KR20130024900A

KR20130024900A - 마이크로 복사 렌즈 어레이를 구비하는 웨브재료의 정밀제어

Info

Publication number: KR20130024900A
Application number: KR1020127028179A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 엘. 호펠트; 로버트 엘. 브롯; 다니엘 에이치. 칼슨; 제임스 엔. 돕스; 안제이 피. 자월스키; 글렌 에이. 제리; 존 티. 스트랜드; 마이클 제이. 사이코라; 칼 케이. 스텐스바드
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2010-04-01
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2013-03-08
Also published as: US9977154B2; WO2011123485A2; JP2013528819A; CN102821868B; CN102821868A; WO2011123485A3; SG184034A1; US20130009329A1; EP2552598B1; EP2552598A2

Abstract

제조시스템은 웨브 안내 및 텐션제어를 위해 고해상도의 피드백을 제공하는 감지시스템을 포함한다. 이러한 시스템은 미크론단위의 마이크로 복사 구조체를 포함하도록 제조되는 웨브재료에 특히 유용할 수 있다. 마이크로 복사 스테이션은 웨브재료 상에 마이크로 복사 렌즈의 패턴을 형성한다. 감지시스템은 웨브재료 상의 측정영역을 조명하고 제 1 측정영역 내의 마이크로 복사 렌즈 세트를 통과하는 빛의 각도분포를 검출한다. 제어시스템은 검출된 각도분포에 기초하여 수송시스템의 적어도 하나의 공정제어 파라미터를 조정한다.

Description

마이크로 복사 렌즈 어레이를 구비하는 웨브재료의 정밀제어{PRECISION CONTROL OF WEB MATERIAL HAVING MICRO-REPLICATED LENS ARRAY}

본 발명은 웨브 제조 기술에 관한 것이다.

제조된 웨브재료는 하나의 방향으로 고정된 치수를 갖고 직교하는 방향으로 소정의 또는 부정의 길이를 갖는 임의의 시트형 재료일 수 있다. 웨브재료의 예는 금속, 종이, 직물(woven), 부직물(non-woven), 유리, 중합체 필름, 연성 회로 또는 이들의 조합을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 금속은 강철 또는 알루미늄과 같은 재료를 포함할 수 있다. 직물은 일반적으로 다양한 천(fabric)을 포함한다. 부직물은 종이, 필터 매체, 또는 절연 재료와 같은 재료를 포함한다. 필름은 예를 들어 라미네이트 및 코팅된 필름을 비롯한 투명 및 불투명 중합체 필름을 포함한다.

웨브 제조공정에는 일반적으로, 종이, 필름, 테이프 등을 제조하는 데 이용되는 제조시스템과 같은 연속 공급 제조시스템이 이용되며, 주로 롤러, 캐스팅 휠, 풀리, 기어, 풀 롤러, 사출기, 기어펌프 등과 같은 하나 이상의 모터 구동 회전 기계요소를 포함한다. 이러한 시스템은 주로, 모터가 맞물리도록 하고 웨브를 소정 속도로 구동하기 위해 제어신호를 출력하는 전자 제어기를 포함한다.

웨브의 각 측면에서 특성형상의 다운웨브 또는 크로스웨브 배열이 필요한 웨브 기반 제품을 제조하는 경우, 적절한 특성형상 배열을 제어하기 위해 웨브 스트레인은 물론 크로스웨브 및 다운웨브의 위치를 주의 깊게 처리하는 것이 중요하다. 이러한 파라미터를 처리하는 기존의 웨브 제어 방법은, 웨브 특성형상의 상대적 배열을 유지하기 위해 위치를 웨브 제어 시스템에 피드백해주는 측정법의 특성에 의해 제한될 수 있다.

일반적으로, 본 명세서는 웨브 특성형상의 배열을 위한 고해상도의 측정법 및 피드백을 제공하는 기술에 관해 설명한다. 이러한 기술은 미크론단위의 마이크로 복사 구조체(micro-replicated structure)를 포함하도록 제조되는 웨브재료에 특히 유용할 수 있다. 이러한 기술은 미크론 및 미크론단위 이하의 특성형상의 상대적 위치에 대해 정확한 온라인 측정법을 제공한다. 웨브의 마이크로 구조체의 특성형상의 배열을 제어하기 위한 미크론단위 이하의 실시간 보정을 제공하기 위해 이러한 데이터를 측방 및 종방향 제어 시스템에 제공할 수 있다.

일 예에서, 이러한 기술은 마이크로 렌즈, 즉 수십 내지 수백 미크론의 직경을 갖는 렌즈의 어레이를 포함하도록 제조된 웨브재료에 적용된다. 마이크로 렌즈는 광각 제어 필름(light angle control film), 통합 화상형성 필름, 광 추출 어레이, 생의학 센서, CCD 및 CMOS 어레이센서, 및 태양전지 어레이의 경우에서와 같이, 고객에게 배달되는 제품의 일체로 형성된 부품일 수 있다. 다른 예에서, 마이크로 렌즈는 미크론단위 이하의 공정제어를 위한 메카니즘을 제공하기 위해, 고객 제품에 이용되지 않는 웨브의 부분 (예를 들어, 가장자리)에 도입 및 제조될 수 있다.

여기서 기술하는 바와 같이, 이러한 기술은 하나 이상의 광원에 의해 조명될 때 마이크로 렌즈로부터 방출되는 빛의 각도분포를 기록하기 위해 어레이센서 (예를 들어, CCD 카메라)를 이용할 수 있다. 측정시스템 또는 제어시스템은 마이크로 렌즈에서 나오는 빛의 각도분포를 감시할 수 있고, 렌즈의 초점면(focal plane) 상의 광분포에 영향을 미치는 특성형상 및 렌즈 사이의 상대적 위치 (즉, 레지스트레이션)를 정확히 결정할 수 있다. 미크론단위 이하의 배열에 있어, 이는 특징적인 피치와 수십 미크론의 반지름을 갖는 마이크로 렌즈의 어레이를 이용하여 구현할 수 있다. 일 예로, 이러한 기술은 웨브재료의 특성형상들 사이의 상대적 레지스트레이션이 각도분포로 변환되도록 할 수 있고, 이때 각도분포는 예상 각도분포와 비교할 수 있다.

여기서 설명하는 기술은 화상기반 위치지정시스템을 이용하는 제조시스템에 비해, 웨브 상에 화상형성된 기준마크에 기초하여 웨브 위치를 결정한다는 이점을 제공할 수 있다. 이러한 시스템의 위치 해상도는 시스템의 대물렌즈 시스템의 회절제한 및 입사광의 파장에 의해 물리적으로 제한된다. 또한, 이러한 고해상도 대물렌즈의 피사계 심도가 매우 작아, 하나의 센서로 웨브의 양측면에 걸쳐 초점을 유지하는 것이 어렵다. 또한, 이러한 시스템은 주로 이동하는 웨브에 발생되는 자연 심도 변동에 대해 초점을 유지하기 위해 고속 자동 초점맞춤의 형태가 필요하다.

일 실시예에서, 제조시스템은 웨브재료 상에 마이크로 복사 렌즈(micro-replicated lense)의 패턴을 형성하는 마이크로 복사 스테이션(micro-replication station), 웨브재료를 마이크로 복사 스테이션을 통해 이송하는 수송시스템, 웨브재료 상의 측정영역을 조명하고 제 1 측정영역 내의 마이크로 렌즈 세트를 통과하는 빛의 각도분포를 검출하는 감지시스템, 및 검출된 각도분포에 기초하여 수송시스템의 적어도 하나의 공정제어 파라미터를 조절하는 제어시스템을 포함한다.

또 다른 실시예에서, 방법은 수송시스템을 이용하여 웨브재료를 제조공정의 마이크로 복사 스테이션을 통해 이송하는 단계 및 마이크로 복사 스테이션을 이용하여 웨브재료 상에 마이크로 복사 렌즈의 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. 이 방법은 마이크로 복사 렌즈의 패턴을 형성한 후, 웨브재료의 마이크로 렌즈로부터의 빛의 각도분포를 검출는 단계 및 검출된 각도분포에 기초하여 수송시스템의 적어도 하나의 공정제어 파라미터를 조정하는 단계를 추가로 포함한다.

또 다른 실시예에서, 방법은 제조공정 중, 제 1 패턴 형성 도구와 제 2 패턴 형성 도구 사이의 수송시스템을 이용하여 웨브재료를 이송하는 단계, 제 1 패턴 형성 도구를 이용하여 웨브재료 상에 제 1 패턴을 형성하는 단계, 및 제 2 패턴 형성 도구를 이용하여 웨브재료 상에 제 2 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 제 1 및 제 2 패턴을 형성한 후, 제 1 패턴의 특성형상과 제 2 패턴의 특성형상 사이의 상대적 거리를 검출하는 단계 및 검출된 상대적 거리에 기초하여 웨브 수송시스템의 적어도 하나의 공정제어 파라미터를 조정하는 단계를 포함한다.

또 다른 실시예에서, 방법은 제조공정 중, 수송시스템을 이용하여 웨브재료를 복사 스테이션을 통해 이송하는 단계 및 복사 스테이션을 이용하여 웨브재료 상에 복사 렌즈의 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. 또한 이 방법은 복사 렌즈의 패턴을 형성한 후에 웨브재료의 복사 렌즈로부터의 빛의 각도분포를 검출하는 단계 및 검출된 각도분포에 기초하여 웨브 수송시스템의 적어도 하나의 공정제어 파라미터를 조정하는 단계를 포함한다.

또 다른 실시예에서, 방법은 제조공정 중, 수송시스템을 이용하여 웨브재료를 마이크로 복사 스테이션을 통해 이송하는 단계 및 마이크로 복사 스테이션을 이용하여 웨브재료의 제 1 표면 상에 마이크로 복사 광학 특성형상을 형성하는 단계를 포함한다. 또한 이 방법은 마이크로 복사 광학 특성형상을 형성한 후, 웨브재료의 마이크로 복사 광학 특성형상으로부터의 빛의 각도분포를 검출하는 단계 및 검출된 각도분포에 기초하여 웨브 수송시스템의 적어도 하나의 공정제어 파라미터를 조정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 하나 이상의 실시 형태들의 상세 사항이 첨부 도면 및 이하의 설명에 기술되어 있다. 본 발명의 다른 특징, 목적 및 이점이 설명 및 도면, 그리고 특허청구범위로부터 명백하게 될 것이다.

<도 1>
도 1은 본 발명의 원리에 따라 작동되는 웨브 기반 제조시스템(10)의 일부를 도시한 블록도.
<도 2>
도 2는 웨브재료로 형성된 광각 제어 필름 제품의 일 예를 도시한 세 개의 가능한 단면도로, 이때 마이크로 렌즈와 대향 구조체 사이의 배열이 다양한 형태 사이에서 다르다.
<도 3a 및 3b>
도 3a 및 3b는 임의의 주어진 마이크로 렌즈로부터 나오는 빛의 각도분포가 관련 프리즘의 첨단과 렌즈의 축 사이의 배열에 따라 어떻게 달라지는가를 설명하는 도면.
<도 4a>
도 4a는 제조시 웨브재료 상의 소정의 위치에서 마이크로 렌즈로부터 나오는 각도분포를 측정하는 감지 시스템의 일 예를 도시한 블록도.
<도 4b>
도 4b는 예를 들어, 소스 빔의 입사방향이 크로스웨브 방향에 대해 약간 회전한 경우를 도시하는 저면도.
<도 5>
도 5는 어레이센서에 의해 얻어진 각도분포 데이터의 예를 나타내는 그래프.
<도 6a 및 6b>
도 6a 및 6b은 광선의 각도분포 분석을 도시한 그래프.
<도 7>
도 7은 웨브재료 상에 인쇄 또는 형성될 수 있는 기준마크의 예에 대한 일 실시예를 도시한 도면.
<도 8>
도 8은 웨브 제조시스템의 또 다른 실시예를 도시한 도면으로, 이때 제어시스템은 크로스웨브 및 다운웨브 레지스트레이션 제어, 즉 위치제어를 위한 위치신호를 이용한다.
<도 9a>
도 9a는 본 기술이 화상형성 응용기술에 이용되는 또 다른 실시예를 도시한 도면.
<도 9b>
도 9b는 웨브재료 상의 마이크로 복사 특성형상과 웨브재료에 접촉된 마이크로 복사 도구 사이의 상대적 레지스트레이션을 결정하기 위한 또 다른 실시예를 도시한 도면.
<도 10>
도 10은 웨브 기반 제조시스템의 일부의 평면도를 도시한 블록도로서, 웨브재료가 도구들 사이를 통과한다.
<도 11a 내지 11c>
도 11a 내지 11c는 시스템에 의해 웨브재료에 라인의 적용시 측정결과를 도시한 블록도.

도 1은 본 발명의 원리에 따라 작동되는 웨브 기반 제조시스템(10)의 일부를 도시한 블록도이다. 이러한 특정 예에서, 웨브 수송시스템의 일부는, 웨브 수송시스템을 통해 웨브재료(12)를 이동시키기 위해 다수의 종동롤러 및 아이들러 롤러를 포함하는 것으로 나타난다.

본 예에서, 웨브 기반 제조시스템(10)은 하나가 다른 하나에 종속되는 두 개의 마이크로 복사 도구(14A, 14B) (통칭 "도구(14))를 포함한다. 마이크로 복사 도구는, 예를 들어 다운웨브 방향으로 계속해서 이송되거나, 혹은 도구의 회전과 함께 단순히 반복되는 일부 다른 이차원 (2D) 패턴을 형성할 수 있는 마이크로 구조체를 갖는 웨브재료(12)를 생성한다. 이러한 구성은 예를 들어 미크론단위의 마이크로 복사 구조체를 포함하도록 웨브재료(12)를 형성하는데 유용할 수 있다.

일 실시예에서, 웨브재료(12)는 재료의 상면과 하면에 서로 반대되는 패턴의 마이크로 구조체를 갖는 양면 필름으로서 형성된다. 본 예에서, 상기 패턴의 마이크로 구조체 각각은 크로스웨브 방향으로 대응되는 피치 또는 주율을 갖도록 형성된다. 즉, 마이크로 복사 패턴은 소정의 간격에 따라 크로스웨브 방향으로 반복되도록 구성된다. 또한, 웨브재료(12)의 다른 측면들 상의 반대되는 패턴의 마이크로 구조체는 크로스웨브 방향으로 다른 피치 또는 주율로 형성될 수 있다. 또한, 반대되는 마이크로 복사 패턴은, 반대되는 패턴의 개별적인 특성형상들이 하나 이상의 크로스웨브 위치에서 마이크로 렌즈의 축에 대해 공지의 원하는 배열을 갖도록, 웨브재료(12) 상에 위치된다. 또 다른 특징에 따르면, 마이크로 복사 패턴은 웨브 위치의 함수로서 불균일하게 이격될 수 있다. 또 다른 특징에 따르면, 2D 마이크로 구조체 어레이의 경우에서와 같이, 반대되는 패턴의 마이크로 구조체는, 상기 반대되는 패턴의 개별적 특성형상들이 다운웨브 및 크로스웨브 방향으로 배열되도록, 웨브재료(12) 상에 위치된다.

일 실시예에서, 웨브재료(12)는 일 면에 마이크로 복사 패턴의 대칭 프리즘을 갖고 다른 면에 마이크로 복사 패턴의 원통형 렌즈를 갖도록 형성된다. 일반적으로 웨브재료(12)는 복수의 광학 특성형상을 형성하도록 협동하는 마이크로 복사 패턴을 갖는 임의의 유연성 또는 비유연성 기판일 수 있다. 각 특성형상의 성능은 각 렌즈를 형성하는 반대되는 특성형상의 배열에 대한 함수이므로, 렌즈 특성형상의 정확한 배열 또는 레지스트레이션은 바람직할 수 있다. 마이크로 복사 패턴은, 광각 제어 표시 필름, 통합 화상형성 필름, 빛 추출 어레이, 및 태양전지 어레이의 경우와 같이, 고객에게 배달되는 제품의 통합 부품일 수 있다. 다른 예에 따르면, 도구(14)는, 제어시스템(20) 및 감지시스템(25)에 의한 미크론단위 이하의 공정제어를 위한 기구를 제공하기 위해 고객 제품에 이용되지 않는 웨브재료(12)의 일 부분들 (예를 들어, 웨브의 가장자리)에 하나 이상의 마이크로 복사 패턴을 형성한다. 마이크로 복사 구조체를 갖는 양면 제품을 형성하는 예시적인 기술에 관해서는 미국특허 제 7,224,529호 및 제 7,417,798호에 더 자세히 기술되어 있고, 각각의 전체 내용이 본 명세서에서 참고로 포함된다.

본 명세서에서 설명하고 있는 기술에 따르면, 감지시스템(25)은 도구(14A, 14B)에 의해 형성된 특성형상의 상대적 위치에 대한 정확한 온라인 측정법을 제공한다. 여기서 설명하는 바와 같이, 감지시스템(25)은 하나 이상의 광원에 의해 조명될 때 웨브재료(12)의 마이크로 렌즈에 의해 생성되는 광선의 각도분포를 기록하는 어레이 센서 (예를 들면, CCD 카메라)를 포함할 수 있다. 하나의 특징에 따르면, 제어시스템(20)은 렌즈의 초점면에 놓여 빛의 분포에 영향을 미치는, 웨브재료(12) 상의 다른 마이크로 특성형상과 렌즈 사이의 상대적 위치를 정확히 결정하기 위해 각각의 상기 광원에 대해, 마이크로 렌즈에서 나오는 빛의 각도분포를 감시한다. 또 다른 특징에 따르면, 제어시스템(20)은 도구(14B)에 의해 마이크로 구조체 세트가 형성되는 동안, 렌즈와 도구(14B) 사이의 상대적 위치를 결정하기 위해 마이크로 렌즈로부터 나오는 빛의 각도분포를 감시한다. 본 예에서, 이러한 결정에는 일반적으로 투과보다는 반사 감지 기하학적 형상이 필요하지만 그 개념은 유사하다. 이는 도 9b를 참조하여 더 설명한다. 수십 미크론의 특징적인 피치와 반지름을 갖는 마이크로 렌즈 어레이를 이용하여 미크론단위 이하의 배열을 실시할 수 있다.

센서에 의해 감지된 각도신호는 감지시스템(25)의 측정시스템 (도1에 도시하지 않음)에 의해 위치신호(22)로 변환될 수 있다. 감지시스템(25)으로부터의 위치신호(22)는, 하나 또는 두 개의 도구(14)를 통한 웨브재료(12) 수송의 조향 및 텐션 제어에 대한 실시간 미크론단위 이하의 보정을 제공하기 위해, 제어시스템(20)으로 공급된다. 즉, 웨브 기반 제조시스템의 제어시스템(20)은 감지시스템(24)으로부터의 신호(22)를 수신하고, 이때 상기 신호는 도구(14B)에 의해 형성된 마이크로 특성형상에 대한 도구(14A)에 의해 형성된 미크론단위의 특성형상의 상대적 위치에 있어 미크론단위 이하의 정밀도를 나타낸다. 제어시스템(20)은 상대적 위치신호(22)를 처리하며, 웨브재료가 도구(14)와 웨브 제조시스템(10)을 연속적으로 유동함에 따라, 웨브재료(12)의 임의의 공정제어 파라미터를 실시간으로 결정한다. 일부 예에서, 감지시스템(25)이 주어진 시간의 웨브재료(12)의 하나 이상의 위치에 대한 위치신호(22)를 감지하고, 제어시스템은 이러한 데이터를 통해 웨브 스트레인 및 텐션을 감시하는 데 이용할 수 있는 위치신호를 계산하게 된다. 예를 들면, 제어시스템(10)은 웨브재료(12) 내의 웨브 텐션의 폐루프(closed-loop) 제어를 제공하기 위해, 또는 웨브재료(12)의 다른 마이크로 복사 특성형상의 미크론단위 이하의 실시간 배열을 정확히 유지하기 위해 상기 신호(22)를 처리할 수 있다. 다양한 특징에 따르면, 감지된 각도분포 데이터는 감지시스템(25)의 측정시스템, 호스트 컴퓨터, 또는 원거리 계산장치에 의해, 상기 센서에서 위치신호로 변환될 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 감지시스템(25)은 도구(14)보다 하류측에 위치할 수 있지만, 마이크로 특성형상의 제 2 층, 즉 본 예에서는 마이크로 렌즈가 형성되는, 제 1 도구(14A)로부터 제 2 도구(14B)까지의 다양한 스테이지를 통해 웨브재료(12)가 수송될 때의 위치제어를 위해 이용될 수도 있다. 제 2 세트가 제 2 도구(14B)에 의해 형성될 때 웨브재료(12)의 마이크로 특성형상의 다수의 층의 상대적 레지스트레이션 및 배열이 고정되어, 따라서 감지시스템(25)의 상류가 아닌 도구(14B)의 하류측에서 발생할 수 있는 어떠한 텐션 또는 위치의 변화에도 영향을 받지 않기 때문에, 감지시스템(25)의 상류측에서의 위치 및 텐션제어가 가능할 수 있다. 도구(14A, 14B)는 일반적으로 웨브에 특성형상을 형성하거나 웨브의 수송을 제어하기 위한 초점조절 요소를 갖는 처리부를 의미한다. 처리부의 다른 예로는, 웨브를 조향하기 위해 투과 또는 반사되는 빛을 감지하도록 초점조절 요소를 갖는 조향 롤, 또는 초점조절 요소로 한 세트의 특성형상을 인쇄하는 프린트 스테이션을 들 수 있다.

또 다른 특징에 따르면, 감지시스템(25)은 마이크로 구조체를 형성하기 위한 도구(14B)의 특성형상과 마이크로 렌즈의 층의 상대적 레지스트레이션 및 배열을 측정하기 위해 도구(14B)에 위치될 수도 있다. 따라서, 이것은 실시간으로 공정제어 파라미터의 더욱 즉각적인 조정을 가능하게 한다.

일부 실시예에서는, 도구(14)가 하나의 스테이션에 위치될 수 있지만, 반면 다른 실시예에서 도구(14)는 별개의 스테이션들에 위치될 수도 있다. 도구(14)의 측면에서 일반적으로 설명하였지만, 마이크로 복사 특성형상은 경화, 엠보싱, 사출, 라미네이팅, 주조, 또는 기타 공정과 같은 다양한 공정을 통해 웨브재료 상에 형성할 수 있다.

예를 들어, 제어시스템(20)은 감지시스템(25)에 의해 제공되는 상대적 위치신호(22)에 기초하여, 웨브 제조시스템(20)의 하나 이상의 수송요소를 수정하기 위해 다양한 액추에이터 제어신호(3)를 출력한다. 예를 들어, 제어시스템(20)은 수송시스템의 하나 이상의 롤러의 구동모터(미도시)를 제어하기 위해 액추에이터 제어신호(30)를 출력할 수 있다. 다른 예로서, 제어시스템(20)은 미크론단위 이하의 정밀도로 위치될 수 있는 하나 이상의 측방 스테이지에 액추에이터 제어신호를 제공할 수 있고, 이때 액추에이터는 압전 선형 모터, 음성 코일, 또는 웨브재료(12)의 도구(14)에 대한 위치를 조정하기 위한 기타 장치일 수 있다. 마이크로 복사 구조체를 갖는 양면 물품을 배열하는 데 이용할 수 있는 예시적인 기술에 대해서는 미국특허 제 7,296,717호, "이동 웨브를 제어하는 방법 및 장치 (Method and apparatus for controlling a moving web)"에서 보다 자세히 설명하고 있고, 본 명세서에서 그 전체 내용을 참고로 포함한다.

제어시스템(20)은 웨브 텐션 또는 스트레인을 제어하기 위해 하나 이상의 구동롤러의, 예를 들어, 위치, 속도, 및/또는 토크를 제어할 수 있다. 유사하게, 제어시스템(20)은 웨브 스트레인 또는 텐션을 변경하도록 롤러들 사이의 지간 거리를 변화시키기 위해 액추에이터 제어신호(30)를 출력할 수 있다. 웨브 텐션을 제어하기 위한 예시적인 기술은 미국특허 제 6,985,789호에 예시되어 있고, 본 명세서에서 그 전체 내용을 참고로 포함한다. 또 다른 예로서, 제어시스템(20)은 하나 이상의 도구(14)의 온도를 조절할 수 있다.

또 다른 실시예로서, 제어시스템(20)에 의해 결정된 계산된 공정제어 파라미터, 예를 들어 현재 웨브 텐션 값 또는 현재 도구(14) 배열은, 오퍼레이터가 웨브 기반 제조시스템(10)의 작동 파라미터를 수정하게 하도록 오퍼레이터(34) 상에 표시될 수 있다. 이와 같은 방식으로, 제어시스템(20)은 신호(22)에 의해 표현되는 다른 마이크로 특성형상의 상대적 위치를 감시할 수 있고, 이러한 신호에 기초하여 웨브 수송시스템의 실시간 제어에 피드백 데이터로 이용되는 공정제어 파라미터를 계산할 수 있다. 웨브 기반 제조시스템(10)과 관련된 다른 공지의 시스템 파라미터는 각도신호로부터 얻어진 상대적 위치 데이터에 의해 제공되는 미크론단위 이하의 정밀도에 따라 제어될 수 있다. 이와 같이, 상기 시스템은, 일부 실시예에서는, 시스템 내의 어떠한 다른 응용에 이용하기 위한 웨브재료(12)의 텐션 또는 계수와 같은, 관찰된 웨브 파라미터에 대한 값을 생성하는 시스템으로서 구현될 수 있다.

일 실시예에서, 제어시스템(20)은 웨브 수송 제어기로 이용하기 위한, 포괄적인 목적으로 프로그래밍이 가능한 컴퓨터 실행 소프트웨어이다. 제어시스템(20)은 일반적으로 소프트웨어 명령을 실행하기 위한 하나 이상의 프로그래밍 가능한 프로세서, 메모리 (예를 들어, RAM), 하나 이상의 대용량 기억장치(예를 들어, 하드 드라이브, 플래시 메모리), 및 외부장치와의 통신을 위한 다양한 인터페이스 모듈을 포함한다. 제어시스템(20)에서 실행되는 운영시스템은 프로그램 코드 형식으로 소프트웨어 명령을 실행하기 위한 수단을 제공할 수 있다.

도 2는 웨브재료(12)로 형성된 각도 회전 필름 제품의 일 예를 도시한 단면도이다. 본 예에서, 웨브재료(12)는 도구(14A)에 의해 기판(42)의 바닥면에 코팅된 마이크로프리즘("마이크로프리즘 (40)")을 포함하는 마이크로프리즘 어레이를 포함한다. 또한, 웨브재료(12)는 도구(14B)에 의해 기판(42)의 상면에 코팅된 마이크로 렌즈("마이크로 렌즈(44)")를 포함하는 마이크로 렌즈 어레이를 포함한다. 도면의 세 부분은 웨브 상의 대표적인 위치에서 마이크로프리즘(40A-40C)의 위치가 마이크로 렌즈(44A-44C)의 위치에 대해 시프트되는 것을 나타내고 있다. 이러한 시프트는 발생되는 공정변화에 관련된 배열시의 변화에 기인할 수 있고, 또는 배열시의 오프셋은 실질적으로 원하는 제품 구조체의 부분일 수 있다. 도구(14)는 바닥면 및 상면에서 계속해서 반복되도록 이러한 마이크로 구조체 어레이 요소를 형성한다. 이러한 특성형상은 렌즈가 크로스웨브 방향에 대해서만 굴절능을 갖도록, 또는 이차원적으로, 즉 다운웨브 및 크로스웨브 방향으로 굴절이 가능한 렌즈가 될 수 있도록, 다운웨브 방향으로 계속될 수 있다. 후자는 주로 이차원 렌즈 어레이라 한다.

도시한 예에서, 마이크로 렌즈 어레이의 각각의 마이크로 렌즈(40)는 1 내지 1500 미크론 범위, 바람직하게는 수십 내지 수백의 미크론 범위 내의 렌즈 곡률반경을 갖도록 형성되고, 마이크로프리즘 어레이의 각각의 마이크로프리즘(44)은 그 마이크로프리즘 첨단의 높이가 실질적으로 마이크로 렌즈의 초점이 되도록 형성된다. 일반적으로, 배열 측정의 해상도는 광학적 특성형상의 크기에 비례할 것이다. 각도 회전 필름으로서 적용될 때 임의의 시각효과를 제공하기 위해, 마이크로 렌즈(44) 및 마이크로프리즘(40)은 크로스웨브 방향으로 미크론단위 이하의 레지스트레이션을 갖도록 형성된다. 또한, 마이크로 특성형상 (즉, 마이크로 렌즈 및 마이크로프리즘 어레이)의 크로스웨브 피치 또는 주율은, 때로는 나노미터 수준의 정밀도로, 주의깊게 제어해야 하며, 반대되는 특성형상과 항상 같을 필요가 없거나 웨브의 다른 위치와도 같을 필요가 없다.

웨브 기판의 각 측면의 특성형상들 사이의 레지스트레이션을 미크론단위 이하의 공차 내에서 정확하게 유지함으로써 조건에 맞는 제품의 수율을 증가시킬 수 있다. 웨브재료(10)는 두 개의 마이크로 복사 스테이션(14)들 사이의 수송영역 내에서 조향(즉, 크로스웨브 방향으로 약간 시프트)시킬 수 있고 각 스테이션까지 이르는 다중 개별 텐션 구역이 주어질 수 있으므로, 웨브재료(12)의 길이 및 폭을 따라 마이크로 렌즈(44) 및 마이크로프리즘(40)의 배열 및 피치를 미크론단위 또는 미크론단위 이하의 수준으로 제어하는 것이 바람직하다.

도 3a 및 3b는 광각 제어 필름에 투영되는 대표전인 광선을 도시하고 있다. 임의의 주어진 렌즈에서 나온 빛의 각도분포는 고정된 입사각, 고정된 프리즘 꼭지각(apex angle), 및 고정된 렌즈 곡률반경을 갖는 마이크로 렌즈(44)의 광학축과 마이크로프리즘(40)의 첨단 사이의 배열에 대한 함수이다. 필름으로부터의 각도분포는 피치를 제어할 배열에 대한 함수이므로, 각도분포가 웨브를 통해 위치에 따라 어떻게 변하는지를 들정할 수 있고, 위치에 따라 발생하는 배열의 변화와 관계가 있다.

소정의 시야각 내에서 필름을 통해 뷰어(viewer)에 표시되는 화상에 미치는 임의의 시각적 효과를 발생시키기 위해, 특성형상의 원하는 배열은 필름을 통한 위치에 대한 함수일 수 있다. 따라서, 예를 들면, 도 3a에 도시한 마이크로 특성형상을 배열하고, 이는 필름 상의 임의의 위치에서의 원하는 상대적 배열이라 가정한다. 한편, 도 3b는 반대되는 마이크로 특성형상들 사이의 시프트를 도시하고 있고 이러한 시프트에 의해 도 3a의 경우에 측정된 것과는 다른 각도분포가 나타날 수 있다. 도 3b에 도시한 배열이 예상되는 위치에서 이러한 시프트가 발생하게 되면, 제품이 조건에 맞지 않는 성능을 갖게 될 가능성이 크지만, 이러한 배열이 필름 상의 다른 위치에서 발생하게 되면, 이는 원하는 배열일 수 있다. 따라서, 특성형상이 적절히 배열되는지를 결정하기 위해 배열이 필름 상의 위치에 대한 함수로서 변화하는 경우, 각도분포가 측정되는 필름 상의 위치를 알아야 한다. 따라서, 본 예에서, 각도 데이터 출력을 적절히 분석하기 위해 센서가 필름 상의 어디에 위치하고 있는지를 알아야 할 필요가 있다. 필름에 대한 센서의 위치를 결정하는 기술을 이하에서 설명한다.

도 4a는 제조시 웨브재료(12) 상의 알려진 위치에서 마이크로 렌즈로부터 나오는 각도분포를 측정하는 감지시스템(25)의 일 실시예를 도시한 블록도이다. 감지시스템(25)은 마이크로 구조체의 특성형상의 배열을 제어하기 위한 제어시스템(20)에 위치신호(22)를 제공한다. 조립(coarse) 위치지정시스템(59) 제조라인의 고정좌표계에 고정된 위치참조 프레임을 제공하고, 이때 센서(63)가 고정된 좌표 프레임에서 제조공정 동안 발생할 수 있는, 웨브 상의 기준 특성형상(61)의 이동을 추적하게 된다. 감지시스템(25)의 위치는 고정좌표계에서 알려져 있고, 따라서 센서(25)의 위치는 항상 웨브 상의 기준점에 대해 상대적으로 알려져 있다. 조립 위치지정시스템(59)의 해상도는 일반적으로 적어도 반대되는 구조체의 상대적 배열에서 어떠한 주율도 분석할 수 있을 정도로 충분해야 한다. 또한, 요구되는 공간 해상도는 마이크로 구조체의 제품의 예상 각도분포의 변화율에 의해 표현될 수 있는데, 예를 들어 0.1~1 deg/㎜의 범위일 수 있고, 임의의 각도 출력에 대한 허용오차의 범위는 필름에 의해, 예를 들어 0.1~10 ㎜의 범위로, 생성될 수 있으며, 감지시스템(25)의 각도 해상도에 대해서는 0.01~0.1deg 일 수 있다. 이러한 수들의 전형적인 조합의 경우, 조립 위치지정시스템(59)에 있어서는, 비록 수 미크론의 해상도를 갖는 상기 시스템이 필요에 따라 용이하게 이용가능하더라도, 그 해상도가 0.1 ㎜인 것이 적절하다.

일 실시예에서, 측정시스템(52)은 렌즈의 광학특성을 이용하고, 이때 렌즈의 후방초점면에 있어서의 빛의 강도분포는 렌즈에 입사하는 파면의 각도분포의 푸리에 변환이다. 일 실시예에서, 어레이센서(50) (예를 들어, CCD 카메라)가, 렌즈에 입사하는 광선(56A, 56B)의 각도분포를 기록하기 위해 다중요소렌즈(multi-element lens)의 초점면에 위치된다. 또 다른 실시예에서는, 렌즈에 입사하는 광선(56A, 56B)의 각도분포를 기록하기 위해 하나의 요소 센서가 시간에 대한 함수로서 각도의 범위를 스캔할 수 있다.

일 예에서, 렌즈(54)는 약 1 ㎜의 측정 스폿 크기를 갖는 측정영역(57)으로부터 동시에 어레이센서(50)를 통해 적절한 각도범위(예: ±30°) 를 기록하도록 설계된 다중요소렌즈이다. 도 2의 제품의 일 예에서, 마이크로 렌즈의 피치가 30 ~100 미크론의 범위인 경우, 약 10 ~33 마이크로 렌즈/마이크로프리즘 쌍의 조명이 1 ㎜의 스폿 크기에 의해 이루어질 것이다. 이러한 경우, 최종 각도분포는, 어느 하나의 개별 특성형상에 존재할 수 있고 전체 마이크로 특성형상의 배열을 보다 정확하게 표현할 수 있는 이상(abnormality)에 영향을 받지 않는다. 물론, 스폿 크기는 위치와 함께 각도출력의 모든 변화를 제거하도록 크게 설정할 수 없지만, 스폿 크기는 각도의 모든 변화를 완벽히 제거할 정도로 작지도 않아야 한다. 최종 각도 출력은 조명되는 마이크로 구조체로부터의 각도분포를 통해 통합된다. 필요에 따라서는, 입력 광선의 초점을 맞추거나 다중요소렌즈 시스템(54)의 화각을 감소시킴으로써 스폿 크기를 조절할 수 있다.

도 4a의 예에서, 웨브재료(12)의 측정영역(57)을 각각 광선(62A, 62B)를 이용하여 동시에 조명하기 위해 두 개의 다른 광원(60A, 60B)이 크로스웨브 방향을 따라 서로 실질적으로 대향하도록 배치되어 있다. 일 예에서, 2D 어레이센서(50)가 X축 (크로스웨브) 및 Y축(다운웨브)에 대해 동시에 광선(56A, 56B)의 각도분포를 기록한다. 일 실시예에서, 광원(60A, 60B)은, 광원으로부터의 분포가 크로스토크 없이 동시에 기록될 수 있도록 입사광 각도를 배열하기 위해 관심 영역에 대해 약간 (예를 들어, 작은 각도로) 회전되어 있다. 이러한 예에 따르면, 이는 웨브재료(12) 상의 원통형 마이크로 렌즈(12)가 Y축에 대해서만 빛을 굴절시킨다는 장점이 있다. 도 4b는, 예를 들어, 어레이센서(50)에 의해 기록된 광원(60)에 대한 최종 각도분포가 어레이센서(50)의 감지영역에서 분리되도록 소스 광선(62A, 62B)의 입사방향이 크로스웨브 방향에 대해 약간 회전되는 경우를 도시하는 저면도이다. 이로 인해, 획득한 광선을 X 및 Y 방향으로 분리할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 광선(62A, 62B) 중 하나만이 마이크로 복사 렌즈로부터 방출되는 빛의 각도분포를 검출하는 데 이용될 수 있다. 하나의 광선은 각도분포를 검출하는 데 충분하지만, 제 2의 광원을 추가함으로써 시스템의 정밀도 및 해상도를 향상시킬 수 있다.

또 다른 실시예에서, 필름으로부터의 각도 출력의 범위가 파면센서에 의해 측정가능한 각도의 범위 내에 있다면, 파면 감지시스템은 필름의 여러 지점에서 동시에 각도분포를 분석하는 데 이용할 수 있다.

도 5는 어레이센서(50)에 의해 얻어진 각도분포 데이터의 일 예를 도시한 그래프이다. 본 예에서, 광원(60A)로부터의 광선(62A)에 의해 조명되는 마이크로프리즘(40) 및 마이크로 렌즈(44)는 X축으로부터 약 -6° 내지 -18° 사이의 각도분포(70A)를 갖도록 광선(56A)을 생성하였다. 유사하게, 광원(60B)로부터의 광선(62B)에 의해 조명되는 동일한 마이크로프리즘(40) 및 마이크로 렌즈(44)는 X축으로부터 약 -4°내지 +12°사이의 각도분포(70B) 를 갖도록 광선(56B)을 생성하였다. 도 5의 각도분포 데이터는 설명의 편의를 위해 균일한 강도를 갖는 것으로 도시하고 있지만, 다른 각도분포 데이터는 비균일 강도분포를 가질 수 있다.

광각 제어 필름을 적용한 경우, 측정시스템(52)은 화상처리 알고리즘을 이용하여 어레이센서(50)에 의해 기록된 각도분포를 분석한다. 이러한 분석에 기초하여, 측정시스템(52)은 수집광학계(collection optics) 및 입력 광선에 의해 정의되는 직경 1~2 ㎜의 측정영역(57)에서 프리즘의 첨단과 마이크로 렌즈의 축 사이의 배열을 나타내는 위치신호(22)를 발생시킨다.

도 6a는 측정시스템(52)이 광선(56A, 56B)의 각도분포를 분석하는 하나의 방법을 도시한 그래프(71)이다. 본 예에서, 측정시스템(52)은 도 5에 도시한 각도분포(70A)에 대한 이차원 데이터로부터 일차원 투상(즉 감지된 데이터의 일차원)을 구성한다. 유사하게, 측정시스템(25)은 각도분포(70B)에 대한 이차원 데이터로부터 일차원 투상을 구성한다. 이후, 측정시스템(52)은 다른 감지시스템(25)에 의해 이용되는 광원들 사이의 어떠한 광학적 또는 확대력(power)의 차이와 같은 다양한 인자에 기초하여 투상의 데이터값을 표준화한다. 도 6a는 0 내지 1의 범위의 데이터값을 갖는 표준화된 2 개의 투상(72,74)의 예에 대한 그래프를 도시하고 있다. 이후, 측정시스템(52)은 두 개의 일차원 투영(72,74)에 대한 교차점(75)을 식별하기 위해 표준화된 데이터를 분석하고, 이때 교차점은 두 개의 분포를 다른 소스로부터 양분하는 각도를 나타낸다. 렌즈와 프리즘의 배열이 X의 함수이기 때문에, 이러한 이등분 각도는 크로스웨브 위치(X)에 대해 예상되는 거동을 갖는다. 일 실시예에서, 측정시스템(25)은 식별된 교차점(75)의 각도위치를 위치신호(22)의 형태로 제어시스템(20)으로 보낸다.

도 6a의 예는 각도 투상에 대한 교차점(75)이 0도에 위치한 경우를 나타낸다. 측정영역(57)이, 교차점의 0도에 위치하는 것으로 예상되는 제품의 특정 위치와 일치하는 것으로 예상되는 경우 (예를 들어, 도 2의 마이크로 렌즈(44A) 및 마이크로프리즘(40A)), 도 6a의 예는 적절한 레지스트레이션의 제품을 도시한다.

그러나, 어떤 제품에 있어서, 마이크로 특성형상들 사이의 배열이 제품의 폭을 지나 시프트되도록, 예를 들어 크로스웨브 방향으로 다른 피치율 (주율)을 가짐으로써, 제품 상의 위치에 대해 마이크로 특성형상의 간격이 변화하도록 마이크로 특성형상을 특정 형성할 수 있다. 이러한 예에서, 예상되는 각도분포는 필름 상의 측정영역(57)의 크로스웨브 위치의 함수이다. 이와 같은 예에서, 상기한 바와 같이, 웨브 제조시스템(10)은 제품의 위치에 대한 측정영역(57)의 크로스웨브 위치를 추적하기 위해 조립(coarse-grain) 위치지정시스템(59)(도 4)을 이용할 수 있다. 일 예에서, 정상 웨브 조향 이동에 의해 웨브재료가 좌표계에서 앞뒤로 이동함에 따른 웨브재료(12) 상에서 기준마크(61)의 이동을 감시하는 데에 조립 웨브 추적센서를 이용한다. 제어시스템(20)은 측정영역(57)의 현재 크로스웨브 위치를 결정하는 데에 이와 같은 정보를 이용한다. 이와 같이 결정된 위치에 기초하여, 제어시스템(20)은 각 광선(56A, 56B)의 예상 각도분포를 결정할 수 있고, 일 예에서는, 표준화된 일차원 투상에 대한 예상 교차점을 결정할 수 있다. 실제 각도분포를 검출하여 예상 각도분포와 비교할 수 있다. 파라미터를 처리하는 수동 또는 자동 조정과 같은 행동을 취할 것인지, 또는 제어시스템(20)이 웨브재료 상의 오차표시를 표시하기 위해 마킹요소를 조작해야하는 지를 결정하기 위해, 실제 값과 예상 값 사이의 차이를 허용오차와 비교할 수 있다. 예를 들어, 오차표시는 측정된 영역에 형성 또는 인쇄된 물리적 마크일수 있고, 또는 마이크로 복사 특성형상들 사이의 배열오차의 위치 및 양과 같은, 배열오차에 관련된 정보를 기록하기 위해 웨브의 가장자리를 따라 인쇄된 기준마크일 수 있다. 경우에 따라, 제어시스템(20)은 측정된 배열을 기록하기 위해 데이터베이스나 기타 지속적인 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다.

또 다른 실시예에서, 측정시스템(52) 또는 제어시스템(20)은 도 5의 각도분포(70A, 70B)와 관련된 화상의 임계영점(thresholded blob)으로부터 위치정보를 처리하여 광선(56A, 56B)의 각도분포를 분석할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 두 개의 광원으로부터의 투영 데이터의 교차점을 측정하는 대신에, 예를 들어, 프로파일을 투영 데이터의 윤곽에 맞추기 위해 또는 화상의 측정된 각도 강도분포를 예상 패턴과 비교하기 위해 하나의 광원에서 투영된 데이터를 분석할 수 있다.

도 6b는 제어시스템(20)이, 표준 웨브 조향 및 감지시스템(25)의 위치에 기초하여, 측정영역(57)의 위치가 적절히 배열된 제품에 대해 5°의 교차점(76)을 갖는 각도분포를 생성하는 것으로 예상된다고 결정하는 경우에 대한 예를 도시하는 그래프이다. 그러나, 도 6b에 도시한 바와 같이, 측정시스템(52)은 7°의 실제 교차점(77)을 검출한다. 제어시스템(20)은, 예상 교차점(76)으로부터 얻어진 검출 교차점(77)의 각도편차(81)에 기초하여, 예를 들어 제품의 일측 상의 특성형상의 위치를 타측의 특성형상의 위치에 대해 조정하기 위해 제품에 관해 미리 구성된 피치 정보를 이용하여, 위치조정을 계산하고 미립(fine-grain) 위치조정을 실시한다. 이러한 위치조정은 예를 들어 미크론단위 또는 미크론단위 이하로 실시될 수 있다. 또는, 제어시스템(20)은 수동 조정의 조작자에게 추천 위치조정을 출력한다.

이와 같은 방식으로, 조립 위치지정시스템(59)이 일반적으로 미크론단위 또는 미크론단위 이하의 거리의 배열을 제공할 수 없는 경우에, 제어시스템은 웨브의 마이크로 특성형상에 대한 예상 각도분포를 결정하기 위해 초기 크로스웨브 위치정보를 이용한다. 이와 같은 처리를 시작함에 있어 기준마크(61)에 대한 측정점(57)의 상대적 위치를 기록함으로써, 측정시스템(52)은 웨브재료(12)의 순간적인 위치에 대한 예상 각도분포를 결정할 수 있다. 따라서, 이는 시스템이 실제 검출되는 각도분포를 예상 각도분포와 비교함으로써 빛의 각도분포 분석에 기초하여 측정영역에 관련된 배열오차를 결정하도록 한다. 실제 및 예상 각도분포의 비교는, 배열오차를 결정하고 또한 배열오차에 기초하여 추가적으로 미립조정을 미크론단위 그리고 일부 정밀 응용예에서는 미크론단위 이하로 실시하기 위해 사용될 수 있다.

예를 들어, 빛의 예상 각도분포와 빛의 실제 각도분포 사이의 검출된 차이로부터 결정되는 배열오차에 기초하여, 도구(14B)에 의한 제2 마이크로 복사 특성형상을 적용하기 전에 웨브재료와 제2 도구(14B)의 상대적 위치지정을 정밀하게 조정할 수 있다. 일반적으로, 배열오차에 기초하여, 마이크로 복사 구조체의 일부 또는 모든 측방 레지스트레이션 및 마이크로 복사 구조체의 다운웨브 레지스트레이션을 실시간으로 제어하기 위해, 그리고 마이크로 복사 구조체의 상대적 피치를 조정하기 위해 조정을 실시할 수 있다.

도 7은 웨브재료(12)에 인쇄 또는 형성될 수 있는 기준마크의 예에 대한 일 실시예를 도시한 도면이다. 일 예에서, 기준마크는 웨브 상의 물리적 위치를 정확히 찾고 유일하게 식별하기 위해, 웨브재료(12)읠 길이를 따라 일정간격으로 위치되고, 바람직하게는, 웨브의 상용(salable) 영역의 외측에 위치된다. 도 7 에 도시된 기준마크의 실시예에서, 기준마크는 하나 이상의 위치지정 마크(82, 84) 및 바코드(80)를 갖는다. 위치지정 마크(82, 84)는 기준마크 리더(63) 및 조립 위치지정시스템(59)이 바코드(80)의 크로스웨브 및 다운웨브방향의 위치를 정확히 위치지정하도록 한다.

바코드(80)는 기계판독가능한 형식으로 제공되는 정보를 표시한다. 바코드(80)는 예를 들어 각각의 기준마크에 대한 고유의 식별자를 인코딩할 수 있다. 바코드(80)는 마크를 적용할 때 사용된 좌표계에 기초한 위치 정보, 마크가 적용되었던 웨브에 대한 식별자, 웨브를 제조하는 데 사용된 또는 사용되도록 예정된 제조 라인의 지정, 웨브가 제조 공정 라인 및/또는 제조 플랜트를 통과하는 경로를 정의하는 경로 정보, 적용된 재료를 식별하고 그것이 어떤 순서로 및 어떤 웨브의 영역에 적용되는지를 식별하는 정보, 공정 중에 측정된 환경 조건, 웨브의 하류 처리를 위한 명령어, 및 다수의 다른 정보와 같은 다른 정보를 인코딩할 수 있다. 일 실시예에서, 바코드(80)는 인터리브드 "2 오브 5" 기호 표시법 표준(interleaved "2 of 5" symbology standard)을 따를 수 있다. 일 실시예에서, 바코드(80)는 0 내지 999,999 범위의 단순 정수를 나타낼 수 있다. 일 실시예에서, 웨브 상에 위치된 각 기준마크는 이전의 기준마크보다 큰 것이다.

일 실시예에서, 기준마크는 잉크젯 프린터를 사용하여 웨브에 적용될 수 있다. 웨브 상에 기준마크를 위치시키는 공정은 미국특허 제 7,542821호, "화상 검사시스템에서 다중유닛 공정 공간 동기화"에 보다 자세히 기술되어 있고, 이를 여기서 전체적으로 참고로 포함한다. 다른 실시예는 다양한 다른 방식으로 기준마크를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 데이터는 1D 바코드, 2D 바코드, 광학 문자 인식(optical character recognition, OCR)에 의해 나타낼 수 있거나, 자기식으로 인코딩될 수 있다. 또한, 다른 실시예는 잉크젯 인쇄, 레이저 인쇄를 사용하거나, 기계식 라벨을 웨브에 고정시킴으로써 기준마크를 웨브에 적용할 수 있다. 기준마크를 나타내는 다른 수단뿐만 아니라 다른 적용 방법이 또한 사용될 수 있다.

도 4a를 다시 참고하면, 조립 위치지정시스템(59)은 제조시스템(10)의 좌표계 내에서 밀리미터단위의 정밀도 또는 일부 실시예에서는 수십미크론단위의 정밀도를 갖는 위치데이터를 제공하기 위해, 조립 전자 위치데이터(65)를 계산 및 출력하는 데에 기준마크를 이용할 수 있다. 측정시스템(52)은 광원(60A, 60B)에 의해 현재 조명되고 있는 웨브재료(12)의 마이크로 특성형상에 대한 예상 각도분포를 계산하기 위해 초기 위치데이터(65)를 이용한다. 측정시스템(52)은, 예상 각도분포에 기초하여, 수집광학계 및 입력광선에 의해 정의되는 직경 1~2 ㎜의 측정영역(57)에서 프리즘 첨단과 마이크로 렌즈의 축 사이의 배열을 나타내는 위치신호(22)를 생성한다. 위치신호(22)는 예를 들어 폐루프 제어를 위해 오차신호의 형식을 가질 수 있고, 이때 오차신호는 5 미크론, 1 미크로, 또는 미크론단위 이하의 정밀도와 같이, ±미크론의 단위로 어떠한 배열오차도 이송한다. 마이크로 특성형상의 배열이 크로스웨브 위치의 함수로서 편향되지 않는 경우, 조립 위치지정시스템(59)을 이용하지 않을 수 있다.

측정시스템(52)의 배열정밀도는 마이크로 특성형상의 크기 피치, 마이크로 렌즈의 반경, 및 각도 스펙트럼을 기록하는 데 이용되는 어레이센서(50)의 각도 해상도의 함수이다. 렌즈(54)에 의해 수집된 측정부피 내에 놓여있고 조명되고 있는 구조체 전체에 대해 빛의 분포가 평균 되기 때문에, 측정시스템(52)은 웨브재료(12) 상에 형성된 마이크로 구조체의 반복 특성을 활용함으로써 높은 수준의 정밀도를 얻는다. 이러한 방식으로, 측정시스템(52)에 의해 분석된 각도분포는 어떠한 주어진 마이크로 렌즈(44)의 작은 이상에 대해, 또는 어느 하나의 마이크로 특성형상에 대해 웨브재료(12)의 초첨면측에 있을 수 있는 국부적 결함에 대해 영향을 덜 받는다. 1024x1360 화소를 갖는 어레이 카메라 및 공칭 0.03°/화소의(즉, 1360 화소방향으로 약 ± 20도의 각도범위) 푸리에 렌즈를 이용하여, 공칭 피치 50~70 ㎛ 및 곡률반경 30~55 ㎛ 를 갖는 렌티큘러(lenticular) 마이크로렌즈에 대해 구조체의 배열을 0.1 ㎛ 내에서 측정하는 능력을 실험을 통해 보였다.

도 8은 제어스시템(120)이 웨브 위치제어는 물론 텐션/스트레인 제어를 위한 위치신호(122A, 122B)를 이용하는 웨브 제조시스템(100)의 또 다른 실시예를 도시하고 있다. 웨브 기반 제조시스템(100)은, 다운웨브 방향으로 이어지는 마이크로 구조체를 갖는 웨브재료(112)를 생성하기 위해 다중 마이크로 복사 도구 또는 스테이션(미도시)을 이용하는 점에서, 도 1의 웨브 제조시스템(10)과 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 웨브(112)는 Y 방향으로 이동하고 크로스웨브 방향 X를 갖는 것으로 도 8에 도시하고 있다.

본 예에서, 제조시스템(100)은 도구에 의해 형성되는 미크론단위 이하의 특성형상의 상대적 위치 또는 미크론단위 이하의 특성형상의 상대적 위치를 정확하게 실시간으로 측정하는 두 개의 감지시스템(125A, 125B), 및 추가적으로 미크론단위 이하의 특성형상을 형성하기 위한 도구를 포함한다. 각 감지시스템(125A, 125B)은 실질적으로 상기 감지시스템(25)과 유사할 수 있다. 이 경우, 감지시스템(125)은 해당 측정영역(127A, 127B)을 표시하거나 그로부터 수신된 빛의 각도분포로부터 유도되는 신호(122)를 제공한다. 상기한 바와 같이, 감지스테이션(125)은 도구들로부터 하류측에 그리고 도구 중 하나에 위치될 수 있지만, 웨브재료가 마이크로 특성형상, 예를 들어, 마이크로프리즘(40)의 제2 층에 대한 제2 도구로 공급될 때 웨브재료(112)의 위치 및 텐션을 제어하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 마이크로 특성형상의 다중층의 상대적 레지스트레이션이 제2 도구에 의해 형성된 후 고정됨에 따라 상류측 위치에서 위치 및 텐션을 제어할 수 있고, 따라서, 이는 제2 도구 뒤에서, 그리고 감지시스템(125) 앞에서 발생할 수 있는 텐션 또는 위치변환에 영향을 받지 않는다.

일 예에서, 웨브재료(112)는 제품레인(129A) 및 제품레인(129B)과 같은 여러 개의 제품레인을 이송하도록 제조될 수 있다. 웨브재료(112)는 제품레인(129)의 각각이 도 2에 도시한 구조체와 일치하는 방식으로 형성되도록 제조될 수 있다. 예를 들어, 각 제품레인(129)은 웨브재료(12)의 상면 상의 마이크로 렌즈 및 하면 상의 마이크로프리즘을 각각 구비할 수 있다. 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 각 제품레인(129)은 각 제품의 중앙부에 있는 마이크로 특성형상이 도 2의 마이크로 렌즈(44A) 및 마이크로프리즘(40A)에 의해 보이는 바와 같이 정밀하게 배열되도록 형성될 수 있다. 또 다른 예에서, 웨브재료(112)는 제품의 다른 위치에 두 개의 감지시스템(125A, 125B)을 구비하면서 하나의 제품레인에 대해 제조될 수 있다.

위치신호(112A, 122B)는 감지시스템(25)으로부터 제어시스템(120)으로 공급되고, 제어시스템(120)은 웨브(112), 예를 들어, 웨브재료가 마이크로 복사 도구르 통해 수송되는 제조공정에 있어서의 상류측 지점에서 텐션에 대한 실시간 제어를 제공한다. 도 8에 도시한 예에서, 두 쌍의 광원(예를 들어, 도 3의 광원(60A, 60B))에 대한 빛의 각도분포가 0도로 교차하는 것으로 예상되는 제품레인(129A, 129B) 상의 위치에 측정영역(127A, 127B)가 대응되도록, 기준마크에 대해 감지시스템(125A,125B)가 위치된다. 그러나, 일부 관점에 따르면, 웨브 조향의 존재, 즉 웨브재료(112)의 크로스웨브 위치로의 시프트를 고려하여 기준마크를 이용하는 경우에도, 예를 들어, 부정확한 텐션, 제2 마이크로 복사 특성형상을 생성하기 위한 도구의 특성형상과 마이크로 복사 특성형상 사이의 부정확한 레지스트레이션으로 인한, 감지시스템(125A) 및/또는 감지시스템(125B)의 각 광원으로부터 수신된 빛의 각도분포에 대한 예상 교차점으로부터의 시프트가 검출될 수 있다. 상기한 바와 같이, 각 측정영역(127A, 127B)에서의 각도분포의 절대변화를 검출할 수 있다. 빛의 측정된 각도분포 및 빛의 예상 각도분포 사이의 차이에 기초하여, 도구(14B)에 의해 제2 마이크로 복사 특성형상이 적용되기 전에 웨브재료(112) 및 도구(14)의 상대적 위치를 정밀하게 조정할 수 있다. 두 개의 센서가 제공되어, 두 개의 독립 파라미터를 조정할 수 있다: 다운웨브 텐션은 크로스웨브 스트레인을 제어하여, 측정된 각도분포들 사이의 차이를 제어하고, 반대되는 구조체의 상대적 위치(즉, 배열)는 두개의 측정값의 평균(합)을 제어한다. 두 센서로부터의 감지데이터의 다른 독립 조합, 예를 들어, 하나의 센서로부터의 각도출력 및 두 센서 사이의 차이 또한 이용할 수 있다.

어떤 경우에는, 제품레인 또는 레인들에 대한 감지시스템의 정렬에 관계없이, 감지시스템의 측정영역에 대해 빛의 예상 각도분포가 알려져 있는 한, 센서(125A, 125B)의 위치가 알려져 있다면, 검출된 실제 각도분포에 기초하여, 도구(14A, 14B)에 대한 웨브의 측방 또는 길이방향 위치이동이 일어나는지를 검출할 수 있을 것이다.

또한, 제 2 마이크로 특성형상을 적용하기 전의 웨브재료(112)의 부적절한 텐션은 마이크로 특성형상의 부정합을 일으킬 수 있고, 이는 이후 각 감지시스템(125)에서의 두 광원으로부터 나오는 빛에 대해 검출된 교차점의 변화를 초래한다. 그러나, 텐션변화는 각 측정영역(127)에서의 마이크로 특성형상의 상대적 배열의 다른 변화에서 명백히 나타나고, 이러한 상대적 변화는 마이크로 특성형상의 미스레지스트레이션에 의한 배열오차와 텐션에 의한 배열오차를 구별하는 데 이용할 수 있다.

예를 들어, 다운웨브 방향 (Y)의 스트레스에 영향을 미치는 텐션변화는 웨브재료(12)의 크로스웨브 치수 (X)의 변화를 초래한다. 한 측면에 경화 프리즘 마이크로 구조체를 갖는 76.2 ㎛ (3 mil) PET 필름에 대한 크로스웨브 스트레인 계수의 전형적인 크기는 2.25x10^-6 ㎜/㎜/N (1x10^-5 ㎜/㎜/lbf)이다. 따라서, 이러한 웨브의 250㎜ 에 걸쳐 작용하는 텐션변화 0.44 N (0.1 lbf)은 0.25 ㎛의 크로스웨브 치수 변화(즉, 텐션변화의 증가에 따른 웨브의 신장)를 초래할 수 있다. 제 2 코팅 스테이션에 의한 처리 전의, 프리즘이 코팅된 웨브재료(112)의 크로스웨브 비틀림은 마이크로프리즘(40)과 마이크로 렌즈(44)(도 2) 사이의 상대적 배열이 측정영역(127A, 127B)에서 예상 배열을 빗나가도록 한다. 예를 들어, 적용된 마이크로 렌즈(44)가 제품레인(125A)의 포지션 오프-센터에서 마이크로프리즘(40)과 정렬됨에 따라, 크로스웨브 치수의 변형 0.25 ㎛가 감지시스템(125A)에 의해 기록된 각도분포에 대한 교차점을 왜곡할 수 있다. 마찬가지로, 텐션변화로 인한 크로스웨브 치수의 변형 0.25 ㎛가 감지시스템(125B)에 의해 기록된 각도분포에 대한 교차점을 제품레인(125B)의 포지션 오프-센터로 왜곡하게 된다. 감지시스템(125A, 125B)에 의해 기록된 각도분포 사이의 차이를 통해 스트레치가 집중되는 부분과 관계 없이 텐션을 조정하는 방법을 알게 된다.

제어시스템(120)은, 센서사이의 거리와 측정영역(127A, 127B)에서의 웨브재료(120)의 예상 각성능으로 구성되는, 감지시스템(125)으로부터 각도분포 사이의 거리를 계산하고, 측정된 각도사이의 차이가 특성형상 설계와 과련된 예상 각도 차이와 일치할 때까지, 웨브 제조시스템(100)의 하나 이상의 수송요소를 수정하기 위해 액추에이터 제어신호(130)를 출력한다. 또 다른 예로서, 제어시스템(120)은 작업자가 웨브 기반 제조시스템(100)의 작동 파라미터를 수정할 수 있도록, 현재 웨브 텐션값과 같은, 계산된 공정제어 파라미터를 작업자에게 표시할 수 있다. 또 다른 예로서, 제어시스템(120)은 검출된 각도분포를 작업자에게 표시할 수 있거나, 또는 각도분포 사이의 차이를 표시할 수 있다.

일 예에서, 제어시스템(120)은 어떠한 롤-런아웃(roll-runout)에 의한 주기적 변동을 취하기 위해 데이터의 시간평균을 구하고, 이에 따라 제어시스템(120)은 텐션을 더 큰 해상도 예를 들어, 0.44 N (0.1 lbf)으로 설정할 수 있다. 렌즈 피치 50 ㎛의 경우, 나노미터 이하의 피치변화를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제품의 250.001 ㎜에 대한 렌즈 특성형상 상의 1 ㎛ 크로스웨브 치수변화는 텐션을 제어하여 해결할 수 있다. 이는 프리즘 피치를 50.0002 ㎛ 증가시킨다. 따라서, 본 예에서, 제품의 전체 길이에 대해 피치가 일정하다고 가정할 때 이러한 기술을 통해 피치에 대해 2 옹스트롬의 정밀도를 얻게 된다. 임의의 웨브 수송공정에 있어 고유의 주기적으로 반복가능한 오차요소를 제거하는 데에도, 적합한 피드포워드(feedforward) 기술을 이용할 수 있다.

상기 정밀도 형상은 도 4a에 대하여 전술한 렌즈(54)와 같은, 광선의 각도분포를 기록하는 감지시스템(125)의 렌즈의 초점면에 위치하는 특성형상에 대응된다. 웨브(112)를 제조할 때 두께의 큰 변화에 기인하는 것과 같이, 마이크로 특성형상이 렌즈의 초점면에 있지 않는다면, 이러한 정밀도는 낮아질 수 있다. 그러나, 웨브재료(112)의 현재 두께가 측정되고 반대되는 특성형상, 예를 들어, 프리즘 첨단으로부터 나오는 빛의 각도분포가 알려져 있거나 계산될 수 있는 경우, 이러한 변화를 교정할 수 있다. 그러나 많은 경우에는 이러한 변화는 총 두께가 예를 들어 170 ㎛라는 점에서 무시할 수 있기 때문에, 수 미크론 내외의 총 두께 변화에 대한 교정을 할 필요가 없다.상기한 본 예에서, 한 면에 웨브를 갖고 다른 면에 프리즘 마이크로 구조체를 갖는, 렌티큘러 (예를 들어, 일차원 초점) 렌즈를 포함하는 웨브 제품을 참고하여 기술을 설명하였다. 배열구조체 상의 상대적 위치는 제조공정을 제어하기 위해 피드백으로 이용할 수 있고, 또는 샘플의 품질 제어 시험을 위한 품질 측정기준으로 이용할 수 있다. 예시적인 목적으로, 배열 피드백 및 텐션제어를 제공하기 위해 두 개의 감지시스템을 이용하는 실시예를 설명하였지만, 이러한 기술은 광학요소의 초점면에 위치된 라이트 액티브 구조체의 어떠한 어레이에 대해 어떠한 렌즈릿 어레이 또는 (일차원 또는 이차원 초점력(focusing power))을 갖는 기타 광학요소의 배열을 특정함으로써 일반화될 수 있다. 일부 실시예에서는, 스캐닝 또는 재위치가능한 센서 위치를 단일 또는 다중 패턴을 포함하는 웨브 응용에 이용할 수 있다.

도 9a는 여기서 설명하고 있는 기술이 가상 또는 통합 화상형성 응용예에 이용되는 또 다른 실시예를 도시한다. 웨브재료(150)는 마이크로 렌즈(156)의 렌티큘러 어레이의 초점면에 위치되는 인쇄/전사 특성형상(152)을 포함하도록 제조될 수 있다. 이러한 응용예에서, 인쇄/전사 특성형상(152)은 보통 임의의 시각 효과 및 표시를 생성하기 위해 렌즈(156)의 피치로 배열된다. 여기서 기술하고 있는 기술은 마이크로 렌즈(156)의 패턴으로 인쇄/전사 특성형상(152)의 레지스트레이션을 제어하도록 적용될 수 있다. 이러한 기술은 구형 또는 비구형 마이크로 렌즈 어레이와 같은 이차원 마이크로 렌즈 어레이로 확장될 수 있다. 인쇄 또는 전사된 특성형상(152)의 패턴이 마이크로 렌즈 어레이의 반대 면에 위치되는 응용예에서, 각 인쇄 특성형상과 대응 렌즈릿 또는 렌즈릿들 사이의 레지스트레이션을 결정하는 데에 여기서 설명하는 제어기술을 이용할 수 있다. 이는, 예를 들어, 임의의 문자를 갖는 복합화상을 생성하는 제품을 보다 정밀하게 제조하는 데 유용할 수 있다.

여기서 설명하는 기술을 이용하면, 렌즈필름의 배면에 특성형상을 인쇄하기 위해 고해상도 인쇄공정을 이용할 수 있고, 그 후, 웨브 재료의 마이크로 렌즈에 대해 특성형상의 레지스트레이션을 결정하기 위해, 인쇄된 특성형상(152)을 통해(에 의해) 투과된(또는 흡수된) 빛의 각도분포를 이용할 수 있다. 예를 들어, 상기한 바와 유사하게, 인쇄된 특성형상과 마이크로 렌즈 사이의 배열에 있어서의 어떠한 크로스웨브 편향이 렌즈를 통과하는 빛의 각도분포를 야기하게 된다. 여기서 설명한 바와 같이, 인쇄된 특성형상(152) 및 마이크로 렌즈(156)의 레지스트레이션에 있어서의 임의의 위치오차는 웨브재료가 인쇄 스테이지를 통해 수송될 때 웨브재료의 위치 및/또는 텐션을 제어하는 데 이용할 수 있다. 대안적으로 이러한 기술에 의해 결정된 위치정보를 그 대신에 또는 추가적으로, 렌즈(156)와의 레지스트레이션을 유지할 때, 화상형성장치(예를 들어, 레이저)를 미세하게 제어하는 데 이용할 수 있다. 마이크로 복사 렌즈의 패턴에 대응되는 인쇄 재료를 갖는 마이크로 렌즈 시팅(sheeting)을 형성하는 기술의 예를 미국특허 제 7,336,422호, "뜨는 복합화상의 시팅" 및 미국특허 제 7,586,685호, "형상기억재료를 이용한 플로팅 화상의 마이크로 렌즈 시팅"에 보다 자세히 기술되어 있고, 각각의 전체 내용을 여기서 참고로 포함한다.

도 9b는 여기서 설명하는 기술이, 웨브재료와, 렌즈의 초점면에서 웨브재료와 접촉하는 도구 또는 정밀 아이들러 상의 마이크로 복사 특성형상 사이의 상대적 레지스트레이션을 결정하는 데 이용되는 또 다른 실시예를 도시한다. 웨브재료(160)는 특정 시간에 웨브재료(160)의 반대면에 마이크로프리즘을 생성하기 위한 도구와 정렬되는 마이크로 렌즈(166)의 렌티큘러 어레이를 포함할 수 있고, 따라서 도구(168)의 특성형상(162) (예를 들어, 마이크로프리즘을 복사하기 위한 밸리(valley))이 실질적으로 렌즈의 초점면에 위치된다. 이러한 배열에서, 마이크로 렌즈를 통해 반사되는 광선의 각도분포를 검출하여 예상 각도분포와 비교할 수 있다. 이러한 예는 상기한 바와 같이 투과보다는 반사 감지 기하학적 형상에 기초한다. 이러한 방식으로, 배열오차가 결정되어, 마이크로 렌즈와 도구(168)의 특성형상 사이의 배열을 조정하기 위해 도구(168)와 웨브재료(160)의 상대적 위치를 즉시 변화시키는 데 이용될 수 있다. 본 예는 웨브구조체가 렌티큘러 어레이(166)이고 도구구조체가 마이크로프리즘이라는 전제하에 일차원 버젼을 기술하고 있지만, 이는 이차원 마이크로 렌즈 어레이와 도구(168) 상의 기타 광학 활성 구조체의 경우로 용이하게 일반화될 수 있으며, 따라서 필요에 따라 크로스웨브 및 다운웨브 배열을 인식 및 실행할 수 있다.

도 10은 웨브재료(202)가 도구(206A, 206B) 사이를 통과하는 웨브 기반 제조시스템(200)의 일부의 평면도를 도시한 블록도이다. 도구(206A, 206B)는, 예를 들어, 패턴화된 롤을 포함할 수 있다. 패턴 또는 특성형상은 예를 들어, 인쇄, 라미네이팅, 엠보싱, 사출, 경화, 또는 다른 공정에 의해 도구로부터 웨브로 전사될 수 있다. 도 10의 예에서, 라인(210A, 210B)("라인(210)")의 패턴 또는 특성형상은 도구(206A)의 대응 특성형상(204A, 204B)에 의해 웨브(202) 상에 형성된다. 마찬가지로, 라인(212A~21B)("라인(212)")의 패턴 또는 특성형상은 도구(206B)의 대응 특성형상(208A, 208B)에 의해 웨브(202) 상에 형성된다. 일 예에서, 라인(210, 212)는 각각 그 너비가 약 70 ~ 100 미크론이다. 라인(210, 212)은 상기한 바와 같이 조립제어로서 이용을 위해 기준마크로 작용할 수 있다.

일 예에서, 웨브재료(202)가 알려진 차이 간격을 두고 두 라인(210)으로 도구(206A)를 통과한다. 라인(212)은, 라인(212)이 도구(206A) 상에서 보다 서로 약 500 미크론 가까운 것을 제외하고는, 도구(206B) 상에서도 동일하게 적용된다. 웨브재료(202)가 도구(206B)를 통과한 후, 하나 이상의 센서가 각 라인 세트 사이의 거리를 측정한다. 라인 사이의 거리를 분석하여 예상 거리와 비교할 수 있다. 경우에 따라서는, 사인파형 마크를 이용할 수 있다.

도 11a ~ 11c는 시스템(200)에 의해 웨브재료(202)에 라인(210, 212)이 적용된 세 개의 측정결과를 도시한 블록도이다. 도 11a는 라인(210, 212)의 피치는 물론 측방 레지스트레이션이 완벽히 맞는 예를 도시하고 있다. 라인(210, 212)의 각 쌍은 250 미크론 이격되어 있다. 도 11a에 도시한 바와 같이, 라인(210A, 212A)은 라인(210B, 212B)과 마찬가지로 250 미크론 이격되어 있다.

도 11b는 라인(210, 212)의 피치는 완벽히 맞지만 측방으로는 부정합되는 예를 도시하고 있다. 도 11a에 도시한 바와 같이, 라인(210A, 212A)은 253 미크론 이격되어 있고, 라인(210B, 212B)은 247 미크론 이격되어 있다. 이는 제 2 도구(206B) 상의 웨브재료(202)가 오른쪽으로 3 미크로 시프트된 것을 나타내는 제어시스템에 의해 설명된다. 제어시스템은 공정제어 파라미터를 조정함으로써 시프트를 수정하기 위해 이 정보를 이용한다.

도 11c는 라인(210, 212)의 레지스트레이션은 완벽히 맞지만 피치가 맞지 않는 예를 도시하고 있다. 라인들(210A, 212A) 사이의 거리 및 라인들(210B, 212B) 사이의 거리는 253 미크론으로 동일하므로, 도구(206A)에 의해 전사되는 제 1 패턴에 대해 제 2 도구(206B) 상에 웨브재료(202)의 중심을 맞춘다. 그러나, 웨브재료(202)는, 라인들(210A, 212A) 사이의 거리 및 라인들(210B, 212B) 사이의 거리를 예상 거리 250 미크론에 비해 감소시키면서 웨브재료(202)의 "넥인(neck in)"을 발생시키는 너무 큰 텐션 및 스트레인을 갖게 되어, 제 1 및 제 2 도구로부터의 라인들 사이의 간격이 너무 크고 피치가 일치하지 않게 된다. 제어시스템은 이러한 라인 거리가 예상치 250 미크론에 맞도록 텐션 또는 스트레인을 변경하기 위해 이러한 정보를 이용한다. 예를 들어, 제 1 도구(206A)에 대한 제 2 도구(206B)의 속도를 조정함으로써 텐션을 변화시킬 수 있다. 웨브재료의 크로스웨브 위치, 웨브재료의 다운웨브 위치, 및 웨브재료에 가해지는 텐션/스트레인은 기준선 사이의 거리의 결정에 기초하여 동시에 조정할 수 있다.

이러한 기술은 웨브재료의 해상도를 크게 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 이러한 기술은 센서에 미크론의 십분의 1 단위 (예를 들어, 0.1 미크론)의 해상도 및 7 ㎜의 시야각을 제공할 수 있다. 따라서 센서는 0.1 / 7000 = 14 ppm의 스트레인에 대한 해상도를 가질 수 있다. 그러나, 약 350 ㎜ 이격된 두 개의 센서를 이용함으로써 0.1 / 350 = 0.3 ppm 해상도를 가질 수 있고, 측방 및 다운웨브 정렬 피드백을 제공하는 것은 물론 스트레인 해상도를 크게 증가시킬 수 있다.

라인(210, 212)는 웨브재료(202)의 동일 측면에 형성될 수 있거나, 또는 웨브재료(202)의 반대 측면들에 형성될 수 있다. 웨브재료(202)의 가장자리는 상기한 임의의 정밀 신호기술의 기초로서 이용될 수 있는 비정밀 신호(coarse signal)를 제공함을 물론, 단독으로 또는 기준점 기술과 함께 웨브를 안내하는 데에도 이용할 수 있다.

일부 응용예에서, 다색의 특성형상의 위치를 동시에 분석하기 위해 칼라 카메라 및 백색광원을 이용할 수 있다. 이차원 작동 렌즈를 사용함으로써 다운웨브 및 크로스웨브 방향으로의 특성형상의 배열을 피드백할 수 있다. 또한, 예를 들어 적층 렌티큘러 제품에서 두 개의 패턴들 사이의 방향 배열에 높은 해상도를 제공할 수 있다.

가요성 태양 어레이 응용예, CCD 및 CMOS 렌즈릿 어레이 응용예, 및 LED 어레이용 광추출 필름과 같은 렌즈릿 어레이와 반사 특성형상을 정렬할 가능성도 있다. 반사요소에서 되돌려져 렌즈를 투과하는 반사광의 각도는, 반사 특성형상이 렌즈의 초점면에 있는 한, 반사요소의 위치의 함수이다. 이는 태양각의 특정 범위에 최적화되도록 렌즈릿이 상부에 위치되는 가요성 태양 어레이에서 광수용체 요소를 정렬하는 예에 이용할 수 있다.

마이크 복사 렌즈를 예를 들어 설명하였지만, 다른 마이크로 복사 광학 특성형상도 빛의 각도분포를 결정하는 데 이용할 수 있다. 예를 들어, 프레넬 렌즈 상에 각면(facet)을 형성하는 프리즘을 이용할 수도 있다.

일부 예에서, 웨브재료의 반대 측면들 상의 특성형상들 사이의 레지스트레이션을 결정하는 데 이용되는 특성형상은 다운웨브 방향으로는 연속할 필요가 없지만, 연속적이 아닌, 주기적으로 적용 및 샘플링될 수 있다.

또한, 반사 정렬은 정밀 웨브 조향 및 텐션 제어 응용예에 이용될 수 있다. (일차원 또는 이차원 작동) 마이크로 렌즈의 기준 세트를 웨브의 어느 한 면에 배치하면, 이러한 특성형상은 도 9b에서와 같이, 렌즈의 초점면에서 웨브재료와 접촉한 상태로 도구 또는 정밀 아이들러 상의 반사 특성형상에 대해 조향될 수 있다. 렌즈의 반경은 주어진 웨브 두께를 갖는 제품에 대해 미리 결정할 수 있다. 또는, 도구는 본질적으로 오목거울과 같은 기능을 하는 특성형상을 가질 수 있고, 기주마크는 상기한 패턴 특성형상 중 어떠한 것일 수도 있다. 웨브 폭에 걸쳐 두 개의 센서를 이용함으로써 상기한 바와 같이 정밀한 크로스웨브 치수 제어가 가능하다. 이로써 크로스웨브 치수의 변화 및 텐션 제어는 물론 정밀 웨브 신장 응용예에 대해 피드백을 제공할 수 있다. 경화가 발생할 때 코팅된 필름 또는 모델링된 특성형상의 수축을 감시하는 데에 이와 유사한 원리를 이용할 수 있다. 이차원 특성형상을 이용하는 경우, 다운웨브 레지스트레이션을 이용할 수도 있다.

또 다른 실시예에서, LED 어레이 또는 광학섬유 어레이에서 보일 수 있는 것과 같은, 렌즈릿 어레이와 발광체 사이의 상대적 배열을 측정한다. 이러한 경우, 발광체는 렌즈 어레이의 초점면에 위치될 수 있고, 렌즈에 대한 광원의 상대적 위치는 렌즈로부터 출력되는 각도에 의해 결정될 것이다. 일반적으로, 패턴화된 빔은 필름면을 향할 수 있고, 그 후 빔의 패턴에 대한 필름의 위치를 측정할 수 있다.

필름의 크로스웨브 및/또는 다운웨브 치수의 정밀측정은 다양한 응용예에 이용할 수 있다. 실시예는 리소그래프 필름의 온라인 치수 확인, 마이크로웰과 일치되는 바이오센서용 렌즈 어레이, 광전기 회로 및/또는 데이터 저장매체에서의 응용을 위한 부품, 다중 구성의 표시장치 및 터닝 필름을 포함한다. 기준렌즈 어레이 구조체는 가용 제품 영역 외측 또는 제품 내의 알려진 위치에 기능성 제품 구성의 부품으로서 필름 설계에 포함될 수 있고, 그 후, 이러한 특성형상의 상대적 위치는 웨브 공정에서 배열 및/또는 치수 정밀도를 확인하는 데 이용될 수 있다.

일 실시예에서, 웨브 상의 마이크로 복사 특성형상의 상대적 배열은 데이터베이스에 기록될 수 있고 웨브를 제품으로 가공하는 동안 이용될 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 크로스웨브 위치에서의 배열을 검출 및 기록할 수 있고, 웨브가 여기서 설명하는 검출시스템을 통해 수송될 때, 크로스웨브 배열 정보가 웨브 전체에 대해 생성될 수 있다. 이러한 배열정보는 웨브를 제품으로 가공하는 것을 제어하는 데에 실질적으로 이용할 수 있다. 즉, 변환시스템은 크로스웨브 방향으로 변환장비 또는 웨브를 이동시킴으로써 또는 크로스웨브 방향으로 변환장비 및 웨브를 모두 이동시킴으로써 변환장비를 크로스웨브 방향으로 자동으로 위치시키기 위해 크로스웨브 배열 데이터를 이용할 수 있고, 따라서 웨브재료의 마이크로 복사 특성형상의 배열이 허용한계 내에서 배열되는 웨브의 영역으로부터 절단된다. 변환시스템은 웨브재료가 변환시스템을 통해 수송되어 개별적인 제품으로 절단될 때 크로스웨브 방향으로 배열된 영역을 이와 같은 방식으로 추적할 수 있고, 이로써 수율이 잠재적으로 증가된다.

본 발명의 다양한 실시 형태들이 설명되었다. 이들 및 다른 실시 양태가 하기의 특허청구범위의 범주 내에 속한다.

Claims

웨브재료의 제조방법에 있어서,
수송시스템을 이용하여 웨브재료를 제조공정의 마이크로 복사 스테이션(micro-replication station)을 통해 이송하는 단계;
마이크로 복사 스테이션을 이용하여 웨브재료 상에 마이크로 복사 렌즈(micro-replicated lens)의 패턴을 형성하는 단계; 및
마이크로 복사 렌즈의 패턴을 형성한 후, 웨브재료의 마이크로 복사 렌즈로부터의 빛의 각도분포를 검출하고, 마이크로 복사 렌즈로부터의 빛의 각도분포의 분석에 기초하여 웨브의 배열오차를 결정하는 단계를 포함하는 웨브재료 제조방법.
제 1 항에 있어서, 결정된 배열오차에 기초하여 수송시스템의 적어도 하나의 공정제어 파라미터를 조정하는 단계를 추가로 포함하는 웨브재료 제조방법.
제 2 항에 있어서, 적어도 하나의 공정제어 파라미터를 조정하는 단계는 웨브재료가 마이크로 복사 스테이션으로 이송될 때 웨브재료의 크로스웨브 위치를 조정하는 단계를 포함하는 웨브재료 제조방법.
제 2 항에 있어서, 적어도 하나의 공정제어 파라미터를 조정하는 단계는 웨브재료가 마이크로 복사 스테이션으로 이송될 때 웨브재료의 다운웨브 위치를 조정하는 단계를 포함하는 웨브재료 제조방법.
제 2 항에 있어서, 적어도 하나의 공정제어 파라미터를 조정하는 단계는 웨브재료가 마이크로 복사 스테이션으로 이송될 때 웨브재료의 크로스웨브 위치와 다운웨브 위치를 모두 조정하는 단계를 포함하는 웨브재료 제조방법.
제 2 항에 있어서, 적어도 하나의 공정제어 파라미터를 조정하는 단계는 웨브재료가 마이크로 복사 스테이션으로 이송될 때 웨브재료의 텐션(tension)을 조정하는 단계를 포함하는 웨브재료 제조방법.
제 2 항에 있어서, 조정된 공정제어 파라미터를 추천 조정으로서 작업자에게 표시하는 단계를 추가로 포함하는 웨브재료 제조방법.
제 1 항에 있어서, 배열오차를 데이터베이스에 기록하는 단계를 추가로 포함하는 웨브재료 제조방법.
제 1 항에 있어서, 배열오차가 임계치를 초과할 때 웨브재료에 표시하는 단계를 추가로 포함하는 웨브재료 제조방법.
제 1 항에 있어서,
제 2 마이크로 복사 스테이션을 이용하여 웨브재료 상에 마이크로 복사 특성형상의 패턴을 형성하는 단계를 추가로 포함하고,
마이크로 복사 렌즈는 제 1 마이크로 복사 스테이션에 의해 웨브재료의 제 1 표면 상에 크로스웨브 방향으로 반복되도록 형성되며,
마이크로 복사 특성형상은 제 2 마이크로 복사 스테이션에 의해 마이크로 복사 렌즈의 패턴과 반대로 웨브재료의 반대 표면 상에 크로스웨브 방향으로 반복되도록 형성되는 웨브재료 제조방법.
제 10 항에 있어서, 마이크로 복사 렌즈로부터의 빛의 각도분포를 검출하는 단계는,
빛이 마이크로 복사 특성형상 세트를 통해 그리고 마이크로 복사 렌즈 세트를 통해 웨브재료의 제 1 표면을 향하도록 반대 표면 상의 측정영역 내의 마이크로 복사 특성형상의 세트를 조명하는 단계; 및
마이크로 복사 렌즈 세트에 의해 방출된 빛의 각도분포를 검출하는 단계를 포함하는 웨브재료 제조방법.
제 10 항에 있어서, 마이크로 복사 특성형상의 패턴을 형성하는 단계는 마이크로 복사 프리즘의 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 웨브재료 제조방법.
제 12 항에 있어서, 배열오차는 측정영역 내에 있어서 마이크로 복사 렌즈 세트와 마이크로 복사 프리즘 세트 사이의 예상 배열의 오차를 나타내는 웨브재료 제조방법.
제 10 항에 있어서, 마이크로 복사 렌즈로부터의 빛의 각도분포를 검출하고 배열오차를 결정하는 단계는,
빛이 마이크로 복사 특성형상 세트를 통해 그리고 마이크로 복사 렌즈 세트를 통해 웨브재료의 제 1 표면을 향하도록 반대 표면 상의 측정영역 내의 마이크로 복사 특성형상의 세트를 광원을 이용하여 조명하는 단계;
마이크로 복사 렌즈 세트에 의해 방출되는 광원으로부터의 빛의 각도분포를 검출하는 단계; 및
마이크로 복사 렌즈 세트에 의해 방출되는 광원으로부터의 빛의 각도분포의 분석에 기초하여 측정영역과 관련된 배열오차를 결정하는 단계를 포함하는 웨브재료 제조방법.
제 10 항에 있어서,
마이크로 복사 렌즈로부터의 빛의 각도분포를 검출하고 배열오차를 결정하는 단계는,
빛이 마이크로 복사 특성형상 세트를 통해 그리고 마이크로 복사 렌즈 세트를 통해 웨브재료의 제 1 표면을 향하도록 반대 표면 상의 측정영역 내의 마이크로 복사 특성형상의 세트를 제 1 광원 및 제 2 광원을 이용하여 조명하는 단계;
마이크로 복사 렌즈 세트에 의해 방출되는 제 1 광원으로부터의 빛의 각도분포를 검출하는 단계;
마이크로 복사 렌즈 세트에 의해 방출된 제 2 광원으로부터의 빛의 각도분포를 검출하는 단계; 및
마이크로 복사 렌즈 세트에 의해 방출되는 제 1 광원으로부터의 빛의 각도분포와 마이크로 복사 렌즈 세트에 의해 방출되는 제 2 광원으로부터의 빛의 각도분포를 비교한 것에 기초하여 측정영역과 관련된 배열오차를 결정하는 단계를 포함하는 웨브재료 제조방법.
제 15 항에 있어서, 배열오차는 측정영역 내에 있어서 마이크로 복사 렌즈 세트와 마이크로 복사 프리즘 세트 사이의 예상 배열의 오차를 나타내는 웨브재료 제조방법.
제 15 항에 있어서, 배열오차는 미크론단위 이하의 배열 해상도를 제공하는 웨브재료 제조방법.
제 15 항에 있어서, 마이크로 복사 렌즈로부터의 빛의 각도분포를 검출하고 배열오차를 결정하는 단계는,
마이크로 복사 렌즈 세트에 의해 방출되는 제 1 광원으로부터의 빛의 각도분포에 기초하여 제 1 일차원 투상을 구성하는 단계;
마이크로 복사 렌즈 세트에 의해 방출되는 제 2 광원으로부터의 빛의 각도분포에 기초하여 제 2 일차원 투상을 구성하는 단계; 및
제 1 일차원 투상 및 제 2 일차원 투상에 대한 교차점을 결정하는 단계를 포함하고, 교차점은 웨브재료의 크로스웨브 방향에 대해 제 1 및 제 2 일차원 투상이 겹쳐지는 각도 위치를 특정하는 웨브재료 제조방법.
제 15 항에 있어서,
빛이 제 2 마이크로 복사 특성형상 세트 및 제 2 마이크로 복사 렌즈 세트를 통해 웨브재료의 제 1 표면을 향하도록 제 2 측정영역 내의 제 2 마이크로 복사 특성형상의 세트를 제 3 광원 및 제 4 광원을 이용하여 조명하는 단계;
마이크로 복사 렌즈의 제 2 세트에 의해 방출된 제 3 광원으로부터의 빛의 각도분포를 검출하는 단계;
마이크로 복사 렌즈의 제 2 세트에 의해 방출된 제 4 광원으로부터의 빛의 각도분포를 검출하는 단계; 및
제 2 마이크로 복사 렌즈 세트에 의해 방출되는 제 3 광원으로부터의 빛의 각도분포와 제 2 마이크로 복사 렌즈 세트에 의해 방출되는 제 4 광원으로부터의 빛의 각도분포를 비교한 것에 기초하여 제 2 측정영역과 관련된 배열오차를 결정하는 단계를 포함하는 웨브재료 제조방법.
제 19 항에 있어서, 측정영역에 관련된 배열오차와 제 2 측정영역에 관련된 제 2 배열오차에 기초하여 공정제어 파라미터를 조정하는 단계를 추가로 포함하는 웨브재료 제조방법.
제 19 항에 있어서,
측정영역과 관련된 배열오차와 제 2 측정영역과 관련된 제 2 배열오차 사이의 상대적 차이를 계산하는 단계; 및
웨브재료가 마이크로 복사 스테이션으로 이송될 때, 계산된 상대적 차이에 기초하여 웨브재료의 텐션 또는 스트레인을 제어하는 단계를 추가로 포함하는 웨브재료 제조방법.
제 1 항에 있어서,
인쇄된 특성형상을 웨브재료 상에 화상형성하는 단계;
빛이 인쇄된 특성형상으로부터 마이크로 복사 렌즈 세트를 통과하도록 측정영역 내의 인쇄된 특성형상 세트를 조명하는 단계;
마이크로 복사 렌즈 세트에 의해 방출된 빛의 각도분포를 검출하는 단계;
마이크로 복사 렌즈에 의해 방출된 빛의 각도분포에 기초하여 인쇄된 특성형상과 마이크로 복사 렌즈 사이의 배열오차를 결정하는 단계; 및
결정된 배열오차에 기초하여 웨브재료의 이후의 화상형성을 제어하는 단계를 추가로 포함하는 웨브재료 제조방법.
제 1 항에 있어서, 웨브재료 상에 마이크로 복사 렌즈의 패턴을 형성하는 단계는 웨브재료의 제 1 표면 상에 마이크로 복사 렌즈의 패턴을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 웨브재료 제조방법은,
마이크로 복사 렌즈에 의해 방출된 빛의 각도분포에 기초하여, 제 1 측면과 반대되는 웨브재료의 제 2 측면 상에 마이크로 복사 특성형상의 패턴을 형성하기 위한 마이크로 복사 도구의 특성형상 및 마이크로 복사 렌즈 사이의 배열오차로서 배열오차를 결정하는 단계; 및
결정된 배열오차에 기초하여 마이크로 복사 도구에 대한 웨브재료의 상대적 위치를 제어하는 단계를 추가로 포함하는 웨브재료 제조방법.
제 1 항에 있어서, 배열오차는 미크론단위 이하의 배열 해상도를 제공하는 웨브재료 제조방법.
제1항에 있어서,
웨브재료의 마이크로 복사 특성형상의 배열이 소정의 허용한계 내에 있는 웨브재료의 영역으로 가공장비(converting equipment)를 위치시키기 위해, 결정된 배열에 기초하여 크로스웨브 방향으로 웨브재료에 대해 가공장비를 자동으로 위치시키는 단계; 및
가공장비를 이용하여, 웨브를 웨브재료의 마이크로 복사 특성형상의 배열이 소정의 허용한계 내에 있는 웨브의 영역을 이용한 제품으로 가공하는 단계를 추가로 포함하는 웨브재료 제조방법.
제 1 항에 있어서, 가공장비를 자동으로 위치시키는 단계는 웨브재료의 마이크로 복사 특성형상의 배열이 소정의 허용한계 내에 있는 웨브의 영역으로부터 제품을 절단하기 위해 가공장비 또는 웨브를 크로스웨브 방향으로 이동시키는 단계를 포함하는 웨브재료 제조방법.
웨브재료 상에 마이크로 복사 렌즈의 패턴을 형성하는 마이크로 복사 스테이션;
웨브재료를 마이크로 복사 스테이션을 통해 이송하는 수송시스템;
웨브재료 상의 측정영역을 조명하고 측정영역 내의 마이크로 복사 렌즈 세트를 통과하는 빛의 각도분포를 검출하는 감지시스템; 및
검출된 각도분포에 기초하여 웨브의 배열오차를 결정하는 제어시스템을 포함하는 제조시스템.
제 27 항에 있어서, 제어시스템은 검출된 각도분포에 기초하여 수송시스템의 적어도 하나의 공정제어 파라미터를 조정하는 제조시스템.
제 28 항에 있어서, 적어도 하나의 공정제어 파라미터를 조정하는 단계는 웨브재료가 마이크로 복사 스테이션으로 이송될 때 웨브재료의 크로스웨브 위치를 조정하는 단계를 포함하는 제조시스템.
제 28 항에 있어서, 적어도 하나의 공정제어 파라미터를 조정하는 단계는 웨브재료가 마이크로 복사 스테이션으로 이송될 때 웨브재료의 다운웨브 위치를 조정하는 단계를 포함하는 제조시스템.
제 28 항에 있어서, 적어도 하나의 공정제어 파라미터를 조정하는 단계는 웨브재료가 마이크로 복사 스테이션으로 이송될 때 웨브재료의 크로스웨브 위치와 다운웨브 위치를 모두 조정하는 단계를 포함하는 제조시스템.
제 28 항에 있어서, 적어도 하나의 공정제어 파라미터를 조정하는 단계는 웨브재료가 마이크로 복사 스테이션으로 이송될 때 웨브재료의 텐션을 조정하는 단계를 포함하는 제조시스템.
제 28 항에 있어서, 조정된 공정제어 파라미터를 추천 조정으로서 작업자에게 표시하는 단계를 추가로 포함하는 제조시스템.
제 27 항에 있어서, 배열오차를 저장하는 데이터베이스를 추가로 포함하는 제조시스템.
제 27 항에 있어서, 배열오차가 소정의 허용오차를 초과하는 경우 웨브재료 상에 오차표시를 표시하는 마킹 요소를 추가로 포함하는 제조시스템.
제 27 항에 있어서,
웨브재료 상에 마이크로 복사 특성형상의 패턴을 형성하는 제 2 마이크로 복사 스테이션을 추가로 포함하고,
마이크로 복사 렌즈는 웨브재료의 제 1 표면에 형성되고,
마이크로 복사 특성형상은 마이크로 복사 렌즈의 패턴과 반대로 웨브재료의 반대 표면에 형성되며,
마이크로 복사 특성형상은 제 2 주기에 따라 웨브재료의 반대 표면에 크로스웨브 방향으로 반복되도록 형성되는 제조시스템.
제 27 항에 있어서, 감지시스템은,
빛이 마이크로 복사 특성형상 세트 및 마이크로 복사 렌즈 세트를 통해 웨브재료의 제 1 표면을 향하도록 반대 표면 상의 측정영역 내의 마이크로 복사 특성형상의 세트를 조명하는 광원 세트; 및
마이크로 복사 렌즈 세트에 의해 방출된 빛의 각도분포를 기록하는 센서를 포함하는 제조시스템.
제 27 항에 있어서, 마이크로 복사 특성형상의 패턴은 마이크로 복사 프리즘의 패턴을 포함하는 제조시스템.
제 38 항에 있어서,
광원 세트는 제 1 광원 및 제 2 광원을 포함하고,
어레이센서는 마이크로 복사 렌즈 세트에 의해 방출된 제 1 광원으로부터의 빛의 각도분포 및 마이크로 복사렌즈 세트에 의해 방출된 제 2 광원으로부터의 빛의 각도분포를 기록하며,
감지시스템은 마이크로 복사 렌즈 세트에 의해 방출되는 제 1 광원으로부터의 빛의 각도분포와 마이크로 복사 렌즈 세트에 의해 방출되는 제 2 광원으로부터의 빛의 각도분포를 비교한 것에 기초하여 측정영역과 관련된 배열오차를 결정하고,
배열오차는 측정영역의 마이크로 복사 렌즈 세트와 마이크로 복사 프리즘 세트 사이의 배열오차를 나타내는 제조시스템.
제 39 항에 있어서, 제 1 감지시스템으로부터 크로스웨브에 위치되는 제 2 감지시스템을 추가로 포함하고, 제 2 감지시스템은 웨브재료 상의 제 2 측정영역을 조명하고 제 2 측정영역에서 마이크로 복사 렌즈 세트를 통과하는 빛의 각도분포를 검출하는 제조시스템.
제 39 항에 있어서, 제어시스템은 제 1 측정영역과 관련된 배열오차 및 제 2 측정영역과 관련된 제 2 배열오차에 기초하여 공정제어 파라미터를 조정하는 제조시스템.
제 39 항에 있어서, 제어시스템은 제 1 측정영역과 관련된 배열오차와 제 2 측정영역과 관련된 측정오차 사이의 상대적 차이를 계산하고, 계산된 상대적 차이에 기초하여 웨브재료의 텐션 또는 스트레인 중 적어도 하나를 제어하기 위해 공정제어 파라미터를 조정하는 제조시스템.
제 27 항에 있어서,
인쇄된 특성형상을 웨브재료 상에 화상형성하는 에너지원을 추가로 포함하고,
감지시스템은 빛이, 인쇄된 특성형상으로부터 마이크로 복사 렌즈 세트를 통과하도록 측정영역 내의 인쇄된 특성형상 세트를 조명하고, 마이크로 복사 렌즈 세트에 의해 방출된 빛의 각도분포를 검출하며,
감지시스템은 마이크로 복사 렌즈에 의해 방출된 빛의 각도분포에 기초하여, 인쇄된 특성형상과 마이크로 복사 렌즈 사이의 배열오차를 결정하는 제조시스템.
제 42 항에 있어서, 제어시스템은 결정된 배열오차에 기초하여 웨브재료의 이후의 화상형성을 제어하는 제조시스템.
제 27 항에 있어서, 제 1 및 제 2 스테이션은 단일 스테이션에서 적용되는 제 1 및 제 2 패턴 형성 도구를 포함하는 제조시스템.
제 27 항에 있어서, 웨브재료를 제품으로 가공하는 가공장비를 추가로 포함하고,
웨브재료의 마이크로 복사 특성형상의 배열이 소정의 허용한계 내에 있는 웨브재료의 영역으로 가공장비를 위치시키기 위해, 제어시스템은 결정된 배열에 기초하여 크로스웨브 방향으로 웨브재료에 대해 가공장비를 자동으로 위치시키며
가공장비는 웨브를 웨브재료의 마이크로 복사 특성형상의 배열이 소정의 허용한계 내에 있는 웨브의 영역을 이용한 제품으로 가공하는 제조시스템.
제 46 항에 있어서, 가공장비는 웨브재료의 마이크로 복사 특성형상의 배열이 허용한계 내에 있는 웨브의 영역으로부터 제품을 절단하기 위해 크로스웨브 방향으로 이동하도록 제어시스템으로부터의 신호에 응답하는 제조시스템.
제 46 항에 있어서, 제어시스템은 웨브재료의 마이크로 복사 특성형상의 배열이 허용한계 내에 있는 웨브의 영역으로부터 제품을 절단하기 위해 웨브를 가공장비에 대해 크로스웨브 방향으로 이동시키는 제조시스템.
웨브재료의 제조방법에 있어서,
제조공정 중, 제 1 패턴 형성 도구와 제 2 패턴 형성 도구 사이의 수송시스템을 이용하여 웨브재료를 이송하는 단계;
제 1 패턴 형성 도구를 이용하여 웨브재료 상에 제 1 패턴을 형성하는 단계;
제 2 패턴 형성 도구를 이용하여 웨브재료 상에 제 2 패턴을 형성하는 단계;
제 1 및 제 2 패턴을 형성한 후, 제 1 패턴의 특성형상과 제 2 패턴의 특성형상 사이의 상대적 거리를 검출하는 단계; 및
제 1 패턴의 특성형상과 제 2 패턴의 특성형상 사이의 상대적 거리에 기초하여 수송시스템 내의 웨브재료의 배열을 검출하는 단계를 포함하는 웨브재료의 제조방법.
제 49 항에 있어서,
검출된 상대적 거리와 예상 상대적 거리를 비교하는 단계; 및
검출된 상대적 거리와 예상 상대적 거리의 차가 소정의 허용오차를 초과하는 경우, 웨브재료 상에 오차표시를 표시하는 단계를 추가로 포함하는 웨브재료의 제조방법.
제 49 항에 있어서, 제 1 패턴은 제 1 거리만큼 이격된 두 개의 라인을 갖는 기준마크를 포함하고, 제 2 패턴은 제 2 거리만큼 이격된 두 개의 라인을 갖는 기준마크를 포함하는 웨브재료의 제조방법.
제 49 항에 있어서, 검출된 상대적 위치에 기초하여 웨브 수송시스템의 적어도 하나의 공정제어 파라미터를 조정하는 단계를 추가로 포함하는 웨브재료 제조방법.
제 52 항에 있어서, 적어도 하나의 공정제어 파라미터를 조정하는 단계는 웨브재료가 제 1 및 제 2 패턴 형성 스테이션 중 하나로 이송될 때 웨브재료의 크로스웨브 위치를 조정하는 단계를 포함하는 웨브재료 제조방법.
제 52 항에 있어서, 적어도 하나의 공정제어 파라미터를 조정하는 단계는 웨브재료가 제 1 및 제 2 패턴 형성 스테이션 중 하나로 이송될 때 웨브재료의 다운웨브 위치를 조정하는 단계를 포함하는 웨브재료 제조방법.
제 52 항에 있어서, 적어도 하나의 공정제어 파라미터를 조정하는 단계는 웨브재료가 제 1 및 제 2 패턴 형성 스테이션 중 하나로 이송될 때 웨브재료의 크로스웨브 위치 및 다운웨브 위치를 모두 조정하는 단계를 포함하는 웨브재료 제조방법.
제 52 항에 있어서, 적어도 하나의 공정제어 파라미터를 조정하는 단계는, 동시에, (i) 웨브재료가 제 1 및 제 2 패턴 형성 스테이션 중 하나로 이송될 때 웨브재료의 크로스웨브 위치를 조정하는 단계, (ii) 웨브재료가 제 1 및 제 2 패턴 형성 스테이션 중 하나로 이송될 때 웨브재료의 다운웨브 위치를 조정하는 단계, 및 (iii) 웨브재료가 제 1 및 제 2 패턴 형성 스테이션 중 하나로 이송될 때 웨브재료의 텐션을 조정하는 단계를 포함하는 웨브재료의 제조방법.
웨브재료의 제조방법에 있어서,
제조공정 중, 수송시스템을 이용하여 웨브재료를 복사 스테이션을 통해 이송하는 단계;
복사 스테이션을 이용하여 웨브재료 상에 복사 렌즈의 패턴을 형성하는 단계;
복사 렌즈의 패턴을 형성한 후에 웨브재료의 복사 렌즈로부터의 빛의 각도분포를 검출하는 단계; 및
검출된 각도분포에 기초하여 웨브 수송시스템의 적어도 하나의 공정제어 파라미터를 조정하는 단계를 포함하는 웨브재료의 제조방법.
웨브재료의 제조방법에 있어서,
제조공정 중, 수송시스템을 이용하여 웨브재료를 마이크로 복사 스테이션을 통해 이송하는 단계;
마이크로 복사 스테이션을 이용하여 웨브재료의 제 1 표면 상에 마이크로 복사 광학 특성형상을 형성하는 단계;
마이크로 복사 광학 특성형상을 형성한 후, 웨브재료의 마이크로 복사 광학 특성형상으로부터의 빛의 각도분포를 검출하는 단계; 및
검출된 각도분포에 기초하여 웨브 수송시스템의 적어도 하나의 공정제어 파라미터를 조정하는 단계를 포함하는 웨브재료의 제조방법.
제 58 항에 있어서,
제 2 마이크로 복사 스테이션을 이용하여 마이크로 복사 렌즈의 패턴과 반대로, 웨브재료의 반대 표면 상의 웨브재료의 제 2 표면 상에 마이크로 복사 패턴을 형성하는 단계; 및
검출된 각도분포에 기초하여 웨브재료의 제 1 표면 상의 마이크로 복사 광학 특성형상이 제 2 표면 상의 마이크로 복사 특성형상에 예상 대응하는지를 결정하는 단계를 추가로 포함하는 웨브재료의 제조방법.
제 58 항에 있어서,
제 2 마이크로 복사 스테이션을 이용하여 마이크로 복사 렌즈의 패턴과 반대로, 웨브재료의 반대 표면 상의 웨브재료의 제 2 표면 상에 마이크로 복사 특성형상을 형성하는 단계; 및
검출된 각도분포에 기초하여, 웨브재료의 제 1 표면 상의 마이크로 복사 광학 특성형상이 제 2 표면 상에 마이크로 복사 특성형상을 형성하기 위한 제 2 마이크로 복사 스테이션의 특성형상과 예상 대응하는지를 결정하는 단계를 추가로 포함하는 웨브재료의 제조방법.
웨브재료의 제조방법에 있어서,
제조공정 중, 수송시스템을 이용하여, 웨브재료의 제 1 표면 상에 형성되는 광학 특성형상을 포함하는 웨브재료를 공정부로 이송하는 단계;
광학 특성형상이 공정부의 초점 맞춤 요소의 초점면에 위치되도록 웨브재료의 제 1 표면 상의 광학 특성형상이 공정부의 초점 맞춤 요소와 정렬될 때, 웨브재료의 광학 특성형상으로부터의 빛의 각도분포를 검출하는 단계;
검출된 각도분포에 기초하여, 웨브재료의 제 1 표면 상의 광학 특성형상이 공정부의 초점 맞춤 요소와 예상 정렬되는지를 결정하는 단계; 및
결정 기초하여 웨브 수송시스템의 적어도 하나의 공정제어 파라미터를 조정하는 단계를 포함하는 웨브재료의 제조방법.
제 61 항에 있어서, 공정부를 이용하여 웨브재료 상에 특성형상의 제 2 세트를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 웨브재료의 제조방법.
제 61 항에 있어서, 공정부의 초점 맞춤 요소는 오목거울인 웨브재료의 제조방법.
제 61 항에 있어서, 공정부는 초점 맞춤 요소를 이용하여 웨브 상에 특성형상의 제 2 세트를 형성하는 마이크로 복사 스테이션, 웨브를 조향하기 위해 초점 맞춤 요소를 구비하는 조향롤, 웨브의 텐션을 조정하는 정밀 텐션 제어요소, 또는 초점 맞춤 요소를 이용하여 특성형상의 제 2 세트를 인쇄하는 인쇄 스테이션을 포함하는 웨브재료의 제조방법.