专利名称：精密切割机台样品定位模板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于精密切割机台的样品定位模板，具体涉及一
种在0度及45度晶格产品上均可完成精确定位的样品定位模板。
背景技术：
半导体材料的基材是硅晶片，其主要成分是由Si02 (二氧化硅) 经过纯化、融解、蒸馏和一连串的分解后所提炼的晶硅结晶，然后再 将晶硅拉成直径大小不同的硅晶棒。晶片厂将硅晶棒经过研磨、抛光 和切片后，就成为晶圆片。在制作半导体器件的过程中，晶圆片被纵 横交错的划片槽分为许多个小方格，每一个小方格内均形成独立的集 成电路芯片。
半导体制造工艺中对产品进行故障分析测试通常需要在晶圆片 上切割出 一 个特定的区域进行检测，所述的切割用精密切割机台完
成，这种切割首先需要定位出切割位置。目前常用的方法是由技术熟 练的工程师通过观察对目标区域作手工定位标记，由于晶圓片上每一 个单元的器件结构都是一样的，因此要在整个晶圆片中快速准确地定 位出目标区域比4交困难。
硅晶体本身具有特定的原子结构，即所谓的钻石结构，其由两组 面心结构(FCC),相距(1/4,1/4,1/4)晶格常数(lattice constant),即 立方晶格边长叠合而成。根据米勒指针法(Miller index)可定义出诸 如{100}、 {111}、 {110}等晶面。所以晶圆片也因之有{100}、{111}、 {110}等的区分。常用的晶圆片 一般分为0度晶格产品和45度晶格产 品，对于0度晶格产品来说，切割区域的边缘与晶圆片的划片槽平行 或者正交，切割区域通过人工方式就可以比4交容易定位；但是对于45
3度晶格产品来说，由于切割方向和晶圆片的划片槽成45度角，这种情
况下仍然靠人工定位切割区域出现误差的几率很高。
通常操作人员应当经过长时间的训练才能进行切割区域定位，而 且，即使是技术熟练人士，定位的误差和失误也时有发生。如果定位 失误造成取样失败，将使分析成本大大增加。
发明内容
针对目前制取精密切割机台的样品过程复杂，且误差和失误率较 高，导致分析成本增加的问题，提出本发明。
本发明提供一种用于精密切割机台的样品定位模板，用此模板可 以在样品上快速准确地定位出切割区域。通常可以应用于集成电路器 件结构失效分析的样品制备，辅助操作人员用精密切割机台制备扫描
电子显微镜(SEM)可以观测截面的样品
本发明提供的用于精密切割机台的样品定位模板通常由透明材 料构成，该透明材料构成的样品定位模板包括有镂空结构的样品孔， 和多个用于确定一矩形的镂空结构的标记窗，所述多个标记窗所确定 的矩形以所述才羊品孔为中心，其两边与水平方向平4亍，两边与水平方 向垂直；所述样品定位.模板还包括第一辅助标线和第二辅助标线，该 第 一辅助标线包括与水平方向垂直的线条，以及与水平方向平行的线 条；该第二辅助标线包括与水平方向成45。角的线条。
上述结构中，样品孔用于对准样品表面的特定标记，从而对样品 上特定区域进行定位。标记窗用于在样品上特定区域已经得到定位 后，通过例如标记笔等工具在样品上进行标记。第一辅助标线和第二 辅助标线用于通过对准半导体晶圆片上的划片槽来辅助对样品上特 定区域的定位。
为了适应精密切割机台加工晶圆片制作样品时的不同需求，例如 粗刀切，在上述样品孔之外，可以在原有样品孔之外，在其水平方向 的两侧或竖直方向的两侧形成适应4且刀切的才羊品孔。
此外，所述样品定位模板还可以具有第三辅助标线，该第三辅助标线为垂直相交于所述样品孔处的十字交叉图案，用于辅助操作人员 更好地定位样品上的特定区域。
为了达到更准确快速的定位，所述样品定位模板上可以设置辅助 标记窗，所述辅助标记窗为竖直条状的镂空结构，位于原有标记窗所 确定的矩形的两侧。
在利用本发明的样品定位模块对样品进行定位的时候，操作人员 需要在光学显微镜下找到样品晶圆片的目标区域，例如， 一个具有缺 陷的芯片单元，在其上用例如标记笔的工具作出标记。然后可以根据 所述标记用本发明的样品定位模块在晶圆片上标记出精密切割机台 的切割区域，辅助精密切割机台的操作人员用精密切割机台完成对所 述晶圆片的切割取样。
首先将样品定位模板置于样品晶圓片上，以样品定位模块的样品 孔对准上述在光学显微镜下在晶圆片目标区域上所作的标记。
如前所述，样品定位模块上具有第一辅助标线以及第二辅助标
线，它们分别构成水平方向的辅助标线以及45度方向的辅助标线。当 样品晶圆片为0度晶格产品时，用水平和垂直方向的第 一 辅助标线辅 助调整样品定位模板在样品晶圆片上确定的切割区域位置，方法是使 该水平和垂直方向的第 一 辅助标线各自与晶圓片上的划片槽相平行； 当样品晶圆片为45度晶格产品时，用45度方向的第二辅助标线辅助调 整样品定位模板在样品晶圆片上确定的切割区域位置，方法是使该45 度方向的第二辅助标线与晶圆片上的划片槽相平行或垂直。然后，用 标记笔通过样品定位冲莫板上的镂空的标记窗在样品表面标记出取样 辅助线，以及用标记笔通过镂空的辅助标记窗在样品表面标记出取样 辅助线(如果有辅助标记窗的情况)，最后精密切割机台的操作人员 可以在该取样辅助线的帮助下^艮方4更地切割出样品的目标区域。
本发明的优点在于，所述样品定位模板上至少有两组辅助标线， 即第 一 辅助标线和第二辅助标线，其可以分别对应0度晶格以及4 5度 晶格的晶圆片上的划片槽，操作人员对晶圆片进行取样时，不管是哪 种晶格类型的产品，都可以根据需要选取上述两组正方形图案中的一组和晶圆片上的划片槽对齐，再通过定位模板上的标记窗用标记笔定 义取样区域，整个操作过程简便快捷，并且可以避免取样失误的情况 发生。
为了更容易理解本发明的目的、特征以及其优点，下面将配合附 图和实施例对本发明加以详细说明。
本申请书中包括的多个附图显示出本发明的多个实施例，本申请 中包括的附图是说明书的 一 个构成部分，附图与说明书和权利要求书 一起用于说明本发明的实质内容，用于更好地理解本发明。 附图中相同或相似的构成部分用相同的参考数字指示。 图1为本发明 一个具体实施方式
的用于精密切割机台辅助取样的
样品定位模板示意图2为本发明 一 个优选实施方式的用于精密切割机台辅助取样的 样品定位模板示意图3为本发明另 一 个优选实施方式的用于精密切割机台辅助取样 的样品定位模板示意图4为本发明图3所示的样品定位模板1"在光学显微镜下用于辅 助定位45度晶格的晶圆片的切割区域的示意图；和
图5a ~ 5c为使用精密切割机台在本发明的样品定位模块辅助下对 45度晶格的样品晶圆片取样过程中，样品晶圆片的变化示意图。
具体实施例方式
为了更好地理解本发明所提供的技术方案，下面结合本发明的具 体实施例作进一步说明，但其不限制本发明。
以下详细介绍本发明的精密切割机台样品定位模块的基本设计 方案
图l所示为本发明一个具体实施方式
的用于精密切割机台辅助取 样的样品定位模板示意图，本发明的用于精密切割机台的样品定位模板一般由透明材料构成，如图所示，该透明材^1"构成的样品定位模板 l包括，
镂空结构的样品孔101 ,在样品定位模板1贴合于样品晶圆片表面 时，该样品孔101用于对准样品晶圆片上的特定标记。应当注意，虽
然在此釆用镂空结构的样品孔的方案，但是在本发明中，该样品孔101
同样可以是形成于透明材料上的图案形式，同样可以用于对准样品晶 圆片上的特定标记。
多个用于确定一矩形的镂空结构的标记窗102,所述多个标记窗 102所确定的矩形以所述样品孔101为中心，其两边与水平方向平行， 两边与水平方向垂直；实质上，这些标记窗102的作用是确定出一个 大小和精密切割机台所需要制取的样品尺寸一致的矩形，例如，这些 标记窗可以是图示的构成矩形图案的四个角，当样品定位模板l贴合 于样品晶圆片的表面上，并已经通过样品孔101对准其上的特定标记 时，可以通过标记窗102的镂空结构以标记笔在该晶圆片上标记出矩 形图案的四个角，其以上述的特定标记为中心，该四个角确定的矩形 即为精密切割机台需要切割的样品区域。需要注意的是，在此示意的 仅仅是一种优选的标记窗表现形式，在保证该标记窗可以确定上述用 于确定切割区域的矩形图案的前提下，还可以有各种变化，例如，可 以在所述矩形图案的每边上取至少两点作为标记窗，来确定用于切割 的矩形区域。
在上述结构的基础上，所述样品定位模板l还包括 第 一 辅助标线10 3,该第 一 辅助标线10 3为水平方向的矩形图案， 其两边与水平方向平行，两边与水平方向垂直；以及第二辅助标线 104,该第二辅助标线104为与水平方向成45。角的矩形图案，其每一 边与水平方向的夹角均为45。角。
如前所述，常用的晶圆片 一般分为0度晶格产品和45度晶格产品， 本领域技术人员应当了解，精密切割机台对于晶圆片的切割方向决定 于被切割的晶圆片的晶格方向。对于O度晶格产品来说，在精密切割 机台上对晶圓片需要切割的区域，即上述的矩形切割区域的边缘与晶圆片的划片槽是平行或者正交的，但是对于45度晶格产品来说，切割
方向和晶圆片的划片槽成45度角。
本发明提供的样品定位模板1上的第 一辅助标线103以及第二辅 助标线104正是为了分别对应地应用于0度晶;〖各产品和45度晶格产品 的晶圆片。具体地，如果对O度晶格产品的晶圆片进行取样，在样品 定位模板l贴合于样品晶圆片的表面上，并已经通过样品孔101对准其 上的特定标记时，可以使第一辅助标线103所示的矩形图案的各边分 别和晶圆片上的划片槽相重合或平行，而保证标记窗102所确定的矩 形切割区域的切割方向和O度晶格产品的晶圆片相适应。如果对45度 晶格产品的晶圆片进行取样，在样品定位模板1贴合于样品晶圆片的 表面上，并已经通过样品孔101对准其上的特定标记时，可以使第二 辅助标线10 4所示的矩形图案的各边分别和晶圆片上的划片槽相重合 或平行，而保证标记窗102所确定的矩形切割区域的切割方向和45度 晶格产品的晶圆片相适应。
/人以上描迷的第一辅助标线103以及第二辅助标线104的作用可 以了解，该第一辅助标线103和第二辅助标线104的设计要点在于，前 者包括水平和/或竖直方向的标线，后者包括和水平方向的夹角为45 °角的标线，实质上第二辅助标线可以理解为第一辅助标线在该样品 定位模板1的平面上旋转45。角而得。因此，本发明的样品定位模板 中采用的第一辅助标线103和第二辅助标线104不非局限于构成矩形 的形式，实质上该第一辅助标线103包括与水平方向垂直的线条，以 及与水平方向平行的线条；该第二辅助标线104包括与水平方向成45
°角的线条即可。
优选地，所述第一辅助标线103以及第二辅助标线104各自构成一 矩形图案；更优选地，所述第一辅助标线103以及第二辅助标线104 各自构成正方形图案。
由于样品定位^t板1上由标记窗102确定的切割区域是按照预定 的精密切割机台的切割尺寸而设计，例如，该样品定位模板上由标记 窗102确定的切割区域通常的规格是，长20土2mm,宽10土lmm,该尺寸是精密切割机台制取晶圆片样品时常用的尺寸。因此， 一旦在晶 圆片上确定特定标记，即在光学显微镜下用标记笔所画的标记，就可 以通过样品定位模块1在晶圓片上直接画出精密切割机台的切割区 域，无需再通过肉眼观察来确定切割区域。
以上描述了本发明提供的样品定位模板的基本方案，在此基础 上，基于本发明的优选实施方式，所述样品定位模板还可以有进一步 的改进。
一般情况下，精密切割机台有两种制取样品的模式包括粗刀切 和细刀切。在进4亍净且刀切和细刀切时，只于于才羊品晶圓片上耳又才羊区^或的 划分是不同的，这就要求样品定位才莫板可以针对所述的粗刀切和细刀 切在晶片上划分出不同的切割区域，分别与粗刀切和细刀切的切割区 域相适应。上述实施方式中描述的样品定位才莫寿反l只适用于细刀切， 为了使本发明提供的样品定位模板能够同时适用于粗刀切和细刀切 的精密切割机制样模式。本发明的样品定位模块上还可以设置适应于 净且刀切的才羊品孑L。
图2所示为本发明一个优选实施方式的用于精密切割机台辅助取 样的样品定位模板示意图，如图2所示，样品定位模板l，包括，
样品孔101,多个用于确定一矩形的镂空结构的标记窗102,第一 辅助标线103,第二辅助标线104,这些结构的设计和图l所示的样品 定位才莫板l相同。
所不同之处在于，该样品定位模板1，还包括两个镂空结构的样品
孔ior,所述样品孔ior形成于样品孔ioi竖直方向等^巨离的两侧。如 果需要使用本发明的样品定位模板进行粗刀切的精密切割机台样品 制备，可以将图2所示的样品定位模板r贴合于样品晶圆片的表面上， 并已经通过样品孔ior对准其上在光学显^f鼓镜下作出的特定标记，然
后根据该晶圆片为0度晶格产品或45度晶格产品，对应地采用第 一辅 助标线103或者第二辅助标线104所示的矩形图案的各边分别和晶圆
片上的划片槽相重合或平行，确定并标记出切割方向相适应的矩形切
9割区域。即可以按照粗刀切的标准在所述样品晶圆片上标记出切割区
域。这种情况下，样品定位模板r中心的样品孔ioi在细刀切时使用， 两边的两个孔ior在4且刀切时^f吏用。
本领域技术人员应当理解，图2所示的样品孔ior设置方式可以按 照实际需要而设计，以满足精密切割机台对各种切割区域的标记需 求。 一般而言，本发明的样品定位模板可以包括一个或任多个镂空结 构的样品孔ior,所述样品孔ior形成于样品孔ioi水平方向的两侧或 竖直方向的两侧。
根据本发明另 一个优选的实施方式，本发明的样品定位模板还可 以包括第三辅助标线，所述第三辅助标线实际的表现形式为垂直相交
于所述图1或者图2所示的样品定位模板的样品孔101处的十字交叉图
案，由一条水平方向的线段和一条竖直方向的线段组成。这两条标线 在操作人员使用本发明的样品定位模板进行精密切割机台切割区域 标记的时候，可以有助于更加准确地在目标晶圆片上进行切割区域定
位。特别是，在上述的第一辅助标线103以及第二辅助标线104均为正 方形时效果最为明显，这种情况下第三辅助标线实际上为第二辅助标 线的对角线。由于该第三辅助标线也能作为参照来判断所述样品定位 模板的方向，其可以使操作人员更容易在样品定位模板已经贴合于样 品晶圆片的表面上，并已经通过样品孔对准其上在光学显微镜下作出 的特定标记时，将样品定位模板通过第一、第二、和第三辅助标线的 参照调整到正确的方向，从而在样品晶圆片上标记出正确的切割区 域。
此外，根据本发明另一个优选的实施方式，在使用本发明的样品 定位模板对样品晶圆片进行标记时，为了使晶圆片上所作的标记更加 易于确认，例如在精密切割机台上确认目标晶圆片上的标记区域，本 发明的样品定位才莫板可以包括辅助标记窗。所述辅助标记窗一般位于 样品定位模上的标记窗所确定的矩形在水平方向上的两侧或者在 竖直方向上的两侧，其可以是条状图案或者连续的点状图案等等。该辅助标记窗同样是镂空结构，在使用样品定位模板的标记窗在样品晶 圆片上标记出切割区域时，可以用同样的方式，如记号笔通过该镂空 的辅助标记窗在样品晶圆片的表面进行标记。实际上，采用该方案除 了在样品晶圆片的表面利用标记窗标记出目标切割区域之外，还同时 用辅助标记窗在目标切割区域附近，例如对称的两侧，标记出特定图 案，其在样品截取过程中可以作为辅助定位的镂空图案，使截取过程 更方便快捷。
图。如图3所示，样品定位模板r，包括，
样品孔101,多个用于确定一矩形的镂空结构的标记窗102,第一 辅助标线103,第二辅助标线104，这些结构的i殳计和图l所示的样品 定位才莫板l相同。
该样品定位模板r，还包括两个镂空结构的样品孔ior,所述样品 孔ior形成于样品孔ioi竖直方向等距离的两侧，该结构的设计和图2 所示的模板r相同。
样品定位模板r，的不同之处在于，其还包括第三辅助标线105,
所述第三辅助标线105为垂直相交于所述样品孔101处的十字交叉图 案，由一条水平方向的线段和一条竖直方向的线段组成；以及辅助标 记窗106,所述辅助标记窗106为竖直条状的镂空结构，位于所述由多
其中、， —、、y 、'、。、 ，
本领域技术人员应当理解，作为本发明技术方案的优选实施方 式，图3所示的样品定位模板r，可以实现较为完善的功能，但是这种 实施方式不能用于限制本发明。在实际应用时，本领域技术人员可以
在上述各种技术方案的基础上对其进行各种组合和改进。例如，图3 所示的第三辅助标线105并不是必须的；而所述的辅助标记窗可以采 用条状图案之外的图案，如连续的点状图案。这些变化均应视为本发 明的具体实施方式
。以下详细描述将本发明图3所示的样品定位模板1，，用于辅助定位
45度晶格晶圆片的切割区域，并在精密切割机台中切割目标区域得到 适于扫描式电子显微镜观察的样品的过程。
图4所示为本发明图3所示的样品定位模板1，，在光学显微镜下用 于辅助定位45度晶格晶圆片的切割区域的示意图，由透明材料制作的 样品定位模板1，，置于45度晶格的样品晶圆片2上，操作人员可以通过 光学显微镜3观察样品定位模板1，，覆盖在样品晶圆片2上的情况，并相 应调整两者之间的位置。
图5 a ~ 5 c所示为所述的样品晶圆片2从其在光学显微镜2下对特定 区域进行标记开始，直到用本发明的样品定位才莫々反在其上标记切割区 域，并在精密切割机台上按照该标记的切割区域制成样品的变化示意 图。
如图5 a所示，首先用光学显微镜在该4 5度晶格的晶圆片上找出其 中的特定区域501,例如需要分析的缺陷区域，通常为一个具有缺陷 的芯片单元，然后用标记笔在该特定区域501上进行标记，使其区别 于晶圆片上的相邻区域；
如图5b所示，将本发明的样品定位模块置于样品晶圆片2上，并 按照前述的样品定位模板的使用方法，将样品定位模块的样品孔对准 特定区域501中作出标记的点(图中未示出)。
由于样品为45度晶格，因此用本发明的样品定位模板上的第二辅 助标线进行辅助定位，以确定的样品孔为中心，；旋转该样品定位才莫板 使其第二辅助标线分别与晶圆上的划片槽502平行或垂直，然后用标 记笔通过该样品定位模板上镂空的标记窗在样品表面添加取样辅助 线503。
最后，在精密切割机台中，根据取样辅助线的指示，截取晶片上 的目标区域，得到如图5c所示的晶圆片样品。从图5c中可以直观地看 到，用精密切割机台对45度晶格产品的晶圆片进行取样时，切割的方 向，即该晶圆片样品的边的方向和晶圆片上的划片槽502是不一致的， 所述切割方向和划片槽一般成45。角。在实际操作中，如果不使用本发明的样品定位才莫板，只通过肉眼观察对样品进4亍取样，由于肉眼观
察下很难从45度方向的划片槽上得到参照，容易出现切割误差甚至失 误，最后使分析成本增加。在利用本发明的样品定位模板时，并不需 要用肉眼观察确定取样区域，整个取样过程方便快捷，并且对目标的 切割区域定位不容易出现误差。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优 点。本行业的技术人员应当了解，虽然在本发明提出的样品定位模板 中，各种具体的特征或者结构可以结合在一起使用，但是这些特征或 者结构均可以其中的一项或任多项而进4亍应用。本发明不受上述实施 例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在 不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这 些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的 范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1、一种用于精密切割机台的样品定位模板，其特征在于，所述样品定位模板由透明材料构成，该透明材料构成的样品定位模板包括，样品孔(101)，多个用于确定一矩形的镂空结构的标记窗(102)，所述多个标记窗(102)所确定的矩形以所述样品孔(101)为中心，其两边与水平方向平行，两边与水平方向垂直；所述样品定位模板还包括，第一辅助标线(103)，该第一辅助标线(103)包括与水平方向垂直的线条和/或与水平方向平行的线条；第二辅助标线(104)，该第二辅助标线(104)包括与水平方向成45°角的线条。
2、 根据权利要求l所述的样品定位模板，其特征在于，还包括一个或任多个镂空结构的样品孔(ior),所述样品孔(ior)形成于样品孔(101)水平方向的两侧或竖直方向的两侧。
3、 根据权利要求1或2所述的样品定位模板，其特征在于，还包 括第三辅助标线(105),所述第三辅助标线(105)为垂直相交于所述样 品孔(101)处的十字交叉图案，由一条水平方向的线段和一条竖直方 向的线段组成。
4、 根据权利要求1或2所述的样品定位模板，其特征在于，还包 括，辅助标记窗(106),所述辅助标记窗(106)为竖直条状的镂空结构，
5、 根据权利要求;或2所述的样品定位模板,'其;争征在于，'所述 标记窗(102)包括其所确定的矩形图案的四角。
全文摘要
本发明提供一种用于精密切割机台的样品定位模板。在半导体制造工艺中通常需要在晶圆片上用精密切割机台切割出一个特定的区域进行检测，这种切割需要准确定位切割位置。目前常用的方法是由技术熟练的工程师通过观察对目标区域作手工定位切割，但是对于45度晶格产品来说，由于切割方向和晶圆片的划片槽成45度角，这种情况下仍然靠人工定位切割区域出现误差的几率很高。采用本发明的样品定位模块，可以方便准确地在样品上添加取样辅助线，最后精密切割机台操作人员可以通过取样辅助线准确地截取样品。
文档编号G01N1/28GK101620039SQ200810039988
公开日2010年1月6日 申请日期2008年7月1日 优先权日2008年7月1日
发明者江秀霞, 葛挺锋, 邹丽君, 强 陈 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司