一種用于芯片剝層制樣的夾具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種用于芯片剝層制樣的夾具，所述用于芯片剝層制樣的夾具至少包括：位于內(nèi)側(cè)的圓柱體以及套設(shè)于所述圓柱體外側(cè)的套環(huán)；所述圓柱體內(nèi)部開有2個從所述圓柱體的頂面通至底面的通孔，所述圓柱體的底部開有2條經(jīng)過所述通孔的導(dǎo)流槽，所述導(dǎo)流槽從圓柱體的內(nèi)部延伸至邊緣，所述圓柱體的底部中央開有凹槽。本實(shí)用新型的用于芯片剝層制樣的夾具牢牢固定待剝層芯片，研磨液通過上大下小的通孔被加注到待剝層芯片和研磨墊之間，通過圓柱體自身的重量來維持恒定均衡的壓力，本實(shí)用新型的用于芯片剝層制樣的夾具能大大提高研磨的均勻性、準(zhǔn)確性及可控性。
【專利說明】一種用于芯片剝層制樣的夾具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體失效分析設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種用于芯片剝層制樣的夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體行業(yè)的不斷發(fā)展，對半導(dǎo)體性能要求越來越高，為了能提高性能、找出半導(dǎo)體器件的缺陷及產(chǎn)生問題的原因，失效分析被廣泛引用于半導(dǎo)體技術(shù)行業(yè)。失效分析是一門新興發(fā)展中的學(xué)科，在提高產(chǎn)品質(zhì)量，技術(shù)開發(fā)、改進(jìn)，產(chǎn)品修復(fù)及仲裁失效事故等方面具有很強(qiáng)的實(shí)際意義。失效分析的意義在于:1、減少和預(yù)防同類失效現(xiàn)象重復(fù)發(fā)生，保障產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品競爭力。2、為企業(yè)技術(shù)開發(fā)、技術(shù)改造提供信息，增加企業(yè)產(chǎn)品技術(shù)含量，從而獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]失效分析中為了找到芯片的物理失效位置，常需要將芯片從最上層開始剝離，逐層暴露金屬互連所在的層次，然后用光學(xué)顯微鏡或掃描電鏡來檢查每一層金屬互連是否有可見的異常。剝層的均勻性、準(zhǔn)確性和可控性是剝層制樣中需要解決的問題，這一點(diǎn)在高端制程(如28nm制程)的剝層制樣中顯得尤為重要，因?yàn)閷优c層之間的間距變得更小了，剝層所允許的誤差也就越來越小。
[0004]目前比較常用的剝層制樣的方法是機(jī)械研磨，研磨過程中將拋光砂紙或拋光布貼在研磨機(jī)的拋光盤上，在其上面根據(jù)需要噴入清水或研磨液，然后用手指按著芯片在拋光砂紙或拋光布上進(jìn)行研磨。由于手指用力不可能均勻，常導(dǎo)致芯片層次不能被均勻的磨去，往往會遇到有些地方已經(jīng)磨到下一層金屬去了，而另外一些地方上一層金屬還有殘留。這種研磨的不均性所帶來的負(fù)面影響在高端制程(如28nm制程)的芯片中表現(xiàn)得尤為明顯，常導(dǎo)致制樣的失敗。同時高端制程中層與層之間的間距變得非常小，研磨所允許的誤差也就相應(yīng)更小了，而手指的壓力完全靠感覺，無法控制得相當(dāng)精準(zhǔn)，很難控制研磨的準(zhǔn)確性。
[0005]如何提高研磨的均勻性、準(zhǔn)確性及可控性，提高研磨質(zhì)量成為失效分析中急需解決的一個問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于芯片剝層制樣的夾具，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)械研磨的均勻性、準(zhǔn)確性及可控性差等問題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種用于芯片剝層制樣的夾具，所述用于芯片剝層制樣的夾具至少包括:位于內(nèi)側(cè)的圓柱體以及套設(shè)于所述圓柱體外側(cè)的套環(huán)；所述圓柱體內(nèi)部開有2個從所述圓柱體的頂面通至底面的通孔，所述圓柱體的底部開有2條經(jīng)過所述通孔的導(dǎo)流槽，所述導(dǎo)流槽從圓柱體的內(nèi)部延伸至邊緣，所述圓柱體的底部中央開有凹槽。
[0008]優(yōu)選地，所述凹槽的寬度大于待剝層芯片的寬度，深度小于待剝層芯片的厚度。
[0009]優(yōu)選地，所述套環(huán)和圓柱體的材質(zhì)為鎢鋼材料。[0010]優(yōu)選地，所述套環(huán)的外徑設(shè)定為75mm?85mm,高度設(shè)定為15mm?25mm。
[0011]優(yōu)選地,所述套環(huán)的內(nèi)徑設(shè)定為55mm?65mm,且所述圓柱體的直徑與所述套環(huán)的
內(nèi)徑一致。
[0012]優(yōu)選地,所述圓柱體的高度設(shè)定為35mm?45mm。
[0013]優(yōu)選地，所述通孔由上下兩個圓柱體通孔構(gòu)成，上部圓柱體通孔的直徑大于下部圓柱體通孔的直徑。
[0014]更優(yōu)選地，所述上部圓柱體通孔的直徑設(shè)定為4_?6mm,下部圓柱體通孔的直徑設(shè)定為1臟?3mmο
[0015]優(yōu)選地,所述導(dǎo)流槽與所述凹槽的間距設(shè)定為Imm?3mm。
[0016]優(yōu)選地，所述導(dǎo)流槽寬度設(shè)定為Imm?3mm,深度設(shè)定為Imm?3mm。
[0017]如上所述，本實(shí)用新型的用于芯片剝層制樣的夾具，具有以下有益效果:本實(shí)用新型的用于芯片剝層制樣的夾具能有效提高研磨的均勻性、準(zhǔn)確性及可控性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1顯示為本實(shí)用新型的用于芯片剝層制樣的夾具與待剝層芯片及研磨墊組合的剖視示意圖。
[0019]圖2顯示為本實(shí)用新型的用于芯片剝層制樣的夾具的俯視示意圖。
[0020]元件標(biāo)號說明
[0021]I 用于芯片剝層制樣的夾具
[0022]11 套環(huán)
[0023]12 圓柱體
[0024]121 通孔
[0025]1211上部圓柱體通孔
[0026]1212下部圓柱體通孔
[0027]122導(dǎo)流槽
[0028]123 凹槽
[0029]2 待剝層芯片
[0030]3 研磨墊
[0031]Hl 套環(huán)的高度
[0032]H2 圓柱體的高度
[0033]H3 導(dǎo)流槽的深度
[0034]Dl 套環(huán)的外徑
[0035]D2 套環(huán)的內(nèi)徑
[0036]D3 上部圓柱體通孔的直徑
[0037]D4 下部圓柱體通孔的直徑
[0038]LI 導(dǎo)流槽與凹槽的間距
[0039]Wl 導(dǎo)流槽的寬度
【具體實(shí)施方式】[0040]以下通過特定的具體實(shí)例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本實(shí)用新型還可以通過另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本實(shí)用新型的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0041]請參閱圖1及圖2。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本實(shí)用新型中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0042]如圖1及圖2所示，本實(shí)用新型提供一種用于芯片剝層制樣的夾具1，所述用于芯片剝層制樣的夾具I包括:
[0043]位于內(nèi)側(cè)的圓柱體12以及套設(shè)于所述圓柱體外側(cè)的套環(huán)11,在本實(shí)施例中,所述套環(huán)11和圓柱體12的材質(zhì)優(yōu)選為鎢鋼材料。
[0044]所述套環(huán)11的外徑Dl設(shè)定為75mm?85mm,內(nèi)徑D2設(shè)定為55mm?65mm,高度Hl設(shè)定為15mm?25mm,在本實(shí)施例中，外徑Dl設(shè)定為80mm,直徑D2設(shè)定為60mm,高度Hl設(shè)定為20mm。所述圓柱體12的高度H2設(shè)定為35mm?45臟，在本實(shí)施例中，高度H2設(shè)定為40mm。所述圓柱體12的直徑與所述套環(huán)11的內(nèi)徑一致，在本實(shí)施例中，圓柱體12的直徑設(shè)定為60mm,圓柱體12被固定于套環(huán)11中。
[0045]所述圓柱體12的內(nèi)部開有2個從所述圓柱體12的頂面通至底面的通孔121，所述圓柱體12的通孔121左右對稱，所述圓柱體12的通孔121為上大下小的結(jié)構(gòu)。如圖1及圖2所示，圓柱體12的內(nèi)部開了 2組通孔121，左右對稱，通孔121為上大下小的結(jié)構(gòu)，在本實(shí)施例中，該上大下小的結(jié)構(gòu)由兩個圓柱體通孔構(gòu)成，上部圓柱體通孔1211的直徑D3大于下部圓柱體通孔1212的直徑D4。所述上部圓柱體通孔1211的直徑D3設(shè)定為4mm?6mm,下部圓柱體通孔1212的直徑D4設(shè)定為Imm?3mm,在本實(shí)施例中，該上部圓柱體通孔1211的直徑D3設(shè)定為5mm,下部圓柱體通孔1212的直徑D4設(shè)定為2mm。
[0046]所述圓柱體12的底部開有2條經(jīng)過所述通孔121的導(dǎo)流槽122，所述導(dǎo)流槽122左右對稱，所述導(dǎo)流槽122從圓柱體12的內(nèi)部延伸至邊緣，所述導(dǎo)流槽122的寬度Wl設(shè)定為Imm?3mm，所述導(dǎo)流槽122的深度H3設(shè)定為Imm?3臟，在本實(shí)施例中，導(dǎo)流槽122的寬度Wl設(shè)定為2mm，深度H3設(shè)定為2mm。所述圓柱體12的底部的經(jīng)過通孔121的導(dǎo)流槽122延伸至邊緣有助于提高研磨液的流通性，便于研磨液滲入到研磨面。
[0047]所述圓柱體12的底部中央開有凹槽123。所述凹槽123的寬度大于待剝層芯片2的寬度，可根據(jù)實(shí)際研磨的要求設(shè)定所述凹槽123的寬度；所述凹槽123的深度小于待剝層芯片2的厚度，可根據(jù)待剝層芯片2的厚度及所需磨掉的厚度做具體設(shè)定。凹槽的凹面絕對平整，用以和待剝層芯片2的背面相粘貼，固定待剝層芯片2。
[0048]所述導(dǎo)流槽122與所述凹槽123的間距LI設(shè)定為Imm?3mm。在本實(shí)施例中，導(dǎo)流槽122與凹槽123的間距LI設(shè)定為2mm。
[0049]如圖1所示為本實(shí)用新型的用于芯片剝層制樣的夾具I與待剝層芯片2及研磨墊3組合的剖視示意圖，研磨墊3位于用于芯片剝層制樣的夾具I的下方，待剝層芯片2位于研磨墊3上，通過熱熔膠的粘貼，固定于用于芯片剝層制樣的夾具I的凹槽123內(nèi)。
[0050]上述用于芯片剝層制樣的夾具I的工作原理如下:[0051]首先，在待剝層芯片2的背面和圓柱體12的凹槽123內(nèi)涂抹熱熔膠，將待剝層芯片2的背面粘貼于圓柱體12的凹槽123內(nèi)，然后將套環(huán)11套設(shè)于圓柱體12外側(cè)，將加裝好的套環(huán)11、圓柱體12和待剝層芯片2組合放置在研磨墊3上，最后在圓柱體12的通孔121中加注研磨液，手持套環(huán)11，通過來回移動該用于芯片剝層制樣的夾具完成研磨。
[0052]套環(huán)11用來作為研磨時的手持部分，套環(huán)11套設(shè)于圓柱體12的外側(cè)，能有效固定圓柱體12，防止在研磨過程中圓柱體12任意移動，同時控制內(nèi)側(cè)圓柱體12的移動軌跡。圓柱體12則在研磨過程中依靠自身重量提供給待剝層芯片2恒定的壓力，由于手部施力在套環(huán)11上，而套環(huán)11與圓柱體12又是分離的，所以手部施加的力完全作用在外部套環(huán)11上，不會影響待剝層芯片2受到的壓力，因而圓柱體12通過自身重量給待剝層芯片2施加的力相對是恒定、均勻的，同時相較于通過手指給待剝層芯片2施加，圓柱體12通過自身重量提供的力是可計(jì)算、可控的，所以能確保研磨的均勻性、平整度及準(zhǔn)確性。
[0053]從圓柱體12的通孔121的頂部將研磨液加注到圓柱體12內(nèi)，通孔121由上下兩個圓柱體通孔構(gòu)成，上部圓柱體通孔1211的直徑D3大于下部圓柱體通孔1212的直徑D4，上部直徑較大的圓柱體通孔內(nèi)能儲存研磨液，而下部直徑較小的圓柱體通孔能控制研磨液下流的速度及流量。在圓柱體12底面開有2條經(jīng)過通孔121的導(dǎo)流槽122，該導(dǎo)流槽122從圓柱體12的內(nèi)部延伸至邊緣，有助于提高研磨液的流通性以便于研磨液下滲，使研磨液與待剝層芯片2的研磨面能夠充分接觸。
[0054]圓柱體12的底部中央還開有凹槽123，凹槽123的凹面絕對平整，用以和待剝層芯片2的背面相粘貼，平整的凹面能使待剝層芯片2與研磨墊3在接觸時保持受力的均勻，同時提高研磨的均勻性；同時凹槽123的深度小于待剝層芯片2的厚度，這樣既能使待剝層芯片2的待磨面與研磨液充分接觸，又能避免圓柱體12的底面與研磨墊3接觸而增加摩擦力，浪費(fèi)人力。
[0055]圓柱體12上的通孔121、導(dǎo)流槽122及凹槽123分別對稱分布，確保待剝層芯片2受力均勻，大大改善研磨的均勻性，提高研磨的質(zhì)量。
[0056]待剝層芯片2和圓柱體12的粘貼使用熱熔膠，進(jìn)一步固定待剝層芯片2和內(nèi)側(cè)圓柱體12的相對位置，在研磨的過程中不出現(xiàn)滑動現(xiàn)象，大大提高研磨的質(zhì)量。
[0057]綜上所述，本實(shí)用新型提供一種用于芯片剝層制樣的夾具，所述用于芯片剝層制樣的夾具至少包括:位于內(nèi)側(cè)的圓柱體以及套設(shè)于所述圓柱體外側(cè)的套環(huán)；所述圓柱體內(nèi)部開有2個從所述圓柱體的頂面通至底面的通孔，所述圓柱體的底部開有2條經(jīng)過所述通孔的導(dǎo)流槽，所述導(dǎo)流槽從圓柱體的內(nèi)部延伸至邊緣，所述圓柱體的底部中央開有凹槽。研磨過程中依靠圓柱體自身的重量來給待剝層芯片施加恒定均衡的壓力；同時圓柱體底部開有凹面平整的凹槽，能使待剝層芯片和研磨墊之間的接觸面平整，以確保待剝層芯片表面受力均勻。圓柱體上有通到底部的通孔以及通孔位置處底部導(dǎo)流槽的設(shè)計(jì)，以便在研磨過程中研磨液的滴入，同時能控制研磨液的流速。圓柱體底面的粘貼待剝層芯片的凹槽設(shè)計(jì)有利于待剝層芯片的固定和均勻地研磨。本實(shí)用新型的芯片剝層制樣的夾具可使待剝層芯片在研磨過程中維持均衡的受力，待剝層芯片被固定在用于芯片剝層制樣的夾具上，大大提高研磨的均勻性、準(zhǔn)確性及可靠性。所以，本實(shí)用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0058]上述實(shí)施例僅例示性說明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種用于芯片剝層制樣的夾具，其特征在于，所述用于芯片剝層制樣的夾具至少包括:位于內(nèi)側(cè)的圓柱體以及套設(shè)于所述圓柱體外側(cè)的套環(huán)；所述圓柱體內(nèi)部開有2個從所述圓柱體的頂面通至底面的通孔，所述圓柱體的底部開有2條經(jīng)過所述通孔的導(dǎo)流槽，所述導(dǎo)流槽從圓柱體的內(nèi)部延伸至邊緣，所述圓柱體的底部中央開有凹槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于芯片剝層制樣的夾具，其特征在于:所述凹槽的寬度大于待剝層芯片的寬度，深度小于待剝層芯片的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于芯片剝層制樣的夾具，其特征在于:所述套環(huán)和圓柱體的材質(zhì)為鎢鋼材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于芯片剝層制樣的夾具，其特征在于:所述套環(huán)的外徑設(shè)定為75mm?85mm,高度設(shè)定為15_?25mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于芯片剝層制樣的夾具，其特征在于:所述套環(huán)的內(nèi)徑設(shè)定為55mm?65mm,且所述圓柱體的直徑與所述套環(huán)的內(nèi)徑一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于芯片剝層制樣的夾具，其特征在于:所述圓柱體的高度設(shè)定為35mm?45mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于芯片剝層制樣的夾具，其特征在于:所述通孔由上下兩個圓柱體通孔構(gòu)成，上部圓柱體通孔的直徑大于下部圓柱體通孔的直徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于芯片剝層制樣的夾具，其特征在于:所述上部圓柱體通孔的直徑設(shè)定為4mm?6mm,下部圓柱體通孔的直徑設(shè)定為Imm?3mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于芯片剝層制樣的夾具，其特征在于:所述導(dǎo)流槽與所述凹槽的間距設(shè)定為Imm?3mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于芯片剝層制樣的夾具，其特征在于:所述導(dǎo)流槽的寬度設(shè)定為Imm?3mm,深度設(shè)定為Imm?3mm。
【文檔編號】H01L21/687GK203774278SQ201420141568
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】李明, 張榮哲 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司