JP5164221B2 - ウェーハ用フレーム - Google Patents
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Description
ウェーハ用フレーム10は、従来ステンレス鋼板(厚み1.5mm程度)を所定の形状に切り出したもの(いわゆる無垢材)を使用しているので、ウェーハ用フレーム10の重量は比較的大きな値となる。
本発明のウェーハ用フレーム10の形状は、特に限定しないが、本実施の形態におけるウェーハ用フレームは、図20または図21に示す半導体ウェーハWを着脱自在に粘着保持する可撓性のダイシングフィルム31を備えたリング状のフレーム10と外観上の形状は類似しているが、規格品の形状のみでなく円形、四角形や楕円形等の形状であってもよい。
本発明のウェーハ用フレーム10で使用する金属材料は、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、チタン、マグネシウム等が好ましいが、現状、耐熱性、耐食性とコストバランスの観点からはステンレス鋼板を使用するのが好ましい。
第一の実施の形態に係るウェーハ用フレーム10は図1に示す外観形状の平坦な金属製の上板1と上板1と同じ形状の平坦な金属製の下板2を用いる。上板1と下板2の厚みは特に限定せずウェーハ用フレームの寸法や金属材料の種類に応じて適宜設定すれば良い。
本ウェーハ用フレーム10は図1に示す上板1、下板2と図2に示す型枠3から成形されており、型枠3は側壁3aとフレームの半径方向に等間隔に配置された梁3bから成り立っている。 図4(b)は図4(a)のA−A断面図である。上板1、下板2と側壁3a、梁3bに囲まれた部位に空間3cが形成されており、本構成により軽量化が実現している。また、上板1、下板2と型枠3との接合は従来から知られている接着剤、ろう付け、溶接等の技術を適宜選択すれば良い。
次に本発明の第二の実施の形態に係るウェーハ用フレーム10について説明する。
次に本発明の第三の実施の形態に係るウェーハ用フレーム10について説明する。
プレス加工による上蓋、下蓋一体成形する場合(図7または図10)に示す上蓋21と下蓋22)は、金属平板(例えばステンレス薄鋼板)をプレス打抜き加工により上蓋原板または下板原板を作成する。次いで、打抜かれた上蓋原板または下板原板を型絞りプレスにて側壁21a、22aを成形していく。さらにフレームの全体形状を整えるためのプレス成形工程を経るのが好ましい。また、図10に示す窪み21dは、型絞りプレス工程で側壁成形後に窪み部を絞りプレスするか、側壁成形と同時に絞りプレスにて窪み部を成形する。
以上、ウェーハ用フレームを金属平板から製造する場合について述べたが、本実施の形態では、薄肉鋼管を使ってウェーハ用フレームを成形する工程について述べる。
図17(a)工程では薄肉鋼管を管軸方向に曲げて略円形の円筒体を作成する。(b)工程では円筒体の両端面を溶接にて接合してリング状とする。(c)工程では、ウェーハ用フレームの位置決め用ノッチをプレスにて成形する。(d)工程では、円筒体をプレス成形して箱型フレーム形状とする。なお、剛性を上げるために薄肉鋼管に中空金属体および/または樹脂材料を充填することもでき、その場合は、(a)工程の円筒体成形前に薄肉鋼管に中空金属体や樹脂材料を充填しておくのが良い。
重量比測定
ウェーハ用フレーム10の重量を測定し、従来材ウェーハ用フレーム10の質量を100とした場合の比を質量比と表した。
評価結果は、質量比50未満を◎、質量比50以上70未満を○、質量比70以上を×と表記した。
ウェーハ用フレーム10の一端に特定荷重を一定時間加えた後に荷重を除荷してフレームに生じた反り量を評価する試験である。試験方法を図23に図示する。
図23(a)はウェーハ用フレーム10の固定方法、荷重方法を説明する模式図である。図23(b)はウェーハ用フレーム10の固定位置を説明する平面図である。
試験結果は、変形反り量0.3mm未満を◎、変形反り量0.3mm以上0.5mm未満を○、変形反り量0.5mm以上を×と表記した。
ウェーハ用フレーム10を定盤上に置き、高さゲージによりフレーム上の最高点と最低点を測定し、この差を平坦度とした。
試験結果は、平坦度0.3mm未満を◎、平坦度0.3mm以上0.4mm未満を○、平坦度0.4mm以上を×と表記した。
試験No.1〜7は請求項1〜3に対応する実施例であり、図1に示す形状の上板1、下板2を0.20mm厚のステンレス鋼板から作成し、型枠3は図2に示す形状(表1コア材:型枠A)または、図3に示す形状(表1コア材:型枠B)を1.0mm厚のステンレス鋼板から作成し、上板1、下板2と型枠3を組み合わせてフレーム寸法外径400mm、内径350mm、厚さ1.5mmのウェーハ用フレーム(全厚1.5mm)を作成した。上板1と型枠3の接合、下板2と型枠3の接合はアウトガスが発生しない耐熱仕様の接着剤、ロウ付け及びレーザ溶接により接合した。
1a 天井部
2 下板
2a 底部
3 型枠
3a 側壁
3b 梁
3c 空間
4 中空金属体
9 収納容器
10 フレーム
21 上蓋
21a上蓋側壁
21b上蓋天井
21d上蓋窪み
22 下板
22a下蓋側壁
22b下蓋底部
22cカッタを収容する溝を有する梁
22d下蓋窪み
23 補強部材
26 位置決め用ノッチ
30 ダイヤモンドブレード
31 ダイシングフィルム
41 鋼管
42 溶接部
43 ろう付け部
D ダイ
W 半導体フェーハ
Claims (11)
- ウェーハの加工作業や搬送作業に用いるリング状のウェーハ用フレームであって、該フレームの天井部と底部と側壁とが金属材料から成り、かつ前記フレームの内部に空間を有し、前記天井部と前記側壁とを断面形状がコの字形状に一体成形する上蓋と、前記底部と前記側壁とを断面形状がコの字形状に一体成形する下蓋とを嵌合することによって空間を設け、前記下蓋の前記底部に粘着フィルム切断用カッタを収容する溝を有する梁を下蓋と一体成形して設けたことを特徴とするウェーハ用フレーム。
- 前記上蓋と、前記下蓋との間に補強部材を固着することを特徴とする請求項1に記載のウェーハ用フレーム。
- 前記上蓋の前記天井部に前記下蓋の前記底部に接する窪みを周方向に任意の間隔で1個以上、または前記下蓋の前記底部に前記上蓋の前記天井部に接する窪みを周方向に任意の間隔で1個以上設けることを特徴とする請求項1に記載のウェーハ用フレーム。
- 前記上蓋の前記天井部に前記下蓋の前記底部に接する窪みを周方向に任意の間隔で1個以上、および前記下蓋の前記底部に前記上蓋の前記天井部に接する窪みを周方向に任意の間隔で1個以上設け、前記窪み同士が接触しないようにしたことを特徴とする請求項1に記載のウェーハ用フレーム。
- 前記上蓋の前記天井部に前記下蓋の前記底部に接する窪みを周方向に任意の間隔で1個以上、および前記下蓋の前記底部に前記上蓋の前記天井部に接する窪みを周方向に任意の間隔で1個以上設け、前記窪みの底部同士が接するようにしたことを特徴とする請求項1に記載のウェーハ用フレーム。
- 前記上蓋の前記天井部に前記下蓋の前記底部に接する連続した窪みを全周に1条以上設け、または前記下蓋の前記底部に前記上蓋の前記天井部に接する連続した窪みを全周に1条以上設けたことを特徴とする請求項1に記載のウェーハ用フレーム。
- 前記上蓋の前記天井部に前記下蓋の前記底部に接する連続した窪みを全周に1条以上設け、および前記下蓋の前記底部に前記上蓋の前記天井部に接する連続した窪みを全周に1条以上設け、前記連続した窪みの底部同士が接するようにしたことを特徴とする請求項1に記載のウェーハ用フレーム。
- 前記空間に中空金属体および/または樹脂材料を充填することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のウェーハ用フレーム。
- 前記中空金属体として、中空鉄球を押圧して変形させた中空金属体を使用することを特徴とする請求項8に記載のウェーハ用フレーム。
- 前記上蓋、前記下蓋用部材を金属平板からプレス打抜きするプレス打抜き加工工程と前記部材から前記側壁を成形するプレス絞り加工工程とによって製造することを特徴とする請求項1に記載のウェーハ用フレームの製造方法。
- さらに、プレス絞り加工工程に続いて、フレームの全体形状を成形するプレス成形工程を設けることを特徴とする請求項10に記載のウェーハ用フレームの製造方法。
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