JPS60177982A - 両面マ−キング法 - Google Patents

両面マ−キング法

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JPS60177982A
JPS60177982A JP59033166A JP3316684A JPS60177982A JP S60177982 A JPS60177982 A JP S60177982A JP 59033166 A JP59033166 A JP 59033166A JP 3316684 A JP3316684 A JP 3316684A JP S60177982 A JPS60177982 A JP S60177982A
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JP
Japan
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processing
laser beam
shielding plate
laser light
laser
Prior art date
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Pending
Application number
JP59033166A
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English (en)
Inventor
Junichi Hiramoto
順一 平本
Katsuyoshi Sunago
砂子 勝好
Katsunori Nishiguchi
勝規 西口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP59033166A priority Critical patent/JPS60177982A/ja
Publication of JPS60177982A publication Critical patent/JPS60177982A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/067Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/0604Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
    • B23K26/0619Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams with spots located on opposed surfaces of the workpiece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/007Marks, e.g. trade marks

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、平板状の物体の表裏両面を精密加工する際に
、相対位置精度が向上する様に基準となるマーキングを
表裏両面の同じ位置シニ行なう方法に関する。
従来技術 半導体プロセスにおけるシリコンウェハなどの表面加工
に代表されるように、平板状物体を精密加工する技術が
急速に発達してきている。特に、最近の高度に発達した
半導体素子及び製造技術に(2) おいては、クエへの片側表面の加1だけではなく、裏面
も加工すること、しかも、表面との相対位置との相対位
置精度が非常に高くなるように加工することが要求され
るようになってきた。このような加工を行なうには常に
表裏両面の位置関係を把握して作業を進めなくてはなら
ない。実際には、全工程で表裏両面をモニタして、位置
を確認しながら作業を進めることは不可能である。この
ため、どこかの1程において、表裏両面の対応する位置
(普通は同じ位置即ち、平板に垂直な微小径の孔を明け
ると、その両端となる位置)に以後の工程における位置
合せの基準となるマークを作成する方法がとられている
従来技術においては、次の3つの方法が取られていた。
(1) クエへのエツジに基準となる加工を施こしてお
き、これを基準とする。
(11) フォトエツチング技術を利用する方法で、ま
ず表面用のフォトマスクと裏面用のフォトマスクの位置
合せを行ない、その後で2枚のマスク(3) の間に両面1ニフオトレジストを塗布したクエへを挿入
して両面から同時に露光する。
flll) エツチングまたはレーザ加工などの方法に
よりウェハに垂直な貫通を明ける。
第1図は(1)の方法の原理を示す図である。ここでは
、円形のシリコンウェハ1を用いた場合について述べる
。一般に、(100)面を表面とするシリコンウェハ1
には、(110)面で切断したオリエンテーションフラ
ット2と、任意の形状(二切断したセカンドフラット5
と呼ばれる2つのフラット部が形成されている。例えば
、第1図においては、この両フラットを垂直に形成する
ことにより、この両フラットを基準軸として、ウェハ上
の任意点は両フラットからの距離の組合せにより、一意
的に決定できる。
即ち、図1−おいて(α)は表面を、(h)は裏面を示
しており、ここでは簡単のためにオリエンテーションフ
ラットを基準に反転させているが、位置合せ用マーク(
■)4は、オリエンテーションフラットから距離”Is
セカンドフラットから距離y1 にあ(4) す、位置合せ用マーク(■)5は、対応フラットからの
距離がそれぞれ”t+4Jtにあるという様に決定でき
る。従って、この方法では原理的にどの工程においても
、表裏両面の位置関係がモニタできる。
しかし実際には、この基準となる両フラットを精度よく
加工しておくこと自体に高度な技術を要し、現在では±
0.5前後の相対誤差で形成することが限界であり、ど
こかの工程で1度位置合せマークを形成する方法がとら
れている。それでも、表裏両面の相対誤差を数μm程度
におさえるには、両フラットの±0.5°という相対誤
差は大きい。さらに、市販のマスクアライメント装置で
は、アライメント可能視野はウェハの中央部5:限られ
ているので、クエへのエツジを基準とするこの方法では
、加工対象ウェハよりも大きな径のウェハに対応できる
装置が必要となり、製造コストが高くなる。
第2図は、(11)の方法の原理を示す図である。この
方法では、表面用のフォトマスク8と裏面用のフォトマ
スク9を位置合せを最初(二行ない、これらの位置関係
を機械的に固定して、(あるいは、(5) 再現性の高い移動機構にセットして)その後に2つのマ
スク8,9の間に、フォトレジストアを両面に塗布した
平板状物体(例えばシリコンウェハ1)6を挿入し、し
かる後に、両開から、紫外光10(一般に、フォトレジ
ストが感光するのは紫外から紫の領域の光である)で露
光する。この方法の最大の欠点は、平板状物体6の確実
な支持法がないことである。このため2枚のフォトマス
クの相対位置精度は相当に高いが、フォトマスクと、平
板状物体の相対位置精度はあまり高くなく、さらに言え
ば、先に平板状物体に形成されているマークと、フォト
マスクの高精度の位置合せは不可能であると考えられる
。したがって、必ず最初の工程において、位置合せマー
クを形成しなくてはならない。
(fil)の方法には、平板状物体(二貫通孔を明ける
ことにより機械的な強度が劣化するという、本質的な欠
点がある。また、その孔の大きさを制御することも、エ
ツチングレートの問題、アンダーエッチの問題、レーザ
のパワーの設定の問題などから(6) 氷して、簡単な技術ではない。
発明の目的 本発明は、平板状物体の表裏両面を相対位置精度よく加
工するため(二、物体の表裏両面の同じ位置に以後の位
置合せの基準となるマーキングを、物体の機械的強度を
劣化させることなく、精度よく、かつ低コストで行なう
ことができる方法を提供することにある。
発明の構成 本発明による両面マーキング法は、レーザ光を用いるこ
とを大きな特徴とするが、特に2本のレーザ光束を光学
的手法により精度よく位置合せを行ない、平板状物体の
表裏両面の同じ位置に、完全な貫通孔ではなく、非常に
浅い極微小径の孔を同時に形成することにより、物体の
機械的強度を劣化させることなく、精度よく、シかも、
低コストで位置合せマークを形成できることを最大の特
徴とする。
以下、本発明を図面にもとづいて説明する。
第6図は、本発明の一実施例たるレーザ光を用(7) いて両面同時に位置合せマークを形成する装置の基本構
成を示す図である。本発明のマーキング法を実施するに
は、基本的に、被加工物たる平板状物体16とその支持
台14と加工動力源たるレーザ発振器11があればよい
。第3図(二おいては、表裏両面の加工用のレーザ光1
2ヲ同一のレーザ発振器11から取り出すためのハーフ
ミラ−16が1枚と、全反射ミラー17が5枚、レーザ
光を極微小径のスポットビームに集光するための集光レ
ンズ15が2枚からなる光学系が加えられて全体の装置
が構成されている。
平板状物体支持台14は、位置合せマークを形成する範
囲は穴が明いた状態になっていることが必要でレーザ光
との位置合せを容易にするためにXY−ステージのよう
な構成になっていることが望ましい。またXY−ステー
ジ的な精度の高い平行移動が可能ならば、位置合せマー
クは最低2対必要であるが、それを高い相対位置精度で
実現することができる。
レーザ発振器としては、YAGレーザなどが適当(8) であると思われる。実際10W程度のパワーのYAGレ
ーザ光を用いて、シリコンウェハに直径5μm深さ2μ
m程度の孔を十分安定に明けることができる。
また、表裏両面の加工用レーザ光12の位置合せの方法
としては種々のものが考えられるが、第6図の様な構成
の装置では、ピンポールを用いる方法が最も簡単である
。即ち、加工用のレーザ光が可視光ならば、そのままパ
ワーを低くして用い、可視以外ならば、リード光として
、可視領域の低パワーのレーザを同一軸上を通るように
して用い、平板状物体支持台14に、被加工物の平板状
物体13に替えて希望する位置合せマークに等しいか、
少し小さめの径のピンホールを有する板をセットし、最
初C二、裏面加工用のレーザ光の光路l二遮蔽板を入れ
、表面加工用のレーザ光が最も強くその遮蔽板まで伝わ
るように支持台の位置及び光学系を調整し、次には逆に
、表面加工用レーザ光路に遮蔽板を入れ、裏面加工用の
レーザ光が最も強くその遮蔽板に伝わる様に光学系を調
整し、この一連の調整を、表裏両面のレーザ光の光軸が
一致す(9) るまで繰返せばよい。
光学系の調整を行なってからは、加工試料のセットと支
持台の平行移動、レーザのON、OFFだけで位置合せ
用のマークを両面に精度よく形成することができる。
発明の効果 本発明による効果は、次の5点に集約することができる
(II 被加工物質の機械的強度を劣化させない。
従来技術による位置合せマーカーの1つである微小径の
貫通孔を形成すると、完全な平板構造に比べて機械的強
度が弱くなることは明らかであり、以後の処理例えば高
温処理などによる反り、歪みなどの原因となることがあ
った。また、レーザ光により貫通孔を形成する場合に、
被加工物質が剪開性の強いとき(例えばシリコンウェハ
)には、レーザのパワーを上手く調整しないと、割れる
ことがあった。これに対し、本発明では、数μ扉の径の
孔を、2〜5μmの深さに明けるだけであり、被加工物
質に対しほとんどダ(10) メークを与えることはない。
(11表裏両面のマーカーの相対位置精度が高い。
表裏両面用のフォトマスクを機械的に位置合せする方法
や、ウェハエツジの形状を利用する方法では機械的な加
工精度に精度限界がおかれるため、本発明のようC二、
光学的な手法による位置合せはどの信頼性がなかった。
さらに、貫通孔を形成する方法では、一定径の孔を再現
性よく形成すること自体が非常f二難かしい技術であり
、例えば、一般のシリコンICプロセスに用いるような
、数十μmから数巨μmのウェハにおいて、表裏両面の
相対誤差を数μm以下C二おさえることは至難であった
。これに対し、本発明では、レーザ光軸と被加工物体た
る平板との垂直関係が保たれる限り、その誤差はレーザ
ビーム径以内である。
(Ill 製造コストが低い。
従来の方法では、 (71ウェハエツジに特別な加工が必要(イ) 実際に
加工するウェハより大きなウェハに対応できるマスクア
ライメント装置が必要(つ) 両面のマスクとウェハを
保持する高度な治具が必要 など、装置の価格が高かったり、特別な工程が必要であ
ったりしてコストが高かった。一方、本発明では、レー
ザ発振器も比較的低パワーのものでよく、曲に特別な治
具もほとんど必要ないので、低いコストで、位置合せマ
ークが形成できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来技術のうちウェハのエツジの形状を利用
して位置合せマークを形成する方法の原理を示す(cL
)ウェハ表面、(b)ウェハ裏面の図、第2図は従来技
術のうち2枚のフォトマスクを用いて同時にウェハの表
裏両面を露光する方法の基本構成を示す図である。第3
図は、本発明の実施例たるレーザ光を用いて両面同時に
位置合せマークを形成する装置の基本構成を示す図であ
る。 1・・・シリコンウニ八 2・・・オリエンテーションフラット 3・・・セカンドフラット 4・・・位置合せ用マーク(I) 5・・・位置合せ用マーク([1 6・・・平板状物体(例、シリコンウェハ)7・・・フ
ォトレジスト 8・・・表面用フォトマスク 9・・・裏面用フォトマスク 10・・・紫外光 11・・・レーザ発振器 1291.レーザ光(例、YAGレーザ)13・・・平
板状物体(例、シリコンウェハ)14・・・平板状物体
支持台 15・・・集光レンズ(2枚) 16・・・ハーフミラ−(1枚) 17・・・全反射ミラー(5枚) 特許出願人 住友電気工業株式会社 代理人 弁理士 玉蟲久五部 (13) 第1図 第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)平板状の物体の表裏両面に相対位置精度の高い加
    工を行なうにあたり、該物体の表裏両面の同じ位置に以
    後の位置合せの基準となる表裏対のマーキングを行なう
    方法にして、まず光学的手法により表裏両面加工用のレ
    ーザ光の位置合せを行ない、ついで該レーザ光により前
    記物体の表裏両面同時に前記表裏対のマークとなる微小
    な有底孔を少なくとも2対形成することを特徴とする両
    面マーキング法。
  2. (2)前記表裏両面加工用のレーザ光の位置合せを行な
    うことが、被加工用の前記平板状の物体に替えて所望の
    位置合せマークに等しいかこれより小さい径のピンホー
    ルを有する板をセットし、最初に表裏一方の面加工用の
    レーザ光の光路に遮蔽板を入れ、他方の面加工用のレー
    ザ光が最(1) も強くその遮蔽板まで伝わるように前記平板状の物体を
    支持する台の位置及び光学系を調整し。 次には逆に他方の面加工用のレーザ光の光路に遮蔽板を
    入れ、一方の面加工用のレーザ光が最も強くその遮蔽板
    に伝わる様に光学系を調整し、この一連の調整を表裏両
    面加工用のレーザ光の光軸が一致するまで繰返すこと(
    二より行なわれることを特徴とする特許 記載の両面マーキング法。
JP59033166A 1984-02-23 1984-02-23 両面マ−キング法 Pending JPS60177982A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0342184A (ja) * 1989-07-07 1991-02-22 Seimitsu Youdanki Kk 金属溶断機でのマーキング方法
WO2000003831A1 (de) * 1998-07-13 2000-01-27 Siemens Production And Logistics Systems Ag Vorrichtung zum laserbearbeiten von werkstücken
WO2001081039A1 (de) * 2000-04-25 2001-11-01 Disetronic Licensing Ag Vorrichtung zur beschriftung von gegenständen mittels laserstrahlen
CN108873617A (zh) * 2018-07-05 2018-11-23 深圳凯世光研股份有限公司 一种pcb板光标打印装置及其打印方法

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