(57)【要約】【課題】  半導体チップからなる半導体装置の製造において、例えば一方の面に全面的に例えば金属による被覆層が蒸着等の手法により被着形成された半導体薄板に対して、この被覆層側からスクライブを行うことができるようにする。【解決手段】  半導体薄板のスクライブ装置において、半導体薄板２を配置する透明ステージ３を透明とし、この透明ステージ３を挟んでその両側にカメラ５及び６が配置される構成とする。個々のカメラを制御、或いは相互に同調させることによって、スクライブを行う基準が存在する面とスクライブを行う面とが異なる、例えば上面に全面的に被覆層が形成された半導体薄板２に対しても、所要部すなわち所望の位置にスクライブを行うことができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体薄板を配置する透明ステージと、
上記半導体薄板に対するスクライブをするスクライブ手段と、
上記透明ステージを挟んで該透明ステージ上に配置された上記半導体薄板を観察する第１のカメラと、
上記透明ステージを透過して、該透明ステージ上の上記半導体薄板の該透明ステージ側の面を観察する第２のカメラとを有し、
上記半導体薄板の少なくともいずれか一方の面を観察して上記スクライブ手段によるスクライブ位置を決定することを特徴とする半導体薄板のスクライブ装置。
【請求項２】
上記第１及び第２のカメラが、上記透明ステージを挟んで互いに対向する位置に配置されてなることを特徴とする請求項１に記載の半導体薄板のスクライブ装置。
【請求項３】
上記第１及び第２のカメラが、上記透明ステージを挟んで互いに対向しない位置に配置されてなることを特徴とする請求項１に記載の半導体薄板のスクライブ装置。
【請求項４】
上記第１及び第２のカメラが、上記スクライブ装置の調整時に、上記透明ステージを挟んで互いに対向する位置に配置され、上記スクライブ装置のスクライブ動作時に、上記透明ステージを挟んで互いに対向しない位置に配置されてなることを特徴とする請求項２または３に記載の半導体薄板のスクライブ装置。
【請求項５】
上記第１及び第２のカメラの少なくとも一方が、他方を認識することを特徴とする請求項１に記載の半導体薄板のスクライブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体薄板、例えば半導体レーザを構成する半導体チップを分離形成する半導体薄板に対するスクライブ、すなわち罫書を行う半導体薄板のスクライブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体装置例えば半導体レーザ装置の製造においては、その半導体レーザを構成する半導体チップを得る例えば円型ウェーハ、短冊状ウェーハ、小片ウェーハ等による半導体薄板、例えば単結晶シリコン薄板の表面に対するスクライブ（罫書）と、これに沿って切断分離する破断とがなされる。
一般に、スクライブ時には、スクライブを行う側から、薄板の表面に設けられる認識用基準マークを例えばカメラによって認識し、これに基づいて観察を行うことによって所望の位置に対するスクライブとそれに続く破断とが実現されるものである。
【０００３】
通常、半導体装置の製造においては、破断に続いて例えば各半導体チップのピックアップが行われるが、ピックアップされる半導体チップの認識が不十分であったり、チップの識別が良好になされない場合は、続くダイボンド等の工程において位置ずれ等による接触不良やチップのボンディング部からのはみ出し等の不具合を生じることから、これらの不具合が問題となっていた。
【０００４】
これに対し、チップが載置されている半透明シートの裏面からバックライト照明を行うことによって、チップ間の識別を的確に行い、チップ認識率の向上が図られる半導体製造装置の提案がなされている（例えば特許文献１）。
また、チップ間の識別のほか、各々のチップの位置及び形状の認識を目的として、半導体薄板を構成する例えばシリコンを透過し、なおかつ配線パターンを構成するアルミニウムで反射される赤外線の特性を利用し、配線パターン情報を含む各チップの認識を好適に行う認識方法の提案もなされている（例えば特許文献２）。
【特許文献１】特開平１１−３４５８６５号公報
【特許文献２】特開平３−２３６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、これらの半導体チップからなる半導体装置の製造においては、一方の面にのみ配線パターンが形成され、他方の面には全面的に例えば金属による被覆層が形成されることが少なくない。
例えば、一方の面の配線パターンの設計段階で、つまり他方の面の被覆層を一部選択的に排除するためにコストのかかる専用のマスクを本来設ける必要のない段階で、半導体装置の試作や検討を行うケースや、例えば、シリコンチップが半導体レーザの基板とされ、片面に全面的に電極としての被覆層が蒸着等の手法により被着形成されて用いられるケース等がこれに相当する。
【０００６】
また、スクライブがウェーハの特定の一主面に対して行われないために、劈開による各チップの分離及び形成が良好になされない場合や、ウェーハの両面に各チップの配線パターンと被覆層とを形成した後でスクライブを行うことが工程の都合上避けられない場合には、被覆層側からスクライブを行うことが必要となる。
【０００７】
しかしこの場合、スクライブは、ウェーハの一主面に全面的に被覆層が形成され、かつこれらが各チップへと分離されていない状態で行われることから、所望のチップを得るスクライブを行うことの困難性が問題となる。
すなわち、上述のバックライト照明による手法は、ウェーハがチップの状態へと分離されている場合にその間隙の明度を向上させることによってチップの認識率の改善を図るものであり、上述の赤外線照射による手法は、赤外線の少なくとも一部が光源とは反対側に透過される現象を利用してチップの認識を行うものであることから、少なくとも一主面に全面的に被覆層が形成されたウェーハに対し、これらの手法によってスクライブにおける上述の問題の改善ないし解決を図ることは難しい。
【０００８】
本発明は、単結晶シリコン等よりなる半導体薄板のスクライブにおける、上述の諸問題の解決を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による半導体薄板のスクライブ装置は、半導体薄板を配置する透明ステージと、半導体薄板に対するスクライブをするスクライブ手段と、透明ステージを挟んでこの透明ステージ上に配置された半導体薄板を観察する第１のカメラと、透明ステージを透過して、この透明ステージ上の半導体薄板の透明ステージ側の面を観察する第２のカメラとを有し、半導体薄板の少なくともいずれか一方の面を観察してスクライブ手段によるスクライブ位置を決定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明による半導体薄板のスクライブ装置は、上述の第１及び第２のカメラが、透明ステージを挟んで互いに対向する位置に配置されてなることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明による半導体薄板のスクライブ装置は、上述の第１及び第２のカメラが、透明ステージを挟んで互いに対向しない位置に配置されてなることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明による半導体薄板のスクライブ装置は、上述の第１及び第２のカメラが、スクライブ装置の調整時に、透明ステージを挟んで互いに対向する位置に配置され、スクライブ装置のスクライブ動作時に、透明ステージを挟んで互いに対向しない位置に配置されてなることを特徴とする。
【００１３】
そして、本発明による半導体薄板のスクライブ装置は、上記第１及び第２のカメラの少なくとも一方が、他方を認識することを特徴とする。
【００１４】
ここで、透明とは、可視光域またはそれ以外の波長域の光を少なくとも一部透過させる特性であり、この特性を利用して、透明な媒体を挟んで対向する物体を、透明な媒体を通して視認できることが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による半導体薄板のスクライブ装置においては、半導体薄板を配置する透明ステージを透明とし、この透明ステージを挟んでその両側にカメラが配置される構成としたことによって、半導体薄板に対してスクライブを行う際に、スクライブを行う側とその反対側とから、それぞれカメラによる観察を行い、さらにこれらカメラを後述するように個々に制御させるとか、これらカメラを相互に同調させることができることから、スクライブを行う基準が存在する面とスクライブを行う面とが異なる場合においても、正確な位置及び望む面にスクライブを行うことができる。
【００１６】
また、本発明による半導体薄板のスクライブ装置においては、一方の面に全面的に例えば電極等の被覆層が形成されたウェーハに対しても、この全面的に形成された面とは反対側の面の配線パターン或いは認識のために設けた基準用認識マーク等及びそれらの位置関係を、この面側に配置されたカメラによって正確に把握することができる。したがって良好なスクライブを施すことが容易に実現できる。更に、他の面の配線パターンが変化する度に、その都度専用のマスクを用意する手間をかけることなく、共通のマスクを用いて被覆層を蒸着等の手法により被着形成し、ウェーハに対して良好なスクライブを施すことができる。
【００１７】
また、本発明による半導体薄板のスクライブ装置においては、半導体製品の設計の際に生じる、チップの外形状の定まっていない試作品に対するスクライブを、専用のマスクを用意することなく施すことができるなど、本発明構成によれば、重要かつ多くの効果をもたらすことができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図面を参照して本発明装置の実施の形態例を説明するが、本発明はこの実施の形態例に限られるものでないことは、言うまでもない。
【００１９】
図１は、本発明による半導体薄板のスクライブ装置の要部の一例の概略構成図で、この実施の形態例においては、半導体薄板２が配置される例えば可視光を透過する透明ガラスよりなる透明ステージ３と、半導体薄板２に対するスクライブ手段４としての例えばスクライブ用ダイヤモンドポイントカッターと、透明ステージ３を挟んで半導体薄板２の側とその反対側とに配され、半導体薄板２の互いに異なる一主面を観察する第１及び第２のカメラ、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）による第１のカメラ５及び第２のカメラ６とを有して成る。
【００２０】
この構成によって、例えば半導体薄板２の例えば上面側をカメラ５で観察する場合、カメラ６で半導体薄板２の下面側を透明ステージを透過して観察することにより、必ずしも上面側に、例えば認識用基準マークや配線パターン等のスクライブの位置決定の基準となる対象が露出もしくは存在していなくとも、スクライブ位置の決定とスクライブ動作の実現とが良好に行われるものである。
【００２１】
本発明によるスクライブ装置は、各種単体半導体素子、半導体集積回路素子等を構成する半導体チップの作製工程において用いられる。
図２Ａ〜Ｄは、この半導体チップ１４を得る、スクライブ及び破断による分離工程の一例としてのチップ製造工程図を示す。
【００２２】
本発明によるスクライブ装置によってスクライブする半導体薄板とは、例えば半導体チップ１４を得る各工程における円板状ウェーハ１１、短冊状ウェーハ１２、小片ウェーハ１３等を指称する。すなわち、図２Ａで示すように、半導体単結晶インゴットからスライスして研磨して得た円板状半導体ウェーハ１１を得、これに図示しないが多数個の半導体素子例えば単体半導体素子或いは半導体集積回路素子を配列形成し、この円板状ウェーハ１１を、図２Ａ中破線図示のように複数の半導体素子を有する部分間を、スクライブし、破断することによって図２Ｂに示す短冊状ウェーハ１２を得る。
次に、これら短冊状ウェーハ１２に対してスクライブし、その幅方向に破断して図２Ｃに示す多数の小片ウェーハ１３を得る。
更に、これら小片ウェーハ１３にスクライブを行って破断して、半導体チップ１４を得る。
【００２３】
続いて、本発明による半導体薄板のスクライブ装置の構成例について、図３及び図４を参照して説明する。
まず、本発明による半導体薄板のスクライブ装置の概略正面図を図３に示す。
この実施例においては、スクライブ装置１は操作部２１と制御部２２とより成る。操作部２１は、半導体薄板２が載置される構成とされた上述した透明ステージ３が配置され、この透明ステージ３を挟んで、その上下に第１のカメラ５と第２のカメラ６とが配置されて成る。
これらカメラ５及び６には、それぞれ顕微鏡７及び８が配置されて、これら顕微鏡７及び８を通じ透明ステージ３上の半導体薄板２の所要部を観察することができるようになされている。
また、操作部２１には、スクライブ手段４例えばポイントカッターが配置される。
また、操作部２１には、例えば両カメラ５及び６によって撮像された映像を映出する各種ディスプレイ装置によるモニター２３が配置される。
更に、操作部２１には、透明ステージ３とカメラ５及び６等を操作する操作ボタン等が配された操作パネル２４が配置される。
一方、制御部２２は、操作部２１等を操作制御するコンピュータ等が配置されて成る。
【００２４】
次に、本発明による半導体薄板のスクライブ装置の概略側面図を、図４に示す。
透明ステージ３は、この上に載置される半導体薄板２を例えばその面方向に沿う、互いに直交するＸ方向及びＹ方向に移動し得る構成とされる。
一方、顕微鏡７及び８は、それぞれ例えば上下のＺ方向と、これと直交し、かつ互いに直交するＸ方向及びＹ方向に移動できるようになされる。
この構成により、透明ステージ３や第１及び第２のカメラ５及び６の移動等によって、半導体薄板２の態様に応じて、半導体薄板２の、少なくともいずれか一方の面を観察して各面の認識を行い、スクライブ手段４この例においてはポイントカッターによるスクライブ位置を決定し、所定位置に対するスクライブ動作を行うことができるようにするものである。
【００２５】
すなわち、本発明による半導体薄板のスクライブ装置１において、半導体薄板２の例えば上面側をカメラ５で観察する場合、カメラ６で半導体薄板２の下面側を透明ステージを透過して観察することにより、必ずしも上面側に、例えば認識用基準マークや配線パターン等のスクライブの位置決定の基準となる対象が露出もしくは存在していなくとも、すなわち上面に全面的に例えば電極としての被覆層が形成されていた場合にも、スクライブ位置の決定とスクライブの実現とが良好に行われるものである。
【００２６】
本発明による半導体薄板のスクライブ装置１の使用態様の一例としては、まず、半導体薄板２（図示せず）が透明ステージ３上に載置されない状態で、スクライブ装置１の例えば初期位置設定等の調整を行う。すなわち、透明な透明ステージ３を透過して少なくとも一方が他方を認識できる状態で第１のカメラ５及び第２のカメラ６が例えば透明ステージ３を挟んで互いに対向する位置に配置され、同時に透明ステージ３の位置調整が操作部２１によってなされる。
一方、半導体薄板のスクライブ装置１においてスクライブ動作がなされる段階においては、半導体薄板２（図示せず）が透明ステージ３上に載置され、この状態で第１のカメラ５及び第２のカメラ６が透明ステージ３を挟んで互いに対向しない、例えば一方のカメラによりスクライブ位置をモニターしながら他方のカメラにより半導体薄板２のスクライブが終了した部分の確認を行うこともできるものである。
【００２７】
また、第１のカメラ５及び第２のカメラ６は、透明ステージ３と同様に制御部２２による制御を受けて操作部２１によって位置の調整をなされ、また、例えばスイッチ切り替え等によって各カメラの調整を交互に行うことができる等、各カメラの同調及び連携を図られる構成とすることができる。
そして、この構成においては、半導体薄板２の上面に予め例えば電極としての被覆層が全面的に被着形成されてカメラ５による上面側からの半導体薄板２の認識が困難とされた場合においても、透明ステージ３を挟んでカメラ５と反対側に配置されるカメラ６によって、例えば下面側からの観察がなされることから、スクライブ位置の決定が可能となるものである。
【００２８】
以上、本発明による半導体発光装置の実施の形態例について説明したが、本発明による半導体発光装置は、この実施の形態例に限られるものでないことは言うまでもない。
例えば、上述の実施の形態例においては、例えば電極としての被覆層が全面的に被着形成された例を説明したが、本発明による半導体薄板のスクライブ装置にいては、必ずしも例えば電極としての被覆層が被着形成が半導体薄板２の一主面の全面に渡って形成されていなくとも、他の理由によって上面側からの認識が困難である場合や、或いは両面からの観察が必要とされる場合にも適用することができるものであるなど、本発明構成は、種々の変形、変更をなされ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による半導体薄板のスクライブ装置の一例における要部の概略構成図である。
【図２】本発明による半導体薄板のスクライブ装置における、半導体薄板の形状及び成型過程を示す工程図である。
【図３】本発明による半導体薄板のスクライブ装置の一例における装置構成の一例を示す概略正面図である。
【図４】本発明による半導体薄板のスクライブ装置の一例における装置構成の一例を示す概略側面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１・・・スクライブ装置、２・・・半導体薄板、３・・・透明ステージ、４・・・スクライブ手段、５・・・カメラ、６・・・カメラ、７・・・顕微鏡、８・・・顕微鏡、１１・・・円板状ウェーハ、１２・・・短冊状ウェーハ、１３・・・小片ウェーハ、１４・・・半導体チップ、２１・・・操作部、２２・・・制御部、２３・・・モニター、２４・・・操作パネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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