(57)【要約】【課題】  ダイシングテープの材質等や紫外線照射の有無にかかわらず、フレームからダイシングテープがずれて外れたり、薄片化された半導体ウェーハやチップが欠けたり、割れるおそれを排除できる半導体ウェーハ用の固定治具を提供する。【解決手段】  バックグラインドにより薄片化された半導体ウェーハＷを収容する中空のフレーム１と、このフレーム１に収容された薄い半導体ウェーハＷを着脱自在に保持搭載するダイシングテープ１０とを備える。そして、フレーム１の裏面に、ダイシングテープ１０と粘着する粘着層２０を積層する。フレーム１の粘着層２０がダイシングテープ１０に強固に粘着してずれや脱落を防ぐので、例え基材層の材質を引張り時の伸びの小さいＥＶＡに変更したり、粘着力の低いダイシングテープ１０を採用しても、フレーム１からダイシングテープ１０がずれて外れたり、薄く軽い半導体ウェーハＷやチップが欠けたり、割れてしまうおそれがない。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄片化された半導体ウェーハを収容する中空のフレームと、このフレームに収容される半導体ウェーハを搭載するダイシングテープとを備えた半導体ウェーハ用の固定治具であって、
フレームの裏面に、ダイシングテープと粘着する粘着層を設けたことを特徴とする半導体ウェーハ用の固定治具。
【請求項２】
フレームの表面に離型処理を施した請求項１記載の半導体ウェーハ用の固定治具。
【請求項３】
フレームの裏面に、粘着層用の嵌合溝を形成した請求項１又は２記載の半導体ウェーハ用の固定治具。
【請求項４】
フレームの裏面に、嵌合溝を粘着層の厚さよりも深く形成した請求項３記載の半導体ウェーハ用の固定治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハのダイシング工程やダイボンディング工程等で使用される半導体ウェーハ用の固定治具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、バックグラインドにより１００μｍ程度の厚さにされた半導体ウェーハを加工して半導体パッケージを組み立てる場合には、先ず、図示しないダイシングフレームのＵＶテープと呼ばれるダイシングテープに薄い半導体ウェーハを搭載してダイシング工程でダイシングし、ダイシングテープの裏面側に紫外線を照射して粘着力を弱め、拡張装置と呼ばれるエキスパンダ装置にダイシングフレームをセットし、その後、ダイシングフレームのダイシングテープを全方向に均等に延伸（エキスパンド）して個々に切り離されたチップを周囲のチップと接触しないようにピックアップし、半導体パッケージを組み立てるようにしている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
ダイシングフレームは、ステンレス等を使用してリング形に形成され、薄い半導体ウェーハを収容する中空のフレームと、このフレームの裏面に剥離可能に直接粘着されて収容された薄い半導体ウェーハを搭載する可撓性のダイシングテープとを備えて構成されている。ダイシングテープは、柔軟な軟質塩化ビニル樹脂を用いた押出成形により約５０〜２００μｍの厚さに成形される基材層と、この基材層にアクリル系の粘着剤が塗布されることにより約１０〜５０μｍ以上の厚さに形成される粘着剤層とを備えた多層構造に形成されている。
【０００４】
ところで、近年においては、半導体ウェーハにさらなる薄片化が求められ、ダイシングフレームのダイシングテープには材質変更が要求されてきている。この点について説明すると、半導体ウェーハは、近年の携帯機器の小型化や薄型化等に鑑み、さらなる薄片化（例えば、５０μｍ程度の厚さ）が求められてきている。この要求を満足して半導体ウェーハをさらに薄片化すると、半導体ウェーハやダイシングされたチップが非常に欠けやすく、割れやすくなるので、取り扱う場合には、可能な限り外力を加えないことが必要となる。
【０００５】
また、ダイシングテープの基材層を形成する軟質塩化ビニル樹脂は、可塑剤の添加により柔軟性が付与されるが、可塑剤が粘着剤層に移行してこれを膨潤させ、チップのピックアップの際にチップに膨潤した粘着剤層が移行したり、あるいはダイシングフレームのフレームからダイシングテープを剥離する際に粘着剤層の一部がフレームに残存して生産性や品質を劣化させるおそれがある。そこで近年においては、基材層の材質を軟質塩化ビニル樹脂からＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル）等のポリオレフィン系樹脂に変更して欲しいとの要望が強まってきている。
【特許文献１】特開２００６‐７３９６３号公報
【特許文献２】特開２００６‐４９５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、基材層の材質をＥＶＡに単に変更すると、ダイシングフレームのフレームからダイシングテープがずれて外れたり、薄い半導体ウェーハやチップが欠けたり、割れてしまうという大きな問題が新たに生じることとなる。
【０００７】
すなわち、基材層の材質をＥＶＡに変更すれば、粘着剤層の移行や残存を防止して生産性や品質を高めることができるものの、引張り時の伸びが小さくなるので、ダイシングした各チップを十分に引き離す場合には、軟質塩化ビニル樹脂の場合よりも大きな力を加えて延伸する必要がある。これを踏まえ、ダイシングテープに大きな力を加えて延伸すると、フレームからダイシングテープがずれて外れたり、薄い半導体ウェーハやチップが欠けたり、割れてしまうという問題が生じる。
【０００８】
このような問題を解消する手段としては、（１）ダイシングテープの粘着力をより低下させ、チップのピックアップ時の粘着力をきわめて低くする方法、（２）ダイシングテープの初期粘着力を高くしておき、ダイシング作業の終了後にダイシングテープ面側から紫外線を照射して粘着力を低下させる方法が提案されている。
しかし、（１）の方法を採用する場合には、ダイシング時の裏面側の欠け（チッピングという）が多発し、しかも、ダイシングテープの粘着力が低いので、ダイシングテープを全方向に延伸する際にダイシングテープが剥がれてしまうという問題が新たに生じることとなる。
【０００９】
また、（２）の方法を採用する場合には、半導体ウェーハのさらなる薄片化に伴い、紫外線照射後の粘着力をより強く低下させる必要がある。また、生産性を考慮してダイシングフレームを含む半導体ウェーハの全体に紫外線をダイシングテープ面側から照射して粘着力を低下させると、フレームとダイシングテープとの粘着力が低下し、ダイシングテープを全方向に延伸する際、ダイシングテープの剥離を招くおそれが少なくない。
【００１０】
係る弊害を回避するためには、フレームに紫外線防止用のマスキングを施して紫外線を照射すれば良いが、そうすると、生産性の著しい低下を招く他、紫外線の照射で粘着剤が敏感になり、蛍光灯や太陽光の影響を受けやすく、工場間や工程間の移動、保管で煩雑な管理を迫られることとなる。
【００１１】
本発明は上記に鑑みなされたもので、ダイシングテープの材質等や紫外線照射の有無にかかわらず、フレームからダイシングテープがずれて外れたり、薄片化された半導体ウェーハやチップが欠けたり、割れるおそれを排除することのできる半導体ウェーハ用の固定治具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】
【００１２】
本発明においては上記課題を解決するため、薄片化された半導体ウェーハを収容する中空のフレームと、このフレームに収容される半導体ウェーハを搭載するダイシングテープとを備えたものであって、
フレームの裏面に、ダイシングテープと粘着する粘着層を設けたことを特徴としている。
【００１３】
なお、フレームの表面に離型処理を施すことができる。
また、フレームの裏面に、粘着層用の嵌合溝を形成することができる。
また、フレームの裏面に、嵌合溝を粘着層の厚さよりも深く形成することもできる。
【００１４】
さらに、薄片化された半導体ウェーハを収容する中空のフレームと、このフレームに収容される半導体ウェーハを搭載するダイシングテープとを備え、半導体ウェーハのダイシング後に拡張装置にセットされてダイシングテープが引き伸ばされ、ダイシングで分離した複数のチップ同士の間隔を広げるものであって、
フレームの裏面に、ダイシングテープと粘着する粘着層を設けたことを特徴としても良い。
【００１５】
ここで、特許請求の範囲における薄片化された半導体ウェーハ、フレーム、及びダイシングテープは、ウェーハマウンタ装置等により一体化されるものでも良いし、そうなくても良い。半導体ウェーハは、２００ｍｍタイプ、３００ｍｍタイプ、４５０ｍｍタイプ、再生ウェーハ等を特に問うものではない。また、ダイシングテープは、軟質塩化ビニル樹脂を含むテープでも良いし、ポリオレフィン系樹脂を含むテープでも良い。
【００１６】
ダイシングテープは、紫外線の照射により粘着したり、粘着力が低下するタイプでも良いし、そうでなくても良い。さらに、本発明に係る半導体ウェーハ用の固定治具は、半導体ウェーハを個々のチップに切り出して分離するダイシング工程で使用することができるし、分離したチップをピックアップしてリードフレームに搭載し、接合するダイボンディング工程等で使用することも可能である。
【００１７】
本発明によれば、フレームの粘着層がダイシングテープに強く粘着して密着度を増すので、ダイシングテープの材質や粘着力の強弱等にかかわらず、ダイシングテープが引き伸ばされた場合でも、ダイシングテープのずれや脱落を規制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ダイシングテープの材質等や紫外線照射の有無にかかわらず、フレームからダイシングテープがずれて外れたり、薄片化された半導体ウェーハやチップが欠けたり、割れるおそれを有効に排除することができるという効果がある。
【００１９】
また、フレームの裏面に粘着層用の嵌合溝を形成し、この嵌合溝に粘着層を粘着すれば、粘着層の適切な位置決めが容易になる。
さらに、フレームの裏面に嵌合溝を粘着層の厚さよりも深く形成すれば、フレームの裏面から粘着層が突出することがないので、例え複数のフレームを上下に積み重ねる場合でも、下方に位置するフレームの粘着層の粘着成分が上方のフレームに移行し、フレーム同士が粘着するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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の固定治具は、図１や図２に示すように、薄片化された半導体ウェーハＷを収容する中空のフレーム１と、このフレーム１に収容された薄い半導体ウェーハＷを着脱自在に保持搭載する可撓性のダイシングテープ１０とを備え、フレーム１の裏面に、ダイシングテープ１０と粘着する粘着層２０を積層し、半導体ウェーハＷのダイシング工程やダイボンディング工程等で使用される。
【００２１】
半導体ウェーハＷは、例えば口径３００ｍｍ（１２インチ）タイプからなり、裏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、７７５μｍ程度の厚さから５０μｍ程度の厚さに研削形成されており、ダイシングテープ１０上に粘着保持されて表面である回路面を露出させる。
【００２２】
フレーム１は、図１や図２に示すように、例えばステンレスやＰＰＳ樹脂等を使用して薄片化された半導体ウェーハＷよりも大きい平面略リング形の平板に形成され、表面の少なくとも中空部周縁には、凸凹のしぼ加工（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）２等からなる離型処理が施されており、中空部内に半導体ウェーハＷを隙間を介して収容するよう機能する。このフレーム１の大きさや寸法は、図示しない半導体ウェーハ収納容器（ＦＯＳＢやＦＯＵＰ等）に収納可能なようＳＥＭＩ規格に基づき設定される。
【００２３】
ダイシングテープ１０は、図１や図２に示すように、例えばＥＶＡを用いた押出成形により約５０〜２００μｍの厚さに成形される基材層と、この基材層の表面にアクリル系の粘着剤が塗布されることにより約１０〜５０μｍ以上の厚さに形成され、半導体ウェーハＷの裏面と粘着する粘着剤層とを備えた多層構造に形成され、平面円形にカットされる。
【００２４】
このようなダイシングテープ１０は、ダイシング工程で半導体ウェーハＷがダイシングされた後、ダイボンディング工程で図示しないエキスパンダ装置（拡張装置）やダイボンダ装置のエキスパンド部（拡張装置）に固定治具がセットされると、装置により均等に延伸（エキスパンド）され、ダイシングで分離した複数のチップ同士の間隔を広げて各チップのピックアップを容易にするよう機能する。
【００２５】
粘着層２０は、図２に示すように、例えばフレーム１の裏面の中空部周縁にアクリル系の粘着剤、ポリプロピレン系のエラストマー、ゲルシート等が塗布・乾燥したり、接着することにより平面略リング形に薄く積層形成され、ダイシングテープ１０の粘着剤層に面接触して粘着するよう機能する。その他の部分については、従来例と同様である。
【００２６】
上記において、図示しないダイシング装置によりダイシングされた半導体ウェーハＷを加工して半導体パッケージを組み立てるには、エキスパンダ装置上に固定治具のダイシングテープ１０をセットして固定治具のフレーム１を押し下げ、ダイシングテープ１０を全方向に均等に延伸（エキスパンド）して個々に切り離されたチップを周囲のチップと接触しないようにピックアップすれば、半導体パッケージを組み立てることができる。
【００２７】
なお、ダイシングテープ１０の延伸やチップのピックアップに際しては、ダイシングテープ１０をその裏面側からピンにより突き上げてチップを取り上げるピン突き上げピックアップ方式、あるいはチップを搭載したダイシングテープ１０をその端部から徐々に剥離してチップを取り上げるピンレスピックアップ方式等が適宜採用される。
【００２８】
上記構成によれば、フレーム１にダイシングテープ１０をその粘着剤層のみにより単に粘着するのではなく、フレーム１の粘着層２０がダイシングテープ１０に強固に粘着してずれや脱落を防ぐので、例え基材層の材質を引張り時の伸びの小さいＥＶＡに変更したり、粘着力の低いダイシングテープ１０を採用しても、ダイボンディング工程でフレーム１から延伸されたダイシングテープ１０がずれて外れたり、薄く軽い半導体ウェーハＷやチップが欠けたり、割れてしまうおそれがない。また、この効果を通じ、システムインパッケージや大容量メモリ等、今後さらなる薄化が必要な半導体生産に大いに貢献することができる。
【００２９】
また、ダイシングフレーム１を含む半導体ウェーハＷの全体に紫外線をダイシングテープ面側から照射して粘着力を低下させる必要がないので、生産性の維持、向上の他、紫外線の煩雑な管理を回避することができ、しかも、工場間や工程間の移動、保管の便宜を図ることができる。さらに、フレーム１の表面に離型処理を施すので、ダイシングテープ１０を剥離した複数のフレーム１を上下多段に積層して管理したり、ストックする場合でも、下方に位置するフレーム１の粘着層２０の粘着成分がフレーム１の表面に移行し、フレーム１同士が粘着するのを軽減することが可能になる。
【００３０】
次に、図３は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、フレーム１の裏面の中空部周縁に、粘着層２０用の嵌合溝３を平面略リング形に切り欠いてその深さを粘着層２０の厚さよりも僅かに深く長くし、この嵌合溝３に平面略リング形の粘着層２０を粘着して没入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。
【００３１】
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、フレーム１の裏面ではなく、裏面から凹んだ嵌合溝３に粘着層２０を粘着するので、粘着層２０の適切な位置決めが容易になるのは明らかである。また、嵌合溝３の深さが粘着層２０の厚さよりも深く、フレーム１の裏面から粘着層２０が突出することがないので、複数のフレーム１を上下多段に積層してストックする場合でも、下方に位置するフレーム１の粘着層２０の粘着成分がフレーム１の表面に移行し、フレーム１同士が粘着するのを簡易な構成で確実に防止することができるのは明らかである。
【００３２】
次に、図４は本発明の第３の実施形態を示すもので、この場合には、フレーム１の裏面の中空部周縁に、平面略リング形の嵌合溝３を断面Ｕ字形に切り欠いてその深さを粘着層２０の厚さよりも僅かに深くし、この嵌合溝３内に粘着層２０を粘着して没入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。
【００３３】
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、第２の実施形態とは異なり、嵌合溝３の内側からフレーム１の中空部を区画する内周壁に粘着層２０の端部が食み出すおそれがなく、さらには嵌合溝３の形状の多様化を図ることもできるのは明らかである。
【００３４】
なお、上記実施形態ではフレーム１を単に示したが、フレーム１の表面にＲＦＩＤシステムのＲＦタグを貼着して管理の便宜を図るようにしても良い。また、上記実施形態ではダイシングテープ１０に粘着層２０を面接触させたが、何らこれに限定されるものではない。フレーム１から延伸されたダイシングテープ１０がずれて外れたり、薄い半導体ウェーハＷやチップが欠けたり、割れるのを防ぐことができるのであれば、点接触あるいは線接触させて粘着しても良い。
【００３５】
また、フレーム１の裏面の少なくとも中空部周縁に粘着層２０を粘着したが、何らこれに限定されるものではない。例えば、フレーム１の裏面の少なくとも中空部周縁に粘着層２０を両面粘着テープを介し粘着しても良い。さらに、フレーム１の裏面に、円弧形を呈した複数の粘着層２０を間隔をおき配列して粘着しても良い。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明に係る半導体ウェーハ用の固定治具の実施例を比較例と共に説明する。
実施例１
先ず、平面略リング形に形成されたステンレス製のフレーム（株式会社ＤＩＳＣＯ製）の裏面周方向に、中空部周縁から半径外方向に１５ｍｍの幅で溶融したアクリル系接着剤（総研化学株式会社製）を約５０μｍの厚さに塗布し、このアクリル系接着剤を熱風で乾燥させて厚さ約２０μｍの乾燥した粘着層を形成した。フレームは、内径３５０ｍｍ、外径４００ｍｍの大きさに形成して口径３００ｍｍタイプの半導体ウェーハを収容できるようにした。
【００３７】
粘着層を形成したら、この粘着層にＵＶタイプのダイシングテープ（リンテック株式会社製  商品名Ｄ６５０）をウェーハマウンタ（リンテック株式会社製  商品名ＲＡＤ２７００Ｆ１２）により粘着するとともに、これら全体にその裏面側から紫外線をＵＶ照射装置（リンテック株式会社製  商品名ＲＡＤ２０００Ｆ１２）により照射した後、ダイボンダ装置（株式会社新川製  商品名ＳＰＡ−３００）のエキスパンド部で１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍの落とし込みによりエキスパンドし、ダイシングテープのずれや脱落の有無を観察した。
【００３８】
エキスパンドの結果、フレームからダイシングテープが外れることはなく、良好なボンディング加工を行うことができた。
【００３９】
実施例２
先ず、ＰＰＳ樹脂（大日本インキ株式会社製  商品名ＦＺ２１４０）と公知の射出成形機とを使用して平面略リング形のフレームを厚さ３．５ｍｍに射出成形し、このフレームの寸法をＳＥＭＩ規格に準拠させた。
【００４０】
また、ポリプロピレン系エラストマー（住友化学株式会社製  商品名タフレン３７１２）を公知のＴ−ダイ溶融押出法により押し出して厚さ５０μｍのフィルムを成形し、このフィルムを内径３５０ｍｍ、外径３８０ｍｍのリング形にカットして粘着層を形成し、この粘着層をフレームの裏面周方向に両面粘着テープ（ニチバン株式会社製  商品名ナイスタック）を介して粘着した。
【００４１】
次いで、粘着した粘着層に実施例１と同様のダイシングテープを粘着するとともに、これら全体にその裏面側から紫外線をＵＶ照射装置（リンテック株式会社製  商品名ＲＡＤ２０００Ｆ１２）により照射した後、ダイボンダ装置（株式会社新川製  商品名ＳＰＡ−３００）のエキスパンド部で１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍの落とし込みによりエキスパンドし、ダイシングテープのずれや脱落の有無を観察した。
【００４２】
エキスパンドの結果、フレームからダイシングテープが外れることはなく、良好なボンディング加工を行うことができた。
【００４３】
実施例３
先ず、厚さ０．５ｍｍのウレタン系ゲルシート（エクシールコーポレーション株式会社製  商品名ハイパーゲル）を内径３５０ｍｍ、外径３８０ｍｍのリング形にカットして粘着層を形成し、この粘着層を実施例２のフレームの裏面周方向に両面粘着テープ（ニチバン株式会社製  商品名ナイスタック）を介して粘着した。
【００４４】
次いで、粘着した粘着層に実施例１と同様のダイシングテープを粘着するとともに、これら全体にその裏面側から紫外線をＵＶ照射装置（リンテック株式会社製  商品名ＲＡＤ２０００Ｆ１２）により照射した後、ダイボンダ装置（株式会社新川製  商品名ＳＰＡ−３００）のエキスパンド部で１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍの落とし込みによりエキスパンドし、ダイシングテープのずれや脱落の有無を観察した。
【００４５】
エキスパンドの結果、フレームからダイシングテープが剥離することはなく、良好にボンディング加工することができた。
【００４６】
実施例４
先ず、実施例２で使用したフレームの裏面の中空部周縁に、粘着層用の嵌合溝を平面リング形に切り欠いてその深さを粘着層の厚さよりも僅かに０．１ｍｍ深くなるようにし、この嵌合溝内に平面リング形の粘着層を形成した。粘着層は、嵌合溝内に溶融したアクリル系接着剤（総研化学株式会社製）を約５０μｍの厚さに塗布し、このアクリル系接着剤を熱風で乾燥させて厚さ約２０μｍの層を積層することにより形成した。その他は上記実施例と同様にしてダイシングテープのずれや脱落の有無を観察した。
【００４７】
エキスパンドの結果、フレームからダイシングテープが剥離することはなく、良好にボンディング加工することができた。また、複数のフレームを上下多段に積層したが、下方に位置するフレームの粘着層の粘着成分がフレームの表面に移行し、フレーム同士が粘着するのを防止することができた。
【００４８】
比較例
実施例２で使用したフレームの裏面の中空部周縁に、実施例１と同様のダイシングテープを直接粘着するとともに、これら全体にその裏面側から紫外線をＵＶ照射装置（リンテック株式会社製  商品名ＲＡＤ２０００Ｆ１２）により照射し、その後、ダイボンダ装置（株式会社新川製  商品名ＳＰＡ−３００）のエキスパンド部で１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍの落とし込みによりエキスパンドし、ダイシングテープのずれや脱落の有無を観察した。
【００４９】
エキスパンドの結果、フレームからダイシングテープが部分的に剥離し、ボンディング時にピックアップずれや装置の停止を招き、結果としてボンディング加工に支障を来たした。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る半導体ウェーハ用の固定治具の実施形態を模式的に示す斜視説明図である。
【図２】本発明に係る半導体ウェーハ用の固定治具の実施形態における上下逆にした固定治具を模式的に示す部分断面説明図である。
【図３】本発明に係る半導体ウェーハ用の固定治具の第２の実施形態における上下逆にした固定治具を模式的に示す部分断面説明図である。
【図４】本発明に係る半導体ウェーハ用の固定治具の第３の実施形態における上下逆にした固定治具を模式的に示す部分断面説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
１        フレーム
２        しぼ加工（離型処理）
３        嵌合溝
１０      ダイシングテープ
２０      粘着層
Ｗ        半導体ウェーハ
【図１】
2008041748.tif 000003
【図２】
2008041748.tif 000004
【図３】
2008041748.tif 000005
【図４】
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