KR101798268B1 - 기판들의 기공 크기들을 분석하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본원 발명은 유체들을 분리하도록 구성되고 서로로부터 분리된 적어도 2개의 표면들 즉, 제 1 및 제 2 표면을 가지는 기판 또는 기판들을 포함하는 디바이스의 기공 크기를 분석하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 상기 기판 또는 기판들을 포함하는 디바이스들은 기판을 통과하는 유체들을 위한 출구를 포함하고, 상기 시스템은 a) 제어된 크기의 입자들을 발생시킬 수 있는 입자 발생기(15); b) 상기 기판의 제 1 표면과 제 2 표면 사이에 압력차를 생성하기 위한 시스템(18); c) 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 빠져나가는 입자들을 조사(照射)하도록 구성된, 상기 기판의 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구로부터 이격된 광원(24); d) 상기 입자 발생기로부터 상기 기판의 제 1 표면까지의 폐쇄된 유동 경로; e) 상기 시스템 내의 적절한 위치에서 상기 기판 또는 디바이스를 유지하도록 구성된 기판 또는 디바이스 홀더(11); f) 하나 이상의 기준 이미지들을 포함한다. 또한, 기판들의 기공 크기들을 식별하기 위해서 시스템을 이용하는 방법이 개시된다.
Description
우선권 주장
본원은 전체가 본원에서 참조로 포함되는 2010년 10월 1일자로 출원된 미국 가출원 61/388,645로부터 우선권을 주장한다.
본원 발명은 미립자 물질을 격리시키기 위해서 또는 균일한 또는 지정된(specified) 기공 크기들을 가지는 배리어 필름들, 격막들 또는 필터들과 같은 배리어를 형성하기 위해서 이용되는 기판들을 식별(identifying)하는데 유용한 그리고 비파괴적 방식으로 기공 크기들을 추정(estimate)하는데 유용한 시스템 및 방법들에 관한 것이다.
유체들, 가스들, 빛(광), 및 고체들로부터 미립자 물질을 격리시키기 위해서 디자인된 기판들이 당업계에 잘 알려져 있다. 그러한 기판들의 종류(class)는 격막 시스템들이다. 전형적으로, 이러한 격막 시스템들은 유체로부터 미립자들 또는 고체들을 분리할 수 있거나 유체들의 혼합물들을 분리할 수 있는 배리어를 이용한다. 하나의 예에는, 염수(brackish) 또는 소금물(salt water)부터 염을 제거하도록 디자인된 역삼투성(reverse osmosis) 격막이 포함된다. 다른 예에는, 액체로부터 고분자량 유기 화합물들을 제거할 수 있는 한외 여과(ultrafiltration) 격막이 포함된다. 기판들의 다른 종류는 벽(wall) 유동 필터들이다. 전형적으로, 벽 유동 필터들은 세라믹을 기초로 하고 그리고 크기를 기초로 유체들로부터 미립자들을 분리한다. 벽 유동 필터의 일반적인 디자인은 일 방향으로 물품을 통해서 연장하는 유동 통로들을 가지는 성형된 세라믹 물품을 포함한다. 벽들 및 유동 통로들이 서로에 대해서 평행하게 배치되도록 그리고 벽들 및 통로들이 성형된 세라믹 물품을 통해서 연장하도록, 일반적으로 배열된 유동 통로들을 형성하는 일련의 벽들을 벽 유동 필터들이 일 방향으로 구비한다. 유동 통로들 및 벽들에 수직인 방향으로, 벽 유동 필터들은 일반적으로 일관된(consistent) 단면 형상을 나타낸다. 횡단면 형상은 벽 유동 필터의 의도된 용도에 적합한 임의 형상이 될 수 있다. 횡단면 형상이 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 다면체형(polyhedral)일 수 있고 또는 정사각형, 직사각형, 또는 다면체형 부분들의 조립에 의해서 형성되는 형상일 수 있다. 일부 실시예들에서, 벽 유동 필터들은 희망하는 횡-단면 형상을 가지는 각 단부에서 2개의 면들(faces)을 나타내고, 그리고 유동 통로들은 필터의 면들에 대해서 수직이고 일 단부 또는 면으로부터 타 단부 또는 면까지 연장한다. 종종, 이러한 구성이 벌집 디자인으로 지칭되는데, 이는 필터의 각 단부가 벌집과 유사하게 보이기 때문이다. 벽 유동 필터는 정사각형 또는 직사각형 횡단면 형상을 가질 수 있을 것이다. 다른 바람직한 실시예에서, 벽 유동 필터들은 유동 통로들의 방향에 대해서 수직인 방향을 따라 희망하는 횡단면을 형성하기 위해서 함께 조립되는 복수의 개별적으로 형성된 부분들을 포함한다. 이러한 마지막 경우에서, 벽 유동 필터의 횡단면은 벽 유동 필터를 제조하기 위해서 이용되는 부분들의 횡단면의 조립체를 포함하고 그리고 임의의 원하는 형상을 가지도록 엔지닝어링될 수 있다. 벽 유동 필터들은 종종 복수의 유동 통로들을 형성하는 복수의 벽들을 가지도록 정렬된다. 벽 유동 필터들 내의 일 단부에서 모든 다른 유동 통로가 막히며(plugged), 그에 따라 유체들은 막힌 유동 통로의 단부를 통과하지 못한다. 타 단부에서 이웃하는 통로들이 유사한 방식으로 막힌다. 그러한 구성은 하나의 구조물을 초래하고, 그에 따라 각각의 유동 통로가 일 단부에서 개방되고 그리고 대향 단부에서 막힌다. 막히게 되는 대향 단부에서 막힌 통로들에 의해서 각각의 유동 통로가 둘러싸인다. 유체 스트림으로부터 미립자들을 분리하기 위해서, 유체 스트림이 필터의 일 단부를 통해서 해당 단부 내의 유동 통로들 내로 도입된다. 유동 통로들의 다른 단부들이 막히기 때문에, 유체는 단지 유동 통로의 다공성 벽들을 통해서 필터를 나갈 수 있고, 유체가 도입되는 유동 통로에 인접한 유동 통로들 내로 빠져나갈 수 있다. 유체가 통과하는 유동 통로들이 유체 도입부로부터의 대향 단부에서 개방된다. 전형적으로, 유체가 처음으로 도입되는 유동 통로와 그에 인접한 유동 통로들 사이에서 압력차가 유지되어 유동 통로 벽들을 통해서 유체를 몰아간다(drive). 유동 통로의 벽들 내의 기공들 보다 더 큰 크기의 유체 내에 포함된 미립자 물질은 유체가 도입되는 유동 통로의 벽 상에서 보유(retain)된다. 필터의 대향 단부의 외부로 유동하는 유체는 유동 통로들의 벽들 내에서 발견되는 기공들 보다 더 큰 크기의 미립자들을 실질적으로 포함하지 않는다. 일 실시예에서, 희망하는 분리를 돕기 위해서 비교적 균일한 기공들을 가지는 벽들을 생성하도록 벽 유동 필터들의 제조가 구성된다. 세라믹 벽 유동 필터들의 디자인 및 제조가 당업계에 잘 알려져 있고 그리고 본원 발명의 청구 대상은 아니다. 실질적으로 편평한 필름들 또는 격막들로서 이용될 수 있는 기판들 및 분리하거나 정제(purify)하고자 하는 유체들이 필름의 일 측면(side)과 접촉되고 그리고 필름의 통과가 방지되거나 또는 희망하는 유체가 필름을 통과하고 그리고 대향 측면 상에서 수집되고 그리고 희망하지 않는 재료가 접촉되는 원래의 표면 상에서 보유된다. 다른 실시예들에서, 분리하고자 하는 유체를 공급하기 위한 유입구 및 정제된 유체를 회수하기 위한 출구(exit)를 가지는 디바이스에서 기판이 다른 방식으로 배열된다. 이러한 출구는 실제적인 분리 종들로부터 멀리 떨어질 수 있을 것이다. 이러한 타입의 구조물들의 예들은 벽 유동 필터들, 중공 섬유 격막들 및 나선형으로 권취된(wound) 격막 시스템들이다.
이러한 격막들 또는 필터들이 포함되는 디바이스들에서, 제조 균일성은 일관된 최종 사용 성능을 가능하게 하고, 그에 따라 희망하지 않는 유체들 또는 미립자 물질이 회수되는 유체 내로 유동하는 것을 배제한다. 만약 격막들 또는 필터들이 희망하는 기공 크기 보다 더 큰 기공들을 가지거나 너무 큰 기공 크기들의 범위를 가진다면, 희망하지 않는 미립자 물질이 격막들이나 필터들을 통과할 수 있거나 또는 격막들이나 필터들 효율적인 방식으로 기능하지 못할 것이다. 그러한 문제들로 인해서 격막들 및 필터들이 적절하게 사용되지 못할 것이다. 그에 따라, 너무 큰 기공 크기들, 너무 작은 기공 크기들, 또는 넓은 범위의 기공 크기들로 인해서 요구되는 분리를 수행할 수 없는 격막들 또는 필터들 그리고 격막들 또는 필터들을 포함하는 시스템들을 식별하는 것이 요구되고 있다. 벽 유동 필터들 내의 결함들을 식별하기 위한 방법들 및 장치가 당업계에 공지되어 있으며, 즉 Kato의 US 2009/0051909; Gargano 등의 US 2007/0022724; Gargano 등의 US 2007/0238191; Hijikata 등의 US 5,102,434; 및 Zoeller, III의 US 7,520,918에 공지되어 있으며; 이들 모두는 본원에서 참조에 의해서 포함된다. 이러한 모든 개시된 시스템들 및 방법들은 벽 유동 필터들 내의 전체적인 결함들을 식별하는 것에 관한 것이고 매우 지향적인(directional) 광원들, 즉 레이저들의 이용을 필요로 하며, 여기에서 벽 유동 필터들을 빠져나가는 미립자 물질의 위치를 찾기(locate) 위해서 매우 얇은 광의 시트(very thin sheet of light)가 이용된다. 이러한 방법들은 벽 유동 필터의 표면으로부터 한정된 거리에 위치되는 얇은 광의 시트를 필요로 한다.
벽 유동 필터들의 기공 크기들은 수은 기공율 측정(mercury porosimetry) 테스트를 이용하여 통상적으로 결정된다. 이러한 테스트는 분석을 위해서 벽 유동 필터의 작은 부분들을 제거하는 것을 필요로 한다. 그러므로, 이러한 테스트를 이용하여 벽 유동 필터의 기공 크기를 측정하는 것은 벽 유동 필터를 파괴하게 된다. Miyashita의 US 공개 2006/0174695의 3면 문단 0033 내지 0035에는, 전술한 특허들 및 특허 공개들에 기재된 바와 같은 시스템들이 개시되어 있으며, 여기에서 벽 필터의 기공 크기를 추정할 수 있다. 이는, 벽 필터로 공급되는 미립자들의 크기 측정 및 벽 유동 필터를 빠져나가는 입자들의 크기 및 분포를 분석하는 분석 디바이스들의 추가를 필요로 한다. 그러한 분석 디바이스들의 예로는, 광 산란 타입 입자 카운터들, 원심 침전(sedimentation) 또는 중력 침전 타입 입자 크기 측정 디바이스, 그리고 입자 크기들 및 입자 크기 분포들을 측정할 수 있는 전문화된 이미지 처리 디바이스들을 포함한다. 이러한 방법들 중 일부는 복잡한 장비 또는 데이터 분석을 필요로 하고 그리고 종종 분석을 수행하기 위해서 상당한 기간의 시간이 요구된다.
허용할 수 없는 크기의 기공들 또는 허용할 수 없는 기공 크기 분포를 포함하는 격막들, 필터들 및 이러한 격막들 또는 필터들을 포함하는 시스템들을 식별하는 시스템 및 방법에 대한 요구가 여전히 있으며, 이 시스템 및 방법은 비-파괴적인 방식으로 동작하고, 이러한 문제들을 제조 프로세스 중의 일부와 같은 시기 적절한 방식으로 식별하며, 그리고 복잡한 분석 측정 디바이스들을 필요로 하지 않는다. 그러한 시스템들이 합리적으로 신속한 방식으로 결과들을 제공하는 것이 더 바람직하다.
본원 발명은 기판이 허용가능한 기공 크기 및/또는 균일도를 가지는지의 여부를 결정하기 위한 시스템에 관한 것이고, 여기에서 기판들은 서로 분리된 적어도 2개의 표면들 즉, 제 1 및 제 2 표면을 가지고 유체들을 분리하도록 구성되며, 기판들 또는 기판을 포함하는 디바이스들은 기판을 통과하는 유체들을 위한 출구를 포함하고, 상기 시스템은 a) 기판이 상기 제 1 표면으로부터 상기 제 2 표면으로 통과시키도록 구성되는 입자 크기보다 더 큰 제어된 크기의 입자들을 발생시킬 수 있는 입자 발생기; b) 상기 기판의 제 1 표면과 제 2 표면 사이에 압력차를 생성하기 위한 시스템; c) 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구 또는 상기 기판을 빠져나가는 입자들을 조사(照射)하도록 구성된, 상기 기판 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구로부터 이격된 광원; d) 상기 입자 발생기로부터 상기 기판의 제 1 표면까지의 폐쇄된 유동 경로; e) 상기 시스템 내의 적절한 위치에서 상기 기판 또는 디바이스를 유지하도록 구성된 기판 또는 디바이스 홀더; f) i) 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 빠져나가는 입자들에 의해서 산란된 광을 캡쳐하는 이미지 캡쳐링 시스템 또는 ii) 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구에 인접한 공간을 둘러싸는, 불투명하거나 광을 투과시키지 않는 외장(enclosure) 중 하나 이상을 포함하고, 상기 광원으로부터 방출된 광이 상기 외장 내에서 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구로부터 통과되는 입자들과 접촉하도록 상기 광원이 배치된다. 다른 바람직한 실시예에서, 시스템은 h) 컴퓨터 인터페이스를 더 포함하고, 상기 기판 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 빠져나가는 입자들에 의해서 산란된 광의 이미지를 하나 이상의 기준 이미지들과 비교하는 것이 상기 시스템과 인터페이싱된 컴퓨터에 의해서 실시된다. 또한, 본원 발명은 i) 본원에서 기술된 실시예들 중 하나에 따른 시스템을 제공하는 단계; ii) 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스를 기판 또는 디바이스 홀더 내로 위치시키는 단계; iii) 상기 기판의 기공들의 크기와 실질적으로 동일한 크기의 입자들을 기판의 상기 제 1 표면과 접촉시키는 단계로서, 상기 기판의 제 1 표면과 상기 기판의 제 2 표면 사이에는 압력차가 존재하는, 제 1 표면과 접촉시키는 단계; iv) 상기 기판을 통과하는 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 빠져나가는 입자들이 광을 산란시키는 방식으로 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구 위쪽의 공간을 향해서 광원으로부터의 광을 지향시키는 단계; v) 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 빠져나가는 입자들에 의해서 산란된 광을 모니터링하는 단계; 및 vi) 산란된 광을 하나 이상의 기준 이미지들과 비교하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.
다른 실시예에서, 본원 발명은 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 기공 크기를 분석하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 기판은 유체들을 분리하도록 구성되고 그리고 서로 분리된 적어도 2개의 표면들 즉, 제 1 및 제 2 표면을 가지고, 기판들 또는 기판을 포함하는 디바이스들은 기판을 통과하는 유체들을 위한 출구를 가지고, 상기 시스템은: a) 상기 기판의 기공들의 크기와 실질적으로 같은 제어된 크기의 입자들을 발생시킬 수 있는 입자 발생기; b) 상기 기판의 제 1 표면과 제 2 표면 사이에 압력차를 생성하기 위한 시스템; c) 상기 기판 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 빠져나가는 입자들을 조사하도록 구성된, 상기 기판의 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구로부터 이격된 광원; d) 상기 입자 발생기로부터 상기 기판의 제 1 표면까지의 폐쇄된 유동 경로; e) 상기 시스템 내의 적절한 위치에서 상기 기판 또는 디바이스를 유지하도록 구성된 기판 또는 디바이스 홀더; 및 f) 하나 이상의 기준 이미지들을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 상기 시스템은 g) 이미지 캡쳐링 시스템을 더 포함하고 그리고 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 빠져나가는 입자들에 의해서 산란된 광이 상기 이미지 캡쳐링 시스템에 의해서 캡쳐된다.
일 실시예에서, 본원 발명은 방법을 제공하고, 그러한 방법은: i) 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 기공 크기를 분석하기 위한 시스템을 제공하는 단계로서, 상기 기판은 유체들을 분리하도록 구성되고 그리고 서로 분리된 적어도 2개의 표면들 즉, 제 1 및 제 2 표면을 가지고, 기판들 또는 기판을 포함하는 디바이스들은 기판을 통과하는 유체들을 위한 출구를 가지고, 상기 시스템은: a) 상기 기판의 기공들의 크기와 실질적으로 같은 제어된 크기의 입자들을 발생시킬 수 있는 입자 발생기; b) 상기 기판의 제 1 표면과 제 2 표면 사이에 압력차를 생성하기 위한 시스템; c) 상기 기판 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 빠져나가는 입자들을 조사하도록 구성된, 상기 기판 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구로부터 이격된 광원; d) 상기 입자 발생기로부터 상기 기판의 제 1 표면까지의 폐쇄된 유동 경로; e) 상기 시스템 내의 적절한 위치에서 상기 기판 또는 디바이스를 유지하도록 구성된 기판 또는 디바이스 홀더를 포함하는, 기공 크기를 분석하기 위한 시스템을 제공하는 단계; ii) 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스를 기판 또는 디바이스 홀더 내로 위치시키는 단계; iii) 상기 기판의 기공들의 크기와 실질적으로 동일한 크기의 입자들을 기판의 상기 제 1 표면과 접촉시키는 단계로서, 상기 기판의 제 1 표면과 상기 기판의 제 2 표면 사이에는 압력차가 존재하는, 제 1 표면과 접촉시키는 단계; iv) 상기 기판을 통과하는 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 빠져나가는 입자들이 광을 산란시키는 방식으로 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구 위쪽의 공간을 향해서 광원으로부터의 광을 지향시키는 단계; v) 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 빠져나가는 입자들에 의해서 산란된 광을 모니터링하는 단계; 및 vi) 산란된 광을 하나 이상의 기준 이미지들과 비교하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 본원 발명은 서로 분리된 적어도 2개의 표면들 즉, 제 1 및 제 2 표면을 가지고 유체들을 분리하도록 구성된 기판들에 대한 품질 제어 시스템을 포함하고, 기판들 또는 기판을 포함하는 디바이스들은 기판을 통과하는 유체들을 위한 출구를 가지고, 상기 시스템은: a) 기판이 상기 제 1 표면으로부터 상기 제 2 표면으로 통과시키도록 구성된 입자 크기보다 더 큰 제어된 크기의 입자들을 발생시킬 수 있는 입자 발생기; b) 상기 기판의 제 1 표면과 제 2 표면 사이에 압력차를 생성하기 위한 시스템; c) 상기 기판 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 빠져나가는 입자들을 조사하도록 구성된, 상기 기판 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구로부터 이격된 광원; d) 상기 입자 발생기로부터 상기 기판의 제 1 표면까지의 폐쇄된 유동 경로; e) 상기 시스템 내의 적절한 위치에서 상기 기판 또는 디바이스를 유지하도록 구성된 기판 또는 디바이스 홀더; f) 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구에 인접한 공간을 둘러싸는, 불투명하거나 광을 투과시키지 않는 외장; 및 g) 상기 산란된 광의 세기가 규정된 세기와 상이한 경우를 감지하도록 구성되고 상기 외장 내에 위치되는 광 센서를 포함하고; 상기 광원으로부터 방출된 광이 상기 외장 내에서 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구로부터 통과되는 입자들과 접촉하도록 상기 광원이 배치된다.
다른 실시예에서, 본원 발명은 기판의 기공들이 규정된 범위를 벗어나는지의 여부를 식별하기 위한 방법에 관한 것으로서, 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스가 유체들을 분리하도록 구성되고 서로 분리된 적어도 2개의 표면들 즉, 제 1 및 제 2 표면을 구비하며, 기판들 또는 기판들을 포함하는 디바이스들이 기판을 통과하는 유체들을 위한 출구를 가지며, 그러한 식별 방법은: i) 이전의 문단에 따른 시스템을 제공하는 단계; ii) 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스를 기판 또는 디바이스 홀더 내로 위치시키는 단계; iii) 상기 기판의 기공들의 크기와 실질적으로 동일한 크기의 입자들을 기판의 상기 제 1 표면과 접촉시키는 단계로서, 상기 기판의 제 1 표면과 상기 기판의 제 2 표면 사이에는 압력차가 존재하는, 제 1 표면과 접촉시키는 단계; iv) 상기 기판을 통과하는 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 빠져나가는 입자들이 광을 산란시키는 방식으로 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구 위쪽의 공간을 향해서 광원으로부터의 광을 지향시키는 단계를 포함하고; 상기 입자들에 의해서 산란된 광의 세기가 규정된 범위를 벗어나는 경우를 식별하도록 상기 광 센서가 셋팅된다.
본원에서 도시되고 설명된 바와 같이, 전술한 양태들 및 예들 이외의 양태들 및 예들이 본원 발명에 포함되기 때문에, 전술한 양태들 및 예들이 비-제한적이라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 기준 이미지들을 신중하게 선택함으로써, 본원 발명의 시스템들 및 방법들이 품질 제어 시스템으로서 이용될 수 있다. 바람직한 실시예들에서, 그러한 시스템들 및 방법들이 인 라인(in line) 품질 제어 방법들로서 제조 설비들로 통합될 수 있을 것이다. 본원 발명의 방법들을 이용하여, 기공 크기와 산란된 광의 세기 사이에 상호관계가 존재할 때, 기판 전체에 걸쳐 기공 크기를 추정할 수 있을 것이다. 본원 발명의 시스템들 및 방법들에 의해서, 비파괴적인 방식으로 그리고 복잡한 분석 장치를 필요로 하지 않고도, 허용할 수 없는 기공 크기 및 공간적 불균일성을 가지는 기판들 및 시스템들을 식별할 수 있게 된다. 본원 발명의 시스템들 및 방법들은 시간 프레임(frame) 내에 결과들을 제공하며, 그에 따라 본 시스템들 및 방법들이 인 라인 품질 제어 방법들로서 이용될 수 있다.
도 1은 본원 발명의 시스템의 일 실시예를 도시한다.
도 2는 본원 발명의 시스템의 제 2 실시예를 도시한다.
도 3 및 4는 기판의 출구 위쪽의 중심점을 통해서 연장하는 광원의 중심으로부터 취한 선 그리고 이미지 캡쳐링 시스템의 중심 및 기판의 출구의 중심점으로부터 연장하는 선에 의해서 생성되는 상대적인 각도들을 도시한 도면들이다.
도 2는 본원 발명의 시스템의 제 2 실시예를 도시한다.
도 3 및 4는 기판의 출구 위쪽의 중심점을 통해서 연장하는 광원의 중심으로부터 취한 선 그리고 이미지 캡쳐링 시스템의 중심 및 기판의 출구의 중심점으로부터 연장하는 선에 의해서 생성되는 상대적인 각도들을 도시한 도면들이다.
본원에서 제시된 설명들 및 묘사들은 본원 발명의 소위 당업자에게 숙지될 수 있도록 그 원리들 및 그 실제 적용들을 설명한 것이다. 본원 발명이 특별한 용도의 요건에 최적으로 맞춰질 수 있기 때문에, 당업자는 본원 발명을 수많은 형태들로서 변경하고 적용할 수 있을 것이다. 따라서, 본원에 기술된 본원 발명의 특정 실시예들은 본원 발명을 제한하거나 포괄적인 것으로서 의도된 것은 아니다. 그에 따라, 본원 발명의 범위는 상기 설명을 기준으로 결정되지 않아야 할 것이고, 그 대신에, 청구항들에 의해서 권리를 가지는 균등물들의 전체적인 범위와 함께, 첨부된 청구항들을 기준으로 결정되어야 할 것이다. 특허 출원들 및 공보들을 포함하는 모든 기재들 및 인용들의 개시 내용들은 모든 목적을 위해서 본원에서 참조로서 포함된다. 또한, 참조로서 본원의 설명에 포함되는 이하의 청구항들로부터 수집될 수 있는 바와 같은 다른 조합들도 가능하다.
본원은 일반적으로 기공 크기들의 변동성을 분석하고 기판의 기공 크기들을 추정하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 본원 발명의 시스템들 및 방법들은 자립형(free standing) 분석 시스템 및 방법들로서 이용될 수 있거나, 또는 그러한 기판들을 위한 생산 시스템의 품질 제어 시스템들 및 방법들에 통합될 수 있다. 시스템들은 일체형 시스템들로 통합될 수 있거나 또는 부분들의 조립체들 및/또는 하위조립체들일 수 있을 것이다. 특히, 본원 발명의 시스템들 및 방법들은 설정된 범위를 벗어나는 기공 크기들을 가지는 기판을 식별하기 위해서, 제조 시스템 내에서의 기공 크기 변동 경향 즉, 기판 전체에 걸친 기공 크기 변동성을 식별하기 위해서 이용될 수 있고, 그리고 기판을 파괴하지 않고 기판의 기공 크기를 신속하게 추정하기 위해서 이용될 수 있다. 그러한 시스템들 및 방법들에 의해서 발생되는 데이터를, 표준 프로세스 모니터링 및 분석 시스템들을 이용하여 분석하고, 기록하고 그리고 추적한다.
이하에서 설명되는 바와 같은 본원 발명의 시스템은, 이하의 특징들 중 하나 이상을 임의 조합으로 추가적으로 포함하고, 그 특징들은 다음과 같다: 산란된 광의 세기를 감지하도록 구성된, 외장 내에 위치되는 하나 이상의 광 센서들; 상기 센서들은 하나 이상의 광다이오드들, 광 증배관들(photomultipliers) 또는 카메라들이고; 광원은 매우 지향성인 광을 제공하고 얇은 광의 시트를 형성하며; 얇은 광의 시트가 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구에 의해서 형성되는 평면에 대해서 평행한 평면 내에 배치되고; 광원이 레이저이고; 광 센서가 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 향해서 배치된 측면 상에서 외장에 부착되고; 컴퓨터 인터페이스로서, 상기 기판 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 빠져나가는 입자들에 의해서 산란된 광의 이미지를 하나 이상의 기준 이미지들과 비교하는 것이 상기 시스템과 인터페이싱된 컴퓨터에 의해서 실시되고; 이미지 캡쳐링 시스템으로서, 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구 지점을 빠져나가는 입자들에 의해서 산란된 광의 이미지가 상기 이미지 캡쳐링 시스템에 의해서 캡쳐되고; 상기 기판이 2개의 면들(faces)을 가지는 세라믹 기재의 벌집형 필터이고, 상기 면들 중 하나는 입자들을 포함하는 유체의 도입을 위한 것이고 그리고 또 하나는 벌집형 필터의 다공성 벽들을 통과한 후에 유체가 빠져나가게 되는 것이고; 상기 이미지 캡쳐링 시스템은 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구에 대향하여 배치되고; 이미지 분석용 컴퓨터 소프트웨어; 상기 기준 이미지들이 규정된 시간 기간 내에 분석된 모든 기판들의 이미지들을 포함하고; 본원에 개시된 시스템 및 인용된 특징들의 바람직한 실시예들의 임의의 다른 특징들. 전술한 본원 발명의 방법은 이전의 문장에 기재된 시스템 특징들의 임의 조합으로 그리고 이하에서 나열된 각각의 특징의 바람직한 실시예들을 포함하는 임의 조합의 특징들 및 방법 단계들 중 하나 이상으로 실시될 수 있고, 그 나열된 특징들은 다음과 같다: 기준 이미지들은 상이한 기공 크기들을 가지고 산란된 광의 세기들에 상응하는 3개 이상의 기판들로부터 취해지고; 상기 기준 기판들의 기공 크기 맵을 제공하고; 기준 기판들의 기공 크기 맵이 기판 내의 복수의 장소에서 상기 기준 기판들의 기공들의 측정에 의해서 생성되며; 상기 기판의 모니터링되는 이미지의 광 세기와 상기 기준 기판들의 광 세기를 비교하는 것에 의해서 상기 기판의 기공 크기를 추정하는 단계 및 상기 비교 및 상기 기준 기판들의 기공 크기 맵들로부터 기공 크기를 추정하고; 상기 기공 크기가 이미지 분석용 컴퓨터 소프트웨어를 이용하여 추정되며; 입자들에 의해서 산란된 광과 기준 이미지들의 비교에 기초하여, 규정된 범위를 벗어난, 규정된 레벨 초과 또는 규정된 레벨 미만의 기공 크기들 또는 기공 크기 변동성을 나타내는 기판들을 식별하며; 상기 기준 이미지들이 규정된 시간 기간 내에 분석된 모든 기판들의 이미지들을 포함하고; 입자들의 산란광의 캡쳐된 이미지를 상기 기준 이미지들과 비교하는 것을 기초로, 허용가능한 기공 크기들 또는 기공 크기 변동성을 벗어나는 기판들을 식별하며; 그리고 본원에 개시된 임의의 다른 방법 단계들 및 특징들.
본원에서 사용되는 바와 같은 기판들은 필터 층을 포함하는 구조물을 지칭한다. 바람직하게, 본원에서 사용되는 바와 같은 기판들은 고유의 두께 즉, 벽 그리고 2개의 표면들 즉, 제 1 및 제 2 표면을 가지는 재료를 지칭하고, 상기 표면들은 2개의 표면들 사이의 재료에 의해서 서로로부터 분리될 수 있다. 서로로부터 분리될 수 있다는 것은, 유체를 제 1 표면으로부터 제 2 표면으로 이송하기 위해서 강제로 유체를 기판의 벽을 통해 통과할 수 있도록 2개의 표면들이 배열될 수 있다는 것을 의미한다. 여과 층은 유체 스트림의 성분들 또는 유체 스트림 내에 포함된 성분들을 유체 스트림으로부터 분리시키도록 디자인된 재료를 지칭한다. 여과 층은 여과 층 내의 기공들의 크기를 기초로 분리를 실시할 수 있다. 전형적으로, 여과 층이 크기에 의해서 재료들을 분리하도록 디자인된 경우에, 기공 크기가 주의 깊게 디자인된다. 기판은, 그 기판을 통해서 유체들을 강제로 통과시키기 위해서 제 1 표면과 제 2 표면이 서로로부터 분리될 수 있게 하는 임의 형태를 가질 수 있다. 그러한 형태들의 예로는 벽 유동 필터들, 평판형 시트들, 필름들, 중공 섬유들, 나선형으로 권취된 격막 시스템들 등이 있다. 사용 중에 기판이 시스템 내에 배치되거나 노출될 수 있을 것이다. 기판이 시스템 내에서 사용되는 경우에, 시스템은 전형적으로 제 1 표면을 제 2 표면으로부터 분리시키도록 디자인된다. 일반적으로, 그러한 시스템은 기판의 제 1 표면으로 유체 혼합물을 공급하기 위한 유입구 및 기판의 벽을 통과한 유체의 부분을 제거하기 위한 출구를 구비한다. 기판이 전술한 바와 같은 벽 유동 필터인 실시예에서, 벽 유동 필터는, 유동 통로들의 방향에 대해서 수직인 방향으로 바람직하게 평면형인 2개의 면들, 단부들을 가진다. 바람직하게, 유동 통로들은 벽 유동 필터의 2개의 면들의 평면에 대해서 수직으로 배향된다. 벽 유동 필터의 일 단부에는 유동 통로들의 개구부들이 위치된다. 개방 단부에 반대인 유동 통로의 단부는 유동 통로의 외부로 유체가 유동하는 것을 방지할 수 있는 재료로 막히게 된다. 하나의 면 상의 모든 개방 통로가 막힌 유동 통로들로 둘러싸인다. 마찬가지 방식으로, 하나의 면 상의 모든 막힌 유동 통로가 개방된 유동 통로들로 둘러싸인다. 타 단부에서, 막힌 통로들이 개방되고 그리고 개방된 통로들이 막힌다. 이러한 디자인의 결과로서, 유체가 유입구에서 도입되고 기판의 제 1 표면과 접촉될 때 그리고 기판의 제 2 표면 보다 기판의 제 1 표면 상에서 보다 높은 압력이 존재할 때, 유체가 제 1 표면으로부터 제 2 표면으로 기판의 벽들을 통과하게 된다. 유체가 기공보다 더 큰 크기의 재료들을 포함하는 한, 재료들은 기판의 제 1 표면 상에서 보유된다. 본원에서 사용된 바와 같이, 유체의 성분들을 분리하는 것은 기판을 통해서 성분들의 크기를 기초로 유체의 다른 부분들을 분리하는 것을 의미한다. 본원에서 사용된 바와 같이, 기판의 제 1 표면은 유입구와 접촉하는 표면 또는 유동 통로들이다. 본원에서 사용된 바와 같이, 기판의 제 2 표면은 출구와 소통하는 표면 또는 유동 통로들이다. 기공 크기는 기판 내에 포함된 개구부들의 가장 큰 크기를 지칭한다. 전형적으로, 기판이 특정 크기의 미립자 물질을 유체로부터 분리할 수 있게 하기 위해서 제어된 가장 큰 기공 크기를 가지도록 기판들을 엔지니어링한다. 기공 크기는 특정 크기의 유체 스트림 내에 포함된 입자들 또는 화합물들을 분리하도록 엔지니어링된다. 그에 따라, 기판의 기공 크기들이 실질적으로 균일한 것이 바람직하다. 본원에서 사용된 바와 같이, 실질적인 균일성은, 기판의 기공들의 대부분이 규정된 범위 내에 있다는 것을 의미한다. 허용가능한 기공 크기들의 범위를 결정하는 것은 기판의 성질, 기판의 사용자가 원하는 필수적인 허용범위 및 이용되는 이미지 분석 기술들의 감도에 의해서 영향을 받는다. 본원에서 사용된 바와 같이, 규정된 크기 또는 허용가능한 크기들의 범위로부터의 이탈은 테스트되는 기판 내의 기공들이 규정된 기공 크기들, 기공 크기들의 범위, 기공 크기들의 변동성, 또는 이들의 임의 조합을 충족시키지 못한다는 것을 의미한다. 이러한 매개변수들은 기판 시스템 마다 다르고, 그리고 제조자 또는 사용자에 의해서 규정된다. 본원에서 사용된 바와 같은 출구는 제 1 표면으로부터 제 2 표면으로 기판의 벽을 통과한 유체들에 대한 배출구를 지칭하고, 그러한 출구는 기판의 제 2 표면에 인접한 곳으로부터 통과 유체들을 제거하기 위해서 이용된다. 벽 유동 필터에 관한 기재내용에서, 기판은 유동 통로들의 벽을 지칭하고, 그리고 디바이스의 출구는 기판의 제 2 표면과 소통하는 유동 통로들과 소통하는 벽 유동 필터의 단부를 지칭한다. 본원에서 사용된 바와 같이, 공간적 균일성은 기공 크기가 기판에 걸쳐서 합리적으로 균일하다는 것을 의미한다.
본원 발명의 시스템은 입자들의 공급원을 포함한다. 입자들은 기판의 디자인된 기공들과 실질적으로 동일한 크기를 가지고, 입자들이 기판의 출구로부터 및 광의 층을 통해서 통과할 때 광을 산란시킬 수 있는 임의 입자들을 포함할 수 있을 것이다. 본원에서 사용된 바와 같이, 실질적으로 동일한 크기는, 기공 크기가 원치 않게 작을 때 입자들이 기판을 거의 빠져나가지 못하고 그리고 기공 크기가 원치 않게 클 때 대부분의 입자들이 기판을 빠져나가게 되는 크기들의 분포를 입자들이 가진다는 것을 의미한다. 입자 크기 분포가 그와 같이 선택되는 경우에, 기공 크기가 클 때 산란된 광 세기가 가장 클 것이고, 모든 입자들이 기판을 통과할 것이고, 그리고 기공 크기가 작을 때 산란된 광 세기가 가장 작을 것이며, 거의 모든 입자들이 기판에 의해서 캡쳐될 것이다. 기판이 입자들을 캡쳐하는 메커니즘은 기판 타입 및 형태(morphology)뿐만 아니라 입자 타입 및 형상에 따라서 달라질 수 있을 것이다. 결과적으로, 바람직한 입자 크기는 설명된 선택 기준을 이용하여 실험적으로 결정된다. 이용되는 입자들은 유체 내에서 확산될 수 있어야 할 것이다. 본원에서 사용된 바와 같은 유체는, 압력차에 노출될 때 유동되는 재료이다. 바람직하게, 본원에서 사용된 유체들은 액체 또는 기체 상태이고 보다 바람직하게는 기체 상태이다. 입자들은, 그 입자들이 광을 산란시킬 수 있기만 한다면 고체들, 액체들 또는 기체들이 될 수 있을 것이고, 보다 바람직하게 그 입자들은 고체 또는 액체이다. 일반적인 용어들에서, 입자들의 공급원은 희망하는 성질들을 가지는 희망하는 크기의 입자들을 형성할 수 있는 임의의 디바이스 또는 시스템이 되는 입자 발생기이다. 일 실시예에서, 입자들은 액체 재료로부터 형성된다. 미립자 유체는 바람직하게, 박무(mist) 또는 안개인, 공기 중의 미세한 액체 방울들로 이루어진 현탁체(suspension)이다. 바람직하게, 이러한 실시예에서의 미립자 발생기는, 스프레이어, 분무기(nebulizer), 원자화장치(atomizer) 등과 같은 미세 입자 박무를 생성하는 디바이스이다. 입자들을 생성하기 위해서 이용되는 액체는 광을 산란시키는 입자들로 형성될 수 있는 임의 액체일 수 있다. 이용될 수 있는 바람직한 액체들은 물, 글리콜 등을 포함하고, 물이 바람직하다. 다른 실시예에서, 입자들은 연기, 검댕(soot), 향연기(incense), 밀가루, 등일 수 있다. 그러한 입자들을 발생시키는 임의 시스템이 입자 발생기로서 이용될 수 있다.
바람직하게, 입자들이 운반(carrying) 유체 내에 분산된다. 운반 유체는 기판의 성질에 따라서 결정되고 그리고 기판의 재료들이 분리되도록 디자인된다. 바람직하게, 유체가 가스이다. 입자들은 기판에 유해하지 않은 임의 가스 내에서 분산될 수 있다. 가스는 공기, 산소, 질소, 이산화탄소, 또는 불활성 가스일 수 있다. 바람직하게, 가스는 공기가 된다. 바람직하게, 입자들을 내부에 분산시키기에 앞서서 공기를 필터링하여 포획된 미립자 물질을 제거한다. 일부 실시예들에서, 시스템은 가스의 공급원을 포함한다. 입자들을 운송할 수 있고 기판이나 기판이 내부에 배치되는 시스템에 유해하지 않은 가스의 임의 공급원이 이용될 수 있을 것이다. 가스의 공급원은 희망하는 가스의 가압 탱크, 바람직하게 가스에 대한 필터를 포함하는 송풍기, 또는 이들의 조합일 수 있다.
시스템은 입자들을 운반 유체 내로 분산시키기 위한 장치를 더 포함할 수 있을 것이다. 입자들이 기판과 접촉하는 것을 돕는 것으로서, 운반 유체 내로의 입자들의 분산을 돕는 임의 시스템이 이용될 수 있을 것이다. 그러한 분산 디바이스들은 스프레이어, 임펠러나 에어 제트를 포함하는 혼합 챔버, 스태틱(static) 믹서, 초음파 원자화장치, 또는 재순환장치를 포함한다. 일 실시예에서, 분산 디바이스는 입자들이 내부로 도입되는 챔버이고, 그러한 챔버는 입자들을 공기 중으로 분산시키는 송풍기를 더 포함하고, 바람직하게는 임펠러를 더 포함한다.
시스템은 기판의 벽을 가로질러 압력차를 생성하는 장치를 이용한다. 압력차가 기판의 제 1 표면과 기판의 제 2 표면 사이에 존재하고, 특히 기판의 제 1 표면 상의 압력이 제 2 표면 상의 압력 보다 더 높다. 압력차를 생성하는 임의 디바이스가 이용될 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 기판의 제 1 표면 상의 압력을 높이는 디바이스가 이용될 수 있을 것이다. 기판의 제 1 표면 상의 압력을 높이는 디바이스들의 예에는, 가스 송풍기들, 가압 가스 탱크들, 가스 압축기 및 이들의 조합이 포함된다. 다른 실시예에서, 기판의 제 2 표면 상의 압력을 감소시키는 디바이스가 이용될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 제 2 표면과 접촉하는 영역 상에 진공이 생성된다. 기판의 제 2 표면과 접촉하는 영역 내에 진공을 생성하기 위한 수단의 예들에는, 진공 펌프, 분자 확산 펌프, 주사기 펌프(syringe pump), 또는 이들의 조합을 포함한다. 운반 유체가 제 1 표면으로부터 제 2 표면까지 기판의 벽을 통해서 구동되도록 그리고 제 2 표면으로부터 멀리 이동되도록, 압력차가 선택된다. 특별한 압력차는 기판의 성질, 기판을 통한 유체의 운반 성질, 유체의 성질 및 기판의 기공들의 크기에 의존한다. 운반 유체가 제 1 표면으로부터 제 2 표면까지 기판의 벽을 통과하도록 하는 임의 압력차가 이용될 수 있을 것이다. 바람직한 실시예에서, 압력차는 약 1 파스칼 이상이고, 보다 바람직하게 약 4 파스칼 이상이며, 가장 바람직하게는 약 6 파스칼 이상이다. 바람직한 실시예에서, 압력차는 약 100 파스칼 이하, 보다 바람직하게 약 50 파스칼 이하, 및 가장 바람직하게 약 30 파스칼 이하이다.
광원은 비교적 평판형의 광의 시트를 제공할 수 있는 임의의 지향성 광원이며, 그러한 시트는 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구에 대해서 평행한 평면 내에서 제어가능한 방식으로 배치될 수 있다. 바람직하게, 광원은 레이저이다. 바람직한 유용한 레이저들에는, 가스 레이저들, 솔리드-스테이트 레이저들, 및 반도체 레이저들이 포함된다. 레이저 광이 렌즈들을 통해서 또는 광의 시트로 빔(beam)을 형성하기 위해서 광을 지향시키는 다른 수단을 통해서 지향될 수 있을 것이다. 입자들에 의해서 산란된 광이 인간이나 모니터링 시스템에 의해서 검출될 수만 있다면, 이용되는 광의 파장에 제한이 없다. 발생되는 광은 모니터링 시스템 또는 인간이 볼 수 있는 임의 파장을 가질 수 있을 것이다. 바람직하게, 광의 파장은 380 내지 750 나노미터 이내이다. 광은 단일 색채의 단색 광일 수 있을 것이다. 또한, 광을 이용하여 기판을 빠져나오는 입자들로부터 형광 또는 인광(phosphorescence)을 생성할 수 있을 것이다. 형광성 또는 인광성 마커를 이용하여 코팅, 도핑, 또는 화학적으로 태깅된(tagging) 입자들에 의해서 형광을 방출하는 또는 인광을 방출하는 입자들은, 입자들로부터 형광 또는 인광을 방출시키는 파장을 가지는 광을 이용하여, 여기되고 가시화될 수 있고 또는 검출될 수 있다. 광원은, 형광 또는 인광 입자들이 형광 또는 인광을 방출하는 파장과 합치되는 파장을 나타내는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 형광 또는 인광을 방출하는 입자들이 유체 내에 분산될 수 있을 것이다. 바람직한 형광 또는 인광 방출 입자들에는, 플루오레세인(fluorescein), 로다민(rhodamine), 피코에리트린(phycoerythrin), 플래티늄(II) 테트라-메소 플루오로페닐폴핀(tetra-meso-fluorophenylporphine) 및 팔라듐(II) 테트라-메소 플루오로페닐폴핀 등과 같은 형광 또는 인광 화합물이 포함된다. 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스를 빠져나가는 입자들의 위치가 입자들의 광 산란으로 생성되는 이미지에서 식별될 수 있도록, 광의 시트가 위치될 수 있을 것이다. 바람직하게, 광의 시트는 테스트되는 기판 또는 디바이스로부터 약 0.1 mm 이상, 보다 바람직하게 약 0.5 mm 이상, 및 가장 바람직하게 약 1 mm 이상에 배치된다. 바람직하게, 광의 시트가 테스트되는 기판 또는 디바이스로부터 약 40 mm 이하, 보다 바람직하게 약 20 mm 이하, 심지어는 보다 바람직하게 약 15 mm 이하, 및 가장 바람직하게 약 5 mm 이하에 배치된다. 입자들이 광의 시트를 통과할 때 입자들이 광을 가시적으로 산란시키도록, 광의 시트가 충분한 두께를 가져야 한다. 바람직하게, 광의 시트는 약 0.05 mm 이상, 보다 바람직하게 약 0.2 mm 이상, 및 가장 바람직하게 약 1 mm 이상의 두께를 나타낸다. 바람직하게, 광의 시트는 약 50 mm 이하, 보다 바람직하게 약 30 mm 이하, 및 가장 바람직하게 약 10 mm 이하의 두께를 나타낸다.
바람직하게, 시스템은 컴퓨터에 대한 인터페이스를 포함한다. 컴퓨터와의 임의의 표준 인터페이스가 이용될 수 있을 것이다. 그러한 인터페이스 기능들은, 캡쳐된 이미지를 저장할 수 있게 하거나 기준 이미지들과 비교할 수 있게 한다. 인터페이스는 또한 희망에 따라 또는 필요에 따라 운영자가 기준 이미지들 또는 테스트 이미지들을 호출(recall)할 수 있게 한다. 또한, 인터페이스로 인해서, 이미지들로부터 얻어진 데이터를 프로세스 제어 시스템들 또는 프로세스 데이터 수집 및/또는 분석 시스템들에서 이용할 수 있다. 그러한 컴퓨터 인터페이스들은 당업계에 주지되어 있다. 본원 발명의 시스템은 데이터 프로세싱 또는 컴퓨터 시스템을 더 포함할 수 있을 것이다. 그러한 시스템은 전술한 기능들 중 임의 기능을 수행할 수 있을 것이다. 본원 발명의 시스템은 데이터의 저장 및 분석을 위해서 독립형 개인용 컴퓨터, 네트워크 연결된 컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터 또는 서버로 인터페이스에 의해서 연결될 수 있을 것이다. 그러한 컴퓨터 시스템들이 당업계에 주지되어 있다. 컴퓨터 시스템은 테스트된 이미지들과 기준 이미지들을 비교하는 것을 수행하도록 구성될 수 있을 것이다. 또한, 컴퓨터 시스템은 기준 기판들 또는 테스트된 기판들의 기공 크기 맵을 준비할 수 있을 것이다. 이미지 비교 소프트웨어를 가지는 컴퓨터가 이러한 목적을 위해서 이용될 수 있다. 유용한 이미지 비교 소프트웨어 패키지의 예들에는, 당업자에게 공지된 것들을 포함하고 그리고: ImageJ 이미지 분석 소프트웨어(인터넷에서 이용가능한 프리웨어), Clemex Vision PE 이미지 분석 소프트웨어, Image-Pro Plus 이미지 분석 소프트웨어, 및 Mathematica 이미지 분석 소프트웨어(모두 상업적으로 이용가능하다)를 포함한다.
일 실시예에서, 본원 발명의 시스템은 기판의 제 2 표면 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구 주위에 배치된 외장을 포함할 수 있을 것이다. 광의 시트가 외장 내에 배치되고 그리고, 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스를 빠져나가는 입자들에 의해서 산란된 광의 세기가 미리-선택된 범위를 벗어날 때를 감지하도록 구성된 센서가 외장 내부에 추가적으로 배치된다. 바람직하게, 외장이 불투명하거나 광을 투과시키지 않는다. 하나의 바람직한 실시예에서, 센서는, 광 세기가 전체 기판의 평균 기공 크기와 관련된 규정된 레벨의 초과 또는 미만이거나 규정된 범위를 벗어나는 때를 감지한다. 센서는 광 세기들을 감지할 수 있는 임의 센서일 수 있다. 바람직하게, 센서는 광다이오드, 광 증배관 또는 카메라 등이다. 보다 바람직하게, 센서는 광 증배관 튜브 또는 카메라이다. 광 민감성 센서들이 외장의 표면에 걸려있거나(suspended) 또는 외장의 표면 상에 배치될 수 있을 것이다. 이러한 문맥에서 언급된 표면은 기판과 대면하는 디바이스의 출구 또는 기판과 대면하는 외장의 표면이다. 광원이 외장 내에 위치될 수 있을 것이고 또는 외장 내로의 광의 도입을 위한 포털(portal)로 외장이 구성될 수 있을 것이다. 광을 형성하기 위해서 렌즈가 이용되는 경우에, 그러한 렌즈가 외장 내로 통합될 수 있다. 외장의 기능을 용이하게 하고 그리고 시스템의 기능을 방해하지 않는 임의 재료로 외장이 구성될 수 있을 것이다. 이러한 실시예에서, 이미지 캡쳐링 디바이스는 필요하지 않다. 한편, 광 세기가 미리 규정된 표준들을 충족시키지 못한다는 것을 센서가 감지하는 기판 디바이스의 이미지를 캡쳐하기 위해 이미지 캡쳐링 디바이스가 포함될 수 있을 것이다.
유동 경로는 입자들의 공급원 및 운반 유체의 공급원으로부터 기판의 제 1 표면으로 또는 기판을 포함하는 디바이스의 유입구 내로, 기판이 벽 유동 필터인 실시예에서 필터의 유입구 페이스(face)로 입자들을 포함하는 운반 유체를 운송하도록 구성된다. 유동 경로는 임의 형상이 될 수 있고 그리고 입자들을 포함하는 유체를 기판의 표면으로 도입하는 것을 돕는 임의 재료로 제조될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 유동 경로는 압력차를 생성하기 위해서 가압될 수 있는 폐쇄 분위기를 생성한다. 일 실시예에서, 유동 경로가 폐쇄된 챔버를 생성하고, 다른 실시예에서 유동 경로가 운반 유체와 입자들을 혼합하기 위한 디바이스에 연결될 수 있고 그리고 이러한 부분들이 가압될 수 있는 밀봉된 챔버를 집합적으로 형성한다. 폐쇄된 챔버는 압력 센서 및 조정기, 입자들의 도입을 위한 유입구, 가압될 수 있는 유체의 도입을 위한 유입구, 압력을 생성하기 위한 송풍기, 또는 압력을 생성하기 위한 송풍기로부터의 유입구, 가스 압축기 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 밀봉부가 유동 경로와 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스 사이에 위치된다. 밀봉부는 유동 경로와 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 사이를 밀봉하도록 그리고 챔버가 가압되는 경우에 챔버의 압력을 유지하도록 구성된다. 이러한 기능을 수행하는 임의 밀봉부가 이용될 수 있을 것이다. 밀봉부는 탄성 중합체 재료일 수 있고, 일 실시예에서, 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스에 순응할(conforming) 수 있는 가요성 또는 탄성 중합체 재료로 이루어진 가스 충진형 브래더(bladder)를 포함할 수 있을 것이다. 유동 경로 및 챔버는 기판의 제 1 표면을 기판의 제 2 표면으로부터 분리시키는 부가적인 기능을 수행한다.
기판의 표면 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구의 표면이 입자들의 배출에 대해서 모니터링된다. 빠져나가는 입자들이 광을 산란시키고 산란된 광이 육안으로 또는 모니터링 시스템에 의해서 관찰될 수 있다. 그에 따라, 모니터링이 수동적으로 실시될 수 있다. 바람직하게, 시스템은 디바이스를 빠져나가는 이들 입자들에 의해서 산란된 광의 이미지들을 캡쳐하고 바람직하게 저장하기 위한 이미지 캡쳐링 시스템을 포함한다. 입사 광을 통과하는 입자들의 이미지들을 캡쳐할 수 있게 허용하는 임의 이미징 시스템이 이용될 수 있을 것이다. 바람직하게, 이미지 캡쳐링 시스템은, 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 배출구의 상이한 영역들에서 산란되는 광의 세기를 식별하기 위해서, 예를 들어 단색 카메라로부터의 그레이 스케일로부터 또는 컬러 카메라로부터의 컬러 세기로부터와 같은 다양한 방식들로 산란되는 광의 세기를 정량적으로 설명하기 위해서, 이미지들이 검사될 수 있도록 하는 방법으로 이미지들을 기지의(known) 기록 매체에 기록한다. 이미징 디바이스는 아날로그 또는 디지털 디바이스일 수 있을 것이다. 이미징 시스템은 일련의 정적 이미지 또는 정지(still) 이미지를 캡쳐하는 이미징 디바이스를 포함할 수 있고 또는 이미징 시스템이 실시간 비디오 이미지를 캡쳐할 수 있을 것이다. 바람직하게, 이미징 시스템이 컴퓨터 시스템으로 연결되고, 그에 따라 이미지들이 저장될 수 있고 및/또는 기판의 표면 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구에 걸쳐서 산란된 광의 세기 및 산란된 광의 정량적 차이들을 결정하도록 추가적으로 처리될 수 있다. 이러한 동작들은 가시적인 검사에 의해서 또는 컴퓨터 기반의 이미지 처리 및 이미지 분석에 의해서 실시될 수 있다. 다른 바람직한 실시예에서 이미징 시스템은 광 세기가 차이나는 위치들이 식별될 수 있도록 하는 방식으로 이미지 또는 처리된 이미지를 보여주는 모니터를 포함한다. 이미지 캡쳐링 시스템은 원치 않는 이미지들 또는 광 파장들을 필터링하여 제거하도록 조정될 수 있을 것이다. 광원이 단색광 광원인 경우에, 광원에 의해서 방출되는 단색광 파장 대역을 제외하고 모든 광이 필터링되어 제거되도록 이미지 캡쳐링 시스템이 조정될 수 있을 것이다.
빠져나오는 입자들에 의해서 산란되는 광의 정확한 이미지가 관찰 및/또는 캡쳐될 수 있도록, 이미지 캡쳐링 시스템이 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 참조하여 위치될 수 있을 것이다. 바람직하게, 이미지 캡쳐링 시스템은 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구에 대향하여 위치된다. 이러한 문맥에서 사용되는 바와 같은 대향이라는 의미는, 이미지 캡쳐링 시스템이 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구에 대면한다는 것이다. 보다 정확하게, 이미지 캡쳐링 시스템의 렌즈의 중심으로부터 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구까지 투사되는 선(line)이, 전체적으로, 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구의 중심점 위의, 광원의 중심으로부터 광원으로부터 방출되는 광 내의 지점까지 투사되는 선에 대해서 실질적으로 수직이 되어야 한다. 일반적으로, 이 선은 기판 표면 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구의 평면에 평행하다. 다른 기준 프레임을 제공하기 위해서, 광원으로부터 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구의 중심위로 투사되는 제 1 선과 이미지 캡쳐링 시스템의 렌즈의 중심으로부터 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구의 중심까지 투사되는 제 2 선 사이의 각도가 바람직하게 약 165도 이하, 보다 바람직하게 약 135도 이하, 가장 바람직하게 약 95도 미만이다. 바람직하게, 그 각도는 약 15도 이상, 보다 바람직하게 45도 이상 및 가장 바람직하게 85도 이상이다. 기준 프레임의 경우에, 광원의 중심과 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구의 중심점의 중심 위의 지점 사이의 선으로부터 각도가 시작한다.
본원 발명의 시스템은 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 빠져나가는 입자들에 의해서 산란된 광의 기준 이미지들을 더 포함한다. 기준 이미지들은 적절한 광 세기의 기준 및/또는 허용될 수 없는 광 세기들 또는 광세기의 변동성들의 예를 규정하는 기능을 한다. 이용되는 기준 이미지들은, 비교가 이루어지는 방식을 기초로, 테스트되는 기판들 및 테스트되는 기판들을 포함하는 디바이스들의 필수적인 비교를 돕는 임의 형태를 가질 수 있을 것이다. 기준 이미지들은 비교를 돕는 임의 방식으로 저장 및/또는 디스플레이될 수 있다. 기준 이미지들은 테스팅 위치 부근에서 포스팅된(posted) 또는 저장된 이미지들의 사본일 수 있으며, 그에 따라 작업자는 테스트된 이미지와 수동적으로 비교할 수 있다. 이미지들은, 필요에 따라 이미지들을 호출할 수 있게 하는 디바이스의 메모리와 같은 전자적 매체에 저장될 수 있을 것이다. 이미지는 텔레비전 또는 컴퓨터 모니터와 같은 스크린 상에서 수동적으로 또는 자동적으로 디스플레이될 수 있다. 이미지들은 기준 이미지들의 재생, 분류, 식별 및 관찰을 돕도록 컴퓨터에 연결된 저장 매체 내에 저장될 수 있다. 이미지들은, 그 이미지들의 추후 이용을 가능하게 하는 임의 방법에 의해서 생성될 수 있다. 미리 선택된 기판들 또는 디바이스들을 빠져나가는 입자들의 광 산란 이미지들이 이용될 수 있을 것이다. 기판들 또는 디바이스들이 허용가능한 표준들을 충족시키는 디바이스, 허용가능한 표준들을 충족시키지 못하는 디바이스, 또는 양자 모두를 기초로 하여 선택될 수 있을 것이다. 대안으로, 프로세스에서 테스트되는 기판들 또는 디바이스들의 선택된 수 또는 모두에 의해서 발생될 수 있을 것이다. 표준들 또는 기준 이미지들의 정해진(static) 세트를 이용할 수 있을 것이고 또는 표준들 및 기준 이미지들이 주기적으로 또는 필요에 따라서 변경될 수 있을 것이다. 그러한 표준들 또는 기준 이미지들을 이용하여 허용가능한 또는 허용될 수 없는 광 세기들 및/또는 추정된 기공 크기들의 맵을 생성할 수 있을 것이다.
본원 발명의 시스템은 시스템의 출구에 또는 기판의 제 2 표면에 또는 그에 인접하여 배치되는 배플을 임의로 포함할 수 있을 것이다. 배플은 광원으로부터의 광이 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구와 접촉하는 것을 방지하는 역할을 하고, 그에 따라 기판으로부터 산란되고 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스를 빠져나가는 입자들의 광 세기의 이미지들과 간섭하는 것을 방지하는 역할을 한다. 바람직하게, 배플은 기판의 제 2 표면 또는 기판이 위치되는 디바이스의 출구의 전체 면적을 커버할 수 있을 정도로 충분히 크다. 기판이 필름 또는 시트 형태인 실시예에서, 배플은 바람직하게 전체 시트 또는 필름을 커버할 수 있는 충분한 크기를 가진다. 기판 또는 출구의 표면적을 커버하기만 한다면, 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구의 평면에 대해서 평행한 평면의 방향을 따른 형상은 중요하지 않다. 바람직한 실시예에서, 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구의 평면에 평행한 평면을 따른 배플 형상은 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구의 형상에 일치된다(conform). 기판이 벽 유동 필터인 실시예에서, 배플은, 유체가 필터를 빠져나가는 면이 되는 필터의 제 2 면의 형상 및 크기와 적어도 동일한 크기이다. 배플의 역할은, 입자들을 포함하는 유체들이 기판의 표면으로부터 멀리 이동할 수 있게 허용하는 것이고 그리고 광원으로부터의 광이 기판의 표면 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구와 직접적으로 접촉하는 것을 방지하는 것이며 또는 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구가 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스를 빠져나가는 입자들의 광 세기의 이미지들과 간섭하는 방식으로 광을 산란시키는 것을 방지하는 것이다. 배플은, 기판을 포함하는 디바이스의 기판을 빠져나가는 임의 입자들이 배플 내의 홀들을 통과할 수 있게 허용하는 복수의 개구부들을 더 포함한다. 배플은 배플의 크기 및 형상을 규정하는 경계부(border)를 포함한다. 운반 유체 및 입자들이 통과하는 적절한 통로를 제공하는 임의 구조물이 이용될 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 배플은 구조물 내에 형성된 홀들을 가지는 일체형 구조물일 수 있을 것이다. 그러한 일체형 구조물은 희망하는 형상으로 몰딩될 수 있고 그리고 예를 들어 금속, 플라스틱 및 세라믹들과 같이 희망하는 형상으로 형성 또는 몰딩될 수 있는 임의 재료로부터 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 배플은 테스트되는 벽 유동 필터의 표면 상에 위치되는 비교적 얇은 벽 유동 필터일 수 있다. 하나의 바람직한 실시예에서, 배플로서 이용되는 벽 유동 필터는 유동 통로들에 대해서 수직인 방향으로 비교적 얇다. 일 실시예에서, 배플이 제 2 표면 또는 기판의 유체 출구 지점 및 상호 연결된 부분들을 커버하기에 충분한 크기인 경우에, 패턴을 형성하는 복수의 상호연결된 부분들을 가지는 배플은 입자들이 통과할 수 있는 개구부들을 생성한다. 일 실시예에서, 배플 내의 통로들은 메시(mesh) 또는 스크린을 형성하기 위해서 상호 연결된 복수의 부분들에 의해서 형성될 수 있다. 배플 내의 통로들 또는 부분들 사이의 개구부들은, 유체 및 입자들이 실질적인 간섭 없이 기판 또는 출구로부터 멀리 기판을 통해서 유동할 수 있게 허용할 수 있을 정도로 충분할 필요가 있다. 이렇게 기술된 목적들을 달성하도록 통로들 또는 부분들의 형상 및 치수들이 선택된다. 벽 유동 필터들의 경우에 출구 면이 되는, 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구의 평면에 평행한 평면의 두께는, 통로들 또는 부분들을 형성하는 구조물에 의해서 커버되는 표면적을 최소화하도록 선택된다. 벽 유동 필터들의 경우에 출구 면이 되는, 기판 또는 기판으로부터의 출구에 수직인 방향에서는, 광원으로부터의 광이 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스, 벽 유동 필터들의 경우에 출구 면이 되는, 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 빠져나가는 입자들의 광 세기의 이미지들과 간섭하는 방식으로 접촉 또는 산란되는 것을 방지하기 위한 방식으로, 그리고 빠져나가는 임의 입자들의 위치가 기판의 표면 또는 출구에 가능한 한 근접하여 식별될 수 있도록 가능한 한 얇게 되는 방식으로, 바람직하게 두께가 선택된다. 바람직하게, 벽 유동 필터들의 경우에 출구 면이 되는, 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구의 평면에 수직한 방향의 두께가 바람직하게 약 100 mm 이하, 보다 바람직하게 약 10 mm 이하, 가장 바람직하게 약 0.2 mm 이하이다. 배플이 구조적 무결성(integrity)을 가지도록 그리고 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스를 빠져나가는 입자들의 산란된 광 세기의 이미지들과 간섭하는 방식으로 광이 접촉 또는 산란되는 것을 방지하도록, 최소 두께가 선택된다. 바람직하게, 벽 유동 필터들의 경우에 출구 면이 되는, 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구의 평면에 대해서 수직한 방향의 두께는 바람직하게는 약 0.01 mm 이상 그리고 보다 바람직하게 는 약 0.04 mm 이상이다. 배플 내의 유동 통로들을 형성하는 개구부들의 크기는 바람직하게 약 0.05 mm 이상, 보다 바람직하게 약 0.07 mm 이상, 그리고 가장 바람직하게 약 0.1 mm 이상이다. 배플 내의 유동 통로들을 형성하는 개구부들의 크기는 바람직하게 약 5.0 mm 이하, 보다 바람직하게 약 3 mm 이하, 그리고 가장 바람직하게 약 0.3 mm 이하이다. 바람직한 실시예에서, 배플은 금속, 플라스틱, 또는 직물 메시를 포함하고, 유동 통로들은 상호연결된 와이어들 또는 실들(threads)에 의해서 형성된다. 바람직한 실시예에서, 배플은 광을 산란시키지 않는다. 바람직하게, 배플은 검은 색이고 그리고 편평한 매트(matte) 마감부를 가진다.
본원 발명의 시스템의 부분들은 본원에 개시된 바와 같은 기능으로 배열된 독립적인 모듈들일 수 있다. 대안으로, 부분들의 일부 또는 전부가 지지 구조물에 의해서 제위치에서 유지되거나 통합될 수 있다. 그러한 지지 구조물은 부분들의 일부 또는 전부를 적절하게 유지 또는 정렬할 수 있다. 본원 발명의 시스템 및 지지 구조물의 바람직한 실시예에서, 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스를 위한 홀더를 더 포함한다. 유동 경로와 함께 홀더는 바람직하게 제 1 표면을 제 2 표면으로부터 분리시키도록 협력한다. 홀더는 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스를 구속하여 적절한 위치에서 유지하기 위한 기지의 구속 디바이스(restraining device) 를 더 포함할 수 있을 것이다. 그러한 구속 디바이스들은 당업자에게 주지되어 있다.
본원 발명의 시스템은 제조 시스템 또는 설비로 통합될 수 있다. 제조 시스템의 부분으로서, 기판 또는 디바이스가 본원 발명의 시스템 내로 수동적으로 삽입될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그 대신에, 디바이스 또는 기판이 로봇을 이용하여 시스템 내로 배치될 수 있다. 로봇은 본원 발명의 시스템의 부분이 될 수 있거나, 또는 독립적일 수 있고 그리고 본원 발명의 시스템과 함께 작업하도록 구성될 수 있다. 본원 발명의 시스템과 함께 이용될 수 있는 로봇 시스템들은 당업자에게 주지되어 있다.
일 실시예에서, 본원 발명은: i) 본원에서 기술된 바와 같은 시스템을 제공하는 단계; ii) 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스를 기판 또는 디바이스 홀더 내로 위치시키는 단계; iii) 상기 기판의 기공들의 크기와 실질적으로 동일한 크기의 입자들을 기판의 상기 제 1 표면과 접촉시키는 단계로서, 상기 기판의 제 1 표면과 상기 기판의 제 2 표면 사이에는 압력차가 존재하는, 제 1 표면과 접촉시키는 단계; iv) 상기 기판을 통과하는 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구 지점을 빠져나가는 입자들이 광을 산란시키는 방식으로 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구 위쪽의 공간을 향해서 광원으로부터의 광을 지향시키는 단계; v) 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구 지점을 빠져나가는 입자들에 의해서 산란된 광을 모니터링하는 단계; 및 vi) 산란된 광의 세기를 하나 이상의 기준 이미지들과 비교하는 단계를 포함한다. 이러한 실시예는 기준 이미지들을 생성 및/또는 저장하는 단계를 더 포함할 수 있을 것이다. 이러한 방법은 기판의 모니터링된 이미지의 광 세기와 기준 기판들의 광 세기를 비교하는 것에 의해서 기판의 기공 크기를 추정하는 단계 및 상기 비교 및 기준 기판들의 기공 크기 맵들로부터 기공 크기를 추정하는 단계를 더 포함할 수 있을 것이다. 이러한 방법은, 기판들의 산란된 광과 기준 이미지들의 비교에 기초하여, 허용가능한 기공 크기들 또는 기공 크기 변동성으로부터 벗어난 기판들을 식별하는 단계를 포함할 수 있을 것이다.
본원 발명의 다른 실시예는 기판의 기공들이 규정된 범위를 벗어나는지 또는 너무 작거나 너무 큰지의 여부를 식별하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 기판 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스가 유체들을 분리하도록 구성되고 서로 분리된 적어도 2개의 표면들 즉, 제 1 및 제 2 표면을 구비하며, 상기 기판들 또는 상기 기판들을 포함하는 디바이스들이 상기 기판을 통과하는 유체들을 위한 출구를 가지며, i) 본원 발명의 적절한 시스템을 제공하는 단계; ii) 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스를 기판 또는 디바이스 홀더 내로 위치시키는 단계; iii) 상기 기판의 기공들의 크기와 실질적으로 동일한 크기의 입자들을 기판의 상기 제 1 표면과 접촉시키는 단계로서, 상기 기판의 제 1 표면과 상기 기판의 제 2 표면 사이에는 압력차가 존재하는, 제 1 표면과 접촉시키는 단계; iv) 상기 기판을 통과하는 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 빠져나가는 입자들이 광을 산란시키는 방식으로 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구 위쪽의 공간을 향해서 광원으로부터의 광을 지향시키는 단계를 포함하고; 상기 입자들에 의해서 산란된 광의 세기가 규정된 범위를 벗어나거나, 규정된 레벨 보다 높거나 또는 규정된 레벨 보다 낮은 경우를 식별하도록 상기 광 센서가 셋팅된다.
본원 발명의 방법의 제 1 단계는 그러한 방법의 규정된 목적을 위해서 본원 발명의 적절한 시스템을 선택하는 것이다. 제 2 단계에서, 기판의 제 1 표면 및 기판의 제 2 표면이 서로로부터 분리되도록, 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스를 본원 발명의 시스템 내로 배치한다. 만약 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스에 대한 구속 디바이스가 존재한다면, 기판 또는 디바이스가 적절하게 구속된다. 시스템이 밀봉부를 포함하는 경우에, 밀봉부는 기판의 제 1 표면을 기판의 제 2 표면으로부터 분리시키는 것을 보장하도록 안착된다(seated). 만약 밀봉부가 블래더 기반의 밀봉부라면, 블래더 내의 유체 압력을 증가시키는 것에 의해서 밀봉부가 형성되도록 블래더가 팽창된다. 입자들이 시스템 내로 도입된다. 입자들은 운반 유체 내에서 미리 분산되어 시스템 내로 도입될 수 있거나 또는 입자들이 시스템 내에서 운반 유체 내로 분산될 수 있다. 이어서, 운반 유체 내에서 분산된 입자들이 유동 경로를 통해서 기판의 제 1 표면으로 통과된다. 기판이 디바이스 내에 배치되는 실시예에서, 입자들이 디바이스의 유입구 내로 도입된다. 벽 유동 디바이스의 경우에, 입자들이 디바이스의 유입구 면 상의 개방된 유동 통로들 내로 도입된다. 기판의 제 1 표면 상의 압력을 증가시킴으로써 또는 기판의 제 2 표면 상의 압력을 감소시킴으로써, 기판의 벽에 걸쳐 압력차가 생성된다. 운반 유체가 기판의 벽들을 통과하고 입자들이 입자 크기 보다 더 큰 크기를 가지는 기공들을 통해서 벽을 통과한다. 배플은 기판의 표면 또는 기판을 포함하는 디바이스로부터의 출구에 또는 그에 인접하여 배치(위치)될 수 있을 것이다. 광원으로부터의 광이 지향되어 기판의 표면 또는 기판을 포함하는 디바이스의 출구의 면에 대해서 평행한 광의 시트를 형성한다. 광의 시트를 통과하는 입자에 의한 광의 산란에 대해서 검사함으로써, 기판을 통과하는 입자들에 대해서 광의 시트가 모니터링된다. 산란되는 광의 세기가 기준 이미지들과 비교된다. 그러한 비교는 산란된 광의 세기와 기준 이미지들을 비교하는 운영자에 의해서 실시될 수 있다. 기준 이미지들은 포스터 형태로, 책 내에 위치되는 또는 전자 스토리지 수단 내에 위치되고 모니터 상에서 디스플레이되는 그림들일 수 있다. 다른 실시예에서, 산란된 광의 이미지가 이미지 캡쳐링 디바이스에 의해서 캡쳐된다. 이어서, 캡쳐된 이미지와 기준 이미지들을 비교한다. 이러한 비교는 운영자에 의해서 수동적으로 또는 컴퓨터 시스템에 의해서 자동적으로 실시될 수 있다. 비교가 자동적으로 실시되는 경우에, 컴퓨터는 이미지 분석 소프트웨어를 이용할 수 있다. 비교는, 제조 설비의 광범위한 품질 제어 시스템에 통합될 수 있는, 품질 제어 시스템에 의해서 또는 통계학적 분석 시스템에 의해서 실시될 수 있다.
프로세스의 하나의 단계는 기준 이미지들의 준비이다. 기준 이미지들은, 기준 이미지들이 통합되는 시스템의 목적(objective)을 돕는 임의 수단으로 준비될 수 있다. 일 실시예에서, 미리 선택된 기판들 또는 기판들을 포함하는 디바이스들을 이용하여 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스를 통과하는 입자들에 의한 광 산란으로부터 이미지들을 생성할 수 있을 것이다. 허용가능한 광 세기들의 범위를 규정하도록 및/또는 기판 또는 기판들의 기공 크기가 규정된 범위 초과 또는 미만인 지점 또는 지점들을 규정하도록, 미리 선택된 기판들 또는 디바이스들이 선택될 수 있을 것이다. 기준 이미지들이 제조 작업(run) 또는 설비에서 생성되는 기판들의 일부 또는 전부로부터 취해질 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 선택된 이미지들의 광 세기들이 상당히 변화된다는 사실을 기초로 기준 이미지들이 선택된다. 바람직한 실시예에서, 선택된 기판들 또는 기판들을 포함하는 디바이스들이 허용가능한 범위의 중간점 및 허용된 범위의 2개의 외측 지점들 또는 허용가능한 범위의 바로 외측의 2개의 지점들을 반영한다. 일 실시예에서, 기준 이미지들이 기초로 하는 디바이스들이 기공 크기에 대해서 맵핑된다. 기공 크기에 대한 디바이스의 맵핑에서, 복수의 샘플들이 기준 기판들로부터 취해진다. 이러한 샘플들은 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스의 다른 위치들에서 기공 크기를 보여주도록 선택된다. 하나의 바람직한 실시예에서, 샘플이 기판의 4개의 4분체들의 각각으로부터 취해진다. 이어서, 수은 기공율 측정과 같은 기지의 분석 기술들에 따라서 기공 크기가 결정된다. 측정된 기공 크기들은 샘플들이 취해진 각각의 위치에 대한 산란된 광 세기와 비교된다. 이러한 데이터를 이용하여 측정된 기공 크기와 테스트되는 섹션 내에서 산란된 광 세기 사이의 상호관계를 생성한다. 산란된 광 세기와 기공 크기 사이의 이러한 상호관계를 이용하여, 광 세기들의 비교를 기초로, 다른 기판들의 기공 크기를 추정할 수 있을 것이고, 그러한 추정은 컴퓨터 시스템으로부터의 이미지 분석 소프트웨어의 수행을 이용하여 도움을 받는다. 바람직하게, 기준 이미지들이 상이한 기공 크기들을 가지고 산란된 광의 세기들에 상응하는 3개 이상의 기판들로부터 취해진다. 그러한 방법은 기준 기판들의 기공 크기 맵을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있을 것이다. 그러한 방법은, 기판 내의 복수의 장소에서의 기준 기판들의 기공들의 측정에 의해서 기준 기판들의 기공 크기 맵을 생성하는 단계를 포함할 수 있을 것이다. 기준 이미지들은 규정된 시간 기간 내에 분석되는 모든 기판들의 이미지들을 포함할 수 있을 것이다.
일 실시예에서, 본원 발명의 방법은 규정된 사양(specification)을 벗어난 기판들을 포함하는 기판들 또는 디바이스들을 식별하는 단계를 포함한다. 이 방법에서는, 허용가능한 기공 크기를 규정한다. 그 후에, 허용가능한 그리고 허용될 수 없는 기공 크기들과 합치되는 광 세기들이 식별된다. 테스트된 기판들 또는 그러한 기판들을 포함하는 디바이스들에 대한 산란된 광이 전술한 바와 같이 모니터링된다. 산란된 광의 세기는 전술한 바와 같이 기준 이미지들과 비교된다. 바람직하게, 산란된 광이 이미지 캡쳐링 시스템을 이용하여 모니터링되고 그리고 캡쳐된 이미지들과 기준 이미지들을 비교한다. 하나의 바람직한 실시예에서, 이미지 캡쳐링 시스템과 인터페이스되는 컴퓨터 시스템에 의해서 비교가 수행된다. 이러한 비교를 기초로, 허용가능한 광 세기들과 합치되지 않는 또는 허용될 수 없는 광 세기들과 합치되는 광 세기들을 나타내는 기판들 및 기판들을 포함하는 디바이스들이 식별된다. 규정된 사양을 충족시키지 못하는 것으로 식별된 기판들 및 기판들을 포함하는 디바이스들이 불량처리될 수 있거나 또는 추가적으로 분석될 수 있다. 그러한 방법은, 기판의 모니터링된 이미지의 광 세기와 기준 기판들의 광 세기를 비교하는 것에 의해서 기판의 기공 크기를 추정하는 단계 및 그러한 비교와 기준 기판들의 기공 크기 맵들로부터 기공 크기를 추정하는 단계를 더 포함할 수 있을 것이다. 이미지 분석용 컴퓨터 소프트웨어를 이용하여 기공 크기가 추정될 수 있을 것이다.
다른 실시예에서, 본원 발명의 방법은, 기판이 허용가능한 기공 크기 및/또는 균일도를 가졌는지의 여부를 결정하기 위한 방법을 포함하고, 여기에서 기판들은 서로 분리된 적어도 2개의 표면들 즉, 제 1 및 제 2 표면을 가지는 유체들을 분리하도록 구성되며, 기판들 및 기판들을 포함하는 디바이스들은 기판을 통과하는 유체들을 위한 출구를 가진다. 그러한 방법은 본원에 개시된 바와 같은 외장 및 상기 외장 내에 배치된 하나 이상의 센서들을 포함하는 본원 발명의 시스템을 이용하는 단계를 포함한다. 본 방법은 입자들을 생성하는 단계, 기판의 제 1 표면과 제 2 표면 사이에 압력차를 생성하는 단계, 기판의 면 또는 기판을 포함하는 디바이스로부터의 출구로부터 빠져나가는 입자들이 광의 시트로부터 광을 산란시키도록 기판의 면 또는 기판을 포함하는 디바이스로부터의 출구에 평행한 광의 시트를 생성하는 단계를 포함한다. 본 방법은 허용가능한 광 세기들 및 허용될 수 없는 광 세기들을 미리 결정하는 단계 및 허용될 수 없는 또는 허용가능한 광 세기들이 산란될 때를 표시하도록 광 센서들을 셋팅하는 단계를 더 포함할 수 있을 것이다. 본 방법은 산란된 광의 이미지를 캡쳐하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 캡쳐된 이미지를 추가적으로 분석하여, 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스가 왜 규정된 사양을 충족시키지 못하는 것으로 식별되었는지에 관한 이유를 결정할 수 있을 것이다. 대안으로, 캡쳐된 이미지들이 기준 라이브러리로 추가될 수 있고 또는 제조 프로세스의 통계적인 분석을 위해서 이용될 수 있을 것이다.
도 1은 홀더(11) 내에 안착된 벽 필터(30)를 포함하는 본원 발명의 시스템(10)을 도시한다. 벽 유동 필터(30)를 위한 홀더(11), 입자들 및 운반 유체가 혼합되는 챔버(38), 및 유동 경로(14)가 도시되어 있으며, 상기 필터(30)는 챔버(13) 위에서 필터(30)를 유지하는, 2개의 부분들을 포함하는 렛지(ledge)(12) 상에 배치된다. 상기 혼합 챔버(13) 및 유동 경로(14)는 물이 유동 경로 내로 튀는 것을 방지하기 위한 스플래시 가드(splash guard)(31)에 의해서 분리된다. 가습기 또는 분무기(15)가 입자 발생기이다. 입자들이 혼합 챔버(13)의 하단부 내에서 물로부터 발생된다. 밀봉부(16)가 필터(30)의 외측 벽 주위에 배치된다. 밀봉부(16)는 필터(30) 주위의 밀봉부(16)를 부풀리기 위한 공기 유입구(17)를 가진다. 운반 유체로서 공기를 도입하는 공기 유입구(18)가 도시되어 있다. 또한, 물 유입구(20) 및 물 배출구(19)가 포함된다. 시스템은 챔버(13) 내의 압력을 모니터링하기 위한 압력 게이지(21)를 가진다. 필터(23)로부터의 출구는 입자들이 도입되는 단부(43)에 대향하여 필터(30)의 단부에 위치된다. 광원(레이저)(24)이 지지 구조물(25)에 부착된 것으로 도시되어 있다. 지지 구조물(25)의 아암(39)에는 이미징 조립체(26)가 부착된다. 광선이 레이저(24)를 빠져나가고 광학장치들(37)을 이용하여 광의 시트(27) 내에서 형성된다.
동작 중에, 필터(30)가 홀더(11)의 렛지(12) 상에 위치된다. 공기가 공기 유입구(17)를 통해서 도입되어 밀봉부(16)를 필터(30)의 외측 벽 주위에 안착시킨다. 입자 발생기(15)는 혼합 챔버(38)의 하단부에 위치된 물로부터 입자들을 형성한다. 공기가 공기 유입구(18)를 통해서 도입되고 그리고 물 입자들 및 공기가 혼합 챔버(38) 내에서 혼합된다. 물 입자들 및 물의 혼합물이 유동 경로(14) 내로 운송되고 이어서 유동 경로(14)에 개방된 필터(30)의 유동 통로들의 제 1 표면(43)과 접촉한다. 가압된 공기를 공기 유입구(18)에 의해서 챔버(13) 내로 도입함으로써 압력차가 생성된다. 필터(30)의 유동 통로들의 벽을 통해서 공기가 유동한다. 물 입자들은 벽들의 제 1 표면 상에서 보유되거나 또는 벽 필터(30)의 기공들을 통과한다. 벽 필터(30)를 통과하는 입자들은 유동 통로들을 통해서 유동하여 벽들의 제 2 표면과 접촉하여 벽 유동 필터(23)의 출구를 통해 나간다. 필터(30)를 빠져나가는 입자들은 광원(24)에 의해서 발생된 광을 산란시킨다. 이미징 조립체(26)는 입자들로부터 산란된 광의 이미지들을 취한다. 이미지들을 이용하여, 벽 유동 필터(30)가 미리 규정된 사양을 충족시키는 지의 여부를 결정하거나, 또는 벽 유동 필터(30)의 기공들의 크기를 추정할 수 있다.
도 2는 본원 발명의 시스템(10)의 다른 실시예를 도시하고, 여기에서 외장(28)은 벽 유동 필터(30)로부터의 출구 주위에 배치된다. 외장(28) 내로 광을 도입하도록 구성된 포트(40)를 통해서 광의 시트(27)가 도입된다. 산란된 광의 세기가 미리 결정된 레벨이 되는 경우를 감지하도록 구성된 센서(29)가 외장(28)의 내부에 배치된다.
도 3 및 4는 광원의 중심(41)으로부터 기판(30) 또는 기판을 포함하는 디바이스로부터의 출구(23)의 중심 지점(42) 위에 있는 광 시트(27) 내의 지점(34)을 통한 선(32), 그리고 이미지 캡쳐링 디바이스(26)의 중심 지점(42)으로부터 및 기판(30) 또는 기판을 포함하는 디바이스로부터의 출구(23)의 중심 지점(33)의 선(35) 사이의 각도를 결정하기 위한 기준 프레임을 제공한다. 도 3은 광원(24)과 그 광원(24)에 인접한 광학장치들(37)을 도시한다. 광원(24)으로부터 광학장치들(37)을 통해서 필터로부터의 출구(23)의 중심 지점(33) 위의 지점(34)을 경유하여 진행하는 제 1 선(32)이 도시되어 있다. 이러한 선(32)은 출구(23)의 평면에 대해서 평행하다. 이미지 캡쳐 디바이스(26)의 중심(42)으로부터 필터(30)로부터의 출구(23)의 중심 지점(33)으로 제 2 선(35)이 있다. 각도(A 36)가 90도로 도시되어 있다. 도 4는 광원(24) 및 그 광원(24)에 인접한 광학장치들(37)을 도시한다. 광원(24)으로부터 광학장치들(37)을 통해서 필터로부터의 출구(23)의 중심 지점(33) 위의 지점(34)을 경유하여 진행하는 제 1 선(32)이 도시되어 있다. 이러한 선(32)은 필터 출구(23)의 평면에 대해서 평행하다. 이미지 캡쳐 디바이스(26)의 중심(41)으로부터 필터(30)로부터의 출구(23)의 중심 지점(33)으로 제 2 선(35)이 있다. 각도(A 36)가 135도로 도시되어 있다. 벽 유동 필터를 통한 입자들의 유동은, 본원 출원인이 공통으로 소유한 계류중인 PCT/US 2011/022822로서, WO 2011/102,949로서 공개된 출원의 도 8 및 9에 도시되어 있고, 그 출원의 전체가 본원에서 참조로 포함된다.
본원 발명의 바람직한 실시예를 설명하였다. 그러나, 당업자는, 본원 발명의 교시내용 내에서 특정 변경들을 이해할 수 있을 것이다. 그에 따라, 본원 발명의 진정한 범위 및 내용을 결정하기 위해서는 이하의 청구항들이 고려되어야 할 것이다.
본원에 나열된 임의의 수치 범위들은, 임의의 하위 값과 임의의 상위 값 사이의 적어도 2 단위의 분리가 존재하는 경우에, 하위 값으로부터 상위 값까지 그 값들의 1 단위의 증분들까지의 모든 값을 포함한다. 예를 들어, 예컨데, 온도, 압력, 시간 등과 같은 프로세스 변수들의 값 또는 성분의 양이, 예를 들어, 1 내지 90, 바람직하게 20 내지 80, 보다 바람직하게 30 내지 70으로 기재되어 있다면, 15 내지 85, 22 내지 68, 43 내지 51, 30 내지 32 등과 같은 값들을 본원 명세서에서 명시적으로 열거하기 위한 의도가 될 것이다. 1 보다 작은 값들의 경우에, 하나의 단위는, 적절한 경우에, 0.0001, 0.001, 0.01 또는 0.1이 될 수 있는 것으로 간주된다. 이들은 특별하게 의도된 것의 단지 예들이고 그리고, 유사한 방식으로, 열거된 가장 작은 값과 가장 큰 값 사이의 수치들의 모든 가능한 조합들이 본원에서 명시적으로 기술된 것으로 간주될 수 있을 것이다. 달리 기재되지 않았다면, 모든 범위들은 양 종료점들 및 종료점들 사이의 모든 숫자들을 포함한다. 범위와 관련한 "약" 또는 "대략적"이라는 용어의 이용은 범위의 양끝에 대해서 적용된다. 그에 따라, "약 20 내지 30"은, 적어도 특정된 종료점들을 포함하여, "약 20 내지 약 30"을 커버하도록 의도된다. 본원에서 사용된 중량부(parts by weight)는 100 중량부를 포함하는 조성을 지칭한다. 특허 출원들 및 공보들을 포함하는 모든 문항들 및 언급들의 개시내용은 모든 목적을 위해서 참조로서 포함된다. 조합을 설명하기 위한 "필수적으로 포함하는"이라는 용어는, 식별된 요소들, 구성 성분들(ingredients), 성분들(components) 또는 단계들, 그리고 조합의 기본적인 그리고 신규한 특성들에 영향을 미치지 않는 다른 요소들, 구성 성분들, 성분들 또는 단계들을 포함할 것이다. 본원에서 요소들, 구성 성분들, 성분들 또는 단계들의 조합을 설명하기 위해서 이용된 "포함하는(comprising 또는 including)"이라는 용어는 또한 요소들, 구성 성분들, 성분들 또는 단계들을 필수적으로 포함하는 실시예들을 고려한다. 복수형의 요소들, 구성 성분들, 성분들 또는 단계들은 단일의 통합된 요소, 구성 성분, 성분 또는 단계에 의해서 제공될 수 있다. 그 대신에, 단일의 통합된 요소, 구성 성분, 성분 또는 단계가 복수의 요소들, 구성 성분들, 성분들 또는 단계들로 분할될 수 있을 것이다. 요소, 구성 성분, 성분 또는 단계를 설명하기 위한 부정관사("a") 또는 "하나"라는 설명은 추가적인 요소들, 구성 성분들, 성분들 또는 단계들을 배제하기 위한 것은 아니다.
Claims (20)
- 기판이 허용가능한 기공 크기 및/또는 균일도를 가지는지의 여부를 결정하기 위한 시스템으로서, 기판들은 서로 분리된 적어도 2개의 표면들 즉, 제 1 및 제 2 표면을 가지고 유체들을 분리하도록 구성되며, 기판들 또는 기판들을 포함하는 디바이스들은 기판을 통과하는 유체들을 위한 출구를 가지며,
a) 기판이 상기 제 1 표면으로부터 상기 제 2 표면으로 통과시키도록 구성되는 입자 크기보다 더 큰 제어된 크기의 입자들을 발생시킬 수 있는 입자 발생기;
b) 상기 기판의 제 1 표면과 제 2 표면 사이에 압력차를 생성하기 위한 시스템;
c) 상기 기판 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 빠져나가는 입자들을 조사하도록 구성된, 상기 기판 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구로부터 이격된 광원;
d) 상기 입자 발생기로부터 상기 기판의 제 1 표면까지의 폐쇄된 유동 경로;
e) 상기 시스템 내의 적절한 위치에서 상기 기판 또는 디바이스를 유지하도록 구성된 기판 또는 디바이스 홀더;
f) i) 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 빠져나가는 입자들에 의해서 산란된 광을 캡쳐하는 이미지 캡쳐링 시스템 및 광 세기의 적절한 표준 및/또는 허용될 수 없는 광 세기 또는 세기의 변동의 예를 규정하기 위한 기준 이미지; 또는 ii) 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구에 인접한 공간을 둘러싸는, 불투명하거나 광을 투과시키지 않는 외장(enclosure) 및 상기 산란된 광의 세기를 감지하도록 구성되고 상기 외장 내에 위치되는 하나 이상의 광 센서들 중 하나 이상을 포함하고,
상기 광원으로부터 방출된 광이 상기 외장 내에서 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구로부터 통과되는 입자들과 접촉하도록 상기 광원이 배치되며,
g) 기준 기판들의 기공 크기 맵을 포함하고, 상기 기준 기판들의 기공 크기 맵은 상기 기판 내의 복수의 장소에서 상기 기준 기판들의 기공들의 측정에 의해서 생성되는,
결정 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 기준 이미지들이 허용가능한 표준을 충족시키는 미리 선택된 기판들 또는 디바이스들, 허용가능한 표준을 충족시키지 못하는 미리 선택된 기판들 또는 디바이스들, 또는 양자 모두의 미리 선택된 기판들 또는 디바이스들을 빠져나가는 입자들의 광 산란의 이미지들로부터 선택되거나, 또는 상기 기준 이미지들이 프로세스에서 테스트된 선택된 수의 기판들 또는 디바이스들, 또는 모든 기판들 또는 디바이스들에 의해서 생성되는, 결정 시스템. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
컴퓨터 인터페이스를 더 포함하고, 상기 기판 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 빠져나가는 입자들에 의해서 산란된 광의 이미지를 하나 이상의 기준 이미지들과 비교하는 것이 상기 시스템과 인터페이싱된 컴퓨터에 의해서 실시되는, 결정 시스템. - i) 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 시스템을 제공하는 단계로서, 상기 f)가 i) 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 빠져나가는 입자들에 의해서 산란된 광을 캡쳐하는 이미지 캡쳐링 시스템 및 광 세기의 적절한 표준 및/또는 허용될 수 없는 광 세기 또는 세기의 변동의 예를 규정하기 위한 기준 이미지를 포함하는, 시스템을 제공하는 단계;
ii) 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스를 기판 또는 디바이스 홀더 내로 위치시키는 단계;
iii) 실질적으로 상기 기판의 기공들의 크기인 입자들을 기판의 상기 제 1 표면과 접촉시키는 단계로서, 상기 기판의 제 1 표면과 상기 기판의 제 2 표면 사이에는 압력차가 존재하는, 제 1 표면과 접촉시키는 단계;
iv) 상기 기판을 통과하거나 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 빠져나가는 입자들이 광을 산란시키는 방식으로 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구 위쪽의 공간을 향해서 광원으로부터의 광을 지향시키는 단계;
v) 기준 기판들의 기공 크기 맵을 제공하는 단계로, 상기 기준 기판들의 기공 크기 맵이 상기 기판 내의 복수의 장소에서 상기 기준 기판들의 기공들의 측정에 의해서 생성되는 단계;
vi) 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 빠져나가는 입자들에 의해서 산란된 광을 모니터링하는 단계; 및
vii) 산란된 광을 하나 이상의 기준 이미지들과 비교하는 단계를 포함하는, 방법. - 기판의 기공들이 규정된 범위를 벗어나는지의 여부 또는 규정된 크기 초과 또는 미만인지의 여부를 식별하기 위한 방법으로서, 상기 기판 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스가 유체들을 분리하도록 구성되고 서로 분리된 적어도 2개의 표면들 즉, 제 1 및 제 2 표면을 구비하며, 상기 기판들 또는 상기 기판들을 포함하는 디바이스들이 상기 기판을 통과하는 유체들을 위한 출구를 가지는 식별 방법으로서,
i) 제 1 항 또는 제2 항에 따른 시스템을 제공하는 단계로서, 상기 f)가 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구에 인접한 공간을 둘러싸는, 불투명하거나 광을 투과시키지 않는 외장 및 상기 산란된 광의 세기를 감지하도록 구성되고 상기 외장 내에 위치되는 하나 이상의 광 센서들을 포함하는, 시스템을 제공하는 단계;
ii) 기판 또는 기판을 포함하는 디바이스를 기판 또는 디바이스 홀더 내로 위치시키는 단계;
iii) 실질적으로 상기 기판의 기공들의 크기인 입자들을 기판의 상기 제 1 표면과 접촉시키는 단계로서, 상기 기판의 제 1 표면과 상기 기판의 제 2 표면 사이에는 압력차가 존재하는, 제 1 표면과 접촉시키는 단계;
iv) 상기 기판을 통과하거나 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구를 빠져나가는 입자들이 광을 산란시키는 방식으로 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 기판을 포함하는 디바이스의 출구 위쪽의 공간을 향해서 광원으로부터의 광을 지향시키는 단계를 포함하고,
상기 입자들에 의해서 산란된 광의 세기가 규정된 범위를 벗어나거나 규정된 레벨 초과 또는 미만인 경우를 식별하도록 상기 광 센서가 셋팅되는, 방법. - 삭제
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