JP2002205178A

JP2002205178A - レーザマーキング方法

Info

Publication number: JP2002205178A
Application number: JP2000401484A
Authority: JP
Inventors: Naoki Mitsuyanagi; 直毅三柳; Shigeyuki Sakurai; 茂行桜井; Yoshiya Nagano; 義也長野; Teru Morita; 輝森田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2002-07-23

Abstract

(57)【要約】【課題】レーザビームによるＣＳＰ等へのマーキング
でチップ自体およびＩＣ回路へのダメージをなくし、マ
ーキングパターンの視認性を向上する。【解決手段】レーザビーム１１６をシリコンチップ１
１８の表面に照射し表面にマーキングを行う方法であ
る。この方法では、表面を溶融・再凝固させる低いエネ
ルギ密度による第１レーザビーム照射と、表面に溝を形
成する高いエネルギ密度による第２レーザビーム照射を
用い、第１レーザビーム照射と第２レーザビーム照射の
いずれか一方で表面にパターン１１を描き、他方で表面
に背景であるエリア１２を描く。低いエネルギ密度はパ
ルスエネルギ密度で３〜１１ｍＪ／ｍｍ²の範囲に含ま
れ、高いエネルギ密度は、パルスエネルギ密度で１１ｍ
Ｊ／ｍｍ²より大きい範囲に含まれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザマーキング方
法に関し、特に、シリコン等で作られた基板の表面にマ
ーキング加工を行うのに適したマーキング方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＩＣパッケージの小型・軽量化に
伴ってこれまでのようにシリコンチップを樹脂材料でモ
ールドせずに、露出させたＣＳＰ（Chip Size Packag
e）と呼ばれるＩＣパッケージが開発されている。これ
らのＩＣパッケージにおいてもメーカや製品番号等のマ
ーキングがなされ、従来の樹脂でモールドされたＩＣパ
ッケージと同じように印刷やスタンプを用いた方法でマ
ーキングが行われていた。かかるマーキングでは、従来
と同様な或る決まったパターンのマーキングに加えて、
最近ではさらに製品のロット番号、製造時期のマーキン
グ項目などが要求され、マーキングパターンの変更が望
まれる。このような場合には、その都度、印字パターン
を換えたスタンプを用意し、交換しなければならず、マ
ーキング作業を面倒なものとしていた。

【０００３】一方、レーザを用いたマーキングは、マー
キングパターンを容易に変更できる利点を持ち、樹脂材
料でモールドされたＩＣパッケージにも利用されてきて
いる。この意味で、レーザマーキングは、上記のスタン
プマーキングの問題を解消することができる。レーザマ
ーキングはウェハ段階のシリコン表面へのマーキングに
も実績があり、ＣＳＰタイプのシリコン表面へのマーキ
ングにも適用が試みられている。

【０００４】従来のレーザによるマーキングの装置と方
法の一例を図５〜図７を参照して説明する。レーザマー
キング装置は、レーザヘッド１１１とレーザコントロー
ラ１１２から成るレーザ発振器１１３と、Ｘ軸ガルバノ
ミラー１１４と、Ｙ軸ガルバノミラー１１５を備える。
レーザ発振器１１３のレーザヘッド１１１から出力され
たレーザビーム１１６は、Ｘ軸ガルバノミラー１１４と
Ｙ軸ガルバノミラー１１５で導かれ、集光レンズ１１７
によって集光されて加工対象物であるシリコンチップ１
１８の表面に照射される。Ｘ軸ガルバノミラー１１４は
Ｘ軸ガルバノスキャナ１１９に基づき走査動作を行い、
Ｙ軸ガルバノミラー１１５はＹ軸ガルバノスキャナ１２
０に基づき走査動作を行う。メインコントローラ１２１
は、任意のパターンの軌跡を描くようにＸ軸ガルバノス
キャナ１１９とＹ軸ガルバノスキャナ１２０に指令を与
え、かつレーザビーム照射のタイミングをレーザコント
ローラ１１２に指令する。

【０００５】上記レーザマーキング装置によれば、レー
ザヘッド１１１から出力されたレーザビーム１１６は、
Ｘ軸ガルバノミラー１１４でＸ方向に変えられ、Ｙ軸ガ
ルバノミラー１１５でＹ方向に変えられ、集光レンズ１
１７で集光される。集光されたレーザビーム１１６はシ
リコンチップ１１８の上に照射される。シリコンチップ
１１８上のレーザビームはＸ方向およびＹ方向に移動さ
せられる。シリコンチップ１１８上にマーキングを行う
場合には、メインコントローラ１２１において事前に作
成された印字軌跡あるいは印字パターンが登録して用意
され、これらのデータ等に基づいてＸ軸ガルバノミラー
１１４とＹ軸ガルバノミラー１１５に動作させる指令を
発し、かつレーザビーム照射のタイミングをレーザコン
トローラ１１２に指令する。こうしてシリコンチップ１
１８の表面の所定の箇所にレーザマーキングが行われ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】レーザマーキングが施
されようとするシリコンチップ１１８の表面は、いろい
ろなプロセスを経た後に表面が酸化し、さらに機械的に
研磨を行って酸化された層を除去しているため、深さ
０．１μｍ程度の条痕が残っている。このような表面を
有するシリコンチップ１１８の当該表面にレーザビーム
を照射することにより、照射痕を連ねた部分が文字ある
いはパターンとして人間の目に認識されるには、大きく
分けて以下の通り２つタイプがある。

【０００７】第１のタイプは、図６と図７の（Ａ）に示
されるごとく、研磨による微小な凹凸が存在する表面１
３１に浅い滑らかな面１３２を形成するマーキング方法
である。図７の（Ａ）は、図６の（Ａ）における箇所Ａ
１において線ａ１で切った部分の断面図である。この場
合には、表面１３１の微小な凹凸が灰色に見えるのに対
して、滑らかな面１３２の部分は或る角度から見ると黒
色、他の角度から見ると灰色に見える。換言すれば、或
る角度からのみマーキングパターンが見え、他の角度か
らはマーキングパターンを認識することができないとい
う事態が起きる。さらに黒色に見える場合においても、
表面１３１の微小な凹凸による灰色部分が背景部分とし
て存在するために、マーキングと背景の濃淡の差が小さ
くなり、視認性は良好なものとはいえない。

【０００８】第２のタイプは、図６と図７の（Ｂ）に示
されるごとく、研磨による微小な凹凸が形成される表面
１４１に深い溝１４２を形成するマーキング方法であ
る。図７の（Ｂ）は、図６の（Ｂ）における箇所Ｂ１に
おいて線ｂ１で切った部分の断面図である。この場合に
は、深い溝１４２の部分が人間の目には白く見える。灰
色の中に白いマーキングパターンが形成されるため、前
述の滑らかな面１３２による黒色よりも視認性は良好で
ある。しかし、深い溝ほど白く見えるために、十分な視
認性を得ようとすれば、より深い溝を形成することが必
要となる。一般的にレーザビーム１１６のパワーを高く
すると、加工深さは大きくなるので、視認性向上のため
には高いパワーのレーザビームをシリコンチップ１１８
の表面に照射することになる。しかしながら、シリコン
チップ１１８に直接にマーキングを施すために、あまり
深い溝を形成すると、マーキング表面の裏面に形成され
たＩＣ回路構造部にダメージを与えるおそれがある。さ
らにパワーを高めたことから、熱的に脆弱なシリコンチ
ップ１１８はレーザビーム１１６による熱衝撃で破損さ
れるおそれも高い。このように、視認性を上げようとし
てパワーを高くすると、シリコンチップそのものあるい
はＩＣ回路の部分にダメージを与えることになる。

【０００９】本発明の目的は、上記の問題を解決するこ
とにあり、レーザビームによるＣＳＰ等へのマーキング
でチップ自体およびＩＣ回路へのダメージをなくし、か
つマーキングパターンの視認性を向上することを企図し
たレーザマーキング方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係るレーザマー
キング方法は、上記の目的を達成するために、次のよう
に構成される。

【００１１】第１のレーザマーキング方法（請求項１に
対応）は、レーザビームを被加工物の表面に照射し表面
にマーキングを行う方法であり、さらに、表面を溶融・
再凝固させる低いエネルギ密度による第１レーザビーム
照射と、表面に溝を形成する高いエネルギ密度による第
２レーザビーム照射を用い、第１レーザビーム照射と第
２レーザビーム照射のいずれか一方で表面にマークを描
き、他方で表面に背景部を描くようにされた方法であ
る。

【００１２】第２のレーザマーキング方法（請求項２に
対応）は、上記の方法において、好ましくは、被加工物
はシリコン材であり、第１レーザビーム照射に関する低
いエネルギ密度は、パルスエネルギ密度で３〜１１ｍＪ
／ｍｍ²の範囲に含まれ、第２レーザビーム照射に関す
る高いエネルギ密度は、パルスエネルギ密度で１１ｍＪ
／ｍｍ²より大きい範囲に含まれることを特徴とする。

【００１３】第３のレーザマーキング方法（請求項３に
対応）は、上記の方法において、好ましくは、第１レー
ザビーム照射と第２レーザビーム照射のいずれか一方で
被加工物の表面で定められた領域を全面的に加工する第
１の加工工程と、その後に他方のレーザビーム照射でマ
ークを加工する第２の加工工程を含むことを特徴とす
る。

【００１４】第４のレーザマーキング方法（請求項４に
対応）は、上記の方法において、好ましくは、エネルギ
を減衰させる部分と透過させる部分を有するマスク部材
を使用して被加工物の表面に対して第１レーザビーム照
射と第２レーザビーム照射を同時に行うことを特徴とす
る。

【００１５】第５のレーザマーキング方法（請求項５に
対応）は、上記の方法において、好ましくは、上記のマ
スク部材は液晶で作られたマスク部材であることを特徴
とする。

【００１６】

【作用】上記の本発明に係るレーザマーキング方法で
は、高低の２種類のエネルギ密度のレーザビームを用い
てマーキングを行うようにした。低エネルギ密度は表面
を溶融・再凝固させるエネルギ密度であり、黒色に見え
るような条件を満たすエネルギ密度である。高エネルギ
密度は表面に望ましい深さの溝を形成するエネルギ密度
であり、白色に見えるような条件を満たすエネルギ密度
である。これにより例えばマーキングパターンは高エネ
ルギ密度で行い、当該マーキングパターンを含む領域を
他方の低エネルギ密度でマーキングする。このレーザマ
ーキング方法によれば、例えば、黒地のエリアに白色の
所定パターンを描くことができ、高いエネルギを抑制し
つつ視認性を向上させることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。

【００１８】図１〜図３を参照して本発明に係るレーザ
マーキング方法の実施形態を説明する。図１はレーザマ
ーキングされるパターンの例を示し、図２はエネルギ密
度とマーキング品質の関係を示し、図３はレーザマーキ
ング方法が実施される装置の要部構成を概略的に示す。

【００１９】マーキングのパターン１１は文字パターン
であり、ＩＣの型式、ロット番号、製造時期、ロゴなど
の情報が含まれる。この例では説明の便宜上アルファベ
ット文字「ＡＢ」が示される。一方は、パターン１１に
対して背景部となるエリア１２は、四角形、円、楕円な
どの単純な図形パターンである。この実施形態によるレ
ーザマーキング方法では、図３に示したレーザマーキン
グ装置を用いて、代表的には、パターン１１は高いエネ
ルギ密度のレーザビームで描き、エリア１２は低いエネ
ルギ密度のレーザビームで描くようにしている。この場
合、好ましくは、最初に、低いエネルギ密度のレーザビ
ームでエリア１２を描き、次に、高いエネルギ密度でパ
ターン１１を描く。なおパターン１１とエリア１２に対
してエネルギ密度の高低を逆にすることもできる。

【００２０】図２を参照して、高いエネルギ密度と低い
エネルギ密度を利用した上記レーザマーキング方法の実
施に使用されるレーザビームを出力するレーザについて
説明する。レーザとしては、一般的にレーザマーキング
によく使用されるＱスイッチタイプのＹＡＧレーザ（波
長５３２ｎｍ）が用いられる。図１に示されたマーキン
グパターンは、ＹＡＧレーザを用いてシリコン表面の上
にマーキングされる。図２の特性図において、横軸は周
波数ｆ［ｋＨｚ］、縦軸はパルスエネルギ密度［ｍＪ／
ｍｍ²］を意味している。シリコンの表面に対してＹＡ
Ｇレーザによりパルス的に作られるレーザビームを用い
てレーザマーキングを行うとき、人間の目にとってマー
キングが白く見えるかまたは黒く見えるかは、図２に示
すごとく、シリコン表面に形成される加工の程度（また
は凹部の深さ）に応じ、すなわち、レーザビームのパル
スエネルギ密度に依存することが見出された。図２にお
いて、パルスエネルギ密度が、値の低い領域２１に属す
るときにはシリコン表面はレーザビームによって加熱さ
れるだけであり、シリコン表面の凹凸に変化がなく、照
射痕は残らない。次にパルスエネルギ密度を、中間の値
の領域２２に属するように増大させると、シリコン表面
は溶融・再凝固し、レーザビーム照射部は滑らかな表面
となり、人間の目には黒く見える。さらにパルスエネル
ギ密度を、高い値の領域２３に属するように上昇させる
と、シリコン表面においてレーザビーム照射部が蒸発に
より除去され、溝が形成され、人間の目には白く見え
る。さらにレーザビームのパルスエネルギ密度を高くす
ると、溝の深さは増大し、白さは向上する。特に加工対
象物がシリコンの場合には、領域２１と領域２２の間の
グラフ３１で示される境界はほぼ３ｍＪ／ｍｍ²程度で
あり、領域２２と領域２３の間のグラフ３２で示される
境界はほぼ１１ｍＪ／ｍｍ²である。換言すると、グラ
フ３２はシリコン表面で白いレーザマーキングを行うこ
とのできる下限値を示しており、グラフ３１はシリコン
表面で黒いマーキングを行うことのできる下限値を示し
ている。従って、レーザマーキングが施される加工対象
物がシリコンである場合には２つの境界の間におけるパ
ルスレーザのエネルギ密度比を求めると、約４となる。

【００２１】加工対象物が他の材質の場合には、当該材
質に応じて前述の領域２１，２２，２３の各々の境界に
相当するエネルギ密度が決められる。しかしながら、各
領域で生じる表面の加工状態は基本的に前述した加工状
態と実質的に同じである。また図２に示した特性図にお
いて横軸は周波数としたが、これに限定されない。横軸
として、レーザ平均パワーやピークパワー、パルス幅な
どの条件を設定することもできる。

【００２２】次に、シリコン表面に対して照射されるパ
ルスレーザビームに関しての図２に示したパルスエネル
ギ密度の特性を、図１に示したパターンのマーキングパ
ターンに適用すると、次のようになる。

【００２３】シリコンチップの表面に、パターン１１と
エリア１２を、ＹＡＧレーザから出力されるレーザビー
ムをパルス的に照射することによりマーキングする場
合、第１の例としては、領域２２の条件を満たすレーザ
ビームでエリア１２を形成し、領域２３の条件を満たす
レーザビームでパターン１１を形成する。このような条
件を満たすレーザビーム照射によれば、単純な図形のパ
ターンで黒く見えるエリア１２の中に白く見える文字の
パターン１１が描かれる。エリア１２とパターン１１の
コントラストは、エリア１２について特別な加工を行わ
ないシリコン表面とパターン１１のみを領域２３の条件
を満たすレーザビームで加工した場合に生じるコントラ
ストと比較すると、非常に高くなり、視認性が向上す
る。

【００２４】さらに上記の場合において、前述の反対
に、エリア１２の加工に対して領域２３の条件を満たす
レーザビームを適用し、パターン１１の加工に対して領
域２２の条件を満たすレーザビームを適用するようにす
ることもできる。この場合には、背景部として白く見え
るエリア１２の中に黒いパターン１１を描くことがで
き、高いコントラストで視認性の高いレーザマーキング
を行うことができる。

【００２５】また前述の例では、境界部を形成するグラ
フ３２の両側の領域２２と領域２３を利用して高低のパ
ルスエネルギ密度を有する２種類のレーザパルスを利用
してレーザマーキングを行うようにしたが、境界部とし
てはこのグラフ３２に限定されない。グラフ３２による
境界部よりも高いパルスエネルギ密度の値を境界として
その両側の領域を用いて同様にレーザマーキングを行う
ように構成することもできる。この場合には、エリア１
２の深さとパターン１１の深さの関係で、パターン１１
の溝としての深さが相対的に小さくなるものの、背景と
なるエリア１２との対比でコントラストが高くなるの
で、視認性を向上することができる。

【００２６】前述の実施形態では、高低のエネルギ密度
の異なるレーザビームはパルス的に照射される例を説明
したが、これに限定されず、任意の時間連続的に照射さ
れるものであっても、同様に適用することができる。

【００２７】次に上記のごとき高低のエネルギ密度を利
用したレーザマーキング方法を実施するための装置の例
を図３を参照して説明する。

【００２８】図３に示されたレーザマーキング装置は、
図５で説明された従来のマーキング装置と基本的に同じ
構成を有している。従って同一の構成要素には同一の符
号を付している。構成の上で異なる点は、メインコント
ローラ１２１において、そのメモリ４１に、前述のごと
き所定の高低のエネルギ密度を有する２種のレーザビー
ムを所定のタイミングで発生させるプログラム４２およ
びデータ４３が格納(登録）されていることである。こ
のプログラム４２およびデータ４３には、パターン１１
のマーキングに関して、Ｘ軸とＹ軸のガルバノスキャナ
１１９，１２０の動作とレーザ発振器１１３のレーザビ
ーム出射タイミングの処理プロセスに対応するものが含
まれている。さらに同様にプログラム４２およびデータ
４３には、エリア１２のマーキングに関して、Ｘ軸とＹ
軸のガルバノスキャナ１１９，１２０の動作とレーザ発
振器１１３のレーザビーム出射タイミングの処理プロセ
スに対応するものが含まれている。本実施形態によるレ
ーザマーキング装置では、メインコントローラ１２１の
メモリ４１に格納された上記のプログラム４２およびデ
ータ４３に基づいてシリコンチップ１１８の表面にエリ
ア１２とパターン１１のマーキングを行う。

【００２９】すなわち、シリコンチップ１１８の表面
に、パターン１１とエリア１２を描くときには、プログ
ラム４２が実行されかつデータ４３が用いられ、高低の
エネルギ密度の異なるパルス状レーザビームがレーザ発
振器１１３から出力され、かつガルバノスキャナ１１
９，１２０の制御が行われる。

【００３０】レーザマーキング装置は、レーザヘッド１
１１とレーザコントローラ１１２から成るレーザ発振器
１１３、Ｘ軸ガルバノミラー１１４およびＸ軸ガルバノ
スキャナ１１９、Ｙ軸ガルバノミラー１１５およびＹ軸
ガルバノスキャナ１２０、集光レンズ１１７を備える。
当該レーザマーキング装置によれば、レーザヘッド１１
１から出力されたレーザビーム１１６は、Ｘ軸ガルバノ
ミラー１１４とＹ軸ガルバノミラー１１５でＸ方向とＹ
方向に変えられ、集光レンズ１１７で集光される。レー
ザビーム１１６はシリコンチップ１１８の上に照射さ
れ、Ｘ方向およびＹ方向に移動させられる。シリコンチ
ップ１１８上のマーキングでは、メインコントローラ１
２１のメモリ４１で事前に用意されたプログラム４２と
データ４３で、Ｘ軸ガルバノミラー１１４とＹ軸ガルバ
ノミラー１１５に動作させる指令を生成し、レーザビー
ム照射のタイミングとエネルギ密度をレーザコントロー
ラ１１２に指令する。こうしてシリコンチップ１１８の
表面にエリア１２とパターン１１のレーザマーキングが
行われる。

【００３１】上記の場合において、エネルギ密度の調整
は、レーザ発振器１１３の出力（ピークパワーまたはパ
ルス幅）で行ってもよいし、集光レンズ１１７を上下に
移動させて照射スポットを変化させて行ってもよい。ま
たマーキングの手順としては、第１に、パターン１１と
エリア１２を順番にマーキングする方法、第２に、エリ
ア１２の中にパターン１１が包括されることから、エリ
ア１２を走査して描いているときにパターン１１の部分
でエネルギ密度を変えて１回の走査で両方をマーキング
する方法がある。通常、実用性を考慮すると、第１のマ
ーキング方法が好ましい。

【００３２】次に本発明に係るレーザマーキング方法を
実施する他の構成のレーザマーキング装置を図４を参照
して説明する。図４に示した構成について、図３で説明
した要素と同一の要素には同一の符号を付している。

【００３３】図４に示したレーザマーキング装置におい
て、１１３はレーザ発振器、１２１はメインコントロー
ラ、５１はビーム整形器、５２は液晶パネル、５３は偏
光ビームスプリッタ、５４はビームアブソーバ、５５は
結像レンズである。

【００３４】上記構成を有するレーザマーキング装置の
動作を説明する。当該レーザマーキング装置によって、
高低２種のエネルギ密度によりコントラストの高い前述
のレーザマーキングが実施される。レーザ発振器１１３
のレーザヘッド１１１から出力されるレーザビーム１１
６は直線偏光の特性を持っている。レーザビーム１１６
はビーム整形５１に入射される。ビーム整形器５１は、
レーザヘッド１１１から出力されたレーザビーム１１６
を、次段に存する液晶パネル５２より大きなビーム径に
拡大する。拡大されたレーザビームは液晶パネル５２の
全面に照射され、液晶パネル５２の矩形の開口部５２ａ
を透過する。液晶は偏光方向を回転させる機能があり、
この回転角は液晶の各素子に印加する電圧の値によって
変化させることができる。この例では、パターンに従っ
て、液晶パネル５２の各素子に電圧が印加されており、
液晶パネル５２に照射されたレーザビームは所定部分が
所定角度だけ偏光方向を回転させられ、液晶パネル５２
を透過する。部分的に偏光方向が回転させられたレーザ
ビームが、偏光ビームスプリッタ５３に入射される。

【００３５】偏光ビームスプリッタ５３は、或る方向の
偏光方向を有するレーザビームは反射させ、当該或る方
向から９０度回転した偏光方向を有するレーザビームは
透過させる特性を有している。図４に示した構成では、
ａ方向の偏光方向のレーザビームが透過し、ｂ方向の偏
光方向のレーザビームが反射する。さらにａ方向とｂ方
向からずれた偏光方向のレーザビームは、そのずれた角
度に応じて反射と透過に分離される。偏光ビームスプリ
ッタ５３を透過したレーザビームは安全性を確保するた
めにビームアブソーバ５４に吸収される。偏光ビームス
プリッタ５３で反射されたレーザビームは結像レンズ５
５を通過して加工対象物であるシリコンチップ１１８の
表面に照射される。このとき、結像レンズ５５は、液晶
パネル５２の位置に存する像を縮小してシリコンチップ
１１８上に結像する。このときシリコンチップ１１８の
表面に結像されるマーキングに関する情報は、液晶パネ
ル５２において、アレイ状に配置された素子の位置に基
づくパターンの情報と、素子単位でのエネルギ密度の変
化に関する情報とがある。すなわち、液晶パネル５２の
各素子に印加する電圧によって、液晶パネル５２を通過
するレーザビームの偏光方向の回転角が変わり、この回
転角に依存して偏光ビームスプリッタ５３での反射率が
変わる。この両者の特性によって、例えば、ａ方向の偏
光方向を有するレーザビームの或る部分が液晶パネル５
２の素子によって偏光方向を９０度回転したとすると、
偏光ビームスプリッタ５３によってほぼ１００％反射さ
れて、シリコンチップ１１８の上に到達する。液晶パネ
ル５２の偏光方向の回転が０である場合には、偏光ビー
ムスプリッタ５３をほぼ１００％透過してシリコンチッ
プ１１８上にほとんど到達しない。その中間の回転角度
の場合は、回転角に相当するだけの反射率分のパワー
(エネルギ）がシリコンチップ１１８に到達する。

【００３６】以上の液晶パネル５２のアレイ状の素子に
よる位置情報と、各素子と偏光ビームの組み合わせによ
るレーザのパワーの伝達率の情報が、シリコンチップ１
１８の表面においてレーザマーキングとして転写される
ことになる。ここで図１に示したパターン１１とエリア
１２に関するレーザマーキングを行う場合には、次のよ
うに設定する。液晶パネル５２のアレイ状素子に関して
パターン１１に相当する部分とエリア１２に相当する部
分を作る。次に液晶パネル５２でパターン１１に相当す
る部分の伝達率をほぼ１００％に設定し、エリア１２に
相当する部分の伝達率をその１／４程度にする。さらに
１００％の伝達率に設定されるパターン１１に相当する
部分のエネルギ密度を、白色に見えるように（前述の領
域２３に相当）レーザ発振器１１３の出力を設定すれ
ば、背景部となるエリア１２に相当する部分のエネルギ
密度は黒色に見えるように（前述の領域２２に相当）に
定められる。こうしてパタン１１とエリア１２の対比が
明確になり、コントラストが高くなる。

【００３７】以上のごとく図４に示された構成によれ
ば、液晶パネル５２と偏光ビームスプリッタ５３を利用
することにより、例えば図１に示されたパターン１１と
エリア１２からなるマーキングを、液晶パターンと伝達
率によるエネルギ密度とを調整することにより、１回の
照射工程でコントラストの高いレーザマーキングを行う
ことができる。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、次のような効果を奏する。

【００３９】シリコンチップ等の加工対象物の表面にレ
ーザマーキングを行うに当たり、マーキング領域を背景
部になるエリアと当該エリアに含まれるパターンとに分
け、エリアとパターンの各々に高低２種類のエネルギ密
度による異なる条件でのレーザビーム照射を行うように
したため、マーキングの視認性を高めることができる。
特に、シリコンチップの表面において深さの浅い黒色の
背景マーキングに白色の文字マーキングを行うようにし
たため、溝深さは小さいものの黒色マーキングとの対比
でコントラストが高くなり、シリコンを深く加工するこ
となく、視認性を向上することができる。

【００４０】液晶パネルを使用する構成では、液晶のア
レイ状素子にエリアとパターンの部分を形成すると共
に、各部分に対応して伝達率を設定することにより１回
の工程でエリアとパターンをシリコンチップ等の表面に
レーザマーキングすることができ、視認性の高いレーザ
マーキングを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレーザマーキング方法が適用され
るマークの例を示す図である。

【図２】パルスエネルギ密度に依存する３つの領域を説
明するための特性図である。

【図３】本発明に係るレーザマーキング方法が実施され
る装置の構成図である。

【図４】本発明に係るレーザマーキング方法が実施され
る装置の他の構成を示す構成図である。

【図５】従来のレーザマーキング装置の例を示す構成図
である。

【図６】従来の２つのパターン例を示す図である。

【図７】図６における要部（Ａ１，Ｂ１）の断面図であ
る。

【符号の説明】

１１パターン１２エリア２１，２２，２３領域４１メモリ４２プログラム４３データ５１ビーム整形器５２液晶パネル５３偏光ビームスプリッタ５４ビームスプリッタ５５結合レンズ１１１レーザヘッド１１２レーザコントローラ１１３レーザ発振器１１４Ｘ軸ガルバノミラー１１５Ｙ軸ガルバノミラー１１８シリコンチップ１１９Ｘ軸ガルバノスキャナ１２０Ｙ軸ガルバノスキャナ１２１メインコントローラ

フロントページの続き (72)発明者長野義也茨城県土浦市神立町650番地日立建機ファインテック株式会社内 (72)発明者森田輝茨城県土浦市神立町650番地日立建機ファインテック株式会社内Ｆターム(参考） 2C362 AA10 AA12 AA54 BA67 CB67 4E068 AB01 CA02 CD05 CD10 DA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザビームを被加工物の表面に照射
し、前記表面にマーキングを行うレーザマーキング方法
において、前記表面を溶融・再凝固させる低いエネルギ密度による
第１レーザビーム照射と、前記表面に溝を形成する高い
エネルギ密度による第２レーザビーム照射を用い、前記
の第１レーザビーム照射と第２レーザビーム照射のいず
れか一方で前記表面にマークを描き、他方で前記表面に
背景部を描くことを特徴とするレーザマーキング方法。
【請求項２】前記被加工物はシリコン材であり、前記
第１レーザビーム照射に関する低いエネルギ密度は、パ
ルスエネルギ密度で３〜１１ｍＪ／ｍｍ²の範囲に含ま
れ、前記第２レーザビーム照射に関する高いエネルギ密
度は、パルスエネルギ密度で１１ｍＪ／ｍｍ²より大き
い範囲に含まれることを特徴とする請求項１記載のレー
ザマーキング方法。
【請求項３】前記の第１レーザビーム照射と第２レー
ザビーム照射のいずれか一方で前記被加工物の前記表面
で定められた領域を全面的に加工する第１の加工工程
と、その後に他方のレーザビーム照射で前記マークを加
工する第２の加工工程を含むことを特徴とする請求項１
または２記載のレーザマーキング方法。
【請求項４】エネルギを減衰させる部分と透過させる
部分を含むマスク部材を使用して前記被加工物の表面に
対して前記第１レーザビーム照射と前記第２レーザビー
ム照射を同時に行うことを特徴とする請求項１または２
記載のレーザマーキング方法。
【請求項５】前記マスク部材は液晶を用いて作られた
マスク部材であることを特徴とする請求項４記載のレー
ザマーキング方法。