[发明专利]晶圆切割工具及使用该工具切割晶圆的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别地，涉及一种晶圆切割工具及使用该工具切割晶圆的方法。

背景技术

在半导体制造工艺中，为了准确地定位晶圆的旋转方向，通常在晶圆外边缘<110>方向上定义一个晶圆的定位槽口(notch)，所述定位槽口与晶圆中各芯片(die)的朝向相对应。

然而，随着应用于硅90nm以下特征尺寸的制造工艺的发展，更多新的工艺技术被引入CMOS工艺中来增加半导体器件的性能。其中，芯片的朝向从原来的<110>方向改为采用<100>方向，与之相应的晶圆的定位槽口的方向也从原来的<110>方向改为<100>方向。上述方向的改变是因为半导体器件沿着<100>方向上的载流子(包括电子和空穴)的迁移率要大于沿着<110>方向上的迁移率，而载流子迁移率的提高，可以提高半导体器件的响应速度，进而提高电子产品的性能。

通常地，在对芯片进行失效分析(Failure Analysis，FA)的过程中，需要从晶圆上取下一块特定区域的硅片作为样品，例如晶圆接受度测试(Wafer Accept Testing，WAT)的测试键区域(test-key area)，有时甚至其中必须包括完整的一块芯片。所述取下芯片的过程需要使用切割器从晶圆的外边缘向内开始切割，而切割线的方向一般与晶圆的自然分裂线方向<110>方向相同，这是因为顺着晶体的晶向<110>方向的切割最容易使晶圆分裂开，可以极大地简化切割过程。

图1为晶圆上芯片的朝向为<110>方向时，所述切割线与芯片切割道之间的位置关系的示意图。如图所示，晶圆100上的芯片切割道101、定位槽口102和对于所感兴趣的区域(Region Of Interested，ROI)106的起始的切割线108或110的方向与晶圆100的自然分裂线方向<110>方向都相同。因此，在芯片切割道101的帮助下，失效分析人员可以通过裸眼目测的方法根据将晶圆100分成多个芯片104的芯片切割道101的走向来确定ROI 106的起始的切割线108或110的位置，然后开始切割。在将ROI106所在的长条状的硅片与晶圆100的本体分开后，接下来就可以很容易地将ROI 106从晶圆100上取下(实际上是从上述长条状的硅片上取下)。图中ROI 106中包括完整的一块芯片105，用于后续的芯片测试用途。

而图2为晶圆上芯片的朝向改为<100>方向后，所述切割线与芯片切割道之间的位置关系的示意图。如图所示，晶圆200上的ROI 206的起始的切割线208或214的方向与晶圆200的自然分裂线方向<110>方向相同，而晶圆200上的芯片切割道201、定位槽口202的方向与晶圆200的自然分裂线方向<110>方向不相同，两者之间呈45度夹角。因此，在失去了芯片切割道201的帮助下，失效分析人员面对现今在生产制造的过程中日益普及的300mm及300mm以上的大直径的晶圆，只通过裸眼目测的方法很难准确地确定其中包含有完整的一块芯片205的ROI 206的起始的切割线208或214的位置。事实上，在实际的操作过程中，经常发生由于无法准确地确定ROI 206的起始的切割线208或214的位置，使得实际的切割线210或212偏离了ROI 206的应该的切割位置，造成无法准确地获取芯片205所在的ROI 206，这给实际的生产实践过程带来了麻烦。特别是，当实际的切割线偏离为图中所示的210时，还会造成将所需要研究的完整的一块芯片205碎裂的后果，使得失效分析人员无法对上述芯片进行进一步的研究和分析，从而可能无法发现在前端制造过程中所产生的影响芯片良率的问题，给实际的生产实践带来了巨大的安全隐患。

为此，迫切需要一种可以快速和精确地确定晶圆上ROI的切割线位置的晶圆切割工具。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种晶圆切割工具及使用该工具切割晶圆的方法，解决了在芯片测试过程中从晶圆上提取感兴趣的区域时所遇到的对切割线的位置确定困难而造成不能准确切割的问题。