CN212122879U - 失效晶圆研磨装置 - Google Patents

Abstract

一种失效晶圆研磨装置，包括：研磨台，所述研磨台具有研磨面，用于对失效晶圆的待研磨表面进行研磨；研磨液自动滴定单元，用于在所述研磨台对失效晶圆的待研磨表面进行研磨时，向所述研磨台的研磨面上均匀的滴入研磨液。本实用新型的所述失效晶圆研磨装置包括研磨液自动滴定单元，所述研磨液自动滴定单元能在所述研磨台对失效晶圆的待研磨表面进行研磨时，向所述研磨台的研磨面上均匀的滴入研磨液，因而能准确的控制研磨液滴入的速率和滴入的量，避免人工滴入研磨液带来的研磨液浪费，并能提高对失效晶圆的研磨均匀性，当失效晶圆的背面在研磨时需要按压时，操作人员或检测人员可以双手对失效晶圆的背面进行按压，提高对失效晶圆研磨的均匀性。

Description

失效晶圆研磨装置

技术领域

本实用新型涉及失效晶圆检测领域，尤其涉及一种失效晶圆研磨装置。

背景技术

一般来说，芯片在研制、生产和使用过程中失效不可避免。随着人们对产品质量和可靠性要求的不断提高，失效分析工作也显得越来越重要，通过芯片失效分析，可以帮助集成电路设计人员找到设计上的缺陷、工艺参数的不匹配或设计与操作中的不当等问题。具体来说，失效分析的意义主要表现在以下几个方面：失效分析是确定芯片失效机理的必要手段；失效分析为有效的故障诊断提供了必要的信息；失效分析为设计工程师不断改进或者修复芯片的设计，使之与设计规范更加吻合提供必要的反馈信息；失效分析可以评估不同测试向量的有效性，为生产测试提供必要的补充，为验证测试流程优化提供必要的信息基础。

适当的失效分析对于改善芯片的质量是关键的。不正确的失效分析可能加长开发和提升芯片产品所需的周期。一般地，失效分析包括外部检查、非破坏性分析、电性能检测、破坏性分析等。

随着芯片集成度的提高，形成芯片的元件结构变成三维的复杂结构，以便在限定的区域内获得足够大的容量。芯片复杂度的增加，使得仅仅通过外部检查或电性能检测等方法并不能准确分析出失效的根源，这就要求采用剥层处理技术打开半导体封装层及去除待测晶圆上的覆层，例如硅层、氧化层，以暴露出芯片的叠层结构的失效情况或者暴露出失效位置所在处。

现有常用的薄层处理技术包括化学机械研磨，其在失效晶圆研磨装置上进行，在进行失效晶圆的掩膜时，首先需要将失效晶圆的待研磨表面贴在失效晶圆研磨装置的研磨台上，然后摁住失效晶圆的背面，并手动向所述研磨台上添加研磨液，研磨台旋转对失效晶圆的待研磨表面进行研磨。现有的失效晶圆研磨装置对失效晶圆进行研磨时，容易带来研磨不均匀以及研磨液极大的浪费等问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是对失效晶圆进行研磨时怎么提高研磨的均匀性并减少研磨液的浪费。

本实用新型提供了一种失效晶圆研磨装置，包括：

研磨台，所述研磨台具有研磨面，用于对失效晶圆的待研磨表面进行研磨；

研磨液自动滴定单元，用于在所述研磨台对失效晶圆的待研磨表面进行研磨时，向所述研磨台的研磨面上均匀的滴入研磨液。

可选的，所述研磨液自动滴定单元包括储液瓶、支架和滴管，所述储液瓶用于储存研磨液，所述支架用于支撑储液瓶，使得储液瓶位于研磨台上方，所述滴管与所述储液瓶连接，所述储液瓶中的研磨液通过滴管均匀的滴入所述研磨台的研磨面上。

可选的，所述研磨液自动滴定单元包括储液瓶、支架和滴管，所述储液瓶用于储存研磨液，所述支架用于支撑储液瓶，使得储液瓶位于研磨台上方，所述滴管与所述储液瓶连接，所述储液瓶中的研磨液在重力的作用下通过滴管均匀的滴入所述研磨台的研磨面上。

可选的，所述储液瓶和滴管之间具有开关，所述开关用于控制从储液瓶流入滴管中研磨液的通断以及控制所述滴管中研磨液的滴速。

可选的，所述开关为手动开关，通过设备工艺人员手动打开和关闭所述手动开关。

可选的，所述手动开关为阀式开关，所述阀式开关包括入口端和出口端以及位于入口端和出口端之间的调节阀，所述入口端与储液瓶连接，所述出口端与滴管连接，通过手动调节调节阀控制储液瓶流入滴管中研磨液的通断以及控制所述滴管中研磨液的滴速。

可选的，所述滴管为软管，所述手动开关为卡合开关，所述卡合开关卡合在软管上，所述卡合开关包括支撑部和与支撑部配合的卡合部，所述支撑部具有一个逐渐抬高的支撑面，所述卡合部设置于支撑面上方，所述滴管从卡合部和支撑面之间通过，通过滑动卡合部，使得卡合部与支撑面之间的距离减小，从而压合滴管，使得滴管中的通路被阻断或者通路的口径变小，以控制储液瓶流入滴管中研磨液的通断以及控制所述滴管中研磨液的滴速。

可选的，所述开关为自动开关，通过开关控制信号控制所述自动开关的打开和关闭。

可选的，所述失效晶圆研磨装置还包括基座和研磨台驱动单元，所述研磨台驱动单元位于基座上，所述研磨台驱动单元与研磨台连接，用于驱动所述研磨台旋转以及驱动所述研磨台上下移动。

可选的，所述失效晶圆研磨装置还包括控制单元，所述控制单元用于向所述研磨台驱动单元发送研磨控制信号，以通过研磨台驱动单元控制所述研磨台工作，并通过研磨台驱动单元控制所述研磨台的旋转速度以及旋转时间。

可选的，当所述开关为自动开关，所述控制单元还用于向所述自动开关发送控制开关控制电信，所述自动开关在所述开关控制信号控制下打开和关闭以控制滴管中研磨液的通断，所述自动开关还可以在开关控制信号控制下控制开关打开的大小以控制滴管中研磨液的滴速。

可选的，所述控制单元在发送研磨控制信号后，发送开关控制信号。

可选的，所述研磨台周围的基座中具有研磨液废液收集槽。

可选的，所述支架包括横向支架和与横向支架连接的纵向支架，所述横向支架与储液瓶连接，通过调节横向支架或纵向支架的位置，或者通过调节横向支架和纵向支架的位置调节储液瓶的位置。

可选的，所述横向支架和纵向支架的位置通过手动调节。

可选的，还包括支架驱动单元，所述支架驱动单元与横向支架和纵向支架连接，通过支架驱动单元的驱动调节所述横向支架和纵向支架的位置。

可选的，所述储液瓶为密闭储液瓶，所述储液瓶上设置有气压调节口或者气压调节管，使得空气可以从气压调节口或者气压调节管进入储液瓶内而不是从滴管进入储液瓶，以调节储液瓶内的压力。

与现有技术相比，本实用新型技术方案具有以下优点：

本实用新型的失效晶圆研磨装置，包括：研磨台，所述研磨台具有研磨面，用于对失效晶圆的待研磨表面进行研磨；研磨液自动滴定单元，用于在所述研磨台对失效晶圆的待研磨表面进行研磨时，向所述研磨台的研磨面上均匀的滴入研磨液。本实用新型的所述失效晶圆研磨装置包括研磨液自动滴定单元，所述研磨液自动滴定单元能在所述研磨台对失效晶圆的待研磨表面进行研磨时，向所述研磨台的研磨面上均匀的滴入研磨液，因而能准确的控制研磨液滴入的速率和滴入的量，避免人工滴入研磨液带来的研磨液浪费，并能提高对失效晶圆的研磨均匀性，当失效晶圆的背面在研磨时需要按压时，操作人员或检测人员可以双手对失效晶圆的背面进行按压，提高对失效晶圆研磨的均匀性。

进一步，所述研磨液自动滴定单元包括储液瓶、支架和滴管，所述储液瓶用于储存研磨液，所述支架用于支撑储液瓶，使得储液瓶位于研磨台上方，所述滴管与所述储液瓶连接，所述储液瓶中的研磨液通过滴管均匀的滴入所述研磨台的研磨面上，前述结构的研磨液自动滴定单元结构简单，并能实现研磨液均匀的滴入所述研磨台的研磨面上。

进一步，所述储液瓶为密闭储液瓶时，所述储液瓶上可以设置气压调节口或者气压调节管，使得空气可以从气压调节口或者气压调节管进入储液瓶内而不是从滴管进入储液瓶，以调节储液瓶内的压力，从而使得储液瓶内的研磨液能更均匀的下滴到研磨台上的研磨面，提高对失效晶圆研磨的均匀性。

进一步，所述储液瓶和滴管之间具有开关，所述开关用于控制从储液瓶流入滴管中研磨液的通断以及控制所述滴管中研磨液的滴速，以满足各种研磨的需求，并利于控制研磨液下滴的均匀性，从而进一步提高对失效晶圆研磨的均匀性。

进一步，所述储液瓶和滴管之间具有开关，所述开关为自动开关，所述失效晶圆研磨装置还包括控制单元，所述控制单元还用于向所述自动开关发送控制开关控制电信，所述自动开关在所述开关控制信号控制下打开和关闭以控制滴管中研磨液的通断，所述自动开关还可以在开关控制信号控制下控制开关打开的大小以控制滴管中研磨液的滴速。所述控制单元在发送研磨控制信号后，发送开关控制信号。前述开关的设置方式以及相应的控制方式能准确控制研磨开始时间以及研磨液下滴时间，以及精确控制滴管中研磨液的滴速，能进一步提高对失效晶圆对失效晶圆研磨的均匀性。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中失效晶圆研磨装置的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例中失效晶圆研磨装置的结构示意图。

具体实施方式

如背景技术所言，现有的失效晶圆研磨装置对失效晶圆进行研磨时，容易带来研磨不均匀以及研磨液极大的浪费等问题。

研究发现，采用现有的失效晶圆研磨装置对失效晶圆进行研磨时，研磨液是手动添加的，研磨液的添加的量以及研磨液的流速难以控制，容易造成研磨液的浪费以及研磨不均匀等问题，并且，在研磨时需要用一只手按住失效晶圆的背面，需要另一只手添加研磨液，不利于双手进行研磨，进一步影响对失效晶圆研磨的均匀性。

为此，本实用新型提供了一种失效晶圆研磨装置，包括：研磨台，所述研磨台具有研磨面，用于对失效晶圆的待研磨表面进行研磨；研磨液自动滴定单元，用于在所述研磨台对失效晶圆的待研磨表面进行研磨时，向所述研磨台的研磨面上均匀的滴入研磨液。本实用新型的所述失效晶圆研磨装置包括研磨液自动滴定单元，所述研磨液自动滴定单元能在所述研磨台对失效晶圆的待研磨表面进行研磨时，向所述研磨台的研磨面上均匀的滴入研磨液，因而能准确的控制研磨液滴入的速率和滴入的量，避免人工滴入研磨液带来的研磨液浪费，并能提高对失效晶圆的研磨均匀性，当失效晶圆的背面在研磨时需要按压时，操作人员或检测人员可以双手对失效晶圆的背面进行按压，提高对失效晶圆研磨的均匀性。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在详述本实用新型实施例时，为便于说明，示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型的保护范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

本实用新型一实施例中提供了一种失效晶圆研磨装置，请参考图1，包括：

研磨台101，所述研磨台101具有研磨面，用于对失效晶圆102的待研磨表面进行研磨；

研磨液自动滴定单元210，用于在所述研磨台101对失效晶圆的待研磨表面进行研磨时，向所述研磨台101的研磨面上均匀的滴入研磨液205。

具体的，所述研磨台101用于支撑待失效晶圆102以及通过研磨面对失效晶圆102的待研磨表面进行研磨。所述研磨台101可以包括基体和位于基体上的研磨面，所述基体的材料可以为金属或者其他硬质和刚性的材料，所述研磨面具体可以为砂布或者研磨垫，所述砂布或者研磨垫固定在基体上。

所述研磨台101可以旋转，研磨台101的高度也可以调节(研磨台101可以上下移动)，在一实施例中，所述研磨台101的旋转和高度调节可以通过研磨台驱动单元104实现，所述研磨台驱动单元104具体可以包括研磨台旋转驱动单元和研磨台高度驱动单元。所述研磨台驱动单元104至少包括电机(比如步进电机或者)与电机连接的电机驱动电路，所述电机包括转轴，所述转轴的一端与研磨台连接，电机的转轴转动时，带动所述研磨台旋转。

所述失效晶圆研磨装置还包括基座100，所述研磨台驱动单元104位于基座100上。所述失效晶圆研磨装置还包括控制单元107，所述控制单元107用于向所述研磨台驱动单元104发送研磨控制信号，以通过研磨台驱动单元104控制所述研磨台102工作，并通过研磨台驱动单元104控制所述研磨台101的旋转速度以及旋转时间。在具体的实施例中，所述控制单元107可以包括人机交互面板或者控制按钮，操作人员或测试人员可以通过人机交互面板或者控制按钮调节研磨台101的转速或者旋转时间。

所述研磨台101周围的基座100中具有研磨液废液收集槽106，以在研磨的过程中将研磨液的废液进行收集，并排放到工厂的下排管道中。

所述失效晶圆102为需要进行失效分析的晶圆，采用本实用新型的实施例失效晶圆研磨装置对所述失效晶圆102的表面进行研磨去除不需要的覆层，例如，塑封层，钝化层，介质层(比如氧化硅层)或金属层，暴露出所述失效晶圆102中叠层结构的失效情况或者暴露出失效位置所在处。所述失效晶圆102具体为可以为进行某一半导体工艺(例如光刻、刻蚀、离子注入、化学机械研磨)后的样片或产品片，或者为进行塑封后的晶圆。

在进行研磨时，所述失效晶圆102的待研磨表面贴合在研磨台101的研磨面上，所述失效晶圆102的背面(与待研磨表面相对的一面)通过人手或者相关的加持机构(所述机构可以为失效晶圆研磨装置的一部分)按压，研磨台101旋转时，对所述失效晶圆102的表面进行研磨。

本实用新型中，所述失效晶圆研磨装置包括研磨液自动滴定单元210，所述研磨液自动滴定单元210能在所述研磨台101对失效晶圆的待研磨表面进行研磨时，向所述研磨台101的研磨面上均匀的滴入研磨液205。因而能准确的控制研磨液滴入的速率和滴入的量，避免人工滴入研磨液带来的研磨液浪费，并能提高对失效晶圆的研磨均匀性，当失效晶圆的背面在研磨时需要按压时，操作人员或检测人员可以双手对失效晶圆的背面进行按压，提高对失效晶圆研磨的均匀性。

在一实施例中，所述研磨液自动滴定单元210包括储液瓶202、支架201和滴管203，所述储液瓶202用于储存研磨液205，所述支架210用于支撑储液瓶202，使得储液瓶202位于研磨台101上方，所述滴管203与所述储液瓶205连接，所述储液瓶205中的研磨液在重力的作用下通过滴管203均匀的滴入所述研磨台101的研磨面上，前述结构的研磨液自动滴定单元210结构简单，并能实现研磨液均匀的滴入所述研磨台101的研磨面上。

在一实施例中，所述储液瓶202的顶部具有液体加入口，以方便向液体加入口中加入研磨液，液体加入口上可以设置瓶盖，在加完液后可以旋上瓶盖使得液体加入口封闭，保持储液瓶202的密闭状态，防止污染物进入储液瓶内。在一实施例中，所述储液瓶202保持密闭状态时或者所述储液瓶202为密闭储液瓶时，所述储液瓶202上可以设置气压调节口或者气压调节管，使得空气可以从气压调节口或者气压调节管进入储液瓶内而不是从滴管203进入储液瓶202，以调节储液瓶202内的压力，从而使得储液瓶内的研磨液205能更均匀的下滴到研磨台101上的研磨面，提高对失效晶圆研磨的均匀性。在其他实施例中，所述储液瓶202的顶部可以为敞口的。

所述储液瓶202和滴管203之间具有开关204，所述开关204用于控制从储液瓶202流入滴管203中研磨液205的通断以及控制所述滴管204中研磨液205的滴速，以满足各种研磨的需求，并利于控制研磨液205下滴的均匀性，从而进一步提高对失效晶圆研磨的均匀性。

在一实施例中，所述开关204可以为手动开关，通过设备工艺人员手动打开和关闭所述手动开关。

在具体的实施例中，所述手动开关(204)为阀式开关(如图1所示)，所述阀式开关(204)包括入口端和出口端以及位于入口端和出口端之间的调节阀211，所述入口端与储液瓶202连接，所述出口端与滴管203连接，通过手动调节调节阀211控制储液瓶流入滴管203中研磨液的通断以及控制所述滴管203中研磨液的滴速。

在另一具体的实施例中，所述滴管203为软管，所述手动开关为卡合开关，所述卡合开关卡合在软管203上，所述卡合开关包括支撑部和与支撑部配合的卡合部，所述支撑部具有一个逐渐抬高的支撑面，所述卡合部设置于支撑面上方，所述滴管203从卡合部和支撑面之间通过，通过滑动卡合部，使得卡合部与支撑面之间的距离减小，从而压合滴管203，使得滴管203中的通路被阻断或者通路的口径变小，以控制储液瓶202流入滴管203中研磨液205的通断以及控制所述滴管203中研磨液205的滴速。

前述两种手动开关的设置方式，操作较为简单，成本低。

在另一实施例中，请参考图2，所述开关204为自动开关，通过开关控制信号控制所述自动开关(204)的打开和关闭。

具体的，所述控制单元107还用于向所述自动开关204发送控制开关控制电信，所述自动开关204在所述开关控制信号控制下打开和关闭以控制滴管203中研磨液的通断，所述自动开关204还可以在开关控制信号控制下控制开关打开的大小以控制滴管203中研磨液的滴速。所述控制单元107在发送研磨控制信号后，发送开关控制信号。前述开关的设置方式以及相应的控制方式能准确控制研磨开始时间以及研磨液下滴时间，以及精确控制滴管203中研磨液的滴速，能进一步提高对失效晶圆对失效晶圆研磨的均匀性。

所述支架201包括横向支架2011和与横向支架2011连接的纵向支架2012，所述横向支架2011与储液瓶202连接并固定所述储液瓶202，所述纵向支架2011位于横向支架2011连接的一端固定在一基座200上。通过调节横向支架2011或纵向支架2012的位置，或者通过调节横向支架211和纵向支架2012的位置调节储液瓶202的位置，以使得储液瓶202中的研磨液205能下滴到研磨台101上的特定位置，满足不同的研磨需求。

在一实施例中，所述横向支架2011和纵向支架21的位置可以通过操作人员或检测人员手动调节。

在另一实施例中，还包括支架驱动单元(图中未示出)，所述支架驱动单元与横向支架2011和纵向支架2012连接，通过支架驱动单元的驱动调节所述横向支架2011和纵向支架2012的位置。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (16)

1.一种失效晶圆研磨装置，其特征在于，包括：

研磨台，所述研磨台具有研磨面，用于对失效晶圆的待研磨表面进行研磨；研磨液自动滴定单元，用于在所述研磨台对失效晶圆的待研磨表面进行研磨时，向所述研磨台的研磨面上均匀的滴入研磨液。

2.如权利要求1所述的失效晶圆研磨装置，其特征在于，所述研磨液自动滴定单元包括储液瓶、支架和滴管，所述储液瓶用于储存研磨液，所述支架用于支撑储液瓶，使得储液瓶位于研磨台上方，所述滴管与所述储液瓶连接，所述储液瓶中的研磨液在重力的作用下通过滴管均匀的滴入所述研磨台的研磨面上。

3.如权利要求2所述的失效晶圆研磨装置，其特征在于，所述储液瓶和滴管之间具有开关，所述开关用于控制从储液瓶流入滴管中研磨液的通断以及控制所述滴管中研磨液的滴速。

4.如权利要求3所述的失效晶圆研磨装置，其特征在于，所述开关为手动开关，通过设备工艺人员手动打开和关闭所述手动开关。

5.如权利要求4所述的失效晶圆研磨装置，其特征在于，所述手动开关为阀式开关，所述阀式开关包括入口端和出口端以及位于入口端和出口端之间的调节阀，所述入口端与储液瓶连接，所述出口端与滴管连接，通过手动调节调节阀控制储液瓶流入滴管中研磨液的通断以及控制所述滴管中研磨液的滴速。

6.如权利要求4所述的失效晶圆研磨装置，其特征在于，所述滴管为软管，所述手动开关为卡合开关，所述卡合开关卡合在软管上，所述卡合开关包括支撑部和与支撑部配合的卡合部，所述支撑部具有一个逐渐抬高的支撑面，所述卡合部设置于支撑面上方，所述滴管从卡合部和支撑面之间通过，通过滑动卡合部，使得卡合部与支撑面之间的距离减小，从而压合滴管，使得滴管中的通路被阻断或者通路的口径变小，以控制储液瓶流入滴管中研磨液的通断以及控制所述滴管中研磨液的滴速。

7.如权利要求4所述的失效晶圆研磨装置，其特征在于，所述开关为自动开关，通过开关控制信号控制所述自动开关的打开和关闭。

8.如权利要求7所述的失效晶圆研磨装置，其特征在于，所述失效晶圆研磨装置还包括基座和研磨台驱动单元，所述研磨台驱动单元位于基座上，所述研磨台驱动单元与研磨台连接，用于驱动所述研磨台旋转以及驱动所述研磨台。

9.如权利要求8所述的失效晶圆研磨装置，其特征在于，所述失效晶圆研磨装置还包括控制单元，所述控制单元用于向所述研磨台驱动单元发送研磨控制信号，以通过研磨台驱动单元控制所述研磨台工作，并通过研磨台驱动单元控制所述研磨台的旋转速度以及旋转时间。

10.如权利要求9所述的失效晶圆研磨装置，其特征在于，当所述开关为自动开关，所述控制单元还用于向所述自动开关发送开关控制信号，所述自动开关在所述开关控制信号控制下打开和关闭以控制滴管中研磨液的通断，所述自动开关还可以在开关控制信号控制下控制开关打开的大小以控制滴管中研磨液的滴速。

11.如权利要求10所述的失效晶圆研磨装置，其特征在于，所述控制单元在发送研磨控制信号后，发送开关控制信号。

12.如权利要求8所述的失效晶圆研磨装置，其特征在于，所述研磨台周围的基座中具有研磨液废液收集槽。

13.如权利要求2所述的失效晶圆研磨装置，其特征在于，所述支架包括横向支架和与横向支架连接的纵向支架，所述横向支架与储液瓶连接，通过调节横向支架或纵向支架的位置，或者通过调节横向支架和纵向支架的位置调节储液瓶的位置。

14.如权利要求13所述的失效晶圆研磨装置，其特征在于，所述横向支架和纵向支架的位置通过手动调节。

15.如权利要求13所述的失效晶圆研磨装置，其特征在于，还包括支架驱动单元，所述支架驱动单元与横向支架和纵向支架连接，通过支架驱动单元的驱动调节所述横向支架和纵向支架的位置。

16.如权利要求2所述的失效晶圆研磨装置，其特征在于，所述储液瓶为密闭储液瓶，所述储液瓶上设置有气压调节口或者气压调节管，使得空气可以从气压调节口或者气压调节管进入储液瓶内而不是从滴管进入储液瓶，以调节储液瓶内的压力。

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