TDI 라인 스캔 카메라: 아날로그 vs 디지털 — 어떤 것을 선택해야 할까?

개요 및 기본 원리

라인 스캔 카메라는 빠르게 이동하는 객체를 한 번에 한 줄씩 취득하므로, 웨이퍼, 유리 패널, 인쇄 회로 기판, 롤투롤 소재 검사에 적합합니다. 에어리어 스캔 카메라와 달리 길이 제한 없이 왜곡 없는 이미지를 제공합니다. 고속 환경에서는 라인당 노출 시간이 마이크로초 단위로 매우 짧아지며, 특히 반사율이 낮은 표면에서 노이즈가 증가합니다. 예를 들어 베어 실리콘은 약 4% 수준의 빛만 반사합니다.

TDI는 객체가 센서를 통과하는 동안 각 포인트를 반복적으로 노출시키고 이를 누적하여 이 문제를 해결합니다. 주요 TDI 방식은 다음과 같습니다.

• 아날로그 TDI 센서: CCD 또는 하이브리드 CMOS 기술을 사용하며, 32단계에서 200단계 이상까지 아날로그 방식으로 신호를 누적합니다.

• 디지털 TDI(멀티라인 CMOS + FPGA): 4라인 CMOS 센서를 사용하며, 카메라 내 FPGA에서 디지털 방식으로 신호를 누적합니다.

두 접근 방식 모두 고속 라인 스캔 이미징에서 광 감도와 이미지 밝기를 향상시키는 것을 목표로 하지만, 아키텍처, 구현 가능한 감도, 시스템 비용 측면에서 상당한 차이가 있습니다. 이러한 차이를 이해하면 엔지니어가 검사 요구사항에 가장 적합한 TDI 구현 방식을 결정하는 데 도움이 됩니다.

TDI 기본 사항: 감도를 향한 두 가지 경로

실제 애플리케이션

전략적 의사결정 매트릭스 및 체크리스트

요약

전용 TDI 센서 수준의 극한 감도가 필요하지 않은 애플리케이션에서는 디지털 TDI가 고속 라인스캔 이미징에서 빛 감도와 이미지 밝기를 향상시키는 실용적인 방법을 제공합니다

아날로그 TDI 센서(특히 새로운 후광 하이브리드 CMOS 세대)는 프론트엔드 웨이퍼 검사나 100nm 미만 결함 검출과 같이 최소한의 조명 아래에서 최고의 감도가 필요한 경우 여전히 유일한 선택입니다.

시스템 엔지니어를 위한 핵심 요약:

• 디지털 TDI는 중간 수준의 감도 향상으로 충분하고 시스템 비용을 제어해야 하는 경우 실용적인 출발점으로 적합합니다

• 시시스템이 실제로 광량 제한 상태에 도달한 경우에는 아날로그 TDI로 전환을 고려: 개념 검증 테스트를 통해 약 0.3 lux 이하에서 실제로 광량 제한 상태인지 확인된 경우에만 전환하는 것이 바람직합니다

• 미래 지향적: 최신 하이브리드 TDI 카메라는 속도 격차를 빠르게 좁히고 있으며, 최대 감도를 요구하는 미래 지향적 설계를 고려할 필요가 있습니다.

• 검증이 핵심:실제 조명 조건, 스펙트럼 요구사항, 모션 안정성을 기반으로 선택한 후, 짧은 온라인 테스트를 통해 검증해야 합니다. 적절한 TDI 기술 선택은 수율과 처리량을 크게 향상시킬 수 있습니다