JPH08191038A

JPH08191038A - 半導体基板へのマーキング方法

Info

Publication number: JPH08191038A
Application number: JP7002745A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Hoshikawa; 和宏星川
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1995-01-11
Filing date: 1995-01-11
Publication date: 1996-07-23

Abstract

(57)【要約】【目的】作業性に優れ、かつダイ・アタッチ・ボンデ
イング時の密着性に優れた半導体基板面へのマーキング
方法の提供。【構成】半導体基板へのマーキング方法において、該
半導体基板を研削する工程と、研削後レーザーにより刻
印する工程と、さらに刻印された半導体基板を研削する
工程からなる半導体基板へのマーキング方法。レーザー
刻印前の研削の粗さは刻印後の研削の粗さより粗いこと
が好ましく、また半導体基板の表面の複数の集積回路の
各々の裏面にレーザー刻印することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置製造工程に
おいて、ダイシング工程以後の個別ＩＣチップにおいて
も、ロット履歴、製品特性の確認が可能な半導体集積回
路機能を有する半導体基板裏面への製品名、ロット番
号、規格区分等のマーキング方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置製造工程においては、半導体
基板上に、トランジスタ等の能動素子およびダイオード
等の受動素子を所望の回路機能に合わせて、回路パター
ンを拡散・エッチング等の製造プロセスを経て造り込ん
で、ウエハー最終プロセスでウエハー・テストを実施
し、ＩＣチップの良品・不良品を峻別する。

【０００３】従来は、ウエハープロセス終了後裏面研削
およびダイシングプロセスを経て、組立てをし、製品番
号・ロット番号等をパッケージに捺印して、製品出荷テ
ストを実施している。この場合、ウエハープロセスでは
ウエハー表（おもて）面の回路パターン余白部もしくは
裏面に１カ所ロット番号を刻印して識別している。ま
た、ダイシング工程以後捺印までのプロセスは管理表等
を添付して、製品名、ロット番号等を確認し、製造工程
中の製品混入、ロット混入等を防止している。

【０００４】しかし、最近ウエハーテスト後、ダイシン
グしてＩＣチップ化して出荷する場合も生じ、ＩＣチッ
プ毎の製品番号、ロット番号等の識別記号を付与する必
要が生じてきた。また、ＩＣチップの品名、ロット番号
等の刻印は、ＩＣチップの品質管理上重要であるが、従
来は個々のＩＣチップの表面（おもて面）の回路パター
ン余白部に、製品名およびマスク・レイヤー名を表示し
ただけのものである。

【０００５】そこで、特開平４−106960号公報におい
て、フェース・ダウン・ボンデイングでチップ表面が確
認できないため、裏面に刻印するＩＣチップが開示され
ている。該公報において、裏面刻印方法として以下の内
容が開示されている。１）ダイシング工程の前時点等プロセス上、他に影響を
およぼさないような時点で、レーザーマーキング方式等
の方法により、各ＩＣチップの裏面相当位置に、品名、
ロット番号、１ピンマーク等を書き込む。

【０００６】２）レーザー光による描画またはフラッシ
ュ時間は、１文字当たり０．１秒程度以下にすることは
技術的に可能であるので、１個のＩＣ当たり１秒程度で
処理することが可能。すなわち、前記公報開示の技術
は、ＩＣパターン面がマザーボード側へ向けて搭載され
るフェース・ダウン・ボンデイング方式のＩＣチップに
関するものであり、またダイシング工程の前時点等のプ
ロセスで、各チップの裏面相当領域にレーザーマーキン
グ方式によって、品名、ロット番号、１ピンマーク等を
刻印したＩＣチップに関するものである。

【０００７】一方、本発明が目的とする半導体基板面へ
のマーキング方法はフェース・ダウン・ボンデイング後
の品種確認はもとより、チップビジネス上のロット管理
をも兼用するものである。すなわち、出荷先でフェース
・アップ・ボンデイング方式により、チップをリード・
フレームにエポキシ樹脂等を用いて接着するダイ・アタ
ッチ・ボンデイングも可能なチップでなければならな
い。

【０００８】従来技術および前記公報に開示されたマー
キング方法では下記の問題点を有していた。１）通常、半導体製造プロセスを経た半導体基板裏面は
鏡面仕上げか、若しくはそれに準じた面仕上げになって
いる。そのため、品名等のマーキングにおいては連続型
出力のＮｄ−ＹＡＧレーザーが使われ、一文字一文字を
一筆方式で印字する方法が用いられ、作業性に大きな問
題があった。

【０００９】２）前記公報は、マーキング方法に関して
の開示がなく、半導体シリコン基板上を溝切りエッチン
グした場合、シリコン屑の飛散が生じ、マーク周辺に再
付着し、フェース・アップ・ボンデイング方式によるダ
イ・アタッチ・ボンデイング時のＩＣチップとリード・
フレームとの密着性等に問題があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題点
を解決し、作業性に優れ、かつダイ・アタッチ・ボンデ
イング時の密着性に優れた半導体基板面へのマーキング
方法を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板へ
のマーキング方法において、該半導体基板を研削する工
程と、研削後レーザーにより刻印する工程と、さらに刻
印された半導体基板を研削する工程からなることを特徴
とする半導体基板へのマーキング方法であり、また本発
明は、レーザー刻印前の研削の粗さが刻印後の研削の粗
さより粗いことが好ましく、さらにまた本発明は、半導
体基板が、集積回路を形成されて成る半導体基板であ
り、該半導体基板の表（おもて）面の複数の集積回路の
各々の裏面にレーザー刻印することが好ましい。

【００１２】

【作用】通常、半導体製造プロセスを経た半導体基板は
鏡面若しくは鏡面に準じた仕上げになり、レーザー光が
反射しやすい状態であり、レーザー刻印時のレーザー光
のエネルギーは１００Ｗ前後にも達する。このようなエ
ネルギーでシリコン基板にマーキングする場合、シリコ
ン屑が発生し、後工程のダイ・アタッチ・ボンデイング
時の密着性に大きな問題を生じる。

【００１３】そこで、本発明においては組立て工程での
ボンデイングの安定性および成形性等を考慮し、シリコ
ン基板の厚さを４００〜５００μm に研削する工程で、
まず荒削りで梨地面（２〜３μm ）をつくり、その後レ
ーザー光で文字、数字、記号、バーコード若しくはそれ
らの組合せを刻印する。このレーザーによる刻印は必ず
しも連続型出力のＮｄ−ＹＡＧレーザーは必要でなく、
パルス励起のＹＡＧレーザーで、銅板等のマスク・パタ
ーンを介して複数の半導体ＩＣチップ裏面に、比較的低
エネルギーのレーザー光で、品名、ロット番号および１
ピンマーク等のマークを焼き付け、さらにファイン・メ
ッシュの研磨によって最終仕上げを行い、所望の厚さの
シリコン基板を得る。

【００１４】本発明によれば、半導体基板を研削する工
程と、該研削後のレーザーによる刻印の工程と、さらに
刻印された半導体基板を再研削する工程を設けることに
より、飛散したシリコン屑が完全に除去可能となり、安
定したシリコン基板裏面を得ることができ、後工程のダ
イ・アタッチ・ボンデイング時のＩＣチップとリード・
フレームとの密着性が改善される。また、同じくシリコ
ン屑の除去により、ダイ・アタッチ・ボンデイング後の
ワイヤー・ボンデイング時におけるＩＣチップとリード
フレームとの平行度が確保され、ワイヤーの付着力の低
下が防止可能となる。

【００１５】さらに、レーザーを用いて刻印する前の研
削の粗さを、該刻印後の研削粗さより粗くすることによ
って、レーザー光のエネルギーを小さくでき、またその
結果、シリコン屑の飛散量を小さくすることができる。
また、ウエハープロセス終了後、ダイシング前に、複数
の集積回路の各々の裏面に一対一に対応して同時に刻印
することによって、生産性を向上させることができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する。
図３は、従来のウエハープロセス完了後の６インチ・ウ
エハーを示すもので、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は
（ａ）のＸ−Ｘ線断面図を示したものである。図３
（ａ）の１０はウエハー、１１はウエハー上に焼き付け
られたＩＣチップを示し、１２は各ウエハーのオリエン
テーション・フラット領域にロット番号等を刻印したも
のである。また、図３（ｂ）において３は保護レジス
ト、４は半導体素子、５はウエハープロセス完了後の背
面研削時の削り代を示す。

【００１７】図３（ａ）のロット番号等は、連続励起Ｙ
ＡＧレーザーで一文字一文字をドット方式またはイング
レービンモード方式により刻印される。この刻印の深さ
は１０μm 程度である。通常、ウエハープロセス投入前
のウエハーの表（おもて）面の粗さは１〜２ｎｍで裏面
のそれは０．１〜０．２μm 程度であり、またウエハー
の厚さは６５０μm 前後である。

【００１８】ウエハープロセスを経た表（おもて）面の
粗さは回路パターンやパシベーションの膜種により異な
るが、裏面の粗さは０．１μm 以下になっている。すな
わち、ウエハープロセスを介することによって、ウエハ
ー裏面の粗さはさらに小さくなる。図１は、本発明の半
導体基板へのマーキング方法におけるウエハーの断面図
であり、（ａ）はウエハープロセス終了後、所望のＩＣ
チップの厚さ（４６０μm）にするために、荒削りを完
了した後のウエハーの断面図、（ｂ）は４６５μmの荒
削りウエハー厚の上に１０μm 程度の深さでレーザー刻
印後、粗さ１．０μm 以下の粗さで約５μm の仕上げ研
削した後のウエハー断面を示したものである。図中、１
は表面粗さ、２はレーザーによる刻印、３は保護レジス
ト、４は半導体素子を示す。

【００１９】本発明においては、前記荒削りの段階で、
例えば６５０μm のウエハーの厚さを４６５μm 程度と
なるまで研削する。この時の粗さ（最大深さＲｍａｘ）
は、好ましくは２〜３μm 程度となるように研削する。
これは、レーザー光でマーキングする場合、表面積を大
きくし、エネルギーの吸収効率を上げ、低エネルギーで
マーキング可能とするためである。

【００２０】次に、本発明における刻印方法の具体的方
法の一例を図面を参照して説明する。図２は、本発明に
おけるレーザーによるマーキング方法の一例を示す説明
図であり、ウエハーおもて面の各ＩＣチップに対応した
裏面へのマーキング方法を示す。

【００２１】図２において、３１はプリアライメント用
ステージ、３１１はローラー、３１２はウエハー・スト
ッパ、３２はマーキング・ステージ、３２１はレーザー
光の光軸とステージ位置を補正するためのマーク、３２
２はウエハー固定用真空チャック、３４は吸着ハンドラ
ー、３５はＹＡＧレーザー発振器、３６はハーフミラ
ー、３７はＴＶカメラ、３８はＣＲＴ、３９はビームエ
キスパンダ、４０はフォーカシングレンズ、４１は刻印
用マスクである。

【００２２】プリアライメント用ステージ３１は水平方
向より一定の角度をもち、ローラー３１１とウエハー・
ストッパ３１２によって構成されている。ウエハー・ス
トッパ３１２は２点保持構造からなり、オリエンテーシ
ョン・フラット以外の外周で固定された時、一定のウエ
ハー中心は確保されるようになっている。また、前記ウ
エハー中心からウエハー半径の所にローラーを設定する
ことによって、常にオリフラ面をローラー側にプリアラ
イメントすることができる。

【００２３】また、該プリアライメントを容易にするた
めに、ウエハーの自重でウエハー・エッジがローラーに
接するように、ステージ面に傾斜をもたせている。ま
た、該ウエハーはローダー部より、吸着ハンドラー３４
によって裏面吸着しハンドリングする。また、３２はマ
ーキングするためのマーキング・ステージである。該マ
ーキング・ステージはレーザー光の光軸とステージ位置
を補正するためのマーク３２１とウエハー固定用真空チ
ャック３２２とからなっている。

【００２４】前記荒削りを完了し、プリアライメント用
ステージ３１でアライメントされたウエハーは吸着ハン
ドラー３４によって移載され、マーキング・ステージ３
２のウエハー固定用真空チャック３２２によって固定さ
れる。また、マーキング・ステージ３２はＸ−Ｙ軸の移
動機能を備えている。レーザー光学系の構成としては、
ＹＡＧレーザー発振器３５とハーフミラー３６に相対し
てＴＶカメラ３７およびＣＲＴ３８を備え、光軸を合わ
せ、ビームエキスパンダ３９、フォーカシングレンズ４
０および刻印用マスク４１を介してレーザー光がウェハ
ー裏面に照射され、所望のマークを刻印する。

【００２５】この場合、比較的パワーが小さいパルス励
起型ＹＡＧレーザーが好ましく、４０Ｗ前後で、パルス
幅として１〜１０ｍＳの範囲で使用する。また、レーザ
ー光軸とマーキング・ステージ３２を位置補正するため
に、補正用のマーク３２１をＴＶカメラ３７で位置合わ
せし、レーザ光軸とステージ座標を補正する。その後、
ショットを打つ座標決定のため、Ｘ軸、Ｙ軸でウエハー
・エッジ間距離が最大になる座標を求め、そのＸ、Ｙの
交点よりウエハー中心座標を求める。

【００２６】ここで求めたウエハー中心より、所望チッ
プ裏面に相当する領域に前記銅板等により加工されたス
リット状の刻印用マスク４１を位置決めし、パルス状の
レーザー光を照射し、ウエハー裏面上に１０μm 程度の
深さのマークを刻印することができる。以上のようにし
て、厚さ４６５μm の荒削りウエハーに１０μm 程度の
深さのマークを刻印した後、好ましくは粗さ１．０μm
以下の粗さで約５μm の仕上げ研削を行う。図１（ｂ）
に、荒削り、レーザー刻印および仕上げ研削したあとの
ウエハー断面を示す。

【００２７】最後の仕上げ研削により、レーザー照射に
より形成されたシリコン屑を取り除き、またフラットな
シリコン面を確保することにより、安定したダイ・ボン
デイング工程およびワイヤーボンデイング工程が保証さ
れる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レーザー照射により発生するシリコン屑を除去し、歩留
の高い実装が実現可能となる他、複数のチップを同時に
刻印できるため、生産性を向上することができる。本発
明は、半導体基板裏面にレーザーを用いて刻印した後、
仕上げ研磨することによって、共晶合金若しくはエポキ
シ樹脂接着によるダイ・ボンデイング工程でのぬれ性が
向上し、またワイヤー・ボンデイング時におけるＩＣチ
ップとリードフレームとの平行度が確保され、ワイヤー
の付着力の低下が防止可能となるため、フェース・アッ
プ・ボンデイング方式によるダイ・アタッチ・ボンデイ
ングおよびワイヤー・ボンデイングを伴う半導体装置製
造工程における半導体基板へのマーキング方法として有
用である。

【００２９】また本発明は、ＡＳＩＣ等の少量生産で、
マスター・パターンでチップ表面のパターンが類似して
いる場合、品種混入等の問題が発生する場合、特に有用
である。本発明においては、ＩＣチップの電源電流若し
くは入力から出力までの動作スピード等チップ毎の特性
をレーザーマークしたい場合、該チップの座標を入力
し、一チップ毎に所望のマークを追加することもでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明における荒削りを完了した後の
ウエハーの断面図であり、（ｂ）はレーザー刻印後、仕
上げ研削した後のウエハーの断面図である。

【図２】本発明におけるマーキング方法の一例を示す説
明図である。

【図３】（ａ）は従来のウエハープロセス完了後のウエ
ハーの平面図であり、（ｂ）は断面図である。

【符号の説明】

２レーザーによる刻印１０ウエハー１１ＩＣチップ３１プリアライメント用ステージ３１１ローラー３１２ウエハー・ストッパ３２マーキング・ステージ３２２ウエハー固定用真空チャック３４吸着ハンドラー３５ＹＡＧレーザー発振器３６ハーフミラー３７ＴＶカメラ３８ＣＲＴ３９ビームエキスパンダー４０フォーカシングレンズ４１刻印用マスク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板へのマーキング方法におい
て、該半導体基板を研削する工程と、研削後レーザーに
より刻印する工程と、さらに刻印された半導体基板を研
削する工程からなることを特徴とする半導体基板へのマ
ーキング方法。
【請求項２】レーザー刻印前の研削の粗さが刻印後の
研削の粗さより粗い請求項１記載の半導体基板へのマー
キング方法。
【請求項３】半導体基板が、集積回路を形成されて成
る半導体基板であり、該半導体基板の表面の複数の集積
回路の各々の裏面にレーザー刻印する請求項１または２
記載の半導体基板へのマーキング方法。