JP5631160B2 - Work dicing apparatus and work dicing method - Google Patents
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Description
本発明は、ワークのダイシング装置及びワークのダイシング方法に関するものであり、特に、加工品質の向上とともにブレードの長寿命化を図ることが可能なワークのダイシング装置及びワークのダイシング方法に関するものである。 The present invention relates to a work dicing apparatus and a work dicing method, and more particularly to a work dicing apparatus and a work dicing method capable of improving machining quality and extending the life of a blade.
この種のワークのダイシング装置及びワークのダイシング方法に関連する従来技術として、例えば、次のようなものが知られている。チャックテーブル上にテープにマウントされたウェハを固定載置し、該ウェハをダイシングブレードで切削するダイシング装置において、チャックテーブル内に冷媒管を配管し、該冷媒管に冷媒を通してチャックテーブルを10℃以下に冷却し、チャックテーブル上のテープを冷却する。冷却されたテープは、その硬度が増し、該テープを切り込んでも、ダイシングブレードには粘着材が付着せず、安定したダイシングブレードの性能を維持できる(例えば、特許文献1参照)。 As conventional techniques related to this type of work dicing apparatus and work dicing method, for example, the following is known. In a dicing apparatus in which a wafer mounted on a tape is fixedly mounted on a chuck table and the wafer is cut with a dicing blade, a refrigerant tube is provided in the chuck table, and the chuck table is kept at 10 ° C. or less through the refrigerant tube. Cool the tape on the chuck table. The cooled tape has increased hardness, and even when the tape is cut, the adhesive material does not adhere to the dicing blade, and stable performance of the dicing blade can be maintained (for example, see Patent Document 1).
他の従来技術として、保持具の背面側に、該背面側が吸熱面となるようにペルチェ素子が取付けられている。そして、ワークと保持具上面との間に水を浸透させてペルチェ素子に通電し、保持具上面の温度を氷点以下に降下させて水の固化を行い水の凝縮作用によってワークを保持具上面に固着させている。ワークの加工後、該ワークを保持具上面から取外す際には、ペルチェ素子に通電する電流の方向を逆転し、保持具上面を加熱して氷を融解するようにしている(例えば、特許文献2,3参照)。 As another conventional technique, a Peltier element is attached to the back side of the holder so that the back side becomes a heat absorbing surface. Then, water is infiltrated between the workpiece and the upper surface of the holder to energize the Peltier element, the temperature of the upper surface of the holder is lowered below the freezing point, the water is solidified, and the work is placed on the upper surface of the holder by the condensation of water. It is fixed. When the workpiece is removed from the upper surface of the holder after the workpiece is processed, the direction of the current applied to the Peltier element is reversed, and the upper surface of the holder is heated to melt ice (for example, Patent Document 2). , 3).
他の従来技術として、トレー型の治具上にセットしたワークの固定を治具に充填した水を凍らせることで行い、該治具を真空チャック方式で切断機に取付けてワークの切断加工を行っている。切断後は、高圧温水を吹付けたりすることで、解凍及び洗浄を行い、切断分割された成形回路基板等を取出している(例えば、特許文献4,5参照)。 As another conventional technique, the work set on the tray-type jig is fixed by freezing water filled in the jig, and the jig is attached to a cutting machine by a vacuum chuck method to cut the work. Is going. After cutting, high-pressure hot water is sprayed to perform thawing and cleaning, and the cut and divided molded circuit board is taken out (see, for example, Patent Documents 4 and 5).
他の従来技術として、両面に溝が形成されている脆性材料のシリコン板と高延性材料のコバールとがはんだ層で接合されている積層材の切断加工法において、前記溝空間に予め水を充填した後、冷却し該水を氷結凝固させた状態で前記積層材に切断加工を施すようにしている。このように、溝空間を氷で充填しておくことで、脆性材料と高延性材料との積層材をバリや欠けを発生させることなく切断できるとしている(例えば、特許文献6参照)。 As another conventional technique, in the cutting method of a laminated material in which a brittle material silicon plate having grooves formed on both sides and a high ductility material Kovar are joined by a solder layer, the groove space is previously filled with water. After that, the laminated material is cut in a state of cooling and freezing and solidifying the water. In this way, by filling the groove space with ice, the laminated material of the brittle material and the highly ductile material can be cut without causing burrs or chips (for example, see Patent Document 6).
他の従来技術として、ウェハのダイシングの前に、ウェハ表面に氷層を設けることによってダイシングの際に発生するシリコンの微粒子が切断部より飛散するのを防止するようにしている(例えば、特許文献7参照)。 As another prior art, by providing an ice layer on the wafer surface before dicing the wafer, silicon fine particles generated during dicing are prevented from scattering from the cut portion (for example, Patent Documents). 7).
さらに、他の従来技術として、ウェハのダイシング面に氷結膜を形成してダイシングの際の回転ブレードの衝撃力が直接ウェハに伝わらないようにして表面ピッチングを減少させ、またウェハの裏面側は、冷凍チャックテーブルに凍結させて固定力を増大させ、ウェハの裏面クラックを減少させるようにしている(例えば、特許文献8参照)。 Furthermore, as another conventional technique, an ice film is formed on the dicing surface of the wafer to reduce the surface pitching so that the impact force of the rotating blade during dicing is not directly transmitted to the wafer. The freezing chuck table is frozen to increase the fixing force and reduce the backside cracks of the wafer (see, for example, Patent Document 8).
特許文献1に記載の従来技術においては、チャックテーブルを冷却することでマウント用のテープが冷却され、テープや粘着材の硬度が増してダイシングブレードに付着しないということが記載されている。特許文献2,3に記載の従来技術においては、ワークと保持具上面との間に浸透させた水を冷凍することで、ワークを保持具の上面に固定する方法が記載されている。また、特許文献4,5に記載の従来技術においては、トレー型の治具上にセットしたワークの固定を治具に充填した水を凍らせることで行い、該治具を真空チャック方式で切断機に取付けてワークの切断加工を行っている。
In the prior art described in
ところで、近年のSiデバイスの高集積化に伴い、チップ配線間の絶縁に低誘電体膜であるLow−k膜が使われている。また、MEMS(Micro Electro Mecanical System 微小メカトロニクスシステム)の多様化に伴い、表面にCu配線等による様々なメタル凹凸がある基板(ワーク)が使われるようになってきた。しかし、低誘電体膜であるLow−k膜は、弱い膜材料のためブレード回転の巻上げにより膜剥がれと呼ばれる不良が発生していた。また、表面にメタルの凹凸がある基板では、ブレードの巻上げによるメタルバリが発生していた。 By the way, with the recent high integration of Si devices, a low-k film, which is a low dielectric film, is used for insulation between chip wirings. In addition, with the diversification of MEMS (Micro Electro Mechanical System micro mechatronics system), substrates (workpieces) having various metal irregularities due to Cu wiring or the like have come to be used. However, since the low-k film, which is a low dielectric film, is a weak film material, a defect called film peeling occurs due to the blade rotation. In addition, metal burrs were generated by winding the blade on a substrate having metal irregularities on the surface.
こうしたメタルバリは、基板の凹凸部分や入り組んだ形状を持つ基板において、凹凸部分やその形状の中に空間部分があることに起因する。ブレードがワークから抜けるときに、抑えている部材がなく、空間部分がある場合、めくれ上がることがある。これは特にガラスやシリコンなどの硬脆性材料ではそうしたバリは出にくいが、金属材料などの展延性をもつ材料である場合や、融点が低い材料を切断する場合においては特にこのバリの問題が顕著になる。 Such metal burrs are caused by the presence or absence of a concavo-convex portion or a space in the shape of a concavo-convex portion of the substrate or a substrate having an intricate shape. When the blade is removed from the workpiece, if there is no restraining member and there is a space, the blade may be turned up. This is especially true for hard and brittle materials such as glass and silicon, but such burrs are particularly noticeable when the material is malleable, such as a metal material, or when cutting a material with a low melting point. become.
一方、微小な凹凸を有するデバイスにおいては、水の表面張力によって、デバイスの空間部分にまで水が浸透せず、空間ができる場合がある。こうした場合においても、バリをなくすこと、即ち空間部分をなくすることが重要であるため、単に水をかけるというものでなく、デバイス表面に浸透して複雑な形状を有するデバイスの空間部分をすべて満たすような液体でなければならない。 On the other hand, in a device having minute irregularities, there is a case where water does not penetrate into the space portion of the device due to the surface tension of water, and a space may be formed. Even in such a case, it is important to eliminate burrs, that is, to eliminate the space portion. Therefore, it is not just watering, but it penetrates the device surface and fills the space portion of the device having a complicated shape. Must be such a liquid.
前記特許文献1乃至特許文献5に記載の従来技術においては、このような表面にチップ配線間の絶縁に使用される低誘電体膜であるLow−k膜もしくはCu配線等によるメタル膜の凹凸のあるワークについて、該ワークのダイシング時にブレードの巻上げによる低誘電体膜であるLow−k膜の剥がれ、メタルバリの発生を抑制する技術に関しては、開示がない。
In the prior art described in
また、特許文献6に記載の従来技術においては、溝空間に予め水を充填した後、冷却し該水を氷結凝固させた状態で前記積層材に切断加工を施すようにしている。しかしながら、溝空間に予め充填した水は凝固すると約1.09倍ほど体積膨張する。この体積膨張は、溝空間に予め水を充填している以上、積層材に全く問題が生じないとは云えない。特に、本従来技術におけるような溝空間程度のものではなく、表面に細かい微小凹凸からなる複雑な形状を有するウェハ等の場合、冷凍する過程で、その細かい微小凹凸中に入り込んだ水が体積膨張することで生じる内部応力により、該細かい凹凸パターンを破壊してしま
うことがある。
Moreover, in the prior art described in
特許文献7,8に記載の従来技術においても、ウェハのダイシングの前に、ウェハ表面に氷結膜を形成しているため、そのウェハ表面に細かい微小凹凸からなる複雑な形状が形成されている場合には、上記と同様な問題が起り得る。
Also in the prior arts described in
そこで、予め気泡ないしは気体を封入した液体や噴霧した液滴等を冷凍することで凝固による体積膨張を防いで凝固することによる内部応力を抑え、表面に低誘電体膜もしくはメタル膜で形成された凹凸があるワークの上に空間的な隙間を完全に埋めるように前記のようにして凝固させた凝固体膜を形成するとともに展延性のあるメタル膜材料を脆化させ、該ワークのダイシング時に前記凝固体膜で前記低誘電体膜もしくはメタル膜の凹凸を埋め込むことによりブレードの巻上げによる低誘電体膜の剥がれ、メタルバリの発生を抑制して加工品質を向上させるとともに、ブレードの長寿命化を図るために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。 Therefore, the internal stress due to solidification was suppressed by freezing the liquid encapsulated with bubbles or gas or sprayed droplets in advance to prevent volume expansion due to solidification, and the surface was formed with a low dielectric film or metal film Forming a solidified body film that has been solidified as described above so as to completely fill a spatial gap on a workpiece with irregularities, and embrittle the spreadable metal film material, and at the time of dicing the workpiece By embedding the unevenness of the low dielectric film or metal film with a solidified film, the low dielectric film is peeled off by winding the blade, and the generation of metal burrs is suppressed to improve the processing quality and increase the life of the blade. Therefore, a technical problem to be solved arises, and the present invention aims to solve this problem.
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項1記載の発明は、表面に低誘電体膜もしくはメタル膜で形成された凹凸を有するワークを高精度にダイシングするダイシング装置において、前記表面の凹凸部分に隙間なく浸透する液体と、前記液体に気泡ないしは気体を封入する封入手段と、前記気泡ないしは気体を封入した液体を前記ワーク表面に供給する供給手段と、前記ワーク上面に満たされた前記液体をワークと共に冷却冷凍することでワークの上で凝固体膜を形成する冷凍手段と、前記ワークを載せ置きするダイシングテーブルと、前記凝固体膜が形成された状態で前記ワークにダイシングを施すダイシング手段とを有するワークのダイシング装置を提供する。
The present invention has been proposed in order to achieve the above object, and the invention according to
この構成によれば、表面にチップ配線間の絶縁膜として使用される低誘電体膜もしくはCu配線等によるメタル膜の凹凸があるワークをダイシングテーブル上に載置固定し、該ワークの上面に液体(水)を塗布する。それにより、ワーク表面に形成されている凹凸部分に対して、液体がその凹凸部分に浸透し、ワーク表面の空間的な隙間を完全に埋める。その後、冷凍手段で冷凍することによりワーク上に液体が凝固した凝固体膜が形成される。このとき、その付近のメタル等の展延性材料も脆化する。そして冷凍状態監視手段等で凝固体(氷)膜の冷凍状態を監視しつつ該凝固体(氷)膜でワーク表面の低誘電体膜もしくはメタル膜で形成された凹凸部分を埋め込み、空間をなくした状態でブレードでワークに所要のダイシングが施される。これにより、めくり上がる空間的余裕がなく、さらにはメタル等の展延性材料も脆化していることから、バリが発生することなく切断端面は完全に垂直に切断される。ブレードの巻き上げによる低誘電体膜の剥がれや、メタル膜の凹凸が展延性のあるCu膜等の凹凸であってもメタルバリの発生が抑制される。また、これとともにブレードへの付着物の発生が抑えられる。なお、初期に凝固される部分や融解する部分は、ブレードがあるダイシングテーブル上でなくてもよく、そこから離れた部分で行ってもかまわない。しかし、ダイシング中においても冷却し続けておかなければ、徐々に凝固体が溶け出してくるため、ダイシングテーブルにおいても冷却した状態を保つ温度調整は必要となる。またさらに、この構成によれば、予めワークに供給する液体に気泡ないしは気体を封入しておくことで、冷凍手段による冷却過程で液体(水)に体積膨張があったとしても、気泡の部分にも水が入り込むため、実質的な体積膨張が小さくて済み、その凝固することによる内部応力も小さくなる。
According to this configuration, a work having a low dielectric film used as an insulating film between chip wirings or a metal film unevenness by Cu wiring or the like is placed on the dicing table and fixed on the top surface of the work. Apply (water). As a result, the liquid penetrates into the concavo-convex portion formed on the workpiece surface, and completely fills the spatial gap on the workpiece surface. Thereafter, a solidified body film in which the liquid is solidified is formed on the workpiece by freezing with a freezing means. At this time, a malleable material such as metal in the vicinity also becomes brittle. Then, while monitoring the frozen state of the solidified body (ice) film with a frozen state monitoring means or the like, the solidified body (ice) film is used to embed uneven portions formed of a low dielectric film or a metal film on the workpiece surface to eliminate the space. In this state, the workpiece is diced with the blade. As a result, there is no space for turning up, and the malleable material such as metal is also brittle, so that the cut end face is cut completely vertically without burrs. Generation of metal burrs is suppressed even when the low dielectric film is peeled off due to the winding of the blade, and the unevenness of the metal film is an unevenness such as a malleable Cu film. In addition, the generation of deposits on the blade is suppressed. It should be noted that the part that is initially solidified and the part that melts may not be on the dicing table with the blade, but may be located away from the part. However, if the cooling is not continued even during dicing, the solidified body gradually melts, so that it is necessary to adjust the temperature of the dicing table so as to keep the cooling state. Furthermore, according to this configuration, by enclosing bubbles or gas in the liquid to be supplied to the workpiece in advance, even if the liquid (water) has a volume expansion during the cooling process by the refrigeration means, However, since water enters, substantial volume expansion is small, and internal stress due to solidification is also small.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、上記ワークを載せ置きするダイシングテーブルの冷凍手段は、ペルチェ素子であり、該ペルチェ素子への通電方向を該冷凍手段として機能させる一方向から他方向に反転させることにより該ペルチェ素子を上記凝固体融解手段としても機能させるワークのダイシング装置を提供する。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the refrigeration means of the dicing table on which the work is placed is a Peltier element, and the direction of energizing the Peltier element functions as the refrigeration means. A workpiece dicing apparatus is provided that causes the Peltier element to function also as the solidified body melting means by reversing in the other direction.
この構成によれば、冷凍手段をペルチェ素子とし、これをダイシングテーブルに内装等
をすることで、ダイシングテーブル上に載置固定したワークの上に容易且つ確実に凝固体(氷)膜が形成される。ワークに所要のダイシングが施された後は、ペルチェ素子への通電方向を冷凍手段として機能させる一方向から他方向に反転させることで、該ペルチェ素子が凝固体(氷)膜融解手段として機能し、ワーク上の凝固体(氷)膜を加熱して容易に融解することが可能となる。
According to this configuration, the refrigeration means is a Peltier element, and the solidified body (ice) film is easily and reliably formed on the work placed and fixed on the dicing table by equipping the dicing table with the refrigeration means. The After the required dicing has been applied to the workpiece, the Peltier element functions as a solidified (ice) film melting means by reversing the energizing direction to the Peltier element from one direction that functions as a refrigeration means to the other direction. The solidified body (ice) film on the workpiece can be easily melted by heating.
請求項3記載の発明は、表面に凹凸を有する低誘電体膜もしくはメタル膜を持つワークをダイシングするワークのダイシング方法であって、前記ワークに供給する液体に気泡ないしは気体を封入するステップと、前記ワークの上に気泡ないしは気体が封入された液体を塗布するステップと、塗布した気泡ないしは気体が封入された液体がワークの凹凸に浸透するステップと、ワーク上面に満たされた気泡ないしは気体が封入された液体をワークと共に冷却冷凍することにより該ワークの上で凝固体膜を形成するステップと、ワーク表面の前記低誘電体膜もしくはメタル膜で形成された凹凸を前記凝固体膜で埋め込んだままブレードで前記ワークに所要のダイシングを施すステップと、該ワークに対する所要のダイシングの完了後に前記凝固体膜を加熱・融解して除去するステップとからなるワークのダイシング方法を提供する。
The invention according to
この構成によれば、表面にチップ配線間の絶縁膜として使用される低誘電体膜もしくはCu配線等によるメタル膜の凹凸があるワークをダイシングテーブル上に載置固定し、該ワークの上面に液体(水)を塗布する。それにより、ワーク表面に形成されている凹凸部分に対して液体がその凹凸部分に浸透し、ワーク表面の空間的な隙間が完全に埋められる。次いで、ワーク上面に満たされた液体をワークと共に冷却冷凍することにより該ワークの上に凝固体膜が形成される。そして、該凝固体膜でワーク表面の低誘電体膜もしくはメタル膜で形成された凹凸を埋め込んだままブレードでワークに所要のダイシングが施される。これにより、ブレードの巻き上げによる低誘電体膜の剥がれやメタルバリの発生が抑制され、またブレードへの付着物が抑えられる。ワークに対する所要のダイシングの完了後は凝固体膜が加熱・融解されて除去され、該ワークはダイシングテーブル上から取り外される。更にまた、この構成によれば、予めワークに供給する液体に気泡ないしは気体を封入しておくことで、冷凍手段による冷却過程で液体(水)に体積膨張があったとしても、気泡の部分にも水が入り込むため、実質的な体積膨張が小さくて済み、その凝固することによる内部応力も小さくなる。
According to this configuration, a work having a low dielectric film used as an insulating film between chip wirings or a metal film unevenness by Cu wiring or the like is placed on the dicing table and fixed on the top surface of the work. Apply (water). As a result, the liquid penetrates into the concavo-convex portion formed on the workpiece surface, and the spatial gap on the workpiece surface is completely filled. Next, the liquid filled on the work upper surface is cooled and frozen together with the work to form a solidified body film on the work. Then, the workpiece is diced with a blade while the unevenness formed of the low dielectric film or the metal film on the work surface is embedded in the solidified film. As a result, peeling of the low dielectric film and generation of metal burrs due to winding of the blade are suppressed, and deposits on the blade are suppressed. After the required dicing for the workpiece is completed, the solidified body film is removed by heating and melting, and the workpiece is removed from the dicing table. Furthermore, according to this configuration, by enclosing bubbles or gas in the liquid supplied to the workpiece in advance, even if volume expansion of the liquid (water) occurs in the cooling process by the refrigeration means, However, since water enters, substantial volume expansion is small, and internal stress due to solidification is also small.
請求項4記載の発明は、表面に凹凸を有する低誘電体膜もしくはメタル膜を持つワークをダイシングするワークのダイシング装置であって、前記表面の凹凸部分に隙間なく浸透する液体と、該液体に気泡ないしは気体を封入する封入手段と、前記気泡ないしは気体を封入した液体を前記ワークの上面に塗布する液体塗布手段と、ワーク上面に満たされた前記液体をワークと共に冷却冷凍することにより該ワークの上で凝固体膜を形成する冷凍手段と、前記ワークを載せ置きするダイシングテーブルと、ワーク表面の前記低誘電体膜もしくはメタル膜で形成された凹凸を前記凝固体膜で埋め込んだまま前記ワークに所要のダイシングを施すブレードと、所要のダイシングが施された後の前記ワーク上の凝固体を融解する凝固体融解手段とを有するワークのダイシング装置を提供する。 The invention described in claim 4 is a work dicing apparatus for dicing a work having a low dielectric film or a metal film having irregularities on the surface, the liquid penetrating the irregularities on the surface without gaps, and the liquid An enclosing unit that encloses bubbles or gas, a liquid applying unit that applies a liquid enclosing the bubble or gas to the upper surface of the work, and the liquid filled on the upper surface of the work is cooled and frozen together with the work, thereby The refrigeration means for forming a solidified body film above, a dicing table on which the work is placed, and irregularities formed by the low dielectric film or metal film on the surface of the work are embedded in the solidified body film while being embedded in the solidified body film. A blade for performing the required dicing, and a solidified body melting means for melting the solidified body on the workpiece after the required dicing has been performed. To provide a dicing machine of work.
この構成によれば、液体として例えば水を使用した場合、水は冷凍手段で凝固させると約1.09倍ほど体積膨張する。これは、デバイスとなるサンプルが、比較的凹凸がないサンプルであれば、水の凝固に伴う体積膨張、即ち凝固膨張は問題にならないが、表面に細かい微小凹凸からなる複雑な形状を有するウェハの場合、冷凍手段で冷凍する過程でサンプル中に入り込んだ水が凝固膨張して、細かい凹凸パターンを破壊してしまうおそれがある。これに対し、例えばマイクロバブル発生器等の封入手段で、予め液体(水)に気泡ないしは気体を封入しておくことで、冷凍手段による冷却過程で液体(水)に体積膨張があったとしても、気泡の部分にも水が入り込むため、実質的な体積膨張小さくて済み、その凝固することによる内部応力も小さくなる。その結果、複雑な形状を有するデバイス素子部分に対して悪い影響が及ぼされることがない。そして、上記のようにして凝固させた凝固体(氷)膜でワーク表面の低誘電体膜もしくはメタル膜の凹凸を埋め込んだままブレードでワークに所要のダイシングが施される。これにより、低誘電体膜の剥がれや、バリが確実に発生することなく切断端面は一層完全に垂直に切断される。ワークに対する所要
のダイシングの完了後は、凝固体融解手段により凝固体膜が加熱・融解されて除去され、該ワークはダイシングテーブル上から取外される。
According to this configuration, when water is used as the liquid, for example, when the water is solidified by the freezing means, the volume expands by about 1.09 times. This means that if the sample to be a device is a sample with relatively no irregularities, volume expansion accompanying solidification of water, that is, solidification expansion is not a problem, but the surface of a wafer having a complicated shape consisting of fine minute irregularities on the surface. In this case, the water that has entered the sample in the process of freezing by the freezing means may solidify and expand, thereby destroying the fine uneven pattern. On the other hand, even if there is volume expansion in the liquid (water) in the cooling process by the refrigeration means by preliminarily enclosing bubbles or gas in the liquid (water) with a sealing means such as a microbubble generator, for example. Since water also enters the bubble part, the substantial volume expansion is small, and the internal stress due to solidification is also small. As a result, the device element portion having a complicated shape is not adversely affected. Then, the workpiece is diced with a blade while filling the unevenness of the low dielectric film or metal film on the workpiece surface with the solidified body (ice) film solidified as described above. As a result, the cut end face is more completely cut vertically without peeling off of the low dielectric film and without the occurrence of burrs. After completion of the required dicing for the workpiece, the solidified body film is heated and melted and removed by the solidified body melting means, and the workpiece is removed from the dicing table.
請求項5記載の発明は、表面に凹凸を有する低誘電体膜もしくはメタル膜を持つワークをダイシングするワークのダイシング方法であって、前記ワークに供給する液体に気泡ないしは気体を封入するステップと、前記気泡ないしは気体を封入した液体をワークに塗布するステップと、塗布した前記液体がワークの凹凸に浸透するステップと、ワーク上面に満たされた前記液体をワークと共に冷却冷凍することにより該ワークの上で凝固体膜を形成するステップと、ワーク表面の前記低誘電体膜もしくはメタル膜で形成された凹凸を前記凝固体膜で埋め込んだままブレードで前記ワークに所要のダイシングを施すステップと、該ワークに対する所要のダイシングの完了後に前記凝固体膜を加熱・融解して除去するステップとからなるワークのダイシング方法を提供する。
The invention according to
この構成によれば、予め気泡ないしは気体を封入した液体(水)をワークの上面に塗布する。それにより、ワーク表面に形成されている凹凸部分に対して、液体がその凹凸部分に浸透し、ワーク表面の空間的な隙間が完全に埋められる。次いで、ワーク上面に満たされた液体(水)をワークと共に冷却冷凍することにより該ワークの上に凝固体膜が形成される。このとき、冷却冷凍過程で液体(水)に体積膨張があったとしても、気泡の部分にも水が入り込むため、実質的な体積膨張は小さくて済み、その凝固することによる内部応力も小さくなる。その結果、複雑な形状を有するデバイス素子部分に対して悪い影響が及ぼされることがない。そして、上記のようにして凝固させた凝固体(氷)膜でワーク表面の低誘電体膜もしくはメタル膜の凹凸を埋め込んだままブレードでワークに所要のダイシングが施される。これにより、低誘電体膜の剥がれや、バリが確実に発生することなく切断端面は完全に垂直に切断される。ワークに対する所要のダイシングの完了後は、凝固体膜が加熱・融解されて除去される。 According to this configuration, a liquid (water) in which bubbles or gas is sealed in advance is applied to the upper surface of the workpiece. As a result, the liquid penetrates into the concavo-convex portion formed on the work surface, and the spatial gap on the work surface is completely filled. Next, the liquid (water) filled on the upper surface of the work is cooled and frozen together with the work to form a solidified body film on the work. At this time, even if the liquid (water) has a volume expansion during the cooling and freezing process, water enters the bubble portion, so that the substantial volume expansion is small and the internal stress due to the solidification is also small. . As a result, the device element portion having a complicated shape is not adversely affected. Then, the workpiece is diced with a blade while filling the unevenness of the low dielectric film or metal film on the workpiece surface with the solidified body (ice) film solidified as described above. As a result, the cut end face is cut completely perpendicularly without causing the low dielectric film to peel off or reliably generate burrs. After the required dicing for the workpiece is completed, the solidified body film is removed by heating and melting.
請求項6記載の発明は、表面に凹凸を有する低誘電体膜もしくはメタル膜を持つワークをダイシングするワークのダイシング方法であって、前記ワークに供給する液体に気体を溶解させるステップと、前記気体が溶解した液体をワークに塗布するステップと、ワーク上に前記液体を備えた状態で減圧し、気泡を発生させて塗布した液体がワークの凹凸に浸透するステップと、ワーク上面に満たされた液体をワークと共に冷却冷凍することにより該ワークの上で凝固体膜を形成するステップと、ワーク表面の前記低誘電体膜もしくはメタル膜で形成された凹凸を前記凝固体膜で埋め込んだままブレードで前記ワークに所要のダイシングを施すステップと、該ワークに対する所要のダイシングの完了後に前記凝固体膜を加熱・融解して除去するステップとからなるワークのダイシング方法を提供する。
The invention described in
この構成によれば、高圧環境下等で予め多量の気体(空気)を溶かし込んだ液体(水)をワークの上面に塗布する。それにより、ワーク表面に形成されている凹凸部分に対して、液体(水)がその凹凸部分に浸透し、ワーク表面の空間的な隙間が完全に埋められる。次いで、それをゆっくり減圧しながら、同時に冷凍する。ここで、減圧過程において、液体(水)中に多量に溶け込んだ気体(空気)が周囲の気圧が低くなるに伴って、小さいバブルとなって湧き出す。その湧き出し過程において冷却されるため、結果的には、非常に細かいバブルが液体(水)の中に混在した状態で凝固し、凝固による体積膨張を緩和する役割を果たす。このため、実質的な体積膨張は小さくて済み、その凝固することによる内部応力も小さくなる。その結果、複雑な形状を有するデバイス素子部分に対して悪い影響が及ぼされることがない。そして、上記のようにして凝固させた凝固体膜でワーク表面の低誘電体膜もしくはメタル膜の凹凸を埋め込んだままブレードでワークに所要のダイシングが施される。これにより、低誘電体膜の剥がれや、バリが確実に発生することなく切断端面は完全に垂直に切断される。ワークに対する所要のダイシングの完了後は、凝固体膜が加熱・融解されて除去される。 According to this configuration, a liquid (water) in which a large amount of gas (air) is dissolved in advance in a high-pressure environment or the like is applied to the upper surface of the workpiece. As a result, the liquid (water) permeates into the concavo-convex portion formed on the work surface, and the spatial gap on the work surface is completely filled. It is then frozen simultaneously while slowly evacuating it. Here, in the decompression process, the gas (air) dissolved in a large amount in the liquid (water) springs out as a small bubble as the ambient pressure decreases. As a result of cooling in the springing process, as a result, very fine bubbles coagulate in a mixed state in the liquid (water) and play a role of relaxing volume expansion due to solidification. For this reason, substantial volume expansion is small and the internal stress due to the solidification is also small. As a result, the device element portion having a complicated shape is not adversely affected. Then, the workpiece is diced with a blade while the unevenness of the low dielectric film or the metal film on the workpiece surface is embedded with the solidified film solidified as described above. As a result, the cut end face is cut completely perpendicularly without causing the low dielectric film to peel off or reliably generate burrs. After the required dicing for the workpiece is completed, the solidified body film is removed by heating and melting.
請求項1記載の発明は、ダイシング時に凝固体膜でワーク表面の低誘電体膜もしくはメタル膜の凹凸を隙間なく埋め込むとともに展延性のあるメタル膜材料を脆化させてワークに所要のダイシングを施すことで、ブレードの巻き上げによる低誘電体膜の剥がれやメタルバリの発生を抑制することができて加工品質を向上させることができる。また、ブレードに対しては付着物の発生が抑えられることで長寿命化を図ることができるという利点がある。更に、本請求項1に係る発明は、予めワークに供給する液体に気泡ないしは気体を封入しておくことを通じて、冷凍手段による冷却過程で液体(水)に体積膨張があったとしても、気泡の部分にも水が入り込むため、実質的な体積膨張が小さくて済み、その凝固することによる内部応力も小さくなる。その結果、複雑な形状を有するデバイス素子部分に対して悪い影響を及ぼすことがないという利点がある。
The invention according to
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明の効果に加えてさらに、ダイシングテーブルの冷凍手段をペルチェ素子としたことで、ダイシングテーブル上に載置したワークの上に容易且つ確実に凝固体膜を形成することができる。また、ワークに所要のダイシングが施された後は、該ペルチェ素子を凝固体融解手段として機能させることで、ワーク上の凝固体膜を容易に加熱・融解することができるという利点がある。
In addition to the effect of the invention of the first aspect, the invention of
請求項3記載の発明は、凝固体膜でワーク表面の低誘電体膜もしくはメタル膜の凹凸を隙間なく埋め込んだままブレードでワークに所要のダイシングを施すことで、ブレードの巻き上げによる低誘電体膜の剥がれやメタルバリの発生を抑制することができる。また、ブレードに対しては付着物の発生を抑制することができる。また、ブレードに対しては付着物の発生を抑えることができる。したがって、請求項1記載の発明とほぼ同様の効果の利点がある。加えて、請求項3記載に係る発明は、予めワークに供給する液体に気泡ないしは気体を封入しておくことを通じて、冷凍手段による冷却過程で液体(水)に体積膨張があったとしても、気泡の部分にも水が入り込むため、実質的な体積膨張が小さくて済み、その凝固することによる内部応力も小さくなる。その結果、複雑な形状を有するデバイス素子部分に対して悪い影響を及ぼすことがないという利点も併存する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a low-dielectric film formed by winding up a blade by subjecting the work to dicing with a blade while a solid film is embedded in a low-dielectric film or metal film on the surface of the work without gaps. Peeling of metal and generation of metal burrs can be suppressed. In addition, it is possible to suppress the generation of deposits on the blade. In addition, the generation of deposits on the blade can be suppressed. Therefore, there is an advantage of substantially the same effect as the invention according to
請求項4記載の発明は、請求項1記載の発明の効果に加えてさらに、気泡を封入した液体を塗布したワークを冷凍手段で冷却冷凍して該ワーク上に凝固体膜を形成するようにしたため、冷却過程で液体に体積膨張があったとしても、気泡の部分にも液体が入り込んで実質的な体積膨張が小さくて済む。このため、その凝固することによる内部応力も小さくなる。その結果、複雑な形状を有するデバイス素子部分に対して悪い影響を及ぼすことがないという利点がある。 According to the fourth aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, the work to which the liquid filled with bubbles is applied is cooled and frozen by a freezing means to form a solidified body film on the work. Therefore, even if the liquid has a volume expansion during the cooling process, the liquid also enters the bubble portion, and the substantial volume expansion is small. For this reason, the internal stress due to the solidification is also reduced. As a result, there is an advantage that the device element portion having a complicated shape is not adversely affected.
請求項5記載の発明は、気泡ないしは気体を封入した液体を塗布したワークを冷却冷凍して該ワーク上に凝固体膜を形成するようにしたため、上記請求項4記載の発明と同様の利点がある。
The invention described in
請求項6記載の発明は、請求項1記載の発明の効果に加えてさらに、多量の気体(空気)を溶かし込んだ液体をワークの上面に塗布し、それをゆっくり減圧しながら、同時に冷凍するようにしたため、減圧過程において、液体中に多量に溶け込んだ気体(空気)が周囲の気圧が低くなるに伴って、小さいバブルとなって湧き出し、その小さいバブルが液体の中に混在した状態で凝固する。したがって、小さいバブルが凝固による体積膨張を緩和する役割を果たす。このため、実質的な体積膨張は小さくて済み、その凝固することによる内部応力も小さくなる。その結果、複雑な形状を有するデバイス素子部分に対して悪い影響を及ぼすことがないという利点がある。
In addition to the effect of the invention described in
図は本発明の実施例に係るワークのダイシング装置及びワークのダイシング方法を示すものである。
本発明は、予め気泡ないしは気体を封入した液体や噴霧した液滴等を冷凍することで凝固による体積膨張を防いで凝固することによる内部応力を抑え、表面に低誘電体膜もしくはメタル膜で形成された凹凸があるワークの上に空間的な隙間を完全に埋めるように前記のようにして凝固させた凝固体膜を形成するとともに展延性のあるメタル膜材料を脆化させ、該ワークのダイシング時に前記凝固体膜で前記低誘電体膜もしくはメタル膜の凹凸を埋め込むことによりブレードの巻上げによる低誘電体膜の剥がれ、メタルバリの発生を抑制して加工品質を向上させるとともに、ブレードの長寿命化を図るという目的を達成するために、表面に低誘電体膜もしくはメタル膜で形成された凹凸を有するワークを高精度にダイシングするダイシング装置において、前記表面の凹凸部分に隙間なく浸透する液体と、前記ワークの上面に前記液体を塗布する液体塗布手段と、前記液体を塗布されたワークを冷凍して前記ワークの上で前記液体を凝固させる冷凍手段と、前記ワークを載せ置きするダイシングテーブルと、ワーク表面の前記低誘電体膜もしくはメタル膜で形成された凹凸を凝固体で埋め込んだ状態で前記ワークに所要のダイシングを施すブレードと、所要の
ダイシングが施された後の前記ワーク上の凝固体を融解する凝固体融解手段とを具備させることにより実現した。
The present invention prevents the internal stress caused by solidification by freezing the volume expansion due to solidification by freezing the liquid in which bubbles or gas are encapsulated in advance or sprayed droplets, etc., and formed on the surface with a low dielectric film or metal film Dicing of the workpiece is performed by forming a solidified body film solidified as described above so as to completely fill a spatial gap on the workpiece having the unevenness and embrittle the spreadable metal film material. Occasionally embedding irregularities of the low dielectric film or metal film with the solidified body film improves the processing quality by suppressing the generation of metal burrs by peeling off the low dielectric film due to the winding of the blade, and extending the life of the blade In order to achieve the purpose of achieving this, a dicing apparatus for dicing a workpiece having irregularities formed on its surface with a low dielectric film or metal film with high accuracy In this case, the liquid that penetrates into the uneven portion of the surface without gaps, the liquid application means that applies the liquid to the upper surface of the workpiece, the workpiece coated with the liquid is frozen, and the liquid is applied on the workpiece. A freezing means for solidifying; a dicing table on which the work is placed; a blade for performing necessary dicing on the work in a state in which unevenness formed by the low dielectric film or metal film on the work surface is embedded with a solidified body; And a solidified body melting means for melting the solidified body on the workpiece after the required dicing is performed.
以下、本発明の好適な実施例1を図1の(a)、(b)乃至図3を参照して説明する。まず、本実施例に係るワークのダイシング装置の構成を説明する。本実施例は液体として水が適用されている。図1の(a)、(b)において、ダイシング装置1には、ワーク2を載置固定するダイシングテーブル3と、給水管4に並設された液体塗布手段としての複数個の水ノズル4a…と、ワーク2に所要のダイシングを施すブレード(ダイシングブレード)5とが備えられている。
A
前記ダイシングテーブル3には、1対のチャックプレート6と放熱プレート7とが備えられている。前記チャックプレート6の上面部にはポーラスセラミック8が取外し可能に配設され、該ポーラスセラミック8にチャックプレート6内を通して設けられた真空配管9が通じている。テープ10にマウントされてダイシングテーブル3上に載置されたワーク2は、真空配管9を通して真空引きすることにより、ポーラスセラミック8とともにダイシングテーブル3上に吸着固定される。
The dicing table 3 is provided with a pair of
チャックプレート6内のほぼ中央部位には、ワーク2上に形成される凝固体膜(氷膜)11の冷凍状態(温度)を監視する冷凍状態監視手段としての温度センサ12が埋め込まれている。一方、前記放熱プレート7内には冷却水管13が配管されている。
A
そして、チャックプレート6の下面と放熱プレート7の上面との間に冷凍手段及び凝固体融解手段として機能する複数個のペルチェ素子(熱電冷却素子)14…が挟装されている。各ペルチェ素子14の上面14aはチャックプレート6の下面に接し、各ペルチェ素子14の下面14bは放熱プレート7の上面に接している。各ペルチェ素子14は、その上面14aが冷却面(吸熱面)となる一方向に通電することで冷凍手段として機能し、通電方向を一方向から他方向に反転させることでその上面14bが発熱面(放熱面)となって凝固体融解手段として機能する。
A plurality of Peltier elements (thermoelectric cooling elements) 14 functioning as freezing means and solidified body melting means are sandwiched between the lower surface of the
複数個のペルチェ素子14…が内装された部位の周囲におけるチャックプレート6と放熱プレート7との間には、該チャックプレート6と放熱プレート7間の熱伝導による冷却冷凍効率の低下を防ぐため、断熱材15が嵌着されている。
In order to prevent a decrease in cooling and refrigeration efficiency due to heat conduction between the
上記のような構成のダイシングテーブル3は、Y方向に移動可能で且つ、X軸とY軸との間で回動可能に構成されている。これに対しブレード(ダイシングブレード)5は、スピンドル5aに取付けられてワーク2のダイシング時に高速回転するとともに図示しないスピンドル移動機構によりダイシングされる角形チップのX方向幅に対応した間隔でX方向に寸動可能に構成されている。
The dicing table 3 having the above configuration is configured to be movable in the Y direction and rotatable between the X axis and the Y axis. On the other hand, the blade (dicing blade) 5 is attached to the
図2は、上述のダイシング装置1によりダイシングされる前記ワーク2の一例としてのウェハの構造を模式的に示している。ワーク2としてのウェハは、Siウェハ16上に、該Siウェハ16の表面部に作り込まれたICチップ配線間の絶縁に使用される低誘電体膜(Low−k膜)17が形成され、Siウェハ16の裏面には、薄化されたチップを積層する際のボンディング材として使用されるDAF(Die Attach Film)18が形成されている。該DAF18は、熱可塑性樹脂(ポリイミド樹脂)、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂)及び硬化剤を含有している。
FIG. 2 schematically shows the structure of a wafer as an example of the
図2のワーク2としてのウェハ上には、ダイシングの際に形成される凝固体膜(氷膜)11が示され、ウェハの裏面には、ワーク2をダイシングテーブル3上に真空吸着して固
定する際に該ワーク2をマウントするテープ10も示されている。ワーク2としては、上記ウェハの他に、図示しないCu膜配線等によるメタル膜の凹凸がある実装基板も適用される。
A solidified body film (ice film) 11 formed during dicing is shown on the wafer as the
次に、上述のように構成されたワークのダイシング装置によるワークのダイシング方法及び作用を、図3のフローチャートを用いて説明する。表面にチップ配線間の絶縁膜として使用される低誘電体膜17があり裏面にはDAF18があるウェハもしくは表面にCu膜配線等によるメタル膜の凹凸がある実装基板からなるワーク2をテープ10にマウントしてダイシングテーブル10上に載置し、真空配管9を通して真空引きすることにより、該ワーク2をポーラスセラミック8とともにダイシングテーブル3上に吸着固定する(ステップS1)。
Next, a work dicing method and operation by the work dicing apparatus configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG. On the
図1(b)に示すように、凝固体膜(氷膜)形成用の水を、並設された複数個の水ノズル4aからカーテン状に噴出させてワーク2上面に均一に塗布する。このとき、ワーク2表面に形成されている凹凸部分に対して、水がその凹凸部分に浸透し、ワーク2表面の空間的な隙間が完全に埋められる(ステップS2)。
As shown in FIG. 1B, water for forming a solidified body film (ice film) is sprayed from a plurality of
複数個のペルチェ素子14に、その上面14aが冷却面(吸熱面)となる極性で通電する。このとき、下面14bの発熱が放熱プレート7で放熱されて上面14aが効率よく温度降下し、前記塗布した水が確実に冷却冷凍されてワーク2上に水が凝固した凝固体膜(氷膜)11が形成される。また、その付近の展延性を持つメタル膜材料も脆化する(ステップS3)。
The plurality of
スピンドル5aに取付けたブレード5を高速回転させながらダイシングテーブル3をY方向に移動させ、ワーク2表面の低誘電体膜17又はメタル膜の凹凸を凝固体膜(氷膜)11で埋め込んだままワーク2にダイシングを施す。このダイシング処理において、ダイシングテーブル3のY方向への移動とスピンドル移動機構によるブレードの所要間隔でのX方向への寸動を繰り返すことによりワーク2に対し、Y方向への所要本数の切込みを入れる。この後、ダイシングテーブル3を90°回動させてからワーク2に対し上記とほぼ同様のダイシングを施し、X方向に対しても、通常はY方向への切込み間隔とは異なる間隔で、所要本数の切込みを入れる。ワーク2に対するこのX、Y方向への切込みにより、所要大きさの角形チップに対するダイシング処理が行われる。このダイシング処理が、前記のようにワーク2表面の低誘電体膜17又はメタル膜の凹凸を凝固体膜(氷膜)11で隙間なく埋め込んだままで行われ、さらにはメタル膜等の展延性材料も脆化していることから、ブレード5の巻上げによる低誘電体膜17の剥がれやメタル膜の凹凸が展延性のあるCu膜等の凹凸であってもメタルバリの発生が抑制される。また、これとともにブレード5への付着物の発生が抑えられる。切削加工中、図示しない切削水用ノズル及び洗浄用ノズルから切削水及び洗浄水をワーク2の加工ポイントに供給する(ステップS4)。
The dicing table 3 is moved in the Y direction while rotating the
ダイシング加工中、ワーク2表面は切削水及び洗浄水の供給により温度上昇するが、温度センサ12によりワーク2の温度を監視し、ペルチェ素子14による吸熱状態を制御して凝固体膜(氷膜)11の冷凍状態を持続させる(ステップS5)。ワーク2に対する所要のダイシングの完了後(ステップS6)、ペルチェ素子14への通電方向を反転し、その上面14aが発熱面(放熱面)となる極性で通電して凝固体膜(氷膜)11を加熱・融解し、ダイシング完了後のワーク2をテープ10毎、ダイシングテーブル3上から取外す(ステップS7,8)。
During the dicing process, the surface of the
上述の本実施例に係るワークのダイシング方法では、表面にチップ配線間の絶縁膜として使用される低誘電体膜17があるワーク2もしくは表面にCu膜配線等によるメタル膜の凹凸があるワーク2を対象とするダイシング方法について述べたが、これに限らず本実
施例に係るワークのダイシング方法は、表面に低誘電体膜17及びメタル凹凸の両者があるワーク11についても適用し得るものである。
In the work dicing method according to the above-described embodiment, the
上述したように、本実施例に係るワークのダイシング装置及びワークのダイシング方法においては、ダイシング時に凝固体膜11でワーク2表面の低誘電体膜17及びメタル膜の凹凸を隙間なく埋め込むとともに展延性のあるメタル膜材料を脆化させてワーク2に所要の切削を施すことで、ブレード5の巻上げによる低誘電体膜17の剥がれやメタルバリの発生を抑制することができて加工品質を向上させることができる。
As described above, in the workpiece dicing apparatus and the workpiece dicing method according to the present embodiment, the unevenness of the
ブレード5に対しては付着物の発生が抑えられることで、該ブレード5の長寿命化を図ることができる。
Since the generation of deposits on the
冷凍手段をダイシングテーブル3に内装したペルチェ素子14としたことで、ダイシングテーブル3上に載置したワーク2の上に容易且つ確実に凝固体膜11を形成することができる。
Since the refrigeration means is the
ワーク2に所要のダイシングが施された後は、前記ペルチェ素子14を凝固体融解手段として機能させることで、ワーク2上の凝固体膜11を容易に加熱・融解することができる。
After the
本発明の実施例2では、ダイシング装置によることなく、該ダイシング装置とは別の容器内にワーク2としてのウェハを入れ、そこに水を注ぎ込む。その上で、その容器を冷凍し、ウェハ上で水を凍らせる。通常、ダイシング装置上でウェハを一から冷却してウェハ上の水を凝固させるためには、非常に長い時間を要する。そのため、装置内もしくは装置外の別の個所でウェハ上に水を張ってそれを冷凍し、その冷凍したウェハをダイシング装置に載せて切削加工すればよい。
In the second embodiment of the present invention, the wafer as the
実施例2は、まず、台上にウェハを載せて枠をはめ、そこに水を注ぎ込む。次に、全体を冷凍室に入れて充分に凝固させる。枠を外し、台に載せた状態でダイシング装置へ運び、そこでダイシングするとよい。なお、この台は最初からダイシング装置用のペルチェ効果を利用した冷凍チャック上で行い、その冷凍チャックを装置へ組み込む形でもかまわない。 In the second embodiment, first, a wafer is placed on a table to fit a frame, and water is poured therein. Next, the whole is put in a freezer and solidified sufficiently. The frame may be removed and carried to a dicing apparatus in a state of being placed on a table, and dicing may be performed there. It should be noted that this stage may be carried out on a freezing chuck using the Peltier effect for the dicing apparatus from the beginning, and the freezing chuck may be incorporated into the apparatus.
しかしながら、上記のような方法で行った場合、例えば水を使用した場合、水は凝固すると体積膨張する。これを凝固膨張と呼ぶが、約1.09倍ほど体積膨張する。これは、デバイスとなるサンプルが、比較的凹凸がないサンプルであれば、水の凝固に伴う体積膨張、即ち凝固膨張は問題にならないが、細かい微小凹凸からなる複雑な形状を有するウェハの場合、冷凍する過程でサンプル中に入り込んだ水が凝固膨張して、細かい凹凸パターンを破壊してしまうことがある。即ち、ウェハをダイシングする以前において、ダイシングのためにウェハの隙間を埋めるために注ぎ込んだ水により、その隙間に入った水が膨張して素子を壊してしまうという最悪の状態になる場合がある。こうしたことは、液体が凝固する際に、液体から固体へ遷移することに伴う体積膨張が問題となるが、基本的にはほぼ多くの液体は凝固すると体積膨張するため、これは大きな問題となる。 However, when the above method is used, for example, when water is used, the volume of the water expands when it solidifies. This is called solidification expansion, and the volume expands by about 1.09 times. If the sample to be the device is a sample with relatively no unevenness, volume expansion accompanying solidification of water, that is, solidification expansion is not a problem, but in the case of a wafer having a complicated shape consisting of fine minute unevenness, In the process of freezing, water that has entered the sample may solidify and expand, destroying the fine uneven pattern. That is, before dicing the wafer, the water poured to fill the gap between the wafers for dicing may cause the worst condition that the water that enters the gap expands and breaks the device. This is because the volume expansion accompanying the transition from liquid to solid becomes a problem when the liquid solidifies, but this is a big problem because basically most liquids expand when they solidify. .
こうした問題に対処するため、実施例2においては、通常の水ではなく、予め気体を水の中に封入した水を使用するとよい。最近では、ミニバブル、マイクロバブル、ナノバブルといった形で、市販のマイクロバブル発生器を利用することで、水の中に微細な空気の泡を封入することが可能となる。例えば、一例として特許4019154号などに記載のあるマイクロバブル発生装置などが好適に使用できる。こうしたバブル水を冷却すると、
冷却過程における体積膨張があったとしても、気泡の部分にも水が入り込むため、実質的な体積膨張は小さくて済み、その凝固することによる内部応力も小さくなる。その結果、複雑な形状を有するデバイス素子部分に対して悪い影響を及ぼさない。
In order to cope with such a problem, in Example 2, it is preferable to use water in which a gas is previously enclosed in water instead of normal water. Recently, by using a commercially available microbubble generator in the form of minibubbles, microbubbles, nanobubbles, it becomes possible to enclose fine air bubbles in water. For example, a microbubble generator described in Japanese Patent No. 4019154 can be suitably used as an example. When these bubble waters are cooled,
Even if there is a volume expansion in the cooling process, water enters the bubble portion, so that the substantial volume expansion is small and the internal stress due to the solidification is also small. As a result, the device element portion having a complicated shape is not adversely affected.
別の方法として、実施例3では以下のような方法がある。予め、高圧環境下で多量の空気を溶かし込んだ冷水を容器内のウェハ上へ注ぎ込む。このときにマイクロバブルが発生せず、完全に水に溶け込んだ形であってもよい。次に、それをゆっくり減圧しながら、同時に冷凍する。ここで、減圧過程において、冷水中に多量に溶け込んだ空気が周囲の気圧が低くなるに伴って、小さいバブルとなって湧き出す。その湧き出し過程において冷却されるため、結果的には、非常に細かいバブルが水の中に混在した状態で凝固することになる。このとき、凝固による大きな体積膨張を伴うことはない。また、凝固に伴う大きい内部応力を受けることなく、凝固させることが可能となる。その結果、凝固においてウェーハ素子の表面を破壊することはない。 As another method, Example 3 includes the following method. In advance, cold water in which a large amount of air is dissolved in a high-pressure environment is poured onto the wafer in the container. At this time, the microbubbles may not be generated, and it may be completely dissolved in water. It is then frozen at the same time while slowly depressurizing it. Here, in the depressurization process, the air dissolved in a large amount in the cold water springs out as a small bubble as the ambient pressure decreases. As a result of cooling in the springing process, as a result, very fine bubbles are solidified in a mixed state in the water. At this time, there is no large volume expansion due to solidification. Moreover, it is possible to solidify without receiving a large internal stress accompanying solidification. As a result, the surface of the wafer element is not destroyed during solidification.
また、この状態で切断しても、バリは発生しない。ところどころに気泡部分は見受けられるが、凝固による体積膨張を緩和する役割を果たしており、また、バリが発生してめくれ上がる問題に対しては、充分に隙間を埋めることになる。また、切断後の端面はバリがなくきれいに切断されることが確認された。 Moreover, even if it cut | disconnects in this state, a burr | flash does not occur. In some places, bubble portions can be seen, but they play a role in relieving the volume expansion due to solidification, and the gap is sufficiently filled with the problem of burr generation and turning up. Further, it was confirmed that the end face after cutting was cleanly cut without burrs.
さらに、別の方法として、水を霧状にして吹付け、ワーク上に付着した微小な液滴を冷凍して凍結させてもよい。霧状にして吹付けることにより、その小さな水滴が凍る際に体積膨張を伴って凝固するが、それは次に付着する液滴を押しのけることになる。また、水が凍ることによって、氷でワーク表面の凹凸の空間を完全に埋めなくても、ある程度の隙間があってもかまわない。ダイシング時にバリが出ない程度にするため、切断端面が空間的に自由にならないような固形物の支えがあればよいのであるから、凹凸の表面を覆う程度の凝固体であってもよい。 Furthermore, as another method, water may be sprayed in the form of a mist, and minute droplets adhering to the workpiece may be frozen and frozen. By spraying in the form of a mist, when the small water droplet freezes, it solidifies with volume expansion, which pushes away the next deposited droplet. In addition, when the water freezes, the uneven surface of the workpiece surface may not be completely filled with ice, or a certain amount of gap may be left. In order to prevent burrs from being generated during dicing, it is only necessary to provide a solid support so that the cut end surface is not spatially free. Therefore, a solidified body that covers the uneven surface may be used.
水を霧状にして噴霧する場合において、方向性を持って吹付ける場合においては、ワークは様々な方向から噴霧された水滴がワークの凹凸内に入り込むように、例えば噴霧ノズルに対して、ワークを回転させ、回転するワークに対して吹付けるようにしてもよい。もしくは、水を噴霧して充満した室内にワークを置き、充満した水滴がワークの凹凸内に自然に入り込むような雰囲気を形成して、凹凸内に水滴が入り込むようにしてもよい。 When spraying water in the form of a mist, when spraying with directionality, the work should be directed to the spray nozzle, for example, so that water droplets sprayed from various directions enter the irregularities of the work. You may make it spray on a rotating workpiece. Alternatively, the work may be placed in a room filled with sprayed water, and an atmosphere may be formed in which the filled water droplets naturally enter the unevenness of the work so that the waterdrops enter the unevenness.
水が一体として凝固する場合、微小な凹凸に空間的に閉じ込められた水が体積膨張により、ワーク表面の凹凸付近に対して過剰な応力を及ぼすことになるが、微小な水滴を凍結させ、それを重ねていく場合は、容易にワーク表面の凹凸の空間を埋め込むとともに、体積膨張による過剰な応力をワーク表面の凹凸に与えることなく、ダイシング時にバリを出さないワーク表面にすることができる。 When water solidifies as a unit, the water spatially confined in minute irregularities exerts excessive stress on the workpiece surface near the irregularities due to volume expansion. When the layers are stacked, the uneven surface of the workpiece surface can be easily embedded, and the workpiece surface can be made free of burrs during dicing without applying excessive stress due to volume expansion to the uneven surface of the workpiece.
また、こうした全ての方法においてワーク表面の凹凸を埋める材料としては、凝結して固体になる水などの液体でなくともよい。例えば、ドライアイスのような気体を凝固させて固体にすることができるものであってもかまわない。即ち、低温にすることで、液体もしくは気体から固体に変わるもの、即ち凝固するもの、そして、昇温することによって、固体から液体に変わるもの、即ち融解するもの、もしくは固体から気体に変化するもの、即ち昇華するものであっても、いずれであってもよい。結果的には、ダイシング時に固体として存在し、ダイシング後は、それをワークの表面から容易に除去することができる材料であればよい。 Further, in all these methods, the material for filling the unevenness on the workpiece surface may not be a liquid such as water that condenses into a solid. For example, a gas that can be solidified by solidifying a gas such as dry ice may be used. That is, those that change from liquid or gas to solid at low temperatures, that is, solidify, and those that change from solid to liquid when heated, that is, those that melt or those that change from solid to gas That is, it may be any one that sublimes. As a result, any material that exists as a solid at the time of dicing and that can be easily removed from the surface of the workpiece after dicing may be used.
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。 The present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.
表面に形成された保護膜やメタル膜配線のブレードの巻き上げによる剥がれやメタルバリの発生を抑制して加工品質を向上させることが不可欠なウェーハや実装基板のダイシングに広く適用することが可能である。 The present invention can be widely applied to dicing of wafers and mounting substrates in which it is indispensable to improve the processing quality by suppressing peeling and metal burrs caused by winding up of a protective film or metal film wiring blade formed on the surface.
1 ダイシング装置
2 ワーク
3 ダイシングテーブル
4 給水管
4a 水ノズル(液体塗布手段)
5 ブレード
6 チャックプレート
7 放熱プレート
8 ポーラスセラミック
9 真空配管
10 テープ
11 凝固体膜(氷膜)
12 温度センサ(冷凍状態監視手段)
13 冷却水管
14 ペルチェ素子(冷凍手段、凝固体融解手段)
15 断熱材
16 Siウェハ
17 低誘電体膜(Low−k膜)
18 DAF(Die Attach Film、)
DESCRIPTION OF
5
12 Temperature sensor (freezing condition monitoring means)
13
15
18 DAF (Die Attach Film)
Claims (6)
前記表面の凹凸部分に隙間なく浸透する液体と、前記液体に気泡ないしは気体を封入する封入手段と、前記気泡ないしは気体を封入した液体を前記ワーク表面に供給する供給手段と、前記ワーク上面に満たされた前記液体をワークと共に冷却冷凍することでワークの上で凝固体膜を形成する冷凍手段と、前記ワークを載せ置きするダイシングテーブルと、前記凝固体膜が形成された状態で前記ワークにダイシングを施すダイシング手段とを、有することを特徴とするワークのダイシング装置。 In a dicing apparatus for dicing a workpiece having irregularities formed of a low dielectric film or a metal film on the surface with high accuracy,
Filling the upper surface of the workpiece with a liquid that penetrates the concave and convex portions of the surface without gaps, a sealing unit that seals bubbles or gas in the liquid, a supply unit that supplies the liquid containing bubbles or gas to the surface of the workpiece, a refrigeration unit that form a solidified film of the liquid on the workpiece by cooling freezing together with the workpiece that is, a dicing table for placing placing said workpiece, said the work in a state in which the solidified film is formed A work dicing apparatus comprising: a dicing means for performing dicing .
前記ワークに供給する液体に気泡ないしは気体を封入するステップと、前記ワークの上に気泡ないしは気体が封入された液体を塗布するステップと、塗布した気泡ないしは気体が封入された液体がワークの凹凸に浸透するステップと、ワーク上面に満たされた気泡ないしは気体が封入された液体をワークと共に冷却冷凍することにより該ワークの上で凝固体膜を形成するステップと、ワーク表面の前記低誘電体膜もしくはメタル膜で形成された凹凸を前記凝固体膜で埋め込んだままブレードで前記ワークに所要のダイシングを施すステップと、該ワークに対する所要のダイシングの完了後に前記凝固体膜を加熱・融解して除去するステップとからなることを特徴とするワークのダイシング方法。 A work dicing method for dicing a work having a low dielectric film or a metal film having irregularities on the surface,
The step of enclosing bubbles or gas in the liquid to be supplied to the workpiece, the step of applying a liquid in which bubbles or gas is encapsulated on the workpiece, and the liquid in which the applied bubbles or gas is encapsulated are uneven in the workpiece. A step of infiltrating, a step of forming a solidified body film on the work by cooling and freezing a liquid filled with bubbles or gas filled in the work upper surface together with the work, and the low dielectric film on the work surface or A step of performing necessary dicing on the workpiece with a blade while embedding the unevenness formed of a metal film with the solidified body film, and removing the solidified body film by heating and melting after completion of the required dicing for the workpiece. A work dicing method comprising steps.
前記表面の凹凸部分に隙間なく浸透する液体と、該液体に気泡ないしは気体を封入する封入手段と、前記気泡ないしは気体を封入した液体を前記ワークの上面に塗布する液体塗布手段と、ワーク上面に満たされた前記液体をワークと共に冷却冷凍することにより該ワークの上で凝固体膜を形成する冷凍手段と、前記ワークを載せ置きするダイシングテーブルと、ワーク表面の前記低誘電体膜もしくはメタル膜で形成された凹凸を前記凝固体膜で埋め込んだまま前記ワークに所要のダイシングを施すブレードと、所要のダイシングが施された後の前記ワーク上の凝固体を融解する凝固体融解手段とを有することを特徴とするワークのダイシング装置。 A work dicing apparatus for dicing a work having a low dielectric film or a metal film having irregularities on the surface,
A liquid that penetrates into the uneven portion of the surface without gaps, an enclosing means for enclosing a bubble or gas in the liquid, a liquid applying means for applying the liquid enclosing the bubble or gas to the upper surface of the work, and an upper surface of the work A cooling means for forming a solidified body film on the work by cooling and freezing the filled liquid together with the work, a dicing table on which the work is placed, and the low dielectric film or metal film on the work surface. A blade for performing necessary dicing on the workpiece while the formed unevenness is embedded in the solidified body film, and solidified body melting means for melting the solidified body on the workpiece after the required dicing is performed. Workpiece dicing device characterized by
前記ワークに供給する液体に気泡ないしは気体を封入するステップと、前記気泡ないしは気体を封入した液体をワークに塗布するステップと、塗布した前記液体がワークの凹凸に浸透するステップと、ワーク上面に満たされた前記液体をワークと共に冷凍冷却することにより該ワークの上で凝固体膜を形成するステップと、ワーク表面の前記低誘電体膜もしくはメタル膜で形成された凹凸を前記凝固個体膜で埋め込んだままブレードで前記ワークに所要のダイシングを施すステップと、該ワークに対する所要のダイシングの完了後に前記凝固体膜を加熱・融解して除去するステップとからなることを特徴とするワークのダイシング方法。 A work dicing method for dicing a work having a low dielectric film or a metal film having irregularities on the surface,
Filling the liquid supplied to the workpiece with bubbles or gas, applying the bubble or gas-sealed liquid onto the workpiece, penetrating the applied liquid into the irregularities of the workpiece, filling the upper surface of the workpiece A step of forming a solidified body film on the work by freezing and cooling the liquid with the work and embedding the unevenness formed by the low dielectric film or metal film on the work surface with the solidified solid film A workpiece dicing method comprising: a step of performing necessary dicing on the workpiece with a blade, and a step of heating and melting and removing the solidified body film after completion of the required dicing for the workpiece.
前記ワークに供給する液体に気体を溶解するステップと、前記気体を溶解した液体をワークに塗布するステップと、ワーク上に前記液体を備えた状態で減圧し、気泡を発生させて塗布した液体がワークの凹凸に浸透するステップと、ワーク上面に満たされた液体をワークと共に冷却冷凍することにより該ワークの上で凝固体膜を形成するステップと、ワーク表面の前記低誘電体膜もしくはメタル膜で形成された凹凸を前記凝固個体膜で埋め込んだままブレードで前記ワークに所要のダイシングを施すステップと、該ワークに対する所要のダイシングの完了後に前記凝固体膜を加熱・融解して除去するステップとからなることを特徴とするワークのダイシング方法。 A work dicing method for dicing a work having a low dielectric film or a metal film having irregularities on the surface,
A step of dissolving a gas in a liquid to be supplied to the workpiece; a step of applying a liquid in which the gas is dissolved to the workpiece; and a pressure applied in a state where the liquid is provided on the workpiece to generate bubbles, A step of penetrating the unevenness of the workpiece, a step of forming a solidified body film on the workpiece by cooling and freezing the liquid filled on the workpiece upper surface together with the workpiece, and the low dielectric film or the metal film on the workpiece surface From the steps of performing necessary dicing on the workpiece with a blade while embedding the formed irregularities with the solidified solid film, and removing the solidified film by heating and melting after completion of the required dicing for the work A method for dicing a workpiece characterized by comprising:
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