JP2009065129A - Frame for wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウェーハあるいはガラス基板ウェーハ等のウェーハのダイシング作業やエキスパンド作業、搬送作業等に使用されるウェーハのダイシング用あるいは搬送用フレームに関するものである。 The present invention relates to a wafer dicing or transfer frame used for dicing work, expanding work, transfer work, etc. of a wafer such as a semiconductor wafer or a glass substrate wafer.
半導体ウェーハのウェーハ用フレーム３２は、通常図１１に図示した口径１５０ｍｍ（６ｉｎｃｈ）〜３００ｍｍ（１２ｉｎｃｈ）の半導体ウェーハＷを収納する金属製のウェーハ用フレーム３２に半導体ウェーハを保持するダイシングフィルム３１をウェーハ用フレーム３２の裏面に剥離可能に貼付した構造となっている。
A
そして、図１２に図示するように、このダイシングフィルム３１の上に貼付された半導体ウェーハＷがダイシングマシーンのダイヤモンドブレード３０により複数のダイＤに切断（ダイシング）される。
Then, as shown in FIG. 12, the semiconductor wafer W stuck on the
上述した半導体ウェーハ用フレーム３２にダイシングフィルム１２および半導体ウェーハＷが貼付された後、ダイシングマシーンに１枚ずつセットされるまでは、図１３に図示するような半導体ウェーハ用フレーム３２を複数毎単位で整列収納した収納容器（カセット）９に収納されて運搬される。なお、図１３は収納容器の一部を拡大表示した収納容器（カセット）９の概略図である。
After the dicing film 12 and the semiconductor wafer W are attached to the
従って、前記収納容器（カセット）９の総重量は、例えば１２ｉｎｃｈウェーハ用フレームでは、２５枚セットで１８ｋｇ以上となり、ダイシングマシーンに収納容器（カセット）９を運搬し、セッティングする作業者には、大きな負担となっていた。また、半導体ウェーハの口径が大型化するほど収納容器の重量は増大することとなるので、重量対策上収納容器（カセット）９に収納するウェーハ用フレーム３２の数を減らす必要が生じ、生産性の低下が問題となる。
Therefore, the total weight of the storage container (cassette) 9 is, for example, 18 kg or more in a set of 25 sheets in a 12 inch wafer frame, which is large for an operator who transports and sets the storage container (cassette) 9 to a dicing machine. It was a burden. Further, since the weight of the storage container increases as the diameter of the semiconductor wafer increases, it is necessary to reduce the number of
特許文献１には、半導体ウェーハ用フレーム３２の収納容器の構造が開示されている。また、特許文献２には、金属製フレームに替えて樹脂を使ったウェーハ用フレーム３２が開示されている。
特許文献１のダイシング用フレーム３２の収納容器に収納されるダイシング用フレーム３２は通常ステンレススチール製なので、強度に優れるが重量があり、例えば、１２ｉｎｃｈウェーハ用で約３００ｇ／枚であり、作業性や利便性に欠けるという問題がある。
Since the
一方、特許文献２のダイシング用フレーム３２は樹脂製であり軽量であるが、フレームの強度が低いため、フレーム３２の厚さが金属製に比較して厚くなるので、そのままでは既存の機器や装置に使用することができないという問題が生じる場合がある。
On the other hand, the
本発明は上記に鑑みてなされたもので、フレームの強度を維持しつつ軽量性、作業性、利便性を向上させることができるウェーハのダイシング用あるいは搬送用フレームを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a wafer dicing or transfer frame capable of improving lightness, workability, and convenience while maintaining the strength of the frame.
本発明の要旨は、下記の通りである。 The gist of the present invention is as follows.
第一の発明は、ウェーハを収納するフレームであって、コア材料を金属製薄板で挟持し、接着剤で固定して成るクラッド構造としたことを特徴とするウェーハ用フレームである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a frame for wafers, wherein the frame is a clad structure in which a core material is sandwiched between metal thin plates and fixed with an adhesive.
第二の発明は、前記コア材料の嵩密度を２．７ｇ/ｃｍ３以下とし、フレームの嵩密度を４．７ｇ/ｃｍ３以下、曲げ弾性率を２０ＧＰａ以上、曲げ強さを７５ＭＰａ以上としたことを特徴とする請求項１記載のウェーハ用フレームである。
In the second invention, the bulk density of the core material is 2.7 g / cm 3 or less, the bulk density of the frame is 4.7 g / cm 3 or less, the flexural modulus is 20 GPa or more, and the bending strength is 75 MPa or more. The wafer frame according to
第三の発明は、前記コア材料が中空金属球、発泡金属、メッシュメタル、エキスパンドメタルのいずれか１種から成ることを特徴とする第一または第二の発明に記載のウェーハ用フレームである。 A third invention is the wafer frame according to the first or second invention, wherein the core material is any one of a hollow metal sphere, a foam metal, a mesh metal, and an expanded metal.
第四の発明は、前記接着剤が室温硬化型接着剤、加熱硬化型接着剤およびホットメルト型接着材のいずれかであることを特徴とする第一ないし第三の発明のいずれかに記載のウェーハ用フレームである。 According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, the adhesive is any one of a room temperature curable adhesive, a heat curable adhesive, and a hot melt adhesive. This is a wafer frame.
第五の発明は、前記コア材料の内外周側面を樹脂で覆うことを特徴とする第一ないし第四の発明のいずれかに記載のウェーハ用フレームである。 A fifth invention is the wafer frame according to any one of the first to fourth inventions, wherein the inner and outer peripheral side surfaces of the core material are covered with a resin.
第六の発明は、前記コア材料を樹脂としたことを特徴とする第一、第二、第四および第五の発明のいずれかに記載のウェーハ用フレームである。 A sixth invention is the wafer frame according to any one of the first, second, fourth and fifth inventions, wherein the core material is a resin.
第七の発明は、前記樹脂がアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＢＴ樹脂（ポリブチレンテレフタレート樹脂）、ＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド樹脂）およびＡＢＳ樹脂の中から選択された１種以上の樹脂から成ることを特徴とする第五または第六の発明に記載のウェーハ用フレームである。 According to a seventh invention, the resin is an acrylic resin, epoxy resin, silicon resin, polycarbonate resin, nylon resin, polyester resin, polyimide resin, PBT resin (polybutylene terephthalate resin), PPS resin (polyphenylene sulfide resin), and ABS. The wafer frame according to the fifth or sixth invention, wherein the frame is made of at least one resin selected from resins.
第八の発明は、前記樹脂を導電性樹脂としたことを特徴とする第七の発明に記載のウェーハ用フレームである。 An eighth invention is the wafer frame according to the seventh invention, wherein the resin is a conductive resin.
第九の発明は、ウェーハ用フレームにニッケルめっきを施したことを特徴とする第一ないし第八の発明のいずれかに記載のウェーハ用フレームである。 A ninth invention is the wafer frame according to any one of the first to eighth inventions, wherein the wafer frame is nickel-plated.
本発明によれば、フレームの強度、剛性、耐摩耗性を維持しつつ、軽量化でき、またコア材に金属材料を使用しているので、フレームの表裏面間で導電性も有するという効果がある。 According to the present invention, it is possible to reduce the weight while maintaining the strength, rigidity, and wear resistance of the frame, and since the metal material is used for the core material, there is an effect of having conductivity between the front and back surfaces of the frame. is there.
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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態におけるウェーハ用フレームは、半導体ウェーハのダイシング用フレーム等に使用される図１１に示す半導体ウェーハＷを着脱自在に粘着保持する可撓性のダイシングフィルム３１を備えた中空のフレーム３２とフレームの外観上の形状は類似しているが、その内部構造は異なるので、以下本願発明のフレームはフレーム１と呼ぶ。
The wafer frame in the present embodiment includes a
１．本願発明のフレームの構造について
そこで、本発明のフレームは、図１の本発明のフレーム１の部分破断平面図に示すように、フレーム１は、１２インチの半導体ウェーハＷよりも大きく、図１に示すような外観形状を有する板厚0.1〜0.9ｍｍの金属製の薄板２により、軽量材料からなるコア材料３を挟み込む形に成形されている。そして、フレーム全体の厚さは、１．５〜３ｍｍが好適である。フレーム全体の厚さが３．７ｍｍを超えると既存の機器や装置に使用できないという問題が生じるからである。
1. Therefore, the frame of the present invention is larger than the 12-inch semiconductor wafer W as shown in the partially broken plan view of the
従って、厚さの問題がなければコア材料またはコア材料と平板を２層、３層と重ねた構造とすることもできる。また、フレーム１の外周面の前後左右はそれぞれ直線的に切り欠かれるとともに、外周面の前部には、位置決め用の一対のノッチが左右に並べて切り欠かれている。
Therefore, if there is no problem of thickness, the core material or a structure in which the core material and the flat plate are stacked in two layers and three layers can be used. Further, the front, rear, left and right of the outer peripheral surface of the
図２は、図１のＸ−Ｘ断面図である。本図は、コア材３として中空金属球を使用したクラッド構造例である。前記中空金属球３は、一部平坦な面を有しており、これにより、前記金属製薄板２との接触面積が増大するようになっており、前記中空金属球３と金属製薄板２との間には、さらに接着剤が塗布され密着性の向上を図っている。また、前記中空金属球３と中空金属球３との間にも接着剤を充填してフレームの捻れ強度の向上を図っている。
FIG. 2 is a sectional view taken along line XX in FIG. This figure shows an example of a clad structure using a hollow metal sphere as the
２．コア材料について
嵩密度２．７ｇ/ｃｍ３以下のコア材料３としては、上述した中空金属球としては、直径３〜４ｍｍの焼結中空鉄球が密度や大きさ、形状を自由に選択できるのでより好ましが、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇを用いた発泡金属も軽量化、形状の自由度の観点から優れている。また、メッシュメタル、エキスパンドメタルはステンレス鋼、アルミニウム、チタン材の板材を引き延ばして網目状にした金網で、線材を網加工した金網と異なり接合部分が一体であり、網目のずれやゆがみが無く、軽量化が可能で、高精密極小の網目も得られる。なお、表裏２枚の金属製薄板２との接合には、アクリル系接着剤あるいはエポキシ系接着剤を用いるのが好ましい。コア材の嵩密度としては、０．３〜２．７ｇ／ｃｍ３が好ましい。
2. About Core Material As the
３．フレーム表裏面の金属製薄板について
フレーム全体として嵩密度を４．７ｇ/ｃｍ３以下（フレーム全体がステンレス鋼の場合の６０％以下の質量）とするためには、アルミニウムやチタン、マグネシウム等の軽金属の板を使用するのが好ましいが、コスト面からフレーム表裏面の金属製薄板としてステンレス鋼板を使用する場合は、１２インチの半導体ウェーハ用フレームでは板厚を０．１ｍｍ〜０．９ｍｍとしたステンレス鋼板を使用するのが好ましい。
3. About the metal thin plate on the front and back surfaces of the frame To make the bulk density of the entire frame 4.7 g / cm 3 or less (60% or less of the mass of the entire frame made of stainless steel), light metals such as aluminum, titanium, and magnesium However, in the case of using a stainless steel plate as a metal thin plate on the front and back surfaces of the frame from the viewpoint of cost, a stainless steel plate having a thickness of 0.1 mm to 0.9 mm is used for a 12-inch semiconductor wafer frame. It is preferable to use a steel plate.
４．コア材料の側面処理について
コア材料内からの部材の脱落や洗浄液がコア材料の内部に侵入するのを防ぐためには、コア材料の内周側面及び外周側面をアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＢＴ樹脂（ポリブチレンテレフタレート樹脂）、ＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド樹脂）およびＡＢＳ樹脂等の樹脂材料で覆うことにより、密閉することが効果的である。
4). About the side treatment of the core material To prevent the members from falling out of the core material and preventing the cleaning liquid from entering the core material, the inner and outer sides of the core material are made of acrylic resin, epoxy resin, silicon resin. It is effective to seal by covering with a resin material such as polycarbonate resin, nylon resin, polyester resin, polyimide resin, PBT resin (polybutylene terephthalate resin), PPS resin (polyphenylene sulfide resin) and ABS resin.
５．コア材料としての樹脂材料について
コア材料として、軽量金属材料の代わりに樹脂材料を用いることも可能である。樹脂材料としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＢＴ樹脂（ポリブチレンテレフタレート樹脂）、ＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド樹脂）およびＡＢＳ樹脂等を用いるのが好適である。
5). Resin Material as Core Material As the core material, a resin material can be used instead of a lightweight metal material. As the resin material, acrylic resin, epoxy resin, silicon resin, polycarbonate resin, nylon resin, polyester resin, polyimide resin, PBT resin (polybutylene terephthalate resin), PPS resin (polyphenylene sulfide resin), ABS resin, and the like are used. Is preferred.
更には、上記した樹脂材料に導電性を付与した樹脂材料を用いることもできる。また、更には、曲げ強さや曲げ弾性率を向上させる目的で、上記した樹脂材料をガラス繊維で強化した樹脂材料（以下ＧＦＲＰと呼ぶ）とすることができる。その場合は、アウトガスの発生が無く、しかも線膨張係数が低いポリカーボネート樹脂をマトリックスとし、ガラス繊維を体積分率で１０〜２０％含有することが好ましい。なお、ガラス繊維は、断面が丸型形状や扁平形状の単独または複合添加がより好ましい。 Furthermore, the resin material which provided the electroconductivity to the above-mentioned resin material can also be used. Furthermore, for the purpose of improving the bending strength and the flexural modulus, the resin material described above can be a resin material (hereinafter referred to as GFRP) reinforced with glass fiber. In that case, it is preferable that polycarbonate resin containing no outgas and having a low linear expansion coefficient is used as a matrix and glass fiber is contained in a volume fraction of 10 to 20%. The glass fiber is more preferably single or combined addition having a round shape or a flat shape in cross section.
６．フレームのニッケルめっきについて
フレーム表裏面の金属薄板の表面硬度の上昇を目的としてフレームにニッケルめっきを施すことができる。
6). Nickel plating on the frame Nickel plating can be applied to the frame for the purpose of increasing the surface hardness of the thin metal plate on the front and back surfaces of the frame.
７．曲げ強度について
ウェーハ用フレームは、ねじれに対する剛性や曲げ変形に対する強度を必要とし、フレームの軽量化においても保持すべき値がある。
7). Bending strength Wafer frames require rigidity against torsion and strength against bending deformation, and there are values that should be maintained even when the frame is lighter.
このようなフレームは、曲げ弾性率が２０ＧＰａ以上、好ましくは２５〜１２５ＧＰａの範囲内とされ、かつ曲げ強さが７５ＭＰａ以上、好ましくは１５０ＭＰａ以上とされる。これは、フレーム1の曲げ弾性率や曲げ強さが上記範囲から外れた場合には、フレーム1の強度が低下したり、フレーム1が容易に破損したりするからである。
Such a frame has a flexural modulus of 20 GPa or more, preferably 25 to 125 GPa, and a bending strength of 75 MPa or more, preferably 150 MPa or more. This is because when the bending elastic modulus and bending strength of the
曲げ試験は、幅３０ｍｍ、長さ２００ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの曲げ試験片を作製し、標点間距離１００ｍｍ、曲げ冶具先端半径５ｍｍＲの３点曲げ法により行い、曲げ弾性率、曲げ強さの評価を行った。なお、フレームの曲げ試験は、ＪＩＳ Ｚ ２２４８に従って行った。
曲げ弾性率は、曲げ応力ひずみ線図において、弾性域直線部の傾きを曲げ弾性率とし、曲げ強さは、曲げ応力ひずみ線図において、最大の応力の値を曲げ強さとした。
The bending test is performed by preparing a bending test piece having a width of 30 mm, a length of 200 mm, and a thickness of 1.5 mm by a three-point bending method with a distance between gage points of 100 mm and a bending jig tip radius of 5 mmR. Was evaluated. The frame bending test was performed according to JIS Z 2248.
The bending elastic modulus in the bending stress strain diagram is the bending elastic modulus, and the bending strength is the maximum stress value in the bending stress strain diagram.
上記によれば、従来の単一金属製（例えば、ステンレス鋼製）のフレームに比べ、軽量化を図ることができ、また、全樹脂性のフレームに比べて厚さを薄くできる。これによって作業性や利便性を著しく向上できる。 According to the above, it is possible to reduce the weight as compared with a conventional single metal (for example, stainless steel) frame, and it is possible to reduce the thickness as compared with a completely resinous frame. Thereby, workability and convenience can be remarkably improved.
以下、本発明に係るウェーハ用フレームの実施例１を図１、図２に基づいて説明する。
図１は、本発明のフレーム１の部分破断平面図である。図２は、図１のＸ−Ｘ断面図である。本実施例は、コア材３として中空金属球を使用したクラッド構造例である。前記中空金属球３は、一部平坦な面を有しており、これにより、前記金属製薄板２との接触面積が増大するようになっている。さらに、前記中空金属球３と金属製薄板２との間には接着剤が塗布され密着性向上を図っている。また、中空金属球同士も接着剤で接着させることにより更に密着性を向上することができる。
FIG. 1 is a partially broken plan view of a
先ず、直径３〜４ｍｍの中空鉄球を高さ約１．０ｍｍに圧縮したものを準備した。次に、厚さ０．２ｍｍのステンレス鋼薄板を図１に示すフレーム形状に2枚切断し、その1枚の片面に室温および６０℃においてアウトガスが発生しない仕様の加熱硬化型接着剤を塗布し、その上に先の中空鉄球を並べた。さらにその上にもう一枚のステンレス薄板を載せ、均一に、かつ中空鉄球がそれ以上に潰れない程度に押えて、接着剤の硬化処理を行いウェーハ用フレームを製造した。 First, a hollow iron ball having a diameter of 3 to 4 mm was prepared by compressing it to a height of about 1.0 mm. Next, two stainless steel thin plates with a thickness of 0.2 mm are cut into the frame shape shown in FIG. 1, and a thermosetting adhesive having a specification that does not generate outgas at room temperature and 60 ° C. is applied to one side of the thin plate. Then, the previous hollow iron balls were arranged on it. Further, another stainless thin plate was placed thereon and pressed uniformly to such an extent that the hollow iron balls were not crushed further, and the adhesive was cured to produce a wafer frame.
フレームは外径４００ｍｍ、内径３５０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍであり、試験片形状厚さ１．５ｍｍ、試験片幅３０ｍｍ、試験片長さ２００ｍｍを用いて、標点間距離１００ｍｍ、曲げ治具先端半径５ｍｍＲによる3点曲げ法（ＪＩＳ Ｚ ２２４８）によって測定した。 The frame has an outer diameter of 400 mm, an inner diameter of 350 mm, a thickness of 1.5 mm, a test piece shape thickness of 1.5 mm, a test piece width of 30 mm, and a test piece length of 200 mm. It was measured by a three-point bending method (JIS Z 2248) with 5 mmR.
曲げ弾性率および曲げ強さは、それぞれ１２５ＧＰａ、６００ＭＰａであった。また、嵩密度を測定したところ、コア材の嵩密度は１．６ｇ/ｃｍ３、フレームの嵩密度は３．３ｇ/ｃｍ３であった。フレームの重量は約１２５ｇであった。 The bending elastic modulus and bending strength were 125 GPa and 600 MPa, respectively. When the bulk density was measured, the bulk density of the core material was 1.6 g / cm 3 and the bulk density of the frame was 3.3 g / cm 3 . The weight of the frame was about 125 g.
なお嵩密度は、フレームの板厚を１０箇所測定した値を平均した「平均板厚」に、表裏面の金属製薄板の面積を画像処理装置により測定した「投影面積」を掛けることにより、体積を計算し、フレームの重量をこの体積で除すことにより計算して求めた。 The bulk density is obtained by multiplying the “average plate thickness” obtained by averaging the values obtained by measuring 10 plate thicknesses of the frame by the “projection area” obtained by measuring the area of the metal thin plate on the front and back surfaces with an image processing apparatus. And calculated by dividing the weight of the frame by this volume.
本発明に係るウェーハ用フレームの実施例２を図３〜４に基づいて説明する。 Second Embodiment A wafer frame according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図３は、本発明のフレーム１の部分破断平面図である。図４は、図３のＸ−Ｘ断面図である。
FIG. 3 is a partially broken plan view of the
先ず、実施例1と同様に、直径３〜４ｍｍの中空鉄球を高さ約１．０ｍｍに圧縮したものを準備した。次に、厚さ０．２ｍｍのステンレス鋼薄板を図３に示すフレーム形状に２枚切断し、その1枚の内周辺部およぶ外周辺部に幅３ｍｍ、高さ１．０ｍｍの樹脂製の枠を貼り付け、その枠で挟まれた部分に室温および６０℃においてアウトガスが発生しない仕様の加熱硬化型接着剤を塗布し、その上にコア材として前記中空鉄球を並べた。 First, in the same manner as in Example 1, a hollow iron ball having a diameter of 3 to 4 mm and compressed to a height of about 1.0 mm was prepared. Next, two stainless steel thin plates having a thickness of 0.2 mm are cut into a frame shape shown in FIG. 3, and a resin frame having a width of 3 mm and a height of 1.0 mm is formed on one inner peripheral portion and an outer peripheral portion. Was applied to the portion sandwiched between the frames, and a thermosetting adhesive having a specification that does not generate outgas at room temperature and 60 ° C. was applied thereon, and the hollow iron balls were arranged thereon as a core material.
さらにその上にもう一枚のステンレス薄板を載せ、均一に、かつ中空鉄球がそれ以上に潰れない程度に押えて接着剤の硬化処理を行った。更に、フレームに無電解ニッケルめっきを行い、ウェーハ用フレームを製造した。 Furthermore, another sheet of stainless steel plate was placed thereon, and the adhesive was hardened by pressing it so that the hollow iron balls were not crushed further. Further, electroless nickel plating was performed on the frame to produce a wafer frame.
フレームは外径４００ｍｍ、内径３５０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍであり、フレームの重量は約１２５ｇであった。実施例1と同方法により曲げ弾性率および曲げ強さを測定したところ、それぞれ、１２５ＧＰａ、５９０ＭＰａであった。また、嵩密度を測定したところ、コア材の嵩密度は１．６ｇ/ｃｍ３、フレームの嵩密度は３．３ｇ/ｃｍ３であった。 The frame had an outer diameter of 400 mm, an inner diameter of 350 mm, a thickness of 1.5 mm, and the weight of the frame was about 125 g. When the bending elastic modulus and bending strength were measured by the same method as in Example 1, they were 125 GPa and 590 MPa, respectively. When the bulk density was measured, the bulk density of the core material was 1.6 g / cm 3 and the bulk density of the frame was 3.3 g / cm 3 .
本発明に係るウェーハ用フレームの実施例３を図５〜６に基づいて説明する。
図５は、本発明のフレーム１の部分破断平面図である。図６は、図５のＸ−Ｘ断面図である。
FIG. 5 is a partially broken plan view of the
先ず、厚さ０．２５ｍｍの純チタンＪＩＳ２種を図５に示すフレーム形状に2枚切断し、その1枚の片面にコア材として発泡アルミニウム５を並べ、アウトガスが発生しない仕様のエポキシ系接着剤で固定するとともに、その内周辺部及び外周辺部を接着剤で押し固め、更にその上にもう一枚の純チタン薄板を載せ、均一に押し付け、接着剤の硬化処理を行い、ウェーハ用フレームを製造した。
First, two types of pure titanium JIS with a thickness of 0.25 mm are cut into a frame shape as shown in FIG. 5, and foamed
フレームは外径４００ｍｍ、内径３５０ｍｍ、厚さ２．３ｍｍであり、フレームの重量は約１０１ｇであった。曲げ弾性率および曲げ強さを測定したところ、それぞれ、３０ＧＰａ、１５５ＭＰａであった。また、嵩密度を測定したところ、コア材の嵩密度は０．４ｇ/ｃｍ３、フレームの嵩密度は２．７ｇ/ｃｍ３であった。 The frame had an outer diameter of 400 mm, an inner diameter of 350 mm, a thickness of 2.3 mm, and the weight of the frame was about 101 g. When the bending elastic modulus and bending strength were measured, they were 30 GPa and 155 MPa, respectively. When the bulk density was measured, the bulk density of the core material was 0.4 g / cm 3 , and the bulk density of the frame was 2.7 g / cm 3 .
実施例1、実施例2と同様にダイシング試験を行ったが、問題は全く認められなかった。 A dicing test was performed in the same manner as in Example 1 and Example 2, but no problem was found.
本発明に係るウェーハ用フレームの実施例４を図７〜８に基づいて説明する。
図７は、本発明のフレーム１の部分破断平面図である。図８は、図７のＸ−Ｘ断面図である。
FIG. 7 is a partially broken plan view of the
先ず、厚さ０．２ｍｍのステンレス鋼薄板を図７に示すフレーム形状に2枚切断し、その間に同じく図７のフレーム形状に切断した板厚１．０ｍｍのポリカーボネート樹脂をコア材として挟み込み、ホットメルト型接着剤で接着した(図８)。均一に押えながら接着剤の硬化処理を行った後、フレーム全体にニッケルめっきを施し、ウェーハ用フレームを製造した。 First, a thin stainless steel plate having a thickness of 0.2 mm is cut into two frame shapes as shown in FIG. 7, and a polycarbonate resin having a thickness of 1.0 mm, which is also cut into the frame shape shown in FIG. Bonded with a melt-type adhesive (FIG. 8). The adhesive was cured while being pressed uniformly, and then the entire frame was plated with nickel to produce a wafer frame.
フレームは外径４００ｍｍ、内径３５０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍであり、曲げ弾性率および曲げ強さを測定したところ、それぞれ、４０ＧＰａ、４００ＭＰａであった。また、嵩密度を測定したところ、コア材の嵩密度は１．２ｇ/ｃｍ３、フレームの嵩密度は３．０ｇ/ｃｍ３であり、フレームの重量は約１１５ｇであった。 The frame had an outer diameter of 400 mm, an inner diameter of 350 mm, and a thickness of 1.5 mm. When the bending elastic modulus and bending strength were measured, they were 40 GPa and 400 MPa, respectively. When the bulk density was measured, the bulk density of the core material was 1.2 g / cm 3 , the bulk density of the frame was 3.0 g / cm 3 , and the weight of the frame was about 115 g.
本発明に係るウェーハ用フレームの実施例５を実施例４と同様に図７〜８に基づいて説明する。本実施例では、コア材料としてアウトガスの発生が無く、しかも線膨張係数が低いポリカーボネート樹脂をマトリックスとし、ガラス繊維を体積分率で２０％含有させた樹脂材料を用いた。
先ず、厚さ０．２ｍｍのステンレス鋼薄板を図７に示すフレーム形状に2枚切断し、その間に同じく図７のフレーム形状に切断した板厚１．０ｍｍのガラスファイバーを２０％含有するポリカーボネート樹脂をコア材として挟み込み、ホットメルト型接着剤で接着した（図８）。均一に押えながら接着剤の硬化処理を行った後、フレーム全体にニッケルめっきを施し、ウェーハ用フレームを製造した。 First, a polycarbonate resin containing 20% of a glass fiber having a thickness of 1.0 mm, which is cut into two frame shapes shown in FIG. Was sandwiched as a core material and bonded with a hot melt adhesive (FIG. 8). The adhesive was cured while being pressed uniformly, and then the entire frame was plated with nickel to produce a wafer frame.
フレームは外径４００ｍｍ、内径３５０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍであり、曲げ弾性率および曲げ強さを測定したところ、それぞれ、１０２ＧＰａ、４５３ＭＰａであった。また、嵩密度を測定したところ、コア材の嵩密度は１．６ｇ/ｃｍ３、フレームの嵩密度は３．３ｇ/ｃｍ３であり、フレームの重量は約１２５ｇであった。ウェーハ用フレームとして十分使用できる嵩密度と剛性を有する値が得られた。 The frame had an outer diameter of 400 mm, an inner diameter of 350 mm, and a thickness of 1.5 mm. The bending elastic modulus and bending strength were measured and found to be 102 GPa and 453 MPa, respectively. When the bulk density was measured, the bulk density of the core material was 1.6 g / cm 3 , the bulk density of the frame was 3.3 g / cm 3 , and the weight of the frame was about 125 g. A value having a bulk density and rigidity sufficient for use as a wafer frame was obtained.
表１に実施例１〜５（発明例１〜５）の１２インチウェーハ用フレーム構造を比較例（従来材）と対比した結果を示す。
フレーム構造は、コア材、表裏面薄板材ともに鋼を使用した場合（発明例１、２）は、コア材に中空鉄球を使用して嵩密度を２．７ｇ/ｃｍ３以下とすることによりフレーム全体の嵩密度を比較例の４２％に低減できた。
Table 1 shows the results of comparing the 12-inch wafer frame structure of Examples 1 to 5 (Invention Examples 1 to 5) with the comparative example (conventional material).
When the frame structure uses steel for both the core material and the front and back thin plate materials (Invention Examples 1 and 2), by using a hollow iron ball for the core material, the bulk density is set to 2.7 g / cm 3 or less. The bulk density of the entire frame could be reduced to 42% of the comparative example.
コア材、表裏面薄板ともに軽金属材料とした場合（発明例３）はフレーム全体の嵩密度を比較例の３４％まで低減でき、更なる軽量化が図られることが判る。 When both the core material and the front and back thin plates are made of light metal material (Invention Example 3), it can be seen that the bulk density of the entire frame can be reduced to 34% of the comparative example, and further weight reduction can be achieved.
コア材に樹脂材料を使う場合（発明例４、５）は、曲げ強度確保の観点から表裏面薄板にステンレス鋼を使用する必要があるが、フレーム厚は１．５ｍｍに減厚できるとともに、フレーム全体の嵩密度も比較例の３８％まで低減でき、比較例（従来材）に比べて軽量化が図られることが判る。 When using a resin material for the core material (Invention Examples 4 and 5), it is necessary to use stainless steel for the front and back thin plates from the viewpoint of securing bending strength, but the frame thickness can be reduced to 1.5 mm and the frame It can be seen that the overall bulk density can also be reduced to 38% of the comparative example, and the weight can be reduced compared to the comparative example (conventional material).
従来例に係るウェーハ用フレームを図９〜１０に示す。 A wafer frame according to a conventional example is shown in FIGS.
図９は、従来例のフレーム１の平面図である。図１０は、図９のＸ−Ｘ断面図である。
板厚１．５ｍｍのＳＵＳ４２０ステンレス鋼製薄板材を図９に示すフレーム形状２に切断し、ウェーハのダイシング用あるいは搬送用フレームとした。
FIG. 9 is a plan view of a
A thin plate made of SUS420 stainless steel having a plate thickness of 1.5 mm was cut into a
フレームは外径４００ｍｍ、内径３５０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍであり、曲げ弾性率および曲げ強さを測定したところ、それぞれ、２０４ＧＰａ、５６０ＭＰａであった。また、嵩密度を測定したところ７．８ｇ/ｃｍ３であり、フレームの重量は約３００ｇであった。 The frame had an outer diameter of 400 mm, an inner diameter of 350 mm, and a thickness of 1.5 mm. When the bending elastic modulus and bending strength were measured, they were 204 GPa and 560 MPa, respectively. Further, the bulk density was measured and found to be 7.8 g / cm 3 and the weight of the frame was about 300 g.
１ フレーム
２ 金属製薄板
３ コア材
４ 樹脂製枠
５ 発泡金属
６ 樹脂板
２２ 位置決め用ノッチ
３０ ダィアモンドブレード
３１ ダイシングフィルム
３２ フレーム
Ｄ ダイ
Ｗ 半導体ウェーハ
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