KR20070113678A - Analytical Specimen Preparation Device and Method for Transmission Electron Microscopy - Google Patents

Analytical Specimen Preparation Device and Method for Transmission Electron Microscopy Download PDF

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KR20070113678A
KR20070113678A KR1020060047236A KR20060047236A KR20070113678A KR 20070113678 A KR20070113678 A KR 20070113678A KR 1020060047236 A KR1020060047236 A KR 1020060047236A KR 20060047236 A KR20060047236 A KR 20060047236A KR 20070113678 A KR20070113678 A KR 20070113678A
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Abstract

본 발명은 투과전자현미경용 분석시편을 제조하는 장치 및 제조하는 방법을 제공한다. 투과전자현미경용 분석시편 제조장치는 가공하고자 하는 분석시편의 분석영역을 가공휠로 가공하면서 동시에 분석영역에 대하여 광을 조사하며, 조사된 광은 분석영역을 통과하며 통과된 광은 제어부에 도달한다. 제어부는 광을 이용하여 분석영역의 가공상태를 측정 및 판단하며, 가공정도에 따라 가공휠을 제어한다.The present invention provides an apparatus and a method for producing an analytical specimen for transmission electron microscope. The analytical specimen manufacturing apparatus for transmission electron microscope processes the analytical region of the analytical specimen to be processed with a processing wheel and simultaneously irradiates light onto the analytical region, the irradiated light passes through the analytical region, and the passed light reaches the controller. . The control unit measures and determines the processing state of the analysis region using light, and controls the processing wheel according to the processing degree.

Description

투과전자현미경용 분석시편 제조장치 및 제조방법{Apparatus and method for manufacturing a specimen for TEM}Apparatus and method for manufacturing a specimen for TEM

도 1은 분석시편의 바람직한 형상을 보여주기 위한 도면이다.1 is a view showing a preferred shape of the analysis specimen.

도 2는 본 발명에 따른 분석시편 제조장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.2 is a view schematically showing an analytical specimen manufacturing apparatus according to the present invention.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 분석시편을 제조하는 방법을 나타내는 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an assay specimen according to a first embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 분석시편을 제조하는 방법을 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an assay specimen according to a second embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10 : 분석시편 20 : 마운트(mount)10: analysis specimen 20: mount

30 : 가공휠 32 : 광수용홀30: processing wheel 32: light receiving hole

34 : 광경로 40 : 광원부34: light path 40: light source

42 : 광원 44 : 광전달부재42: light source 44: light transmitting member

46 : 광증폭부재 50 : 감지부46: optical amplification member 50: detector

60 : 제어부 70 : 디스플레이부60: control unit 70: display unit

본 발명은 투과전자현미경용 분석시편을 제조하는 장치 및 제조하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 투과전자현미경을 이용해 분석하고자 하는 대상의 시편을 제조하는 데 있어서 시편을 가공하면서 시편의 두께를 실시간으로 측정할 수 있는 투과전자현미경용 분석시편 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for manufacturing analytical specimens for transmission electron microscopy, and more particularly, to fabricating a specimen of interest to be analyzed using a transmission electron microscope, while measuring the thickness of the specimen in real time. The present invention relates to an analytical specimen manufacturing apparatus and method for transmission electron microscope which can be measured by.

반도체 제조공정은 확산공정, 산화공정, 금속공정 등이 반복적으로 실시되며, 이에 따라 웨이퍼 상에는 다양한 종류의 재료(예를들면, Al, Ti, W 등의 금속막질, 질화막, 산화막 등의 절연막질 등)가 복잡하고 미세하게 적층된다.In the semiconductor manufacturing process, a diffusion process, an oxidation process, and a metal process are repeatedly performed. Accordingly, various kinds of materials (for example, metal films of Al, Ti, W, etc., insulating films of nitride films, oxide films, etc.) are formed on the wafer. ) Are complex and finely stacked.

따라서, 다수의 적층된 막질 가운데 일부 막질에 이상이 있을 수 있으며, 이 경우 후속공정에 의해서 형성되는 반도체 장치의 동작에 이상이 있을 수 있으므로, 이러한 이상여부를 정확하고 효과적으로 분석, 검증하는 기술이 요구된다. 이러한 분석 및 검증을 위해 투과전자현미경(Transmission Electron Microscope:TEM)과 같은 설비를 사용한다.Therefore, there may be an abnormality in some of the film quality of the laminated film quality, and in this case, there may be an error in the operation of the semiconductor device formed by a subsequent process, and therefore, a technique for accurately and effectively analyzing and verifying such an abnormality is required. do. Equipment such as Transmission Electron Microscope (TEM) is used for this analysis and verification.

일반적으로 투과전자현미경은 물질의 상(Phase) 및 성분을 분석하는 장비로써 약 2000Å 이하 두께의 박편을 시료로 제조하여 고정시킨 후 고전위차로 가속시킨 전자를 시료에 입사 및 투과시켜서 물질의 상 및 성분을 분석하는 것이다.In general, the transmission electron microscope is a device for analyzing the phase (Phase) and the composition of the material is made of a specimen of a thickness of less than about 2000Å to fix the sample, and the electrons accelerated by the high potential difference incident on the sample and transmitted through the phase and It is to analyze the components.

이러한 투과전자현미경을 이용한 분석은 직경이 약 10㎛ 이하인 특정 부위의 분석에 많이 이용되고 있으며, 투과전자현미경에 의한 분석을 위하여 박편으로 제조되는 시료는 수작업으로 제조될 수 없고, 집속 이온 빔 시스템(Focused Ion Beam System) 또는 딤플링(Dimpling) 장치를 사용하여 원하는 두께의 시료를 제조하였 다. 시료는 원하는 두께를 설정하여 조정이 가능하지만 시료가 두꺼울 경우 가속된 전자가 시료를 투과하기 여렵기 때문에 가능한 한 얇게 제조한다.The analysis using the transmission electron microscope is widely used for the analysis of a specific site having a diameter of about 10 μm or less, and the sample made of the flakes for analysis by the transmission electron microscope cannot be manufactured by hand, and a focused ion beam system ( Samples of desired thickness were prepared using a Focused Ion Beam System) or a Dimpling device. The sample can be adjusted by setting the desired thickness, but if the sample is thick, it should be made as thin as possible because the accelerated electrons are difficult to penetrate the sample.

도 1은 분석시편(10)의 바람직한 형상을 보여주기 위한 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이 딤플링 장치를 이용하여 시편의 두께를 설정하는 방법으로 시료(10)의 전체 두께(t1)를 측정하고, 분석시편에서 원하는 분석영역(d)의 두께(t) 만큼을 제한 나머지 두께(t2)를 연마하는 것이다.1 is a view for showing a preferred shape of the analysis specimen (10). As shown in FIG. 1, the total thickness t 1 of the sample 10 is measured by a method of setting the thickness of the specimen by using a dimplement apparatus, and the thickness t of the desired analysis region d in the analysis specimen. The remaining thickness (t 2 ) is to be limited.

이와 같은 방법에 의한 종래의 시료의 제조는 회전하는 가공휠을 이용하여 시료를 소정 두께로 연마하였는데, 얻고자 하는 시료의 두께 제어는 전술한 바와 같은 설정방법 만으로는 정확하지 않았다. 그 이유는 시료 마다 연마되는 정도에 차이가 있기 때문이다. 그래서 시료를 제조하는 중에 가공휠의 작동을 정지시킨 상태에서 스코프(scope)를 이용하여 두께를 수시로 측정하여야 했다.In the conventional production of the sample by such a method, the sample was polished to a predetermined thickness by using a rotating processing wheel, but the thickness control of the sample to be obtained was not accurate only by the setting method as described above. The reason is that there is a difference in the degree of polishing for each sample. Therefore, the thickness of the sample was frequently measured using a scope while the working wheel was stopped while the sample was being manufactured.

따라서, 종래의 시편 제조방법은 시편의 두께를 수시로 측정하여 딤플링된 정도를 파악하면서 제조하였기 때문에 시편을 제조하는 데 시간소요가 많은 문제점이 있었다.Therefore, the conventional specimen manufacturing method has a lot of problems in time-consuming preparation of the specimen because it was manufactured while measuring the thickness of the specimen from time to time to determine the degree of dimpled.

본 발명의 목적은 분석시편을 가공하면서 분석시편의 두께를 실시간으로 측정할 수 있는 투과전자현미경용 분석시편 제조장치 및 제조방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an apparatus and method for manufacturing analytical specimens for transmission electron microscopy that can measure the thickness of analytical specimens in real time while processing the analytical specimens.

본 발명의 다른 목적은 분석시편을 가공하는 데 소요되는 시간을 최소화할 수 있는 투과전자현미경용 분석시편 제조장치 및 제조방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for manufacturing analytical specimens for transmission electron microscopy that can minimize the time required to process the analytical specimens.

본 발명에 의하면, 투과전자현미경용 분석시편 제조장치는 가공하기 위한 분석시편을 고정하는 마운트와, 상기 분석시편의 분석영역을 가공하는 가공휠을 포함하는 가공부와, 상기 마운트에 고정된 상기 분석시편의 분석영역에 대하여 광을 조사하는 광원부와, 상기 분석영역을 통과한 광을 이용하여 상기 분석영역의 가공정도를 제어하는 제어부를 포함한다.According to the present invention, an analytical specimen manufacturing apparatus for transmission electron microscopy includes a processing unit including a mount for fixing an analysis specimen for processing, a processing wheel for processing an analysis region of the analysis specimen, and the analysis fixed to the mount. And a light source unit for irradiating light to the analysis region of the specimen, and a control unit for controlling the degree of processing of the analysis region by using the light passing through the analysis region.

상기 광원부는 광원과, 상기 가공휠의 회전중심에 형성된 광수용홀에 연결되며 상기 광원으로부터 조사된 광을 상기 광수용홀로 제공하는 광전송부재를 포함하며, 상기 가공휠은 상기 광수용홀로 제공된 광을 상기 분석영역으로 안내하는 광경로를 가질 수 있다.The light source unit includes a light source and a light transmission member connected to a light receiving hole formed at the center of rotation of the processing wheel and providing light emitted from the light source to the light receiving hole, wherein the processing wheel receives light provided through the light receiving hole. It may have an optical path leading to the analysis region.

상기 장치는 상기 분석영역을 통과한 광의 광량을 검출하는 광검출기를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 광량의 변화를 측정하여 상기 분석영역의 가공상태를 판단하고 상기 분석영역의 가공정도를 제어할 수 있다.The apparatus further includes a photo detector for detecting the amount of light passing through the analysis region, the control unit may measure the change in the amount of light to determine the processing state of the analysis region and control the degree of processing of the analysis region have.

상기 장치는 상기 분석영역을 통과한 광을 이용하여 상기 분석시편의 가공상태를 촬상하는 씨씨디(CCD) 카메라와, 촬상된 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a CCD camera for capturing the processing state of the analysis specimen by using the light passing through the analysis region, and a display unit for displaying the captured image.

본 발명에 의하면, 전자현미경용 분석시편을 제조하는 방법은 마운트에 상기 분석시편을 고정하는 단계와, 상기 분석시편을 회전시키면서 상기 분석시편의 분석영역을 가공휠을 이용하여 가공하는 단계와, 가공중인 상기 분석영역에 광을 조사 하는 단계와, 상기 분석영역을 통과한 광을 이용하여 상기 분석영역의 가공정도를 제어하는 단계를 포함한다.According to the present invention, the method for preparing an analysis specimen for an electron microscope comprises the steps of fixing the analysis specimen to a mount, processing the analysis region of the analysis specimen using a machining wheel while rotating the analysis specimen, and processing Irradiating light to the analysis region being used, and controlling the degree of processing of the analysis region by using light passing through the analysis region.

상기 분석영역의 가공상태를 판단하는 단계는 상기 분석영역의 가공상태를 촬상하는 단계와, 상기 촬상된 이미지를 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.The determining of the processing state of the analysis region may include capturing the processing state of the analysis region and displaying the captured image.

상기 분석영역의 가공상태를 판단하는 단계는 상기 분석영역을 통과한 광의 광량을 검출하는 단계와, 상기 광량의 변화를 측정하여 상기 분석영역의 가공상태를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.The determining of the processing state of the analysis region may include detecting an amount of light passing through the analysis region and determining a processing state of the analysis region by measuring a change in the amount of light.

상기 광량의 변화가 기설정값에 이르면 상기 분석영역의 가공을 중단할 수 있다.When the change in the amount of light reaches a predetermined value, the processing of the analysis region may be stopped.

상기 분석영역에 광을 조사하는 단계는 상기 가공홀의 회전중심에 형성된 광수용홀로 제공된 광을 상기 분석영역으로 안내하는 광경로를 통하여 조사하는 단계일 수 있다.The irradiating light to the analysis region may be a step of irradiating light provided to the light receiving hole formed at the center of rotation of the processing hole through an optical path guiding the analysis region.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도 2 내지 도 4를 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 4. Embodiment of the present invention may be modified in various forms, the scope of the present invention should not be construed as limited to the embodiments described below. This embodiment is provided to explain in detail the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape of each element shown in the drawings may be exaggerated to emphasize a more clear description.

먼저, 분석시편을 제조하는 단계를 간략하게 설명하면, 제조공정은 적당한 크기로 두 개의 시편과 네 개의 더미 웨이퍼(dummy wafer)를 절단하는 커팅 공 정(cutting process)과, 이들 두 개의 시편을 마주보게 배치한 후 그 양쪽면에 상기 더미 웨이퍼를 두 개씩 배열하여 각각 접착시키는 본딩 공정(bonding process)과, 다이아몬드 소오(diamond saw)를 사용하여 중첩된 웨이퍼를 0.5 내지 1mm 정도의 두께로 절단하는 슬라이싱 공정(slicing process)과, 슬라이싱된 복층의 시편을 직경 3mm 정도의 원판 형태로 가공하는 펀칭 공정(punching process)과, 그라인더(grinder) 또는 폴리셔(polisher)를 사용하여 상기 시편의 양쪽면을 최종 두께가 100㎛ 이하로 연삭하는 그라인딩 공정(grinding process)과, 딤플러(dimpler)를 사용하여 상기 시편의 중앙부 두께가 1㎛ 이하로 되도록 가공하는 딤플링 공정(dimpling process)과, 이온 밀링 장치를 사용하여 아르곤 이온으로 상기 시편의 양쪽면을 스퍼터링(sputtering)함으로서, 계면 부근에 해당하는 시편의 중앙부에 홀을 형성하는 이온밀링 공정(ion milling process)으로 이루어지며, 이와 같은 공정에 의해 제조된 단면시편을 시편 고정 장치에 고정된 상태로 투과전자현미경의 시편 지지대 위에 올려놓고 상기 단면시편의 구멍 주위를 관찰하여 분석하게 된다.First, briefly describe the steps to prepare the analytical specimen, the manufacturing process is a cutting process for cutting two specimens and four dummy wafers of suitable size, facing the two specimens Bonding process for arranging two dummy wafers on both sides and bonding them on both sides, and slicing for cutting overlapping wafers to a thickness of about 0.5 to 1 mm using a diamond saw. Finishing both sides of the specimen using a slicing process, a punching process for processing sliced multilayered specimens in the form of discs with a diameter of about 3 mm, and using a grinder or polisher. Grinding process for grinding thickness below 100 μm and dimpler for processing so that the center part thickness of specimen is less than 1 μm using dimpler (dimpling process) and an ion milling process of forming holes in the center of the specimen corresponding to the interface by sputtering both surfaces of the specimen with argon ions using an ion milling apparatus. The cross section specimen prepared by the above process is placed on the specimen support of the transmission electron microscope in a state of being fixed to the specimen holding device, and analyzed by observing the periphery of the hole of the cross section specimen.

도 2는 본 발명에 따른 분석시편 제조장치(1)를 개략적으로 나타내는 도면이다.2 is a view schematically showing an analytical specimen manufacturing apparatus 1 according to the present invention.

분석시편 제조장치(1)는 마운트(20), 가공부를 구비한다.The test piece manufacturing apparatus 1 includes a mount 20 and a processing part.

마운트(20)는 가공하고자 하는 분석시편(10)을 고정한다. 마운트(20) 위에 접착층(12)이 형성되며, 분석시편(10)은 접착층(12)에 의하여 고정된다. 분석시편(10)은 지름이 3㎜ 정도인 디스크 형태로, 그 두께는 약 70㎛이다.The mount 20 fixes the analysis specimen 10 to be processed. An adhesive layer 12 is formed on the mount 20, and the analysis specimen 10 is fixed by the adhesive layer 12. The test specimen 10 is in the form of a disk having a diameter of about 3 mm, and its thickness is about 70 μm.

한편, 마운트(20)는 구동부(도시안됨)에 의하여 회전가능하며, 공정시 분석 시편(10)과 함께 회전한다. 또한, 마운트(20)는 유리와 같은 투명한 재질로 이루어지며, 분석시편(10)에 조사된 광은 분석시편(10) 및 마운트(20)를 통과하여 마운트(20)의 하부에 위치한 감지부(50)에 도달한다.On the other hand, the mount 20 is rotatable by the drive unit (not shown), and rotates together with the analysis specimen 10 during the process. In addition, the mount 20 is made of a transparent material such as glass, and the light irradiated to the analysis specimen 10 passes through the analysis specimen 10 and the mount 20 to detect the lower portion of the mount 20 ( 50).

가공부는 마운트(20)에 고정된 분석시편(10)을 가공하기 위하여 제공되며, 가공휠(30)과 가공휠(30)을 이송하는 이송암(도시안됨) 및 구동부(36)를 포함한다.The processing unit is provided to process the analysis specimen 10 fixed to the mount 20, and includes a processing wheel 30 and a transfer arm (not shown) and a driving unit 36 for transferring the processing wheel 30.

분석시편(10)은 가공휠(30)을 이용하여 가공된다. 가공휠(30)은 공정시 이송암에 의하여 마운트(20)에 고정된 분석시편(10)의 상부로 이동가능하며, 구동부(36)에 의하여 작동된다. 가공휠(30)은 동(copper), 스테인레스(stainless) 등의 여러가지 재질이 사용될 수 있으며, 가공의 마지막 단계에서는 가공휠(30)에 양털을 붙여 분석시편(10)의 편평도 및 미세한 두께조절을 용이하게 할 수 있다.The analysis specimen 10 is processed using the machining wheel 30. The processing wheel 30 is movable to the top of the analysis specimen 10 fixed to the mount 20 by the transfer arm during the process, and is operated by the drive unit 36. The processing wheel 30 may be made of various materials such as copper, stainless, and the like. In the final step of processing, wool is attached to the processing wheel 30 to adjust the flatness and fine thickness of the analysis specimen 10. It can be done easily.

가공휠(30)의 회전중심에는 광수용홀(32)이 형성되며, 광수용홀(32)은 후술하는 광전달부재(44)와 연결되어 광원(42)으로부터 조사된 광을 수용한다.A light receiving hole 32 is formed at the center of rotation of the processing wheel 30, and the light receiving hole 32 is connected to a light transmitting member 44 to be described later to receive light emitted from the light source 42.

가공휠(30)의 내부에는 광수용홀(32)과 연결되어 가공휠(30)의 내부중심으로부터 가공휠(30)의 원주면까지 연장되는 네 개의 광경로(34)가 형성된다. 광경로(34)는 제1 내지 제4 경로(34a, 34b, 34c, 34d)를 포함하며, 제1 내지 제4 경로(34a, 34b, 34c, 34d)는 90°를 이루도록 형성된다.Four light paths 34 are formed in the processing wheel 30 and are connected to the light receiving hole 32 and extend from the inner center of the processing wheel 30 to the circumferential surface of the processing wheel 30. The optical path 34 includes first to fourth paths 34a, 34b, 34c, and 34d, and the first to fourth paths 34a, 34b, 34c, and 34d are formed to be 90 degrees.

따라서, 광수용홀(32)에 제공된 광은 제1 내지 제4 경로(34a, 34b, 34c, 34d)를 통해 가공휠(30)의 외부로 방출되며, 제1 경로(34a)와 같이 분석시편(10)을 향하도록 배치되면 방출된 광은 분석시편(10)으로 조사된다.Accordingly, the light provided in the light receiving hole 32 is emitted to the outside of the processing wheel 30 through the first to fourth paths 34a, 34b, 34c, and 34d, and the analysis specimen like the first path 34a. Once placed toward (10), the emitted light is irradiated onto the analytical specimen (10).

본 실시예에서는 네 개의 광경로(34)가 제공되므로, 가공휠(30)이 1회전할 때 가공휠(30)은 분석시편(10)에 대하여 네번의 광을 조사한다. 그러나, 이와 달리 광경로(34)는 세개 이하이거나 다섯개 이상일 수 있으며, 이때 가공휠(30)은 광경로(34)의 수에 따라 분석시편(10)에 대하여 광을 조사한다.Since four optical paths 34 are provided in this embodiment, when the processing wheel 30 is rotated once, the processing wheel 30 irradiates four times to the analysis specimen 10. However, unlike this, the optical path 34 may be three or less or five or more. In this case, the processing wheel 30 irradiates light on the analysis specimen 10 according to the number of the optical paths 34.

분석시편 제조장치(1)는 광원부(40) 및 광증폭부재, 그리고 감지부(50)를 더 포함한다.The analysis specimen manufacturing apparatus 1 further includes a light source unit 40, an optical amplification member, and a detection unit 50.

광원부(40)는 분석시편(10)의 분석영역에 광을 조사한다. 광원부(40)는 광을 발생시켜 제공하는 광원(42)과, 광원(42)으로부터 제공된 광을 가공휠(30)에 형성된 광수용홀(32)로 제공하는 광전달부재(44)를 포함한다. 광전달부재(44)로는 연성재질의 광섬유가 사용된다.The light source unit 40 irradiates light to the analysis region of the analysis specimen 10. The light source unit 40 includes a light source 42 for generating and providing light, and a light transmitting member 44 for providing the light provided from the light source 42 to the light receiving hole 32 formed in the processing wheel 30. . As the light transmitting member 44, a flexible optical fiber is used.

광증폭부재(46)는 분석시편(10) 및 마운트(20)를 통과한 광을 증폭시켜, 감지부(50)가 광경로(34)를 통하여 방출된 광을 용이하게 수용할 수 있도록 한다.The optical amplifier 46 amplifies the light passing through the analysis specimen 10 and the mount 20, so that the detector 50 can easily receive the light emitted through the optical path 34.

감지부(50)는 분석시편(10) 및 마운트(20)를 통과한 광을 감지하며, 감지결과를 신호로 변환하여 제어부(60)로 송신한다.The detector 50 detects the light passing through the analysis specimen 10 and the mount 20, converts the detection result into a signal, and transmits the signal to the controller 60.

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 감지부(50)는 분석시편(10) 및 마운트(20)를 통과한 광을 이용하여 분석시편(10)의 가공상태를 촬상하는 씨씨디(CCD) 카메라이다. 분석시편(10)의 가공정도에 따라 분석영역의 두께(t)가 감소하며, 분석영역의 두께(t)가 감소함에 따라 분석영역을 통과한 불빛은 붉은색 불빛에서 주황색 불빛, 노란색 불빛, 흰색 불빛으로 변화한다. 따라서, 감지부(50)를 이용하여 분석시편(10)의 가공상태를 나타내는 불빛을 촬상함으로써 분석시편(10)의 가공상태를 판단할 수 있다. 감지부(50)는 촬상된 이미지를 신호로 변환하며, 변환된 신호를 후 술하는 제어부(60) 및 디스플레이부(70)로 송신한다.According to the first embodiment of the present invention, the detection unit 50 captures a processed state of the analysis specimen 10 by using the light passing through the analysis specimen 10 and the mount 20 (CCD) camera to be. The thickness (t) of the analysis region decreases according to the processing degree of the analysis specimen 10, and as the thickness (t) of the analysis region decreases, the light passing through the analysis region is red light, orange light, yellow light, white light. Change to light. Accordingly, the processing state of the analysis specimen 10 may be determined by capturing a light indicating the processing state of the analysis specimen 10 using the sensing unit 50. The sensing unit 50 converts the captured image into a signal and transmits the converted signal to the controller 60 and the display unit 70 described later.

본 발명의 제2 실시예에 따르면, 감지부(50)는 분석시편(10) 및 마운트(20)를 통과한 광의 광량을 검출하는 광검출기이7다. 분석시편(10)의 가공정도에 따라 분석시편(10)을 통과하는 광량은 변한다. 즉, 연마된 두께(t2)가 증가할수록 그리고 분석영역(d)의 두께(t)가 감소할수록 광량은 증가한다. 감지부(50)는 검출된 광량을 신호로 변환하며, 변환된 신호를 후술하는 제어부(60) 및 디스플레이부(70)로 송신한다.According to the second embodiment of the present invention, the sensing unit 50 is a photodetector 7 for detecting the amount of light passing through the analysis specimen 10 and the mount 20. The amount of light passing through the analysis specimen 10 changes depending on the degree of processing of the analysis specimen 10. That is, as the polished thickness t 2 increases and the thickness t of the analysis region d decreases, the amount of light increases. The sensing unit 50 converts the detected amount of light into a signal and transmits the converted signal to the control unit 60 and the display unit 70 which will be described later.

분석시편 제조장치(1)는 제어부(60)와 디스플레이부(70)를 더 포함한다.The analysis specimen manufacturing apparatus 1 further includes a control unit 60 and a display unit 70.

제어부(60)는 감지부(50)로부터 송신된 신호를 수신하여 분석시편(10)의 가공정도를 제어한다. 송신된 신호는 분석시편(10)의 가공정도에 대한 정보를 담고 있으므로, 제어부(60)는 송신된 신호를 수신하여 가공정도가 기설정값보다 작으면 구동부(36)를 계속적으로 작동하여 분석시편(10)을 더 가공하고, 가공정도가 기설정값에 도달하면 구동부(36)의 작동을 중단시켜 분석시편(10)의 가공을 중단시킨다.The control unit 60 receives the signal transmitted from the detection unit 50 to control the degree of processing of the analysis specimen 10. Since the transmitted signal contains information on the machining accuracy of the analysis specimen 10, the controller 60 receives the transmitted signal and continuously operates the driving unit 36 when the machining accuracy is smaller than the preset value. (10) is further processed, and when the machining accuracy reaches a predetermined value, the operation of the driving unit 36 is stopped to stop the processing of the analysis specimen 10.

디스플레이부(70)는 감지부(50)로부터 송신된 신호를 수신하여 분석시편(10)의 가공상태를 디스플레이한다. 따라서, 제어부(60)가 오작동하거나 제어부(60)를 구비하지 않은 분석시편 제조장치(1)의 경우에, 작업자는 디스플레이부(70)를 통하여 분석시편(10)의 가공상태를 확인할 수 있으며, 가공상태에 따라 가공을 중단시킬 수 있다.The display unit 70 receives a signal transmitted from the sensing unit 50 and displays a processing state of the analysis specimen 10. Accordingly, in the case of the analysis specimen manufacturing apparatus 1 in which the control unit 60 malfunctions or does not include the control unit 60, the operator can check the processing state of the analysis specimen 10 through the display unit 70. The machining can be interrupted depending on the machining condition.

이하, 도 3 및 도 4를 참고하여 분석시편(10)을 제조하는 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the analysis specimen 10 will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 분석시편(10)을 제조하는 방법을 나타내는 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the analysis specimen 10 according to the first embodiment of the present invention.

먼저, 가공하기 위한 분석시편(10)을 마운트(20) 상에 고정시킨다(S10). 마운트(20) 상에는 접착층(12)이 형성되며, 분석시편(10)은 접착층(12)에 의하여 고정된다.First, the analysis specimen 10 for processing is fixed on the mount 20 (S10). An adhesive layer 12 is formed on the mount 20, and the analysis specimen 10 is fixed by the adhesive layer 12.

다음으로, 마운트(20)를 구동부에 의하여 회전시키면, 분석시편(10)은 마운트(20)와 함께 회전된다. 이때, 가공휠(30)을 분석시편(10)의 상부로 이동하여 분석시편(10)의 분석영역을 가공한다(S20).Next, when the mount 20 is rotated by the driving unit, the analysis specimen 10 is rotated together with the mount 20. At this time, the processing wheel 30 is moved to the upper portion of the analysis specimen 10 to process the analysis region of the analysis specimen 10 (S20).

분석영역을 가공하는 동안 광원(42)은 광전달부재(44)를 통하여 가공휠(30)의 회전중심에 형성된 광수용홀(32)에 광을 제공한다. 제공된 광은 광경로(34)를 따라 가공휠(30)의 외측으로 방출된다. 이때, 도 2에 도시한 바와 같이, 분석시편(10)을 향하는 제1 경로(34a)를 통하여 방출된 광은 분석시편(10)의 분석영역에 조사되며(S30), 조사된 광은 분석시편(10) 및 마운트(20)를 통과하며, 광증폭부재(46)를 통하여 증폭된 후 감지부(50)에 도달한다.During processing of the analysis region, the light source 42 provides light to the light receiving hole 32 formed at the center of rotation of the processing wheel 30 through the light transmitting member 44. The provided light is emitted out of the processing wheel 30 along the light path 34. At this time, as shown in FIG. 2, the light emitted through the first path 34a toward the analysis specimen 10 is irradiated to the analysis region of the analysis specimen 10 (S30), and the irradiated light is the analysis specimen. 10 passes through the mount 20 and is amplified through the optical amplifier 46 to reach the sensing unit 50.

감지부(50)는 감지부(50)에 도달한 광을 이용하여 분석영역의 가공상태를 촬상하며(S40), 촬상된 이미지를 신호로 변환하여 제어부(60) 및 디스플레이부(70)로 송신한다.The sensing unit 50 captures the processing state of the analysis region by using the light reaching the sensing unit 50 (S40), converts the captured image into a signal, and transmits the signal to the control unit 60 and the display unit 70. do.

디스플레이부(70)는 분석시편(10)의 분석영역의 가공상태에 관한 정보를 담 고 있는 신호를 수신하며, 감지부(50)에 의하여 촬상된 이미지를 디스플레이한다.The display unit 70 receives a signal containing information on the processing state of the analysis region of the analysis specimen 10 and displays an image captured by the detection unit 50.

작업자는 디스플레이부(70)에 디스플레이된 이미지를 통하여 분석영역의 가공정도를 파악할 수 있으며, 분석영역의 가공정도가 작업자의 요구조건에 적합한 경우 가공휠(30)의 작동을 중단할 수 있다.The operator can grasp the degree of processing of the analysis region through the image displayed on the display unit 70, and can stop the operation of the machining wheel 30 when the degree of processing of the analysis region is suitable for the requirements of the operator.

한편, 가공휠(30)의 회전에 따라 제1 내지 제4 경로(34a, 34b, 34c, 34d)는 순차적으로 분석시편(10)을 향하게 되며, 가공휠(30)의 광수용홀(32)에 제공된 광은 제1 내지 제4 경로(34a, 34b, 34c, 34d)를 통하여 분석시편(10)의 분석영역에 조사된다. 따라서, 광은 분석시편(10)에 대하여 불연속적으로(discontinuously) 조사되며, 이로 인하여 촬상된 이미지도 마찬가지로 불연속적이다. 연속적인 이미지에 근접하도록 분석영역을 촬상하기 위해서는 가공휠(30)에 형성된 광경로(34)의 수를 증가시키면 된다. 광경로(34)의 수를 증가시키면, 분석시편(10)을 촬상하는 시간 간격을 줄일 수 있으므로, 보다 짧은 시간간격에 대하여 분석영역의 가공상태가 변화하는 것을 측정할 수 있다.Meanwhile, the first to fourth paths 34a, 34b, 34c, and 34d sequentially face the analysis specimen 10 according to the rotation of the processing wheel 30, and the light receiving hole 32 of the processing wheel 30. The light provided to is irradiated to the analysis region of the analysis specimen 10 through the first to fourth paths 34a, 34b, 34c, and 34d. Thus, the light is discontinuously irradiated onto the analysis specimen 10, whereby the image captured is likewise discontinuous. In order to image the analysis region to approach the continuous image, the number of optical paths 34 formed on the processing wheel 30 may be increased. Increasing the number of the optical paths 34 can reduce the time interval for imaging the analysis specimen 10, so that the processing state of the analysis region can be changed over a shorter time interval.

한편, 가공휠(30)의 회전수 또는 광경로(34)의 수 및 배치 등에 따라 분석시편(10)에 제공되는 광은 불연속적이므로, 광원(42)은 광경로(34)가 분석시편(10)을 향하는 주기에 따라 불연속적, 주기적으로 광을 조사할 수 있다.On the other hand, since the light provided to the analysis specimen 10 is discontinuous according to the number of rotations of the processing wheel 30 or the number and arrangement of the optical paths 34, the light source 42 has the optical path 34 of the analysis specimen 10. Light can be irradiated discontinuously and periodically according to the period toward).

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 분석시편(10)을 제조하는 방법을 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the analysis specimen 10 according to the second embodiment of the present invention.

먼저, 가공하기 위한 분석시편(10)을 마운트(20) 상에 고정시킨다(S110). 다음으로, 마운트(20)를 구동부에 의하여 회전시키면서, 가공휠(30)을 분석시편(10) 의 상부로 이동하여 분석시편(10)의 분석영역을 가공한다(S120). 다음으로, 분석시편(10)의 분석영역에 광을 조사한다(S130). 이에 대한 상세한 설명은 제1 실시예와 동일하므로 생략한다.First, the analysis specimen 10 for processing is fixed on the mount 20 (S110). Next, while rotating the mount 20 by the drive unit, the processing wheel 30 is moved to the upper portion of the analysis specimen 10 to process the analysis region of the analysis specimen 10 (S120). Next, light is irradiated to the analysis region of the analysis specimen 10 (S130). Detailed description thereof is the same as in the first embodiment and thus will be omitted.

다음으로, 감지부(50)는 감지부(50)에 도달한 광을 이용하여 분석영역을 통과한 광의 광량을 검출한다(S140). 광량을 검출하는 방법에는 스펙트로미터(spectrometer)를 이용하는 방법과, 포토미터(photometer)를 이용하는 방법이 있다. 스펙트로미터는 프리즘을 이용하여 광을 파장대별로 나누고, 나누어진 파장대별로 광량을 검출한다. 반면 포토미터는 광을 파장대별로 나누지 않으며, 단지 광량만 검출한다.Next, the sensing unit 50 detects the amount of light passing through the analysis region using the light reaching the sensing unit 50 (S140). Methods of detecting light amount include a method using a spectrometer and a method using a photometer. The spectrometer uses a prism to divide the light into wavelength bands and detect the amount of light by the divided wavelength bands. Photometers, on the other hand, do not divide light by wavelength, and only detect light.

또한, 감지부(50)는 검출된 광량을 신호로 변환하여 제어부(60) 및 디스플레이부(70)로 송신한다. 제어부(60)는 감지부(50)로부터 수신된 신호로부터 광량의 변화를 측정한다(S150).In addition, the sensing unit 50 converts the detected amount of light into a signal and transmits the signal to the control unit 60 and the display unit 70. The controller 60 measures a change in the amount of light from the signal received from the detector 50 (S150).

다음으로, 제어부(60)는 광량의 변화로부터 분석시편(10)의 가공상태를 파악한다. 즉, 작업자는 분석영역의 가공상태(두께)가 원하는 가공상태에 도달하였을 때, 분석영역을 통과한 광의 광량(Qp)을 미리 설정한다. 제어부(60)는 기설정된 광량(Qp)과 측정된 광량(Qm)을 비교하여 측정된 광량이 기설정된 광량(Qp)보다 작은 경우 계속해서 분석영역을 가공한다. 그러나, 측정된 광량이 기설정된 광량(Qp)보다 크거나 같은 경우 제어부(60)는 구동부(36)에 작동중지신호를 인가하여 가공휠(30)이 분석영역을 더 이상 가공하지 않도록 하며, 가공휠(30)을 이용한 분석시편(10) 의 가공은 종료된다.Next, the controller 60 determines the processing state of the analysis specimen 10 from the change in the amount of light. That is, when the processing state (thickness) of the analysis region reaches the desired processing state, the operator sets in advance the amount of light Q p of light passing through the analysis region. The controller 60 compares the preset light amount Q p and the measured light amount Qm to continuously process the analysis region when the measured light amount is smaller than the preset light amount Q p . However, when the measured light quantity is greater than or equal to the preset light quantity Q p , the controller 60 applies an operation stop signal to the driving unit 36 so that the processing wheel 30 does not process the analysis region any more. Processing of the analysis specimen 10 using the machining wheel 30 is finished.

한편, 디스플레이부(70)는 감지부(50)로부터 신호를 수신하여 작업자가 광량의 변화를 파악할 수 있도록 광량을 수치화하여 디스플레이한다.Meanwhile, the display unit 70 receives a signal from the sensing unit 50 and digitizes the amount of light so that an operator can grasp the change in the amount of light.

상술한 바에 의하면, 가공휠(10)을 이용하여 분석시편(10)을 가공함과 동시에 분석시편(10)의 가공상태를 파악할 수 있으므로 분석시편(10)을 단시간에 가공할 수 있다. 또한, 분석시편(10)의 가공을 자동으로 제어할 수 있다.As described above, the analysis specimen 10 can be processed at the same time as the analysis specimen 10 is processed using the processing wheel 10, and thus the analysis specimen 10 can be processed in a short time. In addition, the processing of the analysis specimen 10 can be automatically controlled.

본 발명에 의하면, 분석시편을 가공하면서 분석시편의 가공상태를 파악할 수 있으므로 분석시편의 가공시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 분석시편의 가공을 자동으로 제어할 수 있다.According to the present invention, since the processing state of the analysis specimen can be grasped while processing the analysis specimen, the processing time of the analysis specimen can be shortened. In addition, the processing of analytical specimens can be controlled automatically.

Claims (9)

가공하기 위한 분석시편을 고정하는 마운트;A mount for holding analytical specimens for processing; 상기 분석시편의 분석영역을 가공하는 가공휠을 포함하는 가공부;A processing unit including a processing wheel for processing an analysis region of the analysis specimen; 상기 마운트에 고정된 상기 분석시편의 분석영역에 대하여 광을 조사하는 광원부; 및A light source unit irradiating light to an analysis region of the analysis specimen fixed to the mount; And 상기 분석영역을 통과한 광을 이용하여 상기 분석영역의 가공정도를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 투과전자현미경용 분석시편 제조장치.And a control unit for controlling the degree of processing of the analysis region by using the light passing through the analysis region. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광원부는 광원과, 상기 가공휠의 회전중심에 형성된 광수용홀에 연결되며 상기 광원으로부터 조사된 광을 상기 광수용홀로 제공하는 광전송부재를 포함하며,The light source unit includes a light source and a light transmission member connected to a light receiving hole formed at the center of rotation of the processing wheel and providing light emitted from the light source to the light receiving hole, 상기 가공휠은 상기 광수용홀로 제공된 광을 상기 분석영역으로 안내하는 광경로를 가지는 것을 특징으로 하는 투과전자현미경용 분석시편 제조장치.And said processing wheel has a light path for guiding light provided to said light receiving hole to said analysis region. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 장치는 상기 분석영역을 통과한 광의 광량을 검출하는 광검출기를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 광량의 변화를 측정하여 상기 분석영역의 가공상태를 판단하고 상기 분석영역의 가공정도를 제어하는 것을 특징으로 하는 투과전자현 미경용 분석시편 제조장치.The apparatus further includes a photodetector for detecting the amount of light passing through the analysis region, wherein the controller measures the change in the amount of light to determine the processing state of the analysis region and to control the degree of processing of the analysis region. Apparatus for producing analytical specimens for transmission electron microscopy characterized in that. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 기 장치는,The device is, 상기 분석영역을 통과한 광을 이용하여 상기 분석시편의 가공상태를 촬상하는 씨씨디(CCD) 카메라; 및A CCD camera which captures the processing state of the analysis specimen by using the light passing through the analysis region; And 촬상된 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투과전자현미경용 분석시편 제조장치.Apparatus for producing an analysis specimen for a transmission electron microscope, characterized in that it further comprises a display unit for displaying the captured image. 투과전자현미경용 분석시편을 제조하는 방법에 있어서,In the method for preparing an analysis specimen for transmission electron microscope, 마운트에 상기 분석시편을 고정하는 단계;Fixing the assay specimen to a mount; 상기 분석시편을 회전시키면서 상기 분석시편의 분석영역을 가공휠을 이용하여 가공하는 단계;Processing the analysis region of the analysis specimen by using a processing wheel while rotating the analysis specimen; 가공중인 상기 분석영역에 광을 조사하는 단계; 및Irradiating light to the analysis region under processing; And 상기 분석영역을 통과한 광을 이용하여 상기 분석영역의 가공정도를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투과전자현미경용 분석시편 제조방법.And controlling the degree of processing of the analysis region by using the light passing through the analysis region. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 분석영역의 가공상태를 판단하는 단계는,The determining of the processing state of the analysis region, 상기 분석영역의 가공상태를 촬상하는 단계; 및Imaging a processing state of the analysis region; And 상기 촬상된 이미지를 디스플레이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투과전자현미경용 분석시편 제조방법.Method for producing a test specimen for transmission electron microscope, characterized in that it comprises the step of displaying the captured image. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 분석영역의 가공상태를 판단하는 단계는,The determining of the processing state of the analysis region, 상기 분석영역을 통과한 광의 광량을 검출하는 단계;Detecting an amount of light passing through the analysis region; 상기 광량의 변화를 측정하여 상기 분석영역의 가공상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투과전자현미경용 분석시편 제조방법.And determining the processing state of the analysis region by measuring the change in the amount of light. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 광량의 변화가 기설정값에 이르면 상기 분석영역의 가공을 중단하는 것을 특징으로 하는 투과전자현미경용 분석시편 제조방법.When the change in the amount of light reaches a predetermined value processing method of the analysis specimen for transmission electron microscope, characterized in that the processing of the analysis region is stopped. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 분석영역에 광을 조사하는 단계는 상기 가공홀의 회전중심에 형성된 광수용홀로 제공된 광을 상기 분석영역으로 안내하는 광경로를 통하여 조사하는 단계인 것을 특징으로 하는 투과전자현미경용 분석시편 제조방법.And irradiating light to the analysis region comprises irradiating light provided to the light receiving hole formed at the center of rotation of the processing hole through an optical path leading to the analysis region.
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