DE112016005888T5

DE112016005888T5 - Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung

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Publication number: DE112016005888T5
Application number: DE112016005888.8T
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Umemura; Tsuyoshi Ohyama; Norihiko Sakaida; Manabu Okuda
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2016-06-01
Publication date: 2018-08-30
Also published as: CN108139208A; WO2017110115A1; TWI580926B; TW201723420A; JP2017116303A; JP6027220B1; US20180313645A1; CN108139208B; US10508903B2

Abstract

Vorgesehen wird eine Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung, welche die Messungsgenauigkeit bei einer dreidimensionalen Messung durch Verwenden eines Phasenverschiebungsverfahrens dramatisch verbessert. Eine Substratinspektionsvorrichtung 1 enthält eine Beleuchtungsvorrichtung 4, die dazu konfiguriert ist, ein vorab bestimmtes gestreiftes Muster schräg abwärts auf eine Oberfläche einer Leiterplatte 2 zu projizieren; eine Kamera 5, die dazu konfiguriert ist, ein Bild eines projizierten Teils aufzunehmen, in welchem das gestreiftes Muster auf die Leiterplatte 2 projiziert wird; und eine Steuerungsvorrichtung 6, die dazu konfiguriert ist, verschiedene Steuerungen, ein Bildverarbeiten und ein Arithmetikverarbeiten in der Substratinspektionsvorrichtung 1 durchzuführen. Die Substratinspektionsvorrichtung 1 bewegt eine Gitterscheibe 4b zu einer vorab bestimmten Position, und sie stoppt die Gitterscheibe 4b vorübergehend an der vorab bestimmten Position. Die Substratinspektionsvorrichtung 1 nimmt ein Bild des auf die Leiterplatte 2 projizierten gestreiftes Musters eine Vielzahl von Malen während einer vorab bestimmten Periode enthaltend eine Stoppperiode der Gitterscheibe 4b und einen Teil einer Bewegungsperiode der Gitterscheibe 4b vor einem Start der Stoppperiode auf, sie summiert Luminanzwerte jedes Pixels in einer Serie aufgenommener Bilddatensätze mit Bezug zu jedem Pixel auf, und sie berechnet einen Mittelwert.

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung, die dazu konfiguriert ist, eine dreidimensionale Messung durch Verwenden des Phasenverschiebungsverfahrens durchzuführen.
Hintergrund
Wenn elektronische Komponenten auf einer Leiterplatte anzubringen sind, wird im Allgemeinen eine Lotpaste auf ein vorab bestimmtes Elektrodenmuster gedruckt, welches auf einer Leiterplatte vorgesehen ist. Die elektronischen Komponenten werden dann auf der Leiterplatte mittels der Viskosität der Lotpaste vorübergehend befestigt. Die Leiterplatte wird nachfolgend in einen Aufschmelzofen eingeführt, und sie wird einem vorab bestimmten Aufschmelzprozess unterworfen, um ein Löten zu erreichen. In letzter Zeit hat es einen Bedarf danach gegeben, den gedruckten Zustand einer Lotpaste in einem Zustand vor einer Einführung in den Aufschmelzofen zu inspizieren. Es kann sein, dass eine Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung für diese Inspektion verwendet wird.
Verschiedene Vorrichtungen zur berührungslosen dreidimensionalen Messung unter Verwenden von Licht sind letztens vorgeschlagen worden. Unter diesen sind das Phasenverschiebungsverfahren einsetzende Vorrichtungen zur dreidimensionalen Messung wohlbekannt.
In einer das Phasenverschiebungsverfahren verwendenden Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung wird ein vorab bestimmtes gestreiftes Muster auf ein Messungsobjekt durch eine vorab bestimmte Projektionseinheit projiziert. Die Projektionseinheit enthält eine Lichtquelle, die dazu konfiguriert ist, ein vorab bestimmtes Licht zu emittieren, und ein Gitter, das dazu konfiguriert ist, das Licht von der Lichtquelle in ein gestreiftes Muster umzuwandeln.
Das Gitter ist so konfiguriert, dass ein Licht durchlassende lichtdurchlässige Bereiche und ein Licht abschirmende lichtabschirmende Bereiche alternierend angeordnet sind.
Die Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung verwendet dann eine Bildgebungseinheit, welche unmittelbar über dem Messungsobjekt angeordnet bzw. platziert ist, um ein Bild des auf das Messungsobjekt projizierten gestreiften Musters aufzunehmen. Es kann sein, dass die verwendete Bildgebungseinheit zum Beispiel eine CCD-Kamera aufweisend eine Linse, ein Bildgebungselement und dergleichen ist.
In der vorstehen beschriebenen Konfiguration ist die Intensität (Luminanz) I eines Lichts in jedem Pixel auf durch eine Kamera aufgenommenen Bilddatensätzen durch eine nachfolgend angegebene Gleichung (U1) gegeben: $I = f \cdot sin φ + e$
wobei f eine Verstärkung bezeichnet, e einen Versatz bezeichnet, und φ eine Phase eines gestreiften Musters bezeichnet.
Ein Stand der Technik ist dazu konfiguriert, ein Gitter intermittierend bzw. mit Unterbrechungen zu bewegen, die Phase eines gestreiften Musters beispielsweise um 90 Grad jeweils zu vier unterschiedlichen Phasen (φ+0, φ+90°, φ+180° und φ+270°) zu verschieben, und ein Bild des gestreiften Musters jedes Mal dann, wenn das Gitter gestoppt ist, aufzunehmen, wie es in der 28 gezeigt wird. Dies stellt Bilddatensätze bereit, welche Intensitätsverteilungen I₀, I₁, I₂ und I₃ aufweisen, welche unter den jeweiligen gestreiften Mustern aufgenommen sind, welche unterschiedliche Phasen aufweisen, und es ermittelt dann die Phase φ gemäß der nachfolgend angegebenen Gleichung (U2): $φ = {tan}^{- 1} [(I_{1} - I_{3}) / (I_{2} - I_{0})]$
Eine Höhe (Z) an jeweiligen Koordinaten (X, Y) auf einem Messungsobjekt kann durch Verwenden dieser Phase φ auf der Basis des Prinzips der Triangulation ermittelt werden.
Im Allgemeinen projiziert eine das Phasenverschiebungsverfahren verwendende Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung ein gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer sinusförmigen Wellenform im Hinblick auf ein Erhöhen der Messungsgenauigkeit. Es ist jedoch sehr schwierig, ein gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer sinusförmigen Wellenform einer hohen Genauigkeit zu projizieren.
Eine kürzlich vorgeschlagene Technik projiziert ein gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer rechteckigen Wellenform, welche durch eine Umwandlung im Wege eines Gitters gewonnen wird, auf ein Messungsobjekt mit einem De-Fokussieren, um dieses gestreifte Muster als ein gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer sinusförmigen Wellenform zu projizieren (wie es zum Beispiel in der Patentliteratur 1 beschrieben wird).
Zitatliste
Patentliteratur
PTL 1: JP 2007-85862A
Kurzfassung
Technisches Problem
Anders als bei einem Fokussieren ist es extrem schwierig, den Grad eines De-Fokussierens eines gestreiften Musters in einem gewünschten Grad bzw. Zustand beizubehalten und zu verwalten. Es ist wahrscheinlich, dass die Lichtintensitätsverteilung (Wellenform) des gestreiften Musters, welches auf das Messungsobjekt projiziert wird, kollabiert, und sie darin versagt, eine Lichtintensitätsverteilung in einer sinusförmigen Wellenform vorzusehen.
Der Grad eines De-Fokussierens des gestreiften Musters ändert sich gemäß der relativen positionsmäßigen Beziehung zu dem Messungsobjekt. Es ist daher wahrscheinlich, dass eine Änderung in der relativen positionsmäßigen Beziehung zu dem Messungsobjekt die Lichtintensitätsverteilung (Wellenform) des gestreiften Musters ändert.
Zusätzlich ermöglicht die Außer-Fokus-Projektion nicht, dass ein gestreiftes Muster unter Verwenden eines telezentrischen optischen Systems projiziert wird.
Es ist im Ergebnis wahrscheinlich, dass dies die Messungsgenauigkeit bei der dreidimensionalen Messung reduziert.
Das vorstehende Problem ist nicht für die Höhenmessung von beispielsweise einer auf die Leiterplatte gedruckten Lotpaste charakteristisch, sondern es kann sein, dass es in dem Gebiet anderer Vorrichtungen zur dreidimensionalen Messung bzw. dem Gebiet von Vorrichtungen zu anderer dreidimensionaler Messung allgemein gefunden wird.
Indem die vorstehend beschriebenen Umstände in Betracht gezogen werden, ist es eine Aufgabe der Offenbarung, eine Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung vorzusehen, welche die Messungsgenauigkeit bei einer dreidimensionalen Messung durch Verwenden des Phasenverschiebungsverfahrens dramatisch verbessert.
Lösung des Problems
Das Folgende beschreibt jeweils einen Aspekt verschiedener Aspekte, die adäquat vorgesehen sind, um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen. Funktionen und vorteilhafte Effekte, welche für den jeweiligen der Aspekte charakteristisch sind, werden, soweit angemessen, ebenfalls beschrieben.
Aspekt 1. Es wird vorgesehen eine Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung aufweisend eine Projektionseinheit, die angeordnet ist, um eine Lichtquelle, welche ein vorab bestimmtes Licht emittiert, ein Gitter, welches das Licht von der Lichtquelle in ein vorab bestimmtes gestreiftes Muster umwandelt, und eine Antriebseinheit, welche das Gitter bewegt, zu enthalten, und die dazu konfiguriert ist, das gestreifte Muster auf ein Messungsobjekt (zum Beispiel eine Leiterplatte) zu projizieren; eine Bildgebungseinheit, die dazu konfiguriert ist, ein Bild des Messungsobjekts aufzunehmen, auf welches das gestreifte Muster projiziert wird; einen Bilderlanger, der dazu konfiguriert ist, die Projektionseinheit und die Bildgebungseinheit zu steuern, und eine Vielzahl von Bilddatensätzen aufweisend unterschiedliche Lichtintensitätsverteilungen zu gewinnen; und einen Bildprozessor bzw. -verarbeiter, der dazu konfiguriert ist, eine dreidimensionale Messung des Messungsobjekts durch ein Phasenverschiebungsverfahren auf der Basis der Vielzahl der durch den Bilderlanger gewonnenen Bilddatensätze durchzuführen. Der Bilderlanger gewinnt jeden Bilddatensatz unter der bzw. aus der Vielzahl von Bilddatensätzen durch ein Durchführen eines Prozesses bzw. einer Verarbeitung eines Bewegens des Gitters zu einer vorab bestimmten Position und eines vorübergehenden Stoppens des Gitters an der vorab bestimmten Position; und ein Durchführen eines Bildgebungsprozesses bzw. einer Bildgebungsverarbeitung, welcher bzw. welche ein Bildgeben (eine Exposition) während einer vorab bestimmten Periode enthaltend zumindest eine Stoppperiode des Gitters und einen Teil einer Bewegungsperiode des Gitters vor einem Start der Stoppperiode und/oder einen Teil einer Bewegungsperiode des Gitters nach einer Beendigung bzw. einem Beenden der Stoppperiode kontinuierlich durchführt, oder ein Durchführen eines Bildgebungsprozesses, welcher ein Bildgeben (eine Exposition) eine Vielzahl von Malen bzw. von Zeiten während einer vorab bestimmten Periode enthaltend zumindest eine Stoppperiode des Gitters und einen Teil einer Bewegungsperiode des Gitters vor einem Start der Stoppperiode und/oder einen Teil einer Bewegungsperiode des Gitters nach einer Beendigung der Stoppperiode und ein Durchführen eines Prozesses eines Aufsummierens oder Mittelns von Ergebnissen des Bildgebens (Luminanzwerten jeweiliger Pixel in der Vielzahl der aufgenommenen Bilddatensätze) mit Bezug zu jedem Pixel durchführt.
Gemäß dem vorstehenden Aspekt 1 enthält die Bildgebungsperiode (vorab bestimmte Periode) nicht nur die Stoppperiode des sich intermittierend bewegenden Gitters, sondern einen Teil der Bewegungsperiode vor der Stoppperiode und/oder einen Teil der Bewegungsperiode nach der Stoppperiode. Die Konfiguration dieses Aspekts führt dann kontinuierlich ein Bildgeben des gestreiften Musters während eines Stopps oder während einer Bewegung in dieser Bildgebungsperiode durch, oder sie führt eine Bildgebung eine Vielzahl von Malen bzw. an einer Vielzahl von Zeiten durch, und sie summiert die Bildgebungsergebnisse mit Bezug zu jedem Pixel auf, oder sie mittelt diese. Dies sieht Bilddatensätze vor bzw. stellt diese bereit, welche teilweise Daten des gestreiften Musters während einer Bewegung enthalten.
Im Ergebnis kann in dem Prozess eines Gewinnens jeweiliger Bilddatensätze unter einer Vielzahl von Bilddatensätzen aufweisend unterschiedliche Lichtintensitätsverteilungen, welcher bzw. welches bzw. welche für die dreidimensionale Messung durch das Phasenverschiebungsverfahren benötigt wird bzw. werden, diese Konfiguration Bilddatensätze aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung, welche näher zu der idealen sinusförmigen Wellenform ist, im Vergleich mit einer Konfiguration gewinnen, welche einfach ein vorab bestimmtes gestreiftes Muster (zum Beispiel ein gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer rechteckigen Wellenform) projiziert, und die ein Bild des gestreiftes Musters nur während einer Stoppperiode aufnimmt.
Die „sinusförmige Wellenform“ bedeutet hierbei eine „Wellenform ähnlich einer sinusförmigen Welle bzw. wie eine sinusförmige Welle“. Der Begriff „sinusförmige Wellenform“ ist nicht auf eine ideale „sinusförmige Wellenform“ beschränkt, sondern er enthält eine quasi-sinusförmige Wellenform (das Gleiche trifft auf eine „nicht-sinusförmige Wellenform“ wie eine „rechteckige Wellenform“, wie später beschrieben wird, zu).
Das vorstehende „vorab bestimmte gestreifte Muster“ enthält ein „gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer sinusförmigen Wellenform“. Demgemäß kann es sein, dass dieser Aspekt dazu konfiguriert ist, ein gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung zu projizieren, welche nicht eine ideale „sinusförmige Wellenform“ ist, sondern welche sich in einer quasi-sinusförmigen Wellenform befindet, und Bilddatensätze aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung zu gewinnen, welche näher zu der idealen sinusförmigen Wellenform ist.
Die Konfiguration dieses Aspekts kann Bilddatensätze aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer sinusförmigen Wellenform auch dann gewinnen, wenn das gestreifte Muster im Fokus projiziert wird. Ein Projizieren des gestreiften Musters im Fokus ermöglicht, dass die Lichtintensitätsverteilung (Wellenform) des gestreiften Musters ohne Weiteres beibehalten wird. Dies ermöglicht auch, ein gestreiftes Muster zu projizieren, indem ein telezentrisches optisches System verwendet wird.
Im Ergebnis verbessert diese Konfiguration in dramatischer Weise die Messungsgenauigkeit in der dreidimensionalen Messung durch Verwenden des Phasenverschiebungsverfahrens.
Die bekannte Technik ist dazu konfiguriert, einen Bildgebungsprozess simultan mit einer Beendigung eines Bewegungsprozesses eines Gitters (oder nach der Beendigung des Bewegungsprozesses) zu starten, und einen Bewegungsprozess des Gitters simultan mit einer Beendigung eines Bildgebungsprozesses (oder nach einer Beendigung des Bildgebungsprozesses) zu starten, wie es in der 28 gezeigt wird.
Zusätzlich benötigt ein Bewegen des Gitters eine relativ lange Zeit, um eine Vibration und dergleichen zu vermeiden. Es gibt demgemäß eine Beschränkung bezüglich eines Verkürzens der Bewegungsperiode des Gitters.
Dieser Aspekt ist andererseits dazu konfiguriert, einen Bildgebungsprozess zu starten, ohne auf die Beendigung eines Bewegungsprozesses des Gitters zu warten und/oder einen Bewegungsprozess des Gitters zu starten, ohne auf die Beendigung eines Bildgebungsprozesses zu warten. Diese Konfiguration verkürzt die Stoppperiode des Gitters, und sie erhöht die Geschwindigkeit der Messung.
Im Hinblick auf ein Verkürzen der Stoppperiode des Gitters ist es dann, wenn die Bildgebungsperiode nicht eine Bewegungsperiode des Gitters vor einem Start einer Stoppperiode des Gitters enthält, sondern sie nur einen Teil einer Bewegungsperiode des Gitters nach einer Beendigung einer Stoppperiode enthält, bevorzugbar, einen Bildgebungsprozess simultan mit einer Beendigung eines Bewegungsprozesses des Gitters (einem Start eines Stoppprozesses des Gitters) zu starten. Wenn die Bildgebungsperiode nicht eine Bewegungsperiode des Gitters nach einer Beendigung einer Stoppperiode des Gitters enthält, sondern sie nur einen Teil einer Bewegungsperiode des Gitters vor einem Start einer Stoppperiode enthält, ist es in gleicher Weise bevorzugbar, einen Bewegungsprozess des Gitters simultan mit einer Beendigung eines Bildgebungsprozesses zu starten.
Aspekt 2. In der Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung, welche im vorstehenden Aspekt 1 beschrieben wird, kann es sein, dass die vorab bestimmte Periode (Bildgebungsperiode) eine Länge aufweist, welche gleich wie oder kürzer als eine Länge einer Bewegungsperiode des Gitters (einer Periode, in welcher das Gitter um einen Phasenverschiebungsbetrag bewegt wird) eingestellt ist.
Eine Erhöhung beim Verhältnis der Bewegungsperiode des Gitters, welche in der Bildgebungsperiode enthalten ist, verringert einen Unterschied von bzw. zu einer idealen sinusförmigen Wellenform. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass ein Bildgeben jenseits einer Periode eines Bewegens entsprechend zu einem vorab bestimmten Phasenverschiebungsbetrag (beispielsweise einer Periode eines Bewegens entsprechend zu einer Phase von 90 Grad) die Wellenform einer Lichtintensitätsverteilung von Bilddatensätzen von der idealen sinusförmigen Wellenform abweichen lässt. Die Konfiguration dieses Aspekts hemmt andererseits eine Verringerung der Messungsgenauigkeit.
Aspekt 3. In der Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung, welche in entweder dem vorstehenden Aspekt 1 oder dem vorstehenden Aspekt 2 beschrieben wird, kann es sein, dass das vorab bestimmte gestreifte Muster ein gestreiftes Muster ist, welches eine Lichtintensitätsverteilung in einer nicht-sinusförmigen Wellenform aufweist.
Die vorstehende „nicht-sinusförmige Wellenform“ bedeutet eine vorab bestimmte Wellenform, welche ein andere als die „sinusförmige Wellenform“ ist, beispielsweise eine „rechteckige Wellenform“, eine „trapezförmige Wellenform“, eine „dreieckige Wellenform“ oder eine „Sägezahnwellenform“.
Eine Konfiguration, welche ein gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer sinusförmigen Wellenform projiziert, und welche die dreidimensionale Messung durchführt, sieht im Allgemeinen eine bzw. die höhere Messungsgenauigkeit als eine Konfiguration vor, welche ein gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer nicht-sinusförmigen Wellenform (beispielsweise in einer rechteckigen Wellenform) projiziert, und welche eine dreidimensionale Messung durchführt.
Es ist jedoch sehr schwierig, das gestreifte Muster aufweisend die Lichtintensitätsverteilung in der sinusförmigen Wellenform durch die Projektionseinheit, wie vorstehend beschrieben, zu erzeugen. Es kann sein, dass dies zu einer Komplizierung der mechanischen Konfiguration führt.
Die Konfiguration des Aspekts 3 projiziert jedoch ein gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung, welche nicht eine sinusförmige Wellenform ist, sondern welche eine nicht-sinusförmige Wellenform (beispielsweise eine rechteckigen Wellenform) ist, ohne die mechanische Konfiguration der Projektionseinheit zu komplizieren, und sie gewinnt Bilddatensätze aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer sinusförmigen Wellenform durch beispielsweise den relativ einfachen Steuerungsprozess und Arithmetikprozess. Im Ergebnis hemmt dies eine Komplizierung der mechanischen Konfiguration, und reduziert es die Herstellungskosten.
Aspekt 4. In der Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung, welche in einem beliebigen der vorstehenden Aspekte 1 bis 3 beschrieben wird, kann es sein, dass das Gitter so konfiguriert ist, dass ein Licht durchlassende lichtdurchlässige Bereiche bzw. lichtdurchlässige Bereiche, welche ein Licht durchlassen, und ein Licht abschirmende lichtabschirmende Bereiche bzw. lichtabschirmende Bereiche, welche ein Licht abschirmen, alternierend bzw. abwechselnd angeordnet sind.
Die Konfiguration des vorstehend beschriebenen Aspekts 4 sieht ähnliche Funktionen und vorteilhafte Effekte zu denjenigen der Konfiguration des vorstehend beschriebenen Aspekts 3 vor. Ein Verwenden des binären Gitters, wie in diesem Aspekt beschrieben, kann ein gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung enthaltend zumindest einen Flachspitzenbereich bzw. Bereich mich flachem Spitzenwert einer maximalen und konstanten Luminanz (auf dem sich im Folgenden als ein „heller Bereich“ bezogen wird) und einen Flachspitzenbereich bzw. Bereich mit flachem Spitzenwert einer minimalen und konstanten Luminanz (auf den sich im Folgenden als ein „dunkler Bereich“ bezogen wird) projizieren. Demgemäß kann diese Konfiguration ein gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer rechteckigen Wellenform oder in einer trapezförmigen Wellenform projizieren.
Das durch das Gitter hindurch tretende Licht ist im Allgemeinen nicht ein komplett paralleles Licht, und es sieht nicht eine perfekt rechteckige Welle vor, da es wahrscheinlich ist, dass Zwischentonbereiche an Rändern zwischen „hellen Bereichen“ und „dunklen Bereichen“ des gestreiftes Musters wegen zum Beispiel eines Brechungseffekts an den Rändern zwischen den lichtdurchlässigen Bereichen und den lichtabschirmenden Bereichen erzeugt werden.
Es kann sein, dass sich die Wellenform der Lichtintensitätsverteilung gemäß der Konfiguration beispielsweise hinsichtlich der Anordnung und Intervalle der lichtdurchlässigen Bereiche und der lichtabschirmenden Bereiche des Gitters unterscheiden. Ein scharfer Luminanzgradient in dem Zwischentonbereich an dem Rand zwischen dem „hellen Bereich“ und dem „dunklen Bereich“ sieht ein gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer rechteckigen Wellenform vor. Ein allmählicher Luminanzgradient in dem Zwischentonbereich sieht andererseits ein gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer trapezförmigen Wellenform vor.
Aspekt 5. In der Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung, wie in einem beliebigen der vorstehenden Aspekte 1 bis 4 beschrieben, kann es sein, dass das Messungsobjekt eine Leiterplatte bzw. gedruckte Schaltungsplatte mit einer darauf gedruckten Lotpaste oder ein Wafersubstrat mit einem darauf gebildeten Lottropfen ist.
Die Konfiguration des vorstehenden Aspekts 5 erlaubt eine Messung der Höhe von beispielsweise der auf die Leiterplatte gedruckten Lotpaste oder des auf dem Wafersubstrat gebildeten Lottropfens. Diese Konfiguration ermöglicht auch, die gute/schlechte Qualität der Lotpaste oder des Lottropfens zu ermitteln, und zwar auf der Basis des Messungswertes bei einer Inspektion der Lotpaste oder des Lottropfens. Diese Konfiguration stellt demgemäß die Funktionen und die vorteilhaften Effekte der jeweiligen vorstehend beschriebenen Aspekte in dieser Inspektion sicher, und sie erlaubt die Ermittlung der guten/schlechten Qualität mit einer hohen Genauigkeit. Dies resultiert in einer Verbesserung der Inspektionsgenauigkeit in einer Lotdruckinspektionsvorrichtung oder in einer Lottropfeninspektionsvorrichtung.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, welches schematisch eine Substratinspektionsvorrichtung illustriert;
2 ist ein Blockdiagramm, welches die elektrische Konfiguration der Substratinspektionsvorrichtung illustriert;
3 ist ein Diagramm, welches schematisch ein Beispiel eines auf eine Leiterplatte projizierten gestreiften Musters illustriert;
4 ist ein Zeitpunktdiagramm, welches verarbeitende Tätigkeiten bzw. Betriebe einer Kamera und einer Beleuchtungsvorrichtung illustriert;
5 ist eine Tabelle, welche Lichtintensitätsverteilungen in einer X-Achsen-Richtung eines Bildgebungselements (Koordinaten X1 bis X12) nach einem Verstreichen jeder vorab bestimmten Zeitperiode in einer ersten Simulation zeigt;
6 ist eine Tabelle, welche die Lichtintensitätsverteilungen in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements (Koordinaten X13 bis X24) nach einem Verstreichen jeder vorab bestimmten Zeitperiode in der ersten Simulation zeigt;
7 ist eine Tabelle, welche die Lichtintensitätsverteilungen in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements (Koordinaten X25 bis X36) nach einem Verstreichen jeder vorab bestimmten Zeitperiode in der ersten Simulation zeigt;
8 sind bzw. ist Tabellen betreffend die erste Simulation: 8(a) ist eine Tabelle, welche Lichtintensitätsverteilungen in einer idealen sinusförmigen Wellenform in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements (Koordinaten X1 bis X10) zeigt; 8(b) ist eine Tabelle, welche jeweilige Mittelwerte von Luminanzwerten in den jeweiligen Pixeln zeigt; und 8(c) ist eine Tabelle, welche Unterschiede zwischen Idealwerten und den jeweiligen Mittelwerten zeigt;
9 sind bzw. ist Tabellen betreffend die erste Simulation: 9(a) ist eine Tabelle, welche die Lichtintensitätsverteilungen in der idealen sinusförmigen Wellenform in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements (Koordinaten X11 bis X20) zeigt; 9(b) ist eine Tabelle, welche jeweilige Mittelwerte von Luminanzwerten in den jeweiligen Pixeln zeigt; und 9(c) ist eine Tabelle, welche Unterschiede zwischen Idealwerten und den jeweiligen Mittelwerten zeigt;
10 sind bzw. ist Tabellen betreffend die erste Simulation: 10(a) ist eine Tabelle, welche die Lichtintensitätsverteilungen in der idealen sinusförmigen Wellenform in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements (Koordinaten X21 bis X30) zeigt; 10(b) ist eine Tabelle, welche jeweilige Mittelwerte von Luminanzwerten in den jeweiligen Pixeln zeigt; und 10(c) ist eine Tabelle, welche Unterschiede zwischen Idealwerten und den jeweiligen Mittelwerten zeigt;
11 sind bzw. ist Tabellen betreffend die erste Simulation: 11(a) ist eine Tabelle, welche die Lichtintensitätsverteilungen in der idealen sinusförmigen Wellenform in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements (Koordinaten X31 bis X36) zeigt; 11(b) ist eine Tabelle, welche jeweilige Mittelwerte von Luminanzwerten in den jeweiligen Pixeln zeigt; und 11(c) ist eine Tabelle, welche Unterschiede zwischen Idealwerten und den jeweiligen Mittelwerten zeigt;
12 ist ein Graph, welcher eine Lichtintensitätsverteilung eines gestreiften Musters, das bzw. die in der ersten Simulation beinhaltet ist, zeigt;
13 ist ein Graph, welcher die Lichtintensitätsverteilungen in der idealen sinusförmigen Wellenform, die in der 8(a) bis 11(a) gezeigt wird, zeigt;
14 ist ein Graph, welcher Darstellungen der in der 8(b) bis 11(b) gezeigten jeweiligen Mittelwerte zeigt;
15 ist ein Graph, welcher die Unterschiede zwischen den jeweiligen Mittelwerten und den Idealwerten, welche in der 8(c) bis 11(c) gezeigt werden, zeigt;
16 ist eine Tabelle, welche Lichtintensitätsverteilungen in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements (Koordinaten X1 bis X12) nach einem Verstreichen jeder vorab bestimmten Zeitperiode in einer zweiten Simulation zeigt;
17 ist eine Tabelle, welche die Lichtintensitätsverteilungen in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements (Koordinaten X13 bis X24) nach einem Verstreichen jeder vorab bestimmten Zeitperiode in der zweiten Simulation zeigt;
18 ist eine Tabelle, welche die Lichtintensitätsverteilungen in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements (Koordinaten X25 bis X36) nach einem Verstreichen jeder vorab bestimmten Zeitperiode in der zweiten Simulation zeigt;
19 sind bzw. ist Tabellen betreffend die zweite Simulation: 19(a) ist eine Tabelle, welche Lichtintensitätsverteilungen in einer idealen sinusförmigen Wellenform in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements (Koordinaten X1 bis X10) zeigt; 19(b) ist eine Tabelle, welche jeweilige Mittelwerte von Luminanzwerten in den jeweiligen Pixeln zeigt; und 19(c) ist eine Tabelle, welche Unterschiede zwischen Idealwerten und den jeweiligen Mittelwerten zeigt;
20 sind bzw. ist Tabellen betreffend die zweite Simulation: 20(a) ist eine Tabelle, welche die Lichtintensitätsverteilungen in der idealen sinusförmigen Wellenform in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements (Koordinaten X11 bis X20) zeigt; 20(b) ist eine Tabelle, welche jeweilige Mittelwerte der Luminanzwerte in den jeweiligen Pixeln zeigt; und 20(c) ist eine Tabelle, welche Unterschiede zwischen Idealwerten und den jeweiligen Mittelwerten zeigt;
21 sind bzw. ist Tabellen betreffend die zweite Simulation: 21(a) ist eine Tabelle, welche die Lichtintensitätsverteilungen in der idealen sinusförmigen Wellenform in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements (Koordinaten X21 bis X30) zeigt; 21(b) ist eine Tabelle, welche jeweilige Mittelwerte von Luminanzwerten in den jeweiligen Pixeln zeigt; und 21(c) ist eine Tabelle, welche Unterschiede zwischen Idealwerten und den jeweiligen Mittelwerten zeigt;
22 sind bzw. ist Tabellen betreffend die zweite Simulation: 22(a) ist eine Tabelle, welche die Lichtintensitätsverteilungen in der idealen sinusförmigen Wellenform in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements (Koordinaten X31 bis X36) zeigt; 22(b) ist eine Tabelle, welche jeweilige Mittelwerte von Luminanzwerten in den jeweiligen Pixeln zeigt; und 22(c) ist eine Tabelle, welche Unterschiede zwischen Idealwerten und den jeweiligen Mittelwerten zeigt;
23 ist ein Graph, welcher eine Lichtintensitätsverteilung eines gestreiften Musters, welche bzw. welches in der zweiten Simulation beinhaltet ist, zeigt;
24 ist ein Graph, welcher die Lichtintensitätsverteilungen in der idealen sinusförmigen Wellenform, welche in der 19(a) bis 22(a) gezeigt wird, zeigt;
25 ist ein Graph, welcher Darstellungen der jeweiligen Mittelwerte, welche in der 19(b) bis 11(b) gezeigt werden, zeigt;
26 ist ein Graph, welcher Darstellungen der Unterschiede zwischen den jeweiligen Mittelwerten und den Idealwerten, welche in der 19(c) bis 22(c) gezeigt werden, zeigt;
27(a) und 27(b) sind Zeitpunktdiagramme, welche verarbeitende Tätigkeiten der Kamera und der Beleuchtungsvorrichtungen gemäß anderer Ausführungsformen illustrieren; und
28 ist ein Zeitpunktdiagramm, welches verarbeitende Tätigkeiten einer Kamera einer früheren Technik und einer Beleuchtungsvorrichtung einer früheren Technik illustriert.

Beschreibung der Ausführungsformen
Das Folgende beschreibt eine Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Die 1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, welches schematisch eine Substratinspektionsvorrichtung 1 illustriert, welche mit einer Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung gemäß dieser Ausführungsform ausgestattet ist. Wie es in der 1 gezeigt wird, enthält die Substratinspektionsvorrichtung 1 einen Anbringungstisch 3, der so konfiguriert ist, dass eine Leiterplatte 2, welche als ein Messungsobjekt spezifiziert ist, und welche mit einer Lotpaste K (in der 3 gezeigt) als ein darauf gedrucktes Messungsziel versehen ist, auf dem Anbringungstisch 3 platziert ist, eine Beleuchtungsvorrichtung 4 als die Projektionseinheit, die dazu konfiguriert ist, ein vorab bestimmtes gestreiftes Muster (gestreiftes Lichtmuster) schräg abwärts auf eine Oberfläche der Leiterplatte 2 zu projizieren, eine Kamera 5 als die Bildgebungseinheit, die dazu konfiguriert ist, ein Bild eines projizierten Teils aufzunehmen, in welchem das gestreiftes Muster auf die Leiterplatte 2 projiziert wird, und eine Steuerungsvorrichtung 6, die dazu konfiguriert ist, verschiedene Steuerungen, ein Bildverarbeiten bzw. einen Bildprozess und ein Arithmetikverarbeiten bzw. einen Arithmetikprozess in der Substratinspektionsvorrichtung 1, wie beispielsweise Antriebssteuerungen der Beleuchtungsvorrichtung 4 und der Kamera 5, durchzuführen. Die Steuerungsvorrichtung 6 ist als der Bilderlanger und der Bildprozessor bzw. Bildverarbeiter konfiguriert, und zwar gemäß der Ausführungsform.
Der Anbringungstisch 3 ist mit Motoren 15 und 16 ausgestattet. Die Motoren 15 und 16 werden durch die Steuerungsvorrichtung 6 angetrieben und gesteuert, um die auf dem Anbringungstisch 3 platzierte bzw. angeordnete Leiterplatte 2 in einer willkürlichen Richtung (einer X-Achsen-Richtung und einer Y-Achsen-Richtung) zu verschieben.
Die Beleuchtungsvorrichtung 4 enthält eine Lichtquelle 4a, die dazu konfiguriert ist, ein vorab bestimmtes Licht zu emittieren, und eine Gitterscheibe 4b, die dazu konfiguriert ist, das Licht von der Lichtquelle 4a in das gestreifte Muster zu konvertieren, und sie wird durch die Steuerungsvorrichtung 6 angetrieben und gesteuert. Das von der Lichtquelle 4a emittierte Licht wird in eine Kondensorlinse (nicht gezeigt) eingeführt, um zu parallelem Licht umgewandelt zu werden, und es wird darüber hinaus über die bzw. im Wege der Gitterscheibe 4 in eine (nicht gezeigte) Projektionslinse eingeführt, und es wird als das gestreiftes Muster auf die Leiterplatte 2 projiziert.
Es kann sein, dass ein telezentrisches optisches System unter Verwenden einer Fokussierungslinse, einer Projektionslinse und dergleichen als das optische System der Beleuchtungsvorrichtung 4 eingesetzt wird. Es ist wahrscheinlich, dass sich die Höhenposition der Leiterplatte 2 geringfügig ändert, während die Leiterplatte 2 in einer Inspektionsfläche bewegt wird. Das telezentrische optische System wird durch eine solche Änderung nicht beeinflusst, sondern es stellt eine akkurate Messung sicher.
Die Gitterscheibe 4b ist so konfiguriert, dass ein Licht durchlassende, lineare lichtdurchlässige Bereiche und ein Licht abschirmende, lineare lichtabschirmende Bereiche alternierend in einer zu einer optischen Achse der Lichtquelle 4a senkrechten, vorab bestimmten Richtung angeordnet bzw. reihenartig angeordnet sind. Diese Konfiguration ermöglicht, dass das gestreifte Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer rechteckigen Wellenform oder in einer trapezförmigen Wellenform auf die Leiterplatte 2 projiziert wird. Gemäß der Ausführungsform wird das gestreifte Muster, in welchem die Richtung der Streifen zu der X-Achsen-Richtung senkrecht ist und zu der Y-Achsen-Richtung parallel ist, projiziert, und zwar wie in der 3 gezeigt.
Das durch die Gitterscheibe 4b hindurch tretende Licht ist im Allgemeinen nicht ein komplett paralleles Licht, und es sieht nicht eine perfekt rechteckige Welle vor, da es wahrscheinlich ist, dass Zwischentonbereiche an Rändern zwischen „hellen Bereichen“ und „dunklen Bereichen“ des gestreiftes Musters wegen zum Beispiel eines Brechungseffekts an den Rändern zwischen den lichtdurchlässigen Bereichen und den lichtabschirmenden Bereichen erzeugt werden. Zum Zwecke der Einfachheit wird jedoch das gestreifte Muster als Streifen heller und dunkler binärer Werte unter Weglassen der Zwischentonbereiche in der 3 gezeigt.
Es kann sein, dass das resultierende gestreifte Muster von der Konfiguration in der Gitterscheibe 4b, beispielsweise der Anordnung und den Intervallen der lichtdurchlässigen Bereiche und der lichtabschirmenden Bereiche, abhängt. Eine steile bzw. scharfe Luminanzneigung der Zwischentonbereiche an den Rändern zwischen den „hellen Bereichen“ und den „dunklen Bereichen“ sieht ein gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer rechteckigen Wellenform (wie in der 12 gezeigt) vor. Eine flache bzw. allmähliche Luminanzneigung der Zwischentonbereiche an den Rändern zwischen den „hellen Bereichen“ und den „dunklen Bereichen“ sieht ein gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer trapezförmigen Wellenform (wie in der 23 gezeigt) vor.
Die Beleuchtungsvorrichtung 4 enthält eine (nicht gezeigte) Antriebseinheit, beispielsweise ein piezoelektrische Element, um die Gitterscheibe 4b zu bewegen. Die Steuerungsvorrichtung 6 treibt die Antriebseinheit an und steuert diese, um einen Bewegungsprozess zu erreichen, wobei die Gitterscheibe 4b in der vorab bestimmten Richtung senkrecht zu der optischen Achse der Lichtquelle 4 bewegt wird. Dies ermöglicht, dass das auf die Leiterplatte 2 projizierte gestreifte Muster intermittierend bewegt wird, wobei die Phase um jeweils 90 Grad (jeweils 1/4-Teilung) entlang der X-Achsen-Richtung verschoben wird.
Die Kamera 5 enthält zum Beispiel eine Linse und ein Bildgebungs- bzw. Abbildungselement. Gemäß der Ausführungsform wird ein CCD-Sensor als das Bildgebungselement eingesetzt. Das Bildgebungselement der Ausführungsform weist eine Auflösung von zum Beispiel 512 Pixeln in der X-Achsen-Richtung (horizontalen Richtung) und 480 Pixeln in der Y-Achsen-Richtung (vertikalen Richtung) auf.
Der durch die Kamera 5 aufgenommene Bilddatensatz wird in der Kamera 5 in ein digitales Signal umgewandelt, er wird in der Form des digitalen Signals in die Steuerungsvorrichtung 6 eingegeben, und er wird in einer später beschriebenen Bilddatensatzspeichervorrichtung 24 gespeichert. Die Steuerungsvorrichtung 6 führt zum Beispiel ein Bildverarbeiten und ein Arithmetikverarbeiten, wie später beschrieben, auf der Basis des Bilddatensatzes durch.
Das Folgende beschreibt die elektrische Konfiguration der Steuerungsvorrichtung 6. Wie es in der 2 gezeigt wird, enthält die Steuerungsvorrichtung 6 eine CPU und Eingabe-/Abgabeschnittstellen 21 (worauf im Folgenden als „CPU und dergleichen 21“ Bezug genommen wird), welche dazu konfiguriert ist bzw. sind, die gesamte Substratinspektionsvorrichtung 1 zu steuern, eine Eingabevorrichtung 22, welche aus einer Tastatur, einer Maus, einem Touch Panel und dergleichen gebildet ist, als die „Eingabeeinheit“, eine Anzeigevorrichtung 23, welche als die „Anzeigeeinheit“ konfiguriert ist, welche einen Anzeigebildschirm, wie beispielsweise einen CRT oder einen Flüssigkristallbildschirm, aufweist, eine Bilddatensatzspeichervorrichtung 24 bzw. Bilddatensätzespeichervorrichtung, die dazu konfiguriert ist, Bilddatensätze und dergleichen zu speichern, welche durch die Kamera 5 aufgenommen werden, eine Berechnungsergebnissespeichervorrichtung 25, die dazu konfiguriert ist, verschiedene Berechnungsergebnisse zu speichern, und eine Einstellungsdatensatzspeichervorrichtung 26 bzw. Einstellungsdatensätzespeichervorrichtung, die dazu konfiguriert ist, verschiedene Informationen, wie beispielsweise einen Entwurfsdatensatz bzw. Entwurfsdatensätze im Voraus zu speichern. Diese Vorrichtungen 22 bis 26 sind mit der CPU und dergleichen 21 elektrisch verbunden.
Das Folgende beschreibt im Detail eine Inspektionsroutine, welche mit Bezug zu jeder bzw. einer jeweiligen Inspektionsfläche der Leiterplatte 2 durch die Substratinspektionsvorrichtung 1 durchgeführt wird, unter Bezugnahme auf die 4. Die 4 ist ein Zeitpunktdiagramm, welches verarbeitende Tätigkeiten der Kamera 5 und der Beleuchtungsvorrichtung 4 illustriert.
Diese Inspektionsroutine wird durch die Steuerungsvorrichtung 6 (die CPU und dergleichen 21) durchgeführt. Gemäß der Ausführungsform führt die Steuerungsvorrichtung 6 einen Bilderlangungsprozess bzw. eine Bilderlangungsverarbeitung vier Male mit Bezug zu jeder Inspektionsfläche durch, um vier unterschiedliche Bilddatensätze aufweisend unterschiedliche Lichtintensitätsverteilungen zu gewinnen.
Zuerst treibt die Steuerungsvorrichtung 6 die Motoren 15 und 16 an und steuert diese, um die Leiterplatte 2 zu bewegen, und um das Blickfeld der Kamera 5 (Bildgebungsbereich) auf eine vorab bestimmte Inspektionsfläche auf der Leiterplatte 2 einzustellen. Die Inspektionsfläche bezeichnet eine Teilfläche mehrerer Teilflächen, welche vorgesehen werden, indem die obere Fläche der Leiterplatte 2 im Voraus geteilt bzw. unterteilt wird, wobei die Größe des Blickfeldes der Kamera 5 als eine Einheit eingestellt wird.
Nachfolgend treibt die Steuerungsvorrichtung 6 die Beleuchtungsvorrichtung 4 und die Kamera 5 an und steuert diese, um die Gitterscheibe 4b zu einer ersten eingestellten Position (zum Beispiel einer Position einer Phase „0 Grad“) zu bewegen, und um einen ersten Bilderlangungsprozess zu starten. Vier Bilderlangungsprozesse setzen jeweils unterschiedliche eingestellte Positionen der Gitterscheibe 4b ein, um die Phase des gestreiften Musters an den jeweiligen eingestellten Positionen um jeweils 90 Grad (um jeweils 1/4-Teilung) zu verschieben.
Auf den Start des ersten Bilderlangungsprozesses hin verursacht die Steuerungsvorrichtung 6, dass die Lichtquelle 4a der Beleuchtungsvorrichtung 4 ein Licht emittiert, und sie eine Projektion des gestreiftes Musters an einem vorab bestimmten Zeitpunkt N1 startet, und startet sie gleichzeitig einen Bildgebungsprozess durch die Kamera 5. An diesem Zeitpunkt bewegt sich die Gitterscheibe 4b noch. Während der Bewegung der Gitterscheibe 4b wird das in eine Inspektionsfläche projizierte gestreifte Muster entlang der X-Achsen-Richtung mit einer festgelegten Rate kontinuierlich bewegt.
Auf den Start des Bildgebungsprozesses hin wird ein Bildgeben (eine Exposition) durch die Kamera 5 eine Vielzahl von Malen bzw. an einer Vielzahl von Zeiten während einer vorab bestimmten Bildgebungsperiode durchgeführt. Noch genauer beschrieben, ein Bild der Leiterplatte 2 wird jedes Mal aufgenommen, wenn das gestreiftes Muster um einen vorab bestimmten Betrag Δx (zum Beispiel um einen einer Phase von 10 Grad des gestreiften Musters entsprechenden Abstand) bewegt ist, d.h. jedes Mal dann, wenn eine vorab bestimmte Zeitperiode Δt verstreicht. Bilddatensätze, welche durch die Kamera 5 jedes Mal dann aufgenommen werden, wenn die vorbestimmte Zeitperiode Δt verstreicht, werden nach Bedarf zu der Bilddatensatzspeichervorrichtung 24 übertragen und darin gespeichert.
Nachfolgend beendet die Steuerungsvorrichtung 6 den Bewegungsprozess der Gitterscheibe 4b an einem vorab bestimmten Zeitpunkt M1, während der Bildgebungsprozess fortgeführt wird bzw. andauert.
Die Steuerungsvorrichtung 6 verursacht, dass die Lichtquelle 4a der Beleuchtungsvorrichtung 4 die Lichtemission an einem Zeitpunkt N2 nach einem Verstreichen einer vorab bestimmten Zeitperiode seit dem Zeitpunkt N1 stoppt, um die Projektion des gestreiftes Musters zu beenden, und sie beendet auch den Bildgebungsprozess durch die Kamera 5.
Die Steuerungsvorrichtung 6 beendet den Bewegungsprozess der Gitterscheibe 4b an einem Zeitpunkt M2 nach einem Verstreichen einer vorab bestimmten Zeitperiode seit dem Zeitpunkt M1. Gemäß der Ausführungsform ist der Startzeitpunkt M2 des Bewegungsprozesses der Gitterscheibe 4b eingestellt, um zu dem Endzeitpunkt N2 des Bildgebungsprozesses durch die Kamera 5 gleich zu sein.
Auf eine Beendigung des Bildgebungsprozesses durch die Kamera 5 hin führt die Steuerungsvorrichtung 6 eine vorab bestimmte Arithmetiktätigkeit bzw. Arithmetikoperation auf der Basis der durch den Bildgebungsprozess gewonnenen Ergebnisse des Bildgebens durch. Noch genauer beschrieben, die Steuerungsvorrichtung 6 führt einen Mittlungsprozess durch, welcher Luminanzwerte jedes Pixels in einer Serie von durch den Bildgebungsprozess aufgenommenen Bilddatensätze (d.h. einer Vielzahl von Bilddatensätzen, die jedes Mal dann aufgenommen werden, wenn das gestreiftes Muster um den vorab bestimmten Betrag Δx bewegt wird) mit Bezug zu jedem Pixel aufsummiert, und welcher einen Mittelwert jeden Pixels berechnet. Die Steuerungsvorrichtung 6 gewinnt demgemäß Bilddatensätze bzw. einen Bilddatensatz aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer sinusförmigen Wellenform.
Die Steuerungsvorrichtung 6 speichert dann den durch den vorstehenden Mittlungsprozess gewonnenen Bilddatensatz in die Berechnungsergebnissespeichervorrichtung 25, und sie beendet den ersten Bilderlangungsprozess.
Nach einer Beendigung des ersten Bilderlangungsprozesses oder während des vorstehenden in dem ersten Bilderlangungsprozess beinhalteten Mittlungsprozesses treibt die Steuerungsvorrichtung 6 die Beleuchtungsvorrichtung 4 und die Kamera 5 an und steuert diese, um die Gitterscheibe 4b zu einer zweiten eingestellten Position (beispielsweise einer Position einer Phase „90 Grad“, welche die um 1/4-Teilung von der ersten eingestellten Position verschobene Phase des gestreiftes Musters ist) zu bewegen, und startet sie einen zweiten Bilderlangungsprozess.
Die Prozedur des zweiten Bilderlangungsprozesses ist gleich zu der Prozedur des ersten Bilderlangungsprozesses, wie vorstehend beschrieben, und auf ihre detaillierte Beschreibung wird verzichtet (das Gleiche trifft auf einen dritten Bilderlangungsprozess und einen vierten Bilderlangungsprozess zu).
Die Steuerungsvorrichtung 6 gewinnt Bilddatensätze bzw. einen Bilddatensatz aufweisend die Lichtintensitätsverteilung in der sinusförmigen Wellenform durch den zweiten Bilderlangungsprozess, sie speichert den gewonnenen Bilddatensatz in die Berechnungsergebnissespeichervorrichtung 25, und sie beendet den zweiten Bilderlangungsprozess.
Nach einer Beendigung des zweiten Bilderlangungsprozesses oder während des vorstehenden in dem zweiten Bilderlangungsprozess beinhalteten Mittlungsprozesses treibt die Steuerungsvorrichtung 6 die Beleuchtungsvorrichtung 4 und die Kamera 5 an und steuert diese, um die Gitterscheibe 4b zu einer dritten eingestellten Position (zum Beispiel einer Position einer Phase „180 Grad“, welche die um 1/4-Teilung von der zweiten eingestellten Position verschobene Phase des gestreiftes Musters ist) zu bewegen, und sie startet einen dritten Bilderlangungsprozess.
Die Steuerungsvorrichtung 6 gewinnt Bilddatensätze bzw. einen Bilddatensatz aufweisend die Lichtintensitätsverteilung in der sinusförmigen Wellenform durch den dritten Bilderlangungsprozess, sie speichert den gewonnen Bilddatensatz in die Berechnungsergebnissespeichervorrichtung 25, und sie beendet den dritten Bilderlangungsprozess.
Nach einer Beendigung des dritten Bilderlangungsprozesses oder während des in dem dritten Bilderlangungsprozess beinhalteten vorstehenden Mittlungsprozesses treibt die Steuerungsvorrichtung 6 die Beleuchtungsvorrichtung 4 und die Kamera 5 an und steuert diese, um die Gitterscheibe 4b zu einer vierten eingestellten Position (zum Beispiel einer Position einer Phase „270 Grad“, welche die um 1/4-Teilung von der dritten eingestellten Position verschobene Phase des gestreiftes Musters ist) zu bewegen, und startet sie einen vierten Bilderlangungsprozess.
Die Steuerungsvorrichtung 6 gewinnt Bilddatensätze bzw. einen Bilddatensatz aufweisend die Lichtintensitätsverteilung in der sinusförmigen Wellenform durch den vierten Bilderlangungsprozess, sie speichert den gewonnenen Bilddatensatz in die Berechnungsergebnissespeichervorrichtung 25, und sie beendet den vierten Bilderlangungsprozess.
Vier unterschiedliche Bilddatensätze aufweisend unterschiedliche Lichtintensitätsverteilungen werden gewonnen, indem die vier Bilderlangungsprozesse durchgeführt werden, und zwar wie vorstehend beschrieben. Demgemäß entsprechen die gewonnenen Bilddatensätze den vier unterschiedlichen Bilddatensätzen bzw. sind sie zu diesen äquivalent, welche aufgenommen werden, indem die Phase eines gestreiften Musters aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer sinusförmigen Wellenform um jeweils 90 Grad verschoben wird.
Die Steuerungsvorrichtung 6 führt nachfolgend eine dreidimensionale Messung (Höhenmessung) durch das im Hintergrund beschriebene bekannte Phasenverschiebungsverfahren durch, indem die wie vorstehend beschrieben gewonnenen vier unterschiedlichen Bilddatensätze (Luminanzwerte jeweiliger Pixel) verwendet werden, und sie speichert die Messungsergebnisse in die Berechnungsergebnissespeichervorrichtung 25.
Die Steuerungsvorrichtung 6 führt nachfolgend einen Prozess einer Ermittlung einer guten/schlechten Qualität der Lotpaste K auf der Basis der Ergebnisse der dreidimensionalen Messung (der Höhendaten an jeweiligen Koordinaten) durch. Noch genauer beschrieben, die Steuerungsvorrichtung 6 erfasst einen Druckbereich der Lotpaste K, welche bzw. welcher höher als eine Referenzebene ist, auf der Basis der Messungsergebnisse der Inspektionsfläche, welche wie vorstehend beschrieben gewonnen werden, und sie integriert die Höhen an jeweiligen Orten in diesem Druckbereich, um die gedruckte Menge der Lotpaste K zu berechnen.
Die Steuerungsvorrichtung 6 vergleicht dann den wie vorstehend ermittelten Datensatz der Lotpaste K, wie beispielsweise die Position, die Fläche und die Höhe oder die Menge der Lotpaste K mit einem Referenzdatensatz bzw. Referenzdatensätzen (zum Beispiel einem Gerber-Datensatz), welcher im Voraus in der Einstellungsdatensatzspeichervorrichtung 26 gespeichert ist, und sie ermittelt bzw. bestimmt die gute/schlechte Qualität des Druckzustands der Lotpaste K in der Inspektionsfläche, indem ermittelt wird, ob sich das Ergebnis der Vergleichs innerhalb eines erlaubbaren Bereichs befindet.
Während eines solchen Prozesses treibt die Steuerungsvorrichtung 6 die Motoren 15 und 16 an und steuert diese, um die Leiterplatte 2 zu einer nächsten Inspektionsfläche zu bewegen, und sie führt die vorstehend beschriebene Prozessserie bzw. Serie von Verarbeitungen mit Bezug zu allen Inspektionsflächen wiederholt durch, um die Inspektion der gesamten Leiterplatte 2 abzuschließen.
Das Folgende beschreibt die Ergebnisse einer simulations-basierten Verifikation der Funktionen und vorteilhafte Effekte der Substratinspektionsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform. Die Ergebnisse der Simulation (ersten Simulation) bei einer Projektion eines gestreiften Musters aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer rechteckigen Wellenform werden zuerst unter Bezugnahme auf die 5 bis 15 beschrieben werden.
In dieser Simulation sind 36 Pixel in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements als ein Zyklus spezifiziert. Ein gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer rechteckigen Wellenform mit einem Zwischentonbereich (Luminanzgradienten) von zwei Pixeln, welche an einem Rand zwischen einem „hellen Bereich“ und einem „dunklen Bereich“ vorliegen bzw. präsent sind, wird projiziert, und es wird in der X-Achsen-Richtung um einen Pixel (entsprechend einer Phase von 10 Grad des gestreiftes Musters) jedes Mal dann, wenn eine vorab bestimmte Zeitperiode Δt verstreicht, durch den Bewegungsprozess bzw. bewegenden Prozess der Gitterscheibe 4b bewegt.
Die 5 bis 7 sind Tabellen, welche eine Beziehung zwischen Koordinatenpositionen jeweiliger Pixel in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements (horizontale Achse: Koordinaten X1 bis X36) und Luminanzwerten eines gestreiftes Musters, welche mit einem Verstreichen der Zeit (vertikale Achse: Zeit t(-8) bis Zeit t(4)) variieren, zeigen. Die 5 bis 7 sind demgemäß Tabellen, welche Lichtintensitätsverteilungen in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements nach einem Verstreichen jeder vorab bestimmten Zeitperiode zeigen. Die Simulation wird unter der Annahme durchgeführt, dass der Luminanzwert des die maximale Luminanz aufweisenden „hellen Bereichs“ „1“ ist, und dass der Luminanzwert des die minimale Luminanz aufweisenden „dunklen Bereichs“ „0“ ist.
Die 5 bis 7 zeigen nur einen Zyklus (36 Pixel in der X-Achsen-Richtung) des gestreiften Musters. In dem tatsächlichen Zustand liegen jedoch mehrere Zyklen des gestreiften Musters in der X-Achsen-Richtung kontinuierlich vor. Mit anderen Worten, die in dem Bereich der Koordinate X1 zu der Koordinate X36 gezeigten Lichtintensitätsverteilungen liegen wiederholt vor. In den 5 bis 7 ist der Bewegungsendzeitpunkt M1 der Gitterscheibe 4b als eine Referenzzeit t(0) spezifiziert. Eine Zeitperiode von der Zeit t(-8) zu der Zeit t(0) auf der vertikalen Achse sieht eine Lichtintensitätsverteilung während einer Bewegungsperiode der Gitterscheibe 4b vor. Eine Zeitperiode von der Zeit t(0) zu der Zeit t(4) auf der vertikalen Achse sieht eine Lichtintensitätsverteilung während einer Stoppperiode der Gitterscheibe 4b vor.
Wie es in den 5 bis 7 gezeigt wird, bildet zu der Zeit t(8) ein Bereich von der Koordinate X2 zu der Koordinate X17 einen den Luminanzwert „1“ aufweisenden „hellen Bereich“, und bildet ein Bereich von der Koordinate X20 zu der Koordinate X35 einen den Luminanzwert „0“ aufweisenden „dunklen Bereich“. Ein Zwischentonbereich von zwei Pixeln aufweisend sich allmählich ändernde Luminanzwerte liegt über die Koordinaten X36 und X1 und über die Koordinaten X18 und X19 vor, welche jeweils dem Rand zwischen dem „hellen Bereich“ und dem „dunklen Bereich“ entsprechen.
Zu der Zeit t(7) nach einem Verstreichen der vorab bestimmten Zeitperiode Δt seit der Zeit t(-8) bildet ein Bereich von der Koordinate X3 zu der Koordinate X18 einen den Luminanzwert „1“ aufweisenden „hellen Bereich“, und bildet ein Bereich von der Koordinate X21 zu der Koordinate X36 einen den Luminanzwert „0“ aufweisenden „dunklen Bereich“. Zu der Zeit t(-6) nach einem Verstreichen der vorab bestimmten Zeitperiode Δt seit der Zeit t(-7) bildet ein Bereich von der Koordinate X4 zu der Koordinate X19 einen den Luminanzwert „1“ aufweisenden „hellen Bereich“, und bildet ein Bereich von der Koordinate X22 zu der Koordinate X1 einen den Luminanzwert „0“ aufweisenden „dunklen Bereich“.
Auf diese Weise wird die Lichtintensitätsverteilung des gestreiften Musters jedes Mal dann um einen Pixel nach rechts in den 5 bis 7 bewegt, wenn die vorab bestimmte Zeitperiode Δt während der Bewegungsperiode der Gitterscheibe 4b verstreicht. Die Lichtintensitätsverteilung des gestreiftes Musters ändert sich nicht nach dem Stopp der Gitterscheibe 4b (während der Zeitperiode von der Zeit t(0) zu der Zeit t(4)). Genauer beschrieben, für die Zeitperiode von der Zeit t(0) zu der Zeit t(4) bildet ein Bereich von der Koordinate X10 zu der Koordinate X25 einen den Luminanzwert „1“ aufweisenden „hellen Bereich“, und bildet ein Bereich von der Koordinate X28 zu der Koordinate X7 einen den Luminanzwert „0“ aufweisenden „dunklen Bereich“. Ein Zwischentonbereich von zwei Pixeln aufweisend sich allmählich ändernde Luminanzwerte liegt über die Koordinaten X26 und X27 und über die Koordinaten X8 und X9 vor, welche jeweils dem Rand zwischen dem „hellen Bereich“ und dem „dunklen Bereich“ entsprechen. Die Lichtintensitätsverteilung des gestreiften Musters während der Stoppperiode der Gitterscheibe 4b (zum Beispiel zu der Zeit t(0)) ist wie in einem Graph der 12 gezeigt.
Das Folgende beschreibt eine Verifikation durch einen Vergleich mit einem gestreiften Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer idealen sinusförmigen Wellenform. Die 8(a) bis 11(a) zeigen eine Beziehung einer Lichtintensitätsverteilung in einer idealen sinusförmigen Wellenform (Idealwerten) zu Koordinatenpositionen (Koordinaten X1 bis X36) der jeweiligen Pixel in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements. Noch genauer beschrieben, die 8(a) bis 11(a) zeigen in einer Bildgebungsperiode [t(-3 - 1)], einer Bildgebungsperiode [t(-2 - 2)], einer Bildgebungsperiode [t(-1 - 3)] und einer Bildgebungsperiode [t(0 - 4)], welche als vorab bestimmte Bildgebungsperioden (fünffache Länge der vorab bestimmten Zeitperiode Δt) eingestellt sind, Lichtintensitätsverteilungen in der idealen sinusförmigen Wellenform aufweisend einen identischen Zyklus, eine identische Amplitude und eine identische Phase zu denjenigen eines gestreiftes Musters aufweisend die Lichtintensitätsverteilungen in der rechteckigen Wellenform, wie vorstehend beschrieben. Die Lichtintensitätsverteilungen in der idealen sinusförmigen Wellenform in den jeweiligen Bildgebungsperioden werden als ein Graph der 13 gezeigt.
Die 8(b) bis 11(b) sind Tabellen, welche die Ergebnisse des Mittlungsprozesses (Mittelwerte) mit Bezug zu einer Vielzahl von Bilddatensätzen (Luminanzwerten jeweiliger Pixel) zeigen, welche in der Bildgebungsperiode [t(-3 - 1)], der Bildgebungsperiode [t(-2 - 2)], der Bildgebungsperiode [t(-1 - 3)] und der Bildgebungsperiode [t(0 - 4)] an den Koordinatenpositionen der jeweiligen Pixel in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements (horizontale Achse: Koordinaten X1 bis X36) aufgenommen werden.
Noch genauer beschrieben, in der 8(b) bis 11(b) zeigt die untere Zeile bzw. Spalte als ein Vergleichsbeispiel Mittelwerte, die berechnet sind, indem fünf Bilddatensätze (Luminanzwerte jeweiliger Pixel) gemittelt werden, welche jeweils zu der Zeit t(0), der Zeit t(1), der Zeit t(2), der Zeit t(3) und der Zeit t(4) in der Bildgebungsperiode [t(0 - 4)] aufgenommen werden, welche nur eine Stoppperiode enthält, aber welche nicht eine Bewegungsperiode der Gitterscheibe 4b enthält.
Die zweite Zeile bzw. Spalte von unten zeigt Mittelwerte, die berechnet sind, indem fünf Bilddatensätze (Luminanzwerte jeweiliger Pixel) gemittelt werden, welche jeweils zu der Zeit t(-1), der Zeit t(0), der Zeit t(1), der Zeit t(2) und der Zeit t(3) in der Bildgebungsperiode [t(-1 - 3)] aufgenommen werden. Die dritte Zeile bzw. Spalte von unten zeigt Mittelwerte, die berechnet sind, indem fünf Bilddatensätze (Luminanzwerte jeweiliger Pixel) gemittelt werden, welche jeweils zu der Zeit t(-2), der Zeit t(-1), der Zeit t(0), der Zeit t(1) und der Zeit t(2) in der Bildgebungsperiode [t(-2 - 2)] aufgenommen werden.
Die vierte Zeile bzw. Spalte von unten zeigt Mittelwerte, die berechnet sind, indem fünf Bilddatensätze (Luminanzwerte jeweiliger Pixel) gemittelt werden, welche jeweils zu der Zeit t(-3), der Zeit t(-2), der Zeit t(-1), der Zeit t(0) und der Zeit t(1) in der Bildgebungsperiode [t(-3 - 1)] aufgenommen werden.
Die vorstehenden jeweiligen Mittelwerte, welche in der 8(b) bis 11(b) gezeigt werden, werden wie in einem Graph der 14 gezeigt dargestellt.
Die 8(c) bis 11(c) sind Tabellen, welche Unterschiede zwischen den jeweiligen in den 8(a) bis 11(a) gezeigten jeweiligen Idealwerten und den in den 8(b) bis 11(b) gezeigten jeweiligen Mittelwerten an den Koordinatenpositionen der jeweiligen Pixel in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements (horizontale Achse: Koordinaten X1 bis X36) zeigen.
Noch genauer beschrieben, in den 8(c) bis 11(c) zeigt die untere Zeile bzw. Spalte als das Vergleichsbeispiel Unterschiede zwischen den jeweiligen Mittelwerten und den jeweiligen Idealwerten der Bilddatensätze (Luminanzwerte der jeweiligen Pixel), welche in der Bildgebungsperiode [t(0 - 4)] aufgenommen werden.
Die zweite Zeile bzw. Spalte von unten zeigt Unterschiede zwischen den jeweiligen Mittelwerten und den jeweiligen Idealwerten der Bilddatensätze (Luminanzwerte jeweiliger Pixel), welche in der Bildgebungsperiode [t(-1 - 3)] aufgenommen werden. Die dritte Zeile bzw. Spalte von unten zeigt Unterschiede zwischen den jeweiligen Mittelwerten und den jeweiligen Idealwerten der Bilddatensätze (Luminanzwerte jeweiliger Pixel), welche in der Bildgebungsperiode [t(-2 - 2)] aufgenommen werden. Die vierte Zeile bzw. Spalte von unten zeigt Unterschiede zwischen den jeweiligen Mittelwerten und den jeweiligen Idealwerten der Bilddatensätze (Luminanzwerte jeweiliger Pixel), welche in der Bildgebungsperiode [t(-3 - 1)] aufgenommen werden.
Die vorstehenden jeweiligen Werte, welche in den 8(c) bis 11(c) gezeigt werden, werden wie in einem Graph der 15 gezeigt, dargestellt. Das rechte Ende der 11(c) zeigt Mittelwerte und Maximalwerte der vorstehenden jeweiligen Werte der jeweiligen Pixel (Koordinaten X1 bis X36) in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements mit Bezug zu den jeweiligen Bildgebungsperioden.
Wie es zum Beispiel in dem rechten Ende der 11(c), der 14 und der 15 klar gezeigt wird, verringert sich der Unterschied von der idealen sinusförmigen Wellenform (Idealwert) mit einer Erhöhung an bzw. bei einer in der Bildgebungsperiode enthaltenen Bewegungsperiode. Zum Beispiel weist die Bildgebungsperiode [t(-1 - 3)] einen kleineren Unterschied als die Bildgebungsperiode [t(0 - 4)] auf, und weist die Bildgebungsperiode [t(-2 - 2)] einen kleineren Unterschied als die Bildgebungsperiode [t(-1 - 3)] auf. Die Bildgebungsperiode [t(-3 - 1)] weist den kleinsten Unterschied auf. Demgemäß ist es in dieser Simulation bevorzugbar, die dreidimensionale Messung durch das Phasenverschiebungsverfahren unter Verwenden der in der Bildgebungsperiode [t(-3 - 1)] aufgenommenen Bilddatensätze durchzuführen.
Das Folgende beschreibt die Ergebnisse einer Simulation (zweite Simulation) bei einer Projektion eines gestreiftes Musters aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer trapezförmigen Wellenform, welche zuerst unter Bezugnahme auf die 16 bis 26 beschrieben werden.
In dieser Simulation sind 36 Pixel in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements als ein Zyklus spezifiziert. Es wird ein gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer trapezförmigen Wellenform mit einem Zwischentonbereich (Luminanzgradienten) von 12 Pixeln, der an einem Rand zwischen einem „hellen Bereich“ und einem „dunklen Bereich“ vorliegt, projiziert, und es wird jedes Mal dann, wenn eine vorab bestimmte Zeitperiode Δt verstreicht, durch den Bewegungsprozess der Gitterscheibe 4b in der X-Achsen-Richtung um einen Pixel (entsprechend einer Phase von 10 Grad des gestreiftes Musters) bewegt.
Die 16 bis 18 sind Tabellen, welche eine Beziehung zwischen Koordinatenpositionen jeweiliger Pixel in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements (horizontale Achse: Koordinaten X1 bis X36) und Luminanzwerten eines gestreiften Musters, welche bzw. welches mit einem Verstreichen der Zeit (vertikale Achse: Zeit t(-8) bis Zeit t(4)) variieren bzw. variiert, zeigen. Die 16 bis 18 sind demgemäß Tabellen, welche Lichtintensitätsverteilungen in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements nach einem Verstreichen jeder vorab bestimmten Zeitperiode zeigen. Die Simulation wird unter der Annahme durchgeführt, dass der Luminanzwert des die maximale Luminanz aufweisenden „hellen Bereichs“ „1“ ist, und dass der Luminanzwert des die minimale Luminanz aufweisenden „dunklen Bereichs“ „0“ ist.
Die 16 bis 18 zeigen nur einen Zyklus (36 Pixel in der X-Achsen-Richtung) des gestreiften Musters. In dem tatsächlichen Zustand liegen jedoch mehrere Zyklen des gestreiften Musters in der X-Achsen-Richtung kontinuierlich vor. Mit anderen Worten, die in dem Bereich der Koordinate X1 zu der Koordinate X36 gezeigten Lichtintensitätsverteilungen liegen wiederholt vor. In den 16 bis 18 ist der Bewegungsendzeitpunkt M1 der Gitterscheibe 4b als eine Referenzzeit t(0) spezifiziert. Eine Zeitperiode von der Zeit t(-8) zu der Zeit t(0) auf der vertikalen Achse sieht eine Lichtintensitätsverteilung während einer Bewegungsperiode der Gitterscheibe 4b vor. Eine Zeitperiode von der Zeit t(0) zu der Zeit t(4) auf der vertikalen Achse sieht eine Lichtintensitätsverteilung während einer Stoppperiode der Gitterscheibe 4b vor.
Wie es in den 16 bis 18 gezeigt wird, und zwar zu der Zeit t(-8), bildet ein Bereich von der Koordinate X7 zu der Koordinate X12 einen den Luminanzwert „1“ aufweisenden „hellen Bereich“, und bildet ein Bereich von der Koordinate X25 zu der Koordinate X30 einen den Luminanzwert „0“ aufweisenden „dunklen Bereich“. Ein Zwischentonbereich von 12 Pixeln aufweisend sich allmählich ändernde Luminanzwerte liegt über die Koordinaten X31 und X6 und über die Koordinaten X13 und X24 vor, welche jeweils dem Rand zwischen dem „hellen Bereich“ und dem „dunklen Bereich“ entsprechen.
Zu der Zeit t(-7) nach einem Verstreichen der vorab bestimmten Zeitperiode Δt seit der Zeit t(-8) bildet ein Bereich von der Koordinate X8 zu der Koordinate X13 einen den Luminanzwert „1“ aufweisenden „hellen Bereich“, und bildet ein Bereich von der Koordinate X26 zu der Koordinate X31 einen den Luminanzwert „0“ aufweisenden „dunklen Bereich“. Zu der Zeit t(-6) nach einem Verstreichen der vorab bestimmten Zeitperiode Δt seit der Zeit t(-7) bildet ein Bereich von der Koordinate X9 zu der Koordinate X14 einen den Luminanzwert „1“ aufweisenden „hellen Bereich“, und bildet ein Bereich von der Koordinate X27 zu der Koordinate X32 einen den Luminanzwert „0“ aufweisenden „dunklen Bereich“.
Auf diese Weise wird die Lichtintensitätsverteilung des gestreiften Musters jedes Mal dann um einen Pixel nach rechts in den 16 bis 18 bewegt, wenn die vorab bestimmte Zeitperiode Δt während der Bewegungsperiode der Gitterscheibe 4b verstreicht. Die Lichtintensitätsverteilung des gestreiften Musters ändert sich nicht nach dem Stopp der Gitterscheibe 4b (während der Zeitperiode von der Zeit t(0) zu der Zeit t(4)). Noch genauer beschrieben, während der Zeitperiode von der Zeit t(0) zu der Zeit t(4) bildet ein Bereich von der Koordinate X15 zu der Koordinate X20 einen den Luminanzwert „1“ aufweisenden „hellen Bereich“, und bildet ein Bereich von der Koordinate X33 zu der Koordinate X2 einen den Luminanzwert „0“ aufweisenden „dunklen Bereich“. Ein Zwischentonbereich von 12 Pixeln aufweisend sich allmählich ändernde Luminanzwerte liegt über die Koordinaten X21 und X32 und über die Koordinaten X3 und X14 vor, welche jeweils dem Rand zwischen dem „hellen Bereich“ und dem „dunklen Bereich“ entsprechen. Die Lichtintensitätsverteilung des gestreiftes Musters während der Stoppperiode der Gitterscheibe 4b (zum Beispiel zu der Zeit t(0)) ist als ein Graph der 23 gezeigt.
Das Folgende beschreibt eine Verifikation durch einen Vergleich mit einem gestreiften Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer idealen sinusförmigen Wellenform. Die 19(a) bis 22(a) zeigen eine Beziehung einer Lichtintensitätsverteilung in einer idealen sinusförmigen Wellenform (Idealwerten) an Koordinatenpositionen (Koordinaten X1 bis X36) der jeweiligen Pixel in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements. Noch genauer beschrieben, die 19(a) bis 22(a) zeigen in einer Bildgebungsperiode [t(-3 - 1)], einer Bildgebungsperiode [t(-2 - 2)], einer Bildgebungsperiode [t(-1 - 3)] und einer Bildgebungsperiode [t(0 - 4)], die als vorab eingestellte Bildgebungsperioden (fünffache Längen der vorab bestimmten Zeitperiode Δt) eingestellt sind, Lichtintensitätsverteilungen in der idealen sinusförmigen Wellenform aufweisend einen identischen Zyklus, eine identische Amplitude und eine identische Phase mit denjenigen eines gestreiftes Musters aufweisend die Lichtintensitätsverteilungen in der trapezförmigen Wellenform, wie vorstehend beschrieben. Die Lichtintensitätsverteilungen in der idealen sinusförmigen Wellenform in den jeweiligen Bildgebungsperioden werden als ein Graph der 24 gezeigt.
Die 19(b) bis 22(b) sind Tabellen, welche die Ergebnisse des Mittlungsprozesses (Mittelwerte) mit Bezug zu einer Vielzahl von Bilddatensätzen (Luminanzwerten jeweiliger Pixel) zeigen, die in der Bildgebungsperiode [t(-3 - 1)], der Bildgebungsperiode [t(-2 - 2)], der Bildgebungsperiode [t(-1 - 3)] und der Bildgebungsperiode [t(0 - 4)] an den Koordinatenpositionen der jeweiligen Pixel in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements (horizontale Achse: Koordinaten X1 bis X36) aufgenommen sind.
Noch genauer beschrieben, in den 19(b) bis 22(b) zeigt die untere Zeile bzw. Spalte als ein Vergleichsbeispiel Mittelwerte, die berechnet sind, indem fünf Bilddatensätze (Luminanzwerte jeweiliger Pixel) gemittelt werden, die jeweils an der Zeit t(0), der Zeit t(1), der Zeit t(2), der Zeit t(3) und der Zeit t(4) in der Bildgebungsperiode [t(0 - 4)] aufgenommen werden, welche nur eine Stoppperiode enthält, aber welche nicht eine Bewegungsperiode der Gitterscheibe 4b enthält.
Die zweite Zeile bzw. Spalte von unten zeigt Mittelwerte, die berechnet sind, indem fünf Bilddatensätze (Luminanzwerte jeweiliger Pixel) gemittelt werden, welche jeweils an der Zeit t(-1), der Zeit t(0), der Zeit t(1), der Zeit t(2) und der Zeit t(3) in der Bildgebungsperiode [t(-1 - 3)] aufgenommen werden.
Die dritte Zeile bzw. Spalte von unten zeigt Mittelwerte, die berechnet sind, indem fünf Bilddatensätze (Luminanzwerte jeweiliger Pixel) gemittelt werden, welche jeweils an der Zeit t(-2), der Zeit t(-1), der Zeit t(0), der Zeit t(1) und der Zeit t(2) in der Bildgebungsperiode [t(-2 - 2)] aufgenommen werden.
Die vierte Zeile bzw. Spalte von unten zeigt Mittelwerte, die berechnet sind, indem fünf Bilddatensätze (Luminanzwerte jeweiliger Pixel) gemittelt werden, die jeweils an der Zeit t(-3), der Zeit t(-2), der Zeit t(-1), der Zeit t(0) und der Zeit t(1) in der Bildgebungsperiode [t(-3 - 1)] aufgenommen werden.
Die vorstehenden jeweiligen Mittelwerte, die in der 19(b) bis 22(b) gezeigt werden, werden als ein in der 25 gezeigter Graph dargestellt.
Die 19(c) bis 22(c) sind Tabellen, welche Unterschiede zwischen den in den 19(a) bis 22(a) gezeigten jeweiligen Idealwerten und den in den 19(b) bis 22(b) gezeigten jeweiligen Mittelwerten an den Koordinatenpositionen der jeweiligen Pixel in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements (horizontale Achse: Koordinaten X1 bis X36) zeigen.
Noch genauer beschrieben, zeigt in den 19(c) bis 22(c) die untere Zeile bzw. Spalte als das Vergleichsbeispiel Unterschiede zwischen den jeweiligen Mittelwerten und den jeweiligen Idealwerten der Bilddatensätze (Luminanzwerte jeweiliger Pixel), welche in der Bildgebungsperiode [t(0 - 4)] aufgenommen werden.
Die zweite Zeile von unten zeigt Unterschiede zwischen den jeweiligen Mittelwerten und den jeweiligen Idealwerten der Bilddatensätze (Luminanzwerte jeweiliger Pixel), welche in der Bildgebungsperiode [t(-1 - 3)] aufgenommen werden. Die dritte Zeile bzw. Spalte von unten zeigt Unterschiede zwischen den jeweiligen Mittelwerten und den jeweiligen Idealwerten der Bilddatensätze (Luminanzwerte jeweiliger Pixel), die in der Bildgebungsperiode [t(-2 - 2)] aufgenommen werden. Die vierte Zeile bzw. Spalte von unten zeigt Unterschiede zwischen den jeweiligen Mittelwerten und den jeweiligen Idealwerten der Bilddatensätze (Luminanzwerte jeweiliger Pixel), die in der Bildgebungsperiode [t(-3 - 1)] aufgenommen werden.
Die in den 19(c) bis 22(c) gezeigten vorstehenden jeweiligen Werte werden wie in einem Graph der 26 gezeigt dargestellt. Das rechte Ende der 22(c) zeigt Mittelwerte und Maximalwerte der vorstehenden jeweiligen Werte der jeweiligen Pixel (Koordinaten X1 bis X36) in der X-Achsen-Richtung des Bildgebungselements mit Bezug zu den jeweiligen Bildgebungsperioden.
Wie es zum Beispiel in dem rechten Ende der 22(c), der 25 und der 26 klar gezeigt wird, verringert sich der Unterschied der idealen sinusförmigen Wellenform (Idealwert) mit einer Erhöhung in einer in der Bildgebungsperiode enthaltenen Bewegungsperiode. Zum Beispiel weist die Bildgebungsperiode [t(-1 - 3)] einen kleineren Unterschied als die Bildgebungsperiode [t(0 - 4)] auf, und weist die Bildgebungsperiode [t(-2 - 2)] einen kleineren Unterschied als die Bildgebungsperiode [t(-1 - 3)] auf. Die Bildgebungsperiode [t(-3 - 1)] weist den kleinsten Unterschied auf. Demgemäß ist es in dieser Simulation bevorzugbar, die dreidimensionale Messung durch das Phasenverschiebungsverfahren unter Verwendung des in der Bildgebungsperiode [t(-3 - 1)] aufgenommenen Bilddatensatzes durchzuführen.
Wie es vorstehend im Detail beschrieben wird, enthält gemäß der Ausführungsform die Bildgebungsperiode nicht nur die Stoppperiode der sich intermittierend bewegenden Gitterscheibe 4b (gestreiftes Musters), sondern auch einen Teil der Bewegungsperiode vor der Stoppperiode. Die Ausführungsform nimmt ein Bild des gestreiftes Musters eine Vielzahl von Malen während eines Stopps und während einer Bewegung in dieser Bildgebungsperiode auf, sie summiert die Luminanzwerte jeden Pixels in einer Serie aufgenommener Bilddatensätze mit Bezug zu jedem Pixel auf, und sie berechnet einen Mittelwert.
In dem Prozess eines Gewinnens jeweiliger Bilddatensätze unter einer Vielzahl von Bilddatensätzen aufweisend unterschiedliche Lichtintensitätsverteilungen, die für eine dreidimensionale Messung durch das Phasenverschiebungsverfahren benötigt werden, kann diese Konfiguration Bilddatensätze aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung, die zu der idealen sinusförmigen Wellenform näher ist, im Vergleich mit einer Konfiguration gewinnen, welche einfach ein gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer rechteckigen Wellenform oder einer trapezförmigen Wellenform projiziert, und nur während einer Stoppperiode ein Bild des gestreiftes Musters aufnimmt.
Die Ausführungsform kann Bilddatensätze aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer sinusförmigen Wellenform auch dann gewinnen, wenn das gestreifte Muster im Fokus projiziert wird. Ein Projizieren des gestreiften Musters im Fokus ermöglicht, dass die Lichtintensitätsverteilung (Wellenform) des gestreiftes Musters ohne Weiteres beibehalten wird.
Im Ergebnis verbessert diese Konfiguration in dramatischer Weise die Messungsgenauigkeit bei der dreidimensionalen Messung durch Verwenden des Phasenverschiebungsverfahrens.
Darüber hinaus projiziert die Ausführungsform ein gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung, welche nicht eine sinusförmige Wellenform ist, sondern welche in einer rechteckigen Wellenform oder in einer trapezförmigen Wellenform vorliegt, ohne die mechanische Konfiguration zu komplizieren bzw. komplizierter zu machen, und gewinnt sie Bilddatensätze aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer sinusförmigen Wellenform durch zum Beispiel die relativ einfachen Prozesse Steuerungsprozess und Arithmetikprozess. Im Ergebnis hemmt dies eine Komplizierung der mechanischen Konfiguration, und reduziert es die Herstellungskosten.
Zusätzlich ist die Ausführungsform dazu konfiguriert, einen Bildgebungsprozess zu starten, ohne auf eine Beendigung eines Bewegungsprozesses der Gitterscheibe 4b zu warten. Diese Konfiguration verkürzt die Stoppperiode der Gitterscheibe 4b, und sie erhöht die Geschwindigkeit der Messung.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die Beschreibung der vorstehenden Ausführungsformen beschränkt, sondern es kann sein, dass sie zum Beispiel durch nachfolgend beschriebene Konfigurationen implementiert wird. Es kann sein, dass die vorliegende Offenbarung auch durch Anwendungen und Modifikationen, welche andere als die nachfolgend illustrierten sind, natürlich implementiert wird.

(a) Gemäß den vorstehenden Ausführungsformen ist die Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung in der Substratinspektionsvorrichtung 1 verkörpert, die dazu konfiguriert ist, die Höhe einer auf die Leiterplatte 2 gedruckten und darauf gebildeten Lotpaste zu messen. Dies ist jedoch nicht beschränkend. Zum Beispiel kann es sein, dass die Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung in einer Konfiguration verkörpert wird, wobei die Höhe eines anderen Objektes, wie beispielsweise eines auf ein Substrat gedruckten Lottropfens oder einer auf einem Substrat angebrachten elektronischen Komponente gemessen wird.
(b) Die vorstehende Ausführungsform ist dazu konfiguriert, vier unterschiedliche Bilddatensätze zu gewinnen, welche initiale Phasen eines gestreiftes Musters aufweisen, die sich jeweils um 90 Grad unterscheiden, und die für die dreidimensionale Messung durch das Phasenverschiebungsverfahren verwendet werde. Die Frequenz der Phasenverschiebung und der Betrag der Phasenverschiebung sind jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Es kann sein, dass eine andere Frequenz einer Phasenverschiebung und ein anderer Betrag einer Phasenverschiebung eingesetzt werden, solange diese die dreidimensionale Messung durch das Phasenverschiebungsverfahren erlauben bzw. ermöglichen.

Zum Beispiel kann es sein, dass drei unterschiedliche Bilddatensätze aufweisend Phasen, die sich jeweils um 120 Grad (oder jeweils um 90 Grad) unterscheiden, gewonnen und für die dreidimensionale Messung verwendet werden. In einem anderen Beispiel kann es sein, dass zwei unterschiedliche Bilddatensätze aufweisend Phasen, die sich um 180 Grad (oder um 90 Grad) unterscheiden, gewonnen und für die dreidimensionale Messung verwendet werden.

(c) Die vorstehende Ausführungsform ist dazu konfiguriert, ein gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer rechteckigen Wellenform oder in einer trapezförmigen Wellenform zu projizieren, und Bilddatensätze aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer sinusförmigen Wellenform zu gewinnen.

Diese Konfiguration ist jedoch nicht beschränkend, sondern es kann sein, dass eine Modifikation dazu konfiguriert ist, ein gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer anderen nicht-sinusförmigen Wellenform, zum Beispiel in einer dreieckigen Wellenform oder in einer Sägezahnwellenform zu projizieren, und Bilddatensätze aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer sinusförmigen Wellenform zu gewinnen. Falls es möglich ist, kann es sein, dass eine andere Modifikation dazu konfiguriert ist, ein gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer rechteckigen Wellenform ohne einen Zwischentonbereich (Luminanzgradienten) zu projizieren, und Bilddatensätze aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer sinusförmigen Wellenform zu gewinnen.
Es kann sein, dass eine andere Modifikation dazu konfiguriert ist, ein gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung, welche nicht in einer ideale sinusförmigen Wellenform, sondern in einer quasi-sinusförmigen Wellenform (in einer sinusförmigen Wellenform) vorliegt, zu projizieren, und Bilddatensätze aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer Wellenform zu gewinnen, die zu der idealen sinusförmigen Wellenform näher ist.

(d) Die Konfiguration der Projektionseinheit ist nicht auf die in der vorstehenden Ausführungsform beschriebene Beleuchtungsvorrichtung 4 beschränkt.

Zum Beispiel setzt die vorstehende Ausführungsform die Gitterscheibe 4b als das Gitter ein, welches dazu konfiguriert ist, das Licht von der Lichtquelle 4a in ein gestreiftes Muster umzuwandeln.
Dies ist jedoch nicht beschränkend, und es kann sein, dass ein Flüssigkristallpaneel als das Gitter eingesetzt wird. Das Flüssigkristallpaneel weist eine Flüssigkristallschicht auf, die zwischen einem Paar transparenter Substrate gebildet ist, und sie enthält eine an einem transparenten Substrat angeordnete gemeinsame Elektrode und eine Vielzahl von Streifenelektroden, die in einer Parallelbeziehung an dem anderen transparenten Substrat angeordnet sind, um der gemeinsamen Elektrode gegenüber zu liegen. Ein Antriebsschaltkreis steuert Schaltelemente (beispielsweise Dünnfilmtransistoren) ein und aus, die jeweils mit den jeweiligen Streifenelektroden verbunden sind, um die auf jede Streifenelektrode aufgebrachte Spannung zu regulieren. Dies verändert demgemäß die Lichtdurchlässigkeit jeder einer jeweiligen Streifenelektrode entsprechenden Gitterlinie, und es bildet ein Gittermuster, in welchem lichtdurchlässige Bereiche mit einer hohen Lichtdurchlässigkeit und lichtabschirmende Bereiche mit einer niedrigen Lichtdurchlässigkeit alternierend angeordnet sind. Der Bewegungsprozess des Gitters wird durch eine Umschaltsteuerung der Positionen der lichtdurchlässigen Bereiche und der lichtabschirmenden Bereiche durchgeführt.
Es kann sein, dass anstelle des Flüssigkristallpaneels ein DPL (eingetragene Marke) unter Verwenden einer Digitalspiegelvorrichtung als das Gitter eingesetzt wird.

(e) Die vorstehende Ausführungsform setzt das binäre Gitter (die Gitterscheibe 4b) ein, in welcher die lichtdurchlässigen Bereiche und die lichtabschirmenden Bereiche alternierend angeordnet sind. Dies ist jedoch nicht beschränkend. Zum Beispiel kann es sein, dass die Gitterscheibe oder das Flüssigkristallpaneel dazu konfiguriert ist, ein mehrwertiges Gittermuster zu bilden, welches die Durchlässigkeit in bzw. an drei oder mehr unterschiedlichen Leveln ändert.
(f) Die vorstehende Ausführungsform ist dazu konfiguriert, einen Bildgebungsprozess durch die Kamera 5 (Bildgebungsstartzeitpunkt N1) vor einer Beendigung eines Bewegens der Gitterscheibe 4b (Bewegungsendzeitpunkt M1) zu starten, und ein Bewegen der Gitterscheibe 4b (Bewegungsstartzeitpunkt M2) simultan mit einer Beendigung des Bildgebungsprozesses (Bildgebungsendzeitpunkt N2) zu starten.

Diese Konfiguration ist jedoch nicht beschränkend. Es kann sein, dass eine Modifikation dazu konfiguriert ist, einen Bildgebungsprozess durch die Kamera 5 (Bildgebungsstartzeitpunkt N1) simultan mit einer Beendigung eines Bewegens der Gitterscheibe 4b (Bewegungsendzeitpunkt M1) zu starten, und ein Bewegen der Gitterscheibe 4b (Bewegungsstartzeitpunkt M2) vor einer Beendigung des Bildgebungsprozesses (Bildgebungsendzeitpunkt N2) zu starten, wie es in der 27(a) gezeigt wird.
Es kann sein, dass eine andere Modifikation dazu konfiguriert ist, einen Bildgebungsprozess durch die Kamera 5 (Bildgebungsstartzeitpunkt N1) vor einer Beendigung eines Bewegens der Gitterscheibe 4b (Bewegungsendzeitpunkt M1) zu starten, und ein Bewegen der Gitterscheibe 4b (Bewegungsstartzeitpunkt M2) vor einer Beendigung des Bildgebungsprozesses (Bildgebungsendzeitpunkt N2) zu starten, wie es in der 27(b) gezeigt wird.

(g) Die vorstehende Ausführungsform ist dazu konfiguriert, die Gitterscheibe 4b durch die Antriebseinheit, wie beispielsweise ein piezoelektrisches Element, zu bewegen. Die Antriebseinheit ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Zum Beispiel kann es sein, dass eine Modifikation dazu konfiguriert ist, die Gitterscheibe 4b durch einen Motor oder dergleichen zu bewegen.

Die vorstehende Ausführungsform ist dazu konfiguriert, zum Beispiel einen Bewegungsprozess (ein Bewegen entsprechend einem Phasenverschiebungsbetrag) durch eine Bewegungsbetätigung (eine kontinuierliche Betätigung) durchzuführen. Diese Konfiguration ist jedoch nicht beschränkend. Es kann sein, dass eine Modifikation dazu konfiguriert ist, einen Bewegungsprozess durch mehrere Bewegungsbetätigungen jedes bzw. eines jeweiligen vorab bestimmten Betrages durchzuführen.

(h) Die vorstehende Ausführungsform ist dazu konfiguriert, ein Durchführen eines Bildgebens bzw. ein Bildgeben (eine Exposition) eine Vielzahl von Malen während einer Bildgebungsperiode in jedem Bilderlangungsprozess durchzuführen, die Luminanzwerte jedes Pixels in einer Serie aufgenommener Bilddatensätze mit Bezug zu jedem Pixel aufzusummieren, und einen Mittelwert zu berechnen.

Diese Konfiguration ist jedoch nicht beschränkend. Es kann sein, dass eine Modifikation dazu konfiguriert ist, den Prozess eines Berechnens eines Mittelwertes wegzulassen bzw. darauf zu verzichten, und die dreidimensionale Messung auf der Basis von aufsummierten Datensätzen (Bilddatensätzen) durch ein Aufsummieren der Luminanzwerte jeden Pixels in einer Reihe von Bilddatensätzen mit Bezug zu jedem Pixel durchzuführen.
Es kann sein, dass eine andere Modifikation dazu konfiguriert ist, ein Bildgeben (eine Exposition) während einer Bildgebungsperiode in jedem Bilderlangungsprozess kontinuierlich durchzuführen, und die dreidimensionale Messung auf der Basis der aufgenommenen Bilddatensätze durchzuführen.
Im Allgemeinen stellt eine höhere Menge bzw. Betrag eines durch das Bildgebungselement empfangenen Lichts (je höher die Lichtempfangsmenge ist ein Bild einer besseren Bildqualität bereit, welches für eine Messung noch geeigneter ist, d.h. ein Bild mit geringeren Effekten eines Rauschens und eines Quantisierungsfehlers. Die lange Bildgebungszeit (Expositionszeit) verursacht jedoch, dass das Bildgebungselement seinen Sättigungslevel erreicht, und es stellt ein Bild mit einem „Halo-Effekt“ bereit. Die Konfiguration, wobei ein Bildgeben (eine Exposition) wiederholt eine Vielzahl von Malen während einer Bildgebungsperiode durchgeführt und die Luminanzwerte mit Bezug zu jedem Pixel aufsummiert werden, und zwar wie bei der vorstehenden Ausführungsform, stellt ein Bild mit einer höheren Lichtempfangsmenge ohne ein Verursachen einer Sättigung bereit.
In einem solchen Bereich, wobei das Bildgebungselement seinen Sättigungslevel nicht erreicht, weist ein kontinuierliches Bildgeben (Exposition) während einer Bildgebungsperiode die kleinere Prozesslast bzw. Verarbeitungslast auf.

(i) Die vorstehende Ausführungsform setzt den CCD-Sensor als das Bildgebungselement der Kamera 5 ein. Das Bildgebungselement ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, sondern es kann zum Beispiel sein, dass ein CMOS-Sensor als das Bildgebungselement eingesetzt wird.

Eine allgemeine CCD-Kamera ist nicht zum Datensatzübertragen während einer Exposition in der Lage. In dem Fall, wo ein Bildgeben (eine Exposition) eine Vielzahl von Malen während einer Bildgebungsperiode durchgeführt wird, wie bei der vorstehenden Ausführungsform, gibt es einen Bedarf, Datensätze zwischen Bildgebungsbetätigungen zu übertragen (auszulesen).
In dem Fall, wo eine CMOS-Kamera oder eine CCD-Kamera mit der Funktion, welche eine Exposition während eines Datensatzübertragens ermöglicht, als die Kamera 5 eingesetzt wird, wird erlaubt bzw. ermöglicht, dass ein Bildgeben (eine Exposition) und eine Datensatzübertragung in einer teilweise überlappenden Weise durchgeführt werden. Dies verkürzt die Messungszeit.

(j) Gemäß der vorstehenden Ausführungsform ist die fünffache Länge der vorab bestimmten Zeitperiode Δt (entsprechend der Phase von 50 Grad) als die Bildgebungsperiode eingestellt. Die Bildgebungsperiode ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Im Hinblick auf ein Hemmen einer Reduzierung der Messungsgenauigkeit ist es bevorzugbar, die Länge der Bildgebungsperiode gleich wie oder kürzer als eine Bewegungsperiode der Gitterscheibe 4b, d.h. eine Periode, in welcher die Gitterscheibe 4b um eine zu einem Phasenverschiebungsbetrag entsprechende Länge (beispielsweise entsprechend der Phase von 90 Grad gemäß der vorstehenden Ausführungsform) bewegt wird, einzustellen.

Wie es vorstehend beschrieben wird, verringert eine Erhöhung beim Verhältnis der in der Bildgebungsperiode enthaltenen Bewegungsperiode der Gitterscheibe 4b einen Unterschied zu bzw. von der ideal sinusförmigen Wellenform. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass ein Bildgeben jenseits einer Periode eines Bewegens entsprechend einem vorab bestimmten Phasenverschiebungsbetrag die Wellenform einer Lichtintensitätsverteilung von Bilddatensätzen von der ideal sinusförmigen Wellenform abweicht bzw. abweichen lässt.
Bezugszeichenliste

1: Substratinspektionsvorrichtung
2: Leiterplatte
4: Beleuchtungsvorrichtung
4a: Lichtquelle
4b: Gitterscheibe
5: Kamera
6: Steuerungsvorrichtung
24: Bilddatensatzspeichereinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2007085862 A [0012]

Claims

Eine Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung, aufweisend: eine Projektionseinheit, die angeordnet ist, um eine Lichtquelle, welche ein vorab bestimmtes Licht emittiert, ein Gitter, welches das Licht von der Lichtquelle in ein vorab bestimmtes gestreiftes Muster umwandelt, und eine Antriebseinheit, welche das Gitter bewegt, zu enthalten, und die dazu konfiguriert ist, das gestreiftes Muster auf ein Messungsobjekt zu projizieren, eine Bildgebungseinheit, die dazu konfiguriert ist, ein Bild des Messungsobjekts, auf welches das gestreifte Muster projiziert wird, aufzunehmen, einen Bilderlanger, der dazu konfiguriert ist, die Projektionseinheit und die Bildgebungseinheit zu steuern, und eine Vielzahl von Bilddatensätzen aufweisend unterschiedliche Lichtintensitätsverteilungen zu gewinnen, und einen Bildprozessor, der dazu konfiguriert ist, eine dreidimensionale Messung des Messungsobjekts durch ein Phasenverschiebungsverfahren auf der Basis der durch den Bilderlanger gewonnenen Vielzahl von Bilddatensätzen durchzuführen, wobei der Bilderlanger jeden Bilddatensatz unter der Vielzahl von Bilddatensätzen gewinnt durch: ein Durchführen eines Prozesses eines Bewegens des Gitters zu einer vorab bestimmten Position und eines vorübergehenden Stoppens des Gitters an der vorab bestimmten Position, und ein Durchführen eines Bildgebungsprozesses, welcher ein Bildgeben während einer vorab bestimmten Periode enthaltend zumindest eine Stoppperiode des Gitters und einen Teil einer Bewegungsperiode des Gitters vor einem Start der Stoppperiode und/oder einen Teil einer Bewegungsperiode des Gitters nach einer Beendigung der Stoppperiode kontinuierlich durchführt, oder ein Durchführen eines Bildgebungsprozesses, welcher ein Bildgeben eine Vielzahl von Malen während einer vorab bestimmten Periode enthaltend zumindest eine Stoppperiode des Gitters und einen Teil einer Bewegungsperiode des Gitters vor einem Start der Stoppperiode und/oder einen Teil einer Bewegungsperiode des Gitters nach einer Beendigung der Stoppperiode und ein Durchführen eines Prozesses eines Aufsummierens oder Mittelns von Ergebnissen des Bildgebens mit Bezug zu jedem Pixel durchführt.
Die Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung gemäß dem Anspruch 1, wobei die vorab bestimmte Periode eine Länge aufweist, welche gleich wie oder kürzer als eine Länge einer Bewegungsperiode des Gitters eingestellt ist.
Die Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung gemäß entweder dem Anspruch 1 oder dem Anspruch 2, wobei das vorab bestimmte gestreifte Muster ein gestreiftes Muster aufweisend eine Lichtintensitätsverteilung in einer nicht-sinusförmigen Wellenform ist.
Die Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Gitter so konfiguriert ist, dass ein Licht durchlassende lichtdurchlässige Bereiche und ein Licht abschirmende lichtabschirmende Bereiche alternierend angeordnet sind.
Die Vorrichtung zur dreidimensionalen Messung gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Messungsobjekt eine Leiterplatte mit einer darauf gedruckten Lotpaste oder ein Wafersubstrat mit einem drauf gebildeten Lottropfen ist.