WO2014163375A1 - 기판의 이물질 검사방법 - Google Patents

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WO2014163375A1
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양재식
김자근
김희태
유희욱
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    • G06T2207/30141—Printed circuit board [PCB]

Definitions

  • the present invention relates to a foreign material inspection method of the substrate, and more particularly to a foreign material inspection method of the substrate performed in the inspection process of the substrate.
  • At least one printed circuit board is provided in an electronic device, and various circuit elements such as a circuit pattern, a connection pad part, and a driving chip electrically connected to the connection pad part are provided on the printed circuit board. Are mounted.
  • a shape measuring device is used to check whether the various circuit elements as described above are properly formed or disposed on the printed circuit board.
  • Conventional shape measuring apparatus displays an image of a substrate as a whole on a monitor screen so that an operator can perform a series of inspections, where gerber data is used, that is, a part to which lead is applied, namely a pad. Display to indicate an area or the like.
  • the displayed image of the substrate is only partially displayed, such as the pad area, and stencils, holes, etc. are not displayed. There is a problem that it is difficult to easily recognize the desired portion on the substrate due to the difference between the image and the actual image.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a foreign matter inspection method of the substrate that can easily and accurately inspect the foreign matter present on the substrate.
  • the foreign material inspection method of the substrate obtaining height-based three-dimensional information for the measurement substrate using at least one grating pattern light, using the height-based three-dimensional information Detecting foreign matters on the measurement substrate by using the plurality of color lights to obtain two-dimensional information for each color of the measurement substrate, and using the two-dimensional information for each color to detect the foreign matters on the measurement substrate. Detecting and merging the foreign matter detection result by the height-based three-dimensional information and the foreign matter detection result by the two-dimensional information for each color.
  • the detecting of the foreign matter on the measurement substrate using the two-dimensional information for each color may include: acquiring master images for each color of the master substrate by using the plurality of color lights.
  • the method may include obtaining color-specific measurement images of the measurement substrate using color light, and detecting foreign matter by comparing the color-specific master images with the color-specific measurement images.
  • the detecting of the foreign matter by comparing the color-specific master images with the color-specific measurement images includes: forming a measurement substrate image by combining the color-specific measurement images, and forming the master substrate image by combining the color-specific master images.
  • the method may include detecting the foreign matter by comparing the difference between the measurement substrate image and the master substrate image.
  • the detecting of the foreign matter by comparing the color-specific master images with the color-specific measurement images may include forming a saturation map for the measurement substrate using the color-specific measurement images, and the color-specific master images.
  • the method may include forming a chroma map for the master substrate using the images, and detecting the foreign matter by comparing a difference between the chroma map for the measurement substrate and the chroma map for the master substrate.
  • the merging of the foreign matter detection result by the height-based three-dimensional information and the foreign matter detection result by the two-dimensional information for each color may include: the foreign material detection result and the color based on the height-based three-dimensional information.
  • both of the foreign matter detection results by the two-dimensional information of the star is determined as the foreign matter, it may include determining the final foreign matter.
  • the foreign material inspection method of the substrate before the step of detecting the foreign matter on the measurement substrate using the height-based three-dimensional information and the step of detecting the foreign matter on the measurement substrate using the two-dimensional information for each color.
  • the method may further include obtaining mask information on the measurement substrate using infrared (IR) illumination, and generating a mask based on the mask information and excluding it from the inspection object for detecting the foreign matter.
  • the mask information may include hole information formed in the measurement substrate.
  • a method for inspecting a foreign substance of a substrate may include obtaining master images for each color of a master substrate using a plurality of color lights, and color for a measurement substrate using the plurality of color lights. Obtaining star measurement images, combining the master images for each color to form a master substrate image, and adding the measurement images for each color to form a measurement substrate image, comparing the difference between the measurement substrate image and the master substrate image Detecting a first foreign matter, forming a chroma map for the master substrate using the color master images, and forming a chroma map for the measurement substrate using the color measurement images, the measurement The difference between the chroma map for the substrate and the chroma map for the master substrate Comparing detecting the second foreign matter and merging the foreign matter detection results for the first foreign matter and the second foreign matter.
  • the merging of the foreign matter detection result for the first foreign matter and the second foreign matter may include detecting the foreign matter in at least one of a detection result of the first foreign matter and a detection result of the second foreign matter. It may include determining the foreign matter.
  • the foreign material inspection method of the substrate before the step of detecting the first foreign matter and the second foreign matter, obtaining mask information for the measurement substrate and based on the mask information
  • the method may further include generating a mask to exclude the object from being inspected for detecting the foreign matter. Generating a mask based on the mask information to exclude from the inspection object for detecting the foreign matter, generating a hole mask to include a hole formed in the measurement substrate, edge mask to include a circuit pattern formed on the measurement substrate And generating the hole mask and the edge mask from the inspection object for detecting the foreign matter.
  • the foreign material inspection method of the substrate, the step of obtaining the height-based three-dimensional information for the measurement substrate using at least one grating pattern light and to the measurement substrate using the height-based three-dimensional information may further include detecting a foreign matter on the foreign matter, detecting the foreign matter on the measurement substrate using the height-based three-dimensional information, and merging the foreign matter detection result on the first foreign matter and the second foreign matter.
  • the foreign matter detection result by the height-based three-dimensional information and the foreign matter detection result by the two-dimensional information for each color may be further included.
  • Merging the foreign matter detection result by the height-based three-dimensional information and the foreign matter detection result by the two-dimensional information for each color, the foreign matter detection result by the height-based three-dimensional information and the two-dimensional information for each color may include the step of determining as the final foreign matter.
  • a method for inspecting a foreign substance of a substrate may include displaying image information of a substrate before lead is applied, and imaging at least one measurement area on the substrate. Acquiring an image of the measurement area, updating and displaying the displayed image information with the image of the acquired measurement area, and comparing the obtained image of the measurement area with a reference image of the substrate to determine whether there is any foreign matter. Checking.
  • the image information of the substrate in the displaying of the image information of the substrate before the lead is applied, may include gerber information of the substrate, and the gerber information may be monochrome image information.
  • the updated image information in the updating and displaying of the acquired measurement area image, may be color image information.
  • the imaging of the at least one measurement area on the substrate and acquiring an image of the photographed measurement area may include: imaging the measurement area by irradiating grating patterned light toward the substrate and performing the measurement.
  • the method may include at least one of imaging the light by irradiating at least one color light toward the substrate.
  • the method for inspecting a foreign substance of the substrate may further include acquiring a reference image of the substrate before displaying image information of the substrate before lead is applied. Is an image obtained by photographing by irradiating at least one color light in the measurement region toward a predetermined reference substrate and an image obtained by photographing by irradiating at least one grid pattern light in the measurement region toward the reference substrate It may include at least one.
  • the operator can easily position the corresponding portion of the actual substrate, corresponding to the specific portion of the image of the substrate to be displayed. I can figure it out.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a three-dimensional shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for inspecting a substrate and a method for inspecting foreign substances on a substrate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating an example of image information of a substrate displayed in the process of displaying image information of the substrate in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a plan view illustrating the shape of an actual substrate corresponding to the image of the substrate of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating an example of a process of obtaining an image of a measurement area of a substrate in FIG. 2.
  • FIG. 6 is a plan view illustrating a process of displaying updated image information in FIG. 2.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a foreign material inspection method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a process of detecting a foreign substance having a bright property.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating a process of detecting a foreign matter having bright properties by comparing a difference between a measurement substrate image and a master substrate image.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a process of detecting a foreign substance having a dark property.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating a process of detecting a foreign matter having a dark property by comparing a difference between a chroma map of a measurement substrate and a chroma map of a master substrate.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a foreign material inspection method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a foreign material inspection method according to another embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a three-dimensional shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the three-dimensional shape measuring apparatus used in the three-dimensional shape measuring method according to the present embodiment includes a measurement stage unit 100, an image capturing unit 200, a first projection unit 300, and a second projection.
  • the unit 400, an illumination unit 450, an image acquisition unit 500, a module control unit 600, and a central control unit 700 may be included.
  • the measurement stage unit 100 may include a stage 110 for supporting the measurement object 10 and a stage transfer unit 120 for transferring the stage 110.
  • the measurement object 10 is moved by the stage 110 with respect to the image capturing unit 200 and the first and second projection units 300 and 400.
  • the measuring position at can be changed.
  • the image capturing unit 200 is disposed above the stage 110 and receives the light reflected from the measurement object 10 to measure an image of the measurement object 10. That is, the image capturing unit 200 receives the light emitted from the first and second projection units 300 and 400 and reflected from the measuring object 10 to capture a planar image of the measuring object 10. .
  • the image capturing unit 200 may include a camera 210, an imaging lens 220, a filter 230, and a circular lamp 240.
  • the camera 210 receives the light reflected from the measurement object 10 to take a planar image of the measurement object 10.
  • the imaging lens 220 is disposed under the camera 210 to form light reflected from the measurement object 10 in the camera 210.
  • the filter 230 is disposed below the imaging lens 220 to filter the light reflected from the measurement object 10 to provide the imaging lens 220, and for example, a frequency filter, a color filter, and light. It may be made of any one of the intensity control filter.
  • the circular lamp 240 may be disposed under the filter 230 to provide light to the measurement object 10 to capture a specific image such as a two-dimensional shape of the measurement object 10.
  • the first projector 300 may be inclined with respect to the stage 110 supporting the measurement object 10 on the right side of the image capturing unit 200.
  • the first projection unit 300 may include a first illumination unit 310, a first grating unit 320, a first grating transfer unit 330, and a first condensing lens 340.
  • the first lighting unit 310 is composed of an illumination source and at least one lens to generate light
  • the first grating unit 320 is disposed below the first lighting unit 310 to the first illumination
  • the light generated in the unit 310 is changed into the first lattice pattern light having the lattice pattern.
  • the first lattice transfer unit 330 is connected to the first lattice unit 320 to transfer the first lattice unit 320, and for example, any one of a piezoelectric transfer unit or a fine linear transfer unit. It can be adopted.
  • the first condenser lens 340 is disposed under the first grating unit 320 to condense the first grating pattern light emitted from the first grating unit 320 to the measurement object 10.
  • the second projector 400 may be inclined with respect to the stage 110 supporting the measurement object 10 on the left side of the image capturing unit 200.
  • the second projection unit 400 may include a second illumination unit 410, a second grating unit 420, a second grating transfer unit 430, and a second condensing lens 440. Since the second projector 400 is substantially the same as the first projector 300 described above, detailed descriptions thereof will not be repeated.
  • the image capturing unit 200 may photograph the N first pattern images by sequentially receiving the N first grating pattern lights reflected from the measurement object 10.
  • the second projection unit 400 irradiates the N second grating pattern light to the measurement target 10 while the second grating transfer unit 430 moves the second grating unit 420 sequentially.
  • the image capturing unit 200 may photograph the N second pattern images by sequentially applying the N second grid pattern lights reflected from the measurement object 10.
  • N is a natural number, for example, may be 3 or 4.
  • the number of the projection units may be three or more. That is, the grid pattern light irradiated to the measurement object 10 may be irradiated from various directions, and various kinds of pattern images may be photographed. For example, when three projection units are arranged in an equilateral triangle shape around the image capturing unit 200, three grid pattern lights may be applied to the measurement object 10 in different directions, and four When the projection units are arranged in a square shape around the image capturing unit 200, four grid pattern lights may be applied to the measurement object 10 in different directions.
  • the projection units may be eight, and in this case, the image may be captured by radiating grid pattern light in eight directions.
  • the illumination unit 450 irradiates the measurement object 10 with light for obtaining a two-dimensional image of the measurement object 10.
  • the lighting unit 450 may include a red light 452, a green light 454, and a blue light 456.
  • the red light 452, the green light 454, and the blue light 456 are arranged in a circular shape on the upper part of the measurement object 10, and the red light, green light and Blue light may be irradiated and may be formed to have different heights as shown in FIG. 1.
  • the image acquisition unit 500 is electrically connected to the camera 210 of the image capturing unit 200, so that the pattern images by the first and second projection units 300 and 400 may be transferred from the camera 210. Acquire and save.
  • the image acquisition unit 500 acquires and stores two-dimensional images by the illumination unit 450 from the camera 210.
  • the image acquisition unit 500 includes an image system that receives and stores the N first pattern images and the N second pattern images photographed by the camera 210.
  • the module controller 600 is electrically connected to the measurement stage unit 100, the image capturing unit 200, the first projector 300, and the second projector 400.
  • the module controller 600 includes, for example, a lighting controller, a grid controller, and a stage controller.
  • the lighting controller generates light by controlling the first and second lighting units 310 and 410, respectively, and the grid controller controls the first and second grid transfer units 330 and 430, respectively.
  • the second grid units 320 and 420 are moved.
  • the stage controller may control the stage transfer unit 120 to move the stage 110 up, down, left, and right.
  • the central control unit 700 is electrically connected to the image acquisition unit 500 and the module control unit 600 to control each. Specifically, the central control unit 700 receives the N first pattern images and the N second pattern images from the image system of the image acquisition unit 500, processes them, and processes the three-dimensional image of the object to be measured. The shape can be measured. In addition, the central controller 700 may control the lighting controller, the grid controller, and the stage controller of the module controller 600, respectively. As such, the central control unit may include an image processing board, a control board, and an interface board.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for inspecting a substrate and a method for inspecting a foreign substance of a substrate according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an example of image information of a substrate displayed in a process of displaying image information of a substrate in FIG. 2.
  • 4 is a plan view showing the shape of the actual substrate corresponding to the image of the substrate of FIG.
  • image information of the substrate 10 before lead is first applied is displayed (S110).
  • the image information of the substrate 10 may include gerber information of the substrate 10.
  • Gerber information of the substrate 10 may be information indicating a design criterion of the substrate 10 before lead is applied, and may be displayed on the operator's monitor as a gerber image GI as shown in FIG. 3.
  • the Gerber image GI may have various types of pads GI-P coated with lead, and the Gerber information may be monochrome image information.
  • At least one measurement area on the substrate 10 is photographed to obtain an image of the photographed measurement area (S120).
  • the measurement area is an area to be measured or inspected on the substrate 10 and may be automatically set or received from an operator.
  • the measurement area may be set by dividing the area into a predetermined range on the substrate 10, and the whole of the substrate 10 may be measured, or only a part of the substrate 10 may be measured.
  • the predetermined range may be defined by a field of view of the camera 210 of the image capturing unit 200 illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating an example of a process of obtaining an image of a measurement area of a substrate in FIG. 2.
  • the measurement area FOV of the substrate 10 may be defined by a field of view of the camera, and may be captured in an arrow direction.
  • FIG. 5 shows imaging the whole area
  • Imaging of the measurement area FOV may be performed by at least one of the projection parts 300 and 400 and the illumination part 450 illustrated in FIG. 1, for example.
  • the grid patterned light may be irradiated onto the measurement area FOV toward the substrate 10, and in this case, the image of the measurement area FOV may be It includes three-dimensional images based on height information.
  • the illumination unit 450 at least one color light may be irradiated onto the substrate 10 to capture the image, and in this case, the image of the measurement region FOV is 2 Contains dimensional planar images.
  • the displayed image information is updated using the obtained image of the measured area FOV, and the updated image information is displayed (S130).
  • the updated image information may be color image information.
  • the camera 210 providing the updated image information may be a color camera.
  • the camera 210 that acquires the image of the measurement area FOV may be a black and white camera. Even when the camera 210 is a black and white camera, when the image of the measurement area (FOV) is an image obtained by the illumination unit 450, the image obtained according to the color light of the illumination unit 450 is a constant difference Since the updated image information may be colored using the difference.
  • FIG. 6 is a plan view illustrating a process of displaying updated image information in FIG. 2.
  • the updated image information corresponds to an area inside the thick line
  • the unupdated image information corresponds to an area outside the thick line.
  • the measurement area photographed as in FIG. 5 may be updated and displayed in real time as shown in FIG. 6.
  • the operator can easily display the image of the substrate 10 displayed with the actual substrate 10. Can match.
  • the operator uses an image of the substrate 10 displayed and updated as a color image, so that the position of the actual substrate 10 can be easily identified. Can be.
  • this step may be omitted in the foreign material inspection method.
  • the image of the acquired measurement area (FOV) is compared with the reference image of the substrate 10 to check whether there is any foreign matter (S140).
  • the reference image of the substrate 10 may be obtained by teaching a predetermined reference substrate.
  • the reference substrate may be a substrate (master board, master board) of a predetermined model.
  • the reference substrate may be selected in advance, and the reference image may be obtained by previously photographing in the same manner as the imaging of the measurement area FOV described above.
  • the reference image of the substrate 10 may include, for example, an image obtained by irradiating at least one color light toward the reference substrate by using the illumination unit 450 to photograph the color region. Can be.
  • the reference image is a two-dimensional planar image, and the difference between the reference image and the acquired measurement area FOV may be determined as a foreign material.
  • the difference portion CI-FS1 may be determined as a foreign substance.
  • the reference image of the substrate 10 may be obtained by, for example, irradiating at least one grating pattern light toward the reference substrate in the measurement area FOV by using the projection parts 300 and 400.
  • the image may further include.
  • the reference image may be a height-based three-dimensional image
  • the difference between the reference image and the acquired measurement area (FOV) image may be determined as a foreign material
  • the difference between the reference image and the measured image CI of the acquired measurement area FOV may be determined as a foreign matter.
  • the acquired image of the measurement area (FOV) is a height-based three-dimensional image obtained by the projections 300, 400, the case where the height is rapidly changed or the height exceeds a preset reference value In this case, it can be judged as a foreign object.
  • the first and second foreign matters FS1 and FS2 when the first and second foreign matters FS1 and FS2 exist on the substrate 10, the first and second foreign matters in the height-based three-dimensional measurement image.
  • the heights of the FS1 and FS2 may increase rapidly or exceed a preset reference value. Therefore, in this case, it may be determined as a foreign matter when the height rapidly changes or the height exceeds a preset reference value without comparing the reference image and the measured image.
  • the acquisition of the reference image may be obtained in advance before the process (S110) of displaying the image information of the substrate 10 before the lead is applied.
  • the image of the substrate to be displayed is updated with the image of the imaged measurement area, so that the operator corresponds to a specific portion of the image of the substrate to be displayed, The location can be easily identified.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a foreign material inspection method according to another embodiment of the present invention.
  • color master images of a master substrate are obtained using a plurality of color lights (S210).
  • a red master image of the master substrate is obtained by using the red light emitted from the red light 452
  • a green master image of the master substrate is obtained by using the green light emitted from the green light 454.
  • color-specific measurement images of the measurement substrate 10 are obtained using the plurality of color lights (S220).
  • a red measurement image of the measurement substrate 10 is obtained by using the red light emitted from the red light 452, and the measurement substrate 10 is obtained by using the green light emitted from the green light 454. Acquire a green measurement image for, and obtain a blue measurement image for the measurement substrate 10 by using the blue light emitted from the blue light 456.
  • the foreign material may be composed of foreign materials having different properties, for example, the foreign material may include a foreign material having a light property and a foreign material having a dark property.
  • the foreign matter having a bright property and the foreign matter having a dark property may be classified according to, for example, the brightness of the measurement substrate 10.
  • the foreign matter may be detected using different methods according to the foreign matter having a bright property and the foreign matter having a dark property, and thus more accurate detection may be performed.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a process of detecting a foreign substance having a bright property.
  • the measurement images for each color are combined to form a measurement substrate image for the measurement substrate 10 (S232).
  • the intensity values of each of the red measurement image, the green measurement image, and the blue measurement image are summed for each pixel to form the measurement substrate image integrated as one.
  • a master substrate image for the master substrate is formed by adding the master images for each color (S234). For example, the brightness values of each of the red master image, the green master image, and the blue master image are summed for each pixel to form the master substrate image integrated into one.
  • a difference between the measurement substrate image and the master substrate image is compared to detect foreign substances having the bright property (S236).
  • FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating a process of detecting a foreign matter having bright properties by comparing a difference between a measurement substrate image and a master substrate image.
  • a comparison image PI is generated by subtracting the master substrate image MSI from the measurement substrate image ISI. Since the master substrate image MSI is a clean image free of foreign substances, only foreign substances FM are visible on the comparison image PI when foreign substances FM exist on the measurement substrate image ISI.
  • the binarization image BI may be generated by binarization of the comparison image PI based on a specific reference value.
  • the detection power of the foreign matter FM can be improved.
  • by further performing noise removing on the binarization image BI it is possible to more clearly detect the foreign matter FM.
  • the foreign material of the dark property such as hair, insulating tape, etc. is detected using the color master images and the color measurement images (S240).
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a process of detecting a foreign substance having a dark property.
  • a saturation map of the measurement substrate 10 is formed using the color-specific measurement images (S242).
  • the chroma map for the master substrate is formed using the color-specific master images (S244).
  • the saturation map may be generated using saturation information for each pixel of the red image, the green image, and the blue image.
  • the saturation map may be generated based on the saturation for each pixel calculated through Equation 1 below.
  • Equation 1 R is chroma information for each pixel in a red image, G is chroma information for each pixel in a green image, and B is chroma information for each pixel in a blue image.
  • the saturation map 300 generated through Equation 1 has a value of 0 to 1 for each pixel, and the closer to 1, the primary color.
  • the dark foreign matter is achromatic, it is represented by an area having a value close to zero on the chroma map.
  • Equation 1 After the saturation map for the measurement substrate and the saturation map for the master substrate are formed through Equation 1, the difference between the saturation map for the measurement substrate and the saturation map for the master substrate is compared. The foreign matter of the attribute is detected (S246).
  • FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating a process of detecting a foreign matter having a dark property by comparing a difference between a chroma map of a measurement substrate and a chroma map of a master substrate.
  • a comparison image PM is generated by subtracting the chroma map TSM for the measurement substrate from the chroma map MSM for the master substrate.
  • the foreign matter FM is present on the chroma map TSM for the measurement substrate, the foreign matter FM is visible on the comparison image PM.
  • the binarization image BM may be generated by performing binarization on the comparison image PM based on a specific reference value.
  • the detection power of the foreign matter FM can be improved.
  • the area having the foreign matter FM is first identified using the binarization image BM, only the area having the foreign matter FM is set as the ROI and the color component of the ROI. Analysis can improve the detection power of foreign matter (FM). For example, after comparative analysis of the chroma maps for the entire substrate image, the region in which the foreign matter FM is present is set as the ROI. Thereafter, in the state in which the remaining area is excluded by mask processing, only the set ROI is selectively amplified, and color images (eg, a red image, a green image, and a blue color) for the amplified ROI are amplified. Image) to generate the ROI image. Subsequently, foreign matters can be detected more clearly through binarization and noise removal of the ROI image.
  • color images eg, a red image, a green image, and a blue color
  • the foreign matter detection result for the foreign matter having the bright property and the foreign matter having the dark property is merged (S250).
  • the foreign matter detection result detected in the process of detecting the foreign matter of the bright property and the foreign matter detection result detected in the process of detecting the foreign matter of the dark property are merged to finally detect the foreign matter on the measurement substrate.
  • the foreign matter of the bright property and the foreign matter of the dark property usually corresponds to either one, when the foreign matter is detected as foreign matter in any one or more of the detection result of the foreign matter of the bright property and the detection result of the foreign matter of the dark property. It can be determined as
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a foreign material inspection method according to another embodiment of the present invention.
  • height-based three-dimensional information about a measurement substrate is obtained using at least one grating pattern light (S310). That is, three-dimensional information including height information about the measurement substrate is obtained using the grid pattern light emitted from the at least one projection unit 300 or 400.
  • the foreign matter on the measurement substrate is detected using the height-based three-dimensional information (S320).
  • the foreign matter in the height-based three-dimensional information on the measurement substrate, the foreign matter may be detected by selecting a region where the height is rapidly changed compared to the periphery, or exceeds a predetermined height reference value.
  • two-dimensional information for each color of the measurement substrate is obtained using a plurality of color lights (S330).
  • the foreign matter on the measurement substrate is detected using the two-dimensional information for each color (S340).
  • the method of detecting the foreign matter using the two-dimensional information for each color is the same as the embodiment described above with reference to FIGS. 7 to 11, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the foreign matter by the height-based three-dimensional information and the foreign matter detection result by the two-dimensional information for each color is merged (S350). That is, the foreign matter detection result detected using the height-based three-dimensional information and the foreign matter detection result detected using the two-dimensional information for each color are merged to finally detect the foreign matter on the measurement substrate.
  • the reliability of the foreign matter detection on the measurement substrate can be improved.
  • the final foreign matter is determined based on the foreign matter detection result by the height-based three-dimensional information and the foreign matter detection result by the two-dimensional information for each color in order to improve the detection power for the genuine foreign matter and minimize the occurrence of overtesting.
  • it when it is determined as a foreign matter, it can be determined as the final foreign matter.
  • the final foreign matter is determined when one is determined as the foreign matter. It may be.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a foreign material inspection method according to another embodiment of the present invention.
  • mask information on the measurement substrate is first obtained (S410).
  • the mask information may include hole information formed in the measurement substrate. Since the hole formed in the measurement substrate and the hole formed in the master substrate may be formed in different sizes, there is a possibility that the hole is included as a foreign matter when the hole is included in the inspection object for detecting the foreign matter. Therefore, in order to remove the possibility of misunderstanding, the hole may be excluded from the inspection object for detecting the foreign matter in advance.
  • mask information such as the hall information may be obtained using infrared (IR) illumination.
  • the mask information may include circuit pattern information formed on the measurement substrate. Since the circuit pattern is usually formed by an etching process, the circuit pattern formed on the measurement substrate and the circuit pattern formed on the master substrate may be formed at slightly different positions, and thus the circuit pattern is included in the inspection object for detecting the foreign matter. If you do so, it may be mistaken for foreign substance. Therefore, in order to remove the possibility of misunderstanding, the circuit pattern may be excluded from the inspection object for detecting the foreign matter in advance.
  • mask information for the measurement substrate may be obtained from the measurement substrate or may be obtained from the master substrate.
  • a mask is generated based on the mask information and excluded from the inspection object for detecting the foreign matter (S420).
  • a hole mask may be generated to include a hole formed in the measurement substrate, and an edge mask may be generated to include a circuit pattern formed in the measurement substrate.
  • the generated hole mask and the edge mask may be excluded from the inspection object for detecting the foreign matter.
  • the foreign matter detection by the height-based three-dimensional information and / or the foreign matter detection by the two-dimensional information for each color may be performed as described above. (S430).
  • the foreign material detection can be performed more easily or more accurately by excluding a part which is unnecessary or may cause an error in the inspection object for detecting the foreign material in advance by using an infrared light or the like.

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Abstract

기판을 검사하기 위하여, 먼저 납이 도포되기 전의 기판의 이미지 정보를 디스플레이한다. 이어서, 기판 상의 적어도 하나의 측정영역을 촬상하여, 촬상된 측정영역의 이미지를 획득한다. 다음으로, 획득된 측정영역의 이미지를 이용하여 디스플레이되는 이미지 정보를 갱신하고, 갱신된 이미지 정보를 디스플레이한다. 또한, 기판의 이물질을 검사하기 위하여, 획득된 측정영역의 이미지를 기판의 기준 이미지와 비교하여 이물질이 있는지 여부를 검사한다. 이에 따라, 작업자가 디스플레이되는 기판의 이미지의 특정 부분에 대응하여 실제 기판의 해당 부분의 위치를 용이하게 파악할 수 있으며, 기판 상에 존재하는 이물질을 용이하게 검출할 수 있다.

Description

기판의 이물질 검사방법
본 발명은 기판의 이물질 검사방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판의 검사 과정에서 수행되는 기판의 이물질 검사방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전자장치 내에는 적어도 하나의 인쇄회로기판(printed circuit board; PCB)이 구비되며, 이러한 인쇄회로기판 상에는 회로 패턴, 연결 패드부, 상기 연결 패드부와 전기적으로 연결된 구동칩 등 다양한 회로 소자들이 실장되어 있다. 상기와 같은 다양한 회로 소자들이 상기 인쇄회로기판에 제대로 형성 또는 배치되었는지 확인하기 위하여 형상 측정장치가 사용된다.
종래의 형상 측정장치는, 작업자가 일련의 검사작업을 수행할 수 있도록 기판의 이미지를 모니터 화면 상에 전체적으로 디스플레이(display)하는데, 이때 거버(gerber) 데이터를 이용하여 납이 도포될 부분, 즉 패드 영역 등을 나타내도록 디스플레이한다.
그러나, 이와 같이 디스플레이되는 기판의 이미지는 기판의 실제 이미지와는 다르게 패드 영역 등 일부만이 디스플레이되고 스텐실(stencil), 홀(hole) 등은 디스플레이되지 않으므로, 작업자가 일련의 검사작업을 수행함에 있어 디스플레이되는 이미지와 실제 이미지와의 차이로 인하여 용이하게 기판 상의 원하는 부분을 인식하기 어려운 문제가 있다.
예를 들면, 디스플레이되는 기판의 이미지에서 검사결과 문제가 발생한 부분이 실제 기판의 어느 부분에 해당하는지 위치를 파악하는 데에 어려움이 있고 시간이 소요될 수 있다.
따라서, 작업자가 디스플레이되는 기판의 이미지의 특정 부분에 대해서 실제 기판의 해당 부분의 위치를 용이하게 파악할 수 있는 디스플레이 방법이 요청된다.
한편, 상기와 같이 일련의 검사작업을 수행하기 위해서 디스플레이되는 기판의 이미지는 실제 기판의 이미지가 아니므로, 실제 기판 상에 존재하는 이물질을 직접 파악하기에 어렵다.
이러한 이물질들은 기판의 동작에 문제를 발생시킬 수 있으므로, 상기 이물질을 검사할 수 있는 기판의 이물질 검사방법이 요청된다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기판 상에 존재하는 이물질을 용이하고 정확하게 검사할 수 있는 기판의 이물질 검사방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 기판의 이물질 검사방법은, 적어도 하나의 격자패턴광을 이용하여 측정 기판에 대한 높이 기반의 3차원 정보를 획득하는 단계, 상기 높이 기반의 3차원 정보를 이용하여 상기 측정 기판에 대한 이물질을 검출하는 단계, 복수의 컬러광을 이용하여 상기 측정 기판에 대한 컬러별 2차원 정보를 획득하는 단계, 상기 컬러별 2차원 정보를 이용하여 상기 측정 기판에 대한 이물질을 검출하는 단계 및 상기 높이 기반의 3차원 정보에 의한 이물질 검출 결과와 상기 컬러별 2차원 정보에 의한 이물질 검출 결과를 병합하는 단계를 포함한다.
일 실시예로, 상기 컬러별 2차원 정보를 이용하여 상기 측정 기판에 대한 이물질을 검출하는 단계는, 상기 복수의 컬러광을 이용하여 마스터 기판에 대한 컬러별 마스터 이미지들을 획득하는 단계, 상기 복수의 컬러광을 이용하여 상기 측정 기판에 대한 컬러별 측정 이미지들을 획득하는 단계 및 상기 컬러별 마스터 이미지들과 상기 컬러별 측정 이미지들을 비교하여 이물질을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 컬러별 마스터 이미지들과 상기 컬러별 측정 이미지들을 비교하여 이물질을 검출하는 단계는, 상기 컬러별 측정 이미지들을 합하여 측정 기판 이미지를 형성하는 단계, 상기 컬러별 마스터 이미지들을 합하여 마스터 기판 이미지를 형성하는 단계 및 상기 측정 기판 이미지와 상기 마스터 기판 이미지의 차이를 비교하여 이물질을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 컬러별 마스터 이미지들과 상기 컬러별 측정 이미지들을 비교하여 이물질을 검출하는 단계는, 상기 컬러별 측정 이미지들을 이용하여 상기 측정 기판에 대한 채도 맵(saturation map)을 형성하는 단계, 상기 컬러별 마스터 이미지들을 이용하여 상기 마스터 기판에 대한 채도 맵을 형성하는 단계 및 상기 측정 기판에 대한 채도 맵과 상기 마스터 기판에 대한 채도 맵의 차이를 비교하여 이물질을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 높이 기반의 3차원 정보에 의한 이물질 검출 결과와 상기 컬러별 2차원 정보에 의한 이물질 검출 결과를 병합하는 단계는, 상기 높이 기반의 3차원 정보에 의한 이물질 검출 결과 및 상기 컬러별 2차원 정보에 의한 이물질 검출 결과의 양쪽 모두에서 이물질로 판정될 때, 최종 이물질로 판정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기판의 이물질 검사방법은, 상기 높이 기반의 3차원 정보를 이용하여 상기 측정 기판에 대한 이물질을 검출하는 단계 및 상기 컬러별 2차원 정보를 이용하여 상기 측정 기판에 대한 이물질을 검출하는 단계 이전에, 적외선(infrared, IR) 조명을 이용하여 상기 측정 기판에 대한 마스크 정보를 획득하는 단계 및 상기 마스크 정보를 기초로 마스크를 생성하여 상기 이물질 검출을 위한 검사대상에서 제외시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 마스크 정보는 상기 측정 기판에 형성된 홀(hole) 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적인 다른 실시예에 따른 기판의 이물질 검사방법은, 복수의 컬러광을 이용하여 마스터 기판에 대한 컬러별 마스터 이미지들을 획득하는 단계, 상기 복수의 컬러광을 이용하여 측정 기판에 대한 컬러별 측정 이미지들을 획득하는 단계, 상기 컬러별 마스터 이미지들을 합하여 마스터 기판 이미지를 형성하고, 상기 컬러별 측정 이미지들을 합하여 측정 기판 이미지를 형성하는 단계, 상기 측정 기판 이미지와 상기 마스터 기판 이미지의 차이를 비교하여 제1 이물질을 검출하는 단계, 상기 컬러별 마스터 이미지들을 이용하여 상기 마스터 기판에 대한 채도 맵을 형성하고, 상기 컬러별 측정 이미지들을 이용하여 상기 측정 기판에 대한 채도 맵을 형성하는 단계, 상기 측정 기판에 대한 채도 맵과 상기 마스터 기판에 대한 채도 맵의 차이를 비교하여 제2 이물질을 검출하는 단계 및 상기 제1 이물질과 상기 제2 이물질에 대한 이물질 검출 결과를 병합하는 단계를 포함한다.
일 실시예로, 상기 제1 이물질과 상기 제2 이물질에 대한 이물질 검출 결과를 병합하는 단계는, 상기 제1 이물질의 검출 결과 및 상기 제2 이물질의 검출 결과 중 어느 하나 이상에서 이물질로 검출될 때 이물질로 판정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예로 상기 기판의 이물질 검사방법은, 상기 제1 이물질을 검출하는 단계 및 상기 제2 이물질을 검출하는 단계 이전에, 상기 측정 기판에 대한 마스크 정보를 획득하는 단계 및 상기 마스크 정보를 기초로 마스크를 생성하여 상기 이물질 검출을 위한 검사대상에서 제외시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 마스크 정보를 기초로 마스크를 생성하여 상기 이물질 검출을 위한 검사대상에서 제외시키는 단계는, 상기 측정 기판에 형성된 홀을 포함하도록 홀 마스크를 생성하는 단계, 상기 측정 기판에 형성된 회로패턴을 포함하도록 에지 마스크를 생성하는 단계 및 상기 홀 마스크 및 상기 에지 마스크를 상기 이물질 검출을 위한 검사대상에서 제외시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예로 상기 기판의 이물질 검사방법은, 적어도 하나의 격자패턴광을 이용하여 측정 기판에 대한 높이 기반의 3차원 정보를 획득하는 단계 및 상기 높이 기반의 3차원 정보를 이용하여 상기 측정 기판에 대한 이물질을 검출하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 높이 기반의 3차원 정보를 이용하여 상기 측정 기판에 대한 이물질을 검출하는 단계 및 상기 제1 이물질과 상기 제2 이물질에 대한 이물질 검출 결과를 병합하는 단계 이후에, 상기 높이 기반의 3차원 정보에 의한 이물질 검출 결과와 상기 컬러별 2차원 정보에 의한 이물질 검출 결과를 병합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 높이 기반의 3차원 정보에 의한 이물질 검출 결과와 상기 컬러별 2차원 정보에 의한 이물질 검출 결과를 병합하는 단계는, 상기 높이 기반의 3차원 정보에 의한 이물질 검출 결과 및 상기 컬러별 2차원 정보에 의한 이물질 검출 결과의 양쪽 모두에서 이물질로 판정될 때, 최종 이물질로 판정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적인 또 다른 실시예에 따른 기판의 이물질 검사방법은, 납이 도포되기 전의 기판의 이미지 정보를 디스플레이(display)하는 단계, 상기 기판 상의 적어도 하나의 측정영역을 촬상하여, 상기 촬상된 측정영역의 이미지를 획득하는 단계, 상기 디스플레이되는 이미지 정보를 상기 획득된 측정영역의 이미지로 갱신하여 디스플레이하는 단계 및 상기 획득된 측정영역의 이미지를 상기 기판의 기준 이미지와 비교하여 이물질이 있는지 여부를 검사하는 단계를 포함한다.
일 실시예로, 상기 납이 도포되기 전의 상기 기판의 이미지 정보를 디스플레이하는 단계에서, 상기 기판의 이미지 정보는 상기 기판의 거버(gerber) 정보를 포함하고, 상기 거버 정보는 흑백 이미지 정보일 수 있고, 상기 획득된 측정영역의 이미지로 갱신하여 디스플레이하는 단계에서, 상기 갱신된 이미지 정보는 컬러 이미지 정보일 수 있다.
일 실시예로, 상기 기판 상의 적어도 하나의 측정영역을 촬상하여, 상기 촬상된 측정영역의 이미지를 획득하는 단계는, 상기 측정영역에 격자패턴광을 상기 기판을 향해 조사하여 촬상하는 단계 및 상기 측정영역에 적어도 하나의 컬러광을 상기 기판을 향해 조사하여 촬상하는 단계 중 적어도 하나의 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예로 상기 기판의 이물질 검사방법은, 납이 도포되기 전의 상기 기판의 이미지 정보를 디스플레이하는 단계 이전에, 상기 기판의 기준 이미지를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 기판의 기준 이미지는 상기 측정영역에 적어도 하나의 컬러광을 기 선정된 기준 기판을 향해 조사하여 촬상하여 획득된 이미지 및 상기 측정영역에 적어도 하나의 격자패턴광을 상기 기준 기판을 향해 조사하여 촬상하여 획득된 이미지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 검사작업을 수행하기 위해서 디스플레이되는 기판의 이미지가 촬상된 측정영역의 이미지로 갱신되므로, 작업자가 디스플레이되는 기판의 이미지의 특정 부분에 대응하여, 실제 기판의 해당 부분의 위치를 용이하게 파악할 수 있다.
또한, 획득된 측정영역의 이미지를 기판의 기준 이미지와 비교함으로써, 기판 상에 존재하는 이물질을 용이하게 검출할 수 있다.
또한, 측정 기판에 대한 이물질 검사를 수행함에 있어, 밝은 속성의 이물질과 어두운 속성의 이물질을 따로 검출하여 병합함으로써, 이물질 검출의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 측정 기판에 대한 이물질 검사를 수행함에 있어, 높이 기반의 3차원 정보를 통한 이물질 검출과 컬러별 2차원 정보를 통한 이물질 검출을 병행함으로써, 측정 기판에 대한 이물질 검출의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 적외선 조명을 이용하는 방식 등을 통해 사전에 이물질 검출을 위한 검사대상에서 불필요하거나 오류를 유발할 가능성이 있는 부분은 제외시킴으로써 보다 용이하게 혹은 보다 정확하게 이물질 검출을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 3차원 형상 측정장치를 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 검사방법 및 기판의 이물질 검사방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 도 2에서 기판의 이미지 정보를 디스플레이하는 과정에서 디스플레이되는 기판의 이미지 정보의 일 예를 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 3의 기판의 이미지에 대응되는 실제 기판의 모양을 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 2에서 기판의 측정영역의 이미지를 획득하는 과정의 일 예를 나타낸 개념도이다.
도 6은 도 2에서 갱신된 이미지 정보를 디스플레이하는 과정을 설명하기 위한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이물질 검사방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 밝은 속성의 이물질을 검출하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 측정 기판 이미지와 마스터 기판 이미지의 차이를 비교하여 밝은 속성의 이물질을 검출하는 과정을 나타낸 개념도이다.
도 10은 어두운 속성의 이물질을 검출하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 11은 측정 기판에 대한 채도 맵과 마스터 기판에 대한 채도 맵의 차이를 비교하여 어두운 속성의 이물질을 검출하는 과정을 나타낸 개념도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이물질 검사방법을 나타낸 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이물질 검사방법을 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 안 된다. 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 의한 3차원 형상 측정장치를 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 3차원 형상 측정방법에 사용되는 3차원 형상 측정장치는 측정 스테이지부(100), 영상 촬영부(200), 제1 투영부(300), 제2 투영부(400), 조명부(450), 영상 획득부(500), 모듈 제어부(600) 및 중앙 제어부(700)를 포함할 수 있다.
상기 측정 스테이지부(100)는 측정 대상물(10)을 지지하는 스테이지(110) 및 상기 스테이지(110)를 이송시키는 스테이지 이송유닛(120)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 스테이지(110)에 의해 상기 측정 대상물(10)이 상기 영상 촬영부(200)와 상기 제1 및 제2 투영부들(300,400)에 대하여 이동함에 따라, 상기 측정 대상물(10)에서의 측정위치가 변경될 수 있다.
상기 영상 촬영부(200)는 상기 스테이지(110)의 상부에 배치되어, 상기 측정 대상물(10)로부터 반사되어온 광을 인가받아 상기 측정 대상물(10)에 대한 영상을 측정한다. 즉, 상기 영상 촬영부(200)는 상기 제1 및 제2 투영부들(300,400)에서 출사되어 상기 측정 대상물(10)에서 반사된 광을 인가받아, 상기 측정 대상물(10)의 평면영상을 촬영한다.
상기 영상 촬영부(200)는 카메라(210), 결상렌즈(220), 필터(230) 및 원형램프(240)를 포함할 수 있다. 상기 카메라(210)는 상기 측정 대상물(10)로부터 반사되는 광을 인가받아 상기 측정 대상물(10)의 평면영상을 촬영하며, 일례로 CCD 카메라나 CMOS 카메라 중 어느 하나가 채용될 수 있다. 상기 결상렌즈(220)는 상기 카메라(210)의 하부에 배치되어, 상기 측정 대상물(10)에서 반사되는 광을 상기 카메라(210)에서 결상시킨다. 상기 필터(230)는 상기 결상렌즈(220)의 하부에 배치되어, 상기 측정 대상물(10)에서 반사되는 광을 여과시켜 상기 결상렌즈(220)로 제공하고, 일례로 주파수 필터, 컬러필터 및 광세기 조절필터 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 상기 원형램프(240)는 상기 필터(230)의 하부에 배치되어, 상기 측정 대상물(10)의 2차원 형상과 같은 특이영상을 촬영하기 위해 상기 측정 대상물(10)로 광을 제공할 수 있다.
상기 제1 투영부(300)는 예를 들면 상기 영상 촬영부(200)의 우측에 상기 측정 대상물(10)을 지지하는 상기 스테이지(110)에 대하여 경사지게 배치될 수 있다. 상기 제1 투영부(300)는 제1 조명유닛(310), 제1 격자유닛(320), 제1 격자 이송유닛(330) 및 제1 집광렌즈(340)를 포함할 수 있다. 상기 제1 조명유닛(310)은 조명원과 적어도 하나의 렌즈로 구성되어 광을 발생시키고, 상기 제1 격자유닛(320)은 상기 제1 조명유닛(310)의 하부에 배치되어 상기 제1 조명유닛(310)에서 발생된 광을 격자무늬 패턴을 갖는 제1 격자 패턴광으로 변경시킨다. 상기 제1 격자 이송유닛(330)은 상기 제1 격자유닛(320)과 연결되어 상기 제1 격자유닛(320)을 이송시키고, 일례로 PZT(Piezoelectric) 이송유닛이나 미세직선 이송유닛 중 어느 하나를 채용할 수 있다. 상기 제1 집광렌즈(340)는 상기 제1 격자유닛(320)의 하부에 배치되어 상기 제1 격자유닛(320)로부터 출사된 상기 제1 격자 패턴광을 상기 측정 대상물(10)로 집광시킨다.
상기 제2 투영부(400)는 예를 들면 상기 영상 촬영부(200)의 좌측에 상기 측정 대상물(10)을 지지하는 상기 스테이지(110)에 대하여 경사지게 배치될 수 있다. 상기 제2 투영부(400)는 제2 조명유닛(410), 제2 격자유닛(420), 제2 격자 이송유닛(430) 및 제2 집광렌즈(440)를 포함할 수 있다. 상기 제2 투영부(400)는 위에서 설명한 상기 제1 투영부(300)와 실질적으로 동일하므로, 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
상기 제1 투영부(300)는 상기 제1 격자 이송유닛(330)이 상기 제1 격자유닛(320)을 순차적으로 이동시키면서 상기 측정 대상물(10)로 N개의 제1 격자 패턴광들을 조사할 때, 상기 영상 촬영부(200)는 상기 측정 대상물(10)에서 반사된 상기 N개의 제1 격자 패턴광들을 순차적으로 인가받아 N개의 제1 패턴영상들을 촬영할 수 있다. 또한, 상기 제2 투영부(400)는 상기 제2 격자 이송유닛(430)이 상기 제2 격자유닛(420)을 순차적으로 이동시키면서 상기 측정 대상물(10)로 N개의 제2 격자 패턴광들을 조사할 때, 상기 영상 촬영부(200)는 상기 측정 대상물(10)에서 반사된 상기 N개의 제2 격자 패턴광들을 순차적으로 인가받아 N개의 제2 패턴영상들을 촬영할 수 있다. 여기서, 상기 N은 자연수로, 일 예로 3 또는 4일 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 상기 제1 및 제2 격자 패턴광들을 발생시키는 장치로 상기 제1 및 제2 투영부들(300,400)만을 설명하였으나, 이와 다르게 상기 투영부들의 개수는 3개 이상일 수도 있다. 즉, 상기 측정 대상물(10)로 조사되는 격자 패턴광이 다양한 방향에서 조사되어, 다양한 종류의 패턴영상들이 촬영될 수 있다. 예를 들어, 3개의 투영부들이 상기 영상 촬영부(200)를 중심으로 정삼각형 형태로 배치될 경우, 3개의 격자 패턴광들이 서로 다른 방향에서 상기 측정 대상물(10)로 인가될 수 있고, 4개의 투영부들이 상기 영상 촬영부(200)를 중심으로 정사각형 형태로 배치될 경우, 4개의 격자 패턴광들이 서로 다른 방향에서 상기 측정 대상물(10)로 인가될 수 있다. 또한, 상기 투영부들은 8개일 수 있으며, 이 경우 8개의 방향에서 격자 패턴광을 조사하여 영상을 촬영할 수 있다.
상기 조명부(450)는 상기 측정 대상물(10)의 2차원적 영상을 획득하기 위한 광을 상기 측정 대상물(10)에 조사한다. 일 실시예로, 상기 조명부(450)는 적색조명(452), 녹색조명(454) 및 청색조명(456)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 적색조명(452), 상기 녹색조명(454) 및 상기 청색조명(456)은 상기 측정 대상물(10)의 상부에서 원형으로 배치되어 상기 측정 대상물(10)에 각각 적색광, 녹색광 및 청색광을 조사할 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이 각각 높이가 다르도록 형성될 수 있다.
상기 영상 획득부(500)는 상기 영상 촬영부(200)의 카메라(210)와 전기적으로 연결되어, 상기 카메라(210)로부터 상기 제1 및 제2 투영부들(300, 400)에 의한 패턴영상들을 획득하여 저장한다. 또한, 상기 영상 획득부(500)는 상기 카메라(210)로부터 상기 조명부(450)에 의한 2차원적 영상들을 획득하여 저장한다. 예를 들어, 상기 영상 획득부(500)는 상기 카메라(210)에서 촬영된 상기 N개의 제1 패턴영상들 및 상기 N개의 제2 패턴영상들을 인가받아 저장하는 이미지 시스템을 포함한다.
상기 모듈 제어부(600)는 상기 측정 스테이지부(100), 상기 영상 촬영부(200), 상기 제1 투영부(300) 및 상기 제2 투영부(400)와 전기적으로 연결되어 제어한다. 상기 모듈 제어부(600)는 예를 들어, 조명 콘트롤러, 격자 콘트롤러 및 스테이지 콘트롤러를 포함한다. 상기 조명 콘트롤러는 상기 제1 및 제2 조명유닛들(310,410)을 각각 제어하여 광을 발생시키고, 상기 격자 콘트롤러는 상기 제1 및 제2 격자 이송유닛들(330,430)을 각각 제어하여 상기 제1 및 제2 격자유닛들(320, 420)을 이동시킨다. 상기 스테이지 콘트롤러는 상기 스테이지 이송유닛(120)을 제어하여 상기 스테이지(110)를 상하좌우로 이동시킬 수 있다.
상기 중앙 제어부(700)는 상기 영상 획득부(500) 및 상기 모듈 제어부(600)와 전기적으로 연결되어 각각을 제어한다. 구체적으로, 상기 중앙 제어부(700)는 상기 영상 획득부(500)의 이미지 시스템으로부터 상기 N개의 제1 패턴영상들 및 상기 N개의 제2 패턴영상들을 인가받아, 이를 처리하여 상기 측정 대상물의 3차원 형상을 측정할 수 있다. 또한, 상기 중앙 제어부(700)는 상기 모듈 제어부(600)의 조명 콘트롤러, 격자 콘트롤러 및 스테이지 콘트롤러를 각각 제어할 수 있다. 이와 같이, 상기 중앙 제어부는 이미지처리 보드, 제어 보드 및 인터페이스 보드를 포함할 수 있다.
이하, 상기와 같은 3차원 형상 측정장치를 이용하여 측정 대상물(10)로 채용된 기판에 대한 기판 검사방법 및 기판의 이물질 검사방법을 도면을 참조로 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 검사방법 및 기판의 이물질 검사방법을 나타낸 흐름도이고, 도 3은 도 2에서 기판의 이미지 정보를 디스플레이하는 과정에서 디스플레이되는 기판의 이미지 정보의 일 예를 나타낸 평면도이며, 도 4는 도 3의 기판의 이미지에 대응되는 실제 기판의 모양을 나타낸 평면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 기판(10)을 검사하기 위하여, 먼저 납이 도포되기 전의 기판(10)의 이미지 정보를 디스플레이(display)한다(S110).
일 실시예로, 상기 기판(10)의 이미지 정보는 상기 기판(10)의 거버(gerber) 정보를 포함할 수 있다. 상기 기판(10)의 거버 정보는 납이 도포되기 전의 기판(10)의 설계 기준을 나타내는 정보일 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 거버 이미지(GI)로 작업자의 모니터에 디스플레이될 수 있다.
상기 거버 이미지(GI)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 납이 도포되는 다양한 형태의 패드(GI-P)들이 나타날 수 있으며, 상기 거버 정보는 흑백 이미지 정보일 수 있다.
이어서, 상기 기판(10) 상의 적어도 하나의 측정영역을 촬상하여, 상기 촬상된 측정영역의 이미지를 획득한다(S120).
상기 측정영역은 상기 기판(10) 상에서 측정 또는 검사하고자 하는 영역으로서, 자동으로 설정하거나 작업자로부터 설정받을 수 있다. 상기 측정영역은 상기 기판(10) 상의 일정한 범위의 영역으로 나누어 설정하되, 상기 기판(10) 전체를 측정할 수도 있고, 상기 기판(10)의 일부만을 측정할 수도 있다. 예를 들면, 상기 일정한 범위는 도 1에 도시된 영상 촬영부(200)의 카메라(210)의 시야범위(field of view)에 의해 정의될 수 있다.
도 5는 도 2에서 기판의 측정영역의 이미지를 획득하는 과정의 일 예를 나타낸 개념도이다.
도 5를 참조하면, 상기 기판(10)의 측정영역(FOV)은 카메라의 시야범위에 의해 정의될 수 있으며, 화살표 방향으로 촬상될 수 있다.
도 5에서는, 상기 기판(10)의 전체 영역을 촬상하는 것을 나타내지만, 이와는 다르게, 원하는 영역만을 선택적으로 촬상할 수도 있다.
상기 측정영역(FOV)의 촬상은, 예를 들면, 도 1에 도시된 투영부들(300, 400) 및 조명부(450) 중 적어도 하나에 의해 이루어질 수 있다.
즉, 상기 투영부들(300, 400)을 이용하여, 상기 측정영역(FOV)에 격자패턴광을 상기 기판(10)을 향해 조사하여 촬상할 수 있고, 이 경우 상기 측정영역(FOV)의 이미지는 높이정보를 기반으로 한 3차원적 이미지를 포함한다.
또한, 상기 조명부(450)를 이용하여, 상기 측정영역(FOV)에 적어도 하나의 컬러광을 상기 기판(10)을 향해 조사하여 촬상할 수 있고, 이 경우 상기 측정영역(FOV)의 이미지는 2차원적 평면 이미지를 포함한다.
다음으로, 상기 획득된 측정영역(FOV)의 이미지를 이용하여 상기 디스플레이되는 이미지 정보를 갱신하고, 상기 갱신된 이미지 정보를 디스플레이한다(S130).
이때, 상기 갱신된 이미지 정보는 컬러 이미지 정보일 수 있다.
상기 갱신되는 이미지 정보를 제공하는 상기 카메라(210)는 컬러 카메라일 수 있다. 이와는 다르게, 상기 측정영역(FOV)의 이미지를 획득하는 상기 카메라(210)는 흑백 카메라일 수도 있다. 상기 카메라(210)가 흑백 카메라인 경우에도, 상기 측정영역(FOV)의 이미지가 상기 조명부(450)에 의해 획득된 이미지인 경우, 상기 조명부(450)의 컬러광에 따라 획득되는 이미지는 일정한 차이를 갖게 되므로, 상기 차이를 이용하여 상기 갱신된 이미지 정보는 컬러로 할 수 있다.
도 6은 도 2에서 갱신된 이미지 정보를 디스플레이하는 과정을 설명하기 위한 평면도이다.
도 6을 참조하면, 갱신된 이미지 정보는 굵은 선 내부의 영역에 해당되고, 갱신되지 않은 이미지 정보는 굵은 선 외부의 영역에 해당된다.
도 5에서와 같이 촬영되는 측정영역은 도 6과 같이 실시간으로 갱신되어 나타날 수 있다.
이와 같이, 검사작업을 수행하기 위해서 디스플레이되는 기판(10)의 이미지가 촬상된 측정영역(FOV)의 이미지로 갱신되므로, 작업자는 디스플레이되는 기판(10)의 이미지를 실제 기판(10)과 용이하게 대응시킬 수 있다. 또한, 상기 거버 정보가 흑백이고 상기 갱신된 이미지 정보가 컬러인 경우, 작업자는 컬러 이미지로 갱신되어 디스플레이되는 기판(10)의 이미지를 이용하므로, 보다 용이하게 실제 기판(10)의 위치 등을 파악할 수 있다.
한편, 본 단계는 이물질 검사방법에 있어서는 생략될 수 있다.
다음으로, 상기 획득된 측정영역(FOV)의 이미지를 상기 기판(10)의 기준 이미지와 비교하여 이물질이 있는지 여부를 검사한다(S140).
일 실시예로, 상기 기판(10)의 기준 이미지는, 기 선정된 기준 기판을 티칭(teaching)하여 획득될 수 있다. 일 실시예로, 상기 기준 기판은 소정의 모범이 되는 기판(마스터 기판, master board)일 수 있다. 상기 기준 기판을 미리 선정하여, 앞서 설명한 측정영역(FOV)의 촬상과 동일한 방법으로 사전에 미리 촬상하여 기준 이미지를 획득할 수 있다.
즉, 상기 기판(10)의 기준 이미지는, 일 예로 상기 조명부(450)를 이용하여 상기 측정영역(FOV)에 적어도 하나의 컬러광을 상기 기준 기판을 향해 조사하여 촬상함으로써 획득된 이미지를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 기준 이미지는 2차원적 평면 이미지이며, 상기 기준 이미지와 상기 획득된 측정영역(FOV)의 이미지를 비교하여 차이가 나는 부분을 이물질로 판단할 수 있다.
예를 들면, 도 4에서와 같이, 기판(10) 상에 제1 및 제2 이물질들(FS1, FS2)이 존재하는 경우, 상기 기준 이미지에는 이러한 이물질들(FS1, FS2)이 존재하지 않지만, 도 6에서와 같이, 측정 이미지(CI)에서는 제1 이물질(CI-FS1)이 나타난다. 따라서, 상기 기준 이미지와 상기 획득된 측정영역(FOV)의 측정 이미지(CI)를 비교하여 차이가 나는 부분(CI-FS1)을 이물질로 판단할 수 있다.
또한, 상기 기판(10)의 기준 이미지는, 일 예로 상기 투영부들(300, 400)을 이용하여 상기 상기 측정영역(FOV)에 적어도 하나의 격자패턴광을 상기 기준 기판을 향해 조사하여 촬상함으로써 획득된 이미지를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 기준 이미지는 높이 기반의 3차원적 이미지이며, 상기 기준 이미지와 상기 획득된 측정영역(FOV)의 이미지를 비교하여 차이가 나는 부분을 이물질로 판단할 수 있다.
예를 들면, 도 4에서와 같이, 기판(10) 상에 제1 및 제2 이물질들(FS1, FS2)이 존재하는 경우, 상기 기준 이미지에는 이러한 이물질들(FS1, FS2)이 존재하지 않지만, 측정 이미지에서는 상기 제1 및 제2 이물질들(FS1, FS2)의 높이가 상기 기준 이미지와는 다르게 나타난다. 따라서, 상기 기준 이미지와 상기 획득된 측정영역(FOV)의 측정 이미지(CI)를 비교하여 차이가 나는 부분을 이물질로 판단할 수 있다.
한편, 본 단계에서, 상기 획득된 측정영역(FOV)의 이미지를 상기 기판(10)의 기준 이미지와 비교하여 이물질이 있는지 여부를 검사하는 대신, 상기 획득된 측정영역(FOV)의 높이 기반의 3차원적 이미지만을 이용하여 이물질이 있는지 여부를 검사할 수도 있다.
즉, 상기 획득된 측정영역(FOV)의 이미지가 상기 투영부들(300, 400)에 의해 획득된 높이 기반의 3차원적 이미지인 경우, 높이가 급격히 변화하는 경우나 높이가 기 설정된 기준값을 초과하는 경우 이물질로 판단할 수 있다.
예를 들면, 도 4에서와 같이, 기판(10) 상에 제1 및 제2 이물질들(FS1, FS2)이 존재하는 경우, 높이 기반의 3차원적 측정 이미지에서는 상기 제1 및 제2 이물질들(FS1, FS2)의 높이가 주변에 비하여 급격하게 증가하거나, 기 설정된 기준값을 초과할 수 있다. 따라서, 이 경우 상기 기준 이미지와 상기 측정 이미지를 비교함이 없이 높이가 급격히 변화하는 경우나 높이가 기 설정된 기준값을 초과하는 경우 이물질로 판단할 수 있다.
한편, 상기 기준 이미지의 획득은 납이 도포되기 전의 기판(10)의 이미지 정보를 디스플레이하는 과정(S110) 이전에 미리 획득될 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 검사작업을 수행하기 위해서 디스플레이되는 기판의 이미지가 촬상된 측정영역의 이미지로 갱신되므로, 작업자가 디스플레이되는 기판의 이미지의 특정 부분에 대응하여, 실제 기판의 해당 부분의 위치를 용이하게 파악할 수 있다.
또한, 획득된 측정영역의 이미지를 기판의 기준 이미지와 비교함으로써, 기판 상에 존재하는 이물질을 용이하게 검출할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이물질 검사방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따라 기판의 이물질을 검사하기 위하여, 먼저 복수의 컬러광을 이용하여 마스터 기판에 대한 컬러별 마스터 이미지들을 획득한다(S210).
일 실시예로, 적색조명(452)으로부터 조사되는 적색광을 이용하여 상기 마스터 기판에 대한 적색 마스터 이미지를 획득하고, 녹색조명(454)으로부터 조사되는 녹색광을 이용하여 상기 마스터 기판에 대한 녹색 마스터 이미지를 획득하고, 청색조명(456)으로부터 조사되는 청색광을 이용하여 상기 마스터 기판에 대한 청색 마스터 이미지를 획득한다.
다음으로, 상기 복수의 컬러광을 이용하여 측정 기판(10)에 대한 컬러별 측정 이미지들을 획득한다(S220).
일 실시예로, 적색조명(452)으로부터 조사되는 적색광을 이용하여 상기 측정 기판(10)에 대한 적색 측정 이미지를 획득하고, 녹색조명(454)으로부터 조사되는 녹색광을 이용하여 상기 측정 기판(10)에 대한 녹색 측정 이미지를 획득하고, 청색조명(456)으로부터 조사되는 청색광을 이용하여 상기 측정 기판(10)에 대한 청색 측정 이미지를 획득한다.
이어서, 상기 컬러별 마스터 이미지들과 상기 컬러별 측정 이미지들을 비교하여 이물질을 검출할 수 있다.
상기 이물질은 서로 다른 속성의 이물질들로 이루어질 수 있으며, 예를 들면, 상기 이물질은 밝은 속성의 이물질과 어두운 속성의 이물질을 포함할 수 있다.
상기 밝은 속성의 이물질과 어두운 속성의 이물질은, 일 예로, 측정 기판(10)에 대한 상대적인 밝기에 따라 구분할 수 있다. 상기 이물질은 밝은 속성의 이물질과 어두운 속성의 이물질에 따라 서로 다른 방식을 이용하여 검출될 수 있으며, 이에 따라 보다 정확한 검출이 이루어질 수 있다.
이하에서, 상기 컬러별 마스터 이미지들과 상기 컬러별 측정 이미지들을 비교하여 속성에 따라 이물질을 검출하는 과정을 설명한다.
먼저, 상기 컬러별 마스터 이미지들과 상기 컬러별 측정 이미지들을 이용하여 먼지, 칩 등과 같은 밝은 속성의 이물질을 검출한다(S230).
도 8은 밝은 속성의 이물질을 검출하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 상기 컬러별 측정 이미지들을 합하여 측정 기판(10)에 대한 측정 기판 이미지를 형성한다(S232). 예를 들어, 상기 적색 측정 이미지, 상기 녹색 측정 이미지 및 상기 청색 측정 이미지 각각의 명도(Intensity) 값을 픽셀 별로 합하여 하나로 통합된 상기 측정 기판 이미지를 형성한다.
상기 측정 기판 이미지의 형성과는 별도로, 상기 컬러별 마스터 이미지들을 합하여 상기 마스터 기판에 대한 마스터 기판 이미지를 형성한다(S234). 예를 들어, 상기 적색 마스터 이미지, 상기 녹색 마스터 이미지 및 상기 청색 마스터 이미지 각각의 명도 값을 픽셀 별로 합하여 하나로 통합된 상기 마스터 기판 이미지를 형성한다.
상기 측정 기판 이미지와 상기 마스터 기판 이미지를 형성한 후, 상기 측정 기판 이미지와 상기 마스터 기판 이미지의 차이를 비교하여 상기 밝은 속성의 이물질을 검출한다(S236).
도 9는 측정 기판 이미지와 마스터 기판 이미지의 차이를 비교하여 밝은 속성의 이물질을 검출하는 과정을 나타낸 개념도이다.
도 9를 참조하면, 측정 기판 이미지(ISI)로부터 마스터 기판 이미지(MSI)를 빼서 비교 이미지(PI)를 생성한다. 마스터 기판 이미지(MSI)는 이물질이 없는 깨끗한 이미지이므로, 측정 기판 이미지(ISI) 상에 이물질(FM)이 존재할 경우, 비교 이미지(PI) 상에는 이물질(FM)만이 보이게 된다.
한편, 비교 이미지(PI) 상의 이물질(FM)에 대한 검출 성능을 높이기 위하여, 특정 기준값을 기준으로 비교 이미지(PI)에 대한 이진화를 진행하여 이진화 이미지(BI)를 생성할 수 있다. 이진화 이미지(BI) 상에서는 이물질(FM) 영역과 이물질이 아닌 영역이 극명하게 대비되므로, 이물질(FM)의 검출력을 향상시킬 수 있다. 또한, 이진화 이미지(BI)에 대하여 노이즈 제거를 수행하는 단계를 더 진행함으로써, 보다 명확하게 이물질(FM)을 검출할 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 밝은 속성의 이물질을 검출한 후, 상기 컬러별 마스터 이미지들과 상기 컬러별 측정 이미지들을 이용하여 머리카락, 절연테이프 등과 같은 어두운 속성의 이물질을 검출한다(S240).
도 10은 어두운 속성의 이물질을 검출하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 상기 컬러별 측정 이미지들을 이용하여 상기 측정 기판(10)에 대한 채도(Saturation) 맵을 형성한다(S242).
또한, 상기 컬러별 마스터 이미지들을 이용하여 상기 마스터 기판에 대한 채도 맵을 형성한다(S244).
예를 들어, 상기 채도 맵은 적색 이미지, 녹색 이미지 및 청색 이미지의 각 픽셀별 채도 정보를 이용하여 생성할 수 있다. 구체적으로, 상기 채도 맵은 다음의 <수학식 1>을 통해 산출된 픽셀별 채도를 바탕으로 생성할 수 있다.
<수학식 1>
saturation = (1-3*Min(R,G,B)/(R+G+B))
상기 <수학식 1>에서, R은 적색 이미지에서의 각 픽셀에 대한 채도 정보이고, G는 녹색 이미지에서의 각 픽셀에 대한 채도 정보이고, B는 청색 이미지에서의 각 픽셀에 대한 채도 정보이다.
상기 <수학식 1>을 통해 생성된 채도 맵(300)은 픽셀 별로 0 ~ 1의 값을 가지며, 1에 가까울수록 원색임을 나타낸다. 일반적으로, 어두운 이물질은 무채색에 가깝기 때문에, 상기 채도 맵 상에서 0에 가까운 값을 갖는 영역으로 표시된다.
상기 <수학식 1>을 통해 상기 측정 기판에 대한 채도 맵과 상기 마스터 기판에 대한 채도 맵을 형성한 후, 상기 측정 기판에 대한 채도 맵과 상기 마스터 기판에 대한 채도 맵의 차이를 비교하여 상기 어두운 속성의 이물질을 검출한다(S246).
도 11은 측정 기판에 대한 채도 맵과 마스터 기판에 대한 채도 맵의 차이를 비교하여 어두운 속성의 이물질을 검출하는 과정을 나타낸 개념도이다.
도 11을 참조하면, 마스터 기판에 대한 채도 맵(MSM)으로부터 측정 기판에 대한 채도 맵(TSM)을 빼서 비교 이미지(PM)를 생성한다. 측정 기판에 대한 채도 맵(TSM) 상에 이물질(FM)이 존재할 경우, 비교 이미지(PM) 상에는 이물질(FM)이 보이게 된다.
한편, 비교 이미지(PM) 상의 이물질(FM)에 대한 검출 성능을 높이기 위하여, 특정 기준값을 기준으로 비교 이미지(PM)에 대한 이진화를 진행하여 이진화 이미지(BM)를 생성할 수 있다. 이진화 이미지(BM) 상에서는 이물질(FM) 영역과 이물질이 아닌 영역이 극명하게 대비되므로, 이물질(FM)의 검출력을 향상시킬 수 있다.
또한, 이진화 이미지(BM)를 이용하여 이물질(FM)이 있는 영역을 일차적으로 확인한 후, 이물질(FM)이 있는 영역만을 관심영역(ROI)으로 설정하고, 상기 관심영역(ROI)에 대한 컬러 성분의 분석을 통해 이물질(FM)의 검출력을 더욱 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 전체 기판 이미지에 대한 채도 맵의 비교 분석 후, 이물질(FM)이 존재하는 영역을 관심영역(ROI)으로 설정한다. 이후, 나머지 영역은 마스크 처리로 제외한 상태에서, 설정된 상기 관심영역(ROI)만을 선택적으로 증폭하고, 증폭된 상기 관심영역(ROI)에 대한 컬러 이미지들(예를 들어, 적색 이미지, 녹색 이미지 및 청색 이미지)을 합하여 관심영역 이미지를 생성한다. 이후, 상기 관심영역 이미지에 대한 이진화 처리 및 노이즈 제거를 통하여 보다 명확하게 이물질을 검출할 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 상기 밝은 속성의 이물질과 상기 어두운 속성의 이물질에 대한 이물질 검출 결과를 병합한다(S250). 즉, 상기 밝은 속성의 이물질을 검출하는 과정에서 검출된 이물질 검출 결과와 상기 어두운 속성의 이물질을 검출하는 과정에서 검출된 이물질 검출 결과를 병합하여 측정 기판에 대하여 최종적으로 이물질을 검출한다.
이와 같이, 측정 기판에 대한 이물질 검사를 수행함에 있어, 밝은 속성의 이물질과 어두운 속성의 이물질을 따로 검출하여 병합함으로써, 이물질 검출의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편, 이물질의 속성을 사전에 예측하여 검출하거나 어느 하나의 속성의 이물질만을 검출하는 것이 필요한 경우, 해당 속성의 이물질을 검출하는 방식만을 채용하여 이물질을 검출할 수 있다.
이와는 다르게, 이물질의 속성을 사전에 예측하여 검출하거나 어느 하나의 속성의 이물질만을 검출하는 것이 불필요한 경우, 두 가지 속성의 이물질을 검출하는 방식들을 모두 채용하여 이물질을 검출할 수 있고, 적용의 순서에는 제한되지 않는다.
한편, 상기 밝은 속성의 이물질과 상기 어두운 속성의 이물질은 통상 어느 한 쪽에 해당하게 되므로, 상기 밝은 속성의 이물질의 검출 결과 및 상기 어두운 속성의 이물질의 검출 결과 중 어느 하나 이상에서 이물질로 검출될 때 이물질로 판정할 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이물질 검사방법을 나타낸 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 기판의 이물질을 검사하기 위하여, 먼저 적어도 하나의 격자패턴광을 이용하여 측정 기판에 대한 높이 기반의 3차원 정보를 획득한다(S310). 즉, 적어도 하나의 투영부(300, 400)로부터 조사되는 격자패턴광을 이용하여 상기 측정 기판에 대한 높이 정보를 포함하는 3차원 정보를 획득한다.
이후, 상기 높이 기반의 3차원 정보를 이용하여 상기 측정 기판에 대한 이물질을 검출한다(S320).
일 실시예로, 상기 측정 기판에 대한 상기 높이 기반의 3차원 정보에서, 높이가 주변에 비하여 급격히 변화하거나, 기 설정된 높이 기준값을 초과하는 영역을 선별하여 이물질을 검출할 수 있다.
상기 3차원 정보를 이용하여 이물질을 검출하는 것과는 별도로, 복수의 컬러광을 이용하여 상기 측정 기판에 대한 컬러별 2차원 정보를 획득한다(S330).
이후, 상기 컬러별 2차원 정보를 이용하여 상기 측정 기판에 대한 이물질을 검출한다(S340). 여기서, 상기 컬러별 2차원 정보를 이용하여 이물질을 검출하는 방법은 앞서 도 7 내지 도 11을 참조하여 설명한 실시예와 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이후, 상기 높이 기반의 3차원 정보에 의한 이물질과 상기 컬러별 2차원 정보에 의한 이물질 검출 결과를 병합한다(S350). 즉, 상기 높이 기반의 3차원 정보를 이용하여 검출된 이물질 검출 결과와 상기 컬러별 2차원 정보를 이용하여 검출된 이물질 검출 결과를 병합하여, 측정 기판에 대하여 최종적으로 이물질을 검출한다.
이와 같이, 측정 기판에 대한 이물질 검사를 수행함에 있어, 높이 기반의 3차원 정보를 통한 이물질 검출과 컬러별 2차원 정보를 통한 이물질 검출을 병행함으로써, 측정 기판에 대한 이물질 검출의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편, 진성 이물질에 대한 검출력 향상과 과검 발생의 최소화를 위하여, 상기 높이 기반의 3차원 정보에 의한 이물질 검출 결과 및 상기 컬러별 2차원 정보에 의한 이물질 검출 결과를 기초로 최종 이물질을 판단할 때, 양쪽 모두에서 이물질로 판정될 때 최종 이물질로 판정할 수 있다.
이와는 다르게, 상기 높이 기반의 3차원 정보에 의한 이물질 검출 결과 및 상기 컬러별 2차원 정보에 의한 이물질 검출 결과를 기초로 최종 이물질을 판단할 때, 어느 한쪽에서 이물질로 판정될 때 최종 이물질로 판정할 수도 있다.
한편, 상기와 같은 높이 기반의 3차원 정보에 의한 이물질 검출 및 컬러별 2차원 정보에 의한 이물질 검출 이전에, 이물질 검출을 위한 검사대상에 필요하거나 오류를 유발할 가능성이 있는 부분은 제외시킬 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이물질 검사방법을 나타낸 흐름도이다.
도 13를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 기판의 이물질을 검사하기 위하여, 먼저 상기 측정 기판에 대한 마스크 정보를 획득한다(S410).
예를 들면, 상기 마스크 정보는 상기 측정 기판에 형성된 홀(hole) 정보를 포함할 수 있다. 상기 측정 기판에 형성된 홀과 상기 마스터 기판에 형성된 홀은 서로 다른 크기로 형성될 수 있으므로, 홀을 상기 이물질 검출을 위한 검사대상에 포함시킬 경우 이물질로 오인될 가능성이 있다. 따라서, 상기 오인 가능성을 제거하기 위하여, 사전에 홀을 상기 이물질 검출을 위한 검사대상에서 제외시킬 수 있다. 이때, 상기 홀 정보와 같은 마스크 정보는 적외선(infrared, IR) 조명을 이용하여 획득될 수 있다.
예를 들면, 상기 마스크 정보는 상기 측정 기판에 형성된 회로패턴(circuit pattern) 정보를 포함할 수 있다. 상기 회로패턴은 통상 식각 공정에 의하여 형성되고, 이에 따라 측정 기판에 형성된 회로패턴과 상기 마스터 기판에 형성된 회로패턴은 다소 다른 위치에 형성될 수 있으므로, 회로패턴을 상기 이물질 검출을 위한 검사대상에 포함시킬 경우 이물질로 오인될 가능성이 있다. 따라서, 상기 오인 가능성을 제거하기 위하여, 사전에 회로패턴을 상기 이물질 검출을 위한 검사대상에서 제외시킬 수 있다.
한편, 상기 측정 기판에 대한 마스크 정보는 상기 측정 기판으로부터 획득될 수도 있고, 상기 마스터 기판으로부터 획득될 수도 있다.
다음으로, 상기 마스크 정보를 기초로 마스크를 생성하여 상기 이물질 검출을 위한 검사대상에서 제외시킨다(S420).
예를 들면, 상기 측정 기판에 형성된 홀을 포함하도록 홀 마스크를 생성하고, 상기 측정 기판에 형성된 회로패턴을 포함하도록 에지 마스크를 생성할 수 있다. 생성된 상기 홀 마스크 및 상기 에지 마스크는 상기 이물질 검출을 위한 검사대상에서 제외시킬 수 있다.
상기와 같이 마스크를 생성하여 상기 이물질 검출을 위한 검사대상에서 제외시킨 후에는, 앞서 설명한 바와 같이 높이 기반의 3차원 정보에 의한 이물질 검출 및/또는 컬러별 2차원 정보에 의한 이물질 검출을 수행할 수 있다(S430).
이와 같이, 적외선 조명을 이용하는 방식 등을 통해 사전에 이물질 검출을 위한 검사대상에서 불필요하거나 오류를 유발할 가능성이 있는 부분은 제외시킴으로써 보다 용이하게 혹은 보다 정확하게 이물질 검출을 수행할 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.　 따라서, 전술한 설명 및 아래의 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (17)

  1. 적어도 하나의 격자패턴광을 이용하여 측정 기판에 대한 높이 기반의 3차원 정보를 획득하는 단계;
    상기 높이 기반의 3차원 정보를 이용하여 상기 측정 기판에 대한 이물질을 검출하는 단계;
    복수의 컬러광을 이용하여 상기 측정 기판에 대한 컬러별 2차원 정보를 획득하는 단계;
    상기 컬러별 2차원 정보를 이용하여 상기 측정 기판에 대한 이물질을 검출하는 단계; 및
    상기 높이 기반의 3차원 정보에 의한 이물질 검출 결과와 상기 컬러별 2차원 정보에 의한 이물질 검출 결과를 병합하는 단계를 포함하는 기판의 이물질 검사방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컬러별 2차원 정보를 이용하여 상기 측정 기판에 대한 이물질을 검출하는 단계는,
    상기 복수의 컬러광을 이용하여 마스터 기판에 대한 컬러별 마스터 이미지들을 획득하는 단계;
    상기 복수의 컬러광을 이용하여 상기 측정 기판에 대한 컬러별 측정 이미지들을 획득하는 단계; 및
    상기 컬러별 마스터 이미지들과 상기 컬러별 측정 이미지들을 비교하여 이물질을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 이물질 검사방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 컬러별 마스터 이미지들과 상기 컬러별 측정 이미지들을 비교하여 이물질을 검출하는 단계는,
    상기 컬러별 측정 이미지들을 합하여 측정 기판 이미지를 형성하는 단계;
    상기 컬러별 마스터 이미지들을 합하여 마스터 기판 이미지를 형성하는 단계; 및
    상기 측정 기판 이미지와 상기 마스터 기판 이미지의 차이를 비교하여 이물질을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 이물질 검사방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 컬러별 마스터 이미지들과 상기 컬러별 측정 이미지들을 비교하여 이물질을 검출하는 단계는,
    상기 컬러별 측정 이미지들을 이용하여 상기 측정 기판에 대한 채도 맵(saturation map)을 형성하는 단계;
    상기 컬러별 마스터 이미지들을 이용하여 상기 마스터 기판에 대한 채도 맵을 형성하는 단계; 및
    상기 측정 기판에 대한 채도 맵과 상기 마스터 기판에 대한 채도 맵의 차이를 비교하여 이물질을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 이물질 검사방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 높이 기반의 3차원 정보에 의한 이물질 검출 결과와 상기 컬러별 2차원 정보에 의한 이물질 검출 결과를 병합하는 단계는,
    상기 높이 기반의 3차원 정보에 의한 이물질 검출 결과 및 상기 컬러별 2차원 정보에 의한 이물질 검출 결과의 양쪽 모두에서 이물질로 판정될 때, 최종 이물질로 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 이물질 검사방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 높이 기반의 3차원 정보를 이용하여 상기 측정 기판에 대한 이물질을 검출하는 단계 및 상기 컬러별 2차원 정보를 이용하여 상기 측정 기판에 대한 이물질을 검출하는 단계 이전에,
    적외선(infrared, IR) 조명을 이용하여 상기 측정 기판에 대한 마스크 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 마스크 정보를 기초로 마스크를 생성하여 상기 이물질 검출을 위한 검사대상에서 제외시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 이물질 검사방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 마스크 정보는 상기 측정 기판에 형성된 홀(hole) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 이물질 검사방법.
  8. 복수의 컬러광을 이용하여 마스터 기판에 대한 컬러별 마스터 이미지들을 획득하는 단계;
    상기 복수의 컬러광을 이용하여 측정 기판에 대한 컬러별 측정 이미지들을 획득하는 단계;
    상기 컬러별 마스터 이미지들을 합하여 마스터 기판 이미지를 형성하고, 상기 컬러별 측정 이미지들을 합하여 측정 기판 이미지를 형성하는 단계;
    상기 측정 기판 이미지와 상기 마스터 기판 이미지의 차이를 비교하여 제1 이물질을 검출하는 단계;
    상기 컬러별 마스터 이미지들을 이용하여 상기 마스터 기판에 대한 채도 맵을 형성하고, 상기 컬러별 측정 이미지들을 이용하여 상기 측정 기판에 대한 채도 맵을 형성하는 단계;
    상기 측정 기판에 대한 채도 맵과 상기 마스터 기판에 대한 채도 맵의 차이를 비교하여 제2 이물질을 검출하는 단계; 및
    상기 제1 이물질과 상기 제2 이물질에 대한 이물질 검출 결과를 병합하는 단계를 포함하는 기판의 이물질 검사방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 이물질과 상기 제2 이물질에 대한 이물질 검출 결과를 병합하는 단계는,
    상기 제1 이물질의 검출 결과 및 상기 제2 이물질의 검출 결과 중 어느 하나 이상에서 이물질로 검출될 때 이물질로 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 이물질 검사방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 이물질을 검출하는 단계 및 상기 제2 이물질을 검출하는 단계 이전에,
    상기 측정 기판에 대한 마스크 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 마스크 정보를 기초로 마스크를 생성하여 상기 이물질 검출을 위한 검사대상에서 제외시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 이물질 검사방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 마스크 정보를 기초로 마스크를 생성하여 상기 이물질 검출을 위한 검사대상에서 제외시키는 단계는,
    상기 측정 기판에 형성된 홀을 포함하도록 홀 마스크를 생성하는 단계;
    상기 측정 기판에 형성된 회로패턴을 포함하도록 에지 마스크를 생성하는 단계; 및
    상기 홀 마스크 및 상기 에지 마스크를 상기 이물질 검출을 위한 검사대상에서 제외시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 이물질 검사방법.
  12. 제8항에 있어서,
    적어도 하나의 격자패턴광을 이용하여 측정 기판에 대한 높이 기반의 3차원 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 높이 기반의 3차원 정보를 이용하여 상기 측정 기판에 대한 이물질을 검출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 높이 기반의 3차원 정보를 이용하여 상기 측정 기판에 대한 이물질을 검출하는 단계 및 상기 제1 이물질과 상기 제2 이물질에 대한 이물질 검출 결과를 병합하는 단계 이후에,
    상기 높이 기반의 3차원 정보에 의한 이물질 검출 결과와 상기 컬러별 2차원 정보에 의한 이물질 검출 결과를 병합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 이물질 검사방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 높이 기반의 3차원 정보에 의한 이물질 검출 결과와 상기 컬러별 2차원 정보에 의한 이물질 검출 결과를 병합하는 단계는,
    상기 높이 기반의 3차원 정보에 의한 이물질 검출 결과 및 상기 컬러별 2차원 정보에 의한 이물질 검출 결과의 양쪽 모두에서 이물질로 판정될 때, 최종 이물질로 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 이물질 검사방법.
  14. 납이 도포되기 전의 기판의 이미지 정보를 디스플레이(display)하는 단계;
    상기 기판 상의 적어도 하나의 측정영역을 촬상하여, 상기 촬상된 측정영역의 이미지를 획득하는 단계;
    상기 디스플레이되는 이미지 정보를 상기 획득된 측정영역의 이미지로 갱신하여 디스플레이하는 단계; 및
    상기 획득된 측정영역의 이미지를 상기 기판의 기준 이미지와 비교하여 이물질이 있는지 여부를 검사하는 단계를 포함하는 기판의 이물질 검사방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 납이 도포되기 전의 상기 기판의 이미지 정보를 디스플레이하는 단계에서,
    상기 기판의 이미지 정보는 상기 기판의 거버(gerber) 정보를 포함하고, 상기 거버 정보는 흑백 이미지 정보이고,
    상기 획득된 측정영역의 이미지로 갱신하여 디스플레이하는 단계에서,
    상기 갱신된 이미지 정보는 컬러 이미지 정보인 것을 특징으로 하는 기판의 이물질 검사방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 기판 상의 적어도 하나의 측정영역을 촬상하여, 상기 촬상된 측정영역의 이미지를 획득하는 단계는,
    상기 측정영역에 격자패턴광을 상기 기판을 향해 조사하여 촬상하는 단계; 및
    상기 측정영역에 적어도 하나의 컬러광을 상기 기판을 향해 조사하여 촬상하는 단계 중 적어도 하나의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 이물질 검사방법.
  17. 제14항에 있어서,
    납이 도포되기 전의 상기 기판의 이미지 정보를 디스플레이하는 단계 이전에,
    상기 기판의 기준 이미지를 획득하는 단계를 더 포함하고,
    상기 기판의 기준 이미지는,
    상기 측정영역에 적어도 하나의 컬러광을 기 선정된 기준 기판을 향해 조사하여 촬상하여 획득된 이미지; 및
    상기 측정영역에 적어도 하나의 격자패턴광을 상기 기준 기판을 향해 조사하여 촬상하여 획득된 이미지 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 이물질 검사방법.
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