JP4113786B2 - チップスケールマーカー及びマーキング方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はチップスケールマーカー及びマーキング方法に係り、特にチップスケールマーカーのレーザーを使用してウェーハチップ上に文字をマーキングする時、レーザーからウェーハまでのマーキング距離を補正してマーキングする方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体工程で使用するウェーハは数千または数万のチップよりなっている。これらチップを生産ロット別に区別するために各チップの表面に文字及び／または数字を表示する。この際、マーキングのために使用する装備としてレーザービームを使用するチップスケールマーカー装備が使われる。
【０００３】
図１は、一般のチップスケールマーカー１０の概略図であり、ウェーハＷを共に示した。
【０００４】
図１を参照すれば、ウェーハホルダ２０上にウェーハＷが置かれており、ウェーハホルダ２０の下方にはレーザーシステム３０が配されている。レーザーシステム３０のレーザーソースから発振されたレーザービームはガルバノスキャナー（図示せず）及びｆシータレンズ（図示せず）を通じてウェーハＷ上のチップに照射されてチップの表面に文字を記録する。
【０００５】
前記ウェーハホルダ２０の上方にはウェーハホルダ２０に支持されることを監視するカメラ４０が配されている。このカメラ４０はＸ−Ｙステージ５０に連動される。参照番号６０は、Ｘ−Ｙステージ５０及びウェーハホルダ２０などが位置するテーブルである。
【０００６】
図２は、ウェーハに照射されるレーザービームの焦点深度（Ｄｅｐｔｈ ｏｆｆｏｃｕｓ：Ｄ．Ｏ．Ｆ）を示す図面であり、図３は反り現象のあるウェーハ表面の例をウェーハホルダと共に示した図面である。
【０００７】
図２を参照すれば、ガルバノスキャナー（図示せず）を通過したレーザービームはｆシータレンズ３４を通過してｆシータレンズ３４から水平に置かれたウェーハチップに照射される。この際、Ｄ．Ｏ．Ｆ範囲内にマーキング面が位置しなければ良質のマーキングが行われない。ここで、焦点深度は次の式で表される。
【０００８】
【数１】
Ｄ．Ｏ．Ｆ＝±２λ（ｆ／Ｄ）２
ここで、Ｄ：入射されるビームの直径
ｆ：焦点距離
λ：レーザービームの波長
【０００９】
しかし、多数のチップが形成されたウェーハは自重、ウェーハ表面のコーティング及びその他の加工で一定方向に反り現象が生じる（図３参照）。このような反り現象はウェーハサイズが大きく、厚さが薄いほど、そしてコーティング材質の硬化時に収縮量が大きいほど大きく現れる。この際、反り現象によるウェーハの加工面の高さ偏差ｈが前記焦点深度より大きい場合、加工面上のチップの位置によってレーザー出力の密度が変わってマーキング品質が低下する問題が生じる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記問題点を改善するために創出されたものであって、ウェーハの反り程度を測定してマーキング距離を補正してマーキングする方法を提供するのにその目的がある。
【００１１】
本発明の他の目的は、前記マーキング方法のためのチップスケールマーカーを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明のチップスケールマーカーのマーキング方法は、レーザー発振器から発振されたレーザービームをガルバノスキャナー及びｆシータレンズを通じてウェーハホルダに位置したウェーハの多数のチップにマーキングをするチップスケールマーカーのマーキング方法において、（ａ） 前記ウェーハの多数のポイントの位置情報を測定する段階と、（ｂ） 前記測定された位置情報を制御器に伝送する段階と、（ｃ） 前記伝送された位置情報から前記ｆシータレンズ及び前記ポイント間のマーキング距離と前記ｆシータレンズの焦点距離との間の偏差を計算する段階と、（ｄ） 該当ウェーハチップで前記（ｃ）段階の偏差が所定値以上である場合、前記ｆシータレンズの焦点距離に該当ウェーハチップが位置するように補正し、マーキングする段階と、を備える。
【００１３】
前記（ａ）段階は、非接触センサーであるレーザーセンサーで測定することが望ましい。
【００１４】
前記（ａ）段階は、前記ウェーハ上の各チップの位置で順次に行われるか、あるいは前記ウェーハの中心軸を横切る少なくとも１つの直線上の所定の多数点で行われることが望ましい。
【００１５】
前記（ｃ）段階は、前記偏差の最大値及び最小値の違いによってマーキング高さ偏差を求める段階を含むことが望ましい。
【００１６】
前記（ｄ）段階は、（ｄ１） 前記高さ偏差をｎに等分割し、前記ウェーハのマーキング面に前記等分割する線で等高線を形成してｎ個の領域に分割する段階と、（ｄ２） 選択された領域のウェーハチップが前記ｆシータレンズからの所定距離に位置するように調整する段階と、（ｄ３） 選択された領域のウェーハチップをマーキングする段階と、（ｄ４） 前記（ｄ２）及び（ｄ３）段階を反復する段階と、を備えることが望ましい。
【００１７】
前記等分割された偏差の長さは前記ｆシータレンズの焦点深度より小さくし、望ましくは前記ｆシータレンズの焦点深度の１／２より小さくする。
【００１８】
前記他の目的を達成するために本発明のチップスケールマーカーは、ウェーハマーキング用レーザーシステムと、加工対象ウェーハを支持するウェーハホルダと、前記ウェーハホルダの上方でＸ−Ｙステージに連動されつつ前記ウェーハホルダに支持されることを監視するカメラを備えるチップスケールマーカーにおいて、前記ウェーハ上の各チップの垂直位置を測定するセンサーと、前記ウェーハホルダを垂直に移動させる手段と、をさらに備える。
【００１９】
前記他の目的は、前記ウェーハホルダの垂直移動手段の代りに、前記ウェーハマーキング用レーザーシステムを垂直に移動させる手段と、を備えることで達成することもできる。
【００２０】
また、前記他の目的は、前記レーザー発振器及びガルバノスキャナーの間に位置する焦点距離補正レンズと、前記焦点距離補正レンズを水平に移動させる手段と、を備えて達成しても良い。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき、本発明のチップスケールマーカーのマーキング距離補正装置による望ましい実施例を詳細に説明する。この過程で図面に示された層や領域の厚さは明細書の明確性のために誇張して示した。
【００２２】
図４は、本発明の望ましい実施例に係るチップスケールマーカーを示す概略図であってウェーハと共に示したものであり、図５は図４のレーザーシステムの概略的な構成を示す図面である。
【００２３】
図４及び図５を参照すれば、テーブル１６０上に垂直移動装置１８０とＸ−Ｙステージ１５０とが備えられている。そして、前記垂直移動装置１８０の一側にウェーハホルダ１２０が水平に連結されている。ウェーハホルダ１２０上にウェーハＷが置かれており、ウェーハホルダ１２０の下方にはレーザーシステム１３０が配されている。レーザーシステム１３０はレーザービームを提供するレーザー発振器１３１と前記レーザー発振器１３１からのレーザー経路上に順次に位置する焦点距離補正レンズ１３２、ガルバノスキャナー１３６及びｆシータレンズ１３７が位置する。
【００２４】
前記ガルバノスキャナー１３６はＸミラー１３６ａ及びＹミラー１３６ｂとこれらを各々駆動させるモーター（図示せず）とを備え、これらミラー１３６ａ、１３６ｂの位置を調節してレーザービームを所定領域にＸ−Ｙ方向に走査させる。
【００２５】
前記ｆシータレンズ１３７は入射されたレーザービームがマーキング領域の全体に対して同サイズの焦点を形成させる。
【００２６】
前記レーザー発振器１３１及びガルバノスキャナー１３６の間にはレーザー発振器１３１から前記ｆシータレンズ１３７に入射されるレーザービームの焦点距離を調節する焦点距離補正レンズ１３２とこのレンズ１３２をレーザービームの経路上で水平に移動させる移動手段とが位置する。
【００２７】
前記移動手段は、焦点距離補正レンズ１３２を固定する固定部材１３３と、前記固定部材１３３を水平方向に案内する線形ガイド１３４と、前記固定部材１３３に一端のストロークパイプ１３５ａが連結されて前記固定部材１３３を前記線形ガイド１３４上で水平に移動させるアクチュエータ１３５とを備える。
【００２８】
前記焦点距離補正レンズ１３２は入射されるレーザービームを集束する凸レンズであって、ガルバノスキャナー１３６側に移動すれば、ｆシータレンズ１３７を通過するレーザービームが集束される焦点距離をさらに延ばし、レーザー発振器１３１側に移動すればｆシータレンズ１３７を通過するレーザービームが集束される焦点距離をさらに短くする。
【００２９】
レーザー発振器１３１から発振されたレーザービームはガルバノスキャナー１３６の２つのミラー１３６ａ、１３６ｂ及びｆシータレンズ１３７を通じてウェーハＷ上のチップに照射されてチップの表面に文字を記録する。また、参照番号１３８は、前記レーザーシステム１３０の一側に位置して前記レーザーシステム１３０を垂直に移動させる垂直移動装置である。
【００３０】
前記ウェーハホルダ１２０の上方にはウェーハホルダ１２０に支持されることを監視するカメラ１４０が配されている。このカメラ１４０はＸ−Ｙステージ１５０に連動される。そして、前記Ｘ−Ｙステージ１５０の一側には非接触方式のレーザーセンサー１７０が連結されている。このレーザーセンサー１７０はウェーハホルダ１２０の下方に水平移動されて上方のウェーハＷの反り状態を測定する。また、前記チップスケールマーカーの作業を制御する制御器１９０が備えられている。この制御器１９０はＸ−Ｙステージ１５０及び垂直移動装置１８０から前記レーザーセンサー１７０の位置情報を入力され、前記レーザーセンサー１７０からウェーハの各チップとレーザーセンサー１７０との垂直距離を入力される。レーザーマーキング時に制御器１９０の出力によって垂直移動装置１３８、１８０を駆動させてｆシータレンズ１３７からウェーハチップ間のマーキング距離を一定に形成するか、あるいはアクチュエータ１３５を駆動してｆシータレンズ１３７により形成される焦点距離にウェーハチップを位置させる。
【００３１】
図６は、加工ウェーハに多数のチップが形成されたことを示す概略平面図である。図面において各チップは拡大して示したものであり、実際チップは１ｍｍ２以下の面積を占める程度に小さい。図面を参照すれば、ウェーハＷには半導体工程で形成されたチップｃが平行に形成されている。
【００３２】
図７は、ウェーハの反り状態を探索する方法を概略的に示す平面図であり、図８はウェーハのマーキング面を分割する方法を概略的に示す断面図であり、図９は図８の概略的平面図である。図面を参照すれば、まずＸ−Ｙステージ１５０でレーザーセンサー１７０をウェーハＷの中心を横切る直線方向に順次に移動させつつレーザーセンサー１７０から垂直上方のウェーハＷ加工面との距離を測定する。この際、測定するチップの平面位置Ｘ，ＹはＸ−Ｙステージ１５０から分かり、垂直位置Ｚはレーザーセンサー１７０から測定される。次いで、測定されたデータを制御器１９０に伝送する。前記測定及び伝送過程は少なくとも１つの直線上で所定の多数の点で行なわれる。
【００３３】
前記測定及び伝送過程が完了すれば、マーキング対象面の垂直高さ偏差ｈを求める。これは測定された垂直長さの最大値と最低値との差で求められる（図８参照）。
【００３４】
次いで、前記高さ偏差ｈが所定値以上である場合、例えばｆシータレンズの焦点深度より大きな場合、前記高さ偏差をｎに分割し、分割された高さを前記焦点深度より小さくする。望ましくは、分割された距離を焦点深度の１／２より短くする。これは分割された境界領域でのウェーハチップが選択された１つの領域でのマーキング時の誤差を勘案したことである。
【００３５】
次いで、前記高さ偏差の分割によるマーキング面上でのウェーハチップｃをｎ個の領域に分ける。ここで、領域間の分割線は前記高さ偏差の分割からの等高線となる。図８及び図９では４つの領域に分割する例を示した。
【００３６】
図９に示されたように、２領域に亘っているウェーハチップｃはそのチップが含まれる面積が多い領域に該当ウェーハチップを分類し、その領域がほぼ同一な場合には択一して１つの領域に分類する。図９の例では拡大した図面で２領域に亘っているウェーハチップの分類領域をウェーハチップに数字で表示した。前記マーキング面での半径方向での各領域の最短距離ｌはウェーハチップより長く設定されることが望ましい。
【００３７】
次いで、領域別マーキング作業を行う。例えば、第１領域で先にマーキングを行う場合、垂直移動装置１８０でウェーハホルダ１２０の第１領域のウェーハチップが適正マーキング距離に入るように調節した後、第１領域のマーキングを行う。次いで、垂直移動装置１８０でウェーハホルダ１２０及びウェーハＷを所定高さだけ下方に移動させた後、第２領域の各チップ上にマーキングを行う。このように領域別にウェーハＷの位置を変更しつつマーキングを行う。
【００３８】
また、前記領域別マーキング作業はウェーハホルダの垂直移動装置１８０の代りにレーザーシステム１３０の垂直移動装置１３８を使用して行っても良い。具体的に、まず第１領域でマーキングを行う場合、垂直移動装置１３８でウェーハホルダ１２０の第１領域のウェーハチップが適正マーキング距離に入るようにレーザーシステム１３０を移動させてｆシータレンズ１３７の垂直位置を調節する。次いで、第１領域のマーキングを行う。次いで、垂直移動装置１３８でｆシータレンズ１３７を所定の高さだけ上方に移動させた後、第２領域の各チップ上にマーキングを行う。このように領域別にｆシータレンズ１３７の位置を変更しつつマーキングを行う。
【００３９】
また、前記領域別マーキング作業はアクチュエータ１３５を使用して前記焦点距離補正レンズ１３２を調節しても良い。具体的に、まず第１領域でマーキングを行う場合、アクチュエータ１３５を用いて前記焦点距離補正レンズ１３２がレーザー発振器１３１側に位置した状態でｆシータレンズ１３７の焦点がウェーハホルダ１２０の第１領域のウェーハチップに位置するように調節する。次いで、第１領域のマーキングを行う。次いで、アクチュエータ１３５を用いて焦点距離補正レンズ１３２をガルバノスキャナー１３６側に所定距離だけ平行に移動してｆシータレンズ１３７の焦点距離を所定距離だけ延ばした後、第２領域の各チップ上にマーキングを行う。このように区間別にウェーハＷの位置を変更しつつマーキングを行う。
【００４０】
図１０は、ウェーハの反り状態を測定する他の方法を概略的に示す図面である。この方法は、Ｘ−Ｙステージ１５０でレーザーセンサー１７０を各チップの下方垂直位置にジグザグに移動させつつ（図１０の矢印参照）、レーザーセンサー１７０から各チップｃ間の距離データを測定して制御器１９０に伝送する。この際、測定するチップｃの平面位置Ｘ，ＹはＸ−Ｙステージ１５０から分かり、垂直位置Ｚは一定の垂直位置のレーザーセンサー１７０から測定されて制御器１９０に伝送される。
【００４１】
前記測定及び伝送過程が完了されれば、マーキング対象面の垂直高さ偏差（図８のｈ）を求める。
【００４２】
次いで、前記高さ偏差ｈが所定値以上である場合、例えばｆシータレンズ１３７の焦点深度より大きい場合、前記高さ偏差ｈを分割し、分割された長さを前記焦点深度より短くする。
【００４３】
次いで、ウェーハチップ別マーキング作業を行う。例えば、第１領域ではそれに合わせて決められたマーキング距離でマーキングを行う。次いで、隣接したウェーハチップをマーキングし、この時、このチップの属する領域が異なる時は垂直移動装置１３８または１８０でウェーハＷのマーキング領域とｆシータレンズ１３７とのマーキング距離を調整した後、ウェーハチップｃ上にマーキング作業を行う。このように各チップ別にウェーハＷの位置を変更しつつマーキングを行う。
【００４４】
また、前記マーキング作業は前述したようにマーキング対象ウェーハチップが属するマーキング領域によって焦点距離補正レンズ１３２の水平位置を変更して行える。
【００４５】
図１１は、本発明の変形例であって前記実施例と同じ構成要素には同じ参照番号を付し、その詳細な説明は略す。図面を参照すれば、レーザーセンサー１７０はＸ−Ｙステージ１５０に連結されてウェーハホルダ１２０の上方に配される。その他の構成及び作用は望ましい実施例と同一なのでその詳細な説明は略す。
【００４６】
【発明の効果】
前述したように本発明によるチップスケールマーカー及びマーキング方法によれば、ウェーハマーキング前に各ウェーハチップの垂直距離を測定及び補正して反り現象のあるウェーハチップを一定したマーキング距離でマーキングするのでマーキング品質を向上させうる。
【００４７】
本発明は図面に基づいて実施例を参考に説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならばこれより多様な変形及び均等な実施例が可能であるという点を理解しうる。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求の範囲によってのみ決まるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なチップスケールマーカーの概略図である。
【図２】ウェーハに照射されるレーザービームの焦点深度を示す図面である。
【図３】反り現象のあるウェーハ表面の例をウェーハホルダと共に示す図面である。
【図４】本発明の望ましい実施例に係るチップスケールマーカーの概略図である。
【図５】図４のレーザーシステムの概略構成図である。
【図６】加工ウェーハに多数のチップが形成されたことを示す概略平面図である。
【図７】ウェーハの反り状態を探索する方法を概略的に示す平面図である。
【図８】ウェーハのマーキング面を分割する方法を概略的に示す断面図である。
【図９】図８の概略的平面図である。
【図１０】ウェーハの反り状態を測定する他の方法を概略的に示す図面である。
【図１１】図４の変形例を示すチップスケールマーカーの概略図である。
【符号の説明】
１２０ ウェーハホルダ
１３０ レーザーシステム
１３１ レーザー発振器
１３２ 焦点距離補正レンズ
１３６ ガルバノスキャナー
１３７ ｆシータレンズ
１５０ Ｘ−Ｙステージ
１６０ テーブル
１８０ 垂直移動装置
１９０ 制御器
【発明の属する技術分野】
本発明はチップスケールマーカー及びマーキング方法に係り、特にチップスケールマーカーのレーザーを使用してウェーハチップ上に文字をマーキングする時、レーザーからウェーハまでのマーキング距離を補正してマーキングする方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体工程で使用するウェーハは数千または数万のチップよりなっている。これらチップを生産ロット別に区別するために各チップの表面に文字及び／または数字を表示する。この際、マーキングのために使用する装備としてレーザービームを使用するチップスケールマーカー装備が使われる。
【０００３】
図１は、一般のチップスケールマーカー１０の概略図であり、ウェーハＷを共に示した。
【０００４】
図１を参照すれば、ウェーハホルダ２０上にウェーハＷが置かれており、ウェーハホルダ２０の下方にはレーザーシステム３０が配されている。レーザーシステム３０のレーザーソースから発振されたレーザービームはガルバノスキャナー（図示せず）及びｆシータレンズ（図示せず）を通じてウェーハＷ上のチップに照射されてチップの表面に文字を記録する。
【０００５】
前記ウェーハホルダ２０の上方にはウェーハホルダ２０に支持されることを監視するカメラ４０が配されている。このカメラ４０はＸ−Ｙステージ５０に連動される。参照番号６０は、Ｘ−Ｙステージ５０及びウェーハホルダ２０などが位置するテーブルである。
【０００６】
図２は、ウェーハに照射されるレーザービームの焦点深度（Ｄｅｐｔｈ ｏｆｆｏｃｕｓ：Ｄ．Ｏ．Ｆ）を示す図面であり、図３は反り現象のあるウェーハ表面の例をウェーハホルダと共に示した図面である。
【０００７】
図２を参照すれば、ガルバノスキャナー（図示せず）を通過したレーザービームはｆシータレンズ３４を通過してｆシータレンズ３４から水平に置かれたウェーハチップに照射される。この際、Ｄ．Ｏ．Ｆ範囲内にマーキング面が位置しなければ良質のマーキングが行われない。ここで、焦点深度は次の式で表される。
【０００８】
【数１】
Ｄ．Ｏ．Ｆ＝±２λ（ｆ／Ｄ）２
ここで、Ｄ：入射されるビームの直径
ｆ：焦点距離
λ：レーザービームの波長
【０００９】
しかし、多数のチップが形成されたウェーハは自重、ウェーハ表面のコーティング及びその他の加工で一定方向に反り現象が生じる（図３参照）。このような反り現象はウェーハサイズが大きく、厚さが薄いほど、そしてコーティング材質の硬化時に収縮量が大きいほど大きく現れる。この際、反り現象によるウェーハの加工面の高さ偏差ｈが前記焦点深度より大きい場合、加工面上のチップの位置によってレーザー出力の密度が変わってマーキング品質が低下する問題が生じる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記問題点を改善するために創出されたものであって、ウェーハの反り程度を測定してマーキング距離を補正してマーキングする方法を提供するのにその目的がある。
【００１１】
本発明の他の目的は、前記マーキング方法のためのチップスケールマーカーを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明のチップスケールマーカーのマーキング方法は、レーザー発振器から発振されたレーザービームをガルバノスキャナー及びｆシータレンズを通じてウェーハホルダに位置したウェーハの多数のチップにマーキングをするチップスケールマーカーのマーキング方法において、（ａ） 前記ウェーハの多数のポイントの位置情報を測定する段階と、（ｂ） 前記測定された位置情報を制御器に伝送する段階と、（ｃ） 前記伝送された位置情報から前記ｆシータレンズ及び前記ポイント間のマーキング距離と前記ｆシータレンズの焦点距離との間の偏差を計算する段階と、（ｄ） 該当ウェーハチップで前記（ｃ）段階の偏差が所定値以上である場合、前記ｆシータレンズの焦点距離に該当ウェーハチップが位置するように補正し、マーキングする段階と、を備える。
【００１３】
前記（ａ）段階は、非接触センサーであるレーザーセンサーで測定することが望ましい。
【００１４】
前記（ａ）段階は、前記ウェーハ上の各チップの位置で順次に行われるか、あるいは前記ウェーハの中心軸を横切る少なくとも１つの直線上の所定の多数点で行われることが望ましい。
【００１５】
前記（ｃ）段階は、前記偏差の最大値及び最小値の違いによってマーキング高さ偏差を求める段階を含むことが望ましい。
【００１６】
前記（ｄ）段階は、（ｄ１） 前記高さ偏差をｎに等分割し、前記ウェーハのマーキング面に前記等分割する線で等高線を形成してｎ個の領域に分割する段階と、（ｄ２） 選択された領域のウェーハチップが前記ｆシータレンズからの所定距離に位置するように調整する段階と、（ｄ３） 選択された領域のウェーハチップをマーキングする段階と、（ｄ４） 前記（ｄ２）及び（ｄ３）段階を反復する段階と、を備えることが望ましい。
【００１７】
前記等分割された偏差の長さは前記ｆシータレンズの焦点深度より小さくし、望ましくは前記ｆシータレンズの焦点深度の１／２より小さくする。
【００１８】
前記他の目的を達成するために本発明のチップスケールマーカーは、ウェーハマーキング用レーザーシステムと、加工対象ウェーハを支持するウェーハホルダと、前記ウェーハホルダの上方でＸ−Ｙステージに連動されつつ前記ウェーハホルダに支持されることを監視するカメラを備えるチップスケールマーカーにおいて、前記ウェーハ上の各チップの垂直位置を測定するセンサーと、前記ウェーハホルダを垂直に移動させる手段と、をさらに備える。
【００１９】
前記他の目的は、前記ウェーハホルダの垂直移動手段の代りに、前記ウェーハマーキング用レーザーシステムを垂直に移動させる手段と、を備えることで達成することもできる。
【００２０】
また、前記他の目的は、前記レーザー発振器及びガルバノスキャナーの間に位置する焦点距離補正レンズと、前記焦点距離補正レンズを水平に移動させる手段と、を備えて達成しても良い。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき、本発明のチップスケールマーカーのマーキング距離補正装置による望ましい実施例を詳細に説明する。この過程で図面に示された層や領域の厚さは明細書の明確性のために誇張して示した。
【００２２】
図４は、本発明の望ましい実施例に係るチップスケールマーカーを示す概略図であってウェーハと共に示したものであり、図５は図４のレーザーシステムの概略的な構成を示す図面である。
【００２３】
図４及び図５を参照すれば、テーブル１６０上に垂直移動装置１８０とＸ−Ｙステージ１５０とが備えられている。そして、前記垂直移動装置１８０の一側にウェーハホルダ１２０が水平に連結されている。ウェーハホルダ１２０上にウェーハＷが置かれており、ウェーハホルダ１２０の下方にはレーザーシステム１３０が配されている。レーザーシステム１３０はレーザービームを提供するレーザー発振器１３１と前記レーザー発振器１３１からのレーザー経路上に順次に位置する焦点距離補正レンズ１３２、ガルバノスキャナー１３６及びｆシータレンズ１３７が位置する。
【００２４】
前記ガルバノスキャナー１３６はＸミラー１３６ａ及びＹミラー１３６ｂとこれらを各々駆動させるモーター（図示せず）とを備え、これらミラー１３６ａ、１３６ｂの位置を調節してレーザービームを所定領域にＸ−Ｙ方向に走査させる。
【００２５】
前記ｆシータレンズ１３７は入射されたレーザービームがマーキング領域の全体に対して同サイズの焦点を形成させる。
【００２６】
前記レーザー発振器１３１及びガルバノスキャナー１３６の間にはレーザー発振器１３１から前記ｆシータレンズ１３７に入射されるレーザービームの焦点距離を調節する焦点距離補正レンズ１３２とこのレンズ１３２をレーザービームの経路上で水平に移動させる移動手段とが位置する。
【００２７】
前記移動手段は、焦点距離補正レンズ１３２を固定する固定部材１３３と、前記固定部材１３３を水平方向に案内する線形ガイド１３４と、前記固定部材１３３に一端のストロークパイプ１３５ａが連結されて前記固定部材１３３を前記線形ガイド１３４上で水平に移動させるアクチュエータ１３５とを備える。
【００２８】
前記焦点距離補正レンズ１３２は入射されるレーザービームを集束する凸レンズであって、ガルバノスキャナー１３６側に移動すれば、ｆシータレンズ１３７を通過するレーザービームが集束される焦点距離をさらに延ばし、レーザー発振器１３１側に移動すればｆシータレンズ１３７を通過するレーザービームが集束される焦点距離をさらに短くする。
【００２９】
レーザー発振器１３１から発振されたレーザービームはガルバノスキャナー１３６の２つのミラー１３６ａ、１３６ｂ及びｆシータレンズ１３７を通じてウェーハＷ上のチップに照射されてチップの表面に文字を記録する。また、参照番号１３８は、前記レーザーシステム１３０の一側に位置して前記レーザーシステム１３０を垂直に移動させる垂直移動装置である。
【００３０】
前記ウェーハホルダ１２０の上方にはウェーハホルダ１２０に支持されることを監視するカメラ１４０が配されている。このカメラ１４０はＸ−Ｙステージ１５０に連動される。そして、前記Ｘ−Ｙステージ１５０の一側には非接触方式のレーザーセンサー１７０が連結されている。このレーザーセンサー１７０はウェーハホルダ１２０の下方に水平移動されて上方のウェーハＷの反り状態を測定する。また、前記チップスケールマーカーの作業を制御する制御器１９０が備えられている。この制御器１９０はＸ−Ｙステージ１５０及び垂直移動装置１８０から前記レーザーセンサー１７０の位置情報を入力され、前記レーザーセンサー１７０からウェーハの各チップとレーザーセンサー１７０との垂直距離を入力される。レーザーマーキング時に制御器１９０の出力によって垂直移動装置１３８、１８０を駆動させてｆシータレンズ１３７からウェーハチップ間のマーキング距離を一定に形成するか、あるいはアクチュエータ１３５を駆動してｆシータレンズ１３７により形成される焦点距離にウェーハチップを位置させる。
【００３１】
図６は、加工ウェーハに多数のチップが形成されたことを示す概略平面図である。図面において各チップは拡大して示したものであり、実際チップは１ｍｍ２以下の面積を占める程度に小さい。図面を参照すれば、ウェーハＷには半導体工程で形成されたチップｃが平行に形成されている。
【００３２】
図７は、ウェーハの反り状態を探索する方法を概略的に示す平面図であり、図８はウェーハのマーキング面を分割する方法を概略的に示す断面図であり、図９は図８の概略的平面図である。図面を参照すれば、まずＸ−Ｙステージ１５０でレーザーセンサー１７０をウェーハＷの中心を横切る直線方向に順次に移動させつつレーザーセンサー１７０から垂直上方のウェーハＷ加工面との距離を測定する。この際、測定するチップの平面位置Ｘ，ＹはＸ−Ｙステージ１５０から分かり、垂直位置Ｚはレーザーセンサー１７０から測定される。次いで、測定されたデータを制御器１９０に伝送する。前記測定及び伝送過程は少なくとも１つの直線上で所定の多数の点で行なわれる。
【００３３】
前記測定及び伝送過程が完了すれば、マーキング対象面の垂直高さ偏差ｈを求める。これは測定された垂直長さの最大値と最低値との差で求められる（図８参照）。
【００３４】
次いで、前記高さ偏差ｈが所定値以上である場合、例えばｆシータレンズの焦点深度より大きな場合、前記高さ偏差をｎに分割し、分割された高さを前記焦点深度より小さくする。望ましくは、分割された距離を焦点深度の１／２より短くする。これは分割された境界領域でのウェーハチップが選択された１つの領域でのマーキング時の誤差を勘案したことである。
【００３５】
次いで、前記高さ偏差の分割によるマーキング面上でのウェーハチップｃをｎ個の領域に分ける。ここで、領域間の分割線は前記高さ偏差の分割からの等高線となる。図８及び図９では４つの領域に分割する例を示した。
【００３６】
図９に示されたように、２領域に亘っているウェーハチップｃはそのチップが含まれる面積が多い領域に該当ウェーハチップを分類し、その領域がほぼ同一な場合には択一して１つの領域に分類する。図９の例では拡大した図面で２領域に亘っているウェーハチップの分類領域をウェーハチップに数字で表示した。前記マーキング面での半径方向での各領域の最短距離ｌはウェーハチップより長く設定されることが望ましい。
【００３７】
次いで、領域別マーキング作業を行う。例えば、第１領域で先にマーキングを行う場合、垂直移動装置１８０でウェーハホルダ１２０の第１領域のウェーハチップが適正マーキング距離に入るように調節した後、第１領域のマーキングを行う。次いで、垂直移動装置１８０でウェーハホルダ１２０及びウェーハＷを所定高さだけ下方に移動させた後、第２領域の各チップ上にマーキングを行う。このように領域別にウェーハＷの位置を変更しつつマーキングを行う。
【００３８】
また、前記領域別マーキング作業はウェーハホルダの垂直移動装置１８０の代りにレーザーシステム１３０の垂直移動装置１３８を使用して行っても良い。具体的に、まず第１領域でマーキングを行う場合、垂直移動装置１３８でウェーハホルダ１２０の第１領域のウェーハチップが適正マーキング距離に入るようにレーザーシステム１３０を移動させてｆシータレンズ１３７の垂直位置を調節する。次いで、第１領域のマーキングを行う。次いで、垂直移動装置１３８でｆシータレンズ１３７を所定の高さだけ上方に移動させた後、第２領域の各チップ上にマーキングを行う。このように領域別にｆシータレンズ１３７の位置を変更しつつマーキングを行う。
【００３９】
また、前記領域別マーキング作業はアクチュエータ１３５を使用して前記焦点距離補正レンズ１３２を調節しても良い。具体的に、まず第１領域でマーキングを行う場合、アクチュエータ１３５を用いて前記焦点距離補正レンズ１３２がレーザー発振器１３１側に位置した状態でｆシータレンズ１３７の焦点がウェーハホルダ１２０の第１領域のウェーハチップに位置するように調節する。次いで、第１領域のマーキングを行う。次いで、アクチュエータ１３５を用いて焦点距離補正レンズ１３２をガルバノスキャナー１３６側に所定距離だけ平行に移動してｆシータレンズ１３７の焦点距離を所定距離だけ延ばした後、第２領域の各チップ上にマーキングを行う。このように区間別にウェーハＷの位置を変更しつつマーキングを行う。
【００４０】
図１０は、ウェーハの反り状態を測定する他の方法を概略的に示す図面である。この方法は、Ｘ−Ｙステージ１５０でレーザーセンサー１７０を各チップの下方垂直位置にジグザグに移動させつつ（図１０の矢印参照）、レーザーセンサー１７０から各チップｃ間の距離データを測定して制御器１９０に伝送する。この際、測定するチップｃの平面位置Ｘ，ＹはＸ−Ｙステージ１５０から分かり、垂直位置Ｚは一定の垂直位置のレーザーセンサー１７０から測定されて制御器１９０に伝送される。
【００４１】
前記測定及び伝送過程が完了されれば、マーキング対象面の垂直高さ偏差（図８のｈ）を求める。
【００４２】
次いで、前記高さ偏差ｈが所定値以上である場合、例えばｆシータレンズ１３７の焦点深度より大きい場合、前記高さ偏差ｈを分割し、分割された長さを前記焦点深度より短くする。
【００４３】
次いで、ウェーハチップ別マーキング作業を行う。例えば、第１領域ではそれに合わせて決められたマーキング距離でマーキングを行う。次いで、隣接したウェーハチップをマーキングし、この時、このチップの属する領域が異なる時は垂直移動装置１３８または１８０でウェーハＷのマーキング領域とｆシータレンズ１３７とのマーキング距離を調整した後、ウェーハチップｃ上にマーキング作業を行う。このように各チップ別にウェーハＷの位置を変更しつつマーキングを行う。
【００４４】
また、前記マーキング作業は前述したようにマーキング対象ウェーハチップが属するマーキング領域によって焦点距離補正レンズ１３２の水平位置を変更して行える。
【００４５】
図１１は、本発明の変形例であって前記実施例と同じ構成要素には同じ参照番号を付し、その詳細な説明は略す。図面を参照すれば、レーザーセンサー１７０はＸ−Ｙステージ１５０に連結されてウェーハホルダ１２０の上方に配される。その他の構成及び作用は望ましい実施例と同一なのでその詳細な説明は略す。
【００４６】
【発明の効果】
前述したように本発明によるチップスケールマーカー及びマーキング方法によれば、ウェーハマーキング前に各ウェーハチップの垂直距離を測定及び補正して反り現象のあるウェーハチップを一定したマーキング距離でマーキングするのでマーキング品質を向上させうる。
【００４７】
本発明は図面に基づいて実施例を参考に説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならばこれより多様な変形及び均等な実施例が可能であるという点を理解しうる。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求の範囲によってのみ決まるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なチップスケールマーカーの概略図である。
【図２】ウェーハに照射されるレーザービームの焦点深度を示す図面である。
【図３】反り現象のあるウェーハ表面の例をウェーハホルダと共に示す図面である。
【図４】本発明の望ましい実施例に係るチップスケールマーカーの概略図である。
【図５】図４のレーザーシステムの概略構成図である。
【図６】加工ウェーハに多数のチップが形成されたことを示す概略平面図である。
【図７】ウェーハの反り状態を探索する方法を概略的に示す平面図である。
【図８】ウェーハのマーキング面を分割する方法を概略的に示す断面図である。
【図９】図８の概略的平面図である。
【図１０】ウェーハの反り状態を測定する他の方法を概略的に示す図面である。
【図１１】図４の変形例を示すチップスケールマーカーの概略図である。
【符号の説明】
１２０ ウェーハホルダ
１３０ レーザーシステム
１３１ レーザー発振器
１３２ 焦点距離補正レンズ
１３６ ガルバノスキャナー
１３７ ｆシータレンズ
１５０ Ｘ−Ｙステージ
１６０ テーブル
１８０ 垂直移動装置
１９０ 制御器
Claims (15)
- レーザー発振器から発振されたレーザービームをガルバノスキャナー及びｆシータレンズを通じてウェーハホルダに位置したウェーハの多数のチップにマーキングをするチップスケールマーカーのマーキング方法において、
（ａ） 前記ウェーハの多数のポイントの位置情報を測定する段階と、
（ｂ） 前記測定された位置情報を制御器に伝送する段階と、
（ｃ） 前記伝送された位置情報から前記ｆシータレンズ及び前記ポイント間のマーキング距離と前記ｆシータレンズの焦点距離との間の偏差を計算する段階と、
（ｄ） 該当ウェーハチップで前記（ｃ）段階の偏差が所定値以上である場合、前記ｆシータレンズの焦点距離に該当ウェーハチップが位置するように補正し、マーキングする段階と、を備え、
前記（ｃ）段階は、
前記偏差の最大値及び最小値の違いによってマーキング高さ偏差を求める段階を含み、
前記（ｄ）段階は、
（ｄ１） 前記高さ偏差をｎに等分割し、前記ウェーハのマーキング面に前記等分割する線で等高線を形成してｎ個の領域に分割する段階と、
（ｄ２） 選択された領域のウェーハチップが前記ｆシータレンズからの所定距離に位置するように調整する段階と、
（ｄ３） 選択された領域のウェーハチップをマーキングする段階と、
（ｄ４） 前記（ｄ２）及び（ｄ３）段階を反復する段階と、を備えることを特徴とするチップスケールマーカーのマーキング方法。 - 前記（ａ）段階は、
非接触センサーで前記ウェーハの一面と前記非接触センサーとの垂直距離を測定することを特徴とする請求項１に記載のチップスケールマーカーのマーキング方法。 - 前記非接触センサーは、
レーザーセンサーであることを特徴とする請求項２に記載のチップスケールマーカーのマーキング方法。 - 前記（ａ）段階は、
前記ウェーハ上の各チップの位置で順次に行われることを特徴とする請求項１に記載のチップスケールマーカーのマーキング方法。 - 前記（ａ）段階は、
前記ウェーハの中心軸を横切る少なくとも１つの直線上の所定の多数点で行われることを特徴とする請求項１に記載のチップスケールマーカーのマーキング方法。 - 前記（ｄ２）段階は、
前記ウェーハホルダの垂直位置を調整することを特徴とする請求項１に記載のチップスケールマーカーのマーキング方法。 - 前記（ｄ２）段階は、
前記ｆシータレンズの垂直位置を調整することを特徴とする請求項１に記載のチップスケールマーカーのマーキング方法。 - 前記（ｄ２）段階は、
前記レーザー発振装置及び前記ガルバノスキャナー間の焦点距離補正レンズの水平位置を調整することによって前記ｆシータレンズの焦点距離を調整することを特徴とする請求項１に記載のチップスケールマーカーのマーキング方法。 - 前記等分割された偏差の長さは前記ｆシータレンズの焦点深度より短いことを特徴とする請求項１に記載のチップスケールマーカーのマーキング方法。
- 前記等分割された偏差の長さは前記ｆシータレンズの焦点深度の１／２より短いことを特徴とする請求項１に記載のチップスケールマーカーのマーキング方法。
- 前記マーキング面において半径方向での各領域の最短距離は前記ウェーハチップより長いことを特徴とする請求項１に記載のチップスケールマーカーのマーキング方法。
- 前記等高線に亙るウェーハチップは、その亙る面積の大きい側の領域に属するものと分類されることを特徴とする請求項１に記載のチップスケールマーカーのマーキング方法。
- レーザー発振器から発振されたレーザービームをガルバノスキャナー及びｆシータレンズを通じてマーキング対象に照射するウェーハマーキング用レーザーシステムと、加工対象ウェーハを支持するウェーハホルダと、前記ウェーハホルダの上方でＸ−Ｙステージに連動されつつ前記ウェーハホルダに支持されることを監視するカメラを備えるチップスケールマーカーにおいて、
前記ウェーハ上の各チップの垂直位置を測定するセンサーと、
前記レーザー発振器及びガルバノスキャナーの間に位置する焦点距離補正レンズと、
前記焦点距離補正レンズを水平に移動させる手段と、をさらに備えることを特徴とするチップスケールマーカー。 - 前記センサーは、
レーザーセンサーであることを特徴とする請求項１３に記載のチップスケールマーカー。 - 前記センサーは、
前記Ｘ−Ｙステージに連結されることを特徴とする請求項１３に記載のチップスケールマーカー。
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