(57)【要約】【課題】  強度を維持しつつ軽量化、作業性、利便性を向上させることができ、半導体への悪影響を防止するとともに、半導体ウェハやその加工工程等に関する情報量の増大に対応することのできる半導体ウェハのダイシング用フレームを提供する。【解決手段】  中空部Ｄを覆うようにフレーム裏面に取り付けたダイシングフィルム上に半導体ウェハを保持可能とする機能を有する中空状の樹脂製のダイシング用フレーム１において、フレームをコア層４と表面層３の複層構造とし、コア層を強度が高く弾性に富んだ樹脂により成型するとともに、表面層を耐磨耗性、帯電防止性、クリーン性に富んだ素材により構成する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空部を覆うようにフレーム裏面に取り付けたダイシングフィルム上に半導体ウェハを保持可能とする機能を有する中空状の樹脂製のダイシング用フレームにおいて、フレームをコア層と表面層の複層構造とし、コア層を強度が高く弾性に富んだ樹脂により成型するとともに、表面層を耐磨耗性、帯電防止性、クリーン性に富んだ素材により構成したことを特徴とする半導体ウェハのダイシング用フレーム。
【請求項２】
コア層の曲げ強度は２００Ｍｐａ以上、曲げ弾性率は３５ＧＰａ以上である請求項１記載の半導体ウェハのダイシング用フレーム。
【請求項３】
表面層の表面抵抗率は１０7 〜１０11Ωの範囲内である請求項または２記載の半導体ウェハのダイシング用フレーム。
【請求項４】
コア層は熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂に強度、高弾性を増強するフィラーを含有したものである請求項１から３のいずれかに記載の半導体ウェハのダイシング用フレーム。
【請求項５】
コア層に使用する熱可塑性樹脂はポリフェニレンスルファイド、ナイロン、液晶ポリマーから選ばれる請求項４記載の半導体ウェハのダイシング用フレーム。
【請求項６】
コア層に使用する熱硬化性樹脂は熱硬化性フェノール、エポキシ樹脂から選ばれる請求項４記載の半導体ウェハのダイシング用フレーム。
【請求項７】
強度、高弾性を増強するフィラーはカーボンファイバー、グラスファイバー、チタン酸カリウム、アルミ硼酸ウィスカー又はこれらのいずれかの組み合わせから選ばれる請求項４から６のいずれかに記載の半導体ウェハのダイシング用フレーム。
【請求項８】
表面層は成型樹脂からなる請求項１から７のいずれかに記載の半導体ウェハのダイシング用フレーム。
【請求項９】
成型樹脂からなる表面層は耐摩耗性、流動性に優れた結晶性樹脂に帯電防止材質であるイオン導電性高分子ポリマーを含有したものである請求項８記載の半導体ウェハのダイシング用フレーム。
【請求項１０】
表面層に使用する結晶性樹脂はナイロン、ポリアセタール、液晶ポリマーから選ばれる請求項９記載の半導体ウェハのダイシング用フレーム。
【請求項１１】
コア層の厚さは１．５〜２．０ｍｍの範囲内である請求項８から１０のいずれかに記載の半導体ウェハのダイシング用フレーム。
【請求項１２】
表面層の厚さは０．２５〜０．５ｍｍの範囲内である請求項８から１０のいずれかに記載の半導体ウェハのダイシング用フレーム。
【請求項１３】
表面層は塗膜により形成される請求項１から７のいずれかに記載の半導体ウェハのダイシング用フレーム。
【請求項１４】
塗膜により形成される表面層は高硬度性、耐摩耗性、クリーン性に優れ帯電防止性を有するＵＶ硬化型、二液硬化型、シリコーン系、アクリル系から選ばれる塗料により形成される請求項１３記載の半導体ウェハのダイシング用フレーム。
【請求項１５】
コア層の厚さは２．４〜２．５ｍｍの範囲内である請求項１３又は１４記載の半導体ウェハのダイシング用フレーム。
【請求項１６】
表面層の厚さは１０〜５０μｍの範囲内である請求項１３から１５記載のいずれかに記載の半導体ウェハのダイシング用フレーム。
【請求項１７】
中空部を覆うようにフレーム裏面に取り付けたダイシングフィルム上に半導体ウェハを保持可能とする機能を有する中空状の樹脂製のダイシング用フレームを製造するにあたり、フレームを強度が高く弾性に富んだ樹脂によるコア層と、耐磨耗性、帯電防止性、クリーン性に富んだ樹脂による表面層の複層構造とするために、成型したコア層を金型内にインサートし、この金型内に表面層を構成する樹脂を注入することにより射出成型することを特徴とする半導体ウェハのダイシング用フレームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウェハのダイシング作業、製造工程搬送、製造工場間搬送やエキスパンド作業等に使用される半導体ウェハのダイシング用フレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
ドーナツ型の中空形状からなり、フレーム裏面に中空部を覆うようにダイシングフィルムを取り付け、中空部に位置するダイシングフィルム上に半導体ウェハを粘着保持するダイシング用フレームが公知である（特許文献１、２）。
【０００３】
前記のダイシング用フレームは樹脂やステンレスにより構成され、表面の一部に半導体ウェハやその加工工程に関する情報管理用の情報媒体部材が貼着されており、複数枚を一組として半導体ウェハ用の収納容器に整列収納される。
【０００４】
ダイシングフィルムは柔軟で可撓性に富んだ樹脂によりダイシング用フレームを覆う大きさに構成されるもので、粘着剤を一面に積層し、その粘着剤によりダイシング用フレームの裏面に張られてドーナツ型の中空部を閉塞する。前記のダイシングフィルムは使用した後に粘着剤がフレームに残存しないようフレームとともにＵＶ照射され剥離される。
【０００５】
以上の結果、ダイシング用フレームの中空部には中空部内縁と張られたダイシングフィルムにより囲まれる空間が生じ、半導体ウェハをダイシングフィルム上に粘着保持することにより上記空間内に半導体ウェハが収容されることとなる。
【０００６】
ダイシングフィルム上に粘着保持された半導体ウェハは砥粒を用いたブレードやレーザーにより複数のチップにダイシングされた後、ダイシングフィルムを含む全体がＵＶ照射され、エキスパンド装置により上方から圧接されてダイシングフィルムが径方向に延伸されることにより、相互に接触しないよう複数のチップ同士の間が拡大され、その後チップは半導体ウェハからを個々にピックアップされて搬送され、パッケージの組み立てや基板の実装等の作業が行われる。
【０００７】
前記の半導体ウェハやその加工工程に関する情報管理用の情報媒体に関しては、従来バーコードタグが貼付されていた。しかしながら、近年、半導体ウェハが口径２００ｍｍから３００ｍｍ、４５０ｍｍに大口径化して管理すべき情報量が増大していることに伴い、情報量に乏しいバーコードでは情報量の増大に対応することができないという問題があり、情報量が豊富なＲＦＩＤシステムのＲＦタグを使用することが望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平４−６７３４４号公報
【特許文献２】特開２００７−４８８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記したダイシング作業、製造工程搬送、製造工場間搬送やエキスパンド作業等を考慮した場合、ダイシング用フレームには一定の強度が要求される。
【００１０】
強度の確保に関してはダイシング用フレームをステンレスで構成することにより実現できるが、ステンレス製とした場合、第一に、重量がある（例えば口径３００ｍｍのもので約３００ｇ）ので、作業性や利便性に欠けるという問題を生じる。  
【００１１】
第二に、加工工程に関する情報管理の情報量の増大に伴い、情報量が豊富なＲＦＩＤシステムのＲＦタグを使用することを想定した場合、金属製であることから渦電流の発生等によりダイシング用フレームが高周波無線信号を用いた無線通信に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００１２】
前記したダイシング用フレームの重量と無線通信への影響の問題はフレームを樹脂で構成すれば解消するが( 例えば特許文献１）、樹脂の場合、強度、曲げ弾性が低いために高弾性用フィラーを充填した高弾性樹脂を用いる必要があった。しかしながら、そうした場合、摩耗によりそれらのフィラー類の異物脱落等が発生し、クリーン性が損なわれ、半導体への異物付着等の不良原因となる問題があった。
【００１３】
また、元来樹脂には帯電防止性能がないため、カーボン系、金属系の導電性フィラーの付加またはイオン導電性高分子ポリマーを付加することにより導電性及び帯電防止性を与える必要があった。しかしながら、そうした場合、カーボン系、金属系フィラーは摩耗により導電異物脱落を引き起こし、やはりクリーン性を大きく損なうこととなり、また、高分子系は必要な帯電防止レベルにすると、強度、高弾性が低下してしまう問題があった。
【００１４】
以上のように、従来技術の樹脂製のダイシング用フレームは強度、高弾性を保ててもカーボン系、金属系導電性フィラーの付加や高弾性用フィラーの高充填によりクリーン性を損なうとともに帯電防止性能が低い問題があった。
【００１５】
前記の場合、カーボン等の金属を練り込んで帯電防止を行うことができるが、そうした場合は摩耗による導電性異物脱落によりクリーン性が損なわれ、異物付着等の不良原因となった。また、ブリードアウトガスの発生により半導体ウェハ上の配線金属の腐食の原因となった。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本願発明は以上の従来技術の樹脂製のダイシング用フレームの問題点に鑑みて創作されたものであり、ダイシング用フレームの強度を維持しつつ軽量化、作業性、利便性を向上させることができ、前記の半導体への悪影響を防止するとともに、半導体ウェハやその加工工程等に関する情報量の増大に対応することのできる半導体ウェハのダイシング用フレームを提供することを目的としている。
【００１７】
以上の目的を達成するための本願発明の半導体ウェハのダイシング用フレームは、中空部を覆うようにフレーム裏面に取り付けたダイシングフィルム上に半導体ウェハを保持可能とする機能を有する中空状の樹脂製のダイシング用フレームにおいて、フレームをコア層と表面層の複層構造とし、コア層を強度が高く弾性に富んだ樹脂により成型するとともに、表面層を耐磨耗性、帯電防止性、クリーン性に富んだ素材により構成したことを特徴とする。
【００１８】
すなわち、本願発明の半導体ウェハのダイシング用フレームは、強度、帯電防止性、耐磨耗性、クリーン性などいくつもの高い物性や性能を求められる役割を１つの材料で実現することが難しいことに鑑み、それらを２つの材質に振り分け、フレームをコア層と表面層の複層構造とした点に特徴を有する。複層構造はコア層と表面層の２層をそれぞれ成型することにより得てもよいし、成型により得たコア層に対し塗装により表面層を得てもよい。    
【００１９】
請求項２記載の発明においては前記の半導体ウェハのダイシング用フレームにおいて、コア層の曲げ強度を２００Ｍｐａ以上、曲げ弾性率を３５ＧＰａ以上としている。
【００２０】
請求項３記載の発明においては前記の半導体ウェハのダイシング用フレームにおいて、表面層の表面抵抗率を１０7 〜１０11Ωの範囲内としている。
【００２１】
請求項４記載の発明においては前記の半導体ウェハのダイシング用フレームにおいて、コア層を熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂に強度、高弾性を増強するフィラーを含有したものとしている。
【００２２】
請求項５記載の発明においては前記の半導体ウェハのダイシング用フレームにおいて、コア層に使用する熱可塑性樹脂をポリフェニレンスルファイド、ナイロン、液晶ポリマーから選ばれるものとしている。
【００２３】
請求項６記載の発明においては前記の半導体ウェハのダイシング用フレームにおいて、コア層に使用する熱硬化性樹脂を熱硬化性フェノール、エポキシ樹脂から選ばれるものとしている。
【００２４】
請求項７記載の発明においては前記の半導体ウェハのダイシング用フレームにおいて、強度、高弾性を増強するフィラーをカーボンファイバー、グラスファイバー、チタン酸カリウム、アルミ硼酸ウィスカー又はこれらのいずれかの組み合わせから選ばれるものとしている。
【００２５】
請求項８記載の発明においては前記の半導体ウェハのダイシング用フレームにおいて、表面層を成型樹脂からなるものとしている。
【００２６】
請求項９記載の発明においては前記の半導体ウェハのダイシング用フレームにおいて、成型樹脂からなる表面層を耐摩耗性、流動性に優れた結晶性樹脂に帯電防止材質であるイオン導電性高分子ポリマーを含有したものとしている。
【００２７】
請求項１０記載の発明においては前記の半導体ウェハのダイシング用フレームにおいて、表面層に使用する結晶性樹脂をナイロン、ポリアセタール、液晶ポリマーから選ばれるものとしている。
【００２８】
請求項１１記載の発明においては前記の半導体ウェハのダイシング用フレームにおいて、コア層の厚さを１．５〜２．０ｍｍの範囲内としている。
【００２９】
請求項１２記載の発明においては前記の半導体ウェハのダイシング用フレームにおいて、表面層の厚さを０．２５〜０．５ｍｍの範囲内としている。
【００３０】
請求項１３記載の発明においては前記の半導体ウェハのダイシング用フレームにおいて、表面層を塗膜により形成されるものとしている。
【００３１】
請求項１４記載の発明においては前記の半導体ウェハのダイシング用フレームにおいて、塗膜により形成される表面層を高硬度性、耐摩耗性、クリーン性に優れ帯電防止性を有するＵＶ硬化型、二液硬化型、シリコーン系、アクリル系から選ばれる塗料により形成されるものとしている。
【００３２】
請求項１５記載の発明においては前記の半導体ウェハのダイシング用フレームにおいて、コア層の厚さを２．４〜２．５ｍｍの範囲内としている。
【００３３】
請求項１６記載の発明においては前記の半導体ウェハのダイシング用フレームにおいて、表面層の厚さを１０〜５０μｍの範囲内としている。
【００３４】
請求項１７記載の半導体ウェハのダイシング用フレームの製造方法は、中空部を覆うようにフレーム裏面に取り付けたダイシングフィルム上に半導体ウェハを保持可能とする機能を有する中空状の樹脂製のダイシング用フレームを製造するにあたり、フレームを強度が高く弾性に富んだ樹脂によるコア層と、耐磨耗性、帯電防止性、クリーン性に富んだ樹脂による表面層の複層構造とするために、成型したコア層を金型内にインサートし、この金型内に表面層を構成する樹脂を注入することにより射出成型することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
以上の構成からなる本願発明によれば、ダイシング用フレームをコア層と表面層の複層構造とし、先ずコア層を強度が高く弾性に富んだ樹脂により成型することにより高い強度を保ちながら軽量化を図ることができ、これを通じて作業性や利便性を向上させることができる。
【００３６】
前記の場合、コア層の曲げ強度は２００Ｍｐａ以上、曲げ弾性率を３５ＧＰａ以上とすれば、例え樹脂を使用しても、フレームの強度低下を招くことがなく、しかも、フレームを３ｍｍ以下と薄くして既存の機器や装置をそのまま利用することが可能になる。
【００３７】
一方、表面層を耐磨耗性、帯電防止性、クリーン性に富んだ素材により構成することにより半導体への異物付着等が防止される。
【００３８】
前記の場合、表面層を耐摩耗性、流動性に優れた結晶性樹脂に帯電防止材質であるイオン導電性高分子ポリマーを含有した成型樹脂とすれば、高強度を保ちつつ帯電防止性、クリーン性、導電性異物やブリードアウトガスの発生を防止することができる。
【００３９】
表面層を成型樹脂により形成する場合は、成型したコア層を金型内にインサートし、この金型内に表面層を構成する樹脂を注入することにより射出成型すればダイシング用フレームの製造が容易になる効果を得られる。
【００４０】
また、表面層を成型樹脂でなく塗膜により形成する場合もダイシング用フレームの製造が容易になる効果を得られる。
【００４１】
以上のように本願発明のダイシング用フレームは充分な強度保ちつつ、フレームを金属製ではなく樹脂製とできるので、ＲＦＩＤシステムのＲＦタグを使用しても、ＲＦタグの通信特性にフレームが悪影響を及ぼすことがなく、無線通信に誤作動等の支障を来たすおそれを有効に排除することが可能になる。
【００４２】
また、フレームにＲＦタグを一体的に装着できるので、情報システムの簡素化が図ることができ、しかも、情報の問い合わせが不要なので、レスポンスが早くなるとともに、情報を分散処理できるので、システムの拡張や変更に柔軟に対応することが可能になる。
【００４３】
さらに、フレームが金属製の場合には、フレームにＲＦタグ用の収納穴を後から時間をかけて切削加工せざるを得ないが、フレームの成形時に収納穴を簡単に一体形成することができるので、生産性の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本願発明のダイシング用フレームの平面図。
【図２】同上使用状態を示す平面図。
【図３】同上断面図。
【図４】本願発明のダイシング用フレームに付したＲＦタグの使用状態を示すブロック図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本願発明のダイシング用フレームの具体的実施例を添付図面に基づいて説明する。図中符号１は本願発明のダイシング用フレームである。このダイシング用フレーム１は中空部Ｄを有するドーナツ状の公知の形状からなるものであり、フレーム裏面に取り付けたダイシングフィルム６上に半導体ウェハ５を保持可能とする機能を有する。このダイシング用フレーム１は後記する所定の材料により、ここではパターン描画された口径３００ｍｍの半導体ウェハ５よりも大きい厚さ２〜３ｍｍのドーナツ状に形成され、外周面の前後左右が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並べて切り欠かれる。
【００４６】
図中符号６は前記のダイシング用フレーム１の裏面に張られるダイシングフィルムである。このダイシングフィルム６は柔軟で可撓性に富んだ樹脂によりダイシング用フレームを覆う大きさに構成されるもので、例えば５０〜２００μｍの厚さでテープ化され、粘着剤がダイに付着するのを規制するエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）等からなるポリオレフィン系フィルムと、このポリオレフィン系フィルムの表面に１０〜５０μｍの厚さに塗布されて半導体ウェハを粘着するアクリル系粘着剤とを備えた薄い平面円板状に形成されて、その粘着剤によりダイシング用フレームの裏面に張られてドーナツ型の中空部Ｄを閉塞する。ダイシング用フレーム１の裏面の被接着領域は、そのままでも良いが、ほぼスパイク状の凹凸に粗してダイシングフィルムとの接着強度を向上させることもできる。前記のダイシングフィルム１は使用した後に粘着剤がフレームに残存しないようフレームとともにＵＶ照射され剥離される
【００４７】
以上の結果、ダイシング用フレーム１の中空部Ｄには中空部内縁と張られたダイシングフィルム６により囲まれる空間が生じ、半導体ウェハ５をダイシングフィルム上に粘着保持することにより上記空間内に半導体ウェハが収容されることとなる。
【００４８】
ダイシングフィルム６上に粘着保持された半導体ウェハ５は砥粒を用いたブレードやレーザーにより複数のチップにダイシングされた後、ダイシングフィルムを含む全体がＵＶ照射され、エキスパンド装置により上方から圧接されてダイシングフィルムが径方向に延伸されることにより、相互に接触しないよう複数のチップ同士の間が拡大され、その後チップは半導体ウェハからを個々にピックアップされて搬送され、パッケージの組み立てや基板の実装等の作業が行われる。
【００４９】
本願発明のダイシング用フレーム１はフレームをコア層４と表面層３の複層構造とした点に特徴を有する。
【００５０】
コア層４は強度が高く弾性に富んだ樹脂により成型することによりダイシング用フレームに強度を与えるものであり、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂に強度、高弾性を増強するフィラーを含有したものである。その混合量は５０〜７５重量％の範囲とする。熱可塑性樹脂は例えば流動性、寸法安定性、低摩耗性、精密成形に優れるポリフェニレンスルファイド、ナイロン、液晶ポリマーから選ばれ、熱硬化性樹脂は熱硬化性フェノール、エポキシ樹脂から選ばれる。また、強度、高弾性を増強するフィラーはカーボンファイバー、グラスファイバー、チタン酸カリウム、アルミ硼酸ウィスカー又はこれらのいずれかの組み合わせから選ばれる。
【００５１】
表面層３は耐磨耗性、帯電防止性、クリーン性に富んだ素材により構成されるものであり、成型樹脂により形成する他、塗膜によって形成してもよい。表面層の表面抵抗率は１０7 〜１０11Ωの範囲内としている。
【００５２】
表面層３を成型樹脂により形成する場合には、耐摩耗性、流動性に優れた結晶性樹脂に帯電防止、クリーン性、導電性異物、腐食性ガスの発生のないイオン導電性高分子ポリマーを含有する。結晶性樹脂はナイロン、ポリアセタール、液晶ポリマーから選ばれる。この場合、コア層の厚さは１．５〜２．０ｍｍの範囲内、表面層の厚さは０．２５〜０．５ｍｍの範囲内としている。
【００５３】
表面層３を成型樹脂により形成する場合、成型したコア層４を金型内にインサートし、この金型内に表面層を構成する樹脂を注入することにより射出成型すれば製造が容易になる効果を得られる。
【００５４】
表面層３を塗膜により形成する場合には、高硬度性、耐摩耗性、クリーン性に優れ帯電防止性を有するＵＶ硬化型、二液硬化型、シリコーン系、アクリル系から選ばれる塗料により形成する。この場合、コア層の厚さは２．４〜２．５ｍｍの範囲内、表面層の厚さは１０〜５０μｍの範囲内としている。
【００５５】
以上のダイシング用フレームのコア層の曲げ強度は、ＡＳＴＭ  Ｄ７９０における曲げ弾性率を３５ＧＰａ以上とし、かつＡＳＴＭ  Ｄ７９０における曲げ強度を２００ＭＰａ以上とする。こうした場合には例え樹脂を使用しても、フレームの強度低下を招くことが全くなく、しかも、フレームを３ｍｍ以下と薄くして既存の機器や装置をそのまま利用することが可能になる。一方、フレームの曲げ弾性率や曲げ強度が上記範囲から外れた場合には、フレームの強度が低下したり、フレームが容易に破損してしまうおそれがある。
【００５６】
図中符号２はＲＦＩＤシステムのＲＦタグであり、フレームの表面後部に凹み成形された左右横方向に伸びる収納穴に装着される。
【００５７】
図４は本願発明のダイシング用フレームに付したＲＦタグの使用状態を示すブロック図であり、図中符号２はＲＦタグ、７はそのＩＣチップ、９はアンテナ、１０はリーダーライター、１１はデータ処理用のパソコンを指す。
【００５８】
本願発明のダイシング用フレームは金属製でなく樹脂製なので、ＲＦＩＤシステムのＲＦタグを使用しても、ＲＦタグの通信特性にフレームが悪影響を及ぼすことがなく、無線通信に誤動作等の支障を来たすおそれを排除することが可能になる。
【００５９】
また、フレームに、ＲF ＩD システムのＲＦタグを一体的に装着するので、情報システム
の簡素化を図ることができる。
【００６０】
なお、以上の記実施形態ではフレームの表面後部に収納穴を凹み成形したが、何らこれに限定されるものではない。例えば、フレームの側部の少なくとも一部分に、収納穴を形成してもよい。また、フレームの表裏面のいずれかに収納穴を凹み成形することなく、ＲＦタグを直接取り付けてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１          ダイシング用フレーム
２          ＲＦタグ
３          表面層
４          コア層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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