KR102018908B1

KR102018908B1 - 편광판 캘리브레이션 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102018908B1
Application number: KR1020180006296A
Authority: KR
Inventors: 유롱 리; 키신 수
Original assignee: 상하이 마이크로 일렉트로닉스 이큅먼트(그룹) 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2017-01-17
Filing date: 2018-01-17
Publication date: 2019-09-05
Also published as: KR20180084683A; TWI656595B; CN108318222B; TW201828395A; CN108318222A

Abstract

본 발명은 편광판 캘리브레이션 장치 및 방법을 제공하고, 상기 편광판 캘리브레이션 장치는 비편광 시준 광원을 발생시키기 위한 광원 유닛; 편광판을 고정하기 위한 편광판 고정 유닛; 편광판의 얼라인먼트 마크를 탐측하기 위한 탐측기; 편광판 고정 유닛의 하방에 설치되고, 위치는 상기 편광판과 대응되는 편광 측정 유닛; 및 편광판 고정 유닛과 편광 측정 유닛이 수평 방향 운동을 진행하도록 지지하는 작업대를 포함한다. 본 발명이 제공하는 편광판 캘리브레이션 장치 및 방법은 얼라인먼트 마크 연결선과 편광축 사이의 협각을 정밀하게 캘리브레이션할 수 있고, 편광축과 얼라인먼트 마크 연결선의 협각이 상이한 공정을 거친 후 편차가 발생되는 문제를 해결한다.

Description

편광판 캘리브레이션 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CALIBRATING A POLARIZER}

본 발명은 편광판 캘리브레이션 분야에 관한 것으로, 특히 편광판 캘리브레이션 장치 및 방법에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이, 편광판, 슬라이드(slide), 액정 등은 모두 편광 특성을 구비하고, 광학 제품과 실험에서 편광 특성을 구비하는 이러한 소자는 대량으로 사용되고 있다. 이러한 소자의 편광 각도 또는 광축 각도의 측정은 매우 중요하다.

도1에 도시된 바와 같이, 일부 제품 제조 과정에서, 얼라인먼트 마크(alignment mark)(12)와 편광 영역(11)을 동시에 구비하는 편광판을 사용해야 하지만, 편광 영역(11)과 얼라인먼트 마크(12)의 제작은 완전히 상이한 두 가지 공정을 응용하는데, 예를 들어, 편광 영역(11)은 액침 간섭 리소그래피(lithography)로 제작한 선 격자(wire grid)를 응용하고, 얼라인먼트 마크(12)는 마스크 투영 리소그래피 또는 전자 빔 리소그래피 제작을 응용하며, 완전히 상이한 두 가지 공정을 거친 후, 얼라인먼트 마크 연결선(14)과 편광판 편광축(13) 사이의 협각(Φ)에 변화가 발생하였는 지의 여부는 확정하기 아주 어렵고 측정하기도 어려워, 상기 편광판을 사용하는 제품 정밀도에 영향을 준다.

본 발명은 기존의 문제를 극복하기 위하여, 편광판 캘리브레이션 장치 및 방법을 제공하였고, 상이한 공정을 거친 후 편광판의 얼라인먼트 마크 연결선과 편광축 사이의 협각이 쉽게 편차가 발생되는 문제를 해결하였다.

상기 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은,

비편광 시준 광원을 발생시키기 위한 광원 유닛;

편광판을 고정하기 위한 편광판 고정 유닛;

편광판의 얼라인먼트 마크(alignment mark)를 탐측하기 위한 탐측기;

편광판 고정 유닛의 하방에 설치되고, 위치는 상기 편광판과 대응되는 편광 측정 유닛; 및

편광판 고정 유닛과 편광 측정 유닛이 수평 방향 운동을 진행하도록 지지하는 작업대를 포함하는 편광판 캘리브레이션 장치를 제공한다.

선택가능하게, 상기 편광 측정 유닛은 편광 측정 선 격자, 회전 모터와 광 에너지 탐측기를 포함하고, 여기서, 상기 광 에너지 탐측기와 회전 모터는 모두 상기 작업대에 장착되며, 상기 편광 측정 선 격자는 회전 모터에 설치되고 회전 모터에 의해 수직 방향을 따라 회전한다.

선택가능하게, 상기 광원 유닛, 편광판 및 편광 측정 유닛의 위치는, 상기 광원 유닛에 의해 발사되는 비편광 시준 광이 상기 편광판과 편광 측정 선 격자를 순차적으로 거친 후 상기 광 에너지 탐측기에 의해 수신될 수 있도록 설치된다.

선택가능하게, 상기 탐측기는 얼라인먼트 CCD 카메라를 사용한다.

선택가능하게, 상기 편광판 고정 유닛은 홀딩 프레임 지지부재와 홀딩 프레임을 포함하고, 상기 편광판은 상기 홀딩 프레임에 고정 장착되며, 상기 홀딩 프레임은 홀딩 프레임 지지부재를 통해 작업대에 장착되고, 상기 홀딩 프레임은 홀딩 프레임 지지부재에 대해 상대적으로 회전할 수 있어, 상기 편광판이 적어도 정면이 위로 향하는 제1 위치와 정면이 아래로 향하는 제2 위치에 위치할 수 있도록 한다.

선택가능하게, 상기 홀딩 프레임에는 하나의 요홈이 구비되고, 편광판은 상기 요홈에 고정되며, 상기 홀딩 프레임은 투광성 재료로 제조된다.

선택가능하게, 상기 홀딩 프레임 지지부재와 홀딩 프레임의 장착면은 기준 방향을 정의하고, 상기 편광판 캘리브레이션 장치는 제어기를 더 포함하거나 제어기에 연결되며, 상기 제어기는, 작업대를 제어하여 편광판의 얼라인먼트 마크를 탐측기의 탐측 시야 내에 이동시키고, 탐측기에 의해 획득된 얼라인먼트 마크의 위치 정보에 따라 상기 기준 방향과 상기 편광판의 얼라인먼트 마크 연결선의 협각(θ)을 산출한다.

선택가능하게, 상기 제어기는, 작업대를 제어하여 편광판 고정 유닛과 편광 측정 유닛을 광원 유닛과 대응되는 위치에 이동시키고; 편광판의 상기 제1 위치와 제2 위치에서, 회전 모터에 의해 편광 측정 선 격자가 회전하도록 각각 제어하고, 광 에너지 탐측기가, 편광판과 편광 측정 선 격자를 순차적으로 거친 광을 탐측하도록 제어하며; 광 에너지 탐측기에 의해 탐측된 결과에 따라 상기 기준 방향과 상기 편광판의 편광축의 협각(α)을 산출하는데 더 사용된다.

선택가능하게, 상기 제어기는 또한, 상기 기준 방향와 편광판의 얼라인먼트 마크 연결선의 협각(θ), 및 상기 기준 방향과 상기 편광판의 편광축의 협각(α)에 따라 상기 편광판의 얼라인먼트 마크 연결선과 편광축 사이의 협각(Φ)을 산출하는데 더 사용된다.

선택가능하게, 상기 작업대는 슬라이드 테이블과 직선 가이드 레일을 포함하고, 상기 슬라이드 테이블은 직선 가이드 레일에 장착되며, 상기 편광판 고정 유닛과 편광 측정 유닛은 슬라이드 테이블에 설치된다.

상기 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은 상기 편광판 방향 캘리브레이션 장치를 사용하는 편광판 방향 캘리브레이션 방법을 더 제공하며, 상기 편광판 방향 캘리브레이션 방법,

하나의 기준 방향을 설정하는 단계1;

편광판의 얼라인먼트 마크 연결선과 기준 방향 사이의 협각(θ)을 측정하는 단계2;

편광판의 편광축과 기준 방향 사이의 협각(α)을 측정하는 단계3;

단계2와 단계3의 결과에 따라, 편광판의 얼라인먼트 마크 연결선과 편광축 사이의 협각(Φ)을 산출하는 단계4를 포함한다.

선택가능하게, 상기 단계2는,

탐측기에 의해 편광판 중 하나의 얼라인먼트 마크의 신호를 탐측하고 상기 얼라인먼트 마크의 위치를 산출하는 단계21;

탐측기에 의해 편광판에서의 다른 하나의 얼라인먼트 마크의 신호를 탐측하고 상기 다른 하나의 얼라인먼트 마크의 위치를 산출하는 단계22;

편광판 중 하나의 얼라인먼트 마크와 다른 하나의 얼라인먼트 마크의 위치에 따라, 얼라인먼트 마크 연결선과 기준 방향 사이의 협각을 산출하는 단계23을 포함한다.

선택가능하게, 상기 단계23은, 편광판 중 하나의 얼라인먼트 마크와 다른 하나의 얼라인먼트 마크의 위치에 따라, 두 개의 얼라인먼트 마크 사이의 X방향 거리 및 Y방향 거리를 산출하고, 상기 X방향 거리와 Y방향 거리에 따라 얼라인먼트 마크 연결선과 기준 방향 사이의 협각을 산출하며, Y방향은 상기 기준 방향이고, X방향은 수평면 내에서 상기 Y방향과 수직되는 방향인 단계를 포함한다.

선택가능하게, 상기 단계3은,

광원 유닛에 의해 발사되는 비편광 시준 광이 편광판 표면에 투사되도록 하는 단계31;

편광 측정 유닛 중 회전 모터의 의해 편광 측정 선 격자가 회전하도록 하고, 광 에너지 탐측기에 의해 탐측을 진행하여 편광 측정 선 격자를 거친 후 광 강도가 제일 작을 시 회전 모터의 제1 회전 각도(α1)를 선택하는 단계32;

편광판을 반전시키고, 편광 측정 유닛 중 회전 모터에 의해 편광 측정 선 격자가 재차 회전하도록 하고, 광 에너지 탐측기에 의해 탐측을 진행하여 편광 측정 선 격자를 거친 후 광 강도가 제일 작을 시 회전 모터의 제2 회전 각도(α2)를 선택하는 단계33;

단계32와 단계33의 결과에 따라, 편광판의 편광축과 기준 방향 사이의 협각(α)을 산출하여 얻는 단계34를 포함한다.

상기 단계33에서, 상기 반전은 편광판의 정면이 위로 향하는 것으로부터 정면이 아래로 향하도록 변화시키는 것을 의미한다.

선택가능하게, 상기 단계32와 단계33에서, 편광 측정 선 격자를 거친 후의 광 강도 변화를 함수를 통해 피팅(fitting)하고, 편광 측정 선 격자를 거친 후 광 강도가 제일 작을 시 회전 모터의 회전 각도를 선택한다.

선택가능하게, 상기 함수는 푸리에 함수를 사용한다.

선택가능하게, 상기 단계4에서, 상기 얼라인먼트 마크 연결선과 기준 방향 사이의 협각(θ)과, 상기 편광축과 기준 방향 사이의 협각(α)의 합을 구하여, 얼라인먼트 마크 연결선과 편광축 사이의 협각(Φ)을 획득한다.

선택가능하게, 상기 단계2는 상기 단계3 이전 또는 이후에 수행된다.

본 발명은 편광판 캘리브레이션 장치 및 방법을 제공하고, 기존 디바이스 기초상에서 편광판 고정 유닛, 탐측기, 편광 측정 유닛과 작업대 제어 유닛을 추가하여, 상기 편광판 캘리브레이션 방법을 이용하여 편광판을 사용하기 전에 편광판 얼라인먼트 마크 연결선과 편광축 사이의 협각을 정밀하게 캘리브레이션함으로써, 상이한 공정을 거친 후 편광판의 얼라인먼트 마크 연결선과 편광판 편광축 사이의 협각에 편차가 발생되는 문제를 해결한다.

도1은 편광판에서 편광축과 얼라인먼트 마크의 협각을 나타내는 도면이다.
도2는 본 발명의 편광판 캘리브레이션 장치를 나타내는 도면이다.
도3은 본발명의 홀딩 프레임의 단면을 나타내는 도면이다.
도4는 본 발명의 홀딩 프레임 장착 시트와 홀딩 프레임 사이의 위치 관계의 단면을 나타내는 도면이다.
도5는 본 발명의 편광축과 얼라인먼트 마크 연결선의 협각의 캘리브레이션 방법을 나타내는 도면이다.
도6은 본 발명의 얼라인먼트 마크 연결선과 기준 방향의 협각의 캘리브레이션 흐름도이다.
도7은 본 발명의 얼라인먼트 마크 연결선과 기준 방향의 협각을 나타내는 도면이다.
도8은 본 발명의 편광축과 기준 방향의 협각의 캘리브레이션 흐름도이다.
도9는 본 발명의 회전 모터 회전 각도와 광 강도 변화를 나타내는 도면이다.
도10은 본 발명의 편광판이 Y축에 대해 0°일 경우를 나타내는 도면이다.
도11은 본 발명의 편광판이 Y축에 대해 180° 회전한 후를나타내는 도면이다.
도12는 본 발명의 편광판이 Y축에 대해 0°일 경우 편광축과 기준 방향의 협각의 모식도이다.
도13은 본 발명의 편광판이 Y축에 대해 180° 회전한 후의 편광축과 기준 방향의 협각를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 상기 목적, 특징과 장점을 보다 명확하고 용이하게 이해할 수 있도록, 첨부도면을 결합하여 본 발명의 구체적인 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 설명해야 할 점은, 본 발명의 도면은 모두 간소화된 형식을 적용하였고, 비정밀한 비율을 사용한 것으로, 단지 보조적으로 본 발명의 실시예를 간편하고 명확하게 설명하는 것을 목적으로 한다.

도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 편광판 캘리브레이션 장치는,

비편광 시준 광원을 발생시키기 위한 광원 유닛(1);

편광판(4)을 고정하기 위한 편광판 고정 유닛;

편광판(4)의 얼라인먼트 마크를 탐측하되, 본 실시예에서 얼라인먼트 CCD 카메라(2)를 사용하는 것이 바람직한 탐측기;

편광판 고정 유닛의 하방에 설치되고, 위치는 상기 편광판(4)과 대응되는 편광 측정 유닛; 및

편광판(4)과 편광 측정 유닛의 수평 방향 운동을 실현시키는 작업대를 포함하며, 상기 편광판 고정 유닛과 편광 측정 유닛은 작업대에 설치된다.

도1에 도시된 바와 같이, 상기 편광판에는 두 개의 얼라인먼트 마크(12)와 편광축(13)이 구비되고, 구별하기 위하여, 상기 두 개의 얼라인먼트 마크(12)를 각각 제1 얼라인먼트 마크(16)와 제2 얼라인먼트 마크(17)라고 한다.

계속하여 도2를 참조하면, 상기 작업대는 직선 가이드 레일(9)과 슬라이드 테이블(10)을 포함하고, 상기 슬라이드 테이블(10)은 직선 가이드 레일(9)에 장착되며, 구체적으로, 슬라이드 테이블(10)은 직선 가이드 레일(9)에서 수평 방향으로 슬라이딩할 수 있으며, 이에 의해 편광판(4)과 편광 측정 유닛이 수평 방향으로 운동하여, 편광판(4)에서의 얼라인먼트 마크(12)가 얼라인먼트 CCD 카메라(2)의 시야 내로 진입하도록 하여, 얼라인먼트 CCD 카메라(2)가 라인먼트 마크 신호를 획득하게 한다.

추가적으로, 상기 편광판 고정 유닛은 홀딩 프레임 장착 시트(3), 두 개의 홀딩 프레임 지지 기둥과 홀딩 프레임(5)을 포함하고, 상기 홀딩 프레임(5)에는 요홈이 구비되며, 상기 편광판(4)은 상기 요홈에 고정 장착되고, 상기 홀딩 프레임(5)은 홀딩 프레임 장착 시트(3)에 장착되며, 상기 홀딩 프레임 장착 시트(3)는 두 개의 상기 홀딩 프레임 지지 기둥에 가설되고, 상기 홀딩 프레임 지지 기둥은 슬라이드 테이블(10)에 설치된다.

더 추가적으로, 도3~4에 도시된 바와 같이, 상기 홀딩 프레임 장착 시트(3)는 하나의 접근면을 구비하는 바, 비교적 높은 평면도를 가지며, 상기 홀딩 프레임(5)는 적어도 하나의 측면(18)을 구비하는데, 비교적 높은 평면도를 가지며, 상기 측면(18)과 상기 접근면은 밀착됨으로써, 상기 홀딩 프레임 장착 시트(3)와 홀딩 프레임(5) 사이에서 장착면을 형성한다. 본 발명의 편광판 방향 캘리브레이션 장치는 하나의 기준 방향(15)을 정의하고, 바람직하게 본 실시예에서 수평 방향은 기준 방향(15)이며, 예를 들어, 수평 Y축 방향으로 정의하고, 상기 장착면의 연장 방향과 기준 방향(15)이 일치하여, 홀딩 프레임(5)에 장착되는 편광판(4)의 편광축(13)과 기준방향(15)은 제1 협각(각도값α을 구비함)을 형성하고, 도12를 참조하면, 편광판(4)의 두 개의 얼라인먼트 마크의 연결선(14)과 기준 방향(15)은 제2 협각(각도값θ을 구비함)을 형성한다.

수평면 내에서 기준 방향(15)과 수직되는 방향을 X축 방향으로 하고, 도10~13에 도시된 바와 같이, 상기 홀딩 프레임(5)을 편광판(4)이 Y축 방향을 따라 회전할 수 있도록 설계한다. 구체적으로, 홀딩 프레임(5)이 도12에 도시된 위치로부터 Y축 방향을 따라 180° 회전한 후, 이에 의해 편광판(4)도 Y축 방향을 따라 180° 회전하도록 하며, 이때, 도13에 도시된 바와 같이, 편광축(13)과 기준 방향(15)의 협각은 -α인 바, 즉 편광축(13)이 기준 방향(15)에 대해 2α의 각도로 회전하였다.

상기 홀딩 프레임 장착 시트(3)와 홀딩 프레임 지지 기둥도 단일한 부재로 일체로 형성될 수 있고, 편광판(4)의 장착 방식도 상기 실시예에 한정되지 않으며, 편광판(4)을 편광 측정 유닛의 상방에 유지시킬 수 있고 편광판(4)의 반전(정면이 위로 향하는 것으로부터 정면이 아래로 향하는 것으로 변화함)을 실현할 수 있는 임의의 장착 구조는 모두 상기 편광판 고정 유닛을 대체할 수 있다는 것을 당업자들은 용이하게 이해한다.

계속하여 도2를 참조하면, 상기 편광 측정 유닛은 편광 측정 선 격자(6), 회전 모터(7)와 광 에너지 탐측기(ED)(8)를 포함하고, 상기 광 에너지 탐측기(8)는 슬라이드 테이블(10)에 장착되며, 상기 회전 모터(7)는 예를 들어 환형 모터로서, 광 에너지 탐측기(8)의 외주에 설치되고 슬라이드 테이블(10)에 장착되는데, 즉, 편광 측정 선 격자(6)의 외곽 부분만 회전 모터(7)에 지지되며, 중앙 부분은 지지되지 않고, 편광 측정 선 격자(6)와 광 에너지 탐측기(8)의 위치는 서로 대응된다. 구체적으로, 회전 모터(7)는 수직 Z축을 따라 회전하고, 편광 측정 선 격자(6)와 함께 Z축을 따라 회전함으로써, 편광 측정 선 격자(6)의 격자 방향과 편광판(4)의 편광축(13) 사이의 협각을 개변시킨다. 동시에, 광 에너지 탐측기(8)는 편광 측정 선 격자(6)의 회전 과정에서 광원 유닛(1)에 의해 발사되는 광이 편광판(4)과 편광 측정 선 격자(6)를 순차적으로 거친 후의 광 강도 정보를 획득하고, 상기 광 강도 정보는 편광 측정 선 격자(6)의 격자 방향과 편광판(4)의 편광축(13) 사이의 협각과 관련된다.

광원 유닛(1)에 의해 발사되는 광이 편광판(4)을 거쳐 편광 측정 선 격자(6)에 조사될 수 있도록 하기 위하여, 편광판(4)의 중앙 부분을 투과하는 광이 대체적으로 영향을 받지 않고 편광 측정 선 격자(6)에 입사될 수 있도록, 상기 홀딩 프레임(5)은 바람직하게 투광성 재료를 사용하여 제조하거나 환상 구조를 사용한다는 것을, 당업자들은 용이하게 이해한다. 그 외, 바람직하게, 상기 광원 유닛(1)에 의해 발사되는 광은 편광판(4) 표면에 수직으로(Z축 방향을 따라) 입사된다.

당업자들은 용이하게 이해하는 바, 상기 광원 유닛(1), 편광판 고정 유닛, 탐측기, 편광 측정 유닛 및 작업대(9) 중의 하나 또는 다수는 제어기에 의해 제어될 수 있고, 상기 제어기는 상응한 부재에 집적되거나 외부 접속 방식을 통해 연결될 수 있으며, 각각 설치될 수 있고 하나의 전체적인 제어기를 공용할 수도 있다. 탐측기에 의해 획득된 데이터에 대한 처리, 및/또는 편광 측정 유닛에 의해 획득된 데이터에 대한 처리는 상기 제어기를 사용하여 실현할 수 있거나, 기타 처리 디바이스를 통해 처리할 수 있다. 이러한 것들은 모두 본 분야에서 공지되고 용이하게 실현될 수 있는 방식이므로, 여기서 이에 대해 일일이 열거하지 않을 것이다.

본 실시예는 편광판 방향 캘리브레이션 방법을 더 제공하고, 도5에 도시된 바와 같이, 구체적으로 하기와 같은 단계를 포함한다.

제1단계에서, 하나의 기준 방향(15)을 설정하고, 본 실시예에서 수평 Y방향을 기준 방향(15)으로 하는 것이 바람직하다.

제2단계에서, 편광판의 얼라인먼트 마크 연결선(14)과 기준 방향(15) 사이의 협각을 측정하고 산출하며, 도6에 도시된 바와 같이, 구체적으로 하기와 같다.

도3과 도7에 도시된 바와 같이, X방향을 따라 슬라이드 테이블(10)을 이동시켜, 제1 얼라인먼트 마크(16)가 얼라인먼트 CCD 카메라(2)의 얼라인먼트 시야에 진입하도록 하고, 얼라인먼트 CCD 카메라(2)는 제1 얼라인먼트 마크(16) 신호를 획득하며, 디지털 화상 처리 알고리즘을 통해 얼라인먼트 CCD 카메라(2) 감광면에서의 제1 얼라인먼트 마크(16)의 위치를 산출한다.

계속하여 X방향을 따라 슬라이드 테이블(10)을 이동시켜, 제2 얼라인먼트 마크(17)가 CCD 카메라(2)의 얼라인먼트 시야에 진입하도록 하고, 얼라인먼트 CCD 카메라(2)는 제2 얼라인먼트 마크(17) 신호를 획득하며, 디지털 화상 처리 알고리즘을 통해 얼라인먼트 CCD 카메라(2) 감광면에서의 제2 얼라인먼트 마크(17)의 위치를 산출하고; 본 실시예에서, 상기 얼라인먼트 CCD 카메라(2)의 얼라인먼트 시야의 크기(Y방향의 측정 가능한 범위)는 제1 얼라인먼트 마크(16)와 제2 얼라인먼트 마크(17) 사이의 Y방향 거리보다 크다.

계속하여 도7츨 참조하면, 제1 얼라인먼트 마크(16)와 제2 얼라인먼트 마크(17)의 X방향 거리가 L1이고, 제1 얼라인먼트 마크(16)와 제2 얼라인먼트 마크(17)의 Y방향 거리가 L2인 것으로 산출하면, 얼라인먼트 마크 연결선(14)과 기준 방향(15) 사이의 협각은

이다.

제3단계에서, 편광축(13)과 기준 방향(15) 사이의 협각을 측정하고, 도8에 도시된 바와 같이, 구체적으로 하기와 같다.

광원 유닛(1)을 오픈하여, 비편광 시준 광원을 발생시켜 편광판(4) 표면에 수직으로 입사하도록 한다;

회전 모터(7)를 작동시켜 편광 측정 선 격자(6)가 회전하도록 하고, 동기적으로, 광 에너지 탐측기(8)는 편광 측정 선 격자(6)를 거친 후의 광 강도를 수집하며, 도9에 도시된 바와 같이, 말뤼스의 법칙(Malus law)에 따르면, 광 강도는 편광 측정 선 격자(6)의 회전 각도에 따라 사인(sine) 변화를 나타내므로, 함수로 상기 사인 곡선을 피팅하며, 바람직하게 본 실시예에서 푸리에 함수(fourier function)를 사용하여, 광 강도가 제일 작을 시 회전 모터(7)의 회전 각도가 α1인 것을 산출해낸다;

회전 모터(7)는 제로백(zero back)된다;

도10~13에 도시된 바와 같이, 홀딩 프레임(5)을 Y축을 따라 180° 회전시키면, 이에 의해 편광판(4)은 Y축을 따라 180° 회전되고, 편광축(13)과 기준 방향(15)의 협각은 -α로 변화되는 바, 즉, 편광축(13)은 2α의 변화를 발생한 것이다;

재차 회전 모터(7)를 작동시켜, 이에 의해 편광 측정 선 격자(6)가 회전되도록 하고, 동기적으로, 광 에너지 탐측기(8)는 편광 측정 선 격자(6)를 거친 후의 광 강도를 수집하며, 말뤼스의 법칙(Malus law)에 따르면, 광 강도는 편광 측정 선 격자(6)의 회전 각도에 따라 사인(sine) 변화를 나타내므로, 도9에 도시된 바와 같이, 적합한 함수로 상기 사인 곡선을 피팅하며, 바람직하게 여기서 푸리에 함수를 사용하여, 광 강도가 제일 작을 시 회전 모터(7)의 회전 각도가 α2인 것을 산출해 낸다;

편광축(13)의 방향의 변화량이 α2-α1인 것을 획득한다;

마지막으로 편광축(13)과 기준 방향(15) 사이의 협각이 α=(α2-α1)/2인 것을 산출한다. 회전 모터(7)의 2회의 회전 각도의 차이값으로 협각(α)을 산출하고, 회전 모터(7) 제로 위치(0도 위치)의 캘리브레이션을 생략할 수 있으며, 측정 오차도 상쇄시킬 수 있으므로, 측정 정밀도를 향상시킨다.

제4단계에서, 상기 제2단계와 제3단계의 결과에 따라, 얼라인먼트 마크 연결선(14)과 편광축(13) 사이의 협각을 산출하고, 구체적으로 하기와 같다.

상기 얼라인먼트 마크 연결선(14)과 기준 방향(15) 사이의 협각(θ)과, 상기 편광축(13)과 기준 방향(15) 사이의 협각(α)의 합을 구하여, 즉, 라인먼트 마크 연결선(14)과 편광축(13) 사이의 협각(Φ=θ+α)을 구하되, 여기서 Φ의 1회 캘리브레이션 정밀도는 0.01에 도달한다.

상술한 방법을 통하여 편광판(4)의 얼라인먼트 마크 연결선(14)과 편광축(13) 사이의 협각을 편리하고 정확하게 측정할 수 있다.

당업자들은 당연히 이해하는 바, 상기 실시예의 설명 순서는 상기 방법의 단계 수행 순서를 한정하지 않고, 예를 들어, 먼저 제2단계에서 제2 얼라인먼트 마크(17)가 얼라인먼트 CCD 카메라(2)의 얼라인먼트 시야에 진입하도록 한 다음, 제1 얼라인먼트 마크(16)가 얼라인먼트 CCD 카메라(2)의 얼라인먼트 시야에 진입하도록 할 수 있으며, 협각(θ)의 산출 공식은 변화하지 않는다. 또한 예를 들어, 제2단계는 제3단계 이후에 수행될 수도 있는데, 즉, 먼저 협각(α)을 구한 다음 협각(θ)을 구하는 것이다. 최종으로 Φ을 구할 수만 있으면, 상기 방법에서의 각 단계 및 각 단계에서의 서브 단계의 순서는 모두 원활하게 조정할 수 있다.

따라서, 당업자들은 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않는 범위에서, 발명에 대해 다양하게 변경 및 변형할 수 있다. 이렇게, 본 발명의 이러한 수정과 변형이 본 발명의 청구항 및 그 균등한 기술 범위 내에 속한다면, 본 발명도 이러한 변경과 변형을 포함한다.

1: 편광 시준 광원
2: 얼라인먼트 CCD 카메라
3: 홀딩 프레임 장착 시트
4: 편광판
5: 홀딩 프레임
6: 편광 측정 선 격자
7: 회전 모터
8: 탐측기
9: 직선 가이드 레일
10: 슬라이드 테이블
11: 편광 영역
12: 얼라인먼트 마크
13: 편광축
14: 얼라인먼트 마크 연결선
15: 기준 방향
16: 제1 얼라인먼트 마크
17: 제2 얼라인먼트 마크
18: 홀딩 프레임 평면

Claims

삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
편광판 캘리브레이션 방법에 있어서,
하나의 기준 방향을 설정하는 단계1;
편광판의 얼라인먼트 마크 연결선과 기준 방향 사이의 협각(θ)을 측정하는 단계2;
편광판의 편광축과 기준 방향 사이의 협각(α)을 측정하는 단계3;
단계2와 단계3의 결과에 따라, 편광판의 얼라인먼트 마크 연결선과 편광축 사이의 협각(Φ)을 산출하는 단계4를 포함하고,
상기 단계2는,
탐측기에 의해 편광판 중 하나의 얼라인먼트 마크의 신호를 탐측하고 상기 얼라인먼트 마크의 위치를 산출하는 단계21;
탐측기에 의해 편광판에서의 다른 하나의 얼라인먼트 마크의 신호를 탐측하고 상기 다른 하나의 얼라인먼트 마크의 위치를 산출하는 단계22;
편광판 중 하나의 얼라인먼트 마크와 다른 하나의 얼라인먼트 마크의 위치에 따라, 얼라인먼트 마크 연결선과 기준 방향 사이의 협각을 산출하는 단계23을 포함하며,
상기 단계3은,
광원 유닛에 의해 발사되는 비편광 시준 광이 편광판 표면에 투사되도록 하는 단계31;
편광 측정 유닛 중 회전 모터의 의해 편광 측정 선 격자가 회전하도록 하고, 광 에너지 탐측기에 의해 탐측을 진행하여 편광 측정 선 격자를 거친 후 광 강도가 제일 작을 시 회전 모터의 제1 회전 각도(α1)를 선택하는 단계32;
편광판을 반전시키고, 편광 측정 유닛 중 회전 모터에 의해 편광 측정 선 격자가 재차 회전하도록 하고, 광 에너지 탐측기에 의해 탐측을 진행하여 편광 측정 선 격자를 거친 후 광 강도가 제일 작을 시 회전 모터의 제2 회전 각도(α2)를 선택하는 단계33;
단계32와 단계33의 결과에 따라, 편광판의 편광축과 기준 방향 사이의 협각(α)을 산출하여 얻는 단계34를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판 캘리브레이션 방법.
삭제
제11항에 있어서,
상기 단계23은,
편광판 중 하나의 얼라인먼트 마크와 다른 하나의 얼라인먼트 마크의 위치에 따라, 두 개의 얼라인먼트 마크 사이의 X방향 거리 및 Y방향 거리를 산출하고, 상기 X방향 거리와 Y방향 거리에 따라 얼라인먼트 마크 연결선과 기준 방향 사이의 협각을 산출하며, Y방향은 상기 기준 방향이고, X방향은 수평면 내에서 상기 Y방향과 수직되는 방향인 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판 캘리브레이션 방법.
삭제
제11항에 있어서,
상기 단계33에서, 상기 반전은 편광판의 정면이 위로 향하는 것으로부터 정면이 아래로 향하도록 변화시키는 것을 의미하는 것을 특징으로 하는 편광판 캘리브레이션 방법.
제11항에 있어서,
상기 단계32와 단계33에서, 편광 측정 선 격자를 거친 후의 광 강도 변화를 함수를 통해 피팅(fitting)하고, 편광 측정 선 격자를 거친 후 광 강도가 제일 작을 시 회전 모터의 회전 각도를 선택하는 것을 특징으로 하는 편광판 캘리브레이션 방법.
제16항에 있어서,
상기 함수는 푸리에 함수(fourier function)를 사용하는 것을 특징으로 하는 편광판 캘리브레이션 방법.
제11항에 있어서,
상기 단계4에서, 상기 얼라인먼트 마크 연결선과 기준 방향 사이의 협각(θ)과, 상기 편광축과 기준 방향 사이의 협각(α)의 합을 구하여, 얼라인먼트 마크 연결선과 편광축 사이의 협각(Φ)을 획득하는 것을 특징으로 하는 편광판 캘리브레이션 방법.
제11항에 있어서,
상기 단계2는 상기 단계3 이전 또는 이후에 수행되는 것을 특징으로 하는 편광판 캘리브레이션 방법.