KR20240044792A - Reflective Fourier ptychographic microscopy using deep-ultraviolet - Google Patents

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KR20240044792A
KR20240044792A KR1020220124254A KR20220124254A KR20240044792A KR 20240044792 A KR20240044792 A KR 20240044792A KR 1020220124254 A KR1020220124254 A KR 1020220124254A KR 20220124254 A KR20220124254 A KR 20220124254A KR 20240044792 A KR20240044792 A KR 20240044792A
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안희경
전병혁
김영식
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한국표준과학연구원
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Abstract

본 발명은 DUV(Deep-UltraViolet) 반사형 FPM(Fourier Ptychographic Microscopy)에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 가시광선이 아닌 DUV(deep ultraviolet)를 광원으로 사용하여 FPM의 회절한계를 낮춤으로써 기존보다 훨씬 더 높은 분해능을 얻을 수 있도록 하는 DUV 반사형 FPM을 제공함에 있다. 본 발명의 다른 목적은, DUV 광원 적용을 위한 회전스테이지를 도입함으로써 광경로상의 광학부품에 DUV 코팅을 하는 등의 가공이 불필요하도록 함으로써, 원하는 성능을 달성하면서도 구성을 간소화하고 제작비용을 저감할 수 있ㄷ록 하는 DUV 반사형 FPM을 제공함에 있다.The present invention relates to Deep-UltraViolet (DUV) reflective Fourier Ptychographic Microscopy (FPM). The purpose of the present invention is to provide a DUV reflective FPM that uses DUV (deep ultraviolet), rather than visible light, as a light source to lower the diffraction limit of the FPM, thereby achieving much higher resolution than before. Another object of the present invention is to eliminate the need for processing such as DUV coating on optical components on the optical path by introducing a rotating stage for applying a DUV light source, thereby simplifying the configuration and reducing manufacturing costs while achieving the desired performance. The goal is to provide a DUV reflective FPM that allows

Figure P1020220124254
Figure P1020220124254

Description

DUV 반사형 FPM {Reflective Fourier ptychographic microscopy using deep-ultraviolet}DV Reflective FPM {Reflective Fourier ptychographic microscopy using deep-ultraviolet}

본 발명은 DUV(Deep-UltraViolet) 반사형 FPM(Fourier Ptychographic Microscopy)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대면적 고해상도 계측기술인 FPM에 있어서 더욱 분해능을 향상하도록 하는, DUV 반사형 FPM에 관한 것이다.The present invention relates to DUV (Deep-UltraViolet) reflective FPM (Fourier Ptychographic Microscopy), and more specifically, to DUV reflective FPM, which further improves resolution in FPM, a large-area, high-resolution measurement technology.

반도체 패키징 및 디스플레이는 날이 갈수록 더욱 초미세 및 초집적화되는 추세로 발전해 가고 있다. 이러한 추세에 따라 반도체 패키징이나 디스플레이에서 발생되는 미세한 결함을 측정하기 위해서는, 갈수록 더 높은 수준의 분해능이 요구되고 있다.Semiconductor packaging and displays are becoming more ultra-fine and ultra-integrated day by day. According to this trend, increasingly higher levels of resolution are required to measure microscopic defects occurring in semiconductor packaging or displays.

결함을 측정하기 위해 현재 사용되는 기술들 중 SEM(Scanning electronic microscopy)나 AFM(Atomic force microscopy) 등의 경우, 수 nm의 초고분해능을 가진다는 장점이 있어 실험실 수준에서는 사용이 가능하다. 그러나 이러한 기술들은 진공과 같은 특별한 측정조건이 필요하거나, 측정을 위해 샘플에 전도성을 주는 코팅을 해야 하거나, 단면을 절단해야 하는 등과 같이 측정을 위한 환경형성이나 후가공이 필요하며, 또한 분해능이 초고도로 높은 대신 측정속도가 현저히 떨어지는 문제가 있어, 제품 양산라인에서 사용되기에는 큰 한계가 있다. 광학식 측정장비는 SEM과 AFM 등의 대안이 될 수 있으나 회절한계로 인해 분해능이 최소 수 백 nm 이상으로 현저히 떨어진다.Among the technologies currently used to measure defects, scanning electronic microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) have the advantage of having ultra-high resolution of several nm, so they can be used at the laboratory level. However, these technologies require special measurement conditions such as vacuum, create an environment for measurement or post-processing, such as applying a conductive coating to the sample for measurement or cutting a cross section, and also require ultra-high resolution. Although it is high, there is a problem with the measurement speed being significantly low, so there are significant limitations to its use in mass production lines. Optical measurement equipment can be an alternative to SEM and AFM, but due to diffraction limit, the resolution is significantly reduced to at least several hundred nm.

한편 FPM(Fourier Ptychographic Microscopy)은 2013년 Guoan Zheng에 의해 개발된 위상복구(phase retrieval) 방법이다. 기존의 현미경 이미징 방식은 렌즈를 통해 빔을 집속시키고 감지기(detector)를 통해 빛의 강도(intensity) 정보만이 획득되기 때문에 위상에 대한 정보를 알 수 없었다. FPM에서는 빛을 수직하게만 입사시키는 것이 아니라 여러 각도에서 입사시킴으로써, 명시야(bright field) 이미지, 암시야(dark field) 이미지 등 다양한 위상의 이미지를 얻을 수 있으며, 이러한 이미지들을 이용하여 해상도(resolution)를 향상시킬 수 있다.Meanwhile, FPM (Fourier Ptychographic Microscopy) is a phase retrieval method developed by Guoan Zheng in 2013. The existing microscope imaging method focuses the beam through a lens and obtains only the intensity information of the light through a detector, so information about the phase cannot be obtained. In FPM, by injecting light not only vertically but also from various angles, images of various phases, such as bright field images and dark field images, can be obtained, and these images can be used to achieve resolution. ) can be improved.

FPM은 기존의 디지털 홀로그래픽 현미경(digital holographic microscopy)와 같이 기준(reference)빔을 이용하지 않아도 위상이 계산될 수 있다. 이러한 FPM은 기준빔이 없이 위상계산이 가능하므로 시스템이 컴팩트해질 수 있고, 신호빔/기준빔이 구분되지 않으므로 진동에 강한 장점이 있다. 또한, 기존의 디지털 홀로그래픽 현미경은 고해상도를 얻기 위해 높은 NA의 대물렌즈를 사용할 경우 적은 FOV(field of view)와 DOF(depth of focus)를 갖는 반면, FPM은 집광렌즈를 LED 어레이로 대체해서 높은 조명각(illumination angle)이 가능하게 함으로써 낮은 NA의 대물렌즈로도 고해상도를 얻기 때문에 넓은 FOV와 DOF를 갖는 장점이 있다. 또한, LED어레이로 높은 조명각을 얻기 때문에 기계적 구동부가 필요없다.FPM can calculate phase without using a reference beam like existing digital holographic microscopy. This FPM can calculate the phase without a reference beam, so the system can be compact, and it has the advantage of being resistant to vibration because the signal beam and reference beam are not differentiated. In addition, the existing digital holographic microscope has a small FOV (field of view) and DOF (depth of focus) when using a high NA objective lens to obtain high resolution, whereas FPM replaces the condenser lens with an LED array to achieve high resolution. By enabling an illumination angle, high resolution can be obtained even with a low NA objective lens, which has the advantage of having a wide FOV and DOF. Additionally, since a high illumination angle is achieved with an LED array, there is no need for a mechanical driver.

FPM은 처음 투과형, 즉 광원에서 조사된 빛이 측정대상물을 투과하여 광검출기에 도달함으로써 이미지를 얻는 형태로 구성되었으며, 바이오, 의학 분야에서 생체조직과 같이 투명한 측정대상물을 관찰하는 데에 유용하게 사용될 수 있다. 그러나 이러한 반도체 분야에서의 측정대상물은 불투명하기 때문에 이러한 투과형 FPM을 적용하기 어렵다. 이에 광원에서 조사된 빛이 측정대상물로부터 반사되어 광검출기에 도달함으로써 이미지를 얻는 형태로 구성되는 반사형 FPM이 개발되어 사용되고 있다. 반사형 FPM의 경우 약 250nm 이하의 매우 높은 분해능을 얻을 수 있음이 알려져 있다. 한국특허등록 제2315016호("조각거울과 가림막을 이용한 반사형 FPM", 2021.10.14.)에 이러한 투과형 FPM 및 반사형 FPM의 기본적인 구조가 잘 개시되어 있다.FPM was initially composed of a transmissive type, that is, a form in which an image is obtained by the light irradiated from a light source passing through the object to be measured and reaching the photodetector, and it can be usefully used in the bio and medical fields to observe transparent objects to be measured such as biological tissue. You can. However, because the measurement object in the semiconductor field is opaque, it is difficult to apply this transmissive FPM. Accordingly, a reflective FPM is being developed and used in which the light emitted from the light source is reflected from the measurement object and reaches the photodetector to obtain an image. It is known that in the case of reflective FPM, very high resolution of about 250 nm or less can be obtained. Korean Patent Registration No. 2315016 (“Reflective FPM using sculptural mirror and screen”, October 14, 2021) clearly discloses the basic structures of such transmissive FPM and reflective FPM.

지금까지의 FPM은 가시광선을 사용하여 왔는데, 회절한계는 λ/NA에 비례하는 바 회절한계를 낮추는데 한계가 있어, 분해능을 더 향상시키기 어려운 문제가 있었다.Until now, FPM has used visible light, but since the diffraction limit is proportional to λ/NA, there is a limit to lowering the diffraction limit, making it difficult to further improve resolution.

한국특허등록 제2315016호("조각거울과 가림막을 이용한 반사형 FPM", 2021.10.14.)Korean Patent Registration No. 2315016 (“Reflective FPM using sculptural mirror and screen”, 2021.10.14.)

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 가시광선이 아닌 DUV(deep ultraviolet)를 광원으로 사용하여 FPM의 회절한계를 낮춤으로써 기존보다 훨씬 더 높은 분해능을 얻을 수 있도록 하는 DUV 반사형 FPM을 제공함에 있다. 본 발명의 다른 목적은, DUV 광원 적용을 위한 회전스테이지를 도입함으로써 광경로상의 광학부품에 DUV 코팅을 하는 등의 가공이 불필요하도록 함으로써, 원하는 성능을 달성하면서도 구성을 간소화하고 제작비용을 저감할 수 있ㄷ록 하는 DUV 반사형 FPM을 제공함에 있다.Therefore, the present invention was conceived to solve the problems of the prior art as described above, and the purpose of the present invention is to lower the diffraction limit of FPM by using DUV (deep ultraviolet) rather than visible light as a light source, thereby reducing the The goal is to provide a DUV reflective FPM that allows for higher resolution. Another object of the present invention is to eliminate the need for processing such as DUV coating on optical components on the optical path by introducing a rotating stage for applying a DUV light source, thereby simplifying the configuration and reducing manufacturing costs while achieving the desired performance. The goal is to provide a DUV reflective FPM that allows

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 DUV 반사형 FPM(100)은, 반사형 FPM(Fourier Ptychographic Microscopy)에 있어서, 빛이 진행하는 방향을 전방, 그 반대방향을 후방이라 할 때, 광원(111), 기결정된 주기로 변화하는 마스크 형태로 형성되어 상기 광원(111)으로부터 나오는 빛의 일부만 통과시키는 회전스테이지(112), 상기 회전스테이지(112) 전방에 배치되어 DUV(Deep UltraViolet) 파장의 빛만 통과시키는 DUV필터(113)를 포함하는 광발생부(110); 상기 광발생부(110)에서 출력된 빛이 기결정된 장소로 진행하도록 광경로를 형성하는 광전달부(120); 상기 광전달부(120)에 의해 전달된 빛을 대물렌즈(132)를 이용하여 측정대상물(500)에 조사함으로써 측정대상물(500)의 이미지를 획득하는 광측정부(130); 를 포함하며, 상기 회전스테이지(112)의 기결정된 주기로 변화하는 마스크 형태는, 링 형태로 배열된 복수 개의 LED가 기결정된 주기로 켜짐/꺼짐을 수행하는 LED 링 역할을 구현하는 형태일 수 있다.The DUV reflective FPM (100) of the present invention for achieving the above-mentioned purpose is a light source when, in reflective FPM (Fourier Ptychographic Microscopy), the direction in which light travels is forward and the opposite direction is backward. (111), a rotating stage 112 that is formed in the form of a mask that changes at a predetermined period and allows only a portion of the light coming from the light source 111 to pass through, and is disposed in front of the rotating stage 112 to transmit only light of the DUV (Deep UltraViolet) wavelength. A light generating unit 110 including a DUV filter 113 that passes through; a light transmitting unit 120 that forms an optical path so that the light output from the light generating unit 110 travels to a predetermined location; An optical measurement unit 130 that obtains an image of the measurement object 500 by irradiating the light transmitted by the light transmitting unit 120 to the measurement object 500 using an objective lens 132; It includes, and the mask shape that changes at a predetermined period of the rotation stage 112 may be a form that implements the role of an LED ring in which a plurality of LEDs arranged in a ring shape are turned on/off at a predetermined period.

이 때 상기 회전스테이지(112)는, 상기 광원(111)으로부터 나오는 빛 중 중심라인(L1) 및 주변라인(L2)에 해당하는 빛만을 통과시키되 주변라인(L2) 위치가 중심라인(L1)을 중심으로 기결정된 주기로 회전하도록 형성될 수 있다.At this time, the rotation stage 112 passes only the light corresponding to the center line (L1) and the peripheral line (L2) among the light coming from the light source 111, and the position of the peripheral line (L2) is at the center line (L1). It may be formed to rotate around the center at a predetermined period.

또한 상기 회전스테이지(112)는, 광축을 중심으로 기결정된 주기로 회전하는 회전몸체(112a), 상기 회전몸체(112a)와 적층되게 고정 배치되어 상기 회전몸체(112a)를 회전가능하게 지지하는 고정몸체(112b), 상기 회전몸체(112a) 중심에 형성되는 회전중심통공(112c), 상기 회전중심통공(112c) 주변에 상기 회전중심통공(112c)과 기결정된 이격거리(r)만큼 이격 배치되는 단일 개의 회전주변통공(112d), 상기 고정몸체(112b) 중심에 형성되는 고정중심통공(112e), 상기 고정중심통공(112e) 주변에 상기 고정중심통공(112e)과 상기 이격거리(r)만큼 이격되며 서로 방사상 등간격으로 배치되는 복수 개의 고정주변통공(112f)을 포함할 수 있다.In addition, the rotation stage 112 includes a rotating body 112a that rotates at a predetermined period about the optical axis, and a fixed body that is fixedly stacked with the rotating body 112a and rotatably supports the rotating body 112a. (112b), a rotation center hole 112c formed at the center of the rotation body 112a, a single spaced spaced around the rotation center hole 112c by a predetermined distance r from the rotation center hole 112c. A rotation peripheral hole (112d), a fixed center hole (112e) formed at the center of the fixed body (112b), and the fixed center hole (112e) is spaced around the fixed center hole (112e) by the separation distance (r). It may include a plurality of fixed peripheral through holes 112f arranged at radial equal intervals from each other.

또한 상기 회전스테이지(112)는, 상기 회전중심통공(112c) 및 상기 고정중심통공(112e)이 형성된 위치는 항상 개방상태로서 빛이 항상 통과함에 따라 고정된 중심라인(L1)을 형성하고, 기결정된 주기로 회전하는 상기 회전주변통공(112d)이 복수 개의 상기 고정주변통공(112f) 중 선택된 어느 하나와 겹치는 위치는 주기적으로 개방상태로서 빛이 주기적으로 통과함에 따라 주기적으로 회전하는 주변라인(L2)을 형성할 수 있다.In addition, the rotation stage 112 forms a fixed center line L1 as the position where the rotation center hole 112c and the fixed center hole 112e are formed is always open and light always passes through. The position where the rotating peripheral through hole 112d, which rotates at a determined period, overlaps with any one selected from the plurality of fixed peripheral through holes 112f is in a periodically open state and the peripheral line L2 rotates periodically as light passes periodically. can be formed.

또한 상기 회전스테이지(112)는, 상기 이격거리(r)가 상기 대물렌즈(132)의 초점거리 및 개구수(NA)에 따라 결정될 수 있다.Additionally, the separation distance (r) of the rotating stage 112 may be determined depending on the focal length and numerical aperture (NA) of the objective lens 132.

또한 상기 광원(111)은, 플라즈마 광원인 것이 바람직하다.Additionally, the light source 111 is preferably a plasma light source.

또한 상기 광전달부(120)는, 상기 광발생부(110)에서 나온 중심라인(L1) 및 주변라인(L2)의 빛을 반사시켜 광경로를 변경하는 제1거울(121) 및 제2거울(122), 상기 제1, 2거울(121)(122)을 통해 반사되어 온 빛을 굴절시켜 중심라인(L1) 및 주변라인(L2)의 간격을 조절하도록 배치되는 제1렌즈(123) 및 제2렌즈(123)를 포함할 수 있다.In addition, the light transmitting unit 120 includes a first mirror 121 and a second mirror that change the optical path by reflecting the light of the center line L1 and the peripheral line L2 coming from the light generating unit 110. (122), a first lens 123 arranged to adjust the distance between the center line (L1) and the peripheral line (L2) by refracting the light reflected through the first and second mirrors (121) and (122), and It may include a second lens 123.

또한 상기 광측정부(130)는, 상기 광전달부(120)에서 전달되어 온 빛을 반사시켜 상기 측정대상물(500)로 보내고, 상기 측정대상물(500)에서 반사되어 온 빛을 투과시키는 빔스플리터(131), 상기 빔스플리터(131)에서 반사되어 온 빛을 상기 측정대상물(500)로 초점을 맞추어 조사하는 대물렌즈(132), 상기 빔스플리터(131)를 투과하여 온 빛을 집속하는 튜브렌즈(133), 상기 튜브렌즈(133)에서 집속되어 온 빛을 검출하여 상기 측정대상물(500)의 이미지를 획득하는 광검출기(134)를 포함할 수 있다.In addition, the light measuring unit 130 is a beam splitter that reflects the light transmitted from the light transmitting unit 120 and sends it to the measurement object 500, and transmits the light reflected from the measurement object 500. (131), an objective lens 132 that focuses and irradiates the light reflected from the beam splitter 131 onto the measurement object 500, and a tube lens that focuses the light passing through the beam splitter 131. (133), it may include a photodetector 134 that detects the light focused from the tube lens 133 and acquires an image of the measurement object 500.

본 발명에 의하면, 가시광선이 아닌 DUV(deep ultraviolet)를 광원으로 사용하여 FPM의 회절한계를 낮춤으로써 기존보다 훨씬 더 높은 분해능을 얻을 수 있도록 하는 큰 효과가 있다.According to the present invention, by lowering the diffraction limit of FPM by using DUV (deep ultraviolet) rather than visible light as a light source, there is a great effect of achieving much higher resolution than before.

한편 종래의 가시광선 FPM에서 사용되던 빔조종거울(beam steering mirror) 및 여러 광학부품으로 구성된 광학계를 사용하거나, DMD를 이용하여 LED어레이 형태를 만드는 경우, 단지 광원만 DUV로 바꾼다면 광경로상의 모든 거울에 DUV 코팅을 해야 하기 때문에 비용이 크게 상승하는 문제가 있을 수 있다. 그러나 본 발명에서는 DUV 광원 적용에 최적화하기 위해 회전스테이지를 도입하였는데, 이러한 회전스테이지의 적용으로 인하여 광학부품에 DUV 코팅을 할 필요가 없어지는 바 장치 구성에 있어서의 경제적 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.On the other hand, when using an optical system consisting of a beam steering mirror and various optical components used in the conventional visible light FPM, or when creating an LED array using DMD, if only the light source is changed to DUV, all of the light in the optical path is changed. Because DUV coating must be applied to the mirror, there may be a problem that the cost increases significantly. However, in the present invention, a rotating stage was introduced to optimize the application of the DUV light source. The application of this rotating stage eliminates the need for DUV coating on optical parts, which has the effect of minimizing economic losses in device configuration. there is.

또한 본 발명에 의하면, DUV 광원 중에서도 엑시머 레이저(excimer laser)가 아닌 반전잡음(speckle noise)이 없고 충분히 높은 출력을 가지면서도 훨씬 가격이 저렴한 플라즈마(plasma) 광원을 사용함으로써 경제적 효과를 더욱 높일 수 있다. 뿐만 아니라 플라즈마 광원의 경우 엑시머 레이저보다 훨씬 컴팩트하기 때문에, 장치를 소형화하여 제품 양산라인에 직접 적용하여 제작 중에 실시간으로 결함(defect)을 측정해 내는 제작 및 측정 동시공정을 실현할 수 있는 큰 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the economic effect can be further increased by using a plasma light source rather than an excimer laser among DUV light sources, which has no speckle noise, has sufficiently high output, and is much cheaper. . In addition, because the plasma light source is much more compact than the excimer laser, it has the great effect of miniaturizing the device and applying it directly to the product mass production line to realize a simultaneous manufacturing and measurement process that measures defects in real time during production. .

도 1은 본 발명의 DUV 반사형 FPM의 구성도.
도 2는 본 발명의 회전스테이지의 실시예의 상세도.
도 3은 종래의 LED 링 및 본 발명의 회전스케이지의 비교도.
도 4는 본 발명의 DUV 반사형 FPM에 의해 획득된 이미지 예시.
1 is a configuration diagram of a DUV reflective FPM of the present invention.
Figure 2 is a detailed view of an embodiment of the rotating stage of the present invention.
Figure 3 is a comparative diagram of a conventional LED ring and a rotating cage of the present invention.
Figure 4 is an example image acquired by the DUV reflective FPM of the present invention.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 DUV(Deep-UltraViolet) 반사형 FPM(Fourier Ptychographic Microscopy)을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the Deep-UltraViolet (DUV) reflective Fourier Ptychographic Microscopy (FPM) according to the present invention having the above-described configuration will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 DUV 반사형 FPM의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 DUV 반사형 FPM(100)은 크게 광발생부(110), 광전달부(120), 광측정부(130)를 포함할 수 있다. 이 때 상기 광전달부(120) 및 상기 광측정부(130)의 경우, 상기 광전달부(120)는 상기 광발생부(110)에서 출력된 빛이 기결정된 장소로 진행하도록 광경로를 형성하는 역할을 하고, 상기 광측정부(130)는 상기 광전달부(120)에 의해 전달된 빛을 대물렌즈(132)를 이용하여 측정대상물(500)에 조사함으로써 측정대상물(500)의 이미지를 획득하는 역할을 하며, 역할상이나 구성상으로 종래의 반사형 FPM과 크게 다르지 않다.Figure 1 is a configuration diagram of the DUV reflective FPM of the present invention. As shown in FIG. 1, the DUV reflective FPM 100 of the present invention may largely include a light generating unit 110, a light transmitting unit 120, and a light measuring unit 130. At this time, in the case of the light transmitting unit 120 and the light measuring unit 130, the light transmitting unit 120 forms an optical path so that the light output from the light generating unit 110 travels to a predetermined location. The light measuring unit 130 irradiates the light transmitted by the light transmitting unit 120 to the measurement object 500 using the objective lens 132 to create an image of the measurement object 500. It plays an acquisition role and is not much different from the conventional reflective FPM in terms of role and composition.

그러나 본 발명에서는 종래의 FPM과는 달리 가시광선이 아닌 DUV(deep ultraviolet), 즉 파장 193nm의 빛을 광원으로 사용하여 FPM의 회절한계를 낮춤으로써 기존보다 훨씬 더 높은 분해능을 얻을 수 있도록 하며, 이를 위해 상기 광발생부(110)에 새로운 구성을 도입하였다. 보다 구체적으로는, 본 발명에서는 상기 광발생부(110)에 연속적인(continuous) 고출력 빛을 발산하는 광원(111), 회전스테이지(112), DUV필터(113)를 포함하게 함으로써, DUV를 이용한 광측정장치를 매우 효과적이면서도 경제적으로 실현한다. 이하에서 각부에 대하여 보다 상세히 설명한다. 이 때, 빛이 진행하는 방향을 전방, 그 반대방향을 후방이라 한다.However, unlike the conventional FPM, the present invention uses DUV (deep ultraviolet), that is, light with a wavelength of 193 nm, rather than visible light, as a light source, lowering the diffraction limit of the FPM, making it possible to obtain much higher resolution than before. For this purpose, a new configuration was introduced to the light generating unit 110. More specifically, in the present invention, the light generator 110 includes a light source 111 that emits continuous high-output light, a rotating stage 112, and a DUV filter 113, thereby enabling DUV to be used. The optical measurement device is realized very effectively and economically. Below, each part will be described in more detail. At this time, the direction in which light travels is called forward, and the opposite direction is called backward.

먼저 상기 광원(111) 및 상기 DUV필터(113)에 대하여 설명한다. 상기 광원(111)은 빛을 발생시키는 역할을 하는데, 이 때 본 발명에서는 상기 DUV필터(113)를 사용하여 상기 광원(111)에서 나온 빛 중에서 DUV 파장의 빛만 통과시키기 때문에, 상기 광원(111) 자체가 특정파장의 빛, 즉 DUV를 발생시키지 않아도 된다.First, the light source 111 and the DUV filter 113 will be described. The light source 111 serves to generate light. At this time, in the present invention, the DUV filter 113 is used to pass only light of the DUV wavelength among the light emitted from the light source 111, so the light source 111 It does not need to generate light of a specific wavelength, that is, DUV.

앞서 설명한 바와 같이, 지금까지의 FPM은 가시광선을 사용하여 왔는데, 회절한계는 λ/NA에 비례하는 바 회절한계를 낮추는데 한계가 있어, 분해능을 더 향상시키기 어려운 문제가 있었다. 이에 가시광선 밖의 영역대의 빛, 그 중에서도 특히 DUV를 사용해보고자 하는 시도가 있었으나, 가시광선을 기반으로 구성되었던 종래의 FPM에 DUV를 곧바로 적용하기에는 다음과 같은 여러 가지 제한이 있다. 먼저 종래의 FPM에서는 대부분 가시광선 영역의 빛을 발생시키는 LED를 광원으로서 사용하였는데, LED 중에서 DUV 영역의 빛을 발생시키는 고출력의 LED는 현재까지 없다. 또한 종래의 가시광선 FPM에서 사용되었던 빔조종거울(beam steering mirror) 및 여러 광학부품으로 구성된 광학계를 사용하거나, DMD를 이용하여 LED어레이 형태를 만드는 경우, 단지 광원만 DUV로 바꾼다면 광경로상의 모든 거울에 DUV 코팅을 해야 하기 때문에 비용이 크게 상승하는 문제가 있을 수 있다.As explained earlier, FPM to date has used visible light, but since the diffraction limit is proportional to λ/NA, there is a limit to lowering the diffraction limit, making it difficult to further improve resolution. Accordingly, there have been attempts to use light outside the visible light range, especially DUV, but there are several limitations to directly applying DUV to the conventional FPM, which was based on visible light, as follows. First, in most conventional FPMs, LEDs that generate light in the visible light range are used as light sources, but there is currently no high-output LED that generates light in the DUV range among LEDs. In addition, when using an optical system consisting of a beam steering mirror and various optical components used in conventional visible light FPM, or when creating an LED array using DMD, if only the light source is changed to DUV, all of the light in the optical path is changed. Because DUV coating must be applied to the mirror, there may be a problem that the cost increases significantly.

또한 일반적으로 특정파장의 빛을 발생시키는 광원으로서 널리 사용되는 것 중 하나가 엑시머 레이저(excimer laser)인데, 엑시머 레이저는 고출력이라는 장점은 있으나 연속광이 아닌 펄스광을 발생시키며, 가격이 매우 비싸고 다루기 어렵다는 단점이 있다. 뿐만 아니라 레이저와 같은 간섭성광원(coherent source)의 경우 반전잡음(speckle noise)이 발생하므로 이를 제거하는 추가적인 과정이 필요하다.In addition, one of the widely used light sources that generate light of a specific wavelength is the excimer laser. Although the excimer laser has the advantage of high output, it generates pulsed light rather than continuous light, and is very expensive and difficult to handle. The downside is that it is difficult. In addition, in the case of coherent sources such as lasers, speckle noise occurs, so an additional process to remove this is required.

본 발명에서는 반드시 특정파장의 빛을 발생시킬 필요가 없기 때문에 적절한 고출력의 빛이 발생되면 충분하며, 따라서 본 발명에서는 상기 광원(111)으로서 플라즈마 광원(plasma source)을 사용할 수 있다. 플라즈마 광원은 출력이 충분히 높으면서도 엑시머 레이저에 비해 훨씬 저렴하며, LED와 같이 부분적 간섭성(partial coherence)만을 가지므로 반전잡음이 없어 추가적인 후과정을 필요로 하지 않는다. 뿐만 아니라 플라즈마 광원은 엑시머 레이저에 비해 훨씬 컴팩트하기 때문에, 예를 들어 본 발명의 FPM을 제품 양산라인에 적용하고자 할 경우 장치 자체의 부피를 훨씬 소형화 및 경량화할 수 있어, 현장적용에 있어 훨씬 유리하다. 즉 본 발명에서는 상기 광원(111)에 플라즈마 광원을 적용함으로써 경제적 효과를 거두면서도 원하는 만큼의 충분한 성능을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 장치 적용범위를 훨씬 넓혀주는 장점까지 더 얻을 수 있다.In the present invention, since it is not necessary to generate light of a specific wavelength, it is sufficient to generate light of appropriate high output. Therefore, in the present invention, a plasma light source can be used as the light source 111. Plasma light sources have sufficiently high output but are much cheaper than excimer lasers, and since they have only partial coherence like LEDs, there is no inversion noise and no additional post-processing is required. In addition, because the plasma light source is much more compact than the excimer laser, for example, when applying the FPM of the present invention to a product mass production line, the volume of the device itself can be much smaller and lighter, making it much more advantageous for field application. . That is, in the present invention, by applying a plasma light source to the light source 111, not only can sufficient performance as desired be achieved while achieving economic effects, but also the advantage of greatly expanding the application range of the device can be obtained.

본 발명에서는 상기 광원(111)을 플라즈마 광원으로 하여 충분한 고출력을 확보하고, 상기 DUV필터(113)를 사용하여 상기 광원(111)에서 나오는 빛 중 DUV만을 쉽게 뽑아낼 수 있다. 여기에서, FPM에서의 광원에 필요한 요소가 한 가지 더 있는데, 그것은 바로 광원의 빛의 각도가 여러 가지로 바뀔 수 있어야 한다는 것이다. 앞서도 설명하였듯이 종래에는 가시광선을 사용하였기 때문에, 가시광선을 발생시키는 LED 복수 개를 링 형태로 배열하고, 이들을 선택적으로 켜거나 끔으로써 이용하여 빛을 다양한 각도로 조사시키는 동작을 쉽게 실현시킬 수 있었다. 그러나 앞서 설명한 바와 같이 DUV를 발생시키는 LED는 현존하지 않으므로 LED 링을 구성하는 것이 불가능하며, 플라즈마 광원은 개구수가 큰(large NA) 빛을 발생시키기 때문에 FPM에 적합한 빔 형태로 만들려면 별도의 장치가 있어야 한다.In the present invention, sufficient high output is secured by using the light source 111 as a plasma light source, and only DUV can be easily extracted from the light emitted from the light source 111 by using the DUV filter 113. Here, there is one more element required for the light source in FPM, which is that the angle of the light from the light source must be able to change in various ways. As explained earlier, because visible light was used in the past, it was possible to easily realize the operation of irradiating light at various angles by arranging a plurality of LEDs that generate visible light in a ring shape and selectively turning them on or off. . However, as explained earlier, since there are no LEDs that generate DUV in existence, it is impossible to construct an LED ring, and since the plasma light source generates light with a large numerical aperture (large NA), a separate device is required to create a beam form suitable for FPM. There must be.

본 발명에서는 상기 회전스테이지(112)를 사용하여 이러한 문제를 해결한다. 간략하게 설명하자면, 본 발명의 상기 회전스테이지(112)는, 기결정된 주기로 변화하는 마스크 형태로 형성되어 상기 광원(111)으로부터 나오는 빛의 일부만 통과시키는 역할을 한다. 이 때 상기 회전스테이지(112)의 기결정된 주기로 변화하는 마스크 형태는, 링 형태로 배열된 복수 개의 LED가 기결정된 주기로 켜짐/꺼짐을 수행하는 LED 링 역할을 구현하는 형태가 된다. 보다 구체적으로 설명하자면, 상기 회전스테이지(112)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 기본적으로 상기 광원(111)으로부터 나오는 빛 중 중심라인(L1) 및 주변라인(L2)에 해당하는 빛만을 통과시킨다. 다만 이 때, 주변라인(L2) 위치가 중심라인(L1)을 중심으로 기결정된 주기로 회전하도록 형성되는데, 이를 위하여 상기 회전스테이지(112)도 마스크가 회전하는 형태로 이루어지게 된다.In the present invention, this problem is solved by using the rotating stage 112. To briefly explain, the rotation stage 112 of the present invention is formed in the form of a mask that changes at a predetermined period and serves to pass only a portion of the light coming from the light source 111. At this time, the shape of the mask that changes at a predetermined period of the rotation stage 112 becomes a form that implements the role of an LED ring in which a plurality of LEDs arranged in a ring shape are turned on/off at a predetermined period. To be more specific, as shown in FIG. 1, the rotation stage 112 basically passes only the light corresponding to the center line (L1) and the peripheral line (L2) among the light coming from the light source 111. I order it. However, at this time, the position of the peripheral line (L2) is formed to rotate at a predetermined period around the center line (L1), and for this purpose, the rotation stage 112 is also configured to rotate as a mask.

도 2는 본 발명의 회전스테이지의 실시예의 상세도를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 상기 회전스테이지(112)는, 회전몸체(112a) 및 고정몸체(112b)를 포함할 수 있으며, 각각에는 여러 통공들이 형성되어 빛을 통과시키는 역할을 하게 된다.Figure 2 shows a detailed view of an embodiment of the rotating stage of the present invention. As shown in Figure 2, the rotating stage 112 of the present invention may include a rotating body 112a and a fixed body 112b, each of which has several holes formed to allow light to pass through. do.

상기 회전몸체(112a)는 광축을 중심으로 기결정된 주기로 회전한다. 이 때 상기 회전몸체(112a)에는 회전중심통공(112c) 및 회전주변통공(112d)이 형성된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 회전중심통공(112c)은 상기 회전몸체(112a) 중심에 형성된다. 또한 상기 회전주변통공(112d)은 상기 회전몸체(112a) 상에 단일 개가 형성되며, 상기 회전중심통공(112c) 주변에 상기 회전중심통공(112c)과 기결정된 이격거리(r)만큼 이격 배치된다. 이 때 상기 이격거리(r)는, 상기 대물렌즈(132)의 초점거리 및 개구수(NA)에 따라 결정된다.The rotating body 112a rotates at a predetermined period around the optical axis. At this time, a rotation center hole 112c and a rotation peripheral hole 112d are formed in the rotation body 112a. As shown in FIG. 2, the rotation center hole 112c is formed at the center of the rotation body 112a. In addition, a single rotation peripheral hole 112d is formed on the rotation body 112a, and is arranged around the rotation center hole 112c to be spaced apart from the rotation center hole 112c by a predetermined distance r. . At this time, the separation distance (r) is determined according to the focal length and numerical aperture (NA) of the objective lens 132.

상기 고정몸체(112b)는 상기 회전몸체(112a)와 적층되게 고정 배치되어 상기 회전몸체(112a)를 회전가능하게 지지한다. 이 때 상기 고정몸체(112b)에는 고정중심통공(112e) 및 고정주변통공(112f)이 형성된다. 역시 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 고정중심통공(112e)은 상기 고정몸체(112b) 중심에 형성된다. 또한 상기 고정주변통공(112f)은 상기 고정몸체(112b) 상에 복수 개가 형성되며, 상기 고정중심통공(112e) 주변에 상기 고정중심통공(112e)과 상기 이격거리(r)만큼 이격되며 서로 방사상 등간격으로 배치된다.The fixed body 112b is fixedly arranged to be stacked with the rotating body 112a and rotatably supports the rotating body 112a. At this time, a fixed center hole 112e and a fixed peripheral hole 112f are formed in the fixed body 112b. As also shown in FIG. 2, the fixing center hole 112e is formed at the center of the fixing body 112b. In addition, a plurality of the fixing peripheral through-holes 112f are formed on the fixing body 112b, and are spaced around the fixing center through-hole 112e by the distance r from the fixing center through-hole 112e and radially radiate from each other. They are placed at equal intervals.

이와 같이 형성된 상기 회전몸체(112a) 및 상기 고정몸체(112b)가 서로 적층되면, 상기 회전중심통공(112c) 및 상기 고정중심통공(112e)이 형성된 위치는 항상 개방상태가 된다. 즉 빛이 항상 통과할 수 있으며 그 위치가 고정되어 변하지 않는다. 즉 상기 회전스테이지(112)가 상기 광원(111) 전방에 배치된 상태에서, 상기 회전중심통공(112c) 및 상기 고정중심통공(112e)이 형성된 위치가 항상 개방상태로서 빛이 항상 통과함에 따라 고정된 중심라인(L1)을 형성할 수 있게 된다.When the rotating body 112a and the fixed body 112b formed in this way are stacked on each other, the positions where the rotating center through hole 112c and the fixed center through hole 112e are formed are always open. In other words, light can always pass through and its position is fixed and does not change. That is, when the rotation stage 112 is disposed in front of the light source 111, the position where the rotation center hole 112c and the fixed center hole 112e are formed are always open and fixed as light always passes through. It is possible to form a central line (L1).

한편 상기 회전몸체(112a)가 기결정된 주기로 회전하기 때문에, 상기 회전주변통공(112d)도 기결정된 주기로 회전하게 된다. 상기 회전주변통공(112d)이 회전하던 중에 복수 개의 상기 고정주변통공(112f) 중 선택된 어느 하나와 겹치게 위치하게 되면, 이 순간 이 위치는 개방상태가 되어 빛이 통과하게 된다. 즉 기결정된 주기로 회전하는 상기 회전주변통공(112d)이 복수 개의 상기 고정주변통공(112f) 중 선택된 어느 하나와 겹치는 위치는 주기적으로 개방상태가 되며, 이처럼 빛이 주기적으로 통과함에 따라 주기적으로 회전하는 주변라인(L2)을 형성할 수 있게 된다.Meanwhile, since the rotating body 112a rotates at a predetermined period, the rotation peripheral hole 112d also rotates at a predetermined period. When the rotating peripheral through hole 112d is positioned to overlap with one selected among the plurality of fixed peripheral through holes 112f while rotating, this position becomes open at this moment and allows light to pass through. That is, the position where the rotation peripheral through hole 112d, which rotates at a predetermined period, overlaps with any one selected among the plurality of fixed peripheral through holes 112f is periodically opened, and as light passes periodically, it rotates periodically. A peripheral line (L2) can be formed.

도 3은 종래의 LED 링 및 본 발명의 회전스테이지의 비교도를 도시한다.Figure 3 shows a comparative diagram of a conventional LED ring and a rotating stage of the present invention.

도 3 상측도면은 종래의 FPM에서 사용되는 LED 링의 동작을 도시한 것으로, 중심에 배치된 LED 1은 항상 켜짐상태이고, 주변에 등간격 방사상으로 배치된 LED 2~9는 시간에 따라 LED 2, LED 3, … 순으로 켜진다. 이에 따라 광원으로서 다양한 각도의 빔을 실현할 수 있고, 각각에서의 이미지를 얻어 취합처리함으로써 고해상도의 이미지를 얻을 수 있게 된다.The upper diagram of Figure 3 shows the operation of the LED ring used in a conventional FPM. LED 1 arranged in the center is always on, and LEDs 2 to 9 arranged radially at equal intervals around it turn on and off according to time. , LED 3, … Turns on in order. Accordingly, beams of various angles can be realized as light sources, and high-resolution images can be obtained by obtaining and processing images from each.

도 3 하측도면은 본 발명의 상기 회전스테이지(112)의 동작을 도시한 것이다. 중심위치인 POS 1은 항상 개방상태로서 항상 켜짐상태인 LED 1의 동작과 동일하게 상응한다. 상기 회전몸체(112a)가 회전하면, 상기 회전주변통공(112d) 및 상기 고정주변통공(112f)이 겹칠 때 해당 위치가 개방상태가 된다. 즉 시간에 따라 선택적으로 개방상태가 되는 위치는 POS 2, POS 3, … 순으로 변화하게 되는데, 이는 시간에 따라 선택적으로 켜지는 LED 2, LED 3, … 순으로 변화하는 동작과 동일하게 상응한다.The lower view of FIG. 3 shows the operation of the rotation stage 112 of the present invention. POS 1, the central position, is always open and corresponds equally to the operation of LED 1, which is always on. When the rotating body 112a rotates, the position becomes open when the rotation peripheral through hole 112d and the fixed peripheral through hole 112f overlap. In other words, locations that are selectively open depending on time are POS 2, POS 3, … They change in order, with LED 2, LED 3, etc. turning on selectively depending on the time. It corresponds equally to the sequentially changing movements.

이처럼 본 발명에서는, 상기 회전스테이지(112)를 이용하여 종래의 FPM에 사용되는 LED 링의 동작을 정확히 동일하게 구현해낼 수 있다. 물론 본 발명의 상기 회전스테이지(112)의 상세구성은 도 2에 한정되는 것은 아니며, 도 3에 도시된 바와 같이 LED 링의 동작을 구현할 수 있는 구조물이라면 어떠한 구성으로 변형 설계되어도 무방하다.As such, in the present invention, the rotation stage 112 can be used to implement exactly the same operation of the LED ring used in the conventional FPM. Of course, the detailed configuration of the rotation stage 112 of the present invention is not limited to FIG. 2, and as shown in FIG. 3, any structure that can implement the operation of the LED ring can be modified and designed.

상기 광전달부(120) 및 상기 광측정부(130)의 구성은, 앞서 설명한 바와 같이 종래의 FPM에서의 광전달부 및 광측정부에 해당하는 구성들의 동작과 크게 다르지 않으므로, 이하에서 간략하게만 설명하기로 한다.As described above, the configuration of the light transmitting unit 120 and the light measuring unit 130 is not significantly different from the operation of the components corresponding to the light transmitting unit and the light measuring unit in the conventional FPM, and is briefly described below. Let me just explain.

먼저 상기 광전달부(120)는, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 광발생부(110)에서 나온 중심라인(L1) 및 주변라인(L2)의 빛을 반사시켜 광경로를 변경하는 제1거울(121) 및 제2거울(122), 상기 제1, 2거울(121)(122)을 통해 반사되어 온 빛을 굴절시켜 중심라인(L1) 및 주변라인(L2)의 간격을 조절하도록 배치되는 제1렌즈(123) 및 제2렌즈(123)를 포함할 수 있다. 물론 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 광경로를 다르게 구성할 경우 추가적인 거울이나 렌즈가 더 구비될 수도 있다. 부연하자면, 종래의 FPM에 DUV 광원을 직접 적용한다고 가정할 경우, 이러한 광경로를 형성하는 여러 부품들 모두에 DUV 코팅을 해 주어야 하여 장치의 제작비용이 크게 상승할 위험성이 있다. 그러나 본 발명에서는, 상기 회전스테이지(112)를 이용하여 LED 링의 동작을 구현하고, 이렇게 만들어진 빛을 상기 DUV필터(113)에 통과시킴으로써 FPM에 사용되기에 적합한 DUV빔을 만들어내기 때문에, 상기 광전달부(120)에 포함되는 광학부품들에 DUV 코팅을 할 필요가 없어 장치 제작비용 상승 위험성이 원천적으로 배제될 수 있다.First, the light transmitting unit 120 is a first mirror that changes the optical path by reflecting the light of the center line (L1) and the peripheral line (L2) coming from the light generating unit 110, as shown in FIG. (121) and the second mirror 122, which are arranged to adjust the gap between the center line (L1) and the peripheral line (L2) by refracting the light reflected through the first and second mirrors (121) and (122). It may include a first lens 123 and a second lens 123. Of course, this does not limit the present invention, and additional mirrors or lenses may be provided if the optical path is configured differently as needed. To elaborate, assuming that a DUV light source is directly applied to a conventional FPM, there is a risk that the manufacturing cost of the device will increase significantly as DUV coating must be applied to all of the various parts forming this optical path. However, in the present invention, the operation of the LED ring is implemented using the rotating stage 112, and the light thus produced is passed through the DUV filter 113 to create a DUV beam suitable for use in FPM, so the light Since there is no need to apply DUV coating to the optical components included in the transmission unit 120, the risk of increasing device manufacturing costs can be fundamentally eliminated.

다음으로 상기 광측정부(130)는, 역시 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 광전달부(120)에서 전달되어 온 빛을 반사시켜 상기 측정대상물(500)로 보내고, 상기 측정대상물(500)에서 반사되어 온 빛을 투과시키는 빔스플리터(131), 상기 빔스플리터(131)에서 반사되어 온 빛을 상기 측정대상물(500)로 초점을 맞추어 조사하는 대물렌즈(132), 상기 빔스플리터(131)를 투과하여 온 빛을 집속하는 튜브렌즈(133), 상기 튜브렌즈(133)에서 집속되어 온 빛을 검출하여 상기 측정대상물(500)의 이미지를 획득하는 광검출기(134)를 포함할 수 있다. 각부의 동작이나 역할은 일반적인 종래의 FPM에 상응하는 광학부품들의 동작이나 역할과 크게 다르지 않으므로 여기에서는 더 이상의 설명은 생략한다.Next, as shown in FIG. 1, the light measuring unit 130 reflects the light transmitted from the light transmitting unit 120 and sends it to the measurement object 500, and the measurement object 500 A beam splitter 131 that transmits the light reflected from the beam splitter 131, an objective lens 132 that focuses and irradiates the light reflected from the beam splitter 131 to the measurement object 500, and the beam splitter 131. It may include a tube lens 133 that focuses the light passing through and a photodetector 134 that detects the light focused in the tube lens 133 to obtain an image of the measurement object 500. Since the operations and roles of each part are not significantly different from those of optical components corresponding to a typical conventional FPM, further explanation is omitted here.

도 4는 본 발명의 DUV 반사형 FPM에 의해 획득된 이미지의 예시이다. 각 이미지에 표시되어 있는 바와 같이, 상→하 / 좌→우 순서로 첫 번째 이미지는 POS 1만 개방상태(즉 LED 링에서 LED 1만 켜짐상태에 해당)일 때 획득된 이미지, 두 번째 이미지는 POS 1 및 2가 개방상태(즉 LED 링에서 LED 1 및 2가 켜짐상태에 해당)일 때 획득된 이미지, 세 번째 이미지는 POS 1, 2 및 3이 개방상태(즉 LED 링에서 LED , 2 및 3이 켜짐상태에 해당)일 때 획득된 이미지, …이다. 도시된 바와 같이 다양한 각도에서 획득된 이미지가 추가처리될수록 이미지의 해상도가 상당히 양호하게 상승하고 있음을 직관적으로 확인할 수 있다.Figure 4 is an example of an image acquired by the DUV reflective FPM of the present invention. As shown in each image, in the order of top → bottom / left → right, the first image is an image acquired when only POS 1 is open (i.e., only LED 1 in the LED ring is turned on), and the second image is obtained when only POS 1 is open. Image acquired when POS 1 and 2 are open (i.e. LEDs 1 and 2 in the LED ring are on), the third image is when POS 1, 2 and 3 are open (i.e. LEDs 1 and 2 in the LED ring are on). Image acquired when 3 corresponds to the on state), … am. As shown, it can be intuitively confirmed that the resolution of the image increases significantly as images acquired at various angles are further processed.

즉 본 발명에서 상기 회전스테이지(112)로 LED 링의 동작을 구현하여 FPM 방식으로 측정했을 때 성공적으로 이미지를 획득하고 해상도를 향상할 수 있음이 도 4의 실험결과로서 확인된다. 이에 따라 종래에 FPM의 측정광으로서 사용하지 못했던 DUV를 적용함으로써 회절한계를 낮추어 분해능을 향상할 수 있음 역시 명확히 확인된다.In other words, it is confirmed by the experimental results of FIG. 4 that in the present invention, when the operation of the LED ring is implemented using the rotation stage 112 and measured in the FPM method, the image can be successfully acquired and the resolution can be improved. Accordingly, it is also clearly confirmed that resolution can be improved by lowering the diffraction limit by applying DUV, which has not been used as measurement light for FPM in the past.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and its scope of application is diverse, and anyone skilled in the art can understand it without departing from the gist of the invention as claimed in the claims. Of course, various modifications are possible.

100 : DUV 반사형 FPM
110 : 광발생부
111 : 광원 112 : 회전스테이지
112a : 회전몸체 112b : 고정몸체
112c : 회전중심통공 112d : 회전주변통공
112e : 고정중심통공 112f : 고정주변통공
113 : DUV필터
120 : 광전달부
121 : 제1거울 122 : 제2거울
123 : 제1렌즈 124 : 제2렌즈
130 : 광측정부
131 : 빔스플리터 132 : 대물렌즈
133 : 튜브렌즈 134 : 광검출기
500 : 측정대상물
100: DUV reflective FPM
110: light generating unit
111: light source 112: rotating stage
112a: rotating body 112b: fixed body
112c: Rotation center through hole 112d: Rotation peripheral through hole
112e: Fixed center through hole 112f: Fixed peripheral through hole
113: DUV filter
120: Light transmission unit
121: first mirror 122: second mirror
123: first lens 124: second lens
130: Optical measurement unit
131: Beam splitter 132: Objective lens
133: tube lens 134: photodetector
500: Measurement object

Claims (8)

반사형 FPM(Fourier Ptychographic Microscopy)에 있어서, 빛이 진행하는 방향을 전방, 그 반대방향을 후방이라 할 때,
광원(111), 기결정된 주기로 변화하는 마스크 형태로 형성되어 상기 광원(111)으로부터 나오는 빛의 일부만 통과시키는 회전스테이지(112), 상기 회전스테이지(112) 전방에 배치되어 DUV(Deep UltraViolet) 파장의 빛만 통과시키는 DUV필터(113)를 포함하는 광발생부(110);
상기 광발생부(110)에서 출력된 빛이 기결정된 장소로 진행하도록 광경로를 형성하는 광전달부(120);
상기 광전달부(120)에 의해 전달된 빛을 대물렌즈(132)를 이용하여 측정대상물(500)에 조사함으로써 측정대상물(500)의 이미지를 획득하는 광측정부(130);
를 포함하며,
상기 회전스테이지(112)의 기결정된 주기로 변화하는 마스크 형태는,
링 형태로 배열된 복수 개의 LED가 기결정된 주기로 켜짐/꺼짐을 수행하는 LED 링 역할을 구현하는 형태인 것을 특징으로 하는 DUV 반사형 FPM.
In reflective FPM (Fourier Ptychographic Microscopy), when the direction in which light travels is called forward and the opposite direction is called backward,
A light source 111, a rotating stage 112 that is formed in the form of a mask that changes at a predetermined period and allows only a portion of the light coming from the light source 111 to pass, and is disposed in front of the rotating stage 112 and emits a DUV (Deep UltraViolet) wavelength. A light generator 110 including a DUV filter 113 that allows only light to pass through;
a light transmitting unit 120 that forms an optical path so that the light output from the light generating unit 110 travels to a predetermined location;
An optical measurement unit 130 that acquires an image of the measurement object 500 by irradiating the light transmitted by the light transmitting unit 120 to the measurement object 500 using an objective lens 132;
Includes,
The mask shape that changes at a predetermined period of the rotation stage 112 is,
A DUV reflective FPM, characterized in that a plurality of LEDs arranged in a ring shape implement the role of an LED ring in which a plurality of LEDs are turned on/off at a predetermined cycle.
제 1항에 있어서, 상기 회전스테이지(112)는,
상기 광원(111)으로부터 나오는 빛 중 중심라인(L1) 및 주변라인(L2)에 해당하는 빛만을 통과시키되 주변라인(L2) 위치가 중심라인(L1)을 중심으로 기결정된 주기로 회전하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 DUV 반사형 FPM.
The method of claim 1, wherein the rotation stage 112 is:
Among the light coming from the light source 111, only the light corresponding to the center line (L1) and the peripheral line (L2) passes through, and the position of the peripheral line (L2) is formed to rotate at a predetermined period around the center line (L1). Features DUV reflective FPM.
제 2항에 있어서, 상기 회전스테이지(112)는,
광축을 중심으로 기결정된 주기로 회전하는 회전몸체(112a),
상기 회전몸체(112a)와 적층되게 고정 배치되어 상기 회전몸체(112a)를 회전가능하게 지지하는 고정몸체(112b),
상기 회전몸체(112a) 중심에 형성되는 회전중심통공(112c),
상기 회전중심통공(112c) 주변에 상기 회전중심통공(112c)과 기결정된 이격거리(r)만큼 이격 배치되는 단일 개의 회전주변통공(112d),
상기 고정몸체(112b) 중심에 형성되는 고정중심통공(112e),
상기 고정중심통공(112e) 주변에 상기 고정중심통공(112e)과 상기 이격거리(r)만큼 이격되며 서로 방사상 등간격으로 배치되는 복수 개의 고정주변통공(112f)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 DUV 반사형 FPM.
The method of claim 2, wherein the rotation stage (112) is:
A rotating body 112a that rotates at a predetermined period around the optical axis,
A fixed body (112b) that is fixedly arranged to be stacked with the rotating body (112a) and rotatably supports the rotating body (112a),
A rotation center hole (112c) formed at the center of the rotation body (112a),
A single rotation peripheral aperture (112d) disposed around the rotation center aperture (112c) spaced apart from the rotation center aperture (112c) by a predetermined distance (r),
A fixed center hole (112e) formed at the center of the fixed body (112b),
A plurality of fixed peripheral through holes (112f) are spaced apart from the fixed center through hole (112e) by the distance (r) around the fixed center through hole (112e) and are arranged at radial equal intervals from each other.
DUV reflective FPM comprising:
제 3항에 있어서, 상기 회전스테이지(112)는,
상기 회전중심통공(112c) 및 상기 고정중심통공(112e)이 형성된 위치는 항상 개방상태로서 빛이 항상 통과함에 따라 고정된 중심라인(L1)을 형성하고,
기결정된 주기로 회전하는 상기 회전주변통공(112d)이 복수 개의 상기 고정주변통공(112f) 중 선택된 어느 하나와 겹치는 위치는 주기적으로 개방상태로서 빛이 주기적으로 통과함에 따라 주기적으로 회전하는 주변라인(L2)을 형성하는 것을 특징으로 하는 DUV 반사형 FPM.
The method of claim 3, wherein the rotation stage 112 is:
The positions where the rotation center hole 112c and the fixed center hole 112e are formed are always open and light always passes through them, forming a fixed center line L1,
The position where the rotation peripheral through hole 112d, which rotates at a predetermined period, overlaps with one selected among the plurality of fixed peripheral through holes 112f is in a periodically open state and the peripheral line L2 rotates periodically as light passes periodically. ) DUV reflective FPM, characterized in that forming.
제 3항에 있어서, 상기 회전스테이지(112)는,
상기 이격거리(r)가 상기 대물렌즈(132)의 초점거리 및 개구수(NA)에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 DUV 반사형 FPM.
The method of claim 3, wherein the rotation stage 112 is:
DUV reflective FPM, wherein the separation distance (r) is determined according to the focal length and numerical aperture (NA) of the objective lens 132.
제 1항에 있어서, 상기 광원(111)은,
플라즈마 광원인 것을 특징으로 하는 DUV 반사형 FPM.
The method of claim 1, wherein the light source 111 is:
DUV reflective FPM characterized by being a plasma light source.
제 1항에 있어서, 상기 광전달부(120)는,
상기 광발생부(110)에서 나온 중심라인(L1) 및 주변라인(L2)의 빛을 반사시켜 광경로를 변경하는 제1거울(121) 및 제2거울(122),
상기 제1, 2거울(121)(122)을 통해 반사되어 온 빛을 굴절시켜 중심라인(L1) 및 주변라인(L2)의 간격을 조절하도록 배치되는 제1렌즈(123) 및 제2렌즈(123)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 DUV 반사형 FPM.
The method of claim 1, wherein the light transmitting unit 120,
A first mirror 121 and a second mirror 122 that change the optical path by reflecting the light of the center line (L1) and the peripheral line (L2) coming from the light generator 110,
A first lens 123 and a second lens ( 123)
DUV reflective FPM comprising:
제 1항에 있어서, 상기 광측정부(130)는,
상기 광전달부(120)에서 전달되어 온 빛을 반사시켜 상기 측정대상물(500)로 보내고, 상기 측정대상물(500)에서 반사되어 온 빛을 투과시키는 빔스플리터(131),
상기 빔스플리터(131)에서 반사되어 온 빛을 상기 측정대상물(500)로 초점을 맞추어 조사하는 대물렌즈(132),
상기 빔스플리터(131)를 투과하여 온 빛을 집속하는 튜브렌즈(133),
상기 튜브렌즈(133)에서 집속되어 온 빛을 검출하여 상기 측정대상물(500)의 이미지를 획득하는 광검출기(134)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 DUV 반사형 FPM.
The method of claim 1, wherein the light measurement unit 130,
A beam splitter 131 that reflects the light transmitted from the light transmitting unit 120 and sends it to the measurement object 500, and transmits the light reflected from the measurement object 500,
An objective lens 132 that focuses and irradiates the light reflected from the beam splitter 131 onto the measurement object 500,
A tube lens (133) that focuses the light passing through the beam splitter (131),
A photodetector 134 that detects the light focused from the tube lens 133 and acquires an image of the measurement object 500.
DUV reflective FPM comprising:
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