KR20230096040A - 디포지션 장치용 기판 포지셔닝 - Google Patents

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KR20230096040A
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Abstract

디포지션 장치가 설명된다. 상기 디포지션 장치는 기판 지지대 및 상기 기판 지지대 상에 위치하는 기판의 일부를 촬상하도록 배치된 촬상 시스템을 갖는다. 상기 촬상 시스템은 LED 광원 및 촬상 유닛을 포함하고, 상기 기판 지지대 맞은편에 배치된 디포지션 어셈블리에 결합된다.

Description

디포지션 장치용 기판 포지셔닝
관련 출원의 상호 참조
이 출원은 2021년 10월 27일에 출원된 미국 가출원 번호 63/198,555의 이익을 주장하며, 그 전체 내용이 참조로 포함된다.
기술분야
본 발명의 실시예들은 일반적으로 디포지션(deposition) 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 부착되지만 이동 가능한 서비스 플랫폼을 갖는 디포지션 장치가 설명된다.
잉크젯 디포지션에 의한 디포지션은 사무실 및 가정용 프린터와 디스플레이 제작, 대규모 서면 자료의 디포지션, 인쇄회로기판과 같은 제조 물품에 재료 추가, 조직과 같은 생물학적 물품 구성에 사용되는 산업용 규모의 프린터 모두에서, 일반적이다. 대부분의 상업용 및 산업용 잉크젯 디포지션 기계와, 일부 소비자 프린터는 기판에 재료를 도포하기 위해 디스펜서를 사용한다. 디스펜서는 디포지션 재료가 타겟 위치에서 기판에 도달하고 원하는 크기 및 형상을 갖는 마크를 생성하도록 제어된 시간 및 속도로 제어된 양의 디포지션 재료를 기판을 향해 토출한다.
디스플레이 제조 산업에서와 같은 일부 경우에서, 매우 정밀한 위치에 매우 작은 체적의 재료를 디포지션함으로써 매우 높은 정밀도의 디포지션이 달성된다. 체적은 일부의 경우 10 μm의 치수를 가질 수 있으며, 15 μm 치수의 영역에 디포지션될 수 있다. 기판 상에 재료를 배치할 때 이러한 정밀도를 달성하기 위해, 기판은 정확하게 배치되어야 하고/하거나 기판의 위치는 정확하게 알려져야 한다. 카메라들을 사용하는 비전 시스템은 일상적으로 기판을 촬상하고 그 위치를 정확하게 결정하는 데 사용되지만, 이미지를 캡처하고 이미지를 처리하는 데는 시간이 많이 걸린다. 잉크젯 프린팅을 위한 기판의 위치를 정확하게 결정하기 위한 더 나은 방법이 필요하다.
본 명세서에 기재된 실시예들는 기판 지지대; 및 상기 기판 지지대 맞은편에 배치된 촬상 시스템을 포함하는 디포지션 어셈블리를 포함하고, 상기 촬상 시스템이 LED 광원을 포함하는, 디포지션 장치를 제공한다.
본 명세서에 기술된 다른 실시예들은 기판 상의 피처를 촬상하는 방법을 제공하는데, LED 광원 및 촬상 유닛을 포함하는 촬상 시스템에 대해 기판을 스캐닝하는 단계; 피처의 말단(extremity)이 상기 LED 광원의 조명 필드에 도달하기 전에 상기 촬상 유닛을 활성화하는 단계; 상기 피처의 일부가 상기 조명 필드에 도달할 때 상기 LED 광원을 활성화하는 단계; 활성 시간 후에 상기 LED 광원을 비활성화하는 단계; 및 촬상 시간 후에 상기 촬상 유닛을 비활성화하는 단계를 포함하고, 상기 촬상 시간은 상기 활성 시간을 포함한다.
본 명세서에 기술된 다른 실시예들은 기판 지지대; 및 상기 기판 지지대 맞은편에 배치된 촬상 시스템을 포함하는 디포지션 어셈블리를 포함하고, 상기 촬상 시스템은 LED 광원으로부터 상기 기판 지지대를 향해 방사광(radiation)을 유도하기 위해 광학 어셈블리에 결합된 LED 광원 섬유; 및 상기 광학 어셈블리를 통해 반사된 방사광을 캡처하도록 배치된 촬상 유닛을 포함한다.
본 개시의 상기 열거된 특징들이 상세하게 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 간략히 요약된, 본 개시의 보다 자세한 설명이, 실시예들을 참조하여 기재될 수 있으며, 그 중 일부는 첨부된 도면에 도시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지 예시적인 실시예를 도시하고 따라서 그 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 되며, 다른 동등하게 효과적인 실시예들을 허용할 수 있음을 유의해야 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 디포지션 장치의 등축 평면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 위치 획득 시스템의 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 액적 토출 알고리즘의 알고리즘도이다.
도 3b는 일 실시예에 따른 이미지 처리 알고리즘의 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 방법의 순서도이다.
도 5는 본 명세서에 기술된 장치 및 다른 방법과 함께 사용될 수 있는 방법을 요약한 순서도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 디포지션 장치의 등축 평면도이다.
이해를 용이하게 하기 위해, 도면에 공통되는 동일한 요소를 지정하기 위해, 가능한 경우, 동일한 참조 번호가 사용되었다. 하나의 실시예의 요소 및 특징은 추가 설명 없이 다른 실시예에 유리하게 통합될 수 있음이 고려된다.
본 명세서에서는, 디포지션 장치의 작업 표면 위에 배치될 수 있고 기판 로딩 및 언로딩을 가능하게 하기 위해 작업 표면의 기본 높이보다 적어도 부분적으로 낮은 높이에서 작업 표면의 단부에 인접하게 수납될 수 있는 서비스 플랫폼이 있는 디포지션 장치가 설명된다. 도 1은 일 실시예에 따른 디포지션 장치(100)의 등축 평면도이다. 디포지션 장치는 기판 지지대(102), 디포지션 어셈블리(104), 그리고 디포지션을 위해 기판을 조작하기 위한 홀더 어셈블리(106)를 갖는다. 디포지션 장치(100)는 베이스(108)를 포함하는데, 이는 일반적으로 디포지션 장치(100)의 작동 부품들로의 진동 전달을 최소화하기 위한 거대한(massive) 물체이다. 일 예에서, 베이스(108)는 화강암 블록이다. 디포지션 어셈블리(104)는, 베이스(108)의 각 측면에 있는 스탠드(120)와, 기판 지지대(102)를 가로질러 스탠드들(120) 사이에서 연장되는 레일 또는 빔(117)을 포함하는 디포지션 어셈블리 지지대(116)를 포함한다.
기판 지지대(102)는 제1 섹션(102A), 제2 섹션(102B), 및 제1 및 제2 섹션(102A 및 102B) 사이의 제3 섹션(102C)을 갖는다. 제1 및 제2 섹션(102A 및 102B)은 디포지션 장치(100)에 들어가고 나가는 기판들을 위한 스테이징 영역인 반면, 제3 섹션(102C)은 디포지션 어셈블리 지지대(116)에 대한 처리를 위해 기판을 포지셔닝하기 위한 작업 섹션이다. 기판 지지대(102)는 작업 표면(110)을 실질적으로 마찰이 없게 만드는 수단과 함께 작업 표면(110)을 갖는다. 여기서, 작업 표면(110)은 가스 쿠션, 예를 들어 공기, 산소 결핍 공기, 건조 공기, 질소, 또는 기판이 부유하는 다른 적절한 가스를 제공하는 가스 쿠션 테이블이다. 작업 표면(110)은 가스 제트가 빠져나가는 것을 가능하게 하는 복수의 홀(미도시)을 특징으로 하여, 작업 표면(110) 위의 원하는 높이에서 기판을 유지하기 위해 상향력을 제공한다. 기판 높이의 정밀한 로컬 제어를 제공하기 위해, 홀들의 일부는 또한 기판 지지대를 부유하는 가스 쿠션으로부터 가스의 제어된 인출을 가능하게 할 수 있다. 일 실시예에서, 제3 섹션(102C)은 가스 제공 홀들 및 가스 인출 홀들을 갖는다. 가스 제공 및 인출 홀들은 가스 쿠션 내의 가스의 독립적인 제어를 제공하고 따라서 기판 작업 표면(110) 위의 기판 부유 높이를 제공한다.
디포지션 어셈블리(104)는 빔(117)에 결합된 디스펜서 어셈블리(114)를 포함한다. 디스펜서 어셈블리(114)는 기판 지지대(102)의 제3 섹션(102C) 상에 배치된 기판에 대해 디스펜서 어셈블리(114)를 포지셔닝하기 위해 빔(117)을 따라 이동하는 디포지션 캐리지(122)에 결합된 디스펜서 하우징(119)을 포함한다. 디스펜서 하우징(119)은 디포지션 어셈블리(104) 아래의 기판 지지대(102) 상에 포지셔닝된 기판 상으로 디포지션 재료의 체적을 토출하는 하나 이상의 디스펜서(미도시)를 포함한다.
작동시, 기판은 홀더 어셈블리(106)에 의해 디포지션 어셈블리(104) 아래에 포지셔닝된다. 홀더 어셈블리(106)는 로딩시 기판과의 안전한 접촉을 획득하고 기판 지지대(102)를 따라 기판을 이동시켜 프린트 재료를 정확한 방식으로 기판 상에 분배하기 위해 디포지션 어셈블리(104)에 대해 기판을 포지셔닝한다. 이 경우, 홀더 어셈블리(106)는 일반적으로 디포지션 동안 제1 방향으로 기판을 병진시키기 위해 제1 방향으로 기판 지지대(102)를 따라 연장된다. 제1 방향은 도 1에서 화살표(124)로 표시되어 있다. 디스펜서 어셈블리(114)는 일반적으로, 도 1에서 화살표(126)로 표시된 실질적으로 제2 방향으로 연장되는 빔(117)에 의해 정의되는 바와 같이, 제1 방향에 실질적으로 수직인 제2 방향으로 이동한다. 제2 방향(126)은 때때로 "x 방향"으로 지칭되고, 빔(117)은 "x 빔"으로 지칭된다.
제어기(132)는 홀더 어셈블리(106) 및 디포지션 어셈블리(104)에 작동가능하게 결합되어 기판 지지대 상에 포지셔닝된 기판의 이동 및 기판 상의 디포지션을 제어한다. 제어기(132)는 홀더 어셈블리(106) 및 디포지션 어셈블리(104)의 액추에이터들을 직접 제어할 수 있고, 또는 제어기(132)는 홀더 어셈블리(106)에 결합된 홀더 어셈블리 제어기 및 디포지션 어셈블리(104)에 결합된 디포지션 어셈블리 제어기에 작동가능하게 결합될 수 있다. 제어기(132)는 기판 지지대(102) 상의 기판이 있다면, 기판의 이동 및 포지셔닝을 제어한다. 제어기(132)는 또한 빔(117)을 따르는 디스펜서 어셈블리(114)의 이동 및 디스펜서 어셈블리(114)로부터 기판 상으로 디포지션 재료의 토출을 제어한다.
촬상 시스템(150)은 디스펜서 어셈블리(114)에 결합된다. 촬상 시스템(150)은 LED 광원(152) 및 촬상 유닛(154)을 포함한다. LED 광원(152)은 방사광을 디스펜서 어셈블리(114) 아래에 위치하는 기판 지지대(102) 상에 포지셔닝된 기판을 향하도록 한다. 촬상 유닛(154)은 기판으로부터 반사된 조명 방사광을 검출한다. 촬상 유닛(154)은 디지털 카메라 또는 다른 고정밀 촬상 캡처 요소를 포함할 수 있다. 촬상 유닛은 또한 방사광을 이미지 캡처 요소에 포커싱하기 위한 광학 장치를 포함한다. LED 광원(152) 및 촬상 유닛은 LED 광원(152)이 촬상 유닛(154)의 촬상 필드 내에 있는 기판 상에 조명 필드를 제공하도록 배치된다.
LED 광원(152)은 디포지션 장치(100)의 다른 측면들 및 디포지션 장치(100)에 의해 수행되는 공정들에 대한 영향을 최소화하도록 선택된 방사광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 많은 경우들에서, 디포지션 장치(100)를 사용하여 경화성 재료들이 기판 상에 디포지션된다. 이러한 재료들은 자외선 방사와 같은 단파장 전자기 방사를 사용하여 일상적으로 경화될 수 있다. 이러한 재료들은 또한, 주파수, 단파장 가시광선에 대해 민감하고, 장파장 가시광선에 대해 미미한 감도를 가질 수 있다. 디스플레이 제조 산업과 같은 산업에서 균일한 처리가 고정밀 결과를 달성하는 데 중요할 수 있기 때문에, 디포지션 재료에 미치는 영향을 최소화하기 위해 장파장 방사선을 방출하도록 LED 광원이 선택될 수 있다. 이와 관련하여 650 nm 이상의 발광 파장을 갖는 광원이 유용하다. 일 예에서, 광원은 650 nm의 발광 파장을 갖는다. 다른 예에서 광원은 800 nm의 발광 파장을 갖는다.
LED 소스는 촬상 시스템이 매우 짧은 시간에 이미지를 캡처할 수 있게 하는 원하는 조명 필드를 제공하도록 선택된 LED 어레이일 수 있다. 매우 짧은 시간에 촬상하는 것은, 움직이는 기판의 영역의 선명한 이미지를 캡처하는 것을 가능하게 한다. LED 광원에 의해 방출되는 방사광에 대한 이미지 캡처 요소의 감도를 최대화하기 위해 광원과 이미지 캡처 요소의 조합이 선택될 수 있다. 예를 들어, Dalsa Nano M2020 카메라는 650 nm의 파장에서 거의 피크 감도를 갖는다. 실리콘 기반 NIR 이미지 캡처 유닛들은 일반적으로 약 800 nm의 피크 감도를 갖는다. 이러한 파장에서 또는 그 근처에서 피크를 이루는 발광 스펙트럼을 갖는 LED 광원들이 사용될 수 있다.
LED 광원(152)은 LED 발광을 기판에 가깝게 위치할 수 있는 방출 평면으로 전환하도록 커플링된 섬유일 수 있다. LED 광원을 사용하는 것은 높은 광도를 제공하고 레이저 광의 상관성을 제거할 필요 없이 피크 광도로 및 피크 광도로부터 빠른 전환을 제공한다. 많은 디스플레이 어플리케이션을 위해, 기판은, 기판의 위치를 정확하게 보정하는 데 사용할 수 있는, 기준 마크(fiducial mark)와 같은, 포지셔닝 피처를 갖는다. 마크는 예를 들어 치수가 0.5-5 mm로 작을 수 있다. 일부 경우들에서, 마크는 십자 모양을 갖는다. 섬유 커플링은, 방사광이 마크의 위치를 확인하는 데 필요한 시야의 전체 또는 상당 부분을 포함하는 균일한 밝은 스폿을 생성하도록 방사광 방출 평면이 배치되는 것을 가능하게 한다.
촬상 시스템(150)은 기판 및 디스펜서 어셈블리(114)가 서로에 대해 이동하는 동안 이미지를 캡처하도록 구성된다. 상대 이동은 일부의 경우에 1 m/sec만큼 빠를 수 있다. 촬상 제어기(158)는 LED 광원(152) 및 이미지 캡처 유닛(154)에 작동가능하게 결합되어, 상대 이동이 진행되는 동안 이미지 캡처를 구동한다. 여기서, LED 광원은 적어도 수 μsec의 짧은 펄스 능력을 갖는데. 이는 몇 μsec 또는 경우에 따라 1 μsec 미만의 펄스 시작 시간에서 펄스 종료 시간까지의 지속시간으로 정의되는 펄스 지속시간에서, 방출된 방사 필드의 평균 강도가 증가하여, 펄스 시작 시점에서 그 최대값의 절반에 도달하고, 감소하여, 펄스 종료 시간에서 그 최대값의 절반에 도달하는 것을 의미한다. 촬상 제어기(158)는 이미지 캡처 유닛(154)이 이미지 캡처를 시작 및 중지하도록 하는, 그리고 전원 또는 전원과 LED 광원(152) 간에 전기적으로 결합된 스위치가 스위치를 켜고 끄거나, 대안적으로 정의된 지속시간을 갖는 펄스를 방출하도록 하는 명령어들을 전달하는 디지털 회로를 포함하는 인쇄회로기판에서 구현된다. 촬상 제어기(158)는 기판의 촬상을 제어하는 데 사용되는 정보를 나타내는 신호들을 전송 및 수신하기 위해 제어기(132)에, 그리고 선택적으로 홀더 어셈블리 제어기 및 디스펜서 어셈블리 제어기와 같은 다른 제어기에 작동 가능하게 결합된다. 촬상 제어기(158)는 촬상 캡처 유닛(154)에 의해 캡처된 이미지들을 나타내는 신호를 분석을 위해 제어기(132)로 전송하도록 구성된다. 또한, 촬상 제어기(158)는 제어기(132)로부터 피처의 예상 위치 및 기판의 이동 속도와 같은 수신된 정보에 기초하여, 포지셔닝 피처와 같은 기판의 피처가 이미지 캡처 유닛(154)의 시야 내에 있을 것으로 예상될 때 이미지를 캡처하도록 이미지 캡처 유닛(154) 및 LED 광원(152)을 제어하도록 구성된다.
LED 광원은, 전술한 지속시간에서 촬상을 위한 원하는 광도를 가져오는 전압을 LED 광원에 제공하도록 구성된 파워 서플라이에 전기적으로 결합된다. LED 광원의 다수의 LED 이미터는 전술한 짧은 지속시간에서 선명한 이미지를 캡처하기 위한 전체 루멘을 제공하도록 선택될 수 있다. 일 예에서, LED 어레이는 610-650 nm에서 발광하는 24개 LED의 어레이일 수 있으며, 각각의 LED는 약 1.8V의 인가 전압에서 약 65루멘의 발광 출력을 갖는다. 사용될 수 있는 LED는 캘리포니아 산호세의 Lumileds에서 구입 가능한 LUXEON® Star LXZ1-PH01 LEDs를 포함한다. 하나의 경우, 40개의 이러한 LED가 5×8 어레이로 조립된다. 다른 경우, 24개의 이러한 LED가 4×6 어레이로 조립된다. 다른 경우들에서, 40개의 LED가 원형 프로파일로 조립될 수 있다. 또 다른 경우들에서, 더 많은 LED가 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 경우, 50개의 LED가 광원으로 사용될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 위치 획득 시스템(200)의 입면도이다. 위치 획득 시스템(200)은 처리를 위해 기판 지지대(102) 상에 배치된 기판(202)이 있는, 촬상 시스템(150)을 포함한다. 촬상 시스템(150)은 촬상 제어기(158)에 작동 가능하게 결합되는데, 이는 전술한 바와 같이, 시스템 제어기(132)에 추가로 작동 가능하게 결합된다. 또한, 촬상 시스템(150)은, 촬상 시스템(150)의 위치를 제어 및 조정할 수 있는 포지셔닝 제어기(204)에 작동 가능하게 결합될 수 있다. 포지셔닝 제어기(204)는 도 1의 디스펜서 하우징(119)의 디스펜서들에 대해 촬상 시스템(150)의 위치를 조정할 수 있다.
이 경우, 촬상 시스템(150)은 LED 광원(206) 및 촬상 유닛(208)을 포함한다. 광학 어셈블리(210)는 촬상을 위해 LED 광원(206) 및 촬상 유닛(208)을 기판(202)에 광학적으로 결합한다. 광학 어셈블리는 기판으로부터 반사된 광을 촬상 유닛(208)으로 지향 및/또는 포커싱하기 위한 하나 이상의 렌즈, 프리즘, 섬유 및/또는 미러를 포함할 수 있다. 광 섬유(212)는 LED 광원(206)에 의해 방출된 방사광을 방출 포인트(214)로 병진시키는데, 상기 방출 포인트는 기판 지지대(102)에 대해 원위에 있는 광학 어셈블리(210)의 단부에 있을 수 있거나, 광학 어셈블리(210)의 단부를 넘어 광학 어셈블리(210)의 단부보다 기판 지지대(102)에 더 가까운 위치까지 연장될 수 있거나, 또는 광학 어셈블리(210) 내에 리세스될 수 있다. 광 섬유(212)는 방출 포인트(214)의 위치를 유지하는 지지대(216)에 의해 지지된다. 방사광은 방출 포인트(214)에서 광 섬유(212)로부터 방출되고 조명 필드(218)를 제공하기 위해 방출 포인트(214) 및 기판(202) 사이의 갭을 가로지른다. 조명 필드(218)의 치수는 기판(202)에 대한 방출 포인트(214)의 위치를 제어함으로써 제어될 수 있다. 처리 동안, 화살표(220)에 의해 개략적으로 표시된 바와 같이, 기판은 전형적으로 촬상될 기판의 부분들을 조명하기 위해 촬상 시스템(150)에 대하여 스캔된다. LED 광원(206)은 상대적인 스캔이 수행됨에 따라 촬상될 기판의 부분이 조명 필드(218) 내에 부분적으로 또는 완전히 있을 때 활성화되고, 촬상될 부분이 촬상될 전체 영역의 원하는 이미지를 캡처하기에 충분한 시간 동안 조명 필드(218)를 가로지를 때 비활성화된다. 이는 촬상될 영역의 제1 부분이 조명 필드(218)를 빠져나갈 때, 또는 촬상될 영역의 마지막 부분이 조명 필드(218)를 나갈 때일 수 있다. LED 광원(206)은 전원(미도시)과 LED 광원(206) 사이에서 전기적으로 결합된 스위치를 닫음으로써 활성화될 수 있다. 스위치는 제어기(123)(도 1)로부터 전송된 신호 또는 LED 광원(206)에 대한 로컬 제어기, 또는 이들의 조합에 의해 제어될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 이미지 캡처 제어 알고리즘(300)의 알고리즘 다이어그램이다. 이미지 캡처 제어 알고리즘(300)은 디바이스(100)와 같은 디포지션 장치와 함께 사용된다. 이미지 캡처 제어 알고리즘(300)은, 이미지 캡처 유닛에 의해 기판(301) 상의 피처의 이미지 캡처를 개시하고 조명 유닛에 의해 조명을 개시하기 위한 트리거들을 생성한다. 조명 유닛은 조명 필드 내에서 균일한 방사광의 짧은 펄스를 생성할 수 있다. 최대 1 m/sec의 상대적인 모션 속도로 기판 상의 작은 피처 이미지를 캡처하는 것을 가능하게 하기 위해, 펄스의 지속시간은 약 1 μsec 또는 그보다 짧다. LED 광원, 예를 들어 이미지 캡처 유닛의 스펙트럼 감도에 매치되는 발광 파장을 갖는 LED 소스 어레이 및 전술한 짧은 노출 지속시간 동안 선명한 이미지의 캡처를 가능하게 하기에 충분한 발광 출력이 사용될 수 있다.
알고리즘(300)은 이미지 캡처 유닛에 의해 이미지 캡처를 시작할 때와 조명 소스에 의해 조명을 시작할 때를 결정하기 위해 기판 홀더로부터의 위치 신호들과 함께 위치 마커를 사용한다. 알고리즘(300)을 수행하기 위해, 일반적으로 알고리즘은 제어기에 의해 사용되는 정의된 좌표계를 사용한다. 기판은 정의된 원점(302)을 가지며, 이는 알려진 홀더의 홈 위치(xH,yH)(304)에 대해 알려진 위치(xS,yS)에 위치한다. 기판 상의 피처의 설계 위치(xF,yF)(306)는 기판의 원점(302)에 대해 알려져 있다. 처리 중에 기판이 y-방향으로 이동하는 실시예에서, 홀더, 기판 원점 및 피처의 y-위치는 각각 yh, ys 및 yf이다. 이들은 동일한 거리(308)만큼 y-방향으로 그들의 다양한 홈 위치로부터 오프셋된다. 처리 중에 촬상 시스템이 이동한다면, 조명 필드(310)의 위치는 언제라도 yi이다. 피처는 ΔxF 및 ΔyF의 설계 치수를 갖는다. 촬상 시스템에 의해 생성된 조명 필드(310)는 홀더 홈 위치에 대해 알려진 위치(xI,yI)를 갖는다. 조명 필드는 또한 ΔxI 및 ΔyI의 치수를 갖는다. 따라서, y 방향에서, 조명 필드는
Figure pct00001
에서
Figure pct00002
로 확장되거나, 촬상 시스템이 이동하는 경우,
Figure pct00003
에서
Figure pct00004
로 확장된다. 처리 중 언제든지, 홀더 y-위치 yh는 액추에이터 위치로부터 알 수 있다.
다양한 위치 마커가 제어기(132)와 같은 제어기에 제공된다. 알고리즘은 피처의 예상 위치에 기초하여, 피처의 이미지를 캡처하기 위해 이미지 캡처 유닛 및 조명 소스를 활성화할 시기를 결정한다. 조명 필드의 사이즈는, 피처의 예상 위치와 피처의 실제 위치 간의 오프셋이 노출 동안 조명 필드의 피처 전체를 유지하는 양보다 작은 충분한 커버리지를 제공하도록 설정된다.
y 방향으로 기판과 촬상 시스템의 상대 이동 속도를 v라고 하고, 펄스 지속 시간을 t라고 한다. 알고리즘은 피처(306)를 조명하기 위해 점등 이벤트(light-on event)를 계산한다. 점등 이벤트는 전체 피처(306)가 조명 필드(310) 내에 있을 때 계산될 수 있다. 이는, y-방향에서
Figure pct00005
일 때 발생한다. 홀더 위치가 기판 원점에 대해 y-방향으로 yHS만큼 오프셋된다면, 점등 시 홀더 위치는
Figure pct00006
이다. 점등 이벤트는 홀더 위치, 시간 또는 디포지션 작업의 파라미터들로부터 결정될 수 있는 기타 파라미터로 계산할 수 있다. 점등 이벤트가 시간으로 표현된다면, 이는
Figure pct00007
가 되는 시간이 될 것이다.
이미지의 왜곡을 방지하기 위해 점등 지속시간은 최소화된다. 기판과 촬상 시스템은 이미지가 캡처될 때 상대적으로 움직일 수 있다. 원하는 이미지를 캡처하는 데 필요한 것보다 더 오래 장면을 조명하는 것은 이미지의 선명도의 저감을 가져올 수 있다. 알고리즘은, 점등 이벤트 후, 피처가 조명 필드를 가로지를 때 소등 이벤트(light-off event)를 계산한다. 이는, y-방향으로,
Figure pct00008
일 때 발생한다. 알고리즘(300)은 소등 홀더 위치를
Figure pct00009
또는
Figure pct00010
인 시간으로 계산할 수 있다. 펄스의 지속 시간은 피처가
Figure pct00011
인 조명 필드를 통과하는 시간으로 선택된다.
촬상 시스템은 조명 필드의 x-위치가 피처의 설계된 x-위치와 동일하도록 포지셔닝된다. 촬상 시스템은 펄스 지속시간보다 훨씬 짧은 시간에, 0에서 피크 강도로, 그리고 피크 강도에서 0으로 전환할 수 있는 조명 소스들을 사용한다. LED 광원들은 각각의 LED 광원 양단의 전위가 전환될 수 있는 만큼 빠르게 전환될 수 있어, LED 광원들은 본 명세서에 기술된 짧은 지속시간에 펄스화될 수 있다. 또한, LED 광원들은, 대부분의 경우, 선명한 이미지를 가능하게 하기 위해 추가로 균일화할 필요가 없는 균일한 방사광을 방출한다.
도 4는 기판 상의 위치 특징의 이미지를 캡처하는 방법(400)을 요약한 순서도이다. 402에서, 기판은 처리 장치의 기판 지지대 상에 포지셔닝된다. 전형적으로, 처리 장치는 기판에 재료 추가 또는 기판으로부터의 제거와 같은 공정을 수행하기 위해 사용되며, 기판의 포지셔닝 피처들은 공정을 가이드하기 위해 사용된다. 포지셔닝 피처는 특히 기판을 포지셔닝하기 위해 기판에 추가된, 마크 또는 구조와 같은 특수 피처일 수 있고, 또는 포지셔닝 피처는 일부 다른 목적을 위해 기판에 추가되고 여기에서 기판을 포지셔닝하기 위해 사용되는 피처일 수 있다.
404에서, 기판은 촬상 시스템에 의해 촬상되도록 포지셔닝된다. 기판을 이동시키기 위해 기판 홀더를 적용함으로써 기판은 촬상 시스템에 대한 위치로 이동할 수 있다. 일부 경우들에서, 기판 지지대는, 기판 홀더가 거의 저항없이 기판을 이동할 수 있도록 마찰 없는 표면을 포함한다. 경우에 따라 촬상 시스템이 이동할 수도 있다. 예를 들어, 촬상 시스템은 레일에 결합된 에어 베어링을 사용하여 포지셔닝 시스템에 배치될 수 있다. 촬상 시스템은 촬상 영역을 향해 조명 방사광을 유도하도록 지향된 LED 광원을 포함할 수 있다. 촬상 유닛은 기판으로부터 반사된 방사광을 촬상하기 위해 LED 광원에 근접하게 배치된다.
기판은 포지셔닝 피처의 예상 위치에 의해 결정된 위치에서 촬상을 위해 포지셔닝된다. 포지셔닝 피처의 예상 위치는 포지셔닝 피처가 발견될 것으로 예상되는 기판 상의 미리 결정된 위치이다. 촬상 시스템과 기판은 예상 위치가 조명 소스의 조명 필드 근처에 있도록 상호 포지셔닝된다.
406에서, 촬상 시스템에 대해 기판이 스캔된다. 포지셔닝 피처의 예상 위치는 조명 소스의 조명 필드의 에지를 향해 이동한다. 예상 위치가 조명 필드의 에지에서 미리 정해진 거리에 있을 때, 촬상 유닛이 활성화되어 이미지 데이터 획득을 시작한다. 이때, 조명 소스는 활성화되지 않는다. 일반적으로, 처리 장치는 기판 지지대와 촬상 시스템을 격리하는 인클로저를 가지고 있어, 조명 소스 이외의 광원은 최소화된다.
408에서, 포지셔닝 피처의 이미지가 촬상 유닛에 의해 캡처될 수 있을 때 조명 소스가 활성화된다. 포지셔닝 피처의 일부가 조명 구역에 진입할 것으로 예상될 때, 조명 소스의 조명 필드 내부에서 포지셔닝 피처의 비율이 최대일 것으로 예상될 때, 또는 전체 포지셔닝 피처가 초기에 조명 소스의 조명 필드 내에 있을 것으로 예상될 때, 조명 소스가 활성화될 수 있다. 하나의 경우, 조명 소스는 포지셔닝 피처의 리딩 에지(leading edge)가 조명 필드의 에지에 도달할 것으로 예상될 때 활성화된다. 포지셔닝 피처의 예상 위치는 포지셔닝 피처의 말단에 있거나, 또는 포지셔닝 피처의 중앙에 있을 수 있다. 포지셔닝 피처의 예상 위치가 그 말단에 있는 경우, 포지셔닝 피처의 예상 위치가 조명 필드의 에지에 도달할 것으로 예상될 때 조명 소스가 활성화될 수 있다. 포지셔닝 피처의 예상 위치가 그 중심에 있으면, 포지셔닝 피처의 말단의 예상 위치를 결정하기 위해 포지셔닝 피처의 알려진 치수가 사용될 수 있고, 포지셔닝 피처의 말단의 예상 위치가 조명 구역의 에지에 도달할 것으로 예상될 때 조명 소스가 활성화될 수 있다.
다른 경우들에서, 포지셔닝 피처 또는 그 큰 부분이 조명 소스의 조명 필드 내에 완전히 있을 것으로 예상될 때 조명 소스가 활성화될 수 있다. 이 경우, 포지셔닝 피처의 알려진 기하학 및 예상 위치에 의해 결정되는 바와 같이, 포지셔닝 피처의 트레일링 에지(trailing edge)가 조명 구역의 에지에 도달할 것으로 예상될 때 조명 소스가 활성화된다. 조명 소스를 활성화하기 위해 포지셔닝 피처의 최대 부분 또는 전부가 조명 소스의 조명 필드 내에 있을 때까지 기다리는 것은, 이미지 캡처를 위한 노출 시간을 최소화하고, 따라서 이미지 캡처 동안 기판의 이동을 최소화한다. 이미지 캡처 동안 기판의 이동을 최소화하는 것은 가장 샤프한 이미지를 가져온다.
410에서, 통과 시간(transit time) 동안 포지셔닝 피처 또는 그 일부가 조명 소스의 조명 필드를 통과하도록, 기판 및 촬상 시스템이 상호 스캔된다. 통과 시간은 여러 가지 방법으로 정의될 수 있다. 하나의 경우, 통과 시간은 포지셔닝 피처의 제1 말단이 조명 소스의 조명 필드에 진입하는 때와 포지셔닝 피처의 마지막 말단이 조명 소스의 조명 필드를 나가는 때 사이의 시간이다. 다른 경우, 통과 시간은 포지셔닝 피처의 마지막 끝이 조명 필드에 진입하는 때 - 포지셔닝 피처는 이후에 조명 필드에 진입하는 다른 말단을 갖지 않음 - 와 포지셔닝 피처의 제1 말단이 조명 필드를 나가는 때 사이의 시간이다. 두 경우 모두, 포지셔닝 피처의 전부 또는 일부만이 조명 필드를 통과할 수 있다. 통과가 발생하는 동안의 시간은 1 μsec 정도로 작을 수 있다. 통과 시간은 조명 필드의 알려진 치수를 이용하고 통과 속도에 의해 결정될 수 있다.
412에서, 조명 소스가 비활성화된다. 조명 소스의 활성 시간은 조명 소스가 활성화되는 때와 조명 소스가 비활성화되는 때 사이의 시간으로 정의된다. 조명 소스의 활성 시간은 통과 시간과 같거나, 또는 다를 수 있다. 조명 소스의 활성 시간은 통과 시간과 일치하고 동시적일 수 있거나, 통과 시간과 중첩될 수 있거나, 또는 통과 시간을 포함할 수 있다. 하나의 경우, 활성 시간은 통과 시간과 일치하고 중첩된다. 다른 경우, 활성 시간은 통과 시간과 매우 유사하며 중첩된다. 또 다른 경우, 활성 시간은 통과 시간과 동시적이며, 통과 시간과 중첩되거나 통과 시간을 포함할 수 있다. 어떤 경우에도, 활성 시간 및 통과 시간은, 통과 시간 동안 포지셔닝 피처의 원하는 부분을 조명하는 것과 관련된다.
전체 포지셔닝 피처의 이미지가 필요하지만, 예를 들어 조명 소스의 조명 필드의 사이즈 또는 촬상 유닛의 촬상 필드의 사이즈에 기인하여, 단일 노출로 캡처할 수 없는 경우, 방법(400)과 유사한 방식으로 포지셔닝 피처의 추가 부분을 캡처하기 위한 제2 노출을 위해 기판 및 촬상 시스템이 다시 포지셔닝될 수 있다.
414에서, 촬상 유닛이 비활성화된다. 촬상 시간은 촬상 유닛이 활성화될 때와 촬상 유닛이 비활성화될 때 사이의 시간으로 정의될 수 있다. 짧은 광 펄스를 얻는 것이 짧은 노출 시간으로 유용한 노출을 얻는 것보다 더 간단하기 때문에, 촬상 시간은 조명 소스의 활성 시간보다 길다. 본 명세서에 기술된 실시예들에서, 포지셔닝 피처들은 1 μm 오더의 치수를 가질 수 있고, 기판의 스캔 속도는 1 m/sec 정도일 수 있다. 따라서, 일부 경우에 이미지들은 본 명세서에 기술된 방법 및 장치를 사용하여 1 μsec의 지속시간 내에 캡처된다. 이러한 단기 지속시간은 1 msec 이상의 더 긴 촬상 시간과 함께 1 μsec의 짧은 활성 시간을 사용하여 더 쉽게 달성된다.
방법(400)은 복수의 포지셔닝 피처을 촬상하기 위해 반복될 수 있다. 각각의 경우, 포지셔닝 피처의 예상 위치는 알려져 있고, 기판 및 촬상 시스템은 조명 소스의 조명 필드 근처의 상기 예상 위치에 배치하도록 포지셔닝된다. 기판의 배치 에러, 촬상 시스템의 배치 에러, 기판에 포지셔닝 피처의 적용 에러, 및 열적 변위 및 왜곡에 기인하여, 포지셔닝 피처의 예상 위치를 사용하여 촬상된 이미지는 원하는 이미지를 캡처하지 못할 수 있다는 점이 유의되어야 한다. 이러한 경우, 적용될 수 있는 위치 보정의 크기와 방향을 결정하기 위해 캡처된 이미지가 분석될 수 있다. 그런 다음 방법(400)이 반복되어, 방법(400)의 수행 전에 또는 동안에 위치 수정을 적용할 수 있다. 전형적으로 포지셔닝 피처의 예상 위치는 방법(400)을 반복하기 전에 위치 수정에 의해 수정되지만, 포지셔닝 피처의 예상 위치를 수정하는 것에 추가하여, 또는 대신에 기판 및/또는 촬상 시스템의 위치에 대한 바이어스가 적용될 수도 있다.
도 5는 본 명세서에 기술된 장치 및 다른 방법과 함께 사용될 수 있는 방법(500)을 요약한 순서도이다. 방법(500)은 펄스-조명 이미지로부터 기판의 포지셔닝 피처의 위치 및 방향을 결정하는 방법이다. 502에서, 포지셔닝 피처가 발견될 것으로 예상되는 위치에서 기판의 한 영역의 이미지가 획득된다. 상기 이미지는 본 명세서에 기술된 촬상 시스템을 사용하여 획득된다.
504에서, 그리드 포인트 세트가 이미지 내에 정의된다. 그리드 포인트들은 이미지의 포인트들이 있는 공통 좌표계의 x-y 좌표로 정의된다. 즉, 좌표로 정의된 포인트에 촬상 시스템을 배치함으로써 이미지가 촬상된다. 촬상 시스템의 기하학적 구조는 좌표계에서 이미지의 경계들의 좌표들을 결정한다. 그리드 포인트들은 이미지의 경계들의 좌표들 사이에서 정의된다. 임의의 개수의 그리드 포인트가 사용될 수 있는데, 포지셔닝 피처가 보다 복잡한 형상을 가지고 있을 때 더 많은 그리드 포인트가 도움이 된다.
포지셔닝 피처의 예상 형상 및 사이즈는 일반적으로 동일한 좌표계의 좌표들에 의해서도 정의된다. 예를 들어, 다각형 포지셔닝 피처의 꼭지점들은 정렬된 좌표 쌍 세트로 정의될 수 있는데, 인접한 좌표 쌍들은 에지들에 의해 연결된 꼭지점들의 위치들을 정의한다. 곡선 윤곽을 갖는 비다각형 형상의 경우, 좌표들은 형상의 에지 윤곽들에 인접한 포인트들을 정의할 수 있다. 이러한 형상의 형상 정의에 더 많은 포인트들은 인접한 포인트들 사이에 가정된 직선 에지들의 에러를 최소화하여 형상 정의를 개선한다.
506에서, 504에서 정의된 각각의 그리드 포인트에 대하여, 그리드 포인트를 통해 복수의 라인이 정의된다. 라인들은, 라인들을 따라 이미지의 각 픽셀을 나타내는 좌표 쌍 세트로서 정의될 수 있고, 또는 라인들은 단부 포인트 세트로서 정의될 수 있다. 라인의 수는 촬상되는 형상의 복잡성에 기초하여 미리 정의되며, 방법(500)의 제1 수행이 이미지에서 포지셔닝 피처의 만족스럽지 못한 정의를 생성하는 경우 증가될 수 있다. 라인들은 예를 들어, 원점에서 동일한 각도로 방사하기 위해, 일반적으로 평면을 균일하게 커버하도록 선택된다.
508에서, 506에서 정의된 각각의 라인에 대해, 라인을 따라 이미지의 픽셀에서 픽셀로의 밝기 변화가 결정된다. 라인을 정의하는 좌표 쌍 세트에 속하는 좌표 쌍 (xP 1,yP 1)에 의해 정의되는, 라인 상의 각 픽셀 P1에 대해, 픽셀 BP 1의 밝기가 확인된다. 좌표 (xP 2,yP 2)에서, 라인 상의 적어도 하나의 이웃 픽셀 P2의 밝기 BP 2 또한 확인된다. 픽셀 P1에서 밝기 변화를 결정하기 위해 두 밝기를 뺀다, BP 2-BP 1. 일반적으로 절대값이 사용된다. 이러한 유형의 밝기 변화는 "순방향" 밝기 변화이다. 대안적으로, P1이 이전 픽셀 P0과 비교되는 "역방향" 밝기 변화, 또는 P0에서 P1, P2로의 평균 밝기 변화가 있는 "중앙" 밝기 변화가 사용될 수 있다.
밝기 변화는 일반적으로 이미지에서 경계가 어디에 위치할 수 있는지를 나타내는 데 사용된다. 510에서, 미리 정해진 개수의 최고 밝기 변화 픽셀들, 밝기 변화의 최대 크기를 갖는 라인을 따르는 포인트들이 이미지 내의 형상 경계에 대한 후보로서 기록된다. 라인들을 정의하는 동작 506, 라인을 따라 밝기 변화를 분석하는 동작 508 및 최고 크기의 밝기 변화들을 기록하는 동작 510은 이미지에 대해 정의된 모든 그리드 포인트들에 대해 반복된다. 이 프로세스에서, 이미지에 캡처된 형상의 에지를 정의하기 위한 후보 포인트들을 나타내는 포인트 세트가 획득된다.
512에서, 어떤 포인트들이 포지셔닝 피처의 이미지의 경계에 있는지를 결정하기 위해 기록된 포인트들이 분석된다. 이미지에서 형상의 경계 에지의 위치를 정의하는 데 사용할 수 있는 포인트들을 결정하기 위해, 여러 형상 인식 알고리즘이 사용될 수 있다. 알고리즘의 선택은 포지셔닝 피처의 알려진 형상에 의해 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 형상이 원형이거나, 또는 거의 원형에 가까운 것으로 알려져 있다면, 포인트로부터의 거리의 평균(equality)이 검색 기준으로 사용될 수 있다. 보다 복잡한 형상들의 경우, 거리 기반 특징들(distance based signatures)이 매칭 알고리즘에서 계산될 수 있다. 예를 들어, 포지셔닝 피처의 알려진 형상과 치수에 의해 경계들이 지정된 테스트 형상들이 좌표들로 정의될 수 있으며, 테스트 형상으로부터 기록된 포인트들의 거리가 결정될 수 있다. 그런 다음 테스트 형상은 알려진 형상 및 치수의 제한들 내에서 찾아질 수 있는데, 이는 거리 통계를 최소화한다. 이러한 검색의 결과는 통계적 이상값들을 제외하여 각 테스트 형상에 대한 "최고" 점수("best" score)를 해결함으로써 개선될 수 있으며, 전체 최고 점수를 갖는 테스트 형상이 이미지에서 형상의 가장 유사한 표현으로 식별될 수 있다.
이러한 최상의 테스트 형상으로부터, 형상의 추가 개선이 수행될 수 있다. 예를 들어, 테스트 형상이 경계에 있는 픽셀의 좌표 쌍으로 정의된 경계들을 갖는다면, 곡률 메트릭(curvature metrics)이 픽셀 단위로 적용될 수 있어 기록된 포인트들에 맞는 테스트 형상을 개선할 수 있다. 514에서, 좌표 세트는 512의 분석에 기초하여 이미지에서 포지셔닝 피처의 경계를 나타내는 것으로 정의된다.
이미지에서 포지셔닝 피처의 경계가 좌표로 정의된 후, 이미지에서 포지셔닝 피처의 특성이 결정될 수 있다. 516에서, 포지셔닝 피처의 경계를 정의하는 좌표의 중심은 피처의 "중심"으로서 계산될 수 있다. 이 위치는 기판 상의 포지셔닝 피처의 실제 위치로 시스템에 기록될 수 있다. 대안적으로, 최대 또는 최소 x-값과 최대 또는 최소 y-값이 포지셔닝 피처의 위치로 사용될 수 있다. 516에서 위치가 정의되었을 때, 포지셔닝 피처의 위치 에러는 518에서 결정될 수 있다. 위치 에러는 이미지 분석으로부터 정의된 포지셔닝 피처의 좌표들과 포지셔닝 피처의 예상 좌표 들 간의 차이이다. 이 위치 에러는 기판에 대한 처리 계획을 조정하는 데 사용될 수 있다.
520에서, 포지셔닝 피처에 대한 회전 에러가 정의될 수 있다. 이미지에서 포지셔닝 피처의 경계를 정의하는 좌표 세트에 회전 변환이 적용될 수 있다. 예를 들어, 회전 각도는 라디안 단위로 정의될 수 있고, 이미지에서 포지셔닝 피처의 경계를 정의하는 좌표 세트의 각 픽셀의 x-y 쉬프트는 각 픽셀의 레이디얼 좌표(radial coordinate)를 기반으로 정의될 수 있다. 회전 변환을 적용한 후, 이미지 경계의 회전된 좌표 세트와 포지셔닝 피처 경계의 예상 좌표 세트 간의 차이가 계산될 수 있다. 차이를 최소화하는 회전의 정도는 이미지의 회전 에러로 사용될 수 있다. 회전 에러는 518에서 식별된 임의의 위치 에러를 조정하기 전이나 후에 계산될 수 있다.
522에서, 포지셔닝 피처에 대해 잘못된 형상 에러가 정의될 수 있다. 잘못된 형상 에러는 포지셔닝 피처의 예상 형상으로부터의 왜곡을 기록한다. 잘못된 형상 에러는, 감지 및 보상되지 않으면, 포지셔닝 피처가 적절하게 형성되었다는 가정에 기초하여 도입된 처리 에러를 유발할 수 있다. 예를 들어, 정사각형 포지셔닝 피처의 한 모서리가 잘못 배치되어, 포지셔닝 피처가 완전히 정사각형이 아니라면, 포지셔닝 피처는 찾아질 수 있지만, 그 위치는 잘못된 형상을 기초로 처리 시스템에 대해 잘못 기록될 수 있다. 잘못된 형상 에러는 일반적으로 위치 에러 및 회전 에러를 보상한 후에 결정된다. 위치- 및 회전-보상된 이미지의 픽셀 단위 에러는 계산되고 잘못된 형상 오류로 기록될 수 있다. 기판을 처리하기 위한 포지셔닝 피처의 기록된 위치는, 식별된 잘못된 형상 에러에 기초하여 조정될 수 있다.
방법(500)은 기판의 복수의 포지셔닝 피처를 찾고 정의하는 데 사용될 수 있다. 복수의 포지셔닝 피처에서 검출된 에러들은 처리 시스템에서 기판의 배치 및 방향에서의 체계적인 에러들을 식별하기 위해 분석될 수 있다. 예를 들어, 복수의 포지셔닝 피처들 간의 유사한 회전 또는 위치 에러는 기판 배치에서의 전체 회전 또는 위치 에러를 나타낼 수 있다. 서로 다른 회전 또는 위치 에러는 기판의 왜곡 또는 기판 상의 포지셔닝 피처들의 잘못된 배치를 나타낼 수 있다. 방법(500) 및 그 변형은, 방법(500)에서 언급된 다양한 좌표 및 계산을 렌더링하는 데 적절한 명령어들로 프로그래밍된 디지털 처리 시스템을 사용하여 수행된다. 디지털 처리 시스템은 촬상 유닛으로부터 이미지를 나타내는 데이터를 받아들이고, 자동으로 이미지에 있는 피처의 경계들, 그리고 선택적으로 이미지에 있는 포지셔닝 피처의 위치 에러, 회전 에러 및 잘못된 형상 에러를 식별한다. 방법(500)의 결과는, 예를 들어 도 1의 디포지션 장치(100)를 사용하여 기판 상에 재료의 정밀 디포지션을 제어하는 데 사용될 수 있다.
도 6은 다른 실시예에 따른 디포지션 장치의 등축 평면도이다. 도 6의 디바이스는 도 1의 디바이스와 유사하지만, 촬상 시스템(150)이 없다는 차이점이 있다. 대신에, 제1 촬상 시스템(650)이 촬상 레일(604)에 이동가능하게 결합되는데, 이는 디포지션 어셈블리 지지대(616)의 일부이다. 디포지션 어셈블리 지지대(616)는 빔 또는 레일(117)을 포함, 이 경우 디포지션 레일을 포함하는 도 1의 디포지션 어셈블리 지지대(116)와 유사하다. 디포지션 어셈블리 지지대(616)는 제1 촬상 시스템(650) 및 제2 촬상 시스템(652)을 지지하는 연장부(620)를 포함한다. 연장부(620)는 빔(117)의 제1 단부(624)로부터 연장되는 제1 라이저(riser)(622)와, 제1 단부(624) 반대쪽의 빔(117)의 제2 단부(628)로부터 연장되는 제2 라이저(626)를 포함한다. 연장부(620)는 촬상 레일(604)을 추가로 포함하는데, 이는 빔(117)에 실질적으로 평행하게, 제1 라이저(622)로부터 제2 라이저(626)로 연장된다.
제1 촬상 시스템(650) 및 제2 촬상 시스템(652) 각각은 촬상 시스템(150)과 실질적으로 동일하다. 제1 촬상 시스템(650)은 제1 촬상 캐리지(654)에 의해 촬상 레일(604)에 결합된다. 제2 촬상 시스템(652)은 제2 촬상 캐리지(656)에 의해 촬상 레일(604)에 결합된다. 디스펜서 하우징(119)은 제1 촬상 시스템(650)과 제2 촬상 시스템(652) 사이에 있다. 제1 촬상 캐리지(654)와 제2 촬상 캐리지(656) 각각은 촬상 레일(604)로부터의 간극(clearance)에서 제1 및 제2 촬상 시스템(650 및 652)을 지지하는 횡방향 연장부(lateral extension)를 갖는다. 간극은 제1 및 제2 촬상 시스템(650 및 652) 각각이, 디포지션 하우징(119)으로부터 간섭없이, 실질적으로 촬상 레일(604)의 전체 길이를 따라 이동할 수 있도록 한다.
디바이스(600)는 4개의 독립적으로 이동 가능한 촬상 시스템을 갖는다. 전술한 2개의 촬상 시스템(650 및 652)은 디포지션 지지 어셈블리(616)의 제1 측에 위치된다. 디바이스(600)는 제3 촬상 시스템(660) 및 제4 촬상 시스템(662)을 갖는데, 이들 각각은 촬상 시스템(650 및 652) 같은 촬상 시스템이다. 여기서, 촬상 레일(604)은 제1 촬상 레일이고, 제2 촬상 레일(664)은 디포지션 지지 어셈블리(616)의 일부이다. 이 경우, 제1 및 제2 촬상 레일(604 및 664)은 모두 2개의 라이저(622 및 626) 상에 배치되고, 2개의 라이저(622 및 626) 사이에서 서로 평행하게 연장된다. 촬상 시스템(660 및 662)은 촬상 캐리지에 의해 제2 촬상 레일(664) 상에 각각 지지된다. 구체적으로, 제3 촬상 캐리지(674)는 제2 촬상 레일(664)과 결합되어 제3 촬상 시스템(660)을 지지하고, 제4 촬상 캐리지(676)는 제2 촬상 레일(664)과 결합되어 제4 촬상 시스템(662)을 지지한다. 촬상 레일들(604 및 664) 사이의 공간은 제1 및 제2 캐리지(654 및 656)가 제3 및 제4 캐리지(674 및 676)로부터의 간섭 없이 제1 촬상 레일(604)을 따라 이동하는 것을 가능하게 한다. 이러한 방식으로, 모든 4개의 촬상 시스템은 디포지션 지지 어셈블리(616)의 실질적으로 전체 길이를 따라 위치할 수 있다. 다중 촬상 시스템을 사용하면 많은 양의 이미지들이 더 짧은 시간에 캡처되는 것이 가능하고, 따라서 이러한 촬상에 의존하는 프로세스들의 속도를 높일 수 있다.
본 명세서에 기술된 임의의 수의 촬상 시스템이 이러한 디바이스와 함께 사용될 수 있다. 도 6에는 4개의 촬상 시스템이 도시되어 있지만, 임의의 개수의 이러한 촬상 시스템이 사용될 수 있다. 예를 들어, 2개의 촬상 시스템은 2개의 촬상 레일 중 하나 상에 사용될 수 있거나, 2개의 촬상 시스템은 각 촬상 레일 상에 하나씩 사용될 수 있다. 원하는 촬상 레일 상에 촬상 시스템의 캐리지를 배치하기만 하면, 촬상 시스템들이 하나 또는 양 촬상 레일에 추가될 수 있다. 일부 경우, 캐리지가 에어 베어링들을 사용하여 촬상 레일에 결합되어, 추가된 촬상 시스템이 선택된 촬상 레일을 따라 이동하도록, 추가된 촬상 시스템의 에어 베어링이 활성화될 수 있다. LED 광원을 사용하는 복수의 촬상 시스템을 배치하는 것은 디바이스가 LED 발광의 밝기, 균일도 및 빠른 펄스 시간을 사용하여, 복수의 위치를 동시에 촬상하는 것을 가능하게 할 수 있고, 따라서 기판의 다양한 부분을 촬상하는 속도를 높일 수 있다. 여러 촬상 디바이스를 사용하는 것은, 2개 이상의 위치 이미지들이 획득되고 비교된다면, 기판 상의 단일 위치에서 촬상의 정밀도를 높일 수도 있다.
전술한 내용은 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시의 기본 범위를 벗어나지 않으면서 본 개시의 다른 실시예 및 추가 실시예가 고안될 수 있으며, 본 개시의 범위는 이하의 청구범위에 의해 결정된다.

Claims (20)

  1. 기판 지지대; 및
    상기 기판 지지대 맞은편에 배치된 촬상 시스템을 포함하는 디포지션 어셈블리를 포함하고, 상기 촬상 시스템은 LED 광원을 포함하는, 디포지션 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디포지션 어셈블리는 상기 기판 지지대의 마주보는 측면들 상에 위치하는 지지대에 부착된 레일과, 상기 레일에 이동 가능하게 결합된 디스펜서 어셈블리를 포함하는, 디포지션 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 디스펜서 어셈블리는 상기 촬상 시스템을 수용하는, 디포지션 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 시스템은 적어도 약 600 nm의 발광 파장을 갖는 LED 어레이를 포함하는, 디포지션 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 촬상 시스템은 상기 LED들의 상기 발광 파장에 매치되는 감도 프로파일을 갖는 촬상 유닛을 추가로 포함하는, 디포지션 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 LED 광원은 1 μsec 이하의 펄스 지속시간을 갖는, 디포지션 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 촬상 시스템에 대해 상기 기판 지지대 상에 위치하는 기판을 스캔하고, 촬상 시간 동안 상기 촬상 유닛을 활성화하고, 활성 시간 동안 상기 LED 광원을 활성화하도록 구성된 제어기를 추가로 포함하고, 상기 활성 시간은 상기 촬상 시간에 포함되는, 디포지션 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 LED 광원은 섬유 도파관에 결합되는, 디포지션 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 시스템은 상기 디포지션 어셈블리에 결합된 복수의 촬상 시스템 중 하나의 촬상 시스템이고, 상기 복수의 촬상 시스템의 각각의 촬상 시스템은 LED 광원을 포함하는, 디포지션 장치.
  10. 기판 상의 피처를 촬상하는 방법으로서,
    LED 광원 및 촬상 유닛을 포함하는 촬상 시스템에 대해 상기 기판을 스캔하는 단계;
    상기 피처의 말단이 상기 LED 광원의 조명 필드에 도달하기 전에 상기 촬상 유닛을 활성화하는 단계;
    상기 피처의 일부가 상기 조명 필드에 도달할 때 상기 LED 광원을 활성화하는 단계;
    활성 시간 후에 상기 LED 광원을 비활성화하는 단계; 및
    촬상 시간 후에 상기 촬상 유닛을 비활성화하는 단계를 포함하고, 상기 촬상 시간은 상기 활성 시간을 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 활성 시간이 5 μsec 미만인, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 촬상 유닛은 상기 LED 광원의 발광 파장에 매치되는 감도를 갖는 카메라인, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 피처의 예상 위치에 기초하여 상기 기판과 상기 촬상 시스템을 상대적으로 위치시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 이미지에서 상기 피처의 경계를 자동으로 식별하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 피처의 위치 오류를 자동으로 식별하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 피처의 회전 에러를 자동으로 식별하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 촬상 시스템은 제1 촬상 시스템이고,
    상기 제1 촬상 시스템을 사용하여 상기 피처의 제1 이미지를 캡처하는 단계; 및
    제2 촬상 시스템을 사용하여 상기 피처의 제2 이미지를 캡처하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 제2 촬상 시스템은 LED 광원을 포함하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 촬상 시스템 및 상기 제2 촬상 시스템은, 촬상을 위해 상부에 상기 기판이 배치되는 기판 지지대를 가로질러 연장되는 지지대에 결합되는, 방법.
  19. 기판 지지대; 및
    상기 기판 지지대의 맞은편에 배치된 촬상 시스템을 포함하는 디포지션 어셈블리를 포함하고, 상기 촬상 시스템은:
    LED 광원으로부터의 방사광을 상기 기판 지지대 쪽으로 지향시키기 위해 광학 어셈블리에 결합된 LED 광원 섬유; 및
    상기 광학 어셈블리를 통해 반사된 방사광을 캡처하도록 배치된 촬상 유닛을 포함하는, 디포지션 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 촬상 시스템을 위치시키기 위한 위치 제어기를 추가로 포함하는, 디포지션 장치.
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