(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハを支持して移動させるテーブルと、
前記半導体ウェハの厚さを測定する厚さ測定器と、
前記半導体ウェハにレーザ光を用いて識別子を刻印するレーザヘッドと、
前記厚さ測定器により測定された値に基づいて前記レーザヘッドによる刻印を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記厚さ測定器により測定された値に基づいて、前記レーザヘッドから照射レーザ光のパルス数を制御することを特徴とする半導体ウェハへの識別子刻印装置。
【請求項２】
前記厚さ測定器は、半導体ウェハの周辺部の厚さを測定するものであることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハへの識別子刻印装置。
【請求項３】
前記厚さ測定器は、半導体ウェハにおける刻印位置または刻印位置に近接する位置の厚さを測定するものであることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハへの識別子刻印装置。
【請求項４】
半導体ウェハを支持して移動させるテーブルと、
識別子の刻印情報が入力される刻印装置本体と、
前記半導体ウェハにレーザ光を用いて識別子を刻印するレーザヘッドと、
このレーザヘッドにより前記半導体ウェハに刻印された識別子の画像を取り込むカメラと、
このカメラの取り込んだ画像を処理して前記半導体ウェハに刻印された前記識別子を読み取る読取装置と、
この読取装置による識別子の読取情報と前記刻印情報とを照合し、照合結果に基づいて前記レーザヘッドによる刻印を制御する制御装置と、
を有することを特徴とする半導体ウェハへの識別子刻印装置。
【請求項５】
前記制御装置は、識別子の形状に関して照合することを特徴とする請求項４に記載の半導体ウェハへの識別子刻印装置。
【請求項６】
前記テーブルは水平面内で回転する回転テーブルであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の半導体ウェハへの識別子刻印装置。
【請求項７】
半導体ウェハにレーザ光を用いて識別子を刻印する半導体ウェハへの識別子刻印方法において、
前記半導体ウェハの厚さを測定する工程と、
測定された前記半導体ウェハの厚さと予め定められた刻印深さと前記半導体ウェハの上記厚さ測定工程以降、最終製造工程までの取代厚さを考慮して識別子の必要な加工深さを求める工程と、
求めた加工深さを有する識別子をレーザ光を用いて前記半導体ウェハに刻印する工程と、
を有することを特徴とする半導体ウェハへの識別子刻印方法。
【請求項８】
半導体ウェハにレーザ光を用いて識別子を刻印する半導体ウェハへの識別子刻印方法において、
半導体ウェハにレーザ光を用いて識別子を刻印する工程と、
刻印された識別子の画像をカメラで取り込み、この取り込んだ画像より刻印された前記識別子を読み取る工程と、
この読取情報と予め設定された刻印情報を照合し、照合結果に基づいてレーザ光による刻印を制御する工程と、
を有することを特徴とする半導体ウェハへの識別子刻印方法。
【請求項９】
半導体ウェハにレーザ光を用いて識別子を刻印する半導体ウェハへの識別子刻印方法において、
前記半導体ウェハの厚さを測定する工程と、
測定された前記半導体ウェハの厚さと予め設定された刻印情報を用いて識別子の加工条件を求める工程と、
求めた加工条件にて識別子をレーザ光を用いて前記半導体ウェハに刻印する工程と、
刻印された識別子の画像をカメラで取り込み、この取り込んだ画像より刻印された前記識別子を読み取る工程と、
この読取情報と前記刻印情報を照合し、照合結果に基づいてレーザ光による刻印を制御する工程と、
を有することを特徴とする半導体ウェハへの識別子刻印方法。
【請求項１０】
前記照合は、識別子の形状に関して行なわれることを特徴とする請求項８または９に記載の半導体ウェハへの識別子刻印方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デバイス工程（半導体ウェハ製造工程より後工程、例えばパターンの焼付け工程、チップボンディング工程等）における半導体ウェハの品質管理のために、半導体ウェハの製造工程においてウェハの表面にレーザ光により識別子を刻印する半導体ウェハへの識別子刻印装置およびその刻印方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体ウェハは次の工程を経て製造される。
（１）インゴットを切断しスライスドウェハを得た後、洗浄する。
（２）スライスドウェハをラッピング後、洗浄する。
（３）ラップドウェハをエッチング後、洗浄する。
（４）エッチドウェハを鏡面研磨及び洗浄する。
（５）洗浄されたウェハを乾燥する。
【０００３】
さらに、半導体ウェハの種類を識別するための文字やバーコード等からなる識別子をウェハ表面にレーザ光を用いて刻印する工程、並びにその刻印された識別子を検査する工程が適宜追加されることもある。これは、刻印された識別子をデバイス工程において読み取り、各デバイス工程に適した半導体ウェハを確認できるようにするためである。
【０００４】
ところで、この識別子はデバイス工程における読み取りを確実にするために、例えば７０±２０μｍといった深さの規格を満たさなければならず、半導体ウェハ製造工程の仕上がりにおける深さをー定にしなければならない。そこで、この識別子の刻印を鏡面研磨工程の後に行なったのでは、その刻印屑がパーティクル発生の原因となることから、エッチングの前、またはラッピングの前に行なうのが望ましい。
【０００５】
ところが、ラップドウェハにこの識別子を刻印した場合、その後のエッチングで使用されるエッチング液によっては、識別子の刻印で発生する刻印屑により染みができてしまうという不具合がある。また、取代が大きいラッピング工程の前に識別子を刻印したのでは、鏡面研磨の仕上がりにおける識別子の深さをー定にすることが困難であり、デバイス工程から要求される規格を守れないだけでなく、識別子自体が消えてしまうことさえある。
【０００６】
これらの不具合を解決する方法としては、ラッピング後の厚さをー定にするという別の目的で従来から測定されているスライスドウェハの中心部の厚さ測定値に基づいて、スライスドウェハを複数のグループに分類し、そのグループごとにラッピングの取代を考慮した深さの識別子の刻印をするものがある。この方法によると、識別子の刻印で発生する刻印屑はラッピング後の洗浄で除去されるため、エッチングでの染みもできない。
【０００７】
一方、刻印された識別子の検査もデバイス工程における識別子の読み取りを確実に行なえるようにするために重要となる。そこで、刻印された識別子の位置ずれ、歪み、文字の曲がり等といった不具合の検出は、例えば、刻印装置により識別子を刻印した後にオペレータがウェハを抽出し、抽出したウェハにおける識別子の刻印部分をモニタに拡大表示し、識別子の文字やバーコードを目視により検査することにより行なわれていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
まず従来の刻印工程においては、スライスドウェハをその厚さに応じて分類するといっても分類のグループ数には限界があり、同一グループ内に分類されているスライスドウェハであっても厚さのバラツキが大きい場合、デバイス工程から要求された規格を満たす識別子を刻印することができないという問題点があった。
【０００９】
また、刻印工程の前工程に分類工程を必ず設けなければならないことから、この分類する工程が増える上、スライス順にスライスドウェハを加工することができず、非効率的であった。
【００１０】
一方、識別子の検査工程において、識別子を刻印した後にモニタに表示された画像を目視する検査では、オペレータの検査誤差が発生し、正確な検査を行なうことが困難であった。また、製造効率の理由から、その抽出頻度を半導体ウェハの製造枚数１００枚に対し１枚程度でしか行なえず、製造された半導体ウェハ全部をこの方法で検査するのは困難であるという問題があった。
【００１１】
本発明は、鏡面仕上げ後における識別子の深さをー定にすることで、デバイス工程における識別子の読み取りを確実に行なえるようにするとともに、スライスされた順番にスライスドウェハに対して効率よく刻印作業が行なえる、半導体ウェハへの識別子刻印装置およびその刻印方法を提供することを目的とする。
【００１２】
また本発明は、半導体ウェハに刻印された識別子を正確に、しかもすべての識別子を容易に検査することができるようにし、これにより不良な識別子の刻印された半導体ウェハが市場へ流通してしまうのを防止できるとともに、結果としてデバイス工程における識別子の読み取りを確実に行なうことのできる、半導体ウェハへの識別子刻印装置およびその刻印方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、厚さ測定器で半導体ウェハの厚さを測定し、その測定値に基づいてレーザヘッドによる刻印を制御するようにしたものであり、より具体的には、制御装置が、厚さ測定器により測定された値に基づいて、レーザヘッドから照射レーザ光のパルス数を制御するようにしてものである。
【００１４】
また本発明は、レーザヘッドにより半導体ウェハに刻印された識別子の画像をカメラで取り込み、この取り込んだ画像を処理して得られた識別子の読取情報を刻印情報と照合し、照合結果に基づいてレーザヘッドによる刻印を制御するようにしたものである。
【００１５】
さらに本発明は、厚さ測定器で半導体ウェハの厚さを測定し、測定値と刻印情報から識別子の加工条件を求め、その条件で識別子をレーザ光を用いて半導体ウェハに刻印後、刻印された識別子の画像をカメラで取り込み、この取り込んだ画像を処理して得られた識別子の読取情報を刻印情報と照合し、照合結果に基づいてレーザ光による刻印を制御するようにしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は本発明の第１の実施の形態で製造される半導体ウェハの拡大側面断面図、図２は本発明の第１の実施の形態の刻印装置を示す模式図である。
【００１８】
本実施の形態での刻印工程は、すでに従来技術のところで説明した半導体ウェハの製造工程では、（１）に相当するインゴットを切断しスライスドウェハを得るという工程の次に位置付けられる。
【００１９】
まず、刻印装置について図２を用いて説明する。図２（ａ）に示すように、この刻印装置１０は、スライスされたスライスドウェハ２の底面を保持し、水平方向に回転させるターンテーブル５と、スライスドウェハ２の厚さを測定する例えば反射型の厚さ測定器３と、レーザ光により識別子をスライスドウェハ２に刻印するレーザヘッド４を有する。なお厚さ測定器３は、スライスドウェハ２における識別子の刻印（予定）位置または刻印位置に近接する位置の厚さを測定することが好ましく、また通常、識別子はウェハ周辺部に刻印されるので、本実施の形態ではターンテーブル５に保持されたスライスドウェハ２の周縁部の任意の点の厚さを測定できるようになっている。また、厚さ測定器３により測定された値は制御装置７に出力され、制御装置７では厚さ測定器３より出力された測定信号に基づいてレーザ発振器６からレーザヘッド４を介してからスライスドウェハ２に向けて照射されるレーザ光のパルス数を制御し、刻印深さをコントロールするようになっている。
【００２０】
この刻印装置１０による刻印作業は、次のようにして行われる。
【００２１】
まず、インゴットから切断されたスライスドウェハ２をターンテーブル５に一定向きで載せて保持させ、次に刻印位置１１が厚さ測定器３の下にくるようにターンテーブル５を回転させる。ここで厚さ測定器３は、スライスドウェハ２における刻印位置１１の厚さを測定し、測定信号を制御装置７へ出力する。
【００２２】
次に図２（ｂ）に示すように、スライスドウェハ２の刻印位置１１が刻印装置１０のレーザヘッド４の下に位置するようにターンテーブル５を回転させる。レーザヘッド４からは、レーザ発振器６よりレーザ光がスライスドウェハ２の刻印位置に向けて照射され、刻印される。この時、制御装置７は、厚さ測定器３からの測定信号に基づき、レーザヘッド４を介して照射されるレーザ光のパルス数を次のようにして制御する。
【００２３】
図１（ａ）に示すように、厚さ測定器３により測定された値を刻印位置１１の厚さＴ１とすると、鏡面仕上げ後の厚さＴ２は予めわかっており、鏡面仕上げまでの取代Ｔ３が算出される。また、デバイス工程から要求されている規格である仕上げ刻印深さＤ１が既に制御装置７に入力されており、これに取代Ｔ３を加えることにより、このスライスドウェハ２に刻印すべき識別子１の加工刻印深さＤ２が得られる。ところで、照射するレーザ光のパルス数と加工刻印深さとの対応関係は、実験等で予め求めておくことができる。従って、制御装置７においては、上述のようにして求めた加工刻印深さＤ２に基づき、上述の対応関係からこの深さＤ２に相当するレーザ光のパルス数を選定してレーザ発振器６を制御する。
【００２４】
このようにして識別子１の刻印されたスライスドウェハ２は、その後図１（ｂ）に示すように、鏡面仕上げに至るまでの加工が施されることにより、取代Ｔ３が取り除かれた半導体ウェハ２ａとされ、その識別子１の仕上げ刻印深さＤ１は常にー定な値となる。
【００２５】
この実施の形態によれば、鏡面仕上げ後における識別子１の深さをー定にすることができ、これにより、デバイス工程における識別子１の読み取りを確実に行なえるようにすることができる。
【００２６】
また、スライスされた順番にスライスドウェハ２に対して刻印作業が行なえるので、従来のような厚さごとに分類するといった前工程を設ける必要がなく、その分、工程が短縮できて作業効率を上げることができ、またスライスした順番に加工して出荷することができる。
【００２７】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００２８】
図３は本発明の第２の実施の形態の刻印装置を示す概略構成図、図４は図３の刻印装置を用いた刻印手順を示すフローチャートである。
【００２９】
なお、本実施の形態での刻印工程も、第１の実施の形態と同様に、従来技術のところで説明した半導体ウェハの製造工程では、（１）に相当するインゴットを切断しスライスドウェハを得るという工程の次に位置付けられる。
【００３０】
まず、本実施の態様の刻印装置について説明する。
【００３１】
図３に示すように、刻印装置２０は、スライスされたスライスドウェハ２１の底面を保持し、水平方向に回転するターンテーブル２２と、スライスドウェハ２１に識別子を刻印するレーザヘッド２３が接続された刻印装置本体２４と、刻印された識別子を読み取る読取用カメラ２５が接続された読取装置本体２６と、刻印装置本体２４と読取装置本体２６が接続され制御装置を構成する情報処理装置２７により構成されている。
【００３２】
刻印装置本体２４へは、キーボード２４ａやマウス（図示せず）等により刻印する識別子の刻印情報が入力されるようになっており、また入力された刻印情報は画面２４ｂ上で確認できるようにされるとともに、情報処理装置２７へも送られる。この刻印装置本体２４に接続されたレーザヘッド２３は、スライスドウェハ２１の刻印位置に対向するようにその上方に配置されている。また、読取用カメラ２５もスライスドウェハ２１に対向するようにその上方に配置され、スライスドウェハ２１に後述のようにして刻印された識別子がその下に位置付けられたとき、その識別子の画像を取り込むようになっている。この読取用カメラ２５が取り込んだ識別子の画像は、読取装置本体２６に入力される。そして読取用カメラ２５の取り込んだ画像は、読取装置本体２６の画面２６ａに映し出されるとともに、読取装置本体２６にて画像処理されて識別子の読み取りが行われ、この読取情報が情報処理装置２７へ送られるようになっている。
【００３３】
この刻印装置２０による刻印作業は、図４に示すフローに従ったシーケンスにより行われる。
（１）スライスドウェハの厚さを測定し、厚さ情報を刻印装置本体２４に入力する（Ｓ１）。なお、この厚さは、第１の実施の形態で説明した厚さ測定器３を図３にも設置して自動で測定されるようにしても良く、また別途測定して入力するものであっても良い。
（２）刻印する識別子である文字やバーコードなどの刻印情報を刻印装置本体２４に入力する（Ｓ２）。
（３）刻印装置本体２４では、入力された厚さ情報と識別子の刻印情報により識別子の加工条件、例えば形状（大きさや位置）と刻印深さを決定し、識別子を刻印する（Ｓ３）。これは、ターンテーブル２２を回転させて、このターンテーブル２２に保持されたスライスドウェハ２１の刻印位置をレーザヘッド２３に対向させ、この状態でレーザヘッド２３よりレーザ光をスライスドウェハ２１に照射することで識別子が刻印される。
（４）刻印された識別子を読取装置本体２６により読み取る（Ｓ４）。これは、ターンテーブル２２を回転させて、このターンテーブル２２に保持されたスライスドウェハ２１の刻印された識別子を読取用カメラ２５の下に位置付けることで行われる。読取用カメラ２５の取り込んだ画像は画面２６ａに表示されるとともに、読取装置本体２６にて画像処理されて識別子の形状等の読み取りが行われ、この読取情報が情報処理装置２７へ送られる。
（５）読取装置本体２６からの読取情報と刻印装置本体２４からの刻印情報を情報処理装置２７にて照合する（Ｓ５）。
（６）情報処理装置２７においては、照合結果が予め定められた許容値内であったなら、ラッピング工程送りの指示を出す（Ｓ６）とともに、誤差を求めて刻印修正のための誤差情報として刻印装置本体２４に入力する（Ｓ７）。この誤差情報は、例えば次のスライスドウェハ２１への刻印作業時におけるレーザ強度等の補正に用いられる。
（７）照合結果が予め定められた許容値外であった場合には、ラッピング工程送りを停止させる（Ｓ８）とともに、刻印作業を停止させる（Ｓ９）。
【００３４】
このように第２の実施の形態によれば、レーザ照射によってスライスドウェハ２１に刻印された識別子は、その後のターンテーブル２２の回転によって読取用カメラ２５との対向位置に位置付けられ、この読取用カメラ２５によって取り込まれた画像情報に基づく読取情報が刻印情報と比較されることで刻印された識別子の検査、つまりその良否が判定される。このため、刻印された識別子の検査をオペレータの手を介すことなく正確に行なうことができる。また、識別子は、レーザ光によって刻印されるごとに検査されるので、識別子のすべてを容易に検査することができる。つまり本実施の形態によれば、不良の識別子の刻印された半導体ウェハが市場へ流通してしまうのが防止できるとともに、結果として、デバイス工程における識別子の読み取りを確実に行なえるようにすることができる。
【００３５】
さらに本実施の形態では、識別子の刻印工程と検査工程をラッピング工程前のスライスドウェハに対して行なっている。これは、検査工程を例えばエッチング工程後または最終製造工程終了後においた場合に、もし不良が発見されたとして、その不良原因が識別子の刻印装置側にあった場合は、大量の不良品を出すことになり、エッチング工程終了または最終製造工程終了までにかかった時間と費用が無駄になってしまうという問題点が生じる。しかし本実施の形態では、刻印とほぼ同時に検査が行なわれ、さらに不良検出時にはラッピング工程送りを停止させるとともに、刻印作業を停止させるようにしているので、不良品の発生を極力防止することができる。
【００３６】
なお、上記第２の実施の形態において、インゴットを切断しスライスドウェハを得るという工程の次に刻印工程と検査工程をおいたことで、不良品の発生を極力防止できるという効果が得られるが、半導体ウェハに刻印された識別子を正確に、しかもすべての識別子を容易に検査することができるいう効果に関していえば、この検査工程を他の工程間においても得られることである。
【００３７】
また、上述した２つの実施の形態において、テーブル５、２２を水平面内にて回転動させるようにしたが、例えば垂直面内にて回転動させるようにし、この垂直配置されるウェハに対して厚さ測定、刻印、識別子の画像取り込みが行なわれるようにしても良い。また回転ではなく、平行移動でも構わない。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、鏡面仕上げ後における識別子の深さをー定にすることができることから、デバイス工程における識別子の読み取りを確実に行なえるようにすることができ、またスライスされた順番にスライスドウェハに対して効率よく刻印作業が行なえる。
【００３９】
また本発明によれば、半導体ウェハに刻印された識別子を正確に、しかもすべての識別子を容易に検査することができることから、不良な識別子の刻印された半導体ウェハが市場へ流通してしまうのを防止できるとともに、結果として、デバイス工程における識別子の読み取りを確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態で製造される半導体ウェハの拡大側面断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の刻印装置を示す模式図。
【図３】本発明の第２の実施の形態の刻印装置を示す概略構成図。
【図４】図３の刻印装置を用いた刻印手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１      識別子
２      スライスドウェハ
２ａ    半導体ウェハ
３      厚さ測定器
４      レーザヘッド
５      ターンテーブル
６      レーザ発振器
７      制御装置
１０    刻印装置
１１    刻印位置
２０    刻印装置
２１    スライスドウェハ
２２    ターンテーブル
２３    レーザヘッド
２４    刻印装置本体
２４ａ  キーボード
２４ｂ  画面
２５    読取用カメラ
２６    読取装置本体
２６ａ  画面
２７    情報処理装置
Ｄ１    仕上げ刻印深さ
Ｄ２    加工刻印深さ
Ｔ１    厚さ
Ｔ２    仕上げ厚さ
Ｔ３    取代
【図１】
0004249813.tif 000002
【図２】
0004249813.tif 000003
【図３】
0004249813.tif 000004
【図４】
0004249813.tif 000005