KR101678183B1

KR101678183B1 - 레이저 스팟의 이동 범위를 제한하는 헤드 및 이를 구비하는 원자현미경

Info

Publication number: KR101678183B1
Application number: KR1020140188493A
Authority: KR
Inventors: 박상일; 김동율; 안병운; 정상한
Original assignee: 파크시스템스 주식회사
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2016-11-22
Also published as: KR20160078672A; US20160187373A1; US9645168B2

Abstract

본 발명은 레이저 스팟의 이동 범위를 제한함으로써 사용성을 높인 헤드 및 이를 구비하는 원자현미경에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 헤드는, 캔틸레버 (cantilever) 의 팁 (tip) 을 이용하여 시료 표면의 정보를 얻기 위해서 상기 캔틸레버의 표면 상에서 반사된 레이저 광을 이용하여 상기 캔틸레버의 휨을 측정하는 헤드이다. 상기 헤드는, 상기 캔틸레버의 표면 상에 레이저 스팟을 위치시킬 수 있도록 상기 레이저 스팟을 이동시키도록 구성되는 스팟 이동수단; 및 상기 스팟 이동수단에 의해 이동될 수 있는 상기 레이저 스팟의 이동 범위를 기설정된 범위로 제한하도록 구성되는 이동 제한수단; 을 포함한다.

Description

레이저 스팟의 이동 범위를 제한하는 헤드 및 이를 구비하는 원자현미경{HEAD LIMITING MOVEMENT RANGE OF LASER SPOT AND ATOMIC FORCE MICROSCOPE HAVING THE SAME}

본 발명은 헤드 및 이를 구비하는 원자현미경에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 레이저 스팟의 이동 범위를 제한함으로써 사용성을 높인 헤드 및 이를 구비하는 원자현미경에 관한 것이다.

주사탐침현미경 (SPM, Scanning Probe Microscope) 은 MEMS공정 등을 통하여 제작된 미세한 프로브를 시료의 표면 위로 훑고 지나가게 하면서 (Scanning), 그 시료의 표면 특성을 측정하여 3D 이미지로 보여주는 현미경을 말한다. 이러한 주사탐침 현미경은 측정 방식에 따라, 원자현미경 (AFM, Atomic Force Microscope), 주사터널링현미경 (STM, Scanning Tunneling Microscope) 등으로 세분화될 수 있다.

도 1은 종래의 XY 스캐너와 Z 스캐너가 분리된 원자현미경의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1의 구조를 가진 원자현미경에 사용되는 헤드의 개략적인 개념도이다.

도 1을 참조하면, 원자현미경 (10) 은, 측정 대상 (1) 의 표면을 접촉 또는 비접촉 상태로 따르는 캔틸레버 (2) 와, 측정 대상을 XY 평면에서 X 방향 및 Y 방향으로 스캔하는 XY 스캐너 (11) 와, 캔틸레버 (2) 와 연결되어 캔틸레버 (2) 를 Z 방향으로 상대적으로 작은 변위로 이동시키는 Z 스캐너 (21) 와, 캔틸레버 (2) 와 Z 스캐너 (21) 를 상대적으로 큰 변위로 Z 방향으로 이동시키는 Z 스테이지 (12) 와, XY 스캐너 (11) 와 Z 스테이지 (12) 를 고정하는 고정 프레임 (13) 을 포함하여 구성된다.

원자현미경 (10) 은 측정 대상 (1) 의 표면을 캔틸레버 (2) 로 스캔하여 토포그래피 등의 이미지를 얻는다. 측정 대상 (1) 의 표면과 캔틸레버 (2) 의 상대 이동은 XY 스캐너 (11) 에 의해 행하여질 수 있으며, 측정 대상 (1) 의 표면을 따르도록 캔틸레버 (2) 를 상하로 이동시키는 것은 Z 스캐너 (21) 에 의해 행하여질 수 있다.

한편, 캔틸레버 (2) 와 Z 스캐너 (21) 는 프로브 아암 (probe arm, 22) 에 의 해 연결되는데, 이 프로브 아암 (22) 및 Z 스캐너 (21) 를 포함하는 헤드 (20) 는 도 1에 명시적으로 도시되진 않았다.

도 2를 참조하면, 헤드 (20) 는 레이저 시스템에 의해서 캔틸레버 (2) 의 움직임 (예를 들어 휘는 정도) 를 측정하여 미도시한 컨트롤러에 제공하는 역할을 수행하도록 구성된다.

헤드 (20) 는 레이저 광을 조사하는 레이저 광 생성부 (23) 를 가지는데, 레이저 광 생성부 (23) 는 중간 바디 (28) 에 고정된 미러 (24) 로 레이저 광을 조사한다. 미러 (24) 에 의해 레이저 광은 직하로 반사된 후 중간 바디 (28) 에 형성된 구멍을 통과하여 캔틸레버 (2) 의 상측 표면에서 재차 반사된다. 이 반사된 레이저 광은 스티어링 미러 (25) 에 의해 다시 반사되어 광 검출 장치 (26) 에 ?셜耽? 된다. 여기서 광 검출 장치 (26) 는 PSPD (Position Sensitive Photo Detector) 를 주로 사용하는데, PSPD의 한가운데에 레이저 스팟이 위치하도록 함으로써, 측정의 준비가 완료된다. 광 검출 장치 (26) 에서 검출된 신호를 기초로 Z 스캐너 (21) 가 제어된다. 광 검출 장치 (26) 는 헤드 (20) 의 하우징 (30) 에 대해 고정되도록 설치될 수 있는데, 구체적인 배치 관계는 설명의 편의상 생략한다.

광 검출 장치 (26) 의 한가운데에 레이저 스팟을 위치하도록 하기 위해서, 먼저 레이저 스팟이 캔틸레버 (2) 의 상측 표면에 맺히도록 하는 것이 선행되어야 한다. 사용자는 캔틸레버 (2) 의 상측을 볼 수 있는 비젼 시스템 (미도시) 을 이용하여 레이저 스팟이 캔틸레버 (2) 의 상측 표면에 위치하는지를 육안으로 확인하면서, 스팟 이동수단으로서의 조절 노브 (27A, 27B) 를 조작하여 캔틸레버 (2) 의 상측 표면에 레이저 스팟이 위치하도록 수동으로 조정한다. 조절 노브 (27A, 27B) 는 미러 (24) 를 지지하는 중간 바디 (28) 의 기울기를 변화시킴으로써 레이저 광의 경로를 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 조절 노브 (27A) 는 캔틸레버 (2) 의 폭 방향을 따르는 레이저 스팟의 이동을 일으킬 수 있고, 조절 노브 (27B) 는 캔틸레버 (2) 의 길이 방향을 따르는 레이저 스팟의 이동을 일으킬 수 있다.

조절 노브 (27A, 27B) 에 의해서 조정 가능한 레이저 스팟의 위치 영역 (이하 '스팟 영역'이라 함) 은 다양한 크기의 캔틸레버 (2) 를 수용하기 위해, 그리고 조립 공차 등을 반영하여 넓게 설계된다.

그러나, 넓게 설계된 스팟 영역은 사용상의 불편을 초래한다. 사용자는 캔틸레버 (2) 의 변경 시에 다시 조절 노브 (27A, 27B) 를 조정하여 레이저 스팟을 캔틸레버 (2) 의 상측 표면에 맞추게 되는데, 스팟 영역이 크기 때문에 레이저 스팟을 비젼 시스템에서 놓치게 되는 경우가 자주 발생한다. 장치에 익숙하지 않은 사용자들은 레이저 스팟을 캔틸레버 (2) 의 상측 표면에 위치시키는데 불필요하게 많은 시간을 소모하게 됨으로써 큰 사용상의 불편을 느끼게 된다.

(특허문헌 1)

한국등록특허 제10-0646441호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 레이저 스팟의 이동 범위를 제한함으로써 사용성을 높인 헤드 및 이를 구비하는 원자현미경을 제공함에 있다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드는, 캔틸레버 (cantilever) 의 팁 (tip) 을 이용하여 시료 표면의 정보를 얻기 위해서 상기 캔틸레버의 표면 상에서 반사된 레이저 광을 이용하여 상기 캔틸레버의 휨을 측정하는 헤드이다. 상기 헤드는, 상기 캔틸레버의 표면 상에 레이저 스팟을 위치시킬 수 있도록 상기 레이저 스팟을 이동시키도록 구성되는 스팟 이동수단; 및 상기 스팟 이동수단에 의해 이동될 수 있는 상기 레이저 스팟의 이동 범위를 기설정된 범위로 제한하도록 구성되는 이동 제한수단; 을 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 스팟 이동수단은 노브와 스크류 형성부를 가지며, 상기 노브의 회전에 의한 단부 (端部) 의 직선 운동에 의해 상기 레이저 스팟을 이동시킨다. 상기 이동 제한수단은 상기 노브의 회전을 기설정된 범위로 제한한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제한수단은 상기 스팟 이동수단의 외주면으로 돌출된 돌출부이며, 상기 돌출부가 걸릴 수 있도록 걸림부가 형성된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 이동 제한수단은 상기 스팟 이동수단에 탈착 가능하고, 상기 제한수단은 그 외주면으로 돌출된 돌출부를 구비하고, 상기 돌출부가 걸릴 수 있도록 걸림부가 형성된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 이동 제한수단은 상기 레이저 스팟의 위치 가능 영역을 제한하며, 상기 레이저 스팟의 위치 가능 영역의 중앙부에 미리 결정된 캔틸레버의 표면의 목표된 지점이 위치되도록, 상기 이동 제한수단이 상기 스팟 이동수단에 장착된다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 원자 현미경은, 상술한 구성을 가진 헤드를 포함한다.

본 발명에 따른 헤드 및 이를 구비하는 원자 현미경에 따르면, 레이저 스팟의 이동 범위를 기설정된 범위로 제한함으로써 레이저 스팟을 캔틸레버의 표면 상에 쉽게 위치시킬 수 있어, 높은 사용성과 편리성을 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 XY 스캐너와 Z 스캐너가 분리된 원자현미경의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 구조를 가진 원자현미경에 사용되는 헤드의 개략적인 개념도이다.
도 3은 일반적인 원자현미경의 헤드에 구비된 레이저 스팟 조정 메커니즘을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 4는 제한 수단 및 걸림부를 개략적으로 도시한 개략적인 사시도이다.
도 5는 도 4의 제한 수단 및 걸림부의 작용을 설명하기 위한 개략적인 상면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 헤드 및 원자현미경에 대해 설명한다.

도 3은 일반적인 원자현미경의 헤드에 구비된 레이저 스팟 조정 메커니즘을 개략적으로 도시한 개념도이며, 도 4는 제한 수단 및 걸림부를 개략적으로 도시한 개략적인 사시도이고, 도 5는 도 4의 제한 수단 및 걸림부의 작용을 설명하기 위한 개략적인 상면도이다.

구체적인 설명에 앞서, 도 3 내지 도 5에서 예시되는 구성들은 원자현미경에 구비되는 헤드의 다양한 구성 중에서 레이저 스팟을 캔틸레버의 상측 표면에 위치시키도록 조정하는 기능을 수행하는 구성들과 관련된 것만을 표시한 점에 주의해야 한다. 도 3 내지 도 5에서 예시되는 구성 이외의 구성들 (예를 들어, 캔틸레버의 상측 표면에 반사된 레이저 광을 광 검출 장치의 중심에 위치시키는 구성, Z 스캐너의 구성 등) 은 공지의 원자현미경의 헤드의 구성을 따르면 족하다. 예를 들어, 이외의 구성은 도 1 및 도 2의 구성을 따를 수도 있고, 전혀 다른 형태의 원자현미경의 헤드의 구성을 따를 수도 있다.

도 3을 참조하면, 중간 바디 (28) 상에 미러 (24) 가 부착되어 위치된다. 여기서 미러 (24) 대신에 공지의 프리즘 (prism) 을 사용하여 광 경로를 형성하여도 무방하다.

레이저 광 생성부 (23) 는 미러 (24) 를 향하여 레이저 광 (점선으로 표시) 을 조사한다. 미러 (24) 에서 반사된 레이저 광은 하방으로 향하게 된다. 레이저 광 생성부 (23) 는 증간 바디 (28) 및 미러 (24) 와 상대적으로 변위 가능하지 않도록 고정된다. 즉, 레이저 광 생성부 (23) 는 상대적으로 미러 (24) 에 대해 이동 가능하지 않다.

미러 (24) 으로부터 반사되어 하방으로 향하는 레이저 광 경로를 변경시키기 위해서 스팟 이동수단 (27A, 27B) 이 구비된다. 중간 바디 (28) 의 일 모서리 부분은 회전 가능하도록 헤드의 하우징 (도 2, 4의 30) 에 고정되며 (도 3에 P 부분으로 도시됨), 스팟 이동수단 (27A, 27B) 은 이와는 다른 모서리 부분들에 점 접촉을 하도록 위치된다.

중간 바디 (28) 와 스팟 이동수단 (27A, 27B) 의 접촉 상태를 유지하기 위해 미도시한 스프링이 중간 바디 (28) 에 +Z 방향으로 탄성력을 제공한다. 스팟 이동수단 (27A, 27B) 은 각각 손잡이가 되는 노브 (knob, 27a) 와 스크류 형성부 (27b) 를 가지며, 스크류 형성부 (27b) 는 헤드의 하우징 (30) 에 나선 결합되어, 노브 (27a) 의 회전에 의해 스팟 이동수단 (27A, 27B) 은 상하로 움직일 수 있다.

스팟 이동수단 (27A) 은 회전에 의해 상하로 이동되어 중간 바디 (28) 를 X축을 중심으로 회전시킴으로써, Y 방향을 따르는 레이저 스팟의 이동을 야기한다. 또한, 스팟 이동수단 (27B) 은 회전에 의해 상하로 이동되어 중간 바디 (28) 를 Y축을 중심으로 회전시킴으로써, X 방향을 따르는 레이저 스팟의 이동을 야기한다.

도 4 및 도 5를 참조하여, 도 2 및 도 3의 구성을 가지는 헤드 (20) 에 더 부가되는 이동 제한수단 (40) 에 대해 자세히 설명하기로 한다.

이동 제한수단 (40) 은 기설정된 범위 내에서만 레이저 스팟이 이동될 수 있도록 스팟 이동수단 (27A, 27B) 을 제한한다. 이동 제한수단 (40) 은 노브 (27a) 의 상측으로부터 노브 (27a) 가 끼워질수 있게 중공 (41) 을 가진다. 이동 제한수단 (40) 은 도 4와 같이 스팟 이동수단 (27A, 27B) 에 탈착 가능한 것이 바람직하며, 자세한 사항은 후술한다.

한편, 중공 (41) 은 본 실시예에서는 상측으로 패쇄되고 하측으로 개방된 형태를 예시하고 있으나 이에 국한되지는 않으며, 상측으로도 개방되도록 형성될 수도 있다.

이동 제한수단 (40) 이 스팟 이동수단 (27A, 27B) 의 노브 (27a) 에 끼워지면 이동 제한수단 (40) 의 회전에 의해 스팟 이동수단 (27A, 27B) 이 회전된다. 즉, 이동 제한수단 (40) 과 스팟 이동수단 (27A, 27B) 은 서로 고정된다. 고정의 방식은 다양하게 설정될 수 있는데, 예를 들어 이동 제한수단 (40) 의 내주면과 노브 (27a) 의 외주면에 각각 형성된 돌출부와 슬릿의 맞물림에 의해 서로 고정될 수도 있으며, 이동 제한수단 (40) 의 측부를 관통하도록 나사홀을 형성하고 셋 스크류 (set screw) 를 이 나사홀에 삽입하고 조임으로써 이동 제한수단 (40) 과 노브 (27a) 를 고정할 수도 있다. 이외에도 다양한 방식으로 이동 제한수단 (40) 과 노브 (27a) 를 고정할 수 있다.

이동 제한수단 (40) 의 외주면에는 돌출부 (42) 가 구비된다. 돌출부 (42) 는 이동 제한수단 (40) 의 외주면의 회전 반경보다 더 큰 회전 반경을 가지도록 돌출된 부분이다. 돌출부 (42) 는 헤드의 하우징 (30) 에 형성된 걸림부 (31) 에 의해 걸릴 수 있도록 형성된다.

도 5를 참조하면, 스팟 이동수단 (27A, 27B) 은 돌출부 (42) 와 걸림부 (31) 상호 간의 물리적 간섭에 의해 회전이 제한된다. 스팟 이동수단 (27A, 27B) 은 R° 만큼 회전이 가능한데, R°는 돌출부 (42) 의 폭, 걸림부 (31) 의 크기 등에 의해 설계적으로 조정이 가능하다. 한편, 이와는 달리 걸림부 (31) 를 2개 이상 구비하여 스팟 이동수단 (27A, 27B) 을 제한할 수도 있고, 걸림부 (31) 의 형상을 조정함으로써 스팟 이동수단 (27A, 27B) 을 제한할 수도 있다.

스팟 이동수단 (27A, 27B) 의 스크류 형성부 (27b) 의 피치는 미리 결정되어 있으므로, 원하는 R°가 정해지면 제한되는 스팟 이동수단 (27A, 27B) 의 상하 이동폭이 정해진다. 상하 이동폭이 정해지면 레이저 스팟이 이동되는 거리도 계산에 의해 정해질 수 있다. 레이저 스팟이 이동되는 거리는 다양한 설계 기준에 따라 달라지므로 (즉, 고정부 P와 스팟 이동수단 (27A, 27B) 의 위치 관계 등에 따라 달라질 수 있음), 적절히 선정하면 된다.

이하에서는 이동 제한수단 (40) 을 스팟 이동수단 (27A, 27B) 에 설치하는 방법에 대해 설명한다.

이동 제한수단 (40) 은 레이저 스팟의 위치 가능 영역을 제한하는데, 레이저 스팟의 위치 가능 영역의 중앙부에 미리 결정된 캔틸레버의 표면의 목표된 지점이 위치되도록, 이동 제한수단 (40) 이 스팟 이동수단 (27A, 27B) 에 장착되는 것이 바람직하다.

먼저, 기준이 되는 (미리 결정된) 캔틸레버를 헤드 (20) 에 장착한 후, 스팟 이동수단 (27A, 27B) 을 조정하여 캔틸레버 (2) 의 상측 표면에 레이저 스팟을 위치시킨다. 여기서, 기준이 되는 캔틸레버는 자주 사용하는 캔틸레버인 것이 바람직하다.

이후, 도 5와 같이 이동 제한수단 (40) 의 돌출부 (42) 가 걸림부 (31) 와 반대에 위치하도록 하여 이동 제한수단 (40) 을 스팟 이동수단 (27A, 27B) 에 고정시킨다. 즉, 스팟 이동수단 (27A, 27B) 이 회전 가능한 영역의 중심에 돌출부 (42) 가 위치될 수 있도록 설정한다. 이에 따라, 레이저 스팟은 캔틸레버의 목표된 상측 표면을 중심으로 X방향, Y방향으로 제한된 거리만큼만 이동될 수 있다.

만약, 기준이 되는 캔틸레버가 변경되거나, 임의의 원인 (예를 들어, 스팟 이동수단 (27A, 27B) 과 접촉되는 부분의 마모 등) 에 의해 다시 레이저 스팟의 이동 영역을 변경시켜야 한다면, 위의 조작을 다시 행하면 된다.

상술한 바와 같이 이동 제한수단 (40) 을 장착한다면, 레이저 스팟의 이동 영역을 제한함으로써, 레이저 스팟의 위치가 어느 정도 예측 가능하게 되고, 이에 따라 사용 편리성이 증대된다.

또한, 이동 제한수단 (40) 은 탈착 가능함으로써 상황에 따른 재설정이 가능하다. 그러나, 이동 제한수단이 스팟 이동수단 (27A, 27B) 자체에 형성되는 것을 배제하는 것이 아님에 유의해야 한다. 이 경우, 이동 제한수단은 스팟 이동수단 (27A, 27B) 의 외주면으로 돌출된 돌출부일 수도 있다. 즉, 도 4에서와 같이 돌출부 (42) 가 이동 제한수단 (40) 에 형성되지 않고, 노브 (27a) 의 표면에 일체적으로 형성되어도 무관하다.

한편, 기준이 되는 캔틸레버와 완전히 상이한 다른 캔틸레버를 사용하는 경우에는 이동 제한수단 (40) 을 스팟 이동수단 (27A, 27B) 으로부터 제거하고 기존의 방법을 사용하면 된다. 즉, 이동 제한수단 (40) 이 탈착 가능함으로써, 다양한 상황에 대처할 수 있고, 이에 따라 장비의 활용성이 증대된다.

상술한 구성 이외의 구성은 본 특허의 출원인인 ㈜파크시스템스 사의 XE 시리즈, NX 시리즈 등의 헤드 및 원자현미경의 구성을 따를 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

23…레이저 광 생성부 24…미러
27A, 27B…스팟 이동수단 27a…노브
27b…스크류 형성부 28…중간 바디
30…하우징 31…걸림부
40…이동 제한수단 41…중공
42…돌출부

Claims

캔틸레버 (cantilever) 의 팁 (tip) 을 이용하여 시료 표면의 정보를 얻기 위해서 상기 캔틸레버의 표면 상에서 반사된 레이저 광을 이용하여 상기 캔틸레버의 휨을 측정하는 헤드 (head) 로서,
상기 캔틸레버의 표면 상에 레이저 스팟을 위치시킬 수 있도록 상기 레이저 스팟을 이동시키도록 구성되는 스팟 이동수단; 및
상기 스팟 이동수단에 의해 이동될 수 있는 상기 레이저 스팟의 이동 범위를 기설정된 범위로 제한하도록 구성되는 이동 제한수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드.
제1 항에 있어서,
상기 스팟 이동수단은 노브 (knob) 와 스크류 형성부를 가지며, 상기 노브의 회전에 의한 단부 (端部) 의 직선 운동에 의해 상기 레이저 스팟을 이동시키며,
상기 이동 제한수단은 상기 노브의 회전을 기설정된 범위로 제한하는 것을 특징으로 하는, 헤드.
제2 항에 있어서,
상기 이동 제한수단은 상기 스팟 이동수단의 외주면으로 돌출된 돌출부를 포함하고,
상기 돌출부가 걸릴 수 있도록 걸림부가 형성되는 것을 특징으로 하는, 헤드.
제2 항에 있어서,
상기 이동 제한수단은 상기 스팟 이동수단에 탈착 가능하고,
상기 이동 제한수단은 그 외주면으로 돌출된 돌출부를 구비하고,
상기 돌출부가 걸릴 수 있도록 걸림부가 형성되는 것을 특징으로 하는, 헤드.
제4 항에 있어서,
상기 이동 제한수단은 상기 레이저 스팟의 위치 가능 영역을 제한하며,
상기 레이저 스팟의 위치 가능 영역의 중앙부에 미리 결정된 캔틸레버의 표면의 목표된 지점이 위치되도록, 상기 이동 제한수단이 상기 스팟 이동수단에 장착되는 것을 특징으로 하는 헤드.
제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 따른 헤드를 포함하는 원자 현미경.