| 【発明の名称】 |
レーザー露光装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】森 誠樹
【氏名】中川 洋幸
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| 【要約】 |
【課題】ウエハー等の対象物上に、視認性良好な識別コードを露光するレーザー露光装置を提供する。
【解決手段】円形ビームを発振するレーザー発振器と、発振されたレーザービームを拡大するビームエキスパンダーと、拡大された円形ビームを矩形に整形する矩形マスクと、矩形にしたレーザービームを縮小する光学系とから成るレーザー露光装置。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 円形ビームを発振するレーザー発振器と、発振されたレーザービームを拡大するビームエキスパンダーと、拡大された円形ビームを矩形に整形する矩形マスクと、矩形にしたレーザービームを縮小する光学系とから成るレーザー露光装置。
【請求項２】 前記光学系の途中又は後にスキャン機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載のレーザー露光装置。
【請求項３】 前記スキャン機構の後に、ｆθレンズ等の補正用レンズ系を設けたことを特徴とする請求項２に記載のレーザー露光装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は対象物上に識別コードを露光する装置に関するものである。更に詳しくは半導体製造工程などで使用されるウェハーに対しプロセス毎の履歴管理や品質管理を行うために使用する識別コードを露光する露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶パネル製造工程では、既に識別コードによる製造プロセス毎の履歴管理や品質管理が行われているが、識別コードとして２次元コードや文字が用いられている。液晶パネルにかかる識別コードを露光する際、対象物である液晶パネル自体がそれ程小さいものではないので、識別コードも微小にする必要はない。
【０００３】しかるに、半導体製造工程等で使用されるウェハーに、液晶パネルと同様にプロセス毎の履歴管理や品質管理に識別コードをマーキングするとなると、次のような問題が生じる。
【０００４】先ず、ウェハーに識別コードをマーキングする手法として、レーザーマーカーを用いてウェハーの裏面にバーコード、２次元コード、又は文字を描く方法が一般的であり、各工程でのコード読み取りは必然的にウェハーの裏面から行わなければならず、読み取り装置の配置に工夫が必要である。
【０００５】また、チップ毎の識別コードが必要な場合等でウェハーの表面にマーキングが必要な場合、従来のレーザーマーカーでマーキングするとウェハー面上のフォトレジストを削ってしまい、半導体製造工程で最も嫌われる塵埃が発生してしまう。
【０００６】更に、従来のレーザーマーカーでマーキングする識別コードを形成するドットは円形であり、コード読み取りの際の視認性が良くない。この事実を図１〜図４に基づいて説明する。
【０００７】例えば、カメラによる２次元コード読み取りの際に２次元コードの各行を走査しながら白黒の判別を行う場合、図１のように正方形のドットで形成された２次元コードでは走査線Ａ〜Ｅのいずれも白と黒を正しく捕らえている。ところが、図２のような丸ドットで形成されている２次元コードでは走査線Ｂ、Ｃ、Ｅのように隣接するドットのところで本来は無い白ドットがあたかもあるかのように判定されてしまう。これは、フィルター処理等で回避できる場合もあるが処理時間がかかる等の問題が生じる。
【０００８】上記のような比較的白と黒のコントラストがとれる２次元コードでは別の方式で読み取り可能な場合もある。
【０００９】ところが、２次元コードの上に金属膜が成膜された場合などで白黒のコントラストが著しく悪い場合、ドットの輪郭を捕らえる読み取りを行わざるを得ない。図１および図２の２次元コード上に金属が成膜された時の２次元コードのイメージ図が図３および図４である。
【００１０】カメラによる走査を実施した場合、ドットが正方形であれば図３のように白と黒の境界のみをある信号レベルとして捕らえることが可能である。走査を白からスタートしたとすれば、次に信号があったところで黒、その次の信号で白というように信号の度に白と黒が反転するのですべてのドットの白黒判別が可能となる。
【００１１】もしドットが図４のように丸形状であれば、例え隣接したの２個のドットであっても走査した結果は２個以上の信号が発生してしまう。しかも走査する位置により、その発生信号の数は異なってしまい、ますますドットの白黒判別が不可能となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は識別コード読み取りの際の視認性を良くするマーキングが可能で、且つチップ単位での識別コードが必要な場合にも対応し得る微小識別コードの形成が可能なレーザー露光装置を提供せんとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は円形ビームを発振するレーザー発振器と、発振されたレーザービームを拡大するビームエキスパンダーと、拡大された円形ビームを矩形に整形する矩形マスクと、矩形にしたレーザービームを縮小する光学系とから成るレーザー露光装置である。
【００１４】そして、前記光学系の途中又は後にスキャン機構、例えば、スキャナー、又はポリゴンミラーを設ければ、ウェハー上に任意のパターンである識別コードを形成し得る。
【００１５】また、前記スキャン機構の後に、ｆθレンズ等の補正レンズ系を設けると、像の歪みと光路長を補正し得る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って、本発明に係るレーザー露光装置の好ましい実施の形態について説明する。
【００１７】１は光源となるレーザー発振器で、３はレーザービーム２を遮断するためのシャッター機構であり、４はレーザービーム２を広げるためのビームエキスパンダーである。６は円形のレーザービーム５を矩形にするための矩形マスクで、矩形に切り取られたビームは結像レンズ8と対物レンズ10により、縮小される。なお、９は矩形像をリレーするためのリレーレンズであり、１１はウェハー、１２、１３はスキャナーである。
【００１８】なお、スキャナーは必須というわけではなく、スキャナーを使用する替わりにウェハー側をマーキングパターンにあわせて動かしてもよい。
【００１９】また、適当な場所にミラーやプリズムを入れて光路を曲げてもよい。さらに、スキャナーの後に像の歪みや光路長を補正するためのfθレンズを追加すること、及び光軸調整や露光状態確認のために光路の途中に露光光源用レーザーとは別のレーザーを入れることも可能である。観察のためにカメラ等を入れてもよい。
【００２０】シャッター機構は機械的なシャッターでもよいし、音響光学素子等をもちいた変調器等でもよい。またシャッター機構を挿入する替わりにレーザー発振自身をＯＮ・ＯＦＦ制御してもよい。
【００２１】次に、本発明のレーザー露光装置による露光方法を説明することにする。光源となるレーザー発振機１から出たレーザービーム２はほぼ平行光で、通常断面は円形であり、レーザーパワーは中心部が最も強く周辺部は極端に悪い。そのレーザービーム２をビームエキスパンダー４により平行光のまま断面積を広げレーザービーム５を得る。ここでレーザービーム５はまだ円形の段面形状をしておりパワーは中心部が強い。露光に必要な矩形でしかもパワー分布が均一なレーザービームを得るためにマスク６によってレーザビーム５のパワーの強い中心部のみを矩形に切り取る。
【００２２】マスク６によって切り取られた矩形レーザービーム７は結像レンズ８、リレーレンズ９を介し対物レンズ１０により所定のサイズの矩形像に縮小されウェハー面１１に像を結ぶ。この矩形像を任意のパターンに振るためにスキャナー１２と１３があり、このスキャナー１２，１３とシャッター機構３が同期して動作することにより識別コードや文字をウェハー面１１に描くことができる。例えば、１ｍｍ平方の矩形マスク６を用い、光学系で１００分の１に縮小すれば１０ミクロン平方の微小ドットをウェハー面に描くことができる。
【００２３】
【発明の効果】本発明のレーザー露光装置によって得られた識別コード（２次元コード）は、微小であるため、ウェハー上の極狭いエリアにもマーキング可能であり、現在のところおこなわれていない、チップ毎にマーキングをし、管理することも可能になる。
【００２４】また、そのコードを形成するドットが矩形のため、コード認識の際に視認性がよく、従来の円形ドットに比較して読み取り率が向上する。また、半導体製造工程ではマーキングされた２次元コードの上に何層も成膜が予想されるが、透過式でコード読み取りできないため反射方式でコード読み取りを行うのが普通で、矩形ドットで構成された２次元コードではドットの輪郭をとらえるエッジ検出が可能であるのでコード上に成膜されていても読み取ることが可能である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２１９３１４
【氏名又は名称】東レエンジニアリング株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年３月１６日（２０００．３．１６） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２６５０００（Ｐ２００１−２６５０００Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月２８日（２００１．９．２８） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−７４７０９（Ｐ２０００−７４７０９） |
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