CN100466165C - 一种光学显微镜用标记工具及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于光学显微镜下的标记工具，包括滑动导轨、一对导向杆、油印头及卡套，实现了快速、准确、方便地标记，避免了晶圆代工厂中对晶圆进行标记是人工操作的所带来的诸多问题。

Description

一种光学显微镜用标记工具及其使用方法

技术领域

本发明涉及半导体制程中，在晶圆上做标记的工具，特别是需要配合OM使用的做标记的工具。

背景技术

在晶圆代工厂中，工程师需要对晶圆进行失效分析(Fail Analysis，FA)时，需要先指明要分析的结构在晶圆上的位置。由于结构尺寸通常都非常小，在晶圆中位置不容易目视确定，所以需要先将整片晶圆放在OM下面，找到位置后，才能做标记。

但是OM镜头和晶圆的距离比较低，找到位置后，不能直接将一般的记号笔伸到镜头下面去做标记，而是需要记好要分析的结构在晶圆中上的位置后，将晶圆移出OM机台，凭印象做上标记，然后再放到OM下检查标记的位置是否正确。

由于手动操作，并且需要将晶圆移进移出，每次都需要比较长的时间，浪费了人力物力。此外，由于标记是人工操作，而且是靠记忆来确定位置。因而会经常画错地方，甚至会将需要分析的结构弄脏，给后续的失效分析带来麻烦。

发明内容

针对上述问题，本发明的第一个目的是提供一种可以光学显微镜下的标记工具。

本发明的第二个目的是，提供一种利用该标记工具对晶片的缺陷结构进行标记的方法。

为实现本发明的第一个目的，本发明提供一种用于光学显微镜下的标记工具，包括滑动导轨、一对导向杆、标记件。其中标记件包括油印头及其卡套和卡套内的复位用弹簧。

其中滑动导轨包括：一对平行设置的纵向导轨；一对平行的横向导轨，其中每一横向导轨分别与两个纵向导轨的一端连接，形成矩形刚性框架结构。每一导轨都具有沿其长度方向设置并上方开口的空槽，其截面如图1中11所示。

一对垂直交叉并上下叠置设置的导向杆。每个导向杆的两端各自向下延伸一个支撑柱，该柱上端连接在导向杆上，下端连有一球形结构。其中一个导向杆的两端的球形结构分别嵌在两个平行的横向导轨的空槽中，并可沿空槽滑动，从而使导向杆与横向导轨滑动连接，另一个导向杆的两端的球形结构分别嵌在两个平行的纵向导轨的空槽中，并可沿空槽滑动，从而使导向杆与纵向导轨滑动连接。

每一导向杆都具有沿其长度方向设置并上下通透的导向槽。

一标记件，包括油印头，卡套和弹簧组成。其中油印头为一端有一环状凸起的圆柱体。该油印头具有一中空的环状底部表面，可以在晶圆要做分析的结构上做上标记。

油印头上段的一环形凸起和卡套下段内部的一环形凸起之间设有一复位用的弹簧油印头上的凸起用来卡住弹簧上端并承受弹簧的压力。

弹簧的下端固定在卡套中，用以在撤销油印头上的压力后，使油印头向上运动，脱离与晶圆的接触。

卡套外壁有两圈凹陷，分别与两个导向杆嵌合，使卡套可沿每一导向杆的导向槽滑动。其中，横向导轨的上的空槽使卡套可以带动油印头沿横向运动，纵向导轨上的空槽可以使卡套可以带动油印头沿横向运动。

整套设备的最高点，即弹簧完全弹起时的油印头的上表面，到晶圆的距离小于光学显微镜头到晶圆的距离，以实现油印头可以在光学显微镜下自由移动。

使用该装置对晶圆上要失效分析的结构做标记的方法如下：

先将装置放置于机台上，显微镜镜头底下，其中导轨放置或者固定在机台上，使其能够框住晶圆即可；

使用低倍镜头找到所要观察的结构。保持镜头不动，这样，所要标记的结构就正好位于显微镜镜头底下；

移动油印头及其卡套到显微镜镜头底下；

按下油印头，将标记印在晶圆结构的相对位置上；

当标记完毕后，撤销在油印头上施加的下按的力，在弹簧回复力的作用下，油印头上抬，脱离晶圆，完成打印动作同时也为下次打印做好准备。

使用上述的装置和使用方法来进行标记，可以快速，准确、方便地完成标记工作，达到发明目的。

附图说明

图1是本发明的侧视图；

图2是实施例1的剖面图；

图3是实施例1的导向杆俯视图；

图4a是卡套结构的仰视图；

图4b是卡套结构的剖视图1；

图4c是卡套结构的剖视图2；

图4d是卡套结构的局部剖视图。

图1中的11是导向滑轨，12是被标准的晶圆，13是导向杆。41是油印头上的环状凸起，42是安置在卡套内的复位弹簧。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，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。

【实施例1】

本实施例包括滑动导轨、一对导向杆、油印头及其卡套。

其中滑动导轨包括：一对平行设置的纵向导轨；一对平行的横向导轨，其中每一横向导轨分别与该一对纵向导轨端连接，形成矩形刚性框架结构。每一导轨都具有沿其长度方向设置并上方开口的空槽，其截面形状图2。

一对由弹性钢材料制成的垂直交叉并上下叠置设置的导向杆，其中一个导向杆与上述的纵向的一对导轨滑动连接，另一个导向杆与上述的横向的一对导轨滑动连接，以及每一导向杆都具有沿其长度方向设置并上下通透的导向槽。该导向杆两端，各向下延伸出一个支撑柱，该柱一端连接在导向杆上，一端连接在一个球形结构上。该球状结构放置在导轨的空槽中，并可沿空槽滑动。导向杆的外形见图3。

一标记件，包括油印头，卡套和弹簧组成，卡套由六部分上下嵌套而成。

其中油印头为一上端设有一环状凸起的圆柱体。该环状凸起有两部分缺口以便卡套的上端部分通过，以便实现组装。油印头底部表面中间有凹陷形成一环状结构，可以在晶圆要做分析的结构上做上标记。油印头上的凸起用来卡住弹簧上端并承受弹簧的压力。油印头的俯视图见图4a。其中41部分为环状凸起。

卡套与油印头的具体外形见图4b，图4c和图4d。其中最上面的一个卡套由三部分构成：下面是一个小内径的环柱体；中间是一大内径的环柱体；上面一层是一层凸起，其形状是环柱体的一部分，且该部分尺寸可以套入油印头上部的环状凸起中的缺口。见图4b和图4c。卡套的最下面部分为一小内径的环柱，且该内径比卡套其他部分的环柱的内径小但大于油印头的半径，从而可以用来固定安置在卡套内的复位弹簧的下端，又可以使油印头的下端可以自由上下，见图4d。

整个卡套的结构见图4b，和图4c。图4b的剖面可见卡套最上面的部分的上段凸起结构，图4c的剖面中由于没有剖到卡套最上面的部分的上段凸起结构，所以看不到图4b中卡套的最上面一段。

卡套内有一复位弹簧，该弹簧上端顶住油印头的环状凸起，弹簧的下端顶在卡套下段向内凸起部分。在撤销油印头上的压力后，弹簧产生回复力，油印头向上运动，脱离与晶圆的接触。

整个卡套组合后形成外壁有两圈凹陷的结构，分别与两个导向杆嵌合，使卡套可沿每一导向杆的导向槽滑动。这样标记件便可拆卸地穿设于该一对导向杆的导向槽并能够从油印头底部露出，可沿每一导向杆的导向槽滑动，其中，横向导轨上的空槽使卡套可以带动油印头沿横向运动，纵向导轨上的空槽可以使卡套可以带动油印头沿纵向运动。

整套设备的最高点，即弹簧完全弹起时的油印头的上表面，到晶圆上表面的高度小于20mm，而光学显微镜头到晶圆的距离有20mm。因而油印头可以在光学显微镜下自由移动。

使用该装置对晶圆上要失效分析的结构做标记的方法如下：

先将装置放置于机台上，显微镜镜头底下，其中导轨放置或者固定在机台上，使其能够框住晶圆即可；

使用低倍镜头找到所要观察的结构。保持镜头不动，这样，所要标记的结构就正好位于显微镜镜头底下；

移动卡套带动油印头到显微镜镜头底下；

按下油印头，将标记印在晶圆结构的相对位置上；

当标记完毕后，撤销在油印头上施加的下按的力，在弹簧回复力的作用下，油印头上抬，脱离晶圆，完成打印动作同时也为下次打印做好准备。

使用上述的装置和使用方法来进行标记，可以快速，准确、方便地完成标记工作，达到发明目的。

当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变，但这些相应的改变都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于光学显微镜下的标记工具，其特征在于，该标记工具包括：

一滑动导轨，该滑动导轨由一对平行设置的纵向导轨和一对平行设置的横向导轨构成，其中每一横向导轨的两端分别与两个纵向导轨的一端连接，形成矩形刚性框架结构；

一对垂直交叉并上下叠置设置的导向杆，其中一个导向杆的两端与上述的纵向的一对导轨滑动连接，另一个导向杆的两端与上述的横向的一对导轨滑动连接；

以及导向杆上可沿导向杆移动的标记件，

其中，整套标记工具的高度小于显微镜镜头到晶圆的高度。

2.如权利要求1所述的标记工具，其特征在于每一导向杆都具有沿其长度方向设置并上下通透的导向槽。

3.如权利要求1或2所述的标记工具，其特征在于导向杆用弹性钢材料制成。

4.如权利要求1所述的标记工具，其特征在于其中标记件包含卡套，卡套内的油印头，和卡套内的弹簧。

5.如权利要求4所述的标记工具，其特征在于油印头底部表面中间有凹陷形成一环状结构。

6.如权利要求4所述的标记工具，其特征在于油印头上段有一环形凸起，卡套下段内部有一环形凸起，两者之间安置有一复位用的弹簧。

7.如权利要求4所述的标记工具，其特征在于卡套外壁有两圈凹陷，分别与两个导向杆中的导向槽嵌合，使卡套可沿每一导向杆的导向槽滑动。

8.一种对晶圆进行快速标记的方法，标注前将如权利要求1～7中任意一项所述的标记工具放置在显微镜与待标注的晶圆之间，使用显微镜寻找到标记结构，将该标记工具中的标记件移动到显微镜下进行标注；其特征在于所述标记工具探入显微镜镜头底下进行标记。

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