【手続補正書】
【提出日】平成21年10月13日(2009.10.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルスレーザ発振器から照射されるレーザビームにより被マーキング物品の表面にドット状のマークを形成するマーキング方法であって、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ビームホモジナイザにより平滑化すること、１画素単位の最大長さが５０〜２０００μｍである液晶マスクを駆動制御して所望のパターンを形成し、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こと、前記液晶マスクを通過して分割されたレーザビームのパルス幅を１０〜５００ｎｓに設定すること、共焦点方式で被マーキング部品の表面の高さ計測を行い、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を行うこと、及び前記液晶マスクを透過した１ドットごとの各レーザビームを、レンズユニットにより１ドットの最大長さが１．０〜１５．０μｍとなるように縮小して前記被マーキング物品の表面に結像させること、を特徴とするレーザビームによる微小マーキング方法。
【請求項２】
前記液晶マスクの画素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され、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を、前記液晶マスクの前後いずれかに配することを含んでなることを特徴とする請求項１記載の微小マーキング方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】レーザビームによる微小マーキング方法
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は半導体ウェハ或いは半導体装置の製造工程における加工履歴や製品管理等に用いられるドットマークのレーザビームによる微小マーキング方法に関し、更に詳しくは半導体ウェハ及びデバイス製造工程において以降の読み取り精度に最も影響が少なく、且つウェハ自体の電気的特性にも影響を与えない領域に形成され、しかも所望の情報量が確保され、読み取りが可能なレーザ照射による微細で特異な形態をもつドットマークのマーキング方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
このマーキング方法によれば、１画素単位を通過するレーザビームの照射により、被マーキング物品の表面には高さが略１μｍ以下で、直径が０．５〜１．０μｍ、相互の間隔が略１．５〜２．５μｍ、密度が１．６〜４．５×１０7 個／ｃｍ2 の多数の微小突起部が形成され、この１画素単位としての多数の微小突起部による光の乱反射により、視認性に優れたドットマーク形態となり、しかもその刻印時に塵芥の発生が抑えられるというものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明は、これらの課題を解決すべくなされたものであり、その具体的な目的は半導体ウェハ及び半導体の製造工程における全ての加工履歴や、ウェハＩＤ、チップＩＤ、製品番号等を知ることが可能な微小なドットマーク形態をもつドットマークのマーキング方法を提供することにある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
そこで、更に視認性に優れたドットマークの形態の作成につき検討を重ねた結果、後述するごとくレーザビームのパルス幅を所定の範囲に設定すると共に、エネルギー密度分布を制御することにより、被マーキング物品の表面に照射されるレーザビーム単位ごとに形成されるドットマークの形態が、従来では知られていない中央部が隆起した特異な形態を呈し、その視認性についても従来のレーザマーキングにより形成される凹陥状の穴形態を有するドットマーク形態と比較して、単一の微小なドットマークであるにも関わらず、より優れたものとなることが確認された。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
すなわち、本件請求項１に係る発明は、パルスレーザ発振器から照射されるレーザビームにより被マーキング物品の表面にドット状のマークを形成するマーキング方法であって、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ビームホモジナイザにより平滑化すること、１画素単位の最大長さが５０〜２０００μｍである液晶マスクを駆動制御して所望のパターンを形成し、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こと、前記液晶マスクを通過して分割されたレーザビームのパルス幅を１０〜５００ｎｓに設定すること、共焦点方式で被マーキング部品の表面の高さ計測を行い、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を行うこと、及び前記液晶マスクを透過した１ドットごとの各レーザビームを、レンズユニットにより１ドットの最大長さが１．０〜１５．０μｍとなるように縮小して前記被マーキング物品の表面に結像させることを特徴としている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
この方法により得られるドットマーク形態は、レーザ照射点ごとの単一のドットマークからなり、同マークの中央部が被マーキング物品の表面から上方に隆起する隆起部を有するとともに、同隆起部の周囲が凹んでおり、各ドットマークの被マーキング物品の表面に沿った長さが１．０〜１５．０μｍであり、前記隆起部の高さが０．０１〜５．０μｍとなる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
そして、かかる形状の微小ドットを形成するには、１ドット単位に照射されるレーザビームの質及び量に対する高精度な制御が必要である。そのため、請求項１に係る発明のような、パルスレーザ発振器から照射されるレーザビームにより被マーキング物品の表面にドット状のマークを形成するマーキング方法であって、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ビームホモジナイザにより平滑化すること、１画素単位の最大長さが５０〜２０００μｍである液晶マスクを駆動制御して所望のパターンを形成し、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こと、前記液晶マスクを通過して分割されたレーザビームのパルス幅を１０〜５００ｎｓに設定すること、共焦点方式で被マーキング部品の表面の高さ計測を行い、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を行うこと、及び前記液晶マスクを透過した１ドットごとの各レーザビームを、レンズユニットにより１ドットの最大長さが１．０〜１５．０μｍとなるように縮小して前記被マーキング物品の表面に結像させることを特徴とする本発明のレーザビームによる微小マーキング方法を採用することが有利である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
更に、請求項２に係る発明のごとく、前記液晶マスクの画素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され、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を、前記液晶マスクの前後いずれかに配することが好ましい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
上述のごとく本発明によるドットマークは、その特異な形態と微小であるがために、通常では予測し得ないような狭小な領域への十分な情報量をもつドットマークの書き込みができるばかりでなく、その読み取りも可能である。本発明により形成されるドットマークは、半導体ウェハの周面部、特にその周面部に形成されるノッチ部の内面は言うに及ばず、驚いたことには半導体ウェハや回路チップの切断（破断）面及び研削面に形成することが可能となる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
以下、本発明の好適な実施の形態を、その比較形態と共に添付図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は本発明の方法により得られる微小ドットマークを形成するためのレーザマーキング装置を模式的に示した説明図である。
同図において、符号２はレーザ発振器、３はビームホモジナイザ、４は液晶マスク、５はビームプロファイル変換器、６は縮小レンズユニット、Ｗは被マーキング物品である。ここで、本実施例では半導体基材Ｗとして半導体ウェハを例示している。なお、本実施例にあって前記半導体ウェハＷ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。また、半導体基材としては前記半導体ウェハの他にも、同半導体ウェハを基材として製造される各種の半導体デバイスがある。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
例えば、本発明方法により形成されるドットマークを、半導体ウェハの、例えば裏面の研削面や切断面に形成するには、本発明者等が先に提案した特願平９−３２３０８０号に開示されたレーザマーキング装置１にあって、レーザ発振器２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ビームを、まずビームホモジナイザ３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に成形する。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ビームは、次いで液晶マスク４の表面に照射される。このとき、液晶マスク４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、前記レーザビームは同パターン表示領域内の光透過可能な状態にある画素部分を透過する。この各画素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３により成形された形状と同一であって均一に分布されている。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
以上のことからも明らかなように、本発明によれば、半導体ウェハ表面の各ドット単位ごとの領域に正確に且つ整然と従来の３／２０〜１／１００の大きさの均一な形態をもつ単一の微小なドットマークを形成することができる上に、そのドットマーク形態が従来にない中央部が隆起した特異な形態を有しているため、その視認性に優れ、２Ｄコードとしても充分に機能するマーク形態となる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
図１１は最も表面粗さが大きいと考えられるＶノッチの切断面に本発明方法によりドットマークを形成したときの平面図を示している。この図からも理解できるように、本発明によれば半導体ウェハＷの全ての切断面及び研削面に形成される微小なドットマークであっても、その隆起形態から十分な視認性を確保することができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
また、本発明方法により得られるドットマークは、前述のごとく従来のドットマークの大きさよりも大幅に微小化され、しかも隣接するドットマークとの境界が判然と区別できるため、同一領域に多くのドットマークが形成でき、そのマーキング領域も大幅に増大するばかりでなく、同時にマーキング領域の選定にも自由度が増える。