TW202329290A - 基板處理設備 - Google Patents

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尹俊浩
高榮範
李華永
慎政槿
沈賢洙
李光鎔
李種昊
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南韓商三星電子股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種基板處理設備，包含：卡盤台，包含具有其上安裝有基板的安裝表面的安裝台，其中安裝表面為彎曲表面；以及雷射供應頭，經組態以用雷射光束照射附接至安裝台的基板。

Description

基板處理設備
相關申請案的交叉參考
本申請案基於且主張2021年9月13日在韓國智慧財產局申請的韓國專利申請案第10-2021-0122070號的優先權，所述韓國專利申請案的揭露內容以全文引用的方式併入本文中。
本發明概念是關於一種基板處理設備及使用其製造半導體晶片的方法，且更特定言之，是關於一種經組態以使用雷射光束切割基板的基板處理設備及使用所述基板處理設備製造半導體晶片的方法。
在半導體基板的主動表面上形成積體電路之後，切割半導體基板，且將積體電路分離成多個半導體晶片。一般而言，使用鋸片機械地切割半導體基板。當以此方式機械地切割半導體基板時，很有可能在半導體晶片中出現諸如碎裂的缺陷。近年來，已研究使用雷射光束切割基板的方法作為減少對半導體晶片的實體損壞（諸如碎裂）的方法。
本發明概念提供一種經組態以使用雷射光束切割基板的基板處理設備及使用所述基板處理設備製造半導體晶片的方法。
待由本發明概念的技術想法解決的目標不限於上述目標，且所屬技術領域中具有通常知識者可根據以下描述清楚地理解未陳述的其他目標。
根據本發明概念的一態樣，提供一種基板處理設備，所述基板處理設備包含：卡盤台，包含具有安裝表面的安裝台，所述安裝表面組態以使得基板安裝在安裝表面上，安裝表面為彎曲表面；以及雷射供應頭，經組態以用雷射光束照射安裝在安裝台上的基板。
根據本發明概念的另一態樣，提供一種經組態以對基板執行隱形分割製程的基板處理設備，所述基板處理設備包含：卡盤台，包含具有安裝表面的安裝台，所述安裝表面經組態以使得基板真空吸附於安裝表面上，其中安裝表面具有彎曲表面，且組態以使得基板真空吸附於安裝表面上，使得基板經改質以具有對應於安裝表面的曲率的曲率；以及雷射供應頭，經組態以用雷射光束照射真空吸附至安裝台的基板。
根據本發明概念的另一態樣，提供一種經組態以對基板執行隱形分割製程的基板處理設備，所述基板處理設備包含：卡盤台，包含安裝台及真空泵，所述安裝台具有經組態以使得基板真空吸附於安裝表面上的安裝表面及自安裝表面延伸的真空通道，所述真空泵連接至安裝台的真空通道；載物台，經組態以移動安裝台；以及雷射供應頭，經組態以用雷射光束照射真空吸附至安裝台的基板，其中安裝台的安裝表面包含凹面彎曲表面，卡盤台經組態以改質基板，使得基板具有對應於安裝台的安裝表面的曲率的曲率，且雷射供應頭用雷射光束照射由卡盤台改質的基板中的聚焦點。
在下文中，將參考隨附圖式詳細地描述本發明概念的實例實施例。對於圖式中的相同組件，使用相同附圖標號，且將省略對其的冗餘描述。
圖1為示出根據實例實施例的基板處理設備1000的組態的視圖。圖2為示出圖1的卡盤台100的安裝台110的平面視圖。圖3為示出圖1的雷射供應頭210的組態的視圖。
參考圖1至圖3，基板處理設備1000可經組態以執行將作為工件的基板510分離成單個晶片單元結構（例如，多個晶片/晶粒）的分割製程。在實例實施例中，基板處理設備1000可經組態以執行用於使用雷射光束LB切割基板510的雷射分割製程。在實例實施例中，基板處理設備1000可經組態以執行用於將雷射光束LB聚焦在基板510中以在基板510中形成改質層且用源自改質層的裂痕切割基板510的隱形分割製程。
基板處理設備1000可包含：卡盤台100，用於支撐基板510；雷射供應頭210，用於輸出用於處理基板510的雷射光束LB；以及載物台300。
卡盤台100可包含安裝台110，所述安裝台包含其上安裝有基板510的安裝表面111。當基板510安裝在安裝台110上時，安裝台110的安裝表面111可與基板510豎直重疊及/或可與基板510接觸。安裝台110的安裝表面111可具有對應於基板510的形狀的形狀。舉例而言，安裝表面111在平面圖中可具有圓形形狀。基板510可整體附接至安裝台110的安裝表面111。舉例而言，基板510的中心部分及外部部分可均附接至安裝台110的安裝表面111。
當基板510安放於安裝台110的安裝表面111上時，卡盤台100可藉由將外力施加至基板510來將基板510附接至安裝台110的安裝表面111。卡盤台100可經組態以執行用於將外力施加至基板510的卡持操作，使得基板510可附接至安裝台110，或用於釋放或終止基板510上的外力的鬆開操作，使得基板510可與安裝台110分離。舉例而言，卡持操作可為基板附接操作，且鬆開操作可為基板釋放操作。
在實例實施例中，卡盤台100可經組態以真空吸附基板510。舉例而言，真空吸附（vacuum adsorb）或真空吸附（vacuum adsorption）可為使用真空壓力的附接操作。安裝台110的安裝表面111可為真空吸附基板510的表面，且安裝台110可包含自安裝表面111延伸至安裝台110中的真空通道115。真空通道115可暴露在安裝表面111上/經由安裝表面111暴露。真空通道115可大體上均勻分佈在安裝表面111上。
在實例實施例中，在平面視圖中，安裝台110可包含設置於安裝表面111的中心部分1111的第一真空通道1151及設置於圍繞安裝表面111的中心部分111的安裝表面1111的外部部分1113的第二真空通道1153。一或多個第一真空通道1151可設置於安裝表面111的中心部分1111中，且一或多個第二真空通道1153可設置於安裝表面111的外部部分1113中。第一真空通道1151可自安裝表面111的中心部分1111朝向安裝台110的內部延伸，且第二真空通道1153可自安裝表面111的外部部分1113朝向安裝台110的內部延伸。在此情況下，基板510的中心部分可藉由經由設置於安裝表面111的中心部分1111中的第一真空通道1151施加的吸附力真空吸附至安裝台110，且基板510的外部部分可藉由經由設置於安裝表面111的外部部分1113中的第二真空通道1153施加的吸附力真空吸附至安裝台110。
卡盤台100可包含連接至安裝台110的真空通道115的真空泵130。真空泵130可將真空壓力施加至安裝台110的真空通道115，使得基板510可真空吸附至安裝台110的安裝表面111。舉例而言，當真空泵130將真空壓力施加至安裝台110的真空通道115時，比周邊壓力低的壓力可形成於基板510的面向安裝台110的安裝表面111的一個表面上，使得基板510可真空吸附至安裝台110。真空泵130可釋放或終止對安裝台110的真空通道115的真空壓力，使得基板510可與安裝台110分離。
在其他實例實施例中，卡盤台100可包含經組態以使用靜電力固定基板510的靜電卡盤。替代地，卡盤台100可經組態以使用機械方法固定基板510。
卡盤台100可經組態以強制性地改質（或強制性地變形）附接至安裝台110的安裝表面111的基板510的形狀。舉例而言，基板510最初具有平板形狀，且卡盤台100可變形或改質基板510，使得基板510具有彎曲部分。舉例而言，基板510可為平板。
在實例實施例中，卡盤台100可經組態以改質基板510，使得基板510可改質成對應於安裝表面111的形狀。在實例實施例中，卡盤台100可經組態以改質基板510，使得基板510的頂部表面及底部表面可分別具有彎曲表面。在實例實施例中，卡盤台100可經組態以改質基板510，使得基板510的頂部表面可改質成凹面形狀，例如，基板510的中心可相對於基板510的邊緣向下突出。在實例實施例中，卡盤台100可經組態以改質基板510，使得基板510的頂部表面可改質成凸面形狀，例如，基板510的中心可相對於基板510的邊緣向上突出。
在實例實施例中，安裝台110的安裝表面111可為不平坦表面。舉例而言，在安裝台110的橫截面視圖中，安裝台110的安裝表面111可包含彎曲表面。舉例而言，在安裝台110的橫截面視圖中，安裝台110的安裝表面111可具有曲率或曲線輪廓。在此情況下，卡盤台100可經組態以藉由將外力施加至基板510來將基板510改質為具有對應於安裝台110的安裝表面111的曲率的曲率。舉例而言，當自外部傳送的基板510安放於安裝台110的安裝表面111上時，卡盤台100可經組態以真空吸附基板510，使得基板510可與安裝台110的安裝表面111緊密接觸。當基板510真空吸附至安裝台110的安裝表面111時，基板510（或基板510的頂部表面及底部表面）可改質成對應於安裝台110的安裝表面111的形狀的形狀。
安裝台110的安裝表面111可具有凹面形狀。在安裝台110的橫截面視圖中，安裝台110的安裝表面111的中心可位於比安裝台110的安裝表面111的邊緣的低的水平處。安裝表面111的各種尺寸，例如，安裝表面111的直徑、安裝表面111的中心與安裝表面111的邊緣之間在豎直方向（Z方向）上的高度差、安裝表面111的曲率以及類似者可根據基板510的大小、基板510的目標改質以及類似者適當地調整。舉例而言，安裝表面111的中心與安裝表面111的邊緣之間在豎直方向（Z方向）上的高度差可在幾十微米與幾毫米之間。在實例實施例中，安裝表面111的中心與安裝表面111的邊緣之間在豎直方向（Z方向）上的高度差可在約25微米與約800微米之間、在約35微米與約600微米之間或在約50微米與約400微米之間。在實例實施例中，安裝表面111的半徑，例如，安裝表面111的中心與安裝表面111的邊緣之間在水平方向（X方向及/或Y方向）上的距離，可處於類似於安裝在安裝表面111上的基板510的半徑的水平處。舉例而言，安裝表面111的半徑可在約15毫米與約200毫米之間。
為便於描述，本文中可使用諸如「在…之下」、「下方」、「下部」、「上方」、「上部」以及類似者的空間相對術語來描述位置關係。應理解，空間相對術語涵蓋除圖式中所描繪的定向以外的裝置的不同定向。
卡盤台100可經組態以真空吸附基板510，使得基板510可與安裝台110的安裝表面111緊密接觸，藉此將基板510改質成凹面形式。安裝台110的安裝表面111可整體具有凹面形狀，或僅其一部分可具有凹面形狀。
如圖1中所繪示，安裝台110的安裝表面111可具有凹面形狀表面。在安裝台110的橫截面視圖中，安裝台110的安裝表面111的中心可位於比安裝台110的安裝表面111的邊緣的低的水平處，且安裝台110的安裝表面111可具有曲線輪廓。在此情況下，當基板510真空吸附至安裝台110的安裝表面111時，基板510可改質成與安裝台110的安裝表面111的曲率實質上相同或類似的形狀。
如本文中所使用的諸如「相同」、「相等」、「平面」或「共面」的術語涵蓋包含可能例如由於製造製程而發生的變化的相同或近似相同。除非上下文或其他陳述另外指示，否則本文中可使用術語「實質上」來強調此含義。
在實例實施例中，安裝台110的安裝表面111可整體具有凹面形狀表面。舉例而言，在安裝台110的橫截面視圖中，安裝台110的安裝表面111的輪廓可具有自安裝台110的安裝表面111的一個邊緣至另一邊緣的曲線輪廓。
在實例實施例中，僅安裝台110的安裝表面111的一部分可具有凹面形狀表面。舉例而言，安裝台110的安裝表面111的中心部分1111可為凹面形狀表面，且圍繞安裝台110的安裝表面111的中心部分1111的外部部分可為平面。在此情況下，在安裝台110的橫截面視圖中，安裝台110的安裝表面111的中心部分1111可具有曲線輪廓，且安裝台110的安裝表面111的外部部分1113可具有直線形狀輪廓。
在實例實施例中，安裝台110的安裝表面111可具有恆定曲率。舉例而言，安裝台110的安裝表面111的中心部分1111的曲率可與安裝台110的安裝表面111的外部部分1113的曲率實質上相同或類似。
在實例實施例中，安裝台110的安裝表面111的曲率對於各區域可為不同的。舉例而言，安裝台110的安裝表面111的中心部分1111的曲率可不同於安裝台110的安裝表面111的外部部分1113的曲率。舉例而言，安裝台110的安裝表面111的中心部分1111的曲率可大於安裝台110的安裝表面111的外部部分1113的曲率。
雷射供應頭210可安置於安裝台110上方且可經組態以在向下方向（例如，Z方向）上朝向安裝在安裝台110上的基板510照射雷射光束LB。舉例而言，雷射供應頭210可用雷射光束LB照射基板510。雷射供應頭210可包含至少一個雷射光源211、光束遞送光學系統213以及聚焦透鏡光學系統215。
至少一個雷射光源211可產生且輸出雷射光束LB。至少一個雷射光源211可包含一個光源或多個光源。至少一個雷射光源211可經組態以產生具有適合於處理作為工件的基板510的特性的雷射光束LB。舉例而言，根據基板510的材料及厚度，可調整自至少一個雷射光源211輸出的雷射光束LB的波長、脈寬以及功率。在實例實施例中，至少一個雷射光源211可輸出具有紅外線波長帶的雷射光束LB。
光束遞送光學系統213可將自至少一個雷射光源211輸出的雷射光束LB遞送至聚焦透鏡光學系統215。光束遞送光學系統213可為自由空間光學器件。然而，實例實施例不限於此。光束遞送光學系統213可包含各種光學元件，諸如偏振器、透鏡、反射器、稜鏡、分光器以及類似者。
聚焦透鏡光學系統215可將雷射光束LB聚焦在作為基板510中的設定位置的聚焦點FP上。舉例而言，聚焦點FP可定位於基板510內部。聚焦透鏡光學系統215可調整雷射光束LB的聚焦點FP的位置。舉例而言，聚焦透鏡光學系統215可調整雷射光束LB的聚焦點FP，使得雷射光束LB可聚焦在基板510中的目標位置中。聚焦透鏡光學系統215可包含單個透鏡或多個透鏡。
載物台300可連接至卡盤台100。載物台300可包含用於移動卡盤台100的安裝台110的致動器。在實例實施例中，載物台300可經組態以在水平方向（X方向及/或Y方向）上線性地移動安裝台110。在實例實施例中，載物台300可經組態以在豎直方向（Z方向）上線性地移動安裝台110。在實例實施例中，載物台300可旋轉安裝台110。舉例而言，載物台300可經組態以在平行於豎直方向（Z方向）的旋轉軸上旋轉安裝台110舉例而言，安裝台110可例如藉由致動器的操作而圍繞在豎直方向上延伸的軸旋轉。舉例而言，安裝台110的旋轉軸可穿過安裝台110的中心。
在實例實施例中，載物台300可傾斜安裝台110。舉例而言，載物台300對安裝台110的傾斜移動可包含在平行於水平方向（X方向及/或Y方向）的旋轉軸上旋轉安裝台110。載物台300可經組態以傾斜安裝台110以調整雷射光束LB相對於安裝台110的安裝表面111的入射角或雷射光束LB相對於基板510的表面的入射角。舉例而言，載物台300可經組態以傾斜安裝台110，使得雷射光束LB相對於安裝台110的安裝表面111的入射角可為預定參考角。舉例而言，載物台300可經組態以傾斜安裝台110，使得雷射光束LB相對於基板510的表面的入射角可為預定參考角。
基板處理設備1000可包含用於使用基板處理設備1000控制整個製程的控制器。構成基板處理設備1000的組件的操作可由控制器控制。控制器可藉由硬體、韌體、軟體或其任意組合實施。舉例而言，控制器可為計算裝置，諸如工作站電腦、桌上型電腦、膝上型電腦、平板電腦以及類似者。舉例而言，控制器可包含其中儲存有各種程式設計指令的記憶體裝置，諸如唯讀記憶體（Read Only Memory；ROM）、隨機存取記憶體（Random Access Memory；RAM）或類似者，以及處理器，諸如經組態以處理儲存於記憶體裝置中的程式設計指令及自外部提供的信號的微處理器、中央處理單元（Central Processing Unit；CPU）、圖形處理單元（Graphics Processing Unit；GPU）以及類似者。此外，控制器可包含用於接收及傳輸電信號的接收器及傳輸器。
圖4為示出根據實例實施例的製造半導體晶片的方法的流程圖。圖5A至圖5D為示出根據實例實施例的製造半導體晶片/裝置的方法的視圖。圖6為示出圖5D的區域VI內的基板510的放大視圖。
在下文中，將參考圖4、圖5A至圖5D以及圖6描述包含使用圖1中所示出的基板處理設備1000的基板處理方法的製造半導體晶片的方法。
參考圖5A，可製備包含積體電路區域512及積體電路區域512彼此分離的切割區域514的基板510（S110）。
基板510可為半導體基板。基板510可為晶圓且例如在平面視圖中可具有圓形形狀。基板510可具有用作用於基板510的對準的參考指示的凹口510N。基板510可包含矽或由矽形成。替代地，基板510可包含諸如鍺的半導體元素或諸如碳化矽（SiC）、砷化鎵（GaAs）、砷化銦（InAs）以及磷化銦（InP）的化合物半導體或由諸如鍺的半導體元素或諸如碳化矽（SiC）、砷化鎵（GaAs）、砷化銦（InAs）以及磷化銦（InP）的化合物半導體形成。替代地，基板510可具有絕緣體上矽（silicon on insulator；SOI）結構。在一些實施例中，基板510可包含作為導電區域的摻雜井或摻雜結構。此外，基板510可具有各種隔離結構，諸如淺溝槽隔離（shallow trench isolation；STI）結構及類似者。此處，假設基板510具有大致12英吋的直徑，且將描述使用矽晶圓的情況。然而，所屬領域中具通常知識者應理解，可使用具有小於或大於12英吋的直徑的基板510且可使用包含不同於矽的材料或由不同於矽的材料形成的基板510。
基板510可包含彼此相對的主動表面510F及非主動表面510B。基板510可包含積體電路區域512及積體電路區域512彼此分離的切割區域514。切割區域514可稱為切割道。切割區域514可在第一水平方向（例如，X方向）及/或第二水平方向（例如，Y方向）上延伸。切割區域514可具有直線道形狀，所述直線道形狀具有恆定寬度。例如，在平面視圖中，積體電路區域512中的各者可由切割區域514圍繞。如下文所描述，當基板510及形成於基板510上的各種材料層由沿切割區域514執行的切割製程切割時，積體電路區域512可彼此分離成多個半導體晶片。
半導體元件層（參見圖6的520）可形成於基板510的主動表面510F上。半導體元件層520可包含設置於基板510的主動表面510F上的絕緣層及/或導電層。此外，半導體元件層520可包含半導體元件及金屬互連結構。
半導體元件層520的半導體元件可包含記憶體裝置及/或邏輯裝置。
記憶體裝置可構成或可為揮發性記憶體裝置或非揮發性記憶體裝置。非揮發性記憶體裝置可包含或可為現有揮發性記憶體裝置，諸如動態隨機存取記憶體（dynamic random access memory；DRAM）、靜態RAM（static RAM；SRAM）、閘流體RAM（thyristor RAM；TRAM）、零電容器RAM（zero capacitor RAM；ZRAM）或雙電晶體RAM（Twin Transistor RAM；TTRAM），及/或當前正在開發的揮發性記憶體裝置。在某些實施例中，非揮發性記憶體裝置可包含或可為現有非揮發性記憶體裝置，諸如快閃記憶體、磁性RAM（magnetic RAM；MRAM）、自旋轉移力矩（spin-transfer torque；STT-MRAM）、鐵電RAM（ferroelectric RAM；FRAM）、相變RAM（phase change RAM；PRAM）、電阻式RAM（resistive RAM；RRAM）、奈米管RAM、聚合物RAM、奈米浮閘記憶體、全像記憶體、分子電子記憶體或絕緣體電阻改變記憶體，及/或當前正在開發的非揮發性記憶體裝置。
邏輯裝置可藉由例如微處理器、圖形處理器、信號處理器、網路處理器、音訊編解碼器、視訊編解碼器、應用程式處理器或系統晶片以及類似者實施。然而，實例實施例不限於此。微處理器可包含例如單核心或多核心。
在實例實施例中，例如，根據上下文，基板510可指基板510自身，或包含基板510及形成於基板510的表面上的材料層的堆疊結構。舉例而言，基板510可包含基板510自身，及/或形成於基板510的主動表面510F上的半導體元件層520。另外，例如，根據上下文，「基板510的表面」可指基板510自身的暴露表面，或形成於基板510上的材料層的暴露表面。
保護薄片550可附接至基板510的主動表面510F。在對基板510執行分割製程時，保護薄片550可覆蓋半導體元件層520且可保護積體電路區域512。保護薄片550可為例如聚氯乙烯（PVC）類聚合物薄片且可藉由丙烯酸樹脂類黏合劑附接至基板510。丙烯酸樹脂類黏合劑可具有約2微米至約10微米的厚度，且保護薄片550可具有約60微米至約200微米的厚度。保護薄片550可具有圓形形狀，所述圓形形狀具有與基板510的直徑實質上相同的直徑。
在製備基板510之後，可沿基板510的切割區域514切割基板510，使得可將基板510分離成半導體晶片（S120）。舉例而言，可執行對基板510的分割製程以將基板510分離成晶片。在下文中，示出經由對基板510的隱形分割製程來切割基板510的方法。
參考圖5B，自外部提供的基板510可傳送至安裝台110的安裝表面111（S121）。基板510可位於安裝台110上，使得基板510的主動表面510F可面向安裝台110的安裝表面111。保護薄片550可位於基板510與安裝台110的安裝表面111之間。因為安裝台110的安裝表面111具有凹面形狀，所以可在基板510與安裝台110的安裝表面111之間形成空間。舉例而言，當基板510安置於安裝台110上時，基板510與安裝台110之間（例如，安裝表面111與主動表面510F之間，及/或安裝表面111與面向安裝表面111的保護薄片550的表面之間）可存在間隙。舉例而言，基板510與安裝台110之間的間隙的距離根據位置而變化。舉例而言，基板510與安裝台110之間的間隙可在基板510的中心處大於基板510的邊緣處。舉例而言，基板510與安裝台110之間的間隙可為基板510與安裝台110之間在豎直方向上的距離。
參考圖5C，卡盤台100可經組態以將基板510真空吸附至安裝台110的安裝表面111以改質基板510（S123）。
卡盤台100可經組態以藉由將真空壓力施加至真空通道115來將基板510真空吸附至安裝表面111。基板510可藉由經由真空通道115施加的吸附力附接至安裝表面111，且可強制性地改質/變形成對應於安裝表面111的形狀的形狀。舉例而言，可改質基板510，使得基板510的中心相對於其邊緣向下突出。
參考圖5D及圖6，可用雷射光束LB照射經改質/經變形基板510以在基板510中形成改質層（例如，缺陷區域）530（S125）。
在基板510由卡盤台100改質/變形時，雷射供應頭210可經組態以用雷射光束LB照射經改質/經變形基板510中的聚焦點FP。舉例而言，聚焦點FP與基板510的主動表面510F之間的距離可在約20微米與約120微米之間、在約40微米與約100微米之間或在約60微米與約80微米之間。雷射供應頭210可經組態以將具有能夠透射基板510的波長帶（亦即，對於半導體基板具有低吸收率的波長帶）的雷射光束LB聚焦在基板510內部的聚焦點FP上。雷射光束LB可以持續極短時間（例如，1微秒或小於1微秒）的脈衝寬度重複發射。當用雷射光束LB重複照射基板510內部的聚焦點FP時，改質層530可形成於基板510內部的聚焦點FP附近。改質層（例如，缺陷區域）530可包含由吸附雷射光束LB產生的高密度缺陷（例如，位錯），且裂痕CR可傳播至改質層530周圍的基板510。
在實例實施例中，載物台300可經組態以移動安裝台110，使得在雷射供應頭210輸出雷射光束LB時，可改變雷射光束LB在基板510上的照射位置。舉例而言，載物台300可經組態以在水平方向（X方向及/或Y方向）上移動安裝台110，使得可沿切割區域514用雷射光束LB照射基板510。在其他實例實施例中，雷射供應頭210可在水平方向（X方向及/或Y方向）上移動，使得沿切割區域514用雷射光束LB照射基板510。
在實例實施例中，雷射光束LB的聚焦點FP可比基板510的非主動表面510B更接近主動表面510F，且改質層530亦可比基板510的非主動表面510B更接近主動表面510F。在此情況下，自改質層530開始的裂痕CR可傳播至半導體元件層520，且半導體元件層520可由裂痕CR切割。積體電路區域512可由裂痕CR彼此分離，且經分離的積體電路區域512中的各者可構成半導體晶片。
如圖6中所繪示，在將基板510強制性地改質成凹面形式時，可將張應力F1施加至基板510的鄰近於安裝台110的安裝表面111的下部側/部分，且可將壓縮應力F2施加至基板510的上部側/部分。張應力F1可在藉由照射鄰近於基板510的主動表面510F的聚焦點FP形成的改質層530附近佔優勢。張應力F1可促進改質層530的形成且可增加自改質層530開始的裂痕CR的傳播距離。
圖7A及圖7B為示出根據實例實施例的基板處理設備的組態的視圖。
在下文中，參考圖1、圖7A以及圖7B，作為使用圖1中所繪示的基板處理設備1000的基板處理方法的一個實例，將描述對基板510執行隱形分割製程的方法。
參考圖7A，雷射供應頭210可經組態以執行用於掃描基板510中的第一聚焦點FP1上的雷射光束LB的第一雷射掃描，以便在基板510中形成第一改質層531。在執行第一雷射掃描時，載物台300可在垂直於雷射光束LB的照射/發射方向（例如，Z方向）的方向（例如，X方向及/或Y方向）上移動安裝台110，使得雷射光束LB的照射位置可沿基板510的切割區域514移動。
在第一雷射掃描時，雷射供應頭210可經組態以將雷射光束LB聚焦在基板510中的第一聚焦點FP1上。第一聚焦點FP1可比基板510的非主動表面510B更鄰近（例如，更接近）於主動表面510F。當用雷射光束LB照射第一聚焦點FP1時，第一改質層531可形成於第一聚焦點FP1中及第一聚焦點FP1附近。因為雷射光束LB的照射位置在水平方向（例如，X方向及/或Y方向）上移動，所以第一改質層531亦可在水平方向（例如，X方向及/或Y方向）上連續地或不連續地延伸。自第一改質層531開始的第一裂痕CR1可在基板510的厚度方向（例如，Z方向）上傳播。舉例而言，第一裂痕CR1可自第一改質層531在向下方向及向上方向中的各者上傳播。半導體元件層520可由自第一改質層531在向下方向上傳播的第一裂痕CR1切割。
參考圖7B，雷射供應頭210可經組態以執行用於掃描基板510中的第二聚焦點FP2上的雷射光束LB的第二雷射掃描，以便在基板510中形成第二改質層532。在執行第二雷射掃描時，載物台300可在垂直於雷射光束LB的照射/發射方向（例如，Z方向）的方向（例如，X方向及/或Y方向）上移動安裝台110，使得雷射光束LB的照射位置可沿基板510的切割區域514移動。
在第二雷射掃描時，雷射供應頭210可將雷射光束LB聚焦在基板510中的第二聚焦點FP2上。第二聚焦點FP2可為在自安裝台110的安裝表面111後退的方向上與第一聚焦點FP1間隔開的點。舉例而言，第二聚焦點FP2與第一聚焦點FP1之間在豎直方向上的距離可在約100微米與約200微米之間。當第一聚焦點FP1位於距安裝台110的安裝表面111的第一距離處時，第二聚焦點FP2可位於距安裝台110的安裝表面111的第二距離處，第二距離大於第一距離。舉例而言，第一聚焦點FP1可比第二聚焦點FP2更鄰近（例如，更接近）於安裝台110的安裝表面111。
當用雷射光束LB照射第二聚焦點FP2時，第二改質層532可形成於第二聚焦點FP2中及第二聚焦點FP2附近。因為雷射光束LB的照射位置在水平方向（例如，X方向及/或Y方向）上移動，所以第二改質層532亦可在水平方向（例如，X方向及/或Y方向）上連續地或不連續地延伸。自第二改質層532開始的第二裂痕CR2可在基板510的厚度方向（例如，Z方向）上傳播。舉例而言，第二裂痕CR2可自第二改質層532在向下方向及向上方向中的各者上傳播。此時，自第二改質層532向下傳播的第二裂痕CR2可連接至自第一改質層531傳播的第一裂痕CR1，且自第二改質層532向上延伸的第二裂痕CR2可延伸至基板510的非主動表面510B。在此情況下，切割基板510可由自第一改質層531傳播的第一裂痕CR1及自第二改質層532傳播的第二裂痕CR2完成。
在圖7A及圖7B中，例示經由兩個雷射掃描切割基板510，但亦可根據基板510的厚度採用/應用經由三個或大於三個雷射掃描操作切割基板510。當經由多個雷射掃描操作切割基板510時，後續雷射掃描中的雷射光束LB的聚焦點可比先前雷射掃描中的雷射光束LB的聚焦點更遠離安裝台110的安裝表面111。在一些實施例中，根據基板510的厚度，切割基板510可經由一次雷射掃描完成。
根據本發明概念的實例實施例，在將基板510強制性地改質/變形成凹面形式的狀態下，可藉由用雷射光束LB照射基板510以在基板510中形成裂痕來更容易地形成改質層530，且自改質層530傳播的裂痕的傳播距離可藉由變形/改質增加。因此，可減少完成切割基板510所需的雷射掃描操作的數目，使得可減少成本且可提高生產率。另外，根據本發明概念的實例實施例，因為可使用具有相對低功率的雷射光束LB來切割基板510，所以可防止當使用具有高功率的雷射光束LB時頻繁發生的雷射光束LB的散射損壞積體電路區域512的半導體元件。
圖8A及圖8B為示出根據實例實施例的基板處理設備1000a的組態的視圖。在下文中，將基於參考圖1所描述的基板處理設備1000之間的差異而描述圖8A及圖8B的基板處理設備1000a。
參考圖8A及圖8B，卡盤台100a可調整安裝台110的安裝表面111的形狀及/或曲率。舉例而言，安裝台110的安裝表面111可經組態以自如圖8A中所繪示的平坦第一狀態切換至如圖8B中所繪示的具有凹面彎曲形狀的第二狀態。
在實例實施例中，安裝台110可包含其中的空腔117。空腔117可設置於安裝表面111下方且例如在平面視圖中與安裝表面111豎直重疊。卡盤台100a可包含連接至空腔117的氣動調節器140。氣動調節器140可藉由將空氣注入至安裝台110的空腔117中或自安裝台110的空腔117排出空氣來調整空腔117的壓力。根據安裝台110的空腔117的壓力改變，安裝表面111的形狀可變化。舉例而言，為了將安裝台110的安裝表面111自平坦第一狀態改變為具有凹面形式的第二狀態，氣動調節器140可自空腔117排出空氣以減少空腔117的壓力。當空腔117的壓力降低時，安裝台110的安裝表面111可改質/變形成凹面形式。為了將安裝台110的安裝表面111自具有凹面形式的第二狀態改變為平坦第一狀態，氣動調節器140可將空氣注入至空腔117中以增加空腔117的壓力。安裝台110可包含能夠藉由外力改變安裝台110的形狀的材料或由能夠藉由外力改變安裝台110的形狀的材料形成。舉例而言，安裝台110可包含金屬、矽、橡膠、陶瓷或其組合或由金屬、矽、橡膠、陶瓷或其組合形成。
在實例實施例中，氣動調節器140可包含：空氣泵，用於將空氣注入至空腔117中；排氣泵，用於將空氣自空腔117排出；以及流動速率控制閥，安設在連接至空腔117的氣流路徑上。
在實例實施例中，在安裝台110的安裝表面111保持在如圖8A中所繪示的平坦狀態時，卡盤台100a可經組態以真空吸附基板510。在基板510已經抽真空以附接至安裝台110的安裝表面111之後，卡盤台100a可將安裝台110的安裝表面111改質成凹面形式。當將安裝台110的安裝表面111自平坦形式改質/變形成凹面形式時，固定至安裝台110的安裝表面111的基板510亦可凹面地改質。由於在完成對安裝台110的真空吸附之後改質基板510，因此可更穩定地改質基板510。
雖然本發明概念已參考其實施例進行具體繪示及描述，但將理解，可在不脫離以下申請專利範圍的精神及範疇的情況下在其中進行形式及細節的各種改變。
100、100a:卡盤台 110:安裝台 111:安裝表面 115:真空通道 117:空腔 130:真空泵 140:氣動調節器 210:雷射供應頭 211:雷射光源 213:光束遞送光學系統 215:聚焦透鏡光學系統 300:載物台 510:基板 510B:非主動表面 510F:主動表面 510N:凹口 512:積體電路區域 514:切割區域 520:半導體元件層 530:改質層 531:第一改質層 532:第二改質層 550:保護薄片 1000、1000a:基板處理設備 1111:中心部分 1113:外部部分 1151:第一真空通道 1153:第二真空通道 CR:裂痕 CR1:第一裂痕 CR2:第二裂痕 F1:張應力 F2:壓縮應力 FP:聚焦點 FP1:第一聚焦點 FP2:第二聚焦點 LB:雷射光束 S110、S120、S121、S123、S125:步驟 VI:區域 X、Y、Z:方向
將自結合隨附圖式進行的以下詳細描述更清楚地理解本發明概念的實施例，在隨附圖式中： 圖1為示出根據實例實施例的基板處理設備的組態的視圖。 圖2為示出圖1的卡盤台的安裝台的平面視圖。 圖3為示出圖1的雷射供應頭的組態的視圖。 圖4為示出根據實例實施例的製造半導體晶片的方法的流程圖。 圖5A至圖5D為示出根據實例實施例的製造半導體晶片的方法的視圖。 圖6為示出圖5D的區域VI內的基板的放大視圖。 圖7A及圖7B為示出根據實例實施例的基板處理設備的組態的視圖。 圖8A及圖8B為示出根據實例實施例的基板處理設備的組態的視圖。
100:卡盤台
110:安裝台
111:安裝表面
115:真空通道
130:真空泵
210:雷射供應頭
300:載物台
510:基板
550:保護薄片
1000:基板處理設備
FP:聚焦點
LB:雷射光束
X、Y、Z:方向

Claims (20)

  1. 一種基板處理設備，包括： 卡盤台，包括具有安裝表面的安裝台，所述安裝表面經組態以使得基板安裝在所述安裝表面上，其中所述安裝表面為彎曲表面；以及 雷射供應頭，經組態以用雷射光束照射安裝在所述安裝台上的所述基板。
  2. 如請求項1所述的基板處理設備，其中所述安裝表面包括凹面表面。
  3. 如請求項1所述的基板處理設備，其中所述安裝台包括自所述安裝表面延伸的多個真空通道，且所述基板處理設備更包括經組態以將真空壓力施加至所述安裝台的所述多個真空通道的真空泵。
  4. 如請求項3所述的基板處理設備，其中所述多個真空通道包括自所述安裝台的所述安裝表面的中心部分延伸的至少一個第一真空通道及自所述安裝台的所述安裝表面的外部部分延伸的至少一個第二真空通道，且所述安裝台的所述安裝表面的所述中心部分經組態以真空吸附所述基板的中心部分，且所述安裝台的所述安裝表面的所述外部部分經組態以真空吸附所述基板的外部部分。
  5. 如請求項1所述的基板處理設備，其中所述卡盤台經組態以強制性地改質所述基板，使得所述基板具有對應於所述安裝表面的曲率的曲率。
  6. 如請求項5所述的基板處理設備，其中當所述基板由所述卡盤台改質時，所述雷射供應頭經組態以將所述雷射光束聚焦在所述基板中的聚焦點上。
  7. 如請求項6所述的基板處理設備，其中所述雷射供應頭經組態以依序執行： 用所述雷射光束照射所述基板中的第一聚焦點的第一雷射掃描，使得第一改質層形成於所述基板中；以及 用所述雷射光束照射所述基板中的第二聚焦點的第二雷射掃描，使得第二改質層形成於所述基板中；以及 所述第一聚焦點比所述第二聚焦點更接近所述安裝台的所述安裝表面。
  8. 如請求項7所述的基板處理設備，更包括經組態以在垂直於所述雷射光束的照射方向的方向上移動所述安裝台的載物台。
  9. 如請求項8所述的基板處理設備，其中所述載物台經組態以傾斜所述安裝台，使得調整所述雷射光束至所述安裝台的所述安裝表面的入射角。
  10. 如請求項1所述的基板處理設備，其中所述卡盤台經組態以調整所述安裝台的所述安裝表面的曲率。
  11. 如請求項10所述的基板處理設備，其中所述安裝台包括空腔，且所述基板處理設備更包括經組態以藉由將空氣注入至所述空腔中或自所述空腔排出空氣來調整所述空腔的壓力的氣動調節器。
  12. 如請求項11所述的基板處理設備，其中所述氣動調節器經組態以調整所述空腔的壓力以在平坦的第一狀態與凹面形式的第二狀態之間改質所述安裝台的所述安裝表面。
  13. 一種基板處理設備，經組態以對基板執行隱形分割製程，所述基板處理設備包括： 卡盤台，包括具有安裝表面的安裝台，所述安裝表面經組態以使得所述基板真空吸附於所述安裝表面上，其中所述安裝表面包括彎曲表面，且經組態以使得所述基板真空吸附至所述安裝表面，使得所述基板經改質以具有對應於所述安裝表面的曲率的曲率；以及 雷射供應頭，經組態以用雷射光束照射真空吸附至所述安裝台的所述基板。
  14. 如請求項13所述的基板處理設備，其中，在橫截面視圖中，所述安裝台的所述安裝表面以彎曲形式自所述安裝台的所述安裝表面的一個邊緣延伸至另一邊緣。
  15. 如請求項14所述的基板處理設備，其中所述安裝台的所述安裝表面具有恆定曲率。
  16. 如請求項13所述的基板處理設備，其中所述安裝台包括自所述安裝台的所述安裝表面的中心部分延伸的至少一個第一真空通道及自所述安裝台的所述安裝表面的外部部分延伸的至少一個第二真空通道，且所述安裝台經組態以使得所述基板的中心部分真空吸附至所述安裝台的所述安裝表面的所述中心部分且所述基板的外部部分真空吸附至所述安裝台的所述安裝表面的所述外部部分。
  17. 如請求項13所述的基板處理設備，其中所述雷射供應頭經組態以執行用所述雷射光束照射所述基板中的不同聚焦點的多個雷射掃描，且所述多個雷射掃描中的後續雷射掃描的聚焦點比先前雷射掃描的聚焦點更遠離所述安裝台的所述安裝表面。
  18. 如請求項13所述的基板處理設備，其中所述安裝台包括空腔，且所述安裝台經組態以使得所述安裝台的所述安裝表面的所述曲率根據所述空腔的壓力而變化。
  19. 一種基板處理設備，經組態以對基板執行隱形分割製程，所述基板處理設備包括： 卡盤台，包括安裝台及真空泵，其中所述安裝台包括安裝表面及自所述安裝表面延伸的真空通道，所述安裝表面經組態以使得所述基板真空吸附於所述安裝表面上，且所述真空泵連接至所述安裝台的所述真空通道； 載物台，經組態以移動所述安裝台；以及 雷射供應頭，經組態以用雷射光束照射真空吸附至所述安裝台的所述基板， 其中所述安裝台的所述安裝表面包括凹面彎曲表面，且所述卡盤台改質所述基板，使得所述基板具有對應於所述安裝台的所述安裝表面的曲率的曲率，且所述雷射供應頭經組態以用所述雷射光束照射由所述卡盤台改質的所述基板中的聚焦點。
  20. 如請求項19所述的基板處理設備，其中所述安裝台包括設置在所述安裝表面下方的空腔，且所述基板處理設備更包括經組態以藉由將空氣注入至所述空腔中或自所述空腔排出空氣來調整所述空腔的壓力的氣動調節器，且所述安裝台經組態以使得所述安裝台的所述安裝表面的所述曲率根據所述空腔的壓力而變化。
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