KR20240065130A - 결함 분석용 검사 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제품의 결함을 분석하기 위한 검사 시스템(26)에 관한 것으로서, 검사 시스템(26)은 투영 디바이스(32), 광학 검출 디바이스(28) 및 처리 디바이스를 구비하고, 포함하며, 분광계 부재는 백색광을 스펙트럼 성분으로 분할하고 단색 광선으로부터 형성된 다색 광선(37)을 제품에 투영하도록 구성되고, 광학 검출 디바이스는 영역 스캔 카메라(27) 및 대물렌즈(28)를 포함하는 검출 유닛(29)을 구비하고, 영역 스캔 카메라는 검출 유닛의 검출 평면(46)에서 제품에 반사된 광선(37)을 검출하도록 구성되며, 검출 평면(46)은 제품의 제품 표면(38)에 수직, 바람직하게는 직교한다. 검출 유닛은 대물렌즈 내 또는 대물렌즈와 제품 사이의 검출 평면에 배치된 분산 또는 회절 요소(31)를 가지며, 반사된 광선은 영역 스캔 카메라의 이미지 평면(49)에 투사가능하며, 처리 디바이스는 제품 표면의 높이 정보를 도출하도록 구성된다.

Description

결함 분석용 검사 장치 및 방법
본 발명은 제품, 특히 인쇄 회로 기판 제품, 반도체 웨이퍼 등의 결함을 분석하기 위한 검사 시스템 및 방법에 관한 것이다.
검사 시스템은 투영(projection) 디바이스, 광학 검출(detection) 디바이스 및 처리(processing) 디바이스를 구비하고, 투영 디바이스는 백색광을 스펙트럼 성분으로 분할하고 단색 광선으로부터 형성된 다색 광선을 입사각(β)으로 제품 상에 투영하도록 구성된 적어도 하나의 분광계(spectrometer) 부재를 구비하고, 광학 검출 디바이스는 영역(area) 스캔 카메라와 대물렌즈를 가진 검출 유닛을 구비하고, 영역 스캔 카메라는 검출 유닛의 검출 평면 내의 제품 상에 반사된 다색 광선을 검출하도록 구성되며, 검출 평면은 제품의 제품 표면에 수직, 바람직하게는 직교한다.
제품의 결함을 분석하기 위한 알려진 검사 시스템 또는 방법의 경우, 예를 들어, 인쇄 회로 기판 또는 인쇄 회로 기판 상에 배치된 컴포넌트들의 높이 프로파일은 분광법을 통해 결정될 수 있다. 검사될 제품은 PCB(인쇄 회로 기판) 또는 광전지일 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판 기재(substrate) 상에 전도성 페이스트를 인쇄하여 전도성 트랙 또는 레지스터와 같은 전자 부품을 형성함으로써 PCB가 형성될 수 있다. 구리, 금, 알루미늄, 티타늄 등 다양한 소재가 기재에 적용될 수 있다. 인쇄 회로 기판 제품에는 배선된 컴포넌트 또는 솔더 레지스트로 코팅되고 해당 제조 공정의 일부로서 예를 들어, 웨이브 솔더링에 의해 솔더링될 수 있는 소위, SMD 컴포넌트가 추가로 장착될 수 있다. 이러한 제조 공정들에서, 불완전하게 인쇄된 도체 트랙, 결함이 있는 솔더 조인트 또는 누락 컴포넌트와 같은 여러 가지 결함이 발생할 수 있고, 이로 인해 인쇄 회로 기판 제품이 작동하지 않을 수 있다. 따라서, 인쇄 회로 기판 제품을 제조하는 동안 발생할 수 있는 결함이 정기적으로 분석되어야 한다.
이러한 결함 분석은 인쇄 회로 기판 제품의 이미지를 캡처하는 카메라를 가진 검사 시스템을 사용하여 정기적으로 수행된다. 카메라는 하나의 행 또는 렬로 배치되거나 각각 다른 센서(RGB 센서)를 가진 3개의 행 또는 열로 배치된 광학 센서들을 가진 라인 스캔 카메라, 또는 3개 이상의 행 또는 열을 가진 영역 스캔 카메라일 수 있다. 알려진 검사 시스템의 단점은, 제조 공정으로 인해 알려진 카메라의 광학 센서의 행 또는 열의 길이가 제한되어 있기 때문에, 검사 시스템이 특정 크기까지만 충분한 이미지 품질로 제품을 분석할 수 있다는 것이다. 따라서, 결함 분석의 경우, 전체 제품 표면이나 관련 부분을 캡처하기 위해 여러 번에 걸쳐 제품을 스캔해야 할 수도 있다.
EP 2 307 852 B1은 PCB 표면을 광학적으로 측정하는 데 사용할 수 있는 PCB 결함 분석 방법 및 검사 시스템이 개시되어 있다. 백색 광원으로부터 나오는 다색 광선은 프리즘을 통과하여 인쇄 회로 기판 제품에 입사각으로 투사되는 다색 광선을 생성한다. 인쇄 회로 기판 제품의 표면의 높이 차이에 따라, 표면은 높이에 따라 이러한 높이를 향하는 다색 광선의 스펙트럼 색상에서 그 높이의 함수로서 나타난다. 이러한 방식으로 해당 표면으로부터 반사된 단색 광선은 광학 검출 디바이스, 특히 라인 스캔 카메라 또는 영역 스캔 카메라의 라인을 통해 검출된다. 처리 디바이스 또는 데이터 처리용 디바이스를 사용하면, 다색 광선을 검출 평면으로 향하게 하기 위해 원하는 입사각을 설정하고 라인 스캔 카메라와 대한 인쇄 회로 기판 제품의 위치를 설정함으로써, 인쇄 회로 기판 제품의 관련 표면의 높이 정보가 계산될 수 있다.
위에서 설명한 검사 시스템 또는 방법의 단점은 PCB 표면이 항상 확실하게 검출될 수 없다는 점이다. 제품 표면의 반사율이나 색상에 따라, 제품 표면 상의 관련 광선의 반사에 편차가 있을 수 있다. 신뢰할 수 있는 결함 분석을 위해서, 인쇄 회로 기판 제품 또는 PCB의 다수의 이미지들이 정기적으로 필요하고, 또는 제품을 다양한 색상의 빛으로 조명하거나, 처리 디바이스를 사용하여 결함 분석에 가장 적합해 보이는 RGB 채널이 추가로 처리되어야 한다. 그러나, 높이 프로파일을 생성하고 제품의 고품질 분석 이미지를 얻기 위해, 각각 연관된 검출 유닛을 가진 다양한 조명 디바이스가 정기적으로 필요하고, 이 디바이스는 제품 표면을 순차적으로 또는 개별 패스로 스캔할 수 있다. 이것은 결함 분석 자체와 검사 시스템의 구성적 설계를 복잡하게 만든다. 또 다른 단점은 해당 표면에 대해 획득된 높이 정보가 부정확할 수 있다는 것이다. 표면의 높이에 따라, 광학 검출 디바이스의 이미지 평면 내에 또는 라인 스캔 카메라 또는 영역 스캔 카메라 상에 흐릿함(blurring)이 발생할 수 있다. 이것은 높이 측정의 정확도를 저하시키고, 더 높은 해상도의 카메라 칩을 사용해도 이러한 흐릿함을 보정할 수 없다.
본 발명의 목적은 간단한 수단으로 신뢰성 있는 결함 분석이 가능한 제품 결함 분석 시스템 및 방법을 제안하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 1의 특징을 가진 검사 시스템 및 청구항 13의 특징을 가진 방법에 의해 달성된다.
제품, 특히 인쇄 회로 기판 제품, 반도체 웨이퍼 등의 결함을 분석하기 위한 본 발명에 따른 검사 시스템은 투영 디바이스, 광학 검출 디바이스 및 처리 디바이스를 포함하며, 투영 디바이스는 적어도 하나의 백색광을 스펙트럼 성분으로 분할하고 단색 광선으로부터 형성된 다색 광선을 입사각(β)으로 제품 상에 투영하도록 구성된 적어도 하나의 분광계 부재를 구비하고, 광학 검출 디바이스는 영역 스캔 카메라와 대물렌즈를 포함하는 검출 유닛을 구비하고, 영역 스캔 카메라는 검출 유닛의 검출 평면에서 제품 상에 반사된 다색 광선을 검출하도록 구성되며, 검출 평면은 제품의 제품 표면에 수직, 바람직하게는 직교하고, 검출 유닛은 이미지 측 상에서 조리개(aperture)를 구비하고, 조리개는 적어도 2개의 슬릿들을 형성하고, 조리개는 대물렌즈 내의 또는 대물렌즈와 제품 사이의 검출 평면 네에 배치되고, 반사된 다색 광선은 영역 스캔 카메라의 이미지 평면 상에 투사가능하고, 처리 디바이스는 이미지 평면에서 반사된 다색 광산의 채도(saturation)값들의 공간적 분포, 제품에 대한 검출 유닛의 위치 및 입사각(β)으로부터 제품 표면의 높이 정보를 도출하도록 구성된다.
제품 표면의 높이 차이에 따라, 제품 표면 상의 다색 광선의 반사된 이미지는 다색 광선이 입사각(β)으로 검출 평면을 향하기 때문에, 대물렌즈의 광축이나 검출 장치 또는 영역 스캔 카메라의 검출 평면을 기준으로 이동하고, 다색 광선의 파장은 검출 평면의 높이에 따라 변화한다. 결과적으로, 해당 반사 이미지는 파장 또는 높이의 함수로서 광축 또는 검출 평면에 대해 옵셋되어 영역 스캔 카메라의 이미지 평면 상에 투영된다. 이미지 평면 내의 이미지의 위치를 결정함으로써, 처리 디바이스가 제품 표면의 높이 정보를 계산할 수 있다.
조리개는 영역 스캔 카메라의 세로 축의 방향으로 배치되거나 정렬될 수 있다. 따라서, 조리개는 제품과 광선 내의 대물렌즈 사이에 배치되는 2개의 슬릿 마스크들 또는 슬릿들로 설계된다. 선택적으로, 2개 이상의 슬릿 마스크들 또는 슬릿들이 제공될 수도 있다. 대안적으로, 조리개는 대물렌즈 내부에 배치될 수도 있다. 슬릿들 모두는 검출 평면에 대해 대칭으로 위치될 수 있다. 조리개를 사용하면, 영역 스캔 카메라의 이미지 평면 상에 투사된 광선을 더욱 차별화되고 더 선명하게 분할할 수 있다. 특히, 광선이 떨어지는 영역 스캔 카메라의 이미지 평면의 2개의 영역들이 검출될 수 있다. 이 경우, 무엇보다도 이들 영역들 사이의 거리도 결정될 수 있다. 검출 경로 즉, 대물렌즈 내 또는 대물렌즈와 제품 사이의 이러한 검출 경로 상의 이러한 분할을 통해, 영역 스캔 카메라의 다수의 영역들 또는 위치들이 색상 인식에 사용될 수 있다. 특히, 영역 스캔 카메라로서 그레이스케일 칩이 사용되는 경우, RGB 칩에 비해 더 높은 해상도와 더 정확한 색상 판별이 가능하다. 또한, 그레이스케일 칩은 컬러 필터가 불필요하고. 즉, 그레이스케일 칩의 최대 감도가 사용될 수 있다. 전반적으로, 이것은 높이 측정의 해상도를 향상시키고 제품 표면의 높이 정보를 보다 정확하게 결정할 수 있다.
또한, 라인 이미지들은 처리 디바이스를 사용하여 영역 스캔 카메라의 적어도 2개의 센서 라인들, 바람직하게는 3개의 센서 라인들, 특히 바람직하게는 4개 내지 최대 5개의 센서 라인들에 의해 평균 이상의 채도값으로 캡처될 수 있다. 그런 다음, 처리 디바이스를 사용하여 채도값들의 겉보기(apparent) 폭 또는 공간 분포를 평가함으로써 이미지 평면 내의 반사 이미지의 이동이 결정된다. 평균 이상의 채도값들을 가진 영역 스캔 카메라의 센서 라인들이 동일함을 나타내기 때문에, 이동의 위치는 채도값들의 공간적 분포 또는 겉보기 폭에 따라 결정된다. 따라서, 처리 디바이스를 사용하여 평균보다 높은 채도값들을 가진 2개 이하의 센서 라인들을 결정하고 이미지 평면 내의 이러한 센서 라인들 상에 이미징된 라인 이미지들을 캡처하는 것으로 충분하다. 이를 통해 높이나 지형을 파악할 수 있을 뿐만 아니라 제품 표면의 라인 이미지도 동시에 캡처할 수 있다.
영역 스캔 카메라의 이미지 평면에서 채도값들의 공간적 분포의 위치에 따라 제품 표면의 높이 정보가 도출될 수 있다. 조리개가 대물렌즈를 통과하는 광선을 분할하기 때문에, 영역 스캔 카메라의 이미지 평면은 보다 차별화된 방식으로 사용될 수 있다. 이로 인해 영역 스캔 카메라의 이미지 평면에서 채도값들의 넓은 공간 분포가 발생한다. 이미지 평면 내의 광선의 넓은 공간적 분포는 제품 표면의 더욱 정확한 높이 정보를 얻게 한다. 이와 같이, 채도값들의 분포와 보다 정확한 색상 정보를 통해 광선의 파장 또는 파장 범위가 더욱 정밀하게 분석될 수 있고 따라서 높이 정보가 획득될 수 있다.
검출 유닛은 대물렌즈와 영역 스캔 카메라 사이의 빔 경로 내에 배치된 분산 또는 회절 요소를 가질 수 있다. 조리개와 함께 분산 또는 회절 요소를 사용하면, 이미지 평면에서 더욱 향상된 이미지를 얻을 수 있다. 단색 광선으로 형성되고 물체에 의해 반사된 광선은 분산 또는 회절 요소에 의해 다시 분할될 수 있다. 광선의 파장 또는 파장 범위에 따라, 이미지 평면 내의 채도값들의 공간적 분포 또는 위치들 사이의 거리가 변경되어, 파장 또는 높이 정보가 더욱 정확하게 결정될 수 있다.
또한, 세로 방향 색상 오차가 그에 따라 보정되는 방식으로 제2 광학 요소가 대물렌즈와 영역 스캔 카메라 사이의 빈 경로 내에 배치될 수 있다. 따라서, 검출 유닛은 보정 디바이스를 구비할 수 있고, 보정 디바이스는 이미지 평면에서 반사된 다색 광선의 세로 방향 색 수차를 보정하도록 구성된다. 단색 광선으로부터 형성된 다색 광선은 분산 또는 회절 요소를 통해 검출 디바이스 또는 영역 스캔 카메라의 이미지 평면 상에 투사될 수 있고, 광선은 단색 광선의 파장의 함수로서 물체 표면의 높이 정보를 나타낸다. 이러한 방식으로, 해당 단색 광선의 길이 옵셋은 물체 표면의 높이 정보를 나타내는 단색 광선의 파장의 함수로 나타날 수 있고; 상기 길이 옵셋은 이러한 광선에 대한 이미지 평면에서 흐릿함을 초래할 수 있다. 이 경우, 보정 디바이스는 이미지 평면에 대해 문제의 다색 광선 또는 단색 광선의 세로 방향 색 수차를 광학적으로 보정하도록 구성된다. 이것은 이미지 평면에서 본질적으로 항상 선명한 이미지를 얻는 것을 가능하게 하며, 따라서 이미지 평면 상에 투사된 단색 광선의 높이 정보 또는 파장에 관계없이 더 명확하고 더 정확한 높이 정보를 얻을 수 있다. 따라서, 높이의 해상도가 크게 향상될 수 있다.
분산 또는 회절 요소는 프리즘 또는 회절 격자일 수 있다. 특히 간단한 실시예에서, 프리즘은 예를 들어, 이등변 삼각형 형태의 분산 프리즘일 수 있다.
영역 스캔 카메라 바로 앞에 또는 영역 스캔 카메라와 대물렌즈 사이에 위치된 분산 또는 회절 요소를 사용함으로써, 다양한 색상 그라데이션의 라인 이미지들을 얻을 수 있다. 특히, 제품 표면에 잘 반사된 색상은 영역 스캔 카메라 또는 이미지 평면 상에 투사되어 더 높은 채도값들 가진다.
대안적으로, 반사된 다색 광선의 세로 방향 색 수차에 이미지 평면이 적응되는 방식으로 영역 스캔 카메라의 이미지 평면은 대물렌즈의 주 평면에 대해 각도 γ≠0°만큼 기울어질 수 있다. 그러므로, 보정 디바이스는 영역 스캔 카메라의 이미지 평면이 대물렌즈의 주 평면에 대해 경사져 있다는 사실에 의해 이미 형성될 수 있다. 이미지 평면과 주 평면은 더 이상 서로 평행하게 배치되지 않는다. 원칙적으로, 이미지 평면은 검출 디바이스 또는 대물렌즈의 광축에 대해 경사진다. 이러한 경사는 이미지 평면에 투사된 각각의 단색 광선의 파장에 관계없이 비교적 선명한 이미지가 항상 형성되는 방식으로 그렇지 않으면 발생할 수 있는 세로방향 색상 오차가 보정될 수 있다.
처리 디바이스는 복수의 라인 이미지들로부터 제품의 분석 이미지를 도출하는 데 사용될 수 있다. 그러면, 처리 디바이스는 스캐닝 공정 과정에서 캡처된 라인 이미지들을 결합하여 제품 표면의 분석 이미지를 형성할 수 있다. 특히, 제품 표면의 일회 스캔으로 높이 정보와 고품질의 분석 이미지를 동시에 얻을 수 있다.
대물렌즈를 사용하면, 제품 표면의 물체 평면으로부터 영역 스캔 카메라의 이미지 평면 상에 라인 이미지가 투사될 수 있고; 영역 스캔 카메라는 제품의 이동 방향에 대해 가로로, 바람직하게는 직교로 배치될 수 있다. 예를 들어, 영역 스캔 카메라는 센서 표면이 직사각형이므로, 제품 표면에 대한 검출 폭을 최적으로 활용할 수 있다. 이 경우, 대물렌즈는 제품 상에 반사된 다색 광선에 해당하고 대물렌즈에 의해 캡처될 수 있는 라인 이미지를 영역 스캔 카메라의 이미지 평면 상에 투사하는 역할을 한다. 대물렌즈와 영역 스캔 카메라 사이에 배치된 분산 요소로 인해, 빔 경로가 분기되고 이미지 평면으로의 투영은 분광계 부재의 스펙트럼과 분산 요소의 굴절로 인해 제품 상에 반사된 다색 광선에 따라 이미지 평면을 가로질러 스펙트럼적으로 분포된다.
영역 스캔 카메라는 제품의 이동 방향에 대해 가로 방향, 바람직하게는 직교하는 32 내지 128개의 센서 라인들, 바람직하게는 32 내지 64개의 센서 라인들을 가진 RGB 칩 또는 그레이스케일 칩으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 영역 스캔 카메라는 1024픽셀×36 센서 라인, 2048픽셀×72 센서 라인, 4096픽셀×128 센서 라인, 16,384픽셀×256 센서 라인 이상을 가질 수 있다. 원칙적으로, 그레이스케일 칩의 모든 센서 라인은 빛의 파장에 관계없이 사용될 수 있기 때문에, 그레이스케일 칩을 사용하면 더 높은 해상도를 얻을 수 있다. 그럼에도 불구하고, RGB 칩을 사용하는 것도 가능하다.
투영 디바이스는 적색, 녹색, 청색(RGB), 적외선(IR) 및/또는 자외선(UV) 파장 범위, 바람직하게는 400 내지 700nm의 파장 범위의 광을 방출할 수 있고, 영역 스캔 카메라는 이를 검출할 수 있다.
검사 시스템은 제2 투영 디바이스를 구비할 수 있고, 이 경우, 투영 디바이스는 검출 평면에 대해 대칭으로 배치될 수 있다. 투영 디바이스가 검출 평면에 대해 대칭으로 배치된다는 사실은 제품 표면 상의 빛으로 인한 그림자가 유리하게 방지될 수 있음을 의미한다. 이것은 본질적으로 그림자가 없는 제품 이미지를 촬영할 수 있다.
제2 투영 디바이스는 투영 디바이스와 상이한 파장 범위 또는 일치하는 파장 범위를 가진 광을 방출할 수 있다. 제2 투영 디바이스는 투영 디바이스와 동일하게 구성될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 제2 투영 디바이스는 상이한 파장 범위의 광을 방출할 수 있다. 따라서, 영역 스캔 카메라에 의해 캡처된 이미지로부터 해당 투영 디바이스를 계산하는 것도 가능하다. 이로 인해 영역 스캔 카메라의 이미지 평면에 평균보다 높은 채도값을 가진 다수의 이격된 영역들이 생길 수도 있다. 이는 또한 일회의 이미지 캡처로 제품의 다양한 기능을 생성하는 것이 가능하다. 투영 디바이스와 제2 투영 디바이스가 서로 다른 파장 범위의 빛을 사용하는 경우, 제품은 더 짧은 파장의 빛과 더 긴 파장의 빛으로 동시에 조명될 수 있다. 여기서 특히 유리한 점은 조리개가 조명 소스 또는 영역 스캔 카메라의 검출 평면 상의 투영 디바이스와 제2 투영 디바이스를 뚜렷하게 분리할 수 있다는 것이다. 그러면, 투영 디바이스로부터의 광과 제2 투영 디바이스로부터의 광 사이를 특히 잘 구별할 수 있다. 존재하는 경우, 분산 또는 회절 요소는 이러한 광을 분할하여 제품에 의해 다시 반사될 수 있다. 이러한 방식으로, 전체적으로 더욱 정확한 높이 정보가 판별될 수 있다. 총 3개 이상의 일치하거나 상이한 투영 디바이스가 제공될 수도 있다. 이러한 방식으로, 복수의 투영 디바이스들을 사용하여 단일 스캔으로 다수의 이미지들을 생성할 수 있다. 이를 통해, 제품 검사 속도를 크게 높일 수 있다. 또한, 제품은 다양한 결함 유형들을 동시에 검사할 수 있고, 최적의 검출를 위해 다양한 조명이 필요할 수 있다.
제2 투영 디바이스는 검출 평면에서 물체 평면에 대해 투영 디바이스와 다른 높이로 광을 방출할 수 있다. 대안적으로, 제2 투영 디바이스 및 투영 디바이스는 서로 상이한 파장 범위를 가진 높이에서 제품 표면을 조명하기 위해 제품 표면에 대해 서로 다른 높이에 배치될 수 있다.
대물렌즈는 이미지 쪽에 구멍이 있는 텔레센트릭 대물렌즈일 수 있다. 그러면 대물렌즈의 빔 경로는 대물렌즈 내에서 적어도 부분적으로 평행하게 진행될 수 있다. 이미지 측의 개구 또는 개구 개구는 대물렌즈 측의 대물렌즈의 초점면에 배치될 수 있다. 결과적으로 대물렌즈는 부분적으로 텔레센트릭 대물렌즈일 수도 있다.
대물렌즈는 수렴 렌즈 및/또는 무색(achromatic) 렌즈로 형성된 전면(front) 렌즈를 가질 수 있다. 무색 렌즈는 적어도 2개의 렌즈들로 구성될 수 있고, 무색 렌즈의 렌즈들은 서로 접착되거나 단지 하나가 다른 하나의 내부에 배치되어 매우 얇은 에어 갭이 형성될 수 있다. 예를 들어, 렌즈들 사이의 에어 갭은 최대 100㎛일 수 있다. 이것은 특히 비용 효율적으로 무색 렌즈를 형성할 수 있고 렌즈를 함께 접착할 필요가 없다. 무색 렌즈를 사용하면 색상 오류나 왜곡 오류를 수정할 수 있다.
전면 렌즈는 원통형 또는 구면(spherical) 렌즈일 수 있다. 이미지 평면 내의 빛 슬릿 또는 라인 이미지만 이미지화될 필요가 있으므로, 원통형 렌즈만을 전면 렌즈로서 사용하면 충분할 수 있다. 원통형 렌즈를 사용하면, 검사 시스템의 제작 비용을 절감할 수 있다.
전면 렌즈는 동축이고 평행한 2개의 경계면들을 가진 원형 세그먼트 형태일 수 있다. 전면 렌즈가 원통형 렌즈인 경우, 전면 렌즈의 가장자리가 절단되어, 원통형 렌즈의 주 축(main axis)을 이루는 막대형 렌즈가 남게 된다. 전면 렌즈가 구면 렌즈인 경우, 전면 렌즈의 외부 끝단들의 경계면들도 평행할 수 있고, 이 경우 전면 렌즈는 대략적으로 원형 세그먼트에만 대응할 수 있다. 이렇게 구성된 막대형 전면 렌즈를 이용하면, 완전히 원형인 전면 렌즈에 비해 검출 유닛 옆의 설치 공간을 절약하고, 투영 디바이스 또는 조명 디바이스의 배치에 이러한 설치 공간을 활용할 수 있다. 이 경우 검사 시스템은 특히 콤팩트해진다.
전면 렌즈의 원형 세그먼트는 20mm 미만, 바람직하게는 10mm의 깊이를 가질 수 있고, 전면 렌즈는 250mm 미만, 바람직하게는 180mm의 폭을 가질 수 있다. 전면 렌즈의 폭은 전면 렌즈의 직경으로도 이해될 수 있다. 전면 렌즈의 깊이는 평행한 경계면들 사이의 상대적인 거리에 해당할 수 있다.
광학 검출 디바이스는 제2 영역 스캔 카메라, 제2 분산 또는 회절 요소 및 제2 대물렌즈를 가진 적어도 하나의 제2 검출 유닛을 구비할 수 있고, 영역 스캔 카메라들은 세로 축 방향으로 서로에 대해 정렬되어 배치될 수 있다. 영역 스캔 카메라들은 공통 검출 평면에서 영역 스캔 카메라들에 의해 물체 평면으로부터 캡쳐될 수 있는 영역 스캔 카메라들의 각각의 라인 이미지가 부분적으로 중첩될 수 있도록 서로에 대한 거리를 두고 배치될 수 있고, 처리 디바이스는 중첩하는 라인 이미지들을 조합 라인 이미지로 조립하거나 결합하도록 구성되고, 처리 디바이스는 복수의 조합 라인 이미지들로부터 제품의 분석 이미지를 도출하도록 구성된다.
광학 검출 디바이스의 제2 검출 유닛은 영역 스캔 카메라들이 세로 축에 대해 일렬로 배치되어 이동 방향을 가로지르는 방식으로 제2 영역 스캔 카메라 및 제2 대물렌즈와 함께 배치될 수 있다. 영역 스캔 카메라들은 서로 상대적인 거리를 두지만 인접하게 배치될 수 있다. 물체 평면 내의 라인 이미지들은 영역 스캔 카메라의 이미지 평면 내의 라인 이미지들보다 비교적 크며, 이것은 영역 스캔 카메라들의 각각의 라인 이미지가 그들의 세로 방향 끝단에서 부분적으로 중첩되도록 검출 유닛들 또는 영역 스캔 카메라들을 배열시킬 수 있다. 즉, 영역 스캔 카메라들은 각각 제품 표면의 일치하는 섹션들(b)을 캡처할 수 있다. 처리 디바이스는 이러한 중첩 라인 이미지들을 결합 라인 이미지로 조립하거나 결합할 수 있는 방식으로 구성될 수 있다. 이것은 원칙적으로 일련의 영역 스캔 카메라들 또는 검출 유닛들을 형성함으로써 거의 임의적으로 큰 검출 폭(E)을 가진 검사 시스템을 형성하는 것을 가능하게 한다. 그러면, 제품의 전체 폭이 한 번의 스캔 패스(pass)로 캡처될 수 있고, 결합 라인 이미지들이 결합되어 처리 디바이스를 사용하여 제품의 분석 이미지를 형성할 수 있다.
결합 라인 이미지는 물체 평면 내의 라인 이미지의 검출가능한 폭(B)보다 더 큰 물체 평면 내의 검출 폭(E)을 가질 수 있다. 결과적으로, 각각의 라인 이미지는 완전히 중첩되지는 않지만 중첩되는 중첩 섹션(b)에서만 중첩된다. 예를 들어, 중첩 섹션의 크기는 1mm 내지 3mm일 수 있다.
물체 평면 내의 라인 이미지의 검출가능한 폭(B)은 대물렌즈의 직경(D) 또는 영역 스캔 카메라의 길이(L)보다 더 클 수 있다. 이를 통해 영역 스캔 카메라들을 서로 이웃하는 세로 축들과 정렬시킬 수 있고 제1 구역 내의 분할되지 않은 조합 라인 이미지를 얻을 수 있다. 대물렌즈의 직경은 대물렌즈의 최대 외부 치수로 이해되고, 영역 스캔 카메라의 길이는 영역 스캔 카메라의 최대 외부 길이로 이해된다.
대물렌즈의 광축은 물체 평면에 대해 직교하고 이동 방향을 가로질러 배치될 수 있고, 대물렌즈의 수렴 빔 경로는 물체 평면에 대해 80°<α< 90°의 각도로 진행될 수 있다. 대물렌즈의 수렴 빔 경로는 물체 평면의 라인 이미지를 부분적으로 중첩시키는 동시에 검출 유닛들을 서로 옆에, 가능하면 사이의 공간 내에 배열할 수 있다. 그러면 각각의 대물렌즈의 광축은 검출 평면에서 평행하게 배치될 수 있다.
라인 이미지가 1mm 내지 3mm 정도로 중첩되면 특히 유리하다. 이 경우, 처리 디바이스는 중첩 영역들 내에서 일치하는 픽셀들을 기반으로 조합 라인 이미지를 형성하기 위해 라인 이미지들을 조합하도록 구성될 수 있다. 중첩 영역 내에 라인 이미지를 부가하면, 중첩 영역 내에 특히 양호한 이미지 품질을 얻을 수 있다. 그러면, 대물렌즈는 검출가능한 폭의 가장자리 영역 내의 이미징 오류가 있을 수도 있고, 이는 허용될 수 있다.
투영 디바이스는 조명 디바이스를 구비할 수 있고, 조명 디바이스는 제품 상에 확산광을 투사하도록 구성될 수 있고, 영역 스캔 카메라는 검출 평면 내의 제품 상에 반사된 확산광의 빛을 검출하도록 구성될 수 있다. 조명 디바이스는 확산기(diffuser)를 구비할 수 있고, 이를 통해 강한 콘트라스트(contrast)를 피하면서 제품 표면 상에 빛의 균일한 분포를 달성할 수 있다. 조명 디바이스는 적색, 녹색 및 청색(RGB), 적외선(IR) 및/또는 자외선(UV) 파장 범위의 광을 방출할 수 있다. 또한, 특정 파장 범위를 혼합하기 위해 빛의 색상 성분들을 원하는 대로 선택할 수 있다. 조명 디바이스는 행 또는 매트릭스로 배치된 다수의 발광 다이오드(LED)로 구성될 수 있다. 또한, 조명 디바이스는 편광 필터를 구비할 수도 있다.
투영 디바이스는 제2 조명 디바이스를 구비할 수 있고, 제1 및 제2 조명 디바이스들은 광학 검출 디바이스에 대해 동축으로 배치될 수 있다. 조명 디바이스들은 제품의 이동 방향에 대해 가로로 또는 직각으로 배치될 수도 있다. 이렇게 하면 제품 표면 상에 그림자가 생기는 것을 방지할 수 있다. 제2 조명 디바이스의 구조는 제1 조명 디바이스의 구조와 대응될 수 있다.
투영 디바이스, 광학 검출 디바이스 및 처리 디바이스를 구비하는 검사 시스템을 사용하여, 제품, 특히 인쇄 회로 기판 제품, 반도체 웨이퍼 등의 결함을 분석하기 위한 본 발명에 따른 방법에서, 투영 디바이스의 분광계 부재는 백색광을 스펙트럼 성분으로 분할하고 단색 광선으로부터 형성된 다색 광선을 입사각(β)으로 제품 상에 투영하고, 광학 검출 디바이스는 영역 스캔 카메라와 대물렌즈를 가진 검출 유닛을 구비하고, 다색 광선은 검출 유닛의 검출 평면 내에서 제품 상에 반사되고, 검출 평면은 제품의 제품 표면에 수직, 바람직하게는 직교하고, 영역 스캔 카메라가 다색 광선을 검출하고, 검출 유닛의 분산 또는 회절 요소는 대물렌즈 내에 또는 대물렌즈와 제품 사이의 검출 평면 내에 배치되고 영역 스캔 카메라의 이미지 평면 상에 반사된 다색 광선을 투사하며, 처리 디바이스는 이미지 평면 내의 반사된 다색 광선의 채도값들의 공간적 분포, 제품에 대한 광학 검출 유닛의 위치 및 입사각(β), 검출 유닛의 보정 디바이스, 이미지 평면에서 반사된 다색 광선의 종방향 색 수차로부터 제품 표면의 높이 정보를 도출한다. 본 발명에 따른 방법의 유리한 효과와 관련하여, 본 발명에 따른 검사 시스템의 장점에 대한 설명이 참조된다.
처리 디바이스에 의해, 가장 높은 채도값을 갖는 영역 스캔 카메라의 적어도 3개, 바람직하게는 5개의 센서 라인들이 라인 이미지를 동시에 캡처될 수 있다. 예를 들어, 품질이 최적화된 단일 라인 이미지를 얻기 위해 적어도 2개의 센서 라인들 또는 해당 라인 이미지를 중첩하는 것도 가능하다. 동시에, 처리될 데이터의 양도 작아서, 이미지 데이터를 빠르게 처리할 수 있으므로, 제품을 빠르게 스캔할 수 있다. 라인 이미지들을 중첩함으로써, 영역 스캔 카메라를 사용하여 반사된 다색 광선의 라인 이미지 하나만 캡처할 수 있다. 따라서, 영역 스캔 카메라는 지형을 결정하고 사용가능한 라인 이미지를 선택하는 데 동시에 사용된다.
검사 시스템의 제2 투영 디바이스는 투영 디바이스와 상이한 파장 범위 또는 일치하는 파장 범위를 가진 광을 방출하도록 구성되며, 영역 스캔 카메라는 투영 디바이스와 제2 투영 디바이스의 라인 이미지들을 동시에 캡처하도록 구성된다. 처리 디바이스는 색상 공간(HSV, HSL, HSB) 내의 색상(H), 채도(S) 및 값(V)에 따라 이미지 정보 또는 RGB 색상 정보를 별도로 분석하는 데에도 사용될 수 있다.
처리 디바이스는 이미지 평면 내의 제2 투영 디바이스의 반사된 다색 광선의 채도값의 공간적 분포, 제품에 대한 검출 유닛의 위치 및 입사각(β)으로부터 제품 표면의 제2 높이 정보를 도출하도록 구성된다. 이미지 평면 내의 광선의 더 넓은 공간적 분포는 제품 표면의 더욱 정확한 높이 정보를 얻게 할 수 있다. 이와 같이, 광선의 파장 또는 파장 범위는 채도값의 분포를 기반으로 더욱 정밀하게 분석될 수 있고, 보다 정확한 색상 정보 따라서 높이 정보가 획득될 수 있다.
그러므로, 영역 스캔 카메라의 이미지 평면 또는 이미지 평면 내의 이미지는 처리 디바이스를 사용하여 색상, 밝기 및/또는 채도의 관점에서 분석될 수 있다. 서로 다른 재료는 서로 다른 H, S 및 V 값을 갖기 때문에, 이미지 정보는 특히 재료 유형 및 분포를 분석하는 데 사용될 수 있다. 분석될 재료의 함수에 따라 색상 공간이 선택될 수 있고; RGB 색상 공간은 기본 역할을 할 수 있다.
처리 디바이스는 분석 이미지로부터 제품의 재료, 재료 특성 및/또는 기하학적 구조를 결정하고 및/또는 분석 이미지를 기준 이미지와 비교하는 데 사용될 수 있다. 처리 디바이스를 사용하여 분석 이미지의 라인 이미지들이 중첩되고 평가되면, 제품의 다른 재료 구조 정보를 얻을 수 있다. 예를 들어, 일치하는 제품 표면의 2개의 라인 이미지들은 처리 디바이스의 이미지 처리를 사용하여 결합될 수 있다. 선택적으로, 분광계 부재를 사용한 순차적 조명도 수행될 수 있다. 이 경우, 제1 분석 이미지는 먼저 단일 파장 범위의 조명으로 기록된 후, 제2 분석 이미지는 일치하는 제품 표면의 단일 파장 범위의 조명으로 캡처된다. 마지막으로, 분석 이미지들은 이미지 처리를 통해 결합된다. 처리 디바이스는 결함 분석의 일부로서 분석 이미지 정보 또는 분석 이미지를 기준 이미지와 비교하는 데에도 사용될 수 있다. 제품의 기준 이미지들은 제품의 CAD 데이터, 재료 유통 데이터를 포함할 수 있다. 비교는 이미지 처리를 통해 수행될 수 있고, 차이 이미지들은 제품의 다양한 구조에 대해 개별적으로 분석될 수 있다. 또한, 이러한 재료 정보는 예를 들어, 도체 트랙을 명확하게 식별하기 위해 높이 정보와 결합될 수 있다. 따라서, 기준 이미지 정보는 제품의 모든 기하학적 데이터, 재료 정보, 컴포넌트 정보 및 높이 정보를 포함할 수 있다. 분석 이미지 정보가 기준 이미지 정보를 벗어나면, 결함이 통보될 수 있다.
처리 디바이스의 이미지 처리를 사용하여 일치하는 제품 표면의 적어도 2개 이상의 라인 이미지들이 결합될 수 있다. 이로 인해, HDR(High Dynamic Range) 이미지가 생성될 수 있다. 분광계 부재를 사용하여 조명의 조정 및/또는 처리 디바이스를 사용하는 영역 스캔 카메라의 센서 라인의 상응하는 상이한 검출에 의해 점진적인 일련의 노출이 달성될 수 있다. 예를 들어, 다양한 밝기들이 8-비트(bit) 형식으로 통합된 영역 스캔 카메라의 12-비트 분석 이미지는 처리 디바이스를 통해 판독될 수 있다. 전체적으로, 해당 분석 이미지의 픽셀의 색상 공간의 색상 위치가 더욱 정확하게 판단될 수 있다.
방법의 다른 유리한 실시예는 청구범위의 종속항의 특징의 설명으로부터 명백해진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 검사 시스템의 단순화된 원리를 설명하는 측면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 검사 시스템의 단순화된 원리를 표현하는 측면도이다. 검사 시스템(26)은 영역 스캔 카메라(27)를 구비한다. 또한, 영역 스캔 카메라(27), 대물렌즈(30) 및 분산 요소(31)를 포함하는 검출 유닛(29)을 갖는 광학 검출 디바이스(28)가 투영 디바이스(32)와 함께 도시된다. 투영 디바이스(32) 백색광을 방출하는 광원(33), 다이어프램(34) 및 제2 분산 요소(35)를 구비한다. 제2 분산 요소(35)는 제2 프리즘(36)에 의해 형성되고, 이를 통해 다색 광선(37)은 화살표(39)로 표시된 이동 방향에 대해 횡방향으로 제품(미도시)의 제품 표면(38) 상으로 투사된다.
대물렌즈(30)는 개략적으로 도시된 렌즈 조립체(40), 전면 렌즈(41) 및 이미지 측에 배치된 다이어프램(42)을 구비한다. 다이어프램(42)은 특히, 슬릿 다이어프램(43)으로서 구성된다. 전면 렌즈(41)는 원형 세그먼트 형상이고 광축(44)과 동축인 2개의 평행한 경계면들(45)을 가진다. 광축(44)은 검출 유닛(29)의 검출 평면(46)을 통과하고, 검출 평면(46)은 물체 평면(47)에 대응하는 제품 표면(38)에 직교한다. 다색 광선(37)은 검출 평면(46)에 대해 각도(β)로 제품 표면(38) 또는 물체 평면(47)에 부딪치고, 그곳으로부터 대물렌즈(20)로 반사된다. 프리즘(48)으로 형성된 분산 요소(31)는 대물렌즈(30)와 영역 스캔 카메라(27) 사이에 배치된다. 프리즘(48)은 대물렌즈(30)로부터 나오는 빛을 분산시켜 영역 스캔 카메라(27) 또는 그 이미지 평면 상에 투사한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 종방향 색 수차를 보정하는 제2 광학 요소(미도시)가 대물렌즈(30)와 이미지 평면(49) 사이의 광축(44) 상에 더 배치될 수 있다.
처리 디바이스(미도시)는 영역 스캔 카메라(27) 상에서 반사된 다색 광선(37)의 공간 분포에 기반하여 영역 스캔 카메라(27)에 대한 제품 표면(38)의 높이 정보를 도출한다. 이를 위해, 검출 평면(46)에 평행하게 뻗어 있는 영역 스캔 카메라(27)의 센서 라인(미도시)이 평가되고, 가장 높은 또는 최대 채도값들을 가진 5개의 센서 라인들이 검출된다. 그러면, 높이 정보는 검출 평면(46)에 대한 센서 라인들의 위치와 입사각(β)으로부터 계산될 수 있다. 또한, 처리 디바이스는 센서 라인들 또는 그들의 라인 이미지들을 중첩하는 데 사용된다. 이러한 라인 이미지들은 차례로 결합되어 제품의 분석 이미지를 형성한다.
또한, 검사 시스템(26)에는 제2 투영 디바이스(51)가 제공될 수 있다. 제2 투영 디바이스(51)는 그 구조가 투영 디바이스(32)와 동일하고 검출 평면(46)에 대해 투영 디바이스(32)에 대해 대칭으로 배치된다. 특히, 제2 투영 디바이스(51)는 또한 검출 평면(46)에 대해 입사각(β)으로 위치된다. 제2 투영 디바이스(51)는 투영 디바이스(32)의 파장 범위와 상이한 파장 범위를 가진 광을 제품 표면(38) 상으로 방출한다. 그러면, 영역 스캔 카메라(27)는 투영 디바이스의 각각의 파장 범위에서 라인 이미지를 동시에 캡처할 수 있다. 이러한 방식으로, 제품 표면(38)의 적어도 2개의 3차원 이미지들이 단일 이미지 획득으로 생성될 수 있다. 2개의 3차원 이미지들은 서로 다른 파장 범위의 빛을 기반으로 하기 때문에, 제품 표면(38)의 추가 특징들과 훨씬 더 정확한 높이 정보를 얻을 수 있다.
슬릿 조리개(43)는 2개의 슬릿들(52)을 가지며, 이는 영역 스캔 카메라(27)의 종축 방향 또는 검출 평면(46) 방향으로 정렬된다. 슬릿들(32)은 검출 평면(46)에 대해 대칭으로 배치된다. 제품 표면(38)에 의해 반사되는 빛은 슬릿들(52)과 대물렌즈(30)를 통과하여 영역 스캔 카메라(27)의 이미지 평면(49) 상으로 이동하며, 분산 요소(31)는 파장에 따라 광을 편향시킨다. 2개의 슬릿들(52)은 또한 투영 디바이스(32)와 제2 투영 디바이스(51)로부터의 광들 사이의 날카로운 분할을 달성할 수 있다. 슬릿 조리개(43)가 이미지 평면(49)에 따라 다른 패턴이 투영 디바이스(32) 또는 제2 투영 디바이스(51)의 함수로서 제품 표면(38) 상의 반사 파장에 따라 나타나게 하기 때문에 구별이 특히 쉽다.
26...검사 시스템 27...영역 스캔 카메라
28...광학 검출 디바이스 29...검출 유닛
30...대물렌즈 31...분산 요소
32...투영 디바이스 33...광원
34...다이어프램 35...제2 분산 요소
36...제2 프리즘 37...다색 광선
40...렌즈 조립체 41...전면 렌즈
42...다이어프램 43...슬릿 다이어프램
44...광축 45...경계면
46...검출 평면 47...물체 평면
48...프리즘 51...제2 투영 디바이스

Claims (19)

  1. 제품, 특히 인쇄 회로 기판 제품, 반도체 웨이퍼 등의 결함을 분석하기 위한 검사 시스템(26)으로서,
    투영(projection) 디바이스(32), 광학 검출(detection) 디바이스(28) 및 처리(processing) 디바이스를 구비하고, 상기 투영 디바이스는 백색광을 스펙트럼 성분으로 분할하고 단색 광선으로부터 형성된 다색 광선(37)을 입사각(β)으로 상기 제품 상에 투영하도록 구성된 적어도 하나의 분광계(spectrometer) 부재를 구비하고, 상기 광학 검출 디바이스는 영역(area) 스캔 카메라(27) 및 대물렌즈(28)를 포함하는 검출 유닛(29)을 구비하고, 상기 영역 스캔 카메라는 상기 검출 유닛의 검출 평면(46)에서 상기 제품에 반사된 다색 광선(37)을 검출하도록 구성되고, 상기 검출 평면(46)은 상기 제품의 제품 표면(38)에 수직, 바람직하게는 직교하고,
    상기 검출 유닛은 이미지 측 상의 조리개(aperture)(42)를 구비하고, 상기 조리개는 적어도 2개의 슬릿들(52)을 형성하고, 상기 조리개는 상기 대물렌즈 내의 또는 상기 대물렌즈와 상기 제품 사이의 검출 평면 내에 배치되고, 상기 반사된 다색 광선은 상기 영역 스캔 카메라의 이미지 평면(49)에 투사가능하며, 상기 처리 디바이스는 이미지 평면에서 반사된 다색 광선의 채도(saturation)값들의 공간적 분포, 상기 제품에 대한 광학 검출 디바이스의 위치 및 입사각(β)으로부터 제품 표면에 대한 높이 정보를 도출하도록 구성된, 검사 시스템.
  2. 청구항 1에서,
    상기 처리 디바이스는 각각 평균 보다 더 높은 채도값을 가진 영역 스캔 카메라(27)의 적어도 2개의 센서 라인들을 사용하여 상기 이미지 평면(49)의 적어도 2개의 위치들에서 라인 이미지를 캡처하도록 구성된, 검사 시스템.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에서,
    상기 영역 스캔 카메라(27)의 이미지 평면(49) 내의 채도값의 공간적 분포의 위치에 따라 제품 표면의 높이 정보를 도출할 수 있는, 검사 시스템.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에서,
    상기 검출 유닛(29)은 대물렌즈(28)와 영역 스캔 카메라(27) 사이의 빔 경로에 배치된 분산 또는 회절 요소(31)를 구비하는, 검사 시스템.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에서,
    상기 처리 디바이스는 복수의 라인 이미지들로부터 제품의 분석 이미지를 도출하도록 구성된, 검사 시스템.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에서,
    상기 대물렌즈(28)는 제품 표면(38)의 물체 평면(47)으로부터의 라인 이미지를 영역 스캔 카메라(27)의 이미지 평면(49) 상에 투사하도록 구성되고,
    상기 영역 스캔 카메라는 제품의 이동 방향(39)에 수직, 바람직하게는 직각으로 배치된, 검사 시스템.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에서,
    상기 영역 스캔 카메라(27)는 제품의 이동 방향(39)에 수직, 바람직하게는 직교하는, 32 내지 128개의 센서 라인들 바람직하게는, 32 내지 64개의 센서 라인들을 가진 RGB 칩 또는 그레이스케일 칩으로 형성된, 검사 시스템.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에서,
    상기 투영 디바이스(32)는 적색, 녹색, 청색(RGB), 적외선(IR) 및/또는 자외선(UV) 파장 범위, 바람직하게는 400nm 내지 700nm의 파장 범위의 광을 방출하도록 구성되고, 상기 영역 스캔 카메라(27)는 상기 광을 검출하도록 구성된, 검사 시스템.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에서,
    검사 시스템(26)은 제2 투영 디바이스(51)를 더 구비하고, 상기 투영 디바이스와 상기 제2 투영 디바이스는 검출 평면(46)에 대해 대칭으로 배치되는, 검사 시스템.
  10. 청구항 9에서,
    상기 제2 투영 디바이스(51)는 상기 투영 디바이스(32)와 상이한 파장 범위 또는 일치하는 파장 범위를 가진 광을 방출하는, 검사 시스템.
  11. 청구항 1에서,
    상기 제2 투영 디바이스(51)는 검출 평면(46)에서 물체 평면(47)에 대해 투영 디바이스(32)와 다른 높이로 광을 방출하는, 검사 시스템.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에서,
    상기 대물렌즈(30)는 텔레센트릭(telecentric) 대물렌즈인, 검사 시스템.
  13. 검사 시스템(26)을 사용하여, 제품, 특히 인쇄 회로 기판 제품, 반도체 웨이퍼 등의 결함을 분석하기 위한 방법으로서,
    상기 검사 시스템은 투영 디바이스(32), 광학 검출 디바이스(28) 및 처리 디바이스를 구비하고, 상기 투영 디바이스의 분광계 부재는 백색광을 스펙트럼 성분으로 분할하고 단색 광선으로부터 형성된 다색 광선(37)을 입사각(β)으로 상기 제품 상에 투영하도록 구성되고, 상기 광학 검출 디바이스는 영역 스캔 카메라(27)와 대물렌즈(28)를 포함하는 검출 유닛(29)을 구비하고, 상기 다색 광선(37)은 상기 검출 유닛의 검출 평면(46) 내의 상기 제품 상에 반사되고, 상기 검출 평면은 상기 제품의 제품 표면에 수직, 바람직하게는 직교하고, 상기 영역 스캔 카메라는 상기 다색 광선을 검출하도록 구성되고,
    이미지 측 상의 상기 검출 유닛의 조리개(42)가 상기 반사된 다색 광선을 상기 영역 스캔 카메라의 이미지 평면(49) 상에 투사하는 단계로서, 상기 조리개는 적어도 2개의 슬릿들(52)을 형성하고, 상기 조리개는 상기 대물렌즈 내의 또는 상기 대물렌즈와 제품 사이의 검출 평면 내에 배치되고; 및
    상기 처리 디바이스가 상기 이미지 평면에서 반사된 다색 광선의 채도값의 공간적 분포, 제품에 대한 광학 검출 디바이스의 위치 및 입사각(β)으로부터 상기 제품의 제품 표면의 높이 정보를 도출하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 청구항 13에서,
    상기 처리 디바이스는 가장 높은 채도값을 가진 영역 스캔 카메라(27)의 적어도 3개, 바람직하게는 5개의 센서 라인들로부터 라인 이미지들을 동시에 검출하는, 방법.
  15. 청구항 13 또는 청구항 14에서,
    상기 검사 시스템(26)은 제2 투영 디바이스(51)를 더 구비하고,
    상기 제2 투영 디바이스는 빛을 방출하고, 상기 영역 스캔 카메라(27)는 투영 디바이스와 제2 투영 디바이스의 라인 이미지들을 동시에 캡처하는, 방법.
  16. 청구항 15에서,
    상기 처리 디바이스는 이미지 평면에서 상기 제2 투영 디바이스(51)의 반사된 다색 광선(37)의 채도값의 공간적 분포, 상기 제품에 대한 상기 광학 검출 유닛(29)의 위치 및 입사각(β)으로부터 제품 표면의 제2 높이 정보를 도출하는, 방법.
  17. 청구항 13 내지 청구항 16 중 어느 한 항에서,
    상기 처리 디바이스는 색상, 밝기 및/또는 채도에 대해 상기 영역 스캔 카메라(27)의 이미지 평면(49)을 분석하는, 방법.
  18. 청구항 13 내지 청구항 17 중 어느 한 항에서,
    상기 처리 디바이스는 분석 이미지로부터 제품의 재료, 재료 특성 및/또는 기하학적 구조를 결정하고 및/또는 분석 이미지를 기준 이미지와 비교하는, 방법.
  19. 청구항 13 내지 청구항 18 중 어느 한 항에서,
    상기 처리 디바이스는 이미지 처리에 의해 일치하는 제품 표면(38)의 적어도 2개 이상의 라인 이미지들을 조합하는, 방법.
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