(57)【要約】【課題】例え半導体ウェーハに複数のバンプが設けられていても、バンプの損傷を回避して各種作業の容易化を図ることができ、しかも、半導体ウェーハの汚染や損傷のおそれを排除できる半導体ウェーハ用治具及びその取扱方法を提供する。【解決手段】複数のボールバンプを並べ備えた半導体ウェーハと略同形で平面円形の基材層１１と、基材層１１の両面のうち、少なくとも片面に積層粘着されて半導体ウェーハに粘着する粘着材層１２を備え、粘着材層１２を、基材層１１の周縁部外周側に位置して半導体ウェーハの周縁部外周に着脱自在に粘着する厚肉部１３と、厚肉部１３の内周側に位置して半導体ウェーハの周縁部内周のボールバンプに着脱自在に粘着する薄肉部１４とに形成する。半導体ウェーハと半導体ウェーハ用治具１０を一体化する際、ボールバンプが障害となることがなく、半導体ウェーハを容易かつ適切にハンドリング、搬送、洗浄等できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバンプを並べ備えた半導体ウェーハと略同形の基材層と、この基材層の両面のうち、少なくとも片面に設けられて半導体ウェーハに粘着する粘着材層とを含み、この粘着材層が、基材層の周縁部外周側に位置して半導体ウェーハの周縁部外周に粘着する厚肉部と、この厚肉部の内周側に位置して半導体ウェーハの周縁部内周のバンプに粘着する薄肉部とに区画形成されていることを特徴とする半導体ウェーハ用治具。
【請求項２】
基材層がポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、あるいはガラスエポキシにより平面略円形に形成され、この基材層の厚さが５０〜３５０μｍの範囲とされており、粘着材層が微粘着性のシリコーン系のゴムからなる請求項１記載の半導体ウェーハ用治具。
【請求項３】
複数のバンプを並べ備えた厚さ１００μｍ以下の半導体ウェーハに、請求項１又は２に記載した半導体ウェーハ用治具を取り付けて取り扱う半導体ウェーハ用治具の取扱方法であって、
半導体ウェーハに半導体ウェーハ用治具の粘着材層を対向させ、半導体ウェーハの周縁部外周に粘着材層の厚肉部を粘着し、半導体ウェーハの周縁部内周のバンプに粘着材層の薄肉部を粘着することを特徴とする半導体ウェーハ用治具の取扱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄工程やハンダリフロー工程等で使用される半導体ウェーハ用治具及びその取扱方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハには、シリコンウェーハ、シリコンカーバイトウェーハ、化合物半導体ウェーハ等、様々なタイプがあるが、これらの中には、３次元実装技術に貢献する観点から、半導体ウェーハの半導体素子の電極に、半田や金等からなるボールバンプが蒸着法やメッキ法により接続形成されているバンプ付きのタイプがある（特許文献１、２、３参照）。
【０００３】
このバンプ付きの半導体ウェーハ１は、図４に示すように、回路形成面２のＸＹ方向に複数のボールバンプ４が所定の間隔で配列され、各ボールバンプ４が球形等に形成されており、高付加価値のウェーハとして知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１０９３８６号公報
【特許文献２】特開平１１−２６０８４７号公報
【特許文献３】特開平０６−１６３６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来におけるバンプ付きの半導体ウェーハ１は、以上のように、ＸＹ方向に複数のボールバンプ４が所定の間隔で配列されているので、専用の板形治具に粘着支持させてハンドリング、搬送、洗浄、ハンダリフロー等する場合には、凹凸のボールバンプ４が障害となり、係る作業がきわめて困難になる。この問題の解消には、専用の板形治具を省略し、バンプ付きの半導体ウェーハ１をそのままハンドリング、搬送、洗浄、ハンダリフロー等する方法があげられる。
【０００６】
しかしながら、係る方法を採用する場合には、バンプ付きの半導体ウェーハ１に対する不純物の付着により、汚染のおそれが生じる。また、近年の半導体ウェーハ１は、薄型半導体パッケージの製造に資する観点から、１００μｍ以下、７０μｍ以下、必要に応じ５０μｍ以下の厚さに薄化され、非常に脆く撓みやすく、割れやすいという特徴を有している。したがって、バンプ付きの半導体ウェーハ１をそのままハンドリング、搬送、洗浄等すると、バンプ付きの半導体ウェーハ１に割れや欠け等の損傷が生じ、品質の大幅な低下を招くこととなる。
【０００７】
本発明は上記に鑑みなされたもので、例え半導体ウェーハに複数のバンプが設けられていても、バンプの損傷を回避して各種作業の容易化を図ることができ、しかも、半導体ウェーハの汚染や損傷のおそれを排除することのできる半導体ウェーハ用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、複数のバンプを並べ備えた半導体ウェーハと略同形の基材層と、この基材層の両面のうち、少なくとも片面に設けられて半導体ウェーハに粘着する粘着材層とを含み、この粘着材層が、基材層の周縁部外周側に位置して半導体ウェーハの周縁部外周に粘着する厚肉部と、この厚肉部の内周側に位置して半導体ウェーハの周縁部内周のバンプに粘着する薄肉部とに区画形成されていることを特徴としている。
【０００９】
なお、基材層がポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、あるいはガラスエポキシにより平面略円形に形成され、この基材層の厚さが５０〜３５０μｍの範囲とされており、粘着材層が微粘着性のシリコーン系のゴムからなると良い。
【００１０】
また、本発明においては上記課題を解決するため、複数のバンプを並べ備えた厚さ１００μｍ以下の半導体ウェーハに、請求項１又は２に記載した半導体ウェーハ用治具を取り付けて取り扱う半導体ウェーハ用治具の取扱方法であって、
半導体ウェーハに半導体ウェーハ用治具の粘着材層を対向させ、半導体ウェーハの周縁部外周に粘着材層の厚肉部を粘着し、半導体ウェーハの周縁部内周のバンプに粘着材層の薄肉部を粘着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複数のバンプを並べ備えた半導体ウェーハには、少なくともφ１５０、２００、３００、４５０ｍｍのシリコンウェーハ等が含まれる。この半導体ウェーハのバンプは、ボール形でも良いし、ブロック形等でも良い。また、基材層は、可撓性を有していても良いし、そうでなくても良い。
【００１２】
本発明によれば、バンプ付きの半導体ウェーハに半導体ウェーハ用治具を取り付ける場合には、半導体ウェーハの回路形成面に半導体ウェーハ用治具の粘着材層を対向させ、半導体ウェーハの周縁部外周に粘着材層の厚肉部を粘着するとともに、半導体ウェーハの周縁部内周の複数のバンプに粘着材層の薄肉部を粘着する。この際、半導体ウェーハの回路形成面の周縁部内周に接続された複数のバンプは、粘着材層の厚肉部に粘着するのではなく、粘着材層の凹んだ薄い薄肉部に粘着する。この薄肉部の粘着により、薄肉部がバンプの高さを吸収する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、粘着材層が、基材層の周縁部外周側に位置して半導体ウェーハの周縁部外周に粘着する厚肉部と、この厚肉部の内周側に位置して半導体ウェーハの周縁部内周のバンプに粘着する薄肉部とに区画形成されるので、例え半導体ウェーハに複数のバンプが設けられていても、バンプの損傷を回避して各種作業の容易化を実現することができるという効果がある。また、半導体ウェーハの汚染や損傷の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。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、基材層がポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、あるいはガラスエポキシ製なので、ハンドリング、搬送、洗浄等の各種作業に必要な機械的強度、剛性、寸法安定性、耐溶剤性等を容易に得ることが可能になる。
【００１５】
また、基材層が５０〜３５０μｍの厚さなので、半導体ウェーハ用治具が扱いやすくなり、ハンドリング等の作業の作業性を向上させることができる。また、粘着材層が微粘着性を有するシリコーン系のゴムからなるので、半導体ウェーハの周縁部に半導体ウェーハ用治具を位置調整しながら正確に粘着することができ、しかも、粘着力を長期に亘り維持することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る半導体ウェーハ用治具の実施形態を模式的に示す平面説明図である。
【図２】本発明に係る半導体ウェーハ用治具の実施形態を模式的に示す側面説明図である。
【図３】図２のＩＩＩ部の基材層と粘着材層とを拡大して示す断面説明図である。
【図４】バンプ付きの半導体ウェーハを模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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治具１０は、図１ないし図４に示すように、複数のボールバンプ４を並べ備えたバンプ付きの半導体ウェーハ１と略同形の基材層１１と、この基材層１１に設けられて半導体ウェーハ１の回路形成面２に粘着する粘着材層１２とを備えた平面円形に形成され、粘着材層１２を厚肉部１３と薄肉部１４とに高低差を付けて形成するようにしている。
【００１８】
バンプ付きの半導体ウェーハ１は、例えばφ３００ｍｍのシリコンウェーハからなり、表面の回路形成面２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７７５μｍから１００μｍ以下とされる。
【００１９】
半導体ウェーハ１の回路パターンにおける複数の半導体素子の電極３には、半田や金等からなるボールバンプ４が蒸着法やメッキ法によりそれぞれ接続形成され、この複数のボールバンプ４が回路形成面２のＸＹ方向に１２０μｍ程度の所定の間隔で配列されており、各ボールバンプ４が高さ５０μｍ程度の球形等に形成される。複数（例えば、４０万個以上）のボールバンプ４は、図４に示すように、半導体ウェーハ１の回路形成面２の中央部から周縁部外周５よりも内側に亘る領域の周縁部内周６に高密度で配列される。
【００２０】
基材層１１は、図１ないし図３に示すように、例えば機械的強度、剛性、寸法安定性、耐溶剤性等に優れる安価なポリエチレンテレフタレートにより平面円形に形成され、半導体ウェーハ１の回路形成面２に粘着材層１２を介して対向する。この基材層１１の厚さは、取扱作業の容易化を図る観点から、５０〜３５０μｍ、好ましくは１００〜３００μｍ、より好ましくは２４０〜２６０μｍ程度が良い。
【００２１】
粘着材層１２は、同図に示すように、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により平面円形に形成され、半導体ウェーハ１の回路形成面２に対向する基材層１１の対向面に積層粘着されており、半導体ウェーハ１の回路形成面２の周縁部や複数のボールバンプ４に対向して着脱自在に粘着する。この粘着材層１２の厚さは、特に限定されるものではないが、微粘着性の維持と製造作業の便宜等を両立させる観点から、５０〜２３０μｍ、好ましくは６０〜２２０μｍ、より好ましくは７５〜２００μｍ程度が良い。
【００２２】
粘着材層１２の幅は、基材層１１に整合するよう同じ長さでも良いが、半導体ウェーハ１から半導体ウェーハ用治具１０を剥離して取り外す作業の便宜を図りたい場合には、必要に応じ、基材層１１よりも狭い幅に形成される。このように粘着材層１２の幅を狭くし、基材層１１の幅を相対的に広くすれば、基材層１１の外周縁部に指等を引っ掛けて簡単に引き上げることができ、剥離作業の効率化や容易化等を図ることが可能になる。
【００２３】
粘着材層１２は、図３に示すように、表面の大部分が厚さ方向に相欠き構造に切り欠かれることにより、基材層１１の周縁部外周側に位置して半導体ウェーハ１の回路形成面２の周縁部外周５に着脱自在に粘着する厚肉部１３と、この厚肉部１３の内周側に位置して半導体ウェーハ１の回路形成面２の周縁部内周６の複数のボールバンプ４に着脱自在に粘着する薄肉部１４とに区画形成される。
【００２４】
これら厚肉部１３と薄肉部１４とは、平面リング形の厚肉部１３の内側に平面円形の薄肉部１４が隣接して一体形成され、厚肉部１３が例えば厚さ２００μｍの断面矩形に形成されるとともに、薄肉部１４が例えば厚さ１５０μｍの断面平板形に形成されており、高低差を有する段差構造とされる。厚肉部１３の平坦な表面から薄肉部１４の平坦な表面までの厚さ（高さ）は、半導体ウェーハ１のボールバンプ４の高さを吸収することができるよう、ボールバンプ４の高さに対し、−１０μｍ〜＋１００μｍの長さに適宜設定される。
【００２５】
上記構成において、バックグラインドされたバンプ付きの薄い半導体ウェーハ１に半導体ウェーハ用治具１０を取り付けてハンドリング、搬送、洗浄、ハンダリフロー等する場合には、半導体ウェーハ１の回路形成面２に半導体ウェーハ用治具１０の粘着材層１２を対向させ、半導体ウェーハ１の周縁部外周５に粘着材層１２の厚肉部１３の表面を粘着するとともに、半導体ウェーハ１の周縁部内周６の複数のボールバンプ４に粘着材層１２の薄肉部１４の表面を粘着すれば、半導体ウェーハ１と半導体ウェーハ用治具１０とを一体化して剛性を確保し、半導体ウェーハ１をハンドリング、搬送、洗浄、ハンダリフロー等することができる。
【００２６】
この際、半導体ウェーハ１の回路形成面２の周縁部内周６に接続された複数のボールバンプ４は、粘着材層１２の厚肉部１３に粘着するのではなく、粘着材層１２の凹んだ薄く低い薄肉部１４に粘着する。この薄肉部１４の粘着により、薄肉部１４がボールバンプ４の高さ（径）を吸収するので、ボールバンプ４を圧潰することなく、半導体ウェーハ１の周縁部外周５と粘着材層１２の厚肉部１３とを隙間なく適切に粘着することができる。
【００２７】
上記構成によれば、半導体ウェーハ１と半導体ウェーハ用治具１０とを一体化する際、凹凸のボールバンプ４が障害となることがないので、半導体ウェーハ１を容易、かつ適切にハンドリング、搬送、洗浄、ハンダリフロー等することができる。また、バンプ付きの半導体ウェーハ１をそのままハンドリング、搬送、洗浄等する必要性がないので、バンプ付きの半導体ウェーハ１に不純物が付着して汚染するおそれがない。
【００２８】
さらに、例え半導体ウェーハ１がバックグラインドにより、１００μｍ以下に薄化され、非常に脆く撓みやすく、割れやすくても、半導体ウェーハ１と半導体ウェーハ用治具１０との一体化により、十分な機械的強度の確保が期待できる。したがって、半導体ウェーハ１に割れや欠け等の損傷が生じ、品質の大幅な低下を招くことがない。
【００２９】
なお、上記実施形態では基材層１１をポリエチレンテレフタレートにより平面円形に形成したが、機械的強度等を損なわないのであれば、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ガラスエポキシ等により平面略円形に形成しても良い。また、基材層１１の外周縁部に、操作用の摘みを突出形成しても良い。
【００３０】
また、基材層１１の片面のみに粘着材層１２を積層して粘着しても良いが、基材層１１の両面に粘着材層１２をそれぞれ積層粘着し、各種作業の便宜を図るようにしても良い。また、粘着材層１２は、耐熱性を確保することができるのであれば、何らシリコーン系ゴムに限定されるものではなく、例えばフッ素系ゴムにより平面円形に形成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明に係る半導体ウェーハ用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】
【００３２】
１        半導体ウェーハ
２        回路形成面
４        ボールバンプ（バンプ）
５        周縁部外周
６        周縁部内周
１０      半導体ウェーハ用治具
１１      基材層
１２      粘着材層
１３      厚肉部
１４      薄肉部
【図１】
2017228567.tif 000003
【図２】
2017228567.tif 000004
【図３】
2017228567.tif 000005
【図４】
2017228567.tif 000006