JP2001007056A - ウェーハフレーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フレームの裏面に傷が付くことを抑制防止で
きるウェーハフレームを提供する。また、耐久性等を向
上させ、熱可塑性樹脂で成形しても実用上問題なく使用
できるウェーハフレームを得る。 【解決手段】 中空部２にウェーハを遊嵌収容する熱可
塑性樹脂製で略リング形のフレーム１と、このフレーム
１の裏面に貼着されてウェーハを搭載保持する円形の粘
着テープ４と、フレーム１の裏面にエンドレスに切り欠
き成形されて粘着テープ切断用のカッタ９を遊嵌するリ
ング形の嵌入溝５とを備える。粘着テープ４の貼着作業
の際、嵌入溝５がカッタ９の先端部を遊嵌収容してフレ
ーム１の裏面とカッタ９との接触を防止し、フレーム１
の裏面が粗れるのを防ぐので、フレーム１の損傷防止や
粘着テープ４の粘着強度の低下防止が期待できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
製造工程の１つであるダイシング工程でウェーハを粘着
テープで固定保持するウェーハフレームの改良に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】ウェーハ上にＭＰＵ(Micro Procossor U
nit)に代表されるロジスティックデバイスやＤＲＡＭ(D
ynamic Random Memory)に代表されるメモリーデバイス
等の半導体デバイスを製造する場合には、以下のような
様々な複数の工程を組み合わせて用いることが必要とな
る。この複数の工程は、通常、前工程と後工程とに大き
く分けられ、別々の工場で行われる。

【０００３】前工程は、イオン注入工程、熱酸化、スパ
ッタリング、ＣＶＤ(Chemical Vaper Deposition)とい
った方法で種々の薄膜を形成する成膜工程、フォトマス
クを使用して回路形成を行う写真製版工程、及びエッチ
ング等の加工工程等からなり、ウェーハ表面に上記各種
の加工・処理を繰り返して行い、集積回路を形成する。
これに対し、後工程は、前工程で加工されたウェーハを
検査したり、個々の各種半導体チップを製造するための
加工を行う。本発明のウェーハフレームは、半導体チッ
プ製造の後工程で使用されるものであり、特に集積回路
の形成されたウェーハが１チップ毎に切断されるダイシ
ング工程で使用されるものである。

【０００４】半導体チップ部品製造の前工程で集積回路
の形成されたウェーハは、後工程に移され、各半導体チ
ップ部品の電気特性の良否を検査するプロービング工程
で検査が行われる。このプロービング工程の作業が終了
したら、バックグラインド工程で各半導体デバイス毎に
定められた厚みにするため、裏面が研削され、このバッ
クグラインド工程の後、マウント工程で表面に粘着剤層
が形成された粘着テープを介してフレームに搭載保持さ
れる。こうしてフレームに粘着テープを介して保持され
たウェーハは、ダイシング工程に移されて半導体チップ
毎に切断分離される。フレームに保持されたウェーハを
工程間で搬送する場合、フレームに保持されたウェーハ
を複数枚収納可能なウェーハフレームカセットが用いら
れている。

【０００５】フレームやフレームカセットは、アルミや
ステンレス鋼等の金属材料を使用して形成されている
が、ウェーハの大口径化(３００mm以上)に伴い、重量を
軽減するため、樹脂を原料として成形することが鋭意検
討されている。また、フレームに粘着テープを貼着する
場合、予めフレームの内径よりも僅かに大きい径に切断
された粘着テープを貼着する第１の方法と、フレームに
粘着テープを貼着し、その後、粘着テープをフレームの
径に合わせて切断する第２の方法が選択して用いられて
いる。

【０００６】なお、この種の関連先行技術文献として、
実用新案登録３０１４８７０号や特開平８−８０９８９
号公報等があげられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のフレームやフレ
ームカセットは、以上のように構成されているので、以
下のような問題があった。先ず、口径２００mm以上のウ
ェーハ保持用のフレームを金属で構成すると、これを複
数枚収納するフレームカセットの重量の増大を招くの
で、搬送設備のコストアップや人的ハンドリングの困難
化を生じることとなる。また、これらの軽量化という要
請に到底応じることができないという問題も考えられ
る。これに対し、フレームを樹脂で成形する場合には、
ＳＵＳ等の金属製のフレームに比べ、簡単に変形した
り、損傷してしまうという問題がある。特に、粘着テー
プ切断時の切り傷がフレームの寿命を短くしてしまうこ
ととなる。

【０００８】一方、フレームに粘着テープを貼着するた
め、上記した第１の方法を採用する場合には、フレーム
上で粘着テープを切断する必要がないので、フレーム損
傷のおそれがないものの、別工程で粘着テープを切断
し、それをさらに次の工程で個々のフレームに貼着する
ので、非常に手間がかかるという問題がある。また、粘
着テープの貼着不良により歩留まりが悪化し、コストが
余計にかかる事態も考えられる。これに対し、第２の方
法を採用する場合、フレームに粘着テープを貼着する工
程は簡略化されるが、フレーム上で粘着テープをカッタ
ーで切断するため、フレームが損傷することとなる。フ
レームは、何度も再使用されるものであるから、裏面に
切り傷が蓄積されると、粘着テープの粘着強度が低下し
て取扱時に事故を招くおそれがあり、寿命が短くなる。

【０００９】本発明は、上記問題に鑑みなされたもの
で、フレームの裏面に傷が付くことを抑制防止すること
のできるウェーハフレームを提供することを目的として
いる。また、樹脂で成形しても実用上問題なく使用でき
るウェーハフレームを得ることを他の目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明にお
いては、上記課題を達成するため、ウェーハを保持する
ものであって、中空部に上記ウェーハを収容するフレー
ムと、このフレームの裏面に貼り付けられて該ウェーハ
を搭載保持する粘着テープと、該フレームの裏面に設け
られて粘着テープ切断用のカッタを収容するエンドレス
の嵌入溝とを含んでなることを特徴としている。

【００１１】なお、上記フレームを、補強用添加剤を３
０wt%以上７０wt%以下の割合で含有する熱可塑性樹脂を
用いて成形することができる。また、上記嵌入溝を形成
する周壁の少なくとも開口側端面を、該嵌入溝の開口部
方向から底部方向に向かうにしたがい徐々に溝幅を狭め
るカッタガイドに傾けて形成することもできる。

【００１２】ここで、特許請求の範囲における嵌入溝
は、エンドレスであれば、リング形に形成することもで
きるし、粘着テープの形状に応じてリング形以外の形状
に適宜形成することもできる。嵌入溝の断面形は、略Ｃ
字形、略Ｕ字形、略Ｖ字形、半円形、半楕円形、又はす
り鉢形等とすることが可能である。さらに、カッタガイ
ドは、０．５°〜４５°前後の角度で直線的に傾斜する
ものでも良いし、湾曲しながら傾くものでも良い。

【００１３】請求項１記載の発明によれば、フレームの
裏面に粘着テープを貼り付ける場合、フレームの嵌入溝
にカッタが入り込むので、フレームの嵌入溝以外の部分
とカッタとが接触することがない。したがって、カッタ
の使用に伴うフレームの損傷や粘着テープの粘着低下を
抑制あるいは防止することができる。また、請求項２記
載の発明によれば、フレームを熱可塑性樹脂で成形する
ので、フレームやフレームカセットの重量の増加を招く
ことがない。また、これを通じて搬送設備のコストアッ
プや人的ハンドリングの困難化を有効に抑制あるいは防
止することができる。

【００１４】さらに、請求項３記載の発明によれば、嵌
入溝のカッタガイドや周壁に切断した粘着テープの縁部
を曲げて貼り付け、嵌入溝内に粘着テープを位置させる
ことができる。これにより、粘着テープの縁部が嵌入溝
の外部に露出するのを抑制あるいは防止することが可能
になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態を説明するが、本発明は以下の実施形態
になんら限定されるものではない。本実施形態における
ウェーハフレームは、図１ないし図４に示すように、大
口径のウェーハ収容用のフレーム１と、このフレーム１
の裏面に貼着されてウェーハＷを搭載保持する円形の粘
着テープ４と、フレーム１の裏面に成形された嵌入溝５
とを備えている。

【００１６】ウェーハＷは、図３に示すように、シリコ
ンウェーハ、ガリウム砒素、あるいはガリウム隣等の金
属間化合物からなる。また、フレーム１は、図１ないし
図４に示すように、補強用添加剤を所定の割合で含有す
る合成樹脂を用いて基本的には略リング板形に成形さ
れ、内部にウェーハＷを遊嵌収容する中空部２が円形に
湾曲成形されており、外周縁部には略Ｖ字形を呈する位
置決め用の切り欠き３が間隔をおいて一対成形されてい
る。補強用添加剤としては、例えばガラス繊維や炭素繊
維があげられ、これらの他にもＳＵＳやアルミ等の金属
繊維等、あるいは酸化亜鉛やチタン酸カリウム等に代表
される針状結晶である繊維化合物(ウイスカー)を使用す
ることができる。また、これらの中から複数種を混合し
て用いても良い。補強用添加剤は、添加量の割合が３０
ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下、より好ましくは、４０ｗｔ
％以上６０ｗｔ％以下に設定されている。

【００１７】合成樹脂は、加工装置に位置決めされたウ
ェーハＷをチップサイズに切断したり、切断後にチップ
片を取り出す場合(エクスパンド工程)に加えられる機械
的圧力で撓んだり、変形することがないよう、ＡＳＴＭ
の規格Ｄ−７９０で測定した時の曲げ弾性率が１４，０
００ＭＰａ以上が好ましい。合成樹脂としては、例えば
ＰＰＳ、ＰＡ、ＰＥＳ、ＰＥＥＫ、ＰＣ、又はＰＢＴ等
の熱可塑性樹脂が使用される。合成樹脂の表面硬度は、
Ｒ硬度で１２０以上とされ、フレーム１の表面に少しで
も傷が付きにくくなるよう作用する。

【００１８】粘着テープ４は、フィルムからなる基材
と、５μm〜５０μmの粘着剤層とから積層形成され、フ
レーム１の中空部２を閉塞して粘着剤層上にウェーハＷ
を着脱自在に固定保持するよう機能する。粘着テープ４
の基材としては、厚さが２０〜３００μmのポリプロピ
レン、ポリエチレン、エチレンプロピレン共重合体、エ
チレン酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸メチ
ル共重合体、塩化ビニル、あるいはＰＥＴ等のフィルム
が使用される。また、粘着剤層の成分としては、アクリ
ル酸やメタアクリル酸、これらの酸の各種エステル誘導
体等を原料とした重合体、又は共重合体からなるアクリ
ル系樹脂等の粘着性樹脂が用いられる。特に好ましく
は、ＵＶ硬化性の接着剤である。

【００１９】嵌入溝５は、図１ないし図４に示すよう
に、フレーム１の裏面周方向に切り欠き成形され、中空
部２を囲むエンドレスのリング形に成形されるととも
に、断面略Ｕ字形又は略漏斗形に区画成形されており、
粘着テープ切断用のカッタ装置６のカッタ９を収容して
フレーム１とカッタ９との接触を回避するよう機能す
る。カッタ装置６は、図３に示すように、フレーム１を
搭載するステージ７を備え、このステージ７の平坦な表
面には一対の位置決めピン８がそれぞれ立設されてお
り、この一対の位置決めピン８がフレーム１の一対の切
り欠き３にそれぞれ嵌入して位置決めする。さらに、カ
ッタ装置６は、細長い略Ｕ字形のカッタ９を回転可能に
備え、このカッタ９の屈曲した鋭利な両先端部が位置決
めされたフレーム１の嵌入溝５に隙間を介しそれぞれ遊
挿される。

【００２０】上記構成において、フレーム１の裏面に粘
着テープ４を貼着する場合には、フレーム１の裏面に粘
着テープ４を貼着し、カッタ装置６のステージ７にフレ
ーム１を載せて位置決めするとともに、粘着テープ４を
表側とし、その後、粘着テープ４の不要部をカッタ装置
６のカッタ９で切断除去すれば良い。すると、カッタ９
は、位置決めされたフレーム１の嵌入溝５に粘着テープ
４を介して遊嵌され、回転して円弧を描きつつ嵌入溝５
の外周側に位置する粘着テープ４の不要部を分離除去す
る。この不要部の除去により、フレーム１の裏面に粘着
テープ４を貼着する作業が終了し、以下、必要に応じて
上記作業が繰り返される。

【００２１】上記構成によれば、大口径のフレーム１を
熱可塑性樹脂で射出成形するので、フレームカセットの
重量を大幅に低減することができる。したがって、搬送
設備のコストアップや人的ハンドリングの困難化をきわ
めて有効に抑制防止することができ、しかも、軽量化の
要請にも簡単に応じることができる。また、嵌入溝５が
カッタ９を遊嵌してフレーム１の裏面とカッタ９との接
触を確実に防止し、フレーム１の裏面が粗れるのを防ぐ
ので、フレーム１の損傷防止や粘着テープ４の粘着強度
の低下防止が大いに期待できる。そしてこれを通じ、耐
久性を向上させてフレーム１を長期間にわたり何度も再
使用することが可能となる。

【００２２】さらに、別工程で粘着テープ４を切断して
それを次工程で各フレーム１に貼着する必要性が全くな
いので、作業の著しい円滑化、迅速化、及び容易化等が
可能となる。さらにまた、粘着テープ４の貼着不良によ
る歩留まりの悪化を実に有効に抑制防止することもでき
る。

【００２３】次に、図５は本発明の第２の実施形態を示
すもので、この場合には、嵌入溝５を形成する内外一対
の周壁の開口側端面を、嵌入溝５の開口部方向(図５の
上方向)から底部方向(図５の下方向)に向かうにしたが
い徐々に溝幅を狭めるカッタガイド１０にそれぞれ傾斜
成形し、カッタ９の先端部にガイドブロック１１を装着
するとともに、このガイドブロック１１の底面には上方
向から下方向に向かうにしたがい徐々に内側に傾く内外
一対の案内面１２をそれぞれ傾斜形成するようにしてい
る。その他の部分については、上記実施形態と同様であ
るので説明を省略する。

【００２４】本実施形態においても上記実施形態と同様
の作用効果が期待でき、しかも、嵌入溝５のカッタガイ
ド１０にガイドブロック１１の案内面１２を粘着テープ
４を介し案内させつつカッタ９をスライドさせることが
できるので、嵌入溝５の周壁にカッタ９が傾斜接触して
傷付けたり、切削することが全くない。よって、粘着テ
ープ４を高精度に切断することができる。さらに、嵌入
溝５のカッタガイド１０に切断した粘着テープ４の周縁
部を屈曲して貼着し、嵌入溝５内に粘着テープ４を埋没
させることができるので、粘着テープ４の周縁部が外部
に露出することがない。したがって、フレーム１の取扱
時の擦れ等により、粘着テープ４が周縁部から剥離する
のをきわめて有効に防止することが可能になる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明に係るウェーハフレームのばね
性試験の結果等について説明する。 実施例１ フレーム１は、３００mmウェーハ用とし、最大径４００
mm、内径３５０mm、厚さ１．５mmに成形した。熱可塑性
樹脂としては、ガラス繊維が５０ｗｔ％添加されたＰＰ
Ｓからなる熱可塑性樹脂を使用した。このように成形し
たフレーム１のばね性試験を行い、フレーム１として使
用する場合の適正を調べた。 実施例２ フレーム１は、３００mmウェーハ用とし、最大径４００
mm、内径３５０mm、厚さ２mmに成形した。熱可塑性樹脂
として、ガラス繊維が５０ｗｔ％添加されたＰＰＳから
なる熱可塑性樹脂を使用した。このように成形したフレ
ーム１のばね性試験を実施例１と同様に行い、フレーム
１として使用する場合の適正を調べた。 比較例 実施例同様の寸法のフレーム１をガラス繊維の含有量が
３０ｗｔ％のＰＰＳからなる熱可塑性樹脂で成形し、同
様に試験した。

【００２６】ばね性試験 図６に示すようにフレーム１の一端を治具で固定し、固
定部と相対する自由端部に１０Ｎの荷重(矢印参照)を加
え、これを１分間保持した後に荷重を開放し、フレーム
１に変形が生じないかを定盤に置いた時のそり量として
隙間ゲージで測定した。なお、フレーム１の実用レベル
で問題の生じないそり量は、０．３mm以下とされてい
る。 試験結果 Ｎ＝５で上記試験を行い、フレーム１のそり量の平均値
を表１にまとめた。

【００２７】

【表１】

【００２８】以上のように上記原材料を使用すれば、例
えフレーム１を熱可塑性樹脂で成形しても、使用上特に
問題になることがない。したがって、耐久性に優れるフ
レーム１を得ることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、フレームの裏面にカッタ傷等の傷が付くことを抑制
あるいは防止することができるという効果がある。さら
に、請求項２記載の発明によれば、フレームを熱可塑性
樹脂で成形しても実用上問題なく使用でき、耐久性等に
優れるウェーハフレームを得ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るウェーハフレームの実施形態を示
す裏面図である。

【図２】本発明に係るウェーハフレームの実施形態を示
す断面説明図である。

【図３】本発明に係るウェーハフレームの実施形態にお
ける粘着テープの切断状態を示す斜視説明図である。

【図４】図３の要部断面説明図である。

【図５】本発明に係るウェーハフレームの第２の実施形
態を示す要部断面説明図である。

【図６】本発明に係るウェーハフレームの実施例におけ
るばね性試験を示す説明図である。

【符号の説明】

１ フレーム ２ 中空部 ４ 粘着テープ ５ 嵌入溝 ６ カッタ装置 ９ カッタ １０ カッタガイド １１ ガイドブロック Ｗ ウェーハ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェーハを保持するウェーハフレームで
   あって、 中空部に上記ウェーハを収容するフレームと、このフレ
   ームの裏面に貼り付けられて該ウェーハを搭載保持する
   粘着テープと、該フレームの裏面に設けられて粘着テー
   プ切断用のカッタを収容するエンドレスの嵌入溝とを含
   んでなることを特徴とするウェーハフレーム。
2. 【請求項２】 上記フレームを、補強用添加剤を３０wt
   %以上７０wt%以下の割合で含有する熱可塑性樹脂を用い
   て成形した請求項１記載のウェーハフレーム。
3. 【請求項３】 上記嵌入溝を形成する周壁の少なくとも
   開口側端面を、該嵌入溝の開口部方向から底部方向に向
   かうにしたがい徐々に溝幅を狭めるカッタガイドに傾け
   て形成した請求項１又は２記載のウェーハフレーム。