(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハの主面に形成され、且つ、樹脂層によって前記主面と共に封止された凹状若しくは凸状あるいは凹凸状の識別マークを読み取る方法であって、
赤外光線が透過可能なダイシングテープを前記ウェハの裏面に貼り付け、
光軸が前記主面に対して各々異なる方向に交差する複数の赤外光線を前記ウェハの裏面側から前記主面に向けて照射し、
前記赤外光線を前記ダイシングテープ及び前記ウェハに透過させ、該ウェハと前記樹脂層との接合界面において同一方向に反射した複数の赤外光線の反射光を受光して前記接合界面を撮像し、
撮像された画像により前記識別マークを読み取る識別マークの読取方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハに形成されたウェハ番号やロット番号などの識別マークの読取方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置を製造する現場では、単一の収納ケース内に納めた複数のウェハ（例えば１ロットのウェハ）が半導体装置を製造する工程間を移動している。一般に、ウェハごとに施すべき工程数が多いため、各ウェハには、製品の種類や型番、ロット番号やウェハ番号などの識別マークが表示され、工程の錯綜によるウェハの混同を防ぎ仕損じの発生の防止が図られている。
【０００３】
この種の識別マークは、例えばレーザーマーカーなどを用いてウェハに形成されており、ドット状の刻印の集合体によって文字や数字を表示するものとされている。また、この識別マークは、ウェハの裏面に形成すると、例えばウェハを搬送したり支持する目的でウェハの裏面を真空吸着保持した際に、識別マークの反対側に位置するウェハの主面に盛り上がりが生じてしまい、例えばフォトリソグラフィー工程におけるデフォーカスや、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）工程におけるポリッシュ異常などが生じる場合がある。このため、通常、識別マークはウェハの主面に設けられている。
【０００４】
また、識別マークは、例えば製造工程内でウェハもしくはロットの特定を必要とする際に、例えばＣＣＤカメラなどを備えるウェハの識別マークの読取装置を用いて認識されている。さらに、この種の識別マークの読取装置には、ウェハを収納ケースから出し入れする搬送ロボットを備えたものもあり、識別マークを読取り特定された複数のウェハを、例えば識別マークの数字が昇順や降順となるように収納ケースに整列しなおすことが可能とされている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１４７７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のウェハに形成された識別マークの読取装置では、製造工程が進みウェハの主面に樹脂封止が施されて樹脂層が形成された場合に、主面に形成した識別マークが樹脂で被覆され、識別マークを認識できなくなるという問題がある。すなわち、半導体装置の製造は、主面側に複数のＩＣ（集積回路）が形成されたウェハを用意し、パッド電極を介してＩＣと電気的に接続される再配線を形成し、さらに再配線上に例えば銅製で柱状の電極端子（メタルポスト）を形成した段階で、主面側を樹脂で封止する。このため、ＩＣや再配線、メタルポストを樹脂で封止する前段では、ウェハの主面に形成された識別マークが露出されているため目視でも読み取ることが可能であるが、樹脂封止後では識別マークが樹脂で隠れてしまいウェハやロットを特定できなくなるという問題がある。
さらに、識別マークの読み取りは、半導体装置の製造工程でウェハをダイシングする前後において実施する場合もあるが、この際には、ウェハの裏面にダイシングテープを貼り付けるため、ダイシングテープによって識別マークの読み取りがさらに困難となることもある。
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑み、識別マークが形成されたウェハの主面側を樹脂で封止し、さらに、ウェハにダイシングテープを貼り付けた場合においても識別マークを読取可能な識別マークの読取方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の識別マークの読取方法は、ウェハの主面に形成され、且つ、樹脂層によって前記主面と共に封止された凹状若しくは凸状あるいは凹凸状の識別マークを読み取る方法であって、赤外光線が透過可能なダイシングテープを前記ウェハの裏面に貼り付け、光軸が前記主面に対して各々異なる方向に交差する複数の赤外光線を前記ウェハの裏面側から前記主面に向けて照射し、前記赤外光線を前記ダイシングテープ及び前記ウェハに透過させ、該ウェハと前記樹脂層との接合界面において同一方向に反射した複数の赤外光線の反射光を受光して前記接合界面を撮像し、撮像された画像により前記識別マークを読み取ることを特徴とする。
【０００９】
この発明に係る識別マークの読取方法によれば、赤外光線の透過率が高いダイシングテープをウェハの裏面に貼り付けることで、ウェハの裏面側から照射された赤外光線が、順次ダイシングテープ及びウェハを透過することができる。また、前記接合界面において反射した赤外光線も、順次ウェハ及びダイシングテープを透過することができる。したがって、この赤外光線の反射光を受光して接合界面を撮像することで、ウェハの主面が樹脂層によって被覆され、且つ、ウェハの裏面にダイシングテープが貼り付けられていても、ウェハの主面に形成された識別マークを容易に読み取ることが可能となる。
【００１１】
また、光軸が前記主面に対して各々異なる方向に交差する複数の赤外光線を照射し、前記接合界面において同一方向に反射した複数の赤外光線の反射光を受光して前記接合界面を撮像する場合は、異なる方向から赤外光線を照射するので、識別マークが明瞭になり、特に識別マークが線状部分を有する場合にその線状部分の識別を容易にすることが可能となる。また、複数の照明ユニットからの入射角や波長等を照明ユニット毎に変えることにより、様々な凹凸形状の識別マークに対応させることもできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、識別マークを形成したウェハの主面が樹脂層によって被覆され、かつ、ウェハの裏面にダイシングテープが貼り付けられていても、識別マークを容易に読み取ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図１から図７を参照し、本発明の第１実施形態に係る識別マークの読取方法およびこれに用いる読取装置について説明する。特に、本実施形態は、以下に述べるウェハの主面に形成された識別マークを、ウェハのダイシング前あるいはダイシング後において読み取る方法に関するものである。
図５及び図６に示すように、ウェハ１は、例えば多結晶または単結晶のシリコンを円板状に形成したものであり、その主面１ｃには、ＩＣ（集積回路）１ｄと、パッド電極１ｅを介してＩＣ１ｄに電気接続される再配線１ｆと、再配線１ｆ上に形成された例えば銅製で柱状の電極端子（メタルポスト）１ｇとが設けられている。また、主面１ｃには樹脂層（封止樹脂）１ｈが形成されており、この樹脂層１ｈによってＩＣ１ｄや再配線１ｆ、メタルポスト１ｇが封止されている。樹脂層１ｈは、ウェハ１の主面１ｃに接合する一面に対して他面１ｉが平行するように形成されており、メタルポスト１ｇの上面が他面１ｉと共に同一平面上をなして露出している。
【００１４】
一方、ウェハ１には、その外周縁側の一部をＶ字状に切り欠いたノッチ１ａがあり、この１ａはウェハ１の位置を特定する目印をなしている。なお、ウェハ１の主面１ｃの格子状部分は、ウェハ１をダイシングし半導体装置２２に個片化する際のダイシングライン２３を示すものであり、このダイシングライン２３で囲まれた矩形部分が１つの半導体装置２２をなしている。
【００１５】
また、ウェハ１には、ノッチ１ａと反対に位置する外周縁側の主面１ｃの一部に、例えば図２，図５及び図７に示すような、ロット番号やウェハ番号などの識別マーク２０が形成されている。この識別マーク２０は、例えば複数の文字や数字によって構成されており、主面１ｃに形成された凹み形状の溝やドットによって表示される。例えば文字や数字が図７に示すような凹状のドットによって示される場合について以下に説明する。
すなわち、文字や数字がドット２０ａの集合体によって構成されている場合、これら多数のドット２０ａは相互に微小な間隔をあけて配されているため、識別マーク２０が主面１ｃにおいて凹状に形成されることになる。また、各ドット２０ａは例えばレーザーマーカーを用いて形成することができ、その径は、例えば２０〜５００μｍ程度とされている。
【００１６】
このようにウェハ１の主面１ｃに形成された識別マーク２０は、図２及び図６に示すように、主面１ｃを樹脂層１ｈにより封止することで、樹脂層１ｈが識別マーク２０を構成する凹み形状のドット２０ａ内に入り込み、樹脂層１ｈによって完全に被覆されてしまう。すなわち、この状態においては、識別マーク２０を目視で読み取ることはできず、可視光線を照射しこの反射光を受光することで撮像するＣＣＤカメラなどで読み取ることもできない。
【００１７】
そして、本実施形態の識別マークの読取装置Ａ（以下、読取装置Ａという）は、図３及び図４に示すように、上面２ａに前述のウェハ１を載置するステージ部２と、ステージ部２の上方に配置されてウェハ１の外観画像を撮像する第１撮像部３と、ステージ部２の下方に配置されてウェハ１の識別マーク２０を読み取るための第２撮像部４と、内部に複数のウェハ１を収納する第１収納ケース５と、第１収納ケース５を載置する第１収納ケース載置台６と、内部に複数のウェハ１を収納可能な第２収納ケース７と、第２収納ケース７を載置する第２収納ケース載置台８と、第１収納ケース５や第２収納ケース７とステージ部２との間でウェハ１の受け渡しを行なう搬送部９とから構成されている。ここで、ステージ部２は、搬送部９を間にして、第１収納ケース載置台６及び第２収納ケース載置台８と対向配置されている。
【００１８】
ステージ部２は、平面視で略矩形盤状に形成されており、その略中央には上面から下面に貫通する開口部２ｃが形成されている。開口部２ｃには、例えば円筒状の吸着本体部２ｄと吸着本体部２ｄの先端にウェハ１を吸着保持する吸着パッド２ｅとを備える吸着部２ｆが、出没可能に且つ軸線Ｏ１回りに回転可能に挿通されている。また、吸着本体部２ｄの内孔は、例えば真空ポンプ等の真空吸引手段に接続されている。したがって、吸着パッド２ｅをウェハ１の裏面１ｂ側に当接させて真空吸引手段を駆動した際には、吸着パッド２ｅが吸盤として振る舞うことになる。すなわち、吸着部２ｆは、ウェハ１を吸着保持して軸線Ｏ１周りに回転させたり、軸線Ｏ１方向に移動させたりする役割を果たす。
【００１９】
また、ステージ部２のうち搬送部９に対向する一側面２ｂの反対側に位置する他側面２ｇ側には、他側面２ｇからその直交方向に窪む凹状部２ｈが形成されている。この凹状部２ｈは、ステージ部２の上面２ａに載置されたウェハ１の外周縁側の一部がこの凹状部２ｈと重なる位置に設けられている。
なお、この読取装置Ａは、ウェハ１のダイシング前後において使用するものであるため、上記ステージ部２の上面２ａには、図１に示すように、ウェハ１の裏面１ｂに貼り付けられたダイシングテープ２４が接触するようにウェハ１が載置されることになる。ここで、ダイシングテープ２４は、ウェハ１を透過する波長の光（赤外光線）が透過可能な樹脂材料によって形成されており、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）が挙げられる。そして、ダイシングテープ２４における赤外光線の透過率は、好ましくは５０％以上、より好ましくは８０％以上である。
【００２０】
第１撮像部３は、図４に示すように、例えばＣＣＤカメラ等の撮像部３ａと、これに接続されたウェハ位置認識装置３ｂとから構成されている。撮像部３ａは、その光軸がステージ部２の上面２ａに直交するように設置されている。また、ウェハ位置認識装置３ｂは、撮像部３ａからの撮像信号に基づいてウェハ１の外周縁やウェハ１の外周縁側に切り欠かれた図３に示すノッチ１ａの位置などを検知してウェハ１の位置を特定することが可能とされている。なお、ウェハ位置認識装置３ｂには、例えばモニターなどの表示部３ｃが接続されており、この表示部３ｃでは撮像部３ａにおいて取得したウェハ１の画像を表示できるようになっている。
【００２１】
第２撮像部４は、図１及び図４に示すように、ウェハ１の主面１ｃに向けて赤外光線を照射する照明ユニット１３と、赤外光線を受光して撮像するＩＲカメラ（撮像ユニット）１６とを備えている。
照明ユニット１３は、ウェハ１を透過する波長の赤外光線を出射可能なＩＲ（Infra−red）光源（光源）１０と、ＩＲ光源１０から出射する赤外光線の光路を規定するファイバー束１１とを備えている。このＩＲ光源１０は、矩形箱状の筐体内部に納められている。
【００２２】
ファイバー束１１の一端は、筐体内部に配されておりＩＲ光源１０から出射した赤外光線を受光可能とされている。また、ファイバー束１１の他端は、筐体外部に延出して配されている。そして、このファイバー束１１は、その一端において受光した赤外光線を他端まで導くと共に、他端から外方の所定方向（図１の符号Ｒ１で示す赤外光線の光軸の方向）に出射するように構成されている。
そして、ファイバー束１１は、一端に対して他端の向きや位置を自由に変えることが可能な柔軟構造体をなしており、他端から出射する赤外光線の光軸Ｒ１の方向を自由に変更することができるようになっている。なお、本実施形態においては、照明ユニット１３の光軸Ｒ１が、ウェハ１の主面１ｃに対して鋭角に傾斜している。
【００２３】
さらに、本実施形態においては、図１に示すように、ファイバー束１１の他端がステージ部２の凹状部２ｈに向かうように配されており、照明ユニット１３のファイバー束１１の他端から出射する赤外光線の光軸Ｒ１（照明ユニット１３の光軸Ｒ１）が凹状部２ｈ内を通過してステージ部２に載置されたウェハ１の裏面１ｂ側に到達するようになっている。なお、この赤外光線は前述したようにダイシングテープ２４及びウェハ１を透過するため、実際には裏面１ｂ側から樹脂層１ｈとの接合界面をなすウェハ１の主面１ｃまで向かうことになる。ここで、ウェハ１は、赤外光線の波長が１０００ｎｍよりも小さく、９０００ｎｍよりも大きいと赤外光線を吸収し始めるため、ＩＲ光源１０から出射する赤外光線の波長は、例えば１１００ｎｍ以上、８０００ｎｍ以下とすることが好ましく、また、１５００ｎｍ以上、５０００ｎｍ以下とすることがさらに好ましい。
一方、ダイシングテープ２４のＩＲ吸光は、２０００〜２３００ｎｍ以下が好ましい。したがって、ＩＲ吸光を１１００〜２３００ｎｍと設定する、また、材料によっては、１１００〜２０００ｎｍと設定する、例えばＰＥＴの場合、１１００〜２１００ｎｍが好ましい。
【００２４】
ＩＲカメラ１６は、例えば円筒状に形成された筐体１６ａ内部に、レンズ１４及びこのレンズ１４よりも下方に配された撮像素子１５を設けて構成されている。すなわち、レンズ１４及び撮像素子１５は、ＩＲカメラ１６の光学系の光軸Ｒ２方向に並べて配されており、ＩＲカメラ１６の光軸Ｒ２方向から筐体１６ａ内部に入り込んだ赤外光線はレンズ１４を通過して撮像素子１５に到達することになる。また、撮像素子１５に接続された配線は、筐体１６ａの下端側から外方に延出されて例えばモニターなどの表示部１６ｂに接続されている。
【００２５】
そして、このＩＲカメラ１６の光軸Ｒ２は、凹状部２ｈ内を通過してステージ部２に載置されたウェハ１の裏面１ｂ側に到達するようになっており、ウェハ１の主面１ｃに対して照明ユニット１３の光軸Ｒ１とは異なる方向から交差している。また、ＩＲカメラ１６は、その光軸Ｒ２が照明ユニット１３の赤外光線の正反射光の光軸に交差するように配されている。なお、図示例では、ＩＲカメラ１６の光軸Ｒ２がウェハ１の主面１ｃに直交している。したがって、このＩＲカメラ１６では、ウェハ１の主面１ｃで反射する照明ユニット１３の赤外光線の正反射光を受光することがない。
【００２６】
図３及び図４に示すように、第１収納ケース５は、略矩形箱状に形成されており、第１収納ケース載置台６の上面６ａに載置された状態において搬送部９側を向く一側面５ａが開口するように構成されている。一方、第２収納ケース７も、第１収納ケース５と同様に略矩形箱状に形成されており、第２収納ケース載置台８の上面８ａに載置された状態において搬送部９側を向く一側面７ａが開口するように構成されている。
これら第１収納ケース５及び第２収納ケース７の各内部には、多数段のスロットが列設されており、各スロット内には１枚ずつのウェハ１を挿入できるようになっている。そして、これら第１収納ケース５及び第２収納ケース７においては、それぞれ多数段のスロット内に複数のウェハ１を規則的に１つのロットとして整列するようになっている。
【００２７】
第１収納ケース載置台６及び第２収納ケース載置台８には、例えば第１収納ケース５及び第２収納ケース７を昇降可能とする不図示の駆動手段が設けられている。また、この駆動手段には例えば不図示の制御手段が接続されている。このように構成することで、制御手段は、第１収納ケース５及び第２収納ケース７のそれぞれを適宜１スロット分ずつ昇降させるように駆動手段を制御することができる。
【００２８】
搬送部９は、ＸＹテーブル９ｃと、このＸＹテーブル９ｃ上に垂直方向上向きに搭載されたロータリーアクチュエータ９ｄと、ロータリーアクチュエータ９ｄの回転軸９ｅの上端に接続された多関節アーム１７とから構成されている。
多関節アーム１７は、それぞれ水平方向に平行配置された第１アーム１７ａと第２アーム１７ｂと第３アーム１７ｃとからなり、第１アーム１７ａは、一端が回転軸９ｅの上端に接続されて回転軸９ｅの回転に従動するものである。また、第２アーム１７ｂは、一端が第１アーム１７ａの他端に回転自在に軸支され、内蔵されたベルト伝動装置１７ｄによって第１アーム１７ａの他端を中心に回転可能となっている。第３アーム１７ｃは、一端が第２アーム１７ｂの他端に回転自在に軸支され、内蔵されたベルト伝動装置１７ｅによって第２アーム１７ｂの他端を中心に回転可能となっている。さらに、第３アーム１７ｃは、その他端側が二股状に形成されており、分岐した他端側のそれぞれの上面に凸状の支持部１８が設けられている。この支持部１８には、図示せぬ真空吸着口が形成されており、この真空吸着口が第３アーム１７ｃの内部に設けられた図示せぬ吸引路と連通している。また、吸引路には例えば真空ポンプなどの真空吸引手段が接続されている。
【００２９】
次に、上記構成の読取装置Ａを用いてウェハ１に形成された識別マーク２０を読み取る方法について説明する。
はじめに、複数のウェハ１を収納した第１収納ケース５を第１収納ケース載置台６上に載置し、空の第２収納ケース７を第２収納ケース載置台８上に載置する。なお、この状態において、第１収納ケース５内の各ウェハ１の裏面１ｂには、ダイシングテープ２４が貼り付けられている。
ついで、搬送部９を駆動して、第３アーム１７ｃの二股状の先端部分を第１収納ケース５内に挿入し、搬送する１枚のウェハ１の裏面１ｂ側に支持部１８を当接させて支持部１８にウェハ１を吸着保持させる。
【００３０】
そして、吸着保持したウェハ１を第１収納ケース５から取り出すとともに、ステージ部２上に搬送する。次いで、ステージ部２の開口部２ｃから吸着部２ｆを突出させ、第３アーム１７ｃで保持したウェハ１の略中央位置に吸着パッド２ｅを当接させるとともに吸着本体部２ｄと繋がる真空吸引手段を駆動してウェハ１を吸着保持する。その後、第３アーム１７ｃの支持部１８の吸着を解除し、搬送部９を元の位置に戻す。以上により、第１収納ケース５からステージ部２へのウェハ１の受け渡しが完了する。
【００３１】
一方、吸着部２ｆで保持されたウェハ１は、識別マーク２０がどの位置にあるのか不明の状態である。このため、第１撮像部３でウェハ１の外観画像を撮像し、この外観画像に写し出されたウェハ１の外周やノッチ１ａの位置情報に基づいてウェハ位置認識装置３ｂによりウェハ１の位置を特定する。このようにウェハ１の現在位置が特定された段階で、吸着部２ｆを軸線Ｏ１回りに回転させ、ノッチ１ａが所定の位置に配されるようにウェハ１を移動する。そして、吸着パッド２ｅの吸着を解除すると共に吸着部２ｆをステージ部２の上面２ａの下方に没入させることで、ウェハ１をステージ部２の上面２ａに載置する。このように載置されたウェハ１は、識別マーク２０の形成位置がステージ部２の凹状部２ｈと重なるように載置される。
【００３２】
次いで、ステージ部２に載置されたウェハ１の識別マーク２０を第２撮像部４により読み取る。
この際には、照明ユニット１３のＩＲ光源１０から赤外光線を出射することで、赤外光線がファイバー束１１を通じてその他端からステージ部２の凹状部２ｈを介してウェハ１の裏面１ｂ側に照射される。
ウェハ１の裏面１ｂ側に照射された赤外光線は、その波長が１１００ｎｍ以上、８０００ｎｍ以下とされていることで、順次ダイシングテープ２４及びウェハ１を透過する。透過した赤外光線は、この波長領域において樹脂層１ｈに吸収されたり、樹脂層１ｈを透過したりする割合が小さく、ウェハ１の主面１ｃと樹脂層１ｈとの接合界面において多くが反射する。
【００３３】
反射した赤外光線（反射光）は、再度ウェハ１及びダイシングテープ２４を透過してウェハ１の外部に出射され、ＩＲカメラ１６のレンズ１４に受光されるとともに集光されて撮像素子１５で結像される。これにより、ウェハ１の主面１ｃに形成された識別マーク２０の画像が取得され、撮像素子１５に配線を介して接続された表示部１６ｂに表示される。この表示画像を確認することで樹脂層１ｈが形成された後のウェハ１の識別マーク２０を読み取ることが可能とされる。
【００３４】
ここで、本実施形態では、識別マーク２０の形成位置を除くウェハ１の主面１ｃ領域は略平坦面を呈するため、図２に示すように、照明ユニット１３の赤外光線はこの主面１ｃ領域において正反射する。一方、識別マーク２０を形成した主面１ｃ領域（識別マーク２０の形成位置）は、凹凸形状に形成されているため、同赤外光線が識別マーク２０の形成位置において乱反射する。
そして、ＩＲカメラ１６の光軸Ｒ２は、照明ユニット１３の正反射光を受光しないように配されているため、照明ユニット１３の赤外光線が識別マーク２０の形成位置において乱反射した反射光（乱反射光）のうち、同一方向に反射した乱反射光のみを受光する。
【００３５】
以上のように、識別マーク２０を写し出した画像取得が完了すると、ウェハ１は、吸着部２ｆの吸着パッド２ｅに当接されて再度吸着保持されるとともに、搬送部９に受け渡される。そして、搬送部９により第２収納ケース載置台８に載置された第２収納ケース７のスロットに収納される。このとき、ウェハ１は、読み取られた識別マーク２０に応じた所定のスロットに収納される。そして、第１収納ケース５の複数のウェハ１に対して上記と同様の操作を繰り返し行なうことによって、複数のウェハ１は、例えば識別マーク２０の数字が昇順あるいは降順となるように整列されて第２収納ケース７に収納される。
【００３６】
上記のウェハ１に形成された識別マーク２０の読取方法によれば、赤外光線の透過率が高いダイシングテープ２４をウェハ１の裏面１ｂに貼り付けることで、ウェハ１の裏面１ｂ側から照射された赤外光線が、順次ダイシングテープ２４及びウェハ１を透過することができる。また、ウェハ１の主面１ｃと樹脂層１ｈとの接合界面において反射した赤外光線も、順次ウェハ１及びダイシングテープ２４を透過することができる。したがって、この赤外光線の反射光を受光して接合界面を撮像することで、ウェハ１の主面１ｃが樹脂層１ｈによって被覆され、且つ、ウェハ１の裏面１ｂにダイシングテープ２４が貼り付けられていても、ウェハ１の主面１ｃに形成された識別マーク２０を容易に読み取って、そのウェハ１やロットを特定することが可能となる。
また、ＩＲカメラ１６の光軸Ｒ２は、照明ユニット１３の正反射光を受光しないように配されているため、識別マーク２０を除く主面１ｃ領域がＩＲカメラ１６によって撮像されることを防止して、ほぼ識別マーク２０のみを写し出した画像を容易に取得することができる。
【００３７】
なお、上記第１実施形態において、ＩＲカメラ１６は、その光軸Ｒ２が照明ユニット１３の赤外光線の正反射光の光軸と平行するように配されていても構わない。この場合には、ＩＲカメラ１６がウェハ１の主面１ｃと樹脂層１ｈとの接合界面において正反射する正反射光を受光するため、ＩＲカメラ１６において撮像された画像においては、識別マーク２０の形成位置を除くウェハ１の主面１ｃ領域が明るく写し出され、識別マーク２０が暗く写し出されることになる。
【００３８】
また、ダイシングテープ２４は、単純に赤外光線を透過させる材料により構成することに限らず、例えばＳ偏光成分を減少させる偏光材により構成されてもよい。すなわち、ダイシングテープ２４が、赤外光線のうちＰ偏光成分を多く含む光を透過させ、その他の成分の光を遮断する性質を有していてもよい。
この場合、照明ユニット１３からダイシングテープ２４を通過して接合界面に向かう赤外光線は、Ｐ偏光成分を多く含み、Ｓ偏光成分をほぼ含まない。ここで、識別マーク２０の形成位置を除くウェハ１の主面１ｃ領域は略平坦面を呈しているが、一般に平坦面での反射光は、その反射面に平行な方向に振動するＳ偏光成分の光が強く、これと直角の方向に振動するＰ偏光成分の光が弱くなる。特に、その入射角が５０〜８５度の付近、その中でも６０〜８０度、さらには６５〜７５度の範囲においてその傾向が最も顕著になる。
【００３９】
したがって、相対的にＳ偏光成分よりもＰ偏光成分の強い赤外光線が、接合界面において反射するとその反射光においてはＰ偏光成分がより多く減少するため、この反射光は入射光と比べてＰ偏光成分が弱い赤外光線となる。一方、上記赤外光線は識別マーク２０において乱反射するため、識別マーク２０からの反射光はＰ偏光成分が相対的に強い赤外光線となる。
そして、上述した反射光がウェハ１内からダイシングテープ２４を透過すると、Ｓ偏光成分がさらに減少されるため、ＩＲカメラ１６は、ほぼＰ偏光成分のみの赤外光線を受光することになる。したがって、ＩＲカメラ１６は、識別マーク２０の形成位置を除く主面１ｃ領域の反射光は殆ど受光せず、識別マーク２０からの反射光をより多く受光することができ、撮像された画像においては、識別マーク２０をさらに明るく鮮やかに写し出すことができる。なお、ダイシングテープ２４が上述した偏光材からなる場合には、ＩＲカメラ１６の光軸Ｒ２と、上記実施形態のように照明ユニット１３の赤外光線の正反射光の光軸との交差・平行に関わらず、撮像された画像において識別マーク２０が明るくなり、この形成位置を除くウェハ１の主面１ｃ領域が暗くなる。
【００４０】
図８及び図９は第２実施形態に係る識別マークの読取方法に用いる読取装置を示している。この実施形態の読取装置Ｂには、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂが設けられており、その他の構成については第１実施形態の読取装置Ａと同様である。また、この実施形態の読取装置Ｂにおいても、裏面１ｂにポリエチレンテレフタレート等からなるダイシングテープ２４が貼り付けられたウェハ１の識別マーク２０を読み取る。
【００４１】
これら２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの光軸Ｒ３，Ｒ４は、図９示すように、ウェハ１の主面１ｃに沿う面内において互いに鈍角若しくは直角に交差している。具体的には、ウェハ１の主面１ｃに沿う面内において互いに交差する二つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの光軸Ｒ３，Ｒ４の光軸間角度φ１を、９０〜１７０度、好ましくは１２０〜１６０度、より好ましくは１５０度とする。ＩＲカメラ１６は、図８に示すように、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂからの正反射光を受光しないように、その光軸Ｒ５がウェハ１の主面１ｃに対して交差するように配置されている。なお、図示例においては、ＩＲカメラ１６の光軸Ｒ５がウェハ１の主面１ｃに直交している。
【００４２】
この実施形態の読取装置Ｂにおいては、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂから異なる方向で赤外光線が出射されるため、例えば図９に示すように、識別マーク２０が細長い線状部分を有している場合などに、その線状部分の認識を容易にすることができる。
すなわち、主面１ｃに沿う面内において、線状部分の長手方向と一の照明ユニットから照射される一の赤外光線の光軸方向とが一致している場合、または、これらの傾斜角度が小さい（例えば４５度以下）場合には、線状部分のうち一の赤外光線に照射されないドットの数が多くなる。このため、一の赤外光線だけでは、線状部分の一部が画像に写し出されなくなり、線状部分の撮像が不十分となる。
【００４３】
しかしながら、この読取装置Ｂにおいては、他の照射ユニットから照射される他の赤外光線の光軸が、ウェハ１の主面１ｃに沿う面内において一の赤外光線に対して直角もしくは鈍角に交差するため、主面１ｃに沿う面内においては、線状部分の長手方向と他の赤外光線の光軸方向とが直交する、若しくは、これらの傾斜角度が大きく（例えば４５度以上と）なる。したがって、線状部分のうち赤外光線が照射しないドットの数を少なくできるため、線状部分全体を鮮明に画像に写し出すことが可能となる。
そして、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂからの入射角は、同一でもよいし異なっていてもよいが、異なっていた方が、凹凸の深さ、形状、表面の反射率、粗さや荒れ具合等が異なる様々な識別マークに対応することが可能である。
【００４４】
また、これら２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂからの出射光の波長も同一でもよいし異なっていてもよいが、入射角の場合と同様、異なっている方が、凹凸の深さ、形状、表面の反射率、粗さや荒れ具合等が異なる様々な識別マークに対応することが可能である。
そして、ダイシングテープ２４が偏光材により構成されている場合には、ダイシングテープ２４によって識別マーク２０の形成位置を除くウェハ１の主面１ｃ領域からの反射光の偏光方向とは異なる偏光方向で、識別マーク２０の部分からの反射光の偏光方向の光を選択して受光することにより、この識別マーク２０が読み取り易くなる。
【００４５】
なお、上記第２実施形態においては、照明ユニット１３Ａ，１３Ｂが２つ設けられるとしたが、例えば３つ以上設けられるとしても構わない。この場合には、少なくとも２つの照明ユニットの光軸間角度が上記実施形態と同様に鈍角若しく直角となっていればよく、この２つの照明ユニットを除く他の照明ユニットについては、全ての照明ユニットに対する光軸間角度を鋭角若しくは０度としてもよい。なお、例えば３つの照明ユニットの各光軸間角度がそれぞれ鈍角となっていてもよい。
【００４６】
また、上記実施形態において、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの光軸Ｒ１，Ｒ２は、ウェハ１の主面１ｃに沿う面内において互いに鈍角に交差するとしたが、これに限ることはなく、少なくとも各々異なる方向からウェハ１の主面１ｃに交差していればよい。
さらに、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂは、個別にＩＲ光源１０を備えるとしたが、例えば同一のＩＲ光源１０を備えるとしてもよい。この場合には、同一のＩＲ光源１０に各照明ユニット１３Ａ，１３Ｂを構成するファイバー束１１の一端を接続すればよい。
【００４７】
また、全ての実施形態において、読取装置は、ステージ部２と第１撮像部３と第２撮像部４と第１収納ケース載置台６と第２収納ケース載置台８と搬送部９とから構成されるとしたが、少なくとも第２撮像部４を備えていればよい。すなわち、半導体装置の製造工程内に設けられた例えば外観検査装置など他の装置に第２撮像部４を設け、外観検査装置などの既存のステージ部や搬送部、収納ケース載置台を利用しつつ外観検査などを行う際にウェハ１の識別マーク２０の読み取りが行われてもよい。
また、第１撮像部３は、ウェハ１の位置を特定するとしたが、例えば取得した画像を外観検査に用いたり、樹脂層１ｈが形成される前のウェハ１の識別マーク２０を読み取るために使用してもよい。
【００４８】
また、ステージ部２には、照明ユニット１３からの赤外光線及びウェハ１からの反射光を通過させるための凹状部２ｈが形成されているが、この構成に限ることはない。例えば、ステージ部２は赤外光線を透過可能な石英ガラスなどの透過材料によって形成されてもよい。
この場合には、前述の凹状部２ｈが不要となるため、ウェハ１の主面１ｃに対する照明ユニット１３の光軸の入射角度やＩＲカメラ１６の光軸の角度が凹状部２ｈによって規制されることがない。したがって、照明ユニット１３及びＩＲカメラ１６の光軸を幅広い角度範囲にわたって設定可能となる、すなわち、ウェハ１の主面１ｃに対する照明ユニット１３及びＩＲカメラ１６の光軸角度を容易に設定することができる。また、凹状部２ｈが不要となることで、識別マーク２０がウェハ１の主面１ｃのいずれの位置に形成されていたとしても、これを読み取ることが可能となる。
【００４９】
さらに、ウェハ１の主面１ｃを封止する樹脂層１ｈは、例えばダイシングテープ２４と同様に、ポリエチレンテレフタレートや偏光材等の赤外光線が透過可能な樹脂材料により形成されてもよい。この場合には、赤外光線を樹脂層１ｈ側から前記ウェハ１の主面１ｃに向けて照射すればよい。そして、樹脂層１ｈ、前記ウェハ１及びダイシングテープ２４を順次透過した赤外光線を上記実施形態と同様のＩＲカメラ１６で受光することで、ウェハ１の主面１ｃを撮像することができ、撮像された画像により識別マーク２０を読み取ることができる。
すなわち、上記赤外光線は、接合界面のうち識別マーク２０の形成位置を除くウェハ１の主面１ｃ領域に入射されると、樹脂層１ｈとウェハ１との屈折率の違いに応じた方向に屈折してウェハ１及びダイシングテープ２４を透過する。一方、赤外光線が、接合界面のうち識別マーク２０の形成位置に入射されると、凹凸状の識別マーク２０によって様々な方向に散乱してウェハ１を通過する。
【００５０】
そして、ＩＲカメラ１６の光軸方向が、識別マーク２０の形成位置を除く主面１ｃ領域からウェハ１及びダイシングテープ２４を透過した赤外光線の透過光の光軸方向に一致している場合には、撮像された画像上の識別マーク２０が、その形成位置を除く主面１ｃ領域よりも暗く写し出される。一方、ＩＲカメラ１６の光軸方向が、識別マーク２０の形成位置を除くウェハ１の主面１ｃ領域からウェハ１及びダイシングテープ２４を透過した赤外光線の透過光の光軸方向に一致しない場合には、画像上の識別マーク２０が、その形成位置を除く主面１ｃ領域よりも明るく写し出される。
したがって、識別マーク２０は、その形成位置を除く主面１ｃ領域とのコントラストによって読み取ることができる。
【００５１】
また、上記実施形態においては、ＩＲ光源１０から出射される赤外光線の波長が１１００ｎｍ以上、２３００（あるいは２０００）ｎｍ以下であるものとして説明を行なったが、ダイシングテープが吸光しない波長領域であれば、赤外線領域の波長が限定される必要はない。
さらに、ウェハ１は、多結晶や単結晶のシリコンで形成されているものとしたが、ウェハ１はシリコンに限定される必要のないものである。
【００５２】
また、本発明は、ウェハ１に形成された識別マーク２０の各ドットの径が２０〜５００μｍ程度のものであるとしたが、本発明は、このドット径よりも小さい径で形成された識別マーク２０を読み取ることも充分に可能である。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】この発明の第１実施形態に係る識別マークの読取方法に用いる読取装置を構成する照明ユニット及びＩＲカメラとウェハとの位置関係を示す図である。
【図２】図１に示す照明ユニットからウェハに向けて照射した赤外光線とその反射光との関係を示す図である。
【図３】図１の照明ユニット及びＩＲカメラを備える識別マークの読取装置を示す図である。
【図４】図３の側面図である。
【図５】図３の識別マークの読取装置に使用するウェハの一例を示す図である。
【図６】図５のウェハの拡大断面図である。
【図７】図５のウェハに形成されている識別マークの一部を示す拡大平面図である。
【図８】この発明の第２実施形態に係る識別マークの読取方法に用いる読取装置を構成する照明ユニット及びＩＲカメラとウェハとの位置関係を示す図である。
【図９】図８の照明ユニット及びウェハの位置関係をウェハの裏面側から見た状態を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…ウェハ、１ｂ…裏面、１ｃ…主面、１ｈ…樹脂層、２…ステージ部、４…第２撮像部、１０…ＩＲ光源（光源）、１１…ファイバー束、１３，１３Ａ，１３Ｂ…照明ユニット、１４…レンズ、１５…撮像素子、１６…ＩＲカメラ（撮像ユニット）、２０…識別マーク、２４…ダイシングテープ、Ａ，Ｂ…識別マークの読取装置、Ｒ１，Ｒ３，Ｒ４…照明ユニットの光軸、Ｒ２，Ｒ５…ＩＲカメラの光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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