DE102010030859A1

DE102010030859A1 - Verfahren zum Untersuchen eines Messobjektes

Info

Publication number: DE102010030859A1
Application number: DE102010030859A
Authority: DE
Inventors: Joong-Ki Jeong; Yu-Jin Lee; Seung-Jun Lee
Original assignee: Koh Young Technology Inc
Current assignee: Koh Young Technology Inc
Priority date: 2009-07-03
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2011-01-27
Anticipated expiration: 2030-07-03
Also published as: CN101943572A; US8548224B2; JP5256251B2; CN102980533B; TW201418665A; DE102010030859B4; US20110002529A1; TWI467128B; TWI432699B; US20130294679A1; US8369603B2; TW201113500A; US8724883B2; JP2011013220A; DE102010064635B4; CN102980533A; US20130077849A1; CN101943572B

Abstract

Ein Untersuchungsverfahren zum Untersuchen eines auf einem Substrat montierten Gerätes beinhaltet Generieren einer Formschablone des Gerätes, Gewinnen von Höheninformation jedes Pixels durch Projizieren von Gittermusterlicht durch einen Projektionsteil auf das Substrat, Generieren einer der Höheninformation jedes Pixels entsprechenden Kontrastkarte sowie Vergleichen der Kontrastkarte mit der Formschablone. Somit kann ein Messobjekt genau extrahiert werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung betreffen ein Verfahren zum Untersuchen eines Messobjektes und insbesondere ein Verfahren zum Untersuchen eines auf einer gedruckten Leiterplatte ausgebildeten Messobjektes.
DISKUSSION DES HINTERGRUNDS
Allgemein beinhalten elektronische Geräte mindestens eine gedruckte Leiterplatte (PCB), und verschiedene Arten elektronischer Geräte sind auf der gedruckten Leiterplatte montiert.
Um die Kredibilität eines Substrats mit darauf montierten elektronischen Geräten zu prüfen, ist das Untersuchen des Montagestatus der elektronischen Geräte erforderlich, und es ist wichtig, einen Bereich eines Messobjektes einzustellen.
Um den Bereich eines Messobjektes einzustellen, wird zuvor ein zweidimensionales Bild zur Verwendung erfasst. Das Einstellen des Bereichs eines Messobjektes aus dem zweidimensionalen Bild ist jedoch nicht einfach, da es schwierig ist, das Messobjekt von Umgebungen zu unterscheiden, da ein Gerät empfindlich gegenüber einer Farbe und einem Illuminator ist. Wenn die Abmessung des Messobjektes verändert wird, ist es schwierig, das Messobjekt zu unterscheiden. Ferner ist es schwierig, das Messobjekt zu unterscheiden, wenn das Bild ein Rauschen enthält, zum Beispiel wenn nicht nur das Messobjekt sondern auch ein Muster oder ein Siebdruckmuster auf einem Substrat ausgebildet ist, da von einer Kamera ein Rauschen erzeugt werden kann und der Bereich des Messobjektes mit einem dem Bereich des Messobjektes benachbarten Padbereich verwechselt werden kann. Zusätzlich wurde ein Gerät durch Verwendung eines Ausrundungsteils eines zweidimensionalen Bildes des Gerätes extrahiert, doch wenn die Ausrundung des Gerätes klein ist, existiert eine Beschränkung bezüglich des Extrahierens des Gerätes unter Verwendung der Ausrundung.
Daher ist ein neues Verfahren zum Untersuchen einer dreidimensionalen Form erforderlich, das in der Lage ist, oben erwähnte Probleme zu vermeiden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung stellen ein Verfahren zum Untersuchen eines Messobjektes bereit, das in der Lage ist, ein Messobjekt genau zu extrahieren.
Zusätzliche Merkmale der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargelegt und werden teilweise aus der Beschreibung deutlich oder können durch Anwendung der Erfindung erlernt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart ein Untersuchungsverfahren zum Untersuchen eines auf einem Substrat montierten Gerätes. Das Untersuchungsverfahren beinhaltet Generieren einer Formschablone des Gerätes, Gewinnen von Höheninformation jedes Pixels durch Projizieren von Gittermusterlicht durch einen Projektionsteil auf das Substrat, Generieren einer der Höheninformation jedes Pixels entsprechenden Kontrastkarte sowie Vergleichen der Kontrastkarte mit der Formschablone.
Das Untersuchungsverfahren kann ferner Gewinnen mindestens einer Information einer Größe, einer Position und einer Rotation des der Formschablone entsprechenden Gerätes durch Vergleichen der Kontrastkarte mit der Formschablone beinhalten.
Der Projektionsteil kann eine Lichtquelle, eine Gittereinheit, die von der Lichtquelle generiertes Licht in das Gittermusterlicht umwandelt, sowie eine Gitterumsetzeinheit, die die Gittereinheit umsetzt, beinhalten. Der Projektionsteil kann das Gittermusterlicht N Mal auf das Substrat projizieren und dabei die Gittereinheit umsetzen.
Das Untersuchungsverfahren kann ferner Gewinnen von Sichtbarkeitsinformation jedes Pixels des Substrats durch eine Anzahl N an Bildern, die von einer Kamera erfasst werden, wenn das Gittermusterlicht von dem Substrat reflektiert wird, beinhalten. Die Kontrastkarte kann durch einen durch Multiplizieren der Höheninformation mit der Sichtbarkeitsinformation errechneten Wert definiert sein. Die Sichtbarkeitsinformation (Vi(x, y)) kann ein Verhältnis von Amplitude (Bi(x, y)) zu Mittelwert (Ai(x, y)) (oder (Vi(x, y) = Bi(x, y)/Ai(x, y))) in Bildintensität an jedem Pixel sein.
Die Kontrastkarte und die Formschablone können innerhalb eines bestimmten Toleranzwertes der Schablone miteinander verglichen werden.
Das Vergleichen der Kontrastkarte mit der Formschablone kann Multiplizieren eines Wertes von Null oder Eins in der Formschablone, der gemäß einer Pixelkoordinate mit einem Kontrastwert eines Bereiches, in dem die Kontrastkarte mit der Formschablone überlappt, zugewiesen wird, um Ergebniswerte zu erhalten, und Aufsummieren der Ergebniswerte, Bestimmen einer Position, an der die Summe der Ergebniswerte maximal wird, als eine Position des Gerätes durch Bewegen der Formschablone sowie Bestätigen, dass das Gerät das Gerät ist, das der Formschablone entspricht, wenn der Maximalwert nicht geringer als ein Kriterium ist, beinhalten.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart ein Untersuchungsverfahren zum Untersuchen eines auf einem Substrat montierten Gerätes. Das Untersuchungsverfahren beinhaltet Generieren einer Formschablone des Gerätes, Gewinnen von Schatteninformation von jedem Pixel durch Projizieren von Licht auf das Substrat in einer Vielzahl von Richtungen, Generieren einer Schattenkarte durch Zusammenführen einer in einer Vielzahl von Richtungen aufgenommenen Vielzahl von Schatteninformationen sowie Vergleichen der Schattenkarte mit der Formschablone, um mindestens eine Information einer Größe, einer Position und einer Rotation des Gerätes zu gewinnen.
Das Gewinnen von Schatteninformation jedes Pixels durch Projizieren von Licht auf das Substrat in einer Vielzahl von Richtungen kann Projizieren von Gittermusterlicht auf das Substrat N Mal in einer Vielzahl von Richtungen, während eine Phase des Gittermusterlichts verschoben wird und eine Anzahl N an von dem Substrat reflektierten Bildern erfasst wird, beinhalten.
Das Gewinnen von Schatteninformation jedes Pixels durch Projizieren von Licht auf das Substrat in einer Vielzahl von Richtungen kann ferner Mitteln der Anzahl N an Bildern oder Aufsummieren von Bildern in der Anzahl N an Bildern, so dass die Summe von Phasendifferenzen der Bilder 360 Grad wird, beinhalten, um Bilder zu erhalten, in denen Gittermuster entfernt ist.
Noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart ein Untersuchungsverfahren zum Untersuchen eines auf einem Substrat montierten Gerätes. Das Untersuchungsverfahren beinhaltet Projizieren von Gittermusterlicht auf das Substrat N Mal in einer Vielzahl von Richtungen, während das Gittermusterlicht verändert wird und eine Anzahl N an Bildern von der Kamera erfasst wird, Generieren von Sichtbarkeitskarten der Richtungen durch Verwendung der Anzahl N an Bildern in jeder der Richtungen, Gewinnen von Schattenbereichen des Messobjektes aus den Sichtbarkeitskarten der Richtungen sowie Zusammenführen der Schattenbereiche der Vielzahl Richtungen, um eine Schattenkarte zu generieren.
Das Untersuchungsverfahren kann ferner Untersuchen des Messobjektes durch Gewinnen mindestens einer Information einer Größe und einer Position des Gerätes aus der Schattenkarte beinhalten.
Die Sichtbarkeitskarte (Vi(x, y)) kann ein Verhältnis von Amplitude (Bi(x, y)) zu Mittelwert (Ai(x, y)) (oder (Vi(x, y) = Bi(x, y)/Ai(x, y))) in Bildintensität an jedem Pixel sein.
Das Untersuchen des Messobjektes durch Gewinnen mindestens einer Information einer Größe und einer Position des Gerätes aus der Schattenkarte kann Vergleichen der Schattenkarte und der dem Gerät entsprechenden Formschablone innerhalb eines spezifischen Toleranzwertes beinhalten.
Das Vergleichen der Schattenkarte und der Formschablone kann Vergleichen der Schattenkarte und der Schablone, während die Formschablone von einer Anfangsposition aus bewegt wird, beinhalten.
Das Vergleichen der Schattenkarte und der Formschablone kann Multiplizieren eines Wertes von Null oder Eins in der Schattenschablone, der gemäß einer Pixelkoordinate mit einem Wert von Null oder Eins in der Schattenkarte zugewiesen wird, der gemäß einer Pixelkoordinate eines Bereiches, in dem die Schattenkarte mit der Schattenschablone überlappt, zugewiesen wird, um Ergebniswerte zu erhalten, und Aufsummieren der Ergebniswerte, Bestimmen einer Position, an der die Summe der Ergebniswerte maximal wird, als eine vorläufige Position des Gerätes durch Bewegen der Schattenschablone sowie Bestätigen, dass das Gerät das Gerät ist, das der Schattenschablone entspricht, wenn der Maximalwert nicht geringer als ein Kriterium ist, beinhalten.
Noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart ein Untersuchungsverfahren. Das Untersuchungsverfahren beinhaltet Projizieren von Gittermusterlicht auf das Substrat N Mal in einer Vielzahl von Richtungen, während das Gittermusterlicht verändert wird und eine Anzahl N an Bildern von der Kamera erfasst wird, Generieren von Sichtbarkeitskarten der Richtungen durch Verwendung der Anzahl N an Bildern in jeder der Richtungen (N ist eine ganze Zahl größer zwei), Gewinnen von Schattenbereichen der Richtungen aus dem Messobjekt aus den Sichtbarkeitskarten der Richtungen, Kompensieren der gewonnenen Schattenbereiche der Richtungen sowie Zusammenführen der kompensierten Schattenbereiche der Richtungen, um eine Schattenkarte zu generieren.
Die Sichtbarkeitskarte (Vi(x, y)) kann ein Verhältnis von Amplitude (Bi(x, y)) zu Mittelwert (Ai(x, y)) (oder (Vi(x, y) = Bi(x, y)/Ai(x, y))) in Bildintensität an jedem Pixel sein.
Das Kompensieren der Schattenbereiche der Richtungen kann durch Multiplizieren von Amplitude ((Bi(x, y)) mit jedem Pixel des gewonnenen Schattenbereichs der Richtungen ausgeführt werden.
Das Kompensieren der Schattenbereiche der Richtungen kann Einstellen eines Pixels eines Schattenbereichs der Richtungen als Schatten, wenn die Amplitude ((Bi(x, y)) des Pixels nicht größer als ein Kriterium ist, das vorher eingestellt wurde, beinhalten.
Das Untersuchungsverfahren kann ferner Gewinnen mindestens einer Information einer Größe und einer Position des Messobjektes aus der Schattenkarte beinhalten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird gesuchtes Gerät durch Verwendung der Kontrastkarte, auf der Höhe der Vorrichtung wiedergespiegelt ist, und/oder der Schattenkarte des Gerätes extrahiert. Daher ist das Verfahren der vorliegenden Erfindung weniger empfindlich gegenüber der Farbe des Gerätes und Beleuchtung als das herkömmliche Verfahren, das ein zweidimensionales Bild verwendet, so dass das Gerät einfach unterschieden werden kann, auch wenn die Abmessung des Gerätes verändert wird.
Zusätzlich wird das Verfahren der vorliegenden Erfindung nicht von Rauschen um das Gerät herum, das durch um das Gerät herum ausgebildete Muster oder Siebdruckmuster induziert wird, oder Rauschen des Gerätes, das von der Kamera induziert wird, beeinflusst. Selbst wenn ein anderes Gerät, das mit dem Gerät verwechselt werden kann, montiert ist, wird das Gerät mit der Schablone verglichen, so dass das Gerät klar unterschieden werden kann.
Ferner kann das Verfahren das Gerät klar unterscheiden, selbst wenn die Ausrundung des Gerätes klein ist, da das Verfahren beim Unterscheiden des Gerätes nicht die Ausrundung sondern die Kontrastkarte verwendet.
Die Schattenkarte ist unabhängig vom Messhöhenbereich, so dass Informationen des Gerätes 910, wie zum Beispiel eine Position, eine Größe, ein Rotationswinkel usw. ungeachtet der Höhe des Gerätes gewonnen werden können, selbst wenn die Höhe des Gerätes den Messhöhenbereich der Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form übersteigt.
Zusätzlich kann, wenn die Schattenbereiche der aus der Sichtbarkeitskarte gewonnenen Richtungen durch die Amplitudeninformationen kompensiert wird, das Rauschen des Schattenbereichs minimiert werden, um die Untersuchungszuverlässigkeit des Messobjektes zu verbessern.
Ferner kann eine Zuverlässigkeit des Schattenbereichs verbessert werden, wenn die Schattenbereiche unter Verwendung der Amplitudenkarten der Richtungen, die weniger Rauschen als die Sichtbarkeitskarten der Richtungen aufweisen, extrahiert werden.
Ferner kann ein Bereich eines Messobjektes unter Verwendung der Sichtbarkeitskarte genau extrahiert werden, selbst wenn die Höhe des Gerätes den Messhöhenbereich der Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form übersteigt.
Es versteht sich, dass sowohl die vorangehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung exemplarisch und erläuternd sind und dazu intendiert sind, weitere Erklärung der beanspruchten Erfindung bereitzustellen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beiliegenden Zeichnungen, die beigefügt sind, um ein weiteres Verständnis der Erfindung bereitzustellen, und in dieser Spezifikation inkorporiert sind und einen Teil derselben bilden, illustrieren Ausführungen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erklären.
1 ist eine schematische Ansicht, die eine Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form zeigt, die für ein Untersuchungsverfahren für eine dreidimensionale Form gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
2 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Untersuchen einer dreidimensionalen Form gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer Formschablone zeigt.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Schritt des Gewinnens von Geräteinformationen (Schritt S140) in 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist eine konzeptionelle Ansicht, die ein Verfahren zum Vergleichen eines Zielgerätes mit einem einer Formschablone entsprechenden Gerät zeigt.
6 ist ein Bild eines Gerätes, wenn das Gerät zum Beispiel ein Chip ist.
7 ist ein Bild, das durch eine Kontrastkarte des Chips in 6 ausgedrückt ist.
8 ist ein Bild, das durch eine Kontrastkarte des Chips in 6 ausgedrückt ist, wenn Sichtbarkeitsinformationen wiedergespiegelt sind.
9 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Untersuchen einer dreidimensionalen Form gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
10 ist eine konzeptionelle Ansicht, die ein Beispiel einer Schattenschablone zeigt.
11 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Schritt des Generierens einer Schattenkarte durch Verwendung von Sichtbarkeitsinformationen (Schritt S230) in 9 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
12 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Schritt des Gewinnens von Geräteinformationen (Schritt S240) in 9 zeigt.
13 ist eine konzeptionelle Ansicht, die ein Verfahren zum Vergleichen eines Zielgerätes mit einem einer Schattenschablone entsprechenden Gerät zeigt.
14 ist eine schematische Ansicht, die eine Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form zeigt, die für ein Verfahren zum Untersuchen eines Messobjektes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
15 ist eine Draufsicht, die einen Teil eines Substrats zeigt, auf dem ein Messobjekt montiert ist.
16 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Untersuchen eines Messobjektes gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
17 ist eine Figur, die Sichtbarkeitskarten einer Vielzahl von Richtungen zeigt.
18 ist eine Figur, die Amplitudenkarten einer Vielzahl von Richtungen zeigt.
19 ist eine Figur, die Kompensationskarten einer Vielzahl von Richtungen zeigt, in denen Schattenbereiche einer Vielzahl von Richtungen kompensiert werden.
20 ist eine Figur, die eine Schattenkarte zeigt, in der kompensierte Schattenbereiche einer Vielzahl von Richtungen zusammengeführt werden.
21 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Untersuchen eines Messobjektes gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wird nachstehend vollständiger mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen Ausführungen der Erfindung gezeigt sind. Diese Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden und sollte nicht als auf die hier dargelegten Ausführungen beschränkt interpretiert werden. Diese Ausführungen werden vielmehr bereitgestellt, damit diese Offenbarung gründlich ist, und werden dem Fachmann den Umfang der Erfindung vollständig vermitteln. In den Zeichnungen können die Größe und relative Größen von Schichten und Bereichen der Klarheit halber übertrieben sein. Ähnliche Bezugszahlen in den Zeichnungen bezeichnen ähnliche Elemente.
Es versteht sich, dass, wenn ein Element oder eine Schicht als „auf” oder „verbunden mit” einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet wird, es oder sie direkt auf oder direkt verbunden mit dem anderen Element oder der anderen Schicht sein kann oder auch dazwischenliegende Elemente oder Schichten vorhanden sein können. Im Gegensatz dazu sind keine dazwischenliegenden Elemente oder Schichten vorhanden, wenn ein Element als „direkt auf” oder „direkt verbunden mit” einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet wird.
1 ist eine schematische Ansicht, die eine Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form zeigt, die für ein Untersuchungsverfahren für eine dreidimensionale Form gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Unter Bezug auf 1 beinhaltet eine Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form, die für ein Untersuchungsverfahren für eine dreidimensionale Form gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, einen Gestellteil 100, einen Bilderfassungsteil 200, erste und zweite Projektionsteile 300 und 400, einen Bildspeicherteil 500, einen Modulsteuerteil 600 sowie einen zentralen Steuerteil 700.
Der Gestellteil 100 kann ein Gestell 110 sowie eine Gestellumsetzeinheit 120 beinhalten. Das Gestell 110 stützt das Substrat 10, auf dem das Messobjekt 10 montiert ist. Die Gestellumsetzeinheit 120 setzt das Gestell 110 um. In der vorliegenden Ausführung setzt das Gestell 110 das Substrat 10 bezüglich des Bilderfassungsteils 200 und der ersten und zweiten Projektionsteile 300 und 400 um, so dass eine Messposition des Substrats 10verändert werden kann.
Der Bilderfassungsteil 200 ist über dem Gestell 110 angeordnet. Der Bilderfassungsteil 200 empfängt auf dem Messobjekt 10 reflektiertes Licht, um ein Bild des Messobjektes 10 zu erfassen. Das heißt der Bilderfassungsteil 200 empfängt Licht, das von den ersten und zweiten Projektionsteilen 300 und 400 projiziert wird und auf dem Messobjekt 10 reflektiert wird, um zum Messen einer dreidimensionalen Form das Bild des Messobjektes 10 zu erfassen.
Der Bilderfassungsteil 200 kann eine Kamera 210, eine Bildgebungslinse 220, ein Filter 230 sowie eine Lampe 240 beinhalten. Die Kamera 210 empfängt auf dem Messobjekt 10 reflektiertes Licht, um das Bild des Messobjektes 10 zu erfassen. Zum Beispiel kann eine CCD-Kamera oder eine CMOS-Kamera als die Kamera 210 verwendet werden. Die Bildgebungslinse 220 ist unter der Kamera 210 angeordnet, um ein Bild des Messobjektes 10 auf die Kamera 210 anzufertigen. Das Filter 230 ist unter der Bildgebungslinse 220 angeordnet, um von dem Zielobjekt 10 reflektiertes Licht zu filtern, um der Bildgebungslinse 220 gefiltertes Licht bereitzustellen. Zum Beispiel kann das Filter 230 mindestens eines eines Frequenzfilters, eines Farbfilters und eines Intensitätssteuerfilters beinhalten. Die Lampe 240 ist unter dem Filter 230 angeordnet, zum Beispiel in einer Kreisform. Die Lampe 240 kann Licht auf das Messobjekt 10 strahlen, um ein Bild für einen bestimmten Zweck, wie zum Beispiel eine zweidimensionale Form des Messobjektes 10, anzufertigen.
Der erste Projektionsteil 300 kann an einer ersten Seite des Bilderfassungsteils 200 angeordnet sein, so dass der erste Projektionsteil 300 Licht bezüglich des Gestells 110 schräg projiziert. Der erste Projektionsteil 300 kann eine erste Projektionseinheit 310, eine erste Gittereinheit 320, eine erste Gitterumsetzeinheit 330 sowie eine erste Fokussierlinse 340beinhalten. Die erste Projektionseinheit 310 kann eine Licht generierende Lichtquelle sowie mindestens eine Linse beinhalten. Die erste Gittereinheit 320 ist unter der ersten Projektionseinheit 310 angeordnet, um das von der ersten Projektionseinheit 310 generierte Licht in ein erstes Gittermusterlicht umzuwandeln. Die erste Gitterumsetzeinheit 330 ist mit der ersten Gittereinheit 320 verbunden, um die erste Gittereinheit 320 umzusetzen. Zum Beispiel kann eine piezoelektrische PZT-Umsetzeinheit oder eine präzise lineare Umsetzeinheit als die erste Gitterumsetzeinheit 330 verwendet werden. Die erste Fokussierlinse 340 ist unter der ersten Gittereinheit 320 angeordnet, um das von der ersten Gittereinheit 320 generierte erste Gittermusterlicht auf das Messobjekt 10 zu fokussieren.
Der zweite Projektionsteil 400 kann an einer zweiten Seite des Bilderfassungsteils 200 angeordnet sein, die der ersten Seite gegenüberliegt, so dass der zweite Projektionsteil 400 Licht bezüglich des Gestells 110 schräg projiziert. Der zweite Projektionsteil 400 kann eine zweite Projektionseinheit 410, eine zweite Gittereinheit 420, eine zweite Gitterumsetzeinheit 430 sowie eine zweite Fokussierlinse 440 beinhalten. Der zweite Projektionsteil 400 ist im Wesentlichen derselbe wie der oben erklärte erste Projektionsteil 300. Daher wird jegliche weitere Erklärung weggelassen.
Wenn der erste Projektionsteil 300 eine Anzahl N an ersten Gittermusterlichten in Richtung des Messobjektes 10 projiziert, während die erste Gittereinheit 320 von der ersten Gitterumsetzeinheit 330 umgesetzt wird, empfängt der Bilderfassungsteil 200 eine Anzahl N an ersten Gittermusterlichten, die von dem Messobjekt 10 reflektiert werden, um die Anzahl N an ersten Gittermusterlichten zu erfassen, die von dem Messobjekt 10 reflektiert werden. Ebenso projiziert der zweite Projektionsteil 400 eine Anzahl N an zweiten Gittermusterlichten in Richtung des Messobjektes 10, während die zweite Gittereinheit 420von der zweite Gitterumsetzeinheit 430 umgesetzt wird, der Bilderfassungsteil 200 empfängt eine Anzahl N an zweiten Gittermusterlichten, die von dem Messobjekt 10 reflektiert werden, um die Anzahl N an zweiten Gittermusterlichten zu erfassen, die von dem Messobjekt 10 reflektiert werden. Zum Beispiel ist die ganze Zahl N drei oder vier.
In der vorliegenden Ausführung projizieren nur die ersten und zweiten Projektionsteile 300 und 400 die ersten beziehungsweise zweiten Gittermusterlichte. Die Zahl des Projektionsteils kann jedoch mehr als zwei sein. Das heißt die Gittermusterlichte können in verschiedene Richtungen zum Zielobjektes 10 hin gestrahlt werden, um verschiedene Arten von Musterbildern zu erfassen. Zum Beispiel können drei Arten von Gittermusterlichten auf das Messobjekt 10 projiziert werden, wenn drei Projektionsteile jeweils an Spitzen eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind. In diesem Fall ist der Bilderfassungsteil 200 an einem Mittelpunkt des gleichseitigen Dreiecks angeordnet. Zum Beispiel können vier Arten von Gittermusterlichten auf das Messobjekt 10 projiziert werden, wenn vier Projektionsteile jeweils an Spitzen eines Quadrates angeordnet sind. In diesem Fall ist der Bilderfassungsteil 200 an einem Mittelpunkt des Quadrats angeordnet.
Der Bildspeicherteil 500 ist elektrisch mit der Kamera 210 des Bilderfassungsteils 200 verbunden und empfängt die Musterbilder von der Kamera 210, um die Musterbilder zu speichern. Zum Beispiel beinhaltet der Bildspeicherteil 500 ein Bildsystem, das die Anzahl N an ersten Musterbildern und die Anzahl N an zweiten Musterbildern von der Kamera 210 empfängt, um die Anzahl N an ersten Musterbildern und die Anzahl N an zweiten Musterbildern zu speichern.
Der Modulsteuerteil 600 ist elektrisch mit dem Gestellteil 100, dem Bilderfassungsteil 200, dem ersten Projektionsteil 300 und dem zweiten Projektionsteil 400verbunden, um sie zu steuern. Der Modulsteuerteil 600 beinhaltet zum Beispiel eine Z-Achsen-Steuereinheit, eine Beleuchtungssteuereinheit, eine Gittersteuereinheit sowie eine Gestellsteuereinheit. Die Z-Achsen-Steuereinheit kann den Bilderfassungsteil 200, den ersten Projektionsteil 300 und den zweiten Projektionsteil 400 entlang einer Z-Achsenrichtung zum Fokussieren umsetzen. Die Beleuchtungssteuereinheit steuert die ersten und zweiten Projektionseinheiten 310 beziehungsweise 410, um Licht zu generieren. Die Gittersteuereinheit steuert die ersten und zweiten Gitterumsetzeinheiten 330 und 430, so dass sie die ersten beziehungsweise zweiten Gittereinheiten 320 und 420 umsetzen. Die Gestellsteuereinheit steuert die Gestellumsetzeinheit 120, so dass sie das Gestell 110 entlang einer X-Achsen- und einer Y-Achsenrichtung umsetzt.
Der zentrale Steuerteil 700 ist elektrisch mit dem Bildspeicherteil 500 und dem Modulsteuerteil 600 verbunden, um den Bildspeicherteil 500 und den Modulsteuerteil 600 zu steuern. Im Einzelnen empfängt der zentrale Steuerteil 700 die Anzahl N an ersten Musterbildern und die Anzahl N an zweiten Musterbildern von dem Bildsystem des Bildspeicherteils 500, um 3D-Bitdaten des elektronischen Gerätes 20 durch Verwendung eines N-Bucket-Algorithmus zu gewinnen. Die 3D-Bilddaten beinhalten Höheninformationen, die Punkten des Substrats 10 entsprechen. Ferner kann der zentrale Steuerteil 700 die Z-Achsen-Steuereinheit, die Beleuchtungssteuereinheit, die Gittersteuereinheit sowie die Gestellsteuereinheit des Modulsteuerteils 600 steuern. Um obige Operation auszuführen, kann der zentrale Steuerteil 700 zum Beispiel eine Bildverarbeitungsplatine, eine Steuerplatine und eine Schnittstellenplatine beinhalten.
Nachstehend wird ein Verfahren zum Untersuchen eines auf einer gedruckten Leiterplatte montierten Gerätes durch Verwendung einer Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form, die oben beschrieben ist, erklärt.
2 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Untersuchen einer dreidimensionalen Form gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und 3 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer Formschablone zeigt.
Unter Bezug auf 2 und 3 wird eine Formschablone 800, in der die Form des Gerätes abstrahiert ist, generiert (Schritt S110), um ein auf einer gedruckten Leiterplatte montiertes Gerät zu untersuchen. Das abstrahierte Gerät 810 kann einen Chip beinhalten, der zum Beispiel eine Hexaederform aufweist.
Zum Beispiel kann beim Abstrahieren des Gerätes 810 die Formschablone 800 vorab so eingestellt werden, dass ein dem Gerät 810 entsprechender erster Bereich in weißer Farbe ausgedrückt werden kann und ein nicht dem Gerät 810 entsprechender zweiter Bereich in schwarzer Farbe ausgedrückt werden kann, wie in 3 gezeigt. In 3 entspricht ein schraffierter Bereich dem Gerät 810. In diesem Fall wird die Formschablone 800 in einem digitalen Bild generiert, und der erste Bereich kann auf Eins gesetzt werden, und der zweite Bereich kann auf Null gesetzt werden.
Die Formschablone 800 kann durch eine Schablonenbestimmung definiert sein. Das heißt die Schablonenbestimmung kann die Formschablone 800 bestimmen. Zum Beispiel kann, wenn das Gerät 810 ein Chip mit einer Hexaederform ist, die Schablonenbestimmung eine ebene Fläche des Chips beinhalten. Im Einzelnen kann die Schablonenbestimmung eine Breite X des Chips und eine Länge Y des Chips beinhalten, und die Formschablone 800 kann durch die Schablonenbestimmung mit der Breite und der Länge des Chips definiert sein.
Dann werden die Höheninformationen nach Pixeln des Messziels durch Projizieren von Gittermusterlicht auf das Messziel in mindestens zwei Richtungen gewonnen (Schritt S120).
Die nach Pixeln des Messziels gewonnenen Höheninformationen können aus durch Messen des Messziels gewonnenen Daten errechnet werden, zum Beispiel durch Verwendung der Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form in 1.
Dann wird eine Kontrastkarte, in der nach Pixeln ein den Höheninformationen entsprechender Kontrast eingestellt ist, generiert (Schritt S130). Pixel eines Vergleichszielgerätes (nachstehend als ”Zielgerät” bezeichnet), das auf dem Messziel montiert ist, können derart eingestellt sein, dass sie einen größeren Kontrastwert aufweisen, wenn eine Höhe der Pixel in den Höheninformationen größer wird. Daher wird die Kontrastkarte derart generiert, dass ein Bereich, in dem das Zielgerät positioniert ist, heller ist als ein Bereich, in dem das Zielgerät nicht positioniert ist.
In diesem Fall wird die Kontrastkarte gemäß den Höheninformationen generiert. Daher ist die Kontrastkarte unabhängig von einer Farbe des Zielgerätes oder eines/r auf dem Zielgerät gedruckten Zeichens oder Figur. Ferner ist die Kontrastkarte unabhängig von einer Farbe, einem Zeichen oder einer Figur des Umfelds des Zielgerätes. Das heißt die Kontrastkarte stellt nur Graustufen des Zielgerätes gemäß Höhe des Zielgerätes dar. Daher kann die Form des Zielgerätes im Vergleich mit einem herkömmlichen zweidimensionalen Bild genauer extrahiert werden.
Andererseits können Sichtbarkeitsinformationen des Messziels nach zu verwendendem Pixel gewonnen werden, um die Form des Zielgerätes genauer zu extrahieren.
Die Sichtbarkeit ist ein Verhältnis von Amplitude Bi(x, y) zu Mittelwert Ai(x, y). Im Allgemeinen erhöht sich die Sichtbarkeit, wenn sich das Reflexionsvermögen erhöht. Die Sichtbarkeit Vi(x, y) kann wie folgt ausgedrückt werden, Vi(x, y) = Bi(x, y)/Ai(x, y).
Das Gittermusterlicht kann in verschiedene Richtungen auf die gedruckte Leiterplatte projiziert werden, um verschiedene Arten von Musterbildern zu gewinnen. Wie in 1 gezeigt, extrahiert der Bildspeicherteil 500 eine Anzahl N an Intensitätssignalen I¹ ₁, I¹ ₂, ..., I¹ _N an einer Position i(x, y) in X-Y-Ebene aus einer Anzahl N an von der Kamera 210 erfassten Musterbildern, und der Mittelwert Ai(x, y) und die Sichtbarkeit Vi(x, y) werden durch Verwendung eines N-Bucket-Algorithmus errechnet.
Zum Beispiel kann die Sichtbarkeit in dem Fall, dass N = 3 beziehungsweise N = 4, wie folgt ausgedrückt werden.
In dem Fall, dass N = 3,
In dem Fall, dass N = 4,
Die Sichtbarkeitsinformationen können durch Projizieren von Gittermusterlichten auf das Messziel in mindestens zwei Richtungen gewonnen werden, ebenso ein Schritt des Gewinnens von Höheninformationen nach Pixeln des Messziels (Schritt S120). Das heißt die Sichtbarkeitsinformationen nach Pixeln können einfach auch aus durch Verwendung von zum Beispiel der Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form in 1 gewonnenen Daten des Ziels errechnet werden.
Der Kontrast nach Pixeln kann durch einen durch Multiplizieren der Höheninformation mit der obigen Sichtbarkeitsinformation gewonnenen Wert definiert sein. Im Allgemeinen ist, wenn das Reflexionsvermögen eines Gerätes höher ist als Umgebung, die Sichtbarkeit des Gerätes viel höher als die Sichtbarkeit der Umgebung. Daher kann das Gerät im Vergleich mit der Kontrastkarte, auf der nur die Höheninformationen widergespiegelt sind, hervorgehoben sein, wenn die Sichtbarkeitsinformationen auf der Kontrastkarte widergespiegelt sind.
Unter erneutem Bezug auf 2 werden anschließend Informationen des Gerätes 810, das der Formschablone 800 in dem Messziel entspricht, durch Vergleichen der Kontrastkarte des Messziels mit der Formschablone 800 gewonnen (Schritt S140). Die Informationen des Gerätes 810 können Existenz, eine reale Größe und einen Anordnungsstatus des Gerätes 810 usw. beinhalten.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Schritt des Gewinnens von Geräteinformationen (Schritt S140) in 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Unter Bezug auf 4 wird, um die Informationen des Gerätes 810, das der Formschablone 800 in dem Messziel entspricht, zu gewinnen, die Existenz des der Formschablone 800 entsprechenden Gerätes 810 zuerst in dem Messziel geprüft (Schritt S142).
Zum Beispiel wird ein Untersuchungsbereich (oder Bereich von Interesse) eingestellt, und die Existenz des Zielgerätes in dem Untersuchungsbereich wird geprüft. In diesem Fall kann der Untersuchungsbereich zum Beispiel durch Verwendung von CAD-Informationen, in denen die Form des Messziels aufgezeichnet ist, eingestellt werden. Die CAD-Informationen beinhalten Entwurfsinformationen des Messziels. Wahlweise kann der Untersuchungsbereich durch Verwendung von in einem Lernmodus gewonnenen gelernten Informationen eingestellt werden. In dem Lernmodus wird eine blanke Platine einer gedruckten Leiterplatte gelernt, um Entwurfsstandardinformationen der gedruckten Leiterplatte zu erhalten, und die in dem Lernmodus gewonnenen gelernten Informationen können beim Einstellen des Untersuchungsbereiches verwendet werden.
5 ist eine konzeptionelle Ansicht, die ein Verfahren zum Vergleichen eines Zielgerätes mit einem einer Formschablone entsprechenden Gerät zeigt.
Unter Bezug auf 5 wird, um zu prüfen, ob das Zielgerät 820 das der Formschablone 800 entsprechende Gerät 810 ist, der Untersuchungsbereich ROI zuerst in der gedruckten Leiterplatte eingestellt, und dann wird die Formschablone 800 mit der Kontrastkarte verglichen, während die Formschablone 800 von einer Anfangsposition 800a aus in Folge bewegt wird.
Um die Formschablone 800 mit der Kontrastkarte zu vergleichen, wird der Wert von Null oder Eins in der Formschablone 800, der gemäß einer Pixelkoordinate zugewiesen wird, mit einem Kontrastwert eines Bereiches, in dem die Kontrastkarte mit der Formschablone 800 überlappt, multipliziert, um Ergebniswerte zu erhalten, und die Ergebniswerte werden aufsummiert. Anschließend wird eine Position, an der die Summe der Ergebniswerte maximal ist, als eine vorläufige Position des Gerätes 810 bestimmt. Wenn die maximale Summe der Ergebniswerte gleich einem oder größer als ein Kriterium ist, wird bestimmt, dass das Zielgerät 820 das der Formschablone 800 entsprechende Gerät 810 ist.
Das der Formschablone 800 entsprechende Gerät 810 weist eine bestimmt Größe auf. Das Zielgerät 820 des Messziels kann eine andere Größe aufweisen, und das Zielgerät 820 kann rotiert sein. Daher kann beim Bestimmen, dass das in der Formschablone 800 aufgezeichnete Gerät 810 das Zielgerät 820 ist, ein Toleranzwert bereitgestellt werden, und die Kontrastkarte und die Formschablone 800 können in dem Toleranzwert der Schablonenbestimmung miteinander verglichen werden. Zum Beispiel kann der Toleranzwert ungefähr 50% bis ungefähr 150% des der Formschablone 800 entsprechenden Gerätes 810 in Größe betragen. Zusätzlich kann beim Bestimmen, dass das der Formschablone 800 entsprechende Gerät 810 das Zielgerät 820 ist, eine Winkeltoleranz bereitgestellt werden, und die Kontrastkarte kann mit der Formschablone 800 verglichen werden, während eine der beiden rotiert wird.
Unter erneutem Bezug auf 4 können anschließend, wenn das Gerät 810 in dem Messziel existiert, die Informationen von Größe, Position und Rotationswinkel des Gerätes (oder des Zielgerätes 820) gewonnen werden (Schritt S144). Die obigen Informationen können durch die Kontrastkarte einfach gewonnen werden.
Nach dem Gewinnen von Informationen des der Formschablone 800 in dem Messziel entsprechenden Gerätes (Schritt S140) können die Informationen des Gerätes 810 auf verschiedene Weisen für ein Verfahren zum Untersuchen dreidimensionaler Form verwendet werden.
Zum Beispiel kann das der Formschablone 800 entsprechende Gerät durch Verwendung der Informationen des Gerätes daraufhin geprüft werden, ob das Gerät ein minderwertiges ist (Schritt S150). Das heißt das Gerät kann durch Bestätigen, dass das Gerät richtig auf dem Messziel angeordnet ist, durch Verwendung der Größeninformation, Rotationsinformation usw. daraufhin geprüft werden, ob das Gerät ein minderwertiges ist. Zusätzlich können Informationen anderer Geräte oder Elemente durch Eliminieren der Informationen des Gerätes aus dem Messziel gewonnen werden.
Andererseits kann ein Teil der Informationen des Gerätes in den Informationen des Gerätes entfernt werden, und ein verbleibender Teil der Informationen kann zum Prüfen, ob das Gerät ein minderwertiges ist, verwendet werden.
Zum Beispiel können, wenn das Gerät ein auf einer gedruckten Leiterplatte montierter Chip ist, Informationen eines Anschlusses eines Chips, in denen Informationen eines Körpers des Chips entfernt sind, oder Informationen eines elektrisch mit dem Anschluss verbundenen Pads ohne Rauschen gewonnen werden. Daher kann unter Verwendung der obigen Informationen das minderwertige des Gerätes geprüft werden.
Als ein Ausführungsbeispiel wird, wenn das Gerät ein auf einer gedruckten Leiterplatte montierter Chip ist, zuerst ein Chipkörper des Chips extrahiert, den Chipkörper betreffende Chipkörperinformationen werden von den den Chip betreffenden Chipinformationen entfernt, und dann kann der auf der gedruckten Leiterplatte montierte Chip durch Verwendung der Chipinformationen, in denen die Chipkörperinformationen entfernt sind, daraufhin geprüft werden, ob der Chip ein minderwertiger ist. Das heißt eine Bedingung von Verbindung zwischen dem Anschluss des Chips und dem Pad kann geprüft werden.
Nachstehend werden das herkömmliche zweidimensionale Bild und die Kontrastkarte, auf der Höheninformationen (die dreidimensionalen Informationen entsprechen) widergespiegelt sind, unter Bezug auf Figuren verglichen.
6 ist ein Bild eines Gerätes, wenn das Gerät zum Beispiel ein Chip ist.
Unter Bezug auf 6 kann eine Form eines Chipkörpers in dem Bild als Rechteck eingeschätzt werden. Eine Kontur des Chipkörpers kann jedoch nicht klar definiert werden. Insbesondere ist es nicht einfach, zu finden, welcher Bereich dem Chipkörper entspricht und welcher Bereich einem Lot, einem Pad und einem Anschluss entspricht.
Ferner ist das Bild ein zweidimensionales Bild, so dass eine auf den Chipkörper gedruckte Zahl und ein Teil mit anderer Farbe in dem Bild dargestellt sind.
7 ist ein Bild, das durch eine Kontrastkarte des Chips in 6 ausgedrückt ist.
Unter Bezug auf 7 kann klar gezeigt werden, dass eine Form eines Chipkörpers in dem Bild ein Rechteck ist. Das Bild in 7 ist ein Bild, auf dem dreidimensionale Informationen, wie zum Beispiel Höheninformationen nach Pixel, widergespiegelt sind. Im Einzelnen ist das Bild 7 derart ausgedrückt, dass es in Entsprechung zur Höhe einen helleren Kontrastbereich aufweist. Daher wird der Chipkörper mit derselben Höhe hell ausgedrückt und das Lot, das Pad, der Anschluss usw., die niedriger als der Chipkörper liegen, werden dunkel ausgedrückt, so dass der Chipkörper einfach unterschieden werden kann.
Ferner werden die Höheninformationen auf dem Bild widergespiegelt, so dass die Farbe des Chipkörpers, eine Zahl und ein Zeichen, die auf dem Chipkörper gedruckt sind, usw., nicht in dem Bild ausgedrückt sind. Daher stören die Farbe des Chipkörpers und die Zahl oder das Zeichen, die auf dem Chipkörper gedruckt sind, nicht beim Unterscheiden des Chipkörpers. Insbesondere kann, selbst wenn der Chipkörper eine komplexe Farbe und ein darauf gedrucktes komplexes Zeichen aufweist, die Form des Chipkörpers durch Verwendung der Kontrastkarte einfach gewonnen werden.
8 ist ein Bild, das durch eine Kontrastkarte des Chips in 6 ausgedrückt ist, wenn Sichtbarkeitsinformationen widergespiegelt werden.
Unter Bezug auf 8 kann die Form des Chipkörpers in 8 klarer unterschieden werden. Das Bild in 8 ist die Kontrastkarte, auf der die Sichtbarkeitsinformationen widergespiegelt sind, so dass der Chipkörper heller betont ist und andere Teile dunkler ausgedrückt sind. Im Ergebnis wird der Chipkörper betont, so dass die Form des Chipkörpers einfach gewonnen werden kann.
Wie oben beschrieben kann gemäß der vorliegenden Erfindung das Gerät durch Verwendung der Kontrastkarte, auf der Höheninformationen widergespiegelt sind, extrahiert werden. Daher ist das Verfahren der vorliegenden Erfindung weniger empfindlich gegenüber der Farbe des Gerätes und Beleuchtung als das herkömmliche Verfahren, das ein zweidimensionales Bild verwendet, so dass das Gerät einfach unterschieden werden kann, selbst wenn die Abmessung des Gerätes verändert wird.
Zusätzlich wird das Verfahren der vorliegenden Erfindung nicht von Rauschen um das Gerät herum, das durch um das Gerät herum ausgebildete Muster oder Siebdruckmuster induziert wird, oder Rauschen des Gerätes, das von der Kamera induziert wird, beeinflusst. Selbst wenn ein anderes Gerät, das mit dem Gerät verwechselt werden kann, montiert ist, wird das Gerät mit der Schablone verglichen, so dass das Gerät klar unterschieden werden kann.
Ferner kann das Verfahren das Gerät klar unterscheiden, selbst wenn die Ausrundung des Gerätes klein ist, da das Verfahren beim Unterscheiden des Gerätes nicht die Ausrundung sondern die Kontrastkarte verwendet.
9 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Untersuchen einer dreidimensionalen Form gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und 10 ist eine konzeptionelle Ansicht, die ein Beispiel einer Schattenschablone zeigt.
Unter Bezug auf 9 und 10 wird eine Schattenschablone 900, in der der Schatten des Gerätes abstrahiert ist, generiert (Schritt S210), um ein auf einer gedruckten Leiterplatte montiertes Gerät zu untersuchen. Das abstrahierte Gerät 910 kann einen Chip beinhalten, der zum Beispiel eine Hexaederform aufweist.
Zum Beispiel kann beim Abstrahieren des Schattens des Gerätes 910, der generiert wird, wenn Licht schräg auf das Gerät gestrahlt wird, die Schattenschablone 900 vorab so eingestellt werden, dass ein dem Schatten des Gerätes 910 entsprechender erster Bereich in weißer Farbe ausgedrückt werden kann und ein nicht dem Schatten des Gerätes 910 entsprechender zweiter Bereich in schwarzer Farbe ausgedrückt werden kann, wie in 10 gezeigt. In 10 entspricht ein schraffierter Bereich dem Schatten des Gerätes 910. In diesem Fall wird die Schattenschablone 900 in einem digitalen Bild generiert, und der erste Bereich kann so eingestellt werden, dass er Eins entspricht, und der zweite Bereich kann so eingestellt werden, dass er Null entspricht.
Die Schattenschablone 900 kann durch eine Schablonenbestimmung definiert sein. Das heißt die Schablonenbestimmung kann die Schattenschablone 900 bestimmen. Zum Beispiel kann, wenn das Gerät 910 ein Chip mit einer Hexaederform ist, die Schablonenbestimmung eine Abmessung des Chips und einen Projektionswinkel von Gittermusterbildlicht beinhalten. Im Einzelnen kann die Schablonenbestimmung eine Breite X des Chips, eine Länge Y des Chips und eine Höhe (nicht gezeigt) des Chips, die der Abmessung des Chips entsprechen, beinhalten, und die Schattenschablone 900 kann durch die Schablonenbestimmung mit der Breite, der Länge und der Höhe des Chips definiert sein.
Dann werden die Schatteninformationen nach Pixeln des Messziels durch Projizieren von Gittermusterlicht auf das Messziel in einer Vielzahl von Richtungen gewonnen (Schritt S120).
Die nach Pixeln des Messziels gewonnenen Schatteninformationen können aus durch Messen des Messziels gewonnenen Daten errechnet werden, zum Beispiel durch Verwendung der Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form in 1.
Dann wird eine Schattenkarte, in der in verschiedenen Richtungen gewonnene Schatteninformationen zusammengeführt sind, generiert (Schritt S230). Zum Beispiel wird gemäß einer Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form, die ein Vergleichszielgerät (nachstehend als „Zielgerät” bezeichnet) in vier Richtungen durch schräges Projizieren des Zielgerätes misst, Schatten des Zielgerätes in vier Richtungen generiert, und die Schatten in vier Richtungen werden zusammengeführt, um die das Zielgerät umgebende Schattenkarte zu generieren. Zum Beispiel kann die Schattenkarte derart ausgebildet werden, dass gemäß einer Pixelkoordinate Eins zugewiesen wird, wenn ein Schatten vorhanden ist, und Null zugewiesen wird, wenn kein Schatten vorhanden ist.
Die Schattenkarte ist unabhängig vom Messhöhenbereich, so dass Informationen des Gerätes 910, wie zum Beispiel eine Position, eine Größe, ein Rotationswinkel usw. ungeachtet der Höhe des Gerätes gewonnen werden können, selbst wenn die Höhe des Gerätes den Messhöhenbereich der Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form übersteigt.
In diesem Fall wird die Schattenkarte gemäß den Schatteninformationen generiert. Daher ist die Schattenkarte unabhängig von einer Farbe des Zielgerätes oder eines/r auf dem Zielgerät gedruckten Zeichens oder Figur. Ferner ist die Schattenkarte unabhängig von einer Farbe, einem Zeichen oder einer Figur des Umfelds des Zielgerätes. Das heißt die Schattenkarte stellt nur Graustufen des Zielgerätes gemäß der Existenz des Schattens des Zielgerätes dar. Daher kann die Form des Zielgerätes im Vergleich mit einem herkömmlichen zweidimensionalen Bild genauer extrahiert werden.
Andererseits können Sichtbarkeitsinformationen des Messziels nach zu verwendendem Pixel gewonnen werden, um die Form des Zielgerätes genauer zu extrahieren, wie unter Bezug auf 2 und 3 beschrieben.
Die Sichtbarkeitsinformationen können durch Projizieren von Gittermusterlichten auf das Messziel in einer Vielzahl von Richtungen gewonnen werden, ebenso ein Schritt des Gewinnens von Schatteninformationen nach Pixeln des Messziels (Schritt S220). Das heißt die Sichtbarkeitsinformationen nach Pixeln können auch aus durch Verwendung von zum Beispiel der Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form in 1 gewonnenen Daten des Ziels einfach gewonnen werden.
11 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Schritt des Generierens einer Schattenkarte durch Verwendung von Sichtbarkeitsinformationen (Schritt S230) in 9 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Unter Bezug auf 11 wird, um die Schattenkarte zu generieren, zuerst eine vorläufige Schattenkarte gemäß den Schatteninformationen nach jedem Pixel generiert (Schritt S232). Dann wird der Geräteteil durch Verwendung der Sichtbarkeitsinformationen aus der vorläufigen Schattenkarte entfernt (Schritt S234). Dann wird die Schattenkarte, in der der Geräteteil entfernt ist, vollendet (Schritt S236).
Im Allgemeinen ist, wenn das Reflexionsvermögen eines Gerätes höher ist als Umgebung, die Sichtbarkeit des Gerätes viel höher als die Sichtbarkeit der Umgebung. Daher kann, wenn die Sichtbarkeitsinformationen auf der Schattenkarte widergespiegelt sind, der Schatten klar unterschieden werden, selbst wenn das Gerät eine schwarze Farbe aufweist, die einer Farbe des Schattens ähnlich ist.
Unter erneutem Bezug auf 9 werden anschließend Informationen des Gerätes 910, das der Schattenschablone 900 in dem Messziel entspricht, durch Vergleichen der Schattenkarte des Messziels mit der Schattenschablone 900 gewonnen (Schritt S240). Die Informationen des Gerätes 910 können Existenz, eine reale Größe und einen Anordnungsstatus des Gerätes 910 usw. beinhalten.
12 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Schritt des Gewinnens von Geräteinformationen (Schritt S240) in 9 zeigt.
Unter Bezug auf 9 und 12 kann, um die Informationen des Gerätes 910, das der Schattenschablone 900 in dem Messziel entspricht, zu gewinnen, die Existenz des der Schattenschablone 900 entsprechenden Gerätes 910 zuerst in dem Messziel geprüft werden (Schritt S242).
Zum Beispiel wird ein Untersuchungsbereich (oder Bereich von Interesse) eingestellt, und die Existenz des Zielgerätes in dem Untersuchungsbereich wird geprüft. In diesem Fall kann der Untersuchungsbereich durch dasselbe unter Bezug auf 4 beschriebene Verfahren eingestellt werden.
13 ist eine konzeptionelle Ansicht, die ein Verfahren zum Vergleichen eines Zielgerätes mit einem einer Schattenschablone entsprechenden Gerät zeigt.
Unter Bezug auf 13 kann, um zu prüfen, ob das Zielgerät 920 das der Schattenschablone 900 entsprechende Gerät 910 ist, der Untersuchungsbereich ROI zuerst in der gedruckten Leiterplatte eingestellt werden, und dann kann die Schattenschablone 900 mit der Schattenkarte verglichen werden, während die Schattenschablone 900 von einer Anfangsposition 900a aus in Folge bewegt wird.
Um die Schattenschablone 900 mit der Schattenkarte zu vergleichen, wird der Wert von Null oder Eins in der Schattenschablone 900, der gemäß einer Pixelkoordinate zugewiesen wird, mit dem Wert von Null oder Eins in der Schattenkarte, die gemäß der Koordinate des Pixels zugewiesen wird, multipliziert, um Ergebniswerte zu erhalten, und die Ergebniswerte werden summiert. In diesem Fall wird, wenn ein Bereich, in dem der schraffierte Bereich der Schattenschablone 900 in 13 mit dem schraffierten Bereich der Schattenkarte überlappt, größer wird, der Ergebniswert größer. Anschließend wird eine Position, an der die Summe der Ergebniswerte maximal ist, als eine vorläufige Position des Gerätes 910 bestimmt. Wenn ein Bereich, in dem der schraffierte Bereich der Schattenschablone 900 in 13 mit dem schraffierten Bereich der Schattenkarte überlappt, in der Größe maximal ist, wird der Ergebniswert maximal und die Schattenschablone 900 und die Schattenkarte stimmen im Wesentlichen überein. Wenn die maximale Summe der Ergebniswerte gleich oder größer als ein Kriterium ist, wird anschließend bestimmt, dass das Zielgerät 920 das der Schattenschablone 900 entsprechende Gerät 910 ist. Zum Beispiel kann ein Kriterium auf eine Zahl gesetzt sein, die durch Multiplizieren der Zahl Eins in der Schattenschablone 900 mit einem bestimmten Wert gewonnen wird.
Das der Schattenschablone 900 entsprechende Gerät 910 weist eine bestimmt Größe auf. Das Zielgerät 920 des Messziels kann eine andere Größe aufweisen, und das Zielgerät 920 kann rotiert sein. Daher kann beim Bestimmen, dass das in der Schattenschablone 900 aufgezeichnete Gerät 910 das Zielgerät 920 ist, ein Toleranzwert bereitgestellt werden, und die Schattenkarte und die Schattenschablone 900 können in dem Toleranzwert der Schablonenbestimmung miteinander verglichen werden. Zum Beispiel kann der Toleranzwert in einer horizontalen Länge X, einer vertikalen Länge Y und einer Breite W ungefähr 50% bis ungefähr 150% des der Schattenschablone 900 entsprechenden Gerätes 910 betragen. In diesem Fall kann die Breite W in allen Richtungen im Wesentlichen dieselbe sein, kann aber entsprechend Richtungen verschieden sein. Zusätzlich kann beim Bestimmen, dass das der Schattenschablone 900 entsprechende Gerät 910 das Zielgerät 920 ist, eine Winkeltoleranz bereitgestellt werden, und die Schattenkarte kann mit der Schattenschablone 900 verglichen werden, während eine davon rotiert wird.
Unter erneutem Bezug auf 12 können anschließend, wenn das Gerät 910 in dem Messziel existiert, die Informationen von Größe, Position und Rotationswinkel des Gerätes (oder des Zielgerätes 920) gewonnen werden (Schritt S244). Die obigen Informationen können durch die Schattenkarte einfach gewonnen werden.
Nach dem Gewinnen von Informationen des der Schattenschablone 900 in dem Messziel entsprechenden Gerätes (Schritt S240) können die Informationen des Gerätes 910 auf verschiedene Weisen für ein Verfahren zum Untersuchen dreidimensionaler Form verwendet werden.
Zum Beispiel kann das der Schattenschablone 900 entsprechende Gerät durch Verwendung der Informationen des Gerätes daraufhin geprüft werden, ob das Gerät ein minderwertiges ist (Schritt S250).
Der Schritt S250 ist im Wesentlichen derselbe wie der Schritt von S150 in 2, daher wird jegliche weitere Erklärung weggelassen.
Wie oben beschrieben kann gemäß der vorliegenden Erfindung das Gerät durch Verwendung der Schattenkarte, auf der Schatteninformationen widergespiegelt sind, extrahiert werden. Daher ist das Verfahren der vorliegenden Erfindung weniger empfindlich gegenüber der Farbe des Gerätes und Beleuchtung als das herkömmliche Verfahren, das ein zweidimensionales Bild verwendet, so dass das Gerät einfach unterschieden werden kann, auch wenn die Abmessung des Gerätes verändert wird.
Zusätzlich wird das Verfahren der vorliegenden Erfindung nicht von Rauschen um das Gerät herum, das durch um das Gerät herum ausgebildete Muster oder Siebdruckmuster induziert wird, oder Rauschen des Gerätes, das von der Kamera induziert wird, beeinflusst. Selbst wenn ein anderes Gerät, das mit dem Gerät verwechselt werden kann, montiert ist, wird das Gerät mit der Schablone verglichen, so dass das Gerät klar unterschieden werden kann.
Ferner ist der Schatten unabhängig von Messhöhenbereich, so dass Informationen des Gerätes, wie zum Beispiel eine Position, eine Größe, ein Rotationswinkel usw. ungeachtet der Höhe des Gerätes gewonnen werden können, selbst wenn die Höhe des Gerätes den Messhöhenbereich der Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form übersteigt.
14 ist eine schematische Ansicht, die eine Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form zeigt, die für ein Untersuchungsverfahren für eine dreidimensionale Form gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Unter Bezug auf 14 beinhaltet eine Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Gestell 1140, mindestens einen Projektionsteil 1110 sowie eine Kamera 1130. Das Gestell 1140 stützt ein Substrat 1150, auf dem ein Messobjekt ausgebildet ist, und setzt es um. Der mindestens eine Projektionsteil 1110 projiziert Gittermusterlicht auf das Substrat 1150. Die Kamera 1130 erfasst ein Bild des Substrats 1150. Die Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form kann ferner einen von dem Projektionsteil 1110 getrennten Beleuchtungsteil 1120 zum Strahlen von Licht auf das Substrat 1150 beinhalten. Der Beleuchtungsteil 1120 ist neben dem Gestell 1140 angeordnet.
Der Projektionsteil 1110 wird zum Messen dreidimensionaler Form des Messobjektes auf dem Substrat 1150 verwendet. Dazu projiziert der Projektionsteil 1110 Gittermusterlicht schräg auf das Substrat 1150. Zum Beispiel beinhaltet der Projektionsteil 1110 eine Lichtquelle 1112, eine Gittereinheit 1114, eine Gitterumsetzeinheit 1116 sowie eine Fokussierlinse 1118. Die Lichtquelle 1112 generiert Licht. Die Gittereinheit 1114 wandelt von der Lichtquelle 1112 generiertes Licht in Gittermusterlicht um. Die Gitterumsetzeinheit 1116 setzt die Gittereinheit 1114 um einen bestimmten Abstand um. Die Fokussierlinse 1118 fokussiert das von der Gittereinheit 1114 umgewandelte Gittermusterlicht auf das Messobjekt. Die Gittereinheit 1114 kann zur Phasenverschiebung durch die Gitterumsetzeinheit 1116 wie zum Beispiel einen Piezoaktuator (PZT) um 2 ð/N (N ist eine ganze Zahl) umgesetzt werden. Der Projektionsteil 1110 mit den obigen Elementen projiziert Gittermusterlicht in Richtung des Substrats 1150, zu Zeiten, zu denen die Gittereinheit 1114 von der Gitterumsetzeinheit 1116 Schritt für Schritt umgesetzt wird, und die Kamera 1130 erfasst ein Bild des Substrats 1150, wenn der Projektionsteil 1110 das Gittermusterlicht projiziert.
Um die Messgenauigkeit zu verbessern, kann eine Vielzahl der Projektionsteile 1110 entlang eines Umfangs eines Kreises angeordnet sein, wobei die Kamera 1130 an einem Mittelpunkt desselben mit einem bestimmten Winkel angeordnet ist. Zum Beispiel können vier Projektionsteile 1110 an dem Umfang eines Kreises mit neunzig Grad bezüglich der Kamera 1130 angeordnet sein, oder acht Projektionsteile 1110 können an dem Umfang eines Kreises mit fünfundvierzig Grad bezüglich der Kamera 1130 angeordnet sein.
Der Beleuchtungsteil 1120 weist eine Kreisform auf und kann neben dem Gestell 1140 angeordnet sein. Der Beleuchtungsteil 1120 strahlt Licht in Richtung des Substrats 1150 aus, um eine Anfangsausrichtung zu prüfen oder einen Untersuchungsbereich einzustellen. Zum Beispiel kann der Beleuchtungsteil 1120 eine fluoreszierende Lampe beinhalten, die weißes Licht emittiert. Wahlweise kann der Beleuchtungsteil 1120 eine rotes Licht emittierende rote LED, eine grünes Licht emittierende grüne LED sowie eine blaues Licht emittierende blaue LED beinhalten.
Die Kamera 1130 ist über dem Gestell 1140 angeordnet und empfängt von dem Substrat 1150 reflektiertes Licht, um ein Bild des Substrats 1150 zu erfassen. Zum Beispiel erfasst die Kamera 1130 ein von dem Substrat 1150 reflektiertes Gittermusterbild, wenn der Projektionsteil 1110 Gittermusterlicht auf das Substrat 1150 projiziert, und ein Bild des Substrats 1150, wenn Beleuchtungsteil 1120 Licht auf das Substrat 1150 strahlt. Die Kamera 1130 kann eine CCD-Kamera oder eine CMOS-Kamera zum Erfassen eines Bildes beinhalten.
Die Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form, die oben beschriebene Struktur aufweist, emittiert Gittermusterlicht oder Licht durch Verwendung des Projektionsteils 1110 oder des Beleuchtungsteils 1120 auf das Substrat 1150 und erfasst das von dem Substrat 1150 reflektierte Gittermusterbild oder Bild durch Verwendung der Kamera 1130, um ein dreidimensionales Bild beziehungsweise zweidimensionales Bild zu messen. Die Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form in 14 ist nur ein Beispiel, und verschiedene Modifikationen der Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form können möglich sein.
Nachstehend wird ein Verfahren zum Untersuchen eines auf einer gedruckten Leiterplatte montierten Gerätes durch Verwendung der Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form, die oben beschrieben ist, erklärt.
15 ist eine Draufsicht, die einen Teil eines Substrats zeigt, auf dem ein Messobjekt montiert ist, 16 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Untersuchen eines Messobjektes gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, 17 ist eine Figur, die Sichtbarkeitskarten einer Vielzahl von Richtungen zeigt, 18 ist eine Figur, die Amplitudenkarten einer Vielzahl von Richtungen zeigt, 19 ist eine Figur, die Kompensationskarten einer Vielzahl von Richtungen zeigt, in denen Schattenbereiche einer Vielzahl von Richtungen kompensiert werden, und 20 ist eine Figur, die eine Schattenkarte zeigt, in der kompensierte Schattenbereiche einer Vielzahl von Richtungen zusammengeführt werden.
Unter Bezug auf 14, 15 und 16 wird, um den Montagestatus eines Messobjektes 1152 wie zum Beispiel eines elektronischen Gerätes auf einem Substrat 1150 zu untersuchen, N Mal jeweils in eine Vielzahl von Richtungen Gittermusterlicht auf das Substrat 1150 projiziert, auf dem das Messobjekt 1152 montiert ist, und Bilder des Substrats 1150 werden durch die Kamera 1130 erfasst (Schritt S1110). Hier ist N eine ganze Zahl größer zwei. Anschließend werden Sichtbarkeitskarten der Richtungen unter Verwendung einer Anzahl N an von der Kamera 1130 in der Vielzahl von Richtungen erfassten Bildern generiert (Schritt S1120).
Im Einzelnen erfasst die Kamera 1130 Bilder in Folge, um die Sichtbarkeitskarten der Richtungen zu erzeugen, wenn eine Vielzahl von Projektionsteilen 1110 Gittermusterlicht in Folge auf das Substrat 1150 projiziert. In diesem Fall kann die Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form Bilder der Richtungen durch ein Mehrkanal-Phasenverschiebungs-Moiré-Verfahren gewinnen. Zum Beispiel projiziert jeder der Projektionsteile 1110 Gittermusterlicht auf das Substrat 1150, während das Gittermusterlicht mehrere Male verschoben wird, und die Kamera 1130 erfasst phasenverschobene Bilder des Substrats 1150, um die Sichtbarkeitskarten der Richtungen aus den phasenverschobenen Bildern zu generieren. Andererseits können Amplitudenkarten der Richtungen aus den phasenverschobenen Bildern generiert werden.
Die Sichtbarkeitskarte kann durch Verwendung von Amplitude Bi(x, y) und Mittelwert Ai(x, y) von Intensität von erfasstem Bild generiert werden. Die Sichtbarkeit ist dieselbe wie unter Bezug auf 2 und 3 beschrieben. Daher wird jegliche weitere Erklärung weggelassen.
Die Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form kann Sichtbarkeitskarten einer Vielzahl von Richtungen in 17 und Amplitudenkarten einer Vielzahl von Richtungen in 18 durch Verwendung der Sichtbarkeitsinformationen und der Amplitudeninformationen generieren.
Unter Bezug auf 19 werden, wenn die Sichtbarkeitskarten einer Vielzahl von Richtungen generiert sind, Schattenbereiche 1154 von vier Richtungen, die das Messobjekt 1152 betreffen, aus den Sichtbarkeitskarten einer Vielzahl von Richtungen gewonnen (Schritt S1130). Das auf dem Substrat 1150 montierte Messobjekt 1152 weist eine bestimmt Höhe auf. Daher wird, wenn der Projektionsteil 1110 Gittermusterlicht in Richtung des Messobjektes 1152 projiziert, ein Schattenbereich 1154 an einer Seite generiert, die dem Projektionsteil 1110 bezüglich des Messobjektes 1152 gegenüberliegt. Zum Beispiel ist der Schattenbereich 1154 im Vergleich mit anderen Bereichen relativ dunkel, so dass der Schattenbereich 1154 in Sichtbarkeitskarten der Richtungen und Amplitudenkarten der Richtungen in Schwarz dargestellt wird.
Dann werden die durch obigen Prozess gewonnenen Schattenbereiche 1154 der Richtungen kompensiert (Schritt S1140). Die Sichtbarkeit (Vi(x, y)) kann in einem Bereich, in dem der Mittelwert (Ai(x, y)) sehr klein ist, zum Beispiel (0.xxx), eine große Zahl sein, obwohl die Amplitude Bi(x, y) klein ist, so dass ein Rauschbereich 1156, in dem ein realer Schattenbereich 1154 wie in 17 gezeigt hell dargestellt ist, generiert werden kann. Daher werden, um den Rauschbereich 1156 zu entfernen, Schattenbereiche 1154 der Richtungen kompensiert. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird zum Kompensieren der Schattenbereiche 1154 der Richtungen jedes Pixel der Schattenbereiche 1154 der Richtungen mit der Amplitude Bi(x, y) multipliziert. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird zum Kompensieren der Schattenbereiche 1154 der Richtungen ein Pixel der Schattenbereiche 1154 der Richtungen als Schatten eingestellt, wenn die Amplitude Bi(x, y) des Pixels nicht größer als ein Kriterium ist, das vorher eingestellt wurde.
Durch Kompensieren der Schattenbereiche 1154 der Richtungen durch das oben beschriebene Verfahren können die meisten Rauschbereiche 1156 der Schattenbereiche 1154 der Richtungen entfernt werden, so dass verlässlichere Schattenbereiche 1154 der Richtungen gewonnen werden können. Zusätzlich kann ein Bereich eines Messobjektes unter Verwendung der Sichtbarkeitskarte genau extrahiert werden, selbst wenn die Höhe des Gerätes den Messhöhenbereich der Vorrichtung zum Messen einer dreidimensionalen Form übersteigt.
Wenn die Schattenbereiche 1154 der Richtungen kompensiert sind, werden die kompensierten Schattenbereiche 1154 der Richtungen, die kompensiert sind, zusammengeführt, um eine Schattenkarte wie in 20 gezeigt zu generieren (Schritt S1150). Ein reales Messobjekt 1152 und der dem Messobjekt 1152 benachbarte Schattenbereich 1154 weisen Graustufendifferenz auf der Schattenkarte eine relativ größere aus. Daher kann ein Bereich des Messobjektes 1152 einfach eingestellt werden. Zum Beispiel kann in der Schattenkarte das Messobjekt 1152 in einer hellen Farbe dargestellt werden und der Schattenbereich 1154 in einer dunklen Farbe dargestellt werden. Im Gegensatz dazu kann in der Schattenkarte das Messobjekt 1152 in einer dunklen Farbe dargestellt werden und der Schattenbereich 1154 in einer hellen Farbe dargestellt werden.
Das Kompensieren der Schattenbereiche kann nach dem Gewinnen der Schattenbereiche der Richtungen aus den Sichtbarkeitskarten der Richtungen (Schritt S1130) durchgeführt werden. Wahlweise kann ein zusammengeführter Schattenbereich in der Schattenkarte kompensiert werden, nachdem die Schattenbereiche der Richtungen zusammengeführt werden, um die Schattenkarte zu generieren (Schritt S1150).
Dann kann ein Montagestatus des Messobjektes 1152 durch Verwendung der Schattenkarte geprüft werden. Im Einzelnen werden Informationen einer Größe, einer Position und einer Rotation des Messobjektes 1152 aus der Schattenkarte gewonnen, und Montagestatus des Messobjektes 1152 kann unter Verwendung mindestens einer der Informationen geprüft werden. Zum Beispiel beinhalten CAD-Daten, in denen Grundinformationen des Substrats enthalten sind, Informationen einer Größe, einer Position und einer Rotation des Messobjektes 1152. Daher kann der Montagestatus des Messobjektes 1152 durch Vergleichen der Informationen der CAD-Daten mit den Informationen der Schattenkarte geprüft werden.
Zusätzlich kann ein Schritt zum Generieren einer Schablone zum Bestätigen des Messobjektes 1152 dadurch, dass es mit der Schattenkarte verglichen wird, hinzugefügt werden. Die Schablone kann durch die Informationen des Messobjektes 1152 oder durch von Messvorrichtung durchgeführtes Messen generiert werden, und die Schablone kann gespeichert werden, um verwendet zu werden. Beim Vergleichen der Schattenkarte mit der Schablone wird das Messobjekt bestätigt, wenn sich ein Unterschied zwischen der Schattenkarte und der Schablone innerhalb einer Toleranz befindet. In diesem Fall kann die Toleranz von einem Benutzer eingestellt werden.
In der vorliegenden Erfindung werden Gittermusterlichte von einer Vielzahl von Richtungen projiziert, oder vier Projektionsteile 1110 werden verwendet. Die Anzahl an Richtungen, in die das Gittermusterlicht projiziert wird, ist nicht auf vier beschränkt, sondern kann variabel sein.
21 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Untersuchen eines Messobjektes gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Unter Bezug auf 21 werden, um Montagestatus des Messobjektes 1152 zu untersuchen, Gittermusterlichte in einer Vielzahl von Richtungen auf das Substrat 1150 projiziert, auf dem das Messobjekt 1152 montiert ist, um Amplitudenkarten der Richtungen wie in 18 gezeigt zu gewinnen (Schritt S1210). Das Verfahren zum Gewinnen der Amplitudenkarten einer Vielzahl von Richtungen ist zuvor beschrieben. Daher werden jegliche weitere Erklärungen weggelassen.
Dann werden Bereiche in den Amplitudenkarten einer Vielzahl von Richtungen, in denen Amplitude nicht größer als ein vorher eingestelltes Kriterium ist, zu einem Schattenbereich bestimmt, und Schattenbereiche 1154 der Richtungen werden extrahiert (Schritt S1220). Im Allgemeinen weist der Schattenbereich eine relativ geringere Amplitude als anderer Bereich auf. Daher kann ein Bereich mit geringerer Amplitude als ein Kriterium als der Schattenbereich betrachtet werden. Wie oben beschrieben kann eine Zuverlässigkeit des Schattenbereichs verbessert werden, wenn die Schattenbereiche unter Verwendung der Amplitudenkarten der Richtungen mit weniger Rauschen als die Sichtbarkeitskarten der Richtungen extrahiert werden.
Dann werden die Schattenbereiche 1154 der Richtungen zusammengeführt, um eine Schattenkarte zu generieren (Schritt S1230). Die Schattenkarte ist zuvor unter Bezug auf 20 erklärt. Daher wird jegliche weitere Erklärung weggelassen. Ferner können in der vorliegenden Ausführung ein Schritt des Untersuchens von Montagestatus des Messobjektes unter Verwendung der Schattenkarte und ein Schritt des Generierens von Schablone beinhaltet sein.
Andererseits können beim Generieren der Schattenkarte, anstatt die Sichtbarkeitskarten der Richtungen oder die Amplitudenkarten der Richtungen zu verwenden, wie zuvor beschrieben, eine Vielzahl von Gittermusterbildern der Richtungen in ein 2D-Bild umgewandelt werden, und die Schattenkarte kann unter Verwendung des 2D-Bildes generiert werden. Beim Umwandeln der Vielzahl von Gittermusterbildern in das 2D-Bild kann Gittermuster in dem 2D-Bild dargestellt werden. Das Gittermuster in dem 2D-Bild kann durch Mitteln der Gittermusterbilder, Addieren von zwei Intensitäten der Vielzahl von Gittermusterbildern, deren Phasendifferenz 180° ist, oder Aufsummieren von Intensitäten einiger Bilder in der Anzahl N an Bildern, so dass Summe von Phasendifferenzen der Bilder 360° wird, entfernt werden.
Es wird dem Fachmann ersichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne von dem Geist oder dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Daher ist es beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung die Modifikationen und Variationen dieser Erfindung abdeckt, unter der Vorraussetzung, dass sie in den Umfang der angefügten Patentansprüche und deren Entsprechungen fallen.

Claims

Ein Untersuchungsverfahren zum Untersuchen eines auf einem Substrat montierten Gerätes, umfassend: Generieren einer Formschablone des Gerätes; Gewinnen von Höheninformation jedes Pixels durch Projizieren von Gittermusterlicht durch einen Projektionsteil auf das Substrat; Generieren einer der Höheninformation jedes Pixels entsprechenden Kontrastkarte; und Vergleichen der Kontrastkarte mit der Formschablone.
Das Untersuchungsverfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Gewinnen mindestens einer Information einer Größe, einer Position und einer Rotation des der Formschablone entsprechenden Gerätes durch Vergleichen der Kontrastkarte mit der Formschablone.
Das Untersuchungsverfahren nach Anspruch 2, wobei der Projektionsteil eine Lichtquelle, eine Gittereinheit, die von der Lichtquelle generiertes Licht in das Gittermusterlicht umwandelt, sowie eine Gitterumsetzeinheit, die die Gittereinheit umsetzt, umfasst und wobei der Projektionsteil das Gittermusterlicht N Mal auf das Substrat projiziert und dabei die Gittereinheit umsetzt.
Das Untersuchungsverfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend Gewinnen von Sichtbarkeitsinformation jedes Pixels des Substrats durch eine Anzahl N an Bildern, die von einer Kamera erfasst werden, wenn das Gittermusterlicht von dem Substrat reflektiert wird. wobei die Kontrastkarte durch einen durch Multiplizieren der Höheninformation mit der Sichtbarkeitsinformation errechneten Wert definiert ist.
Das Untersuchungsverfahren nach Anspruch 4, wobei die Sichtbarkeitsinformation (Vi(x, y)) ein Verhältnis von Amplitude (Bi(x, y)) zu Mittelwert (Ai(x, y)) (oder (Vi(x, y) = Bi(x, y)/Ai(x, y))) in Bildintensität an jedem Pixel ist.
Das Untersuchungsverfahren nach Anspruch 3, wobei die Kontrastkarte und die Formschablone innerhalb eines bestimmten Toleranzwertes der Schablone miteinander verglichen werden.
Das Untersuchungsverfahren nach Anspruch 3, wobei das Vergleichen der Kontrastkarte mit der Formschablone Folgendes umfasst: Multiplizieren eines Wertes von Null oder Eins in der Formschablone, der gemäß einer Pixelkoordinate mit einem Kontrastwert eines Bereiches, in dem die Kontrastkarte mit der Formschablone überlappt, zugewiesen wird, um Ergebniswerte zu erhalten, und Aufsummieren der Ergebniswerte; Bestimmen einer Position, an der die Summe der Ergebniswerte maximal wird, als eine Position des Gerätes durch Bewegen der Formschablone; und Bestätigen, dass das Gerät das Gerät ist, das der Formschablone entspricht, wenn der Maximalwert nicht geringer als ein Kriterium ist.
Ein Untersuchungsverfahren zum Untersuchen eines auf einem Substrat montierten Gerätes, umfassend: Generieren einer Formschablone des Gerätes; Gewinnen von Schatteninformation jedes Pixels durch Projizieren von Licht auf das Substrat in einer Vielzahl von Richtungen; Generieren einer Schattenkarte durch Zusammenführen einer in einer Vielzahl von Richtungen aufgenommenen Vielzahl von Schatteninformationen; und Vergleichen der Schattenkarte mit der Formschablone, um mindestens eine Information einer Größe, einer Position und einer Rotation des Gerätes zu gewinnen.
Das Untersuchungsverfahren nach Anspruch 8, wobei das Gewinnen von Schatteninformation jedes Pixels durch Projizieren von Licht auf das Substrat in einer Vielzahl von Richtungen Folgendes umfasst: Projizieren von Gittermusterlicht auf das Substrat N Mal in einer Vielzahl von Richtungen, während eine Phase des Gittermusterlichts verschoben wird; und Erfassen einer Anzahl N an von dem Substrat reflektierten Bildern.
Das Untersuchungsverfahren nach Anspruch 9, wobei das Gewinnen von Schatteninformation jedes Pixels durch Projizieren von Licht auf das Substrat in einer Vielzahl von Richtungen ferner Folgendes umfasst: Mitteln der Anzahl N an Bildern oder Aufsummieren von Bildern in der Anzahl N an Bildern, so dass die Summe von Phasendifferenzen der Bilder 360 Grad wird, um Bilder zu erhalten, in denen Gittermuster entfernt ist.
Ein Untersuchungsverfahren zum Untersuchen eines auf einem Substrat montierten Gerätes, umfassend: Projizieren von Gittermusterlicht auf das Substrat N Mal in einer Vielzahl von Richtungen, während das Gittermusterlicht verändert wird und eine Anzahl N an Bildern von einer Kamera erfasst wird; Generieren von Sichtbarkeitskarten der Richtungen durch Verwendung der Anzahl N an Bildern in jeder der Richtungen; Gewinnen von Schattenbereichen des Messobjektes aus den Sichtbarkeitskarten der Richtungen; und Zusammenführen der Schattenbereiche der Vielzahl von Richtungen, um eine Schattenkarte zu generieren.
Das Untersuchungsverfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend Untersuchen des Messobjektes durch Gewinnen mindestens einer Information einer Größe und einer Position des Gerätes aus der Schattenkarte.
Das Untersuchungsverfahren nach Anspruch 12, wobei die Sichtbarkeitskarte (Vi(x, y)) ein Verhältnis von Amplitude (Bi(x, y)) zu Mittelwert (Ai(x, y)) (oder (Vi(x, y) = Bi(x, y)/Ai(x, y))) in Bildintensität an jedem Pixel ist.
Das Untersuchungsverfahren nach Anspruch 12, wobei das Untersuchen des Messobjektes durch Gewinnen mindestens einer Information einer Größe und einer Position des Gerätes aus der Schattenkarte Folgendes umfasst: Vergleichen der Schattenkarte und der dem Gerät entsprechenden Formschablone innerhalb eines bestimmten Toleranzwertes.
Das Untersuchungsverfahren nach Anspruch 14, wobei das Vergleichen der Schattenkarte und der Formschablone Folgendes umfasst: Vergleichen der Schattenkarte und der Schablone, während die Formschablone von einer Anfangsposition aus bewegt wird.
Das Untersuchungsverfahren nach Anspruch 14, wobei das Vergleichen der Schattenkarte und der Formschablone Folgendes umfasst: Multiplizieren eines Wertes von Null oder Eins in der Schattenschablone, der gemäß einer Pixelkoordinate mit einem Wert von Null oder Eins in der Schattenkarte zugewiesen wird, der gemäß einer Pixelkoordinate eines Bereiches, in dem die Schattenkarte mit der Schattenschablone überlappt, zugewiesen wird, um Ergebniswerte zu erhalten, und Aufsummieren der Ergebniswerte; Bestimmen einer Position, an der die Summe der Ergebniswerte maximal wird, als eine vorläufige Position des Gerätes durch Bewegen der Schattenschablone; und Bestätigen, dass das Gerät das Gerät ist, das der Schattenschablone entspricht, wenn der Maximalwert nicht geringer als ein Kriterium ist.
Ein Untersuchungsverfahren, umfassend: Projizieren von Gittermusterlicht auf das Substrat N Mal in einer Vielzahl von Richtungen, während das Gittermusterlicht verändert wird und eine Anzahl N an Bildern von einer Kamera erfasst wird; Generieren von Sichtbarkeitskarten der Richtungen durch Verwendung der Anzahl N an Bildern in jeder der Richtungen (N ist eine ganze Zahl größer zwei); Gewinnen von Schattenbereichen der Richtungen aus dem Messobjekt aus den Sichtbarkeitskarten der Richtungen; Kompensieren der gewonnenen Schattenbereiche der Richtungen; und Zusammenführen der kompensierten Schattenbereiche der Richtungen, um eine Schattenkarte zu generieren.
Das Untersuchungsverfahren nach Anspruch 17, wobei die Sichtbarkeitskarte (Vi(x, y)) ein Verhältnis von Amplitude (Bi(x, y)) zu Mittelwert (Ai(x, y)) (oder (Vi(x, y) = Bi(x, y)/Ai(x, y))) in Bildintensität an jedem Pixel ist.
Das Untersuchungsverfahren nach Anspruch 18, wobei das Kompensieren der Schattenbereiche der Richtungen durch Multiplizieren von Amplitude ((Bi(x, y)) mit jedem Pixel des gewonnenen Schattenbereichs der Richtungen ausgeführt wird.
Das Untersuchungsverfahren nach Anspruch 18, wobei das Kompensieren der Schattenbereiche der Richtungen Folgendes umfasst: Einstellen eines Pixels eines Schattenbereichs der Richtungen als Schatten, wenn die Amplitude ((Bi(x, y)) des Pixels nicht größer als ein Kriterium ist, das vorher eingestellt wird.
Das Untersuchungsverfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend Gewinnen mindestens einer Information einer Größe und einer Position des Messobjektes aus der Schattenkarte.