(57)【要約】【課題】粘着シートに貼付されたウェーハに対し、良好なダイシングを行うことができる安価なダイシング装置及びダイシング方法を提供すること。【解決手段】ダイシング装置１０の研削水ノズル１４、１５の近傍に、研削水に０℃以下の気体を供給して研削水を冷却する超低温冷却装置２０を設け、冷却された研削水で粘着シートＳのシート材及び粘着材を冷却硬化させることによりブレード１２の目詰まりを防止するようにした。  また、超低温冷却装置２０には圧縮気体を冷気と熱気とに分離する冷却気体発生器を用い、ダイシング設備の高騰化を抑制した。【選択図】      図１
2005209884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するブレードでワークに溝加工を施すダイシング装置において、
前記ブレードの近傍に設けられ、前記ワークに研削水を供給する研削水ノズルと、
該研削水ノズルの近傍に設けられ、前記研削水に０℃以下の気体を供給して前記研削水を冷却する超低温冷却装置とを有していることを特徴とするダイシング装置。
【請求項２】
前記超低温冷却装置は、
供給された圧縮気体を高速回転させる回転室と、熱気吐出口と、冷気吐出口と、前記回転室と熱気吐出口とを連結する本体チューブと、前記熱気吐出口近傍に設けられた流量調整弁とを有し、
前記回転室で高速回転された気体の渦流、圧縮、膨張、及び圧力差を利用して前記圧縮気体を冷気と熱気とに分離し、前記流量調整弁を介して前記熱気吐出口から熱気を吐出するとともに前記冷気吐出口から冷気を吐出する冷却気体発生器であることを特徴とする、請求項１に記載のダイシング装置。
【請求項３】
回転するブレードでワークに溝加工を施すダイシング方法において、
研削水に０℃以下の気体を混合して該研削水を冷却し、
前記冷却された研削水を前記ワークに供給しながら前記ワークを加工することを特徴とするダイシング方法。
【請求項４】
前記研削水に混合される０℃以下の気体は、供給された圧縮気体を高速回転させる回転室と、熱気吐出口と、冷気吐出口と、前記回転室と熱気吐出口とを連結する本体チューブと、前記熱気吐出口近傍に設けられた流量調整弁とを有し、前記回転室で高速回転された気体の渦流、圧縮、膨張、及び圧力差を利用して前記圧縮気体を冷気と熱気とに分離し、前記流量調整弁を介して前記熱気吐出口から熱気を吐出するとともに前記冷気吐出口から冷気を吐出する冷却気体発生器によって発生された冷気であることを特徴とする、請求項３に記載のダイシング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はダイシング装置及びダイシング方法に関し、特に半導体装置や電子部品等のウェーハで粘着シートを介してフレームに貼着されたウェーハを個々のチップに分割するダイシング装置及びダイシング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程等において、表面に半導体装置や電子部品等が形成されたウェーハは、プロービング工程で電気試験が行われた後、ダイシング工程で個々のチップ（ダイ、又はペレットとも言われる）に分割され、次に個々のチップはダイボンディング工程で部品基台にダイボンディングされる。ダイボンディングされた後はワイヤボンディングされ、ワイヤボンディングされた後は、樹脂モールドされて、半導体装置や電子部品等の完成品となる。
【０００３】
プロービング工程の後ウェーハは、図３に示すように、片面に粘着層が形成された厚さ１００μｍ程度の粘着シート（ダイシングシート又はダイシングテープとも呼ばれる）Ｓに裏面を貼り付けられ、剛性のあるリング状のフレームＦにマウントされる。ウェーハＷはこの状態でダイシング工程内、ダイシング工程ダイボンディング工程間、及びダイボンディング工程内を搬送される。
【０００４】
ダイシング工程では、ダイシングブレードと呼ばれる薄型砥石でウェーハＷのストリートＫに研削溝を入れてウェーハをカットするダイシング装置が用いられている。ダイシングブレードは、微細なダイヤモンド砥粒をＮｉで電着したもので、厚さ１０μｍ〜３０μｍ程度の極薄のものが用いられる。
【０００５】
このダイシングブレードを３０，０００〜６０，０００ｒｐｍで高速回転させてウェーハＷに切込み、ウェーハＷを完全切断（フルカット）する。このときウェーハＷの裏面に貼られた粘着シートＳは、表面から１０μｍ程度しか切り込まれていないので、ウェーハＷは個々のチップＴに切断されてはいるものの、個々のチップＴがバラバラにはならず、チップＴ同士の配列が崩れていないので全体としてウェーハ状態が保たれている。
【０００６】
しかし、このダイシングブレードによる研削加工の場合、ウェーハＷが高脆性材料であるため脆性モード加工となり、ウェーハＷの表面や裏面にチッピングが生じ易く、このチッピングが分割されたチップＴの性能を低下させる要因になっていた。特に、粘着シートＳには樹脂材料が使用されているため、この樹脂材料や粘着材がダイシングブレードの先端に付着して目詰まりを起こし、切れ味が低下して大きなチッピングが誘起され研削性能が損なわれるという問題があった。
【０００７】
一方、ダイシングブレードの一般的な機能向上を図るために、ダイシングブレードの表裏両面に複数の溝を放射状に形成し、加工部への切削水の供給と切粉の排除の改善を狙ったダイシングブレードが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
また、ダイシング装置に恒温水製造装置を併設し、研削加工時に恒温水製造装置で所定温度に設定した研削水を供給してダイシングする方法も行われている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平６−１８８３０８号公報
【特許文献２】実開平１−１４８２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述の樹脂材料や粘着材がダイシングブレードの先端に付着して目詰まりを起こす現象は、ウェーハがある程度厚い場合にはウェーハの大部分を構成するＳｉが高脆性材料であるためブレード先端の付着物がこのＳｉの研削中にほとんど取り除かれるので、ブレードの目詰まりは緩慢に進行するのみであった。
【００１０】
しかし、近年スマートカードや薄型ＩＣカードに組込まれる極薄のＩＣチップが要求されるようになってきた。この極薄のＩＣチップを製造するウェーハも３０μｍ〜１００μｍと極度に薄いものになってきた。
【００１１】
従って、ブレード先端の付着物がウェーハ研削中に取り除かれ難くなり、ブレードの目詰まりが顕著に現れるようになってきた。また、このような極薄のウェーハの場合、裏面にチッピングが発生しやすく、裏面チッピング対策も重要になってきた。
【００１２】
このように、極薄のウェーハの場合は通常の厚さのウェーハに比べて粘着シート材料によるダイシングブレードの目詰まりや、裏面チッピングがより生じやすく、前出の特許文献１に記載されたダイシングブレードを用いても良好なダイシングを行うことができなかった。
【００１３】
また、前出の特許文献２に記載された恒温水製造装置を用いる方法の場合、設定温度を低温にすれば、粘着シートを構成する樹脂材料や粘着材が冷却硬化されるため良好なダイシングを行うことができるが、ダイシング装置に高価な恒温水製造装置を併設させなければならず、ダイシング設備が高騰化するという問題があった。
【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、粘着シートに貼付されたウェーハに対し、良好なダイシングを行うことができる安価なダイシング装置及びダイシング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は前記目的を達成するために、回転するブレードでワークに溝加工を施すダイシング装置において、前記ブレードの近傍に設けられ、前記ワークに研削水を供給する研削水ノズルと、該研削水ノズルの近傍に設けられ、前記研削水に０℃以下の気体を供給して前記研削水を冷却する超低温冷却装置とを有していることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、回転するブレードでワークに溝加工を施すダイシング方法において、研削水に０℃以下の気体を混合して該研削水を冷却し、前記冷却された研削水を前記ワークに供給しながら前記ワークを加工することを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、０℃以下の気体によって冷却された研削水を用いるので、被加工物が冷却され、ワークが粘着シートに貼付されたウェーハであっても粘着シートのシート材や粘着剤がブレードに付着せず、良好なダイシングを行うことができる。
【００１８】
また、本発明は、前記超低温冷却装置は、供給された圧縮気体を高速回転させる回転室と、熱気吐出口と、冷気吐出口と、前記回転室と熱気吐出口とを連結する本体チューブと、前記熱気吐出口近傍に設けられた流量調整弁とを有し、前記回転室で高速回転された気体の渦流、圧縮、膨張、及び圧力差を利用して前記圧縮気体を冷気と熱気とに分離し、前記流量調整弁を介して前記熱気吐出口から熱気を吐出するとともに前記冷気吐出口から冷気を吐出する冷却気体発生器であることを付加的要件としている。
【００１９】
また、前記研削水に混合される０℃以下の気体は、供給された圧縮気体を高速回転させる回転室と、熱気吐出口と、冷気吐出口と、前記回転室と熱気吐出口とを連結する本体チューブと、前記熱気吐出口近傍に設けられた流量調整弁とを有し、前記回転室で高速回転された気体の渦流、圧縮、膨張、及び圧力差を利用して前記圧縮気体を冷気と熱気とに分離し、前記流量調整弁を介して前記熱気吐出口から熱気を吐出するとともに前記冷気吐出口から冷気を吐出する冷却気体発生器によって発生された冷気であることを付加的要件としている。
【００２０】
これによれば、供給された圧縮気体を冷気と熱気とに分離する冷却気体発生器を用いて０℃以下の気体を発生させているので、安価な装置で研削水を冷却することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明のダイシング装置及びダイシング方法によれば、、ワークが粘着シートに貼付されたウェーハであっても、粘着シート切断によるダイシングブレードの目詰まりとウェーハ裏面チッピングの抑制効果が大きく、良好なダイシングを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下添付図面に従って本発明に係るダイシング装置及びダイシング方法の好ましい実施の形態について詳説する。尚、各図において同一部材には同一の番号または記号を付している。
【００２３】
図１は、ダイシング装置の加工部を示す斜視図である。加工部ではダイシングブレード（ブレード）１２がスピンドル１１の先端に取り付けられ、高速で回転される。ダイシングブレード１２はまた、前方と下方とが開口されたフランジカバー１３で覆われている。
【００２４】
フランジカバー１３にはダイシングブレード１２の先端に研削水を供給する研削水ノズル１４と、ダイシングブレード１２を挟んでダイシングブレード１２及ワークであるウェーハＷに研削水を供給する一対の研削水ノズル１５とが設けられている。
【００２５】
研削水ノズル１４は継手１６を介して研削水供給チューブ１６Ａで研削水供給装置３０に接続され、一対の研削水ノズル１５は継手１７を介して研削水供給チューブ１７Ａで研削水供給装置３０に接続されている。
【００２６】
研削水には超純水、又は超純水にＣО2 をバブリングして比抵抗を１ＭΩ以下に下げたものが用いられている。比抵抗を低下させるのは、超純水噴射により生じる静電気によって機能素子が破壊されるのを防止するためで、そのような機能素子が形成されたウェーハＷをダイシングする場合に用いられる。
【００２７】
継手１６、及び継手１７には夫々超低温冷却装置である冷却気体発生器２０が取り付けられ、各冷却気体発生器２０は圧縮空気供給装置であるコンプレッサ４０に接続されている。冷却気体発生器２０からは超低温の冷気が発生され、この超低温の冷気を研削水に混入させることによって研削水を冷却する。
【００２８】
なお、図１においては、粘着シートＳ及びフレームＦの記載が省略されている。
【００２９】
図２は、冷却気体発生器２０を説明する概念図である。冷却気体発生器２０はボルテックス効果を利用して圧縮気体である高圧空気Ａを熱気ＨＡと冷気ＣＡとに分離し、冷気ＣＡを発生させるもので、高圧空気Ａの取り入れ口である供給口２１、供給された高圧空気Ａを高速回転させて渦流を発生させる回転室２２、冷気ＣＡを吐出する冷気吐出口２３、熱気ＨＡを吐出する熱気吐出口２４、回転室２２と熱気吐出口２４とを連結する本体チューブ２５、及び熱気吐出口２４の近傍に設けられた流量調整弁２６等からなっている。
【００３０】
この冷却気体発生器２０の作用を説明する。先ず、コンプレッサ４０から高圧空気Ａ（図の白矢印）が供給口２１から供給される。供給された高圧空気Ａは、回転室２２で高速回転されて接線方向に音速で吐出され、膨張するとともに高速回転し渦流となって本体チューブ２５内を熱気吐出口２４に向かって（図のハッチング矢印の方向）移動する。
【００３１】
この渦流には大きな遠心力が働いて圧力、密度が急上昇し、抵抗を増加して温度が上昇する。この時渦流の外側ほど周速が大で、また温度も高く、渦流の中心部との間に大きな圧力差が生じる。この温度上昇した渦流は流量調整弁２６のオリフィスを通り、熱気ＨＡ（図のハッチング矢印）として熱気吐出口２４から外部に放出される。
【００３２】
一方、放出されない残留空気は本体チューブ２５の中心へ押し戻され、渦流の遠心力によって形成された中心部の空洞内を外側の渦流と同方向に回転しながら冷気吐出口２３の方向に流れる。この中心部の第２の渦流は膨張しながら減速による制動作用のため外側の渦流に対して仕事を行うので、外側では温度が上がり、中心部の第２の渦流は低温になり、冷気ＣＡ（図の黒矢印）となって冷気吐出口２３から吐出される。
【００３３】
また、外側の渦流に供給された熱量と中心部の第２の渦流から持ち去られた熱量とは常に等しいので、流量調整弁２６を調整して熱気ＨＡとして排出する熱量を多くすることにより、冷気ＣＡの量は少なくなると共に温度低下は大になる。
【００３４】
このようにして、冷却気体発生器２０の本体チューブ２５内では相反する方向に移動する二つの明確な渦流が存在し、供給された高圧空気Ａは冷気ＣＡと熱気ＨＡとに分離される。
【００３５】
この冷却気体発生器２０によれば、＋２０℃、０．７ＭＰa の高圧空気Ａを供給した時に−６０℃までの冷気ＣＡを得ることができるが、本実施の形態では＋２０℃、０．３ＭＰa 〜０．５ＭＰa の高圧空気Ａを供給して−１０℃の冷気ＣＡを発生させ、研削水を＋３℃に冷却した。
【００３６】
この低温の研削水を供給しながら、厚さ７０μｍのウェーハＷを粘着シートＳへの切り込みを１０μｍとしてフルカットダイシングした。この時のウェーハＷの裏面チッピングは、室温と同じ２３℃の研削水を用いてダイシングした場合と比べ、大幅に改善されていた。
【００３７】
このように、ボルテックス効果を利用した冷却気体発生器２０を用いて研削水を冷却することにより、粘着シートＳのシート材及び粘着剤が冷却硬化され、ダイシングブレード１２の目詰まりが抑制されて切れ味が向上する。
【００３８】
また、恒温水製造装置のような高価な設備を使用せず、安価な冷却気体発生器２０で研削水を冷却するので、ダイシング設備の高騰化をきたさずに、粘着シートに貼付されたウェーハに対して良好なダイシングを施すことができる。
【００３９】
更に、冷気ＣＡが混入した研削水は、低温のバブルジェット状態でダイシングブレード１２及びウェーハＷに供給されるので、そのバブル効果によってウェーハ表面への研削屑の滞留が極めて少ない。
【００４０】
なお、前述の実施の形態では、  研削水ノズル１４及び研削水ノズル１５の夫々に冷却気体発生器２０を接続したが、１個の冷却気体発生器２０で冷却した研削水を研削水ノズル１４と研削水ノズル１５とに分岐させてもよい。
【００４１】
また、冷却気体発生器２０の取り付け位置は、ダイシング装置１０の筐体内であれば研削水ノズルの近傍に設けたものとみなすことができるが、研削水ノズル１４、１５に近ければ近い程有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】ダイシング装置の加工部を表わす斜視図
【図２】冷却気体発生器を説明する概念図
【図３】フレームにマウントされたウェーハを表わす斜視図
【符号の説明】
【００４３】
１０…ダイシング装置、１２…ダイシングブレード（ブレード）、１４、１５…研削水ノズル、２０…冷却気体発生器（超低温冷却装置）、２２…回転室、２３…冷気吐出口、２４…熱気吐出口、２５…本体チューブ、２６…流量調整弁、Ａ…高圧空気（圧縮気体）、ＣＡ…冷気（０℃以下の気体）、Ｆ…フレーム、ＨＡ…熱気、Ｓ…粘着シート、Ｗ…ウェーハ（ワーク）
【図１】
2005209884.tif 000003
【図２】
2005209884.tif 000004
【図３】
2005209884.tif 000005