JPH0536272Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案はレーザマーキング装置に関し、特に
例えば半導体ウエーハに形成された複数の半導体
素子の特性測定を順次行い、この特性測定に併行
して測定結果が不良と判定された半導体素子に
は、その表面上にレーザ光にて不良マークを付け
るようにしたレーザマーキング装置に関する。

従来の技術 一般にIC等の半導体素子は１枚の半導体ウエ
ーハに数百数千個と多数個が格子状配列でもつて
形成される。この半導体素子は半導体ウエーハの
状態で特性測定が行われてから、半導体ウエーハ
より個々に細分割され、良品のみが選別されてペ
レツトマウント工程等へ送られる。半導体ウエー
ハにおける半導体素子の特定測定は半導体ウエー
ハを間欠動する可動テーブル上に固着し、可動テ
ーブルを間欠動させて、定位置に配置された特性
測定用プローブニードルを１つ１つの半導体素子
の表面電極に順次に当てて行われ、１つの半導体
素子の特性測定結果が不良と判定されると、この
半導体素子の表面に特性測定後に不良マークを付
けることが一般に行われている。このような不良
マークは、後で特性不良の半導体素子が目視で選
別できる程度の大きさのもので、不良マークをつ
けるマーカは、半導体素子の表面にインクを付着
させるインクノズルのマーカ針を有するインクマ
ーキング装置と、半導体素子の表面に傷を付ける
マーカ針を有するスクラツチマーキング装置があ
る。

しかし、インクマーキング装置では、インクの
粘度管理が困難という欠点がある。すなわち、イ
ンクが乾燥しすぎると不良素子にマーキングがで
きず、送つてはならない不良素子が組立工程に送
られて組立られてしまうし、逆に粘度が小さすぎ
ると過剰なインクがボタ落ちし、不良素子の周辺
にインクが飛び散つてしまい、良品にまで不良マ
ークが間違つて付けられることになる。

また、スクラツチマーキング装置では、光の当
り方によつてはマークが見えづらく、誤認しやす
いという点がある。

このため、粘度の管理が不要で、見る角度によ
つても違いが生じないレーザマーキング装置が開
発されている。この方法を第３図、第４図を参照
して説明する。

第３図において、１は固体レーザの一種である
YAG（Yttrium Aluminium；Garnet；Y₃Al₅
O₁₂）レーザのレーザ発生部で、励起源２とレー
ザ発生源３とから構成されている。励起源２は高
圧電源４とパルス励起用のXeフラシユランプ５
とからなる。レーザ発生源３は前記Xeフラシユ
ランプ５に接近して位置するレーザ媒体、例えば
円筒状のYAGロツド６とYAGロツド６の両端近
傍で上下動可能な第１及び第２の反射鏡７ａ，７
ｂとから構成される。８はレーザ発生源３から出
たレーザ光を収束させるための第１のレンズ、９
は前記レーザ光の収束点に入力端を有し、出力端
は上下動自在の光フアイバー、１０は光フアイバ
ー９の出力端から放射したレーザ光を収束させる
ための第２のレンズで、レーザ光の光路系１１上
を前後動可能にしてある。１２は半導体ウエーハ
内の半導体素子、１３は半導体素子の特性を測定
するためのもので、装置駆動の都合上一般に固定
配置されたプローブニードル、１４は半導体ウエ
ーハを固着するステージである。

従来のレーザマーキング装置は以上のように構
成され、次に動作について説明する。高圧電源４
によつてXeフラシユランプ５を発光させると、
YAGロツド６内に含まれる活性イオンNd³⁺［ネ
オジウムイオン］が励起され、電子が他の準位に
遷移する。そして平衡状態に戻ろうとするとき位
相の揃つたコヒーレントな光が照射される。その
光は時系列的に連続して出されるため、反射線７
ａ，７ｂ内でコヒーレントな光を閉じ込め、ポン
ピングアツプして、さらに次の同相の光を誘導放
出させる。このような人工的にコヒーレントな光
を得る原理をレーザというが、ポンピングアツプ
によつてレーザのレベルが高くなると、第１の反
射鏡７ａを開けてレーザ光を飛び出させ、第１の
レンズ８によつて、光フアイバー１０の入力端に
集束される。レーザ光は光フアイバー９内を伝送
されて出力端で放射するが第２レンズ１０によつ
て、半導体素子１２に収束される。レーザ光が点
のように収束する位置１４は、マークとして見に
くく、逆にぼやける位置１５では半導体素子１２
の表面を溶かせずマーキング出来ない。レーザ光
が半導体素子１２上に最適に収束する位置１６に
光フアイバー９の出力端と第２のレンズ１０の位
置を調整する。調整後、上記とは別個の半導体素
子１２がプローブニードル１３によつて特性が測
定される。測定の結果、不良の半導体素子１２に
対しては、上述の位置調整のときと同様にレーザ
光を照射して、半導体素子１２の表面を溶かすこ
とによつてマーキングする。

良品の半導体素子１２に対しては、そのまま半
導体ウエーハを固着した可動テーブル１３を下
降、間欠動、上昇させ次の半導体素子１２の特性
を測定し、不良半導体素子１２に対しては同様に
マーキングし、以上の動作を繰り返す。

考案が解決しようとする課題 上述のように、従来のレーザマーキング装置
は、特性測定の前に半導体素子１２にレーザ光を
照射して、光フアイバー９の出力端と第２のレン
ズ１０の位置を調整している。そして、レーザ光
が半導体素子１２上に最適に収束する範囲が狭
く、しかも、レーザ光は赤外光であるから目に見
えず、位置を調整する際に光フアイバー９の出力
端の方向によつてプローブニードル１３を損傷さ
せたり、またレーザ光の焦点が半導体素子の上に
あるか下にあるか解らないため、第２のレンズ１
０の位置の調整が困難になるといつたような問題
がある。

課題を解決するための手段 本考案は上記問題点を解決するため、半導体ウ
エーハを固着したステージの上下動範囲のほぼ中
央部がレーザの収束点となるようにし、ステージ
の下降時と同期させて連続パルス又は連続なレー
ザ光を発生するようにしたレーザマーキング装置
にするものである。

作 用 下降時、半導体素子表面はレーザ光最適収束部
を通過し、半導体素子表面が適切に溶けマーキン
グする。

実施例 本考案に係るレーザマーキング装置の実施例を
第１、第２図を参照しながら説明する。

第１図は、半導体素子を形成した半導体ウエー
ハとそれを載置するステージとマーキングを行う
レーザ光との位置関係を示し、第２図は、その装
置の動作図を示している。

まずこのレーザマーキング装置においては、第
１図に示すように、ステージ１８ａに載置された
最上部位置の半導体ウエーハ１７ａと、ステージ
１８ｂ上の位置、つまり最下位部の位置に配置さ
れた半導体ウエーハ１７ｂとのほぼ中央部に、レ
ーザ光１９の最適収束区間２０を設定している。
そして、第２図に示す動作曲線Ａに沿つて動作さ
せる。すなわち、特性測定される半導体素子まで
ステージ１８ｂは間欠動２３され、最下部２２
［半導体ウエーハ１７ｂ，１８ｂ］から、最上部
２１［半導体ウエーハ１７ａ，１８ａ］まで上昇
し、最上部２１で特性測定２５される。測定の結
果、不良の半導体素子に対してはステージ１８ａ
の下降時２６に同期して高圧パルス２７を出力
し、レーザ光１９を照射する。ステージ下降時２
６半導体素子１７ａはレーザ光１９の最適収束区
間２０を通過し、半導体素子表面は溶かされマー
キングされる。良品の半導体素子に対しては、高
圧のパルスを出力せず、半導体ウエーハを固着し
たステージを下降、間欠動、上昇させ次の半導体
素子の特性を測定し、同様の動作を繰返す。

尚、本考案は不良半導体素子に対するマーキン
グのみならず半導体分野以外でもレーザ光を移動
範囲で収束させてマーキングを行うものに適用で
きる。

考案の効果 本考案によれば、一度レーザ光収束部を調整し
ておくことにより、特性測定の前の調整が不要で
あり、また半導体ウエーハの厚さのばらつきある
いはステージ上下範囲の違い等により、半導体ウ
エーハ表面のばらつきによるマーキング不良の発
生もなく、つねに適当なマーキングとすることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のレーザマーキング装置のマー
キング対象とする半導体素子とレーザ光の位置関
係を示す概念図である。第２図は本考案のレーザ
マーキング装置のステージ動作・レーザ光照射の
動作図である。第３図は従来のレーザマーキング
装置の構成図である。第４図は従来のレーザマー
キング装置でのマーキング対象とする半導体素子
とレーザ光の位置関係示す概念図である。 １……レーザ発生部、４……高圧電源、５……
Xeフラツシユランプ、６……レーザ媒体（YAG
ロツド）、９……光フアイバー、１２……半導体
ウエーハ（被照射体）、１９……レーザ光、２０
……最適収束区間。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. レーザ発生部より射出したレーザ光をその光路
   系の先端に配置された被照射体に照射しマーキン
   グする装置において、被照射体の上下移動の中央
   部にレーザ光の収束点を合わせるとともに、被照
   射体の下降時と同期させて連続パルス又は連続な
   レーザ光を発生するようにしたことを特徴とする
   レーザマーキング装置。