KR20230071417A - Atomic force microscope - Google Patents

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Abstract

원자 현미경의 일 실시예는, 측정대상과의 상호 작용으로 상기 측정대상의 특성에 반응하는 프로브와, 상기 프로브의 움직임을 감지하는 프로브 센싱부가 장착되어 상기 측정대상에 대한 고속 대변위 스캔을 실시하는 제1스캐너; 상기 제1스캐너의 상단에 연결되어, 상기 제1스캐너를 x-y축 평면상에서 이동시키는 제2스캐너; 상기 제2스캐너와 연결되어, 상기 제1스캐너의 프로브를 z축 방향으로 이동시켜 상기 측정대상으로 접근시키고, 외부로부터의 진동이 상기 제1스캐너와 제2스캐너로 전달되는 것을 차단하는 복수의 고정다리부; 및 상기 제1스캐너가 상기 측정대상을 스캔할 때, 측정환경을 일정한 상태로 유지해주는 측정환경 제어부를 포함한다.One embodiment of the atomic force microscope is equipped with a probe that responds to the characteristics of the measurement target by interaction with the measurement target, and a probe sensing unit for detecting the motion of the probe to perform a high-speed, large-displacement scan on the measurement target. a first scanner; a second scanner connected to an upper end of the first scanner and moving the first scanner on an x-y axis plane; It is connected to the second scanner, moves the probe of the first scanner in the z-axis direction to approach the measurement target, and blocks vibrations from the outside from being transmitted to the first and second scanners. leg part; and a measurement environment controller maintaining a measurement environment in a constant state when the first scanner scans the measurement object.

Description

원자 현미경{ATOMIC FORCE MICROSCOPE}Atomic force microscope {ATOMIC FORCE MICROSCOPE}

본 발명은 원자 현미경에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실험실이 아닌 현장에서 측정대상의 다양한 특성을 나노 미터 수준으로 정밀하게 측정할 수 있는 휴대 가능한 원자 현미경에 관한 것이다.The present invention relates to an atomic force microscope, and more particularly, to a portable atomic force microscope capable of precisely measuring various characteristics of a measurement object at the nanometer level in a field other than a laboratory.

원자현미경(atomic force microscope:AFM)은 마이크로 캔틸레버 형태의 프로브를 측정대상에 스캔하여 프로브의 굽힘 정보를 통해서 나노미터 스케일에서의 측정대상의 높이 정보를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 전기적, 화학적 현상에 반응하는 재료를 프로브에 추가하여, 측정하는 재료의 다양한 특성을 측정할 수 있어, 나노과학, 나노기술분야에서 반드시 필요한 도구로 위치하고 있다.An atomic force microscope (AFM) scans a micro-cantilever-type probe on a measurement target and obtains height information of the measurement target on a nanometer scale through the bending information of the probe, as well as responding to electrical and chemical phenomena. It is positioned as an essential tool in the fields of nanoscience and nanotechnology as it can measure various properties of the material to be measured by adding the material to be measured.

하지만, 현재까지 원자현미경을 이용한 대부분의 측정은 측정하고자 하는 시편(측정대상)을 실험실로 가져와서 측정하는 방식으로, 측정을 위한 시편을 따로 준비하여야 하기 때문에 현장에서의 직접적인 측정의 필요성을 만족시키지 못하였다. 이는 현재까지의 원자현미경의 측정은 단열, 방진, 노이즈 차단 등으로 잘 제어된 환경에서만 이루어졌기 때문이고, 또한 이런 이유로 실험실이 아닌 현장에서의 직접적인 측정의 가능성에 대해서 생각지도 못한 점도 크다. However, most of the measurements using atomic force microscopes to date are carried out by bringing the specimen (measurement target) to the laboratory and measuring it, which does not satisfy the need for direct measurement in the field because the specimen for measurement must be prepared separately. couldn't This is because up to now, measurements of atomic force microscopes have been made only in well-controlled environments with insulation, dustproofing, and noise blocking, and for this reason, the possibility of direct measurement in the field, not in the laboratory, has not been thought of.

그러나, 실험실이 아닌 현장에서의 나노 미터 스케일에서의 측정에 대한 요구가 높아지는 상황에서 기존의 시편 제작 후, 실험실에서 측정하는 방식을 넘어서, 현장에서의 직접적인 측정에 대응할 수 있는 기술이 필요하다. However, in a situation where the demand for measurement on the nanometer scale in the field, not in the laboratory, is increasing, a technology that can respond to direct measurement in the field beyond the method of measuring in the laboratory after fabricating the existing specimen is needed.

따라서, 현재의 실험실 환경을 벗어나 직접 현장에서 나노 미터 수준에서의 물질 특성측정을 가능케 하는 휴대 가능한 원자현미경을 구현하기 위해서는 환경이 측정에 미치는 영향을 최소화하기 위해서 고속으로 대변위를 스캔하는 기술과 측정환경을 제어할 수 있는 기술이 바탕이 되어야 한다.Therefore, in order to implement a portable atomic force microscope that enables on-site measurement of material properties at the nanometer level outside of the current laboratory environment, technology and measurement that scan large displacements at high speed in order to minimize the effect of the environment on measurement Technology that can control the environment should be the basis.

한편, 종래 고속 스캔을 위한 기술은 도 1과 같이 탄성힌지구조를 기반으로 하는 스캔 방식과, 도 2와 같이 구조물의 공진을 이용한 스캔 방식으로 크게 분류할 수 있다.On the other hand, the conventional high-speed scan technology can be roughly classified into a scan method based on an elastic hinge structure as shown in FIG. 1 and a scan method using resonance of a structure as shown in FIG. 2 .

상기 탄성힌지구조를 기반으로 하는 스캔 방식은, 스캔속도를 조절할 수 있는 장점이 있지만, 현재까지 보고된 최대변위는 35㎛ 정도로서 대변위로 정의하기는 어렵다. 그리고 이와 같은 스캔 방식은 대부분 측정대상을 움직이면서 스캐닝하는 방식이므로 본 발명에서 목표로 하는 바와 같이 고정된 측정대상에 대해서는 적용하기가 불가능한 문제점이 있다.The scanning method based on the elastic hinge structure has the advantage of being able to adjust the scanning speed, but the maximum displacement reported so far is about 35 μm, which is difficult to define as a large displacement. In addition, since most of these scan methods scan the measurement object while moving, there is a problem in that it is impossible to apply it to a fixed measurement object as the target of the present invention.

반면, 상기 구조물의 공진을 이용한 스캔 방식은, 일반적으로 높은 스캔 주파수를 얻기 위해, 마이크로미터 크기의 구조물을 이용하여 스캐너를 구성하는데, 높은 스캔 주파수를 얻을 수 있는 장점은 있지만, 스캔 속도를 변화시킬 수 없으며, 스캔 영역도 수 마이크로 미터 영역으로 제한되어 있다. 그리고, 스캐너 구조의 변경을 통해 스캔 영역을 넓힐 수는 있으나, 일반적인 프로브의 굽힘을 측정하는 방식(광지렛대 방식)으로는 원자현미경에서 프로브의 정밀한 굽힘 측정이 불가능하고, 외부의 굽힘센서 없이 굽힘센서가 포함된 프로브를 사용하는 경우 측정이미지의 분해능이 떨어지게 되는 문제점이 있다.On the other hand, the scan method using the resonance of the structure generally configures the scanner using a micrometer-sized structure to obtain a high scan frequency. Although it has the advantage of obtaining a high scan frequency, the scan speed may be changed. , and the scan area is limited to several micrometers. In addition, the scanning area can be widened by changing the structure of the scanner, but it is impossible to precisely measure the bending of the probe in an atomic force microscope with a general method of measuring the bending of a probe (wide lever method), and a bending sensor without an external bending sensor. There is a problem that the resolution of the measurement image is lowered when using a probe containing .

한편, 현장에서의 측정은 임의의 구조물에서 이루어지기 때문에 원자현미경이 위치하게 되는 면이 중력방향에 수직이지 않을 수도 있고, 또한 현장에서의 측정대상은 고정되어 있기 때문에, 기존의 실험실에서 사용되는 스캔면이 지면에 평행하게 고정되어 있는 형태나 시편을 움직이는 형태의 원자현미경 구조는 현장에서 적용할 수 없다. On the other hand, since in-situ measurements are made in arbitrary structures, the surface on which the atomic force microscope is located may not be perpendicular to the direction of gravity, and since in-situ measurements are fixed, scans used in existing laboratories are An atomic force microscope structure in which the plane is fixed parallel to the ground or in which the specimen is moved cannot be applied in the field.

1. 미국 등록특허 US 7,473,887 B2, Resonant scanning probe microscope.1. US registered patent US 7,473,887 B2, Resonant scanning probe microscope. 2. 대한민국 등록특허 제10-0961571호, 주사 탐침 현미경.2. Republic of Korea Patent Registration No. 10-0961571, scanning probe microscope.

1. Shinji Watanabe, et. al, “Development of high-speed ion conductance microscopy”, Rev. Sci. Instrum. 90, 123704(2019).1. Shinji Watanabe, et. al, “Development of high-speed ion conductance microscopy”, Rev. Sci. Instrument. 90, 123704 (2019). 2. Yongho Seo, et.al, “Real-time atomic force microscopy using mechanical resonator type scanner”, Rev. Sci. Instrum. 79, 103703(2008).2. Yongho Seo, et.al, “Real-time atomic force microscopy using mechanical resonator type scanner”, Rev. Sci. Instrument. 79, 103703 (2008).

본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 환경이 제어되지 않는 실외 현장에서 고정된 측정대상의 특성을 빠른 시간 내에 측정할 수 있는 원자 현미경을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an atomic force microscope capable of quickly measuring the characteristics of a fixed measurement target in an outdoor field where the environment is not controlled.

본 발명의 다른 목적은, 측정대상의 특성을 측정하는데 있어, 측정 범위와 속도를 조절할 수 있는 원자 현미경을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an atomic force microscope capable of adjusting the measurement range and speed in measuring the characteristics of a measurement object.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 원자 현미경은, 측정대상과의 상호 작용으로 상기 측정대상의 특성에 반응하는 프로브와, 상기 프로브의 움직임을 감지하는 프로브 센싱부가 장착되어 상기 측정대상에 대한 고속 대변위 스캔을 실시하는 제1스캐너; 상기 제1스캐너의 상단에 연결되어, 상기 제1스캐너를 x-y축 평면상에서 이동시키는 제2스캐너; 상기 제2스캐너와 연결되어, 상기 제1스캐너의 프로브를 z축 방향으로 이동시켜 상기 측정대상으로 접근시키고, 외부로부터의 진동이 상기 제1스캐너와 제2스캐너로 전달되는 것을 차단하는 복수의 고정다리부; 및 상기 제1스캐너가 상기 측정대상을 스캔할 때, 측정환경을 일정한 상태로 유지해주는 측정환경 제어부를 포함한다.The atomic force microscope of the present invention for realizing the object as described above is equipped with a probe that responds to the characteristics of the measurement target through interaction with the measurement target, and a probe sensing unit that detects the movement of the probe. a first scanner that performs a high-speed, large-displacement scan on the object; a second scanner connected to an upper end of the first scanner and moving the first scanner on an x-y axis plane; It is connected to the second scanner, moves the probe of the first scanner in the z-axis direction to approach the measurement target, and blocks vibrations from the outside from being transmitted to the first and second scanners. leg part; and a measurement environment controller maintaining a measurement environment in a constant state when the first scanner scans the measurement object.

상기 제1스캐너는 상기 프로브와 상기 프로브 센싱부를 구비한 외팔보 형태의 구조물로서, 제1스캐너 구동기의 y축 방향 구동에 의해 상기 측정대상의 공진주파수 또는 공진주파수 근처의 주파수로 가진하여 z축을 중심으로 x-y축 평면상에서 양방향으로 회전운동하면서 상기 측정대상에 대한 스캔을 실시할 수 있다.The first scanner is a structure in the form of a cantilever having the probe and the probe sensing unit, and is excited at a resonance frequency of the measurement object or a frequency near the resonance frequency by driving in the y-axis direction of the first scanner driver, centering on the z-axis. Scanning of the measurement target may be performed while rotating in both directions on the x-y axis plane.

상기 제1스캐너에는 상기 프로브를 z축 방향으로 이동시킬 수 있는 수직 스캐너가 구비되어, 상기 측정대상의 특성에 따라 변화하는 상기 프로브의 굽힘변화를 보상할 수 있고, 상기 프로브의 보상된 굽힘변화의 정보로부터 상기 측정대상의 특성을 측정할 수 있다.The first scanner is provided with a vertical scanner capable of moving the probe in the z-axis direction to compensate for the bending change of the probe, which changes according to the characteristics of the measurement target, and to compensate for the compensated bending change of the probe. The characteristics of the measurement target can be measured from the information.

상기 제1스캐너는 상기 프로브를 고정된 상태 또는 진동하는 상태에서 상기 측정대상과의 상호 작용에 의한 변화를 보상하는 것을 기반으로 상기 측정대상의 특성을 측정할 수 있다.The first scanner may measure the characteristics of the measurement target based on compensating for a change due to an interaction with the measurement target in a state in which the probe is fixed or vibrating.

상기 제1스캐너에는 상기 외팔보 형태의 구조물에 공진주파수를 변경할 수 있는 주파수 조정기가 구비되어, 상기 주파수 조정기의 조정에 의한 상기 구조물의 변경된 공진주파수에 따라 상기 제1스캐너 구동기의 구동력을 조절하여, 상기 제1스캐너의 가진주파수를 변경할 수 있다.The first scanner is provided with a frequency adjuster capable of changing the resonant frequency of the cantilever-shaped structure, and adjusts the driving force of the first scanner driver according to the changed resonant frequency of the structure by adjusting the frequency adjuster. The excitation frequency of the first scanner can be changed.

상기 제1스캐너는 상기 제1스캐너 구동기의 구동력을 조절하여 상기 측정대상에 대한 스캔 범위와 속도를 조절할 수 있다.The first scanner may adjust the scanning range and speed of the measurement target by adjusting the driving force of the first scanner driver.

상기 제2스캐너에는, x축과 y축 방향으로의 정밀하고 안정된 이동을 안내하기 위한 제2스캐너 안내부와, 상기 제2스캐너 안내부를 x축과 y축 방향으로 이동시키기 위한 제2스캐너 구동기가 구비될 수 있다.The second scanner includes a second scanner guide for guiding precise and stable movement in the x-axis and y-axis directions, and a second scanner driver for moving the second scanner guide in the x-axis and y-axis directions. may be provided.

상기 제2스캐너 안내부는, 상기 제2스캐너의 중앙에 구비되어 상기 제1스캐너가 장착되는 중심부와, 상기 중심부의 외측으로 이격되어 상기 제2스캐너의 외곽에 둘레방향으로 구비된 가장자리부, 및 상기 중심부와 가장자리부를 상호 연결하는 연결부로 이루어지고, 상기 제2스캐너 구동기는, 상기 가장자리부와 상기 연결부 사이에 구비되어, 상기 연결부와 중심부를 x축과 y축 방향으로 이동되도록 구동력을 제공할 수 있다.The second scanner guide part includes a central part provided at the center of the second scanner and to which the first scanner is mounted, an edge part spaced outward from the central part and provided around the periphery of the second scanner in a circumferential direction, and It consists of a connection part interconnecting the center part and the edge part, and the second scanner driver is provided between the edge part and the connection part, and can provide a driving force to move the connection part and the center part in the x-axis and y-axis directions. .

상기 제1스캐너에는 상기 프로브를 z축 방향으로 이동시킬 수 있는 수직 스캐너가 구비되고, 상기 제1스캐너의 z축을 중심으로 한 x-y축 평면상에서의 양방향 회전에 의한 라인 스캔 정보와, 상기 수직 스캐너의 z축 방향으로의 스캔 정보, 및 상기 제2스캐너의 x축 방향으로의 스캔 정보를 이용하여, 측정대상에 대한 3차원 스캔 정보를 생성할 수 있다.The first scanner is provided with a vertical scanner capable of moving the probe in the z-axis direction, line scan information by bi-directional rotation on an x-y axis plane centered on the z-axis of the first scanner, and 3D scan information for the measurement target may be generated using the scan information in the z-axis direction and the scan information in the x-axis direction of the second scanner.

상기 제2스캐너는 상기 제2스캐너 구동기의 구동에 의해 x축과 y축 방향으로의 대변위 이동이 가능하여, 상기 측정대상의 임의의 위치에서 특성측정을 할 수 있다.The second scanner is capable of a large displacement movement in the x-axis and y-axis directions by driving the second scanner driver, so that characteristics can be measured at an arbitrary position of the measurement target.

상기 제2스캐너에는 상기 복수의 고정다리부와의 상호작용에 의해 z축 방향으로의 이동을 가능하도록 하는 수직 안내부가 구비될 수 있다.The second scanner may include a vertical guide unit capable of moving in the z-axis direction by interaction with the plurality of fixing leg units.

상기 복수의 고정다리부는, 상기 제2스캐너의 수직 안내부와 나사결합되어 회전 운동에 의해 상기 수직 안내부를 승강 이동시키는 회전이동축과, 상기 회전이동축을 회전 구동하는 회전구동부, 및 상기 회전구동부를 지지하며 외부의 진동이 상기 회전구동부로 전달되는 것을 차단하는 진동방지부를 포함할 수 있다.The plurality of fixing legs include a rotation axis that is screwed with the vertical guide of the second scanner and moves the vertical guide up and down by a rotational motion, a rotation drive unit that rotates and drives the rotation axis, and the rotation drive unit. It may include an anti-vibration unit that supports and blocks external vibration from being transmitted to the rotary drive unit.

상기 회전구동부는, 상기 회전이동축과는 고정축결합되어 상기 회전이동축과 함께 회전되고, 상기 진동방지부와는 자유축결합되어 상기 진동방지부에 회전력을 전달하지 않도록 구비될 수 있다.The rotary driving unit may be provided so as not to transmit rotational force to the vibration preventing unit by being coupled with a fixed shaft to rotate with the rotation shaft and free shaft coupled to the vibration preventing unit.

본 발명에 따른 원자 현미경에 의하면, 측정환경을 제어할 수 있는 환경제어기능과 함께 측정 범위와 속도 조절이 가능한 고속 대변위 스캔이 가능하여, 실험실이 아닌 실외 현장의 일반 환경에서 고정된 측정대상에 대하여 나노미터 분해능으로 고속 대영역 3차원 이미지 스캔이 가능해져 측정대상의 특성을 신속하고 정밀하게 측정할 수 있는 효과가 있다.According to the atomic force microscope according to the present invention, high-speed large-displacement scanning capable of adjusting the measurement range and speed along with the environmental control function capable of controlling the measurement environment is possible, so that a fixed measurement target can be measured in a general environment outside a laboratory. It enables high-speed, large-area 3D image scanning with nanometer resolution, which has the effect of quickly and precisely measuring the characteristics of the object to be measured.

도 1은 종래 탄성힌지 구조를 기반으로 하는 스캔 방식의 예를 나타낸 도면,
도 2는 종래 구조물의 공진을 이용하는 스캔 방식의 예를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원자 현미경의 입체도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원자 현미경의 사시도,
도 5는 본 발명의 원자 현미경에 구비된 제1스캐너의 저면도,
도 6은 본 발명의 원자 현미경에 구비된 제1스캐너의 측면도,
도 7은 본 발명의 원자 현미경에 구비된 제1스캐너 구동기의 구동력에 따른 공진주파수에서의 진폭의 크기를 나타낸 그래프,
도 8은 도 4의 평면도,
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원자 현미경의 3차원 이미지 스캔의 예를 나타낸 도면,
도 10은 본 발명의 원자 현미경에 구비된 고정다리부의 사시도.1 is a view showing an example of a scan method based on a conventional elastic hinge structure;
2 is a view showing an example of a scan method using resonance of a conventional structure;
3 is a three-dimensional view of an atomic force microscope according to a preferred embodiment of the present invention;
4 is a perspective view of an atomic force microscope according to a preferred embodiment of the present invention;
5 is a bottom view of a first scanner provided in the atomic force microscope of the present invention;
6 is a side view of a first scanner provided in the atomic force microscope of the present invention;
7 is a graph showing the magnitude of the amplitude at the resonance frequency according to the driving force of the first scanner driver provided in the atomic force microscope of the present invention;
Figure 8 is a plan view of Figure 4;
9 is a view showing an example of a three-dimensional image scan of an atomic force microscope according to a preferred embodiment of the present invention;
10 is a perspective view of a fixing leg provided in the atomic force microscope of the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the configuration and operation of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 원자 현미경(1)은, 측정대상(500)과의 상호 작용으로 상기 측정대상(500)의 특성에 반응하는 프로브(111)와, 상기 프로브(111)의 움직임을 감지하는 프로브 센싱부(120)가 장착되어 상기 측정대상(500)에 대한 고속 대변위 스캔을 실시하는 제1스캐너(100), 상기 제1스캐너(100)의 상단에 연결되어, 상기 제1스캐너(100)를 x-y축 평면상에서 이동시키는 제2스캐너(200), 상기 제2스캐너(200)와 연결되어, 상기 제1스캐너(100)의 프로브(111)를 z축 방향으로 이동시켜 상기 측정대상(500)으로 접근시키고, 외부로부터의 진동이 상기 제1스캐너(100)와 제2스캐너(200)로 전달되는 것을 차단하는 복수의 고정다리부(300), 및 상기 제1스캐너(100)가 상기 측정대상(500)을 스캔할 때, 측정환경을 일정한 상태로 유지해주는 측정환경 제어부(400)를 포함한다.3 and 4, the atomic force microscope 1 of the present invention includes a probe 111 that responds to the characteristics of the measurement target 500 through interaction with the measurement target 500, and the probe 111 A first scanner 100 equipped with a probe sensing unit 120 for detecting the motion of the first scanner 100 that performs a high-speed, large displacement scan on the measurement target 500, connected to the upper end of the first scanner 100, The second scanner 200 moves the first scanner 100 on the x-y axis plane, and is connected to the second scanner 200 to move the probe 111 of the first scanner 100 in the z-axis direction. a plurality of fixing legs 300 for approaching the measurement object 500 and blocking transmission of external vibrations to the first scanner 100 and the second scanner 200, and the first scanner When (100) scans the measurement object (500), it includes a measurement environment control unit (400) that maintains the measurement environment in a constant state.

도 5와 도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고속 대변위 스캐닝을 실시하는 제1스캐너(100)는, 측정대상(500)과 반응하는 프로브(111)를 고정하는 프로브 홀더(110)와, 상기 프로브(111)의 z축 방향으로의 움직임을 측정하는 프로브 센싱부(120)와, 상기 프로브 홀더(110)와 연결되어 프로브 센싱부(120)의 측정결과에 따라 프로브(111)의 움직임을 조절하는 수직스캐너(130)와, 제2스캐너(200)에 제1스캐너(100)를 장착함과 동시에 프로브 홀더(110)와 프로브 센싱부(120)와 수직스캐너(130)를 포함한 헤드부(110,120,130)를 x-y축 평면상에서 수직축인 z축에 대해 회전시키기 위한 지지대인 헤드 지지대(140)와, 이에 연결되는 헤드 고정대(150)와, 상기 헤드 지지대(140)와 헤드 고정대(150)를 상대운동시키기 위한 제1스캐너 구동기(160,161)와, 스캔주파수를 조절할 수 있는 주파수 조정기(170)로 구성된다. 5 and 6, the first scanner 100 performing high-speed, large-displacement scanning according to a preferred embodiment of the present invention is a probe holder ( 110), the probe sensing unit 120 for measuring the movement of the probe 111 in the z-axis direction, and the probe 111 connected to the probe holder 110 according to the measurement result of the probe sensing unit 120. ), the probe holder 110, the probe sensing unit 120, and the vertical scanner 130 are installed at the same time as the first scanner 100 is mounted on the vertical scanner 130 and the second scanner 200 that control the movement of the A head support 140, which is a support for rotating the head portions 110, 120, and 130 including the heads 110, 120, and 130 about the z-axis, which is a vertical axis on the x-y axis plane, a head support 140 connected thereto, and the head support 140 and the head fixer 150 ) is composed of first scanner drivers 160 and 161 for relative motion and a frequency adjuster 170 for adjusting the scan frequency.

일 실시예로, 상기 제1스캐너(100)의 고속 대변위에서,‘고속’이란 제1스캐너(100)의 스캔 시 왕복운동을 기준으로 2mm 거리를 100Hz 진동수, 즉 0.01초로 스캔하는 경우 이상의 속도로 정의될 수 있다.As an example, in the high-speed large-displacement of the first scanner 100, 'high speed' is a speed higher than when a distance of 2 mm is scanned at a frequency of 100 Hz, that is, 0.01 second, based on the reciprocating motion of the first scanner 100 when scanning. can be defined

상기 헤드 지지대(140)를 통해 연결된 헤드부(110,120,130)는 제1스캐너 구동기(160,161)의 y축 방향으로의 구동 동작을 통해, x-y축 평면상에서 z축에 대한 회전 왕복운동을 한다. 이때 헤드부(110,120,130)와 헤드 지지대(140) 및 헤드 고정대(150)는 기구적으로 외팔보의 형태로 정의가 되며, 이는 질량과 탄성요소로 이루어진 등가모델로 해석이 가능하여, z축에 대한 회전에 대해서 고유진동수가 정의된다. 따라서, 제1스캐너 구동기(160,161)를 상기 고유진동수에 맞추어 구동하는 경우, 작은 힘으로도 큰 왕복운동을 얻을 수 있으며, 고유진동수의 역수값의 시간으로 측정대상(500)을 스캔할 수 있다. The head parts 110, 120, and 130 connected through the head support 140 rotate and reciprocate about the z-axis on the x-y-axis plane through the driving operation of the first scanner driver 160 and 161 in the y-axis direction. At this time, the head parts 110, 120, and 130, the head support 140, and the head fixture 150 are mechanically defined in the form of a cantilever beam, which can be interpreted as an equivalent model consisting of mass and elastic elements, and rotation about the z-axis. The natural frequency is defined for Therefore, when the first scanner actuators 160 and 161 are driven according to the natural frequency, a large reciprocating motion can be obtained even with a small force, and the measurement target 500 can be scanned in a time equal to the reciprocal value of the natural frequency.

한편, 상기 조정기 이동부(172)는 주파수 조정기 고정대(171)와 주파수 조정기 이동부(172)에 연결되어 있어, 상기 주파수 조정기 이동부(172)를 x축 방향으로 이동하는 경우, 외팔보의 특성변화로 인해 고유진동수가 바뀌고, 여기에 맞춰 제1스캐너 구동기(160,161)의 구동주파수로 함께 조정하면 최종적으로 측정대상(500)의 스캔속도 또한 조절할 수 있다. Meanwhile, the adjuster moving unit 172 is connected to the frequency adjuster fixing base 171 and the frequency adjuster moving unit 172, and when the frequency adjuster moving unit 172 is moved in the x-axis direction, the characteristics of the cantilever change. As a result, the natural frequency changes, and if the driving frequency of the first scanner drivers 160 and 161 is adjusted together with this, the scanning speed of the measurement target 500 can also be finally adjusted.

이와 같이 상기 제1스캐너(100)는 프로브(111)와 프로브 센싱부(120)를 구비한 외팔보 형태의 구조물로서, 제1스캐너 구동기(160,161)의 y축 방향 구동에 의해 측정대상(500)의 공진주파수 또는 공진주파수 근처의 주파수로 가진하여 z축을 중심으로 x-y축 평면상에서 양방향으로 회전운동하면서 상기 측정대상(500)에 대한 스캔을 실시할 수 있다.As described above, the first scanner 100 is a cantilever-shaped structure having a probe 111 and a probe sensing unit 120, and the first scanner driver 160, 161 is driven in the y-axis direction to measure the object 500 to be measured. The measurement object 500 may be scanned while rotating in both directions on the x-y axis plane around the z-axis by excitation at a resonance frequency or a frequency near the resonance frequency.

또한, 상기 제1스캐너(100)에는 상기 프로브(111)를 z축 방향으로 이동시킬 수 있는 수직 스캐너(130)가 구비되어, 상기 측정대상(500)의 특성에 따라 변화하는 상기 프로브(111)의 굽힘변화를 보상할 수 있고, 상기 프로브(111)의 보상된 굽힘변화의 정보로부터 상기 측정대상(500)의 특성을 측정할 수 있다.In addition, the first scanner 100 is provided with a vertical scanner 130 capable of moving the probe 111 in the z-axis direction, and the probe 111 changes according to the characteristics of the measurement object 500. The bending change of can be compensated for, and the characteristics of the measurement target 500 can be measured from information on the compensated bending change of the probe 111 .

이 경우 상기 제1스캐너(100)는 상기 프로브(111)를 고정된 상태 또는 진동하는 상태에서 상기 측정대상(500)과의 상호 작용에 의한 변화를 보상하는 것을 기반으로 상기 측정대상(500)의 특성을 측정할 수 있다.In this case, the first scanner 100 compensates for the change due to the interaction with the measurement target 500 in a fixed state or vibrating state of the probe 111, based on the measurement of the measurement target 500. characteristics can be measured.

또한, 상기 제1스캐너(100)에는 상기 외팔보 형태의 구조물에 공진주파수를 변경할 수 있는 주파수 조정기(170)가 구비되어, 상기 주파수 조정기(170)의 조정에 의한 상기 구조물의 변경된 공진주파수에 따라 상기 제1스캐너 구동기(160,161)의 구동력을 조절하여, 상기 제1스캐너(100)의 가진주파수를 변경할 수 있다.In addition, the first scanner 100 is provided with a frequency adjuster 170 capable of changing the resonant frequency of the cantilever-shaped structure, and the frequency adjuster 170 adjusts the structure according to the changed resonant frequency. The excitation frequency of the first scanner 100 may be changed by adjusting the driving force of the first scanner drivers 160 and 161 .

이와 같이 상기 제1스캐너(100)는 상기 제1스캐너 구동기(160,161)의 구동력을 조절하여 상기 측정대상(500)에 대한 스캔 범위와 속도를 조절할 수 있다.As such, the first scanner 100 can adjust the scanning range and speed of the measurement object 500 by adjusting the driving force of the first scanner actuators 160 and 161 .

도7은 외팔보 형태의 구조물에서 제1스캐너 구동기(160,161)의 작용력에 따른 공진주파수에서의 최대 변위를 나타내는데, 제1스캐너 구동기(160,161)의 작용력에 비례하여 최대 변위가 변하기 때문에, 제1스캐너 구동기(160,161)의 작용력을 조절하여 제1스캐너(100)의 스캔 범위와 속도를 변화시킬 수 있다. 7 shows the maximum displacement at the resonance frequency according to the action force of the first scanner actuators 160 and 161 in the cantilever-type structure. Since the maximum displacement changes in proportion to the action force of the first scanner actuators 160 and 161, the first scanner actuator The scanning range and speed of the first scanner 100 can be changed by adjusting the operating force of (160, 161).

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원자현미경(1)을 위에서 바라보는 모습으로 제2스캐너(200)의 모습을 나타내는데, 측정대상(500)의 3차원 정보를 얻기 위해서는 프로브(111)를 측정대상(500)에 대하여 x-y축 평면상에서 평면 스캐닝을 실시하면서 z축으로 높이 정보를 측정하여야 하는데, 도 9 (a)에서와 같이 제1스캐너(100)는 x-y축 평면상에서 z축에 대한 회전을 통해서 선형태의 스캐닝을 실시하기 때문에, 평면상에서의 정보를 얻기 위해서는 제1스캐너(100)를 x축 상으로도 스캐닝하여야 한다. 따라서, 제1스캐너(100)의 헤드 고정대(150)와 연결된 제2스캐너(200)를 x축 방향으로 도 9 (a)에 도시된 1,2,3의 순서대로 이동하여, 도 9 (b)와 같이 측정대상(500)의 3차원 정보를 얻을 수 있다. 그리고, 제1스캐너(100)의 스캔영역보다 더욱 넓은 영역에서도 측정이 가능하도록, y축으로도 이동이 가능한 형태를 가졌다. 8 shows the appearance of the second scanner 200 as viewed from the top of the atomic force microscope 1 according to a preferred embodiment of the present invention. Height information should be measured in the z-axis while plane scanning is performed on the x-y axis plane for the measurement object 500. As shown in FIG. 9 (a), the first scanner 100 rotates about the z-axis on the x-y axis plane. Since linear scanning is performed through , the first scanner 100 must also be scanned along the x-axis in order to obtain information on a plane. Therefore, by moving the second scanner 200 connected to the head holder 150 of the first scanner 100 in the x-axis direction in the order of 1, 2, and 3 shown in FIG. 9 (a), FIG. 9 (b) ), three-dimensional information of the measurement target 500 can be obtained. In addition, it has a shape that can be moved in the y-axis so that measurements can be made in a wider area than the scan area of the first scanner 100.

이와 같이 상기 제1스캐너(100)의 z축을 중심으로 한 x-y축 평면상에서의 양방향 회전에 의한 라인 스캔 정보와, 상기 수직 스캐너(130)의 z축 방향으로의 스캔 정보, 및 상기 제2스캐너(200)의 x축 방향으로의 스캔 정보를 이용하여, 측정대상(500)에 대한 3차원 스캔 정보를 생성할 수 있다.In this way, line scan information by bi-directional rotation on the x-y axis plane centered on the z axis of the first scanner 100, scan information in the z axis direction of the vertical scanner 130, and the second scanner ( 200) may be used to generate 3D scan information for the measurement target 500 using the scan information in the x-axis direction.

상기 제2스캐너(200)에는, x축과 y축 방향으로의 정밀하고 안정된 이동을 안내하기 위한 제2스캐너 안내부(210)와, 상기 제2스캐너 안내부(210)를 x축과 y축 방향으로 이동시키기 위한 제2스캐너 구동기(220,221)가 구비된다.The second scanner 200 includes a second scanner guide 210 for guiding precise and stable movement in the x-axis and y-axis directions, and the second scanner guide 210 in the x-axis and y-axis directions. Second scanner actuators 220 and 221 for moving in the direction are provided.

상기 제2스캐너 안내부(210)는, 상기 제2스캐너(200)의 중앙에 구비되어 상기 제1스캐너(100)가 장착되는 중심부(210a)와, 상기 중심부(210a)의 외측으로 이격되어 상기 제2스캐너(200)의 외곽에 둘레방향으로 구비된 가장자리부(210b), 및 상기 중심부(210a)와 가장자리부(210b)를 상호 연결하는 연결부(210c)로 이루어져 있다. 상기 제2스캐너 구동기(220,221)는, 상기 가장자리부(210b)와 상기 연결부(210c) 사이에 구비되어, 상기 연결부(210c)와 중심부(210a)를 x축과 y축 방향으로 이동되도록 구동력을 제공한다.The second scanner guide part 210 is provided at the center of the second scanner 200 and is spaced apart from the central part 210a on which the first scanner 100 is mounted, and is spaced outward from the central part 210a, It consists of an edge portion 210b provided in the circumferential direction on the outer edge of the second scanner 200, and a connection portion 210c interconnecting the central portion 210a and the edge portion 210b. The second scanner actuators 220 and 221 are provided between the edge portion 210b and the connection portion 210c to provide driving force to move the connection portion 210c and the central portion 210a in the x-axis and y-axis directions. do.

상기 제2스캐너 구동기(220,221)의 구동에 의해 중심부(210a)에 장착된 제1스캐너(100)는 x축과 y축 방향으로의 스캔 영역을 더욱 넓힐 수 있다.By driving the second scanner drivers 220 and 221, the first scanner 100 mounted on the central portion 210a can further widen the scan area in the x-axis and y-axis directions.

또한, 상기 제2스캐너(200)는 상기 제2스캐너 구동기(220,221)의 구동에 의해 x축과 y축 방향으로의 대변위 이동이 가능하여, 상기 측정대상(500)의 임의의 위치에서 특성측정을 할 수 있다.In addition, the second scanner 200 is capable of large displacement movement in the x-axis and y-axis directions by driving the second scanner actuators 220 and 221, so that the measurement target 500 can measure characteristics at an arbitrary position can do.

상기 제2스캐너(200)에는 상기 복수의 고정다리부(300)와의 상호작용에 의해 z축 방향으로의 이동을 가능하도록 하는 수직 안내부(230)가 구비될 수 있다.The second scanner 200 may be provided with a vertical guide part 230 that enables movement in the z-axis direction by interaction with the plurality of fixing leg parts 300 .

상기 수직 안내부(230)의 z축 방향으로의 승강 이동에 따라 제2스캐너(200) 또한, z축 방향으로 승강 이동하게 된다.As the vertical guide part 230 moves up and down in the z-axis direction, the second scanner 200 also moves up and down in the z-axis direction.

한편, 상기 측정환경 제어부(500)는, 상기 제1스캐너(100)의 외곽을 둘러싸도록 구비되어 제1스캐너(100)가 측정대상(500)으로부터 특성을 측정할 때, 외부의 열과 음향 등의 노이즈를 막아주며, 안정적인 측정환경을 유지해주는 기능을 한다.On the other hand, the measurement environment control unit 500 is provided to surround the outer periphery of the first scanner 100 so that when the first scanner 100 measures characteristics from the measurement object 500, external heat and sound, etc. It blocks noise and maintains a stable measurement environment.

도 10을 참조하면, 상기 복수의 고정다리부(300)는, 상기 제2스캐너(200)의 수직 안내부(230)와 나사결합되어 회전 운동에 의해 상기 수직 안내부(230)를 승강 이동시키는 회전이동축(310)과, 상기 회전이동축(310)을 회전 구동하는 회전구동부(320), 및 상기 회전구동부(320)를 지지하며 외부의 진동이 상기 회전구동부(320)로 전달되는 것을 차단하는 진동방지부(330)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 10 , the plurality of fixing leg parts 300 are screwed with the vertical guide part 230 of the second scanner 200 to lift and move the vertical guide part 230 by a rotational motion. The rotation shaft 310, the rotation drive unit 320 that rotationally drives the rotation shaft 310, and supports the rotation drive unit 320 and blocks external vibration from being transmitted to the rotation drive unit 320. It is configured to include an anti-vibration unit 330.

상기 회전구동부(320)는, 상기 회전이동축(310)과는 고정축결합되어 상기 회전이동축(310)과 함께 회전되고, 상기 진동방지부(330)와는 자유축결합되어 상기 진동방지부(330)에 회전력을 전달하지 않도록 구비될 수 있다.The rotation driving unit 320 is fixedly coupled to the rotation shaft 310 and rotates together with the rotation shaft 310, and is free shaft coupled to the anti-vibration unit 330 to form the anti-vibration unit ( 330) may be provided so as not to transmit rotational force.

따라서, 제1스캐너(100)의 프로브(111)를 측정대상(500)으로 접근시킬 수 있으며, 외부로부터 전달되는 진동과 같은 외란을 제거하여 안정적인 3차원 스캐닝이 가능해진다. Therefore, the probe 111 of the first scanner 100 can approach the measurement target 500, and stable 3D scanning is possible by removing external disturbances such as vibration.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications obvious to those skilled in the art to which the present invention pertains may be carried out without departing from the technical spirit of the present invention claimed in the claims. It is possible, and such modifications fall within the scope of the present invention.

1 : 원자 현미경 100 : 제1스캐너
110 : 프로브 홀더 111 : 프로브
120 : 프로브 센싱부 130 : 수직 스캐너
140 : 헤드 지지부 150 : 헤드 고정대
160,161 : 제1스캐너 구동기 170 : 주파수 조정기
171 : 주파수 조정기 고정대 172 : 주파수 조정기 이동부
200 : 제2스캐너 210 : 제2스캐너 안내부
210a : 중심부 210b : 가장자리부
210c : 연결부 220,221 : 제2스캐너 구동기
230 : 수직 안내부 300 : 고정다리부
310 : 회전이동축 320 : 회전구동부
330 : 진동방지부 400 : 측정환경 제어부
500 : 측정대상1: atomic force microscope 100: first scanner
110: probe holder 111: probe
120: probe sensing unit 130: vertical scanner
140: head support 150: head fixture
160,161: first scanner driver 170: frequency regulator
171: frequency regulator fixture 172: frequency regulator moving part
200: second scanner 210: second scanner guidance unit
210a: center 210b: edge
210c: connection part 220,221: second scanner driver
230: vertical guide part 300: fixed leg part
310: rotation axis 320: rotation drive unit
330: anti-vibration unit 400: measurement environment control unit
500: measurement target

Claims (13)

측정대상과의 상호 작용으로 상기 측정대상의 특성에 반응하는 프로브와, 상기 프로브의 움직임을 감지하는 프로브 센싱부가 장착되어 상기 측정대상에 대한 고속 대변위 스캔을 실시하는 제1스캐너;
상기 제1스캐너의 상단에 연결되어, 상기 제1스캐너를 x-y축 평면상에서 이동시키는 제2스캐너;
상기 제2스캐너와 연결되어, 상기 제1스캐너의 프로브를 z축 방향으로 이동시켜 상기 측정대상으로 접근시키고, 외부로부터의 진동이 상기 제1스캐너와 제2스캐너로 전달되는 것을 차단하는 복수의 고정다리부; 및
상기 제1스캐너가 상기 측정대상을 스캔할 때, 측정환경을 일정한 상태로 유지해주는 측정환경 제어부;
를 포함하는 원자 현미경.A first scanner equipped with a probe that responds to the characteristics of the measurement target by interaction with the measurement target and a probe sensing unit for detecting motion of the probe to perform a high-speed, large-displacement scan on the measurement target;
a second scanner connected to an upper end of the first scanner to move the first scanner on an xy-axis plane;
It is connected to the second scanner, moves the probe of the first scanner in the z-axis direction to approach the measurement target, and blocks vibrations from the outside from being transmitted to the first and second scanners. leg part; and
a measurement environment control unit that maintains a measurement environment in a constant state when the first scanner scans the measurement object;
An atomic force microscope including a. 제1항에 있어서,
상기 제1스캐너는 상기 프로브와 상기 프로브 센싱부를 구비한 외팔보 형태의 구조물로서, 제1스캐너 구동기의 y축 방향 구동에 의해 상기 측정대상의 공진주파수 또는 공진주파수 근처의 주파수로 가진하여 z축을 중심으로 x-y축 평면상에서 양방향으로 회전운동하면서 상기 측정대상에 대한 스캔을 실시하는 것을 특징으로 하는 원자 현미경.According to claim 1,
The first scanner is a structure in the form of a cantilever having the probe and the probe sensing unit, and is excited at a resonance frequency of the measurement object or a frequency near the resonance frequency by driving in the y-axis direction of the first scanner driver, centering on the z-axis. An atomic force microscope, characterized in that for scanning the measurement object while rotating in both directions on the xy-axis plane. 제2항에 있어서,
상기 제1스캐너에는 상기 프로브를 z축 방향으로 이동시킬 수 있는 수직 스캐너가 구비되어, 상기 측정대상의 특성에 따라 변화하는 상기 프로브의 굽힘변화를 보상할 수 있고, 상기 프로브의 보상된 굽힘변화의 정보로부터 상기 측정대상의 특성을 측정하는 것을 특징으로 하는 원자 현미경.According to claim 2,
The first scanner is provided with a vertical scanner capable of moving the probe in the z-axis direction to compensate for the bending change of the probe, which changes according to the characteristics of the measurement target, and to compensate for the compensated bending change of the probe. An atomic force microscope characterized in that for measuring the characteristics of the measurement object from the information. 제2항에 있어서,
상기 제1스캐너는 상기 프로브를 고정된 상태 또는 진동하는 상태에서 상기 측정대상과의 상호 작용에 의한 변화를 보상하는 것을 기반으로 상기 측정대상의 특성을 측정하는 것을 특징으로 하는 원자 현미경.According to claim 2,
The atomic force microscope, characterized in that the first scanner measures the characteristics of the measurement object based on compensating for a change due to interaction with the measurement object in a state in which the probe is fixed or vibrating. 제2항에 있어서,
상기 제1스캐너에는 상기 외팔보 형태의 구조물에 공진주파수를 변경할 수 있는 주파수 조정기가 구비되어, 상기 주파수 조정기의 조정에 의한 상기 구조물의 변경된 공진주파수에 따라 상기 제1스캐너 구동기의 구동력을 조절하여, 상기 제1스캐너의 가진주파수를 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 원자 현미경.According to claim 2,
The first scanner is provided with a frequency adjuster capable of changing the resonant frequency of the cantilever-shaped structure, and adjusts the driving force of the first scanner driver according to the changed resonant frequency of the structure by adjusting the frequency adjuster. An atomic force microscope, characterized in that the excitation frequency of the first scanner can be changed. 제2항에 있어서,
상기 제1스캐너는 상기 제1스캐너 구동기의 구동력을 조절하여 상기 측정대상에 대한 스캔 범위와 속도를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 원자 현미경.According to claim 2,
The atomic force microscope, characterized in that the first scanner can adjust the scanning range and speed of the measurement target by adjusting the driving force of the first scanner driver. 제1항에 있어서,
상기 제2스캐너에는, x축과 y축 방향으로의 정밀하고 안정된 이동을 안내하기 위한 제2스캐너 안내부와, 상기 제2스캐너 안내부를 x축과 y축 방향으로 이동시키기 위한 제2스캐너 구동기가 구비된 것을 특징으로 하는 원자 현미경.According to claim 1,
The second scanner includes a second scanner guide for guiding precise and stable movement in the x-axis and y-axis directions, and a second scanner driver for moving the second scanner guide in the x-axis and y-axis directions. An atomic force microscope, characterized in that provided. 제7항에 있어서,
상기 제2스캐너 안내부는, 상기 제2스캐너의 중앙에 구비되어 상기 제1스캐너가 장착되는 중심부와, 상기 중심부의 외측으로 이격되어 상기 제2스캐너의 외곽에 둘레방향으로 구비된 가장자리부, 및 상기 중심부와 가장자리부를 상호 연결하는 연결부로 이루어지고,
상기 제2스캐너 구동기는, 상기 가장자리부와 상기 연결부 사이에 구비되어, 상기 연결부와 중심부를 x축과 y축 방향으로 이동되도록 구동력을 제공하는 것을 특징으로 하는 원자 현미경.According to claim 7,
The second scanner guide part includes a central part provided at the center of the second scanner and to which the first scanner is mounted, an edge part spaced outward from the central part and provided in a circumferential direction around the outer edge of the second scanner, and It consists of a connection part interconnecting the center and the edge part,
The second scanner driver is provided between the edge portion and the connection portion, and provides a driving force to move the connection portion and the center portion in the x-axis and y-axis directions. 제7항에 있어서,
상기 제1스캐너에는 상기 프로브를 z축 방향으로 이동시킬 수 있는 수직 스캐너가 구비되고,
상기 제1스캐너의 z축을 중심으로 한 x-y축 평면상에서의 양방향 회전에 의한 라인 스캔 정보와, 상기 수직 스캐너의 z축 방향으로의 스캔 정보, 및 상기 제2스캐너의 x축 방향으로의 스캔 정보를 이용하여, 측정대상에 대한 3차원 스캔 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 원자 현미경.According to claim 7,
The first scanner includes a vertical scanner capable of moving the probe in a z-axis direction;
Line scan information by bidirectional rotation on the xy-axis plane centered on the z-axis of the first scanner, scan information in the z-axis direction of the vertical scanner, and scan information in the x-axis direction of the second scanner An atomic force microscope characterized in that by using, to generate three-dimensional scan information on the measurement target. 제7항에 있어서,
상기 제2스캐너는 상기 제2스캐너 구동기의 구동에 의해 x축과 y축 방향으로의 대변위 이동이 가능하여, 상기 측정대상의 임의의 위치에서 특성측정이 가능한 것을 특징으로 하는 원자 현미경.According to claim 7,
The second scanner is capable of large displacement movement in the x-axis and y-axis directions by driving the second scanner driver, so that characteristics can be measured at an arbitrary position of the measurement object. 제7항에 있어서,
상기 제2스캐너에는 상기 복수의 고정다리부와의 상호작용에 의해 z축 방향으로의 이동을 가능하도록 하는 수직 안내부가 구비된 것을 특징으로 하는 원자 현미경.According to claim 7,
The atomic force microscope according to claim 1, wherein the second scanner is provided with a vertical guide unit capable of moving in the z-axis direction by interaction with the plurality of fixing leg units. 제11항에 있어서,
상기 복수의 고정다리부는,
상기 제2스캐너의 수직 안내부와 나사결합되어 회전 운동에 의해 상기 수직 안내부를 승강 이동시키는 회전이동축과, 상기 회전이동축을 회전 구동하는 회전구동부, 및 상기 회전구동부를 지지하며 외부의 진동이 상기 회전구동부로 전달되는 것을 차단하는 진동방지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자 현미경.According to claim 11,
The plurality of fixed legs,
A rotation axis that is screwed with the vertical guide of the second scanner and moves the vertical guide up and down by a rotational motion, a rotation drive unit that rotates and drives the rotation axis, and an external vibration that supports the rotation drive unit. Atomic force microscope, characterized in that it comprises an anti-vibration unit that blocks transmission to the rotary drive unit. 제12항에 있어서,
상기 회전구동부는, 상기 회전이동축과는 고정축결합되어 상기 회전이동축과 함께 회전되고, 상기 진동방지부와는 자유축결합되어 상기 진동방지부에 회전력을 전달하지 않도록 구비된 것을 특징으로 하는 원자 현미경.According to claim 12,
The rotational driving unit is fixedly coupled to the rotational shaft to rotate together with the rotational shaft, and is free-axially coupled to the anti-vibration unit so as not to transmit rotational force to the anti-vibration unit. atomic force microscope.
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