本发明涉及一种可有效地传递晶片的晶片加工装置。
背景技术：
：：最近，在切割晶片而制成多个芯片的制程中，如下方法受到青睐：将激光束聚焦到晶片的内部而进行移动，由此沿预切割线形成改质区域(modifiedregion)，从所述改质区域沿晶片的厚度方向以特定深度产生龟裂，之后以特定厚度研磨未形成图案层的晶片的一面，由此切割晶片。然而，难以通过这种方法容易地切割在图案层包括低介电常数物质层及金属层的晶片，因此存在收率下降的问题。技术实现要素：[发明目的]本发明的例示性的实施例提供一种可有效地传递晶片的晶片加工装置。[技术方案]在本发明的实施方式中，揭示一种晶片加工装置，其分割在第一面形成有图案层的晶片而制成多个芯片，其特征在于包括：第一激光加工单元，将第一激光束照射到晶片的第一面而沿预切割线形成沟槽；第二激光加工单元，将第二激光束通过作为第一面的相反面的晶片的第二面照射到晶片的内部而沿预切割线形成改质区域；以及研磨单元，以特定深度研磨晶片的第二面。晶片可包括半导体晶片。图案层可包括具有低于硅氧化物的介电常数的低介电常数物质层及金属层。第一激光加工单元可将第一激光束聚焦到图案层而沿预切割线进行切割，由此从图案层的表面以特定深度形成沟槽。照射到图案层的第一激光束可呈根据位置而具有均匀的强度的平顶形态。沟槽的底面的平均粗糙度可为10μm以下。第一激光束可具有数ns以下的脉冲宽度。例如，第一激光束可具有5ns以下的脉冲宽度。晶片加工装置还可包括：保护液涂布单元，在形成沟槽前，在晶片的第一面上形成保护层以覆盖图案层；以及清洗单元，在形成沟槽后，去除保护层。第二激光加工单元可将第二激光束通过晶片的第二面聚焦到晶片的内部而沿预切割线进行扫描，由此从晶片的第二面以特定深度形成改质区域。第二激光束的脉冲宽度可为1μs以下，聚光点上的峰值功率密度为1×108(W/cm2)以上。第二雷射加工单元可沿晶片的厚度方向调节第二激光束的聚焦位置而与沟槽相邻地形成改质区域。研磨单元对晶片的第二面进行研磨直至晶片的第二面与改质区域相邻。晶片加工装置还可包括分割单元，分割单元分割经研磨的晶片而分割成多个芯片。分割单元可包括利用伸缩性将经研磨的晶片分割成多个芯片的加工用胶带。[发明的效果]根据本发明的实施例，在分割形成有图案层的晶片而制作多个芯片时，通过激光刻槽制程而在形成有图案层的晶片的第一面形成沟槽，通过晶片的第二面对晶片的内部执行激光加工而形成改质区域，之后将晶片研磨成特定厚度，由此可将晶片分割成多个芯片。由此，也可容易地切割形成有包括具有脆弱的特性的低介电常数物质层、与具有较大的展延性的金属层的图案层的晶片，而将多个芯片准确地制作成所期望的形态。附图说明图1是表示想要分割的晶片的平面的图。图2是沿图1的II-II'线观察的剖面图。图3至图16是用以说明本发明的例示性的实施例的晶片的加工方法的图。具体实施方式以下，参照附图，详细地对本发明的实施例进行说明。在以下的图中，相同的参照符号表示相同的构成要素，为了说明的明确性及便利性，可在图中夸张地表示各构成要素的尺寸。另一方面，以下所说明的实施例仅为示例，可根据这些实施例实现各种变形。以下，在记载为“上部”或“上”时，不仅包括以接触的方式位于正上方的情况，而且还包括以不接触的方式位于上方的情况。若未在文中明确地表示其他含义，则单数的表达包括复数的表达。并且，在记载为某个部分“包括”某个构成要素时，只要无特别相反的记载，则是指还可包括其他构成要素，而并非是指排除其他构成要素。单数及复数均可使用术语“所述”及与其相似的指代术语。如果明确地记载构成方法的步骤或无相反的记载，则可按照适当的顺序执行所述步骤。并非必须限定于所述步骤的记载顺序。所有示例或例示性的术语(例如，等等)的使用仅用以详细地说明技术思想，范围由权利要求书限定，而并非由所述示例或例示性的术语限定。图1是表示想要分割的晶片W的平面的图。另外，图2是沿图1的II-II'线观察的剖面图。参照图1，在晶片W上设定有用以分割晶片W的多个预切割线。这种晶片W可包括对下文叙述的第二激光束(图11的L2)具有透射性的物质。在这里，通常可使用半导体晶片作为晶片W。例如，可使用硅晶片作为晶片W。然而，本实施例并不限定于此，除此之外还可使用如蓝宝石晶片、SiC晶片、GaAs晶片等的各种材质的晶片作为晶片W。这种晶片W例如可具有大致500μm至800μm左右的厚度，但并非必须限定于此。参照图2，晶片W可包括第一面S1(在图2中为上表面)与作为第一面S1的相反面的第二面S2(在图2中为下表面)。可在晶片W的第一面S1形成有图案层110。图案层110可包括各种材质的层。例如，在想要制作如大规模集成电路(LargeScaleIntegration，LSI)等的非储存器类的芯片的情况下，图案层110可包括低介电常数物质层111及金属层112。低介电常数(low-kdielectric)物质层111是指具有低于硅氧化物的介电常数的物质层，常用作半导体的高集成化的层间绝缘物质层。这种低介电常数物质层可具有在外部冲击下容易碎裂的脆弱的特性。金属层112作为通常使用在半导体制程的导电性物质，可具有较大的展延性(ductility)。金属层112例如可包括Cu、Mo或Au等，除此之外，还可包括其他各种导电性优异的金属物质。图案层110可根据想要制作的芯片(图16的C)的厚度而形成为各种厚度。例如，图案层110可具有大致10μm左右的厚度，但并不限定于此。另一方面，在图2中例示性地表示有图案层110包括一个低介电常数物质层111及一个金属层112的情况，但并不限定于此，图案层110也可包括至少一个低介电常数物质层111及至少一个金属层112。并且，图案层110除低介电常数物质层111与金属层112以外，还可包括其他各种材质的层。在图2中例示性地表示有在低介电常数物质层111的上表面形成金属层112的情况，但也可在金属层112的上表面形成低介电常数物质层111。另一方面，以上对图案层110包括低介电常数物质层111与金属层112的情况进行了说明，但并不限定于此，除此之外，图案层110还可包括其他各种材质的层。图3至图16是用以说明本发明的例示性的实施例的晶片W的加工方法的图。在图3中表示有晶片W附着在双面胶带(mountingtape)210的情况。参照图3，首先将想要分割的晶片W附着到双面胶带210。在这里，晶片W为图1及图2所示的晶片W，包括第一面S1与作为第一面S1的相反面的第二面S2，在第一面S1形成有图案层。另一方面，方便起见，未在图3中表示形成在晶片W的第一面S1的图案层，以下图中亦相同。双面胶带210可安装到第一环形框架(ringframe)410，晶片W的第二面S2附着在双面胶带210。由此，形成有图案层的晶片W的第一面S1可露出到外部。在图4中表示有在晶片W的第一面S1形成保护层550的情况。参照图4，在形成有图案层的晶片W的第一面S1上形成保护层550。保护层550用以防止形成在晶片W的第一面S1的图案层因下文叙述的激光刻槽制程而受损。这种保护层550可通过保护液涂布单元500在晶片W的第一面S1涂布保护液510而形成。具体而言，在将附着在双面胶带210的晶片W堆载到第一吸盘台(chucktable)810上后，使第一吸盘台810旋转。接着，如果在晶片W的上部设置保护液涂布单元500后，保护液涂布单元500在进行旋转的晶片W的第一面S1上涂布保护液510，则能够以覆盖图案层的方式在晶片W的第一面S1上形成保护层550。这种保护层550例如可包括水溶性聚合物，但并不限定于此。在图5中表示有对晶片W的第一面S1执行激光刻槽制程而形成沟槽310的情况。另外，在图6中放大表示有图5所示的沟槽310。参照图5及图6，对形成有图案层110及保护层550的晶片W的第一面S1执行激光刻槽制程(lasergroovingprocess)。在晶片W的第一面S1上形成有如上所述的低介电常数物质层111的情况下利用如刀片(blade)等的机械装置执行刻槽制程时，存在低介电常数物质层111因脆弱的特性而受损的担忧。因此，在本实施例中，可对晶片W的第一面S1执行利用第一激光束L1的激光刻槽制程。具体而言，将在第一面S1上形成有保护层550的晶片W堆载到第二吸盘台820上。在这里，以第二面S2与第二吸盘台820面向的方式堆载晶片W。接着，在晶片W的上部设置第一激光加工单元910后，从第一激光加工单元910向晶片W的第一面S1照射第一激光束L1。在这里，第一激光束L1可聚焦到形成在晶片W的第一面S1上的图案层110，以此方式聚焦的第一激光束L1一面沿预切割线移动，一面扫描晶片W的第一面S1。由此，可在晶片W的第一面S1以特定深度形成沟槽310。第一激光加工单元910可包括：激光光源(未图示)，出射第一激光束L1；以及光学系统(未图示)，设置到从激光光源出射的第一激光束L1的行进路径上，将第一激光束L1照射到晶片W的图案层110。在这里，激光光源可出射具有各种范围的波长的脉冲型的第一激光束L1。使用在激光刻槽制程的第一激光束L1可考虑通过分割晶片W来制作的芯片(图16的C)的强度而例如具有大致数ns以下的脉冲宽度。分割晶片W而制作的芯片C的芯片剪切强度(dieshearstrength)通常要求为大致350MPa以上。这种芯片C的芯片剪切强度可与使用在激光刻槽制程的第一激光束L1的脉冲宽度密切相关。激光加工中产生的热影响区(HAZ：HeatAffectedZone)的微小龟裂(microcrack)及残余应力(residualstress)会导致芯片剪切强度下降，为了减少这种热影响，使用可将材料与激光之间的反应时间最小化的脉冲宽度较短的激光束较为有利。以如下所述的条件对上述激光刻槽制程进行实验。第一，在利用具有100fs的脉冲宽度、1W的平均输出及100kHz的频率的脉冲型激光束执行刻槽制程而制作厚度为100μm的芯片的情况下，芯片的芯片剪切强度大致为600MPa。第二，在利用具有15ps的脉冲宽度、10W的平均输出及1MHz的频率的脉冲型激光束执行刻槽制程而制作厚度为100μm的芯片的情况下，芯片的芯片剪切强度大致为500MPa。第三，在利用具有5ns的脉冲宽度、20W的平均输出及200kHz的频率的脉冲型激光束执行刻槽制程而制作厚度为100μm的芯片的情况下，芯片的芯片剪切强度大致为450MPa。这些结果在激光束的波长为1064nm、532nm、355nm等各种波长范围内相似。根据这种结果可知，在本实施例的激光刻槽制程中，在第一激光束L1为数ns以下(更具体而言，大致为5ns以下)的情况下，厚度为100μm左右的芯片可具有适当的芯片剪切强度。另一方面，以上对激光刻槽制程应用厚度为大致100μm左右的芯片C的情况进行了说明，但这一情况仅为示例，除此之外可应用所述激光刻槽制程制作各种厚度的芯片C。包括低介电常数物质层111及金属层112的图案层110通常可具有大致10μm左右的厚度，在此情况下，理想的是通过激光刻槽制程而形成到晶片W的第一面S1的沟槽310具有大致10μm左右的深度。然而，如果考虑通过激光刻槽制程形成的沟槽310的底面的平均粗糙度(Ra)会像下述内容一样成为大致10μm左右的情况，则优选为形成到晶片W的第一面S1的沟槽310以大致20μm左右的深度形成。图7是沿预切割线表示在利用在中间部分具有最高强度的高斯形态的激光束执行激光刻槽制程的情况下形成在晶片W的第一面S1的沟槽310的底面轮廓的图。参照图7，如果利用高斯形态的激光束形成沟槽310，则沟槽310的深度不均匀，在此情况下，沟槽310的深度最大偏差△h会成为数十μm以上。因此，为了形成均匀的深度的沟槽310，优选为使用根据位置而具有均匀的强度的平顶(flattop)形态的激光束。因此，在本实施例中，可使用平顶形态的激光束作为执行激光刻槽制程的第一激光束L1。在此情况下，通过第一激光束L1形成的沟槽310的底面的平均粗糙度(Ra)可成为大致10μm左右。在图8中，表示有去除形成在晶片W的第一面S1上的保护层550的情况。参照图8，在对晶片W的第一面S1执行激光刻槽制程后，利用清洗单元600去除覆盖图案层110的保护层550。可通过清洗单元600在晶片W的第一面S1涂布清洗液610而去除这种保护层550。具体而言，在将附着在双面胶带210的晶片W堆载到第一吸盘台810上后，使所述第一吸盘台810旋转。接着，如果在晶片W的上部设置清洗单元600后，清洗单元600在进行旋转的晶片W的第一面S1上涂布清洗液610，则可溶解去除覆盖形成在晶片W的第一面S1的图案层110上的保护层550。在保护层550例如包括水溶性聚合物的情况下，可使用水作为清洗液610，但并不限定于此。在图9中，表示有去除附着在晶片W的第二面S2的双面胶带的情况。参照图9，在去除形成在晶片W的第一面S1上的保护层550后，从晶片W的第二面S2分离附着在晶片W的第二面S2的双面胶带210。在图10中，表示有在晶片W的第一面S1附着保护胶带220的情况。参照图10，以在已执行激光刻槽制程的晶片W的第一面S1覆盖图案层110的方式附着保护胶带220。在图11中，表示有对晶片W的内部执行激光加工而形成改质区域320的情况。另外，图12是沿预切割线放大表示图11所示的晶片W的内部的改质区域320的图。参照图11及图12，将第二激光束L2聚焦到晶片W的内部而形成通过激光内部加工形成的改质区域320。具体而言，将晶片W堆载到第二吸盘台上。在这里，以形成有沟槽310的第一面S1与第二吸盘台820面向的方式堆载晶片W，由此晶片W的第二面S2露出到外部。接着，在晶片W的第二面S2的上部设置第二激光加工单元920后，从第二激光加工单元920通过晶片W的第二面S2向晶片W的内部照射第二激光束L2。在这里，第二激光束L2聚焦到晶片W的内部而形成聚光点，以此方式聚焦到晶片W的内部的第二激光束L2一面沿预切割线移动，一面扫描晶片W的内部。第二激光加工单元920可包括：激光光源(未图示)，出射脉冲型的第二激光束L2；以及光学系统(未图示)，设置到从激光光源出射的第二激光束L2的行进路径上，将第二激光束L2照射到晶片W的内部。在这里，第二激光束L2可为脉冲宽度为1μs以下的脉冲型激光束。例如，第二激光束L2可具有飞秒(fs：femtosecond)或纳秒(nanosecond)范围的脉冲宽度，但并非必须限定于此。并且，第二激光束L2在晶片W的内部的聚光点的峰值功率密度可为1×108(W/cm2)以上。另一方面，第二激光束L2例如可具有大致900nm至1700nm的波长，但并不限定于此。在进行利用如上所述的第二激光束L2的晶片W的激光内部加工时，可像图12所示一样首先在晶片W的内部的聚焦第二激光束L2的位置产生微小的孔隙(void)321，在向晶片W的第二面S2侧方向远离这种孔隙321大致数μm的位置形成改质区域320。在此情况下，改质区域320可向晶片W的第二面S2侧方向远离大致数十μm左右的长度而形成。这种孔隙321及改质区域320可通过移动第二激光束L2而沿预切割线在晶片W的内部形成多个。因此，形成在晶片W的第一面S1的沟槽310及形成在晶片W的内部的改质区域320可形成到与预切割线对应的位置。另一方面，虽未图示，但可从改质区域320向晶片W的第二面S2侧方向及从孔隙321向晶片W的第一面S1侧方向延长数十μm左右的长度而形成微小的龟裂。利用如上所述的第二激光束L2的晶片W的激光内部加工具有如下特性：像上述内容一样首先产生孔隙321，之后形成改质区域322。因此，在晶片W的内部因某种阻碍物而无法在聚焦第二激光束L2的位置产生孔隙321的情况下，也无法形成改质区域322。图13是表示在利用第一激光束L1对晶片W的第一面执行激光刻槽制程后，利用第二激光束L2执行晶片W的激光内部加工的情况下，沿预切割线切割晶片W的情况的一例的图。参照图13，可通过利用第一激光束L1的激光刻槽制程而沿预切割线在晶片W的第一面S1以不均匀的深度形成沟槽310。因此，如果在晶片W的内部聚焦第二激光束L2的位置因这种不均匀的深度的沟槽310而受阻，则不形成孔隙321及改质区域322，因此会产生未进行内部加工的区域320'。并且，如果为了防止这种情况而使沟槽310与改质区域320之间的间隔过大，则从改质区域320及孔隙321延伸的龟裂无法与沟槽310汇合，因此会产生难以分割晶片W的问题。因此，在本实施例中，优选为沿晶片W的厚度方向准确地调节在晶片W的内部聚焦第二激光束L2的位置而与沟槽310相邻地形成改质区域320。更具体而言，优选为使通过第一激光束L1的激光刻槽加工而形成的沟槽310的深度的最大偏差小于至少通过第二激光束L2的激光内部加工产生的龟裂的长度，且优选为第二激光束L2聚焦到晶片W的内部的位置形成在较沟槽310的最大深度位置更靠晶片W的内侧。另一方面，以上对将第二激光束L2聚焦到晶片W的内部而沿晶片W的厚度方向形成一个改质区域320的情况进行了说明。然而，这一情况仅为示例，也可依赖想要制作的芯片C的厚度而沿晶片W的厚度方向形成多个改质区域320。在图14中，表示有对晶片W的第二面S2进行研磨的情况。参照图14，对晶片W的第二面S2进行研磨而将晶片W加工成特定厚度。在这里，晶片W例如可加工成大致100μm以下的厚度，但并不限定于此。具体而言，首先在晶片W的第二面S2的上部设置研磨单元700后，利用研磨单元700以特定深度研磨晶片W的第二面S2。晶片W的第二面S2可研磨至与形成在晶片W的内部的改质区域320相邻为止。更具体而言，经研磨的晶片W的第二面S2可与从改质区域320延伸的龟裂连接、或位于与所述龟裂非常近的位置。在图15中，表示有去除附着在晶片W的第一面S1的保护胶带220的情况。参照图15，去除附着在晶片W的第一面S1上的保护胶带220。接着，将经研磨的晶片W附着到安装在第二环形框架420的加工用胶带230上。在这里，经研磨的晶片W的第二面S2附着到加工用胶带230。这种加工用胶带230可作为最终分割研磨成特定厚度的晶片W的分割单元而发挥作用。为此，加工用胶带230可包括具有伸缩性的物质。在图16中，表示有将晶片W分割成多个芯片C的状态。参照图16，如果在加工用胶带230的下部设置第三吸盘台830后，向上方向移动第三吸盘台830，则具有伸缩性的加工用胶带230伸长。另外，当加工用胶带230像上述内容一样伸长时，附着在加工用胶带230的晶片W以由沟槽310及改质区域320形成的预切割线为边界而分割，由此可制成多个芯片C。如上所述，晶片加工装置可包括第一激光加工单元910、第二激光加工单元920、保护液涂布单元500、清洗单元600及研磨单元700等。在这里，构成晶片加工装置的单元910、920、500、600、700可全部设置在一个系统中，或单独地设置构成晶片加工装置的单元910、920、500、600、700中的至少一部分。如上所述，在分割形成有图案层的晶片而制作多个芯片时，通过激光刻槽制程而在形成有图案层的晶片的第一面形成沟槽，通过晶片的第二面S2对晶片的内部执行激光加工而形成改质区域，之后将晶片研磨成特定厚度，由此可将晶片分割成多个芯片。由此，也可容易地切割形成有包括具有脆弱的特性的低介电常数物质层、与具有较大的展延性的金属层的图案层的晶片而将多个芯片准确地制成所期望的形态。当前第1页1 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