雷射切割用保護膜的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種雷射切割用保護膜，其包括：一基片；以及一保護層，涂覆設置于該基片表面；該保護層膜厚度為0.5μm至5μm；其中該雷射切割用保護膜組成物包含：第一水溶性聚合物，該第一水溶性聚合物的重量平均分子量(Mw)為30萬～40萬；以及第二水溶性聚合物，該第二水溶性聚合物的重量平均分子量(Mw)為2萬～16萬，具有高耐熱穩(wěn)定性，且容易清洗干凈的保護膜，防止切割制程產生硅蒸氣凝結并沉積在晶片表面上，所產生的細屑造成晶圓對象的污染。
【專利說明】
雷射切割用保護膜
技術領域
[0001] 本實用新型關于一種雷射切割用保護膜，是指一種具有高耐熱穩(wěn)定性，且容易清 洗干凈的雷射切割用保護膜。
【背景技術】
[0002] 半導體裝置制法中形成的晶圓具層合結構，其包含絕緣膜和功能性膜堆棧于半導 體基板(如，硅）的面上，其藉表列式的分割線（所謂的界道(streets))分隔。以界道分隔的 各區(qū)域界定出半導體晶片，如，1C或LSI，亦即，沿著界道切割晶圓，得到多個半導體晶片。但 隨著半導體裝置整合度增加且界道寬度變窄，使切割的精準度要求隨的提高，但伴隨而來 的過熱效應問題會導致切割道因熱而崩裂、破片等，成為雷射切割制程中的問題。
[0003] 晶圓切割制程從舊式的刀片切割晶圓，演變?yōu)槟壳靶率降睦咨淝懈钪瞥?為先沿 著界道施以雷射光，藉此形成與切割刀（切割邊緣）寬度相稱的溝槽，之后以刀切割。但是， 雷射光沿著晶圓的界道施用時，有著雷射光被吸收的新問題形成，例如雷射光被硅基板所 吸收，其熱能導致硅熔解或熱分解，因此而產生硅蒸氣等，其凝結并沉積在晶片表面上。因 此，針對切割晶圓時，晶圓的保護膜必須具備相當好的耐熱性，否則易導致保護膜破裂，而 使晶圓切割所產生的噴濺物和蒸氣煙霧滲入破裂膜的空隙，由于這些殘留物為非水溶性， 所得硅蒸氣等的凝結沉積物(碎物)嚴重損及半導體晶片質量。
[0004] 已知用于解決此問題的技術，例如中國臺灣TW200631086A號專利揭示一種雷射切 割用保護膜劑，其有水溶性樹脂及至少一種選自水溶性染料、水溶性著色劑及水溶性紫外 線吸收劑的雷射光吸收劑溶解于其中。將保護膜劑涂覆至欲加工的晶圓表面上，繼而干燥 以形成保護膜。透過保護膜進行雷射切割，而自晶圓制得晶片。因此，得以有效地防止碎肩 淀積于晶片整個表面(包括其周圍邊緣部分)上，因為保護膜為水溶性，可藉水洗而輕易移 除，亦即，以水清洗保護膜的同時，可清除保護膜上的殘留物。上述的方法使用水溶性樹脂， 通常具有較差的熱穩(wěn)定性，于晶圓的雷射切割制程中照射雷射后將產生內熱，水溶性樹脂 若使用的分子量不夠高，可能會受熱而熱解，對于基材保護效果則會有限。
[0005] 另有中國臺灣TW M496842U專利揭露一種雷射切割用保護片，其包括:一基片；以 及涂覆于該基片上的雷射切割用保護膜組成物所形成的保護層，該保護層厚度為100至 5000nm;其中該雷射切割用保護膜組成物，其特征在于包含：（A)水溶性聚合物；以及(B)交 聯(lián)劑;其中該(A)水溶性聚合物的重量平均分子量(Mw)為10000~150000。藉由添加交聯(lián)劑 使高分子間交聯(lián)度提升，應用于雷射切割制程中，具有高熱穩(wěn)定性，并可使用較低分子量水 溶性樹脂涂布，能保護基材較不易沾附細肩，可減少基材污染問題。但此保護片經過交聯(lián)劑 的交聯(lián)反應之后，因為雷射切割制程會因交聯(lián)劑造成保護膜硬化，在最后的清洗階段因保 護膜無法與水溶解造成清洗的困難，因此制程不良率提高。
[0006] 因此，開發(fā)出具有高耐熱穩(wěn)定性，且容易清洗干凈的保護膜，防止切割制程產生硅 蒸氣凝結并沉積在晶片表面上，所產生的細肩造成晶圓對象的污染，乃是現(xiàn)階段晶圓制造 產業(yè)亟欲解決的問題。 【實用新型內容】
[0007] 有鑒于此，本實用新型解決的技術問題即在提供一種具有高耐熱穩(wěn)定性，且容易 清洗干凈的雷射切割用保護膜。
[0008] 本實用新型所采用的技術手段如下。
[0009] 本實用新型提供一種雷射切割用保護膜，其包括:一基片；以及涂覆于該基片上雷 射切割用保護膜組成物所形成的保護層，該保護層膜厚度為〇.5μπι至5μπι;其中該保護層包 含:第一水溶性聚合物，該第一水溶性聚合物的重量平均分子量(Mw)為30萬~40萬；以及第 二水溶性聚合物，該第二水溶性聚合物的重量平均分子量(Mw)為2萬~16萬。
[0010]為達上述目的，所述的第一水溶性聚合物為聚乙烯基吡咯烷酮。
[0011]為達上述目的，所述的第二水溶性聚合物為聚乙烯基吡咯烷酮及其共聚合物。
[0012]為達上述目的，所述的第二水溶性聚合物的重量百分比為5~50%。
[0013]為達上述目的，所述的基片與保護層之間進一步設有一黏著劑層。
[0014] 本實用新型所產生的有益效果如下。
[0015] 本實用新型藉由添加低分子量聚合物于保護膜中，可以讓保護膜的厚度更均勻， 更容易分解保護膜，而其他非切割區(qū)有足夠的熱穩(wěn)定性，也能增加保護膜對晶圓的密著性， 防止因為膜材浮起而沾附細肩在晶圓上，亦可以保護晶圓不被凝結沉積物污染，在最后清 洗流程也可以加快清洗的速率，避免保護膜殘留在晶圓上面。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本實用新型的雷射切割用保護膜的第一結構示意圖。
[0017] 圖2為本實用新型的雷射切割用保護膜的第二結構示意圖。
[0018] 圖3為本實用新型雷射開槽后，尚未清洗前晶圓的示意圖。
[0019] 圖4為本實用新型雷射開槽后，清洗后晶圓片的示意圖。
[0020] 圖號說明：
[0021] 1硅晶圓
[0022] 10 基片
[0023] 20保護膜
[0024] 30黏著劑層
[0025] 40切割道
[0026] 50硅蒸氣噴發(fā)沉積所造成的污染區(qū)
[0027] 60覆蓋保護膜區(qū)。
【具體實施方式】
[0028]圖1是由硅晶圓覆上實施例所制備雷射切割用保護膜，本實用新型的保護膜包括 有;一基片10以及一保護層20,保護層20涂覆設置于基片10表面，并經干燥于硅晶圓上形成 膜厚度為〇.5μπι至5μπι，其較佳實施例的厚度為0.1至3μπι。其中，保護層20包含：（A)第一水溶 性聚合物；以及(Β)第二水溶性聚合物，第一水溶性聚合物的重量平均分子量(Mw)為30萬~ 40萬，第二水溶性聚合物的重量平均分子量(Mw)為2萬~16萬，保護膜經由高分子量的第一 水溶性聚合物和低分子量的第二水溶性聚合物混和溶解所形成。另外，基片10與保護層20 之間亦可進一步設有一黏著劑層30，如圖2所示。
[0029]而上述第一水溶性聚合物為聚乙烯基吡咯烷酮，第二水溶性聚合物由聚乙烯基吡 咯烷酮及其共聚合物所組成，且第二水溶性聚合物的重量百分比較佳者為5~50%。
[0030] 下文將提供根據(jù)本實用新型的雷射切割用保護膜的實施說明于下表：
[0031]
~(A)第一水溶性聚合物為高分子量聚乙烯基吡咯烷酮，其重量平均分子量(Mw)為' 360000〇
[0033] (Β)第二水溶性聚合物為低分子量聚乙烯基吡咯烷酮及其共聚合物，其重量平均 分子量(Mw)為56700。
[0034] 實施例一
[0035]制得下列組成的水溶液：取高分子量聚乙烯基吡咯烷酮8.5g，再取低分子量聚乙 烯基吡咯烷酮及其共聚合物1.5g，溶解于100ml純水中并經2μπι濾膜過濾。
[0036]前述水溶液以旋轉涂布的方式涂覆于玻璃板上（10 X 10cm2)，并經干燥于玻璃板 上形成厚度為0.5至5μπι的保護膜，再將涂布完成的玻璃板置于超音波清洗機中，在水溫25 °C下震蕩清洗10秒，取出后在120°C烘干1小時，冷卻后稱重量，計算保護膜的去除重量。 [0037]前述水溶液以旋轉涂布的方式涂覆于硅晶圓上，并經干燥于硅晶圓上形成厚度為 0.5至5μπι的保護膜，再將涂布完成的硅晶圓置于雷射加工設備上進行雷射加工，再使用純 水洗去保護膜，觀察硅晶圓上雷射切割加工的周遭情況，無異物沉積，且加工后的界面寬度 與雷射設定參數(shù)直徑相仿。
[0038] 實施例二
[0039]取高分子量聚乙烯基吡咯烷酮6.5g，再取低分子量聚乙烯基吡咯烷酮及其共聚合 物3.5g，溶解于100ml純水中并經2μπι濾膜過濾。
[0040] 前述水溶液以旋轉涂布的方式涂覆于玻璃板上（10 X 10cm2)，并經干燥于玻璃板 上形成厚度為0.5至5μπι的保護膜，再將涂布完成的玻璃板置于超音波清洗機中，在水溫25 °C下震蕩清洗10秒，取出后在120°C烘干1小時，冷卻后稱重量，計算保護膜的去除重量。
[0041] 前述水溶液以旋轉涂布的方式涂覆于硅晶圓上，并經干燥于硅晶圓上形成厚度為 0.5至5μπι的保護膜，再將涂布完成的硅晶圓置于雷射加工設備上進行雷射加工，再使用純 水洗去保護膜，觀察硅晶圓上雷射切割加工的周遭情況，無異物沉積，且加工后的界面寬度 與雷射設定參數(shù)直徑相仿。
[0042] 實施例三
[0043]取高分子量聚乙烯基吡咯烷酮9.0g，再取低分子量聚乙烯基吡咯烷酮及其共聚合 物1. 〇g，溶解于1 〇〇ml純水中并經2μπι濾膜過濾。
[0044] 前述水溶液以旋轉涂布的方式涂覆于玻璃板上（10 X 10cm2)，并經干燥于玻璃板 上形成厚度為0.5至5μπι的保護膜，再將涂布完成的玻璃板置于超音波清洗機中，在水溫25 °C下震蕩清洗10秒，取出后在120°C烘干1小時，冷卻后稱重量，計算保護膜的去除重量。
[0045] 前述水溶液以旋轉涂布的方式涂覆于硅晶圓上，并經干燥于硅晶圓上形成厚度為 0.5至5μπι的保護膜，再將涂布完成的硅晶圓置于雷射加工設備上進行雷射加工，再使用純 水洗去保護膜，觀察硅晶圓上雷射切割加工的周遭情況，無異物沉積，且加工后的界面寬度 與雷射設定參數(shù)直徑相仿。
[0046] 實施例四
[0047]取高分子量聚乙烯基吡咯烷酮8.0g，再取低分子量聚乙烯基吡咯烷酮及其共聚合 物2.0g，溶解于100ml純水中并經2μπι濾膜過濾。
[0048]前述水溶液以旋轉涂布的方式涂覆于玻璃板上（10 X 10cm2)，并經干燥于玻璃板 上形成厚度為0.5至5μπι的保護膜，再將涂布完成的玻璃板置于超音波清洗機中，在水溫25 °C下震蕩清洗10秒，取出后在120°C烘干1小時，冷卻后稱重量，計算保護膜的去除重量。
[0049] 前述水溶液以旋轉涂布的方式涂覆于硅晶圓上，并經干燥于硅晶圓上形成厚度為 0.5至5μπι的保護膜，再將涂布完成的硅晶圓置于雷射加工設備上進行雷射加工，再使用純 水洗去保護膜，觀察硅晶圓上雷射切割加工的周遭情況，無異物沉積，且加工后的界面寬度 與雷射設定參數(shù)直徑相仿。
[0050] 比較例一
[00511 取高分子量聚乙烯基吡咯烷酮10.0g，溶解于100ml水中并經2μπι濾膜過濾。
[0052]前述水溶液以旋轉涂布的方式涂覆于玻璃板上（10 X 10cm2)，并經干燥于玻璃板 上形成厚度為0.5至5μπι的保護膜，再將涂布完成的玻璃板置于超音波清洗機中，在水溫25 °C下震蕩清洗10秒，取出后在120°C烘干1小時，冷卻后稱重量，計算保護膜的去除重量。 [0053]前述水溶液以旋轉涂布的方式涂覆于硅晶圓上，并經干燥于硅晶圓上形成厚度為 0.5至5μπι的保護膜，再將涂布完成的硅晶圓置于雷射加工設備上進行雷射加工，再使用純 水洗去保護膜，觀察硅晶圓上雷射切割加工的周遭情況，無異物沉積，且加工后的界面寬度 與雷射設定參數(shù)直徑相仿。
[0054] 洗速率測試 [0055]實驗條件：
[0056] 1.取一 10Χ 10cm2見方透明玻璃板；
[0057] 2.取約4ml溶液，置于玻璃板上，放入旋轉式涂布機以500~lOOOrpm下旋轉3分鐘 進行涂布成為均勻薄膜；
[0058] 3.取出烘干后再以超音波震蕩水洗10秒，清洗后干燥再秤重。
[0059] 測試結果：
[0060]
[0061] 由此得知，實施例1至4的膜去除量及去除速率比均高于比較例1，尤其以實施例2 的膜去除量及去除速率比為最高，故由上述實驗可得到高分子量聚乙烯基吡咯烷酮加入低 分子量聚乙烯基吡咯烷酮及其共聚合物可以有效提高保護膠膜的清洗效率，避免殘膠問 題。
[0062] 圖3是覆蓋保護膜區(qū)（60)的硅晶圓片進行雷射開槽加工，除切割道(40)外顏色較 深區(qū)域則是由切割時所產生硅蒸氣噴發(fā)沉積所造成的污染區(qū)（50)(清洗前）。
[0063] 圖4則是將切割后的硅晶圓片以純水進行凈，由圖可見除切割道(40)外，其余晶圓 片并未受硅蒸氣噴濺沉積污染。
【主權項】
1. 一種雷射切割用保護膜，其特征在于，該保護膜厚度為Ο . 5μπι至5μπι，其包括： 一基片；以及 一保護層，涂覆設置于該基片表面;其中該保護層包含:第一水溶性聚合物以及第二水 溶性聚合物，該第一水溶性聚合物的重量平均分子量為30萬~40萬，該第二水溶性聚合物 的重量平均分子量為2萬~16萬。2. 如權利要求1所述的雷射切割用保護膜，其特征在于，該第一水溶性聚合物為聚乙烯 基吡咯烷酮。3. 如權利要求1所述的雷射切割用保護膜，其特征在于，該第二水溶性聚合物為聚乙烯 基吡咯烷酮及其共聚合物。4. 如權利要求1所述的雷射切割用保護膜，其特征在于，該第二水溶性聚合物的重量百 分比為5~50 %。5. 如權利要求1至4任一所述的雷射切割用保護膜，其特征在于，該基片與該保護層之 間設有一黏著劑層。6. 如權利要求1至4任一所述的雷射切割用保護膜，其特征在于，該保護膜涂覆設置于 一娃晶圓表面。
【文檔編號】H01L21/78GK205621713SQ201620448029
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年5月17日
【發(fā)明人】葉土生, 曾智鴻
【申請人】昱鐳光電科技股份有限公司