• 한국정밀공학회지
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• 제22권5호
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• pp.21-27
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• 2005

• 한국광학회지
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• 제20권5호
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• pp.272-275
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• 2009

본 논문에서는 백색광 간섭계(White Light Interferometry, WLI)의 데이터 처리 과정에서 가간섭 영역 외의 배경 잡음성 신호 필터링을 통하여 백색광 주사 간섭계의 성능을 향상시켰다. 광학계의 개구수(Numerical Aperture, NA)가 유한한 백색광 간섭계의 경우, 단차가 크고 표면 굴곡이 심한 시료를 측정하게 되면 유한한 초점심도(Depth Of Focus, DOF)에 의하여 배경 잡음이 발생하며, 반사가 심한 경면의 경우에는 간섭무늬 신호보다 배경 잡음의 영향을 많이 받게 된다. 따라서 배경 잡음을 제거하기 위하여 간섭무늬 신호 자체 형상에 영향을 주지 않으면서 효율적으로 배경 잡음 필터링이 가능한 전후 구간 평균법을 제시하였다. 전후구간 평균법은 원 데이터와 그 이동평균과의 차이를 이용하는 방법으로, 고속으로 대략적인 정점의 위치를 파악한 후 정밀도가 높은 가시도 정점 검출 알고리즘으로 처리하여 측정 속도와 정밀도를 높였다. 전후구간 평균법을 이용하여 배경 잡음을 제거한 경우, 제거하지 않은 경우와 비교하여 잡음 화소가 약 1/4로 감소되었다.

• Applied Microscopy
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• 제41권4호
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• pp.223-228
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• 2011

백색광 주사간섭계는 다양한 시료의 표면 특성을 분석하기 위하여 널리 활용되고 있다. 이 기법은 재료공학 분야에서 오래 전부터 이용되었으며 정성적인 형상 이미지 이외에도 정량적인 3차원 결과를 제공한다. 이 기법에서는 백색광을 광원으로 이용하는데, 기준면과 측정면에서의 반사광을 합쳐서 형성되는 간섭신호를 형태 정보로 활용한다. z축 결과인 고도는 회색수준으로 구분되어 제시된다. 이 기법을 통하여 대영역으로 생물 시료를 신속하고 비파괴적으로 형태를 계측할 수 있다. 연골세포, 치아 법랑질, 식물 잎을 대상으로 적용한 사례가 있다. 특히 표면 구조물의 폭, 길이, 경사각과 같은 특성도 이 기법을 통하여 정량화할 수 있다. 이 기법을 적용하기 위하여 일정 수준의 반사도가 필요한데, 식물 잎에서의 반사도는 그 요건을 충족하였다. 전도성 금속의 코팅 등 부가적인 시료 전처리가 필요 없으므로 이 기법을 통한 생물 시료의 정량적 측정이 더욱 증가할 것으로 예상한다.

• 한국광학회지
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• 제12권5호
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• pp.362-370
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• 2001

간섭계의 수차는 물체광과 기준광이 서로 상쇄하는 것으로 알려져 있지만, 물체가 기울어진 경우 완벽한 상쇄가 이루어지지 않아 간섭무늬에 영향을 준다. 본 논문에서는 수치 해석을 통해 이 현상이 백색광 주사 간섭무늬의 두 정점 중, 위상 정점에 직접적인 영향을 주어 오차로 작용함을 보인다. 위상 정점은 가시도 정점에 비하여 높은 분해능과 외란에 대해 강인한 반면, 광학계의 수차에 의해 차수 계산의 부정확함이 유발되고, 측정 정밀도가 떨어지는 단점을 갖는다. 두 정점의 차이 값 계산을 실험한 결과, 위상 정점은 100nm 수준의 오차를 갖고, 특히 그 오차가 광학계의 정렬 오차에 기인함을 보인다.

• 한국정밀공학회지
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• 제31권11호
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• pp.999-1006
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• 2014

In this investigation, we explain the sub-sampling technique of white light scanning interferometry (WLSI) to improve the measurement speed. In addition to the previous work using Fourier domain analysis, several methods to extract the height from the correlogram of WLSI are described with the sub-sampling technique. Especially, Fourier-inverse Fourier transformation method adopting sub-sampling technique is proposed and the phase compensation technique is verified with simulation and experiments. The main advantage of sub-sampling is to speed up the measurements of WLSI but the precision such as repeatability is slightly poor. In case of measuring the sample which has high height step or difference, the proposed technique can be widely used to reduce the measurement time.

• 한국광학회지
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• 제11권6호
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• pp.395-399
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• 2000

백색광 간섭계에서는 신속하고 그리고 정확하게 주사방향의 간섭무늬 봉우리점을 추출하는 것이 중요한 관건이다. 봉우리점 산출 속도 향상을 목표로 하여 많은 연구가 진행되어 왔지만, 본 연구에서는 가장 간단한 셈법을 이용하여 기준 시료가 얼마나 정확하게 재구성 되는가를 비교 검토하였다. 두 방법 모두 nm 수준의 정밀도로 단차를 측정할 수 있었는데 역상관을 이용한 셈법이 표면 구조나 수직한 면의 재구성에 더 충실한 결과를 산출함이 관찰되었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.195-198
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• 2002

Demand for high precision measurement of large area is increasing in many industrial fields. White-light Scanning Interferometer(WSI) is a well-known method for 3D profile measurement. However WSI has some limitations in a measurement range because of the sensing mechanism. Therefore, in this paper we use a heterodyne laser interferometer to get over the limitations of a short measurement range in WSI, We suggest a new WSI system combined with heterodyne laser interferometer. This system is aimed at eliminating Abbe error with measuring the focus point directly. With the use of triggering functionality of WSI, we can use this system as a probe of a precision stage such as a probe of CMM. The suggested system gives a repeatability of 87 nm in the absolute distance measurement test under the laboratory environment.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2006년도 추계학술대회 논문집
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• pp.7-8
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• 2006

• 한국정밀공학회지
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• 제31권7호
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• pp.605-613
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• 2014

Scanning white-light interferometry is an important measurement option for many surfaces. However, serious profile measurement errors can be present when measuring free-form surfaces being highly curved or tilted. When the object surface slope is not zero, the object and reference rays are no longer common path and optical aberrations impact the measurement. Aberrations mainly occur at the beam splitter in the interference objective and from misalignment in the optical system. Both effects distort the white-light interference signal when the surface slope is not zero. In this paper, we describe a modified version of white-light interferometry for eliminating these measurement errors and improving the accuracy of white-light interferometry. Moreover, we report systematic errors that are caused by optical aberrations when the object is not flat, and compare our proposed method with the conventional processing algorithm using the random ball test.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권7호
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• pp.702-708
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• 2013

The white-light scanning interferometer (WSI) is an effective optical measurement system for high-precision industries (e.g., flat-panel display and electronics packaging manufacturers) and semiconductor manufacturing industries. Its major disadvantages include a slow image-capturing speed for interferogram acquisition and a high computational cost for peak-detection on the acquired interferogram. Here, a WSI system is proposed for the semiconductor inspection process. The new imaging acquisition technique uses an 'on-the-fly' imaging system. During the vertical scanning motion of the WSI, interference fringe images are sequentially acquired at a series of pre-defined lens positions, without conventional stepwise motions. To reduce the calculation time, a parallel computing method is used to link multiple personal computers (PCs). Experiments were performed to evaluate the proposed high-speed WSI system.