区别对象区与基底区的方法及用该方法测量三维形状的方法技术

本发明专利技术公开了一种区别对象区与基底区的方法及用该方法测量三维形状的方法。该方法包括：将光照射在形成有测量目标的基板上，以通过接收被所述基板反射的光来拍摄图像；在图像的检查区中，确定布置有测量目标的对象区和与剩余区域对应的基底区；将光栅图案化光照射在形成有测量目标的基板上，以通过接收被基板反射的光栅图案化光来拍摄图案化图像；以及利用图案化图像来获取检查区中各个位置处的高度，从而以所述基底区的高度来确定相对于所述测量目标的基底高度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及区别区域的方法和使用区别区域法来测量三维形状的方法。更具体而言，本专利技术示例性实施例涉及区别对象区和基底区(ground region)的方法和使用区别对象区与基底区的方法来测量三维形状的方法。
技术介绍
电子器件已经开发为重量相对更轻、尺寸更小。因此，这增加了这些电子器件出现缺陷的可能性，因而正在研究和改善用于检查这些缺陷的装置。近来，用于检查三维形状的技术在各
中都变得有效。已使用坐标测量机 (CMM)来检查三维形状，该坐标测量机利用接触方法来检测三维形状。然而，已在研究利用光学理论来检查三维形状的非接触式方法。根据借助莫尔效应测量三维形状的方法，作为典型的非接触式方法，将光栅图案化光照射在目标对象上，并改变光栅图案化光的相位，以测量目标对象的各个点(X，y)在 xy平面中的高度。更具体地说，使光栅图案化光照射在测量区(F0V 视场)，以检查形成有测量目标的测量区(R0I 关注区)。然而，当基板出现翘曲时，对象区的实际位置与CAD设计的位置不一致，从而降低了测量精度。尤其是，如图1所示，当测量具有多个半导体焊盘的印刷电路板时，测量目标布置得紧凑。因此，非常难于区别对象区和布置在对象区之外的基底区(B)。
技术实现思路
本专利技术示例性实施例提供一种区别对象区与基底区的方法，该方法能够增加测量精度。此外，本专利技术示例性实施例提供一种使用上述方法测量三维形状的方法。下面将描述本专利技术的附加特征，并且部分附加特征可从说明书中直接得出，或可以通过实践本专利技术来获悉。本专利技术示例性实施例公开了一种测量三维形状的方法。该方法包括将光照射在形成有测量目标的基板上以通过接收被所述基板反射的光来拍摄图像；在图像的检查区中确定布置有所述测量目标的对象区和与剩余区域对应的基底区；将光栅图案化光照射在形成有所述测量目标的所述基板上，以通过接收被所述基板反射的光栅图案化光来拍摄图案化图像；以及利用所述图案化图像来获取所述检查区中各个位置处的高度，从而以所述基底区的高度来确定相对于所述测量目标的基底高度。例如，将光照射在形成有测量目标的基板上以通过接收被所述基板反射的光来拍摄图像的步骤可以以如下方式执行将光沿竖直方向朝向测量目标照射在所述测量目标上。例如，将光沿竖直方向朝向测量目标照射在所述测量目标上的步骤可以借助反射镜来执行。例如，在图像的检查区中确定布置有所述测量目标的对象区和与剩余区域对应的基底区的步骤可以包括从图像中获取所述检查区中各个位置处的光强；通过将光强设定为第一轴线且将与光强对应的位置数设定为第二轴线来生成灰度频率分布图；以及从所述灰度频率分布图中确定所述对象区和所述基底区。例如，所述检查区可以为视场(FOV)，并且所述基底区可以为FOV中所有测量目标的共同基底区。例如，从所述灰度频率分布图中确定所述对象区和所述基底区的步骤可以包括 将与所述灰度频率分布图中最小数对应的区域确定为所述对象区与所述基底区之间的边界区，或者确定如下位置为所述对象区与所述基底区之间的边界，所述位置被确定为使所述对象区朝向所述边界区扩展。例如，可以设立所述检查区而使所述检查区至少包括两个测量目标，并且可以将所述基底区设立为所述两个测量目标中的一个的基底区。本专利技术一个示例性实施例公开了一种区别对象区与基底区的方法。该方法包括 将光栅图案化光照射在测量目标上，改变光栅图案，以通过接收被所述测量目标反射的光栅图案化光来获得光栅图案化图像；获取所述光栅图案化图像中各个位置处的平均值、最大值、最小值、调制量、可见度、相位和信噪比中的至少一个的结果图像；以及利用所述结果图像区别所述对象区与所述基底区。例如，将光栅图案化光照射在测量目标上，改变光栅图案，以通过接收被所述测量目标反射的光栅图案化光来获得光栅图案化图像，上述步骤可以包括沿至少两个不同的方向照射光栅图案化光；并且利用所述结果图像区别所述对象区与所述基底区的步骤可以包括生成沿至少两个方向得到的结果图像的逻辑积图像、逻辑和图像、以及通过从所述逻辑和图像中减去所述逻辑积图像所生成的图像中的至少一个的合并图像。本专利技术另一个示例性实施例公开了一种区别对象区与基底区的方法。该方法包括根据测量目标的表面粗糙度而在产生光的光源与产生光栅图案化光的光源之间确定光源的类型；当所述测量目标的表面粗糙度小于预定值时，利用第一步骤来区别所述对象区和所述基底区；以及当所述测量目标的表面粗糙度大于所述预定值时，利用第二步骤来区别所述对象区和所述基底区。所述第一步骤包括照射由产生光的光源所产生的光；接收被所述测量目标反射的光，以拍摄图像；以及利用所述图像来区别所述对象区与所述基底区。所述第二步骤包括将由产生光栅图案化光的光源所产生的光栅图案化光沿至少一个方向照射在所述测量目标上，改变光栅图案，以通过接收被所述测量目标反射的光栅图案化光来获取光栅图案化图像；以及利用所述图案化图像来区别所述对象区与所述基底区。例如，利用所述图像来区别所述对象区与所述基底区的步骤可以包括从所述图像中获取检查区中各个位置处的光强，通过将光强设定为第一轴线而将与光强对应的位置数设定为第二轴线来生成灰度频率分布图，并且获取所述对象区与所述基底区之间的边界来区别所述对象区与所述基底区。 例如，可以将光沿竖直方向照射在所述测量目标上。 本专利技术的另一个示例性实施例公开了一种测量三维形状的方法。该方法包括将多种图案化光照射在基板上，以通过接收被所述基板反射的图案化光来拍摄图案化图像； 合并所述图案化图像以生成图像；从图像中获取所述检查区中各个位置处的光强；通过将光强设定为第一轴线且将与光强对应的位置数设定为第二轴线来生成灰度频率分布图；利用所述图案化图像来获取所述检查区中各个位置处的光强；利用所述频率分布图来区别对象区与基底区；以及确定所述基底区的高度作为相对于测量目标的基底高度。例如，可以设立所述检查区而使所述检查区至少包括两个测量目标，并且将所述基底区设立为所述两个测量目标中的一个的基底区。例如，所述检查区可以为视场(FOV)，并且所述基底区可以为FOV中所有测量目标的共同基底区。例如，所述测量目标的顶面可以为平面。例如，利用所述频率分布图来区别所述对象区与所述基底区的步骤可以包括将与所述灰度频率分布图中最小数对应的区域确定为所述对象区与所述基底区之间的边界区，或者确定如下位置为所述对象区与所述基底区之间的边界，所述位置被确定为使所述对象区朝向所述边界区扩展。根据本专利技术，当所述测量目标的位置因基板翘曲、焊料的错位误差、焊料过量或量不足等而不确定时，可以利用所测得的二维图像来明显地限定测量目标的边界和基板，并且可以增加通过对边界所限定的基底(或基板)的相位求平均所获得的基底相位的可靠性。此外，可以通过使检查区中沿至少两个方向测得的基底区的基底相位一致来增加测量精度，并且由于基底相位可以用于沿所有方向测量得的所有检查区，而不用分别区别沿所有方向测得的对象区和基底区，因此可以缩短测量三维形状所需的时间。另外，当不容易区别基底区并且因测量目标紧密布置在测量区中而导致基底区相对小时，可以获取整个测量区的基底相位，以增加可重复性和基底相位的可靠性。附图说明用于更充分地理解本专利技术且被纳入本专利技术中以构成本专利技术的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且与下本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种测量三维形状的方法，该方法包括：将光照射在形成有测量目标的基板上以通过接收被所述基板反射的光来拍摄图像；在图像的检查区中确定布置有所述测量目标的对象区和与剩余区域对应的基底区；将光栅图案化光照射在形成有所述测量目标的所述基板上，以通过接收被所述基板反射的光栅图案化光来拍摄图案化图像；以及利用所述图案化图像来获取所述检查区中各个位置处的高度，从而以所述基底区的高度来确定相对于所述测量目标的基底高度。

【技术特征摘要】
2010.04.16 KR 10-2010-0035255;2010.04.16 KR 10-2011.一种测量三维形状的方法，该方法包括将光照射在形成有测量目标的基板上以通过接收被所述基板反射的光来拍摄图像； 在图像的检查区中确定布置有所述测量目标的对象区和与剩余区域对应的基底区； 将光栅图案化光照射在形成有所述测量目标的所述基板上，以通过接收被所述基板反射的光栅图案化光来拍摄图案化图像；以及利用所述图案化图像来获取所述检查区中各个位置处的高度，从而以所述基底区的高度来确定相对于所述测量目标的基底高度。2.根据权利要求1所述的方法，其中，将光照射在形成有测量目标的基板上以通过接收被所述基板反射的光来拍摄图像的步骤以如下方式执行将光沿竖直方向朝向测量目标照射在所述测量目标上。3.根据权利要求2所述的方法，其中，将光沿竖直方向朝向测量目标照射在所述测量目标上的步骤借助反射镜来执行。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在图像的检查区中确定布置有所述测量目标的对象区和与剩余区域对应的基底区的步骤包括从图像中获取所述检查区中各个位置处的光强；通过将光强设定为第一轴线且将与光强对应的位置数设定为第二轴线来生成灰度频率分布图；以及从所述灰度频率分布图中确定所述对象区和所述基底区。5.根据权利要求1或4所述的方法，其中，所述检查区为视场，并且所述基底区为所述视场中所有测量目标的共同基底区。6.根据权利要求4所述的方法，其中，从所述灰度频率分布图中确定所述对象区和所述基底区的步骤包括 将与所述灰度频率分布图中最小数对应的区域确定为所述对象区与所述基底区之间的边界区，或者确定如下位置为所述对象区与所述基底区之间的边界，所述位置被确定为使所述对象区朝向所述边界区扩展。7.根据权利要求1或4所述的方法，其中，设立所述检查区而使所述检查区至少包括两个测量目标，并且将所述基底区设立为所述两个测量目标中的一个的基底区。8.一种区别对象区与基底区的方法，该方法包括将光栅图案化光照射在测量目标上，改变光栅图案，以通过接收被所述测量目标反射的光栅图案化光来获得光栅图案化图像；获取所述光栅图案化图像中各个位置处的平均值、最大值、最小值、调制量、可见度、相位和信噪比中的至少一个的结果图像；以及利用所述结果图像区别所述对象区与所述基底区。9.根据权利要求8所述的方法，其中，将光栅图案化光照射在测量目标上，改变光栅图案，以通过接收被所述测量目标反射的光栅图案化光来获得光栅图案化图像，上述步骤包括沿至少两个不同的方向照射光栅图案化光；并且利用所...

【专利技术属性】
技术研发人员：权达颜，
申请(专利权)人：株式会社高永科技，
类型：发明
国别省市：KR