JP2014033034A - ウエーハの加工方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】デバイスの抗折強度を低下させることなくデバイスの個体識別情報(ID)を印字することができるウエーハの加工方法を提供する。
【解決手段】表面に複数のデバイスが形成されたウエーハの裏面側における各デバイスに対応する領域に各デバイスの個体識別情報を印字するウエーハの加工方法であって、ウエーハの裏面に樹脂を被覆して樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、ウエーハの裏面に形成された樹脂層における各デバイスに対応する領域にレーザー光線を照射して各デバイスの個体識別情報を印字する識別情報形成工程とを含む。
【選択図】図8

Description

本発明は、表面に複数のデバイスが形成されたウエーハの裏面側における各デバイスに対応する領域にデバイスに関する個体識別情報を印字するウエーハの加工方法に関する。
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる複数のストリートが格子状に形成され、この区画された領域にIC、LSI等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体デバイスを製造している。
また、ウエーハを個々のデバイスに分割する前に、各デバイスに対応する裏面にレーザー光線を照射してデバイスの機能、製品番号、ロット番号等の個体識別情報(ID)を印字する技術が下記特許文献1に開示されている。
特開2008−178886号公報
しかるに、デバイスの裏面にレーザー光線を照射して個体識別情報(ID)を印字すると、微細なクラックが内部に形成されデバイスの抗折強度を低下させるという問題がある。
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、デバイスの抗折強度を低下させることなくデバイスの個体識別情報(ID)を印字することができるウエーハの加工方法を提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に複数のデバイスが形成されたウエーハの裏面側における各デバイスに対応する領域に各デバイスの個体識別情報を印字するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの裏面に樹脂を被覆して樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
ウエーハの裏面に形成された樹脂層における各デバイスに対応する領域にレーザー光線を照射して各デバイスの個体識別情報を印字する識別情報形成工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
本発明によるウエーハの加工方法においては、ウエーハの裏面に形成された樹脂層における各デバイスに対応する領域にレーザー光線を照射して各デバイスの個体識別情報を印字するので、ウエーハ自体はレーザー加工されないため、デバイスの内部に微細なクラックが発生することはない。従って、個々に分割されたデバイスの抗折強度を低下させることはない。
本発明によるウエーハの加工方法によって加工されるウエーハの斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法における樹脂層形成工程の説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における識別情報形成工程を実施するためのレーザー加工装置の斜視図。 図3に示すレーザー加工装置に装備されるレーザー光線照射手段のブロック構成図。 図3に示すレーザー加工装置に装備される制御手段のブロック構成図。 図1に示すウエーハが図3に示すレーザー加工装置のチャックテーブルの所定位置に保持された状態における座標との関係を示す説明図。 図3に示すレーザー加工装置のチャックテーブルに保持されたウエーハを識別情報形成工程の開始位置に位置付けた状態を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における識別情報形成工程が実施されたウエーハの斜視図。
以下、本発明によるウエーハの加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して更に詳細に説明する。
図1には、本発明によるウエーハの加工方法によって加工されるウエーハが示されている。図1に示すウエーハ10は、シリコンウエーハからなり、表面10aに複数のストリート101が格子状に配列されているとともに、該複数のストリート101によって区画された複数の領域にIC、LSI等のデバイス102が形成されている。なお、図示の実施形態におけるウエーハ10には、中心を示すマークSが形成されている。このように形成されたウエーハ10は、裏面10bを研削して所定の仕上がり厚み(例えば、100μm)に形成される。
上記ウエーハ10の裏面10b側における各デバイス102に対応する領域に各デバイスの個体識別情報を印字するために、本発明においては先ずウエーハ10の裏面10bに樹脂を被覆して樹脂層を形成する樹脂層形成工程を実施する。この樹脂層形成工程は、図2の(a)に示す樹脂層形成装置20を用いて実施する。図2の(a)に示す樹脂層形成装置20は、被加工物であるウエーハを保持するスピンナーテーブル201と、該スピンナーテーブル201に保持された被加工物であるウエーハの上面に液状樹脂を供給する液状樹脂供給ノズル202とからなっている。上記スピンナーテーブル201は、上面である保持面に負圧が作用するように構成されており、図示しない吸引手段を作動することによりスピンナーテーブル201上に載置された被加工物であるウエーハを吸引保持するように構成されている。このように構成されたスピンナーテーブル201は、図示しない回転駆動機構によって回転せしめられるように構成されている。上記液状樹脂供給ノズル202は、図示しない液状樹脂供給手段に接続されている。なお、図示しない液状樹脂供給手段は、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の液状樹脂を供給する。
上述した樹脂層形成装置20によって樹脂層形成工程を実施するには、スピンナーテーブル201の上面である保持面にウエーハ10の表面10a側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、スピンナーテーブル201上にウエーハ10を吸引保持する。従って、スピンナーテーブル201上に保持されたウエーハ10は、図2の(a)に示すように裏面10bが上側となる。このようにしてスピンナーテーブル201上にウエーハ10を吸引保持したならば、図2の(a)に示すように液状樹脂供給ノズル202の噴出口202aをスピンナーテーブル201上に保持されたウエーハ10の中心部に位置付け、図示しない液状樹脂供給手段を作動して、液状樹脂供給ノズル202の噴出口202aから例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の液状樹脂200を所定量滴下する。なお、液状樹脂200の滴下量は、ウエーハ10の裏面10bに形成される保護膜の厚みが数μmになるように設定されている。このようにして液状樹脂200を滴下したならば、スピンナーテーブル201を図2の(a)において矢印201aで示す方向に300〜1000rpmの回転速度で所定時間(例えば1分間)回転する。この結果、図2の(b)および(c)に示すようにウエーハ10の裏面10bの中央領域に滴下された液状樹脂200は、遠心力によって外周部まで流動し、ウエーハ10の裏面10bを被覆して樹脂層210を形成する。
上述した樹脂層形成工程を実施したならば、ウエーハ10の裏面10bに形成された樹脂層210におけるデバイス102に対応する領域にレーザー光線を照射して各デバイスの個体識別情報を印字する識別情報形成工程を実施する。この識別情報形成工程は、図3乃至図5に示すレーザー加工装置を用いて実施する。図3に示すレーザー加工装置2は、静止基台2aと、該静止基台2aに矢印Xで示すX軸方向に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構3と、静止基台2aにX軸方向と直交する矢印Yで示すY軸方向に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット支持機構4と、該レーザー光線照射ユニット支持機構4に矢印Zで示すZ軸方向に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット5とを具備している。
上記チャックテーブル機構3は、静止基台2a上にX軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール31、31と、該案内レール31、31上に矢印Xで示す加工送り方向(X軸方向)に移動可能に配設された第1の滑動ブロック32と、該第1の滑動ブロック32上にY軸方向に移動可能に配設された第2の滑動ブロック33と、該第2の滑動ブロック33上に円筒部材34によって支持されたカバーテーブル35と、被加工物保持手段としてのチャックテーブル36を具備している。このチャックテーブル36は多孔性材料から形成された吸着チャック361を具備しており、吸着チャック361上に被加工物であるウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル36は、円筒部材34内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられる。
上記第1の滑動ブロック32は、その下面に上記一対の案内レール31、31と嵌合する一対の被案内溝321、321が設けられているとともに、その上面にY軸方向に沿って平行に形成された一対の案内レール322、322が設けられている。このように構成された第1の滑動ブロック32は、被案内溝321、321が一対の案内レール31、31に嵌合することにより、一対の案内レール31、31に沿ってX軸方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構3は、第1の滑動ブロック32を一対の案内レール31、31に沿ってX軸方向に移動させるためのX軸方向移動手段37を具備している。このX軸方向移動手段37は、上記一対の案内レール31と31の間に平行に配設された雄ネジロッド371と、該雄ネジロッド371を回転駆動するためのパルスモータ372等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド371は、その一端が上記静止基台2aに固定された軸受ブロック373に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ372の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド371は、第1の滑動ブロック32の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ372によって雄ネジロッド371を正転および逆転駆動することにより、第1の滑動ブロック32は案内レール31、31に沿ってX軸方向に移動せしめられる。
図示の実施形態におけるレーザー加工装置2は、上記チャックテーブル36のX軸方向移動量即ちX軸方向位置を検出するためのX軸方向位置検出手段374を備えている。このX軸方向位置検出手段374は、案内レール31に沿って配設されたリニアスケール374aと、第1の滑動ブロック32に配設され第1の滑動ブロック32とともにリニアスケール374aに沿って移動する読み取りヘッド374bとからなっている。このX軸方向位置検出手段374の読み取りヘッド374bは、図示の実施形態においては1μm毎に1パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル36のX軸方向移動量即ちX軸方向の位置を検出する。
上記第2の滑動ブロック33は、その下面に上記第1の滑動ブロック32の上面に設けられた一対の案内レール322、322と嵌合する一対の被案内溝331、331が設けられており、この被案内溝331、331を一対の案内レール322、322に嵌合することにより、Y軸方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構3は、第2の滑動ブロック33を第1の滑動ブロック32に設けられた一対の案内レール322、322に沿ってY軸方向に移動させるための第1のY軸方向移動手段38を具備している。この第1のY軸方向移動手段38は、上記一対の案内レール322と322の間に平行に配設された雄ネジロッド381と、該雄ネジロッド381を回転駆動するためのパルスモータ382等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド381は、その一端が上記第1の滑動ブロック32の上面に固定された軸受ブロック383に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ382の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド381は、第2の滑動ブロック33の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ382によって雄ネジロッド381を正転および逆転駆動することにより、第2の滑動ブロック33は案内レール322、322に沿ってY軸方向に移動せしめられる。
図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、上記第2の滑動ブロック33のY軸方向移動量即ちY軸方向位置を検出するためのY軸方向位置検出手段384を備えている。このY軸方向位置検出手段384は、案内レール322に沿って配設されたリニアスケール384aと、第2の滑動ブロック33に配設され第2の滑動ブロック33とともにリニアスケール384aに沿って移動する読み取りヘッド384bとからなっている。このY軸方向位置検出手段384の読み取りヘッド384bは、図示の実施形態においては1μm毎に1パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル36のY軸方向移動量即ちY軸方向の位置を検出する。
上記レーザー光線照射ユニット支持機構4は、静止基台2a上に矢印Yで示す割り出し送り方向(Y軸方向)に沿って平行に配設された一対の案内レール41、41と、該案内レール41、41上にY軸方向に移動可能に配設された可動支持基台42を具備している。この可動支持基台42は、案内レール41、41上に移動可能に配設された移動支持部421と、該移動支持部421に取り付けられた装着部422とからなっている。装着部422は、一側面にチャックテーブル36の保持面に対して垂直なZ軸方向に延びる一対の案内レール423、423が平行に設けられている。図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット支持機構4は、可動支持基台42を一対の案内レール41、41に沿ってY軸方向に移動させるための第2のY軸方向移動手段43を具備している。この第2のY軸方向移動手段43は、上記一対の案内レール41、41の間に平行に配設された雄ネジロッド431と、該雄ネジロッド431を回転駆動するためのパルスモータ432等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド431は、その一端が上記静止基台2aに固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ432の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド431は、可動支持基台42を構成する移動支持部421の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ432によって雄ネジロッド431を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台42は案内レール41、41に沿ってY軸方向に移動せしめられる。
図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット5は、ユニットホルダ51と、該ユニットホルダ51に取り付けられたレーザー光線照射手段6を具備している。ユニットホルダ51は、上記装着部422に設けられた一対の案内レール423、423に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝511、511が設けられており、この被案内溝511、511を上記案内レール423、423に嵌合することにより、Z軸方向に移動可能に支持される。
図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット5は、ユニットホルダ51を一対の案内レール423、423に沿ってZ軸方向に移動させるための集光点位置調整手段としてのZ軸方向移動手段53を具備している。Z軸方向移動手段53は、一対の案内レール423、423の間に配設された雄ネジロッド(図示せず)と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ532等の駆動源を含んでおり、パルスモータ532によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、ユニットホルダ51およびレーザー光線照射手段6を案内レール423、423に沿ってZ軸方向に移動せしめる。なお、図示の実施形態においてはパルスモータ532を正転駆動することによりレーザー光線照射手段6を上方に移動し、パルスモータ532を逆転駆動することによりレーザー光線照射手段6を下方に移動するようになっている。
図示のレーザー光線照射手段6は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング61を含んでいる。ケーシング61内には図4に示すようにパルスレーザー光線発振手段62と、該パルスレーザー光線発振手段62から発振されパルスレーザー光線の出力を調整する出力調整手段63と、該出力調整手段によって出力が調整されたパルスレーザー光線の光軸をX軸方向およびY軸方向に偏向するスキャナー64と、該スキャナー64によって光軸が偏向されたレーザー光線を集光してチャックテーブル36に保持された被加工物に照射する集光器65とを具備している。
上記パルスレーザー光線発振手段62は、パルスレーザー光線発振器621と、これに付設された繰り返し周波数設定手段622とから構成されている。パルスレーザー光線発振器621は、図示の実施形態においてはYVO4レーザーまたはYAGレーザー発振器からなり、シリコン等の被加工物に対して吸収性を有する波長(例えば355nm)のパルスレーザー光線LBを発振する。繰り返し周波数設定手段622は、パルスレーザー光線発振器621から発振されるパルスレーザー光線の周波数を設定する。
上記スキャナー64は、図示の実施形態においてはガルバノミラーによって構成され、後述する制御手段によって制御され、パルスレーザー光線発振器621から発振されるパルスレーザー光線をX軸方向およびY軸方向に揺動して集光器65に導く。なお、スキャナー64としては、ポリゴンミラーやピエゾミラーを用いることができる。
上記集光器65は、上記ウエーハ10の直径に対応する直径を有する像側テレセントリック対物レンズ651を備えている。この像側テレセントリック対物レンズ651は、スキャナー64によって光軸が偏向されたレーザー光線を集光して像側テレセントリック対物レンズ651の光軸に対して平行にチャックテーブル36に保持された被加工物であるウエーハ10に照射する。
図3に戻って説明を続けると、図示の実施形態におけるレーザー加工装置2は、ケーシング61の前端部に配設され上記レーザー光線照射手段6によってレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段7を備えている。この撮像手段7は、可視光線によって撮像する通常の撮像素子(CCD)の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子(赤外線CCD)等で構成されており、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。
図示の実施形態におけるレーザー加工装置2は、図5に示す制御手段8を具備している。制御手段8はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置(CPU)81と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ(ROM)82と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ(RAM)83と、カウンター84と、入力インターフェース85および出力インターフェース86を備えている。制御手段8の入力インターフェース85には、上記X軸方向位置検出手段374の読み取りヘッド374b、Y軸方向位置検出手段384の読み取りヘッド384bおよび撮像手段7等からの検出信号が入力される。そして、制御手段8の出力インターフェース86からは、上記パルスモータ372、パルスモータ382、パルスモータ432、パルスモータ532、パルスレーザー光線照射手段6のパルスレーザー光線発振手段62および出力調整手段63、スキャナー64等に制御信号を出力する。なお、上記ランダムアクセスメモリ(RAM)83には、上記図1に示すウエーハ10の各デバイス102のX,Y座標値における設計値のデータが格納されている。
図示の実施形態におけるレーザー加工装置2は以上のように構成されており、以下レーザー加工装置2を用いて実施する識別情報形成工程について説明する。
上述したように樹脂層形成工程が実施されたウエーハ10は、図3に示すレーザー加工装置2のチャックテーブル36上に表面10a側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することによりウエーハ10は、チャックテーブル36上に吸引保持される。従って、チャックテーブル36上に吸引保持されたウエーハ10は、裏面10bに被覆された樹脂層210が上側となる。なお、ウエーハ10の表面10aに形成されたデバイス102に傷を付けないために、ウエーハ10の表面10aに保護テープを貼着することが望ましい。
上述したようにウエーハ10を吸引保持したチャックテーブル36は、X軸方向移動手段37によって撮像手段7の直下に位置付けられる。チャックテーブル36が撮像手段7の直下に位置付けられると、チャックテーブル36上のウエーハ10は、図6に示す座標位置に位置付けられた状態となる。この状態で、チャックテーブル36に保持されたウエーハ10に形成されている格子状のストリート101がX軸方向とY軸方向に平行に配設されているか否かのアライメント工程を実施する。即ち、撮像手段7によってチャックテーブル36に保持されたウエーハ10を撮像し、パターンマッチング等の画像処理を実行してアライメント作業を行う。このとき、ウエーハ10のストリート101が形成されている表面10aは下側に位置しているが、撮像手段7が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子(赤外線CCD)等で構成された撮像手段を備えているので、ウエーハ10の裏面10bから透かしてストリート101を撮像することができる。このようにしてアライメント工程が実施されたチャックテーブル36上のウエーハ10は、図6に示す座標値に位置付けられたことになる。
次に、ウエーハ10の裏面10bに形成された樹脂層210におけるデバイス102に対応する領域にレーザー光線を照射して各デバイス102の個体識別情報を印字する識別情報形成工程を実施する。識別情報形成工程は、先ずX軸方向移動手段37および第1のY軸方向移動手段38を作動してチャックテーブル36を移動し、上記ランダムアクセスメモリ(RAM)203に格納されている図6に示すウエーハ10の中心Sの座標値を、図7で示すようにレーザー光線照射手段6の集光器65の直下に位置付ける。そして、制御手段8は、レーザー光線照射手段6のパルスレーザー光線発振手段62および出力調整手段63を制御するとともにスキャナー64を制御し、上述した像側テレセントリック対物レンズ651を備えた集光器65から上記ランダムアクセスメモリ(RAM)83に格納されているデバイス102の一つにパルスレーザー光線を照射しつつ、識別情報に対応してスキャナー64ウエーハ10を作動する。この結果、ウエーハ10の裏面10bに形成された樹脂層210における一つのデバイス102に対応する領域には、図8の(a)に示すように個体識別情報110が印字される。
なお、上記識別情報形成工程における加工条件は、例えば下記の通り設定されている。
光源 :YAGレーザー
波長 :355nm
平均出力 :0.5W
繰り返し周波数 :10kHz
集光スポット径 :φ20μm
上述した識別情報形成工程をウエーハ10の裏面10bに被覆された樹脂層210における全てのデバイス102に対応する領域に実施することにより、図8の(b)に示すようにウエーハ10の裏面10bに形成された樹脂層210には全てのデバイス102に対応する領域にそれぞれ個体識別情報110が印字される。このようにして個体識別情報110が印字されたウエーハ10は、次工程である分割工程においてストリート101に沿って切断され個々のデバイス102に分割される。
以上のように本発明によるウエーハの加工方法においては、ウエーハ10の裏面10bに形成された樹脂層210における各デバイスに対応する領域にレーザー光線を照射して各デバイスの個体識別情報110を印字するので、ウエーハ自体はレーザー加工されないため、デバイス102の内部に微細なクラックが発生することはない。従って、個々に分割されたデバイス102の抗折強度を低下させることはない。
2:レーザー加工装置
3:チャックテーブル機構
31:案内レール
36:チャックテーブル
37:X軸方向移動手段
374:X軸方向位置検出手段
38:第1のY軸方向移動手段
384:Y軸方向位置検出手段
4:レーザー光線照射ユニット支持機構
43:第2のY軸方向移動手段
5:レーザー光線照射ユニット
53:Z軸方向移動手段
6:レーザー光線照射手段
62:パルスレーザー光線発振手段
63:出力調整手段
64:スキャナー
65:集光器
7:撮像手段
8:制御手段
10:ウエーハ
20:樹脂層形成装置
201:スピンナーテーブル
202:液状樹脂供給ノズル
210:樹脂層
次に、ウエーハ10の裏面10bに形成された樹脂層210におけるデバイス102に対応する領域にレーザー光線を照射して各デバイス102の個体識別情報を印字する識別情報形成工程を実施する。識別情報形成工程は、先ずX軸方向移動手段37および第1のY軸方向移動手段38を作動してチャックテーブル36を移動し、上記ランダムアクセスメモリ(RAM)203に格納されている図6に示すウエーハ10の中心Sの座標値を、図7で示すようにレーザー光線照射手段6の集光器65の直下に位置付ける。そして、制御手段8は、レーザー光線照射手段6のパルスレーザー光線発振手段62および出力調整手段63を制御するとともにスキャナー64を制御し、上述した像側テレセントリック対物レンズ651を備えた集光器65から上記ランダムアクセスメモリ(RAM)83に格納されているデバイス102の一つにパルスレーザー光線を照射しつつ、識別情報に対応してスキャナー64作動する。この結果、ウエーハ10の裏面10bに形成された樹脂層210における一つのデバイス102に対応する領域には、図8の(a)に示すように個体識別情報110が印字される。

Claims (1)

  1. 表面に複数のデバイスが形成されたウエーハの裏面側における各デバイスに対応する領域に各デバイスの個体識別情報を印字するウエーハの加工方法であって、
    ウエーハの裏面に樹脂を被覆して樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
    ウエーハの裏面に形成された樹脂層における各デバイスに対応する領域にレーザー光線を照射して各デバイスの個体識別情報を印字する識別情報形成工程と、を含む、
    ことを特徴とするウエーハの加工方法。
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