JP2014120643A - Method and apparatus for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device, by which a semiconductor device having an electrode layer in which at least a layer located at a semiconductor layer side contains Mo can be divided into a plurality of unit cells with a good yield.SOLUTION: The method for manufacturing a semiconductor device includes a step of dividing a semiconductor device in which a semiconductor layer 13 is arranged between a first electrode layer 12 and a second electrode layer 14, and the first electrode layer 12 or the second electrode layer 13 is arranged on a substrate 11 side, and at least a layer located at the semiconductor layer 13 side, of the first electrode layer 12 contains Mo, into a plurality of unit cell 20. The method further includes: a step of scanning the first metal layer 12 with laser beam to scribe the first metal layer 12; and a step of scanning laser beam from the second metal layer 14 side or the semiconductor layer 13 side to simultaneously scribe the second metal layer 14 and the semiconductor layer 13. The scribing line of the first metal layer 12 and the scribing line of the second metal layer 14 and the semiconductor layer 13 are matched with each other.

Description

本発明は、太陽電池、カラーフィルタ、ディスプレイ、光センサ等の、電極層と電極層との間に半導体層が配置された半導体デバイスを、スクライブ加工して複数の単位セルに分割する工程を含む半導体デバイスの製造方法及び半導体デバイスの製造装置に関する。   The present invention includes a step of scribing a semiconductor device in which a semiconductor layer is disposed between electrode layers, such as a solar cell, a color filter, a display, and an optical sensor, and dividing the semiconductor device into a plurality of unit cells. The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device manufacturing apparatus.

薄膜の形成方法として、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等の気相成長法がある。気相成長法により、大面積の薄膜を容易に形成できるので、半導体デバイスの低コスト化が期待できる。   As a method for forming a thin film, there are vapor phase growth methods such as an evaporation method, a sputtering method, and a CVD method. Since a large-area thin film can be easily formed by vapor deposition, the cost reduction of a semiconductor device can be expected.

しかしながら、半導体デバイスを大面積にすると、電極層のシート抵抗により、電力ロスが大きくなる問題があった。例えば、太陽電池の場合、光入射側の電極層（以下、透明電極ともいう）は、ＺｎＯなどの透明導電性酸化物で構成されているが、透明導電性酸化物はシート抵抗が高い。このため、太陽電池の一つのセルを大面積にすると、光電変換層で発電した電流が、透明電極を流れる際の電力ロスが大きくなり、発電効率が低下する問題があった。そのため、半導体デバイスを、スクライブ加工して複数の単位セルに分割し、隣接する単位セルどうしを直列又は並列に接続することが従来より行われている。   However, when the semiconductor device has a large area, there is a problem that the power loss increases due to the sheet resistance of the electrode layer. For example, in the case of a solar cell, a light incident side electrode layer (hereinafter also referred to as a transparent electrode) is made of a transparent conductive oxide such as ZnO, but the transparent conductive oxide has a high sheet resistance. For this reason, when one cell of a solar cell is made into a large area, the electric power generated by the photoelectric conversion layer increases the power loss when flowing through the transparent electrode, and there is a problem that the power generation efficiency is lowered. Therefore, it has been conventionally performed to divide a semiconductor device into a plurality of unit cells and connect adjacent unit cells in series or in parallel.

半導体デバイスを、複数の単位セルに分割するにあたり、特許文献１，２に記載されるように、薄膜の成膜工程と、成膜した薄膜のスクライブ工程とを交互に繰り返し、半導体デバイスの各層を成膜する度にスクライブ加工を行う方法が従来より行われている。   In dividing a semiconductor device into a plurality of unit cells, as described in Patent Documents 1 and 2, a thin film forming process and a formed thin film scribing process are alternately repeated, and each layer of the semiconductor device is formed. A method of performing scribing every time a film is formed has been conventionally performed.

しかしながら、各層を成膜する毎にスクライブ加工を行った場合、半導体デバイスの製造プロセス時間中に占めるスクライブ加工時間が増大する。また、スクライブ加工により生じる加工屑を除去する洗浄処理がスクライブ加工の度に必要となるので、洗浄時間が増大する。このため、半導体デバイスの製造効率が低下する問題があった。   However, when scribe processing is performed every time each layer is formed, the scribe processing time occupies during the manufacturing process time of the semiconductor device increases. In addition, a cleaning process for removing processing waste generated by the scribing process is required each time the scribing process is performed, so that the cleaning time is increased. For this reason, there existed a problem that the manufacturing efficiency of a semiconductor device fell.

また、薄膜の成膜装置と、薄膜のスクライブ加工装置は、薄膜の積層数に応じた数だけ必要となるので、半導体デバイスの製造装置が、複雑で大型なものになる傾向があった。   Further, since the number of thin film deposition apparatuses and the number of thin film scribing apparatuses required in accordance with the number of thin film stacks, the semiconductor device manufacturing apparatus tends to be complicated and large.

また、各層をスクライブ加工する度、スクライブ加工装置に取り付けて行うので、加工精度にばらつきが生じ易かった。そこで、各層の加工精度のズレ量を考慮して、加工幅を広めに取ってスクライブ加工することが考えられるが、加工幅を広く取るほど、半導体デバイスとして機能する面積が減少し、半導体デバイスの特性が低下することになる。   In addition, since each layer is attached to a scribing apparatus each time it is scribed, the processing accuracy is likely to vary. Therefore, considering the amount of misalignment of the processing accuracy of each layer, it is conceivable to perform scribing with a wider processing width. However, the wider the processing width, the smaller the area that functions as a semiconductor device, The characteristics will deteriorate.

また、特許文献３には、絶縁性基板上に第１電極層、光電変換層、透明な第２電極層を積層して積層体を形成したのち、該積層体に、レーザ光を走査して第２電極層をスクライブ加工し、第２電極層のスクライブ加工で露出した光電変換層に、第２電極層のスクライブ加工に用いるレーザ光よりもスポット径が小さく、エネルギー密度の高いレーザ光を走査して、光電変換層及び第１電極層をスクライブ加工して積層体を分割することが開示されている。   Further, in Patent Document 3, a laminated body is formed by laminating a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a transparent second electrode layer on an insulating substrate, and then laser light is scanned on the laminated body. The second electrode layer is scribed, and the photoelectric conversion layer exposed by the scribe process of the second electrode layer is scanned with a laser beam having a smaller spot diameter and higher energy density than the laser beam used for the scribe process of the second electrode layer. Then, it is disclosed that the stacked body is divided by scribing the photoelectric conversion layer and the first electrode layer.

特開２００９−２０６２３５号公報JP 2009-206235 A 特開２００２−３３４９８号公報JP 2002-33498 A 特開平７−２６３７２６号公報JP-A-7-263726

半導体デバイスでは、電極と半導体層との密着性や、半導体層の結晶成長性などを考慮して、電極材料を選択する必要がある。例えば、ＣｕＩｎＳｅ２、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２等のカルコパイライト構造の半導体や、Ｃｕ２ＺｎＳｎＳ４等のケステライト構造又はスタナイト構造の半導体を光電変換層に用いた太陽電池は、従来のシリコンを用いた太陽電池に比べて高い発電効率が得られ、近年開発が進められている。上記半導体を光電変換層に用いた太陽電池では、光電変換層に光が入射する側とは反対側の電極（裏面電極）の電極材料に、腐食耐性等の観点から、Ｍｏが使用されている。 In a semiconductor device, it is necessary to select an electrode material in consideration of adhesion between an electrode and a semiconductor layer, crystal growth of the semiconductor layer, and the like. For example, solar cells using a chalcopyrite-structured semiconductor such as CuInSe 2 or Cu (In, Ga) Se 2 or a kesterite-structured or stannite-structured semiconductor such as Cu 2 ZnSnS 4 in the photoelectric conversion layer are made of conventional silicon. High power generation efficiency is obtained compared to the solar cell used, and development has been promoted in recent years. In the solar cell using the semiconductor as a photoelectric conversion layer, Mo is used for the electrode material of the electrode (back electrode) opposite to the side where light enters the photoelectric conversion layer from the viewpoint of corrosion resistance and the like. .

ところが、Ｍｏを含む金属層の、半導体層に対する密着性は、他の金属層に比べて低い場合が多かった。Ｍｏで構成された電極層（以下、Ｍｏ電極層ともいう）上に、ＣｕＩｎＳｅ２、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２等のカルコパイライト構造の半導体で構成された光電変換層を形成した場合を例に挙げて説明すると、光電変換層の成膜時に、Ｍｏ電極層と光電変換層との間に、結晶の配向性を示す容易軸の方向がＭｏ電極層の面方向に対して垂直なセレン化モリブデンが生成される。Ｍｏ電極層と光電変換層との間にセレン化モリブデンが存在することにより、両者の密着性が低下しやすかった。 However, the adhesion of the metal layer containing Mo to the semiconductor layer is often lower than that of other metal layers. An example in which a photoelectric conversion layer composed of a chalcopyrite-structured semiconductor such as CuInSe 2 or Cu (In, Ga) Se 2 is formed on an electrode layer composed of Mo (hereinafter also referred to as Mo electrode layer). When the photoelectric conversion layer is formed, the selenization is such that the direction of the easy axis indicating the crystal orientation is perpendicular to the surface direction of the Mo electrode layer between the Mo electrode layer and the photoelectric conversion layer. Molybdenum is produced. Due to the presence of molybdenum selenide between the Mo electrode layer and the photoelectric conversion layer, the adhesion between them was likely to be lowered.

特許文献３では、レーザ光を走査して、透明な第２電極層をスクライブ加工した後、第２電極層のスクライブ加工で露出した光電変換層に、レーザ光を走査して、光電変換層及び第１電極層をスクライブ加工している。しかしながら、第１電極層がＭｏ電極層で構成される場合、上述したように光電変換層とＭｏ電極層との密着性が不十分な場合がある。このため、特許文献２のように、レーザ光走査して光電変換層とＭｏ電極層とを同時にスクライブ加工すると、Ｍｏ電極層にレーザ光が到達する前に、その近傍の加工中の衝撃によって、光電変換層が広範囲にわたってＭｏ電極層から剥がれてしまう恐れがあった。光電変換層がＭｏ電極から過剰に剥がれると、過剰に剥がれた分だけ発電面積が減少するので発電効率の低下につながる。また、光電変換層が過剰に剥がれた部分にレーザ光が照射され、Ｍｏ電極層のみならず、その下の基板まで不必要に加工されることがあり、場合によっては基板に貫通穴が出来てしまうなど、歩留まりが低下する問題があった。   In Patent Document 3, after scanning a laser beam and scribing the transparent second electrode layer, the photoelectric conversion layer exposed by the scribing process of the second electrode layer is scanned with the laser beam, and the photoelectric conversion layer and The first electrode layer is scribed. However, when the first electrode layer is composed of a Mo electrode layer, the adhesion between the photoelectric conversion layer and the Mo electrode layer may be insufficient as described above. For this reason, as in Patent Document 2, when the laser beam is scanned and the photoelectric conversion layer and the Mo electrode layer are simultaneously scribed, before the laser beam reaches the Mo electrode layer, due to the impact during processing in the vicinity thereof, There was a possibility that the photoelectric conversion layer might peel off from the Mo electrode layer over a wide range. If the photoelectric conversion layer is excessively peeled from the Mo electrode, the power generation area is reduced by the amount that is excessively peeled, leading to a decrease in power generation efficiency. In addition, the portion where the photoelectric conversion layer is excessively peeled is irradiated with laser light, and not only the Mo electrode layer but also the underlying substrate may be unnecessarily processed. In some cases, through holes are formed in the substrate. There was a problem that the yield decreased.

また、特許文献３では、第２電極層のスクライブ加工幅を、光電変換層及び第１電極層のスクライブ加工幅よりも広く取っているので、その分だけ第２電極層の面積が減少し、発電効率の低下につながる。   Moreover, in patent document 3, since the scribing width of the second electrode layer is wider than the scribing width of the photoelectric conversion layer and the first electrode layer, the area of the second electrode layer is reduced by that amount, This leads to a decrease in power generation efficiency.

よって、本発明の目的は、少なくとも半導体層側に位置する層がＭｏを含有する電極層を備えた半導体デバイスを歩留まり良く複数の単位セルに分割できる半導体デバイスの製造方法及び半導体デバイスの製造装置を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device manufacturing apparatus capable of dividing a semiconductor device having an electrode layer containing Mo at least in a layer located on the semiconductor layer side into a plurality of unit cells with high yield. It is to provide.

上記目的を達成するため、本発明の半導体デバイスの製造方法は、基板と、該基板上に積層された、第１電極層と、半導体層と、第２電極層とを有し、前記第１電極層と前記第２電極層との間に前記半導体層が配置され、前記第１電極層又は前記第２電極層が前記基板側に配置されてなり、前記第１電極層の少なくとも前記半導体層側に位置する層がＭｏを含有する半導体デバイスを、スクライブ加工して複数の単位セルに分割する工程を含む半導体デバイスの製造方法において、
前記第１金属層にレーザ光を走査して、前記第１金属層をスクライブ加工する第１金属層スクライブ工程と、
前記第２金属層側又は前記半導体層側からレーザ光を走査して、前記第２金属層と前記半導体層とを同時にスクライブ加工する第２金属層・半導体層スクライブ工程とを含み、
前記第１金属層のスクライブ加工ラインと、前記第２金属層及び前記半導体層のスクライブ加工ラインとが整合するように、前記第１金属層スクライブ工程と、前記第２金属層・半導体層スクライブ工程とを行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a substrate, a first electrode layer, a semiconductor layer, and a second electrode layer stacked on the substrate, The semiconductor layer is disposed between an electrode layer and the second electrode layer, the first electrode layer or the second electrode layer is disposed on the substrate side, and at least the semiconductor layer of the first electrode layer In the method for manufacturing a semiconductor device including a step of dividing a semiconductor device in which the layer located on the side contains Mo into a plurality of unit cells by scribing,
A first metal layer scribing step of scanning the first metal layer with a laser beam and scribing the first metal layer;
A second metal layer / semiconductor layer scribing step of scanning laser light from the second metal layer side or the semiconductor layer side and simultaneously scribing the second metal layer and the semiconductor layer;
The first metal layer scribe step and the second metal layer / semiconductor layer scribe step so that the scribe line for the first metal layer and the scribe line for the second metal layer and the semiconductor layer are aligned. It is characterized by performing.

本発明の半導体デバイスの製造方法は、前記半導体デバイスが、前記基板上に、前記第１電極層、前記半導体層、前記第２電極層の順に積層されたものであり、前記第２電極層にレーザ光を走査して前記第２金属層・半導体層スクライブ工程を行った後、次いで、該第２金属層・半導体層スクライブ工程により露出した前記第１金属層にレーザ光を走査して前記第１金属層スクライブ工程を行うか、あるいは、前記半導体デバイスが、前記基板上に、前記第２電極層、前記半導体層、前記第１電極層の順に積層されたものであり、前記第１電極層にレーザ光を走査して前記第１金属層スクライブ工程を行った後、次いで、該第１金属層スクライブ工程により露出した前記半導体層にレーザ光を走査して、前記第２金属層・半導体層スクライブ工程を行うことが好ましい。   In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the semiconductor device is formed by laminating the first electrode layer, the semiconductor layer, and the second electrode layer on the substrate in this order. After performing the second metal layer / semiconductor layer scribing process by scanning with laser light, the first metal layer exposed by the second metal layer / semiconductor layer scribing process is then scanned with laser light to perform the first metal layer / semiconductor layer scribing process. 1 metal layer scribing step is performed, or the semiconductor device is laminated on the substrate in the order of the second electrode layer, the semiconductor layer, and the first electrode layer, and the first electrode layer The laser beam is scanned to perform the first metal layer scribing process, and then the semiconductor layer exposed by the first metal layer scribing process is scanned with the laser beam to thereby perform the second metal layer / semiconductor layer. Scribe It is preferable to carry out the degree.

本発明の半導体デバイスの製造方法は、前記半導体層が、Ｃｕと、Ｉｎ及び／又はＧａと、Ｓｅ及び／又はＳとを少なくとも含有する半導体、又は、Ｃｕと、Ｚｎと、Ｓｎと、Ｓｅ及び／又はＳとを少なくとも含む半導体で構成されていることが好ましい。   In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the semiconductor layer contains a semiconductor containing at least Cu, In and / or Ga, Se and / or S, or Cu, Zn, Sn, Se and It is preferable that it is made of a semiconductor containing at least S.

本発明の半導体デバイスの製造方法の前記第１金属層スクライブ工程で用いるレーザ光は、スポット径が前記第２金属層・半導体層スクライブ工程で用いるレーザ光と同一で、エネルギー密度又は出力が前記第２金属層・半導体層スクライブ工程で用いるレーザ光よりも低いことが好ましい。   The laser beam used in the first metal layer scribing step of the semiconductor device manufacturing method of the present invention has the same spot diameter as the laser beam used in the second metal layer / semiconductor layer scribing step, and the energy density or output is the first. It is preferably lower than the laser beam used in the two metal layer / semiconductor layer scribing step.

本発明の半導体デバイスの製造方法は、２本のレーザ光を、各レーザ光のスポット径どうしが重なり合わないようにレーザ光の走査方向に沿って直列に配置し、各レーザ光を同時かつ同方向に走査して、走査方向前方に配置されたレーザ光により前記第１金属層スクライブ工程及び前記第２金属層・半導体層スクライブ工程のいずれか一方のスクライブ工程を行い、走査方向後方に配置されたレーザ光により、他方のスクライブ工程を行うことが好ましい。   In the semiconductor device manufacturing method of the present invention, two laser beams are arranged in series along the scanning direction of the laser beams so that the spot diameters of the laser beams do not overlap with each other, and the laser beams are simultaneously and the same. The first metal layer scribing step and the second metal layer / semiconductor layer scribing step are performed by the laser beam arranged in the scanning direction, and arranged in the scanning direction rear side. It is preferable to perform the other scribing step with a laser beam.

本発明の半導体デバイスの製造方法は、前記２本のレーザ光が、１つの発振器から出射された１本のレーザ光を、２本に分割したものであるか、あるいは、前記２本のレーザ光が、２つの発振器から１本ずつ出射されたものであることが好ましい。   In the semiconductor device manufacturing method of the present invention, the two laser beams are obtained by dividing one laser beam emitted from one oscillator into two, or the two laser beams. Are preferably emitted one by one from the two oscillators.

また、本発明の半導体デバイスの製造装置は、基板と、該基板上に積層された、第１電極層と、半導体層と、第２電極層とを有し、前記第１電極層と前記第２電極層との間に前記半導体層が配置され、前記第１電極層又は前記第２電極層が前記基板側に配置されてなり、前記第１電極層の少なくとも前記半導体層側に位置する層がＭｏを含有する半導体デバイスを、スクライブ加工して複数の単位セルに分割するための半導体デバイスの製造装置において、
２本のレーザ光を、各レーザ光のスポット径どうしが重なり合わないように照射するレーザ光照射装置と、
前記各レーザ光の照射スポットが、前記基板上に設定された同一ラインに沿って移動するように、前記基板及び／又は前記レーザ光照射装置を移動させるレーザ光走査装置と、
前記各レーザ光のエネルギー密度又は出力を調整する出力調整装置とを備え、
前記レーザ光照射装置によって照射される一方のレーザ光によって前記第１金属層をスクライブ加工し、他方のレーザ光によって前記第２金属層及び前記半導体層をスクライブ加工するように構成されていることを特徴とする。 The semiconductor device manufacturing apparatus of the present invention includes a substrate, a first electrode layer, a semiconductor layer, and a second electrode layer stacked on the substrate, wherein the first electrode layer and the first electrode layer The semiconductor layer is disposed between two electrode layers, the first electrode layer or the second electrode layer is disposed on the substrate side, and is a layer positioned at least on the semiconductor layer side of the first electrode layer In a semiconductor device manufacturing apparatus for dividing a semiconductor device containing Mo into a plurality of unit cells by scribing,
A laser beam irradiation device that irradiates two laser beams so that the spot diameters of the laser beams do not overlap each other;
A laser beam scanning device that moves the substrate and / or the laser beam irradiation device so that the irradiation spot of each laser beam moves along the same line set on the substrate;
An output adjusting device for adjusting the energy density or output of each laser beam,
The first metal layer is scribed by one laser beam irradiated by the laser beam irradiation device, and the second metal layer and the semiconductor layer are scribed by the other laser beam. Features.

本発明では、スクライブ加工されるべき層を全て成膜した後、スクライブ加工を行なうため、スクライブ加工時間をより短縮できる。
また、成膜装置とスクライブ加工装置間での被加工物の取り付け及び取り外しを繰り返し行うこともないので、スクライブ加工位置のズレが生じ難い。
また、第１金属層の、半導体層側に位置する層がＭｏを含有する層で構成されている場合、第１金属層と半導体層との密着性が低いことがあるが、本発明では、第１金属層のスクライブ加工と、第２金属層及び半導体層のスクライブ加工とを分けて行うので、第１金属層と半導体層との密着性が低くても、第１金属層のスクライブ加工中に、第１金属層が半導体層上から過剰に剥がれたり、第２金属層及び半導体層が第１電極層上から過剰に剥がれるのを防ぎ、半導体デバイスを必要最小限の加工幅でスクライブ加工できる。
このため、本発明によれば、半導体デバイスを、より狭い加工幅で複数の単位セルに分割できる。 In the present invention, since all the layers to be scribed are formed and then scribed, the scribe time can be further shortened.
In addition, since the attachment and detachment of the workpiece between the film forming apparatus and the scribe processing apparatus are not repeatedly performed, the scribe processing position is hardly displaced.
Moreover, when the layer located on the semiconductor layer side of the first metal layer is composed of a layer containing Mo, the adhesion between the first metal layer and the semiconductor layer may be low. Since the scribing of the first metal layer and the scribing of the second metal layer and the semiconductor layer are performed separately, the first metal layer is being scribed even if the adhesion between the first metal layer and the semiconductor layer is low. In addition, the first metal layer can be prevented from excessively peeling from the semiconductor layer, and the second metal layer and the semiconductor layer can be prevented from excessively peeling from the first electrode layer, so that the semiconductor device can be scribed with a minimum processing width. .
Therefore, according to the present invention, the semiconductor device can be divided into a plurality of unit cells with a narrower processing width.

半導体デバイスの一実施形態を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating one embodiment of a semiconductor device. 半導体デバイスの他の実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows other embodiment of a semiconductor device. 本発明の半導体デバイスの製造方法の第１の実施形態の作業状態を示す図面であって、（ａ）は概略図であり、（ｂ）は（ａ）の半導体デバイスの平面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is drawing which shows the working state of 1st Embodiment of the manufacturing method of the semiconductor device of this invention, Comprising: (a) is a schematic diagram, (b) is a top view of the semiconductor device of (a). 複数の単位セルに分割された半導体デバイスの概略図である。It is the schematic of the semiconductor device divided | segmented into the several unit cell. 制御装置のシステム構成図である。It is a system block diagram of a control apparatus. 図５の制御装置での制御フローである。It is a control flow in the control apparatus of FIG. 第１の実施形態の変形例における作業状態を示す図面である。It is drawing which shows the working state in the modification of 1st Embodiment. 第１の実施形態の別態様における作業状態を示す図面であって、（ａ）は概略図であり、（ｂ）は（ａ）の半導体デバイスの平面図である。It is drawing which shows the working state in another aspect of 1st Embodiment, Comprising: (a) is schematic, (b) is a top view of the semiconductor device of (a). 本発明の半導体デバイスの製造方法の第２の実施形態の作業状態を示す図面であって、（ａ）は概略図であり、（ｂ）は（ａ）の半導体デバイスの平面図である。It is drawing which shows the working state of 2nd Embodiment of the manufacturing method of the semiconductor device of this invention, Comprising: (a) is schematic and (b) is a top view of the semiconductor device of (a). 同作業状態を示す図面であって、（ａ）は概略図であり、（ｂ）は（ａ）の半導体デバイスの平面図である。It is drawing which shows the working state, Comprising: (a) is a schematic diagram, (b) is a top view of the semiconductor device of (a). 制御装置のシステム構成図である。It is a system block diagram of a control apparatus. 図１１の制御装置での制御フローである。It is a control flow in the control apparatus of FIG. 第２の実施形態の変形例における作業状態を示す図面である。It is drawing which shows the working state in the modification of 2nd Embodiment. 本発明の半導体デバイスの製造方法の第３の実施形態の作業状態を示す図面であって、（ａ）は概略図であり、（ｂ）は（ａ）の半導体デバイスの平面図である。It is drawing which shows the working state of 3rd Embodiment of the manufacturing method of the semiconductor device of this invention, Comprising: (a) is schematic and (b) is a top view of the semiconductor device of (a). 第３の実施形態の変形例における作業状態を示す図面である。It is drawing which shows the working state in the modification of 3rd Embodiment. 本発明の半導体デバイスの製造方法の第４の実施形態の第１のプロセスの作業状態を示す図面であって、（ａ）は概略図であり、（ｂ）は（ａ）の半導体デバイスの平面図である。It is drawing which shows the working state of the 1st process of 4th Embodiment of the manufacturing method of the semiconductor device of this invention, Comprising: (a) is schematic, (b) is a plane of the semiconductor device of (a) FIG. 第４の実施形態の第２のプロセスの作業状態を示す図面であって、（ａ）は概略図であり、（ｂ）は（ａ）の半導体デバイスの平面図である。It is drawing which shows the working state of the 2nd process of 4th Embodiment, (a) is a schematic diagram, (b) is a top view of the semiconductor device of (a).

本発明の半導体デバイスの製造方法は、基板と、該基板上に積層された、第１電極層と、半導体層と、第２電極層とを有し、第１電極層と第２電極層との間に半導体層が配置され、第１電極層又は第２電極層が基板側に配置された半導体デバイスを、スクライブ加工して複数の単位セルに分割する。   The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a substrate, a first electrode layer, a semiconductor layer, and a second electrode layer laminated on the substrate, the first electrode layer and the second electrode layer, A semiconductor device in which the semiconductor layer is disposed and the first electrode layer or the second electrode layer is disposed on the substrate side is scribed to be divided into a plurality of unit cells.

本発明において、半導体デバイスの種類としては、特に限定は無く、太陽電池、カラーフィルタ、ディスプレイ、光センサ等が挙げられる。   In the present invention, the type of the semiconductor device is not particularly limited, and examples thereof include a solar cell, a color filter, a display, and an optical sensor.

まず、スクライブ加工前の半導体デバイスの一実施形態について、図１，２を用いて説明する。図１に示す半導体デバイス１０ａは、基板１１上に、第１電極層１２、半導体層１３、第２電極層１４が積層している。図２に示す半導体デバイス１０ｂは、基板１１上に、第２電極層１４、半導体層１３、第１電極層１２が積層している。   First, an embodiment of a semiconductor device before scribe processing will be described with reference to FIGS. In the semiconductor device 10 a shown in FIG. 1, a first electrode layer 12, a semiconductor layer 13, and a second electrode layer 14 are stacked on a substrate 11. In the semiconductor device 10 b illustrated in FIG. 2, the second electrode layer 14, the semiconductor layer 13, and the first electrode layer 12 are stacked on the substrate 11.

基板１１としては、特に限定は無い。例えば、ポリイミドフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、アクリルフィルム、アラミドフィルム等の絶縁性プラスチックフィルム基板、ソーダライムガラス基板、無アルカリガラス基板、ステンレス基板、金属基板などが好ましく用いられる。なお、例えば半導体デバイスが太陽電池である場合において、基板１１を光入射側に配置する場合には、基板１１は透明性を有する材料で構成されている必要がある。   The substrate 11 is not particularly limited. For example, an insulating plastic film substrate such as polyimide film, polyethylene terephthalate film, polyethylene naphthalate film, polyethersulfone film, acrylic film, aramid film, soda lime glass substrate, alkali-free glass substrate, stainless steel substrate, metal substrate, etc. are preferable. Used. For example, when the semiconductor device is a solar cell, when the substrate 11 is disposed on the light incident side, the substrate 11 needs to be made of a transparent material.

第１電極層１２は、少なくとも半導体層１３側に位置する層がＭｏを含有している。これによれば、Ｓｅ等に対する腐食耐性が得られ、第１電極層に隣接して半導体層を形成する際における、第１電極層の腐食劣化を防止できる。   As for the 1st electrode layer 12, the layer located in the semiconductor layer 13 side contains Mo at least. According to this, corrosion resistance to Se or the like can be obtained, and corrosion degradation of the first electrode layer can be prevented when the semiconductor layer is formed adjacent to the first electrode layer.

第１電極層１２は、Ｍｏの単層であってもよいし、Ｍｏよりも電気抵抗率が小さい導電材料を含む金属層（以下、低抵抗金属層ともいう）と、Ｍｏ層との積層体で構成されていてもよい。   The first electrode layer 12 may be a single layer of Mo, or a laminated body of a metal layer (hereinafter also referred to as a low resistance metal layer) containing a conductive material having an electric resistivity lower than that of Mo and a Mo layer. It may be comprised.

Ｍｏよりも電気抵抗率が小さい導電材料としては、２０℃における電気抵抗率が５．３×１０−８Ω・ｍ未満の導電材料が好ましい。こうすることで、第１電極層の電気抵抗率を、Ｍｏ単独で構成した場合よりも効果的に小さくできる。Ｍｏよりも電気抵抗率が小さい導電材料の具体例としては、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｗ及びこれらの合金が挙げられ、これらの１種又は２種以上を好ましく用いることができる。 As the conductive material having an electrical resistivity smaller than that of Mo, a conductive material having an electrical resistivity at 20 ° C. of less than 5.3 × 10 −8 Ω · m is preferable. By carrying out like this, the electrical resistivity of a 1st electrode layer can be effectively made smaller than the case where it comprises Mo alone. Specific examples of the conductive material having an electric resistivity lower than that of Mo include Ag, Cu, Au, Al, Mg, W, and alloys thereof, and one or more of these can be preferably used.

第１電極層１２は、スパッタ法、蒸着法など従来公知の方法で形成できる。   The first electrode layer 12 can be formed by a conventionally known method such as a sputtering method or a vapor deposition method.

半導体層１３は、半導体デバイスの種類により異なるので特に限定しない。例えば、半導体デバイスが太陽電池の場合は、Ｃｕと、Ｉｎ及び／又はＧａと、Ｓｅ及び／又はＳとを少なくとも含むカルコパイライト構造の半導体や、Ｃｕと、Ｚｎと、Ｓｎと、Ｓｅ及び／又はＳとを少なくとも含むスタナイト構造又はケステライト構造の半導体等で構成されたものが好ましく用いられる。これらの半導体を用いて、太陽電池の光電変換層を形成することで、従来のシリコン系の光電変換層を用いた太陽電池に比べてより高い発電効率が得られる。   The semiconductor layer 13 is not particularly limited because it differs depending on the type of semiconductor device. For example, when the semiconductor device is a solar cell, a chalcopyrite-structured semiconductor containing at least Cu, In and / or Ga, Se and / or S, Cu, Zn, Sn, Se and / or Those composed of a semiconductor having a stannite structure or a kesterite structure containing at least S are preferably used. By forming a photoelectric conversion layer of a solar cell using these semiconductors, higher power generation efficiency can be obtained as compared with a solar cell using a conventional silicon-based photoelectric conversion layer.

Ｃｕと、Ｉｎ及び／又はＧａと、Ｓｅ及び／又はＳとを少なくとも含むカルコパイライト構造の半導体としては、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＧａＳｅ２、ＣｕＧａＳ２、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ２、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）２等が挙げられる。この半導体は、セレン化法、多元同時蒸着法等の方法で形成できる。Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２を例に挙げて説明すると、セレン化法では、第１電極層１２上に、スパッタ法、蒸着法等の方法でＣｕ、Ｉｎ、Ｇａを含むプリカーサ膜を形成し、該プリカーサ膜をＨ２Ｓｅガス及び／又はＨ２Ｓガス雰囲気下で熱処理することで形成できる。また、多元同時蒸着法では、第１電極層１２上に、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｅを含む原料を、同時蒸着することで形成できる。 As a semiconductor having a chalcopyrite structure including at least Cu, In and / or Ga, and Se and / or S, CuInSe 2 , CuInS 2 , CuGaSe 2 , CuGaS 2 , Cu (In, Ga) Se 2 , Cu ( In, Ga) S 2, Cu (In, Ga) (S, Se) 2 , and the like. This semiconductor can be formed by a method such as a selenization method or a multi-source co-evaporation method. To describe Cu (In, Ga) Se 2 as an example, in the selenization method, a precursor film containing Cu, In, and Ga is formed on the first electrode layer 12 by a method such as sputtering or vapor deposition. The precursor film can be formed by heat treatment in an atmosphere of H 2 Se gas and / or H 2 S gas. Further, in the multi-source co-evaporation method, the first electrode layer 12 can be formed by co-evaporating raw materials containing Cu, In, Ga, and Se.

Ｃｕと、Ｚｎと、Ｓｎと、Ｓｅ及び／又はＳとを少なくとも含むスタナイト構造又はケステライト構造の半導体としては、Ｃｕ２ＺｎＳｎＳ４、Ｃｕ２ＺｎＳｎＳｅ４、Ｃｕ２ＺｎＳｎ（Ｓ，Ｓｅ）４等が挙げられる。この半導体は、硫化法、多元同時蒸着法等、従来公知の方法で成膜できる。Ｃｕ２ＺｎＳｎＳ４を例に挙げて説明すると、硫化法では、第１電極層１２上に、スパッタ法、蒸着法等の方法でＣｕ、Ｚｎ、Ｓｎを含むプリカーサ膜を形成し、該プリカーサ膜をＨ２Ｓガス雰囲気下で熱処理することで形成できる。また、多元同時蒸着法では、第１電極層１２上に、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｓを含む原料を、同時蒸着することで形成できる。 Examples of the semiconductor having a stannite structure or a kesterite structure containing at least Cu, Zn, Sn, Se, and / or S include Cu 2 ZnSnS 4 , Cu 2 ZnSnSe 4 , and Cu 2 ZnSn (S, Se) 4. It is done. This semiconductor can be formed by a conventionally known method such as a sulfidation method or a multi-source co-evaporation method. To describe Cu 2 ZnSnS 4 as an example, in the sulfurization method, a precursor film containing Cu, Zn, and Sn is formed on the first electrode layer 12 by a method such as sputtering or vapor deposition, and the precursor film is formed. It can be formed by heat treatment in an H 2 S gas atmosphere. In the multi-source co-evaporation method, the first electrode layer 12 can be formed by co-evaporating raw materials containing Cu, Zn, Sn, and S.

第２電極層１４は、特に限定は無い。半導体デバイスの種類により適宜選択できる。例えば半導体デバイスが太陽電池の場合、第２電極層は、光入射側となるので、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＩＴＯ、ＣｄＯ、Ｃｄ２ＳｎＯ４、ＣｄＳなどの透明性導電材料で構成される。太陽電池以外の場合は、特に透明性は要求されないので、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕなど、半導体デバイスの種類に応じて適宜選択できる。 The second electrode layer 14 is not particularly limited. It can be appropriately selected depending on the type of semiconductor device. For example, when the semiconductor device is a solar cell, the second electrode layer is on the light incident side, and thus is composed of a transparent conductive material such as ZnO, SnO 2 , In 2 O 3 , ITO, CdO, Cd 2 SnO 4 , or CdS. Is done. In the case other than the solar cell, transparency is not particularly required, and therefore, Cu, Ag, Al, Au or the like can be appropriately selected according to the type of the semiconductor device.

第２電極層１４は、スパッタ法、蒸着法など従来公知の方法で形成できる。   The second electrode layer 14 can be formed by a conventionally known method such as sputtering or vapor deposition.

本発明において、基板１１と、第１電極層１２又は第２電極層１４との間には、ガスバリア層、密着層等の他の層が介在していてもよい。ガスバリア層の材料としては、特に限定は無いが、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｓｉ３Ｎ４，ＴｉＮ，ＣｒＮ，Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２等が挙げられる。密着層の材料としては、特に限定は無いが、Ｔｉ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｗ等が挙げられる。 In the present invention, other layers such as a gas barrier layer and an adhesion layer may be interposed between the substrate 11 and the first electrode layer 12 or the second electrode layer 14. The material for the gas barrier layer is not particularly limited, and examples thereof include Cr, Ti, Si 3 N 4 , TiN, CrN, Al 2 O 3 , and SiO 2 . The material for the adhesion layer is not particularly limited, and examples thereof include Ti, Ta, Cr, and W.

また、半導体層１３と第２電極層１４との間には、禁止帯幅の広いｎ型の透明導電膜で構成されるバッファー層が介在していてもよい。バッファー層は、ＣＢＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｂａｔｈ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、スパッタ法、蒸着法など、従来公知の方法で形成できる。バッファー層の材料としては、ＣｄＳ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、Ｚｎ（ＯＨ）２、ＺｎＩｎＳｅ２、ＺｎＭｇＯ、Ｉｎ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｓ３等が挙げられる。なお、バッファー層は、光電変換層を構成する半導体の種類によっては、省略してもよい場合がある。 Further, a buffer layer made of an n-type transparent conductive film having a wide forbidden band may be interposed between the semiconductor layer 13 and the second electrode layer 14. The buffer layer can be formed by a conventionally known method such as a CBD (Chemical Bath Deposition) method, a sputtering method, or a vapor deposition method. Examples of the material for the buffer layer include CdS, ZnO, ZnS, Zn (OH) 2 , ZnInSe 2 , ZnMgO, In 2 O 3 , and In 2 S 3 . Note that the buffer layer may be omitted depending on the types of semiconductors included in the photoelectric conversion layer.

次に、図１に示す半導体デバイス１０ａをスクライブ加工する場合を例に挙げ、本発明の半導体デバイスの製造方法の第１の実施形態について説明する。   Next, a case where the semiconductor device 10a shown in FIG. 1 is scribed will be described as an example, and a first embodiment of the semiconductor device manufacturing method of the present invention will be described.

まず、この実施形態で用いる半導体デバイスの製造装置の一実施形態について、図３（ａ）を用いて説明する。   First, an embodiment of a semiconductor device manufacturing apparatus used in this embodiment will be described with reference to FIG.

図３（ａ）に示す半導体デバイスの製造装置は、第１のレーザ光照射装置１０１ａと、第２のレーザ光照射装置１０１ｂとが、同一の可動ステージ１０２上に搭載されている。可動ステージ１０２が、本発明におけるレーザ光走査装置に該当する。   In the semiconductor device manufacturing apparatus shown in FIG. 3A, the first laser light irradiation apparatus 101 a and the second laser light irradiation apparatus 101 b are mounted on the same movable stage 102. The movable stage 102 corresponds to the laser beam scanning device in the present invention.

可動ステージ１０２は、各レーザ光照射装置から照射されたレーザ光の照射スポットが、半導体デバイス１０ａ上に設定された同一の加工ラインに沿って移動するように制御されている。   The movable stage 102 is controlled so that the irradiation spot of the laser beam irradiated from each laser beam irradiation apparatus moves along the same processing line set on the semiconductor device 10a.

第１のレーザ光照射装置１０１ａ及び第２のレーザ光照射装置１０１ｂには、レーザ発振器１０３から出射されたレーザ光が、光ファイバを伝播して導かれ、各レーザ照射装置の照射ノズルから、レーザ光Ｌ１、Ｌ２がそれぞれ照射される。すなわち、レーザ発振器１０３から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ１０４で２つのレーザ光に分割される。そして、ビームスプリッタ１０４により分割された一方のレーザ光は、光ファイバ１０５ａを伝播して、第１のレーザ光照射装置１０１ａに導かれる。また、ビームスプリッタ１０４により分割された他方のレーザ光は、光ファイバ１０５ｂを伝播し、レーザ光調整装置１０６にてレーザ光のエネルギー密度又は出力が調整されて第２のレーザ光照射装置１０１ｂに導かれる。   Laser light emitted from the laser oscillator 103 is guided to the first laser light irradiation apparatus 101a and the second laser light irradiation apparatus 101b through the optical fiber, and is emitted from the irradiation nozzle of each laser irradiation apparatus. Lights L1 and L2 are respectively irradiated. In other words, the laser beam emitted from the laser oscillator 103 is split into two laser beams by the beam splitter 104. Then, one of the laser beams divided by the beam splitter 104 propagates through the optical fiber 105a and is guided to the first laser beam irradiation apparatus 101a. The other laser beam split by the beam splitter 104 propagates through the optical fiber 105b, and the energy density or output of the laser beam is adjusted by the laser beam adjusting device 106 and guided to the second laser beam irradiation device 101b. It is burned.

第１のレーザ光照射装置１０１ａから照射されるレーザ光Ｌ１のスポット径と、第２のレーザ光照射装置１０１ｂから照射されるレーザ光Ｌ２のスポット径は、各レーザ光のスポット径どうしが重なり合わないように制御されている。レーザ光のスポット径は、図示しないアパーチャ（絞り）を光路内に設け、その絞り量を調節する等の方法で制御できる。   The spot diameter of the laser beam L1 irradiated from the first laser beam irradiation apparatus 101a and the spot diameter of the laser beam L2 irradiated from the second laser beam irradiation apparatus 101b are overlapped with each other. There is no control. The spot diameter of the laser beam can be controlled by a method of providing an aperture (aperture) (not shown) in the optical path and adjusting the aperture amount.

可動ステージ１０２の移動速度、各レーザ光のエネルギー密度又は出力は、一方のレーザ光照射装置から照射されるレーザ光によって第１金属層をスクライブ加工し、他方のレーザ光照射装置によって照射されるレーザ光によって第２金属層及び半導体層をスクライブ加工するように制御されている。この実施形態では、第１のレーザ光照射装置１０１ａによって照射されるレーザ光Ｌ１によって第２金属層１４及び半導体層１３をスクライブ加工し、第２のレーザ光照射装置１０１ｂによって照射されるレーザ光Ｌ２によって第１電極層１２をスクライブ加工するように、可動ステージ１０２の移動速度、各レーザ光のエネルギー密度又は出力が制御されている。   The moving speed of the movable stage 102 and the energy density or output of each laser beam are determined by laser scribing the first metal layer with the laser beam irradiated from one laser beam irradiation device and irradiating with the other laser beam irradiation device. The second metal layer and the semiconductor layer are controlled to be scribed by light. In this embodiment, the second metal layer 14 and the semiconductor layer 13 are scribed by the laser beam L1 irradiated by the first laser beam irradiation apparatus 101a, and the laser beam L2 irradiated by the second laser beam irradiation apparatus 101b. Thus, the moving speed of the movable stage 102 and the energy density or output of each laser beam are controlled so that the first electrode layer 12 is scribed.

可動ステージ１０２には、レーザ光の走査ライン上にカメラ１０７が設けられている。   The movable stage 102 is provided with a camera 107 on a laser light scanning line.

制御装置１５０は、図５に示すように、画像認識装置１５１と、レーザ光発振制御装置１５２と、レーザ光出力制御装置１５３と、ステージ駆動制御装置１５４とで主に構成されている。   As shown in FIG. 5, the control device 150 mainly includes an image recognition device 151, a laser light oscillation control device 152, a laser light output control device 153, and a stage drive control device 154.

画像認識装置１５１には、カメラ１０７による画像データが入力され、画像認識処理が行われる。処理結果は、レーザ光発振制御装置１５２及びステージ駆動制御装置１５４に出力する。   The image recognition device 151 receives image data from the camera 107 and performs image recognition processing. The processing result is output to the laser light oscillation control device 152 and the stage drive control device 154.

レーザ光発振制御装置１５２には、図示しない入力手段により加工条件が入力されると共に、画像認識装置１５１から出力値が入力され、入力結果に基づきＯＮ／ＯＦＦ信号を、レーザ発振器１０３に出力する。   The laser light oscillation control device 152 receives a processing condition from an input unit (not shown) and also receives an output value from the image recognition device 151, and outputs an ON / OFF signal to the laser oscillator 103 based on the input result.

レーザ光出力制御装置１５３には、図示しない入力手段により加工条件が入力され、入力結果に基づき制御信号を、レーザ発振器１０３及びレーザ光調整装置１０６に出力する。   Processing conditions are input to the laser light output control device 153 by an input unit (not shown), and a control signal is output to the laser oscillator 103 and the laser light adjustment device 106 based on the input result.

ステージ駆動制御装置１５４には、図示しない入力手段により加工条件が入力されると共に、画像認識装置１５１から出力値が入力され、入力結果に基づき制御信号を可動ステージ１０２に出力する。   The stage drive control device 154 receives processing conditions from an input unit (not shown) and also receives an output value from the image recognition device 151, and outputs a control signal to the movable stage 102 based on the input result.

図６を用いて、制御装置１５０での制御フローを説明する。   A control flow in the control device 150 will be described with reference to FIG.

まず、ステップＳ１にて、カメラ１０７による画像データに基づき可動ステージ１０２を所定位置に移動させて原点調整する。   First, in step S1, the origin is adjusted by moving the movable stage 102 to a predetermined position based on image data from the camera 107.

次に、ステップＳ２にて、制御装置１５０に入力された加工条件に基づき、可動ステージ１０２の移動速度、各レーザ光のエネルギー密度又は出力、スポット径を設定する。なお、ステップＳ１とステップＳ２は順序を入れ替えてもよい。   Next, in step S2, based on the processing conditions input to the control device 150, the moving speed of the movable stage 102, the energy density or output of each laser beam, and the spot diameter are set. Step S1 and step S2 may be switched in order.

次に、ステップＳ３にて、レーザ発振器１０３にＯＮ信号、可動ステージ１０２に駆動信号を入力し、設定された加工条件でレーザ光Ｌ１，Ｌ２を加工ラインに沿って走査させて、半導体デバイスをスクライブ加工する。   Next, in step S3, an ON signal is input to the laser oscillator 103 and a drive signal is input to the movable stage 102, and the laser beams L1 and L2 are scanned along the processing line under the set processing conditions to scribe the semiconductor device. Process.

次に、ステップＳ４にて、加工ライン上の所定位置まで走査されたかどうか判断する。レーザ光が所定位置まで走査されていたら、ステップＳ５へと進み、レーザ発振器１０３にＯＦＦ信号を入力する。   Next, in step S4, it is determined whether or not scanning has been performed up to a predetermined position on the processing line. If the laser beam has been scanned to a predetermined position, the process proceeds to step S5, and an OFF signal is input to the laser oscillator 103.

次に、ステップＳ６にて、全ての加工ラインのスクライブ加工が終了したか判断する。終了と判断した場合は制御終了となる。   Next, in step S6, it is determined whether or not scribing processing for all processing lines has been completed. When it is determined that the control is finished, the control is finished.

一方、スクライブ加工が終了していない場合は、ステップＳ７へ移行し、可動ステージ１０２を次の加工ラインへと移動させる。   On the other hand, when the scribing process is not completed, the process proceeds to step S7, and the movable stage 102 is moved to the next process line.

次に、ステップＳ８にて、カメラ１０７による画像データに基づき、各レーザ光照射装置からのレーザ光の照射位置が次の加工ライン上にあるかどうか判断する。レーザ光の照射位置が次の加工ライン上にあれば、ステップＳ３へと進み、レーザ発振器１０３にＯＮ信号を入力して、次の加工ラインをスクライブ加工する。   Next, in step S8, based on the image data from the camera 107, it is determined whether or not the irradiation position of the laser beam from each laser beam irradiation device is on the next processing line. If the irradiation position of the laser beam is on the next processing line, the process proceeds to step S3, an ON signal is input to the laser oscillator 103, and the next processing line is scribed.

この実施形態では、図３（ａ）に示されるように、第１のレーザ光照射装置１０１ａから照射されるレーザ光Ｌ１と、第２のレーザ光照射装置１０１ｂから照射されるレーザ光Ｌ２を、半導体デバイス１０ａ上に設定された同一ライン（図中の矢印方向）に沿って移動させて、スクライブ加工を行う。   In this embodiment, as shown in FIG. 3A, the laser beam L1 irradiated from the first laser beam irradiation apparatus 101a and the laser beam L2 irradiated from the second laser beam irradiation apparatus 101b are Scribing is performed by moving along the same line (in the direction of the arrow in the figure) set on the semiconductor device 10a.

すなわち、図３（ａ）、（ｂ）に示されるように、まず、走査方向前方に配置された第１のレーザ光照射装置１０１ａから照射されるレーザ光Ｌ１により、第２金属層１４と半導体層１３とを同時にスクライブ加工する。これにより、第２金属層１４及び半導体層１３が除去された線状の溝２１が形成される。レーザ光Ｌ１のエネルギー密度又は出力、可動ステージ１０２の移動速度は、第２金属層１４と半導体層１３とが同時にスクライブ加工されるが、第１金属層１２はスクライブ加工されない条件に設定する。   That is, as shown in FIGS. 3A and 3B, first, the second metal layer 14 and the semiconductor are irradiated by the laser light L1 emitted from the first laser light irradiation device 101a arranged in front of the scanning direction. The layer 13 is scribed simultaneously. Thereby, the linear groove | channel 21 from which the 2nd metal layer 14 and the semiconductor layer 13 were removed is formed. The energy density or output of the laser beam L1 and the moving speed of the movable stage 102 are set so that the second metal layer 14 and the semiconductor layer 13 are simultaneously scribed, but the first metal layer 12 is not scribed.

次に、走査方向後方に配置された第２のレーザ光照射装置１０１ｂから照射されるレーザ光Ｌ２により、レーザ光Ｌ１によるスクライブ加工で露出した第１金属層１２を、スクライブ加工する。これによって、第１金属層１２、半導体層１３、第２金属層１４が除去された線状の溝２２が形成される。レーザ光Ｌ２のエネルギー密度又は出力は、第１金属層１２がスクライブ加工できるように適宜調整すればよく、通常はレーザ光Ｌ１よりも低くする。   Next, the first metal layer 12 exposed by the scribing process using the laser beam L1 is subjected to a scribing process using the laser beam L2 irradiated from the second laser beam irradiation apparatus 101b disposed rearward in the scanning direction. As a result, a linear groove 22 from which the first metal layer 12, the semiconductor layer 13, and the second metal layer 14 have been removed is formed. The energy density or output of the laser beam L2 may be adjusted as appropriate so that the first metal layer 12 can be scribed, and is usually lower than the laser beam L1.

それぞれの加工ラインに沿って、上記スクライブ加工を繰り返し行うことで、図４に示されるように、半導体デバイス１０ａを、複数の単位セル２０に分割することができる。   By repeatedly performing the scribe processing along each processing line, the semiconductor device 10a can be divided into a plurality of unit cells 20 as shown in FIG.

本発明において、レーザ光Ｌ１のスポット径と、レーザ光Ｌ２のスポット径は、同一であることが好ましい。両者のスポット径が同一であれば、半導体デバイスを、より狭い加工幅で複数の単位セルに分割できる。なお、本発明において、レーザ光のスポット径が同一であるとは、いずれか一方のレーザ光のスポット径が、他方のレーザ光のスポット径の±１０％の範囲である場合を含むこととする。レーザ光のスポット径は、ビームプロファイラ等を用いて測定できる。   In the present invention, the spot diameter of the laser beam L1 and the spot diameter of the laser beam L2 are preferably the same. If the spot diameters are the same, the semiconductor device can be divided into a plurality of unit cells with a narrower processing width. In the present invention, the same spot diameter of the laser beam includes the case where the spot diameter of one of the laser beams is within a range of ± 10% of the spot diameter of the other laser beam. . The spot diameter of the laser beam can be measured using a beam profiler or the like.

本発明において、レーザ光の波長は、５５０ｎｍ以下が好ましい。例えばＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）、第３高調波（波長３５５ｎｍ）が好適である。レーザ光は、波長が短いほど金属表面での反射が少なくなり、レーザ光が金属材料に吸収され易くなる。このため、レーザ光の波長が５５０ｎｍ以下であれば、スクライブ加工のために投入されるエネルギーが少なくて済み、加工部周辺の熱ダメージを抑制できる。   In the present invention, the wavelength of the laser beam is preferably 550 nm or less. For example, the second harmonic (wavelength 532 nm) and the third harmonic (wavelength 355 nm) of a YAG laser are suitable. The shorter the wavelength of the laser beam, the less the reflection on the metal surface, and the more easily the laser beam is absorbed by the metal material. For this reason, if the wavelength of the laser beam is 550 nm or less, less energy is input for scribe processing, and thermal damage around the processed portion can be suppressed.

本発明では、スクライブ加工されるべき層を全て成膜した半導体デバイスに対し、スクライブ加工を行なうため、短時間で半導体デバイスを複数の単位セルに分割できる。   In the present invention, since scribing is performed on a semiconductor device in which all layers to be scribed are formed, the semiconductor device can be divided into a plurality of unit cells in a short time.

また、この実施形態では、レーザ光Ｌ１，Ｌ２を、各レーザ光のスポット径どうしが重なり合わないようにレーザ光の走査方向（図中の矢印方向）に沿って直列に配置し、各レーザ光を同時かつ同方向に走査してスクライブ加工を行うので、スクライブ加工位置のズレが極めて生じ難く、必要最小限の加工幅で、半導体デバイスを単位セルに分割できる。   In this embodiment, the laser beams L1 and L2 are arranged in series along the laser beam scanning direction (arrow direction in the drawing) so that the spot diameters of the laser beams do not overlap each other. Since the scribing process is performed by simultaneously scanning in the same direction, the deviation of the scribing position hardly occurs, and the semiconductor device can be divided into unit cells with the minimum required processing width.

そして、第１金属層１２のスクライブ加工と、第２金属層１４及び半導体層１３のスクライブ加工とを分けて行うので、第１金属層１２と半導体層１３との密着性が低くても、スクライブ加工中に、第１金属層１２が半導体層１３上から剥がれてしまうことを防止できる。   Since the scribing process for the first metal layer 12 and the scribing process for the second metal layer 14 and the semiconductor layer 13 are performed separately, the scribing process is performed even if the adhesion between the first metal layer 12 and the semiconductor layer 13 is low. It is possible to prevent the first metal layer 12 from being peeled off from the semiconductor layer 13 during processing.

なお、この実施形態では、可動ステージ１０２により、第１のレーザ光照射装置１０１ａ及び第２のレーザ光照射装置１０１ｂを移動させることで、半導体デバイスの加工ライン上にレーザ光を走査させたが、レーザ光の照射位置を固定し、半導体デバイス側を移動させて、半導体デバイスの加工ライン上にレーザ光を走査させてもよい。   In this embodiment, the laser beam is scanned on the processing line of the semiconductor device by moving the first laser light irradiation apparatus 101a and the second laser light irradiation apparatus 101b by the movable stage 102. The laser light irradiation position may be fixed, the semiconductor device side may be moved, and the laser light may be scanned on the processing line of the semiconductor device.

また、この実施形態では、１つのレーザ発振器１０３から出射されたレーザ光を、ビームスプリッタ１０４で２つのレーザ光に分割して、各レーザ光照射装置１０１ｂから照射しているが、図７に示されるように、２つのレーザ発振器１０３ａ、１０３ｂを設け、各レーザ発振器から出射されるレーザ光を、各レーザ光照射装置から照射してもよい。この態様によれば、レーザ光毎に、レーザ光のエネルギー密度又は出力を調整できるので、加工条件をより細かく設定でき、加工精度をより高めることができる。   In this embodiment, the laser beam emitted from one laser oscillator 103 is divided into two laser beams by the beam splitter 104 and irradiated from each laser beam irradiation device 101b. As described above, two laser oscillators 103a and 103b may be provided, and laser light emitted from each laser oscillator may be emitted from each laser light irradiation device. According to this aspect, since the energy density or output of the laser beam can be adjusted for each laser beam, the processing conditions can be set more finely and the processing accuracy can be further increased.

次に、図８を用いて、本発明の半導体デバイスの製造方法の第１の実施形態の別態様について説明する。図８に示す実施形態では、図２に示す半導体デバイス１０ｂをスクライブ加工している。   Next, another aspect of the first embodiment of the semiconductor device manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIG. In the embodiment shown in FIG. 8, the semiconductor device 10b shown in FIG. 2 is scribed.

図８（ａ）に示す半導体デバイスの製造装置は、図３（ａ）に示す半導体デバイスの製造装置と同一の装置構成をなしているが、走査方向前方に第２のレーザ光照射装置１０１ｂが配置され、走査方向後方に第１のレーザ光照射装置１０１ａが配置されている点で相違している。   The semiconductor device manufacturing apparatus shown in FIG. 8A has the same apparatus configuration as that of the semiconductor device manufacturing apparatus shown in FIG. 3A, but the second laser light irradiation apparatus 101b is in front of the scanning direction. The difference is that the first laser beam irradiation device 101a is arranged behind the scanning direction.

この態様では、図８（ａ）、（ｂ）に示されるように、まず、走査方向前方に配置された第２のレーザ光照射装置１０１ｂから照射されるレーザ光Ｌ２により、第１金属層１２のみをスクライブ加工する。これにより、第１金属層１２が除去された線状の溝２１ａが形成される。   In this aspect, as shown in FIGS. 8A and 8B, first, the first metal layer 12 is irradiated with the laser light L2 emitted from the second laser light irradiation device 101b arranged in front of the scanning direction. Only scribe. Thereby, the linear groove | channel 21a from which the 1st metal layer 12 was removed is formed.

次に、走査方向後方に配置された第１のレーザ光照射装置１０１ａから照射されるレーザ光Ｌ２を、レーザ光Ｌ２によるスクライブ加工で露出した半導体層１３に走査して、半導体層１３及び第２金属層１４を同時にスクライブ加工する。これによって、第１金属層１２、半導体層１３、第２金属層１４が除去された線状の溝２２が形成され、半導体デバイス１０ｂを複数の単位セルに分割できる。   Next, the semiconductor layer 13 exposed by the laser beam L2 irradiated from the first laser beam irradiation device 101a disposed rearward in the scanning direction is scanned onto the semiconductor layer 13 by the scribing process using the laser beam L2. The metal layer 14 is scribed simultaneously. Thereby, a linear groove 22 from which the first metal layer 12, the semiconductor layer 13, and the second metal layer 14 are removed is formed, and the semiconductor device 10b can be divided into a plurality of unit cells.

次に、図９，１０を用いて、本発明の半導体デバイスの製造方法の第２の実施形態について説明する。   Next, a second embodiment of the semiconductor device manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIGS.

この実施形態では、第１のレーザ光照射装置１０１ａから照射されるレーザ光Ｌ１と、第２のレーザ光照射装置１０１ｂから照射されるレーザ光Ｌ２を、半導体デバイス１０ａ上に設定された異なる加工ライン（図中の矢印方向）に沿って、各レーザ光を平行に走査させて、スクライブ加工を行う。   In this embodiment, the laser beam L1 irradiated from the first laser beam irradiation apparatus 101a and the laser beam L2 irradiated from the second laser beam irradiation apparatus 101b are different processing lines set on the semiconductor device 10a. Each laser beam is scanned in parallel along (in the direction of the arrow in the figure) to perform scribing.

この実施形態で用いる半導体デバイスの製造装置は、図３（ａ）に示す半導体デバイスの製造装置と基本的に同一の装置構成をなしているが、第１のレーザ光照射装置１０１ａから照射されるレーザ光Ｌ１と、第２のレーザ光照射装置１０１ｂから照射されるレーザ光Ｌ２とが、平行して走査するように駆動が制御された可動ステージ１０２’上に、第１のレーザ光照射装置１０１ａ及び第２のレーザ光照射装置１０１ｂが搭載されている点、各レーザ光照射装置の照射ノズルに、シャッタ１０８ａ，１０８ｂが設けられている点が相違している。   The semiconductor device manufacturing apparatus used in this embodiment has basically the same apparatus configuration as the semiconductor device manufacturing apparatus shown in FIG. 3A, but is irradiated from the first laser beam irradiation apparatus 101a. The laser beam L1 and the laser beam L2 irradiated from the second laser beam irradiation apparatus 101b are placed on the movable stage 102 ′ whose drive is controlled so as to scan in parallel, the first laser beam irradiation apparatus 101a. In addition, the second laser beam irradiation device 101b is mounted and the irradiation nozzle of each laser beam irradiation device is provided with shutters 108a and 108b.

この半導体デバイスの製造装置の制御装置１５０ａは、図１１に示すように、画像認識装置１５１と、レーザ光発振制御装置１５２と、レーザ光出力制御装置１５３と、ステージ駆動制御装置１５４と、シャッタ制御装置１５５とで主に構成されている。   As shown in FIG. 11, the control device 150a of the semiconductor device manufacturing apparatus includes an image recognition device 151, a laser light oscillation control device 152, a laser light output control device 153, a stage drive control device 154, and a shutter control. It is mainly composed of the device 155.

画像認識装置１５１には、カメラ１０７による画像データが入力され、画像認識処理が行われる。処理結果は、レーザ光発振制御装置１５２、ステージ駆動制御装置１５４、シャッタ制御装置１５５に出力する。   The image recognition device 151 receives image data from the camera 107 and performs image recognition processing. The processing result is output to the laser light oscillation control device 152, the stage drive control device 154, and the shutter control device 155.

レーザ光発振制御装置１５２には、図示しない入力手段により加工条件が入力されると共に、画像認識装置１５１から出力値が入力され、入力結果に基づきＯＮ／ＯＦＦ信号を、レーザ発振器１０３に出力する。   The laser light oscillation control device 152 receives a processing condition from an input unit (not shown) and also receives an output value from the image recognition device 151, and outputs an ON / OFF signal to the laser oscillator 103 based on the input result.

レーザ光出力制御装置１５３には、図示しない入力手段により加工条件が入力され、入力結果に基づき制御信号を、レーザ発振器１０３及びレーザ光調整装置１０６に出力する。   Processing conditions are input to the laser light output control device 153 by an input unit (not shown), and a control signal is output to the laser oscillator 103 and the laser light adjustment device 106 based on the input result.

ステージ駆動制御装置１５４には、図示しない入力手段により加工条件が入力されると共に、画像認識装置１５１から出力値が入力され、入力結果に基づき制御信号を可動ステージ１０２’に出力する。   The stage drive control device 154 receives processing conditions from an input unit (not shown) and receives an output value from the image recognition device 151, and outputs a control signal to the movable stage 102 'based on the input result.

シャッタ制御装置１５５には、画像認識装置１５１から出力値が入力され、入力結果に基づき開／閉信号をシャッタ１０８ａ，１０８ｂに出力する。   The shutter control device 155 receives an output value from the image recognition device 151, and outputs an open / close signal to the shutters 108a and 108b based on the input result.

図１２を用いて、制御装置１５０ａで行われる制御フローを説明する。   A control flow performed by the control device 150a will be described with reference to FIG.

まず、ステップＳ１ａにて、カメラ１０７による画像データに基づき可動ステージ１０２’を所定位置に移動させ、原点調整を行う。   First, in step S1a, the movable stage 102 'is moved to a predetermined position based on the image data from the camera 107, and the origin is adjusted.

次に、ステップＳ２ａにて、制御装置１５０ａに入力された加工条件に基づき、可動ステージ１０２’の移動速度、各レーザ光のエネルギー密度又は出力、スポット径を設定する。なお、ステップＳ１ａとステップＳ２ａは順序を入れ替えてもよい。   Next, in step S2a, the moving speed of the movable stage 102 ', the energy density or output of each laser beam, and the spot diameter are set based on the processing conditions input to the control device 150a. Step S1a and step S2a may be switched in order.

次に、ステップＳ３ａにて、レーザ発振器１０３にＯＮ信号、シャッタ１０８ａに開信号、シャッタ１０８ｂに閉信号を入力し、可動ステージ１０２’に駆動信号を入力して、設定された加工条件でレーザ光Ｌ１を加工ラインに沿って走査させ、第２金属層１４と半導体層１３とを同時にスクライブ加工する。これにより、図９（ａ）、（ｂ）に示されるように、第２金属層１４及び半導体層１３が除去された線状の溝２１が形成される。   Next, in step S3a, an ON signal is input to the laser oscillator 103, an open signal is input to the shutter 108a, a close signal is input to the shutter 108b, a drive signal is input to the movable stage 102 ', and laser light is set under the set processing conditions. L1 is scanned along the processing line, and the second metal layer 14 and the semiconductor layer 13 are simultaneously scribed. As a result, as shown in FIGS. 9A and 9B, a linear groove 21 from which the second metal layer 14 and the semiconductor layer 13 are removed is formed.

次に、ステップＳ４ａにて、レーザ光Ｌ１が、加工ラインの所定位置まで走査されたかどうか判断する。所定位置まで走査されていたら、ステップＳ５ａへと進み、レーザ発振器１０３にＯＦＦ信号、可動ステージ１０２’に停止信号を入力する。   Next, in step S4a, it is determined whether the laser beam L1 has been scanned to a predetermined position on the processing line. If it has been scanned to the predetermined position, the process proceeds to step S5a, and an OFF signal is input to the laser oscillator 103 and a stop signal is input to the movable stage 102 '.

次に、ステップＳ６ａにて、可動ステージ１０２’を次の加工ラインに移動させる。   Next, in step S6a, the movable stage 102 'is moved to the next processing line.

次に、ステップＳ７ａにて、カメラ１０７による画像データに基づき、レーザ光Ｌ２の照射位置が先のレーザ光Ｌ１の加工ライン上にあるかどうか判断する。レーザ光Ｌ２の照射位置がレーザ光Ｌ１の加工ライン上にあれば、ステップＳ８ａへと進み、レーザ発振器１０３にＯＮ信号、シャッタ１０８ａ，１０８ｂに開信号、可動ステージ１０２’に駆動信号を入力して、先のレーザ光Ｌ１の加工ラインに沿ってレーザ光Ｌ２を走査してスクライブ加工する。こうすることによって、図１０（ａ）、（ｂ）に示されるように、レーザ光Ｌ１によるスクライブ加工で露出した第１金属層１２が、レーザ光Ｌ２でスクライブ加工されて、第１金属層１２、半導体層１３、第２金属層１４が除去された線状の溝２２が形成される。また、レーザ光Ｌ２によるスクライブ加工と同時に、次の加工ライン上の第２金属層１４及び半導体層１３は、レーザ光Ｌ１によってスクライブ加工される。   Next, in step S7a, based on the image data from the camera 107, it is determined whether or not the irradiation position of the laser beam L2 is on the processing line of the previous laser beam L1. If the irradiation position of the laser beam L2 is on the processing line of the laser beam L1, the process proceeds to step S8a, an ON signal is input to the laser oscillator 103, an open signal is input to the shutters 108a and 108b, and a drive signal is input to the movable stage 102 ′. Then, scribing is performed by scanning the laser beam L2 along the processing line of the previous laser beam L1. By doing so, as shown in FIGS. 10A and 10B, the first metal layer 12 exposed by the scribing process using the laser light L1 is scribed using the laser light L2, and the first metal layer 12 is processed. A linear groove 22 from which the semiconductor layer 13 and the second metal layer 14 are removed is formed. At the same time as scribing with the laser beam L2, the second metal layer 14 and the semiconductor layer 13 on the next processing line are scribed with the laser beam L1.

次に、ステップｓ９ａにて、レーザ光が、加工ラインの所定位置まで走査されたかどうか判断する。所定位置まで走査されていたら、ステップＳ１０ａへと進む。   Next, in step s9a, it is determined whether the laser beam has been scanned to a predetermined position on the processing line. If it has been scanned to the predetermined position, the process proceeds to step S10a.

ステップＳ１０ａでは、レーザ光Ｌ１による全加工ラインのスクライブ加工が終了したか判断する。終了していない場合は、ステップＳ５ａに戻る。   In step S10a, it is determined whether scribing of all processing lines with the laser light L1 has been completed. If not completed, the process returns to step S5a.

一方、終了と判断した場合は、ステップＳ１１ａに進み、レーザ発振器１０３にＯＦＦ信号、可動ステージ１０２’に停止信号を入力する。   On the other hand, if it is determined that the process is finished, the process proceeds to step S11a, and an OFF signal is input to the laser oscillator 103 and a stop signal is input to the movable stage 102 '.

次に、ステップＳ１２ａにて、可動ステージ１０２’を移動させて、レーザ光Ｌ２の照射位置を最後のレーザ光Ｌ１の加工ライン上に位置させる。   Next, in step S12a, the movable stage 102 'is moved so that the irradiation position of the laser beam L2 is positioned on the last processing line of the laser beam L1.

次に、ステップＳ１３ａにて、カメラ１０７による画像データに基づき、レーザ光Ｌ２の照射位置が最後のレーザ光Ｌ１の加工ライン上にあるかどうか判断する。レーザ光Ｌ２の照射位置が最後のレーザ光Ｌ１の加工ライン上にあれば、ステップＳ１４ａへと進み、レーザ発振器１０３にＯＮ信号、シャッタ１０８ａに閉信号，シャッタ１０８ｂに開信号、可動ステージ１０２’に駆動信号を入力して、レーザ光Ｌ２によるスクライブ加工を行う。   Next, in step S13a, based on the image data from the camera 107, it is determined whether or not the irradiation position of the laser beam L2 is on the last processing line of the laser beam L1. If the irradiation position of the laser beam L2 is on the last processing line of the laser beam L1, the process proceeds to step S14a, the laser oscillator 103 is turned on, the shutter 108a is closed, the shutter 108b is opened, and the movable stage 102 'is moved. A drive signal is input to perform scribing with the laser beam L2.

次に、ステップＳ１５ａにて、レーザ光Ｌ２が、加工ライン上の所定位置まで走査されたかどうか判断する。所定位置まで走査されていたら、ステップＳ１６ａへと進み、レーザ発振器１０３にＯＦＦ信号、可動ステージ１０２’に停止信号を入力し、制御終了とする。   Next, in step S15a, it is determined whether the laser beam L2 has been scanned to a predetermined position on the processing line. If it has been scanned to a predetermined position, the process proceeds to step S16a, and an OFF signal is input to the laser oscillator 103 and a stop signal is input to the movable stage 102 ', and the control is terminated.

この実施形態においても、図１３に示されるように、２つのレーザ発振器１０３ａ、１０３ｂを設け、各レーザ発振器から出射されるレーザ光を、各レーザ光照射装置から照射してもよい。   Also in this embodiment, as shown in FIG. 13, two laser oscillators 103a and 103b may be provided, and laser light emitted from each laser oscillator may be emitted from each laser light irradiation device.

次に、図１４を用いて、本発明の半導体デバイスの製造方法の第３の実施形態について説明する。   Next, a third embodiment of the semiconductor device manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIG.

この実施形態で用いる半導体デバイスの製造装置は、図９（ａ）に示す半導体デバイスの製造装置と基本的に同一の装置構成をなしているが、各レーザ光照射装置が、それぞれ独立に駆動する可動ステージ１０２’ａ、１０２’ｂに搭載されて、各レーザ光が独立して走査するように構成されている点で相違する。   The semiconductor device manufacturing apparatus used in this embodiment has basically the same apparatus configuration as the semiconductor device manufacturing apparatus shown in FIG. 9A, but each laser beam irradiation apparatus is driven independently. The difference is that the laser beam is mounted on the movable stages 102′a and 102′b so that each laser beam can be scanned independently.

この実施形態では、各可動ステージに、カメラ１０７ａ，１０７ｂが設けられており、各カメラによる画像データにより、各可動ステージの位置調整を独立して行う。   In this embodiment, cameras 107a and 107b are provided in each movable stage, and the position adjustment of each movable stage is performed independently by image data from each camera.

この実施形態においても、上記第２の実施形態と同様、レーザ光Ｌ１と、第２のレーザ光照射装置１０１ｂから照射されるレーザ光Ｌ２を、半導体デバイス１０ａ上に設定された異なる加工ライン（図中の矢印方向）に沿って、各レーザ光を平行に走査させて、スクライブ加工を行う。   Also in this embodiment, similarly to the second embodiment, the laser beam L1 and the laser beam L2 irradiated from the second laser beam irradiation apparatus 101b are differently processed on the semiconductor device 10a (see FIG. Each laser beam is scanned in parallel along the direction of the arrow in the middle, and scribing is performed.

すなわち、まず、第１のレーザ光照射装置１０１ａから照射されるレーザ光Ｌ１を、加工ラインに沿って走査させ、第２金属層１４と半導体層１３とを同時にスクライブ加工する。これにより、第２金属層１４及び半導体層１３が除去された線状の溝２１が形成される。   That is, first, the laser beam L1 irradiated from the first laser beam irradiation apparatus 101a is scanned along the processing line, and the second metal layer 14 and the semiconductor layer 13 are simultaneously scribed. Thereby, the linear groove | channel 21 from which the 2nd metal layer 14 and the semiconductor layer 13 were removed is formed.

次に、第２のレーザ光照射装置１０１ｂから照射されるレーザ光Ｌ２の走査ラインが、レーザ光Ｌ１によるスクライブ加工で形成された溝２１と重なるように、可動ステージ１０２ｂを移動させ、溝２１内にレーザ光Ｌ２を走査させて、レーザ光Ｌ１によるスクライブ加工で露出した第１金属層１２を、レーザ光Ｌ２でスクライブ加工する。これによって、第１金属層１２、半導体層１３、第２金属層１４が除去された線状の溝２２が形成される。   Next, the movable stage 102b is moved so that the scanning line of the laser beam L2 irradiated from the second laser beam irradiation apparatus 101b overlaps the groove 21 formed by the scribing process using the laser beam L1, and the inside of the groove 21 is moved. Then, the laser beam L2 is scanned, and the first metal layer 12 exposed by the scribe process by the laser beam L1 is scribed by the laser beam L2. As a result, a linear groove 22 from which the first metal layer 12, the semiconductor layer 13, and the second metal layer 14 have been removed is formed.

また、レーザ光Ｌ２によるスクライブ加工と同時に、次の加工ライン上の第２金属層１４及び半導体層１３が、レーザ光Ｌ１によってスクライブ加工される。   At the same time as scribing with the laser beam L2, the second metal layer 14 and the semiconductor layer 13 on the next processing line are scribed with the laser beam L1.

このようにして、スクライブ加工を繰り返し行うことで、半導体デバイスを、複数の単位セルに分割することができる。   In this way, the semiconductor device can be divided into a plurality of unit cells by repeatedly performing the scribe process.

この実施形態では、レーザ光毎に走査速度を調整できる。   In this embodiment, the scanning speed can be adjusted for each laser beam.

この実施形態においても、図１５に示されるように、２つのレーザ発振器１０３ａ、１０３ｂを設け、各レーザ発振器から出射されるレーザ光を、各レーザ光照射装置から照射してもよい。   Also in this embodiment, as shown in FIG. 15, two laser oscillators 103a and 103b may be provided, and laser light emitted from each laser oscillator may be emitted from each laser light irradiation device.

次に、図１６，１７を用いて、本発明の半導体デバイスの製造方法の第４の実施形態について説明する。   Next, a fourth embodiment of the semiconductor device manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIGS.

まず、この実施形態で用いる半導体デバイスの製造装置の一実施形態について、図１６（ａ）を用いて説明する。   First, an embodiment of a semiconductor device manufacturing apparatus used in this embodiment will be described with reference to FIG.

図１６（ａ）に示す半導体デバイスの製造装置は、レーザ光照射装置１０１が、可動ステージ１０２上に搭載されている。   In the semiconductor device manufacturing apparatus shown in FIG. 16A, a laser beam irradiation apparatus 101 is mounted on a movable stage 102.

レーザ光照射装置１０１には、レーザ発振器１０３から出射されたレーザ光が、光ファイバ１０５を伝播して導かれ、レーザ光照射装置１０１の照射ノズルからレーザ光Ｌ３が照射される。   The laser beam emitted from the laser oscillator 103 is guided to the laser beam irradiation apparatus 101 through the optical fiber 105, and the laser beam L3 is irradiated from the irradiation nozzle of the laser beam irradiation apparatus 101.

可動ステージ１０２には、カメラ１０７が設けられており、カメラ１０７による画像データに基づき、レーザ光Ｌ３の走査位置を調整できるように制御されている。   The movable stage 102 is provided with a camera 107, and is controlled so that the scanning position of the laser light L3 can be adjusted based on image data from the camera 107.

この実施形態では、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、第１のプロセスとして、半導体デバイスを単位セルに分離したい箇所に対し、第２電極層１４の面からレーザ光Ｌ３を矢印の方向に走査して、第２電極層１４と半導体層１３とを同時にスクライブ加工し、線状の溝２１を形成する。第１のプロセスにおいて、レーザ光Ｌ３のエネルギー密度又は出力、可動ステージ１０２の移動速度は、第２金属層１４と半導体層１３とが同時にスクライブ加工されるが、第２金属層１４と半導体層１３と第１金属層１２とが同時にスクライブ加工されない条件に設定する。   In this embodiment, as shown in FIGS. 16A and 16B, as a first process, a laser beam L3 is indicated by an arrow from the surface of the second electrode layer 14 at a position where a semiconductor device is to be separated into unit cells. The second electrode layer 14 and the semiconductor layer 13 are simultaneously scribed to form a linear groove 21. In the first process, the energy density or output of the laser light L3 and the moving speed of the movable stage 102 are scribe-processed simultaneously with the second metal layer 14 and the semiconductor layer 13, but the second metal layer 14 and the semiconductor layer 13 are simultaneously scribed. And the first metal layer 12 are set so as not to be scribed simultaneously.

次に、第１のプロセスが終了した後、図１７（ａ），（ｂ）に示すように、第２のプロセスとして、第１のプロセスでのスクライブ加工により形成された線状の溝２１に重なるように、レーザ光Ｌ３を矢印の方向に走査して、第１電極層１２をスクライブ加工する。これによって、第１金属層１２、半導体層１３、第２金属層１４が除去された線状の溝２２が形成される。第２のプロセスでは、第１金属層１２がスクライブ加工される条件に設定する。   Next, after the first process is completed, as shown in FIGS. 17A and 17B, as the second process, the linear groove 21 formed by the scribing process in the first process is formed. The first electrode layer 12 is scribed by scanning the laser beam L3 in the direction of the arrow so as to overlap. As a result, a linear groove 22 from which the first metal layer 12, the semiconductor layer 13, and the second metal layer 14 have been removed is formed. In the second process, the condition is set such that the first metal layer 12 is scribed.

この実施形態では、レーザ光照射装置が１つで済むので装置コストを低減できる。また、第１のプロセスと、第２のプロセスとで、レーザ光の走査速度、エネルギー密度などの加工条件を変えることができる。   In this embodiment, since only one laser beam irradiation device is required, the device cost can be reduced. Further, the processing conditions such as the scanning speed of the laser beam and the energy density can be changed between the first process and the second process.

（実施例１）
厚さ３５μｍ、長さ３ｃｍ、幅１０ｃｍのポリイミド製フィルム上に、電極材料としてＭｏを用いて、スパッタ法により、平均膜厚４００ｎｍのＭｏ電極層（第１電極層）を形成した。
次に、Ｍｏ電極層上に、多元蒸着法で、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２で構成される半導体層を、平均膜厚１．５μｍ成膜した。
次に、半導体層上に、ＣＢＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｂａｔｈ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法でＣｄＳ膜（バッファー層）を平均膜厚２５ｎｍ、スパッタ法でＺｎＯ膜（高抵抗バッファー層）を平均膜厚１００ｎｍ成膜した。
そして、高抵抗バッファー層上に、スパッタ法でＡｌが添加されたＺｎＯ膜（第２電極層）を平均膜厚２００ｎｍ成膜し、ＣＩＧＳ系太陽電池を製造した。
得られたＣＩＧＳ系太陽電池を、図１６，１７に示す方法で、加工幅５０μｍのスクライブ加工を行い、フィルム上を２ｃｍ刻みに５個の単位セルに分割した。 Example 1
On a polyimide film having a thickness of 35 μm, a length of 3 cm, and a width of 10 cm, an Mo electrode layer (first electrode layer) having an average film thickness of 400 nm was formed by sputtering using Mo as an electrode material.
Next, a semiconductor layer made of Cu (In, Ga) Se 2 was formed with an average film thickness of 1.5 μm on the Mo electrode layer by multi-source deposition.
Next, a CdS film (buffer layer) with an average film thickness of 25 nm was formed on the semiconductor layer by a CBD (Chemical Bath Deposition) method, and a ZnO film (high resistance buffer layer) was formed with an average film thickness of 100 nm by a sputtering method.
Then, on the high resistance buffer layer, a ZnO film (second electrode layer) to which Al was added by sputtering was formed with an average film thickness of 200 nm to manufacture a CIGS solar cell.
The obtained CIGS solar cell was subjected to scribing with a processing width of 50 μm by the method shown in FIGS. 16 and 17, and the film was divided into 5 unit cells every 2 cm.

すなわち、まず、図１６に示すように、第１のプロセスとして、波長３５５ｎｍ、パルス幅１２ｎｓｅｃ、繰り返し周波数５０ｋＨｚ、パルスエネルギー密度２．４Ｊ／ｃｍ２、レーザ光の移動速度５００ｍｍ／ｓｅｃの条件で第２金属層上の加工ラインに沿ってレーザ光を走査し、第２金属層と半導体層とを同時にスクライブ加工した。
次に、図１７に示すように、第２のプロセスとして、第１のプロセスで形成された線状の溝に重なるように、波長３５５ｎｍ、パルス幅１２ｎｓｅｃ、繰り返し周波数５０ｋＨｚ、パルスエネルギー密度０．８Ｊ／ｃｍ２、レーザ光の移動速度１０００ｍｍ／ｓｅｃの条件でレーザ光を走査して、第１金属層をスクライブ加工した。 That is, as shown in FIG. 16, first, the first process is performed under the conditions of a wavelength of 355 nm, a pulse width of 12 nsec, a repetition frequency of 50 kHz, a pulse energy density of 2.4 J / cm 2 , and a laser beam moving speed of 500 mm / sec. Laser light was scanned along the processing line on the two metal layers, and the second metal layer and the semiconductor layer were simultaneously scribed.
Next, as shown in FIG. 17, as a second process, a wavelength of 355 nm, a pulse width of 12 nsec, a repetition frequency of 50 kHz, and a pulse energy density of 0.8 J are overlapped with the linear groove formed in the first process. The first metal layer was scribed by scanning the laser beam under the conditions of / cm 2 and a laser beam moving speed of 1000 mm / sec.

（実施例２）
第２のプロセスの加工条件を、波長３５５ｎｍ、パルス幅１２ｎｓｅｃ、繰り返し周波数２０ｋＨｚ、パルスエネルギー密度１．４Ｊ／ｃｍ２、レーザ光の移動速度１０００ｍｍ／ｓｅｃとした以外は実施例１と同様にして、ＣＩＧＳ系太陽電池を２ｃｍ刻みに５個の単位セルに分割した。 (Example 2)
The processing conditions of the second process were the same as in Example 1 except that the wavelength was 355 nm, the pulse width was 12 nsec, the repetition frequency was 20 kHz, the pulse energy density was 1.4 J / cm 2 , and the laser beam moving speed was 1000 mm / sec. The CIGS solar cell was divided into 5 unit cells every 2 cm.

（実施例３）
第１のプロセスの加工条件を、波長５３２ｎｍ、パルス幅１２ｎｓｅｃ、繰り返し周波数５０ｋＨｚ、パルスエネルギー密度１．８Ｊ／ｃｍ２、レーザ光の移動速度３５０ｍｍ／ｓｅｃとし、第２のプロセスの加工条件を、波長５３２ｎｍ、パルス幅１２ｎｓｅｃ、繰り返し周波数５０ｋＨｚ、パルスエネルギー密度０．６Ｊ／ｃｍ２、レーザ光の移動速度７００ｍｍ／ｓｅｃとした以外は実施例１と同様にして、ＣＩＧＳ系太陽電池を２ｃｍ刻みに５個の単位セルに分割した。 (Example 3)
The processing conditions of the first process are a wavelength of 532 nm, a pulse width of 12 nsec, a repetition frequency of 50 kHz, a pulse energy density of 1.8 J / cm 2 , a laser beam moving speed of 350 mm / sec, and the processing conditions of the second process are wavelengths. Five CIGS solar cells in increments of 2 cm in the same manner as in Example 1 except that 532 nm, a pulse width of 12 nsec, a repetition frequency of 50 kHz, a pulse energy density of 0.6 J / cm 2 , and a laser beam moving speed of 700 mm / sec. Divided into unit cells.

（実施例４）
実施例１のＣＩＧＳ系太陽電池を、図３に示す方法で、加工幅５０μｍのスクライブ加工を行い、フィルム上を２ｃｍ刻みに５個の単位セルに分割した。 Example 4
The CIGS solar cell of Example 1 was subjected to scribing with a processing width of 50 μm by the method shown in FIG. 3, and the film was divided into 5 unit cells in 2 cm increments.

すなわち、波長３５５ｎｍ、パルス幅１２ｎｓｅｃ、繰り返し周波数５０ｋＨｚ、パルスエネルギー密度２．４Ｊ／ｃｍ２、レーザ光の移動速度５００ｍｍ／ｓｅｃの条件でレーザ光Ｌ１を第２金属層上の加工ラインに沿って走査し、第２金属層と半導体層とを同時にスクライブ加工した。
次に、レーザ光Ｌ１によるスクライブ加工で形成された線状の溝に重なるように、波長３５５ｎｍ、パルス幅１２ｎｓｅｃ、繰り返し周波数５０ｋＨｚ、パルスエネルギー密度０．８Ｊ／ｃｍ２、レーザ光の移動速度５００ｍｍ／ｓｅｃの条件でレーザ光Ｌ２を走査して、第１金属層をスクライブ加工した。 That is, the laser beam L1 is scanned along the processing line on the second metal layer under the conditions of a wavelength of 355 nm, a pulse width of 12 nsec, a repetition frequency of 50 kHz, a pulse energy density of 2.4 J / cm 2 , and a moving speed of the laser beam of 500 mm / sec. Then, the second metal layer and the semiconductor layer were simultaneously scribed.
Next, a wavelength of 355 nm, a pulse width of 12 nsec, a repetition frequency of 50 kHz, a pulse energy density of 0.8 J / cm 2 , and a laser beam moving speed of 500 mm / second so as to overlap a linear groove formed by scribing with the laser beam L1. The first metal layer was scribed by scanning with the laser beam L2 under the condition of sec.

（実施例５）
実施例１のＣＩＧＳ系太陽電池を、図９，１０に示す方法で、加工幅５０μｍのスクライブ加工を行い、フィルム上を２ｃｍ刻みに５個の単位セルに分割した。
レーザ光Ｌ１、Ｌ２による加工条件は、実施例４と同様にし、レーザ光Ｌ１で第２金属層と半導体層とを同時にスクライブ加工し、レーザ光Ｌ２で、第１金属層をスクライブ加工した。 (Example 5)
The CIGS solar cell of Example 1 was subjected to scribing with a processing width of 50 μm by the method shown in FIGS. 9 and 10 and divided into 5 unit cells in 2 cm increments on the film.
The processing conditions with the laser beams L1 and L2 were the same as in Example 4. The second metal layer and the semiconductor layer were simultaneously scribed with the laser beam L1, and the first metal layer was scribed with the laser beam L2.

（実施例６）
実施例１のＣＩＧＳ系太陽電池を、図１４に示す方法で、加工幅５０μｍのスクライブ加工を行い、フィルム上を２ｃｍ刻みに５個の単位セルに分割した。
レーザ光Ｌ１、Ｌ２による加工条件は、実施例４と同様にし、レーザ光Ｌ１で第２金属層と半導体層とを同時にスクライブ加工し、レーザ光Ｌ２で、第１金属層をスクライブ加工した。 (Example 6)
The CIGS solar cell of Example 1 was subjected to scribing with a processing width of 50 μm by the method shown in FIG. 14 and divided into 5 unit cells in 2 cm increments on the film.
The processing conditions with the laser beams L1 and L2 were the same as in Example 4. The second metal layer and the semiconductor layer were simultaneously scribed with the laser beam L1, and the first metal layer was scribed with the laser beam L2.

（実施例７）
実施例１のＣＩＧＳ系太陽電池を、図７に示す方法で、加工幅５０μｍのスクライブ加工を行い、フィルム上を２ｃｍ刻みに５個の単位セルに分割した。
レーザ光Ｌ１、Ｌ２による加工条件は、実施例４と同様にし、レーザ光Ｌ１で第２金属層と半導体層とを同時にスクライブ加工し、レーザ光Ｌ２で、第１金属層をスクライブ加工した。 (Example 7)
The CIGS solar cell of Example 1 was subjected to scribing with a processing width of 50 μm by the method shown in FIG. 7 and divided into 5 unit cells in 2 cm increments on the film.
The processing conditions with the laser beams L1 and L2 were the same as in Example 4. The second metal layer and the semiconductor layer were simultaneously scribed with the laser beam L1, and the first metal layer was scribed with the laser beam L2.

（実施例８）
実施例１のＣＩＧＳ系太陽電池を、図１３に示す方法で、加工幅５０μｍのスクライブ加工を行い、フィルム上を２ｃｍ刻みに５個の単位セルに分割した。
レーザ光Ｌ１、Ｌ２による加工条件は、実施例４と同様にし、レーザ光Ｌ１で第２金属層と半導体層とを同時にスクライブ加工し、レーザ光Ｌ２で、第１金属層をスクライブ加工した。 (Example 8)
The CIGS solar cell of Example 1 was subjected to scribing with a processing width of 50 μm by the method shown in FIG. 13 and divided into 5 unit cells in 2 cm increments on the film.
The processing conditions with the laser beams L1 and L2 were the same as in Example 4. The second metal layer and the semiconductor layer were simultaneously scribed with the laser beam L1, and the first metal layer was scribed with the laser beam L2.

（実施例９）
実施例１のＣＩＧＳ系太陽電池を、図１５に示す方法で、加工幅５０μｍのスクライブ加工を行い、フィルム上を２ｃｍ刻みに５個の単位セルに分割した。
レーザ光Ｌ１、Ｌ２による加工条件は、実施例４と同様にし、レーザ光Ｌ１で第２金属層と半導体層とを同時にスクライブ加工し、レーザ光Ｌ２で、第１金属層をスクライブ加工した。 Example 9
The CIGS solar cell of Example 1 was scribed with a processing width of 50 μm by the method shown in FIG. 15, and the film was divided into 5 unit cells in 2 cm increments.
The processing conditions with the laser beams L1 and L2 were the same as in Example 4. The second metal layer and the semiconductor layer were simultaneously scribed with the laser beam L1, and the first metal layer was scribed with the laser beam L2.

（比較例１）
実施例１のＣＩＧＳ系太陽電池に、波長３５５ｎｍ、パルス幅１２ｎｓｅｃ、繰り返し周波数５０ｋＨｚ、パルスエネルギー密度２．４Ｊ／ｃｍ２、レーザ光の移動速度２００ｍｍ／ｓｅｃの条件でレーザ光を第２金属層上の加工ラインに沿って走査し、第２金属層と半導体層と第１金属層を同時にスクライブ加工して、加工幅５０μｍのスクライブ加工を行い、フィルム上を２ｃｍ刻みに５個の単位セルに分割した。 (Comparative Example 1)
The laser beam was applied to the CIGS solar cell of Example 1 on the second metal layer under the conditions of a wavelength of 355 nm, a pulse width of 12 nsec, a repetition frequency of 50 kHz, a pulse energy density of 2.4 J / cm 2 , and a laser beam moving speed of 200 mm / sec. The second metal layer, the semiconductor layer, and the first metal layer are simultaneously scribe-processed to perform a scribe process with a processing width of 50 μm, and the film is divided into 5 unit cells in 2 cm increments. did.

（比較例２）
実施例１のＣＩＧＳ系太陽電池を、以下の条件で加工幅５０μｍのスクライブ加工を行い、フィルム上を２ｃｍ刻みに５個の単位セルに分割した。
まず、波長３５５ｎｍ、パルス幅１２ｎｓｅｃ、繰り返し周波数５０ｋＨｚ、パルスエネルギー密度０．３Ｊ／ｃｍ２、レーザ光の移動速度１０００ｍｍ／ｓｅｃの条件でレーザ光を第２金属層上の加工ラインに沿って走査し、第２金属層のみをスクライブ加工した。次に、このスクライブ加工で形成された線状の溝に重なるように、波長３５５ｎｍ、パルス幅１２ｎｓｅｃ、繰り返し周波数５０ｋＨｚ、パルスエネルギー密度２．４Ｊ／ｃｍ２、レーザ光の移動速度２５０ｍｍ／ｓｅｃの条件でレーザ光を走査して、半導体層と第１金属層を同時にスクライブ加工した。 (Comparative Example 2)
The CIGS solar cell of Example 1 was subjected to scribing with a processing width of 50 μm under the following conditions, and the film was divided into 5 unit cells in 2 cm increments.
First, a laser beam is scanned along a processing line on the second metal layer under the conditions of a wavelength of 355 nm, a pulse width of 12 nsec, a repetition frequency of 50 kHz, a pulse energy density of 0.3 J / cm 2 , and a laser beam moving speed of 1000 mm / sec. Only the second metal layer was scribed. Next, the conditions of a wavelength of 355 nm, a pulse width of 12 nsec, a repetition frequency of 50 kHz, a pulse energy density of 2.4 J / cm 2 , and a laser beam moving speed of 250 mm / sec so as to overlap the linear groove formed by this scribing process. The semiconductor layer and the first metal layer were simultaneously scribed by scanning with laser light.

ＣＩＧＳ系太陽電池を、単位セルに分割後、以下の評価を行なった。   The CIGS solar cell was divided into unit cells, and the following evaluation was performed.

・絶縁性：隣り合う単位セル間の電気抵抗を測定し、抵抗値が１．０×１０６Ω未満のものがあれば絶縁不良と判断した。 Insulation: The electrical resistance between adjacent unit cells was measured, and if there was a resistance value of less than 1.0 × 10 6 Ω, it was determined that the insulation was defective.

・加工性：５個の単位セルのうち、中央のセルを形成する２本のスクライブ加工線について、光学顕微鏡で倍率１０００倍にて、加工線に沿って全長３ｃｍ分全てを観察し、加工線幅（５０μｍ）よりも広く光電変換層と第２電極層が剥がれている部分があれば、その面積を算出した。前記剥がれている部分の面積の合計が３×１０５μｍ２（１辺当たり均等に５μｍ幅で剥がれている状況に相当）以上を、加工幅不良と判断した。 -Workability: Of the five unit cells, two scribing lines forming the center cell were observed at a magnification of 1000 times with the optical microscope at a magnification of 1000 cm, and the entire length of 3 cm was observed. If there was a part wider than the width (50 μm) where the photoelectric conversion layer and the second electrode layer were peeled off, the area was calculated. The total area of the peeled portions was determined to be 3 × 10 5 μm 2 (corresponding to a situation where each side was evenly peeled with a width of 5 μm) or more as a processing width defect.

上記結果を表１に記す。   The results are shown in Table 1.

表１に示すように、第１金属層のスクライブ加工と、第２金属層及び半導体層のスクライブ加工とを分けて行うことで、より狭い加工幅で、ＣＩＧＳ系太陽電池を、複数の単位セルに分割できた。   As shown in Table 1, by scribing the first metal layer and scribing the second metal layer and the semiconductor layer separately, a CIGS solar cell can be formed into a plurality of unit cells with a narrower processing width. Could be divided into

１０ａ、１０ｂ：半導体デバイス
１１：基板
１２：第１電極層
１３：半導体層
１４：第２電極層
２０：単位セル
１０１，１０１ａ，１０１ｂ：レーザ光照射装置
１０２，１０２ａ，１０２ｂ，１０２’，１０２’ａ，１０２’ｂ，：可動ステージ
１０３，１０３ａ，１０３ｂ：レーザ発振器
１０４：ビームスプリッタ
１０５，１０５ａ，１０５ｂ：光ファイバ
１０６：レーザ光調整装置
１０７，１０７ａ，１０７ｂ：カメラ
１０８ａ，１０８ｂ：シャッタ
１５０，１５０ａ：制御装置
１５１：画像認識装置
１５２：レーザ光発振制御装置
１５３：レーザ光出力制御装置
１５４：ステージ駆動制御装置
１５５：シャッタ制御装置
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３：レーザ光 10a, 10b: Semiconductor device 11: Substrate 12: First electrode layer 13: Semiconductor layer 14: Second electrode layer 20: Unit cells 101, 101a, 101b: Laser light irradiation devices 102, 102a, 102b, 102 ′, 102 ′ a, 102'b ,: movable stages 103, 103a, 103b: laser oscillator 104: beam splitters 105, 105a, 105b: optical fiber 106: laser light adjusting devices 107, 107a, 107b: cameras 108a, 108b: shutters 150, 150a : Control device 151: Image recognition device 152: Laser light oscillation control device 153: Laser light output control device 154: Stage drive control device 155: Shutter control devices L 1, L 2 and L 3: Laser light

Claims (9)

基板と、該基板上に積層された、第１電極層と、半導体層と、第２電極層とを有し、前記第１電極層と前記第２電極層との間に前記半導体層が配置され、前記第１電極層又は前記第２電極層が前記基板側に配置されてなり、前記第１電極層の少なくとも前記半導体層側に位置する層がＭｏを含有する半導体デバイスを、スクライブ加工して複数の単位セルに分割する工程を含む半導体デバイスの製造方法において、
前記第１金属層にレーザ光を走査して、前記第１金属層をスクライブ加工する第１金属層スクライブ工程と、
前記第２金属層側又は前記半導体層側からレーザ光を走査して、前記第２金属層と前記半導体層とを同時にスクライブ加工する第２金属層・半導体層スクライブ工程とを含み、
前記第１金属層のスクライブ加工ラインと、前記第２金属層及び前記半導体層のスクライブ加工ラインとが整合するように、前記第１金属層スクライブ工程と、前記第２金属層・半導体層スクライブ工程とを行うことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。 A substrate, a first electrode layer, a semiconductor layer, and a second electrode layer stacked on the substrate, wherein the semiconductor layer is disposed between the first electrode layer and the second electrode layer And scribing a semiconductor device in which the first electrode layer or the second electrode layer is disposed on the substrate side, and at least a layer located on the semiconductor layer side of the first electrode layer contains Mo. In the manufacturing method of the semiconductor device including the step of dividing into a plurality of unit cells,
A first metal layer scribing step of scanning the first metal layer with a laser beam and scribing the first metal layer;
A second metal layer / semiconductor layer scribing step of scanning laser light from the second metal layer side or the semiconductor layer side and simultaneously scribing the second metal layer and the semiconductor layer;
The first metal layer scribe step and the second metal layer / semiconductor layer scribe step so that the scribe line for the first metal layer and the scribe line for the second metal layer and the semiconductor layer are aligned. And a method for manufacturing a semiconductor device. 前記半導体デバイスが、前記基板上に、前記第１電極層、前記半導体層、前記第２電極層の順に積層されたものであり、
前記第２電極層にレーザ光を走査して前記第２金属層・半導体層スクライブ工程を行った後、次いで、該第２金属層・半導体層スクライブ工程により露出した前記第１金属層にレーザ光を走査して前記第１金属層スクライブ工程を行う請求項１に記載の半導体デバイスの製造方法。 The semiconductor device is laminated on the substrate in the order of the first electrode layer, the semiconductor layer, and the second electrode layer,
After the second electrode layer is scanned with a laser beam to perform the second metal layer / semiconductor layer scribing step, the laser beam is then applied to the first metal layer exposed by the second metal layer / semiconductor layer scribing step. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the first metal layer scribing step is performed by scanning the line. 前記半導体デバイスが、前記基板上に、前記第２電極層、前記半導体層、前記第１電極層の順に積層されたものであり、
前記第１電極層にレーザ光を走査して前記第１金属層スクライブ工程を行った後、次いで、該第１金属層スクライブ工程により露出した前記半導体層にレーザ光を走査して、前記第２金属層・半導体層スクライブ工程を行う請求項１に記載の半導体デバイスの製造方法。 The semiconductor device is laminated on the substrate in the order of the second electrode layer, the semiconductor layer, and the first electrode layer,
The first electrode layer is scanned with laser light to perform the first metal layer scribing process, and then the semiconductor layer exposed by the first metal layer scribing process is scanned with laser light to perform the second metal layer scribing process. The manufacturing method of the semiconductor device of Claim 1 which performs a metal layer and semiconductor layer scribing process. 前記半導体層が、Ｃｕと、Ｉｎ及び／又はＧａと、Ｓｅ及び／又はＳとを少なくとも含有する半導体、又は、Ｃｕと、Ｚｎと、Ｓｎと、Ｓｅ及び／又はＳとを少なくとも含む半導体で構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体デバイスの製造方法。   The semiconductor layer is made of a semiconductor containing at least Cu, In and / or Ga, Se and / or S, or a semiconductor containing at least Cu, Zn, Sn, Se and / or S. The manufacturing method of the semiconductor device of any one of Claims 1-3. 前記第１金属層スクライブ工程で用いるレーザ光は、スポット径が前記第２金属層・半導体層スクライブ工程で用いるレーザ光と同一で、エネルギー密度又は出力が前記第２金属層・半導体層スクライブ工程で用いるレーザ光よりも低い請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体デバイスの製造方法。   The laser beam used in the first metal layer scribe process has the same spot diameter as the laser beam used in the second metal layer / semiconductor layer scribe process, and the energy density or output is the second metal layer / semiconductor layer scribe process. The manufacturing method of the semiconductor device of any one of Claims 1-4 lower than the laser beam to be used. ２本のレーザ光を、各レーザ光のスポット径どうしが重なり合わないようにレーザ光の走査方向に沿って直列に配置し、
各レーザ光を同時かつ同方向に走査して、走査方向前方に配置されたレーザ光により前記第１金属層スクライブ工程及び前記第２金属層・半導体層スクライブ工程のいずれか一方のスクライブ工程を行い、走査方向後方に配置されたレーザ光により、他方のスクライブ工程を行う請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体デバイスの製造方法。 Two laser beams are arranged in series along the scanning direction of the laser beams so that the spot diameters of the laser beams do not overlap each other,
Each laser beam is scanned simultaneously and in the same direction, and one of the first metal layer scribing step and the second metal layer / semiconductor layer scribing step is performed by the laser beam arranged in front of the scanning direction. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the other scribing step is performed by a laser beam arranged rearward in the scanning direction. 前記２本のレーザ光が、１つの発振器から出射された１本のレーザ光を、２本に分割したものである、請求項６に記載の半導体デバイスの製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the two laser beams are obtained by dividing one laser beam emitted from one oscillator into two. 前記２本のレーザ光が、２つの発振器から１本ずつ出射されたものである、請求項６に記載の半導体デバイスの製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the two laser beams are emitted one by one from two oscillators. 基板と、該基板上に積層された、第１電極層と、半導体層と、第２電極層とを有し、前記第１電極層と前記第２電極層との間に前記半導体層が配置され、前記第１電極層又は前記第２電極層が前記基板側に配置されてなり、前記第１電極層の少なくとも前記半導体層側に位置する層がＭｏを含有する半導体デバイスを、スクライブ加工して複数の単位セルに分割するための半導体デバイスの製造装置において、
２本のレーザ光を、各レーザ光のスポット径どうしが重なり合わないように照射するレーザ光照射装置と、
前記各レーザ光の照射スポットが、前記基板上に設定された同一ラインに沿って移動するように、前記基板及び／又は前記レーザ光照射装置を移動させるレーザ光走査装置と、
前記各レーザ光のエネルギー密度又は出力を調整する出力調整装置とを備え、
前記レーザ光照射装置によって照射される一方のレーザ光によって前記第１金属層をスクライブ加工し、他方のレーザ光によって前記第２金属層及び前記半導体層をスクライブ加工するように構成されていることを特徴とする半導体デバイスの製造装置。 A substrate, a first electrode layer, a semiconductor layer, and a second electrode layer stacked on the substrate, wherein the semiconductor layer is disposed between the first electrode layer and the second electrode layer And scribing a semiconductor device in which the first electrode layer or the second electrode layer is disposed on the substrate side, and at least a layer located on the semiconductor layer side of the first electrode layer contains Mo. In a semiconductor device manufacturing apparatus for dividing into a plurality of unit cells,
A laser beam irradiation device that irradiates two laser beams so that the spot diameters of the laser beams do not overlap each other;
A laser beam scanning device that moves the substrate and / or the laser beam irradiation device so that the irradiation spot of each laser beam moves along the same line set on the substrate;
An output adjusting device for adjusting the energy density or output of each laser beam,
The first metal layer is scribed by one laser beam irradiated by the laser beam irradiation device, and the second metal layer and the semiconductor layer are scribed by the other laser beam. A semiconductor device manufacturing apparatus.
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