고배율 광학현미경의 초정밀 능동 자동초점방법

Active auto-focusing of high-magnification optical microscopes

  • 이호재 (한국과학기술원 기계공학과) ;
  • 이상윤 (한국과학기술원 기계공학과) ;
  • 김승우 (한국과학기술원 기계공학과)
  • 발행 : 1996.06.01

초록

최근들어 반도체 산업의 자동검사장비에 고배율 광학현미경이 많이 사용되고 있다. 이러한 고배율 광학현미경에 있어서 선결과제가 물체를 광학현미경에 사용된 대물렌즈의 초점심도 내에 위치시키는 초점맞춤작업이다. 본 논문에서는 광삼각법을 기본구성으로하고 수광부에 2개의 2분할소자를 사용함으로써 물체의 표면상태에 둔감하면서 물체의 초점오차량에는 매우 민감한 초점오차신호를 만들어줄 수 있는 새로운 자동초점방법을 소개하였다. 얻어진 실험결과에 의하면 이 방법의 신호분해능은 5nm이며, 반복능은 0.5.mu.m이다.

Optical microscopes integrated with CCD cameras are widely used for automatic inspection of precision circuit patterns fabricated on glass masks and silicon wafers. For this application it is important to position the object always is focus so that the image appears in good quality while the microscope scans the object. However, as the magnification of the microscope is taken large for fine resolution the depth of focus becomes small, often in submicron ranges, requiring special care in focusing. This study proposes a new auto-focusing method, which can be readily incorporated in existing optical configuration of microscope. This method is based on optical triangulation using a separate beam of laser and two photodiodes, eliminating focus errors caused by surface roughness and waviness. Experimental results prove that the method can produce focus error signals which are very sensitive with a resolution of 5 nm within 0.5 ${\mu}{\textrm}{m}$ accuracy.

키워드

참고문헌

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