CN103201617A - 基板检查方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及形成有测量对象的基板检查方法，根据本发明，测量形成有测量对象的基板并生成对基板的平面方程式，求出在基板上形成的测量对象的区域。接着，考虑测量对象的高度，将测量对象的区域转换为根据平面方程式的基板面。接着，基于转换为根据平面方程式的基板面的测量对象的区域和根据基准数据的测量对象的区域，检查测量对象。如此，根据形成有测量对象的基板的倾斜姿势，求出测量对象的偏移量，由此补偿测量数据的失真，进而提高测量数据的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及基板检查方法，更具体地涉及根据在基板上形成的测量对象的设置姿势，补正其测量数据的失真，提高测量可靠性的基板检查方法。
背景技术
通常，在电子设备内装载有用于控制电子设备的驱动的装配有电子零部件的基板。尤其，在电子设备内装载有作为对电子设备进行中央控制的中央处理器（CPU）的装配有中央处理半导体芯片的基板。这种中央处理装置属于利用这种装置的电子设备的重要零部件，为了确认中央处理装置的零部件的可靠性，需要检查中央处理半导体芯片是否正确装配于基板上。
近年来开始使用一种利用基板检查装置对装配有测量对象的基板进行检查的技术，上述基板检查装置包括投影部，其为了测量形成有测量对象的基板的三维形状，包含照明源以及光栅元件向测量对象照射图案光；以及成像部，其通过图案光的照射，拍摄测量对象的图案影像。
但这种测量是没有考虑基板的倾斜姿势的二维测量，在形成有测量对象的基板相对于成像部的图像平面稍微倾斜地设置的情况下，会出现测量对象的位置、大小、高度等测量数据的失真。
发明内容
因此，本发明是为了解决上述存在问题而提出的，提供一种根据在基板上形成的测量对象的设置姿势，补正其测量数据的失真，提高测量可靠性的基板检查方法。
根据本发明的一特征的基板检查方法，其包括：通过成像部测量形成有测量对象的基板，生成对上述基板的平面方程式的步骤；求出在上述被测量的基板上形成的测量对象的区域的步骤；考虑上述测量对象的高度，将上述测量对象的区域转换为根据上述平面方程式的基板面的步骤；以及，基于转换为根据上述平面方程式的基板面的测量对象的区域与根据基准数据的测量对象的区域，检查上述测量对象的步骤。
在生成上述平面方程式的步骤中，作为一例，能够通过测量在上述基板上形成的识别标志之间的长度而生成上述平面方程式。在生成上述平面方程式的步骤中，作为再一例，能够通过利用激光测量上述基板而生成上述平面方程式。在生成上述平面方程式的步骤中，作为另一例，能够通过莫尔测量方法测量上述基板而生成上述平面方程式。
在上述求出测量对象的区域的步骤中，能够包括求出对应于上述测量对象的4边的4条直线并使得在上述测量对象的4边中相对的2边保持平行的步骤。
在考虑上述测量对象的高度将上述测量对象的区域根据上述平面方程式转换为基板面的步骤中，对于在上述测量对象的区域中的一个点，求出连接成像部的图像平面与根据上述平面方程式的基板面的直线上的一点到上述基板面的垂直距离对应于上述测量对象的高度的上述基板面上的一点，并能够将上述测量对象的区域转换为根据上述平面方程式的基板面。
上述基板检查方法，还包括：将根据上述基准数据的基板面的识别标志连接线的中心与根据上述平面方程式的基板面的识别标志连接线的中心匹配一致的步骤；以及，将根据上述基准数据的基板面的识别标志连接线与根据上述平面方程式的基板面的识别标志连接线匹配一致的步骤。
在上述测量对象的检查中，对相当于根据上述基准数据的测量对象的中心与根据上述平面方程式的测量对象的中心之间的X轴方向上的偏移的第一偏移、相当于根据上述基准数据的测量对象的中心与根据上述平面方程式的测量对象的中心之间的Y轴方向上的偏移的第二偏移、相当于相对于根据上述基准数据的测量对象的根据上述平面方程式的测量对象的偏斜角度的第三偏移以及相当于根据上述基准数据的测量对象的四角与根据上述平面方程式的测量对象的四角之间的间距的第四偏移中的至少一种进行检查。
在测量上述基板时，能够通过设有远心镜头的成像部，对上述基板进行测量。
还能够包括，在测量形成有上述测量对象的基板之前，补正作为高度测量基准的基准面的步骤。
根据本发明的再一特征的基板检查方法，包括：测量形成有测量对象的基板，生成对上述基板的平面方程式的步骤；求出在上述基板上形成的测量对象的区域的步骤；将上述测量对象的区域补正为根据上述平面方程式的基板面的步骤；将根据上述平面方程式的基板面与根据基准数据的基板面匹配一致的步骤；以及，基于根据基准数据的测量对象的区域与补正为根据上述平面方程式的基板面的测量对象的区域，检查上述测量对象的步骤。
根据本发明的另一特征的基板检查方法，包括：通过成像部将形成有测量对象的基板整体区分为至少2个以上的测量区域，分别测量各个测量区域，生成在各个测量区域中的对上述基板的平面方程式的步骤；求出在各个测量区域中测量的测量对象的区域的步骤；将在各个测量区域中测量的上述测量对象的区域转换为对各个测量区域的根据上述平面方程式的基板面的步骤；在多个测量区域中获取的根据上述平面方程式的基板面匹配一致为同一平面的步骤；以及，基于根据上述以同一平面匹配一致的基板面的测量对象的区域与根据基准数据的测量对象的区域，检查上述测量对象的步骤。
在将从多个测量区域中获取的根据上述平面方程式的基板面匹配一致为同一平面的步骤中，以上述各个测量区域的共同区域及上述测量对象的区域中的至少一种为准进行匹配。
在将从各个测量区域中求出的上述测量对象的区域转换为对各个测量区域的根据上述平面方程式的基板面的步骤中，考虑上述测量对象的高度，转换为根据上述平面方程式的基板面。
根据上述基板检查方法，通过根据形成有测量对象的基板的倾斜姿势，求出测量对象的偏移量，由此补偿测量数据的失真，从而提高测量数据的可靠性。
并且，在求出测量对象的角和中心的坐标时，确保在对应于测量对象的4边的4条直线中相对的2条直线保持相互平行，从而获得更加精确的测量对象的角和中心的坐标。
并且，考虑测量对象的高度，将测量对象的区域补正为测量数据上的基板面后，将测量数据上的基板面与基准数据上的基板面匹配一致，从而获得更加精确的测量对象的偏移量。
并且，在因使用远心镜头而无法推定基板的倾斜姿势的情况下，测量基板的倾斜姿势，由此补偿倾斜姿势下的测量数据的失真，从而提高测量数据的可靠性。
并且，在成像部的视界（FOV）内无法拍摄基板的整体区域的大型基板的情况下，将大型基板分割为多个测量区域并进行测量后，将在各个测量区域中测量的基板面，以测量对象的角为准，在空间上进行匹配并生成一个基板面，从而精确地获得对大型基板的测量对象的偏移量。
附图说明
图1是表示根据本发明的一实施例的基板检查装置的简单结构图。
图2是表示根据本发明的一实施例的测量对象的失真补偿方法的流程图。
图3是表示形成有测量对象的基板的俯视图。
图4是表示根据平面方程式的基板面的图。
图5是表示求出测量对象的区域的方法的流程图。
图6是表示求出测量对象的区域的方法的概念图。
图7是用于说明将测量对象的区域补正为根据平面方程式的基板面的过程的概念图。
图8是用于说明将根据平面方程式的基板面与根据基准数据的基板面匹配一致的过程的概念图。
图9是用于说明测量对象检查过程的概念图。
图10是表示根据本发明的一实施例的基准面补正方法的流程图。
图11是用于说明根据图10的基准面补正方法的概念图。
图12是表示根据图10的第二试片的立体图。
图13是表示图1所示的成像部的校准方法的流程图。
图14是表示校准基板的立体图。
图15是表示设于基板检查装置的非球面镜头的补正方法的流程图。
图16是用于说明对因非球面镜头导致的失真进行补偿的方法的概念图。
图17是表示根据本发明的其他实施例的基板检查方法的流程图。
图18是表示对大型基板的偏移量测量过程的概念图。
（附图标记说明）
100：基板检查装置 110：基板
112：测量对象 114：识别标志
120：投影部 130：照明部
140：成像部 150：分束器
具体实施方式
本发明能够进行各种变更，并且能够具有多种形态，在附图上例示特定实施例，并在本文中对其进行详细说明。但本发明并不受限于特定的公开形态，应理解为包含在本发明的思想及技术范围内的所有变更、等同技术方案以及替代技术方案。
第一、第二等用语能够用于说明各种结构要素，但上述结构要素并不受限于上述用语。上述用语仅仅用于将一个结构要素区别于另一个结构要素的目的。例如，在本发明的权利范围内，第一结构要素能够被命名为第二结构要素，同样，第二结构要素也能够被命名为第一结构要素。
在本申请中使用的用语仅仅是为了说明特定实施例，并不限定本发明。关于单数的表现，除非根据上下文具有明确含义，其包含复数的表现。在本申请中使用的“包含”或“具有”等用语，应理解为它是为了指定在说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或它们的组合的存在性，并不是为了预先排除一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、动作、结构要素、部件或它们的组合的存在性或附加可能性。
除非另行定义，包含技术性和科学性的用语，在此使用的所有用语具有与本领域技术人员通常理解上的含义。
通常使用的具有词典定义的用语，应解释为其含义与相关技术的上下文具有的含义一致，除非在本申请中明确定义，不应解释为过度理想化或过度形式化的含义。
下面将参照附图对本发明的优选实施例进行更加详细的说明。
图1是表示根据本发明的一实施例的基板检查装置的简单结构图。
参照图1，根据本发明的一实施例的基板检查装置100包括用于支撑及移送形成有测量对象112的基板110的载物台160、用于向基板110照射图案光的一个以上的投影部120、用于向基板110照射光的照明部130、用于拍摄基板110的影像的成像部140及配置于成像部140的下部并将部分入射光进行反射而剩余的部分入射光进行透射的分束器150。
投影部120为了测量在基板110上形成的测量对象112的三维形状，向基板110照射图案光。例如，投影部120包括用于生成光的光源122、用于将源于光源122的光转化为图案光的光栅元件124。并且，投影部120能够包括用于将光栅元件124进行间隔移送的光栅移送机构（未图示）以及用于将通过光栅元件124转换的图案光投影到测量对象112的投影镜头（未图示）等。光栅元件124为了图案光的相移能够通过压电驱动器（piezoactuator：PZT）等光栅移送机构每次移送2π/N。其中，N为2以上的自然数。具有这种结构的投影部120，为了提高检查的精确度，能够以成像部140为中心并沿着圆周方向，以一定角度分隔安装多个。例如，4个投影部120以成像部140为中心并沿着圆周方向，以90°角度相互分隔安装。多个投影部120相对于基板110以一定角度倾斜地安装，从多个方向向基板110照射图案光。
照明部130安装于成像部140与基板110之间并向分束器150照射光。照明部130为了拍摄形成有测量对象112的基板110的平面图像，通过分束器150向基板110照射光。例如，照明部130能够包含生成光的至少一个光源132。
成像部140通过投影部120的图案光照射而拍摄基板110的影像，通过照明部130的光照射而拍摄基板110的影像。例如，成像部140安装于基板110的垂直上方。成像部140能够包含用于拍摄影像的摄像头142以及用于将入射到成像部140的光成像于摄像头142的成像镜头144。摄像头142能够包含CCD摄像头或CMOS摄像头。成像镜头144能够包含例如仅透射与光轴平行的光以使Z轴下的图像失真最小化的远心镜头（telecentric lens）。
分束器150安装于成像部140与基板110之间。分束器150具有将部分入射光进行反射而将剩余部分入射光进行透射的特点。因此，由照明部130发射的光在分束器150的作用下，部分反射到基板110，剩余部分实现透射。并且，由基板110反射的部分光透过分束器150并入射到成像部140，剩余部分通过分束器150实现反射。如此，通过利用分束器150将散射光照射于测量对象112并且由测量对象112反射的光再次通过分束器150入射于成像部140的同轴照明方式，在表面反射特性强的测量对象112或因周围环境导致在测量对象112上产生影子的情况下，能够提高测量可靠性。
利用上述结构的基板检查装置100测量形成于基板110上的测量对象112时，在将设于成像部140的成像镜头144作为远心镜头使用的情况下，无法推定基板110的倾斜姿势，因此，根据设置于载物台160的基板110的倾斜姿势，测量数据将会出现失真。因此，为了获取对测量对象112的正确的测量数据，需要对因基板110的倾斜姿势导致的测量数据的失真进行补偿。下面将对根据基板设置状态的测量对象的失真补偿方法进行详细说明。
图2是表示根据本发明的一实施例的测量对象的失真补偿方法的流程图，图3是表示形成有测量对象的基板的俯视图。
参照图2及图3，为了补偿因测量对象112的倾斜姿势导致的失真，首先，通过成像部140测量形成有测量对象112的基板110，生成对基板110的平面方程式（S100）。基板110的平面方程式能够通过测量基板110的任意3点的位置而求出。例如，通过测量在基板110上形成的多个识别标志114的位置，从而生成对基板110的平面方程式。即，在基板110的四角部分形成有识别标志114，利用对4个识别标志114中的至少3个识别标志114的测量数据，能够生成平面方程式。
图4是表示根据平面方程式的基板面的图。
参照图1及图4，为了利用至少3个识别标志114生成平面方程式，需要获知识别标志114的X、Y、Z坐标。识别标志114的X、Y坐标能够从在成像部140中通过照明部130的光照射而拍摄的测量图像中轻松获得。而识别标志114的Z坐标能够通过不同于X、Y坐标的测量方法的其他方法获得。作为一例，识别标志114的Z坐标能够通过测量识别标志114之间的长度而获得。即，通过比较已测量的识别标志114之间的长度与根据基准数据（例如，CAD数据）已知的识别标志114之间的长度，算出倾斜角度，从而获得识别标志114的高度Z1、Z2、Z3值。作为再一例，识别标志114的Z坐标能够利用激光（未图示）获得。即，通过独立的激光源，向各个识别标志114照射激光后，测量由识别标志114反射的激光，从而获得各个识别标志114的高度Z1、Z2、Z3值。作为另一例，识别标志114的Z坐标能够通过利用多个投影部120的莫尔测量方法获得。即，通过多个投影部120照射图案光后，利用通过成像部140获得的多个图像图形，从而获得各个识别标志114的高度Z1、Z2、Z3值。
利用通过以上方法获得的至少3个以上的识别标志114或平面上的任意点的X、Y、Z坐标，生成平面方程式，通过平面方程式求出对应于设在载物台160的基板110的基板面110a，从而能够确认基板110的倾斜姿势。
参照图1及图2，独立于求出对基板110的平面方程式的过程，求出在基板110上形成的测量对象112的区域（S110）。例如，利用在成像部140通过照明部130的光照射而拍摄的图像，求出测量对象112的角和中心的坐标。
图5是表示求出测量对象的区域的方法的流程图，图6是表示求出测量对象的区域的方法的概念图。
参照图5及图6，为了求出测量对象112的区域，首先，求出对应于测量对象112的4边的4条直线L1、L2、L3、L4，并使得在测量对象112的4边中相对的2边能够保持平行（S112）。例如，通过在成像部140拍摄的图像的强度（Intensity）信息，基于对应于测量对象112的4边的像素分布，求出对应于各边的直线L1、L2、L3、L4。此时，确保4条直线L1、L2、L3、L4中的相对的直线（例如，L1与L3、L2与L4）保持相互平行。
接着，从4条直线L1、L2、L3、L4中的2条直线的交点，求出测量对象112的角C1、C2、C3、C4的坐标（S114）。例如，从第一直线L1与第二直线L2的交点，求出第一角C1的坐标；从第二直线L2与第三直线L3的交点，求出第二角C2的坐标；从第三直线L3与第四直线L4的交点，求出第三角C3的坐标；从第四直线L4与第一直线L1的交点，求出第四角C4的坐标。
接着，从将测量对象112的4个角C1、C2、C3、C4以对角线相连接的2条直线L5、L6的交点，求出测量对象112的中心A坐标（S116）。即，从连接位于对角线方向的第一角C1与第三角C3的第五直线L5和连接第二角C2与第四角C4的第六直线L6的交点，求出测量对象112的中心A坐标。如此，通过求出测量对象112的角C1、C2、C3、C4及中心A坐标，从而能够求出测量对象112的区域。另外，利用求出测量对象112的中心A的方法，能够求出基板110的中心。
参照图2及图6，考虑测量对象112的高度，将通过对测量对象112进行测量而获得的测量对象112的区域转换为根据平面方程式的基板面110a（S120）。
图7是用于说明将测量对象的区域补正为根据平面方程式的基板面的过程的概念图。
参照图7，测量对象112的区域，即，求出测量对象112的角和中心的坐标后，将其转换为根据平面方程式的基板面110a。此时，此时，实质上作为检查的基准的测量对象112的区域应为与基板110相接触的测量对象112的底面，但实际被测量的测量对象112的区域是在成像部140能够观察到的测量对象112的顶面。由此，在具有一定高度的测量对象112倾斜的情况下，根据测量对象112的高度，顶面和底面之间会出现区域位置的偏移，有必要考虑测量对象112的高度，对投影于基板面110a的测量对象112的区域进行补正。
为了补正投影于基板面110a的测量对象112的区域，对于测量对象112的区域中的任意一个点（例如，中心点），求出垂直于上述图像平面140a并连接成像部140上的图像平面140a与根据平面方程式的基板面110a的直线l上的一点A2到基板面110a的垂直距离对应于测量对象112的高度k的基板面110a上的一点A3。其中，直线l上的一点A2表示测量对象112的顶面的一个点，基板面110a上的一点A3表示测量对象112的底面的一个点。通过将这种一系列过程应用于测量对象112的中心及角，能够将测量对象112的区域转换为根据平面方程式的基板面110a。
图8是用于说明将根据平面方程式的基板面与根据基准数据的基板面匹配一致的过程的概念图。
参照图2及图8，将测量对象112的区域转换为根据平面方程式的基板面110a后，能够将根据平面方程式的基板面110a与根据基准数据的基板面110b匹配一致。作为上述基准数据，能够使用包含着对基板110的基本信息的CAD数据。除此之外，作为上述基准数据，还能够使用印刷电路板制造所需的设计数据或制造数据、Gerber数据、印刷电路板设计文件、提取自印刷电路板设计文件的标准及非标准形式的各种数据（ODB++或各CAD设计工具的提取文件），并且，还能够使用从对作业用裸板（Bareboard）或安装板通过摄像机获取的图像文件中获取的信息等。上述基准数据包含着在基板110上形成的测量对象112、识别标志114等的位置信息。
为了匹配一致根据平面方程式的基板面110a与根据基准数据的基板面110b，例如，分别求出根据平面方程式的对基板面110a的第一识别标志114a与第二识别标志114b的连接线的第一中心E1、根据基准数据的对基板面110b的第一识别标志114a与第二识别标志114b的连接线的第二中心E2，将第一中心E1与第二中心E2匹配一致。
接着，将根据基准数据的基板面110b的第一识别标志114a与第二识别标志114b的连接线与根据平面方程式的基板面110a的第一识别标志114a与第二识别标志114b的连接线匹配一致。即，对于各个基板面110a、110b，设置沿着连接识别标志的直线与识别标志的中心E1、E2相距一定距离的向量V1、V2，将两个向量V1、V2的端点匹配一致，从而匹配一致根据平面方程式的基板面110a与根据基准数据的基板面110b。
图9是用于说明测量对象检查过程的概念图。
参照图2及图9，将根据平面方程式的基板面110a与根据基准数据的基板面110b匹配一致后，基于根据基准数据的测量对象112a的区域与转换为根据平面方程式的基板面110a的测量对象112b的区域，检查测量对象112（S130）。为此，计算出基准数据上的测量对象112a的坐标与平面方程式上的测量对象112b的坐标之间的变换式（transform），算出平面方程式上的测量对象112b，即，测量数据上的测量对象112b的偏移量。
测量对象112b的偏移量是表示相比于基准数据上的测量对象112a的测量数据上的测量对象112的姿势偏斜程度的值，能够包含在相当于X轴方向的偏移的第一偏移dX、相当于Y轴方向的偏移的第二偏移dY、相当于偏斜角度的第三偏移θ及相当于角的间距的第四偏移WCC中的至少一种以上。第一偏移dX表示根据基准数据的测量对象112a中心A1与根据平面方程式的测量对象112b的中心A2之间的X轴方向上的距离差。第二偏移dY表示根据基准数据的测量对象112a中心A1与根据平面方程式的测量对象112b的中心A2之间的Y轴方向上的距离差。第三偏移θ表示相对于根据基准数据的测量对象112a，根据平面方程式的测量对象112b的偏斜角度。第四偏移WCC表示根据基准数据的测量对象112a的四角与根据平面方程式的测量对象112b的四角之间的间距。例如，在图9中，在四角之间的间距WCC1、WCC2、WCC3、WCC4中，间距最大的WCC能够计算为第四偏移WCC。
如此，通过补正测量数据的因相对于成像部的图像平面的测量基板面的倾斜度以及测量对象的高度导致的区域误差，基于补正的测量数据检查测量对象，能够提高测量数据的可靠性和准确性。
另外，在利用莫尔测量方式的基板检查装置中，以存储于装置内的基准面为准，测量测量对象112的高度。但在实质上的基准面相对于成像部140的图像平面而呈倾斜状的情况下，会发生测量数据的失真，在测量测量对象的高度之前，有必要重新设定装置的实际基准面。即，获取相对于成像部的图像平面而平行的理想的基准平面与测量的基准平面之间的相对误差，将上述获取的误差值设定为补偿数据。
图10是表示根据本发明的一实施例的基准面补正方法的流程图，图11是用于说明根据图10的基准面补正方法的概念图，图12是表示根据图10的第二试片的立体图。
参照图1、图10、图11及图12，为了补正基准面，首先，将用于基准位相测量的基板（第一试片）设置于成像部140的测量区域后，测量上述用于基准位相测量的对基板的基准位相（S300）。例如，上述用于基准位相测量的基板的位相能够利用投影部120，通过位相测量轮廓术（PhaseMeasurement Profilometry：PMP）进行测量。
接着，获得上述测量的基准位相的基准面相对于成像部140的图像平面的倾斜姿势（S310）。
为了获得上述测量的基准位相的倾斜姿势，将用于姿势信息测量的基板（第二试片）设置于成像部140的测量区域后，通过成像部140测量上述用于姿势信息测量的基板，获得上述用于姿势信息测量的基板的基板面。作为一实施例，如图8所示，上述用于姿势信息测量的基板能够使用为了确认倾斜姿势而形成有多个识别标志410的基板400。
用于姿势信息测量的基板400的基板面，通过测量在用于姿势信息测量的基板400上形成的识别标志410之间的长度，由此计算并获取用于姿势信息测量的基板400的倾斜姿势。例如，识别标志410的X、Y坐标从在成像部140中通过照明部130的光照射而拍摄的测量图像中获得，识别标志410的Z坐标通过测量识别标志410之间的长度而获得。即，通过比较测量的识别标志410之间的长度与根据基准数据（例如，CAD数据）已知的识别标志410之间的长度，算出倾斜角度，从而获得识别标志410的相对高度。另外，为了判断倾斜角度的正负，用于姿势信息测量的基板400能够包含在中央部以一定高度突出的突出部420。根据用于姿势信息测量的基板400的倾斜度的正负情况，在成像部140拍摄的突出部420的形态发生变化，通过突出部420的测量影像，能够判断用于姿势信息测量的基板400的倾斜角度的正负状态。
利用以上述方式获得的用于姿势信息测量的基板400的倾斜姿势，生成平面方程式，通过上述平面方程式求出用于姿势信息测量的基板400的基板面，从而能够获得相对于图像平面的用于姿势信息测量的基板400的倾斜姿势与距离理想的基准面的高度Z4。
另外，上述理想的基准面是平行于上述图像平面的已设定的平面，作为一实施例，能够以上述测量的识别标志410中的一个高度值为准进行设定。
与此不同地，用于姿势信息测量的基板400的基板面能够通过表示用于姿势信息测量的基板400的倾斜姿势的平面方程式而获得，例如，上述平面方程式能够通过测量用于姿势信息测量的基板400的任意3点的位置而求出，作为一例，通过激光（未图示）能够获得至少3个以上的识别标志410的Z坐标。
利用以上述方式获得的至少3个以上的识别标志410的X、Y、Z坐标，生成平面方程式，通过上述平面方程式求出用于姿势信息测量的基板400的基板面，从而获得相对于与图像平面平行的理想的基准面的用于姿势信息测量的基板400的倾斜姿势与距离理想的基准面的高度Z4。
接着，测量用于姿势信息测量的基板400的位相，基于上述基准位相，获得高度Z1、Z2。用于姿势信息测量的基板400的位相能够利用投影部120并通过位相测量轮廓术（Phase Measurement Profilometry：PMP）进行测量。
接着，比较用于姿势信息测量的基板400的基板面与用于姿势信息测量的基板400的高度，获得上述测量的基准位相的基准面的倾斜姿势。作为一实施例，从与成像部140的图像平面平行的已设定的理想的基准面，算出用于姿势信息测量的基板400的基板面的高度Z4，基于上述基板面的高度Z4与用于姿势信息测量的基板400，获得上述基准位相的基准面的倾斜姿势。
接着，基于上述基准位相的基准面的倾斜姿势，算出对于成像部140需要进行基准面的补正的高度Z3（S320）。例如，从理想的基准面到用于姿势信息测量的基板400的基板面的高度Z4中，减去通过位相测量轮廓术获得的用于姿势信息测量的基板400的高度Z2，从而得出基准面的补正所需高度Z3，进而掌握相当于实际基准面的补正基准面的姿势。
作为一实施例，上述基准面的补正所需的高度Z3，能够分别掌握多个投影部。
另外，上述用于基准位相测量的基板（第一试片）与上述用于姿势信息测量的基板（第二试片）能够由物理层面相互独立的基板形成，同时，还能够由包含着上述用于基准位相测量的功能与上述用于姿势信息测量的功能的一个基板形成。
如上所述，在测量测量对象112的高度之前，通过补正作为测量对象112的高度测量的基准的基准面，能够进一步提高测量对象的测量可靠性。
另外，在对装配有测量对象112的基板110进行检查时，因安装于基板检查装置100内的光学***本身所具有的失真，将导致测量数据的失真。所以，在测量测量对象112之前，通过补正基板检查装置100所具有的***性失真，进一步提高测量数据的可靠性。
图13是表示图1所示的成像部的校准方法的流程图，图14是表示校准基板的立体图。
参照图1、图13及图14，根据成像部140的校准方法，测量在校准基板200上形成的多个图案210的长度，基于在上述校准基板200的基准数据中的多个图案210的长度信息与上述测量的多个图案210的长度，校准成像部140。
此时，校准基板200可能与成像部140的图像平面不平行而呈倾斜状。因此，有必要补正因上述图像平面与校准基板200的倾斜姿势导致的上述多个图案210的长度信息误差。
为了补正因校准基板200的倾斜导致的误差，通过包含摄像头142及成像镜头144的成像部140，拍摄形成有多个图案210的校准基板200并获取图像（S400）。此时，上述成像镜头144能够包含球面镜头，作为一例，上述球面镜头能够包含仅透射与光轴平行的光以使Z轴下的图像失真最小化的远心镜头（telecentric lens）。
接着，从通过成像部140获得的图像中，获得多个图案210之间的长度信息（S410）。例如，以多个图案210中的一个图案210a为准，计算与其他图案的X轴方向上的间距或Y方向上的间距，从而获取图案210之间的长度信息。
另外，独立于基板检查装置100从通过成像部140获取的图像中获得多个图案210之间的长度信息的过程，读取校准基板200的基准数据（例如，CAD数据）（S420）。上述基准数据中包含图案210之间的长度信息。
接着，利用与通过成像部140获得的多个图案210之间的长度信息相对应的在上述基准数据中的多个图案210之间的长度信息，获得能够表示校准基板200的倾斜姿势的姿势信息（S430）。其中，校准基板200的倾斜姿势表示相对于成像部140的图像平面的姿势。例如，比较通过成像部140获得的图案210之间的长度信息与通过对校准基板200的基准数据（例如，CAD数据）而事先已知的图案210之间的长度信息，算出校准基板200的倾斜角度。
另外，对于校准基板200的多个不同姿势，测量至少2次以上，以上述测量的距离的平均值，校准成像部140。即，对校准基板200的姿势和位置进行各种变化，获得多个图案210之间的长度信息，分别比较与上述多个图案210之间的长度信息相对应的对校准基板200的基准数据，基于在上述比较结果中误差最小的姿势信息或上述比较结果的平均姿势信息中的其中一种，算出校准基板200的基板面和与成像部140的图像平面的相对倾斜角度。
另外，在获取校准基板200的姿势信息时，通过比较由成像部140测量的图案210中的至少2个图案的大小，能够判断校准基板200的倾斜度的正负情况。此时，优选地，比较位于对角线方向的距离较远的2个图案210的大小。
接着，利用校准基板200的上述姿势信息与事先已知的校准基板200的基准数据，校准成像部140（S440）。例如，将上述姿势信息及基准数据代入以公式化定义成像部140的特性的成像部矩阵方程式，对相当于未知数的成像部140的焦点距离信息及/或倍率信息等的校准数据进行校准。此时，为了提高上述校准数据的精确度，对于校准基板200的多种姿势，测量至少2次以上，利用获得的校准数据的平均值，进行成像部140的校准。
如上所述，考虑校准基板200的姿势信息，执行成像部140的校准，并将其用于测量对象的测量，从而提高测量精确度。
图15是表示设于基板检查装置的非球面镜头的补正方法的流程图。
参照图1及图15，根据本发明的一实施例的基板检查装置100，利用包含着设于成像部140内的成像镜头（例如，远心镜头）144与安装于成像部140下部的分束器150（分束器为非球面镜头的一种）的光学***，测量测量对象的三维形状。
此时，由于上述光学***本身所具有的非均匀性，成像的图像上可能出现失真。因此，有必要补偿因上述光学***导致的失真。
另外，上述光学***能够包含球面镜头和非球面镜头，根据球面镜头的误差，通常具有规则性的失真，而非球面镜头则可能具有不规则性失真。因此，在补偿上述光学***的误差时，或者对球面镜头和非球面镜头进行整体的失真补偿，或者对球面镜头和非球面镜头分别进行失真补偿。
在根据一实施例的基板检查装置100中，成像镜头144包含球面镜头，因球面镜头本身所具有的不均匀性，可能出现拍摄影像的失真。因此，在对测量对象112进行测量之前，出于对设于基板检查装置100的光学***进行补正的目的，补偿因包含球面镜头的成像镜头144的不均匀性导致的失真进行补偿。上述球面镜头的补偿方法属于通常已知的公开技术，在此省略对其详细说明。
另外，有必要对在设于基板检查装置100的光学***中的因非球面镜头导致的失真进行补偿。作为一实施例，上述非球面镜头能够是分束器150。作为一实施例，分束器150能够呈板状，具有双面形成有涂层的结构。这种分束器150能够在不同的区域中具有不同的折射率，因此，可能导致拍摄影像的失真。
图16是用于说明对因非球面镜头导致的失真进行补偿的方法的概念图。
参照图1、图15及图16，为了补偿因非球面镜头的不均匀性导致的失真，通过成像部140拍摄形成有多个图案310的基板300，获取基板300的图像（S500）。接着，将在成像部140中拍摄的基板300的图像区分为多个子区域320，在各个子区域320中分别应用不同的补偿条件而补偿失真（S510）。例如，基板300的图像能够被区分为网格状的子区域320。
关于应用于各个子区域320的补偿条件，能够利用分别对应于包含在子区域320的多个图案310的各图案补偿值，专门应用于各子区域320。例如，比较有关基板300的基准数据（例如，CAD数据）上的图案310的位置与拍摄图像上的图案310的位置，计算出对应于各个图案310的误差值（即，需要进行补偿的补偿值）后，选择包含在各个子区域320的图案310的各图案补偿值的最小误差值或者各图案补偿值的平均值，将其作为相应子区域320的补偿条件完成设定。
另外，对于不同形态的子区域320执行多次失真补偿后，基于所获得的多个补偿数据，确定最优化的子区域320的形态。例如，使网格状的子区域320的大小变大或变小，尝试对不同大小的子区域320应用专门的补偿条件，基于上述结果，选择失真量最小的子区域320的形态，从而实现子区域320的最优化。
并且，在对子区域320进行失真补偿时，通过应用前述参照图13及图14说明的在成像部140的校准过程中获得的姿势信息，能够进一步精确地执行对非球面镜头的失真补偿。
如上所述，通过在实际测量之前对因设于基板检查装置100内的成像部140及分束器150等光学***的不均匀性导致的失真进行补偿，提高对测量对象的测量可靠性。
另外，关于全部区域无法容纳于成像部140的视界(Field of View:FOV)的大型基板，除上述方法外，还需要追加工序。
图17是表示根据本发明的其他实施例的基板检查方法的流程图，图18是表示对大型基板的偏移量测量过程的概念图。
参照图1、图17及图18，在通过成像部140无法拍摄形成有测量对象112的基板整体的大型基板110的情况下，将基板110至少区分成2个以上的测量区域，分别测量各测量区域，生成在各测量区域中的对基板110的平面方程式（S200）。例如，将基板110区分为第一测量区域R1及第二测量区域R2进行测量后，分别对应于各个测量区域，生成2个平面方程式。此时，优选地，第一测量区域R1及第二测量区域R2内包含测量对象112的整体区域。另外，对各测量区域R1、R2的平面方程式的生成方法与前述参照图4说明的方法相同，在此省略重复说明。通过以上述方法生成的2个平面方程式，能够求出在各测量区域R1、R2中的对基板110的基板面110a、110b。
接着，求出在各测量区域R1、R2中测量的测量对象112的区域（S210）。测量对象112的区域，即，角与中心坐标的求出方法与前述参照图5及图6说明的方法相同，在此省略重复说明。
接着，将在各测量区域R1、R2中求出的测量对象112的区域，即，将角与中心的坐标转换为对各测量区域R1、R2的根据平面方程式的基板面110a、110b（S220）。将测量对象112的区域转换为基板面110a、110b的方法与前述参照图7说明的方法相同，在此省略重复说明。
接着，将在多个测量区域中获得的根据平面方程式的基板面110a、110b匹配一致为同一平面（S230）。在匹配一致基板面110a、110b时，能够以各测量区域R1、R2的共同区域及测量对象112的区域中的至少一种为准进行匹配。例如，将在第一区域R1中获得的基板面110a上的测量对象112的4个角C1、C2、C3、C4坐标与在第二区域R2中获得的基板面110b上的测量对象112的4个角C5、C6、C7、C8坐标匹配一致，并生成一个基板面。
接着，能够将以同一平面匹配的基板面与根据基准数据的基板面匹配一致。将以同一平面匹配的基板面与根据基准数据的基板面匹配一致的方法与前述参照图8说明的方法相同，在此省略重复说明。
接着，基于根据以同一平面匹配一致的基板面的测量对象112的区域与根据基准数据的测量对象112的区域，检查测量对象112（S240）。测量对象112检查方法与前述参照图9说明的方法相同，在此省略重复说明。
如上所述，在通过成像部140无法拍摄形成有测量对象的基板整体的大型基板的情况下，区分成2个测量区域进行测量后，以测量对象的区域为准，将在各个测量区域中测量的基板面在空间上进行匹配并生成一个基板面，从而能够正确地执行对大型基板的测量对象的检查。
在如前所述的本发明的详细说明中，参照了本发明的优选实施例进行了说明，但本领域从业人员或本领域技术人员应能够理解在不脱离根据权利要求书的本发明的思想及技术领域的范围内能够对本发明进行各种修改及变更。
Claims (14)
1.一种基板检查方法，其包括：
通过成像部测量形成有测量对象的基板，生成对上述基板的平面方程式的步骤；
求出在上述被测量的基板上形成的测量对象的区域的步骤；
考虑上述测量对象的高度，将上述测量对象的区域转换为根据上述平面方程式的基板面的步骤；以及
基于转换为根据上述平面方程式的基板面的测量对象的区域与根据基准数据的测量对象的区域，检查上述测量对象的步骤。
2.根据权利要求1所述的基板检查方法，其特征在于，在上述生成平面方程式的步骤中，通过测量在上述基板上形成的识别标志之间的长度，生成上述平面方程式。
3.根据权利要求1所述的基板检查方法，其特征在于，在上述生成平面方程式的步骤中，通过利用激光测量上述基板，生成上述平面方程式。
4.根据权利要求1所述的基板检查方法，其特征在于，在上述生成平面方程式的步骤中，通过莫尔测量方法测量上述基板，生成上述平面方程式。
5.根据权利要求1所述的基板检查方法，其特征在于，在上述求出测量对象的区域的步骤中，包括求出对应于上述测量对象的4边的4条直线并使得在上述测量对象的4边中相对的2边能够保持平行的步骤。
6.根据权利要求1所述的基板检查方法，其特征在于，在考虑上述测量对象的高度将上述测量对象的区域根据上述平面方程式转换为基板面的步骤中，对于在上述测量对象的区域中的至少一个点，求出连接成像部的图像平面与根据上述平面方程式的基板面的直线上的一点到上述基板面的垂直距离对应于上述测量对象的高度的上述基板面上的一点，并将上述测量对象的区域转换为根据上述平面方程式的基板面。
7.根据权利要求1所述的基板检查方法，其特征在于，还包括：
将根据上述基准数据的基板面的识别标志连接线的中心与根据上述平面方程式的基板面的识别标志连接线的中心匹配一致的步骤；以及
将根据上述基准数据的基板面的识别标志连接线与根据上述平面方程式的基板面的识别标志连接线匹配一致的步骤。
8.根据权利要求1所述的基板检查方法，其特征在于，在上述测量对象的检查中，对相当于根据上述基准数据的测量对象的中心与根据上述平面方程式的测量对象的中心之间的X轴方向上的偏移的第一偏移、相当于根据上述基准数据的测量对象的中心与根据上述平面方程式的测量对象的中心之间的Y轴方向上的偏移的第二偏移、相当于相对于根据上述基准数据的测量对象的根据上述平面方程式的测量对象的偏斜角度的第三偏移以及相当于根据上述基准数据的测量对象的四个角与根据上述平面方程式的测量对象的四个角之间的间距的第四偏移中的至少一种进行检查。
9.根据权利要求1所述的基板检查方法，其特征在于，通过设有远心镜头的成像部，对上述基板进行测量。
10.根据权利要求1所述的基板检查方法，其特征在于，还包括：
在测量形成有上述测量对象的基板之前，对作为高度测量基准的基准面进行补正的步骤。
11.一种基板检查方法，其包括：
测量形成有测量对象的基板，生成对上述基板的平面方程式的步骤；
求出在上述基板上形成的测量对象的区域的步骤；
将上述测量对象的区域转换为根据上述平面方程式的基板面的步骤；
将根据上述平面方程式的基板面与根据基准数据的基板面匹配一致的步骤；以及
基于根据基准数据的测量对象的区域与转换为根据上述平面方程式的基板面的测量对象的区域，检查上述测量对象的步骤。
12.一种基板检查方法，其包括：
通过成像部将形成有测量对象的基板整体区分为至少2个以上的测量区域，分别测量各个测量区域，生成对在各个测量区域中的上述基板的平面方程式的步骤；
求出在各个测量区域中测量的测量对象的区域的步骤；
将在各个测量区域中求出的上述测量对象的区域转换为对各个测量区域的根据上述平面方程式的基板面的步骤；
在多个测量区域中获取的根据上述平面方程式的基板面匹配一致为同一平面的步骤；以及
基于根据上述以同一平面匹配一致的基板面的测量对象的区域与根据基准数据的测量对象的区域，检查上述测量对象的步骤。
13.根据权利要求12所述的基板检查方法，其特征在于，在将从多个测量区域中获取的根据上述平面方程式的基板面匹配一致为同一平面的步骤中，以上述各个测量区域的共同区域及上述测量对象的区域中的至少一种为准进行匹配。
14.根据权利要求12所述的基板检查方法，其特征在于，在将从各个测量区域中求出的上述测量对象的区域转换为对各个测量区域的根据上述平面方程式的基板面的步骤中，考虑上述测量对象的高度，转换为根据上述平面方程式的基板面。
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