CN112662460A

CN112662460A - 一种含有天然植物提取物的晶圆切割液

Info

Publication number: CN112662460A
Application number: CN202011598217.9A
Authority: CN
Inventors: 侯军; 褚雨露
Original assignee: Jiangsu Austrian Mstar Technology Ltd
Current assignee: Jiangsu Austrian Mstar Technology Ltd
Priority date: 2020-12-29
Filing date: 2020-12-29
Publication date: 2021-04-16

Abstract

一种含有天然植物提取物的晶圆切割液，属于光电子器件的表面精密加工领域。该切割液中含有天然植物提取物，它是一系列分子结构中具有杂环结构的化合物；杂环结构中具有一个或多个N原子或S原子，此外杂环结构中至少一个C上的H原子被‑NH₂,‑NO₂,‑CHO或‑COOH官能团取代，能够提高杂环结构中N或S原子的电子密度；使其更易于金属表面的电子结合成键，形成保护膜，抑制半导体晶圆表面的焊盘的电化学腐蚀。

Description

一种含有天然植物提取物的晶圆切割液

技术领域

本发明涉及一种含有天然植物提取物的晶圆切割液，属于光电子器件的表面精密加工领域。

背景技术

在半导体芯片制造流程中，半导体晶圆的切割工艺是指在半导体芯片电路制造工艺完成后，针对称之为切割道的区域进行切割而使半导体晶圆上整齐分布的芯片分隔开的一道工艺。在30倍显微镜下观察可以发现晶圆半导体是由许多个独立单元的集合体组成的。这些独立单元以行或列为单位，整齐排列且每行或每列之间有一“沟槽”状长条相间隔，这些“沟槽”称之为切割道。当切割工艺完成后，即可得到一颗颗独立的微小芯片。

通常一片半导体晶圆上集成了上千颗芯片，通过超薄金刚石刀片切割工艺将其分割成独立的芯片。在切割工艺过程中产生的残渣颗粒，例如硅残留物，会粘附到晶圆表面和晶圆侧壁上。这些残渣颗粒一旦与晶圆接触，则很难在随后的清洗工艺中去除。另外，在切割过程中，由切割产生的小的污染残渣/颗粒，通常粘附在晶圆表面，堆积在焊接区和开槽位置上。它们一旦与晶圆接触，在后续的清洗过程就难以移除，同时它们一旦被截留在深的沟槽中，就更难被移除。另外，在切割过程中，焊接区暴露会导致金属腐蚀的发生。腐蚀会破坏焊接区，从而导致差的结合性能、差的可靠性或者甚至装置失效。污染颗粒和金属腐蚀会在后续的封装操作例如引线结合中引起问题。目前，一种减小切割过程中腐蚀的方法，包括采用高纯度去离子水(DIW)作为划片刀的冷却剂。锯切区域和旋转刀通常浸在流速大的去离子水中。有人也可能认为硅残渣会被冲洗锯切区域的水冷却剂冲走。不幸的是，即使在明显冲洗下，小的硅颗粒也不会被彻底冲走。更糟的是，水冷却剂会导致静电积累，造成残渣/颗粒在焊接区的积聚，也将造成金属腐蚀。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种含有天然植物提取物的晶圆切割液，用于半导体晶圆切割制程，能够抑制半导体晶圆表面的焊盘的电化学腐蚀。

一种含有天然植物提取物的晶圆切割液，该切割液的组分及其质量分数如下：

余量为超纯水；

所述天然植物提取物为提取物A、提取物B或提取物C；

提取物A：

提取物B：

提取物C：

所述分散剂为马来酸/丙烯酸共聚物、马来酸/烯烃共聚物、改性聚丙烯酸钠盐、改性聚丙烯酸、阳离子聚乙烯胺亚胺、苯乙烯/丙烯酸共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素或羟乙基纤维素中的一种或几种。

所述渗透剂为炔二醇表面活性剂或氟碳类表面活性剂。

所述有机膦酸化合物为氨基三亚甲基膦酸、1-羟乙叉-1,1-二磷酸、乙二胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、氨基三甲叉膦酸。

所述增溶剂为乙二醇丙醚、二乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇乙醚或二乙二醇己醚。

所述抗氧化剂为水杨酸、没食子酸、多酚类、连苯三酚、抗坏血酸、茶多酚或植酸。所述pH调节剂为氢氧化钾、氨水、三乙醇胺、单乙醇胺、二甘醇胺、四甲基氢氧化铵或三乙胺。

所述炔二醇表面活性剂为2,5,8,11-四甲基-6-十二碳炔-5,8-二醇聚氧乙烯醚或2,5,8,11-四甲基-5-癸炔-5,8-二醇聚氧乙烯醚，氟碳类表面活性剂其疏水端为C6或C8结构。

本发明的有益效果为：该切割液具有金属缓蚀的效果，切割液中采用的天然植物提取物是一系列分子结构中具有杂环结构的化合物，杂环结构中具有一个或多个N原子或S原子，此外杂环结构中至少一个C上的H原子被-NH₂,-NO₂,-CHO或-COOH官能团取代，这些取代基都具有供电子能力，能够提高杂环结构中N或S原子的电子密度，使其更易于金属表面的电子结合成键，形成保护膜，抑制半导体晶圆表面的焊盘的电化学腐蚀。

附图说明

图1是本申请中实施例1的效果图。

图2是本申请中对比例1的效果图。

具体实施方式：

下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不受以下实施例所限定。

实施例1-12的制备方法为：将一定量超纯水加入反应釜中，开动搅拌；按质量比加入天然植物提取物，搅拌5分钟；按质量比加入分散剂，搅拌5分钟；按质量比加入渗透剂，搅拌5分钟；按质量比加入有机磷酸化合物，搅拌5分钟；按质量比加入增溶剂，搅拌5分钟；按质量比加入抗氧化剂，搅拌5分钟；最后按质量比加入pH调节剂，搅拌20分钟，至透明，即得晶圆切割液。

表1 实施例1-12的切割液的组分及含量

对比例1

对比例1的制备方法为在超纯水中依次按比例加入壬基酚局氧乙烯醚、氧化聚乙烯(分子量50万)、柠檬酸、乙二醇甲醚、苯氧乙醇、二甘醇胺，搅拌至透明即得。

对比例2

对比例2的制备方法为在超纯水中依次按比例加入仲烷基苯磺酸、羧甲基纤维素(分子量10万)、柠檬酸、乙二醇甲醚、苯氧乙醇、二甘醇胺，搅拌至透明即得。

实施例11金属腐蚀的检测

以下实施例的效果检测均采用以下方法：以Disco 6362晶圆切割机切割12寸AlDummy wafer，切割液稀释倍数为3000倍，切割后将晶圆放置于空气中，分别在8小时、12小时、24小时、36小时观察表面腐蚀情况。

表2 实施例1-10与对比例1的颗粒残留结果

其中：NG代表：不合格，OK：合格。

有无腐蚀对比图如图1和图2所示，图1是实施例1中切割液切割后金相显微镜观察切割后的晶圆表面，图中可见晶圆Al Pad表面无腐蚀；图2是对比例1中切割液切割后的晶圆表面，图中圈出的Al Pad部分有明显腐蚀。

Claims

1.一种含有天然植物提取物的晶圆切割液，其特征在于：该切割液的组分及其质量分数如下：

余量为超纯水；

所述天然植物提取物为提取物A、提取物B或提取物C；

提取物A的结构式为：

提取物B的结构式为：

提取物C的结构式为：

2.根据权利要求1所述的一种含有天然植物提取物的晶圆切割液，其特征在于：所述分散剂为马来酸/丙烯酸共聚物、马来酸/烯烃共聚物、改性聚丙烯酸钠盐、改性聚丙烯酸、阳离子聚乙烯胺亚胺、苯乙烯/丙烯酸共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素或羟乙基纤维素中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种含有天然植物提取物的晶圆切割液，其特征在于：所述渗透剂为炔二醇表面活性剂或氟碳类表面活性剂。

4.根据权利要求1所述的一种含有天然植物提取物的晶圆切割液，其特征在于：所述有机膦酸化合物为氨基三亚甲基膦酸、1-羟乙叉-1,1-二磷酸、乙二胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、氨基三甲叉膦酸。

5.根据权利要求1所述的一种含有天然植物提取物的晶圆切割液，其特征在于：所述增溶剂为乙二醇丙醚、二乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇乙醚或二乙二醇己醚。

6.根据权利要求1所述的一种含有天然植物提取物的晶圆切割液，其特征在于：所述抗氧化剂为水杨酸、没食子酸、多酚类、连苯三酚、抗坏血酸、茶多酚或植酸。

7.根据权利要求1所述的一种含有天然植物提取物的晶圆切割液，其特征在于：所述pH调节剂为氢氧化钾、氨水、三乙醇胺、单乙醇胺、二甘醇胺、四甲基氢氧化铵或三乙胺。

8.根据权利要求1所述的一种含有天然植物提取物的晶圆切割液，其特征在于：所述炔二醇表面活性剂为2,5,8,11-四甲基-6-十二碳炔-5,8-二醇聚氧乙烯醚或2,5,8,11-四甲基-5-癸炔-5,8-二醇聚氧乙烯醚，氟碳类表面活性剂其疏水端为C6或C8结构。