OLS4500

 

LEXT OLS4500은 광학 현미경, 레이저 현미경(LSM), 프로브 현미경(SPM)을 한 대에 결합한 복합 현미경입니다. 관찰 배율은 수십 배에서 수백만 배까지 광범위한 영역을 커버하고 관찰 포인트를 잃는 일 없이 원활하게 밀리미터부터 나노미터까지 관찰 및 측정이 가능합니다.

 

OLS4500이 실현하는 새로운 솔루션

 

한번 잡은 타겟은 절대 놓치지 않는다.

저배율에서 고배율 관찰이 가능한 4 개의 대물 렌즈와 SPM 장치를 전동 리볼버에 장착하여 배율과 관찰 방법을 원활하게 전환 할 수 있어 관찰 대상을 잃을 일이 없이 바로 나노미터까지 검색 할 수 있는 현미경입니다.

광 범위의 배율과 다양한 관찰 방법으로 관찰 대상을 쉽게 발견 할 수 있습니다.

첨단 광학 기술이 뒷받침된 다양한 관찰 방법과 저배율부터 고배율까지 관찰 대상을 쉽게 찾을 수 있습니다. 또한 광학 현미경으로는 보이지 않는 관찰 대상을 레이저 현미경으로 찾을 수 있습니다. 레이저 미분 간섭 (DIC) 관찰에서는 나노 수준의 미세 요철의 라이브 관찰도 가능합니다.

샘플 세팅부터 이미지 획득까지, 작업시간을 획기적으로 단축

샘플 세팅 이후의 모든 작업을 1대의 장치로 수행 할 수 있습니다.
관찰대상을 신속, 정확하게 SPM 현미경 모드로 가져올 수 있기 때문에, 한 번의 스캐닝 영역 내에서 원하는 SPM 이미지를 얻을 수 있습니다.

일체형이기 때문에 샘플을 옮길 필요 없이 배율 및 관찰 방법을 교체하여 하나의 현미경으로 유연하게 대응 가능합니다.

OLS4500은 광학 현미경, 레이저 현미경, 프로브 현미경의 일체형이기 때문에 샘플을 옮길 필요 없이 세 가지의 현미경을 자유 자재로 전환하며 관찰 및 평가가 가능합니다. 각각이 가진 뛰어난 기능으로 효율적인 최적의 결과 값을 얻을 수 있습니다.

 

OLS4500에서 가능한 원할한 관찰과 측정

 

관심 영역을 바로 찾는 것이 가능

광학 현미경의 다양한 관찰법을 이용하여 빠르게 관찰 대상을 찾아낼 수 있습니다.

광원으로 백색 LED를 사용하기 때문에, 색 재현성이 뛰어난 고해상도 컬러 이미지를 볼 수 있습니다. 4개의 대물 렌즈로 저배율에서 고배율까지 관찰이 가능합니다. OLS4500은 광학 현미경의 기능을 최대한 활용하여 가장 많이 사용되는 명시야관찰 (BF)을 비롯해 미세한 요철에 컨트라스트를 넣어 입체적으로 시각화하는 미분간섭관찰 (DIC), 샘플의 편광특성이 색으로 표현되는 간이 편광 관찰이 가능합니다. 또한 노출시간을 바꾸어 여러장의 이미지를 촬영, 합성 하는 것으로 밸런스가 좋은 밝기와 향상된 텍스처의 이미지를 보여주는 HDR기능(High Dynamic Range)을 이용 할 수 있습니다. 다양한 관찰 방법으로 신속하게 관심 영역을 찾을 수 있습니다.

가장 널리 사용되는 관찰 방법입니다.
자연스러운 이미지와 사실적인 칼라 재현. 컨트라스트가 있는 샘플의 관찰에 적합합니다.

 

 

 

명시야에서는 보이지 않는 샘플의 미세한 단차를 시각화합니다. 금속조직, 하드디스크 및 웨이퍼 연마 표면 같은 거울위의 스크레치나 이물질 관찰에 적합합니다.

 

 

 

편광 (특정 진동 방향을 갖는 빛)을 조사하여 샘플의 편광 특성 (굴절률 등)을 시각화합니다. 금속 조직, 무기물, 반도체 재료 등의 관찰에 적합합니다.

 

 

 

노출 시간을 바꾸어 여러 장의 사진을 찍어 합성하는 것으로, 밝은 부분, 어두운 부분을 균형있게 볼 수 있습니다. 또한 텍스처 (표면 상태)를 강조함으로써 세밀한 관찰이 가능합니다.

 

 

 

LSM은 광학 현미경으로는 보이지 않는 것을 가능하게 합니다.

405nm 짧은 파장의 레이저 광원과 높은 N.A의 전용 대물렌즈를 사용하여, 높은 평면 분해능을 가집니다. 광학 현미경으로는 보이지 않았던 관찰대상을 선명한 이미지로 관찰하는 것이 가능합니다. 레이저 미분간섭(DIC)은 나노미터의 마이크로영역 표면의 실시간 관찰도 가능합니다.

【접근법】관심 영역에 정확하고 빠르게 접근하여 SPM으로 관찰

관찰 대상을 놓치지 않고 원할하게 관찰 가능

저배율에서 고배율 관찰이 가능한 4개의 대물 렌즈와 소형 SPM 장치를 전동 리볼버에 장착. 광학현미경 또는 레이저 현미경 50배, 100배의 실시간 관찰에서는 SPM 스캔범위가 시야의 중심에 표시되므로 관찰 포인트를 이 위치에 맞춘 후, 프로브현미경으로 전환 하는 것만으로 관찰대상에 정확하게 접근 할 수 있습니다. 따라서 원하는 이미지를 한번의 SPM 스캔으로 획득할 수 있고, 작업의 효율성과 캔틸레버의 소모를 줄일 수 있습니다.

SPM 관찰로 쉽게 전환 하기 위한 안내 기능

캔틸레버 설치, 스캔 범위 설정 등 프로브 현미경으로 관찰하는 데 필요한 준비는 안내 화면에 따라 수행 할 수 있어, 경험이 적은 사람이라도 안심하고 작업을 할 수 있습니다.

 

 

【나노미터 접근 측정】간단한 조작으로 빠른 측정이 가능

노이즈 감소를 위해 새롭게 개발된 SPM 헤드

OLS4500에서는 전동 리볼버에 장착하는 대물 렌즈 형 SPM 헤드를 사용. 대물 렌즈와 캔틸레버 끝을 동축, 동초점으로 배치하여, SPM 관찰로 전환 하더라도 관찰 포인트를 잃지 않습니다. 또한 새로 개발한 소형 SPM 헤드는 강성을 높여 기존제품보다 이미지의 노이즈를 줄이고 응답성을 향상 시켰습니다.

네비게이터 기능으로 SPM 이미지를 자유자재로 확대

네비게이터 기능은 프로브 현미경에서 얻은 이미지의 필요한 부분을 더 크게 확대하여 관찰 할 수 있습니다. 이미지에서 확대 범위를 커서로 설정하여 스캔을 시작하는 것 만으로 원하는 SPM 이미지를 얻을 수 있습니다. 스캔 범위는 자유롭게 설정할 수 있으므로 관찰 · 측정 효율성이 크게 향상됩니다.

다양한 요구 사항을 충족하는 분석 기능

각종 측정 모드에서 얻은 이미지는 목적에 따른 분석이 가능하며, 측정 결과는 CSV 형식으로 출력 할 수 있습니다. OLS4500는 다음의 분석 기능이 있습니다.

• 단면 형상 분석 (곡률 측정, 협각 측정)
• 거칠기 분석
• 형태 분석 (면적, 표면적, 체적, 높이, 히스토그램 값, 베어링 비율 값)
• 평균 단차 측정 (라인 지정, 크기 지정)
• 입자 분석 (옵션)

 

가이드 화면으로 따라하기 쉬운 6개의 SPM 측정 모드

 

접촉 모드

캔틸레버와 샘플 사이에서 작동하는 반발력이 일정하게 되도록 제어하면서 캔틸레버를 정적으로 스캔하며 샘플의 높이를 이미지화 시키다. 힘 곡선 측정에도 사용 할 수 있습니다.

다이나믹 모드

캔틸레버를 공진 주파수 근처에서 진동시켜 진폭이 일정하게 되도록 Z축 방향의 거리를 제어하는 것으로, 샘플의 높이를 이미지화 시킨다. 특히 고분자 화합물 같은 부드러운 표면 샘플 및 점착성이 있는 샘플에 적합합니다.

위상 모드

다이나믹 모드에서 스캐닝하는 동안 캔틸레버 진동의 위상 지연을 감지합니다. 샘플 표면의 물리적 특성의 차이를 이미지화 할 수 있습니다.

전류 모드

샘플에 바이어스 전압을 인가하여 캔틸레버와 샘플 사이에 흐르는 전류를 감지하여 이미지화시킵니다. 또한 I / V 측정도 가능합니다.

표면 전위 모드 (KFM)

전도성 캔틸레버를 이용하여 교류 전압을 인가하여 캔틸레버와 샘플 표면 사이에 작용하는 정전기의 힘을 감지하고 샘플 표면의 전위를 이미지화 시킵니다. KFM (Kelvin Force Microscope)라고도합니다.

자력 모드 (MFM)

자력을 갖는 캔틸레버를 위상 모드에서 검사하여, 진동 하는 캔틸레버의 위상 지연을 감지하고 샘플 표면의 자기 정보를 이미지화 시킵니다. MFM (Magnetic Force Microscope)라고도 합니다.

 

레이저 현미경으로 다양한 샘플을 유연하게 대응

85°이상의 경사도 이미지

OLS4500의 높은 해상도와 405nm의 광학시스템에 맞게 설계된 전용렌즈의 채택으로 기존에 측정 불가능했던 급경사면의 이미지를 손쉽게 취득할 수 있습니다.

높은 분해능을 가진 마이크로 프로파일 측정

405nm의 단파장 레이저 빛과 높은 N.A의 전용 대물 렌즈 사용으로 최대 0.12μm의 평면 분해능을 실현. 샘플 표면의 서브 마이크론 측정이 가능합니다. 또한 고정밀 리니어 스케일과 올림푸스 만의 밝기 감지 기술은 서브 마이크론에서 수백 마이크론의 높이 차이를 감지 할 수 있습니다. 또한 레이저 현미경에 의한 측정은 측정기 2 가지 지표인 ‘정확도'(참값에 근접)과 ‘반복성'(편차의 작음) 모두의 성능을 보장하고 있습니다.

광범위의 영역에서 임의의 캡처 이미지 지정

고배율의 이미지에서는 시야범위가 좁아지지만, 스티칭기능으로 최대625장까지 이미지를 붙여 높은 분해능과 넓은 시야범위로 이미지 데이터를 얻을 수 있습니다. 또한 넓은 시야 이미지로 3D 디스플레이 및 3D 측정이 가능합니다.

 

마이크로 영역의 표면 거칠기를 비접촉으로 측정

기존의 선 거칠기 측정에서 보다 정보량이 많은 평면 거칠기 측정이 가능

최근 산업 제품의 크기와 무게의 지속적인 감소로, 이를 구성하는 부품도 소형화 되고 있습니다.  이러한 경향은 표면 거칠기 측정뿐만 아니라, 형상 측정에서도 중요성이 증가하고 있습니다. 이러한 시장의 요구를 반영하여 ISO에서 규정하는 3D 표면 질감 측정 장치 (ISO 25178-6)의 목록에 LSM과 AFM을 추가했습니다. 이 비접촉 표면 거칠기 측정은 (삭제) 기존의 접촉 표면 거칠기 측정기와 같은 공식적인 평가 기준으로 인정된다는 것을 의미합니다. OLS4500은 ISO에 적합한 거칠기 파라미터를 제공합니다.

표면 거칠기 측정의 거칠기 분포와 특징을 자세히 파악

비접촉 표면 거칠기 측정은 평면 거칠기뿐만 아니라 선 거칠기를 얻을 수 있습니다.
표면 거칠기 측정은 샘플 표면에서 설정 한 영역의 분포와 특징을 파악할 수 있으며, 3D 이미지와 대조 한 평가가 가능합니다. OLS4500은 LSM 또는 SPM 기능을 사용하여 표면 거칠기를 측정 할 수 있습니다. 이 두 기능은 샘플 속성 혹은 관찰 목적에 따라 구분하여 사용할 수 있습니다.

LEXT OLS4500 파라미터

파라미터 호환성

OLS4100은 접촉식 표면 거칠기 측정기와 같은 거칠기 (2 차원) 파라미터를 보유하고 있습니다. 접촉식 표면 거칠기 측정기와 같은 조작성, 호환 측정 결과를 얻을 수 있습니다.

차세대 파라미터에 대응

OLS4500은 ISO25178 규격 거칠기 (3 차원) 파라미터를 보유하고 있습니다. 평면 영역에서 평가를 실시하는 것으로, 높은 신뢰성이 있는 분석이 가능합니다.

 

OLS4500의 현미경 기술

광학 현미경의 원리와 특징

가시 광선 영역 (400-800 nm의 파장)을 사용하여 광학 현미경 이미지를 1000배 정도의 배율로 관찰 할 수 있습니다.  광학 현미경의 특징은 샘플이 가지는 색을 그대로 관찰 할 수 있으며 관찰 방법을 바꾸는 것으로 요철을 강조하거나 물질의 특성 (편광 특성)을 이용한 관찰을 할 수 있다는 것 입니다. OLS4500에서는 다음 관찰 방법이 가능합니다.

• 명시야 관찰
  가장 일반적인 관찰법. 샘플 표면으로 부터 빛을 받아들여 이미지를 형성
• 미분간섭 (DIC) 관찰
  샘플 표면의 미세한 요철에 컨트라스트를 강화시켜 입체적으로 시각화
• 간이 편광 관찰
  편광(특정 진동 방향을 갖는 빛) 빛을 사용하여 샘플의 편광 속성을 시각화

레이저 스캐닝 현미경의 원리와 특징

마이크로 영역 때의 관찰과 측정이 가능한 LSM(Laser Scanning Microscope)

광학 현미경의 평면 분해능은 사용하는 빛의 파장에 크게 의존합니다. 단파장의 레이저 빛을 사용하는 레이저 현미경은 가시 광선을 사용하는 기존의 현미경에 비해 평면 분해능이 뛰어납니다. OLS4500는 405nm의 단파장 반도체 레이저를 사용하며, 높은 개구 수 (NA) 전용 대물 렌즈, 공 초점 광학계를 결합하여 최대 0.12μm의 평면 분해능을 실현하고 있습니다. 또한 올림푸스 만의 2 차원 스캐너에 의한 XY 스캐닝 기능에서 최대 4096 픽셀 x 4096 픽셀의 고해상도 스캔을 가능하게 하고 있습니다.

뛰어난 높이 측정 능력

레이저 현미경은 단파장 반도체 레이저와 공 초점 광학계를 사용하여 초점이 맞는 반사광을 감지하고 초점이 맞지 않는 부분의 반사광은 제외됩니다. 정밀 리니어 스케일과 결합하여 정확한 3 차원 측정이 가능합니다.

 

 

프로브 현미경의 원리와 특징

나노 레벨의 세계를 시각화 하는 프로브 현미경(SPM : Scanning Probe Microscope)

끝 곡률이 10nm 정도의 미세한 탐침 (프로브)을 샘플 표면에 접근 시켜 샘플 사이에 발생하는 역학적 · 전기적 상호 작용을 감지하면서 스캐닝하여 3 차원 적으로 관찰하는 현미경을 총칭하여 프로브 현미경 (SPM)라고 합니다. 대표적인 것으로 탐침과 샘플 표면 사이에 작용하는 인력과 척력을 감지하여 스캔 이미지를 얻는 원자 힘 현미경 (AFM : Atomic Force Microscope)이 있습니다. 나노 수준에서 관찰하는 것으로, 샘플의 모습을 세밀하게 파악할 수 있습니다.

캔틸레버 스캐닝으로 나노를 관찰

OLS4500은 끝에 탐침 (프로브)을 배치 한 캔틸레버의 미세한 굴곡 량 (변위)를 고감도로 검출하는 광 지렛대 방식을 사용. 레이저 빛을 캔틸레버 후면에 반사시켜 광 검출기의 일정한 위치에 맞게 압전 소자에서 Z축으로 구동시켜 미세한 Z축 방향의 변위를 정확하게 읽습니다.

다양한 모드에서 표면 형상과 물리적 이미지화

프로브 현미경의 다양한 모드는 샘플 표면 형상 관찰, 측정, 또한 물리적 특성의 분석이 가능합니다. OLS4500는 다음 모드를 지원합니다.

 

 

• 접촉 모드： 표면 형상을 이미지화 (딱딱한 표면)
• 다이나믹 모드： 표면 형상을 이미지화 (부드러운 표면, 점성이있는 표면)
• 위상 모드： 샘플 표면의 물리적 특성의 차이를 이미지화
• 전류 모드*： 프로브와 샘플 사이에 흐르는 전류를 감지하여 이미지화
• 표면 전위 모드 (KFM)*： 샘플 표면의 전위를 이미지화
• 자기력 모드 (MFM)*： 샘플 표면의 자기력 정보를 이미지화
  * Optional.

캔틸레버 : 고정밀, 고품질 이미지의 핵심

탐침 (프로브)은 길이 100μm에서 200μm 정도의 얇은 판 모양 캔틸레버 끝으로 형성되어 있습니다. 캔틸레버는 샘플에 따라 용수철 상수, 공진 주파수를 선택합니다. 스캔 반복에 따라 탐침 (프로브)은 마모하기 때문에 필요에 따라 혹은 정기적으로 캔틸레버 팁을 교체합니다.