JP5995628B2

JP5995628B2 - 半導体ウェーハのメッキ用サポート治具

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Publication number: JP5995628B2
Application number: JP2012213506A
Authority: JP
Inventors: 小田嶋　智; 智小田嶋
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2032-09-27
Also published as: JP2014065952A

Description

本発明は、表面に回路パターンが形成された薄い半導体ウェーハをメッキ液に浸漬してメッキ処理する場合に使用される半導体ウェーハのメッキ用サポート治具に関するものである。

従来、表面に回路パターンが形成された薄い半導体ウェーハにメッキ処理を施す場合には、図示しないメッキ槽のメッキ液中に半導体ウェーハを浸漬し、この浸漬した半導体ウェーハ表面の回路パターンにメッキ液に速く衝突させ、半導体ウェーハの回路パターンにメッキ処理を迅速に施すようにしている（特許文献１、２、３、４参照）。

半導体ウェーハは、薄い半導体パッケージに適合させる観点から、例えば厚さ１００μｍ以下に薄く形成され、脆く撓みやすく、ハンドリングが困難であるという特徴を有する。この半導体ウェーハの表面は、周縁部を含む全ての面に回路パターンが多層構造に形成されている。

特開２０１０‐１０９２９８号公報特開２００８‐１９６０５５号公報特開２００３‐２２６９９７号公報特開平０５‐３０８０７５号公報

厚さ１００μｍ以下の従来の薄い半導体ウェーハは、以上のようにメッキ処理されているが、強度が低いので、メッキ液が速く衝突すると、衝撃により、割れて損傷するおそれが少なくない。このような問題を解消するため、薄い半導体ウェーハの裏面に保護テープを粘着し、半導体ウェーハの強度を向上させるという方法が提案されている。

しかしながら、半導体ウェーハの裏面に保護テープを単に粘着するだけでは、撓んで変形してしまうので、ハンドリングが困難である。また、半導体ウェーハの周縁部以外の損傷を防止することはできても、半導体ウェーハの脆い周縁部を保護して欠けを防ぐことは難しく、そうすると、表面周縁部の回路パターンが損傷することとなる。さらに、半導体ウェーハの表面に回路パターンが多層構造に形成される際、レジスト液等で半導体ウェーハの周縁部が少なからず汚れるが、この汚れた周縁部がメッキ液に触れると、メッキ処理に悪影響を及ぼすこととなる。

本発明は上記に鑑みなされたもので、メッキ液でメッキ処理される薄い半導体ウェーハのハンドリングを容易にし、半導体ウェーハの脆い周縁部を保護して欠けを防ぐことができ、しかも、半導体ウェーハの周縁部の汚れでメッキ処理に悪影響を及ぼすことの少ない半導体ウェーハのメッキ用サポート治具を提供することを目的としている。

本発明においては上記課題を解決するため、表面に回路パターンが形成された厚さ１００μｍ以下の半導体ウェーハをメッキ液に浸漬する場合に、半導体ウェーハの裏面と周縁部とを保護するものであって、
半導体ウェーハを収容する樹脂製の支持トレイと、この支持トレイの周壁表面に粘着され、半導体ウェーハの表面周縁部に粘着される粘着リングとを含み、粘着リングを、半導体ウェーハの表面周縁部から支持トレイの周壁表面にかけて対向する支持基材と、この支持基材の対向面に粘着され、半導体ウェーハの表面周縁部から支持トレイの周壁表面にかけて粘着する粘着材とから形成したことを特徴としている。

なお、支持トレイの内底面に、半導体ウェーハの裏面と接触する凹凸を形成し、支持基材の厚さを２０〜２００μｍとするとともに、粘着材をシリコーン系の粘着材としてその厚さを２０〜１００μｍとすることができる。

ここで、特許請求の範囲における半導体ウェーハには、φ２００、３００、４５０ｍｍ等のタイプがあるが、特に限定されるものではない。また、周縁部が厚く、それ以外の部分が薄く形成されるタイプもあるが、特に限定されるものではない。支持トレイの半導体ウェーハと接触する面には、シボ等の凹凸を形成したり、艶消し処理等を施すことができる。

本発明によれば、半導体ウェーハを支持トレイが保護して撓みを抑制するので、例え半導体ウェーハの回路パターンにメッキ液が速く衝突しても、半導体ウェーハが割れるおそれを排除することができる。また、強度に優れるメッキ用サポート治具の支持トレイを操作すれば、半導体ウェーハが撓んで変形することが少ない。また、半導体ウェーハの周縁部を粘着リングが支持トレイとの間に挟んで保護するので、半導体ウェーハの周縁部の欠けを防ぐことができる。さらに、例え半導体ウェーハの周縁部の表面や裏面が汚れていても、汚れた周縁部を粘着リングが被覆し、周縁部に対するメッキ液の浸入を規制する。

本発明によれば、メッキ液でメッキ処理される薄い半導体ウェーハのハンドリングを容易にし、半導体ウェーハの脆い周縁部を保護して欠けを防ぐことができるという効果がある。また、半導体ウェーハの周縁部の汚れでメッキ処理に悪影響を及ぼすことが少ないという効果がある。

請求項２記載の発明によれば、支持トレイの内底面に、半導体ウェーハの裏面と接触する凹凸を形成するので、収容された半導体ウェーハの取り出しを容易にしたり、支持トレイ内の気体を滞留させることなく、外部に円滑に排気することができる。また、粘着リングの支持基材の厚さを２０〜２００μｍとし、粘着材の厚さを２０〜１００μｍとするので、強度を確保しながらメッキ用サポート治具を繰り返し使用することができる。

また、粘着材を肉厚化するので、追従性を向上させることが可能になる。また、粘着材を肉厚化し、半導体ウェーハの表面周縁部に位置する回路パターンの凹凸を吸収することにより、半導体ウェーハと粘着リングとの間に隙間が生じ、メッキ液が浸入するのを防ぐことが可能になる。さらに、粘着材をシリコーン系とすれば、優れた撥水性や弱粘着性の確保が期待できる。

本発明に係る半導体ウェーハのメッキ用サポート治具の実施形態を模式的に示す断面説明図である。本発明に係る半導体ウェーハのメッキ用サポート治具の他の実施形態を模式的に示す断面説明図である。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態における半導体ウェーハのメッキ用サポート治具は、図１に示すように、表面に回路パターン２が形成された薄い半導体ウェーハ１を収容する樹脂製の支持トレイ１０と、この支持トレイ１０の周壁表面１２に粘着され、半導体ウェーハ１の表面周縁部３に粘着される粘着リング１３とを備え、薄い半導体ウェーハ１がメッキ液でメッキ処理される場合に、半導体ウェーハ１の裏面と周縁部とを共に保護するよう機能する。

半導体ウェーハ１は、例えばバックグラインドされたφ２００ｍｍのシリコンウェーハからなり、表面に多層の回路パターン２が公知（例えば、レジスト液の塗布、現像、及びエッチング等）の方法により形成される。この半導体ウェーハ１は、薄い半導体パッケージに適合させる観点から、１００μｍ以下の厚さ、例えば７５μｍ以下や５０μｍ程度の薄さに形成され、脆く撓みやすく、ハンドリングが困難であるという特徴を有する。半導体ウェーハ１の表面は、歪等を防止する観点から、周縁部を含む全ての面に回路パターン２が多層構造に形成される。

支持トレイ１０は、所定の成形材料により半導体ウェーハ１よりも拡径の断面略皿形に成形され、周壁が断面へ字形に屈曲しながら半径外方向に伸長されており、半導体ウェーハ１を隙間を介して遊嵌する。この支持トレイ１０は、金属製の場合には、メッキ液との相性が悪いので、所定の樹脂を含む成形材料により成形される。支持トレイ１０の所定の成形材料としては、メッキ処理に支障を来さなければ、特に限定されるものではないが、例えば耐衝撃性や強度等に優れるポリカーボネートや厚いポリエチレンテレフタレート等があげられる。

支持トレイ１０は、各種の成形方法、例えば、真空成形法や射出成形法等により成形される。真空成形の場合、支持トレイ１０は、剛性を確保し、半導体ウェーハ１のハンドリングを容易にする観点から、０．８ｍｍ以上、好ましくは１ｍｍ以上の肉厚に成形される。これに対し、真空成形よりも高精度化が期待できる射出成形の場合には、成形時に樹脂を円滑に流動させる観点から、１．８ｍｍ以上、好ましくは２ｍｍ以上の肉厚に成形される。

支持トレイ１０の内底面１１には、半導体ウェーハ１の裏面と接触する凹凸であるシボ（ｔｅｘｔｕｒｅ）が選択的に形成される。このシボは、半導体ウェーハ１の裏面との間に隙間を区画し、支持トレイ１０に対する半導体ウェーハ１の密着を防いで取り出しを容易にしたり、支持トレイ１０内のエアを滞留させることなく、外部に円滑に排気するよう機能する。

粘着リング１３は、半導体ウェーハ１の表面周縁部３から支持トレイ１０の周壁表面１２にかけて対向する支持基材１４と、この支持基材１４の対向面に粘着される粘着材１５とを備えた二層構造の平面リング形に形成され、半導体ウェーハ１の表面周縁部３から支持トレイ１０の周壁表面１２にかけて着脱自在に粘着される。この粘着リング１３は、係る粘着により、支持トレイ１０との間に半導体ウェーハ１を固定し、半導体ウェーハ１の周縁部をシールするよう機能する。したがって、メッキ液が露出していない半導体ウェーハ１の周縁部や裏面側に浸入するのを防止することができる。

支持基材１４は、特に限定されるものではないが、例えばポリエチレンテレフタレートやポリイミド等により、平面リング形に形成される。この支持基材１４は、剛性を確保し、繰り返し使用する場合には、２０〜２００μｍ、好ましくは５０〜１５０μｍ、より好ましくは９０〜１２０μｍ程度の厚さに形成される。また、粘着材１５は、例えば撥水性等に優れ、弱粘着性を有するシリコーン系タイプ等により、平面リング形に形成される。この粘着材１５は、剛性を付与して繰り返し使用したり、追従性を向上させたい場合には、２０〜１００μｍ程度の厚さに形成される。

このような粘着リング１３の使用により、半導体ウェーハ１のメッキ処理が必要な回路パターン２部分のみを露出させた状態でサポート治具に半導体ウェーハ１を保持することができ、しかも、サポート治具の薄肉化や軽量化を図ることができるので、ハンドリングが実に容易になる。

上記構成において、表面に回路パターン２が形成された薄い半導体ウェーハ１にメッキ処理を施す場合には、先ず、支持トレイ１０に半導体ウェーハ１を収容してその表面を露出させ、半導体ウェーハ１の表面周縁部３から支持トレイ１０の周壁表面１２にかけて粘着リング１３を粘着することにより、半導体ウェーハ１のメッキ用サポート治具に半導体ウェーハ１を保持させる。この際、半導体ウェーハ１の周縁部を粘着リング１３が保持するので、半導体ウェーハ１の上下左右方向へのがたつきを有効に防止することができる。

メッキ用サポート治具に半導体ウェーハ１を保持させたら、メッキ槽の加熱されたメッキ液中にメッキ用サポート治具を浸漬し、浸漬した半導体ウェーハ１表面の回路パターン２にメッキ液に速く衝突させれば、半導体ウェーハ１の回路パターン２にメッキ処理を迅速に施すことができる。メッキ処理された半導体ウェーハ１は、洗浄装置により洗浄され、メッキ用サポート治具から真空のチャックテーブルに移し替えられてダイシングテープに粘着された後、ダイシング工程で多数の半導体チップにダイシングされる。

上記構成によれば、半導体ウェーハ１を支持トレイ１０が保護して撓みを抑制するので、例え半導体ウェーハ１の回路パターン２にメッキ液が速く衝突しても、半導体ウェーハ１が割れて損傷するおそれを有効に排除することができる。また、強度に優れるメッキ用サポート治具の支持トレイ１０を取り扱えば、半導体ウェーハ１が撓んで変形することがないので、作業時におけるハンドリングの容易化を図ることができ、しかも、コストダウンや取扱の容易化を図ることができる。

また、半導体ウェーハ１の脆い周縁部を粘着リング１３が支持トレイ１０との間に挟んで保護するので、半導体ウェーハ１の周縁部の欠けを防ぐことができ、表面周縁部３の回路パターン２の損傷防止が期待できる。また、半導体ウェーハ１の汚れた表面周縁部３や裏面周縁部を粘着リング１３が水密に被覆し、撥水性に優れるシリコーン系の粘着材１５が表面周縁部３等に対するメッキ液の浸入を規制するので、半導体ウェーハ１の汚れた表面周縁部３等がメッキ液に触れることがなく、メッキ処理に何ら悪影響を及ぼすことがない。

また、半導体ウェーハ１の周縁部や裏面部分にメッキ液が付着すると、メッキ後の半導体ウェーハ１を収納する保管容器や半導体製造装置の汚染を招くという問題が生じるが、本実施形態によれば、メッキ液の浸入を防止することができるので、係る問題の発生を排除することが可能になる。また、支持トレイ１０に自己粘着性が特に要求されないので、支持トレイ１０の材質が何ら限定されることがなく、様々な成形材料を利用することが可能になる。

また、粘着材１５が２０〜１００μｍ程度の厚さを有するので、例え支持基材１４が厚くても、追従性の低下を招くことがない。さらに、厚い粘着材１５の使用により、半導体ウェーハ１の表面周縁部３に位置する回路パターン２の凹凸をも有効に吸収することが可能になる。

次に、図２は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、支持トレイ１０の周壁を屈曲させることなく、直立させるようにしている。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。
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、支持トレイ１０の構成の多様化を図ることができるのは明らかである。

なお、上記実施形態のメッキ用サポート治具に半導体ウェーハ１を保持させる場合、通常の環境下で手作業により保持させても良いが、真空環境下で自動的に保持させても良い。また、本発明に係る半導体ウェーハ１のメッキ用サポート治具は、周縁部を残してバックグラインドされた半導体ウェーハ１にも適用することができる。この場合、半導体ウェーハ１の周縁部とバックグラインド部の段差に倣った支持トレイ形状とすることにより、半導体ウェーハ１との空間を減らし、加熱されたメッキ液に浸漬した際、内包された気体が膨張して粘着リング１３の剥離を招くのを防止することができる。

本発明に係る半導体ウェーハのメッキ用サポート治具は、半導体ウェーハの製造分野で使用される。

１半導体ウェーハ
２回路パターン
３表面周縁部
１０支持トレイ
１１内底面
１２周壁表面
１３粘着リング
１４支持基材
１５粘着材

Claims

表面に回路パターンが形成された厚さ１００μｍ以下の半導体ウェーハをメッキ液に浸漬する場合に、半導体ウェーハの裏面と周縁部とを保護する半導体ウェーハのメッキ用サポート治具であって、
半導体ウェーハを収容する樹脂製の支持トレイと、この支持トレイの周壁表面に粘着され、半導体ウェーハの表面周縁部に粘着される粘着リングとを含み、粘着リングを、半導体ウェーハの表面周縁部から支持トレイの周壁表面にかけて対向する支持基材と、この支持基材の対向面に粘着され、半導体ウェーハの表面周縁部から支持トレイの周壁表面にかけて粘着する粘着材とから形成したことを特徴とする半導体ウェーハのメッキ用サポート治具。
支持トレイの内底面に、半導体ウェーハの裏面と接触する凹凸を形成し、支持基材の厚さを２０〜２００μｍとするとともに、粘着材をシリコーン系の粘着材としてその厚さを２０〜１００μｍとした請求項１記載の半導体ウェーハのメッキ用サポート治具。