JPH11214299A - Read device of dot mark and read method - Google Patents

Read device of dot mark and read method

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JPH11214299A
JPH11214299A JP10029102A JP2910298A JPH11214299A JP H11214299 A JPH11214299 A JP H11214299A JP 10029102 A JP10029102 A JP 10029102A JP 2910298 A JP2910298 A JP 2910298A JP H11214299 A JPH11214299 A JP H11214299A
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dot mark
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mark
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JP10029102A
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Japanese (ja)
Inventor
Masato Suwa
正登 諏訪
Original Assignee
Komatsu Ltd
株式会社小松製作所
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To catch light at a position wherein the quantity of light reflected in a bottom or a surface of a dot mark concentrates most, by setting an arrangement position of an object lens at a place wherein the focus of reflection light and the focus of an object lens almost coincide with each other. SOLUTION: A semiconductor wafer W is moved to an area near the focus of an object lens 1 and the object lens 1 alone is moved up and down to maximize sensor output of a light quantity detector 16 of a confocal detection mechanism 10 and focusing is finished. Parallel light is directed to a dot mark in a surface of the semiconductor wafer W from a reading light source 7 and focusing light directed to an area near a dot mark is directed from a detection light source 14. Reflection light is received by an image receiver 5 through first and second half mirrors 2, 3, a position wherein brightness of a dot central part thereof is the highest is detected by image processing, etc., and the object lens 1 is set at the place. As a result, a focus position of a dot mark on the wafer W and a focus position of an object lens are made coincide with each other and enough discrimination property of a dot mark is ensured.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウェハや金属表面の所望領域に形成される微小なドットマークを正確に読み取るための装置と、その読み取り方法に関する。 The present invention relates to the a device for accurately read fine dot mark formed on a desired region of the semiconductor wafer and the metal surface, to their reading method.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来から、半導体、微細な電子部品や機械部品などの表面の一部に各種のドットマークが付されている。 Heretofore, semiconductor, various dot mark of a part of the surface, such as a fine electronic and mechanical components are assigned. このドットマークには、ダイヤモンド工具による打刻、レーザ光による刻印、各種のホトイソグラフィによるマーク形成、エッチングによるマーク形成などが挙げられる。 The dot mark, embossing with a diamond tool, stamping by the laser beam, the mark formation by various photo iso graphics, and the like mark formed by etching.

【0003】例えば、半導体の製造工程にあっては、各工程ごとに多様で且つ厳密な製造条件を設定する必要があり、これらを管理するために、半導体ウェハの一部表面に数字、文字或いはバーコードなどからなるマークがドット表示される。 For example, in the semiconductor manufacturing process, it is necessary to set the diverse and strict production conditions for each step, in order to manage these, figures a portion of the surface of the semiconductor wafer, characters or mark consisting of a bar code is dot display. しかして、半導体の製造工程数は1 Thus, the semiconductor manufacturing process number 1
00工程以上にもおよび、しかも各工程において多数の素子形成処理や平坦化処理がなされる。 00 or more steps to be and, moreover a number of elements forming process and the planarization process in each step is performed. これらの処理には、例えばレジスト塗布、レジスト上へのパターンの縮小投影やレジスト現像、或いは銅配線などにより発生するギャップの埋め込みのための絶縁膜や金属膜などの各種の成膜による平坦化がある。 These processes, resist coating, pattern reduction projection and resist development onto the resist, or copper wire flattening by various deposition of such insulating film or a metal film for burying the gaps that occur due is is there.

【0004】一方、上記ドットによるマーキングは、通常、連続パルスレーザビームを光学系を介して半導体ウェハの一部表面に照射することによりなされる。 On the other hand, the marking by the dots is usually done by irradiating a portion of the surface of the semiconductor wafer a continuous pulse laser beam through an optical system. しかも、このマーキングは一回に限らず、各製造工程の履歴特性を知るためにも、各製造工程にて必要最小限の履歴データをマーキングすることが多い。 Moreover, this marking is not limited to one time, in order to know the history characteristics of each production process, often marked minimum necessary historical data at each manufacturing step. しかしながら、半導体ウェハにおけるマーキングは極めて狭い領域に限られているため、マーキングされるドットの大きさ及び数にも限界があり、そのマーキング領域の広さ、ドットの大きさ、ドット数がSEMI規格などにより規定されている。 However, since the marking is limited to a very narrow region in the semiconductor wafer, there is a limit to the size and number of dots to be marked, the breadth of the marking area, the size of the dots, the number of dots SEMI standards such as It is defined by.

【0005】ドットマーキングがなされた半導体ウェハは、例えば特開平2−299216号公報に開示されている如く、He−Neレーザのレーザ光の照射による反射率の変化、或いは通常のレーザ光の熱波の振動の変化として読み取られ、その読み取られた情報に基づき、以降の製造工程における各種の製造条件が設定される。 [0005] semiconductor wafer dot marking is made, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-299216, the change in reflectance due to irradiation with laser light of He-Ne laser, or heat waves conventional laser beam read as a change in the vibration, based on the read information, various manufacturing conditions in the subsequent manufacturing process is set. 従って、前述の読み取りが正確になされず、誤った情報として読み取る場合には、偶然を除くと全てが不良品となる。 Thus, reading of the above is not performed accurately, when read as false information, all except accidentally becomes defective. その読み取り不良の原因の大半はドットマーキングによるマークの不鮮明さに基づいている。 Most of the causes of the defective reading is based on the blurring of the mark by dot marking. この不鮮明の1つの要因としては、マークを形成するドットの深さが少ない場合に、上述の成膜によるドットの埋没があり、 As the single factors unclear, if the small depth of the dots forming the mark, there is buried a dot of film formation described above,
そのためドットの深さをある程度深くする必要がある。 Therefore, it is necessary to deepen the depth of the dot to some extent.

【0006】そこで、所要のドット深さを得ようとして、通常は1回の大エネルギーのレーザビーム照射により半導体ウェハの一部をスポット状に溶融除去してドットを形成しているが、この場合に溶融除去された溶融物がドット周辺に高く堆積し、或いは飛散してその飛散物がドットの周辺部に付着し、素子形成を不可能にしたりして品質に大きな影響を与える。 [0006] Therefore, an attempt to obtain a required dot depth, but normally forms a dot by melting removing a portion of the semiconductor wafer by laser beam irradiation of a large energy once in a spot shape, in this case melt melted removed high deposited around the dot, or the debris may adhere to the periphery of the dots are scattered, a significant impact on the quality and or precludes element formed. 更には、YAGレーザによるドットマーキングの場合には、YAGレーザの特殊性により、或いはそのQスイッチ操作のためレーザ出力に変動が生じやすく、ドットの深さや大きさにバラツキが生じる。 Furthermore, in the case of the dot marking with YAG laser, the particularity of YAG laser, or variations in the laser output is likely to occur because of the Q switch operation, variations in the depth and size of the dot.

【0007】かかる不具合を解消すべく、例えば特開昭59−84515号公報及び特開平2−205281号公報によると、比較的小さいエネルギーのパルスレーザ光を同一ポイントに重複して照射するものがある。 [0007] In order to solve such a problem, for example, according to JP-59-84515 and JP-A No. 2-205281, JP-there is to irradiate overlapping relatively small energy of the pulsed laser beam on the same point . 前者にあっては、1個のドットを形成するにあたり各パルスごとに順次ドット径を小さくして、同一ポイントに複数回重複して照射し、ドットの穴径を順次小さくしながら深いドットを形成しており、後者にあっては、1回目のレーザパルス照射を1KH Z以下の周波数とし、続いて照射されるレーザパルスの周波数を2〜5KH Zの高繰り返し周波数として、0.5〜1.0μm或いは1.0 In the former case, formed by sequentially reducing the dot diameter for each pulse in forming one dot, and irradiated overlap multiple times on the same point, a deep dots while successively reducing the diameter of the dots and which, in the latter, the laser pulse irradiation of the first and frequencies below 1 kH Z, the frequency of the subsequently irradiated laser pulse as a high repetition frequency 2~5KH Z, 0.5~1. 0μm or 1.0
〜1.5μmの深さのドットを形成している。 To form the depth of the dot of ~1.5μm.

【0008】また、視認性を向上させるため、ドットマークの深さを深くする以外にも、例えば半導体ウェハ表面のドットマークの底面を凹凸面とし、ドットマークの内部に照射された光を乱反射させることにより、ドットマークの開口面の輝度をマーク周辺のそれより低くして明暗を明確にすることも行われている。 Further, in order to improve the visibility, in addition to the depth of the dot mark, for example, the bottom surface of the dot mark of a semiconductor wafer surface with uneven surface, diffusely reflecting the light emitted inside the dot mark it allows have also been made to clarify the contrast was lower than that of the surrounding marks the luminance of the opening surface of the dot mark.

【0009】 [0009]

【発明が解決しようとする課題】しかして、刻印による上記ドットマークに対する読み取りの不鮮明さ(以下、 [SUMMARY OF THE INVENTION] Thus, blurring of reads to the dot marks by stamping (hereinafter,
視認性という。 That visibility. )の原因の一つとしては上述の深さにあることも確かではあるが、ドットの深さが深くされていても、その開口部の径が大きい場合には、例えば所要の深さを得るに十分なレーザ光を照射しても、そのエネルギー密度は一般にガウシアン分布であるため、穴内部が全体として滑らかな曲面となってしまい、通常のように読み取り装置の対物レンズの焦点をドットマークの底面に合わせるだけでは拡散光が多く、上述のごとき読み取り手段ではドットマークとその周辺との差を判別しがたい場合が生じる。 ) Although one of the causes of certain certainly also be in the above-described depth, it is deep depth of dots, if the diameter of the opening is large, for example, obtain the required depth be irradiated with sufficient laser light, because its energy density is generally Gaussian distribution, it becomes a smooth curved surface as a whole an internal bore, the focal point of the objective lens as usual reader dot mark to just have many diffused light combining bottom, if difficult to determine the difference between the surrounding and the dot mark occurs in such the above reading means.

【0010】一方、上記特開平2−205281号公報にはドット深さについて上述の如く0.5〜1.0μm [0010] On the other hand, JP-A Hei 2-205281 as Dot depth above 0.5~1.0μm
或いは1.0〜1.5μmである旨が具体的に記載されているが、その径については何ら記載がなく、またそのドット形状についてもガウシアン形状であると紹介されているに過ぎない。 Alternatively but that is 1.0~1.5μm have been described in detail, no no description thereof diameter, also have only been introduced to be Gaussian shape for the dot shape.

【0011】また、上記特開昭59−84515号公報の開示によれば、第1回目のドットの開口径が100〜 Further, according to the disclosure of JP-A Sho 59-84515, the opening diameter of the first dot 100
200μmに対して深さが1μm以下とあり、具体的には4回のレーザ光照射がなされることが記載されていることから、この場合のドット深さはせいぜい3〜4μm There depth and 1μm or less with respect to 200 [mu] m, since in particular it has been described that the four laser light irradiation is performed, dot depth in this case is at most 3~4μm
である。 It is. また同公報の図面から、1回に形成されるドット形状もガウシアン形状に近似している。 The approximate from the publication of the drawing, the dot shape Gaussian shape formed once.

【0012】従って、これらの公報に開示されたマーキング方法によっても、所要のドット深さ及びある程度の均整な大きさのドットが形成されるとは考えられるが、 Accordingly, by marking method disclosed in these publications, it is considered the dot of the required dot depth and a certain degree of symmetry size is formed,
上記視認性の点では相変わらず確実性に欠けているといわざるを得ない。 Inevitably it said that in terms of the visibility is lacking still to certainty. また、形成されるドットの大きさ(径)について前述の各公報の開示をみても、これを微小にするという点について格別の開示がなされていないことから、従来の寸法を変更するものではなく、従って現時点における、例えばSEMI規格で規定された数値を踏襲しているに過ぎず、ドット数及びドット形成領域の広さについても実質的には大幅な増加が期待できない。 Further, even if the size of dots formed on (diameter) viewed disclosures of each of the publications mentioned above, which since the special disclosure is not made for the terms of the fine, not to change the traditional dimensions and therefore at the present time, for example, merely it has followed a number defined by the SEMI standard, can not be expected a significant increase also substantially the width of the number of dots and the dot forming region.

【0013】また、前述のごとく集積回路の加工面にドットマークを付すかぎり、たとえその余白領域ではあっても、上述のドットマーキングの視認性が維持される保障はない。 Further, as long as subjecting the dot marks on the processed surface of the integrated circuit as described above, even if at that margin area is no guarantee the visibility of the dot marking described above it is maintained. 何となれば、半導体ウェハの前記集積回路の加工面には上述のごとく多様な成膜工程とその部分的な除膜工程が繰り返されること、更には特にウェハ周辺部が把持と開放が繰り返される領域であることから表面管理が他の部分よりもしにくいため、前記成膜時、或いは同膜の除去時に、前記成膜のためドットマークが埋め込まれ、或いは除膜が過剰に過ぎてマーク深さが浅くなり、複数の処理を経るたびにその視認性の低下を来すことが多い。 If What becomes a region that various film forming process and its partial film removal process as described above on the processed surface of the integrated circuit of the semiconductor wafer is repeated, the more especially an open wafer peripheral portion and the grip are repeated since the surface administration is hardly than other portions because it is, at the film formation, or upon removal of the film, the dot mark for film formation is embedded, or film removal mark depth excessively too is shallow will often cause a decrease in the visibility whenever passing through a plurality of processing.

【0014】しかして、ドットの大きさを従来以上に小さく形成するときは、そのドット形状を更に検討する必要があり、特に形状が小さいため、その深さや断面形状に格別の考慮がなされないかぎり、上述の様々な理由から、その視認性の持続を確保することは不可能に近い。 [0014] Thus, when formed smaller dot size than ever, it is necessary to further consider the dot shape, especially since the shape is small, as long as special consideration is not made in its depth and cross-sectional shape , for various reasons described above, it is almost impossible to ensure sustainability of its visibility.

【0015】かかる課題は、単に半導体ウェハ表面への刻印によるドットマーキングの視認性のみならず、各種のホトリソグラフィ、エッチングや打刻などによるマーク形成がなされる他の微小な電子部品や機械部品などについても同様のことがいえる。 [0015] Such problem is not only the visibility of the dot marking by stamping on the semiconductor wafer surface, various photolithography of other small electronic and mechanical components of the mark formed by etching or embossing is made like the same also can be said.

【0016】本発明は、こうした従来の課題を解消すべくなされたものであり、その具体的な目的は、一般的な大きさをもつドットマークはいわずもがな、従来では予測すら不可能であった微小なドットマークであっても、 [0016] The present invention has been made in order to solve these conventional problems, the specific object, the dot mark having a general size is let alone, predicted even impossible with prior art even a tiny dot mark was,
視認性の持続が確保されるドットマークの読み取り装置とその読み取り方法を提供することにある。 Duration of visibility and reader of the dot mark is secured and to provide a reading method.

【0017】 [0017]

【課題を解決するための手段及び作用効果】ところで、 [Means and effects in order to solve the problem the way,
従来の半導体ウェハに対するドットマーキングは上述の如くすべからく半導体ウェハ表面の周辺部であるか、或いは半導体ウェハの裏面になされる。 Or dot marking for conventional semiconductor wafer which is a peripheral portion of the as described above Subekaraku semiconductor wafer surface, or be made to the back surface of the semiconductor wafer. しかるに、半導体ウェハは既述したとおり半導体素子の各製造工程において把持と開放が繰り返されるため、その周辺部は様々な影響を受けやすい。 However, since the semiconductor wafer to grip the open at each manufacturing step of a semiconductor device as described above is repeated, the peripheral portions thereof subject to various influences. また、上記各種の成膜やその除去にあたっても、ウェハの素子形成領域である中央部にあっては処理が厳格に管理されているため、多工程を経たのちにもウェハ表面の形態は安定しているが、ウェハ周辺部は機械的又は吸着などによる把持部であって、例えばその領域の成膜量や除膜量を厳密に制御することは不可能である。 Further, the various deposition and even when its removal, since In the central portion which is an element formation region of the wafer being processed regimented, form the wafer surface even after passing through the multi-step stable and that although, the wafer peripheral portion is a grasping portion due to mechanical or adsorption, for example it is not possible to strictly control the deposition amount and the film removal amount of that region. そのため、前記ドットマークがレーザマーキングによる場合には、穴内の膜が蓄積され厚くなりやすく、また除膜量が大きすぎると穴周辺のウェハ本体までも削り取られ、穴の深さを浅くしてしまい、既述したとおり視認性を低下させてしまう。 Therefore, the when the dot mark by laser marking, easily becomes thick film of the hole is accumulated, also scraped to the wafer body near the hole when the film removal amount is too large, it would then reduce the depth of the hole , thus reducing the visibility as described above. これは、何もドットマークが穴形状でなく、フォトリソグラフィやエッチングによるドットマーキングについても同様のことが言える。 This is nothing dot mark is not hole shape, same holds true for the dot marking by photolithography or etching.

【0018】そこで、本発明者等は先ず最も表面状態の変化が少ない素子形成領域である半導体ウェハの中央部にドットマークが形成できれば、視認性が確保しやすいと考えた。 [0018] Therefore, if the dot mark is formed in the central portion of the present inventors, first the most change in the surface state is small element forming region semiconductor wafer, visibility is considered to easily ensured. しかるに、半導体素子の形成領域に直接ドットマークを形成することは不可能である。 However, it is impossible to form a direct dot mark formation region of the semiconductor device. ここで、特に着目した領域は半導体ウェハを素子単位に切断するときの切断領域であるスクライブラインである。 Here, in particular the focused region is a scribe line is a cutting region when cutting the semiconductor wafer into element units. このスクライブラインは、既述したように集積回路製造の各工程にて厳格に管理されるため露出シリコンに非常に近い状態を維持している。 The scribe line, maintains the state very close to the exposed silicon to be strictly controlled in each step of the integrated circuit fabrication, as described above. 従って、このスクライブラインはドットマーキング領域としては、特に理想的な場所であるといえる。 Therefore, it can be said that this scribe line as the dot marking area, which is especially ideal location.

【0019】かかる前提の下に更に検討を重ねた結果、 [0019] Such a result of further extensive studies under the premise,
前記スクライブライン以外にもドットマーキングが可能な領域があることを知った。 I learned that there is a region capable of dot markings in addition to the scribing line. 通常、半導体ウェハには最終製品としての半導体素子を形成する領域内に、試験用のチップ形成領域がある。 Usually, the semiconductor wafer in a region for forming a semiconductor device as a final product, there is a chip forming area of ​​the test. また、半導体ウェハの周辺部には、個々のデバイス単位をなすチップの不完全形成領域が存在する。 Further, in the peripheral portion of the semiconductor wafer, there is an incomplete formation region of the chip constituting the individual device basis. 更には、各素子の周辺部に露出する多数の引出し電極のうち、いくつかが実際には使用されない余分の電極として存在する。 Furthermore, among the plurality of lead electrodes exposed in the periphery of the element, actually several exist as an extra electrode is not used. 従って、これらの部分にもドットマークの形成が可能であれば極めて有効である。 Therefore, it is very effective as long as possible to form a dot marks in these parts.
また、従来と同様に半導体ウェハの側面も本発明のドットマーキング対象領域となり得る。 The side surfaces as in the prior art, the semiconductor wafer may also be dot marking target region of the present invention.

【0020】しかし、前記スクライブライン、試験用チップ形成領域、或いは引出電極やオリエンテーションフラットの側面は、いずれにしてもドットマーキングのできる面積は限られてしまい、多数のマークを形成しようとすれば、従来と同様の寸法形態をもつドットマークでは何ら意味をなさない。 [0020] However, the scribing line, the test chip formation region, or lead electrodes and the orientation flat sides, the area that can be dot markings In any case will be limited, if an attempt is made to form a large number of marks, any it does not make sense in the dot mark with a conventional and similar dimensions form. これに対し、スクライブラインに微小ドット径で英数文字を刻印してデータを書き入れることによって新たな自由度が開けてくる。 On the other hand, you come to open a new degree of freedom by fill in the data stamped alphanumeric characters in a small dot diameter in the scribe line. 8in. 8in. の半導体ウェハでは、スクライブラインの全長は少なくとも8m以上が可能であり、これは各段に大きなデータ空間であると言える。 In the semiconductor wafer, the total length of the scribe line is capable of more than at least 8m, it can be said that this is a large data space to each stage.

【0021】このデータ空間の拡大は従来では予測し得ない大きなメリットが期待できる。 The expansion of the data space can be expected a great advantage which can not be predicted by the prior art. すなわち、2次元コードを自由に使うことができ、また1次元又は2次元コードに関わらず情報バイト数を格段に増やすことができる。 That is, it is possible to use the two-dimensional code freely, also can significantly increase the number of information bytes regardless one-dimensional or two-dimensional code. 従って、同一情報を一度ならず二度三度と書き込むことが可能となる。 Therefore, it is possible to write the again and again not the same information at once. 本発明のドットマーキングが可能な領域の例はスクライブライン、試験用チップ形成領域、 Examples of regions that can be dot marking of the present invention is the scribe line, the test chip formation region,
チップの不完全形成領域、引出し電極表面がある。 Incomplete formation region of the chip, there is a lead-out electrode surface.

【0022】しかして、上述の如く従来のドットマークのように100〜200μmφの寸法からなる場合には、前述のごとき狭小な領域であるスクライブラインでは如何にしてもマーキング量が少な過ぎて、特に2Dコードによる文字情報はもとより多量のデータ入力は不可能である。 [0022] Thus, when composed of a dimension of 100~200μmφ as in the conventional dot mark as described above is too small markings amount in the how the scribe line is a narrow area such as described above, in particular text information in the 2D code is well large amounts of data input impossible.

【0023】本発明者等は、更に従来の各種のドットマーキング装置、方法及びドット形状について改めて詳しい検討及び分析を行ったところ、微小であるにも関わらずドットマークに対する視認性を確実にする主な要因は、ドット形状と、その形状に基づく反射光の特性にあることを発見した。 [0023] The inventors have further conventional type of dot marking apparatus, it was subjected again detailed review and analysis method and dot shape, mainly to ensure visibility of the dot mark in spite of the small factors have discovered that the dot shape, the characteristics of the reflected light based on the shape. しかも、前記ドット形状は従来の形態に類似したものでも十分であり、或いは従来のごとく凹陥状でなくマーク形成面から突出するドットマークであってもよいことを知った。 Moreover, the dot shape is also sufficient resemble a conventional form, or learned that may be a dot mark protruding from the mark forming surface rather than the conventional as concave shape. このことは、例えば従来のレーザ光やダイヤモンドによる刻印、或いは各種のリソグラフィやエッチングによるドットマーク形成であっても良いことを意味し、幅広い手法が採用し得ることと同時に、その読み取り原理に基づけば半導体ウェハに限らず、金属部品、合成樹脂成形部品等の多様な物品表面のドットマークを正確に読み取り得ることを示唆している。 This can, for example, engraved by the conventional laser beam or diamond, or a dot mark formation by various lithography or etching means that may be, be at the same time a wide range of techniques may be employed, in accordance with the read principle not limited to a semiconductor wafer, suggesting that get read accurately metal parts, the dot marks of various article surface such as a synthetic resin molded part.

【0024】ここで、レーザ光による刻印の場合に、単に従来の手法を採用するだけでは、微小な寸法で且つ理想的な形態を有するドットマークは得られない。 [0024] In the case of marking by the laser beam, simply adopting the conventional technique, dot mark can not be obtained with and ideal form in small dimensions. その特殊な1つの手法として、例えばレーザ発振器と、前記レーザ発振器から照射されるレーザビームのエネルギー分布を平滑化するビームホモジナイザと、パターンの表示に合わせて前記レーザビームの透過/非透過状態に駆動制御される液晶マスクと、前記液晶マスクの1ドットに対応して、ドット単位で前記レーザビームのエネルギー密度分布を所要の分布形状に成形変換するビームプロファイル変換手段と、前記液晶マスクの透過ビームをドット単位で半導体ウェハ表面に結像させるレンズユニットとを備えてなるレーザビームによる微小マーキング装置を用いることが考えられる。 Driving As special one approach, for example, a laser oscillator, a beam homogenizer for smoothing the energy distribution of the laser beam irradiated from the laser oscillator, in accordance with the display pattern to the transmission / non-transmission state of the laser beam a liquid crystal mask is controlled, corresponding to one dot of the liquid crystal mask, and the beam profile converter means for shaping converting energy density distribution of the laser beam to a desired distribution profile in dot units, a transmitted beam of said liquid crystal mask it is considered to use a micro marking device according to a laser beam of a lens unit for imaging the semiconductor wafer surface in dot units.

【0025】1ドットの最大長さが50〜2000μm [0025] 1 maximum length of the dot 50~2000μm
である前記液晶マスクを駆動制御して所望のマークパターンを表示して、前記ビームホモジナイザにより均整化されたレーザビームを前記液晶マスクに照射する。 In it the liquid crystal mask displays the desired mark pattern is controlled and driven to illuminate the proportionality of laser beam by the beam homogenizer in the liquid crystal mask. 一方、前記ビームプロファイル変換手段を前記液晶マスクのドットマトリックスに対応する同一サイズのドットマトリックスにて構成して、前記ビームプロファイル変換手段を通過するレーザビームのエネルギー密度分布をドット単位で所望の形状に成形する。 Meanwhile, the beam profile conversion means constituted by a dot matrix of the same size corresponding to the dot matrix of the liquid crystal mask, the energy density distribution of the laser beam passing through the beam profile converter into a desired shape in dot units molding to. このビームプロファイル変換手段により所望の形状に成形された1ドットごとの各レーザビームを、前記レンズユニットにより1ドットの最大幅寸法が1〜15μmとなるように縮小して前記半導体ウェハ表面のスクライブライン上に結像させることにより本発明の半導体ウェハが得られる。 Each laser beam per dot that is formed into a desired shape by the beam profile converter means, a scribe line of maximum width of one dot is reduced so that 1~15μm by the lens unit and the semiconductor wafer surface semiconductor wafer of the present invention by focusing on is obtained.

【0026】なお、上記半導体ウェハとは、シリコンウェハそれ自体である場合が代表的ではあるが、その他にウェハ表面に酸化膜(SiO 2 ) や窒化膜(SiN) が形成されたもの、更にはエピタキシャル成長させたウェハ、ガリウム砒素、インジウムリン化合物が表面に形成されたウェハをも含むものである。 [0026] Note that the above-mentioned semiconductor wafer, what if a silicon wafer itself, but is typically a, that other oxide on the wafer surface (SiO 2) film or a nitride film (SiN) is formed, and further wafer epitaxially grown, in which gallium arsenide, indium phosphide compound also includes a wafer formed on the surface.

【0027】一般のドットマークに対する視認性に関しては、ドットマーク及びその周辺における光の反射方向及びその反射量の間に大きな差がある場合に視認性が高くなることは容易に理解できる。 [0027] With respect to the visibility of the general dot mark, the visibility is high when there is a large difference between the dot marks and reflection direction and reflection of light at the periphery thereof can be easily understood. 従って、既述したとおり穴が開口径との関係において相対的に深い場合には視認性が高くなることは、一定の入射角度で入射された穴内部における反射光はその反射方向が一律ではなく乱反射するため、穴の開口から外部に出射して来る反射光が少なくなり、一方で穴周辺部が平滑面であることを前提とすれば、その周辺部における反射光は一定方向に反射することから明度が高くなる。 Therefore, the visibility is high when the hole as already described deep relatively in relation to the opening diameter, the reflected light in a hole inside which is incident at a certain incident angle is not reflected direction uniform to diffuse, the less reflected light coming emitted from the opening of the hole to the outside, while the assuming that the hole periphery is a smooth surface, it reflected light at the peripheral portions thereof to be reflected in a predetermined direction brightness is increased from. その明暗の差が大きい場合に視認性は高くなるといえる。 Visibility when the difference between the light and dark is large, it can be said that the increases.

【0028】しかるに、穴径に対する深さを相対的に深くして、1ドットの最大幅寸法が1〜15μmとなるように刻印するには、前述のような特殊な手法を採用しないかぎり極めて難しく、その形成が困難であることから更に簡単なドット形態によっても視認性が確保されることが望ましい。 [0028] However, with relatively deep depth for the hole diameter, 1 to the maximum width of the dots are engraved so that 1~15μm is very difficult unless employ special techniques, such as described above its formation is to be desirably assured visibility by more simple dot form because it is difficult.

【0029】そこで、本発明者等は更に検討を進めた結果、ドットマークの反射光の最大収束位置であればその単位面積当たりの光量が最も多く、周辺とのコントラストが大きくなり、視認性も優れたものになるであろうと予測した。 [0029] Therefore, the present inventors have result of further studying, the light quantity per unit area is the most if the maximum convergence position of the reflected light of the dot marks the contrast of the peripheral increases, also the visibility It was predicted that it would be an excellent thing. そのために、ドットマークの反射面(表面) Therefore, the reflecting surface of the dot mark (surface)
の形態を規定するとともに、反射光を効率的に収束させることが必要であることに着目した。 Thereby defining a form, by noting the reflected light it is necessary to efficiently converge.

【0030】図4〜図8は、本発明の理想的なドットマーク形状を示している。 [0030] Figures 4-8 illustrate an ideal dot mark shape of the present invention. 図4は、穴周辺部に溶融して堆積した盛り上がり部分を有する従来のドットマークの孔形態に対する本発明による読み取り原理を示している。 Figure 4 shows a reading principle of the present invention for pores form of a conventional dot mark having a raised portion which is deposited by melting into the hole periphery.
同図の穴断面からも理解できるように、穴の底面が放物面にある場合、同底面に上方から平行光が照射されると、同平行光は底面で反射して、ある一点に収束して結像する。 As can be understood from the hole section of the figure, when in the bottom parabolic surface of the hole, when the parallel light is irradiated from above the bottom surface, the collimated light is reflected by the bottom surface, converge to one point to form an image in. この結像位置は前記底面の実焦点位置に相当する。 The image forming position corresponds to the actual focal position of the bottom surface. この穴形状に類似する穴を形成するには、従来のレーザ光の照射による刻印手法が採用できる。 To form a hole similar to the hole shape, engraved by irradiation of a conventional laser beam techniques may be employed. ただし、微小寸法のドットマークで且つ前記形状を得るには、光学系に高い精度が要求されるとともに、レーザ光の出力制御にも高度な制御が要求される。 However, in order to obtain and the shape dot mark critical dimension, with a high precision optical system is required, a high degree of control is required in the output control of the laser beam.

【0031】一方、上述の特殊な手法を採用する場合には、光学的に格別に高度な精度が要求されず、またレーザ光の出力制御にも格別な制御が要求されず、所望の形態を有する微小なドットマークを形成することができる。 On the other hand, when adopting a special technique described above are not optically exceptionally high accuracy is required, also not exceptional also controls the output control of the laser beam is required, the desired form it is possible to form a fine dot mark having. この手法の具体的な紹介は、本件以前に出願された特願平 − 号の記載を参照されたい。 Specific introduction of this approach, Japanese Patent Application filed on the present previously - see the description of JP.

【0032】これを簡単に説明すると、レーザ発振器から出射されるレーザ光自体を1ドットのマーキングに必要且つ十分なエネルギーをもつ小径のレーザ光に分割変換するとともに、各ドット単位のレーザ光のエネルギー密度分布を前述の穴形状に加工するに相応しいプロファイルに変換することが必要である。 [0032] This will be described briefly, with split converts the laser beam itself emitted from the laser oscillator to the small diameter of the laser beam having a necessary and sufficient energy for marking one dot, the energy of the laser light of each dot it is necessary to convert the density distribution in the appropriate profile to be processed into the aforementioned hole shape. そして、かかる好適で且つ均整なプロファイルを成形するには、その変換される以前に各ドット単位のレーザ光のエネルギー密度分布を平滑化しておく。 Then, in forming the and proportioned profile in such a preferred may keep smooth the energy density distribution of laser light for each dot unit prior to its conversion.

【0033】かかる手法により半導体ウェハ表面に形成される本発明における微小ドットとは、例えば1ドットの最大長さが50〜2000μmである液晶マスクを透過するレーザ光がレンズ系を通して得られる縮小結像、 [0033] Such the small dots in the present invention formed on a semiconductor wafer surface by a technique, for example, reduction imaging obtained laser beam through a lens system maximum length of one dot is transmitted through the liquid crystal mask is 50~2000μm ,
すなわち液晶マスクを透過するレーザ光の1ドットの最大長さがレンズユニットを通して1/50〜1/200 That 1 maximum length of one dot of the laser beam to be transmitted through the liquid crystal mask through the lens unit / 1/50 / 200
に縮小され、ウェハ表面に1ドットの最大長さを1〜1 It is reduced to the maximum length of one dot on the wafer surface 1 and 1
5μmとして照射することより形成されるドットマークの寸法をいう。 It refers to the size of the dot mark formed from being irradiated as 5 [mu] m. これらの値は、例えばSEMI規格で許容されるドットマーク寸法の最大限の値である100μ These values ​​are, for example, maximum values ​​of the dot mark dimensions allowed by the SEMI standard 100μ
mと比較すると、1/100 〜3/20であって、如何に微小な寸法であるかが理解できる。 Compared to m, a 1 / 100-3 / 20, can understand whether the Ikagani small dimensions.

【0034】図5は底面が楕円形断面の一部を構成するように形成された穴形態を示している。 [0034] Figure 5 shows a hole forms the bottom surface is formed so as to constitute a part of the elliptical cross-section. この場合、底面に上方から照射される平行光は同底面で反射して葉巻状の実像を形成する。 In this case, collimated light emitted from the upper to the bottom surface forms a real image of the shaped cigar is reflected at the same bottom. 図6はエッチングにより形成される穴形態を示しており、同図では穴底面を逆円錐状に形成している。 Figure 6 shows the hole configuration formed by etching, in the figure forms a hole bottom to reverse conical. この場合にも、楕円中心位置に縦長の細長い葉巻状の実像が形成される。 In this case, elongated cigar shape of the real image of portrait is formed in an oval center position.

【0035】図7はドットマークを凹陥状の穴形態とせず、ドットマークの形態をマーキング形成対象物の表面に突出させたマーク形態としている例を示している。 [0035] Figure 7 shows an example in which the dot mark without concave-shaped holes form, and protrude so mark forms in the form of dot marks on the surface of the marking forming object. このドットマーク例によれば、その突出形態は上記図 に示したドットマークを裏返した状態、すなわち楕円形断面の一部を突出表面としている。 According to this dot mark example, the projecting form has a protruding surface portion of the state, i.e., elliptical cross-section turned over dot mark shown in FIG. この例にあっては、前記虚像と同様にドットマークに上方から照射される平行光は同ドットマークの周面で反射して、楕円中心を起点とする拡散光となり、その起点位置に虚像が形成される。 In the this example, parallel light is irradiated from above the dot mark as in the virtual image is reflected by the peripheral surface of the dot mark becomes a diffused light originating from the ellipse center, is the virtual image to its start position It is formed. その虚焦点位置は楕円中心部であり、縦長の葉巻状をなしている。 Its virtual focal point position is ellipse center, and has a vertically elongated cigar-shaped.

【0036】図8はドットマークがマーキング対象物表面に突出して形成される場合の例を挙げている。 [0036] Figure 8 is an example of a case where the dot marks are formed to protrude marking object surface. 同図によれば、ドットマークの表面への突出形態が円錐状である。 According to the figure, the protruding form of the surface of the dot mark has a conical shape. この例によれば、ドットマークに上方から照射される平行光は同ドットマークの周面で反射して、ある位置を中心にして拡散光となる。 According to this example, the parallel light is irradiated from above the dot mark is reflected by the peripheral surface of the dot mark, the diffused light around the certain position. すなわち、この例でもマーク形成体の裏面側に虚像が形成されることになり、その結像位置が、いわゆる虚焦点を構成する。 In other words, will be a virtual image is formed on the back side of the even mark formed body in this example, the image forming position constitutes a so-called virtual focus.

【0037】なお、図5及び図6に示した穴周辺部に形成される溶融物による堆積部分も、本発明の読み取り装置及び読み取り方法によって有効に利用できる。 [0037] Incidentally, the deposition portion by melt formed in the hole periphery shown in FIGS. 5 and 6 can also be effectively used by the reader and reading method of the present invention. すなわち、前記堆積部分に上方から平行光が照射されると、その堆積部分の円弧状断面の表面で前記光が反射する。 That is, when the parallel light is irradiated from above the deposition portion, the light is reflected by the surface of the arc-shaped cross-section of the deposition portion. その反射光は前記円弧中心の近傍を起点とする拡散光となり、前述と同様、その結像位置が前述の虚焦点位置となる。 The reflected light becomes diffused light originating from the vicinity of the arc center, similar to the above, the imaging position becomes the virtual focus position described above. しかして、この場合には前記堆積部分は穴周辺に沿ったリング状をなすため、前記虚焦点位置もリング状に存在することになる。 Thus, the deposited portion in this case, since having a ring shape along the peripheral holes, will be present in a ring shape the virtual focus position.

【0038】本請求項1〜請求項8に係る発明は、上述のごとき反射面が焦点を有している1ドットのドットマークを光学的に検出し、これを画像処理して読み取るための読み取り装置とその読み取り方法に関するものであり、上述の課題はこれらの発明により効果的に解決される。 The invention according to the present claims 1 8 reads for such reflective surface described above detects the dot mark one dot having a focal optically read which was image processing is intended device and its reading method, the above problem can be effectively solved by these inventions.

【0039】請求項1に係る発明は、前記読み取り装置が、前記ドットマークの形成面をほぼ平行な光で照射する照射光学系と、前記微小ドットマークの形成面からの反射光を受光する受光器と、同受光器からの画像データを処理する画像処理手段と、前記受光器及び微小ドットマークの形成面の間に配される対物レンズと、前記反射光の焦点の位置合わせ手段とを有し、前記対物レンズの配設位置が、前記反射光の焦点と前記対物レンズの焦点とがほぼ合致する位置であることを特徴としている。 The invention according to claim 1, wherein the reading device, an irradiation optical system for irradiating the formation surface of the dot mark in a substantially parallel light, light receiving the reflected light from the forming surface of the fine dot mark Yes and vessels, and an image processing means for processing the image data from the photodetector, an objective lens disposed between the light receiver and the formation surface of the micro dot marks, and alignment means of the focal point of the reflected light and, disposed position of the objective lens is characterized in that the focal point of the focal point and the objective lens of the reflected light is substantially matched position.

【0040】すなわち、本発明装置にとって重要な点は、読み取り装置の対物レンズの配設位置が、上述のごとく形成されるドットマークの形態により一義的に決定できることにある。 [0040] That is, the important point for the present invention apparatus, the arrangement position of the objective lens of the reading device is to be determined uniquely depending on the form of a dot mark formed as described above. これを具体的に述べると、前記ドットマークの底面又は表面の反射面に照射される平行光の反射光が収束して点状に結像する上述の焦点位置に、対物レンズの焦点位置を一致させるように対物レンズを設置すればよい。 Describing this specifically, the focal position of the above-described focused on the point-like reflected light converges parallel light irradiated on the reflecting surface of the bottom or the surface of the dot mark, matches the focal position of the objective lens may be installed to the objective lens so as to. この対物レンズの設置にあたっての、設置位置の決定は、従来の共焦点法又は三角測量法による各焦点検出機構を使用することにより行われる。 This of when the installation of the objective lens, the determination of the installation position is carried out by using each focus detecting mechanism using the conventional confocal method or triangulation method.

【0041】かくて、対物レンズの焦点位置をドットマークの底面や表面による反射光の焦点位置に合わせることにより、ドットマークの底面又は表面で反射する光量が最も集中する位置で光を捕らえることができるため、 [0041] Te Thus, by focusing position of the objective lens to the focal position of the reflected light by the bottom surface and the surface of the dot mark, is to capture the light at the position where quantity of light reflected by the bottom surface or the surface of the dot mark is most concentrated because you can,
その視認光量は周辺の光量とは比較にならないほどに多くなり、マーク周辺部とのコントラストが著しく、微小ドットマークや表面に薄膜が形成されたドットマークなどであっても、十分に識別性が確保される。 Its visual light quantity increases to beyond comparison with surrounding light intensity, significantly contrast between the mark peripheral portion, even in a dot mark thin film is formed on the fine dot marks and surface, is sufficiently distinctiveness It is ensured.

【0042】請求項2及び請求項3に係る発明は、前記ドットマークの形成形態による前記対物レンズの配設位置を規定しており、前記ドットマークの反射光の焦点が実焦点である場合と、虚焦点である場合とで変更のないことを規定している。 [0042] The invention according to claim 2 and claim 3, wherein due to the formation form of the dot marks stipulates the arrangement position of the objective lens, and when the focal point of the reflected light of the dot mark is real focus defines that there is no change in the case where the virtual focus. すなわち、前記対物レンズの焦点位置を、前記反射光が実際に収束して結像する位置に合わせる場合と、前記反射光がある一点から放射状に出射するかに見える仮想の焦点位置に合わせる場合とのいずれでもよいことを規定している。 That is, the case to match the focal position of the objective lens, the case to match the position of imaged the reflected light is actually converge, a virtual focal position seems to have emitted radially from a point where there is the reflected light It stipulates that may be any.

【0043】請求項4に係る発明は、前記ドットマークが形成される形成面が、前記微小ドットマークにより構成される2次元コードにより構成され、同コードの形成領域が縦40μm、横320μmの平面内であり、前記対物レンズの開口数が0.13以上で0.80以下としている。 The invention according to claim 4, forming surface on which the dot mark is formed, the by micro dot marks is constituted by a two-dimensional code composed of, forming regions of the same code vertical 40 [mu] m, the plane of the transverse 320μm an inner numerical aperture of the objective lens is 0.80 or less 0.13 or more.

【0044】前記対物レンズの開口数が前記数値の範囲内にあり、0.80に近づくに連れてドットマークを大きな像として取り込めるため、解読のための画像処理精度は高くなるが、多数のドットマークを同時に読み込むことが難しくなり、更には読み取り対象領域の位置合わせがしにくくなる。 [0044] is in the range numerical aperture of the value of the objective lens, for capture dot marks nears 0.80 as a large image, the image processing accuracy for decoding increases, a number of dots it is difficult to read at the same time mark, and further comprising Nikuku position Awasegashi to be read area. 一方、前記対物レンズの開口数が0.13に近づくに連れて視野が広くなり、読み取り対象領域の位置合わせがしやすくなるが、多少画像処理の精度が低下するものの、実用上は格別の不具合がない。 Meanwhile, the numerical aperture of the objective lens field of view becomes wider as approaching to 0.13, it becomes easier position Awasegashi to be read area, but decreased slightly the accuracy of image processing, practically special problem there is no.

【0045】しかるに、前記対物レンズの開口数が0. [0045] However, the numerical aperture of the objective lens is 0.
13より小さいと、焦点深度が深くなりすぎて、読み取り対象物の表面とドットマークの反射光の焦点が対物レンズの焦点深度内に入ってしまい、両者の反射光を区別することができなくなる。 13 and smaller, and the depth of focus becomes too deep, it is impossible to focus the reflected light on the surface and the dot mark reading object is will fall within the depth of focus of the objective lens, to distinguish both reflected light. また、対物レンズの開口数が0.80より大きいと、対物レンズと読み取り対象物との間の間隔が小さくなりすぎて、特にドットマークが読み取り対象物から突出形態にあるとき、対物レンズとドットマークが干渉して使用することができなくなる。 Further, the numerical aperture of the objective lens is larger than 0.80, the distance becomes too small between the objective lens and the reading object, especially when in the projecting form from the object read dot mark, the objective lens and the dots mark can not be used to interfere.

【0046】請求項5〜請求項8に係る発明は、ドットマークの形成面にほぼ平行な光を照射し、その反射光を受光器で受け、同受光器からの画像を画像処理して前記ドットマークを読み取る方法に関する。 [0046] The invention according to claims 5 to 8, is irradiated with substantially parallel light to the forming surface of the dot mark, receives the reflected light by the photodetector, said image processing the image from the light receiver It relates to a method of reading a dot mark. すなわち、請求項5に係る発明は、既述したとおりの形態をもち、その光反射面が焦点を有するドットマークが形成されたドットマーク形成面に略平行な光を照射して、前記ドットマークの光反射面からの反射光を対物レンズを介して受光器で受け、前記受光器からの画像データを処理することを含み、前記対物レンズの焦点位置を前記ドットマークの光反射面の焦点位置にほぼ適合させることを特徴とする微小ドットマークの読み取り方法にある。 That is, the invention according to claim 5 has the form of As described above, the light reflecting surface is irradiated with light substantially parallel to the dot mark formation surface dot marks are formed with a focal, the dot marks receiving a reflected light from the light reflecting surface by the photodetector via the objective lens, includes processing the image data from the photodetector, the focal position of the light reflecting surface of the dot mark the focal position of the objective lens in reading method for a micro dot marks, characterized in that to substantially conform to.

【0047】光源からの光は光学系を経て、平行光となってドットマーク形成面に照射される。 [0047] Light from the light source through an optical system, is irradiated to the dot mark formation surface becomes parallel light. この照射された平行光は、前記ドットマークの反射面にて反射し、その結像位置で収束し、その位置が実焦点又は虚焦点となる。 Parallel light The emitted is reflected by the reflective surface of the dot mark, converge at the image forming position, that position is a real focal point or virtual focus. 前記対物レンズの焦点位置が前記実焦点位置又は虚焦点位置に合わされているため、同レンズではその収束光を捕らえて受光器に送られることになり、受光器の受光量の分布を見ると、ドットマークからの反射光量はマーク周辺からの反射光量とは比較にならないほど突出している。 The focal position of the objective lens is adapted to the actual focal position or virtual focal point position, in the lens will be sent to the light receiver captures the convergent light, looking at the received light amount distribution of the light receiver, the amount of light reflected from the dot mark protrudes beyond comparison with the amount of light reflected from the surrounding marks. 従って、その後の画像処理においても十分に他の反射光と区別ができ、正確にドットマークを読み取ることを可能にする。 Thus, even it is sufficiently distinguished from the other reflective light in the subsequent image processing, make it possible to read accurately dot mark.

【0048】請求項6及び請求項7に係る発明は、前記ドットマークの光反射面を凹面鏡形態又は凸面鏡形態に形成することを包含することを規定している。 [0048] The invention according to claim 6 and claim 7 defines that includes forming a light reflection surface of the dot mark concave form or a convex mirror forms. 前記光反射面を凹面鏡形態に形成するときは、その反射光は実焦点を有し、また前記光反射面を凸面鏡形態に形成するときは、その反射光は虚焦点を有することになり、各焦点は略1点であるため、ドットマーク周辺の反射光との輝度差が最も大きく効果的な読み取りを可能にする。 When forming the light reflecting surface to the concave mirror form has its reflected light is real focal point, and when forming the light reflecting surface to the convex mirror forms, the reflected light will have a virtual focal point, each focus is substantially the one point, to allow the largest effective reading luminance difference between the reflected light near the dot mark.

【0049】請求項8に係る発明は、前記請求項5〜請求項7にあって前記ドットマークの形成領域を平面内に設定し、その領域内に前記ドットマークにより構成される2次元コードを形成すること、及び前記対物レンズの開口数を0.13以上で且つ0.80以下に設定することを含んでいる。 The invention according to claim 8, in the said claims 5 to 7 to set the formation region of the dot marks in a plane, the two-dimensional code composed of the dot marks the region formed by, and the includes setting the numerical aperture of the objective lens and 0.80 or less 0.13 or more. かかる開口数の範囲にあってドットマークの大きさ及び読み取り領域に見合った好適な開口数を選択することにより、効率的で且つ高精度の画像処理が可能となる。 By selecting the number of suitable openings commensurate with the size and the reading region of the dot marks in the range of such numerical aperture, efficient and accurate image processing becomes possible.

【0050】 [0050]

【発明の実施形態】以下、本発明の好適な実施の形態をレーザマーキング装置によるドットマーキングについて添付図面に基づいて具体的に説明する。 [Embodiment of the Invention will be specifically described with reference to preferred embodiments in the accompanying drawings dot marking by laser marking device of the present invention. 勿論、本発明は微小なドットマークに限らず、通常の寸法を有するドットマークに対しても適用が可能であり、また前記ドットマークの形成はレーザマーキング装置に限定されるものではなく、例えばリソグラフィやエッチングによっても実施が可能である。 Of course, the present invention is not limited to fine dot mark and can be applied also to a dot mark having a normal size and form of the dot mark is not limited to the laser marking apparatus, for example, lithography by or etching are possible embodiment.

【0051】図1は本発明者等によって先に提案された微小ドットマーキングを形成するためのレーザマーキング装置と、そのマーキング原理とを模式的に示した説明図である。 [0051] Figure 1 is an explanatory view of the laser marking device for forming a fine dot marking previously proposed by the present inventors, and its marking principles illustrated schematically. 同図において、符号110はレーザ発振器、 In the figure, reference numeral 110 denotes a laser oscillator,
120はビームホモジナイザ、130は液晶マスク、1 120 beam homogenizer, 130 liquid crystal mask, 1
40はビームプロファイル変換器、150は結像レンズユニット、Wは半導体ウェハである。 40 the beam profile converter, 150 is an imaging lens unit, W is a semiconductor wafer. ここで、図示例における半導体ウェハとはシリコンウェハのみならず、同ウェハ表面に酸化膜や窒化膜が形成されたもの、更にはエピタキシャル成長させた半導体ウェハ、ガリウム砒素、インジウムリン化合物などにより成膜された半導体ウェハ一般を総称するものである。 Here, not the silicon wafer only the semiconductor wafer in the illustrated example, which oxide or nitride film on the wafer surface is formed, is deposited further semiconductor wafer epitaxially grown gallium arsenide, and the like indium phosphide compound and is a generic term for semiconductor wafers in general.

【0052】図示例にあっては、レーザ発振器110から出射されるガウシアン形状のエネルギー密度分布を有するレーザ光を、まずビームホモジナイザ120を通して、尖頭値がほぼ均一なトップハット型のエネルギー密度分布形状(B)に成形する。 [0052] In the illustrated example, a laser beam having an energy density distribution of Gaussian shape emitted from the laser oscillator 110, first through beam homogenizer 120, the energy density distribution of the peak value is substantially uniform top-hat shape molded into (B). 前記ビームホモジナイザ120は、例えばガウシアン形状のエネルギー密度分布をもつレーザ光を、平滑化されたエネルギー密度分布の形状に成形するための光学部品を総称する。 The beam homogenizer 120, for example, a laser beam having an energy density distribution of Gaussian shape, generically optical components for shaping the shape of the smoothed energy density distribution. この光学部品としては、例えばフライアイレンズやバイナリーオプティクス、シリンドリカルレンズを使用して、そのマスク面上に一括照射するか或いはポリゴンミラーやミラースキャナなどのアクチュエータによるミラー駆動によってマスク面上を走査させる方式がある。 As the optical part, for example, a fly-eye lens or binary optics, using a cylindrical lens, a method for scanning over a mask surface by the mirror driving by the actuator, such as or a polygon mirror and a mirror scanner collectively irradiated onto the mask surface there is.

【0053】こうしてエネルギー密度分布が均一に成形されたレーザ光は、次いで液晶マスク130の表面に照射される。 [0053] The laser beam thus energy density distribution is uniformly formed is then irradiated onto the surface of the liquid crystal mask 130. このとき、液晶マスク130は広く知られているように所要のマーキングパターンをマスク上に駆動表示することが可能であり、図2に示すごとく前記レーザ光は同パターン表示領域内の光透過可能な状態にあるドット部分を透過する。 At this time, the liquid crystal mask 130 a required marking pattern as is well known it is possible to drive display on the mask, the laser beam as shown in FIG. 2 possible light transmission of the pattern display area transmitting a dot portion in the state. この各ドットごとに分割されて透過したのちの各透過光のエネルギー密度分布も、前記ビームホモジナイザ120により成形された形状(B) This also energy density distribution of each transmitted light after being transmitted is divided for each dot was formed by the beam homogenizer 120 shape (B)
と同一であって均一に分布されている。 It is uniformly distributed the same as.

【0054】また、前記液晶マスク130に1回で照射する領域は、ドット数で5×10〜10×10個であり、これをレーザ光をもって一括照射するが、かかるドット数では必要とする全てのドットマーク数を満足し得ないことが多いため、マークパターンを数区画に分割して順次液晶マスクに表示させ、これを切り換えながら組み合わせて全体のマークパターンをウェハ表面に形成するようにしている。 [0054] The region to be irradiated once to the liquid crystal mask 130 is 10 5 × 10 to 10 × the number of dots, all will be collectively irradiated with this with a laser beam, which requires at such dots since it is often not satisfy the number of dots mark, and is displayed successively on the liquid crystal mask by dividing the mark pattern in several compartments, the entire mark pattern combined while switching it to form on the wafer surface . この場合、ウェハ表面に結像させるときはウェハ又は照射位置を当然に制御移動させる必要がある。 In this case, it is necessary to move naturally control the wafer or irradiation position when focusing on the wafer surface. かかる制御手法としては従来から公知とされている様々な手法が採用できる。 Various techniques are known conventionally as such control method may be employed.

【0055】上記液晶マスク130を通過したドット単位のレーザ光は、続いてビームプロファイル変換器14 [0055] The laser light dot that has passed through the liquid crystal mask 130, followed by a beam profile converter 14
0に照射される。 0 is applied to. このビームプロファイル変換器140 The beam profile converter 140
は前記液晶マスク130のマトリックス状に配された個々の液晶に対応して同じくマトリックス状に配列されている。 It is likewise arranged in a matrix so as to correspond to individual liquid crystal arranged in a matrix of said liquid crystal mask 130. 従って、液晶マスク130を透過したレーザ光は、1対1に対応してドットごとに前記ビームプロファイル変換器140を通過して、ビームホモジナイザ12 Therefore, the laser light transmitted through the liquid crystal mask 130 passes through the beam profile converter 140 for each dot in one-to-one correspondence, the beam homogenizer 12
0によりそれぞれに平滑化されたエネルギー密度分布のレーザ光が本発明特有の微小な穴形状を形成するに必要なエネルギー密度分布形状へと変換される。 0 by the laser beam of the smoothed energy density distribution, respectively, are converted to an energy density distribution shape necessary for forming a present invention-specific small hole shape. 本実施例では前述のごとく液晶マスク130を通過した後のレーザ光を、ビームプロファイル変換器140を通過させて、 The laser beam having passed through the liquid crystal mask 130 as described above, in this embodiment, is passed through a beam profile converter 140,
そのエネルギー密度分布形状を変換しているが、液晶マスク130を通過させる前にビームプロファイル変換器140を通過させて、そのプロファイルを変換させることもできる。 While converting the energy density distribution shape, by passing a beam profile converter 140 prior to passing the liquid crystal mask 130, it can also be converted to their profile.

【0056】ビームプロファイル変換器140を通過したレーザ光はレンズユニット150により絞られ、半導体ウェハWのスクライブラインSL表面の所定の位置に照射され、同表面に必要なドットマーキングがなされる。 [0056] The laser light having passed through the beam profile converter 140 is narrowed by the lens unit 150, is irradiated to a predetermined position of the scribe line SL surface of the semiconductor the wafer W, the dot marking required in the surface is made. 従来のこの種のドットマーキングは、既述したとおり半導体ウェハの周辺部になされている。 Dot marking conventional this type have been made in the peripheral portion of the semiconductor wafer as previously described. かかる部位へのマーキングではウェハ周辺部における膜厚の制御が困難であることに由来して、例えばエッチング不足の場合には、CMP処理のたびに膜(特にメタル系)がドットマーク上に少しずつ堆積し、読み取りを不可能にし、或いは膜を完全に除去しようとして、ウェハ表面を削ってしまい、結果としてドットマークの深さが浅くなり、同じく読み取りを不可能にする。 In marking on such sites derived from it is difficult to control the film thickness in the wafer peripheral portion, for example, in the case of insufficient etching, the film each time the CMP process (especially metal-based) little by little on the dot mark deposited, it impossible to read, or the film in an attempt to completely remove, will abrading at the wafer surface, the result depth of the dot mark becomes shallow as, similarly impossible to read. ミクロン単位の微小なドットマークにあっては、かかる事態は致命的である。 In the very small dot mark of micron unit, such a situation is fatal.

【0057】その点、半導体ウェハの切断領域であるスクライブラインSLにあっては、前述のウェハ周辺部を回避できる上に、成膜処理や除膜処理などの視認性に影響する加工がなされることがないため、本発明のごとくスクライブラインSLの表面にドットマーキングがなされることは望ましい。 [0057] As a point, in the scribe line SL is a cutting region of the semiconductor wafer, on which can avoid the wafer peripheral portion of the aforementioned processing is performed that affects the visibility of such film-forming process and film removal treatment since no, it is desirable that the surface on the dot marking scribe line SL as in the present invention are made. しかしながら、従来のドット寸法では所要のドット数をスクライブラインSL上に形成することは不可能である。 However, in the conventional dot size it is not possible to form a number of required dots on the scribe line SL. そこで、上述のごとくミクロン単位の微小なドットマーキングが要求されることになる。 Therefore, so that the fine dot marking in microns as described above is required.

【0058】ここで、ミクロン単位のマーキングを複数のウェハ表面に均一に形成しようとする場合には、そのマーキング面と集光レンズとの間の距離や光軸合わせをミクロン単位で調節する必要がある。 [0058] Here, when attempting to uniformly form a marking in microns to multiple wafer surface is necessary to adjust the distance and optical axis alignment between the marking surface and the condenser lens in microns is there. 本実施例によれば、焦点検出はレーザ顕微鏡などで一般に使用されている共焦点方式で高さ計測を行い、この値からレンズの縦方向の微小位置決め機構にフィードバックさせて、自動的に焦点の位置決めがなされる。 According to this embodiment, focus detection is performed the height measured by a confocal method that is generally used in such a laser microscope and is fed back in the longitudinal direction of the precise positioning mechanism of the lens from this value, automatically focus positioning is made. また、光軸合わせや光学構成部品の位置決め及び調整は、一般的に知られた方法が採用され、例えばHe−Neレーザなどのガイド光を通じて、予め設定されている基準スポットに適合させるべくネジ調整機構などによって調整する。 The positioning and adjustment of the optical axis alignment and optical components, generally known methods are employed, for example, through the guide light such as He-Ne laser, a screw adjustment to adapt to the reference spot, which is set in advance mechanism to adjust, such as by. この調整は組立時に一回だけ行えばよい。 This adjustment may be carried out only once at the time of assembly.

【0059】一方、ドットマークの各ドットの大きさは、加工する光源の波長に依存することが判明している。 Meanwhile, the size of each dot of the dot marks, has been found to depend on the wavelength of the light source to be processed. 一般に、 パターニングの分解能=k1 ・λ/NA 加工焦点深度( 加工可能な焦点方向距離の幅) =k1 ・ In general, the patterning resolution = k1 · λ / NA machining focal depth (processable width of the focal-distance) = k1 ·
λ/(NA) 2で表される。 represented by λ / (NA) 2. ただし、K はプロセスファクタ( 比例定数) 、λは光源波長、NAはワーク表面への射出角である。 However, K is the process factor (proportional constant), lambda is the wavelength of the light source, NA is the exit angle of the workpiece surface.

【0060】前記式から、パターニングの分解能を小さくするためには、光源波長を小さくするか、或いはワークへの射出角を大きくすることが考えられるが、焦点深度との兼ね合いでワーク表面への射出角はある値に制限されてしまう。 [0060] From the equation, in order to reduce the resolution of patterning, reduce the light source wavelength, or it is conceivable to increase the exit angle of the work, the exit to the work surface in view of the depth of focus corner is limited to a certain value. 従って、本発明では波長の短いレーザ光を使うことが好ましい。 Therefore, it is preferable to use a short laser light wavelength in the present invention. 従来、ウェハ上へのマーキング用光源として、YAGレーザの基本波(波長:1064 Conventionally, as a marking light source onto the wafer, the fundamental wave of YAG laser (wavelength: 1064
nm)が多用されているが、本実施例によればYAGレーザの2倍波(波長:532nm)か3倍波(355n While nm) is often used, second harmonic (wavelength of YAG laser according to this embodiment: 532 nm) or third harmonic (355N
m)、或いはその波長範囲に則した波長のレーザ光源を使用している。 m), or using a laser light source of wavelength conforming to the wavelength range.

【0061】このように、微細ドットマーキングが実現されると、それに伴って焦点深度が小さくなる。 [0061] Thus, the fine dot marking is achieved, the depth of focus becomes smaller accordingly. 一方、 on the other hand,
半導体ウェハ表面にマーキングを施すにあたり、ウェハの厚み誤差やウェハ自身のそり、うねり、更にはウェハハンドリングの位置出し精度などの影響があるため、焦点深度よりもその影響が大きい。 Upon markings on the semiconductor wafer surface, because the thickness error and the wafer itself warp of the wafer, waviness, which further has the influence of positioning accuracy of the wafer handling, greater its effect than the depth of focus. その結果、焦点位置を検出して自動的に位置出しをするための自動焦点位置出し手段が不可欠となる。 As a result, the autofocus positioning means for automatically positioning by detecting the focal position becomes essential. 前記焦点位置の検出手段としては、既述したごとく一般の共焦点顕微鏡による検出方法や三角点測定法が採用できる。 As the detection means of the focus position, the detection method and triangulation measurement by confocal microscopy of general as already described it can be adopted. しかして、装置の小型化と測定精度を考慮すると共焦点法が最も好ましい。 Thus, consideration of the confocal method size and measuring accuracy of the device is most preferred. 前記自動焦点位置出しの機能は、前記焦点位置検出手段によるフィードバック信号で微小位置決めを行うことで実現される。 The function of the automatic focus positioning is achieved by performing the fine positioning by feedback signal from the focus position detecting means.

【0062】上記ビームプロファイル変換器140は、 [0062] The beam profile converter 140,
前記ビームホモジナイザ120により平滑化されたエネルギー密度分布を、ドット形状を得るために最適なエネルギー密度分布の形状に変換させるための光学部品であり、回析現象、屈折現象或いはレーザ照射ポイントにおける光透過率を任意に異ならせるなどして、入射レーザ光のエネルギー密度分布のプロファイルを既述した任意のドットマーク形状に変換するものである。 Wherein the beam homogenizer 120 by the smoothed energy density distribution, an optical component for converting the shape of the optimum energy density distribution in order to obtain a dot shape, diffraction phenomenon, an optical transmission in refraction phenomenon or a laser irradiation point and including differentiating the rate optionally converts a profile of the energy density distribution of the incident laser beam to an arbitrary dot mark shape already described.

【0063】本発明にあって、微小なドットマークとは最大長さが1〜15μmの寸法範囲にあり、穴深さが0.1〜10μmにする。 [0063] In the present invention, the maximum length is a fine dot mark is in the size range of 1 to 15 m, hole depth is the 0.1 to 10 [mu] m. このような寸法のドットマークを形成するには、縮小レンズユニットの解像度などによる半導体ウェハWの表面の照射ポイントにおける結像に崩れを生じさせないようにするためと、液晶マスクの製作上必要な開口率を確保するために、上記液晶マスクの1ドット当たりの1辺長さが50〜2000μmであることが必要である。 Such dimensions to form a dot mark is such, and in order not to cause a collapse in imaging the surface irradiation point of the semiconductor wafer W due to the resolution of the reduction lens unit, fabricated on the required opening of the liquid crystal mask to ensure the rate, it is necessary that the length of one side per dot of said liquid crystal mask is 50 to 2000 m. 更には、前記ビームプロファイル変換器140と前記液晶マスク130との配置間隔が余り大き過ぎても或いは小さ過ぎても、周辺の光線の影響を受け或いは光軸の不安定さの影響を受けて、半導体ウェハ表面の結像に乱れを生じやすい。 Furthermore, the even beam profile converter 140 the too even or small as arrangement interval too is too large the liquid crystal mask 130, affected by the surrounding light or under the influence of instability of the optical axis, easily disturbed the imaging surface of the semiconductor wafer. そこで、図示例にあっては、前記液晶マスク130の1ドットの最大長さを、前記ビームプロファイル変換器140と前記液晶マスク130との配置間隔の0.1〜10倍に設定する必要がある。 Therefore, in the illustrated example, one dot of the maximum length of the liquid crystal mask 130, it is necessary to set 0.1 to 10 times the arrangement spacing between the said beam profile converter 140 liquid crystal mask 130 . かかる範囲に前記配置間隔を規定することにより、ウェハ表面に照射される結像が鮮明なものとなる。 By defining the arrangement interval in this range, the imaging which is irradiated on the wafer surface becomes clear.

【0064】次に、本実施例における上記ビームプロファイル変換器140によるレーザ光のエネルギー密度分布の変換方法を具体例に基づいて説明する。 Next will be described with reference to specific examples how to convert the energy density distribution of the laser light by the beam profile converter 140 in this embodiment. 図2は回析現象を利用したビームプロファイル変換器によるエネルギー密度分布の変換説明図である。 Figure 2 is a transformation diagram of the energy density distribution by the beam profile converter utilizing diffraction phenomena. 図示例では、回析光学素子(Diffractive O-ptical Element) を使用している。 In the illustrated example, using a diffractive optical element (Diffractive O-ptical Element). 図2(b)は5×5ドットの液晶マスク130と、 And FIG. 2 (b) 5 × 5 dots liquid crystal mask 130,
これに対応して配された同じく5×5ドットの回析光学素子からなるビームプロファイル変換マスク140−1 Beam profile conversion mask 140-1 consisting also 5 × 5 dots of diffractive optical elements arranged to correspond to this
とを平行に配設した模式図である。 DOO is a schematic diagram which is disposed in parallel with. 図2(a)は前記液晶マスク130を介して前記ビームプロファイル変換マスク140−1を透過したときのレーザ光のエネルギー密度分布の変換状態を示している。 Figure 2 (a) shows the state of conversion energy density distribution of the laser light when transmitted through the beam profile converter mask 140-1 through the liquid crystal mask 130.

【0065】すなわち、前記ビームホモジナイザ120 [0065] In other words, the beam homogenizer 120
により尖頭値が平滑化されたレーザ光は、前記ビームプロファイル変換マスク140−1の1素子に入射されると、外周部の入射光は直線的に透過し、中央部の入射光は外周側に回析して、図2(a)に示すごとく外周部に向かうにつれてエネルギー密度が高くなり、中心部に向けてエネルギー密度が漸減する密度分布形状となる。 The peak laser beam smoothed, the when incident on the first element of the beam profile conversion mask 140-1, the incident light of the outer peripheral portion is linearly transmitted, incident light of the central portion outer peripheral side twice and analyzed, the energy density becomes higher toward the outer periphery as shown in FIG. 2 (a), a density distribution profile energy density gradually decreases toward the center. そして、前記回析の角度及び間隔はレーザ光の回析条件を決定することにより算出される。 Then, the angle and spacing of the diffraction is calculated by determining the laser beam diffraction conditions. かかるエネルギー密度分布に変換されたレーザ光の縮小像が半導体ウェハ表面の照射ポイントに照射されると、形成されるドットマークは周辺部に大きなエネルギーをもっているため穴周壁部がエネルギーの損失がなく速やかに溶融加工されるとともに穴中央部では周辺の強力な熱伝導により同様に溶融し、所望の穴形状をもつドットマークが形成される。 When a reduced image of the laser beam converted to such energy density distribution is irradiated to the irradiation point of the semiconductor wafer surface, dot mark formed promptly without loss hole wall portion of the energy because it has a large energy to the periphery the hole central portion while being melt processed melted similarly powerful heat conduction around the dot mark having a desired hole shape is formed.

【0066】図3は上述の実施例により半導体ウェハS [0066] Semiconductor wafer according to an embodiment of FIG. 3 above S
のスクライブラインSLに形成されたシングルドット文字と2Dコードマークの配列例を示している。 It shows an arrangement example of a single dot characters and 2D code marks formed on the scribe line SL. この例では、レーザ光がグリーンレーザの波長を緑域とし、ビームの広がりを0.5mrad以下、パルス数を100n In this example, the laser light is green region of the wavelength of the green laser, the spread of the beam 0.5mrad below, 100n number of pulses
s以下に設定している。 s is set to below. スクライブラインSL上に形成されたドットマークの径Dは5μmである。 Diameter D of the dot marks formed on the scribe line SL is 5 [mu] m.

【0067】一方、スクライブラインSLはダイサーの厚さにより規定されるが、現状では50〜60μmが限界であると考えられている。 [0067] On the other hand, the scribe line SL is defined by the thickness of the dicer are believed at present it is limited to 50-60. そこで、本実施例ではスクライブラインSLの幅をその下方の限界である50μm Therefore, in this embodiment, the limit of its lower width of the scribe line SL 50 [mu] m
と仮定して、縦長さL1を40μm、横寸法L2を16 Assuming, 40 [mu] m the vertical length L1, a transverse dimension L2 16
0μmと設定し、その領域に8×32ドットを形成することを可能として、2Dコードマークを形成した。 Set to 0 .mu.m, as possible to form a 8 × 32 dots in that area, to form a 2D code mark. この2Dコードにより英数字の13文字が登録可能である。 13 alphanumeric can be registered by the 2D code.
また、前記2Dコードマークに隣接させて、5×7のシングルドットマークを形成している。 Moreover, said adjacent to the 2D code mark to form a single dot marks 5 × 7.

【0068】なお、図示例に限定されるものではなく、 [0068] Incidentally, the invention is not limited to the illustrated example,
例えば前述の微小なドットマークの形成領域としては、 For example, as a formation area of ​​minute dot mark described above,
上記スクライブラインの他に、半導体ウェハの試験用チップの形成領域、半導体ウェハの個々のデバイス単位をなすチップの不完全形成領域、半導体ウェハの個々のデバイス単位をなす各チップ内の余剰引出し電極表面を挙げることができ、更には微小ドットマーキングとして既述したようにホトリソグラフィ、エッチングや打刻によるマーキング手法も採用が可能である。 In addition to the above scribe line formation area of ​​the test chip of the semiconductor wafer, incomplete formation region of the chip constituting the individual devices units of the semiconductor wafer, excess extraction electrode surface within each chip constituting the individual devices units of the semiconductor wafer It can be exemplified, and further it is possible to employ also the marking method according to photolithography, etching or embossing as described above as a micro-dot marking.

【0069】さて、本発明にあってはドットマーク形成面に形成されるドットマークの形態を、同ドットマークの表面に平行光を照射したとき、そのマーク部分の反射光が、ある一点に収束され或いはある一点から拡散するような反射面に形成することが肝要である。 [0069] Now, the form of the dot marks In the present invention, which is formed on the dot mark formation surface, when irradiated with parallel light to the surface of the dot mark, the reflected light of the mark portion, converges to one point it is important to form the reflecting surface as diffuse from to or one point. かかる形態をもつドットマークを形成するには、前述のレーザマーキング装置、或いはフォトリソグラフィ、エッチングや打刻が好適である。 To form a dot mark having such a configuration, the laser marking apparatus described above, or photolithography, etching or embossing is preferred.

【0070】図4〜図8は、前述の一点に収束され或いは一点から拡散するような反射面をもつドットマーク形態を示している。 [0070] Figures 4-8 show a dot mark form having a reflective surface that diffuses from converged or one point at a point above. 図4は上記レーザマーキング装置によるソフトマーキングにより形成され得るドットマーク形態の一例を模式的に示している。 Figure 4 shows an example of a dot mark form that can be formed by the soft marking by the laser marking device schematically. すなわち、ドットマークMの中央部M1が放物面をもってドットマーク形成面Sから深さH1だけ凹み、その周辺部M2に前記中央部M1の溶融物が堆積した高さH2をもつリング状の盛上り部を形成している。 That is, it recessed only the central portion M1 is deep from the dot mark formation surface S has a parabolic H1 of dot marks M, a ring-shaped Sheng with height H2 the melt is deposited in the central portion M1 on its periphery M2 forming an upstream part. 前記中央部M1の放物面に上方から照射される平行光は、前記方物面で反射して、その反射光は一点に収束し実像が形成される。 Collimated light irradiated from above the parabolic surface of the central portion M1 is reflected by the side thereof faces, the reflected light is converged on one point real image is formed. この実像の形成される位置が実焦点位置Fとなる。 Position formed in the real image becomes the actual focal position F.

【0071】しかして、同図に示すように前記反射面が放物面であるときは、その放物面の前記焦点は一点となり、平行光が前記焦点に集中することになるため、より高い輝度が得られ高画像情報を得ることができて、正確な読み取りが可能である。 [0071] Thus, when the reflecting surface as shown in the figure is a paraboloid, since the said focus of the paraboloid becomes a single point, so that the parallel light to focus on the focus, the higher and it is possible to obtain a high image information obtained luminance, it is possible to accurately read. しかし、その焦点深度は対物レンズの開口数の逆数に比例するため、後述する本発明のように開口数が大きな対物レンズを使用する場合には、焦点深度が浅過ぎることにより放物面に近い形態の反射面では読み取り対象の位置合わせに手間取る場合がある。 However, since the focal depth is proportional to the reciprocal of the numerical aperture of the objective lens, when the numerical aperture as in the present invention that the use of a higher objective lens to be described later, near the paraboloid by the depth of focus is too shallow the reflecting surface of the form which may take time alignment to be read.

【0072】かかる不具合を解消するには、前記反射面の形態を放物面とせず、図5に示すような楕円弧面、或いは単なる円弧面、若しくは図6に示すような逆円錐状として、焦点位置Fを上下に伸ばすようにすれば、実像も読み取り光学系の軸方向に分散するため好ましい。 [0072] To solve such a problem, the does not form a parabolic reflective surface, an elliptical arc surface as shown in FIG. 5, or simply as arcuate surfaces, or inverted conical shape as shown in FIG. 6, the focal if so extend the position F in the vertical, the real image is also preferred to disperse in the axial direction of the optical system read.

【0073】このことは、ドットマーク形成面Sから上方に突出するドットマークについても同様のことがいえる。 [0073] This same is true of the dot mark projecting upwardly from the dot mark forming surface S. 図7は、ドットマークM′の反射面の形態が、図5 7, the form of the reflecting surface of the dot mark M 'is, 5
に示した形態を反転させた形態であり、中央部M1′がドットマーク形成面Sから上方に円弧状に突出すると共に、その周辺部はリング状に凹んだ陥没部M2′となっている。 In a form obtained by inverting the embodiment shown, 'with the protruding arc shape upward from the dot mark formation surface S, the peripheral portions thereof recessed concavity M2 in a ring' central M1 has become. このドットマーク形態によっても、その反射光は図5に示すと同様に虚焦点位置O′が上下に伸びる。 With this dot mark configuration, the reflected light is likewise imaginary focal position O 'to that shown in FIG. 5 extending vertically.
図8は、ドットマークM′を、そのマーク形成面Sから上方に円錐状に突出させて形成している。 8, the dot mark M ', are formed to protrude conically upwardly from the mark forming surface S. この場合、その円錐面に照射される平行光は、ある特定の位置から拡散して反射する。 In this case, the parallel light is irradiated onto the conical surface is diffusely reflected from a particular location. すなわち、前記特定の位置に虚像が形成されることになり、その位置が虚焦点位置O′となる。 In other words, will be a virtual image is formed in the specific position, the position is the virtual focus position O '.

【0074】図7及び図8に示す形態のドットマークM′は、例えばエッチングにより形成できる。 [0074] Figure 7 and the dot mark M in the form illustrated in FIG. 8 ', for example be formed by etching. また上記レーザマーキング装置によっても、そのレーザ光のエネルギー分布曲線の設計と照射エネルギーとを制御することにより、図7に示す形態のドットマークを形成することが可能である。 Also by the laser marking device to control the design and the irradiation energy of the energy distribution curve of the laser beam, it is possible to form a dot mark in the form shown in FIG. すなわち、半導体ウェハWの表面にエネルギー分布のプロファイル加工がなされたレーザ光を照射すると、その照射面が溶融して、一旦は照射面全体が凹んだ状態となるが、照射を終えた直後に前記照射面の中央部が逆に盛り上がるようになる。 That is, by irradiating a laser beam profile machining energy distribution is made on the surface of the semiconductor the wafer W, the by irradiation surface are melted, but once the dented state of the whole irradiated surface, the immediately after finishing the irradiation central portion of the irradiation surface becomes swollen reversed.

【0075】図9及び図10は、本発明の実施例であるドットマーク読み取り装置の概略構成を示している。 [0075] FIGS. 9 and 10 show a schematic structure of a dot mark reading apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明のドットマーク読み取り装置にあっては、対物レンズの焦点位置とドットマーク反射面の焦点位置とを高精度に位置合わせさせることが重要である。 In the dot mark reading apparatus of the present invention, it is important that to align the focal position of the focal position and the dot mark reflecting surface of the objective lens with high accuracy. 特に、既述したごとき微小なドットマークにあっては、ミクロン単位で位置合わせを行う必要があるため、信頼性の高い位置合わせ機構を備えていなければならない。 In particular, in the fine dot marks such previously described, since it is necessary to perform alignment in microns, must have a reliable positioning mechanism.

【0076】図9は信頼性の高い対物レンズの焦点位置合わせ機構を備えたドットマーキングの読み取り装置を示しており、この実施例装置では前記焦点位置合わせ機構として共焦点法による焦点検出機構10を備えている。 [0076] Figure 9 shows a reading device for dot marking with the focal position alignment mechanism of reliable objective lens, a focus detection mechanism 10 by confocal method as the focusing operation mechanism in this embodiment device It is provided. すなわち、同読み取り装置は、水平に配された半導体ウェハWのドットマーク形成面Sに対向して配される対物レンズ1と、同対物レンズ1の直上で前記ドットマーク形成面Sに対して45°傾斜させて配される第1のハーフミラー2と、同ハーフミラー2の上方で同ミラー2とは逆方向に45°傾斜して配される第2のハーフミラー3と、第2ハーフミラー3の上方で前記対物レンズ1の光軸上に配されるコリメートレンズ4と、同コリメートレンズ4の上方で同一光軸上に配されるCCDカメラなどの受像器5と、同受像器5に接続された画像処理機構6とを備えている。 That is, the reading device, an objective lens 1 that is disposed opposite the dot mark forming surface S of the semiconductor wafer W disposed horizontally, with respect to the dot mark formation surface S directly above the same objective lens 1 45 ° a first half mirror 2 which is disposed to be inclined, the same mirror 2 above the same half-mirror 2 and the second half mirror 3 which is disposed inclined at 45 ° in the opposite direction, a second half mirror a collimator lens 4 in 3 above is arranged on the optical axis of the objective lens 1, a receiver 5 such as a CCD camera that is disposed on the same optical axis above the same collimator lens 4, in the receiver 5 and a connected image processing mechanism 6.

【0077】本実施例において、半導体ウェハWの表面を照射する光源7はハロゲンランプやLED等が使われ、前記半導体ウェハWの表面に対して45°の傾斜角をもって設置された上記第2のハーフミラー3の側方に配設され、同光源7から射出される光は凸レンズ7aにより収束され、その収束位置の近傍に配されたピン孔7 [0077] In this embodiment, the light source 7 for irradiating the surface of the semiconductor wafer W halogen lamp, LED or the like is used, the semiconductor wafer W surface inclined 45 ° angle with a the installed the second against the is disposed on the side of the half mirror 3, the light emitted from the light source 7 is converged by the convex lens 7a, pin holes 7 arranged in the vicinity of the convergence position
bを通って拡大凸レンズ7cに入射され、同拡大凸レンズ7cにより拡大された光が前記第2ハーフミラー3で反射して、ある一点で再度収束する。 Through b is incident on the enlargement lens 7c, the light which has been enlarged by the enlargement lens 7c is reflected by the second half mirror 3, converge at one point again. 第2ハーフミラー3と対物レンズ1との光路中に上記だい1のハーフミラー2が配され、同集束位置から拡散する光は上記対物レンズ1を通って平行光とされて、半導体ウェハWのドットマーク形成部に照射される。 A half mirror 2 of the first is disposed in an optical path between the second half mirror 3 and the objective lens 1, the light diffusing from the focusing position is parallel light through the objective lens 1, the semiconductor wafer W It is irradiated to the dot mark formation unit.

【0078】更に、本実施例にあっては前記第1ハーフミラー2の側方に共焦点検出機構10が配設されている。 [0078] Further, in the present embodiment is a confocal detection mechanism 10 on the side of the first half-mirror 2 is disposed. この共焦点検出機構10は、同ハーフミラー2と平行に配された第3のハーフミラー11と、集光レンズ1 This confocal detection mechanism 10 includes a third half mirror 11 arranged parallel to the same half-mirror 2, a condenser lens 1
2及びコリメートレンズ13を介して前記第3ハーフミラー11に平行光を照射して、その反射光を前記第1ハーフミラー2に反射させ、前記対物レンズ1を通して結像させる検出用光源14と、前記第3ハーフミラー11 2 and by irradiating through a collimating lens 13 and the third parallel light to the half mirror 11, the reflected light is reflected by the first half mirror 2, a detecting light source 14 for imaging through the objective lens 1, the third half mirror 11
の透過光の光量変化を集光レンズ15を介して検出する光量検出器16とを備えている。 A light amount change of the transmitted light and a light intensity detector 16 for detecting through a condensing lens 15.

【0079】かかる構成を備えた共焦点検出機構10を使って、半導体ウェハWの表面に形成された上記形態を有するドットマークの焦点位置と前記対物レンズ1の焦点位置とを合わせるには、先ず前記共焦点検出機構10 [0079] Using a confocal detection mechanism 10 having such a configuration, the align the focal position of the dot mark having the form of being formed on the surface of the semiconductor wafer W and the focus position of the objective lens 1, first the confocal detection mechanism 10
の検出用光源14から照射され、平行光に変換された照射光を、前記第3及び第1ハーフミラー11,2を介して対物レンズに入射させ、同対物レンズ1を通して結像させる。 Emitted from the detection light source 14, the illumination light converted into parallel light, is incident on the objective lens through the third and first half mirror 11, 2, is imaged through the objective lens 1. この結像位置が対物レンズの焦点位置となる。 The imaging position is the focal position of the objective lens.

【0080】次いで、前記半導体ウェハWを前記対物レンズ1の焦点付近に移動させる。 [0080] Then, moving the semiconductor wafer W in the vicinity of the focal point of the objective lens 1. その後、対物レンズだけを上下させながら、前記共焦点検出機構10の光量検出器16のセンサ出力の最大位置を検出し、対物レンズ1の焦点位置合わせを終える。 Thereafter, while the upper and lower only the objective lens, and detects the maximum position of the sensor output of light intensity detectors 16 of the confocal detection mechanism 10 completes the focusing position of the objective lens 1. 続いて、上記読み取り用光源7から半導体ウェハWの表面に形成されたドットマークに平行光を照射するとともに、前記検出用光源14 Subsequently, it irradiates the parallel light to the dot mark formed on the surface of the semiconductor wafer W from the reading light source 7, the detection light source 14
から前記ドットマーク付近に照射された集束光を照射し、それらの反射光を前記第1及び第2ハーフミラー2 Said irradiating a focused light irradiated in the vicinity of a dot mark, said their reflected light first and second half-mirror 2 from
を通して上記受像器5で受け、そのドット中心部の輝度が最も高くなる位置を画像処理等により検出し、その位置に対物レンズ1を設置する。 Through it received by the receiver 5, the highest a position brightness of the dot center is detected through image processing or the like, placing the objective lens 1 at that position.

【0081】なお、前記画像処理等による検出にあたっては、前述のように受像器5からの画像信号直接画像処理することに代えて、一定のスレッドショルドで2値化した画像において、その輝度野高い部分の面積が最も小さくなるときの位置を対物レンズ1の設置位置とするか、或いは予め用意したグレースケールのパターンと一致するときの位置を対物レンズ1の設置位置と決めることもできる。 [0081] Incidentally, the detection when the by image processing or the like, instead of the image signal directly image processing from the receiver 5, as described above, in the binarized image at a constant thread Scholl de, a high luminance field the position at which the area of ​​the portion becomes the smallest or the installation position of the objective lens 1, or the position at which match the grayscale pattern prepared in advance may be determined and the installation position of the objective lens 1. また、この対物レンズ1の設置位置を決めるにあたり、前述のごとく対物レンズ1を移動させずに、半導体ウェハWを移動させるようにしてもよい。 Further, when determining the installation position of the objective lens 1, without moving the objective lens 1 as described above, it may be caused to move the semiconductor wafer W.

【0082】図10に示す本発明のドットマーク読み取り装置にあっては、その対物レンズの焦点位置合わせ機構として三角測量法に基づく焦点検出機構100を採用している。 [0082] In the dot mark reading apparatus of the present invention shown in FIG. 10 employs a focus detection mechanism 100 based on the triangulation method as a focus alignment mechanism of the objective lens. その具体的な機構及び検出原理は一般によく知られた三角測量法と同様であるため、その説明は概略に止める。 Therefore specific mechanisms and detection principle is the same as the generally well-known triangulation method, a description thereof will be stopped schematically. なお、本実施例におけるドットマーク読み取り装置の前記焦点検出機構100を除く他の構成は前述の図9に示した構成と変わるところがない。 Incidentally, the configuration other than the focus detection mechanism 100 of the dot mark reading apparatus in this embodiment there is no place to change the configuration shown in FIG. 9 described above.

【0083】前記焦点検出機構100は上記第1ハーフミラー2の側方に配設されており、その検出光源101 [0083] The focus detection mechanism 100 is disposed on a side of the first half-mirror 2, the detection light source 101
から第1ハーフミラー2の第1照射位置にポイント照射される微細光束の反射光を、対物レンズ1にその光軸と平行に入射させ、その屈折光の半導体ウェハWの表面での反射光を、光点位置検出器102により検出し、次いで前記第1照射位置とは異なる第1ハーフミラー2の第2照射位置にポイント照射して、その半導体ウェハ表面からの反射光を前記光点位置検出器102により検出し、前記第1及び第2照射位置の変化に応じて変化する光点の像位置を読み取り、対物レンズ1の焦点位置を決定する。 From the reflected light of the feeble light flux points irradiated in the first irradiation position of the first half mirror 2, the parallel is incident to the optical axis in the objective lens 1, the reflected light on the surface of the semiconductor wafer W of the refracted light , detected by light spot position detector 102, then point irradiating the second irradiation position of the different first half mirror 2 from the first irradiation position, the light spot position detecting reflected light from the semiconductor wafer surface detected by vessel 102, reads the image position of the light spot changes in accordance with a change in the first and second irradiation position, it determines the focal position of the objective lens 1. 本実施例における前記微細な検出光源としてはレーザ光が使用されている。 Laser light is used as the fine detection light source in the present embodiment.

【0084】さて、次に前述のごとき対物レンズの焦点位置合わせ機構を備えた本発明のドットマーク読み取り装置による半導体ウェハWのドットマーク形成面上の具体的なドットマークの読み取り結果を説明する。 [0084] Now, it will be described the reading results of specific dot mark on dot mark formation surface of the semiconductor wafer W by dot mark reading apparatus of the present invention with a focus alignment mechanism of the foregoing such an objective lens.

【0085】図11はその読み取り対象となるドットマークの第1形態を示している。 [0085] Figure 11 shows a first embodiment of the dot marks to be the read target. この第1形態は既述したレーザ光による微小なドットマークのソフトマーキングにより得たものであり、穴形態は断面が楕円弧状を呈し、同図においては理解を図るためその形態を誇張して描いている。 The first embodiment are those obtained by soft marking fine dot mark by the laser beam described above, the holes form in cross-section exhibits a elliptical arc shape, exaggerated its form in order to achieve understanding in FIG ing.

【0086】同図にあって、ドットマークMの中央部M [0086] In the same figure, the center of the dot mark M M
1におけるウェハ表面Sからの穴深さH1は1.2μ Hole depth H1 from the wafer surface S in 1 1.2μ
m、同ドットマークMの周辺盛上り部M2の外周径D1 m, the outside diameter D1 of the peripheral embossment M2 of the dot mark M
が85μm、その内径D2が45μm、前記周辺盛上り部M2のウェハ表面Sからの盛上り高さH2が0.3μ But 85 .mu.m, the inner diameter D2 is 45 [mu] m, embossment height H2 from the wafer surface S of the peripheral embossment M2 is 0.3μ
mであり、実際的には図12に示す形態に近いものである。 M, and in practice is close to the embodiment shown in FIG. 12. このドットマークの実焦点Oは半導体ウェハWの表面から70μmであった。 Real focus O of this dot mark was 70μm from the surface of the semiconductor wafer W. 勿論、その穴形態により前記実焦点は変化する。 Of course, the actual focus is changed by the hole forms. 以下、本発明による読み取りの実施例を比較例とともにドットマークの撮像写真に基づいて具体的に説明する。 It will be specifically described below based on the imaging photo dot mark together with comparative examples Example of reading by the present invention.

【0087】−第1実施例− 図12に示すドットマーク形態に対して、上述の読み取り装置を用いて、その対物レンズ1の焦点位置をドットマークMの実焦点位置である70μmに合致させ、前記ドットマークMに直上から平行光を照射したときの画像処理により得られた写真を図13に示している。 [0087] - first embodiment - with respect to the dot mark configuration shown in FIG. 12, using the above reading device, align your focal position of the objective lens 1 to 70μm the real focal point of the dot mark M, the photograph obtained by image processing at the time of irradiation with parallel light from directly above the dot mark M is shown in FIG. 13. この図から理解できるようにドットマークMの中心部に輝度の高いポイント状の光点からなる撮像が写し出されている。 Imaging consisting of a high point like light spot brightness is projected in the center of the dot mark M As can be understood from FIG. また、リング状の上記盛上り部M2にあっても、前記ポイント状の撮像と較べると輝度が落ちるものの、その周辺部とは比較できないほど輝度の高いリング状の撮像が写し出されていることが分かる。 Further, even in a ring shape of the embossment M2, although compare the luminance falls and imaging of said point-like, that has been projected that high luminance annular imaging that can not be compared to the periphery thereof It can be seen. この写真から、本発明の読み取り機構の正当性が実証されることが理解できる。 From this photo, it can be understood that the validity of the reading mechanism of the present invention is demonstrated.

【0088】−第2実施例− 前記実施例により、ドットマークMの盛上り部M2にあっても、中央部M1以外の周辺部分とは比較にならない輝度をもつ像が結像がなされることが理解できる。 [0088] - second embodiment - by the embodiment, even in the embossment M2 dot mark M, the image having a luminance not compare with the peripheral portion other than the central portion M1 is imaging is performed There can understand. そこで、本実施例では前記ドットマークMの盛上り部M2に着目した。 Therefore, in this embodiment focuses on embossment M2 of the dot mark M. すなわち、上記対物レンズ1を上下に移動して、前記リング状の撮像部分の最も輝度の高い位置に焦点位置を合わせしたところ、半導体ウェハWの表面の下方80μmの位置であった。 That is, by moving the objective lens 1 vertically, was focused position to the brightest high position of the ring-shaped imaging portion, and at a position below 80μm on the surface of the semiconductor wafer W. つまり、この盛上り部M2 In other words, this embossment M2
の表面曲面により、図14に示すごとく上記反射光が半導体ウェハWの表面から80μm下方の一点を中心として拡散し、その一点が既述した虚焦点位置O′であり、 The surface curved, diffuse around the single point of 80μm below the reflected light from the surface of the semiconductor wafer W as shown in FIG. 14, one point that is imaginary focal position O 'already described,
この虚焦点位置O′に対物レンズ1の焦点位置を合致させても、周辺と輝度差が大きい像が得られることが理解できる。 This even a virtual focal point position O 'align your focal point of the objective lens 1, it is understood that the image near the brightness difference is large is obtained. 図15がその撮像写真である。 Figure 15 is the captured photograph.

【0089】−第3実施例− 更に、対物レンズ1を前記ドットマークMの中央部M1 [0089] - Third Embodiment - In addition, the objective lens 1 of the dot mark M central portion M1
に焦点をおいて、更に上下に移動調整を行ったところ、 When focused, it was further moved and adjusted up and down,
同中央部M1の第1実施例とは異なる位置に新たに輝度の高いポイント状の一点があることを知った。 I learned that new there is a high point like a point of brightness in a position different from the first embodiment of the central portion M1. このときの対物レンズ1の焦点位置Oは半導体ウェハWの表面から700μm下方であった。 Focus position O of the objective lens 1 in this case was 700μm below the surface of the semiconductor wafer W. これは、図16に示す前記盛上り部M2による虚焦点がドットマークMの中心軸線上にも存在し、その虚焦点位置O′が半導体ウェハWの表面から700μm下方であることを示している。 This indicates that virtual focus by the embossment M2 shown in FIG. 16 is also present on the center axis of the dot mark M, the virtual focus position O 'is 700μm below the surface of the semiconductor wafer W . 図1 Figure 1
7は同虚焦点位置O′の付近における撮像写真である。 7 is captured photographs in the vicinity of the imaginary focal position O '.

【0090】−第4実施例− 一方、半導体ウェハWの製造工程にあっては、既述したように多様な処理工程を経るものであり、特にその管理情報である前記ドットマークの読み取りにあたって最も弊害となる要素に成膜がある。 [0090] - Fourth Embodiment - In contrast, in the manufacturing process of the semiconductor the wafer W, is intended to go through various processing steps as previously described, most especially when reading of the dot mark is its management information there is deposited on the negative effects elements. そこで、本実施例では成膜がなされた状態にあるドットマークの読み取りを行った。 Therefore, in the present embodiment was reading the dot mark in a state in which the deposition is made.

【0091】この例では、ドットマークの形態は上記形態を有しており、その各部分の寸法は、ドットマークM [0091] In this example, the form of a dot mark has the form, the dimensions of its parts, the dot marks M
の中央部M1におけるウェハ表面Sからの穴深さH1は2.0μm、同ドットマークMの周辺盛上り部M2の外周径D1が80μmであり、他の部分の寸法は上記実施例と同じである。 A Holes depth H1 from the wafer surface S at the central portion M1 of 2.0 .mu.m, the outside diameter D1 of the peripheral embossment M2 of the dot mark M is 80 [mu] m, the dimensions of the other parts the same as in Example is there. このドットマークMにむらのある成膜を施した。 It was subjected to film formation of unevenness in the dot mark M.

【0092】開口数NAが0.42の対物レンズ1の焦点位置Oを前記ドットマークMの中央部M1の上方70 [0092] upper 70 of the focus position O of the objective lens 1 of the numerical aperture NA of 0.42 dot mark M of the central portion M1
μmに合わせた。 Tailored to μm. 図18はそのときの前記ドットマークの実像写真であり、成膜が施されているにも関わらず、 Figure 18 is a real image photograph of the dot mark at that time, despite the deposition has been performed,
ドットマーク中央部M1の撮像の輝度が周辺と比較して格段に差のあることが分かる。 It can be seen that the brightness of the image of the dot marks the central portion M1 is a significantly difference compared with the surrounding.

【0093】−比較例− 前記第4実施例と比較するため、同一形態と寸法をもつ被膜ドットマークMを、通常の読み取りと同様に、対物レンズ1の焦点位置Oを半導体ウェハWの表面に合わせてドットマークMの撮像を行った。 [0093] - Comparative Example - for comparison with the fourth embodiment, the coating dot marks M having the same form and dimensions, like a normal read, the focus position O of the objective lens 1 on the surface of the semiconductor wafer W It was carried out imaging of the dot mark M together. この対物レンズ1の焦点位置合わせが異なる以外、他の条件は第4実施例と同じである。 Except that focusing operation of the objective lens 1 are different, the other conditions are the same as in the fourth embodiment.

【0094】図19は、その撮像写真である。 [0094] FIG. 19 is its imaging photo. この図から理解できるように、本比較例の場合には、ドットマークMと周辺部分との間に輝度差が少なく、且つ成膜のむらも影響して、ドットマークMの全体像が不明瞭に写し出されているに過ぎない。 As can be understood from this figure, in the case of this comparative example, less brightness difference between the dot marks M and the peripheral portion, and unevenness of film deposition be affected, obscure the overall picture of the dot marks M not only it has been projected. 実際の半導体ウェハWの製造工程にあっては、更に過酷な条件が加わるはずであり、 In the actual manufacturing process of the semiconductor the wafer W, it should further severe conditions is applied,
従って、複数の工程を経たのちには多様な影響により前記ドットマークの認識は不可能となることが理解できる。 Therefore, it can be understood that the recognition of the dot mark by a variety effect on after passing through a plurality of steps becomes possible.

【0095】図20(a)はこの比較例の輝度分布を示しており、同図(b)は前記第4実施例の輝度分布を示している。 [0095] FIG. 20 (a) shows the luminance distribution of the comparative example, FIG. (B) shows the luminance distribution of the fourth embodiment. 両図からも明らかなように、対物レンズ1の焦点位置Oを半導体ウェハWの表面に合わせる場合と、 As it is apparent from these figures, the case where focusing position O of the objective lens 1 on the surface of the semiconductor the wafer W,
同焦点位置OをドットマークMの焦点位置O′に合致させる場合とでは、前者がほぼ均一に分布されるのに対して、後者では中央位置に光量が集中して輝度が突出している。 In the case to match the same focal position O at the focal point O 'of the dot mark M, whereas the former is substantially uniformly distributed in the latter luminance concentrated amount of light in the center position protrudes.

【0096】−第5実施例− 図21は上記各実施例におけるドットマークMを、丁度引っ繰り返した形態のドットマークM′の形態を示している。 [0096] - Fifth Embodiment - Fig. 21 shows a configuration of the dot marks M in each example, just flipped form of dot mark M '. この例におけるドットマークの各寸法は、ドットマークM′の中央部M1′におけるウェハ表面Sからの突出高さH1′は0.09μm、同ドットマークM′の周辺凹陥部M2′の外周径D1′が4.7μm、前記周辺凹陥部M2′のウェハ表面Sからの陥没深さH2′が0.013μmの微小なドットマークである。 The dimensions of the dot marks in this example, the outside diameter of the projection height from the wafer surface S 'in the central portion M1 of the' dot mark M H1 'is 0.09 .mu.m, the dot marks M' peripheral recess M2 of 'D1 'it is 4.7 [mu] m, the peripheral recess M2' recessed depth H2 from the wafer surface S 'of a fine dot mark 0.013.

【0097】かかる形態をもつ微小なドットマークM′ [0097] very small dot mark having such form M '
を上記実施例と同様に撮像した。 It was captured in the same manner as the above embodiment. このときの対物レンズ1の開口数NAは0.70であり、前記ドットマークM′の虚焦点位置O′は半導体ウェハ表面Sから下方に5μmの位置であり、その撮像写真を図22(a)に示しており、そのときの輝度分布を同図(b)に示している。 The numerical aperture NA of the objective lens 1 at this time was 0.70, 'virtual focus position O' of the dot mark M is the position of 5μm downward from the semiconductor wafer surface S, FIG. 22 (a the imaging photo ) to illustrate, is shown in FIG. (b) a luminance distribution at that time. これらの図から、本発明の読み取り装置及び方法によれば、かかる微小なドットマークM′であっても視認性が確保されることが理解される。 From these figures, according to the reading device and method of the present invention, visibility even such fine dot mark M 'is understood to be ensured.

【0098】−第6実施例− 図23及び図24は、ドットマークM′の形態を円錐形とした場合の実施例を示している。 [0098] - a sixth embodiment - Figure 23 and 24 show an embodiment in which the form of the dot mark M 'conical. この例にあって、前記ドットマークM′の各寸法は、ドットマークM′の中央部M1′におけるウェハ表面Sからの突出高さH1′ In the example, the dot mark M 'dimensions of the dot mark M' central M1 'of the projecting height from the wafer surface S in H1'
は0.73μm、同ドットマークM′の周辺凹陥部M Is 0.73μm, peripheral recess M of the dot mark M '
2′の外周径D1′が8.4μm、前記周辺凹陥部M Is 8.4 .mu.m 'outside diameter D1 of' 2, the peripheral recess M
2′のウェハ表面Sからの陥没深さH2′が0.11μ 'Recessed depth H2 from the wafer surface S' of 2 0.11μ
mのドットマークである。 m is a dot mark.

【0099】この実施例にあっても、前述の実施例と同様に対物レンズ1の開口数NAは0.70であり、同対物レンズ1の焦点位置Oを半導体ウェハ表面Sから15 [0099] Also in this embodiment, the numerical aperture NA of the objective lens 1 in the same manner as in the above example is 0.70, the focal position O of the objective lens 1 from the semiconductor wafer surface S 15
μm下方の虚焦点位置O′とした。 μm was lower imaginary focal position O '. その撮像写真が図2 The captured photo in FIG. 2
4(a)であり、そのときの輝度分布が同図(b)に示すとおりである。 4 is a (a), the luminance distribution at that time is shown in FIG. (B). これらの図から、本発明の読み取り装置及び方法によれば、かかる形態のドットマークM′であっても正確にドットマークM′を読み取ることが理解できる。 From these figures, according to the reading device and method of the present invention, it can be seen that to read the 'accurate dot mark M be a' such forms of dot mark M.

【0100】なお、本発明のドットマーク読み取り装置及び方法による場合には、上記ドーットマークM,M′ [0100] Incidentally, when the dot mark reading apparatus and method of the present invention, the Dottomaku M, M '
にあって、特に穴形態からなるドットマークMにあっては、その穴の傾斜が大きすぎると、図25に示すように同穴内面の反射光のうち対物レンズ1により捉えられる領域からはみ出して無駄になる反射光が多くなるため、 In the, in the dot mark M composed of particular holes form, the inclination of the hole is too large, protrudes from the area to be taken by the objective lens 1 of the reflected light of the bore inner surface as shown in FIG. 25 to become much reflected light is wasted,
好ましくない。 Unfavorable.

【0101】また、上記実施例では全てドットマークM,M′の直上から平行光を照射しているが、例えば図26に示すごとくドットマークMに対して、ドットマーク形成面Sと所望の角度θをもたせて平行光を照射する場合にも、そのドットマークMの反射光は実像又は虚像を形成するため、同実像又は虚像を形成する位置、すなわち焦点位置に対物レンズ1の焦点位置を合わせれば、 [0102] In addition, the desired angle has been irradiated, for example with respect to the dot mark M as shown in FIG. 26, a dot mark formation surface S parallel light from directly above all in the above embodiment dot mark M, M ' even when irradiating the parallel light remembering theta,, combined for reflected light of the dot mark M is to form a real image or virtual image, a position of forming the same real or virtual image, i.e., the focal position of the objective lens 1 to the focal position if,
上記実施例と同様に確実にドットマークを読み取ることが可能である。 Can be read reliably dot marks as in the above embodiment.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】半導体ウェハの表面に所望の形態を有するドットマークを形成するためのレーザマーキング装置とそのレーザ光のエネルギー密度分布の変換過程を模式的に示す説明図である。 FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a conversion process of an energy density distribution of laser marking device and its laser beam for forming the dot mark having a desired form on the surface of the semiconductor wafer.

【図2】回析現象を利用したビームプロファイル変換器によるエネルギー密度分布の変換説明図である。 It is a conversion illustration of the energy density distribution according to Figure 2 the beam profile converter utilizing diffraction phenomena.

【図3】半導体ウェハのスクライブラインに形成されるシングルドット文字と2Dコードマークの配列例を示す説明図である。 3 is an explanatory view showing an arrangement example of a single dot characters and 2D code mark formed on a scribe line of the semiconductor wafer.

【図4】上記レーザマーキング装置によるソフトマーキングにより形成され得る反射面が放物面をもつドットマーク形態を模式的に示す断面図である。 4 is a cross-sectional view of a dot mark configuration having a reflecting surface is parabolic surface may be formed by the soft marking by the laser marking device shown schematically.

【図5】断面が楕円弧穴状のドットマーク形態を模式的に示す断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional is a sectional view showing a dot mark form of elliptic hole shape schematically.

【図6】逆円錐穴状のドットマーク形態を模式的に示す断面図である。 6 is a cross-sectional view schematically showing the inverted cone hole shaped dot marks forms.

【図7】ウェハ表面から突出する断面が楕円弧面で突出するドットマーク形態を模式的に示す断面図である。 7 is a cross-sectional view of a dot mark forms a section projecting from the wafer surface is projected in an elliptical arc surface shown schematically.

【図8】ウェハ表面から突出する断面が円錐面で突出するドットマーク形態を模式的に示す断面図である。 8 is a cross-sectional view of a dot mark forms a section projecting from the wafer surface is projected in a conical surface shown schematically.

【図9】本発明の第1の実施例であるドットマーク読み取り装置の概略構成図である。 9 is a schematic diagram of a dot mark reading apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第2の実施例であるドットマーク読み取り装置の概略構成図である。 10 is a schematic diagram of a dot mark reading apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図11】前記読み取り装置により読み取られるドットマークの具体的形態例を誇張して示す断面図である。 11 is a sectional view showing an exaggerated specific embodiment of the dot marks to be read by the reader.

【図12】前記ドットマークの反射光の光路を示す断面図である。 12 is a sectional view showing an optical path of the reflected light of the dot mark.

【図13】対物レンズの焦点位置を同ドットマークの中央部の実焦点位置に合わせたときの上方からの撮像写真である。 13 is a captured photograph from above of the focal position of the objective lens tailored to the actual focal position of the central portion of the dot mark.

【図14】前記ドットマークの周辺盛上り部の反射光の光路を示す断面図である。 14 is a cross-sectional view showing an optical path of the reflected light near embossment of the dot mark.

【図15】同盛上り部の虚焦点位置に対物レンズの焦点位置を合わせたときの上方からの撮像写真である。 15 is a captured photograph from above when the focused position of the objective lens in the imaginary focal point of the embossment.

【図16】同ドットマークの中央部における他の位置に対物レンズの焦点位置を合わせたときの、周辺盛上り部の外周面の反射光により得られる虚焦点位置の説明図である。 16 is an explanatory diagram of virtual focus positions obtained by the reflected light of the outer peripheral surface of the peripheral embossment when the focused position of the objective lens to another position in the central portion of the dot mark.

【図17】同位置に対物レンズの焦点位置を合わせたときの撮像写真である。 17 is a captured photograph when focused position of the objective lens in the same position.

【図18】むらのある成膜が施されたドットマークの前記実施例による撮像写真である。 18 is a captured photograph by the example of a dot mark deposition has been performed with unevenness.

【図19】その比較例である対物レンズの焦点位置をウェハ表面に合わせたときの撮像写真である。 [19] The focal position of the objective lens which is a comparative example in which the imaging photographs of fit on the wafer surface.

【図20】前記比較例及び実施例の各結像の輝度分布図である。 FIG. 20 is a luminance distribution diagram of the imaging of the Comparative Examples and Examples.

【図21】前記実施例におけるドットマーク形態が反転した形態をもつ微小寸法のドットマークの反射光の焦点位置を示す断面図である。 21 is a cross-sectional view showing the focal position of the reflected light of the dot mark critical dimension with form dot marks forms are inverted in the embodiment.

【図22】同ドットマークの撮像写真と輝度分布の説明図である。 22 is an explanatory view of the imaging pictures and the luminance distribution of the dot marks.

【図23】ウェハ表面から円錐状に突出したドットマークの実施例における虚焦点位置を示す断面図である。 23 is a cross-sectional view showing a virtual focal point position in the embodiment of dot marks projecting from the wafer surface in a conical shape.

【図24】同ドットマークの撮像写真と輝度分布の説明図である。 FIG. 24 is an explanatory view of the imaging pictures and the luminance distribution of the dot marks.

【図25】ドットマークの穴傾斜が大きい場合の読み取りにくさを示す説明図である。 FIG. 25 is an explanatory view showing the reading difficulty of the case hole inclination of the dot mark is large.

【図26】上方から傾斜して平行光をドットマークの反射面に照射する場合の、反射光の焦点位置の変移を示す説明図である。 [Figure 26] in the case of irradiating the parallel light is inclined from above the reflecting surface of the dot mark is an explanatory diagram showing a transition of the focal position of the reflected light.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 対物レンズ 2 第1のハーフミラー 3 第2のハーフミラー 4 コリメートレンズ 5 受像器 6 画像処理機構 7 光源 7a 凸レンズ 7b ピン孔 7c 拡大凸レンズ 10,100 共焦点検出機構 11 第3のハーフミラー 12 集光レンズ 13 コリメートレンズ 14 検出用光源 15 集光レンズ 16 光量検出器 101 検出光源(レーザ光源) 102 光点位置検出器 110 レーザ発振器 120 ビームホモジナイザ 130 液晶マスク 140 ビームプロファイル変換器 140−1 ビームプロファイル変換マスク 150 縮小レンズユニット W 半導体ウェハ M ドットマーク M1 中央部 M2 盛上り部 H1 マーク形成面からの深さ H2 マーク形成面からの高さ D1 盛上り部外周の径 D2 盛上り部内周の径 1 the objective lens 2 first half mirror 3 and the second half mirror 4 collimator lens 5 receiver 6 the image processing mechanism 7 light sources 7a-convex lens 7b pin holes 7c enlarged convex 10,100 confocal detection mechanism 11 third half mirror 12 Collection light lens 13 collimating lens 14 detection light source 15 a condenser lens 16 light amount detector 101 detects light (laser light source) 102 light spot position detector 110 laser oscillator 120 beam homogenizer 130 liquid crystal mask 140 beam profile converter 140-1 beam profile converter mask 150 reducing lens unit W semiconductor wafer M dot marks M1 central M2 embossment H1 depth H2 the height D1 embossment diameter D2 diameter of the inner periphery of the embossment of the outer circumference of the mark forming surface from the mark forming surface

Claims (8)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 ドットマークの形成面に平行光を照射し、その反射光を受像器で受け、同受像器からの画像を画像処理して前記ドットマークを読み取る装置であって、前記ドットマークの反射面が焦点を有してなり、 前記ドットマークの形成面をほぼ平行な光で照射する照射光学系と、 前記ドットマークの形成面からの反射光を受光する受像器と、 同受像器からの画像データを処理する画像処理手段と、 前記受像器及びドットマークの形成面の間に配される対物レンズと、 前記反射光の焦点の位置合わせ手段とを有し、 前記対物レンズの配設位置が、前記対物レンズの焦点と前記反射光の焦点とがほぼ合致する位置であることを特徴とする微小ドットマークの読み取り装置。 1. A irradiated with parallel light forming surface of the dot mark, receives the reflected light by the receiver, a picture processing to apparatus for reading the dot mark from the receiver, the dot mark the reflecting surface is a focal point of an irradiation optical system for irradiating the formation surface of the dot mark in a substantially parallel beam, a receiver for receiving reflected light from the forming surface of the dot mark, the receiver a image processing means for processing the image data from an objective lens disposed between the forming surface of the image receptor and the dot mark, and alignment means of the focal point of the reflected light, distribution of the objective lens setting position, the reader of minute dot mark, characterized in that the focal point of focus and the reflected light of the objective lens is substantially matched position.
  2. 【請求項2】 前記対物レンズの配設位置が、前記ドットマークの反射光の焦点が実焦点位置である請求項1記載の読み取り装置。 Wherein said arrangement position of the objective lens, the focal point of the reflected light of the dot marks the real focal position claim 1 reader of.
  3. 【請求項3】 前記対物レンズの配設位置が、前記ドットマークの反射光の焦点が虚焦点位置である請求項1記載の読み取り装置。 Wherein the arrangement position of the objective lens, the focal point of the reflected light of the dot mark reading apparatus according to claim 1, wherein an imaginary focal position.
  4. 【請求項4】 前記ドットマークの形成面が、前記ドットマークにより構成される2次元コードからなり、前記対物レンズの開口数が0.13以上で、且つ0.80以下である請求項1〜3のいずれかに記載の読み取り装置。 4. A forming surface of the dot mark is a two-dimensional code composed of the dot mark, the numerical aperture of the objective lens is 0.13 or more, according to claim 1 and 0.80 or less reading device according to any one of the three.
  5. 【請求項5】 ドットマークの形成面に光を照射し、その反射光を受光器で受け、同受像器からの画像を画像処理して前記ドットマークを読み取る方法であって、 光反射面が焦点を有するドットマークが形成されたドットマーク形成面に略平行な光を照射すること、 前記ドットマークの光反射面からの反射光を対物レンズを介して受像器で受けること、及び前記受像器からの画像データを処理することを含み、 前記対物レンズの焦点位置を前記ドットマークの光反射面の焦点位置にほぼ適合させることを特徴とするドットマークの読み取り方法。 5. The light irradiated to the forming surface of the dot mark, receives the reflected light by the photodetector, a method of an image from the image receptor and image processing to read the dot mark, the light reflective surface irradiating the light substantially parallel to the dot mark formation surface dot marks are formed with a focal point to receive light reflected from the light reflecting surface of the dot mark at receiver through the objective lens, and the receiver It includes processing the image data from the read method of the dot marks, characterized in that to substantially conform the focal position of the objective lens to the focal position of the light reflecting surface of the dot mark.
  6. 【請求項6】 前記ドットマークの光反射面を凹面鏡形態に形成することを含む請求項5記載の読み取り方法。 6. A reading method according to claim 5, further comprising forming a light reflection surface of the dot mark concave form.
  7. 【請求項7】 前記ドットマークの光反射面を凸面鏡形態に形成することを含む請求項5記載の読み取り方法。 7. A reading method according to claim 5, further comprising forming a light reflection surface of the dot mark convex mirror forms.
  8. 【請求項8】 前記ドットマークにより構成される2次元コードを形成すること、及び前記対物レンズの開口数を0.13以上で、且つ0.80以下に設定することを含む請求項5〜7のいずれかに記載の読み取り方法。 8. to form a two-dimensional code composed of the dot marks, and claims includes setting the numerical aperture of the objective lens at least 0.13, and 0.80 or less 5-7 reading method according to any one of.
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