KR101031618B1 - 주기적인 구조를 광학적으로 검사하는 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 픽셀구조(2)를 가지는 광학 이미지 기록장치에 의해 주기적인 구조(1)을 검사하는 방법 및 시스템으로서, 상기 광학 이미지 기록장치의 기록이미지(6)는 주기적인 구조(1)의 무결함 기준이미지(4)에 비교되는 주기적인 구조 검사 방법 및 시스템에 관한 것이다. 간단한 방법으로 신뢰성 높게 결함을 탐지하기 위하여, 광학 이미지 기록장치의 픽셀구조(2)에 대한 주기적인 구조(1)의 위상각(위상 X, 위상 Y)은 기준이미지(4)의 하나 이상의 위치(X, Y)에서 측정된다. 상기 기록이미지(6)는 검사 영역(7)으로 세분되고, 이미지 기록장치의 픽셀구조(2)에 대한 주기적인 구조(1)의 위상각(위상 X, 위상 Y)은 각 검사 영역(7)에서 측정된다. 검사 영역(7)을 기준이미지(4)와 비교하기 위하여, 이때 위상각(위상 X, 위상 Y)이 검사 영역(7)에 대응되는 기준이미지 영역(8)이 선택된다.

주기적인 구조, 광학 이미지 기록장치, 픽셀구조, FPGA(Field-Programmable-Gate-array), 검사 영역, 기준이미지 영역

Description

주기적인 구조를 광학적으로 검사하는 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR THE OPTICAL INSPECTION OF A PERIODIC STRUCTURE}

본 발명은 픽셀구조를 가지는 광학 이미지 기록장치를 이용하여 주기적인 구조를 검사하는 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 광학 이미지 기록장치에 기록된 이미지는 특히 예를 들어 기록이미지의 주기적인 구조에 있는 결함들을 측정하기 위하여 종래의 공지된 이미지 평가장치를 이용하여 주기적인 구조의 무결점 기준이미지와 비교된다.

본 발명은 검사대상이 되는 표면의 전체영역에 비해 매우 작은 주기의 매우 미세한 주기적인 구조를 검사하기 위해서도 사용될 수 있다. LCD 스크린용 컬러필터에 대한 검사를 예로 들 수 있는데, 이 경우 주기적인 순서로 서로 인접하여 적색, 황색 그리고 녹색 필터 소자들이 배열되어 있고, 선택적으로 백라이트 조명을 비춤으로써 스크린을 바라보는 사람에 대해 컬러 이미지가 생성될 수 있다.

이러한 구조들은 아직도 생산공정 동안 결함을 찾기 위하여 매우 자주 검사를 받는다. 이와 관련된 공지방법은 검사된 구조를 기록하고 적절한 이미지 프로세 싱을 사용하여 이러한 구조의 무결점 기준이미지와 비교하는 것이다.

예를 들어 그 구성 때문에 이미지 기록에 사용되는 CCD 카메라 등의 광학 이미지 기록장치는 자체적으로 주기적 픽셀구조를 가지고 있고, 여기에 기록된 이미지는 주기적인 구조와 함께 이미지화되고 픽셀로 분할되며 디지털화된다. 기록되는 주기적인 구조는 광학 이미지 기록장치의 픽셀 해상도와 비교하여 충분히 크다면, 주기적인 구조의 변화는 기록된 이미지에서 쉽게 확인될 수 있는데, 이는 기록된 내용에서 동일한 것처럼 보이는 영역은 이미지 기록장치의 다수의 픽셀에 기록되는 주기적인 구조의 주기 내에 이미지화되고, 비교적 픽셀 수가 적을 때 주기적인 구조의 변화가 일어나기 때문이다. 따라서 주기적인 구조는 높은 해상도로 기록된다.

그러나 영역의 크기에 비해 작은 주기적인 구조를 가지는 큰 영역이 기록된다면, 광학 이미지 평가에서 요구되는 광학 이미지 기록장치의 높은 해상도는 상당한 비용의 기술장치에 의해서만 획득될 수 있고, 그 비용은 대개의 경우에 요구되는 검사 업무에 바람직하지 않다.

따라서 실질상, 큰 영역과 작은 주기적인 구조를 가지는 패턴(pattern)을 검사하기 위하여, 낮은 해상도를 가지는 광학 기록장치가 사용되고, 따라서 하나의 기록장치에 의해, 검사되는 패턴의 대부분이 동시에 기록된다. 그러나, 이것은 검사된 주기적인 구조의 하나의 구조 소자가, 예를 들어 3 내지 4 픽셀에 대해 하나의 구조 소자와 같이, 기록장치의 비슷한 수의 픽셀에 이미지화된다. 검사되는 주기적인 구조의 주기율과 픽셀구조가 정확하게 떨어지는 정수가 아니고 위상각이 상수가 아닌 경우에는, 검사되는 구조를 또 다른 주기적인 픽셀 구조에 의해 중첩시 킴으로써, 인공산물이 부픽셀(sub-pixel) 변환에 의해 기록이미지에 생성된다. 사실 이러한 조건은 거의 성취될 수 없거나 막대한 비용이 들기 때문에, 기록이미지의 픽셀 값은 기록시의 위상각에 매우 의존하므로 기준이미지와의 즉각적 비교는 검사되는 주기적인 구조의 결함이 존재하는지에 대하여 정확한 결론을 내릴 수 없게 한다.

DE 101 61 737 C1에서는, 주기적인 표면구조의 결함을 탐지하는 방법이 공지되어 있고, 상기 방법에서 주기의 하나 이상의 현재 세그먼트의 측정된 초기값은 검사되는 구조의 다른 주기의 각 세그먼트의 추가적으로 측정된 두 개 이상의 초기값과 비교된다. 여기서 분석된 초기값의 중앙값이 측정되고, 상기 중앙값은 이미지재생 시에 현재 세그먼트에 대응하는 주기적인 구조의 세그먼트의 값으로 사용된다. 따라서, 비교함으로써 주기적인 구조의 이미지 재생 세그먼트가 생성되고, 이러한 세그먼트와 동일한 것을 포함하는 세그먼트를 교체함으로써 무결함 구조에 대응하는 잠재적 결함은 마스크-아웃(mask-out)되기 때문에 상기 세그먼트는 실질적으로 이상적인 주기적인 구조에 대응된다. 이러한 방법으로 생성된 이상적인 이미지와 기록이미지의 초기값으로부터, 구별되는 이미지가 구조의 결함을 확인하기 위하여 생성된다.

중간값을 형성함으로써, 위상각 측정으로 인한 문제는 부분적으로 제거된다. 다만 기록시에 주기적인 구조와 픽셀구조 사이의 위상 관계 때문에, 실제구조에서는 존재하지 않는 가정된 결함이 사실상 확인된다.

US 5,513,275A에서는 기록이미지와 기준이미지를 비교하기 위하여, 광학 기 록장치에 의해 기록된 기준이미지가 사용되는 것이 아니라, 패턴의 탐지 후에 그 주기적인 구조가 수학적으로 측정된다. 그러나, 이는 매우 높은 전산비용을 필요로 한다.

본 발명의 목적은 신뢰성 높게 주기적인 구조의 결함을 탐지할 수 있는, 넓은 영역에서 저 주기적인 구조를 검사하는 간단하고 저렴한 방안을 제공하는 것이다.

상기 목적은 제1항 및 제11항에 따른 방법 및 시스템에 의해 성취된다. 본 발명의 방법에 따르면, 하나 이상 또는 바람직하게는 더 많은 위치의 기준이미지에서 기준이미지에 이미지화된 주기적인 구조의 위상각은 광학 이미지 기록장치의 픽셀구조에 대해 측정되고, 바람직하게는 기준이미지와 함께 저장된다. 이때 검사된 표면의 기록이미지는 검사 영역으로 분할된다. 각 검사 영역에 대하여, 검사 영역에 이미지화되는 주기적인 구조의 위상각은 이미지 기록장치의 픽셀구조에 대해 측정되며, 특히 기준이미지는 유사한 장치에 기록될 수도 있다. 검사 영역을 기준이미지와 비교하기 위하여, 이때 위상각이 검사 영역의 위상각에 대응하는 기준이미지가 각각 선택된다. 기준이미지 영역의 크기는 바람직하게는 검사영역의 크기에 맞게 조절된다.

당업자에 의해 공지된 방법으로 수행될 수 있는 광학 이미지 기록장치의 픽셀구조에 대한 검사 영역에 이미지화된 주기적인 구조의 위상각을 측정함으로써, 동일하거나 거의 매우 유사한 위상각을 가지는, 기준이미지 내의 기준이미지 영역을 선택할 수 있다. 따라서 간단한 방법과 저비용으로 기록이미지와 기준이미지를 비교할 때 픽셀구조와 검사된 주기적인 구조 사이의 다른 위상각의 영향은 제거되어, 결점은 높은 신뢰도로 탐지된다.

본 발명의 실행에 있어서, 바람직하게는 기준이미지 영역을 선택하기 위하여, 기준이미지의 위치가 선택되고, 기준이미지의 위상각은 검사 영역의 위상각에 대해 최소 위상차를 가진다. 따라서, 특히 픽셀을 평가하는데 중요한 영향을 미치는 위상방향에서 뾰족한 윤곽이 있다면, 예를 들어 X-방향 및 Y-방향에서 다른 위상방향이 검사된 구조의 조건에 따라 다르게 등급화될 수 있다. 그러나, 대체로 다른 위상 방향은 또한 동일하게 등급화될 수 있다.

검사 영역과 기준이미지 영역이 항상 동일한 크기로 선택된다면, 상기 주기적인 구조의 위상각이 측정되는 기준이미지의 위치 각각에, 이미지 및/또는 이미지의 위치로서 대응하는 기준이미지 영역과 대응하는 위상각은 저장될 수 있다. 이러한 정보가 메모리에 접근가능하다면, 비교를 위해 필요한 시간은 감소 될 수 있으므로 검사 속도가 증가 될 수 있다.

기준이미지 영역과 위상각을 저장하기 위하여, 다른 위상방향의 위상각과 상기 기준이미지 영역의 정해진 지점의 위치, 예를 들어 한정된 지역(corner)의 위치가 저장되는 테이블을 저장하는 것이 특히 바람직하다. 특히 X-방향 및 Y-방향의 다른 위상 방향에서 최소 위상차를 가지는 테이블 기재사항에 대한 검색이 최소 검색시간 내에 이루어질 수 있도록 상기 테이블은 검색하기에 최적화될 수 있다. 이러한 불연속적인 테이블은 적절한 기준이미지 영역을 검사 영역으로 매우 빠르게 할당하게 한다.

특히 기준이미지에서, 픽셀구조에 대한 주기적인 구조의 위상각이 주기적인 구조의 매번 반복되는 주기에서 측정되는 것이 바람직하다. 따라서 전체 기준이미지는 중첩되어 가상적으로 발생할 수 있는 위상각 거의 전부가 측정될 수 있고 기준이미지 영역과 검사 영역 간의 위상각들의 매우 좋은 연관관계를 얻을 수 있다. 근본적으로, 기준이미지에 있는 위상각을 한 번 측정한 후에 주기적인 구조의 각 매 주기에서 위상각을 계산할 수도 있다. 하지만 실제로 예를 들어 이미지를 얻는 동안에 전송시스템의 오류로 인해 발생할 수 있는 비주기 위상변화도 추가적으로 존재하기 때문에, 각 주기에서 분리하여 위상각을 측정하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 광학 이미지 기록장치의 이미지 결함을 최소화시키기 위하여, 검사 영역과의 비교를 위한 기준이미지가 사용될 수 있고, 특히 이미지 기록장치에 의해 기록된 전체이미지의 이미지섹션에 대하여 상기 기준이미지는 검사 영역 근처에 위치될 수 있다. 검사 영역에서, 상당히 좋은 위상각을 가지는 다중 기준이미지 영역이 사용될 수 있다면, 상기의 선택은 바람직하게 효과가 있다. 본 발명에 따르면, 기준이미지 영역과 검사 영역의 인접영역의 주요한 바람직한 요구는 위상 정확성의 이점을 위한 낮은 등급화로 주어진다. 비교대상이 되는 영역의 인접영역의 제2 등급화와의 위상 연관관계의 접합 검사가 품질기능을 한정함으로써 일어날 수 있다.

매우 바람직하게는, 검사 영역이 기록이미지 전체를 중첩하는 것이 아니라 기록이미지의 섹션을 선택하는 경우라면, 더 작은 이미지 섹션에서 이미지 기록장치의 광학 이미지결함 또는 비주기 위상변화가 존재하기 때문에, 즉 예를 들어 전송시스템의 오류 때문에, 큰 효과가 없으므로 이러한 검사 영역에서 일정한 조건이 가정될 수 있다.

검사 영역이 기록이미지 섹션보다 훨씬 작게 선택된다면, 본 발명에 있어서 기준이미지 영역과 검사 영역은 동일한 기록이미지로부터 선택될 수 있다.

기준이미지 영역에 결함이 없는지를 보장하기 위하여, 본 발명에서는 기준이미지 영역이 상기 방법에 따라 다른 기준이미지 영역과 비교함으로써 결점 유무를 확인하기 위하여 검사될 수 있다. 상기 방법에 의해, 기록된 기준이미지 또한 국부 결함이 완전히 없어야 할 필요는 없기 때문에, 본 발명은 특히 바람직하다. 예를 들어, 저장된 기준이미지 영역을 가지는 기준 위상테이블을 생성한 후에, 각 기준이미지의 자가 검사가 통상 검사로서 수행되도록 상기 검사가 실행될 수 있다. 국부 결함이 존재하는 경우, 이때 국부 결함의 정확한 위치는 추가적인 비교로 측정될 수 있고, 따라서 국부 결함을 포함하는 기준이미지 섹션은 기준 위상테이블에서 삭제될 수 있다. 이러한 방식으로 사용된 기준이미지 영역의 결함은 제거될 수 있다.

본 발명에 따라 기준이미지 영역의 동적 관리를 획득하기 위하여, 무결함인 것으로 탐지된 검사 영역은 또한 이어서 기준이미지 영역으로 사용될 수 있고, 예를 들어 특히 기준 위상테이블에 있는 위상각과 함께 저장될 수 있다. 바람직하게 현재의 기준이미지 영역을 비교하는 데 사용하기 위해, 상기 관리는 선입선출방식의 메모리(First-In-First-Out-Memory, FIFO)의 형태로 체계화되어, 가동 검사 프로세스 중 채워넣는 동안 각각의 오래된 기준이미지 영역은 연속적으로 삭제된다. 동적 기준이미지 관리는 또한 단지 소수의 저장된 기준이미지 영역과 자가 학습 시스템을 가지는 본 발명에 따라 검사 시스템을 시작하게 한다.

기준이미지의 기록에 대체적으로 또는 추가적으로, 기준이미지는 또한 특히 다중 기록이미지 영역으로부터 계산될 수 있다. 본 발명은 다양한 위상각에서 각각 다중 기록된 기준이미지와 기준이미지 영역으로부터 위상각과 대응하는 이미지 간의 관계를 위한 수학적 모델이 계산되도록 실행될 수 있다. 이때 실제로 발생하는 각 위상각에서, 기준이미지와 검사 영역 간의 상당한 위상각을 획득하기 위하여 검사 동안 기준이미지가 계산될 수 있다. 이 경우에, 기준이미지의 위치에서 광학 이미지 기록장치의 픽셀구조에 대한 광학구조의 위상각은 계산에 의하여 측정될 수 있고 검사 영역과 비교하기 위하여 사용될 수 있다.

검사 영역과 기준이미지 영역의 실제이미지 비교는 바람직하게는 본 발명에 따라 그 위상각에 연관되는 동일한 크기로 된 영역을 공제하거나 분할함으로써 일어난다. 이때 그 결과는 동일한 명암도를 가지는 이미지이고, 상기 이미지는 국부결함이 존재하는 경우에만 편차를 나타내며, 상기 국부결함은 이미지 프로세싱의 공지방법으로 쉽게 탐지되고 처리될 수 있다.

본 발명에 따르면, 본 발명은 또한 주기적인 구조의 이미지를 기록하는 픽셀구조를 갖는 광학 이미지 기록장치와, 메모리를 가지는 이미지 프로세서를 포함하는, 주기적인 구조를 검사하는 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 광학 기록장치의 픽셀구조에 대한 광학구조의 위상각은 기록된 기준이미지의 하나 이상의 위치에서 측정되고, 기록이미지는 검사 영역으로 분할되고 각 검사 영역에서는 광학 이미지 기록장치의 픽셀구조에 대한 주기적인 구조의 위상각이 측정되고, 검사 영역과 기준이미지를 비교하기 위해 기준이미지 영역이 선택되고, 상기 기준이미지 영역의 위상각은 검사 영역의 위상각에 대응하도록 상기 이미지 프로세서가 설정된다. 본 발명에 따르면, 물론 상기 방법의 추가적인 방법단계와 선택사항은 이미지 프로세서에서 실행될 수 있다.

게다가, 상기 이미지 프로세서는 개개의 단계가 계산되는 현장 프로그램가능 게이트 어레이(Field-Programmable-Gate-Array; FPGA)를 포함할 수 있다. 이때, 기준이미지 및/또는 기준이미지 영역은 예를 들어 현장 프로그램가능 게이트 어레이에 직접 연결된 메모리에 파일로 보존될 수 있다. 연관된 위상각을 가지는 기준이미지 및/또는 기준이미지 영역은 현장 프로그램가능 게이트 어레이 자체에 저장되어 접근시간이 전체적으로 감소되기 때문에, 프로세싱 속도가 증가될 수 있다. 여기서 특히 기준이미지의 이미지데이터가 단 한 번에 정확하게 저장되고, 기준이미지에 있는 픽셀과 연관된 위치(X, Y)를 지시함으로써 기준이미지 영역이 저장된다면 공간이 절약될 것이다. 위치(X, Y)와 영역의 요구되는 크기로부터, 이때 기준이미지 영역은 저장된 기준이미지에서 쉽게 선택될 수 있다.

따라서, 본 발명의 장점은 기준이미지 영역과 검사 영역에 있는 다른 위상각이 주기적인 구조에 있는 가정된 결함을 부정확하게 가리키는 인공산물을 더 이상 발생시키지 않도록 하기 위하여, 기록된 검사 영역과 기준이미지 영역 사이의 비교를 통하여 검사된 주기적인 구조와 이미지 기록장치의 픽셀구조 사이의 위상각을 고려한다는 점이다.

본 발명의 추가적인 도면, 장점 그리고 적용가능성은 바람직한 실시예에 대한 이하의 설명과 도면으로부터 알 수 있을 것이다. 여기서 그 자체로 또는 어떠한 결함형태로든 설명되고 도시된 모든 도면은 청구항 또는 그 연관관계에서 서로 간의 결합에 독립적으로 본 발명의 주요 특징을 구성한다.

도 1은 검사된 주기적인 구조의 이미지와 광학 이미지 기록장치의 대응되는 이미지라인을 나타내는 도면이고,

도 2는 검사된 주기적인 구조와 이미지 기록장치의 픽셀구조 사이의 위상각이 측정되는, 본 발명에 따른 기준이미지를 보여주는 도면이고,

도 3a 및 도 3b는 기준이미지 영역을 기록이미지에 있는 검사 영역으로 할당하는 것을 나타내며, 동일한 문자 a, b, c, d, e로 표시된 라인이 도 3a와 도 3b에서 연결되어 있는 도면이며,

도 4는 본 발명에 따른 평가방법에서 공지의 평가방법을 비교하여 주기적인 구조의 기록이미지라인을 나타내는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 설명>

1 : 주기적인 구조

2 : 픽셀구조

3 : 이미지라인

4 : 기준이미지

5 : 기준 위상테이블

6 : 기록이미지

7 : 검사 영역

8 : 기준이미지 영역

P1 내지 Pn : 주기

B1, B2, B3 : 영역

X, Y : 위치

도 1에서, 주기적인 구조(1)가 도시되어 있고, 상기 주기적인 구조는 광학 이미지 기록장치에 의해 검사된다. 수평방향으로, 주기적인 구조는 P1에서 Pn까지의 주기를 포함하고, 상기 주기는 주기적인 구조(1)와 함께 검사되는 패턴의 전체 영역에 비해 작다. 주기적인 구조(1)가 기록되는 광학 이미지 기록장치는 부분적으로, 기록장치의 해상도에 대응하는 픽셀구조(2)를 포함한다. 픽셀은 픽셀구조(2)에서 입력의 폭에 의해 한정된다. 도시된 픽셀구조(2)는 주기적인 구조(1)에 있는 수평방향 이미지라인(3)에 대응된다.

상기 주기적인 구조(1)는 Pi(i는 1에서 n까지 임)인 주기를 가지고 반복하면서 다른 명암을 가지는 세 개의 인접영역 B1, B2 그리고 B3로 구성된다. 이러한 영역 B1, B2 그리고 B3는 픽셀구조에서 거의 주기적으로 반복하는 다른 높이의 피크를 사용하여 명암비교로 나타난다.

이러한 구조(1)를 검사하는 기존의 공지된 방법은 저장된 미세 패턴과 비교 하는 것이다. 그러나, 예를 들어 크기가 수 ㎛ 인 미세구조가 각각 1 내지 2㎡로 되어 있는 큰 영역에 적용되는 경우, 매우 많은 양의 데이터가 저장되어야 하기 때문에, 종래의 방법은 실현하기가 어렵다. 따라서 주기적인 구조를 위한 방법이 계발되었는데, 이 방법에서는 인접하는 구조 요소들이 검사되는 구조 요소를 위한 패턴으로 사용되고, 따라서 전체 패턴을 기준이미지로서 저장할 필요가 없다.

이러한 검사를 위한 종래의 알고리즘은 개개의 픽셀을 전후 주기의 주기거리 P에 대응하는 두 개의 픽셀의 평균값과 비교하는 것이다. 여기서, 예를 들어, 검사되는 픽셀이 상기 평균값으로부터 너무 많은 편차를 가진다면 결함이 있는 것으로 생각할 수 있다.

도 1에 도시된 픽셀구조(2)를 자세히 보면, P1 내지 Pn의 각 주기에서 B1,B2 그리고 B3에 대응하는 피크의 구조에서 차이점이 있다는 것을 알 수 있다. 이러한 것은 검사되는 주기적인 구조(P1)의 위상각과 각각의 주기 P1 내지 Pn에서 다르게 나타나는 픽셀구조(2)로부터 기인한다. 상기 픽셀구조(2)는 광학 이미지 기록장치의 해상도에 의해 측정되고, 상기 광학 이미지 기록장치의 해상도는 명암분포에서 최소 수평방향의 입력(entry)의 길이에 의해 픽셀구조(2) 내에서 읽혀질 수 있다.

B1영역에서 B2영역으로의 변화시에 픽셀의 명암도는 픽셀구조(2)의 한 픽셀이 각각의 영역에 대하여 어느 정도까지 계속 할당될 수 있는지에 따라 또는 중간영역 내에 어느 정도까지 이미 위치되어 있는지에 따라 각각 달라진다. 위상정합(phase-correct) 기록이미지가 기준이미지로서 존재하거나 정합위상각(correct phase angle)으로의 변환이 수행된다면, 기준이미지와 기록이미지 간의 단순 비교 로 검사를 할 수 있다. 이것은 도 2 및 도 3으로 아래에 도시된 대응되는 시스템에서 그리고 본 발명에 의해 제안된 방법에서 실행된다.

도 2에 주기적인 구조(1)를 가지는 기준이미지(4)가 도시되어 있고, 다수의 위치(X, Y)에서 주기적인 구조(1)의 위상각(위상 X, 위상 Y)이 광학 이미지 기록장치의 픽셀구조(2)에 대해 측정된다. 이미지에 의해 획득된 구조에 대하여 이미지의 위상각을 측정하는 것은 현재의 방법 그 자체에 의해 당업자라면 실시할 수 있으므로, 자세히 설명할 필요는 없다. 여기서 위치(X, Y)는 주기적인 구조(1)의 위상각이 X-방향으로 P1, P2, P3, 등등의 각각의 주기에서 측정되는 방식으로 선택된다. Y-방향으로의 위상각에도 똑같은 방법이 적용된다.

측정된 값은 기준 위상테이블(5)에 입력되고, 상기 기준 위상테이블(5)은 기준이미지(4)에서의 위치(X, Y)와 함께 X방향 및 Y방향에서 이와 관련된 위상 X, 위상 Y를 포함하고 있어, 실제 X방향 및 Y방향으로 일어나는 부픽셀(sub-pixel)의 위상변환에 대해 각각의 주기 Pi에서의 기준이미지(4)가 검사된다. 측정된 모든 위상변환은 기준 위상테이블에 저장되므로, 이미지 프로세서의 메모리에 추가적으로 저장된 기준이미지(4)에 의해, 테이블 내에 열거된 위치(X, Y)에서, 알고 있는 위상각을 갖는 기준이미지(4)로부터 모든 크기의 기준이미지 영역을 추출할 수 있다.

도 3에 도시된 것처럼, 이러한 방법은 주기적인 구조를 실제로 검사하기 위해 사용된다. 도 3에서, 검사되는 주기적인 구조(1)를 가지는 기록이미지(6)가 도시되어 있다. 상기 기록이미지(6)에서, 검사 영역(7)은 근소한 오버랩핑(overlapping)을 갖는 것으로 형성되어 있고, 각각 차례로 검사된다. 검사 영역 의 크기에 대해 일정한 광학조건을 기대할 수 있도록 검사 영역(7)의 크기가 조절된다.

검사시, 우선 각 검사 영역(7)에 대해, 검사 영역(7) 내에서 이미지화된 주기적인 구조의 위상각(위상 X, 위상 Y)이 광학 이미지 기록장치의 픽셀구조(2)에 대해 측정된다. 이러한 위상각에 따라, 검사 영역(7)과 기준이미지(4)를 비교하기 위하여, 기준이미지 영역(8)은 기준 위상테이블(5)에서 선택되고, 상기 기준이미지 영역은 검사 영역(7)과 동일한 크기를 가지고 있으며 그 위상각은 검사 영역(7)의 위상각에 대응된다. 이를 위하여, 한 쌍의 위상, 즉 위상 X, 위상 Y는 기준 위상테이블(5)에서 선택되고, 상기 한 쌍의 위상은 검사 영역(7)의 위상각(위상 X, 위상 Y)에 대해 최소의 위상편차를 가진다. 각각의 기준이미지 영역(8)을 각각의 검사 영역(7)으로 할당하는 것이 도 3에 도시되어 있다.

주기적인 구조를 검사하기 위해, 상기 검사 영역(7)과 기준이미지 영역(8)은 서로로부터 공제된다. 두 영역(7, 8)의 위상각이 거의 동일하기 때문에, 비교이미지는 대개 일정한 명암도를 가지고 생성되고, 이 경우 각각의 결함을 쉽게 확인할 수 있다.

픽셀값을 단순히 선행하는 위상 P_{i -1}과 다음에 오는 위상 P_{i +1}의 대응하는 픽셀의 평균값과 비교하는 방법과 비교할 때, 상술한 방법의 장점은 도 4에 도시되어 있다.

도 4의 (a)에서는, 이미지라인(3)을 따라 도 1에 도시된 픽셀구조(2)의 섹션 을 도시하고 있다. 번호 30으로 표시된 픽셀 영역에, 결함이 표시되어 있다.

도 4의 (b)는 이미지 재생으로부터 도 4의 (a)를 공제한 차분이미지를 도시하고 있고, 선행하는 주기와 다음에 오는 주기의 픽셀에 대한 평균값이 각각 입력된다. 다른 위상각으로 인한 주기적인 구조(1)의 각 영역 B1, B2, B3의 변화에서, 기록이미지(6)와 기준이미지(4) 사이에 명암도가 변하기 때문에, 번호 30으로 표시된 픽셀에서의 결함은 거의 확인할 수 없다.

이와 달리, 번호 30으로 표시된 픽셀에서의 결함은 도 4c에 도시된 명암분포에서 명확히 확인된다.

이러한 명암분포는 기록이미지(6) 및 기준이미지(4)를 공제함으로써 상술한 위상정합(phase-exact) 비교에 의한 주기적인 구조의 검사에 의해 생성된다. 따라서, 본 발명에 의하여, 결함에 대하여 주기적인 구조를 확실하게 검사할 수 있다.

Claims (13)

1. 광학 이미지 기록장치의 기록이미지(6)를 주기적인 구조(1)의 무결함 기준이미지(4)와 비교하여, 픽셀구조(2)를 갖는 광학 이미지 기록장치에 의해 주기적인 구조(1)를 검사하는 방법에 있어서,

   상기 기준이미지(4)에서 하나 이상의 위치(X, Y)에서 상기 광학 이미지 기록장치의 픽셀구조(2)에 대한 주기적인 구조(1)의 위상각(위상 X, 위상 Y)을 측정하는 단계,

   상기 기록이미지(6)을 검사 영역(7)으로 분할하고, 상기 각 검사 영역(7)에 대해서 광학 이미지 기록장치의 픽셀구조(2)에 대한 주기적인 구조(1)의 위상각(위상 X, 위상 Y)을 측정하는 단계,

   검사 영역(7)을 상기 기준이미지(4)와 비교하기 위하여 상기 기준이미지(4)로부터 위상각(위상 X, 위상 Y)이 상기 검사 영역(7)에 대응되는 기준이미지 영역(8)을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 기준이미지 영역(8)을 선택하기 위하여, 위상각(위상 X, 위상 Y)이 상기 검사 영역(7)의 위상각(위상 X, 위상 Y)과 최소 위상차를 가지는 기준이미지(4)의 위치(X, Y)가 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 기준이미지(4)에서 상기 위상각(위상 X, 위상 Y)이 측정되는 각각의 위치(X, Y)에, 기준이미지 영역(8)과 상기 위상각(위상 X, 위상 Y)이 저장되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 픽셀구조(2)에 대한 주기적인 구조(1)의 위상각(위상 X, 위상 Y)은 주기적인 구조(1)의 각각의 주기(P)에서 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 검사 영역(7)과 비교하기 위하여, 검사 영역(7)의 인접영역에 위치된 기준이미지 영역(8)이 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 기준이미지 영역(8)은 상기 기록이미지(6)의 세그먼트이고, 상기 검사 영역과는 다른 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   기준이미지 영역(8)은 결함의 유무를 확인하기 위하여 다른 기준이미지 영역(8)과 비교함으로써 검사되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   무결함인 것으로 탐지된 검사 영역(7)은 기준이미지 영역(8)으로 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   기준이미지(4)가 다수의 기준이미지 영역(8)으로부터 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 검사 영역(7)과 기준이미지 영역(8)의 비교는, 검사 영역(7)과 기준이미지 영역(8) 중 크기가 동일한 영역들을 제거함으로써 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 주기적인 구조(1)의 이미지를 기록하기 위해 픽셀구조(2)를 갖는 광학 이미지 기록장치와, 메모리를 갖는 이미지 프로세서를 포함하는, 주기적인 구조(1)를 검사하는 장치에 있어서,

    상기 이미지 프로세서는, 기준이미지(4) 내의 하나 이상의 위치(X, Y)에서 상기 광학 이미지 기록장치의 픽셀구조(2)에 대한 주기적인 구조(1)의 위상각(위상 X, 위상 Y)을 측정하고, 기록이미지(6)를 검사 영역(7)으로 분할하고 각각의 검사 영역(7)에서 상기 광학 이미지 기록장치의 픽셀구조(2)에 대한 주기적인 구조(1)의 위상각(위상 X, 위상 Y)을 측정하며, 검사 영역(7)을 기준이미지(4)와 비교하기 위하여 상기 기준이미지(4)로부터 위상각(위상 X, 위상 Y)이 상기 검사 영역(7)에 대응하는 기준이미지 영역(8)을 선택하는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제11항에 있어서,

    상기 이미지 프로세서는 현장 프로그램가능 게이트 어레이(Field-Programmable-Gate-array)를 포함하고, 상기 현장 프로그램가능 게이트 어레이에서 상기 위상각들의 측정 및 상기 기준이미지 영역(8)의 선택이 각각 실행되는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제12항에 있어서,

    연관된 위상각(위상 X, 위상 Y)을 가지는 상기 기준이미지(4) 및/또는 상기 기준이미지 영역(8)은 상기 현장 프로그램가능 게이트 어레이에 저장되는 것을 특징으로 하는 장치.

Images