(57)【要約】【課題】本発明は、チップ断面観察治具に関し、容易に試料の傾斜角度を変更できるチップ断面観察治具を得ることを目的とする。【解決手段】本発明に係るチップ断面観察治具は、第１端部と、該第１端部と対向する第２端部と、該第１端部と該第２端部を繋ぐ側壁部と、を有する角柱ブロックと、該側壁部に固定され、試料を該側壁部に対して立てた状態で保持する試料保持部と、を備え、該側壁部は、該第１端部から該第２端部に延びる複数の平面を有し、該角柱ブロックの該複数の平面が延びる方向と垂直な断面は多角形である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端部と、前記第１端部と対向する第２端部と、前記第１端部と前記第２端部を繋ぐ側壁部と、を有する角柱ブロックと、
前記側壁部に固定され、試料を前記側壁部に対して立てた状態で保持する試料保持部と、
を備え、
前記側壁部は、前記第１端部から前記第２端部に延びる複数の平面を有し、
前記角柱ブロックの前記複数の平面が延びる方向と垂直な断面は多角形であることを特徴とするチップ断面観察治具。
【請求項２】
前記多角形は辺の数が５以上であることを特徴とする請求項１に記載のチップ断面観察治具。
【請求項３】
前記断面は正多角形であることを特徴とする請求項１または２に記載のチップ断面観察治具。
【請求項４】
前記断面は六角形であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のチップ断面観察治具。
【請求項５】
前記試料保持部は、前記試料を前記複数の平面のうち互いに隣接する平面が形成する角に対して立てた状態で保持することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のチップ断面観察治具。
【請求項６】
前記試料保持部は、前記試料を前記複数の平面のうち１つに対して立てた状態で保持することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のチップ断面観察治具。
【請求項７】
台座部をさらに備え、
前記複数の平面は、前記台座部の上面に設けられる第１面と、前記第１面と平行な第２面と、を含み、
前記試料保持部は、前記試料を前記第２面に対して立てた状態で保持することを特徴とする請求項６に記載のチップ断面観察治具。
【請求項８】
台座部をさらに備え、
前記台座部の上面には、前記角柱ブロックが嵌め込まれる溝が設けられることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載のチップ断面観察治具。
【請求項９】
前記溝を形成する前記台座部の複数の側面は、前記複数の平面のうち互いに隣接する平面とそれぞれ接することを特徴とする請求項８に記載のチップ断面観察治具。
【請求項１０】
前記角柱ブロックと前記台座部の一方は永久磁石で形成され、他方は強磁性体で形成されることを特徴とする請求項７から９の何れか１項に記載のチップ断面観察治具。
【請求項１１】
試料を保持する試料保持部と、
前記試料保持部から延びる固定部と、
上面に複数の溝が設けられた台座部と、
を備え、
前記複数の溝は、前記上面から互いに異なる角度で延び、
前記複数の溝の各々は、前記固定部の前記試料保持部と反対側の端部が差し込まれることで、前記試料保持部を保持することを特徴とするチップ断面観察治具。
【請求項１２】
前記固定部と前記台座部の一方は永久磁石で形成され、他方は強磁性体で形成されることを特徴とする請求項１１に記載のチップ断面観察治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップ断面観察治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、Ｘ軸回りに回転可能な第１フレームと、第１フレームによりＹ軸回りに回転可能に支持された第２フレームと、試料を固定可能でＺ軸方向に沿って移動可能な第３フレームとを備える傾斜ステージ装置および顕微鏡システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−５３６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体チップの断面観察をする場合、走査型電子顕微鏡等の大掛かりな装置で観察すると、作業が煩雑になる場合がある。特に、低倍率による断面観察をスピーディに実行したいという場合には、大掛かりな装置は適していないことが多い。また、光学顕微鏡で観察する場合も、両面テープ等で試料を直接ステージに固定すると、角度調整等の作業が煩雑になる可能性がある。
【０００５】
これに対し、特許文献１の観察治具では、試料の傾斜角を調整するため複数の回転体を備えた機構部が設けられている。しかし、観察中に試料等、すなわち半導体チップの破片、屑等が飛散し、観察治具に付着した場合、機構部が動作不良を起こす可能性がある。このため、定期的な分解および清掃等が必要となり、メンテナンスが煩雑になる可能性があった。また、機構部の構造が複雑であり、機構部の操作を容易に行えるようにするために機構部が大型化する可能性がある。このため、利用できる顕微鏡に制限が生じることが考えられる。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、容易に試料の傾斜角度を変更できるチップ断面観察治具を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るチップ断面観察治具は、第１端部と、該第１端部と対向する第２端部と、該第１端部と該第２端部を繋ぐ側壁部と、を有する角柱ブロックと、該側壁部に固定され、試料を該側壁部に対して立てた状態で保持する試料保持部と、を備え、該側壁部は、該第１端部から該第２端部に延びる複数の平面を有し、該角柱ブロックの該複数の平面が延びる方向と垂直な断面は多角形である。
【０００８】
本発明に係るチップ断面観察治具は、試料を保持する試料保持部と、該試料保持部から延びる固定部と、上面に複数の溝が設けられた台座部と、を備え、該複数の溝は、該上面から互いに異なる角度で延び、該複数の溝の各々は、該固定部の該試料保持部と反対側の端部が差し込まれることで、該試料保持部を保持する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るチップ断面観察治具では、角柱ブロックの側壁部のうち台座部に搭載する平面を変更することで、台座部の上面に対する試料の傾斜角度を変更できる。従って、容易に試料の傾斜角度を変更できる。
【００１０】
発明に係るチップ断面観察治具では、複数の溝のうち固定部を差し込む溝を変更することで、台座部の上面に対する試料の傾斜角度を変更できる。従って、容易に試料の傾斜角度を変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係るチップ断面観察治具の断面図である。
【図２】実施の形態１に係るチップ断面観察治具の側面図である。
【図３】実施の形態１に係るチップ断面観察治具の平面図である。
【図４】実施の形態１の変形例に係るチップ断面観察治具の断面図である。
【図５】実施の形態２に係るチップ断面観察治具の断面図である。
【図６】実施の形態２に係るチップ断面観察治具の断面図である。
【図７】実施の形態２に係るチップ断面観察治具の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態に係るチップ断面観察治具について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るチップ断面観察治具１００の断面図である。図２は、実施の形態１に係るチップ断面観察治具１００の側面図である。図１はチップ断面観察治具１００のｘ−ｚ平面に沿った断面図である。図２はチップ断面観察治具１００をｙ−ｚ平面と垂直な方向から見た図である。ｙ軸は、ｘ−ｚ平面と垂直である。
【００１４】
チップ断面観察治具１００は、角柱ブロック１０を備える。角柱ブロック１０は、角柱形状である。角柱ブロック１０は、第１端部１７と、第１端部１７と対向する第２端部１８とを有する。第１端部１７と第２端部１８はｙ軸に垂直な平面である。本実施の形態では、第１端部１７と第２端部１８は六角形である。
【００１５】
角柱ブロック１０は、第１端部１７と第２端部１８を繋ぐ側壁部１９を有する。側壁部１９は、第１端部１７と第２端部１８との間を繋ぐ複数の平面１１〜１６を有する。本実施の形態では、第１、第２端部１７、１８が六角形であることから、側壁部１９は６つの長方形の平面１１〜１６から形成される。なお、複数の平面１１〜１６が延びる方向はｙ軸に平行な方向である。
【００１６】
チップ断面観察治具１００は、試料保持部２０を備える。試料保持部２０は、角柱ブロック１０の側壁部１９に固定される。試料保持部２０は、試料３０を側壁部１９に対して立てた状態で保持する。本実施の形態では、試料保持部２０は側壁部１９から延びる。試料保持部２０は、試料３０を複数の平面１１〜１６のうち互いに隣接する平面１１、１６が形成する角に対して立てた状態で保持する。
【００１７】
試料３０は例えば半導体チップである。試料３０は、光学顕微鏡などで観察される観察試料である。試料保持部２０は、試料保持部２０を台座部４０の上面４１に対して直立させた状態で、試料３０の被観察面３１がｘ−ｙ平面と略平行になるように試料３０を保持する。言い換えると、試料保持部２０は、試料３０である半導体チップの裏面がｘ軸と垂直となるように、試料３０を保持する。ここで、試料保持部２０を台座部４０の上面４１に対して直立させた状態は、チップ断面観察治具１００の基本形態である。被観察面３１は、試料３０のうち光学顕微鏡などにより観察される面である。被観察面３１は、半導体チップである試料３０をダイシングにより切断することで得られる切断面である。
【００１８】
試料保持部２０は、接続部２１と試料押え部２２とを有する。試料押え部２２は挟持部とも称される。試料保持部２０は、接続部２１の一端側で角柱ブロック１０に固定される。また、試料保持部２０において接続部２１の他端側に試料押え部２２が設けられる。試料押え部２２は、試料３０を両側から挟んで保持する。試料押え部２２は、ｙ−ｚ平面に沿って設けられた２枚の矩形板状部を有する。２枚の矩形板状部はｘ軸方向において互いに対向する。試料押え部２２は、ｘ軸方向の両側から試料３０を挟みこむ。試料保持部２０のうち対向する２枚の矩形板状部の一方は、固定ネジ２３を有する。固定ネジ２３によって、試料３０は試料押え部２２に固定される。
【００１９】
図３は、実施の形態１に係るチップ断面観察治具１００の平面図である。図３は、固定ネジ２３によって、試料３０が固定された状態を示す平面図である。固定ネジ２３のネジ込み量を変化させることで、固定ネジ２３と試料押え部２２との間隔が変更される。このため、様々な厚みの試料３０を試料保持部２０で保持できる。
【００２０】
チップ断面観察治具１００は、台座部４０をさらに備える。図１に示されるように、台座部４０の上面４１には、溝４２が設けられる。台座部４０の上面４１はｚ軸に垂直である。溝４２には、角柱ブロック１０が嵌め込まれる。溝４２は、角柱ブロック１０に対応した形状を有する。本実施の形態では、角柱ブロック１０のうち、下側の半分が溝４２に嵌め込まれる。溝４２は、角柱ブロック１０の下側の半分と嵌合する形状を有する。
【００２１】
溝４２は、台座部４０の複数の側面により形成される。溝４２を形成する台座部４０の複数の側面は、試料保持部２０を台座部４０の上面４１に対して直立させた状態にあっては、角柱ブロック１０の複数の平面１１〜１６のうち互いに隣接する平面１２〜１５とそれぞれ接する。
【００２２】
本実施の形態では、角柱ブロック１０は永久磁石で形成される。また、台座部４０は金属で形成される。金属は例えば強磁性体である。台座部４０は、永久磁石と引き合う材料で形成されれば良い。これにより、台座部４０により角柱ブロック１０を安定して保持できる。これに限らず、角柱ブロック１０と台座部４０の一方が永久磁石で形成され、他方が強磁性体で形成されても良い。
【００２３】
次に、本実施の形態のチップ断面観察治具１００を用いた試料３０の観察方法を説明する。まず、試料保持部２０に試料３０を固定する。次に、溝４２に角柱ブロック１０を嵌め込む。ここでは、角柱ブロック１０は、例えば平面１３、１４が形成する角が下を向くように、溝４２に嵌め込まれる。これにより、試料３０の被観察面３１は、台座部４０の上面４１と略平行になる。この状態で、試料３０を観察する。
【００２４】
試料３０の台座部４０の上面４１に対する傾斜角度を変化させたい場合には、角柱ブロック１０のうち、下を向く角を変更する。例えば、平面１４、１５が形成する角が下を向くように、角柱ブロック１０を溝４２に嵌め込むと、台座部４０の上面４１に対する試料３０の傾斜角度は３０度となる。同様に、平面１２、１３が形成する角が下を向くように、角柱ブロック１０を溝４２に嵌め込むと、台座部４０の上面４１に対する試料３０の傾斜角度は１５０度となる。このように、角柱ブロック１０を左右に傾けることで、台座部４０の上面４１と垂直な方向に対して６０度単位の傾斜角度での観察ができる。
【００２５】
本実施の形態では、角柱ブロック１０の側壁部１９のうち台座部４０に搭載する平面を変更することで、台座部４０の上面４１に対する試料３０の傾斜角度を変更できる。従って、容易に傾斜角度を変更できる。特に、低倍率により迅速に観察を実施したい場合に本実施の形態を用いることで、容易に観察を実行できる。
【００２６】
さらに、本実施の形態では、角度調節のための構造が単純である。このため、観察中に試料の破片等が治具に付着した場合も、動作不良を起こし難い。また、治具の清掃を容易にできる。従って、メンテナンスを容易にできる。
【００２７】
本実施の形態では角柱ブロック１０の断面は正六角形である。この変形例として、角柱ブロック１０の断面は正六角形以外の多角形でも良い。多角形は辺の数が５以上であることが望ましい。また、角柱ブロック１０の断面は正多角形であることが望ましい。これにより、角柱ブロック１０を傾けても、溝４２に角柱ブロック１０を嵌め込むことができる。
【００２８】
例えば、角柱ブロック１０の断面が正五角形である場合、角柱ブロック１０を左右に傾けることで、７２度単位の傾斜角度での観察ができる。角柱ブロック１０の断面が正八角形である場合、角柱ブロック１０を左右に傾けることで、４５度単位の傾斜角度での観察ができる。角柱ブロック１０の断面形状は、例えば傾斜角度が試料３０の面方位に対応するように調節されても良い。
【００２９】
また、第１端部１７と第２端部１８は平面ではなくても良い。例えば、第１端部１７と第２端部１８は曲面または複数の平面から形成されても良い。また、角柱ブロック１０には、第１端部１７から第２端部１８に貫通した開口が設けられていても良い。
【００３０】
また、本実施の形態では、溝４２を形成する台座部４０の複数の側面は、平面１２〜１５とそれぞれ接する。溝４２を形成する台座部４０の複数の側面のうち互いに隣接する側面の間の角度は、角柱ブロック１０の複数の平面１１〜１６のうち互いに隣接する平面の間の角度に等しい。これに限らず、溝４２は角柱ブロック１０を保持できる形状であれば良い。例えば、溝４２を形成する台座部４０の複数の側面は、複数の平面１１〜１６のうち互いに隣接する２つの平面のみと接しても良い。また、本実施の形態では、角柱ブロック１０の下半分が溝４２に収まる。これに限らず、角柱ブロック１０の少なくとも一部が溝４２に収まれば良い。
【００３１】
また、溝４２は、角柱ブロック１０の複数の平面１１〜１６のうち隣接する平面が形成する角を下に向けて、角柱ブロック１０を保持する。これに限らず、溝４２は、角柱ブロック１０の複数の平面１１〜１６のうち１つの平面を下に向けて、角柱ブロック１０を保持しても良い。この場合、台座部４０の上面４１に対して試料３０を６０度または１２０度傾けて観察ができる。
【００３２】
また、角柱ブロック１０および台座部４０は、溝４２で角柱ブロック１０を保持できれば永久磁石では無くても良い。また、角柱ブロック１０および台座部４０は、共に永久磁石であっても良い。
【００３３】
また、本実施の形態では光学顕微鏡で試料３０を観察するものとした。これに限らず、試料３０の傾斜角度を調節して観察を行うあらゆる観察方法に本実施の形態を適用できる。また、試料３０は半導体チップ以外でも良い。
【００３４】
図４は、実施の形態１の変形例に係るチップ断面観察治具２００の断面図である。チップ断面観察治具２００は台座部２４０を備える。台座部２４０は溝４２を備えない。また、試料保持部２０は、試料３０を角柱ブロック１０の複数の平面１１〜１６のうち１つに対して立てた状態で保持する。試料保持部２０は平面１１から延びる。これ以外は実施の形態１と同様である。
【００３５】
変形例において、角柱ブロック１０の複数の平面１１〜１６は、台座部２４０の上面２４１に設けられる第１面と、第１面と平行な第２面と、を含む。ここで第１面は平面１４であり、第２面は平面１１である。試料保持部２０は、試料３０を第２面に対して立てた状態で保持する。
【００３６】
角柱ブロック１０の断面は正六角形であるため、溝４２を備えなくても、台座部４０の上面４１に単体で設置できる。この場合、角柱ブロック１０が試料保持部２０および試料３０を保持しつつ自立するように、角柱ブロック１０の重さ、大きさ等を調節する。また、角柱ブロック１０と台座部２４０の一方が永久磁石で形成され、他方が強磁性体で形成されることで、溝４２がなくても角柱ブロック１０は安定して自立できる。
【００３７】
本変形例では、溝４２を設ける必要が無い。このため、実施の形態１よりも容易な構成で、試料３０の傾斜角度を調節できる。
【００３８】
なお、チップ断面観察治具２００において、角柱ブロック１０の断面は辺の数が偶数である多角形であれば良い。また、チップ断面観察治具２００において、角柱ブロック１０の断面は辺の数が奇数である多角形であっても良い。この場合、試料保持部２０は、角柱ブロック１０の複数の平面のうち互いに隣接する平面が形成する角に対して試料３０を立てた状態で保持するものとしても良い。これにより、角柱ブロック１０の断面が例えば五角形または七角形であっても、試料３０を台座部２４０の上面２４１に対して垂直に保持できる。
【００３９】
これらの変形は以下の実施の形態に係るチップ断面観察治具について適宜応用することができる。なお、以下の実施の形態に係るチップ断面観察治具については実施の形態１との共通点が多いので、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
【００４０】
実施の形態２．
図５は、実施の形態２に係るチップ断面観察治具３００の断面図である。チップ断面観察治具３００は、試料３０を保持する試料保持部２０を有する。試料保持部２０の構造は実施の形態１と同様である。試料保持部２０からは固定部３５０が延びる。固定部３５０は、接続部２１の試料押え部２２と反対側の端部から延びる。固定部３５０の形状は、プレート状またはニードル状である。
【００４１】
チップ断面観察治具３００は台座部３４０を備える。台座部３４０の上面３４１には、複数の溝３４２〜３４５が設けられる。複数の溝３４２〜３４５は、上面３４１から互いに異なる角度で延びる。溝３４２は上面３４１に対して３０度の方向に伸びる。溝３４３は上面３４１に対して４５度の方向に伸びる。溝３４４は上面３４１に対して６０度の方向に伸びる。溝３４５は上面３４１に対して９０度の方向に伸びる。
【００４２】
図６は、実施の形態２に係るチップ断面観察治具３００の断面図である。固定部３５０は、複数の溝３４２〜３４５の何れかに差し込まれる。図６は、固定部３５０が溝３４５に差し込まれた状態を示す断面図である。複数の溝３４２〜３４５の各々は、固定部３５０の試料保持部２０と反対側の端部が差し込まれることで、試料保持部２０を保持する。
【００４３】
図７は、実施の形態２に係るチップ断面観察治具３００の平面図である。図７は、図５を上から見た状態を示す図である。複数の溝３４２〜３４５の各々は、深溝、深孔またはスリットである。図７に示されるように、複数の溝３４２〜３４５の各々は台座部３４０の上面３４１と垂直な方向から見て、ｙ軸方向に長手方向を有する長方形である。これに限らず、複数の溝３４２〜３４５の各々は、固定部３５０を装着することで試料保持部２０を固定できる形状であれば良い。
【００４４】
固定部３５０は永久磁石で形成され、台座部３４０は強磁性体などの金属で形成される。これに限らず、固定部３５０と台座部３４０の一方が永久磁石で形成され、他方が強磁性体で形成されれば良い。これにより、複数の溝３４２〜３４５の各々で、試料保持部２０を安定に保持できる。
【００４５】
本実施の形態では、固定部３５０を差し込む溝を選択することで、試料３０の傾斜角度を調整できる。固定部３５０が差し込まれた溝が延びる方向と、台座部３４０の上面３４１と間の角度に応じて、上面３４１に対する試料３０の傾斜角度は決まる。例えば、固定部３５０が溝３４２に差し込まれると、上面３４１に対する試料３０の傾斜角度は３０度となる。従って、試料３０の傾斜角度を容易に変更できる。
【００４６】
本実施の形態では、台座部３４０の上面３４１に対する試料３０の傾斜角度を９０度、６０度、４５度、３０度から選択できる。これに限らず、複数の溝３４２〜３４５の延びる角度は、試料３０の種類等に応じて変更しても良い。また、本実施の形態では４つの溝３４２〜３４５が台座部３４０に設けられる。これに限らず、台座部３４０に設けられる溝の数は複数であれば良い。
【００４７】
なお、各実施の形態で説明した技術的特徴は適宜に組み合わせて用いてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１００、２００、３００  チップ断面観察治具、１０  角柱ブロック、１１、１２、１３、１４、１５、１６  平面、１７  第１端部、１８  第２端部、１９  側壁部、２０  試料保持部、３０  試料、４０、２４０、３４０  台座部、４１、２４１、３４１  上面、４２、３４２、３４３、３４４、３４５  溝、３５０  固定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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