일반기술

접촉형 원자간력 현미경에 공급되는 구형파의 지속 시간 및 진폭을 조절하는 장치 및 방법

* 원리 및 구성Atomic force microscope(AFM : 원자간력 현미경)를 이용하여 nano lithography를 하는 경우, Si-wafer나 poly-Si 등의 표면위에 AFM tip의 전계에 의한 산화막형성 패턴을 얻는 방법을 이용하는데, 이때 nano lithography를 위해 tip에 가해지는 전압은 일반적으로 제2도에서 보여지는 것처럼 1 kHz 주파수의 -10~10 V의 구형파이다. 본 발명품은 그 신호의 duration time과 전압 크기를 사용자 임의로 조절하는 것을 목적으로 한다. 먼저, 제3도의 nano lithography 신호를 제4도와 같이 디지털 신호로 변환한 다음, 이 신호를 입력하여, 입력된 신호의 duration time을 digital 논리회로에 의해 00sec~0.01sec의 resolution으로 사용자 임의로 조절한다. 본 발명품의 경우 0.1sec단위로 0.0sec에서 99.9sec까지 선택하거나, 1sec 단위로 0sec에서 999sec까지 외부에 장착된 스위치를 통해서 선택할 수 있으며<블록3>, 선택된 시간이 외부에 장착된 디지털 표시장치를 통해서 표시된다<블록5>. 그런 방식으로 duration time이 변경된 디지털 신호를 고전압으로 증폭을 하게 되는데, 증폭의 방법에는 두 가지가 있다. 첫 번째 방법으로, <블록 4>, <블록 6>, <블록 7>, <블록 8>, <블록 9>의 순서로, 출력된 디지털 신호를 N-channel power MOSFET를 이용한 고전압 스위칭 회로의 스위칭 신호로 사용하여, 제7도에 나타난 것처럼 사용자가 선택한 duration time만큼 0~50V까지 스위칭 해주거나, 두번째 방법으로 <블록 4>, <블록 10>, <블록 11>, <블록 12>, <블록 13>의 순서로, 출력된 디지털 신호를 제8-1도, 제9-1도와 같이 high-speed power OP-AMP를 이용한 전압 증폭 회로의 입력으로 사용하여, 제8-2도와 제9-2도에 나타난 것과 같이 선택한 duration time만큼 - 50~50V까지 증폭할 수 있다. 이 장치를 이용하여 기존의 1msec, -10~+10V의 구형파 nano lithography신호를 사용자 임의로 신호의 duration time과 전압의 크기를 조절하여 AFM장비에 공급함으로써 더욱 정밀한 nano lithography를 할 수 있게 된다.* 기술의 특징기존 contact-mode AFM을 이용한 nano-lithography 에서 인가되는 전압의 duration time과 크기를 각각 디지털 회로와 아날로그 회로를 사용하여 사용자 임의로 조절한다. Nano-lithography 인가 전압의 임의 조절 장치와 출력 전압의 시각적 확인을 위한 디지털 표시 장치를 통하여 사용자 지향적인 기술품을 구성하였다.* 적용응용분야 및 시장성현재 상품화된 contact-mode AFM 장비의 경우 인가되는 전압의 duration time과 전압 조절에 한계가 있는데, 본 기술품을 이용하여 극복할 수 있다. 본 기술품을 이용하여 신뢰도 향상의 효과를 얻을 수 있으며, 기존의 방식보다 정밀한 nano-lithography를 행할 수 있다. 장비의 성능향상으로 정밀한 nano-lithography가 가능하게 되어 진보된 contact-mode AFM 장비개발을 통한 가치창조를 이룰 수 있다. 본 기술품과 같은 기반 기술을 사용하여 장비의 성능 향상을 이루어, 원자 현미경 장비 업체의 경쟁력을 극대화시킬 수 있다.