(57)【要約】【課題】デブリを発生させず、チップレベルでのトレーサビリティを可能とするレーザーマーキング方法を提供すること。【解決手段】ウェーハＷ内部へチップＣ毎にレーザー光Ｌを照射して改質領域Ｐを形成することにより、チップＣ毎にチップＣに関する製品情報部１５をマーキングする【選択図】図１
2011091157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイスが形成されたチップが多数形成されたウェーハ内部へ前記チップ毎にレーザー光を照射して改質領域を形成することにより、前記チップ毎に該チップに関する製品情報をマーキングすることを特徴とするレーザーマーキング方法。
【請求項２】
前記製品情報は文字列、バーコード、または２次元バーコードにより表されることを特徴とする請求項１に記載のレーザーマーキング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスが形成されたチップへ製品情報をマーキングするレーザーマーキング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や電子部品などのデバイスが形成されるウェーハは、表面や裏面の研削、研磨、デバイスの形成、デバイスの検査等の各種工程を経た後、分割予定ラインに沿って切断されて個々のデバイスに分割される。ウェーハの分割では、スピンドルによって高速に回転されるブレードを用いたダイシング装置が従来用いられている。近年、従来のブレード式のダイシング装置に替えて、レーザー光源から出射されたレーザー光をウェーハ内部に集光し、多光子吸収による改質領域をウェーハ内部に連続して形成することによりウェーハを割断するダイシング装置（以下、レーザーダイシング装置と称する）が用いられる。
【０００３】
このようにして個々に分割されたデバイスは、レーザー光を用いて裏面に各デバイスの機能、製造番号、ロット番号等の製品情報がマーキングされ、チップ毎に製品情報が管理される（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７８８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、引用文献１に記載されマーキング方法では、レーザーアブレーションを用いた裏面への刻印のため、レーザー加工によって気化飛散したウェーハ材質がウェーハ表面で冷え固まるデブリの発生が避けられず清浄環境化出来ない。そのため、ウェーハ裏面へのＤＡＦ貼着時の密着性低下などの問題が発生する。これを防止するために、ウェーハにデブリ付着防止コーティングを施すことやマーキング後の洗浄工程の追加などが必要になっていた。
【０００６】
また、引用文献１に記載されるマーキング方法では、裏面に直接刻印されるので、バックグラインドによるウェーハの薄化前にマーキングを行うと刻印した情報が消失してしまい、バックグラインド後にマーキングを行う場合には薄化されたウェーハをマーキングを行う装置まで搬送する必要があるので破損の原因となる。更には、チップをパッケージした後では刻印が隠れてしまうので読み取ることが困難であった。
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、デブリを発生させず、バックグラインド前後でマーキングが可能であり、チップレベルでのトレーサビリティを可能とするレーザーマーキング方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は前記目的を達成するために、半導体デバイスが形成されたチップが多数形成されたウェーハ内部へ前記チップ毎にレーザー光を照射して改質領域を形成することにより、前記チップ毎に該チップに関する製品情報をマーキングすることを特徴としている。
本発明によれば、半導体デバイスが形成されたチップが多数形成されたウェーハ内部にレーザー光源から出射されたレーザー光が集光される。集光されたレーザー光によりウェーハ内部には多光子吸収による改質領域が形成される。レーザー光は位置を変えて複数集光され、ウェーハ内部に複数の改質領域が形成されることでチップ毎に該チップに関する製品情報がマーキングされる。
【０００９】
これにより、ウェーハ材質がウェーハ表面で気化飛散しないのでデブリが発生することがない。また、バックグラインド前でもバックグラインド後でもマーキングすることが可能であり、薄化されたウェーハが何度も搬送されることがなく、マーキング後にバックグラインドされてもマーキングが消えることがない。更に、パッケージした後でも読み取ることが可能となる。
【００１０】
また本発明は、前記製品情報は文字列、バーコード、または２次元バーコードにより表されることを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、ウェーハ内部へチップ毎に形成される改質領域によりマーキングされる製品情報は、文字列、バーコード、または２次元バーコードの形状を成す。これにより、容易に製品情報を読み取ることが可能となり、チップレベルでのトレーサビリティが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明のレーザーマーキング方法によれば、レーザー光によりウェーハ内部へチップ毎に改質領域を形成して製品情報をマーキングすることにより、デブリを発生させず、バックグラインド前後でマーキングが可能であり、チップレベルでのトレーサビリティを可能する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】レーザー加工装置の斜視図
【図２】レーザーヘッドの構成を示した斜視図
【図３】レーザー加工の様子を示した断面図
【図４】マーキング状態を示した平面図
【図５】別の実施形態によるウェーハが載置されたレーザー加工装置の斜視図
【図６】マーキングされたウェーハの断面図
【図７】マーキングされたウェーハの内部を示した平面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下添付図面に従って本発明に係るレーザーマーキング方法の好ましい実施の形態について詳説する。はじめに、本発明に係るレーザーマーキング方法に用いられるレーザー加工装置について説明する。図１はレーザー加工装置の斜視図、図２はレーザーヘッドの構成を示した斜視図、図３はレーザー加工の様子を示した断面図である。
【００１５】
レーザー加工装置１には、図１に示すように移動手段としてのＸ移動軸２上に不図示の移動軸によりθ方向へ回転するウェーハテーブル３が備えられている。ウェーハテーブル３上には製品情報のマーキングが行われるウェーハＷが載置される。ウェーハＷには半導体装置や電子部品などのデバイスが形成されたチップＣが多数形成されている。
【００１６】
ウェーハテーブル３上部にはＸ移動軸２に直交するように設けられた移動手段としてのＹ移動軸４にレーザーヘッド５が設けられている。レーザーヘッド５は、Ｚ移動軸６に取り付けられ撮像手段７と共に上下方向に移動される。
【００１７】
レーザーヘッド５は、図２に示すように、レーザー発振器８、コリメートレンズ９、ミラー１０、１０、第１回転ミラー１２、第２回転ミラー１３、ｆ−θレンズ１４等から構成される。
【００１８】
第１回転ミラー１２と第２回転ミラー１３とは直交する２つの軸（例えばＸ、Ｙ軸方向）に向って夫々配置され、軸を中心としてミラーが回転するように駆動手段を有するガルバノミラーと呼ばれる機構が設けられている。
【００１９】
レーザー発振器８から発振されたレーザー光Ｌはコリメートレンズ９で水平方向に平行光線とされた後にミラー１０、１０で進行方向を変更され、第１回転ミラー１２と第２回転ミラー１３との回転角度を変更することで２つの軸方向に振ることが可能となる。
【００２０】
ｆ−θレンズ１４は、第１回転ミラー１２と第２回転ミラー１３とにより２つの軸方向へ振られたレーザー光Ｌの進行方向を２つの軸に対して垂直となるように方向を変更する。ｆ−θレンズ１４により方向変更されたレーザー光Ｌは不図示のコンデンスレンズにより集光されてウェーハＷへ入射される。
【００２１】
ウェーハＷへ入射されたレーザー光ＬはウェーハＷ内部で集光され、図３（ａ）に示すように集光点でエネルギーが集中し、集光点近傍に多光子吸収によるクラック領域、溶融領域、屈折率変化領域等の改質領域Ｐが形成される。
【００２２】
レーザー光Ｌとしては、例えば改質領域Ｐを形成するために必要なエネルギー密度である１．０×１０７  Ｗ／ｃｍ２  以上を実現できるレーザー光が用いられる。
【００２３】
改質領域Ｐは、図３（ｂ）に示すように、レーザー光Ｌの集光点をガルバノミラー機構により移動させることでワークＷ内部の所望の深さと位置に集光させて複数形成される。改質領域Ｐは、図４に示すように文字列、バーコード、または２次元バーコード等の形状となるように複数形成され、これらにより複数形成されたチップＣ毎にチップＣに関する製品情報部１５がワークＷ内部にマーキングされる。
【００２４】
なお、改質領域Ｐの形成では、第１回転ミラー１２と第２回転ミラー１３とｆ−θレンズ１４とによるガルバノミラー機構を用いず、図１に示すＸ移動軸２、Ｙ移動軸４、Ｚ移動軸６、及びθ回転移動軸とによりＸ、Ｙ、Ｚ、及びθ方向へレーザー光ＬとウェーハＷとを相対的に移動させてレーザー光Ｌを任意の深さと位置に集光させてもよい。
【００２５】
また、複数のレーザー光Ｌを同時に照射する、または異なる波長、パルス幅、エネルギーの複数のレーザー光Ｌを、時間差をおいて照射することにより複数の改質領域Ｐを形成してもよい。
【００２６】
次に、本発明に係るレーザーマーキング方法について説明する。レーザーマーキング方法では、まずウェーハテーブル３上へ半導体装置や電子部品などのデバイスが形成されたチップＣが多数形成されたウェーハＷが載置される。
【００２７】
ウェーハＷは、図１に示すように、表面に不図示の保護シートが貼着され裏面側をレーザーヘッド５へ向けてウェーハテーブル３へ吸着載置される。ウェーハＷはバックグラインド工程を経て薄化されたもの、またはバックグラインド工程前の薄化されていないもののいずれのものでもよく、裏面側よりレーザー光Ｌが入射される。
【００２８】
また、ウェーハテーブル３上に吸着載置されるウェーハＷは、図５に示すように裏面側に貼着されたテープＴを介してフレームＦへマウントされたダイシング工程前、またはダイシング工程後のウェーハＷでもよく、このようなウェーハＷへは表面側よりレーザー光Ｌが入射される。
【００２９】
ウェーハＷはウェーハテーブル３へ載置された後、ウェーハＷ表面に形成された各チップＣのアライメントパターンが撮像手段７により撮像されてアライメントが実施される。図１に示すようにウェーハＷの裏面側より撮像手段７で撮像してアライメントする場合は、表面のアライメントパターンを撮像するためウェーハＷを透過する波長の光を照射して撮像手段７によりアライメントパターンを撮像する。具体的には、ウェーハＷがシリコンウェーハならば、波長３１０ｎｍ以上（４ｅＶ未満）、より好ましくは波長１μｍ以上（１．２ｅＶ未満）の光を照射して撮像される。
【００３０】
ウェーハＷのアライメントが完了した後、レーザー光ＬをウェーハＷへ照射することにより改質領域Ｐを形成してチップ毎の製品情報部１５がマーキングされる。改質領域Ｐの形成では、図２に示す第１回転ミラー１２と第２回転ミラー１３とｆ−θレンズ１４とによるガルバノミラー機構、または図１に示すＸ移動軸２、Ｙ移動軸４、Ｚ移動軸６、及びθ回転移動軸による移動機構によりウェーハＷ内部の所望の深さと位置にレーザー光Ｌが集光されて改質領域Ｐが形成される。
【００３１】
改質領域Ｐは、図４に示すように文字列、バーコード、または２次元バーコード等の形状となるように複数形成され、これらにより複数形成されたチップＣ毎に、チップＣに関する製品情報部１５がチップＣ内部にマーキングされる。
【００３２】
これにより、ウェーハ表面または裏面にはレーザー光Ｌによる加工が行われず、ウェーハ表面または裏面の材質が気化飛散しないのでデブリが発生してウェーハ表面または裏面に付着することがない。また、バックグラインド前、バックグラインド後、ダイシング後でもマーキングすることが可能であり、薄化されたウェーハが何度も搬送されることがなく、マーキング後にバックグラインドされてもマーキングが消えることがない。更に、パッケージした後でも製品情報を読み取ることが可能となり、チップレベルでのトレーサビリティが可能となる。
【００３３】
なお、改質領域Ｐにより製品情報部１５が形成される位置はチップＣ毎に任意の位置でよい。また、製品情報部１５が形成される深さも任意の位置でよく、好ましくは図６に示すようにデバイスＤの近傍となる深さに形成される。製品情報部１５をデバイスＤの近傍に形成することにより、遷移金属汚染の捕獲を行うゲッタリングの効果が得られ、ウェーハの裏面に付着した銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）等の重金属不純物がウェーハ内へ進入することが妨げられる。
【００３４】
次に本発明に係るレーザーマーキング方法の実施例を説明する。図７に示すウェーハＷは、半導体装置や電子部品などのデバイスが形成されたチップＣが多数形成され、本発明によるレーザーマーキング方法にてチップＣ毎に製品情報部１５としてウェーハＷ内のチップＣの位置を示した行列番号がマーキングされている。
【００３５】
ウェーハＷはバックグラインド工程やダイシング工程などの各工程を経て個々のチップに分割された後にパッケージされて半導体製品や電子部品となる。このとき、製品化後に発生した不良品の製品情報部１５を読み取り行列番号毎に集計する。
【００３６】
例えば、不良品であるチップＣ１がグラインディングマークＧＭに沿って発生していた場合、グラインド工程を起因とする不良の発生であることが分かりグラインディングマークＧＭを低減することで不良品を減少させることが可能となる。このように、本発明のレーザーマーキング方法によればチップレベルでのトレーサビリティが可能となる。
【００３７】
以上、説明したように、本発明に係わるレーザーマーキング方法によれば、レーザー光によりウェーハ内部へチップ毎に製品情報がマーキングされるので、ウェーハ材質が気化飛散してデブリが発生することがなく、バックグラインド前でもバックグラインド後でもマーキングすることが可能であり、薄化されたウェーハが何度も搬送されることがなく、マーキング後にバックグラインドされてもマーキングが消えることがない。更に、パッケージした後でも読み取ることが可能となり、チップレベルでのトレーサビリティが可能となる。
【符号の説明】
【００３８】
１…加工部，２…Ｘ移動軸，３…ウェーハテーブル，４…Ｙ移動軸，５…レーザーヘッド，６…Ｚ移動軸，７…撮像手段，８…レーザー発振器，９…コリメートレンズ，１０…ミラー，１２…第１回転ミラー，１３…第２回転ミラー，１４…ｆ−θレンズ，１５…製品情報部，Ｃ、Ｃ１…チップ，Ｄ…デバイス，Ｆ…フレーム，Ｇ…グラインディングマーク，Ｌ…レーザー光，Ｐ…改質領域，Ｔ…テープ，Ｗ…ウェーハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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