(57)【要約】   基板検査装置の高さ情報を生成するために、まず、補正用試片の第１領域及び第１領域と少なくとも一部が重畳される第２領域を撮影して第１領域に対応する第１イメージ及び第２領域に対応する第２イメージを獲得する。続いて、第１領域及び第２領域の重畳領域に基づいて第１イメージと第２イメージとをマッチングさせる。次に、マッチングを用いて第１イメージと第２イメージとの間の相対的な位置関係を獲得する。続いて、位置関係に基づいて検査基板上に形成された測定対象物を格子パターン光を用いて撮影した第１領域に対応する第１格子イメージ及び第２領域に対応する第２格子イメージを併合して併合高さ情報を生成する。これにより、正確な高さを獲得することができる。
2014534420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
補正用試片の第１領域及び前記第１領域と少なくとも一部が重畳される第２領域を撮影して前記第１領域に対応する第１イメージ及び前記第２領域に対応する第２イメージを獲得する段階と、
前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域に基づいて前記第１イメージと前記第２イメージとをマッチングさせる段階と、
前記マッチングを用いて前記第１イメージと前記第２イメージとの間の相対的な位置関係を獲得する段階と、
前記位置関係に基づいて検査基板上に形成された測定対象物を格子パターン光を用いて撮影した前記第１領域に対応する第１格子イメージ及び前記第２領域に対応する第２格子イメージを併合して併合高さ情報を生成する段階と、
を含むことを特徴とする基板検査装置の高さ情報生成方法。
【請求項２】
前記補正用試片には複数のドットが配列されるようにマーキングされていることを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置の高さ情報生成方法。
【請求項３】
前記補正用試片には識別子が形成され、
前記識別子は前記重畳領域内に含まれていることを特徴とする請求項２に記載の基板検査装置の高さ情報生成方法。
【請求項４】
前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域に基づいて前記第１イメージと前記第２イメージとをマッチングさせる段階は、
前記複数のドットのうち前記マッチングの基準となる特徴ドットを前記重畳領域内で選定する段階と、
前記第１イメージに示された前記特徴ドットと前記第２イメージに示された前記特徴ドットとをマッチングさせる段階と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の基板検査装置の高さ情報生成方法。
【請求項５】
前記補正用試片にマーキングされた複数のドットはマトリックス形態に配列され、
前記重畳領域は前記マトリックスの少なくとも一つ以上の行（row）からなったマッチングラインを含み、
前記第１イメージ及び前記第２イメージは前記マッチングラインを基準としてマッチングされることを特徴とする請求項２に記載の基板検査装置の高さ情報生成方法。
【請求項６】
前記補正用試片の第１領域及び前記第１領域と少なくとも一部が重畳される第２領域を撮影して前記第１領域に対応する第１イメージ及び前記第２領域に対応する第２イメージを獲得する段階以前に、
前記マトリックス形態に配列された複数のドットのうち前記マッチングラインを除いた残りドットを撮影できないように覆う段階をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の基板検査装置の高さ情報生成方法。
【請求項７】
前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域に基づいて前記第１イメージと前記第２イメージとをマッチングさせる段階は、
前記第１領域が撮影された前記第１イメージに示されたドットの配列形態を用いて前記第１イメージに連結される前記第２領域に対応する予測イメージを生成する段階と、
前記予測イメージ及び前記第２イメージを前記重畳領域に基づいてマッチングさせる段階と、を含むことを特徴とする請求項２に記載の基板検査装置の高さ情報生成方法。
【請求項８】
前記マッチング結果を用いて前記第１イメージと前記第２イメージとの間の相対的な位置関係を獲得する段階は、
前記重畳領域内のマッチングされるいずれか一つの地点に対する前記第１領域の座標を（ｕ１、ｖ１）、前記第２領域の座標を（ｕ２、ｖ２）とする時、数式
【数１】
2014534420.tif 000005
を満足するｓ、ｍ１１、ｍ１２、ｍ１３、ｍ２１、ｍ２２、ｍ２３、ｍ３１、ｍ３２、ｍ３３を獲得する段階を含むことを特徴とする請求項２に記載の基板検査装置の高さ情報生成方法。
【請求項９】
前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域に基づいて前記第１イメージと前記第２イメージとをマッチングさせる段階は、
前記数式を獲得するように少なくとも５地点以上をマッチングさせることを特徴とする請求項８に記載の基板検査装置の高さ情報生成方法。
【請求項１０】
検査基板上に形成された測定対象物に格子パターン光を照射する段階と、
前記測定対象物の第１領域及び前記第１領域と少なくとも一部が重畳される第２領域を撮影して前記第１領域に対応する第１格子イメージ及び前記第２領域に対応する第２格子イメージを獲得する段階と、
獲得された前記第１格子イメージ及び前記第２格子イメージをバケットアルゴリズムを用いて前記第１格子イメージに対応する第１高さ情報及び前記第２格子イメージに対応する第２高さ情報を獲得する段階と、
前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域を用いて既に獲得した前記第１領域と前記第２領域との間の相対的な位置関係を用いて前記第１高さ情報及び前記第２高さ情報を併合して併合高さ情報を生成する段階と、
を含むことを特徴とする基板検査装置の高さ情報生成方法。
【請求項１１】
前記第１高さ情報は第１測定高さ（Ｈ１）を含み、前記第２高さ情報は第２測定高さ（Ｈ２）を含み、
前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域を用いて既に獲得した前記第１領域と前記第２領域との間の相対的な位置関係を用いて前記第１高さ情報及び前記第２高さ情報を併合して併合高さ情報を生成する段階は、
前記位置関係を用いて前記第１領域と前記第２領域とをマッチングさせる段階と、
前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域においての数式Ｈ１＝ａＨ２＋ｂを満たすａ及びｂを獲得する段階と、
前記獲得されたａ及びｂを用いて前記併合高さ情報を生成する段階と、を含むことを特徴とする請求項１０に記載の基板検査装置の高さ情報生成方法。
【請求項１２】
基板検査上に形成された測定対象物に格子パターン光を照射する段階と、
前記測定対象物の第１領域及び前記第１領域と少なくとも一部が重畳される第２領域を撮影して前記第１領域に対応する第１格子イメージ及び前記第２領域に対応する第２格子イメージを獲得する段階と、
前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域を用いて既に獲得した前記第１領域と前記第２領域との間の相対的な位置関係を用いて前記第１格子イメージと前記第２格子イメージとを併合して併合格子イメージを生成する段階と、
バケットアルゴリズムを用いて前記獲得された併合格子イメージに対応する併合高さ情報を獲得する段階と、
を含むことを特徴とする基板検査装置の高さ情報生成方法。
【請求項１３】
前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域を用いて既に獲得した前記第１領域と前記第２領域との間の相対的な位置関係を用いて前記第１格子イメージ及び前記第２格子イメージを併合して併合格子イメージを生成する段階は、
前記位置関係を用いて前記第１領域と前記第２領域とをマッチングさせる段階と、
前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域において数式Ｈ１＝Ｈ２＋ｂを満たすｂを獲得する段階と、
前記獲得されたｂを用いて前記併合格子イメージを生成する段階と、を含むことを特徴とする請求項１２に記載の基板検査装置の高さ情報生成方法。
【請求項１４】
前記第１格子イメージ及び前記第２格子イメージに対する信頼指数を算出する段階をさらに含み、
前記信頼指数は前記格子パターン光が受信された信号パターンの信号強度、モジュレーション、ビジビリティ及び信号対雑音比のうち少なくとも一つ以上を含み、
前記第１領域及び前記第２領域のうち前記信頼指数の優れたいずれか一つ領域を基準として残り一つ領域が補正されることを特徴とする請求項１０及び１２のうちいずれか一つに記載の基板検査装置の高さ情報生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板検査装置の高さ情報生成方法に関わり、より詳細には２つ以上のカメラ撮影を通じて基板を検査するための基板検査装置の高さ情報生成方法に関する
【背景技術】
【０００２】
一般的に、電子装置内には少なくとも一つの印刷回路基板（printed  circuit  board；ＰＣＢ）が具備され、このような印刷回路基板上には回路パターン、連結パッド部、前記連結パッド部と電気的に連結された駆動チップなど多様な回路素子が実装されている。
【０００３】
一般的に、前記のような多様な回路素子が前記印刷回路基板にまともに形成または配置されているかを確認するために基板検査装置が使用される。
【０００４】
従来の基板検査装置は一つのカメラを用いてイメージを撮影する構造が一般的であったが、最近ではイメージの解像度を高めて検査速度を向上させるために２つのカメラを用いてイメージを撮影する構造も使用されている。
【０００５】
しかし、２つのカメラを用いて測定対象物を２つの領域に分けて撮影する場合、撮影された２つのイメージを正確に併合できない場合には結果の信頼性が劣るという問題がある。
【０００６】
従って、２つ以上のカメラを用いて検査対象物を分割撮影する場合、撮影されたイメージを正確にマッチングすることのできる技術が要請される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明が解決しようとする課題は、複数のカメラを用いて基板を検査する際、複数の撮影イメージを正確にマッチングすることができて、複数のカメラを用いる長所を生かしながら正確な高さ測定が可能である、基板検査装置の高さ情報生成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の例示的な一実施例による基板検査装置の高さ情報を生成するために、まず、補正用試片の第１領域及び前記第１領域と少なくとも一部が重畳される第２領域を撮影して前記第１領域に対応する第１イメージ及び前記第２領域に対応する第２イメージを獲得する。続いて、前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域に基づいて前記第１イメージ前記第２イメージをマッチングさせる。次に、前記マッチングを用いて前記第１イメージと前記第２イメージとの間の相対的な位置関係を獲得する。次に、前記位置関係に基づいて検査基板上に形成された測定対象物を格子パターン光を用いて撮影した前記第１領域に対応する第１格子イメージ及び前記第２領域に対応する第２格子イメージを併合して併合高さ情報を生成する。
【０００９】
例えば、前記補正用試片には複数のドットが配列されるようにマーキングされていてもよい。前記補正用試片には識別子が形成され、
前記識別子は前記重畳領域内に含まれている。
【００１０】
一実施例として、前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域に基づいて前記第１イメージ及び前記第２イメージをマッチングさせる段階は、前記複数のドットのうち前記マッチングの基準となる特徴ドットを前記重畳領域内で選定する段階と、前記第１イメージに示された前記特徴ドットと前記第２イメージに示された前記特徴ドットをマッチングさせる段階と、を含んでいてもよい。
【００１１】
一実施例として、前記補正用試片にマーキングされた複数のドットはマトリックス形態に配列され、前記重畳領域は前記マトリックスの少なくとも一つ以上の行（row）からなったマッチングラインを含み、前記第１イメージ及び前記第２イメージは前記マッチングラインを基準としてマッチングされてもよい。
【００１２】
一実施例として、前記補正用試片の第１領域及び前記第１領域と少なくとも一部が重畳される第２領域を撮影して前記第１領域に対応する第１イメージ及び前記第２領域に対応する第２イメージを獲得する段階以前に、前記マトリックス形態に配列された複数のドットのうち前記マッチングラインを除いた残りドットを撮影できないように覆う段階をさらに含んでいてもよい。
【００１３】
前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域に基づいて前記第１イメージ及び前記第２イメージをマッチングさせる段階は、前記第１領域が撮影された前記第１イメージに示されたドットの配列形態を用いて前記第１イメージに連結される前記第２領域に対応する予測イメージを生成する段階と、前記予測イメージ及び前記第２イメージを前記重畳領域に基づいてマッチングさせる段階と、を含んでいてもよい。
【００１４】
前記マッチング結果を用いて前記第１イメージと前記第２イメージとの間の相対的な位置関係を獲得する段階は、前記重畳領域内のマッチングされるいずれか一つの地点に対する前記第１領域の座標を（ｕ１、ｖ１）、前記第２領域の座標を（ｕ２、ｖ２）とする時、以下の数式
【００１５】
【数１】
2014534420.tif 000003
【００１６】
を満足するｓ、ｍ１１、ｍ１２、ｍ１３、ｍ２１、ｍ２２、ｍ２３、ｍ３１、ｍ３２、ｍ３３を獲得する段階を含んでいてもよい。
【００１７】
前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域に基づいて前記第１イメージ及び前記第２イメージをマッチングさせる段階は、前記数式を獲得するように少なくとも５地点以上をマッチングさせることができる。
【００１８】
本発明の例示的な他の実施例による基板検査装置の高さ情報を生成するために、まず、検査基板上に形成された測定対象物に格子パターン光を照射する。次に、前記測定対象物の第１領域及び前記第１領域と少なくとも一部が重畳される第２領域を撮影して前記第１領域に対応する第１格子イメージ及び前記第２領域に対応する第２格子イメージを獲得する。次に、獲得された前記第１格子イメージ及び前記第２格子イメージをバケットアルゴリズムを用いて前記第１格子イメージに対応する第１高さ情報及び前記第２格子イメージに対応する第２高さ情報を獲得する。次に、前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域を用いて既に獲得した前記第１領域と前記第２領域との間の相対的な位置関係を用いて前記第１高さ情報及び前記第２高さ情報を併合して併合高さ情報を生成する。
【００１９】
前記第１高さ情報は第１測定高さ（Ｈ１）を含み、前記第２高さ情報は第２測定高さ（Ｈ２）を含み、前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域を用いて既に獲得した前記第１領域と前記第２領域との間の相対的な位置関係を用いて前記第１高さ情報及び前記第２高さ情報を併合して併合高さ情報を生成する段階は、前記位置関係を用いて前記第１領域及び前記第２領域をマッチングさせる段階と、前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域においての数式Ｈ１＝ａＨ２＋ｂを満たすａ及びｂを獲得する段階と、前記獲得されたａ及びｂを用いて前記併合高さ情報を生成する段階と、を含んでいてもよい。
【００２０】
本発明の例示的なさらに他の実施例による基板検査装置の高さ情報を生成するために、まず、基板検査上に形成された測定対象物に格子パターン光を照射する。続いて、前記測定対象物の第１領域及び前記第１領域と少なくとも一部が重畳される第２領域を撮影して前記第１領域に対応する第１格子イメージ及び前記第２領域に対応する第２格子イメージを獲得する。次に、前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域を用いて既に獲得した前記第１領域と前記第２領域との間の相対的な位置関係を用いて前記第１格子イメージ及び前記第２格子イメージを併合して併合格子イメージを生成する。次に、バケットアルゴリズムを用いて前記獲得された併合格子イメージに対応する併合高さ情報を獲得する。
【００２１】
前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域を用いて既に獲得した前記第１領域と前記第２領域との間の相対的な位置関係を用いて前記第１格子イメージ及び前記第２格子イメージを併合して併合格子イメージを生成する段階は、前記位置関係を用いて前記第１領域と前記第２領域とをマッチングさせる段階と、前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域に数式Ｈ１＝Ｈ２＋ｂを満たすｂを獲得する段階と、前記獲得されたｂを用いて前記併合格子イメージを生成する段階と、を含んでいてもよい。
【００２２】
前記基板検査装置の高さ情報生成方法は、前記第１格子イメージ及び前記第２格子イメージに対する信頼指数を算出する段階をさらに含み、前記信頼指数は前記格子パターン光が受信された信号パターンの信号強度、モジュレーション、ビジビリティ及び信号対雑音比のうち少なくとも一つ以上を含み、前記第１領域及び前記第２領域のうち前記信頼指数の優れたいずれか一つ領域を基準として残り一つ領域が補正される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、少なくとも２つ以上のカメラを用いて測定対象物の分割されたイメージを獲得する場合、複数のカメラから獲得されたイメージの間の相対的な位置関係を獲得し前記獲得された一関係を用いてイメージをマッチングするので、正確なイメージのマッチングが可能である。
【００２４】
これにより、格子イメージを併合するか高さ情報を併合して最終高さを生成することで、複数のカメラを用いる長所である高解像度と高速の検査速度を保有しながら正確な高さを獲得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例による基板検査装置を示す概念図である。
【図２】本発明の一実施例による基板検査装置の画像撮像部を説明するための概念図である。
【図３】本発明の一実施例による基板検査装置の高さ情報生成方法を示すフローチャートである。
【図４】図２の基板検査装置に採用される補正用試片の一例を示す平面図である。
【図５】図３の基板検査装置の高さ情報生成方法において第１イメージと第２イメージとをマッチングさせる方法の一実施例を説明するための平面図である。
【図６】図３の基板検査装置の高さ情報生成方法において第１イメージと第２イメージとをマッチングさせる方法の他の実施例を説明するための平面図である。
【図７】図３の基板検査装置の高さ情報生成方法において第１イメージと第２イメージとをマッチングさせる方法のさらに他の実施例を説明するための平面図である。
【図８】本発明の他の実施例による基板検査装置の高さ情報生成方法を示すフローチャートである。
【図９】本発明のさらに他の実施例による基板検査装置の高さ情報生成方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明は多様な変更を加えることができ、多様な形態を有することできる。ここでは、特定の実施形態を図面に例示し本文に詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の開示形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物を含むこととして理解されるべきである。
【００２７】
第１、第２などの用語は多用な構成要素を説明するのに使用されることがあるが、前記構成要素は前記用語によって限定解釈されない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみとして使用される。例えば、本発明の権利範囲を外れることなく第１構成要素を第２構成要素ということができ、類似に第２構成要素も第１構成要素ということができる。
【００２８】
本出願において使用した用語は単なる特定の実施形態を説明するために使用されたもので、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は文脈上明白に示さない限り、複数の表現を含む。本出願において、「含む」または「有する」などの用語は明細書に記載された特徴、数字、ステップ、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを意味し、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないこととして理解されるべきである。
【００２９】
特別に定義しない限り、技術的、科学的用語を含んでここで使用される全ての用語は本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるのと同一の意味を有する。
【００３０】
一般的に使用される辞書に定義されている用語と同じ用語は関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本出願で明白に定義しない限り、理想的またも過度に形式的な意味に解釈されない。
【００３１】
以下、図面を参照して本発明の好適な一実施例をより詳細に説明する。
【００３２】
図１は本発明の一実施例による基板検査装置を示す概念図である。
【００３３】
図１を参照すると、本発明の一実施例による基板検査装置は測定ステージ部１００、画像撮影部２００、第１及び第２照明装置３００、４００を含む第１照明部、第２照明部４５０、画像獲得部５００、モジュール制御部６００及び中央制御部７００を含んでいてもよい。
【００３４】
前記測定ステージ部１００は測定対象物１０を支持するステージ１１０及び前記ステージ１１０を移送させるステージ移送ユニット１２０を含む。本実施例において、前記ステージ１１０によって前記測定対象物１０が前記画像撮影部２００と前記第１照明装置３００、第２照明装置４００に対して移動することによって、前記測定対象物１０での測定位置が変更されてもよい。
【００３５】
前記画像撮影部２００は前記ステージ１１０の上部に配置され、前記測定対象物１０から反射される光の印加を受け前記測定対象物１０に対する画像を測定する。即ち、前記画像撮影部２００は前記第１及び第２照明装置３００、４００から出射されて前記測定対象物１０から反射された光の印加を受け、前記測定対象物１０の平面画像を撮影する。 
【００３６】
前記画像撮影部２００はカメラ２１０、結像レンズ２２０、フィルター２３０及び円形ランプ２４０を含む。前記カメラ２１０は前記測定対象物１０から反射される光の印加を受けて前記測定対象物１０の平面画像を撮影し、一例で、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラのうちいずれか一つが採用できる。前記結像レンズ２２０は前記カメラ２１０の下部に配置され、前記測定対象物１０から反射される光を前記カメラ２１０で結像させる。前記フィルター２３０は前記結像レンズ２２０の下部に配置され、前記測定対象物１０から反射される光を濾過させて前記結像レンズ２２０に提供し、一例で、周波数フィルター、カラーフィルター及び光強度調節フィルターのうちいずれか一つからなる。前記円形ランプ２４０は前記フィルター２３０の下部に配置され、前記測定対象物１０の２次元形状のような特異画像を撮影するために前記測定対象物１０に光を提供することができる。
【００３７】
前記第１照明装置３００は、例えば前記画像撮影部２００の右側に前記測定対象物１０を支持する前記ステージ１０に対して傾斜して配置される。前記第１照明装置３００は第１照明ユニット３１０、第１格子ユニット３２０、第１格子移送ユニット３３０及び第１集光レンズ３４０を含んでいてもよい。前記第１照明ユニット３１０は照明源と少なくとも一つのレンズから構成され光を発生させ、前記第１格子ユニット３２０は前記第１照明ユニット３１０の下部に配置され前記第１照明ユニット３１０から発生された光を格子柄パターンを有する第１格子パターン光に変更させる。前記第１格子移送ユニット３３０は前記第１格子ユニット３２０と連結されて前記第１格子ユニット３２０を移送させ、一例で、ＰＺＴ移送ユニットや微細直線移送ユニットのうちいずれか一つを採用することができる。前記第１集光レンズ３４０は前記第１格子ユニット３２０の下部に配置され前記第１格子ユニット３２０から出射された前記格子パターン光を前記測定対象物１０に集光させる。
【００３８】
前記第２照明ユニット４００は例えば前記照明ユニット２００の左側に前記測定対象物１０を支持する前記ステージ１１０に対して傾斜して配置される。前記第２照明ユニットは第２照明ユニット４１０、第２格子ユニット４２０、第２格子移送ユニット４３０及び第２集光レンズ４４０を含んでいてもよい。前記第２照明ユニット４００は前述した前記第１照明ユニット３００と実質的に同一であるので、重複される詳細な説明は省略する。
【００３９】
前記第１照明ユニット３００は前記第１格子移送ユニット３３０が前記第１格子ユニット３２０をＮ回順次に移動しながら前記測定対象物１０にＮ個の第１格子パターン光を照射する際、前記  画像撮影部２００は前記測定対象物１０から反射された前記Ｎ個の順次に第１格子パターン光の印加を受けＮ個の第１パターン画像を撮影することができる。また、前記第２照明ユニット４００は前記第２移送ユニット４３０が前記第２格子ユニット４２０をＮ回順次に移動しながら前記測定対象物１０にＮ個の第２格子パターン光を照射する際、前記画像撮影部２００は前記測定対象物１０から反射された前記Ｎ個の順次に第２格子パターン光の印加を受けＮ個の第２パターン画像を撮影することができる。ここで、前記Ｎは自然数で、一例で、３または４であってよい。
【００４０】
一方、本実施例においては前記第１及び第２格子パターン光を発生させる照明装置として前記第１及び第２照明装置３００、４００のみを説明したが、これとは異なり、前記照明装置の個数は３個以上であってよい。即ち、前記測定対象物１０に照射される格子パターン光が多様な方向から照射され、多様な種類のパターン画像が撮影される。例えば、３個の照明装置が前記画像撮影部２００を中心として正三角形形態に配置される場合、３個の格子パターン光が互いに異なる方向から前記測定対象物１０に印加され、４個の照明装置が前記画像撮影部２００を中心として正三角形形態に配置される場合、４個の格子パターン光が互いに異なる方向から前記測定対象物１０に印加される。また、前記第１照明ユニットは８個の照明装置を含み、この場合、８個の方向から格子パターン光を照射して画像を撮影することができる。
【００４１】
前記第２照明部４５０は前記測定対象物１０の２次元的画像を獲得するための光を前記測定対象物１０に照射する。一実施例として、前記第２照明部４５０は赤色照明４５２、緑色照明４５４及び青色照明４５６を含んでいてもよい。例えば、前記赤色照明４５２、前記緑色照明４５４及び前記青色照明４５６は前記測定対象物１０の上部で円形に配置され前記測定対象物１０にそれぞれ赤色光、緑色光及び青色光を照射することができ、図１に示されたようにそれぞれ高さが異なるように形成されてもよい。
【００４２】
前記画像獲得部５００は前記画像撮影部２００のカメラ２１０と電気的に連結され、前記カメラ２１０から前記第１照明部によるパターン画像を獲得して貯蔵する。また、前記画像獲得部５００は前記カメラ２１０から前記第２照明部４５０による２次元的画像を獲得して貯蔵する。例えば、前記画像獲得部５００は前記カメラ２１０で撮影された前記Ｎ個の第１パターン画像及び前記Ｎ個の第２パターン画像の印加を受け貯蔵するイメージシステムを含む。
【００４３】
前記モジュール制御部６００は前記測定ステージ部１００、前記画像撮影部２００、前記第１照明装置３００及び前記第２照明装置４００と電気的に連結されて制御される。前記モジュール制御部６００は例えば、照明コントローラ、格子コントローラ及びステージコントローラを含む。前記照明コントローラは前記第１及び第２照明ユニット３１０、４１０をそれぞれ制御して光を発生させ、前記格子コントローラは前記第１格子移送ユニット３３０、第２格子移送ユニット４３０をそれぞれ制御して前記第１及び第２格子ユニット３２０、４２０を移動させる。前記ステージコントローラは前記ステージ移送ユニット１２０を制御して前記ステージ１１０を上下左右に移動させることができる。
【００４４】
前記中央制御部７００は前記画像獲得部５００及び前記モジュール制御部６００と電気的に連結されてそれぞれを制御する。具体的に、前記中央制御部７００は前記画像獲得部５００のイメージシステムから前記Ｎ個の第１パターン画像及び前記Ｎ個の第２パターン画像の印加を受け、これを処理して前記測定対象物の３次元形状を測定することができる。また、前記中央制御部７００は前記モジュール制御部６００の照明コントローラ、格子コントローラ及びステージコントローラをそれぞれ制御することができる。このように、前記中央制御部はイメージ処理ボード、制御ボード及びインターフェースボードを含んでいてもよい。
【００４５】
前記のような基板検査装置の画像撮影部２００は少なくとも２つのカメラを含んでいてもよい。
【００４６】
図２は本発明の一実施例による基板検査装置の画像撮影部を説明するための概念図である。
【００４７】
図２を参照すると、本発明の一実施例による基板検査装置の画像撮影部２００ａは測定対象物１０を検査するために第１カメラ１１０ａ、第２カメラ１２０ａ及びビーム分割器１３０ａを含む。前記画像撮影部２００ａは少なくとも２つのカメラを含み、前記測定対象物１０の画像を分割して獲得する。
【００４８】
前記第１カメラ１１０ａは前記測定対象物１０の画像の少なくとも一部を獲得し、前記第２カメラ１２０ａは前記測定対象物１０の画像の少なくとも一部を獲得する。
【００４９】
前記ビーム分割器１３０ａは前記測定対象物１０から反射された光を一部は透過させて一部は反射させ、前記第１及び第２カメラ１１０ａ、１１０ｂに伝達する。
【００５０】
前記第１及び第２カメラ１１０ａ、１１０ｂから獲得されたイメージは前記測定対象物１０の互いに異なる部分を撮影したので、２つのイメージを結合して一つの測定対象物１０のイメージを獲得することができる。
【００５１】
図３は本発明の一実施例による基板検査装置の高さ情報生成方法を示すフローチャートであり、図４は図１の基板検査装置に採用される補正用試片の一例を示す平面図であり、図５は図２の基板検査装置の高さ情報生成方法において第１イメージと第２イメージをマッチングさせる方法の一実施例を説明するための平面図である。
【００５２】
図２乃至図５を参照すると、本発明の例示的な一実施例により基板検査装置１００の高さ情報生成のために、まず、補正用試片５０の第１領域ＡＲ１及び前記第１領域ＡＲ１と少なくとも一部が重畳される第２領域ＡＲ２を撮影して前記第１領域ＡＲ１に対応する第１イメージＩＭ１及び前記第２領域ＡＲ２に対応される第２イメージＩＭ２を獲得する（Ｓ１１０）。即ち、前記補正用試片５０の少なくとも一部が互いに重畳される２つの領域ＡＲ１、ＡＲ２をそれぞれ撮影して２つのイメージＩＭ１、ＩＭ２を獲得する。
【００５３】
前記補正用試片５０は前記第１イメージＩＭ１と前記第２イメージＩＭ２との間の相対的な位置関係設定のための補正作業を遂行するための対象物として、測定対象物を測定する以前に前記位置関係を獲得するために採用される。
【００５４】
例えば、前記補正用試片５０には、図５に示されたように、複数のドット５２が配列されるようにマーキングされていてもよい。この際、一例として、前記補正用試片５０にマーキングされた複数のドット５２はマトリックス形態に配列されてもよい。
【００５５】
前記補正用試片５０には識別子（identifier）（ＩＤ）が形成され、前記ＩＤには前記重畳領域ＯＡ内に含まれる。前記識別子ＩＤは前記重畳領域ＯＡに基づいて前記第１イメージＩＭ１及び前記第２イメージＩＭ２をマッチングさせる際マッチング誤謬を防止できるように多様な方式で形成されてもよい。これにより、前記識別子ＩＤは前記ドット５２のうち少なくとも一つに特徴を付与する方式で形成されるか、前記ドット５２の間に表示された表示であってもよい。例えば、前記識別子ＩＤは図５に示されたように、前記重畳領域ＯＡ内のいずれか一つのドットのサイズを大きくして形成されてもよい。これとは異なり、前記識別子ＩＤは前記ドット５２の間に形成されたクロス（cross）表示であってもよい。
【００５６】
続いて、前記第１領域ＡＲ１及び前記第２領域ＡＲ２の重畳領域ＯＡに基づいて前記第１イメージＩＭ１及び前記第２イメージＩＭ２をマッチングさせる（Ｓ１２０）。
【００５７】
前記第１領域ＡＲ１及び前記第２領域ＡＲ２は前記補正用試片５０の上面の２つの分割された部分に当たり、前記重畳領域ＯＡは前記第１領域ＡＲ１及び前記第２領域ＡＲ２に共通に存在する領域であるので、前記重畳領域ＯＡに基づいて前記第１領域ＡＲ１の撮影イメージである前記第１イメージＩＭ１と前記第２領域ＡＲ２の撮影イメージである前記第２イメージＩＭ２をマッチングさせると前記第１及び第２領域ＡＲ１、ＡＲ２を含む前記補正用試片５０の上面に対する併合イメージを獲得することができる。
【００５８】
前述したように、前記重畳領域ＯＡに前記識別子ＩＤが形成されている場合、前記第１イメージＩＭ１及び前記第２イメージＩＭ２をマッチングさせることにより有利であってよい。
【００５９】
一実施例として、前記第１領域ＡＲ１及び前記第２領域ＡＲ２の重畳領域を基づいて前記第１イメージＩＭ１及び前記第２イメージＩＭ２をマッチングさせる際（Ｓ１２０）次のように遂行される。
【００６０】
まず、前記複数のドット５２のうち前記マッチングの基準となる特徴ドットＦＤを前記重畳領域ＯＡ内で選定する。例えば、前記特徴ドットＦＤは、図５に示された前記重畳領域ＯＡの最も右側に位置したドットを含んで前記補正用試片５０上に形成された一行（ｒｏｗ）の一部に該当するドットであってよい。
【００６１】
続いて、前記第１イメージＩＭ１に示された前記特徴ドットＦＤと前記第２イメージＩＭ２に示された前記特徴ドットＦＤをマッチングさせる。この際、図５に示されたように、前記重畳領域ＯＡに前記識別子ＩＤが形成されている場合、前記第１イメージＩＭ１及び前記第２イメージＩＭ２をマッチングさせることにより有利である。
【００６２】
図６は図３の基板検査装置の高さ情報生成方法において第１イメージと第２イメージをマッチングさせる方法の他の実施例を説明するための平面図である。
【００６３】
図６を参照すると、前記重畳領域ＯＡは前記複数のドット５２が配列された形態である前記マトリックスの少なくとも一つ以上のラインからなったマッチングラインＭＬを含み、前記第１イメージＩＭ１及び前記第２イメージＩＭ２は前記マッチングラインＭＬを基準としてマッチングされてもよい。
【００６４】
前記補正用試片５０の第１領域ＡＲ１及び前記第１領域ＡＲ１と少なくとも一部が重畳される第２領域ＡＲ２を撮影して前記第１領域ＡＲ１に対応する第１イメージＩＭ１及び前記第２領域ＡＲ２に対応する第２イメージＩＭ２を獲得する（Ｓ１１０）以前に、前記マトリックス形態に配列された複数のドット５２のうち前記マッチングラインＭＬを除いた残りのドットを撮影できないように覆うことができ、これにより、マッチング誤謬を防止することができる。図５において、覆われた部分は斜線で示されている。
【００６５】
図７は図３の基板検査装置の高さ情報生成方法において第１イメージと第２イメージとをマッチングさせる方法のさらに他の実施例を説明するための平面図である。
【００６６】
図７を参照すると、前記第１領域ＡＲ１及び前記第２領域ＡＲ２の重畳領域ＯＡに基づいて前記第１イメージＩＭ１及び前記第２イメージＩＭ２をマッチングさせる際（Ｓ１２０）次のように遂行される。
【００６７】
まず、前記第１領域ＡＲ１が撮影された前記第１イメージＩＭ１に示されたドットの配列形態を用いて前記第１イメージＩＭ１に連結される前記第２領域ＡＲ２に対応される予測イメージＰＩを生成する。
【００６８】
前記予測イメージＰＩは前記第１イメージＩＭ１から自然に導出される仮象のイメージである。従って、前記予測イメージＰＩは前記第１イメージＩＭ１を拡張したイメージに当たる。
【００６９】
続いて、前記予測イメージＰＩ及び前記第２イメージＩＭ２を前記重畳領域ＯＡに基づいてマッチングさせる。この際、前述した前記識別子ＩＤ、前記マッチングラインなどがそのまま適用される。図７に示された矢印はドットの間のマッチング関係を例示的に示す。
【００７０】
また、図３を参照すると、次に、前記マッチングを用いて前記第１イメージＩＭ１と前記第２イメージＩＭ２との間の相対的な位置関係を獲得する（Ｓ１３０）。
【００７１】
この際、前記重畳領域ＯＡ内のマッチングされるいずれか一つの地点に対する前記第１領域ＡＲ１の座標（ｕ１、ｖ１）、前記第２領域ＡＲ２の座標を（ｕ２、ｖ２）であるとする際、前記位置関係は一例として次のような数式を用いて獲得される。
【００７２】
数式１
【数２】
2014534420.tif 000004
【００７３】
前記数式１による行列のｓ、ｍ１１、ｍ１２、ｍ１３、ｍ２１、ｍ２２、ｍ２３、ｍ３１、ｍ３２、ｍ３３を獲得すると前記位置関係を定義することができる。ここで、ｓはスケールファクターに該当する。
【００７４】
１地点は２次元平面上の点であるので、前記数式１を参照で、１地点に対してｕ１とｕ２、ｖ２に対する一つの等式とｖ１とｕ２、ｖ２に対するさらに一つの等式を得ることができる。また、ｓはｕ２、ｖ２に対して示すことができる。  
【００７５】
従って、１０個の未知数ｓ、ｍ１１、ｍ１２、ｍ１３、ｍ２２、ｍ２３、ｍ３１、ｍ３２、ｍ３３に対して少なくとも５地点以上をマッチングさせる場合、前記未知数を全部求めることができる。
【００７６】
続いて、前記位置関係に基づいて検査基板上に形成された測定対象物を格子パターン光を用いて撮影した前記第１領域ＡＲ１に対する第１格子イメージ及び前記第２領域ＡＲ２に対する第２格子イメージを併合して併合高さ情報を生成する（Ｓ１４０）。
【００７７】
即ち、前記測定対象物１０を測定するために、前記補正用試片５０を用いて位置関係を獲得した後、前記位置関係を用いて前記第１格子イメージ及び前記第２格子イメージを併合することができ、前記併合された格子イメージを用いて併合高さ情報を生成することができる。
【００７８】
図８は本発明の他の実施例による基板検査装置の高さ情報生成方法を示す流れ図である。
【００７９】
図８を参照すると、本発明の例示的な他の実施例により基板検査装置の高さ情報を生成するために、まず、検査基板上に形成された測定対象物に格子パターン光を照射する（Ｓ２１０）。続いて、前記測定対象物の第１領域及び前記第１領域と少なくとも一部が重畳される第２領域を撮影して前記第１領域に対応する第１格子イメージ及び前記第２領域に対応する第２格子イメージを獲得する（Ｓ２２０）。次に、獲得された前記第１格子イメージ及び前記第２イメージをバケットアルゴリズムを用いて前記第１格子イメージに対応する第１高さ情報及び前記第２格子イメージに対応する第２高さ情報を獲得する（Ｓ２３０）。続いて、前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域を用いて既に獲得した前記第１領域と前記第２領域との間の相対的な位置関係を用いて前記第１高さ情報及び前記第２高さ情報を併合して併合高さ情報を生成する（Ｓ２４０）。
【００８０】
このような方法は、概して前述した図３乃至図７の内容がそのまま適用されるが、第１領域及び第２領域それぞれの領域別にまず高さ情報を獲得した後、獲得された高さ情報を併合する点で差異がある。
【００８１】
前記第１高さ情報は第１測定高さＨ１を含み、前記第２高さ情報は第２測定高さＨ２を含んでいてもよい。
【００８２】
前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域を用いて既に獲得した前記第１領域と前記第２領域との間の相対的な位置関係を用いて前記第１高さ情報及び前記第２高さ情報を併合して併合高さ情報を生成する際（Ｓ２４０）、次のような方式で遂行される。
【００８３】
まず、前記位置関係を用いて前記第１領域及び前記第２領域をマッチングさせ、続いて、前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域で次の数式を獲得する。
【００８４】
数式２
Ｈ１＝ａＨ２＋ｂ
【００８５】
ここで、ａはスケールファクターであり、ｂは高さを意味する。また、Ｈ１は第１高さ情報、Ｈ２は第２高さ情報を意味する。
【００８６】
例えば、前記ａ、ｂは前記重畳領域に対して複数個のＨ１、Ｈ２を代入して最少自乗法を活用することで獲得できる。
【００８７】
数式２を満たすａ及びｂを獲得すると、前記獲得されたａ及びｂを用いて前記併合高さ情報を生成することができる。
【００８８】
図９は本発明のさらに他の実施例による基板検査装置の高さ情報生成方法を示すフローチャートである。
【００８９】
図９を参照すると、本発明の例示的なさらに他の実施例による基板検査装置の高さ情報を生成するために、まず、検査基板上に形成された測定対象物に格子パターン光を照射する（Ｓ３１０）。続いて、前記測定対象物の第１領域及び前記第１領域と少なくとも一部が重畳される第２領域を撮影して前記第１領域に対応する第１格子イメージ及び前記第２領域に対応する第２格子イメージを獲得する（Ｓ３２０）。続いて、前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域を用いて既に獲得した前記第１領域と前記第２領域との間の相対的な位置関係を用いて前記第１格子イメージ及び前記第２格子イメージを併合して併合格子イメージを生成する（Ｓ３３０）。続いて、バケットアルゴリズムを用いて前記獲得された併合格子イメージに対応する併合高さ情報を獲得する（Ｓ３４０）。
【００９０】
このような方法は、大体前述した図８の過程と類似するが、第１格子イメージ及び第２格子イメージからそれぞれの高さをまず獲得せずに併合格子イメージを獲得した後、獲得された併合格子イメージから直接併合高さ情報を生成するという点で差異がある。
【００９１】
前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域を用いて既に獲得した前記第１領域と前記第２領域との間の相対的な位置関係を用いて前記第１格子イメージ及び前記第２格子イメージを併合して併合格子イメージを生成する際（Ｓ３３０）、次のような方式で遂行される。
【００９２】
まず、前記位置関係を用いて前記第１領域と前記第２領域とをマッチングさせ、続いて、前記第１領域及び前記第２領域の重畳領域で次の数式を獲得する。
【００９３】
数式３
Ｈ＝Ｈ２＋ｂ
【００９４】
ここで、ｂは高さを意味する。また、Ｈ１は第１高さ情報、Ｈ２は第２高さ情報を意味する。
【００９５】
例えば、前記ｂは前記重畳領域対して複数個のＨ１、Ｈ２を代入して平均値、代表値、最頻値などの方法で獲得できる。
【００９６】
数式３を満たすｂを獲得すると、前記獲得されたｂを用いて前記併合格子イメージを生成することができる。
【００９７】
一方、前記第１格子イメージ及び前記第２格子イメージに対する信頼指数を算出して活用することができる。前記信頼指数は前記格子パターン光が受信された信号パターンの信号強度、モジュレーション、ビジビリティ、及び信号対雑音比のうち少なくとも一つ以上を含むことができ、前記第１領域及び前記第２領域のうち前記信頼指数の優れたいずれか一つ領域を基準として残りの一つの領域が補正される。
【００９８】
前記のような本発明によると、少なくとも２つ以上のカメラを用いて測定対象物の分割されたイメージを獲得する場合、複数のカメラから獲得されたイメージの間の相対的な位置関係を獲得し前記獲得された位置関係を用いてイメージをマッチングするので、正確なイメージのマッチングが可能である。
【００９９】
これにより、格子イメージを併合するか高さ情報を併合して最終高さを生成することで、複数のカメラを用いる長所である高解像度と高速の検査速度を保有しながら、正確な高さを獲得することができる。
【０１００】
以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。
【符号の説明】
【０１０１】
５０          補正用試片
５２          ドット
２００ａ      画像撮影部
１１０ａ      第１カメラ
１２０ａ      第２カメラ
１３０ａ      ビーム分割器
ＡＲＩ        第１領域
ＡＲ２        第２領域
ＦＤ          特徴ドット
ＩＤ          区分子
ＯＡ          重畳領域
【図１】
2014534420.tif 000006
【図２】
2014534420.tif 000007
【図３】
2014534420.tif 000008
【図４】
2014534420.tif 000009
【図５】
2014534420.tif 000010
【図６】
2014534420.tif 000011
【図７】
2014534420.tif 000012
【図８】
2014534420.tif 000013
【図９】
2014534420.tif 000014
【国際調査報告】
2014534420.tif 000015
2014534420.tif 000016
2014534420.tif 000017
2014534420.tif 000018