KR100851396B1

KR100851396B1 - Manipulation system for the colloidal probe and manipulation method thereof

Info

Publication number: KR100851396B1
Application number: KR1020060069002A
Authority: KR
Inventors: 김태곤; 박진구
Original assignee: 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2006-07-24
Filing date: 2006-07-24
Publication date: 2008-08-08
Also published as: KR20080009435A

Abstract

본 발명은 캔틸레버와 입자의 위치를 독립적으로 조절이 가능하는 동시에 보다 정확한 위치를 편리하게 조절이 가능하게 하고, 원하는 입자를 찾아 원하는 위치에 재연성 있게 붙이기 위해 입자 및 캔틸레버를 눈으로 확인한 후에 x, y, z축방향과 각도를 정밀하게 조절하도록 하고, 접착제를 캔틸레버에 용이하게 바르도록 접착제의 물성을 조절하도록 하는 콜로이달 프로브의 제작장치 및 이를 이용한 제작방법을 제공하는데 그 특징이 있다.In the present invention, the position of the cantilever and the particles can be independently controlled, and at the same time, it is possible to conveniently adjust the more accurate position, and after visually confirming the particles and the cantilever to find the desired particles and reflexively attach them to the desired positions, It provides a manufacturing apparatus and a manufacturing method of the colloidal probe to adjust the z-axis direction and angle precisely, and to adjust the physical properties of the adhesive to easily apply the adhesive to the cantilever.

또한, 본 발명은 관심 입자와 관심 표면간의 상호작용 힘에 대한 측정을 위해 미세 입자를 용이하게 붙이고 재연성을 매우 높여 이를 이용하여 실행하는 사용자로 하여금 사용상의 신뢰도 및 만족도를 극대화시키는 콜로이달 프로브의 제작장치 및 이를 이용한 제작방법을 제공하는데 있다.In addition, the present invention provides a colloidal probe that can easily attach the fine particles for the measurement of the interaction force between the particles of interest and the surface of interest and greatly increase the reproducibility, thereby maximizing the reliability and satisfaction of the users. An apparatus and a manufacturing method using the same are provided.

콜로이달, 원자현미경, 스테이지, 켄틸레버, 대물렌즈 Colloidal, atomic force microscope, stage, cantilever, objective lens

Description

Manufacturing apparatus of colloidal probe and manufacturing method using the same {MANIPULATION SYSTEM FOR THE COLLOIDAL PROBE AND MANIPULATION METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명에 따라 실시되고 있는 콜로이달 프로브의 제작장치를 보여주는 구성 예시도, 1 is an exemplary configuration showing an apparatus for manufacturing a colloidal probe that is carried out in accordance with the present invention,

도 2는 본 발명에 의해 실시하기 위한 스테이지부와 캔틸레버를 확대하여 보여주는 실시 예시도,Figure 2 is an exemplary view showing an enlarged stage portion and cantilever for implementing according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 가열을 실행하는 방식을 개략적으로 설명하기 위한 예시도,3 is an exemplary view for schematically explaining a manner of performing heating according to the present invention;

도 4는 본 발명에 의해 실시한 2μm의 입자를 붙인 결과를 나타낸 확대 사진, Figure 4 is an enlarged photograph showing the result of sticking the particles of 2μm carried out by the present invention,

도 5는 본 발명에 의해 실시한 0.5μm의 입자를 붙인 결과를 나타낸 확대 사진.Fig. 5 is an enlarged photograph showing the result of attaching 0.5 μm particles carried out by the present invention.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

10 : 프로브핸드 20 : 캔틸레버10: probe hand 20: cantilever

30 : 스테이지 31 : 클립30: stage 31: clip

32 : 히팅블럭부 40 : 대물렌즈32: heating block 40: objective lens

본 발명은 콜로이달 프로브의 제작장치 및 이를 이용한 제작방법에 관한 것으로,The present invention relates to a manufacturing apparatus of the colloidal probe and a manufacturing method using the same,

좀 더 상세하게는 캔틸레버와 입자의 위치를 독립적으로 조절이 가능하도록 하는 동시에 보다 정확한 위치를 편리하게 조절이 가능하도록 하고, 원하는 입자를 찾아 원하는 위치에 재연성 있게 붙이도록 하는 콜로이달 프로브의 제작장치 및 이를 이용한 제작방법에 관한 것이다.More specifically, the manufacturing apparatus of the colloidal probe that allows the position of the cantilever and the particles to be independently controlled, and at the same time, it is possible to conveniently adjust the more accurate position, and to find the desired particles and reattach them to the desired positions. It relates to a manufacturing method using the same.

일반적으로, 입자와 표면간의 상호작용을 측정하기 위해 원자현미경(AFM)의 캔틸레버에 관심 입자를 붙이는 도구인 콜로이달 프로브의 제작 도구가 사용되는 실정이다.In general, a tool for manufacturing a colloidal probe, which is a tool for attaching a particle of interest to an AFM cantilever, is used to measure the interaction between particles and surfaces.

그러나, 종래에 실시되고 있는 콜로이달 프로브의 제작 도구는 손으로 직접 붙이거나 별도의 미세 조절장치를 이용하여 입자를 직접 조절하여 붙이는 방법을 사용하고 있으나, 이는 미세한 입자를 신속하고 쉽게 제어하기 어렵고 전체적인 사용상의 어려움으로 재연성이 없는 결과가 나타나는 문제점가 있다.However, the manufacturing method of the colloidal probe that is conventionally carried out using a method of directly attaching the particles directly by hand or using a separate microadjustment device, but this is difficult to control the fine particles quickly and easily and overall Difficulty in use results in a problem that is not reproducible.

이에 따른, 종래에는 관심 입자와 관심 표면간의 상호작용 힘을 측정하기 위해 캔틸레버에 입자를 부착해야 하나, 붙일 수 있는 입자의 크기가 커 미세입자를 붙이는데 한계가 있을 뿐만 아니라 어려워 재연성이 낮은 문제로 인해 미세 입자의 부착이 용이하지 못해 관심 입자의 크기와 재료를 용이하게 선택하지 못할 뿐더러 원하는 위치에 부착할 수 없어 부착 시간이 길어지는 등의 재연성이 낮아지게 되는 것이다.Accordingly, in the related art, in order to measure the interaction force between the particle of interest and the surface of interest, the particle should be attached to the cantilever, but the size of the attachable particle is not only limited to attaching the microparticle, but also difficult and low reproducibility. Due to the difficulty of attaching the fine particles, the size and material of the particles of interest are not easily selected, and the reproducibility such as the length of the attachment time is lowered because they cannot be attached at a desired position.

따라서, 상기의 문제점들로 인해 종래에 실시하고 있는 관심 입자와 관심 표면간의 상호작용 힘에 대한 측정은 미세 입자를 용이하게 붙일 수 없고 재연성이 매우 낮아 반도체, 디스플레이, 의약 및 인쇄 등과 같은 입자를 이용한 모든 분야에 적용하여 사용하는데 한계가 있기 때문에 실질적으로 사용상의 효율적 신뢰도, 만족도 및 시장성이 극소화되는 문제점들이 항상 있는 것이다.Therefore, the measurement of the interaction force between the particles of interest and the surface of interest conventionally performed due to the above problems is difficult to attach the fine particles and the reproducibility is very low, using particles such as semiconductors, displays, medicines and printing. Since there is a limit to use in all fields, there is always a problem of practically minimizing efficient reliability, satisfaction and marketability.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술이 갖는 제반 문제점들을 해결하고자 창출된 것으로 다음과 같은 목적을 갖는다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above has the following object.

본 발명은 캔틸레버와 입자의 위치를 독립적으로 조절이 가능하는 동시에 보다 정확한 위치를 편리하게 조절이 가능하게 하고, 원하는 입자를 찾아 원하는 위치에 재연성 있게 붙이기 위해 입자 및 캔틸레버를 눈으로 확인한 후에 x, y, z축방향과 각도를 정밀하게 조절하도록 하고, 접착제를 캔틸레버에 용이하게 바르도록 접착제의 물성을 조절하도록 하는 콜로이달 프로브의 제작장치 및 이를 이용한 제작방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In the present invention, the position of the cantilever and the particles can be independently controlled, and at the same time, it is possible to adjust the position more accurately and conveniently. The purpose of the present invention is to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method using the colloidal probe to precisely adjust the z-axis direction and angle, and to adjust the physical properties of the adhesive to easily apply the adhesive to the cantilever.

본 발명의 다른 목적은 관심 입자와 관심 표면간의 상호작용 힘에 대한 측정을 위해 미세 입자를 용이하게 붙이고 재연성을 매우 높여 이를 이용하여 실행하는 사용자로 하여금 사용상의 신뢰도 및 만족도를 극대화시키는 콜로이달 프로브의 제작장치 및 이를 이용한 제작방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a colloidal probe that easily attaches fine particles and measures very high reproducibility for the measurement of the interaction force between the particles of interest and the surface of interest, thereby maximizing reliability and satisfaction of users. It is to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method using the same.

이하, 상기한 본 발명에 대해서 구체적으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 사용자 및 제작자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.The terms to be described below are terms set in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and producers, and their definitions should be made based on the contents throughout the present specification.

먼저, 본 발명에 의해 실시하는 콜로이달 프로브의 제작장치는 관심 입자와 관심 표면간의 상호작용 힘을 측정하기 위해 원자현미경의 캔틸레버에 입자를 붙이도록 상기 캔틸레버를 x, y, z축 방향과 각도로 움직여 정밀하게 위치를 조절할 수 있는 프로브핸드와, 상기의 관심 입자와 접착제를 안정적으로 올려놓을 수 있는 스테이지와, 상기 캔틸레버의 정면(front side)과 상기 스테이지에 올려놓은 입자 및 접착제를 확인하고 볼 수 있도록 하는 스테이지의 하단부에 위치되어 있는 대물렌즈를 포함하게 된다. 이때 대물렌즈를 통하여 바라보는 캔틸레버의 면이 정면이 된다.First, the apparatus for fabricating a colloidal probe according to the present invention includes the cantilever in the x, y, z-axis directions and angles so as to attach particles to the cantilever of the atomic force microscope to measure the interaction force between the particle of interest and the surface of interest. A probe hand that can move and adjust the position precisely, the stage to stably place the particles of interest and the adhesive, the front side of the cantilever and the particles and adhesives placed on the stage can be seen and viewed. It includes an objective lens positioned at the lower end of the stage. At this time, the surface of the cantilever viewed through the objective lens becomes the front face.

이때, 상기 스테이지에는 올려진 접착제를 열선을 이용한 방식, 발열 프로브를 이용한 방식 및 적외선을 이용한 방식 중에 어느 하나를 선택하여 녹일 수 있어 접착제의 접착력 향상을 위하여 접착제의 유동성을 향상시켜 점도를 낮추는 히팅 블록부가 구비되고, 상기 스테이지에는 구비되어 있는 유리기판을 안정적으로 고정하기 위해 클립이 일정한 위치에 구비되어 이루어진다.At this time, the heated adhesive can be melted by selecting any one of a method using a heating wire, a method using a heating probe and a method using an infrared ray on the stage to improve the fluidity of the adhesive to improve the adhesive strength of the heating block to lower the viscosity An additional part is provided, and a clip is provided at a predetermined position to stably fix the glass substrate provided in the stage.

그리고, 상기의 각도는 스테이지에 올려놓은 입자를 캔틸레버에 효율적으로 붙이기 위해 0 ~ 90°범위로 조절이 가능하게 되고, 상기 접착제는 고상접착제, UV접착제 및 액상접착제 중 어느 하나 선택되어 이루어지게 된다. 이때 캔틸레버의 조절 각도는 스테이지면과 캔틸레버가 이루는 각도로서, 스테이지면에 대하여 캔틸레버면이 이루는 각도입니다.And, the angle is adjustable in the range 0 ~ 90 ° to effectively attach the particles placed on the stage to the cantilever, the adhesive is made of any one of a solid adhesive, a UV adhesive and a liquid adhesive. At this time, the adjustment angle of the cantilever is the angle between the stage surface and the cantilever, and it is the angle formed by the cantilever surface with respect to the stage surface.

이에, 상기 대물렌즈는 스테이지의 하단부에 위치되지 않고 상단부에 위치되어 캔틸레버의 정면을 용이하게 확인하고 볼 수 있도록 이루어질 수 있는 것이다.Thus, the objective lens may be located at the upper end of the stage rather than at the lower end of the stage, so that the front of the cantilever can be easily identified and viewed.

또한, 상기 콜로이달 프로브의 제작장치를 이용하여 실행하는 방법은 캔틸레버를 프로브핸드에 고정시키고 입자와 접착제를 스테이지에 올려놓은 단계와, 상기 캔틸레버의 위치와 상기 스테이지에 올려놓은 입자의 위치를 확인하기 위해 대물렌즈와 연결된 CCD 카메라와 모니터를 통해 확인하도록 하는 단계와, 상기에서 위치를 확인한 후에 열을 가하지 않은 접착제를 이용하거나 가열수단을 이용하여 스테이지에 올려놓은 접착제를 녹이되, 상기 접착제를 용이하게 녹이기 위해 열선을 이용한 방식, 발열 프로브를 이용한 방식 및 적외선을 이용한 방식 중에 어느 하나를 선택하여 가열수단의 방식으로 적용시켜 이루어지는 단계와, 상기의 접착제를 이용하기 위해 프로브핸드를 x, y, z축 방향과 일정한 각도로 정밀하게 조절하여 캔틸레버에 접착제를 뭍이거나 바르는 단계와, 상기에서 접착제가 뭍여진 캔틸레버를 입자가 위치한 곳으로 이송하거나 스테이지의 위치를 조절하여 입자를 캔틸레버로 이송시키는 단계와, 상기에서 캔틸레버가 입자의 상부로 이송되면 상기 캔틸레버에 입자를 붙여 고정시키는 단계와, 상기 입자를 캔틸레버에 안정적으로 고정시키기 위해 열을 가한 접착제를 냉각수단을 이용하여 냉각시키거나 UV와 같은 자외선을 조사시켜 접착제를 경화시키는 단계를 실행하는 것이다.In addition, the method using the manufacturing apparatus of the colloidal probe is a step of fixing the cantilever to the probe hand and placing the particles and the adhesive on the stage, the position of the cantilever and the position of the particles placed on the stage To check through the CCD camera and the monitor connected to the objective lens, and after confirming the position in the above using a non-heated adhesive or using a heating means to melt the adhesive on the stage, the adhesive easily Applying any one of a method using a heating wire, a method using a heating probe, and a method using infrared rays to melt, and applying the method by means of a heating means; The adhesive on the cantilever by precisely adjusting the direction and angle Squeezing or applying, transferring the cantilever-adhesive cantilever to the place where the particles are located, or adjusting the position of the stage to transfer the particles to the cantilever; and wherein the cantilever is transferred to the top of the particles, wherein Attaching and fixing, and curing the adhesive by cooling the heated adhesive using a cooling means to stably fix the particles to the cantilever or irradiating ultraviolet rays such as UV.

[실시예]EXAMPLE

상기한 본 발명을 이루기 위한 바람직한 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.With reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment for achieving the present invention will be described in detail.

먼저, 본 발명은 첨부도면 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 도 1은 본 발명에 따라 실시되고 있는 콜로이달 프로브의 제작장치를 보여주는 구성 예시도이고, 도 2는 본 발명에 의해 실시하기 위한 스테이지부와 캔틸레버를 확대하여 보여주는 실시 예시도를 나타낸 것이다.First, the present invention is shown in the accompanying drawings, Figure 1 and Figure 2, Figure 1 is an exemplary view showing the configuration of the manufacturing apparatus of the colloidal probe is carried out in accordance with the present invention, Figure 2 is carried out by the present invention An exemplary view showing an enlarged stage portion and a cantilever for the present invention is shown.

즉, 본 발명에 따른 콜로이달 프로브의 제작장치는 관심 입자와 관심 표면간의 상호작용 힘을 측정하기 위해 원자현미경의 캔틸레버에 입자를 원활히 붙여 고정시키기 위한 것이다.That is, the apparatus for manufacturing a colloidal probe according to the present invention is for smoothly attaching and fixing particles to a cantilever of an atomic force microscope to measure the interaction force between the particles of interest and the surface of interest.

이를 위해, 상기의 관심 입자와 접착제를 스테이지(30)에 올려놓게 되고, 이때 상기 스테이지(30)의 유리기판이 클립(31)과 같은 고정수단에 의해 고정되어 있어 상기의 관심 입자와 접착제가 안정적으로 스테이지(30)에 올려 놓여지게 되는 것이다. 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 관통홀이 형성된 스테이지 위에 유리기판이 위치하며, 그 유리기판은 클립으로 고정되고, 스테이지 아래 구비되는 대물렌즈를 통하여 유리기판의 임의의 지점에 위치한 접착제와 입자를 확인할 수 있게 된다. 따라서 본 명세서에서 스테이지 위에 관심 입자와 접착제를 올려놓는다는 것은 엄격히 말하자면, 스테이지의 관통홀 상부에 위치한 유리기판 위에 관심 입자와 접착제를 올려놓는 것이 된다.To this end, the particles of interest and the adhesive are placed on the stage 30, wherein the glass substrate of the stage 30 is fixed by fixing means such as the clip 31 so that the particles of interest and the adhesive are stable. Will be placed on the stage 30. In more detail with reference to FIG. 2, a glass substrate is positioned on a stage where a through hole is formed, and the glass substrate is fixed by a clip, and an adhesive positioned at an arbitrary point of the glass substrate through an objective lens provided below the stage. Particles can be identified. Thus, placing the particles of interest and adhesive on the stage in this specification is strictly speaking, placing the particles of interest and adhesive on a glass substrate located above the through-holes of the stage.

이에, 프로브핸드(10)를 통해 캔틸레버(20)를 x, y, z축 방향과 각도로 움직여 정밀하게 위치를 조절할 수 있가 있게 된다.Thus, by moving the cantilever 20 in the x, y, z-axis direction and angle through the probe hand 10 it is possible to precisely adjust the position.

이에 따른, 상기 스테이지(30)에 올려놓은 관심 입자와 접착제를 확인하고, 또한 캔틸레버의 정면(front side)를 확인하기 위해서 대물렌즈(40)를 이용하게 되 는데, 상기 대물렌즈(40)는 CCD 카메라(미도시)와 모니터(미도시)에 연결되어 있어 사용자로 하여금 용이하게 확인시킬 수 있게 되는 것이다.Accordingly, the objective lens 40 is used to identify the particles of interest and the adhesive placed on the stage 30 and the front side of the cantilever, and the objective lens 40 is a CCD. It is connected to a camera (not shown) and a monitor (not shown) so that the user can easily check.

상기에서 캔틸레버(20)에 입자를 붙이기 위해서 먼저 스테이지(30)에 올려놓은 접착제를 녹이게 되는데, 이는 가열수단인 히팅블록부(32)에 의해 열을 가하여 상기 스테이지(30)에 올려놓은 접착제의 물성을 조절하고 녹일 수 있게 된다.In order to attach the particles to the cantilever 20, the adhesive placed on the stage 30 is first melted, which is heated by the heating block unit 32, which is a heating means, of the adhesive placed on the stage 30. You can adjust and dissolve the physical properties.

한편, 상기의 가열수단인 히팅블록부(32)를 이용하지 않고도, 즉 열을 가하지 않고도 원하는 종류의 접착제을 선택하여 실행할 수가 있다.On the other hand, a desired type of adhesive can be selected and executed without using the heating block 32, which is the above heating means, that is, without applying heat.

상기에서 캔틸레버(20)에 접착제를 뭍이거나 바른 후에 입자를 붙이면 되는 것이다.What is necessary is just to apply particle | grains after apply | coating or applying an adhesive to the cantilever 20 in the above.

상기와 같이, 스테이지(30)에 올려놓은 입자를 캔틸레버(20)에 효율적으로 붙이기 위해 상기 캔틸레버(20)와 스테이지(30)는 0 ~ 90°범위의 각도로 이루어져 있고, 상기 프로브핸드(10)는 상기의 각도의 범위에서 미세하게 조절이 가능하게 된다.As described above, in order to efficiently attach the particles placed on the stage 30 to the cantilever 20, the cantilever 20 and the stage 30 are formed at angles ranging from 0 ° to 90 °, and the probe hand 10 Is finely adjustable in the above range of angle.

또한, 상기의 스테이지(30)에 올려놓은 접착제는 고상접착제, UV접착제 및 액상접착제 중 어느 하나 선택되어 사용하게 되는 것이다.In addition, the adhesive placed on the stage 30 is selected from any one of a solid adhesive, a UV adhesive and a liquid adhesive.

그리고, 상기 대물렌즈(40)는 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이 스테이지(30)의 하단부에 위치되어 있으나, 본 발명에서는 캔틸레버(20)의 정면을 용이하게 확인하고 볼 수 있을 경우 상기 스테이지(30)의 상단부에 위치시킬 수가 있는 것이다.In addition, although the objective lens 40 is located at the lower end of the stage 30 as shown in FIG. 1, in the present invention, when the front surface of the cantilever 20 can be easily identified and viewed, the stage ( It can be located at the upper end of 30).

상기에서 설명한 콜로이달 프로브의 제작장치를 이용하여 실행하기 위한 방 법은 먼저 캔틸레버(20)를 프로브핸드(10)에 고정시키고 입자와 접착제를 스테이지(30)에 올려놓게 되는 것이다.The method for performing the colloidal probe manufacturing apparatus described above is to first fix the cantilever 20 to the probe hand 10 and to place the particles and adhesive on the stage 30.

상기 스테이지(30)에 올려놓은 입자 및 접착제와 상기 캔틸레버(20)의 위치를 사용자로 하여금 확인하기 위해 대물렌즈(40)와 연결된 CCD 카메라와 모니터를 통해 실행하게 된다.Particles and adhesives placed on the stage 30 and the position of the cantilever 20 is performed by the user through the CCD camera and the monitor connected to the objective lens 40.

상기에서 캔틸레버(20)의 위치와 스테이지(30)에 올려놓은 입자 및 접착제에 대한 위치를 확인한 다음에 상기 스테이지(30)에 올려놓은 접착제를 녹이는 과정을 실행하게 되는데, 상기 접착제는 성분 및 종류에 따라 열을 가하지 않고 바로 이용할 수 있을 뿐만 아니라 히팅블록부(32)와 같은 가열수단을 이용하여 스테이지에 올려놓은 접착제를 물성에 따라 조절하여 녹일 수가 있는 것이다.The position of the cantilever 20 and the position of the particles and the adhesive placed on the stage 30 is confirmed, and then the process of melting the adhesive placed on the stage 30 is performed. Therefore, it can be used immediately without applying heat, as well as by melting the adhesive placed on the stage by using a heating means such as the heating block 32 according to the physical properties.

이때, 상기의 접착제는 고상접착제, UV접착제 및 액상접착제 중 어느 하나 선택되어 사용할 수 있고, 특히 상기 가열수단의 방식으로는 열선을 이용한 방식, 발열 프로브를 이용한 방식 및 적외선을 이용한 방식 중에 어느 하나를 선택하여 적용시킬 수가 있는 것이다.In this case, the adhesive may be selected from any one of a solid adhesive, a UV adhesive and a liquid adhesive, and in particular, the heating means may be any one of a method using a heating wire, a method using a heating probe, and a method using infrared rays. It can be chosen and applied.

상기의 과정이 완료되면 접착제를 캔틸레버(20)에 접착제를 뭍이거나 바르게 되는데, 이는 프로브핸드(10)를 x, y, z축 방향과 일정한 각도로 정밀하게 조절하여 이루어지게 된다.When the above process is completed, the adhesive is applied to the cantilever 20 by gluing or applying the adhesive, which is performed by precisely adjusting the probe hand 10 at a predetermined angle with the x, y, and z axis directions.

상기에서 접착제가 뭍여진 캔틸레버(20)를 입자가 위치한 곳으로 이송하거나 스테이지(30)의 위치를 조절하여 입자를 캔틸레버(20)로 이송시킨 다음 상기 캔틸레버(20)가 입자의 상부로 이송되어 위치되면 상기 캔틸레버(20)에 입자를 붙이게 된다.The cantilever 20 in which the adhesive is squeezed is transferred to the place where the particles are located, or the position of the stage 30 is adjusted to transfer the particles to the cantilever 20, and then the cantilever 20 is transferred to the top of the particles. When the particles are attached to the cantilever 20.

이때, 상기 캔틸레버(20)에 붙여진 입자를 안정적으로 고정시키기 위해 열을 가한 접착제를 별도의 냉각수단을 이용하여 냉각시키거나 자연 냉각을 실행시켜 이루어질 수 있고, 또한 UV와 같은 자외선을 조사시켜 접착제가 경화되도록 실행할 수 있는 것이다.In this case, in order to stably fix the particles attached to the cantilever 20, the heat-treated adhesive may be cooled by using a separate cooling means or may be performed by natural cooling, and the adhesive may be irradiated with ultraviolet rays such as UV. It can be done to cure.

상기에서 설명한 가열방식에 대해 첨부도면 도 3을 참조하여 구체적으로 살펴보면, 먼저 'A'는 열선을 이용한 방식으로 접착제와 입자를 좌우로 배치했을 경우에 선택(a1)하게 되고, 접착제와 입자를 상하로 배치하였을 경우에 선택(a2)하게 되는 것이다.Referring to the heating method described above in detail with reference to Figure 3, first, 'A' is selected (a1) when the adhesive and the particles are arranged to the left and right in a manner using a heating wire, the adhesive and the particles up and down If it is arranged as (a2) will be selected.

또한, 'B'는 발열 프로브를 이용한 방식으로, 이는 하나의 프로브로 열 조절을 하게 되고(b1), 두 개의 프로브를 이용하여 각기 열을 조절할 수 있도록 하며 각 단계별로 열의 위치를 조절할 수 있도록 한 것이다(b2).In addition, 'B' is a method using a heating probe, which is to control the heat with one probe (b1), to control the heat by using two probes to adjust the position of the heat in each step (B2).

또한, 'C'는 열판을 이용한 방식으로, 이는 두 개의 열판을 이용하여 각 단계별로 열의 위치를 조절하여 접착제와 입자를 붙이는 것이고((c1), 전체를 가열할 수 있는 열판으로 구성한 것이다(c2).In addition, 'C' is a method using a hot plate, which is to attach the adhesive and particles by adjusting the position of the heat in each step using the two hot plates ((c1), consisting of a hot plate that can heat the whole (c2) ).

또한, 'D'는 적외선을 이용하여 열을 가해 접착제를 녹이는 방식으로, 이는 자외선을 이용한 접착제를 경화시키는 방법과 동일하게 구성할 수가 있는 것이다.In addition, 'D' is a method of melting the adhesive by applying heat using infrared rays, which can be configured in the same manner as the curing method of the adhesive using ultraviolet light.

상기에서 설명한 본 발명을 따를 때, 관심 입자와 관심 표면간의 상호작용 힘을 측정하기 위해서 캔틸레버(20)에 입자를 부착해야 하나, 종래에는 붙일 수 있는 입자의 크기가 커 미세입자를 붙이는데 한계가 있을 뿐만 아니라 어려워 재연성 이 낮은 문제가 있는 것으로서, 이를 해결하기 위해 관심 입자의 크기와 재료를 선택하여 캔틸레버에 부착할 수 있고, 특히 초소 0.1μm의 입자까지 부착할 수 있는 동시에 원하는 위치에 부착할 수 있으며, 부착 시간 또한 짧아 사용이 쉽고 재연성이 높아짐을 알 수 있다.According to the present invention described above, in order to measure the interaction force between the particles of interest and the surface of interest, the particles should be attached to the cantilever 20, but in the past, the size of the particles to which they can be attached is limited to attaching microparticles In addition to this problem, there is a problem of low reproducibility, and in order to solve this problem, the particle size and material of interest can be selected and attached to the cantilever, and in particular, particles of 0.1 μm or less can be attached at the same time. In addition, it can be seen that the attachment time is also short and easy to use and the reproducibility is high.

이는, 첨부도면 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의해 실시한 미세입자를 붙인 결과를 나타낸 확대 사진으로, 즉 2μm의 입자를 붙인 결과와 0.5μm의 입자를 붙인 결과를 나타낸 사진이다.4 and 5 are enlarged photographs showing the results of attaching the fine particles according to the present invention, that is, a photograph showing a result of attaching 2 μm particles and attaching 0.5 μm particles. .

상기의 본 발명에 의한 미세 입자를 붙이는 실행은 사용이 간단하고 쉬울 뿐만 아니라 재연성이 매우 높아짐으로 인해 반도체, 디스플레이, 의약 및 인쇄 등과 같은 입자를 이용한 모든 분야에서 기초 실험을 위한 기구로 사용할 수가 있고, 특히 입자와 표면간의 상호작용에 대한 관심이 높아지고 있어 시장성이 극대화될 수 있다.The practice of attaching the fine particles according to the present invention can be used as an apparatus for basic experiments in all fields using particles such as semiconductors, displays, medicines and printings because of their simplicity and ease of use as well as the high reproducibility. In particular, increasing interest in interactions between particles and surfaces can maximize marketability.

마지막으로, 본 발명을 실시하고 있는 콜로이달 프로브의 제작장치 및 이를 이용한 제작방법의 구성 및 실행에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.Finally, in the construction and execution of the apparatus for producing a colloidal probe and the manufacturing method using the same according to the present invention can be variously modified and can take various forms.

하지만, 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood, however, that the present invention is not limited to the specific forms referred to in the above description, but rather includes all modifications, equivalents and substitutions within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It should be understood to do.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 입자 및 캔틸레버를 눈으로 확인한 후에 x, y, z축 방향과 각도를 정밀하게 조절하고, 접착제를 캔틸레버에 용이하게 바르도록 접착제의 물성을 조절하여 캔틸레버와 입자의 위치를 독립적으로 조절이 가능한 효과와, 보다 정확한 위치를 편리하게 조절이 가능한 효과로 인해 원하는 입자를 찾아 원하는 위치에 재연성 있게 붙일 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention after visually confirming the particles and the cantilever, precisely adjust the x, y, z-axis direction and angle, and by adjusting the physical properties of the adhesive to easily apply the adhesive to the cantilever of the cantilever and particles The effect of independently adjusting the position, and the effect of conveniently adjusting the position more precisely, there is an effect that can find the desired particles and reflexively attach to the desired position.

또한, 본 발명은 미세 입자를 용이하게 붙이고 재연성을 매우 높이게 되는 관심 입자와 관심 표면간의 상호작용 힘에 대한 측정이 가능하게 되어 반도체, 디스플레이, 의약 및 인쇄 등과 같은 입자를 이용한 모든 분야에서 기초 실험을 위한 기구로 사용할 수가 있는 효과로 인해 전체적인 시장성이 높아지는 동시에 이를 이용하여 실행하는 사용자로 하여금 사용상의 신뢰도 및 만족도가 우수해지는 등의 여러 효과가 있다.In addition, the present invention enables the measurement of the interaction force between the particles of interest and the surface of interest, which easily attaches the fine particles and greatly increases the reproducibility, thereby making basic experiments in all fields using particles such as semiconductor, display, medicine, and printing. Due to the effect that can be used as a mechanism for the increase in the overall marketability, there is a number of effects, such as the user reliability and satisfaction is excellent for the user to execute using it.

Claims

In the manufacturing apparatus of the colloidal probe for attaching the particles to the cantilever of the atomic force microscope to measure the interaction force between the particles of interest and the surface of interest,

A probe hand capable of adjusting a position by moving the cantilever in an x, y, and z direction and an angle;

A stage on which the particles of interest and the adhesive can be placed;

An objective lens for identifying and viewing the front side of the cantilever and the particles and the adhesive placed on the stage;

Apparatus for producing a colloidal probe, characterized in that comprises a.

The method of claim 1,

Apparatus for producing a colloidal probe, characterized in that the heating block is provided by melting the adhesive in a manner using a heating wire, a method using a heating probe or a method using infrared rays to change the physical properties of the adhesive placed on the stage.

The method according to claim 1 or 2

The stage manufacturing apparatus of the colloidal probe, characterized in that the clip is provided for fixing the glass substrate provided.

The method of claim 1,

The angle is the manufacturing apparatus of the colloidal probe, characterized in that made to be adjustable in the range of 0 ~ 90 ° to attach the particles placed on the stage to the cantilever.

The method of claim 1

The objective lens manufacturing apparatus of the colloidal probe, characterized in that the front end of the cantilever is not located at the lower end of the stage to be able to see and see.

The method according to claim 1 or 2,

Wherein the adhesive is a solid state adhesive, UV adhesive and the production apparatus of the colloidal probe, characterized in that any one selected from the liquid adhesive.

A probe hand that can move the cantilever in x, y, z-axis directions and angles to adjust its position, a stage on which the particles of interest and adhesives can be placed, a front side of the cantilever and a stage on the stage Includes an objective lens positioned at the bottom of the stage for identifying and viewing the particles and adhesives placed therein,

There is a heating block portion for melting the adhesive in a manner using a hot wire, a method using a heating probe or an infrared method to change the physical properties of the adhesive placed on the stage, the stage is provided with a clip for fixing the glass substrate It is provided, wherein the angle is adjustable in the range of 0 ~ 90 ° to attach the particles placed on the stage to the cantilever, the adhesive is characterized in that any one selected from solid adhesive, UV adhesive and liquid adhesive Apparatus for producing a colloidal probe.

The method of claim 7, wherein

In the method using the manufacturing apparatus of the colloidal probe,

Securing the cantilever to the probe hand and placing the particles and adhesive on the stage;

Confirming the position of the cantilever and the position of particles placed on the stage through a CCD camera and a monitor connected to an objective lens;

Dissolving the adhesive placed on the stage by using heat-free adhesive or heating means after checking the position in the above;

Squeezing or applying the adhesive to the cantilever by adjusting the probe hand at an angle with the x, y, and z directions to use the adhesive;

Transferring the cantilever coated with the adhesive to the place where the particles are located or transferring the particles to the cantilever by adjusting the position of the stage;

Attaching and fixing particles to the cantilever when the cantilever is transferred to the upper portion of the particles;

Method of producing a colloidal probe, characterized in that for executing.

The method of claim 9,

In the process of the particles are attached to the cantilever and fixed,

The method of manufacturing a colloidal probe further comprising the step of cooling the adhesive to which the particles are attached to the cantilever by means of cooling means or by irradiating ultraviolet rays to cure the adhesive.

The method of claim 9,

In the step of melting the adhesive on the stage using the heating means,

The heating means is a method of manufacturing a colloidal probe, characterized in that any one of a method using a heating wire, a method using a heating probe, and a method using infrared.

In the method using the manufacturing apparatus of the colloidal probe,

After confirming the position in the above, using a non-heated adhesive or using a heating means to melt the adhesive on the stage, using any of the method using a heating wire, a method using a heating probe and an infrared method to melt the adhesive. Selecting one and applying the same in a heating means;

Cooling the heated adhesive using cooling means to fix the particles to the cantilever or irradiating UV rays to cure the adhesive;

Method of producing a colloidal probe, characterized in that for executing.