識別マーク
【課題】残膜があったとしても認識マークを精度良く識別する事を目的とする。
【解決手段】ドット１の周囲にもしくは重なり部分を持たせて微小ドット２を配置することで、認識したい識別マークを構成するドットの端面長さを長くし、あるいは光の反射面である表面積を増加することができるため、照射された光の反射部が多くなり、認識率を上げてトレーサビリティーを確保することができる。
【解決手段】ドット１の周囲にもしくは重なり部分を持たせて微小ドット２を配置することで、認識したい識別マークを構成するドットの端面長さを長くし、あるいは光の反射面である表面積を増加することができるため、照射された光の反射部が多くなり、認識率を上げてトレーサビリティーを確保することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品等の個体認識などに用いるＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎの略）等の認識マークに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、製品の製造において、ＩＤ等の識別マークを読み取ることによるトレーサビリティー確保が重要となっている。例えば、半導体ウェーハの製造管理手法においても、ウェーハの表面にＩＤを２次元コード（以下、２Ｄコードという）等で刻印し、必要なタイミングでＩＤ確認を行うことで、ウェーハの処理履歴を間違いなく記録・管理することが行われている。これらは、ウェーハの歩留まり向上などに必要なデータ取得に必須な技術である。
【０００３】
２Ｄコードや英数文字は、例えば、ＳＥＭＩ−Ｔ７（ＳＥＭＩスタンダードの規格番号）やＳＥＭＩ−Ｍ１２といった規格からも分かるように、直径１００μｍのドットを配列したもので刻印される。これらのコードや英数文字は、このドット１つ１つを認識することで、ＩＤを確認している。
【０００４】
従来のドット認識は、特許文献１に示すように、凹形状のドットを形成し、斜光照明や垂直照明を当てることでドットの周辺部を撮像してドットの認識を行っている。この際、斜光照明にするか垂直照明にするかは、例えばウェーハ表面上の堆積膜種類によって条件切り替えなどを行っている。更に、凹形状のドットだけではなく、凸形状のドットを採用することで更にドットの認識率向上を図る取り組みもなされていた。
【０００５】
簡単に図１６を用いてドット認識の原理を説明する。
図１６は従来のドット認識方法を説明する断面図である。
図１６において、５は光源であり、６はＩＤ読み取り用のカメラである。５１は従来ドットであり凹形状の断面が記載されており、例えば、直径１００μｍの穴である。光源５にて、ドット５１の上部から光を照射すると、例えばシリコンで形成されたウェーハでは、ドット５１およびその周辺で光の反射が起こるはずである。ドットの認識方法には２種類の照明の当て方があり、暗視野方式と明視野方式がある。例えば暗視野方式では、カメラの光軸とは同軸でない傾いた位置にある光源５からの光を対象物に照射し、例えば対象物にある凹凸などで反射した光の一部がカメラ６に入射して、対象物上にできたコントラストを認識する方式である。例えば、本事例でのドット５１の穴内に当たった光および対象物の平面部に当たった光は反射してカメラ６に戻ることは無い。また、ドット５１の端部に当たった光の一部は対象物面から凹形状面の連続する反射面のどこか、例えば凹形状の穴の端面にて光源５の光をカメラ６に反射させる反射面が、存在する為カメラ６に強く入射し、その周辺に当たった光もカメラ６にほんの一部しか入射しない。そのため、ドットだけが明るい丸状にドット認識される。このように光ったドット配列をカメラ６で認識して、２Ｄコードや英数文字認識を行っていた。
【０００６】
一方明視野方式では、カメラの光軸と同軸の位置にある光源５からの光を対象物に照射し、例えば対象物にある凹凸などで反射しなかった部分を、光が反射してカメラに入射した光の中の暗くなった対象物上にできたコントラストから認識する方式である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２０９９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、半導体ウェーハの微細化や使用材料の多様化に伴う加工技術の難しさの高度化により、ウェーハ表面のＩＤ形成部にプロセス処理結果による残膜が発生する場合がある。そのため、従来のドットでは、ＩＤを読み取ろうとしても、残膜の下にあるドットを簡単には読取れなくなっている。よって、トレーサビリティーの確保ができない状況が発生するという問題点があった。
【０００９】
簡単に図１７を用いてドット読み取り不良について説明する。
図１７は従来のドット読み取り不良を説明する図である。
図１７において、ドット５１が数字の１を形成しており、４は残膜を示している。例えば数字の１の一部のドット５１上に残膜４が存在する場合、光を照射してドット５１を認識しようとしても、カメラ認識画面イメージでは、数字の１が完全に認識できなくなる。この場合、ドットで形成した数字を読み取ることができず、つまりＮＧ判定となる。
【００１０】
そのため、残膜を取り除く技術開発と併せて、残膜があってもドット等の認識マークが読取れる技術の開発が待たれていた。
本発明は、上記の様な課題を解決するためになされたものであり、残膜があったとしても認識マークを精度良く識別する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明の半導体装置は、照射された光の反射光が読み取られることにより認識される識別マークであって、第１のマークと、前記第１のマークの近傍に形成される１または複数の第２のマークとを有し、前記第１のマークと前記１または複数の第２のマークとを一要素とし、１または複数の前記要素により形成されることを特徴とする。
【００１２】
また、照射された光の反射光が読み取られることにより認識される識別マークであって、行列配置される複数の第１のマークと、前記各第１のマークの近傍に形成される１または複数の第２のマークとを有し、前記行列配置された第１のマークと前記第２のマークとを一つの要素とし、複数の前記要素により形成されることを特徴とする。
【００１３】
また、対応する前記第１のマークと前記第２のマークとが、部分的に重なることが好ましい。
また、前記第１のマークおよび前記第２のマークがドットであることが好ましい。
【００１４】
また、前記第２のマークが前記第１のマークより平面視面積が小さいことが好ましい。
また、前記第１のマークおよび前記第２のマークが円形または方形であることが好ましい。
【００１５】
また、前記第２のマークの直径または対辺長さが前記第１のマークの直径または対辺長さの１／８以上で１／２以下であることが好ましい。
また、前記第１のマークおよび前記第２のマークが円形であり、前記第１のマークの円周上に前記第２のマークの中心が存在することが好ましい。
【００１６】
また、前記第１のマークおよび前記第２のマークが方形であり、前記第１のマークの辺上に前記第２のマークの対角線が存在することが好ましい。
また、前記第１のマークの列間隔が前記第１のマークの行方向に平行な幅の３倍以下であることが好ましい。
【００１７】
また、前記第１のマークに対応して設けられる前記第２のマークを複数個設けることもできる。
また、前記第１のマークおよび前記第２のマークが凹形状に形成されることが好ましい。
【００１８】
また、前記第１のマークおよび前記第２のマークが凸形状に形成されることが好ましい。
以上により、残膜があったとしても認識マークを精度良く識別することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、識別マークの周囲にもしくは重なり部分を持たせて補助的な識別マークを配置することで、認識したい識別マークの端面長さを長くし、あるいは光の反射面である表面積を増加することができるため、照射された光の反射部が多くなり、認識率を上げてトレーサビリティーを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態における識別マークの形状を説明する図
【図２】第１の実施形態におけるドットの反射率の制御方法を説明する図
【図３】第１の実施形態における微小ドットの形成位置を説明する図
【図４】第１の実施形態における微小ドットと光反射面との交差角度を説明する図
【図５】第１の実施形態における微小ドットの反射を示す平面図
【図６】第１の実施形態における認識マークと残膜との関係を示す平面図
【図７】第１の実施形態における光源位置を示す側面図
【図８】従来の４×４画素領域でのドット読み取りのドット認識した画素配列を説明する図
【図９】従来の３×３画素領域でのドット読み取りのドット認識した画素配列を説明する図
【図１０】従来の画素領域での画素数とドット認識した画素配列を説明する図
【図１１】第１の実施形態における微小ドットによるドット認識した画素配列を説明する図
【図１２】第１の実施形態における微小ドットの大きさとドット認識した画素配列を説明する図
【図１３】第２の実施形態における認識マークの構成を示す図
【図１４】第２の実施形態の認識マークに対して光を照射する様子を示す図
【図１５】第２の実施形態の認識マークにおける反射光の様子を示す図
【図１６】従来のドット認識方法を説明する断面図
【図１７】従来のドット読み取り不良を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態における識別マークについて、ドットを形成した半導体装置を例に、図１〜図１２を参照しながら説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付する。
【００２２】
図１は第１の実施形態における識別マークの形状を説明する図であり、半導体装置のドットが形成された部分を拡大した図で、図１（ａ）は円形の、図１（ｂ）は角部が丸い方形のドットを示す。図２〜図４は第１の実施形態におけるドットの反射率の制御方法を説明する断面図、図５は第１の実施形態における微小ドットの反射を示す平面図、図６は第１の実施形態における認識マークと残膜との関係を示す平面図、図７は第１の実施形態における光源位置を示す側面図である。
【００２３】
図１において、ウェーハ表面に設けられた凹形状のドット１、ウェーハ表面に設けられた補助的なドットである凹形状の微小ドット２が形成され、微小ドット２は一部がドット１と重なるように加工されている。７は、前記微小ドット２の直径（図１（ａ）の場合）を表し、８は対辺長さ（図１（ｂ）の場合）を表す。また、ドットの形状は、上記のような凹形状に限らず、凸形状であってもかまわない。また、微小ドット２はドット１と必ずしも重ねる必要はなく、ドット１の近傍に形成することもできる。
【００２４】
なお、図１（ａ）において、破線はドット１の外周の一部が微小ドット２に切り取られた部分を表す。一点鎖線はドット１の外周を通る円の直径を含む線であって、２本の線が互いに直交する。これら２本の一点鎖線の交点がドット１の中心を示す。また、図１（ｂ）において、破線はドット１の外周の一部が微小ドット２に切り取られた部分を表す。一点鎖線はドット１の外周を通る方形の対角線を含む線であって、２本の線が互いに直交する。これら２本の一点鎖線の交点がドット１の重心を示す。また、２重線２点鎖線は、ドットの占有する領域を示したものである。
【００２５】
なお、ここで半導体装置は、例えばシリコンウェーハ（シリコン基板）上に形成された大規模集積回路（ＬＳＩ）であり、ドットが形成された部分は、半導体装置の１つの端部に形成されている。
【００２６】
ドット１および微小ドット２のシリコンウェーハでの加工方法は、例えばレーザ照射によるシリコンの溶融もしくは一部蒸発による加工等により行われる。図１（ａ）の場合、穴の深さは穴の半径とほぼ同じになるように形成する。つまり、ドット１と微小ドット２では加工される穴の半径がｒ１（ドット１）＞ｒ２（微小ドット２）となるため、深さが違うことになり、微小ドット２のほうがドット１よりも浅いものとなる。図１（ｂ）の場合についても、微小ドット２のほうがドット１よりも浅いドットとなるように形成する。このように、微小ドット２をドット１よりも浅く形成することにより、２重線２点鎖線で示すドット占有領域内で、ドット１の単純円形状もしくは方形状のドット端部長さもしくは周辺長を、複数の微小ドット２の端部を連続的に加えることができ、端部長さを長くすることができる。ちなみにドット占有領域を規定する目的は、カメラ認識におけるドットの設定領域は単純円形状や単純方形状で設定されることによる。
【００２７】
本実施形態にて検討した、ドットの具体的な大きさを以下に例示する。図１（ａ）に示すドットでは、ドット１の半径は６０μｍであり、微小ドット２の半径は１０μｍである。また、図１（ａ）に示すドットでは、ドット１の深さは６０μｍであり、微小ドット２の深さは１０μｍである。
【００２８】
図１（ｂ）に示すドットでは、ドット１の一辺の長さは１２０μｍであり、微小ドット２の一辺の長さは４０μｍである。角の丸み部分は、半径が２０μｍの円弧である。また、図１（ｂ）に示すドットでは、ドット１の深さは６０μｍであり、微小ドット２の深さは ２０μｍである。
【００２９】
上記図１（ａ）、図１（ｂ）に示すドットを有する半導体装置は、微小ドット２が存在することにより、ドット１の面積を大きくすることなくドット全体の開口面積あるいは開口部の周辺長を長くすることができるため、識別マークであるドット全体の反射率を向上させることができ、ドット１の認識性を向上させることができる。
【００３０】
次に、図２〜図４に示す断面図を用いて、ドット１と、微小ドット２との重なり具合により、ドットの反射率が制御できることを説明する。
ドット１と微小ドット２ａ、２ｂ、２ｃの重なり具合と断面形状の違いを図３，図４に示す。ここでは、図１（ａ）に示すような平面形状が円形のドットを球形の部分形状の凹形状に形成した場合を例に説明する。
【００３１】
図２において、微小ドット２ａの外周部から引き出された垂線とドット１の１点鎖線とが交差する部分は、微小ドット２を形成する際のレーザ光照射の中心位置である。また、その時できた微小ドット２によってドット１にできた端部の段差の深さを交差深さ１０とする。また、微小ドット２を形成した際に、光反射対象物表面における微小ドット２の接線（２点鎖線）と光反射対象物表面との交差する角度を交差角度１１とする。
【００３２】
図３の各図において、ドット１の中心を通る線（１点鎖線で示されている）と微小ドット２ａ、２ｂ、２ｃとの接線（破線で示されている）の交差する位置に関して説明をする。図３（ａ）は、微小ドット２ａの中心がドット１の円周とほぼ重なる場合、図３（ｂ）は、微小ドット２ｂの中心がドット１の円周より内側（すなわちドット１の円周より中心に近い側）に来る場合、図３（ｃ）は微小ドット２ｃの中心がドット１の円周より外側（すなわちドット１の円周からみて外側）に来る場合をそれぞれ示す。
【００３３】
これら図３（ａ）〜（ｃ）に対応して、図４では、図４（ａ）は、交差角度１１ａがほぼ９０度となる場合を示す。図４（ｂ）は、交差角度１１ｂが４５度〜９０度となる場合を示す。図４（ｃ）は、交差角度１１ｃが０度〜４５度になる場合を示す。
【００３４】
これらの角度は、ドット１の上部から光を照射した際に、半導体装置を写す位置に設けたカメラ（図示せず）への反射率や反射量を微小ドット２で調節できることを表している特に交差角度１１が小さくなれば光の反射光量が多くなる。よって、微小ドット２の刻印位置によって半導体装置を写す位置に設けたカメラ（図示せず）への反射率や反射量を微小ドット２で調節できることを表している。
【００３５】
更に、微小ドット２のドット１に対する配置の仕方や数を変えることで、ドット１の反射率や反射量を調節でき、反射量を増大させることによりドット１の認識を容易にすることができる。
【００３６】
ドット１の認識を容易にできることを示すために、図１に示すドットについて、ドットの上部から光を照射した場合について、図５を用いて説明する。
図５は、ドット１の上部からの光を大きく反射させることができた状態を表しており、３はその反射部である。このように、大きく反射するドットを形成することにより、反射量が大きくなって反射光が残膜を透過することができるため、ドット１の認識が容易になるのである。なお、図２〜図４で示すようにドット１とドット２との重なり具合を調節すれば、ドットの反射率をより高めることができるので、さらにドット１の認識性が向上する。
【００３７】
図１に示すドット１および微小ドット２を用いて、すなわち１つのドット１と１つの微小ドット２との対で認識マークの一要素として半導体装置上に複数の要素からなる認識マークを形成した場合の、認識マークの認識の様子を図６に示す。この図６においては、図１６で示した残膜４がドット１上にあっても微小ドット２の大きな反射率の作用により反射部３が確認できたことを示している。図６は、数字の１が認識できることを示す。
【００３８】
ここで、残膜４について説明する。例えば、半導体のプロセスで形成される積層膜において、光を全く透過させない材質や膜厚の状態のものもあれば、膜厚が薄く光を一部透過させるものも存在する。ここでは、光を透過させるＴＥＯＳ膜（ガラスＳｉとＯの化合物）といった膜での顕著な効果を示している。当然、ＴＥＯＳ膜に限るものでもない。
【００３９】
図７に、図５で示したドット１の上部からの光を大きく反射させる為の光源５の調節領域を示す。なお、ここで煩雑さを避けるため、微小ドット２は図示していない。また、光源５は、その放射光の光軸が対象のドット１にあたるように位置づけられている。光源５の位置は、ウェーハ表面から１０度〜７０度情報の範囲に配置することで、端部を強く光らせることができる。これは、レーザ照射や仮に切削加工で凹形状に穴を加工しても、その端部は決して９０度で加工できるわけではなく、レーザ加工の場合は端部の溶融や、切削加工の場合は欠けやバリの面取りでできた面取り面で交差角度が必ず発生することによる。
【００４０】
図５〜図７で示された結果について以下に考察する。
ウェーハ表面のＩＤ形成部にプロセス処理結果による残膜が発生した場合、図１７に示すような従来の認識マークは、ドット１が凹形状の場合、ドット１の端部だけの反射光で読み取ろうとされるため、残膜４の下にある１つもしくは複数個のドット１を読み取れなくなっていた。これに対し、本発明のように微細ドット２をドット１に重なるように１または複数個配列することで認識したい凹形状のドット１の端面長さ（すなわち縁部の長さ）を長くすることができるため（凸形状のドット１の場合は、表面積を大きくできるため）、照射された光の反射部が多くなって認識率を上げる事ができ、トレーサビリティーを確保できるようになる。さらに、光源５のドットに対する入射角度を適切に制御することで、認識率を向上することができる。
【００４１】
次に、この実施の形態におけるドットの関係寸法を述べる。微小ドット２の直径７もしくは対辺長さ８を認識用のドット１の直径もしくは対辺長さの１／８以上１／２以下とすることで最も光の反射を大きくすることができ、好ましい。図１に示す例では、１／６の直径で微小ドット２を設けている。
【００４２】
ここで、微小ドット２の直径７もしくは対辺長さ８を認識用のドット１の直径もしくは対辺長さの１／８以上１／２以下とすることで最も光の反射を大きくとれるのは、以下の理由による。
【００４３】
図８から図１２を使い詳しく説明をする。
図８は、暗視野によるドット認識での反射光もしくは明視野によるドット認識での反射光の無い領域を示す。一点鎖線で囲まれた四角形はカメラの画素の１つを現す。この１つ１つが例えば反射光の輝度を感知してドットの有無を認識する。まず、ドットを４×４の１６画素領域内で認識する場合であるが（図８（ａ））、ドットのカメラに写る位置によって、ドットの有無を１２画素（図８（ｂ））、１１画素（図８（ｃ））、９画素（図８（ｄ））と様々な画素配置で認識するのが分かる。ここで、各１２画素、１１画素、９画素認識であっても必ず２×３の６画素領域が必ず含まれていることも分かる。
【００４４】
参考として、図９を用いて３×３の９画素領域（図９（ａ））でドット認識をする場合について述べる。ドットのカメラに写る位置によって、ドットの有無を５画素（図９（ｂ））、４画素（図９（ｃ），（ｄ））と様々な画素配置で認識するのが分かる。ここで、各５画素、４画素認識であっても必ず３画素領域が必ず含まれていることも分かるが、その配列はくの字に曲がった配列であることもわかる。特に図図９（ｃ）の場合、ドットの輝度の感知のバラツキによっては２画素認識になる可能性もあり、安定してドット認識を行なうには認識画素数が不充分となる可能性が大きい。ちなみに、ドットを認識するための画素の数は、カメラのレンズの拡大率とＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ ｉｍａｇｅ ｓｅｎｓｏｒ）のイメージセンサー数との関係で決められる。
【００４５】
図１０にドットを、４×４の１６画素領域認識（図１０（ａ））、８×８の６４画素領域認識（図１０（ｂ））、１６×１６の２５６画素領域認識（図１０（ｃ））する場合を示したが、認識画素数が多くなればなるほど正確にドットを認識できることは容易にわかる。今回は、４×４の１６画素領域認識といった低倍率で少ない画素数のシステムでの更なる認識率向上の要求があり、認識率を向上させる微小ドットの大きさについて述べる。
【００４６】
図１１は従来（図１１（ａ））と本発明（図１１（ｂ））の画素領域認識を比較する図であり、４×４の１６画素領域認識での従来のドットに微小ドットを配列することで、例えば明視野での光無反射のドット形状が、４×４の１６画素領域の１２画素認識であったのが、ドット全体の１６画素領域で認識されているのが分かる。この時の微小ドットはドットの１／４の半径で微小ドットを形成した場合を示した。このように、ドット認識数が増加することで安定してドット認識できることが分かる。しかし、隣接する複数のドットが、文字や数字や記号の形状に配列されて始めて、文字や数字や記号として認識されなければならないため、ドットとして認識される大きさ１つ１つには最大の大きさが存在する。
【００４７】
図１２で、現状の文字の規格（例えばＳＥＭＩフォント）で文字認識する場合の微小ドットサイズを更に具体的に説明する。図１２（ａ）では、ドットと組み合わせる微小ドットの半径を１／２にした場合であり、ドットの外周に４つ配置した例である。従来は左側の図に示す１１画素で認識していたのが、１９画素にまで斜線で示した画素部分で増加させることができた。ドットが占有する領域を四角形で定義した際に、最大でドットの半径の１／２で画素認識数を向上させることが有効であることが分かった。このとき、ドットと微小ドットの大きさの関係から重なり量や配置は図１２に図示した４つを外周に配置する場合に限るものではない。また、図１２（ｂ）では、ドットと組み合わせる微小ドットの半径を１／８にした場合である。微小ドットの半径を最小で１／８にすることで、従来は左側の図に示す１２画素で認識していたのが、１６画素にまで斜線部の画素部で増加させることができた。特に、ドットと画素の位置関係によっては１／８以上で充分に効果を上げることができることがドット配置検証や実験でも実証された。このときの重なり量や配置も図１２に限るものではない。
【００４８】
ちなみに、明視野の例で説明を行ったが、暗視野のドットの光る場合でも同じく微小ドットによる認識画素数の増加があることが分かっている。
また、この説明では円形状を使って作用を示したが、円形状に限るものではなく方形状でも構わない。またドットと微小ドットを接するように配置しているが、接し方や重なり方はこの配置に限るものではない。
【００４９】
すなわち、微小ドット２について、ドット１の直径もしくは対辺長さの１／８以上とすれば、反射率の大きい微小ドット２の面積を大きく取ることができ、ドット１および微小ドット２からの光量を大きくとることができる。また、微小ドット２についてドット１の直径もしくは対辺長さの１／２以下とすれば、ドット１と微小ドット２とを合わせた端面長さを大きくできる。これらのことから、微小ドット２の直径もしくは対辺長さを認識用のドット１の直径もしくは対辺長さの１／８以上１／２以下とすることで最も光の反射を大きくとれるのである。
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態における識別マークについて、ドットを形成した半導体装置を例に、図１３〜図１５を参照しながら説明する。
【００５０】
図１３は第２の実施形態における認識マークの構成を示す図、図１４は第２の実施形態の認識マークに対して光を照射する様子を示す図、図１５は第２の実施形態の認識マークにおける反射光の様子を示す図である。
【００５１】
第１の実施形態では、ドット１と微小ドット２（図１等参照）とを一要素として、複数の要素により認識マークを形成したが、本実施形態では、第１の実施形態で示したようなドット１および微小ドット（図示せず）を互いの列間距離が一定となるように複数組行列配置したものを単体ドットとして一要素とし、複数の要素により認識マークを形成することを特徴とする。図１３では、ドット１の互いの中心間距離がドット１の幅の１倍（図１３（ａ））と１．５倍（図１３（ｂ））の場合を示した。
【００５２】
例えば、ドット１は円形でその半径は２０μｍ、深さは２０μｍである。ドット１の大きさは、第１の実施形態で示すドット１の大きさの約１／３である。また、微小ドットの大きさは、この第２の実施形態で示すドット１の大きさの約１／２とすることができる。また、ドット１の形態は、第１の実施形態と同様に円形でも方形でも良く、さらに、凹形状でも凸形状でも良い。
【００５３】
単体ドットとして、図１３の紙面において上から下へはドット１が３つ接するように配列され、それが一定の間隔で２列に配列されている。すなわち、２列３行（以下、２×３列という）のドット配列で１つの単体ドットを構成する。図１３において、実線がドット間の間隔、破線がドットが形成された領域、一点鎖線が２×３列に配列されたドットの集合の中心および実施形態１で示したドット１の円周の大きさを示す。
【００５４】
図１４は、図１３に示す２×３列のドット１で認識用の単体ドットを形成し、光源５によりドット１端部を光らせた様子を示す図である。図１４（ａ）が本実施形態を示す図、図１４（ｂ）が第１の実施形態に係るドット１の場合を示す図である。図１５は、図１３に示す２×３列のドット１と実施形態１に示すドット１との光反射の様子を示す図である。図１５（ａ）が本実施形態を示す図、図１５（ｂ）が第１の実施形態に係るドット１の場合を示す図である。なお、図１４、図１５において煩雑さを避けるため、微小ドットの記載は省略した。
【００５５】
図１４に示すように、ドットを複数列配列して単体ドットを形成することにより、従来は反射部３が１つでドットの有無を判別していたが、複数個の、例えば２×３の６の反射部３でドットの有無を判別できることになり、従来の１つの反射部３より６つの反射部３の方が反射光の光量が向上し認識率が向上する。
【００５６】
また、図１５ではドット配列の間隔を、反射光のカメラに映る状態を検討し、隣接するようにドット配列間隔を×１〜×１．５に調節し、１つの塊のように認識できる状態を示した。
【００５７】
図１５に示すように小さな反射部が複数個集まることで反射する光の総量を増やすことができ、読取り率を向上させることが可能となる。
図１３に示す２×３列のドットを１つの単体ドット（すなわち一要素）とみなし、図６に示すような文字を記すことにより、端部の長さあるいは表面積が増大し、反射光量が増大するため、文字の読み取り率が第１の実施形態の場合よりもさらに向上する。
【００５８】
例えば、本実施形態のドットが形成された半導体装置によれば、ウェーハ表面のＩＤ形成部にドット１を認識し難くする残膜４が発生するといった現象に対し、複数個のドットを配列することで認識したい単体ドットの反射光量を大きくでき、第１の実施形態の場合よりもさらに認識率を上げる事ができ、ＩＤ読み取り率が上がり、トレーサビリティーを確保できるようになるのである。
【００５９】
なお、この第２の実施形態において、列（図１３においては横方向）の間隔は、ドット１が円形の場合は直径、ドット１が方形の場合は１辺の長さの３倍以下であることが好ましい。列の間隔が３倍以下であれば、ドットの集合を１つの要素（一要素）として認識できるからである。
【００６０】
また、第２の実施形態において、ドットの配列は２×３列に限らず、ｍ×ｎ列（ｍ、ｎは自然数）であればよい。例えば１×２列であってもよく、３×４列であってもよい。また、ドットの配列としては、ｍ×ｎ列に限らない。例えば中心より放射状にドットを配列させてもよい。
【００６１】
また、上記第１および第２の実施形態において、ドット１および微小ドット２の平面形状は、円形や方形に限らず、楕円形や五角形、六角形といった多角形でもよい。またドット１と微小ドット２との形状は、互いに異なっていてもよく、複数のドット１の間、または複数の微小ドット２の間でその形状が異なっていてもよい。
【００６２】
なお、上記第１および第２の実施形態において、半導体装置としてはシリコン基板上に形成されたＬＳＩに限らない。例えば、ＧａＡｓ基板上に形成された半導体レーザ素子や電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）素子、サファイア基板やＧａＮ基板上に形成された発光ダイオード（ＬＥＤ）素子や半導体レーザ素子、ガラス基板上に形成された電子デバイスのようなものであってもよい。また、太陽電池や有機エレクトロルミネッセンス素子のようなものでも本発明は適用可能である。また、半導体素子を搭載したパッケージに対しても本発明は適用可能である。さらに、半導体装置以外の製品等の識別マークにも用いることもできる。
【００６３】
また、上記第１および第２の実施形態において、ドットおよび微小ドットの加工については、レーザ照射によるシリコンの溶融もしくは一部蒸発以外にも、例えばリソグラフィ等を適用して加工することも可能である。また、レーザ照射として用いるレーザ光源としては、例えばＹＡＧレーザ、窒素レーザやエキシマレーザといったものが挙げられる。また、用いる基板や材料によりドットおよび微小ドットの加工手段は適宜選択可能である。
【００６４】
また、上記第１および第２の実施形態において、ドットおよび微小ドットは、凹形状に限らず、凸形状でもよく、また凹形状と凸形状との組み合わせでもよい。また、凸形状を設ける場合、凸形状を形成する材料は、ウェーハ等の基板を構成する材料と異なっていてもよい。
【００６５】
また、上記第１および第２の実施形態の識別マークにおいては文字を例に説明したが、ドットおよび微小ドットで刻印される、または描かれる識別マークは文字に限らず模様であってもよい。
【００６６】
また、上記第１および第２の実施形態において、ドットおよび微小ドットの大きさ（半径または一辺の長さ）を１〜１０μｍ程度で説明しているが、その値に限らず本発明においてドットが識別可能である大きさであればよい。
【００６７】
さらに、第１および第２の実施形態において、ドットの凹形状あるいは凸形状は、球形の一部や円錐，角錐、あるいは円柱，角柱等任意の形状が可能である。
また、以上の各実施形態では、識別マークがドットで形成される場合について説明したが、１または複数のドットで識別マークを形成する場合に限らず、直接、文字や記号を識別マークとして形成し、その端部の長さや表面積が増大するように隣接あるいは重複させて補助的なマークを形成することによっても、光の反射量が増大し、認識マークを精度良く識別することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、残膜があったとしても認識マークを精度良く識別することができ、個体認識などに用いる認識マーク等に有用である。
【符号の説明】
【００６９】
１ ドット
２ 微小ドット
２ａ 微小ドット
２ｂ 微小ドット
２ｃ 微小ドット
３ 反射部
４ 残膜
５ 光源
６ カメラ
７ 直径
８ 対辺長さ
１０ 交差深さ
１１ 交差角度
１１ａ 交差角度
１１ｂ 交差角度
１１ｃ 交差角度
５１ 従来ドット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品等の個体認識などに用いるＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎの略）等の認識マークに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、製品の製造において、ＩＤ等の識別マークを読み取ることによるトレーサビリティー確保が重要となっている。例えば、半導体ウェーハの製造管理手法においても、ウェーハの表面にＩＤを２次元コード（以下、２Ｄコードという）等で刻印し、必要なタイミングでＩＤ確認を行うことで、ウェーハの処理履歴を間違いなく記録・管理することが行われている。これらは、ウェーハの歩留まり向上などに必要なデータ取得に必須な技術である。
【０００３】
２Ｄコードや英数文字は、例えば、ＳＥＭＩ−Ｔ７（ＳＥＭＩスタンダードの規格番号）やＳＥＭＩ−Ｍ１２といった規格からも分かるように、直径１００μｍのドットを配列したもので刻印される。これらのコードや英数文字は、このドット１つ１つを認識することで、ＩＤを確認している。
【０００４】
従来のドット認識は、特許文献１に示すように、凹形状のドットを形成し、斜光照明や垂直照明を当てることでドットの周辺部を撮像してドットの認識を行っている。この際、斜光照明にするか垂直照明にするかは、例えばウェーハ表面上の堆積膜種類によって条件切り替えなどを行っている。更に、凹形状のドットだけではなく、凸形状のドットを採用することで更にドットの認識率向上を図る取り組みもなされていた。
【０００５】
簡単に図１６を用いてドット認識の原理を説明する。
図１６は従来のドット認識方法を説明する断面図である。
図１６において、５は光源であり、６はＩＤ読み取り用のカメラである。５１は従来ドットであり凹形状の断面が記載されており、例えば、直径１００μｍの穴である。光源５にて、ドット５１の上部から光を照射すると、例えばシリコンで形成されたウェーハでは、ドット５１およびその周辺で光の反射が起こるはずである。ドットの認識方法には２種類の照明の当て方があり、暗視野方式と明視野方式がある。例えば暗視野方式では、カメラの光軸とは同軸でない傾いた位置にある光源５からの光を対象物に照射し、例えば対象物にある凹凸などで反射した光の一部がカメラ６に入射して、対象物上にできたコントラストを認識する方式である。例えば、本事例でのドット５１の穴内に当たった光および対象物の平面部に当たった光は反射してカメラ６に戻ることは無い。また、ドット５１の端部に当たった光の一部は対象物面から凹形状面の連続する反射面のどこか、例えば凹形状の穴の端面にて光源５の光をカメラ６に反射させる反射面が、存在する為カメラ６に強く入射し、その周辺に当たった光もカメラ６にほんの一部しか入射しない。そのため、ドットだけが明るい丸状にドット認識される。このように光ったドット配列をカメラ６で認識して、２Ｄコードや英数文字認識を行っていた。
【０００６】
一方明視野方式では、カメラの光軸と同軸の位置にある光源５からの光を対象物に照射し、例えば対象物にある凹凸などで反射しなかった部分を、光が反射してカメラに入射した光の中の暗くなった対象物上にできたコントラストから認識する方式である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２０９９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、半導体ウェーハの微細化や使用材料の多様化に伴う加工技術の難しさの高度化により、ウェーハ表面のＩＤ形成部にプロセス処理結果による残膜が発生する場合がある。そのため、従来のドットでは、ＩＤを読み取ろうとしても、残膜の下にあるドットを簡単には読取れなくなっている。よって、トレーサビリティーの確保ができない状況が発生するという問題点があった。
【０００９】
簡単に図１７を用いてドット読み取り不良について説明する。
図１７は従来のドット読み取り不良を説明する図である。
図１７において、ドット５１が数字の１を形成しており、４は残膜を示している。例えば数字の１の一部のドット５１上に残膜４が存在する場合、光を照射してドット５１を認識しようとしても、カメラ認識画面イメージでは、数字の１が完全に認識できなくなる。この場合、ドットで形成した数字を読み取ることができず、つまりＮＧ判定となる。
【００１０】
そのため、残膜を取り除く技術開発と併せて、残膜があってもドット等の認識マークが読取れる技術の開発が待たれていた。
本発明は、上記の様な課題を解決するためになされたものであり、残膜があったとしても認識マークを精度良く識別する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明の半導体装置は、照射された光の反射光が読み取られることにより認識される識別マークであって、第１のマークと、前記第１のマークの近傍に形成される１または複数の第２のマークとを有し、前記第１のマークと前記１または複数の第２のマークとを一要素とし、１または複数の前記要素により形成されることを特徴とする。
【００１２】
また、照射された光の反射光が読み取られることにより認識される識別マークであって、行列配置される複数の第１のマークと、前記各第１のマークの近傍に形成される１または複数の第２のマークとを有し、前記行列配置された第１のマークと前記第２のマークとを一つの要素とし、複数の前記要素により形成されることを特徴とする。
【００１３】
また、対応する前記第１のマークと前記第２のマークとが、部分的に重なることが好ましい。
また、前記第１のマークおよび前記第２のマークがドットであることが好ましい。
【００１４】
また、前記第２のマークが前記第１のマークより平面視面積が小さいことが好ましい。
また、前記第１のマークおよび前記第２のマークが円形または方形であることが好ましい。
【００１５】
また、前記第２のマークの直径または対辺長さが前記第１のマークの直径または対辺長さの１／８以上で１／２以下であることが好ましい。
また、前記第１のマークおよび前記第２のマークが円形であり、前記第１のマークの円周上に前記第２のマークの中心が存在することが好ましい。
【００１６】
また、前記第１のマークおよび前記第２のマークが方形であり、前記第１のマークの辺上に前記第２のマークの対角線が存在することが好ましい。
また、前記第１のマークの列間隔が前記第１のマークの行方向に平行な幅の３倍以下であることが好ましい。
【００１７】
また、前記第１のマークに対応して設けられる前記第２のマークを複数個設けることもできる。
また、前記第１のマークおよび前記第２のマークが凹形状に形成されることが好ましい。
【００１８】
また、前記第１のマークおよび前記第２のマークが凸形状に形成されることが好ましい。
以上により、残膜があったとしても認識マークを精度良く識別することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、識別マークの周囲にもしくは重なり部分を持たせて補助的な識別マークを配置することで、認識したい識別マークの端面長さを長くし、あるいは光の反射面である表面積を増加することができるため、照射された光の反射部が多くなり、認識率を上げてトレーサビリティーを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態における識別マークの形状を説明する図
【図２】第１の実施形態におけるドットの反射率の制御方法を説明する図
【図３】第１の実施形態における微小ドットの形成位置を説明する図
【図４】第１の実施形態における微小ドットと光反射面との交差角度を説明する図
【図５】第１の実施形態における微小ドットの反射を示す平面図
【図６】第１の実施形態における認識マークと残膜との関係を示す平面図
【図７】第１の実施形態における光源位置を示す側面図
【図８】従来の４×４画素領域でのドット読み取りのドット認識した画素配列を説明する図
【図９】従来の３×３画素領域でのドット読み取りのドット認識した画素配列を説明する図
【図１０】従来の画素領域での画素数とドット認識した画素配列を説明する図
【図１１】第１の実施形態における微小ドットによるドット認識した画素配列を説明する図
【図１２】第１の実施形態における微小ドットの大きさとドット認識した画素配列を説明する図
【図１３】第２の実施形態における認識マークの構成を示す図
【図１４】第２の実施形態の認識マークに対して光を照射する様子を示す図
【図１５】第２の実施形態の認識マークにおける反射光の様子を示す図
【図１６】従来のドット認識方法を説明する断面図
【図１７】従来のドット読み取り不良を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態における識別マークについて、ドットを形成した半導体装置を例に、図１〜図１２を参照しながら説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付する。
【００２２】
図１は第１の実施形態における識別マークの形状を説明する図であり、半導体装置のドットが形成された部分を拡大した図で、図１（ａ）は円形の、図１（ｂ）は角部が丸い方形のドットを示す。図２〜図４は第１の実施形態におけるドットの反射率の制御方法を説明する断面図、図５は第１の実施形態における微小ドットの反射を示す平面図、図６は第１の実施形態における認識マークと残膜との関係を示す平面図、図７は第１の実施形態における光源位置を示す側面図である。
【００２３】
図１において、ウェーハ表面に設けられた凹形状のドット１、ウェーハ表面に設けられた補助的なドットである凹形状の微小ドット２が形成され、微小ドット２は一部がドット１と重なるように加工されている。７は、前記微小ドット２の直径（図１（ａ）の場合）を表し、８は対辺長さ（図１（ｂ）の場合）を表す。また、ドットの形状は、上記のような凹形状に限らず、凸形状であってもかまわない。また、微小ドット２はドット１と必ずしも重ねる必要はなく、ドット１の近傍に形成することもできる。
【００２４】
なお、図１（ａ）において、破線はドット１の外周の一部が微小ドット２に切り取られた部分を表す。一点鎖線はドット１の外周を通る円の直径を含む線であって、２本の線が互いに直交する。これら２本の一点鎖線の交点がドット１の中心を示す。また、図１（ｂ）において、破線はドット１の外周の一部が微小ドット２に切り取られた部分を表す。一点鎖線はドット１の外周を通る方形の対角線を含む線であって、２本の線が互いに直交する。これら２本の一点鎖線の交点がドット１の重心を示す。また、２重線２点鎖線は、ドットの占有する領域を示したものである。
【００２５】
なお、ここで半導体装置は、例えばシリコンウェーハ（シリコン基板）上に形成された大規模集積回路（ＬＳＩ）であり、ドットが形成された部分は、半導体装置の１つの端部に形成されている。
【００２６】
ドット１および微小ドット２のシリコンウェーハでの加工方法は、例えばレーザ照射によるシリコンの溶融もしくは一部蒸発による加工等により行われる。図１（ａ）の場合、穴の深さは穴の半径とほぼ同じになるように形成する。つまり、ドット１と微小ドット２では加工される穴の半径がｒ１（ドット１）＞ｒ２（微小ドット２）となるため、深さが違うことになり、微小ドット２のほうがドット１よりも浅いものとなる。図１（ｂ）の場合についても、微小ドット２のほうがドット１よりも浅いドットとなるように形成する。このように、微小ドット２をドット１よりも浅く形成することにより、２重線２点鎖線で示すドット占有領域内で、ドット１の単純円形状もしくは方形状のドット端部長さもしくは周辺長を、複数の微小ドット２の端部を連続的に加えることができ、端部長さを長くすることができる。ちなみにドット占有領域を規定する目的は、カメラ認識におけるドットの設定領域は単純円形状や単純方形状で設定されることによる。
【００２７】
本実施形態にて検討した、ドットの具体的な大きさを以下に例示する。図１（ａ）に示すドットでは、ドット１の半径は６０μｍであり、微小ドット２の半径は１０μｍである。また、図１（ａ）に示すドットでは、ドット１の深さは６０μｍであり、微小ドット２の深さは１０μｍである。
【００２８】
図１（ｂ）に示すドットでは、ドット１の一辺の長さは１２０μｍであり、微小ドット２の一辺の長さは４０μｍである。角の丸み部分は、半径が２０μｍの円弧である。また、図１（ｂ）に示すドットでは、ドット１の深さは６０μｍであり、微小ドット２の深さは ２０μｍである。
【００２９】
上記図１（ａ）、図１（ｂ）に示すドットを有する半導体装置は、微小ドット２が存在することにより、ドット１の面積を大きくすることなくドット全体の開口面積あるいは開口部の周辺長を長くすることができるため、識別マークであるドット全体の反射率を向上させることができ、ドット１の認識性を向上させることができる。
【００３０】
次に、図２〜図４に示す断面図を用いて、ドット１と、微小ドット２との重なり具合により、ドットの反射率が制御できることを説明する。
ドット１と微小ドット２ａ、２ｂ、２ｃの重なり具合と断面形状の違いを図３，図４に示す。ここでは、図１（ａ）に示すような平面形状が円形のドットを球形の部分形状の凹形状に形成した場合を例に説明する。
【００３１】
図２において、微小ドット２ａの外周部から引き出された垂線とドット１の１点鎖線とが交差する部分は、微小ドット２を形成する際のレーザ光照射の中心位置である。また、その時できた微小ドット２によってドット１にできた端部の段差の深さを交差深さ１０とする。また、微小ドット２を形成した際に、光反射対象物表面における微小ドット２の接線（２点鎖線）と光反射対象物表面との交差する角度を交差角度１１とする。
【００３２】
図３の各図において、ドット１の中心を通る線（１点鎖線で示されている）と微小ドット２ａ、２ｂ、２ｃとの接線（破線で示されている）の交差する位置に関して説明をする。図３（ａ）は、微小ドット２ａの中心がドット１の円周とほぼ重なる場合、図３（ｂ）は、微小ドット２ｂの中心がドット１の円周より内側（すなわちドット１の円周より中心に近い側）に来る場合、図３（ｃ）は微小ドット２ｃの中心がドット１の円周より外側（すなわちドット１の円周からみて外側）に来る場合をそれぞれ示す。
【００３３】
これら図３（ａ）〜（ｃ）に対応して、図４では、図４（ａ）は、交差角度１１ａがほぼ９０度となる場合を示す。図４（ｂ）は、交差角度１１ｂが４５度〜９０度となる場合を示す。図４（ｃ）は、交差角度１１ｃが０度〜４５度になる場合を示す。
【００３４】
これらの角度は、ドット１の上部から光を照射した際に、半導体装置を写す位置に設けたカメラ（図示せず）への反射率や反射量を微小ドット２で調節できることを表している特に交差角度１１が小さくなれば光の反射光量が多くなる。よって、微小ドット２の刻印位置によって半導体装置を写す位置に設けたカメラ（図示せず）への反射率や反射量を微小ドット２で調節できることを表している。
【００３５】
更に、微小ドット２のドット１に対する配置の仕方や数を変えることで、ドット１の反射率や反射量を調節でき、反射量を増大させることによりドット１の認識を容易にすることができる。
【００３６】
ドット１の認識を容易にできることを示すために、図１に示すドットについて、ドットの上部から光を照射した場合について、図５を用いて説明する。
図５は、ドット１の上部からの光を大きく反射させることができた状態を表しており、３はその反射部である。このように、大きく反射するドットを形成することにより、反射量が大きくなって反射光が残膜を透過することができるため、ドット１の認識が容易になるのである。なお、図２〜図４で示すようにドット１とドット２との重なり具合を調節すれば、ドットの反射率をより高めることができるので、さらにドット１の認識性が向上する。
【００３７】
図１に示すドット１および微小ドット２を用いて、すなわち１つのドット１と１つの微小ドット２との対で認識マークの一要素として半導体装置上に複数の要素からなる認識マークを形成した場合の、認識マークの認識の様子を図６に示す。この図６においては、図１６で示した残膜４がドット１上にあっても微小ドット２の大きな反射率の作用により反射部３が確認できたことを示している。図６は、数字の１が認識できることを示す。
【００３８】
ここで、残膜４について説明する。例えば、半導体のプロセスで形成される積層膜において、光を全く透過させない材質や膜厚の状態のものもあれば、膜厚が薄く光を一部透過させるものも存在する。ここでは、光を透過させるＴＥＯＳ膜（ガラスＳｉとＯの化合物）といった膜での顕著な効果を示している。当然、ＴＥＯＳ膜に限るものでもない。
【００３９】
図７に、図５で示したドット１の上部からの光を大きく反射させる為の光源５の調節領域を示す。なお、ここで煩雑さを避けるため、微小ドット２は図示していない。また、光源５は、その放射光の光軸が対象のドット１にあたるように位置づけられている。光源５の位置は、ウェーハ表面から１０度〜７０度情報の範囲に配置することで、端部を強く光らせることができる。これは、レーザ照射や仮に切削加工で凹形状に穴を加工しても、その端部は決して９０度で加工できるわけではなく、レーザ加工の場合は端部の溶融や、切削加工の場合は欠けやバリの面取りでできた面取り面で交差角度が必ず発生することによる。
【００４０】
図５〜図７で示された結果について以下に考察する。
ウェーハ表面のＩＤ形成部にプロセス処理結果による残膜が発生した場合、図１７に示すような従来の認識マークは、ドット１が凹形状の場合、ドット１の端部だけの反射光で読み取ろうとされるため、残膜４の下にある１つもしくは複数個のドット１を読み取れなくなっていた。これに対し、本発明のように微細ドット２をドット１に重なるように１または複数個配列することで認識したい凹形状のドット１の端面長さ（すなわち縁部の長さ）を長くすることができるため（凸形状のドット１の場合は、表面積を大きくできるため）、照射された光の反射部が多くなって認識率を上げる事ができ、トレーサビリティーを確保できるようになる。さらに、光源５のドットに対する入射角度を適切に制御することで、認識率を向上することができる。
【００４１】
次に、この実施の形態におけるドットの関係寸法を述べる。微小ドット２の直径７もしくは対辺長さ８を認識用のドット１の直径もしくは対辺長さの１／８以上１／２以下とすることで最も光の反射を大きくすることができ、好ましい。図１に示す例では、１／６の直径で微小ドット２を設けている。
【００４２】
ここで、微小ドット２の直径７もしくは対辺長さ８を認識用のドット１の直径もしくは対辺長さの１／８以上１／２以下とすることで最も光の反射を大きくとれるのは、以下の理由による。
【００４３】
図８から図１２を使い詳しく説明をする。
図８は、暗視野によるドット認識での反射光もしくは明視野によるドット認識での反射光の無い領域を示す。一点鎖線で囲まれた四角形はカメラの画素の１つを現す。この１つ１つが例えば反射光の輝度を感知してドットの有無を認識する。まず、ドットを４×４の１６画素領域内で認識する場合であるが（図８（ａ））、ドットのカメラに写る位置によって、ドットの有無を１２画素（図８（ｂ））、１１画素（図８（ｃ））、９画素（図８（ｄ））と様々な画素配置で認識するのが分かる。ここで、各１２画素、１１画素、９画素認識であっても必ず２×３の６画素領域が必ず含まれていることも分かる。
【００４４】
参考として、図９を用いて３×３の９画素領域（図９（ａ））でドット認識をする場合について述べる。ドットのカメラに写る位置によって、ドットの有無を５画素（図９（ｂ））、４画素（図９（ｃ），（ｄ））と様々な画素配置で認識するのが分かる。ここで、各５画素、４画素認識であっても必ず３画素領域が必ず含まれていることも分かるが、その配列はくの字に曲がった配列であることもわかる。特に図図９（ｃ）の場合、ドットの輝度の感知のバラツキによっては２画素認識になる可能性もあり、安定してドット認識を行なうには認識画素数が不充分となる可能性が大きい。ちなみに、ドットを認識するための画素の数は、カメラのレンズの拡大率とＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ ｉｍａｇｅ ｓｅｎｓｏｒ）のイメージセンサー数との関係で決められる。
【００４５】
図１０にドットを、４×４の１６画素領域認識（図１０（ａ））、８×８の６４画素領域認識（図１０（ｂ））、１６×１６の２５６画素領域認識（図１０（ｃ））する場合を示したが、認識画素数が多くなればなるほど正確にドットを認識できることは容易にわかる。今回は、４×４の１６画素領域認識といった低倍率で少ない画素数のシステムでの更なる認識率向上の要求があり、認識率を向上させる微小ドットの大きさについて述べる。
【００４６】
図１１は従来（図１１（ａ））と本発明（図１１（ｂ））の画素領域認識を比較する図であり、４×４の１６画素領域認識での従来のドットに微小ドットを配列することで、例えば明視野での光無反射のドット形状が、４×４の１６画素領域の１２画素認識であったのが、ドット全体の１６画素領域で認識されているのが分かる。この時の微小ドットはドットの１／４の半径で微小ドットを形成した場合を示した。このように、ドット認識数が増加することで安定してドット認識できることが分かる。しかし、隣接する複数のドットが、文字や数字や記号の形状に配列されて始めて、文字や数字や記号として認識されなければならないため、ドットとして認識される大きさ１つ１つには最大の大きさが存在する。
【００４７】
図１２で、現状の文字の規格（例えばＳＥＭＩフォント）で文字認識する場合の微小ドットサイズを更に具体的に説明する。図１２（ａ）では、ドットと組み合わせる微小ドットの半径を１／２にした場合であり、ドットの外周に４つ配置した例である。従来は左側の図に示す１１画素で認識していたのが、１９画素にまで斜線で示した画素部分で増加させることができた。ドットが占有する領域を四角形で定義した際に、最大でドットの半径の１／２で画素認識数を向上させることが有効であることが分かった。このとき、ドットと微小ドットの大きさの関係から重なり量や配置は図１２に図示した４つを外周に配置する場合に限るものではない。また、図１２（ｂ）では、ドットと組み合わせる微小ドットの半径を１／８にした場合である。微小ドットの半径を最小で１／８にすることで、従来は左側の図に示す１２画素で認識していたのが、１６画素にまで斜線部の画素部で増加させることができた。特に、ドットと画素の位置関係によっては１／８以上で充分に効果を上げることができることがドット配置検証や実験でも実証された。このときの重なり量や配置も図１２に限るものではない。
【００４８】
ちなみに、明視野の例で説明を行ったが、暗視野のドットの光る場合でも同じく微小ドットによる認識画素数の増加があることが分かっている。
また、この説明では円形状を使って作用を示したが、円形状に限るものではなく方形状でも構わない。またドットと微小ドットを接するように配置しているが、接し方や重なり方はこの配置に限るものではない。
【００４９】
すなわち、微小ドット２について、ドット１の直径もしくは対辺長さの１／８以上とすれば、反射率の大きい微小ドット２の面積を大きく取ることができ、ドット１および微小ドット２からの光量を大きくとることができる。また、微小ドット２についてドット１の直径もしくは対辺長さの１／２以下とすれば、ドット１と微小ドット２とを合わせた端面長さを大きくできる。これらのことから、微小ドット２の直径もしくは対辺長さを認識用のドット１の直径もしくは対辺長さの１／８以上１／２以下とすることで最も光の反射を大きくとれるのである。
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態における識別マークについて、ドットを形成した半導体装置を例に、図１３〜図１５を参照しながら説明する。
【００５０】
図１３は第２の実施形態における認識マークの構成を示す図、図１４は第２の実施形態の認識マークに対して光を照射する様子を示す図、図１５は第２の実施形態の認識マークにおける反射光の様子を示す図である。
【００５１】
第１の実施形態では、ドット１と微小ドット２（図１等参照）とを一要素として、複数の要素により認識マークを形成したが、本実施形態では、第１の実施形態で示したようなドット１および微小ドット（図示せず）を互いの列間距離が一定となるように複数組行列配置したものを単体ドットとして一要素とし、複数の要素により認識マークを形成することを特徴とする。図１３では、ドット１の互いの中心間距離がドット１の幅の１倍（図１３（ａ））と１．５倍（図１３（ｂ））の場合を示した。
【００５２】
例えば、ドット１は円形でその半径は２０μｍ、深さは２０μｍである。ドット１の大きさは、第１の実施形態で示すドット１の大きさの約１／３である。また、微小ドットの大きさは、この第２の実施形態で示すドット１の大きさの約１／２とすることができる。また、ドット１の形態は、第１の実施形態と同様に円形でも方形でも良く、さらに、凹形状でも凸形状でも良い。
【００５３】
単体ドットとして、図１３の紙面において上から下へはドット１が３つ接するように配列され、それが一定の間隔で２列に配列されている。すなわち、２列３行（以下、２×３列という）のドット配列で１つの単体ドットを構成する。図１３において、実線がドット間の間隔、破線がドットが形成された領域、一点鎖線が２×３列に配列されたドットの集合の中心および実施形態１で示したドット１の円周の大きさを示す。
【００５４】
図１４は、図１３に示す２×３列のドット１で認識用の単体ドットを形成し、光源５によりドット１端部を光らせた様子を示す図である。図１４（ａ）が本実施形態を示す図、図１４（ｂ）が第１の実施形態に係るドット１の場合を示す図である。図１５は、図１３に示す２×３列のドット１と実施形態１に示すドット１との光反射の様子を示す図である。図１５（ａ）が本実施形態を示す図、図１５（ｂ）が第１の実施形態に係るドット１の場合を示す図である。なお、図１４、図１５において煩雑さを避けるため、微小ドットの記載は省略した。
【００５５】
図１４に示すように、ドットを複数列配列して単体ドットを形成することにより、従来は反射部３が１つでドットの有無を判別していたが、複数個の、例えば２×３の６の反射部３でドットの有無を判別できることになり、従来の１つの反射部３より６つの反射部３の方が反射光の光量が向上し認識率が向上する。
【００５６】
また、図１５ではドット配列の間隔を、反射光のカメラに映る状態を検討し、隣接するようにドット配列間隔を×１〜×１．５に調節し、１つの塊のように認識できる状態を示した。
【００５７】
図１５に示すように小さな反射部が複数個集まることで反射する光の総量を増やすことができ、読取り率を向上させることが可能となる。
図１３に示す２×３列のドットを１つの単体ドット（すなわち一要素）とみなし、図６に示すような文字を記すことにより、端部の長さあるいは表面積が増大し、反射光量が増大するため、文字の読み取り率が第１の実施形態の場合よりもさらに向上する。
【００５８】
例えば、本実施形態のドットが形成された半導体装置によれば、ウェーハ表面のＩＤ形成部にドット１を認識し難くする残膜４が発生するといった現象に対し、複数個のドットを配列することで認識したい単体ドットの反射光量を大きくでき、第１の実施形態の場合よりもさらに認識率を上げる事ができ、ＩＤ読み取り率が上がり、トレーサビリティーを確保できるようになるのである。
【００５９】
なお、この第２の実施形態において、列（図１３においては横方向）の間隔は、ドット１が円形の場合は直径、ドット１が方形の場合は１辺の長さの３倍以下であることが好ましい。列の間隔が３倍以下であれば、ドットの集合を１つの要素（一要素）として認識できるからである。
【００６０】
また、第２の実施形態において、ドットの配列は２×３列に限らず、ｍ×ｎ列（ｍ、ｎは自然数）であればよい。例えば１×２列であってもよく、３×４列であってもよい。また、ドットの配列としては、ｍ×ｎ列に限らない。例えば中心より放射状にドットを配列させてもよい。
【００６１】
また、上記第１および第２の実施形態において、ドット１および微小ドット２の平面形状は、円形や方形に限らず、楕円形や五角形、六角形といった多角形でもよい。またドット１と微小ドット２との形状は、互いに異なっていてもよく、複数のドット１の間、または複数の微小ドット２の間でその形状が異なっていてもよい。
【００６２】
なお、上記第１および第２の実施形態において、半導体装置としてはシリコン基板上に形成されたＬＳＩに限らない。例えば、ＧａＡｓ基板上に形成された半導体レーザ素子や電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）素子、サファイア基板やＧａＮ基板上に形成された発光ダイオード（ＬＥＤ）素子や半導体レーザ素子、ガラス基板上に形成された電子デバイスのようなものであってもよい。また、太陽電池や有機エレクトロルミネッセンス素子のようなものでも本発明は適用可能である。また、半導体素子を搭載したパッケージに対しても本発明は適用可能である。さらに、半導体装置以外の製品等の識別マークにも用いることもできる。
【００６３】
また、上記第１および第２の実施形態において、ドットおよび微小ドットの加工については、レーザ照射によるシリコンの溶融もしくは一部蒸発以外にも、例えばリソグラフィ等を適用して加工することも可能である。また、レーザ照射として用いるレーザ光源としては、例えばＹＡＧレーザ、窒素レーザやエキシマレーザといったものが挙げられる。また、用いる基板や材料によりドットおよび微小ドットの加工手段は適宜選択可能である。
【００６４】
また、上記第１および第２の実施形態において、ドットおよび微小ドットは、凹形状に限らず、凸形状でもよく、また凹形状と凸形状との組み合わせでもよい。また、凸形状を設ける場合、凸形状を形成する材料は、ウェーハ等の基板を構成する材料と異なっていてもよい。
【００６５】
また、上記第１および第２の実施形態の識別マークにおいては文字を例に説明したが、ドットおよび微小ドットで刻印される、または描かれる識別マークは文字に限らず模様であってもよい。
【００６６】
また、上記第１および第２の実施形態において、ドットおよび微小ドットの大きさ（半径または一辺の長さ）を１〜１０μｍ程度で説明しているが、その値に限らず本発明においてドットが識別可能である大きさであればよい。
【００６７】
さらに、第１および第２の実施形態において、ドットの凹形状あるいは凸形状は、球形の一部や円錐，角錐、あるいは円柱，角柱等任意の形状が可能である。
また、以上の各実施形態では、識別マークがドットで形成される場合について説明したが、１または複数のドットで識別マークを形成する場合に限らず、直接、文字や記号を識別マークとして形成し、その端部の長さや表面積が増大するように隣接あるいは重複させて補助的なマークを形成することによっても、光の反射量が増大し、認識マークを精度良く識別することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、残膜があったとしても認識マークを精度良く識別することができ、個体認識などに用いる認識マーク等に有用である。
【符号の説明】
【００６９】
１ ドット
２ 微小ドット
２ａ 微小ドット
２ｂ 微小ドット
２ｃ 微小ドット
３ 反射部
４ 残膜
５ 光源
６ カメラ
７ 直径
８ 対辺長さ
１０ 交差深さ
１１ 交差角度
１１ａ 交差角度
１１ｂ 交差角度
１１ｃ 交差角度
５１ 従来ドット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射された光の反射光が読み取られることにより認識される識別マークであって、
第１のマークと、
前記第１のマークの近傍に形成される１または複数の第２のマークと
を有し、前記第１のマークと前記１または複数の第２のマークとを一要素とし、１または複数の前記要素により形成されることを特徴とする識別マーク。
【請求項２】
照射された光の反射光が読み取られることにより認識される識別マークであって、
行列配置される複数の第１のマークと、
前記各第１のマークの近傍に形成される１または複数の第２のマークと
を有し、前記行列配置された第１のマークと前記第２のマークとを一つの要素とし、複数の前記要素により形成されることを特徴とする識別マーク。
【請求項３】
対応する前記第１のマークと前記第２のマークとが、部分的に重なることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の識別マーク。
【請求項４】
前記第１のマークおよび前記第２のマークがドットであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の識別マーク。
【請求項５】
前記第２のマークが前記第１のマークより平面視面積が小さいことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の識別マーク。
【請求項６】
前記第１のマークおよび前記第２のマークが円形または方形であることを特徴とする請求項４記載の識別マーク。
【請求項７】
前記第２のマークの直径または対辺長さが前記第１のマークの直径または対辺長さの１／８以上で１／２以下であることを特徴とする請求項６記載の識別マーク。
【請求項８】
前記第１のマークおよび前記第２のマークが円形であり、前記第１のマークの円周上に前記第２のマークの中心が存在することを特徴とする請求項４記載の識別マーク。
【請求項９】
前記第１のマークおよび前記第２のマークが方形であり、前記第１のマークの辺上に前記第２のマークの対角線が存在することを特徴とする請求項４記載の識別マーク。
【請求項１０】
前記第１のマークの列間隔が前記第１のマークの行方向に平行な幅の３倍以下であることを特徴とする請求項２記載の識別マーク。
【請求項１１】
前記第１のマークに対応して設けられる前記第２のマークを複数個設けることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の識別マーク。
【請求項１２】
前記第１のマークおよび前記第２のマークが凹形状に形成されることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の識別マーク。
【請求項１３】
前記第１のマークおよび前記第２のマークが凸形状に形成されることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の識別マーク。
【請求項１】
照射された光の反射光が読み取られることにより認識される識別マークであって、
第１のマークと、
前記第１のマークの近傍に形成される１または複数の第２のマークと
を有し、前記第１のマークと前記１または複数の第２のマークとを一要素とし、１または複数の前記要素により形成されることを特徴とする識別マーク。
【請求項２】
照射された光の反射光が読み取られることにより認識される識別マークであって、
行列配置される複数の第１のマークと、
前記各第１のマークの近傍に形成される１または複数の第２のマークと
を有し、前記行列配置された第１のマークと前記第２のマークとを一つの要素とし、複数の前記要素により形成されることを特徴とする識別マーク。
【請求項３】
対応する前記第１のマークと前記第２のマークとが、部分的に重なることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の識別マーク。
【請求項４】
前記第１のマークおよび前記第２のマークがドットであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の識別マーク。
【請求項５】
前記第２のマークが前記第１のマークより平面視面積が小さいことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の識別マーク。
【請求項６】
前記第１のマークおよび前記第２のマークが円形または方形であることを特徴とする請求項４記載の識別マーク。
【請求項７】
前記第２のマークの直径または対辺長さが前記第１のマークの直径または対辺長さの１／８以上で１／２以下であることを特徴とする請求項６記載の識別マーク。
【請求項８】
前記第１のマークおよび前記第２のマークが円形であり、前記第１のマークの円周上に前記第２のマークの中心が存在することを特徴とする請求項４記載の識別マーク。
【請求項９】
前記第１のマークおよび前記第２のマークが方形であり、前記第１のマークの辺上に前記第２のマークの対角線が存在することを特徴とする請求項４記載の識別マーク。
【請求項１０】
前記第１のマークの列間隔が前記第１のマークの行方向に平行な幅の３倍以下であることを特徴とする請求項２記載の識別マーク。
【請求項１１】
前記第１のマークに対応して設けられる前記第２のマークを複数個設けることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の識別マーク。
【請求項１２】
前記第１のマークおよび前記第２のマークが凹形状に形成されることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の識別マーク。
【請求項１３】
前記第１のマークおよび前記第２のマークが凸形状に形成されることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の識別マーク。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
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【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−２３６１５（Ｐ２０１１−２３６１５Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６８３２７（Ｐ２００９−１６８３２７）
【出願日】平成２１年７月１７日（２００９．７．１７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１７日（２００９．７．１７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
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