JP2000223382A - Form of microscopic dot mark using laser beam and marking method thereof - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a dot marking method for enabling accurate formation of a microscopic dot, which is superior in visibility and has a singular form. SOLUTION: A laser beam balanced by a beam homogenizer 3 is passed through a liquid crystal mask 4 and is divided, the energy density of the divided laser beams is set at a density of 1.0 to 15.0 J/cm2, each laser beam which passed through the mask 4 in each one dot is reduced by a lens unit 6, so that the longest length of the one dot is formed with a length of 1 to 15 μm and the image of the dot is made to form on an article W to be marked to form a dot mark. The dot mark obtained consists of a single dot mark in each laser irradiated point, the length of the central part of the above mark which extends along the surface of the rising part swelling upward from the surface of the article W is 1 to 15 μm, the height of the swelling part is 0.01 to 5 μm and, even through the dot is microscopic, it is formed into an even form and is superior in visibility.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は半導体ウェハ表面の
規格位置、スクライブラインやウェハ裏面、或いはウェ
ハ周面又はＶノッチ内面などの微小領域、液晶基板など
のガラス基板、ベアチップなどの電極（パッド）、ＩＣ
表面、ＩＣ裏面、各種セラミック製品、さらにはＩＣの
リード部などの被マーキング物品の表面などにマーキン
グされる製品管理用あるいは各種セキュリティ用のドッ
トマーク形態と、そのマーキング方法に関し、更に具体
的には微小領域に形成可能であると共に、その光学的な
視認性が確保される特異な形態をもつ微小寸法からなる
ドットマーク形態と、そのマーキング方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a standard position on a semiconductor wafer surface, a scribe line, a back surface of a wafer, a minute area such as a wafer peripheral surface or a V notch inner surface, a glass substrate such as a liquid crystal substrate, and an electrode (pad) such as a bare chip. , IC
Regarding the dot mark form for product management or various security markings on the front surface, IC back surface, various ceramic products, and the surface of the article to be marked such as the lead part of the IC, and the marking method, more specifically, The present invention relates to a dot mark form having a peculiar form that can be formed in a minute area and has a unique form that ensures its optical visibility, and a marking method thereof.

【０００２】[0002]

【従来の技術】例えば、半導体製造工程にあっては、各
工程ごとに多様で且つ厳密な製造条件を設定する必要が
あり、これらを管理するために、半導体ウェハの一部表
面に数字、文字或いはバーコードなどからなるマークが
ドット表示される。しかして、半導体の製造工程数は１
００工程以上にもおよび、しかも各工程において多数の
素子形成処理や平坦化処理がなされる。これらの処理に
は、例えばレジスト塗布、レジスト上へのパターンの縮
小投影やレジスト現像、或いは銅配線などにより発生す
るギャップの埋め込みのために絶縁膜や金属膜などの各
種の成膜による平坦化がある。2. Description of the Related Art For example, in a semiconductor manufacturing process, it is necessary to set various and strict manufacturing conditions for each process. Alternatively, a mark composed of a bar code or the like is displayed as dots. Thus, the number of semiconductor manufacturing steps is one.
More than 00 steps are performed, and in each step, many element forming processes and flattening processes are performed. These treatments include, for example, resist coating, flattening of various patterns such as an insulating film and a metal film to fill gaps generated by copper wiring and the like, or to reduce and project a pattern onto the resist and develop the resist. is there.

【０００３】一方、上記ドット形態のマークは、通常、
連続パルスレーザビームを光学系を介して半導体ウェハ
の一部表面に照射することにより形成される。しかも、
そのためのマーキングは一回に限らず、各製造工程の履
歴特性を知るためにも、各製造工程にて必要最小限の履
歴データをマーキングすることが多い。しかしながら、
半導体ウェハにおけるマーキング領域は極めて狭い領域
に限られているため、マーキングされるドットの大きさ
及び数にも制限があり、そのマーキング領域、ドットの
大きさ、ドット数がＳＥＭＩ規格などにより規定されて
いる。On the other hand, the dot-shaped mark is usually
It is formed by irradiating a continuous pulse laser beam to a partial surface of a semiconductor wafer via an optical system. Moreover,
The marking for that purpose is not limited to one time, and in order to know the history characteristics of each manufacturing process, the minimum necessary history data is often marked in each manufacturing process. However,
Since the marking area on the semiconductor wafer is limited to an extremely narrow area, the size and number of dots to be marked are also limited, and the marking area, dot size, and number of dots are defined by SEMI standards and the like. I have.

【０００４】ドットマーキングがなされた半導体ウェハ
は、例えば特開平２−２９９２１６号公報に開示されて
いる如く、Ｈｅ−Ｎｅレーザのレーザビームの照射によ
る反射率の変化、或いは通常のレーザビームの熱波の振
動の変化として読み取られ、その読み取られた情報に基
づき、以降の製造工程における各種の製造条件が設定さ
れる。従って、前述の読み取りが正確になされず、誤っ
た情報として読み取る場合には、偶然を除くと全てが不
良品となる。その読み取り不良の原因の大半はドットマ
ーキングによるマークの不鮮明さに基づいている。この
不鮮明さの１つの要因としては、マークを形成するドッ
トの形態がある。[0004] A semiconductor wafer on which dot marking has been performed, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-299216, changes in reflectivity due to irradiation of a He-Ne laser beam, or heat waves of a normal laser beam. Is read as a change in the vibration, and various manufacturing conditions in subsequent manufacturing steps are set based on the read information. Therefore, when the above-mentioned reading is not accurately performed and the information is read as erroneous information, all of them are defective unless accidental. Most of the causes of the reading failure are based on unclear marks due to dot marking. One cause of this blur is the form of the dots that form the marks.

【０００５】一般的には、ドットの深さによる影響が大
きいとされ、所要のドット深さを得ようとして、例えば
特開昭６０−３７７１６号公報に開示されているよう
に、通常は１回の大エネルギーのレーザビーム照射によ
り半導体ウェハの一部をスポット状に溶融除去してドッ
トを形成しているが、この場合に溶融除去された溶融物
がドット周辺に高く堆積し、或いは飛散してその飛散物
がドットの周辺部に付着し、素子形成を不可能にしたり
して品質に大きな影響を与える。更には、ＹＡＧレーザ
によるドットマーキングの場合には、ＹＡＧレーザの特
殊性により、或いはそのＱスイッチ操作のためレーザ出
力に変動が生じやすく、ドットの深さや大きさにバラツ
キが生じる。[0005] Generally, the influence of the dot depth is considered to be large, and in order to obtain a required dot depth, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-37716, it is usually performed once. A part of the semiconductor wafer is melted and removed in the form of a spot by irradiating a high energy laser beam to form a dot. In this case, the melted and removed melt is deposited high around the dot or scattered. The scattered matter adheres to the peripheral portion of the dot, making it impossible to form an element, which greatly affects the quality. Furthermore, in the case of dot marking with a YAG laser, the laser output is likely to fluctuate due to the special characteristics of the YAG laser or the Q switch operation thereof, causing variations in dot depth and size.

【０００６】かかる不具合を解消すべく、例えば特開昭
５９−８４５１５号公報、特開平２−２０５２８１号公
報によると、比較的小さいエネルギーのパルスレーザビ
ームを同一ポイントに重複して照射するものがある。前
者にあっては、１個のドットマークを形成するにあたり
各パルスごとに順次ドット径を小さくして、同一ポイン
トに複数回重複して照射し、ドットの穴径を順次小さく
しながら深いドットを形成しており、後者にあっては、
１回目のレーザパルス照射を１ＫＨ_Z 以下の周波数と
し、続いて照射されるレーザパルスの周波数を２〜５Ｋ
Ｈ_Z の高繰り返し周波数として、０．５〜１．０μｍ或
いは１．０〜１．５μｍの深さのドットを形成してい
る。In order to solve such a problem, for example, according to Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 59-84515 and 2-205281, there is a method in which a pulse laser beam having a relatively small energy is repeatedly applied to the same point. . In the former case, when forming one dot mark, the dot diameter is reduced sequentially for each pulse, and the same point is irradiated a plurality of times repeatedly to form a deep dot while sequentially reducing the hole diameter of the dot. And in the latter case,
First laser pulse irradiation to the frequencies below 1 kH _Z, the frequency of the subsequently irradiated laser pulses 2~5K
As a high repetition frequency of the H _Z, form a dot depth 0.5~1.0μm or 1.0 to 1.5 [mu] m.

【０００７】一方、前述のごときマーキング法による
と、塵芥の発生を阻止し得ないとして、視認性に優れ、
且つ塵芥の発生の少ないレーザマーキング方法が、例え
ば特開平１０−４０４０号公報により提案されている。
この公報の開示によれば、パルスレーザビームを照射し
て液晶マスクパターンを半導体材料表面に投影し、ドッ
トマークを刻印するレーザマーキング方法にあって、エ
ネルギー密度を１８〜４０Ｊ／ｃｍ² とすると共に、パ
ルス幅を０．０５〜０．４０ｍｓに選定して、パルスレ
ーザビームを半導体材料表面に照射し、半導体材料表面
が溶融、再結晶化する過程でレーザ照射領域に多数の微
小突起部を発生させている。On the other hand, according to the marking method as described above, since the generation of dust cannot be prevented, the visibility is excellent,
A laser marking method with less generation of dust is proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-4040.
According to the disclosure of this publication, there is provided a laser marking method for projecting a liquid crystal mask pattern onto a semiconductor material surface by irradiating a pulsed laser beam and engraving a dot mark, wherein the energy density is 18 to 40 J / cm ² and The pulse width is selected from 0.05 to 0.40 ms, and the surface of the semiconductor material is irradiated with a pulsed laser beam, and a large number of microprojections are generated in the laser irradiation area in the process of melting and recrystallization of the semiconductor material surface. Let me.

【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、この多数の微小突起部の集合体を単一の
ドットマークとして扱い、これを光の乱反射を利用して
光学的に読み取るものであり、これらの微小突起部であ
れば刻印による塵芥の発生が抑えられるというものであ
る。According to this marking method, the surface of the article to be marked has a height of about 1 μm or less and a diameter of 0.5 to 0.5 μm by irradiation with a laser beam passing through one pixel unit.
A large number of microprojections having a thickness of 1.0 μm, an interval of approximately 1.5 to 2.5 μm, and a density of 1.6 to 4.5 × 10 ⁷ / cm ² are formed. The aggregate is treated as a single dot mark, and this is optically read using diffuse reflection of light. With these minute projections, the generation of dust by engraving can be suppressed.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかして、上述の穴形
態をもつドットマークに対する読み取りの不鮮明さ（以
下、視認性という。）の原因の一つとしてはその深さに
あることも確かではあるが、ドットの深さが深くされて
いても、その開口部の径が大きい場合には、例えば所要
の深さを得るに十分なレーザビームを照射する場合に、
そのエネルギー密度は一般にガウシアン分布であるがた
め、全体としては緩かな斜面からなる滑らかな曲面とな
ってしまい、上述の如き読み取り手段では周辺との差が
判別しがたい場合が生じる。上記特開平２−２０５２８
１号公報にはドット深さについて上述の如く０．５〜
１．０μｍ或いは１．０〜１．５μｍである旨が具体的
に記載されているが、その径については何ら記載がな
く、またそのドット形状についてもガウシアン形状であ
ると紹介されているに過ぎない。However, it is certain that one of the causes of the unclear reading (hereinafter referred to as visibility) of the dot mark having the above-described hole shape is the depth thereof. However, even if the depth of the dot is deepened, if the diameter of the opening is large, for example, when irradiating a laser beam sufficient to obtain the required depth,
Since the energy density is generally a Gaussian distribution, the energy density becomes a smooth curved surface having a gentle slope as a whole, and it may be difficult for the above-described reading means to determine the difference from the surroundings. JP-A-2-20528
No. 1 discloses a dot depth of 0.5 to 0.5 as described above.
It is specifically described that the diameter is 1.0 μm or 1.0 to 1.5 μm, but the diameter is not described at all, and the dot shape is only introduced as a Gaussian shape. Absent.

【００１０】一方、上記特開昭５９−８４５１５号公報
の開示によれば、第１回目のドットの開口径が１００〜
２００μｍに対して深さが１μｍ以下とあり、具体的に
は４回のレーザビーム照射がなされることが記載されて
いることから、この場合のドット深さはせいぜい３〜４
μｍである。また同公報の図面から、１回に形成される
ドット形状もガウシアン形状に近似している。On the other hand, according to the disclosure of JP-A-59-84515, the opening diameter of the first dot is 100 to 100.
Since it is described that the depth is 1 μm or less for 200 μm, and specifically, that laser beam irradiation is performed four times, the dot depth in this case is 3 to 4 at most.
μm. Further, from the drawings in the publication, the dot shape formed at one time is also close to the Gaussian shape.

【００１１】従って、これらの公報に開示されたマーキ
ング方法によっても、所要のドット深さ及びある程度の
均整な大きさのドットが形成されるとは考えられるが、
形成されたドット形状は従来の形状に近く、深さに対す
る径が極めて大きくなり、上記視認性の点では相変わら
ず確実性に欠けているといわざるを得ない。また、形成
されるドットの大きさ（径）についてみても、これを微
小にするという点については何ら格別の開示がなされて
いないことから、従来の寸法である５０〜１５０μｍを
変更するものではなく、従って現時点における、例えば
ＳＥＭＩ規格で規定された数値を踏襲しているに過ぎ
ず、ドット数及びドット形成領域についても実質的には
大幅な増加が期待できないばかりでなく、多様な情報を
マーキングすることが難しい。[0011] Accordingly, it is considered that the dots having a required dot depth and a certain uniform size are also formed by the marking method disclosed in these publications.
The formed dot shape is close to the conventional shape, the diameter with respect to the depth becomes extremely large, and it cannot be said that the above-mentioned visibility still lacks certainty. Also, regarding the size (diameter) of the formed dots, since no particular disclosure has been made regarding miniaturization, the conventional size of 50 to 150 μm is not changed. Therefore, the present invention merely follows the numerical values specified in, for example, the SEMI standard at the present time. In addition, it is not possible to expect a substantial increase in the number of dots and the dot forming area, and also to mark various information. It is difficult.

【００１２】ところで、上述のごときドットマークに対
する視認性に関しては、マークとその周辺における光の
反射方向及びその反射量に大きな差がある場合に視認性
が高くなる。従って、既述したとおり穴が開口径との関
係において相対的に深い場合には視認性が高くなること
は、一定の入射角度で入射された穴内部における反射光
はその反射方向が一律ではなく乱反射するため、穴の開
口から外部に出射して来る反射光が少なくなり、一方で
穴周辺部が平滑面であることを前提とすれば、その周辺
部における反射光は一定方向に反射することから明度が
高くなる。その明暗の差が大きい場合に視認性は高くな
るといえる。By the way, with respect to the visibility of the dot mark as described above, the visibility becomes high when there is a large difference between the reflection direction of light and the amount of reflection at the mark and its periphery. Therefore, as described above, when the hole is relatively deep in relation to the opening diameter, the visibility becomes high, because the reflected light inside the hole incident at a fixed incident angle is not uniform in the reflection direction. Due to the irregular reflection, the amount of reflected light coming out from the opening of the hole is reduced, while the reflected light in the periphery is reflected in a certain direction, assuming that the periphery of the hole is a smooth surface. Increases the brightness. It can be said that the visibility is high when the difference between the light and dark is large.

【００１３】しかるに、特開平１０−４０４０号公報に
開示されたマーキング方法により形成される微小突起部
は余りにも微小過ぎて個々の突起部を観察することがで
きず、またそれらの突起部の集合面である乱反射面の乱
反射光量と平滑面の反射光量との差が少なく、乱反射面
と周辺の平滑面との区別がしにくく、相変わらず視認性
の点では劣るといわざるを得ない。更に、同公報によれ
ば照射エネルギー密度が１８Ｊ／ｃｍ² 以下では表面に
溶融が起こらないため微小突起部は形成されないとして
いるが、これはパルス幅が極めて大きいことや使用マー
キング装置に格別の工夫がなされていないことによる。However, the minute projections formed by the marking method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-4040 are so small that individual projections cannot be observed, and the aggregation of the projections cannot be observed. The difference between the diffused light amount of the diffuse reflection surface, which is the surface, and the reflected light amount of the smooth surface is small, and it is difficult to distinguish the diffuse reflection surface from the peripheral smooth surface, and it is inevitable that the visibility is still poor. Further, according to the same publication, when the irradiation energy density is 18 J / cm ² or less, the surface does not melt, so that no minute projections are formed. However, this is because the pulse width is extremely large and the marking device used is specially devised. Is not done.

【００１４】また、単一のドットマークが微小突起部の
集合体から構成され、１ドットマークの大きさも格別の
記載がないところから、従来のドットの大きさと同等で
あり、ドットマークの刻印領域が限られてしまう。ま
た、仮に得られる微小突起部の集合体である１ドットの
大きさが微小である場合を含むとしても、１ドット中に
分散する複数の極めて微小な突起部の形態や寸法を均一
に制御し得ないため、益々、周辺との明暗差が得られ
ず、１ドットごとの視認性は一層低下することになる。Further, since a single dot mark is composed of an aggregate of minute projections and the size of one dot mark is not particularly described, the size of one dot mark is equivalent to the size of a conventional dot. Is limited. Also, even if the size of one dot, which is an aggregate of minute projections obtained, is small, the form and dimensions of a plurality of extremely minute projections dispersed in one dot are controlled uniformly. Since the difference cannot be obtained, a difference in brightness from the surroundings cannot be obtained, and the visibility of each dot is further reduced.

【００１５】本発明は、上述の課題を解消することを目
的としてなされたものであり、具体的には形態や寸法が
微小で且つ均一であり、単一のドットマークであっても
視認性にも優れたドットマーク形態を得ることを第１の
目的とし、かかる微小なドットマークを正確に形成し得
るためのドットマーキング方法を提供することを第２の
目的としている。他の目的は、以下の説明により更に明
らかにされる。The present invention has been made for the purpose of solving the above-mentioned problems, and more specifically, the form and dimensions are minute and uniform, and the visibility of a single dot mark is improved. A first object is to obtain an excellent dot mark form, and a second object is to provide a dot marking method for accurately forming such minute dot marks. Other objects will be further clarified by the following description.

【００１６】[0016]

【課題を解決するための手段及び作用効果】前記目的は
本件請求項１〜４に記載された第１〜第４の各発明によ
り効果的に達成される。本発明者等は従来のこの種のド
ットマーキング装置、方法及び形成されるドット形態に
ついて改めて詳しい検討及び分析を行ったところ、微小
であるにも関わらず視認性を確実にする要因は主にドッ
ト形態にあり、その理想的な形状を得るためには従来の
マーキング装置及び方法では実現が不可能であることを
知った。The object is effectively achieved by the first to fourth aspects of the present invention. The present inventors have conducted a detailed study and analysis of this type of conventional dot marking apparatus, method and dot form to be formed again. It has been found that it is impossible to achieve the ideal shape by using the conventional marking device and method.

【００１７】すなわち、例えば図２に示し、上記特開平
２−２０５２８１号公報にも開示されているような従来
のマーキング装置によれば、先ず半導体ウェハに印字す
るための文字入力、マーキングモードが入力部２１で設
定される。マーカーコントローラ２２は、設定されたマ
ーキングモードに従って所定の深さをもつドットをウェ
ハＷにマーキングするため、超音波Ｑスイッチ素子２
３、内部シャッタ２４、外部シャッタ２５、アッテネー
タ（光減衰器）２６及びガルバノミラー２７を制御し、
１個のドットに対して１回のＱスイッチパルスでマーキ
ングする。なお、同図中の符号１１は全反射鏡、１２は
内部アパーチャ（モードセレクタ）、１３はランプハウ
ス、１４は出力鏡、１５はアパーチャ、１６はレベリン
グミラー、１７はガリレオ式エキスパンダ、１８はアパ
ーチャ、１９はｆ−θレンズ、２０はＹＡＧレーザ発振
器である。That is, according to the conventional marking device shown in FIG. 2 and disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-205281, first, a character input and a marking mode for printing on a semiconductor wafer are input. This is set by the unit 21. The marker controller 22 uses the ultrasonic Q-switch element 2 to mark a dot having a predetermined depth on the wafer W according to the set marking mode.
3, controlling the internal shutter 24, the external shutter 25, the attenuator (optical attenuator) 26, and the galvanomirror 27,
One dot is marked with one Q switch pulse. In the figure, reference numeral 11 is a total reflection mirror, 12 is an internal aperture (mode selector), 13 is a lamp house, 14 is an output mirror, 15 is an aperture, 16 is a leveling mirror, 17 is a Galileo expander, and 18 is An aperture 19 is an f-θ lens, and 20 is a YAG laser oscillator.

【００１８】かかる一般的なマーキング方式によると、
既述したとおり半導体ウェハ表面に照射されるレーザビ
ームのエネルギー密度分布はガウシアン形状を呈してい
るため、ウェハ表面に形成されるドットもそのエネルギ
ー密度分布に影響されてドット内面が緩かな曲面をな
す。これらのマーキング方式は米国特許第４，５２２，
６５６号の発明に基づいている。この特許の特徴は、マ
ーキングするドット径の１．５〜６．５倍の径をもつレ
ーザビーム径をウェハ表面に照射することで、周囲への
熱伝導を防止し、エネルギーを効果的に利用して、照射
ポイントの中央部を溶融して穴を形成することにある。According to such a general marking method,
As described above, since the energy density distribution of the laser beam applied to the semiconductor wafer surface has a Gaussian shape, the dots formed on the wafer surface are also affected by the energy density distribution, and the dot inner surface has a gentle curved surface. . These marking methods are disclosed in U.S. Pat. No. 4,522,522.
656. The feature of this patent is that by irradiating the surface of the wafer with a laser beam diameter that is 1.5 to 6.5 times the diameter of the dot to be marked, heat conduction to the surroundings is prevented and energy is used effectively. Then, the central part of the irradiation point is melted to form a hole.

【００１９】つまり、レーザビームが有するガウシアン
形状に分布されたエネルギー密度を有効に利用する方法
であって、前記エネルギー密度分布形状の裾野にあたる
レーザ強度の低い部分のエネルギーを穴加工部の周辺に
照射することによって穴周辺部を暖め、穴中央部からの
熱伝導による熱エネルギーの損失を防ぎ、中央部に効果
的に穴加工を実現しようとするものである。しかしなが
ら、レーザエネルギーの一部が直接穴加工に使われず消
費されることになり効率が低いばかりでなく、穴の周囲
へのレーザ照射により穴周辺部に熱履歴が残り、そのた
め製品に悪い影響を与えかねない。しかも、既述したと
おりこの方式によるマーキングではドット径が大きく深
さの小さいドットマークしか形成できない上に、穴の周
辺が盛り上がり、更に視認性を低下させている。In other words, this is a method of effectively utilizing the energy density distributed in a Gaussian shape of a laser beam, and irradiating the energy of a portion having a low laser intensity corresponding to the foot of the energy density distribution shape to the periphery of a drilled portion. By doing so, the periphery of the hole is warmed, loss of heat energy due to heat conduction from the center of the hole is prevented, and hole machining is effectively realized in the center. However, part of the laser energy is not directly used for drilling and is consumed, which is not only low in efficiency, but also results in heat history remaining around the hole due to laser irradiation around the hole, which adversely affects the product. I could give it. In addition, as described above, in the marking by this method, only a dot mark having a large dot diameter and a small depth can be formed, and the periphery of the hole is raised, thereby further lowering the visibility.

【００２０】本発明者等は、視認性に優れたドットマー
クの形態につき、更に検討を重ねた結果、後述するごと
くレーザビームのパルス幅及びエネルギー密度を所定の
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特異な形態を呈し、その視認性
も従来のレーザマーキングにより形成される凹陥状のド
ットマーク形態と比較すると、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を知
った。The present inventors have further studied the form of dot marks having excellent visibility. As a result, the pulse width and the energy density of the laser beam are set within predetermined ranges as described later, and the energy density distribution is determined. By controlling the form of the dot mark formed for each laser beam unit irradiated on the surface of the article to be marked,
It has a unique shape that is not known in the past, and its visibility is better than a concave dot mark shape formed by conventional laser marking, despite being a single fine dot mark I knew it would be something.

【００２１】すなわち、本件請求項１に係る発明によれ
ば、レーザビームをエネルギー源として被マーキング物
品の表面にマーキングされるドットマークにあって、個
々のマークは被マーキング物品の表面に沿った長さが
１．０〜１５．０μｍの微小なドットマークであるにも
関わらず、視認性に優れたドットマーク形態を有し、レ
ーザ照射点ごとの単一のドットマークから形成されるも
のであり、その形態は各ドットマークの中央部が被マー
キング物品の表面から上方に***する***部を有してお
り、前記***部の高さが０．０１〜５μｍであるとして
いる。視認性の点から見ると、本発明によるドットマー
クが***形態を有していることから、そのドットマーク
の正反射光でなく散乱光を検出することにより高さに関
しては前述の範囲でも十分であることが判明している。That is, according to the first aspect of the present invention, in the dot mark marked on the surface of the article to be marked by using the laser beam as an energy source, each mark has a length along the surface of the article to be marked. Despite being a fine dot mark of 1.0 to 15.0 μm, it has a dot mark form excellent in visibility and is formed from a single dot mark for each laser irradiation point. In this embodiment, the center of each dot mark has a protruding portion protruding upward from the surface of the article to be marked, and the height of the protruding portion is 0.01 to 5 μm. From the point of view of visibility, since the dot mark according to the present invention has a raised form, the above-mentioned range is sufficient for the height by detecting scattered light instead of specular reflection light of the dot mark. It turns out that there is.

【００２２】かかるドットマーク形態の形成機構を解明
すべく、本発明者等は多様な観点から数多くの実験を重
ねた。その結果、次のような一つの推論に達した。勿
論、これは推論であり、他にも多くの推論が成り立つ。In order to elucidate the formation mechanism of such a dot mark form, the present inventors have conducted numerous experiments from various viewpoints. As a result, the following inference was reached. Of course, this is an inference, and many other inferences hold.

【００２３】すなわち、１つ１つのドットマーク形成位
置にレーザビームが照射されると、その照射された個所
の被マーキング物品表面が溶融し、溶融した同物品材料
の池（以下、溶融池という。）ができる。このとき、溶
融した材料は、溶融池の岸に近いほど温度が低く、中央
部の方の温度が高くなる。この温度勾配により表面張力
に分布が生じ、溶融材料に移動が起こる。そして、パル
ス照射の停止と同時に冷却が始まり、凝固に到る。な
お、材料が溶融した状態では、溶融池の中央部は自由界
面であり、溶融池の岸は固定端に相当し、周縁を固定し
た膜と同様の状態にある。この状態で、表面張力が働
き、溶融池の中央部において膜振動と同様の動的な運動
をする。That is, when a laser beam is irradiated to each dot mark forming position, the surface of the article to be marked at the irradiated location is melted, and a molten pond of the same material (hereinafter referred to as a molten pool). ) Can be. At this time, the temperature of the molten material becomes lower as it approaches the shore of the molten pool, and the temperature of the central portion becomes higher. This temperature gradient causes a distribution in the surface tension, which causes the molten material to move. Then, the cooling starts simultaneously with the stop of the pulse irradiation, leading to solidification. In the state where the material is molten, the central part of the molten pool is a free interface, the shore of the molten pool corresponds to a fixed end, and is in a state similar to a film having a fixed peripheral edge. In this state, the surface tension acts, and a dynamic motion similar to the film vibration occurs in the central portion of the molten pool.

【００２４】膜振動モードにおける１振幅長さは、材料
に特有の粘性や表面張力によりほぼ決定される。そのた
め、溶融池の径が大きいほど振動数が多くなり、例えば
シリコンの場合には１振幅長さが３〜５μｍ程度である
ため、微小領域で効果的な高低差をもつ微小なドット形
態が得られる。また、重力の影響を殆ど受けることなし
に微小領域においてドットマークを形成することが可能
であることも実験により確認されている。The one amplitude length in the film vibration mode is substantially determined by the viscosity and surface tension specific to the material. For this reason, the larger the diameter of the molten pool, the higher the frequency. For example, in the case of silicon, since one amplitude length is about 3 to 5 μm, a minute dot form having an effective height difference in a minute area is obtained. Can be Experiments have also confirmed that it is possible to form a dot mark in a very small area without being substantially affected by gravity.

【００２５】レーザ照射パターンが、方形状の場合には
溶融池も方形状となり、円形状の場合には溶融池も円形
状を呈する。また、膜と同様の振動についても方形状、
円形状に相当するモードで運動するようになる。図２２
〜図３１は方形状と円形状の膜振動モードを模式的に示
している。各振動モードは高次になるほど振動波数が増
加し、凹パターンと凸パターンとの間を往復動する。こ
の溶融池の運動形態は膜振動と強い相関のあることは、
後述する実験結果によっても理解できる。When the laser irradiation pattern is rectangular, the molten pool also has a rectangular shape, and when the laser irradiation pattern is circular, the molten pool also has a circular shape. In addition, the same vibration as the membrane,
It starts to move in a mode corresponding to a circular shape. FIG.
FIG. 31 to FIG. 31 schematically show square and circular film vibration modes. In each vibration mode, the higher the order, the higher the vibration wave number, and reciprocates between the concave pattern and the convex pattern. It is clear that the movement of the molten pool has a strong correlation with the membrane vibration.
This can be understood from the experimental results described later.

【００２６】図２２は被マーキング物品の表面から上方
に湾曲面をもって膨出している状態にある円形状の膜振
動モードを示している。図２３は図２２とは逆に被マー
キング物品の表面から下方に湾曲面をもって凹陥してい
る状態にある円形状の膜振動モードを示している。図２
４は被マーキング物品の表面にリング状の凹陥部とその
中央から上方に略円錐状に突出している状態にある円形
状の膜振動モードを示している。図２５は被マーキング
物品の表面にリング状の膨出部とその中央から下方に湾
曲面をもって凹んでいる状態にある円形状の膜振動モー
ドを示している。図２６は被マーキング物品の表面にリ
ング状の膨出部とその中央から上方に略円錐状に突出し
ている状態にある円形状の膜振動モードを示している。
図２７は被マーキング物品の表面にリング状の凹陥部を
最外縁部として同心円上に膨出部と凹陥部とを交互に配
した状態にある円形状の膜振動モードを示している。FIG. 22 shows a circular film vibration mode in a state in which the object to be marked bulges upward with a curved surface from the surface. FIG. 23 shows a circular film vibration mode in a state in which it is depressed with a curved surface downward from the surface of the article to be marked, contrary to FIG. FIG.
Reference numeral 4 denotes a ring-shaped concave portion on the surface of the article to be marked and a circular film vibration mode in a state of protruding substantially conically upward from the center thereof. FIG. 25 shows a ring-shaped bulging portion on the surface of the article to be marked and a circular film vibration mode in a state in which it is concave with a curved surface downward from the center thereof. FIG. 26 shows a ring-shaped bulging portion on the surface of the article to be marked and a circular film vibration mode in a state of protruding substantially conically upward from the center thereof.
FIG. 27 shows a circular film vibration mode in which bulging portions and concave portions are alternately arranged on a concentric circle with a ring-shaped concave portion being the outermost edge on the surface of the article to be marked.

【００２７】また、図２８〜図３１は、それぞれ上記図
２２〜図２５に対応する方形状の膜振動モードを示して
いる。この場合の図３１は単純なリング状の膨出部では
なく方形状の角部において膨出が大きい波打ち状の膨出
部となっている点が特異点である。FIGS. 28 to 31 show rectangular film vibration modes corresponding to FIGS. 22 to 25, respectively. In FIG. 31 in this case, the singular point is not a simple ring-shaped bulge but a wavy bulge with a large bulge at a square corner.

【００２８】しかして、かかる膜振動モードの態様によ
るドットマーク形態は、数多くの実験の結果、従来とは
比較にならない程の微小な大きさをもち、上述のごとく
そのマーキング条件がレーザビームのパルス幅及びエネ
ルギー密度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得られることが判明し
た。However, as a result of a number of experiments, the dot mark form according to the mode of the film vibration mode has a very small size that cannot be compared with the conventional one. It has been found that it can be obtained by setting the width and the energy density within a predetermined range and controlling the energy density distribution.

【００２９】先ず、本件請求項１に係る第１発明のドッ
トマーク形態を形成するために使用されるレーザマーキ
ング装置の好適な例としては、例えば本発明者等が先に
提案した特願平９−３２３０８０号に開示されたレーザ
マーキング装置を挙げることができる。その詳細な構成
は同出願明細書に説明されているため、ここでは簡単な
説明に止める。First, as a preferred example of the laser marking device used for forming the dot mark form of the first invention according to the first aspect of the present invention, for example, Japanese Patent Application No. Hei. And a laser marking device disclosed in Japanese Patent No. 3223080. Since the detailed configuration is described in the specification of the same application, only a brief description will be given here.

【００３０】図１において、符号１はレーザを光源とし
て被マーキング物品の表面に文字、バーコード、２Ｄコ
ードなどをマーキングするマーキング装置を示し、同マ
ーキング装置１は、レーザ発振器２と、前記レーザ発振
器２から照射されるレーザビームのエネルギー分布を平
滑化するビームホモジナイザ３と、パターンの表示に合
わせて前記レーザビームを透過／非透過駆動される液晶
マスク４と、前記液晶マスク４の１画素に対応レーザビ
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５と、前記液晶マスク
４の透過ビームをドット単位で半導体ウェハ表面に結像
させるレンズユニット６とを備えており、前記液晶マス
ク４の１ドットの最大長さが５０〜２０００μｍであ
り、前記レンズユニット６による１ドットの最大長さが
１〜１５μｍである。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a marking device for marking characters, bar codes, 2D codes, and the like on the surface of an article to be marked using a laser as a light source. The marking device 1 comprises a laser oscillator 2 and the laser oscillator. 2. A beam homogenizer 3 for smoothing the energy distribution of the laser beam irradiated from 2, a liquid crystal mask 4 driven to transmit / non-transmit the laser beam in accordance with the display of the pattern, and one pixel of the liquid crystal mask 4. Beam profile conversion means 5 for shaping and converting the energy density distribution of the laser beam into a required distribution shape; and a lens unit 6 for imaging the transmitted beam of the liquid crystal mask 4 on a semiconductor wafer surface in dot units. The maximum length of one dot of the liquid crystal mask 4 is 50 to 2000 μm, The maximum length of one dot due to the door 6 is 1~15μm.

【００３１】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。大きなビーム
径のレーザビームから本発明でいう微小径のレーザビー
ムを得るには、高品質で高出力のレーザビームが必要で
あるが、高出力レーザによる回析現象のため、これ以上
小さく絞ることは困難であり、また仮に小さく絞れたと
しても、レンズの射出角が大きくなり、焦点深度が極め
て小さくなって、実加工ができるとは考えがたい。ま
た、解像度などの点からも超精密のレンズ系が要求され
る。かかるレンズ系を装備させる場合には、その設備費
が一段と高騰し、経済性の観点からも適用は不可能であ
る。In order to form minute dots having such a shape, it is necessary to control the quality and quantity of the laser beam irradiated for each dot with high precision. In order to obtain a laser beam having a small diameter according to the present invention from a laser beam having a large beam diameter, a high quality and high output laser beam is required. Is difficult, and even if the aperture is narrowed down, it is difficult to imagine that the actual processing can be performed because the exit angle of the lens becomes large and the depth of focus becomes extremely small. Also, an ultra-precision lens system is required in terms of resolution and the like. When such a lens system is provided, the equipment cost is further increased, and it is impossible to apply the system from the viewpoint of economy.

【００３２】そこで、通常のレンズ系をもってドットマ
ークの微小化を実現するには、レーザ発振器２から出射
されるレーザビーム自体を１ドットのマーキングに必要
且つ十分なエネルギーをもつ小径のレーザビームに分割
変換するとともに、各ドット単位のレーザビームのエネ
ルギー密度分布を上述のドット形態に加工するに相応し
いプロファイルに変換することが必要である。そして、
かかる好適で且つ均整なプロファイルを成形するには、
その前段階にて前記変換される以前の各ドット単位のレ
ーザビームにおけるエネルギー密度分布を平滑化してお
く必要がある。Therefore, in order to realize the miniaturization of the dot mark by using an ordinary lens system, the laser beam itself emitted from the laser oscillator 2 is divided into small-diameter laser beams having necessary and sufficient energy for marking one dot. In addition to the conversion, it is necessary to convert the energy density distribution of the laser beam for each dot into a profile suitable for processing into the above-described dot form. And
To form such a suitable and uniform profile,
Before that, it is necessary to smooth the energy density distribution in the laser beam in each dot unit before the conversion.

【００３３】前記微小化のための光源を得るには、中央
制御部に書き込まれた各種データに基づいて液晶マスク
４の各液晶単位で任意に光の透過・非透過を駆動制御す
ることのできる液晶をマトリックス状に配列した液晶マ
スク４を採用することが合理的である。In order to obtain a light source for miniaturization, it is possible to arbitrarily control the transmission and non-transmission of light in each liquid crystal unit of the liquid crystal mask 4 based on various data written in the central control unit. It is reasonable to employ a liquid crystal mask 4 in which liquid crystals are arranged in a matrix.

【００３４】また、前述のごとくガウシアン形状のエネ
ルギー密度分布をもつレーザ発振器から出射されるレー
ザビームを、ビームホモジナイザ３を用いて、先ず、例
えばトップハット形状に類似する平滑化された形状に変
換することが重要である。このビームホモジナイザ３と
しては、例えばフライアイレンズやバイナリーオプティ
クス、シリンドリカルレンズを使用したマスク面上を一
括して照射する方式や、ポリゴンミラー、ミラースキャ
ナなどのアクチュエータによりミラー駆動してマスク面
上をビーム操作する方式がある。As described above, the laser beam emitted from the laser oscillator having the Gaussian-shaped energy density distribution is first converted into a smoothed shape similar to, for example, a top hat shape by using the beam homogenizer 3. This is very important. The beam homogenizer 3 includes, for example, a method of collectively irradiating the mask surface using a fly-eye lens, binary optics, or a cylindrical lens, or a method of driving a mirror by an actuator such as a polygon mirror or a mirror scanner to form a beam on the mask surface. There is a method to operate.

【００３５】前述のビームホモジナイザ３によりエネル
ギー密度分布が平滑化されたレーザビームを、次いで上
述の好適なドット形態を得るために好適なエネルギー密
度分布のプロファイルに再変換する必要があるときは、
更にビームプロファイル変換器５が使われる。このビー
ムプロファイル変換器５としては、例えば回析光学素
子、ホログラフィック光学素子、吸収／透過領域を備え
た開口マスク或いは液晶マスク、凹型又は凸型のマイク
ロレンズアレイなどが挙げられる。なお、本発明のドッ
トマーク形態を得るには、このビームプロファイル変換
手段は必ずしも必要としない。When it is necessary to re-convert the laser beam whose energy density distribution has been smoothed by the above-mentioned beam homogenizer 3 into a suitable energy density distribution profile in order to obtain the above-mentioned preferable dot form,
Further, a beam profile converter 5 is used. Examples of the beam profile converter 5 include a diffraction optical element, a holographic optical element, an aperture mask or a liquid crystal mask having an absorption / transmission area, and a concave or convex microlens array. In order to obtain the dot mark form of the present invention, this beam profile conversion means is not always necessary.

【００３６】ここで、本発明における加工対象としての
被マーキング物品Ｗは、半導体ウェハ、液晶基板などの
ガラス基板、ベアチップなどの電極（パッド）、ＩＣ表
面、各種セラミック製品、さらにはＩＣのリード部など
がある。また、前記半導体ウェハとは、シリコンウェハ
それ自体である場合が代表的ではあるが、その他にウェ
ハ表面に酸化膜（SiO₂) や窒化膜(SiN) が形成されたも
の、更にはエピタキシャル成長させたウェハ、ガリウム
砒素、インジウムリン化合物が表面に形成されたウェハ
をも含むものである。Here, the article W to be marked as a processing object in the present invention is a semiconductor wafer, a glass substrate such as a liquid crystal substrate, an electrode (pad) such as a bare chip, an IC surface, various ceramic products, and a lead portion of the IC. and so on. The semiconductor wafer is typically a silicon wafer itself, but in addition, a wafer having an oxide film (SiO ₂ ) or a nitride film (SiN) formed on the wafer surface, and furthermore, an epitaxial growth. It also includes a wafer, a wafer having a gallium arsenide or indium phosphide compound formed on its surface.

【００３７】請求項２に係る第２発明は、微小で特異な
形態をもつ上記ドットマークの特に好適なマーキング位
置を規定している。すなわち、この発明ではドットマー
キングがなされる上記被マーキング物品の表面を、ウェ
ハ外周の面取り部であるとしている。従来もウェハ外周
面にマーキングを施すことが提案されてはいるが、その
マークは、いわゆるバーコードであり、通常のドットマ
ークを同表面に形成しようとすれば、ドットマークは寸
法が大きいため微小領域には形成することは困難であ
り、或いは形態的に微小な場合にも正反射光による光学
的な読み取りが難しかったが、上述のごとく本発明のド
ットマークは微小で且つ特異な形態を有していることか
ら、***部表面からの散乱光を利用すれと光学的にも十
分な視認性が確保できることが分かった。According to a second aspect of the present invention, a particularly suitable marking position of the dot mark having a minute and peculiar form is defined. That is, in the present invention, the surface of the article to be marked on which dot marking is performed is a chamfer on the outer periphery of the wafer. Although it has been conventionally proposed to apply marking on the outer peripheral surface of the wafer, the mark is a so-called bar code. If a normal dot mark is to be formed on the same surface, the dot mark is very small due to its large size. Although it is difficult to form a dot mark in an area, or it is difficult to optically read with regular reflection light even when the shape is minute, as described above, the dot mark of the present invention has a minute and unique shape. It was found that sufficient visibility could be ensured optically by using the scattered light from the surface of the raised portion.

【００３８】請求項３に係る第３発明は、上記第１発明
による微小で且つ特異な形態を有するドットマークを被
マーキング物品Ｗの表面に形成するに好適なマーキング
方法を規定している。なお、上述のマーキング装置１を
使っても、請求項３に規定するマーキング条件を満たさ
ないかぎり、上述のごとく特異な形態をもつ本発明のド
ットマークは得られない。A third invention according to a third aspect defines a marking method suitable for forming the minute and unique dot mark according to the first aspect on the surface of the article to be marked W. Even if the above-described marking device 1 is used, the dot mark of the present invention having a peculiar form as described above cannot be obtained unless the marking condition defined in claim 3 is satisfied.

【００３９】すなわち、本件の第３発明によれば、前記
レーザ発振器２から照射されるレーザビームのエネルギ
ー分布を、既述したごとくビームホモジナイザ３により
平滑化すること、１画素単位の最大長さが５０〜２００
０μｍである液晶マスク４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３により均整化さ
れたレーザビームを前記液晶マスク４に照射すること、
このとき同液晶マスク４を通過するレーザビームのエネ
ルギー密度を、そのドットマーキング面において１．０
〜１５．０Ｊ／ｃｍ² に設定すること、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６により１ドットの最大長さが１．０〜１
５．０μｍ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含んでいる。That is, according to the third aspect of the present invention, the energy distribution of the laser beam emitted from the laser oscillator 2 is smoothed by the beam homogenizer 3 as described above. 50-200
Driving and controlling a liquid crystal mask 4 of 0 μm to form a desired pattern, and irradiating the liquid crystal mask 4 with a laser beam uniformed by the beam homogenizer 3;
At this time, the energy density of the laser beam passing through the liquid crystal mask 4 is set to 1.0 on the dot marking surface.
１５15.0 J / cm ² , and the maximum length of one dot of each laser beam transmitted through the liquid crystal mask is set to 1.0 to 1 by the lens unit 6.
The method includes reducing the size to 5.0 μm and forming an image on the surface of the article to be marked.

【００４０】本発明者等は、本発明の特異な形態を有す
る上記ドットマークを形成するには、レーザビームの波
長、同エネルギー密度及び同パルス幅が如何に影響する
かについて具体的に実験を繰り返した。その結果、波長
については半導体ウエハに対する吸収率に差異が生じる
だけで、その値による他の形態に関して同様の傾向を示
した。しかるに、半導体ウエハの材料としてシリコンを
例にとると、本発明のドットマーク形態を得るには、ド
ット形態が小さくなるほどシリコンへの浸透深さも適度
に小さくする必要があるため、５３２ｎｍ程度が最も良
好な結果が得られる。ただし、波長については被マーキ
ング物品の材質により異なるため、一概には規定できな
いが、可視領域である３００ｎｍ〜７００ｎｍが好まし
い。In order to form the above-mentioned dot mark having the unique form of the present invention, the present inventors conducted specific experiments on how the wavelength, the same energy density, and the same pulse width of the laser beam affected. Repeated. As a result, only the difference in the absorptance with respect to the semiconductor wafer occurs with respect to the wavelength, and the same tendency is shown in other forms depending on the value. However, taking silicon as an example of the material of the semiconductor wafer, in order to obtain the dot mark form of the present invention, it is necessary to appropriately reduce the depth of penetration into silicon as the dot form becomes smaller. Results are obtained. However, since the wavelength varies depending on the material of the article to be marked, it cannot be unconditionally specified, but a wavelength in the visible region of 300 nm to 700 nm is preferable.

【００４１】一方、パルス幅に関しては、エネルギー密
度の許容範囲が適当に大きく取れ、レーザの出力自身も
極力抑えることができる範囲を模索したところ、本発明
のドットマークを形成するには１０〜５００ｎｓの範囲
が効果的であることを知った。特に好ましくは、５０〜
１２０ｎｓである。なお、５００ｎｓ以上の場合にはエ
ネルギー密度が大きくなりすぎて、所望のドットマーク
の形態が得にくく、レーザ発振器自体も大型化せざるを
得ない。これらの値は、上記特開平１０−４０４０号公
報に開示されたマーキング方法によるパルス幅と比較す
ると極めて小さいことが理解できる。また、ｐｓの領域
のレーザによる加工では、蒸散が著しく発生し、許容で
きるエネルギー密度範囲が極端に狭くなる。On the other hand, with respect to the pulse width, the allowable range of the energy density was appropriately large, and a range in which the output of the laser itself could be suppressed as much as possible was searched. Knew that the range was effective. Particularly preferably, 50 to
120 ns. In the case of 500 ns or more, the energy density becomes too large, it is difficult to obtain a desired dot mark form, and the laser oscillator itself has to be enlarged. It can be understood that these values are extremely small as compared with the pulse width by the marking method disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-4040. Further, in processing with a laser in the region of ps, transpiration occurs remarkably, and the allowable energy density range becomes extremely narrow.

【００４２】また、エネルギー密度に関しては、エネル
ギー密度がレーザ波長、パルス幅及び加工材料の光特性
に依存するところが多い。このため、レーザ波長とその
パルス幅の両者を勘案して決めることが好ましいが、前
述のごとくレーザ波長とパルス幅の値を予め規定する場
合には、請求項２にて規定するように前記液晶マスクを
通過して分割されたレーザビームのエネルギー密度を、
被マーキング物品のドットマーク形成表面において１．
０〜１５．０Ｊ／ｃｍ² とすることが適当である。更に
好ましくは、１．５〜１１．０Ｊ／ｃｍ² である。Regarding the energy density, the energy density often depends on the laser wavelength, the pulse width and the optical characteristics of the processing material. For this reason, it is preferable to determine in consideration of both the laser wavelength and the pulse width thereof. However, when the values of the laser wavelength and the pulse width are specified in advance as described above, the liquid crystal is defined as in claim 2. The energy density of the laser beam split through the mask is
1. On the dot mark forming surface of the article to be marked
Suitably, it is 0 to 15.0 J / cm ² . More preferably, it is 1.5 to 11.0 J / cm ² .

【００４３】なお、厳密にいえば、特にシリコンからな
る半導体ウエハの表面には、極く薄い自然酸化膜が形成
されているが、本発明ではその酸化膜も同時に変形させ
ることになる。そのため、前記酸化膜を良好に変形させ
るには、次の点を考慮する必要がある。すなわち、 酸化膜（ＳｉＯ₂ ）の融点は、シリコンウエハ（Ｓ
ｉ）よりも高いこと。 酸化膜は非晶質で明確に液相へ変化する点は存在せ
ず、シリコンの融点付近で軟化していること。 酸化膜は可視から近赤外領域にかけての領域におい
て透明であり、且つシリコンを吸収すること。Strictly speaking, an extremely thin natural oxide film is formed particularly on the surface of a semiconductor wafer made of silicon. In the present invention, the oxide film is simultaneously deformed. Therefore, in order to satisfactorily deform the oxide film, it is necessary to consider the following points. That is, the melting point of the oxide film (SiO ₂ )
higher than i). The oxide film is amorphous and does not have a point that clearly changes to a liquid phase, and is softened near the melting point of silicon. The oxide film is transparent in a region from the visible region to the near infrared region, and absorbs silicon.

【００４４】これらの点から、パルス照射時は、酸化膜
を通過して直接シリコンウエハを加熱溶融する。酸化膜
は、加熱されたシリコンからの熱伝導により軟化し、弾
性変形でシリコンの表面形状にならった形でドットに形
成される。しかし、酸化膜が厚くなっていくと、熱伝導
による酸化膜の温度上昇が酸化膜が外界と接している界
面まで充分に到達せず、その結果としてシリコンの変形
量についていけず、塑性変形（割れてしまう。）する。From these points, at the time of pulse irradiation, the silicon wafer is directly heated and melted through the oxide film. The oxide film is softened by heat conduction from the heated silicon, and is formed into dots in a shape following the surface shape of the silicon by elastic deformation. However, as the thickness of the oxide film increases, the temperature rise of the oxide film due to heat conduction does not sufficiently reach the interface where the oxide film is in contact with the outside world. Will break.)

【００４５】全くのベアウエハと同様なドット形成時の
膜振動モードが現出する表面酸化膜の厚さは、実験によ
ると１５００〜２０００オングストロームであることが
判明している。このため、およそ１５００オングストロ
ーム以下の表面酸化膜であれば、ベアウエハと同様な膜
振動モードでドットが形成できる。According to experiments, the thickness of the surface oxide film at which the film vibration mode at the time of dot formation similar to that of a completely bare wafer appears is found to be 1500 to 2000 angstroms. Therefore, if the surface oxide film has a thickness of about 1500 Å or less, dots can be formed in a film vibration mode similar to that of a bare wafer.

【００４６】請求項４に係る第４発明にあっては、前記
マーキング条件に加えて、更に前記液晶マスク４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５を、前記液晶マスク４の前後いずれかに配するこ
とを含んでいる。このビームプロファイル変換手段は、
照射パターンドット内の熱分布を調整することで、ドッ
トマークの***部高さが調整される。According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the marking conditions, a dot matrix of the same size corresponding to a pixel matrix of the liquid crystal mask 4 is further provided, and an energy density distribution of a laser beam is provided. Beam profile converting means 5 for shaping and converting the light into a required distribution shape is provided before or after the liquid crystal mask 4. This beam profile conversion means,
By adjusting the heat distribution in the irradiation pattern dots, the height of the raised portions of the dot marks is adjusted.

【００４７】ここで、液晶マスクの１画素単位の最大長
さを５０〜２０００μｍに規定しているのは、液晶マス
ク４を透過したレーザビームがレンズ系により１ドット
の最大長さを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ためには、
現状のレンズ系における解像度の限界であるがためであ
る。また、１ドットの最大長さ（径）が１．０より小さ
い場合には、現在の光学系のセンサでは１ドットごとに
読み取ることが困難であり、１５．０μｍを超えると所
定の領域に充分な量の情報をマーキングすることができ
ないばかりでなく、そのマーキング領域も制限される。
これらの値は、例えば現在のＳＥＭＩ規格で許容される
ドットマーク寸法の最大限の値である１００μｍと比較
すると、３／２０〜１／１００であって、如何に微小な
寸法であるかが理解できる。Here, the maximum length of one pixel unit of the liquid crystal mask is defined as 50 to 2000 μm because the laser beam transmitted through the liquid crystal mask 4 has a maximum length of one dot of 1.0 due to the lens system. In order to form an image on the surface of the article to be marked by reducing it to 15.0 μm,
This is because the resolution is limited in the current lens system. Further, if the maximum length (diameter) of one dot is smaller than 1.0, it is difficult to read every dot with a sensor of the current optical system, and if the maximum length (diameter) exceeds 15.0 μm, it is sufficient for a predetermined area. Not only cannot a significant amount of information be marked, but also its marking area is limited.
These values are, for example, 3/20 to 1/100 as compared with 100 μm, which is the maximum value of the dot mark size allowed by the current SEMI standard, and it is understood how small the size is. it can.

【００４８】[0048]

【発明の実施形態】以下、本発明の好適な実施形態を、
その比較形態と共に添付図面に基づいて具体的に説明す
る。図１は本発明の微小ドットマーキングを形成するた
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。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
This will be specifically described with reference to the accompanying drawings along with the comparative example. FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a laser marking apparatus for forming minute dot markings according to the present invention.

【００４９】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は結像レンズユニット、Ｗは被マ
ーキング物品である。ここで、本実施例では被マーキン
グ物品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。In the figure, reference numeral 2 denotes a laser oscillator, 3
Denotes a beam homogenizer, 4 denotes a liquid crystal mask, 5 denotes a beam profile converter, 6 denotes an imaging lens unit, and W denotes an article to be marked. Here, in the present embodiment, a semiconductor wafer is illustrated as the article to be marked W. In the present embodiment, the semiconductor wafer W is not only a silicon wafer, but also a wafer having an oxide film or a nitride film formed on the surface of the wafer, or a semiconductor wafer grown epitaxially, a gallium arsenide, an indium phosphorus compound. It is a generic term for general semiconductor wafers formed by such methods.

【００５０】本実施例における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。Laser marking device 1 in this embodiment
First, a laser beam having a Gaussian-shaped energy density distribution emitted from a laser oscillator 2 is first shaped into a top-hat type energy density distribution shape having a substantially uniform peak value through a beam homogenizer 3. The laser beam having a uniform energy density distribution is then applied to the surface of the liquid crystal mask 4. At this time, the liquid crystal mask 4 can drive and display a required marking pattern on the mask, as is widely known, and the laser beam is applied to a pixel portion within the pattern display area in a light transmissible state. Through. The energy density distribution of each transmitted light after being divided for each pixel and transmitted is the same as the shape formed by the beam homogenizer 3 and is evenly distributed.

【００５１】上記ビームホモジナイザ３は、例えばガウ
シアン形状のエネルギー密度分布をもつレーザ光を、平
滑化されたエネルギー密度分布の形状に成形するための
光学部品を総称する。この光学部品としては、例えばフ
ライアイレンズやバイナリーオプティクス、シリンドリ
カルレンズを使用して、そのマスク面上に一括照射する
か或いはポリゴンミラーやミラースキャナなどのアクチ
ュエータによるミラー駆動によってマスク面上を走査さ
せる方式がある。The beam homogenizer 3 is a general term for optical parts for shaping a laser beam having a Gaussian energy density distribution into a smoothed energy density distribution. As the optical component, for example, a fly-eye lens, binary optics, or a cylindrical lens is used to collectively irradiate the mask surface or scan the mask surface by driving a mirror using an actuator such as a polygon mirror or a mirror scanner. There is.

【００５２】ここで、本発明にあっては、既述したとお
り前記レーザビームのパルス幅が１０〜５００ｎｓであ
り、そのドットマーク形成面におけるエネルギー密度は
１．０〜１５．０Ｊ／ｃｍ² の範囲に制御される。好ま
しくは、１．５〜１１．０Ｊ／ｃｍ² である。レーザビ
ームが、かかる数値範囲内に制御されると、本発明の特
異な形態をもつ上述の微小なドットマークを形成するこ
とができる。Here, in the present invention, as described above, the pulse width of the laser beam is 10 to 500 ns, and the energy density on the dot mark forming surface is 1.0 to 15.0 J / cm ² . Controlled to a range. Preferably, it is 1.5 to 11.0 J / cm ² . When the laser beam is controlled to fall within such a numerical range, the above-described minute dot mark having a unique form of the present invention can be formed.

【００５３】本実施例にあって、前記液晶マスク４に１
回で照射する領域は、ドット数で１０×１１個であり、
これをレーザビームをもって一括照射するが、かかるド
ット数では必要とする全てのドットマーク数を満足し得
ないことが多いため、マークパターンを数区画に分割し
て順次液晶マスクに表示させ、これを切り換えながら組
み合わせて全体のマークパターンをウェハ表面に形成す
るようにすることもできる。この場合、ウェハ表面に結
像させるときはウェハ又は照射位置を当然に制御移動さ
せる必要がある。かかる制御手法としては従来から公知
とされている様々な手法が採用できる。In this embodiment, the liquid crystal mask 4
The area irradiated at a time is 10 × 11 dots in number of dots,
This is collectively irradiated with a laser beam, but the number of dots often cannot satisfy the required number of dot marks, so the mark pattern is divided into several sections and sequentially displayed on a liquid crystal mask. The entire mark pattern can also be formed on the wafer surface by switching and combining. In this case, when an image is formed on the wafer surface, the wafer or the irradiation position must be controlled and moved. As such a control method, various methods known in the art can be adopted.

【００５４】本実施例にあっては、上記液晶マスク４を
通過したドット単位のレーザビームを、続いてビームプ
ロファイル変換器５に照射する。このビームプロファイ
ル変換器５は前記液晶マスク４のマトリックス状に配さ
れた個々の液晶に対応して同じくマトリックス状に配列
されている。従って、液晶マスク４を透過したレーザビ
ームは、１対１に対応してドットごとに前記ビームプロ
ファイル変換器５を通過して、先にビームホモジナイザ
３によりそれぞれに平滑化されたエネルギー密度分布の
レーザビームを本発明特有の微小なドットマーク形状を
形成するに必要なエネルギー密度分布形状へと変換され
る。本実施例では前述のごとく液晶マスク４を通過した
後のレーザビームを、更にビームプロファイル変換器５
を通過させて、そのエネルギー密度分布形状を変換して
いるが、ビームプロファイル変換器５によるエネルギー
密度分布のプロファイルを変換させることなく、次のレ
ンズユニット６に直接導入することもある。In the present embodiment, the laser beam in dot units that has passed through the liquid crystal mask 4 is subsequently applied to the beam profile converter 5. The beam profile converters 5 are similarly arranged in a matrix corresponding to the individual liquid crystals arranged in a matrix of the liquid crystal mask 4. Therefore, the laser beam transmitted through the liquid crystal mask 4 passes through the beam profile converter 5 for each dot in a one-to-one correspondence, and the laser beam having the energy density distribution previously smoothed by the beam homogenizer 3 respectively. The beam is converted into an energy density distribution shape necessary for forming a minute dot mark shape unique to the present invention. In this embodiment, the laser beam after passing through the liquid crystal mask 4 is further converted into a beam profile converter 5 as described above.
And the energy density distribution shape is converted, but may be directly introduced into the next lens unit 6 without converting the energy density distribution profile by the beam profile converter 5.

【００５５】ビームプロファイル変換器５を通過したレ
ーザビームはレンズユニット６により絞られ、半導体ウ
ェハＷの表面の所定の位置に照射され、同表面に必要な
ドットマーキングがなされる。本発明にあっては、前記
液晶の画素単位の最大長さを５０〜２０００μｍとし
て、これを前記レンズユニット６により半導体ウエハＷ
の表面に１〜１５μｍにまで絞られる。ここで、ミクロ
ン単位のマーキングを複数のウェハ表面に均一に形成し
ようとする場合には、そのマーキング面と集光レンズと
の間の距離や光軸合わせをミクロン単位で調節する必要
がある。本実施例によれば、焦点検出はレーザ顕微鏡な
どで一般に使用されている共焦点方式で高さ計測を行
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がなされ
る。また、光軸合わせや光学構成部品の位置決め及び調
整は、一般的に知られた方法が採用され、例えばＨｅ−
Ｎｅレーザなどのガイド光を通じて、予め設定されてい
る基準スポットに適合させるべくネジ調整機構などによ
って調整する。この調整は組立時に一回だけ行えばよ
い。The laser beam that has passed through the beam profile converter 5 is converged by the lens unit 6 and applied to a predetermined position on the surface of the semiconductor wafer W, and required dot marking is performed on the surface. In the present invention, the maximum length of the liquid crystal in pixel units is set to 50 to 2000 μm, and the maximum length is set to the semiconductor wafer W by the lens unit 6.
Is squeezed to the surface of 1 to 15 μm. Here, when it is intended to form micron-level markings uniformly on a plurality of wafer surfaces, it is necessary to adjust the distance between the marking surface and the condenser lens and the optical axis alignment in micron units. According to the present embodiment, focus detection measures height by a confocal method generally used in laser microscopes and the like, and feeds back this value to a fine positioning mechanism in the vertical direction of the lens to automatically focus. Positioning is performed. For alignment of the optical axis and positioning and adjustment of the optical components, generally known methods are adopted, for example, He-
Through guide light such as a Ne laser, adjustment is made by a screw adjustment mechanism or the like so as to conform to a preset reference spot. This adjustment need only be performed once during assembly.

【００５６】従って、本発明に係る微小なドットマーク
とはマーキング表面に沿った最大長さが１．０〜１５．
０μｍの寸法範囲にあり、その***部の周辺が僅かに凹
んでいる場合をも考慮して、その凹凸寸法を０．０１〜
５μｍとしている。このような寸法のドットマークを形
成するには、縮小レンズユニットの解像度などによる半
導体ウェハＷの表面の照射ポイントにおける結像に崩れ
を生じさせないようにするため、上記液晶マスク４の１
ドット当たりの１辺長さが５０〜２０００μｍであるこ
とが必要である。更には、前記ビームプロファイル変換
器５と前記液晶マスク４との配置間隔が余り大き過ぎて
も或いは小さ過ぎても、周辺の光線の影響を受け或いは
光軸の不安定さの影響を受けて、半導体ウェハ表面の結
像に乱れが生じやすい。そこで、本実施例にあっては、
前記ビームプロファイル変換器５と前記液晶マスク４と
の配置間隔Ｘを前記液晶マスク４の１画素単位の最大長
さＹの０〜１０倍に設定する必要がある。かかる範囲で
前記配置間隔を設定することにより、ウェハ表面に照射
される結像が鮮明なものとなる。Therefore, the minute dot mark according to the present invention is defined as having a maximum length along the marking surface of 1.0 to 15.
In consideration of the case where the height is in the range of 0 μm and the periphery of the raised portion is slightly depressed,
It is 5 μm. In order to form a dot mark of such a size, one of the liquid crystal masks 4 is used in order to prevent the image formed at the irradiation point on the surface of the semiconductor wafer W from being distorted due to the resolution of the reduction lens unit or the like.
It is necessary that one side length per dot is 50 to 2000 μm. Furthermore, even if the arrangement interval between the beam profile converter 5 and the liquid crystal mask 4 is too large or too small, it is affected by peripheral light rays or by the instability of the optical axis, Disturbance tends to occur in the image formation on the surface of the semiconductor wafer. Therefore, in this embodiment,
It is necessary to set the arrangement interval X between the beam profile converter 5 and the liquid crystal mask 4 to 0 to 10 times the maximum length Y of the liquid crystal mask 4 in one pixel unit. By setting the arrangement interval in such a range, the image formed on the wafer surface becomes clear.

【００５７】上記ビームプロファイル変換器５は、前記
ビームホモジナイザ３により平滑化されたエネルギー密
度分布を本発明に特有のドット形状を得るために最適な
エネルギー密度分布の形状に変換させるための光学部品
であり、回析現象、屈折現象或いはレーザ照射ポイント
における光透過率を任意に異ならせるなどして、入射レ
ーザ光のエネルギー密度分布のプロファイルを任意の形
状に変換するものである。その光学部品としては、例え
ば回析光学素子、ホログラフィック光学素子、凸型のマ
イクロレンズアレイ、或いは液晶自体が挙げられ、それ
らをマトリックス状に配置してビームプロファイル変換
器５として使用する。The beam profile converter 5 is an optical component for converting the energy density distribution smoothed by the beam homogenizer 3 into an optimum energy density distribution shape for obtaining a dot shape unique to the present invention. In addition, the profile of the energy density distribution of incident laser light is converted into an arbitrary shape by arbitrarily changing the light transmittance at a laser irradiation point, such as a diffraction phenomenon, a refraction phenomenon, or the like. The optical components include, for example, a diffraction optical element, a holographic optical element, a convex microlens array, or a liquid crystal itself. These are arranged in a matrix and used as a beam profile converter 5.

【００５８】図３及び図４は、本発明方法により形成さ
れるドットマークの典型的な形状例と配列状況とを示し
ている。なお、同図はＡＦＭにより観察した立体図であ
り、図４は同じくＡＦＭにより観察した断面図である。
本実施例によれば、半導体ウエハＷの表面に結像される
各ドットマークの大きさは３．６μｍの方形であり、各
ドット間隔は４．５μｍとした。これらの図からも理解
できるように、半導体ウエハＷの表面には液晶マスク４
の各画素に対応して分割されたレーザビームごとの略円
錐状のドットマークが形成され、しかも、そのドットマ
ークは１１個×１０個が整然と並んでおり、それぞれの
高さもほぼ揃っている。これは、既述した個々の高さが
異なり、ランダムに分散する多数の微小突起部の集合体
を１ドットマークとして取り扱う上記特開平１０−４０
４０号公報により提案されたドットマークとは根本的に
異なるところであり、前述の整列した同一の形態のドッ
トマークが形成される要因は、液晶マスク４に照射され
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
３により均一に平滑化されたがためである。FIGS. 3 and 4 show a typical shape and arrangement of dot marks formed by the method of the present invention. FIG. 4 is a three-dimensional view observed by AFM, and FIG. 4 is a cross-sectional view similarly observed by AFM.
According to the present embodiment, the size of each dot mark formed on the surface of the semiconductor wafer W is a square of 3.6 μm, and the interval between the dots is 4.5 μm. As can be understood from these drawings, the liquid crystal mask 4 is provided on the surface of the semiconductor wafer W.
A substantially conical dot mark is formed for each of the divided laser beams corresponding to the respective pixels, and 11 × 10 dot marks are arranged in order, and the heights of the dot marks are also substantially the same. This is because, as described above, an aggregate of a large number of microprojections different in height and randomly dispersed as described above is treated as a one-dot mark.
This is fundamentally different from the dot mark proposed in Japanese Patent Application Publication No. 40-220, and the above-mentioned dot marks of the same form are arranged because the energy distribution of the laser beam applied to the liquid crystal mask 4 is changed by a beam homogenizer. This is because of the uniform smoothing by No. 3.

【００５９】本発明に係る微小なドットマーク形態寸法
は、既述したとおり、その被マーキング物品Ｗの表面に
沿った最大長さが１〜１５μｍであり、***部の高さが
０．０１〜５μｍである。これは、各種の実験結果から
もたらされた現在の光学的センサによる視認性の限界と
マーキング領域の自由度とを確保するために必要な最小
限と最大限の大きさの範囲である。As described above, the size of the minute dot mark according to the present invention has a maximum length along the surface of the article W to be marked of 1 to 15 μm and a height of the raised portion of 0.01 to 0.01 μm. 5 μm. This is the minimum and maximum size range necessary to ensure the limit of visibility and the freedom of the marking area by the current optical sensor, which has been obtained from various experimental results.

【００６０】図５〜図１６は、本実施例により採用され
た上記レーザマーキング装置１により．本発明方法の条
件下で形成される本発明に特有のドットマーク形態と、
同装置１による他の条件下で形成されるドットマーク形
態とを示している。前記レーザマーキング装置１の仕様
は、 レーザ媒質：Ｎｄ，ＹＡＧレーザ レーザ波長：５３２ｎｍ モード ：ＴＥＭ００ 平均出力 ： ４Ｗ ＠ １ＫＨｚ パルス幅 ：５０ｎｓ ＠ １ＫＨｚ とした。FIGS. 5 to 16 show the laser marking device 1 employed in this embodiment. Dot mark form unique to the present invention formed under the conditions of the method of the present invention,
2 shows a dot mark form formed by the apparatus 1 under other conditions. The specifications of the laser marking device 1 were as follows: Laser medium: Nd, YAG laser Laser wavelength: 532 nm Mode: TEM00 Average output: 4 W ＠ 1 KHz Pulse width: 50 ns ＠ 1 KHz

【００６１】ここで、本発明の実施にあたりレーザビー
ムの波長について次のような予備実験を行った。すなわ
ち、レーザビームの波長を、３５５ｎｍ、５３２ｎｍ、
１０６４ｎｍの３通りとし、後述する本発明の実施例と
その比較例のごとく、エネルギー密度を０．１４〜３．
１Ｊ／ｃｍ² 、パルス幅を１０〜７００ｎｍ及び２０ｐ
ｓの範囲で様々な予備実験を行ったところ、レーザビー
ムの波長については、５３２ｎｍと１０６４ｎｍとで
は、シリコンの吸収率に差異はあるものの、全体的には
同じ傾向が観測された。しかし、５３２ｎｍの波長の方
がシリコンへの浸透深さが小さく、特にドットが微小に
なるに従って良好な結果が得られた。一方、レーザビー
ムの波長を３５５ｎｍにすると、シリコンへの浸透深さ
が小さ過ぎ、シリコン表面での蒸散が生じやすい。そこ
で、本実施例ではレーザビームの波長を５３２ｎｍとし
ている。ただし、本発明においてレーザビームの波長は
一律に規定されるものではない。Here, in carrying out the present invention, the following preliminary experiments were performed on the wavelength of the laser beam. That is, the wavelength of the laser beam is 355 nm, 532 nm,
1064 nm, and the energy density is 0.14 to 3.
1 J / cm ² , pulse width of 10 to 700 nm and 20 p
Various preliminary experiments were performed in the range of s. As a result, the same tendency was observed as a whole, although there was a difference in the absorptivity of silicon between 532 nm and 1064 nm for the wavelength of the laser beam. However, when the wavelength was 532 nm, the depth of penetration into silicon was smaller, and in particular, better results were obtained as the dots became finer. On the other hand, when the wavelength of the laser beam is 355 nm, the penetration depth into the silicon is too small, and the evaporation on the silicon surface is likely to occur. Therefore, in this embodiment, the wavelength of the laser beam is set to 532 nm. However, in the present invention, the wavelength of the laser beam is not uniformly defined.

【００６２】また、本実施例において使用するレーザビ
ームとしては、ＹＡＧレーザ発振装置、ＹＶ０４レーザ
発振装置の第２高調波、チタンサファイヤレーザ発振装
置等により発振されるレーザビームを挙げることができ
る。As the laser beam used in this embodiment, a laser beam oscillated by a YAG laser oscillator, a second harmonic of a YV04 laser oscillator, a titanium sapphire laser oscillator, or the like can be given.

【００６３】図５〜図１７は上記マーキング条件に加え
て、表１に示す半導体ウエハＷの表面に照射される１ド
ットのドット径、レーザビームのエネルギー密度、及び
そのパルス幅を変更したときの実施例１〜７及び比較例
１〜６に対応するドット形態と各寸法を示している。FIGS. 5 to 17 show, in addition to the above-mentioned marking conditions, the dot diameter of one dot irradiated on the surface of the semiconductor wafer W shown in Table 1, the energy density of the laser beam, and the pulse width thereof. The dot forms and dimensions corresponding to Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 6 are shown.

【００６４】[0064]

【表１】 [Table 1]

【００６５】図５は、上記実施例１のマーキング条件に
て半導体ウエハＷの表面にドットマーキングを施したと
きのドットマーク形態とその寸法を示している。同図に
よれば、周辺に環状で凹凸状の凹陥部を有するものの、
その中央は上方に高く***した略円錐状の***部を備え
ている。その周辺との明暗差は大きく、充分な視認性が
確保される。FIG. 5 shows a dot mark form and its size when dot marking is performed on the surface of the semiconductor wafer W under the marking conditions of the first embodiment. According to the figure, although there is an annular concave and convex concave portion in the periphery,
Its center is provided with a generally conical ridge that is raised high above. The difference in brightness from the surrounding area is large, and sufficient visibility is secured.

【００６６】図６及び図７は、上記実施例２及び３の各
マーキング条件にて半導体ウエハＷの表面にドットマー
キングを施したときのドットマーク形態とその寸法を示
している。同図によれば、ドットマークの周辺は殆ど平
坦であって、上方に高く***した略円錐状の***部を備
えている。このドット形態にあっても、その周辺との明
暗差は大きく、充分な視認性が確保される。FIG. 6 and FIG. 7 show the dot mark form and the size when dot marking is performed on the surface of the semiconductor wafer W under the respective marking conditions of the second and third embodiments. According to the figure, the periphery of the dot mark is almost flat, and is provided with a substantially conical raised portion that is raised upward. Even in this dot form, the difference in brightness from the periphery is large, and sufficient visibility is ensured.

【００６７】図８に示す比較例１では、上記実施例１〜
３と同一のドット長さ（方形の一辺長さが７．２μｍ）
であるにも関わらず、エネルギー密度が０．９６（＜
１．５）Ｊ／ｃｍ² であるため、中央部には大きな凹陥
部を有すると共に、その凹凸の高低差も上記実施例より
も大幅に少なくなり、視認性に劣る。In Comparative Example 1 shown in FIG.
Same dot length as 3 (one side of the rectangle is 7.2 μm)
, The energy density is 0.96 (<
1.5) Since it is J / cm ² , it has a large concave portion at the center, and the difference in height of the unevenness is significantly smaller than that of the above-described embodiment, resulting in poor visibility.

【００６８】図９に示す上記実施例４のマーキング条件
にて半導体ウエハＷの表面にドットマーキングを施した
ときのドットマーク形態とその寸法を示している。この
実施例４によれば、上記実施例５〜７と同一のドット長
さ（方形の一辺長さ）３．６μであるにも関わらず、上
方に山形状に***した***部が縦に２つに分割された形
態となり、周辺に僅かではあるが凹陥部が形成されてい
る。しかし、全体として***部が大きいため、周辺との
コントラストに優れ視認性にも優れている。FIG. 9 shows a dot mark form and its size when dot marking is performed on the surface of the semiconductor wafer W under the marking conditions of the fourth embodiment shown in FIG. According to the fourth embodiment, although the dot length (the length of one side of the rectangle) is 3.6 μm, which is the same as that of the fifth to seventh embodiments, the upwardly protruding ridge is vertically formed by two ridges. It is divided into two parts, and a slight recess is formed in the periphery. However, since the raised portion is large as a whole, the contrast with the periphery is excellent and the visibility is also excellent.

【００６９】図１０及び図１１は、上記実施例５及び６
の各マーキング条件にて半導体ウエハＷの表面にドット
マーキングを施したときのドットマーク形態とその寸法
を示している。同図によれば、上記実施例１と同様に周
辺に環状で凹凸状の凹陥部を有するものの、その中央は
上方に高く***した略円錐状の***部を備えており、そ
の周辺との明暗差は大きく、充分な視認性が確保され
る。FIGS. 10 and 11 show Embodiments 5 and 6 respectively.
The dot mark form and the size when dot marking is performed on the surface of the semiconductor wafer W under the respective marking conditions are shown. According to the figure, as in the case of the first embodiment, there is an annular concave and convex concave portion around the periphery, but the center thereof is provided with a substantially conical raised portion which is protruded upward at a high position. The difference is large and sufficient visibility is ensured.

【００７０】図１２は上記実施例７のマーキング条件に
て半導体ウエハＷの表面にドットマーキングを施したと
きのドットマーク形態とその寸法を示している。同図に
よれば、上記実施例３以上にと同様にドットマークの周
辺は殆ど平坦であって、上方に高く***した略円錐状の
***部を備えており、ドット長さが微小であるとはい
え、視認性の点では最も優れている。このドット形態が
本発明の理想的な形態であるといえる。FIG. 12 shows the dot mark form and dimensions when dot marking is performed on the surface of the semiconductor wafer W under the marking conditions of the seventh embodiment. According to the figure, the periphery of the dot mark is almost flat, as in the third embodiment and above, and has a substantially conical protruding portion that protrudes high upward, and the dot length is small. Nevertheless, it is the best in terms of visibility. It can be said that this dot form is an ideal form of the present invention.

【００７１】図１３〜図１７に示す比較例２〜６は、表
１にも示したように、そもそもが本発明の対象とするド
ットマークの長さ（半導体ウエハＷの表面に沿った最大
長さ）１〜１５μｍを越えているため、その形態の如何
に関わらず本発明の実施例とはいえないが、特に図１３
〜図１６に示す比較例３〜５は、いずれも中央部に大き
な凹陥部を有し、特に図１３及び図１４に示す比較例２
及び３では前記中央部の周辺に多重の浅い環状凹陥部が
形成され、周辺の平坦部との間のコントラストが小さ
く、大きなドットマークである場合はともかくとして、
視認性に劣る。As shown in Table 1, in Comparative Examples 2 to 6 shown in FIGS. 13 to 17, the length of the dot mark (the maximum length along the surface of the semiconductor wafer W) is the object of the present invention. 13) Since it exceeds 1 to 15 μm, it cannot be said that the present invention is an embodiment of the present invention regardless of the form.
Comparative Examples 3 to 5 shown in FIG. 16 to FIG. 16 each have a large recess at the center, and particularly Comparative Example 2 shown in FIG. 13 and FIG.
In 3 and 3, multiple shallow annular recesses are formed around the central portion, and the contrast between the flat portion and the peripheral flat portion is small.
Poor visibility.

【００７２】その点、図１７に示す比較例６は周辺が平
坦で中凹部に噴火山状の***部を有しておりその高低差
も大きいため、充分な視認性が確保される。従って、こ
の比較例６は通常のドットマークとしては極めて有効な
形態といえる。On the other hand, in Comparative Example 6 shown in FIG. 17, the periphery is flat, and a volcano-shaped bulge is formed in the central recess, and the height difference is large, so that sufficient visibility is ensured. Therefore, Comparative Example 6 can be said to be an extremely effective form as a normal dot mark.

【００７３】図１８は上記実施例及び比較例を、各ドッ
トマークごとに、そのエネルギー密度と凹凸寸法をグラ
フ上にプロットしたものである。本発明の特異な形態を
もつドットマークは***部を有していることにあり、こ
のグラフからも理解できるように、本発明の対象とする
微小なドットマークの最大長さ寸法に入る実施例（方形
ドットの一辺長さが３．６μｍ及び７．２μｍ）では、
エネルギー密度が１．０Ｊ／ｃｍ² 以上であることが必
要である。FIG. 18 is a graph in which the energy density and the concave / convex size of each of the above examples and comparative examples are plotted on a graph for each dot mark. The dot mark having a peculiar form of the present invention has a raised portion, and as can be understood from this graph, an example which falls within the maximum length dimension of the minute dot mark targeted by the present invention. (Square dots have side lengths of 3.6 μm and 7.2 μm)
It is necessary that the energy density is 1.0 J / cm ² or more.

【００７４】また図１３〜図１８、上記実施例１〜７及
び比較例１〜６から以下のことが理解できる。 ドットマークの径（最大長さ寸法）が小さくなるほ
ど***部が形成されやすい。またドットマークの径が小
さいほど自由界面長さが小さくなり、シリコン溶液の粘
性は温度が一定である場合には一定となるため、結果的
により低次の振動モードが支配的になるといえる。The following can be understood from FIGS. 13 to 18, the above Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 6. The smaller the diameter (maximum length dimension) of the dot mark, the more easily the raised portion is formed. In addition, the smaller the diameter of the dot mark, the smaller the free interface length, and the viscosity of the silicon solution becomes constant when the temperature is constant. As a result, it can be said that the lower-order vibration mode becomes dominant.

【００７５】 同一高さの***部を形成するには、ド
ットマークの径が小さいほど大きなエネルギー密度を必
要とする。つまり、膜振動振幅を同一に保ったまま、固
定端間の距離を小さくしていく場合に相当し、固定端間
の距離が短い程、大きな外力（パルス照射による温度分
布＝表面張力）を必要とする。In order to form raised portions having the same height, the smaller the diameter of the dot mark, the higher the energy density is required. In other words, this corresponds to a case where the distance between the fixed ends is reduced while maintaining the same membrane vibration amplitude. The shorter the distance between the fixed ends, the larger the external force (temperature distribution by pulse irradiation = surface tension) is required. And

【００７６】 ある大きさのドットマークでは、必ず
***部を有する低次の振動モードとなる。上記図１８に
よっても、ドットマークの径が３．６μｍの場合には、
その形態はともかくとして全てが***部を有している。A dot mark of a certain size always has a low-order vibration mode having a raised portion. According to FIG. 18 as well, when the diameter of the dot mark is 3.6 μm,
Regardless of its form, all have ridges.

【００７７】 ある大きさ以上のドットでは、必ず凹
形の振動モードになる。つまり、上記例では、凸形が支
配的な場合と凹形が支配的な場合との偏極点が、２０〜
３０μｍのドットマーク径の間に存在する。これはシリ
コン溶液の粘性と溶融池の深さ、溶融池の大きさ（ドッ
トマーク径）から一義的に決定される値である。A dot larger than a certain size always has a concave vibration mode. That is, in the above example, the polarization points of the case where the convex shape is dominant and the case where the concave shape is dominant are 20 to
It exists between the dot mark diameters of 30 μm. This value is uniquely determined from the viscosity of the silicon solution, the depth of the molten pool, and the size (dot mark diameter) of the molten pool.

【００７８】かかる結論から、本発明に特有のドットマ
ークの上記微小形態は、特許請求の範囲に規定する各種
のマーキング条件を設定することにより、確実に且つ正
確に形成することが可能となる。From the above conclusion, the above-mentioned minute form of the dot mark unique to the present invention can be surely and accurately formed by setting various marking conditions defined in the claims.

【００７９】図１９は、上記レーザマーキング装置１の
仕様のうち、他の仕様を変更せずパルス幅のみを９０ｎ
ｓに変更すると共に、そのマーキング条件であるエネル
ギー密度を変更したときに形成されるドットマークごと
のエネルギー密度と***高さ寸法をグラフ上にプロット
したものである。FIG. 19 shows that, of the specifications of the laser marking apparatus 1, only the pulse width is 90 n without changing other specifications.
In addition to changing the energy density to s, the energy density and the height of the protrusion for each dot mark formed when the energy density as the marking condition is changed are plotted on a graph.

【００８０】ここで、ドットマークのマーキング表面に
沿った長さ寸法を、２μｍ、４μｍ、６μｍ、８μｍ、
１０μｍ及び１４μｍの６種類に設定した。また、図中
におけるプロット◇は２μｍ、□は４μｍ、△は６μ
ｍ、×は８μｍ、○は１０μｍ、●は１４μｍのドット
マークを示している。Here, the length dimension of the dot mark along the marking surface is 2 μm, 4 μm, 6 μm, 8 μm,
Six types of 10 μm and 14 μm were set. In the figure, the plot ◇ is 2 μm, □ is 4 μm, and △ is 6 μm.
m and x indicate 8 μm, ｍ indicate 10 μm, and ● indicate 14 μm dot marks.

【００８１】同図より理解できるように、パルス幅を５
０ｎｓから９０ｎｓへと変更すると、２及び４μｍの微
小なドットマークに関しては、エネルギー密度が３．０
〜１１．０Ｊ／ｃｍ² の範囲でその***高さが増加する
ことが理解できる。また６〜１４μｍのドットマークに
関しては、エネルギー密度が６．０〜８．０Ｊ／ｃｍ ²
の範囲ではその***高さが漸増するが、あるエネルギー
密度を過ぎると***高さは急減し、ドットマークの形態
が「タイプ Ｂ」に示す***形状から「タイプＣ」に示
す凹穴形状へと変化する。As can be understood from FIG.
Changing from 0 ns to 90 ns, the fineness of 2 and 4 μm
For small dot marks, the energy density is 3.0
~ 11.0 J / cm^TwoIncreases its elevation in the range of
I can understand. Also for 6-14μm dot mark
As for the energy density, 6.0 to 8.0 J / cm ^Two
In the range, the height of the uplift gradually increases, but at a certain energy
When the density is exceeded, the height of the bumps decreases rapidly,
From the raised shape shown in “Type B” to “Type C”
It changes to a concave shape.

【００８２】図１８及び図１９のグラフから、本発明に
よる所望の***高さを有するドットマークを形成するに
は、パルス幅、エネルギー密度及びマーキング表面に沿
った長さ寸法を適切に選定することが必要であり、それ
らの値が適当な値に選択できれば、本発明の特徴部をな
す所定の幅寸法（長さ）と高さ（凹凸）とを有する微小
で且つ特異な形態を有するドットマークを形成すること
ができることが理解できる。From the graphs of FIGS. 18 and 19, the pulse width, energy density and length dimension along the marking surface can be properly selected to form a dot mark having the desired raised height according to the present invention. If these values can be selected to be appropriate values, a dot mark having a small and unique shape having a predetermined width dimension (length) and height (unevenness), which is a feature of the present invention, is provided. Can be formed.

【００８３】図２０は、本発明方法によるドットマーキ
ングにより得られたドットマークによる文字表示の配列
状態を示し、図２１は従来のドットマーキングにより得
られるドットマークによる文字表示の配列状態を示して
いる。２Ｄコードの場合には、ドット間の相対位置が２
０％以下と規定されており、例えばφ５μｍのドットマ
ークの場合、ステージにおける位置決め精度が±１μｍ
であれば、既に２０％の位置ずれがランダムに発生する
ことになる。FIG. 20 shows an arrangement state of character display by dot marks obtained by dot marking according to the method of the present invention, and FIG. 21 shows an arrangement state of character display by dot marks obtained by conventional dot marking. . In the case of a 2D code, the relative position between dots is 2
0% or less. For example, in the case of a dot mark of φ5 μm, the positioning accuracy on the stage is ± 1 μm.
In this case, a displacement of 20% has already occurred randomly.

【００８４】従来のマーキング方法を採用する場合に
は、ドットの位置決め精度の関係で、図２１に示すよう
にドットにより形成される文字が歪んでしまう。その結
果、２Ｄコードとしては読み取りが不可能な状態とな
る。一方、図２０に示す本発明方法により形成されるド
ットマークによれば、隣接ドットの相対位置が、原理的
にはレンズの収差を除いてゼロとなる。一般に、レンズ
の収差はレンズの外周領域において大きくなるため、レ
ンズの中央領域（有効視野）内を使用すれば、ほぼゼロ
とみなせる。その結果、同図に示すように規則正しく、
精度よくドットを形成することができる。When the conventional marking method is employed, characters formed by dots are distorted as shown in FIG. 21 due to the positioning accuracy of the dots. As a result, it becomes impossible to read the 2D code. On the other hand, according to the dot mark formed by the method of the present invention shown in FIG. 20, the relative position of the adjacent dots is zero in principle except for the aberration of the lens. In general, since the aberration of the lens becomes large in the outer peripheral region of the lens, it can be regarded as substantially zero by using the central region (effective visual field) of the lens. As a result, as shown in the figure,
Dots can be formed with high accuracy.

【００８５】以上の説明からも明らかなように、本発明
に係るドットマーク形態及びドットマーキング方法によ
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***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。As is clear from the above description, according to the dot mark form and the dot marking method according to the present invention, the area of each dot unit on the surface of the semiconductor wafer is accurately and orderly arranged on a conventional 3/20 to 1/20. Since a single minute dot mark having a uniform shape with a size of / 100 can be formed, and the dot mark shape has an unusual shape in which the central portion is unprecedented, The mark form is excellent in its visibility and functions sufficiently as a 2D code.

【００８６】また、本発明のドットマークが前述のごと
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、同一領域に多数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す。As described above, the size of the dot mark of the present invention is much smaller than that of the conventional dot mark, and the boundary between adjacent dot marks can be clearly distinguished. Can be formed, and not only the marking area greatly increases, but also the degree of freedom in selecting the marking area increases.

【００８７】すなわち、 任意の時期にウエハ表面にマーキングを施すことが
できる。例えばシリコンメーカ出荷時に、納入先のデバ
イスメーカの用途に影響されることなく、ウエハの出荷
検査データなどをマーキングすることができる。また、
ウエハ単位で出荷する際には、各チップの検査データ、
独自のウエハＩＤ、チップＩＤをこの領域にマーキング
することができるし、しかもＶノッチやオリフラ部の角
にマーキングすることにより、マークが小さく探しにく
いといった懸念が一切不要となる。That is, marking can be performed on the wafer surface at any time. For example, at the time of shipment from a silicon maker, it is possible to mark shipment inspection data and the like of a wafer without being affected by the use of the device maker to which the silicon maker is to be delivered. Also,
When shipping in wafer units, inspection data for each chip,
Unique wafer IDs and chip IDs can be marked in this area, and by marking the corners of the V notch and the orientation flat, there is no need to worry that the marks are small and difficult to find.

【００８８】また同様に、デバイスメーカにおいては、
任意の工程中に検査データのみならず、デバイスメーカ
独自のウエハＩＤマークを刻印することができる。特
に、ドットマーク形態が特異なうえに極めて微小である
がため、デバイスメーカにおいてスクライビング以前
に、各チップごとの裏面にも所容量の各種データを工程
順に形成し得るため、各チップごとの履歴が容易に把握
できる。Similarly, in a device maker,
During an arbitrary process, not only inspection data but also a wafer ID mark unique to a device maker can be imprinted. In particular, since the dot mark form is unique and extremely minute, various data of the storage capacity can be formed on the back surface of each chip in the process order before scribing at the device manufacturer, so the history of each chip Easy to grasp.

【００８９】 一枚のウエハからより多くのチップが
得られる。本発明のドットマーキング法によれば、ドッ
トマークが極めて微小であるがため、マーキングのため
の専用領域を省略でき、例えばウェハの周面や裏面は言
うに及ばず、スクライブラインの表面やＶノッチの内
面、オリエンテーションフラットの隅部など、チップの
作成有効領域を拡大することができる。この結果、ウエ
ハの歩留りの向上に直接寄与することができる。More chips can be obtained from one wafer. According to the dot marking method of the present invention, since the dot mark is extremely small, a dedicated area for marking can be omitted. For example, not only the peripheral surface and the back surface of the wafer, but also the scribe line surface and V notch The effective area for chip formation can be enlarged, such as the inner surface of the chip and the corner of the orientation flat. As a result, it is possible to directly contribute to the improvement of the yield of the wafer.

【００９０】 設計負担を軽減する。チップの設計段
階からマーキング領域を一切考慮する必要がないため、
設計者が自由にチップをレイアウトできる。The design burden is reduced. Since there is no need to consider the marking area from the chip design stage,
Designers can freely lay out chips.

【００９１】本発明にとって好都合であることは、ウエ
ハ最外円周部の２ｍｍのうち、特に外側の１ｍｍについ
ては、一般の成膜がほとんど行われておらず、ほぼベア
ウエハの状態にある。このため、この領域にも安定した
ドットマーキングが可能となる。It is advantageous for the present invention that, of the outermost 2 mm of the wafer, particularly the outer 1 mm, almost no general film formation is performed and the wafer is almost in a bare wafer state. Therefore, stable dot marking can be performed in this area.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の微小ドットマーキング装置を模式的に
示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a minute dot marking device of the present invention.

【図２】一般のレーザビームによるドットマーキング装
置を示す全体構成図である。FIG. 2 is an overall configuration diagram showing a general laser beam dot marking apparatus.

【図３】本発明方法により形成されるドットマークの形
態とその配列状態を示すＡＦＭ観察立体図である。FIG. 3 is an AFM observation three-dimensional view showing the form and arrangement of dot marks formed by the method of the present invention.

【図４】同断面図である。FIG. 4 is a sectional view of the same.

【図５】実施例１によるドットマーク形態のＡＦＭ観察
断面図と立体図である。5A and 5B are an AFM observation sectional view and a three-dimensional view of a dot mark form according to the first embodiment.

【図６】実施例２によるドットマーク形態のＡＦＭ観察
断面図と立体図である。6A and 6B are an AFM observation cross-sectional view and a three-dimensional view of a dot mark form according to a second embodiment.

【図７】実施例３によるドットマーク形態のＡＦＭ観察
断面図と立体図である。FIG. 7 is an AFM observation cross-sectional view and a three-dimensional view of a dot mark form according to a third embodiment.

【図８】比較例１によるドットマーク形態のＡＦＭ観察
断面図と立体図である。FIG. 8 is an AFM observation cross-sectional view and a three-dimensional view of a dot mark form according to Comparative Example 1.

【図９】実施例４によるドットマーク形態のＡＦＭ観察
断面図と立体図である。FIG. 9 is an AFM observation sectional view and a three-dimensional view of a dot mark form according to a fourth embodiment.

【図１０】実施例５によるドットマーク形態のＡＦＭ観
察断面図と立体図である。10A and 10B are an AFM observation cross-sectional view and a three-dimensional view of a dot mark form according to a fifth embodiment.

【図１１】実施例６によるドットマーク形態のＡＦＭ観
察断面図と立体図である。11A and 11B are an AFM observation sectional view and a three-dimensional view of a dot mark form according to a sixth embodiment.

【図１２】実施例７によるドットマーク形態のＡＦＭ観
察断面図と立体図である。12A and 12B are an AFM observation sectional view and a three-dimensional view of a dot mark form according to a seventh embodiment.

【図１３】比較例２によるドットマーク形態のＡＦＭ観
察断面図と立体図である。13A and 13B are an AFM observation cross-sectional view and a three-dimensional view of a dot mark form according to Comparative Example 2.

【図１４】比較例３によるドットマーク形態のＡＦＭ観
察断面図と立体図である。14A and 14B are an AFM observation cross-sectional view and a three-dimensional view of a dot mark form according to Comparative Example 3.

【図１５】比較例４によるドットマーク形態のＡＦＭ観
察断面図と立体図である。FIG. 15 is an AFM observation sectional view and a three-dimensional view of a dot mark form according to Comparative Example 4.

【図１６】比較例５によるドットマーク形態のＡＦＭ観
察断面図と立体図である。FIG. 16 is an AFM observation cross-sectional view and a three-dimensional view of a dot mark form according to Comparative Example 5.

【図１７】比較例６によるドットマーク形態のＡＦＭ観
察断面図と立体図である。17A and 17B are an AFM observation cross-sectional view and a three-dimensional view of a dot mark form according to Comparative Example 6.

【図１８】実施例１〜７及び比較例１〜６のドットマー
キングにおけるエネルギー密度と***部の高さとの相関
を示すグラフである。FIG. 18 is a graph showing the correlation between the energy density and the height of the protrusion in the dot markings of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 6.

【図１９】実施例１〜７及び比較例１〜６におけるレー
ザマーキング条件のうちパルス幅及びマーク幅寸法を変
更したときのエネルギー密度と***部の高さとの相関を
示すグラフである。FIG. 19 is a graph showing the correlation between the energy density and the height of the ridge when the pulse width and the mark width are changed among the laser marking conditions in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 6.

【図２０】本発明のドットマークによる文字表示を示す
平面図である。FIG. 20 is a plan view showing character display using dot marks according to the present invention.

【図２１】従来のドットマークによる文字表示を示す平
面図である。FIG. 21 is a plan view showing a conventional character display using dot marks.

【図２２】ドットマーク形成過程における溶融池表面の
振動モードに基づく第１のドットマーク形態例を示す立
体図である。FIG. 22 is a three-dimensional view showing a first dot mark form example based on a vibration mode of the molten pool surface in a dot mark forming process.

【図２３】同第２のドットマーク形態例を示す立体図で
ある。FIG. 23 is a three-dimensional view showing a second dot mark form example.

【図２４】同第３のドットマーク形態例を示す立体図で
ある。FIG. 24 is a three-dimensional view showing a third dot mark form example.

【図２５】同第４のドットマーク形態例を示す立体図で
ある。FIG. 25 is a three-dimensional view showing a fourth example of a dot mark form.

【図２６】同第５のドットマーク形態例を示す立体図で
ある。FIG. 26 is a three-dimensional view showing a fifth dot mark form example.

【図２７】同第６のドットマーク形態例を示す立体図で
ある。FIG. 27 is a three-dimensional view showing a sixth dot mark form example.

【図２８】同第７のドットマーク形態例を示す立体図で
ある。FIG. 28 is a three-dimensional view showing a seventh dot mark form example.

【図２９】同第８のドットマーク形態例を示す立体図で
ある。FIG. 29 is a three-dimensional view showing an eighth dot mark form example.

【図３０】同第９のドットマーク形態例を示す立体図で
ある。FIG. 30 is a three-dimensional view showing a ninth dot mark form example.

【図３１】同第１０のドットマーク形態例を示す立体図
である。FIG. 31 is a three-dimensional view showing a tenth dot mark form example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ レーザマーキング装置 ２ レーザ発振器 ３ ビームホモジナイザ ４ 液晶マスク ５ ビームプロファイル変換器 ６ 縮小レンズユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser marking apparatus 2 Laser oscillator 3 Beam homogenizer 4 Liquid crystal mask 5 Beam profile converter 6 Reduction lens unit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 レーザを光源として被マーキング物品の
表面にマーキングされるドットマーク形態であって、 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
***する***部を有しており、 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***部の高さが０．０１〜５．０μｍである、こと
を特徴とするレーザビームによる微小ドットマーク形
態。1. A dot mark form which is marked on a surface of an article to be marked by using a laser as a light source, wherein the mark comprises a single dot mark for each laser irradiation point, and the center of the mark is from the surface of the article to be marked. It has a raised portion that protrudes upward, the length of each dot mark along the surface of the article to be marked is 1.0-15.0 μm, and the height of the raised portion is 0.01-5. A minute dot mark form by a laser beam, which is 0 μm. 【請求項２】 前記被マーキング物品の表面が、ウェハ
外周の面取り部である請求項１記載の微小ドットマーク
形態。2. The fine dot mark form according to claim 1, wherein the surface of the article to be marked is a chamfer on the outer periphery of the wafer. 【請求項３】 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エ
ネルギー密度を、そのマーキング面において１．０〜１
５．０Ｊ／ｃｍ² に設定すること、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１．０〜１５．０μ
ｍ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。3. A marking method for forming a dot-like mark on the surface of an article to be marked with a laser beam emitted from a pulsed laser oscillator, wherein the energy distribution of the laser beam emitted from the laser oscillator is adjusted by a beam homogenizer. Smoothing, forming a desired pattern by driving and controlling a liquid crystal mask having a maximum length of 50 to 2000 μm per pixel unit, and irradiating the liquid crystal mask with a laser beam uniformed by the beam homogenizer. The energy density of the laser beam divided by passing through the liquid crystal mask is set to 1.0 to 1 on the marking surface.
It is set to 5.0 J / cm ² , and the maximum length of one dot is set to 1.0 to 15.0 μm by a lens unit for each laser beam for each dot transmitted through the liquid crystal mask.
m, and forming an image on the surface of the article to be marked by reducing the size to m. 【請求項４】 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む請求項２記載
の微小マーキング方法。4. The liquid crystal mask comprises a dot matrix of the same size corresponding to a pixel matrix of the liquid crystal mask,
3. The micro-marking method according to claim 2, further comprising arranging a beam profile converter for shaping and converting an energy density distribution of the laser beam into a required distribution shape before or after the liquid crystal mask.