KR20150110953A - 검출기의 좌표보정이 가능한 탐침현미경, 검출기의 좌표보정방법, 탐침현미경 초기화 방법 및 기록매체 - Google Patents

검출기의 좌표보정이 가능한 탐침현미경, 검출기의 좌표보정방법, 탐침현미경 초기화 방법 및 기록매체 Download PDF

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KR20150110953A KR1020140033565A KR20140033565A KR20150110953A KR 20150110953 A KR20150110953 A KR 20150110953A KR 1020140033565 A KR1020140033565 A KR 1020140033565A KR 20140033565 A KR20140033565 A KR 20140033565A KR 20150110953 A KR20150110953 A KR 20150110953A
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Abstract

본 발명은 캔틸레버 마운트 시 발생되는 오차를 상쇄하기 위해 탐침현미경의 동작 순서 중, 광학빔 정렬단계에 해당하는 것으로 PSPD 검출기의 원점 정렬 이후, PSPD 검출기를 새로운 좌표를 생성하고, 새로운 좌표로 변환 또는 보정하여 탐침현미경의 정밀도를 향상시키기 위한 방법, 이를 이용한 탐침현미경을 제공하는 데에 있다. 이를 위하여 일단은 분석 대상인 샘플의 표면 특성과 연동되는 팁이 구비되고 샘플의 원자와의 힘에 의해 동작변위, 동작주파수 및 휨정도 중 적어도 하나가 변화하는 캔틸레버; 캔틸레버의 상부면에 입사되는 광학빔을 생성하는 광원; 광원과 캔틸레버 중 적어도 하나를 이동 또는 진동시켜서 광학빔의 입사위치를 이동시키는 구동부; 캔틸레버에서 반사된 광학빔을 검출하여, 이동되는 광학빔의 입사위치에 대응되는 제1신호를 제1좌표 상에서 생성하는 검출기; 및 검출기에서 검출된 제1신호를 토대로 제2좌표를 산출하는 좌표산출부;를 포함하고, 산출된 제2좌표를 토대로 캔틸레버의 동작변위, 동작주파수 및 휨정도 중 적어도 하나를 측정하여, 샘플의 표면 특성을 분석하는 것을 특징으로 하는 검출기의 좌표보정이 가능한 탐침현미경이 제공된다. 이에 따르면 정밀한 탐침현미경 구현이 가능해지는 효과가 있다. 또한 자동으로 검출기의 좌표를 보정하는 것이 가능하도록 구성할 수 있는 효과가 있다.

Description

검출기의 좌표보정이 가능한 탐침현미경, 검출기의 좌표보정방법, 탐침현미경 초기화 방법 및 기록매체{Scanning Probe Microscope Capable of Adjusting Axis of PSPD, Adjusting Method, Initiation Method and Recording Medium}
본 발명은 검출기의 좌표보정이 가능한 탐침현미경, 검출기의 좌표보정방법, 탐침현미경 초기화 방법 및 기록매체에 관한 것이다. 보다 상세하게는 탐침현미경의 동작 순서 중, 광학빔 정렬단계에 포함되는 것으로 PSPD 검출기의 원점 정렬 이후, PSPD 검출기를 새로운 좌표로 변환 또는 보정하는 방법에 관한 것이다. 이는 캔틸레버 마운트 시 발생되는 오차를 상쇄하기 위한 것이다.
나노테크놀로지(Nano Technology)는 원자나 분자 크기의 극미세 세계에서 물질의 구조와 특성을 규명하고, 이를 조작, 제어하는 기술로서, IT, BT와 더불어 첨단 핵심기술로 주목받고 있다. 과거의 기계공학, 전기 및 전자공학 등이 산업발전을 주도했듯이 최근에는 나노테크놀로지가 종래의 산업분야와 결합하면서 산업발전의 견인차 역할을 하고 있다. 이러한 나노테크놀로지에 중요한 기반이 되는 것은 나노 영역에서의 형상과 물성을 측정할 수 있는 나노측정과학과 관련 장비산업이라고 할 수 있다.
나노 크기의 형상을 측정할 수 있는 나노 측정 장비로는 전자현미경(SEM, TEM)과 탐침현미경(SPM, 예를 들어 AFM, STM)으로 대별될 수 있다. 탐침현미경은 나노 탐침(probe)을 이용한 원자 힘 현미경으로서, 탐침과 샘플 원자간에 작용하는 힘을 기초로 나노 영역의 표면 혹은 표면특성을 측정 및 분석하는 현미경이다. 이러한 힘에는 척력, 인력, 마찰력, 정전기력, 자기력 등을 포함할 수 있다.
탐침현미경에 관하여, 도 1은 탐침현미경의 일예인 원자 힘 현미경을 도시한 개념도, 도 2는 탐침현미경의 일예인 원자 힘 현미경을 도시한 모식도이다. 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 탐침현미경은 종단에 팁(2)이 구비된 캔틸레버(1), 샘플(3), 광원(4), 검출기(Position Sensitive Photo-Detector, PSPD, 7), X-Y 스캐너(10), Z 스캐너(12), 캔틸레버(1)에 진동을 부여하는 진동수단(14), 캔틸레버(1)를 지지하는 암(60), 광학빔(5)의 경로를 변경하는 프리즘(40), 반사경(42), 광학빔(5)의 정렬을 확인하는 대물렌즈(20), 영상정보 취득장치(22), 조명장치(24), 제어부(30), 호스트 컴퓨터(32), 광학빔 조절부(50), 검출기 조절부(52)로 구성될 수 있다.
이러한 탐침현미경은 캔틸레버(1)가 포함된 칩을 장착하고, 샘플(3)을 장착하는 준비단계, 초점을 맞추고 확대영상 내 위치를 조정하는 확대수단 정렬단계, 캔틸레버의 상부면 위에 설정되는 입사위치에 광학빔을 입사시키는 광학빔(5) 정렬단계, 검출기(7) 정렬단계, 파라미터 설정단계, 어프로치 단계, 탐색 단계, 데이터 취득 및 저장단계 및 리프트 단계의 순서로 동작될 수 있다.
이때, 검출기 정렬단계는 광학빔 정렬단계 완료 후, 검출기(7)에서 검출되는 광학빔의 신호를 표시된 좌표에서 원점에 정렬하는 단계이다. 반사거울의 각도 조정 놉(knob)을 이용하여 수동 정렬하거나, 모터를 이용하여 자동으로 정렬하는 방식이 있다. 이하 수학식 1에서는 검출기에 광학빔이 입사되었을 때, 그 때의 수직축 신호값과 수평축 신호값의 계산방법을 기재하였다. 표 1에서는 검출기에 광학빔이 입사되었을 때, 검출기에서 광학빔의 입사위치에 따른 극성을 간략하게 기재하였다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
검출기(7)에서 검출되는 광학빔(5)의 신호는 표 1에 도시된 것과 같이 표시된다. 광학빔의 위치에 따라 Vv, Vl의 전압값과 극성이 달라지며, Vv=Vl=0일 때, 광학빔의 위치가 좌표의 원점에 정렬된다.
등록특허 10-0496457 등록특허 10-1031835 등록특허 10-0571860
그러나, 탐침현미경에서는 시료의 종류, 측정하려는 자료에 따라 캔틸레버를 변경해야한다. 또한 시험을 시작하려는 경우에 탐침현미경에 캔틸레버를 새롭게 장착해야한다. 캔틸레버 변경 또는 장착 시, 캔틸레버가 탐침현미경에 비틀어진 채로 마운트될 수 있다. 비틀어짐은 캔틸레버의 방향이 캔틸레버의 횡방향으로 틀어진 상태 및 캔틸레버의 상부면이 캔틸레버의 횡방향을 향해 경사진 상태를 예로 들 수 있다. 이러한 캔틸레버의 비정밀한 마운트는 비정밀한 검출기의 신호 분석을 야기한다.
예를 들어, 첫째로 검출기의 신호가 좌표 상에서 한쪽으로 치우칠 수 있다. 이러한 문제와 관련하여 도 3은 캔틸레버가 정상적으로 마운트된 경우의 광학빔 입사위치에 따른 검출기 신호를 비교한 모식도, 도 4는 캔틸레버가 비틀어져 마운트된 경우의 광학빔 입사위치에 따른 검출기 신호를 비교한 모식도를 도시한 것이다. 도 3, 4에 도시된 바와 같이 정상적인 상태에서는 캔틸레버 상부면에서 광학빔의 입사위치가 원점에서 δl1, δl2 만큼 캔틸레버의 종방향으로 이동하게 되면, 검출기에 표시되는 신호는 Y축을 따라 원점에서 δSV1, δSV2 만큼 이동하게 된다.
그러나 캔틸레버가 비틀어진 상태에서는 캔틸레버 상부면에서 광학빔의 입사위치가 원점에서 δl1, δl2 만큼 캔틸레버의 종방향으로 이동하게 되면, 검출기에 표시되는 신호는 Y축과 어긋나는 방향의 궤적을 그리게 되고, Y축으로 원점에서 δSV1, δSV2 만큼, X축으로 δSH1, δSH2 이동하게 된다. 이는 광학빔의 반사각이 달라지기 때문이며, 캔틸레버의 방향이 캔틸레버의 횡방향으로 틀어진 상태에서는 캔틸레버의 휘어짐 각이 달라져 광학빔의 반사각에 오차가 발생될 수 있고, 캔틸레버의 상부면이 캔틸레버의 횡방향을 향해 경사진 상태에서는 캔틸레버의 상부면에 해당하는 반사면이 기울어진 상태로 마운트되는 것이므로 즉각적인 반사각 오차가 발생될 수 있다.
둘째로 레터럴 포스 모드(lateral force mode)에서 캔틸레버가 시료 표면에서 좌우로 이동 시 좌우의 측정 신호 값이 달라 시료의 표면 특성이 방향성을 가진 것처럼 측정될 수 있다. 이러한 문제와 관련하여 도 5은 캔틸레버가 정상적으로 마운트된 경우의 광학빔 입사위치에 따른 검출기 신호를 비교한 모식도, 도 6는 캔틸레버가 비틀어져 마운트된 경우의 광학빔 입사위치에 따른 검출기 신호를 비교한 모식도를 도시한 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이 정상적인 상태에서는 마찰력이 균일한 표면에 대한 레터럴 포스 모드에서 좌우의 마찰력이 동일하게 분석된다. 캔틸레버의 팁이 시료를 훑으면서 관찰자의 우측으로 이동할 때에는 캔틸레버가 팁과 시료의 접촉부를 중심으로 θR 만큼 휘어지게 되고, 검출기 신호는 X축 방향으로 δHR, Y축 방향으로 δVR 만큼 이동되게 된다. 관찰자의 좌측으로 이동할 때에는 캔틸레버가 팁과 시료의 접촉부를 중심으로 θL 만큼 휘어지게 되고, 검출기 신호는 X축 방향으로 δHL, Y축 방향으로 δVL 만큼 이동되게 된다.
그러나 캔틸레버가 비틀어진 상태에서는 캔틸레버의 상부면인 반사면이 이미 캔틸레버의 종방향으로 기울어진 상태에서 시료의 표면을 훑으면서 시료의 표면 특성을 측정하게 된다. 따라서 반사면이 기울어진 방향으로 캔틸레버가 이동하는 경우에는 정상적인 상태보다 더욱 기울어진 상태로 구동되게 된다. 반대로 반사면이 기울어진 방향의 반대방향으로 캔틸레버가 이동하는 경우에는 정상적인 상태보다 덜 기울어진 상태로 구동되게 된다. 이에 의해 광학빔의 반사각이 달라지게 되고, 도 6에 도시된 바와 같이 캔틸레버가 비틀어진 상태에서는 마찰력이 균일한 표면에 대한 레터럴 포스 모드에서 좌우의 마찰력이 상이하게 분석된다. 캔틸레버가 관찰자의 좌측으로 θt 만큼 기울어진 경우, 캔틸레버의 팁이 시료를 훑으면서 관찰자의 우측으로 이동할 때에는 캔틸레버가 팁과 시료의 접촉부를 중심으로 θ'R 만큼 휘어지게 되고, 검출기 신호는 X축 방향으로 δ'HR, Y축 방향으로 δ'VR 만큼 이동되게 된다. 관찰자의 좌측으로 이동할 때에는 캔틸레버가 팁과 시료의 접촉부를 중심으로 θ'L 만큼 휘어지게 되고, 검출기 신호는 X축 방향으로 δ'HL, Y축 방향으로 δ'VL 만큼 이동되게 된다. 도 6에 도시된 바와 같이 θ'R<θ'L, δ'HR<δ'HL, δ'VR<δ'VL 가 성립된다.
따라서 본 발명은 상기 제시된 문제점을 개선하기 위하여 창안되었다.
본 발명의 목적은, 탐침현미경의 동작 순서 중, 캔틸레버 마운트 시 발생되는 오차를 상쇄하기 위한 광학빔 정렬단계에 해당하는 것으로 PSPD 검출기의 원점 정렬 이후, PSPD 검출기를 새로운 좌표를 생성하고, 새로운 좌표로 변환 또는 보정하여 탐침현미경의 정밀도를 향상시키기 위한 방법, 이를 이용한 탐침현미경을 제공하는 데에 있다.
이하 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적 수단에 대하여 설명한다.
본 발명의 제1목적은, 일단은 분석 대상인 샘플의 표면 특성과 연동되는 팁이 구비되고 상기 샘플의 원자와의 힘에 의해 동작변위, 동작주파수 및 휨정도 중 적어도 하나가 변화하는 캔틸레버; 상기 캔틸레버의 상부면에 입사되는 광학빔을 생성하는 광원; 상기 광원과 상기 캔틸레버 중 적어도 하나를 이동 또는 진동시켜서 상기 광학빔의 입사위치를 이동시키는 구동부; 상기 캔틸레버에서 반사된 광학빔을 검출하여, 이동되는 상기 광학빔의 입사위치에 대응되는 제1신호를 기본 좌표인 제1좌표 상에서 생성하는 검출기; 상기 검출기에서 검출된 제1신호를 토대로 계산되는 좌표인 제2좌표를 산출하는 좌표산출부; 및 산출된 상기 제2좌표를 토대로 상기 캔틸레버의 동작변위, 동작주파수 및 휨정도 중 적어도 하나를 측정하여, 상기 샘플의 표면 특성을 분석하는 분석수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 검출기의 좌표보정이 가능한 탐침현미경을 제공하여 달성될 수 있다.
또한 상기 광학빔이 상기 캔틸레버의 상부면에 입사되도록 상기 광학빔의 궤적을 가이드하는 반사거울;을 더 포함하고, 상기 구동부는, 상기 반사거울, 상기 광원과 상기 캔틸레버 중 적어도 하나를 이동 또는 진동시켜서 상기 광학빔의 입사위치를 이동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 산출된 상기 제2좌표를 토대로 상기 검출기의 좌표를 상기 제1좌표에서 상기 제2좌표로 변환하는 좌표변환부;를 더 포함하고, 상기 분석수단은, 상기 제2좌표를 토대로 변환된 상기 검출기의 좌표를 토대로 상기 제1신호를 분석하여, 상기 캔틸레버의 동작변위, 동작주파수 및 휨정도 중 적어도 하나를 측정하고, 상기 샘플의 표면 특성을 분석하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 구동부는, 상기 광학빔의 입사위치를 상기 캔틸레버의 상부면 상에서 상기 캔틸레버의 종방향으로 이동시키고, 상기 좌표산출부는, 상기 종방향으로 이동되는 광학빔의 입사위치에 대응되는 상기 제1신호의 궤적이 상기 제2좌표에서의 제1축을 구성하도록, 상기 제2좌표를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 구동부는, 상기 광학빔의 입사위치를 상기 캔틸레버의 상부면 상에서 상기 캔틸레버의 종방향 또는 횡방향으로 이동시키고, 상기 좌표산출부는, 상기 횡방향으로 이동되는 광학빔의 입사위치에 대응되는 상기 제1신호의 궤적이 상기 제2좌표에서의 상기 제1축과 수직인 제2축을 구성하도록, 상기 제2좌표를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 구동부는, 상기 광원의 위치 또는 조사(照射)방향을 변경하는 모드, 상기 캔틸레버를 진동시키는 모드 및 상기 캔틸레버의 위치를 변경하는 모드 중 적어도 하나의 모드로 구동되어, 상기 광학빔의 입사위치를 이동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제2목적은, 본 발명의 일실시예에 따른 탐침현미경의 일구성인 구동부가 상기 탐침현미경의 일구성인 반사거울, 광원 및 캔틸레버 중 적어도 하나를 이동 또는 진동시켜서, 상기 캔틸레버의 상부면에 입사되는 광학빔의 입사위치를 이동시키는 구동단계; 검출기에서 상기 캔틸레버에서 반사된 광학빔을 검출하여, 이동되는 상기 광학빔의 입사위치에 대응되는 제1신호를 상기 검출기의 기본 좌표인 제1좌표 상에서 생성하는 검출단계; 및 상기 탐침현미경의 일구성인 좌표산출부에서, 상기 검출기에서 검출된 제1신호를 토대로 계산되는 좌표인 제2좌표를 산출하는 좌표산출단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탐침현미경에 구비된 검출기의 좌표 보정방법을 제공하여 달성될 수 있다.
또한 상기 구동단계에서는, 상기 광학빔의 입사위치를 상기 캔틸레버의 상부면 상에서 상기 캔틸레버의 종방향으로 이동시키고, 상기 좌표산출단계에서, 상기 종방향으로 이동되는 광학빔의 입사위치에 대응되는 상기 제1신호의 궤적은 상기 제2좌표에서의 제1축을 구성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 구동단계에서는, 상기 광학빔의 입사위치를 상기 캔틸레버의 상부면 상에서 상기 캔틸레버의 횡방향으로 이동시키고, 상기 좌표산출단계에서, 상기 횡방향으로 이동되는 광학빔의 입사위치에 대응되는 상기 제1신호의 궤적은 상기 제2좌표에서의 상기 제1축과 수직인 제2축을 구성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제3목적은, 본 발명의 일실시예에 따른 탐침현미경의 일구성인 캔틸레버를 확대하여 표시하는 확대수단의 초점과 확대영상 범위를 상기 캔틸레버에 맞추는 현미경 정렬단계; 광학빔이 상기 캔틸레버의 상부면에 설정된 입사위치에 입사되도록, 상기 탐침현미경의 일구성인 광원의 위치 및 조사방향 중 적어도 하나를 정렬하는 광원 정렬단계; 상기 탐침현미경의 일구성인 검출기의 기본 좌표인 제1좌표에 생성되는 제1신호를 상기 제1좌표의 원점에 위치시키는 검출기 정렬단계; 및 본 발명의 일실시예에 따른 검출기의 좌표 보정방법을 이용한 검출기 보정단계;를 포함하는 탐침현미경 초기화 방법을 제공하여 달성될 수 있다.
본 발명의 제4목적은, 본 발명의 일실시예에 따른 탐침현미경의 일구성인 구동부가 상기 탐침현미경의 일구성인 반사거울, 광원 및 캔틸레버 중 적어도 하나를 이동 또는 진동시켜서, 상기 캔틸레버의 상부면에 입사되는 광학빔의 입사위치를 이동시키는 구동단계; 검출기에서 상기 캔틸레버에서 반사된 광학빔을 검출하여, 이동되는 상기 광학빔의 입사위치에 대응되는 제1신호를 상기 검출기의 기본 좌표인 제1좌표 상에서 생성하는 검출단계; 및 상기 탐침현미경의 일구성인 좌표산출부에서, 상기 검출기에서 검출된 제1신호를 토대로 계산되는 좌표인 제2좌표를 산출하는 좌표산출단계;를 실행하는 프로그램을 저장한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하여 달성될 수 있다.
본 발명의 제5목적은, 본 발명의 일실시예에 따른 탐침현미경의 일구성인 캔틸레버를 확대하여 표시하는 확대수단의 초점과 확대영상 범위를 상기 캔틸레버에 맞추는 현미경 정렬단계; 광학빔이 상기 캔틸레버의 상부면에 설정된 입사위치에 입사되도록, 상기 탐침현미경의 일구성인 광원의 위치 및 조사방향 중 적어도 하나를 정렬하는 광원 정렬단계; 상기 탐침현미경의 일구성인 검출기의 기본 좌표인 제1좌표에 생성되는 제1신호를 상기 제1좌표의 원점에 위치시키는 검출기 정렬단계;본 발명의 일실시예에 따른 검출기의 좌표 보정방법을 이용하여 상기 검출기에서 검출된 제1신호를 토대로 계산되는 좌표인 제2좌표를 산출하는 검출기 보정단계; 및 상기 탐침현미경의 일구성인 분석수단이, 산출된 상기 제2좌표를 토대로 상기 캔틸레버의 동작변위, 동작주파수 및 휨정도 중 적어도 하나를 측정하여, 샘플의 표면 특성을 분석하는 분석단계;를 포함하는 탐침현미경 샘플 분석방법을 제공하여 달성될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 이하와 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명의 일실시예에 따르면 정밀한 탐침현미경 구현이 가능해지는 효과가 있다.
둘째, 본 발명의 일실시예에 따르면 자동으로 검출기의 좌표를 보정하는 것이 가능하도록 구성할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 탐침현미경의 일예인 원자 힘 현미경을 도시한 개념도,
도 2는 탐침현미경의 일예인 원자 힘 현미경을 도시한 모식도,
도 3은 캔틸레버가 정상적으로 마운트된 경우의 광학빔 입사위치에 따른 검출기 신호를 비교한 모식도,
도 4는 캔틸레버가 비틀어져 마운트된 경우의 광학빔 입사위치에 따른 검출기 신호를 비교한 모식도,
도 5은 캔틸레버가 정상적으로 마운트된 경우의 광학빔 입사위치에 따른 검출기 신호를 비교한 모식도,
도 6는 캔틸레버가 비틀어져 마운트된 경우의 광학빔 입사위치에 따른 검출기 신호를 비교한 모식도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 캔틸레버가 정상적으로 마운트된 경우의 광학빔 입사위치와 검출기 신호를 비교한 모식도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 캔틸레버가 비틀어져 마운트된 경우의 광학빔 입사위치와 검출기 신호를 비교한 모식도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 광학빔 스캐닝 모드의 흐름을 도시한 모식도,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 캔틸레버 진동 모드의 흐름을 도시한 모식도,
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 캔틸레버 수직 이동 모드의 흐름을 도시한 모식도,
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 검출기 보정 시스템의 블록도를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작원리를 상세하게 설명함에 있어서 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
검출기 좌표의 보정이 가능한 탐침현미경
캔틸레버의 비정밀한 마운트, 즉 비틀어짐은 위에 언급된 바와 같이 캔틸레버의 방향이 캔틸레버의 횡방향으로 틀어진 상태 및 캔틸레버의 상부면이 캔틸레버의 횡방향을 향해 경사진 상태를 포함할 수 있다. 이러한 캔틸레버의 비정밀한 마운트에 의해 발생되는 비정밀한 샘플 표면 측정 데이터의 정밀도를 향상시키기 위하여 본 발명의 일실시예에서는 이하와 같은 탐침현미경을 이용한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 캔틸레버가 정상적으로 마운트된 경우의 광학빔 입사위치와 검출기 신호를 비교한 모식도, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 캔틸레버가 비틀어져 마운트된 경우의 광학빔 입사위치와 검출기 신호를 비교한 모식도이다. 도 7, 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 탐침현미경은 위에 언급된 과제를 해결하기 위해 캔틸레버의 상부면 상에 입사되는 광학빔의 입사위치를 캔틸레버의 종방향 또는 횡방향으로 이동시키고, 그에 따라 검출기에서 검출되는 신호의 궤적을 이용하여 검출기의 좌표를 비틀어진 캔틸레버에 최적화된 좌표로 변환하는 방법을 이용하고 있다.
캔틸레버가 정상적으로 마운트 되어 있는 경우에는 도 7에 도시된 바와 같이 광학빔의 입사위치가 캔틸레버의 종방향으로 이동하게 되면, 검출기에서는 광학빔의 신호가 정확하게 Y축을 따라 이동하게 된다. 광학빔의 입사위치가 캔틸레버의 횡방향으로 이동하지 않는 이상 검출기에서 광학빔의 신호의 X좌표값은 0이 된다.
캔틸레버가 비틀어져 마운트 되어 있는 경우에는 도 8에 도시된 바와 같이 광학빔의 입사위치가 캔틸레버의 종방향으로 이동하게 되면, 검출기에서는 광학빔의 신호가 정확하게 Y축을 따라 이동하지 않게 되고, Y축과 특정 각도를 유지한 채로 이동하게 된다. 광학빔의 입사위치가 캔틸레버의 상부측으로 올라갈수록 검출기에서 검출되는 광학빔의 신호는 Y축에서 멀어지게 된다.
본 발명의 일실시예에 따른 탐침현미경은 일반적인 탐침현미경의 구성에서 검출기의 새로운 좌표를 산출하는 좌표산출부, 구좌표에서 새로운 좌표로 변환하는 좌표변환부를 더 포함할 수 있다. 이하에서 검출기의 구좌표는 제1좌표, 검출기의 새로운 좌표는 제2좌표로 명한다. 검출기에서 검출되는 광학빔의 신호는 제1신호로 명명한다.
캔틸레버는 일반적인 캔틸레버와 마찬가지로 일단은 분석 대상인 샘플의 표면 특성과 연동되는 팁이 구비되고, 샘플의 원자와의 힘에 의해 동작변위, 동작주파수 및 휨정도 중 적어도 하나가 변화하며, 캔틸레버의 상부면에 구비되는 반사면에서 반사되는 광학빔의 변화를 통해 샘플의 표면 특성을 분석하게 되는 구성이다.
광원은 일반적인 광원과 마찬가지로 캔틸레버의 상부면에 입사되는 광학빔을 생성하는 구성이다. 광학빔이 캔틸레버의 상부면 중에서 캔틸레버의 위치변화를 가장 민감하게 감지할 수 있는 일측에 입사되도록 광원의 조사방향이 설정된다. 캔틸레버의 상부면에서 광학빔이 입사되는 위치를 광학빔 입사위치라 명명한다.
구동부는 일반적인 구동부와 마찬가지로, 반사거울, 광원과 캔틸레버 중 적어도 하나를 이동 또는 진동시켜서 광학빔의 입사위치를 이동시키는 구성이다. 반사거울 또는 광원을 구동하는 경우에는 캔틸레버는 정지시키는 것이 바람직하다. 진동자에 의해 캔틸레버를 진동시키는 경우에는 반사거울 및 광원을 정지시키는 것이 바람직하다. 또한 파인 모션 스캐너의 상하 움직임에 따라 캔틸레버를 수직으로 이동시키는 경우에는 반사거울 및 광원을 정지시키는 것이 바람직하다.
검출기는 일반적인 검출기와 마찬가지로 PSPD로 구성될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 검출기는 캔틸레버에서 반사된 광학빔을 검출하여, 구동부의 명령에 의해 이동되는 광학빔의 입사위치에 대응되는 제1신호를 제1좌표 상에서 생성하게 된다. 생성된 제1신호는 호스트 컴퓨터에 전송되어 디스플레이될 수 있다.
좌표산출부는 검출기에서 검출된 제1신호를 토대로 제2좌표를 산출하는 구성이다. 구동부는 광학빔의 입사위치를 캔틸레버의 상부면 상에서 캔틸레버의 종방향으로 이동시키게 되고, 좌표산출부는 캔틸레버의 종방향으로 이동되는 광학빔의 입사위치에 대응되는 제1신호의 궤적이 제2좌표에서의 제1축, 예를 들어 Y축을 구성하도록, 제2좌표를 산출할 수 있다. 구동부가 광학빔의 입사위치를 캔틸레버의 상부면 상에서 캔틸레버의 횡방향으로 이동시키게 되면, 좌표산출부에서는 캔틸레버의 횡방향으로 이동되는 광학빔의 입사위치에 대응되는 제1신호의 궤적이 제2좌표에서의 제1축에 수직인 제2축, 예를 들어 X축을 구성하도록 제2좌표를 산출할 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따르면 구동부가 광학빔의 입사위치를 캔틸레버의 상부면 상에서 캔틸레버의 종방향으로 이동시키는 과정 중간에 적어도 1회 이상 캔틸레버의 횡방향으로 이동시켜서 제1신호의 궤적 중간중간에서 보다 명확한 제2좌표를 확인할 수 있다. 다만, 일방향으로만 광학빔의 입사위치를 이동시키는 경우, 캔틸레버의 횡방향 폭은 상당히 좁기 때문에 캔틸레버의 종방향으로 이동시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따라 제1신호가 직선 궤도를 따라 이동되는 경우에는 제1신호의 궤도를 그대로 포함하여 제2좌표를 산출할 수 있다. 또한 제1신호가 곡선 궤도를 따라 이동하는 경우에는 다차 곡선 또는 1차 직선으로 피팅하여 제2좌표를 산출할 수 있다.
좌표변환부는 좌표산출부에서 산출된 제2좌표를 토대로 캔틸레버의 동작변위, 동작주파수 및 휨정도 중 적어도 하나를 정밀하게 측정할 수 있도록 좌표변환을 시행하여 제1신호의 좌표값을 변환된 제2좌표를 토대로 계산하는 구성이다.
본 발명의 일실시예에 따른 탐침현미경은 이러한 구성을 토대로하여, 샘플의 표면 특성을 정밀하게 분석하는 것이 가능해지고, 검출기 좌표 보정을 자동화할 수 있는 효과가 있다.
검출기 좌표 보정방법
본 발명의 일실시예에 따른 검출기 좌표 보정방법은, 구동단계, 검출단계, 좌표산출단계, 좌표변환단계로 구성될 수 있다.
구동단계는 구동부가 반사거울, 광원 및 캔틸레버 중 적어도 하나를 이동 또는 진동시켜서, 캔틸레버의 상부면에 입사되는 광학빔의 입사위치를 이동시키는 단계이다.
검출단계는 검출기에서 캔틸레버에서 반사된 광학빔을 검출하여, 이동되는 광학빔의 입사위치에 대응되는 제1신호를 제1좌표 상에서 생성하는 단계이다.
좌표산출단계는 좌표산출부에서 제1신호의 궤적을 토대로 제1좌표 상에서 제2좌표를 산출하는 단계이다. 위에서 언급한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따르면, 광학빔의 입사위치가 캔틸레버의 종방향으로 이동되는 경우에 대응되는 제1신호의 궤적은 제2좌표의 Y축을 구성할 수 있고, 횡방향으로 이동되는 경우에 대응되는 제1신호의 궤적은 제2신호의 X축을 구성할 수 있다.
좌표변환단계는 산출된 제2좌표를 토대로 좌표변환을 시행하고 제1신호의 좌표값을 제2좌표에 기초한 좌표값으로 계산하여 캔틸레버의 동작변위, 동작주파수 및 휨정도 중 적어도 하나를 정밀하게 측정할 수 있도록 하는 단계이다. 이하 그래프 1은 좌표변환단계의 일실시예를 기재한 것이다.
[그래프 1]
Figure pat00005
상기 그래프 1에서 흑색선 좌표는 검출기의 본래 좌표인 제1좌표, 적색선 좌표는 검출기의 보정된 좌표인 제2좌표를 도시한 것이다. 황색점은 광학빔의 신호를 도시한 것이다. θ1은 제1좌표 상에서의 광학빔의 신호의 기울기, θ2는 제2좌표 상에서의 광학빔의 신호의 기울기이다.
보정 전에 광학빔의 신호는 제1좌표 상에서 (x1, y1)의 좌표값을 갖는다. 좌표변환 후 상기 광학빔의 신호는 제2좌표 상에서 (x2, y2)의 좌표값을 갖게 된다. θt는 제1좌표와 제2좌표의 사이각이고, 동시에 검출단계에서 생성되는 광학빔의 입사위치가 캔틸레버의 종방향으로 이동하는 것에 대응되는 제1신호의 궤적과 제1좌표의 Y축과의 사이각이다. (x1, y1)과 (x2, y2)의 관계는 그래프 1 하단의 수학식에 의해 결정된다.
본 발명의 일실시예에 따르면 제1좌표에서의 비정밀한 광학빔 신호의 좌표값이 제2좌표로의 좌표변환에 의해 정밀한 광학빔 신호의 좌표값이 도출되게 된다. 이에 의해 탐침현미경의 샘플 표면 분석 정밀도가 향상되는 효과가 있다.
구동단계의 실시예
본 발명의 일실시예에 따른 구동단계는, 광학빔 스캐닝 모드, 캔틸레버 진동모드, 캔틸레버 수직 이동 모드 등으로 구현될 수 있다.
광학빔 스캐닝 모드와 관련하여, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 광학빔 스캐닝 모드를 기초로 한 검출기 좌표 보정방법의 흐름을 도시한 모식도이다. 도 9에 도시된 바와 같이 광학빔 스캐닝 모드는 탐침현미경의 반사거울 또는 광원을 이동시켜서 광학빔의 주사방향을 직접 이동시키는 모드이다. 광학빔 스캐닝 모드를 기초로 한 검출기 좌표 보정방법은 광학빔을 캔틸레버의 상부면에서 스캐닝하는 단계, 검출기에서 제1신호의 궤적을 검출하는 단계, 제1좌표와 θt 만큼 기울어진 제2좌표를 산출하는 단계로 구성될 수 있다. 광학빔의 주사방향을 직접 이동시키게 되므로, 도 9에 도시된 바와 같이 검출기의 제1좌표에서 제2시분면에만 제1신호가 검출되고, 제4사분면에 제1신호가 검출되지 않는 것을 확인할 수 있다.
캔틸레버 진동 모드와 관련하여, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 캔틸레버 진동 모드를 기초로 한 검출기 좌표 보정방법을 도시한 모식도이다. 도 10에 도시된 바와 같이 캔틸레버 진동 모드는 캔틸레버의 일단과 연결되어 캔틸레버에 특정 주파수의 진동을 부여하는 진동자에 의해 캔틸레버를 상하로 진동시키고, 캔틸레버의 상하 진동에 의해 광학빔의 입사위치를 이동시키는 모드이다. 캔틸레버 진동 모드를 기초로 한 검출기 좌표 보정방법은 캔틸레버를 진동시켜서 광학빔의 입사위치를 이동시키는 단계, 검출기에서 제1신호의 궤적을 검출하는 단계, 제1좌표와 θt 만큼 기울어진 제2좌표를 산출하는 단계로 구성될 수 있다. 캔틸레버를 진동시키게 되므로, 도 10에 도시된 바와 같이 검출기의 제1좌표에서 제2사분면에서 제4사분면까지 제1신호가 검출되는 것을 확인할 수 있다.
캔틸레버 수직 이동 모드와 관련하여, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 캔틸레버 수직 이동 모드를 기초로 한 검출기 좌표 보정방법을 도시한 모식도이다. 도 11에 도시된 바와 같이 캔틸레버 수직 이동 모드는 캔틸레버의 일단과 연결되어 캔틸레버의 Z방향 위치를 설정하는 파인 모션 스캐너에 의해 캔틸레버의 위치를 상하로 수직 이동시키고, 캔틸레버의 수직 이동에 의해 광학빔의 입사위치를 이동시키는 모드이다. 캔틸레버 수직 이동 모드를 기초로 한 검출기 좌표 보정방법은 파인 모션 스캐너를 이용해 캔틸레버를 수직으로 이동시키는 단계, 검출기에서 제1신호의 궤적을 검출하는 단계, 제1좌표와 θt 만큼 기울어진 제2좌표를 산출하는 단계로 구성될 수 있다. 파인 모션 스캐너를 이용해 캔틸레버를 수직으로 이동시키게 되므로, 도 11에 도시된 바와 같이 검출기의 제1좌표에서 제2사분면에만 제1신호가검출되고, 제4사분면에는 제1신호가 검출되지 않는 것을 확인할 수 있다.
탐침현미경 초기화 방법, 검출기 보정 시스템 및 기록매체
본 발명의 일실시예에 따른 탐침현미경 초기화 방법은, 현미경 정렬단계, 광원 정렬단계, 검출기 정렬단계, 검출기 보정단계를 포함할 수 있다. 현미경 정렬단계는 캔틸레버를 확대하여 표시하는 확대수단의 초점과 확대영상 범위를 캔틸레버에 맞추는 단계이다. 광원 정렬단계는 광학빔이 캔틸레버의 상부면에 설정된 입사위치에 입사되도록, 광원의 위치 및 조사방향 중 적어도 하나를 정렬하는 단계이다. 캔틸레버가 상하 방향으로 잘못 마운트 되는 경우에는 광원 정렬단계에 의해 어느 정도 해소될 수 있다. 검출기 정렬단계는 검출기의 제1좌표에 생성되는 제1신호를 제1좌표의 원점에 위치시키는 단계이다. 검출기 보정단계는 본 발명의 일실시예에 따른 검출기의 좌표 보정방법을 이용한 단계이다.
탐침현미경 검출기 보정 시스템과 관련하여, 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 검출기 보정 시스템의 블록도를 도시한 것이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 탐침현미경 검출기 보정 시스템은, 호스트 컴퓨터, 영상정보취득장치, PSPD 검출기, 광학빔 정렬 제어장치, 확대수단 Z 스테이지, 확대수단 X-Y 스테이지, X-Y 광학빔 PSPD 검출기 정렬 스테이지, X-Y 광학빔 캔틸레버 정렬 스테이지로 구성될 수 있다.
영상정보취득장치는, 확대수단에 의해 확대된 영상을 취득할 수 있다.
광학빔 정렬 제어장치는 제어부를 의미한다. 제어부는 확대수단 Z 스테이지, 확대수단 X-Y 스테이지, X-Y 광학빔 PSPD 검출기 정렬 스테이지, X-Y 광학빔 캔틸레버 정렬 스테이지, 구동부, 좌표산출부, 좌표변환부를 제어할 수 있다.
확대수단 Z 스테이지는 캔틸레버의 배면에 확대수단의 초점을 맞추기 위해 확대수단을 샘플 표면에 수직 방향으로 이동시키는 스테이지를 의미한다.
확대수단 X-Y 스테이지는 확대영상에서 캔틸레버를 확대영상의 기준 위치에 정렬하기 위해 확대수단을 샘플 표면에 수평 방향으로 이동시키는 스테이지를 의미한다.
X-Y 광학빔 캔틸레버 정렬 스테이지는 광학빔을 캔틸레버의 상부면에서 사용자가 목표하는 위치에 자동으로 정렬하기 위하여 광학빔 또는 캔틸레버를 이동시키는 스테이지를 의미한다.
X-Y 광학빔 PSPD 검출기 정렬 스테이지는 PSPD 검출기의 원점 정렬을 자동화하기 위해 광학빔 또는 PSPD 검출기를 이동시키는 스테이지를 의미한다.
본 발명의 일실시예에 따른 탐침현미경 검출기 좌표 자동 보정 시스템의 구동부, 검출기, 좌표산출부, 좌표변환부와 관련하여, 구동모터, 광학빔 조절부, 회전변위 센서를 포함할 수 있고, 영상정보 피드백을 이용하거나, 회전변위 센서에 의한 정보와의 피드백을 이용하여 자동으로 검출기의 좌표가 보정되도록 구성될 수 있다. 제어부는 구동모터를 제어하여 구동부를 역학적으로 구동시키고, 검출기와 센서로 제1신호의 정보와 구동모터의 회전변위를 피드백하여 구동부를 조절하는 방법으로 검출기의 좌표을 자동으로 정렬하게 된다.
본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터 시스템 상에서 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체는, 상술한 바 중 어느 하나의 탐침현미경 검출기 좌표 보정방법의 각 단계에 의해 수행되도록 컴퓨터 시스템 상에서 판독 가능한 프로그램이 기록된 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1: 캔틸레버
2: 팁
3: 샘플
4: 광원
5: 광학빔
7: 검출기
10: X-Y 스캐너
12: Z 스캐너
14: 진동수단
20: 대물렌즈
22: 영상정보 취득장치
24: 조명장치
30: 제어부
32: 호스트 컴퓨터
40: 프리즘
42: 반사경
50: 광학빔 조절부
52: 검출기 조절부

Claims (12)

  1. 일단은 분석 대상인 샘플의 표면 특성과 연동되는 팁이 구비되고 상기 샘플의 원자와의 힘에 의해 동작변위, 동작주파수 및 휨정도 중 적어도 하나가 변화하는 캔틸레버;
    상기 캔틸레버의 상부면에 입사되는 광학빔을 생성하는 광원;
    상기 광원과 상기 캔틸레버 중 적어도 하나를 이동 또는 진동시켜서 상기 광학빔의 입사위치를 이동시키는 구동부;
    상기 캔틸레버에서 반사된 광학빔을 검출하여, 이동되는 상기 광학빔의 입사위치에 대응되는 제1신호를 기본 좌표인 제1좌표 상에서 생성하는 검출기;
    상기 검출기에서 검출된 제1신호를 토대로 계산되는 좌표인 제2좌표를 산출하는 좌표산출부; 및
    산출된 상기 제2좌표를 토대로 상기 캔틸레버의 동작변위, 동작주파수 및 휨정도 중 적어도 하나를 측정하여, 상기 샘플의 표면 특성을 분석하는 분석수단;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 검출기의 좌표보정이 가능한 탐침현미경.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광학빔이 상기 캔틸레버의 상부면에 입사되도록 상기 광학빔의 궤적을 가이드하는 반사거울;
    을 더 포함하고,
    상기 구동부는,
    상기 반사거울, 상기 광원과 상기 캔틸레버 중 적어도 하나를 이동 또는 진동시켜서 상기 광학빔의 입사위치를 이동시키는 것을 특징으로 하는 검출기의 좌표보정이 가능한 탐침현미경.
  3. 제1항에 있어서,
    산출된 상기 제2좌표를 토대로 상기 검출기의 좌표를 상기 제1좌표에서 상기 제2좌표로 변환하는 좌표변환부;
    를 더 포함하고,
    상기 분석수단은,
    상기 제2좌표를 토대로 변환된 상기 검출기의 좌표를 토대로 상기 제1신호를 분석하여, 상기 캔틸레버의 동작변위, 동작주파수 및 휨정도 중 적어도 하나를 측정하고, 상기 샘플의 표면 특성을 분석하는 것을 특징으로 하는 검출기의 좌표보정이 가능한 탐침현미경.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 광학빔의 입사위치를 상기 캔틸레버의 상부면 상에서 상기 캔틸레버의 종방향으로 이동시키고,
    상기 좌표산출부는,
    상기 종방향으로 이동되는 광학빔의 입사위치에 대응되는 상기 제1신호의 궤적이 상기 제2좌표에서의 제1축을 구성하도록, 상기 제2좌표를 산출하는 것을 특징으로 하는 검출기의 좌표보정이 가능한 탐침현미경.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 광학빔의 입사위치를 상기 캔틸레버의 상부면 상에서 상기 캔틸레버의 종방향 또는 횡방향으로 이동시키고,
    상기 좌표산출부는,
    상기 횡방향으로 이동되는 광학빔의 입사위치에 대응되는 상기 제1신호의 궤적이 상기 제2좌표에서의 상기 제1축과 수직인 제2축을 구성하도록, 상기 제2좌표를 산출하는 것을 특징으로 하는 검출기의 좌표보정이 가능한 탐침현미경.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 광원의 위치 또는 조사(照射)방향을 변경하는 모드, 상기 캔틸레버를 진동시키는 모드 및 상기 캔틸레버의 위치를 변경하는 모드 중 적어도 하나의 모드로 구동되어, 상기 광학빔의 입사위치를 이동시키는 것을 특징으로 하는 검출기의 좌표보정이 가능한 탐침현미경.
  7. 제1항에 따른 탐침현미경의 일구성인 구동부가 상기 탐침현미경의 일구성인 반사거울, 광원 및 캔틸레버 중 적어도 하나를 이동 또는 진동시켜서, 상기 캔틸레버의 상부면에 입사되는 광학빔의 입사위치를 이동시키는 구동단계;
    검출기에서 상기 캔틸레버에서 반사된 광학빔을 검출하여, 이동되는 상기 광학빔의 입사위치에 대응되는 제1신호를 상기 검출기의 기본 좌표인 제1좌표 상에서 생성하는 검출단계; 및
    상기 탐침현미경의 일구성인 좌표산출부에서, 상기 검출기에서 검출된 제1신호를 토대로 계산되는 좌표인 제2좌표를 산출하는 좌표산출단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 탐침현미경에 구비된 검출기의 좌표 보정방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 구동단계에서는,
    상기 광학빔의 입사위치를 상기 캔틸레버의 상부면 상에서 상기 캔틸레버의 종방향으로 이동시키고,
    상기 좌표산출단계에서,
    상기 종방향으로 이동되는 광학빔의 입사위치에 대응되는 상기 제1신호의 궤적은 상기 제2좌표에서의 제1축을 구성하는 것을 특징으로 하는 탐침현미경에 구비된 검출기의 좌표 보정방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구동단계에서는,
    상기 광학빔의 입사위치를 상기 캔틸레버의 상부면 상에서 상기 캔틸레버의 횡방향으로 이동시키고,
    상기 좌표산출단계에서,
    상기 횡방향으로 이동되는 광학빔의 입사위치에 대응되는 상기 제1신호의 궤적은 상기 제2좌표에서의 상기 제1축과 수직인 제2축을 구성하는 것을 특징으로 하는 탐침현미경에 구비된 검출기의 좌표 보정방법.
  10. 제1항에 따른 탐침현미경의 일구성인 캔틸레버를 확대하여 표시하는 확대수단의 초점과 확대영상 범위를 상기 캔틸레버에 맞추는 현미경 정렬단계;
    광학빔이 상기 캔틸레버의 상부면에 설정된 입사위치에 입사되도록, 상기 탐침현미경의 일구성인 광원의 위치 및 조사방향 중 적어도 하나를 정렬하는 광원 정렬단계;
    상기 탐침현미경의 일구성인 검출기의 기본 좌표인 제1좌표에 생성되는 제1신호를 상기 제1좌표의 원점에 위치시키는 검출기 정렬단계; 및
    제7항에 따른 검출기의 좌표 보정방법을 이용한 검출기 보정단계;
    를 포함하는 탐침현미경 초기화 방법.
  11. 제1항에 따른 탐침현미경의 일구성인 구동부가 상기 탐침현미경의 일구성인 반사거울, 광원 및 캔틸레버 중 적어도 하나를 이동 또는 진동시켜서, 상기 캔틸레버의 상부면에 입사되는 광학빔의 입사위치를 이동시키는 구동단계;
    검출기에서 상기 캔틸레버에서 반사된 광학빔을 검출하여, 이동되는 상기 광학빔의 입사위치에 대응되는 제1신호를 상기 검출기의 기본 좌표인 제1좌표 상에서 생성하는 검출단계; 및
    상기 탐침현미경의 일구성인 좌표산출부에서, 상기 검출기에서 검출된 제1신호를 토대로 계산되는 좌표인 제2좌표를 산출하는 좌표산출단계;
    를 실행하는 프로그램을 저장한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  12. 제1항에 따른 탐침현미경의 일구성인 캔틸레버를 확대하여 표시하는 확대수단의 초점과 확대영상 범위를 상기 캔틸레버에 맞추는 현미경 정렬단계;
    광학빔이 상기 캔틸레버의 상부면에 설정된 입사위치에 입사되도록, 상기 탐침현미경의 일구성인 광원의 위치 및 조사방향 중 적어도 하나를 정렬하는 광원 정렬단계;
    상기 탐침현미경의 일구성인 검출기의 기본 좌표인 제1좌표에 생성되는 제1신호를 상기 제1좌표의 원점에 위치시키는 검출기 정렬단계;
    제7항에 따른 검출기의 좌표 보정방법을 이용하여 상기 검출기에서 검출된 제1신호를 토대로 계산되는 좌표인 제2좌표를 산출하는 검출기 보정단계; 및
    상기 탐침현미경의 일구성인 분석수단이, 산출된 상기 제2좌표를 토대로 상기 캔틸레버의 동작변위, 동작주파수 및 휨정도 중 적어도 하나를 측정하여, 샘플의 표면 특성을 분석하는 분석단계;
    를 포함하는 탐침현미경 샘플 분석방법.
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