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[국내논문] PMP 형상 측정법의 열 변위 보정에 관한 연구
A Study on the Compensation of Thermal Errors for Phase Measuring Profilometry 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.20 no.6, 2019년, pp.598 - 603  

김기승 (선문대학교 정보통신학과) ,  박윤창 (선문대학교 기계ICT융합공학부)

초록
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삼차원 형상 측정 기술은 다양한 산업에서 활용하고 있는 기술이다. 그 중, 광 삼각법에 기초한 광학식 삼차원 형상 측정 기술들은 매일 공장에서 오랜 시간 동안 대량의 삼차원 형상 측정을 하고, 미세한 측정 또한 요구되는 반도체 생산품 검사 분야에서 주로 사용된다. 이러한 광 삼각법 기반의 삼차원 측정 장비들의 구성 요소인 광원과 구동 회로는 장시간 작동하게 되면 발열이 나타나게 되고 장시간 작동하며 주변의 온도가 일정하지 않은 상황에 노출되기도 하여 온도로 인한 측정 오차가 발생하게 된다. 본 논문에서는 장시간 반복해서 사용하는 PMP(Phase Measuring Profilometry) 형상 측정법에서의 열 변위 보정에 관한 방법을 제안하였다. PMP 형상 측정법 기반의 삼차원 형상 측정 장치를 구현하여 10시간에 걸쳐 물체의 높이와 주변 온도를 측정하는 실험을 진행하였고, 측정된 온도와 높이 값을 이용하여 단순 선형 회귀 분석을 하여 회귀직선을 얻었다. 이 회귀직선을 이용하여 온도에 따른 높이 측정값의 오차를 보정하게 되면 정상적인 측정값에서의 오차 값이 139.88 um(Micrometer) 에서 13.12 um로 보정되는 것을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Three-dimensional shape measurement technology is used in various industries. Among them, optical three-dimensional shape measurement techniques based on the optical trigonometry are mainly used in the field of semiconductor product inspection, where large quantities of three-dimensional shape measu...

Keyword

#Thermal Error   #Phase Measuring Profilometry   #Regression Analysis   #3D   #Moire   #Calibration  

표/그림 (9)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 PMP 형상 측정법 기반의 삼차원 형상 측정 장치를 구현하여 장시간에 걸쳐 측정 실험을 진행한다. 실험장치 주변 온도를 측정하고 단차 시편(Step Height) 또한 반복적으로 함께 측정하여 높이 값을 얻는다.
  • 본 연구에서는 장시간 반복해서 사용하는 PMP 형상 측정법에서의 열변위 보정에 관한 방법을 제안하였다. PMP 형상 측정법 기반의 삼차원 형상 측정 장치를 구현하여 10시간에 걸쳐 물체의 높이와 주변 온도를 측정하는 실험을 진행하였고, 측정된 온도와 높이 값을 이용하여 단순 선형 회귀 분석을 하여 회귀직선을 얻었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
측정법(PMP)을 이용한 삼차원 측정 장비의 단점은 무엇인가? 그 중, 주로 사용되는 영사식 모아레의 일종인 위상 측정 형상 측정법(PMP)을 이용한 삼차원 측정 장비들은 광원과 구동 회로로 구성이 되어있다. 이 광원과 구동 회로는 장시간 작동하게 되면 회로 의 저항 때문에 줄-발열 현상(Joule heating, 저항적발열)이 나타나게 되고, 삼차원 측정 장비가 장시간 작동하며 주변의 온도가 일정하지 않은 상황에 노출되기도 된다. 위와 같은 원인으로 인해 삼차원 측정 장비가 열의 영향을 받게 되어 패턴 영사 장치가 영사하는 패턴이 변형되거나, 카메라 렌즈의 초점 변화 등의 현상들이 일어나게 된다. 이러한 현상들은 광 삼각법에 기초한 삼차원 측정에 영향을 끼치게 되어 안정적인 삼차원 형상 측정이 힘들어진다[7]
PMP 형상 측정법이란 무엇인가? PMP 형상 측정법은 영사 장치(Pattern projector)를 이용하여 일정한 격자 패턴을 측정 대상 물체에 영사를 시켜 반사되는 빛을 카메라로 획득하여 물체의 형상에 따라 변형된 패턴(Object Pattern)과 변형되지 않은 기 준면 패턴(Reference Pattern)의 위상(phase)차를 이용하여 측정 대상의 3차원 형상을 얻는 기술이다[7-9]
삼각법에 기초한 광학식 삼차원 형상 측정 기술의 활용 분야는 무엇인가? 삼차원 형상 측정 기술은 다양한 산업에서 활용하고 있는 기술이다. 그 중, 광 삼각법에 기초한 광학식 삼차원 형상 측정 기술들은 매일 공장에서 오랜 시간 동안 대량의 삼차원 형상 측정을 하고, 미세한 측정 또한 요구되는 반도체 생산품 검사 분야에서 주로 사용된다. 이러한 광 삼각법 기반의 삼차원 측정 장비들의 구성 요소인 광원과 구동 회로는 장시간 작동하게 되면 발열이 나타나게 되고 장시간 작동하며 주변의 온도가 일정하지 않은 상황에 노출되기도 하여 온도로 인한 측정 오차가 발생하게 된다.
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