KR20170044424A

KR20170044424A - 두께 측정 방법, 영상 처리 방법 및 이를 수행하는 전자 시스템

Info

Publication number: KR20170044424A
Application number: KR1020150144096A
Authority: KR
Inventors: 박민철; 이제현; 고정훈; 김영구; 이근호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2015-10-15
Filing date: 2015-10-15
Publication date: 2017-04-25
Also published as: KR102392597B1; TW201723427A; TWI689703B; CN106601642A; US20170109896A1; CN106601642B; US10055829B2

Abstract

두께 측정 방법에서는, 제1 막질을 포함하는 구조에 대한 원본 영상을 획득한다. 원본 영상에 기초하여 제1 막질의 제1 경계를 추출한다. 제1 경계를 기초로 원본 영상을 변환하여 제1 영상을 발생한다. 제1 영상에 대한 필터링을 수행하여 제2 영상을 발생한다. 제2 영상에 기초하여 제1 막질의 제2 경계를 추출한다. 제1 경계 및 제2 경계에 기초하여 제1 막질의 두께를 연산한다.

Description

두께 측정 방법, 영상 처리 방법 및 이를 수행하는 전자 시스템{METHOD OF MEASURING THICKNESS OF OBJECT, METHOD OF PROCESSING IMAGE INCLUDING OBJECT AND ELECTRONIC SYSTEM PERFORMING THE SAME}

본 발명은 영상 처리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 영상에 기초한 피측정물의 두께 측정 방법, 상기 피측정물에 대한 영상 처리 방법, 및 상기 두께 측정 방법 및/또는 상기 영상 처리 방법을 수행하는 전자 시스템에 관한 것이다.

반도체 소자는 다양한 공정들에 의해 생산될 수 있다. 반도체 소자 내의 막질 또는 박막의 두께를 측정하여 반도체 소자 및/또는 공정의 양/불량을 판단하거나, 또는 두께 측정 결과를 피드백 및 분석하여 반도체 소자의 생산성, 품질 및 수익을 향상시킬 수 있다. 이를 위해, 반도체 기판과 같은 측정하고자 하는 시료를 가공하거나 변형하지 않고, X선, 음파 또는 빛을 이용하여 두께를 측정하는 비접촉 비파괴 측정 장비들이 사용될 수 있다. 상기와 같은 두께 측정 기술은 보다 정밀하고 복잡한 패턴의 두께를 측정할 수 있어야 한다는 요구에 맞추어 발전하고 있다.

본 발명의 일 목적은 영상을 이용하여 막질의 두께를 정확하고 효과적으로 측정할 수 있는 두께 측정 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 두께 측정 방법에서 이용될 수 있는 상기 막질에 대한 영상 처리 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 두께 측정 방법 및/또는 상기 영상 처리 방법을 수행하는 전자 시스템을 제공하는 것이다.

상기 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법에서는, 제1 막질을 포함하는 구조에 대한 원본 영상을 획득한다. 상기 원본 영상에 기초하여 상기 제1 막질의 제1 경계를 추출한다. 상기 제1 경계를 기초로 상기 원본 영상을 변환하여 제1 영상을 발생한다. 상기 제1 영상에 대한 필터링을 수행하여 제2 영상을 발생한다. 상기 제2 영상에 기초하여 상기 제1 막질의 제2 경계를 추출한다. 상기 제1 경계 및 상기 제2 경계에 기초하여 상기 제1 막질의 두께를 연산한다.

일 실시예에서, 상기 제1 경계를 추출하는데 있어서, 상기 원본 영상의 계조 변화에 기초하여 복수의 경계 포인트들을 검출할 수 있다. 상기 복수의 경계 포인트들을 상기 제1 경계로서 설정할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 복수의 경계 포인트들 각각은 인접한 다른 포인트들과의 계조 차이가 문턱 계조보다 클 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 영상을 발생하는데 있어서, 상기 제1 경계에 기초하여 상기 원본 영상 내에서 상기 구조 및 상기 제1 막질과 관련된 목표 영역을 설정할 수 있다. 상기 제1 경계에 상응하는 복수의 경계 포인트들을 복수의 축 포인트들로 맵핑할 수 있다. 상기 복수의 축 포인트들을 기준으로 상기 목표 영역 내의 영상들을 재배치하여 상기 제1 영상을 획득할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 복수의 경계 포인트들은 비선형적으로 배치되고, 상기 복수의 축 포인트들은 제1 방향과 평행하도록 선형적으로 배치될 수 있다. 상기 목표 영역 내의 영상들은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 재배치될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 복수의 경계 포인트들은 원형으로 또는 타원형으로 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제2 영상을 발생하는데 있어서, 상기 제1 영상을 복수의 서브 영역들로 구분할 수 있다. 상기 복수의 서브 영역들 각각을 평균화하여 상기 제2 영상을 획득할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 복수의 축 포인트들은 제1 방향과 평행하도록 선형적으로 배치될 수 있다. 상기 복수의 서브 영역들 각각은 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 길이 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되고 상기 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 가질 수 있다.

일 실시예에서, 상기 복수의 서브 영역들 각각은 가우시안(Gaussian) 필터에 기초하여 평균화될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제2 영상을 발생하는데 있어서, 상기 제1 영상에 포함된 노이즈를 더 제거할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 영상에 포함된 노이즈는 도메인 변환(Domain Transform) 필터에 기초하여 제거될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 원본 영상은 직교좌표(rectangular coordinates)에 기초하여 상기 구조를 나타내며, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상은 극좌표(polar coordinates)에 기초하여 상기 구조를 나타낼 수 있다.

일 실시예에서, 상기 구조는 반도체 기판 상에 수직적으로 형성되는 홀(hole) 구조이며, 상기 제1 막질은 상기 홀 구조 내에 증착될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 구조는 반도체 기판 상에 수직적으로 형성되는 핀(fin) 구조이며, 상기 제1 막질은 상기 핀 구조 상에 증착될 수 있다.

상기 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법에서는, 복수의 막질들을 포함하는 구조에 대한 원본 영상을 획득한다. 상기 원본 영상에 기초하여 상기 복수의 막질들 중 제1 막질의 제1 경계를 추출한다. 상기 제1 경계를 기초로 상기 원본 영상을 변환하여 제1 영상을 발생한다. 상기 제1 영상에 대한 필터링을 수행하여 제2 영상을 발생한다. 상기 제2 영상에 기초하여 상기 복수의 막질들 중 상기 제1 막질을 제외한 나머지 막질들의 제2 경계들을 추출한다. 상기 제1 경계 및 상기 제2 경계들에 기초하여 상기 복수의 막질들의 두께들을 연산한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 영상 처리 방법에서는, 제1 막질을 포함하는 구조에 대한 원본 영상을 획득한다. 상기 원본 영상에 기초하여 상기 제1 막질의 제1 경계를 추출한다. 상기 제1 경계를 기초로 상기 원본 영상을 변환하여 제1 영상을 발생한다. 상기 제1 영상에 대한 필터링을 수행하여 상기 제1 막질의 제2 경계가 검출 가능하도록 제2 영상을 발생한다.

일 실시예에서, 상기 제1 경계를 추출하는데 있어서, 상기 원본 영상 내에서 인접한 다른 포인트들과의 계조 차이가 문턱 계조보다 큰 복수의 경계 포인트들을 검출할 수 있다. 상기 복수의 경계 포인트들을 상기 제1 경계로서 설정할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 영상을 발생하는데 있어서, 상기 제1 경계에 기초하여 상기 원본 영상 내에서 상기 구조 및 상기 제1 막질과 관련된 목표 영역을 설정할 수 있다. 비선형적으로 배치되는 상기 복수의 경계 포인트들을 제1 방향과 평행하도록 선형적으로 배치되는 복수의 축 포인트들로 맵핑할 수 있다. 상기 복수의 축 포인트들을 기준으로 상기 목표 영역 내의 영상들을 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 재배치하여 상기 제1 영상을 획득할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제2 영상을 발생하는데 있어서, 상기 제1 영상을 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 길이 및 상기 제2 방향으로 연장되고 상기 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 각각 가지는 복수의 서브 영역들로 구분할 수 있다. 상기 복수의 서브 영역들 각각을 평균화하여 상기 제2 영상을 획득할 수 있다.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 컴퓨터 기반의(computer-based) 전자 시스템은 입력 장치, 저장 장치, 출력 장치 및 프로세서를 포함한다. 상기 입력 장치는 제1 막질을 포함하는 구조에 대한 원본 영상을 수신한다. 상기 저장 장치는 상기 원본 영상에 기초하여 상기 제1 막질의 제1 경계를 추출하고, 상기 제1 경계를 기초로 상기 원본 영상을 변환하여 제1 영상을 발생하고, 상기 제1 영상에 대한 필터링을 수행하여 상기 제1 막질의 제2 경계가 검출 가능하도록 제2 영상을 발생하는 프로그램 루틴들(program routines)에 대한 정보를 저장한다. 상기 출력 장치는 상기 원본 영상 및 상기 제2 영상을 표시한다. 상기 프로세서는 상기 입력 장치, 상기 출력 장치 및 상기 저장 장치와 연결되어 상기 프로그램 루틴들의 실행을 제어한다.

일 실시예에서, 상기 프로세서는, 상기 원본 영상의 계조 변화에 기초하여 복수의 경계 포인트들을 검출하고, 상기 복수의 경계 포인트들을 상기 제1 경계로서 설정하는 제1 프로그램 루틴들을 실행하여, 상기 제1 경계를 추출할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 프로세서는, 상기 제1 경계에 기초하여 상기 원본 영상 내에서 상기 구조 및 상기 제1 막질과 관련된 목표 영역을 설정하고, 상기 제1 경계에 상응하는 복수의 경계 포인트들을 복수의 축 포인트들로 맵핑하며, 상기 복수의 축 포인트들을 기준으로 상기 목표 영역 내의 영상들을 재배치하는 제2 프로그램 루틴들을 실행하여, 상기 제1 영상을 발생할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 프로세서는, 상기 제1 영상을 복수의 서브 영역들로 구분하고, 상기 복수의 서브 영역들 각각을 평균화하는 제3 프로그램 루틴들을 실행하여, 상기 제2 영상을 발생할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 저장 장치는, 상기 제2 영상에 기초하여 상기 제1 막질의 제2 경계를 추출하고, 상기 제1 경계 및 상기 제2 경계에 기초하여 상기 제1 막질의 두께를 연산하는 프로그램 루틴들에 대한 정보를 더 저장할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 저장 장치는, 상기 제1 막질의 두께의 균일도를 더 연산하는 프로그램 루틴들에 대한 정보를 더 저장할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 입력 장치는 상기 원본 영상을 획득하는 투과 전자 현미경(Transmission Electron Microscope; TEM)을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 입력 장치는 상기 원본 영상을 획득하는 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope; SEM)을 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법 및/또는 영상 처리 방법과 이를 수행하는 전자 시스템에서는, 제1 막질을 포함하는 원본 영상에서 검출이 용이한 제1 막질의 제1 경계를 먼저 검출하고, 제1 경계를 기준으로 하여 원본 영상을 변환하고 경계 검출을 위한 필터링을 수행함으로써, 제1 막질의 제2 경계를 효과적으로 검출할 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 경계들에 기초하여 제1 막질의 두께를 자동적으로 측정할 수 있으며, 빠르고 정확하고 효과적으로 측정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법을 적용하기 위한 구조의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 3, 4a 및 4b는 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법에서 사용되는 원본 영상을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 도 1의 제1 경계를 추출하는 단계의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 6은 도 1의 제1 영상을 발생하는 단계의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 7 및 8은 도 1의 제1 영상을 발생하는 단계를 설명하기 위한 도면들이다.
도 9는 도 1의 제2 영상을 발생하는 단계의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 10, 11a, 11b, 12 및 13은 도 1의 제2 영상을 발생하는 단계를 설명하기 위한 도면들이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법을 적용하기 위한 구조의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 15, 16 및 17은 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 18은 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 19, 20 및 21은 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 22는 본 발명의 실시예들에 따른 영상 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 23은 본 발명의 실시예들에 따른 전자 시스템을 나타내는 블록도이다.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 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.

제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 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 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 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 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

한편, 어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정 블록 내에 명기된 기능 또는 동작이 순서도에 명기된 순서와 다르게 일어날 수도 있다. 예를 들어, 연속하는 두 블록이 실제로는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 관련된 기능 또는 동작에 따라서는 상기 블록들이 거꾸로 수행될 수도 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법을 나타내는 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법에서는, 피측정물이 촬상된 영상에 기초하여 피측정물의 두께를 측정할 수 있다.

구체적으로, 제1 막질을 포함하는 구조에 대한 원본 영상을 획득한다(단계 S100). 예를 들어, 상기 구조는 반도체 소자에 포함되는 임의의 구조일 수 있다. 상기 제1 막질은 증착(deposition) 공정 및/또는 산화(oxidation) 공정 등을 통해 상기 구조 내에 또는 상기 구조 상에 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법에 기초하여 상기 제1 막질의 두께가 측정될 수 있다.

일 실시예에서, 도 2를 참조하여 후술하는 것처럼, 상기 구조는 상기 반도체 소자에 포함되는 홀 구조일 수 있다. 다른 실시예에서, 도 14를 참조하여 후술하는 것처럼, 상기 구조는 상기 반도체 소자에 포함되는 핀(fin) 구조일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 원본 영상은 투과 전자 현미경(Transmission Electron Microscope; TEM)에 의해 획득되는 TEM 영상일 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 원본 영상은 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope; SEM)에 의해 획득되는 SEM 영상일 수 있다. 따라서, 상기 원본 영상은 상대적으로 높은 해상도를 가질 수 있다.

상기 원본 영상에 기초하여 상기 제1 막질의 제1 경계를 추출한다(단계 S200). 상기 제1 막질은 상기 제1 경계 및 상기 제1 경계와 대향하는 제2 경계를 가질 수 있으며, 상기 제1 및 제2 경계들 중 상기 원본 영상 내에서 상대적으로 검출이 용이한 상기 제1 경계를 먼저 추출할 수 있다. 단계 S200에 대해서는 도 3 내지 5를 참조하여 보다 상세하게 후술하도록 한다.

상기 제1 경계를 기초로 상기 원본 영상을 변환하여 제1 영상을 발생한다(단계 S300). 상술한 것처럼, 상기 반도체 소자를 제조하기 위한 상기 증착 공정 및/또는 상기 산화 공정 등을 통해 상기 제1 막질을 형성하는 경우에, 상기 제1 막질은 큰 오차 없이 전체적으로 비교적 균일한 두께를 가질 수 있다. 이 때, 상기 제1 경계를 기준으로 하여 상기 원본 영상을 재배치 또는 재구성하는 경우에, 상기 제1 막질의 두께를 보다 정확하고 효과적으로 측정할 수 있다. 단계 S300에 대해서는 도 6 내지 8을 참조하여 보다 상세하게 후술하도록 한다.

상기 제1 영상에 대한 필터링을 수행하여 제2 영상을 발생한다(단계 S400). 상술한 것처럼, 상기 원본 영상이 상기 TEM 영상 또는 상기 SEM 영상인 경우에, 영상의 해상도가 지나치게 높아서 상기 제2 경계를 검출하는 것이 어려울 수 있다. 따라서, 상기 제2 경계의 검출이 용이하도록, 상기 원본 영상이 재구성 또는 재배치된 상기 제1 영상이 필터링될 수 있다. 단계 S400에 대해서는 도 9 내지 13을 참조하여 보다 상세하게 후술하도록 한다.

상기 제2 영상에 기초하여 상기 제1 막질의 제2 경계를 추출하고(단계 S500), 상기 제1 경계 및 상기 제2 경계에 기초하여 상기 제1 막질의 두께를 연산한다(단계 S600). 상기 원본 영상에 기초하여 상기 제1 막질의 두께를 측정하는 경우와 비교하였을 때, 상기 제2 영상에 기초하여 상기 제1 막질의 두께를 측정하는 경우에 보다 많은 측정 위치들에서 보다 정확하고 빠르게 두께 측정이 수행될 수 있다. 이에 대해서는 도 12를 참조하여 보다 상세하게 후술하도록 한다.

이하에서는 상기 제1 막질을 포함하는 상기 구조가 반도체 소자 내에 형성되는 경우에 기초하여 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법을 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 반도체 소자를 중심으로 본 발명의 실시예들을 설명하지만, 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법은 상기 제1 막질을 포함하는 상기 구조가 형성되는 임의의 소자 및 장치들에 다양하게 적용될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법을 적용하기 위한 구조의 일 예를 나타내는 단면도이다.

도 2를 참조하면, 반도체 소자는 기판(101), 레이어들(110), 레이어들(120), 제1 막질(140) 및 매립 패턴(150)을 포함할 수 있다. 제1 막질(140)과 매립 패턴(150)이 홀 구조(160)를 형성할 수 있다.

기판(101) 상에 레이어들(110) 및 레이어들(120)을 교대로 반복적으로 적층하고, 레이어들(110, 120)을 관통하는 개구부를 형성하며, 상기 개구부 내에 제1 막질(140) 및 매립 패턴(150)을 순차적으로 형성함으로써, 도 2의 반도체 소자가 제조될 수 있다.

일 실시예에서, 레이어들(110, 120)은 화학 기상 증착(CVD) 공정, 플라즈마 화학 기상 증착(PECVD) 공정, 원자층 증착(ALD) 공정 등을 통해 형성할 수 있다. 예를 들어, 레이어들(110)은 실리콘 산화물(SiO₂), 실리콘 탄산화물(SiOC) 혹은 실리콘 산불화물(SiOF)과 같은 실리콘 산화물을 사용하여 형성될 수 있고, 레이어들(120)은 실리콘 질화물(SiN), 실리콘 붕질화물(SiBN) 등과 같은 실리콘 질화물을 사용하여 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 최상부의 레이어(120) 상에 하드 마스크(미도시)를 형성하고, 상기 하드 마스크를 식각 마스크로 사용하는 건식 식각 공정을 통해 레이어들(110, 120)을 순차적으로 식각하여 기판(101)을 노출시키는 상기 개구부를 형성할 수 있다. 상기 개구부는 기판(101)에 수직한 방향으로 연장될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 개구부의 측벽 및 저면에 제1 막질(140)을 형성하고, 상기 개구부의 나머지 부분을 채우는 매립 패턴(150)을 제1 막질(140) 상에 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 막질(140)은 폴리실리콘 혹은 비정질 실리콘을 사용하여 형성될 수 있고, 매립 패턴(150)은 산화물과 같은 절연 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 막질(140)은 내부가 빈 컵(cup) 형상 혹은 실린더(cylinder) 형상을 가질 수 있고, 매립 패턴(150)은 필러(pillar) 형상을 가질 수 있다.

일 실시예에서, 도 2의 반도체 소자는 수직형 메모리 장치일 수 있다. 이 경우, 홀 구조(160)는 상기 수직형 메모리 장치의 채널 홀 구조일 수 있다.

한편, 도시하지는 않았지만, 상기 반도체 소자는 이미지 센서일 수도 있다. 이 경우, 상기 제1 막질을 포함하는 구조는 상기 이미지 센서에 포함되는 수직형 게이트 구조일 수 있다.

도 3, 4a 및 4b는 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법에서 사용되는 원본 영상을 설명하기 위한 도면들이다. 도 3은 도 2의 반도체 소자를 평면 상에서 촬영한 또는 도 2의 I-I' 라인에 의해 절단된 평면 상에서 촬영한 원본 영상(OIMG1)을 나타낸다. 도 4a 및 4b는 도 3의 영역(A1) 및 영역(A2)을 확대한 영상들을 나타낸다.

도 2, 3, 4a 및 4b를 참조하면, 원본 영상(OIMG1) 내에서 홀 구조(160)는 원형과 유사한 평면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 평면 상에서 바라보았을 때, 홀 구조(160)는 환형과 유사하게 형성된 제1 막질(140) 및 제1 막질(140) 내에 원형과 유사하게 형성된 매립 패턴(150)을 포함할 수 있다. 제1 막질(140)의 외곽에는 레이어들(110, 120) 중 하나(예를 들어, 레이어(120))가 형성될 수 있다.

제1 막질(140)은 레이어(120)와 제1 막질(140) 사이의 제1 경계(BD1) 및 제1 막질(140)과 매립 패턴(150) 사이의 제2 경계(BD2)를 가질 수 있다. 제조 공정 상의 오차 또는 편차가 발생할 수 있기 때문에, 제1 및 제2 경계들(BD1, BD2)은 도 3에 도시된 것처럼 비정형 형상을 가질 수 있고 매끄럽지 않은 계면을 가질 수 있다.

일 실시예에서, 제1 막질(140)과 매립 패턴(150)은 물성이 유사할 수 있다. 다시 말하면, 제1 막질(140)을 형성하는 물질과 매립 패턴(150)을 형성하는 물질은 유사한 성질을 가질 수 있다. 이 경우, 원본 영상(OIMG1) 내에서 제1 막질(140)과 매립 패턴(150) 사이의 제2 경계(BD2)의 검출이 상대적으로 어려울 수 있다. 예를 들어, 도 4a에 도시된 것처럼, 제2 경계(BD2)의 일부를 포함하는 도 3의 영역(A1)을 확대한 경우에, 점선을 기준으로 좌측 하부는 제1 막질(140)의 일부를 나타낼 수 있고 우측 상부는 매립 패턴(150)의 일부를 나타낼 수 있다. 이 때, 원본 영상(OIMG1) 내에서 제1 막질(140)을 나타내는 계조와 매립 패턴(150)을 나타내는 계조의 차이가 상대적으로 작기 때문에, 육안으로 또는 경계 검출 알고리즘을 이용하여 도 4a에서 점선으로 도시된 제2 경계(BD2)를 검출하기 어려울 수 있다. 도 3에서, 검출이 상대적으로 어려운 제2 경계(BD2)를 점선으로 도시하였다.

일 실시예에서, 레이어(120)와 제1 막질(140)은 물성이 상이할 수 있다. 다시 말하면, 레이어(120)를 형성하는 물질과 제1 막질(140)을 형성하는 물질은 서로 다른 성질을 가질 수 있다. 이 경우, 원본 영상(OIMG1) 내에서 레이어(120)와 제1 막질(140) 사이의 제1 경계(BD1)의 검출이 상대적으로 용이할 수 있다. 예를 들어, 도 4b에 도시된 것처럼, 제1 경계(BD1)의 일부를 포함하는 도 3의 영역(A2)을 확대한 경우에, 점선을 기준으로 좌측 하부는 레이어(120)의 일부를 나타낼 수 있고 우측 상부는 제1 막질(140)의 일부를 나타낼 수 있다. 이 때, 원본 영상(OIMG1) 내에서 레이어(120)를 나타내는 계조와 제1 막질(140)을 나타내는 계조의 차이가 상대적으로 크기 때문에, 육안으로 또는 경계 검출 알고리즘을 이용하여 도 4b에서 점선으로 도시된 제1 경계(BD1)를 검출하기 용이할 수 있다. 도 3에서, 검출이 상대적으로 용이한 제1 경계(BD1)를 실선으로 도시하였다.

일 실시예에서, 원본 영상(OIMG1)은 서로 교차하는(예를 들어, 직교하는) 두 개의 수평 축 및 수직 축 방향들(X, Y)을 기준으로 하는 직교좌표(rectangular coordinates)에 기초하여 홀 구조(160)를 나타낼 수 있다.

도 5는 도 1의 제1 경계를 추출하는 단계의 일 예를 나타내는 순서도이다.

도 1 및 5를 참조하면, 상기 원본 영상에 기초하여 상기 제1 막질의 제1 경계를 추출하는데 있어서(단계 S200). 상기 원본 영상의 계조 변화에 기초하여 복수의 경계 포인트들을 검출할 수 있다(단계 S210).

일 실시예에서, 상기 복수의 경계 포인트들 각각은 인접한 다른 포인트들과의 계조 차이가 문턱 계조보다 클 수 있다. 예를 들어, 도 3, 4a 및 4b를 참조하여 상술한 것처럼, 원본 영상(OIMG1) 내에서 레이어(120)와 제1 막질(140)의 계조 차이가 상대적으로 크기 때문에(즉, 상이한 계조로 표현되기 때문에), 레이어(120)와 제1 막질(140) 사이의 경계 영역에 상응하는 포인트들 각각은 인접한 다른 포인트들과의 계조 차이가 상기 문턱 계조보다 클 수 있다. 따라서, 레이어(120)와 제1 막질(140) 사이의 경계 영역에 상응하는 포인트들이 상기 복수의 경계 포인트들로서 검출될 수 있다.

반면에, 원본 영상(OIMG1) 내에서 제1 막질(140)과 매립 패턴(150)의 계조 차이가 상대적으로 작기 때문에(즉, 유사한 계조로 표현되기 때문에), 제1 막질(140) 및 매립 패턴(150) 내의 비경계 영역의 포인트들과 제1 막질(140)과 매립 패턴(150) 사이의 경계 영역에 상응하는 포인트들 각각은 인접한 다른 포인트들과의 계조 차이가 상기 문턱 계조보다 작거나 같을 수 있다. 따라서, 제1 막질(140) 및 매립 패턴(150) 내의 비경계 영역의 포인트들과 제1 막질(140)과 매립 패턴(150) 사이의 경계 영역에 상응하는 포인트들은 상기 복수의 경계 포인트들로서 검출되지 않을 수 있다.

일 실시예에서, 상기 복수의 경계 포인트들은 상기 원본 영상의 고주파 성분에 상응할 수 있다. 예를 들어, 상기 원본 영상은 고주파 성분 및 저주파 성분으로 분리될 수 있으며, 상기 고주파 성분에 상응하는 영역이 상기 복수의 경계 포인트들로서 검출될 수 있다. 예를 들어, 상기 고주파 성분은 인접한 픽셀들 사이의 계조 변화량이 상대적으로 큰 경우(즉, 상기 문턱 계조보다 크거나 같은 경우)를 나타내며, 상기 저주파 성분은 인접한 픽셀들 사이의 계조 변화량이 상대적으로 작은 경우(즉, 상기 문턱 계조보다 작은 경우)를 나타낼 수 있다.

상기 복수의 경계 포인트들을 상기 제1 경계로서 설정할 수 있다(단계 S220). 예를 들어, 도 3에 도시된 것처럼 원본 영상(OIMG1)에서 제1 경계(BD1)가 설정될 수 있다.

도 6은 도 1의 제1 영상을 발생하는 단계의 일 예를 나타내는 순서도이다. 도 7 및 8은 도 1의 제1 영상을 발생하는 단계를 설명하기 위한 도면들이다. 도 7은 원본 영상(OIMG1)을 나타내고, 도 8은 제1 영상(IMG11)을 나타낸다.

도 1, 6, 7 및 8을 참조하면, 상기 제1 경계를 기초로 상기 원본 영상을 변환하여 제1 영상을 발생하는데 있어서(단계 S300), 상기 제1 경계에 기초하여 목표 영역을 설정할 수 있다(단계 S310). 상기 목표 영역은 상기 원본 영상 내에서 상기 구조 및 상기 제1 막질과 관련된 영역을 나타낼 수 있으며, 관심 영역으로 부를 수도 있다.

구체적으로, 도 7에 도시된 것처럼, 원본 영상(OIMG1) 내에서 제1 경계(BD1)에 기초하여 제1 막질(140)을 포함하도록 상기 목표 영역(예를 들어, 점으로 표시된 영역)을 설정할 수 있다. 예를 들어, 원본 영상(OIMG1) 내에 가상의 제1 라인(IL1)을 설정할 수 있고, 제1 경계(BD1)와 제1 라인(IL1) 사이의 영역을 상기 목표 영역으로 설정할 수 있다.

상기 제1 경계에 상응하는 상기 복수의 경계 포인트들을 복수의 축 포인트들로 맵핑할 수 있다(단계 S320).

구체적으로, 도 7에 도시된 것처럼, 원본 영상(OIMG1) 내에서 제1 경계(BD1)에 상응하는 상기 복수의 경계 포인트들은 비선형적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 경계 포인트들은 원형으로 또는 타원형으로 배치될 수 있다. 이에 비하여, 도 8에 도시된 것처럼, 제1 영상(IMG11) 내에서 제1 경계(BD1')에 상응하는 상기 복수의 축 포인트들은 각도 축 방향(θ)과 실질적으로 평행하도록 선형적으로 배치될 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법에서, 원본 영상(OIMG1) 내에서 비선형적으로 형성된 제1 경계(BD1)를 제1 영상(IMG11) 내에서 선형적으로 형성된 제1 경계(BD1')로 변환할 수 있다.

상기 복수의 축 포인트들을 기준으로 상기 목표 영역 내의 영상들을 재배치(또는 재구성)하여 상기 제1 영상을 획득할 수 있다(단계 S330).

구체적으로, 도 7 및 8에 도시된 것처럼, 원본 영상(OIMG1) 내의 상기 복수의 경계 포인트들 중 제1 경계 포인트에서 제1 라인(IL1)의 제1 위치 사이의 픽셀 영상들(PD1)을 제1 영상(IMG11) 내의 상기 복수의 축 포인트들 중 제1 축 포인트에서 제1 라인(IL1')의 제1 위치 사이의 픽셀 영상들(PD1')로 재배치할 수 있다. 이와 유사하게, 원본 영상(OIMG1) 내의 제2 경계 포인트에서 제1 라인(IL1)의 제2 위치 사이의 픽셀 영상들(PD2)을 제1 영상(IMG11) 내의 제2 축 포인트에서 제1 라인(IL1')의 제2 위치 사이의 픽셀 영상들(PD2')로 재배치할 수 있고, 원본 영상(OIMG1) 내의 제3 경계 포인트에서 제1 라인(IL1)의 제3 위치 사이의 픽셀 영상들(PD3)을 제1 영상(IMG11) 내의 제3 축 포인트에서 제1 라인(IL1')의 제3 위치 사이의 픽셀 영상들(PD3')로 재배치할 수 있으며, 원본 영상(OIMG1) 내의 제4 경계 포인트에서 제1 라인(IL1)의 제4 위치 사이의 픽셀 영상들(PD4)을 제1 영상(IMG11) 내의 제4 축 포인트에서 제1 라인(IL1')의 제4 위치 사이의 픽셀 영상들(PD4')로 재배치할 수 있다. 도 7 및 8에서는 네 개의 부분의 픽셀 영상들의 재배치를 예시하였으나, 실시예에 따라서 도 7의 상기 목표 영역 내의 픽셀 영상들 일부 또는 전부에 대해 상기 재배치 동작이 수행될 수 있다.

상기 목표 영역 내의 픽셀 영상들의 일부 또는 전부를 각도 축 방향(θ)과 교차하는(예를 들어, 수직하는) 반지름 축 방향(R)을 따라 재배치함으로써, 원본 영상(OIMG1)을 제1 영상(IMG11)으로 변환할 수 있다. 원본 영상(OIMG1)이 제1 영상(IMG11)으로 변환됨에 따라, 원본 영상(OIMG1) 내의 제1 경계(BD1), 제2 경계(BD2), 제1 라인(IL1), 제1 막질(140) 및 매립 패턴(150)이 제1 영상(IMG11) 내의 제1 경계(BD1'), 제2 경계(BD2'), 제1 라인(IL1'), 제1 막질(140a) 및 매립 패턴(150a)으로 각각 변환될 수 있다. 다만, 제1 영상(IMG11)에서도 제2 경계(BD2')의 검출이 용이하지 않을 수 있으며, 따라서 제2 경계(BD2')를 점선으로 표시하였다.

일 실시예에서, 제1 영상(IMG11)은 두 개의 반지름 축 및 각도 축 방향들(R, θ)을 기준으로 하는 극좌표(polar coordinates)에 기초하여 홀 구조(160)를 나타낼 수 있다. 이 때, 제1 영상(IMG11)은 제1 경계(BD1')를 기준으로 도시되며, 제1 경계(BD1')가 각도 축 방향(θ)과 실질적으로 평행할 수 있다. 다시 말하면, 단계 S300에 의해 좌표 변환이 수행될 수 있으며, 직교좌표의 영상이 극좌표의 영상으로 변환될 수 있다.

도 9는 도 1의 제2 영상을 발생하는 단계의 일 예를 나타내는 순서도이다. 도 10, 11a, 11b, 12 및 13은 도 1의 제2 영상을 발생하는 단계를 설명하기 위한 도면들이다. 도 10은 제1 영상(IMG11)을 나타내고, 도 11a 및 11b는 도 10의 제1 서브 영역(SA1)을 확대한 영상들을 나타내고, 도 12는 제2 영상(IMG12)을 나타내며, 도 13은 도 12의 영역(A3)을 확대한 영상을 나타낸다.

도 1, 9, 10, 11a, 11b, 12 및 13을 참조하면, 상기 제1 영상에 대한 필터링을 수행하여 제2 영상을 발생하는데 있어서(단계 S400), 상기 제1 영상을 복수의 서브 영역들로 구분할 수 있다(단계 S410). 예를 들어, 상기 복수의 서브 영역들 각각은 장변 및 단변을 가지는 사각형의 형태를 가질 수 있다.

구체적으로, 도 10에 도시된 것처럼, 제1 영상(IMG11)은 복수의 서브 영역들로 구분될 수 있으며, 상기 복수의 서브 영역들 중 제1 서브 영역(SA1)은 장변 및 단변을 가지는 직사각형의 형태를 가질 수 있다. 상기 제1 서브 영역(SA1)의 장변은 각도 축 방향(θ)을 따라 연장되는 제1 길이를 가질 수 있고, 상기 제1 서브 영역(SA1)의 단변은 반지름 축 방향(R)을 따라 연장되고 상기 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 가질 수 있다. 다시 말하면, 제1 서브 영역(SA1)은 상기 복수의 축 포인트들을 포함하는 제1 경계(BD1')와 실질적으로 평행한 상기 장변을 가질 수 있다.

상기 복수의 서브 영역들 각각을 평균화할 수 있다(단계 S420). 예를 들어, 상기 복수의 서브 영역들 각각은 가우시안(Gaussian) 필터에 기초하여 평균화될 수 있다.

구체적으로, 도 10에 도시된 것처럼, 상기 복수의 서브 영역들 중 제1 서브 영역(SA1)에 포함되는 제1 픽셀 영상들의 계조들의 제1 평균 계조를 연산하고, 상기 제1 픽셀 영상들이 모두 상기 제1 평균 계조를 표현함으로써, 제1 서브 영역(SA1)의 계조를 평균화할 수 있다.

상술한 계조 평균화가 수행되기 이전에는, 도 11a에 도시된 것처럼 제1 서브 영역(SA1) 내의 인접한 픽셀 영상들이 서로 상이한 계조들을 가질 수 있으며, 상기와 같은 인접한 픽셀 영상들의 계조 차이에 의해 제2 경계(BD2')의 검출이 용이하지 않을 수 있다. 상술한 계조 평균화가 수행된 이후에는, 도 11b에 도시된 것처럼 제1 서브 영역(SA1) 내의 인접한 픽셀 영상들이 유사한 계조들을 가질 수 있다. 또한, 제1 경계(BD1')와 실질적으로 평행한 장변을 가지는 상기 복수의 서브 영역들에 기초하여 상기 평균화 동작을 수행함으로써, 제1 경계(BD1')와 실질적으로 평행한 각도 출 방향(θ)을 따라 연장되는 제2 경계(BD2')의 검출이 용이할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 영상에 포함된 노이즈를 추가적으로 제거할 수 있다(단계 S430). 예를 들어, 상기 제1 영상에 포함된 노이즈는 선형 노이즈일 수 있으며, 도메인 변환(Domain Transform) 필터에 기초하여 상기 선형 노이즈가 제거될 수 있다. 실시예에 따라서, 상기 노이즈 제거 단계는 단계 S410 및 S420 이전에 수행될 수도 있고 생략될 수 있다.

상기 제1 영상에 대해 상술한 평균화 동작(단계 S410, S420) 및/또는 노이즈 제거 동작을 수행하여 상기 제2 영상이 획득될 수 있다.

구체적으로, 도 12에 도시된 것처럼, 제2 영상(IMG12)이 최종적으로 획득될 수 있다. 제1 영상(IMG11)이 제2 영상(IMG12)으로 변환됨에 따라, 제1 영상(IMG11) 내의 제2 경계(BD2') 및 제1 라인(IL1')이 제2 영상(IMG12) 내의 제2 경계(BD2") 및 제1 라인(IL1")으로 각각 변환될 수 있다.

일 실시예에서, 제1 영상(IMG11)과 유사하게, 제2 영상(IMG12)은 두 개의 반지름 축 및 각도 축 방향들(R, θ)을 기준으로 하고 제1 경계(BD1')를 기준으로 하여 도시되는 극좌표에 기초하여 홀 구조(160)를 나타낼 수 있다.

상기 제2 영상에 기초하여 상기 제1 막질의 제2 경계를 추출할 수 있다(도 1의 단계 S500).

도 8 및 10의 제1 영상(IMG11)과 비교하였을 때, 도 12의 제2 영상(IMG12)에서는 제2 경계(BD2")의 검출이 상대적으로 용이할 수 있다. 예를 들어, 도 13에 도시된 것처럼, 제2 경계(BD2")의 일부를 포함하는 도 12의 영역(A3)을 확대한 경우에, 제1 막질(140a)을 나타내는 계조와 매립 패턴(150a)을 나타내는 계조의 차이가 원본 영상(도 3 및 7의 OIMG1) 및 제1 영상(도 8 및 10의 IMG11)에서보다 클 수 있으며, 특히 도 4a와 도 13을 비교하면 계조 차이를 확인할 수 있다. 따라서 제2 영상(IMG12)에서는 제2 경계(BD2")를 검출하기 용이할 수 있으며, 도 3, 7, 8 및 10과 다르게 도 12에서는 제2 경계(BD2")를 실선으로 표시하였다.

또한, 상기 제2 영상 내의 상기 제1 경계 및 상기 제2 경계에 기초하여 상기 제1 막질의 두께를 연산할 수 있다(도 1의 단계 S600).

구체적으로, 도 12에 도시된 것처럼, 제2 영상(IMG12) 내의 제1 경계(BD1') 상의 제1 포인트와 제2 경계(BD2") 상의 제1 포인트 사이의 거리를 측정하고, 제2 영상(IMG12) 내의 제1 경계(BD1') 상의 제2 포인트와 제2 경계(BD2") 상의 제2 포인트 사이의 거리를 측정하고, 제2 영상(IMG12) 내의 제1 경계(BD1') 상의 제n(n은 2 이상의 자연수) 포인트와 제2 경계(BD2") 상의 제n 포인트 사이의 거리를 측정함으로써, 제1 막질(140a)의 두께들(d11, d12, ..., d1n)을 연산할 수 있다. 도 3 및 7의 원본 영상(OIMG1)에 기초하여 제1 막질(140)의 두께를 측정하는 경우와 비교하였을 때, 도 12의 제2 영상(IMG12)에 기초하여 제1 막질(140a)의 두께를 측정하는 경우에 제1 막질(140a)의 두께를 빠르고 정확하고 효과적으로 측정할 수 있으며, 수동적이 아닌 자동적으로 측정할 수 있다.

도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법을 적용하기 위한 구조의 일 예를 나타내는 단면도이다.

도 14를 참조하면, 반도체 소자는 기판(201), 돌출부(205), 제1 막질(210) 및 레이어(230)를 포함할 수 있다. 돌출부(205)와 제1 막질(210)이 핀(fin) 구조(220)를 형성할 수 있다.

기판(201) 상에 돌출부(205)를 형성하고, 돌출부(205)가 형성된 기판(201) 상에 제1 막질(210) 및 레이어(230)를 순차적으로 형성함으로써, 도 14의 반도체 소자가 제조될 수 있다.

일 실시예에서, 건식 및/또는 습식 식각 공정을 이용하여, 돌출부(205)가 형성될 부분들을 제외하고 기판(201)의 일부분을 일정한 깊이만큼 식각함으로써, 돌출부(205)를 마련할 수 있다. 예를 들어, 돌출부(205)는 질화물을 포함할 수 있고, 제1 막질(210)은 실리콘 질화물을 포함할 수 있으며, 레이어(230)는 산화물을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 도 14의 반도체 소자는 반도체 트랜지스터일 수 있다. 이 경우, 핀 구조(220)는 상기 반도체 트랜지스터의 채널 핀 구조일 수 있다.

도 15, 16 및 17은 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 도 15는 도 14의 반도체 소자를 평면 상에서 촬영한 또는 도 14의 II-II' 라인에 의해 절단된 평면 상에서 촬영한 원본 영상(OIMG2)을 나타낸다. 도 16은 제1 영상(IMG21)을 나타내고, 도 17은 제2 영상(IMG22)을 나타낸다.

도 1, 14, 15, 16 및 17을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법에서는, 제1 막질을 포함하는 구조에 대한 원본 영상을 획득한다(단계 S100). 도 15에 도시된 것처럼, 원본 영상(OIMG2) 내에서 핀 구조(220)는 돌출부(205) 및 제1 막질(210)을 포함할 수 있다. 제1 막질(210)의 외곽(예를 들어, 우측)에는 레이어(230)가 형성될 수 있다. 원본 영상(OIMG2)은 수평 축 방향(X) 및 제1 수직 축 방향(Y)을 기준으로 하는 제1 직교좌표에 기초하여 핀 구조(220)를 나타낼 수 있다.

제1 막질(210)은 돌출부(205)와 제1 막질(210) 사이의 제1 경계(BD3) 및 제1 막질(210)과 레이어(230) 사이의 제2 경계(BD4)를 가질 수 있다. 제1 및 제2 경계들(BD3, BD4)은 도 15에 도시된 것처럼 비정형 형상을 가질 수 있고 매끄럽지 않은 계면을 가질 수 있다. 도 15의 예에서, 돌출부(205)와 제1 막질(210) 사이의 제1 경계(BD3)의 검출이 상대적으로 용이할 수 있고, 제1 막질(210)과 레이어(230) 사이의 제2 경계(BD4)의 검출이 상대적으로 어려울 수 있다.

상기 원본 영상에 기초하여 상기 제1 막질의 제1 경계를 추출한다(단계 S200). 예를 들어, 도 5를 참조하여 상술한 것처럼, 원본 영상(OIMG2) 내에서 인접한 다른 포인트와의 계조 차이가 문턱 계조보다 큰 복수의 경계 포인트들을 검출할 수 있고, 상기 복수의 경계 포인트들을 제1 경계(BD3)로서 설정할 수 있다. 다시 말하면, 인접한 픽셀들 사이의 계조 변화량이 상대적으로 큰 고주파 성분에 상응하는 영역이 상기 복수의 경계 포인트들로서 검출될 수 있다.

상기 제1 경계를 기초로 상기 원본 영상을 변환하여 제1 영상을 발생한다(단계 S300). 예를 들어, 도 6을 참조하여 상술한 것처럼, 상기 제1 경계에 기초하여 목표 영역을 설정할 수 있고, 상기 복수의 경계 포인트들을 복수의 축 포인트들로 맵핑할 수 있으며, 상기 복수의 축 포인트들을 기준으로 상기 목표 영역 내의 영상들을 재배치(또는 재구성)하여 상기 제1 영상을 획득할 수 있다.

구체적으로, 도 15에 도시된 것처럼, 원본 영상(OIMG2) 내에서 제1 경계(BD3)에 기초하여 제1 막질(210)을 포함하도록 상기 목표 영역(예를 들어, 점으로 표시된 영역)을 설정할 수 있다. 원본 영상(OIMG2) 내에서 비선형적으로 배치된 상기 복수의 경계 포인트들(즉, 제1 경계(BD3))을 제1 영상(IMG21) 내에서 선형적으로 배치된 상기 복수의 축 포인트들(즉, 제1 경계(BD3'))로 변환할 수 있다. 원본 영상(OIMG2) 내의 제1 경계 포인트에서 제1 라인(IL2)의 제1 위치 사이의 픽셀 영상들(PD5)을 제1 영상(IMG21) 내의 제1 축 포인트에서 제1 라인(IL2')의 제1 위치 사이의 픽셀 영상들(PD5')로 재배치할 수 있고, 원본 영상(OIMG2) 내의 제2 경계 포인트에서 제1 라인(IL2)의 제2 위치 사이의 픽셀 영상들(PD6)을 제1 영상(IMG21) 내의 제2 축 포인트에서 제1 라인(IL2')의 제2 위치 사이의 픽셀 영상들(PD6')로 재배치할 수 있다. 상기 목표 영역 내의 픽셀 영상들의 일부 또는 전부를 재배치함으로써, 원본 영상(OIMG2)을 제1 영상(IMG21)으로 변환할 수 있으며, 이에 따라 원본 영상(OIMG2) 내의 제1 경계(BD3), 제2 경계(BD4), 제1 라인(IL2), 돌출부(205), 제1 막질(210) 및 레이어(230)가 제1 영상(IMG21) 내의 제1 경계(BD3'), 제2 경계(BD4'), 제1 라인(IL2'), 돌출부(205a), 제1 막질(210a) 및 레이어(230a)로 각각 변환될 수 있다.

도 8의 실시예와 다르게, 제1 영상(IMG21)은 수평 축 방향(X) 및 제2 수직 축 방향(Y')을 기준으로 하는 제2 직교좌표에 기초하여 핀 구조(220)를 나타낼 수 있다. 이 때, 원본 영상(OIMG2) 표시하기 위한 상기 제1 직교좌표의 제1 수직 축 방향(Y)과 제1 영상(IMG21)을 표시하기 위한 상기 제2 직교좌표의 제2 수직 축 방향(Y')은 상이할 수 있다.

상기 제1 영상에 대한 필터링을 수행하여 제2 영상을 발생한다(단계 S400). 예를 들어, 도 9를 참조하여 상술한 것처럼, 상기 제1 영상을 복수의 서브 영역들로 구분할 수 있고, 상기 복수의 서브 영역들 각각을 평균화할 수 있으며, 상기 제1 영상에 포함된 노이즈를 제거하여 상기 제2 영상을 획득할 수 있다. 또한, 상기 제2 영상에 기초하여 상기 제1 막질의 제2 경계를 추출하고(단계 S500), 상기 제1 경계 및 상기 제2 경계에 기초하여 상기 제1 막질의 두께를 연산한다(단계 S600).

구체적으로, 도 16에 도시된 것처럼, 제1 영상(IMG21)은 복수의 서브 영역들로 구분될 수 있으며, 상기 복수의 서브 영역들 중 제1 서브 영역(SA2)은 제2 수직 축 방향(Y')을 따라 연장되는 제1 길이 및 수평 축 방향(X)을 따라 연장되고 상기 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 가질 수 있다. 제1 서브 영역(SA2)에 포함되는 제1 픽셀 영상들의 계조들의 제1 평균 계조를 연산하고, 상기 제1 픽셀 영상들이 모두 상기 제1 평균 계조를 표현함으로써, 제1 서브 영역(SA2)의 계조를 평균화할 수 있다. 또한, 제1 영상(IMG21)에 포함된 선형 노이즈를 선택적으로 제거할 수 있다.

이에 따라, 도 17에 도시된 것처럼, 제2 영상(IMG22)이 최종적으로 획득될 수 있다. 제1 영상(IMG21)이 제2 영상(IMG22)으로 변환됨에 따라, 제1 영상(IMG21) 내의 제2 경계(BD4') 및 제1 라인(IL2')이 제2 영상(IMG22) 내의 제2 경계(BD4") 및 제1 라인(IL2")으로 각각 변환될 수 있다. 제2 영상(IMG22) 내의 제1 경계(BD3') 상의 제1 내지 제n 포인트들과 제2 경계(BD4") 상의 제1 내지 제n 포인트들 사이의 거리를 각각 측정함으로써, 제1 막질(210a)의 두께들(d21, d22, ..., d2n)을 연산할 수 있다.

일 실시예에서, 제1 영상(IMG21)과 유사하게, 제2 영상(IMG22)은 수평 축 방향(X) 및 제2 수직 축 방향(Y')을 기준으로 하는 상기 제2 직교좌표에 기초하여 핀 구조(220)를 나타낼 수 있다.

도 18은 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법을 나타내는 순서도이다. 도 19, 20 및 21은 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 도 19, 20 및 21은 도 2 및 3의 홀 구조(160)와 유사한 홀 구조에 대한 영상들을 나타내며, 도 19는 원본 영상(OIMG3)을 나타내고, 도 20은 제1 영상(IMG31)을 나타내고, 도 21은 제2 영상(IMG32)을 나타낸다.

도 18, 19, 20 및 21을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법에서는, 복수의 막질들을 포함하는 구조에 대한 원본 영상을 획득한다(단계 S1100). 도 19에 도시된 것처럼, 원본 영상(OIMG3) 내에서 홀 구조는, 제1 막질(310), 제1 막질(310) 내에 형성된 제2 막질(320), 제2 막질(320) 내에 형성된 제3 막질(330) 및 제3 막질(330) 내에 형성된 매립 패턴(340)을 포함할 수 있다. 제1 막질(310)의 외곽에는 레이어(305)가 형성될 수 있다. 원본 영상(OIMG3)은 직교좌표에 기초하여 상기 홀 구조를 나타낼 수 있다.

제1 막질(310)은 제1 경계(BDA) 및 제2 경계(BDB)를 가질 수 있고, 제2 막질(320)은 제2 경계(BDB) 및 제3 경계(BDC)를 가질 수 있으며, 제3 막질(330)은 제3 경계(BDC) 및 제4 경계(BDD)를 가질 수 있다. 제1 내지 제4 경계들(BDA, BDB, BDC, BDD)은 도 19에 도시된 것처럼 비정형 형상을 가질 수 있고 매끄럽지 않은 계면을 가질 수 있다. 도 19의 예에서, 제1 경계(BDA)의 검출이 상대적으로 용이할 수 있고, 제2 내지 제4 경계들(BDB, BDC, BDD)의 검출이 상대적으로 어려울 수 있다.

상기 원본 영상에 기초하여 상기 복수의 막질들 중 제1 막질의 제1 경계를 추출한다(단계 S1200). 도 18의 단계 S1200은 도 1의 단계 S200과 유사할 수 있으며, 예를 들어, 상기 원본 영상의 계조 변화에 기초하여 복수의 경계 포인트들을 검출할 수 있고, 상기 복수의 경계 포인트들을 상기 제1 경계로서 설정할 수 있다.

상기 제1 경계를 기초로 상기 원본 영상을 변환하여 제1 영상을 발생한다(단계 S1300). 도 18의 단계 S1300은 도 1의 단계 S300과 실질적으로 동일할 수 있다.

구체적으로, 도 20 및 21에 도시된 것처럼, 원본 영상(OIMG3) 내에서 비선형적으로 배치된 제1 경계(BDA)를 제1 영상(IMG31) 내에서 선형적으로 배치된 제1 경계(BDA')로 변환할 수 있다. 제1 경계(BDA')를 기준으로 픽셀 영상들을 재배치함으로써, 원본 영상(OIMG3)을 제1 영상(IMG31)으로 변환할 수 있으며, 이에 따라 원본 영상(OIMG3) 내의 제1 내지 제4 경계들(BDA, BDB, BDC, BDD), 제1 내지 제3 막질들(310, 320, 330) 및 매립 패턴(340)이 제1 영상(IMG31) 내의 제1 내지 제4 경계들(BDA', BDB', BDC', BDD'), 제1 내지 제3 막질들(310a, 320a, 330a) 및 매립 패턴(340a)으로 각각 변환될 수 있다.

상기 제1 영상에 대한 필터링을 수행하여 제2 영상을 발생한다(단계 S1400). 도 18의 단계 S1400은 도 1의 단계 S400과 실질적으로 동일할 수 있다. 또한, 상기 제2 영상에 기초하여 상기 복수의 막질들 중 상기 제1 막질을 제외한 나머지 막질들의 제2 경계들을 추출하고(단계 S1500), 상기 제1 경계 및 상기 제2 경계들에 기초하여 상기 복수의 막질들의 두께들을 연산한다(단계 S1600). 도 18의 단계 S1500 및 S1600은 도 1의 단계 S500 및 S600과 유사할 수 있다.

구체적으로, 도 20에 도시된 제1 영상(IMG31)을 복수의 서브 영역들로 구분할 수 있고, 예를 들어 가우시안 필터에 기초하여 상기 복수의 서브 영역들 각각을 평균화할 수 있다. 또한, 도메인 변환 필터에 기초하여 제1 영상(IMG31)에 포함된 선형 노이즈를 제거할 수 있다.

이에 따라, 도 21에 도시된 것처럼, 제2 영상(IMG32)이 최종적으로 획득될 수 있다. 제1 영상(IMG31)이 제2 영상(IMG32)으로 변환됨에 따라, 제1 영상(IMG31) 내의 제2 내지 제4 경계들(BDB', BDC', BDD')이 제2 영상(IMG32) 내의 제2 내지 제4 경계들(BDB", BDC", BDD")으로 각각 변환될 수 있다. 제2 영상(IMG32) 내의 제1 경계(BDA') 상의 n개의 포인트들과 제2 경계(BDB") 상의 n개의 포인트들 사이의 거리를 각각 측정하여 제1 막질(310a)의 두께들(dA1, dA2, ..., dAn)을 연산할 수 있고, 제2 영상(IMG32) 내의 제2 경계(BDB") 상의 n개의 포인트들과 제3 경계(BDC") 상의 n개의 포인트들 사이의 거리를 각각 측정하여 제2 막질(320a)의 두께들(dB1, dB2, ..., dBn)을 연산할 수 있으며, 제2 영상(IMG32) 내의 제3 경계(BDC") 상의 n개의 포인트들과 제4 경계(BDD") 상의 n개의 포인트들 사이의 거리를 각각 측정하여 제3 막질(330a)의 두께들(dC1, dC2, ..., dCn)을 연산할 수 있다.

일 실시예에서, 제1 영상(IMG31) 및 제2 영상(IMG32)은 극좌표에 기초하여 상기 홀 구조를 나타낼 수 있다.

도 22는 본 발명의 실시예들에 따른 영상 처리 방법을 나타내는 순서도이다.

도 22를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 영상 처리 방법에서는, 두께를 측정하기 위해 촬상된 피측정물의 영상에 대한 처리를 수행할 수 있다.

구체적으로, 제1 막질을 포함하는 구조에 대한 원본 영상을 획득하고(단계 S2100), 상기 원본 영상에 기초하여 상기 제1 막질의 제1 경계를 추출하고(단계 S2200), 상기 제1 경계를 기초로 상기 원본 영상을 변환하여 제1 영상을 발생하며(단계 S2300), 상기 제1 영상에 대한 필터링을 수행하여 상기 제1 막질의 제2 경계가 검출 가능하도록 제2 영상을 발생한다(단계 S2400). 도 22의 단계 S2100, S2200, S2300 및 S2400은 도 1의 단계 S100, S200, S300 및 S400과 각각 실질적으로 동일할 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명의 실시예들에 따른 영상 처리 방법에서는, 복수의 막질들을 포함하는 구조에 대한 원본 영상을 획득할 수 있고, 상기 원본 영상에 기초하여 상기 복수의 막질들 중 제1 막질의 제1 경계를 추출할 수 있고, 상기 제1 경계를 기초로 상기 원본 영상을 변환하여 제1 영상을 발생할 수 있으며, 상기 제1 영상에 대한 필터링을 수행하여 상기 복수의 막질들 중 상기 제1 막질을 제외한 나머지 막질들의 제2 경계들이 검출 가능하도록 제2 영상을 발생할 수 있다.

도 23은 본 발명의 실시예들에 따른 전자 시스템을 나타내는 블록도이다.

도 23을 참조하면, 전자 시스템(1000)은 프로세서(1010) 및 표시 장치(1020)를 포함한다. 전자 시스템(1000)은 메모리 장치(1030), 영상 촬상 장치(1040), 사용자 인터페이스(1050) 및 통신(Connectivity)부(1020)를 더 포함할 수 있다.

프로세서(1010)는 특정 계산들 또는 태스크들과 같은 다양한 컴퓨팅 기능들을 실행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1010)는 CPU(central processing unit), 마이크로프로세서, AP(application processor) 등과 같은 임의의 프로세서일 수 있다. 프로세서(1010)는 전자 시스템(1000)을 구동하기 위한 운영 체제(Operating System; OS)를 실행할 수 있고, 인터넷 브라우저, 게임, 동영상, 카메라 등을 제공하는 다양한 어플리케이션들을 실행할 수 있다. 실시예에 따라서, 프로세서(1010)는 하나의 프로세서 코어(Single Core)를 포함하거나, 복수의 프로세서 코어들(Multi-Core)을 포함할 수 있다. 또한, 실시예에 따라서, 프로세서(1010)는 내부 또는 외부에 위치한 캐시 메모리(Cache Memory)를 더 포함할 수 있다.

표시 장치(1020)는 출력 장치의 한 종류이며, 프로세서(1010)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(1020)는 LCD(Liquid Crystal Display) 장치, LED(Light Emitting Diode) 장치, OLED(Organic LED) 장치, FED(Field Emission Display) 장치 등과 같은 임의의 표시 장치일 수 있다.

프로세서(1010)는 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법 및/또는 영상 처리 방법을 수행할 수 있고, 표시 장치(1020)는 프로세서(1010)에 의해 수행된 상기 방법들의 결과를 표시할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1010)는 제1 막질을 포함하는 구조에 대한 원본 영상을 수신하고, 상기 원본 영상에 기초하여 상기 제1 막질의 제1 경계를 추출하고, 상기 제1 경계를 기초로 상기 원본 영상을 변환하여 제1 영상을 발생하고, 상기 제1 영상에 대한 필터링을 수행하여 제2 영상을 발생하는 본 발명의 실시예들에 따른 영상 처리 방법을 수행할 수 있다. 프로세서(1010)는 상기 제2 영상에 기초하여 상기 제1 막질의 제2 경계를 더 추출하고, 상기 제1 경계 및 상기 제2 경계에 기초하여 상기 제1 막질의 두께를 더 연산하는 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법을 수행할 수 있다. 표시 장치(1020)는 상기 원본 영상 및 상기 제2 영상을 표시할 수 있다.

일 실시예에서, 프로세서(1010)는 상기 제1 막질의 두께의 균일도를 더 연산할 수 있으며, 표시 장치(1020)는 상기 연산 결과를 더 표시할 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명의 실시예들에 따른 두께 측정 방법 및/또는 영상 처리 방법의 일부 또는 전부는 프로그램(즉, 소프트웨어) 또는 하드웨어의 형태로 구현될 수 있다.

메모리 장치(1030)는 저장 장치의 한 종류이며, 프로세서(1010)에 의해 처리되는 데이터를 저장하거나, 동작 메모리(Working Memory)로서 작동할 수 있다. 메모리 장치(1030)는 전자 시스템(1000)을 부팅하기 위한 부트 이미지(boot image), 전자 시스템(1000)을 구동하기 위한 상기 운영 체제와 관련된 파일 시스템(file system), 전자 시스템(1000)과 연결되는 외부 장치와 관련된 장치 드라이버(device driver), 전자 시스템(1000)에서 실행되는 상기 어플리케이션 등을 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리 장치(1030)는 DRAM(Dynamic Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory) 등과 같은 적어도 하나의 휘발성 메모리를 포함할 수도 있고, EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), 플래시 메모리(Flash Memory), PRAM(Phase Change Random Access Memory), RRAM(Resistance Random Access Memory), NFGM(Nano Floating Gate Memory), PoRAM(Polymer Random Access Memory), MRAM(Magnetic Random Access Memory), FRAM(Ferroelectric Random Access Memory) 등과 같은 적어도 하나의 비휘발성 메모리를 포함할 수도 있다.

일 실시예에서, 메모리 장치(1030)는 상기 원본 영상에 기초하여 상기 제1 막질의 제1 경계를 추출하고, 상기 제1 경계를 기초로 상기 원본 영상을 변환하여 제1 영상을 발생하고, 상기 제1 영상에 대한 필터링을 수행하여 상기 제1 막질의 제2 경계가 검출 가능하도록 제2 영상을 발생하는 프로그램 루틴들(program routines)에 대한 정보를 저장할 수 있다. 메모리 장치(1030)는 상기 제2 영상에 기초하여 상기 제1 막질의 제2 경계를 추출하고, 상기 제1 경계 및 상기 제2 경계에 기초하여 상기 제1 막질의 두께를 연산하는 프로그램 루틴들에 대한 정보를 더 저장할 수 있고, 상기 제1 막질의 두께의 균일도를 연산하는 프로그램 루틴들에 대한 정보를 더 저장할 수 있다. 프로세서(1010)는 상기 프로그램 루틴들의 실행을 제어할 수 있다.

영상 촬상 장치(1040)는 입력 장치의 한 종류이며, 상기 원본 영상을 획득하여 프로세서(1010)에 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 영상 촬상 장치(1040)는 TEM을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 영상 촬상 장치(1040)는 SEM을 포함할 수 있다.

사용자 인터페이스(1050)는 키패드, 버튼, 마이크, 터치 스크린 등과 같은 하나 이상의 입력 장치, 및/또는 스피커 등과 같은 하나 이상의 출력 장치를 포함할 수 있다.

통신부(1060)는 외부 장치와 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신부(1060)는 범용 직렬 버스(Universal Serial Bus; USB) 통신, 이더넷(Ethernet) 통신, 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC), 무선 식별(Radio Frequency Identification; RFID) 통신, 이동 통신(Mobile Telecommunication), 메모리 카드 통신 등을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신부(1060)는 베이스밴드 칩 셋(Baseband Chipset)을 포함할 수 있고, GSM, GPRS, WCDMA, HSxPA 등의 통신을 지원할 수 있다.

일 실시예에서, 전자 시스템(1000)은 PC, 서버 컴퓨터(Server Computer), 워크스테이션(Workstation), 휴대폰, 스마트 폰, 노트북, PDA, PMP, 디지털 카메라, 캠코더(Camcoder), 디지털 TV(Digital Television), 셋-탑 박스(Set-Top Box), 음악 재생기, 휴대용 게임 콘솔, 네비게이션 시스템 등과 같은 임의의 컴퓨팅 시스템일 수 있다. 다른 실시예에서, 전자 시스템(1000)은 휴대폰(Mobile Phone), 스마트 폰(Smart Phone), 태블릿(Tablet) PC(Personal Computer), 노트북(Laptop Computer), 개인 정보 단말기(Personal Digital Assistant; PDA), 휴대형 멀티미디어 플레이어(Portable Multimedia Player; PMP), 디지털 카메라(Digital Camera), 음악 재생기(Music Player), 휴대용 게임 콘솔(Portable Game Console), 네비게이션(Navigation) 시스템 등과 같은 임의의 모바일 기기일 수 있다.

전자 시스템(1000) 또는 전자 시스템(1000)의 구성요소들은 다양한 형태들의 패키지를 이용하여 실장될 수 있는데, 예를 들어, PoP(Package on Package), BGAs(Ball grid arrays), CSPs(Chip scale packages), PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier), PDIP(Plastic Dual In-Line Package), Die in Waffle Pack, Die in Wafer Form, COB(Chip On Board), CERDIP(Ceramic Dual In-Line Package), MQFP(Plastic Metric Quad Flat Pack), TQFP(Thin Quad Flat-Pack), SOIC(Small Outline Integrated Circuit), SSOP(Shrink Small Outline Package), TSOP(Thin Small Outline Package), TQFP(Thin Quad Flat-Pack), SIP(System In Package), MCP(Multi Chip Package), WFP(Wafer-level Fabricated Package), WSP(Wafer-Level Processed Stack Package) 등과 같은 패키지들을 이용하여 실장될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 시스템, 방법, 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 프로그램 코드를 포함하는 제품 등의 형태로 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 판독 가능한 프로그램 코드는 다양한 컴퓨터 또는 다른 데이터 처리 장치의 프로세서로 제공될 수 있다. 상기 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 컴퓨터로 판독 가능한 신호 매체 또는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체일 수 있다. 상기 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는 명령어 실행 시스템, 장비 또는 장치 내에 또는 이들과 접속되어 프로그램을 저장하거나 포함할 수 있는 임의의 유형적인 매체일 수 있다.

본 발명은 임의의 소자 및 장치들의 생산 및/또는 제조 공정과 관련된 다양한 장비, 장치 및 시스템에 적용될 수 있으며, 특히 적어도 하나의 막질을 포함하는 임의의 소자 및 장치들을 생산 및/또는 분석하여 생산성, 품질 및 수익을 향상시킬 수 있는 임의의 시스템 등에 유용하게 이용될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.

Claims

제1 막질을 포함하는 구조에 대한 원본 영상을 획득하는 단계;
상기 원본 영상에 기초하여 상기 제1 막질의 제1 경계를 추출하는 단계;
상기 제1 경계를 기초로 상기 원본 영상을 변환하여 제1 영상을 발생하는 단계;
상기 제1 영상에 대한 필터링을 수행하여 제2 영상을 발생하는 단계;
상기 제2 영상에 기초하여 상기 제1 막질의 제2 경계를 추출하는 단계; 및
상기 제1 경계 및 상기 제2 경계에 기초하여 상기 제1 막질의 두께를 연산하는 단계를 포함하는 두께 측정 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제1 경계를 추출하는 단계는,
상기 원본 영상의 계조 변화에 기초하여 복수의 경계 포인트들을 검출하는 단계; 및
상기 복수의 경계 포인트들을 상기 제1 경계로서 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 복수의 경계 포인트들 각각은 인접한 다른 포인트들과의 계조 차이가 문턱 계조보다 큰 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제1 영상을 발생하는 단계는,
상기 제1 경계에 기초하여 상기 원본 영상 내에서 상기 구조 및 상기 제1 막질과 관련된 목표 영역을 설정하는 단계;
상기 제1 경계에 상응하는 복수의 경계 포인트들을 복수의 축 포인트들로 맵핑하는 단계; 및
상기 복수의 축 포인트들을 기준으로 상기 목표 영역 내의 영상들을 재배치하여 상기 제1 영상을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 복수의 경계 포인트들은 비선형적으로 배치되고, 상기 복수의 축 포인트들은 제1 방향과 평행하도록 선형적으로 배치되며,
상기 목표 영역 내의 영상들은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 재배치되는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 복수의 경계 포인트들은 원형으로 또는 타원형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 제2 영상을 발생하는 단계는,
상기 제1 영상을 복수의 서브 영역들로 구분하는 단계; 및
상기 복수의 서브 영역들 각각을 평균화하여 상기 제2 영상을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 복수의 축 포인트들은 제1 방향과 평행하도록 선형적으로 배치되며,
상기 복수의 서브 영역들 각각은 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 길이 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되고 상기 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 복수의 서브 영역들 각각은 가우시안(Gaussian) 필터에 기초하여 평균화되는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 제2 영상을 발생하는 단계는,
상기 제1 영상에 포함된 노이즈를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 제1 영상에 포함된 노이즈는 도메인 변환(Domain Transform) 필터에 기초하여 제거되는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 원본 영상은 직교좌표(rectangular coordinates)에 기초하여 상기 구조를 나타내며, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상은 극좌표(polar coordinates)에 기초하여 상기 구조를 나타내는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
복수의 막질들을 포함하는 구조에 대한 원본 영상을 획득하는 단계;
상기 원본 영상에 기초하여 상기 복수의 막질들 중 제1 막질의 제1 경계를 추출하는 단계;
상기 제1 경계를 기초로 상기 원본 영상을 변환하여 제1 영상을 발생하는 단계;
상기 제1 영상에 대한 필터링을 수행하여 제2 영상을 발생하는 단계;
상기 제2 영상에 기초하여 상기 복수의 막질들 중 상기 제1 막질을 제외한 나머지 막질들의 제2 경계들을 추출하는 단계; 및
상기 제1 경계 및 상기 제2 경계들에 기초하여 상기 복수의 막질들의 두께들을 연산하는 단계를 포함하는 두께 측정 방법.
제1 막질을 포함하는 구조에 대한 원본 영상을 획득하는 단계;
상기 원본 영상에 기초하여 상기 제1 막질의 제1 경계를 추출하는 단계;
상기 제1 경계를 기초로 상기 원본 영상을 변환하여 제1 영상을 발생하는 단계; 및
상기 제1 영상에 대한 필터링을 수행하여 상기 제1 막질의 제2 경계가 검출 가능하도록 제2 영상을 발생하는 단계를 포함하는 영상 처리 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 제1 경계를 추출하는 단계는,
상기 원본 영상 내에서 인접한 다른 포인트들과의 계조 차이가 문턱 계조보다 큰 복수의 경계 포인트들을 검출하는 단계; 및
상기 복수의 경계 포인트들을 상기 제1 경계로서 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 제1 영상을 발생하는 단계는,
상기 제1 경계에 기초하여 상기 원본 영상 내에서 상기 구조 및 상기 제1 막질과 관련된 목표 영역을 설정하는 단계;
비선형적으로 배치되는 상기 복수의 경계 포인트들을 제1 방향과 평행하도록 선형적으로 배치되는 복수의 축 포인트들로 맵핑하는 단계; 및
상기 복수의 축 포인트들을 기준으로 상기 목표 영역 내의 영상들을 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 재배치하여 상기 제1 영상을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
제 16 항에 있어서, 상기 제2 영상을 발생하는 단계는,
상기 제1 영상을 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 길이 및 상기 제2 방향으로 연장되고 상기 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 각각 가지는 복수의 서브 영역들로 구분하는 단계;
상기 복수의 서브 영역들 각각을 평균화하여 상기 제2 영상을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
제1 막질을 포함하는 구조에 대한 원본 영상을 수신하는 입력 장치;
상기 원본 영상에 기초하여 상기 제1 막질의 제1 경계를 추출하고, 상기 제1 경계를 기초로 상기 원본 영상을 변환하여 제1 영상을 발생하고, 상기 제1 영상에 대한 필터링을 수행하여 상기 제1 막질의 제2 경계가 검출 가능하도록 제2 영상을 발생하는 프로그램 루틴들(program routines)에 대한 정보를 저장하는 저장 장치;
상기 원본 영상 및 상기 제2 영상을 표시하는 출력 장치; 및
상기 입력 장치, 상기 출력 장치 및 상기 저장 장치와 연결되어 상기 프로그램 루틴들의 실행을 제어하는 프로세서를 포함하는 컴퓨터 기반의(computer-based) 전자 시스템.
제 18 항에 있어서, 상기 저장 장치는,
상기 제2 영상에 기초하여 상기 제1 막질의 제2 경계를 추출하고, 상기 제1 경계 및 상기 제2 경계에 기초하여 상기 제1 막질의 두께를 연산하는 프로그램 루틴들에 대한 정보를 더 저장하는 것을 특징으로 하는 전자 시스템.
제 19 항에 있어서, 상기 저장 장치는,
상기 제1 막질의 두께의 균일도를 연산하는 프로그램 루틴들에 대한 정보를 더 저장하는 것을 특징으로 하는 전자 시스템.