KR20110017679A - Device and method for measuring height between top and bottom of sample - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A device for measuring the height between top and bottom of samples is provided to a accurately detect the height difference value regardless the surface condition of measurement samples. CONSTITUTION: A device for measuring the height between top and bottom of samples comprises a lighting light, a first imaging unit, a second imaging unit, an analyzing device(120), and a controller. A pattern plate is located in front of a light source(20) and produces a pattern beam. The first imaging unit images the pattern beam illuminated from the lighting light in a measurement sample(40).

Description

높이차 측정 장치 및 방법{Device and method for measuring height between top and bottom of sample}Device and method for measuring height between top and bottom of sample}

본 발명은 높이차 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 조명광으로 패턴빔을 사용하여 측정 시료의 높이차 값의 측정 정밀도 및 재현성을 높인 높이차 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a height difference measuring apparatus and a method, and more particularly, to a height difference measuring apparatus and method for improving the measurement accuracy and reproducibility of the height difference value of the measurement sample by using the pattern beam as the illumination light.

최근 전자제품의 초소형화에 따라, PCB 기판위의 부품의 집적도를 높이기 위해 기존의 리드대신 볼이 부품 밑면에 격자 형태로 배열되는 BGA(Ball Grid Array) 형태의 패키지가 많이 사용되고 있는 추세이다. 이러한 BGA는 한번 PCB 기판위에 장착되면 외관검사가 불가능하기 때문에 볼들의 위치나 크기 높이 검사 등의 품질 검사가 사전에 필수적이다. Recently, with the miniaturization of electronic products, in order to increase the degree of integration of components on a PCB substrate, a ball grid array (BGA) type package in which balls are arranged in a grid form instead of a conventional lead is being used. Since the BGA cannot be visually inspected once it is mounted on the PCB, quality inspection such as ball position and size height inspection is essential in advance.

특히 볼의 높이가 균일하여 볼의 정점들이 하나의 평면에 있어야 하는 동평면성은 매우 중요하다. 왜냐하면 볼의 높이가 균일하지 않으면 볼의 높이가 낮은 볼들은 접촉이 제대로 안될 가능성이 매우 높기 때문이다. In particular, the coplanarity that the height of the ball is uniform so that the vertices of the ball must be in one plane is very important. This is because, if the height of the ball is not uniform, the balls with low ball height are very likely to be in poor contact.

하지만 일반적인 2차원 영상검사는 볼 위에서 본 볼의 크기만을 측정할 수 있기 때문에 정확한 볼의 높이를 측정하기 위해서는 3차원 측정기술이 요구된다. 또한 3차원 측정기술중에서 볼에 손상이 없는 비접촉 3차원 측정기술이 요구된다.However, since the general two-dimensional image inspection can measure only the size of the ball seen from the ball, three-dimensional measurement technology is required to measure the exact height of the ball. In addition, non-contact three-dimensional measurement technology without damage to the ball among the three-dimensional measurement technology is required.

비접촉 3차원 측정기술에는 레이저 스캔, 공초점법 , 백색광 간섭법, 위상이동 간섭법, extended focus 법등이 있다. 레이저 스캔 방식은 측정원리로 삼각법을 사용하는데 레이저의 정확한 중심 추출이 핵심기술임에도 불구하고 실제 검사환경에서는 추출의 반복성과 정확성이 보장되지 않는 단점이 있다. Non-contact three-dimensional measurement techniques include laser scan, confocal method, white light interference method, phase shift interference method, and extended focus method. The laser scanning method uses trigonometry as a measuring principle. Despite the fact that the accurate center extraction of the laser is the core technology, the repeatability and accuracy of the extraction is not guaranteed in the actual inspection environment.

공초점 방식의 경우 레이저광을 스캔하는 방식으로 정밀도가 높지만 검사속도가 낮기 때문에 3차원 검사시장에 극히 일부만 적용되고 있는 수준이다. In the case of the confocal method, the laser beam is scanned with high precision, but the inspection speed is low, so only a part of it is applied to the 3D inspection market.

백색광 간섭법 과 위상이동 간섭법은 정밀도가 높지만 측정환경에 극도로 민감하여 실제 검사기에 적용시 고가의 진동방지 구조와 진동둔감 검사 알고리듬이 가장 핵심이 되는 기술이다. extended focus 방식은 현미경을 사용하여 대물렌즈를 아래로 혹은 위로 일정간격으로 이동시키면서 촬영한 후 소프트웨어적으로 각각의 높이에서 촬영된 영상중에 초점이 맞는 부분만을 찾아내어 3차원형상을 찾는 방식으로 측정 정밀도가 낮다. The white light interference method and the phase shift interference method have high precision but are extremely sensitive to the measurement environment. Therefore, the expensive anti-vibration structure and vibration desensitization algorithm are the key technologies when applied to the actual tester. The extended focus method uses a microscope to move the objective lens down or up at a certain interval, and then finds three-dimensional shapes by finding only the focused part of the image taken at each height by software. Is low.

이상과 같이 비접촉식 3차원 형상 측정 장치로 측정 시료의 3차원 형상의 측정도 중요하지만 측정 대상체중 BGA 형태의 패키지와 같은 경우에 볼의 최상위 위치와 PCB 바닥면의 높이값의 차이가 중요한 값일 수 있다. As described above, the measurement of the three-dimensional shape of the measurement sample by the non-contact three-dimensional shape measuring device is also important, but in the case of the BGA-shaped package among the measurement objects, the difference between the top position of the ball and the height value of the PCB bottom surface may be an important value. .

따라서 본 발명에서는 측정대상체의 최상위 높이값과 최하위 높이값의 차를 검출하는 장치에 대하여 제공한다. 본 발명에 따른 높이차 측정 장치는 조명광으로 패턴빔을 사용하여 측정 시료의 높이차 값의 측정 정밀도 및 재현성을 높일 수 있다.Accordingly, the present invention provides an apparatus for detecting a difference between the highest height value and the lowest height value of a measurement object. The height difference measuring apparatus according to the present invention can increase the measurement accuracy and reproducibility of the height difference value of the measurement sample by using the pattern beam as the illumination light.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 조명광으로 패턴빔을 사용하여 측정 시료의 높이차 값의 측정 정밀도 및 재현성이 향상된 높이차 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention relates to a height difference measuring apparatus and method for improving the measurement accuracy and reproducibility of the height difference value of the measurement sample by using the pattern beam as the illumination light.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 안출된 높이차 측정 장치로서, 백색광을 출력하는 광원; 상기 광원에 조명된 격자 패턴을 가진 판; 상기 격자 패턴을 무한대에 상 맺히기 위한 제1 결상렌즈; 상기 결상렌즈를 투과한 빛을 측정시료로 보내기 위한 빔-스플리터; 상기 빔-스플리터에 반사된 빛을 상기 측정 시료면에 상기 격자패턴을 결상하기 위한 대물렌즈; 상기 대물렌즈로 결상된 상기 격자패턴으로 조명된 상기 측정 시료면을 상기 대물렌즈로 결상하여 상기 빔-스플리터를 투과한 빛을 결상하기 위한 제2 결상렌즈; 상기 제 2 결상렌즈로 결상된 이미지를 기록하는 CCD; 상기 광원, 상기 격자패턴 판, 상기 제1 결상렌즈, 상기 빔-스플리터 상기 대물렌즈, 상기 제 2결상 렌즈, 그리고 상기 CCD를 포함한 전체 시스템을 이하 측정부; 상기 측정부를 이동시키기 위한 제어부; 및 상기 CCD에 기록된 상기 이미지를 분석하여 상기 측정시료의 최상위 면의 높이 값 또는 상기 측정시료의 최하위면의 초점된 위치로 상기 측정부를 이동시키는 소프트웨어를 포함하는 자동초점기능이 포함된 분석장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a height difference measuring device devised to achieve the above object, a light source for outputting white light; A plate having a lattice pattern illuminated by the light source; A first imaging lens for forming the grating pattern at infinity; A beam-splitter for transmitting the light transmitted through the imaging lens to a measurement sample; An objective lens for imaging the light reflected by the beam splitter on the grating pattern on the measurement sample surface; A second imaging lens for imaging the light transmitted through the beam-splitter by imaging the measurement sample surface illuminated by the grid pattern formed by the objective lens with the objective lens; A CCD for recording an image formed by the second imaging lens; A whole measuring system including the light source, the grating pattern plate, the first imaging lens, the beam splitter, the objective lens, the second imaging lens, and the CCD; A control unit for moving the measurement unit; And an analysis apparatus including an automatic focusing function for analyzing the image recorded in the CCD and moving the measurement unit to a height value of a top surface of the measurement sample or a focused position of a bottom surface of the measurement sample. Characterized in that it comprises a.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제어부는, 콘트롤러 와 트랜슬레이터로 구성되어 있으며, 상기 측정시료의 최상위 면의 높이를 측정하기 위해서 상기 트랜슬레이터에 미리 정해놓은 가장 높은 위치로 움직인 후에 상기 최고 높은 면의 정확한 위치를 찾고, 정확한 위치를 찾은 후에 상기 트랜슬레이터에 미리 정해놓은 가장 낮은 위치로 움직인 후에 상기 측정시료의 바닥면의 높이 값을 찾는 것을 특징으로 한다.According to still another feature of the present invention, the control unit includes a controller and a translator, and moves to the highest position predetermined in the translator in order to measure the height of the uppermost surface of the measurement sample. After finding the exact position of the high side, after finding the exact position, it moves to the lowest position predetermined in the translator, and then finds the height value of the bottom surface of the measurement sample.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명에 따른 높이차 측정 장치의 높이차 측정 방법은, 측정부를 미리 정해 놓은 가장 높은 위치로 움직이는 단계; 격자 패턴 빔을 측정 시료에 조명하는 단계; 상기 조명된 격자 패턴을 제 1 결상렌즈를 통과시키고 상기 측정부를 통해 광학적으로 상기 측정시료에 결상하는 단계; 상기 측정시료에 결상된 상기 격자 패턴이 상기 측정시료에 조명광으로 작용하여 상기 패턴과 측정시료가 결합된 면을 상기 대물렌즈 및 제 2 결상렌즈로 결상하는 단계; 상기 대물렌즈 및 제 2 결상렌즈를 통과한 이미지를 CCD에 기록하는 단계; 상기 CCD에 기록된 상기 이미지를 분석하여 상기 측정시료의 최상위 면의 높이 값을 찾는 단계; 상기 최상위 면의 높이값을 찾은 후에 측정부를 미리 정해 놓은 가장 낮은 위치로 움직인 후 상기 측정시료의 바닥면의 위치를 찾는 단계:를 포함한다.In addition, the height difference measuring method of the height difference measuring apparatus according to the present invention devised to achieve the above object, the step of moving to the highest position predetermined in advance; Illuminating the grating pattern beam on the measurement specimen; Passing the illuminated grating pattern through a first imaging lens and optically imaging the measurement sample through the measuring unit; The grating pattern formed on the measurement sample acts as illumination light on the measurement sample to form an image of the surface where the pattern and the measurement sample are combined with the objective lens and the second imaging lens; Recording an image passing through the objective lens and the second imaging lens on a CCD; Analyzing the image recorded in the CCD to find a height value of the uppermost surface of the measurement sample; And after finding the height value of the uppermost surface, moving the measurement unit to the lowest predetermined position, and then finding the position of the bottom surface of the measurement sample.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 측정시료의 가장 높은 면과 바닥면을 찾는 단계 이전에, 상기 트랜슬레이터의 최고점의 위치 와 최저점의 위치값을 미리 정해 놓는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another feature of the present invention, before the step of finding the highest surface and the bottom surface of the measurement sample, it characterized in that it comprises the step of pre-determining the position values of the highest point and the lowest point of the translator.

본 발명에 따르면, 조명광으로 패턴빔을 사용하여 측정 시료의 높이차 값의 측정 정밀도 및 재현성이 향상된다.According to the present invention, the measurement accuracy and reproducibility of the height difference value of the measurement sample are improved by using the pattern beam as the illumination light.

또한, 본 발명에 의하면, 패턴빔을 조명하여 줌으로써, 측정 시료의 최상위면과 최하위면의 면상태에 상관없이 측정시료의 최상위면과 최하위면의 높이차값을 정확하게 찾아 낼 수 있으며, 측정 시료의 높이차 값의 측정 정밀도 및 재현성이 향상된다.In addition, according to the present invention, by illuminating the pattern beam, it is possible to accurately find the height difference value between the top and bottom surfaces of the measurement sample, regardless of the surface state of the top and bottom surfaces of the measurement sample, the height of the measurement sample Measurement accuracy and reproducibility of difference values are improved.

이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings in accordance with a preferred embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 높이차 측정 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 구성도이다.1 is a configuration diagram schematically illustrating a configuration of an apparatus for measuring height difference according to an embodiment of the present invention.

도 1에서 높이차 측정 장치는, 크게, 조명부, 제1결상부, 제2결상부, 이송부, 분석장치(120) 등으로 구성되어 진다. The height difference measuring apparatus in FIG. 1 is largely comprised from an illumination part, a 1st imaging part, a 2nd imaging part, a conveyance part, the analyzer 120, etc. In FIG.

조명부는 패턴빔을 측정시료에 상맺히게 조명하는 부분으로, 광원(20), 패턴부(10)으로 이루어진다. 즉, 패턴빔을 측정시료(40)에 상맺히기 위해서 광원(20)의 앞쪽에 패턴부(10)을 놓고 광을 조명한다. The lighting unit is a portion that illuminates the pattern beam on the measurement sample, and includes a light source 20 and a pattern unit 10. That is, in order to raise the pattern beam to the measurement sample 40, the pattern portion 10 is placed in front of the light source 20 to illuminate the light.

광원(20)은 백색광이나 LED를 사용한다.The light source 20 uses white light or LED.

패턴부(10)는 측정시료(40) 상맺히게 할 패턴을 구비하며, 광원(20)의 앞쪽에 위치하여 패턴빔을 출사한다. 패턴부(10)의 패턴은 격자 패턴일 수 있다. 즉, 패턴부(10)는 격자 패턴을 가진 판으로 구성할 수 있다.The pattern portion 10 includes a pattern to form the measurement sample 40, and is positioned in front of the light source 20 to emit the pattern beam. The pattern of the pattern portion 10 may be a grid pattern. That is, the pattern portion 10 may be formed of a plate having a lattice pattern.

제1결상부는 광원(20)과 패턴부(10)로부터 조명된 패턴빔을 측정시료에 결상하는 부분으로, 제1결상렌즈(80), 빔-스플리터(60), 대물렌즈(50)로 이루어진다. 즉, 결상부에서 패턴부(10)에 의한 패턴빔을 측정시료(40)에 상맺히게 하기 위해 두개의 렌즈, 즉, 제1결상렌즈(80), 대물렌즈(50)를 사용하였다. The first imaging unit is a part for forming a pattern beam illuminated from the light source 20 and the pattern unit 10 on a measurement sample. The first imaging unit includes a first imaging lens 80, a beam splitter 60, and an objective lens 50. . That is, two lenses, that is, the first imaging lens 80 and the objective lens 50, were used to image the pattern beam by the pattern portion 10 to the measurement sample 40 at the imaging portion.

제1결상렌즈(80)는 초점거리에 패턴부(10)를 두어 광원(20)에서 패턴부(10)를 통해 나온 빔을 무한대에 상맺히게 한다.The first imaging lens 80 arranges the pattern portion 10 at the focal length so that the beam emitted from the light source 20 through the pattern portion 10 is formed at infinity.

빔-스플리터(60)는 제1결상렌즈(80)를 통과한 빛을 반사시켜 대물렌즈(50)쪽으로 향하게 한다. The beam splitter 60 reflects the light passing through the first imaging lens 80 to be directed toward the objective lens 50.

대물렌즈(50)는 일반 현미경에 사용하는 대물렌즈로, 빔-스플리터(60)를 통해 입사되는 패턴빔을 대물렌즈(50)의 초점에 패턴부(10)의 패턴(격자패턴)을 상맺히게 한다.The objective lens 50 is an objective lens used for a general microscope, and the pattern beam incident through the beam splitter 60 makes the pattern (lattice pattern) of the pattern portion 10 at the focal point of the objective lens 50. do.

제2결상부는 측정시료(40)로부터 반사된 빔을 CCD(30)에 상맺히게 하는 부분으로, 대물렌즈(50), 빔-스플리터(60), 제2결상렌즈(70), CCD(30) 등으로 이루어진다.The second imaging unit is a portion that causes the CCD 30 to reflect the beam reflected from the measurement sample 40. The objective lens 50, the beam splitter 60, the second imaging lens 70, and the CCD 30 And so on.

대물렌즈(50)는 측정시료(40)로부터 반사된 빔을 무한대에 상맺히게 한다. The objective lens 50 causes the beam reflected from the measurement sample 40 to be raised to infinity.

빔-스플리터(60)는 대물렌즈(50)를 통과한 빔을 제2결상렌즈(70) 쪽으로 향하게 한다.The beam splitter 60 directs the beam passing through the objective lens 50 toward the second imaging lens 70.

제2결상렌즈(70)는 빔-스플리터(60)를 통해 입사되는 패턴빔을 CCD(30)에 상맺히게 된다.The second imaging lens 70 images the pattern beam incident through the beam splitter 60 on the CCD 30.

CCD(30)는 제2결상렌즈(70)를 통해 입사된 패턴빔의 영상을 검출하여 분석장치(120)으로 전송한다. 즉, CCD(30)는 제2결상렌즈(70)로 결상된 이미지를 기록한다.The CCD 30 detects an image of the pattern beam incident through the second imaging lens 70 and transmits the image to the analyzer 120. That is, the CCD 30 records an image formed by the second imaging lens 70.

이송부(제어부)는 분석장치(120)의 위치 제어신호에 따라 측정부(130)의 위치를 자동으로 조절하는 수단, 즉, 그럼에 의해 측정시료(40)의 위치가 상대적으로 이동되는 수단으로서, 트랜슬레이터(100), 콘트롤러(110)를 구비한다.The transfer unit (control unit) is a means for automatically adjusting the position of the measuring unit 130 in accordance with the position control signal of the analysis device 120, that is, a means for moving the position of the measurement sample 40 relatively, The translator 100 and the controller 110 are provided.

콘트롤러(110)는 CCD(30)로 결상된 영상을 분석장치(120)로 초점화 정도를 분석하여 초점시키기위한 다음 위치로 측정부(200)의 위치를 이동시키위해 트랜슬레이터(100)를 구동시킨다.The controller 110 drives the translator 100 to move the position of the measurement unit 200 to the next position for focusing the image formed by the CCD 30 by analyzing the focusing degree with the analyzer 120. .

트랜슬레이터(100)는 콘트롤러(110)에 의해 구동되어 측정부(130)의 위치를 조절한다.The translator 100 is driven by the controller 110 to adjust the position of the measuring unit 130.

즉, 이송부(제어부)는 콘트롤러와 트랜슬레이터로 구성되어 있으며, 상기 측정시료의 최상위 면의 높이를 측정하기 위해서 상기 트랜슬레이터에 미리 정해놓은 가장 높은 위치로 측정부(130)를 움직인 후에 상기 측정시료의 최고 높은 면의 정확한 위치를 찾고, 상기 정확한 위치를 찾은 후에 상기 트랜슬레이터에 미리 정해놓은 가장 낮은 위치로 측정부(130)를 움직인 후에 상기 측정시료의 바닥면의 높이 값을 찾는다.That is, the transfer unit (control unit) is composed of a controller and a translator, in order to measure the height of the uppermost surface of the measurement sample, after moving the measuring unit 130 to the highest position predetermined in the translator, the measurement After finding the exact position of the highest surface of the sample, after finding the exact position, the measurement unit 130 is moved to the lowest position predetermined in the translator, and then the height value of the bottom surface of the measurement sample is found.

분석장치(120)는 CCD(30)로부터 입력된 영상을 분석하며, 측정부(130)의 위 치 제어신호를 생성하여 콘트롤러(110)로 전송한다. 분석장치(120)는 기록된 패턴 영상을 수치적으로 분석하는 소프트웨어를 포함하고 있다. 즉, 분석장치(120)는 CCD에 기록된 상기 이미지를 분석하여 상기 측정시료의 최상위 면의 높이 값 또는 상기 측정시료의 최하위면의 초점된 위치로 상기 측정부(130)를 이동시키는 소프트웨어를 포함하는 자동초점기능이 포함되어 있다. The analyzer 120 analyzes the image input from the CCD 30, generates a position control signal of the measurement unit 130, and transmits the generated control signal to the controller 110. The analyzing apparatus 120 includes software for numerically analyzing the recorded pattern image. That is, the analysis device 120 includes software for analyzing the image recorded in the CCD and moving the measurement unit 130 to the height value of the top surface of the measurement sample or the focused position of the bottom surface of the measurement sample. Auto focus is included.

다시말해, 패턴빔을 측정시료(40)에 상맺히기 위해서 광원(1)의 앞쪽에 패턴부(10)을 놓고 광을 조명한다. 패턴을 측정시료(40)에 상맺히게 하기 위해 두개의 렌즈를 사용하였다. 두개의 렌즈중에 대물렌즈(50)는 일반 현미경에 사용하는 대물렌즈이며 제1결상렌즈(80)의 초점거리에 패턴부(10)을 두어 광원(20)에서 나온 빔을 무한대에 상맺히게 한다. 제1결상렌즈(80)를 통과한 빛을 빔-스플리터(60)에서 반사시켜 대물렌즈(50)쪽으로 향하게 한다. 대물렌즈(50)로 향한 빔은 대물렌즈(50)의 초점에 패턴을 상맺힌다. 패턴을 포함한 측정시료(40)를 대물렌즈(50)로 무한대에 상맺히게 한다. 대물렌즈(50)를 통과한 빔은 빔-스플리터(60)를 통과하여 제2결상렌즈(70)로 CCD(30)에 상맺히게 된다.In other words, the pattern portion 10 is placed in front of the light source 1 to illuminate the light in order to raise the pattern beam to the measurement sample 40. Two lenses were used to bring the pattern to the sample 40. Of the two lenses, the objective lens 50 is an objective lens used in a general microscope, and the pattern portion 10 is placed at the focal length of the first imaging lens 80 to raise the beam emitted from the light source 20 to infinity. The light passing through the first imaging lens 80 is reflected by the beam splitter 60 to be directed toward the objective lens 50. The beam directed to the objective lens 50 forms a pattern at the focal point of the objective lens 50. The measurement sample 40 including the pattern is brought to infinity with the objective lens 50. The beam passing through the objective lens 50 passes through the beam splitter 60 and is imaged on the CCD 30 by the second imaging lens 70.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 높이차 측정 방법에 대한 개략적인 설명도이다. 즉, 도 2는 본 발명에 따른 높이차 측정 장치에서 측정시료(40)의 최상위 높이값과 최하위 높이값의 차를 찾아내기 위해 고안된 알고리즘을 나타낸다.2 is a schematic explanatory diagram of a height difference measuring method according to an exemplary embodiment of the present invention. That is, Figure 2 shows an algorithm designed to find the difference between the highest height value and the lowest height value of the measurement sample 40 in the height difference measuring apparatus according to the present invention.

측정부(130)를 이동시키는 장치인 이송부(제어부)는 트랜슬레이터(100)와 트랜슬레이터(100)를 콘트롤하는 콘트롤러(110)와 CCD(30)에 맺힌 상을 분석하는 소 프트웨어를 포함하는 분석장치(120)인 컴퓨터로 구성되어 있다. 분석장치(120)에서 CCD(30)에 맺힌 상을 분석하여 시료의 최상위 위치 및 최하위 위치로 자동 초점되도록 트랜슬레이터(100)를 콘트롤러(110)를 이용하여 이동 시킨다.The transfer unit (control unit), which is a device for moving the measuring unit 130, includes a translator 100, a controller 110 that controls the translator 100, and a software for analyzing an image formed on the CCD 30. It is comprised by the computer which is the analysis apparatus 120. The analyzer 100 moves the translator 100 using the controller 110 so as to analyze the image formed on the CCD 30 and automatically focus to the highest position and the lowest position of the sample.

최상위 위치 이동단계로, 측정부(130)를 최상위 측정부 위치로 이동시킴에 의해, 카메라를 상대적으로 최상위 위치로 이동시킨다(S10). 이는 위에서부터 아래로 이동하면서 포커싱(Fousing)(자동 초점)을 행하기위한 기초 준비이다.In the movement of the highest position, the camera is moved to the highest position by moving the measurement unit 130 to the position of the highest measurement unit (S10). This is the basic preparation for performing focusing (auto focusing) while moving from top to bottom.

즉, 최상위 위치 값을 찾아내기 위해서 측정시료(40)의 최상위 위치에 결상하기 위한 대물렌즈(50) 위치보다 더 높은 위치로 대물렌즈(50)를 강제 이동시킨다. 상기 대물렌즈(50)를 강제 이동시킨 최상의 위치를 최상위 측정부 위치라 할 것이다. 상기 최상위 측정부 위치는 미리 정해 놓은 값으로 측정시료(40)에 따라 가장 빠르게 측정시료(40)의 최상위 위치를 찾아낼 수 있도록 정한다. 상기 최상위 측정부 위치는 측정시료(40)의 최상위 위치를 자동으로 찾아내기 위한 초기값에 해당된다.That is, the objective lens 50 is forcibly moved to a position higher than the position of the objective lens 50 for forming the image at the highest position of the measurement sample 40 in order to find the highest position value. The best position where the objective lens 50 is forcibly moved will be referred to as the highest measurement position. The position of the uppermost measurement unit is determined so as to find the highest position of the measurement sample 40 most quickly according to the measurement sample 40 at a predetermined value. The position of the highest measurement unit corresponds to an initial value for automatically finding the highest position of the measurement sample 40.

측정시료의 최상위 위치 검색단계로, 최상위 위치로부터 점차 아래로 이동하면서 포커싱(Fousing)을 행하며(S20), 측정시료(40)의 최상위 위치를 찾아 기록한다(S30). 즉, 상기 최상위 측정부 위치로부터 상기 측정부를 아래로 이동시키면서 측정시료(40)의 최상위 위치로 자동 초점되도록 한다.In the search for the highest position of the measurement sample, focusing is performed while gradually moving down from the highest position (S20), and the highest position of the measurement sample 40 is found and recorded (S30). In other words, while moving the measuring unit from the position of the uppermost measuring unit to the automatic focus to the highest position of the measurement sample 40.

최하위 위치 이동단계로, 측정부(130)를 최하위 측정부 위치로 이동시킴에 의해, 카메라를 상대적으로 최하위 위치로 이동시킨다(S40). In the lowest position moving step, the camera is moved to the lowest position by moving the measuring unit 130 to the lowest measuring unit position (S40).

즉, 측정시료의 최상위 위치 검색단계에서 측정시료(40)의 최상위 위치를 찾 은 후에 상기 측정부(130)를 측정시료(40)의 최하위 위치에 결상하기 위한 대물렌즈(50) 위치보다 더 낮은 위치로 측정부(130)를 강제 이동시킨다. 상기 측정부(130)를 강제 이동시킨 최하위 위치를 최하위 측정부 위치라 할 것이다. 상기 최하위 측정부 위치는 미리 정해 놓은 값으로 측정시료(40)에 따라 가장 빠르게 측정시료(40)의 최하위 위치를 찾아낼 수 있도록 정한다. That is, after finding the highest position of the measurement sample 40 in the uppermost position search step of the measurement sample, the measurement unit 130 is lower than the position of the objective lens 50 to form the lowest position of the measurement sample 40. Force the measurement unit 130 to the position. The lowest position where the measuring unit 130 is forcibly moved will be referred to as the lowest measuring unit position. The position of the lowest measurement part is determined so as to find the lowest position of the measurement sample 40 most quickly according to the measurement sample 40 at a predetermined value.

측정시료의 최하위 위치 검색단계로, 최하위 위치로부터 점차 위로 이동하면서 포커싱(Fousing)을 행하며(S50), 측정시료(40)의 최하위 위치를 찾아 기록한다(S60). 즉, 상기 최하위 측정부 위치는 측정시료(40)의 최하위 위치를 자동으로 찾아내기 위한 초기값에 해당되며, 상기 대물렌즈를 위로 이동시키면서 측정시료(40)의 최하위 위치로 자동 초점되도록 한다. 이같은 방법으로 측정시료(40)의 최상위 위치와 최하위 위치의 높이값의 차를 찾게 된다.In the search for the lowest position of the measurement sample, focusing is performed while gradually moving upward from the lowest position (S50), and the lowest position of the measurement sample 40 is found and recorded (S60). That is, the position of the lowest measurement unit corresponds to an initial value for automatically finding the lowest position of the measurement sample 40, and to automatically focus to the lowest position of the measurement sample 40 while moving the objective lens upward. In this way, the difference between the height value of the highest position and the lowest position of the measurement sample 40 is found.

높이차 연산단계로, 구하여진 측정시료(40)의 최상위 위치와 최하위 위치의 높이값의 차를 연산한다(S70).In the height difference calculation step, the difference between the height value of the highest position and the lowest position of the obtained measurement sample 40 is calculated (S70).

다시말해, 높이차 측정 방법은, 측정부(130)를 미리 정해 놓은 가장 높은 위치로 움직이는 단계; 격자 패턴 빔을 측정 시료에 조명하는 단계; 상기 조명된 격자 패턴을 제 1 결상렌즈를 통과시키고 상기 대물렌즈를 통해 광학적으로 상기 측정시료에 결상하는 단계; 상기 측정시료에 결상된 상기 격자 패턴이 상기 측정시료에 조명광으로 작용하여 상기 패턴과 측정시료가 결합된 면을 상기 대물렌즈 및 제 2 결상렌즈로 결상하는 단계; 상기 대물렌즈 및 제 2 결상렌즈를 통과한 이미지를 CCD에 기록하는 단계; 상기 CCD에 기록된 상기 이미지를 분석하여 상기 측정시료의 최상위 면의 높이 값을 찾는 단계; 상기 최상위 면의 높이값을 찾은 후에 제어부에서 트랜슬레이터를 미리 정해 놓은 가장 낮은 위치로 측정부(130)를 움직인 후 상기 측정시료의 바닥면의 위치를 찾는 단계:를 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 측정시료의 가장 높은 면과 바닥면을 찾는 단계 이전에, 상기 트랜슬레이터의 최고점의 위치 와 최저점의 위치값을 미리 정해 놓는 단계를 포함할 수 있다.In other words, the height difference measuring method includes the steps of moving the measuring unit 130 to a predetermined highest position; Illuminating the grating pattern beam on the measurement specimen; Passing the illuminated grating pattern through a first imaging lens and optically imaging the measurement sample through the objective lens; The grating pattern formed on the measurement sample acts as illumination light on the measurement sample to form an image of the surface where the pattern and the measurement sample are combined with the objective lens and the second imaging lens; Recording an image passing through the objective lens and the second imaging lens on a CCD; Analyzing the image recorded in the CCD to find a height value of the uppermost surface of the measurement sample; After the height value of the top surface is found in the control unit, the step of moving the measuring unit 130 to the lowest position in which the translator is predetermined, and then finding the position of the bottom surface of the measurement sample. In addition, prior to the step of finding the highest surface and the bottom surface of the measurement sample, it may include the step of pre-determining the position values of the highest point and the lowest point of the translator.

도 3은 본 발명의 일 실시예로 측정 대상체가 BGA(ball grid array) 인 경우 패턴빔이 조사된 경우 CCD로 촬영된 (a) BGA 볼의 최상위 위치에 초점된 영상 (b) PCB 바닥면에 초점된 영상을 나타낸 사진이다.3 is an embodiment of the present invention when the measurement object is a ball grid array (BGA) when the pattern beam is irradiated by the CCD (a) the image focused on the top position of the BGA ball (b) on the PCB bottom surface This picture shows the focused image.

즉, 도 3은 본 발명에 따른 높이차 측정 장치에서 측정시료(40)의 한 예로 기판위에 BGA가 붙어 있는 경우로, 도 3의 (a)는 측정시료(40)의 최상의 높이에 있는 볼의 최고점과 그 최고점에 패턴빔을 상맺히게 하여 조명한 후에 CCD(30)에 상맺힌 영상이다. 도 3의 (b)는 측정시료(40)의 최하위 높이에 있는 기판면과 그 기판면에 패턴빔을 상맺히게 하여 조명한 후에 CCD(30)에 상맺힌 영상이다. 도 3의 측정결과로 즉, 측정시료가 BGA인 경우 높이차 측정 결과를 표 1에 나타내었다.That is, Figure 3 is a case where the BGA is attached to the substrate as an example of the measurement sample 40 in the height difference measuring apparatus according to the present invention, Figure 3 (a) is a view of the ball at the highest height of the measurement sample 40 The image is imaged on the CCD 30 after illuminating the peak and the pattern beam at the highest point. 3B is an image formed on the CCD 30 after illuminating the substrate surface at the lowest height of the measurement sample 40 and the pattern beam on the substrate surface. In other words, when the measurement sample is the BGA measurement results of Figure 3 is shown in Table 1 the height difference measurement results.

<표 1. 측정시료가 BGA인 경우 높이차 측정 결과><Table 1. Height Difference Measurement Result when BGA is BGA>

Figure 112009049791069-PAT00001
Figure 112009049791069-PAT00001

도 4는 본 발명의 일 실시예로 측정 대상체가 BGA인 경우 본 발명의 높이차 측정 장치로 측정된 결과를 보여주는 도면이다. 4 is a view illustrating a result measured by the height difference measuring apparatus of the present invention when the measurement object is a BGA according to one embodiment of the present invention.

도 4는 측정시료가 BGA인 경우에 측정시료의 최상위 및 최하위 높이를 찾아내는 알고리즘이 정확도가 어느 정도인지 알아보기 위해 측정시료의 최하위 위치의영상을 CCD(30)에 초점 맺히도록한 후 1μm 씩 위쪽으로 대물렌즈를 이동하면서 CCD(30)에 상맺힌 영상들을 본 발명의 높이차 측정 장치의 분석장치(110)에서 사용하는 소프트웨어에 입력하여 분석한 결과를 나타낸다. 4 shows that the algorithm for finding the highest and lowest height of the sample when the sample is BGA focuses the image of the lowest position of the sample on the CCD 30 and then upwards by 1 μm. The image obtained by the CCD 30 while moving the objective lens is inputted to the software used in the analysis device 110 of the height difference measuring device of the present invention, and the analysis result is shown.

도 4에서 x축 값은 높이 값이며 y축 값은 초점정도를 나타내는 값으로 값이 높을수록 그 면에 초점이 잘 맞아 있음을 나타낸다. 도 4에서 미분값이 0인 최대값을 갖는 위치가 3군데 나타남을 알 수 있는데 가장 왼쪽에 나타나는 최대값이 측정시료(40)인 BGA의 바닥면이 초점된 경우이며 가장 오른쪽에 나타나는 최대값이 측정시료(40)인 BGA 볼의 최상위면이 초점된 경우이다.In FIG. 4, the x-axis value is a height value and the y-axis value is a value indicating the degree of focus, and the higher the value, the better the focus on the surface. In FIG. 4, it can be seen that there are three positions having the maximum value of the derivative value 0. The maximum value that appears on the left side is when the bottom surface of the BGA, the measurement sample 40, is focused, and the maximum value that appears on the right side is The top surface of the BGA ball, which is the measurement sample 40, is focused.

본 발명인 높이차 측정 장치의 특징으로 패턴빔을 조사하는 것인데 패턴빔의 유용성인 높이차 값을 찾아내는 정밀도를 알아내기 위해 측정시료(40)의 조건을 바꾸어 실험하였다.As a feature of the height difference measuring device of the present invention, the pattern beam is irradiated, and the conditions of the measurement sample 40 are changed in order to find out the accuracy of finding the height difference value which is the usefulness of the pattern beam.

도 5는 본 발명의 일 실시예로 측정 대상체가 BGA이며 바닥면이 거울과 같은 패턴이 없는 경우에 일반광으로 조사된 경우 CCD로 촬영된 (a) BGA 볼의 최상위 위치에 초점된 영상, (b) 패턴이 없는 바닥면에 초점된 영상, 패턴빔으로 조사된 경우 CCD로 촬영된 (c) BGA 볼의 최상위 위치에 초점된 영상, (d) 패턴이 없는 바닥면에 초점된 영상을 나타낸 사진이다. 5 is an embodiment of the present invention, when the measurement object is a BGA and the bottom surface does not have a mirror-like pattern, when the image is irradiated with normal light (a) the image focused on the highest position of the BGA ball, ( b) an image focused on the bottom surface without a pattern, (c) an image focused on the topmost position of a BGA ball photographed by a CCD when irradiated with a pattern beam, and (d) an image focused on the bottom surface without a pattern. to be.

도 5는 BGA에 사용되는 볼을 유리판위에 놓아 바닥면이 거울면으로 된 시료 (시료 A)를 만들었다. FIG. 5 shows a sample (Sample A) having the bottom surface mirrored by placing a ball used for BGA on a glass plate.

도 5의 (a), (b)는 패턴빔 대신에 일반 광원을 조사하여 CCD(4)에 초점된 시료 A의 최상위 면과 최하위 면의 영상을 나타낸다. 도 5의 (c), (d)는 본 발명의 높이차 측정 장치를 사용하여 CCD(4)에 초점된 시료 A의 최상위 면과 최하위 면의 영상을 나타낸다. 5 (a) and 5 (b) show images of the top and bottom surfaces of Sample A focused on the CCD 4 by irradiating a general light source instead of the pattern beam. 5 (c) and 5 (d) show images of the top and bottom surfaces of Sample A focused on the CCD 4 using the height difference measuring apparatus of the present invention.

본 발명의 높이차 측정 장치에서 조명광으로 사용된 빔이 패턴빔이므로 도 5의 (c), (d)에 시료 A의 최상위면과 최하위면에 패턴이 초점된 것을 볼 수 있다.Since the beam used as the illumination light in the height difference measuring apparatus of the present invention is a pattern beam, it can be seen that the pattern is focused on the top and bottom surfaces of the sample A in FIGS. 5C and 5D.

도 6은 본 발명의 일 실시예로 측정 대상체가 BGA이며 인 경우 바닥면이 거울과 같은 패턴이 없는 경우에 패턴이 없는 일반광으로 조사된 경우 (a)측정된 결과, 본 발명의 높이차 측정 장치로 패턴빔이 조사된 경우 (b) 측정된 결과를 보여주는 도면이다.Figure 6 is an embodiment of the present invention when the measurement object is a BGA and when the bottom surface is irradiated with normal light without a pattern when there is no pattern such as a mirror (a) measured result, the height difference measurement of the present invention (B) shows the measured result when the pattern beam is irradiated with the device.

즉, 시료 A에 패턴빔이 조사된 경우와 일반광이 조사된 경우에 영상을 본 발명의 높이차 측정 장치에서 높이차를 찾아내는 알고리즘에 사용된 소프트웨어에 입력하여 그 값을 찾아내 결과를 도 6에 나타내었다.  That is, when the pattern beam is irradiated on the sample A and when the normal light is irradiated, the image is input to the software used in the algorithm for finding the height difference by the height difference measuring apparatus of the present invention, and the value is found. Shown in

도 6의 (a)는 일반광으로 조사된 경우의 결과이며 도 6의 (b)는 본 발명의 높이차 측정 장치에서 사용하는 패턴빔이 조사된 경우의 결과이다. 도 6에서 x축 값은 높이 값이며, y축 값은 초점정도를 나타내는 값으로 값이 높을수록 그 면에 초점이 잘 맞아 있음을 나타낸다. 도 6의 (a)에서 보듯이 일반광을 조사한 경우에 시료 A의 바닥면에 대한 높이값을 찾아내기가 어렵다는 것을 알 수 있다. 그에 비해 도 6의 (b)는 시료 A의 바닥면과 최상위 위치값을 정확하게 찾아낸 것 을 알 수 있다. 이상을 정리하여 표로 나타내면 표2와 같다.FIG. 6A is a result when it is irradiated with normal light, and FIG. 6B is a result when it is irradiated with the pattern beam used by the height difference measuring apparatus of this invention. In FIG. 6, the x-axis value is a height value, and the y-axis value is a value indicating the degree of focus, and the higher the value, the better the focus is on the surface. As shown in FIG. 6A, it can be seen that it is difficult to find the height value of the bottom surface of the sample A when the general light is irradiated. In contrast, Figure 6 (b) it can be seen that the bottom surface and the highest position value of the sample A accurately found. The above is summarized in Table 2.

<표 2. 사용된 조명광이 일반광인 경우와 패턴빔인 경우 시료 A의 높이차 측정 결과> <Table 2. Measurement result of height difference of sample A when used illumination light is normal light and pattern beam>

Figure 112009049791069-PAT00002
Figure 112009049791069-PAT00002

표 2에 나타난 결과를 보면 두가지 경우에 비슷한 측정값을 얻었다는 것을 알 수 있다. 하지만 이러한 결과값을 얻은 이유는 1μm 씩 대물렌즈의 높이를 높이면서 촬영된 영상들을 분석한 결과값으로 실재 자동초점기능을 사용하는 경우에 결과값이 다를 수 있다. The results in Table 2 show that similar measurements were obtained in both cases. However, this result is obtained by analyzing the images taken while increasing the height of the objective by 1 μm. The result may be different when the actual autofocus function is used.

자동초점기능을 가진 높이값 측정장치에서 일반광을 사용하여 조명하는 경우에 그림 6a에서 보듯이 바닥면의 초점이 맞은 영상 부분의 영역이 너무 좁아 바닥부분의 값을 놓칠 확률이 클 수 있다. 그에 비하여 본 발명인 높이값 측정장치에 사용된 조명으로 패턴빔을 사용하는 경우에 그림 6의 (b)에서 보듯이 측정 시료의 바닥면의 상태에 관계없이 정확하게 높이 차이 값을 찾아 낼 수 있음을 알 수 있다.In the case of illumination using general light in a height measuring device having an autofocus function, as shown in Fig. 6a, the area of the focused image portion of the bottom surface may be too narrow, so there is a high possibility of missing the value of the bottom portion. On the other hand, when the pattern beam is used as the illumination used in the height measuring device of the present invention, as shown in (b) of FIG. 6, it can be seen that the height difference value can be found accurately regardless of the state of the bottom surface of the measured sample. Can be.

본 발명인 높이차 측정장치의 또 다른 실시예로 측정시료(40)의 바닥면이 일 정한 경우에 측정시료(40)의 최저 낮은 위치값을 한번만 찾고 그 이후에 최고 높은 위치 값만을 찾아 측정속도를 높일 수 있다. In another embodiment of the present invention, when the bottom surface of the measurement sample 40 is constant, the lowest and lowest position values of the measurement sample 40 are found only once, and only the highest and highest position values thereafter are measured. It can increase.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예로 측정대상체의 바닥면의 높이가 일정한 경우에 바닥면의 높이를 한번 측정하고 난 후에 측정대상체의 전영역을 이동하면서 최상위 위치만을 찾아내는 방법에 관한 설명도이다.FIG. 7 is an explanatory diagram of a method of finding only the highest position while moving the entire area of the measurement object after measuring the height of the bottom surface once when the height of the bottom surface of the measurement object is constant according to an embodiment of the present invention. .

도 7에서 측정부(130)를 이동시키는 장치인 이송부는 트렌슬레이터(10)와 트렌슬레이터(10)를 콘트롤하는 콘트롤러(110)와 CCD(30)에 맺힌 상을 분석하는 소프트웨어를 포함하는 분석장치(120)인 컴퓨터로 구성되어 있다. 상기 분석장치(120)에서 CCD(30)에 맺힌상을 분석하여 시료의 최상위 위치 및 최하위 위치로 자동 초점되도록 트렌슬레이터(10)를 콘트롤러(110)를 이용하여 측정부(130)를 이동시킨다. In FIG. 7, the transfer unit, which is a device for moving the measurement unit 130, includes an analysis device including a translator 10, a controller 110 controlling the translator 10, and software for analyzing an image formed on the CCD 30. It consists of a computer which is 120. The analyzer 130 moves the measurement unit 130 by using the controller 110 to analyze the image formed on the CCD 30 and to automatically focus to the highest position and the lowest position of the sample.

최하위 위치 이동단계로, 측정부(130)를 최하위 측정부 위치로 이동시킴에 의해, 대물렌즈(30)를 상대적으로 최하위 위치로 이동시킨다(S110). 이는 아래에서부터 위로 이동하면서 포커싱(Fousing)(자동 초점)을 행하기위한 기초 준비이다.In the lowest position moving step, the objective lens 30 is relatively moved to the lowest position by moving the measuring unit 130 to the lowest measuring unit position (S110). This is the basic preparation for performing focusing (auto focusing) while moving from the bottom up.

즉, 측정시료(40)의 최하위 위치를 찾기위해 측정부(130)를 측정시료(40)의 최하위 위치에 결상하기 위한 대물렌즈(50) 위치보다 더 낮은 위치로 측정부(130)를 강제 이동 시킨다. 상기 측정부(130)를 강제 이동시킨 최하위 위치를 최하위 측정부 위치라 할 것이다. 상기 최하위 측정부 위치는 미리 정해 놓은 값으로 측정시료(40)에 따라 가장 빠르게 측정시료(40)의 최하위 위치를 찾아낼 수 있도록 정한다. That is, forcibly moving the measuring unit 130 to a position lower than the position of the objective lens 50 for forming the measuring unit 130 at the lowest position of the measuring sample 40 to find the lowest position of the measuring sample 40. Let's do it. The lowest position where the measuring unit 130 is forcibly moved will be referred to as the lowest measuring unit position. The position of the lowest measurement part is determined so as to find the lowest position of the measurement sample 40 most quickly according to the measurement sample 40 at a predetermined value.

측정시료의 최하위 위치 검색단계로, 최하위 위치로부터 점차 위로 이동하면서 포커싱(Fousing)을 행하며(S120), 측정시료(40)의 최하위 위치를 찾아 기록한다(S130). 즉, 상기 최하위 측정부 위치는 측정시료(40)의 최하위 위치를 자동으로 찾아내기 위한 초기값에 해당되며, 상기 대물렌즈를 위로 이동시키면서 측정시료(40)의 최하위 위치로 자동 초점되도록 한다.In the search for the lowest position of the measurement sample, focusing is performed while gradually moving upward from the lowest position (S120), and the lowest position of the measurement sample 40 is found and recorded (S130). That is, the position of the lowest measurement unit corresponds to an initial value for automatically finding the lowest position of the measurement sample 40, and to automatically focus to the lowest position of the measurement sample 40 while moving the objective lens upward.

최상위 위치 이동단계로, 측정부(130)를 최상위 측정부 위치로 이동시킴에 의해, 대물렌즈를 상대적으로 최상위 위치로 이동시킨다(S140). In the movement of the highest position, by moving the measuring unit 130 to the position of the highest measuring unit, the objective lens is moved to a relatively highest position (S140).

즉, 측정시료(40)의 최하위 위치값을 찾아낸 후 최상위 위치를 찾아 내기 위해서 측정시료(40)의 최상위 위치에 결상하기 위한 대물렌즈(50) 위치보다 더 높은 위치로 측정부(130)를 강제 이동시킨다. 상기 측정부(130)를 강제 이동시킨 최상의 위치를 최상위 측정부 위치라 할 것이다. 상기 최상위 측정부 위치는 미리 정해 놓은 값으로 측정시료(40)에 따라 가장 빠르게 측정시료(40)의 최상위 위치를 찾아낼 수 있도록 정한다. That is, forcing the measurement unit 130 to a position higher than the position of the objective lens 50 for forming an image at the highest position of the measurement sample 40 to find the lowest position value of the measurement sample 40 and then finding the highest position. Move it. The best position where the measuring unit 130 is forcibly moved will be referred to as the highest measuring unit position. The position of the uppermost measurement unit is determined so as to find the highest position of the measurement sample 40 most quickly according to the measurement sample 40 at a predetermined value.

측정시료의 최상위 위치 검색단계로, 최상위 위치로부터 점차 아래로 이동하면서 포커싱(Fousing)을 행하며(S150), 측정시료(40)의 최상위 위치를 찾아 기록한다(S160). 즉, 상기 최상위 측정부 위치는 측정시료(40)의 최상위 위치를 자동으로 찾아내기 위한 초기값에 해당되며, 상기 측정부(130)를 아래로 이동시키면서 측정시료(40)의 최상위 위치로 자동 초점되도록 한다. 이같은 방법으로 측정시료(40)의 최상위 위치와 최하위 위치의 높이값의 차를 찾게 된다.In the search for the highest position of the measurement sample, focusing is performed while gradually moving down from the highest position (S150), and the uppermost position of the measurement sample 40 is found and recorded (S160). That is, the position of the highest measurement unit corresponds to an initial value for automatically finding the highest position of the measurement sample 40, and automatically moves to the highest position of the measurement sample 40 while moving the measurement unit 130 downward. Be sure to In this way, the difference between the height value of the highest position and the lowest position of the measurement sample 40 is found.

높이차 연산단계로, 구하여진 측정시료(40)의 최상위 위치와 최하위 위치의 높이값의 차를 연산한다(S170).In the height difference calculation step, the difference between the height value of the highest position and the lowest position of the obtained measurement sample 40 is calculated (S170).

이같은 방법으로 측정시료(40)의 최상위 위치와 최하위 위치의 높이차값을 구한은 후에 측정시료(40)의 다른 위치에서의 높이차 값을 찾아내기 위하여 측정시료(40)를 수평 이동하고 측정시료(40)의 다른 위치에서최상위 위치와 최하위 위치의 높이차값을 찾아내기 위하여 최상위 측정부 위치로 측정부(130)를 강제 이동시킨다. 상기 제시된 방법으로 반복하여 측정함으로써 측정시료(40)의 모든 부분의 높이차 값을 찾아 낼 수 있다. In this way, the height difference value between the highest position and the lowest position of the measurement sample 40 is obtained, and then the horizontal movement of the measurement sample 40 is performed to find the height difference value at another position of the measurement sample 40. In order to find the height difference value between the highest position and the lowest position at another position of 40), the measurement unit 130 is forcibly moved to the position of the highest measurement unit. By repeatedly measuring in the above-described method, it is possible to find the height difference value of all parts of the measurement sample 40.

본 발명인 높이차 측정장치의 또 다른 실시예로 BGA와 같이 동일한 패턴이 반복된 측정시료(40)의 높이차 값을 보다 빨리 찾아내기 위해서 동일한 패턴의 여러 부분을 동시에 측정할 수 있다. In another embodiment of the present height difference measuring apparatus, several parts of the same pattern may be simultaneously measured in order to find a height difference value of the measurement sample 40 in which the same pattern is repeated, such as BGA.

도 8은 일정한 패턴이 반복되는 측정 대상체에 관한 도면이다.8 is a diagram of a measurement object in which a certain pattern is repeated.

동일한 패턴이 반복된 측정시료(40)의 일예를 도 8에 나타내었다. 도 8에서는 측정 대상체중 반복되어 나타나는 구조물(200, 201, 202, 203)을 포함하고 있다. 도 8에서 곡선 부분은 반복되는 부분에 대한 축약을 나타낸 것이다. 도 8에서 원은 높이가 가진 구조물로써 높이차 측정 대상이 된다. An example of a measurement sample 40 in which the same pattern is repeated is shown in FIG. 8. 8 includes the structures 200, 201, 202, and 203 that appear repeatedly among the measurement objects. In Fig. 8, the curved part shows an abbreviation for the repeated part. In FIG. 8, the circle is a structure having a height and is a height difference measurement object.

동일한 패턴이 반복된 측정시료(40)를 대물렌즈(50)로 CCD(30)에 결상할 수 있는 면적은 제한되어 있으며 그 일예로 도 8의 점선으로 구성된 사각형 면적 안쪽만을 대물렌즈(50)로 결상할 수 있다고 가정할 수 있다. The area for imaging the measurement sample 40 with the same pattern repeated on the CCD 30 with the objective lens 50 is limited. For example, only the inside of the rectangular area formed by the dotted lines of FIG. It can be assumed that it can form an image.

도 9는 도 8에서 측정 대상체중 일부분만이 CCD로 촬영되고, CCD에 촬영된 영상을 4등분하여 영역을 나누는 것에 관한 도면이다.FIG. 9 is a view illustrating dividing an area by dividing an image photographed by a CCD into only a portion of the measurement object in FIG. 8.

즉, 도 9에 대물렌즈에 결상된 영상을 동일한 면적으로 4등분한 그림을 나타내었다. 여기서, 상기 4등분된 각각의 영역을 a영역, b영역, c영역, d영역이라 칭한다.That is, FIG. 9 shows a picture obtained by dividing an image formed on an objective lens into four equal parts. Here, each of the quartered regions is referred to as a region, b region, c region, and d region.

도 9에서에서와 같이, 4등분된 각각의 지역에서 높이차 값을 찾아내기 위해서 상기 대물렌즈(50)로 촬영된 영상에서 4등분된 각각의 지역에서 a 영역은 구조물(102)만이 상맺히게 되고 나머지 구조물의 상이 겹치지 않도록 대물렌즈(50)를 선택한다. 그 외의 나머지 지역도 서록 겹치지 않도록 대물렌즈(50)를 선택한다. As shown in FIG. 9, in order to find a height difference value in each quadrant region, only the structure 102 is formed in each region of the quadrant in the image photographed by the objective lens 50. The objective lens 50 is selected so that the images of the remaining structures do not overlap. The objective lens 50 is selected so that the remaining areas do not overlap each other.

도 10은 본 발명의 일 실시예로 측정대상체의 측정 영역을 넓히기 위한 알고리즘에 관한 도면이다FIG. 10 is a diagram illustrating an algorithm for extending a measurement area of a measurement object according to an embodiment of the present disclosure.

즉, 도 10에 본 발명에 따른 높이차 측정장치에서 동일한 패턴이 반복된 측정시료(40)에서 여러곳의 최고 높은 위치와 최저 낮은 위치값의 차를 찾아내기 위해 고안된 알고리즘을 나타낸다. That is, FIG. 10 shows an algorithm designed to find the difference between the highest high position and the lowest low position in the measurement sample 40 in which the same pattern is repeated in the height difference measuring apparatus according to the present invention.

도 10에서 측정부(130)를 이동시키는 장치인 이송부는 트렌슬레이터(10)와 트렌슬레이터(10)를 콘트롤하는 콘트롤러(110)와 CCD(30)에 맺힌 상을 분석하는 소프트웨어를 포함하는 분석장치(120)인 컴퓨터로 구성되어 있다. 상기 분석장치(120)에서 CCD(30)에 맺힌상을 분석하여 시료의 최상위 위치 및 최하위 위치를 찾아낸다. In FIG. 10, the transfer unit, which is a device for moving the measuring unit 130, includes an analysis device including a translator 10, a controller 110 controlling the translator 10, and software for analyzing an image formed on the CCD 30. It consists of a computer which is 120. The analysis device 120 analyzes the image formed on the CCD 30 to find the highest position and the lowest position of the sample.

최하위 위치 이동단계로, 측정부(130)를 최하위 측정부 위치로 이동시킴에 의해, 대물렌즈를 상대적으로 최하위 위치로 이동시킨다(S210). In the lowest position moving step, by moving the measuring unit 130 to the lowest measuring unit position, the objective lens is relatively moved to the lowest position (S210).

최하위 및 최상위 위치 검색단계로, 최하위 위치로부터 점차 위로 이동하면 서 포커싱(Fousing)을 행하며, 측정시료(40)의 최하위 위치 및 최상위 위치를 찾아 기록하며(S220), 최상위 측정부 위치일때 즉, 대물렌즈가 최상위 위치일때, 측정시료(40)의 최하위 및 최상위 위치 검색을 종료한다(S230).In the search for the lowest and highest positions, focusing is performed while gradually moving upward from the lowest position, and the lowest and highest positions of the measurement sample 40 are found and recorded (S220). When the lens is in the highest position, search for the lowest and highest positions of the measurement sample 40 is terminated (S230).

높이차 연산단계로, 구하여진 측정시료(40)의 최상위 위치와 최하위 위치의 높이값의 차를 연산한다(S240).In the height difference calculation step, the difference between the height value of the highest position and the lowest position of the obtained measurement sample 40 is calculated (S240).

다른위치 이동단계로, 모든 측정영역이 검색되었는지를 확인후, 모든 측정영역이 검색되었다면 종료하고, 모든 측정영역이 검색되지 않았다면, 다음 측정영역으로 이동한후, 최하위 위치 이동단계로 되돌아간다(S250).In a different position moving step, after checking whether all the measurement areas have been searched, and if all the measurement areas have been found, if not all the measurement areas are found, after moving to the next measurement area, the process returns to the lowest position moving step (S250). .

즉, 도 10에서와 같이, 동일한 패턴이 반복된 측정시료(40)에서 여러곳의 최상위 위치와 최하위 높이값의 차를 동시에 찾아내기 위해서 측정부(130)를 최하위 측정부 위치로 강제 이동시킨다. 최하위 대물렌즈 위치로부터 일정한 높이 예를 들면 1μm 로 위로 이동하면서 각각의 위치에서 영상을 촬영하면서 최상위 측정부 위치까지 이동한다. 이렇게 얻어진 일정한 높이 영상에서 4등분 각각의 영역을 나누어 각각의 영역에서 높이차 값을 찾아낸다. 높이차 값을 찾은 후에 상기 측정시료(40)의 다른 지역으로 측정부(130)를 이동하고 동일한 방법으로 상기 측정시료(40)의 최상위 위치와 최하위 위치의 높이값의 차를 찾게 된다.That is, as shown in FIG. 10, the measurement unit 130 is forcibly moved to the position of the lowest measurement unit in order to simultaneously find the difference between the highest position and the lowest height value of several places in the measurement sample 40 in which the same pattern is repeated. It moves from the lowest objective lens position to a constant height, for example 1 μm, while moving the image from each position to the highest measurement position. In the constant height image thus obtained, each area of the quadrant is divided to find a height difference value in each area. After the height difference value is found, the measurement unit 130 is moved to another region of the measurement sample 40 and the difference between the height value of the highest position and the lowest position of the measurement sample 40 is found in the same manner.

상기 트랜슬레이터는 측정시료, CCD, 대물렌즈 중 어느 것이라도 위치를 이동 시킬 수 있다. 본 발명은 그 일례로 측정시료를 이동시키는 것을 들었을 뿐 그 실시예에 한정되는 것이 아니며, 당업자라면 다음에 기재되는 청구범위 내에서 더 많은 변형 및 변용 예가 가능한 것임은 물론이다.  The translator can move the position of any of the sample, the CCD, and the objective lens. The present invention is not limited to the embodiment, but only to move the measurement sample as an example thereof, of course, more modifications and variations are possible to those skilled in the art within the scope of the following claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 높이차 측정 장치의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a view showing the configuration of the height difference measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 높이차 측정 장치 방법에 대한 알고리즘을 나타내는 도면이다.2 is a view showing an algorithm for the height difference measuring apparatus method of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예로 측정 대상체가 BGA 인 경우 패턴빔이 조사된 경우 CCD로 촬영된 (a) BGA 볼의 최상위 위치에 초점된 영상 (b) PCB 바닥면에 초점된 영상을 나타낸 사진이다.FIG. 3 is a view illustrating an image focused on a top position of a BGA ball photographed by a CCD when a pattern beam is irradiated when a measurement object is a BGA according to an embodiment of the present invention. It is a photograph.

도 4는 본 발명의 일 실시예로 측정 대상체가 BGA인 경우 본 발명의 높이차 측정 장치로 측정된 결과를 보여주는 도면이다.4 is a view illustrating a result measured by the height difference measuring apparatus of the present invention when the measurement object is a BGA according to one embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예로 측정 대상체가 BGA이며 바닥면이 거울과 같은 패턴이 없는 경우에 일반광으로 조사된 경우 CCD로 촬영된 (a) BGA 볼의 최상위 위치에 초점된 영상, (b) 패턴이 없는 바닥면에 초점된 영상, 패턴빔으로 조사된 경우 CCD로 촬영된 (c) BGA 볼의 최상위 위치에 초점된 영상, (d) 패턴이 없는 바닥면에 초점된 영상을 나타낸 사진이다.5 is an embodiment of the present invention, when the measurement object is a BGA and the bottom surface does not have a mirror-like pattern, when the image is irradiated with normal light (a) the image focused on the highest position of the BGA ball, ( b) an image focused on the bottom surface without a pattern, (c) an image focused on the topmost position of a BGA ball photographed by a CCD when irradiated with a pattern beam, and (d) an image focused on the bottom surface without a pattern. to be.

도 6은 본 발명의 일 실시예로 측정 대상체가 BGA이며 인 경우 바닥면이 거울과 같은 패턴이 없는 경우에 패턴이 없는 일반광으로 조사된 경우 (a)측정된 결과, 본 발명의 높이차 측정 장치로 패턴빔이 조사된 경우 (b) 측정된 결과를 보여주는 도면이다.Figure 6 is an embodiment of the present invention when the measurement object is a BGA and when the bottom surface is irradiated with normal light without a pattern when there is no pattern such as a mirror (a) measured result, the height difference measurement of the present invention (B) shows the measured result when the pattern beam is irradiated with the device.

도 7은 본 발명의 일 실시예로 측정 대상체의 바닥면의 높이가 일정한 경우 에 바닥면의 높이를 한번 측정하고 난 후에 측정 대상체의 전영역을 이동하면서 최상위 위치만을 찾아내는 방법에 관한 설명도이다.FIG. 7 is an explanatory diagram for a method of finding only the highest position while moving the entire area of the measurement object after measuring the height of the bottom surface once when the height of the bottom surface of the measurement object is constant according to an embodiment of the present invention.

도 8은 일정한 패턴이 반복되는 측정 대상체에 관한 도면이다.8 is a diagram of a measurement object in which a certain pattern is repeated.

도 9는 도 8에서 측정 대상체중 일부분만이 CCD로 촬영되고, CCD에 촬영된 영상을 4등분 하여 영역을 나누는 것에 관한 도면이다.FIG. 9 is a view illustrating dividing an area by dividing an image taken by a CCD into four parts by only a portion of the measurement object in FIG. 8.

도 10은 본 발명의 일 실시예로 측정대상체의 측정 영역을 넓히기 위한 알고리즘에 관한 도면이다.FIG. 10 is a diagram illustrating an algorithm for widening a measurement area of a measurement object according to an embodiment of the present disclosure.

<도면 중 주요부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawings>

10: 패턴부 20: 광원 30: CCD 40: 측정시료 50: 대물렌즈Reference Signs List 10 pattern portion 20 light source 30 CCD 40 measurement sample 50 objective lens

60: 빔-스플리터 70: 제2결상렌즈 80: 제1결상렌즈 100: 트렌슬레이터60: beam splitter 70: second imaging lens 80: first imaging lens 100: translator

110: 콘트롤러 120: 분석장치 130: 측정부110: controller 120: analysis device 130: measuring unit

200, 201, 202, 203: 대상체 중 반복되어 나타나는 구조물200, 201, 202, 203: Repetitive structures among objects

Claims (13)

광원앞에 패턴판이 위치되어 패턴빔을 생성하는 조명부; An illumination unit positioned in front of the light source to generate a pattern beam; 상기 조명부로부터 조명된 패턴빔을 측정시료에 결상하는 제1결상부;A first imaging unit configured to form a pattern beam illuminated from the illumination unit on a measurement sample; 상기 측정시료로부터 반사된 빔을 CCD에 상맺히게 하는 제2결상부;A second imaging unit for forming a beam reflected from the measurement sample on a CCD; 상기 CCD로부터 입력된 영상을 분석하는 분석장치;An analysis device for analyzing an image input from the CCD; 측정부의 위치이동을 제어하는 제어부(이동부);A control unit (moving unit) for controlling the movement of the measuring unit; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 높이차 측정 장치.Height difference measuring apparatus comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 분석장치는 Analysis device 최상위 측정부 위치로부터 아래로 이동하면서 포커싱(Fousing)을 행할때 CCD로부터 수신된 영상 데이터로부터 측정시료의 최상위 위치를 검출하며, Detecting the highest position of the measurement sample from the image data received from the CCD when focusing while moving downward from the position of the highest measurement unit, 최하위 측정부 위치로부터 위로 이동하면서 포커싱(Fousing)을 행할때 CCD로부터 수신된 영상 데이터로부터 측정시료의 최하위 위치를 검출하여,When focusing while moving upward from the position of the lowest measurement section, the lowest position of the measurement sample is detected from the image data received from the CCD, 측정시료의 최상위 위치와 측정시료의 최하위 위치의 높이차를 구하는 것을 특징으로 하는 높이차 측정 장치. A height difference measuring device, characterized by obtaining a height difference between the highest position of the measurement sample and the lowest position of the measurement sample. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 분석장치는Analysis device 측정부 위치제어신호를 생성하여 제어부(이동부)로 전송하는 것을 특징으로 하는 높이차 측정 장치.A height difference measuring device, characterized in that for generating a measuring unit position control signal and transmitting to the control unit (moving unit). 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 광원은 백색광이나 LED를 사용하는 것을 특징으로 하는 높이차 측정 장치.The light source is a height difference measuring device, characterized in that the use of white light or LED. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 패턴판의 패턴은 격자패턴인 것을 특징으로 하는 높이차 측정 장치.A height difference measuring apparatus, wherein the pattern of the pattern plate is a lattice pattern. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 제1결상부는 제1결상렌즈, 빔-스플리터, 대물렌즈를 구비하여 이루어지되,The first imaging unit is made of a first imaging lens, a beam splitter, an objective lens, 상기 제1결상렌즈는 초점거리에 패턴판을 두어 광원에서 상기 패턴판을 통해 나온 빔을 무한대에 상맺히게 하며,The first imaging lens is provided with a pattern plate at a focal length so that the beam emitted from the light source through the pattern plate is formed at infinity, 상기 빔-스플리터는 상기 제1결상렌즈를 통과한 빛을 반사시켜 대물렌즈쪽으 로 향하게 하며,The beam splitter reflects the light passing through the first imaging lens and directs it toward the objective lens. 상기 대물렌즈는 상기 빔-스플리터를 통해 입사되는 패턴빔을 대물렌즈의 초점에 패턴판의 패턴을 상맺히게 하는 것을 특징으로 하는 높이차 측정 장치.And the objective lens makes the pattern beam incident through the beam-splitter form a pattern of the pattern plate at the focal point of the objective lens. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 제2결상부는 상기 대물렌즈, 상기 빔-스플리터, 제2결상렌즈를 구비하여 이루어지되,The second imaging unit includes the objective lens, the beam splitter, and the second imaging lens, 상기 대물렌즈는 측정시료로부터 반사된 빔을 무한대에 상맺히게 하며, The objective lens causes the beam reflected from the sample to be reflected at infinity, 상기 빔-스플리터는 상기 대물렌즈를 통과한 빔을 상기 제2결상렌즈 쪽으로 향하게 하며,The beam splitter directs the beam passing through the objective lens toward the second imaging lens, 상기 제2결상렌즈는 상기 빔-스플리터를 통해 입사되는 패턴빔을 CCD에 상맺히게 하는 것을 특징으로 하는 높이차 측정 장치.And the second imaging lens is configured to form a pattern beam incident through the beam splitter on a CCD. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein CCD는 제2결상렌즈를 통해 입사된 패턴빔의 영상을 검출하여 분석장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 높이차 측정 장치.The CCD detects an image of the pattern beam incident through the second imaging lens and transmits the image difference to the analyzer. 제8항에 있어서The method of claim 8 제어부(이송부)는 트랜슬레이터, 콘트롤러를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 높이차 측정 장치.The control unit (transport unit) is a height difference measuring apparatus characterized in that it comprises a translator, a controller. 광원; Light source; 상기 광원에 조명된 격자 패턴을 가진 판으로 이루어진 패턴부;A pattern portion formed of a plate having a lattice pattern illuminated by the light source; 상기 격자 패턴을 무한대에 상 맺히기 위한 제1 결상렌즈;A first imaging lens for forming the grating pattern at infinity; 상기 결상렌즈를 투과한 빛을 측정시료로 보내기 위한 빔-스플리터;A beam-splitter for transmitting the light transmitted through the imaging lens to a measurement sample; 상기 빔-스프리터에 반사된 빛을 상기 측정시료면에 상기 격자패턴을 결상하기 위한 대물렌즈;An objective lens for forming the grating pattern on the measurement sample surface with the light reflected by the beam splitter; 상기 대물렌즈로 결상된 상기 격자패턴으로 조명된 상기 측정 시료면을 상기 대물렌즈로 결상하여 상기 빔-스플리터를 투과한 빛을 결상하기 위한 제2 결상렌즈;A second imaging lens for imaging the light transmitted through the beam-splitter by imaging the measurement sample surface illuminated by the grid pattern formed by the objective lens with the objective lens; 상기 제 2 결상렌즈로 결상된 이미지를 기록하는 CCD;A CCD for recording an image formed by the second imaging lens; 상기 광원, 상기 격자패턴 판, 상기 제1 결상렌즈, 상기 빔-스플리터 상기 대물렌즈, 상기 제 2결상 렌즈, 그리고 상기 CCD를 포함한 전체 시스템인 측정부;A measuring unit which is an entire system including the light source, the grating pattern plate, the first imaging lens, the beam splitter, the objective lens, the second imaging lens, and the CCD; 상기 대물렌즈를 이동시키기 위한 제어부; 및 A control unit for moving the objective lens; And 상기 CCD에 기록된 상기 이미지를 분석하여 상기 측정시료의 최상위 면의 높이 값 또는 상기 측정시료의 최하위면의 초점된 위치로 상기 대물렌즈를 이동시키 는 소프트웨어를 포함하는 자동초점기능이 포함된 분석 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 높이차 측정 장치An analysis apparatus including an autofocus function including software for analyzing the image recorded in the CCD and moving the objective lens to a height value of a top surface of the measurement sample or a focused position of a bottom surface of the measurement sample Height difference measuring apparatus comprising a; 대물렌즈를 미리 정해 놓은 가장 높은 위치로 움직이는 단계;Moving the objective lens to a predetermined highest position; 격자 패턴 빔을 측정 시료에 조명하는 단계;Illuminating the grating pattern beam on the measurement specimen; 상기 조명된 격자 패턴을 제 1 결상렌즈를 통과시키고 대물렌즈를 통해 광학적으로 상기 측정시료에 결상하는 단계;Passing the illuminated grating pattern through a first imaging lens and optically imaging the measurement sample through an objective lens; 상기 측정시료에 결상된 상기 격자 패턴이 상기 측정시료에 조명광으로 작용하여 상기 패턴과 상기 측정시료가 결합된 면을 상기 대물렌즈 및 제 2 결상렌즈로 결상하는 단계;The grating pattern formed on the measurement sample acts as illumination light on the measurement sample to form an image of the surface where the pattern and the measurement sample are combined with the objective lens and the second imaging lens; 상기 대물레즈 및 제 2 결상렌즈를 통과한 이미지를 CCD에 기록하는 단계;Recording an image passing through the objective lens and the second imaging lens on a CCD; 상기 CCD에 기록된 상기 이미지를 분석하여 상기 측정시료의 최고 높은 면의 위치를 찾는 단계;Analyzing the image recorded on the CCD to find the position of the highest surface of the measurement sample; 상기 최고 높은 면의 위치를 찾은 후에 제어부에서 트랜슬레이터를 미리 정해 놓은 가장 낮은 위치로 움직인 후 상기 측정시료의 바닥면의 위치를 찾는 단계:를 포함하는 높이차 측정 방법.And finding the position of the bottom surface of the measurement sample after the translator is moved to the lowest position previously determined by the control unit after finding the position of the highest surface. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 바닥면이 일정한 높이를 가진 측정시료인 경우에If the bottom is a sample with a constant height 상기 측정시료의 바닥면의 위치를 찾는 단계를 한번으로 하고;Finding the position of the bottom surface of the sample in one step; 대물렌즈를 미리 정해 놓은 가장 높은 위치로 움직이는 단계;Moving the objective lens to a predetermined highest position; 격자 패턴 빔을 측정 시료에 조명하는 단계;Illuminating the grating pattern beam on the measurement specimen; 대물렌즈격자 패턴 빔을 측정 시료에 조명하는 단계;Illuminating an objective lens lattice pattern beam on the measurement specimen; 상기 조명된 격자 패턴을 제 1 결상렌즈를 통과시키고 대물렌즈를 통해 광학적으로 상기 측정시료에 결상하는 단계;Passing the illuminated grating pattern through a first imaging lens and optically imaging the measurement sample through an objective lens; 상기 측정시료에 결상된 상기 격자 패턴이 상기 측정시료에 조명광으로 작용하여 상기 패턴과 상기 측정시료가 결합된 면을 상기 대물렌즈 및 제 2 결상렌즈로 결상하는 단계;The grating pattern formed on the measurement sample acts as illumination light on the measurement sample to form an image of the surface where the pattern and the measurement sample are combined with the objective lens and the second imaging lens; 상기 대물레즈 및 제 2 결상렌즈를 통과한 이미지를 CCD에 기록하는 단계;Recording an image passing through the objective lens and the second imaging lens on a CCD; 상기 CCD에 기록된 상기 이미지를 분석하여 상기 측정시료의 최고 높은 면의 위치를 찾는 단계;Analyzing the image recorded on the CCD to find the position of the highest surface of the measurement sample; 상기 최고 높은 면의 위치를 찾은 후에 상기 바닥면이 일정한 높이를 가진 측정시료의 또 다른 위치로 상기 대물렌즈를 이동하는 단계;Moving the objective lens to another position of the measurement sample whose bottom surface is constant height after finding the position of the highest height surface; 이동후 상기 위치에서 최고 높은 면의 위치를 찾는 단계;를 반복하여 상기 바닥면의 모든 지역의 최상위 면의 위치를 찾는 높이차 측정 방법.Finding the position of the highest surface in the position after the movement; Repeated to find the position of the top surface of all the regions of the floor surface height difference measuring method. 동일한 패턴이 반복된 측정 시료에서;In the measurement sample in which the same pattern was repeated; 상기 측정 시료의 여러곳의 최상위 위치와 최하위 높이값의 차를 동시에 찾 아내기 위해서; To find the difference between the highest position and the lowest height of several places of the measurement sample at the same time; 대물렌즈를 최하위 대물렌즈 위치로 강제 이동시키는 단계;Forcibly moving the objective lens to the lowest objective lens position; 상기 최하위 대물렌즈 위치로부터 일정한 높이로 최상위 대물렌즈 위치까지 위로 이동하면서 각각의 높이에서 영상을 촬영하는 단계;Capturing an image at each height while moving upward from the lowest objective lens position to the highest objective lens position at a constant height; 상기 각각의 높이에서 촬영된 영상을 하나의 패턴만이 있는 독립된 영역으로 나누는 단계;Dividing the image photographed at each height into an independent area having only one pattern; 상기 각각의 독립된 영역의 각각의 높이에서 촬영된 영상을 분석하여 높이차값을 찾는 단계;Analyzing a photographed image at each height of each independent region to find a height difference value; 상기 높이차 값을 찾은 후에 상기 측정 시료의 다른 지역으로 상기 대물렌즈를 이동하는 단계;Moving the objective lens to another area of the measurement sample after finding the height difference value; 를 반복하여 상기 측정시료의 모든 영역의 높이값의 차를 찾는 높이차 측정 방법.Repeatedly find the height difference measurement method of the height value of all the areas of the measurement sample.
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