技术领域
[0001] 本
发明涉及半导体工件加工领域,具体为一种半导体工件的激光打标方法。
背景技术
[0002] 激光打标是利用高
能量密度的激光对工件进行局部照射,使表层材料
汽化或发生
颜色变化的化学反应,从而留下永久性标记的一种打标方法。激光打标有雕刻和掩模成像两种方式,掩模式打标用激光将
模版图案成像到工件表面而烧蚀出标记,雕刻式打标是一种高速全功能打标系统,
激光束经二维光学扫描振镜反射后经平场光学镜头聚焦到工件表面,计算机控制下按设定的轨迹使材料汽化,可以打出各种文字、符号和图案等,字符大小可以从毫米到微米量级,激
光标记是永久性的不易磨损,这对产品的防伪有特殊的意义,已大量用于
电子元器件、集成
电路打商标型号、给印刷
电路板打编号等。
[0003] 激光打标技术已被广泛的应用于各行各业,为优质、高效,无污染和低成本的现代加工生产开辟了广阔的前景。随着现代激光标刻应用领域的不断扩展,对激光制造的设备系统小型化,高效率和集成化的要求也越来越高。
[0004] 在半导体领域,工件的激光打标往往在工件的边缘区域,由于激光瞬时的过高的激光能量,会使得工件边缘区域产生极大的应
力,导致工件边缘区域的
翘曲,这样会影响工件内部的器件或互连结构,导致部件的失效。参见图1-2,半导体工件1(
晶圆结构)的周围利用激光进行打标,形成标记2,参见其剖视图可以看到,该标记2由多个凹槽3组成,该种边缘区域的打标形式,在半导体领域是极为常用的。
发明内容
[0005] 基于解决上述问题,本发明提供了一种半导体工件的激光打标方法,所述半导体工件包括
正面和背面,包括以下步骤:在所述正面的边缘区域预先形成一绝缘层,然后利用激光对所述边缘区域进行打标形成多个凹槽,所述凹槽贯穿所述绝缘层并延伸至所述半导体工件中,其中所述半导体工件的
热膨胀系数为正值,而所述绝缘层的膨胀系数小于或等于0,所述绝缘层用于平衡所述半导体工件在所述打标步骤时产生的
应力。
[0006] 其中,该绝缘层的材料可以选择
铝的
氧化物、氮化镓、氧化钇、氮化
硅或氮氧化硅等。
[0007] 作为优选的,本发明还提供了另一种半导体工件的激光打标方法,所述半导体工件包括正面和背面,包括以下步骤:在所述正面的边缘区域预先形成第一
聚合物层,在所述背面形成第二聚合物层;然后利用激光对所述边缘区域进行打标形成多个凹槽,所述凹槽贯穿所述第一聚合物层并延伸至所述半导体工件中;去除所述第一聚合物层和第二聚合物层;其中所述第二聚合物层用于平衡所述半导体工件在所述打标步骤时产生的应力。
[0008] 其中,所述第一聚合物层和第二聚合物层为相同的材料,包括环氧
树脂、聚酰亚胺、聚苯并咪唑等。
[0009] 作为优选的,本发明还提供了又一种半导体工件的激光打标方法,所述半导体工件包括正面和背面,包括以下步骤:在所述正面的边缘区域预先形成金属层,在所述背面形成聚合物层;然后利用激光对所述边缘区域进行打标形成多个凹槽,所述凹槽贯穿所述金属层并延伸至所述半导体工件中;去除所述聚合物层;其中所述聚合物层用于平衡所述半导体工件在所述打标步骤时产生的应力,所述金属层用于吸收和传导在所述打标步骤时产生的热量。
[0010] 其中,所述聚合物层包括
环氧树脂、聚酰亚胺、聚苯并咪唑等。
[0011] 根据本发明的
实施例,所述隔离密封条与所述第一
密封圈和第二密封圈的材质相同。
[0012] 本发明的优点如下:在进行激光打标之前,先形成应力
缓冲层,该应力缓冲层在半导体工件受热产生应力时,产生相应的拉力或压力,实现工件内部的应力平衡,而达到防止工件翘曲的目的。
附图说明
[0013] 图1为现有的半导体工件的激光打标图案的示意图;图2为图1的沿着A1A2线的剖面图;
图3为本发明的半导体工件俯视的示意图;
图4-5为第一实施例的半导体工件的激光打标方法的示意图;
图6-7为第二实施例的半导体工件的激光打标方法的示意图;
图8-10为第三实施例的半导体工件的激光打标方法的示意图。
具体实施方式
[0014] 本发明的目的在于提供一种能够防止半导体工件被污染和翘曲的激光打标方法。
[0015] 第一实施例参加图3-5,为了在半导体工件1上进行激光的高能量打标,需要先在半导体工件的的边缘区域设置一应力吸收层4,再进行激光打标形成标记2,其原理如下:一般而言半导体工件1一般为硅材料,或者氮化镓等其他半导体材料,其在激光打标时,受热会在边缘处产生应力,该应力使得所述半导体工件1朝向标记2的方向翘起,此时在边缘设计一层抵消所述应力的应力吸收层4,该应力吸收层4的特殊的
热膨胀系数可以抵消该应力,从而防止半导体工件1的翘曲。
[0016] 为了达到上述目的,一般而言,需要所述应力吸收层4的热膨胀系数小于等于0,这是由于一般的半导体工件1的热膨胀系数是正值引起的,此时工件1和应力吸收层4的
热应力抵消,使得所述半导体工件1的整体热应力平衡。如图5,激光打标形成的凹槽5组成标记2,该凹槽5穿透所述应力缓冲层4而部分伸入所述半导体工件1中。
[0017] 可选的,该应力吸收层为绝缘层,该绝缘层的材料可以选择铝的氧化物、氮化镓、氧化钇、氮化硅或氮氧化硅等;当然,该应力吸收层可以是导电材料,例如金属等,但是其性能是较为低劣的。
[0018] 第二实施例参加图6和7,该实施例优于第一实施例,为了抵消半导体工件1的所述应力,应力吸收层4、6分别形成于半导体工件1的两面上,其中上面的应力缓冲层4设置于所述半导体工件1的正面的边缘区域,而下面的应力缓冲层6
覆盖于所述半导体工件1的背面(完全包覆),该应力吸收层4、6可以抵消该应力,从而防止半导体工件1的翘曲。
[0019] 为了达到上述目的,一般而言,需要所述应力吸收层4、6采用相同的材料,此时工件1的热应力主要依靠其背面的应力吸收层6抵消,而正面的应力吸收层4仅仅起到较少的作用。如图7,激光打标形成的凹槽5组成标记2,该凹槽5穿透所述应力缓冲层4而部分伸入所述半导体工件1中。
[0020] 在本实施例中,该应力吸收层4、6为聚合物层,其材料可以选择环氧树脂、聚酰亚胺、聚苯并咪唑等;此外,该实施例主要是利用应力吸收层6向下产生应力,以平衡半导体工件1向上的应力。当然,在该实施例中,应力吸收层4起到的平衡作用并不突出,但是由于其为聚合物层,其可以在打标时,因融化而吸收部分的半导体工件的颗粒物,以保持半导体工件的整洁。最后,应力缓冲层4、6均可以通过溶液溶解或打磨等方式去除。
[0021] 第三实施例参加图8-10,该实施例中,为了抵消半导体工件1的所述应力,应力吸收层6覆盖于所述半导体工件1的背面(完全包覆),此外,额外形成一金属层7于所述半导体工件1的边缘区域。该应力吸收层6的特殊的热膨胀系数以及金属层7的高效的
散热和吸收能力可以抵消该应力,从而防止半导体工件1的翘曲。
[0022] 如图7,激光打标形成的凹槽8组成标记2,该凹槽8穿透所述金属层7而部分伸入所述半导体工件1中。在本实施例中,该应力吸收层6为聚合物层,其材料可以选择环氧树脂、聚酰亚胺、聚苯并咪唑等;该金属层7通过沉积或电
镀的方式选择性形成于所述半导体工件1的正面的边缘。
[0023] 最后应说明的是:显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的
基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。