KR20100121634A - 어레이 및 캔틸레버 어레이 레벨링 방법 - Google Patents

Abstract

기구용 유저 인터페이스 및 소프트웨어를 포함하는 어레이를 레벨링하기 위한 신속하고 양호한 방법이 개시되어 있다. 본 방법은 (ⅰ) 적어도 하나의 지지 구조체에 의해 지지되는 적어도 하나의 캔틸레버 어레이를 제공하는 단계와, (ⅱ) 적어도 하나의 기판을 제공하는 단계와, (ⅲ) 기판에 대해 어레이 위치를 제어하기 위해 적어도 하나의 기구를 제공하는 단계와, (ⅳ) 기판에 대해 어레이를 레벨링하는 단계를 포함하며, 상기 레벨링은 적어도 하나의 캔틸레버가 기판으로부터 편향될 때 모터 및 압전성 익스텐더로부터 유저 입력 위치 정보를 가지도록 구성된 기구의 유저 인터페이스를 통해 수행된다. 균일한 z-변위가 달성될 수 있다.

Description

어레이 및 캔틸레버 어레이 레벨링 방법{ARRAY AND CANTILEVER ARRAY LEVELING}

본 출원은 하헤임(Haaheim) 등에 의해 2008년 2월 5일자로 출원된 미국 가출원 제61/026,196호의 우선권 주장을 통해서 청구하고, 본 발명의 내용은 전체적으로 상기 문헌의 내용으로 통합된다.

예리한 팁과 나노스케일 팁은 고해상도 패턴을 위해 사용될 수 있는데, 잉크 또는 패터닝 화합물은 팁으로부터 분체 표면(solid surface)으로 전달될 수 있다. 예를 들면, 팁은 대형 지지 구조체 또는 캔틸레버의 일단에 부착되는 원자힘 마이크로스코프(atomic force microscope; AFM) 팁일 수 있다. 다이렉트 라이트 나노리소그래피(direct write nanolithographic) 공정은, 경쟁 나노리소그래피가 제공할 수 없는, 높은 레지스트레이션(high registration)과 합리적인 비용을 포함한 장점을 제공할 수 있다. 캔틸레버는, 예를 들면 (ⅰ) 단일 팁 또는 캔틸레버, (ⅱ) 캔틸레버 또는 팁의 선형 어레이, 그리고 (ⅲ) 캔틸레버 또는 팁의 2차원 어레이, 예컨대 캔틸레버 또는 팁의 다중 로우 선형 어레이(multiple rows of linear array)를 포함한 다양한 실시예에 사용될 수 있다. 예를 들면, 미어킨(Mirkin) 등에 의해 출원되어 공개된 국제공개특허공보 제00/41213호와, 국제공개특허공보 제01/91855호와, 2005년 스몰(Small)지의 10판 940면 내지 945면을 참조하며, 또한 나노잉크사(NanoInk)에 허여된 미국등록특허 제7,005,378호, 제7,034,854호, 제7,060,977호, 제7,098,056호 및 제7,102,656호를 참조한다.

이것들과 관련 장치 및 방법을 향상시키는 것이 요구된다. 구체적으로 예를 들면, 특히 팁 밀도가 증가하고, 캔틸레버 실시예가 2차원 시스템으로 점점 복잡해지며, 프로세스가 상업적 프로세스로 구성됨에 따라, 방법, 기구 및 장치의 제조에 대한 개선 요구가 있다. 예를 들면, 캔틸레버 어레이가 기하학적으로 복잡해지고 많은 어레이를 구비하여 대형화됨에 따라, 어레이 레벨링이 보다 더 어려워진다. 예를 들면, 방법이 적절히 완료되지 않으면, 다른 제2 팁이 표면에 접촉되기 전에 하나의 팁이 표면에 접촉될 수 있고, 또는 제2 팁이 표면에 접촉조차 되지 않을 수도 있다. 또한, 팁이 표면에 언제 접촉하는 지를 인지하기 어려울 수 있다. 대부분의 경우, 라이팅(writing)시에는 대부분의 팁 또는 모든 팁이 접촉되고, 라이팅을 하지 않을 시에는 대부분의 팁 또는 모든 팁이 표면과 접촉되지 않는 것이 바람직하다. 어레이의 2차원 공간 프로파일이 설정되면, 캔틸레버 팁 또는 팁의 2D 어레이가 고평탄도를 이루는 것이 바람직하며, 고평탄도를 이루지 않으면, 리소그래피를 진행하는 동안 캔틸레버 및 팁이 손상되거나, 또는 라이팅이 전혀 실행되지 않을 수 있다. 특히, 효율적이며 정확한 레벨링 수단의 제공을 필요로 한다. 일부 실시예에서, 어레이가 복수개의 팁을 가질 수 있지만 어레이가 캔틸레버를 채용하지 않는 시스템에 대해서도 개선할 필요가 있다.

본 명세서에 개시된 실시예는, 예를 들면 기구 및 장치와, 소프트웨어와, 이들의 제조 방법과, 이들의 이용 방법을 포함한다.

예를 들면, 일 실시예는 (ⅰ) 적어도 하나의 지지 구조체에 의해 지지되는 적어도 하나의 캔틸레버 어레이를 제공하는 단계와, (ⅱ) 적어도 하나의 기판을 제공하는 단계와, (ⅲ) 기판에 대해 어레이 위치를 제어하기 위한 적어도 하나의 기구를 제공하는 단계와, (ⅳ) 기판에 대해 어레이를 레벨링하는 단계를 포함하는 방법이며, 상기 레벨링 단계는 적어도 하나의 캔틸레버가 기판으로부터 편향될 때 모터 및 압전성 액추에이터로부터 유저 입력 위치 정보를 가지도록 구성되는 기구의 유저 인터페이스를 통해 수행된다.

일 실시예는 (ⅰ) 적어도 하나의 지지 구조체에 의해 지지되는 적어도 하나의 캔틸레버 어레이를 제공하는 단계와, (ⅱ) 적어도 하나의 기판을 제공하는 단계와, (ⅲ) 기판에 대해 어레이 위치를 제어하기 위한 적어도 하나의 기구를 제공하는 단계와, (ⅳ) 기판에 대해 어레이를 레벨링하는 단계를 포함하는 방법이며, 상기 레벨링 단계는 적어도 하나의 캔틸레버가 기판으로부터 편향될 때 모터 및 압전성 익스텐더(extender)로부터 유저 입력 위치 정보를 가지도록 구성되는 기구의 유저 인터페이스를 통해 수행된다.

다른 실시예는 적어도 하나의 뷰포트를 포함하는 적어도 하나의 지지 구조체에 의해 지지되는 적어도 하나의 캔틸레버 어레이를 제공하는 단계와, 적어도 하나의 기판을 제공하는 단계와, 기판에 대해 어레이 위치를 제어하기 위한 적어도 하나의 기구를 제공하는 단계와, 기판에 대해 어레이를 레벨링하는 단계를 포함하는 방법이며, 상기 레벨링 단계는 기판에 대한 뷰포트의 상대적 위치들 간의 차이의 반복 측정 및 작동식 제어를 제공하도록 구성된 유저 인터페이스를 더 포함하는 소프트웨어를 포함하는 기구를 이용하여 수행된다.

다른 실시예는 적어도 하나의 캔틸레버 어레이를 제공하는 단계와, 적어도 하나의 기판을 제공하는 단계와, 어레이 위치를 제어하기 위한 적어도 하나의 기구를 제공하는 단계와, 기판에 대해 어레이를 레벨링하는 단계를 포함하는 방법을 제공하며, 상기 기구는 적어도 하나의 압전성 익스텐더와 적어도 3개의 모터를 포함하고, 상기 압전성 익스텐더와 모터는 어레이의 레벨링을 제공하도록 구성된다.

다른 실시예는 캔틸레버 팁을 포함하는 적어도 하나의 캔틸레버 어레이를 제공하는 단계와, 적어도 하나의 기판을 제공하는 단계로서, 기판에 대한 캔틸레버 팁의 어레이 위치가 어레이에 대해 삼각형의 둘러싸는 관계에서 적어도 하나의 z-압전성 익스텐더와 적어도 3개의 z-축 모터에 의해 제어되고, 상기 z-축 모터는 기판에 대해 캔틸레버 팁을 상승 및 하강시키도록 구성되는 단계와, 모든 캔틸레버 팁이 기판에 대해 대체로 동일한 높이가 될 때까지 육안으로 z-축 모터를 조정하는 단계와, z-압전성 익스텐더가 완전히 팽창되었을 때 무시할 수 없는 크기에 의해 캔틸레버가 편향되도록 어레이를 위치 설정하는 단계와, z-축 모터의 상대적 위치를 판단하기 위해 z-압전성 익스텐더를 조정하는 단계와, 상기 방법이 한번에 수행되도록 추후 보정 기준을 위해 위치를 기록하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

다른 실시예는 적어도 하나의 표면에 지형적 형상부(topographical features)를 제공하는 단계와, 적어도 하나의 기판을 제공하는 단계와, 형상부 위치를 제어하기 위한 적어도 하나의 기구를 제공하는 단계와, 기판에 대해 어레이를 레벨링하는 단계를 포함하는 방법을 제공하며, 상기 기구는 어레이 위치의 반복 측정을 제공하도록 구성된 소프트웨어 루틴에 의해 표면의 레벨링을 제공하도록 구성된다.

다른 실시예는 적어도 하나의 표면에 지형적 형상부를 제공하는 단계와, 적어도 하나의 기판을 제공하는 단계와, 어레이의 공간 위치를 제어하기 위한 적어도 하나의 기구를 제공하는 단계와, 기판에 대해 어레이를 레벨링하는 단계를 포함하는 레벨링 방법을 제공하며, 상기 기구는 어레이의 레벨링을 제공하도록 구성된 적어도 하나의 압전성 익스텐더와 적어도 3개의 모터를 포함한다.

다른 실시예는 적어도 하나의 표면에 지형적 형상부를 제공하는 단계와, 기판을 제공하는 단계로서, 기판에 대한 형상부의 위치는 표면에 대해 삼각형의 둘러싸는 관계에서 적어도 하나의 압전성 익스텐더와 적어도 3개의 모터에 의해 제어되고, 상기 모터는 기판에 대해 형상부를 상승 및 하강시키도록 구성되는 단계와, 모든 형상부가 기판에 대해 대체로 동일한 높이가 될 때까지 육안으로 모터를 조정하는 단계와, 무시할 수 없는 크기에 의해 표면의 형상부가 기판에 접촉되도록 어레이를 위치 설정하는 단계와, 모터의 상대적 위치를 판단하기 위해 압전성 익스텐더를 조정하는 단계와, 요구되는 방법이 한번에 수행되도록 미래의 보정 기준을 위해 위치를 기록하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

다른 실시예는 유저 인터페이스를 포함하는 소프트웨어 루틴을 제공하며, 상기 루틴은 인터페이스를 통해 유저에 의한 측정 수행과 측정 결과의 입력을 유도하고, 루틴은 측정 결과에 기초하여 계산을 수행하여 기판에 대해 장치의 레벨링을 제공하도록 적어도 하나의 압전성 익스텐더와 적어도 3개의 모터를 제어 및 모니터링한다.

다른 실시예는 유저 인터페이스를 포함하는 소프트웨어 루틴을 제공하며, 상기 루틴은 자동 측정 및 반복 계산을 수행하도록 구성될 수 있고 기판에 대해 장치의 레벨링을 제공하도록 적어도 하나의 압전성 익스텐더와 적어도 3개의 모터를 제어 및 모니터링한다.

다른 실시예는 적어도 하나의 지지 구조체에 의해 지지되는 적어도 하나의 캔틸레버 어레이를 제공하는 단계와, 적어도 하나의 기판을 제공하는 단계와, 기판에 대해 어레이 위치를 제어하기 위한 모터를 포함하는 적어도 하나의 기구를 제공하는 단계와, 기판에 대해 어레이를 레벨링하는 단계를 포함하는 방법을 제공하며, 상기 레벨링 단계는 적어도 하나의 캔틸레버가 기판으로부터 편향될 때 모터에 대한 유저 입력 위치 정보를 가지도록 구성되는 기구의 유저 인터페이스를 통해 실행된다.

다른 실시예는 (ⅰ) 적어도 하나의 팁 어레이를 제공하는 단계와,(ⅱ) 적어도 하나의 기판을 제공하는 단계와, (ⅲ) 기판에 대해 팁 어레이의 위치를 제어하기 위한 적어도 하나의 기구를 제공하는 단계와, (ⅳ) 기판에 대해 어레이를 레벨링하는 단계를 포함하는 방법이며, 상기 레벨링 단계는 적어도 하나의 팁이 기판과 접촉될 때 모터 및 압전성 액추에이터로부터 유저 입력 위치 정보를 가지도록 구성된 기구의 유저 인터페이스를 통해 수행된다. 팁은 나노스코프 팁(nanoscopic tips), 스캐닝 프로브 마이크로스코프 팁(scanning probe microscope tips), 폴리머 팁, 또는 원자힘 마이크로스코프 팁일 수 있다.

다른 실시예는 적어도 하나의 지지 구조체에 의해 지지되는 적어도 하나의 나노스코프 팁 어레이를 제공하는 단계와, 적어도 하나의 기판을 제공하는 단계와, 팁과 기판 사이의 접촉 지점을 판단하기 위해 기판에 대해 X-Y 평면에 적어도 3개의 기준 지점을 제공하는 단계와, 기판에 대해 어레이 위치를 제어하기 위한 모터 및 압전성 익스텐더를 포함하는 적어도 하나의 기구를 제공하는 단계와, 기판에 대해 어레이를 레벨링하는 단계를 포함하는 방법을 제공하며, 상기 레벨링 단계는 적어도 하나의 나노스코프 팁이 표면과 접촉될 때 모터 및 압전성 익스텐더로부터 유저 입력 위치 정보를 가지도록 구성되는 기구의 유저 인터페이스를 통해 수행된다.

적어도 하나의 실시예로부터의 적어도 하나의 장점은 신속한 레벨링 시간일 수 있다.

적어도 하나의 실시예로부터의 적어도 하나의 다른 장점은 양호한 레벨링 결과일 수 있다.

적어도 하나의 실시예로부터의 적어도 하나의 다른 장점은 양호한 패터닝 결과일 수 있다.

적어도 하나의 실시예로부터의 적어도 하나의 다른 장점은 대형의 팁 어레이를 안내할 수 있는 엄격한 허용오차이다.

적어도 하나의 실시예로부터의 적어도 하나의 다른 장점은 균일한 z-변위가 달성될 수 있다는 것이다.

적어도 하나의 실시예로부터의 적어도 하나의 다른 장점은 패터닝 전의 레벨링에 대한 보다 넓은 양적 이해일 수 있다.

적어도 하나의 실시예로부터의 적어도 하나의 다른 장점은 신속한 교정 능력일 수 있다. 이는 예컨대 직렬 방식이든 병렬 방식이든 다수의 기판에 대해 유연한 작업 능력을 제공할 수 있다.

본 특허 출원은 적어도 하나의 유색 도면을 포함한다. 유색 도면이 첨부된 본 특허출원공개공보 사본은 요청 및 필요 비용을 지불함으로써 국제 사무국에 의해 제공될 것이다.
도 1은 6 ㎛ 편향이 스탠드오프(standoffs)에서 그라운드 아웃(grounding out)된 이후에, 초기 접촉 지점에 위치한 완전히 평면인 2D 나노 프린트어레이(2D nano PrintArray)를 도시하는 개략도이다. 본 실시예에서, F.O.T.는 6 ㎛ 이다.
도 2는 2D 나노 프린트어레이가 각도 허용오차의 한계에 도달한 상태를 나타내는 개략도이다.
도 3은 NSCRIPTOR를 이용한 레벨링 단계를 나타내는 순서도이다.
도 4는 z-압전성 익스텐더, 액추에이터, 센서("z-압전소자")의 팽창값 및 수축값과, InkFinder의 아이콘을 나타내는 INKCAD 디스플레이를 도시하는 도면이다.
도 5의 (A)는 단일 뷰포트에 대한 캔틸레버 편향의 시각적 진행의 매핑을 나타내는 도면이다. 어레이는 먼저 표면으로 증속 구동되고(over-driven), 이어서 어레이가 수축되었을 때 편향이 모니터링된다. 이는 "제1 접촉" 지점을 지나 5 ㎛ 이상 팽창될 필요가 없도록 시각적 기준을 제공한다. 도 5의 (B)는 에칭된 뷰포트의 SEM 상부 각도 도면이다. 도 5의 (C)는 NSCRIPTOR 스캐너에 장착된 장치를 구비한 뷰포트 개구 전방에 마련된 3개의 캔틸레버를 하부 측으로부터 관망한 SEM 도면으로서, 상기 NSCRIPTOR 광학계는 뷰포트를 통해 (D) 팁이 금 표면에 접촉되기 전이나 (E) 팁이 금 표면에 접촉된 이후 상태의 캔틸레버를 관찰하기 위해 사용된다.
도 6은 어레이 칩과 기판에 대한 평탄도와, 평탄도를 한정하기 위해 사용되는 매개변수를 나타내는 도면이다.
도 7은 19.5 ㎛의 F.O.T.를 갖는 2D 나노 프린트어레이의 SEM 이미지로서, 어레이가 상당히 "보우잉(bowing)"된 상태를 나타낸다.
도 8은 피봇 지점과 총 어레이 사이즈에 대한 뷰포트의 구성과, 평탄도를 한정하기 위해 사용된 매개변수 설정의 실례를 나타내는 도면이다.
도 9는 뷰포트 사이의 z-차이 교정을 위한 대략적인 비율의 단순한 계산과정을 도시하는 도면이다.
도 10은 압전성 익스텐더, 액추에이터 또는 센서의 이용을 포함하여, INKLEVELER을 이용한 마이크로스케일 레벨링의 단계를 나타내는 순서도이다.
도 11은 하드웨어의 블루프린트 및 디폴트 구성의 디스플레이를 나타내는 도면이다.
도 12는 2D 나노 프린트어레이 장치의 블루프린트 및 디폴트 구성의 디스플레이를 나타내는 도면이다.
도 13은 주요 2D 나노 레벨링 소프트웨어 인터페이스의 디스플레이를 나타내는 도면으로서, 도 13의 (A)는 유저에 의한 입력을 대기하는 디폴트 상태를 나타내고, 도 13의 (B)는 유저가 유효하지 않은 z-프로브 입력값을 입력함에 따라 "레벨링 실행" 버튼이 활성화되지 않은 상태를 나타내고, 도 13의 (C)는 유저가 유효한 데이터를 입력하지만 어레이가 추가의 레벨링을 필요로 하는 상태("레벨링 실행" 버튼이 활성화됨)를 나타내며, 도 13의 (D)는 입력된 z-프로브 입력값이 어레이의 평행을 나타냄에 따라 유저는 레벨링을 다시 실행하거나 또는 (E) 단계를 실행할 수 있는 상태를 나타내고, 도 13의 (E)는 "터치다운 최소크기 표(minimum amount past touchdown table)"로 진행되어, 실제값이 발생되고 제시된다.
도 14는 뷰포트 터치다운 데이터(touch-down data)의 일부 실례를 제공하는 표를 나타내는 도면이다.
도 15는 z-압전소자 위치의 제어를 유저에게 허용하는, 상호적인 수동 z-압전소자 제어의 디스플레이를 나타내는 도면이다.
도 16은 레벨링되지 않은 캔틸레버 팁의 어레이에 의한 패터닝 결과의 광학 마이크로그래프이다.
도 17은 본 발명의 특허청구범위에 설명된 레벨링 기술을 이용하여 어레이가 레벨링된 후, 캔틸레버 팁의 어레이에 의한 패터닝 결과의 광학 마이크로그래프이다.

본 명세서에 인용된 모든 문헌은 본 명세서의 전반에 걸쳐 참고문헌으로서 통합된다.

본 출원은 하헤임(Haaheim) 등에 의해 2008년 2월 5일자로 출원된 미국 가출원 제61/026,196호의 우선권 주장을 통해서 청구하고, 본 발명의 내용은 전체적으로 상기 문헌의 내용으로 통합된다.

2차원 팬 어레이는, 제조 방법을 포함하여, 예를 들면 미어킨(Mirkin) 등에 의해 2006년 4월 19일자로 출원된 미국 가출원 제60/792,950호에 설명되어 있고, 이는 도면, 청구범위 및 실시예를 포함하여 본 명세서 전반에 걸쳐 참고문헌으로 통합된다. 또한, 관련 장치 및 방법에 대해 도 3 내지 도 5과 상세한 설명을 참조한다. 또한, 살라이타(Salaita) 등에 의해 기고된 2006년도 앙게반테 케미 국제판(Angew. Chem. Int. Ed.) 45편 7220면 내지 7223면과, 랜허트(Lenhert) 등에 의해 기고된 2007년도 스몰지(Small) 3(1)편 71면 내지 75면을 참조하며, 이들은 본 명세서 전반에 걸쳐 참고문헌으로 통합된다. 일부 실시예에서, 2D 어레이는 "2D 나노 프린트어레이(2D nano PrintArray)"로 언급될 수 있다.

본 명세서에 설명된 다양한 실시예의 실시에 있어서, 다이렉트 라이트 프린팅 및 패터닝(direct-write printing and patterning)을 위한 리소그래피(lithography), 마이크로리소그래피(microlithography) 및 나노리소그래피(nanolithography) 기구와, 팬 어레이, 능동 팬(active pens), 수동 팬(passive pens), 잉크, 패터닝 화합물, 키트, 잉크 전달 장치, 소프트웨어 및 액세서리는 미국 일리노이주 시카고에 소재하는 나노잉크사로부터 구입가능하다. 기구는 NSCRIPTOR를 포함한다. 소프트웨어는 리소그래피 설계 및 제어를 위한 유저 인터페이스를 제공하는 (미국 일리노이주 시카고에 소재하는 나노잉크사의) INKCAD 소프트웨어를 포함한다. E-챔버는 환경 제어를 위해 사용될 수 있다. 딥 팬 나노리소그래피®(Dip Pen Nanolithography®)와 디피엔®(DPN®)은 나노잉크사의 등록 상표이다.

캔틸레버, 팁 및 패터닝 화합물을 이용한 다이렉트 라이트 프린팅과 관련한 이하의 특허 및 공동 계류중인 출원은 본 명세서 전반에 걸쳐 참고문헌으로 인용되고, 이들은 잉크, 패터닝 화합물, 소프트웨어, 잉크 전달 장치 등을 포함하여 본 명세서에 설명된 다양한 실시예의 실시에 이용될 수 있다.

1. 잉크, 팁, 기판 그리고 다른 기구의 매개변수 및 패터닝 방법을 포함하여, DPN 프린팅의 기본적인 태양을 설명하는, 미어킨 등에게 허여된 미국등록특허 제6,635,311호.

2. 소프트웨어 제어, 에칭 과정, 나노플로터(nanoplotters) 및 복합 및 조합의 어레이 형태를 포함하여, DPN 프린팅의 기본적인 태양을 추가로 설명하는, 미어킨 등에게 허여된 미국 특허 제6,827,979호.

3. 개구에 대한 실시예와 DPN 프린팅의 구동력에 대한 실시예를 설명하는, 2002년 9월 5일자로 공개된 미국특허출원공개 제2002/0122873 A1호[발명의 명칭: "나노리소그래피 방법과, 상기 방법을 위해 생산된 제품과, 상기 방법에 의한 제품(Nanolithography Methods and Products Produced Therefor and Produced Thereby)"].

4. DPN 프린팅을 위한 정렬 방법을 설명하는, 에비(Eby) 등에 의해 2003년 2월 14일자로 출원된 미국특허출원 제10/366,717호 (2003년 10월 2일에 제2003/0185967호로 공개됨)[발명의 명칭: "기판에 패턴을 정렬하기 위한 방법 및 장치(Methods and Apparatus for Aligning Patterns on a Substrate)"].

5. DPN 프린팅을 위한 교정 방법을 설명하는, 드페이레트(Dupeyrat) 등에 의해 2003년 2월 28일자로 출원된 미국특허출원 제10/375,060호[발명의 명칭: "나노리소그래피 교정 방법(Nanolithographic Calibration Methods)"].

6. 프로틴 및 펩티드의 나노어레이를 설명하는, 미어킨 등에 의해 2003년 4월 10일자로 공개된 미국특허출원공개 제2003/0068446호[발명의 명칭: "프로틴 및 펩티드 나노어레이(Protein and Peptide Nanoarrays)"].

7. 핵산 패터닝을 설명하는, 미어킨 등에 의해 2002년 12월 2일자로 출원된 미국특허출원 제10/307,515호 (2003년 6월 12일에 제PCT/US2002/038252호로 국제 공개됨)[발명의 명칭: "나노스코프 팁으로부터 핵산의 다이렉트 라이트 나노리소그래피 증착(Direct-Write Nanolithographic Deposition of Nucleic Acids from Nanoscopic Tips)"].

8. 반응성 패터닝과 솔 겔 잉크를 설명하는, 미어킨 등에 의해 2002년 12월 17일자로 출원된 미국특허출원 제10/320,721호 (현재 2003년 8월 28일에 미국특허출원공보 제2003/0162004호로 공개됨) [발명의 명칭: "다이렉트 라이트 나노리소그래피 프린팅에 의한 고체 상태 특징부의 패터닝(Patterning of Solid State Features by Direct-Write Nanolithographic Printing)"].

9. 능동 팬 어레이를 설명하는, 류(Liu) 등에 허여된 미국등록특허 제6,642,129호 및 제6,867,443호[발명의 명칭: "나노리소그래피를 위한 평행한 개별 어드레시블 프로브(Parallel, Individually Addressible Probes for Nanolithography)"].

10. 슈와르츠(Schwartz)에 의한 2003년 1월 9일자로 공개된 미국특허출원공보 제2003/0007242호[발명의 명칭: "향상된 스캐닝 프로브 마이크로스코프와 이를 이용한 나노리소그래피 방법(Enhanced Scanning Probe Microscope and Nanolithographic Methods Using Same)"].

11. 슈와르츠에 의한 2003년 1월 9일자로 공개된 미국특허출원공개 제2003/0005755호[발명의 명칭: "향상된 스캐닝 프로브 마이크로스코프(Enhanced Scanning Probe Microscope)"].

12. 촉매 나노구조와 탄소 나노튜브 애플리케이션을 설명하는, 2003년 8월 11일자로 출원된 미국특허출원 제10/637,641호(현재 미국특허출원공개 제2004/0101469호로 공개됨).

13. 프로틴과 전도성 폴리머의 프린팅을 각각 설명하는, 2003년 5월 23일자로 출원된 미국특허출원 제10/444,061호(현재 2004년 2월 12일에 미국특허출원공개 제2004/0026681호로 공개됨)와, 2004년 1월 15일자로 공개된 미국특허출원공개 제2004/0008330호.

14. 패터닝 화합물로서의 전도성 재료를 설명하는, 2003년 8월 26일자로 출원된 미국특허출원 제10/647,430호(현재 미국등록특허 제7,005,378호로 등록됨).

15. 포토마스크 리페어를 포함한 마스크 애플리케이션을 설명하는, 2003년 10월 21일자로 출원된 미국특허출원 제10/689,547호(현재 2004년 9월 9일에 미국특허출원공개 제2004/0175631호로 공개됨).

16. 마이크로유체 및 잉크 전달 장치를 설명하는, 2003년 11월 12일자로 출원된 미국특허출원 제10/705,776호(현재 2005년 2월 17일에 미국특허출원공개 제2005/0035983호로 공개됨).

17. 펩티드 및 프로틴의 프린팅을 설명하는, 2004년 3월 1일자로 출원된 미국특허출원 제10/788,414호(현재 2005년 1월 13일에 미국특허출원공개 제2005/0009206호로 공개됨).

18. ROMP 방법 및 조합 어레이를 설명하는, 2004년 7월 19일자로 출원된 미국특허출원 제10/893,543호 (현재 2005년 12월 8일에 미국특허출원공개 제2005/0272885호로 공개됨).

19. 스탬프 팁 또는 폴리머 도포형 팁 애플리케이션을 설명하는, 2005년 2월 14일자로 출원된 미국특허출원 제11/056,391호(현재 2005년 11월 17일에 미국특허출원공개 제2005/0255237호로 공개됨).

20. 팁이 없는 캔틸레버 및 평판 패널 디스플레이 애플리케이션을 설명하는, 2005년 2월 25일자로 출원된 미국특허출원 제11/065,694호(현재 2005년 10월 27일에 미국특허출원공개 제2005/0235869호로 공개됨).

21. DPN 방법에 의해 제조된 나노구조의 에칭을 설명하는, 2006년 1월 19일자로 공개된 미국특허출원공개 제2006/001,4001호.

22. 접촉 프린팅용 스캐닝 프로브를 설명하는, 류 및 미어킨에 의해 출원되고 2004년 12월 2일자로 공개된 국제공개특허공보 제2004/105046호.

23. 예컨대 열 압축 접합 및 실리콘 핸들 웨이퍼를 설명하는, 실레(Shile) 등에 의해 2005년 11월 8일자로 출원된 미국특허출원 제11/268,740호[발명의 명칭: "능동 팬 나노리소그래피(Active Pen Nanolithography)"].

2007년 8월 30일자로 출원된 미국특허출원 제11/848,211호[발명의 명칭: "정렬을 위해 캔틸레버의 광학적 편향을 이용하는 방법(USING OPTICAL DEFLECTION OF CANTILEVERS FOR ALIGNMENT)"]에 설명된 실시예가 사용될 수 있다.

또한, 2009년 1월 26일자로 출원된 이하의 미국 가출원이, 예컨대 팁의 코팅 방법, 레벨링 방법 및 레벨링용 장치, 기판의 제어 방법, 본 명세서에 설명된 방법들에 의해 마련된 어레이의 생물학적 애플리케이션을 포함하는 미국특허출원 제61/147,448호, 제61/147,449호, 제61/147,451호 및 제61/147,452호를 포함하여, 본 명세서에 설명된 실시예의 실시에 이용될 수 있다.

또한, DPN 방법은 고수율 평행 방법(high-throughput parallel methods)의 설명을 포함하는, 진저(Ginger) 등에 의해 명칭이 "딥 팬 나노리소그래피의 진화(The Evolution of Dip-Pen Nanolithography)"로 기고된 2004년 앙게반테 케미 국제판 43편 30면 내지 45면에 설명되어 있다. 또한, 살라이타 등에 의해 2007년 네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)에 기고되고 어드밴스 온라인 퍼블리케이션(11면)에 공개된 "딥 팬 나노리소그래피의 애플리케이션(Applications of Dip-Pen Nanolithography)"와, 로즈너(Rosner)에 의해 2005년 뉴욕에 소재하는 테일러 및 프랜시스 그룹(Taylor and Francis Group)의 데커 엔사이클로피디아 오브 나노사이언스 앤드 나노테크놀로지(Dekker Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology)에 기고된 "딥 팬 나노리소그래피: 애플리케이션 및 기능적 확장(Dip pen nanolithography: Applications and functional extensions)"과, 2007년도 앙게반테 케미 국제판 46편, 2754면 내지 2757면에 허크(Huck)에 의해 기고된 "자체조립 기능과 나노조립 기능의 만남: 마이크로접촉 프린팅 및 딥 팬 나노리소그래피의 최근 개발동향(Self-assembly meets Nanofabrication: Recent developments in microcontact printing and dip-pen nanolithography)"과, 랜허트(Lenhert)에 의해 2008년에 베를린 바인하임(Weinheim, Berlin)에 소재하는 빌라-파우체하(WILEY-VCH) 출판사에 의해 출간된 나노프로브(Nanoprobes) 2판에 기고한 "나노기술분야의 딥-팬 나노리소그래피에 의한 재료 통합(Materials integration by dip-pen nanolithography in Nanotechnology)"를 참조한다.

DPN 프린팅 및 패턴 전사 방법을 포함한 다이렉트 라이트 방법은, 예를 들면 2002년 피케 크리세이(Pique-Chrisey)(출판사)에 의해 출간된 다이렉트 라이트 기술, 센서, 전자 및 통합형 공급원(Direct-Write Technologies, Sensors, Electronics, and Integrated Power Sources)에 설명되어 있다.

본 명세서에 설명되는 다이렉트 라이트 나노리소그래피 기구 및 방법은, 펩티드, 프로틴, 핵산, DNA, RNA, 바이러스, 생체분자 등에 기초한 바이오어레이, 나노어레이 및 마이크로어레이를 준비하는 과정에서의 용도에 특히 관심을 둔다. 예를 들면, 라이브러리와 칩의 대량 제조에 대한 미국등록특허 제6,787,313호와, 피펫 팁(pipette tips)을 이용한 자동화 분자 생물학 실험에 대한 미국등록특허 제5,443,791호와, 제약 분야에서의 분자 어레이의 자동화 합성을 위한 장치에 대한 미국등록특허 제5,981,733호를 참조한다. 조합 어레이가 준비될 수 있다. 또한, 예를 들면 핸더슨(Henderson) 등에게 허여된 미국등록특허 제7,008,769호, 6,573,369호 및 6,998,228호를 참조한다.

스캐닝 프로브 마이크로스코프는 1998년도 애널리틱 케미(Anal. Chem) 학술지 70판 425R 내지 475R에 바텀리(Bottomley)에 의해 논평되어 있다. 또한, 스캐닝 프로브 마이크로스코프는, 예를 들면 미국등록특허 제5,705,814호[발명의 명칭: 디지털 기구(Digital Instruments)]에 설명된 바와 같은 프로브 변환 메커니즘을 포함하여 본 기술분야에 공지되어 있다.

마이크로제조 방법은, 예를 들면 마도(Madou)가 기고한 2002년도 마이크로제조의 기초(Fundamentals of Microfabrication) 2편과, 또한 반 잰트(Van Zant)가 기고한 2004년도 마이크로칩 제조(Microchip Fabrication) 5편에 설명되어 있다.

기구(INSTRUMENT)

압전성 익스텐더, 액추에이터 및/또는 센서를 나노 위치 설정하고 이용할 수 있는 기구는 본 기술분야에 공지되어 있다. 기구는 예컨대 딥 팬 나노리소그래피를 위해 변형된 AFM 기구이거나, 또는 대안적으로 딥 팬 나노리소그래피를 직접 실시할 수 있도록 구성된 유사한 기구일 수 있다. 기구는 예컨대 NSCRIPTOR™를 포함한 예컨대 [미국 일리노이주 스코키(Skokie, IL)에 소재하는] 나노잉크사로부터 구입 가능하다.

일부 실시예에서, 기구는 적어도 하나의 z-축 압전성 익스텐더, 액추에이터, 또는 센서와, 적어도 3개의 z-축 모터를 포함하며, 이들 양자는 유저 인터페이스를 거쳐 유저가 위치 정보를 입력할 수 있는 소프트웨어 루틴에 의해 제어되고 모니터링될 수 있다. 기구의 실례는 암로(Amro) 등에 의해 2007년 5월 9일자로 출원된 미국 가출원 제60/916,979호에 설명되어 있다[또한, 2008년 5월 7일자로 출원되고 발명의 명칭이 "소형 나노형상가공 장치(Compact Nanofabrication Apparatus)"인 미국특허출원 제12/116,908호를 참조].

기구, 팁 어레이 및 팁은 캔틸레버를 갖거나 또는 갖지 않도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 팁 어레이의 캔틸레버 프리 시스템(cantilever free system)이 후오(Huo) 등에 의해 기고된 2008년 9월 19일자 사이언스(Science)의 321권 5896번 1658면 내지 1660면에 설명되어 있고, 이 개시내용은 본 명세서에서 참고문헌으로 통합된다.

지지 구조체(SUPPORT STRUCTURE)

지지 구조체는 팁, 캔틸레버 및 팁을 포함하는 캔틸레버를 지지하도록 구성될 수 있다. 지지 구조체는 예를 들면 금 증착물로 에칭된 하부 측면과 레지스트 층을 이용하는 실리콘(Si) 웨이퍼로 형성될 수 있다. 또한, 미어킨 등에 의해 2006년 4월 19일자로 출원된 미국 가출원 제60/792,950호(2007년 3월 23일자로 출원된 미국 출원 제11/690,738호임)는 지지 구조체를 설명하며, 이는 본 명세서 전체에 걸쳐 통합된다.

특히 중요한 설계 특징부는, 예를 들면 실리콘 핸들 웨이퍼의 배면에 대해 팁의 파손 방지를 돕는 에지 스탠드오프 스페이서(edge standoff spacers)와 실리콘 릿지(silicon ridges)의 높이를 포함한다.

일부의 경우에 있어 지지 구조체는 뷰포트의 존재 없이 캔틸레버를 관망하기 어렵게 제조될 수 있다. 예를 들면, 지지 구조체는 관망을 허용하지 않는 불투명한 재료로 제조되거나, 원칙적으로는 투명하지만 스크래치되거나 거칠어지거나 그렇지 않으면 관망을 허용하지 않는 방식으로 사용되는 파이렉스(pyrex)와 같은 재료로 제조될 수 있다. 투명 재료는 예를 들면 표면 거칠기 및/또는 화학적 에칭을 통해 불투명한 재료가 될 수 있다.

지지 구조체는 "핸들 웨이퍼(handle wafer)"란 용어의 사용과 함께 설명될 수도 있다.

또한, 지지 구조체는 대형 기구에 결합되도록 구성될 수 있다. 결합은 특정하게 제한되는 것은 아니지만 예를 들면 기계적 결합 또는 자기적 결합일 수 있다. 이런 결합을 위해 구성된 구조체가 지지 구조체에 부착될 수 있다. 예를 들면, 자기 재료로 구성된 플라스틱 클립이 이용될 수 있다.

지지 구조체는 단결정 실리콘으로 제조될 수 있다. 파이렉스는 예를 들면 파이렉스를 통과하는 에칭 구멍을 포함하는데, 이는 제조가 어렵거나 고가이고, 또는 캔틸레버와의 접합을 간섭하는 표면 요철을 야기하기 때문에 파이렉스보다는 단결정 실리콘이 유리하다. 단결정 실리콘은 에칭의 용이한 제어를 제공한다.

지지 구조체는 캔틸레버를 지지하는 베이스 로우(base row)를 포함할 수 있다. 베이스 로우의 길이는 특정하게 제한되지 않는다. 예를 들면, 베이스 로우는 적어도 약 1 mm의 평균 길이를 가질 수 있다. 베이스 로우의 평균 길이는 예를 들면, 약 0.1 mm 내지 약 5 mm, 또는 약 0.5 mm 내지 약 3 mm일 수 있다. 일 실시예에서, 어레이는 약 1 cm × 1 cm로 제조될 수 있고, 약 10 mm의 베이스 로우 길이를 가질 수 있다. 베이스 로우의 길이가 너무 길면, 팁의 높이를 초과하여 모든 팁이 라이팅 표면(writing surface)에 접촉되지 않도록 할 수 있는 구조체의 보우잉(bowing)에 의해 제한될 수 있다. 베이스 로우의 길이는 이를 회피하도록 각각의 애플리케이션에 적합하도록 구성될 수 있다.

베이스 로우는 적어도 약 5 마이크론(micron)의 지지 구조체에 대한 높이를 가질 수 있다. 이 높이는 특정하게 제한되지 않지만 적절한 캔틸레버의 벤딩(bending)에 사용되도록 구성될 수 있다. 베이스 로우의 높이는 팁 높이에서 오버트래블(overtravel)에 의해 팁이 파손되지 않도록 스톱 높이(stop height)를 뺀 높이이거나 이 높이보다 높을 수 있다.

캔틸레버는 베이스 로우에 지지될 수 있고, 베이스 로우는 어레이용 대형 지지 구조체에 차례로 지지될 수 있다. 베이스 로우는 어레이용 대형 지지체로부터 연장될 수 있다. 어레이 지지체는 약 2 ㎠ 또는 그 이하의 표면적, 또는 대안적으로 약 0.5 ㎠ 내지 약 1.5 ㎠의 표면적을 특징으로 한다. 이 사이즈는 기구와의 결합을 위해 필요에 따라 조정될 수 있다.

지지 구조체는 실리콘과, 파이렉스와, 유리와, 플라스틱과, 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane)을 포함한 실록산 폴리머와 같은 연성 폴리머로 제조될 수 있다.

캔틸레버 및 팁의 어레이(ARRAY OF CANTILEVERS AND TIPS)

캔틸레버의 1차원 또는 2차원 어레이가 이용될 수 있다.

캔틸레버의 2D 어레이는 본 기술분야에 공지되어 있다. 예를 들면, 미어킨 등에 의해 2006년 4월 19일자로 출원된 미국 가출원 제60/792,950호와, 하헤임에 의해 2007년 3월 13일자로 출원된 미국 가출원 제60/894,657호와, 미어킨 등에 의해 2007년 3월 23일자로 출원된 미국특허출원 제11/690,738호는 캔틸레버의 2차원 어레이를 설명한다.

2차원 어레이는 일련의 로우(rows)와 칼럼(columns)일 수 있고, 바람직하게는 서로에 대해 사실상 수직을 이루는 길이와 폭을 제공한다. 어레이는 제1 치수 및 제2 치수를 포함할 수 있다. 2차원 어레이는 제2 치수를 만들기 위해 서로에 대해 바로 옆에 배열되는 일련의 1차원 어레이일 수 있다. 2개의 치수는 수직일 수 있다. 캔틸레버는 자유 단부와 바운드 단부(bound end)를 포함할 수 있다. 캔틸레버는 바운드 단부로부터 먼 쪽의 자유 단부에 또는 자유 단부 근처에 팁을 포함할 수 있다. 하나의 로우의 캔틸레버는 다음 로우의 캔틸레버와 동일 방향으로 향하거나, 또는 하나의 로우의 캔틸레버는 다음 로우의 캔틸레버와 반대 방향으로 향할 수 있다.

2차원 어레이는 2개의 부품을 조합함으로써 대형 기구 장치에 조립될 수 있는데, 각각의 부품은 2차원으로 패터닝된 표면을 가지며 2차원으로 상호 정합되도록 구성된다. 일 부품은 캔틸레버가 없는 지지 구조체를 포함할 수 있는 반면에, 다른 부품은 캔틸레버를 포함할 수 있다.

한 가지 중요한 변수는 의도된 목적을 위해 사실상 기능할 수 있는 어레이에서의 캔틸레버의 비율(fraction) 또는 백분율(percentage)이다. 일부의 경우, 일부 캔틸레버는 불완전하게 형성되거나, 그렇지 않다면 형성 후에 손상될 수 있다. 캔틸레버 수율은 사용 가능한 캔틸레버의 백분율을 반영한다. 바람직하게는, 어레이는 적어도 75%, 또는 적어도 80%, 또는 적어도 90%, 또는 적어도 95%, 또는 더 바람직하게는, 적어도 약 98%, 또는 보다 더 바람직하게는, 적어도 99%의 캔틸레버 수율을 특징으로 한다. 캔틸레버 수율을 나타냄에 있어, 내부 캔틸레버와 비교하여 에지의 프로세싱에 의해 손상되는 로우의 단부에 있는 캔틸레버는 무시될 수 있다. 예를 들면, 중앙에서 75%가 측정될 수 있다. 대부분의 경우, 제조는 웨이퍼 제조에 공지된 에지 효과로 인해 에지보다는 중간에서 양호하게 이루질 것이다. 결함 빈도(defect density)는 일부의 경우에 중앙으로부터 에지로 이동할수록, 또는 다른 경우에 에지로부터 중앙으로 이동할수록 증가할 수 있다. 너무 높은 결함 빈도를 갖는 부품을 제거하고 남아있는 부품을 이용할 수 있다.

어레이는 팁이 대체로 편평한 표면에 접촉할 때 어레이의 팁을 갖지 않는 구성요소의 실질적인 접촉을 방지하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 캔틸레버 암은 표면에 접촉되지 않아야 하며, 따라서 가령 예를 들면 벤딩에 의해 구성될 수 있다. 팁은 예를 들면 길거나 높은 팁을 포함하여 이에 적합하도록 구성될 수 있다. 이런 결과를 달성하기 위해 유용한 인자는 모든 치수에서 길거나 높은 팁, 캔틸레버 암의 벤딩, 팁의 레벨링, 로우의 레벨링, 그리고 캔틸레버의 레벨링을 포함한다. 하나 이상의 인자의 조합이 이용될 수 있다.

캔틸레버 팁은 본 기술분야에 공지된 바와 같이 상대적으로 길거나 높을 수 있다. 예를 들면, 팁은 평균적으로 적어도 4 마이크론의 캔틸레버에 대해 정점 높이를 가질 수 있고, 필요하다면, 팁은 평균적으로 적어도 7 마이크론의 캔틸레버에 대해 정점 높이를 가질 수 있다. 또한, 팁의 정점 높이는 적어도 10 마이크론, 또는 적어도 15 마이크론, 또는 적어도 20 마이크론일 수 있다. 특정한 상한치는 없지만, 본 기술분야에 공지된 기술과 임프로바이딩(improviding)이 이용될 수 있다. 긴 길이는 표면에 대해 팁만이 접촉되는 것을 보장하도록 돕는다. 정점 높이는 많은 팁의 정점 높이의 평균으로 취할 수 있고, 일반적으로 정점 높이는 사실상 팁에서 팁까지 변화되지 않도록 조작된다. 본 기술분야에 공지된 방법은 실시예에 도시된 방법을 포함하여 팁의 정점 높이를 측정하기 위해 사용될 수 있다.

어레이에 대한 매개변수를 측정함에 있어, 평균 측정치가 이용될 수 있다. 평균 측정치는 예를 들면 전형적인 이미지 또는 마이크로스코프 사진의 검토를 포함하여, 본 기술분야에 공지된 방법에 의해 얻을 수 있다. 전체 어레이는 측정될 필요가 없다.

바람직한 실시예는 아니지만, 팁이 없는 캔틸레버가 일부 실시예에 사용될 수 있다.

또한, 캔틸레버는 패터닝될 표면을 향한 벤딩을 포함하여 벤딩될 수 있다. 본 기술분야에 공지된 방법은 벤딩을 유도하기 위해 사용될 수 있다. 캔틸레버는 베이스 및 지지체로부터 멀어지는 방향으로 각도를 이루며 벤딩될 수 있다. 캔틸레버는 캔틸레버의 벤딩을 위해 구성된 다중층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상이한 열팽창 또는 캔틸레버 바이모르프(bimorph)가 캔틸레버를 벤딩하기 위해 이용될 수 있다. 캔틸레버의 벤딩은 적어도 2개의 다른 재료를 이용함으로써 유도될 수 있다. 다르게는, 캔틸레버의 벤딩을 제공하도록 다른 응력을 갖는 동일한 재료가 이용될 수 있다. 다른 방법은 하나의 재료의 캔틸레버 상에 동일한 재료이지만 고유의 응력 분포차를 갖는 제2 층의 증착이다. 다르게는, 캔틸레버 표면이 산화될 수 있다. 캔틸레버는 예를 들면 이들의 베이스로부터 적어도 5°, 또는 이들의 베이스로부터 적어도 10°, 또는 이들의 베이스로부터 적어도 15°의 각도로 벤딩될 수 있다. 본 기술분야에 공지된 방법은 실시예에 나타난 방법을 포함하여 이를 측정하기 위해 이용될 수 있다. 각도의 평균치가 사용될 수 있다. 캔틸레버는 평균적으로 약 10 마이크론 내지 약 50 마이크론, 또는 약 15 마이크론 내지 약 40 마이크론으로 벤딩될 수 있다. 벤딩의 거리는 실시예에 나타난 방법을 포함하여 본 기술분야에 공지된 방법에 의해 측정될 수 있다. 평균 거리가 이용될 수 있다. 벤딩은 기판의 거칠기, 형태론, 어레이에서의 팁의 오정렬에 대해 큰 허용오차를 가져올 수 있고, 이에 따라 예를 들면 약 ±20 마이크론 이하 또는 약 ±10 마이크론 이하의 오정렬이 보상될 수 있다.

벤딩이 용이하도록, 캔틸레버는 다중층, 가령 2개의 주층과 선택적인 접착층을 포함할 수 있고, 예를 들면 바이모르프 캔틸레버일 수 있다. 캔틸레버는 캔틸레버의 팁 측면이 금속 또는 금속산화물로 코팅될 수 있다. 금속 또는 금속산화물이 열에 의해 캔틸레버의 벤딩을 돕는데 유용하다면 금속은 특정하게 제한되지 않는다. 예를 들면, 금속은 금과 같은 귀금속일 수 있다.

일부 실시예에서, 어레이는 캔틸레버가 표면을 향해 벤딩되도록 구성되고, 이미지화를 위해 단순히 사용된 팁과 비교하여 보통의 길이보다 긴 팁을 포함할 수도 있다.

팁은 사용 전에 제조되고 연마될 수 있고, 예를 들면 100 nm 이하의 평균 곡률 반경을 가질 수 있다. 평균 곡률 반경은, 예를 들면 10 nm 내지 100 nm, 또는 20 nm 내지 100 nm, 또는 30 nm 내지 90 nm일 수 있다. 팁의 형상은 예를 들면 피라미드형, 원뿔형, 웨지형, 또는 박스형을 포함하여 다양할 수 있다. 팁은 미세조립을 통해 팁의 단부로 진행하는 미세유체 채널을 구비하도록 형성된 중공 팁 및 개구 팁을 포함하여, 중공 팁일 수 있고 개구를 내장할 수 있다. 유체 재료는 팁의 단부에 저장되거나 팁을 통해 유동할 수 있다.

팁의 형태는 다양할 수 있고, 예를 들면 중실 팁 또는 중공 팁일 수 있다. 핸더슨 등에 의한 국제공개특허공보 제2005/115630호(제PCT/US2005/014899호)는 본 명세서에 이용될 수 있는 표면상에 재료를 증착하기 위한 팁의 형태를 설명한다.

팁은 실록산 폴리머와 같은 연성 폴리머를 포함하여 폴리머로 제조될 수 있다.

2차원 어레이는 2개의 치수(예컨대, 길이 치수 및 폭 치수) 각각의 팁 간격을 특징으로 할 수 있다. 팁 간격은 예를 들면 팁 어레이를 제조하는 방법 또는 제조된 어레이의 직접적인 관찰로부터 취할 수 있다. 팁 간격은 고밀도의 팁 및 캔틸레버를 제공하기 위해 조작될 수 있다. 예를 들면, 팁 밀도는 평방 인치당 적어도 10,000(평방 미터당 65), 또는 평방 인치당 적어도 40,000(평방 미터당 218), 또는 평방 인치당 적어도 70,000(평방 미터당 452), 또는 평방 인치당 100,000(평방 미터당 645), 또는 평방 인치당 적어도 250,000(평방 미터당 1613), 또는 평방 인치당 적어도 340,000(평방 미터당 2194), 또는 평방 인치당 적어도 500,000(평방 미터당 3226)일 수 있다. 어레이는 2차원 어레이의 제1 치수에서 300 마이크론 미만이고 2차원 어레이의 제2 치수에서 300 마이크론 미만인 팁 간격을 특징으로 할 수 있다. 더 높은 밀도를 달성하기 위해서, 팁 간격은 예를 들면 일 치수에서 약 200 마이크론 이하이고, 다른 치수에서 약 100 마이크론 이하 또는 약 50 마이크론 이하일 수 있다. 다르게는, 팁 간격은 일 치수에서 100 마이크론 이하이고 제2 방향에서 25 마이크론 이하일 수 있다. 어레이는 2차원 어레이의 적어도 일 치수에서 100 마이크론 이하의 팁 간격을 특징으로 할 수 있다. 일 실시예에서, 팁 간격은 일 치수에서 약 70 마이크론 내지 약 110 마이크론일 수 있고, 제2 치수에서 약 5 마이크론 내지 35 마이크론일 수 있다. 제조 방법이 시간의 흐름에 따라 보다 큰 밀도를 허용한다면 특정 하한치로 제한되지 않는다. 하한치의 실례는 1 마이크론, 또는 5 마이크론, 또는 10 마이크론을 포함하며, 따라서 예를 들면 팁 간격은 1 마이크론 내지 300 마이크론, 또는 1 마이크론 내지 100 마이크론일 수 있다.

2차원 어레이의 캔틸레버 개수는 특정하게 제한되지는 않지만, 적어도 약 3개, 적어도 약 5개, 적어도 약 250개, 또는 적어도 약 1,000개, 또는 적어도 약 10,000개, 또는 적어도 약 50,000개, 또는 적어도 약 55,000개, 또는 적어도 약 100,000개, 또는 약 25,000개 내지 약 75,000개일 수 있다. 개수는 패터닝을 위한 공간 제약 및 특정 기구에 허용되는 크기만큼 증가될 수 있다. 적절한 균형은 예를 들면 용이한 조립, 품질 및 요구되는 특정 밀도와 같은 인자를 평가하는 특정 애플리케이션에서 달성될 수 있다.

팁은 표면과의 지속적인 접촉을 위한 일관된 간격을 가지도록 조작될 수 있다. 예를 들면, 각각의 팁은 팁 단부에서 지지체에 걸쳐 연장하는 거리(D)를 특징으로 할 수 있고, 팁 어레이는 팁 단부에서 지지체에 걸쳐 연장하는 평균 거리(D')를 특징으로 하며, 팁의 적어도 90%에 있어, D는 D'의 50 마이크론 내에 있다. 다른 실시예에서, 팁의 적어도 90%에 있어, D는 D'의 10 마이크론 내에 있다. 팁 단부와 지지체 사이의 거리는 예를 들면 약 10 마이크론 내지 약 50 마이크론일 수 있다. 거리는 예를 들면 벤딩 거리, 팁 높이 및 베이스 로우 높이의 추가의 조합을 포함할 수 있다.

캔틸레버 힘 상수는 특정하게 제한되지 않는다. 예를 들면, 캔틸레버는 약 0.001 N/m 내지 약 10 N/m의 평균 힘 상수를 가질 수 있고, 다르게는 약 0.05 N/m 내지 약 1 N/m의 평균 힘 상수를 가질 수 있으며, 또 다르게는 약 0.1 N/m 내지 약 1 N/m, 또는 약 0.1 N/m 내지 약 0.6 N/m의 평균 힘 상수를 가질 수 있다.

캔틸레버는 캔틸레버가 힘 피드백을 포함한 피드백에 적합하게 구성되지 않도록 조작될 수 있다. 다르게는, 적어도 하나의 캔틸레버는 힘 피드백을 포함한 피드백에 적합하도록 구성될 수 있다. 또는 사실상 모든 캔틸레버가 힘 피드백을 포함한 피드백에 적합하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 캔틸레버의 90% 이상, 또는 95% 이상, 또는 99% 이상이 힘 피드백을 포함한 피드백에 적합하도록 구성될 수 있다.

캔틸레버는 예를 들면 실리콘, 단결정 실리콘, 실리콘 나이트라이드(silicon nitride), 또는 실리콘 리치 나이트라이드(silicon rich nitride)를 포함하여 AFM 프로브에 사용되는 재료로 제조될 수 있다. 캔틸레버는 길이와, 폭과, 그리고 높이 또는 두께를 가질 수 있다. 길이는 예를 들면 약 10 마이크론 내지 약 80 마이크론, 또는 약 25 마이크론 내지 약 65 마이크론일 수 있다. 폭은 예를 들면 5 마이크론 내지 약 25 마이크론, 또는 약 10 마이크론 내지 약 20 마이크론일 수 있다. 두께는 예를 들면 100 nm 내지 약 700 nm, 또는 약 250 nm 내지 약 550 nm일 수 있다. 팁이 없는 캔틸레버는 어레이와, 어레이를 제조하는 방법과, 어레이를 이용하는 방법에 사용될 수 있다.

어레이는 수동 팬 또는 능동 팬용으로 구성될 수 있다. 각 팁의 제어는 예를 들면 압전성, 전기용량형, 정전형, 또는 열전형 작동에 의해 수행될 수 있다.

어레이는 팁 코팅 및 잉크 전달의 통합에 적합하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 미세유체는 팁의 코팅 및 잉킹(inking)을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 팁이 장치로 침지될 수 있고, 중공 팁의 실시예의 경우 잉크가 팁의 내부 영역을 통해 직접 전달될 수도 있다.

중요한 실시예는 캔틸레버가 금 열 압축 접합(gold thermocompression bonding)에 의해 지지 구조체에 접합될 수 있다는 것이다. 중요한 인자는 캔틸레버 팁 증착에 기초한 리소그래피 프로세스에 독립적인 고유의 힘일 수 있으며, 실리콘 나이트라이드 캔틸레버를 포함한, 로우 k(low k) 가요성 캔틸레버를 사용한다.

팁 어레이는 캔틸레버 없이 제조될 수 있다.

팁은 다양한 팁 사이즈, 배열, 개수, 예리도(sharpness), 밀도 및 재료를 가지도록 구성될 수 있다.

뷰포트(VIEWPORT)

뷰포트의 제조 및 사용은 예를 들면 하헤임 등에 의해 2008년 3월 11일자로 출원된 미국특허출원 제12/073,909호에 설명되어 있고, 이는 본 명세서에서 참고문헌으로 통합된다.

도 1 및 도 2는 뷰포트 또는 개구의 개념을 도시하고, 하부에 위치한 캔틸레버는 뷰포트 또는 개구를 통해서 지지 구조체를 통해 관망될 수 있다.

뷰포트는 관망을 허용하도록 구성될 수 있다. 다음, 관망은 레벨링을 가능하게 할 수 있다. 예를 들면, 뷰포트의 깊이, 형상, 길이 및 폭은 관망을 허용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 뷰포트가 너무 길거나 너무 협소하면, 관망은 더 어렵거나 불가능할 수 있다. 뷰포트는 테이퍼링 될 수 있는데, 이는 반대 측에서 캔틸레버의 관망 또는 이미지화를 용이하게 한다. 뷰포트의 상부 영역은 뷰포트의 하부 영역보다 클 수 있다. 이는 기판 표면과 캔틸레버로 충분한 광의 도달을 가능케 하여, 접촉 지점을 조사하고 SiN 캔틸레버를 비추며, 이에 의해 팁 또는 팁들이 표면에 접촉될 때를 인지하도록 사용될 수 있는 색의 변화를 제공한다. 개구의 상부는 하부에 초점이 집중될 때 상부에서의 흔들림(blurring)이 문제가 되지 않도록 충분히 넓을 수 있다.

복수개 또는 한 무리의 뷰포트가 존재할 수 있다. 예를 들면, 지지 구조체는 적어도 2개, 또는 적어도 3개, 또는 적어도 4개, 또는 적어도 5개, 또는 적어도 6개의 뷰포트를 제공할 수 있다. 뷰포트의 개수는 대형의 기구 구조체를 고려하여 구성될 수 있다. 예를 들면, 뷰포트의 개수는 캔틸레버 어레이를 레벨링하기 위해 사용되는 모터의 개수와 연관성이 있을 수 있다. 예를 들면, 모터당 적어도 하나의 뷰포트, 또는 모터당 2개의 뷰포트가 이용될 수 있다.

복수개 또는 한 무리의 뷰포트가 나노잉크사의 NSCRIPTOR와 같은 나노리소그래피 기구의 광학 관망 영역 내에 끼워지도록 구성되고 배열될 수 있다. 캔틸레버의 외형은 캔틸레버가 2개의 다른 상태, 즉 표면 위쪽에 있는 상태와 표면과 접촉한 상태(도 5D 및 도 5E를 각각 참조)에 있을 때 변화될 수 있다. 변화는 개방된 뷰포트에 의해 허용되는 광의 상이한 반사 때문일 수 있다. 필요에 따라 이미지 인식 소프트웨어가 변화를 감지하기 위해 사용될 수 있다.

뷰포트는 경사벽을 포함할 수 있다. 경사벽은 경사의 각도를 특징으로 할 수 있다. 예를 들면, 경사각은 결정질 실리콘의 에칭에 의해 결정될 수 있다(예컨대 54.7 도). 뷰포트는 예를 들면 피라미드 형상을 포함한 다양한 형상을 포함할 수 있다.

뷰포트의 형상은 관망이 가능하도록 제조될 수만 있다면 특정하게 제한되지 않는다. 뷰포트의 사이즈는 필요에 따라 애플리케이션 별로 다를 수 있다. 예를 들면, 폭과 같은 (캔틸레버에서 멀리 있는) 제1 측에서의 뷰포트의 측방향 치수는 예컨대 약 1 마이크론 내지 약 1,000 마이크론, 또는 약 250 마이크론 내지 약 750 마이크론일 수 있다. 뷰포트는 구조체가 불안정하게 되지 않도록 충분히 작을 수 있다. 뷰포트 치수는 일 방향에서 릿지의 피치에 제한될 수 있지만, 다른 방향 예를 들면 측방향으로 제한되지 않을 수 있다.

뷰포트를 통한 관망은 마이크로스코프와 같은 광학 장치로 용이해 질 수 있다. 예를 들면, AFM 및 이와 유사한 장치에 사용되는 마이크로스코프가 이용될 수 있다. 마이크로스코프는 예컨대 원거리 작동 렌즈를 가질 수 있다. 나노잉크사의 NSCRIPTOR 렌즈는 예컨대 10×대물렌즈일 수 있다. 내장 카메라가 추가의 줌 기능을 가지고 사용될 수 있다. 최종 비디오 이미지는 예컨대 약 300 마이크론 × 약 400 마이크론일 수 있다.

뷰포트의 다른 장점은 뷰포트가 예를 들면 캔틸레버로부터 레이저 피드백을 가능케 하는 레이저 액세스를 제공할 수 있다는 것이다.

예컨대 레벨링 및 표면 체크를 수해하기 위해 기판의 희생 영역(sacrificial area)에서 먼저 작업을 수행하고, 이후 패터닝 영역으로 이동하는 뷰포트를 이용할 수 있다.

비 뷰포트 실시예(NON-VIEWPORT EMBODIMENTS)

뷰포트의 사용 없이도 양호한 작동이 달성될 수 있지만, 뷰포트는 양호한 작동을 가능케 한다. x-y에 기준 지점을 나타낼 수 있다. 투명한 또는 반투명한 핸들 칩/웨이퍼로, 평탄도를 판단하기 위해 x-y의 3개 이상의 다른 지점에서 이를 통해 확인할 수 있다. 전기 접점이 사용되면, 3개의 다른 x-y 지점에서의 접점을 측정할 수 있다.

리소그래피 전의 레벨링(LEVELING PRIOR TO LITHOGRAPHY)

2D 나노 프린트어레이 장치가 기판에 대해 불완전한 평행(레벨)을 때때로 이루기 때문에, 프로세스 중의 관련 문제는, 샘플의 스크래치, 패턴의 뒤틀림, 및/또는 리소그래피 동안의 어레이 피쉬테일링(fishtailing)을 야기할 수 있는, 샘플로의 어레이 모서리의 구동을 배제하면서 모든 팁, 또는 수많은 또는 대부분의 팁의 균일한 접촉 달성 및 접촉 확인 여부이다. 기판에 대한 2D 나노 프린트어레이의 "수평도"(또는 "평탄도")는 z-축 모터에 의해 측정된 바와 같은 2D 나노 프린트어레이의 3개의 구별 지점의 상대적 z 위치, 또는 각도 측정 모터(goniometer motors)에 의해 측정된 바와 같은 2개의 상대적 각도 차이 측정치(즉, φ,θ)와 연관하여 설명될 수 있다. 이들 매개변수의 개략적 예시가 도 6에 제공되어 있다.

자유도(F.O.T.)의 개념은 이 프로세스에서 특히 중요할 수 있다. 도 1은 6 ㎛ F.O.T.를 갖는 평면 2D 나노 프린트어레이에 대한 실시예의 개념을 도시하고 있는데, 도 1의 (A)는 (팁이 기판과 접촉하기 시작하는) "페더 터치(feather touch)" 상황을 도시하며, 도 1의 (B)는 [캔틸레버가 이들의 완전한 6 ㎛ 자유도를 경험하여 어레이가 스탠드오프에 그라운드 아웃하는(grounding out)] "하드 크런치(hard crunch)"를 도시한다. 따라서, 이 실시예에서, 0.1 ㎛ 내지 5.9 ㎛ F.O.T. 사이의 임의의 초기 z-위치는 균일한 접촉과 함께 양호한 리소그래피를 이룰 수 있지만, 반면에 극단적인 0.0 ㎛ 는 라이팅(writing)을 이룰 수 없고(즉, 접촉되지 않고), 6.0 ㎛는 뒤틀린 라이팅을 야기할 수 있다(스탠드오프에 대해 그라운드 아웃된다). 다시 말해서, 이 실시예에서, 기판과의 첫 번째 접촉(즉, 균일한 접촉)이 이루어진 후, 스탠드오프에 대해 그라운드 아웃되기 전에 6.0 ㎛ 오차 범위가 존재한다. 19.5 ㎛의 F.O.T.를 갖는 2D 나노 프린트어레이의 다른 실시예의 주사형 전자 마이크로스코프(SEM) 이미지가 도 7에 도시되어 있다. 캔틸레버의 F.O.T.는 원칙적으로 캔틸레버 자체의 길이에 의해 거의 제한될 수 있음을 알 것이며, 예를 들어 캔틸레버가 기판에 대해 수직을 이루면, F.O.T.가 캔틸레버의 길이이다.

도 2는 2D 나노 프린트어레이가 완전한 평면은 아니지만 균일한 라이팅을 달성하기 위한 허용오차 내에 여전히 위치한 상태를 나타낸다. 도 2의 (1) 및 (2)는 첫 번째 접촉이 "최저" 뷰포트에서 관찰된 시간에 따른 변화를 도시하고 있는데, 장치의 에지에 있는 캔틸레버가 언제나 2.30 ㎛ 편향되어 있다. 캔틸레버 편향은 예를 들면 캔틸레버가 자연 발생적으로 색이 변화할 때와 색의 변화 정도를 관찰함으로써 모니터링될 수 있고, 색의 변화의 일례가 도 5에 도시되어 있다. 도 2의 (3)에 따르면, "최고" 뷰포트가 1.40 ㎛ 추가 편향된 후에, 모든 캔틸레버 팁이 균일하게 접촉될 때까지 편향을 위해서는 2.30 ㎛가 여전히 남아있고, 도 2의 (4)에 따르면, 오차범위가 존재하지 않으며, 스탠드오프가 기판에 거의 접촉한 상태에 위치한다.

F.O.T.가 6.0 ㎛인 실시예에서, 각도 차이 측정치(△φ₂)뿐만 아니라 최고 뷰포트와 최저 뷰포트 사이의 z-위치의 차이가 도 8에 대략적으로 도시된 바와 같이 설정될 수 있다. 이어서, 이들 측정치는 평탄도를 향상시키기 위해 이동될 필요가 있는 모터 크기의 지표를 제공할 수 있고, 도 9는 이동될 필요가 있는 모터 크기에 대해 뷰포트에 의해 관찰된 바와 같은 z-차이의 차이 비율의 1차 근사치의 실례를 나타낸다. 일반적으로, 어레이의 F.O.T.가 높을수록 그리고 "최고" 및 "최저" 뷰포트 사이의 z-차이가 작을수록, 균일한 접촉 및 리소그래피의 달성이 용이하다.

소프트웨어 루틴 및 유저 인터페이스의 레벨링(LEVELING WITH SOFTWARE ROUTINE AND USER INTERFACE)

사용되고 있는 하나의 레벨링 방법은, 소량의 에폭시를 갖는 샘플 표면에 장치와 접촉된 상태를 유지하면서 스캐너를 도입하는 단계를 포함한다. 이 방법의 한가지 단점은 에폭시의 건조를 위해 대략 1시간 가량이 소요되고 체적 뒤틀림(volume distortion)을 야기할 수 있으며, 이로 인해 레벨링에 악영향을 미칠 수 있다는 것이다. 일반적으로, 레벨링은 외관 검사 및 모터 위치 측정의 조합에 의해 얻어진 z-높이에서의 차이를 교정함으로써 수행된다.

본 명세서에 청구된 본 발명은 에폭시의 사용을 배제할 수 있고 유저에게 친숙한 컴퓨터 인터페이스를 제공하여, 레벨링 기구의 작업자에게 효과적이면서 정확한 장치의 평탄도의 획득을 가능케 한다. 유저 인터페이스는, 예를 들면 INKLEVELER로 언급될 수 있고, 예를 들면 NSCRIPTOR과 같은 기구 내에서 작동될 수 있는, 소프트웨어 루틴의 일부일 수 있다. 소프트웨어 인터페이스의 실례가 하드웨어의 블루프린트 및 디폴트 구성의 디스플레이와, 2D 나노 프린트어레이의 블루프린트 및 디폴트 구성의 디스플레이가 각각 도시된 도 11 및 도 12에 도시되다. 장치 평탄도의 외관 검사와 더불어, 루틴은 장치에 대해 반복될 수 있는 마이크로스케일의 레벨링 방법을 제공하며, 이에 의해 뷰포트 중 z-높이 차이의 양호한 측정치를 제공하도록 모터와, 특정 z-압전성 익스텐더, 액추에이터 또는 센서(z-압전소자)를 이용하고, 이들 차이를 최소화하도록 보다 정확한 수단을 제공한다. 기구는 하나의 z-압전소자만을 포함할 필요가 없다는 것을 알 것이며, 기구는 필요에 따라 2개, 3개, 또는 그 이상의 z-압전소자를 포함할 수 있다. 일 실시예에 포함되는 레벨링 단계를 요약하기 위해 도 3에 예시의 순서도가 도시되어 있다. 유저 인터페이스의 도시된 실례와 소프트웨어 루틴의 상세한 설명이 실시예에 제공된다.

레벨링 하드웨어 기기에 조합하는 소프트웨어의 성능이 본 명세서에 설명된 소프트웨어의 성능으로 제한될 필요가 없다는 것을 알 것이다. 사실상, 본 명세서에 청구된 본 발명의 중요한 한가지 특징은 차후 변형을 위해 그리고 추가의 성능 향상을 위해 소프트웨어의 구성 및 적합화가 가능하다는 것이다. 예를 들면, 캔틸레버 편향에 대한 이미지 인식 방법은 편향의 양호한 감지를 제공하도록 향상될 수 있고, 이에 따라 어레이의 평탄도를 향상시킬 수 있다. 또한, 압전성 익스텐더, 액추에이터, 또는 센서의 성능은 양호한 기기 또는 소프트웨어를 통한 작동식 제어에 의해 향상될 수 있다. 또한, 전도성 센서는 센서 기기로서 사용될 수 있다. 또한, 소프트웨어는 레벨링 동안 최소의 유저 입력 및/또는 자동 반복적 계산으로 자동 측정치를 제공하도록 구성될 수 있다.

매크로스케일 레벨링("눈대중")[MACROSCALE LEVELING("EYEBALLING")]

이 방법은 기판의 약 500 ㎛ 내지 약 800 ㎛ 내에서 2D 나노 프린트어레이를 조정하고, 총 평탄 오정렬을 확인하여 교정을 수행하기 위한 z-모터를 사용하기 위해, 사람의 나안 시력에 의존하여 육안으로 기판을 레벨링하기 위한 수단을 제공할 수 있다. 이는 근사치의 제공을 의미하고, 후행하는 마이크로스케일 레벨링 전에 일반적으로 수행된다. 뷰포트의 개수와 기판의 정렬을 제어하는 모터의 개수는 3개, 4개, 5개 또는 그 이상일 수 있음을 알 것이다.

일 실시예에서, 매크로스케일 레벨링은 다음의 단계를 거쳐 수행된다.

1. 백라이트 반사경은 눈대중을 돕기 위해 스캐너 조립체에 부착된다. 추가적인 외관 검사를 돕도록 Kimwipe®이 (나노잉크사의) NSCRIPTOR 스캐너의 퍽(puck) 후방에 테이핑되고 드롭된다. 임의의 유광 표면(lightly colored surface)은 이런 목적을 위해 이용될 수 있다. 퍽 및 어레이는 선택적으로 배제되고, 스캐너는 이의 카트리지 조립체로부터 선택적으로 제거된다. 퍽, 어레이 및 스캐너 조립체는 이 단계가 완료되면 복귀된다.

2. 2D 나노 프린트어레이는 스캐너에 장착된다. 스캐너는 카트리지에서 스캐너의 정위치로 복귀되고, z-축 모터 모두는 이들의 개별 범위의 상부에 위치된다. 샘플 퍽은 로딩된 약 1 × 2 ㎠ 샘플과 함께 제 위치에 위치된다. 어레이는 기판의 1 ㎠ "희생(sacrificial)" 평면 정렬 영역 위의 X-Y에 위치된다.

3. 광학계는 하나의 뷰포트[예컨대, 뷰포트(1a)]의 캔틸레버가 초점이 맞춰지도록 조정되고, 카메라가 줌(zoom)된다.

4. 가요성 LED 조명기는 NSCRIPTOR 스테이지에 배치된다. 셋업(setup)은 최대 백라이팅이 달성되도록(즉, Kimwipe 시트가 하얀색으로 균일하게 빛나도록) 위치된다.

5. 대형 스케일 모터 교정은 어레이가 정렬에 가까워지도록 설정된다.

6. 모든 z-위치(즉, 전체 어레이의 위치)는 100 ㎛ 씩 증가하며 아래로 이동된다.

7. 2D 나노 프린트어레이가 기판에 가까워지면, 후속하여 각 차이(angular differences)가 정렬을 향상시키기 위해 교정된다.

8. 유저의 각각의 눈은 기판의 높이에 유지되고 수평축을 따르는 어레이에 직교하여 유지된다. 한쪽 눈은 감고 다른 한쪽 눈은 뜬 상태(측방향 정확도를 향상시키기 위해 사용됨)에서의 관망과, 두 눈을 모두 뜬 상태[사시(perspective)의 향상을 위해 사용됨]에서의 관망의 조합이 채용된다.

9. 미러는 x-축을 따르는 평탄도를 이중으로 확인하기 위해 y-축에 대해 직교하는 방향으로 삽입된다.

10. 모터 교정이 초기화되고, 필요에 따라 이들은 개별 모터에 적용된다.

11. 각각의 모터에 적용된 조정은 기록된다.

12. 어레이가 표면 위로 약 100 ㎛에 있으면, 마이크로스케일 레벨링이 이용된다.

뷰포트를 통한 마이크로 레벨링(MICRO-LEVELING THROUGH THE VIEWPORTS)

일부 실시예에서, 레벨링은 적어도 하나의 캔틸레버를 포함하는, 선택적으로는 팁을 추가로 포함하는 적어도 하나의 어레이가 결합된 (나노잉크사의) NSCRIPTOR 기구를 이용하여 수행된다. 매크로스케일 레벨링이 완료되면, 캔틸레버 편향이 뷰포트를 통해 모터와 z-압전소자에 의해 모니터링되고 제어되어, 장치의 중요한 또는 중대한 치수에 의해 지시된 허용 오차 범위 내에서 레벨링이 수행된다. 반복 프로세스의 일 실례를 요약하기 위한 예시적인 순서도가 도 10에 제공된다. 반복 계산은 소프트웨어 루틴에 의해 수행되고, 전체 프로세스는 동일한 조립체에 대해 한번 만 수행될 필요가 있다.

일 실시예에서, 마이크로 레벨링 과정은 다음과 같이 설명될 수 있다.

1. 2D 나노 프린트어레이가 육안을 이용하여 레벨링된 후, 스캐너에 부착된 레이저와 LED 백라이트 조명기는 배터리 수명을 절약하기 위해 턴 오프된다.

2. z-압전소자의 팽창값(extend value)은 INKCAD 소프트웨어에서 5초 드웰 시간을 생성함으로써 10V로 설정된다. INKCAD 인터페이스의 그래픽 화면이 도 4에 제공된다. z-압전소자는 "팬 다운(Pen Down)" 버튼을 이용하여 팽창된다.

3. 3개의 뷰포트 중 임의의 하나 위에 있는 광학계는 캔틸레버 편향을 맵핑하기 위해 20 ㎛, 10 ㎛ 그리고 이어서 5 ㎛ 를 단계적으로 이용하여 기판 표면상으로 프린트어레이를 하강시키도록 위치된다. 기판의 아래로 대략 100 ㎛로부터 기판의 위로 약 10 ㎛로까지, 캔틸레버는 도 5에 도시된 바와 같이 점진적인 색의 변화를 거치게 되지만, 표면에 근접하여 접촉되면, 색의 변화는 급격하게 진행된다.

4. 관찰된 편향 거동이 도 5에 도시되어 있다. 이는 캔틸레버 편향의 여러 가능한 실례들 중 단지 하나의 실례임을 알 것이며, 다른 실례의 경우는 광(lighting)과 관망의 각도에 따라 노랑, 초록 및/또는 분홍과 같이 확연히 다르게 나타날 수 있다. 대응 캔틸레버 편향과 모터 이동의 작동 범위는 수회에 걸쳐 전후로 25 ㎛ 내지 30 ㎛ 변위를 적용함으로써 확인된다. 또한, 확인 방법은 색의 변화를 관찰하는 것으로 제한되지 않으며, 예를 들면 반사 강도 또는 캔틸레버의 언컬링(uncurling)의 정도와 같은 명확한 시각적 외형의 변화를 이용할 수 있다. NSCRIPTOR 광학계가 상당한 백래시(backlash) 구성요소를 가지기 때문에, 캔틸레버는 편향을 관찰하기 위해 초점을 자주 조정해야 한다.

5. 각각의 뷰포트에서 캔틸레버의 상대 편향 특성이 확인된 후에, 유저는 뷰포트 중 임의의 하나를 선택하고 어레이를 표면에 접촉시킨다. 유저가 임의의 뷰포트를 선택할 수 있지만, 확인이 용이하도록 첫 번째로 선택된 뷰포트를 "1" 그룹으로, 두 번째로 선택된 뷰포트를 "2" 그룹으로, 세 번째로 선택된 뷰포트를 "3" 그룹으로 칭한다. 유저가 외측 링(B) 뷰포트를 이용하면, 레벨링은 보다 정확해 질 수 있다.

6. 각각의 뷰포트에서, 모든 z-위치(즉, 전체 어레이의 위치)는 3개의 다른 뷰포트에서 편향의 개략적인 측정이 이루어지도록 사용된다. "z-프로브(z-probe)" 값은 인터페이스 패널의 "프로브 z-위치(probe z-position)" 지시계로부터 판독되고, 모든 z-위치는 주어진 뷰포트가 편향을 나타낼 때 제공된다. 이 단계의 결과가 도 13에 도시되어 있다.

7. "레벨링 실행(Execute leveling)"과 같은 제어 버튼이 눌려지고, 전체 어레이(모든 z-위치)가 표면으로부터 100 ㎛만큼 상승되며, 이에 따라 개별 z-축 모터는 입력된 z-프로브 값에 기초하여 이들의 위치를 교정한다. 이어서, 어레이는 표면 위로부터 약 20 ㎛ 내로 복귀된다.

8. 동일한 뷰포트에서, 어레이는 모든 z-위치를 이용하여 표면과 다시 접촉된다. z-압전소자는 완전히 팽창되고, 모든 뷰포트는 약간의 편향 크기를 도시한다. 도 15는 유저가 z-압전소자 위치를 입력하도록 유도하는 유저 인터페이스의 예시적인 디스플레이를 나타낸다. z-압전소자가 완전히 수축되면 어떠한 뷰포트도 편향을 나타내지 않는다.

9. 각각의 뷰포트에서, z-압전소자 위치 툴은 3개의 다른 뷰포트 편향의 미세한 측정을 위해 사용된다. 모든 z-위치가 조정되지 않는다. 따라서, z-프로브 값은 정적인 "프로브 z-위치"와 동적인 z-압전소자 위치의 합이다.

10. 유저가 유효하지 않은 z-프로브 값을 입력하면, "레벨링 실행" 버튼은 비활성화상태를 유지하고, 유저가 유효한 데이터를 입력하지만 어레이의 추가적인 레벨링이 필요하다면, "레벨링 실행" 버튼은 활성화되며, 어레이가 이미 레벨링이 완료되었다고 프로브 값이 나타내면, 유저는 다음 단계로 진행하거나 단계 9(도 13 참조)를 반복할 수 있다. 유저는 점진적으로 양호한 평탄도를 달성하기 위해 단계 9를 언제든지 반복할 수 있음을 알 것이다.

11. 모든 Z-위치는 20 ㎛ 후퇴하고, z-압전소자는 완전히 팽창된다.

12. 확실한 편향 특성을 갖는 뷰포트는 초점이 맞추어지고, 모든 z-위치는 이들의 캔틸레버가 편향을 시작할 때까지 하강된다.

13. 모든 팁이 표면에 균일하게 접촉되었음을 확인하기 위해 도 14에 지시된 크기가 "터치다운 최소 크기"[도 13의 (E)참조]로서 유저 인터페이스에 입력된다. 크기는 소프트웨어에 의해 제공된다.

14. z-압전소자는 모든 팁이 접촉 해제되도록 완전히 수축된다. 리소그래피가 시작된다.

레이저는 평면 레벨링의 임의의 일부로서 이용되지 않는다. AFM 작동 소프트웨어에 의해 제공된 바와 같은 일반적인 팁 접근 루틴도 평면 레벨링의 일부로서 또한 이용되지 않는다.

도 16의 (A) 및 (B)는 본 명세서에 설명된 레벨링을 사용하지 않은 패터닝 결과의 실례를 도시한다. 2D 나노 프린트어레이의 1 ㎠ 면적이 박스로서 도시되어 있다. 일부 도면에서, 캔틸레버 팁과 기판 사이에서의 접촉 결여로 인해 패터닝이 형성되지 않은 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 16의 (B)의 패턴 선(X)은 정확한 직선이 아니다.

이와 반대로, 도 17의 (A) 및 (B)는 마이크로레벨링이 수행된 후의 패터닝 결과의 실례를 도시한다. 어레이의 거의 모든 캔틸레버에서 패터닝이 이루어졌고, 패턴 선(X)은 보다 직선이며 예리하다. 도 17의 (B)의 갭은 캔틸레버 팁과 기판의 접촉 결여에 의해서라기 보다는 파손된 팁에 의한 것이다.

여러 실시예에서, 마이크로레벨링의 결과로서, 적어도 50%, 바람직하게는 적어도 70%, 보다 바람직하게는 적어도 90%, 또는 보다 더 바람직하게는 적어도 95%의 파손되지 않은 팁이 기판과 접촉하여 패터닝에 기여한다.

본 명세서에 설명된 레벨링 기술은 기판을 레벨링하기 위해 신속하고 정확한 방법을 제공할 수 있고, 이에 따라 프린팅 또는 패터닝 프로세스의 재현성 및 정확성을 향상시키도록 캔틸레버 팁과 기판 사이에서 균일한 접촉을 제공한다.

추가의 실시예

다른 실시예가 접촉 지점을 결정하기 위해 제시될 수 있다. 이들은 예를 들면 캔틸레버 편향, 캔틸레버로부터 또는 팁으로부터 임의의 식별가능한 색의 변화, 스키딩(skidding)을 나타내는 x-y 평면에서의 이동 신호, (특히, 예를 들면 투명한 폴리머 팁이 사용된 경우) 형상의 변형 또는 변화, 사이즈 변화, 초점, 또는 셰이딩(shading)을 포함한다. 인적 판단 또는 이미지 인식 소프트웨어가 접촉 지점을 판단하기 위해 사용될 수 있다.

특정 범위는 접촉 지점에 대해 결정될 수 있다. 정확도는 예를 들면 ±200 nm 또는 ±100 nm로 결정될 수 있다.

다른 실시예에서, 캔틸레버 및 팁은, 팁이 표면 또는 접촉 지점에 접촉되었을 때 지시계로 모니터링 될 수 있는, 팁 근처에 또는 팁에 하나 이상의 휘점(bright spots)을 제공하기 위해 조작될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 바이모르프 구성의 저응력(low stress) SiN에 대한 화학량론의 비율이 휘점을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 두께비는 약 1,000:3,000 옹스트롬(angstroms)일 수 있다. 또한, 컬(curl) 및 자유도가 휘점을 제어하도록 구성될 수도 있다.

존재하는 표면 특징에 대한 레지스트레이션(Registration)이 수행될 수 있다. 예를 들면, 팁은 기판에 대한 존재 위치에 x-y 방향으로 정렬될 수 있다.

기판 사이즈는 애플리케이션에 따라 다를 수 있다. 예를 들면, 기판은 적어도 1 ㎟, 또는 적어도 5 ㎟, 또는 적어도 25 ㎟일 수 있다.

Claims (83)

1. 적어도 하나의 지지 구조체에 의해 지지되는 적어도 하나의 캔틸레버 어레이를 제공하는 단계와,
   적어도 하나의 기판을 제공하는 단계와,
   기판에 대해 어레이 위치를 제어하기 위해 모터 및 압전성 익스텐더를 포함하는 적어도 하나의 기구를 제공하는 단계와,
   기판에 대해 어레이를 레벨링하는 단계를 포함하며,
   상기 레벨링 단계는 적어도 하나의 캔틸레버가 기판으로부터 편향될 때 모터 및 압전성 익스텐더로부터 유저 입력 위치 정보를 가지도록 구성된 기구의 유저 인터페이스를 통해 수행되는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 어레이는 캔틸레버의 1차원 어레이인 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 어레이는 캔틸레버의 2차원 어레이인 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 어레이는 적어도 250개의 캔틸레버를 포함하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 어레이는 적어도 10,000개의 캔틸레버를 포함하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 어레이는 적어도 55,000개의 캔틸레버를 포함하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 캔틸레버는 지지 구조체로부터 멀어지는 방향으로 각도를 이루며 벤딩되는 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 캔틸레버는 지지 구조체로부터 멀어지는 방향으로 적어도 5°의 각도를 이루며 벤딩되는 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 캔틸레버의 적어도 일부는 팁을 포함하는 방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 캔틸레버의 적어도 일부는 팁을 포함하지 않는 방법.
11. 제1항에 있어서, 상기 캔틸레버는 팁으로부터 기판 표면으로 재료를 전달하도록 구성된 팁을 포함하는 방법.
12. 제1항에 있어서, 상기 캔틸레버는 AFM 측정을 위해 구성된 팁을 포함하는 방법.
13. 제1항에 있어서, 상기 캔틸레버는 리소그래피를 위해 구성된 팁을 포함하는 방법.
14. 제1항에 있어서, 상기 지지 구조체는 실리콘을 포함하는 방법.
15. 제1항에 있어서, 상기 지지 구조체는 실리콘 지지 구조체인 방법.
16. 제1항에 있어서, 상기 지지 구조체는 캔틸레버의 관망을 허용하도록 구성된 적어도 하나의 뷰포트를 포함하는 방법.
17. 제1항에 있어서, 상기 지지 구조체는 적어도 하나의 에지 스탠드오프 스페이서를 포함하는 방법.
18. 제1항에 있어서, 상기 지지 구조체는 캔틸레버 어레이를 지지 구조체에 지지하도록 구성된 금을 포함하는 방법.
19. 제1항에 있어서, 상기 지지 구조체는 캔틸레버의 적어도 일부의 관망을 허용하도록 구성된 적어도 3개의 뷰포트를 포함하는 방법.
20. 제1항에 있어서, 상기 지지 구조체는 캔틸레버의 관망을 허용하도록 구성된 적어도 하나의 뷰포트를 포함하고, 상기 뷰포트는 경사벽을 포함하는 방법.
21. 제1항에 있어서, 상기 기판이 편평한 방법.
22. 제1항에 있어서, 상기 기판이 편평하지 않은 방법.
23. 제1항에 있어서, 상기 기판은 적어도 1 ㎝의 길이와 적어도 1 ㎝의 폭을 가지는 방법.
24. 제1항에 있어서, 상기 레벨링 단계는 뷰포트의 상대적 위치들 사이의 차이를 대략 500 nm 미만으로 유도하는 방법.
25. 제1항에 있어서, 상기 레벨링 단계는 적어도 하나의 z-축 압전성 익스텐더의 부분적 팽창을 가져오는 방법.
26. 제1항에 있어서, 상기 기구는 적어도 하나의 z-축 압전성 익스텐더를 포함하는 방법.
27. 제1항에 있어서, 상기 위치 정보는 적어도 3개의 뷰포트를 통해 획득하는 방법.
28. 제1항에 있어서, 상기 모터는 z-축 모터인 방법.
29. 제1항에 있어서, 상기 모터는 각도 측정 모터인 방법.
30. 제1항에 있어서, 상기 압전성 익스텐더는 레벨링 동안 부분적으로 팽창되는 방법.
31. 적어도 하나의 뷰포트를 포함하는 적어도 하나의 지지 구조체에 의해 지지되는 적어도 하나의 캔틸레버 어레이를 제공하는 단계와,
    적어도 하나의 기판을 제공하는 단계와,
    기판에 대해 어레이 위치를 제어하기 위한 적어도 하나의 기구를 제공하는 단계와,
    기판에 대해 어레이를 레벨링하는 단계를 포함하며,
    상기 레벨링 단계는 기판에 대해 뷰포트의 상대적 위치들 사이의 차이에 대한 작동식 제어 및 반복적 측정을 제공하도록 구성된 유저 인터페이스를 더 포함하는 소프트웨어를 포함하는 기구로 수행되는 방법.
32. 제31항에 있어서, 상기 어레이는 1차원 캔틸레버 어레이인 방법.
33. 제31항에 있어서, 상기 어레이는 2차원 캔틸레버 어레이인 방법.
34. 제31항에 있어서, 상기 어레이는 적어도 250개의 캔틸레버를 포함하는 방법.
35. 제31항에 있어서, 상기 어레이는 적어도 10,000개의 캔틸레버를 포함하는 방법.
36. 제31항에 있어서, 상기 어레이는 적어도 55,000개의 캔틸레버를 포함하는 방법.
37. 제31항에 있어서, 상기 캔틸레버는 지지 구조체로부터 멀어지는 방향으로 각도를 이루며 벤딩되는 방법.
38. 제31항에 있어서, 상기 캔틸레버는 지지 구조체로부터 멀어지는 방향으로 적어도 5°의 각도를 이루며 벤딩되는 방법.
39. 제31항에 있어서, 상기 캔틸레버의 적어도 일부는 팁을 포함하는 방법.
40. 제31항에 있어서, 상기 캔틸레버의 적어도 일부는 팁을 포함하지 않는 방법.
41. 제31항에 있어서, 상기 캔틸레버는 팁으로부터 기판 표면으로 재료를 전달하도록 구성된 팁을 포함하는 방법.
42. 제31항에 있어서, 상기 캔틸레버는 AFM 측정을 위해 구성된 팁을 포함하는 방법.
43. 제31항에 있어서, 상기 캔틸레버는 리소그래피를 위해 구성된 팁을 포함하는 방법.
44. 제31항에 있어서, 상기 지지 구조체는 실리콘을 포함하는 방법.
45. 제31항에 있어서, 상기 지지 구조체는 실리콘 지지 구조체를 포함하는 방법.
46. 제31항에 있어서, 상기 지지 구조체는 캔틸레버의 관망을 허용하도록 구성된 적어도 하나의 뷰포트를 포함하는 방법.
47. 제31항에 있어서, 상기 지지 구조체는 적어도 하나의 에지 스탠드오프 스페이서를 포함하는 방법.
48. 제31항에 있어서, 상기 지지 구조체는 캔틸레버 어레이를 지지 구조체에 지지하도록 구성된 금을 포함하는 방법.
49. 제31항에 있어서, 상기 지지 구조체는 캔틸레버의 적어도 일부의 관망을 허용하도록 구성된 적어도 3개의 뷰포트를 포함하는 방법.
50. 제31항에 있어서, 상기 지지 구조체는 캔틸레버의 관망을 허용하도록 구성된 적어도 하나의 뷰포트를 포함하고, 상기 뷰포트는 경사벽을 포함하는 방법.
51. 제31항에 있어서, 상기 기판이 편평한 방법.
52. 제31항에 있어서, 상기 기판이 편평하지 않은 방법.
53. 제31항에 있어서, 상기 기판은 적어도 1 ㎝의 길이와 적어도 1 ㎝의 폭을 가지는 방법.
54. 제31항에 있어서, 상기 레벨링 단계는 뷰포트의 상대적 위치들 사이의 차이를 대략 500 nm 미만으로 유도하는 방법.
55. 제31항에 있어서, 상기 레벨링 단계는 적어도 하나의 z-축 압전성 익스텐더의 부분적 팽창을 가져오는 방법.
56. 제31항에 있어서, 상기 기구는 적어도 하나의 z-축 압전성 익스텐더를 포함하는 방법.
57. 제31항에 있어서, 상기 소프트웨어는 적어도 하나의 z-축 압전성 익스텐더와 적어도 3개의 z-축 모터를 모티터링 및 제어하는 방법.
58. 제31항에 있어서, 상기 소프트웨어는 적어도 하나의 z-축 압전성 익스텐더 또는 적어도 2개의 각도 측정 모터를 모니터링 및 제어하는 방법.
59. 제31항에 있어서, 상기 소프트웨어는 추후 수정 가능하도록 구성되는 방법.
60. 제31항에 있어서, 상기 유저 인터페이스는 작동자에 의한 신속한 입력을 제공하는 방법.
61. 적어도 하나의 캔틸레버 어레이를 제공하는 단계와,
    적어도 하나의 기판을 제공하는 단계와,
    어레이 위치를 제어하기 위한 적어도 하나의 기구를 제공하는 단계와,
    기판에 대해 어레이를 레벨링하는 단계를 포함하며,
    상기 기구는 적어도 하나의 압전성 익스텐더와 적어도 3개의 모터를 포함하고, 상기 압전성 익스텐더와 모터는 어레이의 레벨링을 제공하도록 구성되는 방법.
62. 제61항에 있어서, 상기 어레이는 1차원인 방법.
63. 제61항에 있어서, 상기 어레이는 2차원인 방법.
64. 제61항에 있어서, 상기 기판이 편평한 방법.
65. 제61항에 있어서, 상기 기판이 편평하지 않은 방법.
66. 제61항에 있어서, 상기 기판은 적어도 1 ㎝의 길이와 1 ㎝의 폭을 가지는 방법.
67. 제61항에 있어서, 상기 레벨링 단계는 압전성 익스텐더의 부분적 팽창을 이용하여 수행되는 방법.
68. 제61항에 있어서, 상기 압전성 익스텐더와 모터는 소프트웨어에 의해 제어 및 모니터링되는 방법.
69. 제61항에 있어서, 기판은 생물학적 분자인 방법.
70. 제61항에 있어서, 상기 위치는 적어도 하나의 뷰포트에 의해 모니터링되는 방법.
71. 캔틸레버 팁을 포함하는 적어도 하나의 캔틸레버 어레이를 제공하는 단계와,
    적어도 하나의 기판을 제공하는 단계로서, 상기 기판에 대한 캔틸레버 팁의 어레이 위치가 어레이에 대해 삼각형의 둘러싸는 관계에서 적어도 하나의 z-압전성 익스텐더와 적어도 3개의 z-축 모터에 의해 제어되고, 상기 z-축 모터는 기판에 대해 캔틸레버 팁을 상승 및 하강시키도록 구성되는 단계와,
    모든 캔틸레버 팁이 기판에 대해 대체로 동일한 높이가 될 때까지 육안으로 z-축 모터를 조정하는 단계와,
    z-압전성 익스텐더가 완전히 팽창되었을 때 무시할 수 없는 크기에 의해 캔틸레버가 편향되도록 어레이를 위치 설정하는 단계와,
    z-축 모터의 상대적 위치를 판단하기 위해 z-압전성 익스텐더를 조정하는 단계와,
    상기 방법이 한번에 수행되도록 추후 보정 기준을 위해 위치를 기록하는 단계를 포함하는 방법.
72. 적어도 하나의 표면에 지형적 형상부를 제공하는 단계와,
    적어도 하나의 기판을 제공하는 단계와,
    형상부 위치를 제어하기 위한 적어도 하나의 기구를 제공하는 단계와,
    기판에 대해 어레이를 레벨링하는 단계를 포함하며,
    상기 기구는 어레이 위치의 반복 측정을 제공하도록 구성된 소프트웨어 루틴에 의해 표면의 레벨링을 제공하도록 구성되는 방법.
73. 적어도 하나의 표면에 지형적 형상부를 제공하는 단계와,
    적어도 하나의 기판을 제공하는 단계와,
    어레이의 공간 위치를 제어하기 위해 적어도 하나의 기구를 제공하는 단계와,
    기판에 대해 어레이를 레벨링하는 단계를 포함하며,
    상기 기구는 어레이의 레벨링을 제공하도록 구성된 적어도 하나의 압전성 익스텐더와 적어도 3개의 모터를 포함하는 방법.
74. 적어도 하나의 표면에 지형적 형상부를 제공하는 단계와,
    기판을 제공하는 단계로서, 상기 기판에 대한 형상부의 위치는 표면에 대해 삼각형의 둘러싸는 관계에서 적어도 압전성 익스텐더와 적어도 3개의 모터에 의해 제어되고, 상기 모터는 기판에 대해 형상부를 상승 및 하강시키도록 구성되는 단계와,
    모든 형상부가 기판에 대해 대체로 동일한 높이가 될 때까지 육안으로 모터를 조정하는 단계와,
    표면의 형상부가 무시할 수 없는 크기에 의해 기판에 접촉되도록 어레이를 위치 설정하는 단계와,
    모터의 상대적 위치를 판단하기 위해 압전성 익스텐더를 조정하는 단계와,
    상기 방법이 한번에 수행되도록 추후 보정 기준을 위해 위치를 기록하는 단계를 포함하는 방법.
75. 유저 인터페이스를 포함하는 소프트웨어 루틴이며,
    상기 루틴은 인터페이스를 통해 유저에 의한 측정 수행과 측정 결과의 입력을 신속하게 유도하고, 상기 루틴은 측정 결과에 기초하여 계산을 수행하여 기판에 대해 장치의 레벨링을 제공하도록 적어도 하나의 압전성 익스텐더와 적어도 3개의 모터를 제어 및 모니터링하는 소프트웨어 루틴.
76. 유저 인터페이스를 포함하는 소프트웨어 루틴이며,
    상기 루틴은 자동 측정 및 반복 계산을 수행하도록 구성될 수 있고 기판에 대해 장치의 레벨링을 제공하도록 적어도 하나의 압전성 익스텐더와 적어도 3개의 모터를 제어 및 모니터링하는 소프트웨어 루틴.
77. 제75항에 있어서, 상기 장치는 1차원 또는 2차원 캔틸레버 어레이를 포함하는 소프트웨어 루틴.
78. 제75항에 있어서, 상기 소프트웨어 루틴은 적어도 하나의 압전성 익스텐더와 적어도 3개의 모터를 제어 및 모니터링하는 소프트웨어 루틴.
79. 제75항에 있어서, 상기 레벨링은 z-높이에서 최대 500 nm의 최대 평탄도 편차가 발생하는 소프트웨어 루틴.
80. 제75항에 있어서, 상기 레벨링은 압전성 익스텐더의 부분적 팽창을 이용하여 수행되는 소프트웨어 루틴.
81. 적어도 하나의 지지 구조체에 의해 지지되는 적어도 하나의 캔틸레버 어레이를 제공하는 단계와,
    적어도 하나의 기판을 제공하는 단계와,
    기판에 대해 어레이 위치를 제어하기 위한 모터를 포함하는 적어도 하나의 기구를 제공하는 단계와,
    기판에 대해 어레이를 레벨링하는 단계를 포함하며,
    상기 레벨링 단계는 적어도 하나의 캔틸레버가 기판으로부터 편향될 때 모터에 대한 유저 입력 위치 정보를 가지도록 구성되는 기구의 유저 인터페이스를 통해 실행되는 방법.
82. (ⅰ) 적어도 하나의 팁 어레이를 제공하는 단계와,
    (ⅱ) 적어도 하나의 기판을 제공하는 단계와,
    (ⅲ) 기판에 대해 팁 어레이의 위치를 제어하기 위한 적어도 하나의 기구를 제공하는 단계와,
    (ⅳ) 기판에 대해 어레이를 레벨링하는 단계를 포함하며,
    상기 레벨링 단계는 적어도 하나의 팁이 기판과 접촉될 때 적어도 하나의 모터와 적어도 하나의 압전성 액추에이터로부터 유저 입력 위치 정보를 가지도록 구성된 기구의 유저 인터페이스를 통해 수행되는 방법.
83. 적어도 하나의 지지 구조체에 의해 지지되는 적어도 하나의 나노스코프 팁 어레이를 제공하는 단계와,
    적어도 하나의 기판을 제공하는 단계와,
    팁과 기판 사이의 접촉 지점을 판단하기 위해 기판에 대해 X-Y 평면에 적어도 3개의 기준 지점을 제공하는 단계와,
    기판에 대해 어레이 위치를 제어하기 위한 모터 및 압전성 익스텐더를 포함하는 적어도 하나의 기구를 제공하는 단계와,
    기판에 대해 어레이를 레벨링하는 단계를 포함하며,
    상기 레벨링 단계는 적어도 하나의 나노스코프 팁이 표면과 접촉될 때 모터와 압전성 익스텐더로부터 유저 입력 위치 정보를 가지도록 구성되는 기구의 유저 인터페이스를 통해 수행되는 방법.
    

Images