JPH08111358A - 半導体装置の製造装置と製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 半導体装置の製造装置と製造方法に関し、レ
ーザ刻印した際に基板に付着するパーティクルを効果的
に除去する。 【構成】 基板７が載置されるステージ１と、文字又は
記号を刻印する刻印手段２と、該ステージの上方に上下
動可能に配設されて、下端部が該基板の該刻印領域７ａ
と素子形成領域７ｂの境界に狭隙を介して近接して該素
子形成領域を覆い隠す遮蔽板３とから半導体装置の製造
装置を構成し、文字又は記号が刻印された基板７の裏面
をスクラブ処理する工程と、引き続いて該基板の表面を
スクラブ処理する工程で半導体装置の製造方法を構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造装置と
製造方法に係わり、半導体基板への文字又は記号の刻印
に際して発する薇粒状の塵を効果的に除去する装置と方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体基板からなるウェーハ上には、ウ
ェーハの識別を行うためにナンバリングと呼ばれる番号
が刻印される。この刻印にはレーザアブレーションつま
りレーザビームの強いエネルギによって例えばシリコン
ウェーハの表面のシリコンを蒸発させて窪みを作り、番
号や文字などを形成することが行われている。

【０００３】図５は基板上に刻印されるレーザ刻印を説
明する模式図で、同図（Ａ）はウェーハになされる文字
又は記号の例、同図（Ｂ）はレーザ刻印の模式的構成
図、同図（Ｃ）は刻印の部分拡大図である。図中、１は
ステージ、２は刻印手段、2aはレーザ光、2bはレーザガ
ン、６は文字又は記号、７は基板、10はパーティクルで
ある。

【０００４】図５（Ａ）において、基板７をシリコンウ
ェーハの例で見たとき、個々のウェーハやロットなどが
識別可能なナンバリングとも呼ばれる文字又は記号６
が、基板７の周辺部の刻印領域7aに溝状を刻んだ凹版の
ように刻印される。

【０００５】レーザ刻印の構成では、図５（Ｂ）に示し
たように、ステージ１上に基板７が固定され、ステージ
１の上方には刻印手段２が配設される。そして、レーザ
ガン2bから発したレーザ光2aが基板７に照射される。文
字又は記号６の刻印に際しては基板７を移動させてもよ
いが、レーザ光2aを走査させる方が簡便である。このレ
ーザ刻印の際に、基板７の表面の例えばシリコンが溶融
蒸発して微小な粒状のパーティクル10として飛び散り、
基板７に窪み状の文字又は記号６がナンバリングとして
刻印されることになる。

【０００６】ところが、シリコンは沸点が 2,000度Ｃ以
上もあるので、蒸発したパーティクル10は室温で急冷さ
れて微細な固形粒となり、図５（Ｃ）に示したように窪
み状の文字又は記号６の中や周りに飛び散って付着して
しまう。

【０００７】このパーティクル10は大半が１μｍ以下と
微細な上に、蒸気や溶融状態から急速に表面に付着した
異物である。そのため、通常の洗浄方法ではなかなか除
去することが厄介で、いろいろな除去装置や除去方法が
提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】除去装置の一つの例
は、飛散するパーティクルを細いノズルで吸引する装置
である。しかし、四方八方に飛び散るパーティクルを細
い吸引ノズルで吸い取るのでは取りこぼしをなくするこ
とはできない。また、もう一つの例では、基板を水の中
に浸漬した状態でレーザ光を出射して刻印し、パーティ
クルの飛散を防いでいる。この場合には、装置が大袈裟
で手間隙も掛かる。

【０００９】除去方法では、除去薬剤や超音波などを使
った洗浄による除去方法や、予め保護膜で周りを被覆し
ておき、刻印が終わったら保護膜を飛散したパーティク
ル諸共剥離する方法なども行われている。また、布やブ
ラッシなどでごしごし擦るいわゆるスクラブを行う方法
もある。この場合には、例えば、まず半導体素子を形成
するシリコンウェーハの表面をスクラブし、幾つかのウ
ェーハプロセスを経た後で、裏面のスクラブを行う。こ
の場合には、パーティクルが除去されている筈の表面に
パーティクルが発現する不具合が間々起こる。これは、
窪み状に刻印された文字又は記号の中に残留していたパ
ーティクルが裏面をスクラブする間に振動・衝撃などに
よって浮上して出現するためと推定される。

【００１０】このようにいろいろな手段によってパーテ
ィクルの除去が行われているが、何れにしてもこのパー
ティクルをほゞ完璧に除去しないと、その後の工程で不
具合が生じて歩留りに大きく影響してしまう厄介な問題
となる。

【００１１】そこで、本発明はパーティクルの発生源と
なる蒸気の飛散がウェーハの素子形成領域にまで及ばな
いようになした製造装置と、特に刻印された窪みの中に
発生したパーティクルを除去する製造方法を提供するこ
とを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上で述べた課題は、文字
又は記号が刻印される基板が載置されるステージと、レ
ーザ光を変調して該基板の刻印領域に文字又は記号を刻
印する刻印手段と、該ステージの上方に上下動可能に配
設されて、下端部が該基板の該刻印領域と素子形成領域
の境界に狭隙をもって近接して該素子形成領域を覆い隠
す遮蔽板とからなる半導体装置の製造装置によって解決
される。

【００１３】また、文字又は記号がレーザ光によって刻
印された基板の裏面をスクラブ処理する工程と、引き続
いて該基板の表面をスクラブ処理する工程とを含む半導
体装置の製造方法によって解決される。

【００１４】

【作用】本発明になる装置においては、遮蔽板によって
基板の素子形成領域を覆い隠し刻印領域のみを露出させ
て刻印するようにしている。また、刻印領域と遮蔽板と
の狭隙から刻印領域の表面に清浄なエアーの急流を通
し、基板の溶融蒸発によってパーティクルの源となる蒸
気を即座に運び去るようにしている。

【００１５】一方、本発明になる方法においては、基板
の裏面側をスクラブ処理する際に、文字又は記号が刻印
された窪みの中に残存していたパーティクルが現出する
ので、直ちに引き続いて基板の表面側をスクラブ処理す
るようにしている。

【００１６】こうして、本発明になる装置と方法によれ
ば、レーザ刻印の際に生じ、微細な粒子であるばかりで
なく急冷によって基板に付着するのでなかなか除去し難
いパーティクルを、効果的に除去することができる。

【００１７】

【実施例】図１は本発明になる装置の要部の一部切欠き
分解斜視図、図２は図１の模式側面図で、同図（Ａ）は
ステージ前後移動式、同図（Ｂ）はステージ上下移動
式、図３は本発明になる方法を説明する模式図で、同図
（Ａ）は超音波洗浄式、同図（Ｂ）はブラシ洗浄式、同
図（Ｃ）は高圧水噴射式、図４は本発明になる方法の効
果を示す基板表面上のパーティクルの分布図で、同図
（Ａ）はスクラブ処理前、同図（Ｂ）は裏面をスクラブ
処理後、同図（Ｃ）は裏面／表面をスクラブ処理後であ
る。

【００１８】図において、１はステージ、２は刻印手
段、2aはレーザ光、2bはレーザガン、３は遮蔽板、3aは
つまみ、４は送気手段、５は排気手段、６は文字又は記
号、７は基板、7aは刻印領域、7bは素子形成領域、８は
狭隙、９はエアー、10はパーティクル、11は筺体、12は
超音波洗浄槽、13はブラッシ、14は高圧水である。 〔実施例１〕図１において、ステージ１には半導体ウェ
ーハなどの基板７が、例えば真空吸引などによって所定
の位置に載置できるようになっている。そして、ステー
ジ１の上方には刻印手段２が配設されている。この刻印
手段２はレーザ光2aで基板７の上に窪み状に文字又は記
号６を刻印するもので、レーザガン2bから発せられてレ
ーザ光2aが所定の印字を行うように変調されるようにな
っている。また ステージ１の上方には遮蔽板３が上下
動できるように配設されている。この遮蔽板３の上下動
は僅かでよく、例えばつまみを回してねじを上下させる
ような調整手段3aによって行うようになっている。

【００１９】ステージ１が所定の場所に位置したら上方
に逃げていた遮蔽板３を降下させ、遮蔽板３の下端部が
基板７の刻印領域7aと素子形成領域7bの境界に、刻印領
域7aが刻印手段２から見て露出するように狭隙８を介し
て近接させ、素子形成領域7bを覆い隠すようにする。

【００２０】送気手段４はフィルタなどを通した清浄な
エアー９を遮蔽板３の裏側の基板７の素子形成領域7b側
から送り込み、エアー９が狭隙８に集中するようにす
る。そうするとこのエアー９は、基板７の刻印領域7aの
上を急流となって通過し、刻印によって生じたパーティ
クル10を運び去る。

【００２１】一方、排気手段５は基板７の刻印領域7a側
からエアー９を吸い取って排気するもので、刻印の際に
生じ、エアー９によって運ばれてくるパーティクル10を
系外に排出する。

【００２２】筺体11にはステージ１と遮蔽板３が内設さ
れており、刻印手段２と遮蔽板３を上下させるつまみ3a
が上壁に設けられている。また、前後の側壁には送気手
段４と排気手段５が設けられている。

【００２３】ステージ１は、容易にウェーハなどの基板
７を載置したり脱離したりできるようになっていないと
使い勝手がよくない。そこで、例えば、図２（Ａ）に示
したように前後に移動したり、図２（Ｂ）に示したよう
に上下に移動したりできるようになっている。 〔実施例２〕文字又は記号６が窪み状に刻印されたあ
と、まず、基板７の裏面側をスクラブ処理し、引き続い
て基板７の表面側をスクラブ処理すると、刻印の際に飛
び散ったパーティクル10を効果的に除去することができ
る。

【００２４】このスクラブ処理には、図３（Ａ）に示し
たように超音波を印加して衝撃を加えながら水洗浄する
いわゆる超音波洗浄槽12に基板７を浸漬して行う洗浄が
適用できる。また、図３（Ｂ）に示したように、例え
ば、回転するブラッシ13で基板７を擦りながら洗浄して
もよく、この際の洗浄液は水でよい。さらに、図３
（Ｃ）に示したように、例えば、水圧が10kg/cm²の高圧
水14を基板７に噴射する方法も採れる。

【００２５】こうして、スクラブ処理を従来のように工
程分離せずに、裏面／表面を引き続いて行うと、パーテ
ィクル10除去が一段と効果的になる。この効果は、刻印
したあとの未処理／処理の基板上のパーティクルの存在
する個数を具体的な数値で例示するとよく分かる。

【００２６】すなわち、図４（Ａ）は、刻印したあとの
スクラブ処理前の基板上のパーティクル10の存在分布状
態である。パーティクル10の存在する個数は、パーティ
クル10の大きさによって、Ｓ(0.2〜 0.3μｍ) ＝1,121
(個) 、Ｍ(0.3〜 1.0μｍ) ＝579(個) 、Ｌ( ＞1.0 μ
ｍ )＝852(個) であった。

【００２７】次に、図４（Ｂ）は、裏面をスクラブ処理
後の基板上のパーティクルの存在分布で、Ｓ＝1,429 、
Ｍ＝557 、Ｌ＝1,010 であった。さらに、図４（Ｃ）
は、裏面に引続き表面もスクラブ処理後の基板上のパー
ティクルの存在分布で、Ｓ＝37、Ｍ＝36、Ｌ＝４であっ
た。

【００２８】この結果から、図４（Ｂ）に示したように
裏面を基板７の裏面側をスクラブ処理すると、図４
（Ａ）で示した未処理の場合よりも、パーティクル10の
数が増大している。これは、スクラブ処理の振動・衝撃
などによって、文字又は記号６の窪みの中に残存してい
たパーティクル10が窪みの外に浮上し出現したためと考
えられる。

【００２９】そこで、引き続いて直ちに基板７の表面側
をスクラブ処理すれば、裏面側のスクラブ処理で見かけ
上増大したパーティクル10が図４（Ｃ）に示したように
激減し、効果的に除去することができる。

【００３０】こゝでは、シリコン半導体のウェーハを採
り上げたが、本発明になる装置や方法は、他の半導体基
板にも適用できる。また、レーザ刻印によるナンバリン
グを行うのであれば、パネルディスプレイのガラス基板
などにも適用できる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、レーザ刻印の際に生じ
て基板に付着するとなかなか除去し難いパーティクルを
効果的に除去することができる。その結果、微細なため
にパーティクルの存在やパーティクルの除去の程度の確
認が厄介で、微細な素子形成、微細なパターニングの障
害となっていたパーティクルに係わる不具合を激減させ
ることが可能となり、本発明は特に半導体装置の製造工
程において、プロセスの効率化と歩留り向上に寄与する
ところが大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明になる装置の要部の一部切欠き分解斜
視図である。

【図２】 図１の模式側面図で、同図（Ａ）はステージ
前後移動式、同図（Ｂ）はステージ上下移動式である。

【図３】 本発明になる方法を説明する模式図で、同図
（Ａ）は超音波洗浄式、同図（Ｂ）はブラシ洗浄式、同
図（Ｃ）は高圧水噴射式である。

【図４】 本発明になる方法の効果を示す基板表面上の
パーティクルの分布図で、同図（Ａ）はスクラブ処理
前、同図（Ｂ）は裏面をスクラブ処理後、同図（Ｃ）は
裏面／表面をスクラブ処理後である。

【図５】 基板上に刻印されるレーザ刻印を説明する模
式図で、同図（Ａ）はウェーハになされる文字又は記号
の例、同図（Ｂ）はレーザ刻印の模式的構成図、同図
（Ｃ）は刻印の部分拡大図である。

【符号の説明】

１ ステージ ２ 刻印手段 2a レーザ光 2b
レーザガン ３ 遮蔽板 3a つまみ ４ 送気手段 ５ 排気手段 ６ 文字又は記号 ７ 基板 7a 刻印領域 7b
素子形成領域 ８ 狭隙 ９ エアー 10 パーティクル 11は筺体 12 超音波洗浄槽 13 ブラッシ 14 高圧水

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステージと、刻印手段と、遮蔽板を有
   し、 前記ステージは、文字又は記号が刻印される基板が載置
   されるものであり、 前記刻印手段は、レーザ光を発して、前記基板の刻印領
   域に文字又は記号を刻印するものであり、 前記遮蔽板は、前記ステージの上方に上下動可能に配設
   されて、下端部が前記基板の前記刻印領域と素子形成領
   域の境界に間隙を介して近接して該素子形成領域を覆い
   隠すものであり、 前記送気手段は、前記基板の素子形成領域の側から清浄
   なエアーを吹き付けて、該基板と遮蔽板との間隙から該
   エアーを送出するものであり、 前記排気手段は、前記基板の、前記エアーに運搬された
   前記基板の蒸気を刻印領域の側から排出するものである
   ことを特徴とする半導体装置の製造装置。
2. 【請求項２】 前記遮蔽板が、前記基板の刻印領域に向
   かって下り勾配に傾斜している請求項１記載の半導体装
   置の製造装置。
3. 【請求項３】 前記遮蔽板が固定されて配置され、前記
   基板が載置された前記ステージが該遮蔽板の下方に上下
   動可能に配設されて、上昇した際に該遮蔽板の下端部が
   該基板の前記刻印領域と素子形成領域の境界に間隙をも
   って近接して該素子形成領域を覆い隠すものである請求
   項１記載の半導体装置の製造装置。
4. 【請求項４】 送気手段を有し、 前記送気手段は、前記基板の素子形成領域の側から清浄
   なエアーを吹き付けて、該基板と遮蔽板との間隙から該
   エアーを送出するものである請求項１記載の半導体装置
   の製造装置。
5. 【請求項５】 排気手段を有し、 前記排気手段は、前記基板の、前記エアーに運搬された
   前記基板の蒸気を刻印領域の側から排出するものである
   請求項１記載の半導体装置の製造装置。
6. 【請求項６】 筺体を有し、 前記筺体は、底部に前記ステージと、該ステージ上に載
   置された前記基板の、刻印領域の上方に前記刻印手段
   と、素子形成領域を覆い隠す位置に前記遮蔽板と、該素
   子形成領域側の側壁に送気手段と、該刻印領域側の側壁
   に排気手段とを有する請求項１または３記載の半導体装
   置の製造装置。
7. 【請求項７】 文字又は記号がレーザ光によって刻印さ
   れた基板の裏面をスクラブ処理する工程と、 引き続いて前記基板の表面をスクラブ処理する工程とを
   含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
8. 【請求項８】 前記スクラブ処理が、超音波で衝撃する
   水洗浄である請求項４記載の半導体装置の製造方法。
9. 【請求項９】 前記スクラブ処理が、ブラッシで擦る洗
   浄である請求項４記載の半導体装置の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記スクラブ処理が、高圧水で叩く洗
    浄である請求項４記載の半導体装置の製造方法。