JP5328538B2

JP5328538B2 - 電子部品保持具及びその使用方法

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Publication number: JP5328538B2
Application number: JP2009167343A
Authority: JP
Inventors: 清文田中; 亮若林
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date: 2009-07-16
Filing date: 2009-07-16
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2029-07-16
Also published as: JP2011023546A

Description

本発明は、半導体ウェーハに代表される電子部品の保持・保管や電気的特性の検査の際等に使用される電子部品保持具及びその使用方法に関するものである。

半導体ウェーハの表面に形成された半導体デバイスは電気的特性がテストされる（特許文献１、２、３、４参照）が、この電気的特性のテストに際しては、半導体ウェーハの表面上方向から裏面下方向に通電して半導体デバイスをテストしたい場合がある。このようなテストを実施する場合には、従来、半導体ウェーハを元の厚さのままその周縁部を支持し、この半導体ウェーハの表面内のパッド間でテストするようにしている。

ところで、半導体ウェーハは、半導体パッケージの薄型化に資するため、バックグラインドにより薄化されるが、薄化されると、半導体デバイスの電気的特性が変化することが従来より指摘されている。そこで近年、薄化された後の半導体ウェーハの半導体デバイスの電気的特性をテストしたいという要望が少なくない。

しかしながら、半導体ウェーハが薄化されると、半導体ウェーハの周縁部がシャープエッジ（いわゆるナイフエッジ）になるので、半導体ウェーハの周縁部を支持して半導体デバイスをテストする場合、エッジの欠けや割れを招くおそれがある。したがって、従来のテスト方法では、薄化された半導体ウェーハの表面に形成された半導体デバイスの電気的特性をテストするのは実に困難である。

以上の点に鑑み、中空のテープフレームの裏面内周縁部にリング形の両面粘着テープを粘着してその内周縁部には半導体ウェーハの表面周縁部を粘着保持させ、両面粘着テープの表面には、半導体ウェーハの表面を覆う保護テープを着脱自在に粘着する電子部品保持具が提案されている。

特開平０５‐３３３０９８号公報特開平０７‐２４５４０１号公報特開平０８‐１５３７６３号公報特開２００５‐２９４７７３号公報

従来における電子部品保持具は、以上のように構成され、両面粘着テープの内周縁部に半導体ウェーハの表面周縁部のみを単に粘着保持させ、半導体ウェーハを水平に吊持するので、テスト装置にセットされる際やカセットに保管される際、両面粘着テープから半導体ウェーハが簡単に剥がれて脱落するおそれがあり、半導体ウェーハを安全にハンドリングすることができないという問題がある。

本発明は上記に鑑みなされたもので、薄い電子部品を面方向でテスト等することができ、しかも、電子部品が剥がれて脱落するおそれを排除することのできる電子部品保持具及びその使用方法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、保持フレームの中空部を可撓性の保持層により被覆し、この保持層に半導体ウェーハを保持させるものであって、
保持フレームを、半導体ウェーハを包囲する平板に形成してその裏面の内周縁部付近に保持層の接着用の段差凹部を切り欠き、保持層を、自己粘着性を有するフィルム又は粘着層が積層されたフィルムとし、この保持層に半導体ウェーハ用の露出口を設けてその表面周縁に半導体ウェーハの周縁部を着脱自在に保持させ、保持層の表面に、半導体ウェーハの周囲に位置して半導体ウェーハ表面の周縁部に係止する屈曲可能なフィルムからなる中空の抑え層を着脱自在に貼り付けるとともに、この抑え層を保持フレームの中空部以下の大きさに形成し、保持層の露出口周縁部と抑え層とに、半導体ウェーハの周縁部を挟み持たせるようにしたことを特徴としている。

なお、半導体ウェーハを、バックグラインドにより薄化された半導体ウェーハとすることができる。
また、抑え層の表面に、剥離操作用の摘み片を取り付けることができる。

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又は２記載の電子部品保持具の使用方法であって、
表面下向きの半導体ウェーハを隙間を介して包囲するよう保持フレームを表面下向きに配置し、半導体ウェーハの裏面周縁部に保持層の露出口の表面周縁部を粘着し、保持フレームの段差凹部に保持層を粘着し、保持フレームを表裏逆にして表面上向きとした後、保持層の表面に半導体ウェーハを包囲する屈曲可能な抑え層を貼り付けてその周縁部を半導体ウェーハの表面周縁部に係止させ、保持層の露出口周縁部と抑え層とに半導体ウェーハの周縁部を挟み持たせることを特徴としている。

ここで、特許請求の範囲における保持フレームは、平面視でリング形や枠形等とすることができる。また、半導体ウェーハには、少なくとも電気的特性のテスト対象となる薄い半導体パッケージや各種大きさの半導体ウェーハ（φ２００、３００、４５０ｍｍ等）等が含まれる。この半導体ウェーハは単数複数を特に問うものではない。

本発明によれば、保持層に半導体ウェーハを単に保持させるのではなく、フィルム製の保持層と抑え層とに半導体ウェーハの周縁部を挟み持たせるので、例え保持フレームを上下逆にしたり、起立させても、半導体ウェーハの周縁部の損傷を招いたり、保持層から半導体ウェーハが剥がれて脱落するおそれを排除することができる。また、保持層の露出口が半導体ウェーハの一部を露出させるので、半導体ウェーハの面方向に通電して半導体ウェーハを検査することができる。

本発明によれば、保持層に半導体ウェーハを単に保持させたり、吊持させるのではなく、フィルム製の保持層と抑え層とに半導体ウェーハの周縁部やその近傍部を表裏方向から挟持させるので、テスト装置にセットされる際やカセットに保管される場合に、電子部品保持具を表裏逆にしたり、起立させても、半導体ウェーハのシャープエッジの欠けや割れを招いたり、保持層から半導体ウェーハが簡単に剥がれて脱落するおそれを排除することができるという効果がある。したがって、通常の厚い半導体ウェーハだけではなく、バックグラインドにより薄化された半導体ウェーハをも長期に亘って安全にハンドリングすることができる。また、保持層の露出口が半導体ウェーハの裏面を露出させ、検査プローブの接触を可能とするので、半導体ウェーハの表裏両面に通電して半導体デバイスを容易にテストすることができる。また、電子部品保持具を簡易な構成にすることができるので、製造コストの削減が期待できる。

また、抑え層の表面に摘み片を取り付ければ、抑え層の端を捲り上げなくても、摘み片を操作することにより、保持層に貼りついた抑え層を簡易に剥がすことが可能になる。

本発明に係る電子部品保持具及びその使用方法の実施形態を模式的に示す分解斜視説明図である。本発明に係る電子部品保持具及びその使用方法の実施形態における保持層から抑え層を剥がした状態を模式的に示す斜視説明図である。本発明に係る電子部品保持具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実施形態を説明すると、本実施形態における電子部品保持具は、図１ないし図３に示すように、薄化された半導体ウェーハ１を包囲する保持フレーム１０の中空部１１に可撓性の保持層２０を覆着し、この保持層２０に半導体ウェーハ１を保持させる保持具で、保持層２０に半導体ウェーハ１用の露出口２１を穿孔してその周縁には半導体ウェーハ１の周縁部４を保持させ、保持層２０に、半導体ウェーハ１を囲んでその周縁部４に干渉する中空の抑え層３０を貼着するようにしている。

半導体ウェーハ１は、例えばφ２００ｍｍで厚さ７５０μｍ程度のシリコンウェーハ等からなり、前工程で周縁部４に直線的な位置合わせ用のオリフラ２が形成され、表裏面のうち、少なくとも表面３に回路パターン、電極、及び半導体デバイスが形成されており、後工程のバックグラインドにより厚さ１００μｍ以下に薄化され、ダイシング工程に供される。

保持フレーム１０は、所定の材料を使用して基本的には半導体ウェーハ１よりも拡径の平面略リング形の平板に形成され、前後左右の外周縁部がそれぞれ直線的に切り欠かれるとともに、前部両側には平面視で略三角形の位置決め部１２がそれぞれ切り欠かれており、裏面１３の内周縁部付近には、保持層２０を接着するための段差凹部１４が平面略リング形に切り欠かれる（図３参照）。この保持フレーム１０は、各種の金属材料や樹脂を含む成形材料で形成されたり、あるいは通常のダイシング工程で使用されるリング形のテープフレームが流用される。

保持フレーム１０が金属材料で形成される場合には、ステンレスや表面にメッキが施されて錆の発生を防止可能な材料で形成されることが好ましい。これに対し、保持フレーム１０が樹脂を含む成形材料で形成される場合には、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリカーボネート等を含有する成形材料で成形されると良い。

保持層２０は、所定の材料を使用して基本的には屈曲可能な平面円形の膜に形成され、保持フレーム１０の段差凹部１４に接着されて保持フレーム１０の中空部１１を下方から被覆しており、表面に半導体ウェーハ１を着脱自在に保持するよう機能する。この保持層２０は、特に限定されるものではないが、例えば微弱の自己粘着性を有するシリコーン系やフッ素系のゴム、ポリオレフィン系やポリエステル系、ウレタン系のエラストマーフィルム、ポリエステル製のフィルムに再剥離可能なアクリル系やシリコーン系の粘着層が積層された積層フィルムの加工により形成される。

保持層２０の中央部には図１や図３に示すように、半導体ウェーハ１の裏面を露出させる露出口２１が貫通して穿孔され、この露出口２１の表面周縁に半導体ウェーハ１の裏面の周縁部４が着脱自在に粘着保持される。保持層２０の露出口２１は、オリフラ２付きの半導体ウェーハ１の形に対応するよう形成され、半導体ウェーハ１の落下防止の観点から、半導体ウェーハ１よりもやや小さい寸法に調整される。

抑え層３０は、所定の材料を使用して基本的には屈曲可能な平面略リング形に形成され、保持フレーム１０内の保持層２０の表面に着脱自在に貼着されて半導体ウェーハ１を包囲した状態でその表面３の周縁部４に係止するよう機能する。この抑え層３０の材料としては、特に制約されるものではないが、例えば所定の剛性を有する塩化ビニル樹脂製のシート、ポリエステル二軸延伸フィルム、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系フィルムが好適に使用される。

抑え層３０は、保持フレーム１０の中空部１１以下の大きさに形成され、中空がオリフラ２付きの半導体ウェーハ１の形に対応するよう形成されており、表面の周縁部には、保持層２０からの剥離操作の便宜を図るため、細長い摘み片３１が貼着される。この摘み片３１は、顕現性を高める観点から、保持フレーム１０、保持層２０、及び抑え層３０とは異なる色彩で着色されることが好ましい。このような抑え層３０は、保持層２０の表面に貼着されると、露出口２１の周縁部との間に半導体ウェーハ１の周縁部４やその近傍部を挟持し、電子部品保持具の姿勢や状態にかかわらず、半導体ウェーハ１の脱落を有効に防止する（図３参照）。

上記において、電子部品保持具を使用して半導体ウェーハ１を保持する場合には、先ず、図示しないウェーハマウンタの吸着テーブルに半導体ウェーハ１を表面下向きに配置し、吸着テーブルに、半導体ウェーハ１を隙間を介して包囲するよう保持フレーム１０を表面下向きに配置する。

こうして吸着テーブルに半導体ウェーハ１と保持フレーム１０とをそれぞれ配置したら、大きくカットしておいた保持層２０を用意し、半導体ウェーハ１の裏面の周縁部４に保持層２０の予め穿孔しておいた露出口２１の表面周縁部を粘着し、保持フレーム１０の段差凹部１４に保持層２０を粘着して保持フレーム１０の裏面１３と保持層２０の裏面とを面一に揃え、保持フレーム１０の段差凹部１４から食み出た保持層２０の余剰部を除去する。

次いで、吸着テーブルから保持層２０付きの保持フレーム１０を取り外して表裏逆とし、平坦な作業テーブル等に半導体ウェーハ１と保持フレーム１０とを表面上向きに配置し、その後、保持フレーム１０内の保持層２０の表面に半導体ウェーハ１を包囲する抑え層３０を貼着してその周縁部を半導体ウェーハ１の表面３の周縁部４上に係止させれば、保持層２０と抑え層３０とに半導体ウェーハ１の周縁部４を挟持させることができ、この挟持構造により、電子部品保持具に半導体ウェーハ１を確実に保持させることができる。

次に、電子部品保持具に保持した半導体ウェーハ１の半導体デバイスの電気的特性をテストしたい場合には、保持層２０の露出口２１から半導体ウェーハ１の裏面が適切に露出しているのを確認し、検査プローブ等を利用すれば、半導体ウェーハ１の表面上方向から裏面下方向に通電し、半導体デバイスを容易にテストすることができる。

半導体デバイスの電気的特性をテストし、電子部品保持具から半導体ウェーハ１を取り外したい場合には、先ず、平坦な作業テーブル等に電子部品保持具を表面上向きに配置し、抑え層３０の摘み片３１を握持操作して引っ張り上げることにより、保持層２０から抑え層３０を剥離する（図２参照）。保持層２０から抑え層３０を取り除いたら、電子部品保持具を表裏逆にして半導体ウェーハ１を図示しない吸着テーブル等に吸着固定した後、電子部品保持具の保持フレーム１０を部分的に引き上げれば、半導体ウェーハ１から保持層２０が剥がれるので、電子部品保持具から半導体ウェーハ１を取り外すことができる。

上記構成によれば、保持層２０に半導体ウェーハ１を単に保持させたり、吊持させるのではなく、保持層２０と抑え層３０とに半導体ウェーハ１の周縁部４やその近傍部を表裏方向から挟持させるので、テスト装置にセットされる際やカセットに保管される場合に、電子部品保持具を表裏逆にしたり、起立させても、半導体ウェーハ１のシャープエッジの欠けや割れを招いたり、保持層２０から半導体ウェーハ１が簡単に剥がれて脱落するおそれを有効に排除することができる。

したがって、通常の厚い半導体ウェーハ１だけではなく、バックグラインドにより薄化された半導体ウェーハ１をも長期に亘って安全確実にハンドリングすることができる。また、保持層２０の露出口２１が半導体ウェーハ１の裏面を露出させ、検査プローブの接触を可能とするので、半導体ウェーハ１の表裏両面に通電して半導体デバイスを容易にテストすることができる。さらに、電子部品保持具を簡易な構成にすることができるので、製造コストの削減が大いに期待できる。

なお、上記実施形態の半導体ウェーハ１の周縁部４には、オリフラ２の代わりにノッチを形成しても良い。また、保持フレーム１０には半導体ウェーハ１の脱着を容易にするため、可撓性を付与しても良い。また、保持フレーム１０、保持層２０、及び抑え層３０には、静電気に伴う半導体デバイスの損傷を防止する観点から、選択的に導電性を付与しても良い。

また、保持フレーム１０の段差凹部１４に弱粘着性の保持層２０を接着剤や接着層により接着することもできる。また、保持層２０や抑え層３０は、透明、不透明、半透明のいずれでも良い。さらに、抑え層３０の材料を選択して抑え層３０の裏面のみを保持層２０に粘着させ、抑え層３０の表面が保持層２０に粘着しないようにすることも可能である。

１半導体ウェーハ（電子部品）
３表面
４周縁部
１０保持フレーム
１１中空部
１３裏面
２０保持層
２１露出口
３０抑え層
３１摘み片

Claims

保持フレームの中空部を可撓性の保持層により被覆し、この保持層に半導体ウェーハを保持させる電子部品保持具であって、
保持フレームを、半導体ウェーハを包囲する平板に形成してその裏面の内周縁部付近に保持層の接着用の段差凹部を切り欠き、保持層を、自己粘着性を有するフィルム又は粘着層が積層されたフィルムとし、この保持層に半導体ウェーハ用の露出口を設けてその表面周縁に半導体ウェーハの周縁部を着脱自在に保持させ、保持層の表面に、半導体ウェーハの周囲に位置して半導体ウェーハ表面の周縁部に係止する屈曲可能なフィルムからなる中空の抑え層を着脱自在に貼り付けるとともに、この抑え層を保持フレームの中空部以下の大きさに形成し、保持層の露出口周縁部と抑え層とに、半導体ウェーハの周縁部を挟み持たせるようにしたことを特徴とする電子部品保持具。
抑え層の表面に、剥離操作用の摘み片を取り付けた請求項１記載の電子部品保持具。
請求項１又は２記載の電子部品保持具の使用方法であって、表面下向きの半導体ウェーハを隙間を介して包囲するよう保持フレームを表面下向きに配置し、半導体ウェーハの裏面周縁部に保持層の露出口の表面周縁部を粘着し、保持フレームの段差凹部に保持層を粘着し、保持フレームを表裏逆にして表面上向きとした後、保持層の表面に半導体ウェーハを包囲する屈曲可能な抑え層を貼り付けてその周縁部を半導体ウェーハの表面周縁部に係止させ、保持層の露出口周縁部と抑え層とに半導体ウェーハの周縁部を挟み持たせることを特徴とする電子部品保持具の使用方法。