KR101311215B1

KR101311215B1 - Method for inspecting substrate

Info

Publication number: KR101311215B1
Application number: KR1020110116162A
Authority: KR
Inventors: 김희태; 김민영
Original assignee: 경북대학교 산학협력단; 주식회사 고영테크놀러지
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2011-11-09
Publication date: 2013-09-25
Also published as: JP2012112955A; CN102538680A; KR20120054518A; JP5584671B2; CN102538680B

Abstract

본 발명은 복수의 투영부들을 통해 측정대상물이 형성된 기판을 검사하는 기판 검사방법을 제공한다. 본 발명의 기판 검사방법에 따르면, 복수의 투영부들을 통해 측정대상물이 형성된 기판에 패턴 조명을 순차적으로 조사하여 기판에 대한 투영부별 위상데이터들을 획득한다. 이후, 투영부별 위상데이터들을 이용하여 기판에 대한 투영부별 높이데이터들을 추출한다. 이후, 각 투영부별로 투영부별 높이데이터를 이용하여 추출된 높이데이터의 기울어짐을 보정하다. 이후, 기울어짐 보정이 완료된 투영부별 높이데이터들을 정렬시키고, 정렬된 높이데이터들을 이용하여 통합 높이데이터를 추출한다. 이와 같이, 복수의 투영부들로부터 추출된 높이데이터들을 정렬시키기 전에 각 투영부 별로 측정된 높이데이터에 대한 기울어짐을 보정해 줌으로써, 통합 높이데이터의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. The present invention provides a substrate inspection method for inspecting a substrate on which a measurement object is formed through a plurality of projections. According to the substrate inspection method of the present invention, by sequentially irradiating the pattern illumination to the substrate on which the measurement object is formed through a plurality of projections to obtain phase data for each projection on the substrate. Subsequently, height data for each projection unit of the substrate are extracted using the phase data for each projection unit. Then, the inclination of the extracted height data is corrected by using the height data of each projection unit for each projection unit. Subsequently, the height data for each projection unit in which the tilt correction is completed are aligned, and the integrated height data is extracted using the aligned height data. As such, before the alignment of the height data extracted from the plurality of projection parts, the inclination of the height data measured for each projection part may be corrected, thereby improving reliability of the integrated height data.

Description

Substrate inspection method {METHOD FOR INSPECTING SUBSTRATE}

본 발명은 기판 검사방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판에 형성된 측정대상물의 형성 상태를 검사하는 검사공정의 신뢰성을 높이기 위한 기판 검사방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate inspection method, and more particularly, to a substrate inspection method for increasing the reliability of the inspection process for inspecting the formation state of the measurement object formed on the substrate.

일반적으로, 전자 부품이 실장된 기판의 신뢰성을 검증하기 위하여 전자 부품의 실장 전후에 기판의 제조가 제대로 이루어졌는지를 검사할 필요가 있다. 예를 들어, 전자 부품을 기판에 실장하기 전에 기판의 패드 영역에 납이 제대로 도포되었는 지를 검사하거나, 전자 부품을 기판에 실장한 후 전자 부품이 제대로 실장되었는 지를 검사할 필요가 있다.In general, in order to verify the reliability of a substrate on which an electronic component is mounted, it is necessary to check whether or not the substrate is properly manufactured before and after mounting the electronic component. For example, it is necessary to check whether lead is properly applied to a pad region of a substrate before mounting the electronic component on a substrate, or to inspect whether the electronic component is properly mounted after the electronic component is mounted on the substrate.

최근 들어 기판의 3차원 형상의 정밀한 측정을 위하여, 조명원 및 격자소자를 포함하여 측정대상물로 패턴 조명을 조사하는 다수의 투영부들과, 패턴 조명의 조사를 통해 측정대상물의 영상을 촬영하는 카메라를 포함하는 3차원 측정검사 장치를 이용하여 측정대상물의 3차원 형상을 측정하는 기술이 사용되고 있다.Recently, in order to precisely measure a three-dimensional shape of a substrate, a plurality of projection units including a lighting source and a lattice element to irradiate the pattern illumination to the measurement object, and a camera for photographing the image of the measurement object through the irradiation of the pattern illumination The technique of measuring the three-dimensional shape of a measurement object using the three-dimensional measuring inspection apparatus included is used.

측정대상물의 3차원 형상을 측정하기 위해서는 측정대상물의 높이데이터를 구해야 하는데, 높이데이터는 측정된 위상(phase)데이터에 스케일 팩터(scale factor)를 곱해서 구해진다. 또한, 다수의 투영부들을 사용할 경우, 각 투영부별로 측정한 측정데이터를 통합하여 하나로 통합된 높이데이터를 추출하게 된다.In order to measure the three-dimensional shape of the measurement object, height data of the measurement object must be obtained. The height data is obtained by multiplying the measured phase data by a scale factor. In addition, when a plurality of projection units are used, the height data integrated into one unit may be extracted by integrating measurement data measured for each projection unit.

그러나, 각 투영부별로 조사되는 패턴 조명이 서로 다르기 때문에 각 투영부에서 측정되는 위상데이터가 서로 다를 수 있으며, 또한 각 투영부별로 노이즈 데이터를 제거한 신뢰성 있는 높이를 구하기 위해서는 복수의 투영부들에 대한 신뢰성 있는 바닥을 기준으로 높이를 측정해야 하지만 노이즈 데이터를 제거하는 방법이 없었다. 또한, 측정대상물이 소정의 높이를 갖는 전자 부품일 경우, 전자 부품에 의한 그림자가 생겨 신뢰성 있는 바닥 영역의 데이터량이 더욱 부족해지고, 이에 따라, 측정대상물의 높이 산출의 신뢰성을 더욱 떨어뜨리는 문제가 발생된다. 더욱이, 기판의 환경에 따라 측정데이터 상에 기울어짐이 발생하여 복수의 투영부들로부터 획득되는 위상데이터들 간에 편차가 발생되고, 이로 인해 통합 높이데이터의 신뢰성을 떨어뜨리는 문제가 있다.However, since the pattern illumination irradiated for each projection unit is different, phase data measured in each projection unit may be different, and reliability of a plurality of projection units may be obtained in order to obtain a reliable height from which noise data is removed for each projection unit. We had to measure the height relative to the floor, but there was no way to remove the noise data. In addition, when the measurement object is an electronic component having a predetermined height, shadows are generated by the electronic component, and thus the amount of data in the reliable floor area is further insufficient, thereby causing a problem of lowering the reliability of calculating the height of the measurement object. do. Furthermore, inclination occurs on the measurement data according to the environment of the substrate, thereby causing deviations between phase data obtained from the plurality of projection parts, thereby lowering the reliability of the integrated height data.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명은 복수의 투영부들로부터 추출된 높이데이터들을 정렬시키기 전에 각 투영부 별로 측정데이터 상의 기울어짐을 보정함에 따라 통합 높이데이터의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 기판 검사방법을 제공한다.Accordingly, the present invention has been made in view of such a problem, and the present invention can improve the reliability of the integrated height data by correcting the inclination of the measured data for each projection before aligning the height data extracted from the plurality of projections. The present invention provides a method for inspecting a substrate.

또한, 본 발명은 통합 높이데이터를 산출하기에 앞서 각 투영부별로 노이즈 영역을 설정하고, 통합 높이데이터 산출시 노이즈 영역의 높이데이터를 제외시킴으로써, 검사의 정확성 및 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있는 기판 검사방법을 제공한다.In addition, the present invention by setting the noise area for each projection before calculating the integrated height data, and excludes the height data of the noise area when calculating the integrated height data, the inspection of the substrate can further improve the accuracy and reliability of the inspection Provide a method.

본 발명의 일 특징에 따른 기판 검사방법은, 복수의 투영부들을 통해 측정대상물이 형성된 기판에 패턴 조명을 순차적으로 조사하여 상기 기판에 대한 투영부별 위상데이터들을 획득하는 단계, 상기 투영부별 위상데이터들을 이용하여 상기 기판에 대한 투영부별 높이데이터들을 추출하는 단계, 각 투영부별로 상기 투영부별 높이데이터를 이용하여 상기 추출된 높이데이터들의 기울어짐을 보정하는 단계, 상기 기울어짐 보정이 완료된 투영부별 높이데이터들을 정렬시키는 단계, 및 상기 정렬된 높이데이터들을 이용하여 통합 높이데이터를 추출하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, a method of inspecting a substrate may include sequentially obtaining pattern data of each projection unit of the substrate by irradiating pattern illumination on a substrate on which a measurement object is formed through a plurality of projection units, and generating phase data of each projection unit. Extracting height data of each projection unit of the substrate by using; correcting the inclination of the extracted height data by using the height data of the projection unit of each projection unit; height data of each projection unit of which the tilt correction is completed Aligning, and extracting integrated height data using the sorted height data.

상기 투영부별 높이데이터들을 정렬시키는 단계는, 상기 복수의 투영부들 중에서 신뢰도가 가장 좋은 투영부의 높이데이터를 기준으로 나머지 투영부의 높이데이터를 정렬시킨다. 상기 투영부들의 신뢰도는 높이, 신호대잡음비(SNR), 진폭(Amplitude), 평균밝기를 매개변수로 하는 함수인 비저빌러티(visibility) 및 그레이(gray) 정보 중 적어도 하나를 통해 평가할 수 있다. The step of aligning the height data for each projection unit aligns the height data of the remaining projection units based on the height data of the projection unit having the highest reliability among the plurality of projection units. The reliability of the projection units may be evaluated based on at least one of height, signal-to-noise ratio (SNR), amplitude, average brightness, and visibility and gray information, which are functions of parameters.

상기 투영부별 높이데이터들을 정렬시키는 단계에서는, 일 예로, 상기 기판의 바닥 영역을 기준으로 정렬시킬 수 있다. 상기 투영부별 높이데이터들을 정렬시키는 단계에서는, 다른 예로, 상기 측정대상물이 형성된 기판의 전체 영역을 기준으로 정렬시킬 수 있다. 상기 투영부별 높이데이터들을 정렬시키는 단계에서는, 또 다른 예로, 상기 기판의 전체 영역 중 신뢰도가 좋은 선택 영역을 기준으로 정렬시킬 수 있다. In the sorting of the height data of each projection unit, for example, the height data may be aligned based on a bottom area of the substrate. In the step of arranging the height data of each projection unit, as another example, the height may be aligned based on the entire area of the substrate on which the measurement object is formed. In the step of arranging the height data for each projection unit, as another example, the entire area of the substrate may be aligned based on a reliable selection area.

상기 투영부별 높이데이터들을 정렬시키는 단계는, 상기 정렬이 완료된 투영부별 높이데이터들로부터 상기 바닥 영역에서의 대표 바닥높이를 추출하는 단계, 및 상기 대표 바닥높이가 0이 되도록 상기 정렬이 완료된 투영부별 높이데이터들을 재정렬시키는 단계를 포함할 수 있다. The step of arranging the height data for each projection unit may include extracting a representative floor height in the floor area from the height data for each projection unit in which the alignment is completed, and the height for each projection unit in which the alignment is completed such that the representative floor height becomes zero. Reordering the data.

상기 투영부별 높이데이터들을 추출하는 단계에 앞서, 상기 기판의 바닥 영역을 설정하는 단계, 상기 투영부들 각각에 대하여 상기 바닥 영역에서의 빈도수가 가장 높은 위상데이터를 대표 바닥위상으로 설정하는 단계, 및 상기 투영부들 각각에 대하여 상기 대표 바닥위상이 0이 되도록 상기 투영부별 위상데이터를 쉬프트시키는 단계를 더 포함할 수 있다.Prior to the step of extracting the height data for each of the projections, setting a bottom area of the substrate, setting phase data having the highest frequency in the bottom area for each of the projection parts as a representative floor phase; and The method may further include shifting phase data for each of the projections such that the representative floor phase becomes zero for each of the projections.

본 발명의 다른 특징에 따른 기판 검사방법은, 복수의 투영부들을 통해 측정대상물이 형성된 기판에 패턴 조명을 순차적으로 조사하고, 카메라를 통해 투영부별 반사 이미지들을 촬영하는 단계, 상기 투영부별 반사 이미지들을 이용하여 각각의 투영부에 대한 노이즈 영역을 설정하는 단계, 상기 투영부별 반사 이미지들을 이용하여 상기 기판에 대한 투영부별 위상데이터들을 획득하는 단계, 상기 투영부별 위상데이터들을 이용하여 상기 기판에 대한 투영부별 높이데이터들을 산출하는 단계, 상기 투영부별 높이데이터들을 통합하여 통합 높이데이터를 산출하는 단계, 상기 측정대상물과 인접한 바닥 영역의 기울기를 기초로 상기 통합 높이데이터의 기울어짐을 보정하는 단계, 및 상기 기울어짐 보정이 완료된 통합 높이데이터를 이용하여 상기 측정대상물의 높이를 산출하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method of inspecting a substrate may include sequentially irradiating pattern illumination onto a substrate on which a measurement object is formed through a plurality of projections, and photographing reflection images of each projection by a camera, and reflecting images of the projections. Setting a noise area for each projection unit by using the second projection unit; acquiring phase data for each projection unit for the substrate using reflection images for each projection unit; and for each projection unit for the substrate using the phase data for each projection unit Calculating height data, integrating height data of each projection unit, calculating integrated height data, correcting a tilt of the integrated height data based on a slope of a floor area adjacent to the measurement object, and the tilting Measurement using integrated height data after calibration Calculating the height of the object.

상기 노이즈 영역을 설정하는 단계에서는, 상기 투영부별 반사 이미지들에 대한 그레이(gray) 정보 및 비저빌러티(visibility) 정보 중 적어도 하나를 이용하여 노이즈 영역을 설정할 수 있다. In the setting of the noise area, the noise area may be set using at least one of gray information and visibility information of the reflection images of each projection unit.

상기 통합 높이데이터를 산출하는 단계에서는, 상기 측정대상물 영역에 포함된 단위 화소에 대응하여, 상기 투영부별 높이데이터들로부터 상기 노이즈 영역을 제외한 나머지 유효 화소의 높이데이터들을 기초로 상기 통합 높이데이터를 산출한다. In the calculating of the integrated height data, the integrated height data is calculated based on the height data of the remaining effective pixels excluding the noise area from the height data for each projection unit, corresponding to the unit pixels included in the measurement object area. do.

상기 통합 높이데이터를 산출하는 단계에서는, 일 예로, 상기 바닥 영역에 포함된 단위 화소에 대응하여, 상기 투영부별 높이데이터들 중에서 최소값을 상기 통합 높이데이터로 산출한다. In the calculating of the integrated height data, for example, a minimum value among the height data of each projection unit may be calculated as the integrated height data corresponding to the unit pixel included in the floor area.

상기 통합 높이데이터를 산출하는 단계에서는, 다른 예로, 상기 바닥 영역에 포함된 단위 화소에 대응하여, 상기 투영부별 높이데이터들의 차가 기설정된 기준값 이상이면 상기 투영부별 높이데이터들 중 최소값을 상기 통합 높이데이터로 산출하고, 상기 투영부별 높이데이터들의 차가 상기 기준값 미만이면 산술 평균을 통해 상기 통합 높이데이터를 산출한다.In the calculating of the integrated height data, as another example, when the difference between the height data of each projection unit is greater than or equal to a predetermined reference value, the minimum value among the height data of each projection unit may correspond to the unit pixel included in the floor area. The integrated height data is calculated through an arithmetic average when the difference between the height data for each projection unit is less than the reference value.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 기판 검사방법은, 투영부를 통해 측정대상물이 형성된 기판에 패턴 조명을 조사하여 상기 기판에 대한 위상데이터를 획득하는 단계, 상기 위상데이터를 이용하여 상기 기판에 대한 높이데이터를 추출하는 단계, 상기 기판에서 상기 측정대상물이 형성된 측정대상 영역 및 상기 측정대상 영역에 대한 바닥 영역으로 분리하는 단계, 상기 바닥 영역에 대응되는 높이데이터를 이용하여 상기 추출된 높이데이터의 기울어짐을 보정하는 단계, 및 상기 기울어짐 보정이 완료된 높이데이터에 기초하여 상기 기판에 대한 높이를 추출하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method for inspecting a substrate may include obtaining pattern data of a substrate by irradiating patterned light onto a substrate on which a measurement object is formed through a projection unit, and height data of the substrate using the phase data. Extracting, separating the measurement target region in which the measurement target is formed from the substrate into a bottom region for the measurement target region, and correcting the inclination of the extracted height data by using height data corresponding to the bottom region. And extracting a height of the substrate based on the height data of which the tilt correction is completed.

이와 같은 기판 검사방법에 따르면, 복수의 투영부들로부터 추출된 높이데이터들을 정렬시키기 전에 각 투영부 별로 측정데이터 상의 기울어짐을 보정해 줌으로써, 통합 높이데이터의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.According to the substrate inspection method, the inclination of the measurement data is corrected for each projection unit before the height data extracted from the plurality of projection units are aligned, thereby improving the reliability of the integrated height data.

또한, 복수의 투영부들의 높이데이터들을 통합할 때, 높이데이터를 이용하여 복수의 투영부들에 대한 정렬을 수행함으로써, 통합 높이데이터의 신뢰성을 높일 수 있다.In addition, when integrating the height data of the plurality of projections, by performing the alignment of the plurality of projections using the height data, it is possible to increase the reliability of the integrated height data.

또한, 복수의 투영부들을 이용하여 측정대상물이 형성된 기판의 통합 높이데이터를 산출함에 있어, 측정대상물 영역과 바닥 영역을 분리하여 각각의 영역에 대한 통합 높이데이터를 산출함으로써, 검사의 정확성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다. In addition, in calculating the integrated height data of the substrate on which the measurement object is formed by using the plurality of projection parts, by calculating the integrated height data for each area by separating the measurement object area and the bottom area, the accuracy and reliability of the inspection are improved. Can be improved.

또한, 통합 높이데이터를 산출하기에 앞서 각 투영부별로 노이즈 영역을 설정하고, 통합 높이데이터 산출시 노이즈 영역의 높이데이터를 제외시킴으로써, 검사의 정확성 및 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, before calculating the integrated height data, the noise area is set for each projection unit, and the height data of the noise area is excluded when calculating the integrated height data, thereby improving the accuracy and reliability of the inspection.

또한, 투영부를 이용하여 측정대상물이 형성된 기판의 높이데이터를 산출함에 있어, 바닥 위상의 오차를 보상함으로써, 검사의 정확성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Further, in calculating the height data of the substrate on which the measurement object is formed by using the projection unit, the accuracy of the inspection and the reliability of the inspection can be improved by compensating for the error of the bottom phase.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 검사장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 검사방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 측정대상물이 형성된 기판의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 4는 측정데이터의 기울어짐을 보정하는 과정을 나타낸 개념도이다.
도 5는 기울어짐 보정이 완료된 투영부별 높이데이터들을 나타낸 도면이다.
도 6은 투영부별 높이데이터들을 정렬시킨 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 검사방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 바닥 영역에서 노이즈가 발생되는 원리를 설명하기 위한 기판의 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 기판의 추출된 높이데이터를 나타낸 다이어그램이다.1 is a view schematically showing a substrate inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of inspecting a substrate according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing a cross section of a substrate on which a measurement object is formed.
4 is a conceptual diagram illustrating a process of correcting a tilt of measurement data.
FIG. 5 is a diagram illustrating height data for each projection unit in which tilt correction is completed.
6 is a diagram illustrating a state in which height data for each projection unit is aligned.
7 is a flow chart showing a substrate inspection method according to another embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view of a substrate for explaining a principle of generating noise in a bottom region.
FIG. 9 is a diagram illustrating extracted height data of the substrate illustrated in FIG. 8.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, the terms "comprising" or "having ", and the like, are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted as ideal or overly formal in meaning unless explicitly defined in the present application Do not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 검사장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 1 is a view schematically showing a substrate inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 검사장치(100)는 측정대상물이 형성된 기판(150)을 지지 및 이송시키기 위한 스테이지(140), 기판(150)에 패턴 조명을 조사하기 위한 복수의 투영부들(110) 및 기판(150)의 이미지를 촬영하는 카메라(130)를 포함한다. 또한, 기판 검사장치(100)는 스테이지(140)에 인접하게 설치되어 투영부들(110)과 별도로 기판(150)에 조명을 조사하는 조명부(120)를 더 포함할 수 있다.1, the substrate inspection apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is to irradiate pattern illumination to the stage 140, the substrate 150 for supporting and transporting the substrate 150 on which the measurement object is formed. It includes a plurality of projections 110 and the camera 130 for taking an image of the substrate 150. In addition, the substrate inspection apparatus 100 may further include an illumination unit 120 installed adjacent to the stage 140 to irradiate illumination to the substrate 150 separately from the projection units 110.

투영부들(110)은 기판(150)에 형성된 측정대상물의 3차원 형상을 측정하기 위하여 패턴 조명을 기판(150)에 조사한다. 예를 들어, 투영부(110)는 광을 발생시키는 광원(112), 광원(112)으로부터의 광을 패턴 조명으로 변환시키기 위한 격자소자(114), 격자소자(114)를 피치 이송시키기 위한 격자이송기구(116) 및 격자소자(114)에 의해 변환된 패턴 조명을 측정대상물에 투영하기 위한 투영 렌즈(118)를 포함한다. 격자소자(114)는 패턴 조명의 위상천이를 위해 페이조 엑추에이터(piezo actuator : PZT) 등의 격자이송기구(116)를 통해 2π/N 만큼씩 이송될 수 있다. 여기서, N은 2 이상의 자연수이다. 이러한 구성을 갖는 투영부들(110)은 검사 정밀도를 높이기 위하여 카메라(130)를 중심으로 원주 방향을 따라 일정한 각도로 이격되도록 설치된다. 복수의 투영부들(110)은 기판(150)에 대하여 일정한 각도로 기울어지게 설치되어, 복수의 방향으로부터 기판(150)에 패턴 조명을 조사한다.The projections 110 irradiate the substrate 150 with pattern illumination to measure the three-dimensional shape of the measurement object formed on the substrate 150. For example, the projection unit 110 may include a light source 112 for generating light, a grating element 114 for converting light from the light source 112 into pattern illumination, and a grating for pitch transfer the grating element 114. And a projection lens 118 for projecting the pattern illumination converted by the transfer mechanism 116 and the grating element 114 onto the measurement object. The grating element 114 may be transferred by 2π / N through a grating transfer mechanism 116 such as a piezo actuator (PZT) for the phase shift of the pattern illumination. Here, N is a natural number of 2 or more. Projection units 110 having such a configuration are installed to be spaced at a predetermined angle along the circumferential direction with respect to the camera 130 to increase inspection accuracy. The plurality of projections 110 are installed to be inclined at a predetermined angle with respect to the substrate 150 to irradiate pattern illumination to the substrate 150 from a plurality of directions.

조명부(120)는 원형 링 형상으로 형성되어 스테이지(140)에 인접하게 설치된다. 조명부(120)는 기판(150)의 초기 얼라인 또는 검사 영역 설정 등을 위하여 조명을 기판(150)에 조사한다. 예를 들어, 조명부(120)는 백색광을 발생시키는 형광 램프를 포함하거나, 또는 적색, 녹색 및 청색 광을 각각 발생시키는 적색 발광다이오드, 녹색 발광다이오드 및 청색 발광다이오드를 포함할 수 있다.The lighting unit 120 is formed in a circular ring shape and is installed adjacent to the stage 140. The lighting unit 120 irradiates the substrate 150 with illumination for initial alignment of the substrate 150 or setting an inspection area. For example, the lighting unit 120 may include a fluorescent lamp to generate white light, or may include a red light emitting diode, a green light emitting diode, and a blue light emitting diode to generate red, green, and blue light, respectively.

카메라(130)는 투영부(110)의 패턴 조명의 조사를 통해 기판(150)의 이미지를 촬영하고, 조명부(120)의 조명의 조사를 통해 기판(150)의 이미지를 촬영한다. 예를 들어, 카메라(130)는 기판(150)으로부터 수직한 상부에 설치된다. 카메라(130)는 이미지 촬영을 위해 CCD 카메라 또는 CMOS 카메라를 포함할 수 있다.The camera 130 captures an image of the substrate 150 through irradiation of the pattern illumination of the projection unit 110 and captures an image of the substrate 150 through irradiation of the illumination of the illumination unit 120. For example, the camera 130 is installed at an upper portion perpendicular to the substrate 150. The camera 130 may include a CCD camera or a CMOS camera for image capturing.

이와 같은 구성을 갖는 기판 검사장치(100)는 투영부(110) 또는 조명부(120)를 이용하여 기판(150)에 광을 조사하고, 카메라(130)를 통해 기판(150)의 이미지를 촬영함으로써, 기판(150)의 3차원적 이미지 및 2차원적 이미지를 측정한다. The substrate inspection apparatus 100 having such a configuration irradiates light onto the substrate 150 using the projection unit 110 or the lighting unit 120, and photographs the image of the substrate 150 through the camera 130. The 3D image and the 2D image of the substrate 150 are measured.

한편, 복수의 투영부들(110)을 사용할 경우, 상대 높이 측정방식의 특성, 투영부(110)의 위치 및 특성의 편차로 인해 투영부별로 측정된 위상데이터 및 높이데이터 등의 측정데이터가 서로 다르게 나올 수 있으므로, 측정대상물이 형성된 기판(150)의 통합 높이데이터를 구하기 위해서는 투영부별 측정데이터들을 정렬시킬 필요가 있다. On the other hand, when using the plurality of projections 110, the measurement data, such as phase data and height data measured for each projection unit is different from each other due to the characteristics of the relative height measurement method, the position and characteristics of the projection unit 110 is different In order to obtain the integrated height data of the substrate 150 on which the measurement object is formed, it is necessary to align the measurement data for each projection unit.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 검사방법을 나타낸 흐름도이며, 도 3은 측정대상물이 형성된 기판의 단면을 나타낸 단면도이다.2 is a flowchart illustrating a test method of a substrate according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a cross section of a substrate on which a measurement target is formed.

도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 측정대상물(152)이 형성된 기판(150)의 통합 높이데이터를 추출하기 위하여, 우선, 복수의 투영부들(110)을 통해 복수의 방향에서 측정대상물(152)이 형성된 기판(150)에 패턴 조명을 순차적으로 조사하여 기판(150)에 대한 투영부별 위상데이터들을 획득한다(S110). 1, 2 and 3, in order to extract the integrated height data of the substrate 150 on which the measurement object 152 is formed, first, through the plurality of projections 110, the measurement object ( Pattern illumination is sequentially irradiated onto the substrate 150 on which the 152 is formed to obtain phase data for each projection unit on the substrate 150 (S110).

구체적으로, 복수의 투영부들(110)이 기판(150)을 향하여 순차적으로 패턴 조명을 조사하면, 카메라(130)는 순차적으로 투영부별 이미지를 촬영하고, 이로부터 투영부별 위상데이터를 획득한다. 이때, 기판 검사장치(100)는 위상천이 모아레 방식을 통해 투영부별 위상데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 각각의 투영부(110)를 통해 각 방향에서 위상천이된 패턴 조명을 N번에 걸쳐 기판(150)에 조사하고, 각 조사시마다 카메라(130)를 통해 기판(150)의 이미지를 촬영한 후, 촬영된 복수의 이미지들에 대해 N-버켓 알고리즘(N-bucket algorithm)을 적용하여 상기 투영부별 위상데이터를 획득한다.In detail, when the plurality of projections 110 sequentially irradiate pattern illumination toward the substrate 150, the camera 130 sequentially photographs the images of the projections, and obtains the phase data of the projections from the projections. In this case, the substrate inspection apparatus 100 may obtain phase data for each projection unit through a phase shift moiré method. For example, the pattern illumination, which is phase shifted in each direction through each projection unit 110, is irradiated to the substrate 150 over N times, and the image of the substrate 150 is scanned through the camera 130 for each irradiation. After photographing, the N-bucket algorithm is applied to the plurality of photographed images to obtain phase data for each projection unit.

이후, 상기 투영부별 위상데이터들을 이용하여 측정대상물(152)이 형성된 기판(150)에 대한 투영부별 높이데이터들을 추출한다(S120). 예를 들어, 상기 투영부별 높이데이터는 각각의 투영부별 위상데이터에 해당 투영부(110)에 대응되는 스케일 팩터(scale factor)를 곱하여 추출할 수 있다. Subsequently, height data of each projection unit for the substrate 150 on which the measurement object 152 is formed are extracted using the phase data of the projection unit (S120). For example, the height data of each projection unit may be extracted by multiplying the phase data of each projection unit by a scale factor corresponding to the projection unit 110.

이후, 각 투영부(110) 별로 투영부별 높이데이터를 이용하여 측정데이터 상의 기울어짐을 보정한다(S130).Thereafter, the inclination on the measurement data is corrected using the height data of each projection unit for each projection unit 110 (S130).

도 4는 측정데이터의 기울어짐을 보정하는 과정을 나타낸 개념도이다.4 is a conceptual diagram illustrating a process of correcting a tilt of measurement data.

도 3 및 도 4를 참조하면, 측정대상물(152)이 존재하지 않는 기판(150)의 바닥 영역에는 배선 패턴, 실크 패턴 및 포토레지스트 등이 형성되어 있으므로, 이러한 노이즈 데이터로 인해 측정데이터 자체에 어느 정도의 기울어짐이 발생될 수 있다. 복수의 투영부들(110)은 서로 다른 위치에서 패턴 조명을 조사하기 때문에, 각 투영부(110) 별로 추출되는 높이데이터에는 기판(150)의 측정된 데이터의 기울어짐으로 인해 서로 편차가 심하게 발생될 수 있다. 이러한 측정데이터의 기울어짐을 무시한 상태로 투영부별 높이데이터들을 획득할 경우, 기울어진 바닥 영역 데이터에 대한 대표 바닥 위상 또는 대표 바닥 높이를 기준으로 기울어진 측정대상물의 높이데이터를 획득함으로써, 산출된 높이 데이터에 오차가 발생하여 검사의 신뢰성이 떨어지게 된다.3 and 4, since a wiring pattern, a silk pattern, a photoresist, and the like are formed in the bottom region of the substrate 150 where the measurement object 152 does not exist, the noise data does not affect the measurement data itself. A degree of inclination may occur. Since the plurality of projection parts 110 irradiate the pattern illumination at different positions, the height data extracted for each projection part 110 may be severely different from each other due to the inclination of the measured data of the substrate 150. Can be. When acquiring the height data for each projection unit while neglecting the inclination of the measured data, the height data calculated by acquiring the height data of the measurement object inclined based on the representative floor phase or the representative floor height with respect to the inclined floor area data. An error occurs in the test, which reduces the reliability of the test.

따라서, 투영부별 높이데이터들을 정렬시키기에 앞서, 각각의 투영부(110) 별로 기판(150)의 측정된 데이터의 기울어짐에 따른 높이데이터의 왜곡을 보정해 줄 필요가 있다. 이를 위해, 각 투영부(110) 별로 비교적 평평한 바닥 영역의 기울어짐을 판단한 후, 좌표 변환을 통해 바닥 영역의 기울기가 0이 되도록 보정한다. 예를 들어, 바닥 영역의 기울어짐은 바닥 영역의 최소 3 지점의 높이값을 기초로 구할 수 있다. 한편, 측정데이터 상의 기울어짐을 판단함에 있어, 바닥 영역 뿐만 아니라 측정대상물 영역을 통해 기울어짐을 판단할 수도 있다. 즉, 측정대상물인 전자 부품의 상면이 비교적 평평할 경우 전자 부품의 상면 영역의 기울어짐을 판단함으로써, 측정데이터 상의 기울어짐을 측정할 수 있다.Therefore, before aligning the height data of each projection unit, it is necessary to correct the distortion of the height data according to the inclination of the measured data of the substrate 150 for each projection unit 110. To this end, after determining the inclination of the relatively flat floor area for each projection unit 110, and corrected so that the inclination of the floor area to 0 through the coordinate transformation. For example, the inclination of the floor area may be obtained based on a height value of at least three points of the floor area. Meanwhile, in determining the inclination on the measurement data, the inclination may be determined through not only the bottom region but also the measurement object region. That is, when the upper surface of the electronic component, which is the measurement target, is relatively flat, the inclination on the measurement data may be measured by determining the inclination of the upper region of the electronic component.

이때, 각각의 투영부(110)에서 측정된 위상데이터로는 측정데이터의 기울어짐을 판단 할 수 없다. 따라서, 각각의 투영부(110)에서 측정된 위상데이터를 높이데이터로 변환하고, 변환된 높이데이터를 기초로 측정데이터의 기울어짐을 판단하여 보상한다.At this time, the inclination of the measurement data cannot be determined by the phase data measured by each projection unit 110. Therefore, the phase data measured in each projection unit 110 is converted into height data, and the inclination of the measurement data is determined and compensated based on the converted height data.

한편, 복수가 아닌 하나의 투영부(110)만을 사용하는 기판 검사장치의 경우에도, 이와 같은 측정데이터 상의 기울어짐 보정 과정을 수행함으로써, 최종적으로 구해지는 높이데이터의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.On the other hand, even in the case of a substrate inspection apparatus using only one projection unit 110 instead of a plurality, by performing such a tilt correction process on the measurement data, it is possible to improve the reliability of the finally obtained height data.

측정데이터 상의 기울어짐을 완료한 후, 기울어짐 보정이 완료된 투영부별 높이데이터들을 정렬시킨다(S140).After the inclination on the measurement data is completed, the height data for each projection unit in which the inclination correction is completed are aligned (S140).

도 5는 기울어짐 보정이 완료된 투영부별 높이데이터들을 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating height data for each projection unit in which tilt correction is completed.

도 3 및 도 5를 참조하면, 기울어짐 보정이 완료된 투영부별 높이데이터들을 살펴보면, 각 투영부별로 노이즈 데이터로 인해 투영부별 높이데이터들에 서로 편차가 생기는 것을 알 수 있다. 도 5에서는 설명의 편의를 위해 2개의 투영부별 높이데이터만을 도시하였으나, 투영부들(110)의 개수에 따라 투영부별 높이데이터는 더 늘어날 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 5, when looking at the height data of each projection unit where the tilt correction is completed, it can be seen that deviations occur in the height data of each projection unit due to the noise data of each projection unit. In FIG. 5, only height data for each of the two projection parts is illustrated for convenience of description, but height data for each of the projection parts may be further increased according to the number of the projection parts 110.

따라서, 복수의 투영부들(110)로부터 추출된 투영부별 높이데이터들을 이용하여 하나의 통합 높이데이터를 추출하기 위해서는 서로 편차를 갖는 투영부별 높이데이터들을 정렬시킬 필요가 있다.Therefore, in order to extract one piece of integrated height data by using the height data of each of the projection parts extracted from the plurality of projection parts 110, it is necessary to align the height data of each of the projection parts having deviations from each other.

투영부별 높이데이터들을 정렬시키기 위하여, 복수의 투영부들(110) 중에서 신뢰도가 가장 좋은 투영부(110)의 높이데이터를 기준으로 나머지 투영부(110)의 높이데이터를 정렬시킨다. 투영부들(110)의 신뢰도 평가는 높이, 신호대잡음비(SNR), 진폭(Amplitude), 평균밝기를 매개변수로 하는 함수인 비저빌러티(visibility) 정보 및 그레이(gray) 정보 중 적어도 하나를 이용하여 이루어질 수 있다. 실제로 카메라(130)를 통해 촬영된 투영부별 이미지 상에는 이물이나 반투명 영역 등에 의한 물리적인 노이즈 영역이 발생되거나, 또는 너무 밝거나 너무 어두워 인텐서티(intensity)의 정규 분포를 벗어나는 노이즈 영역이 존재하며, 이러한 노이즈 영역은 각각의 투영부별로 다르게 나타날 수 있으며, 측정대상물(152)의 높이 측정에도 왜곡을 초래할 수 있다. 따라서, 투영부(110) 별로 구해진 높이, 신호대잡음비(SNR), 진폭(Amplitude), 평균밝기를 매개변수로 하는 함수인 비저빌러티 정보 또는 그레이 정보를 이용하여 노이즈 영역을 구한 후, 이를 통해 투영부들(110)의 신뢰도를 평가하여 노이즈가 가장 적은 투영부(110)를 기준 투영부로 설정한다.In order to align the height data of each projection unit, the height data of the remaining projection unit 110 is aligned based on the height data of the projection unit 110 having the highest reliability among the plurality of projection units 110. The reliability evaluation of the projections 110 may be performed using at least one of height information, signal-to-noise ratio (SNR), amplitude, average information, and visibility information and gray information. Can be done. In fact, a physical noise area due to a foreign material or a translucent area, or the like is generated on the image of the projection part photographed by the camera 130, or there is a noise area that is too bright or too dark to deviate from a normal distribution of intensity. The noise area may appear differently for each projection unit, and may cause distortion even when measuring the height of the measurement object 152. Therefore, the noise area is obtained using the visibility information or gray information, which is a function of the height, signal-to-noise ratio (SNR), amplitude, and average brightness obtained for each projection unit 110, and then projects the noise area. The reliability of the units 110 is evaluated to set the projection unit 110 having the least noise as the reference projection unit.

도 6은 투영부별 높이데이터들을 정렬시킨 상태를 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a state in which height data for each projection unit is aligned.

도 5 및 도 6을 참조하면, 투영부들(110)에 대한 신뢰도 평가 결과 제1 투영부(CH 1)가 기준 투영부로 설정된 경우, 제1 투영부(CH 1)의 높이데이터를 기준으로 나머지 투영부(CH 2)의 높이데이터를 정렬시킨다. 예를 들어, 기준 투영부(CH 1)의 높이데이터를 기준으로 나머지 투영부(CH 2)의 높이데이터에 대한 높이 편차를 구한 후, 나머지 투영부(CH 2)의 높이데이터에 대하여 상기 높이 편차를 빼줌으로써, 높이데이터를 정렬시킬 수 있다. 5 and 6, when the reliability evaluation result for the projection units 110 is set as the first projection unit CH 1 as the reference projection unit, the remaining projections are based on the height data of the first projection unit CH 1. The height data of the unit CH 2 is aligned. For example, the height deviation of the height data of the remaining projection unit CH 2 is determined based on the height data of the reference projection unit CH 1, and then the height deviation of the height data of the remaining projection unit CH 2 is obtained. By subtracting the height data can be sorted.

한편, 기준 투영부(CH 1)의 높이데이터에 대하여 나머지 투영부(CH 2)의 높이데이터를 정렬시킴에 있어, 어떤 영역을 기준으로 정렬시킬 지를 결정할 필요가 있다. On the other hand, in aligning the height data of the remaining projection unit CH 2 with respect to the height data of the reference projection unit CH 1, it is necessary to determine which area to align.

일 실시예로, 투영부별 높이데이터들은 기판(150)의 바닥 영역을 기준으로 정렬될 수 있다. 예를 들어, 기준 투영부(CH 1)의 바닥 영역에서의 대표 높이값과 나머지 투영부(CH 2)의 바닥 영역에서의 대표 높이값을 각각 추출한 후, 나머지 투영부(CH 2)의 바닥 영역에서의 대표 높이값이 기준 투영부(CH 2)의 바닥 영역에서의 대표 높이값과 같아지도록 정렬시킬 수 있다.In one embodiment, the height data for each projection unit may be aligned based on the bottom area of the substrate 150. For example, after extracting the representative height value in the bottom area of the reference projection unit CH 1 and the representative height value in the bottom area of the remaining projection unit CH 2, respectively, the bottom area of the remaining projection unit CH 2 is extracted. The representative height value at may be aligned to be equal to the representative height value at the bottom area of the reference projection CH 2.

한편, 투영부별 높이데이터들은 측정대상물(152)이 형성된 기판(150)의 전체 영역을 기준으로 정렬될 수 있다. 즉, 기판(150) 전체 영역에 걸친 높이데이터의 형태(shape)를 기초로 투영부별 높이데이터들을 정렬시킬 수 있다.Meanwhile, the height data for each projection unit may be aligned based on the entire area of the substrate 150 on which the measurement object 152 is formed. That is, the height data of each projection may be aligned based on the shape of the height data over the entire area of the substrate 150.

또한, 투영부별 높이데이터들은 기판(150)의 전체 영역 중에서 신뢰도가 좋은 영역을 판단하고 이러한 선택 영역을 기준으로 정렬시킬 수 있다. 즉, 투영부별 높이데이터에 대하여 전체 영역에 대한 신뢰도를 판단한 후, 이 중에서 노이즈가 적어 신뢰도가 좋은 것으로 판단되는 영역을 선택적으로 추출한 후, 추출된 선택 영역을 기준으로 투영부별 높이데이터들을 정렬시킬 수 있다.In addition, the height data for each projection unit may determine a region having good reliability among the entire regions of the substrate 150 and may be aligned based on the selected region. That is, after determining the reliability of the entire area with respect to the height data for each projection unit, selectively extracting an area determined to have good reliability due to less noise, and then sorting the height data for each projection unit based on the extracted selection area. have.

한편, 정렬의 기준이 되는 기준 영역의 선택은 사용자에 의해 수동으로 선택될 수 있으며, 검사장치 내에서 영역별 높이의 변화를 계산하여 자동으로 선택될 수도 있다. 즉, 기판(150) 전체 영역에 대한 공간적인 높이 변화를 실시간으로 계산하여 높이 변화가 적은 영역을 선택하여 사용하거나 또는 전체 영역의 높이 변화가 적을 경우 전체 영역을 모두 사용할 수도 있다.On the other hand, the selection of the reference area to be the reference of the alignment may be manually selected by the user, it may be automatically selected by calculating the change in height for each area in the inspection apparatus. That is, the spatial height change of the entire region of the substrate 150 may be calculated in real time to select and use a region having a small height change, or the entire region may be used when the height change of the entire region is small.

투영부별 높이데이터들을 정렬시킨 후, 정렬된 높이데이터들을 이용하여 측정대상물(152)이 형성된 기판(150)에 대한 통합 높이데이터를 추출한다(S150). 상기 통합 높이데이터는 정렬된 높이데이터들의 평균, 가중 평균, 또는 로지컬 메디안(logical median) 등의 방법을 적용하여 구할 수 있다.After aligning the height data for each projection unit, the integrated height data for the substrate 150 on which the measurement object 152 is formed is extracted using the aligned height data (S150). The integrated height data may be obtained by applying an average, weighted average, or logical median of the sorted height data.

이와 같이, 투영부별 높이데이터들을 정렬시킨 후, 정렬된 높이데이터들을 이용하여 투영부별 높이데이터들에서 영역별 신뢰도 높은 데이터를 선택적으로 활용함으로써, 통합 높이데이터의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. As such, after the height data of the projection units are aligned, the reliability of the integrated height data may be improved by selectively utilizing the highly reliable data for each region in the height data of the projection units using the aligned height data.

한편, 통합 높이데이터를 추출하기에 앞서, 측정대상물(152)의 높이값을 추출하기 위하여, 정렬된 투영부별 높이데이터들에 대하여 바닥 영역의 높이값이 0이 되도록 재정렬시킬 수 있다. 이를 위해, 정렬이 완료된 투영부별 높이데이터들로부터 바닥 영역에서의 대표 바닥높이를 추출한 후, 상기 대표 바닥높이가 0이 되도록 정렬이 완료된 투영부별 높이데이터들을 재정렬시킨다. 이와 같이, 재정렬된 투영부별 높이데이터들을 통해 통합 높이데이터를 구함으로써, 측정대상물(152)에 대한 보다 정확한 통합 높이데이터를 추출할 수 있다.On the other hand, prior to extracting the integrated height data, in order to extract the height value of the measurement object 152, the height value of the floor area may be rearranged to zero with respect to the height data of the aligned projections. To this end, after extracting the representative floor height in the floor area from the aligned height-specific projection data, and rearranged the height data for each projection is aligned so that the representative floor height is zero. As such, by obtaining the integrated height data through the rearranged height data of the projection units, more accurate integrated height data of the measurement object 152 may be extracted.

한편, 상기 투영부별 높이데이터들을 추출하기에 앞서, 각 투영부(110) 별로 위상데이터를 정렬시키는 과정을 거칠 수 있다. 이를 위해, 우선 기판(150)에서 측정대상물(152)이 형성되어 있는 측정대상물 영역과 측정대상물이 형성되어 있지 않은 기판(150)의 바닥 영역을 설정한다. 예를 들어, 상기 측정대상물 영역과 상기 바닥 영역의 설정은, 기판(150)에 광을 조사하고, 기판(150)으로부터 반사된 광을 수광하여 획득된 이미지데이터를 기초로 하여 설정할 수도 있으며, 상기 기판(150)의 기준데이터를 기초로 하여 설정할 수도 있다. 이때, 상기 기판(150)에 기 설정된 검사 대상 영역에서 상기 측정대상물 영역과 상기 바닥 영역을 구분할 수 있다. On the other hand, prior to extracting the height data of each projection unit, it may be a step of aligning the phase data for each projection unit 110. To this end, first, the measurement object region in which the measurement object 152 is formed and the bottom region of the substrate 150 in which the measurement object is not formed are set in the substrate 150. For example, the setting of the measurement object region and the bottom region may be set based on image data obtained by irradiating light onto the substrate 150 and receiving light reflected from the substrate 150. It may be set based on the reference data of the substrate 150. In this case, the measurement object region and the bottom region may be distinguished from the inspection object region preset on the substrate 150.

상기 기준 데이터로는 기판(150)에 대한 기본 정보를 담고 있는 CAD 데이터가 사용될 수 있다. 이 외에도, 상기 기준 데이터로는 피씨비(PCB)의 제조를 위한 설계 데이터 혹은 제조 데이터나, 거버 데이터, 피씨비 디자인 파일, 피씨비 디자인 파일에서 추출된 표준 및 비표준 형식의 각종 데이터(ODB++이나 각 캐드 디자인 툴별 추출 파일)가 사용될 수 있으며, 또한 작업용 베어(bare) 보드 또는 실장 보드를 화상 카메라를 통해서 얻은 이미지 파일로부터 획득된 정보 등이 사용될 수 있다. 상기 기준 데이터에는 기판(150)에 형성되어 있는 패드, 도전패턴, 비아 홀, 측정대상물 등의 위치 정보가 담겨 있다. 따라서, 상기 기준 데이터를 이용하여 기판(150)의 바닥 영역을 예측하고 설정할 수 있다.As the reference data, CAD data containing basic information about the substrate 150 may be used. In addition, the reference data may include design data or manufacturing data for manufacturing PCBs, various data in standard and non-standard formats extracted from gerber data, PC design files, and PC design files (ODB ++ or each CAD design tool). Extraction file) may be used, and information obtained from an image file obtained through an image camera of a working bare board or a mounting board may be used. The reference data includes position information of pads, conductive patterns, via holes, and measurement objects formed on the substrate 150. Therefore, the bottom area of the substrate 150 may be predicted and set using the reference data.

이후, 투영부들(110) 각각에 대하여 상기 바닥 영역에서의 빈도수가 가장 높은 위상데이터를 대표 바닥위상으로 설정한다. 이후, 투영부들(110) 각각에 대하여 상기 투영부별 위상데이터에서 상기 대표 바닥위상 만큼을 빼줌으로써, 상기 대표 바닥위상이 0이 되도록 상기 투영부별 위상데이터를 쉬프트시킨다. 이와 같이, 투영부별 높이데이터들을 정렬시키기에 앞서, 투영부별 위상데이터들 각각에 대하여 바닥 영역의 위상을 0으로 맞춤으로써, 최종적으로 추출되는 통합 높이데이터의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다. Thereafter, phase data having the highest frequency in the floor area is set as the representative floor phase for each of the projection parts 110. Subsequently, the projection unit 110 shifts the phase data for each projection unit such that the representative floor phase becomes zero by subtracting the representative floor phase from the phase data for each projection unit. As described above, prior to aligning the height data of each projection unit, the phase of the bottom region may be set to 0 with respect to each of the phase data of each projection unit, thereby further improving the reliability of the integrated height data finally extracted.

본 실시예와 같이, 복수의 투영부들로부터 추출된 높이데이터들을 정렬시키기 전에 각 투영부 별로 측정된 데이터에 대한 기울어짐을 보정해 줌으로써, 통합 높이데이터의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 위상데이터들을 정렬시키는 대신에, 높이데이터를 이용하여 복수의 투영부들에 대한 정렬을 수행함으로써, 통합 높이데이터의 정밀도를 높일 수 있다.As in the present embodiment, before the height data extracted from the plurality of projection parts are aligned, the inclination of the data measured for each projection part is corrected, thereby improving the reliability of the integrated height data. In addition, instead of aligning the phase data, alignment of the plurality of projection units using the height data may be performed, thereby increasing the precision of the integrated height data.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 검사방법을 나타낸 흐름도이다.7 is a flow chart showing a substrate inspection method according to another embodiment of the present invention.

도 1, 도 3 및 도 7을 참조하면, 측정대상물(152)이 형성된 기판(150)을 검사하기 위하여, 상기 복수의 투영부(110)들을 이용하여 상기 기판(150)에 패턴 조명을 순차적으로 조사하고, 카메라(130)를 통해 투영부별 반사 이미지들을 촬영한다(S210).1, 3, and 7, in order to inspect the substrate 150 on which the measurement object 152 is formed, pattern illumination is sequentially performed on the substrate 150 using the plurality of projection units 110. Investigate and photograph the reflection images for each projection unit through the camera 130 (S210).

이후, 상기 투영부별 반사 이미지들을 이용하여 각각의 투영부(110)에 대한 노이즈 영역을 설정하다(S220). 상기 노이즈 영역은 상기 투영부별 반사 이미지에 대한 그레이(gray) 정보 및 비저빌러티(visivility) 정보 중 적어도 하나를 이용하여 설정할 수 있다. 예를 들어, 그레이 평균값이 10 이하, 230 이상, 및 비저빌러티 0.3 이하인 영역을 노이즈 영역으로 설정할 수 있다.Subsequently, a noise region for each projection unit 110 is set using the reflection images for each projection unit (S220). The noise area may be set using at least one of gray information and visibility information of the reflection image for each projection unit. For example, an area having a gray average value of 10 or less, 230 or more, and visibility 0.3 or less can be set as a noise area.

이후, 상기 투영부별 반사 이미지들을 이용하여 기판(150)에 대한 투영부별 위상데이터들을 획득한다(S230). 이때, 기판 검사장치(100)는 위상천이 모아레 방식을 통해 상기 투영부별 위상데이터들을 획득할 수 있다. 예를 들어, 각각의 투영부(110)를 통해 각 방향에서 위상천이된 패턴 조명을 N번에 걸쳐 기판(150)에 조사하고, 각 조사시마다 카메라(130)를 통해 기판(150)의 반사 이미지를 획득한 후, 획득된 복수의 반사 이미지들에 대해 N-버켓 알고리즘(N-bucket algorithm)을 적용하여 상기 투영부별 위상데이터들을 획득한다.Subsequently, phase-specific phase data of the substrate 150 are obtained by using the reflective images of the projection units (S230). In this case, the substrate inspection apparatus 100 may acquire phase data for each of the projection units through a phase shift moiré method. For example, pattern illumination, which is phase-shifted in each direction through each projection unit 110, is irradiated to the substrate 150 over N times, and the reflected image of the substrate 150 through the camera 130 for each irradiation. After obtaining, the N-bucket algorithm is applied to the obtained plurality of reflection images to obtain phase data for each projection unit.

이후, 상기 투영부별 위상데이터들을 이용하여 측정대상물(152)이 형성된 기판(150)에 대한 투영부별 높이데이터들을 추출한다(S240). 예를 들어, 상기 투영부별 높이데이터는 각각의 투영부별 위상데이터에 해당 투영부(110)에 대응되는 스케일 팩터(scale factor)를 곱하여 추출할 수 있다. Subsequently, height data of each projection unit for the substrate 150 on which the measurement object 152 is formed are extracted using the phase data of each projection unit (S240). For example, the height data of each projection unit may be extracted by multiplying the phase data of each projection unit by a scale factor corresponding to the projection unit 110.

이후, 상기 투영부별 높이데이터들을 통합하여 통합 높이데이터를 산출한다(S250). 상기 측정대상물 영역에서의 상기 통합 높이데이터는 상기 측정대상물 영역에 포함된 단위 화소에 대응하여, 상기 투영부별 높이데이터들로부터 상기 노이즈 영역을 제외한 유효 영역의 높이데이터를 기초로 상기 통합 높이데이터를 산출한다. 예를 들어, 상기 투영부(110)가 2개일 때, 2개의 투영부(110)들의 높이데이터가 모두 유효한 높이데이터이면, 2개의 투영부(110)들의 높이데이터들을 기초로 통합 높이데이터를 산출한다. 반면, 2개의 투영부(110)들의 높이데이터 중 어느 하나만이 유효한 높이데이터이면, 노이즈 영역의 높이데이터는 무시하고 유효 영역의 높이데이터를 통합 높이데이터로 산출한다. 또한, 2개의 투영부(110)들의 높이데이터가 모두 노이즈 영역의 높이데이터이면, 해당 영역은 노이즈 영역으로 처리한다. 이처럼, 해당 영역이 노이즈 영역으로 처리될 경우, 인접한 영역들 중 유효 영역의 높이데이터들을 기초로 통합 높이데이터를 산출할 수 있다. 이때, 상기 통합 높이데이터는 노이즈 영역을 제외한 복수의 높이데이터들을 산술평균, 가중평균 및 로지컬 미디언 중 적어도 하나의 방법으로 산출할 수 있다. Thereafter, the height data for each projection unit are integrated to calculate integrated height data (S250). The integrated height data in the measurement object area is calculated based on the height data of the effective area excluding the noise area from the height data for each projection unit, corresponding to the unit pixels included in the measurement object area. do. For example, when the projections 110 are two, if the height data of the two projections 110 are all valid height data, the integrated height data is calculated based on the height data of the two projections 110. do. On the other hand, if any one of the height data of the two projection unit 110 is valid height data, the height data of the noise area is ignored and the height data of the effective area is calculated as the integrated height data. In addition, if the height data of the two projection units 110 are both height data of the noise area, the area is treated as a noise area. As such, when the corresponding area is processed as a noise area, the integrated height data may be calculated based on the height data of the effective area among the adjacent areas. In this case, the integrated height data may be calculated using at least one method of arithmetic mean, weighted average, and logical median of the plurality of height data except for the noise region.

한편, 측정대상물(152)에 인접한 바닥 영역에서의 상기 통합 높이데이터는 일 실시예로, 상기 바닥 영역에 포함된 단위 화소에 대응하여, 상기 투영부별 높이데이터들 중에서 최소값을 통합 높이데이터로 산출할 수 있다.On the other hand, the integrated height data in the bottom area adjacent to the measurement object 152 may be calculated as a minimum height among the height data of each projection unit, corresponding to the unit pixel included in the bottom area. Can be.

도 8은 바닥 영역에서 노이즈가 발생되는 원리를 설명하기 위한 기판의 단면도이며, 도 9는 도 8에 도시된 기판의 추출된 높이데이터를 나타낸 다이어그램이다.FIG. 8 is a cross-sectional view of a substrate for explaining a principle of generating noise in a bottom region, and FIG. 9 is a diagram illustrating extracted height data of the substrate illustrated in FIG. 8.

도 1, 도 8 및 도 9를 참조하면, 기판(150)의 바닥 영역에서는, 측정대상물(152)의 주위에서 입사되는 패턴 조명이 반사되어 기판(150) 위에서 난반사를 일으킨다. 예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 측정대상물(152)을 기준으로 우측에 배치된 투영부로부터 패턴 조명이 조사되는 경우, 상기 패턴 조명은 측정대상물(152)에 의해 우측으로 반사된 후 기판(150) 위에서 난반사를 발생시키게 된다. 이에 따라, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 바닥 영역에서의 높이데이터는 상기 난반사가 발생하는 지점에서 밝게 측정되어 측정 위상의 왜곡을 발생시키게 되며, 이러한 높이데이터는 모두 노이즈에 해당된다. 1, 8, and 9, in the bottom region of the substrate 150, pattern illumination incident around the measurement object 152 is reflected to cause diffuse reflection on the substrate 150. For example, as shown in FIG. 8, when the pattern illumination is irradiated from the projection disposed on the right side with respect to the measurement object 152, the pattern illumination is reflected to the right side by the measurement object 152. Diffuse reflection is generated on the substrate 150. Accordingly, as shown in Figure 9, the height data in the bottom area is measured brightly at the point where the diffuse reflection occurs, causing distortion of the measurement phase, all of these height data corresponds to noise.

반면, 측정대상물(152)을 기준으로 좌측에 배치된 투영부로부터 패턴 조명이 조사되는 경우, 상기 패턴 조명은 동일한 지점에서 측정대상물(152)에 의해 앞서 설명한 바와 같은 난반사는 별로 발생시키지 않는다.On the other hand, when the pattern illumination is irradiated from the projection part disposed on the left side with respect to the measurement object 152, the diffuse reflection as described above by the measurement object 152 at the same point does not generate much.

따라서, 상기 패턴 조명이 측정대상물(152)의 우측에서 좌측으로 조사되는 경우에 획득된 측정대상물(152)의 우측에 위치한 바닥 영역의 높이 데이터는, 상기 패턴 조명이 측정대상물(152)의 좌측에서 우측으로 조사되는 경우에 획득된 측정대상물(152)의 우측에 위치한 바닥 영역의 높이 데이터보다 훨씬 부정확하다. 결국, 상이한 방향에서 조사되는 투영부(110)들 각각의 패턴 조명에 따라 획득된 높이데이터에서 보다 큰 값을 갖는 높이데이터는 노이즈라고 볼 수 있다.Therefore, the height data of the bottom area located on the right side of the measurement object 152 obtained when the pattern illumination is irradiated from the right side to the left side of the measurement object 152 is different from the left side of the measurement object 152. In the case of irradiation to the right, it is much more inaccurate than the height data of the bottom area located on the right side of the measured object 152 obtained. As a result, the height data having a larger value in the height data obtained according to the pattern illumination of each of the projection parts 110 irradiated from different directions may be regarded as noise.

따라서, 상기와 같이 노이즈를 발생시키는 패턴 조명에 대응하는 투영부(110)의 높이데이터를 배제하기 위하여, 상기 바닥 영역에 대한 투영부별 높이데이터 중 최소값에 해당하는 투영부별 높이데이터를 상기 바닥 영역에 대한 통합 높이데이터로 선택할 수 있다.Therefore, in order to exclude the height data of the projection unit 110 corresponding to the pattern illumination that generates noise as described above, the height data of each projection unit corresponding to the minimum value among the height data of each projection unit for the floor area is added to the floor area. Can be selected as the integrated height data for.

예를 들어, 투영부(110)가 2개로 구성되는 경우, 2개의 투영부(110)들로부터 획득된 높이데이터 중 큰 값에 해당하는 높이데이터는 노이즈일 가능성이 매우 높으므로, 2개의 투영부(110)들로부터 획득된 높이데이터 중 작은 값에 해당하는 높이데이터를 상기 바닥 영역에 대한 통합 높이데이터로 선택할 수 있다. For example, when the projection unit 110 is composed of two, since the height data corresponding to the larger value among the height data obtained from the two projection unit 110 is very likely to be noise, the two projection unit Height data corresponding to a small value among the height data obtained from the 110 may be selected as the integrated height data for the floor area.

다른 실시예로, 상기 바닥 영역에 포함된 단위 화소에 대응하여, 상기 투영부별 높이데이터들의 높이차가 기설정된 기준값 이상이면 상기 투영부별 높이데이터들 중 최소값을 통합 높이데이터로 산출하고, 상기 투영부별 높이데이터들의 높이차가 상기 기준값 미만이면 투영부별 높이데이터들을 기초로 통합 높이데이터를 산출할 수 있다. 즉, 상기 투영부별 높이데이터들의 높이차가 상기 기준값 이상이면 높은 값은 노이즈로 간주하게 된다. 이때, 상기 통합 높이데이터는 노이즈 영역을 제외한 복수의 높이데이터들을 산술평균, 가중평균 및 로지컬 미디언 중 적어도 하나의 방법으로 산출 할 수 있다.In another embodiment, if the height difference of the height data of each projection unit is greater than or equal to a preset reference value corresponding to the unit pixel included in the floor area, the minimum value of the height data of each projection unit is calculated as integrated height data, and the height of each projection unit If the height difference of the data is less than the reference value, the integrated height data may be calculated based on the height data of each projection unit. That is, when the height difference of the height data for each projection unit is greater than or equal to the reference value, the high value is regarded as noise. In this case, the integrated height data may be calculated using at least one method of arithmetic mean, weighted average, and logical median of the plurality of height data except for the noise region.

이후, 측정대상물(152)과 인접한 상기 바닥 영역의 기울기를 기초로 상기 통합 높이데이터의 기울어짐을 보정한다(S260). 여기서, 상기 통합 높이데이터의 기울어짐 보정은 앞서 도 4를 참조하여 설명한 것과 동일한 방법으로 수행될 수 있으므로, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Thereafter, the slope of the integrated height data is corrected based on the slope of the bottom area adjacent to the measurement object 152 (S260). In this case, the tilt correction of the integrated height data may be performed in the same manner as described above with reference to FIG. 4, and thus redundant description thereof will be omitted.

이후, 기울어짐 보정이 완료된 통합 높이데이터를 이용하여 측정대상물(152)의 높이를 산출한다(S270).Thereafter, the height of the measurement object 152 is calculated using the integrated height data of which the tilt correction is completed (S270).

이와 같이, 복수의 투영부들을 이용하여 측정대상물이 형성된 기판의 통합 높이데이터을 산출함에 있어, 측정대상물 영역과 바닥 영역을 분리하여 각각의 영역에 대한 통합 높이데이터를 산출함으로써, 검사의 정확성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 통합 높이데이터를 산출하기에 앞서 각 투영부별로 노이즈 영역을 설정하고, 통합 높이데이터 산출시 노이즈 영역의 높이데이터를 제외시킴으로써, 검사의 정확성 및 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.As described above, in calculating the integrated height data of the substrate on which the measurement object is formed using the plurality of projection parts, the integrated height data for each area is calculated by separating the measurement object area and the bottom area, thereby improving the accuracy and reliability of the inspection. Can be improved. In addition, before calculating the integrated height data, the noise area is set for each projection unit, and the height data of the noise area is excluded when calculating the integrated height data, thereby improving the accuracy and reliability of the inspection.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical and exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100 : 기판 검사장치 110 : 투영부
112 : 광원 114 : 격자 소자
120 : 조명부 130 : 카메라
140 : 스테이지 150 : 기판
152 : 측정대상물100: substrate inspection apparatus 110: projection unit
112 light source 114 grid element
120: lighting unit 130: camera
140: stage 150: substrate
152: measuring object

Claims

Sequentially irradiating pattern illumination onto a substrate on which a measurement object is formed through a plurality of projection units to obtain phase data for each projection unit for the substrate;
Extracting height data for each projection unit of the substrate using the phase data for each projection unit;
Correcting the inclination of the extracted height data by using the height data of each projection unit for each projection unit;
Arranging the height data for each projection unit on which the tilt correction is completed; And
Extracting integrated height data using the aligned height data.

The method of claim 1, wherein the sorting of the height data for each projection unit comprises:
And the height data of the remaining projection parts are aligned based on the height data of the projection parts having the highest reliability among the plurality of projection parts.

The method of claim 2, wherein the reliability of the projection units includes at least one of visibility and gray information, which are functions of parameters of height, signal-to-noise ratio (SNR), amplitude, and average brightness. Substrate inspection method characterized in that the evaluation through.

The method of claim 1, wherein in the aligning the height data of each projection unit, the substrate is aligned based on a bottom area of the substrate.

The method of claim 1, wherein in the aligning of the height data of each of the projections, the height is aligned based on the entire area of the substrate on which the measurement object is formed.

The substrate inspection method of claim 1, wherein in the aligning of the height data of each of the projection parts, alignment is performed based on the selected region extracted according to the determination of the reliability among the entire regions of the substrate.

The method of claim 1, wherein the sorting of the height data for each projection unit comprises:
Extracting a representative floor height in a floor area from the height data for each projected projected part; And
And rearranging the height data of each aligned projection unit such that the representative floor height becomes zero.

According to claim 1, Prior to the step of extracting the height data for each projection unit,
Setting a bottom region of the substrate;
Setting phase data having the highest frequency in the floor area as a representative floor phase for each of the projection parts; And
And shifting the phase data for each of the projections so that the representative bottom phase becomes zero for each of the projections.

Sequentially irradiating pattern illumination onto a substrate on which a measurement object is formed through a plurality of projection units, and photographing reflection images for each projection unit through a camera;
Setting a noise area for each projection unit by using the reflection images for each projection unit;
Obtaining phase-specific phase data of the substrate using the projection-specific reflection images;
Calculating height data for each projection unit for the substrate using the phase data for each projection unit;
Calculating integrated height data by integrating height data of each projection unit;
Correcting the inclination of the integrated height data based on the inclination of the bottom area adjacent to the measurement object; And
And calculating the height of the measurement object by using the integrated height data of which the tilt correction is completed.

The method of claim 9, wherein in the setting of the noise region,
And setting a noise area using at least one of gray information and visibility information of the reflection images of each projection unit.

The method of claim 9, wherein in the step of calculating the integrated height data,
And the integrated height data is calculated based on the height data of the remaining effective pixels excluding the noise area from the height data of each of the projections, corresponding to the unit pixels included in the measurement object area.

The method of claim 9, wherein in the step of calculating the integrated height data,
And a minimum value among the height data of each projection unit is calculated as the integrated height data corresponding to the unit pixels included in the bottom area.

The method of claim 9, wherein in the step of calculating the integrated height data,
In response to the unit pixels included in the floor area, if the difference of the height data for each projection unit is equal to or greater than a predetermined reference value, the minimum value of the height data for each projection unit is calculated as the integrated height data, and the difference of the height data for each projection unit is the reference value. Less than less, calculating the integrated height data through an arithmetic mean.

Irradiating pattern illumination onto a substrate on which a measurement object is formed through a projection unit to obtain phase data of the substrate;
Extracting height data of the substrate using the phase data;
Separating the measurement target region in which the measurement target is formed on the substrate and a bottom region of the measurement target region;
Correcting the inclination of the extracted height data by using height data corresponding to the floor area; And
And extracting a height of the substrate based on the height data of which the tilt correction is completed.