專利名稱：集成電路的制造方法以及在晶片上產生激光標記的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及集成電路制造工藝，且特別涉及一種在晶片上產生辨識碼 (identification number)的裝置。
背景技術：
集成電路是采用晶片形態(tài)制造，而每一晶片分別包括多個相同的芯片。在集成電路形成之后，這些芯片可經過如芯片切割而分離并經過封裝。為了辨識晶片，因此便需要在 晶片上標記晶片辨識碼(wafer identification (ID) number)。晶片辨識碼的標記區(qū)分為兩種類型。一般而言，晶片標記是金屬膜層形成之前標 記于晶片之上。通常，在裸晶晶片之上形成有一氧化物層，而晶片辨識碼是通過采用激光融 化氧化物層內需要顯示晶片辨識碼的部分而完成標記。此類型的標記通稱為前段工藝標記 (front-end-of-line marling,FEOLmarking)。然而，隨著在晶片上越來越多的金屬層與相 對介電層的形成，當今的晶片標記是標記形成于位于金屬層上的表面介電層之內。此類型 的標記通稱為后段工藝標記(back-end-of-line marking, BEOL marking)。然而，值得注意的是在后段工藝標記之中，某些晶片可能遭遇不清楚晶片標記的 問題。此外，也需要值得注意的是，晶片標記的清楚與否是與位于欲標記晶片上的表面膜層 的狀況有關。舉例來說，在采用激光標記方式以在包括厚度為12埃的未摻雜硅玻璃(USG) 層與厚度為7000埃的氮化硅(SiN)層之一復合介電膜層之上進行標記時，晶片辨識碼將變 的不清楚。然而，在標記厚度為6000埃的未經摻雜硅玻璃層時，以及標記具有厚度為4000 埃的氮化硅層時，則可得到清楚的晶片辨識碼。通常，具有不清楚晶片辨識碼的晶片需要經人工地再次標記。然而，如此的程序可 能發(fā)生錯誤操作(mis-operation)而導致晶片毀損。此外，經人工地標記的晶片增長了最 后產品抵達客戶端所需的產品時間。如此，便需要用于解決前述問題的新方法。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種集成電路的制造方法以及在晶片上產生激光刻印的 裝置，以解決上述現(xiàn)有問題。依據一實施例，本發(fā)明提供了一種集成電路的制造方法，包括測量一晶片的一反射率值；通過該反射率值而決定用于激光標記該晶片的一能量 程度；以及發(fā)射具有該能量程度的一激光，以在該晶片上產生激光標記。依據另一實施例，本發(fā)明提供了一種集成電路的制造方法，包括測量多個試樣晶片的多個表面反射率值；以及建立所述多個晶片的所述多個反射 率值與用于激光標記所述多個晶片所需的多個能量程度間的一關系。依據又一實施例，本發(fā)明提供了一種集成電路的制造方法，包括提供具有不同表面反射率值的多個試樣晶片；測量所述多個試樣晶片的所述多個 表面反射率；找出在所述多個試樣晶片上產生清楚標記的所需最小能量程度；建立所述多個晶片的所述多個反射率值與激光標記所述多個晶片的多個能量程度間的一關系；決定一 晶片的一反射率；采用該關系并依據該晶片的該反射率值以決定一能量程度；以及發(fā)射具 有該能量程度的一激光光束于該晶片上，以在該晶片上產生激光標記。依據一實施例，本發(fā)明提供了一種在晶片上產生激光標記的裝置，包括 一激光光束發(fā)射裝置，用于發(fā)射激光光束；一光束發(fā)射裝置，以發(fā)射一光束，其中 該光束與該激光光束具有大體相同波長；以及一反射率測量裝置，用于測量來自該晶片的 該光束的反射率值。依據又一實施例，本發(fā)明提供了一種于晶片上產生激光標記的裝置，包括一激光光束發(fā)射裝置；一光束發(fā)射裝置；一反射率測量裝置，以接收來自于該晶 片的一反射光并計算一反射率值；一制造工藝單元，用于控制該反射率測量裝置；以及一 能量調整單元，以接收來自該反射率測量裝置的該反射率值，其中該能量調整單元是基于 多個晶片的多個反射率值與激光標記所述多個晶片的多個能量程度間的一預定關系而決 定一激光光束的一能量程度，以及控制該激光光束發(fā)射裝置以發(fā)射具有該能量程度的一激 光光束。本發(fā)明的優(yōu)點在于降低傳輸產品至客戶的生產周期(cycle time)且由于最佳化 了激光能量而降低了激光微粒的飛濺情形。此外，也不需要采用人工激光標記以修復不清 楚的晶片辨識碼，因而無錯誤操作的發(fā)生。為讓本發(fā)明的上述目的、特征及優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配 合附圖，作詳細說明如下


圖1顯示了欲標記晶片辨識碼的一晶片的剖面圖；圖2顯示了在晶片上標記辨識碼的一裝置；以及圖3顯示了多個晶片的反射率值與在晶片上標記清楚的晶片辨識碼的所需激光 能量的函數(shù)關系。主要附圖標記說明10 標記晶片辨識碼的裝置；12 激光光源；14 激光光束；16 反射鏡；30 反射率測量裝置；32 發(fā)光裝置；34 光束；42 制造工藝單元；44 能量調整單元；100 晶片；102 半導體基底；104 金屬層；106、108 介電層。
具體實施例方式當通過激光光束標記晶片辨識碼時，目前已發(fā)現(xiàn)到晶片辨識碼的清楚程度與晶片 上的表面介電層的組成有關，而晶片辨識碼是采用激光光束照射于晶片之上以標記形成。 表1顯示了多個實驗結果，其顯示了晶片辨識碼的清楚程度與激光光束的能量程度之間的 關系。表 1 在上述實驗中，采用了兩組試樣晶片。第一組的試樣晶片中的各試樣晶片分別包 括厚度為6000埃的未摻雜硅玻璃(USG)層以及位于未經摻雜硅玻璃層之上且厚度為4000 埃的氮化硅(SiN)層。在第二組的試樣晶片中的各試樣晶片分別包括厚度為12000埃的未 摻雜硅玻璃層以及位于未摻雜硅玻璃層上且厚度為7000埃的氮化硅層。上述實驗結果顯 示了當所使用的激光能量為600 μ Joules (微焦耳)或更高時，在第一組的試樣晶片上已可 產生清楚的晶片辨識碼。作為比較之用，而當使用相同能量程度時于第二組的試樣晶片上 恐無法產生清楚的晶片辨識碼。經過進一步探討后則認為如此之不清楚晶片辨識碼是起因 于當在其上照射激光時的激光光束能量的不夠高，因而無法融化接受照射的表面介電層部 分。當激光能量程度增加時(如表1內第二組的欄位所示)，可以發(fā)現(xiàn)到所得到的晶片 辨識碼仍不會變得清楚，直到激光能量增至1300 μ Joules以后，且僅有如此的能量程度才 能使得晶片辨識碼變的清楚。雖然表1中顯示了更高的能量程度有助于產生清楚的標記， 然而更高的激光能量可造成表面介電層的材料飛濺(sputtering)，因而導致了微粒散射至 各晶片的其他部分上。因此，便需要尋求可標記清楚的晶片辨識碼但不會造成微粒散射問 題的最佳化激光能量程度。
圖1顯示了可在其上形成晶片辨識碼的一晶片100的剖面圖。晶片100包括半導 體基底102。如互補型金屬氧化物半導體(CMOS)裝置的集成電路(未顯示)可形成于半導 體基底102的表面。包括介電層以及位于介電層內的金屬導線與金屬介層物的金屬層104 可形成于半導體基底102之上。圖1中顯示了兩個介電層106與108 (在下文中通稱為表 面介電層)。在一實施例中，介電層106可為未摻雜硅玻璃(USG)層，而介電層108可為氮 化硅(SiN)層。照射于膜層108上的激光是用于融化部分的膜層108，且也可能融化部分的 膜層106，因而標記了晶片辨識碼。然而，可以理解的是依據產品與客戶的需求，上述表面介 電層的厚度與材料也可能存有多種的可能組合情形。舉例來說，表面介電層可能包括一至 三個保護層(passivation layer)，而這些保護層可能包括由氧化硅、氮化硅與相似物所形 成的不同組合情形。表面介電層也可包括位于保護層下方的零個至兩個未摻雜硅玻璃層。 這些膜層也可能具有相異厚度。因此，不同晶片間的表面介電層，即需標記晶片辨識碼的膜 層，可能顯著不同，因此在不同晶片上清楚標記晶片辨識碼的所需能量程度便不盡相同?；?于解決前述段落所討論問題，便需要一種在晶片上標記晶片辨識碼的新穎方法。在下文中 將進一步解說在多個實施例內操作的實施情形。
圖2顯示了用于標記晶片辨識碼的(激光光束產生)裝置10。裝置10包括用于 產生激光光束14的激光光源12 (例如一激光二極管)。在裝置10中，激光光束14經過調 動而通過包括如用于導引激光光束14的反射鏡16的一路徑。激光光束14是由裝置10所 發(fā)射出且投射至晶片100之上以標記晶片辨識碼。裝置10適用于晶片100上標記數(shù)字、字 母以及其他符號等圖案。在一實施例中，在激光光束14產生并投射至晶片100上之前，可使用反射率測量 裝置30以測量晶片100對于激光光束14的一反射率值。晶片100的反射率值的測量包括 投射一光束至晶片100之上，以及測量來自晶片100的反射光線的強度。在光束具有如激光 光束14波長的相同波長情形時，晶片100對于光束的反射率值將相同于晶片100對于激光 光束14的反射率值。在一實施例中，發(fā)光裝置32發(fā)射了具有相同于如激光光束14的波長 的光束34。在其他實施例中，光束34具有大體相同波長，例如為少于激光光束14波長5% 的差異值的波長。光束34可具有約1064納米的一波長。光束34具有少于激光光束14的 足夠小能量程度，因此不會在晶片100上產生任何標記，光束34可投射至晶片100的表面 介電層上的任一位置，或者投射至需要標記晶片辨識碼處的相同位置處。晶片100部分反 射光束34。反射率測量裝置30接收了反射光，在測量反射光強度后計算來自于晶片100的 光束34的光強度。反射率值可按照百分比方式計算，其中0%顯示沒有光線的反射而100% 則顯示了光線的全反射情形。反射率測量裝置30例如為一反射因子表(reflection factor meter)，其是由 USHIO 產制(由 Lighting Edge technologies, Inc.所提供)。當用以測 量晶片100的反射率值的光束具有相同于如用于標記晶片辨識碼的激光光束的波長，光束 34的反射率值將相同于光束14的反射率值。經測量并得知了晶片100的反射率值之后，便需要決定激光光束14的所需能量程 度?？梢岳斫獾氖钱敼馐鵀榉瓷鋾r，光束的少數(shù)能量為晶片100所吸收。如此，便于需要建 立激光光束14的能量程度與反射率值之間的關系。圖3顯示了用于決定激光光束14所需 的能量程度的一圖表，其示出了反射率值以及所需激光能量程度間的關系。為了獲得如圖 3所示的實驗結果，便需測量多個試樣晶片，其中試樣晶片包括共同采用的用于晶片辨識碼形成的表面介電層的組合(包括不同材料與厚度的結合)。Y軸顯示了試樣晶片的反射率值，而X軸顯示了在試樣晶片上標記清楚的晶片辨識碼的所需(最少)激光能量程度。每 一試樣晶片皆應用了介于低能量階段至高能量階段之間的多個激光光束，直到找出可標記 一清楚晶片辨識碼的最少能量程度。值得注意的是，隨著反射率值的增加，所需能量階段也 隨之增加。上述關系可存儲于數(shù)據庫中以利后續(xù)制造工藝的應用。可以理解的是圖3內所 示的關系與激光光束的特定波長有關。當波長改變時，其對應關系將可能不同，且需采用前 述方法再次決定其間的關系。請再次參照圖2，來自晶片100的激光光束34的反射率值的測量可通過制造工藝 單元42所控制，制造工藝單元42例如為一電腦。接著傳輸此反射率值至能量調整單元44， 其可存儲有(或可進入)上述能量程度與反射率值間之一關系。能量調整單元44可采用 如圖3所示的預先決定的關系并結合經測量晶片100的所得到的反射率值，借以得到對應 的激光能量程度。舉例來說，請參照圖3，當測量到晶片100的反射率值為45%時，接著對 應的所需激光能量程度約為1060 μ Joules。在一實施例中，制造工藝單元42與能量調整單 元44為不同單元，例如為分別包括一電腦的單元。在其他實施例中，制造工藝單元42與能 量調整單元44為一整合單元。能量調整單元44借著控制裝置10以產生具有所需能量程 度的激光光源14。如此，便可通過激光光束14而形成清楚的晶片辨識碼。在一實施例中，在一晶片批次內的(例如包括25個晶片)一第一晶片的反射率值 經過測量。由于相同晶片批次內的所有晶片具有相同的結構，因此同一晶片批次內的所有 晶片的反射率值將會相同。如此，僅需要測量每一晶片批次的第一晶片的反射率值，而在相 同晶片批次內的其他晶片的標記可采用如同用于第一晶片的相同能量程度而達成。在其他 實施例中，為了標記晶片辨識碼，可測量每一晶片的反射率值，因此可以判定正確的激光光 束的能量程度。雖然在前述段落中，是采用晶片辨識碼作為例子，可以理解的是本發(fā)明的應用也 適用于其他元件之上施行激光標記，其包括但不限制于半導體材料、金屬、介電材料及其組 合，或其多重膜層結構。通過決定晶片的反射率值，由于反射率值可經過快速測量，可在晶片標示形成之 前簡化此復雜的表面狀況(包括材料、表面介電層的數(shù)量以及表面介電層的厚度)。如此， 激光光束可具有足夠高用以形成清楚標記的最佳化能量程度，但不會造成微粒的飛濺。因 此便可解決不清楚的晶片標記問題，且可徹底的消除起因于人工標記晶片辨識碼所造成的 錯誤操作問題。雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領域普 通技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍 當視所附的權利要求的范圍為準。
權利要求
一種集成電路的制造方法，包括提供一晶片；測量該晶片的一反射率值；通過該反射率值而決定用于激光標記該晶片的一能量程度；以及發(fā)射具有該能量程度的一激光，以于該晶片上產生激光標記。
2.根據權利要求1所述的集成電路的制造方法，還包括建立多個晶片的多個反射率值 與激光標記所述多個晶片的多個能量程度間的一關系，其中決定該能量程度的步驟包括采 用在測量該晶片的該反射率值的步驟中所測定的該反射率值以找出該關系內的所述多個 能量程度的一對應能量程度。
3.根據權利要求1所述的集成電路的制造方法，其中測量該晶片的該反射率值包括 發(fā)設一光束至該晶片上，其中該光束具有大體相同于該激光光束的一波長；以及測量來自于該晶片的該光束的反射，以測量該反射率值。
4.根據權利要求1所述的集成電路的制造方法，其中該晶片為包括具有相同結構的多 個晶片的一晶片批量內的一第一晶片，其中在所述多個晶片的剩余晶片內具有采用該能量 程度的該激光光束所形成的額外的激光標記，且其中所述多個晶片內的剩余晶片的反射率 值并未經過測量。
5.根據權利要求1所述的集成電路的制造方法，其中該晶片為多個晶片中的一第一晶 片，而該集成電路的制造方法還包括測量所述多個晶片內的一剩余晶片的一另外反射率值；采用該另外反射率值以決定在所述多個晶片的該剩余晶片上標記一清楚激光標記的 一另外能量程度；以及照射具有該另外能量程度的一另一激光光束于所述多個晶片的該剩余晶片上以產生 另一激光標記。
6.一種集成電路的制造方法，包括提供具有不同表面反射率值的多個試樣晶片； 測量所述多個試樣晶片的所述多個表面反射率值；以及建立所述多個晶片的所述多個反射率值與用于激光標記所述多個晶片所需的多個能 量程度間的一關系。
7.根據權利要求6所述的集成電路的制造方法，其中所述多個試樣晶片的所述多個表 面介電層具有不同厚度或具有不同材料組合。
8.一種集成電路的制造方法，包括 提供一晶片；提供具有不同表面反射率值的多個試樣晶片； 測量所述多個試樣晶片的所述多個表面反射率； 找出在所述多個試樣晶片上產生清楚標記的所需最小能量程度； 建立所述多個晶片的所述多個反射率值與激光標記所述多個晶片的多個能量程度間 的一關系；決定該晶片的一反射率；采用該關系并依據該晶片的該反射率值以決定一能量程度；以及發(fā)射具有該能量程度的一激光光束于該晶片上，以在該晶片上產生激光標記。
9.根據權利要求8所述的集成電路的制造方法，其中決定該晶片的該反射率值包括 發(fā)射一光束于該晶片上，其中該光束具有比該激光光束低的一能量且該光束與該激光光束具有大體相同的波長；以及通過測量來自于該晶片的該光束的反射以決定該反射率值。
10.根據權利要求8所述的集成電路的制造方法，其中所述多個表面反射率值是測量 所述多個試樣晶片上的表面介電層所得到。
11.一種在晶片上產生激光標記的裝置，包括 一激光光束發(fā)射裝置，用于發(fā)射激光光束；一光束發(fā)射裝置，以發(fā)射一光束，其中該光束與該激光光束具有大體相同波長；以及 一反射率測量裝置，用于測量來自該晶片的該光束的反射率值。
12.根據權利要求11所述的在晶片上產生激光標記的裝置，還包括一制造工藝單元， 用于控制該反射率測量裝置以測量該反測率值。
13.根據權利要求12所述的在晶片上產生激光標記的裝置，還包括一能量調整單元， 以自該反射率測量裝置接收該反射率值以及控制該激光光束發(fā)射裝置以照射具有經該能 量調整單元設定的一能量程度的一激光。
14.根據權利要求11所述的在晶片上產生激光標記的裝置，其中該反射率測量裝置是 用于檢測來自該晶片的反射光線的一光強度。
15.根據權利要求11所述的在晶片上產生激光標記的裝置，其中該激光光束發(fā)射裝置 是在該晶片上標記一晶片辨識碼之用。
全文摘要
本發(fā)明提出一種集成電路的制造方法及在晶片上產生激光標記的裝置，該方法包括提供一晶片；測量一晶片的一反射率值；通過該反射率值而決定用于激光標記該晶片的一最佳能量程度；以及發(fā)射具有該最佳能量程度的一激光，以于該晶片上產生激光標記。本發(fā)明的優(yōu)點在于降低傳輸產品至客戶的生產周期且由于最佳化了激光能量而降低了激光微粒的飛濺情形。此外，也不需要采用人工激光標記以修復不清楚的晶片辨識碼，因而無錯誤操作的發(fā)生。
文檔編號H01L21/66GK101840843SQ20101013178
公開日2010年9月22日 申請日期2010年3月16日 優(yōu)先權日2009年3月18日
發(fā)明者張嵐芳, 游偉明 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司