KR20090027186A - 소형화된 스프링 부재 그리고 소형화된 스프링 부재의 제조방법 - Google Patents

소형화된 스프링 부재 그리고 소형화된 스프링 부재의 제조방법 Download PDF

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나노스케일 시스템즈, 나노스 게엠베하
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Abstract

본 발명은 특히 원자간력 현미경(22)에서 원자간 또는 분자간 힘을 검출하기 위한 탐침 또는 캔틸레버(Cantilever)(2)로 사용하기에 적합한 소형화된 스프링 부재(1, 1')에 관한 것으로서, 이 경우 스프링 부재의 편향의 검출은 특히 신뢰할 수 있는 방식으로 그리고 고해상도로 이루어져야만 한다. 이와 같은 목적을 위해 스프링 부재(1, 1')는 본 발명에 따라 나노 입자(14) 또는 결함 장소를 포함하는 매트릭스로부터 형성된다. 스프링 부재(1, 1')는 포커싱 된 에너지 입자 또는 전자기파를 사용한 국소 증착 원리를 이용해서 또는 열분해 방식으로 유도된 증착에 의해서 제조된다.

Description

소형화된 스프링 부재 그리고 소형화된 스프링 부재의 제조 방법 {MINIATURIZED SPRING ELEMENT AND METHOD FOR PRODUCING THE LATTER}
본 발명은 휠 수 있는 기본 몸체를 가진 소형화된 스프링 부재와 관련이 있다. 본 발명은 또한 이와 같은 스프링 부재를 구비한 원자간력 현미경용 탐침 그리고 이와 같은 스프링 부재를 제조하기 위한 방법과도 관련이 있다.
극미한 치수로 휠 수 있게 형성된 기본 몸체를 가진 소형화된 스프링 부재는 다수의 적용례에 사용될 수 있다. 이와 같은 스프링 부재는 통상적으로 외부에서 작용하는 기계적인 힘에 반응하여 변형 또는 편향될 수 있고, 외부 힘의 작용이 없는 경우에는 본래의 형태로 되돌아올 수 있는 유연한 기본 몸체를 갖는다. 이 경우 기본 몸체의 편향은 특히 작용하는 힘에 비례할 수 있다. 기본 몸체가 소형화된 형태를 갖는 경우, 다시 말해 극미한 치수를 갖는 경우에 상기와 같은 스프링 부재는 예를 들어 개별 분자들의 무게를 고도로 정확하게 측정하기 위한 마이크로 저울로서 사용될 수 있거나 또는 마이크로 공학 분야, 바이오 센서 분야 등에서 센서 부재로서 사용될 수 있다.
더욱이 상기와 같은 소형화된 스프링 부재의 특히 중요하고도 널리 보급된 적용례는 소위 원자간력 현미경에서 탐침 또는 캔틸레버(cantilever)로 사용되는 경우이다. 이와 같은 유형의 원자간력 현미경에서는 미세한 탐침 피크와 직접 이웃하는 검사될 표면 사이에 형성되는 원자간 힘으로 인해 상기 탐침 피크와 표면 사이에서 상호 작용이 발생한다는 원리가 활용되며, 이와 같은 상호 작용은 표면의 원자 구조를 평가하기 위해서 이용될 수 있다. 이때 탐침 피크는 통상적으로 휠 수 있는 캐리어 또는 기본 몸체상에 장착되며, 이 경우 상기 휠 수 있는 기본 몸체의 편향은 원자 척도로 존재하는 검사될 표면의 외형에 따라 국부적으로 상응하게 조절된다. 따라서, 이와 같은 적합한 방식으로 편향을 검출함으로써 또는 예를 들어 탐침 피크와 검사될 표면 사이의 간격을 일정하게 유지하기 위해 적합하게 선택된 트리거링 신호를 검출함으로써, 검사될 표면의 형상은 원자 척도에 맞추어 조정될 수 있다.
상기와 같은 소형화된 스프링 부재의 적용례에서는 통상적으로 개별 스프링 부재의 파라미터에 따라 조절되는 또는 상황에 따라 조절되는 편향이 비교적 정확하게 측정 또는 검출될 수 있다는 점이 특히 중요하다. 이 경우 편향의 검출은 예를 들어 개별 스프링 부재의 상부 면에서 이루어지는 광 반사에 의하여 이루어질 수 있거나 또는 휘어질 수 있는 기본 몸체 내부에서 발생하는 피에조 저항 효과를 활용해서도 이루어질 수 있다. 이 경우에는 다름 아닌 검사할 탐침의 통상적인 원자 치수와 관련하여 편향을 고도로 정확하고도 특히 신뢰할 수 있는 방식으로 검출하는 것이 바람직하다.
본 발명의 과제는, 스프링 부재의 편향이 특히 신뢰할 수 있는 방식으로 그리고 고도로 정확하게 검출될 수 있는 전술한 유형의 소형화된 스프링 부재를 제공하는 것이다. 이와 같은 유형의 소형화된 스프링 부재를 제조하기 위한 특히 적합한 방식도 제공되어야만 한다.
스프링 부재와 관련된 본 발명의 과제는, 휠 수 있는 기본 몸체가 검출기 구역을 갖고, 상기 검출기 구역의 전도성이 전자 터널링 공정, 이온화 공정 또는 바람직하게는 호핑(Hopping) 공정에 의해 결정됨으로써 해결된다.
본 발명의 출발점이 되는 기본 사상은, 전술한 유형의 스프링 부재의 편향이 통상적으로는 휠 수 있는 기본 몸체의 휨과 관련이 있으며, 극미한 치수로 이루어지는 기본 몸체의 휨 동작이 예를 들어 기본 몸체의 내부 또는 외부 표면의 설정 곡률과 관련하여 적어도 소수의 공간 영역에 이루어지는 길이 변동과 상관 관계를 맺고 있다는 것이다. 그렇기 때문에, 편향을 특히 신뢰할 수 있게 검출하기 위해서는, 특히 휠 수 있는 기본 몸체의 표면에 가까운 영역에서 길이 변동이 최소로 나타나는 경우에도 특히 정밀한 검출이 이루어져야만 한다. 이와 같은 정밀한 검출을 가능케 하기 위하여 기본 몸체의 검출기 구역의 영역에 하나의 시스템에 제공되는데, 상기 시스템은 비교적 강하게 나타나는 기본 몸체의 전도성 변동으로써 최소의 길이 변동에도 매우 민감하게 반응한다.
상기와 같은 상황은 전기적으로 절연된 나노 입자, 도핑부, 결함 장소 혹은 포착 장소에 의해서 또는 구조적인 미정렬(disarrangement)에 의해서 국부적으로 발생하는 상태들 또는 0-차원적인 전자 가스 또는 다른 방식으로 포착되는 전하 캐리어에 대한 에너지 상태들이 형성되는 검출기 구역 안에 시스템을 제공함으로써 달성될 수 있다. 그 경우 전하 수송은 단지 열적으로만 활성화되어 외부로부터 지원되는 전기적, 전자기적 또는 열적 활성 에너지의 공급시에 이루어질 수 있다. 가능한 전도 메커니즘은 다음과 같다: 국부적인 장소들 또는 장애 장소들 혹은 포착 장소들 사이에서 발생하는 소위 전자의 호핑 메커니즘, 필드 방출 효과 혹은 필드 이온화 효과, 풀-프렌켈 효과(Poole-Frenkel-effect) 또는 다른 종류의 터널링 효과. 다시 말해, 전자의 수송이 실질적으로 터널링 효과, 이온화 효과 또는 호핑 효과를 토대로 하는 시스템에서는, 전도성이 국부적으로 발생하는 개별 상태들의 상호 간격에 극단적으로 의존함으로써, 결국에는 간격 변동이 최소인 경우에 이미 전도성에 미치는 비교적 큰 작용을 얻을 수 있게 되는데, 그 이유는 특히 저항 또는 전도성과 같은 전기적인 변수가 상기 시스템에서는 터널 파트너들의 간격에 따라 지수형으로(exponential) 변동되기 때문이다.
예를 들어 무정형 실리콘과 같이 일반적으로 제대로 배열되지 않아서 구조를 갖추고 있지 않은 시스템에서 나타나는 검출기 구역의 전도성을 위한 호핑 공정이 우세한 경우에, 상기 전도성의 온도 의존성은 바람직하게 관계식 In σ ~ t-γ에 의해서 근사하게(by approximation) 나타난다. 이 경우 검출기 구역은 바람직하게 상기 관계식의 특징 지수 γ가 0 내지 1의 값, 바람직하게는 대략 0.25의 값, 대략 0.5의 값 또는 대략 1의 값을 갖도록 형성되었다.
낮은 전도성과 높은 전도성이 국부적으로 교대되는 구역들 사이에서 필드 방출 효과 혹은 이온화 효과 또는 풀-프렌켈 효과에 의해서 형성되고 상기 관계식 In σ ~ t-γ을 따르지 않는 단순한 터널링 공정이 우세한 경우에, 검출기 구역은 장소에 따라 변동되는 기계적인 하중에 대하여 직접 지수형으로 형성된 감도를 갖게 되는데, 그 이유는 터널링 효과에 의해 야기되는 터널링 전류가 터널 파트너들의 간격에 따라 지수형으로 감소하기 때문이다. 이와 같이 낮은 전도성과 높은 전도성이 국부적으로 교대되는 구역들은 예를 들어 전기 절연 매트릭스(베이스 매체) 내에 포함된 전도성 나노 결정들, 장애 장소 혹은 포착 장소 또는 도핑부로 이루어진 복합 시스템에 의해서 형성된다. 지수 함수가 모든 변수들 중에서 가장 변동이 심한 함수이기 때문에, 터널링 효과에 의해 변형을 검출하는 방법은 장소에 따른 변동을 측정하기 위한 가장 민감한 방법이기도 하다.
검출기 구역의 전도성을 위한 전자 터널링 공정, 이온화 공정 또는 호핑 공정의 우세함을 보증하기 위하여 상기 검출기 구역을 형성하는 재료는 바람직하게 특히 적합한 형태를 갖는다. 특히 이와 같은 검출기 구역의 형태는 바람직하게 전도성이 비교적 높고 팽창율이 비교적 낮은 다수의 구역이 형성되도록 선택되며, 상기 구역들은 전도성이 비교적 낮은 중간 구역을 통해 서로 연결되거나 또는 상호 인접한다. 이 목적을 위해 검출기 구역을 형성하는 재료는 예를 들어 무정형의 나노 결정 또는 폴리 결정 구조를 가질 수 있다. 하지만, 검출기 구역이 적합하게 선택된, 특히 전도성이 비교적 낮은 비도전성 재료로 이루어진 매트릭스 내에 포함된, 매트릭스 재료에 비해 전도성이 더 높은 나노 입자로부터 형성되는 경우가 바람직하다.
나노 입자는 적합하게 전도성이 높은 재료, 예를 들어 반도체 혹은 초전도체 재료로부터 형성될 수 있다. 그러나 특히 원하는 특성들의 필요에 따른 조절은 나노 입자가 바람직하게 금속으로, 특히 금(Au) 또는 플라티늄(Pl)으로부터 형성됨으로써 달성될 수 있다.
매트릭스를 형성하기 위하여 바람직하게는 무기, 유기 또는 유전성 재료가 제공되거나 또는 폴리머 재료도 제공된다.
감각적으로 작용하는 재료로서 제공된, 검출기 구역을 형성하는 재료는 바람직하게 상기 재료의 개별 파라미터를 선택하는 것과 관련하여 전도성이 변형 또는 길이 변동에 강하게 의존하도록 설계되었다. 이와 같은 설계 방식을 보증하기 위하여, 특히 나노 입자들 또는 국부적인 상태들을 야기하는 결함 장소들은 매트릭스 내에 매립할 때에 크기, 간격, 성질 및 입자 개수 밀도와 관련해서, 결과적으로 나타나는 전도성이 실질적으로 전술한 전자 터널링 공정, 이온화 공정 또는 호핑 공정에 의해서 좌우되도록 적합하게 선택된다. 이때 나노 입자는 예를 들어 10 nm까지의 평균 입자 크기를 갖는다. 하지만, 전기적으로 상호 충분히 절연되고 간격이 충분히 작아서 나노 입자들 간에 터널링 효과가 나타날 수 있다면, 대안적으로 100 nm 또는 그 이상의 입자 크기도 생각할 수 있다.
한 바람직한 개선예에서 검출기 구역은 캐리어 몸체상에 제공된 코팅에 의해서 형성되었다. 이와 같은 개선예에서 예컨대 품질, 변형 가능성과 같은 소형화된 스프링 부재의 기타 특성들 또는 그 밖의 탄성적인 특성들과 관련해서는 사용례에서 이미 언급된 기존의 스프링 부재들이 이용될 수 있으며, 이때 특히 원자간력 현미경에서 탐침으로 사용되는 경우에는 실리콘 기판이 제공될 수 있다. 상기와 같은 통상적인 스프링 부재 또는 캔틸레버를 정련하는 방식에서는 전술한 유형의 코팅을 제공함으로써 기본 몸체의 검출기 구역이 형성될 수 있다. 하지만, 대안적으로는 기본 몸체가 전체로서 형성되어 그 전체 기본 몸체 안에 검출기 구역이 형성될 수도 있다.
스프링 부재 및 특히 상기 스프링 부재를 형성하는 기본 몸체는 바람직하게 설계 및 성형 측면에서 특히 제시된 사용 목적에 매칭된다. 이 경우 기본 몸체는 예를 들어 멤브레인 형태로 형성될 수 있으며, 이와 같은 형상으로 인해 기본 몸체는 특히 압력 센서 등에 사용될 수 있다. 하지만, 기본 몸체는 바람직하게 길이 방향으로 팽창된 막대 형태로 형성될 수도 있으며, 이 경우 이와 같은 방식의 길이 팽창에 의해서는 규정된 측정 구조가 만들어진다. 이때 기본 몸체는 바람직하게 실질적으로 프리즘 모양의 횡단면을 갖는다.
스프링 부재는 다수의 적용례에 적합한데, 예를 들면 가스 농도를 측정하는 경우나 DNA-분석의 경우와 같은 분자 화학 분야 또는 생명 과학 분야에서 매우 콤팩트하고 민감한 가스 센서 또는 바이오 센서로서 적합하다. 의학 분야에서는 상기와 같은 스프링 부재가 다차원적인 필드에서 사용되는데, 예를 들면 분자의 무게를 직접 측정하고 분자를 특징화 함으로써 숨을 내쉬는 동작을 통해 내뱉어진 공기의 신진 대사 산물을 분석하여 질병을 진단할 목적으로 사용될 수 있다. 최소로 소형화된 스프링 부재를 사용하여 혈액을 분석하는 것은 일반적으로 심근 경색 진단을 위해서 또는 종양 발생 특성을 찾아낼 목적으로 사용될 수도 있다. 미생물 분야에서 상기와 같은 스프링 부재는 검출기 구역에 걸쳐 통합된 편향 센서 장치로 인해, 미생물을 검출하기 위해서 그리고 약을 사용하여 세균성 질병을 박멸하는 경우에 더욱 빈번하게 나타나는 항생 물질-저항력을 검사하기 위해서 사용될 수 있다. 또한, 상기와 같은 스프링 부재는 환경 보호 분야에서는 공기 중에 있는, 가스 및 액체 중에 포함된 독성 성분들을 검출하기 위해서 사용되거나 또는 화학 산업 분야에서는 독성 또는 폭발성 물질을 발견하기 위해서 사용될 수도 있다.
하지만, 특히 바람직한 개선예에서 스프링 부재는 원자간력 현미경에서 캔틸레버로 사용되며, 이 경우 캔틸레버에는 소위 원자간력 현미경의 탐침을 형성할 목적으로 탐침 피크 또는 스캐닝 피크가 적합한 방식에 따라 제공되었다. 다시 말해서, 바로 이와 같은 적용례에서는 극도로 민감하고 고도의 해상도를 갖는 편향 센서 장치를 사용하는 것이 특히 바람직하며, 이와 같은 편향 센서 장치는 원자간력 현미경에서 반드시 필요한 특히 높은 측정 감도를 가능케 한다.
원자간력 현미경은 바람직하게 통상적인 방식으로 측정 대상물의 형태를 가로로 스캐닝할 목적으로 설계되었다. 이 경우에 검출기 구역의 전도성의 고도로 민감한 변동을 스프링 부재의 편향에 따라 매우 유리하게 이용할 수 있도록 하기 위하여, 원자간력 현미경에는 바람직하게 평가 유닛이 제공되었으며, 상기 평가 유닛은 탐침의 제어 데이터 또는 측정 데이터를 참조하여 테스트 대상물의 형태를 특성화하기 위한 데이터 레코드를 발생시키며, 이 경우 상기 평가 유닛은 캔틸레버의 검출기 구역의 전도성에 대한 데이터 레코드의 발생시에 특징이 되는 특성 값들을 고려한다. 이 경우 측정 대상물의 형태는 예를 들어 표면 부조(relief) 방식으로 평가될 수 있다. 자성 스캐닝 피크를 이용하여 자화된 샘플을 평가하는 경우에는 "자성적인 형태"도 평가될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로는 표면에 걸쳐서 이루어지는 캔틸레버의 가로 동작도 제시될 수 있으며, 이 경우에는 샘플 표면과의 마찰로 인해 캔틸레버의 비틀림이 야기된다(소위 "마찰 모드").
탐침의 편향은 바람직하게 원자간력 현미경의 작동 중에 상기 탐침의 검출기 구역의 전도성을 특징짓는 측정값을 참조하여 결정된다. 이 목적을 위하여 스프링 부재의 검출기 구역은 바람직하게 적절하게 콘택팅 되고, 원자간력 현미경의 평가 유닛에 연결된다.
스프링 부재를 제조하기 위해서는 기본적으로 여러 가지 기술들을 생각할 수 있다. 하지만, 스프링 부재의 설계 원칙, 특히 검출기 구역의 제공에 부합할 수 있고 그와 더불어 제조 목적에 특히 적합하며, 본 발명에 따른 과제를 해결할 수 있는 한 가지 방법은 국부적인 강력한 여기를 이용한 증착으로서, 예를 들면 이온 빔에 의해서 유도되거나, 열분해 방식으로 유도되거나 또는 광자 빔에 의해서 유도되는 증착, 특히 바람직하게는 전자 빔에 의해서 유도되는 증착(EBID)이 있다. 이와 같은 방법들은 전자, 이온 또는 광자로 이루어진 스캐닝 된 입자 빔 또는 전자기파로 이루어진 빔에 의해서 발생하는, 방사 장소에 존재하는 선구체 가스의 물리적 및 화학적 변형 공정을 토대로 하고 있다. 이와 같은 방법에 의해서는 특히 극미한 척도로 이루어지는 증착물의 구조화를 위해 기능적인 나노 구조물의 재료 증착이 의도한 바대로 이루어질 수 있으며, 이 경우 원하는 구조물은 적합한 증착 파라미터들을 선택함으로써 최종 생성물에서 요구되는 공간적인 구성에 제한되어 목적한 공간적 구성을 가질 수 있게 된다.
따라서, 최종 생성물이 소형화된 경우에 원하는 공간 형태를 형성하기 위해서 한 번 적층된 구조물을 예를 들어 리소그래픽 에칭 등과 같은 종래의 방법으로 추후에 재처리할 필요가 없게 된다. 이때 증착물-구조화 공정은, 가스 상태에 있고 진공 주변 환경 내부에서 표면에 흡수되는 출발 구성 물질(선구 물질)의 분자들이 예를 들어 포커싱 된 전자, 이온 또는 광자 또는 에너지에 의해 수렴되는 다른 대상물들로 이루어질 수 있는 국부적으로 집중된 에너지 방사에 의해서 여기 되고, 결합 분해 공정 혹은 변환 공정에 의해 침전물 또는 증착물로서 근처에 있는 기판의 표면에 영구적으로 고정된다는 기본 원리를 토대로 한다. 이 경우에는 초기의 재료 침전물이 동시에 에너지 작용의 국부적인 위치 및 상기 에너지 작용의 지속 시간에 의해서 야기되는 새로운 침전물을 위한 기점으로 이용됨으로써, 결과적으로 임의의 3차원적인 대상물들은 나노미터까지의 정확도를 갖는 에너지원의 포커싱 가능성에 의존하여 기판상에 증착될 수 있다.
출발 물질 또는 선구 물질-재료를 적합하게 선택함으로써 그리고 증착 공정에서 사용되는 파라미터를 적합하게 선택함으로써, 최종 생성물의 극미한 특성들에 미치는 영향력은 특히 유연하고도 폭넓은 방식으로 행사될 수 있다. 검출기 구역 내에서 상황에 따라 발생 가능한 길이 변동에 대한 전도성의 바람직하게 강한 의존성을 보증하고, 적합한 매트릭스 내에서 나노 입자들의 비교적 균일한 분배를 보증하기 위하여, 선구 물질-재료로서는 바람직하게 유기, 무기, 유전성 또는 금속 유기 복합체, 모노머, 올리고머, 폴리머 또는 상기 모노머, 올리고머 및 폴리머로 이루어진 혼합물이 선구 물질-재료로서 사용되며, 상기 물질들은 바람직하게 가스 상태에 있고, 적층을 위해서 특히 유리한 증기압을 갖는다. 선구 물질로서는 바람직하게 특히 CH3, C5O2H7, C5O2F3H4, C5O2F6H, C5H5, Me2Au(acac) [실험식:(CH3)2AuC5O2H7], Me2Au(tfac) [실험식: (CH3)2AuC5O2F3H4], Me2Au(hfac) [실험식: (CH3)2AuC5O2F6H], Cu(hfac)2 [실험식: Cu(C5O2F6H)2], CpPtMe3[실험식: C5H5Pt(CH3)3], CpMePtMe3 [실험식: C5H4(CH3)Pt(CH3)3], Mo(CO)6, W(CO)6, WF6, [RhCl(PF3)2]2, Co2(Co)8, AuCl(PF3) 및/또는 Ni(CO)4가 사용된다.
전술한 증착 방법은 특히 지지 몸체를 추후 정련하는 방식에 따라 지지 몸체로서 이용되는 기판상에 검출기 구역을 형성하기 위한 표면 코팅을 제조하기 위해서뿐만 아니라 벌크(bulk)-몸체를 제조하기 위해서도 적합하며, 상기 벌크 몸체의 경우에는 스프링 부재의 기본 몸체가 매트릭스 내에 포함된 나노 입자들로부터 사전에 형성되어 그 전체가 검출기 구역을 형성한다. 이와 같은 유형의 구조물을 제조하기 위해서는 바람직하게 선구 물질의 강력한 여기를 목적으로 제공된 강력한 입자 분사 또는 국부적인 열분해 처리가 예를 들어 레이저 빔에 의해서, 기판과 관련해서는 사전에 설정된 증착물의 구조에 따라 가로로 또는 3차원적으로 실행된다.
상기 방법에서는 바람직하게 기판의 온도가 증착 중에 적합하게 조절된다. 그로 인해 기판상에서의 표면 확산 공정의 속도가 영향을 받게 되며, 이와 같은 영향에 의해 선구체 재료의 전달 속도가 조절되고, 그와 더불어 증착물의 성장 속도도 제어된다. 대안적으로는 선구 물질 소스의 온도가 상승 또는 하강 됨으로써도 선구체 재료의 전달 속도는 조절될 수 있는데, 그 이유는 선구 물질 소스의 온도 상승 또는 하강이 선구 물질의 증기압에 직접적인 영향력을 행사하기 때문이다.
대안적으로는 바람직하게 열분해 방식의 증착 또는 열분해 방식으로 유도되는 증착도 사용될 수 있다. 이 경우에는 선구체-분자의 방향 설정되지 않은 흡착 후에 기판이 예를 들어 아래로부터 가열 와이어를 통해 가열되거나 또는 위로부터 레이저 빔에 의해 가열됨으로써 고체 증착물도 기판상에 증착될 수 있다. 그 경우 에너지 공급은 선구체 재료의 원하는 변환에 국부적으로 영향을 미친다. 그럼으로써, 가로로 단지 비교적 개략적으로만 구조화된 증착물을 얻을 수 있으나, 상기 증착물은 예를 들어 캔틸레버를 실리콘-베이스 상에 추후 정련하기에 특히 적합할 수 있다. 또한, 이와 같은 열분해 증착은 압력 측정을 위한 멤브레인을 제조하기 위해서 이용될 수 있으며, 이 경우 가로 방향으로의 정밀 구조화는 단지 하위의 중요성만을 갖는다.
전술한 증착물 구조화를 적용함으로써, 특히 전자 빔을 이용해서 유도되는 증착에 의해 스프링 부재의 전체 기본 몸체 또는 검출기 구역을 제조함으로써, 또는 이온 빔을 이용해서 유도되거나, 열분해 방식으로 유도되거나 또는 광자 빔을 이용해서 유도되는 증착에 의해서도 최종 생성물의 원하는 특성들을 설정하는 경우에 특히 높은 유연성에 도달할 수 있다. 특히 매트릭스에 적합한 구조를 선택함으로써는, 길이 변동시에 원하는 감도를 얻을 목적으로 전도성만 적합하게 조절될 수 있는 것이 아니라, 오히려 구조물 적층시에 발생하는 제조 파라미터의 목적한 영향이 그 밖의 극미한 특성들에 대해서도 목적한 영향력을 행사할 수 있게 된다. 특히 이 경우에는 기본 몸체 및 그와 더불어 전체 스프링 부재의 기계적인 특성들이 사전에 제시된 사용 목적에 따라 적합하게 영향을 받을 수 있으며, 이때에는 특히 스프링 부재의 탄성 또는 품질이 적용 목적에 유리하게 조절될 수 있다.
예를 들어 금속 유기 착물로 이루어진 선구체를 사용하면 특히 휘어지기 쉽고 부드러운 구조물, 특히 터널링 전자 장치에 사용하기 위한 나노 결정 특성을 갖는 전도성 재료 구조물이 증착될 수 있다. 그와 달리 예를 들어 휘발성 잔류 가스-오일 분자와 같이 탄소 함량이 높은 선구체들은 덩어리 내에서 작용하는 탄소 공유 결합으로 인해 기계적으로 특히 "단단한", 스프링 부재로서 특히 강성의 특성을 나타내는 다이아몬드와 같은 증착물들을 증착물로서 형성한다. 이와 같은 내용은 스프링 부재가 사전에 설정된 스프링 상수 및/또는 사전에 설정된 품질을 갖도록 파라미터의 개수, 선구체-물질의 종류, 량 및/또는 조성, 증착 구역 내에서의 가스 압력, 국부적인 에너지-적용 강도(예를 들어 전자 빔), 전자 빔의 조사(irradiation) 기간, 전자 빔의 포커스 크기, 기판 재료 및/또는 기판 온도가 조절됨으로써 특히 바람직한 방식으로 스프링 부재의 제조시에 고려된다.
증착 파라미터들을 적합하게 선택하는 경우에는, 단결정 또는 다결정으로 이루어지고(예를 들어 Si-캔틸레버로 이루어지고) 반도체를 기초로 하는 스프링 부재와 비교할 때 기계적인 하중이 가해지는 경우에 더욱 높은 견고성 및 긴 수명을 갖거나 또는 피로 정도가 낮은 것을 특징으로 하는 스프링 부재도 제조될 수 있다. 증착 파라미터들은 예를 들어 스프링 부재가 주로 공유 결합 성분이 우세한 매트릭스로 이루어지도록 선택될 수 있다; 예를 들어 탄소 원자들 사이에서는 다이아몬드와 같은 결합 형태로(4면체 배위 결합). 다이아몬드와 같은 결합이 단지 국부적으로만 형성되는 경우(무정형 구조)에는 매우 단단한 스프링 부재도 제조될 수 있다. 전반적으로 무정형의 구조에서는 원자-격자 구조물이 배치되어 있지 않기 때문에 변위체의 형성이 전혀 나타나지 않거나 또는 매우 적게 나타난다. 그로 인해 상기 구조물의 피로 정도가 낮아지는데, 그 이유는 변위체의 글라이딩이 중요한 소산 공정이기 때문이다. 그렇기 때문에 상기와 같은 유형의 합성 구조물들은 일반적으로 경질 재료 적용예에 적합하며, 예를 들어 경질 재료 코팅을 제조하기에 매우 적합하다.
이와 같은 맥락에서, 증착의 경우에 나노미터 정확성으로 기판상에서 자유롭게 선택될 수 있는 적층 스프링 구조물의 위치 설정 가능성도 또한 기능적으로 관련이 있는 복잡한 다중-스프링 장치의 구성을 가능케 함으로써, 결과적으로는 매우 간단한 방식으로 스프링 장치-필드(소위 스프링-어레이 또는 캔틸레버-어레이)의 제조가 가능해진다. 더욱이 전술된 증착물 구조화의 경우에는 구조적인 측면에서 비교적 높은 유연성이 나타남으로써 적용과 관련된 목적에 추가로 매칭될 수 있다. 특히 가로 선명도 및 애스팩트-비율(또는 높이-폭-비율) 그리고 증착물의 탄성 기계적인, 전기적인 그리고 자기적인 추가 특성들은 선택된 에너지 소스의 종류, 상기 에너지 소스의 강도 및 작용 기간 그리고 증착물을 기판상에 증착할 때에 사용된 선구체-재료의 변환 공정과 관련된 비교적 복잡한 상호 작용, 상기 선구체-재료의 량 그리고 예를 들어 온도, 기판 재료 및 공정 진공의 품질과 같은 그 밖의 주변 요소들에 비교적 민감하게 의존한다. 따라서, 상기 파라미터들에 영향력을 행사함으로써 제조된 증착물의 다양한 특성들을 목적한 바대로 조절할 수 있게 된다.
본 발명에 의해 달성된 특별한 장점은, 매트릭스 내에 포함된 나노 입자를 기초로 하는 검출기 구역을 제공함으로써 상기 검출기 구역의 전도성이 최소 크기의 길이 변동에 매우 민감하게 의존할 수 있게 된다는 것이다. 그럼으로써, 예를 들어 스프링 부재의 표면에 가까운 영역의 국부적인 수축 또는 팽창을 야기하는 것과 같은 최소 길이 변동과 관련된 특히 민감한 측정이 실행될 수 있다. 그로 인해 스프링 부재의 편향이 특히 정확하게 측정될 수 있음으로써, 결국 이와 같은 편향 측정을 기초로 하는 고도로 정확한 센서들이 제공될 수 있다. 비교적 큰 편향도 검출될 수 있는 적용례의 경우에는 스프링 부재에 반사 면이 추가로 제공될 수 있으며, 상기 반사 면은 편향의 광학적 검출을 가능케 한다.
상기와 같은 센서들은 예를 들어 마이크로 기계 장치, 바이오 센서 장치 등에 사용될 수 있다. 특히 전자 빔에 의해서 유도되는 증착과 같은 증착물 구조화 방법으로 검출기 구역 또는 전체 스프링 부재를 제조함으로써도 원하는 특성들의 대역 폭이 높은 극미한 구조물을 목적한 바대로 제조할 수 있게 되며, 이 경우에는 특히 적합한 재료의 선택 및 파라미터의 선택에 의해 전기적 및 기계적인 특성들이 추가로 특히 유리하게 설정될 수 있다. 특히 이와 같은 유연성에 의해서는, 특별히 원자간력 현미경에 사용할 목적으로 단련된 부재의 스프링 특성 및 스프링 품질을 사전-설정할 수 있는 가능성이 얻어진다. 더욱이 전자 빔에 의해서 유도되는 증착 방법을 사용하면 극도로 소형화된 스프링 부재 또는 캔틸레버가 제조될 수 있으며, 이 경우에는 특히 스프링의 구조 및 검출기의 구조가 거의 자유롭게 선택될 수 있다. 마이크로 기계 장치들의 소형화는 통상의 장치들에 비해 더욱 폭넓게 이용될 수 있는데, 예를 들면 종래의 구조화 방법으로 제조된 장치들에 비해 1,000배만큼 축소된 길이 치수에 도달할 수 있다.
본 발명의 한 실시예는 도면을 참조하여 상세하게 설명된다.
도 1a 및 도 1b는 각각 소형화된 스프링 부재의 개략도고,
도 2는 원자간력 현미경의 개략도며,
도 3a 내지 도 3c는 각각 기판상에서 애피택셜 성장하는 증착물을 상이한 증착 단계에서 도시한 개략도다.
모든 도면에서 동일한 부분들은 동일한 도면 부호를 갖는다.
도 1a 및 도 1b에 따른 소형화된 스프링 부재(1, 1')는 원자간력 현미경에서 특히 캔틸레버(2) 또는 탐침으로 사용할 목적으로 제공되었다. 그러나 대안적으로는 마이크로 센서 장치 또는 바이오 센서 장치 등에 적용할 수 있는 추가의 가능성도 생각할 수 있다. 소형화된 스프링 부재(1, 1')는 휠 수 있는 기본 몸체(4)를 포함하고, 상기 기본 몸체는 화살표(6)에 의해 지시된 길이 방향으로 팽창되는 바(bar)의 형태로 형성되었고, 실질적으로 프리즘 모양의 횡단면을 갖는다. 이 경우 기본 몸체(4)는 자체 탄성 특성 등과 관련하여 외부에서 인가되는 기계적인 힘에 의해서 화살표(8)에 의해 지시되고 길이 방향에 대하여 실질적으로 수직으로 서 있는 편향 방향으로 편향될 수 있도록 설계되었으며, 이 경우에는 기본 몸체(4)의 상응하는 휨이 나타난다. 도 1a 및 도 1b에는 각각의 기본 몸체(4)가 상기와 같이 편향된 상태로 도시되어 있다. 외부로부터 작용하는 기계적인 힘이 없는 경우에는 기본 몸체(4) 그리고 그와 더불어 전체 스프링 부재(1, 1')가 실제로 직선으로 정렬된 정지 위치로 되돌아간다. 스프링 부재(1, 1')의 외부 윤곽이 중간 평면에 대하여 수직으로 팽창되면, 표면에 작용하는 힘을 검출하기 위한 얇은 멤브레인이 예를 들어 열역학적인 가스 압력을 측정할 목적으로 나타난다.
스프링 부재(1, 1')는 기계적인 힘이 작용할 때에 발생하는 편향을 매우 민감하면서도 선명도가 높은 방법으로 정확하게 검출할 수 있도록 설계되었다. 이 목적을 위하여 스프링 부재(1, 1')의 기본 몸체(4)는 검출기 구역(10)을 포함하고, 상기 검출기 구역은 매트릭스(12) 내에 매립된, 바람직하게는 금속 나노 입자(14)로 형성되었다. 이 경우 매트릭스(12)는 실시예에서 폴리머 매트릭스로 형성되었으며, 상기 폴리머 매트릭스 내에는 금속 나노 입자(14)가 매립되어 있다. 이 경우 나노 입자(14)는 전하를 위한 국부적인 상태들을 형성한다. 이와 같은 국부적인 상태들은 대안적으로 또는 추가적으로 결함 장소 혹은 포착 장소에 의해서 또는 예를 들어 무정형 매체 내에서의 구조적인 미정렬에 의해서 형성될 수도 있다.
매트릭스(12) 및 나노 입자(14)의 재료 선택과 관련해서 그리고 실시예에서 대략 10 nm의 평균 입자 크기 및 나노 입자(14)의 밀도와 관련해서는, 매트릭스(12) 내부에서 나노 입자들(14) 간에 이루어지는 전기적인 수송 작용이 호핑 공정을 특징으로 하고 터널링 공정을 통해 실행되도록 상응하는 파라미터가 선택되었 다. 그렇기 때문에 검출기 구역(10) 내부에서의 전도 메커니즘은 국부적인 장소들 사이에서 열에 의해 활성화되는 호핑 메커니즘(hopping, nearest neighbour hopping, variable range hopping)에 의하여 이루어지고, 양자 기계적인 터널링 효과에 의해서 형성된다. 이와 같은 경계 조건을 준수함으로써, 검출기 구역(10)의 전도성은 최소의 길이 변동 또는 간격 변동에도 매우 강하게 그리고 민감하게 의존하게 되며, 그 결과 이와 같은 의존성은 높은 감도 및 선명도로 검출될 수 있다. 도 1a 및 도 1b로부터 알 수 있는 바와 같이, 기본 몸체(4)의 편향 방향으로의 편향은 적어도 국부적으로 그리고 기본 몸체(4)의 표면 가까이에서 길이 방향으로 적어도 약간의 길이 변동을 야기하며, 그 결과 이와 같은 유형의 편향들도 검출기 구역(10)의 전도성 변동을 통해 높은 감도로 측정될 수 있게 된다.
도 1a에 따른 스프링 부재(1)는 종래 방식의 스프링 부재로 돌아가서 실리콘 기판상에 구성되었으며, 상기 실리콘 기판은 지지 몸체(16)로 이용되고, 검출기 구역(10)을 형성하기 위하여 표면에 코팅부를 갖는다. 따라서, 도 1a에 따른 스프링 부재(1)의 구성 방식은 종래 스프링 부재의 정련에 상응하며, 이 경우 원하는 높은 측정 선명도를 위해 제공된 검출기 구역(10)에는 추후에 코팅부가 제공된다.
그와 달리 도 1b에 따른 스프링 부재(1')는 3차원적으로 또는 벌크 상태로 완전히 새롭게 제조된 기본 몸체(4)의 형태로 구성되었으며, 상기 기본 몸체는 이미 매트릭스(12) 내에 포함된 금속 나노 입자(14)로부터 형성되었고, 그로 인해 기본 몸체 전체가 검출기 구역(10)을 형성한다. 따라서, 이와 같은 실시예에서는 적합한 파라미터 선택에 의해 검출기 구역(10)의 전기적 특성, 특히 전도 특성 이외 에 전체 기본 몸체(4)의 기계적인 특성들도 조절될 수 있다. 특히 본 실시예에서는 매트릭스(12)의 기계적인 특성, 기본 몸체(4)의 탄성 특성(탄성 계수) 및 기계적인 품질이 전체적으로 우세하다. 매트릭스(12)의 형성을 위해 사용되는 재료를 적합하게 선택함으로써 그리고 금속 성분의 나노 입자 구조에 의해서 기본 몸체(4)의 제조시에 변위체의 형성이 전반적으로 억제되며, 그 결과 이때 달성될 수 있는 스프링 부재(1')의 품질 및 기계적인 응력 및 피로 자유도 그리고 그와 더불어 기계적인 하중에서의 스프링 부재의 견고성 및 긴 수명 사이클은 특히 높아진다.
스프링 부재(1, 1')는 특히 원자간력 현미경에 사용하기 위해서 형성되었다. 이 목적을 위하여 기본 몸체(4)에는 탐침 피크(20)가 각각 하나씩 일체로 형성되어 있으며, 상기 탐침 피크를 통해 측정 대상물의 스캐닝이 가능해진다. 상응하는 원자간력 현미경(22)의 구조는 도 2에 개략적으로 도시되어 있다. 원자간력 현미경(22)은 탐침으로서도 언급되는 캔틸레버(2)를 포함하며, 상기 캔틸레버는 스프링 부재(1, 1')로서 실시되었다. 이 경우 탐침 피크(20)는 측정 대상물(24)의 표면을 따라 가이드 될 수 있다. 이때 탐침 피크(20)는 압전 스캐닝 장치(26)에 의해서 측정 대상물(24)의 표면 위로 가이드 된다. 이 경우에는 개별적으로 제공된 검출기 구역(10)들의 적합한 전기적 콘택팅을 통해서 캔틸레버(20)를 형성하는 스프링 부재(1, 1')의 전도성 변동이 검출됨으로써, 캔틸레버(2)의 편향이 결정된다.
스캐닝 장치(피에조 변환기)(26)는 피에조 증폭기(29)에 의해서 구동된다. 상기 피에조 증폭기의 출발 전압은 비교기(28)에 의해서 사전에 설정되며, 상기 비교기는 캔틸레버(2)의 편향 센서로부터 전송되는, 증폭기(27) 내에서 증폭된 측정 신호(실제값)를 목표값 검출기(30)로부터 전송되는 목표값과 비교한다. 비교기의 출발 전압은 목표값과 실제값 간의 편차가 사라질 때까지 변동된다. 그럼으로써, 측정 대상물 위에 있는 캔틸레버의 높이 및 상기 캔틸레버의 압착력은 "콘택 모드"의 측정시에, 즉 가로 스캐닝의 경우에 일정하게 유지된다. 비교기(28)의 출발 전압으로부터 종래 방식으로 원자간력 현미경의 상(image)이 결정된다.
측정 대상물의 표면에 대하여 주기적으로 설정되는 최소 간격으로 진동하는 캔틸레버를 이용한 측정을 위해 발진기(31)가 제공되었다. 본 경우에는 발진기 신호가 비교기에 제공된다. 그 경우 캔틸레버-편향을 측정하기 위해서는 증폭기(27)의 일부분인 위상에 민감한 정류기가 필요하다.
스프링 부재(1, 1')의 검출기 구역(10) 그리고 가능하다면 전체 기본 몸체(4)도 소위 증착물 구조화에 의해서 제조되며, 이 경우 개별 구조물의 입자 성장은 상기 구조물의 공간 영역에서 발생하고, 원하는 구조물의 생성이 이루어지는 공간 영역에 한정된다. 따라서, 그 밖의 소형화된 형성체에서 필요한 추후의, 예를 들어 리소그래픽 에칭은 생략된다. 각각의 구조물을 제조하기 위하여 본 실시예에서는 소위 전자 빔에 의해서 유도되는 또는 이온 빔에 의해서 유도되는 증착 방법이 제시되었다. 이 방법에서 상응하는 구조물들의 개별 생성 단계들은 도 3a 내지 도 3c에 도시되어 있다.
도 3a의 개략도에서 알 수 있는 바와 같이, 예를 들어 진공 상태와 같은 적합한 환경에서 도 3a에 입자(50)를 참조하여 도시된 바와 같은 선구체-물질들은 가스 형태로 기판(52) 근처에 제공된다. 선구체 분자들과 기판 사이에서 생성되는 접착력에 의해 기판상에서는 선구체 재료의 흡착이 이루어진다.
기판(52)에 인접한 증착 구역(54) 내에서는 선구체-물질이 주변 환경에 대하여 강력하게 여기 되며, 이 경우 주변 생성물들은 고체 및 비 유체 형태로 된 침전물 또는 증착물(56)로서 기판(52)상에 영구적으로 침전된다. 기판(52)상에 침전되는 초기의 재료 침전물이 동시에 에너지 작용의 국부적인 위치 및 상기 에너지 작용의 지속 시간에 의해서 야기되는 새로운 침전물을 위한 기점으로 이용됨으로써, 결과적으로 거의 임의의 3차원적인 대상물이 기판(52)상에 형성될 수 있다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 전자 빔 또는 이온 빔의 포커스의 적절한 공간적 변동에 의해 다양한 구조의 증착물(56)이 목적한 바대로 증착될 수 있으며, 이 경우에는 - 도 3c에 도시된 바와 같이 - 가로 상대적 운동에 의해 증착물(56) 내에서는 구부러진 구조물도 형성될 수 있다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1, 1': 스프링 부재 2: 캔틸레버(탐침)
4: 기본 몸체 6, 8: 화살표
10: 검출기 구역 12: 매트릭스
14: 나노 입자 16: 지지 몸체
20: 탐침 피크 22: 원자간력 현미경
24: 측정 대상물 26: 스캐닝 장치(피에조 변환기)
28: 비교기 29: 피에조-증폭기
30: 목표값 검출기 31: 발진기(광학)
50: 입자(선구체-물질) 52: 기판
54: 증착 구역 56: 증착물

Claims (22)

  1. 휠 수 있는 기본 몸체(4)를 가진 소형화된 스프링 부재(1, 1')로서,
    상기 기본 몸체는 검출기 구역(10)을 가지며, 상기 검출기 구역의 전도성(σ)은 전자 터널링 공정, 이온화 공정 또는 호핑 공정에 의해서 결정되는,
    스프링 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출기 구역(10)의 전도성(σ)의 온도 의존성은 관계식 In σ ~ t-γ에 의해서 근사하게(by approximation) 나타나며, 상기 특성 지수(γ)가 0 내지 1의 값, 바람직하게는 대략 0.25의 값, 대략 0.5의 값 또는 대략 1의 값을 갖는,
    스프링 부재.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 스프링 부재의 검출기 구역(10)은 매트릭스(12) 내에 포함된, 매트릭스 재료에 비해 더 높은 전도성을 갖는 나노 입자(14)로부터 형성된,
    스프링 부재.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 스프링 부재의 나노 입자(14)가 금속인,
    스프링 부재.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 금속 나노 입자(4)는 화학적으로 안정된 재료, 바람직하게는 Au 또는 Pt로부터 형성된,
    스프링 부재.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매트릭스(12)는 폴리머 재료, 바람직하게는 유기 또는 무기 구조물 소자, 탄소를 기초로 하는 화합물, 탄소-산소-화합물, 수소-화합물, 플루오르 화합물 및/또는 금속 함유 구조물 소자로부터 형성된,
    스프링 부재.
  7. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매트릭스(12)는 유기, 무기 또는 유전성 재료로부터 형성된,
    스프링 부재.
  8. 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나노 입자(14)는 100 nm, 바람직하게는 10 nm까지의 평균 입자 크기를 갖는,
    스프링 부재.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출기 구역(10)은 지지 몸체(16)상에 제공된 코팅부에 의해서 형성된,
    스프링 부재.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기본 몸체(4)가 검출기 구역(10)을 형성하는,
    스프링 부재.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스프링 부재의 기본 몸체(10)는 얇은 멤브레인으로서 또는 길이 방향으로 팽창된 바의 형태로 형성된,
    스프링 부재.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 스프링 부재의 기본 몸체(4)는 실질적으로 프리즘 모양의 횡단면을 갖는,
    스프링 부재.
  13. 탐침 피크(20)가 제공된 캔틸레버(2)를 구비한 원자간력 현미경용 탐침으로서,
    상기 캔틸레버(2)가 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 스프링 부재(1, 1')로서 형성된,
    탐침.
  14. 제 13 항에 따른 탐침을 구비한 원자간력 현미경(22).
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 원자간력 현미경(22)은 평가 유닛을 구비하고, 상기 평가 유닛은 상기 탐침의 트리거링 데이터 또는 측정 데이터를 참조하여 측정 대상물(24)의 형태를 특징짓는 데이터 레코드를 형성하며,
    상기 평가 유닛은 상기 데이터 레코드의 형성시에 캔틸레버(2)의 전도성(σ)을 특징짓는 특성값을 고려하는,
    원자간력 현미경.
  16. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 스프링 부재(1, 1')를 제조하기 위한 방법으로서,
    상기 검출기 구역(10)은 국부적인 에너지 적용에 의해서, 바람직하게는 전자 빔에 의해 유도되는 증착에 의해서 제조되는,
    스프링 부재의 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    기판(52) 가까이에 있는 증착 구역(54)에 가스 형태로 제공된 소수의 선구체-물질(50)을 변환 목적으로 강력하게 여기 시키며,
    상기 변환 생성물을 고체 및 비 유체 형태로 기판(52)상에 침전시키는,
    스프링 부재의 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    선구체-물질(50)로서 유기, 무기, 유전성 또는 금속 유기 모노머, 올리고머 및/또는 폴리머를 사용하는,
    스프링 부재의 제조 방법.
  19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선구체 물질(50)의 강력한 여기를 목적으로 제공된 이온 빔, 광자 빔 또는 전자 빔을 기판(52)에 대하여 가로로 또는 3차원적으로, 증착물(56)의 사전 설정된 목표 구조에 따라 가이드 하는,
    스프링 부재의 제조 방법.
  20. 제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판(52)의 온도 및/또는 선구체 소스의 온도를 증착 중에 상기 증착 구역(54)에서 검출된 상기 선구체-물질(50)의 증기압에 따라 조절하는,
    스프링 부재의 제조 방법.
  21. 제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스프링 부재(1, 1')가 사전에 설정된 스프링 상수 및/또는 사전에 설정된 품질을 갖도록 또는 상기 검출기 구역(10)이 사전에 설정된 전도성을 갖도록 파라미터의 개수, 선구체-물질(50)의 종류, 량 및/또는 조성, 증착 구역(54) 내에서의 가스 압력, 국부적인 에너지-적용 강도, 전자 빔의 조사(irradiation) 기간, 전자 빔의 포커스 크기, 기판 재료 및/또는 기판 온도를 조절하는,
    스프링 부재의 제조 방법.
  22. 제 14 항 또는 제 15 항에 따른 원자간력 현미경(22)을 작동시키기 위한 방법으로서,
    탐침의 전도성을 특징짓는 측정값을 참조하여 상기 탐침의 편향을 검출하는,
    원자간력 현미경의 작동 방법.
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