用以形成保護(hù)層的溶液與其制造方法與使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種溶液，特別是涉及一種用以形成作為晶片激光加工的保護(hù)層的溶 液。
【背景技術(shù)】
[0002] 在半導(dǎo)體元件制造步驟中，在半導(dǎo)體晶片表面上，通過呈格子狀配列的切割道 (street)劃分成多數(shù)區(qū)域，并沿著這些劃分區(qū)域切割成多數(shù)個(gè)半導(dǎo)體芯片。當(dāng)半導(dǎo)體晶片 被切割刀片切割成半導(dǎo)體芯片時(shí)，會(huì)產(chǎn)生瑕疵、刮痕或碎片，使形成在芯片表面的絕緣膜脫 落。為避免上述問題，目前通常的做法是在利用切割刀片切割之前，沿著切割道施加激光， 從而形成與切割刀片同樣寬度相對(duì)應(yīng)的溝槽，再利用切割刀片進(jìn)行切割。
[0003] 然而，當(dāng)沿著切割道施加激光時(shí)，激光會(huì)被吸收到例如硅基板中，使基板熔化或熱 分解并產(chǎn)生硅蒸氣，這些蒸氣冷凝后容易沉積在半導(dǎo)體芯片表面上，造成品質(zhì)降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種溶液，可在要被激光加工的晶片上形成保護(hù)層，使激 光經(jīng)由保護(hù)層照射晶片表面，可以有效地避免冷凝后的硅蒸氣或其他經(jīng)由激光加工后產(chǎn)生 的碎屑沉積在半導(dǎo)體芯片表面上，造成品質(zhì)降低。
[0005] 為達(dá)上述目的，本發(fā)明提出一種溶液，用以形成保護(hù)層。溶液包括一水溶性樹脂、 一水溶性激光吸收劑以及一溶劑。溶劑包括水與有機(jī)溶劑，且水與有機(jī)溶劑的重量比為 3 ~17。
[0006] 本發(fā)明還提出一種用以形成保護(hù)層的溶液的制造方法，包括混合一水溶性樹脂、 一水溶性激光吸收劑以及一溶劑。溶劑包括水與有機(jī)溶劑，水與有機(jī)溶劑的重量比為3~ 17。
[0007] 本發(fā)明又提出一種用以形成保護(hù)層的溶液的使用方法，溶液包括一水溶性樹脂、 一水溶性激光吸收劑以及一溶劑，溶劑包括水與一有機(jī)溶劑，水與有機(jī)溶劑的重量比為 3~17,且溶液是用于一激光加工的制作工藝中。
[0008] 為了對(duì)本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉實(shí)施例，并配合所附附 圖，作詳細(xì)說明如下：
【附圖說明】
[0009] 圖1繪示本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片的俯視圖。
[0010] 圖2為圖1的半導(dǎo)體晶片沿A-A'線所繪制的剖面圖。
[0011] 圖3A-3C繪示本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行一激光加工的示意圖。
[0012] 圖4A、4B繪示本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行一切割步驟的示意圖。
[0013] 符號(hào)說明
[0014] 1〇〇 :半導(dǎo)體晶片
[0015] 100a:半導(dǎo)體晶片表面
[0016] 10 :基板
[0017] 11:半導(dǎo)體層
[0018] 12:半導(dǎo)體芯片
[0019] 13:切割道
[0020] 14:保護(hù)層
[0021] 25:激光加工溝槽
[0022] 26 :碎屑
[0023] 27:切割溝槽
[0024] 725:脈沖激光
[0025] 821:切割刀片
[0026]P :焦點(diǎn)
[0027] A、A'：剖面線
[0028] X、Y、Z:座標(biāo)軸
【具體實(shí)施方式】
[0029] 圖1繪示本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片100的俯視圖。圖2為圖1的半導(dǎo)體晶片 100沿A-A'線所繪制的剖面圖。在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體晶片包括一基板10以及一半導(dǎo)體層 11。半導(dǎo)體層11設(shè)置在基板10上，且如圖1所示，半導(dǎo)體晶片1〇〇在圖1中（標(biāo)號(hào)12的 位置處)，具有矩陣形式的多個(gè)由半導(dǎo)體層11所形成的半導(dǎo)體芯片12,半導(dǎo)體芯片12例如 是集成電路（integrated circuit, 1C)或大型集成電路（large-scale integration,LSI)。 此外，如圖1、圖2所示，多個(gè)半導(dǎo)體芯片12被切割道13所分開，切割道13例如呈現(xiàn)格子 狀。
[0030] 在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體層11包括位于半導(dǎo)體晶片表面l〇〇a的絕緣膜(未繪示）和 形成電路的功能膜(未繪示)，且半導(dǎo)體層11的絕緣膜例如是具有二氧化硅（Si02)的低介 電常數(shù)（Lowk)絕緣膜、無機(jī)材料或有機(jī)材料所組成。無機(jī)材料例如是SiOF或BSG(SiOB)， 有機(jī)材料例如是聚酰亞胺或聚對(duì)二甲苯。
[0031] 在一實(shí)施例中，為了避免半導(dǎo)體晶片100被切割刀片切割成半導(dǎo)體芯片時(shí)，會(huì)產(chǎn) 生瑕疵、刮痕或碎片，使形成在芯片表面絕緣膜脫落，沿著切割道13施加激光。此外，為了 有效避免激光加工后使基板10熔化或熱分解并產(chǎn)生硅蒸氣，這些蒸氣冷凝后沉積在半導(dǎo) 體芯片表面l〇〇a上，或其他經(jīng)由激光加工后產(chǎn)生的碎屑沉積在半導(dǎo)體芯片表面100a上，在 半導(dǎo)體芯片表面l〇〇a形成一保護(hù)層14。如圖1、圖2所示，保護(hù)層14可覆蓋基板10、半導(dǎo) 體層11以及切割道13。
[0032] 在本發(fā)明實(shí)施例中，保護(hù)層14以一溶液所制成。此溶液包括一水溶性樹脂、一水 溶性激光吸收劑以及一溶劑。水溶性樹脂用以作為保護(hù)層14的基材。
[0033] 在一實(shí)施例中，水溶性樹脂例如包括聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮（polyvinyl pyrrolidone，PVP)、具有五個(gè)或更多氧乙烯重復(fù)單兀（oxyethylene recurring unit)的聚 乙二醇、聚氧乙烯、甲基纖維素、乙基纖維素、羥丙纖維素、聚丙烯酸、聚乙烯醇-聚丙烯酸 嵌段聚合物、聚乙烯醇-聚丙烯酸酯嵌段聚合物、聚甘油（polyglycerin)，水溶性樹脂可包 括前述單一材料，或者包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的結(jié)合。但本發(fā)明并未限定于此，只要材料可溶 解在例如是水等溶劑中，涂覆并干燥后可形成保護(hù)層即可。
[0034] 在一實(shí)施例中，形成于半導(dǎo)體晶片表面100a上的保護(hù)層14在激光加工后可用水 沖洗?？紤]保護(hù)層14對(duì)水的沖洗能力，其水溶性樹脂可包括只具有一個(gè)醚鍵或羥基做為極 性基的樹脂，例如前述的聚乙烯醇或聚乙二醇水溶性樹脂。若具有一個(gè)極性基，例如是一個(gè) 羧基或一個(gè)三級(jí)胺的水溶性樹脂，則會(huì)趨向于牢固地固定在半導(dǎo)體晶片表面l〇〇a上，在 用水沖洗后仍可能保持在半導(dǎo)體晶片表面l〇〇a上。相對(duì)地，若只具有一個(gè)醚鍵或羥基做為 極性基的樹脂具有相對(duì)較弱的黏附性，可有效地避免在用水沖洗后，半導(dǎo)體晶片表面l〇〇a 仍保留其殘留物。在一實(shí)施例中，水溶性樹脂的聚合度或分子量最好較低。以聚乙烯醇為 例，分子量最好在大約300。然而，雖然具有高聚合度或高分子量的水溶性樹脂較不易被水 沖洗離開半導(dǎo)體晶片表面l〇〇a，但可利用可塑劑來避免這樣的情況。可塑劑將于后方描述。
[0035] 水溶性激光吸收劑用以與水溶性樹脂結(jié)合，水溶性激光吸收劑可例如是水溶性染 料、水溶性色素或水溶性紫外線吸收劑。上述材料皆為水溶性，且可均勻地存在保護(hù)層14 中。此外，水溶性激光吸收劑與半導(dǎo)體晶片表面l〇〇a具有很強(qiáng)的親和力，可使保護(hù)層14牢 固地黏附于半導(dǎo)體晶片表面l〇〇a。再者，具有上述材料的溶液在存放過程中應(yīng)具有高度的 存放能力，不會(huì)有不良的情況，例如是相分離或沉淀出現(xiàn)，同時(shí)又能兼顧具有良好的涂覆性 能。若使用如顏料等水溶性激光吸收劑，則保護(hù)層14的激光吸收性將發(fā)生變化，或者存放 性、涂覆性能很差，難以形成厚度均勻的保護(hù)層14。
[0036] 在一實(shí)施例中，水溶性染料例如是選自偶氮染料(單偶氮和多偶氮染料)、金屬 復(fù)合鹽偶氮染料、批唑啉酮偶氮染料（pyrazolone azo dye)、苗偶氮染料（stilbene azo dye)、噻唑偶氮染料（thiazole azo dye)、蒽醌染料(蒽醌衍生物、蒽酮衍生物)、靛類染料 (靛類衍生物、硫靛衍生物)、酞花青染料、碳離子染料（carbonium dye)(二苯甲燒染料、三 苯甲燒染料、咕噸染料、B丫陡染料)、醌亞胺染料（quinoneimine dye) (B丫嗪染料、嗪染料、噻 唑染料)、次甲基染料(花青染料、偶氮甲堿染料)、喹啉染料（quinoline dye)、亞硝基染料 (nitroso dye)、苯醌染料（benzoquinone dye)和萘醌染料（naphthoquinone dye)、萘醜亞 胺染料（naphthalimide dye)、紫環(huán)染料（per