半導体ウェーハの識別記号読み取り方法及びその装置
【課題】半導体ウェーハにマーキングされた識別記号の近傍に配線等が形成されて表面状態が変化しても、識別記号の読み取りが可能な読み取り方法及びその装置を提供する。
【解決手段】 半導体ウェーハに半導体装置を製造する複数の工程の合間に、前記半導体ウェーハ１０にマーキングされた、複数の窪みの配列からなる識別記号１２を、前記窪及び前記窪みの周囲に光５８を照射して読み取る識別記号読み取り方法において、前記識別記号の位置に於いて前記光５８の進行方向が前記半導体ウェーハ１０の表面に対してなす角度を、前記周囲より前記窪みが明るく観察されるように設定する第１の工程と、第１の工程の後、前記識別記号を読み取る第２の工程を具備すること。
【解決手段】 半導体ウェーハに半導体装置を製造する複数の工程の合間に、前記半導体ウェーハ１０にマーキングされた、複数の窪みの配列からなる識別記号１２を、前記窪及び前記窪みの周囲に光５８を照射して読み取る識別記号読み取り方法において、前記識別記号の位置に於いて前記光５８の進行方向が前記半導体ウェーハ１０の表面に対してなす角度を、前記周囲より前記窪みが明るく観察されるように設定する第１の工程と、第１の工程の後、前記識別記号を読み取る第２の工程を具備すること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハの識別記号読み取り方法及びその装置に関し、特に、半導体装置の製造過程に於ける半導体ウェーハ表面の状態変化によって読み取り困難になった識別記号を、読み取り可能とする識別記号読み取り方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、種々の製造装置からなる製造ラインで、多数の半導体ウェーハを同時に処理して製造される。
【０００３】
このような製造ラインでは、半導体ウェーハ毎に異なった識別記号（Identification number; ID）がマーキングされている。この識別記号によって、半導体ウェーハの処理履歴情報（施された処理の履歴）や品質情報（製造した半導体素子の特性やその測定条件）が管理される。
【０００４】
また、一のキャリアから他のキァリヤ（例えば、材質の異なるキャリア）に、収納されている半導体ウェーハを一括して移し替える入れ替え作業にも識別番号は利用される。更に、半導体ウェーハを同一キャリア内で並べ替える並べ替え作業にも識別番号は利用される。
【０００５】
このように識別記号は、半導体装置の製造には必要不可欠なものである。
【０００６】
ところで、半導体ウェーハに識別記号をマーキングするためには、例えば、レーザ光を半導体ウェーハに照射して微細な窪み（ドット）を形成する。識別記号は、このような窪みを、例えば、文字やバーコードを構成するように配列して形成される。
【０００７】
このように形成された識別記号を読み取るためには、光の照射された識別記号をＣＣＤカメラ等によって撮影し、得られた画像を処理して識別記号を抽出する（特許文献１及び２）。
【特許文献１】特開平６−１１２３００号公報
【特許文献２】特開平７−３０７２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、種々の製造工程を経て半導体ウェーハ表面の状態が変化すると、識別記号の読み取りが困難になり誤読が発生する。
【０００９】
本発明者は、異なった構造を有する照明ユニットを備えた２種類の読み取り装置を用いて、半導体ウェーハにマーキングした識別記号の読み取りを行っている。
【００１０】
しかし、何れの装置を用いても、種々の製造工程を経るうちには、識別記号を誤読してしまうようになる。そこで、両装置について、誤読発生のメカニズムを説明する。
【００１１】
（１）落射照明ユニットを備えた識別記号読み取り装置（関連技術１）
（ａ）構 成
図１９は、本発明者が使用している一方の識別記号読み取り装置２を側面から見た概略図である。この読み取り装置は、落射照明ユニット８で生成した光を半導体ウェーハ１０に照射して、識別記号１２を読み取る装置である。
【００１２】
この識別記号読み取り装置２は、半導体ウェーハ１０に半導体装置を製造する複数の工程の合間に使用される。そして、識別記号読み取り装置２は、半導体ウェーハ１０にマーキングされた、複数の窪みの配列からなる識別記号１２を、この窪及びその周囲に落射光１４を照射して読み取る。
【００１３】
この識別記号読み取り装置２の構成は、以下の通りである。
【００１４】
まず、識別記号読み取り装置２は、照明４とハーフミラー６からなり、識別記号１２を構成する複数の窪み及びその周辺に落射光１４を照射する落射照明ユニット８を備えている。
【００１５】
また、この識別記号読み取り装置は、上記窪及びその周囲からなる領域の画像を撮影するカメラ１６を備えている。
【００１６】
更に、識別記号読み取り装置２は、カメラ１６によって撮影した画像を処理して、識別記号１２を抽出する画像処理ユニット１８を具備している。
（ｂ）読み取り動作
図１９に示す装置を用いた識別記号１２の読み取りは、次のように行われる。
【００１７】
まず、照明４を点灯して、識別記号１２を構成する窪み及びその周囲に落射光を照射する。
【００１８】
次に、識別記号１２をＣＣＤカメラ１６で撮影し、ＣＣＤカメラ１６によって撮影した画像を処理して識別記号１２を抽出する。すなわち、識別記号１２を読み取る。尚、落射光とは、半導体ウェーハ１０に対して真上から照射される光のことをいう。
【００１９】
図２０は、識別記号１２を構成する窪み２０及びその周囲２６に、落射光１４を照射した状態を説明する図である。窪み２０の周囲２６に照射された落射光１４は殆どが正反射し、正反射光２２となる。その結果、反射光２２の大分は、半導体ウェーハ１０の真上に配置されるＣＣＤカメラ１６に入射する。ここで正反射とは、入射した平行光線が、反射後も平行光線となる反射のことを言う。
【００２０】
一方、窪み２０に照射された落射光１４は、窪み２０の表面を構成する曲面又はそこに形成された凹凸によって、反射方向が一定せず色々な方向に反射（乱反射）される。このため、窪み２０で反射された落射光１４は、その一部しかＣＣＤカメラ１６に入射しない。
【００２１】
図２０の窪み２０とその周囲２６をＣＣＤカメラ１６によって撮影し、窪み２０を横断する線に沿って、ＣＣＤカメラ１６に対して受光する反射光の強度を測定すると図２１のようになる。
【００２２】
従って、図２１に示すように、窪み２０からの反射強度Ｉｂは、その周囲２６からの反射光強度Ｉａより弱くなる。
【００２３】
この反射光強度の濃淡の違いによって、識別記号１２が読み取られる。
（ｃ）誤読の発生メカニズム
（ｉ）形 態
このようにマーキングされた直後の識別記号１２は、読み取りが容易である。しかし、半導体装置の製造工程が進み、半導体ウェーハ１０に種々の加工が施されると、識別記号１２の判読が次第に困難になっていく。
【００２４】
図２２は、製造工程が進み、識別記号１２を構成する窪み２０の近傍に配線２８が形成された状態を示している。図２３は、このような半導体ウェーハ１０の表面からの反射光強度を、識別記号１２を構成する窪み２０及び配線２８を横断する線に沿って測定した結果を説明する図である。
【００２５】
ＣＣＤカメラ１６が受光する配線２８からの反射光強度Ｉｃは、図２３に示すように平坦なウェーハ表面３２からの反射光強度Ｉａより小さくなる。これは、配線２８を構成する金属膜がグレイン状に形成された場合や、配線２８の太さが光の波長と同程度であった場合に、反射光３０の方向が一定にならなくなるためと考えられる。
【００２６】
すなわち、識別記号１２を撮影した画像に、窪み２０以外の場所にも暗く映し出される場所（暗所）が現れる。このように、識別記号１２を構成する窪み２０以外の場所に暗所が現れると、識別記号１２の判読が困難になる。
【００２７】
図２４は、識別記号１２の読み取りに誤りが生じる一例を示したものである。
【００２８】
図２４（ａ）は、識別記号１２をマーキングした直後の半導体ウェーハの表面を、ＣＣＤカメラ１６で観察した画像の例である。この図のようにマーキング直後の識別記号１２は明瞭であり、読み取りに誤りが生じる余地はない。
【００２９】
図２４（ｂ）は、識別記号１２を含む領域に配線２８を形成した状態を、ＣＣＤカメラ１６で撮影した画像である。同図に示すように、文字列「１２３４５ＡＢＣ」からなる識別記号１２の「３」と「Ｃ」の一部に配線２８がかかっている。
【００３０】
図２４（ｃ）は、図２４（ｂ）に示す画像を画像処理ユニット１８で画像処理して、識別記号を読み取った結果である。図２４（ｃ）に示すように、画像処理ユニット１８は、識別記号「１２３４５ＡＢＣ」中の文字「３」を「８」と誤読してしまう。また、画像処理ユニット１８は、識別記号「１２３４５ＡＢＣ」中の文字「Ｃ」を「０」と誤読してしまう。
【００３１】
（ｉｉ）発生メカニズム
次に、このような誤読の生じる理由について説明する。
【００３２】
最初に誤読発生の前提となる、画像処理ユニット１８が識別記号１２を構成する一文字を読み取る工程を説明する。図２５は、画像処理ユニット１８が識別記号１２を構成する文字を読み取る工程の流れを説明する図である。また、図２６は、画像処理ユニット１８で行われる画像処理を説明する図である。
【００３３】
画像処理ユニット１８は、ＣＣＤカメラ１６が撮影した画像から、識別記号１２を構成するある一文字に相当する画像を抽出する（Ｓ１０）。
【００３４】
次に、画像処理ユニット１８は、ステップＳ１０によって抽出した画像を窪み２０に相当する大きさの画素に分解する。図２６（ａ）は、識別記号１２をＣＣＤカメラ１６で撮影した画像から文字「３」に相当する領域を抽出し、その領域を、窪み２０に相当する大きさの画素３４に分解した状態を説明する図である。
【００３５】
各画素３４は、図２６（ａ）に示した正方形からなる微小領域である。図２６（ａ）に示した「●」からなる像は、各画素３４に分解される前の画像である。この画像は、文字「３」を構成するように窪み２０が配列された像である。
【００３６】
画素３４は、上記画像全体を覆っている。画像処理ユニット１８は、各画素内で信号強度（反射光強度に比例）を平均化し、所定の閾値Ｉｔｈに基づいて、各画素に於ける信号強度を２値化する。すなわち、適宜閾値Ｉｔｈを設定し、信号強度が閾値Ｉｔｈ以上の画素に対しては「０」を対応させ、信号強度が閾値Ｉｔｈ以下の画素に対しては「１」を対応させる（Ｓ２０）。図２１には、このような閾値Ｉｔｈの一例が示されている。
【００３７】
図２６（ｂ）は、以上のようにして各画素３４に「１」又は「０」を対応させた結果である。
【００３８】
次に、画像処理ユニット１８は、図２６（ｂ）のように２値化された画像データを、画像処理ユニット１８に記録された辞書データと比較する（Ｓ３０）。辞書データには、例えば、図２７のように、識別記号を構成する各文字（例えば、「３」）を特定の値（例えば、「Ｈ」）を有する画素の組合せで表したデータが記録されている。
【００３９】
図２７は、文字「３」に対する辞書データである。図２７では、文字「３」が、値「Ｈ」を有する画素の組合せによって表されている。画像処理ユニット１８は、各文字に対する辞書データを、自らに備わっている辞書データファイルから順次読出し、上記２値化された画像データと比較する。
【００４０】
比較は、例えば、次のように行われる。
【００４１】
辞書データ(図２７)に記録された左上の画素３６の値が「Ｈ」であり、画像データ（図２６（ｂ））に於ける対応する画素３８の値が「１」である場合には、これらの画素３６,３８の値は一致したと判定する。一方、辞書データの値「Ｌ」に対して対応する画像データ画素の値が「０」であった場合に、両者が一致したと判断する。このような判定を、全ての画素について行う。その結果、一致率（全画素数に対する、値が一致した画素の数）が所定の値（基準値；例えば、９０％）を超えた場合に、辞書データが表す文字（以上の例では、「３」）を比較相手の画像データに対する文字として特定する。
【００４２】
図２６及び図２７に示した例では、一致率が１００％であり、上記所定の値（基準値；９０％）を超えている。従って、抽出された画像データ（図２６（ａ））に対して文字「３」を特定する。
次に、図２８に示すような、識別記号「３」を構成する窪み２０の端に配線２８がかかっている画像データを例として、誤読の発生するメカニズムを説明する。
【００４３】
上述したように配線２８は画像上では、暗く映し出される。従って、配線２８に対応する画素４０を２値化すると、暗所に対応する値「１」となる。従って、図２８（ａ）に示す文字「３」の左端に配線２８がかかった画像を２値化すると、図２８（ｂ）のようになる。
【００４４】
図２８（ｂ）に示された画像データは、文字「３」ではなく文字「８」に近似している。
【００４５】
図２９は、文字「３」及び文字「８」の辞書データを表したものである。図２９（ａ）は文字「３」に対する辞書データであり、図２９（ｂ）は文字「８」に対する辞書データである。
【００４６】
図２８（ｂ）に示した画像データと図２９（ａ）に示した辞書データ（文字「３」に対応）の一致率は、８７％（＝３９÷４５×１００）である。一方、図２８（ｂ）に示した画像データと図２９（ｂ）に示した辞書データ（文字「８」に対応）の一致率は、９３％（＝４２÷４５×１００）である。
【００４７】
２値化された画像データとも辞書データの一致度を判定する上記所定の値（基準値）が、例えば９０％であったとする。すると、図２８（ｂ）の２値化された画像データに対して、画像処理装置１８は正しい文字「３」ではなく、文字「８」を特定してしまう。
【００４８】
このように、製造工程の進捗により、識別記号１２を構成する窪み２０及びその周囲の表面状態が変化すると、窪み２０以外にも、周囲より暗い領域がＣＣＤカメラ１６で撮影される画像に出現する。このような場合、画像処理ユニット１８は、識別記号１２を誤って読み取ってしまう。或いは、識別記号の読み取り自体が困難になる。
【００４９】
尚、識別記号の誤読となる原因は上述した配線に限られるものではなく、半導体装置の製造過程で半導体ウェーハ上に形成される種々の構造が誤読の原因となる。
【００５０】
（２）斜光照明ユニットを備えた識別記号読み取り装置（関連技術２）
（ａ）構 成
図３０は、本発明者が使用しているもう一方の識別記号読み取り装置を側面から見た概略図である。この識別記号読み取り装置４２は、斜光照明ユニットで生成した光を半導体ウェーハ１０に照射して、識別記号１２を読み取る装置である。
【００５１】
この識別記号読み取り装置４２は、半導体ウェーハ１０に半導体装置を製造する複数の工程の合間に使用される。そして、識別記号読み取り装置２は、半導体ウェーハ１０にマーキングされた、複数の窪みの配列からなる識別記号１２を、この窪及びその周囲に斜光４４を照射して読み取る。
【００５２】
この識別記号読み取り装置４２の構成は、以下の通りである。
【００５３】
まず、識別記号読み取り装置４２は、２つの照明４からなり、識別記号１２を構成する複数の窪み及びその周辺に斜光４４を両側から斜めに照射する斜光照明ユニット４６を備えている。
【００５４】
また、この識別記号読み取り装置４２は、上記窪及びその周囲からなる領域の画像を撮影するカメラ１６を備えている。
【００５５】
更に、識別記号読み取り装置４２は、カメラ１６によって撮影した画像を処理して、識別記号１２を抽出する画像処理ユニット１８を具備している。
（ｂ）読み取り動作
図３０に示す装置を用いた識別記号１２の読み取りは、次のように行われる。
【００５６】
まず、照明４を点灯して、識別記号１２を構成する窪み及びその周囲に斜光４４を照射する。ここで、斜光とは、半導体ウェーハ１０に斜めに入射してくる光のことをいう。
【００５７】
次に、識別記号１２をＣＣＤカメラ１６で撮影し、ＣＣＤカメラ１６によって撮影した画像を、画像処理ユニット１８で処理して識別記号１２を抽出する。すなわち、識別記号１２を読み取る。
【００５８】
図３1は、識別記号１２を構成する窪み２０及びその周囲２６に、斜光４４を照射した状態を説明する図である。窪み２０の周囲２６に照射された斜光４４は殆どが正反射し、正反射光２２となる。
【００５９】
正反射光２２は、半導体ウェーハ１０によって斜めに反射される。ところで、斜光照明ユニット４４は高い位置から半導体ウェーハに斜光４４を照射する。従って、斜光４４と入半導体ウェーハ１０のなす角θ１は６０度以上と大きく、従って、正反射光２２と半導体ウェーハ１０のなす反射角θ２（＝θ１）も大きく。このため、殆どの正反射光２２が、半導体ウェーハ１０の真上に配置されるＣＣＤカメラ１６に入射する。
【００６０】
一方、窪み２０に照射された斜光４４は、窪み２０の表面を構成する曲面又はそこに形成された凹凸によって、反射方向が一定せず色々な方向に反射（乱反射）される。このため、窪み２０で反射された斜光４４は、その一部しかＣＣＤカメラ１６に入射しない。従って、窪み２０は、その周囲２６に対して明るくなる。
【００６１】
図２０の窪み２０とその周囲２６をＣＣＤカメラ１６によって撮影し、窪み２０を横断する線に沿って、位置座標ｘ(図３1参照)に対してＣＣＤカメラ１６が受光する反射光の強度を測定すると、図２１のようになる。
【００６２】
すなわち、図２１は、窪み２０とその周囲２６を横断する線に沿った、ＣＣＤカメラに入射する反射光の強度を説明する概略図である。横軸は窪み２０を横断する線上の座標ｘ（図２０参照）であり、縦軸は反射光の強度である。
【００６３】
この関係は、上述した落射照明ユニット８を用いた場合と同じである。すなわち、窪み２０の周囲２６からの反射光強度Ｉａは、窪み２０からの反射強度Ｉｂより強い。
【００６４】
この反射光強度の濃淡の違いによって、識別記号１２が読み取られる。
【００６５】
このように、斜光照明ユニット４４を備えた識別記号読み取り装置４２の動作は、上述した落射照明ユニット８と殆ど同じである。
【００６６】
従って、斜光照明ユニット４４を備えた識別記号読み取り装置４２においても、上述した落照明ユニット８を備えた識別記号読み取り装置２と同様、識別記号１２を構成する窪み２０及びその周囲２６の表面状態が変化すると、窪み２０以外にも周囲より暗い領域が、ＣＣＤカメラ１６によって撮影される画像に出現してしまう。このため画像処理ユニット１８が、識別記号１２を誤って読み取ってしまう。
（３）課題
そこで、本発明の目的は、半導体装置の製造過程に於ける半導体ウェーハ表面の状態変化によって読み取り困難になった識別記号を、読み取り可能とする識別記号読み取り方法及びその装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００６７】
(第１の側面)
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面は、識別記号読み取り方法において、半導体ウェーハに半導体装置を製造する複数の工程の合間に、前記半導体ウェーハにマーキングされた、複数の窪みの配列からなる識別記号を、前記窪及び前記窪みの周囲に光を照射して読み取る識別記号読み取り方法において、前記識別記号の位置に於いて前記光の進行方向が前記半導体ウェーハの表面に対してなす角度を、前記周囲より前記窪みが明るく観察されるように設定する第１の工程と、第１の工程の後、前記識別記号を読み取る第２の工程を具備することを特徴とする。
【００６８】
第１の側面では、半導体ウェーハ表面と照射光の進行方向のなす角度を調整して、識別記号を構成する窪み（ドット）がその周囲より明るく観察されるようにする。このようにすると、識別記号を構成する窪みの近傍に配線等が形成されたとしても、窪みは配線等に比べ十分に明るく観察される。すなわち、窪み（ドット）の周囲に配線等の構造物が形成されても、窪みとその周囲の間に十分なコントラストが保たれる。従って、第１の側面によれば、配線等の形成に起因する識別記号の誤読を防止する識別記号読み取り方法を提供することができる。
【００６９】
(第２の側面)
上記の目的を達成するために、本発明の第２の側面は、第１の側面における識別記号読み取り方法において、前記第１の工程が、前記識別記号の画像として予め登録されている辞書データと前記識別記号として読み取った画像データの一致率が、所定の値以上になるように前記角度を調整することを特徴とする。
【００７０】
第２の側面によれば、識別記号を構成する窪み（ドット）がその周囲より明るくするための角度の調整が容易になる。
【００７１】
(第３の側面)
上記の目的を達成するために、本発明の第３の側面は、第２の側面における識別記号読み取り方法において、前記第１の工程が、前記角度に加え、前記半導体ウェーハ上に於ける前記光の強度及び前記強度が最大になる位置のいずれか一方又は双方を調整することを特徴とする。
【００７２】
第３の側面によれば、識別記号を構成する窪み（ドット）がその周囲より明るくするための角度の調整が更に容易になる。
【００７３】
(第４の側面)
上記の目的を達成するために、本発明の第３の側面は、第１乃至３の側面において、前記第１の工程が、前記工程によって、前記窪み及び前記窪みの周囲からなる領域の表面状態が変化した場合に行うことを特徴とする。
(第５の側面)
上記の目的を達成するために、本発明の第５の側面は、半導体ウェーハに半導体装置を製造する複数の工程の合間に、前記半導体ウェーハにマーキングされた、複数の窪みの配列からなる識別記号を、前記窪及び前記窪みの周囲に光を照射して読み取る識別記号読み取り装置において、前記光を照射する照明ユニットと、前記窪及び前記窪みの周囲からなる領域を撮影するカメラと、前記画像を処理して、前記識別記号の抽出する画像処理ユニットを具備し、前記照明ユニットが、前記識別記号の位置に於いて前記光の進行方向が前記半導体ウェーハに対してなす角度を、前周囲より前記窪みが明るく観察されるように設定可能であることを特徴とする。
【００７４】
第５の側面では、半導体ウェーハ表面と照射光の進行方向のなす角度を調子して、識別記号を構成する窪み（ドット）がその周囲より明るく観察されるようにする。このようにすると、識別記号を構成する窪みの近傍に配線等が形成されたとしても、窪みは配線等に比べ十分に明るく観察される。すなわち、窪み（ドット）の周囲に配線等の構造物が形成されても、窪みとその周囲の間に十分なコントラストが保たれる。従って、第４の側面によれば、配線等の形成に起因する識別記号の誤読を防止する識別記号読み取り装置を提供することができる。
【００７５】
(第６の側面)
上記の目的を達成するために、本発明の第６の側面は、第５の側面における識別記号読み取り装置において、前記画像データに基づいて、前記照明ユニットを制御する制御ユニットを具備し、前記画像処理ユニットは、明るい画素に対応する第１の値及び暗い画素に対応させる第２の値の何れか一方を、前記画素の明暗に応じて、前記画素毎に対応させてなる前記画像データを作成し、前記制御ユニットは、前記照明ユニットを制御することによって、前記窪みに対応する画素が前記第１の値になり、前記周囲に対応する画素が前記第２の値になるように、前記角度を調整する。
【００７６】
第６の側面に寄れば、識別記号を構成する窪み(ドット)がその周囲より明るくするための角度の調整が容易になる。
【００７７】
(第７の側面)
上記の目的を達成するために、本発明の第７の側面は、半導体ウェーハにマーキングされた、複数の窪みの配列からなる識別記号を、前記窪み及び前記窪みの周囲に光を照射して読み取る第１の工程と、前記識別記号の位置に於いて前記光の進行方向が前記半導体ウェーハの表面に対してなす角度を、前記周囲より前記窪みが明るく観察されるように設定する第２の工程と、第２の工程の後、前記識別記号を読み取る第３の工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００７８】
本発明では、半導体ウェーハ表面と照射光の進行方向のなす角度を調整して、識別記号を構成する窪み（ドット）がその周囲より明るく観察されるようにする。このようにすると、識別記号を構成する窪みの近傍に配線等が形成されたとしても、窪みは配線等に比べ十分に明るく観察される。すなわち、窪み（ドット）の周囲に配線等の構造物が形成されても、窪みとその周囲の間に十分なコントラストが保たれる。従って、本発明によれば、配線等の形成に起因する識別記号の誤読を防止する識別記号読み取り方法及びその装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７９】
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。なお、図面が異なっても対応する部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００８０】
（実施の形態１）
本実施の形態は、半導体装置の製造工程の進展に伴って識別記号１２を構成する窪み２０及びその周囲２６からなる領域の表面状態が変化した場合にも、識別記号１２の読み取りを可能とする識別記号読み取り装置および読み取る方法に係わるものである。
【００８１】
（１）識別記号読み取り装置
本実施の形態における識別記号読み取り装置は、半導体ウェーハ表面と照射光の進行方向がなす角度を小さく（例えば、４５度より小さく）設定可能な照明ユニットを有している。このため、識別記号を構成する窪み（ドット）以外の領域からカメラに入射する反射光を、少なくすることができる。このため、識別記号の近傍に配線等が形成されても窪みとその周囲のコントラストを十分に広く保つことができので、配線等の形成に起因する誤読を防止することができる。
【００８２】
（Ｉ）構 成
図１は、本実施の形態に於ける識別記号読み取り装置５４を側面から見た概略図である。図２は、本実施の形態に於ける識別記号読み取り装置５４の主要部を鳥瞰した模式図である。
【００８３】
この識別記号読み取り装置５４は、半導体ウェーハ１０に半導体装置（図示せず）を製造する複数の工程の合間に使用される。そして、識別記号読み取り装置５４は、半導体ウェーハ１０にマーキングされた、複数の窪み（ドット）の配列からなる識別記号１２を、この窪及びその周囲に光５８を照射して読み取る。尚、上記窪み（ドット）は、例えば、レーザマーキングによって形成される。
【００８４】
この識別記号読み取り装置５４の構成は、以下の通りである。
【００８５】
まず、識別記号読み取り装置５４は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる照明４を備え、識別記号１２を構成する複数の窪み及びその周辺に光５８を照射する照明ユニット４８を備えている。
【００８６】
また、この識別記号読み取り装置５４は、上記窪及びその周囲からなる領域の画像を撮影するカメラ５０(例えば、ＣＣＤカメラ)を備えている。
【００８７】
また、識別記号読み取り装置５４は、カメラ５０によって撮影した画像を処理して、識別記号１２を抽出する画像処理ユニット１８を具備している。
【００８８】
更に、識別記号読み取り装置５４は、図１のように、カメラ５０によって撮影した画像データに基づいて、照明ユニット４８を制御する制御ユニット５２を具備してもよい。
【００８９】
尚、制御ユニット５２は、必ずしも必要ではない。制御ユニット５２を用いない場合には、オペレータが、画像データに基づいて、照明ユニット４８を調整すればよい。
（ＩＩ）読み取り動作
（ｉ）動 作
識別記号１２は、図１に示す装置によって以下のように読み取られる。
【００９０】
まず、照明ユニット４８を点灯して、識別記号１２を構成する窪み及びその周囲に光５８を照射する。
【００９１】
ここで、識別記号１２の位置に於ける上記光５８の進行方向（光強度が最大となる方向）が半導体ウェーハ１０の表面に対してなす角度θを、識別記号１２を構成する窪み（ドット）２０がその周囲２６より明るく観察されるように設定する。そのためには、例えば、光５８が、半導体ウェーハ１０の表面に対して４５度より小さく０度より大きい角度θで入射するようにする。
【００９２】
後述するように、照射光５８と半導体ウェーハ１０のなす角度θが小さくなるほど、識別記号を構成する窪み周辺からの反射光が少なり、相対的に窪みが明るくなる。このような状態で識別記号の近傍に配線等が形成されても、配線等の像は窪みに比べ十分に暗い。このため、窪みの周囲に配線等が形成されても、窪みとその周囲のコントラストは十分に広く保たれる。従って、識別記号の誤読が発生しにくくなる。
【００９３】
このような照射光角度の調整の後、識別記号１２をカメラ５０で撮影し、カメラ５０によって撮影した画像を画像処理ユニット１８で処理して識別記号１２を抽出する。すなわち、識別記号１２を読み取る。
【００９４】
ところで、上述した落射光を用いる識別記号読み取り装置２では、照射光と半導体ウェーハのなす角度θは９０度である。また、斜光を用いる識別記号読み取り装置４２でも、この角度θは６０度以上である。すなわち、本実施の形態に於ける識別記号読み取り装置５４で使用する光５８の角度θは、これらの装置に比べ低い。そこで、以後、このような低角度で半導体ウェーハ１０に照射される光を、低斜光と呼ぶこととする。
【００９５】
（ｉｉ）原 理
まず、識別記号１２を構成する窪み２０及びその周辺２６に配線等が形成された場合に、カメラ５０によって撮影される画像について説明する。
【００９６】
図３は、本実施の形態に於ける識別記号読み取り装置５４によって、識別記号１２を構成する窪み２０及びその周囲２６に、低斜光５８を照射した状態を説明する図である。ここで、図３は、識別記号１２を構成する窪み２０及びその周辺２６に配線等が未だ形成されていない状態を示している。
【００９７】
窪み２０の周囲２６に照射された低斜光６０は、平坦な半導体ウェーハ表面で正反射され正反射光２２となる。ここで半導体ウェーハ１０と低斜光６０のなす角度θは、例えば４５度より小さい低角度である。従って、正反射光２２が半導体ウェーハ１０の表面となす角度φ（＝θ）も低くなるので（小さくなるので）、殆どがカメラ５０には入射しない。
【００９８】
一方、窪み２０に照射された低斜光６２は、窪み２０の表面を構成する曲面又はそこに形成された凹凸によって、色々な方向に反射（乱反射）される。このため、窪み２０で反射された低斜光６４は、その一部がカメラ５０に入射する。このため窪み２０は、その周囲２６に比べて明るくなる。
【００９９】
図４は、窪み２０とその周囲を横断する線に沿った、カメラ５０に入射する反射光の強度を説明する概略図である。横軸は窪み２０を横断する線上の座標ｘ（図３参照）であり、縦軸は反射光の強度である。
【０１００】
落射光や斜光を識別記号に照射する上記関連技術とは逆に、窪み２０で発生する反射光強度Ｉｂ'が、窪み２０の周囲２６で生じる反射光の強度Ｉａ'より強い。この反射光強度の濃淡の違いによって、識別記号１２が読み取られる。
【０１０１】
次に、識別記号１２を構成する窪み２０及びその周辺２６に配線等が形成された場合に、カメラ５０によって撮影される画像について説明する。
【０１０２】
図５は、本実施の形態に於ける識別記号読み取り装置５４によって、識別記号１２を構成する窪み２０及びその周囲２６に低斜光６０,６２を照射した状態を説明する図である。図５は、識別記号１２を構成する窪み２０及びその周辺２６を含む領域に配線が形成されている場合を示している。
【０１０３】
窪み２０の周囲２６に照射された低斜光６０は、平坦な半導体ウェーハ表面で正反射され正反射光２２となる。ここで半導体ウェーハ１０と低斜光６０のなす角度θは、例えば４５度より小さい低角度である。従って、正反射光２２が半導体ウェーハ１０の表面となす角度φ（＝θ）も低く、殆どがカメラ５０には入射しない。
【０１０４】
一方、窪み２０に照射された低斜光６２は、窪み２０の表面を構成する曲面又はそこに形成された凹凸によって色々な方向に反射（乱反射）され、反射方向が一定しない。このため、窪み２０で反射された低斜光６４は、その一部がカメラ５０に入射する。従って、窪み２０は、その周囲２６に比べ明るくなる。
【０１０５】
更に、配線２８を構成する金属膜がグレイン状に形成された場合や、配線２８の太さが光の波長と同程度であった場合、配線２８によって反射された反射光３０の方向も一定にならなくなる。このため、反射光３０の一部がカメラ５０に入射し、配線２８は、窪みの周囲２６より明るくなる。但し、配線２８の表面は窪み２０の内部よりは平坦なので、配線２８は窪み２０よりは暗くなる。すなわち、明るさの順番は、窪み２０、配線２８、窪み２０も配線２８も形成されていない半導体ウェーハ１０の表面の順である（窪み２０が最も明るい。）。
【０１０６】
図６は、窪み２０とその周囲を横断する線に沿った、カメラ５０に入射する反射光の強度を説明する概略図である。横軸は窪み２０を横断する線上の座標ｘ（図３参照）であり、縦軸は反射光の強度である。
【０１０７】
窪み２０で発生する反射光強度Ｉｂ'が最も強く、次に配線２８で発生する反射光強度Ｉｃ'が強く、窪み２０の周囲２６であって配線２８が形成されていない領域３２からの反射光が最も弱い。
【０１０８】
上述したように、半導体ウェーハ１０に照射される低斜光６０と半導体ウェーハ１０のなす角度θが小さいため、識別記号１２を構成する窪み２０の周辺２６からカメラ５０に入射する反射光の強度Ｉａ'は極めて小さい。
【０１０９】
窪みの周辺２６に配線２８等が形成さえると反射光の方向が乱れ、反射光の一部がカメラ５０に入射する。このため、配線２８からカメラ５０に入射する反射光の強度Ｉｃ'は、配線２８等の周囲よりは強くなる。しかし、配線２８等の表面はある程度平坦に保たれているので、配線２８等の周囲３２（半導体ウェーハ表面の平坦な領域）と同様、角度θが小さくなると配線２８がカメラ５０に向かって反射する光の量が急激に減少する。
【０１１０】
一方、窪み２０からカメラ５０に入射する反射光の強度は、あまり角度θには依存しない。
【０１１１】
すなわち、低斜光６０と半導体ウェーハ１０のなす角度θが小さくなると、平坦な半導体ウェーハ１０の表面３２（配線２８が形成されていない窪みの周囲）に比べ窪み２０の像は明るくなる。
【０１１２】
従って、窪み２０の周辺に配線２８等が形成されても、内部が大きく湾曲ししかも表面に微細な凹凸が形成された窪み２０は、その周囲より格段に多くの光をカメラ５０に反射する。このため、画像処理ユニット１８は、容易に識別記号１２を読み取ることができる。
【０１１３】
従って、本実施の形態における識別記号読み取り装置によれば、半導体装置の製造に伴う半導体ウェーハ表面の状態変化によって従来であれば読み取りが困難となってしまった識別記号であっても、容易に読み取ることができる。すなわち、識別記号１２の近傍に配線等が形成されても誤読が発生ない。
【０１１４】
（２）識別記号読み取り方法
以上の説明から明らかなように、従来であれば半導体装置の製造に伴って半導体ウェーハの表面状態が変化し識別記号の読み取りが困難になる場合であっても、照明として低斜光を用いることによって、半導体ウェーハにマーキングされた識別記号１２の読み取りが可能になる。
【０１１５】
図７は、識別記号１２に低斜光を照射して識別記号を読み取る方法の工程を説明する図である。
【０１１６】
ここで説明する識別記号の読み取り方法は、半導体ウェーハに半導体装置を製造する複数の工程の合間に、この半導体ウェーハにマーキングされた、複数の窪みの配列からなる識別記号を、この窪及びその周囲に光を照射して読み取る方法である。
【０１１７】
まず、識別記号の位置に於いて上記光の進行方向が半導体ウェーハの表面に対してなす角度を、その周囲より上記窪みが明るく観察されるように設定する（Ｓ１０）。
【０１１８】
ここで、上記角度としては、４５度より小さく０度より大きいことが好ましい。更に好ましくは、３０度より小さく５度より大きく、最も好ましくは、２５度より低く１０度より大きい。これは、上記説明から明らかように、低斜光５８,６０,６２が半導体ウェーハ１０となす角度θが小さいほど、窪み２０とその周囲のコントラストが大きくなるからである。但し、角度θが小さすぎると、窪み２０の中に光が届き難くなるので、角度θが小さすぎることも好ましくない。
【０１１９】
その後、識別記号を読み取る（Ｓ２０）。
【０１２０】
このようにすれば、半導体装置の製造に伴う半導体ウェーハ表面の状態変化によって従来であれば読み取り困難となっていた識別記号であっても、読み取ることができるようになる。すなわち、識別記号１２の近傍に配線等が形成されても誤読が発生しない。
【０１２１】
（実施の形態２）
本実施の形態は、図１の画像処理ユニット１８及び制御ユニット５２がより具体化された識別記号読み取り装置の一例である。
（１） 構 成
本実施の形態に於ける識別記号読み取り装置の構成５４は、基本的には実施の形態１で説明した識別記号読み取り装置５４と同じである（図１及び２参照）。
【０１２２】
但し、本実施の形態では、画像処理ユニット１８が、明るい画素に対応する第１の値（例えば、“１”）及び暗い画素に対応させる第２の値（例えば、“０”）の何れか一方を、各画素の明暗に応じて、画素毎に対応させてなる画像データを作成する。
【０１２３】
また、本実施の形態では、制御ユニット５２は、照明ユニット４８を制御することによって、窪み２０に対応する画素が第１の値（例えば、“１”）になり、窪み２０の周囲２６に対応する画素が第２の値（例えば、“０”）になるように、識別記号１２がマーキングされた位置に於ける低斜光５８の進行方向が半導体ウェーハ１０に対してなす角度θを調整する。
【０１２４】
（２）動 作
（ｉ）画像処理ユニットの動作
窪み１０がその周囲に対して明るくなるように、低斜光５８が半導体ウェーハ１０に対してなす角度θが既に設定されている場合について、画像処理ユニット１８の動作を説明する。但し、この様に角度θが設定されていない場合であっても、画像処理ユニット１８の行う動作自体に異なる点はない。
【０１２５】
画像処理ユニット１８は、識別記号１２を構成する文字を一文字ずつ読み取ることによって、識別記号１２全体を読み取る。
【０１２６】
画像処理ユニット１８が識別記号１２を構成する文字を読み取る工程は、図２５に示した上記関連技術に於ける画像処理ユニットが文字を読み取る工程と基本的には同じである。図８は、画像処理ユニット１８で行われる画像処理を説明する図である。
【０１２７】
まず、画像処理ユニット１８は、カメラ５０が撮影した画像から、識別記号１２を構成するある一文字に相当する画像を抽出する（Ｓ１０）。
【０１２８】
次に、画像処理ユニット１８は、工程Ｓ１０によって抽出した画像を、窪み２０に相当する大きさを有する画素に分割する。図８（ａ）は、識別記号１２をカメラ５０で撮影した画像から文字「３」に相当する領域を抽出し、その領域を、窪み２０に相当する大きさの画素３４に分解した状態を説明する図である。
【０１２９】
各画素３４は、図８（ａ）に示した正方形からなる微小領域である。図８（ａ）に示した「○」からなる像は、各画素３４に分解される前の窪み２０の画像である。ここで、窪み２０は明るく、その周囲は暗く撮影されている。
【０１３０】
画素３４は、上記画像全体を覆っている。画像処理ユニット１８は、各画素内で信号強度（反射光強度に比例）を平均化し、所定の閾値Ｉ'ｔｈに基づいて、各画素に於ける信号強度を２値化する。すなわち、適宜閾値Ｉ'ｔｈを設定し、信号強度が閾値Ｉ'ｔｈ以上の画素に対しては「１」を対応させ、信号強度が閾値Ｉ'ｔｈ以下の画素に対しては「０」を対応させる（Ｓ２０）。図４には、このような閾値Ｉ'ｔｈの一例が示されている。
【０１３１】
図８（ｂ）は、以上のようにして各画素３４に「１」又は「０」を対応させた結果である。
【０１３２】
次に、画像処理ユニット１８は、図８（ｂ）のように２値化された画像データを、画像処理ユニット１８に記録された辞書データと比較し一致率を導出する（Ｓ３０）。辞書データには、例えば、図２７のように、識別記号を構成する各文字（例えば、「３」）を、値「Ｈ」（又は「Ｌ」）を対応させた画素の組合せで表したデータが記録されている。
【０１３３】
図２７は、文字「３」に対する辞書データである。図２７では、文字「３」が、値「Ｈ」に対応する画素の組合せによって表されている。画像処理ユニット１８は、各文字に対する辞書データを、自らが備えている辞書データファイルから順次読出し、上記２値化された画像データと比較する。
【０１３４】
例えば、辞書データ(図２７)に於ける左上の画素３６の値が「Ｈ」であり、画像データ（図８（ｂ））に於ける対応する画素３８の値が「１」である場合には、これらの画素３６,３８の値は一致したと判定する。このような判定を、全ての画素について行う。その結果、一致率（全画素数に対する値が一致した画素の数）が所定の値（例えば、９０％）を超えた場合に、辞書データが表す文字（以上の例では、「３」）を比較中の画像データ（図８（ｂ））に対する文字として特定する。
【０１３５】
図８及び図２７に示した例では一致率が１００％で上記所定の値（９０％）を超えているので、抽出された画像データに対して文字「３」を特定する。
【０１３６】
図９に示した表は、図８の画像データと図２７の辞書データの一致率を、行番号が同じ行毎に比較した表である。画像処理ユニット１８は、例えば、この表のように、行毎に一致率（横一致率）を算出し、その結果に基づいて全体の一致率を決定する。
【０１３７】
図８に示した例は、識別記号１２を構成する窪み２０及びその周囲に配線等が形成されていない例である。次に、識別記号１２を構成する窪み２０及びその周囲に配線等が形成されている画像に対する読み取り動作を説明する。図１０に示す例では、識別記号「３」を構成する窪み２０の配列（集合）の端に配線２８がかかっている。
【０１３８】
上述したように、カメラ５０によって撮影された窪み周辺２６の画像は、配線２８の形成された領域を含め、暗く映し出される（図１０参照）。
【０１３９】
同じく上述したように、配線２８が形成された領域は、その他の周囲２６よりはやや明るい。しかし、配線２８の画像は、窪み２０より十分暗い。従って、図６に示すように、窪み２０の周辺に対する画像信号の強度Ｉ'ａ,Ｉ'ｃは、適切に設定された閾値Ｉ'ｔｈより小さくなる。尚、窪み２０は、たとえ配線２８がかかっていたとしても、十分に明るく撮影される。
【０１４０】
従って、画像処理ユニット１８は、窪み２０の形成されている画素には、明所に対する数値「１」を対応させ、窪みの周囲２６に対する画素には、暗所に対応する数値「０」を対応させることができる。
【０１４１】
図１０（ｂ）は、以上のようにして各画素３４に「１」又は「０」を対応させた結果である。この図は、窪み２０及びその周囲２６に配線等が形成されていない場合の結果を示す、図８（ｂ）と同じである。
【０１４２】
従って、画像処理ユニット１８は、窪み２０及びその周囲２６に配線等が形成されていない場合と同様に、誤りなく文字「３」を抽出することができる。
【０１４３】
（ｉｉ）制御ユニットの動作
本実施の形態の制御ユニット５２は、照明ユニット４８を制御して、例えば、識別記号１２に於いて低斜光５８の進行方向が半導体ウェーハ１０に対してなす角度θが、例えば、事前に導出しておいた最適値になるように調整する。ここで、事前に導出しておいた最適値とは、窪み２０に対応する画素に第１の値（明所に対する“１”）を割り当て、窪み２０の周囲２６に対応する画素を第２の値（暗所に対する“０”）を割り当てることを可能となる角度θ（例えば、４０度）である。
【０１４４】
本実施の形態に於ける照明ユニット４８は、例えば、複数のＬＥＤ４からなり放射光の強度が一方向に偏っている発光部材６６（すなわち、指向性の強い光を放射する発光部材）と、この発光部材６６を回転して、発光部材６６からの放射光（低斜光）の強度が最も強い方向（指向性を示す方向）が半導体ウェーハ１０となす角度θを変更する回転部材６８によって構成されている。
【０１４５】
制御ユニット５２は、回転部材６８の回転角度を制御して、低斜光５８と半導体ウェーハ１０のなす角度θを調整する。
【０１４６】
従って、本実施の形態における識別記号読み取り装置によれば、半導体装置の製造に伴う半導体ウェーハ表面の状態変化によって従来であれば読み取り困難となっていた識別記号であっても、容易に読み取ることができるようになる。すなわち、識別記号１２の近傍に配線等が形成されても誤読が発生ない。
【０１４７】
（実施の形態３）
本実施の形態は、半導体装置の製造工程の進展に伴って識別記号１２を構成する窪み２０及びその周囲２６からなる領域の表面状態が変化した場合にも、識別記号１２が正確に読み取れるように、上記表面状態の変化に応じて照明ユニットを自動的に調整する制御ユニット５２を備えた識別記号読み取り装置及び識別記号読み取り方法に係わるものである。
（１） 識別記号読み取り装置
（Ｉ）構 成
図１１は、本実施の形態に於ける識別記号読み取り装置５４を側面から見た概略図である。
【０１４８】
本実施の形態に於ける識別記号読み取り装置の構成は、基本的には図１及び２に示した実施の形態１の識別記号読み取り装置と同じである。
【０１４９】
但し、本実施の形態では、実施の形態１又は２の識別記号読み取り装置５４において、制御ユニット５２が、照明ユニット５０を制御することによって、識別記号１２の画像として予め登録されている辞書データと識別記号として読み取った画像データの一致率が、所定の値（例えば、９０％）以上になるように、識別記号１２の位置に於ける低斜光５８の進行方向が半導体ウェーハ１０に対してなす角度を調整する。
【０１５０】
更に、識別記号読み取り装置５４は、制御ユニット５２が、照明ユニット４８を制御することによって、上記角度に加え、識別記号がマーキングされている位置における低斜光の強度を調整する。
【０１５１】
図１２は、本実施の形態に於ける識別記号読み取り装置５４が備える照明ユニット４８の一例である。本実施の形態の照明ユニット４８は、実施の形態１及び２の照明ユニット４８と基本的には同じである。但し、本実施の形態の照明ユニット４８は、構成がより具体化されている。
【０１５２】
図１２は、半導体ウェーハ１２に低斜光を左右から照射する２つの照明ユニット４８を並べて記載してある。図１２（ａ）は、識別記号読み取り装置４８を側面から見た図であり、図１２（ｂ）は正面から見た図である。
【０１５３】
図１２に示す照明ユニット４８は、例えば、碁盤の目状に整列した複数のＬＥＤ４と、これらのＬＥＤ４が配置された板状の支持体とからなる発光部材６６を備えている。ここで、ＬＥＤ４が放射する光は指向性を有しており、各ＬＥＤ４は、上記支持体に垂直な方向７０と放射光強度が最大値になる方向が一致するように取り付けられている。
【０１５４】
ここで、各ＬＥＤ４は、半導体ウェーハ１０の表面に平行な方向にＬＥＤ４を整列させた複数の列の何れかに属している。図１２（ｂ）に示した例では、ａ列、ｂ列、及びｃ列の何れかに各ＬＥＤ４は属している。
【０１５５】
また、照明ユニット４８は、発光部材６６を、半導体ウェーハ１０に平行な軸７２を中心として回転する回転部材６８を有している。
【０１５６】
従って、本実施の形態の照明ユニット４８によれば、回転部材６８の回転角度を調整することによって、照明ユニット４８の放射する低斜光の進行方向が半導体ウェーハ１０に対してなす角度θを調整することが可能である。
【０１５７】
また、照明ユニット４８によって、ＬＥＤ４が整列された列毎にＬＥＤ４の点灯を制御することにより、識別記号がマーキングされている位置における低斜光の強度を調整することも可能になる。
【０１５８】
（ＩＩ）動 作
次に、本実施の形態に於ける識別記号読み取り装置５４の動作について説明する。
【０１５９】
本実施の形態に於ける識別記号読み取り装置５４の動作の動作は、基本的には実施の形態１の識別記号読み取り装置の動作と同じである。
【０１６０】
すなわち、識別記号読み取り装置５４は、まず、識別記号１２の位置に於ける低斜光５８の進行方向（光強度が最大となる方向）が半導体ウェーハ１０の表面に対してなす角度θを、識別記号１２を構成する窪み２０がその周囲２６,２８,３２より明るく観察されるように設定する（第１のステップ）。
【０１６１】
その後、上記識別記号を読み取る（第２のステップ）。
但し、本実施の形態に於ける識別記号読み取り装置５４は、第１のステップに於いて、制御ユニット５２が、識別記号１２の画像として予め登録されている辞書データと、識別記号として読み取った画像データの一致率が、所定の値（例えば、９０％以上）になるように上記角度θを調整する。
【０１６２】
更に、識別記号読み取り装置５４は、上記角度θに加え、識別記号がマーキングされている位置における低斜光の強度を調整する。
【０１６３】
図１１に示すように、識別記号読み取り装置５４は、照明ユニット４８の回転角度としてＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄ,Ｅの４種類の角度を設定できる。また、識別記号読み取り装置５４は、照明ユニット４８の発光部材６６を構成するＬＥＤ４の列（ａ列、ｂ列、及びｃ列；以後、点灯列と呼ぶ）ごとに点灯を制御できる（図１２参照）。
【０１６４】
識別記号読み取り装置５４は、照明ユニット４８の回転角度（Ａ,Ｂ,Ｃ,Ｄ,Ｅ；以後、斜光照明角度と呼ぶ）によって低斜光５８と半導体ウェーハ１０のなす角度θを調整する。また、識別記号読み取り装置５４は、照明ユニット４８のＬＥＤ４の列（ａ列、ｂ列、及びｃ列）によって、識別記号がマーキングされている位置における低斜光の強度を調整する。すなわち、制御ユニット５２は、照明ユニッチ４８に対して種々の斜光照明角度と点灯列の組合せからなる照射条件を設定し、この照射条件に基づいて照明ユニッチ４８を制御する。
【０１６５】
図１３は、斜光照明角度と点灯列の組合せ（照射条件）を種々変更して、画像データ（例えば、図８（ｂ））と辞書データ（図２７）の一致率を測定した結果を記録したテーブルである。図１３に示す表の第１列には、制御ユニット５２の設定する斜光照明角度が記載されている。図１３に示す表の第２列には、制御ユニット５２の設定する点灯位置が記載されている。このテーブルは、画像処理ユニット１８を構成するメモリ（図示せず）に記録される。
【０１６６】
そして、ある行の斜光照明角度と点灯列の組合せに対して得られた一致率が、同一行の第３列目に記載されている。
【０１６７】
図１４は、識別記号を構成する文字として読み取った画像と辞書データの一致率が、所定の値（基準値）以上となるように、半導体ウェーハ１０と低斜光５８のなす角度θ及び低斜光５８の強度を調整する第１のステップの具体的一例を説明する図である。
【０１６８】
まず、制御ユニット５２は、最初の照射条件（例えば、図１３の第３行目の組合せ；斜光照明角度がＡで、点灯列がａ，ｂ，ｃ）を自に設定する（Ｓ１０）。
【０１６９】
次に、この照射条件に基づいて、照明ユニット４８を制御し、発光部材６６を点灯する（Ｓ２０）。
【０１７０】
次に、画像処理ユニット１８によって、照明ユニット４８からの低斜光５８によって照らし出された識別記号１２のうち、マーキングされている文字が何であるかが分かっている箇所の画像を処理し、辞書データとの一致率を測定し記録する（Ｓ３０）。
【０１７１】
次に、制御ユニット５２は、次の照射条件（例えば、図１３の第４行目の組合せ；斜光照明角度がＡで、点灯列がａ，ｂ）を、メモリに設定する（Ｓ４０）。但し、全ての照射条件の設定が済んで新たな照射条件がない場合には、新たな照射条件の設定は行わない。
【０１７２】
次に、制御ユニット５２は、（一致率の測定が予定されている）全ての照射条件に対して、一致率の測定が終了しているか判断する（Ｓ５０）。
【０１７３】
全ての一致率の測定が終了していない場合にはＳ２０に戻り、次の照射条件における一致率を測定する。このような手順を繰り返し、全ての照射条件に於ける一致率を測定する。
【０１７４】
図１４は、このような工程によって測定された一致率（第３列）と測定条件（第１列及び第２列）の組合せを記録したテーブルである。
【０１７５】
全ての照射条件に於ける一致率の測定が終了すると、制御ユニット５４は、所定の値（基準値；例えば、９０％）を超え、且つ最も高い一致率を達成した測定条件を選択する。そして、選択した条件に従って照明ユニット４８の回転角度及び点灯列を設定し、発光部材６６を点灯する（Ｓ６０）。
【０１７６】
その後、半導体ウェーハ１０にマーキングされた識別記号全体を読み取る第２のステップに進む。図１５は、半導体ウェーハ１０にマーキングされた識別記号全体を読み取る第２のステップの具体的一例を説明する図である。
【０１７７】
まず、画像処理ユニット１８が、半導体ウェーハ１０にマーキングした識別記号（ＩＤ）を読み取る（Ｓ７０）。
【０１７８】
次に、読み取った識別記号（ＩＤ）を構成する文字のうち、マーキングされている文字が予め分かっている文字について、一致率を所定の値（基準値；例えば、９０％）を比較する（Ｓ８０）。
【０１７９】
一致率が所定の値以上の場合は、全半導体ウェーハについて識別記号の読み取りが終了しているか判断する（Ｓ９０）．
全半導体ウェーハについての読み取りが終了している場合には、読み取り作業を終了する。
【０１８０】
全半導体ウェーハについての読み取りが終了していない場合には、次の半導体ウェーハをセットする（Ｓ１００）。その後、ステップＳ７０に戻り、未だ識別記号を読み取っていない他の半導体ウェーハの識別記号を読み取る。
【０１８１】
一方、一致率が所定の値（基準値）未満の場合は、ステップＳ１０に戻り、一致率が所定の値以下となった半導体ウェーハについて第１のステップを再度実行し、好ましい照射条件を探す。このような工程により、一致率が所定の値（基準値）以上となる照射条件を見つけ出す。
【０１８２】
識別記号の読み取りは、通常、類似した製造工程を経た複数の半導体ウェーハが格納されているキャリアごとに行われる。このため、同一キャリア内に格納された半導体ウェーハについては、一致率が所定の値以上になる照射条件は略同じと考えられる。
【０１８３】
従って、上記第２のステップ（図１５）のように一致率が所定の値（基準値）を満たさなくなるまで、以前に設定した照射条件による識別記号の読み取りを続けることは、作業効率上有益である。
【０１８４】
言い換えるならば、半導体装置の製造工程によって窪２０及びその周囲２６からなる領域の表面状態が変化した場合に、上記第１のステップを改めて行うことによって識別記号の読み取りを効率的に行うことができる。
【０１８５】
次に、一致率を導出する工程（Ｓ３０）を、具体例に基づいて詳しく説明する。
【０１８６】
図１６は、画像処理ユニット１８が、一致率を導出する工程（Ｓ３０）の流れを説明する図である。また、図１７及び図１８は、画像処理ユニット１８で行われる画像処理を説明する図である。
【０１８７】
画像処理ユニット１８は、カメラ５０が撮影した画像から、予めマーキングされている文字が何であるかが分かっている領域から一文字分の画像を抽出する（Ｓ１０）。
【０１８８】
次に、画像処理ユニット１８は、ステップＳ１０によって抽出した画像を窪み７４,７６に相当する大きさの画素３４に分解する。図１７（ａ）は、識別記号をカメラ５０で撮影した画像から既知の文字「３」に相当する領域を抽出し、その領域を、窪み（ドット）７４,７６に相当する大きさの画素３４に分解した状態を示している。
【０１８９】
図１７（ａ）に示した画像は、文字「３」を表す窪み２０の配列の端に配線２８がかかっている状態の画像である。低斜光５８の照射条件は、図１３の第５行目に示した条件である。すなわち、斜光照明角度はＡであり、点灯列はｃである。
【０１９０】
この場合、低斜光５８と半導体ウェーハ１０のなす角度θが十分低いので、窪み（ドット）の周囲２６及び配線２８は閾値Ｉ'ｔｈより暗くなる（図５及び図６参照）。一方、低斜光５８が照射された一部の窪み７４は、低斜光５８が窪み７４の内部で乱反射等され閾値Ｉ'ｔｈより明るくなる。
【０１９１】
しかし、窪み表面の曲率や状態は均一でないので、低斜光５８の光量が十分でないと暗い窪み７６が出現する。図１７（ａ）は、このような状態を示したものである。
【０１９２】
画素３４は、上記画像全体を覆っている。画像処理ユニット１８は、各画素内で信号強度（反射光強度に比例）を平均化し、所定の閾値（基準値）Ｉ'ｔｈに基づいて、各画素に於ける信号強度を２値化する。ここで、平均化した信号強度が閾値Ｉ'ｔｈ以上の画素に対しては「１」を対応させ、平均化した信号強度が閾値Ｉ'ｔｈ以下の画素に対しては「０」を対応させる（Ｓ２０）。
【０１９３】
図１７（ｂ）は、以上のようにして各画素３４に「１」又は「０」を対応させた結果である。
次に、画像処理ユニット１８は、図１７（ｂ）のように２値化された画像データを、画像処理ユニット１８に記録された辞書データと比較する（Ｓ３０）。辞書データには、例えば、図２７のように、識別記号を構成する各文字（例えば、「３」）を特定の値（例えば、「Ｈ」）を有する画素の組合せで表したデータが記録されている。
【０１９４】
図２７は、文字「３」に対する辞書データである。図２７では、文字「３」が、値「Ｈ」を有する画素の組合せによって表されている。画像処理ユニット１８は、各文字に対する辞書データを、自らに備わっている辞書データファイルから順次読出し、上記２値化された画像データと比較する。
【０１９５】
例えば、辞書データ(図２７)に於ける左上の画素３６の値が「Ｈ」であり、画像データ（図２６（ｂ））に於ける対応する画素３８の値が「１」である場合には、これらの画素３６,３８の値は一致したと判定する。このような判定を、全ての画素について行い、一致率（全画素数に対する、値が一致した画素の数）を導出する。
【０１９６】
一致率は、例えば、同一行に属する画素の一致率（横一致率）を各行毎に求め、この横一致率を平均化して求めることができる（図１７及び図１８参照）。
【０１９７】
従って、本実施の形態における識別記号読み取り装置によれば、半導体装置の製造に伴う半導体ウェーハ表面の状態変化によって従来であれば読み取り困難となっていた識別記号であっても、読み取ることができるようになる。すなわち、識別記号１２の近傍に配線等が形成されたとしても、誤読は発生しない。
（２）識別記号読み取り方法
本実施の形態に於ける識別記号読み取り方法は、基本的には実施の形態１で説明した識別記号読み取り方法と同じである（図７参照）。
【０１９８】
但し、本実施の形態では、第１の工程（Ｓ１０）において、識別記号の画像として予め登録されている辞書データ（辞書データ）と識別記号として読み取った画像データ（２値化された画像データ）の一致率が、所定の値（基準値；例えば、９０％）以上になるように半導体ウェーハ１０と低斜光５８がなす角度θを調整する。
【０１９９】
更に、第１の工程（Ｓ１０）において、上記角度θに加え、（識別記号がマーキングされている位置における）低斜光の強度を調整してもよい。
【０２００】
角度θの調整は、制御ユニット１８が照明ユニット４８の回転部６８を制御して行う。また、（識別記号がマーキングされている位置における）低斜光の強度は、制御ユニット１８が照明ユニット４８の発光部材６６の点灯列を制御して行う。
【０２０１】
従って、本実施の形態における識別記号読み取り装置によれば、半導体装置の製造に伴う半導体ウェーハ表面の状態変化によって従来であれば読み取り困難となっていた識別記号であっても、極めて容易に読み取ることができる。
【０２０２】
このような識別記号の読み取り方法は、半導体装置の製造工程によって、窪及び窪みの周囲からなる領域の表面状態が変化した場合に有効である。
【０２０３】
尚、識別記号は、文字を組合わせたものに限られず、例えば、バーコードのようなものであってもよい。また、識別記号は、レーザマーキングではなく、例えば、フォトレジスト膜を用いた半導体ウェーハのエッチングによって形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２０４】
本発明は、半導体装置の製造業において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２０５】
【図１】実施の形態１に於ける識別記号読み取り装置を側面から見た概略図である。
【図２】実施の形態１に於ける識別記号読み取り装置の主要部を鳥瞰した模式図である。
【図３】識別記号を構成する窪み及びその周囲に低斜光を照射した状態を説明する図である（窪み及びその周囲に配線等が形成されていない場合）。
【図４】実施の形態１に於いて、識別記号を構成する窪みとその周囲を横断する線に沿った、カメラに入射する反射光の強度を説明する概略図である（窪み及びその周囲に配線等が形成されていな場合）。
【図５】識別記号を構成する窪み及びその周囲に低斜光を照射した状態を説明する図である（窪み及びその周囲に配線等が形成されている場合）。
【図６】実施の形態１に於いて、識別記号を構成する窪みとその周囲を横断する線に沿った、カメラに入射する反射光の強度を説明する概略図である（窪み及びその周囲に配線等が形成されている場合）。
【図７】実施の形態１に於ける、識別記号読み取り方法の工程を説明する図である。
【図８】実施の形態２の画像処理ユニットで実行される画像処理を説明する図である（その１）。
【図９】画像データと辞書データの一致率を行毎に比較した表である。
【図１０】実施の形態２の画像処理ユニットで実行される画像処理を説明する図である（その２）。
【図１１】実施の形態３に於ける識別記号読み取り装置を側面から見た概略図である。
【図１２】実施の形態３に於ける照明ユニットの構成を説明する図である。
【図１３】照明ユニットに於ける斜光照明角度と点灯列の組合せ（照射条件）を種々変更して、画像データと辞書データの一致率を測定した結果を説明する図である。
【図１４】実施の形態３に於ける、識別記号読み取り動作の第１のステップ（識別記号を構成する文字として読み取った画像と辞書データの一致率が、所定の値以上となるように、低斜光の角度θや照射光強度を調整するステップ）の具体的な一例を説明する図である。
【図１５】実施の形態３に於ける、識別記号読み取り動作の第２のステップ（半導体ウェーハにマーキングされた識別記号全体を読み取るステップ）の具体的な一例を説明する図である。
【図１６】画像処理ユニットが、一致率を導出する流れを説明する図である。
【図１７】画像処理ユニットで行われる画像処理を説明する図（その１）である。
【図１８】画像処理ユニットで行われる画像処理を説明する図（その２）である。
【図１９】落射照明ユニットを備えた識別記号読み取り装置を側面から見た概略図である。
【図２０】識別記号を構成する窪み及びその周囲に落射光を照射した状態を説明する図である。
【図２１】関連技術に於いて、識別記号を構成する窪みとその周囲を横断する線に沿った、カメラに入射する反射光の強度を説明する概略図である。
【図２２】識別記号を構成する窪みの近傍に配線が形成された状態を説明する図である。
【図２３】関連技術に於ける識別記号読み取り装置のカメラが受光する、半導体ウェーハ表面からの反射光強度を、識別記号を構成する窪み及び配線を横断する線に沿って測定した結果を説明する図である。
【図２４】識別記号の読み取りに、誤りが生じる一例を説明する図である。
【図２５】関連技術の画像処理ユニットが、識別記号を構成する文字を読み取る工程の流れを説明する図である。
【図２６】関連技術の画像処理ユニットで実行される画像処理を説明する図である。
【図２７】文字「３」に対する辞書データを説明する図である。
【図２８】識別記号１２を構成する文字「３」の端に配線２８がかかっている画像データを説明する図である。
【図２９】文字「３」及び「８」に対する辞書データを説明する図である。
【図３０】斜光照明ユニットを備えた識別記号読み取り装置を側面から見た概略図である。
【図３１】識別記号を構成する窪み及びその周囲に斜光を照射した状態を説明する図である。
【符号の説明】
【０２０６】
２・・・（落射照明ユニットを備えた）識別記号読み取り装置
４・・・照明 ６・・・ハーフミラー
８・・・落射照明ユニット １０・・・半導体ウェーハ １２・・・識別記号
１４・・・落射光 １６・・・カメラ １８・・・画像処理ユニット
２０・・・窪み ２２・・・窪みの周囲で発生する正反射光
２４・・・窪みで発生した反射光 ２６・・・窪みの周囲 ２８・・・配線
３０・・・配線からの反射光
３２・・・ウェーハ表面の平坦な領域（窪みの周囲であって配線が形成されていない領域）
３４・・・画素 ３６・・・辞書データに於けるある画素
３８・・・画像データに於ける対応する画素 ４０…配線に対応する画素
４２・・・（斜光照明ユニットを備えた）識別記号読み取り装置
４４・・・斜光 ４６・・・斜光照明ユニット ４８・・・照明ユニット
５０・・・カメラ ５２・・・制御ユニット
５４・・・本発明に於ける識別記号読み取り装置 ５８・・・光（低斜光）
６０・・・窪みの周囲に照射された低斜光
６２・・・窪みに照射された低斜光 ６４・・・窪みで反射された低斜光
６６・・・発光部材 ６８・・・回転部材 ７２・・・半導体ウェーハに平行な軸
７４・・・低斜光が十分に当たった窪み
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハの識別記号読み取り方法及びその装置に関し、特に、半導体装置の製造過程に於ける半導体ウェーハ表面の状態変化によって読み取り困難になった識別記号を、読み取り可能とする識別記号読み取り方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、種々の製造装置からなる製造ラインで、多数の半導体ウェーハを同時に処理して製造される。
【０００３】
このような製造ラインでは、半導体ウェーハ毎に異なった識別記号（Identification number; ID）がマーキングされている。この識別記号によって、半導体ウェーハの処理履歴情報（施された処理の履歴）や品質情報（製造した半導体素子の特性やその測定条件）が管理される。
【０００４】
また、一のキャリアから他のキァリヤ（例えば、材質の異なるキャリア）に、収納されている半導体ウェーハを一括して移し替える入れ替え作業にも識別番号は利用される。更に、半導体ウェーハを同一キャリア内で並べ替える並べ替え作業にも識別番号は利用される。
【０００５】
このように識別記号は、半導体装置の製造には必要不可欠なものである。
【０００６】
ところで、半導体ウェーハに識別記号をマーキングするためには、例えば、レーザ光を半導体ウェーハに照射して微細な窪み（ドット）を形成する。識別記号は、このような窪みを、例えば、文字やバーコードを構成するように配列して形成される。
【０００７】
このように形成された識別記号を読み取るためには、光の照射された識別記号をＣＣＤカメラ等によって撮影し、得られた画像を処理して識別記号を抽出する（特許文献１及び２）。
【特許文献１】特開平６−１１２３００号公報
【特許文献２】特開平７−３０７２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、種々の製造工程を経て半導体ウェーハ表面の状態が変化すると、識別記号の読み取りが困難になり誤読が発生する。
【０００９】
本発明者は、異なった構造を有する照明ユニットを備えた２種類の読み取り装置を用いて、半導体ウェーハにマーキングした識別記号の読み取りを行っている。
【００１０】
しかし、何れの装置を用いても、種々の製造工程を経るうちには、識別記号を誤読してしまうようになる。そこで、両装置について、誤読発生のメカニズムを説明する。
【００１１】
（１）落射照明ユニットを備えた識別記号読み取り装置（関連技術１）
（ａ）構 成
図１９は、本発明者が使用している一方の識別記号読み取り装置２を側面から見た概略図である。この読み取り装置は、落射照明ユニット８で生成した光を半導体ウェーハ１０に照射して、識別記号１２を読み取る装置である。
【００１２】
この識別記号読み取り装置２は、半導体ウェーハ１０に半導体装置を製造する複数の工程の合間に使用される。そして、識別記号読み取り装置２は、半導体ウェーハ１０にマーキングされた、複数の窪みの配列からなる識別記号１２を、この窪及びその周囲に落射光１４を照射して読み取る。
【００１３】
この識別記号読み取り装置２の構成は、以下の通りである。
【００１４】
まず、識別記号読み取り装置２は、照明４とハーフミラー６からなり、識別記号１２を構成する複数の窪み及びその周辺に落射光１４を照射する落射照明ユニット８を備えている。
【００１５】
また、この識別記号読み取り装置は、上記窪及びその周囲からなる領域の画像を撮影するカメラ１６を備えている。
【００１６】
更に、識別記号読み取り装置２は、カメラ１６によって撮影した画像を処理して、識別記号１２を抽出する画像処理ユニット１８を具備している。
（ｂ）読み取り動作
図１９に示す装置を用いた識別記号１２の読み取りは、次のように行われる。
【００１７】
まず、照明４を点灯して、識別記号１２を構成する窪み及びその周囲に落射光を照射する。
【００１８】
次に、識別記号１２をＣＣＤカメラ１６で撮影し、ＣＣＤカメラ１６によって撮影した画像を処理して識別記号１２を抽出する。すなわち、識別記号１２を読み取る。尚、落射光とは、半導体ウェーハ１０に対して真上から照射される光のことをいう。
【００１９】
図２０は、識別記号１２を構成する窪み２０及びその周囲２６に、落射光１４を照射した状態を説明する図である。窪み２０の周囲２６に照射された落射光１４は殆どが正反射し、正反射光２２となる。その結果、反射光２２の大分は、半導体ウェーハ１０の真上に配置されるＣＣＤカメラ１６に入射する。ここで正反射とは、入射した平行光線が、反射後も平行光線となる反射のことを言う。
【００２０】
一方、窪み２０に照射された落射光１４は、窪み２０の表面を構成する曲面又はそこに形成された凹凸によって、反射方向が一定せず色々な方向に反射（乱反射）される。このため、窪み２０で反射された落射光１４は、その一部しかＣＣＤカメラ１６に入射しない。
【００２１】
図２０の窪み２０とその周囲２６をＣＣＤカメラ１６によって撮影し、窪み２０を横断する線に沿って、ＣＣＤカメラ１６に対して受光する反射光の強度を測定すると図２１のようになる。
【００２２】
従って、図２１に示すように、窪み２０からの反射強度Ｉｂは、その周囲２６からの反射光強度Ｉａより弱くなる。
【００２３】
この反射光強度の濃淡の違いによって、識別記号１２が読み取られる。
（ｃ）誤読の発生メカニズム
（ｉ）形 態
このようにマーキングされた直後の識別記号１２は、読み取りが容易である。しかし、半導体装置の製造工程が進み、半導体ウェーハ１０に種々の加工が施されると、識別記号１２の判読が次第に困難になっていく。
【００２４】
図２２は、製造工程が進み、識別記号１２を構成する窪み２０の近傍に配線２８が形成された状態を示している。図２３は、このような半導体ウェーハ１０の表面からの反射光強度を、識別記号１２を構成する窪み２０及び配線２８を横断する線に沿って測定した結果を説明する図である。
【００２５】
ＣＣＤカメラ１６が受光する配線２８からの反射光強度Ｉｃは、図２３に示すように平坦なウェーハ表面３２からの反射光強度Ｉａより小さくなる。これは、配線２８を構成する金属膜がグレイン状に形成された場合や、配線２８の太さが光の波長と同程度であった場合に、反射光３０の方向が一定にならなくなるためと考えられる。
【００２６】
すなわち、識別記号１２を撮影した画像に、窪み２０以外の場所にも暗く映し出される場所（暗所）が現れる。このように、識別記号１２を構成する窪み２０以外の場所に暗所が現れると、識別記号１２の判読が困難になる。
【００２７】
図２４は、識別記号１２の読み取りに誤りが生じる一例を示したものである。
【００２８】
図２４（ａ）は、識別記号１２をマーキングした直後の半導体ウェーハの表面を、ＣＣＤカメラ１６で観察した画像の例である。この図のようにマーキング直後の識別記号１２は明瞭であり、読み取りに誤りが生じる余地はない。
【００２９】
図２４（ｂ）は、識別記号１２を含む領域に配線２８を形成した状態を、ＣＣＤカメラ１６で撮影した画像である。同図に示すように、文字列「１２３４５ＡＢＣ」からなる識別記号１２の「３」と「Ｃ」の一部に配線２８がかかっている。
【００３０】
図２４（ｃ）は、図２４（ｂ）に示す画像を画像処理ユニット１８で画像処理して、識別記号を読み取った結果である。図２４（ｃ）に示すように、画像処理ユニット１８は、識別記号「１２３４５ＡＢＣ」中の文字「３」を「８」と誤読してしまう。また、画像処理ユニット１８は、識別記号「１２３４５ＡＢＣ」中の文字「Ｃ」を「０」と誤読してしまう。
【００３１】
（ｉｉ）発生メカニズム
次に、このような誤読の生じる理由について説明する。
【００３２】
最初に誤読発生の前提となる、画像処理ユニット１８が識別記号１２を構成する一文字を読み取る工程を説明する。図２５は、画像処理ユニット１８が識別記号１２を構成する文字を読み取る工程の流れを説明する図である。また、図２６は、画像処理ユニット１８で行われる画像処理を説明する図である。
【００３３】
画像処理ユニット１８は、ＣＣＤカメラ１６が撮影した画像から、識別記号１２を構成するある一文字に相当する画像を抽出する（Ｓ１０）。
【００３４】
次に、画像処理ユニット１８は、ステップＳ１０によって抽出した画像を窪み２０に相当する大きさの画素に分解する。図２６（ａ）は、識別記号１２をＣＣＤカメラ１６で撮影した画像から文字「３」に相当する領域を抽出し、その領域を、窪み２０に相当する大きさの画素３４に分解した状態を説明する図である。
【００３５】
各画素３４は、図２６（ａ）に示した正方形からなる微小領域である。図２６（ａ）に示した「●」からなる像は、各画素３４に分解される前の画像である。この画像は、文字「３」を構成するように窪み２０が配列された像である。
【００３６】
画素３４は、上記画像全体を覆っている。画像処理ユニット１８は、各画素内で信号強度（反射光強度に比例）を平均化し、所定の閾値Ｉｔｈに基づいて、各画素に於ける信号強度を２値化する。すなわち、適宜閾値Ｉｔｈを設定し、信号強度が閾値Ｉｔｈ以上の画素に対しては「０」を対応させ、信号強度が閾値Ｉｔｈ以下の画素に対しては「１」を対応させる（Ｓ２０）。図２１には、このような閾値Ｉｔｈの一例が示されている。
【００３７】
図２６（ｂ）は、以上のようにして各画素３４に「１」又は「０」を対応させた結果である。
【００３８】
次に、画像処理ユニット１８は、図２６（ｂ）のように２値化された画像データを、画像処理ユニット１８に記録された辞書データと比較する（Ｓ３０）。辞書データには、例えば、図２７のように、識別記号を構成する各文字（例えば、「３」）を特定の値（例えば、「Ｈ」）を有する画素の組合せで表したデータが記録されている。
【００３９】
図２７は、文字「３」に対する辞書データである。図２７では、文字「３」が、値「Ｈ」を有する画素の組合せによって表されている。画像処理ユニット１８は、各文字に対する辞書データを、自らに備わっている辞書データファイルから順次読出し、上記２値化された画像データと比較する。
【００４０】
比較は、例えば、次のように行われる。
【００４１】
辞書データ(図２７)に記録された左上の画素３６の値が「Ｈ」であり、画像データ（図２６（ｂ））に於ける対応する画素３８の値が「１」である場合には、これらの画素３６,３８の値は一致したと判定する。一方、辞書データの値「Ｌ」に対して対応する画像データ画素の値が「０」であった場合に、両者が一致したと判断する。このような判定を、全ての画素について行う。その結果、一致率（全画素数に対する、値が一致した画素の数）が所定の値（基準値；例えば、９０％）を超えた場合に、辞書データが表す文字（以上の例では、「３」）を比較相手の画像データに対する文字として特定する。
【００４２】
図２６及び図２７に示した例では、一致率が１００％であり、上記所定の値（基準値；９０％）を超えている。従って、抽出された画像データ（図２６（ａ））に対して文字「３」を特定する。
次に、図２８に示すような、識別記号「３」を構成する窪み２０の端に配線２８がかかっている画像データを例として、誤読の発生するメカニズムを説明する。
【００４３】
上述したように配線２８は画像上では、暗く映し出される。従って、配線２８に対応する画素４０を２値化すると、暗所に対応する値「１」となる。従って、図２８（ａ）に示す文字「３」の左端に配線２８がかかった画像を２値化すると、図２８（ｂ）のようになる。
【００４４】
図２８（ｂ）に示された画像データは、文字「３」ではなく文字「８」に近似している。
【００４５】
図２９は、文字「３」及び文字「８」の辞書データを表したものである。図２９（ａ）は文字「３」に対する辞書データであり、図２９（ｂ）は文字「８」に対する辞書データである。
【００４６】
図２８（ｂ）に示した画像データと図２９（ａ）に示した辞書データ（文字「３」に対応）の一致率は、８７％（＝３９÷４５×１００）である。一方、図２８（ｂ）に示した画像データと図２９（ｂ）に示した辞書データ（文字「８」に対応）の一致率は、９３％（＝４２÷４５×１００）である。
【００４７】
２値化された画像データとも辞書データの一致度を判定する上記所定の値（基準値）が、例えば９０％であったとする。すると、図２８（ｂ）の２値化された画像データに対して、画像処理装置１８は正しい文字「３」ではなく、文字「８」を特定してしまう。
【００４８】
このように、製造工程の進捗により、識別記号１２を構成する窪み２０及びその周囲の表面状態が変化すると、窪み２０以外にも、周囲より暗い領域がＣＣＤカメラ１６で撮影される画像に出現する。このような場合、画像処理ユニット１８は、識別記号１２を誤って読み取ってしまう。或いは、識別記号の読み取り自体が困難になる。
【００４９】
尚、識別記号の誤読となる原因は上述した配線に限られるものではなく、半導体装置の製造過程で半導体ウェーハ上に形成される種々の構造が誤読の原因となる。
【００５０】
（２）斜光照明ユニットを備えた識別記号読み取り装置（関連技術２）
（ａ）構 成
図３０は、本発明者が使用しているもう一方の識別記号読み取り装置を側面から見た概略図である。この識別記号読み取り装置４２は、斜光照明ユニットで生成した光を半導体ウェーハ１０に照射して、識別記号１２を読み取る装置である。
【００５１】
この識別記号読み取り装置４２は、半導体ウェーハ１０に半導体装置を製造する複数の工程の合間に使用される。そして、識別記号読み取り装置２は、半導体ウェーハ１０にマーキングされた、複数の窪みの配列からなる識別記号１２を、この窪及びその周囲に斜光４４を照射して読み取る。
【００５２】
この識別記号読み取り装置４２の構成は、以下の通りである。
【００５３】
まず、識別記号読み取り装置４２は、２つの照明４からなり、識別記号１２を構成する複数の窪み及びその周辺に斜光４４を両側から斜めに照射する斜光照明ユニット４６を備えている。
【００５４】
また、この識別記号読み取り装置４２は、上記窪及びその周囲からなる領域の画像を撮影するカメラ１６を備えている。
【００５５】
更に、識別記号読み取り装置４２は、カメラ１６によって撮影した画像を処理して、識別記号１２を抽出する画像処理ユニット１８を具備している。
（ｂ）読み取り動作
図３０に示す装置を用いた識別記号１２の読み取りは、次のように行われる。
【００５６】
まず、照明４を点灯して、識別記号１２を構成する窪み及びその周囲に斜光４４を照射する。ここで、斜光とは、半導体ウェーハ１０に斜めに入射してくる光のことをいう。
【００５７】
次に、識別記号１２をＣＣＤカメラ１６で撮影し、ＣＣＤカメラ１６によって撮影した画像を、画像処理ユニット１８で処理して識別記号１２を抽出する。すなわち、識別記号１２を読み取る。
【００５８】
図３1は、識別記号１２を構成する窪み２０及びその周囲２６に、斜光４４を照射した状態を説明する図である。窪み２０の周囲２６に照射された斜光４４は殆どが正反射し、正反射光２２となる。
【００５９】
正反射光２２は、半導体ウェーハ１０によって斜めに反射される。ところで、斜光照明ユニット４４は高い位置から半導体ウェーハに斜光４４を照射する。従って、斜光４４と入半導体ウェーハ１０のなす角θ１は６０度以上と大きく、従って、正反射光２２と半導体ウェーハ１０のなす反射角θ２（＝θ１）も大きく。このため、殆どの正反射光２２が、半導体ウェーハ１０の真上に配置されるＣＣＤカメラ１６に入射する。
【００６０】
一方、窪み２０に照射された斜光４４は、窪み２０の表面を構成する曲面又はそこに形成された凹凸によって、反射方向が一定せず色々な方向に反射（乱反射）される。このため、窪み２０で反射された斜光４４は、その一部しかＣＣＤカメラ１６に入射しない。従って、窪み２０は、その周囲２６に対して明るくなる。
【００６１】
図２０の窪み２０とその周囲２６をＣＣＤカメラ１６によって撮影し、窪み２０を横断する線に沿って、位置座標ｘ(図３1参照)に対してＣＣＤカメラ１６が受光する反射光の強度を測定すると、図２１のようになる。
【００６２】
すなわち、図２１は、窪み２０とその周囲２６を横断する線に沿った、ＣＣＤカメラに入射する反射光の強度を説明する概略図である。横軸は窪み２０を横断する線上の座標ｘ（図２０参照）であり、縦軸は反射光の強度である。
【００６３】
この関係は、上述した落射照明ユニット８を用いた場合と同じである。すなわち、窪み２０の周囲２６からの反射光強度Ｉａは、窪み２０からの反射強度Ｉｂより強い。
【００６４】
この反射光強度の濃淡の違いによって、識別記号１２が読み取られる。
【００６５】
このように、斜光照明ユニット４４を備えた識別記号読み取り装置４２の動作は、上述した落射照明ユニット８と殆ど同じである。
【００６６】
従って、斜光照明ユニット４４を備えた識別記号読み取り装置４２においても、上述した落照明ユニット８を備えた識別記号読み取り装置２と同様、識別記号１２を構成する窪み２０及びその周囲２６の表面状態が変化すると、窪み２０以外にも周囲より暗い領域が、ＣＣＤカメラ１６によって撮影される画像に出現してしまう。このため画像処理ユニット１８が、識別記号１２を誤って読み取ってしまう。
（３）課題
そこで、本発明の目的は、半導体装置の製造過程に於ける半導体ウェーハ表面の状態変化によって読み取り困難になった識別記号を、読み取り可能とする識別記号読み取り方法及びその装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００６７】
(第１の側面)
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面は、識別記号読み取り方法において、半導体ウェーハに半導体装置を製造する複数の工程の合間に、前記半導体ウェーハにマーキングされた、複数の窪みの配列からなる識別記号を、前記窪及び前記窪みの周囲に光を照射して読み取る識別記号読み取り方法において、前記識別記号の位置に於いて前記光の進行方向が前記半導体ウェーハの表面に対してなす角度を、前記周囲より前記窪みが明るく観察されるように設定する第１の工程と、第１の工程の後、前記識別記号を読み取る第２の工程を具備することを特徴とする。
【００６８】
第１の側面では、半導体ウェーハ表面と照射光の進行方向のなす角度を調整して、識別記号を構成する窪み（ドット）がその周囲より明るく観察されるようにする。このようにすると、識別記号を構成する窪みの近傍に配線等が形成されたとしても、窪みは配線等に比べ十分に明るく観察される。すなわち、窪み（ドット）の周囲に配線等の構造物が形成されても、窪みとその周囲の間に十分なコントラストが保たれる。従って、第１の側面によれば、配線等の形成に起因する識別記号の誤読を防止する識別記号読み取り方法を提供することができる。
【００６９】
(第２の側面)
上記の目的を達成するために、本発明の第２の側面は、第１の側面における識別記号読み取り方法において、前記第１の工程が、前記識別記号の画像として予め登録されている辞書データと前記識別記号として読み取った画像データの一致率が、所定の値以上になるように前記角度を調整することを特徴とする。
【００７０】
第２の側面によれば、識別記号を構成する窪み（ドット）がその周囲より明るくするための角度の調整が容易になる。
【００７１】
(第３の側面)
上記の目的を達成するために、本発明の第３の側面は、第２の側面における識別記号読み取り方法において、前記第１の工程が、前記角度に加え、前記半導体ウェーハ上に於ける前記光の強度及び前記強度が最大になる位置のいずれか一方又は双方を調整することを特徴とする。
【００７２】
第３の側面によれば、識別記号を構成する窪み（ドット）がその周囲より明るくするための角度の調整が更に容易になる。
【００７３】
(第４の側面)
上記の目的を達成するために、本発明の第３の側面は、第１乃至３の側面において、前記第１の工程が、前記工程によって、前記窪み及び前記窪みの周囲からなる領域の表面状態が変化した場合に行うことを特徴とする。
(第５の側面)
上記の目的を達成するために、本発明の第５の側面は、半導体ウェーハに半導体装置を製造する複数の工程の合間に、前記半導体ウェーハにマーキングされた、複数の窪みの配列からなる識別記号を、前記窪及び前記窪みの周囲に光を照射して読み取る識別記号読み取り装置において、前記光を照射する照明ユニットと、前記窪及び前記窪みの周囲からなる領域を撮影するカメラと、前記画像を処理して、前記識別記号の抽出する画像処理ユニットを具備し、前記照明ユニットが、前記識別記号の位置に於いて前記光の進行方向が前記半導体ウェーハに対してなす角度を、前周囲より前記窪みが明るく観察されるように設定可能であることを特徴とする。
【００７４】
第５の側面では、半導体ウェーハ表面と照射光の進行方向のなす角度を調子して、識別記号を構成する窪み（ドット）がその周囲より明るく観察されるようにする。このようにすると、識別記号を構成する窪みの近傍に配線等が形成されたとしても、窪みは配線等に比べ十分に明るく観察される。すなわち、窪み（ドット）の周囲に配線等の構造物が形成されても、窪みとその周囲の間に十分なコントラストが保たれる。従って、第４の側面によれば、配線等の形成に起因する識別記号の誤読を防止する識別記号読み取り装置を提供することができる。
【００７５】
(第６の側面)
上記の目的を達成するために、本発明の第６の側面は、第５の側面における識別記号読み取り装置において、前記画像データに基づいて、前記照明ユニットを制御する制御ユニットを具備し、前記画像処理ユニットは、明るい画素に対応する第１の値及び暗い画素に対応させる第２の値の何れか一方を、前記画素の明暗に応じて、前記画素毎に対応させてなる前記画像データを作成し、前記制御ユニットは、前記照明ユニットを制御することによって、前記窪みに対応する画素が前記第１の値になり、前記周囲に対応する画素が前記第２の値になるように、前記角度を調整する。
【００７６】
第６の側面に寄れば、識別記号を構成する窪み(ドット)がその周囲より明るくするための角度の調整が容易になる。
【００７７】
(第７の側面)
上記の目的を達成するために、本発明の第７の側面は、半導体ウェーハにマーキングされた、複数の窪みの配列からなる識別記号を、前記窪み及び前記窪みの周囲に光を照射して読み取る第１の工程と、前記識別記号の位置に於いて前記光の進行方向が前記半導体ウェーハの表面に対してなす角度を、前記周囲より前記窪みが明るく観察されるように設定する第２の工程と、第２の工程の後、前記識別記号を読み取る第３の工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００７８】
本発明では、半導体ウェーハ表面と照射光の進行方向のなす角度を調整して、識別記号を構成する窪み（ドット）がその周囲より明るく観察されるようにする。このようにすると、識別記号を構成する窪みの近傍に配線等が形成されたとしても、窪みは配線等に比べ十分に明るく観察される。すなわち、窪み（ドット）の周囲に配線等の構造物が形成されても、窪みとその周囲の間に十分なコントラストが保たれる。従って、本発明によれば、配線等の形成に起因する識別記号の誤読を防止する識別記号読み取り方法及びその装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７９】
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。なお、図面が異なっても対応する部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００８０】
（実施の形態１）
本実施の形態は、半導体装置の製造工程の進展に伴って識別記号１２を構成する窪み２０及びその周囲２６からなる領域の表面状態が変化した場合にも、識別記号１２の読み取りを可能とする識別記号読み取り装置および読み取る方法に係わるものである。
【００８１】
（１）識別記号読み取り装置
本実施の形態における識別記号読み取り装置は、半導体ウェーハ表面と照射光の進行方向がなす角度を小さく（例えば、４５度より小さく）設定可能な照明ユニットを有している。このため、識別記号を構成する窪み（ドット）以外の領域からカメラに入射する反射光を、少なくすることができる。このため、識別記号の近傍に配線等が形成されても窪みとその周囲のコントラストを十分に広く保つことができので、配線等の形成に起因する誤読を防止することができる。
【００８２】
（Ｉ）構 成
図１は、本実施の形態に於ける識別記号読み取り装置５４を側面から見た概略図である。図２は、本実施の形態に於ける識別記号読み取り装置５４の主要部を鳥瞰した模式図である。
【００８３】
この識別記号読み取り装置５４は、半導体ウェーハ１０に半導体装置（図示せず）を製造する複数の工程の合間に使用される。そして、識別記号読み取り装置５４は、半導体ウェーハ１０にマーキングされた、複数の窪み（ドット）の配列からなる識別記号１２を、この窪及びその周囲に光５８を照射して読み取る。尚、上記窪み（ドット）は、例えば、レーザマーキングによって形成される。
【００８４】
この識別記号読み取り装置５４の構成は、以下の通りである。
【００８５】
まず、識別記号読み取り装置５４は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる照明４を備え、識別記号１２を構成する複数の窪み及びその周辺に光５８を照射する照明ユニット４８を備えている。
【００８６】
また、この識別記号読み取り装置５４は、上記窪及びその周囲からなる領域の画像を撮影するカメラ５０(例えば、ＣＣＤカメラ)を備えている。
【００８７】
また、識別記号読み取り装置５４は、カメラ５０によって撮影した画像を処理して、識別記号１２を抽出する画像処理ユニット１８を具備している。
【００８８】
更に、識別記号読み取り装置５４は、図１のように、カメラ５０によって撮影した画像データに基づいて、照明ユニット４８を制御する制御ユニット５２を具備してもよい。
【００８９】
尚、制御ユニット５２は、必ずしも必要ではない。制御ユニット５２を用いない場合には、オペレータが、画像データに基づいて、照明ユニット４８を調整すればよい。
（ＩＩ）読み取り動作
（ｉ）動 作
識別記号１２は、図１に示す装置によって以下のように読み取られる。
【００９０】
まず、照明ユニット４８を点灯して、識別記号１２を構成する窪み及びその周囲に光５８を照射する。
【００９１】
ここで、識別記号１２の位置に於ける上記光５８の進行方向（光強度が最大となる方向）が半導体ウェーハ１０の表面に対してなす角度θを、識別記号１２を構成する窪み（ドット）２０がその周囲２６より明るく観察されるように設定する。そのためには、例えば、光５８が、半導体ウェーハ１０の表面に対して４５度より小さく０度より大きい角度θで入射するようにする。
【００９２】
後述するように、照射光５８と半導体ウェーハ１０のなす角度θが小さくなるほど、識別記号を構成する窪み周辺からの反射光が少なり、相対的に窪みが明るくなる。このような状態で識別記号の近傍に配線等が形成されても、配線等の像は窪みに比べ十分に暗い。このため、窪みの周囲に配線等が形成されても、窪みとその周囲のコントラストは十分に広く保たれる。従って、識別記号の誤読が発生しにくくなる。
【００９３】
このような照射光角度の調整の後、識別記号１２をカメラ５０で撮影し、カメラ５０によって撮影した画像を画像処理ユニット１８で処理して識別記号１２を抽出する。すなわち、識別記号１２を読み取る。
【００９４】
ところで、上述した落射光を用いる識別記号読み取り装置２では、照射光と半導体ウェーハのなす角度θは９０度である。また、斜光を用いる識別記号読み取り装置４２でも、この角度θは６０度以上である。すなわち、本実施の形態に於ける識別記号読み取り装置５４で使用する光５８の角度θは、これらの装置に比べ低い。そこで、以後、このような低角度で半導体ウェーハ１０に照射される光を、低斜光と呼ぶこととする。
【００９５】
（ｉｉ）原 理
まず、識別記号１２を構成する窪み２０及びその周辺２６に配線等が形成された場合に、カメラ５０によって撮影される画像について説明する。
【００９６】
図３は、本実施の形態に於ける識別記号読み取り装置５４によって、識別記号１２を構成する窪み２０及びその周囲２６に、低斜光５８を照射した状態を説明する図である。ここで、図３は、識別記号１２を構成する窪み２０及びその周辺２６に配線等が未だ形成されていない状態を示している。
【００９７】
窪み２０の周囲２６に照射された低斜光６０は、平坦な半導体ウェーハ表面で正反射され正反射光２２となる。ここで半導体ウェーハ１０と低斜光６０のなす角度θは、例えば４５度より小さい低角度である。従って、正反射光２２が半導体ウェーハ１０の表面となす角度φ（＝θ）も低くなるので（小さくなるので）、殆どがカメラ５０には入射しない。
【００９８】
一方、窪み２０に照射された低斜光６２は、窪み２０の表面を構成する曲面又はそこに形成された凹凸によって、色々な方向に反射（乱反射）される。このため、窪み２０で反射された低斜光６４は、その一部がカメラ５０に入射する。このため窪み２０は、その周囲２６に比べて明るくなる。
【００９９】
図４は、窪み２０とその周囲を横断する線に沿った、カメラ５０に入射する反射光の強度を説明する概略図である。横軸は窪み２０を横断する線上の座標ｘ（図３参照）であり、縦軸は反射光の強度である。
【０１００】
落射光や斜光を識別記号に照射する上記関連技術とは逆に、窪み２０で発生する反射光強度Ｉｂ'が、窪み２０の周囲２６で生じる反射光の強度Ｉａ'より強い。この反射光強度の濃淡の違いによって、識別記号１２が読み取られる。
【０１０１】
次に、識別記号１２を構成する窪み２０及びその周辺２６に配線等が形成された場合に、カメラ５０によって撮影される画像について説明する。
【０１０２】
図５は、本実施の形態に於ける識別記号読み取り装置５４によって、識別記号１２を構成する窪み２０及びその周囲２６に低斜光６０,６２を照射した状態を説明する図である。図５は、識別記号１２を構成する窪み２０及びその周辺２６を含む領域に配線が形成されている場合を示している。
【０１０３】
窪み２０の周囲２６に照射された低斜光６０は、平坦な半導体ウェーハ表面で正反射され正反射光２２となる。ここで半導体ウェーハ１０と低斜光６０のなす角度θは、例えば４５度より小さい低角度である。従って、正反射光２２が半導体ウェーハ１０の表面となす角度φ（＝θ）も低く、殆どがカメラ５０には入射しない。
【０１０４】
一方、窪み２０に照射された低斜光６２は、窪み２０の表面を構成する曲面又はそこに形成された凹凸によって色々な方向に反射（乱反射）され、反射方向が一定しない。このため、窪み２０で反射された低斜光６４は、その一部がカメラ５０に入射する。従って、窪み２０は、その周囲２６に比べ明るくなる。
【０１０５】
更に、配線２８を構成する金属膜がグレイン状に形成された場合や、配線２８の太さが光の波長と同程度であった場合、配線２８によって反射された反射光３０の方向も一定にならなくなる。このため、反射光３０の一部がカメラ５０に入射し、配線２８は、窪みの周囲２６より明るくなる。但し、配線２８の表面は窪み２０の内部よりは平坦なので、配線２８は窪み２０よりは暗くなる。すなわち、明るさの順番は、窪み２０、配線２８、窪み２０も配線２８も形成されていない半導体ウェーハ１０の表面の順である（窪み２０が最も明るい。）。
【０１０６】
図６は、窪み２０とその周囲を横断する線に沿った、カメラ５０に入射する反射光の強度を説明する概略図である。横軸は窪み２０を横断する線上の座標ｘ（図３参照）であり、縦軸は反射光の強度である。
【０１０７】
窪み２０で発生する反射光強度Ｉｂ'が最も強く、次に配線２８で発生する反射光強度Ｉｃ'が強く、窪み２０の周囲２６であって配線２８が形成されていない領域３２からの反射光が最も弱い。
【０１０８】
上述したように、半導体ウェーハ１０に照射される低斜光６０と半導体ウェーハ１０のなす角度θが小さいため、識別記号１２を構成する窪み２０の周辺２６からカメラ５０に入射する反射光の強度Ｉａ'は極めて小さい。
【０１０９】
窪みの周辺２６に配線２８等が形成さえると反射光の方向が乱れ、反射光の一部がカメラ５０に入射する。このため、配線２８からカメラ５０に入射する反射光の強度Ｉｃ'は、配線２８等の周囲よりは強くなる。しかし、配線２８等の表面はある程度平坦に保たれているので、配線２８等の周囲３２（半導体ウェーハ表面の平坦な領域）と同様、角度θが小さくなると配線２８がカメラ５０に向かって反射する光の量が急激に減少する。
【０１１０】
一方、窪み２０からカメラ５０に入射する反射光の強度は、あまり角度θには依存しない。
【０１１１】
すなわち、低斜光６０と半導体ウェーハ１０のなす角度θが小さくなると、平坦な半導体ウェーハ１０の表面３２（配線２８が形成されていない窪みの周囲）に比べ窪み２０の像は明るくなる。
【０１１２】
従って、窪み２０の周辺に配線２８等が形成されても、内部が大きく湾曲ししかも表面に微細な凹凸が形成された窪み２０は、その周囲より格段に多くの光をカメラ５０に反射する。このため、画像処理ユニット１８は、容易に識別記号１２を読み取ることができる。
【０１１３】
従って、本実施の形態における識別記号読み取り装置によれば、半導体装置の製造に伴う半導体ウェーハ表面の状態変化によって従来であれば読み取りが困難となってしまった識別記号であっても、容易に読み取ることができる。すなわち、識別記号１２の近傍に配線等が形成されても誤読が発生ない。
【０１１４】
（２）識別記号読み取り方法
以上の説明から明らかなように、従来であれば半導体装置の製造に伴って半導体ウェーハの表面状態が変化し識別記号の読み取りが困難になる場合であっても、照明として低斜光を用いることによって、半導体ウェーハにマーキングされた識別記号１２の読み取りが可能になる。
【０１１５】
図７は、識別記号１２に低斜光を照射して識別記号を読み取る方法の工程を説明する図である。
【０１１６】
ここで説明する識別記号の読み取り方法は、半導体ウェーハに半導体装置を製造する複数の工程の合間に、この半導体ウェーハにマーキングされた、複数の窪みの配列からなる識別記号を、この窪及びその周囲に光を照射して読み取る方法である。
【０１１７】
まず、識別記号の位置に於いて上記光の進行方向が半導体ウェーハの表面に対してなす角度を、その周囲より上記窪みが明るく観察されるように設定する（Ｓ１０）。
【０１１８】
ここで、上記角度としては、４５度より小さく０度より大きいことが好ましい。更に好ましくは、３０度より小さく５度より大きく、最も好ましくは、２５度より低く１０度より大きい。これは、上記説明から明らかように、低斜光５８,６０,６２が半導体ウェーハ１０となす角度θが小さいほど、窪み２０とその周囲のコントラストが大きくなるからである。但し、角度θが小さすぎると、窪み２０の中に光が届き難くなるので、角度θが小さすぎることも好ましくない。
【０１１９】
その後、識別記号を読み取る（Ｓ２０）。
【０１２０】
このようにすれば、半導体装置の製造に伴う半導体ウェーハ表面の状態変化によって従来であれば読み取り困難となっていた識別記号であっても、読み取ることができるようになる。すなわち、識別記号１２の近傍に配線等が形成されても誤読が発生しない。
【０１２１】
（実施の形態２）
本実施の形態は、図１の画像処理ユニット１８及び制御ユニット５２がより具体化された識別記号読み取り装置の一例である。
（１） 構 成
本実施の形態に於ける識別記号読み取り装置の構成５４は、基本的には実施の形態１で説明した識別記号読み取り装置５４と同じである（図１及び２参照）。
【０１２２】
但し、本実施の形態では、画像処理ユニット１８が、明るい画素に対応する第１の値（例えば、“１”）及び暗い画素に対応させる第２の値（例えば、“０”）の何れか一方を、各画素の明暗に応じて、画素毎に対応させてなる画像データを作成する。
【０１２３】
また、本実施の形態では、制御ユニット５２は、照明ユニット４８を制御することによって、窪み２０に対応する画素が第１の値（例えば、“１”）になり、窪み２０の周囲２６に対応する画素が第２の値（例えば、“０”）になるように、識別記号１２がマーキングされた位置に於ける低斜光５８の進行方向が半導体ウェーハ１０に対してなす角度θを調整する。
【０１２４】
（２）動 作
（ｉ）画像処理ユニットの動作
窪み１０がその周囲に対して明るくなるように、低斜光５８が半導体ウェーハ１０に対してなす角度θが既に設定されている場合について、画像処理ユニット１８の動作を説明する。但し、この様に角度θが設定されていない場合であっても、画像処理ユニット１８の行う動作自体に異なる点はない。
【０１２５】
画像処理ユニット１８は、識別記号１２を構成する文字を一文字ずつ読み取ることによって、識別記号１２全体を読み取る。
【０１２６】
画像処理ユニット１８が識別記号１２を構成する文字を読み取る工程は、図２５に示した上記関連技術に於ける画像処理ユニットが文字を読み取る工程と基本的には同じである。図８は、画像処理ユニット１８で行われる画像処理を説明する図である。
【０１２７】
まず、画像処理ユニット１８は、カメラ５０が撮影した画像から、識別記号１２を構成するある一文字に相当する画像を抽出する（Ｓ１０）。
【０１２８】
次に、画像処理ユニット１８は、工程Ｓ１０によって抽出した画像を、窪み２０に相当する大きさを有する画素に分割する。図８（ａ）は、識別記号１２をカメラ５０で撮影した画像から文字「３」に相当する領域を抽出し、その領域を、窪み２０に相当する大きさの画素３４に分解した状態を説明する図である。
【０１２９】
各画素３４は、図８（ａ）に示した正方形からなる微小領域である。図８（ａ）に示した「○」からなる像は、各画素３４に分解される前の窪み２０の画像である。ここで、窪み２０は明るく、その周囲は暗く撮影されている。
【０１３０】
画素３４は、上記画像全体を覆っている。画像処理ユニット１８は、各画素内で信号強度（反射光強度に比例）を平均化し、所定の閾値Ｉ'ｔｈに基づいて、各画素に於ける信号強度を２値化する。すなわち、適宜閾値Ｉ'ｔｈを設定し、信号強度が閾値Ｉ'ｔｈ以上の画素に対しては「１」を対応させ、信号強度が閾値Ｉ'ｔｈ以下の画素に対しては「０」を対応させる（Ｓ２０）。図４には、このような閾値Ｉ'ｔｈの一例が示されている。
【０１３１】
図８（ｂ）は、以上のようにして各画素３４に「１」又は「０」を対応させた結果である。
【０１３２】
次に、画像処理ユニット１８は、図８（ｂ）のように２値化された画像データを、画像処理ユニット１８に記録された辞書データと比較し一致率を導出する（Ｓ３０）。辞書データには、例えば、図２７のように、識別記号を構成する各文字（例えば、「３」）を、値「Ｈ」（又は「Ｌ」）を対応させた画素の組合せで表したデータが記録されている。
【０１３３】
図２７は、文字「３」に対する辞書データである。図２７では、文字「３」が、値「Ｈ」に対応する画素の組合せによって表されている。画像処理ユニット１８は、各文字に対する辞書データを、自らが備えている辞書データファイルから順次読出し、上記２値化された画像データと比較する。
【０１３４】
例えば、辞書データ(図２７)に於ける左上の画素３６の値が「Ｈ」であり、画像データ（図８（ｂ））に於ける対応する画素３８の値が「１」である場合には、これらの画素３６,３８の値は一致したと判定する。このような判定を、全ての画素について行う。その結果、一致率（全画素数に対する値が一致した画素の数）が所定の値（例えば、９０％）を超えた場合に、辞書データが表す文字（以上の例では、「３」）を比較中の画像データ（図８（ｂ））に対する文字として特定する。
【０１３５】
図８及び図２７に示した例では一致率が１００％で上記所定の値（９０％）を超えているので、抽出された画像データに対して文字「３」を特定する。
【０１３６】
図９に示した表は、図８の画像データと図２７の辞書データの一致率を、行番号が同じ行毎に比較した表である。画像処理ユニット１８は、例えば、この表のように、行毎に一致率（横一致率）を算出し、その結果に基づいて全体の一致率を決定する。
【０１３７】
図８に示した例は、識別記号１２を構成する窪み２０及びその周囲に配線等が形成されていない例である。次に、識別記号１２を構成する窪み２０及びその周囲に配線等が形成されている画像に対する読み取り動作を説明する。図１０に示す例では、識別記号「３」を構成する窪み２０の配列（集合）の端に配線２８がかかっている。
【０１３８】
上述したように、カメラ５０によって撮影された窪み周辺２６の画像は、配線２８の形成された領域を含め、暗く映し出される（図１０参照）。
【０１３９】
同じく上述したように、配線２８が形成された領域は、その他の周囲２６よりはやや明るい。しかし、配線２８の画像は、窪み２０より十分暗い。従って、図６に示すように、窪み２０の周辺に対する画像信号の強度Ｉ'ａ,Ｉ'ｃは、適切に設定された閾値Ｉ'ｔｈより小さくなる。尚、窪み２０は、たとえ配線２８がかかっていたとしても、十分に明るく撮影される。
【０１４０】
従って、画像処理ユニット１８は、窪み２０の形成されている画素には、明所に対する数値「１」を対応させ、窪みの周囲２６に対する画素には、暗所に対応する数値「０」を対応させることができる。
【０１４１】
図１０（ｂ）は、以上のようにして各画素３４に「１」又は「０」を対応させた結果である。この図は、窪み２０及びその周囲２６に配線等が形成されていない場合の結果を示す、図８（ｂ）と同じである。
【０１４２】
従って、画像処理ユニット１８は、窪み２０及びその周囲２６に配線等が形成されていない場合と同様に、誤りなく文字「３」を抽出することができる。
【０１４３】
（ｉｉ）制御ユニットの動作
本実施の形態の制御ユニット５２は、照明ユニット４８を制御して、例えば、識別記号１２に於いて低斜光５８の進行方向が半導体ウェーハ１０に対してなす角度θが、例えば、事前に導出しておいた最適値になるように調整する。ここで、事前に導出しておいた最適値とは、窪み２０に対応する画素に第１の値（明所に対する“１”）を割り当て、窪み２０の周囲２６に対応する画素を第２の値（暗所に対する“０”）を割り当てることを可能となる角度θ（例えば、４０度）である。
【０１４４】
本実施の形態に於ける照明ユニット４８は、例えば、複数のＬＥＤ４からなり放射光の強度が一方向に偏っている発光部材６６（すなわち、指向性の強い光を放射する発光部材）と、この発光部材６６を回転して、発光部材６６からの放射光（低斜光）の強度が最も強い方向（指向性を示す方向）が半導体ウェーハ１０となす角度θを変更する回転部材６８によって構成されている。
【０１４５】
制御ユニット５２は、回転部材６８の回転角度を制御して、低斜光５８と半導体ウェーハ１０のなす角度θを調整する。
【０１４６】
従って、本実施の形態における識別記号読み取り装置によれば、半導体装置の製造に伴う半導体ウェーハ表面の状態変化によって従来であれば読み取り困難となっていた識別記号であっても、容易に読み取ることができるようになる。すなわち、識別記号１２の近傍に配線等が形成されても誤読が発生ない。
【０１４７】
（実施の形態３）
本実施の形態は、半導体装置の製造工程の進展に伴って識別記号１２を構成する窪み２０及びその周囲２６からなる領域の表面状態が変化した場合にも、識別記号１２が正確に読み取れるように、上記表面状態の変化に応じて照明ユニットを自動的に調整する制御ユニット５２を備えた識別記号読み取り装置及び識別記号読み取り方法に係わるものである。
（１） 識別記号読み取り装置
（Ｉ）構 成
図１１は、本実施の形態に於ける識別記号読み取り装置５４を側面から見た概略図である。
【０１４８】
本実施の形態に於ける識別記号読み取り装置の構成は、基本的には図１及び２に示した実施の形態１の識別記号読み取り装置と同じである。
【０１４９】
但し、本実施の形態では、実施の形態１又は２の識別記号読み取り装置５４において、制御ユニット５２が、照明ユニット５０を制御することによって、識別記号１２の画像として予め登録されている辞書データと識別記号として読み取った画像データの一致率が、所定の値（例えば、９０％）以上になるように、識別記号１２の位置に於ける低斜光５８の進行方向が半導体ウェーハ１０に対してなす角度を調整する。
【０１５０】
更に、識別記号読み取り装置５４は、制御ユニット５２が、照明ユニット４８を制御することによって、上記角度に加え、識別記号がマーキングされている位置における低斜光の強度を調整する。
【０１５１】
図１２は、本実施の形態に於ける識別記号読み取り装置５４が備える照明ユニット４８の一例である。本実施の形態の照明ユニット４８は、実施の形態１及び２の照明ユニット４８と基本的には同じである。但し、本実施の形態の照明ユニット４８は、構成がより具体化されている。
【０１５２】
図１２は、半導体ウェーハ１２に低斜光を左右から照射する２つの照明ユニット４８を並べて記載してある。図１２（ａ）は、識別記号読み取り装置４８を側面から見た図であり、図１２（ｂ）は正面から見た図である。
【０１５３】
図１２に示す照明ユニット４８は、例えば、碁盤の目状に整列した複数のＬＥＤ４と、これらのＬＥＤ４が配置された板状の支持体とからなる発光部材６６を備えている。ここで、ＬＥＤ４が放射する光は指向性を有しており、各ＬＥＤ４は、上記支持体に垂直な方向７０と放射光強度が最大値になる方向が一致するように取り付けられている。
【０１５４】
ここで、各ＬＥＤ４は、半導体ウェーハ１０の表面に平行な方向にＬＥＤ４を整列させた複数の列の何れかに属している。図１２（ｂ）に示した例では、ａ列、ｂ列、及びｃ列の何れかに各ＬＥＤ４は属している。
【０１５５】
また、照明ユニット４８は、発光部材６６を、半導体ウェーハ１０に平行な軸７２を中心として回転する回転部材６８を有している。
【０１５６】
従って、本実施の形態の照明ユニット４８によれば、回転部材６８の回転角度を調整することによって、照明ユニット４８の放射する低斜光の進行方向が半導体ウェーハ１０に対してなす角度θを調整することが可能である。
【０１５７】
また、照明ユニット４８によって、ＬＥＤ４が整列された列毎にＬＥＤ４の点灯を制御することにより、識別記号がマーキングされている位置における低斜光の強度を調整することも可能になる。
【０１５８】
（ＩＩ）動 作
次に、本実施の形態に於ける識別記号読み取り装置５４の動作について説明する。
【０１５９】
本実施の形態に於ける識別記号読み取り装置５４の動作の動作は、基本的には実施の形態１の識別記号読み取り装置の動作と同じである。
【０１６０】
すなわち、識別記号読み取り装置５４は、まず、識別記号１２の位置に於ける低斜光５８の進行方向（光強度が最大となる方向）が半導体ウェーハ１０の表面に対してなす角度θを、識別記号１２を構成する窪み２０がその周囲２６,２８,３２より明るく観察されるように設定する（第１のステップ）。
【０１６１】
その後、上記識別記号を読み取る（第２のステップ）。
但し、本実施の形態に於ける識別記号読み取り装置５４は、第１のステップに於いて、制御ユニット５２が、識別記号１２の画像として予め登録されている辞書データと、識別記号として読み取った画像データの一致率が、所定の値（例えば、９０％以上）になるように上記角度θを調整する。
【０１６２】
更に、識別記号読み取り装置５４は、上記角度θに加え、識別記号がマーキングされている位置における低斜光の強度を調整する。
【０１６３】
図１１に示すように、識別記号読み取り装置５４は、照明ユニット４８の回転角度としてＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄ,Ｅの４種類の角度を設定できる。また、識別記号読み取り装置５４は、照明ユニット４８の発光部材６６を構成するＬＥＤ４の列（ａ列、ｂ列、及びｃ列；以後、点灯列と呼ぶ）ごとに点灯を制御できる（図１２参照）。
【０１６４】
識別記号読み取り装置５４は、照明ユニット４８の回転角度（Ａ,Ｂ,Ｃ,Ｄ,Ｅ；以後、斜光照明角度と呼ぶ）によって低斜光５８と半導体ウェーハ１０のなす角度θを調整する。また、識別記号読み取り装置５４は、照明ユニット４８のＬＥＤ４の列（ａ列、ｂ列、及びｃ列）によって、識別記号がマーキングされている位置における低斜光の強度を調整する。すなわち、制御ユニット５２は、照明ユニッチ４８に対して種々の斜光照明角度と点灯列の組合せからなる照射条件を設定し、この照射条件に基づいて照明ユニッチ４８を制御する。
【０１６５】
図１３は、斜光照明角度と点灯列の組合せ（照射条件）を種々変更して、画像データ（例えば、図８（ｂ））と辞書データ（図２７）の一致率を測定した結果を記録したテーブルである。図１３に示す表の第１列には、制御ユニット５２の設定する斜光照明角度が記載されている。図１３に示す表の第２列には、制御ユニット５２の設定する点灯位置が記載されている。このテーブルは、画像処理ユニット１８を構成するメモリ（図示せず）に記録される。
【０１６６】
そして、ある行の斜光照明角度と点灯列の組合せに対して得られた一致率が、同一行の第３列目に記載されている。
【０１６７】
図１４は、識別記号を構成する文字として読み取った画像と辞書データの一致率が、所定の値（基準値）以上となるように、半導体ウェーハ１０と低斜光５８のなす角度θ及び低斜光５８の強度を調整する第１のステップの具体的一例を説明する図である。
【０１６８】
まず、制御ユニット５２は、最初の照射条件（例えば、図１３の第３行目の組合せ；斜光照明角度がＡで、点灯列がａ，ｂ，ｃ）を自に設定する（Ｓ１０）。
【０１６９】
次に、この照射条件に基づいて、照明ユニット４８を制御し、発光部材６６を点灯する（Ｓ２０）。
【０１７０】
次に、画像処理ユニット１８によって、照明ユニット４８からの低斜光５８によって照らし出された識別記号１２のうち、マーキングされている文字が何であるかが分かっている箇所の画像を処理し、辞書データとの一致率を測定し記録する（Ｓ３０）。
【０１７１】
次に、制御ユニット５２は、次の照射条件（例えば、図１３の第４行目の組合せ；斜光照明角度がＡで、点灯列がａ，ｂ）を、メモリに設定する（Ｓ４０）。但し、全ての照射条件の設定が済んで新たな照射条件がない場合には、新たな照射条件の設定は行わない。
【０１７２】
次に、制御ユニット５２は、（一致率の測定が予定されている）全ての照射条件に対して、一致率の測定が終了しているか判断する（Ｓ５０）。
【０１７３】
全ての一致率の測定が終了していない場合にはＳ２０に戻り、次の照射条件における一致率を測定する。このような手順を繰り返し、全ての照射条件に於ける一致率を測定する。
【０１７４】
図１４は、このような工程によって測定された一致率（第３列）と測定条件（第１列及び第２列）の組合せを記録したテーブルである。
【０１７５】
全ての照射条件に於ける一致率の測定が終了すると、制御ユニット５４は、所定の値（基準値；例えば、９０％）を超え、且つ最も高い一致率を達成した測定条件を選択する。そして、選択した条件に従って照明ユニット４８の回転角度及び点灯列を設定し、発光部材６６を点灯する（Ｓ６０）。
【０１７６】
その後、半導体ウェーハ１０にマーキングされた識別記号全体を読み取る第２のステップに進む。図１５は、半導体ウェーハ１０にマーキングされた識別記号全体を読み取る第２のステップの具体的一例を説明する図である。
【０１７７】
まず、画像処理ユニット１８が、半導体ウェーハ１０にマーキングした識別記号（ＩＤ）を読み取る（Ｓ７０）。
【０１７８】
次に、読み取った識別記号（ＩＤ）を構成する文字のうち、マーキングされている文字が予め分かっている文字について、一致率を所定の値（基準値；例えば、９０％）を比較する（Ｓ８０）。
【０１７９】
一致率が所定の値以上の場合は、全半導体ウェーハについて識別記号の読み取りが終了しているか判断する（Ｓ９０）．
全半導体ウェーハについての読み取りが終了している場合には、読み取り作業を終了する。
【０１８０】
全半導体ウェーハについての読み取りが終了していない場合には、次の半導体ウェーハをセットする（Ｓ１００）。その後、ステップＳ７０に戻り、未だ識別記号を読み取っていない他の半導体ウェーハの識別記号を読み取る。
【０１８１】
一方、一致率が所定の値（基準値）未満の場合は、ステップＳ１０に戻り、一致率が所定の値以下となった半導体ウェーハについて第１のステップを再度実行し、好ましい照射条件を探す。このような工程により、一致率が所定の値（基準値）以上となる照射条件を見つけ出す。
【０１８２】
識別記号の読み取りは、通常、類似した製造工程を経た複数の半導体ウェーハが格納されているキャリアごとに行われる。このため、同一キャリア内に格納された半導体ウェーハについては、一致率が所定の値以上になる照射条件は略同じと考えられる。
【０１８３】
従って、上記第２のステップ（図１５）のように一致率が所定の値（基準値）を満たさなくなるまで、以前に設定した照射条件による識別記号の読み取りを続けることは、作業効率上有益である。
【０１８４】
言い換えるならば、半導体装置の製造工程によって窪２０及びその周囲２６からなる領域の表面状態が変化した場合に、上記第１のステップを改めて行うことによって識別記号の読み取りを効率的に行うことができる。
【０１８５】
次に、一致率を導出する工程（Ｓ３０）を、具体例に基づいて詳しく説明する。
【０１８６】
図１６は、画像処理ユニット１８が、一致率を導出する工程（Ｓ３０）の流れを説明する図である。また、図１７及び図１８は、画像処理ユニット１８で行われる画像処理を説明する図である。
【０１８７】
画像処理ユニット１８は、カメラ５０が撮影した画像から、予めマーキングされている文字が何であるかが分かっている領域から一文字分の画像を抽出する（Ｓ１０）。
【０１８８】
次に、画像処理ユニット１８は、ステップＳ１０によって抽出した画像を窪み７４,７６に相当する大きさの画素３４に分解する。図１７（ａ）は、識別記号をカメラ５０で撮影した画像から既知の文字「３」に相当する領域を抽出し、その領域を、窪み（ドット）７４,７６に相当する大きさの画素３４に分解した状態を示している。
【０１８９】
図１７（ａ）に示した画像は、文字「３」を表す窪み２０の配列の端に配線２８がかかっている状態の画像である。低斜光５８の照射条件は、図１３の第５行目に示した条件である。すなわち、斜光照明角度はＡであり、点灯列はｃである。
【０１９０】
この場合、低斜光５８と半導体ウェーハ１０のなす角度θが十分低いので、窪み（ドット）の周囲２６及び配線２８は閾値Ｉ'ｔｈより暗くなる（図５及び図６参照）。一方、低斜光５８が照射された一部の窪み７４は、低斜光５８が窪み７４の内部で乱反射等され閾値Ｉ'ｔｈより明るくなる。
【０１９１】
しかし、窪み表面の曲率や状態は均一でないので、低斜光５８の光量が十分でないと暗い窪み７６が出現する。図１７（ａ）は、このような状態を示したものである。
【０１９２】
画素３４は、上記画像全体を覆っている。画像処理ユニット１８は、各画素内で信号強度（反射光強度に比例）を平均化し、所定の閾値（基準値）Ｉ'ｔｈに基づいて、各画素に於ける信号強度を２値化する。ここで、平均化した信号強度が閾値Ｉ'ｔｈ以上の画素に対しては「１」を対応させ、平均化した信号強度が閾値Ｉ'ｔｈ以下の画素に対しては「０」を対応させる（Ｓ２０）。
【０１９３】
図１７（ｂ）は、以上のようにして各画素３４に「１」又は「０」を対応させた結果である。
次に、画像処理ユニット１８は、図１７（ｂ）のように２値化された画像データを、画像処理ユニット１８に記録された辞書データと比較する（Ｓ３０）。辞書データには、例えば、図２７のように、識別記号を構成する各文字（例えば、「３」）を特定の値（例えば、「Ｈ」）を有する画素の組合せで表したデータが記録されている。
【０１９４】
図２７は、文字「３」に対する辞書データである。図２７では、文字「３」が、値「Ｈ」を有する画素の組合せによって表されている。画像処理ユニット１８は、各文字に対する辞書データを、自らに備わっている辞書データファイルから順次読出し、上記２値化された画像データと比較する。
【０１９５】
例えば、辞書データ(図２７)に於ける左上の画素３６の値が「Ｈ」であり、画像データ（図２６（ｂ））に於ける対応する画素３８の値が「１」である場合には、これらの画素３６,３８の値は一致したと判定する。このような判定を、全ての画素について行い、一致率（全画素数に対する、値が一致した画素の数）を導出する。
【０１９６】
一致率は、例えば、同一行に属する画素の一致率（横一致率）を各行毎に求め、この横一致率を平均化して求めることができる（図１７及び図１８参照）。
【０１９７】
従って、本実施の形態における識別記号読み取り装置によれば、半導体装置の製造に伴う半導体ウェーハ表面の状態変化によって従来であれば読み取り困難となっていた識別記号であっても、読み取ることができるようになる。すなわち、識別記号１２の近傍に配線等が形成されたとしても、誤読は発生しない。
（２）識別記号読み取り方法
本実施の形態に於ける識別記号読み取り方法は、基本的には実施の形態１で説明した識別記号読み取り方法と同じである（図７参照）。
【０１９８】
但し、本実施の形態では、第１の工程（Ｓ１０）において、識別記号の画像として予め登録されている辞書データ（辞書データ）と識別記号として読み取った画像データ（２値化された画像データ）の一致率が、所定の値（基準値；例えば、９０％）以上になるように半導体ウェーハ１０と低斜光５８がなす角度θを調整する。
【０１９９】
更に、第１の工程（Ｓ１０）において、上記角度θに加え、（識別記号がマーキングされている位置における）低斜光の強度を調整してもよい。
【０２００】
角度θの調整は、制御ユニット１８が照明ユニット４８の回転部６８を制御して行う。また、（識別記号がマーキングされている位置における）低斜光の強度は、制御ユニット１８が照明ユニット４８の発光部材６６の点灯列を制御して行う。
【０２０１】
従って、本実施の形態における識別記号読み取り装置によれば、半導体装置の製造に伴う半導体ウェーハ表面の状態変化によって従来であれば読み取り困難となっていた識別記号であっても、極めて容易に読み取ることができる。
【０２０２】
このような識別記号の読み取り方法は、半導体装置の製造工程によって、窪及び窪みの周囲からなる領域の表面状態が変化した場合に有効である。
【０２０３】
尚、識別記号は、文字を組合わせたものに限られず、例えば、バーコードのようなものであってもよい。また、識別記号は、レーザマーキングではなく、例えば、フォトレジスト膜を用いた半導体ウェーハのエッチングによって形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２０４】
本発明は、半導体装置の製造業において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２０５】
【図１】実施の形態１に於ける識別記号読み取り装置を側面から見た概略図である。
【図２】実施の形態１に於ける識別記号読み取り装置の主要部を鳥瞰した模式図である。
【図３】識別記号を構成する窪み及びその周囲に低斜光を照射した状態を説明する図である（窪み及びその周囲に配線等が形成されていない場合）。
【図４】実施の形態１に於いて、識別記号を構成する窪みとその周囲を横断する線に沿った、カメラに入射する反射光の強度を説明する概略図である（窪み及びその周囲に配線等が形成されていな場合）。
【図５】識別記号を構成する窪み及びその周囲に低斜光を照射した状態を説明する図である（窪み及びその周囲に配線等が形成されている場合）。
【図６】実施の形態１に於いて、識別記号を構成する窪みとその周囲を横断する線に沿った、カメラに入射する反射光の強度を説明する概略図である（窪み及びその周囲に配線等が形成されている場合）。
【図７】実施の形態１に於ける、識別記号読み取り方法の工程を説明する図である。
【図８】実施の形態２の画像処理ユニットで実行される画像処理を説明する図である（その１）。
【図９】画像データと辞書データの一致率を行毎に比較した表である。
【図１０】実施の形態２の画像処理ユニットで実行される画像処理を説明する図である（その２）。
【図１１】実施の形態３に於ける識別記号読み取り装置を側面から見た概略図である。
【図１２】実施の形態３に於ける照明ユニットの構成を説明する図である。
【図１３】照明ユニットに於ける斜光照明角度と点灯列の組合せ（照射条件）を種々変更して、画像データと辞書データの一致率を測定した結果を説明する図である。
【図１４】実施の形態３に於ける、識別記号読み取り動作の第１のステップ（識別記号を構成する文字として読み取った画像と辞書データの一致率が、所定の値以上となるように、低斜光の角度θや照射光強度を調整するステップ）の具体的な一例を説明する図である。
【図１５】実施の形態３に於ける、識別記号読み取り動作の第２のステップ（半導体ウェーハにマーキングされた識別記号全体を読み取るステップ）の具体的な一例を説明する図である。
【図１６】画像処理ユニットが、一致率を導出する流れを説明する図である。
【図１７】画像処理ユニットで行われる画像処理を説明する図（その１）である。
【図１８】画像処理ユニットで行われる画像処理を説明する図（その２）である。
【図１９】落射照明ユニットを備えた識別記号読み取り装置を側面から見た概略図である。
【図２０】識別記号を構成する窪み及びその周囲に落射光を照射した状態を説明する図である。
【図２１】関連技術に於いて、識別記号を構成する窪みとその周囲を横断する線に沿った、カメラに入射する反射光の強度を説明する概略図である。
【図２２】識別記号を構成する窪みの近傍に配線が形成された状態を説明する図である。
【図２３】関連技術に於ける識別記号読み取り装置のカメラが受光する、半導体ウェーハ表面からの反射光強度を、識別記号を構成する窪み及び配線を横断する線に沿って測定した結果を説明する図である。
【図２４】識別記号の読み取りに、誤りが生じる一例を説明する図である。
【図２５】関連技術の画像処理ユニットが、識別記号を構成する文字を読み取る工程の流れを説明する図である。
【図２６】関連技術の画像処理ユニットで実行される画像処理を説明する図である。
【図２７】文字「３」に対する辞書データを説明する図である。
【図２８】識別記号１２を構成する文字「３」の端に配線２８がかかっている画像データを説明する図である。
【図２９】文字「３」及び「８」に対する辞書データを説明する図である。
【図３０】斜光照明ユニットを備えた識別記号読み取り装置を側面から見た概略図である。
【図３１】識別記号を構成する窪み及びその周囲に斜光を照射した状態を説明する図である。
【符号の説明】
【０２０６】
２・・・（落射照明ユニットを備えた）識別記号読み取り装置
４・・・照明 ６・・・ハーフミラー
８・・・落射照明ユニット １０・・・半導体ウェーハ １２・・・識別記号
１４・・・落射光 １６・・・カメラ １８・・・画像処理ユニット
２０・・・窪み ２２・・・窪みの周囲で発生する正反射光
２４・・・窪みで発生した反射光 ２６・・・窪みの周囲 ２８・・・配線
３０・・・配線からの反射光
３２・・・ウェーハ表面の平坦な領域（窪みの周囲であって配線が形成されていない領域）
３４・・・画素 ３６・・・辞書データに於けるある画素
３８・・・画像データに於ける対応する画素 ４０…配線に対応する画素
４２・・・（斜光照明ユニットを備えた）識別記号読み取り装置
４４・・・斜光 ４６・・・斜光照明ユニット ４８・・・照明ユニット
５０・・・カメラ ５２・・・制御ユニット
５４・・・本発明に於ける識別記号読み取り装置 ５８・・・光（低斜光）
６０・・・窪みの周囲に照射された低斜光
６２・・・窪みに照射された低斜光 ６４・・・窪みで反射された低斜光
６６・・・発光部材 ６８・・・回転部材 ７２・・・半導体ウェーハに平行な軸
７４・・・低斜光が十分に当たった窪み
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハに半導体装置を製造する複数の工程の合間に、
前記半導体ウェーハにマーキングされた、複数の窪みの配列からなる識別記号を、
前記窪み及び前記窪みの周囲に光を照射して読み取る識別記号読み取り方法において、
前記識別記号の位置に於いて前記光の進行方向が前記半導体ウェーハの表面に対してなす角度を、前記周囲より前記窪みが明るく観察されるように設定する第１の工程と、
第１の工程の後、前記識別記号を読み取る第２の工程を具備することを特徴とする
識別記号読み取り方法。
【請求項２】
請求項１に記載の識別記号読み取り方法において、
前記第１の工程が、
前記識別記号の画像として予め登録されている辞書データと前記識別記号として読み取った画像データの一致率が、所定の値以上になるように前記角度を調整することを
特徴とする識別記号読み取り方法。
【請求項３】
請求項２に記載の識別記号読み取り方法において、
前記第１の工程が、
前記角度に加え、前記半導体ウェーハ上に於ける前記光の強度及び前記強度が最大になる位置のいずれか一方又は双方を調整することを
特徴とする識別記号読み取り方法。
【請求項４】
請求項１乃至３に記載の識別記号読み取り方法において、
前記第１の工程が、
前記工程によって、前記窪み及び前記窪みの周囲からなる領域の表面状態が変化した場合に行うことを
特徴とする識別記号読み取り方法。
【請求項５】
半導体ウェーハに半導体装置を製造する複数の工程の合間に、
前記半導体ウェーハにマーキングされた、複数の窪みの配列からなる識別記号を、
前記窪み及び前記窪みの周囲に光を照射して読み取る識別記号読み取り装置において、
前記光を照射する照明ユニットと、
前記窪み及び前記窪みの周囲からなる領域を撮影するカメラと、
前記画像を処理して、前記識別記号の抽出する画像処理ユニットを具備し、
前記照明ユニットが、
前記識別記号の位置に於いて前記光の進行方向が前記半導体ウェーハに対してなす角度を、
前周囲より前記窪みが明るく観察されるように設定可能であることを特徴とする
識別記号読み取り装置。
【請求項６】
請求項５に記載の識別記号読み取り装置において、
前記画像データに基づいて、前記照明ユニットを制御する制御ユニットを具備し、
前記画像処理ユニットは、
明るい画素に対応する第１の値及び暗い画素に対応させる第２の値の何れか一方を、前記画素の明暗に応じて、前記画素毎に対応させてなる前記画像データを作成し、
前記制御ユニットは、
前記照明ユニットを制御することによって、
前記窪みに対応する画素が前記第１の値になり、前記周囲に対応する画素が前記第２の値になるように、前記角度を調整することを
特徴とする識別記号読み取り装置。
【請求項７】
半導体ウェーハにマーキングされた、複数の窪みの配列からなる識別記号を、前記窪み及び前記窪みの周囲に光を照射して読み取る第１の工程と、
前記識別記号の位置に於いて前記光の進行方向が前記半導体ウェーハの表面に対してなす角度を、前記周囲より前記窪みが明るく観察されるように設定する第２の工程と、
第２の工程の後、前記識別記号を読み取る第３の工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１】
半導体ウェーハに半導体装置を製造する複数の工程の合間に、
前記半導体ウェーハにマーキングされた、複数の窪みの配列からなる識別記号を、
前記窪み及び前記窪みの周囲に光を照射して読み取る識別記号読み取り方法において、
前記識別記号の位置に於いて前記光の進行方向が前記半導体ウェーハの表面に対してなす角度を、前記周囲より前記窪みが明るく観察されるように設定する第１の工程と、
第１の工程の後、前記識別記号を読み取る第２の工程を具備することを特徴とする
識別記号読み取り方法。
【請求項２】
請求項１に記載の識別記号読み取り方法において、
前記第１の工程が、
前記識別記号の画像として予め登録されている辞書データと前記識別記号として読み取った画像データの一致率が、所定の値以上になるように前記角度を調整することを
特徴とする識別記号読み取り方法。
【請求項３】
請求項２に記載の識別記号読み取り方法において、
前記第１の工程が、
前記角度に加え、前記半導体ウェーハ上に於ける前記光の強度及び前記強度が最大になる位置のいずれか一方又は双方を調整することを
特徴とする識別記号読み取り方法。
【請求項４】
請求項１乃至３に記載の識別記号読み取り方法において、
前記第１の工程が、
前記工程によって、前記窪み及び前記窪みの周囲からなる領域の表面状態が変化した場合に行うことを
特徴とする識別記号読み取り方法。
【請求項５】
半導体ウェーハに半導体装置を製造する複数の工程の合間に、
前記半導体ウェーハにマーキングされた、複数の窪みの配列からなる識別記号を、
前記窪み及び前記窪みの周囲に光を照射して読み取る識別記号読み取り装置において、
前記光を照射する照明ユニットと、
前記窪み及び前記窪みの周囲からなる領域を撮影するカメラと、
前記画像を処理して、前記識別記号の抽出する画像処理ユニットを具備し、
前記照明ユニットが、
前記識別記号の位置に於いて前記光の進行方向が前記半導体ウェーハに対してなす角度を、
前周囲より前記窪みが明るく観察されるように設定可能であることを特徴とする
識別記号読み取り装置。
【請求項６】
請求項５に記載の識別記号読み取り装置において、
前記画像データに基づいて、前記照明ユニットを制御する制御ユニットを具備し、
前記画像処理ユニットは、
明るい画素に対応する第１の値及び暗い画素に対応させる第２の値の何れか一方を、前記画素の明暗に応じて、前記画素毎に対応させてなる前記画像データを作成し、
前記制御ユニットは、
前記照明ユニットを制御することによって、
前記窪みに対応する画素が前記第１の値になり、前記周囲に対応する画素が前記第２の値になるように、前記角度を調整することを
特徴とする識別記号読み取り装置。
【請求項７】
半導体ウェーハにマーキングされた、複数の窪みの配列からなる識別記号を、前記窪み及び前記窪みの周囲に光を照射して読み取る第１の工程と、
前記識別記号の位置に於いて前記光の進行方向が前記半導体ウェーハの表面に対してなす角度を、前記周囲より前記窪みが明るく観察されるように設定する第２の工程と、
第２の工程の後、前記識別記号を読み取る第３の工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【公開番号】特開２００９−５４６４９（Ｐ２００９−５４６４９Ａ）
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１７４９４（Ｐ２００７−２１７４９４）
【出願日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【出願人】（３０８０１４３４１）富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 (2,507)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【出願人】（３０８０１４３４１）富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 (2,507)
【Ｆターム（参考）】
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