用于激光软标印的方法和系统技术方案

一种在半导体晶片上标印软标印的激光标印系统，包括设定脉冲宽度（例如，１０－２００纳秒）的控制器，所述脉冲宽度影响将形成的软标印的深度。所述控制器进一步设定所述一个或多个输出脉冲的脉冲能量（例如，６００至１１００微焦），以选择性地提供具有用于产生软标印的设定总输出能量的一个或多个输出脉冲。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于激光软标印(laser soft marking)的方法和系统，尤其 用于半导体晶片和器件。2.
技术介绍
激光器用于激光标印半导体晶片已有几十年。现提供一列有关激光标 印的有代表性的专利和申请。美国专利号5,329,090涉及晶片的点标印。 下列有代表性的专利参考文献涉及晶片和电子组件的激光标印、照明和检 查/读取标印的多个方面美国专利序列号4，522，656、 4,945,204、 6,309,943、 6,262,388、 5,929,997、 5,690,864、 5,894,530、 5,737,122;和日本专利摘要 11135390。下列代表性的参考文献提供有关多种激光标印方法和系统配置和元 件的通常信息"电流计式和谐振式低惯性扫描仪"，Montagu,在《激光 束扫描》中，Marcel-Dekker, 1985， 214-216页("Galvanometric and Resonant Low Inertia Scanners" , Montagu, in Laser Beam Scanning, Marcel画Dekker, 1985,pp.214-216;);"标印应用目前包括多种材料"，Hayes ，在《激光聚焦世界》中，1997年2月，153-160页，("Marking Application now Encompass Many Materials" ,Hayes, in Laser Focus World, February 1997， pp. 153-160 );"商业光纤激光器在工业市场流行"，《激光聚焦世界》，1997年5月， 143-150页("Commercial Fiber Laser Take on Industrial Markets", Laser Focus World, May 1997, pp. 143-150)。专利公布WO 96/16767， WO 98/53949,美国专利序列号5,965,042、 5,942,137、 5，932，119、 5,719,372、 5，635，976、 5,600,478、 5,521,628、 5,357,077、 4,985,780、 4,945,204、 4,922,077、 4,758,848、 4,737,558、 4,856,053、 4,323,755、 4,220,842、 4,156,124。公布的专利申请WO 0154854,公布日期为2001年8月2号，名称为 "用于标印物品如印刷电路板、集成电路以及诸如此类的激光扫描方法和 系统，，，和WO 0161275, 2001年8月23日公布，名称为"用于在三维枱r 查系统中使用的自动产生参考高度数据的方法和系统"，都转让给本专利技术 的受让人。两个申请通过引用全部合并与此。如由视觉系统(或由操作者视觉检查)所看到的激光标印的可见度取 决于包括标印深度、碎片等的几个因素，这几个因素又取决于激光材料的 交互作用。对于某些晶片标印应用，普通的知识可得到相对深的标印深度， 所述相对深的标印深度可提供良好的可读性，但增加对次表面破坏的敏感 度。晶片标印系统长期由本专利技术的受让人提供。本专利技术受让人已生产若干 年的WaferMarkTM系统被认为是第一个名圭晶片的工业激光标印系统。说明 书包括300nm晶片的120 ji m标印点直径硬标印。这满足SEMI标准规范 Ml.15。"软标印说明书"用于晶片背面软标印，包括标印最高达200mm 的晶片的粗糙表面背面晶片。在"SigmaClean"系统中，给最高达200mm 的晶片的正面和背面标印提供背面标印选项。大约有两种现在工业上所使用的激光标印，即软标印和硬标印。本发 明的受让人已生产多种用于产生"硬标印"和"软标印"的标印系统。一 种目前可用的这样的系统是GSILumonics Wafermark Sigma Clean ，用于 产生一种称为supersoftmarl^类型的软标印(softmark)。这种标印通常具 有"无碎片"的特征。这些标印通常由二极管泵浦、q开关脉沖激光系统产生。采用通常运行在窄"能量窗"中的激光器系统产生这样的supersoftmak ,所述窄"能量窗"为具有上限和下限的能量范围，其中出 现可接受的标印。转让给本专利技术受让人的美国专利号4,522,656，是目前软标印激光技术 的基础。其描述了一种方法，所述方法以下列步骤为特征，通过激光脉冲 辐射，其中一表面部分具有的表面面积等于1.5倍至6.5倍的期望表面图 形的表面面积，和调整脉冲能量，以侵/f吏仅在所述表面部分的中央或在对 应于表面图形的表面上，半导体材料^^皮融化或部分气化。相对于原始半导 体表面，所产生的图形通常具有隆起的环形边缘和凹进去的中心，如图5 所示。根据美国专利号4,522,656，所述凹进部分的深度可由能量密度控制， 也就是，如果在脉沖中央的能量密度有相应的增加，所述凹进部分的深度 将增加。然而众所周知，用于产生如此标印(通常被认为是高级软标印)的能 量密度的操作窗非常小。因此，通过局部改变能量密度，调整凹进区域的 深度是非常有限的。另外，某些深度范围不能通过简单地调整能量或能量 密度来获得。例如，激光能量可从970juj提高至980juj,以得到高级软标印的能量 上限，如图6所示。因为高级软标印的能量操作窗仅约为10jaj，在这种 情况下，两个标印之间的深度差异是非常小的。例如，如果不得不产生约 为2jum深度的标印，采用发展迄今的激光标印技术是很难的，也许是不 可能的。随着半导体加工技术的发展，需要晶片上的软标印具有不同标印深 度，以适应新工艺。因此，非常期望具有一种激光标印技术，这种激光标 印技术提供对高级软标印的标印深度的简易调整。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供改进的用于激光软标印的方法和系统，尤其用于半导体晶片和装置。为实现本专利技术的上述目的和其他目的，提供一种标印半导体晶片以在 晶片上形成软标印的激光标印方法。所述方法包括，设定一个或多个激光 脉冲的激光脉沖宽度，以选择性地提供具有一个或多个设定的脉冲宽度的 一个或多个激光输出脉冲，所述设定的脉冲宽度影响将形成的软标印的深 度。所述标印深度实质上取决于一个或多个设定的脉沖宽度。方法进一步 包括，设定一个或多个输出脉冲的脉冲能量，以选择性地提供具有设定的 总输出能量的一个或多个输出脉沖，所述设定.的总输出能量在产生所述软标印的可接受的操作能量窗(process energy window)内。所述方法还进一 步包括，将具有所述一个或多个设定脉沖宽度和设定总输出能量的一个或 多个输出脉沖传递到晶片的区域，以使如由所述一个或多个设定脉冲宽度 和设定总输出能量所确定的区域内的能量密度修改(modify)晶片材料， 并因而产生具有预定范围内的标印深度的软标印。所述标印深度可实质上与相当大脉冲宽度范围内的脉冲宽度成比例。所述标印深度可在约1微米至6微米的范围内。所述脉沖深度可预先确定，并且利用恰好一个输出脉沖来形成。所述标印深度可比约1微米更精细。单个输出脉沖的能量可在约600微焦至约IIOO微焦的典型范围内。所述可接受的操作能量窗可置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种标印半导体晶片以在所述晶片上形成软标印的激光标印方法，所述方法包括：设定一个或多个激光脉冲的激光脉冲宽度，以选择性地提供具有一个或多个设定的脉冲宽度的一个或多个激光输出脉冲，所述设定的脉冲宽度影响将形成的软标印的深度，所述标印深度实质上取决于所述一个或多个设定脉冲宽度；设定所述一个或多个输出脉冲的脉冲能量，以选择性地提供具有设定的总输出能量的所述一个或多个输出脉冲，所述设定的总输出能量在用于产生所述软标印的可接受的操作能量窗内；以及将具有所述一个或多个设定脉冲宽度和设定总输出能量的所述一个或多个输出脉冲传递到所述晶片的区域，以使如由所述一个或多个设定脉冲宽度和设定总输出能量所确定的所述区域内的能量密度修改基片材料，并因而产生具有预定范围内的所述标印深度的所述软标印。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：古博，乔纳森S艾尔曼，
申请(专利权)人：通明国际科技有限公司，
类型：发明
国别省市：US[]