KR20110115083A

KR20110115083A - 검사 장치의 진단 및 측정변수 설정 방법

Info

Publication number: KR20110115083A
Application number: KR1020110032487A
Authority: KR
Inventors: 유희욱
Original assignee: 주식회사 고영테크놀러지
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2011-10-20
Also published as: KR101343375B1; KR101227110B1; JP2011227077A; TW201144794A; TWI460419B; JP2014197034A; KR20110115078A

Abstract

조명세기를 설정하기 위하여, 검사 장치 내에 검사 기판을 장착하고, 검사 장치의 카메라를 통해 획득한 촬영 이미지의 히스토그램의 폭이 다크 영역 및 브라이트 영역을 피하도록 조정한다. 이어서, 히스토그램이 그래프의 중앙에 가깝도록 조정하는 과정을 통해 검사 장치의 조명 세기를 조정한다. 따라서, 잡파일에 저장되는 검사조건의 설정 시간을 단축하여 사용자의 편의성을 높이고, 잘못된 설정으로 인한 측정 오류를 감소시켜 검사 정밀도를 향상시킬 수 있다.

Description

검사 장치의 진단 및 측정변수 설정 방법{Method of checking and setting inspection apparatus}

본 발명은 검사 장치의 진단 및 측정변수 설정 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광원과 카메라를 사용하는 비접촉식 검사 장치의 현재 상태를 진단하고 검사 기판의 특성에 대응되는 최적의 측정 조건을 설정하는 방법에 관한 것이다.

인쇄회로기판 상에 전자 부품들이 실장된 실장기판은 다양한 전자 제품에 사용되고 있다. 이러한 실장기판은 베어 기판의 패드 영역에 납을 도포한 후, 전자 부품의 단자들을 납 도포 영역에 결합시키는 방식으로 제조된다.

일반적으로, 전자 부품이 실장된 인쇄회로기판의 신뢰성을 검증하기 위하여 전자 부품의 실장 전후에 인쇄회로기판의 제조가 제대로 이루어졌는지를 검사할 필요가 있다. 예를 들어, 전자 부품을 인쇄회로기판에 실장하기 전에 인쇄회로기판의 패드 영역에 납이 제대로 도포되었는지를 검사하거나, 전자 부품을 인쇄회로기판에 실장한 후 전자 부품이 제대로 실장되었는지를 검사할 필요가 있다.

이러한 검사 공정들은 검사를 수행하기 위해 조명을 제공하는 조명원과 영상을 촬영하기 위한 카메라 등의 구성을 구비한 검사 프로브(probe)를 포함하는 검사 장치를 통해 이루어진다.

그러나, 검사 장치의 장시간 사용에 따라 검사 프로브의 하드웨어 상태가 변경되어 검사의 신뢰도가 떨어지는 문제가 발생될 수 있다. 또한, 인쇄회로기판들은 제조사에 따라 다양한 색상 및 반사도를 갖기 때문에, 동일한 검사 조건을 통해 다양한 특성의 인쇄회로기판들을 검사할 경우 검사의 신뢰도가 떨어지는 문제가 발생될 수 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명은 자동화된 테스트 프로그램을 통해 검사 프로브(probe)의 하드웨어 상태를 체크하여 최초 출하대비 현재 동작상태의 적정성 여부를 판단하는 검사 장치의 진단 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 검사 기판의 특성에 대응하여 측정변수를 자동으로 재설정하여 잡파일(job file)의 설정시간을 단축시키고 검사 정밀도를 향상시킬 수 있는 검사 장치의 측정변수 설정 방법을 제공한다.

본 발명의 일 특징에 따른 검사장치의 조명세기 설정 방법은, 검사 장치 내에 검사 기판을 장착하는 단계, 상기 검사 장치의 카메라를 통해 획득한 촬영 이미지의 히스토그램의 폭이 다크(dark) 영역 및 브라이트(bright) 영역을 피하도록 조정하는 단계, 및 상기 히스토그램이 그래프의 중앙에 가깝도록 조정하는 과정을 통해 상기 검사 장치의 조명 세기를 조정하는 단계를 포함한다.

상기 검사장치의 조명세기 설정 방법은 상기 히스토그램의 폭이 좁아지도록 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 검사장치의 조명세기 설정 방법은 상기 조명 세기의 평균 밝기를 매개 변수로 하는 유효 인덱스 정보를 이용하여 상기 검사 장치의 조명 세기를 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 유효 인덱스 정보는 비저빌러티 정보일 수 있다. 상기 조명 세기의 평균 밝기를 매개 변수로 하는 유효 인덱스 정보를 이용하여 상기 검사 장치의 조명 세기를 조정하는 단계는, 상기 검사장치의 조명 세기를 변화시키면서 비저빌러티 정보를 측정하는 단계 및 측정된 상기 비저빌러티 정보에 대하여 검사 영역의 면적에 대한 유효 픽셀 면적의 비율이 기설정된 유효값을 넘도록 하는 조명세기를 상기 검사장치의 조명세기로 설정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 검사장치의 조명 세기를 변화시키면서 비저빌러티 정보를 측정하는 단계 이후에, 상기 검사장치의 조명세기 설정 방법은 상기 측정된 비저빌리티 정보를 이용하여 유효 픽셀에 대응하는 영역 및 유효 픽셀에 대응하지 않는 영역 중 적어도 하나를 가시적으로 상기 검사장치의 카메라를 통해 나타나도록 미리 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 검사장치의 조명은 격자 패턴 조명일 수 있다.

상기 검사장치의 조명세기 설정 방법은, 상기 검사 장치의 카메라를 통해 획득한 촬영 이미지의 히스토그램의 폭이 다크 영역 및 브라이트 영역을 피하도록 조정하는 단계 이전에, 지정된 다크 값 이하일 때 상기 다크 영역은 제1 컬러로 표시되고, 지정된 브라이트 값 이상일 때 상기 브라이트 영역은 제2 컬러로 표시되는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 검사장치의 조명세기 설정 방법은, 검사 장치 내에 검사 기판을 장착하는 단계, 상기 검사 장치의 조명 세기를 변화시켜 가며 상기 검사 기판에 광을 조사하는 단계, 상기 검사 기판에 의해 반사된 광을 상기 검사 장치의 카메라를 통해 획득하여 상기 검사 기판의 이미지 데이터들을 획득하는 단계, 상기 획득된 검사 기판의 이미지 데이터들에서 상기 조명 세기 설정을 위한 측정데이터를 획득하는 단계 및 상기 측정데이터를 기초로 상기 검사 장치의 조명 세기를 설정하는 단계를 포함한다.

상기 조명세기 설정을 위한 측정데이터는, 비저빌러티 및 계조 값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 측정데이터를 기초로 상기 검사 장치의 조명 세기를 설정하는 단계에서, 비저빌러티 및 계조 값을 기초로 상기 검사 장치의 조명 세기가 설정될 수 있다.

상기 측정데이터를 기초로 상기 검사 장치의 조명 세기를 설정하는 단계에서, 상기 검사 기판의 이미지 데이터에서 상기 측정데이터가 기 설정된 범위 내에 들어오는 유효 픽셀의 수가 임계치 이상이 되도록 하는 조명 세기가 상기 검사 장치의 조명 세기로 설정될 수 있다.

상기 측정데이터를 기초로 상기 검사 장치의 조명 세기를 설정하는 단계에서, 상기 검사 기판의 이미지 데이터에서 상기 비저빌러티 및 상기 계조 값이 설정된 범위 내에 들어오는 유효 픽셀의 수가 임계치 이상이 되도록 하는 조명 세기가 상기 검사 장치의 조명 세기로 설정될 수 있다.

본 발명의 일 특징에 따른 검사 장치의 진단 방법은, 검사 장치 내에 설정 타겟을 장착하는 단계, 상기 설정 타겟을 대상으로 테스트 프로그램을 사용하여 상기 검사 장치의 조명의 포커스 상태, 격자이송기구의 이송 상태, 조명의 균일성 상태 및 조명의 조도 상태 중 적어도 하나 이상을 포함하는 상기 검사장치의 하드웨어 상태를 체크하는 단계, 및 체크된 상기 검사장치의 하드웨어 상태를 사용자에게 표시하는 단계를 포함한다.

상기 설정 타겟은 조명의 포커스 상태를 체크하기 위한 제1 영역, 격자이송기구의 이송 상태를 체크하기 위한 제2 영역, 조명의 균일성을 체크하기 위한 제3 영역 및 조명의 조도 상태를 체크하기 위한 제4 영역 중 적어도 하나의 영역을 포함할 수 있다.

상기 검사장치의 하드웨어 상태를 표시하는 단계에서, 상기 체크된 하드웨어 상태를 수치화한 정보 및 상기 체크된 하드웨어의 상태와 출하시의 하드웨어상태를 비교하여 등급화한 정보 중 적어도 하나를 표시할 수 있다.

이와 같은 검사 장치의 진단 및 측정변수 설정 방법에 따르면, 자동화된 테스트 프로그램을 사용하여 검사 장치의 하드웨어의 현재 상태를 체크함으로써, 최초 출하시 대비 현재 동작상태의 적정성 여부를 판단할 수 있다. 또한, 다양한 특성을 갖는 검사 기판들에 대응하여 최적의 조명 세기 및 비저빌러티 기준값 등의 측정변수들을 자동으로 재설정함으로써, 잡파일에 저장되는 검사조건의 설정 시간을 단축하여 사용자의 편의성을 높이고, 잘못된 설정으로 인한 측정 오류를 감소시켜 검사 정밀도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치의 진단 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치의 측정변수 설정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4a 및 도 4b는 히스토그램의 조정 과정을 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 비저빌러티 기준값을 설정하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 검사 장치의 측정변수 설정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 검사 장치의 측정변수 설정 방법을 나타낸 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1에서, 도면부호 150은 검사대상물, 설정 타겟 또는 검사 기판으로 명명될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치(100)는 검사대상물(150)을 지지 및 이송시키기 위한 스테이지(140), 검사대상물(150)에 패턴 조명을 조사하기 위한 하나 이상의 제1 조명부(110), 검사대상물(150)에 2차원 조명을 조사하기 위한 제2 조명부(120) 및 검사대상물(150)에서 반사되어 나오는 광을 받아들여 패턴 이미지 및 평면 이미지를 촬영하는 적어도 하나의 카메라(130)를 포함한다.

제1 조명부(110)는 검사대상물(150)의 높이 정보, 비저빌러티(visibility) 정보 등의 3차원 정보를 획득하기 위하여 패턴 조명을 검사대상물(150)에 조사한다. 예를 들어, 제1 조명부(110)는 광을 발생시키는 광원(112), 광원(112)으로부터의 광을 패턴 조명으로 변환시키는 격자 소자(114), 격자 소자(114)를 피치 이송시키기 위한 격자이송기구(116) 및 격자 소자(114)에 의해 변환된 패턴 조명을 검사대상물(150)에 투영하기 위한 투영 렌즈(118)를 포함한다. 격자 소자(114)는 위상천이된 패턴 조명을 발생시키기 위하여 페이조 엑추에이터(piezo actuator : PZT) 등의 격자이송기구(116)를 통해 2π/n 만큼씩 n번 이송될 수 있다. 여기서, n은 2 이상의 자연수이다. 이러한 구성을 갖는 제1 조명부(110)는 검사 정밀도를 높이기 위하여 카메라(130)를 중심으로 원주 방향을 따라 일정한 각도로 이격되도록 복수가 설치될 수 있다.

제2 조명부(120)는 원형 링 형상으로 형성되어 스테이지(140)에 인접하게 설치된다. 제2 조명부(120)는 검사대상물(150)의 초기 얼라인 또는 검사 영역 설정 등을 위하여 2차원 조명을 검사대상물(150)에 조사한다. 예를 들어, 제2 조명부(120)는 백색광을 발생시키는 형광 램프를 포함하거나, 또는 적색, 녹색 및 청색 광을 각각 발생시키는 적색 발광다이오드, 녹색 발광다이오드 및 청색 발광다이오드를 포함할 수 있다.

카메라(130)는 제1 조명부(110)의 패턴 조명의 조사를 통해 검사대상물(150)의 패턴 이미지를 촬영하고, 제2 조명부(120)의 2차원 조명의 조사를 통해 검사대상물(150)의 평면 이미지를 촬영한다. 예를 들어, 카메라(130)는 검사대상물(150)로부터 수직한 상부에 설치된다.

이와 같은 구성을 갖는 검사 장치(100)는 제1 조명부(110) 및 제2 조명부(120)를 이용하여 검사대상물(150)에 광을 조사하고, 상기 광에 의해 검사대상물(150)에서 반사되는 이미지를 카메라(130)를 통해 촬영함으로써, 검사대상물(150)의 3차원 이미지 및 2차원 이미지를 측정할 수 있다. 한편, 도 1에 도시된 검사 장치(100)는 일 예에 지나지 않으며, 하나 이상의 조명부와 카메라를 포함하는 다양한 구성으로의 변경이 가능하다.

이하, 상기한 구성을 갖는 검사 장치(100)의 진단 방법 및 측정변수 설정 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치의 진단 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 검사 장치(100)에 대한 현재 상태를 진단하기 위하여, 검사 장치(100)의 진단을 위해 별도로 제작된 설정 타겟(150)을 검사 장치(100) 내의 스테이지(140) 상에 장착한다(S100).

이후, 설정 타겟(150)을 대상으로 자동화된 테스트 프로그램을 사용하여 검사 장치(100)의 하드웨어 상태를 체크한다(S110). 구체적으로, 검사 장치(100)는 스테이지(140)에 장착된 설정 타겟(150)에 제1 조명부(110) 또는 제2 조명부(120)를 통해 조명을 조사한 후 카메라(130)를 통해 이미지를 촬영하고, 촬영된 이미지를 분석하여 검사 장치(100)에 구비된 검사 프로브의 하드웨어 상태를 체크한다. 예를 들어, 검사 장치(100)는 제1 조명부(110) 또는 제2 조명부(120)에 대한 조명의 포커스 상태, 격자이송기구(116)의 이송 상태, 조명의 균일성 상태 및 조명의 조도 상태 등에 대해 자동적으로 현재 상태를 체크한다. 여기서, 상기 조명의 포커스 상태는 제1 조명부(110) 또는 제2 조명부(120)를 통하여 설정 타겟(150)에 투영된 패턴의 MTF(Modulation Transfer Function)를 계산한 값이다. 상기 격자이송기구(116)의 이송 상태는 페이조 엑추에이터(PZT)의 이송이 카메라(130)에서 보았을 때 등간격인지를 수치화한 값이다. 상기 조명의 균일성 상태는 카메라(130)의 시야 범위(Field of View : FOV)에서 조명의 최대값과 최소값의 차이를 수치화한 값이다. 상기 조명의 조도 상태는 현재 시점에서 가장 밝은 조도가 사전에 정해진 측정을 만족하기 위한 최소 조도 대비 얼마나 되는지를 확인하기 위한 측정 변수이다.

한편, 설정 타겟(150)은 다양한 종류의 하드웨어 상태의 체크를 위하여 다수의 영역으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 설정 타겟(150)은 조명의 포커스 상태를 체크하기 위한 제1 영역, 격자이송기구(116)의 이송 상태를 체크하기 위한 제2 영역, 조명의 균일성 상태를 체크하기 위한 제3 영역 및 조명의 조도 상태를 체크하기 위한 제4 영역을 포함할 수 있다. 각각의 영역에는 해당 하드웨어의 체크를 위한 적절한 패턴이 형성될 수 있다. 또한, 하나의 영역에서 두 가지 이상의 하드웨어 상태의 체크가 이루어질 수 있다.

검사 장치(100)에 대한 하드웨어 상태의 체크가 완료되면, 체크된 하드웨어의 현재 상태를 사용자에게 표시한다(S120). 예를 들어, 검사 장치(100)의 하드웨어 상태를 체크한 후, 조명의 포커스 상태, 격자이송기구(116)의 이송 상태, 조명의 균일성 상태 및 조명의 조도 상태 등의 체크된 현재 상태를 수치화한 정보, 및 체크된 현재의 상태와 최초 출하시의 상태를 비교하여 현재의 하드웨어 상태를 등급별로 구분한 정보 중 적어도 하나의 정보를 표시한다. 사용자는 표시된 하드웨어 상태의 등급을 확인하여 해당 하드웨어의 유지보수 여부를 판단할 수 있다.

이와 같이, 자동화된 테스트 프로그램을 사용하여 검사 장치(100)의 하드웨어의 최초 출하시 대비 현재의 상태를 비교하여 표시해 줌으로써, 현재 동작상태의 적정성 여부를 판단할 수 있다.

한편, 상기한 검사 장치(100)를 통해 검사 기판(150)을 검사함에 있어, 검사 기판(150)이 제조사에 따라 색상 및 반사도 등의 특성이 틀릴 수 있으므로, 검사 기판(150)의 특성에 맞춰 측정변수들을 최적화할 필요가 있다. 상기 측정변수들은, 예를 들면, 조명 세기, 비저빌러티 등을 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치의 측정변수 설정 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 검사 기판(150)의 특성에 대응되는 검사 장치(100)의 측정변수를 설정하기 위하여, 검사 기판(150)을 검사 장치(100) 내의 스테이지(140) 상에 장착한다(S200).

이후, 검사 기판(150)의 특성에 대응되는 검사 장치(100)의 조명 세기를 자동으로 설정한다(S210). 구체적으로, 검사 장치(100)는 스테이지(140)에 장착된 검사 기판(150)에 제1 조명부(110) 또는 제2 조명부(120)를 통해 조명을 조사한 후 카메라(130)를 통해 촬영 이미지를 획득한다. 상기 촬영 이미지를 촬영함에 있어, 제1 및 제2 조명부(110, 120) 및 카메라(130)를 포함하는 검사 프로브를 검사 기판(150)의 빈 공간이 최대한 적은 위치로 이동시킨 후 촬영 이미지를 획득하는 것이 바람직하다. 이후, 상기 촬영 이미지의 히스토그램(histogram)의 조정을 통해 검사 장치(100)의 조명 세기를 설정한다.

도 4a 및 도 4b는 히스토그램의 조정 과정을 나타낸 도면이다. 도 4a는 촬영 이미지의 히스토그램을 나타내며, 도 4b는 히스토그램의 조정이 완료된 상태를 나타낸다. 도 4a 및 도 4b의 히스토그램에서, x축은 이미지의 밝기를 나타내며, y축은 이미지의 밝기에 대응하는 픽셀의 개수를 나타낸다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 히스토그램의 조정은 히스토그램의 평균(A)이 그래프의 중앙에 가깝도록 위치시키는 과정과, 히스토그램의 폭(B)이 다크(dark) 영역(C) 및 브라이트(bright) 영역(D)을 피하도록 조정하는 과정과, 히스토그램의 폭(B)이 최대한 좁아지도록 조정하는 과정 등을 통해 이루어진다. 이러한 히스토그램의 조정을 통해 가능한 좁은 범위의 조명 세기를 설정함으로써, 해당 검사 기판(150)의 특성에 대응되는 최적화된 조명 세기의 범위를 설정할 수 있다.

카메라에서 측정 가능한 계조값은 0 내지 255이다. 히스토그램이 중앙에 위치하는 경우, 측정된 조명 세기는 카메라에서 측정 가능한 계조값의 범위 내에 들어오게 된다. 따라서, 카메라에서 조명 세기가 측정 가능한 픽셀의 수를 증가시키기 위하여 히스토그램을 중앙에 가깝게 조정할 수 있다.

한편, 조명의 세기를 설정함에 있어, 지정한 브라이트 값 이상인 부분이 있으면 붉은색으로 표시하고 지정한 다크 값 이하인 부분이 있으면 파란색으로 가시적으로 표시하는 방식으로 바람직한 조명 세기의 범위를 설정할 수 있다.

조명 세기를 설정한 후, 검사 기판(150)의 특성에 대응되는 검사 장치(100)의 비저빌러티(visibility) 기준값을 설정한다(S220). 상기 비저빌러티 기준값은 검사의 유효 여부를 판단하기 위한 측정변수로서, 0~1의 범위 내에서 사용자의 설정에 의해 결정될 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 비저빌러티 기준값을 설정하는 과정을 나타낸 도면이다. 도 5a 및 도 5b는 조명 세기의 변화에 따라 비저빌러티 기준값을 넘는 유효 픽셀의 비율을 나타낸다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 비저빌러티 기준값을 설정하기 위하여, 조명 세기의 설정 단계(S210)에서 설정된 조명 세기의 범위 내에서 조명의 세기를 변화시키면서 비저빌러티 정보를 측정한다. 비저빌러티 정보의 측정 결과, 도 5a에 도시된 바와 같이, 검사 영역(Region of Interest : ROI)의 면적에 대한 유효 픽셀 면적의 비율이 사용자가 원하는 유효값 이하로 나올 경우가 발생될 수 있다. 이때, 상기 유효값은 사용자에 의해 사전에 설정되는 값이며, 예를 들어 약 95%로 설정될 수 있다. 즉, 검사 기판(150)의 색상, 반사도 등의 특성에 따라, 비저빌러티 기준값이 너무 높게 설정되어 있는 경우, 유효 픽셀 면적의 비율이 상기 유효값을 넘지 못하게 된다. 따라서, 이러한 경우에는 검사를 유효하게 수행할 수 없게 되므로, 비저빌러티 기준값을 해당 검사 기판(150)의 특성에 대응되게 재설정할 필요가 있다. 이에 따라, 측정된 비저빌리티 정보에 대하여 검사 영역의 면적, 예를 들면 검사 영역의 총면적에 대한 유효 픽셀 면적의 비율이 기설정된 상기 유효값을 넘도록 비저빌러티 기준값을 설정한다. 예를 들어, 비저빌러티 기준값을 변화시키면서 유효 픽셀 면적의 비율 변화를 측정하다보면 도 5b에 도시된 바와 같이, 유효 픽셀 면적의 비율이 상기 유효값을 넘는 비저빌리티 값을 찾아낼 수 있으며, 이렇게 찾아진 비저빌러티 값을 비저빌러티 기준값으로 설정하게 된다.

한편, 상기 측정된 비저빌리티 정보를 이용하여 상기 유효 픽셀에 대응하는 영역 및 유효 픽셀에 대응하지 않는 영역 중 적어도 하나를 가시적으로 상기 검사장치의 카메라를 통해 나타나도록 미리 표시할 수 있다.

이후, 조명 세기의 설정 단계(S210) 및 비저빌러티 기준값의 설정 단계(S220)에서 설정된 조명 세기 및 비저빌러티 기준값을 저장한다(S230).

이와 같이, 다양한 특성을 갖는 검사 기판(150)들에 대응하여 최적의 조명 세기 및 비저빌러티 기준값을 자동으로 재설정함으로써, 다양한 검사 기판(150)에 대한 유효한 검사를 수행하고 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

한편, 조명 세기 또는 비저빌러티 기준값을 설정하는 과정 중에, 검사 영역 내에서 실질적으로 납이 도포될 패드 영역을 제외한 홀, 실크 등의 특정 영역의 정보를 획득하여, 이후에 진행될 실질적인 검사 공정에 이러한 정보를 활용하여 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 검사 장치의 측정변수 설정 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 1 및 도 6을 참조하면, 검사 기판(150)의 특성에 대응되는 검사 장치(100)의 측정변수를 설정하기 위하여, 검사 기판(150)을 검사 장치(100) 내의 스테이지(140) 상에 장착한다(S300).

이후, 검사 기판(150)의 특성에 대응되는 검사 장치(100)의 조명 세기의 1차 범위를 자동으로 설정한다(S310). 조명 세기의 1차 범위의 설정은 검사 장치(100)의 카메라(130)를 통해 획득한 촬영 이미지의 히스토그램 조정을 통해 이루어질 수 있다. 히스토그램의 조정은 도 4b에 도시된 바와 같이, 히스토그램의 평균(A)이 그래프의 중앙에 가깝도록 위치시키는 과정과, 히스토그램의 폭(B)이 다크(dark) 영역(C) 및 브라이트(bright) 영역(D)을 피하도록 조정하는 과정과, 히스토그램의 폭(B)이 최대한 좁아지도록 조정하는 과정 등을 통해 이루어질 수 있다. 이때, 히스토그램의 폭(B)에 해당하는 조명 세기의 범위가 조명 세기의 1차 범위(R1)가 된다. 이러한 히스토그램의 조정을 통해 해당 검사 기판(150)의 특성에 대응하여 일차적으로 조명 세기의 1차 범위(R1)를 설정할 수 있다. 한편, 조명 세기의 1차 범위(R1)를 설정함에 있어, 지정한 브라이트 값 이상인 부분이 있으면 붉은색으로 표시하고 지정한 다크 값 이하인 부분이 있으면 파란색으로 가시적으로 표시하는 방식으로 조명 세기의 1차 범위(R1)를 설정할 수 있다.

이후, 상기 조명 세기의 1차 범위(R1) 내에서의 유효 인덱스 정보를 이용하여 검사 장치(100)의 조명 세기의 2차 범위(R2)를 자동으로 설정한다(S320). 상기 유효 인덱스 정보로는 예를 들어, 비저빌러티 정보가 사용될 수 있다.

조명 세기의 2차 범위(R2)를 설정하기 위하여, 조명 세기의 1차 범위(R1)의 설정 단계(S310)에서 설정된 조명 세기의 1차 범위(R1) 내에서 조명의 세기를 변화시키면서 비저빌러티 정보를 측정한다. 이후, 도 5b에 도시된 바와 같이, 비저빌러티 정보의 측정 결과, 검사 영역의 면적, 예를 들면 검사 영역의 총면적에 대한 유효 픽셀 면적의 비율이 기설정된 유효값을 넘는 범위를 조명 세기의 2차 범위(R2)로 설정한다.

이후, 설정된 조명 세기의 2차 범위(R2)를 저장한다(S330).

이와 같이, 검사 장치(100)의 조명 세기에 대하여 히스토그램 분석을 통해 1차 범위(R1)를 설정한 후, 1차 범위(R1) 내에서 비저빌러티 정보를 이용하여 2차 범위(R2)를 설정함으로써, 검사 기판(150)의 특성에 대응되는 조명 세기의 미세 설정이 가능해 진다. 이렇게 설정된 조명 세기의 2차 범위(R2) 내에서 검사를 진행함으로써, 검사의 정밀도를 높일 수 있다. 한편, 조명 세기를 설정하는 과정 중에, 검사 영역 내에서 실질적으로 납이 도포될 패드 영역을 제외한 홀, 실크 등의 특정 영역의 정보를 획득하여, 이후에 진행될 실질적인 검사 공정에 이러한 정보를 활용하여 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 검사 장치의 측정변수 설정 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 1 및 도 7을 참조하면, 검사 기판(150)의 특성에 대응되는 검사 장치(100)의 측정변수를 설정하기 위하여, 검사 기판(150)을 검사 장치(100) 내의 스테이지(140) 상에 장착한다(S400).

이후, 검사 장치(100)의 제1 조명부(110)의 조명 세기를 변화시켜가며 검사 기판(150)에 광을 조사한 후(S410), 검사 기판(150)에 의해 반사된 광을 검사 장치(100)의 카메라(130)를 통해 획득하여 조명 세기에 따른 검사 기판(150)의 이미지 데이터들을 획득한다(S420).

이후, 획득된 검사 기판(150)의 이미지 데이터들에서 픽셀 별로 비저빌리티(visibility) 및 계조(gray) 값을 획득한다(S430). 즉, 조명 세기 별로 촬영된 이미지 데이터들 각각에 대하여 픽셀 별 비저빌리티 및 계조 값을 측정한다.

이후, 상기 비저빌리티 및 계조 값들을 기초로 제1 조명부(110)의 조명 세기를 설정한다(S440). 예를 들어, 검사 기판(150)의 이미지 데이터에서 상기 계조 값 및 비저빌리티가 기 설정된 유효 범위 내에 들어오는 유효 픽셀의 수를 카운팅한 후, 유효 픽셀의 수가 임계치 이상이 되도록 하는 조명 세기를 제1 조명부(110)의 조명 세기로 설정한다. 또는, 검사 기판(150)의 이미지 데이터에서 상기 계조 값 및 비저빌리티가 기 설정된 유효 범위 내에 들어오는 유효 픽셀들에 대한 비저빌리티의 합이 임계치 이상이 되도록 하는 조명 세기를 제1 조명부(110)의 조명 세기로 설정할 수 있다. 즉, 조명 세기 별로 획득된 이미지 데이터들 각각에 대하여 상기 계조 값 및 비저빌리티를 기초로 유효 픽셀을 산출한 후, 상기 유효 픽셀의 개수 또는 유효 픽셀에 대한 비저빌리티의 합 등이 최대가 되는 이미지 데이터에 대응되는 조명 세기를 제1 조명부(110)의 조명 세기로 설정할 수 있다.

카메라에서 측정 가능한 계조값은 0 내지 255이다. 따라서, 위상천이 모아레 측정 방식에서 패턴조명을 사용하여 3차원형상을 측정하기 위해서, 광원의 간섭효과로 인한 사인파(sinusoidal wave) 형태의 조명세기의 변화 범위가 0 내지 255 사이일 때 검사영역에서 0 이하 또는 255 이상으로 사인파형을 벗어나는 등의 왜곡이 없는 사인파형이 측정 가능하다. 따라서, 0과 255 사이에 임계치, 예를 들어 10과 230을 설정하여 사인파형의 왜곡이 일어나지 않도록 조명세기를 설정할 수 있다. 즉, 계조값을 조명세기를 설정하기 위한 변수로 사용할 수 있다.

비저빌러티는 측정데이터의 사인파형의 품질을 측정하고 신뢰도 높은 측정 데이터인지 여부를 판별하기 위하여 이용된다. 신뢰도 높은 측정데이터를 획득하기 위해서 임계치 이상의 비저빌러티가 확보된 사인파형을 얻을 수 있도록 조명의 세기를 설정할 수 있다. 즉, 비저빌러티를 조명세기를 설정하기 위한 변수로 사용할 수 있다.

컬러, 반사도 등과 같은 보드 특성이 사용자 또는 조명세기 설정방법에 의하여 입력되면, 상기 보드 특성에 대한 조명세기 및 비저빌러티를 사전에 설정된 범위 내에서 자동으로 설정하여 최적의 파라미터를 도출한다. 이를 통해 잡 파일의 설정시간을 단축하고 정밀도를 향상시킬 수 있다. 즉, 잡 파일 검사조건을 측정대상물에 맞게 자동으로 재조정하여 측정오류를 줄일 수 있다.

상술한 바와 같이, 자동화된 테스트 프로그램을 사용하여 검사 장치(100)의 하드웨어의 현재 상태를 체크함으로써, 최초 출하시 대비 현재 동작상태의 적정성 여부를 판단할 수 있다. 또한, 다양한 특성을 갖는 검사 기판(150)들에 대응하여 최적의 조명 세기 및 비저빌러티 기준값 등의 측정변수들을 자동으로 재설정함으로써, 잡파일에 저장되는 검사조건의 설정 시간을 단축하여 사용자의 편의성을 높이고, 잘못된 설정으로 인한 측정 오류를 감소시켜 검사 정밀도를 향상시킬 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다.

100 : 검사 장치 110 : 제1 조명부
112 : 광원 114 : 격자 소자
116 : 격자이송기구 118 : 투영 렌즈
120 : 제2 조명부 130 : 카메라
140 : 스테이지

Claims

검사 장치 내에 검사 기판을 장착하는 단계;
상기 검사 장치의 카메라를 통해 획득한 촬영 이미지의 히스토그램의 폭이 다크(dark) 영역 및 브라이트(bright) 영역을 피하도록 조정하는 단계; 및
상기 히스토그램이 그래프의 중앙에 가깝도록 조정하는 과정을 통해 상기 검사 장치의 조명 세기를 조정하는 단계를 포함하는 검사장치의 조명세기 설정 방법.
제1항에 있어서,
상기 히스토그램의 폭이 좁아지도록 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치의 조명세기 설정 방법.
제1항에 있어서,
상기 조명 세기의 평균 밝기를 매개 변수로 하는 유효 인덱스 정보를 이용하여 상기 검사 장치의 조명 세기를 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치의 조명세기 설정 방법.
제3항에 있어서,
상기 유효 인덱스 정보는 비저빌러티 정보인 것을 특징으로 하는 검사 장치의 조명세기 설정방법.
제4항에 있어서, 상기 조명 세기의 평균 밝기를 매개 변수로 하는 유효 인덱스 정보를 이용하여 상기 검사 장치의 조명 세기를 조정하는 단계는,
상기 검사장치의 조명 세기를 변화시키면서 비저빌러티 정보를 측정하는 단계; 및
측정된 상기 비저빌러티 정보에 대하여 검사 영역의 면적에 대한 유효 픽셀 면적의 비율이 기설정된 유효값을 넘도록 하는 조명세기를 상기 검사장치의 조명세기로 설정하는 단계를 포함하는 검사 장치의 조명세기 설정방법.
제5항에 있어서, 상기 검사장치의 조명 세기를 변화시키면서 비저빌러티 정보를 측정하는 단계 이후에,
상기 측정된 비저빌리티 정보를 이용하여 유효 픽셀에 대응하는 영역 및 유효 픽셀에 대응하지 않는 영역 중 적어도 하나를 가시적으로 상기 검사장치의 카메라를 통해 나타나도록 미리 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 장치의 조명세기 설정방법.
제1항에 있어서,
상기 검사장치의 조명은 격자 패턴 조명인 것을 특징으로 하는 검사장치의 조명세기 설정 방법.
제1항에 있어서,
상기 검사 장치의 카메라를 통해 획득한 촬영 이미지의 히스토그램의 폭이 다크 영역 및 브라이트 영역을 피하도록 조정하는 단계 이전에,
지정된 다크 값 이하일 때 상기 다크 영역은 제1 컬러로 표시되고, 지정된 브라이트 값 이상일 때 상기 브라이트 영역은 제2 컬러로 표시되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치의 조명세기 설정 방법.
검사 장치 내에 검사 기판을 장착하는 단계;
상기 검사 장치의 조명 세기를 변화시켜 가며 상기 검사 기판에 광을 조사하는 단계;
상기 검사 기판에 의해 반사된 광을 상기 검사 장치의 카메라를 통해 획득하여 상기 검사 기판의 이미지 데이터들을 획득하는 단계;
상기 획득된 검사 기판의 이미지 데이터들에서 상기 조명 세기 설정을 위한 측정데이터를 획득하는 단계; 및
상기 측정데이터를 기초로 상기 검사 장치의 조명 세기를 설정하는 단계를 포함하는 검사 장치의 조명세기 설정방법.
제9항에 있어서, 상기 조명세기 설정을 위한 측정데이터는,
비저빌러티 및 계조 값 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 장치의 조명세기 설정방법.
제9항에 있어서, 상기 측정데이터를 기초로 상기 검사 장치의 조명 세기를 설정하는 단계에서,
비저빌러티 및 계조 값을 기초로 상기 검사 장치의 조명 세기가 설정되는 것을 특징으로 하는 검사 장치의 조명세기 설정방법.
제9항에 있어서, 상기 측정데이터를 기초로 상기 검사 장치의 조명 세기를 설정하는 단계에서,
상기 검사 기판의 이미지 데이터에서 상기 측정데이터가 기 설정된 범위 내에 들어오는 유효 픽셀의 수가 임계치 이상이 되도록 하는 조명 세기가 상기 검사 장치의 조명 세기로 설정되는 것을 특징으로 하는 검사 장치의 조명세기 설정방법.
제9항에 있어서, 상기 측정데이터를 기초로 상기 검사 장치의 조명 세기를 설정하는 단계에서,
상기 검사 기판의 이미지 데이터에서 상기 비저빌러티 및 상기 계조 값이 설정된 범위 내에 들어오는 유효 픽셀의 수가 임계치 이상이 되도록 하는 조명 세기가 상기 검사 장치의 조명 세기로 설정되는 것을 특징으로 하는 검사 장치의 조명세기 설정방법.
검사 장치 내에 설정 타겟을 장착하는 단계;
상기 설정 타겟을 대상으로 테스트 프로그램을 사용하여 상기 검사 장치의 조명의 포커스 상태, 격자이송기구의 이송 상태, 조명의 균일성 상태 및 조명의 조도 상태 중 적어도 하나 이상을 포함하는 상기 검사장치의 하드웨어 상태를 체크하는 단계; 및
체크된 상기 검사장치의 하드웨어 상태를 사용자에게 표시하는 단계를 포함하는 검사 장치의 진단 방법.
제14항에 있어서,
상기 설정 타겟은 조명의 포커스 상태를 체크하기 위한 제1 영역, 격자이송기구의 이송 상태를 체크하기 위한 제2 영역, 조명의 균일성을 체크하기 위한 제3 영역 및 조명의 조도 상태를 체크하기 위한 제4 영역 중 적어도 하나의 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 장치의 진단 방법.
제14항에 있어서, 상기 검사장치의 하드웨어 상태를 표시하는 단계에서,
상기 체크된 하드웨어 상태를 수치화한 정보 및 상기 체크된 하드웨어의 상태와 출하시의 하드웨어상태를 비교하여 등급화한 정보 중 적어도 하나를 표시하는 것을 특징으로 하는 검사 장치의 진단 방법.