(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メッキ液、薬液、及びエッチング液のうち、少なくともメッキ液でウェット処理される半導体ウェーハに貼り合わされる半導体ウェーハ用サポート治具であって、
半導体ウェーハよりも大きい開口部を有するエンドレスの剛性支持フレーム層と、この剛性支持フレーム層に貼着されて開口部を被覆し、この開口部の半導体ウェーハに着脱自在に粘着する可撓性の粘着フィルム層とを含み、
半導体ウェーハが、バックグラインド処理により１００μｍ以下の厚さに薄化されたシリコンウェーハであり、
粘着フィルム層が、厚さ５０μｍ以下のポリイミドフィルムと、このポリイミドフィルムに積層されて剛性支持フレーム層の裏面に粘着される厚さ５μｍ以上５０μｍ以下のシリコーン系粘着材とから形成され、ポリイミドフィルムの線膨張係数が１ｐｐｍ／℃以上５ｐｐｍ／℃以下であることを特徴とする半導体ウェーハ用サポート治具。
【請求項２】
請求項１に記載した半導体ウェーハ用サポート治具の剛性支持フレーム層の開口部に半導体ウェーハを収容し、この半導体ウェーハを粘着フィルム層のシリコーン系粘着材に粘着支持させた後、半導体ウェーハを、メッキ液、薬液、及びエッチング液のうち、少なくともメッキ液でウェット処理することを特徴とする半導体ウェーハ用サポート治具の取扱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェット処理される半導体ウェーハを対象とした半導体ウェーハ用サポート治具及びその取扱方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来における半導体ウェーハは、例えば、高純度化しやすく、抵抗率の制御が容易なシリコンウェーハからなり、表面に回路パターンが形成され、裏面の被バックグラインド面がバックグラインド処理されることにより、１００μｍ以下の厚さに薄化されるとともに、バックグラインド処理された被バックグラインド面が薬液でストレスリリーフ処理されることにより、バックグラインドで損傷したダメージ層が除去され、その後、高温のメッキ液に浸漬されることでメッキ処理される（特許文献１、２参照）。
【０００３】
半導体ウェーハは、バックグラインド処理で１００μｍ以下、特に７０μｍ以下の厚さに薄化されると、非常に脆く撓みやすく、割れやすくなり、メッキ処理時等に強度不足で支障を来すことがある。この点に鑑み、従来においては、メッキ処理の際、所定の保護部材に薄化された半導体ウェーハを貼り合わせて必要な強度を確保した後、高温のメッキ液に浸漬するようにしている。所定の保護部材としては、例えば、可撓性を有する柔軟な樹脂シート等があげられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−０７７１７１号公報
【特許文献２】特開２０１４−１０５３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来における半導体ウェーハは、以上のように所定の保護部材に貼り合わされた後にメッキ液に浸漬されるが、高温のメッキ液に浸漬されて温度変化が生じると、保護部材との線膨張係数の大きな相違により、保護部材から部分的に剥離して本来保護すべき領域がメッキ液に侵されたり、保護部材から完全に剥離して損傷することがある。この問題を解決する方法としては、半導体ウェーハと同じ線膨張係数の材料、例えばシリコンや所定のガラス製の板を保護部材として半導体ウェーハに貼り合わせる方法があげられる。
【０００６】
しかしながら、シリコンや所定のガラス製の板は、半導体ウェーハと同様の線膨張係数ではあるものの、硬質で柔軟性に欠けるので、メッキ処理後に薄く脆い半導体ウェーハを損傷しないよう簡単に剥離することができず、その結果、後の工程に支障を来すという新たな問題が生じる。また、保護部材は、バックグラインドで薄化された半導体ウェーハのメッキ処理等に必要不可欠なので、コスト削減の観点から、メッキ処理等の度に廃棄するのではなく、繰り返し使用できる部材であることが好ましい。
【０００７】
本発明は上記に鑑みなされたもので、ウェット処理時に薄い半導体ウェーハから剥離することが少なく、ウェット処理後に薄い半導体ウェーハを損傷しないよう簡単に剥離することができ、しかも、繰り返し使用することのできる半導体ウェーハ用サポート治具及びその取扱方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明においては上記課題を解決するため、メッキ液、薬液、及びエッチング液のうち、少なくともメッキ液でウェット処理される半導体ウェーハに貼り合わされる治具であって、
半導体ウェーハよりも大きい開口部を有するエンドレスの剛性支持フレーム層と、この剛性支持フレーム層に貼着されて開口部を被覆し、この開口部の半導体ウェーハに着脱自在に粘着する可撓性の粘着フィルム層とを含み、
半導体ウェーハが、バックグラインド処理により１００μｍ以下の厚さに薄化されたシリコンウェーハであり、
粘着フィルム層が、厚さ５０μｍ以下のポリイミドフィルムと、このポリイミドフィルムに積層されて剛性支持フレーム層の裏面に粘着される厚さ５μｍ以上５０μｍ以下のシリコーン系粘着材とから形成され、ポリイミドフィルムの線膨張係数が１ｐｐｍ／℃以上５ｐｐｍ／℃以下であることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明においては上記課題を解決するため、請求項１に記載した半導体ウェーハ用サポート治具の剛性支持フレーム層の開口部に半導体ウェーハを収容し、この半導体ウェーハを粘着フィルム層のシリコーン系粘着材に粘着支持させた後、半導体ウェーハを、メッキ液、薬液、及びエッチング液のうち、少なくともメッキ液でウェット処理することを特徴としている。
【００１１】
ここで、特許請求の範囲における半導体ウェーハは、少なくともφ１５０、２００、３００、４５０ｍｍのシリコンウェーハ等からなり、各種のメッキ液、薬液、エッチング液等の液体でウェット処理されるウェーハである。粘着フィルム層のシリコーン系粘着材は、ポリイミドフィルムと比較して弾性率が非常に小さい。したがって、粘着フィルム層としての線膨張係数は、ポリイミドフィルムの線膨張係数と略同一となる。
【００１２】
本発明によれば、半導体ウェーハと粘着フィルム層の線膨張率が略同等なので、例え半導体ウェーハに所定のウェット処理を施して温度変化が生じても、粘着フィルム層から半導体ウェーハが剥離するのを抑制することができる。また、柔軟な粘着フィルム層を用いるので、所定のウェット処理後に薄く脆い半導体ウェーハを安全、かつ簡単に剥離することができる。また、半導体ウェーハ用サポート治具が粘着フィルム層のみからなるのではなく、粘着フィルム層と剛性支持フレーム層との組み合わせで構成されるので、繰り返し使用して粘着することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、半導体ウェーハと粘着フィルム層の線膨張率が略同等なので、例え半導体ウェーハをメッキ液に浸してメッキ処理して温度変化が生じても、粘着フィルム層から半導体ウェーハが部分的に剥離して本来保護すべき領域がメッキ液に侵されたり、粘着フィルム層から半導体ウェーハが完全に剥離して損傷するのを有効に防止することができるという効果がある。また、硬質のシリコンや所定のガラス製の板を使用する必要がないので、メッキ処理後に薄く脆い半導体ウェーハを柔軟な粘着フィルム層から破損しないよう安全、かつ簡単に剥離することができる。
したがって、メッキ工程後のハンダ工程等に支障を来すのを防止することができる。また、半導体ウェーハ用サポート治具に機械的強度に優れる剛性支持フレーム層が存在するので、繰り返し使用して粘着することができ、ランニングコスト等の削減が期待できる。また、粘着フィルム層に半導体ウェーハの対向面の一部ではなく、全面を粘着し、支持させることができるので、半導体ウェーハを広い面積で安定した姿勢で保持することが可能になる。さらに、粘着フィルム層のポリイミドフィルムを薄膜化して追従性を向上させるので、半導体ウェーハを粘着フィルム層に隙間なく粘着することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る半導体ウェーハ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。
【図２】本発明に係る半導体ウェーハ用サポート治具の実施形態を模式的に示す平面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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用サポート治具１０は、図１や図２に示すように、厚さ１００μｍ以下の薄い半導体ウェーハ１よりも大きい開口部１２を有するエンドレスの剛性支持フレーム層１１と、この剛性支持フレーム層１１に貼着されてその開口部１２を覆い、この開口部１２の半導体ウェーハ１を粘着する可撓性の薄い粘着フィルム層１３とを備え、この薄い粘着フィルム層１３の線膨張係数を半導体ウェーハ１と略同等の低線膨張係数とするようにしている。
【００１７】
半導体ウェーハ１は、例えばφ３００ｍｍのシリコンウェーハからなり、表面に凹凸の回路パターンがリソグラフィー技術等により形成されており、薄型半導体パッケージの製造に資する観点から、裏面の被バックグラインド面がバックグラインド装置によりバックグラインドされることにより、厚みが約７５０μｍから１００μｍ以下に薄化される。この半導体ウェーハ１の周縁部には、結晶方位の判別や位置合わせ等を容易にするフラットなオリフラ、又は平面略半円形のノッチが形成される。
【００１８】
このような半導体ウェーハ１は、１００μｍ以下の厚さに薄化された後、バックグラインド処理された被バックグラインド面がフッ酸等の薬液でストレスリリーフ処理されることにより、バックグラインドで損傷したダメージ層が除去され、その後、高温のメッキ液に浸漬される。
【００１９】
半導体ウェーハ用サポート治具１０の剛性支持フレーム層１１は、例えば強度、熱伝導率、耐熱性、電気特性に優れ、薄い製品の利用に適するガラスエポキシ樹脂により、半導体ウェーハ１よりも大きい開口部１２を有する平面リング形に形成され、半導体ウェーハ１を隙間を介して収容し、包囲する。この剛性支持フレーム層１１は、半導体ウェーハ１よりも拡径の平面リング形の平板に形成され、取扱作業に資する観点から、１００〜１５００μｍの厚さ、好ましくは２００〜１０００μｍ程度の厚さ、より好ましくは３００〜７５０μｍ程度の厚さとされる。
【００２０】
粘着フィルム層１３は、厚さ５０μｍ以下の薄いポリイミドフィルム（ＰＩ）１４と、この薄いポリイミドフィルム１４に積層され、耐熱性、耐候性、撥水性、接着性、耐薬品性等に優れる微粘着性のシリコーン系ゴム１５とを二層構造に備えた平面円板形に形成され、線膨張係数が５ｐｐｍ／℃以下、好ましくは４ｐｐｍ／℃以下、より好ましくは３ｐｐｍ／℃以下とされる。
【００２１】
ポリイミドフィルム１４の線膨張係数は、半導体ウェーハ１の線膨張係数と略同等とする観点から、１〜５ｐｐｍ／℃、好ましくは１〜４ｐｐｍ／℃、より好ましくは１〜３ｐｐｍ／℃の範囲とされる。このため、ポリイミドフィルム１４は、（１）芳香族ジアミン類がベンゾオキサゾール構造を７０モル％以上含有する芳香族ジアミン類であり、芳香族テトラカルボン酸類がピロメリット酸残基を７０モル％以上含有する芳香族テトラカルボン酸類であるフィルム、（２）芳香族ジアミン類がフェニレンジアミン構造を７０モル％以上含する芳香族ジアミン類であり、芳香族テトラカルボン酸類がビフェニルテトラカルボン酸構造を７０モル％以上含有する芳香族テトラカルボン酸類であるフィルム、あるいは（３）アルコキシ基含有シラン変性ブロック共重合型ポリアミック酸を熱硬化して得られるブロック共重合型ポリイミド−シリカハイブリッドフィルムが選択して利用される。
【００２２】
線膨張係数が５ｐｐｍ／℃以下のポリイミドフィルム１４は、例えば特開平５−７０５９０号公報、特開２０００−１１９４１９号公報、特開２００７−５６１９８号公報、特開２００５−６８４０８号公報に記載された製造方法により製造することが可能である。この線膨張係数が５ｐｐｍ／℃以下の市販のポリイミドフィルム１４としては、例えばＸＥＮＯＭＡＸ（東洋紡績社製：商品名）、ポミランＴ（荒川化学工業社製：商品名）等があげられる。
【００２３】
このようなポリイミドフィルム１４は、半導体ウェーハ１に対する追従性や可撓性を確保する観点から、１５〜５０μｍ、好ましくは２５〜４５μｍ程度、より好ましくは３０〜４０μｍ程度の厚さに形成され、剛性支持フレーム層１１の平坦な裏面にシリコーン系ゴム１５を介して対向する。
【００２４】
シリコーン系ゴム１５は、ポリイミドフィルム１４と比較して弾性率が非常に小さく、粘着フィルム層１３としての線膨張係数がポリイミドフィルム１４の線膨張係数と略同一となるので、線膨張係数が不問となる。このシリコーン系ゴム１５は、５〜５０μｍ、好ましくは１０〜４０μｍ程度、より好ましくは１２〜２５μｍ程度の厚さに形成され、剛性支持フレーム層１１の裏面に粘着されてその丸い開口部１２を下方から被覆し、この開口部１２内に収容された半導体ウェーハ１を着脱自在に粘着支持するよう機能する。
【００２５】
上記において、ストレスリリーフ処理された薄い半導体ウェーハ１をメッキ処理する場合には、半導体ウェーハ用サポート治具１０の剛性支持フレーム層１１の開口部１２に薄い半導体ウェーハ１を収容し、この薄い半導体ウェーハ１をローラ等で慎重に上方から押圧し、半導体ウェーハ１の粘着フィルム層１３に対向する対向面の全面を粘着フィルム層１３に隙間なく粘着支持させれば、半導体ウェーハ用サポート治具１０と一体化した半導体ウェーハ１を高温のメッキ液に浸漬してメッキ処理することができる。
【００２６】
上記構成によれば、半導体ウェーハ１と粘着フィルム層１３の線膨張率が略同等なので、例え半導体ウェーハ１をメッキ処理して温度変化が生じても、粘着フィルム層１３から半導体ウェーハ１が部分的に剥離して本来保護すべき領域がメッキ液に侵されたり、粘着フィルム層１３から半導体ウェーハ１が完全に剥離して損傷するのを有効に防止することができる。また、硬質のシリコンや所定のガラス製の板を使用する必要がないので、メッキ処理後に薄く脆い半導体ウェーハ１を柔軟な粘着フィルム層１３から破損しないよう安全、かつ簡単に剥離することができる。したがって、メッキ工程後のハンダ工程等に何ら支障を来すことがない。
【００２７】
また、半導体ウェーハ用サポート治具１０に機械的強度に優れる剛性支持フレーム層１１が存在するので、繰り返し使用して粘着することができ、ランニングコスト等の削減が大いに期待できる。また、粘着フィルム層１３に半導体ウェーハ１の対向面の一部ではなく、全面を粘着し、支持させるので、半導体ウェーハ１を広い面積で安定した姿勢で保持することが可能になる。さらに、粘着フィルム層１３のポリイミドフィルム１４を薄膜化して追従性を向上させるので、半導体ウェーハ１を粘着フィルム層１３に隙間なく粘着することが可能になる。
【００２８】
なお、上記実施形態では剛性支持フレームをガラスエポキシ樹脂により平面リング形に形成したが、ウェット処理に特に支障を来さず、防錆性等に問題がなければ、ステンレス鋼材（ＳＵＳ）等により平面略リング形に形成しても良い。また、剛性支持フレームの外周縁部には、操作用の摘みを突出形成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明に係る半導体ウェーハ用サポート治具及びその取扱方法は、半導体の製造分野で使用される。
【符号の説明】
【００３０】
１        半導体ウェーハ
１０      半導体ウェーハ用サポート治具
１１      剛性支持フレーム層
１２      開口部
１３      粘着フィルム層
１４      ポリイミドフィルム
１５      シリコーン系ゴム（シリコーン系粘着材）
【図１】
0006588391.tif 000002
【図２】
0006588391.tif 000003