KR101271960B1 - 대물렌즈 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대물렌즈(2)를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 외측 마운팅(4)은 광학 축으로부터 이격된 상태로 연장되거나 또는 광학 축(8)을 향하여 경사를 이루어 연장된 평면(6)에 의해 적어도 단면이 획정된 클래딩 표면을 포함한다.

Description

대물렌즈 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING A LENS}

본 발명은 대물렌즈를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 대물렌즈의 외측 마운팅은 광학 축으로부터 이격된 상태로 연장되거나 또는 광학 축을 향하여 경사를 이루어 연장된 평면에 의해 적어도 단면이 획정된 클래딩 표면을 포함한다.

대물렌즈는 개인적인 용도, 상업적인 용도, 뿐만 아니라 산업 분야에서의 다양한 용도와 연구 및 개발 분야에서의 다양한 용도로 폭 넓게 이용되어 져 왔다. 대물렌즈의 기하학적 형상뿐만 아니라 특수한 기능을 가진 개별 광학 요소의 배열이 상이한 다양한 분야를 위한 다양한 타입의 대물렌즈가 있다.

필수적으로, 대물렌즈는 광학 축을 따라 서로 이격된 상태로 배열된 렌즈, 개구 및 미러일 수 있는 광학 요소들로 구성된다. 개별 광학 요소는 대물렌즈의 외측 마운팅에 장착된다. 개별 광학 요소는 외측 마운팅 내에서 직접적으로 수행될 수 있지만, 특히 비교적 높은 요구 조건의 경우 광학 요소가 대물렌즈 내에 배열되는 경우 서브-마운팅 또는 내측 마운팅이 이용된다.

특히 산업 분야뿐만 아니라 전문적인 광학 분야에서, 대물렌즈의 광학 이미징 품질의 요구 사항이 비교적 높다. 종종, 집적 회로와 같이 미세 구조물을 검사하기 위해, 대물렌즈의 이미징 특성으로 인해 특히 적합한 대물렌즈가 이용된다.

이러한 분야에서, 종종 웨이퍼 표면과 같은 펼쳐진 물체의 개별 영역을 수직은 아니지만 특정의 각도로 이미징하거나 또는 조명할 필요가 있다. 이에 따라, 종종 웨이퍼 표면과 대물렌즈의 광학 축 사이에 가능한 작은 각도가 필요하다. 그러나, 공지된 대물렌즈의 구조물의 타입, 특히 대물렌즈의 외측 치수와 작업 거리는 대물렌즈의 기울기를 제한하며, 이에 따라 선호되는 작은 각도가 종래의 대물렌즈에 대해서 구현될 수 없다.

본 발명의 목적은, 공지된 방법에 따라 제조된 대물렌즈의 단점을 극복하고, 즉 공지된 대물렌즈에 비해 이미징되는 물체와 광학 축 사이에 비교적 작은 경사각이 구현될 수 있는, 청구항 제 1 항의 전제부에 따르는 대물렌즈를 제조하기 위한 방법을 제공하는 데 있다.

이러한 목적은 청구항 제 1항에 따르는 본 발명에 의해 구현된다. 본 발명은, 이미징되는 물체와 광학 축 사이의 작은 경사각이 제공되도록 대물렌즈의 형태가 다듬질되는, 대물렌즈를 제조하기 위한 방법을 제공하는 사상에 기초한다.

예를 들어, 특히 본 발명에 따라서 물체의 미세 검사(micro inspection)가 본 발명에 따르는 방법에 의해 작은 경사각으로 수행된다면, 광학 요소를 포함한 대물렌즈의 형태는 대물렌즈를 제조하는 동안 경사각에 상응하도록 적합해질 수 있다.

대물렌즈를 제조하기 위해, 대물렌즈의 외측 마운팅은 외측 표면을 가지며, 상기 외측 표면은 광학 축으로부터 이격된 상태로 연장되거나 또는 광학 축에 대해 경사를 이루도록 연장된 평면에 의해 적어도 단면이 획정되고, 하나 이상의 렌즈의 외측 둘레부뿐만 아니라 렌즈를 위한 내측 마운팅이 상기 평면에 배치되는 표면을 형성하기 위해 기계가공된다(machined).

이때, 렌즈는 예를 들어 접착 방식으로(glued in) 내측 마운팅 내에 삽입되고, 그 뒤 내측 마운팅(렌즈가 삽입된)의 외측 표면은 렌즈가 대물렌즈의 외측 마운팅과 일치되도록 다듬질-가공된다. 그 뒤, 렌즈가 삽입된 다듬질-가공된 내측 마운팅은 외측 마운팅 내부로 삽입된다. 이와 같은 방식으로, 본 발명에 따르는 방법에 의해 제조된 대물렌즈는 심지어 작은 경사각도로 미세 검사가 가능하도록 구성된다.

본 발명의 특정의 장점에 있어서, 대물렌즈는, 광학 축이 이미징되는 물체의 표면에 대해 작은 경사각으로 기울어진 상태에서 미세 검사를 하는 동안 대물렌즈의 높은 광학 이미징 정밀도가 구현될 수 있도록, 용이하고 비용-효율적으로 제조될 수 있다. 본 발명에 따라, 상기 언급된 동일한 조건 하에서 대물렌즈를 이용하여 이미징 또는 조명 작업을 수행할 수 있도록 대물렌즈를 구성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법은 광범위하게 이용될 수 있다. 따라서, 또한 본 발명에 따르는 방법은 현미경 대물렌즈에 적합하도록 이용될 수 있다.

본 발명의 선호되는 개선점에 따라서, 렌즈와 내측 마운팅이 제공되고, 내측 마운팅과 이 내에 삽입된 렌즈의 조합이 기계가공 방법에 의해 다듬질될 수 있다. 따라서, 기계 가공은 기하학적으로 형성된 절삭 날을 포함한 공구뿐만 아니라 기하학적으로 형성되지 않은 절삭 날을 포함한 공구를 이용해 수행될 수 있다. 이러한 방법은 특히, 밀링(milling), 터닝(turning), 그라인딩(grinding) 및 소잉(sawing) 뿐만 아니라 베벨링(beveling) 및 폴리싱(polishing)을 포함한다. 따라서, 예를 들어 레이저 빔 절단과 같은 레이저 빔 방법에 따라 대물렌즈를 제조할 수 있다. 실질적으로, 기계가공 공구의 선택은 구현되는 이미징 품질뿐만 아니라 개별 제조 단계의 순서 또는 요구 조건에 의존된다. 따라서, 예를 들어 반-다듬질된 광학 제품은 소잉에 의해 사전제조될 수 있으며, 예를 들어 밀링과 같은 다양한 기계가공 방법에 의해 대물렌즈에 따른 특정 요구사항에 따라 다듬질될 수 있다.

본 발명의 방법에 따라서, 대물렌즈를 제조하기 위한 다양한 기계가공 방법이 외측 마운팅, 내측 마운팅 및 렌즈를 다듬질하기 위해 이용될 수 있다. 그러나, 그러나, 본 발명에 기초하여 예를 들어 베벨링과 같은 다듬질 방법을 이용하여 실질적으로 대물렌즈의 부품들을 다듬질할 수 있다. 이에 따라, 바람직하게 단지 기계가공 공구만이 교체하여 동일한 장치가 대물렌즈의 각각의 부품들을 다듬질하기 위해 그리고 필요 시 각각의 다듬질 공정에 따라 이용될 수 있으며, 이에 따라 가공물을 조절하기 위해 필요한 노력이 배제된다.

본 발명의 선호되는 추가 개선점에 따라, 렌즈는 포지티브 끼워맞춤 상태(positive fit)로 내측 마운팅 내에 고정된다. 예를 들어, 포지티브 끼워맞춤 연결은 적합한 접착제를 이용하여 구현될 수 있으며, 이에 따라 렌즈와 내측 마운팅 간의 확고한 연결이 구현될 수 있다. 그 뒤, 이는 대물렌즈가 빈번하게 교체되어 져야 할 때, 예를 들어 검사 중에 특히 선호되며, 이에 따라 렌즈가 내측 마운팅으로부터 느슨해져 풀려지는 위험성이 줄어든다.

그러나, 본 발명에 따라서, 그 외의 다른 물질에 대한 물질의 연결도 이용될 수 있다. 본 발명에 따라서, 내측 마운팅 내에 렌즈를 고정시키고 뿐만 아니라 외측 마운팅 내에 내측 마운팅을 고정시키기 위해 다양한 연결 방법이 이용될 수 있으며, 이에 따라 요구 조건에 의존하여 대물렌즈 및/또는 이의 부품, 포지티브 끼워맞춤 연결뿐만 아니라 압력 끼워맞춤 연결, 및 또한 압력 끼워맞춤 연결, 형상 끼워맞춤 연결 및 재료 끼워맞춤 연결이 이용된다.

하기 기술 내용에서, 본 발명은, 본 발명에 따르는 방법에 의해 제조되는 대물렌즈의 실시예가 도시된, 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 기술된다. 이에 따라, 청구되고, 기술되며 및 도시된 모든 도면 및/또는 추론할 수 있는 특징들이 단독으로 또는 임의의 조합에 따라 제공될 수 있으며, 이들 각각은 도면에 도시되고 설명된 것과는 독립적으로 및 청구항 및 이의 종속항의 조합과도 독립적으로 본 발명의 주요 특징들로 구성되다.

도 1은 본 발명에 따르는 방법의 실시예에 따라 제조될 수 있는 대물렌즈를 도시한다.

도 1은 본 발명에 따르는 방법의 실시예에 따라 제조될 수 있는 대물렌즈(objective)를 도시한다. 도면에 도시된 대물렌즈가 기본적인 부품으로서 제한되지 않고, 따라서 이러한 도면은 정확하고 비례척으로 도시되지 않는다.

대물렌즈(2)는 외측 마운팅(outer mounting, 4)을 포함하고, 상기 외측 마운팅의 외측 표면은 각도(10)로 광학 축(8)을 향하여 경사진 평면(6)에 의해 단면이 획정된다.

추가로, 대물렌즈(2)는 우선적으로 상기 평면(6)에 배치되는 표면을 형성하기 위해 적어도 부분적으로 기계가공된 다양한 타입의 렌즈(12)를 포함한다. 다듬질된 렌즈(12)에 추가하여, 또한 대물렌즈는 이에 대해 다듬질되지 않은 상태인 렌즈(12')를 가진다.

게다가, 도면에 도시된 바와 같이, 도시된 대물렌즈(2)는 상기 평면(6)에 배치되는 표면을 형성하기 위해 기계가공되어 진 렌즈(12)를 위한 내측 마운팅(16)을 가진다. 다듬질된 내측 마운팅(16)에 추가하여, 도시된 대물렌즈(2)는 또한 이에 대해 다듬질되지 않은 상태인 내측 마운팅(16')을 가진다.

본 발명에 따르는 방법의 실시예에 따라, 평면(6) 내에 배치되는 표면을 형성하기 위해 다듬질되어 진 렌즈(12)는 평면(6) 내에 배치되는 표면을 형성하기 위해 또한 다듬질되어 진 내측 마운팅(16) 내부로 접착제(18)를 이용하여 삽입된다. 보다 우수한 가시를 돕기 위해, 접착제(18)는 도면에서 도면부호(18)로 단지 한번 만 표시된다. 평면(6)을 형성하기 위해, 삽입된 렌즈(12)와 내측 마운팅(16)은 렌즈(12)를 대물렌즈(2)의 외측 마운팅(4)에 끼워맞춤하기 위해 밀링 방법(milling method)을 이용하는 기계 가공에 의해 다듬질-가공된다. 그 뒤, 렌즈(12) 내의 접착제와 다듬질된 내측 마운팅(16)은 대물렌즈(2)의 외측 마운팅(4) 내부로 삽입된다.

본 발명에 따르는 방법의 실시예에 의해 제조된, 도면에 도시된 대물렌즈(2)에 따라, 본 발명에 따르는 방법은 다양한 타입이 내측 마운팅 뿐만 아니라 다양한 타입의 렌즈를 다듬질하기 위해 이용될 수 있다는 것이 명확해진다. 기술된 바와 같이 내측 마우팅(16)과 렌즈(12)를 다듬질하는 것에 추가하여, 본 발명에 따르는 방법은 예를 들어 미러 요소(mirror element) 또는 개구 요소(aperture element)일 수 있는 대물렌즈의 그 외의 다른 부품에 대해 이용될 수 있다.

모든 경우, 대물렌즈의 외측 마운팅의 외측 표면을 획정하는 평면을 형성하기 위해 대물렌즈의 모든 요소가 본 발명의 방법에 따라 다듬질되어야 하는 것이 아님을 알 수 있다. 추가로, 대물렌즈의 다양한 타입의 광학 요소가 본 발명에 따르는 방법에 의해 다듬질될 수 있다.

Claims (3)

1. 대물렌즈(2)를 제조하기 위한 방법에 있어서,
   상기 대물렌즈의 외측 마운팅(4)은 외측 표면을 가지고,
   상기 외측 표면은 광학 축으로부터 이격된 상태로 연장되거나 광학 축(8)을 향하여 경사를 이루어 연장되는 평면(6)에 의해 단면이 획정되고,
   상기 평면(6)에 배치되는 표면을 형성하기 위해 하나 이상의 렌즈(12)의 외측 둘레부가 기계가공되고, 상기 평면(6)에 배치되는 표면을 형성하기 위해 렌즈(12)에 대한 내측 마운팅(16)이 기계가공되며, 렌즈(12)는 내측 마운팅(16) 내에 삽입되고, 삽입된 렌즈(12)와 내측 마운팅(16)의 외측 표면은 렌즈(12)를 대물렌즈(2)의 외측 마운팅(4)에 렌즈(12)를 끼워맞춤하기 위해 다듬질-가공되며, 다듬질 가공된 내측 마운팅(16)은 외측 마운팅(4) 내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 대물렌즈(2)를 제조하기 위한 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 내측 마운팅(16)과 렌즈(12)는 기계가공 방법을 이용하여 다듬질되는 것을 특징으로 하는 대물렌즈(2)를 제조하기 위한 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 렌즈(12)는 포지티브 끼워맞춤 상태로, 접착제에 의해 내측 마운팅(16) 내에 고정되는 것을 특징으로 하는 대물렌즈(2)를 제조하기 위한 방법.

Images