KR20230173674A

KR20230173674A - 스캐닝 프로젝션 스테레오리소그래피를 위한 진단 및 해상도 최적화

Info

Publication number: KR20230173674A
Application number: KR1020237037829A
Authority: KR
Inventors: 브라이안 디. 모런; 브라이언 제이. 바우만
Original assignee: 로렌스 리버모어 내셔널 시큐리티, 엘엘씨
Priority date: 2021-04-26
Filing date: 2022-04-26
Publication date: 2023-12-27
Also published as: US20220339877A1; JP2024515765A; EP4330013A1; CA3216838A1; IL307941A; AU2022266772A1; CN117203038A; WO2022232160A1

Abstract

본 발명은 스캐닝 프로젝션 스테레오리소그래피를 수행하기 위한 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 빌드 평면에서 광중합성 수지 또는 물질의 중합을 개시하기 위해 중합 광학 신호를 생성하도록 구성된 광 프로젝터를 사용한다. 광학 서브시스템은 중합 광학 신호를 시준하고 포커싱한다. 광학 서브시스템은 빌드 평면에서 중합 광학 신호의 포커싱을 최적화하기 위해 빌드 평면에 대해 이동가능하다. 광 스캐닝 서브시스템은 광학 서브시스템으로부터 수신된 중합 광학 신호를 빌드 평면 상의 선택된 X축 및 Y축 위치로 지향하게 한다. 포지셔닝 서브시스템은 빌드 평면에 대해 선택된 위치에 광학 서브시스템을 위치시키며, 여기서 선택된 위치는 빌드 평면 상의 선택된 특정 X/Y 위치에서 중합 광학 신호의 포커싱을 최적화하도록 선택된다.

Description

스캐닝 프로젝션 스테레오리소그래피를 위한 진단 및 해상도 최적화

관련출원들의 상호 참조

본 출원은 2022년 4월 26일 출원된 미국 특허 출원 제17/729,140호 및 2021년 4월 26일 출원된 미국 잠정 출원 제63/179,761호의 이익에 우선권을 주장한다. 위 출원들의 개시 내용들은 참조에 의해 본 명세서에 통합된다.

연방정부가 지원하는 연구 또는 개발

본 발명은 미국 에너지부로부터 수여된 계약 번호 DE-AC52-07NA27344에 따른 정부의 지원을 받아 이루어졌다. 정부는 본 발명에 있어서 일정한 권리를 가진다.

기술분야

본 발명은 스캐닝 프로젝션 스테레오리소그래피 시스템들 및 방법들에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 제어가능하게 위치가능한 광학 요소를 사용하여 빌드 평면(build plane)에서 평탄한 이미지 평면(flat image plane)의 필요성을 제거 또는 감소시키고, 따라서 빌드 평면에서 상당히 개선된 포커싱 정확도를 제공할 수 있는 스캐닝 프로젝션 스테레오리소그래피(scaning projection stereolithography) 시스템 및 방법에 관한 것이다.

본 섹션의 진술들은 본 발명와 관련된 배경 정보를 제공할 뿐이고 종래 기술을 구성하지 않을 수 있다.

스캐닝 프로젝션 스테레오리소그래피를 수행할 때, 최상의 포커스, 가장 높은 해상도, 및 가장 작은 스폿 크기를 달성하는 것이 1차적으로 중요하다. 스테레오리소그래피 시스템은 광학 시스템이 포커스될 수 있는 만큼 작은 피처들(features)만을 인쇄할 수 있다. 스폿 크기에 영향을 미치는 다른 기술들이 있지만, 이들은 빌드 평면에서 디지털 마이크로미러 장치("DMD") 또는 다른 공간 광 변조기("SLM")의 이미지의 해상도의 1차 메트릭(metric)에 보조적이다. 따라서, 빌드 영역에 걸쳐 SLM의 이미지를 지향하는 임의의 LAPuSL(Large Area Projection Micro-Stereo Lithography) 기반 스테레오리소그래피 시스템과 마찬가지로, 빌드 영역을 통해 SLM의 최상의 해상도 이미지를 갖는 것이 가장 중요하다.

LAPuSL 광학 시스템의 광을 빌드 평면에 포커싱하는 부분은 전형적으로, 스캐닝 미러들 후에 평탄한 필드, 또는 F-세타 렌즈(F-theta lens)를 사용하여 수행되지만, 이에 제한되지는 않는다. f-세타 렌즈의 목표는 평탄한 이미지 평면을 달성하는 것과 광이 렌즈를 통해 상당한 각도로 축으로부터 벗어나 지향될 때 발생하는 왜곡을 보상하는 것 둘 모두이다. 그러나, 이것은 완벽하게 수행하는 것은 불가능하다. 특히, 설계 목표가 극도로 평탄한 인-포커스 필드(in-focus field)를 갖도록 f-세타 렌즈를 설계하는 것이었기 때문에 이미지 품질의 저하가 발생한다.

따라서, 스캐닝 프로젝션 스테레오리소그래피 시스템을 사용할 때 빌드 평면에서 평탄한 이미지 평면의 필요성을 제거하거나 감소시킬 수 있는 시스템 및 방법에 대한 상당한 필요성이 당업계에 남아 있다.

이 항목은 본 발명 내용의 일반적인 요약을 제공하며, 그 전체 범위 또는 그 특징의 전부에 대한 포괄적인 개시는 아니다.

일 양태에서, 본 발명은 스캐닝 프로젝션 스테레오리소그래피(scanning projection stereolithography)를 수행하기 위한 시스템에 관한 것이다. 시스템은 빌드 평면에서 광중합성 수지 또는 물질의 중합을 개시하기 위해 중합 광 신호를 생성하도록 구성된 광 프로젝터를 포함할 수 있다. 중합 광 신호를 시준(collimating)하고 포커싱하기 위해 광학 서브시스템이 포함될 수 있다. 광학 서브시스템은 빌드 평면에서 중합 광 신호의 포커싱을 최적화하도록 빌드 평면에 대해 이동할 수 있다. 광학 서브시스템으로부터 수신된 중합 광 신호를 빌드 평면 상의 선택된 X축 및 Y축 위치로 지향하도록 구성된 광 스캐닝 서브시스템이 포함될 수 있다. 빌드 평면에 대해 광학 서브시스템을 위치지정하기 위해 포지셔닝 서브시스템이 포함될 수 있으며, 여기서 선택된 위치는 빌드 평면 상의 특정, 선택된 X/Y 위치에서 중합 광 신호의 포커싱을 최적화하도록 선택된다.

다른 양태에서, 본 발명은 스캐닝 프로젝션 스테레오리소그래피를 수행하기 위한 시스템에 관한 것이다. 시스템은 빌드 평면에서 포토 레지스트 물질 의 중합을 개시하기 위해 중합 광 신호를 생성하도록 구성된 광 프로젝터를 포함할 수 있다. 중합 광 신호를 시준하기 위한 콜리메이터가 포함되고, 중합 광 신호를 포커싱하기 위한 집속 렌즈 시스템이 포함될 수 있다. 콜리메이터 또는 집속 렌즈 시스템 중 적어도 하나는 빌드 평면에서의 중합 광 신호의 포커싱을 최적화하기 위해 빌드 평면에 대하여 축을 따라 이동함으로써 조정될 수 있다. 콜리메이터 및 집속 렌즈 시스템으로부터 수신된 중합 광 신호를 빌드 평면 상의 선택된 X축 및 Y축 위치로 지향시키도록 구성된 광 스캐닝 서브시스템을 포함할 수 있다. 빌드 평면 상의 선택된 X축 및 Y축 위치에 중합 광 신호를 포커싱하기 위해, 광 프로젝터로부터의 중합 광 신호의 이동 방향에 대해, 광 스캐닝 서브시스템의 다운스트림 및 빌드 평면의 업스트림에 배치된 집속 렌즈를 포함할 수 있다. Z축을 따라 선택된 위치에 콜리메이터 또는 집속 렌즈 중 적어도 하나를 위치지정하기 위한 포지셔닝 서브시스템을 포함할 수 있으며, 여기서 선택된 위치는 빌드 평면 상의 특정, 선택된 X축 및 Y축 위치에서 중합 광 신호의 포커싱을 최적화하도록 선택된다. 빌드 평면으로부터 반사된 중합 광 신호의 일부를 이미징하기 위한 카메라를 사용하여, 부품을 형성하는 동안 빌드 평면에서 발생하는 중합을 보는, 진단 서브시스템이 포함될 수 있다.

또 다른 양태에서 본 발명은 스캐닝 프로젝션 스테레오리소그래피를 수행하기 위한 방법에 관한 것이다. 이 방법은 빌드 평면을 향해 중합 광 신호를 투사하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 중합 광 신호는 빌드 평면에 위치된 광중합성 수지 또는 물질의 중합을 개시할 수 있다. 이 방법은 빌드 평면 상의 선택된 X축 및 Y축 위치에 중합 광 신호를 스캐닝하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 방법은 광 스캐닝 서브시스템에 도달하는 중합 광 신호 이전에 중합 광 신호를 시준 및 포커싱하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 방법은 중합 광 신호가 광 스캐닝 서브시스템에 도달하기 전에 광학 서브시스템의 위치를 조정하고, 중합 광 신호가 빌드 평면 상의 특정 X축 및 Y축 위치에 도달할 때 중합 광 신호의 초점을 최적화하는 단계를 더 포함할 수 있다.

적용가능성의 추가 영역들이 있다는 것이 본원에 제공된 기재로부터 명백해질 것이다. 기재 및 특정 실시예들은 단지 예시의 목적을 위한 것이고, 본 발명의 범위를 제한하려는 의도가 아님을 이해해야 한다.

본 명세서에 기술된 도면들은 단지 선택된 실시예들의 예시적인 목적을 위한 것이고 모든 가능한 실시예들은 아니며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
해당 참조번호는 여러 도면에 걸쳐 해당하는 부분을 나타내며, 여기서 다음과 같다:
도 1은 콜리메이터의 동적 조정을 이용하여 빌드 평면에서 평탄한 이미지 평면의 필요성을 감소 또는 제거하는 본 발명에 따른 시스템의 일 실시예의 높은 레벨 블록도이다
도 2는 도 1에 도시된 시스템을 이용하여 수행될 수 있는 동작들의 하이 레벨 흐름도이다.

첨부된 도면들을 참조하여, 이제 예시적인 실시예들이 더 상세하게 설명될 것이다.

본 발명은 스캐닝 프로젝션 스테레오리소그래피 시스템에서 스캔 각도에 따라 요구되는 초점 변화가 동작의 빌드 단계 동안 광학 요소의 위치를 동적으로 조정함으로써 일 실시예에 수용되는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 여기서 일 실시예에서의 광학 요소는 콜리메이터 렌즈이다. 이것은 최상의 이미지가 어디에서 발생하는지를 제어할 수 있게 한다. 이것은 광학 시스템으로부터 매우 "평탄한" 필드의 필요성을 상당히 감소시키고, 차례로 광학 시스템으로부터 주요한, 어려운 "작업" 중 하나를 제거하여, 즉 보정된 포커스 평면을 제공한다.

빌드 평면의 다양한 위치에서의 포커스는 기계적으로 조정될 수 있으며, 일부 실시예에서는 동적으로 기계적으로 조정될 수 있다. 예를 들어, 포커스 조정은 전기 기계적 작동에 의해, 또는 전기적으로 조정 가능한 렌즈(예를 들어, ETL 액체 렌즈)에 의해, 또는 공압 액추에이터에 의해, 또는 심지어는 전기 광학적으로, 또는 심지어는 전술한 2개 이상의 기술의 조합에 의해, 또는 광학적 요소의 조정에 적합한 임의의 다른 방법에 의해 수행될 수 있다. 전술한 기술 중 하나 이상을 사용함으로써, 광학 설계는 해상도의 개선을 더 크게 우선시하도록 구성될 수 있다. 이 시스템 및 방법, 즉, 이 기계적 포커스 조정을 사용하도록 최적화된 광학 시스템으로 포커스의 기계적 보상(동적 또는 정적)을 사용하면, 전체 빌드 평면의 해상도가 능동(즉, 실시간) 조정을 갖지 않는 시스템에 비해 상당히 개선될 수 있다. 따라서, 본 시스템 및 방법은 스캐닝된 필드 위에서 물체(예를 들어, SLM)를 이미징하고 가장 높은 해상도를 달성하도록 보상하는 것을 수반하기 때문에, 다른 동적 제어 시스템과는 상이하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 시스템(10)을 보여준다. 이 예에서의 시스템(10)은 보정된 포커스 평면의 필요성을 제거하기 위해 광학 요소(14), 이 예에서 콜리메이터(이하, 단순히 "콜리메이터(14)")의 위치지정(positioning)의 동적 제어를 제공한다. 시스템(10)은 광 프로젝터(12), 예를 들어 디지털 마이크로미러 장치("DMD"), 공간 광 변조기("SLM") 시스템, 또는 패턴화된 UV 광 이미지(12a)(이하, 단순히 "광 신호(12a)")를 투사하기 위한 임의의 다른 적절한 서브시스템을 포함할 수 있다. 광 신호(12a)는 중합을 초래하기에 충분한 전력(mW/cm2) 및 충분한 플럭스(mJ/cm2)로, 중합을 개시할 수 있는 파장 대역의 투사된 광 패턴을 형성한다. 광 신호(12a)는 펄스형, 연속형, 비간섭형 또는 코히런트형일 수 있다.

광 신호(12a)의 파장은 다양할 수 있고, 사용 중인 포토레지스트의 중합을 개시하기에 적합한 범위 내일 수 있다. 일 구현예에서, 광 신호(12a)의 파장은 약 405 nm로 선택된다. 광중합성 3D 프린팅에 사용될 수 있는 다른 일반적인 파장은 예를 들어 305 nm, 352 nm, 365 nm, 375 nm, 385 nm, 405 nm, 450 nm, 460 nm 및 470 nm이다. 이들 파장은 사용되는 일반적인 광원의 일반적인 중심 대역이다. 이들이 LED 광원에 의해 생성되면, 이들은 전형적으로 약 20 nm 내지 약 40 nm의 대역폭을 가질 것이다. 사용될 광의 선택은 수지 요건, 및 가능하면 특정 애플리케이션과 관련된 다른 요인에 의존한다. 이 언급된 파장들은 310 nm 내지 570 nm 파장 범위에 걸쳐 있지만, 이 범위를 벗어나는 추가 파장이 특정 애플리케이션의 필요에 따라 사용될 수도 있다.

광 프로젝터(12)는 프로세서 기반의 전자 제어 시스템(16)에 의해 제어될 수 있다. 전자 제어 시스템(16)은 제어 소프트웨어(20)를 포함하는 메모리(18)(예를 들어, 비휘발성, RAM, ROM 등)를 포함할 수 있다. 제어 소프트웨어(20)는 시스템(10)에서 수행되는 제조 동작을 제어하기 위해 사용되는 알고리즘, 보정 파일, 룩업 테이블 및 기타 데이터 또는 파일을 포함할 수 있다. 제조 동작 동안 수집된 정보뿐만 아니라 제조 동작을 수행하기 위해 시스템(10)을 사용하기 전에 수집된 교정 정보도 후술하는 바와 같이 메모리(18)에 저장될 수 있다.

도 1의 예에서 시스템(10)은, X, Y 및 Z 축들 각각을 따라 콜리메이터(14), 갈바노미터 서브시스템(16) 및/또는 동공(pupil)(27) 및/또는 집속 렌즈(28)의 고도로 제어된 증분 이동을 제공하기 위한 모터(예를 들어, DC 스테퍼 모터) 또는 다른 장치을 구비하는 전동화된 스테이지 또는 플랫폼과 같은 포지셔닝 서브시스템(22)을 더 포함할 수 있다. 포지셔닝 서브시스템(22)은 전자 제어 시스템(18)에 의해 제어될 수 있거나, 선택적으로, 전자 제어 시스템(18)과 통신(유선 연결을 통해 또는 무선으로)하는 자체 제어기를 포함할 수 있다.

시스템은 프로젝터로부터 방출된 광 신호(12a)의 일부를 갈바노미터 서브시스템(26)을 향해 통과시키기 위해 프로젝터(12)의 하류측에 배치된 빔스플리터(24)를 더 포함할 수 있다. 갈바노미터 서브시스템(26)은 X 및 Y 평면에서 광 신호(12a)를 스캐닝하기 위한 한 쌍의 미러(26a, 26b)를 포함한다. 스캐닝된 광 신호(12a)는 개구 조리개(apeture stop)(27)을 통해 집속 렌즈(28)로 지향된다. 이 예에서, 집속 렌즈(28)가 평면 필드 렌즈가 아님에도 불구하고 집속 렌즈(28)는 f-세타 렌즈와 유사하게 동작하고 있다. 개구 조리개(27)은 원하는 직경, 일 예에서, 플레이트의 축 방향 중심에 형성된 45-mm 직경의 애퍼처 또는 그 부근의 애퍼처를 갖는 작은 플레이트일 수 있다. 그러나 실제로 개구 조리개는 직경이 수 mm에서 100's까지의 임의의 실제 크기 또는 형상일 수 있다. 애퍼처의 크기는 사용되는 스캐닝 미러 및 광학계의 실제 크기로 제한된다. 이에 따라, 개구 조리개(27)과 함께 사용되는 애퍼처 크기는 특정 구현의 필요에 따라 상당히 변할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 콜리메이터(14), 갈바노미터 서브시스템(26), 개구 조리개(27) 및 집속 렌즈(26) 중 하나 이상은 광 신호(12a)를 시준(collimating)하고 포커싱하기 위한 광학 서브시스템으로 넓게 볼 수 있다.

집속 렌즈(28)는 갈바노미터 서브시스템(26)으로부터 수신된 광 신호(12a)를 빌드 평면(30) 상에 집속한다. 빌드 평면(30)은 통상적으로 저장소 또는 용기 내에 수용되는 광중합성 물질의 상부 표면이 존재하는 표면으로 이해될 수 있다. 이와 관련하여, 실제로 빌드 평면(30)이 수평면에 배치될 것임을 알 수 있을 것이지만, 설명을 위해, 도 1은 시스템의 동작 및 시스템(10)의 다양한 요소의 설명의 이해를 돕기 위해 수평으로 배치된 빌드 평면(30) 및 시스템(10)의 다양한 요소를 보여준다. 광 신호(12a)는, 앞서 언급한 바와 같이 빌드 평면 내에 존재하는 노출된 광중합성 수지의 원하는 구역들을 경화시키기 위해 광중합성 수지의 층의 선택된 부분을 활성화하는 데 사용되는 광 신호이며, 이는 스캐닝 프로젝션 스테레오리소그래피 시스템에서 잘 이해된다.

스테레오리소그래피는 또한 상향식 방식으로 수행될 수도 있는데, 여기서 광중합 광은 광학적으로 투명한 기판을 통해 광중합성 물질의 통의 바닥부로 투사된다. "하향식" 방법에서 최적화된 초점을 달성하기 위한 전술한 모든 기술들은 상향식 방법에 적용된다.

시스템(10)은 빌드 평면(30)에서 광 신호(12a)를 모니터링하고/또는 콜리메이터(14)의 고도로 제어된 움직임들을 통해 광 신호(12a)의 포커싱을 제어하기 위한 진단 서브시스템(32)을 더 포함할 수 있다. 진단 서브시스템(32)은 빌드 평면(30)의 일부 또는 전부를 조명하기 위한 광 플러드 조명 신호를 생성하기 위한 플러드 조명 광원(34), 레이저 광 신호(36a)를 생성하기 위한 광 신호 생성 시스템(36, 예를 들어, 단순히 "레이저(34)"), 및 연관된 렌즈(38a)를 갖는 카메라(38)를 포함할 수 있다. 진단 서브시스템(32)은 또한 X 및 Y 축들을 따라 진단 포커스 제어 렌즈(42)를 이동시키기 위한 이동가능 스테이지 또는 작동식 광학 요소들(예를 들어, 전동식 스테이지 또는 플랫폼)(40)을 포함하여, 실시간으로 광 신호들(36a, 38a)이 빌드 평면(30) 상의 특정 위치에 포커싱되도록 유지할 수 있다. 미러 또는 격자들(44, 46, 48)은 또한 (미러(42)를 사용하여) 플러드 조명 광 신호(34a), (미러(42)를 사용하여) 레이저 진단 광 신호(36a, 미러(46))를 빔스플리터(24)를 향해 밖으로 지향시키는 것을 돕는 진단 서브시스템(32)의 일부를 형성할 수 있다.

신호들(34a 및 36a)은 진단 광학 포커싱 요소 렌즈(42)를 향해 진단 서브시스템(32)의 미러(50)을 사용하여 반사되는 진단 광 신호(D1)를 형성하도록 조합될 수 있다. 그로부터 진단 광 신호(D1)는 빔스플리터(24)에 의해 갈바노미터 시스템(26)으로 반사되고, 여기서 진단 광 신호(D1)는 중합 광 신호(12a)와 함께 빌드 평면(30) 상으로 조향된다. 진단 광 신호(D1)는 도 1에서 라벨링된(12a1) 중합 광 신호(12a)의 일부와 함께 빌드 평면(30)으로부터 그것이 카메라(38)에 의해 이미지화되는 진단 서브시스템(32)으로 다시 반사된다. 카메라(38)는 다음 단락들에서 기술될 것처럼, 실시간으로, 빌드 평면(30)에서의 이미지를 나타내는 디지털 정보를 분석을 위해 전자 제어기에 제공할 수 있다. 레이저 광 신호(36a)는, 빌드 평면(30) 상의 다양한 X/Y 위치들에서 최적 초점을 유지하기 위해 진단 초점 조절 미러(42)가 위치될 필요가 있는 최적 X/Y 위치를 결정하는 것을 돕기 위해 작동 전 교정 절차 동안 유용하다. 이 특징은 다음 단락들에서 더 논의될 것이다.

따라서, 도 1에 도시된 바와 같은 시스템(10)은 2개의 상이한 광 경로를 제공한다: 광 프로젝터(12a)로부터의 광 신호(12a)가 빌드 평면(30)으로 이동하는 제1 광 라벨링된 제1 광 경로(P1)와, 광 신호(12a)의 작은 반사된 부분이 진단 서브시스템(32)으로 다시 이동하는 부분(12a1)이 되는 참조 번호(52)로 라벨링된 제2 광 경로. 광 경로(52)는 경로(P1)와 부분적으로 중첩되지만, 이는 시스템 동작에 어떠한 방식으로도 영향을 미치지 않는다.

플러드 조명 광원(34)은 사용 중인 포토레지스트 물질의 중합을 야기할 파장 밖의 광 신호를 제공한다. 일 구현예에서 플러드 조명 신호(34a)에 대한 선택된 파장은 약 630 nm(즉, 포토레지스트 물질의 중합을 야기할 405 nm의 파장을 훨씬 초과함)이다. 모니터링 목적으로 빌드 영역을 조명하기 위해 사용되는 특정 파장은 광중합성 수지의 활성화 대역 밖에 있을 필요가 있다는 것을 알 것이다. 많은 일반적인 UV 활성화 수지의 경우, 630 nm LED가 파장 범위를 훨씬 벗어나 있다. 또한, 800 nm는 활성화 파장을 훨씬 벗어나는 또 다른 일반적인 LED 범위이다. 따라서, 예를 들어, 광중합을 위해 365 nm에서 구동되는 시스템은 630 nm의 파장을 갖는 플러드 조명 신호, 또는 선택적으로 800 nm의 파장을 갖는 플러드 조명 신호를 사용할 수 있다.

레이저(36)는 일 구현예에 있을 수 있는 광중합 밴드 외부의 파장, 예를 들어 약 630 nm를 갖는다. 일 구현예에 있어서, 이것은 단일 모드 파이버(single mode fiber)로 결합된 파이버이다. 파이버 출력은 광학을 통해 405 nm 중합광의 평면으로 포커싱된다. 이러한 방식으로 레이저 스폿 최상 초점 위치는 레이저의 비중합 파장으로 최상 초점의 광중합 평면을 위치시키기 위해 사용된다.

진단 초점 조절 렌즈(42)는 이동가능한 스테이지(40)를 사용하여 이동되어 광 신호(12a)가 빌드 평면(30) 상에서 조명되고 있는 스폿을 이미징한다. 광 레이저 신호(36a)는 교정 동작 동안 빌드 평면(30)에 대해 알려진 Z축 위치에 기준점을 설정하기 위해 사용된다. 이 Z축 위치는 제어 소프트웨어(20)에 의해 사용되기 위해 메모리(18)에 저장될 수 있다. 광 신호(12a)가 작용하고 있는 빌드 평면(30) 상의 스폿을 이미징하기 위해 진단 초점 렌즈(42)를 사용함으로써, 레이저(36)는 콜리메이터(14)가 빌드 평면(30)에 충돌할 때 중합 광 신호(12a)의 최적 초점을 유지하기 위해 정확히 어디로 이동될 것인지(즉, 빌드 평면(30)에 대해 어떤 Z축 위치인지) 결정하는 데 도움을 주는 포커스 체크를 제공한다. 이를 위해, 시스템(10)의 교정 및 테스트 동안 룩업 테이블이 생성될 수 있고, 시스템(10)의 실시간 사용 동안 전자 제어 시스템(10) 및 소프트웨어 제어 모듈(20)에 의해 사용되기 위해 메모리(18)에 저장된다. 룩업 테이블은 중합 광 신호(12a)가 빌드 평면(30)의 모든 X/Y 지점들로 스캐닝될 때에 대한 콜리메이터(14) (및 선택적으로 진단 초점 조절 렌즈(42))에 대한 Z축 위치 값의 테이블일 수 있다.

시스템(10)의 독특한 특징은 갈바노미터 시스템(26)의 스캔 렌즈 측(즉, "하류") 상에 개구 조리개(27)의 배치이다. 이는 집속 렌즈(28)에 대한 일관된 동공 위치를 제시하며, 이는 집속 렌즈(28)를 설계하기 상당히 용이하게 하고 성능을 상당히 개선시킨다. 개구 조리개(27)가 갈바노미터 미러(26a, 26b)의 "상류"에 위치될 때, 집속 렌즈(28)(또는 f-세타 렌즈)로 제시된 동공은 갈바노미터 미러(26a, 26b)들이 X 및 Y 축을 따라 스캐닝됨에 따라 꼬여진다. 이는 집속 렌즈(28)를 설계하기를 훨씬 더 어렵게 하고 일반적으로 성능을 저하시키는 결과를 초래한다. 그러나 갈바노미터 시스템(26)의 하류 측에 개구 조리개(27)를 두는 것의 하나의 결과는, 콜리메이터(14)가 비네팅(vignetting) 없이 모든 필드 각도를 수용하기 위해 약간 더 큰 중합 광학 빔(12a) 직경을 공급할 수 있다는 것이다. 그러나, 콜리메이터(14) 설계는 집속 렌즈(28) 설계(또는 f-세타 렌즈 설계)보다 훨씬 더 용이하게 결정되는데, 이는 DMD가 통상적으로 단지 1cm x 1cm 정도 치수인 광 프로젝터(12) 필드(예컨대, DMD 필드)와 거의 동일하기 때문이다. 요컨대, 갈바노미터 미러들(26a, 26b)의 하류 측으로 개구 조리개(27)를 이동시키는 것은 전체 시스템(10) 설계의 콜리메이터(14) 및 집속 렌즈(28) 부분 사이에 설계 부담을 더 공평하게 나눈다. 이 구성의 추가적인 결과는, 실제로 동공(즉, 개구 조리개(27)의 개구)이 광으로 다소 과충원되고 있기 때문에, 광 프로젝터(12)로부터의 UV 중합 광 신호(12a) 광의 일부가 폐기된다는 것이다. 그러나, 이는 집속 렌즈(28)의 설계를 극적으로 개선하고 시스템(10)의 해상도를 전체를 개선할 수 있다는 전술한 상당한 이점을 고려할 때 최소의 단점이다.

갈바노미터 시스템(26)의 하류측에 개구 조리개(27)를 갖는 것과 관련하여, 갈바노미터 미러 세트들은 통상적으로 입구측 및 출구측으로 라벨링된다는 것이 인지될 것이다. 출구측(이는 도 1의 미러(26a)일 것) 상의 갈바노미터 미러는 제1 갈바노미터 미러에 의한 광학 빔의 선회(slewing)를 수용하기 위해 통상적으로 입구측(즉, 도 1의 갈바노미터 미러(26a)) 상의 그것보다 약간 클 것이다. 개구 조리개(27)가 갈바노미터 시스템(26)의 하류측에 배치됨으로써, "정상적인" 사용으로부터 "후방으로(backwards)" 갈바노미터 시스템(26)을 사용(즉, 콜리메이터(14) 다음 측 상에 더 큰 갈바노미터 미러(26a))하는 것이 유리하게 되었다. 갈바노미터 미러 세트(26a, 26b)가 "후방으로" 사용되지 않는다면, 시스템(10)에서의 훨씬 더 작은 개구가 사용되거나 또는 개구 조리개 조리개(27)가 갈바노미터 시스템(26)의 콜리메이터(14)측에 배치될 것이고, 이는 상술한 바와 같이 집속 렌즈(28)의 설계를 더 어렵게 만들었을 것이다.

시스템(10)과 같은 "모자이크(tessellated)" 시스템은 광 프로젝터(12)에 의해 생성된 많은 고해상도 이미지 투사로 빌드 평면(30) 위를 스캐닝하는 것을 포함한다는 것을 알 것이다. 이 많은 이미지 투사는 모자이크 패턴으로 스캐닝되거나 "모자이크(tesellated)"되어 많은 개별 이미지의 집합체인 훨씬 더 큰 이미지를 형성한다. 임의의 위치에 대한 최상의 이미지는 X 및 Y 공간 위치 측면 모두에서 빌드 공간에 매핑될 수 있으며, 여기서 이미지는 mm(밀리미터)로 투사되기를 원하며, 빌드 평면(30) 상의 각각의 X/Y 위치에 대해 주목된 콜리메이터(14) 및/또는 집속 렌즈(28)에 대한 초점 위치의 정확한 Z축 공간 위치가 표시된다. 따라서 교정 프로세스 동안, 이것은 (수동으로 또는 별도의 전동식 스테이지를 통해) 이동되는 카메라(38)와 매핑되어 카메라가 통상적으로 빌드 영역의 중앙에 정확한/소망되는 Z축 위치로 포커싱되도록 할 수 있다. 콜리메이터(14)가 능동적으로 조정됨에 따라, Z축을 따른 콜리메이터 위치 및 X 및 Y 갈바노미터 미러 쌍들(즉, 요소(26a, 26b))의 위치가 기록된다. 이미지 품질은 MTF(변조 전달 함수)에 대한 라인 쌍 측정을 포함한 다양한 패턴의 투사를 통해 평가된다. 카메라(38)는 이제 빌드 평면(30)의 전체 영역에 걸쳐 자동 수단에 의해 또는 수동으로 변환된다. 이러한 방식으로 콜리메이터(14) 및/또는 집속 렌즈(28)의 Z축 포커스 위치(mm)와 함께 X, Y, 갈바노미터 미러(26a, 26b)에 대한 정확한 전압이 빌드 평면(30) 내의 원하는 X/Y 위치에 대해 기록된다. 이는 시스템(10)이 동작하는 동안 사용하기 위해 예를 들어 위에서 언급된 룩업 테이블의 형태로 수정 파일의 생성을 허용한다. 따라서 시스템의 왜곡(distortions) 및/또는 특이성(idiosyncrasies)이 매핑되고 교정된다. 이러한 방식으로 보정 파일은 시스템(10)의 최상의 성능을 달성하기 위해 측정되고, 기록된 다음 활용된다(즉, 빌드 평면(30) 상의 각 X/Y 위치에서 중합 광 신호(12a)의 최상의 초점, 그리고 사전 보정이 인쇄될 3D 객체의 모델에 적용될 수 있다).

전술한 기술은 또한 시스템(10)의 진단 레그 섹션(diagnostic leg section)((52)을 설정하고 자격을 부여하는 데 사용될 수 있다. 카메라(38)는, 스테이지 상에 카메라 타겟으로, 또는 전체 빌드 평면(30) 영역을 커버하는 정적 타겟에 포커싱함으로써, 필드에 걸쳐 포커싱된다. 이러한 방식으로, 진단 광 신호(D1)가 빌드 평면 상의 주어진 X/Y 위치들에 있는 것으로 결정될 때, 진단 포커스 제어 미러(42)에 대한 특정 X/Y 위치들이 기록될 수 있다.

기재된 실시예들에서 대면적 프로젝션 마이크로-스테레오 리소그래피(LAPuSL) 시스템을 형성하는 시스템(10)은, 2개의 상이한 서브시스템들을 통합하는 것으로 추가로 고려될 수 있다: 중합 광 신호(12a) 광을 중합이 발생하는 빌드 평면(30) 상에 투사/이미지화하기 위한 투사 섹션 또는 투사 레그, 및 중합 광학계와 동일한 빔 경로를 따라 빌드 평면(30)을 부분적으로 이미지화하는 "진단 레그" 또는 진단 섹션(진단 서브시스템(32). 이것은 "공-선형 진단(co-linear diagnostics)"으로 보일 수 있다. 진단들이 공-선형이기 때문에, 즉, 그들이 보고, 진단하고 이미지화하는 투사 광학계들과 동일한 빔 경로 상에서 발생하고 이동하며, 투사 빌드 평면(30)으로, 그들은 투사 중합 광 신호(12a)와 함께 효과적으로 "편승(ride)"한다고 말할 수 있다. 이것은 중합 광 신호(12a)의 빌드 평면 상으로의 투사와 동시에 빌드 평면(30)의 모니터링을 가능하게 한다.

도 1의 진단 레그(52)는 전형적으로 도 1에 도시된 빔스플리터(24)와 같은 일부 광학기를 통해, 또는 선택적으로 다이크로익 미러(dichroic mirror) 또는 다른 적합한 요소에 의해 투사 레그(projection leg)(P1)에 연결된다. 그러나, 시스템(10)은 스캐닝 메커니즘의 상류에 위치되는 그러한 커플링 광학기의 사용으로 제한되지 않는다. 유사하게, 시스템(10)은 갈바노미터 스캐닝 미러 쌍의 사용으로 반드시 제한되는 것은 아니며, 스캐닝 다각형 미러 시스템, 리즐리 프리즘 쌍, 음향 광학 또는 전기 광학 변조 시스템과 같은 다른 광학 스캐닝 서브시스템이 또한 사용될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 기술된 시스템(10)의 이점은 진단 레그(52)와 투사 레그(P1)가 공-선형이고 갈바노미터 시스템(26) 스캐너로부터 동일한 각도 편향을 경험하고, 빌드 평면(30) 상의 동일한 X/Y 위치로 이동하면서 집속 광학기를 통과한다는 것이다. 이러한 특징은 산란, 반사, 형광, 또는 임의의 다른 메커니즘으로부터 생성된 빌드 평면(30)으로부터의 광이 진단 서브시스템(32)의 카메라(38)에 의해 이제 보이는 것을 가능하게 한다.

진단 레그(52)는 정상적인 인쇄 실행을 위한 시스템(10)의 설정을 보조하고, 인쇄 실행이 발생하는 동안 실시간으로 빌드 평면(30)을 보고 모니터링하며, 인쇄 실행이 완료된 후에 인쇄 또는 시스템(10) 성능의 양태를 보거나 진단하기 위해 능동적 및 수동적으로 활용될 수 있다. 시스템(10)의 진단 특징들의 "능동적" 및 "수동적" 동작으로의 분리는 특정 예들로 더 이해되고 감상될 수 있다. 능동적 진단의 일 예는, 상이한 포커스 위치들을 보거나 상이한 파장들을 보상하기 위해 진단의 포커스를 능동적으로 제어하는 것이다. 다른 예는 제2 파장 광 플러드 신호를 투사하여 비-중합 광으로 빌드 평면(30)을 플러드 조명하는 것이다. 빌드 평면(30)으로부터 반사되는 이 광은 카메라(38)에 의해 보여질 수 있지만, 단지 카메라 시스템에 의해 보여지는 것으로 제한되지 않는다. 다만, 카메라 또는 다른 적절한 이미징 장치가 사용되면, 그 다음에 이 제2 파장 대역에서 빌드 평면(30)으로 고정밀도로 분해될 수 있다. 또 다른 예는 빌드 평면(30) 내의 부품들의 형광을 유도하기 위해 제2 파장 광 신호를 투사하는 것이다. 그 다음에 빌드 평면(30)으로부터의 형광은, 예를 들어 제한 없이, 그 다음에 빌드 평면(30)으로부터의 형광을 고정밀도로 분해할 수 있는 카메라 시스템에 의해 보여질 수 있다. 또 다른 예는 (즉, 중합 광 신호(12a)에 의해) 중합 광에 의해 유도된 형광(fluorescence)을 보는 것이다. 또 다른 예는, 광의 빔을 작은 스폿에 투사하고, 이는 정확한 빌드 평면 위치를 위치시키는 기준으로서 작용하도록 빌드 평면에 포커싱되도록 조정되는 레이저를 사용하는 것이다. 이는 시스템(10)의 초기 설정/교정을 위해 그리고 빌드 프로세스 동안 모두 수행될 수 있다. 또 다른 예는 초기 설정에서 및 부품을 만드는 빌드 프로세스 동안 공-선형 카메라(38)로 투사 레그(52)로부터의 중합 광을 보는 것이다.

수동 진단 애플리케이션들의 예들은 또한 다수이다. 하나는, 카메라(38)는 높은 충실도로 빌드 영역(30)을 이미지화하도록 설정될 수 있다. 이어서, 이것은 빌드 기판의 초기 위치를 빌드 평면(30)으로 설정하고, 진행 중인 빌드를 보거나, 또는 전술한 플러드 조명광으로 빌드 영역 내의 부품을 보는 데 사용될 수 있다. 수동 진단의 다른 예는 형광에 대한 포커스, 뷰잉 및 모니터링을 위해 레이저 스폿을 보는 것이다. 이러한 예들에서 카메라(38)는 통합적이고 시스템(10)의 진단 및 전체 설정에 중요하다. 수동 진단의 또 다른 예는 하나보다 많은 카메라가 사용될 수 있으며, 예를 들어 상이한 파장의 광 신호를 이미지화하는 데 사용될 수 있다는 것이다. 여전히, 다양한 종류의 필터들이 능동적으로 또는 영구적으로 채용되어 빌드 평면(30)에서 생성된 이미지의 상이한 측면들을 보는 것을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 플러드 조명은 중합광과 동시에 온(on) 될 수 있지만, 플러드 조명광은 고강도 중합광에 의해 압도되어 카메라 이미지에서 구별될 수 없을 수 있다. 이를 수용하기 위해 필터가 카메라 내에 능동적으로 위치되어 중합광을 차단할 수 있으며, 이에 따라 빌드 평면(30) 상의 플러드 조명광만이 카메라에 의해 보여질 수 있도록 할 수 있다.

현재 시스템(10)은 따라서 빌드 평면(30) 상의 모든 X/Y 위치에 대한 최적 포커스 위치(즉, 최적 광학 구성)를 결정하고 저장할 수 있다. 최적 포커스 위치는 사전에 측정될 수 있으며 예를 들어 룩업 테이블, 스프레드시트 또는 다른 형태의 데이터 파일에 저장될 수 있다. 시스템(10)은, 전술한 바와 같이, 실시간 진단을 사용하여 빌드 프로세스를 모니터링하고 필요할 때 포커스 위치를 그때마다 조정할 수 있다. 그러나, 이러한 실시간 포커스 위치 조정 능력은 시스템(10)의 모든 애플리케이션에 반드시 필요한 것은 아닐 것이지만, 시스템(10)은 그럼에도 불구하고 이를 제공하며, 이러한 실시간 조정 능력은 일부 애플리케이션에서 여전히 유리하고/또는 필요할 것으로 예상된다.

빌드 평면(30) 상의 임의의 X/Y 위치에 대한 최적 포커스 위치를 결정 및 선택하는 것은 일반적으로 빌드 평면 상의 각각의 특정 X/Y 위치에서 가장 높은 콘트라스트 이미지 위치를 결정 및 선택하는 것으로 생각될 수 있다는 것도 이해될 것이다. 이것은 중요하며, 시스템(10)의 주요 특징이다. 일반적으로 투사된 이미지는 예를 들어 전체 이미지가 한 번에 투사되는 영화관의 대형 스크린에 투사된 이미지와 같이 그 전체 영역에 걸쳐 양호해야(즉, 날카로운 포커스를 가질) 필요가 있다는 것을 알 것이다. 이것은 광학적 이미지 품질과의 저하를 수반하므로 이미지의 모든 영역은 "충분히 양호"한 정확성(sharpness)/초점(focus)으로 투사될 것이다. 위의 영화관 예를 위해, 고객(patron)은 스크린에 투사되는 이미지의 상이한 X/Y 위치에서의 초점/정확성의 차이 또는 결함을 해결할 수 없기 때문에, 이것은 충분하다. 그러나, 매우 넓은 영역에 걸쳐 가장 높은(즉, 회절 제한에 가까운) 해상도를 원하는 경우, 이것은 달성하기 매우 어렵고 비용이 많이 든다.

전술한 바와 같은 시스템(10) 및 그 광학계는, 포커스 위치에 대한 염려 없이 최상의 이미지가 빌드 평면(30)의 전체 X/Y 영역에 걸쳐 생성됨을 보장한다. 보통, 초점(focus)은 전형적으로 광학 시스템에서 우선 순위가 매겨진 첫 번째 특징 또는 품질이다. 그러나, 만약 무시하고 대신 포커스에 관계없이 최상의 이미지를 만들면 타협할 필요가 없으며 훨씬 더 우수한 이미지가 넓은 영역에 걸쳐 생성될 수 있다. 시스템(10)은 큰 투사 층을 많은 구별되고 더 작은 영역 투사들로 효과적으로 "분절(breaking up)"함으로써 이를 달성한다. 대조적으로, 극장 예를 들어, 스크린에 투사되는 이미지의 상이한 부분을 다르게 조정하는 것은 가능하지 않으며, 오히려 이미지의 모든 영역이 한 번에 단일 동작으로 조정될 필요가 있다. 시스템(10)은 이 제한을 제거하여 이미지가 투사되는 전체 영역에 걸쳐 상이한 X/Y 위치에 대해 초점이 조정될 수 있게 한다. 상이한 X/Y 위치에서의 이러한 더 작은 투사들 각각은 빌드 평면(30) 상의 각각의 X/Y 위치에서 필요에 따라 포커스를 조정함으로써 전체 이미지의 품질을 최적화하는 기회가 된다.

결과적으로, 시스템(10) 및 그 광학계는, 시스템(10)이 제공하는 동적 조정 능력을 갖는 통상적인 선행 기술 시스템들로 달성될 수 있는 것보다 넓은 투사 영역 전체(예컨대, 전체 빌드 평면)에 걸쳐 극적으로 향상된 이미지 해상도를 제공한다. 선행 기술 시스템들은 이러한 능력을 제공하지 않는데, 선행 기술 시스템들은 빌드 평면 상의 상이한 별개의 X/Y 위치들에 대해 "서브 이미지들"을 투사하고 그 후 모자이크와 같이 이들을 함께 훨씬 더 큰 패턴으로 연결할 수 없기 때문이다. 시스템(10)은 따라서 전체 이미지의 모든 X/Y 위치들에서 포커싱이 최적화되는 넓은 영역에 걸쳐 고해상도를 제공할 수 있다.

도 2를 참조하면, 시스템(10)을 사용하여 수행될 수 있는 주요 동작을 보여주는 흐름도(100)가 예시되어 있다. 동작 102에서, 동작을 위해 빌드 평면(30) 상의 특정 X/Y 위치가 선택(통상적으로 전자 제어 시스템(16)에 의해 행해지는 선택)된다. 동작 104에서, 콜리메이터(14)에 대한 Z 축 초점 보정 위치 신호들은 현재 X/Y 위치에서 최상의 초점을 달성하기 위해 콜리메이터 및/또는 집속 렌즈를 Z 축을 따라 위치시키기 위해 포지셔닝 서브시스템(22)에 의해 결정되고 적용된다. 동시에(또는 실질적으로 동시에, 또는 후속적으로, 또는 동작 104 이전에도) 진단 초점 조절 렌즈(42)를 위치시키기 위해 사용되는 위치 신호들은 동작 106에서 결정되고 적용되어, 빌드 평면(30) 상의 선택된 X/Y 위치에서 발생할 중합 동작을 본다. 동작 108에서, 카메라(38)를 사용하여 빌드 평면(30) 상의 X/Y 위치에서 발생하는 동작을 보는 동안, 빌드 평면(30)은 중합 광 신호(12a) 및 진단 광 신호(D1) 둘 모두와 동시에 또는 실질적으로 동시에 조명된다. 이 예에서, 카메라(38)를 사용한 이러한 보기/모니터링 동작은 실시간으로 발생하지만, 실시간으로 수행될 필요는 없다. 동작 110에서, 중합 동작이 완료되었는지를 판정하기 위한 검사가 이루어진다. 이 검사에 대한 응답이 "아니오"이면, 동작 108은 계속된다. 동작 110에서 검사가 "예" 응답을 생성하면, 전체 빌드 평면(30)에 대한 스캐닝이 완료되었는지를 판정하기 위한 검사가 이루어진다. 이 검사가 "아니오" 응답을 생성하면, 동작 114에서 나타낸 바와 같이, 동작을 위해 빌드 평면 상의 다음 X/Y 위치가 선택되고, 동작 104-112가 반복된다. 동작 112에서 검사가 빌드 평면(30)의 스캐닝이 완료되었음을 나타내는 경우, 동작은 시스템(10)을 사용하여 제조되고 있는 부품의 그 특정 계층에 대해 마무리된다.

전술한 실시예들의 기재는 예시 및 기재의 목적을 위해 제공되어 왔다. 이는 본 발명을 완전하게 또는 제한하기 위한 것이 아니다. 특정 실시예의 개별 요소 또는 특징은 일반적으로 그 특정 실시예에 제한되지 않지만, 적용가능한 경우, 교환가능하고, 특정하게 나타내거나 기재되지 않더라도 선택된 실시예에서 사용될 수 있다. 동일한 것이 또한 많은 방식으로 가변될 수 있다. 그러한 변동은 본 발명으로부터 벗어나는 것으로 간주되지 않으며, 그러한 모든 수정은 본 발명의 범위 내에 포함되도록 의도된다.

예시적인 실시예들은 본 발명이 철저할 것이고, 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 범위를 완전히 전달할 것이다. 본 발명의 실시예들의 철저한 이해를 제공하기 위해 특정 요소들, 장치들, 및 방법들의 예들과 같은 수많은 구체적인 세부사항들이 기술된다. 구체적인 세부사항들이 채용될 필요가 없고, 예시적인 실시예들이 많은 상이한 형태들로 구체화될 수 있으며, 어느 것도 본 발명의 범위를 제한하도록 해석되어서는 안 된다는 것이 당해 기술분야의 기술자에게 명백할 것이다. 일부 예시적인 실시예들에서, 잘 알려진 프로세스들, 잘 알려진 장치 구조들, 및 잘 알려진 기술들은 상세하게 기술되지 않는다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정 예시적인 실시예를 기술하기 위한 목적이며, 제한하려는 의도가 아니다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 단수의 형태 및 "그"는 문맥상 명백하게 다르게 나타내지 않는 한, 복수의 형태를 또한 포함하도록 의도될 수 있다. 용어 "포함하다(comprises)" "포함하는 것(comprising)" "포함하는(including)" 및 "구비하는(having)"은 포괄적이고 따라서 기재된 특징, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 구성요소의 존재를 특정하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 구성요소 및/또는 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에 기술되는 방법 단계, 프로세스 및 동작은 수행 순서로서 특별히 식별되지 않는 한, 논의되거나 예시된 특정 순서에서 반드시 그 수행을 요구하는 것으로 해석되지 않는다. 추가적인 또는 대안적인 단계가 채용될 수 있음을 또한 이해되어야 한다.

요소 또는 계층이 다른 요소 또는 계층에 "위에(on)" 있거나, "~에 체결되는(engaged to)", "~에 연결되는(connected to)", "~에 결합되는(coupled to)" 것으로 지칭될 때, 이것은 다른 요소 또는 계층에 직접 위에 있거나, 체결되거나, 연결되거나, 결합되거나 또는 사이에 개재되는 요소들 또는 계층들에 위에 있거나, 체결되거나, 연결되거나, 결합될 수도 있다. 반대로, 요소가 다른 요소 또는 계층에 "직접 위에" 있거나, "직접적으로 체결", "직접적으로 연결" 또는 "직접적으로 결합"되어 있는 것으로 언급될 때, 개재 요소 또는 계층이 존재하지 않을 수 있다. 요소들 간의 관계를 기술하기 위해 사용되는 다른 단어들은 유사한 방식(예컨대, "사이" 대 "직접적으로 사이", "인접한" 대 "직접적으로 인접한" 등)으로 해석되어야 한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "및/또는"은 연관된 나열된 항목 중 하나 이상의 임의의 및 모든 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 요소, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션을 기술하기 위해 본 명세서에서 사용될 수 있지만, 이들 요소, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션은 이들 용어에 의해 제한되어서는 안 된다. 이들 용어는 하나의 요소, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해 사용될 수 있을 뿐이다. 본 명세서에서 사용될 때 "제1," "제2," 및 다른 수치 용어들은 문맥에 의해 명확하게 표시되지 않는 한 시퀀스 또는 순서를 의미하지 않는다. 따라서, 이하에서 논의되는 제1 요소, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 예시적인 실시예의 가르침을 벗어나지 않으면서 제2 요소, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 명명될 수 있다.

공간적으로 상대적인 용어, 예컨대 "내부", "외부", "아래", "아래", "아래", "위", "상부" 등은 도면들에 예시된 바와 같이 다른 요소(들)에 대한 하나의 요소 또는 특징의 관계를 기술하기 위해 설명의 용이성을 위해 본 명세서에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면들에 예시된 배향에 추가하여 사용 중 또는 동작 중인 장치의 상이한 배향을 포괄하도록 의도될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 장치가 뒤집어지면, 다른 요소 또는 특징의 "아래" 또는 "아래"로 기술된 요소들은 그 다음에 다른 요소 또는 특징의 "위"로 배향될 것이다. 따라서, 예시적인 용어 "아래"는 위 및 아래의 배향 모두를 포괄할 수 있다. 장치는 달리 배향될 수 있고(90도 또는 다른 배향으로 회전됨), 본 명세서에서 사용되는 공간적으로 상대적인 기술자는 그에 따라 해석된다.

본 발명의 다양한 실시예

실시예 1: 시스템은: 빌드 평면에서 광중합성 수지 또는 물질의 중합을 개시하기 위해 중합 광 신호를 생성하도록 구성된 광 프로젝터; 중합 광 신호를 시준(collimating)하고 포커싱하기 위한 광학 서브시스템으로서, 상기 빌드 평면에서의 중합 광 신호의 초점을 최적화하기 위해 상기 빌드 평면에 대해 이동가능한, 광학 서브시스템; 광학 서브시스템으로부터 수신된 중합 광 신호를 빌드 평면 상의 선택된 X축 및 Y축 위치로 지향하도록 구성된, 광 스캐닝 서브시스템; 및 상기 빌드 평면에 대해 선택된 위치에서 광학 서브시스템을 위치시키기 위한 포지셔닝 서브시스템으로서, 상기 선택된 위치가 상기 빌드 평면 상의 특정의, 선택된 X/Y 위치에서 상기 중합 광 신호의 포커싱을 최적화하도록 선택되는, 포지셔닝 서브시스템을 포함한다.

실시예 2: 실시예 1의 시스템에 있어서, 광학 서브시스템은 콜리메이터를 포함하는, 시스템.

실시예 3: 실시예 1의 시스템에 있어서, 광학 서브시스템은 집속 렌즈를 포함하는, 시스템.

실시예 4: 실시예 1의 시스템에 있어서, 상기 광학 서브시스템은 콜리메이터 및 집속 렌즈를 포함하는, 시스템.

실시예 5: 실시예 1의 시스템에 있어서, 광학 서브시스템은 집속 렌즈를 포함하고, 집속 렌즈는 중합 광 신호를 빌드 평면 상의 특정의, 선택된 X축 및 Y축 위치에 포커싱하기 위해 중합 광 신호의 이동 방향에 상대적으로 광 스캐닝 서브시스템의 하류 및 빌드 평면의 상류에 배치되는, 시스템.

실시예 6: 실시예 1 내지 5 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 빌드 평면 상의 선택된 X축 및 Y축 위치에서 발생하는 중합 작용을 광학적으로 모니터링하도록 구성된 진단 서브시스템을 더 포함하는, 시스템.

실시예 7: 실시예 1 내지 5 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 중합 광 신호의 통과를 가능하게 하기 위한 상기 중합 광 신호의 경로에 배치된 광학 요소; 및 상기 광학 요소로부터 반사된 상기 중합 광 신호의 일부를 수신함으로써 상기 빌드 평면 상의 상기 선택된 X축 및 Y축 위치에서 발생하는 상기 중합 작용을 광학적으로 모니터링하도록 구성된 진단 서브시스템을 더 포함하고, 상기 광학 요소는 상기 빌드 평면으로부터 반사된 상기 중합 광 신호의 반사된 일부는 상기 진단 서브시스템을 통해 재지향될 수 있도록 하는, 시스템.

실시예 8: 실시예 6 또는 7의 시스템에 있어서, 상기 진단 서브시스템은, 부품을 형성하는 동안 빌드 평면에서 발생하는 중합을 보기 위해 빌드 평면으로부터 돌아오는 광 신호를 이미지화하기 위한 하나 이상의 카메라를 포함하는, 시스템.

실시예 9: 실시예 6 내지 8 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 진단 서브시스템이, 플러드 조명 광으로 빌딩 평면을 플러딩(flood)하기 위해, 광학 요소들을 통해 채널링되고 광 스캐닝 서브시스템에 의해 빌딩 평면으로 스캐닝되는 광 플러드 조명 신호를 생성하기 위한 플러드 조명 광원을 더 포함하고, 플러드 조명 광은 빌딩 평면에서 광중합성 수지의 중합을 개시할 수 없는, 시스템.

실시예 10: 실시예 6 내지 9 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 상기 진단 서브시스템은, 빌드 평면에 대한 기준 위치를 결정하는 것을 보조하기 위해 빌드 평면 상에 지향된 레이저 광 신호를 제공하도록 구성된 레이저를 더 포함하는, 시스템.

실시예 11: 실시예 10의 시스템에 있어서, 광 플러드 조명 신호 및 레이저 광 신호는 결합되어 진단 광 신호를 형성하고; 진단 서브시스템은 진단 서브시스템으로부터 진단 광 신호를 수신하고, 진단 광 신호를 진단 초점 조절 렌즈로 지향시키는 진단 초점 조절 렌즈를 더 포함하고, 진단 초점 조절 렌즈는 광학 요소에 진단 광 신호를 지향시키도록 더 구성되며, 상기 광학 요소는 진단 광 신호를 광 스캐닝 서브시스템으로 재지향시키고, 광 스캐닝 서브시스템은 다시 중합 광 신호가 지향되는 동일한 X축 및 Y축 위치에서 빌드 평면상으로 진단 광 신호를 스캐닝하는, 시스템.

실시예 12: 실시예 11의 시스템에 있어서, 진단 광 신호가 광학 요소에 의해 중합 광 신호에 의해 이동되는 광 경로 내로 지향되도록 진단 초점 조절 렌즈를 제어 가능하게 위치시키기 위한 이동가능한 스테이지 또는 전동식 광학 어셈블리 중 적어도 하나를 더 포함하는, 시스템.

실시예 13: 실시예 1 내지 12 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 광 스캐닝 서브시스템은 갈바노미터 서브시스템을 포함하는, 시스템.

실시예 14: 실시예 13의 시스템에 있어서, 갈바노미터 서브시스템은 X축 및 Y축을 따라 중합 광 신호를 빌드 평면 상의 선택된 특정 X축 및 Y축 위치로 스캐닝하도록 배열된 제1 및 제2 스캐닝 미러를 포함하는, 시스템.

실시예 15: 실시예 10의 시스템에 있어서, 광 플러드 조명 신호는 광중합성 수지 또는 물질의 중합을 야기할 수 있는 파장 대역을 벗어난 파장을 갖는 제1 광 신호를 포함하고, 레이저 광 신호는 광중합성 수지 또는 물질의 중합을 야기할 수 있는 파장 대역을 벗어난 파장을 갖는 제2 광 신호를 포함하는 시스템.

실시예 16: 실시예 1 내지 15 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 광 프로젝터는 공간 광 변조기 또는 디지털 마이크로미러 장치 중 적어도 하나를 포함하는, 시스템.

실시예 17: 실시예 4의 시스템에 있어서, 광 스캐닝 서브시스템과 집속 렌즈 사이에 배치된 개구 조리개 요소를 더 포함하여, 빌드 평면 상으로 투사되는 중합 광 신호의 직경을 정의하는 시스템.

실시예 18: 스캐닝 프로젝션 스테레오리소그래피를 수행하기 위한 시스템으로서, 빌드 평면에서의 포토레지스트 물질의 중합을 개시하기 위해 중합 광 신호를 생성하도록 구성된 광 프로젝터; 중합 광 신호를 시준하기 위한 콜리메이터 및 중합 광 신호를 포커싱하기 위한 집속 렌즈 시스템 - 상기 콜리메이터 또는 집속 렌즈 시스템 중 적어도 하나는 빌드 평면에서의 중합 광 신호의 포커싱을 최적화하기 위해 빌드 평면에 대하여 축을 따라 이동함으로써 조정 가능함 - ; 콜리메이터 및 집속 렌즈 시스템으로부터 수신된 중합 광 신호를 빌드 평면에서의 선택된 X축 및 Y축 위치로 지향하도록 구성된 광 스캐닝 서브시스템; 빌드 평면의 선택된 X축 위치 및 Y축 위치에 중합 광 신호를 포커싱하기 위해, 광 프로젝터로부터의 중합 광 신호의 이동 방향에 대하여, 빌드 평면의 상류 및 광 스캐닝 서브시스템의 하류에 배치된 집속 렌즈; 콜리메이터 또는 집속 렌즈중 적어도 하나를 Z축을 따라 선택된 위치에 위치시키기 위한 포지셔닝 서브시스템 - 선택된 위치는 빌드 평면에서의 선택된 특정 X축 위치 및 Y축 위치에서 중합 광 신호의 포커싱을 최적화하도록 선택됨 - ; 및 부품을 형성하는 동안 빌드 평면에서 발생하는 중합을 보기 위해 빌드 평면으로부터 반사된 중합 광 신호의 일부를 이미지화시키는 카메라를 포함하는 진단 서브시스템을 포함하는, 시스템.

실시예 19: 실시예 18의 시스템에 있어서, 집속 렌즈는 시스템의 최적 초점/성능의 위치를 찾기위해 변환되고, 상기 최적 초점/성능은 상기 빌드 평면 상의 각각의 특정 X축 및 Y축 위치에서의 최대 콘트라스트 이미지 위치로 표현되는 시스템.

실시예 20: 실시예 18 또는 19의 시스템에 있어서, 중합 광 신호가 제1 방향으로 제1 광 경로를 따라 빌드 평면을 향해 이동함에 따라 중합 광 신호를 통과시키고, 중합 광 신호의 일부를 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 진단 서브시스템의 카메라를 향해 반사시키기 위한 신호 분할 요소를 더 포함하는, 시스템.

실시예 21: 실시예 18 내지 20 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 진단 서브시스템은, 레이저 광 신호를 생성하기 위한 레이저; 레이저 광 신호가 광 스캐닝 서브시스템에 의해 빌드 평면을 향해 및 빌드 평면 상으로 조향될 수 있도록, 신호 분할 요소 상으로 레이저 광 신호를 조향하기 위한 진단 초점 조절 렌즈; 및 신호 분할 요소로 레이저 광 신호를 조준하는데 보조하기 위해 진단 초점 조절 렌즈를 이동시키기 위한 이동가능한 스테이지를 포함하는, 시스템.

실시예 22: 실시예 18 내지 21 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 진단 서브시스템은, 플러드 조명 광 신호를 생성하기 위한 플러드 조명 광원 -플러드 조명 신호는 신호 분할 요소를 향해 진단 집속 렌즈에 의해 조향되고, 신호 분할 요소는, 후속하여 빌드 평면 상으로 스캔될 광 스캐닝 서브시스템을 향해 플러드 조명 광 신호를 반사함 - 을 더 포함하는, 시스템.

실시예 23: 스캐닝 프로젝션 스테레오리소그래피를 수행하기 위한 방법으로서, 중합 광 신호를 빌드 평면을 향해 투사하는 단계 - 중합 광 신호는 빌드 평면에 위치된 광중합성 수지 또는 물질의 중합을 개시할 수 있음 -; 빌드 평면 상에서 선택된 X 및 Y 축 위치로 중합 광신호를 스캐닝하는 단계; 광 스캐닝 서브시스템에 도달하는 중합 광 신호 이전에 중합 광신호를 시준하고 포커싱하는 단계; 중합 광 신호가 광 스캐닝 서브시스템에 도달하기 전에 광학 서브시스템의 위치를 조정하는 단계; 및 중합 광신호가 빌드 평면 상에서 특정 X 축 및 Y 축 위치에 도달할 때 중합 광 신호의 초점을 최적화하는 단계를 포함하는, 방법.

실시예 24: 실시예 23의 방법에 있어서, 시준하거나 포커싱하는 것은 콜리메이터 또는 집속 렌즈 중 적어도 하나를 이용하는 것을 포함하는, 방법.

실시예 25: 실시예 23 또는 24 중 어느 한 방법에 있어서, 빌드 평면에서 중합 광 신호의 모니터링 동작을 더 포함하는, 방법.

실시예 26: 실시예 25의 방법에 있어서, 빌드 평면에서의 중합 광 신호의 동작의 모니터링은 진단 서브시스템을 이용하여 빌드 평면에서의 중합 광 신호의 동작을 실시간으로 모니터링하는 것을 포함하는, 방법.

Claims

스캐닝 프로젝션 스테레오리소그래피를 수행하기 위한 시스템으로서,
빌드 평면에서 광중합성 수지 또는 물질의 중합을 개시하기 위해 중합 광 신호를 생성하도록 구성된 광 프로젝터;
중합 광 신호를 시준(collimating)하고 포커싱하기 위한 광학 서브시스템으로서, 상기 빌드 평면에서의 중합 광 신호의 초점을 최적화하기 위해 상기 빌드 평면에 대해 이동가능한, 광학 서브시스템;
상기 광학 서브시스템으로부터 수신된 중합 광 신호를 빌드 평면 상의 선택된 X축 및 Y축 위치로 지향하도록 구성된, 광 스캐닝 서브시스템; 및
상기 빌드 평면에 대해 선택된 위치에서 광학 서브시스템을 위치시키기 위한 포지셔닝 서브시스템으로서, 상기 선택된 위치가 상기 빌드 평면 상의 선택된 특정 X/Y 위치에서 상기 중합 광 신호의 포커싱을 최적화하도록 선택되는, 포지셔닝 서브시스템을 포함하는, 시스템.
제1항에 있어서,
상기 광학 서브시스템은 콜리메이터를 포함하는, 시스템.
제1항에 있어서,
상기 광학 서브시스템은 집속 렌즈를 포함하는, 시스템.
제1항에 있어서,
상기 광학 서브시스템은 콜리메이터 및 집속 렌즈를 포함하는, 시스템.
제1항에 있어서,
상기 광학 서브시스템은 집속 렌즈를 포함하고, 상기 집속 렌즈는 상기 중합 광 신호를 빌드 평면 상의 선택된 특정 X축 및 Y축 위치에 포커싱하기 위해 상기 중합 광 신호의 이동 방향에 상대적으로, 상기 광 스캐닝 서브시스템의 하류 및 상기 빌드 평면의 상류에 배치되는, 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 빌드 평면 상의 선택된 X축 및 Y축 위치에서 발생하는 중합 작용을 광학적으로 모니터링하도록 구성된 진단 서브시스템을 더 포함하는, 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중합 광 신호의 통과를 가능하게 하기 위한 상기 중합 광 신호의 경로에 배치된 광학 요소; 및
상기 광학 요소로부터 반사된 상기 중합 광 신호의 일부를 수신함으로써 상기 빌드 평면 상의 상기 선택된 X축 및 Y축 위치에서 발생하는 상기 중합 작용을 광학적으로 모니터링하도록 구성된 진단 서브시스템을 더 포함하고,
상기 광학 요소는 상기 빌드 평면으로부터 반사된 상기 중합 광 신호의 반사된 일부가 상기 진단 서브시스템을 통해 재지향될 수 있도록 하는 시스템.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 진단 서브시스템은, 부품을 형성하는 동안 상기 빌드 평면에서 발생하는 중합을 보기 위해 상기 빌드 평면으로부터 돌아오는 광 신호를 이미지화하기 위한 하나 이상의 카메라를 포함하는, 시스템.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진단 서브시스템은, 플러드 조명 광으로 상기 빌딩 평면을 플러딩(flood)하기 위해, 상기 광학 요소들을 통해 채널링되고 상기 광 스캐닝 서브시스템에 의해 상기 빌딩 평면으로 스캐닝되는, 광 플러드 조명 신호를 생성하기 위한 플러드 조명 광원을 더 포함하고, 상기 플러드 조명 광은 상기 빌딩 평면에서 상기 광중합성 수지의 중합을 개시할 수 없는 것인, 시스템.
제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진단 서브시스템은, 상기 빌드 평면에 대한 기준 위치를 결정하는 것을 보조하기 위해 상기 빌드 평면 상으로 지향된 레이저 광 신호를 제공하도록 구성된 레이저를 더 포함하는, 시스템.
제10항에 있어서,
상기 광 플러드 조명 신호 및 레이저 광 신호는 결합되어 진단 광 신호를 형성하고;
상기 진단 서브시스템은, 상기 진단 서브시스템으로부터 진단 광 신호를 수신하고 상기 진단 광 신호를 진단 초점 조절 렌즈로 지향시키는, 진단 초점 조절 렌즈를 더 포함하고, 상기 진단 초점 조절 렌즈는 상기 광학 요소에 상기 진단 광 신호를 지향시키도록 더 구성되며, 상기 광학 요소는 상기 진단 광 신호를 상기 광 스캐닝 서브시스템으로 재지향시키고, 상기 광 스캐닝 서브시스템은 다시 상기 중합 광 신호가 지향되고 있는 동일한 X축 및 Y축 위치에서 상기 빌드 평면상으로 상기 진단 광 신호를 스캐닝하는, 시스템.
제11항에 있어서,
상기 진단 광 신호가 상기 광학 요소에 의해 중합 광 신호에 의해 이동되는 광 경로 내로 지향되도록 진단 초점 조절 렌즈를 제어 가능하게 위치시키기 위한 이동가능한 스테이지 또는 전동식 광학 어셈블리 중 적어도 하나를 더 포함하는, 시스템.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광 스캐닝 서브시스템은 갈바노미터 서브시스템을 포함하는, 시스템.
제13항에 있어서,
상기 갈바노미터 서브시스템은 X축 및 Y축을 따라 중합 광 신호를 빌드 평면 상의 선택된 특정 X축 및 Y축 위치로 스캐닝하도록 배열된 제1 및 제2 스캐닝 미러를 포함하는, 시스템.
제10항에 있어서,
상기 광 플러드 조명 신호는 상기 광중합성 수지 또는 물질의 중합을 야기할 수 있는 파장 대역을 벗어난 파장을 갖는 제1 광 신호를 포함하고,
상기 레이저 광 신호는 상기 광중합성 수지 또는 물질의 중합을 야기할 수 있는 파장 대역을 벗어난 파장을 갖는 제2 광 신호를 포함하는, 시스템.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광 프로젝터는:
공간 광 변조기; 또는
디지털 마이크로미러 장치 중 적어도 하나를 포함하는, 시스템.
제5항에 있어서,
상기 빌드 평면 상으로 투사되는 상기 중합 광 신호의 직경을 정의하기 위해 상기 광 스캐닝 서브시스템과 집속 렌즈 사이에 배치된 개구 조리개 요소를 더 포함하는, 시스템.
스캐닝 프로젝션 스테레오리소그래피를 수행하기 위한 시스템으로서,
빌드 평면에서의 포토레지스트 물질의 중합을 개시하기 위해 중합 광 신호를 생성하도록 구성된 광 프로젝터;
상기 중합 광 신호를 시준하기 위한 콜리메이터, 및 상기 중합 광 신호를 포커싱하기 위한 집속 렌즈 시스템 - 상기 콜리메이터 또는 집속 렌즈 시스템 중 적어도 하나는 상기 빌드 평면에서의 중합 광 신호의 포커싱을 최적화하기 위해 상기 빌드 평면에 대하여 축을 따라 이동함으로써 조정 가능함 - ;
상기 콜리메이터 및 집속 렌즈 시스템으로부터 수신된 중합 광 신호를 상기 빌드 평면에서의 선택된 X축 및 Y축 위치로 지향하도록 구성된 광 스캐닝 서브시스템;
상기 빌드 평면의 선택된 X축 위치 및 Y축 위치에 상기 중합 광 신호를 포커싱하기 위해, 상기 광 프로젝터로부터의 중합 광 신호의 이동 방향에 대하여, 상기 빌드 평면의 상류 및 상기 광 스캐닝 서브시스템의 하류에 배치된 집속 렌즈;
상기 콜리메이터 또는 집속 렌즈 중 적어도 하나를 Z축을 따라 선택된 위치에 위치시키기 위한 포지셔닝 서브시스템 - 상기 선택된 위치는 상기 빌드 평면상에서의 선택된 특정 X축 위치 및 Y축 위치에서 상기 중합 광 신호의 포커싱을 최적화하도록 선택됨 - ; 및
부품을 형성하는 동안 상기 빌드 평면에서 발생하는 중합을 보기 위해 상기 빌드 평면으로부터 반사된 중합 광 신호의 일부를 이미지화시키는 카메라를 포함하는 진단 서브시스템을 포함하는, 시스템.
제18항에 있어서,
상기 집속 렌즈는 상기 시스템의 최적 초점/성능의 위치를 찾기 위해 변환되고, 상기 최적 초점/성능은 상기 빌드 평면 상의 각각의 특정 X축 및 Y축 위치에서의 최대 콘트라스트 이미지 위치로 표현되는, 시스템.
제18항 또는 제19항에 있어서,
신호 분할 요소를 더 포함하고,
상기 신호 분할 요소는, 상기 중합 광 신호가 제1 방향으로 제1 광 경로를 따라 상기 빌드 평면을 향해 이동함에 따라 상기 신호 분할 요소를 통해 상기 중합 광 신호를 통과시키고, 상기 중합 광 신호의 일부를 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 상기 진단 서브시스템의 카메라를 향해 반사시키는 것인, 시스템.
제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진단 서브시스템은,
레이저 광 신호를 생성하기 위한 레이저;
상기 레이저 광 신호가 상기 광 스캐닝 서브시스템에 의해 빌드 평면을 향해 및 빌드 평면 상으로 조향될 수 있도록, 상기 신호 분할 요소 상으로 상기 레이저 광 신호를 조향하기 위한 진단 초점 조절 렌즈; 및
상기 신호 분할 요소로 상기 레이저 광 신호를 조준하는데 보조하기 위해 상기 진단 초점 조절 렌즈를 이동시키기 위한 이동가능한 스테이지를 포함하는, 시스템.
제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진단 서브시스템은:
플러드 조명 광 신호를 생성하기 위한 플러드 조명 광원 - 상기 플러드 조명 신호는 상기 신호 분할 요소를 향해 상기 진단 집속 렌즈에 의해 조향되고, 상기 신호 분할 요소는, 후속하여 상기 빌드 평면 상으로 스캔될 상기 광 스캐닝 서브시스템을 향해 상기 플러드 조명 광 신호를 반사함 - 을 더 포함하는, 시스템.
스캐닝 프로젝션 스테레오리소그래피를 수행하기 위한 방법으로서,
중합 광 신호를 빌드 평면을 향해 투사하는 단계 - 상기 중합 광 신호는 상기 빌드 평면에 위치된 광중합성 수지 또는 물질의 중합을 개시할 수 있음 -;
상기 빌드 평면 상에서 선택된 X 및 Y 축 위치로 상기 중합 광 신호를 스캐닝하는 단계;
상기 중합 광 신호가 상기 광 스캐닝 서브시스템에 도달하기 이전에 상기 중합 광 신호를 시준하고 포커싱하는 단계;
상기 중합 광 신호가 상기 광 스캐닝 서브시스템에 도달하기 전에 상기 광학 서브시스템의 위치를 조정하는 단계; 및
상기 중합 광 신호가 상기 빌드 평면 상에서 특정 X 축 및 Y 축 위치에 도달할 때 상기 중합 광 신호의 초점을 최적화하는 단계를 포함하는, 방법.
제23항에 있어서,
상기 시준하거나 포커싱하는 것은 상기 콜리메이터 또는 집속 렌즈 중 적어도 하나를 이용하는 것을 포함하는, 방법.
제23항 또는 제24항에 있어서,
상기 빌드 평면에서 상기 중합 광 신호의 모니터링 동작을 더 포함하는, 방법.
제25항에 있어서,
상기 빌드 평면에서의 상기 중합 광 신호의 동작의 모니터링은, 상기 진단 서브시스템을 이용하여 상기 빌드 평면에서의 중합 광 신호의 동작을 실시간으로 모니터링하는 것을 포함하는, 방법.