KR20140133808A - 고속 자동초점 시스템 - Google Patents

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스텔라 얼라이언스, 엘엘시
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Abstract

높은 개구수(NA)의 광학기기를 사용하여 최적 초점을 결정하고, 매우 한정된 피사계 심도의 렌즈를 가지고 우수한 신호대잡음비, 해상도, 및 검사 속도 성능을 달성하기 위해, 지능적인 이미지 분석을 사용하여 부품의 고속 광학 검사를 최적화하는 방법 및 장치이다.

Description

고속 자동초점 시스템{HIGH-SPEED AUTO-FOCUS SYSTEM}
본 발명은 일반적으로는 전자 부품의 광학 검사에 관한 것이고 더욱 상세하게는 그와 같은 광학 검사에서 사용하는 자동 초점 시스템에 관한 것이다.
웨이퍼, 회로기판, 평판 디스플레이, 다중 칩 모듈, 및 고밀도 전자 패키지와 같은 전자 부품들의 광학 검사에는 부품의 작은 결함을 검출하기 위해 고 해상도의 사용이 필요하다. 또한, 상기 결함을 보기 위해 고 해상도 광학기기 부품은 전제 검사 동안 초점이 유지되어야 한다. 도 1은 스캔 방향(1-2)과 스캔 방향에 대해 직교하는 방향에서 표면 높이(Z)가 변화하는 부품(1-1)의 실시예이다. 다이(die)가 내장된 새로 도입된 회로기판은 그와 같은 부품들의 실시예이며, 내장된 다이 또는 기판 층들 위에 또는 그 사이에 배치된 회로들 때문에 촬상(imaging)되는 표면들의 높이가 변할 수 있고 또한 기판 자체가 휠 수 있다는 인정된 사실 때문에 촬상하기 어렵다는 것이 알려져 있다.
도 1은 종래 기술 장치가 다양한 부품에서 결함을 촬상할 때 존재하는 문제를 이해하는데 도움이 된다. 종래 기술에서, 카메라는 스캔 방향(1-2)으로 부품의 표면 위를 스캔한다(도시되지 않음). 스캔 방향(1-2)에 대해 가로질러서 도 1에 도시한 것과 같은 영역을 스캔 촬상할 때, 카메라에 의해 촬상된 이미지는 초점이 맞아야 한다. 도 1에 도시된 부품은 화살표(1-3)로 표시된 높이의 변화 범위를 가지며, 이것은 카메라 광학기기의 피사계 심도(depth of field) 내에 있어야 한다. 종래의 촬상 장치에 있어서, 상기 카메라를 위해 선택되는 특정 초점은 부품의 상단(1-5) 또는 하단(1-6) 또는 임의의 중간 위치에 임의로 위치될 수 있다. 이 경우에, 촬상 광학기기의 광학기기 설계는, 바람직하게는, 높이 변화의 범위를 커버하는 깊이를 도시하는 화살표(1-7, 1-8)로 표시된 것과 같이 부품의 상단(1-5)과 하단(1-6) 사이의 거리의 2배로 필요한 피사계 심도를 설정한다. 그러나, 알려진 것과 같이 그리고 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 광학기기 시스템에 대한 피사계 심도는 이미지의 해상도를 결정하기도 한다. 그와 같은 해상도는 종종 부품에서 작은 결함의 검출을 방해할 수 있는 이미지 품질을 제한한다.
부품의 결함을 검출하기 위해, 도 2의 인접한 줄무늬(A-E)로 도시한 것과 같은 구불구불한 패턴으로 부품을 스캔하기 위해 카메라가 자주 사용된다. 카메라의 시야(field of view)의 폭은 직사각형(2-1)으로 표시된다. 이와 같은 검사 중에 초점을 유지하기 위한 다양한 기술이 종래 문헌에 기재되어 있다. Bishop의 발명 "Method for Optimizing Inspection Speed in Low, and Fluorescent Light Applications without Sacrificing Signal to Noise Ratio, Resolution, or Focus Quality"에 대한 미국 특허 제7,015,445호에는 부품을 스캔할 때 부품과 촬상 광학기기 사이에 일정한 거리를 유지하기 위해 삼각측량 센서(triangulation sensor)를사용하는 것이 기재되어 있다. 도 3은 경사(θ)를 가진 파형 부품(3-1), 촬상 광학기기(3-2), 및 촬상 카메라(3-3)를 도시한다. 부품을 스캔할 때, 촬상 광학기기(3-2) 및 촬상 카메라(3-3)는 부품의 표면을 촬상 광학기기의 광학 피사계 심도(3-4) 내에 유지하기 위해 일단으로 상승 및 하강이 이루어진다. 개념상, 부품, 광학기기, 또는 광학기기와 카메라의 조합은 초점을 유지하기 위해 이동될 수 있다.
도 4는 광원(4-1), 조명 빔(4-2) 및 위치 센서(4-3)를 구비한 삼각측량 센서의 사용을 도시한다. 삼각측량 센서는 화살표(4-4)로 표시된 것과 같이 카메라에 앞서 스캔한다. 광 빔(4-5)이 위치 센서와 만나는 위치는 부품(4-6)까지의 거리를 가리킨다. 도 4에서, 촬상 카메라 광학기기는 피사계 심도(DOF)(4-7)를 가진다. 이 거리 측정은, 촬상 광학기기와 부품 중 어느 하나를 서로에 대해서 기계적으로 이동시켜 초점을 유지하기 위해 피드백 루프에서 사용된다. 도 5는 위치 센서(5-1) 위에서 빔의 위치가 어떻게 부품까지의 거리의 함수로서 움직이는지 보여준다. 표면(5-3, 5-4, 5-5)들로 표시된 상이한 거리에 있는 3개의 표면들이 센서(5-1) 위의 위치(5-3', 5-4', 5-5')에 각각 투영된다. 이 거리 측정은, 광학 헤드와 부품 중 어느 하나를 상기 측정된 높이의 함수로서 기계적으로 이동시켜 초점을 유지하기 위해 피드백 루프에서 사용된다.
이 초점설정(focusing) 방법들에는 2개의 제한이 존재한다. 먼저, 만일 도 4의 조명 빔(4-2)이 부품과 재료 경계에서 만나면 상기 거리 측정은 부정확할 수 있다. 도 6a를 참조하면, 삼각측량 센서로부터의 광 빔(6-1)이 고 반사성 재료(6-2)와 만날 때, 전제 조명 스폿(6-3)은 재료(6-2) 위를 조사한다. 이 스폿의 이미지는 센서(6-5) 위에 대칭 형상의 빔(6-4)을 생성한다. 부품이 도 6b의 '6-6'으로 표시된 더 낮은 반사율을 가진 재료로 스캔되는 것과 같이, 만일 센서 아래의 재료가 이제 변하면, '6-7'로 표시된 더 낮은 강도의 공간 대칭형 스폿이 센서(6-5) 위에 투영된다. 투영된 스폿(6-7, 6-4)이 공간적으로 대칭인 한, 부품까지의 거리를 나타내는 상기 스폿들의 질량 중심은 동일할 것이고 정확한 초점거리가 계산될 것이다. 그러나 만일 조명 스폿(6-3)이 도 6c에서와 같이 재료 경계 위에 조사되는 경우, 고 반사성 재료(6-2)와 저 반사성 재료(6-3) 사이에서 퍼진다. 이 경우에서, 센서 위에 투영된 스폿은 대칭이 아닐 것이고, 부품까지의 거리는, 정확한 거리가 '6-7'이어야 할 때 '6-8'로 부정확하게 계산될 것이며, 이는 상기 스폿의 질량 중심이 더 이상 부품까지의 정확한 거리를 나타내지 않기 때문이다.
두 번째로, 도 7에서, 촬상 광학기기(7-2)를 구비한 촬상 카메라(7-1)는 부품(7-4)의 표면까지 일정한 거리를 유지하기 위해 Z축(7-3)을 따라서 초점 방향으로 이동하며, 그동안 초점거리는 부품이 Y 방향에서 스캔될 때 동적으로 조정된다. 전체 촬상 카메라에 대해 초점거리는 스캔 방향에서의 좁은 선을 따르는 일련의 단일 포인트 측정에 기초한다. 스캔 방향에 수직인 방향에서는 측정이 이루어지지 않는다. 이것은, 카메라의 폭, 또는 도 2에 도시한 각각의 스캔된 줄무늬(A-E)의 폭을 가로질러서, 표면 위의 모든 피처(feature)들이 도 3의 화살표(3-4)로 표시된 촬상 광학기기의 광학 피사계 심도 내에 위치해야 한다는 것을 의미한다. 피사계 심도 내에 있지 않은 모든 피처는 초점이 맞지 않을 것임은 명백하다.
부품을 스캔할 때, 초점 측정 유닛은 부품의 높거나 낮은 피처를 통과할 것이다. 일부 초점거리는 높은 피처까지의 거리에 기초하여 계산되는 반면 다른 초점거리는 낮은 피처까지의 거리에 기초하여 계산될 것이다. 이것은, 상기 초점 측정이 계산될 때 높거나 낮은 피처가 상기 초점 측정 유닛 아래에 있었는지 여부에 관계없이 적당한 초점을 보증하기 위해 촬상 광학기기의 광학 피사계 심도가 충분히 커야한다는 것을, 의미한다. 스캔 방향의 선을 따른 측정값들에만 기초하여 초점을 계산하는 것은, 얼마나 많은 측정치가 얻어지는지, 상기 계산이 얼마나 빨리 실행되는지, 구체적인 측정 방법 또는 측정 장치의 유형에 관계없이, 이러한 한계를 가질 것이다. 선호되는 장치는 싱글-포인트(single-point) 삼각측량 센서이며; 싱글-포인트 공초점 센서, 싱글-포인트 정전용량 센서 및 다른 것들이, 검사 장치에 의해 제공되어야 하는 성능 기준에 따라, 대체될 수 있다.
현재의 초점 추적 기술이 제대로 기능하기 위해서는, 도 8의 화살표(8-1)로 표시된 것과 같이, 광학기기의 초점 심도는 초점거리를 계산하기 위해 사용될 수 있는 모든 가능한 피처 높이들에 대해 초점을 보장하기 위해 충분히 커야만 한다. 도 8은 기계적 스캔의 방향에 수직인 X축에서의 부품의 표면을 나타낸다는 것을 명심해야 한다. 도 8은 또한 도 2의 블록(2-1)에 의해 표시된 것과 같이 선형 CCD 스캔 카메라의 장축 위로 투영된 이미지를 나타낸다. 안타깝게도 이렇게 큰 피사계 심도를 요구하는 것은 검사시스템의 공간 해상도와 결함 검출 능력을 크게 제한한다. 더 구체적으로는, 광학 초점 심도(DOF: depth of focus)는,
Figure pct00001
이고,
Figure pct00002
이다.
여기서, λ는 카메라에 촬상된 광의 파장이고, NA는 상기 촬상 광학기기의 개구수(numerical aperture)이다.
상기 관계식에 의해 표현한 것과 같이, 큰 DOF는 작은 NA를 필요로 하는 반면 높은 해상도는 큰 NA를 필요로 한다. NA가 작아짐에 따라, 촬상 카메라에 도달하는 광의 레벨 역시 감소하며 이것은 최종 이미지의 콘트라스트에 영향을 준다. 이 기준들은 큰 DOF와 높은 해상도를 모두 가진 촬상 광학기기의 제작을 방해할 수 있는 부품 검사상의 제한을 부과한다. 만일 검사되는 부품의 초점이 유지된다면, 현재의 검사 시스템들은 촬상 광학기기의 해상도를 희생할 것이며 이것에 의해 작은 결함을 검출하는 능력이 본질적으로 제한될 것임은 명백하다.
표 1은 제이스 코포레이션(Zeiss Corporation)사로부터 입수할 수 있는 상용 렌즈의 목록이다. 표에는 초점 심도, 개구수, 해상력, 집광계수, 집광 원뿔각도, 작동거리 배율 및 각 렌즈에 대한 부품번호가 제시되어 있다.
Figure pct00003
NA가 0.035인 1.25X 렌즈는 초점 심도가 229㎛인 반면 NA가 0.50인 20X 렌즈는 초점 심도가 겨우 1.1㎛이다. 안타깝게도, 검사 카메라의 시야 내의 모든 피처들이 1.1㎛ 미만에서 높이가 변하지 않는다면, NA가 0.5인 20X 렌즈는 부품을 검사하는데 사용될 수 없다. 그러므로 다수의 검사 시스템들은 초점을 유지하기 위해 낮은 NA의 광학기기들을 사용해야 하며 높은 배율과 높은 해상도를 요구하는 아주 작은 피처들을 검사할 수 없다.
그러므로, 본 발명의 목적은 부품 위의 피처들을 그 높이에 기초하여 식별하고 그것의 검사 중에 초점이 맞추어지게 하는 고속 자동 초점을 제공하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 부품 위의 작은 피처들 및 결함을 검출하는데 충분히 높은 해상도와 피사계 심도를 제공하는 촬상 광학기기를 구비하여, 부품 위의 피처들을 그 높이에 기초하여 식별하고 그것의 검사 중에 초점이 맞추어지게 하는 고속 자동 초점을 제공하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면으로서 부품을 검사하는 방법은, 고정 해상도 및 피사계 심도를 가진 촬상 광학기기를 구비한 촬상 카메라를 가지고, 부품의 상이한 이미지 필드의 복수의 이미지를 촬상한다. 상기 부품의 표면은 주어진 이미지 필드 내의 높이 변화와 촬상 광학기기의 피사계 심도에 의해 특징지어지며 주어진 이미지 필드 내의 임의의 지점 상의 초점설정은 전체의 대응하는 이미지가 초점 내에 있다고 보장하지 않는다. 부품 표면의 높이는, 이미지 필드 내 표면의 높이 변화의 범위를 결정하기에 충분히 작은 샘플 간격으로 상기 소정 이미지 필드 내 다수의 위치에서 샘플링된다. 각 이미지에 대한 촬상 광학기기의 초점 위치는, 이미지 필드 내 관심 있는 모든 표면들이 촬상 광학기기에 대한 피사계 심도 내에 있도록, 상기 주어진 이미지 필드에 대한 샘플링된 높이에 기초하여 결정된다. 촬상 광학기기는 주어진 이미지 필드에 대한 초점 위치로 이동되며 그것에 의해 이미지는 이미지 필드 전체에 걸쳐 초점 내에 있게 될 것이다.
첨부된 청구항들은 본 발명의 주제를 구체적으로 지적하고 명확히 주장한다. 본 발명의 다양한 목적, 이점, 및 신규한 특징들은 첨부한 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명을 통해서 더욱 완전히 이해될 수 있을 것이며, 도면에서 유사한 참조 부호는 유사한 부분을 지칭한다.
도 1은 표면의 높이가 변화하는 검사용 부품의 일부를 도시하고,
도 2는 종래의 자동초점 방법을 도시하고,
도 3은 경사진 파형 부분을 가진 부품을 도시하고,
도 4는 삼각측량법을 포함하는 종래의 광학 검사 시스템을 도시하고,
도 5는 본 발명을 이해하는데 유용한 도면이고,
도 6은 도 6a 내지 도 6c를 포함하고 종래 검사 시스템의 한계를 이해하는데 유용한 도면이며,
도 7은 종래 검사 시스템의 또 다른 한계를 이해하는데 유용한 도면이고,
도 8 내지 도 11은 본 발명을 이해하는데 유용한 도면이고,
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 2개의 실시예의 블록도를 각각 도시하고,
도 13 및 도 14는 도 12a의 장치의 제1 실시예의 동작을 이해하는데 유용한 도면이고,
도 15는 도 12b의 장치의 제2 실시예의 동작을 이해하는데 유용한 도면이고,
도 16은 종래의 장치와 본 발명의 장치에 의해 촬상된 검사된 이미지의 사진이다.
본 발명에 따른 지능형 자동초점 시스템은 부품이 스캔될 때 실시간으로 부품 내 피처(feature)들의 표면 높이를 분석하여 상기 부품 내 원하는 피처들의 검사를 위해 최상으로 초점이 맞추어진 이미지를 생성한다. 이것은 검사 카메라의 앞에 위치된 독립 유닛으로 구현되거나 실시간 TTL(through the lens) 검사 시스템 내에 통합될 수 있다.
본 발명의 한 가지 특징은 부품의 검사 동안에 주어진 촬상 광학기기에 대한 최적 초점평면을 동적으로 연산하고 기계적으로 추적하는 능력이다. 일 실시예로서, 화살표(9-1)로 지시된 피사계 심도(depth of field)를 가진 촬상 광학기기를 도시하는 도 9를 참조한다. 종래 기술을 사용하면, 촬상 광학기기는 하위면(9-2)과 상위면(9-3) 중 어느 하나에 초점이 맞추어질 것이다. 만일 촬상 광학기기의 초점이 하위면(9-2)에 맞추어지면, 상위면(9-3)은 초점을 벗어날 것이다. 마찬가지로, 촬상 광학기기의 초점이 상위면(9-3)에 맞추어지면, 하위면(9-2)이 초점을 벗어날 것이다. 부품이 스캔될 때 양 표면들은 상기 종래 초점설정 시스템 아래에 나타날 것이다. 어떤 위치에서는, 상위면이 초점 내에 있을 것이고, 다른 위치에서는 하부면이 초점 내에 있을 것이며, 따라서 부품이 스캔될 때 어떤 소정 시간에 어느 표면이 초점 내에 있을 것인지 알 수가 없다. 이것으로 인해 고해상도 검사는 거의 불가능하다. 본 발명의 한 가지 특징은, 부품의 검사가 이루어지는 동안에 주어진 대물 렌즈(objective)의 광학 피사계 심도 내에 양 표면들을 유지시킬 수 있도록, 위치(9-4)들에 의해 지시된 2개의 표면들 사이에 이격된 최적 초점평면을 결정하기 위해, 양 표면들의 높이를 지능적으로 식별하는 방법을 제공하는 것이다.
다수의 응용에서, 검사를 위해 필요한 해상도는 매우 높고 피사계 심도는 매우 낮거나 피처들 사이의 높이 차이가 매우 커서 부품이 검사될 때 모든 표면을 동시에 초점 내에 유지하는 것은 불가능하다. 이것이 중간 해상도 렌즈(10-1) 및 더 낮은 피사계 심도(10-2)를 가진 고해상도 렌즈를 도시하는 도 10에 도시되어 있다. 도 11에 도시한 것과 같이, 만일 그와 같은 부품이 고해상도의 낮은 피사계 심도 광학기기(11-1)로 검사되는 경우, 부품을 스캔하기에 앞서서 상기 특정 스캔이 하위면(11-2)과 상위면(11-3) 중 어느 것을 스캔할 것인지 결정되어야 한다. 웨이퍼, 고밀도 상호접속 모듈, 및 인쇄회로기판과 같은 응용에서, 부품들은 기판 위에 배치된 금속 전도체를 포함한다. 상부면을 형성하는 금속 전도체는 결함을 검사하는 일차적인 대상 피처들이다. 본 발명은 상기 금속의 상위면(11-3)의 높이를 동적으로 연산하고 부품이 스캔될 때 그것을 초점 내에 유지하는 수단을 제공한다.
도 12a에서, 부품이 화살표(12-1)로 지시된 것과 같이 가시광선(350 nm 내지 700 nm)으로 스캔 및 검사될 때, 적외선 빔(12-2)(예컨대, 780 nm)이 광학기기를 통과하며 초점을 유지하기 위해 사용된다. 레이저 다이오드, 솔리드 스테이트 LED, 또는 어떤 다른 광-방출 소자를 포함하는 초점 조명 소스(12-3)로부터의 적외선 빔은 렌즈(12-4)에 의해 평행해진다. 상기 평행해진 광은 실린더 렌즈(12-5)와 빔 스플리터(12-6)를 통과한 후 이색거울(dichroic mirror)(12-7)에서 반사되고 렌즈(12-8)를 통과하여 라인(12-9)을 부품(12-11) 위에 투영한다. 이 집속된 빔은 광학 필드의 절반만 조명하기 위해 축을 벗어나 위치된다. 따라서, 도 12a에 도시한 것과 같이 상기 적외선 빔은 부품의 표면에 대해서 주어진 각도(θ)로 부품 위에 촬상된다. 부품에서 상이한 높이에 있는 표면들로 인해, 상기 빔의 한 측면은 X축 상의 주어진 위치에서 상위면(12-10) 위에 투영되고 상기 빔의 다른 측면은 X축 상의 다른 위치에서 하위면(12-11) 위에 투영된다. 이 표면들에 투영된 라인 이미지로부터의 광선은 그 다음에 다시 렌즈(12-8)를 통과하고, 이색거울(12-7)과 빔 스플리터(12-6)에서 반사된 다음 렌즈(12-12)에 의해 위치결정(positioning) 또는 높이 측정 카메라(12-13) 위에 집속된다.
일 실시예에서 전체 초점 경로는 적외선 파장(예컨대, 780 nm)에서 동작하며 따라서 이 초점 광은 350 ~ 700 nm 범위에서 동작하는 가시광 검사 경로와 간섭하지 않는다. 가시광 경로는 조명 소스(12-14)를 포함하고, 이 조명 소스(12-14)로부터의 광은 빔 스플리터(12-15)에서 반사되어 이색거울(12-7)을 통과하며, 이색 거울(12-7)은 가시광을 통과시키고 적외광을 반사한다. 이 가시광은 그 다음에 광대역 촬상 렌즈(12-8)를 통과하며, 촬상 렌즈(12-8)는 가시광 및 근적외광을 모두 통과시킨다. 상기 반사된 가시광 이미지는 그 다음에 다시 렌즈(12-8)를 통과하고 이색거울(12-7)과 빔 스플리터(12-15)를 통과하여 렌즈(12-16)에 의해 검사 카메라(12-17)에 촬상된다. 검사 카메라(12-17)에 의해 사용되는 광(12-14)을 생성하기 위해 다른 수단이 사용될 수 있다. 예를 들면, 검사되는 어떤 부품들은, 오직 상위 금속 표면만 검사가 필요한, 단일의 유기층, 투명하지 않은 유기층, 또는 매우 불투명한 유기 재료를 가질 수 있다. 그와 같은 경우에는, 자동초점 장치를 혼동시킬 수 있는, 하위층 이미지들로부터 초래된 간섭 또는 이미지 아티팩트(artifact)가 존재하지 않는다. 그와 같은 응용에서, 적당한 레이저가 소스(12-3)를 대체할 수 있으며 그것에 의해 상부면이 형광을 발하게 한다. 빔 스플리터(12-15)는, 상기 레이저를 반사하고 부품으로부터 돌아오는 형광이 검사 카메라(12-17)에 도달하는 것을 허용하기 위해 이색거울로 대체될 수 있다. 돌아오는 형광만 허용하고 레이저 조명 광이 검사 카메라(12-17)에 도달하는 것을 차단하는 레이저 차단 필터(12-26)가 카메라(12-17) 앞에 놓일 수도 있다. 이 형광 이미지는 유기 표면 위의 도체들의 더 나은 콘트라스트를 생성할 수 있다.
도 13에서 자동초점 시스템이 어떻게 동작하는지를 더 상세히 설명하기 위해, 도 13에 도시된 것과 같이 부품의 표면에 대해서 각도(θ)로 상기 부품을 조명하는 광학 렌즈(13-2)로부터 나오는 라인-형상 빔(13-1)을 고려한다. 상기 라인이 상위면(13-3, 13-4)과 만나는 위치는 상기 라인이 하위면(13-5)과 만나는 위치로부터 Y 방향에서 거리(d)만큼 떨어질 것이며:
d = h*tan(θ)
여기서 h는 표면들 사이의 높이 차이이고, θ는 표면에 수직인 라인에 대한 조명 빔의 각도이다.
도 13에서 렌즈(13-2)는 도 12의 렌즈(12-8)에 대응한다. 투영된 라인 패턴의 이미지는 카메라(13-6) 위에 투영되며 카메라(13-6)는 도 12의 높이 측정 카메라(12-13)에 대응한다. 라인(13-3, 13-4, 13-5)들은 각각 라인(13-3', 13-4', 13-5')으로서 카메라(13-6)에 촬상된다.
카메라 픽셀들은 행(R)와 열(C)로 구성된다. 화살표(13-7)는 카메라(1306) 내의 맨 좌측 열을 가리킨다. 카메라(13-6)에서 데이터의 행(R) 위치는 부품 위의 상이한 표면들의 높이를 지시한다. 이미지, 더 구체적으로는 데이터의 행(R) 위치를 지능적으로 분석함으로써, 상부면 및 하부면의 위치를 결정하는 것이 가능하고, 원하는 표면을 추적하기 위해 초점설정 렌즈, 카메라 및 광학기기를 구동하는 것이 가능하다.
일 예로서, 대응하는 얕은 피사계 심도(14-2)를 가진 도 14의 높은 NA를 갖고 고해상도인 광학 렌즈(14-1)를 고려한다. 상기 투영된 라인 패턴의 이미지는 카메라(14-3) 위에 촬상된다. 카메라 필드는 상위영역(14-4)과 하위영역(14-5)으로 분할될 수 있다. 상위영역(14-4) 내 정보의 행 위치(R)는 부품 위의 상부면들의 높이에 대응한다. 하위영역(14-5) 내 정보의 행 위치(R)는 부품 위의 하부면들의 높이에 대응한다.
만일 상부면을 초점 내에 유지하는 것이 목표라면, 상위영역(14-4) 내 데이터의 최고 및 최저의 행 위치를 결정하기 위해 상위영역(14-4) 내 데이터만 분석된다. 이것은 카메라(14-3)의 폭을 가로지르는 기계적 스캔의 방향에 수직인 상기 부품의 상부면의 높이 변화에 대응한다. 이 높이 변화의 중간점이 계산되며 카메라 이미지 내의 높이 위치(14-6)와 광학 피사계 심도 이미지 내의 높이 위치(14-7)에 대응한다. 위치(14-7)는 화살표(14-2)로 지시된 광학 피사계 심도의 중간점에 대응한다.
일반적으로, 최적 초점은 광학기기의 피사계 심도와 관심 있는 검사 평면의 함수로서 계산되며, 이 두 개는 검사 스캔을 실행하기에 앞서서 알려진다. 전술한 바와 같이, 만일 피사계 심도가 도 9의 위치(9-4)에 의해 도시된 것과 같이 두 표면을 동시에 초점 내에 유지하는데 충분하다면, 시스템은 상부면, 하부면 또는 양 표면의 중간점을 추적하도록 프로그램될 수 있다.
요약하면, 부품이 Y축 방향에서 스캔될 때, 초점 카메라(14-3)는 도 2의 검사 카메라(2-1)의 너비 축에 대응하는 X 방향에서 데이터를 수집한다. 상기 데이터는, 스캔하는 Y축을 따르는 각각의 상이한 위치에 대해 고유한 단일 최적 초점을 결정하기 위해, 전체 초점 카메라에 걸쳐 분석된다.
고속 자동초점 추적은 그와 같은 부품의 빠른 검사를 위해 필수적이다. 고속 초점 계산 및 기계적 응답은 실시간 TTL 초점을 달성하기 위해 한층 더 필수적이다. 그와 같은 고속 동작을 달성하기 위해서는 도 12a의 초점 카메라(12-13)로서, 모든 픽셀들을 저장장치로 읽어들인 다음 대상 픽셀들을 판독하기보다는, 카메라로부터 판독할 카메라 픽셀을 선택적으로 취할 수 있는 카메라를 사용하는 것이 유리하다. 이것에 의해 시간을 절약할 수 있다. 예를 들어 만일 초점 카메라가 총 1000 x 1000 픽셀(총 106 픽셀)을 갖는다면 카메라의 상부 절반 내의 수직 픽셀을 하나씩 걸러서 및 5개 수평 카메라 픽셀마다 하나를 서브-샘플링함으로써 부품의 상부면의 위치를 결정할 수 있다. 이것은 데이터의 양을 20분의 1로 감소시킬 것이다. 카메라 이미지에서 5개 또는 N개의 수평 픽셀마다 하나를 선택함으로써 특정 열의 데이터를 생성한다. 그와 같은 열들 사이의 간격은 도 14에서 화살표(14-8)로 지시되어 있다. 따라서, 초점 카메라의 시야 내의 관심 있는 특정 구역, 예를 들면 박스(14-4)를 선택적으로 선택할 수 있음으로 해서, 그리고 이 구역 내의 픽셀들을 선택적으로 선택하거나 서브-샘플링할 수 있음으로 해서, 최적 초점 위치를 연산하는데 필요한 시간을 크게 감소한다.
그와 같은 카메라(예를 들면, Photon Focus사에 의해 제조된 모델 MV-D1024E-80-CL) 또는 더 많은 픽셀을 가진 더 빠른 카메라(예를 들면, Basler사에 의해 제조된 모델 acA2000-340km)가 도 12a에서 카메라 블록(12-13)을 구현하기 위해 사용되어 왔다. 이 Photon Focus 카메라는 1024x1024 픽셀을 포함하고, 근적외선 대역에서 동작할 수 있도록 하는 350nm ~ 1000 nm의 스펙트럼 응답을 가지며 카메라 내의 선택한 구역 및 픽셀의 판독을 가능하게 한다. 본 발명에서 기술된 초점 계산을 구현하기 위해, 초당 1000 프레임의 속도로 40000 픽셀이 이 카메라에서 판독되었다. Basler 카메라는 2048 열 x 1000 행을 포함하고, 역시 근적외선 대역에서 동작할 수 있도록 하는 350nm ~ 1000 nm의 스펙트럼 응답을 역시 가지며 카메라 내의 선택한 구역 및 픽셀의 판독을 가능하게 한다. 본 발명에서 기술된 초점 계산을 구현하기 위해, 초당 5000 프레임의 속도로 96000 픽셀이 이 카메라에서 판독되었다. 두 초점 카메라의 이득은 넓은 범위의 반사성 재료 및 표면의 촬상을 지지하도록 프로그램 가능하다. 도 12a에서 블록(12-19)으로 도시된 고속 초점 프로세서는 라인(12-20)에 대하여 초점 카메라 파라미터를 프로그램하고 라인(12-21)에 대하여 카메라 픽셀 데이터를 읽는다. 초점 프로세서(12-19)는 Altera Corporation사에 의해 제조된 Stratix 프로그래머블 로직 디바이스(PLD)를 사용하여 구현되었다. 초점 프로세서(12-19)는 또한 초기 운영자 설정 및 제어를 가능하게 하기 위해 운영시스템(OS)로서 Widows XP를 실행하는 Intel Xenon 기반 컴퓨터와 같은 범용 컴퓨터(12-25)와 통신한다.
초점 계산 설정 동작 동안에 초점 프로세서(12-19)와 컴퓨터(12-25) 중 적어도 하나는 라인(12-20)에 대한 초점 카메라의 이득과 라인(12-22)에 대한 적외선 광원(12-3)의 광 강도 둘 다를 조정할 수 있다. 이들 변수 2개를 제어하는 능력은 매우 어두운 재료 또는 표면과 매우 밝은 재료 또는 표면 중 어느 하나에 초점을 맞추기 위한 최대의 가능한 동작 범위를 제공한다.
일단 최적 초점 위치가 계산되면 화살표(12-18)로 지시된 전체 광학 헤드가 기계적으로 움직이거나 촬상 렌즈(12-8)만 기계적으로 움직이거나, 또는 둘 모두가 초점을 유지하기 위해 어떤 조합으로 움직인다. 촬상 렌즈(12-8)는 도 1에 도시된 것과 같은 급속한 높이 변화(즉, 높은 빈도의 변화)로 인한 Z 초점 축에서 급속한 동작을 가능하게 하기 위해 정밀 Z축 모터(12-24)에 부착될 수 있다. 전체 광학 헤드(12-18)는 또한, 낮은 빈도의 변화에 응답하여 부품과 광학 헤드 사이에서 Z축 상의 상대적인 동작을 가능하게 하기 위해, 정밀 모터에 부착되거나 기판용 홀더(holder)에 부착될 수 있다. 이것은 부품용 기판이 더 낮은 빈도의 뒤틀림 때문에 변할 때 나타날 수 있다. 두 모터는 초점 프로세서(12-19)에 의해 제어될 수 있다. 이 시스템은 Primatics Corporation사에 의해 생산된 정밀 선형 모터(12-23)를 사용하여 구현되었으며 그것은 전체 광학 헤드(12-18)를 움직였다. 그와 같은 급속한 동작을 생성하기 위해 광학 헤드 및 부품에 대해 상기 이미지 광학기기를 조정하는 정밀 Z축 모터(12-24)는 Physik Instrumente L.P.에 의해 제조된 압전 유닛(예컨대, 모델 P-725 PIFOC)이다. 이 압전 유닛은 상기 촬상 광학기기를 50 밀리 초에 +/- 200 ㎛ 이동시킬 수 있다. 상기 TTL 구현의 또 다른 이점은 초점 카메라상에서 초점 라인 패턴이 움직이는 공간 거리 및 초점 정밀도가 상기 촬상 광학기기의 광학 피사계 심도를 추적하는 것이다. 피사계 심도가 감소하고 해상도가 증가함에 따라 초점 라인은 상기 촬상 광학기기의 z 높이 위치의 주어진 변화에 대해 초점 카메라상에서 더 큰 거리를 이동한다. 일 예로서, 여기서 설명된 방법들 및 기술을 사용하여, 부품의 상부면을 검사하기 위해 사용된 촬상 광학기기에 대해 초점이 +/- 25㎛ 광학 피사계 심도 내에 잘 유지되었고 카메라 이미지 내의 높이 변화 역시 +/- 25㎛ 이었으며 이 경우 부품의 크기는 최대 500 mm x 500 mm이고 이것은 내장된 다이 응용들의 크기이다. 전체 부품은 전체 검사 동안 초점 내에 있었다.
도 15는 도 12a의 장치에 의해 생성된 초점 라인(12-9)에 대응하는 초점 라인(15-1)과 촬상 카메라(12-17)에 대한 시야(15-2) 사이의 관계를 도시하며, 이 경우 초점 라인(15-1)은 시야(15-2) 내에 있다. 상기 시스템이 그와 같은 단일 초점 라인(15-1)을 시야(15-2) 내에 포함할 때, 어떤 응용에서는, 상기 시스템이 새로 계산된 높이까지 이동할 때까지 상대 위치들이 변경되어 후속 오류를 생성하는 것이 가능한데, 이것은 상기 광학 헤드가 동일한 위치를 측정하고 이동하는 것을 동시에 시도하고 있기 때문이다.
또 다른 접근법에서, 상기 검사 카메라의 양측에 2개의 초점 라인이 생성된다. 도 12b는 도 12a에 도시된 장치와 유사한 그와 같은 2 초점-라인 장치를 도시하며, 제2 조명 소스를 포함한다. 이 실시예에서, 원래 높이 측정 빔(12-2)에 대한 경로 상의 광학기기는 도 15의 스캔 초점 라인(15-3)과 같이 상기 검사 카메라 시야의 좌측으로 반사하도록 상기 빔을 이동시킨다. 제2 광 경로(12-30)는 제2 조명 소스(12-31), 시준 렌즈(collimating lens)(12-32) 및 실린더 렌즈(12-33)를 포함한다. 실린더 렌즈(12-33)로부터 나오는 광은 이색거울(12-7)에 도달하고 상이한 경로를 따라 반사되어 상기 이미지 카메라 시야(15-1)의 다른 쪽에 초점 라인(15-4)으로 나타난다.
명백히, 도 12b에 도시된 장치의 스캔 방향이 도 2에서 스트립(A)으로 도시된 것과 같이 좌측에서 우측 방향일 때, 초점 빔 경로(12-30)는 촬상 카메라 시야(15-1)를 "선행하는(lead)" 초점 라인(15-4)을 생성한다. 도 12b에 도시된 장치의 스캔 방향이 도 2에서 스트립(B)으로 도시된 것과 같이 우측에서 좌측 방향일 때, 초점 빔 경로(12-31)는 촬상 카메라 시야(15-1)를 "선행하는" 초점 라인(15-5)을 생성한다. 검사 카메라의 시야는 영역(15-1) 내인 반면, 초점 카메라의 시야는 초점 라인(15-4, 15-5)을 둘 다 초점 카메라로 볼 수 있도록 충분히 크다. 한 방향의 진행에서 초점 라인(12-30)으로부터의 정보를 포함하는 데이터의 행(row)들만이 카메라로부터 판독된다. '15-1'에 위치된 촬상 카메라의 도착에 앞서서 초점 카메라의 신호대잡음비를 증가시키고 훨씬 더 나은 높이 변화 추정치를 획득하기 위해, 검사 카메라 위치(15-1)와 상기 초점 라인의 위치 사이에 있는 연속적인 스캔 데이터의 행들이 획득되어 처리될 수 있다. 그와 같은 처리에 의해, 검사 카메라(12-17)의 촬상 광학기기를 위치 설정하기 위해 나중에 사용되는 필터링된 값을 얻기 위해 미리 결정된 개수의 행들에 대해 각각의 높이 측정 위치의 평균이 구해질 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 의하면, 촬상 렌즈 위치설정 데이터를 획득하는 다양한 방법들이 제공된다.
도 12a 및 도 12b에 도시한 실시예들 각각에서, 초점 조명 소스(12-3, 12-31)는 적외선에서 동작한다. 전술한 실시예들에서, 촬상 조명 소스(12-14)는 촬상 카메라(12-17)를 위해 부품을 조명하는 가시광 스펙트럼의 광(즉, 백색 광)을 생성한다. 도 16a는 평행하게 이격된 복수의 구리 전도체(16-2)를 가진 불투명 유기 기판(16-1)을 포함하는 부품을 촬상하기 위한 백색광과 함께 본 발명의 자동초점 시스템을 사용하여 얻어진 이미지를 도시한다. 이것은, 도 12a 및 도 12b의 촬상 카메라(12-17)가 반사된 산광 광을 받기 때문에, 낮은 콘트라스트의 이미지이다. 도 16b는, 기판(16-1)으로 하여금 형광을 발하게 하는 주파수를 가진 레이저를 촬상 카메라 조명 소스(12-14)가 포함할 때, 동일한 부분을 도시한다. 이 구성에서, 빔 스플리터(12-5)는 레이저를 반사하고 복귀하는 형광이 검사 카메라(12-17)에 도달하는 것을 허용하기 위해 이색필터로 대체된다. 또한 어떤 반사된 레이저 광이 촬상 카메라(12-17)에 도달하는 것을 방지하고 또한 유기 표면으로부터 방출된 형광만이 촬상 카메라(12-17)에 도달하는 것을 보장하기 위해 차단필터(12-16)가 렌즈(12-16) 앞에 삽입된다. 기판(16-1)이 불투명하고 기판(16-1)이 온전한 경우, 어떤 하위층으로부터도 형광이 수신되지 않는다. 도 16b는 밝은 기판(16-1)과 어두운 도체(16-2)를 가진 결과 형광 이미지를 도시한다. 개선된 높은 콘트라스트 이미지는 결함(16-3, 16-4, 16-5)과 같은 결함의 식별을 가능하게 한다. 그러나, 자동초점 장치는 적외선에서 측정된 모든 높이의 변화가 유기 기판의 상부면 상의 높이 변화의 결과로 가정하기 때문에, 그와 같은 장치에서 형광의 사용은 불투명 유기 기판의 표면상의 형광을 발하지 않는 도체의 검사에 국한된다는 것이 명백하다. 만일 자동초점 장치가 투명층에서 사용된다면 초점 장치는 어느 피처가 상부면 위에 있는지 결정할 수 없을 것이며 맞지 않는 층 위에 초점을 설정할 가능성이 있다. 또한 초점 설정 소스의 파장이 촬상 카메라(12-17)에 의해 촬영되는 파장 범위로부터 배제되는 한 적외선 대역이 아닌 초점 설정 파장도 사용될 수 있음을 유념할 필요가 있다. 이제 명백해진 것과 같이, 여기서 개시된 자동초점 장치는 촬상 카메라의 시야 내 전체 이미지가 초점 내에 있도록 보장하는 정확한 초점 위치를 촬상 카메라에 제공하는 목적을 충족한다. 또한, 상기 개시된 것 외에 본 발명의 다른 실시예들이 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않으면서 구현될 수 있으며 본 발명의 이점의 일부 또는 전부를 실현할 수 있다. 그러므로, 첨부된 청구항들은 본 발명의 진정한 사상과 범위 내에 포함되는 그와 같은 모든 변형을 포함하는 것을 의도한다.

Claims (26)

  1. 고정 해상도 및 피사계 심도를 가진 촬상 광학기기를 구비한 촬상 카메라에 의해 부품의 상이한 이미지 필드의 복수의 이미지를 촬상함으로써 부품을 검사하는 방법에 있어서,
    상기 부품의 표면은 주어진 이미지 필드 내 높이 변화에 의해 특징지어지고,
    상기 이미지 광학기기의 피사계 심도는, 상기 주어진 이미지 필드 내 임의의 지점에 초점을 설정하는 것이 해당하는 전체 이미지가 초점 내에 있는 것을 보장하지 않는 값을 가지며,
    A) 주어진 이미지 필드에 대해 복수의 위치에서 상기 부품 표면의 높이를 샘플링하는 단계;
    B) 상기 이미지 필드 내 관심 있는 모든 표면이 상기 촬상 광학기기에 대한 피사계 심도 내에 있도록, 주어진 이미지 필드에 대한 샘플링된 높이에 기초하여 각각의 이미지에 대해 상기 촬상 광학기기 또는 촬상 카메라의 초점 위치를 결정하는 단계; 및
    C) 상기 이미지가 상기 이미지 필드 전체에 걸쳐 초점 내에 있도록, 상기 주어진 이미지 필드에 대해 상기 촬상 광학기기를 상기 초점 위치로 이동시키는 단계를 포함하고,
    상기 샘플링 단계에서, 샘플링 간격은 상기 이미지 필드 내 상기 표면의 높이 변화의 범위를 결정하는데 충분히 작은, 부품 검사 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 촬상 카메라는 스캔 방향으로 상기 부품의 표면을 스캔하고,
    상기 이미지들의 크기는 상기 이미지 내 높이 변화의 범위가 상기 촬상 광학기기의 피사계 심도 내에 있도록 조정되는, 부품 검사 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 촬상 카메라는 최대 폭을 가진 인접한 평행 스트립(strip)을 따라 전자부품을 스캔하고,
    크기 축소는, 상기 스트립 내 높이 변화의 범위가 상기 촬상 광학기기에 대한 피사계 심도 내에 있도록, 상기 촬상 카메라에 의해 얻어지는 이미지의 폭을 변경하는, 부품 검사 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 촬상 카메라는 선형 전하결합소자(CCD: charge coupled device)를 포함하는, 부품 검사 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 촬상 카메라는 시간 지연 및 통합 CCD를 포함하는, 부품 검사 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 샘플링 단계는 제1 주파수로 상기 부품을 조명하는 단계를 포함하고,
    상기 촬상 카메라는 상기 제1 주파수와 간섭하지 않는 제2 주파수로 상기 조명에 반응하는, 부품 검사 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 주파수는 적외선 대역에 있는, 부품 검사 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 주파수는 가시광선 대역에 있는, 부품 검사 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 부품은 불투명 재료의 기판을 포함하고,
    상기 제2 주파수는 상기 불투명 재료가 형광을 발하게 하는 대역에 있는, 부품 검사 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 샘플링 단계는 상기 촬상 카메라 시야 내에서 촬상된 높이 측정치를 기록하는 단계를 포함하는, 부품 검사 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    스캔 동작 동안에 상기 샘플링 단계는 상기 촬상 카메라 시야에 앞서 높이 측정치를 기록하는 단계를 포함하는, 부품 검사 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 이미지들은 스캔 축을 따르는 스캔 동작 동안에 촬상되고,
    상기 샘플링 단계는 상기 스캔 축을 따르는 연이은 위치들 각각에서 상기 스캔 방향에 수직인 높이 측정치의 세트를 기록하는 단계를 포함하고,
    상기 초점 위치 결정단계는 상기 기록된 높이 측정치의 한 세트 이상을 처리하는 단계를 포함하는, 부품 검사 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 이미지들은 스캔 축을 따르는 스캔 동작 동안에 촬상되고,
    상기 샘플링 단계는 상기 스캔 축을 따르는 연이은 위치들 각각에서 상기 스캔 방향에 수직인 높이 측정치의 세트를 기록하는 단계를 포함하고,
    상기 초점 위치 결정단계는 상기 기록된 높이 측정치의 복수 인접 세트들로부터의 높이 측정치를 처리하는 단계를 포함하는, 부품 검사 방법.
  14. 고정 해상도 및 피사계 심도를 가진 촬상 광학기기를 구비한 촬상 카메라에 의해 부품의 상이한 이미지 필드의 복수의 이미지를 촬상함으로써 부품을 검사하는 장치에 있어서,
    상기 부품의 표면은 주어진 이미지 필드 내 높이 변화에 의해 특징지어지고,
    상기 이미지 광학기기의 피사계 심도는, 상기 주어진 이미지 필드 내 임의의 지점에 초점을 설정하는 것이 해당하는 전체 이미지가 초점 내에 있는 것을 보장하지 않는 값을 가지며,
    A) 주어진 이미지 필드에 대해 복수의 위치에서 상기 부품의 표면의 높이를 샘플링하는 수단;
    B) 상기 이미지 필드 내 관심 있는 모든 표면이 상기 촬상 광학기기에 대한 피사계 심도 내에 있도록, 주어진 이미지 필드에 대한 상기 샘플링된 높이에 기초하여 각각의 이미지에 대해 상기 촬상 광학기기 또는 촬상 카메라의 초점 위치를 결정하는 수단; 및
    C) 상기 이미지가 상기 이미지 필드 전체에 걸쳐 초점 내에 있도록, 상기 주어진 이미지 필드에 대해 상기 촬상 광학기기 또는 촬상 카메라를 상기 초점 위치로 이동시키는 수단을 포함하고,
    상기 샘플링 수단에서, 샘플링 간격은 상기 이미지 필드에서 상기 표면의 높이 변화의 범위를 결정하는데 충분히 작은, 부품 검사 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 촬상 카메라는 스캔 방향에서 상기 부품의 표면을 스캔하고,
    상기 이미지에서 높이 변화의 범위가 상기 촬상 광학기기의 피사계 심도 내에 있도록 상기 이미지들의 크기를 조정하는 수단을 더 포함하는, 부품 검사 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 촬상 카메라는 최대 폭을 가진 인접한 평행 스트립을 따라 전자부품을 스캔하고,
    크기 축소 수단은, 상기 스트립 내 높이 변화의 범위가 상기 촬상 광학기기에 대한 피사계 심도 내에 있도록, 상기 촬상 카메라에 의해 얻어지는 이미지의 폭을 변경하는, 부품 검사 장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 촬상 카메라는 선형 전하결합소자(CCD)를 포함하는, 부품 검사 장치.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 촬상 카메라는 시간 지연 및 통합 CCD를 포함하는, 부품 검사 장치.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 샘플링 수단은 제1 주파수로 상기 부품을 조명하는 수단을 포함하고,
    상기 촬상 카메라는 상기 제1 주파수와 간섭하지 않는 제2 주파수로 상기 조명에 반응하는, 부품 검사 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제1 주파수는 적외선 대역에 있는, 부품 검사 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 제2 주파수는 가시광선 대역에 있는, 부품 검사 장치.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 부품은 불투명 재료의 기판을 포함하고,
    상기 제2 주파수는 상기 불투명 재료가 형광을 발하게 하는 대역에 있는, 부품 검사 장치.
  23. 제 14 항에 있어서,
    상기 샘플링 수단은 상기 촬상 카메라 시야 내에서 촬상된 높이 측정치를 기록하는 수단을 포함하는, 부품 검사 장치.
  24. 제 14 항에 있어서,
    스캔 동작 동안에 상기 샘플링 수단은 상기 촬상 카메라 시야 앞에 높이 측정치를 기록하는 수단을 포함하는, 부품 검사 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 이미지들은 스캔 축을 따르는 스캔 동작 동안에 촬상되고,
    상기 샘플링 수단은 상기 스캔 축을 따르는 연이은 위치들 각각에서 상기 스캔 방향에 수직인 한 세트의 높이 측정치를 기록하는 수단을 포함하고,
    상기 초점 위치 결정 수단은 상기 기록된 높이 측정치의 한 세트 이상을 처리하는 수단을 포함하는, 부품 검사 장치.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 이미지들은 스캔 축을 따르는 스캔 동작 동안에 촬상되고,
    상기 샘플링 수단은 상기 스캔 축을 따르는 연이은 위치들 각각에서 상기 스캔 방향에 수직인 한 세트의 높이 측정치를 기록하는 수단을 포함하고,
    상기 초점 위치 결정 수단은 상기 기록된 높이 측정치의 복수 인접 세트들로부터의 높이 측정치를 처리하는 수단을 포함하는, 부품 검사 장치.
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