每个轨以接通每个轨。
如图5A所示，第一公共轨508A用于向行404A中的所有晶体管510供应电流，并且第二公共轨508B用于向行404B中的所有(每个)晶体管510供应电流。可在整个固态发射器装置212中使用此配置，使得固态发射器402的每个行，例如固态发射器402的行404A至404F，都由对应公共电力轨508支持。每个公共轨508A和508B可分别进一步耦接到轨晶体管518A、518B，并且每个晶体管518A和518B可被配置为接收来自脉冲源(未示出)的多个脉冲并将这些脉冲传输到耦接到该轨的固态发射器。
如上文所讨论，多个图像投影设备，诸如图2B中讨论的图像投影设备200B，一起用来将大面积基板(诸如显示装置)图案化。每个设备200B包括至少一个空间光调制器，诸如固态发射器装置212。例如，具有第一固态发射器装置(诸如固态发射器装置212)的第一图像投影设备将在目标基板的至少第一部分上方进行第一次通过，以提供曝光剂量并将第一部分图案化。随后，将使第一图像投影设备以托架返回的方式步降，以在目标基板的至少第二部分上方进行第二次通过来将第二部分图案化。第二次通过通常在与第一次通过的方向相反的方向上，例如，第一次通过是在目标基板上方从右到左，而从第一次通过步降的第二次通过是在同一目标基板上方从左到右的。同时，与第一图像投影设备相邻的第二、不同图像投影设备，诸如图像投影设备200B，正在基板上方进行类似的通过。这些通过可包括将目标基板的先前由第一图像投影设备图案化的部分图案化。
根据本公开内容的实施方式，在操作中，公共轨508A或508B将诸如电压或电流的信号供应给相应行的晶体管510。由于晶体管510的每个行404A至404F由其自己的对应轨508支持，因此施加到晶体管510的每个行404A至404F的信号量是可控的，以提供遍及固态发射器装置212的表面的亮度衰减，尤其是结合将沿公共轨的各个晶体管设定为“接通”或“关断”状态的程序来提供所述亮度衰减。遍及固态发射器装置212的表面的衰减量被预定为补偿所描述的重叠。
在其中具有至少一个固态发射器装置212的多个图像投影系统以如同托架返回的方式移动以将基板图案化的上面讨论的示例操作中，重叠区域是与由在固态发射器装置212的边缘处或附近的固态发射器图案化的区域相对应的区域。在一个示例中，固态发射器装置212包括多个微型LED。因此，与诸如行404C和404D的定位在中心的行相比，靠近阵列的边缘的成行固态发射器(诸如行404A、404B、404E和404F(图4))的亮度衰减，以减少或消除重叠区域的过度曝光。例如，行404A和/或404F的亮度可由第一次通过产生，并且行404B和404D的亮度可由第二次通过产生，第二次通过可以比第一次通过更高的剂量(强度和/或持续时间)进行。第一次通过和第二次通过的组合，即这些通过的剂量(强度和持续时间)的组合，对应于在由同一图像投影设备或另一个图像投影设备进行后续通过之后将提供百分之百曝光的量，以便不过度曝光特定子集(行、列或其他区域)。另外，在本公开内容的实施方式中，装置212是uLED阵列212并且通过uLED阵列212先前已通过的区域，诸如行404A和404B。在另一个实施方式中，第二uLED阵列(这里未示出)通过第一uLED阵列212先前已通过的区域，诸如行404A和404B(例如，通过先前曝光的区域)。因此，在同一装置212在基板的区域上方的通过之间可能存在重叠，并且不同装置在基板的区域上方的通过之间也可能存在重叠。
在一个实施方式中，为了衰减固态发射器的整个行，诸如行404A至404F，施加到每行的电压随着行距固态发射器装置212的中心的距离增加而减小。例如，由支持行404C和404D的公共轨施加的电压为5伏，由支持行404B和404E的公共轨(诸如用于行404B的公共轨508B)施加的电压为4.9伏，并且由支持行404A和404F的公共轨(诸如用于行404A的公共轨508A)为4.8伏。电压的降低可继续使得固态发射器的最外面行的电压接近零。通过使电压跨固态发射器装置212的表面缓慢地衰减，从固态发射器212的相应行出来的亮度降低以考虑到随后的曝光剂量。使用这种衰减方法，在同一图像投影设备的多次通过之间的重叠区域处施加均匀的曝光剂量。这使得相邻图像投影设备的通过能够改进那些重叠区域中的混合或场拼接，从而在显示器上向用户呈现平滑图像。
图5B是固态发射器装置212的来自图4的部分500的部分500B的电路图的放大图。与图5A相反，图5A中每个固态发射器耦接到晶体管510，并且轨508A或508B沿单个行404A/404B连接多个晶体管，图5B示出了其中对于列406A、406B和406C中的每者，晶体管510由公共轨，例如电力轨508C至508E，连接的实施方式。在图5B中，第一列406A与耦接到轨晶体管518C的公共轨508C相关联，第二列406B与耦接到轨晶体管518D的公共轨508D相关联，并且第三列406C与耦接到轨晶体管518E的公共轨508E相关联。另外，在图5B的示例中，脉冲经由对应的轨晶体管518C至518E传输到每个轨508C至508E，并且沿每个轨508C至508E行进，并且电流传输到被设定为“接通”状态的晶体管510。
图5C是根据本文中公开的实施方式的图5B的固态发射器装置的一部分的等距局部侧视图。图5C示出了第一公共轨508A用于向行404A中的所有晶体管510供应电流，并且第二公共轨508B用于向行404B中的所有(每个)晶体管510供应电流。如上文所讨论，固态发射器402的每一行，例如固态发射器402的行404A至404F，都由对应公共电力轨508支持。第一公共轨508A和第二公共轨508B中的每者可分别进一步耦接到轨晶体管518A、518B，并且每个晶体管518A和518B可被配置为接收来自脉冲源(未示出)的多个脉冲并将那些脉冲传输到耦接到该轨的固态发射器。
图6是使用诸如以上各种实施方式中讨论的成像系统的方法600。该方法开始于框602。在框602处，成像系统的成像部件从控制器190接收指令，例如与成像程序相关联的指令。在框602处接收的指令可包括与以下相关联的信息：成像系统的固态发射器阵列的哪些栅极将设定为接通且哪些将设定为关断、将经由公共轨施加到各别行和/或列的一个剂量或多个剂量(电压)的量(强度)、和/或剂量将施加到与行或列相关联的每个公共轨的一个时间或多个时间。因此，成像程序限定在一次或多次通过期间进行阵列中的固态发射器的一系列顺序和/或同时(例如，当使用多于一个成像设备时)激活以将目标基板图案化的参数。
在一些示例中，能够基于时间分段执行指令或致使处理器基于时间分段执行指令的时钟或其他装置可耦接到成像系统。时钟(未示出)可经由控制器190(图1)或本文中讨论的其他系统部件与成像系统通信。成像程序可在执行本文中讨论的方法时采用该时钟。在一个示例中，每个成像程序包括多个时钟相位或状态。时钟相位或状态在本文中可定义为与公共轨相关联的一行或一列固态发射器被设定为“接通”设定或“关断”设定的持续时间。在第一阶段期间，时钟确定阵列的哪些固态发射器在脉冲期间通过电流而哪些则不通过。脉冲可发送到整个阵列或发送到阵列的部分。在一个示例中，在“全局”脉冲期间，将脉冲发送到固态发射器的整个阵列。公共轨可与多个固态发射器以及因此这些发射器的栅极相关联，这些栅极中的一些可设定为0偏压，并且这些栅极中的一些沿同一公共轨可设定为大于0，例如0.5、1.0或其他设定。因此，在阵列中的所有公共轨的全局脉冲期间，可将不同电压施加到不同公共轨。在另一个示例中，将相同电压施加到单个阵列中的一个或多个公共轨，并且使用偏压设定来衰减亮度。框602可称为阶段编程框。即，在框602期间，基于成像程序，固态发射器的每个栅极自动地与“接通”状态或“关断”状态相关联。与接通/关断状态的这种关联可基于成像程序的执行。另外，在框602处，与每个固态发射器相关联的一个或多个栅极被编程为接通，也可接通“偏压”或关断“接地”。
在框604处，基于在框602处接收的指令，通过向固态发射器阵列的至少一个公共轨施加脉冲来在目标基板(诸如图1中的基板140)上执行第一曝光。在框604处在第一时间段(持续时间)内以第一强度(电压)施加第一脉冲。脉冲可定义为具有起点和终点，其中起点和终点之间具有持续时间。在各种示例中，持续时间可短至几纳秒或更短至长达几天、几周或更长时间。曝光基板140可在基板140上形成图案以曝光基板140上的光刻胶。每次曝光可持续约6纳秒与约85微秒之间，例如约5微秒与约75微秒之间。例如，控制器190可对公共轨中的处于接通或关断状态的每个栅极加以脉冲，以允许电流从源极流到漏极，当电流从源极流到漏极时，与该漏极相关联的至少一个栅极的状态处于“接通”设定，这使得基板140的第一部分能够曝光。固态发射器的每个行或每个列由公共轨连接。取决于实施方式，通过向固态发射器阵列的公共轨施加顺序脉冲，可在南北向方向(按行)或在东西向方向(按列)对目标基板进行处理(扫描)。
在一些实施方式中，在框604处的全局脉冲期间，产生的电流将从电流发生源在(耦接到固态发射器的每个晶体管的)每个栅极下流动到每个漏极并然后流动到每个像素。在一些示例中，每个像素与两个或更多个晶体管相关联。在该示例中，每个晶体管可与不同栅极相关联，并且每个不同栅极可具有不同尺寸。进一步针对该示例，可在框602处加载的成像程序中存储多个状态或者级或状态，使得在第一成像程序的第一级上，当将脉冲施加到整个阵列时，一行或一列中的每个晶体管的第一组栅极中的一些但非全部栅极关断，而其他栅极接通，在同一成像程序的第二级上，该行或该列中的每个晶体管的第二组栅极接通，而在第三级上，该行或该列中的每个晶体管的第一栅极和第二栅极都接通。
在框606处，将基板140平移步长(例如，存在托架返回)，并且当将第二脉冲施加到固态发射器阵列时，基板140的第二部分被曝光。第二脉冲可施加到行或列的第二公共轨，这取决于第一脉冲。即，如果将第一脉冲施加到一行的公共轨，则第二脉冲也可施加到与一行固态发射器相关联的第二公共轨。类似地，如果第一部分是列，则第二部分也可包括行。如果将第一脉冲施加到一列的公共轨，则第二脉冲也可施加到与固态发射器的第二列相关联的第二公共轨。在一个实施方式中，第二脉冲包括第二电压，该第二电压小于在框604处在第一脉冲中施加的第一电压，并且第二公共轨比第一公共轨更靠近基板的边缘。
在另一个实施方式中，第二公共轨具有施加到其的第二电压，该第二电压的第二持续时间小于在框604处的第一持续时间，并且第二公共轨比第一公共轨更靠近基板的边缘。在各种实施方式中，框604处的曝光包括与框606处不同的电压，并且在另外实施方式中，框604处的曝光包括与框606处的曝光不同的时间段，并且在又另外实施方式中，在第一公共轨与第二公共轨(曝光)之间曝光电压和时间段两者都是不同的。
在各种实施方式中，每次曝光可持续约6纳秒与约85微秒之间，例如约5微秒与约75微秒之间。所施加的剂量的强度可在100mV至7V的范围内。例如，控制器190可对处于接通状态的每个固态发射器加以脉冲，以曝光基板140的第一部分。在一些实施方式中，不使基板140平移步长，而是可使成像系统平移步长，而基板140和基板140耦接到的相关的台保持静止。
在框608处，反复地重复使基板平移步长(托架返回)和通过经由公共轨对固态发射器加以脉冲来曝光基板，直到目标基板被完全地处理为止。基板的“完全”或“完整”处理是指完成成像程序的执行，使得基板被适当地配置以进行进一步处理，该进一步处理可包括包装或品控/管控过程(此处未示出)。每次曝光(后续通过)可产生与渐衰或混合基板140有关的数据集。每个数据集可存储在控制器的存储器中。每个数据集可组合以在基板140上形成图像图案。每次曝光可形成基板140的一部分的空间图像，并且这些图像可存储在成像系统上以用于进行实时或稍后分析来提高品质和效率。在框608之后，可在框610处在目标基板上执行附加处理操作，这些操作可包括进一步制造、包装、组装、清洁或其他操作。
尽管前述内容针对的是本公开内容的示例，但在不脱离本公开内容的基本范围的情况下，可设想本公开内容的其他和进一步示例，并且本公开内容的范围由所附权利要求书确定。
