(57)【要約】 【課題】    半導体基板へ耐久性や判別性に優れたマーキングを施したい。  【解決手段】  半導体基板１に対してインクジェットノズルより着色インクを吐出して所望形状のパターンを設ける半導体基板へのマーキング方法であり、    半導体基板１に設ける着色インクによる所望形状のパターンとなるマーキング対象部を縁取りするパターンでインクジェットノズル１１から撥インク液２１を吐出して撥インク膜２２を形成し、次に撥インク膜２２内にインクジェットノズル１３から着色インク２３を吐出して着色インク膜２４を形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に対してインクジェットノズルより着色インクを吐出して所望形状のパターンを設ける半導体基板へのマーキング方法において、  
半導体基板に設ける着色インクによる所望形状のパターンとなるマーキング対象部を縁取りするパターンでインクジェットノズルから撥インク液を吐出して撥インク膜を形成し、次に撥インク膜内にインクジェットノズルから着色インクを吐出して着色インク膜を形成することを特徴とする半導体基板へのマーキング方法。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板に対してインクジェットノズルより着色インクを吐出して所望形状のパターンを設ける半導体基板へのマーキング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体基板への所望形状のパターン形成（マーキング）では、下記特許文献１で提案されるように、インクジェットノズルより着色インクを吐出して所望形状のパターンを設けてから紫外線を照射してインクを定着させる方法がある。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２７４３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インクジェット方式によるマーキングは、ＩＣのモールディング面やシリコンウエハ面などに対して行うため、インクと被マーキング面との間のぬれ性や接着性が、マーキング形状の判別性やマーキングの耐久性等、マーキング品質を大きく左右する要因となる。
【０００５】
上記した紫外線硬化性の着色インクを用いる場合、紫外線を照射することにより短時間で硬化する特徴を有するが、硬化時における着色インクの急激な体積収縮によりインクと被マーキング面との間にひずみが発生し、マーキング剥離等の不良が発生することやインク着弾時のインク液滴のズレや変形等によるマーキング形状の判別性が低下する問題がある。
【０００６】
それゆえ本発明の目的は、耐久性や判別性に優れた半導体基板へのマーキング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明の特徴とするところは、半導体基板に対してインクジェットノズルより着色インクを吐出して所望形状のパターンを設ける半導体基板へのマーキング方法において、半導体基板に設ける着色インクによる所望形状のパターンとなるマーキング対象部を縁取りするパターンでインクジェットノズルから撥インク液を吐出して撥インク膜を形成し、次に撥インク膜内にインクジェットノズルから着色インクを吐出して着色インク膜を形成することにある。
【発明の効果】
【０００８】
撥インク液は固形成分を含まず、粘度や表面張力の調整範囲を広く設定できるため、インクジェット吐出性が良好で、ドット形状の変形の少ないパターニングが可能である。また、着色インクは半導体基板とのぬれ性が良い。
【０００９】
半導体基板に設ける着色インクによる所望形状のパターンとなるマーキング対象部を縁取りした白抜き文字状のパターンでインクジェットノズルからインク液を吐出して撥インク膜を形成し、次に撥インク膜内にインクジェットノズルから着色インクを吐出すると、着色インクはマーキング対象部でぬれ、マーキング対象部の外周部である撥インク膜で弾かれ、マーキング対象部のみに着色インクによる所望形状のパターンが得られ、マーキング形状の判別性が良好となる。
【００１０】
この着色インク層は、加熱することにより着色インク層内部の溶剤が蒸発して硬化するが、液体状態での着色インクとマーキング対象部とのぬれ性が良いため、硬化した着色インク膜とマーキング対象部との接着性が向上し、耐久性が良好となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図１に示す一実施形態に基づいて、本発明方法を説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明方法によりインクジェットマーキングを入れたウエファレベルＣＳＰの製造工程を示している。
【００１３】
図１（ａ）において、１は前工程において酸化、拡散、エッチング、洗浄、ウエハ検査等一連の工程が完了したシリコンウエファ（半導体基板）で、表面安定化膜２、配線３が形成され、封止層４、はんだバンプ５を形成してある。
【００１４】
１１は撥インク液滴を吐出するインクジェットノズルで、シリコンウエファ１の裏面に着弾した撥インク液滴２１により後で詳述するように着色インクによる所望形状のパターンとなるマーキング対象部の外周部をパターニング（縁取り）し、その後、図示していない加熱器で１００℃程度まで加熱・乾燥し、撥インク膜２２を形成する。
【００１５】
撥インク液の成分例は、溶剤に溶解したフッソ系樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル等である。撥インク液の成分は、加熱・乾燥し溶剤が蒸発した後で形成される撥インク膜と使用する着色インクとの接触角（図７に示した角度α）が２５°以上となる条件で選定される。なお、図7において、２４は後述する着色インク膜である。
【００１６】
撥インク液は固形成分を含まず、撥インク膜の厚さを薄くしても撥インク性に問題が出ないため、粘度や表面張力の調整範囲を広く設定できる。粘度を下げて表面張力を調整することで、インクジェット吐出性は良好となり制御範囲を広く取れるため、インクジェット液滴量の均一化と微小量化が可能となる。
【００１７】
その結果、撥インク液をインクジェットで吐出する場合は、ドット形状の変形が少なく、位置ズレの少ない良好なパターニングが可能となる。
【００１８】
なお、撥インク液層の色は、基本的に無色透明が好ましいが、着色インクによるマーキング色が識別可能な色を選定しても良い。
【００１９】
なお、１３は着色インク液滴２３を吐出するインクジェットノズルである。
【００２０】
撥インク膜２２を形成したら、図１（ｂ）に示すように、撥インク膜２２が形成されたシリコンウエファ１の裏面に対し、インクジェットノズル１３で着色インク液滴２３を吐出する。
【００２１】
着色インク液滴２３は撥インク膜２２により縁取りされ所望形状のパターンとなっているマーキング対象部に吐出して所望形状のパターンとされる。
【００２２】
着弾直後の着色インク液滴２３は、衝突の瞬間に周囲に広がり、外周の撥インク膜２２に弾かれて元の位置に戻り、マーキング形状の変形は少ない。
【００２３】
着色インクは、シリコンウエファ１とのぬれ性が優れていることが必要であるため、表面張力や粘度等を調整しシリコンウエファ１に対する接触角が５〜１０°を示すようにインク成分を決める。
【００２４】
一例として、着色材は顔料、主溶媒を溶剤とし、樹脂バインダー，保湿剤及び表面張力等をコントロールする添加剤を成分とする通常の熱硬化性の着色インクを使用した。着色インクの物性値として、粘度は２〜１２ｍＰａ・ｓ，表面張力は１５〜４０ｍＮ/ｍの範囲を使用した。
【００２５】
シリコンウエファ１に対しては、着色インクとのぬれ性を悪化させる不純物の洗浄や、ぬれ性を向上させる表面改質等を実施しておくことが好ましい。
【００２６】
マーキング対象部の形にパターニングされた着色インク液滴２３は、図示していない加熱器で１００℃程度まで加熱・乾燥することで硬化して着色インク膜２４となり、液体状態での着色インク液滴２３とシリコンウエファ１とのぬれ性が良いために、硬化後の接着性・耐久性は良好である。
【００２７】
その後、図１（ｃ）で示すように、マーキングされたシリコンウエファ１はダイシングもしくはペレタイズされて、個々のＣＳＰ１０に分割され、図１（ｄ）に示すように、前以て形成してあるはんだバンプ５でプリント配線板１５の配線パターン１６上に実装される。
【００２８】
次に、具体例を示す図２と図３で撥インク液滴２１と着色インク液滴２３によるパターニングについて説明する。
【００２９】
図２は英文字Ｂを印字した例を示しており、まず、インクジェットヘッド３１における複数のインクジェットノズル１１から撥インク液滴２１を英文字Ｂを縁取る位置に撥インク液滴２１をドットパターンで吐出する。
【００３０】
シリコンウエファ１に着弾した撥インク液滴２１は、液滴量，接触角等により決まる直径まで広がり、ドット間隔の設定をそれと同様な値とすると、図３で示すように、撥インク液滴２１の隣り合うドット同士が接続する。
【００３１】
なお、ドット間隔の設定は、インクジェットヘッド３１のノズルピッチＰと一致せず、小さい場合は、矢印Ａで示す印刷方向に対し、インクジェットヘッド３１を傾斜させて、印刷方向と垂直方向のノズル間隔をドット間隔に一致させる。ドット間隔への一致に関し、本具体例では、インクジェットヘッド３１を傾斜させる方法としているが、インクジェットヘッド３１を傾けず、ノズル位置を１ドット刻みで移動し、繰り返して吐出する方法でも良い。
【００３２】
パターニングした撥インク液滴２１は加熱・乾燥され、撥インク膜２２が形成される。
【００３３】
インクジェットヘッド３１と任意の距離Ｌを持つインクジェットヘッド３２のインクジェットノズル１３は、着色インク液滴２３を、英文字Ｂのドットパターンの位置に吐出する。
【００３４】
シリコンウエファ１に着弾した着色インク液滴２３は、液滴量，接触角等により決まる直径まで広がり、ドット間隔の設定をそれと同様な値とすると、図３で示すように、着色インク液滴２３の隣り合うドット同士は接続し撥インク膜２２と隣り合う着色インク液滴２３は撥インク膜２２に弾かれる。
【００３５】
このようにして、着色インク液滴２３は、撥インク膜２２で決められたパターン内に収まって明瞭な英文字Ｂとなり、マーキング形状の判別性が良好となる。
【００３６】
また、撥インク膜２２で決められたパターン内に収まる着色インク液滴２３は、シリコンウエファ１とのぬれ性が良いため、加熱・乾燥されて形成される着色インク膜２４のシリコンウエファ１との密着性は良く、耐久性は良好である。
【００３７】
図４は、マーキング装置１００の構成例を示す概略図である。
【００３８】
図４において、１０１ははんだバンプまで形成された複数のシリコンウエファ１を収納したウエファカセット１０２を載置するカセット台、１０３は真空吸着によりシリコンウエファ１を保持することだできるロボットハンド１０４を備えた搬送部、１０５はシリコンウエファ１にマーキングを行なうマーキング部である。
【００３９】
マーキング部１０５には、図５に示すようにシリコンウエファ１を載置して真空吸着し水平面でＸＹθの各方向に移動するテーブル１０６、テーブル１０６上のシリコンウエファ１を撮像し画像処理によりテーブル１０６を微動させて正位置に位置決めするための画像カメラ１０７、図２に示したインクジェットヘッド３１，３２を備えたインクジェットヘッド部１０８、そして図６に示した詳細構造を示した加熱器１１０を備えている。
【００４０】
なお、図５において、１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃはそれぞれテーブル１０６を構成するＸ軸，Ｙ軸，θ軸方向に移動可能な各テーブルである。それぞれの駆動機構としては公知のサーボモータやボールネジを利用してので、詳細説明は省略する。
【００４１】
インクジェットヘッド部１０８は、撥インク液を吐出する複数のインクジェットヘッド３１を印刷方向に対して傾け位置決めして取り付ける部材１０８ａ、着色インクを吐出する複数のインクジェットヘッド３２を印刷方向に対して傾け位置決めして取り付ける部材１０８ｂを有し、両部材１０８ａ，１０８ｂは門型フレーム１０８ｃを固定側とするＺ軸ステージ１０８ｄに取り付けて、サーボモータ１０８ｅにより各インクジェットヘッド３１，３２とシリコンウエファ１との間隔を正確に調整できるようになっている。
【００４２】
シリコンウエファ１はロボットハンド１０４でウエファカセット１０２から取り出し、裏表反転して、テーブル１０６に真空吸着固定させる。テーブル１０６上のシリコンウエファ１は、画像カメラ１０７でシリコンウエファ１に設けてある認識マークを撮像して、画像処理で現在位置を判定し、ステージをＸＹＸＹθの各方向に必要量だけ微動させてインクジェットヘッド３１，３２に対する位置決めを行なう。
【００４３】
インク吐出によるマーキング（パターニング）動作においては、テーブル１０６に載置固定したシリコンウエファ１に対し、Ｘ方向やＹ方向に一定の速度で移動し、インクジェットヘッド３１による撥インク液を吐出するパターニングに続けてインクジェットヘッド３２による着色インクを吐出するパターニングを施す。
【００４４】
この場合、撥インク液のパターニング後に、一旦、加熱器１１０で撥インク液の溶剤を蒸発させて撥インク膜としてから、着色インク液によるパターニングを行なう。
【００４５】
シリコンウエファ１のサイズ，各インク液滴２１，２３のドット間，インクジェットヘッド３１、３２の構成により、マーキングを行なうＸ軸方向及びＹ軸方向の移動回数が決定され、パターニングにより、図１（ｃ）で示すシリコンウエファ分割後における個別の各ＣＳＰ１０の裏面へ、ロット番号等の製造情報を示す記号や２次元マトリクスコード等をマーキングする。
【００４６】
図６は、加熱器１１０の一例を示す断面図である。
【００４７】
加熱器１１０は、インクでパターニングされたシリコンウエファ１を加熱する電熱式のヒータ１１１を有し、ヒータ１１１は加熱器１１０の近傍に設置するインクジェットヘッド部１０８やサーボモータ１０８ｅなどへの伝熱を遮断するための保温材１１２で包囲し、加熱・乾燥時にインク液滴から蒸発する溶剤を真空排気流路１１３を介して真空排気するための吸引孔１１４を設けてある。
【００４８】
加熱・乾燥の対象であるパターニングされた撥インク液滴や着色インク液滴は、溶剤を含有しているため、加熱・乾燥時にその溶剤が蒸発するため、溶剤蒸気を真空吸引し、外部に設置する溶剤ガス処理設備に送る構造である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態になるウエファレベルＣＳＰの製造工程を示す図である。
【図２】撥インク液滴と着色インク液滴によるパターニングの具体例を示す図である。
【図３】撥インク液滴と着色インク液滴のパターニングにおけるインクドットを拡大して示す図である。
【図４】本発明を具現化するマーキング装置の概略構成を示す図である。
【図５】図４のマーキング装置におけるマーキング部を示す平面図である。
【図６】図４のマーキング装置における加熱器の構造を示す断面図である。
【図７】撥インク膜と着色インク液滴の接触角を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５０】
１‥シリコンウエファ（半導体基板）
１１，１３‥インクジェットノズル
２１‥撥インク液滴
２２‥撥インク膜
２３‥着色インク液滴
２４‥着色インク膜
【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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