KR101401777B1 - 대형 평면 패널 중간품의 연속 선형 스캐닝 - Google Patents
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Abstract
복수의 화소(pixel)를 갖는 평면 중간품(media)을 전체적으로 연속 선형 스캔하기 위한 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 척과, 적어도 제1, 제2 및 제3의 기중 장치를 포함한다. 상기 척은 테스트 중에 상기 평면 중간품을 지지한다. 상기 제1 기중 장치는, 상기 평면 중간품의 폭에 걸쳐 나열되는 비접촉 센서들의 선형 어레이를 하나 이상 포함하고 상기 평면 중간품의 길이 전체에 걸쳐 이동한다. 상기 제2 기중 장치와 제3 기중 장치의 각각은, 상기 평면 중간품의 폭에 걸쳐 연장되고 전기 신호를 상기 평면 중간품에 인가하는 프로브 헤드를 포함한다. 각각의 프로브 헤드는 테스트 신호가 연속적으로 인가되는 동안 그리고 상기 제1 기중 장치가 움직이는 기간 중에, 상기 평면 중간품의 표면에 실질적으로 수직인 방향을 따라 움직인다.
액정 디스플레이, 평면 패널 중간품, 테스트, 척, 연속 스캐닝, 비접촉 센서, 프로브 헤드, 기중 장치.
Description
관련 출원의 상호 참조
본 출원은, 함께 양수된 "대형 평면 패널 중간품의 연속 선형 스캐닝"이라는 명칭의 2006년 10월 20일자 미합중국 임시특허출원 제60/862,427호를 우선권 주장의 기초로 하며, 상기 출원의 내용은 전체로서 참조에 의해 본 명세서에 편입된다.
본 출원은, 함께 양수된 "평면 패널 디스플레이를 위한 직접 검출 센서"라는 명칭의 2006년 4월 20일자 미합중국 특허출원 제11/379,413호와 관련이 있으며, 상기 출원의 내용은 전체로서 참조에 의해 본 명세서에 편입된다.
본 출원은, 함께 양수된 "지지 테이블 상에 얇은 대형 기판을 위치시키는 진공 그리핑(gripping) 시스템"이라는 명칭의 2006년 3월 23일자 미합중국 특허출원 제11/389,556호와 관련이 있으며, 상기 출원의 내용은 전체로서 참조에 의해 본 명세서에 편입된다.
본 출원은, 함께 양수된 "선형 어레이 센서를 사용하는 기판의 정렬"이라는 명칭의 2006년 8월 29일자 미합중국 특허출원 제11/486,206호와 관련이 있으며, 상기 출원의 내용은 전체로서 참조에 의해 본 명세서에 편입된다.
본 발명은 테스트 또는 검사를 위해 상대적으로 크고 일반적으로 평평하고 얇은 대상물을 취급하고, 지지하고, 이송하고, 어떤 위치에 배치하고 구속하는 연속 선형 스캐닝 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은, 액정 평면 패널 디스플레이(LCD)의 구성요소들을 형성하는 박막 트랜지스터(TFT) 어레이를 형성하는데 사용되는 구조물들이 놓이는 유리 패널과 같이, 유연하거나 패턴이 형성된 대형 평면 중간품(media)의 전기 기능 검사 또는 자동화된 광학적 검사(automated optical inspection; AOI)나 계측을 위한 비접촉 센서의 선형 어레이를 하나 또는 그 이상 사용하는 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명은 TFT/LCD 패널, OLED 기반의 TFT 패널, 다양한 제조 단계에서의 태양 전지 패널 및 다른 평면 중간품의 플레이트에 대한 높은 처리량의 인라인(in-line) 테스트에 적용 가능하다.
완성된 액정 평면 패널에서, 두 개의 유리판 사이에 액정(liquid crystal; LC) 물질의 박막이 배치된다. 하나의 유리판 상에, 2차원 전극 어레이의 패턴이 하나 또는 그 이상 형성되고, 각각의 어레이는 패널(panel)이라고 불린다. 각각의 전극은 100 마이크론(microns) 단위의 크기를 가질 수 있고, 상기 각각의 전극에는 상기 패널의 에지를 따라 배치된 멀티플렉싱(multiplexing) 트랜지스터를 경유하여 고유 전압이 인가될 수 있다. 완성품에서는, 각각의 개별 전극에 의해 생성된 전기장이 상기 액정 물질 내로 연결되고 화소 처리된 영역에서 투과되는 빛의 양을 조정한다. 이러한 효과가 이차원 어레이 전체에 걸쳐 일어나면 상기 평판 패널에 가시적인 이미지가 나타난다.
액정 디스플레이(LCD) 패널과 관련된 제조 비용의 상당 부분은 액정 물질이 상부 유리판과 하부 유리판 사이에 주입될 때 발생한다. 따라서, 이러한 제조 단계에 앞서 이미지의 품질 문제를 식별하고 교정하는 것이 중요하다. 액정 물질을 넣기 전에 LCD 패널을 검사함에 있어서의 문제는, 액정 물질 없이는 검사할 가시적인 이미지가 존재하지 않는다는 것이다. 액정 물질을 넣기 전, 어떤 화소(pixel)에 존재하는 유일한 신호는 해당 화소 상의 전압에 의해 생성된 전기장이다.
이러한 한계를 극복하기 위해, 포톤 다이나믹스는 도 1A에 도시된 바와 같이 표면에 액정 물질의 얇은 층이 형성된 광학적으로 평평하고 상대적으로 큰 한 피스(piece)의 유리를 부분적으로 포함하는 부동 조정기(floating modulator)를 개발했다. 패턴이 형성된 유리판 10을 검사하기 위해, 평면 패널보다 크기가 작은 조정기 15가 상기 피검사 패널의 일부분 위로 이동되고 도 1B에 도시된 바와 같이 상기 평면 패널의 표면으로부터 수 마이크론 내에 위치하도록 하강된다. 상기 패널 위의 전극에는 구동 신호가 인가된다. 일반적으로 10 내지 15 마이크로미터인 상기 평면 패널 전극 30과 상기 액정 조정기 15 사이의 작은 공기 간극 25는, 패턴이 형성된 상기 유리판 10 위의 각각의 화소 전극 30으로부터의 전기장이 조정기 15에 연결되도록 하고, 이에 따라 일시적으로 패널의 가시적 디스플레이를 생성한다. 이러한 가시적 디스플레이는 결함의 식별을 위하여 카메라 35에 의해 포착된다. 하나의 영역을 검사한 후에, 조정기 15가 상승되고 상기 패널의 다른 영역으로 이 동되며 상기 처리가 반복된다. 이러한 계단식 동작의 반복 과정을 통해서, 전체 액정 패널의 결함 유무가 검사될 수 있다. 도 1A와 1B에서, 액정 조정기 15는 액정 물질 45와 평면 유리 50을 포함하는 것으로 도시된다.
위에서 설명한 조정기를 사용해서 LCD 패널을 고속으로 검사하는 데는 기술적인 어려움이 있다. 예를 들어, 하나의 사이트에서 검사가 종료되면, 몇 파운드(pounds)의 무게가 나갈 수 있고 검사 중에는 상기 패널에 매우 근접해 있는 상기 조정기가 상기 유리 패널을 손상시키지 않을 것을 보장하기 위해 처음으로 상승되고, 다음 사이트로 이동되어 다음 검사 동작을 위해 상기 패널을 향하여 하강된다. 이러한 동작들을 안정시키는데 요구되는 시간이 가중되기 때문에, 상기 동작들은 시스템 처리량에 영향을 미친다. 현재 알려진 스텝-안정(step-and-settle) 조정기는 그대로는 훨씬 높은 시스템 처리량을 제공할 수 있는 연속 선형 스캐닝에 적합하지 않은데, 이는 주로 대형 기판보다 훨씬 작은 조정기의 폼팩터(form factor) 때문이다.
상기 조정기를 이용하면, 상기 액정 물질의 표면으로부터 반사되는 빛에 의해 얇은 LCD 층의 가시적 이미지가 얻어진다. 상기 액정 물질은 오프(off) 상태에서는 산란 매체로서 온(on) 상태에서는 투과 매체로서 작용한다. 이는 일반적으로, 상대적으로 작은 양의 정보를 포함하도록 조정된 빛의 DC 성분이 생성되게 한다. 이는 정보를 포함하는 신호가 상대적으로 약하더라도 (상기 DC 성분에 대한) 상대적으로 큰 신호를 상기 카메라 35가 처리할 수 있어야 한다는 것을 의미한다. 또한, 빛의 상대적으로 큰 DC 성분은 이에 대응하는 많은 양의 산탄 잡음(shot noise)을 수반할 수 있는데, 상기 평면 패널의 결함 데이터를 재생하기 위해서는 상기 산탄 잡음을 해소할 것이 요구된다.
패널을 테스트하는 다른 방법은 결함을 검출하기 위해 전자 빔과 영상(imaging) 장치를 사용한다. 일반적인 전자 빔 테스터들은, 전기 광학적 조정기를 기반으로 하는 테스터에서 발견되듯이, 몇 개의 전자 빔과 영상 헤드를 포함하고 패널에 구동 신호가 인가될 것을 요구한다. 그러나, 상기 전자 빔 헤드의 크기가 더 작을 수 있기 때문에, 몇 개의 전자 빔 헤드가 패널의 폭에 걸쳐 나열될 수 있고, 이에 따라 조정기 기반의 툴보다는 상기 전자 빔 툴에서 부차적인 계단식 동작의 양이 더 적어질 수 있다. 전자 빔 기반의 툴에는 진공이 필요하고 전자 빔 센서 헤드는 평면 패널의 폭 전체에 걸쳐 연장될 수는 없다.
본 발명에 의하면, 테스트 또는 검사를 위해 상대적으로 크고 일반적으로 평평하고 얇은 대상물을 취급하고, 지지하고, 이송하고, 어떤 위치에 배치하고 구속하는 연속 선형 스캐닝 시스템이 제공된다. 보다 구체적으로 본 발명은, 액정 평판 디스플레이(LCD)의 구성요소들을 형성하는 박막 트랜지스터(TFT) 어레이를 형성하는데 사용되는 구조물들이 놓이는 유리 패널과 같이, 유연하거나 패턴이 형성된 대형 평판 중간품(media)의 전기 기능 검사 또는 자동화된 광학적 검사(automated optical inspection; AOI)나 계측을 위한 비접촉 센서의 선형 어레이를 하나 또는 그 이상 사용하는 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명은 TFT/LCD 패널, OLED 기반의 TFT 패널, 다양한 제조 단계에서의 태양 전지 패널 및 다른 평면 중간품의 플레이트에 대한 높은 처리량의 인라인(in-line) 테스트에 적용 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 복수의 화소를 갖는 평면 중간품을 전체적으로 연속 선형 스캔하기 위한 시스템은 척과, 적어도 제1, 제2 및 제3의 기중 장치를 포함한다. 상기 척은 테스트 중에 상기 평면 중간품을 지지한다. 상기 제1 기중 장치는, 상기 평면 중간품의 폭에 걸쳐 나열되는 비접촉 센서들의 선형 어레이를 하나 이상 포함하고 상기 평면 중간품의 길이 전체에 걸쳐 이동한다. 상기 제2 기중 장치는, 상기 평면 중간품의 폭에 걸쳐 연장되고 전기 신호를 상기 평면 중간품에 인가하는 프로브 헤드를 포함한다. 이 프로브 헤드는 상기 제1 기중 장치가 움직이는 동안, 상기 평면 중간품의 표면에 실질적으로 수직인 방향을 따라 움직일 수 있다. 상기 제3 기중 장치는, 상기 평면 중간품의 폭에 걸쳐 연장되고 전기 신호를 상기 평면 중간품에 인가하는 프로브 헤드를 포함한다. 이 프로브 헤드는, 상기 제1 기중 장치가 움직이는 동안, 상기 평면 중간품의 표면에 실질적으로 수직인 방향을 따라 움직일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 연속 선형 스캔 시스템은 하나 이상의 구동기 및 상기 비접촉 센서들의 선형 어레이와 상기 평면 중간품 간의 거리를 미리 정의된 범위 내로 유지하기 위해 상기 구동기와 통신하는 피드백 제어 회로를 더 포함한다. 일 실시예에서, 상기 하나 이상의 구동기는 공압 구동기를 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 하나 이상의 구동기는 공압 구동기와 보이스 코일을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 상기 하나 이상의 구동기는 공압 구동기와 압전 구동기를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 피드백 제어 회로는 상기 비접촉 센서들의 선형 어레이와 통합된다. 일 실시예에서, 상기 연속 선형 스캔 시스템은 전력이 상기 평면 중간품에 인가되는 동안 상기 제1 및 제2 기중 장치가 상기 평면 중간품을 연속 스캔할 수 있도록, 상기 제1 및 제2 기중 장치의 동작을 제어하는 제어 회로를 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 센서들의 선형 어레이는 상기 평면 중간품의 폭 전체에 걸쳐 나열되도록 서로 연결되고 정렬된 선형 센서들의 조립체를 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 제1 기중 장치는 상기 평면 중간품의 폭에 걸쳐 나열되는 비접촉 센서들의 제2 선형 어레이를 더 포함한다. 이러한 실시예에서, 상기 비접촉 센서들의 제2 선형 어레이는 상기 평면 중간품의 폭 전체에 걸쳐 나열되도록 서로 연결되고 정렬된 선형 센서들의 조립체로부터 형성될 수도 있다.
일 실시예에서, 상기 연속 선형 스캔 시스템은 제1 및 제2 실린더를 더 포함한다. 상기 제1 실린더는 상기 제1 프로브 헤드에 위치된 다수의 프로브를 상기 평면 중간품 상에 위치된 다수의 패드와 접촉하거나 멀어지도록 이동시킨다. 상기 제2 실린더는 상기 제1 실린더보다 큰 행정을 갖고, 상기 제1 프로브 헤드를 상기 척의 최상면보다 낮은 높이로 이동시킨다.
도 1A는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 공지된, 패턴이 형성된 유리판 위에 위치된 부동 조정기를 도시한다.
도 1B는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 공지된, 테스트를 수행하기 위하여 패턴이 형성된 유리판에 근접하도록 위치된 도 1A의 부동 조정기를 도시한다.
도 1C는 평면 패널을 전기적으로 테스트하기 위한 종래의 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한, 패널을 테스트하기 위한 연속 선형 스캐닝을 포함하는 시스템을 도시한다.
도 3A는 본 발명의 일 실시예에 의한, 선형 스캔 센서의 측면도이다.
도 3B는 본 발명의 다른 실시예에 의한, 선형 스캔 센서의 측면도이다.
도 3C는 본 발명의 일 실시예에 의한, 한 줄의 센서 어레이를 포함하는 선형 센서 어레이의 측면도이다.
도 3D는 본 발명의 다른 실시예에 의한, 센서들의 이차원 어레이를 형성하는 여러 줄의 어레이들을 포함하는 선형 센서 어레이의 측면도이다.
도 4는 삼각형 타일을 사용하는 척(chuck)의 배치도를 도시한다.
도 5A 내지 5C는 사각형 타일을 사용하는 척을 다양한 각도에서 도시한다.
도 6은 고강도의 빔(beam)을 다수 사용하여 형성된 척을 도시한다.
도 7A 및 7B는 본 발명의 일 실시예에 의한, 도 2의 연속 선형 스캔 시스템과 함께 사용할 수 있는 다이아프램/공압(diaphragm/pneumatic) 비행 제어 장치의 사시도이다.
도 7C는 도 7A 및 7B의 다이아프램/공압 비행 제어 장치의 단면도이다.
도 8A 및 8B는 본 발명의 일 실시예에 의한, 하이브리드 공압/보이스 코 일(pneumatic/voice coil) 비행 제어 장치의 사시도 및 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한, 하이브리드 공압/압전 구동기(pneumatic/piezo actuator) 비행 제어 장치의 사시도이다.
도 10은 스크러버(scrubber) 장치를 도시한다.
도 11A는 정렬을 위한 피드백 위치를 읽고 공급하기 위한 선형 어레이 센서를 포함하는 척 통과 그리퍼(through-chuck gripper)의 평면도이다.
도 11B는 정렬을 위한 피드백 위치를 읽고 공급하기 위한 영상 시스템용 기점 마크(fiducial mark)를 포함하는 척 통과 그리퍼의 평면도이다.
도 12 및 13은 본 발명의 일 실시예에 의한, 도 2의 연속 선형 스캐닝 시스템의 프로브 바(probe bar)와 센서 헤드의 평면도이다.
도 14는 도 2의 연속 선형 스캐닝 시스템으로 테스트되는 평면 패널에 테스트 신호를 연속적으로 인가하는데 사용되는 단계들의 흐름도이다.
도 15는 동일한 엔코더(encoder) 및 트랙을 공유하는 세 개의 기중 장치(gantry)를 포함하는 스캐닝 시스템의 단순화된 사시도이다.
도 16A 및 16B는 선형 센서의 어레이를 이송하는 기중 장치와 동일한 높이로 싱킹 프로브 바(sinking probe bar)를 들어올리는 기중 장치의 단면도 및 평면도이다.
도 16C 및 16D는 선형 센서의 어레이를 이송하는 기중 장치의 높이 아래로 싱킹 프로브 바를 하강시키는 기중 장치의 단면도 및 평면도이다.
도 17은 여러 개의 스테이지로 구성된 기중 장치의 예를 도시한다.
본 발명에 의하면, 상대적으로 크고 일반적으로 평평한 얇고 유연한 대상물 또는 중간품이, 연속 선형 스캐닝을 사용하여 상대적으로 높은 기계적 정밀도로 취급되고, 지지되고, 이송되고, 어떤 위치에 배치되고 구속된다. 보다 구체적으로 본 발명은, 액정 평판 디스플레이(LCD)의 구성요소들을 형성하는 박막 트랜지스터(TFT) 어레이를 형성하는데 사용되는 구조물들이 놓이는 유리 패널과 같이, 유연하거나 패턴이 형성된 대형 평면 중간품의 전기 기능 검사 또는 자동화된 광학적 검사(AOI)나 계측을 위해, 미합중국 특허출원 제11/379,413호에 개시된 선형 센서와 같은 비접촉 센서와 같은 선형 센서를 사용하는 이송 및 구속을 위한 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명은 TFT/LCD 패널, OLED 기반의 TFT 패널, 다양한 제조 단계에서의 태양 전지 패널 및 다른 평면 중간품의 플레이트에 대한 높은 처리량의 인라인 테스트에 적용 가능하다.
스캐닝 시스템들은 평면 패널 중간품의 한 방향 전체에 걸쳐 연장되는 선형 센서(또는 검출기) 조립체를 필요로 한다. 상기 선형 센서(또는 검출기)는 제2의 방향으로 스캔되거나 이동된다. 상기 선형 센서에 대해서 상기 패널을 이동시키거나 상기 패널에 대해서 상기 선형 센서를 이동시키는 것 모두 가능하다. 가로 및 세로가 각각 3m이고 두께가 1 밀리미터보다 작을 수 있는 평면 패널 디스플레이 패널과 같이 얇고 매우 큰 패널의 경우에는, 패널에 대해서 센서를 이동시키는 것이 비용면에서 효율적이다.
LCD 평면 패널 어레이를 테스트하기 위해 비접촉 용량 결합 기술(non-contact capacitive coupling techniques)이 개발되었다. 미합중국 특허출원 제11/379,413호는 예를 들어 평면 패널 테스트에 사용될 수 있는 선형 용량 센서(linear capacitive sensor)를 개시한다. 이러한 용도에서 설명한 일 실시예에서는, 평면 패널의 한 방향에 걸쳐 나열될 수 있는 센서들의 선형 어레이가 피시험 평면 패널에 근접하고(예를 들어, 상기 패널로부터 10 마이크론 내지 100 마이크론), 전기 신호에 의해 상기 피시험 패널에 전압이 인가되며 상기 패널 전극에 의해 생성된 전기장이 전기 용량으로 측정된다. 초당 약 100㎜ 또는 밀리세컨드(millisecond)당 약 100 마이크론의 스캐닝 속도가 사용될 수 있다. 이러한 선형 센서들은 대형 평면 패널을 취급하는데 적절한 방법과 장치를 필요로 한다.
도 2는 대형 평면 패널 또는 중간품(이하에서는 패널이라고도 함) 10을 스캔하기 비접촉 선형 센서 240을 부분적으로 포함하는 시스템 200을 도시한다. 평면 패널 10은 플랫폼 208의 일부인 척 표면 206 위에 놓인다. 선형 센서 240은 기중 장치 202에 장착되고 X 방향을 따라서 상기 패널의 폭 전체에 걸쳐 연장된다. 기중 장치 202는 상기 패널에 접촉함이 없이 Y 방향을 따라 상기 패널의 길이 전체에 걸쳐 이동할 수 있다. 본 발명의 여러 형태에서, 상기 선형 센서 240과 패널 10 사이의 간격(거리)는, 이미지 처리의 경우에 있어서는 필드의 깊이 또는 용량 테스트의 경우에 있어서는 감도(sensitivity)와 같은 다양한 요구 조건을 만족시키기 위해 정해진 미리 정의된 범위 내로 유지된다. 이는, (i) 대형 패널의 편평도 제어와 상기 패널이 놓이는 평면(또는 척)의 편평도 제어, 및 상기 센서와 패널 사이 의 간격을 유지하는 비행 제어 메커니즘의 안정성 제어, (ⅱ) 상기 패널의 표면 전체를 관찰할 수 있는 센서의 기능, (ⅲ) 전기적 테스트 툴의 경우, 테스트 중에 스캔을 방해함이 없이 프로브를 이용하는 방식으로 프로브 바 250, 260을 통해 전기적 구동 소스를 인가할 수 있는 기능, (ⅳ) 제1 패널 장착으로부터 테스트의 완료를 거쳐 제2 패널 장착까지의 시간(공정 소요 시간)을 최소화하는 구조 및 일련의 단계들, 상기 센서의 이동에 대해 패널 상의 패턴을 정렬시킬 수 있는 기능, 및 스테이지 위치에 대한 패널 상의 기준 마크(reference mark)의 위치를 알아내는 기능을 필요로 한다.
도 3A 및 3B는 도 2의 선형 센서 어레이 240의 측면도이다. 도 3A에 도시된 센서들의 선형 어레이의 실시예는 도 2의 시스템 200의 폭 전체에 걸쳐 연장된다. 도 3B에 도시된 선형 센서 어레이의 실시예는, 각각이 상기 시스템 200의 전체 폭보다 짧은 선형 센서들 302의 조립체를 포함하고, 상기 선형 센서들은 상기 시스템 200의 폭 전체에 걸쳐 나열되도록 서로 연결되고 정렬된다. 각각의 선형 센서 302는 센서 304를 다수 포함하는 것으로 도시되어 있다. 일 실시예에서는, 도 3C에 도시된 것처럼 상기 선형 센서 어레이가 센서들 304의 어레이 306을 한 줄 포함한다. 다른 실시예에서는, 도 3D에 도시된 것처럼, 상기 선형 센서 어레이가 한 방향으로는 상기 시스템의 폭 전체에 걸쳐 연장되는 이차원 어레이 308을 형성하는 여러 줄의 어레이를 포함한다. 상기 선형 센서들은 일반적으로 비접촉식이고, 용량성 또는 광학식 또는 이들의 조합일 수 있다. 연속 선형 스캔 시스템에서, 선형 어레이는 여러 개 부분으로 되어 있거나 또는 하나의 부품인 한 줄 어레이를 M개 포함할 수 있고, 여기서 M은 1과 같거나 그보다 크지만 상기 시스템의 폭에 걸쳐 연장되는 센서들의 개수인 N보다는 훨씬 적다. 여유분의 선형 센서들을 위해 M은 종종 1보다 크다.
높은 기계적 정밀도를 요구하는 응용 분야에서, 도 1C에 도시된 바와 같이 큰 기부(基部) 플레이트 102 및 강성(stiffness)의 기중 장치 104를 포함하는 시스템은 매우 평평하고 단단한 정밀 기준 프레임을 제공한다. 큰 면적에 걸쳐 강성이 유지되도록, 상기 기부 플레이트와 기중 장치에 화강암(granite), 폴리머 캐스팅(polymer casting), 강철, 또는 탄소 섬유와 같은 물질이 사용된다. 진공 척은 검사 대상인 유연한 중간품을 보유하고 이 얇은 기판을 위한 편평도 기준을 제공한다. 도 1C에 도시된 것과 같은 종래의 기중 스테이지는, 평면 패널 전체에 도달할 수 있고 스테이지 제어기 및 기계 장치의 행정(stroke) 거리가 충분하도록, 일반적으로 상기 패널보다 훨씬 크다. 예를 들어, 대략 1500㎜×1850㎜의 크기를 갖는 6세대 평면 패널을 위한 종래의 기중 스테이지의 전체 치수는 폭이 2920㎜, 길이가 3050㎜, 무게가 11톤(ton)에 이를 수 있다. 그러나, 주요 응용 분야인 TFT/LCD 유리판의 테스트에 있어서, 산업적으로 더 크고 더 얇은 유리가 요구됨에 따라 이러한 유리판의 크기가 계속 커지고 있고, 이에 따라, 매우 큰 이들 유리판을 테스트하고 검사하기 위한 툴의 크기 또한 증가하고 있다. 예를 들어, 한 변이 약 3m인 10세대 평면 패널은, 종래의 스텝-안정 전압 영상 광학 시스템의 새로운 버전이 차지하는 공간의 한 변이 4m 또는 그보다 커지게 할 것이다.
도 3A 내지 3D를 참조하면, 일관성과 정확도가 가장 높도록 샘플 10의 전체 표면과 선형 센서 300 또는 302의 비접촉 이미지 센서 또는 용량 센서 304 사이의 거리가 320이 제어될 것이 요구된다. 이러한 거리의 허용 오차는, 예를 들어, 대상 평면의 해상도가 0.5㎛인 경우 일반적인 고해상도 시스템에 대해서 ±1.5㎛이고, 이러한 해상도 레벨은 z축 방향의 위치 결정에 있어서의 높은 정확도 및 반복가능성과 x축 및 y축의 높은 회전 강성을 요구한다. 미합중국 특허출원 제11/379,413호에 설명된 용량 센서에 있어서, 일반적인 동작 간격은 20 내지 100 마이크로미터이고 ±2 마이크로미터 내로 유지되어야 한다.
도 2에 도시된 척 206은 평면 패널을 위한 안정된 기준면을 제공한다. 일 실시예에서, 상기 척은, 예를 들어, 전체적으로는 50㎛ 또는 그보다 우수하고 25㎜ 폭에서는 2.5㎛의 최대 경사를 갖는 편평도 조건을 만족해야 한다. 일반적으로, 유리 패널은 공장의 로봇 암(arm)에 의해 상기 척 위로 이동된다. 상기 척의 표면을 통한 공기의 분출에 의해 상기 척과 유리판 사이에는 공기 쿠션이 만들어진다. 상기 유리는 상기 공기 쿠션 위에 떠 있게 되고, 그리퍼(gripper) 또는 스크러버(scrubber)와 같은 기구를 사용하여 정렬된다. 일단 정렬되면, 공기 분출이 중단되고 처리 위치에 고정되도록 진공이 인가된다. 상기 유리는 상대적으로 얇기 때문에, 척 표면은 상기 선형 센서를 정렬하는 유효한 기준이 된다. 25㎜에 대한 최대 경사인 2.5㎛를 초과할 수 있는 척 표면의 이상(異象)은, 예를 들어, 상기 척 표면의 평탄하지 않은 래핑(lapping)에 의해 또는 다수의 타일로 구성된 척의 경우 타일들 간의 경계에서 물리적 변형(뒤틀림이나 휨)이 일어나거나 이 부분이 평탄하지 않음으로써 일어날 수 있는데, 이러한 이상은 직접적으로 유리의 편평도에 영향 을 미친다.
5세대(1200㎜×1300㎜) 또는 더 작은 유리 기판에 있어서는, 편평도 조건을 만족하는 단일 피스(piece)의 진공 척을 만드는 것이 가능하다. 6세대 유리에 있어서는, 다수 피스의 진공 척이 개발되었는데, 개별 피스는 미리 래핑되고 서로 접착제로 연결된다. 다음으로 상기 경사 편평도 조건을 만족할 수 있도록 최상층 플레이트들 간의 경계를 정밀하게 정렬하거나 손으로 래핑하고 검사한다.
큰 유리 기판(실질적으로 1870㎜보다 큼)이 요구하는 척의 크기는 전체로 또는 부분적으로, 실제로 가공, 연마, 래핑 및 검사가 가능한 범위를 벗어나는 특성을 요구한다. 큰 진공 척은 더 작고 제어가능하며 보다 제조가 쉬운, 평면 패널 산업에서 요구하는 엄격한 편평도 조건을 만족할 수 있는 타일들로 이루어질 수 있다. 타일들은 분리될 수 있고 적어도 세 개의 운동학적 마운트(kinematic mount)를 사용하여 개별적으로 높이가 조정될 수 있다. 중요한 것은 모든 타일에 걸쳐서 그리고 특히 경계 부분에서 사양(specification)을 만족하는 편평도를 달성하는 것이다. 각각의 타일은 래핑되고 상기 타일이 세 개의 지점에 놓여 있을 때 편평도가 측정된다. 합리적인 가격으로 요구되는 안정성을 얻기 위해, 척 타일의 물질 타입, 모양, 크기 및 두께에 있어서 타협이 이루어져야 한다.
척을 위한 물질은 양극산화 알루미늄(anodized aluminum), 세라믹, 유리 및 금속을 포함할 수 있다. 척의 전기적 절연 요건과 일반적인 강성 조건, 그리고 테스트 방법과의 전자기적 간섭의 가능성은 일반적으로 금속 척의 사용을 제한한다. 알루미나(alumina)는 열팽창 계수와 강성이 우수하고 매우 평평하게 래핑될 수 있 는 전형적인 세라믹이다.
타일들은 예를 들어 도 4 및 5A에 도시된 것처럼 삼각형 또는 사각형일 수 있다. 도 5에 도시된 사각형 406은 더 적은 수의 타일로 패널 형상과 부합될 수 있는 이점을 제공한다. 그러나, 타일이 너무 크다면(예를 들어, 750㎜보다 큼), 세 개의 운동학적 마운트 지점 404은 중력에 의한 타일 판의 휘어짐을 막는데 불충분할 것이다. 큰 사각형 판은 네 개의 모서리에 잭(jack)이나 보강재를 필요로 할 수 있다. 또는, 도 4에 도시된 바와 같이, 추가적인 보강재없이 세 개의 운동학적 마운트에 의해 평평함을 유지할 수 있는 이점을 갖는 삼각형 판 402가 사용될 수 있다. 운동학적 마운트의 기능을 분산시키는 다른 실시예들이 채용될 수 있다. 예를 들어, 기준이 되는 기부 플레이트가 척으로 고정되는 표면 플레이트와의 사이에 제공되고 수직 방향으로 조정될 수 있는 한편, 척과 기부 플레이트 사이의 조정 기구는 평면만을 조정할 수도 있다.
또 다른 어려움은, 두 개의 이웃하는 타일 간의 경계 410이 경사 편평도 조건을 만족할 것을 보장하는 것이다. 경계의 정합에 관해서는 어떤 타일 형태가 다른 타일 형태를 능가하는 특별한 이점을 갖지 않는다. 다른 타일의 에지와 마주하는 타일의 모든 에지는 매끄러운(평평한) 경계를 형성해야 한다. 각각의 타일은 처음에는 정밀하지 않은 형태로 제조될 수 있고, 1㎛의 편평도 내에서 최종 크기로 정밀 연삭(grinding)되고 다음으로 최상면 패턴에 모래 분사(sand blasting)가 행해지며, 마지막으로 최상면이 래핑된다. 상기 표면 패턴을 생성하는 단계는 1m 플레이트에서 편평도를 1㎛로부터 25㎛까지 변경시킬 수 있다. 래핑은 일반적으로 수작업이기 때문에, 오목한 또는 볼록한 구역이 형성될 수 있다. 상기 편평도 조건은 큰 면적의 타일(예를 들어, 1m×1m 단위의 크기)을 사용할 때 좀 더 제어하기 어렵다. 또한, 각각의 타일은 일반적으로 손으로 래핑되기 때문에, 경계 부근에서의 하나의 타일의 래핑된 외곽(contour)이 이웃하는 타일의 외곽과 반드시 정합되지는 않을 것이다.
용이한 정렬을 위해, 전체 척 면적을 이루는 타일의 수를 가능한 최소화하는 것이 바람직할 수 있다. 10세대 유리를 위한 일체형 척은 표준 연마, 래핑, 검사 또는 제조 기계에 끼우기에는 너무 크다. 여러 피스로 된 척은 사용하기에 좀 더 실용적일 수 있다. 도 4 및 5A에, 타일의 최소 개수 및 경계 래핑과 가공을 위해 최적화된 삼각형 및 사각형 타일의 가능한 배치도가 도시된다. 검사 및 래핑을 위해, 일 실시예에서는 도 5A에 도시된 바와 같이 ABDE, BCEF, EFHJ, 및 DEGH와 같은 그룹으로 타일들을 순차 래핑하기 위하여 홀수의 사각형들이 사용될 수 있다. 이와 같이 그룹으로 나누어 순차 래핑하면 전체 표면을 중복하여 처리할 수 있고 그 결과 경계를 따라 좀 더 균일한 표면을 만들 수 있다.
타일의 개수를 최소화하는 방식의 채용은 타일이 상대적으로 크다는 것을 의미하고, 따라서, 타일과 타일 간의 외곽의 불일치를 취급하는 것이 어렵기 때문에 편평도를 유지하기 어려울 수 있음을 의미한다. 일단 래핑이 완성되면, 타일들은 하나의 세트로 정합되고, 만약 어느 하나의 타일이 깨지면, 전체 세트가 교체될 필요가 있다.
다른 방식은 합리적인 비용 내에서 뿐만 아니라 요구되는 엄격한 편평도 사 양 내에서 제조될 수 있는 최대 타일 크기에 기초하여 최적화하는 것이다. 편평도에 기초하여 최적화된 타일 크기는 최소 개수를 위해 최적화된 타일 크기보다 작을 수도 있다. 이러한 방식의 채용은 정합된 세트에 대한 요건을 완화시킬 수 있다. 예를 들어, 300㎜ 반도체 웨이퍼를 처리하는 척은 0.3㎛(632㎚ 헬륨 레이저 선의 1/2 파장과 동일)과 같은 매우 엄격한 편평도 사양에 대한 합리적인 가격 범위 내에서 제조되어 왔다. 이 경우, 타일들 간에 25㎜에 걸쳐 2.5㎛인 동일한 경사 편평도를 유지하기 위해, 상기 300㎜ 타일들이 6㎜ 미만으로 서로 이격될 수 있다. 이렇게 해서, 10세대 평면 패널을 위한 척은, 각각 300㎜×300㎜의 크기와 25㎜의 두께를 갖고 편평도가 엄밀히 제어된, 100개가 넘는 알루미나 세라믹 타일을 포함할 수 있다. 각각이 더 엄격한 편평도 사양을 갖는 다수의 더 작은 타일을 사용하는 이러한 방식은 정합의 제약을 완화시키지만, 다수의 타일을 정렬하기 위해서는 일정한 시간이 가중된다.
척을 형성하는데 얼마나 많은 피스 또는 타입의 물질이 사용되느냐에 관계없이, 모든 척은 연속 스캔 시스템 내에서 유리를 조작하고 정렬하기 위해 그리고 상기 유리를 수용하여 공장 로봇으로 넘겨주기 위해서 일정한 특성을 포함해야 한다. 상기 유리를 정렬하기 위해, 그리퍼를 위한 천공 또는 스크러버의 부수적 특성이 일반적으로 요구된다. 구멍의 분포 및 공기와 진공의 통로 또한 척 내부에 설계되기도 한다. 평면 패널 샘플과 진공 척 간의 전체적인 표면 접촉을 최소화하기 위해, 비드 분사(bead blasting)와 같은 처리를 통해 상기 척의 표면에 돌출된 패턴이 형성될 수 있다. 도 5B는 도 5A의 타일 J의 구역 420의 확대도이고 돌출된 패 턴 422를 도시한다. 도 5C는 구역 420의 A-A' 방향으로의 단면도이다. 이러한 표면 형상들(예를 들면, 그리퍼를 위한 천공과 공기/진공의 경로 및 통로)은 하나 이상의 유리 기판 크기를 수용할 수 있도록 상기 척의 표면에 배치될 수 있다. 다수의 유리를 테스트, 검사 또는 처리하기 위하여 연속 스캐닝을 수행함에 있어서는, 로봇 암의 길이 또는 주행 거리를 최소화할 수 있도록 유리 기판들을 정면으로 배열하는 것이 바람직하다.
큰 면적의 진공 척을 형성하는 다른 방법은 긴 세라믹 안내 빔(guide beam)을 나란히 배치하는 것이다. 도 6에 도시된 예에서는, 네 개의 긴 빔 602가 하나의 척 600을 형성하기 위해 서로 마주한다. 상기 빔 사이의 경계는 래핑될 수 있다. 통로 604, 606 608은 빔의 전체 무게를 최소화할 뿐만 아니라 공기와 진공의 이송을 위해 포함된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 비접촉 선형 센서 300 또는 302는 상기 패널의 최상면에 대해 일정한 높이 320에서 평면 패널 10 위를 비행한다. 비행 높이의 균일성을 위해 설계된 종래의 가스 베어링 기술은 요구되는 스캔 속도에서 정확한 간격 허용 오차를 유지하기에는 응답 시간이 너무 느린 경우가 많다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 테스트 대상인 패널 위에서의 스캔 센서의 높이를 제어하는 시스템 및 방법이 제공된다.
도 7A는 본 발명의 일 실시예에 의한, 선형 스캔 센서의 비행 높이를 제어하는 비행 제어 장치 700의 사시도이다. 도 7B는 비행 제어 장치 700의 배면 사시도이다. 도 7C는 장치 700의 단면도이다. 도 7A 및 7B를 함께 참조하면, 상기 선형 스캔 센서의 위치 결정은 니들 밸브(needle valve) 704의 공기 유입구 702로 공급된 압축 공기에 의해 구동된다. 상기 스캔 센서 240은, 연결구(link) 706 및 공압 구동기(pneumatic actuator) 710에 의해 위치가 제어되는 굽힘 지지 막대(flexure support rod) 708을 사용하여 상기 유리판으로부터 예를 들면 수백 마이크론 위에 실질적으로 고정된다. 만곡부 712는 상기 스캔 센서 240이 상기 패널에 수직인 방향으로만 움직일 것을 보장한다. 상기 스캔 센서 240의 각 단부가 공압 구동기 710 중 하나에 의해 구동됨으로써 상기 센서 240의 길이 방향을 따라서 간격 높이를 제어한다. 상기 스캔 센서는 그 길이 방향을 따라서 약간 기울어 질 수 있고 상기 패널과 평행을 유지하기 위해 상기 패널을 향해서 또는 반대로 움직일 수 있다. 공압 구동기 710에 의해 구동되는 연결구 706은 상기 스캔 센서의 각 단부에 부착되고, 다이아프램(diaphragm)의 움직임(도 7의 가로 방향)을 상기 지지 막대 708 및 센서 240의 Z축 방향으로의 움직임으로 변환함으로써 상기 스캔 센서로부터 상기 패널까지의 정확한 센서 거리와 평행을 유지한다.
각각의 거리 센서 튜브 714는 상기 센서가 상기 패널에 가깝게 이동함에 따라 상기 센서로부터의 공기 압력과 유동이 증가하도록 구성된다. 상기 거리 센서 714는 공기가 관통하는 단순한 튜브이다. 연결 공기 튜브 716 내의 압력은 상기 거리 센서의 개구가 상기 패널 표면에 가까워지고 공기의 흐름을 방해함에 따라 증가한다. 상기 거리 센서 714로부터의 압력은 상기 연결 공기 튜브 716을 통해 공압 구동기 710에 전달된다.
상기 스캔 센서의 위치 또는 간격의 결정은 상기 거리 센서 714로부터 튜브 716을 통해 공압 구동기 710으로 역공급되는 압력을 사용하여 이루어진다. 상기 거리 센서가 패널에 가까워짐에 따라 상기 거리 센서의 공기 압력이 증가하면, 상기 공압 구동기가 팽창하여 상기 스캔 센서를 상기 패널로부터 멀어지도록 밀어낸다. 상기 스캔 센서의 각 단부가 상기 패널을 향하도록 하기 위해 미리 압축된 스프링 718이 사용된다. 상기 간격 결정 기능은 패널을 향해 상기 센서를 누르는 상기 압축 스프링과 상기 스캔 센서의 단부를 상기 패널로부터 멀어지도록 밀어내는 공압 구동기의 힘 사이의 균형이다. 1 마이크로미터를 이동하기 위한 상기 구동기와 거리 센서 서브시스템의 힘은 매우 높게 설정되고, 이에 따라 상기 폐루프 시스템이 기계 부품들의 이력 현상(hysteresis)과 마찰을 극복하기에 적절한 강도를 전달하기 때문에 반복성이 향상된다.
상기 패널과 스캔 센서 사이의 간격은 상기 니들 밸브 704로의 유입 압력의 변경, 그리고 이에 따른 상기 거리 센서를 통해서 흐르는 공기양의 변경에 의해 조정된다. 또는, 상기 간격을 변경시키기 위해 상기 니들 밸브가 조정될 수도 있다. 시간이 지나도 간격이 일정하게 유지되도록 공기 공급 압력은 수 파운드/제곱인치(psi) 내로 일정하게 유지될 필요가 있다. 응답 시간은 상기 거리 센서 간격의 변화에 의해 생성된 압력파(pressure wave)의 속도에 의해 제한된다. 상기 압력파는 상기 연결 공기 튜브를 통해 음속으로 이동한다. 상기 연결 공기 튜브를 짧게 함으로써 상기 응답 시간을 최소화할 수 있다.
대형 평면 패널의 폭 전체에 도달하기 위해서는 다수의 선형 스캔 센서들이 필요할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예는 도 3B에 도시된 선형 어레이 310을 형성 하는데 40개의 선형 스캔 센서 302를 사용할 수 있다. 선형 스캔 센서 302는 서로에 대해 교정(calibration)된다. 이러한 교정은, 예를 들면, 미합중국 특허출원 제60/862,372호에 개시된 것과 같은 선형 스캔 센서 조립체 상에서의 국부적인 높이/간격 감지를 사용하여 이루어진다. 각각의 선형 스캔 센서 조립체의 단부에 높이/간격 검출기를 포함하고 선형 스캔 센서당 두 개의 비행 제어 장치(도 7A 내지 7C에 도시됨)를 채용하면, 상기 단부의 높이/간격 센서에 의한 측정과 상기 비행 제어 장치로의 피드백을 통해 센서가 평면을 벗어날 정도로 기울어지는 것을 막을 수 있다. 상기 척의 에지에 뚜렷한 패턴을 갖는 스트립 형태의 물질을 삽입하고 오프셋(offset)을 측정 및 교정함으로써, 센서 조립체들 간의 평면 내(x, y, 회전) 정렬이 이루어질 수도 있다.
공압 센서 및 구동기는 패널의 기하학적 프로파일을 정확히 추종할 수 있지만, 응답 시간 및 50㎐를 넘는 일반적인 대역폭은 상기 선형 스캔 센서로부터 양질의 이미지를 제공하기에 적절치 않을 수 있고 100㎐ 이상의 대역폭이 요구될 수도 있다. 보이스 코일(voice coil)의 제어 특성은 잘 알려져 있고, 보이스 코일의 설계에 의해서 요구되는 응답 및 대역폭을 제공할 수 있고 이에 따라 상기 선형 스캔 센서로부터 양질의 데이터를 얻을 수 있다. 그러나, 보이스 코일의 전원이 끊기면 상기 센서가 패널로 추락할 수 있다. 이러한 결점은 전원 차단 상태에서 상기 코일이 상승할 수 있도록 상기 코일에 미리 부하를 가함으로써 극복될 수 있지만, 이러한 부하를 상쇄하기 위해서는 상기 코일에 계속하여 에너지가 인가되어야 하고 이에 따라 시스템에 불필요한 열이 가해진다. 또한, 안전하게 상기 패널에 개입하 도록 상기 보이스 코일을 안내할 수 있는 공지의 전자 센서가 존재하지 않는 경우와 같이 상기 패널에 처음으로 개입할 때는 보이스 코일을 제어하기 어렵다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 비행 제어 장치가 공압 센서 및 보이스 코일을 포함한다. 도 8A 및 8B는 본 발명의 일 실시예에 의한, 비행 제어 장치 800의 사시도 및 단면도이다. 비행 제어 장치 800은 공압 구동기 710 및 보이스 코일 812를 포함하는 것으로 도시된다. 공압 구동기 710은 연결구 706으로 하여금, 부재 806 주위를 회전하고 센서 탑재 막대 808 및 선형 스캔 센서 240을 Z 방향으로 움직이게 한다. 도 8A 및 8B에 도시된 실시예에서 보이스 코일 812는 상기 탑재 막대 808을 둘러싼다. 미리 부하가 가해진 스프링 810이 포함될 수도 있다. 상기 공압 센서 및 구동기는 30㎛보다 큰 간격으로 패널의 표면과 무관하게 상기 패널의 외곽을 정확히 감지하고 추종할 수 있고 튼튼한 플랫폼을 제공할 수 있기 때문에, 상기 공압 센서 및 구동기는 상기 선형 센서의 비행 높이보다 조금 더 낮은 높이로 미리 정해진 설정 지점에서 안전하게 패널에 개입할 수 있다. 상기 보이스 코일이 상기 패널에 개입하면, 상기 보이스 코일이 구동되어 상기 선형 스캔 센서를 요구되는 비행 높이까지 추가적으로 들어올리고 비행 기능을 담당한다. 상기 선형 스캔 센서가 상기 공압 센서 및 구동기의 상기 설정 지점을 지나도록 상승되면, 상기 구동기 내의 압력이 감소하고 자동으로 비행 기능이 해제된다. 보이스 코일 구동기가 개입하게 되면, 상기 비행 제어 장치가 양질의 이미지를 얻기 위해 요구되는 대역폭에서 동작한다. 보이스 코일이 고장(예를 들어, 전력, 센서 또는 전자 제품의 고장에 기인함)을 일으킨 경우, 상기 선형 스캔 센서가 상기 패널을 향해 떨어 지고 상기 공압 구동기 내에서 압력이 상승하게 되며, 이에 따라 자동으로 공압 구동기가 다시 선형 스캔 센서에 개입하고 비행 기능을 담당하게 된다. 이에 따라, 상기 선형 스캔 센서는 상기 공압 센서 및 구동기의 설정 지점에 안전하게 고정된다.
일부 실시예에서, 공압 센서 및 보이스 코일을 포함하는 비행 제어 장치는 피드백 제어를 더 포함할 수 있다. 상기 공압 센서는 표면 특성(예를 들어, 도전성, 반사성)에 관계없이 정확히 외곽을 추종하기 때문에, 광학적 변위 센서 820 또는 상기 선형 스캔 센서 자체에 내장된 높이 센서 회로와 같은 전자 센서가 비행 높이의 변화를 검출하기 위해 사용될 수 있다. 상기 전자 센서의 출력 신호는 비행 높이를 조정하는 상기 보이스 코일에 공급될 수 있고, 이로써 서보 피드백 루프(servo feedback loop)가 완성된다. 상기 패널 전체(회로가 있는 구역 및 없는 구역)에 도달할 것을 보장하기 위해서, 일 실시예에서는 광학 센서를 사용하여 비행 높이를 유지할 수 있다. 다른 실시예에서는, 내부 전기 용량을 기초로 한 높이 센서가 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 상기 높이를 감지하고 피드백 신호를 제공하기 위해 광학적 감지 및 용량성 감지의 조합이 사용될 수 있다.
압전(piezo) 구동을 사용하여 스캔 센서의 비행 높이를 설정하고 유지할 수 있다. 압전 스택(piezo stack)의 성능과 제어 특성은 잘 알려져 있고 이상적인 조건에서의 압전 구동기는 상기 선형 스캔 센서로부터 데이터를 취득하기 위해 요구되는 응답과 대역폭을 제공할 수 있다. 그러나, 압전 구동기의 물리적 크기는 행정 거리에 비해 너무 크다. 따라서, 상기 선형 스캔 센서의 필요한 동작 범위를 제공하기 위해서는 상대적으로 큰 압전 스택이 필요하게 된다. 평면 패널의 폭 전체에 걸쳐 연장되도록, 예를 들어 30 내지 40개의 짧은 단위 부품들이 결합되고 정렬된 매우 긴 스캔 센서에 대해서는, 특히 강도가 높고, 이에 따라 크고 무거운 지지 구조물이 필요하게 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 비행 제어 장치는 공압 센서 및 압전 스택을 포함한다. 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 비행 제어 장치 900의 사시도이다. 비행 제어 장치의 실시예 900은 두 개의 공압 센서 710을 포함하는 것으로 도시되고, 각각의 공압 센서는 대응하는 압전 구동기 902 및 상기 선형 스캔 센서 240의 일단(一端)에 부착되는 페이로드(payload) 지지 막대 904를 포함한다. 상기 압전 구동기 902의 각각은 공압 구동기 710에 연결되어 요구되는 이동 범위를 현저히 감소시킨다. 상기 선형 스캔 센서 조립체의 각 단부에는 공압 센서 714 및 선택적인 광학적 변위 센서가 존재한다. 또는, 상기 선형 스캔 센서가 내장된 높이 감지 회로를 포함할 수도 있다. 상기 비행 제어 장치 900은 Z 방향의 움직임을 제한하기 위해 몇 개의 만곡부를 포함한다. 상기 공압 센서 및 구동기는 패널 표면의 특성과 무관하게 필요한 비행 높이에서 상기 패널의 프로파일을 정확히 감지하고 추종할 수 있고 튼튼하고 안정된 플랫폼을 제공한다. 상기 비행 제어 장치의 실시예 900은 상기 선형 스캔 센서에 의해 양질의 이미지를 얻을 것을 보장하기 위해 요구되는 응답 시간 및 대역폭을 성취할 수 있다. 전체 패키지는 충분히 작을 수 있고 스캔 센서의 조립체는 크기와 가격의 양면에서 적합한 지지 빔에 의해 수용될 수 있다.
일부 실시예에서는, 공압 센서 및 압전 스택을 포함하는 비행 제어 장치가 피드백 제어를 또한 포함한다. 상기 공압 센서는 표면 특성(예를 들어, 도전성, 반사성)에 관계없이 정확히 외곽을 추종할 수 있기 때문에, 광학적 변위 센서 906 또는 상기 선형 스캔 센서 자체에 내장된 높이 센서 회로와 같은 전자 센서가 비행 높이의 변화를 검출하기 위해 사용될 수 있다. 상기 전자 센서의 출력 신호는 비행 높이를 조정하는 상기 압전 구동기에 공급될 수 있고, 이로써 서보 피드백 루프가 완성된다. 상기 패널 전체(회로가 있는 구역 및 없는 구역)에 도달할 것을 보장하기 위해, 일 실시예에서는 비행 높이를 유지하기 위해 광학 센서만이 사용될 수 있다. 다른 실시예에서는, 내부 전기 용량을 기초로 한 높이 센서를 포함하는 광학 센서가 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 상기 높이를 감지하고 피드백 신호를 제공하기 위해 광학적 감지 및 용량성 감지의 조합이 사용될 수 있다.
상기 평면 패널은 상기 선형 스캔 센서에 대해 정확히 정렬되어야 하고, 그 범위는 일반적으로 적어도 +/-50 마이크로라디안(회전), 적어도 +/-175 마이크론(병진; translation) 내이다. TFT 유리를 척에 장착하는 로봇의 반복가능성은 일반적으로 X 또는 Y의 어느 한 방향으로 +/-2㎜이다. 유리는 로봇에 의해 척 위의 공기 쿠션 상에 위치되기 때문에, +/-5㎜의 위치 요건은 상기 유리의 움직임의 가능한 편차를 허용한다. 로봇에 의한 각방향의 잘못된 위치 결정의 최대값은 일반적으로 θmax=sin-1(10/3200) 즉 3 밀리라디안이 될 수 있다. 회전 또는 선형 정렬을 위한 일반적인 요건을 만족하기 위해, 유리를 정렬하는 방법은 상기 유리판을, 예를 들어, 회전 방향으로 적어도 3 밀리라디안 내지 50 마이크로라디안을 교정할 수 있어야 하고 선형으로는, 예를 들어, 5㎜ 내지 0.35㎜를 교정할 수 있어야 한다.
유리판은 면적이 상대적으로 매우 크지만(한 변이 수 미터) 상대적으로 매우 얇다(0.5㎜ 내지 1㎜). 패널을 정렬하는 방법의 하나는 도 10에 도시된 것과 같은 스크러버를 사용하여 패널의 에지를 밀어서 패널을 정렬하는 것인데, 이 방법은 이전 세대의 유리 패널에서 자주 사용된 것이다. 스크러버는 축 1020을 중심으로 선회하는 회전 암 1004와 상기 유리판 10의 최상면과 나란히 또는 그 조금 위에서 연장되는 핀 1006을 포함한다. 상기 스크러버의 움직임은 공압식으로 또는 모터(도시되지 않음)에 의해 구동될 수 있다. 일반적으로 유리의 네 개의 에지를 따라 위치될 수 있는 스크러버의 도달 범위 밖으로 상기 유리가 움직이지 않을 것을 보장하기 위해 고정된 뱅킹 핀(banking pin) 1008이 제공될 수 있다. 패널의 파손을 막기 위해, 상기 스크러버로부터의 횡력(side force)은 부드럽게 인가되어야 할 수도 있고, 따라서 상기 패널의 완전한 정렬을 위해서는 느리게 이동하여야 할 수도 있으며, 이에 따라 공정 소요 시간의 조건에 의해 허용되는 것보다 긴 시간이 걸릴 수 있다. 그러나, 상기 스크러버의 동작은 토크(torque)를 체크하고 피드백할 수 있는 서보 모터를 사용하여 상기 스크러버를 구동함으로써 또는 이하에서 논의되는 바와 같이 시각적 피드백을 사용함으로써 제어될 수 있다.
스크러버를 사용하여 상기 패널의 에지를 밀거나 조금씩 움직이는 것과 다른 방법은, 패널의 평평한 표면 중 하나를 포착해서 패널을 이동시키는 것이다. 상기 패널의 최상면은 접촉되어서는 안 되는, TFT 회로 또는 테스트나 검사 대상인 다른 구조 또는 기술구성을 포함하는 반면, 바닥면은 물리적 접촉이 가능하다. 상기 패널의 바닥면을 포착하기 위한 디바이스는 상기 패널을 지지하는 척을 반드시 통과해야 한다. 일반적으로, 포착은 피시험 기판의 오염을 최소화하기 위해 진공 패드를 사용하여 행해진다. 미합중국 특허출원 제11/389,556호에 개시된 바와 같이, 상기 패널을 회전 방향으로 또는 선형으로 정렬하기 위해 척을 통과하는 그리퍼를 배치하는 방식은 여러 가지가 가능하다. 일 실시예에서는, 대각선으로 두 개의 그리퍼가 배치된다. 다른 실시예에서는, 도 11에 도시된 바와 같이, 네 개의 그리퍼들이 직사각형 패턴으로 배치된다. 도 11에서, "M"은 "마스터" 또는 구동 유닛을 가리키고, "S"는 "슬레이브" 또는 추종(following) 유닛을 가리킨다.
상기 척 통과 그리퍼 방식 또는 스크러버 정렬 방식은 미합중국 특허출원 제11/486,206호에 개시된 선형 어레이 센서와 같은 에지 검출기와 함께 사용될 수 있고, 상기 선형 어레이 센서는 위치에 대한 피드백을 제공하여 상기 그리퍼에 의한 정렬을 가능하게 할 수 있다. 도 11A는 세 개의 선형 어레이 센서 1110의 가능한 배치를 도시한다. 선형 어레이 센서들은 실질적으로 62.5㎛인 화소 간격을 가질 수 있고, 따라서, 상기 센서의 해상도가 +/-1 화소이면 125㎛의 병진 해상도 및 37.5 마이크로라디안의 회전 해상도가 가능하다. 따라서, 에지 검출 선형 어레이 센서는 척 통과 그리퍼 조립체에 충분한 피드백을 제공할 수 있고 요구되는 회전 및 병진 정렬 요건을 만족시킬 수 있다.
상기 척 통과 그리퍼 조립체 또는 스크러버 정렬 방식은 또한, 상기 패널의 위치 및 정렬을 피드백하기 위한 영상 시스템과 함께 사용될 수 있다. 도 11B에 도시된 바와 같이, TFT 유리 기판은 각각의 패널의 각 모서리에 식각된 정렬 기점 마크(alignment fiducial mark) 1202를 갖는다. 상기 유리 기판 기점 마크는 상기 패널의 움직임을 검출하기에 충분한 시야(視野)를 갖는 영상 시스템을 사용하여 검출될 수 있다. 그리퍼 제어 시스템으로의 병진 및 회전 방향의 피드백 에러를 측정하기 위해 두 개의 영상 센서가 유리의 반대편 모서리에 배치될 수 있다.
피시험 패널에 프로브 헤드를 사용해서 전기 신호들이 인가되는 경우가 많다. 상기 프로브 헤드는 일반적으로 패널의 일 단부 또는 일 측부에서 상기 패널과 접촉하기 위해 하강하고, 테스트 또는 센서 헤드가 해당 패널을 횡단하거나 스캐닝하는 동안 전기 테스트 신호를 인가한다. 상기 패널 상의 프로브 패드는 활성 구역에 매우 인접하여 배치되기 때문에, 테스트 중에는 상기 테스트 헤드와 프로브 헤드가 교차해서는 안 된다. 상기 프로브 헤드는 상기 패널 상의 패드와 물리적으로 접촉해야 하고, 상기 테스트 헤드는 상기 패널의 활성 구역과 상당히 인접하되 접촉해서는 안 된다. 활성 구역으로부터 프로브 패드까지의 거리는 5㎜ 정도일 수 있다. 공지의 해법은, 프로브 헤드에 캔틸레버 빔(cantilevered beam)을 사용하여 상기 프로브가 상기 패드와 물리적으로 접촉하도록 하는 동시에 프로브 바의 단단하고 부피가 큰 부분이 물리적 간섭을 받지 않도록 하는 것이다. 어떤 경우에는, 상기 테스트 헤드가 다음 사이트로 이동하기 위해 프로브 빔 위를 지나갈 수 있고 또는 상기 테스트 헤드가 이동한 다음 프로빙(probing) 위치로 돌아올 동안 상기 프로브 빔이 처음으로 경로 밖으로 이동할 수도 있다.
상기 테스트 시스템을 통한 패널의 전체 처리량은 가능한 높아야 한다. 상기 테스트 헤드와 프로브 헤드가 충돌없이 함께 작업하는 경우, 각각을 테스트 위치로 이동시키는데 필요한 시간이 전체 처리량에 영향을 주기도 한다. 이러한 중단 시간은 비용이며 제조 장치에 바람직하지 않다. 따라서, 본 발명의 연속 스캐닝 시스템이 해결할 과제는, 센서 헤드와 프로브 헤드 간의 긴밀한 인접성, 피시험 패널에 대한 프로브 헤드의 신뢰성있는 접촉, 그리고 패널 테스트의 높은 처리량에 대한 요구의 조합이다.
연속적으로 스캔하는 선형 센서 및 테스트 헤드가 연속적 스캐닝과 양립가능한 프로빙을 요구하는 반면, 스텝-안정 센서 및 테스트 헤드는 이차원 이미지를 수집하기 위해 한 위치에 머물렀다가 다음 위치로 이동한다. 연속 스캐닝 시스템의 경우, 테스트 헤드를 상승시켜 프로브 위로 이동시키는 것은 장비의 정상적인 테스트 흐름을 방해하고 시간을 소모시킬 것이다. 이와 달리, 만약 선형 테스트 센서가 계속 이동하고 프로브 헤드가 잠시 들어올려져 스캐닝 헤드의 경로 밖으로 이동된다면, 이 시간 동안 패널은 구동 신호를 놓치고 테스트 데이터가 수집되지 못하게 된다.
본 발명은 동일한 작업을 수행하는 하나의 바(bar)에 존재하는 물리적 설계 및 처리량에 대한 다수의 제약을 극복한다. 본 발명은 서로 다른 일련의 작업들을 제공하고 각각이 서로 다른 프로브 바 또는 센서 헤드를 이송하는 다수의 기중 장치를 사용하는데, 도 12 및 13의 예시적인 실시예는 각각이 프로브 바 260 및 250을 이송하는 두 개의 기중 장치 204 및 210과 센서 헤드 240을 이송하는 기중 장치 202를 사용하는 것으로 도시된다. 도 12와 비교할 때, 도 13에서 기중 장치 202의 위치는 기중 장치 204 및 210에 대하여 이동하는 것으로 도시된다. 도 2, 13 및 14를 참조하면, 기중 장치 204 및 210은 시스템의 폭에 걸쳐 연장되고 레일 232 및 234를 따라서 주행하며, 선형 센서 헤드 202 또한 상기 시스템의 폭에 걸쳐 연장되고 레일 230을 따라서 주행한다. 유리 기판 10은 패널 1300을 포함한다.
도 14는 프로브 바 260, 250과 센서 헤드 240을 동작시키는데 사용되는 단계들의 흐름도이다. 시작 단계 1402에서, 인피드(in-feed) 프로브 바(PBI) 210은 유리 10에 연결되지 않는 한편, 아웃피드(out-feed) 프로브 바(PBO) 204는 패널 1300의 첫 번째 줄의 배출단(out-feed end)에 위치한다. 상기 PBO는 상기 패널 위로 하강하고(단계 1404) 전기 구동이 인가된다(단계 1406). 선형 센서 헤드 202는 패널의 상기 첫 번째 줄의 스캔을 시작한다(단계 1408). 선형 센서 헤드가 상기 PBI 210으로부터 너무 멀 때, 상기 PBI는 적절한 위치로 이동하여 패널을 향해 하강한다(단계 1410 및 1412). 데이터 수집의 재생(refresh) 시간 동안, 구동 신호를 인가할 책임이 PBO로부터 PBI로 전환된다(단계 1414). 이러한 전환 중에 선형 센서 헤드 202는 스캔을 계속한다. 상기 PBO는 상기 패널로부터 분리되고 다음 패널의 배출단을 향해서 배출 방향으로 이동하며 상기 다음 패널에 부착된다(단계 1416 내지 1420). 선형 센서 헤드 202는 PBO의 이러한 동작 중에도 스캔을 계속한다. 상기 선형 센서 헤드가 상기 다음 패널에 도달하기 직전에, 구동 신호를 인가할 책임이 PBI로부터 PBO로 전환된다(단계 1422). 상기 선형 센서 헤드는 PBO에 의해 에너지가 인가된 해당 다음 패널 상에서 동작한다. 상기 PBI가 상승하여 다음 위치 로 이동하고(단계 1424 내지 1426) PBO와 PBI 간의 이동 과정은 모든 유리판이 스캔 될 때까지 계속된다. 상기 유리판의 처리가 완결되면, 상기 PBO, PBI는 각각 상기 유리판을 방해하지 않도록 상승하고 상기 유리판을 제거할 수 있도록 상기 PBO, PBI 및 선형 센서 헤드는 각각의 안전 위치로 이동한다(단계 1430 내지 1434).
도 14의 일련의 동작을 성공적으로 구현하기 위해서는, 인피드 또는 아웃피드측 패드의 어느 하나에 의해 패널 전체가 구동되도록 하는 여유분의 쇼팅(shorting) 바 패드를 갖도록 상기 패널을 설계할 필요가 있다. 또한, 상기 시스템의 설계는 각각의 프로브 바(헤드)가 상기 패널 전체의 패턴을 구동할 수 있을 것과 상기 전자 구동 부품이 두 개의 프로브 헤드 간의 제어의 동적 전환을 지원할 수 있을 것을 요구한다. 이와 같은 제어의 전환은 일반적으로, 어떤 측정도 행해지지 않는 패널의 재생 시간 중에 완성될 수 있다.
상기 일련의 동작 및 프로브 바와 센서/테스트 헤드의 정렬은 패널로 인가된 테스트 신호에 의한 연속 스캔 테스트를 언제나 허용한다. 각각의 프로브 헤드는 패널 전체에 걸쳐서 패널 구동의 역할을 순차적으로 전환한다. 이는 스캐닝 테스트 헤드가 프로브 헤드의 재배치를 기다리지 않도록 하기 때문에 상기 헤드의 처리량이 최대가 되도록 한다.
본 발명은 또한 상기 패널의 활성 구역에 대한 패드 배치의 유연성을 제공한다. 상기 센서 및 테스트 헤드는 구동 프로브 헤드에 가깝게 위치하지 않기 때문에, 상기 패널의 행과 열의 에지 주위에는 물리적 외장(外裝) 또는 처리량에 영향 을 주지 않으면서 프로브 패드를 포함할 수 있는 상대적으로 큰 구역이 존재한다.
연속 스캐닝 시스템에 있어서 프로브 바와 선형 센서/테스트 헤드의 상기 일련의 동작들을 지원하는 하드웨어 실시예는 도 2 및 15에 202, 204 및 210으로 표시된 세 개의 기중 장치를 포함할 수 있다. 전방 기중 장치 204는 전방 프로브 바 260을, 중앙 기중 장치 202는 선형 센서/테스트 헤드 영상 디바이스 240을, 후방 기중 장치 210은 후방 프로브 바 250을 이송한다. 일 실시예에서는, 각각의 기중 장치는, 도 2에서 230, 232 및 234로 표시되고 본 명세서에서 레일이라고도 불리는 자석 트랙 및 엔코더 스케일(encoder scale)을 포함한다. 도 15에 도시된 다른 실시예 1500은 비용을 절약하기 위해 세 개의 기중 장치 204, 202 및 210이 동일한 자석 트랙 및 엔코더 스케일을 공유한다. 도 15에 도시된 실시예에서, 스테이지의 전방 및 후방은 패널을 탑재하고 제거하는 동안 상기 기중 장치들을 정차시키기 위해 약간의 여유 길이를 갖는다. 도 15의 구성은 인라인 용도를 위한 컨베이어식 탑재 및 제거 동작에 적합하다.
본 발명은 강도가 충분하고 처짐이 최소인 선형 센서용 기중 크로스 빔(gantry cross-beam)을 포함한다. 상기 크로스 빔의 폭(X 방향)은 로봇에 의한 탑재 및 제거 동작 중에 유리 기판을 간섭하지 않기 위해, 그리고 프로브 바의 축을 간섭하지 않기 위해 요구되는, 상기 기중 장치의 양단부의 거리에 의해 정해진다.
로봇 암 작동기가 척에 유리를 배치하고 척으로부터 유리를 제거하도록 하는 동시에 Y 방향으로의 시스템의 최단 거리를 얻고 이로써 공간 점유를 최소화하기 위해, 상기 센서 기중 장치와 프로브 바 기중 장치의 모두 또는 어느 하나는 Z 방향으로도 움직이도록 구성될 수 있다. 본 발명은 도 2에 도시되고 도 16A 및 16B에 보다 상세히 도시된 싱킹(sinking) 프로브 바를 제공한다. 이에 따라, 프로브 바 250 및 210은 시스템 200의 전방 또는 후방을 향해 이동하고 필요한 경우 Z 방향으로 척 206과 유리 10의 아래까지 하강하도록 설계된다. 특히, 상기 프로브 바 250 및 260은, 센서 기중 장치 202가 척 전체에 걸쳐 계속 이동하고 프로브 바 축의 바로 위에 정차하도록 하기 위해 하강할 수도 있다.
도 16A는 시스템 200의 일부분의 측면도이고, 싱킹 프로브 바가 척 206에 대해서는 상승 위치에, 센서 기중 장치와는 같은 높이에 위치해 있는 것을 도시한다. 도 16B는 도 16A의 측면도에 대응하는 시스템 200의 평면도이다. 도 16C는 시스템 200의 일부분의 측면도이고, 척 206에 대해 하강 위치에 있는 싱킹 프로브 바와 함께 프로브 바를 완전히 지나간 센서 기중 장치를 도시한다. 도 16D는 도 16C의 측면도에 대응하는 시스템 200의 평면도이다.
도 16A 및 16C를 참조하면, 본 발명의 연속 선형 스캐닝 시스템은 프로브 바 기중 장치의 각각의 단부에 적재된 두 개의 공기 실린더를 포함하는 것으로 도시된다. 싱킹 프로브 바의 상부 공기 실린더 222는 작은 행정을 갖고, 상하로 이동하여 결함 검출을 위한 패널의 정렬을 위하여 유리 기판 상의 패드를 문지르거나 상기 패드에 접촉한다. 하부 공기 실린더 220은 프로브 바 260을 상하로 이동시키는 연장된 행정을 갖고, 특히, 척 아래로 프로브 바 260를 이동시켜 유리 10을 시스템 내외로 이송하는 로봇 말단작동기(end-effector, 도시되지 않음)가 상기 전방 프로 브 바 위로 지나갈 수 있도록 한다. 이렇게 해서 상기 공기 실린더들은 프로브 바 260 및 250이 나란히 위치하지 않도록 하고 그 결과 Y 방향으로의 스테이지의 길이를 최소화할 수 있다.
10세대 연속 스캔 시스템의 외부 치수는 4m×4m 정도이다. 이러한 점유 공간은 가장 큰 비행기(예를 들어, 보잉 747)의 화물칸에 들어갈 수 있는 운송 컨테이너의 최대 크기를 초과한다. 따라서, 운송 컨테이너에 맞추기 위해서는, 기중 장치의 스테이지를 최소한 두 개로 분리해야 한다. 하나의 실시예가 도 17에 도시된다. 이 예에서, 전방부는 하부 프레임과 기부 208, 척 206의 1/3, 전방 프로브 바 기중 장치 204 및 센서 기중 장치 202를 포함할 수 있다. 후방부는 하부 프레임과 기부 208, 척 206의 1/3 및 후방 프로브 바를 포함할 수 있다. 상기 두 부분은, 고객 측에서 이들을 조립하는 동안 주행 거리의 기록과 정렬을 용이하게 하는 기록 핀(registration pin)과 구멍을 포함할 수 있다. 모듈형의 상기 두 부분은 각각 보잉 747 화물기의 화물 공간에 들어갈 수 있을 것이다. 도 17은 화강암으로 된 시스템을 도시한다. 강철 프레임의 시스템 또한 운송을 위해 모듈형으로 분리될 수 있다.
비정질 실리콘과 다른 감광성 패널 결함을 검출하기 위해, 전방 표면이 조사(照射)될 수 있다. 또는, 척이 유리와 같은 투명한 물질로 이루어지고 그 배면을 통해 조사가 행해질 수도 있다. 어느 경우에나, 본 발명은 비정질 실리콘과 같이, 빛(470㎚와 같은 단파장)에 노출되었을 때 저항이 변하고 구동 전압이 인가되면 빛이 없을 때와 비교해 명암이 강한 신호를 만들어 내는 감광성 결함을, 관찰 또는 테스트하도록 구성된다.
결함 관찰 카메라(defection review camera; DRC), 광학 카메라 독출기(optical camera reader; OCR)과 정렬 광학 시스템 카메라(alignment optical system camera; AOS)와 같은 검사 카메라와 함께 센서 이송 기중 장치가 제공되면, 통합된 광학적 검사 기능을 갖는 선형 스캔 용량 센서 조립체를 포함하는 비접촉 스캐닝 테스트 시스템을 만들 수 있다. 또는, 스캐닝 센서가 주어진 해상도를 갖는 광학 센서일 수도 있고 더 높은 해상도를 갖는 추가적인 검사 카메라가 관찰을 위해 사용될 수도 있다. 또 다른 실시예는 비접촉 선형 용량 센서와 선형 광학 센서를 스캐닝 시스템 상의 동일한 또는 서로 다른 기중 장치 상에 결합할 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 예시적이며 발명의 권리범위를 제한하지 않는다. 본 발명의 다양한 변형 및 등가물이 가능하다. 본 발명은 TFT/LCD 패널, OLED 기반의 TFT 패널, 태양 전지 패널 및 다른 평평한 중간품의 플레이트에 대한 높은 처리량의 테스트에 적용 가능하다. 다른 추가, 제거 또는 변경이 본 발명의 개시 내용에 비추어 자명하고 이들은 첨부된 청구범위의 영역에 속한다.
Claims (22)
- 복수의 화소(pixel)를 갖는 평면 중간품(media)을 전체적으로 연속 선형 스캔하기 위한 시스템에 있어서,상기 평면 중간품을 지지하는 척(chuck);상기 평면 중간품의 폭에 걸쳐 나열되는 비접촉 센서들의 선형 어레이를 하나 이상 포함하고 상기 평면 중간품의 길이 전체에 걸쳐 이동하는 제1 기중 장치;상기 평면 중간품의 폭에 걸쳐 연장되고 제1 전기 신호를 상기 평면 중간품에 인가하는 제1 프로브 헤드(probe head)를 포함하는 제2 기중 장치; 및상기 평면 중간품의 폭에 걸쳐 연장되고 제2 전기 신호를 상기 평면 중간품에 인가하는 제2 프로브 헤드(probe head)를 포함하는 제3 기중 장치를 포함하되,상기 제1 프로브 헤드는, 상기 제1 기중 장치가 움직이는 동안 상기 평면 중간품의 표면에 수직인 방향을 따라 움직일 수 있고,상기 제2 프로브 헤드는, 상기 제1 기중 장치가 움직이는 동안 상기 평면 중간품의 표면에 수직인 방향을 따라 움직일 수 있는 연속 선형 스캔 시스템.
- 제1항에 있어서,비행 제어 장치를 더 포함하되,상기 비행 제어 장치는,구동기; 및상기 구동기와 통신하고, 상기 비접촉 센서들의 선형 어레이와 상기 평면 중간품 간의 거리를 미리 정의된 범위 내로 유지하는 피드백 제어 회로를 포함하는 연속 선형 스캔 시스템.
- 제2항에 있어서,상기 구동기는 하나 이상의 공압(pneumatic) 구동기를 포함하는 연속 선형 스캔 시스템.
- 제3항에 있어서,상기 구동기는 하나 이상의 보이스 코일(voice coil)을 더 포함하는 연속 선형 스캔 시스템.
- 제3항에 있어서,상기 구동기는 하나 이상의 압전(piezo electric) 구동기를 더 포함하는 연속 선형 스캔 시스템.
- 제2항에 있어서,상기 피드백 제어 회로는 상기 하나 이상의 비접촉 센서들의 선형 어레이와 통합되는 연속 선형 스캔 시스템.
- 제1항에 있어서,테스트 신호가 상기 평면 중간품에 연속적으로 인가되는 동안 상기 평면 중간품을 연속 스캔할 수 있도록, 상기 제1 및 제2 기중 장치의 동작을 제어하는 제어 회로를 더 포함하는 연속 선형 스캔 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 하나 이상의 비접촉 센서들의 선형 어레이는, 상기 평면 중간품의 폭 전체에 걸쳐 나열되도록 서로 연결되고 정렬된 선형 센서들의 조립체를 포함하는 연속 선형 스캔 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 제1 기중 장치는 상기 평면 중간품의 폭에 걸쳐 나열되는 비접촉 센서들의 제2 선형 어레이를 더 포함하는 연속 선형 스캔 시스템.
- 제9항에 있어서,상기 비접촉 센서들의 제2 선형 어레이는, 상기 평면 중간품의 폭 전체에 걸쳐 나열되도록 서로 연결되고 정렬된 선형 센서들의 조립체를 포함하는 연속 선형 스캔 시스템.
- 제1항에 있어서,제1 행정(stroke)을 갖고, 상기 제1 프로브 헤드에 위치된 복수의 프로브를 상기 평면 중간품 상에 위치된 복수의 패드와 접촉하거나 멀어지도록 이동시키는 제1 실린더; 및상기 제1 행정보다 더 큰 제2 행정을 갖고, 상기 제1 프로브 헤드를 상기 척의 최상면 아래로 이동시키는 제2 실린더를 포함하는 연속 선형 스캔 시스템.
- 복수의 화소를 갖는 평면 중간품을 전체적으로 연속 선형 스캔하는 방법에 있어서,상기 선형 스캔을 전체적으로 수행하는 중에 상기 평면 중간품을 지지하는 단계;상기 평면 중간품의 폭에 걸쳐 나열되는 비접촉 센서들의 선형 어레이를 하나 이상 포함하는 제1 기중 장치를 상기 평면 중간품의 길이 전체에 걸쳐 이동시키는 단계;상기 평면 중간품의 폭에 걸쳐 연장되고 제1 전기 신호를 상기 평면 중간품에 인가하는 제1 프로브 헤드를 포함하는 제2 기중 장치를, 상기 제1 기중 장치가 이동하는 동안 상기 평면 중간품의 표면에 수직인 방향으로 이동시키는 단계; 및상기 평면 중간품의 폭에 걸쳐 연장되고 제2 전기 신호를 상기 평면 중간품에 인가하는 제2 프로브 헤드를 포함하는 제3 기중 장치를, 상기 제1 기중 장치가 움직이는 동안 상기 평면 중간품의 표면에 수직인 방향으로 이동시키는 단계를 포함하는 연속 선형 스캔 방법.
- 제12항에 있어서,상기 비접촉 센서들의 선형 어레이와 상기 평면 중간품 간의 거리를 미리 정의된 범위 내로 유지하는 단계를 더 포함하는 연속 선형 스캔 방법.
- 제13항에 있어서,하나 이상의 구동기를 사용하여, 상기 비접촉 센서들의 선형 어레이와 상기 평면 중간품 간의 거리를 미리 정의된 범위 내로 유지하는 단계를 더 포함하는 연속 선형 스캔 방법.
- 제14항에 있어서,하나 이상의 구동기 및 하나 이상의 보이스 코일을 사용하여, 상기 비접촉 센서들의 선형 어레이와 상기 평면 중간품 간의 거리를 미리 정의된 범위 내로 유지하는 단계를 더 포함하는 연속 선형 스캔 방법.
- 제14항에 있어서,하나 이상의 구동기 및 하나 이상의 압전 디바이스를 사용하여, 상기 비접촉 센서들의 선형 어레이와 상기 평면 중간품 간의 거리를 미리 정의된 범위 내로 유지하는 단계를 더 포함하는 연속 선형 스캔 방법.
- 제13항에 있어서,피드백 제어 회로가 상기 하나 이상의 비접촉 센서들의 선형 어레이와 통합되고, 상기 피드백 제어 회로는 상기 비접촉 센서들의 선형 어레이와 상기 평면 중간품 간의 거리를 미리 정의된 범위 내로 유지시키는 연속 선형 스캔 방법.
- 제12항에 있어서,테스트 신호가 상기 평면 중간품에 연속적으로 인가되는 동안 상기 평면 중간품을 연속 스캔할 수 있도록, 상기 제1 및 제2 기중 장치의 동작을 제어하는 단계를 더 포함하는 연속 선형 스캔 방법.
- 제12항에 있어서,상기 하나 이상의 비접촉 센서들의 선형 어레이는, 상기 평면 중간품의 폭 전체에 걸쳐 나열되도록 서로 연결되고 정렬된 선형 센서들의 조립체를 포함하는 연속 선형 스캔 방법.
- 제12항에 있어서,상기 제1 기중 장치는 상기 평면 중간품의 폭에 걸쳐 나열되는 비접촉 센서들의 제2 선형 어레이를 더 포함하는 연속 선형 스캔 방법.
- 제20항에 있어서,상기 비접촉 센서들의 제2 선형 어레이는, 상기 평면 중간품의 폭 전체에 걸쳐 나열되도록 서로 연결되고 정렬된 선형 센서들의 조립체를 포함하는 연속 선형 스캔 방법.
- 제12항에 있어서,상기 제1 프로브 헤드에 위치된 복수의 프로브를 상기 평면 중간품 상에 위치된 복수의 패드와 접촉하거나 멀어지도록 이동시키는 단계; 및상기 평면 중간품을 지지하는 척의 최상면 아래로 상기 제1 프로브 헤드를 이동시키는 단계를 더 포함하는 연속 선형 스캔 방법.
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