▲ 지능형 디지털 현미경 Smartzoom 5
광학 현미경은 크게 Stereo, Upright, Inverted 현미경으로 나눌 수 있다. 스테레오 현미경은 일반적인 현미경보다 배율은 낮지만 높은 입체감을 가지고 있다. 산업체에서 제품 출하 직전 제품을 검사하는 용도로 사용되고 있다. 이 현미경은 높이감이 있는 샘플을 검사할 때 뛰어난 성능을 발휘한다. 정밀 현미경이라 불리는 업라이트 현미경은 미세 조직의 평면 이미지를 볼 때 뛰어난 분해능을 발휘한다. 분해능은 0.5μm 거리까지 분간 가능하다. 인버티드 현미경은 도립 현미경이라 불리며, 금속·제철 분야에서 가장 많이 사용된다. 이 현미경을 사용하면 500배, 1,000배에서도 폴리싱만 제대로 되면 초점이 나가는 현상이 일어나지 않는다.
일반적으로 광학 현미경은 500nm 기준으로 빛을 이용하는 실체 현미경과 광학 현미경, 레이저를 이용하는 Confocal 현미경으로 분류된다. 그 이상 나노미터 단위는 전자 현미경으로 측정 가능하다. 광학 현미경은 최소 12.5배부터, 전자 현미경은 사람의 눈과 같은 1배까지 커버가 가능하다. 제품간 기능 충돌이 발생하지 않을까 하는 우려도 있으나 광학 현미경은 전자 현미경과 달리 색을 구현할 수 있기 때문에 상호보완적이다.
광학 현미경은 제품의 표면 검사를 할 때 많이 사용된다. 눈이나 확대경으로 제품이 제대로 가공되었는지 확인하는 것은 한계가 있다. 광학 현미경은 미세하게 파고들어 확대하기 때문에 제품 가공 과정에서 균열이나 부식 발생 여부를 확인할 수 있다.
광학 현미경은 촬영한 이미지를 수천 개의 픽셀로 나눠 사용자의 선택에 따라 측정값을 도출해낸다. 원 중심 간의 거리, 원 지름, 가공된 구멍의 깊이와 바닥면 깊이 등도 측정할 수 있다. 과거에는 광학 현미경으로 Z축에 대한 측정이 불가능해 공구 현미경과 3차원 측정기를 활용해야만 했다. 하지만 기술이 발달함에 따라 3차원 이미지를 구현하게 되면서 높이나 부피 측정이 가능해졌다. 또한 광학 현미경은 비접촉식 러프니스(roughness) 측정 기능이 있다. 폴리머, 디스플레이, 반도체 제품 등 접촉식을 사용할 수 없는 생산 공정에 비접촉식 측정기를 이용하면 제품 손상 없이 데이터를 얻을 수 있다.
자이스코리아의 광학 현미경은 학생 교육용을 제외하고 현미경 본체가 다이캐스팅 재질로 제작되어 있다. 다이캐스팅 재질로 만드는 이유는 어떠한 환경에서도 부식이나 방식을 방지하고, 장비 이송 시 현미경을 떨어뜨렸을 때 제품이 파손되는 걸 막기 위함이다. 사람의 눈이 가장 잘 분간하는 파장대는 녹색 영역대이다. 하지만 광학 렌즈 제조에 있어 가장 구현하기 어려운 분야가 녹색 영역이다. 경쟁사는 550nm 기준으로 볼 때 투과율이 약 84~86%에 머물고 있다. 하지만 자이스코리아의 광학 렌즈는 투과율이 94~98%에 이른다. 이것은 샘플을 볼 때 어떤 현미경을 쓰는지에 따라 선명도에 차이가 날 수 있다는 것을 나타낸다.
디지털 현미경이나 Confocal 현미경의 경우 측정 신뢰성을 보장하기 위해 똑같은 조건 하에 10회 또는 50회 반복 측정한다. 보통의 기계는 1회에서 10회까지는 오차 범위가 300nm 이하지만 측정 횟수가 10회를 넘어가게 되면 열이 발생해 팽창하게 되고, 오차값이 마이크로 단위까지 벗어나게 된다. 하지만 자이스코리아의 Confocal 현미경과 디지털 현미경은 오차 범위가 50nm이기 때문에 신뢰할 수 있다.
현미경 사업부 이상주 과장
