JP3830293B2

JP3830293B2 - Semiconductor device assembling apparatus and method, and semiconductor device

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Publication number: JP3830293B2
Application number: JP1329999A
Authority: JP
Inventors: 裕中村; 哲男肥塚; 均小森谷; 隆生平原
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1998-04-07
Filing date: 1999-01-21
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2019-01-21
Also published as: JPH11354548A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体素子を基板に対して位置決めし、固定するための半導体装置の組立装置及び方法並びに半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フォトダイオードやレーザーダイオード等の半導体素子を基板に固定してなる半導体装置は多く使用されている。このような半導体装置を得るためには、半導体素子を基板に対して所定の位置に位置決めし、固定することが必要である。従来の半導体装置の組立方法では、基板に位置決めマークを設け、半導体素子を基板の上に移動し、半導体素子の側面の下端が基板の位置決めマークと重なるように半導体素子を動かしながら、位置決めしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、半導体素子が目的とする位置の近くにきたときに、基板の位置決めマークが半導体素子に隠れて見えにくいために、短時間での精度の高い位置決めが困難であった。そこで、基板の位置決めマークが目的とする半導体素子の位置よりも手前にずらした位置に形成されていると、位置決めマークは見えやすいが、正確な位置合わせができないという問題があった。
【０００４】
さらに、半導体素子の底面は基板の表面にぴったりと接触していず、半導体素子の底面と基板の表面との間に間隔がある状態で位置決めを行う必要がある。そのため、顕微鏡で観察しながら位置決めを行うときに、半導体素子の底面と、基板の表面とで、顕微鏡の焦点がずれるために、両者を同時に観察しながら位置合わせを行うことが難しかった。さらに、半導体素子をすばやく目的の位置へ移動させるのが難しく、位置合わせを自動的に行うことができなかった。
【０００５】
本発明の目的は、半導体素子を基板に対して確実に且つ素早く位置決めすることのできる半導体装置の組立装置及び方法並びに半導体装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による半導体装置の組立装置は、基板を支持するための基板支持面を有するステージと、半導体素子を該ステージに支持された基板の上又は該基板の近くの位置へ移動させるための支持部材と、該ステージの基板支持面に対して斜めに配置され、同軸落射照明装置を有する顕微鏡装置と、該ステージの基板支持面の法線に関して該顕微鏡装置とは反対側で該ステージの基板支持面に対して斜めに配置された対向照明装置と、該顕微鏡装置の結像位置に取り付けられたカメラと、該カメラに接続された画像処理装置とを備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
この構成によれば、基板に設けられた位置決めマークの画像と半導体素子の側面に映った位置決めマークの反射像の画像を取得し、半導体素子と基板との位置関係を計算し、半導体素子を基板に対して正確に且つ素早く位置決めすることができる。
好ましくは、ステージはヒーターを有し、半導体素子を基板にはんだ付けすることができるようにした。
【００１０】
さらに、本発明による半導体装置の組立方法は、ステージに支持された基板の少なくとも１つの位置決め用マークの画像及び該基板の上又は該基板の近くに位置する半導体素子の側面に映った該少なくとも１つの位置決め用マークの反射像の画像を取得し、該少なくとも１つの位置決め用マークの画像と該反射像の画像との位置関係を求め、画像の位置関係に従って半導体素子を基板に対して位置決めする工程を含むことを特徴とする。
【００１１】
この場合にも、基板に設けられた位置決めマークの画像と半導体素子の側面に映った位置決めマークの反射像の画像を取得し、半導体素子と基板との位置関係を計算し、半導体素子を基板に対して正確に且つ素早く位置決めすることができる。
好ましくは、基板の少なくとも１つの位置決め用マークの画像を取得する工程は、該ステージの基板支持面に対して斜めに配置された対向照明装置によって該基板に斜めに照明光を照射しながら、該ステージの基板支持面の法線に関して該対向照明装置とは反対側で斜めに配置された顕微鏡装置を介してカメラによって画像を取得する。
【００１２】
好ましくは、該基板の少なくとも１つの位置決め用マークの画像及び該少なくとも１つの位置決め用マークの反射像の画像を取得する工程は、該顕微鏡装置に設けられた同軸落射照明装置によって該基板に斜めに照明光を照射しながら、該顕微鏡装置を介してカメラによって画像を取得する。
好ましくは、少なくとも１つの位置決め用マーク及び該反射像の位置関係から基板と半導体素子の位置関係を計算し、該計算の結果に従って該ステージ及び該半導体素子を支持する支持部材の少なくとも一方を動かす。好ましくは、少なくとも１つの位置決め用マークの画像及び反射像の画像から、該基板と半導体素子との間の距離、及び該基板に対する半導体素子の回転角度を計算する。
【００１３】
好ましくは、少なくとも１つの位置決め用マークは２つの位置決め用マークからなり、該２つの位置決め用マーク及び該２つの反射像から、該基板と半導体素子との間の距離、基板の回転角度、及び、基板上の２つの位置決め用マークを通る直線と該２つの反射像を通る直線との間の角度に基づく該基板に対する半導体素子の回転角度を計算する。好ましくは、半導体素子に設けられた少なくとも１つのマークの画像と該基板の該少なくとも１つの位置決め用マークの画像の位置から、半導体素子の側面に平行な方向の位置調整をする。
【００１４】
好ましくは、基板は該基板の少なくとも１つの位置決め用マークとは別に、直線状の構造からなる別の位置決め用マークを有し、該少なくとも１つの位置決め用マークの画像と該別の位置決め用マークとの位置関係を予め調べておき、半導体素子を目的の位置に配置したときに半導体素子により該基板の該少なくとも１つの位置決め用マークが隠れる場合に、この位置関係に基づいて半導体素子の位置調整を行う。
【００１５】
さらに、本発明による半導体装置は、基板と、該基板の表面に搭載された半導体素子とを備え、該基板は、該半導体素子の側面に接するマーク設置エリアに少なくとも１つの位置決め用マークを有し、該少なくとも１つの位置決め用マーク及び該半導体素子の側面に映った該少なくとも１つの位置決め用マークの反射像とがともに観察できるようにしたことを特徴とする。
【００１６】
この半導体装置は、上記した組立装置及び組立方法によって好便に製造されることができる。この半導体装置は光半導体装置を含み、半導体装置は例えばフォトダイオードやレーザーダイオード等の半導体チップとすることができる。
好ましくは、少なくとも１つの位置決め用マークは、該半導体素子と重なっていず、該半導体素子の側面から離れている。
【００１７】
好ましくは、少なくとも１つの位置決め用マークは円形の形状をしている。あるいは、少なくとも１つの位置決め用マークは基板に特定の形状で形成され、又は、基板に対して反射率の異なる材料で形成されている。
好ましくは、少なくとも１つの位置決め用マークは２つの位置決め用マークからなる。この場合、２つの位置決め用マークは該基板の表面に搭載された半導体素子の側面にほぼ平行な線上に位置する円形のマークであるのが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施例による半導体装置の組立装置を示す図である。半導体装置の組立装置１０は、半導体素子１２を基板１４に取り付けて半導体装置を形成するものである。半導体素子１２は例えばフォトダイオードやレーザーダイオード等の半導体チップであり、基板１４は例えばシリコン基板である。
【００１９】
組立装置１０は、基板１４を搭載するためのステージ１６と、半導体素子１２をステージ１６に支持された基板１４の上へ移動させるための支持部材１８とを備える。ステージ１６はＸＹＺ軸方向に移動可能であり、図示しないヒーターを内蔵していて、半導体素子１２と基板１４との間にはんだを挿入して半導体素子１２を基板１４にはんだ付けすることができるようになっている。支持部材１８はＺ軸方向とＺ軸まわりのθ方向に回転可能なアームからなり、先端部に半導体素子１２を吸着する吸着手段を備えている。
【００２０】
組立装置１０は、さらに、同軸落射照明装置２０を有する顕微鏡装置２２と、対向照明装置２４と、顕微鏡装置２２の結像位置に配置されたＣＣＤカメラ２６と、ＣＣＤカメラ２６に接続された画像処理装置２８とを備える。さらに、モニター３０と、メインコントローラ３２と、ステージコントローラ３４とが設けられる。メインコントローラ３２は装置全体を制御し、ステージコントローラ３４はステージ１６及び支持部材１８を動かすための制御をする。
【００２１】
同軸落射照明装置２０を有する顕微鏡装置２２は、ステージ１６の基板支持面に対して斜めに配置され、対向照明装置２４はステージ１６の基板支持面の法線Ｎに関して顕微鏡装置２２とは反対側でステージ１６の基板支持面に対して斜めに配置される。顕微鏡装置２２はステージ１６の基板支持面に対して仰角αで配置され、対向照明装置２４は顕微鏡装置２２とは反対側でステージ１６の基板支持面に対して仰角αで配置される。同軸落射照明装置２０は顕微鏡装置２２の鏡筒内に配置された半透過ミラー２０ａを含む。
【００２２】
図２は、半導体素子１２が基板１４の上にないときに対向照明装置２４が使用される場合を示す。対向照明装置２４から出射した照明光はステージ１６上の基板１４の表面で正反射し、顕微鏡装置２２に入射し、半透過ミラー２０ａを透過してＣＣＤカメラ２６に向かう。ＣＣＤカメラ２６で取得した画像は画像処理装置２８で処理される。
【００２３】
図３は、半導体素子１２が基板１４の上にあるときに同軸落射照明装置２０が使用される場合を示す。同軸落射照明装置２０から出射した照明光は半透過ミラー２０ａで反射して顕微鏡装置２２の鏡筒内をステージ１６に支持された基板１４に向かって進む。照明光はステージ１６上の基板１４の表面及び半導体素子１２の側面で反射し、顕微鏡装置２２に入射し、半透過ミラー２０ａを透過してＣＣＤカメラ２６に向かう。ＣＣＤカメラ２６で取得した画像は画像処理装置２８で処理される。
【００２４】
図４は位置決め用マーク３６を有する基板１４の例を示す。基板１４及び半導体素子１２を斜めから観察すると、位置決め用マーク３６及び半導体素子１２の側面に映った位置決め用マーク３６の反射像３８が観察される。つまり、半導体素子１２の結晶の劈開面はミラー状であるので、位置決め用マーク３６の反射像３８が半導体素子１２の側面に映る。図５は半導体素子１２が基板１４に対して角度をなしている場合を示す。
【００２５】
組立作業において、基板１４をステージ１６に搭載し、基板１４の位置決めを行う。この場合、図２に示すように、半導体素子１２が基板１４の上又は近くの位置にない状態で、対向照明装置２４を使用して、顕微鏡装置２２で基板１４の表面を観察し、ＣＣＤカメラ２６で基板１４の位置決め用マーク３６の画像を取得しながら、基板１４の位置決めを行う。
【００２６】
それから、支持部材１８を動作させ、半導体素子１２を基板１４の上に移動させる。図３に示すように、今度は同軸落射照明装置２０を使用して、顕微鏡装置２２で基板１４の表面の位置決め用マーク３６及び半導体素子１２の側面の位置決め用マーク３６の反射像３８を観察し、ＣＣＤカメラ２６で位置決め用マーク３６の画像３６ａ（図８）及び反射像３８の画像３８ａ（図８）を取得する。
【００２７】
図６は基板１４及び半導体素子１２を上から見た平面図である。図７は基板１４及び半導体素子１２を横から見た側面図である。ここで、Ａ方向は基板１４を正面から見た方向である。ここでは、基板１４と半導体素子１２の側面１２ａとの間に角度θがあるものとする。また、位置決め用マーク３６と半導体素子１２の側面１２ａとの間のＡ方向の距離はＲであるとする。
【００２８】
図８及び図９は、基板１４及び半導体素子１２を斜め上から見た図である。つまり、図８及び図９は、顕微鏡装置２２が図６のＡ方向及び図７のＢ方向に配置された場合の、画像処理装置２８で取得した（モニター３０に表示される）位置決め用マーク３６の画像３６ａ及び反射像３８の画像３８ａを示す。位置決め用マーク３６の画像３６ａと反射像３８の画像３８ａとのＸ軸方向の距離ｍ、及び位置決め用マーク３６の画像３６ａと反射像３８の画像３８ａとのＹ軸方向の距離Ｌは、画面上から直接に求めることができる。また、基板１４と半導体素子１２の側面１２ａとの間の角度θ′も画面上から直接に求めることができる。図８及び図９のｍ、Ｌ、θ′と、図６のＲとθとの間には下記の関係がある。
【００２９】
ｍ＝Ｒｓｉｎ２θ （１）
Ｌ＝Ｒ（１＋ｃｏｓ２θ）ｓｉｎα （２）
θ′＝ａｒｃＴａｎ（ｓｉｎθｓｉｎα／ｃｏｓθ）（３）
これをＲ、θについて解くと、
Ｒ＝（Ｌ＋ｍ² ｓｉｎ² α／Ｌ）（２ｓｉｎα）（４）
θ＝ａｒｃＴａｎ（ｍｓｉｎα／Ｌ）（５）
が得られる。この関係は図１のメインコントローラ３２に記憶されており、画像処理によりｍ、Ｌ、θ′を求めることにより、直ちにＲとθとを得ることができる。従って、半導体素子１２を基板１４に対して図６のＡ方向に所定量移動させ、θだけ回転させると、所望の位置決めを行うことができる。なお、上記の計算は、半導体素子１２が基板１４に接触した状態でＸＹ平面内で位置決めを行う例である。
【００３０】
Ａ方向とは垂直な方向での半導体素子１２の位置決めを行う必要がある場合には、半導体素子１２の側面１２ａに適切なマークを設けておくとよい。例えば、図１１は半導体素子１２の側面１２ａに凹部からなる２つのマーク４０を設けた例を示す。２つのマーク４０の間の中点４０ｃと位置決めマーク３６との間の距離ｄを求めることにより、Ａ方向とは垂直な方向での半導体素子１２の位置決めを行うことができる。また、半導体素子１２が基板１４の上方で基板１４に対してわずかな間隔を開けた位置にある状態でＸＹ平面内で位置決めを行うこともできる。
【００３１】
半導体素子１２が基板１４に対して位置決めされたら、ステージ１６に設けたヒーターを作動させ、半導体素子１２を基板１４にはんだ付けする。はんだは基板１４の表面に予め配置されていることができ、あるいは半導体素子１２と基板１４との間に後で充填されることができる。
図１０は基板１４に２つの位置決めマーク３８Ａ、３８Ｂを設けた例を示す図である。２つの位置決めマーク３８Ａ、３８Ｂの反射像３８Ａ、３８Ｂが半導体素子１２の側面１２ａに映る。この例によれば、位置決めマーク３６Ａ、３６Ｂの間の中点３６Ｃ及び位置決めマーク３６Ａ、３６Ｂを通る直線３６Ｄ、並びに反射像３８Ａ、３８Ｂの間の中点３８Ｃ及び反射像３８Ａ、３８Ｂを通る直線３８Ｄを求めることができる。直線３６Ｄと直線３８Ｄとの関係から、回転角度θ′を求めることができる。半導体素子１２と位置決めマーク間の距離は、中点３６Ｃ、３８Ｃ間の距離から求めることができる。
【００３２】
図１２に示されるように、基板１４の位置決めマーク３６は円形の形状をしているのが好ましい。位置決めマーク３６を円形にすることで、半導体素子１２及び基板１４の回転角度によらず観察される位置決めマーク３６の形状は同じになるため、認識が容易になる。
図１３に示されるように、基板１４の位置決めマーク３６は基板１４に特定の形状で形成されているのが好ましい。図１３においては、位置決めマーク３６は円形の凹部形状に形成される。このような位置決めマーク３６は基板１４をエッチングすることにより確実に且つ簡単に形成されることができる。しかし、位置決めマーク３６を凸部形状に形成することもできる。
【００３３】
図１４は位置決めマーク３６の他の例を示す図である。この場合、位置決め用マーク３６は基板１４に対して反射率の異なる材料又は形状で形成されている。つまり、位置決め用マーク３６は基板１４の反射率より高いあるいは低い反射率の材料又は形状で形成され、コントラストが高くなり、認識が容易になるようにする。
【００３４】
図１５から図２０は本発明の他の実施例を示す図である。この実施例においても、図１の半導体の製造装置１０を使用する。この実施例は、基板１４の位置決めマーク３６が半導体素子１２で隠れるような位置に形成されている場合に有効である。基板１４は円形の位置決めマーク３６とは別の直線状の構造４２を有する。直線状の構造４２は実施例においては基板１４の表面の構造の境界線を利用している。
【００３５】
半導体装置の組立において、図１５（Ａ）に示されるように、基板１４の円形の位置決めマーク３６を認識する。図１５（Ｂ）に示されるように、基板１４の直線状の構造４２を認識する。そこで、円形の位置決めマーク３６と直線状の構造４２の間の距離ｅを求める。次に、図１５（Ｃ）に示されるように、半導体素子１２を基板１２に載せ、円形の位置決めマーク３６が見える位置で、上記したのと同様に円形の位置決めマーク３６の画像及びその反射像３８の画像の関係から、半導体素子１２を仮調整する。このとき、半導体素子１２の回転は修正される。
【００３６】
図１６（Ａ）に示されるように、半導体素子１２をほぼ目的とする位置に移動する。このとき、円形の位置決めマーク３６は見えなくなる。次に、図１６（Ｂ）に示されるように、半導体素子１２の側面１２ａと直線状の構造４２の間の距離ｆを求める。次に、図１６（Ｃ）に示されるように、ｇ＝ｅ−ｆとなる量だけ、半導体素子１２をさらに動かす。
【００３７】
本組立方法では、半導体素子１２により基板１４の円形の位置決めマーク３６がかくれる前に、円形の位置決めマーク３６と直線状の構造４２のとの間の位置関係を計測し、この直線状の構造４２に対し、半導体素子１２の位置調整を行うことで、円形の位置決めマーク３６がかくれていても位置調整を確認することができる。また、直線状の構造４２の認識は基板毎に行うため、直線状の構造４２の形状によらず精度の高い調整が行える。
【００３８】
図１７から図２０は直線状の構造４２の位置の認識方法の例を示す図である。図１７においては、画面上に固定された直線４４と直線状の構造４２の交わる点を認識する。
図１８においては、円形の位置決めマーク３６の中心を通る直線４６と直線状の構造４２の交わる点を認識する。
【００３９】
図１９においては、直線状の構造４２と交わる位置に直線状の認識用マーク４８を作成し、これと直線状の構造４２の交わる点を認識する。
図２０においては、形状、位置の異なる複数の認識用マーク５０を作成し、このそれぞれと直線状の構造４２との相互位置を認識し、平均する。
図２１は上記した本発明による半導体装置の組立装置１０及び組立方法で製造された半導体装置６０を示す斜視図である。図２２は図２１の半導体装置６０を示す平面図である。半導体装置６０は、基板１４と、基板１４の表面に搭載された半導体素子１２とを備えている。基板１４は少なくとも１つの位置決め用マークを有する。
【００４０】
図２１及び図２２においては、少なくとも１つの位置決め用マークは２つの円形の位置決め用マーク３６Ａ、３６Ｂからなる。この半導体装置６０は図１０に示される半導体装置の最終形体に相当する。最終形体の半導体装置６０においては、２つの位置決め用マーク３６Ａ、３６Ｂは半導体素子１２の側面１２ａにほぼ平行な線上に位置する。
【００４１】
半導体装置６０の少なくとも１つの位置決め用マークは、図４から図９に示されるように、１つの位置決め用マーク３６であってもよい。また、少なくとも１つの位置決め用マークは、図１３を参照して説明したように、基板１４に凹凸等の特定の形状で形成されている位置決め用マーク３６であってもよい。また、少なくとも１つの位置決め用マークは、図１４を参照して説明したように、基板１４に対して反射率の異なる材料で形成されている位置決め用マーク３６であってもよい。
【００４２】
少なくとも１つの位置決め用マーク３６（３６Ａ、３６Ｂ）は、基板１４の表面の、半導体素子１２の側面１２ａに接するマーク設置エリア６２に設けられている。マーク設置エリア６２は、少なくとも１つの位置決め用マーク３６（３６Ａ、３６Ｂ）及び半導体素子１２の側面１２ａに映った少なくとも１つの位置決め用マークの反射像３８Ａ、３８Ｂとがともに観察できるように規定される。この場合、少なくとも１つの位置決め用マーク３６（３６Ａ、３６Ｂ）は半導体素子１２と重なっていず、半導体素子１２の側面１２ａから離れている。つまり、本発明の半導体装置の組立方法の原理においては、図６を参照して説明したように、少なくとも１つの位置決め用マーク３６（３６Ａ、３６Ｂ）と半導体素子１２の側面１２ａとの間の距離Ｒを計算し、その計算値に基づいて半導体素子１２の位置決めを行っている。
【００４３】
半導体素子１２の側面１２ａの高さがｐ、半導体素子１２の側面１２ａの幅がｑである場合、マーク設置エリア６２はｐ′×ｑ′の領域で簡単に定義することもできる。ここで、ｐ′＝ｐ／tan α、ｑ′＝ｑである。αは観察角度である。図２３において、矢印Ｂは観察方向を示し、観察角度αは基板１４の表面と観察方向Ｂとの間の角度である。観察角度αは０度から９０度の範囲の値をとることができる。基板１４が凹凸構造６４を含む場合には、観察方向Ｂは角度βの範囲に制限され、観察角度αはそれだけ狭くなる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基板上に素子を短時間で精度の高い調整組み立てが行える。また、調整用のマークは基板上に作成するため、小さな素子にマーク用のエリアを設けることが必要でなく、素子に対する負担が少なくてすむ。また、マークがかくれても、調整位置を確認することができる。こうして、基板に搭載された半導体素子を含む半導体装置が好便に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の半導体装置の組立装置を示す図である。
【図２】半導体素子が基板の上方にないときに対向照明装置が使用される場合を示す示す図である。
【図３】半導体素子が基板の上方にあるときに同軸落射照明装置が使用される場合を示す図である。
【図４】位置決め用マークを有する基板の例を示す図である。
【図５】半導体素子が基板に対して傾いている例を示す図である。
【図６】基板及び半導体素子を上から見た平面図である。
【図７】基板及び半導体素子を横から見た側面図である。
【図８】画像処理装置で取得した位置決め用マークの画像及び反射像の画像を示す図である。
【図９】図８の拡大図である。
【図１０】基板に２つの位置決めマークを設けた例を示す図である。
【図１１】半導体素子の側面に凹部からなる２つのマークを設けた例を示す図である。
【図１２】基板の位置決めマークの形状を示す平面図である。
【図１３】基板の位置決めマークの形状を示す断面図である。
【図１４】基板の位置決めマークの他の形状を示す斜視図である。
【図１５】本発明の実施例の半導体装置の組立方法を示す図である。
【図１６】図１５の工程の後の工程を示す図である。
【図１７】直線状の構造の位置の認識方法の例を示す図である。
【図１８】直線状の構造の位置の認識方法の他の例を示す図である。
【図１９】直線状の構造の位置の認識方法の他の例を示す図である。
【図２０】直線状の構造の位置の認識方法の他の例を示す図である。
【図２１】本発明による半導体装置の組立装置及び組立方法で製造された半導体装置を示す斜視図である。
【図２２】図２１の半導体装置を示す平面図である。
【図２３】半導体装置の側面図である。
【符号の説明】
１０…組立装置
１２…半導体素子
１４…基板
１６…ステージ
１８…支持部材
２０…同軸落射照明装置
２２…顕微鏡装置
２４…対向照明装置
２６…ＣＣＤカメラ
２８…画像処理装置
３６…位置決め用マーク
３８…反射像
６０…半導体装置
６２…マーク設置エリア[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device assembly apparatus and method for positioning and fixing a semiconductor element with respect to a substrate, and a semiconductor device.
[0002]
[Prior art]
Many semiconductor devices are used in which a semiconductor element such as a photodiode or a laser diode is fixed to a substrate. In order to obtain such a semiconductor device, it is necessary to position and fix the semiconductor element at a predetermined position with respect to the substrate. In a conventional method for assembling a semiconductor device, a positioning mark is provided on a substrate, the semiconductor element is moved onto the substrate, and the positioning is performed while moving the semiconductor element so that the lower end of the side surface of the semiconductor element overlaps the positioning mark on the substrate. It was.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the semiconductor element comes close to the target position, the positioning mark on the substrate is hidden behind the semiconductor element and is difficult to see, making it difficult to position with high accuracy in a short time. Therefore, when the positioning mark on the substrate is formed at a position shifted from the position of the target semiconductor element, the positioning mark is easy to see, but there is a problem that accurate positioning cannot be performed.
[0004]
Further, the bottom surface of the semiconductor element is not in close contact with the surface of the substrate, and it is necessary to perform positioning in a state where there is a gap between the bottom surface of the semiconductor element and the surface of the substrate. For this reason, when positioning is performed while observing with a microscope, the focus of the microscope is shifted between the bottom surface of the semiconductor element and the surface of the substrate, so that it is difficult to perform alignment while observing both simultaneously. Furthermore, it is difficult to quickly move the semiconductor element to the target position, and the alignment cannot be performed automatically.
[0005]
An object of the present invention is to provide an assembling apparatus and method for a semiconductor device and a semiconductor device capable of reliably and quickly positioning a semiconductor element with respect to a substrate.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An assembly apparatus for a semiconductor device according to the present invention includes a stage having a substrate support surface for supporting a substrate, and a support member for moving a semiconductor element to a position on or near the substrate supported by the stage. And a microscope apparatus having a coaxial epi-illumination device arranged obliquely with respect to the substrate support surface of the stage, and a substrate support surface of the stage on the opposite side to the microscope apparatus with respect to the normal line of the substrate support surface of the stage The apparatus includes a counter illumination device disposed obliquely with respect to the camera, a camera attached to an image forming position of the microscope device, and an image processing device connected to the camera.
[0007]
According to this configuration, the image of the positioning mark provided on the substrate and the image of the reflection image of the positioning mark reflected on the side surface of the semiconductor element are obtained, the positional relationship between the semiconductor element and the substrate is calculated, and the semiconductor element is mounted on the substrate. Can be positioned accurately and quickly.
Preferably, the stage has a heater so that the semiconductor element can be soldered to the substrate.
[0010]
Et al of the assembly method of a semiconductor device according to the invention, the images reflected on the side surface of the semiconductor element located on or near the substrate of the image and the substrate of the at least one positioning mark of the substrate supported on the stage An image of a reflection image of at least one positioning mark is obtained, a positional relationship between the image of the at least one positioning mark and the image of the reflection image is obtained, and the semiconductor element is positioned with respect to the substrate according to the positional relationship of the image Including the step of:
[0011]
Also in this case, an image of the positioning mark provided on the substrate and an image of the reflection image of the positioning mark reflected on the side surface of the semiconductor element are obtained, the positional relationship between the semiconductor element and the substrate is calculated, and the semiconductor element is mounted on the substrate. The positioning can be performed accurately and quickly.
Preferably, the step of acquiring the image of the at least one positioning mark on the substrate is performed by irradiating the substrate with illumination light obliquely with an opposing illumination device disposed obliquely with respect to the substrate support surface of the stage. An image is acquired by a camera through a microscope apparatus arranged obliquely on the opposite side of the opposing illumination device with respect to the normal line of the substrate support surface of the stage.
[0012]
Preferably, the step of acquiring the image of at least one positioning mark on the substrate and the image of the reflected image of the at least one positioning mark is performed obliquely on the substrate by a coaxial epi-illumination device provided in the microscope apparatus. An image is acquired by a camera through the microscope apparatus while irradiating illumination light.
Preferably, the positional relationship between the substrate and the semiconductor element is calculated from the positional relationship between the at least one positioning mark and the reflected image, and at least one of the stage and the support member that supports the semiconductor element is moved according to the calculation result. Preferably, the distance between the substrate and the semiconductor element and the rotation angle of the semiconductor element relative to the substrate are calculated from the image of the at least one positioning mark and the reflected image.
[0013]
Preferably, the at least one positioning mark comprises two positioning marks, and from the two positioning marks and the two reflected images, a distance between the substrate and the semiconductor element, a rotation angle of the substrate, and A rotation angle of the semiconductor element relative to the substrate is calculated based on an angle between a straight line passing through the two positioning marks on the substrate and a straight line passing through the two reflected images. Preferably, position adjustment in a direction parallel to the side surface of the semiconductor element is performed from the position of the image of at least one mark provided on the semiconductor element and the image of the at least one positioning mark on the substrate.
[0014]
Preferably, the substrate has, apart from the at least one positioning mark on the substrate, another positioning mark having a linear structure, and an image of the at least one positioning mark and the other positioning mark When the semiconductor element is arranged at a target position and the at least one positioning mark on the substrate is hidden by the semiconductor element, the position adjustment of the semiconductor element is performed based on the positional relation. Do.
[0015]
The semiconductor device according to the present invention further includes a substrate and a semiconductor element mounted on the surface of the substrate, and the substrate has at least one positioning mark in a mark installation area in contact with the side surface of the semiconductor element. The at least one positioning mark and the reflected image of the at least one positioning mark reflected on the side surface of the semiconductor element can be observed together.
[0016]
This semiconductor device can be conveniently manufactured by the above-described assembling apparatus and assembling method. This semiconductor device includes an optical semiconductor device, and the semiconductor device can be a semiconductor chip such as a photodiode or a laser diode.
Preferably, the at least one positioning mark does not overlap the semiconductor element and is separated from the side surface of the semiconductor element.
[0017]
Preferably, the at least one positioning mark has a circular shape. Alternatively, the at least one positioning mark is formed in a specific shape on the substrate, or is formed of a material having a different reflectance with respect to the substrate.
Preferably, the at least one positioning mark includes two positioning marks. In this case, the two positioning marks are preferably circular marks positioned on a line substantially parallel to the side surface of the semiconductor element mounted on the surface of the substrate.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing an apparatus for assembling a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. The semiconductor device assembly apparatus 10 is configured to attach a semiconductor element 12 to a substrate 14 to form a semiconductor device. The semiconductor element 12 is a semiconductor chip such as a photodiode or a laser diode, and the substrate 14 is a silicon substrate, for example.
[0019]
The assembly apparatus 10 includes a stage 16 for mounting the substrate 14 and a support member 18 for moving the semiconductor element 12 onto the substrate 14 supported by the stage 16. The stage 16 can move in the X, Y, and Z axis directions and incorporates a heater (not shown) so that the semiconductor element 12 can be soldered to the substrate 14 by inserting solder between the semiconductor element 12 and the substrate 14. It has become. The support member 18 includes an arm that can rotate in the Z-axis direction and the θ direction around the Z-axis, and includes a suction unit that sucks the semiconductor element 12 at the tip.
[0020]
The assembling apparatus 10 further includes a microscope apparatus 22 having a coaxial incident illumination apparatus 20, a counter illumination apparatus 24, a CCD camera 26 disposed at an imaging position of the microscope apparatus 22, and an image processing connected to the CCD camera 26. Device 28. Furthermore, a monitor 30, a main controller 32, and a stage controller 34 are provided. The main controller 32 controls the entire apparatus, and the stage controller 34 performs control for moving the stage 16 and the support member 18.
[0021]
The microscope apparatus 22 having the coaxial epi-illumination apparatus 20 is disposed obliquely with respect to the substrate support surface of the stage 16, and the counter illumination apparatus 24 is opposite to the microscope apparatus 22 with respect to the normal N of the substrate support surface of the stage 16. The stage 16 is disposed obliquely with respect to the substrate support surface. The microscope device 22 is arranged at an elevation angle α with respect to the substrate support surface of the stage 16, and the counter illumination device 24 is arranged at an elevation angle α with respect to the substrate support surface of the stage 16 on the side opposite to the microscope device 22. The coaxial epi-illumination device 20 includes a semi-transmissive mirror 20 a disposed in the lens barrel of the microscope device 22.
[0022]
FIG. 2 shows the case where the counter illumination device 24 is used when the semiconductor element 12 is not on the substrate 14. The illumination light emitted from the counter illumination device 24 is regularly reflected on the surface of the substrate 14 on the stage 16, enters the microscope device 22, passes through the semi-transmissive mirror 20 a, and travels toward the CCD camera 26. An image acquired by the CCD camera 26 is processed by an image processing device 28.
[0023]
FIG. 3 shows a case where the coaxial epi-illumination device 20 is used when the semiconductor element 12 is on the substrate 14. The illumination light emitted from the coaxial epi-illumination device 20 is reflected by the semi-transmissive mirror 20a and travels in the lens barrel of the microscope device 22 toward the substrate 14 supported by the stage 16. The illumination light is reflected by the surface of the substrate 14 on the stage 16 and the side surface of the semiconductor element 12, enters the microscope apparatus 22, passes through the semi-transmissive mirror 20 a, and travels toward the CCD camera 26. An image acquired by the CCD camera 26 is processed by an image processing device 28.
[0024]
FIG. 4 shows an example of the substrate 14 having the positioning marks 36. When the substrate 14 and the semiconductor element 12 are observed obliquely, a positioning mark 36 and a reflected image 38 of the positioning mark 36 reflected on the side surface of the semiconductor element 12 are observed. That is, the cleaved surface of the crystal of the semiconductor element 12 has a mirror shape, so that the reflected image 38 of the positioning mark 36 appears on the side surface of the semiconductor element 12. FIG. 5 shows a case where the semiconductor element 12 is angled with respect to the substrate 14.
[0025]
In the assembly operation, the substrate 14 is mounted on the stage 16 and the substrate 14 is positioned. In this case, as shown in FIG. 2, the surface of the substrate 14 is observed with the microscope device 22 using the counter illumination device 24 in a state where the semiconductor element 12 is not on or near the substrate 14, and a CCD camera is used. The substrate 14 is positioned while acquiring the image of the positioning mark 36 of the substrate 14 at 26.
[0026]
Then, the support member 18 is operated to move the semiconductor element 12 onto the substrate 14. As shown in FIG. 3, this time, using the coaxial epi-illumination device 20, the microscope apparatus 22 observes the reflected image 38 of the positioning mark 36 on the surface of the substrate 14 and the positioning mark 36 on the side surface of the semiconductor element 12. Then, the CCD camera 26 acquires an image 36a (FIG. 8) of the positioning mark 36 and an image 38a (FIG. 8) of the reflected image 38.
[0027]
FIG. 6 is a plan view of the substrate 14 and the semiconductor element 12 as viewed from above. FIG. 7 is a side view of the substrate 14 and the semiconductor element 12 as viewed from the side. Here, the A direction is the direction of the substrate 14 as viewed from the front. Here, it is assumed that there is an angle θ between the substrate 14 and the side surface 12 a of the semiconductor element 12. Further, it is assumed that the distance in the A direction between the positioning mark 36 and the side surface 12a of the semiconductor element 12 is R.
[0028]
8 and 9 are views of the substrate 14 and the semiconductor element 12 as viewed obliquely from above. That is, FIG. 8 and FIG. 9 show the positioning marks 36 (displayed on the monitor 30) acquired by the image processing device 28 when the microscope device 22 is arranged in the A direction of FIG. 6 and the B direction of FIG. The image 36a and the image 38a of the reflection image 38 are shown. The distance m in the X-axis direction between the image 36a of the positioning mark 36 and the image 38a of the reflected image 38 and the distance L in the Y-axis direction between the image 36a of the positioning mark 36 and the image 38a of the reflected image 38 are on the screen. Can be obtained directly. Further, the angle θ ′ between the substrate 14 and the side surface 12a of the semiconductor element 12 can also be obtained directly from the screen. The following relationship exists between m, L, and θ ′ in FIGS. 8 and 9 and R and θ in FIG. 6.
[0029]
m = Rsin2θ (1)
L = R (1 + cos 2θ) sin α (2)
θ ′ = arcTan (sin θsin α / cos θ) (3)
Solving this for R and θ,
R = (L + m ² sin ² α / L) ( ² sin α) (4)
θ = arcTan (msin α / L) (5)
Is obtained. This relationship is stored in the main controller 32 of FIG. 1, and R and θ can be obtained immediately by obtaining m, L, and θ ′ by image processing. Therefore, when the semiconductor element 12 is moved by a predetermined amount with respect to the substrate 14 in the direction A in FIG. 6 and rotated by θ, a desired positioning can be performed. The above calculation is an example in which positioning is performed in the XY plane with the semiconductor element 12 in contact with the substrate 14.
[0030]
When it is necessary to position the semiconductor element 12 in a direction perpendicular to the A direction, an appropriate mark may be provided on the side surface 12 a of the semiconductor element 12. For example, FIG. 11 shows an example in which two marks 40 made of recesses are provided on the side surface 12 a of the semiconductor element 12. By obtaining the distance d between the midpoint 40c between the two marks 40 and the positioning mark 36, the semiconductor element 12 can be positioned in a direction perpendicular to the A direction. In addition, the positioning can be performed in the XY plane in a state where the semiconductor element 12 is located above the substrate 14 and slightly spaced from the substrate 14.
[0031]
When the semiconductor element 12 is positioned with respect to the substrate 14, the heater provided on the stage 16 is operated to solder the semiconductor element 12 to the substrate 14. The solder can be pre-placed on the surface of the substrate 14 or can be filled later between the semiconductor element 12 and the substrate 14.
FIG. 10 is a diagram showing an example in which two positioning marks 38A and 38B are provided on the substrate 14. FIG. Reflected images 38A and 38B of the two positioning marks 38A and 38B are reflected on the side surface 12a of the semiconductor element 12. According to this example, a midpoint 36C between the positioning marks 36A and 36B and a straight line 36D passing through the positioning marks 36A and 36B, and a midpoint 38C between the reflected images 38A and 38B and a straight line 38D passing through the reflected images 38A and 38B. Can be requested. The rotation angle θ ′ can be obtained from the relationship between the straight line 36D and the straight line 38D. The distance between the semiconductor element 12 and the positioning mark can be obtained from the distance between the midpoints 36C and 38C.
[0032]
As shown in FIG. 12, the positioning mark 36 on the substrate 14 preferably has a circular shape. By making the positioning mark 36 circular, the shape of the positioning mark 36 to be observed is the same regardless of the rotation angle of the semiconductor element 12 and the substrate 14, so that recognition is easy.
As shown in FIG. 13, the positioning mark 36 of the substrate 14 is preferably formed in a specific shape on the substrate 14. In FIG. 13, the positioning mark 36 is formed in a circular concave shape. Such a positioning mark 36 can be reliably and easily formed by etching the substrate 14. However, the positioning mark 36 can be formed in a convex shape.
[0033]
FIG. 14 is a diagram showing another example of the positioning mark 36. In this case, the positioning mark 36 is formed of a material or shape having a different reflectance with respect to the substrate 14. That is, the positioning mark 36 is formed of a material or shape having a reflectance that is higher or lower than that of the substrate 14 so that the contrast becomes high and recognition becomes easy.
[0034]
15 to 20 are diagrams showing another embodiment of the present invention. Also in this embodiment, the semiconductor manufacturing apparatus 10 of FIG. 1 is used. This embodiment is effective when the positioning mark 36 of the substrate 14 is formed at a position hidden by the semiconductor element 12. The substrate 14 has a linear structure 42 different from the circular positioning mark 36. In the embodiment, the linear structure 42 uses the boundary line of the structure of the surface of the substrate 14.
[0035]
In the assembly of the semiconductor device, a circular positioning mark 36 on the substrate 14 is recognized as shown in FIG. As shown in FIG. 15B, the linear structure 42 of the substrate 14 is recognized. Therefore, a distance e between the circular positioning mark 36 and the linear structure 42 is obtained. Next, as shown in FIG. 15C, the semiconductor element 12 is placed on the substrate 12 and the circular positioning mark 36 is imaged and its reflection image at the position where the circular positioning mark 36 can be seen. The semiconductor element 12 is temporarily adjusted based on the relationship of the 38 images. At this time, the rotation of the semiconductor element 12 is corrected.
[0036]
As shown in FIG. 16A, the semiconductor element 12 is moved to a substantially target position. At this time, the circular positioning mark 36 is not visible. Next, as shown in FIG. 16B, a distance f between the side surface 12a of the semiconductor element 12 and the linear structure 42 is obtained. Next, as shown in FIG. 16C, the semiconductor element 12 is further moved by an amount satisfying g = ef.
[0037]
In this assembling method, the positional relationship between the circular positioning mark 36 and the linear structure 42 is measured before the circular positioning mark 36 of the substrate 14 is covered by the semiconductor element 12, and this linear structure is measured. By adjusting the position of the semiconductor element 12 with respect to 42, the position adjustment can be confirmed even if the circular positioning mark 36 is hidden. Further, since the rectilinear structure 42 is recognized for each substrate, highly accurate adjustment can be performed regardless of the shape of the rectilinear structure 42.
[0038]
FIGS. 17 to 20 are diagrams showing an example of a method for recognizing the position of the linear structure 42. In FIG. 17, the point where the straight line 44 fixed on the screen and the linear structure 42 intersect is recognized.
In FIG. 18, the point where the straight line 46 passing through the center of the circular positioning mark 36 and the straight structure 42 intersect is recognized.
[0039]
In FIG. 19, a linear recognition mark 48 is created at a position where the linear structure 42 intersects, and a point where the linear structure 42 intersects is recognized.
In FIG. 20, a plurality of recognition marks 50 having different shapes and positions are created, and the mutual positions of the respective recognition marks 50 and the linear structure 42 are recognized and averaged.
FIG. 21 is a perspective view showing the semiconductor device assembly apparatus 10 and the semiconductor device 60 manufactured by the assembly method according to the present invention. FIG. 22 is a plan view showing the semiconductor device 60 of FIG. The semiconductor device 60 includes a substrate 14 and a semiconductor element 12 mounted on the surface of the substrate 14. The substrate 14 has at least one positioning mark.
[0040]
21 and 22, at least one positioning mark is composed of two circular positioning marks 36A and 36B. This semiconductor device 60 corresponds to the final form of the semiconductor device shown in FIG. In the final form semiconductor device 60, the two positioning marks 36 A and 36 B are located on a line substantially parallel to the side surface 12 a of the semiconductor element 12.
[0041]
The at least one positioning mark of the semiconductor device 60 may be one positioning mark 36 as shown in FIGS. Further, as described with reference to FIG. 13, the at least one positioning mark may be a positioning mark 36 formed on the substrate 14 in a specific shape such as unevenness. Further, as described with reference to FIG. 14, the at least one positioning mark may be a positioning mark 36 formed of a material having a different reflectance with respect to the substrate 14.
[0042]
At least one positioning mark 36 (36A, 36B) is provided in a mark installation area 62 on the surface of the substrate 14 in contact with the side surface 12a of the semiconductor element 12. The mark installation area 62 is defined so that both the at least one positioning mark 36 (36A, 36B) and the reflected images 38A, 38B of the at least one positioning mark reflected on the side surface 12a of the semiconductor element 12 can be observed. . In this case, at least one positioning mark 36 (36 A, 36 B) does not overlap the semiconductor element 12 and is separated from the side surface 12 a of the semiconductor element 12. That is, in the principle of the semiconductor device assembly method of the present invention, as described with reference to FIG. 6, the distance between at least one positioning mark 36 (36 A, 36 B) and the side surface 12 a of the semiconductor element 12. R is calculated, and the semiconductor element 12 is positioned based on the calculated value.
[0043]
When the height of the side surface 12a of the semiconductor element 12 is p and the width of the side surface 12a of the semiconductor element 12 is q, the mark installation area 62 can be simply defined by a region p ′ × q ′. Here, p ′ = p / tan α and q ′ = q. α is an observation angle. In FIG. 23, an arrow B indicates an observation direction, and an observation angle α is an angle between the surface of the substrate 14 and the observation direction B. The observation angle α can take a value in the range of 0 to 90 degrees. When the substrate 14 includes the concavo-convex structure 64, the observation direction B is limited to the range of the angle β, and the observation angle α is narrowed accordingly.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the device can be adjusted and assembled with high accuracy in a short time on the substrate. Further, since the adjustment mark is formed on the substrate, it is not necessary to provide a mark area in a small element, and the burden on the element can be reduced. Even if the mark disappears, the adjustment position can be confirmed. Thus, a semiconductor device including a semiconductor element mounted on the substrate can be obtained conveniently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an assembly apparatus for a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a case where a counter illumination device is used when a semiconductor element is not above a substrate.
FIG. 3 is a diagram showing a case where a coaxial epi-illumination device is used when a semiconductor element is above a substrate.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a substrate having a positioning mark.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which a semiconductor element is inclined with respect to a substrate.
FIG. 6 is a plan view of a substrate and a semiconductor element as viewed from above.
FIG. 7 is a side view of a substrate and a semiconductor element as viewed from the side.
FIG. 8 is a diagram illustrating an image of a positioning mark and a reflected image acquired by the image processing apparatus.
FIG. 9 is an enlarged view of FIG. 8;
FIG. 10 is a diagram showing an example in which two positioning marks are provided on a substrate.
FIG. 11 is a diagram showing an example in which two marks made of recesses are provided on a side surface of a semiconductor element.
FIG. 12 is a plan view showing the shape of a positioning mark on a substrate.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing the shape of a positioning mark on a substrate.
FIG. 14 is a perspective view showing another shape of a positioning mark on a substrate.
FIG. 15 is a diagram illustrating a method for assembling a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 16 is a diagram showing a step after the step of FIG.
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a method for recognizing a position of a linear structure.
FIG. 18 is a diagram illustrating another example of a method for recognizing the position of a linear structure.
FIG. 19 is a diagram illustrating another example of a method for recognizing the position of a linear structure.
FIG. 20 is a diagram illustrating another example of a method for recognizing the position of a linear structure.
FIG. 21 is a perspective view showing a semiconductor device manufactured by the semiconductor device assembling apparatus and the assembling method according to the present invention;
22 is a plan view showing the semiconductor device of FIG. 21;
FIG. 23 is a side view of the semiconductor device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Assembly apparatus 12 ... Semiconductor element 14 ... Board | substrate 16 ... Stage 18 ... Support member 20 ... Coaxial epi-illumination apparatus 22 ... Microscope apparatus 24 ... Opposing illumination apparatus 26 ... CCD camera 28 ... Image processing apparatus 36 ... Positioning mark 38 ... Reflection Image 60 ... Semiconductor device 62 ... Mark installation area

Claims

A stage having a substrate support surface for supporting the substrate;
A support member for moving the semiconductor element to a position on or near the substrate supported by the stage;
A microscope apparatus disposed obliquely with respect to the substrate support surface of the stage and having a coaxial epi-illumination device;
A counter illumination device disposed obliquely with respect to the substrate support surface of the stage on the side opposite to the microscope device with respect to the normal line of the substrate support surface of the stage;
A camera attached to the imaging position of the microscope device;
An apparatus for assembling a semiconductor device, comprising: an image processing apparatus connected to the camera.

The assembly apparatus according to claim 1, wherein the stage has a heater so that the semiconductor element can be soldered to the substrate.

An image of at least one positioning mark on the substrate supported by the stage and an image of a reflection image of the at least one positioning mark reflected on a side surface of the semiconductor element located on or near the substrate are acquired. ,
Obtaining a positional relationship between the image of the at least one positioning mark and the image of the reflection image;
A method of assembling a semiconductor device, comprising the step of positioning a semiconductor element with respect to a substrate according to a positional relationship of images.

The step of acquiring an image of at least one positioning mark on the substrate is performed by irradiating the substrate with illumination light obliquely by an opposing illumination device disposed obliquely with respect to the substrate support surface of the stage. 4. The assembling method according to claim 3 , wherein an image is acquired by a camera through a microscope device disposed obliquely on the opposite side of the opposing illumination device with respect to the normal line of the substrate support surface.

The step of acquiring an image of at least one positioning mark on the substrate and an image of a reflection image of the at least one positioning mark is performed by obliquely illuminating the substrate with a coaxial incident illumination device provided in the microscope apparatus. The assembling method according to claim 3 , wherein an image is acquired by a camera through the microscope apparatus while irradiating.

The positional relationship between the substrate and the semiconductor element is calculated from the positional relationship between the at least one positioning mark and the reflected image, and at least one of the stage and the support member that supports the semiconductor element is moved according to the calculation result. The assembly method according to claim 3 , wherein:

The assembly method according to claim 6 , wherein a distance between the substrate and the semiconductor element and a rotation angle of the semiconductor element with respect to the substrate are calculated from the at least one positioning mark and the reflection image.

The at least one positioning mark includes two positioning marks. From the two positioning marks and the two reflected images, the distance between the substrate and the semiconductor element, the rotation angle of the substrate, and the substrate 7. The assembly method according to claim 6 , wherein a rotation angle of the semiconductor element relative to the substrate is calculated based on an angle between a straight line passing through the two positioning marks and a straight line passing through the two reflected images.

4. The assembly according to claim 3 , wherein the position is adjusted in a direction parallel to the side surface of the semiconductor element from the position of at least one mark provided on the semiconductor element and the at least one positioning mark on the substrate. Method.

The substrate has another positioning mark consisting of linear structure separate from the at least one positioning mark of the substrate, the positional relation between the positioning marks of the one positioning mark and said another said at least The semiconductor element is adjusted based on this positional relationship when the at least one positioning mark on the substrate is hidden by the semiconductor element when the semiconductor element is arranged at a target position. The assembling method according to claim 3 .

A substrate and a semiconductor element mounted on the surface of the substrate, the substrate having at least one positioning mark in a mark installation area in contact with a side surface of the semiconductor element, the at least one positioning mark and A semiconductor device characterized in that a reflection image of the at least one positioning mark reflected on a side surface of the semiconductor element can be observed together.

The semiconductor device according to claim 11 , wherein the at least one positioning mark does not overlap the semiconductor element but is separated from a side surface of the semiconductor element.

The semiconductor device according to claim 11 , wherein the at least one positioning mark has a circular shape.

12. The semiconductor device according to claim 11 , wherein the at least one positioning mark is formed in a specific shape on the substrate.

12. The semiconductor device according to claim 11 , wherein the at least one positioning mark is made of a material having a reflectance different from that of the substrate.

The semiconductor device according to claim 11 , wherein the at least one positioning mark includes two positioning marks.

17. The semiconductor device according to claim 16 , wherein the two positioning marks are circular marks located on a line substantially parallel to a side surface of a semiconductor element mounted on the surface of the substrate.