CN104722933A - 激光加工用保护膜剂 - Google Patents

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Abstract

使得在激光加工时被覆保护晶片的表面，在加工处理后可用水清洗除去，可进行在晶片表面见不到碎屑等的附着的加工处理。使用聚-N-乙烯基乙酰胺作为在激光加工时用于被覆并保护晶片1的表面4、14的水溶性粘接剂。通过它们的溶液制成激光加工用保护膜剂。使得在加工后通过清洗冲洗液进行冲洗。通过该保护膜剂，可确实地防止碎屑15向晶片表面4、14的附着。另外，在该激光加工用保护膜剂中可进一步加入吸收加工用激光的吸收剂。

Description

激光加工用保护膜剂
技术领域
本发明涉及对晶片(ウェーハ)照射激光而进行划线(スクライビング)、切割(ダイシング)、开槽(グルービング)等加工时用于被覆并保护晶片表面的保护膜剂。
背景技术
由硅、蓝宝石等化合物构成，IC、LSI、LED等设备通过切割道(ストリート)区分而形成多个的晶片，将切割道纵横分离而被分割成各个设备。这样的切割道的分割通过以下方法进行：通过激光的照射形成加工沟槽等。
在激光加工该晶片的工序等中，发生构成晶片的原子等通过激光的照射而原子蒸发(升华)并飞散，它们作为异物(碎屑，デブリ)再次扩散落下并附着于晶片的表面。但是，这样附着的异物(碎屑)成为在此后的清洗等工序中也无法除去的问题。
作为针对如上所述问题的解决方法，目前，为了创造上述原子蒸发(升华)的成分飞散而不对晶片造成影响的环境，已知吹气体、真空抽吸或减压下的加工方法等。但是，在这样的方法中，有装置的设置、装置的开动、运转操作的繁杂等，期望改良。
因此，逐渐采用在照射激光前用树脂被覆晶片的表面，然后加工晶片的表面的方法。由此，可使得即使碎屑飞散也能通过上述树脂膜进行保护而不附着于设备。
作为上述保护膜用树脂，如日本国特开2007-073670号公报所示，使用聚乙烯醇(PVA)，通过旋转涂布机等涂布于晶片的表面，被覆并保护表面。而且，在进行激光加工后，用水清洗而将形成被膜的PVA与产生的碎屑一同冲洗。
如上所述，该聚乙烯醇(PVA)可用水清洗除去而便于使用。但是，即使在激光加工后冲洗PVA，碎屑的一部分形成特别是在加工沟槽附近的晶片表面附着的状态而无法完全除去。另外，如下所述，有时残留污垢状残渣，认为其原因为处于加热状态的碎屑的附着所伴有的PVA的热变化。因此，可发现无法充分保护晶片的表面。
发明内容
本发明的目的在于，得到在激光加工时可更确实地被覆并保护晶片的表面，在加工处理后通过用水清洗而除去，可得到见不到碎屑附着的洁净的晶片表面的激光加工用保护膜剂。
本发明通过使用聚-N-乙烯基乙酰胺作为在激光加工时用于被覆并保护晶片的表面的水溶性粘接剂而制成激光加工用保护膜。
另外，在该激光加工用保护膜剂中进一步加入主要吸收355nm的紫外线、532nm的可见光、790nm的红外线、其它希望波长的激光的吸收剂，使得可更有效地进行激光加工。
根据本发明，可在通过保护膜剂被覆并保护晶片的表面的状态下进行划线、切割、开槽等激光加工。通过该激光加工产生的碎屑可通过水洗而与保护膜剂一同简单地除去。另外，也不产生认为是由保护膜剂导致的污垢状残渣，可得到具有洁净的表面的晶片。
而且，由于可充分预防这样的激光加工所伴有的晶片表面的污染，所以切割道的宽度也可变窄，还使得设备的有效制备成为可能。
另外，在认为与各种加工相伴而产生的异物的再次附着的各种激光加工处理操作中，可广泛使用。而且，对于Low-k膜等绝缘膜的基于激光开槽的开槽工序也可使用。
此外，该保护膜剂作为能够用水简单地清洗除去的水溶性保护膜，可广泛用于表面损伤的预防、抑制胶带的粘合性等的控制、在要求约200℃左右的耐热性的工序中的应用等。
附图说明
图1示出本发明的实施例的试验结果，图1A为放大平面图，图1B为放大侧视图。
图2示出本发明的比较例的试验结果，图2A为放大平面图，图2B为放大侧视图。
具体实施方式
在本发明的激光加工用保护膜剂中使用聚-N-乙烯基乙酰胺作为水溶性粘接剂。作为该聚-N-乙烯基乙酰胺，优选为N-乙烯基乙酰胺的均聚物。
该聚-N-乙烯基乙酰胺的重均分子量可使用5,000~2,000,000左右的分子量、优选10,000~1,730,000左右的分子量、进一步优选20,000~1,000,000左右的分子量。
上述聚-N-乙烯基乙酰胺可将其浓度设为0.1~40质量%左右进行使用，可以以优选1~20质量%左右、更优选1.5~8质量%左右、进一步优选1.5~5质量%左右进行使用。
另外，该聚-N-乙烯基乙酰胺的分解起始温度约为360℃，具有耐热性。
上述聚-N-乙烯基乙酰胺为水溶性，作为其溶剂可使用纯水。另外，可将异丙醇等醇类、甘油类、二醇醚等的1种或数种与纯水一同混合使用。
这样的激光加工用保护膜剂，通过用旋转涂布机涂布或用喷雾器涂布于晶片的表面，可得到均匀的涂布面。特别是不必进行烘烤操作即可使用。
作为进行上述激光加工时的激光，可使用各种激光，可主要使用355nm的紫外线、532nm的可见光、790nm的红外线等。在该保护膜剂中可含有用于吸收所希望波长的加工用激光的吸收剂，由此可更有效地进行如上所述的激光加工。
作为上述吸收剂，例如有用于紫外线吸收的三嗪类、二苯甲酮类、苯并三唑类、蒽醌类、二苯乙烯基联苯衍生物等。用于红外线吸收的例如可列举出1,1,5,5-四[4-(二乙基氨基)苯基]-1,4-戊二烯-3-鎓、对甲基苯磺酸盐等。此外，可使用通常作为激光的吸收剂而已知的吸收剂、具有激光吸收能力的色素、染料等。
另外，该激光加工用保护膜剂可如上所述地通过旋转涂布机、喷雾器等涂布于晶片的表面。为了在涂布时防止从晶片的表面排斥(はじかれる)、润湿性良好而提高涂布性、进而提高溶液的保存稳定性，可添加表面活性剂等。作为该表面活性剂，若为水溶性，则可使用非离子类、阳离子类、阴离子类、两性类的表面活性剂。
作为上述非离子类表面活性剂，例如可列举出：壬基苯酚类、高级醇类、多元醇类、聚氧亚烷基二醇类、聚氧乙烯烷基酯类、聚氧乙烯烷基醚类、聚氧乙烯烷基苯酚醚类、聚氧乙烯脱水山梨糖醇烷基酯类。
另外，作为阳离子类表面活性剂，例如有：季铵盐、胺盐；作为阴离子类表面活性剂，例如有：烷基苯磺酸及其盐、烷基硫酸酯盐、甲基牛磺酸盐、醚磺酸盐等；作为两性类表面活性剂，例如可列举出：咪唑啉甜菜碱类、酰胺丙基甜菜碱类、氨基二丙酸盐类等。
这些表面活性剂可适宜选择其一种或两种以上进行使用。通常，相对于保护膜剂的总量，以有效成分计，该表面活性剂可使用0.05质量%~5质量%。
另外，若需要，则可为了增加保存性而加入苯基乙二醇等防腐剂。此外，也可根据情况使用增塑剂、有机酸等。
在进行激光加工处理后使用水进行清洗，但此时可使用刷子或施加超声进行清洗。由此可有效地将保护膜与通过加工处理产生的碎屑一同除去。
实施例
实施例1
将20质量%的12.5质量%聚-N-乙烯基乙酰胺(昭和电工株式会社制的PNVA GE-191-104，重均分子量为500,000)与87.5质量%纯水的混合溶液、0.96质量%的作为表面活性剂的N-椰子油脂肪酸酰基-L-谷氨酸三乙醇胺、0.1质量%的作为防腐剂的乙二醇单苯基醚、和78.94质量%的纯水充分混合，得到激光加工用保护膜剂。聚-N-乙烯基乙酰胺的含量为2.5质量%。
实施例2
将28质量%的12.5质量%聚-N-乙烯基乙酰胺(同上)与87.5质量%纯水的混合溶液、0.8质量%的吸收355nm的激光的三嗪类紫外线吸收剂、0.16质量%的作为表面活性剂的N-椰子油脂肪酸酰基-L-谷氨酸三乙醇胺、1质量%的作为防腐剂的乙二醇单苯基醚、和70.04质量%的纯水充分混合，得到激光加工用保护膜剂。聚-N-乙烯基乙酰胺的含量为3.5质量%。
实施例3
将11质量%的12.5质量%聚-N-乙烯基乙酰胺(同上)与87.5质量%纯水的混合溶液、0.16质量%的作为表面活性剂的N-椰子油脂肪酸酰基-L-谷氨酸三乙醇胺、0.1质量%的作为防腐剂的乙二醇单苯基醚、和88.74质量%的纯水充分混合，得到激光加工用保护膜剂。聚-N-乙烯基乙酰胺的含量为1.375质量%。
实施例4
将80质量%的10质量%聚-N-乙烯基乙酰胺(昭和电工株式会社制的PNVA GE-191-107，重均分子量为31,000)与90质量%纯水的混合溶液、1.6质量%的作为表面活性剂的N-椰子油脂肪酸酰基-L-谷氨酸三乙醇胺、1质量%的作为防腐剂的乙二醇单苯基醚、14质量%的作为溶剂的丙二醇单甲基醚、和3.4质量%的纯水充分混合，得到激光加工用保护膜剂。聚-N-乙烯基乙酰胺的含量为8质量%。
比较例1
将9.3质量%的聚乙烯醇、0.96质量%的作为表面活性剂的N-椰子油脂肪酸酰基-L-谷氨酸三乙醇胺、1质量%的作为防腐剂的乙二醇单苯基醚、10.2质量%的作为增塑剂的甘油、15质量%的作为溶剂的丙二醇单甲基醚、和63.54质量%的纯水充分混合，从而得到保护膜剂。
试验
试验方法
将实施例1和比较例1的激光加工用保护膜剂通过旋转涂布机涂布于各个硅晶片的表面，通过355nm的激光进行沟槽加工处理。在上述加工处理后，喷射水的冲洗液，结合使用刷子而清洗除去激光加工用保护膜。
将进行上述处理的实施例1和比较例1的通过上述激光加工形成的沟槽加工部分放大100倍并进行观察，将两者进行比较。
结果
图1示出本发明的实施例1的试验结果，图1A为将沟槽加工部分的状态放大并显示的平面图，图1B为相同地将沟槽加工部分放大并显示的侧视图。
图2示出本发明的比较例1的试验结果，图2A为将沟槽加工部分的状态放大并显示的平面图，图2B为相同地将沟槽加工部分放大并显示的侧视图。
评论
在实施例1的激光加工用保护膜剂中，如图1A和图1B所示，在晶片(1)上通过激光加工产生的V字型沟槽(2)的侧方，形成低的堤状部分(3)，但在其外侧的晶片的表面(4)上未见到碎屑的附着和污垢状保护膜剂的残渣的附着。
另一方面，在比较例1的激光加工用保护膜剂中，如图2A和图2B所示，在晶片(11)上通过激光加工产生的V字型沟槽(12)的侧方，形成低的堤状部分(13)，但在其外侧附近的晶片的表面(14)上见到无法清洗除去的碎屑的一部分和棕色的污垢状残渣的附着(15)。已知PVA若超过150℃则发生脱水，进而于220℃附近发生脱水缩合而生成多烯。因此，认为由于通过激光加工产生的高热的碎屑的附着所伴有的加热，无色的保护膜变色成棕色，从水溶性向非水溶性的物质热变化，形成直接附着于晶片表面的状态。
这样，判明在实施例1的激光加工用保护膜剂中，可确实地保护晶片的表面，在激光加工后，将碎屑与该保护膜一同除去，可得到表面洁净的晶片。

Claims (9)

1. 一种激光加工用保护膜剂，所述激光加工用保护膜剂含有聚-N-乙烯基乙酰胺作为水溶性粘接剂。
2. 权利要求1记载的激光加工用保护膜剂，其中，所述聚-N-乙烯基乙酰胺的重均分子量为5,000~2,000,000。
3. 权利要求1记载的激光加工用保护膜剂，其中，所述聚-N-乙烯基乙酰胺的浓度为0.1~40质量%。
4. 权利要求1记载的激光加工用保护膜剂，其中，所述聚-N-乙烯基乙酰胺的重均分子量为5,000~2,000,000，其浓度为0.1~40质量%。
5. 一种激光加工用保护膜剂，所述激光加工用保护膜剂含有聚-N-乙烯基乙酰胺作为水溶性粘接剂，进一步含有吸收加工用激光的吸收剂。
6. 权利要求5记载的激光加工用保护膜剂，其中，所述聚-N-乙烯基乙酰胺的重均分子量为5,000~2,000,000。
7. 权利要求5记载的激光加工用保护膜剂，其中，所述吸收加工用激光的吸收剂为色素或染料。
8. 一种激光加工用保护膜剂，所述激光加工用保护膜剂含有聚-N-乙烯基乙酰胺，所述聚-N-乙烯基乙酰胺的重均分子量为5,000~2,000,000，其浓度为0.1~40质量%，进一步含有吸收加工用激光的吸收剂。
9. 权利要求8记载的激光加工用保护膜剂，其中，吸收加工用激光的吸收剂为色素或染料。
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