KR100812172B1 - Differential interference contrast microscope having enhanced speed and area of inspection - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미분간섭현미경의 개략도; 및1 is a schematic diagram of a differential submicron microscope according to a preferred embodiment of the present invention; And
도 2는 종래의 미분간섭현미경의 개략도이다.2 is a schematic diagram of a conventional differential microscope.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 미분간섭현미경 110 : 대물렌즈100: differential differential microscope 110: objective lens
120 : 경통 130 : 2중굴절프리즘120: barrel 130: double refractive prism
140 : 조명 150 : 하프미러140: lighting 150: half mirror
160 : 에널라이저 170 : 편광필터160: analyzer 170: polarization filter
180 : 레이저변위센서 190 : 검사카메라180: laser displacement sensor 190: inspection camera
본 발명은 미분간섭현미경에 관한 것으로, 보다 상세하게는 검사 속도가 빨 라지고 검사 영역이 넓어진 미분간섭현미경에 관한 것이다.The present invention relates to a microdispersive microscope, and more particularly, to a differential microscopy with a faster inspection speed and a wider inspection area.
미분간섭현미경은 일반 광선이 편광판을 지날 때 어느 일정한 방향으로 진동하는 빛만이 통과되며 이 빛이 다시 2중굴절프리즘(Normaski Prism)을 통과할 때 프리즘의 특성으로 인하여 진동에 의한 한 방향의 빛과 굴절에 의한 다른 한 빛으로 분리되고, 이 두 빛이 물체에 부딪힌 후 다시 반대 작용을 하는 특수 프리즘에 의하여 합쳐지면서 간섭현상이 생기는 데 이때 물체의 높낮이나 투명하여 식별이 곤란한 물체가 선명하게 나타나게 되며 에널라이져(analyzer)에서 편광된 빛의 방향을 맞추어 관찰자의 눈에 보이게 되는 원리를 이용한 장치이다.Differential submicroscopes have only light that vibrates in a certain direction when a normal ray passes through the polarizer, and when the light passes through the double refraction prism, it is caused by vibrations in one direction due to the characteristics of the prism. It is separated into another light by refraction, and when these two light strikes the object, they are merged by a special prism that acts again, causing interference. At this time, the object is difficult to identify because it is high or low. It is a device using the principle that is visible to the observer by aligning the direction of polarized light in the analyzer (analyzer).
이러한 미분간섭현미경은 PDP(Plazma Display Panel) 또는 LCD(Liquid Cyristal Display)와 같은 평판표시장치의 패널에 이방성 도전필름(ACF)를 부착하였을 때 그 안에 있는 도전볼 등의 압착된 흔적(압흔)을 관찰하고자 할 때 사용되고 있다.The differential microscopy shows the compressed traces (indentations) of conductive balls, etc., when the anisotropic conductive film (ACF) is attached to a panel of a flat panel display device such as a plasma display panel (PDP) or a liquid cyclic display (LCD). It is used when you want to observe.
이와 같은 미분간섭현미경의 일례가 도 2에 도시되어 있다.An example of such a differential interference microscope is shown in FIG.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 미분간섭현미경(200)은 대물렌즈(210), 경통(220), 2중굴절프리즘(230), 조명(240), 제1하프미러(250a), 제2하프미러(250b), 에널라이저(260), 편광필터(270), 자동초점용 카메라(280) 및 검사카메라(290)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 2, the conventional
대물렌즈(210)는 카메라(290)에 의해 촬영된 이미지를 확대하여 관찰하기 위한 것으로, 경통(220)의 위쪽에 위치하고 있다.The
2중굴절프리즘(230)은 통과하는 빛을 진동에 의한 한 방향의 빛과 굴절에 의 한 다른 방향을 빛으로 분리시키기 위한 것으로, 대물렌즈(210)의 아래쪽에 위치하게 경통(220) 안에 설치되어 있고, 경통(220)의 일측에 설치된 조절 모터(235)에 의해 프리즘(230)의 각도가 조절된다.The
조명(240)은 검사에 필요한 광원을 출사하기 위한 것으로, 경통(220)의 외측에 설치되어 있다.The illumination 240 is for emitting a light source for inspection, and is provided outside the
제1하프미러(250a)는 이미지와 조명을 하나의 광경로로 합치기 위한 것이고, 제2하프미러(250b)는 이미지와 초점을 하나의 광경로로 합치기 위한 것으로, 프리즘(230)의 아래쪽에 위치하도록 일정 간격을 두고 경통(220) 안에 설치되어 있다. 이때, 제1하프미러(250a)는 경통(220)의 축과 조명(240)의 축이 교차하는 지점에 위치하고, 제2하프미러(250b)는 경통(220)의 축과 자동초점용 카메라(280)의 축이 교차하는 지점에 위치하고 있다.The
에널라이져(260)는 관찰자의 눈에 보이게 편광된 빛의 방향을 맞추기 위한 것으로, 제1하프미러(250a)와 제2하프미러(250b) 사이에 위치하게 경통(220) 안에 설치되며, 경통(220) 외측에 설치된 에널라이져 조절용 노브(265)에 의해 방향이 조절된다.The
편광필터(270)는 조명(240)에서 나온 빛을 평행편광으로 바꾸기 위한 것으로, 조명(240)과 제1하프미러(250a) 사이에 위치하고 있다.The
자동초점용 카메라(280)는 물체의 초점을 자동으로 맞추기 위한 것으로, 경통(220)의 외측에 설치되어 있다.The
검사카메라(290)는 현미경에서 생성된 이미지를 촬영하기 위한 것으로, 대물 렌즈(210)의 반대편에 위치하게 경통(220)에 설치되어 있다.The
그러나, 상술한 구성을 갖는 종래의 현미경은 검사카메라의 초점을 맞추기 위하여 자동초점용 카메라를 상하로 움직이거나 피검사체를 상하로 움직인 후 별도의 연산 작업을 하여야 했기 때문에 검사 속도가 느리고 작업 시간이 많이 소요되었다.However, in the conventional microscope having the above-described configuration, the inspection speed is slow and the working time is increased because the automatic focusing camera has to be moved up and down or the subject is moved up and down in order to focus the inspection camera. It took a lot.
또한, 검사카메라가 화소에 맞는 특정 영역만을 볼 수 있어 검사 영역이 매우 제한되는 문제점이 있었다. In addition, the inspection camera can see only a specific area that matches the pixel, there is a problem that the inspection area is very limited.
본 발명을 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 자동 초점용 카메라 대신에 레이저 변위 센서를 장착함으로써 검사 시간을 단축시킬 수 있는 미분간섭현미경을 제공하는 것이다.The present invention was devised to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a differential interference microscope that can shorten inspection time by mounting a laser displacement sensor instead of an auto focusing camera.
본 발명의 다른 목적은 에리어 카메라(area camera) 대신에 라인 카메라(line camera)를 검사용 카메라로 사용함으로써 검사 영역을 넓힐 수 있는 미분간섭현미경을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a differential microscope that can widen the inspection area by using a line camera as an inspection camera instead of an area camera.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 경통의 일단에 위치하는 대물렌즈와, 대물렌즈에 인접하게 경통 안에 마련되는 2중굴절프리즘과, 2중굴절프리즘의 아래쪽에 위치하게 경통 밖에 마련되는 조명과, 경통의 축과 조명의 축 이 교차하는 위치하는 지점에 경통 안에 마련되는 하프미러와, 하프미러의 아래쪽에 위치하게 경통 안에 마련되는 에널라이저와, 하프미러와 조명 사이에 위치하게 경통 밖에 마련되는 편광필터와, 조명의 반대편에 위치하게 경통 밖에 마련되며 최초 및 최종 상대변위 값에 따라 현미경의 수직축 이동을 제어하기 위한 레이저변위센서와, 경통의 타단에 위치하는 검사카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 속도와 영역이 증강된 미분간섭현미경을 제공한다.In order to achieve the above object of the present invention, the present invention provides an objective lens positioned at one end of the barrel, a double refractive prism provided in the barrel adjacent to the objective lens, and positioned outside the barrel at a lower portion of the double refractive prism. A half mirror provided in the barrel at the point where the illumination shaft is arranged, the axis of the barrel and the axis of the illumination intersect, an analyzer provided in the barrel positioned below the half mirror, and positioned between the half mirror and the illumination And a polarization filter provided outside the barrel, a laser displacement sensor provided outside the barrel positioned opposite to the illumination and controlling the vertical axis movement of the microscope according to the initial and final relative displacement values, and an inspection camera located at the other end of the barrel. It provides a differential scanning microscope, characterized in that the inspection speed and area is enhanced.
바람직한 실시예에 따른 본 발명의 현미경은 레이저변위센서 검사 진행 방향으로 경통의 앞쪽에 마련되는 것을 특징으로 한다.Microscope of the present invention according to a preferred embodiment is characterized in that provided in front of the barrel in the laser displacement sensor inspection progress direction.
여기서, 검사카메라는 라인 카메라인 것을 특징으로 한다.Here, the inspection camera is characterized in that the line camera.
또한, 2중굴절프리즘은 경통의 바깥쪽에 마련되는 조절 모터에 의해 각도가 조절되는 것을 특징으로 한다.In addition, the birefringence prism is characterized in that the angle is adjusted by a control motor provided on the outside of the barrel.
본 발명의 현미경은 또한 조명이 초고휘도 엘이디(LED)와 집광렌즈계로 구성되는 것을 특징으로 한다.The microscope of the present invention is also characterized in that the illumination is composed of an ultra bright LED (LED) and a condenser lens system.
이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미분간섭현미경에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a differential interference microscope according to a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in detail.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 미분간섭현미경(100)은 대물렌즈(110), 경통(120), 2중굴절프리즘(130), 조명(140), 하프미러(150), 에널라이저(160), 편광필터(170), 레이저변위센서(180) 및 검사카메라(190)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the differential
대물렌즈(110)는 카메라(190)에 의해 촬영된 이미지를 확대하여 관찰하기 위 한 것으로, 경통(120)의 위쪽에 위치한다. 대물렌즈(110)는 검사시 예컨대, LCD 검사면과 마주하여 위치하게 된다.The
2중굴절프리즘(130)은 통과하는 빛을 진동에 의한 한 방향의 빛과 굴절에 의한 다른 방향을 빛으로 분리시키기 위한 것으로, 대물렌즈(110)의 아래쪽에 위치하게 경통(120) 안쪽에 설치되고, 경통(120)의 일측에 설치된 조절 모터(135)에 의해 프리즘(130)의 각도가 조절된다.The
조명(140)은 검사에 필요한 광원을 출사하기 위한 것으로, 경통(120)의 바깥쪽에 설치된다. 조명(140)은 구체적으로 도시하지는 않았지만 초고휘도 엘이디(LED)와 집광렌즈계로 구성된다.
하프미러(150)는 이미지와 조명을 하나의 광경로로 합치기 위한 것이고, 프리즘(130)의 아래쪽에 위치하도록 일정 간격을 두고 경통(120) 안쪽에 설치된다. 이때, 하프미러(150)는 경통(120)의 축과 조명(140)의 축이 교차하는 지점에 위치한다.The
에널라이저(160)는 관찰자의 눈에 보이게 편광된 빛의 방향을 맞추기 위한 것으로, 하프미러(150의 아래쪽에 위치하게 경통(120) 안쪽에 설치되며, 경통(120) 바깥쪽에 설치된 에널라이져 조절용 노브(165)에 의해 방향이 조절된다.The
편광필터(170)는 조명(140)에서 나온 빛을 평행편광으로 바꾸기 위한 것으로, 조명(140)과 하프미러(150) 사이의 경통(120)의 바깥쪽에 위치한다.The
레이저변위센서(180)는 물체의 초점을 자동으로 맞추기 위한 것으로, 경통(120)의 바깥쪽에 조명(140)의 반대편, 즉 검사 진행 방향으로 현미경(100)의 앞 쪽에 설치된다. 바람직하게, 레이저변위센서(180)는 대물렌즈(110)와 인접한 위치의 경통(120) 바깥쪽에 설치된다. 레이저변위센서(180)는 현미경(100)의 광학계와는 별도의 작동 메카니즘을 갖고 있으며 최초 및 최종 상대변위 값에 따라 미도시한 모터를 직접 제어하여 현미경(100)을 초점 위치에 빠르게 가져갈 수 있게 되어있다. 또한, 레이저변위센서(180)의 변위값을 컴퓨터에서 읽어 현미경(100)이 다음 위치로 이동할 때 수직축 이동, 즉 피검사체쪽으로의 수직 이동을 제어하여 고속으로 포커싱을 구현할 수 있다. 따라서, 검사 시간이 단축될 수 있다.The
검사카메라(190)는 생성된 이미지를 촬영하기 위한 것으로, 대물렌즈(110)의 반대편에 위치하게 경통(120)에 설치된다. 검사카메라(190)로는 종래의 에리어 카메라(area camera) 대신에 라인 카메라(line camera)가 사용된다. 라인 카메라는 예를 들어, 6k 또는 8k의 1차원 배열로 이동하며(가로 6mm 또는 8mm) 스캐닝 작업을 하게 된다. 이로 인해, 종래에 비해 보다 넓은 영역을 동시에 볼 수 있고 따라서 데이타 속도를 증가시킬 수 있다.The
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 본 발명의 미분간섭현미경에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 다양한 변경, 변형 또는 수정이 가능함은 당업자에게 명백하다.While the above has been described with respect to the differential microscopy of the present invention with reference to a preferred embodiment of the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that various changes, modifications or modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
본 발명의 미분간섭현미경에 따르면, 종래의 자동초점용 카메라 대신에 레이저변위센서를 사용함으로써 최초 및 최종 상대변위 값에 따라 현미경의 수직축으로 이동 제어되기 때문에 검사 시간이 크게 단축될 수 있다.According to the differential submicroscope of the present invention, by using a laser displacement sensor instead of a conventional autofocus camera, the inspection time can be greatly shortened because the movement is controlled to the vertical axis of the microscope according to the initial and final relative displacement values.
또한, 검사카메라로 종래의 에리어 카메라 대신에 라인 카메라를 사용함으로써 1차원 배열로 이동하며 스캐닝 작업을 하게 되기 때문에 검사 영역이 넓어지고 또한 데이타 속도도 증가시킬 수 있다.In addition, by using a line camera instead of a conventional area camera as the inspection camera, the scanning operation is performed by moving in a one-dimensional array, thereby increasing the inspection area and increasing the data speed.
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