KR101441279B1

KR101441279B1 - 자동광학검사용 관심영역 자동추출 방법 및 이를 이용한 광학검사 장치

Info

Publication number: KR101441279B1
Application number: KR1020140065082A
Authority: KR
Inventors: 박명숙; 김상훈; 유동상
Original assignee: 한경대학교 산학협력단
Priority date: 2014-05-29
Filing date: 2014-05-29
Publication date: 2014-09-18

Abstract

본 발명에 따르면, 시료스테이지(20)의 상부 위치에 배치된 시료촬영부(110)를 통해 상기 시료스테이지(20)에 안착된 웨이퍼시료(10)를 촬영하는 시료촬영 단계(S210); 상기 시료촬영부(110)와 신호연결된 제어모듈(120)을 통해, 촬영된 영상정보에 포함된 화소값을 측정하고, 측정된 화소값 정보를 기초로 하여 외곽라인정보(E)의 판단기준이 되는 문턱값을 산출하며, 산출된 문턱값과 각 화소값을 비교하여 시료(10)의 외곽라인정보(E)를 추출하는 외곽라인 추출 단계(S220); 상기 영상정보 내에서 추출된 외곽라인정보(E)의 외측부분을 대상으로 하는 시료(10)의 외곽제거패턴(P)을 형성하는 외곽제거패턴 형성 단계(S230); 및 형성된 외곽제거패턴(P)과 상기 영상정보를 합성하여 해당 시료(10)에 대한 관심영역(ROI)을 추출하는 관심영역 추출 단계(S240);를 포함하는 관심영역 자동추출 방법이 제공된다.

Description

자동광학검사용 관심영역 자동추출 방법 및 이를 이용한 광학검사 장치{AUTOMATIC REGION-OF-INTEREST EXTRACTING METHOD AND AUTOMATIC OPTICAL INSPECTION APPARATUS}

본 발명은 자동광학검사용 관심영역 자동추출 방법 및 이를 이용한 광학검사 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 자동광학검사(AOI)를 위한 웨이퍼시료의 관심영역(ROI)을 자동추출하는 방법 및 이를 이용하여 웨이퍼시료의 흠결을 검사하기 위한 광학검사 장치에 관한 것이다.

일반적으로 웨이퍼(Wafer) 제조공정에서는 불량품을 극소화하여 생산수율을 향상시키기 위해 자동광학검사(AOI, Auto Optical inspection)를 통해 제조공정에서 흠결이 발생된 웨이퍼를 걸러내어 보완하거나 폐기처분하고 있다.

이러한 자동광학검사는 광학카메라를 이용하여 제조된 웨이퍼시료의 영상을 촬영하고, 획득된 영상정보를 토대로 시료의 광학적, 전기적 또는 물리적 물성의 변화를 읽어내어 제조공정에서 발생되는 웨이퍼시료의 흠결을 자동검출하는 방식이 이용되었다.

또한, 종래의 자동광학검사의 경우 웨이퍼시료의 전체 이미지가 촬영된 영상정보에 포함되도록 웨이퍼시료의 크기보다 큰 촬영영역으로 설정되어 촬영이 이루어졌는데, 이로 인해 상기 웨이퍼시료가 안착된 시료스테이지의 이미지가 함께 촬영된 영상정보를 대상으로 광학검사가 이루어져 검사시간이 불필요하게 증가하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 상기 시료스테이지의 이미지를 영상정보에서 배제시키기 위해, 웨이퍼 스테이지의 일위치에 웨이퍼시료가 고정되게 배치되도록 이송함과 동시에, 촬영된 영상정보 내에서 웨이퍼의 형상 이미지를 추출하고 추출된 이미지를 이용하여 웨이퍼 이미지의 외곽부분을 가리기 위한 커버이미지를 생성하며, 생성된 커버이미지와 촬영된 영상정보를 합성하여 웨이퍼의 형상만이 관심영역(ROI)으로 설정되도록 한 상태에서 광학검사를 수행하는 방식이 이용되고 있다.

그러나, 상기 웨이퍼 스테이지에 웨이퍼시료가 배치되는 이송공정 상에서 실제로 시료가 배치되는 위치와 설계상의 정위치 간에 오차가 빈번하게 발생되어 웨이퍼 전체 영역에 대한 광학검사가 완벽하게 이루어지지 못했다.

더욱이, 상기 관심영역을 설정하는 방식이 작업자에 의해 수작업으로 진행됨에 따라 관심영역을 설정하기 위한 작업시간이 길어질 수 밖에 없었으며, 검사대상인 웨이퍼시료의 규격이 달라질 때마다 관심영역 설정을 새로이 수행해야 하는 문제점이 있었다.

한국 공개특허공보 제2007-0023317호(2007.02.28), 자동 웨이퍼 검사 시스템

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 시료스테이지에 배치되는 웨이퍼시료가 설계상의 정위치에 안착되지 않거나 웨이퍼시료의 규격이 달라지더라도 안착되는 각 웨이퍼시료 별로 관심영역이 자동추출되므로 웨이퍼 전체 영역에 대한 광학검사가 완벽하게 이루어질 수 있으며, 상기 관심영역을 추출하는데 소요되는 시간을 최소로 단축시킨 자동광학검사용 관심영역 자동추출 방법 및 이를 이용한 광학검사 장치를 제공하는 것에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 관심영역 자동추출 방법은 시료스테이지(20)의 상부 위치에 배치된 시료촬영부(110)를 통해 상기 시료스테이지(20)에 안착된 웨이퍼시료(10)를 촬영하는 시료촬영 단계(S210); 상기 시료촬영부(110)와 신호연결된 제어모듈(120)을 통해, 촬영된 영상정보에 포함된 화소값을 측정하고, 측정된 화소값 정보를 기초로 하여 외곽라인정보(E)의 판단기준이 되는 문턱값을 산출하며, 산출된 문턱값과 각 화소값을 비교하여 시료(10)의 외곽라인정보(E)를 추출하는 외곽라인 추출 단계(S220); 상기 영상정보 내에서 추출된 외곽라인정보(E)의 외측부분을 대상으로 하는 시료(10)의 외곽제거패턴(P)을 형성하는 외곽제거패턴 형성 단계(S230); 및 형성된 외곽제거패턴(P)과 상기 영상정보를 합성하여 해당 시료(10)에 대한 관심영역(ROI)을 추출하는 관심영역 추출 단계(S240);를 포함한다.

여기서, 상기 외곽라인 추출 단계(S220)는, 상기 영상정보의 분할기준선(L)을 중심으로 상기 영상정보를 복수 개의 부분영역으로 구분하고, 구분된 복수 개의 부분영역 중 어느 하나의 부분영역에 한하여 해당 부분영역에 포함된 화소값을 측정하며, 측정된 화소값 정보를 기초로 하여 부분 외곽라인정보(E1)의 판단기준이 되는 문턱값을 산출하고, 산출된 문턱값과 각 화소값을 비교하여 시료(10)의 부분 외곽라인정보(E1)를 추출하며, 상기 외곽제거패턴 형성 단계(S230)는, 상기 하나의 부분영역 내에서 추출된 부분 외곽라인정보(E1)의 외측부분을 대상으로 하는 시료(10)의 부분 외곽제거패턴(P1)을 형성하며, 상기 분할기준선(L)을 중심으로 형성된 부분 외곽제거패턴(P1)을 나머지 부분영역에 대칭시켜 상기 원형상의 전체 외곽제거패턴(P)을 형성할 수 있다.

또한, 상기 외곽라인 추출 단계(S220)는, 상기 영상정보의 분할기준선(L)을 중심으로 상기 영상정보를 복수 개의 부분영역으로 구분하고, 구분된 복수 개의 부분영역 중 어느 하나의 부분영역에 한하여 해당 부분영역에 포함된 화소값을 측정하며, 측정된 화소값 정보를 기초로 하여 부분 외곽라인정보(E1)의 판단기준이 되는 문턱값을 산출하고, 산출된 문턱값과 각 화소값을 비교하여 시료(10)의 부분 외곽라인정보(E1)를 추출하며, 상기 분할기준선(L)을 중심으로 추출된 부분 외곽라인(E1)을 나머지 부분영역에 대칭시켜 원형상의 전체 외곽라인정보(E)를 추출할 수 있다.

또한, 상기 분할기준선(L)은 상기 영상정보의 중앙을 수직 또는 수평으로 양분하는 기준선이며, 상기 외곽라인 추출 단계(S220)는, 상기 분할기준선(L)에 의해 양분된 두 개의 부분영역 중 하나의 부분영역에 대한 반원 형태의 부분 외곽라인정보(E1)를 추출하며, 상기 분할기준선(L)을 중심으로 추출된 부분 외곽라인(E1)을 다른 하나의 부분영역에 대칭시켜 원형상의 전체 외곽라인정보(E)를 추출할 수 있다.

또한, 상기 외곽라인 추출 단계(S220)는, 상기 영상정보의 분할기준선(L)을 중심으로 상기 영상정보를 복수 개의 부분영역으로 구분하고, 구분된 복수 개의 부분영역 중 어느 하나의 부분영역에 한하여 해당 부분영역에 포함된 화소값을 측정하며, 측정된 화소값 정보를 기초로 하여 부분 외곽라인정보(E1)의 판단기준이 되는 문턱값을 산출하고, 산출된 문턱값과 각 화소값을 비교하여 시료(10)의 부분 외곽라인정보(E1)를 추출하며, 추출된 부분 외곽라인(E1)이 갖는 곡률을 측정하고, 상기 영상정보 내에서 측정된 곡률정보를 기초로 하여 상기 부분 외곽라인(E1)을 측정된 곡률값으로 연장되게 확장하여 원형상의 전체 외곽라인정보(E)를 추출할 수 있다.

또한, 상기 화소값은, 각 화소의 밝기를 나타내는 휘도값 또는 각 화소의 색상을 나타낸 RGB값 중 어느 하나의 값일 수 있다.

한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광학검사 장치는, 제조된 웨이퍼의 흠결을 검사하기 위한 광학검사 장치에 있어서, 시료스테이지(20)의 상부 위치에 배치되어 상기 시료스테이지(20)에 안착된 웨이퍼시료(10)를 촬영하는 시료촬영부(110); 및 상기 시료촬영부(110)로부터 촬영된 영상정보에 포함된 화소값을 측정하는 화소값측정부(121)와, 측정된 화소값 정보를 기초로 하여 외곽라인정보(E)의 판단기준이 문턱값을 산출하며 산출된 문턱값과 각 화소값을 비교하여 시료(10)의 외곽라인정보(E)를 추출하는 외곽라인 추출부(122)와, 상기 영상정보 내에서 추출된 외곽라인정보(E)의 외측부분을 대상으로 하는 시료(10)의 외곽제거패턴(P)을 형성하는 외곽제거패턴 형성부(123)와, 형성된 외곽제거패턴(P)과 상기 영상정보를 합성하여 해당 시료(10)에 대한 관심영역(ROI)을 추출하는 관심영역추출부(124) 및, 추출된 관심영역(ROI)에 한하여 시료(10)의 흠결을 검사하는 흠결검사부(125)를 포함하는 제어모듈(120);을 포함한다.

여기서, 상기 제어모듈(120)은, 상기 영상정보에 기설정된 분할기준선(L)을 적용하여 복수 개의 부분영역으로 구분하는 영역분할부(126)를 더 포함하고, 상기 화소값측정부(121)는, 상기 분할기준선(L)에 의해 분할된 복수 개의 부분영역 중 어느 하나의 부분영역에 한하여 해당 부분영역에 포함된 화소값을 측정하며, 상기 외곽라인 추출부(122)는, 측정된 화소값 정보를 기초로 하여 외곽라인정보(E)의 판단기준이 되는 문턱값을 산출하고, 산출된 문턱값과 각 화소값을 비교하여 시료(10)의 부분 외곽라인정보(E1)를 추출하며, 산출된 부분 외곽라인정보(E1)를 기초로 하여 상기 시료(10)의 전체 외곽라인정보(E)를 추출할 수 있다.

또한, 상기 외곽라인 추출부(122)는, 산출된 부분 외곽라인정보(E1)를 나머지 부분영역에 대칭시켜 원형상의 전체 외곽라인정보(E)를 추출하거나, 추출된 부분 외곽라인(E1)이 갖는 곡률을 측정하고, 상기 영상정보 내에서 측정된 곡률정보를 기초로 하여 상기 부분 외곽라인(E1)을 측정된 곡률값으로 연장되게 확장하여 원형상의 전체 외곽라인정보(E)를 추출할 수 있다.

본 발명에 따른 자동광학검사용 관심영역 자동추출 방법 및 이를 이용한 광학검사 장치에 의하면,

첫째, 시료스테이지(20)에 배치되는 웨이퍼시료(10)가 설계상의 정위치에 안착되지 않거나 웨이퍼시료의 규격이 달라지더라도 안착되는 각 웨이퍼시료(10) 별로 관심영역(ROI)이 자동추출되므로 시료(10)의 전체 영역에 대한 광학검사가 완벽하게 이루어질 수 있다.

둘째, 시료촬영부(110)에서 촬영된 영상정보에 포함된 화소값을 측정하고, 측정된 화소값을 이용하여 안착된 웨이퍼시료(10)의 외곽라인정보(E)를 추출하며, 추출된 외곽라인정보(E)의 외측부분을 대상으로 시료(10)의 외곽제거패턴(P)을 형성하여 시료(10)에 대한 관심영역(ROI)을 자동으로 추출할 수 있으므로, 상기 웨이퍼시료(10)의 형상과 정교하게 부합되는 관심영역(ROI)을 추출할 수 있어 광학검사의 정밀도를 증대시킬 수 있으며, 관심영역(ROI)을 추출하는데 소요되는 시간을 단축할 수 있다.

셋째, 상기 영상정보를 분할기준선(L)을 중심으로 복수 개의 부분영역으로 구분하고, 구분된 하나의 부분영역의 부분 외곽라인정보(E1)을 추출하며 추출된 부분 외곽라인정보(E1)를 기초로 하여 원형상의 전체 외곽제거패턴(P)을 형성할 수 있으므로, 영상정보의 전체 영역을 대상으로 화소값을 측정하고 이를 비교하여 전체 외곽라인정보(E)를 추출한 후 상기 외곽제거패턴(P)를 형성하는 방식과 비교하여 관심영역(ROI)을 추출하는데 소요되는 시간을 더욱 단축시켜 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학검사 장치의 구성을 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관심영역 자동추출 방법의 순서를 나타낸 순서도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시료촬영부를 통해 촬영된 영상정보의 화면예시도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외곽라인 추출 단계를 통해 시료의 외곽라인정보를 추출하는 동작원리를 나타낸 화면예시도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외곽라인 추출 단계를 통해 추출된 외곽라인정보를 촬영된 영상정보 상에 나타낸 화면예시도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외곽제거패턴 형성 단계를 통해 형성된 외곽제거패턴을 나타낸 화면예시도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관심영역 추출 단계를 통해 외곽제거패턴과 영상정보가 합성되면서 추출된 관심영역을 나타낸 화면예시도,
도 8a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상정보에 표시된 분할기준선을 나타낸 화면예시도,
도 8b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분할기준선에 의해 구분된 부분영역에 추출된 부분 외곽라인정보를 나타낸 화면예시도,
도 8c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부분 외곽라인정보를 이용하여 형성된 부분 외곽제거패턴을 나타낸 화면예시도,
도 8d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부분 외곽제거패턴을 분할기준선을 중심으로 대칭시켜 형성된 외곽제거패턴을 나타낸 화면예시도,
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부분 외곽라인정보를 분할기준선을 중심으로 대칭시켜 추출된 전체 외곽라인정보를 나타낸 화면예시도,
도 10a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부분 외곽라인정보를 곡률값으로 연장되게 확장하는 과정을 나타낸 화면예시도,
도 10b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부분 외곽라인정보를 곡률값으로 확장시켜 추출된 전체 외곽라인정보를 나타낸 화면예시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

먼저, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관심영역 자동추출 방법이 적용된 광학검사 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 시료촬영부(110) 및 제어모듈(120)을 포함하여 구비된다.

상기 시료촬영부(110)는, 관심영역(ROI)을 산출하는데 필요한 영상정보를 획득하는 광학카메라로서, 시료스테이지(20)의 상부 위치에 배치되어 시료스테이지(20)에 안착된 웨이퍼시료(10)를 촬영하여 도 3에 도시된 바와 같이 시료(10)의 이미지와 시료스테이지(20)의 이미지가 포함된 영상정보를 획득한다.

상기 제어모듈(120)은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학검사 장치(100)의 구동을 중앙제어하는 컨트롤러로서, 도 1과 같이 화소값측정부(121), 외곽라인 추출부(122), 외곽라인 추출부(122), 외곽제거패턴 형성부(123) 및 흠결검사부(125)를 포함하여 구비된다.

여기서, 상기 제어모듈(120)은 시료촬영부(110)과 별도의 신호라인으로 연결되어 시료촬영부(110)에서 촬영되어 획득된 영상정보를 수신한다.

상기 화소값측정부(121)는 시료촬영부(110)로부터 수신된 영상정보에 포함된 각각의 화소값을 측정하는 구성으로서, 상기 화소값은 각 화소의 밝기를 나타내는 휘도값이거나 각 화소의 색상을 나타낸 RGB값 중 어느 하나의 값을 이용할 수 있다. 이 밖에 영상정보 내에서 시료(10)의 외곽라인을 구분하여 수치화할 수 있는 물리량이면 상기 화소값으로 이용될 수 있다.

여기서, 상기 화소값측정부(121)는 시료(10)의 이미지를 포함하여 시료스테이지(20)와 같이 시료(10)와 함께 촬영된 이미지를 대상으로 영상분석하여 영상정보 내에 포함된 전체 화소들의 각 화소값을 측정하며 측정된 화소값을 수치화하여 출력한다.

상기 외곽라인 추출부(122)는 화소값측정부(121)에 의해 측정된 각 화소값을 이용하여 시료(10)의 외형과 대응되는 외곽라인정보(E)를 추출하는 구성으로서, 측정된 화소값 정보를 기초로 하여 외곽라인정보(E)의 판단 기준이 되는 문턱값을 산출하며, 산출된 문턱값과 각 화소값을 비교하여 시료(10)의 외곽라인정보(E)를 추출한다.

여기서, 상기 문턱값으로는 화소 전체의 화소값의 평균값을 이용할 수 있으며, 무작위로 추출된 임의의 화소들에 대한 각 화소의 평균값을 이용하거나 기설정된 복수 개의 위치에 배치된 각 화소들에 대한 각 화소의 평균값을 이용할 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 영상정보를 위에서 아래로 또는 아래에서 위로 비교 스캔하여 산출된 문턱값과 각 화소들의 화소값을 비교하는 2차 미분 방식을 통해 시료(10)의 외곽라인 형상과 대응되는 외곽라인정보(E)를 추출할 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 일방향으로 스캔하면서 문턱값과 화소값을 비교하여 상기 문턱값을 이상의 화소값을 갖는 화소들은 시료(10)의 표면 또는 시료스테이지(20)의 표면인 것으로 판단하고, 상기 문턱값에 미달하는 화소들은 시료(10)와 시료스테이지(20)의 경계 부분 즉, 시료(10)의 외곽라인인 것으로 판단하며, 상기 문턱값에 미달하는 화소들에 대한 위치좌표를 추출하고, 추출된 위치좌표를 연결하여 도 5에 도시된 바와 같이 원형상의 외곽라인정보(E)를 추출할 수 있는 것이다.

또한, 상기 외곽라인 추출부(122)는 상기 문턱값을 추출하지 않고 영상정보를 스캔하면서 각 화소들의 인접된 화소간의 화소값을 비교하여 각 인접화소들 간의 화소값 차이가 일정 기준치 이상이며 이러한 화소값 차이를 나타내는 화소들이 원형으로 연속적인 배치를 가질 경우 각 화소를 상기 시료(10)의 외곽라인인 것으로 판단하여 이들 화소를 상기 외곽라인정보(E)로 추출할 수도 있다.

상기 외곽제거패턴 형성부(123)는 추출된 외곽라인정보(E)를 이용하여 관심영역(ROI)을 추출하기 위한 외곽제거패턴(P)을 형성하는 구성으로서, 상기 영상정보 내에서 추출된 외곽라인정보(E)의 외측부분을 대상으로 하는 시료(10)의 외곽제거패턴(P)을 형성한다.

여기서, 상기 외곽제거패턴(P)은 상기 관심영역추출부(124)를 통해 영상정보와 합성될 경우 영상정보 내에서 패턴이 배치된 위치는 관심영역(ROI) 이외의 부분으로 인식되도록 하기 위한 패턴으로서, 상기 영상정보와 합성되는 방식 또는 관심영역(ROI)을 인식하는 방식에 따라 화소값이 0이 되거나 100이 될 수도 있다.

상기 관심영역추출부(124)는 형성된 외곽제거패턴(P)을 이용하여 촬영된 시료(10)의 관심영역(ROI)을 추출하기 위한 구성으로서, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 외곽제거패턴 형성부(123)를 통해 형성된 외곽제거패턴(P)와 상기 영상정보를 합성하여 해당 시료(10)에 대한 관심영역(ROI)을 추출한다.

상기 흠결검사부(125)는 추출된 관심영역(ROI)에 한하여 시료(10)의 흠결을 검사하는 구성으로서, 촬영된 영상정보를 토대로 시료(10)의 광학적, 전기적 또는 물리적 물성의 변화를 읽어내어 제조공정에서 발생되는 시료(10)의 흠결을 자동검출한다. 여기서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 시료(10)의 흠결을 검사하기 위한 기술구성은 널리 공지된 기술이므로 구체적인 동작원리를 생략하기로 한다.

이러한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학검사 장치(100)의 구성을 통해 시료스테이지(20)에 배치되는 웨이퍼 시료(10)가 설계상의 정위치에 안착되지 않거나 웨이퍼 시료(10)의 규격이 달라지더라도 안착되는 각 웨이퍼 시료(10) 별로 관심영역(ROI)이 자동추출되므로 시료(10)의 전체 영역에 대한 광학검사가 완벽하게 이루어질 수 있다.

또한, 시료촬영부(110)에서 촬영된 영상정보에 포함된 화소값을 측정하고, 측정된 화소값을 비교하여 안착된 웨이퍼 시료(10)의 외곽라인정보(E)를 추출하며, 추출된 외곽라인정보(E)의 외측부분을 대상으로 시료(10)의 외곽제거패턴(P)을 형성하여 시료(10)에 대한 관심영역(ROI)을 자동으로 추출할 수 있으므로, 상기 웨이퍼 시료(10)의 형상과 정교하게 부합되는 관심영역(ROI)을 추출할 수 있어 광학검사의 정밀도를 증대시킬 수 있으며, 관심영역(ROI)을 추출하는데 소요되는 시간을 단축할 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학검사 장치(100)는 상기 관심영역(ROI)을 추출하는데 소요되는 시간이 단축되도록 획득된 영상정보를 분할하여 영상분석할 수 있도록 구비될 수 있다.

이를 위해, 상기 제어모듈(120)은 도 1 및 도 8a에 도시된 바와 같이 상기 영상정보에 기설정된 분할기준선(L)을 적용하여 복수 개의 부분영역으로 구분하는 영역분할부(126)를 더 포함하고, 상기 화소값측정부(121)는 상기 분할기준선(L)에 의해 분할된 복수 개의 부분영역 중 어느 하나의 부분영역에 한하여 해당 부분영역에 포함된 화소값을 측정한다.

또한, 도 8b에 도시된 바와 같이 상기 외곽라인 추출부(122)는 측정된 화소값 정보를 기초로 하여 부분 외곽라인정보(E1)의 판단기준이 되는 문턱값을 산출하고, 산출된 문턱값과 각 화소값을 비교하여 시료(10)의 부분 외곽라인정보(E1)를 추출하며, 산출된 부분 외곽라인정보(E1)를 기초로 하여 상기 시료(10)의 전체 외곽라인정보(E)를 추출한다.

더불어, 도 8c에 도시된 바와 같이 상기 외곽제거패턴 형성부(123)는 상기 하나의 부분영역 내에서 추출된 부분 외곽라인정보(E1)의 외측부분을 대상으로 하는 시료(10)의 부분 외곽제거패턴(P1)을 형성하며, 도 8d에 도시된 바와 같이 상기 분할기준선(L)을 중심으로 형성된 부분 외곽제거패턴(P1)을 나머지 부분영역에 대칭시켜 상기 원형상의 전체 외곽제거패턴(P)을 형성할 수 있다.

이와 같이, 상기 영상정보를 분할기준선(L)을 중심으로 복수 개의 부분영역으로 구분하고, 구분된 하나의 부분영역의 부분 외곽라인정보(E1)을 추출하며 추출된 부분 외곽라인정보(E1)를 기초로 하여 원형상의 전체 외곽제거패턴(P)을 형성할 수 있으므로, 영상정보의 전체 영역을 대상으로 화소값을 측정하고 이를 비교하여 전체 외곽라인정보(E)를 추출한 후 상기 외곽제거패턴(P)를 형성하는 방식과 비교하여 관심영역(ROI)을 추출하는데 소요되는 시간을 더욱 단축시켜 최소화할 수 있다.

한편, 이러한 광학검사 장치(100)를 통해 자동광학검사(AOI)를 위한 웨이퍼 시료(10)의 관심영역(ROI)을 자동추출하기위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관심영역 자동추출 방법은, 시료스테이지(20)에 배치되는 웨이퍼시료(10)가 설계상의 정위치에 안착되지 않거나 웨이퍼시료(10)의 규격이 달라지더라도 안착되는 각 웨이퍼시료(10) 별로 관심영역(ROI)이 자동추출되어 웨이퍼 전체 영역에 대한 광학검사가 완벽하게 이루어질 수 있으며, 상기 관심영역(ROI)을 추출하는데 소요되는 시간을 최소로 단축시킨 자동광학검사용 관심영역 자동추출 방법으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 시료촬영 단계(S210), 외곽라인 추출 단계(S220), 외곽제거패턴 형성 단계(S230) 및 관심영역 추출 단계(S240)를 포함하여 이루어진다.

먼저, 상기 시료촬영 단계(S210)는, 시료(10)의 관심영역(ROI)을 산출하는데 필요한 영상정보를 획득하는 단계로서, 시료스테이지(20)의 상부 위치에 배치된 시료촬영부(110)를 통해 시료스테이지(20)에 안착된 웨이퍼시료(10)를 촬영한다.

여기서, 시료(10)의 전체 영상이 영상정보에 포함되도록 시료촬영부(110)의 촬영범위는 시료(10)의 크기보다 넓게 설정되며, 이로 인해 도 3에 도시된 바와 같이 촬영된 영상정보에는 시료(10)의 이미지와 함께 시료스테이지(20)의 이미지가 포함되며, 촬영된 영상정보는 신호라인을 통해 제어모듈(120)로 전송된다.

상기 외곽라인 추출 단계(S220)는, 시료(10)의 외곽 형상과 대응되는 외곽라인정보(E)를 추출하는 단계로서, 상기 시료촬영부(110)와 신호연결된 제어모듈(120)을 통해, 촬영된 영상정보에 포함된 화소값을 측정하고, 측정된 화소값 정보를 기초로 하여 외곽라인정보(E)의 판단기준이 되는 문턱값을 산출하며, 산출된 문턱값과 각 화소값을 비교하여 시료(10)의 외곽라인정보(E)를 추출한다.

여기서, 상기 제어모듈(120)의 화소값측정부(121)를 통해 시료(10)의 이미지를 포함하여 시료스테이지(20)와 같이 시료(10)와 함께 촬영된 전체 영상 이미지를 대상으로 영상분석하여, 영상정보 내에 포함된 전체 화소들의 각 화소값을 측정하며 측정된 화소값을 수치화하여 출력한다.

또한, 상기 제어모듈(120)의 외곽라인 추출부(122)를 통해 측정된 화소값 정보를 기초로 하여 외곽라인정보(E)의 판단 기준이 되는 문턱값을 산출하며, 산출된 문턱값과 각 화소값을 비교하여 도 5에 도시된 바와 같이 시료(10)의 외곽라인정보(E)를 추출한다.

상기 외곽제거패턴 형성 단계(S230)는, 외곽라인 추출 단계(S220)에서 추출된 외곽라인정보(E)를 이용하여 관심영역(ROI)을 추출하기 위한 외곽제거패턴(P)을 형성하는 단계로서, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 영상정보 내에서 추출된 외곽라인정보(E)의 외측부분을 대상으로 하는 시료(10)의 외곽제거패턴(P)을 형성한다.

상기 관심영역 추출 단계(S240)는, 외곽제거패턴 형성 단계(S230)를 통해 형성된 외곽제거패턴(P)을 이용하여 촬영된 시료(10)의 관심영역(ROI)을 추출하기 위한 단계로서, 도 7에 도시된 바와 같이 형성된 외곽제거패턴(P)과 상기 영상정보를 합성하여 해당 시료(10)에 대한 관심영역(ROI)을 추출한다.

이러한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관심영역 자동추출 방법의 각 단계를 통해, 시료스테이지(20)에 배치되는 웨이퍼 시료(10)가 설계상의 정위치에 안착되지 않거나 웨이퍼 시료(10)의 규격이 달라지더라도 안착되는 각 웨이퍼 시료(10) 별로 관심영역(ROI)이 자동추출되므로 시료(10)의 전체 영역에 대한 광학검사가 완벽하게 이루어질 수 있는 여건을 제공할 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관심영역 자동추출 방법은, 상기 관심영역(ROI)을 추출하는데 소요되는 시간이 단축되도록 획득된 영상정보를 분할하여 영상분석할 수 있다.

이를 위해, 상기 외곽라인 추출 단계(S220)는, 도 8a에 도시된 바와 같이 상기 제어모듈(120)의 영역분할부(126)를 통해 상기 영상정보의 분할기준선(L)을 중심으로 상기 영상정보를 복수 개의 부분영역으로 구분하고, 구분된 복수 개의 부분영역 중 어느 하나의 부분영역에 한하여 해당 부분영역에 포함된 화소값을 측정하며, 측정된 화소값 정보를 기초로 하여 부분 외곽라인정보(E1)의 판단기준이 되는 문턱값을 산출하고, 도 8b에 도시된 바와 같이 산출된 문턱값과 각 화소값을 비교하여 시료(10)의 부분 외곽라인정보(E1)를 추출한다.

또한, 상기 외곽제거패턴 형성 단계(S230)는, 도 8c에 도시된 바와 같이 상기 하나의 부분영역 내에서 추출된 부분 외곽라인정보(E1)의 외측부분을 대상으로 하는 시료(10)의 부분 외곽제거패턴(P1)을 형성하며, 상기 분할기준선(L)을 중심으로 형성된 부분 외곽제거패턴(P1)을 나머지 부분영역에 대칭시켜 상기 원형상의 전체 외곽제거패턴(P)을 신속하게 형성할 수 있다.

여기서, 도면에는 상기 분할기준선(L)은 영상정보의 중앙을 수직으로 양분하는 기준선이고, 상기 외곽라인 추출 단계(S220)는 상기 분할기준선(L)에 의해 양분된 두 개의 부분영역 중 하나의 부분영역에 대한 반원 형태의 부분 외곽라인정보(E1)를 추출하며, 상기 분할기준선(L)을 중심으로 추출된 부분 외곽라인(E1)을 다른 하나의 부분영역에 대칭시켜 원형상의 전체 외곽라인정보(E)를 추출하는 것을 예시하였으나, 이에 국한되는 것은 아니며 상기 분할기준선(L)은 상기 영상정보를 수평으로 분할하거나 수직방향과 수평방향 또는 일정각도를 갖는 다양한 경사각으로 상기 영상정보를 복수 개의 부분영역으로 분할할 수도 있고, 이로 인해 각 부분영역은 반원 형상 이외에 1/4 원 형상 또는 그 이하 크기나 내각(중심각)을 갖는 부채꼴 형상을 가질 수 있다.

또한, 상기 분할기준선(L)은 분할된 각 부분영역이 대칭을 이루도록 영상정보의 중앙 즉, 시료(10)의 중심을 통과하게 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 외곽라인 추출 단계(S220)는, 상기와 같이 측정된 화소값 정보를 기초로 하여 부분 외곽라인정보(E1)의 판단기준이 되는 문턱값을 산출하고, 산출된 문턱값과 각 화소값을 비교하여 시료(10)의 부분 외곽라인정보(E1)를 추출하되, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 분할기준선(L)을 중심으로 추출된 부분외곽라인(E1)을 나머지 부분영역에 대칭시켜 원형상의 전체 외곽라인정보(E)를 추출할 수도 있으며, 이와 같이 추출된 전체 외곽라인정보(E)를 이용하여 외곽제거패턴 형성 단계(S230)를 통해 도 6과 같이 추출된 전체 외곽라인정보(E)의 외측부분을 대상으로 하는 시료(10)의 외곽제거패턴(P)을 신속하게 추출할 수도 있다.

그리고, 상기 외곽라인 추출 단계(S220)는, 상기와 같이 측정된 화소값 정보를 기초로 하여 부분 외곽라인정보(E1)의 판단기준이 되는 문턱값을 산출하고, 산출된 문턱값과 각 화소값을 비교하여 시료(10)의 부분 외곽라인정보(E1)를 추출하되, 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이 추출된 부분 외곽라인(E1)이 갖는 곡률을 측정하고, 상기 영상정보 내에서 측정된 곡률정보를 기초로 하여 상기 부분 외곽라인(E1)을 측정된 곡률값으로 연장되게 확장하여 원형상의 전체 외곽라인정보(E)를 추출할 수 있으며, 이와 같이 추출된 전체 외곽라인정보(E)를 이용하여 외곽제거패턴 형성 단계(S230)를 통해 도 6과 같이 추출된 전체 외곽라인정보(E)의 외측부분을 대상으로 하는 시료(10)의 외곽제거패턴(P)을 신속하게 추출할 수도 있다.

또한, 상기 외곽라인 추출 단계(S220)는, 시료스테이지(20)에 안착된 시료(10)의 외경정보와 추출된 전체 외곽라인정보(E) 또는 부분 외곽라인정보(E1)를 비교하여 오차가 발생한 영역에 대해서는 상기 외경정보에 따라 수정되도록 할 수 있다. 여기서, 상기 외경정보는 시료(10)의 외곽라인이 갖는 곡률정보를 포함하여 직경, 반지름 등과 같이 외곽라인정보(E)를 보완하는데 필요한 정보들일 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 영상정보를 분할기준선(L)을 중심으로 복수 개의 부분영역으로 구분하고, 구분된 하나의 부분영역의 부분 외곽라인정보(E1)을 추출하며 추출된 부분 외곽라인정보(E1)를 기초로 하여 원형상의 전체 외곽제거패턴(P)을 형성할 수 있으므로, 영상정보의 전체 영역을 대상으로 화소값을 측정하고 이를 비교하여 전체 외곽라인정보(E)를 추출한 후 상기 외곽제거패턴(P)를 형성하는 방식과 비교하여, 부분영역에 한하여 화소값을 측정한후 이를 통해 부분 외곽라인정보(E1) 또는 부분 외곽제거패턴(P1)를 형성하고 이를 대칭 또는 확장하여 전체의 외곽라인정보(E)나 전체의 외곽제거패턴(P)를 신속하게 형성할 수 있으므로 관심영역(ROI)을 추출하는데 소요되는 시간을 더욱 단축시켜 최소화할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10...웨이퍼 시료 20...시료스테이지
100...광학검사 장치 110...시료촬영부
120...제어모듈 121...화소값측정부
122...외곽라인 추출부 123...외곽제거패턴 형성부
124...관심영역추출부 125...흠결검사부
126...영역분할부
S210...시료촬영 단계 S220...외곽라인 추출 단계
S230...외곽제거패턴 형성 단계 S240...관심영역 추출 단계
E...외곽라인정보 E1...부분 외곽라인정보
P...외곽제거패턴 P1...부분 외곽제거패턴
ROI...관심영역

Claims

자동광학검사(AOI)를 위한 웨이퍼시료(10)의 관심영역(ROI)을 자동추출하는 방법에 있어서,
시료스테이지(20)의 상부 위치에 배치된 시료촬영부(110)를 통해 상기 시료스테이지(20)에 안착된 웨이퍼시료(10)를 촬영하는 시료촬영 단계(S210);
상기 시료촬영부(110)와 신호연결된 제어모듈(120)을 통해, 촬영된 영상정보에 포함된 화소값을 측정하고, 측정된 화소값 정보를 기초로 하여 외곽라인정보(E)의 판단기준이 되는 문턱값을 산출하며, 산출된 문턱값과 각 화소값을 비교하여 시료(10)의 외곽라인정보(E)를 추출하는 외곽라인 추출 단계(S220);
상기 영상정보 내에서 추출된 외곽라인정보(E)의 외측부분을 대상으로 하는 시료(10)의 외곽제거패턴(P)을 형성하는 외곽제거패턴 형성 단계(S230); 및
형성된 외곽제거패턴(P)과 상기 영상정보를 합성하여 해당 시료(10)에 대한 관심영역(ROI)을 추출하는 관심영역 추출 단계(S240);를 포함하는 관심영역 자동추출 방법.
제 1항에 있어서,
상기 외곽라인 추출 단계(S220)는, 상기 영상정보의 분할기준선(L)을 중심으로 상기 영상정보를 복수 개의 부분영역으로 구분하고, 구분된 복수 개의 부분영역 중 어느 하나의 부분영역에 한하여 해당 부분영역에 포함된 화소값을 측정하며, 측정된 화소값 정보를 기초로 하여 부분 외곽라인정보(E1)의 판단기준이 되는 문턱값을 산출하고, 산출된 문턱값과 각 화소값을 비교하여 시료(10)의 부분 외곽라인정보(E1)를 추출하며,
상기 외곽제거패턴 형성 단계(S230)는, 상기 하나의 부분영역 내에서 추출된 부분 외곽라인정보(E1)의 외측부분을 대상으로 하는 시료(10)의 부분 외곽제거패턴(P1)을 형성하며, 상기 분할기준선(L)을 중심으로 형성된 부분 외곽제거패턴(P1)을 나머지 부분영역에 대칭시켜 원형상의 전체 외곽제거패턴(P)을 형성하는 것을 특징으로 하는 관심영역 자동추출 방법.
제 1항에 있어서,
상기 외곽라인 추출 단계(S220)는, 상기 영상정보의 분할기준선(L)을 중심으로 상기 영상정보를 복수 개의 부분영역으로 구분하고, 구분된 복수 개의 부분영역 중 어느 하나의 부분영역에 한하여 해당 부분영역에 포함된 화소값을 측정하며, 측정된 화소값 정보를 기초로 하여 부분 외곽라인정보(E1)의 판단기준이 되는 문턱값을 산출하고, 산출된 문턱값과 각 화소값을 비교하여 시료(10)의 부분 외곽라인정보(E1)를 추출하며,
상기 분할기준선(L)을 중심으로 추출된 부분 외곽라인(E1)을 나머지 부분영역에 대칭시켜 원형상의 전체 외곽라인정보(E)를 추출하는 것을 특징으로 하는 관심영역 자동추출 방법.
제 3항에 있어서,
상기 분할기준선(L)은 상기 영상정보의 중앙을 수직 또는 수평으로 양분하는 기준선이며,
상기 외곽라인 추출 단계(S220)는, 상기 분할기준선(L)에 의해 양분된 두 개의 부분영역 중 하나의 부분영역에 대한 반원 형태의 부분 외곽라인정보(E1)를 추출하며, 상기 분할기준선(L)을 중심으로 추출된 부분 외곽라인(E1)을 다른 하나의 부분영역에 대칭시켜 원형상의 전체 외곽라인정보(E)를 추출하는 것을 특징으로 하는 관심영역 자동추출 방법.
제 1항에 있어서,
상기 외곽라인 추출 단계(S220)는, 상기 영상정보의 분할기준선(L)을 중심으로 상기 영상정보를 복수 개의 부분영역으로 구분하고, 구분된 복수 개의 부분영역 중 어느 하나의 부분영역에 한하여 해당 부분영역에 포함된 화소값을 측정하며, 측정된 화소값 정보를 기초로 하여 부분 외곽라인정보(E1)의 판단기준이 되는 문턱값을 산출하고, 산출된 문턱값과 각 화소값을 비교하여 시료(10)의 부분 외곽라인정보(E1)를 추출하며,
추출된 부분 외곽라인(E1)이 갖는 곡률을 측정하고, 상기 영상정보 내에서 측정된 곡률정보를 기초로 하여 상기 부분 외곽라인(E1)을 측정된 곡률값으로 연장되게 확장하여 원형상의 전체 외곽라인정보(E)를 추출하는 것을 특징으로 하는 관심영역 자동추출 방법.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 화소값은,
각 화소의 밝기를 나타내는 휘도값 또는 각 화소의 색상을 나타낸 RGB값 중 어느 하나의 값인 것을 특징으로 하는 관심영역 자동추출 방법.
제조된 웨이퍼의 흠결을 검사하기 위한 광학검사 장치에 있어서,
시료스테이지(20)의 상부 위치에 배치되어 상기 시료스테이지(20)에 안착된 웨이퍼시료(10)를 촬영하는 시료촬영부(110); 및
상기 시료촬영부(110)로부터 촬영된 영상정보에 포함된 화소값을 측정하는 화소값측정부(121)와, 측정된 화소값 정보를 기초로 하여 외곽라인정보(E)의 판단기준이 문턱값을 산출하며 산출된 문턱값과 각 화소값을 비교하여 시료(10)의 외곽라인정보(E)를 추출하는 외곽라인 추출부(122)와, 상기 영상정보 내에서 추출된 외곽라인정보(E)의 외측부분을 대상으로 하는 시료(10)의 외곽제거패턴(P)을 형성하는 외곽제거패턴 형성부(123)와, 형성된 외곽제거패턴(P)과 상기 영상정보를 합성하여 해당 시료(10)에 대한 관심영역(ROI)을 추출하는 관심영역추출부(124) 및, 추출된 관심영역(ROI)에 한하여 시료(10)의 흠결을 검사하는 흠결검사부(125)를 포함하는 제어모듈(120);을 포함하는 광학검사 장치.
제 7항에 있어서,
상기 제어모듈(120)은, 상기 영상정보에 기설정된 분할기준선(L)을 적용하여 복수 개의 부분영역으로 구분하는 영역분할부(126)를 더 포함하고,
상기 화소값측정부(121)는, 상기 분할기준선(L)에 의해 분할된 복수 개의 부분영역 중 어느 하나의 부분영역에 한하여 해당 부분영역에 포함된 화소값을 측정하며,
상기 외곽라인 추출부(122)는, 측정된 화소값 정보를 기초로 하여 외곽라인정보(E)의 판단기준이 되는 문턱값을 산출하고, 산출된 문턱값과 각 화소값을 비교하여 시료(10)의 부분 외곽라인정보(E1)를 추출하며, 산출된 부분 외곽라인정보(E1)를 기초로 하여 상기 시료(10)의 전체 외곽라인정보(E)를 추출하는 것을 특징으로 하는 광학검사 장치.
제 8항에 있어서,
상기 외곽라인 추출부(122)는,
산출된 부분 외곽라인정보(E1)를 나머지 부분영역에 대칭시켜 원형상의 전체 외곽라인정보(E)를 추출하거나,
추출된 부분 외곽라인(E1)이 갖는 곡률을 측정하고, 상기 영상정보 내에서 측정된 곡률정보를 기초로 하여 상기 부분 외곽라인(E1)을 측정된 곡률값으로 연장되게 확장하여 원형상의 전체 외곽라인정보(E)를 추출하는 것을 특징으로 하는 광학검사 장치.