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헤드 일체형 원자간력 현미경 및 이를 포함한 융합 현미경(Atomic force microscope with integrated head and fusion microscope including the same)

  • 기술번호 : KST2016012780
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명의 목적은 원자간력 현미경(AFM)의 헤드 구조를 최적화함으로써, 중량 및 부피 최소화와 구조적 안정성 향상을 실현하는 원자간력 현미경용 일체형 헤드를 제공함에 있다. 본 발명의 다른 목적은, 이러한 일체형 헤드를 장착함으로써 동적 특성이 향상되어 고속 헤드 스캔이 가능해서 대면적 샘플 이미징에 활용할 수 있는 헤드 일체형 원자간력 현미경을 제공함에 있다. 본 발명의 또다른 목적은, 이처럼 동적 특성이 향상된 헤드 일체형 원자간력 현미경과 전자 현미경 또는 광학 현미경을 융합함으로써, 고속 위치탐색 및 이미징이 가능함과 동시에 관심 영역에서는 원자상 수준까지의 3차원 형상의 정밀 관찰이 가능하도록 하는, 헤드 일체형 원자간력 현미경을 포함한 융합 현미경을 제공함에 있다.
Int. CL G01Q 60/24 (2010.01)
CPC G01Q 60/24(2013.01) G01Q 60/24(2013.01) G01Q 60/24(2013.01) G01Q 60/24(2013.01)
출원번호/일자 1020140187700 (2014.12.24)
출원인 한국표준과학연구원
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2016-0078534 (2016.07.05) 문서열기
공고번호/일자 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2014.12.24)
심사청구항수 24

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국표준과학연구원 대한민국 대전 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김달현 대한민국 대전광역시 유성구
2 박병천 대한민국 대전광역시 유성구
3 유현웅 대한민국 대전광역시 유성구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인 플러스 대한민국 대전광역시 서구 한밭대로 ***번지 (둔산동, 사학연금회관) **층

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국표준과학연구원 대한민국 대전 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2014.12.24 수리 (Accepted) 1-1-2014-1253667-09
2 [대리인선임]대리인(대표자)에 관한 신고서
[Appointment of Agent] Report on Agent (Representative)		 2015.01.19 수리 (Accepted) 1-1-2015-5003342-74
3 [대리인선임]대리인(대표자)에 관한 신고서
[Appointment of Agent] Report on Agent (Representative)		 2015.02.04 불수리 (Non-acceptance) 1-1-2015-5005372-80
4 서류반려이유통지서
Notice of Reason for Return of Document		 2015.02.17 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2015-0037522-81
5 서류반려통지서
Notice for Return of Document		 2015.02.26 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2015-0041480-01
6 [대리인선임]대리인(대표자)에 관한 신고서
[Appointment of Agent] Report on Agent (Representative)		 2015.03.25 수리 (Accepted) 1-1-2015-5010227-96
7 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2015.09.11 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
8 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2015.11.19 수리 (Accepted) 9-1-2015-0073705-33
9 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2016.03.16 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2016-0196487-08
10 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2016.05.16 수리 (Accepted) 1-1-2016-0461761-17
11 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2016.05.16 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2016-0461746-21
12 등록결정서
Decision to grant		 2016.09.13 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2016-0659889-20
13 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2018.12.27 수리 (Accepted) 4-1-2018-5266627-88
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2018.12.27 수리 (Accepted) 4-1-2018-5266645-00
15 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2018.12.27 수리 (Accepted) 4-1-2018-5266640-72
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번호 청구항
1 1
길이 방향으로 일측에서 타측으로 연장되는 플레이트 형태로 형성되며, 제1미러(211)가 구비된 제1미러마운트(111) 및 제2미러(212)가 구비된 제2미러마운트(112)가 길이 방향으로 일측에서 타측으로 순차적으로 이격 배치되어 고정되고, 하면에 탐침이 구비되며 길이 방향으로 연장되는 플레이트 형태로 형성되는 팁(215)이 구비된 팁마운트(115)가 상기 제1미러마운트(111)와 높이 및 폭 방향으로 이격 배치되어 고정되되, 상기 팁(215) 하부에 빈 공간이 형성되는 측정부(110);상기 측정부(110) 일측에 연결되는 블록 형태로 형성되며, 길이 방향으로 관통로(125)가 형성되고, 상기 관통로(125) 상에 렌즈(225)가 구비되며, 상기 관통로(125)의 일측 끝단에 광원부(220)가 구비되어 고정되는 소스부(120);상기 측정부(110) 타측에 연결되는 블록 형태로 형성되며, 길이 방향으로 수용로(135)가 형성되고, 상기 수용로(135) 상에 PSPD(position-sensitive photo detector, 230)가 수용되어 고정되는 감지부(130);를 포함하여 이루어지며,상기 측정부(110), 상기 소스부(120), 상기 감지부(130)가 일체의 바디로 된 헤드프레임을 형성하도록 이루어지되, 금속 재질의 단일 블록을 깎아냄으로써 일체의 바디로 만들어지는 것을 특징으로 하는 원자간력 현미경용 일체형 헤드
2 2
제 1항에 있어서, 상기 원자간력 현미경용 일체형 헤드(100)는상기 광원부(220)로부터 상기 렌즈(225)를 통과해 온 광이 상기 제1미러(211)로 입사되고,상기 제1미러(211)에서 반사된 광이 상기 팁(215) 상면으로 입사되고,상기 팁(215) 상면에서 반사된 광이 상기 제2미러(212)로 입사되고,상기 제2미러(212)에서 반사된 광이 상기 PSPD(230)로 입사되어 감지되도록 광경로가 형성되는 것을 특징으로 하는 원자간력 현미경용 일체형 헤드
3 3
제 2항에 있어서, 상기 원자간력 현미경용 일체형 헤드(100)는상기 제1미러(211) 및 상기 제2미러(212)는 각각 상기 제1미러마운트(111) 및 상기 제2미러마운트(112)에 대하여 폭 방향으로 돌출되는 형태로 구비되어 각각의 반사면이 하측을 향하도록 배치되며,상기 관통로(125) 및 상기 수용로(135)는 각각 상기 측정부(110)가 형성하는 면에 대하여 상기 측정부(110) 쪽을 향하도록 기울어지게 형성되며,상기 제1미러(211)의 반사면은 상기 관통로(125) 쪽을 향하도록 기울어지게 배치되고, 상기 제2미러(212)의 반사면은 상기 수용로(135) 쪽을 향하도록 기울어지게 배치되는 것을 특징으로 하는 원자간력 현미경용 일체형 헤드
4 4
제 1항에 있어서, 상기 제1미러마운트(111)는플레이트 형태로 형성되어 상기 측정부(110) 상면과 면접하도록 배치되는 제1미러마운트 몸체부(111a),상기 제1미러마운트 몸체부(111a)의 폭 방향 일측 끝단에 형성되어 상기 제1미러(211)가 구비되는 제1미러마운트 미러지지부(111b),상기 제1미러마운트 몸체부(111a) 중심부에 통공 형태로 형성되는 제1미러마운트 고정결합공(111c),상기 제1미러마운트 몸체부(111a)의 모서리부에 암나사 형태로 형성되며 서로 대각선 상에 배치되는 한 쌍의 제1미러마운트 각도조절나사공(111d),상기 제1미러마운트 몸체부(111a)의 상기 측정부(110)와 접하는 면에 드릴로 관통되지 않도록 뚫어서 형성되는 홈으로서, 각각의 상기 각도조절나사공(111d) 중심으로부터 상기 제1미러(211)쪽으로 상기 제1미러마운트 몸체부(111a) 외곽선에 평행하게 연장되는 두 연장선이 서로 만나는 지점에 형성되는 제1미러마운트 구슬홈(111e)을 포함하여 이루어지며,상기 측정부(110) 상에 형성된 관통공 중 하나(110a)와 상기 제1미러마운트 고정결합공(111c)이 서로 연통되도록 배치되고, 상기 측정부(110) 상에 형성된 관통공(110a) 및 상기 제1미러마운트 고정결합공(111c)을 관통하는 스프링 부재가 삽입되어 상기 제1미러마운트(111) 및 상기 측정부(110)가 결합되며,상기 제1미러마운트 구슬홈(111e)에 구슬이 삽입 구비되어, 상기 제1미러마운트 구슬홈(111e) 위치에서 상기 제1미러마운트 몸체부(111a) 및 상기 측정부(110) 간 이격 거리가 상기 구슬의 돌출로 일정하게 유지되도록 형성되고,한 쌍의 상기 제1미러마운트 각도조절나사공(111d)들에 각각 나사 부재가 삽입되어, 한 쌍의 상기 나사 부재의 삽입 정도에 따라서 상기 제1미러마운트 몸체부(111a)의 상기 측정부(110)에 대한 각도가 조절되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 원자간력 현미경용 일체형 헤드
5 5
제 1항에 있어서, 상기 제2미러마운트(112)는플레이트 형태로 형성되어 상기 측정부(110) 상면과 면접하도록 배치되는 제2미러마운트 몸체부(112a),상기 제2미러마운트 몸체부(112a)의 폭 방향 일측 끝단에 형성되어 상기 제2미러(212)가 구비되는 제2미러마운트 미러지지부(112b),상기 제2미러마운트 몸체부(112a) 중심부에 통공 형태로 형성되는 제2미러마운트 고정결합공(112c),상기 제2미러마운트 몸체부(112a)의 모서리부에 암나사 형태로 형성되며 서로 대각선 상에 배치되는 한 쌍의 제2미러마운트 각도조절나사공(112d),상기 제2미러마운트 몸체부(112a)의 상기 측정부(110)와 접하는 면에 드릴로 관통되지 않도록 뚫어서 형성되는 홈으로서, 각각의 상기 각도조절나사공(112d) 중심으로부터 상기 제2미러(212)쪽으로 상기 제2미러마운트 몸체부(112a) 외곽선에 평행하게 연장되는 두 연장선이 서로 만나는 지점에 형성되는 제2미러마운트 구슬홈(112e)을 포함하여 이루어지며,상기 측정부(110) 상에 형성된 관통공 중 하나(110b)와 상기 제2미러마운트 고정결합공(112c)이 서로 연통되도록 배치되고, 상기 측정부(110) 상에 형성된 관통공(110b) 및 상기 제2미러마운트 고정결합공(112c)을 관통하는 스프링 부재가 삽입되어 상기 제2미러마운트(112) 및 상기 측정부(110)가 결합되며,상기 제2미러마운트 구슬홈(112e)에 구슬이 삽입 구비되어, 상기 제2미러마운트 구슬홈(112e) 위치에서 상기 제2미러마운트 몸체부(112a) 및 상기 측정부(110) 간 이격 거리가 상기 구슬의 돌출로 일정하게 유지되도록 형성되고,한 쌍의 상기 제2미러마운트 각도조절나사공(112d)들에 각각 나사 부재가 삽입되어, 한 쌍의 상기 나사 부재의 삽입 정도에 따라서 상기 제2미러마운트 몸체부(112a)의 상기 측정부(110)에 대한 각도가 조절되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 원자간력 현미경용 일체형 헤드
6 6
제 1항에 있어서, 상기 팁마운트(115)는플레이트 형태로 형성되어 상기 측정부(110) 하면과 면접하도록 고정 결합되며, 하면 길이 방향 일측이 돌출되어 단차부가 형성되는 팁마운트 몸체부(115a),상기 팁마운트 몸체부(115a)의 단차부 상에 폭 방향으로 연장되게 형성되는 팁마운트 가이드홈(115b),박판 형태로 형성되어 길이 방향 일측 끝단이 상기 팁마운트 가이드홈(115b)에 삽입 배치되는 팁마운트 프레스판(115c),상기 팁마운트 몸체부(115a) 중심부에 암나사 형태로 형성되는 팁마운트 고정결합공(115d),상기 팁마운트 몸체부(115a) 상에 상기 팁마운트 고정결합공(115d)의 폭 방향 양측으로 이격된 통공 형태로 형성되는 한 쌍의 팁마운트 안내결합공(115e),상기 팁마운트 몸체부(115a) 길이 방향 일측 상면에 구비되어 팁을 진동시키는 PZT(115f),상기 PZT(115f)의 하면에 적층 구비되는 하부 부도체판(115g),상기 PZT(115f)의 상면에 적층 구비되는 상부 부도체판(115h)을 포함하여 이루어지며,상기 팁(215)은, 상기 팁마운트(115)의 길이 방향 타측 끝단에서 상기 팁마운트 몸체부(115a) 및 상기 팁마운트 프레스판(115c) 사이에 개재 구비되어, 상기 팁마운트 프레스판(115c)에 의하여 눌림으로써 상기 팁마운트 몸체부(115a)에 지지되어 고정되며,상기 팁마운트(115)는, 상기 상부 부도체판(115h) - 상기 PZT(115f) - 상기 하부 부도체판(115g)이 적층되어 이루어지는 PZT 적층체에 의하여 상기 측정부(110) 하면에 고정 결합되며,상기 팁마운트 프레스판(115c) 상에는 상기 팁마운트 고정결합공(115d) 및 상기 팁마운트 안내결합공(115e)에 상응하는 위치에 홈이 형성되며,상기 팁마운트 프레스판(115c) 상에 형성된 홈 중 하나와 상기 팁마운트 고정결합공(115d)이 서로 연통되도록 배치되고, 상기 팁마운트 프레스판(115c)에 형성된 홈 및 상기 팁마운트 고정결합공(115d)을 관통하는 나사 부재가 삽입되어 상기 팁마운트 몸체부(115a) 및 상기 팁마운트 프레스판(115c)가 결합되고,상기 팁마운트 프레스판(115c) 상에 형성된 다른 홈들과 상기 팁마운트 안내결합공(115e)들이 서로 연통되도록 배치되고, 상기 팁마운트 프레스판(115c) 상에 형성된 홈 및 상기 팁마운트 안내결합공(115e)을 관통하는 나사 부재가 삽입되되, 한 쌍의 나사 부재의 결합에 의하여 상기 팁마운트 프레스판(115c)의 폭 방향 정위치가 고정되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 원자간력 현미경용 일체형 헤드
7 7
제 1항에 있어서, 상기 헤드프레임은2~5g/cm3 범위의 밀도를 가지는 금속 재질의 단일 블록에서, 상기 제1미러마운트(111), 상기 제2미러마운트(112), 상기 팁마운트(115), 상기 광원부(220), 상기 PSPD(230)를 포함하는 헤드 구성 부품들을 지지 및 고정하는 부분 및 이들을 연결하는 뼈대 구조를 남기고 깎아냄으로써 일체의 바디로 만들어지는 것을 특징으로 하는 원자간력 현미경용 일체형 헤드
8 8
제 1항에 있어서, 상기 원자간력 현미경용 일체형 헤드(100)는상기 제1미러(211), 상기 제2미러(212)의 두께가 2~3mm 범위로 형성되고,상기 제1미러마운트(111), 상기 제2미러마운트(112), 상기 팁마운트(115)의 두께가 0
9 9
제 1항에 있어서, 상기 원자간력 현미경용 일체형 헤드(100)는폭 방향 또는 높이 방향으로의 크기 : 길이 방향으로의 크기 비가 1:5~1:15 범위로 형성되는 것을 특징으로 하는 원자간력 현미경용 일체형 헤드
10 10
제 1항에 있어서, 상기 원자간력 현미경용 일체형 헤드(100)는상기 팁(215) 탐침 위치에서 상기 원자간력 현미경용 일체형 헤드(100)의 높이가 최소화되어 상기 원자간력 현미경용 일체형 헤드(100) 상부에 구비되는 보조 현미경의 작동거리를 저감하도록,상기 소스부(120)로부터 상기 측정부(110)로의 광 입사각 및 상기 측정부(110)로부터 상기 감지부(130)로의 광 반사각이 예각이 되도록 광경로(P)를 형성하거나,상기 제1미러(211), 상기 제2미러(212)의 두께가 2~3mm 범위로 형성되고, 상기 제1미러마운트(111), 상기 제2미러마운트(112), 상기 팁마운트(115)의 두께가 0
11 11
제 1항에 있어서, 상기 원자간력 현미경용 일체형 헤드(100)는상기 제1미러(211) 및 상기 제2미러(212)의 위쪽 및 상기 제1미러마운트(111) 및 상기 제2미러마운트(112) 반대 방향인 바깥쪽이 모두 비어 있도록 형성되어, 길이 방향을 축으로 상기 일체형 헤드(100)를 회전시킬 경우 상기 일체형 헤드(100) 수직 상부에 위치한 보조 현미경의 작동거리 증가를 방지하는 것을 특징으로 하는 원자간력 현미경용 일체형 헤드
12 12
제 1항 내지 제 11항 중 선택되는 어느 한 항에 의한 원자간력 현미경용 일체형 헤드(100);를 포함하여 이루어져,샘플 마운트(500)에 의해 고정되어 상기 일체형 헤드(100)의 하부에 배치된 관찰 대상물의 표면을 관찰하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 헤드 일체형 원자간력 현미경
13 13
제 12항에 있어서, 상기 원자간력 현미경은상기 일체형 헤드(100) 또는 상기 샘플마운트(500)를 X, Y, Z 방향으로 스캔하는 스캔수단(300);을 더 포함하여 이루어지며,상기 스캔수단(300)은 원자간력 현미경용 스캐너 또는 나노스테이지로 형성되는 것을 특징으로 하는 헤드 일체형 원자간력 현미경
14 14
제 13항에 있어서, 상기 원자간력 현미경은상기 일체형 헤드(100) 또는 상기 샘플마운트(500)를 X, Y, Z 방향으로 이동시키되, 상기 스캔수단(300)보다 상대적으로 큰 스케일로 이동시키도록 형성되는 포지셔닝스테이지(400);를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 헤드 일체형 원자간력 현미경
15 15
제 14항에 있어서, 상기 원자간력 현미경은링 형상으로 형성되어, 일측에 상기 일체형 헤드(100)를 포함한 대상물을 연결 고정하는 링고정부(310);상기 링고정부(310)의 원주 상에 방사상으로 배치되어 상기 링고정부(310)를 기판부(450)와 이격시켜 고정하는 3개의 기둥부(320);를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 헤드 일체형 원자간력 현미경
16 16
제 15항에 있어서, 상기 원자간력 현미경은상기 기둥부(320)들 중 2개의 중간 위치에 상기 일체형 헤드(100)를 스캔하는 상기 스캔수단(300)이 고정되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 헤드 일체형 원자간력 현미경
17 17
제 16항에 있어서, 상기 원자간력 현미경은상기 팁(215) 탐침이 피드백이 될 수 있는 거리까지 관찰 대상물 표면에 가깝게 접근시키거나 떨어뜨리도록,상기 기둥부(320)들 중 선택되는 적어도 어느 하나에 구비되는 승강수단(325);을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 헤드 일체형 원자간력 현미경
18 18
제 1항 내지 제 11항 중 선택되는 어느 한 항에 의한 원자간력 현미경용 일체형 헤드(100);상기 일체형 헤드(100)의 상부에 배치되어, 샘플 마운트(500)에 의해 고정되어 상기 일체형 헤드(100)의 하부에 배치된 관찰 대상물의 표면을 관찰하도록 형성되는 보조 현미경부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 헤드 일체형 원자간력 현미경을 포함한 융합 현미경
19 19
제 18항에 있어서, 상기 보조 현미경부는SEM(Scanning Electron Microscope) 또는 이온 현미경(Ion Microscope)을 포함하는 하전 입자 현미경 형태로 이루어지거나 또는 광학 현미경 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 헤드 일체형 원자간력 현미경을 포함한 융합 현미경
20 20
제 18항에 있어서, 상기 융합 현미경은상기 일체형 헤드(100) 또는 상기 샘플마운트(500)를 X, Y, Z 방향으로 스캔하는 스캔수단(300);을 더 포함하여 이루어지며,상기 스캔수단(300)은 원자간력 현미경용 스캐너 또는 나노스테이지로 형성되는 것을 특징으로 하는 헤드 일체형 원자간력 현미경을 포함한 융합 현미경
21 21
제 20항에 있어서, 상기 융합 현미경은상기 일체형 헤드(100) 또는 상기 샘플마운트(500)를 X, Y, Z 방향으로 이동시키되, 상기 스캔수단(300)보다 상대적으로 큰 스케일로 이동시키도록 형성되는 포지셔닝스테이지(400);를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 헤드 일체형 원자간력 현미경을 포함한 융합 현미경
22 22
제 20항에 있어서, 상기 융합 현미경은링 형상으로 형성되어, 일측에 상기 일체형 헤드(100)를 포함한 대상물을 연결 고정하는 링고정부(310);상기 링고정부(310)의 원주 상에 방사상으로 배치되어 상기 링고정부(310)를 기판부(450)와 이격시켜 고정하는 3개의 기둥부(320);를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 헤드 일체형 원자간력 현미경을 포함한 융합 현미경
23 23
제 22항에 있어서, 상기 융합 현미경은상기 기둥부(320)들 중 2개의 중간 위치에 상기 일체형 헤드(100)를 스캔하는 상기 스캔수단(300)이 고정되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 헤드 일체형 원자간력 현미경을 포함한 융합 현미경
24 24
제 23항에 있어서, 상기 융합 현미경은상기 팁(215) 탐침이 피드백이 될 수 있는 거리까지 관찰 대상물 표면에 가깝게 접근시키거나 떨어뜨리도록,상기 기둥부(320)들 중 선택되는 적어도 어느 하나에 구비되는 승강수단(325);을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 헤드 일체형 원자간력 현미경을 포함한 융합 현미경
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1 미래창조과학부 한국표준과학연구원 기관고유사업 나노측정 핵심 기술 개발
2 산업자원부 선문대학교 산업원천기술개발사업 EUV 마스크 actinic 검사장비 및 멀티전자빔 웨이퍼 검사기술