JP2009064824A - 半導体装置と半導体装置に対するマーキング方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 半導体装置の表面に、識別し易いマーキングを形成する技術を提供する。
【解決手段】 Si半導体層の表面に金属膜が形成されている半導体装置1には、金属膜の表面20aのうちマーク3を形成する範囲にSn系のハンダ10を配置し、半導体装置1を加熱し、ハンダ10を配置した範囲のハンダ10と金属膜との合金12を形成し、合金12のマーク3を形成する。Si半導体層の表面が露出している半導体装置には、マーキングを形成する範囲のSi半導体層の表面を局所的に加熱し、その範囲にSi半導体層の表面に酸化膜を形成し、酸化膜でマークを形成する。
【選択図】 図1
【解決手段】 Si半導体層の表面に金属膜が形成されている半導体装置1には、金属膜の表面20aのうちマーク3を形成する範囲にSn系のハンダ10を配置し、半導体装置1を加熱し、ハンダ10を配置した範囲のハンダ10と金属膜との合金12を形成し、合金12のマーク3を形成する。Si半導体層の表面が露出している半導体装置には、マーキングを形成する範囲のSi半導体層の表面を局所的に加熱し、その範囲にSi半導体層の表面に酸化膜を形成し、酸化膜でマークを形成する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、表面にマークが形成されている半導体装置と、そのマークを形成するマーキング方法に関する。
半導体装置の表面に、半導体装置に関する情報、例えば半導体装置の種類やロットナンバーや半導体装置が製造されたウェーハ内の位置等を示すマークを表示することがある。
マークを形成するマーキング方法が開発されており、特許文献1に開示されている。特許文献1の技術では、半導体装置の表面のマーク形成範囲にレーザーを照射し、その範囲の半導体装置の表面を削って窪みを形成する。あるいは、マーク形成範囲にレーザーを照射し、その範囲の半導体装置の表面を融解して窪みを形成している。窪みによって文字等のパターンを形成する。なお、本明細書では、半導体装置に関する情報を光学的に読み取り可能に表示するものをマークといい、人が読み取る文字等の他、光学機器を利用して認識可能なコードを含むものとする。
マークを形成するマーキング方法が開発されており、特許文献1に開示されている。特許文献1の技術では、半導体装置の表面のマーク形成範囲にレーザーを照射し、その範囲の半導体装置の表面を削って窪みを形成する。あるいは、マーク形成範囲にレーザーを照射し、その範囲の半導体装置の表面を融解して窪みを形成している。窪みによって文字等のパターンを形成する。なお、本明細書では、半導体装置に関する情報を光学的に読み取り可能に表示するものをマークといい、人が読み取る文字等の他、光学機器を利用して認識可能なコードを含むものとする。
従来の技術では、半導体装置の表面を局所的に削るか、あるいは局所的に融解することによって形成される窪みのパターンを利用してマークを形成する。
窪みが形成されている範囲と形成されていない範囲は、同じ素材で構成されている。例えば、表面に金属膜が形成されている半導体装置では、窪みの内外とも同じ金属で形成されている。表面に半導体層が露出している半導体装置では、窪みの内外とも同じ半導体層で形成されている。従来のマーキング方法で形成されるマークは、マーク形成範囲とマーク形成範囲外とのコントラストが低く、マークが識別し難かった。
本発明は、上記の問題点を解決するために創案された。すなわち、本発明は、半導体装置の表面に識別し易いマークを形成するマーキング方法を提供する。
窪みが形成されている範囲と形成されていない範囲は、同じ素材で構成されている。例えば、表面に金属膜が形成されている半導体装置では、窪みの内外とも同じ金属で形成されている。表面に半導体層が露出している半導体装置では、窪みの内外とも同じ半導体層で形成されている。従来のマーキング方法で形成されるマークは、マーク形成範囲とマーク形成範囲外とのコントラストが低く、マークが識別し難かった。
本発明は、上記の問題点を解決するために創案された。すなわち、本発明は、半導体装置の表面に識別し易いマークを形成するマーキング方法を提供する。
本発明で創作された半導体装置に対するマーキング方法は、半導体装置の表面に金属膜が形成されている場合と、金属膜が形成されていない場合とを分けて扱う。
半導体装置の表面に金属膜が形成されている場合の第1のマーキング方法では、半導体装置の表面に形成されている金属膜の表面のマーク形成範囲にSn系のハンダを配置する工程と、ハンダを配置した半導体装置を加熱してハンダを配置した範囲で金属膜を形成している金属とはんだとの合金を形成する加熱工程を実施する。その他の工程が含まれていてもよい。
半導体装置の表面に金属膜が形成されている場合の第1のマーキング方法では、半導体装置の表面に形成されている金属膜の表面のマーク形成範囲にSn系のハンダを配置する工程と、ハンダを配置した半導体装置を加熱してハンダを配置した範囲で金属膜を形成している金属とはんだとの合金を形成する加熱工程を実施する。その他の工程が含まれていてもよい。
本方法によって形成されたマークは、金属膜を形成している金属とSn系のハンダとの合金によって構成されている。マークが形成されていない範囲には合金化していない金属膜が残っている。合金化していない金属膜の背景の中に合金化しているマークを形成する。マーク形成範囲とマーク形成範囲外の材質が相違する。マーク形成範囲とマーク形成範囲外のコントラストが高い。半導体装置の表面に、識別し易いマークを形成することができる。
半導体装置の表面に金属膜が形成されている場合の第2のマーキング方法では、半導体装置の表面に形成されている金属膜の表面にSn系のハンダ膜を形成する工程と、ハンダ膜を形成した半導体装置のマーク形成範囲のハンダ膜を局所的に加熱し、その範囲で金属膜を形成している金属とはんだとの合金を形成する局所的加熱工程と、合金化していないハンダを除去する工程を実施する。その他の工程が含まれていてもよい。
上記方法でも、合金化していない金属膜の背景の中に合金化しているマークを形成することができる。マーク形成範囲とマーク形成範囲外のコントラストが高い。半導体装置の表面に、識別し易いマークを形成することができる。
マーク形成範囲を局所的に加熱する工程では、レーザーリフローを用いることが好ましい。
レーザーリフローを用いることによって微細範囲を局所的に加熱することができる。微細なマークを形成することができる。マークによって表示する単位面積あたりの情報量を増やすことができる。
レーザーリフローを用いることによって微細範囲を局所的に加熱することができる。微細なマークを形成することができる。マークによって表示する単位面積あたりの情報量を増やすことができる。
半導体装置の表面に半導体層が露出している場合のマーキング方法では、マーク形成範囲の半導体層の表面を、その範囲内の半導体層の表面が酸化して酸化膜を形成するまで加熱する酸化膜形成工程を実施する。その他の工程が含まれていてもよい。
本方法によると、酸化していない半導体層の背景の中に酸化しているマークを形成することができる。マーク形成範囲とマーク形成範囲外の材質が相違する。マーク形成範囲とマーク形成範囲外のコントラストが高い。半導体装置の表面に、識別し易いマークを形成することができる。
酸化膜形成工程では、半導体層の表面にレーザーを照射してマーク形成範囲内の半導体層の表面を局所的に加熱する手法を採用することができる。その際のレーザーの照射条件を半導体層の表面を削らない条件に設定しておけば、半導体層の表面を削らないで酸化膜を形成することができる。
この場合、微細なマークを形成することができる。マークによって表示する単位面積あたりの情報量を増やすことができる。
この場合、微細なマークを形成することができる。マークによって表示する単位面積あたりの情報量を増やすことができる。
酸化膜形成工程で、酸化膜の厚みが異なる複数の区画を半導体層の表面に形成することもできる。
酸化膜の厚みによって観測色が相違する。マーク形成範囲を複数の区画に分割し、区画によって厚みが異なる酸化膜を形成すれば、マーク内に色彩分布を形成することができ、より多くの情報量を示すマークを形成することができる。
区画によって厚みが異なる酸化膜を形成する手法は特に限定されない。区画によってレーザー照射条件を変えてもよい。あるいは、同一の照射条件で実施するレーザー照射処理の実施回数を区画によって変えてもよい。
酸化膜の厚みによって観測色が相違する。マーク形成範囲を複数の区画に分割し、区画によって厚みが異なる酸化膜を形成すれば、マーク内に色彩分布を形成することができ、より多くの情報量を示すマークを形成することができる。
区画によって厚みが異なる酸化膜を形成する手法は特に限定されない。区画によってレーザー照射条件を変えてもよい。あるいは、同一の照射条件で実施するレーザー照射処理の実施回数を区画によって変えてもよい。
本発明によって、以下の半導体装置も実現される。第1の半導体装置は、半導体層と、その半導体層の表面に形成されている金属膜と、その金属膜の表面の一部に形成されているとともに、金属膜を形成している金属とSn系ハンダとの合金層によって形成されているマークとを備えている。
この半導体装置では、合金化していない金属膜の背景の中に合金化しているマークが形成されている。マーク形成範囲とマーク形成範囲外のコントラストが高い。半導体装置の表面に、識別し易いマークが形成されている。
この半導体装置では、合金化していない金属膜の背景の中に合金化しているマークが形成されている。マーク形成範囲とマーク形成範囲外のコントラストが高い。半導体装置の表面に、識別し易いマークが形成されている。
本発明によって実現された第2の半導体装置は、半導体層と、半導体層の表面の一部に形成されているとともに、前記半導体層の酸化膜によって形成されているマークを備えている。
この半導体装置では、酸化していない半導体層の背景の中に酸化しているマークが形成されている。マーク形成範囲とマーク形成範囲外のコントラストが高い。半導体装置の表面に、識別し易いマークが形成されている。
この半導体装置では、酸化していない半導体層の背景の中に酸化しているマークが形成されている。マーク形成範囲とマーク形成範囲外のコントラストが高い。半導体装置の表面に、識別し易いマークが形成されている。
酸化膜の膜厚がマーク形成範囲を複数個に分割した区画によって異なっていることが好ましい。
膜厚によって酸化膜を観察したときの色が相違する。色の違いを用いることによって多くの情報量を含むマークを形成することができる。
膜厚によって酸化膜を観察したときの色が相違する。色の違いを用いることによって多くの情報量を含むマークを形成することができる。
マークは、人が認識可能な文字等であってもよいが、光学機器を利用して認識可能なコードを含むものとする。典型的にはバーコードや2次元バーコードを含む。
光学機器を利用して認識可能なコードは、文字等と比較して単位面積あたりに表示する情報量を増やすことができる。特に酸化膜によってマークが形成されている場合には、膜厚の相違によって得られる色を組合わせて用いると、単位面積あたりに情報量を飛躍的に増大させることができる。さらに、光学機器を利用して半導体装置の関する情報を読み取ると、その情報を活用したその後の処理を自動化しやすい。
光学機器を利用して認識可能なコードは、文字等と比較して単位面積あたりに表示する情報量を増やすことができる。特に酸化膜によってマークが形成されている場合には、膜厚の相違によって得られる色を組合わせて用いると、単位面積あたりに情報量を飛躍的に増大させることができる。さらに、光学機器を利用して半導体装置の関する情報を読み取ると、その情報を活用したその後の処理を自動化しやすい。
本発明によると、半導体装置の表面に、識別し易いマークを形成することができる。
以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。
(第1特徴) 半導体層50の表面50aに金属膜6が形成されている。金属膜6は、複数の種類の金属膜の積層構造となっている。金属膜6の最表面には、Au膜20が形成されている。マーク3は、Sn系のハンダ10とAu膜20のAuとの合金12で形成されている(図2と図3)。
(第2特徴) 金属膜6の最表面にはAu膜22が形成されており。Au膜22の下にはNi膜30が形成されている。マーク3は、Sn系ハンダ10とAu膜20のAuとNi膜30のNiとの合金12aで形成されている(図4)。
(第3特徴) Si半導体層50の表面50aに、膜厚が相違する複数個のSi酸化膜を互いに相違する位置に形成することで、多色のコード部4cを形成する(図7)。
(第1特徴) 半導体層50の表面50aに金属膜6が形成されている。金属膜6は、複数の種類の金属膜の積層構造となっている。金属膜6の最表面には、Au膜20が形成されている。マーク3は、Sn系のハンダ10とAu膜20のAuとの合金12で形成されている(図2と図3)。
(第2特徴) 金属膜6の最表面にはAu膜22が形成されており。Au膜22の下にはNi膜30が形成されている。マーク3は、Sn系ハンダ10とAu膜20のAuとNi膜30のNiとの合金12aで形成されている(図4)。
(第3特徴) Si半導体層50の表面50aに、膜厚が相違する複数個のSi酸化膜を互いに相違する位置に形成することで、多色のコード部4cを形成する(図7)。
(第1実施例)
本発明を具現化した半導体装置の第1実施例を、図1から図3を参照して説明する。本実施例の半導体装置1のマーク3の特徴は、図3に示すように、マーク3が半導体装置1のSi半導体層50の表面に形成されている金属膜6とSn系ハンダ10との合金12で形成されていることである。
図1は、マーク3が形成された半導体装置1を上面視した図である。図2は、マーク3の形成工程を説明する図である。図3は、マーク3が形成された半導体装置1の断面図(図1のIII−III線断面図)である。
本発明を具現化した半導体装置の第1実施例を、図1から図3を参照して説明する。本実施例の半導体装置1のマーク3の特徴は、図3に示すように、マーク3が半導体装置1のSi半導体層50の表面に形成されている金属膜6とSn系ハンダ10との合金12で形成されていることである。
図1は、マーク3が形成された半導体装置1を上面視した図である。図2は、マーク3の形成工程を説明する図である。図3は、マーク3が形成された半導体装置1の断面図(図1のIII−III線断面図)である。
図1に示すように、本実施例の半導体装置1には、その表面20aにマーク3が形成されている。マーク3は、半導体装置1の品番やロット番号等の個別情報を示している。マーク3は、文字部2とコード部4を備えている。文字部2は、人が視認可能な英数字等の文字列によって形成されている。コード部4は、コードの読み取り装置等によって識別可能に形成されている。コード部4は、合金12の形成パターン(コード部4の形成エリア内で合金12がどのように配置されているか)によって半導体装置1の個別情報を示している。コード部4は、2次元バーコードの1種である。
半導体装置1は、図3に示すように、Si半導体層50と、その表面50aに形成されている金属膜6を備えている。金属膜6は、Si半導体層50の表面50aの上に、その表面50aに接しているTi/Al膜40を備えている。Ti/Al膜40の上に、その表面に接しているNi膜30を備えている。Ni膜30の上に、その表面に接しているAu膜20を備えている。上記したマーク3は、Au膜20の表面20aに形成されている。
半導体装置1は、図3に示すように、Si半導体層50と、その表面50aに形成されている金属膜6を備えている。金属膜6は、Si半導体層50の表面50aの上に、その表面50aに接しているTi/Al膜40を備えている。Ti/Al膜40の上に、その表面に接しているNi膜30を備えている。Ni膜30の上に、その表面に接しているAu膜20を備えている。上記したマーク3は、Au膜20の表面20aに形成されている。
マーク3の形成方法を、図2を参照して説明する。
図2に示すように、Au膜20の表面20aのうちマーク3(文字部2とコード部4)を形成する範囲に、Sn系のハンダ10を配置する。ハンダ10は、印刷やインクジェットによって表面20a上に局所的に配置することができる。
次に、半導体装置1をリフロー炉等で加熱する。図3に示すように、ハンダ10が配置された範囲では、ハンダ10とAu膜20のAuとから、ハンダ10とAuとの合金12が形成される。合金12が形成された範囲が、マーク3となる。
図2に示すように、Au膜20の表面20aのうちマーク3(文字部2とコード部4)を形成する範囲に、Sn系のハンダ10を配置する。ハンダ10は、印刷やインクジェットによって表面20a上に局所的に配置することができる。
次に、半導体装置1をリフロー炉等で加熱する。図3に示すように、ハンダ10が配置された範囲では、ハンダ10とAu膜20のAuとから、ハンダ10とAuとの合金12が形成される。合金12が形成された範囲が、マーク3となる。
(第1実施例の変形例)
図4に示す半導体装置1aでは、Au膜22が、半導体装置1のAu膜20(図3参照)よりも薄い。この場合には、Sn系のハンダを配置した範囲に、ハンダとAu膜22のAuとNi膜30のNiとの合金12aが形成される。合金12aが形成された範囲が、マーク3(文字部2とコード部4)となる。図4には、文字部2が形成されている位置での半導体装置1aの断面図を示している。図4には記載されていないが、半導体装置1aでは、コード部4(図1参照)も文字部2と同様にして合金12aで形成されている。
図4に示す半導体装置1aでは、Au膜22が、半導体装置1のAu膜20(図3参照)よりも薄い。この場合には、Sn系のハンダを配置した範囲に、ハンダとAu膜22のAuとNi膜30のNiとの合金12aが形成される。合金12aが形成された範囲が、マーク3(文字部2とコード部4)となる。図4には、文字部2が形成されている位置での半導体装置1aの断面図を示している。図4には記載されていないが、半導体装置1aでは、コード部4(図1参照)も文字部2と同様にして合金12aで形成されている。
本実施例によって形成されたマーク3は、Sn系のハンダ10とAuとの合金12によって構成されている。あるいは、マーク3は、Sn系のハンダ10とAuとNiとの合金12aによって構成されている。マーク3が形成されていない範囲には、Au膜20が残っている。Au膜20の背景の中に、合金12,12aでマーク3を形成する。マーク3が形成されている範囲と形成されていない範囲の材質が相違する。マーク3が形成されている範囲と形成されていない範囲とのコントラストが高い。半導体装置1,1aに、識別し易いマーク3を形成することができる。
本実施例のマーキング方法では、マーク3の一部にコード部4を形成している。近年、半導体装置1,1aのチップサイズが小型化し、その表面に文字等のマーク3を形成しても人が視認し難いことがある。コード部4は、読み取り用機械で識別することができる。コード部4のコードは文字等と比較して占有面積が小さい。単位面積あたりのマーク3が含む情報量を増やすことができる。
本実施例のマーキング方法では、マーク3の一部にコード部4を形成している。近年、半導体装置1,1aのチップサイズが小型化し、その表面に文字等のマーク3を形成しても人が視認し難いことがある。コード部4は、読み取り用機械で識別することができる。コード部4のコードは文字等と比較して占有面積が小さい。単位面積あたりのマーク3が含む情報量を増やすことができる。
本実施例のマーキング方法によると、従来技術とは相違し、マーク3を形成するために金属膜6の表面20aに窪みを形成しなくてもよい。レーザーで金属膜6を削って窪みを形成すると、その範囲の金属膜6が局部的に欠損して半導体層50が露出することがあった。金属膜6は、半導体装置1,1aが動作している際に発生した熱を放熱する役割を果たす。その金属膜6が局部的にでも欠損すると、金属膜6による半導体装置1,1aの放熱効果が低減してしまう。本実施例のマーキング方法によると、金属膜6を欠損することがないので、金属膜6による半導体装置1,1aの放熱効果を確保することができる。
金属膜6の表面20aに窪みを形成すると、窪みに存在していた金属が周囲に飛散して悪影響を及ぼすことがあった。本実施例のマーキング方法によると、従来技術とは相違し、マーク3を形成するために金属膜6の表面20aに窪みを形成しなくてもよい。金属が周囲に飛散して悪影響を及ぼすこともない。
金属膜6の表面20aに窪みを形成すると、窪みに存在していた金属が周囲に飛散して悪影響を及ぼすことがあった。本実施例のマーキング方法によると、従来技術とは相違し、マーク3を形成するために金属膜6の表面20aに窪みを形成しなくてもよい。金属が周囲に飛散して悪影響を及ぼすこともない。
(第2実施例)
本発明を具現化した半導体装置の第2実施例を、図5と図6を参照して説明する。本実施例の半導体装置1bのマーク3の形成方法の特徴は、図5に示すようにAu膜20の表面20aにSn系のハンダの膜(ハンダ膜10b)を形成し、その後にマーク3を形成する範囲のハンダ膜10bを局所的に加熱することである。
本発明を具現化した半導体装置の第2実施例を、図5と図6を参照して説明する。本実施例の半導体装置1bのマーク3の形成方法の特徴は、図5に示すようにAu膜20の表面20aにSn系のハンダの膜(ハンダ膜10b)を形成し、その後にマーク3を形成する範囲のハンダ膜10bを局所的に加熱することである。
本実施例の半導体装置1bにも、そのAu膜20の表面20aに、第1実施例の半導体装置1と同様のマーク3を形成する。また、半導体装置1bの構造は、第1実施例の半導体装置1と同様に、半導体層50と金属膜6を備えている。金属膜6の表面にはAu膜20が形成されている。
マーク3の形成方法を、図5と図6を参照して説明する。
図5に示すように、Au膜20の表面20aにSn系のハンダ膜10bを形成する。ハンダ膜10bは、めっきやスパッタや印刷や蒸着等によって表面20a上の全面に形成することができる。
次に、図6に示すように、マーク3を形成する範囲のみに、レーザー14を照射してハンダ膜10bを局所的に加熱する。局所的に加熱した範囲のみに、ハンダ膜10bのハンダとAu膜20のAuとの合金12bが形成される。
次に、合金化していないハンダ膜10bを塩酸系のエッチング液を用いて除去する。合金12bはエッチングされない。合金12bが形成された範囲がマーク3として残る。
図6は、文字部2が形成されている位置での半導体装置1aについて、合金化していないハンダを除去する前の状態の断面図を示している。図6には記載されていないが、半導体装置1bでは、コード部4(図1参照)も文字部2と同様にして合金12bで形成されている。
第1実施例の変形例と同様に、Au膜20が薄い場合には、形成された合金が、ハンダ膜10bのハンダとAu膜20のAuとNi膜30のNiとの合金となる。
マーク3の形成方法を、図5と図6を参照して説明する。
図5に示すように、Au膜20の表面20aにSn系のハンダ膜10bを形成する。ハンダ膜10bは、めっきやスパッタや印刷や蒸着等によって表面20a上の全面に形成することができる。
次に、図6に示すように、マーク3を形成する範囲のみに、レーザー14を照射してハンダ膜10bを局所的に加熱する。局所的に加熱した範囲のみに、ハンダ膜10bのハンダとAu膜20のAuとの合金12bが形成される。
次に、合金化していないハンダ膜10bを塩酸系のエッチング液を用いて除去する。合金12bはエッチングされない。合金12bが形成された範囲がマーク3として残る。
図6は、文字部2が形成されている位置での半導体装置1aについて、合金化していないハンダを除去する前の状態の断面図を示している。図6には記載されていないが、半導体装置1bでは、コード部4(図1参照)も文字部2と同様にして合金12bで形成されている。
第1実施例の変形例と同様に、Au膜20が薄い場合には、形成された合金が、ハンダ膜10bのハンダとAu膜20のAuとNi膜30のNiとの合金となる。
本実施例のマーキング方法では、レーザーリフローによってハンダ膜10bのハンダを局所的に加熱している。微細な局所範囲を加熱することができる。微細なマーク3を形成することができる。単位面積あたりのマーク3が含む情報量を増やすことができる。
(第3実施例)
本発明を具現化した半導体装置の第3実施例を、図7と図8を参照して説明する。本実施例の半導体装置1cのマーク3cの特徴は、図8に示すように、マーク3cがSi半導体層50の酸化膜で形成されていることである。
図7は、マーク3cが形成された半導体装置1cを上面視した図である。図8は、マーク3cが形成された半導体装置1cの断面図(図7のVIII−VIII線断面図)である。
本発明を具現化した半導体装置の第3実施例を、図7と図8を参照して説明する。本実施例の半導体装置1cのマーク3cの特徴は、図8に示すように、マーク3cがSi半導体層50の酸化膜で形成されていることである。
図7は、マーク3cが形成された半導体装置1cを上面視した図である。図8は、マーク3cが形成された半導体装置1cの断面図(図7のVIII−VIII線断面図)である。
本実施例の半導体装置1cは、図8に示すように、その表面に半導体層50の表面50aが露出している。すなわち、第1実施例の半導体装置1のように、半導体層50の表面50a上に金属膜6が形成されていない。半導体装置1cでは、半導体層50の表面50aにマーク3cが形成されている。マーク3cは、文字部2cとコード部4cを備えている。文字部2cは、人が視認可能な英数字等の文字列によって形成されている、コード部4cは、ほぼ同一四角形状の9個の酸化膜によって構成されている。9個の酸化膜は、各々が後述する7色のうちのいずれかの色を有している。コード部4cに含まれている情報は、コードの読み取り装置等によって識別可能に形成されている。
図7に示す半導体装置1cでは、Si半導体層50の表面50aが露出している(金属膜が形成されていない)。
図7に示す半導体装置1cでは、Si半導体層50の表面50aが露出している(金属膜が形成されていない)。
マーク3cの形成方法を、図8を参照して説明する。
本実施例では、マーク3cを形成する範囲のみを表面50aからレーザーアニールする。レーザーが照射された範囲のSi半導体層50が酸化膜となる。Si半導体層50のSiは酸素を取り込んで酸化膜になると体積が増える。このため、図8に示しように、酸化膜が半導体層50の表面50aから突出する。
このとき、レーザーの照射条件は、表面50aに露出しているSi半導体層50が酸化して酸化膜が形成されるとともに、Si半導体層50が削れない条件に設定する。例えば、レーザーのエネルギー密度(J/cm2)で加熱温度を設定することができる。エネルギー密度(J/cm2)は、総エネルギー(W)÷周波数(Hz)÷ビームサイズ(cm2)で算出することができるので、それぞれを選択して加熱温度を設定する。なお、レーザーの照射条件を変化させることによって形成される酸化膜の膜厚を変化させることができる。酸化膜は、その膜厚によって観測色が相違する。以下に膜厚(nm)と色の対応を示す。
マーク3cを構成するための色は、上記表の酸化膜の6色と、酸化膜が形成されていないSi半導体層50の表面50a自体の1色を併せ、7色のうちから選択可能である。上記表に基づいてレーザーの照射条件を変更し、マーク3を形成する位置に、各々の膜厚(各々の色)の酸化膜を形成する。
図7に示すコード部4cは、9個の酸化膜で構成されている。例えば、酸化膜60は厚みが300nmであり、青紫色である。酸化膜62は厚みが100nmであり、赤紫色である。酸化膜64は厚みが200nmであり、黄色である。コード部4cのように9個の酸化膜で構成されている場合には、9個のそれぞれについて7色を選択することができるので、79種類のコードを形成することができる。
文字部2cは、いずれの膜厚の酸化膜であってもよい。
本実施例では、マーク3cを形成する範囲のみを表面50aからレーザーアニールする。レーザーが照射された範囲のSi半導体層50が酸化膜となる。Si半導体層50のSiは酸素を取り込んで酸化膜になると体積が増える。このため、図8に示しように、酸化膜が半導体層50の表面50aから突出する。
このとき、レーザーの照射条件は、表面50aに露出しているSi半導体層50が酸化して酸化膜が形成されるとともに、Si半導体層50が削れない条件に設定する。例えば、レーザーのエネルギー密度(J/cm2)で加熱温度を設定することができる。エネルギー密度(J/cm2)は、総エネルギー(W)÷周波数(Hz)÷ビームサイズ(cm2)で算出することができるので、それぞれを選択して加熱温度を設定する。なお、レーザーの照射条件を変化させることによって形成される酸化膜の膜厚を変化させることができる。酸化膜は、その膜厚によって観測色が相違する。以下に膜厚(nm)と色の対応を示す。
図7に示すコード部4cは、9個の酸化膜で構成されている。例えば、酸化膜60は厚みが300nmであり、青紫色である。酸化膜62は厚みが100nmであり、赤紫色である。酸化膜64は厚みが200nmであり、黄色である。コード部4cのように9個の酸化膜で構成されている場合には、9個のそれぞれについて7色を選択することができるので、79種類のコードを形成することができる。
文字部2cは、いずれの膜厚の酸化膜であってもよい。
本実施例のマーク3cの形成方法によると、半導体層50の酸化膜で構成されるマーク3cを形成することができる。マーク3cが形成されていない範囲は半導体層50が露出している。半導体層50が露出している表面50aの背景の中に酸化膜のマーク3cを形成する。マーク3cが形成されている範囲と形成されていない範囲の材質が相違する。マーク3cが形成されている範囲と形成されていない範囲のコントラストが高い。これにより、半導体装置1cの表面50aに、識別し易いマーク3cを形成することができる。
また、レーザーを用いて半導体層50の表面50aを削る従来の方法と比較すると、削りクズが発生することがなく好ましい。
また、レーザーを照射して半導体層50の表面50aを局所的に加熱することによって微細な局所範囲を加熱することができる。微細なマーク3cを形成することができる。単位面積あたりのマーク3cが含む情報量を増やすことができる。
半導体層50の酸化膜は、その膜厚によって色が相違する。色の違いを用いることによって多くの情報量を含むマーク3cを形成することができる。
また、本実施例のマーキング方法では、マーク3cの一部としてコード部4cを形成している。近年、半導体装置1cのチップサイズが小型化し、その表面に文字等のマーク3cを形成しても人が視認し難いことがある。コード部4cは、読み取り用機械で識別することができる。コード部4cのコードは文字等と比較して占有面積が小さい。単位面積あたりのマーク3cが含む情報量を増やすことができる。
また、レーザーを用いて半導体層50の表面50aを削る従来の方法と比較すると、削りクズが発生することがなく好ましい。
また、レーザーを照射して半導体層50の表面50aを局所的に加熱することによって微細な局所範囲を加熱することができる。微細なマーク3cを形成することができる。単位面積あたりのマーク3cが含む情報量を増やすことができる。
半導体層50の酸化膜は、その膜厚によって色が相違する。色の違いを用いることによって多くの情報量を含むマーク3cを形成することができる。
また、本実施例のマーキング方法では、マーク3cの一部としてコード部4cを形成している。近年、半導体装置1cのチップサイズが小型化し、その表面に文字等のマーク3cを形成しても人が視認し難いことがある。コード部4cは、読み取り用機械で識別することができる。コード部4cのコードは文字等と比較して占有面積が小さい。単位面積あたりのマーク3cが含む情報量を増やすことができる。
本実施例では、酸化膜の厚みを調整して多色で構成されているマーク3cのコード部4cを形成する場合について説明したが、コード部4cは多色ではなくてもよい。第1実施例のコード部4(合金12で形成されている)と同様に、酸化膜の形成パターンによって半導体装置1cの個別情報を示すものであってもよい。
第1実施例から第3実施例では、半導体装置1,1a,1b,1cの表面20a,50aに、文字部2,2a,2b,2cとコード部4,4a,4b,4cの双方を形成する場合について説明したが、マーキングとしては、文字部とコード部の少なくともいずれか一方が形成されていればよい。
また、第1実施例と第2実施例では、半導体層50の表面50aに金属膜6が形成されている場合に、その最表面に形成されているAu膜20にマーク3を形成する場合について説明したが、金属膜6の材質は、実施例に限定されるものではない。
また、第1実施例と第2実施例では、半導体層50の表面50aに金属膜6が形成されている場合に、その最表面に形成されているAu膜20にマーク3を形成する場合について説明したが、金属膜6の材質は、実施例に限定されるものではない。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
1,1a,1b,1c:半導体装置
2,2a,2b,2c:文字部
3、3c:マーク
4,4a,4b,4c:コード部
6:金属膜
10:ハンダ
10b:ハンダの膜
12,12a,12b:合金
20,22:Au膜
20a:表面
30:Ni膜
40:Ti/Al膜
50:半導体層
50a:表面
60,62,64:酸化膜
2,2a,2b,2c:文字部
3、3c:マーク
4,4a,4b,4c:コード部
6:金属膜
10:ハンダ
10b:ハンダの膜
12,12a,12b:合金
20,22:Au膜
20a:表面
30:Ni膜
40:Ti/Al膜
50:半導体層
50a:表面
60,62,64:酸化膜
Claims (10)
- 半導体装置の表面に形成されている金属膜の表面にマーキングする方法であり、
その金属膜の表面のマーク形成範囲にSn系のハンダを配置する工程と、
ハンダを配置した半導体装置を加熱し、ハンダを配置した範囲で金属膜を形成している金属とはんだとの合金を形成する加熱工程、
を備えていることを特徴とするマーキング方法。 - 半導体装置の表面に形成されている金属膜の表面にマーキングする方法であり、
その金属膜の表面にSn系のハンダ膜を形成する工程と、
ハンダ膜を形成した半導体装置のマーク形成範囲のハンダ膜を局所的に加熱し、その範囲で金属膜を形成している金属とはんだとの合金を形成する局所的加熱工程と、
合金化していないハンダを除去する工程、
を備えていることを特徴とするマーキング方法。 - 前記局所的加熱工程で、レーザーリフローを用いることを特徴とする請求項2に記載のマーキング方法。
- 半導体装置の表面に露出している半導体層の表面にマーキングする方法であり、
マーク形成範囲の半導体層の表面を、その範囲内の半導体層の表面が酸化して酸化膜を形成するまで加熱する酸化膜形成工程を備えていることを特徴とするマーキング方法。 - 前記酸化膜形成工程で、半導体層の表面にレーザーを照射してマーク形成範囲内の半導体層の表面を局所的に加熱するとともに、そのレーザーの照射条件が半導体層の表面を削らない条件に設定されていることを特徴とする請求項4に記載のマーキング方法。
- 前記酸化膜形成工程で、前記酸化膜の厚みが異なる複数の区画を半導体層の表面に形成することを特徴とする請求項5に記載のマーキング方法。
- 半導体層と、
その半導体層の表面に形成されている金属膜と、
その金属膜の表面の一部に形成されているとともに、前記金属膜を形成している金属とSn系ハンダとの合金層によって形成されているマークと、
を備えていることを特徴とする半導体装置。 - 半導体層と、
半導体層の表面の一部に形成されているとともに、前記半導体層の酸化膜によって形成されているマークと、
を備えていることを特徴とする半導体装置。 - 前記酸化膜の膜厚がマーク形成範囲を複数個に分割した区画によって異なっていることを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。
- 前記マークが、半導体装置の情報を示すコードであることを特徴とする請求項7から9のいずれか1項に記載の半導体装置。
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---|---|---|---|
JP2007229193A JP2009064824A (ja) | 2007-09-04 | 2007-09-04 | 半導体装置と半導体装置に対するマーキング方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015070236A (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 日亜化学工業株式会社 | 半導体レーザ素子及びその製造方法 |
US9035308B2 (en) | 2013-06-25 | 2015-05-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor package and method of fabricating the same |
CN117425948A (zh) * | 2022-01-19 | 2024-01-19 | 新唐科技日本株式会社 | 半导体装置及激光打标方法 |
-
2007
- 2007-09-04 JP JP2007229193A patent/JP2009064824A/ja not_active Withdrawn
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