觀察拍攝裝置制造方法
【專利摘要】公開了一種附設(shè)有研磨機構(gòu)(20)的觀察拍攝裝置。研磨機構(gòu)(20)設(shè)有：旋轉(zhuǎn)軸(23)鉛直的旋轉(zhuǎn)盤(24)；研磨布(26、27)，其安裝在該旋轉(zhuǎn)盤(24)的下表面上并對試樣(15)的表面進行研磨；以及研磨液噴嘴(31、33)，其配置在比該研磨布(26、27)靠下方的位置，并朝上噴射含有研磨材料的研磨液，以潤濕研磨布(26、27)。
【專利說明】觀察拍攝裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種觀察拍攝裝置，該觀察拍攝裝置在放大試樣來進行拍攝的帶有拍攝部的顯微鏡中附設(shè)有對試樣進行研磨的研磨機構(gòu)。
[0002]帶有拍攝部的顯微鏡對試樣的表面進行觀察并進行拍攝。
[0003]研磨機構(gòu)對試樣的表面以等間隔或設(shè)定的量反復(fù)進行物理性和化學(xué)性研磨。
[0004]根據(jù)需要，對試樣實施有利于觀察的蝕刻處理。
[0005]利用觀察裝置得到的圖像進行三維構(gòu)筑，以用于試樣的三維觀察或數(shù)值化。
[0006]觀察拍攝裝置相當(dāng)于被稱為連續(xù)切片法的自動進行觀察的裝置。

【背景技術(shù)】
[0007]各種拍攝試樣表面并進行觀察的觀察拍攝裝置已為公眾所知(例如，參見專利文獻I)。
[0008]基于圖12對專利文獻I進行說明。
[0009]圖12是說明以往的觀察拍攝裝置的基本原理的視圖。如圖12所示，利用顯微鏡102觀察試樣101的表面。此外，利用附設(shè)于該顯微鏡102的拍攝部103拍攝試樣101的表面，并以圖像形態(tài)進行記錄。
[0010]當(dāng)試樣101為金屬系材料時，在觀察、拍攝之前，利用研磨機構(gòu)對試樣101的表面進行鏡面加工。
[0011]提出了各種對試樣101進行研磨的研磨機構(gòu)的方案(例如，參見專利文獻2)。
[0012]基于圖13對專利文獻2進行說明。
[0013]圖13是說明以往的研磨機構(gòu)的基本原理的圖。如圖13所示，將試樣101放置在旋轉(zhuǎn)臺105上。從朝下的噴嘴108向該試樣101供給含有細(xì)微研磨顆粒的研磨液106。利用離心力使含有研磨顆粒的研磨液106在試樣101的上表面上流動。通過使旋轉(zhuǎn)的研磨布107與試樣101的上表面接觸，對試樣101的上表面進行研磨。此后，利用由假想線所示的顯微鏡102進行觀察，并利用拍攝部103進行拍攝。
[0014]可是，細(xì)微研磨顆粒的一部分以嵌入研磨布107的形式保留在研磨布107內(nèi)。伴隨使用，使研磨顆粒破碎。由于破碎面是鋒利的，如果不采取措施，則會損傷試樣101。破碎的研磨顆粒也會滯留在試樣101的上表面。試樣的被削去的一部分損傷試樣101。結(jié)果，試樣101的上表面變得粗糙，試樣101的質(zhì)量下降。
[0015]可以通過更換或清洗研磨布107來防止質(zhì)量下降。由于更換時需要使研磨機構(gòu)停止，所以觀察拍攝裝置的利用率下降。
[0016]此外，破碎的研磨顆粒會嵌入研磨布107。在清洗時，使用刮板或刮刀從研磨布107上刮除研磨顆粒107。研磨布107被刮板或刮刀損傷。此外，需要利用大量的清洗液并花費時間來洗掉研磨顆粒。
[0017]在清洗時，研磨布107的壽命變短且清洗液的需要量增加。
[0018]研磨布的壽命變短且清洗液的需要量增加，這在順利有效地進行實驗的方面不是優(yōu)選的。因此，希望提供一種能夠減少清洗液的需要量的觀察拍攝裝置。
[0019]以往以來，可以通過電解處理進行研磨。可以利用電解研磨使試樣的表面平滑。為了進行電解處理，一般來說需要電解研磨板、電解研磨布或電解槽。但是，分別單獨設(shè)置電解研磨板、電解研磨布或電解槽會使研磨機構(gòu)變大。尋求研磨機構(gòu)的小型化。
[0020]此外，在電解處理中，試樣的溶質(zhì)成分會污損試樣的表面?？梢酝ㄟ^每次更換電解液來防止污損。但是，需要大量的電解液。希望減少電解液的需要量。
[0021]此外，在研磨機構(gòu)中，需要進行研磨量的測量。研磨量為10nm?幾十μm，非常小。雖然測量研磨量的測量器通過支撐件被支撐在機臺上，但是如果支撐件產(chǎn)生變形，則研磨量的測量值產(chǎn)生誤差。此外，如果承載試樣的試樣臺(旋轉(zhuǎn)臺等)發(fā)生變形，則研磨量的測量值產(chǎn)生誤差。
[0022]在以往的結(jié)構(gòu)中，難以提高研磨量的測量精度。因而，尋求能夠提高研磨量的測量精度的結(jié)構(gòu)。
[0023]此外，在觀察試樣表面之前，有時利用藥劑腐蝕試樣的表面。該方法被稱為化學(xué)蝕刻法。
[0024]如果腐蝕性液體飛散而與顯微鏡或研磨量測量器接觸，則有時可能會損傷顯微鏡或研磨量測量器。尋求其對策。
[0025]此外，在圖13中，調(diào)節(jié)顯微鏡102以使焦點對準(zhǔn)試樣101的上表面。由于顯微鏡102的調(diào)節(jié)十分費事，所以在觀察前實施焦點調(diào)節(jié)。
[0026]但是，如果利用研磨布107反復(fù)研磨試樣101，則表面下降。如果表面下降，則焦點不準(zhǔn)，圖像變得模糊。希望即使表面下降也能夠得到鮮明的圖像。
[0027]此外，反復(fù)進行如下動作:使顯微鏡102 —邊沿試樣的表面101移動一邊進行拍攝，實施研磨，使顯微鏡102 —邊沿試樣101的表面移動一邊進行拍攝?？梢允公@得的圖像層疊而成為立體圖像。
[0028]由于以間隙(back lash)為代表的機械性誤差，顯微鏡102有時不能準(zhǔn)確地返回至初始位置。因此，圖像變得不鮮明。
[0029]希望即使在顯微鏡102移動的情況下也能夠獲得鮮明的圖像。
[0030]在先技術(shù)文獻
[0031]專利文獻1:日本特開平7-325041號公報
[0032]專利文獻2:日本特開平11-151663號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0033]發(fā)明所解決的課題
[0034]本發(fā)明的課題在于提供一種具備物理、化學(xué)研磨機構(gòu)的觀察拍攝裝置，在該觀察拍攝裝置中，可以減少清洗液的需要量，在進一步實現(xiàn)裝置整體的緊湊化的同時，能夠得到良好的研磨量測量精度和良好的觀察圖像，此外，維護性能和耐久性能也良好，并且即使顯微鏡移動也能夠使圖像鮮明。
[0035]權(quán)利要求1的發(fā)明提供了一種觀察拍攝裝置，其在帶有拍攝部的顯微鏡中附設(shè)有研磨機構(gòu)，該拍攝部能夠觀察并拍攝試樣的表面，在進行所述觀察之前，該研磨機構(gòu)對所述試樣的表面在垂直方向上以等間隔或設(shè)定的量反復(fù)進行研磨，該觀察拍攝裝置的特征在于，所述研磨機構(gòu)設(shè)有:旋轉(zhuǎn)軸鉛直的旋轉(zhuǎn)盤；研磨布，其安裝在該旋轉(zhuǎn)盤的下表面并對所述試樣的表面進行研磨；以及研磨液噴嘴，其配置在比該研磨布靠下方的位置，并朝上噴射含有研磨材料的研磨液，以潤濕所述研磨布。
[0036]權(quán)利要求2的發(fā)明的特征在于，研磨布由內(nèi)側(cè)研磨布和至少一塊外側(cè)研磨布構(gòu)成，其中，所述內(nèi)側(cè)研磨布配置在所述旋轉(zhuǎn)盤的下表面中央，所述外側(cè)研磨布以包圍該內(nèi)側(cè)研磨布的方式配置在旋轉(zhuǎn)盤的下表面上。
[0037]權(quán)利要求3的發(fā)明的特征在于，內(nèi)側(cè)研磨布的網(wǎng)眼比外側(cè)研磨布的網(wǎng)眼細(xì)。
[0038]權(quán)利要求4的發(fā)明提供了一種觀察拍攝裝置，其在帶有拍攝部的顯微鏡中附設(shè)有電解研磨機構(gòu)，該拍攝部能夠觀察并拍攝試樣的表面，在進行所述觀察之前，該電解研磨機構(gòu)在垂直方向上以等間隔或設(shè)定的量對所述試樣的表面反復(fù)進行電解研磨，其特征在于，所述電解研磨機構(gòu)設(shè)有:旋轉(zhuǎn)軸鉛直的旋轉(zhuǎn)盤；電解液吸收布，其安裝在該旋轉(zhuǎn)盤的下表面上并吸收對觀察面進行電解研磨的電解液；以及電解液噴嘴，其配置在比該電解液吸收布靠下方的位置，并朝上噴射所述電解液，以潤濕所述電解液吸收布。
[0039]權(quán)利要求5的發(fā)明的特征在于，從電解液噴嘴噴射腐蝕液。
[0040]權(quán)利要求6的發(fā)明的特征在于，設(shè)有:測量器，其測量到達試樣的表面或觀察面的距離；以及運算部，其根據(jù)由該測量器測量的研磨前的距離和研磨后的距離之差來運算研磨量。
[0041]權(quán)利要求7的發(fā)明的特征在于，設(shè)有:測量器，其測量到達試樣的表面或觀察面的距離；以及統(tǒng)計處理部，其對由該測量器測量表面或觀察面的多個部位而得到的多個測量值進行統(tǒng)計性處理而求出表面粗糙度。
[0042]權(quán)利要求8的發(fā)明的特征在于，旋轉(zhuǎn)盤配置在筒狀罩內(nèi)，帶有拍攝部的顯微鏡配置在筒狀罩的外部，研磨液噴嘴或電解液噴嘴的噴射區(qū)域設(shè)定在筒狀罩內(nèi)。
[0043]權(quán)利要求9的發(fā)明的特征在于，設(shè)有:試樣臺升降機構(gòu)，其使實施了研磨或電解研磨的試樣移動到帶有所述拍攝部的顯微鏡的觀察位置；以及控制部，其將研磨量考慮在內(nèi)來控制試樣臺升降機構(gòu)，以使表面或觀察面與帶有拍攝部的顯微鏡的焦點一致。
[0044]權(quán)利要求10的發(fā)明的特征在于，帶有拍攝部的顯微鏡安裝在水平地移動的承載臺上，控制部保存由承載臺形成的移動前的圖像，并且還具有下述控制功能:以使借助承載臺移動的帶有拍攝部的顯微鏡根據(jù)移動前的圖像返回至初始位置的方式對承載臺進行控制。
[0045]發(fā)明效果
[0046]在權(quán)利要求1的發(fā)明中，在研磨布的下方配置研磨液噴嘴，從該研磨液噴嘴向上噴射研磨液。
[0047]研磨液噴到研磨布的下表面上，潤濕研磨布，供濕式研磨所用。
[0048]研磨液因自重而從研磨布落下。供研磨所用且破碎的研磨材料(顆粒)與研磨液一起落下。即，劣化的研磨液迅速地離開研磨布。
[0049]由于劣化的研磨液不會滯留在研磨面上，所以不會損傷研磨面，從而能夠良好地保持試樣的質(zhì)量。由于劣化的研磨液不會滯留在研磨面上，所以不需要利用大量的清洗液進行清洗，從而能夠減少清洗液的需要量。
[0050]因此，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種觀察拍攝裝置，在具有研磨機構(gòu)的觀察拍攝裝置中，能夠減少清洗液的需要量。
[0051]在權(quán)利要求2的發(fā)明中，在旋轉(zhuǎn)盤的下表面上配置有內(nèi)側(cè)研磨布和外側(cè)研磨布。
[0052]通過改變內(nèi)側(cè)研磨布和外側(cè)研磨布的粗糙度，能夠?qū)嵤┐帜ズ途?。此外，即使?nèi)側(cè)研磨布和外側(cè)研磨布為同一粗糙度，也能夠通過改變在供給的研磨液中所含的研磨材料的顆粒直徑，實施粗磨和精磨。結(jié)果，僅通過配置了內(nèi)側(cè)研磨布和外側(cè)研磨布的一個旋轉(zhuǎn)盤，就能夠?qū)嵤┐帜ズ途ァ?br> [0053]與分別配備粗磨用旋轉(zhuǎn)盤和精磨用旋轉(zhuǎn)盤相比，根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)觀察拍攝裝置的緊湊化。
[0054]在權(quán)利要求3的發(fā)明中，內(nèi)側(cè)研磨布的網(wǎng)眼比外側(cè)研磨布的網(wǎng)眼細(xì)。
[0055]利用外側(cè)研磨布實施粗磨，并且利用接近旋轉(zhuǎn)中心的內(nèi)側(cè)研磨布實施精磨。
[0056]在粗磨中使用顆粒直徑較大的研磨材料。不希望該顆粒大的研磨材料附著在內(nèi)側(cè)研磨布上。當(dāng)向外側(cè)研磨布噴射含有顆粒直徑大的研磨材料的研磨液時，該研磨液因離心力而朝徑向外側(cè)移動，結(jié)果，不會擔(dān)心其浸入內(nèi)側(cè)研磨布。
[0057]向內(nèi)側(cè)研磨布噴射含有顆粒直徑小的研磨材料的研磨液。該研磨液因離心力而向徑向外側(cè)移動，雖然浸入外側(cè)研磨布，但是由于研磨材料的顆粒直徑小，所以不會影響粗磨。
[0058]在權(quán)利要求4的發(fā)明中，在旋轉(zhuǎn)板上設(shè)置電解液吸收布和電極。與另外配備電解研磨板或電解研磨槽相比，能夠?qū)崿F(xiàn)觀察拍攝裝置的緊湊化。
[0059]多余的電解液因自重從電解液吸收布落下。通過一邊進行電解處理一邊供給電解液，污損的電解液與電解液一起落下。即，劣化的電解液迅速離開電解液吸收布。
[0060]由于劣化的電解液不會滯留在電解液吸收布面上，所以無用的污物不會附著在電解處理面上，從而能夠良好地保持試樣的質(zhì)量。由于劣化的電解液不會滯留在處理面上，所以不需要利用大量的清洗液進行清洗，從而能夠減少電解液的需要量。
[0061]與分別配備粗磨用旋轉(zhuǎn)盤和精磨用旋轉(zhuǎn)盤并且還配備電解研磨盤或電解槽相比，根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)觀察拍攝裝置的緊湊化。
[0062]在權(quán)利要求5的發(fā)明中，從電解液噴嘴噴射腐蝕液。能夠進行試樣的蝕刻處理，從而擴大了觀察拍攝裝置的用途。
[0063]在權(quán)利要求6的發(fā)明中具有:測量距離的測量器；以及根據(jù)研磨前的距離與研磨后的距離之差來計算研磨量的運算部。
[0064]能夠準(zhǔn)確且簡單地得出研磨量。
[0065]在權(quán)利要求7的發(fā)明中具有:測量距離的測量器，該測量器具有統(tǒng)計處理部，該統(tǒng)計處理部對由測量器測量表面或觀察面的多個部位而得到的多個測量值進行統(tǒng)計性處理而求出表面粗糙度；以及運算部，其根據(jù)研磨前的距離與研磨后的距離之差來運算研磨量。
[0066]能夠在觀察試樣的同時得出表面粗糙度，從而擴大了觀察拍攝裝置的用途。
[0067]在權(quán)利要求8的發(fā)明中，旋轉(zhuǎn)盤配置在筒狀罩內(nèi)，帶有拍攝部的顯微鏡配置在筒狀罩的外部，研磨液噴嘴或電解液噴嘴的噴射區(qū)域設(shè)定在筒狀罩內(nèi)。從噴嘴噴射的研磨液或電解液滯留在筒狀罩內(nèi)。因此，不會擔(dān)心液體的飛沫附著在放置于筒狀罩外的顯微鏡上。
[0068]在權(quán)利要求9的發(fā)明中具有:控制部，其將研磨量考慮在內(nèi)來控制試樣臺升降機構(gòu)，使得表面或觀察面與帶拍攝部的顯微鏡的焦點一致。利用控制部的作用，始終能夠獲得良好的拍攝效果。
[0069]在權(quán)利要求10的發(fā)明中，控制部保存由承載臺形成的移動前的圖像，并且還具有下述控制功能:以使借助承載臺移動的帶拍攝部的顯微鏡基于移動前的圖像返回至初始位置的方式對承載臺進行控制。承載臺不可避免地存在間隙等機械性誤差。如果不采取措施，則圖像變得不鮮明。根據(jù)本發(fā)明，即使存在間隙等機械性誤差，控制部也能夠使顯微鏡準(zhǔn)確地返回至初始位置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0070]圖1為本發(fā)明的觀察拍攝裝置的主視圖。
[0071]圖2是圖1的2-2線剖面圖。
[0072]圖3是圖1的3-3線剖面圖。
[0073]圖4是旋轉(zhuǎn)盤的剖面圖。
[0074]圖5是圖1的箭頭5方向的向視圖。
[0075]圖6是研磨液和清洗液的系統(tǒng)圖。
[0076]圖7是由外側(cè)研磨布實現(xiàn)的研磨機構(gòu)的作用圖。
[0077]圖8是由內(nèi)側(cè)研磨布實現(xiàn)的研磨機構(gòu)的作用圖。
[0078]圖9是觀察拍攝裝置的作用圖。
[0079]圖10是激光測量器的作用圖。
[0080]圖11是說明腐蝕液噴嘴、清洗噴嘴和干燥噴嘴的配置例的圖。
[0081]圖12是說明以往的觀察拍攝裝置的基本原理的圖。
[0082]圖13是說明以往的研磨機構(gòu)的基本原理的圖。

【具體實施方式】
[0083]基于附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。另外，附圖是根據(jù)符號的朝向觀察的。
[0084]實施例
[0085]如圖1所示，觀察拍攝裝置10包括:水平延伸的底板11 ;從該底板11豎起的壁板12 ;固定在該壁板12的上部并具有拍攝部13的顯微鏡14 ;試樣臺16，其在上述顯微鏡14的下方位置處以能夠自由升降的方式設(shè)置在壁板12上，并支撐試樣15 ;以及以能夠自由水平移動的方式設(shè)置在壁板12上的研磨機構(gòu)20。
[0086]研磨機構(gòu)20由以下部件構(gòu)成，即:水平移動的滑動件21 ;通過軸承22鉛直地被安裝在該滑動件21上的旋轉(zhuǎn)軸23 ;安裝在該旋轉(zhuǎn)軸23下端的旋轉(zhuǎn)盤24 ;從滑動件21朝下并包圍旋轉(zhuǎn)盤24的筒狀罩25 ;設(shè)置在旋轉(zhuǎn)盤24的下表面上的內(nèi)側(cè)研磨布26和外側(cè)研磨布27 ;第一研磨液噴嘴31，其固定在筒狀罩25的下端且配置在外側(cè)研磨布27的下方，并朝上向外側(cè)研磨布27向噴射研磨液；第一清洗液噴嘴32，其固定在筒狀罩25的下端且配置在外側(cè)研磨布27的下方，并朝上向外側(cè)研磨布27上噴射清洗液；第二研磨液噴嘴33，其固定在筒狀罩25的下端且配置在內(nèi)側(cè)研磨布26的下方，并朝上向內(nèi)側(cè)研磨布26噴射研磨液；第二清洗液噴嘴34，其固定在筒狀罩25的下端且配置在內(nèi)側(cè)研磨布26的下方，并朝上向內(nèi)側(cè)研磨布26噴射清洗液；旋轉(zhuǎn)盤驅(qū)動用電動機37，其以電動機軸36與旋轉(zhuǎn)軸23平行的方式安裝在滑動件21上；安裝在電動機軸36上的驅(qū)動帶輪38 ;固定在旋轉(zhuǎn)軸23的上端的從動帶輪39 ;以及帶41，其架設(shè)在驅(qū)動帶輪38和從動帶輪39之間。
[0087]通過旋轉(zhuǎn)盤驅(qū)動用電動機37，使旋轉(zhuǎn)盤24以規(guī)定的速度向規(guī)定的方向轉(zhuǎn)動。雖然帶41優(yōu)選同步帶(有齒的帶)，但是也可以使用鏈條。當(dāng)使用鏈條時，將帶輪38、39變?yōu)殒溳啞?br> [0088]優(yōu)選的是，在滑動件21的接近試樣臺16的一端上并列安裝有非接觸式激光測量器83、84。這些激光測量器83、84配置在比噴嘴31?34靠上方的位置。此外，激光測量器83、84配置在筒狀罩25的外側(cè)。
[0089]如圖2所示，顯微鏡14通過在水平方向上移動的手動或電動的XY承載臺17安裝在壁板12上。
[0090]觀察者42通過使眼睛44接近目鏡部43，能夠目視觀察由假想線所示的試樣15的上表面。此外，能夠利用在顯微鏡14上配備的拍攝部13拍攝試樣15的上表面。
[0091]顯微鏡14借助承載臺17的作用可以水平移動Icm左右。觀察者42無需改變姿勢就能進行觀察。
[0092]由于將顯微鏡14安裝在壁板12上，所以距地面的高度不會變化。觀察者42能夠以固定的姿勢進行觀察。
[0093]試樣臺升降機構(gòu)45例如由以下部件構(gòu)成:固定在壁板12的背面上部的升降用電動機46 ;從該升降用電動機46向下延伸的升降用進給絲杠47 ;以及螺母48，其設(shè)置在試樣臺16上并與升降用進給絲杠47嚙合。當(dāng)利用升降用電動機46使升降用進給絲杠47正反轉(zhuǎn)時，則螺母48升降，試樣臺16也升降。
[0094]優(yōu)選在試樣臺16上設(shè)置夾持壁板12的多個滾子49。通過由多個滾子49夾持壁板12，能夠以不搖晃的方式使試樣臺16升降。
[0095]升降用進給絲杠47優(yōu)選精密的滾珠絲杠。
[0096]如圖3所示，滑動件移動機構(gòu)50例如由以下部件構(gòu)成:固定在壁板12的背面上的步進電動機51 ;從該步進電動機51水平地延伸的水平移動用進給絲杠52 ；以及螺母53，其設(shè)置在滑動件21上并與水平移動用進給絲杠52嚙合。
[0097]當(dāng)利用步進電動機51使水平移動用進給絲杠52轉(zhuǎn)動時，螺母53移動，滑動件21水平地移動。步進電動機51被稱為控制電動機，能夠控制轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)角(旋轉(zhuǎn)量)。
[0098]另外，控制電動機優(yōu)選步進電動機，但是也可以使用伺服電動機。
[0099]希望在滑動件21上設(shè)置夾持壁板12的多個滾子54。通過由多個滾子54夾持壁板12，能夠以不會搖晃的方式使滑動件21移動。
[0100]水平移動用進給絲杠52優(yōu)選精密的滾珠絲杠。
[0101]此外，優(yōu)選在壁板12上設(shè)置絲杠承載臺55，該絲杠承載臺55將水平移動用進給絲杠52的末端支承成能夠自由旋轉(zhuǎn)。雖然水平移動用進給絲杠52較長，但也能夠利用絲杠承載臺55防止末端的振動。
[0102]如圖4所示，在旋轉(zhuǎn)盤24的下表面上一體形成有環(huán)狀的分隔壁57。并且，在分隔壁57的內(nèi)側(cè)且在旋轉(zhuǎn)盤24的下表面上安裝有圓盤狀的內(nèi)側(cè)研磨布26。此外，在分隔壁57的外側(cè)且在旋轉(zhuǎn)盤24的下表面上安裝有環(huán)形板狀的外側(cè)研磨布27。
[0103]內(nèi)側(cè)研磨布26是精磨(鏡面加工)用研磨布，外側(cè)研磨布27是粗磨用研磨布。與外側(cè)研磨布27相比，內(nèi)側(cè)研磨布26的網(wǎng)眼更細(xì)。
[0104]如圖5所示，在外側(cè)研磨布27的下方配置第一研磨液噴嘴31和第一清洗液噴嘴32，在內(nèi)側(cè)研磨布26的下方配置第二研磨液噴嘴33和第二清洗液噴嘴34。噴嘴31、32的末端朝向外側(cè)研磨布27，噴嘴33、34的末端朝向內(nèi)側(cè)研磨布26。
[0105]如圖6所示，第一清洗液噴嘴32通過管58與自動閥59和清洗液供給源61連接。當(dāng)自動閥59打開時，從第一清洗液噴嘴32噴射第一清洗液62，當(dāng)自動閥59關(guān)閉時，噴射停止。
[0106]此外，第一研磨液噴嘴31通過管63與第一研磨液容器64連接。在該第一研磨液容器64內(nèi)容納有磁攪拌件65。此外，第一研磨液容器64還與自動閥66和驅(qū)動用氣體源67連接。
[0107]在第一研磨液容器64內(nèi)填充有含有微粒狀研磨材料的第一研磨液68。通過利用磁攪拌件65進行攪拌，能夠防止研磨材料的沉降而實現(xiàn)分散化。
[0108]當(dāng)自動閥66打開時，第一研磨液68被高壓氣體壓縮，結(jié)果，第一研磨液68從第一研磨液噴嘴31噴射。當(dāng)關(guān)閉自動閥66時，噴射停止。
[0109]同樣，第二清洗液噴嘴34通過管71與自動閥72和清洗液供給源73連接。當(dāng)打開自動閥72時，第二清洗液74從第二清洗液噴嘴34噴射，當(dāng)關(guān)閉自動閥72時，噴射停止。
[0110]此外，第二研磨液噴嘴33通過管75與第二研磨液容器76連接。在該第二研磨液容器76內(nèi)容納有磁攪拌件77。此外，第二研磨液容器76與自動閥78和驅(qū)動用氣體源79連接。
[0111]在第二研磨液容器76內(nèi)填充有含有微粒狀研磨材料的第二研磨液81，該微粒狀研磨材料比在第一研磨液68中所含的微粒細(xì)小。通過利用磁攪拌件77進行攪拌，研磨材料不會沉降而使研磨材料分散。
[0112]當(dāng)自動閥78關(guān)閉時，第二研磨液81被高壓氣體壓縮，結(jié)果，第二研磨液81從第二研磨液噴嘴33噴射。當(dāng)關(guān)閉自動閥78時，噴射停止。
[0113]S卩，第一研磨液68是粗磨用的研磨液，其含有直徑較大的研磨材料。另一方面，第二研磨液81是精磨用的研磨液，其含有直徑較小的研磨材料。
[0114]基于圖7?圖9，說明由上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的觀察拍攝裝置的作用。
[0115]在圖7(a)中，旋轉(zhuǎn)盤24以規(guī)定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(箭頭(I))。從第一研磨液噴嘴31朝上向外側(cè)研磨布27噴射含有粒徑較大的研磨材料的第一研磨液68。之后，通過使試樣臺16以箭頭(2)所示上升，使試樣15的上表面以規(guī)定的載荷與外側(cè)研磨布27接觸。上述接觸持續(xù)規(guī)定的時間。
[0116]第一研磨液68朝上噴射，潤濕外側(cè)研磨布27的下表面。第一研磨液68因自重從外側(cè)研磨布27落下。用于研磨而破碎的研磨材料(顆粒)與第一研磨液68—起落下。SP，劣化的研磨液離開研磨布。
[0117]由于劣化的研磨液不會滯留在研磨面上，所以不會損傷研磨面，從而能夠使試樣的質(zhì)量保持良好。
[0118]如作為旋轉(zhuǎn)盤24的仰視圖的圖7(b)所示，第一研磨液68噴射到外側(cè)研磨布27的一部分上。由于外側(cè)研磨布27旋轉(zhuǎn)著，所以外側(cè)研磨布27的整個表面被第一研磨液68潤濕。
[0119]潤濕的外側(cè)研磨布27與試樣15接觸，對試樣15進行粗磨。此時，由于對第一研磨液68施加有離心力，因此，第一研磨液68如箭頭(3)所示向外側(cè)移動。因此，第一研磨液68不會浸入到內(nèi)側(cè)研磨布26。
[0120]以規(guī)定的轉(zhuǎn)速而且以規(guī)定的載荷，經(jīng)過規(guī)定的時間而結(jié)束粗磨作業(yè)，則如圖7(c)所示，使試樣15下降(箭頭(4))。接著，如箭頭(5)所示使滑動件21移動。
[0121]如圖8(a)所示，在使試樣15的位置移動到內(nèi)側(cè)研磨布26的適當(dāng)位置之后，停止移動。從第二研磨液噴嘴33朝上向內(nèi)側(cè)研磨布26噴射含有粒徑較小的研磨材料的第二研磨液81。之后，通過使試樣臺16如箭頭(6)所示上升，使試樣15的上表面與內(nèi)側(cè)研磨布26接觸。
[0122]如圖8(b)所示，以規(guī)定的轉(zhuǎn)速而且以規(guī)定的載荷，僅在規(guī)定第時間內(nèi)，利用內(nèi)側(cè)研磨布26對試樣15的上表面進行精磨。
[0123]如圖8(c)所示，第二研磨液81噴到內(nèi)側(cè)研磨布26的一部分上。由于內(nèi)側(cè)研磨布26轉(zhuǎn)動，所以潤濕內(nèi)側(cè)研磨布26的整個表面。潤濕的內(nèi)側(cè)研磨布26與試樣15接觸，對試樣15進行精磨。此時，對第二研磨液81施加有離心力，因此第二研磨液81如箭頭(7)所示那樣向徑向外側(cè)移動。但是，由于研磨材料的粒徑較小，所以不會影響粗磨。
[0124]由于粗磨和精磨結(jié)束，所以如圖9(a)所示那樣，使試樣15下降(箭頭(8))，接著，使滑動件21返回至待機位置(箭頭(9))。此后，從第一清洗液噴嘴32向外側(cè)研磨布27的下表面噴射第一清洗液62，對外側(cè)研磨布27進行清掃。同時，從第二清洗液噴嘴34向內(nèi)側(cè)研磨布26的下表面噴射第二清洗液74，對內(nèi)側(cè)研磨布26進行清掃。
[0125]與此同時使試樣15如箭頭(10)所示上升。
[0126]如圖9(b)所不，利用顯微鏡14觀察和/或拍攝試樣15的上表面。結(jié)束后，如箭頭(11)所示，使試樣15下降到待機位置。
[0127]如圖7(a)中說明的那樣，第一研磨液68因自重從外側(cè)研磨布27落下。用于研磨且破碎的研磨材料(顆粒)與第一研磨液68 —起落下。即，劣化的第一研磨液68離開外側(cè)研磨布27。
[0128]由于劣化的第一研磨液68不會滯留在研磨面上，所以不會損傷研磨面，從而能夠良好地保持試樣的質(zhì)量。由于劣化的第一研磨液62不會滯留在研磨面上，所以不需要利用大量的第一清洗液62進行清洗，從而能夠減少第一清洗液62的需要量。
[0129]如圖8(a)、(b)中說明的那樣，第二研磨液81也同樣。
[0130]另外，在不需要進行由粗磨和精磨構(gòu)成的兩種研磨而僅需進行一種研磨的情況下，只要在旋轉(zhuǎn)盤24上安裝一塊圓盤狀研磨布即可。
[0131]此外，在需要進行如粗磨、半精磨和精磨那樣的三種研磨的情況下，在圖4中，使一塊內(nèi)側(cè)研磨布為小直徑，由兩條(雙環(huán))外側(cè)研磨布包圍小直徑的內(nèi)側(cè)研磨布26。即，只要將三種研磨布以同心圓條狀設(shè)置在旋轉(zhuǎn)盤24上即可。
[0132]另外，雖然在圖1中示出了研磨機構(gòu)20的一個結(jié)構(gòu)例，在圖2中示出了試樣臺移動機構(gòu)45的一個結(jié)構(gòu)例，在圖3中不出了滑動件移動機構(gòu)50的一個結(jié)構(gòu)例，但是，可以適當(dāng)?shù)馗淖冞@些結(jié)構(gòu)和布局。
[0133]此外，在實施例中，雖然相對于外側(cè)研磨布使內(nèi)側(cè)研磨布的網(wǎng)眼更細(xì)，但是也可以使外側(cè)研磨布和內(nèi)側(cè)研磨布為相同粗細(xì)，改變在研磨液內(nèi)所含的研磨材料的顆粒直徑，由此實施粗磨和精磨。即，通過適當(dāng)?shù)剡x擇改變外側(cè)研磨布和內(nèi)側(cè)研磨布的粗細(xì)或使它們相同、以及改變在從第一研磨液噴嘴噴射的研磨液中所含的研磨材料與在從第二研磨液噴嘴噴射的研磨液中所含的研磨材料的顆粒直徑或使它們相同的這四種組合，就可以實施粗磨和精磨。
[0134]接著，說明用其他的布代替內(nèi)側(cè)研磨布并用其他的液體代替內(nèi)側(cè)研磨液來執(zhí)行的其他實施例。
[0135]通過將內(nèi)側(cè)研磨布作為內(nèi)側(cè)電解液吸收布并將內(nèi)側(cè)研磨液作為電解液，可以進行電解研磨或電解腐蝕，或者進行同時利用電解腐蝕和電解研磨的處理。
[0136]通過將研磨布作為電解液吸收布并將研磨液噴嘴作為電解液噴嘴，可以從上述電解液噴嘴向上噴射電解液。
[0137]如圖8 (a)所示，在使試樣15的位置移動到內(nèi)側(cè)電解液吸收布26的適當(dāng)位置之后，使滑動件21停止。使旋轉(zhuǎn)盤24旋轉(zhuǎn)，從第二電解液噴嘴33朝上向內(nèi)側(cè)電解液吸收布26噴射電解液81。并且，通過使試樣臺16如箭頭(6)所示上升，使試樣15的上表面與內(nèi)側(cè)電解液吸收布26接觸。
[0138]此時，使電流流過內(nèi)側(cè)電解液吸收布26和試樣15。另外，可以采用適合的絕緣結(jié)構(gòu)，以便使內(nèi)側(cè)電解液吸收布26和試樣15不會電短路。
[0139]電極也可以利用旋轉(zhuǎn)盤24?；蛘呤窃谂c內(nèi)側(cè)電解液吸收布26接觸的部分上安裝電極。在后面的情況下，只更換電極即可。即，由于在電極腐蝕時僅更換電極即可，所以有利于降低成本。
[0140]如圖8(b)所示，以規(guī)定的轉(zhuǎn)速和規(guī)定的研磨載荷，僅在規(guī)定的時間內(nèi)利用內(nèi)側(cè)電解液吸收布26對試樣15的上表面進行電解研磨或電解腐蝕。
[0141]如圖8(c)所示，雖然使第二電解液81噴到內(nèi)側(cè)電解液吸收布26的一部分，但是由于內(nèi)側(cè)電解液吸收布26旋轉(zhuǎn)，所以能夠潤濕內(nèi)側(cè)電解液吸收布26的整個表面。
[0142]在潤濕的狀態(tài)下，內(nèi)側(cè)電解液吸收布26與試樣15接觸，對試樣15進行電解研磨或電解腐蝕。此時，由于對第二電解液81施加有離心力，所以，第二電解液81如箭頭(7)所示向外側(cè)移動。但是，由于在第二電解液81中并未含有較大的顆粒，所以不會影響粗磨。
[0143]由于電解研磨或電解腐蝕結(jié)束，所以如圖9(a)所示，使試樣15下降(箭頭(8))，接著，使滑動件21返回到待機位置(箭頭(9))。此后，從第二清洗液噴嘴34向內(nèi)側(cè)電解液吸收布26的下表面噴射第二清洗液74，從而對內(nèi)側(cè)電解液吸收布26進行清掃。
[0144]由于劣化的電解液不會滯留在研磨面上，所以不必?fù)?dān)心無用的污物附著在試樣觀察面上，從而能夠良好地保持試樣的質(zhì)量。由于劣化的電解液不會大量滯留在內(nèi)側(cè)電解液吸收布26上，所以不需要利用大量的第二清洗液74對內(nèi)側(cè)電解液吸收布26進行清洗，從而可以減少第二清洗液74的需要量。
[0145]在研磨結(jié)束后，進行研磨量的測量。
[0146]在進行形成試樣表面的凹凸的電解處理的情況下，在每次電解處理前均進行測量。在測量中希望試樣表面是平滑的。
[0147]如圖10(a)所示，在試樣15的位置移動到與激光測量器83、84對應(yīng)的位置之后，使滑動件停止。之后，通過使試樣臺16如箭頭(11)所示上升，使試樣15移動至激光測量器83、84的可測量范圍內(nèi)。
[0148]利用一個激光測量器83測量研磨后的部位。利用另一個激光測量器84測量未研磨的部位。將由激光測量器83得到的距離信息和由激光測量器84得到的距離信息輸入運算部(圖1、附圖標(biāo)記85)。運算部求出兩個距離之差，并將其作為研磨量。
[0149]在想要在多個位置進行測量的情況下，使激光測量器83、84水平地移動。
[0150]利用激光測量器83、84得到的多個距離信息被發(fā)送至統(tǒng)計處理部(圖1、附圖標(biāo)記86) ο在統(tǒng)計處理部中對多個距離信息進行統(tǒng)計性處理，求出表面粗糙度。通過進行該統(tǒng)計性處理，即使在表面上存在凹凸，也能夠準(zhǔn)確地測量距離。
[0151]由于電解研磨或電解腐蝕和試樣研磨量的測量結(jié)束，所以如圖9(a)所示，接著使滑動件21返回至待機位置(箭頭(9))。
[0152]當(dāng)試樣的觀察為組織觀察時，作為選擇組織來賦予濃淡或顏色進行觀察的方法，大多使用硝酸濃度為百分之幾的硝酸乙醇和其他腐蝕液。接著說明上述情況的優(yōu)選結(jié)構(gòu)例。
[0153]如圖11所示，準(zhǔn)備噴嘴單元94，該噴嘴單元94由噴射腐蝕液的腐蝕噴嘴91、噴射清洗液的清洗噴嘴92和噴射干燥空氣的干燥噴嘴93構(gòu)成。筒狀罩25和滑動件21介于該噴嘴單元94、顯微鏡14和測量器83、84之間。即，在筒狀罩25的下方或中部配置噴嘴單元94。雖然可以將噴嘴單元94安裝在壁板12上，但是優(yōu)選將其安裝在筒狀罩25上。
[0154]由于通過滑動件21的下表面和筒狀罩25包圍腐蝕噴嘴91和清洗噴嘴92的噴射區(qū)域，所以，不必?fù)?dān)心腐蝕液的飛沫和清洗液的飛沫附著在顯微鏡14和測量器83、84上。
[0155]從清洗噴嘴92噴射水或溫水。在該噴射時，推薦使試樣15上下?lián)u動。其原因在于:可以提高清洗效果。
[0156]如果在試樣上涂布用于蝕刻的腐蝕液之后經(jīng)過幾秒至幾分鐘，則推薦利用清洗噴嘴92對試樣進行清洗。其原因在于:可以通過清洗使化學(xué)性蝕刻停止。能夠高精度地控制腐蝕量。通過這種直接清洗，可以除去殘留在試樣上的研磨液。
[0157]從干燥噴嘴93噴射干燥空氣、惰性氣體、熱氣體。通過上述噴射，可以使試樣15的表面干燥，并且能夠除去殘留的清洗液和污損。
[0158]在噴出該氣體時，推薦使試樣15上下?lián)u動。這是因為能夠使干燥時間變短并均勻地進行干燥。
[0159]利用筒狀罩25的遮蓋作用，不再擔(dān)心從干燥噴嘴93飛散的飛沫飛向顯微鏡14和測量器83、84。
[0160]由于電解研磨或電解腐蝕、試樣研磨量的測量和清洗以及蝕刻結(jié)束，所以如圖9(a)所示，使滑動件21返回至待機位置(箭頭(9))。
[0161]接著，使試樣15上升(箭頭(10))而移動到顯微鏡14的觀察位置，不過該移動中包括了研磨量。即，試樣15的上表面僅下降了研磨量。因此，以加上研磨量測定的值或研磨量的預(yù)測設(shè)定的值的移動量，使試樣臺16上升。結(jié)果，使顯微鏡14的焦點始終處于試樣15的表面。根據(jù)需要，進行借助圖像識別的對焦調(diào)節(jié)。由控制部(圖1、附圖標(biāo)記87)統(tǒng)一進行該控制。
[0162]如上所述，雖然以往圖像模糊，但是，根據(jù)本發(fā)明則始終能夠得到鮮明的圖像。
[0163]此外，由于在圖2中，從拍攝部13向顯示器輸送信息并能夠利用顯示器觀察圖像，所以可以省去目鏡部43。S卩，本發(fā)明的顯微鏡14能夠任意選擇具有目鏡部43和不具有目鏡部43的兩種形態(tài)。
[0164]如上所述，顯微鏡14通過沿水平方向移動的手動或電動XY承載臺17安裝在壁板12上。在具有電動承載臺的情況下，使用安裝在電動承載臺上的步進電動機或伺服電動機等位置控制電動機。利用位置控制電動機使顯微鏡移動，可以連續(xù)拍攝同一研磨面的相鄰視野。在移動之前，控制用個人計算機保存最初的圖像。通過電動機移動量的控制使承載臺移動，以使相鄰的圖像能夠形成重復(fù)部分的方式，進行必要的圖像的拍攝和保存。
[0165]如果必要的圖像的拍攝結(jié)束，則通過電動機移動量的控制，使顯微鏡XY承載臺進行返回至移動以前的視野的動作。此時，雖然因機械精度等產(chǎn)生視野偏移，但是，利用圖像識別能夠與最初的圖像即移動以前的圖像進行精密地對位。該控制也由控制部(圖1、附圖標(biāo)記87)實施。
[0166]此外，由該動作得到的同一觀察面的相鄰的圖像能夠利用與本裝置不同的市場出售的成品圖像軟件，由使用者容易地修正位置偏移，從而能夠形成一個圖像。
[0167]工業(yè)上的可利用性
[0168]本發(fā)明適合應(yīng)用于觀察拍攝裝置，該觀察拍攝裝置對試樣的表面以等間隔或設(shè)定的量反復(fù)進行研磨，并進行觀察拍攝。
[0169]附圖標(biāo)記說明
[0170]10...觀察拍攝裝置，13...拍攝部，14...顯微鏡，15...試樣，17...承載臺，
20...研磨機構(gòu)，23...旋轉(zhuǎn)軸，24...旋轉(zhuǎn)盤，26...內(nèi)側(cè)研磨布，27...外側(cè)研磨布，
31...兼用作電解液噴嘴的研磨液噴嘴(第一研磨液噴嘴)，32...清洗液噴嘴(第一清洗液噴嘴)，33...兼用作電解液噴嘴或腐蝕液噴嘴的研磨液噴嘴(第二研磨液噴嘴)，34...清洗液噴嘴(第二清洗液噴嘴),83,84...測量器(非接觸式激光測量器)，85...運算部，86...統(tǒng)計處理部，87...控制部。
【權(quán)利要求】
1.一種觀察拍攝裝置，其在帶拍攝部的顯微鏡上附設(shè)有研磨機構(gòu)，該拍攝部能夠觀察并拍攝試樣的表面，在進行所述觀察之前，該研磨機構(gòu)對所述試樣的表面在垂直方向上以等間隔或設(shè)定的量反復(fù)進行研磨，其特征在于， 所述研磨機構(gòu)具有:旋轉(zhuǎn)軸鉛直的旋轉(zhuǎn)盤；研磨布，其安裝在該旋轉(zhuǎn)盤的下表面并對所述試樣的表面進行研磨；以及研磨液噴嘴，其配置在比該研磨布靠下方的位置，并朝上噴射含有研磨材料的研磨液，以潤濕所述研磨布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觀察拍攝裝置，其特征在于， 所述研磨布由內(nèi)側(cè)研磨布和至少一塊外側(cè)研磨布構(gòu)成，其中，所述內(nèi)側(cè)研磨布配置在所述旋轉(zhuǎn)盤的下表面中央；所述外側(cè)研磨布以包圍該內(nèi)側(cè)研磨布的方式配置在所述旋轉(zhuǎn)盤的下表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的觀察拍攝裝置，其特征在于， 所述內(nèi)側(cè)研磨布的網(wǎng)眼比所述外側(cè)研磨布的網(wǎng)眼細(xì)。
4.一種觀察拍攝裝置，其在帶拍攝部的顯微鏡上附設(shè)有電解研磨機構(gòu)，該拍攝部能夠觀察并拍攝試樣的表面，在進行所述觀察之前，該電解研磨機構(gòu)對所述試樣的表面在垂直方向上以等間隔或設(shè)定的量反復(fù)進行電解研磨，其特征在于， 所述電解研磨機構(gòu)具有:旋轉(zhuǎn)軸鉛直的旋轉(zhuǎn)盤；電解液吸收布，其安裝在該旋轉(zhuǎn)盤的下表面上并吸收對觀察面進行電解研磨的電解液；以及電解液噴嘴，其配置在比該電解液吸收布靠下方的位置，并朝上噴射所述電解液以潤濕所述電解液吸收布。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的觀察拍攝裝置，其特征在于， 所述觀察拍攝裝置從所述電解液噴嘴噴射腐蝕液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的觀察拍攝裝置，其特征在于， 所述觀察拍攝裝置具有:測量器，其測量到達所述試樣的表面或觀察面的距離；以及運算部，其根據(jù)由該測量器測量的研磨前的距離和研磨后的距離之差來運算研磨量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的觀察拍攝裝置，其特征在于， 所述觀察拍攝裝置具有:測量器，其測量到達所述試樣的表面或觀察面的距離；以及統(tǒng)計處理部，其對由該測量器測量所述表面或觀察面的多個部位而得到的多個測量值進行統(tǒng)計性處理而求出表面粗糙度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的觀察拍攝裝置，其特征在于， 所述旋轉(zhuǎn)盤配置在筒狀罩內(nèi)，所述帶拍攝部的顯微鏡配置在所述筒狀罩的外部，所述研磨液噴嘴或所述電解液噴嘴的噴射區(qū)域被設(shè)定在所述筒狀罩內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的觀察拍攝裝置，其特征在于， 所述觀察拍攝裝置具有:試樣臺升降機構(gòu)，其使實施了研磨或電解研磨的所述試樣移動至所述帶拍攝部的顯微鏡的觀察位置；以及控制部，其將所述研磨量考慮在內(nèi)來控制所述試樣臺升降機構(gòu)，使得所述表面或觀察面與所述帶拍攝部的顯微鏡的焦點一致。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的觀察拍攝裝置，其特征在于， 所述帶拍攝部的顯微鏡安裝在水平地移動的承載臺上， 所述控制部保存由所述承載臺實現(xiàn)的移動之前的圖像，并且還具有下述控制功能:以使借助所述承載臺移動的所述帶拍攝部的顯微鏡根據(jù)所述移動之前的圖像返回至初始位置的方式對所述承載臺進行控制。
【文檔編號】H01L21/3063GK104470681SQ201380024943
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月21日
【發(fā)明者】足立吉隆, 中山誠 申請人:國立大學(xué)法人鹿兒島大學(xué), 株式會社中山電機