TW201911397A - 處理襯底的方法 - Google Patents

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Abstract

處理襯底的方法。本發明涉及一種處理襯底的方法，該襯底具有第一表面和與第一表面相反的第二表面，其中，襯底在第一表面上具有器件區域，該器件區域具有通過多條分割線分隔開的多個器件。方法包括以下步驟：從第一表面的一側向具有100 μm或更大的厚度的襯底施加用脈衝雷射光束，其中，在脈衝雷射光束的焦點被定位成沿從第一表面朝向第二表面的方向與第一表面隔開距離的情況下，脈衝雷射光束至少在沿著各個分割線的多個位置被施加於襯底，以便沿著各個分割線在襯底中形成多個改性區域；以及在襯底中形成改性區域之後研磨襯底的第二表面，以調節襯底厚度。此外，本發明涉及一種處理這種襯底的方法，在該方法中，在襯底中形成改性區域和/或孔區域之後，向襯底施加等離子體，以便在襯底中形成沿著分割線延伸的多個槽。

Description

處理襯底的方法
發明領域 本發明涉及一種處理襯底的方法，該襯底具有第一表面和與第一表面相反的第二表面，其中，襯底在第一表面上具有器件區域，該器件區域具有由多個分割線分隔開的多個器件。
發明背景 在半導體器件製造工藝中，在大致盤狀的半導體晶片（諸如，矽（Si）片）的前側上形成多個交叉的分割線（還被稱為“街道”），以從而隔開分別形成多個器件（諸如，IC和LSI）的多個區域。器件被形成在半導體晶片的前側上的器件區域中。
半導體晶片沿著分割線來分離（例如，切割），以分割形成光學器件的分離區域，從而獲得如晶片或晶粒（die）的單獨光學器件。
採用該方法來從襯底（諸如，單晶襯底、玻璃襯底、化合物襯底或多晶襯底）獲得例如單獨半導體器件、功率器件、醫療器件、電氣部件或MEMS器件，其中，襯底具有在其中形成這些器件的器件區域。
如果期望使可以被佈置在諸如半導體晶片的襯底上的器件的數量（即，器件的包裝密度）最大化，則因此必須減小分割線的寬度。對於一些襯底，例如，為了生產RFID晶片或線感測器，分割線寬度可以為20 µm或更小。
作為沿著分割線分割諸如半導體晶片的襯底的方法，已經提出了一種鐳射處理方法，該鐳射處理方法在脈衝雷射光束的焦點被定位在要分割的物件區域中的襯底內部的情況下，沿著分割線向襯底施加脈衝雷射光束，該雷射光束具有允許光束透過襯底的波長。這樣，沿著各分割線在襯底內部連續形成具有降低強度的改性層（modified layer）。隨後，通過使用破碎工具沿著各分割線向襯底施加外力，從而將襯底分成單獨器件，作為晶片或晶粒。JP-A-3408805中公開了這種方法。JP-A-2011-171382和JP-A-2013-055120中示教了另外的方法，在所述另外的方法中，通過施加雷射光束在襯底內部形成改性層，並且將改性層用作用於分割襯底的起點。
作為沿著分割線分割諸如半導體晶片的襯底的另一種方法，已經提出了在光束的焦點被定位成沿朝向襯底後側的方向與襯底的前側隔開距離的情況下向襯底施加脈衝雷射光束，以便在諸如單晶襯底的襯底中產生多個孔區域。各孔區域由非晶區域和非晶區域中向襯底的前側開放的空間組成。隨後，通過使用破碎工具沿著各分割線向襯底施加外力，由此將襯底分成單獨器件，作為晶片或晶粒。
進一步地，作為分割襯底的又一種方法，已經提出了一種鐳射處理方法，該鐳射處理方法沿著分割線向襯底施加脈衝雷射光束，該脈衝雷射光束具有它被襯底材料吸收的這種波長，使得通過鐳射燒蝕切割襯底。
以上所提及的製造處理經常包括用於調節襯底厚度的研磨（grind）步驟。研磨步驟從與在上面形成器件區域的襯底前側相反的、襯底的後側開始執行。
具體地，為了實現電子設備的尺寸減小，必須減小器件（諸如，半導體器件、功率器件、醫療器件、電氣部件、MEMS器件或光學器件）的尺寸。因此，在上述研磨步驟中將上面形成有器件的襯底研磨到低µm範圍內的厚度。
然而，在已知的器件製造處理中，當具有允許脈衝雷射光束透過襯底的波長的脈衝雷射光束在脈衝雷射光束的焦點被定位在襯底內部的情況下被沿著分割線施加於襯底的後側時，問題可能出現。在這種情況下，透過襯底的雷射光束可能至少部分入射在形成在襯底的前側上的器件區域中的器件上，由此引起對器件的損壞。
進一步地，當這種脈衝雷射光束在襯底已經被研磨至減小厚度（例如，處於低µm範圍內）之後被施加到襯底的前側時，襯底可能由於由襯底內部的改性層的形成引起的襯底膨脹而變形。具體地，襯底可能翹曲（warp）（即，向上或向下彎曲）。由此，致使以筆直方式沿著分割線分割襯底並沿襯底的厚度方向精確地控制雷射光束的焦點的位置變得困難或甚至完全不可行。
這些問題對於具有窄分割線（例如，具有20µm或更小寬度的分割線）的襯底的情況特別突出。
此外，在通過向襯底施加雷射光束在襯底中形成改性層或孔區域的已知器件製造處理中，可能降低在分割襯底的處理中獲得的晶片或晶粒的晶粒強度。具體地，雷射光束的施加可能在得到的晶片或晶粒的側壁中引起應力，由此降低晶粒強度。
以上所識別的問題不利地影響從襯底獲得的晶片或晶粒的完整性，並且可能導致器件品質的顯著降低。
因此，仍然需要一種允許獲得高品質晶片或晶粒的、處理襯底的高效且可靠的方法。
發明概要 因此，本發明的目的是提供一種允許獲得高品質晶片或晶粒的、處理襯底的高效且可靠的方法。該目標由具有請求項1的技術特徵的襯底處理方法和具有請求項12的技術特徵的襯底處理方法來實現。本發明的較佳實施方式係遵循附屬項。
根據第一方面，本發明提供了一種處理襯底的方法，該襯底具有第一表面和與第一表面相反的第二表面。襯底在第一表面上具有器件區域，該器件區域具有由多個分割線分隔開的多個器件。襯底在從第一表面朝向第二表面的方向上具有100 μm或更大的厚度。方法包括以下步驟：從第一表面的一側向具有100 μm或更大的厚度的襯底施加脈衝雷射光束。襯底由對脈衝雷射光束透明的材料製成。在脈衝雷射光束的焦點被定位成沿從第一表面朝向第二表面的方向與第一表面隔開距離的情況下，脈衝雷射光束至少在沿著各個分割線的多個位置被施加於襯底，以便沿著各個分割線在襯底中形成多個改性區域。方法還包括以下步驟：在襯底中形成改性區域之後研磨襯底的第二表面，以調節襯底厚度。
脈衝雷射光束至少在沿著各個分割線（即，沿著各個分割線的延伸方向）的多個位置被施加於襯底。
襯底由對脈衝雷射光束透明的材料製成。由此，多個改性區域通過施加具有允許雷射光束透過襯底的波長的脈衝雷射光束被形成在襯底中。
例如，如果襯底是矽（Si）襯底，則脈衝雷射光束可以具有1.0 µm或更大的波長。
脈衝雷射光束可以具有例如在1 ns至700 ns範圍內（具體在1 ns至300 ns範圍內）的脈衝寬度。
在本發明的方法中，脈衝雷射光束至少在沿著各個分割線的多個位置被施加於襯底。因此，改性區域被形成在沿著各個分割線的多個位置。
根據本發明的處理方法，脈衝雷射光束至少在沿著各個分割線的多個位置從第一表面的一側被施加於襯底，以便沿著各個分割線在襯底中形成多個改性區域。通過形成這些改性區域，降低形成改性區域的區域中的襯底的強度。因此，大大促進沿著內部已經形成多個改性區域的分割線的、襯底的分割。在這種襯底分割處理中，獲得在襯底的器件區域中設置的單獨器件，作為晶片或晶粒。
隨後，在襯底中形成改性區域之後，研磨襯底的第二表面，以調節襯底厚度。例如，襯底厚度可以被調節到要通過分割襯底獲得的晶片或晶粒的最終厚度。
在本發明的處理方法中，脈衝雷射光束從襯底的第一表面的一側（即，從前側）被施加於襯底。因此，可以可靠地避免如在雷射光束從襯底的第二表面的一側（即，從後側）被施加時由於光束透過襯底而發生的、雷射光束在形成在器件區域中的器件上入射，由此防止鐳射對器件的損壞。雖然雷射光束的至少一部分可能透過襯底到達其後側，但因為器件被佈置在襯底的前側上，所以這種鐳射透射不影響要從襯底獲得的晶片或晶粒的品質。
進一步地，脈衝雷射光束在襯底具有100 μm或更大的厚度的狀態下在研磨（即，減薄）襯底之前被施加於襯底的前側。因此，可靠防止由於由襯底中改性區域的形成引起的襯底膨脹而產生的襯底的變形。通過向具有100 μm或更大厚度的襯底施加雷射光束，實現襯底針對這種變形的足夠穩定性。具體地，可以高效確保襯底不翹曲（即，向上彎曲或向下彎曲）。避免因襯底膨脹而產生的分割線的任何變形或彎曲。由此，本發明的方法允許以筆直方式沿著分割線分割襯底，並且精確控制雷射光束的焦點在襯底的厚度方向上的位置。
因此，本發明提供了一種允許獲得高品質晶片或晶粒的、處理襯底的高效且可靠的方法。
襯底在從第一表面朝向第二表面的方向上可以具有150 μm或更大（優選地為200 μm或更大，更優選地為300 μm或更大，甚至更優選地為400 μm或更大，甚至還更優選地為500 μm或更大，並且甚至仍然更優選地為600 μm或更大）的厚度。脈衝雷射光束可以被施加於具有150 μm或更大（優選地為200 μm或更大，更優選地為300 μm或更大，甚至更優選地為400 μm或更大，甚至還更優選地為500 μm或更大，並且甚至仍然更優選地為600 μm或更大）的厚度的襯底。
如以上已經詳細說明的，已知襯底處理方法的問題對於具有窄分割線的襯底的情況特別突出。因此，本發明的方法可以特別有利地用於這種襯底。例如，要通過本發明的方法處理的襯底可以具有分割線，所述分割線具有20 μm或更小（優選地為18 μm或更小，更優選地為15 μm或更小，並且甚至更優選地為12 μm或更小）的寬度。
當在本發明的方法中從襯底的前側向襯底施加脈衝雷射光束時，脈衝雷射光束的焦點可以被定位在沿從第一表面朝向第二表面的方向距第一表面20 μm或更小（優選地為15 μm或更小，更優選地為12 μm或更較，並且甚至更優選地為10 μm或更小）的距離處。這樣，可以特別可靠地避免由於雷射光束引起的、對器件區域中所形成的器件的任何損壞。具體地，在焦點附近，雷射光束具有相當小光束直徑。通過將焦點設置為如此緊密接近第一表面，可以確保穿過器件之間的分割線的光束的直徑小，從而可靠地防止光束的一部分入射在器件上。該方法特別有利於處理具有窄分割線的襯底。
脈衝雷射光束可以以相鄰位置不彼此交疊的這種方式至少在沿著各個分割線的多個位置被施加於襯底。
脈衝雷射光束可以以相鄰位置之間的距離（即，相鄰位置中心之間的距離）在3 µm至50 µm（優選地為5 µm至40 µm，並且更優選地為8 µm至3 0µm）範圍內的這種方式至少在沿著各個分割線的多個位置被施加於襯底。多個改性區域可以被形成在襯底中，使得在各個分割線的延伸方向上的相鄰改性區域中心之間的距離在3 µm至50 µm（優選地為5 µm至40 µm，並且更優選地為8 µm至30 µm）範圍內。特別優選地，在各個分割線的延伸方向上的相鄰改性區域中心之間的距離在8 µm至10 µm的範圍內。
改性區域可以在各個分割線的延伸方向上等距間隔開。另選地，一些或所有相鄰或鄰近的改性區域在各個分割線的延伸方向上可以彼此相隔不同距離。
改性區域的直徑可以沿著從襯底的第一表面朝向第二表面的方向大致恒定。
改性區域可以具有1 µm至30 µm（優選地為2 µm至20 µm，並且更優選地為3 µm至10 µm）範圍內的直徑。
特別優選地，改性區域可以具有在2 µm至3 µm範圍內的直徑。
多個改性區域可以被形成在襯底中，使得相鄰或鄰近改性區域不彼此交疊。這樣，可以特別可靠地確保襯底特別是在隨後的研磨步驟中維持用於允許襯底的高效另外處理和/或加工的足夠強度或魯棒程度。
優選地，在各個分割線的寬度方向和/或在各個分割線的延伸方向上的相鄰或鄰近改性區域的外邊緣之間距離為至少1 μm。
多個改性區域可以被形成在襯底中，使得相鄰或鄰近改性區域至少部分彼此交疊。在一些實施方式中，相鄰或鄰近改進區域僅沿著改性區域沿著襯底的厚度方向的延伸的一部分彼此交疊。例如，相鄰或鄰近改性區域可以僅沿著更靠近襯底的第一表面的、改性區域沿著襯底的厚度方向的延伸的一部分彼此交疊。相鄰或鄰近改性區域可以被構造為不沿著更靠近襯底的第二表面的、改性區域沿著襯底的厚度方向的延伸的一部分彼此交疊。
改性區域可以被形成為僅沿著襯底的厚度的一部分延伸。改性區域中的一些或全部可以被形成為沿著襯底厚度的5%或更多和60%或更少（優選地為10%或更多和40%或更少，並且更優選地為15%或更多和30%或更少）延伸。
改性區域沿著襯底厚度的延伸量和改性區域沿著襯底厚度的位置例如可以通過將脈衝雷射光束的焦點定位在沿從第一表面朝向第二表面的方向距第一表面適當距離處來精確控制。
脈衝雷射光束還可以在沿著各個分割線的寬度方向的多個位置從第一表面的一側被施加於襯底。
多個改性區域可以被形成在各個分割線的寬度內。
相鄰或鄰近的改性區域可以在各個分割線的寬度方向上等距間隔開。另選地，一些或所有相鄰或鄰近的改性區域在各個分割線的寬度方向上可以彼此相隔不同距離。改性區域可以在各個分割線的延伸方向和/或寬度方向上被大致隨機佈置。
在各個分割線的寬度方向上的相鄰改性區域之間（即，相鄰改性區域中心之間）的距離可以在3 μm至50 μm（優選地為5 μm至40 μm且更優選地為8 μm至30 μm）的範圍內。
脈衝雷射光束還可以在沿著各個分割線的寬度方向的多個位置被施加，以便在各個分割線的寬度內形成多行改性區域，各行沿著各個分割線的延伸方向延伸。行可以被佈置為在各個分割線的寬度方向上彼此相鄰。行可以在各個分割線的寬度方向上等距間隔開，或者一些或全部相鄰行在各個分割線的寬度方向上可以彼此具有不同距離。
在各個分割線的寬度方向上的相鄰行的改性區域之間（即，相鄰行的改性區域中心之間）的距離可以在3 μm至50 μm（優選地為5 μm至40 μm且更優選地為8 μm至30 μm）的範圍內。行的數量可以在2至20（優選地為4至18，更優選地為5至15，甚至更優選地為8至12）的範圍內。
通過如以上詳細說明的在各個分割線的寬度內形成被佈置為在各個分割線的寬度方向上彼此相鄰的多行改性區域，甚至可以進一步地促進例如通過使用破碎處理、向襯底施加外力或切割處理（諸如，機械切割處理、鐳射切割處理或等離子體切割處理）分割襯底的處理。
另選地，在特別優選的實施方式中，單行改性區域可以被形成在各個分割線的寬度內。在這種情況下，可以以特別快速且高效的方式執行本發明的方法。
本發明的方法還可以包括以下步驟：在從第一表面的一側向襯底施加脈衝雷射光束之前和/或之後，從第二表面的一側（即，從襯底的後側）向具有100 μm或更大的厚度的襯底施加脈衝雷射光束。在脈衝雷射光束的焦點被定位成沿從第二表面朝向第一表面的方向與第二表面隔開距離的情況下，脈衝雷射光束可以至少在沿著各個分割線的多個位置被施加於襯底，以便沿著各個分割線在襯底中形成多個改性區域。
具體地，脈衝雷射光束可以在從第一表面的一側向襯底施加脈衝雷射光束之前從第二表面的一側被施加於襯底。
從襯底的後側施加的脈衝雷射光束可以為與從襯底的前側施加的相同的脈衝雷射光束或不同的脈衝雷射光束。
通過從襯底的後側施加脈衝雷射光束形成的改性區域可以以與通過從襯底的前側施加脈衝雷射光束形成的改性區域大致相同的方式來形成。
沿著施加雷射光束的、各個分割線的多個位置可以為用於從襯底的前側和後側施加雷射光束的相同位置或不同位置。優選地，位置是相同的。
脈衝雷射光束在襯底具有100 μm或更大的厚度的狀態下在研磨（即，減薄）襯底之前被施加於襯底的後側。因此，顯著減少透過襯底的鐳射的量，使得可以使對在器件區域中形成的器件的任何損壞最小化。
如以上已經詳細說明的，通過在從襯底的前側施加雷射光束時將焦點佈置為緊密接近第一表面，可以特別可靠地防止光束的一部分在器件上的入射，特別是在處理具有窄分割線的襯底的時候。在這種情況下，還可以通過從襯底的後側施加脈衝雷射光束來形成更遠離第一表面的、襯底的區域中的改性區域。因此，可以通過形成改性區域貫穿襯底的厚度來更均勻地弱化襯底，由此進一步促進分割襯底的處理。
本發明的方法還可以包括以下步驟：在研磨襯底的第二表面之後，從經研磨的第二表面的一側向襯底施加脈衝雷射光束。在脈衝雷射光束的焦點被定位成沿從經研磨的第二表面朝向第一表面的方向與經研磨的第二表面隔開距離的情況下，脈衝雷射光束可以至少在沿著各個分割線的多個位置被施加於襯底，以便沿著各個分割線在襯底中形成多個改性區域。
這樣，可以進一步促進分割襯底的處理。
優選地，從襯底的經研磨的第二表面的一側施加的脈衝雷射光束具有比從襯底的第一表面的一側施加的脈衝雷射光束更低的功率。具體地，從襯底的經研磨的第二表面的一側施加的脈衝雷射光束可以具有例如在大約0.3 W至大約3.0 W範圍內的功率。從襯底的第一表面的一側施加的脈衝雷射光束可以具有例如在大約0.3 W至大約8.0 W範圍內的功率。
本發明的方法還可以包括以下步驟：在研磨襯底的第二表面之後，對經研磨的第二表面進行拋光和/或蝕刻（例如，幹法蝕刻和/或濕法蝕刻）。
通過對經研磨的第二表面進行拋光（諸如，乾式拋光或化學機械拋光（CMP））和/或蝕刻（諸如，等離子體蝕刻等），可以去除在襯底中引起的應力，從而進一步提高在分割襯底之後獲得的晶片或晶粒的晶粒強度。
特別優選地，脈衝雷射光束在對經研磨的第二表面進行拋光之後從經研磨的第二表面的一側施加於襯底。拋光處理提供特別光滑且均勻的表面，使得特別是可以關於焦點的位置以特別高的精確度控制鐳射施加。
本發明的方法還可以包括以下步驟：在研磨襯底的第二表面之後，至少向經研磨的第二表面施加等離子體。
例如，等離子體可以被施加於襯底的經研磨的第二表面，以便如以上已經提及的通過等離子體蝕刻去除在襯底中引起的應力。
進一步地，等離子體可以被施加於經研磨的第二表面，使得例如通過等離子體切片來沿著分割線分割襯底。在這種情況下，襯底在等離子體施加步驟中被完全分割。
通過向襯底施加等離子體來將襯底分成分離的晶粒或晶片允許在晶粒或晶片之間形成窄切口或切割槽。具體地，這樣獲得的切口或切割槽比可由傳統刀片切片處理實現的切口或切割槽窄得多。由此，可以顯著增加可從單個襯底獲得的晶粒或晶片的數量。
此外，可以在等離子體施加步驟中等離子體蝕刻得到的的晶粒或晶片的側壁。在分割處理中，沒有機械切片應力被給予晶粒或晶片。因此，進一步提高了晶粒或晶片的晶粒強度。
同樣，具體地，對於小晶粒尺寸的情況，等離子體分割處理比傳統的刀片或鐳射切片方法快得多，由此進一步提高處理方法的效率。例如，等離子分割處理允許在單次通過中蝕刻全部分割線。
如以下將關於本發明的第二方面進一步詳細說明的，這種等離子體分割處理可以特別有利地應用於本發明的方法中。由於在襯底中形成弱化襯底的改性區域，所以等離子體可以以特別快速且高效的方式沿著分割線去除襯底材料，從而進一步促進襯底分割處理。
具體地，在改性區域（諸如，非晶區域或形成有裂紋（crack）的區域）中，與非改性區域相比，可以通過等離子體更快速地去除襯底材料。進一步地，改性區域可以允許等離子體進入襯底中，由此進一步加速等離子體分割處理。
如以上已經詳細說明的，沿著分割線將襯底分成多個晶片或晶粒可以包括向襯底施加等離子體。可以通過向襯底施加等離子體來沿著分割線將襯底分成多個晶片或晶粒。
等離子體可以使用等離子體施加裝置（諸如，等離子體室、等離子體源、等離子體焰炬或等離子體噴嘴）被施加於襯底。使用等離子體室是特別優選的。
在一些實施方式中，等離子體例如可以借助於等離子體氛圍（例如，在等離子體室中）或借助於等離子體束（例如，使用等離子體焰炬或等離子體噴嘴）直接施加於襯底（即，不採用掩模（mask））。借助於等離子體氛圍施加等離子體是特別優選的。
在其他實施方式中，方法還可以包括以下步驟：在向襯底施加等離子體之前在襯底的經研磨的第二表面上形成掩模。
掩模可以被形成為使位於與分割線相反的、襯底的經研磨的第二表面的區域露出。掩模可以被形成為大致覆蓋襯底的整個經研磨的第二表面，但僅使位於與分割線相反的、經研磨的第二表面的區域露出。
在襯底的經研磨的第二表面上形成掩模可以包括向襯底的該表面施加覆蓋層（諸如，抗蝕劑層）並例如通過光學光刻或電子束光刻對覆蓋層進行構圖。例如，覆蓋層可以使用雷射光束通過照相平印術或光刻來構圖。另選地，覆蓋層可以以其他已知方式來構圖。
等離子體可以施加於在上面已經形成掩模的襯底。例如，可以將上面形成有掩模的襯底放置在等離子體室中並暴露到或經受等離子體氛圍。在這種情況下，等離子體將僅與在襯底中的未被掩模覆蓋的區域（例如，位於與分割線相反的襯底的經研磨的第二表面的區域）中的襯底材料反應。等離子體將通過等離子體蝕刻去除這些區域中的襯底材料，由此沿著分割線將襯底分成單獨的晶粒或晶片。
隨後，可以從所分離的晶粒或晶片去除掩模。
在本發明的方法中，在施加一個或多個脈衝雷射光束的、沿著各個分割線的多個位置中的每一個處，可以形成多個改性區域，多個改性區域被佈置為沿著從第一表面朝向第二表面的方向（即，沿著襯底的厚度方向）彼此相接。
例如，多個改性區域可以為兩個或更多個、三個或更多個、四個或更多個、五個或更多個、或六個或更多個改性區域。
通過以該方式將多個改性區域佈置為彼此相接，可以形成多層改性區域，其中，多層沿著襯底的厚度方向堆疊。多層改性區域的這種堆可以延伸到（extend over）襯底厚度的30%或更多、40%或更多、50%或更多、60%或更多、70%或更多、80%或更多、或90%或更多。
在沿著形成多個改性區域的各個分割線的多個位置中的每一個處，在從第二表面朝向第一表面的方向上的最上方改性區域與第一表面之間的距離可以在5 μm至100 μm（優選地為10 μm至50 μm）的範圍內，且/或在從第二表面朝向第一表面的方向上的最下方改性區域與第二表面之間的距離在5 μm至100 μm（優選地為10 μm至50 μm）的範圍內。
通過在襯底的第一表面和/或第二表面處設置這種距離，可以進一步提高產生的晶片或晶粒的晶粒強度。
本發明的方法還可以包括以下步驟：在從第一表面的一側向襯底施加脈衝雷射光束之前和/或之後，向第一表面塗敷抗等離子體塗層。例如，抗等離子體塗層可以為水溶性塗層或不同類型的塗層。
抗等離子體塗層在通過等離子體施加進行的隨後應力去除和/或分割步驟中向在器件區域中形成的器件提供可靠保護。
如果抗等離子體塗層在從第一表面的一側向襯底施加脈衝雷射光束之前被塗敷到第一表面，則優選使用對脈衝雷射光束透明的抗等離子體塗層。
本發明的方法還可以包括以下步驟：在研磨襯底的第二表面之後，沿著分割線分割襯底。如以上已經詳細說明的，分割襯底的處理可以以各種方式來進行，例如，通過採用破碎處理、例如使用擴張帶向襯底施加外力、或通過採用切割或切片處理（諸如，機械切割或切片處理、鐳射切割或切片處理或等離子體切割或切片處理）。進一步地，還可以採用這些處理中的兩個或更多個的組合。
此外，如以下將進一步詳細說明的，襯底可以在研磨處理中被分割。
方法還可以包括以下步驟：至少向經分割的襯底的第一表面施加等離子體。這樣，可以去除在襯底中引起的應力，從而進一步提高在分割襯底之後獲得的晶片或晶粒的晶粒強度。通過在施加等離子體之前向第一表面塗敷抗等離子體塗層，可以可靠地確保使晶片或晶粒的器件免於被等離子體損壞。
隨後，在施加等離子體之後，可以從晶片或晶粒去除抗等離子體塗層。
在本發明的方法中形成的改性區域是已經通過施加脈衝雷射光束改性的、襯底的區域。例如，改性區域可以是襯底材料的結構已經通過施加脈衝雷射光束改性的襯底的區域。
改性區域包括非晶區域或形成有裂紋的區域，或者可以是非晶區域或形成有裂紋的區域。在特別優選的實施方式中，改性區域包括或是非晶區域。
各改性區域可以包括襯底材料內部的空間（例如，腔），該空間被非晶區域或形成有裂紋的區域包圍。
各改性區域可以由襯底材料內部的空間（例如，腔）以及包圍該空間的非晶區域或形成有裂紋的區域組成。
如果改性區域包括或是形成有裂紋的區域（即，已經形成有裂紋），則裂紋可以是微裂紋。裂紋可以具有在μm範圍內的尺寸（例如，長度和/或寬度）。例如，裂紋可以具有在5 μm至100 μm範圍內的寬度和/或在100 μm至1000 μm範圍內的長度。
襯底可以為單晶襯底或玻璃襯底或化合物襯底或多晶襯底。
襯底可以為單晶襯底或化合物襯底或多晶襯底，並且改性區域可以包括或為非晶區域。襯底可以為玻璃襯底，並且改性區域可以包括或是形成有裂紋（具體為微裂紋）的區域。
襯底例如可以是半導體襯底、玻璃襯底、藍寶石（Al2 O3 ）襯底、陶瓷襯底（諸如，氧化鋁陶瓷襯底）、石英襯底、氧化鋯襯底、PZT（鈦酸鋯酸鉛）襯底、聚碳酸酯襯底、光學晶體材料襯底等。特別優選地，襯底是諸如半導體晶片的半導體襯底。
具體地，襯底例如可以是矽（Si）襯底、砷化鎵（GaAs）襯底、氮化鎵（GaN）襯底、磷化鎵（GaP）襯底、砷化銦（InAs）襯底、磷化銦（InP）襯底、碳化矽（SiC）襯底、氮化矽（SiN）襯底、鉭酸鋰（LT）襯底、鈮酸鋰（LN）襯底、藍寶石（Al2 O3 ）襯底、氮化鋁（AlN）襯底、氧化矽（SiO2 ）襯底等。
襯底可以由單個材料或不同材料（例如，上面識別的材料中的兩中或更多中）的組合來製成。
脈衝雷射光束可以使用聚焦透鏡來聚焦。聚焦透鏡的數值孔徑（NA）可以被設置為使得通過將聚焦透鏡的豎直孔徑除以襯底的折射率（n）獲得的值在0.2至0.85的範圍內。這樣，可以以特別可靠且高效的方式形成改性區域。
根據第二方面，本發明還提供了一種處理襯底的方法，該襯底具有第一表面和與第一表面相反的第二表面。襯底在第一表面上具有器件區域，該器件區域具有由多個分割線分隔開的多個器件。方法包括以下步驟：從第一表面的一側或第二表面的一側向襯底施加脈衝雷射光束。脈衝雷射光束至少在沿著各個分割線的多個位置被施加於襯底，以便沿著各個分割線在襯底中形成多個改性區域和/或多個孔區域。方法還包括以下步驟：在襯底中形成改性區域和/或孔區域之後，向襯底施加等離子體，以便在襯底中形成多個槽或切口，所述多個槽或切口沿著已經形成多個改性區域和/或多個孔區域的分割線延伸。
襯底可以具有以上詳細描述的組成、性質、特性以及特徵。
例如，襯底可以為單晶襯底或玻璃襯底或化合物襯底或多晶襯底。
特別優選地，襯底是諸如半導體晶片的半導體襯底。
要通過第二方面的方法處理的襯底的厚度可以與要通過第一方面的方法處理的襯底的厚度相同，但不特別限制。第二方面的方法可以應用於具有任何厚度的襯底。
進一步地，襯底材料不限於對脈衝雷射光束透明的材料。
在第二方面的方法中，改性區域可以以與第一方面的方法大致相同的方式或不同的方式來形成。改性區域可以具有以上詳細描述的組成、結構、性質、特性以及特徵。
在第二方面的方法中，等離子體可以以與第一方面的方法大致相同的方式（即，使用相同或類似裝置）或不同的方式被施加於襯底。
特別優選地，等離子體通過使襯底暴露到或經受等離子體氛圍（例如，在等離子體室中）被施加到襯底。因為不需要複雜的工具（諸如，等離子體焰炬或等離子體噴嘴）且不必向襯底施加電勢，所以方法構成特別簡單且高效的方式。
等離子體被施加於襯底，以便在襯底中形成沿著分割線延伸的多個槽，即，使得各槽沿著已經形成它的分割線的延伸方向延伸。
由於通過施加脈衝雷射光束在襯底中形成弱化襯底的改性區域和/或孔區域，所以等離子體可以以特別快速且高效的方式沿著分割線去除襯底材料，從而高效且可靠地形成多個槽。
具體地，在改性區域和/或孔區域中，與非改性區域和襯底的未形成孔區域的區域相比，可以通過等離子體更快速地去除襯底材料，特別是在改性區域和/或孔區域例如包括非晶區域或形成有裂紋的區域時。進一步地，改性區域和/或孔區域可以允許等離子體進入襯底中，由此進一步加速槽的形成。
此外，通過向襯底施加等離子體，在形成槽時至少部分去除通過改性區域和/或孔區域的形成而損壞的襯底的區域，由此提高因分割襯底而產生的晶片或晶粒的品質。另外，可以通過向襯底施加等離子體去除由於施加脈衝雷射光束而在襯底中引起的應力，從而進一步提高在分割襯底之後獲得的晶片或晶粒的晶粒強度。
因此，本發明的第二方面提供了一種允許獲得高品質晶片或晶粒的、處理襯底的高效且可靠的方法。
槽在襯底中可以被形成為沿著襯底的整個厚度延伸。在這種情況下，襯底通過等離子體施加處理沿著分割線被分成晶片或晶粒。
另選地，槽在襯底中可以被形成為僅沿著襯底厚度的一部分延伸。例如，槽可以被形成為沿著襯底厚度的20%或更多、30%或更多、40%或更多、50%或更多、60%或更多、70%或更多、80%或更多或90%或更多延伸。
在這種情況下，分割（即，完全分割）襯底的處理例如可以通過以下方式來進行：採用破碎處理、例如使用膨脹帶向襯底施加外力、或通過採用切割或切片處理（諸如，機械切割或切片處理、或鐳射切割或切片處理）。進一步地，還可以採用這些處理中的兩個或更多個的組合。
此外，襯底可以通過研磨襯底的第二表面來分割。
槽在襯底中可以被形成為沿著分割線的寬度的不多於90%、不多於80%、不多於70%、不多於60%、不多於50%、不多於40%、不多於30%、不多於20%、不多於10%在槽的寬度方向（即，沿與槽的延伸方向垂直的方向）上延伸。
改性區域可以具有以上對於本發明的第一方面詳細描述的組成、排布結構、性質、特性以及特徵。
多個孔區域可以被形成在襯底中，使得在各個分割線的延伸方向上的相鄰孔區域中心之間的距離在3 µm至50 µm（優選地為5 µm至40 µm，並且更優選地為8 µm至30 µm）的範圍內。具體地，在至少一條分割線的延伸方向上的相鄰孔區域中心之間的距離可以在8 µm至10 µm的範圍內。
孔區域可以在各個分割線的延伸方向上等距間隔開。另選地，一些或所有相鄰或鄰近的孔區域在各個分割線的延伸方向上可以彼此相隔不同距離。
孔區域的直徑可以沿著襯底的厚度方向大致恒定。
孔區域可以具有1 µm至30 µm（優選地為2 µm至20 µm，並且更優選地為3 µm至10 µm）範圍內的直徑。
特別優選地，孔區域可以具有在2 µm至3 µm範圍內的直徑。
多個孔區域可以被形成在襯底中，使得相鄰或鄰近孔區域不彼此交疊。這樣，可以特別可靠地確保襯底例如在隨後的研磨和/或分割步驟中維持用於允許襯底的高效另外處理的足夠強度或魯棒程度。
在各個分割線的寬度方向和/或在各個分割線的延伸方向上的相鄰或鄰近孔區域的外邊緣之間距離可以為至少1 μm。
多個孔區域可以被形成在襯底中，使得相鄰或鄰近孔區域至少部分彼此交疊。這樣，可以使通過等離子體施加在襯底中形成槽的處理更高效。
在一些實施方式中，相鄰或鄰近孔區域僅沿著孔區域沿著襯底的厚度的延伸的一部分彼此交疊。例如，相鄰或鄰近孔區域可以僅沿著更靠近孔區域所開放的襯底的表面的、孔區域沿著襯底的厚度的延伸的一部分彼此交疊。相鄰或鄰近孔區域可以被構造為不沿著孔區域沿著襯底的厚度的延伸的一部分彼此交疊，該部分更靠近與孔區域所開放的襯底的表面相反的襯底的表面。
孔區域中的一些或全部可以具有大致圓柱形狀或錐形狀。
孔區域中的一些或全部可以大致具有圓柱的形狀，其中，縱向圓柱軸被設置為沿著襯底的厚度方向。在這種情況下，孔區域的直徑沿著襯底的厚度方向大致恒定。
孔區域中的一些或全部可以具有錐形狀，其中，孔區域沿著它們沿襯底厚度的延伸逐漸成錐形。孔區域可以沿著從襯底的第一表面朝向第二表面或從襯底的第二表面朝向第一表面的方向逐漸成錐形。在這種情況下，孔區域的直徑在從襯底的第一表面朝向第二表面的方向或在從襯底的第二表面朝向第一表面的方向上減小。
脈衝雷射光束還可以在沿著各個分割線的寬度方向的多個位置被施加於襯底。
多個孔區域可以被形成在各個分割線的寬度內。
相鄰或鄰近的孔區域可以在各個分割線的寬度方向上等距間隔開。另選地，一些或所有相鄰或鄰近的孔區域在各個分割線的寬度方向上可以彼此相隔不同距離。孔區域可以在各個分割線的延伸方向和/或寬度方向上被大致隨機佈置。
在各個分割線的寬度方向上的相鄰孔區域之間（即，相鄰孔區域中心之間）的距離可以在3 μm至50 μm（優選地為5 μm至40 μm且更優選地為8 μm至30 μm）的範圍內。
脈衝雷射光束還可以在沿著各個分割線的寬度方向的多個位置被施加，以便在各個分割線的寬度內形成多行孔區域，各行沿著各個分割線的延伸方向延伸。行可以被佈置為在各個分割線的寬度方向上彼此相鄰。行可以在各個分割線的寬度方向上等距間隔開，或者一些或全部相鄰行在各個分割線的寬度方向上可以與彼此具有不同距離。
在各個分割線的寬度方向上的相鄰行的孔區域之間（即，相鄰行的孔區域中心之間）的距離可以在3 μm至50 μm（優選地為5 μm至40 μm且更優選地為8 μm至30 μm）的範圍內。行的數量可以在2至20（優選地為4至18，更優選地為5至15，甚至更優選地為8至12）的範圍內。
通過如以上詳細說明的在各個分割線的寬度內形成被佈置為在各個分割線的寬度方向上與彼此相鄰的多行孔區域，可以進一步促進通過等離子體施加在襯底中形成槽的處理。
另選地，在特別優選的實施方式中，單行孔區域可以被形成在各個分割線的寬度內。在這種情況下，可以以特別快速且高效的方式執行本發明的方法。
脈衝雷射光束可以從第一表面的一側被施加於襯底。在脈衝雷射光束的焦點被定位在第一表面上或脈衝雷射光束的焦點被定位成沿從第一表面朝向第二表面的方向與第一表面隔開距離（即，在襯底的主體內部）或脈衝雷射光束的焦點被定位成沿與從第一表面朝向第二表面的方向相反的方向與第一表面隔開距離的情況下，脈衝雷射光束可以被施加於襯底。在該後者的情況下，在脈衝雷射光束的焦點被定位成沿從第一表面遠離第二表面的方向與第一表面隔開距離的情況下，脈衝雷射光束被施加於襯底。由此，脈衝雷射光束的焦點位於襯底的主體的外部。
脈衝雷射光束可以從第二表面的一側施加於襯底。在脈衝雷射光束的焦點被定位在第二表面上或脈衝雷射光束的焦點被定位成沿從第二表面朝向第一表面的方向與第二表面隔開距處（即，在襯底的主體內部）或脈衝雷射光束的焦點被定位成沿與從第二表面朝向第一表面的方向相反的方向與第二表面隔開距離的情況下，脈衝雷射光束可以被施加於襯底。在該後者的情況下，在脈衝雷射光束的焦點被定位成沿從第二表面遠離第一表面的方向與第二表面隔開距離的情況下，脈衝雷射光束被施加於襯底。由此，脈衝雷射光束的焦點位於襯底的主體的外部。
為了通過施加雷射光束沿著各個分割線在襯底中形成多個改性區域，優選將雷射光束佈置為使得其焦點位於襯底的主體的內部。在這種情況下，襯底由對脈衝雷射光束透明的材料製成。由此，多個改性區域通過施加具有允許雷射光束透過襯底的波長的脈衝雷射光束而被形成在襯底中。
為了通過施加雷射光束沿著各個分割線在襯底中形成多個孔區域，雷射光束可以被佈置為使得其焦點被定位在第一表面上、第二表面上、襯底的主體的內部或襯底的主體的外部。
襯底可以由對脈衝雷射光束透明的材料製成。在這種情況下，多個孔區域通過施加具有允許雷射光束透過襯底的波長的脈衝雷射光束而被形成在襯底中。
襯底可以由對脈衝雷射光束不透明（即，不透光）的材料製成。多個孔區域可以通過施加具有襯底材料吸收的這種波長的脈衝雷射光束而被形成在襯底中。在這種情況下，孔區域通過鐳射燒蝕來形成。該方法對於處理碳化矽（SiC）襯底（諸如，SiC晶片）是特別高效的。
在本發明的方法中，脈衝雷射光束和等離子體可以從襯底的同一側或從襯底的相反側被施加於襯底。例如，脈衝雷射光束和等離子體可以從第一表面的一側或從第二表面的一側施加。另選地，脈衝雷射光束可以從第一表面一側被施加，並且等離子體可以從第二表面的一側被施加，反之亦然。
如以上已經對於第一方面的方法詳細說明的，改性區域可以包括非晶區域或形成有裂紋的區域，或者改性區域可以是非晶區域或形成有裂紋的區域。
各個孔區域可以由改性區域和改性區域中向襯底的施加脈衝雷射光束的表面的一側開放的空間組成。
各孔區域的改性區域是襯底的已經通過施加脈衝雷射光束改性的區域。例如，改性區域可以是襯底的襯底材料的結構已經通過施加脈衝雷射光束改性的區域。
改性區域可以包括或是非晶區域或內部形成有裂紋的區域。在特別優選的實施方式中，改性區域包括或是非晶區域。
如果改性區域是內部形成有裂紋（即，已經形成有裂紋）的區域，則裂紋可以為微裂紋。裂紋可以具有在μm範圍內的尺寸（例如，長度和/或寬度）。例如，裂紋可以具有在5 μm至100 μm範圍內的寬度和/或在100 μm至1000 μm範圍內的長度。
在沿著施加脈衝雷射光束的各個分割線的多個位置中的每一個處，可以形成多個改性區域，多個改性區域被佈置為沿著襯底的厚度方向彼此相接。
例如，多個改性區域可以為兩個或更多個、三個或更多個、四個或更多個、五個或更多個、或六個或更多個改性區域。
通過以該方式將多個改性區域佈置為彼此相接，可以形成多層改性區域，其中，多層沿著襯底的厚度方向堆疊。多層改性區域的這種堆可以延伸到襯底厚度的30%或更多、40%或更多、50%或更多、60%或更多、70%或更多、80%或更多、或90%或更多。
這樣，可以進一步促進通過向襯底施加等離子體而在襯底中形成槽的處理。
在本發明的方法中，通過沿著各個分割線在襯底中形成多個改性區域和/或多個孔區域，可以沿著各個分割線在襯底中形成多個開口，各開口向襯底的施加脈衝雷射光束的表面的一側開放或向襯底的施加脈衝雷射光束的表面的一側相反的襯底的表面的一側開放。
例如，可以在襯底中形成孔區域，其中，孔區域包括向襯底的施加脈衝雷射光束的表面的一側開放的襯底中的空間。在這種情況下，可以通過這些空間提供開口。
進一步地，沿著各個分割線在襯底中形成多個改性區域可以使得沿著各個分割線在襯底中生成多個開口。具體地，在襯底中形成改性區域可能在改性區域的附近的襯底中引起應力或張力，這導致形成從改性區域具體朝向襯底的第一表面和第二表面中的一個或兩個延伸的裂紋。這些裂紋不形成改性區域的一部分，而是源於改性區域。具體地，裂紋不通過由於施加脈衝雷射光束而引起的襯底材料的結構改性而直接產生。
這樣形成的裂紋可以到達襯底的第一表面和第二表面中的一個或兩個，由此在相應的襯底表面或多個襯底表面中設置一開口或多個開口。
進一步地，改性區域可以被形成為使得至少大致沿著分割線的延伸方向延伸的裂紋同樣源於改性區域。在這種情況下，改性區域可以沿著各個分割線來設置，使得它們被佈置成在相應分割線的延伸方向上彼此相隔開距離，但借助從其延伸的裂紋彼此連接。
如以上已經詳細說明的，在施加脈衝雷射光束的、沿著各個分割線的多個位置中的每一個處，可以形成多個改性區域，多個改性區域被佈置為沿著襯底的厚度方向彼此相接。在這些位置中的每一個處，改性區域可以被設置為使得它們被佈置成在沿襯底的厚度方向彼此相隔開距離，但借助從其延伸的裂紋彼此連接。
源於改性區域的裂紋可以在襯底的厚度方向上延伸到從其施加脈衝雷射光束的襯底的表面的一側或延伸到與從其施加脈衝雷射光束的襯底的表面的一側相反的襯底的表面的一側或延伸到這兩側，由此形成向襯底的相應側開放的開口。
裂紋形成和傳播例如可以通過合適地控制雷射光束的焦點的佈置、雷射光束的波長、雷射光束的功率和/或雷射光束的脈衝長度來控制。例如，為了設置到達襯底的第一表面的裂紋，優選將焦點且由此還有裂紋從其延伸的改性區域設置為接近第一表面。
等離子體可以被施加於襯底的沿著各個分割線在襯底中形成的開口所開放的表面的一側。
這樣，可以可靠且高效地確保等離子體可以借助開口進入襯底中，由此進一步加速等離子體槽在襯底中的形成。
特別優選的是，在襯底的厚度方向上和/或在分割線的延伸方向上的相鄰或鄰近改性區域借助從其延伸的裂紋彼此連接。這樣，可以使通過等離子體的施加而在襯底中形成槽的處理更高效。具體地，如果在襯底厚度方向上的相鄰或鄰近改性區域借助從其延伸的裂紋彼此連接，則可以可靠確保等離子體可以深入地進入襯底中。
然而，不必要的是源於改性區域的裂紋一直延伸到施加等離子體的襯底表面。例如，等離子體可以去除覆蓋裂紋的表面層的襯底材料，從而將裂紋露出到襯底的外部，並且隨後借助所露出的裂紋進入襯底中。
本發明的方法還可以包括以下步驟：在襯底中形成改性區域和/或孔區域之前和/或之後研磨襯底的第二表面，以調節襯底厚度。
在向襯底施加等離子體之前和/或之後，在襯底中形成改性區域和/或孔區域之後，可以執行襯底的第二表面的研磨。
特別優選地，在襯底中形成改性區域之後且在向襯底施加等離子體之前研磨襯底的第二表面。這樣，可以促進從改性區域具體在襯底的厚度方向上延伸的裂紋的傳播。具體地，由於在研磨處理中施加在襯底上的應力，因形成改性區域而產生的裂紋可以進一步傳播，例如以便到達襯底的第一表面和第二表面中的一個或兩個。因為在向襯底施加等離子體之前執行研磨步驟，所以可以確保等離子體可以借助由此產生的開口進入襯底中。
如以上已經詳細說明的，通過向襯底施加等離子體而在襯底中形成的槽可以僅沿著襯底厚度的一部分延伸。研磨襯底的第二表面可以在向襯底施加等離子體之後來執行，並且襯底可以通過研磨襯底的第二表面沿著分割線被分割。
具體地，研磨步驟可以以關於將襯底厚度減小至與通過等離子體施加形成的槽的深度對應的厚度的這種方式來進行。在這種情況下，在研磨步驟中去除尚未通過等離子體開槽處理到達的襯底材料，使得通過研磨處理沿著分割線分割襯底。
通過以上面詳細說明的方式在研磨步驟中劃分襯底，可以以特別可靠、準確且高效地方式來處理襯底。具體地，向襯底施加等離子體的步驟在研磨之前（即，在襯底厚度減小之前）在襯底上執行。因此，促進晶片在等離子體施加步驟中的處理。
根據第一可能的方法，本發明的方法可以包括以下步驟：從第一表面的一側向襯底施加脈衝雷射光束，這是特別優選的。鐳射施加步驟之後可以是研磨襯底的第二表面，以調節襯底厚度。隨後，在研磨第二表面之後，可以從經研磨的第二表面的一側向襯底施加等離子體，以便沿著分割線在襯底中形成多個孔。襯底可以在等離子體施加步驟中被分割。另選地，襯底可以在分離的隨後步驟被分割：通過採用破碎處理、例如使用膨脹帶向襯底施加外力、或通過採用切割或切片處理（諸如，機械切割或切片處理、或鐳射切割或切片處理）。進一步地，還可以採用這些處理中的兩個或更多個的組合。
該第一方法對於處理具有窄分割線（例如，具有20 μm或更小寬度的分割線）的襯底是特別有利的。
如果第一方法被應用於在分割線上具有金屬層、可以影響雷射光束的施加的材料層（例如，由不對脈衝雷射光束透明的材料製成的層）、和/或可以影響沿著分割線分割襯底的處理的層的襯底，則可以通過在從第一表面的一側向襯底施加脈衝雷射光束之前執行另外的鐳射開槽步驟來修改方法。在也從第一表面的一側進行的該鐳射開槽步驟中，至少部分從分割線去除相應層。
根據第二可能方法，可以通過從襯底的第二表面的一側（而不是從第一表面的一側）向襯底施加脈衝雷射光束來進一步修改第一方法或經修改的第一方法。該第二方法可以特別有利地應用於具有較寬分割線（例如，具有多於20 μm寬度的分割線）的襯底。
第二可能方法可以通過切換脈衝雷射光束施加和研磨步驟的順序來修改，使得例如在鐳射開槽步驟之後首先研磨襯底的第二表面，然後施加脈衝雷射光束。
根據第三可能方法，可以通過在從第一表面的一側向襯底施加脈衝雷射光束之後且在研磨襯底的第二表面之前從襯底的第二表面的一側向襯底施加脈衝雷射光束來進一步修改第一方法或經修改的第一方法。該第三方法對於處理具有相對大厚度的襯底是特別有利的。在這種情況下，通過還從襯底的第二表面的一側向襯底施加脈衝雷射光束，可以貫穿襯底的厚度特別高效地形成改性區域和/或孔區域。
根據第四可能的方法，本發明的方法可以包括以下步驟：從第一表面的一側向襯底施加脈衝雷射光束。鐳射施加步驟之後可以是從第一表面的一側向襯底施加等離子體，以便沿著分割線在襯底中形成多個槽。隨後，在向襯底施加等離子體之後，可以研磨襯底的第二表面，以調節襯底厚度。襯底可以在研磨步驟中被分割。另選地，襯底可以在分離的隨後步驟被分割：例如，通過採用破碎處理、例如使用膨脹帶向襯底施加外力、或通過採用切割或切片處理（諸如，機械切割或切片處理、或鐳射切割或切片處理或等離子體切割或切片處理）。進一步地，還可以採用這些處理中的兩個或更多個的組合。
第四方法還可以包括以下步驟：例如在從第一表面的一側向襯底施加脈衝雷射光束之前向第一表面塗敷抗等離子體塗層。
如果第四方法應用於在分割線上具有金屬層、可以影響雷射光束的施加的材料層（例如，由不對脈衝雷射光束透明的材料製成的層）、和/或可以影響沿著分割線分割襯底的處理的層的襯底，則可以通過在從第一表面的一側向襯底施加脈衝雷射光束之前執行另外的鐳射開槽步驟來修改方法。在也從第一表面的一側進行的該鐳射開槽步驟中，至少部分從分割線去除相應層。例如，可以在向第一表面塗敷抗等離子體塗層的可選步驟之後執行鐳射開槽步驟。
該第四方法可有利地應用於具有窄分割線的襯底和具有較寬分割線的襯底。由此，關於要處理的襯底的分割線的寬度實質上沒有限制。
根據第五可能方法，可以通過在從第一表面的一側向襯底施加等離子體之後且在研磨襯底的第二表面之前從襯底的第二表面的一側執行切片步驟來修改第四方法。該切片步驟例如可以為機械切片步驟（諸如，刀片或鋸切片步驟）、鐳射切片步驟、等離子體切片步驟或這些步驟中的兩個或更多個的組合。特別優選地，切片步驟是機械切片步驟，諸如，刀片或鋸切片步驟。
在切片步驟中，從襯底的第二表面的一側在襯底中形成槽或切口。這些槽或切口形成有它們到達在等離子體施加步驟中從前側形成的槽或切口的底部的這種深度。由此，通過切片步驟沿著分割線分割襯底。如果襯底的部分在切片處理中被損壞（例如，破裂），則可以在隨後的研磨步驟中去除被損壞的部分。
第五方法可以通過切換切片和研磨步驟的順序來修改，使得研磨步驟在切片步驟之前執行。
根據第六可能方法，可以通過在等離子體施加步驟之後且在切片步驟之前從第二表面的一側執行另外的研磨步驟（即，預研磨步驟）來修改第五方法。如果切片步驟是機械切片步驟（諸如，刀片或鋸切片步驟），則該方法是特別有利的。在這種情況下，通過在預研磨步驟中減小襯底的厚度，可以使用與沒有執行預研磨的處理相比具有較小寬度的機械切片裝置（諸如。刀片或鋸），由此促進切片處理。
根據第七可能方法，可以通過以下方式來修改第四方法：改變處理步驟的順序，即，在從第一表面的一側向襯底施加脈衝雷射光束之前且在向第一表面塗敷抗等離子體塗層和鐳射開槽的可選步驟之前，首先執行研磨襯底的第二表面的步驟。
具體實施方式 現在將參照附圖描述本發明的優選實施方式。優選實施方式涉及處理作為襯底的示例的半導體器件晶片的方法。
半導體器件晶片在研磨之前具有100 µm或更大（優選地在200 µm至1500 µm範圍內，並且更優選地在700 µm至1000 µm範圍內）的厚度。
圖1是作為要通過本發明的處理方法處理的襯底的半導體器件晶片2的立體圖。半導體器件晶片2是單晶襯底。
在其他實施方式中，要通過本發明的處理方法處理的襯底可以為玻璃襯底或化合物襯底（諸如，化合物半導體襯底，例如，GaAs襯底）或多晶襯底（諸如，陶瓷襯底）。
圖1所示的半導體器件晶片2大致由具有例如400 µm厚度的矽（Si）襯底組成。多個半導體器件21（諸如，IC和LSI）被形成在矽襯底的前側2a（即，第一表面）上的器件區域20中。半導體器件21以柵格或矩陣佈置被設置在矽襯底的前側2a上。半導體器件21由形成在矽襯底的前側2a上（即，在半導體器件晶片2的前側2a上）的多個交叉分割線22分離。
進一步地，半導體器件晶片2具有與前側2a相反的後側2b（即，第二表面）。
如例如圖5中示意性地示出的，器件區域20形成有從半導體器件晶片2的平面表面突出的多個突出物14。突出物14例如可以為用於與分離的晶片或晶粒中的器件區域20的半導體器件建立電接觸的凸起。突出物14在半導體器件晶片2的厚度方向上的高度例如可以在20 µm至200 µm的範圍內。
在下文中，將參照圖2至圖14描述用於處理作為襯底的半導體器件晶片2的本發明的方法的第一實施方式。
首先，以半導體器件晶片2附接到由環狀框架支撐的膠帶的這種方式執行晶片支撐步驟。具體地，如圖2所示，膠帶30由環狀框架3支撐在其週邊部處，以便由膠帶30封閉環狀框架3的內開口。半導體器件晶片2的後側2b（即，第二表面）附接到膠帶30。因此，附接到膠帶30的、半導體器件晶片2的前側2a如圖2所示的向上定向。
以上詳細說明的晶片支撐步驟是可選步驟。另選地，晶片2可以在沒有諸如膠帶30的膠帶的情況下且在沒有諸如環狀框架3的框架的情況下被處理。例如，晶片2可以在不接觸器件區域20的情況下通過使用非接觸墊或伯努利（Bernoulli）處理墊被放置在合適的位置。這樣，可以進一步簡化方法。在圖3至圖5中例示且以下詳細說明的步驟可以在沒有由膠帶和框架進行的支撐的情況下進行。
圖3示出了用於在進行以上所描述的晶片支撐步驟之後沿著半導體器件晶片2上的分割線22執行鐳射處理的鐳射處理設備4的一部分。如圖3所示，鐳射處理設備4包括：卡盤台41，該卡盤台用於保持工件（具體地為半導體器件晶片2）；雷射光束施加裝置42，該雷射光束施加裝置用於向卡盤台41上所保持的工件施加雷射光束；以及成像裝置43，該成像裝置用於對卡盤台41上所保持的工件進行成像。卡盤台41具有作為用於將工件在抽吸下保持在上面的保持面的上表面。卡盤台41可沿圖3中由箭頭X指示的進給（feeding）方向通過進給裝置（未示出）移動。進一步地，卡盤台41可沿圖3中由箭頭Y指示的標引方向通過標引裝置（未示出）移動。
雷射光束施加裝置42包括沿大致水平方向延伸的圓柱外殼421。外殼421包含脈衝雷射光束振盪裝置（未示出），該脈衝雷射光束振盪裝置包括脈衝鐳射振盪器和重複頻率設置裝置。進一步地，雷射光束施加裝置42包括安裝在外殼421前端上的聚焦裝置422。聚焦裝置422包括用於聚焦由脈衝雷射光束振盪裝置振盪的脈衝雷射光束的聚焦透鏡422a。
聚焦裝置422的聚焦透鏡422a的數值孔徑（NA）可以被設置為使得通過將聚焦透鏡422a的數值孔徑除以單晶襯底的折射率（n）獲得的值在0.2至0.85的範圍內。
雷射光束施加裝置42還包括焦點位置調節裝置（未示出），該焦點位置調節裝置用於調節要由聚焦裝置422的聚焦透鏡422a聚焦的脈衝雷射光束的焦點位置。
成像裝置43被安裝在雷射光束施加裝置42的外殼421的前端部上。成像裝置43包括：普通成像裝置（未示出）（諸如，CCD），該普通成像裝置用於通過使用可見光對工件進行成像；紅外光施加裝置（未示出），該紅外光施加裝置用於向工件施加紅外光；光學系統（未示出），該光學系統用於捕獲由紅外光施加裝置向工件施加的紅外光；以及紅外成像裝置（未示出）（諸如，紅外CCD），該紅外成像裝置用於輸出與由光學系統所捕獲的紅外光對應的電信號。從成像裝置43輸出的圖像信號被發送到控制裝置（未示出）。
當通過使用鐳射處理設備4沿著半導體器件晶片2的分割線22執行鐳射處理時，以以下這種方式執行定位步驟：在沿著聚焦透鏡422a的光軸的方向上將聚焦裝置422的聚焦透鏡422a和單晶襯底（即，半導體器件晶片2）相對於彼此定位為使得脈衝雷射光束的焦點位於沿著半導體器件晶片2的厚度的方向上的期望位置（即，在從前側2a（即，第一表面）朝向後側2b（即，第二表面）的方向上距前側2a期望的距離）處。
當執行根據本發明的當前實施方式的處理方法時，首先在膠帶30與卡盤台41的上表面接觸的情況下（參見圖3）將附接到膠帶30的半導體器件晶片2放置於鐳射處理設備4的卡盤台41上。隨後，操作抽吸裝置（未示出），以在抽吸下借助膠帶30將半導體器件晶片2保持在卡盤台41上（晶片保持步驟）。因此，卡盤台41上所保持的半導體器件晶片2的前側2a被向上定向。雖然為了更佳呈現性的目的而在圖3中未示出支撐膠帶30的環狀框架3，但環狀框架3在該實施方式中通過在卡盤台41上設置的框架保持裝置（諸如，夾具等）來保持。隨後，可以通過操作進給裝置將在抽吸下保持半導體器件晶片2的卡盤台41移動至成像裝置43正下方的位置。
在卡盤台41被定位在成像裝置43正下方的情況下，可以由成像裝置43和控制裝置（未示出）執行對齊操作，以便檢測半導體器件晶片2要鐳射處理的物件區域。具體地，成像裝置43和控制裝置執行諸如圖案匹配的影像處理，以便將沿半導體器件晶片2上的第一方向延伸的分割線22與雷射光束施加裝置42的聚焦裝置422對齊。這樣，執行雷射光束施加位置的對齊（對齊步驟）。該對齊步驟對於沿與半導體器件晶片2上的第一方向垂直的第二方向延伸的所有其他分割線22也以類似的方式來執行。
在對於半導體器件晶片2前側2a上的所有分割線22執行以上詳細說明的對齊步驟之後，將卡盤台41移動到雷射光束施加裝置42的聚焦裝置422所位於的雷射光束施加區域，如圖4所示。將沿第一方向延伸的預定分割線22的一端（圖4中為左端）定位為在聚焦裝置422正下方。進一步地，操作焦點位置調節裝置（未示出），以便在沿著聚焦透鏡422a的光軸的方向上移動聚焦裝置422，使得要由聚焦透鏡422聚焦的脈衝雷射光束LB的焦點P沿從半導體器件晶片2的前側2a朝向後側2b的方向（即，沿半導體器件晶片2的厚度方向）被定位在距半導體器件晶片2的前側2a期望距離處（定位步驟）。
在該優選實施方式中，脈衝雷射光束LB的焦點P在靠近施加脈衝雷射光束LB的、半導體器件晶片2的前側2a（即，上表面）的位置處位於半導體器件晶片2內部。例如，焦點P可以被定位在距前側2a在5 µm至10 µm範圍內的距離處。
在執行以上所描述的定位步驟之後，以以下這種方式執行改性區域形成步驟：操作雷射光束施加裝置42，以向半導體器件晶片2施加來自聚焦裝置422的脈衝鐳射LB，從而在半導體器件晶片2內部形成改性區域，所述改性區域被佈置在晶片2的主體內（還參見圖14的（d））。
具體地，由聚焦裝置422向半導體器件晶片2施加具有允許雷射光束LB透過構成半導體器件晶片2的矽襯底的波長的脈衝雷射光束LB，並且沿由圖4中的箭頭X1指示的方向以預定進給速度移動卡盤台41（改性區域形成步驟）。當預定分割線22的另一端（圖4中為右端）到達聚焦裝置422正下方的位置時，停止施加脈衝雷射光束LB，並且還停止卡盤台41的移動。
通過沿著預定分割線22執行以上詳細說明的改性區域形成步驟，沿著分割線22在半導體器件晶片2中形成多個改性區域23（參見圖14的（d）），其中，各改性區域23被佈置在晶片2的主體內。如圖14的（d）示意性所示且以下將進一步詳細說明的，各改性區域23由晶片材料內部的空間231（例如，腔）和包圍空間231的非晶區域232組成。
改性區域23可以沿分割線22的延伸方向以預定等距間隔沿著分割線22形成。例如，在分割線22的延伸方向上的相鄰改性區域23之間的距離可以在8 µm至30 µm的範圍內，例如，大致16 µm（=(工作進給速度：800 mm/秒)/（重複頻率：50 kHz））。
在該實施方式中，相鄰改性區域23的非晶區域232被形成為不彼此交疊（參見圖22）。具體地，相鄰改性區域23之間的距離被選擇為稍大於非晶區域232的外徑。
在其他實施方式中，襯底例如可以是玻璃襯底，並且改性區域可以包括或是玻璃襯底中形成有裂紋的區域。形成在玻璃襯底中的裂紋可以是微裂紋。
對於各改性區域23的形成施加一次脈衝雷射光束LB足夠，使得可以大大提高生產率。此外，在改性區域形成步驟中沒有碎片散開，使得可以可靠防止得到的器件品質的劣化。
如圖22示意性所示，單行改性區域23可以被形成在各個分割線22的寬度內。在這種情況下，可以以特別快速且高效的方式執行本發明的方法。
如圖23示意性所示，在施加脈衝雷射光束LB的、沿著各個分割線22的多個位置中的每一個處，可以形成單個改性區域23，以便沿半導體器件晶片2的厚度方向獲得單層改性區域23。
另選地，在施加脈衝雷射光束LB的、沿著各個分割線22的多個位置中的每一個處，可以形成多個改性區域23，所述多個改性區域23被佈置為沿著半導體器件晶片2的厚度方向彼此相接。
通過以該方式將多個改性區域23佈置為靠近彼此，可以形成多層改性區域23，其中，多層沿著半導體器件晶片2的厚度方向堆疊。例如，如圖24示意性所示，改性區域23的層的數量可以為二。
圖14的（a）至（e）中例示了半導體器件晶片2內部的改性區域23的形成。晶片2的襯底由對脈衝雷射光束LB透明的材料（即，矽）製成。由此，改性區域23通過施加具有允許雷射光束LB透過晶片2的波長的脈衝雷射光束LB被形成在晶片2中。例如，脈衝雷射光束LB可以具有在紅外範圍內的波長（例如，1064 nm）。
在脈衝雷射光束LB的焦點P被定位成沿從第一表面2a朝向第二表面2b的方向上與第一表面2a隔開距離的情況下，脈衝雷射光束LB從第一表面2a的一側被施加於晶片2（參見圖14的（a））。由於施加脈衝雷射光束LB，所以晶片材料在佈置焦點P的、晶片2內部的區域中局部升溫。圖14的（b）中的圓示意性指示在雷射光束施加的初期階段的晶片2的升溫區域。
隨著脈衝雷射光束LB的施加繼續，升溫區域沿如由圖14的（c）中的箭頭指示的、在朝向第一表面2a的方向上增長或擴張。在停止雷射光束施加用時，升溫晶片材料冷卻，這導致改性區域23的形成，該改性區域由晶片2內部的空間231和完全包圍空間231的非晶區域232組成（參見圖14的（d））。如圖14的（d）所示，改性區域23被佈置在晶片2的主體內。
如圖14的（e）示意性所示，半導體器件晶片2中的改性區域23的形成在改性區域23的附近的晶片2中引起應力或張力，這導致從改性區域23延伸的裂紋24的形成。具體地，這些裂紋24可以朝向半導體器件晶片2的前側2a和後側2b傳播（參見圖14的（e））。裂紋24不形成改性區域23的一部分，而是源於改性區域23。具體地，裂紋24不由由於施加脈衝雷射光束LB而引起的襯底材料的結構改性而直接產生。
在圖14的（e）所示的實施方式中，這樣形成的裂紋24中的一個到達半導體器件晶片2的前側2a，由此在前側2a中設置開口。因此，源於改性區域23的裂紋24沿半導體器件晶片2的厚度方向延伸到從其施加脈衝雷射光束LB的晶片2的一側。
進一步地，源於改性區域23的裂紋（未示出）可以至少大致沿著分割線22的延伸方向延伸。改性區域23可以沿著各個分割線22來設置，使得它們被佈置為沿相應分割線22的延伸方向彼此相隔開距離（例如，參見圖22），但借助從其延伸的裂紋彼此連接。
如果在施加脈衝雷射光束LB的、沿著各個分割線22的多個位置的每一個，形成多個改性區域23，多個改性區域23被設置為沿著半導體器件晶片2的厚度方向彼此相接，則改性區域23可以被設置為使得它們被佈置成在沿晶片2的厚度方向彼此相隔開距離（例如，參見圖24），但借助從其延伸的裂紋24彼此連接。
裂紋形成和傳播例如可以通過合適地控制雷射光束LB的焦點P的佈置、雷射光束LB的波長、雷射光束LB的功率和/或雷射光束LB的脈衝長度來控制。
圖5中也示意性示出了通過施加脈衝雷射光束LB沿著分割線22在半導體器件晶片2中形成改性區域23。
作為可選步驟，在半導體器件晶片2中形成改性區域23之後，可以向晶片2的前側2a塗敷抗等離子體塗層，以便在以下將進一步詳細說明的、向前側2a施加等離子體的稍後步驟中保護器件21（參見圖12）。例如，抗等離子體塗層可以為水溶性塗層或不同類型的塗層。
在半導體器件晶片2中形成改性區域23之後或在向前側2a塗敷抗等離子體塗層的可選步驟之後，將保護薄片5附接到晶片2的前側2a（參見圖6）。保護薄片5包括：基礎片7；緩衝層13，該緩衝層被施加於基礎片7的前表面；保護膜（未示出），該保護膜的後表面附接到緩衝層13；以及粘合劑層（未示出），該粘合劑層被施加於與保護膜的後表面相反的、保護膜4的前表面的一部分。粘合劑層可以具有環形，並且可以被設置在保護膜的前表面的圓周或週邊部分中。另選地，粘合劑層可以被設置在半導體器件晶片2的前側2a與保護膜的整個接觸區域上。具體地，粘合劑層可以被設置在與晶片2的前側2a接觸的、保護膜的整個表面上。
緩衝層13可通過外部刺激（諸如，UV輻射、熱、電場和/或化學劑）來固化。具體地，緩衝層可以由可固化樹脂（諸如， DISCO公司的ResiFlat或日本DENKA的TEMPLOC）來形成。
保護薄片5通過將保護膜的前表面附接到半導體器件晶片2的前側2a且將保護膜通過粘合劑層粘附到晶片2來附接到晶片2。進一步地，如圖6示意性所示，從晶片2的平面表面突出的突出物14被嵌入緩衝層13中。
保護膜覆蓋包括突出物14的、形成在器件區域20中的器件21，由此針對損壞或污染保護器件21。此外，通過將突出物14嵌入緩衝層13中，在晶片處理期間（具體在隨後研磨步驟中）使突出物14可靠地免於任何損壞。
如由圖6中的虛線箭頭指示的，保護薄片5附接到半導體器件晶片2，使得基礎片7的後表面與晶片2的後側2b大致平行。具體地，可以通過例如在安裝室（未示出）時向晶片後側2b和基礎片7的後表面施加平行按壓力來將半導體器件晶片2和保護薄片5按壓在一起，以便將突出物14可靠地嵌入緩衝層13中並實現基礎片後表面與晶片後側2b的大致平行對齊。
因為基礎片7的平面後表面與半導體器件晶片2的後側2b大致平行，所以例如通過研磨設備（參見圖13）的砂輪在研磨處理期間向晶片2施加的壓力均等且均勻地分佈在晶片2上，由此使圖案轉移（即，由器件區域20中的突出物14限定的圖案向經研磨的晶片後側2b的轉移）和晶片2的破壞最小化。進一步地，基礎片7的平坦均勻後表面和半導體器件晶片2的後側2b的大致平行對齊允許以高精度進行研磨步驟，由此在研磨之後實現特別均勻且同質的晶片厚度。
在將保護薄片5附接到半導體器件晶片2之後，研磨晶片2的後側2b，以調節晶片厚度。該研磨步驟的結果在圖7中示出。研磨半導體器件晶片2的後側2b的步驟可以使用如在下文中將參照圖13詳細描述的研磨設備來進行。
圖13是示出用於根據本發明的實施方式執行研磨步驟的研磨設備8的立體圖。如圖13所示，研磨設備8包括用於保持工件（諸如，半導體器件晶片2）的卡盤台81和用於研磨在卡盤台81上保持的工件的研磨裝置82。卡盤台81具有作為用於在抽吸下在上面保持工件的保持表面的上表面811。研磨裝置82包括心軸殼體（未示出）；旋轉心軸821，該旋轉心軸被可旋轉地支撐到心軸殼體且適於由驅動機構（未示出）來旋轉；安裝器822，該安裝器822被固定到旋轉心軸821的下端；以及砂輪823，該砂輪823被安裝在安裝器822的下表面上。砂輪823包括圓形底座824和安裝在圓形底座824的下表面上的研磨元件825。
半導體器件晶片2的後側2b的研磨通過以下方式來執行：將晶片2保持在研磨設備8的卡盤台81上，使得基礎片7的後表面與卡盤台81的上表面811接觸。因此，晶片2的後側2b如圖13所示的向上定向。隨後，圍繞垂直於半導體器件晶片2的平面的軸線（即，沿圖13中箭頭A所指示的旋轉方向）旋轉上面保持有半導體器件晶片2的卡盤台81，並且圍繞垂直於圓形底座824的平面的軸線（即，沿圖13中的箭頭B所指示的旋轉方向）旋轉砂輪823。
在以該方式旋轉卡盤台81和砂輪823的同時，使得砂輪823的研磨元件825與晶片2的後側2b接觸，由此研磨後側2b。
在研磨半導體器件晶片2的後側2b之後，例如可以由幹法蝕刻和/或濕法蝕刻拋光和/或蝕刻經研磨的後側2b。
通過對經研磨的後側2b進行拋光（諸如，幹式拋光或化學機械拋光（CMP））和/或蝕刻（諸如，等離子體蝕刻等），可以去除在半導體器件晶片2中引起的應力，從而進一步提高在分割晶片2之後獲得的晶片或晶粒的晶粒強度。
然而，具體地，如以下將進一步詳細說明的，如果半導體器件晶片2隨後經受等離子體處理（諸如，等離子體切片），則還可以省略拋光和/或蝕刻步驟。
在研磨或研磨並拋光/蝕刻半導體器件晶片2的後側2b之後，作為另外的可選步驟，如圖8示意性所示，可以從晶片2的經研磨的後側2b的一側向晶片2施加脈衝雷射光束LB。脈衝雷射光束LB可以以與以上詳細說明大致相同的方式被施加於晶片2。優選地，從晶片2的經研磨的後側2b的一側施加的脈衝雷射光束LB具有比從晶片2的前側2a施加的脈衝雷射光束LB更低的功率。
在脈衝雷射光束LB的焦點（未示出）被定位成沿從經研磨的後側2b朝向前側2a的方向與經研磨的後側2b隔開距離的情況下，脈衝雷射光束LB至少在沿著各個分割線22的多個位置被施加於半導體器件晶片2，以便沿著各個分割線22在半導體器件晶片2中形成多個另外改性區域（未示出）。
隨後，如圖9示意性所示，向半導體器件晶片2的經研磨的後側2b施加等離子體PL。具體地，通過例如在等離子體室中將經研磨的後側2b暴露到等離子體氛圍（由圖9中的點區域指示的）來向晶片2施加等離子體PL。等離子體PL被直接施加於經研磨的後側2b（即，不採用掩模）。
在一些實施方式中，可以向晶片2的經研磨的後側2b施加等離子體PL，以便通過等離子體蝕刻去除在晶片2中引起的應力。
在當前實施方式中，向經研磨的後側2b施加等離子體PL，使得通過等離子體切片沿著分割線22分割晶片2。由此，晶片2在等離子體施加步驟中被完全分成單獨的晶片或晶粒。
在等離子體施加步驟中等離子體蝕刻得到的晶粒或晶片的側壁。因此，在分割處理中，沒有機械切片應力被給予晶粒或晶片。因此，進一步提高晶粒或晶片的晶粒強度。
由於在半導體器件晶片2中改性區域的形成，所以等離子體PL可以以特別快速且高效的方式去除沿著分割線22的晶片材料，從而進一步促進晶片分割處理。具體地，在改性區域23中，與非改性區域相比，可以通過等離子體PL更快速地去除晶片材料。進一步地，改性區域23可以允許等離子體PL具體借助一直延伸到晶片表面的裂紋24進入到晶片2中（例如，參見圖14的（e）），由此進一步加速等離子體分割處理。
在這樣沿著分割線22分割半導體器件晶片2之後，將膠帶50附接到晶片2的經研磨的後側2b。該附接步驟的結果在圖10中例示。在該處理階段，可以將晶片或晶粒保持為由保護薄片5緊密接近彼此（參見圖10）。
隨後，從晶片前側2a去除保護薄片5，並且例如通過使用擴張鼓等徑向擴張膠帶50（如由圖11中的箭頭指示）。這些步驟的結果在圖11中示出。通過徑向擴張膠帶50，晶片或晶粒70（參見圖11）彼此間隔開，這使得能夠在另外的處理、存儲或運輸期間安全處理晶片或晶粒70。
作為另外可選的步驟，在徑向擴張膠帶50之後，可以如圖12所示的使分離的晶片或晶粒70經受另外的等離子體處理。在執行該等離子體處理之前，可以將膠帶50附接到環狀框架60，使得經分割的晶片2被佈置在環狀框架60的中心開口內（參見圖12）。等離子體PL可以以與以上參照圖9詳細說明的大致相同方式被施加於經分割的半導體器件晶片2的前側2a（即，晶片或晶粒70的前側和側壁）。
這樣，可以去除在晶片或晶粒70中引起的應力，從而進一步提高它們的晶粒強度。通過如以上已經詳細說明的向晶片2的前側2a塗敷抗等離子體塗層，可以可靠確保使晶片或晶粒70的器件21免於被等離子體PL損壞。
隨後，在施加等離子體PL之後，可以從晶片或晶粒70去除抗等離子體塗層。
在下文中，將參照圖15至圖21描述用於處理作為襯底的半導體器件晶片2的、本發明的方法的第二實施方式。
首先，向晶片2的前側2a塗敷抗等離子體塗層90，以便在以下將進一步詳細說明的、向前側2a施加等離子體的稍後步驟中保護器件21（參見圖18）。例如，抗等離子體塗層90可以為水溶性塗層或不同類型的塗層。抗等離子體塗層90可以例如通過旋轉塗敷來塗敷到前側2a。抗等離子體塗層90被塗敷到前側2a，以便覆蓋整個前側2a（即，器件21和分割線22）（參見圖15）。
隨後，如圖16所例示的，通過執行鐳射開槽步驟從分割線22去除抗等離子體塗層90。在該步驟中，沿著分割線22向晶片2施加雷射光束LG，以便去除抗等離子體塗層90。雷射光束LB還可以為脈衝雷射光束，具體地為具有短光束脈衝的雷射光束。這樣，可以實現精確控制的鐳射開槽處理和特別光滑的開槽表面。
如果晶片2在分割線22上具有金屬層、可能影響脈衝雷射光束LB的隨後施加的材料層（參見圖17）（例如，由不對脈衝雷射光束LB透明的材料製成的層）、和/或可能影響沿著分割線22分割晶片2的處理的層，則還可以在鐳射開槽步驟中從分割線22至少部分去除相應層。
然而，具體地，如果沒有如以上詳細說明的另外層存在於分割線22上，則還可以省略鐳射開槽步驟。在這種情況下，優選使用對脈衝雷射光束LB透明的抗等離子體塗層90（參見圖17）。
隨後，以與以上對於第一實施方式詳細說明的大致相同的方式從前側2a的一側向半導體器件晶片2施加脈衝雷射光束LB。具體地，在脈衝雷射光束LB的焦點P被定位成沿從前側2a朝向後側2b的方向與前側2a隔開距離的情況下，脈衝雷射光束LB在沿著各個分割線22的多個位置被施加於晶片2，以便沿著各個分割線22在晶片2中形成多個改性區域23（參見圖17）。
另選地，脈衝雷射光束LB可以具體在處理具有大厚度的晶片2時被從後側2b的一側向半導體器件晶片2施加。
第二實施方式的改性區域23以與第一實施方式的改性區域23相同的方式被大致形成並佈置。具體地，源於第二實施方式的改性區域23的裂紋24一直延伸到晶片2的前側2a（參見圖17和圖18），由此在前側2a中設置開口，借助該開口，等離子體可以在隨後的等離子體施加步驟中進入。
在半導體器件晶片2中形成改性區域23之後，從前側2a的一側向晶片2施加等離子體PL，如圖18所示。等離子體PL以與第一實施方式的方法大致相同的方式（即，通過例如在等離子體室中將晶片2（即，晶片的前側2a）暴露到等離子體氛圍）施加於襯底2。在該等離子體施加步驟中，通過抗等離子體塗層90使在器件區域20中形成的器件21被可靠地保護免於等離子體PL。
從改性區域23一直延伸到前側2a（參見圖17和圖18）（由此在前側2a中設置開口）的裂紋24允許等離子體PL進入晶片2中。進一步地，在改性區域23中，與非改性區域相比，可以通過等離子體PL更快速地去除晶片材料。因此，通過設置改性區域23和關聯的裂紋24顯著增強沿著分割線22去除晶片材料的處理。
作為等離子體施加步驟的結果，在半導體器件晶片2中形成多個槽80，槽80沿著已經形成多個改性區域23的分割線22延伸。在槽80的側壁中的應力通過等離子體施加處理來釋放。
如圖19示意性所示，槽80僅沿著晶片2厚度的一部分延伸。例如，槽80可以被形成為沿著晶片2厚度的20%或更多、30%或更多、40%或更多、50%或更多、60%或更多、70%或更多、80%或更多或90%或更多延伸。
在晶片2中形成槽80之後，從前側2a去除抗等離子體塗層90的剩餘部分。該去除步驟的結果在圖20中被示出。
另選地，可以在稍後階段（例如，在研磨半導體晶片2的後側2b之後）去除抗等離子體塗層90的剩餘部分。
隨後，例如通過使用圖13所示的研磨設備8研磨半導體器件晶片2的後側2b。在研磨處理中，可以以與以上對於第一實施方式的方法詳細說明的大致相同方式來使用保護薄片5（參見圖6和圖7）。
研磨步驟以關於將晶片厚度減小至與通過等離子體施加形成的槽80的深度對應的厚度的這種方式來進行。這樣，在研磨步驟中去除尚未由等離子體開槽處理到達的晶片材料，使得通過研磨處理沿著分割線22分割晶片2。提供完全分離的晶片或晶粒70的研磨步驟的結果在圖21中被示出。
在研磨半導體器件晶片2的後側2b之後，例如可以通過等離子體蝕刻拋光和/或蝕刻經研磨的後側2b。同樣在該可選的拋光和/或蝕刻步驟中，可以使用保護薄片5。
在根據以上所描述的第一實施方式和第二實施方式的方法中，在半導體器件晶片2中形成改性區域23。然而，如以上已經詳細說明的，本發明的方法還可以通過在晶片2中形成孔區域來進行。具體地，孔區域包括向晶片2的一側或兩側開放的、晶片2中的空間。這些空間提供等離子體PL在等離子體施加步驟中進入晶片2中所通過的開口。
2‧‧‧半導體器件晶片
2a‧‧‧前側
2b‧‧‧後側
3‧‧‧環狀框架
4‧‧‧鐳射處理設備
5‧‧‧保護薄片
7‧‧‧基礎片
8‧‧‧研磨設備
13‧‧‧緩衝層
14‧‧‧突出物
20‧‧‧器件區域
21‧‧‧半導體器件
22‧‧‧分割線
23‧‧‧改性區域
24‧‧‧裂紋
30‧‧‧膠帶
41‧‧‧卡盤台
42‧‧‧雷射光束施加裝置
43‧‧‧成像裝置
50‧‧‧膠帶
60‧‧‧環狀框架
70‧‧‧晶粒
80‧‧‧槽
81‧‧‧卡盤台
82‧‧‧研磨裝置
90‧‧‧抗等離子體塗層
231‧‧‧包圍空間
232‧‧‧非晶區域
421‧‧‧外殼
422‧‧‧聚焦裝置
422a‧‧‧聚焦透鏡
811‧‧‧上表面
821‧‧‧旋轉心軸
822‧‧‧安裝器
823‧‧‧旋轉砂輪
824‧‧‧圓形底座
825‧‧‧研磨元件
LB‧‧‧脈衝雷射光束
LG‧‧‧雷射光束
P‧‧‧等離子體
PL‧‧‧焦點
下文中，將參照附圖來說明本發明的非限制性示例，在附圖中： 圖1是示出作為要由本發明的方法處理的襯底的半導體器件晶片的立體圖； 圖2是示出圖1的半導體器件晶片附接到由環狀框架支撐的膠帶的情況的立體圖； 圖3是用於向圖1的半導體器件晶片施加脈衝雷射光束的鐳射處理設備的一部分的立體圖； 圖4是用於例示在圖1的半導體器件晶片內部形成多個改性區域的步驟的側視圖； 圖5是例示了根據本發明的方法的第一實施方式的、向圖1的半導體器件晶片的前側施加脈衝雷射光束的步驟的剖面圖； 圖6是示出根據本發明的方法的第一實施方式的、向半導體器件晶片的前側施加保護薄片的步驟的結果的剖面圖； 圖7是示出根據本發明的方法的第一實施方式的、研磨半導體器件晶片的後側的步驟的結果的剖面圖； 圖8是例示根據本發明的方法的第一實施方式的、向半導體器件晶片的經研磨的後側施加脈衝雷射光束的步驟的剖面圖； 圖9是例示根據本發明的方法的第一實施方式的、向半導體器件晶片的經研磨的後側施加等離子體的步驟的剖面圖； 圖10是示出根據本發明的方法的第一實施方式的、將半導體器件晶片附接到膠帶的步驟的結果的剖面圖； 圖11是示出根據本發明的方法的第一實施方式的、去除保護薄片以及徑向擴張膠帶的步驟的結果的剖面圖； 圖12是例示根據本發明的方法的第一實施方式的、向經分割的半導體器件晶片的前側施加等離子體的步驟的剖面圖； 圖13是示出用於執行研磨步驟的研磨設備的立體圖； 圖14的（a）至（e）是例示圖1的半導體器件晶片內部的改性區域的形成的剖面圖； 圖15是示出根據本發明的方法的第二實施方式的、向圖1的半導體器件晶片的前側塗敷抗等離子體塗層的步驟的結果的剖面圖； 圖16是例示根據本發明的方法的第二實施方式的、用於部分去除抗等離子體塗層的鐳射開槽的步驟的剖面圖； 圖17是例示根據本發明的方法的第二實施方式的、向半導體器件晶片的前側施加脈衝雷射光束的步驟的剖面圖； 圖18是例示根據本發明的方法的第二實施方式的、向半導體器件晶片的前側施加等離子體的步驟的剖面圖； 圖19是示出圖18所例示的等離子體施加步驟的結果的剖面圖； 圖20是示出根據本發明的方法的第二實施方式的、用於完全去除抗等離子體塗層的步驟的結果的剖面圖； 圖21是示出根據本發明的方法的第二實施方式的、研磨半導體器件晶片的後側的步驟的結果的剖面圖； 圖22是例示根據本發明的方法的實施方式的、圖1的半導體器件晶片中的改性區域的佈置的示意性頂視圖； 圖23是例示根據本發明的方法的實施方式的、圖1的半導體器件晶片中的改性區域的佈置的剖面圖；以及 圖24是例示根據本發明的方法的實施方式的、圖1的半導體器件晶片中的改性區域的佈置的剖面圖。

Claims (24)

  1. 一種處理襯底的方法，該襯底具有第一表面和與所述第一表面相反的第二表面，其中， 所述襯底在所述第一表面上具有器件區域，該器件區域具有由多條分割線分隔開的多個器件； 所述襯底在從所述第一表面朝向所述第二表面的方向上具有100 μm或更大的厚度；並且 所述方法包括以下步驟： 從所述第一表面的一側向具有100 μm或更大的厚度的所述襯底施加脈衝雷射光束，其中，所述襯底由對於所述脈衝雷射光束透明的材料製成，並且在所述脈衝雷射光束的焦點被定位成沿從所述第一表面朝向所述第二表面的方向與所述第一表面隔開距離處的情況下，所述脈衝雷射光束至少在沿著各個所述分割線的多個位置被施加於所述襯底，以便沿著各個所述分割線在所述襯底中形成多個改性區域；以及 在所述襯底中形成所述改性區域之後研磨所述襯底的所述第二表面，以調節襯底厚度。
  2. 如請求項1所述的方法，所述方法還包括以下步驟：在從所述第一表面的一側向所述襯底施加所述脈衝雷射光束之前和/或之後： 從所述第二表面的一側向具有100 μm或更大的厚度的所述襯底施加脈衝雷射光束，其中，在所述脈衝雷射光束的焦點被定位成沿從所述第二表面朝向所述第一表面的方向與所述第二表面隔開距離的情況下，所述脈衝雷射光束至少在沿著各個所述分割線的多個位置被施加於所述襯底，以便沿著各個所述分割線在所述襯底中形成多個改性區域。
  3. 如請求項1或2所述的方法，所述方法還包括以下步驟：在研磨所述襯底的所述第二表面之後： 從經研磨的第二表面的一側向所述襯底施加脈衝雷射光束，其中，在所述脈衝雷射光束的焦點被定位成沿從所述經研磨的第二表面朝向所述第一表面的方向與所述經研磨的第二表面隔開距離的情況下，所述脈衝雷射光束至少在沿著各個所述分割線的多個位置被施加於所述襯底，以便沿著各個所述分割線在所述襯底中形成多個改性區域。
  4. 如前述請求項中任一項所述的方法，所述方法還包括以下步驟：在研磨所述襯底的所述第二表面之後： 拋光和/或蝕刻所述經研磨的第二表面。
  5. 如前述請求項中任一項所述的方法，所述方法還包括以下步驟：在研磨所述襯底的所述第二表面之後： 至少向所述經研磨的第二表面施加等離子體。
  6. 如請求項5所述的方法，其中，以沿著所述分割線分割所述襯底的方式至少向所述經研磨的第二表面施加所述等離子體。
  7. 如前述請求項中任一項所述的方法，其中，在施加一個或多個脈衝雷射光束、沿著各個所述分割線的所述多個位置中的每一個處，形成多個改性區域，所述多個改性區域被佈置為沿著從所述第一表面朝向所述第二表面的方向彼此相接。
  8. 如請求項7所述的方法，其中，在形成所述多個改性區域的、沿著各個所述分割線的所述多個位置中的每一個處，在從所述第二表面朝向所述第一表面的方向上的最上方改性區域與所述第一表面之間的距離在5 μm至100 μm的範圍內，且/或在從所述第二表面朝向所述第一表面的方向上的最下方改性區域與所述第二表面之間的距離在5 μm至100 μm的範圍內。
  9. 如前述請求項中任一項所述的方法，所述方法還包括以下步驟：在從所述第一表面的一側向所述襯底施加所述脈衝雷射光束之前和/或之後： 向所述第一表面塗敷抗等離子體塗層。
  10. 如請求項9所述的方法，所述方法還包括以下步驟：在研磨所述襯底的所述第二表面之後： 沿著所述分割線分割所述襯底；並且 至少向經分割的襯底的所述第一表面施加等離子體。
  11. 如前述請求項中任一項所述的方法，其中，所述改性區域包括非晶區域或形成有裂紋的區域，或者所述改性區域是非晶區域或形成有裂紋的區域。
  12. 一種處理襯底的方法，該襯底具有第一表面和與所述第一表面相反的第二表面，其中， 所述襯底在所述第一表面上具有器件區域，該器件區域具有由多條分割線分隔開的多個器件；並且 所述方法包括以下步驟： 從所述第一表面的一側或所述第二表面的一側向所述襯底施加脈衝雷射光束，其中，所述脈衝雷射光束至少在沿著各個所述分割線的多個位置被施加於所述襯底，以便沿著各個所述分割線在所述襯底中形成多個改性區域和/或多個孔區域；以及 在所述襯底中形成所述改性區域和/或所述孔區域之後，向所述襯底施加等離子體，以便在所述襯底中形成多個槽，所述多個槽沿著已經形成所述多個改性區域和/或所述多個孔區域的所述分割線延伸。
  13. 如請求項12所述的方法，其中， 所述脈衝雷射光束從所述第一表面的一側被施加於所述襯底，並且 在所述脈衝雷射光束的焦點被定位在所述第一表面上，或所述脈衝雷射光束的焦點被定位成沿從所述第一表面朝向所述第二表面的方向與所述第一表面隔開距離，或所述脈衝雷射光束的焦點被定位成沿與從所述第一表面朝向所述第二表面的方向相反的方向與所述第一表面隔開距離的情況下，所述脈衝雷射光束被施加於所述襯底。
  14. 如請求項12所述的方法，其中， 所述脈衝雷射光束從所述第二表面的一側被施加於所述襯底，並且 在所述脈衝雷射光束的焦點被定位在所述第二表面上，或所述脈衝雷射光束的焦點被定位成沿從所述第二表面朝向所述第一表面的方向與所述第二表面隔開距離，或所述脈衝雷射光束的焦點被定位成沿與從所述第二表面朝向所述第一表面的方向相反的方向與所述第二表面隔開距離的情況下，所述脈衝雷射光束被施加於所述襯底。
  15. 如請求項12至14中任一項所述的方法，其中，所述脈衝雷射光束和所述等離子體從所述襯底的同一側或從所述襯底的相反側被施加於所述襯底。
  16. 如請求項12至15中任一項所述的方法， 其中，所述改性區域包括非晶區域或形成有裂紋的區域，或者所述改性區域是非晶區域或形成有裂紋的區域，且/或 其中，各個所述孔區域由改性區域和所述改性區域中向所述襯底的施加所述脈衝雷射光束的表面一側開放的空間組成。
  17. 如請求項12至16中任一項所述的方法，其中，通過向所述襯底施加所述等離子體而在所述襯底中形成的所述槽沿著所述襯底的整個厚度延伸，使得通過向所述襯底施加所述等離子體而沿著所述分割線分割所述襯底。
  18. 如請求項12至17中任一項所述的方法，其中，在施加所述脈衝光束雷射的、沿著各個所述分割線的所述多個位置中的每一個處，形成多個改性區域，所述多個改性區域被佈置為沿著所述襯底的厚度方向彼此相接。
  19. 如請求項12至18中任一項所述的方法，其中，通過沿著各個所述分割線在所述襯底中形成所述多個改性區域和/或所述多個孔區域，沿著各個所述分割線在所述襯底中形成多個開口，各開口向所述襯底的施加所述脈衝雷射光束的表面一側開放，或向與所述襯底的施加所述脈衝雷射光束的表面一側相反的所述襯底的表面一側開放。
  20. 如請求項19所述的方法，其中，所述等離子體被施加於所述襯底的、沿著各個所述分割線形成在所述襯底中的開口所開放的表面一側。
  21. 如請求項12至20中任一項所述的方法，所述方法還包括以下步驟：在所述襯底中形成所述改性區域和/或所述孔區域之前和/或之後，研磨所述襯底的所述第二表面，以調節所述襯底厚度。
  22. 如請求項21所述的方法，其中，在向所述襯底施加所述等離子體之前和/或之後，在所述襯底中形成所述改性區域和/或所述孔區域之後，執行所述襯底的所述第二表面的研磨。
  23. 如請求項22所述的方法，其中，通過向所述襯底施加所述等離子體而在所述襯底中形成的所述槽僅沿著所述襯底的厚度的一部分延伸，在向所述襯底施加所述等離子體之後執行所述襯底的所述第二表面的研磨，並且通過研磨所述襯底的所述第二表面而沿著所述分割線分割所述襯底。
  24. 如前述請求項中任一項所述的方法，其中，所述襯底是單晶襯底或玻璃襯底或化合物襯底或多晶襯底。
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