KR20170022932A - 마스터 하중으로 공구 없이 작동 가능하며 측정 프로브를 분리 가능하게 고정하는 주사 탐침 현미경용 고정 메카니즘 - Google Patents

Abstract

상기 주사 탐침 현미경(1)의 측정 프로브(11)를 선택적으로 고정하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는:
상기 측정 프로브(11)가 안내될 수 있는 안내 장치(22);
공구없이 작동할 수 있는 고정 기구(24)에 마스터 하중을 선택적으로 작용시키기 위한 마스터 하중 장치(34);
상기 마스터 하중 장치(34)를 이용하여 상기 안내 장치(22)내에서 안내되는 측정 프로브(11)의 고정 및/또는 구속해제를 위해 공구 없이 작동가능한 것을 특징으로 하는 고정 장치.

Description

마스터 하중으로 공구 없이 작동 가능하며 측정 프로브를 분리 가능하게 고정하는 주사 탐침 현미경용 고정 메카니즘{FIXING MECHANISM FOR SCANNING PROBE MICROSCOPE OPERABLE BY MASTER FORCE TOOL-LESS AND FIXING A MEASURING PROB DETACHABLY}

본 발명은 고정 장치, 주사 탐침 현미경 및 주사 탐침 현미경의 측정 프로브를 고정하기 위한 방법에 관한 것이다.

원자력 현미경은 주로 표면의 측 방향 또는 수직방향 고해상도 검사 (특히 표면의 지형 검사)에 이용된다. 이 경우 측정 프로브(예를 들어 캔틸레버라도고 하는 판스프링)는 나노 크기의 소형 니들(측정 팁 또는 측정 프로브 팁이라고도 함)에 의해 표면 위로 안내되고(즉, 주사되고), 캔틸레버의 변위는 표면과 캔틸레버의 상호 작용에 기초해서 검출된다. 샘플의 표면 상태에 따라 위치 의존적으로 캔틸레버의 변위 또는 프로브의 트랙킹이 기록 또는 스캐닝된다. 캔틸레버 또는 팁의 변위는 용량성으로(특히 압전식으로) 또는 광학 센서를 이용해서 측정될 수 있다. 이러한 방법은 원자 해상도에까지 이르는 샘플의 표면의 구조 검사를 가능하게 한다. 검사할 샘플의 표면과 캔틸레버 사이의 간격은 매우 정확히 조절될 수 있다. 따라서 다양한 측정 방법, 예를 들어 접촉 모드(contact mode), 비접촉 모드(non contact mode), 탭핑-AFM 모드(tapping mode) 등이 구현될 수 있다.

작동 모드에 따라 긴 작용 범위의 끌어당기는 반데르발스- 및 모세관력 외에도 작은 작용 범위의 강한 반발력도 샘플 표면의 지형적 또는 화학적 정보를 얻기 위해 이용될 수 있다. 또한, 전기 전도성, 표면 전하, 탄성계수, 접착력, 전기화학 전위, 압전 특성, 적외선 흡수 및/또는 온도 상전이와 같은 샘플 특성들이 결정될 수 있다. 추가로 원자력 현미경은 물론 자기력 현미경, 마찰력 현미경, 전류-전압 현미경 또는 주사 켈빈(scanning Kelvin) 현미경도 사용된다. 주사 탐침 현미경의 사용 목적에 따라 실리콘 또는 실리콘 질화물로 이루어진 측정 프로브 외에 코팅된 다양한 측정 프로브들이 사용될 수 있다(예를 들어 금-, 백금- 또는 탄소 코팅된 측정 프로브). 측정 프로브의 코팅은 일반적으로 하부면에서, 즉 측정 팁이 위치한 면에서 이루어진다. 측정 프로브 전체가 코팅되는 코팅 공정은 일반적으로 상부면과 하부면 사이의 연속 접촉을 보장하지 않는다. 이때 주사 탐침 현미경과 샘플의 하부면의 전기 접촉이 이루어질 수 있다. 이 경우 주사 탐침 현미경과 측정 프로브 사이의 접촉 저항은 장치의 수명 동안 현저하게 변경되지 않는 것이 보장되어야 한다.

일반적인 선행기술에 해당하는 주사 탐침 현미경에 측정 프로브의 장착은 EP 1,012,862호 및 US 5,717,132호에 기술된다.

주사 탐침 현미경의 민감한 측정 프로브를 취급하고 필요에 따라 교체하며, 이 경우 주사 탐침 현미경의 작동 시 재현 가능성과 정확성을 손상시키지 않는 것은 여전히 당면 과제이다.

본 발명의 과제는 주사 탐침 현미경의 측정 프로브를 간단하게 손상 방지되도록 취급할 수 있는 가능성을 제공하는 것이다.

상기 과제는 독립 특허 청구항들에 따른 특징을 포함하는 대상들에 의해 해결된다. 다른 실시예들은 종속 청구항에 제시된다.

본 발명의 실시예에 따라 주사 탐침 현미경의 측정 프로브의 선택적인 고정을 위한 고정 장치가 제공되고, 이 경우 고정 장치는 측정 프로브가 삽입될 수 있는 삽입 수단, 공구 없이 작동 가능한 고정 메카니즘에 마스터 하중을 선택적으로 가하기 위한 마스터 하중 수단(특히 삽입 수단과 별도로 필요에 따라 마스터 하중을 생성하기 위한 수단) 및 상기 고정 메카니즘을 포함하고, 상기 고정 메카니즘은 삽입 수단 내로 삽입된 측정 프로브의 분리 및/또는 고정을 위해 마스터 하중 수단에 의해 공구 없이 작동 가능하다.

본 발명의 다른 실시예에 따라 주사 탐침 현미경은 시편의 표면의 주사 스캐닝을 이용해서 시편에 관한 표면 정보를 결정하기 위해 제공되고, 이 경우 주사 탐침 현미경은 시편의 표면의 주사 스캐닝을 위해 설치된 측정 프로브와 상기 특징을 가지며 측정 프로브의 고정을 위한 고정 장치를 포함한다.

다른 바람직한 실시예에 따라 주사 탐침 현미경의 측정 프로브를 고정하기 위한 방법이 제공되고, 상기 방법에서 측정 프로브는 주사 탐침 현미경의 삽입 수단 내로 삽입되고, 삽입 수단 내로 삽입된 측정 프로브의 분리 및/또는 고정을 위해 고정 메카니즘은 (특히 외부) 마스터 하중을 이용해서 공구 없이 작동된다.

본 출원과 관련해서 "마스터 하중 수단"이란 특히 (바람직하게 삽입 수단 및/또는 고정 수단과 별도로) 일시적으로 작용하는 마스터 하중을 필요에 따라(예를 들어 기계 제어식 또는 사용자 제어식으로) 생성하기 위해 형성된 힘 생성 수단이다. 상기 수단은 무접촉으로, 공구를 이용하지 않고 및/또는 보조 몸체를 이용하지 않고 및 양호하게 재현 가능한 측정 프로브의 고정 또는 삽입 수단으로부터 측정 프로브의 분리를 가능하게 할 수 있다. 이러한 마스터 하중은 선택적으로 활성화 또는 비활성화될 수 있다.

본 출원과 관련해서 "공구 없이 작동 가능한"이란 특히, 사용자가 고정 장치에 측정 프로브를 설치하기 위해 및 고정 장치로부터 측정 프로브를 제거하기 위해 고정 장치 외에 공구 (예를 들어 스크루드라이버) 또는 그 밖의 보조 수단을 이용하지 않아도 되는 것을 의미한다.

본 출원과 관련해서 "분리 가능한 고정"이란 특히, 고정 장치의 고정 상태에서 측정 프로브가 삽입 수단에 고정 설치되고, 시편의 표면의 스캐닝 시 힘이 작용할 때 삽입 수단으로부터 의도치 않게 분리되지 않고, 고정 장치의 분리 상태에서 측정 프로브가 파괴되지 않고(즉 고정 장치, 측정 프로브 및/또는 다른 부품들의 파괴 없이) 그리고 실질적으로 힘을 이용하지 않고 고정 장치의 삽입 수단으로부터 제거될 수 있는 것을 의미한다.

본 출원과 관련해서 "주사 탐침 현미경"이란 특히, 시편의 이미지 또는 그 밖의 표면 정보가 광학 또는 전자 광학 촬상에 의해 (특히 렌즈를 사용하여) 형성되는 것이 아니라, 시편과 측정 프로브의 상호 작용에 의해 형성되는 현미경이다. 검사할 프로브 표면은 주사 과정에서 점마다 이러한 측정 프로브를 이용해서 스캐닝된다. 각각의 개별 점마다 제공되는 측정값들은 이미지로 구성될 수 있거나 다른 방식으로 평가될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라 주사 탐침 현미경의 측정 프로브를 위한 견고한 고정 장치가 제공되고, 상기 고정 장치는 동시에 주사 탐침 현미경에서 다양한 여러 측정 프로브 유형 또는 측정 방법을 위해 이용 가능하고, 측정 프로브를 파괴하지 않고 교체할 수 있게 한다. 본 발명의 실시예는 사용자로 하여금, 외부 공구(예를 들어 스크루드라이버) 또는 그 밖의 조립 보조 몸체(예를 들어 고정 클립 또는 레버) 또는 작은 고정 수단(예를 들어 스크루)가 사용될 필요 없이 측정 프로브를 교체할 수 있는 것을 가능하게 한다. 이는 측정 프로브의 조립 및 교체와 관련해서 사용자 편의성을 높인다. 직관적으로 취급 가능한 삽입 수단, 가역적으로 작용하는 고정 메카니즘 및 고정 메카니즘을 힘에 기반해서 제어하기 위한 바람직하게 무접촉으로 작용하는 마스터 하중 수단의 협력에 의해 고정 장치의 바람직하지 않은 기계적 파괴가 저지될 수 있고, 측정 프로브의 위치 설정 오류가 제거될 수 있다. 이를 위해 본 발명의 실시예는, 고정력의 활성화 및/또는 비활성화를 위해 삽입 수단에 대해 별도로 제공된 고정 메카니즘의 마스터 하중 수단에 의해 높은 마스터 하중이 가해지고, 상기 힘의 작용 하에 측정 프로브는 선택적으로 고정 메카니즘에 의해 고정되거나 그것으로부터 분리될 수 있다. 마스터 하중 수단에 의해 생성된 마스터 하중은 이 경우 고정 메카니즘의 고정력과 중첩될 수 있고(특히 상기 고정력을 약화시키도록 또는 제거하도록 중첩되고), 따라서 결과되는 고정력이 측정 프로브에 더 이상 작용하지 않고 이로써 측정 프로브는 분리된다.

또한 고정 장치, 주사 탐침 현미경 및 방법의 추가의 바람직한 실시예들이 설명된다.

형성에 따라 마스터 하중 수단은 나머지 장비(즉 나머지 주사 탐침 현미경)과 무관할 수 있고 또는 상기 장비 내에 통합될 수 있다. 고정 메카니즘은 그와 달리 일반적으로, 그러나 필수적인 것은 아니지만, 상기 장비의 부분을 형성한다.

본 발명의 실시예에 따라 마스터 하중 수단은, 조절 가능한 마스터 하중을 가함으로써 분리 및/또는 고정을 제어하도록, 특히 분리를 선택적으로 활성화하도록 (예를 들어 자기 마스터 하중의 생성을 위한 전자석을 활성화하는 전류원의 스위치 온에 의해 또는 고정 장치에 영구 자석의 공간적인 접근에 의해) 또는 비활성화하도록 (예를 들어 전류원의 스위치 오프에 의해 또는 고정 수단으로부터 영구 자석의 공간적인 분리 이동에 의해) 형성될 수 있다. 이로 인해 각각 작용하는 마스터 하중의 정밀 조정이 가능하다. 측정 프로브에 과도하거나 너무 약하게 작용하는 힘을 가하는 것은 이러한 자동적인 제어에 의해 저지될 수 있다. 이로써 민감한 측정 프로브가 손상으로부터 보호될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 고정 메카니즘은 마스터 하중의 비활성화 시 고정을 활성화하고 마스터 하중의 활성화 시 삽입 수단 내로 측정 프로브를 삽입하기 위해 또는 삽입 수단으로부터 측정 프로브를 제거하기 위해 고정을 비활성화하도록 형성될 수 있다. 이 경우 외부 마스터 하중은 선택적으로 완전히 비활성화될 수도 있고, 그동안 고정은 유지될 수 있다. 이때 외부 마스터 하중의 능동적인 스위칭에 의해 측정 프로브의 분리가 실행될 수 있다. 이러한 제어 로직에 의해 (예를 들어 정전 시) 측정 프로브의 바람직하지 않은 또는 의도치 않은 분리가 방지될 수 있는데, 그 이유는 그러한 경우에야 능동적 제어 조치가 분리를 유발하기 때문이다. 대안으로서 스위칭 로직이 제안될 수 있고, 이로써 마스터 하중의 비활성화 시 측정 프로브는 분리되고, 마스터 하중의 활성화 시 측정 프로브는 고정 장치에 고정된다.

본 발명의 실시예에 따라, 마스터 하중을 가하기 위한 마스터 하중 수단은 (특히 이동 가능한 마스터 하중 영구 자석에 의해 또는 전기적으로 활성화될 수 있는 마스터 하중 전자석에 의해 제공 가능한) 자기 마스터 하중을 생성하기 위한 자기 마스터 하중 수단, 유압식 마스터 하중을 생성하기 위한 유압식 마스터 하중 수단, 압축 공기식 마스터 하중을 생성하기 위한 압축 공기식 마스터 하중 수단, 전기 마스터 하중을 생성하기 위한 전기 마스터 하중 수단, 열 마스터 하중을 생성하기 위한 열 마스터 하중 수단 및 기계적 마스터 하중을 생성하기 위한 기계적 마스터 하중 수단으로 이루어진 그룹에서 선택될 수 있다. 이러한 모든 힘 생성 메카니즘은 제어 기술적으로 실행될 수 있으므로, 과도한 또는 너무 작은 고정력의 작용은 바람직하게 불가능해질 수 있다. 다시 말해서, 삽입 수단으로부터 기능적으로 분리된 이러한 힘 생성 메카니즘에 의해 목표에 적합한 힘의 양이 소모될 수 있고, 민감한 측정 프로브의 오조작이 저지될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 삽입 수단은 만곡된, 특히 구상으로 만곡된 지지력 보강 부재(예를 들어 힘 전달 볼)를 포함할 수 있고, 상기 부재는 측정 프로브가 삽입 수단 내로 삽입된 상태에서 만곡된, 특히 구상으로 만곡된 영역에 의해 측정 프로브에 직접, 특히 상부면에 작용한다. 이는 측정 프로브에 지지력 보강 부재에 의한 힘 작용이 실질적으로 점형태로 이루어질 수 있고, 이로써 고정 메카니즘에 의해 가해진 고정력이 위치 정확하게 및 공간적으로 매우 집중된 또는 포커싱된 작용에 의해 측정 프로브에 영향을 미칠 수 있는 장점을 제공한다. 다른 장점은, 이로써 하부면에서(측정 팁도 포함하는 측면) 측정 프로브의 간단한 전기적 접촉이 가능해지는 것이다. 이는 측정 프로브의 확실한 고정을 보장한다.

본 발명의 실시예에 따라 고정 메카니즘은 적어도 2개의 자기 부재를 포함할 수 있고, 삽입 수단 내에 삽입된 측정 프로브를 삽입 수단 내에서 클램핑 고정하는 상기 자기 부재의 자기 상호 작용력이 형성된다. 이러한 실시예는 예를 들어 도 2에 도시된다. (예를 들어 하우징 또는 고정 몸체의 리세스 내의) 2개의 자기 부재들 중 하나의 부재는 고정되고, (예를 들어 하우징 또는 고정 몸체의 리세스 내의) 2개의 자기 부재들 중 다른 하나의 부재는 자유롭게 이동할 수 있는 경우에, 2개의 자기 부재들의 자기 상호 작용에 의해 힘이 생성될 수 있고, 상기 힘은 삽입 수단 내로 삽입된 측정 프로브에 고정 작용을 한다. 측정 프로브를 삽입 수단으로부터 제거할 수 있기 위해, 해당 마스터 하중 수단으로서 다른 자기장 생성 장치(예를 들어 이동 가능한 영구자석 또는 전자석)가 사용될 수 있고, 상기 장치는 측정 프로브에 직접 또는 간접적으로 작용하는 자기 부재들 중 하나의 자기 부재를 측정 프로브의 릴리스 하에 뒤로 당기는 더 우세한 자기력에 이미 작용하고 있는 자기력을 중첩시킨다.

본 발명의 실시예에 따라 2개의 자기 부재들은, 그들의 자기 상호 작용력에 의해 밀어내도록 그리고 측정 프로브가 삽입 수단 내에서 클램핑 고정되도록 삽입 수단 내에 삽입된 측정 프로브에 작용하도록 형성될 수 있다. 다시 말해서 2개의 자기 부재 사이의 반발력은 측정 프로브에 작용하는 클램핑력으로 전환될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 2개의 자기 부재들은 고정 장치의 서로 대향되는 2개의 고정 몸체 중 동일한 고정 몸체 내에 및/또는 상에 배치될 수 있고, 삽입 수단 내에 삽입된 상태에서 측정 프로브는 상기 측정 몸체 사이에 배치된다. 이러한 실시예는 예를 들어 도 2에 도시된다. 또한 특히 2개의 자기 부재들은 삽입 수단의 상부에 배치될 수 있다. 측정 프로브의 전기 신호를 검출하거나 측정 프로브 팁의 전기 전위를 사전 설정하기 위해, 삽입 수단의 하부는 필요에 따라 전기 전도성 물질로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 각각의 2개의 자기 부재들은 고정 장치의 서로 대향되는 고정 몸체의 다른 하나의 고정 몸체 내에 및/또는 상에 배치될 수 있고, 삽입 수단 내에 삽입된 상태에서 측정 프로브는 상기 고정 몸체 사이에 배치된다. 상응하는 실시예들은 도 3에 또는 도 6에 도시된다. 이 경우 2개의 자기 부재들은 둘 다 이동 가능할 수 있고, 또는 하나는 위치 고정되고 다른 하나는 이동 가능할 수 있다. 자기 부재들 중 삽입 수단의 하부에 또는 하부로서 형성된 자기 부재들 중 하나의 자기 부재는 바람직하게 위치 고정된다. 상기 자기 부재는, 측정 프로브의 전기 신호도 검출할 수 있기 위해, 전기 전도성 자석(특히 영구자석과 조합된 전기 전도성 강자성 부재로서)으로 형성될 수도 있다.

또한, 상기 실시예와 관련해서 삽입 수단 내에서 측정 프로브의 클램핑 고정은 회전 레버 메카니즘에 의해 실행할 수 있다. 해당하는 실시예는 도 6에 도시된다. 삽입 수단의 측정 팁으로터 떨어져 있는 단부 영역 내의 2개의 자기 부재들은 서로 자기적으로 밀어내도록 형성될 수 있고, 이로써 회전 레버에 의한 힘 전달 후에 삽입 수단의 측정 팁에 가까운 단부 영역에서 측정 프로브의 2개의 대향 배치된 메인 표면들을 그것들의 결합에 의해 클램핑 고정할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 2개의 자기 부재들은, 그들의 자기 상호 작용력으로 인해 끌어당기도록 그리고 측정 프로브가 삽입 수단 내에서 클램핑 고정되도록 삽입 수단 내에 삽입된 측정 프로브에 작용하도록 형성될 수 있다. 이때 삽입 수단으로부터 측정 프로브의 분리는, 2개의 자기 부재들의 자기적 인력이 밀어내는 마스터 하중, 특히 밀어내는 자기 마스터 하중과 중첩하는 것을 필요로 한다.

본 발명의 실시예에 따라 각각의 2개의 자기 부재들은 고정 장치의 서로 대향되는 고정 몸체들 중 하나의 다른 고정 몸체 내에 및/또는 상에 배치될 수 있고, 삽입 수단 내에 삽입된 상태에서 측정 프로브는 상이한 고정 몸체 사이에 배치된다. 이로 인해 상이한 고정 몸체 사이에 자기 부재들을 수용하기 위한 필요 공간이 균일하게 분배될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 자기 부재들 중 하나의 자기 부재는 이동 가능하게, 그리고 다른 자기 부재는 이동 불가능하게 고정 장치 내에 및/또는 상에 지지될 수 있다. 이동 가능한 부분들의 개수의 감소는 바람직하게 고정 장치의 제조를 위한 기계적 복잡성도 감소시킨다.

본 발명의 실시예에 따라 자기 부재들 중 하나의 자기 부재는 에어갭을 가진 자기 회로의 부분일 수 있고, 다른 자기 부재는 에어갭 내에 이동 가능하게 배치될 수 있고, 자력의 작용 하에 상기 에어갭으로부터 빼내질 수 있다. 해당하는 실시예는 도 7에 도시된다. 이러한 시스템은 이 경우 측정 프로브를 고정하는 상태로 예비 응력을 받는다. 이러한 시스템은, 고정력을 과잉 보상하는 추가 자기력이 외부 자기 마스터 하중 수단에 의해 가해짐으로써 측정 프로브를 릴리스할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 고정 메카니즘은 마스터 하중 수단에 의해 생성된 마스터 하중 없이 만곡되는 부재를 포함할 수 있고, 상기 부재는 마스터 하중의 작용 시 적어도 부분적으로 펴질 수 있도록 그리고 이로 인해 측정 프로브의 클램핑 고정의 형성 하에 삽입 수단 내의 측정 프로브의 수용 공동부까지 연장될 수 있도록 형성될 수 있다. 분명히 이러한 만곡되는 부재는 판스프링으로서 작용할 수 있고, 상기 스프링은 마스터 하중의 활성화 시에야 휘어져서 삽입 수단의 수용 챔버 내로 연장되고 이로써 측정 프로브는 클램핑 고정된다. 만곡되는 부재는 이러한 마스터 하중의 비활성화 시 만곡된 상태로 다시 전환되고, 이로써 측정 프로브의 클램핑 고정을 분리한다.

본 발명의 실시예에 따라 만곡되는 부재는 자기 물질을 포함할 수 있고, 상기 물질은 마스터 하중 수단에 의해 생성된 자기 마스터 하중의 작용 시 적어도 부분적으로 펴진다. 이러한 실시예는 도 7에 도시된다. 예를 들어 만곡되는 부재는 영구 자성 및/또는 강자성 물질로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 만곡되는 부재는 형상 기억 물질(예를 들어 니티놀)을 포함할 수 있고, 상기 물질은 마스터 하중 수단에 의해 생성된 열 마스터 하중의 작용 시 적어도 부분적으로 펴진다. 이러한 실시예는 도 8에 도시된다. 예를 들어 해당 마스터 하중 수단은 열원으로서 형성될 수 있고, 상기 열원은 필요에 따라 활성화될 수 있고, 이로 인해 만곡되는 부재의 온도는 임계 온도 이상으로 증가할 수 있고, 상기 임계 온도부터 만곡되는 부재는 다른 형상 기억 메모리 만곡 상태로 전환되고, 상기 상태에서 상기 부재는 삽입 수단의 수용 공동부 내로 돌출하고 이로써 측정 프로브는 클램핑 고정된다. 열의 스위치 오프 또는 활성화된 냉각은 이 경우 부재를 만곡된 상태로 재전환할 수 있고, 측정 프로브를 분리할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 고정 메카니즘은 자기 부재와 자기 부재를 삽입 수단 내의 측정 프로브의 수용 공동부 내로 예비 응력을 가하는 비자성 예비 응력 부재를 포함할 수 있고, 이 경우 자기 부재는 자기 마스터 하중에 의해 수용 공동부로부터 빼내질 수 있다. 해당하는 실시예는 도 10 및 도 11에 도시된다. 자기 부재는 분리된 측정 프로브와 자기 마스터 하중 수단에 의해 결합 해제될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 비자성 예비 응력 부재는, 기계적 스프링(예를 들어 헬리컬 스프링, 도 10 참조), 유압식 예비 응력 부재 및 압축 공기식 예비 응력 부재(도 11 참조))로 이루어진 그룹에서 선택될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 주사 탐침 현미경은 원자력 현미경으로서 형성될 수 있다. 원자간력 현미경 또는 원자력 현미경(AFM)이라고도 하는 원자력 현미경은 특수한 주사 탐침 현미경이다. 상기 현미경은 계면 화학에서 공구로서 이용되고, 표면의 기계적 스캐닝 및 나노 크기의 원자력 측정을 위해 작동한다.

본 발명의 실시예에 따라 측정 프로브는 고정 장치를 이용해서 고정하기 위한 시편과 표면을 스캐닝하기 위한 (예를 들어 탄소 나노관으로서 형성될 수 있다) 측정 팁을 포함할 수 있거나 그것으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 측정 팁을 향한 시편의 표면은 전기 전도성일 수 있고, 고정 장치에 고정된 상태에서 시편의 전기적 특성에 대한 직설적인 정보의 검출을 위한 주사 탐침 현미경의 전기 측정 장치에 전기 전도적으로 연결될 수 있다. 특히, 시편은 전기 기능들이 집적될 수 있는 프린트 회로기판(예를 들어 PCB)도 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라, 고정 장치에 측정 프로브만을 고정하는 것이 가능하다. 측정 프로브의 수용을 위한 측정의 재현 가능성을 저하시키는 보조 몸체의 사용은 제외될 수 있다. 즉, 실시예에 따라 단순한 측정 프로브는 보조 몸체에 설치되지 않고 삽입 수단 내로 삽입될 수 있고, 고정 메카니즘에 의해 고정될 수 있다. 이로써 하나의 부분으로 이루어진 측정 프로브가 직접 삽입 수단 내에 삽입될 수 있다. 이로 인해 사용자는 보조 몸체와 측정 프로브로 이루어진 어셈블리가 고정 장치에 설치되기 전에, 보조 몸체(예를 들어 클램프 또는 그와 같은 것)에 설치를 위한 소형 측정 프로브의 취급의 복잡하고 오류에 민감한 취급을 피할 수 있다. 또한, 주사 탐침 현미경을 이용한 측정의 정확성을 위해, 보조 몸체 없이 측정 프로브를 고정 장치에 고정하는 것이 바람직하며, 그 이유는 보조 몸체는 측정의 재현 가능성에 부정적인 영향을 미치는 방해 물체이기 때문이다.

계속해서 본 발명의 바람직한 실시예들은 하기 도면을 참고로 상세히 설명된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 주사 탐침 현미경을 도시한 도면.
도 2 내지 도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상이한 고정 장치들을 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고정 장치 내로 추가 부품을 이용하지 않고 직접 삽입될 수 있는 주사 탐침 현미경을 위한 측정 프로브를 도시한 도면.

상이한 도면에서 동일하거나 유사한 부품들은 동일한 도면부호를 갖는다.

본 발명의 바람직한 실시예들을 도면과 관련해서 설명하기 전에, 본 발명의 몇 가지 보편적 양상과 기초가 되는 기술들이 설명된다:

샘플 표면의 다양한 특성을 검사할 수 있기 위해, 바람직하게 원자력 현미경(AFM)의 해상도가 공개된다. AFM 장비의 해상도는 최종적으로 측정 프로브에 있는 나노 크기의 측정 팁의 곡률 반경에 의해 결정되고, 상기 곡률 반경은 1/10 나노 미터의 규모이다. 측정 방법 또는 측정 시간에 따라 팁은 기계적으로 심하게 하중을 받는다. 따라서 측정 프로브는 정기적으로 교체된다. 이러한 이유로 AFM 내의 측정 프로브들은 소비재로 간주될 수 있다. 따라서 장비 내 측정 프로브의 교체는 사용자를 위해 가급적 간단하게 가능해야 하고, 이는 측정 프로브의 작은 크기 및 매우 민감한 측정 프로브 팁으로 인해 문제가 되고, 측정 프로브의 파괴를 야기할 수 있다.

캔틸레버는 주로 반자성 물질을 포함하기 때문에, 상기 캔틸레버를 자석에 의해 직접 측정 장치 내에 고정하는 것은 불가능하다. 종래 방식으로 캔틸레버는 예를 들어 강자성 캔틸레버 칩에 접착된다.

원자력 현미경에서 다른 주요 파라미터는 장비 내 측정 인자의 스캐닝 성능이고, 상기 스캐닝 성능은 그러나 그것의 공명 주파수에 의해 제한된다. 주파수는 z-인자에서 질량이 증가할수록 감소한다. 측정 장치 구조에 따라, 측정할 샘플 및/또는 측정 프로브를 이동시키는 것이 가능하다. 또한, 측정 프로브의 이동은 프로브 질량의 이동뿐만이 아니라, 이러한 범위에서 프로브 고정부 및 다른 장비 부품들의 이동을 의미한다. 이러한 이유로 측정 프로브 고정부의 질량 감소가 바람직하다. 2개의 모순되는 요구 조건은(작은 질량과 높은 견고성) 주사 탐침 현미경의 측정 거동과 측정 프로브 고정부의 내구성 사이의 타협을 강요한다. 또한, 종래 방식의 고정 메카니즘의 견고성과 지지력은, 바람직하게 캔틸레버 팁 아래로 측정 프로브 고정부의 부분이 돌출해서는 안 된다는 사실에 의해서도 제한된다.

SPM/AFM으로 측정할 샘플의 전기적 특성을 검출하기 위해 측정 프로브는 전기 전도성 물질을 포함해야 하거나 전기 전도 층으로 코팅되어야 한다. 또한, 주사 탐침 현미경과 측정 프로브 사이에 전기 접촉이 제공될 수 있어야 한다. 측정 프로브의 제조 방법의 제한으로 인해 일반적으로, 측정 프로브는 반도전성 또는 비도전성 물질들, 예컨대 실리콘 또는 실리콘 질화물로 제조되고, 하부면(캔틸레버 팁이 위치한 측면)에 금속 코팅이 제공될 수 있다. 이로써 바람직하게, 측정 프로브는 주사 탐침 현미경 내에 장착된 상태에서 하부면에서 접촉할 수 있다. 각각의 개별 측정 프로브의 변형 또는 오염, 예를 들어 와이어와 측정 프로브의 하부면의 시간이 많이 걸리는 접착은 방지되어야 하기 때문에, 본 발명의 바람직한 실시예들은 측정 프로브 고정의 개선을 제시한다. 또한, 혹독한 주변 조건에서(예를 들어 변화하는 온도 및/또는 높은 습도의 작용 하에서) 측정 시 접착제의 분리는 배제될 수 없고, 이는 접착된 캔틸레버에 의해 종래의 측정에 적어도 매우 문제를 일으킨다. 주사 탐침 현미경 내 고정 메카니즘이 선회부(고정 조인트를 포함하는)를 포함하는 경우에, 상기 고정 메카니즘은 예를 들어 와이어 또는 도전성 힌지에 연결되어야 한다. 와이어가 하루에 수 회 선회 운동에 의해 부하를 받는 경우에 특히 문제가 발생한다. 이는 시스템의 내구성에 부정적으로 작용한다. 전기 전도성 힌지를 이용한 해결 방법은 시스템에 추가 복잡성을 야기하고, 주사 탐침 현미경의 나머지 부분으로부터 캔틸레버의 적절한 절연 및 접촉이 어려워진다.

모든 종래 방식의 해결 방법은 다양한 단점들 또는 결점들을 갖는다. 상기 클램핑 유닛은, 무시할 정도의 질량을 갖고 측정 프로브 아래의 작은 공간과 문제없이 호환 가능하기 위해, 항상 매우 얇고 작아야 한다. 클램핑 유닛의 작은 클램핑 두께와 낮은 강성은 최대 클램핑력도 제한한다. 측정 프로브에서 너무 큰 힘은 클램프를 변형시킬 수 있다. 따라서 클램핑 길이도, 측정 프로브에 가급적 가깝게 회전점을 제공하기 위해, 가급적 작게 유지되어야 한다.

주사 탐침 현미경으로 샘플의 전기적 특성(특히 전기 전도성, 저항, 압전 특성, 표면 전위)의 측정 시 일반적으로, 측정 프로브의 전기 전위를 제어하는 것이 바람직하다. 이러한 이유로 주사 탐침 현미경과 측정 프로브의 하부면 사이의 영구적인 중단되지 않는 전기 접속이 이루어져야 한다. 조인트 콘택 또는 와이어 연결을 포함하는 상기 해결 방법은 그것의 축소 구현에 따라 오류 발생이 잦은데, 그 이유는 이들은 측정 과정 동안 전기 콘택을 매우 쉽게 소실하기 때문이다.

하부면에 소형 프린트 회로(PCB, 프린트 회로기판)를 포함하는 측정 프로브는 캐리어 내에 직접 삽입될 수 있고, 상부면에 의해 고정될 수 있다. 주사 탐침 현미경 내부에 위치한 캐리어는 다른 실시예에서 프린트 회로에 대한 대응 부품일 수 있다. 이로 인해 간단한 전류 측정 및 예를 들어 지형 측정이 구현될 수 있다.

바람직하게 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 캔틸레버(예를 들어 측정 프로브)의 고정이 상부면에 의해 이루어지는 경우에, 공간적인 제한이 주어지지 않는다. 바람직한 실시예에 따라 기계적 조인트는 불필요한데, 그 이유는 본 발명의 바람직한 실시예에서 예를 들어 자석 또는 스프링은 위에서 직접 측정 프로브를 가압할 수 있기 때문이다. 이로 인해 필요로 하는 클램핑력은 간단하게 달성될 수 있고, 주사 탐침 현미경의 측정 성능은 측정 프로브의 질량 감소에 의해 높아질 수 있고, 불필요한 소형 조인트 및 간단한 기계적 형성에 의해 주사 탐침 현미경의 견고성은 높아질 수 있다. 삽입 수단을 형성하는 고정 캐리어는 예를 들어 3개의 에지에 의해 측정 프로브에 연결될 수 있고, 이는 양호한 안정성을 제공하고 캔틸레버가 과도하게 휘는 경우에 문제를 야기하지 않는다. 그와 달리 클램핑 고정 시 측정 프로브는 아래에서 하나의 지점에서만 고정될 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시 예를 따르고 주사 현미경 (원자력 현미경, AFM)으로 설계되는 주사 탐침 현미경(1)을 나타낸다.

주사 탐침 현미경(1)내에서, 캔틸레버의 구부러짐(deflection), 즉 측정 프로브(11)(캔틸레버 라고 설명됨)의 위치변화 또는 형상 변화는 광센서를 이용하여 검출된다. 이 경우, 전자기 방사선 소스(2)(예를 들어, 레이저 공급원)는, (한 개이상의 광학 렌즈들의 배열로서 형성될 수 있는) 포커싱 장치(focusing device)(12)를 통해 하나의 전자기 1차 빔(13)(특히 레이저 광선)을 측정 프로브(11)로 전달한다. 측정 프로브 (11)에 의해 반사된 전자기 2차 빔(3)은 광(photo) 및 위치 감지용 감지기(10)로 전파된다(특히 반사 거울(14) 또는 다른 광학적 반사요소에 의해 상기 전자기 2차 빔(3)의 방향이 상기 위치 감지용 감지기(10)로 변경될 수 있다). (도 1에서 z 방향의 위치 변화를 결정할 수 있는) 액추에이터(4)에 의해 상기 측정 프로브(11)가 이동 및/또는 측정 프로브의 형상이 변화되면, 위치 감지용 감지기(10)에서 레이저광선의 변화가 감지될 수 있다. 상기 측정 프로브(11)의 측정 팁 (5)(캔틸레버 첨단부라고 설명됨)의 상호작용에 따라 검사되거나 특징을 가지는 시편(6)에 의해 측정 프로브(11)의 구부러짐이 변화하고 상기 전자기 2차 빔(3)이 감지기(10)상의 관련 영역에 충돌한다. 다음에 감지신호는 평가 유닛(8)내에서 처리될 수 있다. 다음에 상기 시편(6)의 표면에 형성되는 고해상도의 이미지가 표시장치(9)에 의해 표시될 수 있다. 상기 측정 팁(5)(즉, 프로브 (11)의 감지 팁)에 의해 시편(6)의 표면이 스캐닝될 수 있다. 시료 테이블 (17)은 도 1에서 액추에이터 (18)에 의해 수평면( 즉 Z 축에 대해 수직인 x 방향 및 y 방향으로)에서 이동할 수 있다. 이와 같이 주사 탐침 현미경(1)은, 상기 측정 프로브(11)에 의해 상기 시편(6)의 표면을 스캐닝하여 시편(6)에 관한 표면 정보를 감지하기 위해 이용된다.

또한, 상기 주사 탐침 현미경(1) 위에 상기 측정 프로브(11)를 임시로 고정하기 위한 고정 장치(20)가 도 1에 개략적으로 도시된다. 상기 고정 장치(20)의 실시예들이 도 2 내지 도 11에서 상세하게 도시된다. 상기 고정 장치(20)는 도 1에서 전자석으로서 도시된) 외부의 마스터 하중 장치(34)를 포함하고, 상기 마스터 하중 장치에 의해 상기 측정 프로브(11)는 상기 고정 장치(20)로부터 선택적으로 구속해제될 수 있다. 상기 고정 장치(20)는 수용 공동을 형성하는 안내 장치(22)를 추가로 포함하고, 사용자에 의해 상기 주사 탐침 현미경(1) 상에 고정되기 전에 상기 측정 프로브(11)는 상기 수용 공동속으로 안내된다. 공구 없이 작동가능한 고정 기구(24)는, 상기 고정 장치(20)의 일부분을 형성하고 상기 안내 장치(22) 속으로 안내된 측정 프로브(11)를 분리될 수 있게 고정하기 위해 이용된다. 상기 안내 장치(22)내에서 안내되고 고정되는 측정 프로브(11)를 분리하기 위한 마스터 하중 장치(34)에 의해 상기 고정 기구(24)는 공구 없이 무접촉상태로 작동할 수 있다. 다시 말해, 제어가능한 마스터 하중을 발생시키는 고정 수단이 구속해제될 수 있어서, 상기 고정 수단은 선택적으로 작동 정지될 수 있고 상기 마스터 하중 장치(34)에 의해 상기 마스터 하중이 발생될 수 있다. 마스터 하중이 비활성화될 때(즉 상기 마스터 하중 장치(34)가 비활성화 상태일 때) 고정기능이 형성되고 마스터 하중이 활성화될 때(즉, 상기 마스터 하중 장치(34)가 활성화 상태일 때) 안내 장치(22) 내에서 측정 프로브(11)를 안내하거나 상기 안내 장치(22)로부터 상기 측정 프로브(11)를 제거하기 위해 고정기능이 해제되도록 상기 고정 기구(24)가 구성될 수 있다. 상기 마스터 하중 장치(34)에 의해 발생된 마스터 하중은, (예를 들어, 전기적으로 활성화될 수 있는 마스터 하중 전자석에 의해 발생될 수 있는) 전자기적 마스터 하중일 수 있다.

도 1 내지 도 11에 도시되고 도 12에서 가장 양호하게 도시된 거처럼, 상기 측정 프로브(11)는, 상기 고정 장치(20)에 의해 고정하기 위한 프로브 몸체(7) 및 상기 시편(6)의 표면을 스캐닝하기 위한 측정 팁(5)을 포함한다. 측정 팁(5)을 향하는 상기 측정 프로브(11)의 표면은 전기전도성을 가질 수 있고 상기 고정 장치(20)에 고정된 상태에서 상기 시편(6)의 전기적 특성에 대해 표시하는 정보를 포착하기 위한 주사 탐침 현미경(1)의 측정 장치(45)와 전기전도성을 가지며 연결될 수 있다. 측정 프로브(11)의 표면, 좀 더 구체적으로 설명하면, 측정 프로브 (11)의 프로브 몸체(7)가 가지는 표면은 광학적으로 반사되는 층을 가져서 상기 광학적 감지 원리를 뒷받침한다.

스캐닝 하중 현미경으로서 구성된 상기 주사 탐침 현미경(1)의 또 다른 실시 예에서, (용량성 감지 원리를 따르는) 자체 감지기능의 측정 프로브(11)가 제공될 수 있다. 해당 측정 프로브(11)의 구조내에서, 피에조 전기특성을 가질 수 있는 (도면에 도시되지 않는) 부분이 포함된다. 시편(6)의 표면 구조에 기초하여 측정 프로브의 배열이 변화할 때, 상기 측정 프로브(11)의 저항/전류 특성이 변화할 수 있다. 상기 측정 프로브 (11)가 작동하는 동안 전류 / 저항 거동을 측정하기 위한 전기 접점이 제공된다. 해당 측정 프로브(11)의 하부에 (예를 들어, 인쇄 회로 기판 형태의)(PCB) 인쇄회로를 포함할 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예에 의하면, 상기 형태의 측정 프로브(11)는 변형되지 않고, 고정 장치(20)의 대응 부분(counterparts)에 의해 스위치 회로 또는 스위치 회로들이 접촉할 수 있다. 하기 고정원리들이 가지는 특징에 의하면, 상기 고정 장치(20)의 접촉 판에 대해 예를 들어, 자기력이 상부로부터 작용하여 구부러짐 없이 상기 측정 프로브(11) 또는 캔틸레버는 모든 형태의 가압체에 의해 직선을 따라 가압된다. 이와 관련하여 예를 들어, 직접적으로(특히 인력 및/또는 반력 및/또는 반발력에 의해) 또는 간접적으로(예를 들어, 토글 레버(toggle lever)에 의해) 자기적 고정이 형성될 수 있다. 선택적으로 또는 부가적으로, 직접적으로 (예를 들어, 압축 스프링 및/또는 공압식 고정에 의해) 또는 간접적으로 상기 측정 프로브(11)에 대해 작용할 수 있는 비자기적 고정작용이 형성될 수 있다. 또한, 도 2 내지 도 11을 참고할 때, 상기 고정장치(20)의 가능한 실시예들이 이해되고 본 발명은 상기 실시예들로 한정되지 않는다.

도 2는 본 발명의 유리한 실시예를 따르는 고정장치(20)를 도시한다. 도 2는 상기 고정 장치(20)의 수용 샤프트(receiving shaft)내에 상기 측정 프로브(11)가 수용되는 방법을 도시한다. 이를 위해, 추가로 설명되는 고정 기구(24)가 비활성화된 상태에서, 상기 측정 프로브(11)는 수용 샤프트내에 미끄러져 들어간다. 상기 수신 샤프트는, 고정 몸체(46) 위의 시편 원위부 및 고정 몸체(48) 아래의 시편 근위부사이에 형성된 간극으로서 정의된다. 상기 고정 몸체(46,48)들은 상기 주사 프로브 현미경의 하우징 일부분을 형성한다. 하부 고정 부재(48)는 도전성 재료를 포함하거나 측정 프로브(11)와 전기적 신호를 교환하도록 구성될 수 있다(전기적 측정장치(45)를 참고). 도 2에 도시된 것처럼, 상기 측정 프로브(11)는 상기 측정 프로브(11)의 조작에 이용되는 보조 몸체 없이 그 자체로서 상기 수용 샤프트내부로 안내된다. 예를 들어, 도 12에 도시된 구조 또는 구성을 가진 측정 프로브(11)가 상기 수용 샤프트내부로 안내된다. 상기 구성이 가지는 장점에 의하면, 민감한 스캐닝 측정치의 재현(reproducibility)이 상기 보조 몸체의 상당한 불특정 부가 질량에 의해 왜곡되거나 변화되지 않는다.

상기 고정 장치(20)의 고정 기구(24)는 영구자석(선택적으로 전자석)으로 형성되는 두 개의 자석요소(30,32)들을 포함하고, 상기 자석 요소들은 속이 빈 수용 공간내에서 상부의 고정 몸체(46)내에 배열된다. 각 자석요소(30,32)의 N극이 도면들에서 "N"으로 표시되고, 각 자석요소(30,32)의 S극이 도면들에서 "S"로 표시된다. 두 개의 자석요소(30,32)들이 도 2에 따르면 상기 안내 장치(22)의 서로 마주보는 양쪽의 고정 몸체(46,48)들내에 배열된다. 도시된 실시예에서, 상기 안내 장치(22)내부로 안내되는 측정 프로브(11)이 상기 안내 장치(22)내에서 상기 자기적 상호 작용력에 의해 고정된 상태로 고정되도록 상기 자석 요소(30,32)들사이에서 자기적 상호작용이 형성된다. 도 2에서 도면부호 S 및 N으로 도시된 것처럼, 두 개의 자석 요소(30,32)들이 서로 밀어낸다. 밀어내는 상기 자기적 상호작용력에 기초하여 상기 자석 요소(30,32)들은 상기 안내 장치(22) 내부로 안내되는 측정 프로브(11)상에 작용하여 이들은 상기 안내 장치(22)내에서 고정된 상태로 고정된다. 상기 자석 요소(30)는 상기 고정 장치(20)속에 이동할 수 없게 장착되고 예를 들어, 고정장치내에 접착된다. 그러나 자석 요소(32)는 상기 고정 장치(20)내에 이동가능하게 장착된다. 밀어내는 자기력이 유입될 때, 상기 자석 요소(32)는 상기 안내 장치(22)의 수용 샤프트를 향해 가압되고 따라서 고정작용의 고정 하중을 상기 측정 프로브(11)에 제공한다. 그러나 상기 안내 장치(22)는 비자성 상태로 형성되지만 반드시 비자성일 필요 없고 선택적으로 그리고 도시된 실시예에서 구형인 고정하중 강화요소(36)를 추가로 포함하는 것이 유리하다. 상기 고정하중 강화요소(36)는 상기 수용 샤프트내부로 안내되는 측정 프로브(11) 및 상기 자석 요소(32)사이에서 중간 부재 또는 하중 전달요소로서 작동하고 이에 따라 상기 안내 장치(22) 속으로 안내되는 측정 프로브(11)의 상태에서 구 형상으로 구부러진 접촉 평면과 함께 상기 측정 프로브(11)위에서 직접 가압한다. 상기 측정 프로브(11)는 강한 고정력에 의해 대략 점 형상(punctiform)으로 가압된다.

도 2에 의하면, 상기 자석 요소(30,32)들사이에서 반발하는 자기력에 의해 직접적인 자기적 고정작용이 발생된다. 상기 반발 변화에 의해 상기 측정 프로브(11) 또는 캔틸레버는, 하부의 고정 몸체(48) 형태를 가진 접촉 판 및 자석 요소(32) 형태를 가진 자유롭게 이동가능한 자석사이에 고정된다. 이동가능한 상기 자석요소(32)위에 고정상태의 자석 요소(30)가 부착되고 양쪽의 자석 요소(30,32)들이 반발되도록 상기 자석 요소(30,32)들은 서로에 대해 방향 설정된다.

상기 고정하중 강화요소(36) 및 하부의 고정 몸체(48)사이에서 상기 측정 프로브(11)의 고정상태가 해제되고, 고정된 자석 요소(30)의 자기장에서 이에 반대로 향하는 자기장이 형성되며 상기 이동가능한 자석 요소(32)는 측정 프로브(11)에 의해 가압된다. 도시된 실시예에 의하면, 상기 가압작용은 공간내에서 이동(양방향 화살표(77)를 참고)가능하고 또한 영구자석으로서 형성된 마스터 하중 장치(34)를 통해 달성되고 상기 마스터 하중 장치에 의해 상기 자석 요소(30,32)들이 근접할 수 있어서, 상기 고정상태가 해제되거나 상기 자석 요소(30,32)로부터 제거될 수 있고 상기 측정 프로브(11) 위에 방해받지 않고 고정될 수 있다. 여기서, 영구자석의 자기장 강도는 거리 증가에 따라 감소하는 자연법칙을 이용하여 달성되는 것이 유리하다. 이동가능한 영구자석으로서 상기 마스터 하중 장치(34)를 제공하는 대신에, 상기 마스터 하중 장치(34)가 (예를 들어, 정치식) 전자석으로서 형성되고 상기 측정 프로브(11)가 수용 샤프트로부터 제거(예를 들어, 교체)되어야 할 때 상기 전자석은 고정하중 해제기능의 반작용력을 발생시키기 위한 전기적 작동신호를 공급하여 제어될 수 있다.

도 2에 의하면, 반발작용의 자석 배열(자석 요소(30,32)를 참고)에 의해 상기 고정작용이 발생되고, 상기 자석 배열은 상부로부터 변형되지 않은 측정 프로브(11)의 전기적으로 비도전성을 가진 부분을 가압하고 전기전도성을 가진 측정 프로브(11)의 하측부는 상기 주사 탐침 현미경(1)내에서 고정상태의 전기전도성 지지체(즉 여기서 접촉 판으로서 형성된 하부 고정 몸체(48))와 연결된다. 하부 고정 몸체(48) 형태를 가진 상기 지지체는 선택적으로 전류/전압 공급원 및 측정 장치(45)와 선택적으로 연결된다. 상기 실시예에서 선택적으로 제공된 피에조 전기식 액추에이터가 도 2에서 도면부호 50으로 표시된다.

도 2에 도시된 구조에 의하면 상기 마스터 하중 장치(34)의 자기장은 상기 자석 요소(32)를 가압하여 상기 고정상태를 해제하기 위해 상기 자석요소(32)를 상기 속이 빈 수용 공간으로부터 외부로 안내한다. 그러나, 도 2에 도시된 구조를 대신하여, 상기 마스터 하중 장치(34)를 이용하여 상기 자석 요소(32)를 끌어당기는 (도면에 도시되지 않는)자기력을 발생시킬 수 있다. 후자의 구조에서, 상기 마스터 하중 장치(34)는 상기 두 개의 자석 요소(30,32)들위에 배열될 수 있고, 마스터 하중 장치(34)의 N극 및 S극은 반대로 된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 따르는 고정 장치(20)를 도시한다.

도 3에 의하면, 상기 두 개의 자석 요소(30,32)들이 도시되고, 자석요소들의 자기적 상호작용력에 의해 끌어 당겨지며 상기 안내 장치(22)내에 안내된 측정 프로브(11)위에 작용하여 상기 자석 요소들은 상기 안내 장치(22)내에서 고정된다. 이를 위해 자석 요소(30,32)는, 서로 마주보게 배열된 양쪽 고정 몸체(46,48)들의 일부분으로서 배열되거나 일부분내에 배열된다. 현재 이동가능하게 장착된 자석 요소(30)가 상기 상부 고정 몸체(46)의 수용 공동내에 미끄럼 가능하게 배열되며, 현재 정지된 자석 요소(32)는 하부 고정 몸체(48)의 일부분으로서 형성된다( 도 3에서 "Fe"가 도시되어 제2 자석 요소(32)는 하부 고정 몸체(48)를 통해 강자성 재료로부터 제조될 수 있다). 따라서, 도 3에 따르면, 상기 측정 프로브(11)와 샌드위치 형태로 연결된 양쪽의 자석 요소(30,32)들을 직접 끌어당겨서 자기적 고정이 형성된다.

도 3을 따르는 끌어당기는 모드(attraction mode)에 있어서, 양쪽의 자석 요소(30,32)들 또는 한 개의 자석 및 강자성 부품사이에서 인력이 이용되어 접촉 판 형태를 가진 하부의 고정 몸체(48)에 대해 상기 측정 프로브(11) 또는 캔틸레버가 고정된다. 이를 위해, 상기 접촉판은 예를 들어, 페라이트계 강(예를 들어, 내부식성 크롬강 1.1274)으로 제조된다. 상기 측정 프로브(11) 또는 상기 캔틸레버의 다른 측부에서 자석 요소(30) 형태를 가지고 자유롭게 이동가능한 자석이 형성된다. 자석 및 접촉판 사이의 인력이 형성되어 자석과 접촉판사이의 상기 캔틸레버가 고정된다. 고정상태를 해제하기 위해 접촉판은 이동가능한 자석의 자기장과 반대로 형성된 자기장에 의해 외부로부터 가압되고 접촉판이 밀어내어진다. 선택적으로 마주보게 배열된 측부에 자기장이 작용할 수 있고, 상기 자기장은 상기 자유롭게 이동가능한 자석을 끌어당긴다. 변형예들이 이동가능한 영구자석에 의한 마스터 하중 장치(34)를 이용하거나 이동할 수 없는 전자석에 의한 마스터 하중 장치(34)를 이용하여 실현될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 예시적 실시예에 따른 고정 장치(20)를 도시한다.

도 4에 따른 실시예는 움직일 수 있는 자석 요소(30)와, 고정된 자석 요소(32)와, 추가로 움직일 수 있는 자석 요소(30)와 측정 프로브(11) 사이의 부착력 강화 요소(36)를 개시한다. 자석 요소(30, 32)는 항상 흡인력의 작용이 존재하고 이에 따라 측정 프로브(11)가 고정되도록 배치된다. 자석 요소(32)는 부착력 강화 요소(36) 주위에 특히 환형으로 배치되고, 상부 고정 몸체(46)에 고정 매몰된다. 도시된 실시예에서 부착력 강화 요소(36)는 측정 프로브(11) 상으로 힘 강화 또는 힘 집중 작용을 행할 수 있는 만곡된 활성면 또는 힘 전달면을 갖는 피스톤으로 형성된다. 하부 고정 몸체(48)는 도 4에 따르면 비자성으로 형성될 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 예시적 실시예에 따른 고정 장치(20)를 도시한다.

도 5에 따른 실시예는 도 2에 따른 실시예와 실질적으로 대응되고, 도 5에 따르면 부착력 강화 요소(36)가 생략된다.

도 6은 본 발명의 또 다른 예시적 실시예에 따른 고정 장치(20)를 도시한다.

도 6에 따르면 2개의 자석 요소(30, 32) 각각은 안내 장치(22)의 2개의 서로 대향되는 고정 몸체(46, 48) 중 다른 것에 배치된다. 안내 장치(22)에 측정 프로브(11)의 클램핑 고정은 도 6에 따르면 이하에서 더욱 상세하게 설명되는 피벗 레버 메커니즘에 의해 이루어진다. 도 6에 따른 다른 반발력 변형예에서 측정 프로브(11) 또는 캔틸레버는 다시 접촉판 형태의 하부 고정 몸체(48)와 상부 고정 몸체(46) 사이에 하우징의 일부로서 클램핑된다. 상술된 실시예와 다르게 도 6에 따르면 자석 요소(32) 형태의 고정 자석은 하부 고정 몸체(48)에 장착되고, 자석 요소(30) 형태의 다른 고정 자석은 상부 고정 몸체(46)에 장착된다. 자석 요소(30, 32)는 양 자석 요소(30, 32)가 반발하도록 서로 배향된다. 자석 요소(32)와 함께 하부 고정 몸체(48) 형태로 구현되는 선회 가능한 레버 아암은 피벗 베어링(53) 주위로 선회 가능하게 지지된다. 자석 요소(30, 32)에 대향하는 피벗 아암의 단부는 자석 요소(30, 32)가 반발할 때 측정 프로브(11)를 고정 몸체(46, 48) 사이에 고정 클램핑한다. 하부 고정 몸체(48) 또는 지지부를 피벗 베어링(53) 상의 회전점 주위에서 상부로 당기는 반대 배향되는 영역이 접촉판에서 고정 자석의 영역에 눌려짐으로써 클램핑은 해결된다. 클램핑의 해제는 다시 마스터 하중 장치(34)를 통해 행해질 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 예시적 실시예에 따른 고정 장치(20)를 도시한다.

도 7에 따르면 자석 요소(30)는 에어갭(air gap)을 갖는 자기 회로를 형성하도록 기여한다. 여기서 볼 형태로 형성되는 다른 자석 요소(32)는 에어갭에 이동 가능하게 배치되고, 여기에서 자력의 영향 하에 당겨지거나 또는 아래로 가압되며, 이 자력은 자석 요소(30) 및 에어갭을 갖는 자기 회로에 의해 필연적으로 형성된다. 이에 따라 도 7에 따른 실시예에서 자기 저항(reluctance)의 원리를 이용하여 위로부터 직접적인 클램핑이 이루어진다. 이 실시예에서는 직접 측정 프로브(11) 또는 캔틸레버를 통해 짧은 에어갭을 포함하는 강자성 재료로 도전되는 자기 회로가 형성된다. 자유롭게 움직일 수 있는 강자성 가압 몸체, 양호하게는 볼은 갭 내로 당겨지는데, 왜냐하면 이러한 방식으로 에어갭의 자기 저항이 크게 감소되기 때문이다. 이러한 효과는 가압 몸체에 의해 가압력을 캔틸레버 상으로 가하도록 이용된다. 클램핑을 해제하기 위해, 가압 몸체는 다시 마스터 하중 장치(34)에 의해 에어갭으로부터 당겨진다. 이는 마스터 하중 장치(34)를 통해 기계적으로 (예컨대 스프링 및/또는 레버에 의해), 공압식으로(예컨대 가압 몸체를 통한 부압에 의해) 및/또는 다른 자기장을 통해 달성될 수 있다.

아래에서는 간접적 자기 클램핑이 사용되는 실시예가 설명된다. 아래 실시예의 개념은 측정 프로브(11) 또는 캔틸레버를 아래로부터 접촉판 형태의 하부 고정 몸체(48)에 대항하여 가압하도록 일종의 힘 편향에 의존한다.

도 8은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 대응되는 고정 장치(20)를 도시한다.

도 8에 따른 고정 기구(24)는 마스터 힘이 없는 경우 본질적으로 C형으로 만곡된 요소를 포함하고, 이 만곡된 요소는 마스터 힘의 작용 시 만곡 해제되고(entkruemmt)(즉 만곡이 감소되고 그 결과 직선 구성에 접근) 이를 통해 측정 프로브(11)의 클램핑 고정의 형성 하에 안내 장치(22)에서 측정 프로브(11)의 수용 공동까지 연장되도록 형성된다. 도 8에 따르면 만곡된 요소(24)는 열 마스터 힘의 작용 시 적어도 부분적으로 만곡 해제되는 형상 기억 재료(예컨대 니티놀)를 포함한다. 따라서 관련된 마스터 하중 장치(34)는 만곡된 요소를 선택적인 가열 또는 냉각을 통해 만곡된 또는 만곡 해제된 구성으로 전환할 수 있고 이를 통해 "해제"와 "고정" 사이에 전환될 수 있는 가열 및/또는 냉각 장치로 형성된다. 이에 따라 열 작용 하에 한정된 변형을 행하는 형상 기억 금속을 사용하는 것이 가능하다.

도 9는 본 발명의 다른 예시적 실시예에 따른 고정 장치(20)를 도시한다. 도 9에 따르면 만곡된 요소(24)는 자기 마스터 힘의 작용 시 적어도 부분적으로 만곡 해제되는 자성 재료를 포함한다. 도 8에 대한 대안으로서 도 9에 따르면 한정된 변형을 행하도록 자석을 통해 펴지는 강자성 판을 사용하는 것도 가능하다. 캔틸레버 위의 리세스에는 힘이 없는 상태에서 약간 휘는 강자성 판이 존재한다. 일 측에서 자기장이 인가되면, 판은 바로 휘게 되고, 펴지고, 이를 통해 캔틸레버를 접촉판에 대해 클램핑시킨다. 따라서 도 9에 따른 개념은 또한 도 8에 따른 개념과 같이 토글 레버(toggle lever)의 원리를 이용한다.

이하 상술되는 실시예는 직접 비자성 클램핑을 달성하고, 캔틸레버가 임의의 형태의 가압 몸체를 통해 직선으로 편향되지 않고 아래로부터 접촉판에 대해 가압되는 것을 특징으로 한다. 그러나 이러한 실시예에서 가압력의 소스는 비자성이다.

도 10은 본 발명의 이와 같은 예시적 실시예에 따른 고정 장치(20)를 도시한다.

도 10에 따른 고정 기구(24)는 자석 요소(30)와, 안내 장치(22)에서 측정 프로브(11)를 수용하기 위한 수용 공동 내로 자석 요소(30)를 바이어스하는 비자성 바이어스 요소(38)를 포함한다. 따라서 외부 자기력 없이 바이어스 요소(38)는 자석 요소(30)를 측정 프로브(11)의 삽입을 위한 수용 공동 내로 가압한다. 물론 자석 요소(30)는 자기 마스터 힘을 통해, 마스터 하중 장치(34)에 의해 가해지고, 수용 공동으로부터 안내될 수 있다. 비자성 바이어스 요소(38)는 도 10에 따르면 기계적 스프링이다. 이 변형예에서 캔틸레버는 위로부터 강자성 가압 몸체를 통해 양호하게는 볼을 통해 기계적 스프링에 의해 접촉판에 대해 클램핑된다. 자기장을 인가함으로써 가압 몸체는 기계적 스프링에 대항하여 다시 캔틸레버로부터 당겨질 수 있다.

도 11은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 고정 장치(20)를 도시한다. 도 11에 따르면 비자성 바이어스 요소(38)는 공압식 바이어스 요소이다. 이 변형예에서 캔틸레버는 위로부터 가압 몸체를 통해, 양호하게는 볼 또는 원형 표면을 갖는 부분을 갖는 몸체를 통해, 가압 몸체의 캔틸레버 반대 측에 초과압을 인가함으로써 접촉판에 대항하여 클램핑된다. 초과압을 방출하거나 또는 상응하는 지점에 부압을 인가함으로써, 공압식 마스터 하중 장치(34)를 통해 제어되어, 클램핑이 해결될 수 있다. 대안적으로 가압 몸체는 또한 자기장의 인가를 통해 다시 캔틸레버로부터 당겨질 수 있다. 공압식 제어압은 마스터 하중 장치(34)에 의해 생성되고, 압력 라인(40)을 통해 고정 기구(24)의 가압 몸체로 전달될 수 있다.

도 12는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 고정 장치(20)에 직접 그리고 추가 부품 없이 삽입될 수 있는 캔틸레버로도 언급되는 주사 프로브 현미경(1)용 측정 프로브(11)를 도시한다. 측정 프로브(11)는 예컨대 실리콘 또는 실리콘 질화물로 제조될 수 있는 기계적 안정성을 달성하기 위한 코어 또는 베이스 몸체(80)를 포함한다. 베이스 몸체(80)의 하측에는 조사될 샘플 표면을 스캐닝할 때 측정 프로브(11)의 위치 변화를 검출하기 위해 형성되는 반사 코팅(82)이 도포된다. 주사 프로브 현미경(1)이 광학적 검출에 기초하지 않으면, 반사 코팅(82)은 생략될 수 있다. 베이스 몸체(80)의 상측은 (예컨대 티탄으로 이루어진) 선택적 접착층(84) 및 그 위에 도포된 (예컨대 플래티넘으로 이루어진) 전기 도전층(86)이 코팅된다. 접착층(84)은 전기 도전층(86)의 부착을 향상시킨다. 전기 도전층(86)은 조사될 시편(6)의 표면을 스캐팅할 때 전기 신호를 검출하도록 기능하고, 이러한 전기적 측정이 행해질 필요가 없다면 생략될 수 있다. 또한 측정 프로브(11)는 예컨대 카본 나노튜브로 형성될 수 있는 측정 팁(5)을 포함한다.

또한, "포함하다(aufweisen)"는 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않는다는 것 그리고 "ein oder eine"는 복수를 배제하지 않는다는 것을 알아야 한다. 또한, 상술된 실시예들 중 하나를 참조하여 설명된 특징 또는 단계는 또한 다른 상술된 실시예의 다른 특징 또는 단계와 조합하여 사용될 수 있다는 것을 알아야 한다. 청구항의 참조 부호는 한정을 위한 의도로 간주되지 않는다.

1......주사 탐침 현미경,
11......측정 프로브,
22......안내 장치,
34......마스터 하중 장치.

Claims (26)

1. 상기 주사 탐침 현미경(1)의 측정 프로브(11)를 선택적으로 고정하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는:
   상기 측정 프로브(11)가 안내될 수 있는 안내 장치(22);
   공구없이 작동할 수 있는 고정 기구(24)에 마스터 하중을 선택적으로 작용시키기 위한 마스터 하중 장치(34);
   상기 마스터 하중 장치(34)를 이용하여 상기 안내 장치(22)내에서 안내되는 측정 프로브(11)의 고정 및/또는 구속해제를 위해 공구 없이 작동가능한 것을 특징으로 하는 고정 장치.
   
2. 제1항에 있어서, 제어가능한 마스터 하중을 작용시켜서 고정 및/또는 구속해제하고, 특히 고정 및/또는 구속해제를 선택적으로 활성화하거나 비활성화하기 위해 상기 마스터 하중 장치(34)가 구성되는 것을 특징으로 하는 고정 장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 측정 프로브(11)를 상기 안내 장치(22)내부로 안내하거나 상기 측정 프로브(11)를 상기 안내 장치(22)로부터 제거하기 위하여 스위치 꺼진 마스터 하중에 의해 고정기능을 활성화되고 스위치 켜진 마스터 하중에 의해 상기 고정기능을 비활성화하도록 고정기구(24)가 형성되는 것을 특징으로 하는 고정 장치.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마스터 하중 장치(34)는 특히 이동가능한 마스터 하중 영구자석들 또는 전기적으로 활성화되는 마스터 하중 전자석에 의해 발생될 수 있는 자기적 마스터 하중, 유압식 마스터 하중, 공압식 마스터 하중, 전기식 마스터 하중, 열적 마스터 하중 및 기계식 마스터 하중을 작용시키기 위한 마스터 하중 장치(34)를 포함하는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 고정 장치.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안내 장치(22)는 구부러진 특히 구형으로 구부러진 고정하중 전달 평면을 가진 고정하중 강화요소(36)를 포함하고, 상기 고정하중 강화요소는 상기 안내 장치(22)내부로 안내되는 측정 프로브(11)의 상태에서 상기 고정하중 전달 평면에 의해 특히 점형상(punctiform)을 가지며 유리하게 상부로부터 상기 측정 프로브(11)에 직접 작용하는 것을 특징으로 하는 고정 장치.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정 기구(24)는 자기적 상호작용력이 형성되는 적어도 두 개의 자석 요소(30,32)들을 포함하고, 상기 자기적 상호작용력은 상기 안내 장치(22)내부로 안내되는 측정 프로브(11)를 구부러진 상태로 상기 안내 장치(22)내에 고정하는 것을 특징으로 하는 고정 장치.
   
7. 제6항에 있어서, 상기 두 개의 자석 요소(30,32)들은 자석요소들의 자기적 상호작용력에 의해 반발하고 상기 안내 장치(22)내부로 안내되는 측정 프로브(11)상에 작용하여 상기 측정 프로브(11)는 상기 안내 장치(22)내에서 구부러져 고정되는 것을 특징으로 하는 고정 장치.
   
8. 제7항에 있어서, 상기 두 개의 자석 요소(30,32)은 서로 마주보게 배열된 두 개의 고정 몸체(46,48)들의 동일부분 내에 배열되거나 동일부분 상에 배열되고, 상기 안내 장치(22)내부로 안내된 상태에서 상기 측정 프로브(11)는 상기 고정 몸체들사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 고정 장치.
   
9. 제7항에 있어서, 각각의 자석 요소(30,32)는 서로 마주보게 배열된 상기 고정 장치(20)의 고정 몸체(46,48)들의 다른 부분 내에 배열되거나 다른 부분상에 배열되고, 상기 안내 장치(22)내부로 안내된 상태에서 상기 측정 프로브(11)는 상기 고정 몸체들사이에 배열되며, 상기 측정 프로브(11)의 고정작용은 상기 안내 장치(22)내에서 회전 레버기구에 의해 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 고정 장치.
   
10. 제6항에 있어서, 상기 두 개의 자석 요소(30,32)들은 자석 요소의 자기적 상호작용력에 의해 끌어당겨지고 상기 안내 장치(22)내부로 안내되는 측정 프로브(11)상에 작용하여 측정 프로브는 상기 안내 장치(22)내에서 고정된 상태를 가지는 것을 특징으로 하는 고정 장치.
    
11. 제10항에 있어서, 각각의 자석 요소(30,32)는 서로 마주보게 배열된 상기 고정 장치(20)의 고정 몸체(46,48)들의 다른 부분 내에 배열되거나 다른 부분상에 배열되고, 상기 안내 장치(22)내부로 안내된 상태에서 상기 측정 프로브(11)는 상기 고정 몸체들사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 고정 장치.
    
12. 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자석 요소(30,32)들 중 한 개는 이동가능하고 자석 요소(30,32)들 중 다른 한 개는 이동할 수 없게 상기 고정 장치(20)내에 장착되거나 고정 장치상에 장착되는 것을 특징으로 하는 고정 장치.
    
13. 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자석 요소(30,32)들 중 한 개는 공기 간격을 가진 자기적 회로를 형성하고, 자석 요소(30,32)들 중 다른 한 개는 상기 공기 간격내에 이동가능하게 배열되며 자기력에 의해 상기 공기 간격으로부터 빠져나오는 것을 특징으로 하는 고정 장치.
    
14. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정 기구(24)는 상기 마스터 하중 장치(34)에 의해 발생된 마스터 하중이 없을 때 구부러지는 요소를 포함하고, 상기 구부러지는 요소는 마스터 하중이 작용할 때 적어도 부분적으로 구부러지도록 구성되어 상기 측정 프로브(11)가 고정될 때 안내 장치(22)내에서 상기 측정 프로브(11)의 속빈 수용공간까지 연장되는 것을 특징으로 하는 고정 장치.
    
15. 제14항에 있어서, 구부러진 요소(24)는 자성 재료, 특히 강자성 재료로 제조되고, 상기 마스터 하중 장치(34)에 의해 발생되는 자기적 마스터 하중이 작용하여 상기 구부러진 요소가 적어도 부분적으로 구부러지는 것을 특징으로 하는 고정 장치.
    
16. 제14항에 있어서, 구부러진 요소(24)는 형상 기억 재료로 제조되고, 상기 마스터 하중 장치(34)에 의해 발생되는 열적 마스터 하중이 작용하여 상기 구부러진 요소가 적어도 부분적으로 구부러지는 것을 특징으로 하는 고정 장치.
    
17. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정 기구(24)는 자석 요소(30) 및 상기 안내 장치(22)내에서 측정 프로브(11)의 속 빈 수용 공간속에 상기 자석 요소(30)를 연장시키는 특히 비자성 상태의 편향 요소(38)를 포함하고, 상기 자석 요소(30)는 상기 마스터 하중 장치(34)에 의해 발생되는 자기적 마스터 하중에 의해 상기 속 빈 수용 공간으로부터 빠져나와 안내되는 것을 특징으로 하는 고정 장치.
    
18. 제17항에 있어서, 상기 비자성 편향 요소(38)는 기계적 스프링, 유압 및 공압식 편향 요소를 포함한 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 고정 장치.
    
19. 시편(6)의 표면을 스캐닝하여 시편(6)에 관한 표면 정보를 감지하기 위한 주사 탐침 현미경(1)에 있어서, 상기 주사 탐침 현미경(1)은:
    상기 시편(6)의 표면을 스캐닝하도록 적응된 측정 프로브(11);
    제1항 내지 제18항 중 어느 한 항을 따르고 상기 측정 프로브(11)를 선택적으로 고정하기 위한 고정 장치(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경.
    
20. 제19항에 따라 원자력 현미경(atomic force microscope)으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경.
    
21. 제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 측정 프로브(11)는 고정 장치(20)의 고정수단을 위한 프로브 몸체(7) 및 탄소 나노튜브를 포함하고 표면을 스캐닝하기 위한 측정 팁(5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경.
    
22. 제21항에 있어서, 상기 측정 팁(5)을 향하는 프로브 몸체(7)의 표면이 전기 전도성을 가지고 상기 프로브 몸체(6)의 전기적 특성에 관한 표시 정보를 감지하기 위해 상기 고정 장치(20)에 고정된 상태에서 전기 전도성을 가지며 상기 주사 탐침 현미경(1)의 전기적 측정 장치(45)와 연결되는 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경.
    
23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 프로브 몸체(7)는 전기적 스위치회로, 특히 회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경.
    
24. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로브 몸체(7)는 상기 주사 탐침 현미경(1)의 전자기 복사를 반사하기 위한 반사 층(82)을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경.
    
25. 상기 주사 탐침 현미경(1)의 측정 프로브(11)를 선택적으로 고정하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은:
    상기 주사 탐침 현미경(1)의 안내 장치(22)내에서 상기 측정 프로브(11)를 안내하는 단계;
    상기 안내 장치(22)내에서 안내되는 측정 프로브(11)를 고정 및/또는 구속해제하기 위해 마스터하중을 이용하여 고정 기구(24)를 공구없이 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
    
26. 제25항에 있어서, 보조 몸체 없이 장착되도록 상기 측정 프로브(11)는 상기 안내 장치(22)내부로 안내되고 고정기구(24)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 방법.
    

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