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JP6498891B2 - Polishing method and polishing apparatus - Google Patents
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Description

本発明は、試料を偏研磨するのを回避する研磨方法及びその装置に関する。   The present invention relates to a polishing method and apparatus for avoiding partial polishing of a sample.

結晶方位の観察にはCP(Cross section Polisher)やIM(Ion Milling)というイオンビーム加工装置が不可欠である。結晶の方位解析では、その前段階の研磨工程の仕上げによって大きく影響される。これまでの研磨紙や研磨剤を用いた機械研磨では、試料表面(観察面)に、研磨加工によって表面応力が発生したり、疵やボイド(穴)が生じたり、クラック(割れ)及び非晶質層が発生することがあった。   For observation of crystal orientation, an ion beam processing apparatus such as CP (Cross section Polisher) or IM (Ion Milling) is indispensable. Crystal orientation analysis is greatly influenced by the finish of the previous polishing step. In conventional mechanical polishing using abrasive paper and abrasives, surface stress occurs on the sample surface (observation surface) due to polishing, wrinkles and voids (holes), cracks, and amorphous A quality layer may occur.

そこで、電解研磨によって加工層を除去する工夫も行われてきた。特にEBSD(Electron Back Scattering diffraction Pattern)による結晶方位や歪分布状態の解析を行うときに、試料表面に加工変質層による加工歪みが存在すると正確に評価することができない。このため、非常に弱いイオンビームで再加工を行うことにより、例えば硬・軟質複合材料の界面においても凹凸のない、綺麗な研磨面を得ることができ微小領域の高倍率観察や結晶方位解析(EBSD)が可能な試料が作られてきた。   Thus, a device for removing the processed layer by electropolishing has been devised. In particular, when analyzing the crystal orientation and strain distribution state by EBSD (Electron Back Scattering Diffraction Pattern), it cannot be accurately evaluated if there is processing strain due to a work-affected layer on the sample surface. For this reason, by reworking with a very weak ion beam, for example, a clean polished surface without irregularities can be obtained even at the interface of hard and soft composite materials, and high magnification observation and crystal orientation analysis of a micro area ( Samples capable of EBSD) have been made.

前記イオンビームでの加工方法は、その装置が高価であることに加えて加工時間も長時間掛かる。そこで機械研磨だけで結晶方位解析が容易にできる機械式研磨機の要求が高まっている。   The processing method using the ion beam requires a long processing time in addition to an expensive apparatus. Therefore, there is an increasing demand for a mechanical polishing machine that can easily analyze the crystal orientation only by mechanical polishing.

機械式研磨機は試料と研磨盤の研磨材とを対峙させ、前記試料と前記研磨盤とを同一方向あるいは逆方向に回転させつつ前記試料を前記研磨材で研磨していた(例えば特許文献1,特許文献2)。前記研磨材とは、研磨に必要な部材を意味する。   The mechanical polishing machine faces the sample and the abrasive of the polishing disk, and polishes the sample with the abrasive while rotating the sample and the polishing disk in the same direction or in the opposite direction (for example, Patent Document 1). , Patent Document 2). The abrasive means a member necessary for polishing.

従来の機械式研磨装置においては図2に示すように、円盤状の試料ホルダ30に複数の試料31を同心円上に配置して自転させつつ研磨盤32上で公転させて、前記試料31を前記研磨盤32上の研磨材で研磨していた。   In the conventional mechanical polishing apparatus, as shown in FIG. 2, a plurality of samples 31 are arranged concentrically on a disk-shaped sample holder 30 and revolved on a polishing plate 32 while rotating, whereby the sample 31 is moved to the above-described state. Polishing was performed with an abrasive on the polishing board 32.

特開2004−148479号JP 2004-148479 A 特開2004−209564号JP 2004-209564 A

図2から明らかなように、前記研磨盤32が回転中心Oの周りに回転する際、前記研磨盤32の外周側32aと回転中心側の内周側32bとの周速に差が生じている。すなわち、前記試料31の外側31aは前記研磨盤32の周速が早い外周側32aで研磨され、前記試料31の内側31bは前記研磨盤32の周速が遅い内周側32bで研磨されることになる。   As apparent from FIG. 2, when the polishing plate 32 rotates around the rotation center O, there is a difference in the peripheral speed between the outer peripheral side 32a of the polishing plate 32 and the inner peripheral side 32b on the rotation center side. . That is, the outer side 31 a of the sample 31 is polished on the outer peripheral side 32 a where the peripheral speed of the polishing plate 32 is fast, and the inner side 31 b of the sample 31 is polished on the inner peripheral side 32 b where the peripheral speed of the polishing plate 32 is low. become.

従って、前記試料31の外側31aの研磨量は多く、前記試料31の内側31bの研磨量は少なくなり、前記試料31の内側31bと外側31aとの研磨量に前記研磨盤の周速の違いによる差が生じてしまい、前記試料31が不均一に研磨されてしまう。   Accordingly, the amount of polishing on the outer side 31a of the sample 31 is large, the amount of polishing on the inner side 31b of the sample 31 is reduced, and the amount of polishing between the inner side 31b and the outer side 31a of the sample 31 depends on the difference in peripheral speed of the polishing disc. A difference occurs, and the sample 31 is polished nonuniformly.

以上のように前記試料31が不均一に研磨されると、その研磨面のうち比較的平坦な組織を顕微鏡で部分的に観察せざるを得ず、前記試料31の結晶方位を研磨面全体で正確に観察及び分析することができないという課題があった。   As described above, when the sample 31 is polished nonuniformly, a relatively flat structure of the polished surface must be partially observed with a microscope, and the crystal orientation of the sample 31 is changed over the entire polished surface. There was a problem that observation and analysis could not be performed accurately.

さらに、比較的平坦な組織を顕微鏡で部分的に観察する場合であっても、周速差による研磨量不均一の影響が目的とする平面組織・積層組織及び界面組織に生じてしまい、正確に観察・分析することができないという課題があった。   In addition, even when a relatively flat structure is partially observed with a microscope, the effect of uneven polishing amount due to the difference in peripheral speed is generated in the target planar structure / laminated structure and interface structure, and accurately. There was a problem that it was impossible to observe and analyze.

従って、前記平面組織・積層組織及び界面組織の観察・分析に正確性を確保するには、機械式研磨機による研磨には限界があり、熟練者による高度な研磨方法で研磨する必要があった。   Therefore, in order to ensure the accuracy of observation and analysis of the planar structure / laminated structure and interface structure, there is a limit to polishing by a mechanical polishing machine, and it has been necessary to polish by an advanced polishing method by a skilled worker. .

本発明の目的は、試料を研磨する際に研磨盤の内外周間に生じる周速差に起因する研磨量の不均一を補正する研磨方法及び研磨装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a polishing method and a polishing apparatus that correct non-uniformity in the polishing amount due to a difference in peripheral speed generated between the inner and outer periphery of a polishing disk when a sample is polished.

従来は、機械式研磨機による研磨速度などを変更することにより、研磨量の不均一を補正する試みがなされているが、現状では改善されていないのが実情である。本発明者は、研磨量の不均一が研磨盤の周速差に起因することを突き止めて、試料を研磨する際に研磨盤の内外周間に生じる周速差に起因する研磨量の違いを補正することを実現させている。   Conventionally, attempts have been made to correct non-uniformity in the polishing amount by changing the polishing rate by a mechanical polishing machine, but the current situation is that it has not been improved. The present inventor has determined that the uneven polishing amount is caused by the difference in the peripheral speed of the polishing disc, and the difference in the polishing amount caused by the peripheral velocity difference generated between the inner and outer circumferences of the polishing disc when the sample is polished. The correction is realized.

具体的には、本発明に係る試料を研磨盤上の円盤状の研磨材で研磨する研磨方法は、前記研磨材に対して前記試料をX方向に移動するX軸テーブルと前記研磨材に対して前記X軸テーブルを前記X方向に直交するY方向に移動するY軸テーブルとを用い、前記試料を研磨する開始位置から前記研磨材上に沿って前記X方向と前記Y方向との合成方向である渦巻き状に移動させる第1の工程と、前記第1の工程による前記試料の移動過程を経て、前記開始位置と前記移動後の位置で前記研磨材に対する前記試料の研磨領域を変化させる第2の工程と、前記第2の工程における前記研磨材に対する前記試料の研磨領域の変化に基づいて、前記研磨材上の研磨位置により生じる研磨量の差を補正する第3の工程とを同時に実行し、前記試料の研磨領域を変化させるとは、前記試料を研磨する開始位置における前記研磨材の外周側に位置する前記研磨領域を内周側へ変えるとともに、前記試料を研磨する開始位置における前記研磨材の内周側に位置する前記研磨領域を外周側へ変えることである、ことを特徴とするものである。 Specifically, a polishing method for polishing a sample according to the present invention with a disc-shaped abrasive on a polishing disc is based on an X-axis table that moves the sample in the X direction relative to the abrasive and the abrasive. And a Y-axis table that moves the X-axis table in a Y-direction orthogonal to the X-direction, and a synthetic direction of the X-direction and the Y-direction from the starting position for polishing the sample along the abrasive. A first step of moving the sample in a spiral shape and a moving process of the sample in the first step, and changing the polishing region of the sample with respect to the abrasive at the start position and the position after the movement. and second step, said based on a change in the polishing area of the sample with respect to the abrasive in the second step, at the same time it executes a third step of correcting the difference in polishing amount caused by polishing position on the polishing member The polishing area of the sample Is to change the polishing region located on the outer peripheral side of the abrasive at the starting position for polishing the sample to the inner peripheral side and to the inner peripheral side of the abrasive at the starting position for polishing the sample. The polishing region located is changed to the outer peripheral side .

本発明に係る研磨装置は、試料を研磨盤上の円盤状の研磨材で研磨する研磨装置において、前記研磨材に対して前記試料をX方向に移動するX軸テーブルと前記研磨材に対して前記X軸テーブルを前記X方向に直交するY方向に移動するY軸テーブルとを用い、前記試料を研磨する開始位置から前記X方向と前記Y方向との合成方向である渦巻き状の前記試料の移動過程を経て、前記開始位置と前記移動後の位置で前記研磨材に対する前記試料の研磨領域を変化させることにより、前記研磨材上の研磨位置により生じる研磨量の差を補正する試料移動機構を有し、前記試料の研磨領域を変化させるとは、前記試料を研磨する開始位置における前記研磨材の外周側に位置する前記研磨領域を内周側へ変えるとともに、前記試料を研磨する開始位置における前記研磨材の内周側に位置する前記研磨領域を外周側へ変えることである、ことを特徴とするものである。 The polishing apparatus according to the present invention is a polishing apparatus that polishes a sample with a disc-shaped abrasive on a polishing disc. The polishing apparatus moves the sample in the X direction with respect to the abrasive and the abrasive. Using the Y-axis table that moves the X-axis table in the Y direction orthogonal to the X direction, the spiral sample that is the combined direction of the X direction and the Y direction from the starting position for polishing the sample. A sample moving mechanism that corrects a difference in polishing amount caused by a polishing position on the abrasive by changing a polishing region of the sample with respect to the abrasive at the start position and the position after the movement through a moving process. Yes, and to alter the polishing region of the sample, as well as changing the polishing region located on the outer peripheral side of the polishing material in the starting position for polishing the sample to the inner peripheral side, starting position for polishing the sample Is to change to the outer peripheral side of the polishing region located on the inner peripheral side of the abrasive material in it is characterized in.

以上のように本発明によれば、研磨材における試料を研磨する開始位置からの前記試料の移動課程を経て、前記開始位置と前記移動後の位置で前記研磨材に対する前記試料の研磨領域を変化させ、前記研磨材に対する前記試料の研磨領域の変化に基づいて、前記研磨材上の研磨位置により生じる研磨量の差を補正することができ、CPやIMによる加工に代わる研磨を機械式研磨によって実現することができるという顕著な効果を奏するものである。   As described above, according to the present invention, the polishing region of the sample with respect to the abrasive is changed at the start position and the position after the movement through the movement process of the sample from the start position for polishing the sample in the abrasive. Based on the change in the polishing region of the sample with respect to the abrasive, the difference in the amount of polishing caused by the polishing position on the abrasive can be corrected. Polishing instead of processing by CP or IM can be performed by mechanical polishing. There is a remarkable effect that it can be realized.

本発明の実施形態に係る研磨方法における試料の軌跡を示す図である。It is a figure which shows the locus | trajectory of the sample in the grinding | polishing method which concerns on embodiment of this invention. 従来例に係る研磨方法における試料の軌跡を示す図である。It is a figure which shows the locus | trajectory of the sample in the grinding | polishing method which concerns on a prior art example. 本発明の実施形態に係る研磨装置の全体を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an entire polishing apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る研磨装置の全体を示す上面図である。1 is a top view showing an entire polishing apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る研磨装置に用いるX軸駆動機構を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the X-axis drive mechanism used for the grinding | polishing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る研磨装置に用いるY軸駆動機構を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the Y-axis drive mechanism used for the grinding | polishing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る研磨装置に用いるZ軸駆動機構を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the Z-axis drive mechanism used for the grinding | polishing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る研磨装置に用いるコントローラを詳細に示す構成図である。It is a block diagram which shows in detail the controller used for the grinding | polishing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る研磨装置に用いるコントローラが試料を研磨材の研磨面内に描く試料の移動パターンを示す軌跡図である。It is a locus diagram which shows the movement pattern of the sample which the controller used for the polisher concerning the embodiment of the present invention draws the sample in the polishing surface of the abrasive. 本発明の実施形態に係る研磨装置に用いるウエイトキャンセラ及びウエイトコントローラを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the weight canceller and weight controller used for the grinding | polishing apparatus which concerns on embodiment of this invention. (a)は本発明の実施形態に係る研磨方法で研磨して金属組織を観察した顕微鏡写真、(b)は従来例に係る研磨方法で研磨して金属組織を観察した顕微鏡写真である。(A) is the microscope picture which grind | polished with the grinding | polishing method which concerns on embodiment of this invention, and observed the metal structure, (b) is the microscope picture which grind | polished with the grinding | polishing method which concerns on a prior art example, and observed the metal structure. 金属組織を観察したEBSD像であって、(a)は表面加工層のあるEBSD像、(b)は表面加工層がないEBSD像をそれぞれ示している。It is the EBSD image which observed the metal structure, Comprising: (a) has shown the EBSD image with a surface processing layer, (b) has shown the EBSD image without a surface processing layer, respectively.

以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本実施形態に係る研磨装置を示す図3において、図の上下方向にZ軸方向、図の左右方向にX軸方向、図の奥行き方向にY軸方向をそれぞれ設定して説明する。さらに、本発明の実施形態に係る研磨装置による研磨には、単純に試料を研磨することにとどまらず、積層界面構造,多層膜(薄膜)の観察及び除去,結晶解析に必要な試料情報を得るための研磨,半導体の故障解析,メッキ層の構造解析,電子部品などの平面研磨や断面研磨を含むものである。   In FIG. 3 showing the polishing apparatus according to this embodiment, the Z-axis direction is set in the vertical direction of the drawing, the X-axis direction is set in the horizontal direction of the drawing, and the Y-axis direction is set in the depth direction of the drawing. Further, the polishing by the polishing apparatus according to the embodiment of the present invention is not limited to simply polishing a sample, but sample information necessary for observation and removal of a laminated interface structure, multilayer film (thin film), and crystal analysis is obtained. Polishing, semiconductor failure analysis, plating layer structural analysis, and surface polishing and cross-sectional polishing of electronic parts.

本実施形態は図1に示すように、研磨盤3の研磨材2上における試料5を研磨する開始位置から前記研磨材2上に沿って移動させる第1の工程と、前記第1の工程による前記試料5の移動過程を経て、前記開始位置S1と前記移動後の位置S2〜S16で前記研磨材2に対する前記試料の研磨領域を変化させる第2の工程と、前記第2の工程における前記研磨材に対する前記試料の研磨領域の変化に基づいて、前記研磨材上の研磨位置により生じる研磨量の差を補正する第3の工程とを実行することを特徴とするものである。すなわち、前記開始位置S1と前記移動後S2〜S16の位置で前記研磨材2に対する前記試料5の研磨領域(内周側5bと外周側5a)を変化させることにより、前記研磨材に対する前記試料の研磨領域の変化に基づいて、前記研磨材上の研磨位置により生じる研磨量の差を補正する。そして、試料移動機構(4A)を用いることにより、前記試料5を研磨する開始位置からの前記試料の移動過程を経て、前記開始位置S1と前記移動後S2〜S16の位置で前記研磨材2に対する前記試料の研磨領域5の研磨領域(内周側5bと外周側5a)を変化させることにより、前記研磨材に対する前記試料の研磨領域の変化に基づいて、前記研磨材上の研磨位置により生じる研磨量の差を補正するようにしている。ここで、試料5の研磨領域(内周側5bと外周側5a)を変化させるとは、試料5を研磨する開始位置S1における研磨材2の外周側に位置する研磨領域(外周側5a)を内周側へ変えるとともに、試料5を研磨する開始位置S1における研磨材2の内周側に位置する研磨領域(内周側5b)を外周側へ変えることである。また前記試料移動機構(4A)による試料5の移動と研磨盤3による研磨材2の回転とを併用させて試料を研磨するばかりでなく、研磨材2の回転を停止させて前記試料移動機構(4A)による試料5の移動のみによって試料を研磨してもよいものである。なお、研磨材2としては円盤状の研磨材を用いているが、必要に応じて円盤以外の形状のものを用いてもよいものである。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the first step of moving the sample 5 on the polishing material 2 of the polishing board 3 along the polishing material 2 from the start position of polishing is performed by the first step. A second step of changing the polishing region of the sample with respect to the abrasive 2 at the start position S1 and the moved positions S2 to S16 through the moving process of the sample 5, and the polishing in the second step And a third step of correcting a difference in polishing amount caused by a polishing position on the polishing material based on a change in a polishing region of the sample with respect to the material. That is, by changing the polishing region (the inner peripheral side 5b and the outer peripheral side 5a) of the sample 5 with respect to the abrasive 2 at the start position S1 and the positions S2 to S16 after the movement, the sample relative to the abrasive is changed. Based on the change in the polishing region, the difference in polishing amount caused by the polishing position on the abrasive is corrected. Then, by using the sample moving mechanism (4A), the sample is moved from the start position for polishing the sample 5, and the sample 2 is moved to the polishing material 2 at the start position S1 and the positions S2 to S16 after the movement. Polishing caused by the polishing position on the polishing material based on the change of the polishing region of the sample with respect to the polishing material by changing the polishing region (inner peripheral side 5b and outer peripheral side 5a) of the polishing region 5 of the sample The amount difference is corrected. Here, changing the polishing region (inner peripheral side 5b and outer peripheral side 5a) of the sample 5 means changing the polishing region (outer peripheral side 5a) located on the outer peripheral side of the abrasive 2 at the start position S1 where the sample 5 is polished. In addition to changing to the inner peripheral side, the polishing region (inner peripheral side 5b) located on the inner peripheral side of the abrasive 2 at the start position S1 for polishing the sample 5 is changed to the outer peripheral side. Further , not only the sample is polished by using both the movement of the sample 5 by the sample moving mechanism (4A) and the rotation of the abrasive 2 by the polishing disc 3, but also the rotation of the abrasive 2 is stopped to stop the sample moving mechanism ( The sample may be polished only by moving the sample 5 according to 4A). In addition, although the disk-shaped abrasive is used as the abrasive 2, the thing of shapes other than a disk may be used as needed.

前記試料移動機構は前記試料の移動過程をX方向とY方向との合成方向或いはX方向又はY方向に規制するXY移動機構であるが、試料5の研磨量に応じて試料をZ軸方向に移動させて試料5と研磨材2との研磨状態を維持する必要があるため、以下の説明では、前記試料移動機構として3次元テーブルを用いている。
具体的には、本発明の実施形態に係る研磨装置は図3及び図4に示すように、装置本体1に回転自在に支持され且つ研磨盤3の上面に存在する研磨材2と(図4参照)と、直交するX軸方向とY軸方向とZ軸方向との3軸方向に移動する3次元テーブル4と、前記3次元テーブル4に支持され試料5を研磨面2aに対向させて保持する試料ホルダ6とを有し、さらに前記3次元テーブル4の動作を制御する図8に示すコントローラCとを有している。
前記3次元テーブル4は図3及び図4に示すように、前記研磨盤3上の直交する2軸のXY座標面上で前記試料5を研磨する開始位置S1から移動後の位置S2に前記試料5を移動させるXY軸移動機構4Aと、前記XY軸機構4Aに搭載され前記試料ホルダ6をZ方向(図1の上下方向)に移動するためのZ軸移動機構4Bとから構成されている。
The sample moving mechanism is an XY moving mechanism that regulates the moving process of the sample in the combined direction of the X direction and the Y direction or in the X direction or the Y direction. Since it is necessary to move and maintain the polishing state of the sample 5 and the abrasive 2, in the following description, a three-dimensional table is used as the sample moving mechanism.
Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, the polishing apparatus according to the embodiment of the present invention is rotatably supported by the apparatus body 1 and has an abrasive 2 existing on the upper surface of the polishing board 3 (see FIG. 4). The three-dimensional table 4 that moves in the three-axis directions of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction orthogonal to each other, and the sample 5 that is supported by the three-dimensional table 4 and that faces the polishing surface 2a. 8 and a controller C shown in FIG. 8 for controlling the operation of the three-dimensional table 4.
As shown in FIGS. 3 and 4, the three-dimensional table 4 is moved from the start position S1 for polishing the sample 5 on the two orthogonal XY coordinate planes on the polishing board 3 to a position S2 after movement. XY axis moving mechanism 4A for moving 5 and Z axis moving mechanism 4B mounted on the XY axis mechanism 4A for moving the sample holder 6 in the Z direction (vertical direction in FIG. 1).

前記研磨盤3は図4に示すように、その上面が円盤状に形成され、その上面に円盤状の研磨材2が交換可能に装備される。前記円盤状研磨盤3の外側には、リング状の衝立11が立ち上げて形成されている。前記リング状衝立11は、供給ノズル10から供給される洗浄液を前記研磨材2の研磨面2aの範囲に飛散を止めるものであり、前記洗浄済の洗浄液を図示しない排出口から適宜排出するようになっている。なお、微粒径の砥粉を混合させた混濁液を供給するには前記供給ノズル10から滴下し、その微粒径の砥粉により試料5を研磨するようにしてもよいものである。   As shown in FIG. 4, the upper surface of the polishing disk 3 is formed in a disk shape, and the disk-shaped abrasive 2 is mounted on the upper surface of the polishing disk 3 in a replaceable manner. A ring-shaped partition 11 is formed on the outside of the disk-shaped polishing disk 3 so as to rise. The ring-shaped partition 11 stops the cleaning liquid supplied from the supply nozzle 10 in the range of the polishing surface 2a of the abrasive 2 and appropriately discharges the cleaned cleaning liquid from a discharge port (not shown). It has become. In addition, in order to supply the turbid liquid in which the fine particle size abrasive powder is mixed, the sample 5 may be dripped from the supply nozzle 10 and the sample 5 may be polished by the fine particle size abrasive powder.

前記3次元テーブル4は図3及び図4に示すように、図5に示すX軸テーブル7と、図6に示すY軸テーブル8と、図7に示すZ軸テーブル9とから構成されている。前記X軸テーブル7と前記Y軸テーブル8は、前記研磨材2上の直交する2軸のXY座標面上で前記試料5を研磨する開始位置S1から対局する対局位置S2に前記試料5を移動させるXY軸移動機構4Aを構成している。さらに、前記Z軸テーブル9は、前記XY軸機構4Aに搭載され前記試料ホルダ6をZ方向(図1の上下方向)に移動するためのZ軸移動機構4Bを構成している。   As shown in FIGS. 3 and 4, the three-dimensional table 4 includes an X-axis table 7 shown in FIG. 5, a Y-axis table 8 shown in FIG. 6, and a Z-axis table 9 shown in FIG. . The X-axis table 7 and the Y-axis table 8 move the sample 5 from the start position S1 to polish the sample 5 on the two orthogonal XY coordinate planes on the abrasive 2 to the opposite position S2. An XY axis moving mechanism 4A is configured. Further, the Z-axis table 9 constitutes a Z-axis moving mechanism 4B that is mounted on the XY-axis mechanism 4A and moves the sample holder 6 in the Z direction (vertical direction in FIG. 1).

[Y軸テーブル]
前記X軸テーブル7は図5に示すように前記Y軸テーブル8に支持されてX軸方向に移動するので、先ず、前記Y軸テーブル8について説明する。
前記Y軸テーブル8は前記研磨盤3の上面と平行なXY座標面のY軸方向に移動させるものであり、図6に示すように、2本の平行なガイドレール8aと、前記平行なガイドレール8aに沿う送りねじ8bと、Y軸用駆動モータ8cと、2本の支持腕8dと、前記研磨盤3の下面を回転可能に支持する基盤8eとを有している。
[Y-axis table]
As shown in FIG. 5, the X-axis table 7 is supported by the Y-axis table 8 and moves in the X-axis direction. First, the Y-axis table 8 will be described.
The Y-axis table 8 is moved in the Y-axis direction of the XY coordinate plane parallel to the upper surface of the polishing board 3, and as shown in FIG. 6, two parallel guide rails 8a and the parallel guides It has a feed screw 8b along the rail 8a, a Y-axis drive motor 8c, two support arms 8d, and a base 8e that rotatably supports the lower surface of the polishing board 3.

前記2本のガイドレール8aは図6に示すように、前記研磨盤3の上面のY軸方向をカバーする長さを有し、前記基盤8eの下面にY軸方向(図3の奥行き方向)で平行に対向させて取付けられている。前記送りねじ8aは、その両端が軸受け8fにそれぞれ軸支されて前記2本のガイドレール8aのうちの1本のガイドレール8aに平行な姿勢に取付けられている。前記Y軸用駆動モータ8cは、伝達機構8jを介して前記送りねじ8bに連結されている。従って、前記Y軸用駆動モータ8cが時計方向又は逆時計方向に回転駆動すると、その駆動力が前記伝達機構8jを介して前記送りねじ8bに伝達され、前記送りねじ8bが前記軸受け8fに軸支されて回転することになる。
前記2本の支持腕8dは、その基部が前記ガイドレール8aにそれぞれ支持されて前記ガイドレール8aによりY軸方向に往復移動可能にガイドされている。前記2本の支持腕8dのうち1本の支持腕8dの基部には前記送りねじ8bがねじ込まれており、前記2本の支持腕8aは前記送りねじ8bの回転によりY軸方向に往復可動するようになっている。さらに、前記2本の支持腕8dは図5及び図7に示すように、前記研磨盤3に対して上方に立ち上がっており、前記2本の支持腕8bは図7に示すように、その上端に前記X軸テーブル7を水平に支持している。
As shown in FIG. 6, the two guide rails 8a have a length that covers the Y-axis direction of the upper surface of the polishing board 3, and the Y-axis direction (depth direction in FIG. 3) on the lower surface of the base 8e. It is attached in parallel with each other. Both ends of the feed screw 8a are supported by bearings 8f, and are attached in a posture parallel to one of the two guide rails 8a. The Y-axis drive motor 8c is connected to the feed screw 8b through a transmission mechanism 8j. Accordingly, when the Y-axis drive motor 8c is rotationally driven clockwise or counterclockwise, the driving force is transmitted to the feed screw 8b via the transmission mechanism 8j, and the feed screw 8b is pivoted to the bearing 8f. It will be supported and rotate.
The bases of the two support arms 8d are respectively supported by the guide rails 8a and are guided by the guide rails 8a so as to be reciprocally movable in the Y-axis direction. The feed screw 8b is screwed into the base of one of the two support arms 8d, and the two support arms 8a are reciprocally movable in the Y-axis direction by the rotation of the feed screw 8b. It is supposed to be. Further, as shown in FIGS. 5 and 7, the two support arms 8 d are raised upward with respect to the polishing disc 3, and the two support arms 8 b are at the upper ends thereof as shown in FIG. 7. The X-axis table 7 is supported horizontally.

[X軸テーブル]
前記X軸テーブル7は前記研磨盤3の上面と平行なXY座標面のX軸方向に移動させるものであり、図5に示すように、基盤7aと、2本のガイドレール7bと、送りねじ7cと、X軸用駆動モータ7d、移動駒7gとを有している。
[X-axis table]
The X-axis table 7 is moved in the X-axis direction of an XY coordinate plane parallel to the upper surface of the polishing disc 3, and as shown in FIG. 5, a base 7a, two guide rails 7b, and a feed screw 7c, an X-axis drive motor 7d, and a moving piece 7g.

前記ベース7aは図5に示すように、Y軸テーブル8の2本の支持腕8aに跨がる長さを有しており、Y軸テーブル8の2本の支持腕8aに水平に支持されている。前記2本のガイドレール7bは、前記研磨盤3上に装填した前記研磨材2の研磨面2aのX軸方向をカバーする長さを有し、前記ベース7aにX軸方向(図3の左右方向)で平行に対向させて取付けられている。前記送りねじ7cは、その両端が軸受け7eにそれぞれ軸支されて前記2本のガイドレール7bのうち1本のガイドレール7bに平行な姿勢でX軸方向に向けて取付けられている。前記X軸用駆動モータ7dは、伝達機構7fを介して前記送りねじ7cに連結されている。従って、前記X軸用駆動モータ7dが時計方向又は逆時計方向に回転駆動すると、その駆動力が前記伝達機構7fを介して前記送りねじ7cに伝達され、前記送りねじ7cが前記軸受け7fに軸支されて回転することになる。   As shown in FIG. 5, the base 7a has a length straddling the two support arms 8a of the Y-axis table 8, and is horizontally supported by the two support arms 8a of the Y-axis table 8. ing. The two guide rails 7b have a length that covers the X-axis direction of the polishing surface 2a of the abrasive 2 loaded on the polishing board 3, and the base 7a has an X-axis direction (left and right in FIG. 3). Direction) and are mounted facing each other in parallel. Both ends of the feed screw 7c are supported by bearings 7e, and are attached in the X-axis direction in a posture parallel to one of the two guide rails 7b. The X-axis drive motor 7d is connected to the feed screw 7c through a transmission mechanism 7f. Accordingly, when the X-axis drive motor 7d is rotationally driven clockwise or counterclockwise, the driving force is transmitted to the feed screw 7c via the transmission mechanism 7f, and the feed screw 7c is pivoted to the bearing 7f. It will be supported and rotate.

前記移動駒7gは前記2本のガイドレール7bにガイドされてX軸方向に移動可能に取り付けられ、前記移動駒7gには前記送りねじ7cがねじ込まれており、前記移動駒7gは前記送りねじ7cの回転によりX軸方向に往復可動するようになっている。   The moving piece 7g is guided by the two guide rails 7b and is attached so as to be movable in the X-axis direction. The moving piece 7g is screwed with the feed screw 7c, and the moving piece 7g has the feeding screw. It can be reciprocated in the X-axis direction by the rotation of 7c.

[Z軸テーブル]
前記Z軸テーブル9は前記X軸テーブル7の移動駒7gに支持されてZ軸方向に前記試料ホルダ6を往復可能に支持するものであり、図7に示すように、基台9aと、ガイドレール9bと、送りねじ9cと、Z軸用駆動モータ9dとを有している。なお、駆動モータ7d,8c,9eとして、ステッピングモータを図示したが、このモータに限られるものではない。
[Z-axis table]
The Z-axis table 9 is supported by the moving piece 7g of the X-axis table 7 and supports the sample holder 6 so as to be able to reciprocate in the Z-axis direction. As shown in FIG. A rail 9b, a feed screw 9c, and a Z-axis drive motor 9d are provided. In addition, although the stepping motor was illustrated as drive motor 7d, 8c, 9e, it is not restricted to this motor.

前記基盤9aは図7に示すように下端に嵌合溝9eを有しており、その嵌合溝9eがX軸テーブル7(図5参照)の移動駒7gの凸状片7hに嵌合しており、前記基盤9aはX軸テーブル7(図5参照)の移動駒7gに固定されている。前記ガイドレール9bは前記基盤9aにZ軸方向に向けて取り付けられ、前記試料ホルダ6の基台6aは前記基盤9aに取り付けた上下梁9gにZ軸方向に向けて往復可能に支持されている。前記送りねじ9cはその両端が軸受けに軸支されて前記基盤9aにZ軸方向に向けて取り付けられ、前記Z軸用駆動モータ9dは伝達機構9fを介して前記送りねじ9cに連結されている。従って、前記Z軸用駆動モータ9dが時計方向又は逆時計方向に回転駆動すると、その駆動力が前記伝達機構9fを介して前記送りねじ9cに伝達されて前記試料ホルダ6の基台6aがZ軸方向に往復可動するようになっている。   As shown in FIG. 7, the base 9a has a fitting groove 9e at its lower end, and the fitting groove 9e is fitted to the convex piece 7h of the moving piece 7g of the X-axis table 7 (see FIG. 5). The base 9a is fixed to the moving piece 7g of the X-axis table 7 (see FIG. 5). The guide rail 9b is attached to the base 9a in the Z-axis direction, and the base 6a of the sample holder 6 is supported by the upper and lower beams 9g attached to the base 9a so as to be able to reciprocate in the Z-axis direction. . Both ends of the feed screw 9c are supported by bearings and attached to the base 9a in the Z-axis direction, and the Z-axis drive motor 9d is connected to the feed screw 9c through a transmission mechanism 9f. . Therefore, when the Z-axis drive motor 9d is driven to rotate clockwise or counterclockwise, the driving force is transmitted to the feed screw 9c via the transmission mechanism 9f, and the base 6a of the sample holder 6 is Z It can move back and forth in the axial direction.

前記試料ホルダ6は前記研磨盤3の上面と平行なXY座標面上に前記X軸テーブル7及び前記Y軸テーブル8により移動されるとともに、前記Z軸テーブル9によりZ軸方向(図3の上下方向)に往復移動(上下移動)可能に支持されるものであり、図3及び図4並びに図7に示すように、基台6aと、移動軸6bと、チャック6cと、ウエイトキャンセラ6dとを有している。図7に示すウエイトキャンセラ6dは研磨面積が比較的大きく硬い試料5を研磨する際の荷重を管理することにより微小領域の高倍率観察やダメージの少ない試料5を得るために用いるものである。   The sample holder 6 is moved on the XY coordinate plane parallel to the upper surface of the polishing board 3 by the X-axis table 7 and the Y-axis table 8, and is also moved in the Z-axis direction (up and down in FIG. 3) by the Z-axis table 9. 3), 4 and 7, the base 6a, the moving shaft 6b, the chuck 6c, and the weight canceller 6d are supported. Have. The weight canceller 6d shown in FIG. 7 is used for high-magnification observation of a small area and obtaining the sample 5 with little damage by managing the load when the sample 5 having a relatively large polishing area is polished.

前記試料ホルダ6の基台6aは、前記Z軸テーブル9の上下梁9gにZ軸方向(図3の上下方向)に往復可能(上下移動)に支持されるともに、前記Z軸テーブル9の送りねじ9cに連結されている。従って、前記Z軸用駆動モータ9eを時計方向或いは反時計方向に回転させると、前記Z軸テーブル9の送りねじ9cはZ軸の周りに時計方向或いは反時計方向に回転し、この送りねじ9cの回転により、前記試料ホルダ6の基台6aがZ軸方向に往復(上下動)移動される。   The base 6a of the sample holder 6 is supported by a vertical beam 9g of the Z-axis table 9 so as to be reciprocable (movable up and down) in the Z-axis direction (vertical direction in FIG. 3). It is connected to the screw 9c. Accordingly, when the Z-axis drive motor 9e is rotated clockwise or counterclockwise, the feed screw 9c of the Z-axis table 9 rotates clockwise or counterclockwise around the Z axis, and this feed screw 9c. , The base 6a of the sample holder 6 is reciprocated (moved up and down) in the Z-axis direction.

前記移動軸6bは前記基台6aにZ軸方向(図7の上下方向)に摺動可能に支持され、その下端に前記チャック6cを介して前記ホルダ6が装備されている。前記ホルダ6は研磨対象となる試料5を保持するようになっている。さらに、前記ホルダ6の試料台6cで試料5を挟んで前記ホルダ6に保持する、あるいは前記試料5を前記試料台6cに貼り付けそのホルダ6cをチャック6cに装備することにより、前記試料5をホルダ6に保持する。   The moving shaft 6b is supported by the base 6a so as to be slidable in the Z-axis direction (vertical direction in FIG. 7), and the holder 6 is mounted on the lower end of the moving shaft 6b via the chuck 6c. The holder 6 holds a sample 5 to be polished. Further, the sample 5 is sandwiched between the sample stage 6c of the holder 6 and held in the holder 6, or the sample 5 is attached to the sample stage 6c and the holder 6c is mounted on the chuck 6c. Hold in holder 6.

図7に示す前記ウエイトキャンセラ6dは、横軸6eと、L型金具6fと、重り6gと、連繋部材6hとを有している。前記横軸6eは前記基台6aの上端に設けた軸受け6jに水平姿勢で回転可能に支持されており、前記L型金具6fの短辺側6kが前記横軸6eの一端に固定されている。
前記連繋部材6hは、前記移動軸6bの上下方向への動きを前記横軸6eの回転に変換して伝達するように前記横軸6eと前記移動軸6bとを連繋させている。前記移動軸6bが上方向に移動する過程においては、前記連繋部材6hは前記横軸6eを反時計方向に回転させ、前記移動軸6bが下方向に移動する過程においては、前記連繋部材6hは前記横軸6eを時計方向に回転させる。前記移動軸6b,前記連繋部材6hを含む試料ホルダ6の総荷重は前記試料5を前記研磨材2の研磨面2aで研磨する際の加圧力として作用するものであるから、前記L型金具6fの長辺側に装填する重り6gの重量が前記試料ホルダ6の荷重をキャンセルする重量に調節することにより、前記加圧力を前記試料5がダメージを受けない極めて低い値(理想的には零の値)になるように管理することができる。前記試料ホルダ6による加圧力を前記ウエイトキャンセラ6dによりキャンセラした後に、前記試料5を研磨する際に適正な接触圧に相当する重量の重り6mを前記移動軸6bに取り付けて、前記重り6mの重量を前記試料ホルダ6に加える。これにより、前記試料にダメージを加えることなく正確に研磨することができる。なお、前記L型金具6fを枢支している枢支点の位置を変更して梃子比を変更することにより複数の荷重が異なる前記試料ホルダ6の荷重をキャンセルするのに対応することができる。
The weight canceller 6d shown in FIG. 7 has a horizontal shaft 6e, an L-shaped bracket 6f, a weight 6g, and a connecting member 6h. The horizontal shaft 6e is rotatably supported in a horizontal posture on a bearing 6j provided at the upper end of the base 6a, and the short side 6k of the L-shaped bracket 6f is fixed to one end of the horizontal shaft 6e. .
The connecting member 6h connects the horizontal shaft 6e and the moving shaft 6b so as to convert the vertical movement of the moving shaft 6b into the rotation of the horizontal shaft 6e and transmit it. In the process of moving the moving shaft 6b upward, the connecting member 6h rotates the horizontal shaft 6e counterclockwise, and in the process of moving the moving shaft 6b downward, the connecting member 6h The horizontal shaft 6e is rotated clockwise. Since the total load of the sample holder 6 including the moving shaft 6b and the connecting member 6h acts as a pressing force when the sample 5 is polished by the polishing surface 2a of the abrasive 2, the L-shaped metal fitting 6f By adjusting the weight of the weight 6 g loaded on the long side to a weight that cancels the load of the sample holder 6, the applied pressure is extremely low so that the sample 5 is not damaged (ideally zero). Value). After the pressure applied by the sample holder 6 is canceled by the weight canceller 6d, a weight 6m corresponding to an appropriate contact pressure when the sample 5 is polished is attached to the moving shaft 6b, and the weight of the weight 6m Is added to the sample holder 6. Thereby, it can grind | polish correctly, without damaging the said sample. In addition, it can respond to canceling the load of the said sample holder 6 from which several load differs by changing the position of the pivot point which pivots the said L-shaped metal fitting 6f, and changing an insulator ratio.

図7に示すウエイトキャンセラ6d及び前記重り6mに代えて、図10に示すウエイトコントローラを用いてもよいものである。図7に示すウエイトキャンセラ6d及び前記重り6mの組み合わせによるウエイトキャンセラ6dは研磨面積が比較的大きい試料5を研磨する際の荷重を管理する場合に最適であるが、図10に示すウエイトコントローラは研磨面積が比較的小さい試料5を研磨する際の荷重を管理する場合に最適であり、試料5の研磨面積の大小に応じて図7あるいは図10のウエイトコントローラを選択して用いることになる。   Instead of the weight canceller 6d and the weight 6m shown in FIG. 7, a weight controller shown in FIG. 10 may be used. The weight canceller 6d, which is a combination of the weight canceller 6d shown in FIG. 7 and the weight 6m, is optimal for managing the load when polishing the sample 5 having a relatively large polishing area, but the weight controller shown in FIG. This is optimal for managing the load when polishing the sample 5 having a relatively small area, and the weight controller shown in FIG. 7 or FIG. 10 is selected and used according to the size of the polishing area of the sample 5.

図10に示すウエイトコントローラは図7に示す試料ホルダ6の基台6aに移動軸6bが上下移動可能に支持されており、前記移動軸6bの下端に前記ホルダ6が装着されている。さらに、前記ホルダ6と前記基台6aとの間には板バネ20が取付られ、板バネ20の一端20aを前記チャック6cに取付け、その途中を湾曲させて遊び20bを持たせて、その他端20cを前記基台6aに取付けている。前記チャック6cには試料5をセットする試料台6kが設けられている。   In the weight controller shown in FIG. 10, a moving shaft 6b is supported on the base 6a of the sample holder 6 shown in FIG. 7 so as to be movable up and down, and the holder 6 is attached to the lower end of the moving shaft 6b. Further, a leaf spring 20 is attached between the holder 6 and the base 6a, and one end 20a of the leaf spring 20 is attached to the chuck 6c, and a middle portion thereof is bent to have a play 20b, and the other end. 20c is attached to the base 6a. The chuck 6c is provided with a sample stage 6k on which the sample 5 is set.

図10に示すウエイトコントロールは、前記板バネ20に撓みを加えないでフリーな状態で前記チャック6cを支持している状態のまま、前記チャック6cの試料5を研磨面2aに接触させると、その場合、前記試料5に加わる前記試料ホルダ6の荷重はほぼ零になる。この状態から前記試料ホルダ6をZ軸テーブル9によりZ軸方向に押し下げて前記試料5を加圧して研磨面2aに接触させると、前記試料5を加圧した力に相当するバネ力が前記板バネ20に蓄力される。前記試料ホルダ6はZ軸テーブル9により前記試料5の研磨量に応じてZ軸方向を研磨材2の研磨面2aに向けて下降するため、前記板バネ20がさらに撓むことはなく、前記板バネ20に蓄力された力が研磨に必要な荷重として前記試料5に研磨継続中に加わることになり、前記試料にダメージを加えることなく研磨に必要な荷重を加えて研磨することができる。   The weight control shown in FIG. 10 is obtained when the sample 5 of the chuck 6c is brought into contact with the polishing surface 2a while the chuck 6c is supported in a free state without applying bending to the leaf spring 20. In this case, the load of the sample holder 6 applied to the sample 5 becomes almost zero. From this state, when the sample holder 6 is pushed down in the Z-axis direction by the Z-axis table 9 to pressurize the sample 5 and bring it into contact with the polishing surface 2a, a spring force corresponding to the pressure applied to the sample 5 is applied to the plate. The spring 20 accumulates power. Since the sample holder 6 is lowered by the Z-axis table 9 in the Z-axis direction toward the polishing surface 2a of the abrasive 2 in accordance with the polishing amount of the sample 5, the leaf spring 20 is not further bent. The force accumulated in the leaf spring 20 is applied to the sample 5 as a load necessary for polishing while polishing is continued, and polishing can be performed by applying a load necessary for polishing without damaging the sample. .

図10に示すウエイトコントローラは、前記板バネ20に撓みを加えないでフリーな状態で前記チャック6cを支持している状態が、図7に示すウエイトキャンセラ6dにより、前記試料ホルダ6による加圧力が試料5に加わるのをキャンセラした状態に相当し、前記試料5を研磨する際に適正な接触圧に相当する重量の重り6mを前記移動軸6bに取り付けて、前記重り6mの重量を前記試料ホルダ6に加える。これにより、前記試料にダメージを加えることなく正確に研磨することができる。
図10に示すウエイトコントローラは、図7に示すウエイトキャンセラ6d及び前記重り6mに代えて板バネ20のみを用いる構成であり、その構成を簡素化することができるという効果を有している。
The weight controller shown in FIG. 10 is in a state where the chuck 6c is supported in a free state without applying bending to the leaf spring 20. The weight canceller 6d shown in FIG. A weight 6m corresponding to an appropriate contact pressure when polishing the sample 5 is attached to the moving shaft 6b, and the weight of the weight 6m is set to the sample holder. Add to 6. Thereby, it can grind | polish correctly, without damaging the said sample.
The weight controller shown in FIG. 10 has a configuration in which only the leaf spring 20 is used in place of the weight canceller 6d and the weight 6m shown in FIG. 7, and the configuration can be simplified.

[コントローラ]
上述したように前記3次元テーブル4の動作を制御するコントローラCは具体的には、前記3次元テーブル4のうちXY軸移動機構4Aを直交する2軸のXY方向に駆動制御して、前記試料5を研磨する開始位置S1から対局する対局位置S2に前記試料5を前記研磨材2の回転中心Oを避けて移動させ、前記対局位置S2での前記試料5の外周側5aの研磨領域A及び内周側5bの研磨領域Bを前記開始位置S1での前記試料5の外周側5aの研磨領域A及び内周側5bの研磨領域Bに対して反転させる機能を有している。その具体的な構成について説明する。
[controller]
As described above, the controller C that controls the operation of the three-dimensional table 4 specifically controls the XY-axis moving mechanism 4A in the three-dimensional table 4 to drive in the XY directions of two axes orthogonal to each other. The sample 5 is moved away from the rotation center O of the abrasive 2 from the starting position S1 where the polishing is started to the polishing position S2, and the polishing area A on the outer peripheral side 5a of the sample 5 at the playing position S2 and The polishing area B on the inner peripheral side 5b has a function of inverting the polishing area A on the outer peripheral side 5a and the polishing area B on the inner peripheral side 5b of the sample 5 at the start position S1. The specific configuration will be described.

前記コントローラCは図8に示すように、図3および図4に示す装置本体1の前面パネルに取り付けたキースイッチ群13と、装置本体1に装備した顕微鏡用のLED14と、メインCPU基板15と、サブCPU基板16とを有している。   As shown in FIG. 8, the controller C includes a key switch group 13 attached to the front panel of the apparatus main body 1 shown in FIGS. 3 and 4, a microscope LED 14 provided in the apparatus main body 1, a main CPU board 15, and the like. And a sub CPU board 16.

前記メインCPU基板15は図8に示すように、メインのCPU15aと、電源部と、LEDドライバ15cと、パラメータメモリ15dと、駆動モータドライバ15eとを有している。前記メインのCPU15aは、LEDドライバ15cと、パラメータメモリ15dと、駆動モータドライバ15eとを有している。前記メインのCPU15aは、前記サブCPU基板16のサブCPU16aを制御するようになっている。前記電源部は、商用電源の電圧を例えばAC24Vに降圧する電源ユニット15bと、前記電源ユニット15bからのAC24VをDC5Vに変換するDC/DCコンバータ15fと、前記DC/DCコンバータ15fからのDC5VをDC3.3Vに降圧するリニアレギュレータ15jとを有しており、前記リニアレギュレータ15jからの出力電源を前記メインのCPU15aに供給するようになっている。   As shown in FIG. 8, the main CPU board 15 has a main CPU 15a, a power supply unit, an LED driver 15c, a parameter memory 15d, and a drive motor driver 15e. The main CPU 15a includes an LED driver 15c, a parameter memory 15d, and a drive motor driver 15e. The main CPU 15 a controls the sub CPU 16 a of the sub CPU board 16. The power supply unit includes a power supply unit 15b for stepping down the voltage of the commercial power supply to, for example, AC 24V, a DC / DC converter 15f for converting AC 24V from the power supply unit 15b to DC 5V, and DC 5V from the DC / DC converter 15f to And a linear regulator 15j that steps down to 3 V, and supplies output power from the linear regulator 15j to the main CPU 15a.

前記LEDドライバ15cは前記メインのCPU15aからの指令に基づいて前記顕微鏡用のLED14を駆動して顕微鏡で観察する試料5を照明するようになっている。前記駆動モータドライバ15eは前記メインのCPU15aからの指令に基づいて、前記研磨盤3を回転駆動させる駆動モータ17を駆動制御するようになっている。   The LED driver 15c illuminates the sample 5 to be observed with a microscope by driving the LED 14 for the microscope based on a command from the main CPU 15a. The drive motor driver 15e drives and controls a drive motor 17 that rotationally drives the polishing board 3 based on a command from the main CPU 15a.

前記パラメータメモリ15dは、前記試料ホルダ6及び前記試料5の位置を前記研磨材2の研磨面2aと平行なXY座標面内で且つ前記研磨材の研磨面2aの範囲内で任意に変化させる際に後述のX軸用駆動モータ7d及びY軸用駆動モータ8cを駆動するためのパラメータを記憶している。前記パラメータは、図3および図4に示す装置本体1の前面パネルに取り付けたキースイッチ群13の操作によって入力される。
前記パラメータメモリ15dに記憶されているパラメータの例を説明すると、前記試料ホルダ6及び前記試料5の位置を前記研磨材2の研磨面2aと平行なXY座標面内で且つ前記研磨材2の研磨面2aの範囲内で、図1に示す円弧状軌跡、図8に示す渦巻き曲線、内トロコイド曲線状軌跡あるいはジグザグ状に移動させるための軌跡のパラメータを記憶している。
When the parameter memory 15d arbitrarily changes the positions of the sample holder 6 and the sample 5 within the XY coordinate plane parallel to the polishing surface 2a of the abrasive 2 and within the range of the polishing surface 2a of the abrasive. In addition, parameters for driving an X-axis drive motor 7d and a Y-axis drive motor 8c, which will be described later, are stored. The parameters are input by operating the key switch group 13 attached to the front panel of the apparatus main body 1 shown in FIGS.
An example of parameters stored in the parameter memory 15d will be described. The positions of the sample holder 6 and the sample 5 are within the XY coordinate plane parallel to the polishing surface 2a of the abrasive 2 and the abrasive 2 is polished. Within the range of the surface 2a, parameters of a trajectory for moving in an arc-like locus shown in FIG. 1, a spiral curve shown in FIG. 8, an inner trochoidal curve-like locus, or a zigzag shape are stored.

前記サブCPU基板16は図8に示すように、前記メインのCPU15aによる制御指令に基づいて、サブCPU16aと、X軸用駆動モータのドライバ16bと、Y軸用駆動モータのドライバ16cと、Z軸用駆動モータのドライバ16dと、電源部とを有している。前記サブCPU16aは、X軸原点センサS1が検出する前記X軸用駆動モータ7dの原点位置情報に基づいて前記X軸用駆動モータのドライバ16bを駆動制御し、Y軸原点センサS2が検出する前記Y軸用駆動モータ8cの原点位置情報に基づいて前記Y軸用駆動モータのドライバ16cを駆動制御し、Z軸原点センサS3が検出する前記Z軸用駆動モータ9eの原点位置情報に基づいて前記Z軸用駆動モータのドライバ16dを駆動制御するようになっている。前記電源部は、前記電源ユニット15bからのAC24VをDC5Vに変換するDC/DCコンバータ16fと、前記DC/DCコンバータ16fからのDC5VをDC3.3Vに降圧するリニアレギュレータ16jとを有しており、前記リニアレギュレータ16jからの出力電源を前記サブCPU16aに供給するようになっている。   As shown in FIG. 8, the sub CPU board 16 has a sub CPU 16a, an X-axis drive motor driver 16b, a Y-axis drive motor driver 16c, and a Z-axis based on a control command from the main CPU 15a. A drive motor driver 16d and a power supply unit. The sub CPU 16a drives and controls the driver 16b of the X axis drive motor based on the origin position information of the X axis drive motor 7d detected by the X axis origin sensor S1, and the Y axis origin sensor S2 detects the above. Based on the origin position information of the Y-axis drive motor 8c, the Y-axis drive motor driver 16c is driven and controlled, and based on the origin position information of the Z-axis drive motor 9e detected by the Z-axis origin sensor S3. The driver 16d of the Z-axis drive motor is driven and controlled. The power supply unit includes a DC / DC converter 16f that converts AC24V from the power supply unit 15b to DC5V, and a linear regulator 16j that steps down DC5V from the DC / DC converter 16f to DC3.3V. Output power from the linear regulator 16j is supplied to the sub CPU 16a.

前記X軸用駆動モータのドライバ16bは、前記X軸テーブル7のX軸用駆動モータ7dを駆動制御して前記X軸用の送りねじ7cを回転駆動するようになっている。前記Y軸用駆動モータのドライバ16cは、前記Y軸テーブル8のY軸用駆動モータ8cを駆動制御して前記Y軸用の送りねじ8bを回転駆動するようになっている。前記Z軸用駆動モータのドライバ16dは、前記Z軸テーブル9のZ軸用駆動モータ9eを駆動制御して前記Z軸用の送りねじ9dを回転駆動するようになっている。   The X-axis drive motor driver 16b drives and controls the X-axis drive motor 7d of the X-axis table 7 to rotationally drive the X-axis feed screw 7c. The Y-axis drive motor driver 16c drives and controls the Y-axis drive motor 8c of the Y-axis table 8 to rotationally drive the Y-axis feed screw 8b. The Z-axis drive motor driver 16d drives and controls the Z-axis drive motor 9e of the Z-axis table 9 to rotate the Z-axis feed screw 9d.

18はジョイステックユニットであり、そのジョイステックユニット18からのAC用出力信号がAC/DCコンバータでDC用信号に変換されて前記サブCPU16aに出力される。   Reference numeral 18 denotes a joystick unit. An AC output signal from the joystick unit 18 is converted into a DC signal by an AC / DC converter and output to the sub CPU 16a.

次に、本実施形態に係る研磨装置を用いて試料5を研磨する場合について説明する。図1は、XY軸移動機構4Aを直交する2軸のXY方向に駆動制御し、かつ前記試料ホルダ6に支えられた試料5を研磨材2の回転中心Oを避けて研磨材2の外周側5aに沿って円弧状に研磨開始位置S1から対局位置S2に移動させて、前記対局位置S2での前記試料5の外周側5aの研磨領域A及び内周側5bの研磨領域Bを前記開始位置S1での前記試料5の外周側5aの研磨領域A及び内周側5bの研磨領域Bに対して変化させる(反転させる)場合を示している。図3に示す試料5を移動させる軌跡のパラメータをキースイッチ群13により入力し、これらのパラメータをパラメータメモリ15dに記憶させておく。   Next, a case where the sample 5 is polished using the polishing apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 1 shows that the XY axis moving mechanism 4A is driven and controlled in two orthogonal XY directions, and the sample 5 supported by the sample holder 6 avoids the rotation center O of the abrasive 2 and the outer peripheral side of the abrasive 2 An arcuate shape along 5a is moved from the polishing start position S1 to the play position S2, and the polishing area A on the outer peripheral side 5a and the polishing area B on the inner peripheral side 5b of the sample 5 at the play position S2 are moved to the start position. This shows a case of changing (reversing) the polishing area A on the outer peripheral side 5a and the polishing area B on the inner peripheral side 5b of the sample 5 in S1. The parameters of the locus for moving the sample 5 shown in FIG. 3 are input by the key switch group 13, and these parameters are stored in the parameter memory 15d.

次に、上面に研磨材2を貼り付けた研磨盤3を駆動モータ17のスピンドルに取り付ける。微細な試料5をそれに対応したワークホルダに取り付けた後、そのワークホルダを試料ホルダ6のチャック6cに取付ける。試料5の取付けが終了したら、試料ホルダ6の移動軸6bを下方に移動して、試料5が研磨盤3の研磨材2の研磨面2aに接触させる。試料5を研磨材2の研磨面2aに接触させる際には、ウエイトキャンセラ6dを用いて試料ホルダ6の荷重をキャンセルし、試料ホルダ6の移動軸6bに研磨に必要な荷重の重り6mを搭載し、その重り6mの荷重により試料5を研磨材2の研磨面2aに接触させる。   Next, the polishing board 3 with the abrasive 2 attached to the upper surface is attached to the spindle of the drive motor 17. After the fine sample 5 is attached to the corresponding work holder, the work holder is attached to the chuck 6 c of the sample holder 6. When the attachment of the sample 5 is completed, the moving shaft 6b of the sample holder 6 is moved downward so that the sample 5 comes into contact with the polishing surface 2a of the polishing material 2 of the polishing board 3. When the sample 5 is brought into contact with the polishing surface 2a of the abrasive 2, the load of the sample holder 6 is canceled using the weight canceller 6d, and a weight 6m of a load necessary for polishing is mounted on the moving shaft 6b of the sample holder 6. Then, the sample 5 is brought into contact with the polishing surface 2a of the abrasive 2 by the load of the weight of 6 m.

次にメイン基板15に搭載したメインCPU15aに研磨開始の指令をキースイッチ群13により入力すると、メインCPU15aはパラメータメモリ15dから図1に示す試料5の軌跡のパラメータを読み出し、そのパラメータに基づいて演算処理を実行し、研磨材2の研磨面2a内におけるX軸テーブル7による試料ホルダ5のX軸方向への移動量とY軸テーブル8による試料ホルダ5のY軸方向への移動量をサブCPU16aに出力する。   Next, when a command to start polishing is input to the main CPU 15a mounted on the main substrate 15 by the key switch group 13, the main CPU 15a reads the parameter of the locus of the sample 5 shown in FIG. 1 from the parameter memory 15d, and calculates based on the parameter. The processing is executed, and the sub CPU 16a determines the amount of movement of the sample holder 5 in the X-axis direction by the X-axis table 7 and the amount of movement of the sample holder 5 by the Y-axis table 8 in the polishing surface 2a of the abrasive 2 Output to.

前記サブCPU16aは、X軸原点センサS1が検出する前記X軸用駆動モータ7dの原点位置情報に基づいて前記X軸用駆動モータのドライバ16bを駆動制御し、Y軸原点センサS2が検出する前記Y軸用駆動モータ8cの原点位置情報に基づいて前記Y軸用駆動モータのドライバ16cを駆動制御し、Z軸原点センサS3が検出する前記Z軸用駆動モータ9eの原点位置情報に基づいて前記Z軸用駆動モータのドライバ16dを駆動制御する。   The sub CPU 16a drives and controls the driver 16b of the X axis drive motor based on the origin position information of the X axis drive motor 7d detected by the X axis origin sensor S1, and the Y axis origin sensor S2 detects the above. Based on the origin position information of the Y-axis drive motor 8c, the Y-axis drive motor driver 16c is driven and controlled, and based on the origin position information of the Z-axis drive motor 9e detected by the Z-axis origin sensor S3. The driver 16d of the Z-axis drive motor is driven and controlled.

前記X軸用駆動モータのドライバ16bは、前記X軸テーブル7のX軸用駆動モータ7dを駆動制御して前記X軸用の送りねじ7cを回転駆動する。前記Y軸用駆動モータのドライバ16cは、前記Y軸テーブル8のY軸用駆動モータ8cを駆動制御して前記Y軸用の送りねじ8bを回転駆動する。   The X-axis drive motor driver 16b drives and controls the X-axis drive motor 7d of the X-axis table 7 to rotationally drive the X-axis feed screw 7c. The Y-axis drive motor driver 16c drives and controls the Y-axis drive motor 8c of the Y-axis table 8 to rotationally drive the Y-axis feed screw 8b.

以上のように、コントローラCは図1に示すように、試料5をXY軸移動機構4Aにより研磨材2上に直交する2軸のXY方向に駆動制御し、研磨材2の外周側5aに沿って円弧状に研磨開始位置S1から試料5を移動させて、前記試料5を研磨する研磨開始位置S1からの前記試料5の移動過程(研磨開始位置S1〜移動後位置S2〜S15又はS16)を経て、前記開始位置S1と前記移動後の位置S2〜S15又はS16との前記試料5の外周側5aの研磨領域A及び内周側5bの研磨領域Bを変化させる(入れ替える)ことにより、前記研磨盤3の内外の周速差による研磨量の差を補正する。   As described above, as shown in FIG. 1, the controller C drives and controls the sample 5 in the XY directions of two axes orthogonal to the abrasive 2 by the XY axis moving mechanism 4A, and follows the outer peripheral side 5a of the abrasive 2. The sample 5 is moved from the polishing start position S1 in a circular arc shape to move the sample 5 from the polishing start position S1 for polishing the sample 5 (polishing start position S1 to post-movement position S2 to S15 or S16). Then, the polishing area A on the outer peripheral side 5a and the polishing area B on the inner peripheral side 5b of the sample 5 are changed (replaced) between the start position S1 and the moved positions S2 to S15 or S16. The difference in polishing amount due to the difference in peripheral speed between the inside and outside of the board 3 is corrected.

図1に示すように、試料5の軌跡を検討すると、研磨開始位置S1における試料5の外周側5aの研磨領域Aは研磨材2の外周側2aに対峙し、試料5の内周側5bの研磨領域Bは研磨材2の内周側2bに対峙している。この研磨開始位置S1から試料5を図1に示す軌跡に基づいて移動させると、3時方向までの試料5〜5(移動後位置S1,S2,S3,S4,S5)では、その外周側5aの研磨領域Aは研磨材2の外周側2aに対峙する割合が多く、3時方向を過ぎて6時方向に移動するに従って試料5〜5(移動後位置S6,S7,S8,S9では、その内周側5bの研磨領域Bは研磨材2の外周側2aに対峙する割合が多くなる。 As shown in FIG. 1, when considering the trajectory of the sample 5, the polishing area A of the outer peripheral side 5a of the sample 5 1 in the polishing start position S1 is facing the outer periphery 2a of the abrasive 2, the inner circumferential side of the sample 5 1 The polishing area B of 5b faces the inner peripheral side 2b of the abrasive 2. When the sample 5 is moved from the polishing start position S1 based on the locus shown in FIG. 1, the outer circumferences of the samples 5 1 to 5 5 (post-movement positions S1, S2, S3, S4, S5) up to 3 o'clock. The polishing area A on the side 5a has a high ratio of facing the outer peripheral side 2a of the abrasive 2, and the samples 5 6 to 5 9 (post-movement positions S6, S7, S8, In S9, the polishing area B on the inner peripheral side 5b increases in proportion to the outer peripheral side 2a of the abrasive 2.

そして、対局の移動後位置S9に至ると、移動後位置S9における試料5の外周側5aの研磨領域Aは研磨材2の内周側2bに対峙し、試料5の内周側5bの研磨領域Bは外周側2bに対峙することになる。すなわち、前記移動後位置S9での前記試料5の外周側5aの研磨領域A及び内周側5bの研磨領域Bは前記開始位置S1での前記試料5の外周側5aの研磨領域A及び内周側5bの研磨領域Bに対して完全に入れ替わることになる。 When reaching the post-movement position S9 in opposite station, polishing region A of the outer peripheral side 5a of the sample 5 9 in the post-movement position S9 is facing the inner periphery 2b of the abrasive 2, the inner circumferential side 5b of the sample 5 9 The polishing region B faces the outer peripheral side 2b. That is, the polishing region B of the polishing region A and the inner circumferential side 5b of the outer peripheral side 5a of the sample 5 9 at the post-movement position S9 polishing area A of the sample 5 1 of the outer peripheral side 5a at the start position S1 and This completely replaces the polishing area B on the inner peripheral side 5b.

さらに、6時方向から9時方向に移動すると、試料510〜513(移動後位置S10,S11,S12,S13)では、その内周側5bの研磨領域Bは外周側2aに対峙する割合が多くなる。さらに、9時方向から12時方向(研磨開始位置S1)に移動すると、試料514〜516,5(移動後位置S14,S15,S16,S1)では、その外周側5aの研磨領域Aは研磨材2の外周側2aに対峙する割合が多くなる。 Further, when moving from the 6 o'clock direction to the 9 o'clock direction, in the samples 5 10 to 5 13 (post-movement positions S10, S11, S12, S13), the ratio of the polishing region B on the inner peripheral side 5b to the outer peripheral side 2a Will increase. Further, when moving from the 9 o'clock direction to the 12 o'clock direction (polishing start position S1), in the samples 5 14 to 5 16 , 5 1 (post-movement positions S14, S15, S16, S1), the polishing area A on the outer peripheral side 5a. Increases the ratio of facing the outer peripheral side 2a of the abrasive 2.

以上のように、試料5を研磨する開始位置S1からの前記試料5の移動課程を経て、前記開始位置S1と前記移動後の位置で前記研磨材に対する前記試料の研磨領域を変化させることにより、前記研磨盤の内外の周速差による研磨量の差を補正する。   As described above, by moving the sample 5 from the start position S1 for polishing the sample 5 and changing the polishing region of the sample with respect to the abrasive at the start position S1 and the position after the movement, A difference in polishing amount due to a difference in peripheral speed between the inside and outside of the polishing disk is corrected.

以上のように本実施形態によれば、試料5を研磨する開始位置S1からの前記試料5の移動課程を経て、前記開始位置S1と前記移動後の位置との前記試料の研磨領域を変化させることにより、前記研磨盤の内外の周速差による研磨量の差を補正するため、前記研磨材の内外周側間の周速差による不均一な研磨量を均一に補正することができる。   As described above, according to the present embodiment, the polishing region of the sample between the start position S1 and the moved position is changed through the movement process of the sample 5 from the start position S1 where the sample 5 is polished. Thus, since the difference in the polishing amount due to the difference in peripheral speed between the inside and outside of the polishing disk is corrected, the uneven polishing amount due to the peripheral speed difference between the inner and outer peripheral sides of the abrasive can be corrected uniformly.

さらに図1において、研磨開始位置S1から移動後位置S9を通って再度元の位置に戻る試料5の移動軌跡において、試料5の外周側5aと内周側5bとの中間領域に着目すると、研磨開始位置S1から3時方向までの課程における試料5〜5の中間領域は外周側2aに対峙する割合が多く、試料5〜5の中間領域は内周側2bに対峙する割合が多い。 Further, in FIG. 1, when focusing on an intermediate region between the outer peripheral side 5a and the inner peripheral side 5b of the sample 5 in the movement trajectory of the sample 5 returning from the polishing start position S1 to the original position through the post-movement position S9, the polishing is performed. middle area of the sample 5 1 to 5 5 in courses from the start position S1 to the 3 o'clock direction is often rate facing the outer peripheral side 2a, an intermediate area of the sample 5 1 to 5 5 percentage facing the inner periphery 2b Many.

さらに、3時方向を過ぎて6時方向(移動後位置S9)に至る過程では、試料5〜5の中間領域は内周側2bに対峙する割合が多く、試料5〜5の中間領域は外周側2aに対峙する割合が多くなる。 Furthermore, 6 o'clock past 3 o'clock in the process leading to (position S9 after movement), the middle area of the sample 5 1 to 5 5 Many proportion facing the inner circumferential side 2b, the sample 5 1 to 5 5 The proportion of the intermediate region facing the outer peripheral side 2a increases.

6時方向の移動後位置S9から12時方向の研磨開始位置S1における試料5の軌跡の課程においても、試料510〜515,5の中間領域が外周側2a及び内周側2bと接する面積が逐次変化する。 Also in course of the trajectory of the sample 5-6 o'clock direction after moving the position S9 in the 12 o'clock direction of the polishing start position S1, the sample 5 10-5 15, 5 1 of the intermediate region is in contact with the outer peripheral side 2a and the inner circumferential side 2b The area changes sequentially.

以上のように、試料5の中間領域が外周側2a及び内周側2bと接する面積が逐次変化するので、試料5の中間領域における研磨盤3の内外周側間の周速差による不均一な研磨量を均一に補正することができる。図12に示すEBSDによる電子解析パターンに基づいて説明すると、従来の機械研磨では図12(a)に示すように表面加工層が含まれるが、本実施形態による機械研磨では図12(b)に示すように表面加工層のない研磨ができる。   As described above, since the area where the intermediate region of the sample 5 is in contact with the outer peripheral side 2a and the inner peripheral side 2b sequentially changes, nonuniformity due to the peripheral speed difference between the inner and outer peripheral sides of the polishing disc 3 in the intermediate region of the sample 5 The polishing amount can be corrected uniformly. Describing based on the electronic analysis pattern by EBSD shown in FIG. 12, the conventional mechanical polishing includes a surface processed layer as shown in FIG. 12A, but in the mechanical polishing according to the present embodiment, it is shown in FIG. As shown, polishing without a surface-treated layer is possible.

前記研磨盤の内外の周速差による不均一な研磨量を均一に補正することができるため、前記試料の研磨される面にダレが生じることがなく、その研磨面のいずれの位置でも前記試料の結晶方位を研磨面全体で正確に観察することができる。   Since a non-uniform polishing amount due to a difference in peripheral speed between the inside and outside of the polishing disk can be corrected uniformly, the surface of the sample to be polished does not sag, and the sample can be positioned at any position on the polishing surface. It is possible to accurately observe the crystal orientation of the entire polished surface.

試料が積層構造であって積層構造の界面組織を観察する際、積層構造の界面組織の観察・分析に正確性を確保するには、機械式研磨機による研磨には限界があり、熟練者による高度な研磨方法で研磨する必要があったが、本実施形態では、試料の研磨面の全面が平坦に研磨されることになるため、積層構造の界面組織の観察・分析に正確性を確保する観察を正確に行うことができる。   When observing the interfacial structure of the laminated structure when the sample is a laminated structure, in order to ensure the accuracy of observation and analysis of the interfacial structure of the laminated structure, there is a limit to polishing with a mechanical polishing machine, and it is difficult for experts Although it was necessary to polish by an advanced polishing method, in this embodiment, since the entire polished surface of the sample is polished flat, the accuracy of observation and analysis of the interface structure of the laminated structure is ensured. Observation can be performed accurately.

試料の研磨面が内周側及び外周側での研磨量を均一にすることでダレの発生を抑制することができ、その結果、試料に樹脂包埋をしなくても研磨することができる。   Generation | occurrence | production of sagging can be suppressed because the grinding | polishing amount of the grinding | polishing surface of a sample makes the inner periphery side and outer periphery side uniform, As a result, it can grind | polish even if it does not embed resin in a sample.

さらに、前記試料ホルダ6は図7に示すように、上下動する移動軸6bの下端にチャック6cを介して試料5を取り付けることになるから、試料5を研磨材2の研磨面2aに接触させる際に、試料5以外の荷重、すなわち移動軸6b及びチャック6cなどの試料ホルダ6の総荷重が試料5に加わり、これらの荷重を受けて試料5が研磨材2の研磨面2a内に加わってしまう。   Further, as shown in FIG. 7, the sample holder 6 attaches the sample 5 to the lower end of the moving shaft 6b that moves up and down via the chuck 6c, so that the sample 5 is brought into contact with the polishing surface 2a of the abrasive 2. At this time, a load other than the sample 5, that is, a total load of the sample holder 6 such as the moving shaft 6 b and the chuck 6 c is applied to the sample 5, and the sample 5 is applied to the polishing surface 2 a of the abrasive 2 by receiving these loads. End up.

そこで、本実施形態では、ウエイトコントローラ6dが基台に揺動可能に枢支され、その一端が移動軸6bに枢支されており、ウエイトコントローラ6dの他端に試料5に加わる荷重をキャンセルする重り6mが交換可能に取り付けられている。
従って、重り6mの調節により、試料5が研磨材の研磨面に接触する際の荷重をキャンセルすることができる。以上のように、ウエイト(荷重)をキャンセルしたのち、試料5を研磨材2の研磨面2aで研磨する際に設定された荷重に相当する重り6mを移動軸6bに装着することにより、適正な荷重の下で試料を研磨することができる。
Therefore, in the present embodiment, the weight controller 6d is pivotally supported on the base so that the weight controller 6d can swing, and one end of the weight controller 6d is pivotally supported by the moving shaft 6b, thereby canceling the load applied to the sample 5 at the other end of the weight controller 6d. A weight 6m is attached to be exchangeable.
Therefore, by adjusting the weight 6 m, the load when the sample 5 comes into contact with the polishing surface of the abrasive can be canceled. As described above, after canceling the weight (load), the weight 6m corresponding to the load set when the sample 5 is polished by the polishing surface 2a of the abrasive 2 is mounted on the moving shaft 6b, so that an appropriate amount is obtained. The sample can be polished under load.

次に、図7に示すウエイトコントローラを使用して研磨した場合の研磨結果を図11に基づいて説明する。図11(a)は本実施形態による研磨方法に基づいて試料を研磨した面を観察した図であり、図11(a)から明らかなように試料の研磨される面に塑性流動層がなく、正常な組織(材料本来の組織)が顕在していることが分かる。   Next, the result of polishing when the weight controller shown in FIG. 7 is used will be described with reference to FIG. FIG. 11 (a) is a view of the surface of the sample polished based on the polishing method according to the present embodiment. As is clear from FIG. 11 (a), there is no plastic fluidized layer on the surface to be polished, It can be seen that a normal tissue (material original tissue) is evident.

これに対して、従来例(図2参照)に係る研磨方法に基づいて金属組織を研磨した面を観察すると、図11(b)に示すように、試料の研磨された面には塑性流動層が多数存在する。特に、白枠で囲んだ領域には異常組織が観察されている。このような異常組織は、大きな荷重で研磨されたり、試料の表面に加工変質層が残っていることにより観察される。これをなくすには、本実施形態は試料にできるだけ荷重を掛けないで研磨しており、図11(a)に示すように、金属組織に塑性流動層がない研磨を実行できる最適な方法である。
EBSD(Electron Back Scattering Diffraction)法は微小領域の結晶方位解析であり、電子線後方散乱回折パターンの発生から詳細な結晶解析ができる。表面加工層がある場合には図12(a)に示したように、ノイズの多いEBSD像しか得られないが、表面加工層がないときは図12(b)のように、きれいなEBSD像が得られる。図12(b)に示すように表面加工層が残らないように研磨する最適な方法が本発明の研磨方法である。
On the other hand, when the surface of the metal structure polished according to the polishing method according to the conventional example (see FIG. 2) is observed, the polished surface of the sample has a plastic fluidized bed as shown in FIG. There are many. In particular, an abnormal tissue is observed in a region surrounded by a white frame. Such an abnormal structure is observed by being polished with a large load or having a work-affected layer remaining on the surface of the sample. In order to eliminate this, the present embodiment polishes the sample with as little load as possible, and as shown in FIG. 11A, this is an optimal method capable of performing polishing without a plastic fluidized layer in the metal structure. .
The EBSD (Electron Back Scattering Diffraction) method is a crystal orientation analysis of a minute region, and a detailed crystal analysis can be performed from the generation of an electron beam backscatter diffraction pattern. When there is a surface processed layer, as shown in FIG. 12 (a), only a noisy EBSD image can be obtained, but when there is no surface processed layer, a clean EBSD image is obtained as shown in FIG. 12 (b). can get. As shown in FIG. 12B, an optimum method for polishing so as not to leave a surface processed layer is the polishing method of the present invention.

本発明により、ISやIMによる加工に代わる研磨を機械式研磨によって実現することができた。   According to the present invention, polishing instead of processing by IS or IM could be realized by mechanical polishing.

試料5の移動軌跡を図9に示す渦巻き状に設定することにより、研磨盤3上の研磨面2a内における未使用領域上に試料5の移動軌跡を設定することができ、試料5を研磨する際の研磨面2aは磨滅されていない新層面の状態にあり、研磨の際の削り粉などで試料にダメージを与えることを回避することができる。   By setting the movement trajectory of the sample 5 in the spiral shape shown in FIG. 9, the movement trajectory of the sample 5 can be set on the unused area in the polishing surface 2a on the polishing disc 3, and the sample 5 is polished. The polished surface 2a at the time is in the state of a new layer surface that is not worn away, and it is possible to avoid damaging the sample with shaving powder or the like at the time of polishing.

図10に示すバネ20bを用いたウエイトコントローラを使用すると、バネ20bにより試料ホルダ6を支えて試料ホルダ6の荷重を零にキャンセルすることができ、バネ20bのバネ荷重により試料5に研磨に必要な荷重を加えることができるので、表面傷が付きやすい軟質金属であるAl,Cu,Mgなどの試料を研磨することができる。   When the weight controller using the spring 20b shown in FIG. 10 is used, the sample holder 6 can be supported by the spring 20b and the load of the sample holder 6 can be canceled to zero, and the sample 5 is necessary for polishing by the spring load of the spring 20b. Since a large load can be applied, a sample such as Al, Cu, Mg, which is a soft metal that is easily damaged by a surface, can be polished.

以上の説明では、XY移動機構4Aにより図1に示すように研磨盤3上のX方向とY方向との合成方向に試料の移動過程を設定したが、これに限られるものではない。XY移動機構4AによりX方向あるいはY方向の一方向にのみ試料の移動過程を設定してもよいものでる。   In the above description, the sample moving process is set by the XY moving mechanism 4A in the combined direction of the X direction and the Y direction on the polishing board 3 as shown in FIG. 1, but the present invention is not limited to this. The sample moving process may be set only in one direction in the X direction or the Y direction by the XY moving mechanism 4A.

以上、前記実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、前記実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。   The present invention has been described above with reference to the above embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention. Further, the present invention includes a combination of some or all of the configurations of the above-described embodiments as appropriate.

本発明に係る研磨装置は、イオンミリングによる加工に代わる研磨を機械式研磨によって実現することができ、例えば、EBSD用の試料作成、半導体の故障解析、金属や高分子材料等の研磨に最適となる。   The polishing apparatus according to the present invention can realize polishing instead of processing by ion milling by mechanical polishing, and is optimal for, for example, EBSD sample preparation, semiconductor failure analysis, polishing of metals and polymer materials, etc. Become.

1 装置本体
2 研磨材
2a 研磨材の研磨面
3 研磨盤
4 移動テーブ
4A XY軸移動機構
5 試料
6 試料ホルダ
7 X軸テーブル
8 Y軸テーブル
C コントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Apparatus body 2 Polishing material 2a Polishing surface 3 of polishing material 4 Polishing board 4 Moving table 4A XY-axis moving mechanism 5 Sample 6 Sample holder 7 X-axis table 8 Y-axis table C Controller

Claims (5)

試料を研磨盤上の円盤状の研磨材で研磨する研磨方法において、
前記研磨材に対して前記試料をX方向に移動するX軸テーブルと前記研磨材に対して前記X軸テーブルを前記X方向に直交するY方向に移動するY軸テーブルとを用い、前記試料を研磨する開始位置から前記研磨材上に沿って前記X方向と前記Y方向との合成方向である渦巻き状に移動させる第1の工程と、
前記第1の工程による前記試料の移動過程を経て、前記開始位置と前記移動後の位置で前記研磨材に対する前記試料の研磨領域を変化させる第2の工程と、
前記第2の工程における前記研磨材に対する前記試料の研磨領域の変化に基づいて、前記研磨材上の研磨位置により生じる研磨量の差を補正する第3の工程とを同時に実行し、
前記試料の研磨領域を変化させるとは、前記試料を研磨する開始位置における前記研磨材の外周側に位置する前記研磨領域を内周側へ変えるとともに、前記試料を研磨する開始位置における前記研磨材の内周側に位置する前記研磨領域を外周側へ変えることである、
ことを特徴とする研磨方法。
In a polishing method for polishing a sample with a disc-shaped abrasive on a polishing disk,
Using an X-axis table that moves the sample in the X direction with respect to the abrasive and a Y-axis table that moves the X-axis table in the Y direction perpendicular to the X direction with respect to the abrasive , a first step of moving spirally is the synthetic direction of the X-direction along the said abrasive from the start position of polishing with the Y direction,
A second step of changing a polishing region of the sample with respect to the abrasive at the start position and the position after the movement through the movement process of the sample by the first step;
Simultaneously performing a third step of correcting a difference in polishing amount caused by a polishing position on the abrasive based on a change in a polishing region of the sample with respect to the abrasive in the second step;
Changing the polishing region of the sample means changing the polishing region located on the outer peripheral side of the abrasive at the starting position for polishing the sample to the inner peripheral side, and the polishing material at the starting position for polishing the sample. Is to change the polishing region located on the inner peripheral side to the outer peripheral side,
A polishing method characterized by the above.
前記請求項1に記載の研磨方法において、
前記第2の工程において、前記試料を研磨する開始位置からの前記試料の移動過程を経て、前記開始位置と前記移動後の位置で前記試料の研磨領域を前記研磨材の内外に対して変化させることを特徴とする研磨方法。
In the polishing method according to claim 1,
In the second step, through the process of moving the sample from the starting position for polishing the sample, the polishing region of the sample is changed relative to the inside and outside of the abrasive at the starting position and the position after the moving. A polishing method characterized by the above.
前記請求項2に記載の研磨方法において、
前記第2の工程において、前記試料を研磨する開始位置からの前記試料の移動過程中に、前記開始位置と前記移動後の位置で前記試料の研磨領域を前記研磨盤の内外に対して連続して変化させることを特徴とする研磨方法。
In the polishing method according to claim 2,
In the second step, during the process of moving the sample from the starting position for polishing the sample, the polishing region of the sample is continuously connected to the inside and outside of the polishing disk at the start position and the position after the movement. A polishing method characterized in that the polishing method is changed.
試料を研磨盤上の円盤状の研磨材で研磨する研磨装置において、
前記研磨材に対して前記試料をX方向に移動するX軸テーブルと前記研磨材に対して前記X軸テーブルを前記X方向に直交するY方向に移動するY軸テーブルとを用い、前記試料を研磨する開始位置から前記X方向と前記Y方向との合成方向である渦巻き状の前記試料の移動過程を経て、前記開始位置と前記移動後の位置で前記研磨材に対する前記試料の研磨領域を変化させることにより、前記研磨材上の研磨位置により生じる研磨量の差を補正する試料移動機構を有し、
前記試料の研磨領域を変化させるとは、前記試料を研磨する開始位置における前記研磨材の外周側に位置する前記研磨領域を内周側へ変えるとともに、前記試料を研磨する開始位置における前記研磨材の内周側に位置する前記研磨領域を外周側へ変えることである、
ことを特徴とする研磨装置。
In a polishing apparatus for polishing a sample with a disc-shaped abrasive on a polishing disk,
Using an X-axis table that moves the sample in the X direction with respect to the abrasive and a Y-axis table that moves the X-axis table in the Y direction perpendicular to the X direction with respect to the abrasive , through the X-direction and the movement course of the spiral of the sample is a synthetic direction of the Y-direction from the start position of polishing, changes the polishing region of the sample with respect to the abrasive in position after the movement and the starting position By having a sample moving mechanism that corrects the difference in polishing amount caused by the polishing position on the abrasive,
Changing the polishing region of the sample means changing the polishing region located on the outer peripheral side of the abrasive at the starting position for polishing the sample to the inner peripheral side, and the polishing material at the starting position for polishing the sample. Is to change the polishing region located on the inner peripheral side to the outer peripheral side,
A polishing apparatus characterized by that.
前記請求項4に記載の研磨装置において、
前記XY移動機構は、前記試料を研磨する開始位置からの前記試料の移動過程を経て、前記開始位置と前記移動後の位置で前記研磨材の内外に対する前記試料の研磨領域を変化させるものであることを特徴とする研磨装置。
The polishing apparatus according to claim 4, wherein
The XY movement mechanism changes the polishing region of the sample with respect to the inside and outside of the abrasive material at the start position and the position after the movement through the movement process of the sample from the start position for polishing the sample. A polishing apparatus characterized by that.
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