一种切割钳的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种切割钳，所述切割钳包括钳头，所述钳头包括上齿和下齿，所述上齿内设有激光发射装置，所述下齿上设有划刻单元、固定轴和弹性装置；所述切割钳通过在上齿内设置激光发射装置，同时在下齿上设置有划刻单元，可以实现对晶圆表面的样品进行正面对准，背面划刻，有效地避免了对样品表面的污染；同时，使用激光笔对样品进行定位，使得定位的精准度更高；使用所述切割钳进行样品切割时，可以同步完成对晶圆的划刻与破片，大大提高了操作效率；且在对晶圆的破片过程中，可以使得晶圆沿着晶格的方向破裂开，提高了破片的精准度。
【专利说明】一种切割钳
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种半导体工艺设备【技术领域】，特别是涉及一种切割钳。
【背景技术】
[0002]在半导体【技术领域】中，利用半导体制程工艺制造半导体器件时，由于半导体制程工艺中会引入一些金属微粒或者由于制程缺陷，会导致一些半导体存在缺陷，因此需要对半导体器件进行失效分析，以确定制造的半导体器件是否为合格产品。而对半导体器件进行失效分析的第一步即为切割取样。
[0003]在现有技术中，对待失效分析样品进行切割取样的方法为:首先，如图1所示，在确定晶圆11上的样品12后，使用直尺13对准所述样品12的一侧，使用钻石刀14沿着所述直尺13靠近所述样品12的边缘在所述晶圆11表面划刻出划痕；而后使用钳子(未示出)沿划痕夹断所述所述晶圆12 ;其次，如图2所述，将所述直尺13对准所述样品12的另一侧，使用钻石刀14沿着所述直尺13靠近所述样品12的边缘在所述晶圆11表面划刻出划痕；而后使用钳子(未示出)沿划痕夹断所述所述晶圆12;最后，如图3所示，在完成前两步切割后，所述晶圆11剩下包含所述样品12的长条形，重复前两步切割步骤，将所述样品12沿图3中虚线所述位置切割下来。
[0004]然而，上述切割过程中存在很多问题:1.当所要切割的样品12比较小时，使用直尺13对样品12进行定位对准的精度太低，在切割的过程中容易切偏，从而损坏样品12 ；2.如图2所示，当晶圆11表面上有多个需要取样的样品12时，两个样品12之间的间距又比较小，在对其中一个样品12进行切割时，直尺13极易对其他样品12造成污染；3.在整个切割的过程中，钻石刀14划刻后会产生粉末，这些粉末在划刻的过程中会落在样品12的表面，对样品12造成污染；4.整个切割过程需要先使用钻石刀14进行划刻，然后再使用钳子将晶圆11夹断，整个操作步骤繁琐，且由于样品12在切割的过程中容易被粉末等污染，在切割完成后还需要对样品12进行清洗，使得切割样品的过程耗时太长，影响工作效率。
[0005]鉴于此，有必要设计一种新的切割钳用以解决上述技术问题。
实用新型内容
[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种切割钳，用于解决现有技术中由于在样品所在的正面进行划切切割，极易对样品表面造成污染；切割精度太低，容易损坏样品；以及切割过程操作步骤繁琐，影响工作效率的问题。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种切割钳，适于切割晶圆表面的样品，所述切割钳包括钳头，所述钳头包括上齿和下齿，所述切割钳还包括:激光发射装置，所述激光发射装置位于所述上齿内，适于发射激光束与所述样品对准，以限定所述切割钳的切割路径；切割装置，位于所述上齿和所述下齿之间，包括划刻单元和固定轴；其中，所述固定轴的一端与所述下齿转动连接，另一端与所述划刻单元相连接。
[0008]作为本实用新型的切割钳的一种优选方案，所述激光发射装置为激光笔。
[0009]作为本实用新型的切割钳的一种优选方案，所述划刻单元为切割轮。
[0010]作为本实用新型的切割钳的一种优选方案，所述切割轮为钻石刀轮。
[0011]作为本实用新型的切割钳的一种优选方案，所述固定轴设有划刻单元的一端还设有容纳槽，所述划刻单元的中心固定在所述容纳槽两侧的内壁上。
[0012]作为本实用新型的切割钳的一种优选方案，所述激光发射装置的位置与所述划刻单元的位置上下对应。
[0013]作为本实用新型的切割钳的一种优选方案，所述激光发射装置位于所述上齿在宽度方向的中部，所述划刻单元位于所述下齿在宽度方向的中部。
[0014]作为本实用新型的切割钳的一种优选方案，所述下齿内还设有一凹槽，所述凹槽的开口朝向所述上齿，适于当所述上齿与所述下齿闭合时部分容纳所述切割装置；所述固定轴一端连接于所述凹槽两侧的内壁上。
[0015]作为本实用新型的切割钳的一种优选方案，所述切割装置还包括一弹性装置，所述弹性装置一端固定于所述凹槽底部，另一端与所述固定轴相连接；所述上齿与所述下齿闭合将所述切割装置压置于所述凹槽内时，所述弹性装置被压紧。
[0016]作为本实用新型的切割钳的一种优选方案，所述上齿下表面与所述划刻单元相对应的位置设有一絡齿，所述下齿上表面的两侧各设有一絡齿。
[0017]如上所述，本实用新型的切割钳，具有以下有益效果:所述切割钳通过在上齿内设置激光发射装置，同时在下齿上设置有划刻单元，可以实现对晶圆表面的样品进行正面对准，背面划刻，有效地避免了对样品表面的污染；使用激光笔对样品进行定位，使得定位的精准度更高；使用所述切割钳进行样品切割时，可以同步完成对晶圆的划刻与破片，大大提高了操作效率；且在对晶圆的破片过程中，可以使得晶圆沿着晶格的方向破裂开，提高了破片的精准度。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1至图3显不为现有技术中对晶圆进行切割取样的不意图。
[0019]图4显示为本实用新型的切割钳的结构示意图
[0020]图5显示为本实用新型的切割钳的左视图。
[0021]图6显示为本实用新型切割钳下齿的俯视图。
[0022]图7至图9显示为本实用新型的切割钳对晶圆表面上的样品进行切割的示意图。
[0023]元件标号说明
[0024]11 晶圆
[0025]12 样品
[0026]13 直尺
[0027]14钻石刀
[0028]2 切割钳
[0029]20 上齿
[0030]21 下齿
[0031]22激光发射装置
[0032]23切割装置
[0033]231划刻单元
[0034]232固定轴
[0035]233弹性装置
[0036]24凹槽
[0037]25硌齿
[0038]26容纳槽
[0039]3晶圆
[0040]4晶圆表面上的样品
[0041]5激光束
【具体实施方式】
[0042]以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
[0043]请参阅图4至图9。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0044]请参阅图4，图4为所述切割钳2的结构示意图，由图4可知，所述切割钳2适于切割晶圆表面的样品，包括钳头，所述钳头包括上齿20和下齿21，所述切割钳2还包括:激光发射装置22，所述激光发射装置22位于所述上齿20内，适于发射激光束与所述样品对准，以限定所述切割钳2的切割路径；切割装置23，位于所述上齿20和所述下齿21之间，包括划刻单元231和固定轴232 ;其中，所述固定轴232的一端与所述下齿21转动连接，另一端与所述划刻单元231相连接。
[0045]具体的，所述激光发射装置22可以为现有技术中任一可以设置于所述上齿20内的激光器的一种，优选地，本实施例中，所述激光发射装置22为激光笔。激光笔体积较小，结构比较简单，比较容易设置在所述切割钳2的上齿20内。
[0046]需要说明的是，所述激光发射装置22设置在所述上齿20内时，要确保所述激光发射装置22可以从所述上齿20内发射出激光束适于通过发射激光束定位所述样品所在的位置，并限定所述切割钳2的切割路径。
[0047]具体的，使用所述激光发射装置22对晶圆表面的样品进行定位的方法为:打开激光发射装置22使其发射激光束；移动所述切割钳2使所述激光发射装置22发射的激光束扫描晶圆的表面，当所述激光束打到晶圆表面的样品上时，可以在样品上看到一个很亮的亮斑；慢慢移动所述切割钳2，使所述亮斑向样品边缘移动，当所述亮斑的边缘与所述样品的边缘重合时即可认为定位完成。所述激光装置22完成对所述样品所在位置的定位后，所述划刻单元231严格按照所述激光束对所述晶圆进行划刻。由于激光束具有亮度高、方向性好的优点，在使用激光束对晶圆表面样品进行定位时，容易准确的观测到激光束亮斑在样品上的位置，实现对晶圆表面样品的精准定位。同时，使用所述激光发射装置22发射的激光束对晶圆表面的样品进行定位时，定位系统不接触晶圆的表面，避免了对晶圆表面其他样品的污染。
[0048]具体的，所述划刻单元231可以是划刻刀具或切割轮，优选地，本实施例中，所述划刻单元231为切割轮，所述切割轮可以是目前半导体行业中正在使用的切割轮的任意一种，更为优选地，本实施例中所述的划刻单元231为钻石刀轮。钻石刀轮具有极佳的耐磨性和刃口锋利度，容易对晶圆完成高精度的切割。
[0049]具体的，所述下齿21内还可以设有一凹槽24，所述凹槽24的开口朝向所述上齿20，所述固定轴232的一端连接于所述凹槽24两侧的内壁上。在所述下齿21内设置凹槽24，同时将所述固定轴232与所述凹槽两侧内壁的连接方式定义为转动连接，当所述上齿20与所述下齿21闭合时，在所述上齿20与所述下齿21的压力作用下，所述切割装置23可以部分地被压置于所述凹槽24内，减小了闭合后所述上齿20与所述下齿21之间的间距，有利于所述切割钳2夹紧晶圆，有限地防止了所述切割钳2在划切晶圆时发生左右晃动而导致切割位置的偏移。
[0050]具体的，所述切割装置23还包括一弹性装置233，所述弹性装置233 —端固定于所述凹槽24的底部，另一端与所述固定轴232相连接。当所述切割钳2对晶圆进行切割时，所述上齿20与所述下齿21闭合，在所述划刻单元231被压缩至所述凹槽24内的同时，所述固定轴232压缩所述弹性装置233，使得所述弹性装置233被压紧。所述弹性装置233被压缩后，会对所述固定轴232施加一个反向的作用力，所述反向的作用力在晶圆被所述切割钳2掰开的时候能够起到缓冲的作用，避免了由于所述切割钳2对晶圆施加的力量过大造成晶圆沿非直线方向突然断裂而伤及所需要的样品，提高了取样的成功率。
[0051]请参阅图5至图6，其中，图5为所述切割钳2的左视图，图6为所述切割钳2的下齿21的俯视图。由图5和图6可知，所述激光发射装置22的位置应该与所述划刻单元231的位置上下对应，以确保当所述激光发射装置22进行激光定位后，所述划刻单元231可以精确地沿着所定位的线路进行划刻。优选地，本实施例中，所述激光发射装置22位于所述上齿20在宽度方向的中部，所述划刻单元231位于所述下齿21在宽度方向的中部。将所述激光发射装置22设置于所述上齿20在宽度方向的中部，所述划刻单元231设置于所述下齿21在宽度方向的中部，可以避免在破片过程中所述上齿20与所述划刻单元231对晶圆的作用力出现偏移。
[0052]具体的，所述固定轴232设有所述划刻单元231的一端还可以设有容纳槽26，所述划刻单元231可以转动在所述容纳槽26两侧的内壁上，也可以固定在所述容纳槽26两侧的内壁上。在所述划刻单元231优选地为切割轮时，本实施例中，所述划刻单元231固定在所述容纳槽26两侧的内壁上。将所述划刻单元231固定在所述容纳槽26两侧的内壁上，可以防止所述划刻单元231在对晶圆进行划刻时发生转动，以增加所述划刻单元231对晶圆的划刻力。
[0053]具体的，所述上齿20的下表面与所述划刻单元231相对应的位置上还设有一硌齿25，所述下齿21的上表面的两侧各设有一个硌齿25。在所述划刻单元231划刻后，所述上齿20与所述下齿21闭合的过程中，位于所述下齿21的上表面的两侧的所述硌齿25从下方支撑晶圆，位于所述上齿20的下表面与所述划刻单元231相对应的位置上的硌齿对晶圆施加向下的力，由于位于所述上齿20的下表面的硌齿25与所述划刻单元231的位置相对应，所述硌齿25对晶圆施加的向下的力正好在所述划刻单元231的划刻线上，使得晶圆沿着划刻线破裂开。同时，在所述切割钳2划刻晶圆的过程中，位于所述上齿20下表面的硌齿25和位于所述下齿21上表面的硌齿25分别夹紧晶圆的上下表面，防止所述切割钳2在切割的过程中出现左右晃动而导致切割位置的偏移。
[0054]请参阅图7至图9，图7至图9为所述切割钳2对晶圆表面上的样品进行切割的示意图，所述切割钳2的工作原理为:首先，如图7所示，将所述切割钳2置于晶圆3的一侧，所述切割钳2中的激光发射装置发出激光束5以完成对所述晶圆3表面上的样品4 一侧位置的定位，并沿所述激光束5定位的方向对所述晶圆3进行切割；其次，如图8所示，将所述切割钳2重新置于晶圆3的边缘，所述切割钳2中的激光发射装置发出激光束5以完成对所述晶圆3表面上的样品4另一侧位置的定位，并沿所述激光束5定位的方向对所述晶圆3进彳丁切割；最后，如图9所不，完成如两步切IllJ后，所述晶圆3剩下包含所述样品4的长条形，重复前两步切割步骤，将所述晶圆3表面上的样品4沿图9中虚线所示位置切割下即可。
[0055]需要说明的是，在对所述晶圆3进行每一步切割时，均包含划刻与破片的步骤，在使用所述划刻单元231完成划刻步骤后，进一步进行破片的时候，在破片伊始所述晶圆3沿划刻线刚被破开一条缝隙后，在所述弹性装置233的反作用力下所述划刻单元231会嵌入在所述缝隙中，并依靠所述划刻单元231自身的厚度，对所述晶圆3提供一个向所述缝隙两侧的水平撑力，所述水平撑力会使得所述晶圆3沿晶格方向破裂开，而不是完全依靠外界垂直力将其掰开，从而保证了破片的精准度。同时，所述切割钳2在对晶圆3进行切割的过程中，在对所述晶圆3进行划刻的同时也完成了破片的步骤，大大提高了取样的效率。
[0056]需要进一步说明的是，先将晶圆具有样品的表面定义为晶圆的正面，没有样品的表面定义为晶圆的背面。所述切割钳2在整个切割过程中，所述激光发射装置22可以对所述晶圆表面的样品进行正面定位，而所述划刻单元231的划刻在晶圆的背面完成划刻，这就使得所述划刻单元231划刻产生的粉末不会污染所述晶圆正面的样品，省去了现有工艺中的对切割后样品的清洁步骤，进一步提闻了样品制备的效率。
[0057]综上所述，本实用新型提供一种切割钳，所述切割钳通过在上齿内设置激光发射装置，同时在下齿上设置有划刻单元，可以实现对晶圆表面的样品进行正面对准，背面划亥IJ，有效地避免了对样品表面的污染；同时，使用激光笔对样品进行定位，使得定位的精准度更高；使用所述切割钳进行样品切割时，可以同步完成对晶圆的划刻与破片，大大提高了操作效率；且在对晶圆的破片过程中，可以使得晶圆沿着晶格的方向破裂开，提高了破片的精准度。
[0058]上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种切割钳，适于切割晶圆表面的样品，所述切割钳包括钳头，所述钳头包括上齿和下齿，其特征在于，所述切割钳还包括： 激光发射装置，所述激光发射装置位于所述上齿内，适于发射激光束与所述样品对准，以限定所述切割钳的切割路径； 切割装置，位于所述上齿和所述下齿之间，包括划刻单元和固定轴；其中，所述固定轴的一端与所述下齿转动连接，另一端与所述划刻单元相连接。
2.根据权利要求I所述的切割钳，其特征在于：所述激光发射装置为激光笔。
3.根据权利要求I所述的切割钳，其特征在于：所述划刻单元为切割轮。
4.根据权利要求3所述的切割钳，其特征在于：所述切割轮为钻石刀轮。
5.根据权利要求I所述的切割钳，其特征在于：所述固定轴设有划刻单元的一端还设有容纳槽，所述划刻单元固定于所述容纳槽两侧的内壁上。
6.根据权利要求I所述的切割钳，其特征在于：所述激光发射装置的位置与所述划刻单元的位置上下对应。
7.根据权利要求6所述的切割钳，其特征在于：所述激光发射装置位于所述上齿在宽度方向的中部，所述划刻单元位于所述下齿在宽度方向的中部。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的切割钳，其特征在于：所述下齿内还设有一凹槽，所述凹槽的开口朝向所述上齿，适于当所述上齿与所述下齿闭合时，部分容纳所述切割装置；所述固定轴一端连接于所述凹槽两侧的内壁上。
9.根据权利要求8所述的切割钳，其特征在于：所述切割装置还包括一弹性装置，所述弹性装置一端固定于所述凹槽底部，另一端与所述固定轴相连接；所述上齿与所述下齿闭合将所述切割装置压置于所述凹槽内时，所述弹性装置被压紧。
10.根据权利要求9所述的切割钳，其特征在于：所述上齿下表面与所述划刻单元相对应的位置设有一絡齿，所述下齿上表面的两侧各设有一絡齿。
【文档编号】H01L21/304GK204144223SQ201420585227
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月10日 优先权日:2014年10月10日
【发明者】王潇, 孔云龙, 何明, 郭炜 申请人:中芯国际集成电路制造(北京)有限公司