(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の構成を備えることを特徴とする結晶体セグメント（１２）を劈開する劈開装置：
結晶体セグメント（１２）の第１の側面に形成された第１の劈開面（１６）と対面する一対のアライメントピン（２４）；
前記第１の側面に対向する前記結晶体セグメント（１２）の第２の側面に形成された第２の劈開面（１７）と対面するインパクトピン（２２）であり、前記結晶体セグメント（１２）は、それぞれ互いに対向している前記劈開面（１６）と劈開面（１７）との間にあって、それらに対しほぼ垂直に延びている劈開線（１４）を備えているもの；及び
前記アライメントピン（２４）と前記インパクトピン（２２）との少なくとも一つに連結していて、前記アライメントピン（２４）が前記第１の劈開面（１６）に当たり、前記インパクトピン（２２）が前記第２の劈開面（１７）に当たるように、前記アライメントピン（２４）と前記インパクトピン（２２）とを互いに相手に対し近寄るように相対移動させるアクチュエーター（２６）、
ここで、前記アライメントピン（２４）は、少なくとも２本のリンクアーム（２８）により劈開ナイフ（１８）に連結され、前記劈開ナイフ（１８）は、前記アクチュエーター（２６）により前記結晶体セグメントに向け動かされて、前記第１の劈開面（１６）に突き当たる構成になっている前記装置。
【請求項２】
前記インパクトピン（２２）は、前記劈開線（１４）から前記インパクトピン（２２）に向け延びる想像線が前記インパクトピン（２２）のセンターに実質的に一致するように前記結晶体セグメント（１２）に整合されている請求項１による装置（１０）。
【請求項３】
前記アライメントピン（２４）は、前記劈開線（１４）から延長された直線を対称軸として、その両側に対称に配置されている請求項１による装置（１０）。
【請求項４】
前記インパクトピン（２２）が前記アクチュエーター（２６）に連結され、前記アライメントピン（２４）が不動状態にある請求項１による装置（１０）。
【請求項５】
前記インパクトピン（２２）は、移動しない構成になっている請求項１による装置（１０）。
【請求項６】
前記リンクアーム（２８）は、前記アライメントピン（２４）と前記劈開ナイフ（１８）とが共に前記結晶体セグメントに向けて動くことを許容する一方、前記劈開ナイフ（１８）のみを前記アライメントピン（２４）に関係なく前記結晶体セグメントに向けて移動させることを許容する構成になっている請求項１による装置（１０）。
【請求項７】
前記アライメントピン（２４）が前記結晶体セグメント（１２）に前記劈開ナイフ（１８）よりも先行して当たり、予め前記結晶体セグメント（１２）に負荷を与える構成になっている請求項１による装置（１０）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、結晶体類（クリスタルズ）を劈開する方法と装置、特に、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）などによる欠陥分析のために結晶体を劈開する方法と装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
結晶体又はウエーハを劈開する劈開装置は、知られている。例えば、レイチャートに対する米国特許３，６８０，２１３、トッチに対する米国特許４，２２８，９３７及び石塚他に対する米国特許４，７７５，０８５には、半導体ウエーハ又は結晶体を割ったり、劈開したりするのに適している装置が記載されている。さらに、米国特許出願第０８／１９３，１８８号に対応するＰＣＴ国際公開特許出願ＷＯ９３／０４４９７にもウエーハを正確に劈開する技術が開示れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
劈開技術は、半導体ウエーハの欠陥を分析するための一つの方法である走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による欠陥分析のためのウエーハを準備するためにウエーハを劈開する技術として重要である。前記したＰＣＴ国際公開特許出願ＷＯ９３／０４４９７に記載の装置と方法は、前記ＳＥＭ分析［さらには、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による分析］のためのウエーハの準備、調製に有用であるが、劈開できるウエーハにサイズの限定があり、劈開できるウエーハの最小サイズが長さ約４０ｍｍ、幅約１３ｍｍであり、このサイズよりも小さいウエーハを劈開できない問題があり、前記限定を下回る小さいサイズのウエーハを簡単に、かつ、正確に劈開できる劈開装置ならびに方法の開発が課題になっている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記した課題を解決するために発明されたものであり、前記従来の技術では劈開できなかった半導体ダイスのような小さな結晶体セグメント又は小さなセグメントを容易に、かつ、正確に劈開できる方法と装置を提供することを目的とする。
【０００５】
この発明によれば、結晶体セグメントの第１の側面に形成された第１の劈開面と対面する一対のアライメントピン及び前記第１の側面に対向する前記結晶体セグメントの第２の側面に形成された第２の劈開面と対面するインパクトピンを備え、前記結晶体セグメントは、それぞれ互いに対向している前記第１と第２の劈開面の間にあって、それらに対しほぼ垂直に延びている一本の劈開線を備え、前記アライメントピンと前記インパクトピンとの少なくとも一つに連結していて、前記アライメントピンが前記第１の劈開面に当たり、前記インパクトピンが前記第２の劈開面に当たるように、前記アライメントピンと前記インパクトピンとを互いに相手に対し近寄るように相対移動させるアクチュエーターが設けられている結晶体セグメントを劈開する装置により前記課題を解決するものである。
【０００６】
さらに、この発明によれば、前記インパクトピンは、前記劈開線から前記インパクトピンに向け延びる想像線が前記インパクトピンのセンターに実質的に一致するように前記結晶体セグメントに整合されている。
【０００７】
また、この発明によれば、前記アライメントピンは、前記劈開線から延長された直線を対称軸として、その両側に対称に配置されている構成になっているものである。
【０００８】
また、この発明によれば、前記インパクトピンが前記アクチュエーターに連結され、前記アライメントピンが動かない不動状態にある構成になっている。
【０００９】
また、この発明によれば、前記アライメントピンは、少なくとも２本のリンクアームにより劈開ナイフに連結され、前記劈開ナイフは、前記アクチュエーターにより前記結晶体セグメントに向け動かされて、前記第１の劈開面に突き当たる構成になっている。
【００１０】
また、この発明によれば、前記インパクトピンは、移動しない構成になっている。
【００１１】
また、この発明によれば、前記リンクアームは、前記アライメントピンと前記劈開ナイフとが共に前記結晶体セグメントに向けて動くことを許容する一方、前記劈開ナイフのみを前記アライメントピンに関係なく前記結晶体セグメントに向けて移動させることを許容する構成になっている。
【００１２】
また、この発明によれば、前記アライメントピンが前記結晶体セグメントに前記劈開ナイフよりも先行して当たり、予め前記結晶体セグメントに負荷を与える構成になっている。
【００１３】
つぎに、この発明を図示の好ましい実施の態様により詳しく説明する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）から（Ｄ）を参照しながら、この発明の好ましい実施の態様における結晶体セグメントをその劈開面に従って割る劈開方法と劈開装置を詳しく説明する。
【００１５】
図１（Ａ）から（Ｄ）に示された劈開装置１０は、劈開線１４にそって結晶体セグメント１２を粗く劈開するのに特に有用である。よく知られているように、劈開線１４は、特定の結晶構造によりきめられる。結晶体セグメント１２は、好ましくは、例えば、キュービック構造又はピラミッド構造のようなモノクリスタル構造を有している。劈開線１４は、対になった第１劈開面１６と第２劈開面１７に対し実質的に平行であることが好ましい。第１劈開面１６と第２劈開面１７とは、互いに実質的に平行であることが好ましい。
【００１６】
劈開装置１０は、劈開ナイフ１８を備え、この劈開ナイフは、先端にウエッジ状に尖ったチップ２０を有している。劈開の間、インパクトピン２２が前記セグメント１２を支え、このインパクトピン２２は、その中心から前記ナイフ１８のチップ２０へ延びる想像線が劈開線１４に実質的に正合するように前記チップ２０に対し位置している。換言すれば、ピン２２からチップ２０へ延びる想像線は、結晶体セグメント１２の劈開される面に平行であり、これらの劈開される面にそって結晶体セグメント１２が劈開処理される。
【００１７】
一対のアライメントピン２４が好ましくは劈開線１４の延長線を対称軸として対称に配置されている。劈開ナイフ１８がアクチュエーター２６に連結されている。このアクチュエーター２６は、例えば、ステップモーター又はリニアアクチュエーターであり、劈開ナイフ１８を結晶体セグメント１２に向け前進させたり、後退させたりするもので、前進、後退の運動は、漸増されたり、連続して行われるようになっている。
【００１８】
アライメントピン２４は、好ましくは、劈開ナイフ１８に機械的にリンクされており、例えば、アライメントピン２４と劈開ナイフ１８とが一緒に動くように、又は、以下に述べるように、劈開ナイフ１８だけがアライメントピン２４に関係なく動けるように、リンクアーム２８で劈開ナイフ１８に連結されている。
【００１９】
この発明の好ましい実施の態様における劈開プロセスの工程を図１（Ａ）から（Ｄ）を参照しながら説明する。図１（Ａ）に示すように、インパクトピン２２とアライメントピン２４との間に結晶体セグメント１２を配置する。つぎに、（Ｂ）に示すように、アクチュエーター２６を作動させ、劈開ナイフ１８とアライメントピン２４とを結晶体セグメント１２に向け前進させると、アライメントピン２４が結晶体セグメント１２の劈開面１６に当たり、さらにインパクトピン２２が結晶体セグメント１２の劈開面１７に当たって、結晶体セグメント１２をアライメントピン２４とインパクトピン２２との間に挟み込む。これによって、インパクトピン２２のセンターから劈開ナイフ１８のチップ２０へ延びる想像線が劈開線１４に実質的に正合することを確実にする。さらに、アライメントピン２４は、劈開面１６に当接すると共に結晶体セグメント１２に負荷を予めかける。この負荷は、例えば、１グラムから５０グラムの範囲、代表的には２０グラムである。
【００２０】
つぎに、（Ｃ）に示すように、アクチュエーター２６の動きで、さらに劈開ナイフ１８を劈開面１６にしっかり当たるまで前進させる。この際、アライメントピン２４は、劈開面１６に当接したままであるが、リンクアーム２８は、たわんだり、曲がったりして変形し、劈開ナイフ１８のみがリンクアーム２８に関係なく直線方向に前進する。したがって、劈開ナイフ１８の直進運動を許容するために、リンクアーム２８は、弾性変形し復元するスプリングアーム、フレキシブルなアーム、連結されたアーム又は関節アームのような構造になっている。劈開ナイフ１８が劈開面１６に当たると、（Ｄ）に示すように、劈開ナイフ１８により結晶体セグメント１２が劈開線１４にそって劈開され、二つのセグメント３２に割れる。よく知られているように、劈開ナイフ１８のチップ２０は、前記劈開操作の開始時点で結晶体セグメント１２内へ僅かに入り込む。
【００２１】
本発明は、また、劈開装置１０で結晶体セグメントを粗く劈開して得られた二つのセグメント３２のようなセグメントをこまやかに劈開する劈開装置をも提供するものであり、これを図２（Ａ）から（Ｃ）に示す実施の態様で説明する。
【００２２】
この発明の第２の実施の態様である結晶体セグメント３２のような結晶体セグメントを劈開する劈開装置４０は、図２（Ａ）から（Ｃ）に示すように、二つのアライメントピン４２を備え、これらアライメントピン４２は、前記装置１０のアライメントピン２４とは異なり、動かないものになっているが、場合によっては、アライメントピン２４とほぼ同じ構成になっていてもよい。そして、インパクトピン４４がアクチュエーター４６に連結し、アクチュエーター４６で結晶体セグメント３２に向け前進、後退されるようになっている。
【００２３】
この第２の実施の態様における劈開操作は、図２（Ａ）から（Ｃ）に示すとおりのものであって、まず、（Ａ）に示すように、結晶体セグメント３２をアライメントピン４２とインパクトピン４４との間に配置する。結晶体セグメント３２の劈開面５２には、劈開線５０が通る位置にノッチ４８が予め形成されていることが好ましい。このノッチ４８は、ＰＣＴ国際公開特許出願ＷＯ９３／−４４９７、米国特許願０８／１９３．１８８号に記載の方法と装置を使用して形成される。結晶体セグメント３２は、インパクトピン４４のセンターからノッチ４８へ延びる想像線が劈開線５０に一致するようにインパクトピン４４に対し正合していることが好ましい。劈開線５０は、劈開面５２に対し実質的に垂直になっていることが好ましい。
【００２４】
つぎに、図２（Ｂ）に示すように、アクチュエーター４６によりインパクトピン４４を結晶体セグメント３２に向け前進させ、劈開面５３に当てる。このインパクトピン４４の当たりにより、結晶体セグメント３２は、劈開線５０にそって割れ、図２（Ｃ）に示すように二つのセグメント５４に分かれる。そして、セグメント５４は、例えば、ＳＥＭを用いて欠陥検査に付される。
【００２５】
以上述べた実施の態様は、この発明を限定するものではなく、この発明は、特許請求の範囲に記載された事項に基づき、その技術的範囲が決定されるもおである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による実施の態様における結晶体セグメントの劈開装置により該結晶体セグメントを粗く劈開する工程を順に説明したものであって、（Ａ）は、結晶体セグメントを劈開装置にセットする第１の工程の説明図、（Ｂ）は、結晶体セグメントを整合させ、これに予め負荷を与える第２の工程の  説明図、（Ｃ）は、劈開装置の劈開ナイフを結晶体セグメントに突き当てる第３の工程の説明図、（Ｄ）は、結晶体セグメントを劈開した第４の工程の説明図である。
【図２】この発明による実施の態様における結晶体セグメントの劈開装置により該結晶体セグメントをこまかく劈開する工程を順に説明したものであって、（Ａ）は、結晶体セグメントを劈開装置にセットする工程の説明図、（Ｂ）は、結晶体セグメントにインパクトピンを突き当てる工程の説明図、（Ｃ）は結晶体セグメントを劈開した工程の説明図である。
【符号の説明】
１２    結晶体セグメント
１６    第１の劈開面
１４    劈開線
１７    第２の劈開面
１８    劈開ナイフ
２２    インパクトピン
２４    アライメントピン
２６    アクチュエーター
【図１】
0004037557.tif 000002
【図２】
0004037557.tif 000003