JPH10223494A

JPH10223494A - 半導体ウェハへの識別子刻印装置およびその刻印方法

Info

Publication number: JPH10223494A
Application number: JP9354108A
Authority: JP
Inventors: Giichiro Iwakiri; 義一郎岩切; Susumu Honda; 晋本田
Original assignee: Toshiba Mechatronics Co Ltd; Sumco Techxiv Corp; Komatsu Electronic Metals Co Ltd
Current assignee: Toshiba Mechatronics Co Ltd; Sumco Techxiv Corp
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1997-12-08
Publication date: 1998-08-21
Anticipated expiration: 2017-12-08
Also published as: JP4249813B2

Abstract

(57)【要約】【課題】デバイス工程における識別子の読み取りを確
実に行なえるようにするとともに、スライスされた順番
にスライスドウェハに対して効率よく刻印作業が行なえ
るようにすること。【解決手段】半導体ウェハ２を支持して回転させるテ
ーブル５と、半導体ウェハの厚さを測定する厚さ測定器
３と、半導体ウェハにレーザ光を用いて識別子を刻印す
るレーザヘッド４と、厚さ測定器により測定された値に
基づいてレーザヘッドによる刻印を制御する制御装置７
とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デバイス工程（半
導体ウェハ製造工程より後工程、例えばパターンの焼付
け工程、チップボンディング工程等）における半導体ウ
ェハの品質管理のために、半導体ウェハの製造工程にお
いてウェハの表面にレーザ光により識別子を刻印する半
導体ウェハへの識別子刻印装置およびその刻印方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体ウェハは次の工程を経て
製造される。（１）インゴットを切断しスライスドウェハを得た後、
洗浄する。（２）スライスドウェハをラッピング後、洗浄する。（３）ラップドウェハをエッチング後、洗浄する。（４）エッチドウェハを鏡面研磨及び洗浄する。（５）洗浄されたウェハを乾燥する。

【０００３】さらに、半導体ウェハの種類を識別するた
めの文字やバーコード等からなる識別子をウェハ表面に
レーザ光を用いて刻印する工程、並びにその刻印された
識別子を検査する工程が適宜追加されることもある。こ
れは、刻印された識別子をデバイス工程において読み取
り、各デバイス工程に適した半導体ウェハを確認できる
ようにするためである。

【０００４】ところで、この識別子はデバイス工程にお
ける読み取りを確実にするために、例えば７０±２０μ
ｍといった深さの規格を満たさなければならず、半導体
ウェハ製造工程の仕上がりにおける深さをー定にしなけ
ればならない。そこで、この識別子の刻印を鏡面研磨工
程の後に行なったのでは、その刻印屑がパーティクル発
生の原因となることから、エッチングの前、またはラッ
ピングの前に行なうのが望ましい。

【０００５】ところが、ラップドウェハにこの識別子を
刻印した場合、その後のエッチングで使用されるエッチ
ング液によっては、識別子の刻印で発生する刻印屑によ
り染みができてしまうという不具合がある。また、取代
が大きいラッピング工程の前に識別子を刻印したので
は、鏡面研磨の仕上がりにおける識別子の深さをー定に
することが困難であり、デバイス工程から要求される規
格を守れないだけでなく、識別子自体が消えてしまうこ
とさえある。

【０００６】これらの不具合を解決する方法としては、
ラッピング後の厚さをー定にするという別の目的で従来
から測定されているスライスドウェハの中心部の厚さ測
定値に基づいて、スライスドウェハを複数のグループに
分類し、そのグループごとにラッピングの取代を考慮し
た深さの識別子の刻印をするものがある。この方法によ
ると、識別子の刻印で発生する刻印屑はラッピング後の
洗浄で除去されるため、エッチングでの染みもできな
い。

【０００７】一方、刻印された識別子の検査もデバイス
工程における識別子の読み取りを確実に行なえるように
するために重要となる。そこで、刻印された識別子の位
置ずれ、歪み、文字の曲がり等といった不具合の検出
は、例えば、刻印装置により識別子を刻印した後にオペ
レータがウェハを抽出し、抽出したウェハにおける識別
子の刻印部分をモニタに拡大表示し、識別子の文字やバ
ーコードを目視により検査することにより行なわれてい
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】まず従来の刻印工程に
おいては、スライスドウェハをその厚さに応じて分類す
るといっても分類のグループ数には限界があり、同一グ
ループ内に分類されているスライスドウェハであっても
厚さのバラツキが大きい場合、デバイス工程から要求さ
れた規格を満たす識別子を刻印することができないとい
う問題点があった。

【０００９】また、刻印工程の前工程に分類工程を必ず
設けなければならないことから、この分類する工程が増
える上、スライス順にスライスドウェハを加工すること
ができず、非効率的であった。

【００１０】一方、識別子の検査工程において、識別子
を刻印した後にモニタに表示された画像を目視する検査
では、オペレータの検査誤差が発生し、正確な検査を行
なうことが困難であった。また、製造効率の理由から、
その抽出頻度を半導体ウェハの製造枚数１００枚に対し
１枚程度でしか行なえず、製造された半導体ウェハ全部
をこの方法で検査するのは困難であるという問題があっ
た。

【００１１】本発明は、鏡面仕上げ後における識別子の
深さをー定にすることで、デバイス工程における識別子
の読み取りを確実に行なえるようにするとともに、スラ
イスされた順番にスライスドウェハに対して効率よく刻
印作業が行なえる、半導体ウェハへの識別子刻印装置お
よびその刻印方法を提供することを目的とする。

【００１２】また本発明は、半導体ウェハに刻印された
識別子を正確に、しかもすべての識別子を容易に検査す
ることができるようにし、これにより不良な識別子の刻
印された半導体ウェハが市場へ流通してしまうのを防止
できるとともに、結果としてデバイス工程における識別
子の読み取りを確実に行なうことのできる、半導体ウェ
ハへの識別子刻印装置およびその刻印方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、厚さ測定器で
半導体ウェハの厚さを測定し、その測定値に基づいてレ
ーザヘッドによる刻印を制御するようにしたものであ
る。

【００１４】また本発明は、レーザヘッドにより半導体
ウェハに刻印された識別子の画像をカメラで取り込み、
この取り込んだ画像を処理して得られた識別子の読取情
報を刻印情報と照合し、照合結果に基づいてレーザヘッ
ドによる刻印を制御するようにしたものである。

【００１５】さらに本発明は、厚さ測定器で半導体ウェ
ハの厚さを測定し、測定値と刻印情報から識別子の加工
条件を求め、その条件で識別子をレーザ光を用いて半導
体ウェハに刻印後、刻印された識別子の画像をカメラで
取り込み、この取り込んだ画像を処理して得られた識別
子の読取情報を刻印情報と照合し、照合結果に基づいて
レーザ光による刻印を制御するようにしたものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１７】図１は本発明の第１の実施の形態で製造さ
れる半導体ウェハの拡大側面断面図、図２は本発明の第
１の実施の形態の刻印装置を示す模式図である。

【００１８】本実施の形態での刻印工程は、すでに従来
技術のところで説明した半導体ウェハの製造工程では、
（１）に相当するインゴットを切断しスライスドウェハ
を得るという工程の次に位置付けられる。

【００１９】まず、刻印装置について図２を用いて説明
する。図２（ａ）に示すように、この刻印装置１０は、
スライスされたスライスドウェハ２の底面を保持し、水
平方向に回転させるターンテーブル５と、スライスドウ
ェハ２の厚さを測定する例えば反射型の厚さ測定器３
と、レーザ光により識別子をスライスドウェハ２に刻印
するレーザヘッド４を有する。なお厚さ測定器３は、ス
ライスドウェハ２における識別子の刻印（予定）位置ま
たは刻印位置に近接する位置の厚さを測定することが好
ましく、また通常、識別子はウェハ周辺部に刻印される
ので、本実施の形態ではターンテーブル５に保持された
スライスドウェハ２の周縁部の任意の点の厚さを測定で
きるようになっている。また、厚さ測定器３により測定
された値は制御装置７に出力され、制御装置７では厚さ
測定器３より出力された測定信号に基づいてレーザ発振
器６からレーザヘッド４を介してからスライスドウェハ
２に向けて照射されるレーザ光のパルス数を制御し、刻
印深さをコントロールするようになっている。

【００２０】この刻印装置１０による刻印作業は、次の
ようにして行われる。

【００２１】まず、インゴットから切断されたスライス
ドウェハ２をターンテーブル５に一定向きで載せて保持
させ、次に刻印位置１１が厚さ測定器３の下にくるよう
にターンテーブル５を回転させる。ここで厚さ測定器３
は、スライスドウェハ２における刻印位置１１の厚さを
測定し、測定信号を制御装置７へ出力する。

【００２２】次に図２（ｂ）に示すように、スライスド
ウェハ２の刻印位置１１が刻印装置１０のレーザヘッド
４の下に位置するようにターンテーブル５を回転させ
る。レーザヘッド４からは、レーザ発振器６よりレーザ
光がスライスドウェハ２の刻印位置に向けて照射され、
刻印される。この時、制御装置７は、厚さ測定器３から
の測定信号に基づき、レーザヘッド４を介して照射され
るレーザ光のパルス数を次のようにして制御する。

【００２３】図１（ａ）に示すように、厚さ測定器３に
より測定された値を刻印位置１１の厚さＴ１とすると、
鏡面仕上げ後の厚さＴ２は予めわかっており、鏡面仕上
げまでの取代Ｔ３が算出される。また、デバイス工程か
ら要求されている規格である仕上げ刻印深さＤ１が既に
制御装置７に入力されており、これに取代Ｔ３を加える
ことにより、このスライスドウェハ２に刻印すべき識別
子１の加工刻印深さＤ２が得られる。ところで、照射す
るレーザ光のパルス数と加工刻印深さとの対応関係は、
実験等で予め求めておくことができる。従って、制御装
置７においては、上述のようにして求めた加工刻印深さ
Ｄ２に基づき、上述の対応関係からこの深さＤ２に相当
するレーザ光のパルス数を選定してレーザ発振器６を制
御する。

【００２４】このようにして識別子１の刻印されたスラ
イスドウェハ２は、その後図１（ｂ）に示すように、鏡
面仕上げに至るまでの加工が施されることにより、取代
Ｔ３が取り除かれた半導体ウェハ２ａとされ、その識別
子１の仕上げ刻印深さＤ１は常にー定な値となる。

【００２５】この実施の形態によれば、鏡面仕上げ後に
おける識別子１の深さをー定にすることができ、これに
より、デバイス工程における識別子１の読み取りを確実
に行なえるようにすることができる。

【００２６】また、スライスされた順番にスライスドウ
ェハ２に対して刻印作業が行なえるので、従来のような
厚さごとに分類するといった前工程を設ける必要がな
く、その分、工程が短縮できて作業効率を上げることが
でき、またスライスした順番に加工して出荷することが
できる。

【００２７】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。

【００２８】図３は本発明の第２の実施の形態の刻印装
置を示す概略構成図、図４は図３の刻印装置を用いた刻
印手順を示すフローチャートである。

【００２９】なお、本実施の形態での刻印工程も、第１
の実施の形態と同様に、従来技術のところで説明した半
導体ウェハの製造工程では、（１）に相当するインゴッ
トを切断しスライスドウェハを得るという工程の次に位
置付けられる。

【００３０】まず、本実施の態様の刻印装置について説
明する。

【００３１】図３に示すように、刻印装置２０は、スラ
イスされたスライスドウェハ２１の底面を保持し、水平
方向に回転するターンテーブル２２と、スライスドウェ
ハ２１に識別子を刻印するレーザヘッド２３が接続され
た刻印装置本体２４と、刻印された識別子を読み取る読
取用カメラ２５が接続された読取装置本体２６と、刻印
装置本体２４と読取装置本体２６が接続され制御装置を
構成する情報処理装置２７により構成されている。

【００３２】刻印装置本体２４へは、キーボード２４ａ
やマウス（図示せず）等により刻印する識別子の刻印情
報が入力されるようになっており、また入力された刻印
情報は画面２４ｂ上で確認できるようにされるととも
に、情報処理装置２７へも送られる。この刻印装置本体
２４に接続されたレーザヘッド２３は、スライスドウェ
ハ２１の刻印位置に対向するようにその上方に配置され
ている。また、読取用カメラ２５もスライスドウェハ２
１に対向するようにその上方に配置され、スライスドウ
ェハ２１に後述のようにして刻印された識別子がその下
に位置付けられたとき、その識別子の画像を取り込むよ
うになっている。この読取用カメラ２５が取り込んだ識
別子の画像は、読取装置本体２６に入力される。そして
読取用カメラ２５の取り込んだ画像は、読取装置本体２
６の画面２６ａに映し出されるとともに、読取装置本体
２６にて画像処理されて識別子の読み取りが行われ、こ
の読取情報が情報処理装置２７へ送られるようになって
いる。

【００３３】この刻印装置２０による刻印作業は、図４
に示すフローに従ったシーケンスにより行われる。（１）スライスドウェハの厚さを測定し、厚さ情報を刻
印装置本体２４に入力する（Ｓ１）。なお、この厚さ
は、第１の実施の形態で説明した厚さ測定器３を図３に
も設置して自動で測定されるようにしても良く、また別
途測定して入力するものであっても良い。（２）刻印する識別子である文字やバーコードなどの刻
印情報を刻印装置本体２４に入力する（Ｓ２）。（３）刻印装置本体２４では、入力された厚さ情報と識
別子の刻印情報により識別子の加工条件、例えば形状
（大きさや位置）と刻印深さを決定し、識別子を刻印す
る（Ｓ３）。これは、ターンテーブル２２を回転させ
て、このターンテーブル２２に保持されたスライスドウ
ェハ２１の刻印位置をレーザヘッド２３に対向させ、こ
の状態でレーザヘッド２３よりレーザ光をスライスドウ
ェハ２１に照射することで識別子が刻印される。（４）刻印された識別子を読取装置本体２６により読み
取る（Ｓ４）。これは、ターンテーブル２２を回転させ
て、このターンテーブル２２に保持されたスライスドウ
ェハ２１の刻印された識別子を読取用カメラ２５の下に
位置付けることで行われる。読取用カメラ２５の取り込
んだ画像は画面２６ａに表示されるとともに、読取装置
本体２６にて画像処理されて識別子の形状等の読み取り
が行われ、この読取情報が情報処理装置２７へ送られ
る。（５）読取装置本体２６からの読取情報と刻印装置本体
２４からの刻印情報を情報処理装置２７にて照合する
（Ｓ５）。（６）情報処理装置２７においては、照合結果が予め定
められた許容値内であったなら、ラッピング工程送りの
指示を出す（Ｓ６）とともに、誤差を求めて刻印修正の
ための誤差情報として刻印装置本体２４に入力する（Ｓ
７）。この誤差情報は、例えば次のスライスドウェハ２
１への刻印作業時におけるレーザ強度等の補正に用いら
れる。（７）照合結果が予め定められた許容値外であった場合
には、ラッピング工程送りを停止させる（Ｓ８）ととも
に、刻印作業を停止させる（Ｓ９）。

【００３４】このように第２の実施の形態によれば、レ
ーザ照射によってスライスドウェハ２１に刻印された識
別子は、その後のターンテーブル２２の回転によって読
取用カメラ２５との対向位置に位置付けられ、この読取
用カメラ２５によって取り込まれた画像情報に基づく読
取情報が刻印情報と比較されることで刻印された識別子
の検査、つまりその良否が判定される。このため、刻印
された識別子の検査をオペレータの手を介すことなく正
確に行なうことができる。また、識別子は、レーザ光に
よって刻印されるごとに検査されるので、識別子のすべ
てを容易に検査することができる。つまり本実施の形態
によれば、不良の識別子の刻印された半導体ウェハが市
場へ流通してしまうのが防止できるとともに、結果とし
て、デバイス工程における識別子の読み取りを確実に行
なえるようにすることができる。

【００３５】さらに本実施の形態では、識別子の刻印工
程と検査工程をラッピング工程前のスライスドウェハに
対して行なっている。これは、検査工程を例えばエッチ
ング工程後または最終製造工程終了後においた場合に、
もし不良が発見されたとして、その不良原因が識別子の
刻印装置側にあった場合は、大量の不良品を出すことに
なり、エッチング工程終了または最終製造工程終了まで
にかかった時間と費用が無駄になってしまうという問題
点が生じる。しかし本実施の形態では、刻印とほぼ同時
に検査が行なわれ、さらに不良検出時にはラッピング工
程送りを停止させるとともに、刻印作業を停止させるよ
うにしているので、不良品の発生を極力防止することが
できる。

【００３６】なお、上記第２の実施の形態において、イ
ンゴットを切断しスライスドウェハを得るという工程の
次に刻印工程と検査工程をおいたことで、不良品の発生
を極力防止できるという効果が得られるが、半導体ウェ
ハに刻印された識別子を正確に、しかもすべての識別子
を容易に検査することができるいう効果に関していえ
ば、この検査工程を他の工程間においても得られること
である。

【００３７】また、上述した２つの実施の形態におい
て、テーブル５、２２を水平面内にて回転動させるよう
にしたが、例えば垂直面内にて回転動させるようにし、
この垂直配置されるウェハに対して厚さ測定、刻印、識
別子の画像取り込みが行なわれるようにしても良い。ま
た回転ではなく、平行移動でも構わない。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、鏡面仕上げ後における
識別子の深さをー定にすることができることから、デバ
イス工程における識別子の読み取りを確実に行なえるよ
うにすることができ、またスライスされた順番にスライ
スドウェハに対して効率よく刻印作業が行なえる。

【００３９】また本発明によれば、半導体ウェハに刻印
された識別子を正確に、しかもすべての識別子を容易に
検査することができることから、不良な識別子の刻印さ
れた半導体ウェハが市場へ流通してしまうのを防止でき
るとともに、結果として、デバイス工程における識別子
の読み取りを確実に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態で製造される半導体
ウェハの拡大側面断面図。

【図２】本発明の第１の実施の形態の刻印装置を示す模
式図。

【図３】本発明の第２の実施の形態の刻印装置を示す概
略構成図。

【図４】図３の刻印装置を用いた刻印手順を示すフロー
チャート。

【符号の説明】

１識別子２スライスドウェハ２ａ半導体ウェハ３厚さ測定器４レーザヘッド５ターンテーブル６レーザ発振器７制御装置１０刻印装置１１刻印位置２０刻印装置２１スライスドウェハ２２ターンテーブル２３レーザヘッド２４刻印装置本体２４ａキーボード２４ｂ画面２５読取用カメラ２６読取装置本体２６ａ画面２７情報処理装置Ｄ１仕上げ刻印深さＤ２加工刻印深さＴ１厚さＴ２仕上げ厚さＴ３取代

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体ウェハを支持して移動させるテー
ブルと、前記半導体ウェハの厚さを測定する厚さ測定器と、前記半導体ウェハにレーザ光を用いて識別子を刻印する
レーザヘッドと、前記厚さ測定器により測定された値に基づいて前記レー
ザヘッドによる刻印を制御する制御装置とを有すること
を特徴とする半導体ウェハへの識別子刻印装置。
【請求項２】前記厚さ測定器は、半導体ウェハの周辺
部の厚さを測定するものであることを特徴とする請求項
１に記載の半導体ウェハへの識別子刻印装置。
【請求項３】前記厚さ測定器は、半導体ウェハにおけ
る刻印位置または刻印位置に近接する位置の厚さを測定
するものであることを特徴とする請求項１に記載の半導
体ウェハへの識別子刻印装置。
【請求項４】前記制御装置は、前記厚さ測定器により
測定された値に基づいて、前記レーザヘッドから照射レ
ーザ光のパルス数を制御することを特徴とする請求項１
乃至３のいずれかに記載の半導体ウェハへの識別子刻印
装置。
【請求項５】半導体ウェハを支持して移動させるテー
ブルと、識別子の刻印情報が入力される刻印装置本体と、前記半導体ウェハにレーザ光を用いて識別子を刻印する
レーザヘッドと、このレーザヘッドにより前記半導体ウェハに刻印された
識別子の画像を取り込むカメラと、このカメラの取り込んだ画像を処理して前記半導体ウェ
ハに刻印された前記識別子を読み取る読取装置と、この読取装置による識別子の読取情報と前記刻印情報と
を照合し、照合結果に基づいて前記レーザヘッドによる
刻印を制御する制御装置と、を有することを特徴とする
半導体ウェハへの識別子刻印装置。
【請求項６】前記制御装置は、識別子の形状に関して
照合することを特徴とする請求項５に記載の半導体ウェ
ハへの識別子刻印装置。
【請求項７】前記テーブルは水平面内で回転する回転
テーブルであることを特徴とする請求項１乃至６のいず
れかに記載の半導体ウェハへの識別子刻印装置。
【請求項８】半導体ウェハにレーザ光を用いて識別子
を刻印する半導体ウェハへの識別子刻印方法において、前記半導体ウェハの厚さを測定する工程と、測定された前記半導体ウェハの厚さと予め定められた刻
印深さと前記半導体ウェハの上記厚さ測定工程以降、最
終製造工程までの取代厚さを考慮して識別子の必要な加
工深さを求める工程と、求めた加工深さを有する識別子をレーザ光を用いて前記
半導体ウェハに刻印する工程と、を有することを特徴と
する半導体ウェハへの識別子刻印方法。
【請求項９】半導体ウェハにレーザ光を用いて識別子
を刻印する半導体ウェハへの識別子刻印方法において、半導体ウェハにレーザ光を用いて識別子を刻印する工程
と、刻印された識別子の画像をカメラで取り込み、この取り
込んだ画像より刻印された前記識別子を読み取る工程
と、この読取情報と予め設定された刻印情報を照合し、照合
結果に基づいてレーザ光による刻印を制御する工程と、
を有することを特徴とする半導体ウェハへの識別子刻印
方法。
【請求項１０】半導体ウェハにレーザ光を用いて識別
子を刻印する半導体ウェハへの識別子刻印方法におい
て、前記半導体ウェハの厚さを測定する工程と、測定された前記半導体ウェハの厚さと予め設定された刻
印情報を用いて識別子の加工条件を求める工程と、求めた加工条件にて識別子をレーザ光を用いて前記半導
体ウェハに刻印する工程と、刻印された識別子の画像をカメラで取り込み、この取り
込んだ画像より刻印された前記識別子を読み取る工程
と、この読取情報と前記刻印情報を照合し、照合結果に基づ
いてレーザ光による刻印を制御する工程と、を有するこ
とを特徴とする半導体ウェハへの識別子刻印方法。
【請求項１１】前記照合は、識別子の形状に関して行
なわれることを特徴とする請求項９または１０に記載の
半導体ウェハへの識別子刻印方法。