JP4271539B2

JP4271539B2 - チップスケールマーカー及びマーキング方法

Info

Publication number: JP4271539B2
Application number: JP2003330484A
Authority: JP
Inventors: 裕熙韓; 昌洙全
Original assignee: イーオーテクニックス株式会社
Priority date: 2002-12-21
Filing date: 2003-09-22
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2023-09-22
Also published as: JP2004207683A; TWI233197B; KR20040055415A; TW200411894A; MY134331A; SG111125A1; US6870127B2; US20040118821A1; KR100628455B1

Description

本発明はチップスケールマーカー及びマーキング方法に係り、より詳細にはレーザービームでウェーハチップ上に文字をマーキングする際、ウェーハホルダ上のウェーハの反り（ｗａｒｐａｇｅ）を除去してレーザーシステム及びウェーハ間のマーキング距離を一定に維持した後マーキングする装置及びこれを用いたマーキング方法に関する。

半導体装置の製造工程でウェーハ上に多くのチップが形成される。これらチップを生産ロット別に区別するために各チップの表面に文字及び／または数字が表示される。このよな用途でレーザービームを使用するチップスケールマーカーが使われる。従来にはダイシング後に各チップにロット番号をマーキングしたが、先端技術の発達により集積回路（ＩＣ）の軽薄短小化が可能になるにつれて、高作業効率及び大量生産のためにウェーハ上で個別チップに対するマーキングを施した後にダイシングを行う。ところで、ウェーハサイズは大きくなる一方、ウェーハの厚さは従来と同じかまたは薄くなりつつウェーハの反りが大きな問題になっている。

図１は一般的なチップスケールマーカー１０の構成を概略的に示す断面図である。

図１を参照すれば、ウェーハホルダ２０上にウェーハＷが載置されており、ウェーハホルダ２０の下方にレーザーシステム３０が配置されている。レーザーシステム３０のレーザーソースから発振されたレーザービームはガルバノスキャナ（図示せず）及びＦ−θレンズ（図示せず）を通じてウェーハＷ上のチップに照射されてチップの表面に文字を記録する。このようなレーザーシステムは特許文献１に開示されている。

ウェーハホルダ２０の上方にウェーハＷのチップに刻み込まれた文字などを認識するためのカメラ４０が配置されている。このカメラ４０はＸ−Ｙステージ５０に連結されて動く。Ｘ−Ｙステージ５０及びウェーハホルダ２０はテーブル６０に装着されている。

図２はウェーハに照射されるレーザービームの焦点深度（Ｄｅｐｔｈｏｆｆｏｃｕｓ：Ｄ．Ｏ．Ｆ）を示し、図３はウェーハホルダ上にローディングされたウェーハの反りを示す。

図２を参照すれば、ガルバノスキャナ（図示せず）を通過したレーザービームはｆ−θレンズ３４を通過してｆ−θレンズ３４から水平に載置されたウェーハ上のチップに照射される。この時、Ｄ．Ｏ．Ｆ範囲内にマーキング面、すなわち、チップ表面が位置して初めて良質のマーキングが行われる。ここで、Ｄ．Ｏ．Ｆは次の数式１で表現される。

Ｄ．Ｏ．Ｆ＝±２λ（ｆ／Ｄ）² （数式１）
ここで、Ｄ：入射されるビームの直径
ｆ：焦点距離
λ：レーザービームの波長
一方、多数のチップが形成されたウェーハは自重、ウェーハ表面のコーティング及びその他加工などの影響により一定方向に反る現象が発生する。このような反り現象はウェーハサイズが大きくて厚さが薄いほど、そしてコーティング材質の硬化時に収縮量が大きいほど大きく現れる。この時、反り現象によるウェーハの加工面の高さ偏差（図３のｈ）が前記Ｄ．Ｏ．Ｆより大きい場合、加工面上のチップの位置によってレーザー出力の密度とレーザービームの大きさとが変わり、マーキング品質が低下して線幅も一定でなくなり、かつマーキング位置も変わる問題が発生する。
特開平９−２４８６９２号公報

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を改善するために創出されたものであって、ウェーハの反りを除去して迅速かつ正確にレーザーマーキングを施しうるチップスケールマーカーを提供することである。

本発明の他の目的は、前記チップスケールマーカーを使用するマーキング方法を提供することである。

前記の目的を達成するために本発明のチップスケールマーカーは、ウェーハマーキング用レーザーシステムと、マーキング対象ウェーハが装着されるウェーハホルダと、前記ウェーハホルダの上方に前記ウェーハを撮影する撮影用カメラと、を具備するチップスケールマーカーにおいて、前記ウェーハホルダは中央にウェーハ吸着用真空プレートを具備して前記真空プレート周囲にウェーハ回転手段を具備するが、前記レーザーシステムと対向する領域の一部が露出された開放領域を有し、このような前記ウェーハホルダの開放されていない領域上に前記ウェーハから反りを除去するための反り除去手段が備えられており、前記反り除去手段は、前記ウェーハの上方から垂直移動するものであって、前記ウェーハに下向きの力を加えるための、所定の充填物が満たされたバッグであることを特徴とする。

前記ウェーハ回転手段は、前記ウェーハホルダ上で回転する環状の第１プレートと、前記第１プレート上で回転する環状の第２プレートと、前記真空プレートと前記第２プレートとの間に備えられた環状の第３プレートと、を含み、前記第２プレートは前記第１プレート上に備えられた駆動手段により駆動するように構成されており、前記第３プレートは前記第２プレートの回転により昇降するように第２プレートと接触しつつ、前記ウェーハホルダの前記開放領域に該当する領域が開放されることが望ましい。

また、前記第１プレート外周にギアが備えられており、前記第１プレート周囲に前記ギアを回転駆動させるピニオンギアが備えられることが望ましい。

前記真空プレートは、表面に多数のホールが形成されており、内部は中空構造であり、下部に真空ポンプが連結され、表面に炭素ゴムのような静電気防止用マットが形成されることが望ましい。

また、前記駆動手段は、前記第１プレートの外周に本体が固定され、前記本体から突出するシリンダロッドの端部が前記第２プレートに連結された空圧シリンダまたは電気シリンダであることが望ましい。

一方、前記第２プレートの内周面に前記第３プレートから突出した部材と接触する複数の傾斜溝が形成され、前記突出した部材は、前記第３プレートの外周に形成され、前記傾斜溝上に載せられて前記第３プレートが前記第２プレートにより支持されるようにし、前記第２プレートの回転によって前記傾斜溝に沿って移動しながら前記第３プレートを前記第１プレートから昇降させる複数の支持ピンであることが望ましい。

前記第２プレートが回転する時、前記第３プレートの垂直上昇を確保するために、前記第１プレートに複数のピンが備えられており、前記第３プレートに前記複数のピンに対応する複数のホールが形成されたことが望ましい。

一方、前記ウェーハ回転手段は、前記ウェーハホルダ上で回転駆動する環状の第４プレートと、前記第４プレート上で前記第４プレートに従動回転する環状の第５プレートと、を含むが、前記ウェーハホルダ上には前記第５プレートの一側をホールディングして垂直に移動させる垂直移動軸をさらに具備し、前記第５プレートは前記ウェーハホルダの前記開放領域に該当する領域が開放されたことが望ましい。

前記第４プレート外周にギアが備えられており、前記第４プレート周囲に前記第４プレートを回転駆動させるピニオンギアが備えられ、前記第４プレートが回転する時、前記第５プレートの垂直上昇を確保するために、前記第４プレートに複数のピンが備えられており、前記第５プレートに前記複数のピンに対応する複数のホールが形成されることが望ましい。

前記バッグの外部はポリエステル（ＰＥＴ）にＣｕまたはＮｉ金属が添加された導電性繊維材質であり、前記バッグの内部はビニルコーティングが形成されることが望ましい。

また、前記充填物はスポンジ、あるいは圧縮空気であることが望ましい。

前記他の目的を達成するために、ウェーハマーキング用レーザーシステムと、マーキング対象ウェーハが装着されるウェーハホルダと、前記ウェーハホルダの上方に前記ウェーハを撮影する撮影用カメラと、を具備し、前記ウェーハホルダは中央にウェーハ吸着用真空プレートを具備して前記真空プレート周囲にウェーハ回転手段を具備し、前記レーザーシステムと対向する領域の一部が露出された開放領域を有し、このような前記ウェーハホルダの開放されていない領域上に前記ウェーハから反りを除去するための反り除去手段が備えられており、前記反り除去手段は、前記ウェーハの上方から垂直移動するものであって、前記ウェーハに下向きの力を加えるための、所定の充填物が満たされたバッグであることを特徴とするチップスケールマーカーを用いてマーキングする方法において、（ａ）前記ウェーハを前記ウェーハホルダに装着する段階と、（ｂ）前記反り除去手段で前記ウェーハを押さえて反りを除去する段階と、（ｃ）前記ウェーハを撮影してチップの位置を測定し、その位置を認識する段階と、（ｄ）前記開放領域上の前記チップを前記レーザーシステムを用いて前記チップの位置情報によってマーキングする段階と、（ｅ）前記反り除去手段を前記ウェーハからリリーズする段階と、（ｆ）前記ウェーハ回転手段で前記ウェーハを所定角度回転させて前記（ｂ）ないし（ｅ）段階を反復する段階と、を具備することが望ましい。

前記（ｂ）段階は、前記反りが除去されたウェーハを前記真空プレートに吸着固定する段階をさらに含むことが望ましい。

本発明によるチップスケールマーカー及びマーキング方法によれば、ウェーハマーキング前に反りのあるウェーハを延ばしてウェーハのチップをいずれもレーザーシステムから一定のマーキング距離に位置させてマーキングを施すためにマーキング品質を向上させることができる。

以下、添付した図面を参照して本発明のチップスケールマーカーのマーキング距離補正装置による第１実施例を詳細に説明する。この過程で図面に示された層や領域の厚さは明細書の明確性のために誇張されて図示されたものである。

図４ないし図６を参照すれば、ウェーハホルダ１２０は一側が固定支持されている。ウェーハホルダ１２０でウェーハがローディングされる領域Ａ１は第１及び第２開放領域Ａ２、Ａ３を含む。第１開放領域Ａ２を通じて下方に位置するレーザーシステム１００からレーザービームがウェーハの背面に照射される。第１開放領域Ａ２はウェーハがウェーハ領域Ａ１の真中に位置した時、ウェーハ領域Ａ１の中心点（図６のＣ）から所定角度に分割されたレーザーマーキングしようとする領域Ａ２'より広いことが望ましい。例えば、ウェーハを９０°間隔に回転させつつマーキングする場合、図６に示したように、中心点Ｃを含んでレーザーマーキング領域Ａ２'より広い領域Ａ２を開放する。第２開放領域Ａ３に図７に示したような中空構造の真空プレート１３０が固定される。真空プレート１３０も第１開放領域Ａ２に対応する領域が開放されてその上に配置されるウェーハのマーキングが施されるようにする。

真空プレート１３０はウェーハホルダ１２０の第２開放領域Ａ３に所定直径、例えばウェーハの直径より１〜２インチ程度小さな直径を有する。真空プレート１３０は図７に示したように多数のホール１３０ａを含む。真空プレート１３０の下部は真空ポンプ（図示せず）に連結されている。ウェーハに接触する真空プレート１３０の表面にはウェーハのチップの回路に影響を及ぼさないように静電気防止用マット（図示せず）、例えば炭素ゴムが付着されることが望ましい。また、この炭素ゴムは後述するウェーハの反り除去過程及びウェーハを真空プレートからリリーズする過程で発生する衝撃によりウェーハが割れることを防止する。

図８はウェーハ回転手段が備えられたウェーハホルダの斜視図であり、図９は図８のＡ部分の拡大図である。

図４、図８及び図９を参照すれば、参照番号１４０、１５０及び１６０は各々ウェーハホルダ１２０に備えられたウェーハ回転手段を構成する環状の第１ないし第３プレートである。第１プレート１４０はウェーハホルダ１２０上で真空プレート１３０の外周から所定距離離れて配置されている。第１プレート１４０上に環状の第２プレート１５０が配置されている。環状の第３プレート１６０は第１プレート１４０上で第２プレート１５０と真空プレート１３０との間に配置されているが、第１開放領域Ａ２に対応するように一側が開放されている。

また図４を参照すれば、ウェーハホルダ１２０の上方の真空プレート１３０に対応する領域に押え部１７０が設けられている。前記押え部１７０上方に配置されたＣＣＤカメラ１８０によりウェーハＷ上のチップの位置が測定されて制御部（図示せず）に伝送される。押え部１７０の一側は垂直移動軸１７２に連結されて上下移動する。

押え部１７０は真空プレート１３０上のウェーハＷを押さえて延ばす作用をする。このために押え部１７０に真空プレート１３０の上面をカバーする形状の押え棒１７４が備えられる。図１０はこのような押え棒１７４の一例を図示する。押え棒１７４の上部は連結部１７６によって垂直移動軸１７２に連結されて垂直移動を通じてウェーハＷを押さえたりまたはリリーズする。ウェーハと接触する押え棒１７４には、ウェーハＷと接触する部分がチップに形成された回路に影響を及ぼさないように静電気防止物質、例えばポリエステルにＣｕ及びＮｉ金属が添加された導電性繊維材質を使用することが望ましい。

押え棒１７４の内部に圧縮空気またはスポンジなどが満たされることが望ましい。そして、押え棒１７４の内部に圧縮空気を満たして使用する場合には前記導電性繊維材質の内部にビニルコーティングを形成し、外部圧縮空気供給源（図示せず）に連結されることが望ましい。

一方、図８で符号１２２はウェーハを移送するロボットアーム（図示せず）の出入り口としてのスリット１２２ａが形成されたプレートである。

以下、第１ないし第３プレート１４０、１５０、１６０をより具体的に説明する。

図８を参照すれば、第１プレート１４０の円周に沿って所定長さのギアプレート１４２が固定装着されている。ギアプレート１４２の外周にギアが形成されている。このようなギアプレート１４２はウェーハホルダ１２０に備えられたピニオンギア１４４により駆動する。ピニオンギア１４４を回転させれば環状の第１ないし第３プレート１４０、１５０、１６０が共に回転する。ギアプレート１４２は第１プレート１４０と一体型に形成されていてもよい。

第１プレート１４０の一側円周に外側の方向に延びて空圧または電気シリンダを支持する突出部（以下、サポータ）１４９が形成されている。このサポータ１４９上に空圧シリンダ１４６が配置されている。空圧シリンダ１４６のシリンダロッド１４７は第２プレート１５０に固定された固定部材１５８に連結されている。固定部材１５８に曲線溝（図１１の１５８ａ）が形成されている。したがって図１１に示したように、シリンダロッド１４７が直線運動をする時、シリンダロッド１４７の端部は曲線溝１５８ａに沿って移動する。その結果、第２プレート１５０は回転運動する。曲線溝１５８ａの代りに所定の強度を有するスプリング（図示せず）をシリンダロッド１４７と固定部材１５８との間に連結することも可能である。したがって、空圧シリンダ１４６を作動させてシリンダロッド１４７を前進させれば、第２プレート１５０が第１プレート１４０から回転する（図１１の点線参照）。

図９の第３プレート１６０と第２プレート１５０との結合関係を示す拡大図面を参照すれば、第２プレート１５０の内周面に傾斜溝１５１が形成されている。第３プレート１６０の外周面に図５に示したように等間隔で３つの溝１６２が形成されているが、この溝１６２にブッシング１６３が固定設置されている。ブッシング１６３内に支持ピン１６１が回転自在に設置される。傾斜溝１５１に支持ピン１６１の一部が接触する。したがって、第３プレート１６０は同心円上で３ケ所に均一に離れて配置された３つの支持ピン１６１を通じて第２プレート１５０により支持される。支持ピン１６１が空圧シリンダ１４６の作動により傾斜溝１５１に沿って移動しながら第３プレート１６０が第１プレート１４０から上下移動する。参照番号１５５は、第１プレート１４０上に設けられて第２プレート１５０が空圧シリンダ１４６の作動により回転する時に回転経路から離脱しないようにガイドするガイドローラ１５５である。ガイドローラ１５５は第２プレート１５０の円周に接触設置されて第２プレート１５０の回転に従動して回転することが望ましい。

３つのプレート１４０、１５０、１６０はピニオンギア１４４の回転と共に回転し、空圧シリンダ１４６の動作により第３プレート１６０が第１プレート１４０から上下移動する。また、第１プレート１４０の上部に多数の凸ピン（図５の１４５参照）が形成されている。そして、第３プレート１６０に凸ピン１４５と同数の凹ホール１６５とが形成されている。凸ピン１４５は凹ホール１６５に対応する位置に形成される。このような凸ピン１４５により第２プレート１５０が回転すると、第３プレート１６０は第１プレート１４０から垂直に移動する。凸ピン１４５及び凹ホール１６５は各々第３プレート１６０及び第１プレート１４０に形成されてもよい。

一方、第３プレート１６０のウェーハが載置される領域上にウェーハ収納を円滑にするための多数の突起部１６６が形成されている。突起部１６６の高さは第３プレート１６０が下降した状態で真空プレート１３０より低いことが望ましい。

ウェーハホルダ１２０及び環状の第１ないし第３プレート１４０、１５０、１６０の作用を図面を参照して説明する。

まず、ロボットアーム（図示せず）によりウェーハホルダ１２０上にウェーハが載置される過程を説明する。第３プレート１６０の開放領域をロボットアーム（図示せず）の進行方向に位置させる。このために、図８に示したようにピニオンギア１４４により第１プレート１４０を時計方向に約４５°回転させる。次いで、前記ウェーハをホールディングしたロボットアームをスロット１２２ａを通じて第３プレート１６０の開放領域に進入させて真空プレート１３０上に整列する。

次に、空圧シリンダ１４６を作動させてシリンダロッド１４７を前進させれば第２プレート１５０が回転しながら第３プレート１６０は第１プレート１４０から垂直に上昇する。このように第３プレート１６０が上昇して突起部１６６が真空プレート１３０上に整列されたウェーハと接触して支持したら、ロボットアームをウェーハホルダ１２０から引き出す。

次いで、ピニオンギア１４４により第１プレート１４０を逆時計回り方向に回転させて第３プレート１６０を元の位置に戻せば、第３プレート１６０の開放領域と真空プレート１３０及びウェーハホルダ１２０の開放領域とが重なる。この時、ウェーハは突起部１６６に載置された状態で回転する。

次いで、空圧シリンダ１４６のシリンダロッド１４７を元の位置に戻せば、第３プレート１６０の支持ピン１６１は傾斜溝１５１に沿って元来の位置に降り、その結果、前記ウェーハは真空プレート１３０上に載置される。

次いで、垂直移動軸１７２を下方に所定距離移動させて押え棒１７４によりウェーハを押える。この状態で真空プレート１３０の内部から空気を取り除いて前記ウェーハを真空プレート１３０に吸着させる。これによりウェーハの反りが除去される。

次いで、押え棒１７４に連結された垂直移動軸１７２を上方に移動させ、カメラ１８０で下方のウェーハを撮影して制御部（図示せず）にチップの位置情報を送る。前記制御部は入力されたチップの位置情報からチップの位置を把握してレーザーシステム１００にマーキング作業を行わせしめる。

開放された領域でのチップマーキングが終われば、真空プレート１３０に連結された真空ポンプ（図示せず）をオフにした後、空圧シリンダ１４６のシリンダロッド１４７を直進させる。このようにして、第３プレート１６０が上昇し、上昇した第３プレート１６０によりウェーハが浮き上がる。すなわち、ウェーハは真空プレート１３０から上方に所定距離離れる。次いで、ピニオンギア１４４により第１プレート１４０を時計回り方向に約９０°回転させれば、第２及び第３プレート１５０、１６０とウェーハとは共に時計回り方向に９０°回転する。

次に、ウェーハは動かずに第１ないし第３プレート１４０、１５０、１６０だけ元の位置に戻す過程を説明する。まず、空圧シリンダ１４６を作動させてシリンダロッド１４７を元の位置に戻してウェーハを真空プレート１３０上に位置させる。そして、垂直移動軸１７２を使用して押え棒１７４を下方に移動させてウェーハを延ばし、真空プレート１３０内部を真空状態にしてウェーハを真空プレート１３０上に固定させる。次いで、ピニオンギア１４４を逆時計回り方向に９０°回転させる。この時、第２及び第３プレート１５０、１６０は第１プレート１４０上で元の位置に戻るが、前記ウェーハは真空プレート１３０に固定されて時計回り方向に９０°回転した状態そのままに維持される。次いで前述したようにＣＣＤカメラ１８０でチップの位置を撮影してマーキングを施す。

以後、前記方法を反復してウェーハの残りの領域上に形成されたチップに対するマーキング作業を行う。

図１２は、本発明の第２実施形態によるチップスケールマーカーの構成を概略的に示す断面図であり、図１３は図１２に示したウェーハ回転手段を具備したウェーハホルダの分解斜視図であり、第１実施例と同じ構造の構成要素には同じ符号を使用して詳細な説明を省略する。

図１２及び図１３を参照すれば、ウェーハホルダ２２０は一側が固定支持されている。ウェーハホルダ２２０でウェーハがローディングされる領域Ａ１は第１及び第２開放領域Ａ２、Ａ３を含む。第１開放領域Ａ２を通じてウェーハホルダ２２０の下方に位置するレーザーシステム１００からレーザービームがウェーハの背面に照射される。第１開放領域Ａ２は、ウェーハがウェーハ領域Ａ１の真中に位置した時、ウェーハ領域Ａ１の中心点Ｃから所定角度に分割されたレーザーマーキングしようとする領域より広いことが望ましい。第２開放領域Ａ３に図７に示したような中空構造の真空プレート１３０が固定される。真空プレート１３０も第１開放領域Ａ２に対応する領域が開放されていてその上に配置されるウェーハのマーキングを行わせる。

真空プレート１３０は図７に示したように多数のホール１３０ａを含む。真空プレート１３０下部は真空ポンプ（図示せず）に連結されている。ウェーハに接触する真空プレート１３０の表面にはウェーハのチップの回路に影響を及ぼさないように静電気防止用マット（図示せず）、例えば炭素ゴムが付着されたことが望ましい。また、この炭素ゴムは後述するウェーハの反り除去過程及びウェーハを真空プレートからリリーズする過程で発生する衝撃によりウェーハが割れることを防止する。

図１４はウェーハ回転手段が備えられたウェーハホルダの斜視図である。

図１２及び図１４を参照すれば、符号２４０及び２６０は各々ウェーハホルダ２２０に備えられたウェーハ回転手段を構成する環状の第４及び第５プレートである。第４プレート２４０はウェーハホルダ２２０上で真空プレート１３０の外周から所定距離離れて配置されている。環状の第５プレート２６０は第４プレート２４０上で内周面が真空プレート１３０に接触するように配置されており、第１開放領域Ａ２に対応するように一側が開放されている。一方、第５プレート２６０の外周はウェーハホルダ２２０上に設けられた垂直移動軸２２４のホルダ２２５によってホールディングされるように支持されて垂直移動軸２２４の垂直移動によりウェーハホルダ２２０上で垂直移動する。

また図１２を参照すれば、ウェーハホルダ２２０の上方の真空プレート１３０に対応する領域に押え部１７０が設けられている。前記押え部１７０上方に配置されたＣＣＤカメラ１８０によりウェーハＷ上のチップの位置が測定されて制御部（図示せず）に伝送される。押え部１７０の一側は垂直移動軸１７２に連結されて上下移動する。

一方、図１４で符号２２２はウェーハを移送するロボットアーム（図示せず）の出入り口としてのスリット２２２ａが形成されたプレートである。

以下、第４及び第５プレート２４０、２６０をより具体的に説明する。

図１４を参照すれば、第４プレート２４０の円周に沿って所定長さのギアプレート２４２が固定装着されている。ギアプレート２４２の外周にギアが形成されている。このようなギアプレート２４２はウェーハホルダ２２０に備えられたピニオンギア２４４により駆動する。ピニオンギア２４４を回転させれば環状の第４及び第５プレート２４０、２６０が共に回転する。ギアプレート２４２は第１プレート２４０と一体型に形成されていてもよい。

第４プレート２４０の上部に多数の凸ピン（図１３の２４５参照）が形成されている。そして第５プレート２６０に凸ピン２４５と同数の凹ホール２６５とが形成されている。凸ピン２４５は凹ホール２６５に対応する位置に形成される。このような凸ピン２４５及び凹ホール２６５により、第５プレート２６０が垂直移動軸２２４により第４プレート２４０から垂直に移動すると、第５プレート２６０が第４プレート２４０から偏差なしに垂直移動する。凸ピン２４５及び凹ホール２６５は各々第５プレート２６０及び第４プレート２４０に形成されていてもよい。

一方、第５プレート２６０のウェーハが載置される領域上にウェーハ収納を円滑にするための多数の突起部２６６が形成されている。突起部２６６の高さは第５プレート２６０が下降した状態で真空プレート１３０より低いことが望ましい。

ウェーハホルダ２２０及び環状の第４ないし第５プレート２４０、２６０の作用を図面を参照して説明する。

まず、ロボットアーム（図示せず）によりウェーハホルダ２２０上にウェーハが載置される過程を説明する。第５プレート２６０の開放部がウェーハホルダ２２０の開放領域Ａ２に整列された状態で前記ウェーハをホールディングした前記ロボットアームをスロット２２２ａを通じて進入させて真空プレート２３０上に整列する。

次に、第５プレート２６０の外周をホールディングしたホルダ２２５を支持する垂直移動軸２２４を上昇させて突起部２６６が真空プレート１３０上に整列されたウェーハと接触すれば、前記ウェーハは第５プレート２６０上に載置してロボットアームはウェーハホルダ２２０から除去する。

次いで、垂直移動軸２２４を下降させれば、第５プレート２６０は元の位置に下降し、その結果、前記ウェーハは真空プレート１３０上に載置される。

開放された領域でのチップマーキングが終われば、真空プレート１３０に連結された真空ポンプ（図示せず）をオフにした後、垂直移動軸２２４を上昇させ、かつホルダ２２５に支持された第５プレート２６０を上昇させて第５プレート２６０上のウェーハを真空プレート１３０から離す。すなわち、ウェーハは真空プレート１３０から上方に所定距離離れる。次いで、ピニオンギア２４４により第４プレート２４０を時計回り方向に約９０°回転させれば、第４プレート２４０の凸ピン２４５によって凹ホール２６５が噛み合って第５プレート２６０がウェーハと共に時計回り方向に９０°回転する。この時、垂直移動軸２２４のホルダ２２５は第５プレート２６０を摺動自在に支持する。

次に、ウェーハは動かずに第４ないし第５プレート２４０、２６０だけ元の位置に戻す過程を説明する。まず、垂直移動軸２２４を下方に動かしてウェーハを真空プレート１３０上に位置させる。そして、垂直移動軸１７２を使用して押え棒１７４を下方に移動させてウェーハを延ばし、真空プレート１３０内部を真空状態にしてウェーハを真空プレート１３０上に固定させる。次いで、垂直移動軸１７２を上方に移動させて押え棒１７４をウェーハから取り除く。そして、ピニオンギア１４４を逆時計回り方向に９０°回転させる。この時、第５プレート２６０は第４プレート２４０上で元の位置に戻るが、前記ウェーハは真空プレート１３０に固定されて時計回り方向に９０°回転した状態そのままに維持される。次いで、前述したようにＣＣＤカメラ１８０でチップの位置を撮影してマーキングを施す。

本発明は図面を参照して実施例を参考として説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者であればこれより多様な変形及び均等な実施例が可能であるという点を理解できる。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求の範囲に限って決まるものである。

本発明は、ウェーハの反りを除去して迅速かつ正確にレーザーマーキングを施しうるチップスケールマーカーに適用できる。

一般的なチップスケールマーカーの概略図である。ウェーハに照射されるレーザービームのＤ．Ｏ．Ｆを説明するための図である。ウェーハホルダ上でのウェーハ反りを示す断面図である。本発明の第１実施例によるチップスケールマーカーの構成を概略的に示す断面図である。図４に示したウェーハ回転手段を具備するウェーハホルダの分解斜視図である。ウェーハホルダの開放領域を説明する図である。図４に示した真空プレートの斜視図である。ウェーハ回転手段が備えられたウェーハホルダの斜視図である。図８のＡ部分の拡大図である。前記押え棒の一実施形態を示した図である。図８の空圧シリンダの作用を説明する概略平面図である。本発明の第２実施形態によるチップスケールマーカーの構成を概略的に示す断面図である。図１２に示したウェーハ回転手段を具備したウェーハホルダの分解斜視図である。ウェーハ回転手段が備えられたウェーハホルダの斜視図である。

符号の説明

１００レーザーシステム
１２０ウェーハホルダ
１３０真空プレート
１３０ａホール
１４０第１プレート
１５０第２プレート
１６０第３プレート
１６６突起部
１７０押え部
１７２垂直移動軸
１７４押え棒
１７６連結部
１８０ＣＣＤカメラ

Claims

ウェーハマーキング用レーザーシステムと、マーキング対象ウェーハが装着されるウェーハホルダと、前記ウェーハホルダの上方に前記ウェーハを撮影する撮影用カメラと、を具備するチップスケールマーカーにおいて、
前記ウェーハホルダは中央にウェーハ吸着用真空プレートを具備して前記真空プレート周囲にウェーハ回転手段を具備するが、前記レーザーシステムと対向する領域の一部が露出された開放領域を有し、
このような前記ウェーハホルダの開放されていない領域上に前記ウェーハから反りを除去するための反り除去手段が備えられており、
前記反り除去手段は、前記ウェーハの上方から垂直移動するものであって、前記ウェーハに下向きの力を加えるための、所定の充填物が満たされたバッグであることを特徴とするチップスケールマーカー。
前記ウェーハホルダは、前記開放領域が、
装着されたウェーハの少なくとも１／４を前記レーザーシステムに露出することを特徴とする請求項１に記載のチップスケールマーカー。
前記ウェーハ回転手段は、
前記ウェーハホルダ上で回転する環状の第１プレートと、
前記第１プレート上で回転する環状の第２プレートと、
前記真空プレートと前記第２プレートとの間に備えられた環状の第３プレートと、を含み、
前記第２プレートは前記第１プレート上に備えられた駆動手段により駆動するように構成され、
前記第３プレートは前記第２プレートの回転により昇降するように第２プレートと接触しつつ、前記ウェーハホルダの前記開放領域に該当する領域が開放されることを特徴とする請求項１に記載のチップスケールマーカー。
前記第１プレート外周にギアが備えられており、
前記第１プレート周囲に前記ギアを回転駆動させるピニオンギアが備えられたことを特徴とする請求項３に記載のチップスケールマーカー。
前記駆動手段は、
前記第１プレートの外周に本体が固定され、前記本体から突出するシリンダロッドの端部が前記第２プレートに連結された空圧シリンダまたは電気シリンダであることを特徴とする請求項３に記載のチップスケールマーカー。
前記第２プレートの内周面に前記第３プレートから突出した部材と接触する複数の傾斜溝が形成されたことを特徴とする請求項３に記載のチップスケールマーカー。
前記突出した部材は、
前記第３プレートの外周に形成され、前記傾斜溝上に載せられて前記第３プレートが前記第２プレートにより支持されるようにし、前記第２プレートの回転によって前記傾斜溝に沿って移動しながら前記第３プレートを前記第１プレートから昇降させる複数の支持ピンであることを特徴とする請求項６に記載のチップスケールマーカー。
前記第１プレート上に前記第２プレートの回転をガイドするガイド手段が備えられたことを特徴とする請求項３に記載のチップスケールマーカー。
前記第２プレートが回転する時、前記第３プレートの垂直上昇を確保するために、前記第１プレートに複数のピンが備えられており、
前記第３プレートに前記複数のピンに対応する複数のホールが形成されたことを特徴とする請求項３に記載のチップスケールマーカー。
前記第２プレートが回転する時、前記第３プレートの垂直上昇を確保するために、前記第１プレートに複数のホールが備えられており、前記第３プレートに前記複数のホールに対応する複数のピンが形成されたことを特徴とする請求項３に記載のチップスケールマーカー。
前記ウェーハ回転手段は、
前記ウェーハホルダ上で回転駆動する環状の第４プレートと、
前記第４プレート上で前記第４プレートに従動回転する環状の第５プレートと、を含み、
前記ウェーハホルダ上には前記第５プレートの一側をホールディングして垂直に移動させる垂直移動軸をさらに具備し、
前記第５プレートは前記ウェーハホルダの前記開放領域に該当する領域が開放されたことを特徴とする請求項１に記載のチップスケールマーカー。
前記第４プレート外周にギアが備えられており、
前記第４プレート周囲に前記第４プレートを回転駆動させるピニオンギアが備えられたことを特徴とする請求項１１に記載のチップスケールマーカー。
前記第４プレートが回転する時、前記第５プレートの垂直上昇を確保するために、前記第４プレートに複数のピンが備えられており、前記第５プレートに前記複数のピンに対応する複数のホールが形成されたことを特徴とする請求項１１に記載のチップスケールマーカー。
前記第４プレートが回転する時、前記第５プレートの垂直上昇を確保するために、前記第４プレートに複数のホールが備えられており、第５プレートに前記複数のホールに対応する複数のピンが形成されたことを特徴とする請求項１１に記載のチップスケールマーカー。
前記真空プレートは、
表面に多数のホールが形成されており、
内部は中空構造であり、下部に真空ポンプが連結されたことを特徴とする請求項１、３、１１のうちいずれか１項に記載のチップスケールマーカー。
前記真空プレートは、
表面に静電気防止用マットが形成されたことを特徴とする請求項１５に記載のチップスケールマーカー。
前記静電気防止用マットは、
炭素ゴムで製造されたことを特徴とする請求項１６に記載のチップスケールマーカー。
前記バッグの外部はポリエステルにＣｕまたはＮｉ金属が添加された導電性繊維材質であることを特徴とする請求項１に記載のチップスケールマーカー。
前記充填物はスポンジであることを特徴とする請求項１８に記載のチップスケールマーカー。
前記バッグの内部はビニルコーティングが形成され、前記バッグの外部はポリエステルにＣｕまたはＮｉ金属が添加された導電性繊維材質であることを特徴とする請求項１に記載のチップスケールマーカー。
前記充填物は圧縮空気であることを特徴とする請求項２０に記載のチップスケールマーカー。
ウェーハマーキング用レーザーシステムと、マーキング対象ウェーハが装着されるウェーハホルダと、前記ウェーハホルダの上方に前記ウェーハを撮影する撮影用カメラと、を具備し、前記ウェーハホルダは中央にウェーハ吸着用真空プレートを具備して前記真空プレート周囲にウェーハ回転手段を具備するが、前記レーザーシステムと対向する領域の一部が露出された開放領域を有し、このような前記ウェーハホルダの開放されていない領域上に前記ウェーハから反りを除去するための反り除去手段が備えられており、前記反り除去手段は、前記ウェーハの上方から垂直移動するものであって、前記ウェーハに下向きの力を加えるための所定の充填物が満たされたバッグであることを特徴とするチップスケールマーカーを用いてマーキングする方法において、
（ａ）前記ウェーハを前記ウェーハホルダに装着する段階と、
（ｂ）前記反り除去手段で前記ウェーハを押さえて反りを除去する段階と、
（ｃ）前記ウェーハを撮影してチップの位置を測定し、その位置を認識する段階と、
（ｄ）前記開放領域上の前記チップを前記レーザーシステムを用いて前記チップの位置情報によってマーキングする段階と、
（ｅ）前記反り除去手段を前記ウェーハからリリーズする段階と、
（ｆ）前記ウェーハ回転手段で前記ウェーハを所定角度回転させて前記（ｂ）ないし（ｅ）段階を反復する段階と、を具備することを特徴とするチップスケールマーカーを用いたマーキング方法。
前記（ｂ）段階は、前記反りが除去されたウェーハを前記真空プレートに吸着固定する段階を含むことを特徴とする請求項２２に記載のチップスケールマーカーを用いたマーキング方法。
前記ウェーハ回転手段は、
前記ウェーハホルダ上で回転駆動する環状の第１プレートと、
前記第１プレート上で回転する環状の第２プレートと、
前記真空プレートと前記第２プレートとの間に備えられた環状の第３プレートと、を含むが、
前記第２プレートは前記第１プレート上に備えられた駆動手段により駆動するように備えられており、
前記第３プレートは前記第２プレートの回転により昇降するように第２プレートと接触しつつ、前記開放領域に該当する領域が開放されたことを特徴とする請求項２２に記載のチップスケールマーカーを用いたマーキング方法。
前記ウェーハ回転手段は、
前記ウェーハホルダ上で回転駆動する環状の第４プレートと、
前記第４プレート上で前記第４プレートに従動回転する環状の第５プレートと、を含み、
前記ウェーハホルダ上には前記第５プレートの一側をホールディングして垂直に移動させる垂直移動軸をさらに具備し、
前記第５プレートは前記開放領域に該当する領域が開放されたことを特徴とする請求項２２に記載のチップスケールマーカーを用いたマーキング方法。