(57)【要約】【課題】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た場合においても識別マークを読み取り可能とする。【解決手段】ウェハ１の主面１ｃに凹凸状の識別マーク２０を形成し、且つ、該識別マーク２０を含む主面１ｃを樹脂層１ｈにより封止した状態において識別マークを読み取るための装置であって、ウェハ１の裏面１ｂ側から主面１ｃに向けて赤外光線を照射する複数の照明ユニット１３Ａ，１３Ｂと、ウェハ１を透過して主面１ｃと樹脂層１ｈとの接合界面において反射した赤外光線の反射光を受光して接合界面を撮像する撮像ユニット１６とを備え、複数の照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの光軸Ｒ１，Ｒ２は、主面１ｃに対して各々異なる方向に交差し、撮像ユニット１６は、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のみを受光することを特徴とする識別マーク２０の読取装置Ａを提供する。【選択図】図１
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【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凸状の識別マークを読み取る方法であって、
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、
前記複数の赤外光線を前記ウェハに透過させて前記主面と前記樹脂層との接合界面において反射させ、
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識別マークの読取方法。
【請求項２】
前記複数の赤外光線の光軸が、全て前記主面に対して鋭角に傾斜することを特徴とする請求項１に記載の識別マークの読取方法。
【請求項３】
前記複数の赤外光線の光軸が、前記主面に沿う面内において互いに直角若しくは鈍角に交差することを特徴とする請求項２に記載の識別マークの読取方法。
【請求項４】
前記接合界面において前記主面に対して傾斜する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ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の識別マークの読取方法。
【請求項５】
前記識別マークが、長辺及び短辺を有する幅狭な線分によって構成され、
該幅狭の線分が、前記主面に形成された凹み形状によって構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の識別マークの読取方法。
【請求項６】
ウェハの主面に凹凸状の識別マークを形成し、且つ、該識別マークを含む前記主面を樹脂層により封止した状態において前記識別マークを読み取るための装置であって、
前記ウェハの裏面側から前記主面に向けて赤外光線を照射する複数の照明ユニットと、前記ウェハを透過して前記主面と前記樹脂層との接合界面において反射した前記赤外光線の反射光を受光して前記接合界面を撮像する撮像ユニットとを備え、
前記複数の照明ユニットの光軸は、前記主面に対して各々異なる方向に交差し、
前記撮像ユニットは、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のみを受光することを特徴とする識別マークの読取装置。
【請求項７】
前記複数の照明ユニットの光軸が、前記主面に対して鋭角に傾斜することを特徴とする請求項６に記載の識別マークの読取装置。
【請求項８】
前記複数の照明ユニットの光軸が、前記主面に沿う面内において互いに直角若しくは鈍角に交差することを特徴とする請求項７に記載の識別マークの読取装置。
【請求項９】
前記撮像ユニットの光軸が、前記主面に対して傾斜していることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の識別マークの読取装置。
【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及び識別マークの読取装置に関する。
【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った。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った。
【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及び識別マークの読取装置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】
【０００７】
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凸状の識別マークを読み取る方法であって、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、前記複数の赤外光線を前記ウェハに透過させて前記主面と前記樹脂層との接合界面において反射させ、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。
【０００８】
また、本発明の識別マークの読取装置は、ウェハの主面に凹凸状の識別マークを形成し、且つ、該識別マークを含む前記主面を樹脂層により封止した状態において前記識別マークを読み取るための装置であって、前記ウェハの裏面側から前記主面に向けて赤外光線を照射する複数の照明ユニットと、前記ウェハを透過して前記主面と前記樹脂層との接合界面において反射した前記赤外光線の反射光を受光して前記接合界面を撮像する撮像ユニットとを備え、前記複数の照明ユニットの光軸は、前記主面に対して各々異なる方向に交差し、前記撮像ユニットは、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のみを受光することを特徴とする。
【０００９】
上述したように、ウェハを透過する赤外光線を用いて接合界面を撮像することで、識別マークを含む接合界面の画像を取得することができる。すなわち、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ていても、識別マークを読み取ることができる。
さらに、これらの発明に係る識別マークの読取方法及び読取装置によれば、識別マークの形成位置を除くウェハの主面領域は略平坦面を呈するため、照明ユニットの赤外光線はこの主面領域において正反射（主面に対する赤外光線の入射角度と同一角度で反射）する。一方、識別マークを形成した主面領域は凹凸状に形成されているため、同赤外光線はこの識別マークの形成位置において乱反射する。
【００１０】
そして、撮像ユニットにより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接合界面を撮像することで、識別マークは、一の赤外光線の反射光に他の赤外光線の乱反射光を加えた光量によって画像に写し出される。一方、識別マークの形成位置を除く主面領域は、最大でも１つの赤外光線の正反射光の光量のみにより画像に写し出されるだけである。すなわち、識別マークは、その形成位置を除く主面領域よりも明るく鮮明に写し出されるため、識別マークを容易に読み取ることが可能となる。
【００１１】
また、本発明の識別マークの読取方法においては、前記複数の赤外光線の光軸を全て前記主面に対して鋭角に傾斜させることが望ましい。
さらに、本発明の識別マークの読取装置においては、前記複数の照明ユニットの光軸を前記主面に対して鋭角に傾斜させることが望ましい。
これらの場合には、識別マークの形成位置において乱反射する反射光の光量が大きくなるため、識別マークをさらに明るく鮮明に写し出すことが可能となる。
【００１２】
さらに、本発明の識別マークの読取方法においては、前記複数の赤外光線の光軸が前記主面に沿う面内において互いに直角若しくは鈍角に交差することが望ましい。
また、本発明の識別マークの読取装置においては、前記複数の照明ユニットの光軸が前記主面に沿う面内において互いに直角若しくは鈍角に交差することが望ましい。
そして、これらの場合には、前記識別マークが、長辺及び短辺を有する幅狭な線分によって構成され、該幅狭の線分が、前記主面に形成された凹み形状に構成されていてもよい。
【００１３】
これらの場合には、上述した幅狭の線分を有する識別マークであっても容易に読み取ることが可能となる。
すなわち、主面に沿う面内において、線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、線分の一部が画像に写し出されなくなり、線分の撮像が不十分となる。
しかしながら、上述した識別マークの読取方法では、上述したように、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、ウェハの主面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、主面に沿う面内においては、線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、線分全体を鮮明に画像に写し出すことが可能となる。
【００１４】
また、主面に沿う面内における複数の赤外光線の正反射光の光軸間の角度（光軸間角度）を広く設定することができるため、光軸間角度の範囲内に撮像ユニットの光学系の光軸を容易に配することができる。そして、このように撮像ユニットを配置することで、識別マークの形成位置を除く主面領域からの正反射光が撮像ユニットによって撮像されることを防止することが可能となる。すなわち、識別マークを除く位置で正反射した反射光を受光せずに、識別マークにおいて乱反射した反射光のみを受光することが可能となり、この乱反射光のみにより撮像することでほぼ識別マークのみを写し出した画像を容易に取得することができる。
【００１５】
また、本発明の識別マークの読取方法においては、前記接合界面において前記主面に対して傾斜する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ことが望ましい。
さらに、この識別マークの読取装置においては、前記撮像ユニットの光軸を前記主面に対して傾斜させることが望ましい。
これらの場合には、識別マークの形成位置において乱反射する反射光をより強く受光することが可能となるため、識別マークをさらに明るく鮮明に写し出すことができる。
【発明の効果】
【００１６】
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】
【００１７】
以下、図１から図８を参照し、本発明の一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。なお、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読み取る方法及び読取装置に関するものである。
図７及び図８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。
【００１８】
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。
【００１９】
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３，図４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、各文字や数字は長辺及び短辺を有する幅狭の凹形状の線分２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを複数組み合わせて構成されている。また、各線分２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは、例えば図３に示すように、主面１ｃに形成された凹み形状のドット２０ａの集合体によって構成されていても良い。
以下この図３に基づいて説明すると、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において凹凸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。
【００２０】
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４及び図８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。
【００２１】
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５及び図６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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、以上のように構成されたステージ部２の上面２ａには、ウェハ１の裏面１ｂが接触するようにウェハ１が載置されることになる。
【００２４】
第１撮像部３は、図６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５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。
【００２５】
第２撮像部４は、図１、図２及び図６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２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂ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。
各照明ユニット１３Ａ，１３Ｂ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。なお、本実施形態においては、２つの照明ユニット１３Ａ，１３ＢのＩＲ光源１０は、同一の波長の赤外光線を出射するように構成されている。
【００２６】
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，Ｒ２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，Ｒ２方向を自由に変更することができるようになっている。
【００２７】
そして、本実施形態においては、図１及び図２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、各照明ユニット１３Ａ，１３Ｂ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，Ｒ２（各照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの光軸Ｒ１，Ｒ２）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１１００ｎｍ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。
そして、各照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの光軸Ｒ１，Ｒ２は、ウェハ１の主面１ｃに対して鋭角に傾斜している。具体的には、主面１ｃに対する照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの光軸Ｒ１，Ｒ２の入射角度θ１，θ２（主面１ｃの垂線と入射光の光軸とのなす角度）を、５〜４５度、好ましくは１０〜３０度、より好ましくは１５度とする。なお、主面１ｃに対する２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの入射角度θ１，θ２は、同一であってもよいが、相互に異なっている方がより好ましい。
【００２８】
そして、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの光軸Ｒ１，Ｒ２は、図３に示すように、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ればよい。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２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの光軸Ｒ１，Ｒ２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。すなわち、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ことがより好ましい。
なお、図３における符号Ｒ１ａは一方の照明ユニット１３Ａの赤外光線がウェハ１の主面１ｃと樹脂層１ｈとの接合界面において正反射した反射光の光軸を示しており、また、符号Ｒ２ａは他方の照明ユニット１３Ｂの赤外光線が接合界面において正反射した反射光の光軸を示している。
【００２９】
ＩＲカメラ１６は、図１から図３に示すように、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Ｒ３方向に並べて配されており、ＩＲカメラ１６の光軸Ｒ３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。
【００３０】
そして、このＩＲカメラ１６の光軸Ｒ３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に到達するようになっており、図２に示すように、ウェハ１の主面１ｃに対して２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの光軸Ｒ１，Ｒ２とは異なる方向から鋭角に交差している。また、ＩＲカメラ１６の光軸Ｒ３は、図３に示すように、ウェハ１の主面１ｃに沿う面内において、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの光軸Ｒ１，Ｒ２に対して鈍角に交差し、且つ、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの赤外光線の正反射光の光軸Ｒ１ａ，Ｒ２ａの間に位置している。すなわち、ＩＲカメラ１６は、その撮像素子１５が２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの赤外光線の正反射光を受光しないように、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂに対向する位置に配されている。
【００３１】
図５及び図６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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、図１から図４に示すように、各照明ユニット１３Ａ，１３ＢのＩＲ光源１０から赤外光線を出射することで、各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に照射される。
【００３８】
ウェハ１の裏面１ｂに照射された各赤外光線は、その波長が１１００ｎｍ以上、８０００ｎｍ以下とされていることで、ウェハ１を透過する。透過した各赤外光線は、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との接合界面で多くが反射する。
反射した赤外光線（反射光）は、再度ウェハ１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。
【００３９】
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４に示すように、各照明ユニット１３Ａ，１３Ｂ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Ｒ３は、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの正反射光を受光しないように配されているため、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂ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。なお、ＩＲカメラ１６が受光する光量は、各照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの赤外光線のうちＩＲカメラ１６の光軸Ｒ３方向に反射した乱反射光を足し合わせたものとなる。
【００４０】
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。
【００４１】
上記のウェハ１に形成された識別マーク２０の読取方法及び読取装置Ａにおいては、赤外光線を出射可能な照明ユニット１３が備えられていることによって、赤外光線をウェハ１に照射して、照射した赤外光線をウェハ１に透過させることができ、且つ樹脂層１ｈのウェハ１の主面１ｃとの接合界面で反射させることができる。また、赤外光線の反射光を受光しつつ撮像可能なＩＲカメラ（撮像ユニット）１６が備えられていることにより、反射した赤外光線を受光して結像することができる。これにより、ウェハ１の裏面１ｂ側から赤外光線を照射してウェハ１の主面１ｃの画像を取得することが可能となり、主面１ｃに形成された識別マーク２０を読み取ることが可能となる。よって、樹脂封止が施されたウェハ１に対しても識別マーク２０を読取って、そのウェハ１やロットを特定することが可能となる。
【００４２】
また、ＩＲカメラ１６の光軸Ｒ３は、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂ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。すなわち、識別マーク２０とこれを除く主面１ｃ領域とのコントラストを向上させることができる。
また、ＩＲカメラ１６の光軸Ｒ３は、ウェハ１の主面１ｃに沿う面内において２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの光軸Ｒ１，Ｒ２と鈍角に交差するように、且つ、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの赤外光線の正反射光の光軸Ｒ１ａ，Ｒ２ａの間に配されているため、正反射光の受光を防止しながら識別マーク２０をより明るく鮮明に映し出すことが可能となる。
【００４３】
さらに、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの光軸Ｒ１，Ｒ２を全てウェハ１の主面１ｃに対して鋭角に傾斜させることで、識別マーク２０の形成位置における乱反射光の光量が大きくなり、また、ＩＲカメラ１６の光軸Ｒ３を主面１ｃに対して鋭角に傾斜させることで、上記乱反射光をより強く受光することができるため、識別マーク２０をさらに明るく鮮明に写し出すことができる。
また、主面１ｃに対する２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの入射角度θ１，θ２を相互に異ならせることで、識別マーク２０において反射する赤外光線の反射光をより明るく写し出すこともできる。
【００４４】
さらに、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの光軸Ｒ１，Ｒ２がウェハ１の主面１ｃに沿う面内において鈍角に交差しているため、識別マーク２０が、長辺及び短辺を有する幅狭の線分２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃによって構成されていても、容易に読み取ることが可能となる。
すなわち、図３に示すように、ウェハ１の主面１ｃに沿う面内において、線分２１Ｂの長手方向が一方の照明ユニット１３Ａの光軸Ｒ１の方向と一致している場合、または、線分２１Ｃの長手方向と一方の照明ユニット１３Ａの光軸Ｒ１の方向との傾斜角度が小さい（例えば４５度以下）場合には、これら線分２１Ｂ，２１Ｃのうち一方の照明ユニット１３Ａの赤外光線（一方の赤外光線）に照射されないドットの数が多くなる。このため、一方の赤外光線だけでは、線分２１Ｂ，２１Ｃの一部が画像に写し出されなくなり、線分２１Ｂ，２１Ｃの撮像が不十分となる。
【００４５】
ここで、他方の照明ユニット１３Ｂの光軸Ｒ２は一方の照明ユニット１３Ａの光軸Ｒ１に対して鈍角に交差しているため、ウェハ１の主面１ｃに沿う面内においては、線分２１Ｂの長手方向と他方の照明ユニット１３Ｂの光軸Ｒ２方向とが鈍角に交差し、線分２１Ｃの長手方向と他方の照明ユニット１３Ｂの光軸Ｒ２方向との傾斜角度が大きく（例えば４５度以上と）なる。したがって、これら線分２１Ｂ，２１Ｃ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、線分２１Ｂ，２１Ｃ全体を鮮明に画像に写し出すことが可能となる。
【００４６】
なお、上記実施形態において、ＩＲカメラ１６の光軸Ｒ３は、ウェハ１の主面１ｃに対して鋭角に交差するとしたが、例えば直角に交差するとしても構わない。
また、ＩＲカメラ１６の光軸Ｒ３は、ウェハ１の主面１ｃに沿う面内において、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの光軸Ｒ１，Ｒ２に対して鈍角に交差し、且つ、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの赤外光線の正反射光の光軸Ｒ１ａ，Ｒ２ａの間に位置するとしたが、いかなる位置に配されていてもよい。したがって、ＩＲカメラ１６の光軸Ｒ３は、ウェハ１の主面１ｃに沿う面内において、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂのいずれか一方の光軸Ｒ１，Ｒ２に対して直角あるいは鋭角に配されるとしてもよいし、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの光軸Ｒ１，Ｒ２に対して直角あるいは鋭角に配されるとしてもよい。
【００４７】
この場合でも、識別マーク２０を形成していない主面１ｃ領域よりも識別マーク２０を明るく鮮明に写し出すことができる。すなわち、ＩＲカメラ１６が例えば一方の照明ユニット１３Ａの正反射光を受光する場合でも、ＩＲカメラ１６は、識別マーク２０において反射する他方の照明ユニット１３Ｂの乱反射光も受光する。したがって、識別マーク２０は、一方の照明ユニット１３Ａの正反射光に他方の照明ユニット１３Ｂの乱反射光を加えた光量によって写し出されることになる。なお、識別マーク２０を形成していない主面１ｃ領域は、一方の照明ユニット１３Ａの正反射光の光量のみによって写し出されるだけである。
【００４８】
ただし、ＩＲカメラ１６は、その撮像素子１５が２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの赤外光線の正反射光を受光しない位置に配されることよりが好ましい。また、ＩＲカメラ１６の光軸Ｒ３は、ウェハ１の主面１ｃに沿う面内において、各照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの光軸Ｒ１，Ｒ２に対して鈍角あるいは直角に交差する位置に配されることがさらに好ましい。
なお、上記実施形態のように、ウェハ１の主面１ｃに沿う面内において、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの光軸Ｒ１，Ｒ２を鈍角に交差させておくことで、光軸Ｒ１，Ｒ２の光軸間角度を広く設定できるため、この光軸間角度の範囲内にＩＲカメラ１６の光軸Ｒ３を容易に配することができる。
【００４９】
また、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの光軸Ｒ１，Ｒ２は、全てウェハ１の主面１ｃに対して鋭角に傾斜し、また、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。
すなわち、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの光軸Ｒ１，Ｒ２は、例えばその一方がウェハ１の主面１ｃに対して鋭角に傾斜し、他方がウェハ１の主面１ｃに対して直角に傾斜するとしてもよい。また、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの光軸Ｒ１，Ｒ２は、例えばウェハ１の主面１ｃに沿う面内において互いに直角に交差するとしてもよいし、例えば互いに鋭角に傾斜していてもよい。
さらに、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの光軸Ｒ１，Ｒ２は、主面１ｃに対する各入射角度θ１，θ２が相互に異なっていれば、例えばこれらの光軸間角度φ１が０度や１８０度であってもよい。また、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの光軸Ｒ１，Ｒ２は、これらの光軸間角度φ１が０度や１８０度でなければ、例えば主面１ｃに対する各入射角度θ１，θ２が同一であっても構わない。
【００５０】
そして、上記実施形態の読取装置Ａには、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。
また、複数の照明ユニットは、上記実施形態のように同一波長の赤外光線を出射することに限らず、赤外光線の波長が上記実施形態の範囲内であれば、例えば相互に異なる波長の赤外光線を出射するとしてもよい。
なお、上記実施形態のように、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂによって第２撮像部４が構成される場合には、２つの照明ユニット１３Ａ，１３Ｂの光軸Ｒ１，Ｒ２をそれぞれ異なる方向からウェハ１の主面１ｃに交差させ、且つ、これら２つの各照明ユニット１３Ａ，１３Ｂから出射される赤外光線の波長を相互に異ならせばよい。
【００５１】
また、３つ以上の照明ユニットによって第２撮像部４が構成される場合には、少なくとも一の照明ユニットから出射される赤外光線が、他の複数の照明ユニットの赤外光線の波長と異なっていればよく、且つ、少なくとも他の複数の照明ユニットの光軸がそれぞれ異なる方向から主面に交差していればよい。
すなわち、例えば図９に示すように、他の複数の照明ユニット１３Ｄ，１３Ｅとは異なる波長の赤外光線を出射する一の照明ユニット１３Ｃの光軸Ｒ４は、他の複数の照明ユニット１３Ｄ，１３Ｅの光軸Ｒ５，Ｒ６とは異なる方向からウェハ１の主面１ｃに交差していてもよい。また、この一の照明ユニット１３Ｃの光軸Ｒ４は、例えば他の複数の照明ユニット１３Ｄ，１３Ｅの光軸Ｒ５，Ｒ６のうち、１つの光軸と同じ方向からウェハ１の主面１ｃに交差していてもよい。
これらの場合には、相互に異なる波長を有する複数の赤外光線がウェハ１の主面１ｃと樹脂層１ｈとの接合界面のうち識別マーク２０の形成領域において乱反射することで、複数の赤外光線の反射光が互いに干渉してその光量が増幅されるため、識別マーク２０をさらに明るく鮮明に写し出すことが可能となる。
【００５２】
また、複数の照明ユニット１３Ａ~１３Ｅ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。
【００５３】
また、読取装置Ａ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。
【００５４】
また、ステージ部２には、複数の照明ユニット１３Ａ〜１３Ｅ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に対する各照明ユニット１３Ａ〜１３Ｅの光軸Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４〜Ｒ６の角度やＩＲカメラ１６の光学系の光軸Ｒ３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１３Ａ〜１３Ｅの光軸Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４〜Ｒ６及びＩＲカメラ１６の光軸Ｒ３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に対する各照明ユニット１３Ａ〜１３Ｅの光軸Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４〜Ｒ６及びＩＲカメラ１６の光軸Ｒ３の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。
【００５５】
さらに、ＩＲ光源１０から出射される赤外光線の波長が１１００ｎｍ以上、８０００ｎｍ以下であるものとして説明を行なったが、赤外線領域（近赤外：７００ｎｍ〜２５００ｎｍ、中赤外：２５００ｎｍ〜４０００ｎｍ、遠赤外：４０００ｎｍ〜６０００００ｎｍ）の光線であればそ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。
【００５６】
また、本発明は、例えばウェハ１の裏面１ｂにダイシングテープが貼り付けられていたり、ダイシング後のウェハ１がダイシングテープで保持されているウェハ１に対しても、複数の照明ユニット１３Ａ〜１３Ｅから出射した赤外光線を、ダイシングテープを透過させて主面１ｃに形成された識別マーク２０を読み取ることも可能である。
さらに、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。
【００５７】
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】
【００５８】
【図１】この発明の一実施形態に係る識別マークの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とは別方向から見た照明ユニット及びＩＲカメラとウェハとの位置関係を示す図である。
【図３】図１及び図２の照明ユニット及びＩＲカメラとウェハとの関係をウェハの裏面側から見た状態を示す図である。
【図４】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５】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６】図５の側面図である。
【図７】図５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８】図４のウェハの拡大断面図である。
【図９】この発明の他の実施形態に係る識別マークの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。
【符号の説明】
【００５９】
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、１３Ａ〜１３Ｅ…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、Ａ…識別マークの読取装置、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４〜Ｒ６…照明ユニットの光軸、Ｒ３…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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