KR100825985B1 - 자동으로 탐침 교환이 가능한 주사 탐침 현미경 - Google Patents

자동으로 탐침 교환이 가능한 주사 탐침 현미경 Download PDF

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KR100825985B1
KR100825985B1 KR1020060132038A KR20060132038A KR100825985B1 KR 100825985 B1 KR100825985 B1 KR 100825985B1 KR 1020060132038 A KR1020060132038 A KR 1020060132038A KR 20060132038 A KR20060132038 A KR 20060132038A KR 100825985 B1 KR100825985 B1 KR 100825985B1
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신승준
김준휘
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박상일
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Abstract

본 발명은 자동으로 탐침이 교체되면서도 교체된 탐침이 정확한 위치에 부착되는 주사 탐침 현미경을 위하여, 캐리어 홀더부를 가지며 캐리어 홀더부의 위치를 직선 상에서 변화시키는 제1스캐너와, 샘플의 위치를 평면 상에서 변화시키는 제2스캐너와, 캐리어 및 이에 접착된 탐침을 보관할 수 있는 트레이를 구비하며, 상기 캐리어 홀더부는 복수개의 돌출부들을 갖는 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경을 제공한다.

Description

자동으로 탐침 교환이 가능한 주사 탐침 현미경{Scanning probe microscope with auto probe exchange function}
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 주사 탐침 현미경을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 2a는 도 1의 A 부분을 분해하여 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 2b는 도 1의 A 부분을 포함한 부분을 개략적으로 도시하는 분해 사시도이다.
도 3a는 도 1의 B 부분에 캐리어 및 이에 접착된 탐침이 보관되어 있는 경우를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 3b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 주사 탐침 현미경의 트레이에 캐리어 및 이에 접착된 탐침이 보관되어 있지 않은 경우를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따른 주사 탐침 현미경의 일부분을 개략적으로 도시하는 측면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 탐침 11: 캔틸레버
12: 팁 20: 캐리어
20a: 캐리어에 형성된 구멍 30: 캐리어 홀더부
30a: 캐리어 홀더부에 형성된 돌출부 31: 제1스캐너
32: 제2스캐너 40: 샘플
42: 트레이 50: 프레임
본 발명은 자동으로 탐침 교환이 가능한 주사 탐침 현미경에 관한 것으로서, 더 상세하게는 자동으로 탐침이 교체되면서도 교체된 탐침이 정확한 위치에 부착되는 주사 탐침 현미경에 관한 것이다.
주사 탐침 현미경(SPM: scanning probe microscope)은 나노 스케일의 해상력을 가진 현미경으로서, 샘플의 표면 형상이나 샘플의 전기적 특성 등을 이미지로 나타내는 현미경이다. 주사 탐침 현미경에는 원자력 현미경(AFM: atomic force microscope), 자기력 현미경(MFM: magnetic force microscope) 및 주사 정전용량 현미경(SCM: scanning capacitance microscope) 등이 있다.
이러한 주사 탐침 현미경은 탐침의 팁이 샘플의 표면에 접하면서 이동하거나 탐침의 팁이 샘플의 표면과 일정한 거리를 유지하면서 이동하여, 샘플의 표면 형상이나 샘플의 전기적 특성 등을 분석하는 데에 이용될 수 있다. 이와 같이 주사 탐침 현미경의 탐침의 팁이 샘플의 표면에 접하면서 이동하거나 탐침의 팁이 샘플의 표면과 일정한 거리를 유지하면서 이동하기에, 주사 탐침 현미경을 이용하는 과정 에서 탐침 또는 탐침의 팁이 손상될 수 있다. 따라서, 통상적으로 주사 탐침 현미경의 탐침은 교체가 가능하도록 제작된다.
그러나 종래의 주사 탐침 현미경의 경우 팁의 교체는 사용자가 직접 수동으로 교체해야만 하기에 불편하다는 문제점이 있었다. 또한, 주사 탐침 현미경은 수 마이크로 크기 또는 수 나노 크기의 팁을 이용하여 샘플의 표면 등의 특성을 이미지로 나타내는 바, 이를 위해서는 교체된 탐침이 정확한 위치에 부착되어야만 한다. 그러나 종래의 주사 탐침 현미경의 경우 탐침을 교체할 때마다 팁의 위치가 달라지기에, 탐침을 교체한 후 이에 관계되는 광학계 등의 위치를 재조정해야만 한다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 자동으로 탐침이 교체되면서도 교체된 탐침이 정확한 위치에 부착되는 주사 탐침 현미경을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 캐리어 홀더부를 가지며 캐리어 홀더부의 위치를 직선 상에서 변화시키는 제1스캐너와, 샘플의 위치를 평면 상에서 변화시키는 제2스캐너와, 캐리어 및 이에 접착된 탐침을 보관할 수 있는 트레이를 구비하며, 상기 캐리어 홀더부는 복수개의 돌출부들을 갖는 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경을 제공한다.
이러한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 캐리어 및 이에 접착된 탐침을 더 구비하며, 상기 캐리어는 상기 캐리어 홀더부에 탈부착될 수 있고, 상기 캐리어 홀더 부의 복수개의 돌출부들에 대응하는 복수개의 구멍들 또는 홈들을 갖는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 트레이는 복수개의 돌출부들을 갖는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 캐리어 및 이에 접착된 탐침을 더 구비하며, 상기 캐리어는 상기 캐리어 홀더부에 탈부착될 수 있고, 상기 캐리어 홀더부의 복수개의 돌출부들에 대응하는 복수개의 구멍들 또는 홈들을 및 상기 트레이의 복수개의 돌출부들에 대응하는 복수개의 구멍들 또는 홈들을 갖는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 캐리어는 금속으로 형성된 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 캐리어 홀더부는 영구자석 또는 전자석으로 형성되거나, 영구자석 또는 전자석으로 형성된 부분을 포함하거나, 진공 흡입부를 갖는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 트레이는 영구자석 또는 전자석으로 형성되거나, 영구자석 또는 전자석으로 형성된 부분을 포함하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 캐리어 홀더부는 세 개의 구형 돌출부들을 갖는 것으로 할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음 과 같다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 주사 탐침 현미경을 개략적으로 도시하는 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 주사 탐침 현미경은 제1스캐너(31)와 제2스캐너(32), 그리고 탐침을 보관할 수 있는 트레이(42)를 구비한다. 물론 필요에 따라 도 1에 도시된 바와 같이 제1스캐너(31)를 지지하는 제1프레임(51)과, 제2스캐너(32)를 지지하는 제2프레임(52)을 포함하는 프레임(50)을 더 구비할 수도 있다. 그리고 트레이(42)의 위치는 도 1에 도시된 것과 같은 위치에 한정되는 것은 아니고 주사 탐침 현미경의 다양한 곳에 위치할 수도 있다.
제1스캐너(31)는 그 단부에 캐리어 홀더부(30, 도 2a 참조)를 가지며, 이 캐리어 홀더부(30)의 위치를 직선 상에서(z 축 상에서) 변화시킨다. 물론 캐리어 홀더부(30)에 탐침(탐침이 접착된 캐리어)이 부착되면, 결과적으로 제1스캐너(31)는 탐침의 위치를 직선 상에서 변화시킨다. 제2스캐너(32)는 샘플(40)의 위치를 평면(xy평면) 상에서 변화시킨다.
도 2a는 도 1의 A 부분을 분해하여 개략적으로 도시하는 측면도이며, 도 2b는 도 1의 A 부분을 포함한 부분을 개략적으로 도시하는 분해 사시도이다. 상기 도면들을 참조하면, 캐리어 홀더부(30)는 복수개의 돌출부들(30a)을 갖는다. 도 2a 및 도 2b에서는 두 개의 돌출부들(30a)을 갖는 것으로 도시되어 있다.
이 캐리어 홀더부(30)에는 캐리어(20)가 부착될 수 있는데, 이 캐리어(20)에는 탐침(10)이 접착된다. 탐침(10)은 캔틸레버(11)와 그 끝의 팁(12)을 포함하는 것으로서, 통상적으로 반도체 칩의 형태로 제작된다. 이 칩은 통상적으로 가로 1.6mm 및 세로 3.4mm의 크기를 가지는 것으로, 그 가장자리에 대략 100㎛ 길이의 캔틸레버(11)가 노출되어 있고, 그 끝에 팁(12)이 구비되어 있다. 본 실시예 및 후술하는 실시예들에서는 편의상 탐침(10)이 칩, 캔틸레버(11) 및 팁(12)을 포함하는 것으로 정의한다. 이러한 탐침(10)은 그 크기가 매우 작기에 핸들링의 용이성을 위해 캐리어(20)에 접착되어 이용된다. 탐침(10)을 캐리어(20)에 접착하는 방법은 접착제를 이용할 수도 있고 그 외의 다양한 방법을 이용할 수도 있다. 상기 도면에 도시된 탐침(10) 및 캐리어(20)의 각 부분은 그 실제 크기 비율로 그린 것은 아니며 이해의 편의를 위해 개략적으로 도시한 것이다.
본 실시예에 따른 주사 탐침 현미경의 경우, 전술한 바와 같이 제1스캐너(31) 단부의 캐리어 홀더부(30)가 복수개의 돌출부들(30a)을 갖는다. 또한 탐침(10)이 부착된 캐리어(20)에도 복수개의 구멍들(20a)이 형성되어 있는데, 이 구멍들(20a)은 캐리어 홀더부(30)의 돌출부들(30a)에 대응한다. 물론 도 2a 내지 도 2c에 도시된 것과 달리, 캐리어(20)에 복수개의 구멍들(20a)이 형성되는 것이 아니라 복수개의 홈들이 형성되며, 이 홈들이 제1스캐너(31) 단부의 캐리어 홀더부(30)가 갖는 복수개의 돌출부(30a)들에 대응하도록 할 수도 있다. 물론 이 경우 홈들은 정확하게 구형 형상이 아닐 수도 있고, 슬롯 형상일 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다. 이하에서는 편의상 캐리어(20)에 복수개의 구멍들(20a)이 형성되어 있는 경우에 대해 설명한다.
탐침(10)이 접착된 캐리어(20)는 제1스캐너(31) 단부의 캐리어 홀더부(30)에 부착된다. 이때 캐리어(20)는 금속으로 형성된다. 그리고 캐리어 홀더부(30)는 영 구자석 또는 전자석으로 형성되거나, 영구자석 또는 전자석으로 형성된 부분(예컨대 돌출부(30a))을 가질 수 있다. 따라서 캐리어(20)는 캐리어 홀더부(30)에 전자기력에 의해 부착된다. 이러한 탐침(10)이 부착된 캐리어(20)가 더 이상 필요가 없어 이를 캐리어 홀더부(30)로부터 탈착할 경우에는 사용자가 손 등으로 이를 쉽게 제거할 수 있다. 물론 캐리어 홀더부(30)가 전자석으로 형성되거나 전자석으로 형성된 부분을 가진다면, 이 전자석의 특성을 이용하여 자동으로 캐리어(20)가 캐리어 홀더부(30)로부터 탈착되도록 할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 예컨대 캐리어 홀더부(30)가 진공 흡입부(vacuum chuck)를 갖도록 하고, 이 진공 흡입부의 흡입력 제어를 통해 캐리어 홀더부(30)의 흡착력을 제어하며, 이에 의해 캐리어(20)가 캐리어 홀더부(30)에 탁부착되도록 할 수도 있다.
상기와 같은 본 실시예에 따른 주사 탐침 현미경을 이용할 경우, 제1스캐너(31) 단부의 캐리어 홀더부(30)에 부착되어 사용되던 탐침(10)(탐침(10)이 접착된 캐리어(20))을 교체할 시, 제1스캐너(31) 단부의 위치가 트레이(42, 도 1 참조) 상부로 이동하여, 트레이(42)에 보관되어 있는 예비용 탐침(탐침이 접착된 캐리어)이 제1스캐너(31) 단부의 캐리어 홀더부(30)에 부착된다. 물론 이에 앞서 기존의 사용하던 탐침(10)(탐침(10)이 접착된 캐리어(20))을 캐리어 홀더부(30)로부터 탈착시킨다. 그리고 도 1에서는 제1스캐너(31)의 단부의 위치가 트레이(42) 상부로 이동할 수 없는 것처럼 도시되어 있으나 이는 도시의 편의를 위하여 그와 같이 도시한 것일 뿐이며, 제1스캐너(31)를 지지하는 제1프레임(51) 등에 제1스캐너(31)의 위치를 변화시킬 수 있는 액츄에이터 등이 더 구비될 수도 있음은 물론이다. 또한, 제1스캐너(31) 단부의 위치가 트레이(42) 상부로 이동한다고 설명하였는 바, 이와 달리 트레이(42)가 제2스캐너(32) 상에 형성되고 제2스캐너(32)가 xy평면에서 이동하여 트레이(42)가 제1스캐너(31) 단부 하측에 위치하도록 할 수도 있다. 그 후 제1스캐너(31)가 z축 상에서 제1스캐너(31)의 단부를 이동시킬 수 있으므로, 이에 의하여 제1스캐너(31) 단부의 캐리어 홀더부(30)에 트레이(42)에 보관되어 있는 예비용 탐침(탐침이 접착된 캐리어)이 부착되도록 할 수 있다.
종래에는 새로운 탐침(탐침이 접착된 캐리어)이 캐리어 홀더부(30)에 부착될 시, 탐침을 교체할 때마다 팁의 위치가 달라지기에 탐침을 교체한 후 이에 관계되는 광학계들 등의 위치를 재조정해야만 한다는 문제점이 있었다. 그러나 본 실시예에 따른 주사 탐침 현미경의 경우에는 제1스캐너(31) 단부에 복수개의 돌출부들(30a)을 갖는 캐리어 홀더부(30)가 구비되어 있고, 이 캐리어 홀더부(30)에 부착되는 캐리어(20)에도 돌출부들(30a)에 대응하는 복수개의 구멍들(20a)이 있는 바, 따라서 탐침(탐침이 접착된 캐리어)이 캐리어 홀더부(30)에 부착될 시 돌출부들(30a)과 구멍들(20a)이 서로 맞춰지도록 부착되기 때문에 항상 캐리어 홀더부(30)의 일정한 위치에 탐침(탐침이 접착된 캐리어)이 부착되게 된다. 따라서 종래의 주사 탐침 현미경과 달리 탐침 또는 그와 관련된 광학계들의 위치 재조정의 문제를 해결할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 주사 탐침 현미경에 대한 비교예로서, CCD와 같은 촬상소자를 구비한 광학 유닛이 주사 탐침 현미경에 더 구비되도록 하여 제1스캐너(31) 단부의 위치가 트레이(42, 도 1 참조) 상부로 정확하게 이동하였는지 여부 를 판단하고, 그 후 트레이(42)에 보관되어 있는 예비용 탐침(탐침이 접착된 캐리어)이 제1스캐너(31) 단부의 캐리어 홀더부(30)에 부착되도록 할 수도 있다. 광학 유닛이 필요한 이유는, 트레이(42)에 대한 제1스캐너(31)의 단부의 상대적인 위치가 정확해야만 트레이(42)에 보관되어 있는 예비용 탐침(탐침이 접착된 캐리어)이 정확하게 제1스캐너(31) 단부의 캐리어 홀더부(30)에 부착될 수 있기 때문이다.
그러나 본 실시예에 따른 주사 탐침 현미경의 경우에는 이러한 광학 유닛이 구비될 필요가 없다. 트레이(42)의 위치는 사전설정되어 있으므로, 본 실시예에 따른 주사 탐침 현미경의 경우에는 제1스캐너(31)의 단부의 위치가 그와 같이 사전설정된 트레이(42)의 위치 인근으로만 이동하면 족하며, 캐리어 홀더부(30)의 돌출부들(30a)과 탐침(탐침이 접착된 캐리어)의 구멍들(20a)이 자동 위치 정렬 기능을 갖기 때문이다. 즉, 본 실시예에 다른 주사 탐침 현미경의 경우에는 제1스캐너(31) 단부의 캐리어 홀더부(30)가 복수개의 돌출부들(30a)을 갖는 바, 비록 트레이(42)에 대한 제1스캐너(31)의 단부의 상대적인 위치가 정확하지 않더라도, 이 돌출부들(30a)에 대응하는 구멍들(20a)을 갖는 탐침(탐침이 접착된 캐리어)이 캐리어 홀더부(30)에 부착될 시 캐리어 홀더부(30)의 돌출부들(30a)과 탐침(탐침이 접착된 캐리어)의 구멍들(20a)이 서로 자동으로 맞춰지게 되면, 탐침(탐침이 접착된 캐리어)이 캐리어 홀더부(30)에 자동으로 정확하게 장착되기 때문이다.
캐리어 홀더부(30)의 돌출부들(30a)과 탐침(탐침이 접착된 캐리어)의 구멍들(20a)이 서로 자동으로 맞춰지는 기능, 즉 캐리어 홀더부(30)의 돌출부들(30a)과 탐침(탐침이 접착된 캐리어)의 구멍들(20a)이 자동 위치 정렬 기능을 위해, 캐리어 홀더부(30)의 돌출부들은 도 2a에 도시된 것과 같이 대략 구형인 것이 바람직하다. 캐리어 홀더부(30)의 돌출부들(30a)이 구형일 경우, 캐리어 홀더부(30)의 돌출부들(30a)과 탐침(탐침이 접착된 캐리어)의 구멍들(20a)의 상대적인 위치가 살짝 어긋나더라도 캐리어 홀더부(30)의 돌출부(30a)들이 탐침(탐침이 접착된 캐리어)의 구멍들(20a) 내로 미끄러져 들어가게 되어, 탐침(탐침이 접착된 캐리어)이 캐리어 홀더부(30)에 자동으로 정확하게 장착될 수 있기 때문이다.
한편, 상기와 같은 돌출부들(30a) 및 구멍들(20a)은 복수개 구비될 수 있는 바, 적어도 두 개만 구비되더라도 탐침(탐침이 접착된 캐리어)과 캐리어 홀더부(30) 사이의 위치관계를 정확하게 만들 수 있다.
또한 본 실시예에 따른 주사 탐침 현미경의 경우 여분의 탐침(탐침이 접착된 캐리어)이 트레이(42) 내에 보관되어 있으며, 탐침(탐침이 접착된 캐리어)을 교체할 시 사용자에 의해 수동으로 이루어지던 종래의 주사 탐침 현미경과 달리 제1스캐너(31)의 단부가 트레이(42) 상부로 이동하여 자동으로 탐침(탐침이 접착된 캐리어)을 교체하므로, 사용자의 편의성을 극대화시킬 수 있다.
한편, 예비 탐침(탐침이 접착된 캐리어)이 보관될 수 있는 트레이(42)의 위치는 고정되어 있다. 따라서 사용자가 주사 탐침 현미경에 탐침(탐침이 접착된 캐리어)을 교체하도록 신호를 입력하면, 제1스캐너(31)의 단부가 그 사전설정된 트레이(42)의 위치 상부로 자동으로 이동하게 할 수 있다. 물론 트레이(42)가 제2스캐너(32) 상에 형성되고 제2스캐너(32)가 xy평면에서 사전설정된 경로로 움직여서 트레이(42)가 제1스캐너(31) 단부 하측에 위치하게 될 수도 있다. 이때 자동으로 탐 침(탐침이 접착된 캐리어)을 교체하는 과정에서 제1스캐너(31) 단부의 캐리어 홀더부(30)에 대한 교체된 탐침(탐침이 접착된 캐리어)의 위치가 정확하지 않을 수도 있다. 그러나 본 실시예에 따른 주사 탐침 현미경의 경우에는 캐리어 홀더부(30)에 구비된 돌출부들(30a)과 캐리어(20)에 구비된 구멍들(20a)에 의해 탐침(탐침이 접착된 캐리어)이 캐리어 홀더부(30)에 대하여 정확한 위치에 자동으로 부착되도록 할 수 있다.
도 3a는 도 1의 B 부분에 캐리어 및 이에 접착된 탐침이 보관되어 있는 경우를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 이와 같이 예비용 또는 제1스캐너 단부의 캐리어 홀더에 부착될 탐침(탐침이 접착된 캐리어)은 트레이(42) 내에 보관되어 있는다. 물론 이 트레이(42)에 도 3a에 도시된 것과 달리 복수개의 탐침(탐침이 접착된 캐리어)들이 보관될 수 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다.
도 3b는 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따른 주사 탐침 현미경의 트레이(42)에 탐침(탐침이 접착된 캐리어)이 보관되어 있지 않은 경우를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 상기 도면을 참조하면, 트레이(42)는 복수개의 돌출부들(42a)을 갖는다. 이때, 이 트레이(42) 내에 보관될 수 있는 탐침이 접착된 캐리어는 트레이(42)의 복수개의 돌출부들에 대응하는 복수개의 구멍들 또는 홈들(이하에서는 편의상 구멍들이라 한다)을 갖는다. 따라서, 탐침(탐침이 접착된 캐리어)이 트레이(42) 내에 보관될 시, 항상 일정한 위치에 보관될 수 있다.
이에 의한 효과를 보다 상세히 설명하자면 다음과 같다. 탐침(탐침이 접착된 캐리어)을 트레이(42)에 반입하거나 트레이(42)로부터 반출할 시, 트레이(42)의 크 기가 탐침(탐침이 접착된 캐리어)의 크기와 일치한다면 그러한 반입 및 반출이 용이하지 않게 된다. 따라서 트레이(42)의 크기가 탐침(탐침이 접착된 캐리어)의 크기보다 큰 것이 바람직하다. 그러나 트레이(42)의 크기가 탐침(탐침이 접착된 캐리어)의 크기보다 크게 되면, 탐침(탐침이 접착된 캐리어)을 트레이(42) 내에 보관할 시 일정한 위치에 보관되지 않을 수 있다. 그 결과 제1스캐너(31) 단부의 캐리어 홀더(30)에 트레이(42) 내에 보관 중인 탐침(탐침이 접착된 캐리어)을 자동으로 부착할 시, 트레이(42) 내의 탐침(탐침이 접착된 캐리어)과 제1스캐너(31) 단부의 캐리어 홀더(30)의 상대적인 위치가 일정하지 않게 될 수 있다.
그러나 본 실시예에 따른 주사 탐침 현미경의 경우, 트레이(42) 내에 복수개의 돌출부들(42a)이 존재하며 탐침이 접착된 캐리어에는 트레이(42) 내의 돌출부들(42a)에 대응하는 구멍들을 갖기에, 탐침(탐침이 접착된 캐리어)이 트레이(42)에 보관될 시 탐침(탐침이 접착된 캐리어)의 트레이(42) 내에서의 위치가 항상 일정하게 된다. 그 결과, 트레이(42) 내에 보관된 탐침(탐침이 접착된 캐리어)은 제1스캐너(31) 단부의 캐리어 홀더에 정확한 위치관계를 갖도록 부착될 수 있다.
한편, 탐침이 접착된 캐리어에는 전술한 바와 같이 제1스캐너(31) 단부의 캐리어 홀더(30)에 형성된 돌출부들(30a)에 대응하는 구멍들을 갖는 바, 트레이(42) 내에 형성된 돌출부들(42a)이 제1스캐너(31) 단부의 캐리어 홀더(30)에 형성된 돌출부들(30a)과 동일한 패턴을 갖도록 함으로써, 탐침이 접착된 캐리어에 형성된 구멍들의 패턴을 단순화시킬 수도 있다. 그리고 트레이(42) 내에 보관된 탐침(탐침이 접착된 캐리어)이 안정적으로 보관되도록 하기 위하여, 캐리어가 금속으로 형성되 도록 하고 트레이(42)는 영구자석 또는 전자석으로 형성되거나, 영구자석 또는 전자석으로 형성된 부분을 포함하도록 할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다. 트레이(42)가 영구자석 또는 전자석으로 형성된 부분을 포함하도록 할 경우에는 예컨대 트레이(42)의 돌출부들(42a)이 영구자석 또는 전자석으로 형성되도록 할 수 있다. 트레이(42)가 영구자석으로 형성되거나 영구자석으로 형성된 부분을 포함하고 있을 시, 제1스캐너(31) 단부의 캐리어 홀더(30)는 더욱 강력한 영구자석으로 형성되거나 더욱 강력한 영구자석으로 형성된 부분을 포함하도록 함으로써, 트레이(42) 내에 보관된 탐침(탐침이 접착된 캐리어)이 캐리어 홀더(30)에 부착되도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따른 주사 탐침 현미경의 일부분을 개략적으로 도시하는 측면도이다. 전술한 실시예들에 따른 주사 탐침 현미경의 경우, 제1스캐너 단부의 캐리어 홀더에 복수개의 돌출부들이 형성되고, 탐침이 접착된 캐리어에 캐리어 홀더의 돌출부들에 대응하는 복수개의 구멍들 또는 홈들이 형성되어 있었다. 그러나 본 실시예에 따른 주사 탐침 현미경의 경우에는 제1스캐너(31) 단부의 캐리어 홀더(30)에 복수개의 홈들(30b)이 형성되고, 탐침(10)이 접착된 캐리어(20)에는 캐리어 홀더(30)의 복수개의 홈들(30b)에 대응하는 복수개의 돌출부들(20b)이 형성되어 있다. 이와 같은 구조를 통해서도 탐침(탐침이 접착된 캐리어)이 캐리어 홀더에 부착될 시 항상 정확한 위치에 부착되도록 할 수 있다. 물론 도 4에 도시된 것과 달리 탐침이 접착된 캐리어의 하면에도 복수개의 돌출부들이 형성되고, 트레이 내에 캐리어의 하면에 형성된 돌출부들에 대응 하는 복수개의 홈들이 형성되도록 하여, 탐침(탐침이 접착된 캐리어)이 트레이 내에 보관될 시 항상 일정한 위치에 보관되도록 할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 주사 탐침 현미경에 따르면, 자동으로 탐침이 교체되면서도 교체된 탐침이 정확한 위치에 부착되는 주사 탐침 현미경을 구현할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 캐리어 홀더부를 가지며, 캐리어 홀더부의 위치를 직선 상에서 변화시키는 제1스캐너;
    샘플의 위치를 평면 상에서 변화시키는 제2스캐너; 및
    캐리어 및 이에 접착된 탐침을 보관할 수 있는 트레이;를 구비하며,
    상기 캐리어 홀더부는 복수개의 돌출부들을 갖는 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경.
  2. 제1항에 있어서,
    캐리어 및 이에 접착된 탐침을 더 구비하며,
    상기 캐리어는 상기 캐리어 홀더부에 탈부착될 수 있고, 상기 캐리어 홀더부의 복수개의 돌출부들에 대응하는 복수개의 구멍들 또는 홈들을 갖는 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 트레이는 복수개의 돌출부들을 갖는 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경.
  4. 제3항에 있어서,
    캐리어 및 이에 접착된 탐침을 더 구비하며,
    상기 캐리어는 상기 캐리어 홀더부에 탈부착될 수 있고, 상기 캐리어 홀더부의 복수개의 돌출부들에 대응하는 복수개의 구멍들 또는 홈들을 및 상기 트레이의 복수개의 돌출부들에 대응하는 복수개의 구멍들 또는 홈들을 갖는 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경.
  5. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 캐리어는 금속으로 형성된 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어 홀더부는 영구자석 또는 전자석으로 형성되거나, 영구자석 또는 전자석으로 형성된 부분을 포함하거나, 진공 흡입부를 갖는 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 트레이는 영구자석 또는 전자석으로 형성되거나, 영구자석 또는 전자석으로 형성된 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어 홀더부는 세 개의 구형 돌출부들을 갖는 것을 특징으로 하는 주 사 탐침 현미경.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160121970A (ko) * 2015-04-13 2016-10-21 명지대학교 산학협력단 세포 전기 천공을 위한 탐침 제조 방법 및 이를 위한 홀더
RU2675202C1 (ru) * 2017-12-26 2018-12-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Сканирующий зонд атомно-силового микроскопа с отделяемым телеуправляемым нанокомпозитным излучающим элементом, легированным квантовыми точками и магнитными наночастицами структуры ядро-оболочка
US10222414B2 (en) 2015-12-07 2019-03-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for exchanging probe
KR102182721B1 (ko) * 2019-06-10 2020-11-25 파크시스템스 주식회사 칩 캐리어 교환 장치 및 이를 포함하는 원자 현미경 장치

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140147589A (ko) 2013-06-20 2014-12-30 삼성전자주식회사 주사 탐침 현미경 및 그의 구동 방법
GB201314302D0 (en) 2013-08-09 2013-09-25 Infinitesima Ltd Probe and sample exchange mechanism
US9372203B1 (en) * 2014-07-23 2016-06-21 James Massie Design, Inc. Actuators for securing probes in a scanning probe microscope
AT517809B1 (de) * 2015-08-19 2017-11-15 Anton Paar Gmbh Mit Masterkraft werkzeuglos betätigbarer und eine Messsonde lösbar fixierender Fixiermechanismus für Rastersondenmikroskop
JP6588278B2 (ja) * 2015-09-01 2019-10-09 株式会社日立ハイテクサイエンス 走査プローブ顕微鏡および走査プローブ顕微鏡の光軸調整方法
US20190317127A1 (en) * 2016-11-29 2019-10-17 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Scanning probe microscopy system, and method for mounting and demounting a probe therein
CN107192854B (zh) * 2017-04-18 2020-12-04 天津大学 原子力显微镜的z扫描器和探针装置及探针装置安装器
AT520313B1 (de) 2017-09-13 2019-03-15 Anton Paar Gmbh Handhabungsvorrichtung zum Handhaben einer Messsonde
AT521439A1 (de) 2018-05-09 2020-01-15 Anton Paar Gmbh Aufbewahrungsvorrichtung für Rastermikroskop-Messsonden
CN110488045B (zh) * 2019-09-11 2021-09-03 重庆医药高等专科学校 防脱落型探针装载设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05172507A (ja) * 1991-12-25 1993-07-09 Hikari Gijutsu Kenkyu Kaihatsu Kk 走査型トンネル顕微鏡における探針交換機構
US5376790A (en) 1992-03-13 1994-12-27 Park Scientific Instruments Scanning probe microscope
US5705814A (en) 1995-08-30 1998-01-06 Digital Instruments, Inc. Scanning probe microscope having automatic probe exchange and alignment
JP2001235416A (ja) 2000-02-24 2001-08-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 走査型プローブ顕微鏡および試料・プローブ交換方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4935634A (en) * 1989-03-13 1990-06-19 The Regents Of The University Of California Atomic force microscope with optional replaceable fluid cell
US6737646B2 (en) * 2001-06-04 2004-05-18 Northwestern University Enhanced scanning probe microscope and nanolithographic methods using the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05172507A (ja) * 1991-12-25 1993-07-09 Hikari Gijutsu Kenkyu Kaihatsu Kk 走査型トンネル顕微鏡における探針交換機構
US5376790A (en) 1992-03-13 1994-12-27 Park Scientific Instruments Scanning probe microscope
US5705814A (en) 1995-08-30 1998-01-06 Digital Instruments, Inc. Scanning probe microscope having automatic probe exchange and alignment
JP2001235416A (ja) 2000-02-24 2001-08-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 走査型プローブ顕微鏡および試料・プローブ交換方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160121970A (ko) * 2015-04-13 2016-10-21 명지대학교 산학협력단 세포 전기 천공을 위한 탐침 제조 방법 및 이를 위한 홀더
KR101702323B1 (ko) 2015-04-13 2017-02-03 명지대학교 산학협력단 세포 전기 천공을 위한 탐침 제조 방법 및 이를 위한 홀더
US10222414B2 (en) 2015-12-07 2019-03-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for exchanging probe
RU2675202C1 (ru) * 2017-12-26 2018-12-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Сканирующий зонд атомно-силового микроскопа с отделяемым телеуправляемым нанокомпозитным излучающим элементом, легированным квантовыми точками и магнитными наночастицами структуры ядро-оболочка
KR102182721B1 (ko) * 2019-06-10 2020-11-25 파크시스템스 주식회사 칩 캐리어 교환 장치 및 이를 포함하는 원자 현미경 장치
US11175308B2 (en) 2019-06-10 2021-11-16 Park Systems Corp. Chip carrier exchanging device and atomic force microscopy apparatus having same

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US7709791B2 (en) 2010-05-04

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