JP4885553B2 - ダイシング方法及びダイシング装置 - Google Patents

Description

本発明は半導体ウェハをダイシングする時に発生する欠け、クラックを低減するダイシング方法に関する。

従来から、半導体ウェハ上に回路形成された半導体装置は、高速回転するダイシングブレードを利用して、ダイシングされるのが一般的である。しかし、この方式ではダイシングブレードでウェハを切削する際に熱が発生してしまうので、ダイシング中は切削部分に冷却水をかけ、発熱を抑えながら切削を行っている。

以下、従来のダイシング方法の一例を、図を参照して説明する。図５は従来のダイシング方法を示す図で、ダイシング装置の主要部を示す側面図である。１は半導体ウェハ、２はダイシングブレード、４は冷却水、５はダイシングテープ、８は冷却水ノズルである。ダイシングブレード２は毎分数万回転で回転しながら被加工物の半導体ウェハ１を切削する。この際、切削するときに発生する熱を除去するために、冷却水４をブレードにかけながらウェハの切削を行うが、この冷却水は遠心力によって、回転するダイシングブレードより振り切り飛ばされてしまう。したがって、切削点に十分な水を供給することが困難であり、このため、ダイシング後の半導体装置（半導体チップ）端面に欠けを発生するという問題がある。

この問題を解決するために、様々なダイシング方法が開発されてきた。

例えば、特許文献１には、ダイシングブレードに多孔質のブレードを用い、その内部から純水やエアーを放出する機構を設けることにより、ブレードの目詰まりを防止して、ウェハのダイシング時に発生していた割れ、欠け、クラックを抑制する技術が開示されている。

また、特許文献２には、ダイシングブレードの両側をフランジで挟み、ダイシングブレードとフランジの隙間から純水を噴出させるダイシング方法が開示されている。しかしながら、この方法では切削点に対し、直接冷却水がかかるため半導体チップに対し過剰な力が加わり、ばたつきが発生しチッピングの発生を引き起こす。

また、特許文献３には、冷却水の供給方法で半導体チップへの力のかかり方を工夫しチッピングの改善を図ることが開示されている。

また、特許文献４には、冷却水ノズルを切削部近傍だけでなく、ブレード外周面にも設け、ブレードの長寿命化を図るとともに、チッピングを軽微に保つダイシング方法が開示されている。
特開平６−８５０５４号公報 特開平６−５７００号公報 特開２０００−３４９０４６号公報 特開平６−１３４６０号公報

以上のように、半導体装置のダイシングに際し、ダイシングブレードの発熱を抑えるためにブレードに冷却水をかけるさまざまな方法が開発されてきたが、それらは決して十分なものではなく、依然として半導体装置に欠け、クラックが発生する。本発明の目的は上記の問題を解決することにある。

上記の課題を解決するために次のような手段をとる。〔１〕半導体ウェハをダイシングする際に必要とされる切削部への冷却水の供給を確実に行うために、ダイシングブレードをケースで囲み、前記ケース内を冷却水で満たすことで、ダイシング時の切削部への水の供給を確実にして、ダイシング時に生ずる半導体装置の欠けを低減することを特徴とするダイシング方法とする。〔２〕ダイシングブレードを囲むケースには冷却水を連続的に供給できる冷却水ノズルが取り付けられており、流量の調整をできるようにすることでケース内の水圧を適度に確保でき切削点へ冷却水を十分に供給できることを特徴とするダイシング方法とする。〔３〕ケースと半導体ウェハの間に隙間を有し、隙間の大きさによって、冷却水のケース外への排出速度を調整できることを特徴とするダイシング方法とする。〔４〕ケースと半導体ウェハの隙間にブラシを設けることで冷却水の排出速度を減速させ、ケース内の水圧を確保することを特徴とするダイシング方法とする。〔５〕高速回転するダイシングブレードが半導体ウェハを切削するダイシング装置において、前記ダイシングブレードと、前記ダイシングブレードを取り囲み半導体ウェハとの間に隙間を保つケースとを有することを特徴とするダイシング装置とする。〔６〕高速回転するダイシングブレードが半導体ウェハを切削するダイシング装置において、前記ダイシングブレードと、前記ダイシングブレードを取り囲み半導体ウェハとの間に隙間を保つケースと、前記隙間にブラシを有することを特徴とするダイシング装置とする。

本発明によれば、ウェハ切削中のダイシングブレード全体にわたって、十分な冷却水の供給ができるため、ブレードを十分に冷却できる。このため、半導体チップ上の半導体装置に欠け、クラックを発生させることの少ないダイシングを実現できる。つまり、高品質な半導体装置を安定して供給できる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を説明する。

第１の実施例のダイシング方法を図1および図２に基づいて説明する。図１はダイシングブレードを含むダイシング装置主要部の側面図であり、図２は主要部の正面図を示す。半導体ウェハ１はダイシングテープ５に貼り付けられ、ダイシング装置のウェハステージ部（図示していない）に保持される。保持された半導体ウェハ１はダイシングブレード２の回転９によって切削され、個々の半導体チップ６になる。上記ダイシングブレードは冷却水４が充填されたケース３で囲まれており、冷却水４中に水没している。図においてケース３はダイシングブレード２の上面、正面２面、側面２面の計５面の平面で取り囲む構造となっているが、半導体ウェハに向かう面のみが開放されていれば、ケースは球面を有した構造でも良い。ケース３内の冷却水４は冷却水ノズル８から供給され、ケース３内を通ってダイシングブレード２および切削点７の冷却に供された後に、半導体ウェハ１とケース３との間の隙間１０より、切削粉とともにケース３外へ排出される。冷却水ノズル８からケース３内へ連続的に供給される水量を調整することでケース３内に適度な圧力がかかり、冷却水が切削点及びその近傍に十分に供給される。これにより、従来、問題とされた切削点の冷却不足が解消される。また、切削点を含む広い領域が水中にあるため、切削点のみに過剰な力が加わるということも無く、従来技術で問題であった冷却水の水量増加による半導体チップのばたつきは無い。さらに、ダイシングブレード全体が常に冷却される構造であるため冷却効果は非常に高い。

図３に本発明の第２の実施例を示す。切削粉が切削点に滞留すると、より多くの熱が発生し切削能力が低下して半導体チップに欠け、クラックを発生させてしまうので、ウェハの切削によって生じた切削粉は、速やかに冷却水中に分散され、ケース外へ排出されるのが望ましい。そのために半導体ウェハ１の表面とケース３の隙間１０の大きさを調整することで、切削粉を含んだ冷却水４を迅速にケース外への排出することを可能とするものである。隙間１０を大きくすると冷却水及び切削粉の排出速度は速くなり、常に清浄度の高い冷却水で切削をおこなうことができるようになる。逆に、隙間１０の開口を小さくするとケース３内に適度な水圧を確保でき、ダイシングブレード及び切削点の冷却を促進できる。ケース内水圧は冷却水の供給と排出で決まるから、開口が大きすぎてケース内水圧が低下して冷却能力が不足するのであれば、冷却水ノズル８からの冷却水供給速度を増加することで補えばよい。

図４に本発明の第３の実施例を示す。半導体ウェハ１の表面とケース３の間の隙間にブラシ１１を設けることで隙間から排出される冷却水の排出速度を減速させ、ケース内の水圧を確保し、切削点への冷却水の供給を十分にされるようにしたものである。尚、ブラシの先端はウェハ表面と接触せずに僅かな空隙を有していることが望ましい。

本発明の第１の実施例であるダイシング方法（ブレード側面図） 本発明の第１の実施例であるダイシング方法（ブレード正面図） 本発明の第２の実施例であるダイシング方法（ブレード側面図） 本発明の第３の実施例であるダイシング方法（ブレード側面図） 従来のダイシング方法（ブレード側面図）

符号の説明

１ 半導体ウェハ
２ ダイシングブレード
３ ケース
４ 冷却水
５ ダイシングテープ
６ 半導体チップ
７ 切削点
８ 冷却水ノズル
９ ダイシングブレードの回転
１０ 隙間
１１ ブラシ

Claims (6)

1. 高速回転するダイシングブレードで半導体ウェハを切削するダイシング方法において、
   前記ダイシングブレードを半導体ウェハに向かう面のみが開放されているケースで囲む工程と、
   前記半導体ウェハに向かう面が隙間を残して前記半導体ウェハによってふさがれた前記ケース内を冷却水で満たし、前記ダイシングブレードの全体および切削点を前記冷却水により覆う工程と、
   前記ダイシングブレード及び前記切削点を冷却しながら、切削により生じる切削粉を前記冷却水とともに前記ケース外に前記隙間から排出するために、前記ケース内が前記切削粉の排出に適した水圧となるように新たな冷却水を供給しながらウェハ切削する工程とを含むことを特徴とするダイシング方法。
2. 前記ウェハ切削する工程は、前記ケースに取り付けられた、連続して冷却水を供給できる冷却水ノズルにより、冷却水の供給速度を調整することで、前記ケース内に適度な水圧を確保し、前記ダイシングブレード及び前記切削点を冷却しながらウェハ切削することを特徴とする請求項１に記載のダイシング方法。
3. 前記ウェハ切削する工程は、前記隙間から排出される水量によって、前記冷却水のケース外への排出速度を調整することで、ケース内に適度な水圧を確保し、前記ダイシングブレード及び前記切削点を冷却しながらウェハ切削することを特徴とする請求項１に記載のダイシング方法。
4. 前記ウェハ切削する工程は、さらに、前記隙間に設けられたブラシで前記冷却水の排出速度を減速させ、前記ケース内の水圧を確保し、前記ダイシングブレード及び前記切削点を冷却しながらウェハ切削することを特徴とする請求項３に記載のダイシング方法。
5. 高速回転するダイシングブレードが半導体ウェハを切削するダイシング装置において、前記ダイシングブレードと、前記ダイシングブレードを取り囲み半導体ウェハに向かう面のみが開放されている前記半導体ウェハとの間に水を排出するための隙間を有するケースと、前記ケース内を満たし、前記ダイシングブレードの全体および切削点を覆う冷却水と、前記ダイシングブレード及び前記切削点を冷却しながら、切削により生じる切削粉を前記冷却水とともに前記ケース外に排出するために、前記ケース内が前記切削粉の排出に適した水圧となるように新たな冷却水を供給するための冷却水ノズルを有することを特徴とするダイシング装置。
6. 高速回転するダイシングブレードが半導体ウェハを切削するダイシング装置において、前記ダイシングブレードと、前記ダイシングブレードを取り囲み半導体ウェハに向かう面のみが開放されている前記半導体ウェハとの間に水を排出するための隙間を有するケースと、前記ケース内を満たし、前記ダイシングブレードの全体および切削点を覆う冷却水と、前記隙間に設置された前記冷却水の排出速度を減速させるためのブラシと、前記ダイシングブレード及び前記切削点を冷却しながら、切削により生じる切削粉を前記冷却水とともに前記ケース外に排出するために、前記ケース内が前記切削粉の排出に適した水圧となるように新たな冷却水を供給するための冷却水ノズルを有することを特徴とするダイシング装置。

Images