JPH11346027A

JPH11346027A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH11346027A
Application number: JP15122898A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kume; 雅博粂; Yuzaburo Ban; 雄三郎伴; Isao Kidoguchi; 勲木戸口; Satoshi Kamiyama; 智上山; Ayumi Tsujimura; 歩辻村; Akihiko Ishibashi; 明彦石橋; Yoshiteru Hasegawa; 義晃長谷川; Ryoko Miyanaga; 良子宮永
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-06-01
Filing date: 1998-06-01
Publication date: 1999-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体素子、特に、短波長光素子を有する半
導体チップを基板に高精度に実装できるようにする。【解決手段】サファイアよりなる基板上に形成された
ＧａＮ系半導体よりなるＬＤ素子を有するＬＤチップ１
５を微動ステージ１６の真空チャック１７を用いて吸着
しながら、基板１２のチップ固着領域の上に搬送する。
その後、ＬＤチップ１５を第１のＴＶカメラ１３Ａを用
いてＬＤチップ１５に対する基板１２の反対側から観測
し、例えば、ＬＤチップ１５のストライプパターン及び
基板１２の配線パターンからの反射光を観測しながら、
ストライプパターンが配線パターンに対して所定位置と
なるように、ＬＤチップ１５と基板１２のチップ固着領
域との位置合わせを行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路と発光素
子とが集積化された光電子集積回路（ＯＥＩＣ）装置、
特に、集積回路を有しヒートシンクを兼ねるシリコン
（Ｓｉ）等よりなる基板上に、窒化ガリウム（ＧａＮ）
系等の半導体レーザ（ＬＤ）素子又は発光ダイオード
（ＬＥＤ）素子を高精度に実装する光電子集積回路装置
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光を検出するフォトダイオード
（ＰＤ）素子と、該ＰＤ素子からの電気信号を増幅する
トランジスタとをＳｉよりなる一の基板に集積し、さら
にこの基板上にＬＤ素子を実装した受発光集積装置が光
ディスクの光ピックアップ装置として用いられてきてい
る。この集積化により、光ピックアップ装置の構成部品
の点数が削減され、光ピックアップ装置の小型化及び高
性能化が図られると共に、高信頼性及び低価格化が大き
く進展している。

【０００３】以下、従来の受発光集積装置について図面
を参照しながら説明する。

【０００４】図７はコンパクトディスクの光ピックアッ
プ装置に用いられる従来の受発光集積装置の構成を示
し、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）はその平面図で
ある（ＮａｔｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｉｃａｌＲｅｐ
ｏｒｔ，Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．６，ｐ６８９，１９９
６）。図７（ａ）に示すように、中央部付近に凹部１０
１ａを有するＳｉよりなる基板１０１には、該凹部１０
１ａにおける基板１０１の長手方向の両側部と互いに間
隔をおいた複数のＰＤ素子１０２と、凹部１０１ａの底
部の所定位置に半田材により固着され、厚さが１００μ
ｍ程度のＧａＡｓよりなるＬＤ素子を有するＬＤチップ
１０３と、ＰＤ素子１０２及び凹部１０１ａを除く領域
に、ＰＤ素子１０２からの信号を増幅すると共にＬＤ素
子の動作を制御する制御信号を生成する集積化された制
御回路１０４とが形成されている。

【０００５】ＬＤチップ１０３からの波長が７８０ｎｍ
のレーザ光は、基板１０１の凹部１０１ａの壁面のうち
ＬＤチップ１０３の出射口と対向し且つ壁面が基板面に
対して斜めに設けられてなるミラー１０１ｂにより基板
面に対してほぼ９０°反射して該基板面に対して垂直に
出射される。

【０００６】また、図７（ｂ）に示すように、受発光集
積装置に実装されたＬＤチップ１０３が出射するレーザ
光はミラー１０１ｂの見かけ上の発光点１０１ｃを形成
する。

【０００７】図８は図７に示す受発光集積装置を用いた
光ピックアップ装置の構成を模式的に表わしている。図
８に示すように、基板１０１上のＬＤチップ１０３が出
射したレーザ光は、コンパクトディスク１０５のピット
１０５ａに焦点を結び、さらに、該ピット１０５ａで反
射して再度ＬＤチップ１０３に戻る。ここで、コンパク
トディスク１０５により反射されたレーザ光は、ＬＤチ
ップ１０３とコンパクトディスク１０５との間の光路に
設けられた集光レンズ１０６で集光し且つホログラム素
子１０７で回折して、基板１０１上の各ＰＤ素子１０２
に入射する。前述したように、基板上の制御回路（図示
せず）は、各ＰＤ素子１０２に入射する反射光の光量に
応じて、レーザ光がコンパクトディスク１０５のピット
１０５ａに確実に焦点を結ぶようにトレースの制御を行
なっている。

【０００８】従って、図７（ｂ）に示すように、コンパ
クトディスク１０５のピット１０５ａを確実にトレース
するためには、ＬＤチップ１０３を基板１０１の凹部１
０１ａに固着する位置を、ＬＤチップ１０３の両側に位
置する各ＰＤ素子１０２のうち所定の直線１０２ａ上に
並ぶ２つのＰＤ素子１０２の中点と見かけ上の発光点１
０１ｃとが一致しなければならない。

【０００９】そこで、基板１０１に対するＬＤチップ１
０３の実装時のマージンをできるだけ小さくすることが
要求される。例えば、図７（ｂ）に示すように、このマ
ージンを、固着面のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに
１０μｍ以下とすれば、光ピックアップ装置を組み立て
る際に、各光部品に対して手順が煩雑な光学的調整が不
要となり、信頼性が高い光ピックアップ装置を低価格で
実現できる。

【００１０】以下、従来の受発光集積装置の製造方法に
ついて図面を参照しながら説明する。

【００１１】図９及び図１０は従来の受発光集積装置の
製造方法、特に、基板にＬＤチップを実装する実装方法
の概略を表わしている。図９（ａ）に示すように、ま
ず、ヒートステージ１１０上に、放熱性が高い樹脂、金
属又はセラミック等よりなるパッケージ１１１を載置す
る。次に、パッケージ１１１上における、ＰＤ素子及び
制御回路を有するＳｉよりなる基板１１２の定点からの
収納位置を、例えば、第１のＴＶカメラ１１３Ａを用い
て確認すると共に、基板１１２の外形寸法及び定点から
の位置を第２のＴＶカメラ１１３Ｂを用いて確認する。
ここで、定点は、例えば、ヒートステージ１１０上に設
けられた基準座標の原点とする。これらの寸法及び位置
データに基づいて、基板１１２を吸着しながら搬送する
真空チャック１１４のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれ
の移動量を算出する。

【００１２】次に、図９（ｂ）に示すように、基板１１
２を吸着した状態で真空チャック１１４を所定量移動さ
せることにより、基板１１２をパッケージ１１１の所定
の収納位置に載置する。

【００１３】次に、図１０（ａ）に示すように、ヒート
ステージ１１０上のパッケージ１１１に収納された基板
１１２におけるＬＤチップ１１５の定点からの固着位置
を第１のＴＶカメラ１１３Ａを用いて確認すると共に、
ＬＤチップ１１５の外形寸法及び定点からの位置を第２
のＴＶカメラ１１３Ｂを用いて確認する。これらの寸法
及び位置データに基づいて、ＬＤチップ１１５を吸着し
ながら搬送する真空チャック１１４のＸ軸方向及びＹ軸
方向のそれぞれの移動量を算出する。

【００１４】次に、図１０（ｂ）に示すように、ＬＤチ
ップ１１５を吸着した状態で真空チャック１１４を所定
量移動させることにより、ＬＤチップ１１５を基板１１
２の所定の固着位置に載置する。ここで、パッケージ１
１１における基板１１２の収納位置、及び基板１１２に
おけるＬＤチップ１１５の固着位置には、放熱性を高め
るためのスズ（Ｓｎ）を含む半田材が載置されており、
ヒートステージ１１０を所定温度に加熱して該半田材を
溶着させて、パッケージ１１１、基板１１２及びＬＤチ
ップ１１５をそれぞれ互いに固着させる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のＬＤチップ１１５の実装方法は、図１０（ａ）に示
すように、ＬＤチップ１１５の定点からの位置を該ＬＤ
チップ１１５の外形寸法を基準にして決定しているた
め、通常、ＬＤチップ１１５のチップはウェハからへき
開されて分割されているので、その外形寸法の精度が１
０μｍを越えてしまう場合が多い。また、真空チャック
１１４を移動させる搬送系の移動の精度も１０μｍ以下
に抑えることが困難であるという問題がある。

【００１６】さらに、図示はしていないが、ＬＤチップ
１１５のレーザ発振領域（ストライプ領域）は動作中に
極めて高温となるため、ストライプ領域で発生する熱が
基板１１２側に効率良く伝わるように、ＬＤチップ１１
５のストライプ領域が形成された表面側を基板１１２と
対向させて固着する。従って、ＬＤチップ１１５が基板
１１２上の固着位置に載置された後は、ＬＤチップ１１
５の中央部付近にレーザ出射口が位置していると仮定す
るほかなく、位置合わせの微調整を行なえないという問
題がある。

【００１７】その上、コンパクトディスクからＤＶＤ
（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）
や、さらには、高品位映像を記録し再生するＨＤ−ＤＶ
Ｄとなると、記録容量が飛躍的に増大するため、再生す
るレーザ光の波長をＤＶＤにおいては６５０ｎｍまで、
ＨＤ−ＤＶＤにおいては４００ｎｍまで短くする必要が
ある。一般に波長が短くなると、要求される組立精度は
厳しくなり、ＨＤ−ＤＶＤ用の光ピックアップ装置の場
合には、ＬＤチップの実装精度を３μｍ以下としなけれ
ばならない。

【００１８】なお、光素子と該光素子を固着する基板と
の位置合わせを、光素子及び基板を共に透過する透過光
を用いて該光素子を照射しながら行なう方法は、特開平
４−１０２８１０号公報及び特開平９−１４５９６５号
公報に開示されている。

【００１９】これらの公報においては、ＩｎＰ系の光素
子をＳｉよりなる基板上に実装する方法であって、透過
光に波長が１．３μｍ以上の赤外光を用いて、基板と光
素子との両方を透過させて位置合わせを行なっている。

【００２０】しかしながら、半田材を溶融するために光
素子が実装される基板を加熱可能なヒートステージ上に
載置する必要があるため、光素子の透過光を基板の裏面
側、すなわち、ヒートステージの下側から観測したり、
逆に、ヒートステージの下側から赤外光を照射したりす
ることはできない。その上、透過光に長波長の赤外光を
用いているため、波長よりも小さい部材の像を得られな
いことから、組立精度は可視光を用いる場合よりも悪く
なる。

【００２１】本発明は、前記従来の問題を解決し、半導
体素子、特に、短波長光素子を有する半導体チップを基
板に高精度に実装できるようにすることを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、半導体素子を形成する半導体チップに該
半導体チップを透過する透過光を照射し、且つ、該半導
体チップを固着する基板の固着面で反射する反射光を用
いて位置合わせを行なうことにより、半導体チップを基
板上の所定位置に高精度に実装する構成とする。

【００２３】具体的には、本発明に係る半導体装置の製
造方法は、表面に半導体素子を有する第１基板を第２基
板の第１基板固着領域に固着する半導体装置の製造方法
であって、第１基板の表面又は裏面に第１パターンを形
成すると共に、第２基板の第１基板固着領域に第２パタ
ーンを形成するパターン形成工程と、第１基板を第２基
板の第１基板固着領域の上に搬送する搬送工程と、第１
基板を透過可能な透過光を第１基板の上方から第１基板
及び第２基板に入射させ、第１パターン及び第２パター
ンからの反射光を透過光の入射側から観測しながら、第
１パターンが第２パターンに対して所定位置となるよう
に、第１基板と第２基板の第１基板固着領域との位置合
わせを行なう位置合わせ工程と、位置合わせされた第１
基板を第２基板の第１基板固着領域に載置した後、第１
基板と第２基板とを互いに固着する固着工程とを備えて
いる。

【００２４】本発明の半導体装置の製造方法によると、
あらかじめ、第１パターンを第１基板の表面又は裏面に
形成すると共に、第２パターンを第２基板の第１基板固
着領域に形成しておき、第１基板を第２基板の第１基板
固着領域の上に搬送した後、第１基板を透過可能な透過
光を第１基板及び第２基板に入射させ、第１パターン及
び第２パターンからの反射光を観測しながら、第１パタ
ーンが第２パターンに対して所定位置となるように位置
合わせを行なう。これにより、第１パターン及び第２パ
ターンを直接観測できるため、各パターンの位置の形成
誤差を十分に小さくすれば、第１基板の外形寸法に依存
しなくなる。

【００２５】本発明の半導体装置の製造方法において、
半導体素子が発光素子であって、第１パターンが発光素
子の電流を閉じ込めるストライプパターンであることが
好ましい。

【００２６】本発明の半導体装置の製造方法において、
搬送工程が第１基板の表面と第２基板の第１基板固着領
域とを互いに対向させる工程を含むことが好ましい。

【００２７】本発明の半導体装置の製造方法において、
第１パターン及び第２パターンのそれぞれが、互いに間
隔をおいて形成された複数の独立パターンよりなること
が好ましい。

【００２８】本発明の半導体装置の製造方法において、
パターン形成工程が、第１パターンの複数の独立パター
ン同士を、第１基板の表面と裏面とを含めて互いに対角
位置となるように形成する工程と、第２パターンの複数
の独立パターン同士を、第２基板の第１基板固着領域に
おいて互いに対角位置となるように形成する工程とを含
むことが好ましい。ここで、第１基板の表面と裏面とを
含むとは、表面のみ、裏面のみ、又は表面に少なくとも
１つ及び裏面に少なくとも１つの３通りをいう。

【００２９】本発明の半導体装置の製造方法において、
パターン形成工程が第１パターン及び第２パターンをそ
のうちの一方が他方の入れ子となる入れ子状に形成する
工程を含むことが好ましい。

【００３０】本発明の半導体装置の製造方法において、
パターン形成工程がフォトリソグラフィー法により第１
パターン及び第２パターンを形成することが好ましい。

【００３１】本発明の半導体装置の製造方法において、
第１基板がサファイア（Ａｌ₂ Ｏ₃）、炭化シリコン
（ＳｉＣ）系の化合物又は窒化ガリウム（ＧａＮ）系の
化合物よりなることが好ましい。このようにすると、サ
ファイア、炭化シリコン及び窒化ガリウムはいずれも可
視光を透過させるため、赤外光を用いる場合よりも第１
及び第２のパターンを鮮明に確認できる。

【００３２】本発明の半導体装置の製造方法において、
半導体素子が窒化ガリウム系半導体よりなることが好ま
しい。

【００３３】本発明の半導体装置の製造方法において、
第２基板がシリコン、炭化シリコン又はガリウムヒ素よ
りなることが好ましい。

【００３４】本発明の半導体装置の製造方法において、
透過光はその波長が４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視光で
あることが好ましい。

【００３５】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）本発明の第１
の実施形態について図面を参照しながら説明する。

【００３６】図１及び図２は本発明の第１の実施形態に
係る半導体装置の製造方法のうち、ＬＤチップと基板と
の位置合わせ工程及び固着工程の工程順の概略を表わし
ている。図１（ａ）に示すように、まず、ヒートステー
ジ１０上に、放熱性が高い樹脂、金属又はセラミック等
よりなるパッケージ１１を載置する。次に、パッケージ
１１上における、ＰＤ素子及び制御回路を有するＳｉよ
りなる第２基板としての基板１２の定点からの収納位置
を、例えば、第１のＴＶカメラ１３Ａを用いて確認する
と共に、基板１２の外形寸法及び定点からの位置を第２
のＴＶカメラ１３Ｂを用いて確認する。これらの寸法及
び位置データに基づいて、基板１２を吸着しながら搬送
する真空チャック１４のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞ
れの移動量を算出する。

【００３７】次に、図１（ｂ）に示すように、基板１２
を吸着した状態で真空チャック１４を所定量移動させる
ことにより、基板１２をパッケージ１１の所定の収納位
置に載置する。

【００３８】次に、図２に示すように、サファイア（Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ ）よりなる基板上に形成されたＧａＮ系半導体
よりなるＬＤ素子を有する第１基板としてのＬＤチップ
１５を微動ステージ１６の真空チャック１７を用いて吸
着しながら、基板１２のチップ固着領域の上に搬送す
る。その後、ＬＤチップ１５を第１のＴＶカメラ１３Ａ
を用いてＬＤチップ１５の上方から観測し、例えば、Ｌ
Ｄチップ１５のストライプパターン及び基板１２の配線
パターンからの反射光を観測しながら、ストライプパタ
ーンが配線パターンに対して所定位置となるように、Ｌ
Ｄチップ１５と基板１２のチップ固着領域との位置合わ
せを行なう。その後、ＬＤチップ１５を該チップ固着領
域に載置する。

【００３９】次に、パッケージ１１における基板１２の
収納位置、及び基板１２におけるＬＤチップ１５のチッ
プ固着領域には、放熱性を高めるためのＳｎを含む半田
材があらかじめ載置されているため、ヒートステージ１
０を所定温度に加熱して該半田材を溶着させて、パッケ
ージ１１、基板１２及びＬＤチップ１５を互いに固着さ
せる。

【００４０】図３及び図４は本実施形態に係る半導体装
置の製造方法のうち、ＬＤチップ１５を基板１２に位置
合わせし載置する工程を模式的に表わしている。図３に
示すように、放熱性を高めるために、ＬＤチップ１５を
該ＬＤチップ１５のレーザ発振領域が形成された表面側
が基板１２のチップ固着領域と対向するように基板１２
に載置する。ＬＤチップの１５の表面側には、ＬＤ素子
に流れる電流を閉じ込めてレーザ光を発振させるため
の、第１パターンとしてのストライプパターン１５ａが
形成されており、該表面には、ＬＤチップ１５の基板が
絶縁性のサファイアであるため、該ストライプパターン
１５ａを挟んで、第１パターンとしてのｐ側電極２１Ａ
とｎ側電極２１Ｂとが対向するように同一面に形成され
ている。

【００４１】基板１２にはチップ固着領域を含む凹部１
２ａが選択的に形成され、該凹部１２ａには、互いに間
隔をおいて対向する第２パターンとしてのｐ側電極用配
線２２Ａ及びｎ側電極用配線２２Ｂが形成されている。

【００４２】図４に示すように、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及
びθ（回転）方向に移動可能な微動ステージ１６を用い
て、該微動ステージ１６に設けられた真空チャック１７
により吸着されたＬＤチップ１５に対して位置合わせを
行なう。サファイアよりなる基板の表面上にＧａＮ系半
導体がエピタキシャル成長してなるＬＤチップ１５は可
視光を透過させるため、ＬＤチップ１５の裏面側からス
トライプパターン１５ａ、ｐ側電極２１Ａ及びｎ側電極
２１Ｂのパターンを透かして見ることができる。

【００４３】これにより、位置合わせ用の光源に可視光
を用いることができるため、図４に示すように、例え
ば、微動ステージ１６の上方にランプ等の通常の光源２
３を設け、該光源２３からの可視光を集光レンズ２４を
通してハーフミラー２５に入射し、該ハーフミラー２５
により可視光がヒートステージ１０上の基板１２及びＬ
Ｄチップ１５に入射されるようにする。基板１２の表面
で反射した反射光は焦点レンズ２６及びハーフミラー２
５を通して第１のＴＶカメラ１３Ａに入射され、その結
果、ＬＤチップ１５本体の端部を用いることなく、ＬＤ
チップ１５のストライプパターン１５ａ，ｐ側電極２１
Ａ及びｎ側電極２１Ｂと、該ＬＤチップ１５を透して基
板１２のｐ側電極用配線２２Ａ及びｎ側電極用配線２２
Ｂとが認識できる。従って、ストライプパターン１５ａ
とｐ側電極用配線２２Ａ若しくはｎ側電極用配線２２Ｂ
とが所定の位置関係となるように、又はそれぞれ対応す
る、ｐ側電極２１Ａ及びｐ側電極用配線２２Ａ若しくは
ｎ側電極２１Ｂ及びｎ側電極用配線２２Ｂが所定の位置
関係となるように、微動ステージ１６を調整して位置合
わせを行ない、そのまま、基板面に垂直にＬＤチップ１
５を載置する。なお、ＴＶカメラを用いずに顕微鏡を用
いて目視してもよい。

【００４４】本実施形態によると、ＬＤチップ１５にお
けるレーザ光の出射口を直接示すストライプパターン１
５ａを赤外光よりも波長が短い可視光を用いて観測でき
るため、ＬＤチップ１５を基板１２の所定領域に高精度
に実装できる。その結果、ＬＤチップ１５のＰＤ素子に
対する固着（実装）位置の誤差をμｍオーダーまで抑え
られるため、この受発光集積装置を用いた光ピックアッ
プ装置全体の特性を向上させることができる。

【００４５】また、ＬＤチップ１５に波長が４００ｎｍ
の短波長レーザ光を発光できるＧａＮ系のＬＤ素子を用
いているため該ＬＤチップ１５は光学的に高精度に実装
されるようになり、例えば、ＨＤ−ＤＶＤ用にも耐えら
れる光学的且つ電気的特性が優れた受発光集積装置を得
られるので、低コストで且つ高信頼性を有する光ピック
アップ装置を実現できる。

【００４６】なお、本実施形態においては、ＬＤチップ
１５にサファイアを用いたが、導電性を持つＳｉＣ又は
ＧａＮを用いる場合には、通常、ｐ側電極２１Ａ又はｎ
側電極２１Ｂのうちのいずれか一方を裏面に形成するこ
とが多い。このような場合でもＬＤチップの表面側を基
板１２のチップ固着領域と固着させるため、裏面の電極
の一部に入射光が透過するような窓部を適当に設ければ
よい。

【００４７】また、透過光のうち短波長側の青色光を用
いると認識精度をさらに向上させることができる。

【００４８】ちなみに、コンパクトディスク用の光ピッ
クアップ装置は発振波長が７８０ｎｍのＧａＡｌＡｓ系
のＬＤチップを用いており、ＧａＡｓ系半導体は波長が
４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視光を透過せずに吸収す
る。

【００４９】（第２の実施形態）本発明の第２の実施形
態について図面を参照しながら説明する。

【００５０】図５は本発明の第２の実施形態に係る半導
体装置の製造方法のうち基板とＬＤチップとの位置合わ
せ工程における基板とＬＤチップとを部分的に拡大した
平面構成を表わしている。図５において、図３に示す構
成部材と同一の構成部材には同一の符号を付すことによ
り説明を省略する。

【００５１】第１の実施形態においては、光発光素子で
あるＬＤチップ１５の表面側のストライプパターン１５
ａ又は電極パターンと、受光素子等を有する基板１２の
表面の凹部１２ａにおけるＬＤチップ１５の電極パター
ンと対応する電極パターンとを用いて位置合わせを行な
ったが、本実施形態においては、位置合わせ工程におけ
る各パターンの認識を容易にすると共に、位置合わせ用
の独立パターンを設けて位置合わせの精度を上げられる
ようにする。

【００５２】図５に示すように、ＬＤチップ１５の素子
形成面である表面側には、ｐ側電極２１Ａの隅部を切り
欠いた領域に十字形の独立パターンとしての第１の内側
パターン３１Ａと、ｎ側電極２１Ｂにおける該第１の内
側パターン３１Ａと対角位置の隅部を切り欠いた領域に
十字形の独立パターンとしての第２の内側パターン３１
Ｂとが形成されている。

【００５３】基板１２の凹部１２ａのチップ固着領域に
は、ＬＤチップ１５の第１の内側パターン３１Ａと対向
する位置に該第１の内側パターン３１Ａが入れ子状とな
る独立パターンとしての第１の外側パターン３２Ａと、
第２の内側パターン３１Ｂと対向する位置に該第２の内
側パターン３１Ｂが入れ子状となる独立パターンとして
の第２の外側パターン３２Ｂとが形成されている。

【００５４】従って、図４に示したような第１のＴＶカ
メラ１３Ａを用いて第１の内側パターン３１Ａ等のパタ
ーンを画像処理装置に取り込み、取り込んだ画像からパ
ターン認識を行なって位置合わせを行なう場合には、画
像信号のうち各パターンに対応する部分の走査線を取り
出して、適当な画像処理を行なう。

【００５５】このように、ストライプパターンや配線パ
ターンの代わりに、入れ子状の位置合わせ用のパターン
を設けるため、各内側パターン３１Ａ，３１Ｂが各外側
パターン３２Ａ，３２Ｂの内側にそれぞれ均等に収まる
ように微動ステージ１６を操作することにより、位置合
わせの操作を容易に且つ高精度に行なえる。

【００５６】また、互いに対をなす第１の内側パターン
３１Ａ及び第１の外側パターン３２Ａ等は、ｐ側電極２
１Ａやｐ側電極用配線２２Ａを形成する際に、フォトリ
ソグラフィー法を用いてパターニングするのが好まし
い。このようにすると、パターンの誤差を１μｍ以下に
確実に抑えることができる。従って、第１の内側パター
ン３１Ａ等は、可視光を透過しない材料であればよく限
定されないが、電極形成用の材料と同一の材料を用いれ
ば、電極のパターニング工程で同時に形成できるため、
わざわざ位置合わせパターン用の材料を用意しなくて済
む。

【００５７】ここで、各内側パターン３１Ａ，３１Ｂを
ＬＤチップ１５側とし、各外側パターン３２Ａ，３２Ｂ
を基板１２側としたが、少なくとも一方を逆にしてもよ
い。

【００５８】また、２組の入れ子状パターンを対角位置
に設けたが、１組以上でもよい。ただし、１組の場合は
回転によるずれを補正しにくくなり、３組以上では、Ｌ
Ｄチップ１５の形状によっては電極パターン形成領域を
犠牲にするおそれがある。

【００５９】また、パターンの形成位置は対角位置に限
定されないが、複数個のパターンを設ける場合には回転
のずれを補正しやすいようにパターン同士が最も離れる
ように、少なくとも２組のパターンを対角位置に設ける
ことが好ましい。

【００６０】また、ＬＤチップ１５の位置合わせ用パタ
ーンを表面にのみ設けたが、裏面でもよく、複数個の場
合は、少なくとも１つを裏面に設けてもよい。

【００６１】また、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、
位置合わせ用パターンは十字形の入れ子状に限らない。
（ａ）は平面凸形状の内側パターン３１Ｃとその外側パ
ターン３２Ｃを示し、（ｂ）は方形状の内側パターン３
１Ｄとその外側パターン３２Ｄを示し、（ｃ）は棒状の
内側パターン３１Ｅと平面凹形状の外側パターン３２Ｅ
を示している。なお、位置合わせ用パターンはこれらに
限るものではないが、画像処理の認識度を上げるには、
辺（角）の数を少なくした方がよい。

【００６２】なお、第１及び第２の実施形態において、
ＬＤチップ１５に窒化ガリウム（ＧａＮ）系半導体を用
いたが、これに限らず、発振波長が青色から紫外までを
含む材料として、炭化シリコン（ＳｉＣ）系又は窒化ボ
ロン（ＢＮ）系半導体であってもよい。これらの半導体
は可視光を良く透過するので本発明に適用できる。

【００６３】また、基板１２に集積回路を有するＳｉよ
りなる基板を用いたが、ＳｉＣ又はＧａＡｓを用いても
よい。

【００６４】

【発明の効果】本発明の半導体装置の製造方法による
と、第１基板に形成された第１パターン及び第２基板に
形成された第２パターンを第１基板の上方から直接観測
できるため、各パターンの位置の形成誤差を十分に小さ
くすれば、第１基板の外形寸法に依存しなくなるので、
第１基板と第２基板との位置合わせ精度を容易に且つ確
実に高められ、その結果、第１基板に光素子が形成され
ている場合には、所望の光学的特性を得られるようにな
る。

【００６５】本発明の半導体装置の製造方法において、
半導体素子が発光素子であって、第１パターンが発光素
子の電流を閉じ込めるストライプパターンであると、第
１基板に第１パターンを形成する工程をわざわざ設ける
必要がない。

【００６６】本発明の半導体装置の製造方法において、
搬送工程が第１基板の表面と第２基板の第１基板固着領
域とを互いに対向させる工程を含むと、第１基板の表面
に形成されている半導体素子が発光素子の場合には、該
素子の動作中に表面側が最も発熱するため、第１基板の
表面と第２基板とを固着すれば、放熱性を高められるの
で、装置の信頼性を確実に向上できる。

【００６７】本発明の半導体装置の製造方法において、
第１パターン及び第２パターンのそれぞれが、互いに間
隔をおいて形成された複数の独立パターンよりなると、
位置合わせ工程において、第１基板がＸ軸方向及びＹ軸
方向だけでなくＺ軸周りの回転ずれをも防止できるた
め、位置合わせの精度をより向上させられる。

【００６８】本発明の半導体装置の製造方法において、
パターン形成工程が、第１パターンの複数の独立パター
ン同士を、第１基板の表面と裏面とを含めて互いに対角
位置となるように形成する工程と、第２パターンの複数
の独立パターン同士を、第２基板の第１基板固着領域に
おいて互いに対角位置となるように形成する工程とを含
むと、複数の独立パターンが最も離れて位置するため、
目視を含めて画像処理時のパターン認識が容易となる。
さらに、第１基板の表面又は裏面及び第２基板の第１基
板固着領域における各独立パターン形成用のエリアを確
保しやすくなるため、素子の特性に各独立パターンが影
響を与えることがない。

【００６９】本発明の半導体装置の製造方法において、
パターン形成工程が第１パターン及び第２パターンをそ
のうちの一方が他方の入れ子となる入れ子状に形成する
工程を含むと、入れ子状の内側パターンと外側パターン
とのうち、内側パターンを該内側パターンが外側パター
ンの内側にその周辺部が均等となるように外側パターン
に収めれば、確実に位置合わせを行なえる。

【００７０】本発明の半導体装置の製造方法において、
パターン形成工程がフォトリソグラフィー法により第１
パターン及び第２パターンを形成すると、各パターンの
誤差を１μｍ程度にまで確実に低減できる。

【００７１】本発明の半導体装置の製造方法において、
第１基板がサファイア、炭化シリコン系の化合物又は窒
化ガリウム系の化合物よりなると、サファイア、炭化シ
リコン及び窒化ガリウムはいずれも可視光を透過させる
ため、顕微鏡を用いた目視や通常のＴＶカメラを用いて
位置合わせを行なえるので、特殊な画像認識装置が不要
となる。その上、赤外光を用いる場合よりも第１及び第
２のパターンを鮮明に確認できるので、位置合わせの精
度が向上する。

【００７２】本発明の半導体装置の製造方法において、
半導体素子が窒化ガリウム系半導体よりなると、短波長
のレーザ光を発光できるため、第２基板に受光素子及び
光素子の制御用回路を集積した基板を用いれば、例え
ば、ＨＤ−ＤＶＤ用の光ピックアップ装置を実現でき
る。

【００７３】本発明の半導体装置の製造方法において、
第２基板がシリコン、炭化シリコン又はガリウムヒ素よ
りなると、第２基板が第１基板のヒートシンクを兼ねら
れると共に、該第２基板に、受光素子と、該受光素子及
び第１基板の半導体素子の制御回路等の集積回路とを形
成でき、光電子集積回路を実現できる。

【００７４】本発明の半導体装置の製造方法において、
透過光はその波長が４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視光で
あると、パターン認識が通常のＴＶカメラや目視で行な
えるため特殊な画像認識装置が不要となると共に、赤外
光よりも波長が短いため位置合わせ精度がより向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製
造方法であって、基板にＬＤチップを実装する実装工程
を概略的に表わす工程順の斜視図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製
造方法であって、基板にＬＤチップを実装する実装工程
を概略的に表わす工程順の斜視図である。

【図３】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製
造方法であって、基板とＬＤチップとの位置合わせ工程
における基板とＬＤチップとを部分的に拡大した斜視図
である。

【図４】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製
造方法であって、基板とＬＤチップとの位置合わせ工程
を概略的に表わす正面図である。

【図５】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製
造方法であって、基板とＬＤチップとの位置合わせ工程
における基板とＬＤチップとを部分的に拡大した平面図
である。

【図６】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施形態に係
る半導体装置の位置合わせに用いる位置合わせパターン
を表わす平面図である。

【図７】従来のコンパクトディスクの光ピックアップ装
置に用いられる受発光集積装置であって、（ａ）は斜視
図であり、（ｂ）は平面図である。

【図８】従来の受発光集積装置を用いた光ピックアップ
装置を表わす模式図である。

【図９】従来の半導体装置の製造方法であって、基板に
ＬＤチップを実装する実装工程を概略的に表わす工程順
の斜視図である。

【図１０】従来の半導体装置の製造方法であって、基板
にＬＤチップを実装する実装工程を概略的に表わす工程
順の斜視図である。

【符号の説明】

１０ヒートステージ１１パッケージ１２基板（第２基板）１２ａ凹部（第１基板固着領域）１３Ａ第１のＴＶカメラ１３Ｂ第２のＴＶカメラ１４真空チャック１５ＬＤチップ（第１基板）１５ａストライプパターン（第１パターン）１６微動ステージ１７真空チャック２１Ａｐ側電極（第１パターン）２１Ｂｎ側電極（第１パターン）２２Ａｐ側電極用配線（第２パターン）２２Ｂｎ側電極用配線（第２パターン）２３光源２４集光レンズ２５ハーフミラー２６焦点レンズ３１Ａ第１の内側パターン（第１パターンの独立パタ
ーン）３２Ａ第１の外側パターン（第２パターンの独立パタ
ーン）３１Ｂ第２の内側パターン（第１パターンの独立パタ
ーン）３２Ｂ第２の外側パターン（第２パターンの独立パタ
ーン）３１Ｃ内側パターン３２Ｃ外側パターン３１Ｄ内側パターン３２Ｄ外側パターン３１Ｅ内側パターン３２Ｅ外側パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上山智大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者辻村歩大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者石橋明彦大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者長谷川義晃大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者宮永良子大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に半導体素子を有する第１基板を第
２基板の第１基板固着領域に固着する半導体装置の製造
方法であって、前記第１基板の表面又は裏面に第１パターンを形成する
と共に、前記第２基板の前記第１基板固着領域に第２パ
ターンを形成するパターン形成工程と、前記第１基板を前記第２基板の前記第１基板固着領域の
上に搬送する搬送工程と、前記第１基板を透過可能な透過光を前記第１基板の上方
から前記第１基板及び第２基板に入射させ、前記第１パ
ターン及び第２パターンからの反射光を前記透過光の入
射側から観測しながら、前記第１パターンが前記第２パ
ターンに対して所定位置となるように、前記第１基板と
前記第２基板の前記第１基板固着領域との位置合わせを
行なう位置合わせ工程と、位置合わせされた第１基板を前記第２基板の前記第１基
板固着領域に載置した後、前記第１基板と前記第２基板
とを互いに固着する固着工程とを備えていることを特徴
とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】前記半導体素子は発光素子であって、前記第１パターンは、前記発光素子の電流を閉じ込める
ストライプパターンであることを特徴とする請求項１に
記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】前記搬送工程は、前記第１基板の表面と
前記第２基板の前記第１基板固着領域とを互いに対向さ
せる工程を含むことを特徴とする請求項２に記載の半導
体装置の製造方法。
【請求項４】前記第１パターン及び第２パターンのそ
れぞれは、互いに間隔をおいて形成された複数の独立パ
ターンよりなることを特徴とする請求項１に記載の半導
体装置の製造方法。
【請求項５】前記パターン形成工程は、前記第１パターンの複数の独立パターン同士を、前記第
１基板の表面と裏面とを含めて互いに対角位置となるよ
うに形成する工程と、前記第２パターンの複数の独立パターン同士を、前記第
２基板の前記第１基板固着領域において互いに対角位置
となるように形成する工程とを含むことを特徴とする請
求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】前記パターン形成工程は、前記第１パタ
ーン及び第２パターンをそのうちの一方が他方の入れ子
となる入れ子状に形成する工程を含むことを特徴とする
請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】前記パターン形成工程は、フォトリソグ
ラフィー法により前記第１パターン及び第２パターンを
形成することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置
の製造方法。
【請求項８】前記第１基板は、サファイア、炭化シリ
コン系の化合物又は窒化ガリウム系の化合物よりなるこ
とを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方
法。
【請求項９】前記半導体素子は窒化ガリウム系半導体
よりなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置
の製造方法。
【請求項１０】前記第２基板は、シリコン、炭化シリ
コン又はガリウムヒ素よりなることを特徴とする請求項
１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】前記透過光は、波長が４００ｎｍ〜８
００ｎｍの可視光であることを特徴とする請求項１に記
載の半導体装置の製造方法。