KR20170059588A - 레이저 가공용 보호용액 - Google Patents

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Abstract

레이저 가공시에 웨이퍼의 표면을 피복 보호하고, 가공 처리 후에는 물로 세정 제거할 수 있어 웨이퍼 표면에 이물 등의 부착이 보이지 않는 가공 처리가 가능하게 한다.
레이저 가공시에 웨이퍼의 표면을 피복해서 보호하기 위한 수용성 접착제로서 폴리에틸렌글리콜을 사용한다. 이것의 용액에 의해 레이저 가공용 보호용액으로 한다. 가공 후에는 세정 린스액에 의해 씻어 버리도록 한다. 이 보호용액에 의해 이물의 웨이퍼 표면에의 부착을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 이 레이저 가공용보호용액에는 가공용 레이저 광을 흡수하는 흡수제를 더 첨가할 수 있다.

Description

레이저 가공용 보호용액{PROTECTIVE SOLUTION FOR LASER PROCESSING}
본 발명은 웨이퍼에 레이저 광을 조사하여 스크라이빙, 다이싱, 그루빙 등의 가공을 할 때에, 웨이퍼의 표면을 피복해서 보호하기 위한 용액에 관한 것이다.
규소, 사파이어 등의 화합물로 구성되고 IC, LSI, LED 등의 디바이스가 스트리트에 의해 구획되어서 복수 형성된 웨이퍼는, 스트리트가 종횡으로 분리되어서 각각의 디바이스로 분할된다. 이러한 스트리트의 분할은 레이저광의 조사에 의해 가공 홈 등을 형성함으로써 행하여지고 있다.
이 웨이퍼를 레이저 가공하는 공정 등에 있어서, 레이저 광의 조사에 의해 웨이퍼를 구성하고 있는 원자 등이 원자 증기화(승화)해서 비산하고, 이것이 다시 웨이퍼의 표면에 이물로서 확산 낙하해서 부착되는 일이 일어난다. 그러나, 이렇게 해서 부착된 이물은 그 후의 세정 등의 공정에 있어서도 제거할 수 없어 문제가 되고 있었다.
상기와 같은 문제에 대한 대처법으로서, 종래 상기 원자 증기화(승화)한 성분이 비산해서 웨이퍼에 영향을 끼치지 않는 환경을 만들기 위해서, 가스의 분사나, 진공 흡인이나, 감압 하에서의 가공 방법 등이 알려져 있다. 그러나 이러한 방법에서는 장치의 설치, 장치의 가동, 운전 작업의 번잡함 등이 있어 개량이 요망되고 있었다.
그러한 점에서, 레이저 광을 조사하기 전에 웨이퍼의 표면을 수지로 피복하고, 그 후, 웨이퍼의 표면을 가공하는 방법이 채용되게 되었다. 이것에 의해, 이물이 비산해도 상기 수지막에 의해 보호되어 디바이스에 부착되는 일이 없도록 할 수 있다.
상기 보호막용 수지로서는 일본 특허공개 2007-073670호 공보에 나타낸 바와 같이, 폴리비닐알콜(PVA)이 사용되고 있고, 스핀코터 등에 의해 웨이퍼의 표면에 도포하여 표면을 피복해서 보호한다. 그리고, 레이저 가공을 한 후에, 물로 세정해서 발생한 데브리와 함께 피막을 형성하고 있던 PVA를 씻어 버리고 있다.
이 폴리비닐알콜(PVA)은 상기와 같이 물로 세정 제거할 수 있어서 쓰기 좋은 것이다. 그러나, 레이저 가공 후에 PVA를 씻어 버려도 이물의 일부가, 특히 가공 홈 근방의 웨이퍼 표면에 부착된 상태가 되어 완전히 제거할 수 없다. 또한, 후기하는 바와 같이 가열 상태에 있는 이물의 부착에 따른 PVA의 열 변화에 기인한다고 생각되는 얼룩 형상의 잔사가 남는 경우가 있다. 이러한 점으로부터, 웨이퍼의 표면을 충부히 보호할 수 없는 것이 예상된다.
본 발명은 레이저 가공시에 웨이퍼의 표면을 한층 확실하게 피복해서 보호할 수 있고, 가공 처리 후에는 물로 세정함으로써 제거하여 이물의 부착이 보이지 않는 깨끗한 웨이퍼 표면을 얻을 수 있는 레이저 가공용 보호용액을 얻고자 하는 것이다.
본 발명은 레이저 가공시에 웨이퍼의 표면을 피복해서 보호하기 위한 수용성 접착제로서 폴리에틸렌글리콜을 사용함으로써 레이저 가공용 보호용액으로 하는 것이다.
또한, 이 레이저 가공용 보호용액에는 주로 355㎜의 자외선, 532㎜의 가시광선, 790㎜의 적외선, 기타 소망의 파장의 레이저 광을 흡수하는 흡수제를 더 첨가해서 레이저 가공을 한층 효과적으로 할 수 있게 하는 것이다.
본 발명에 의하면, 웨이퍼의 표면을 보호용액에 의해 피복해서 보호한 상태에서 스크라이빙, 다이싱, 그루빙 등의 레이저 가공을 행할 수 있다. 이 레이저 가공에 의해 발생한 이물은 보호용액과 함께 물 세정에 의해 용이하게 제거할 수 있다. 또한, 보호용액에 의한 것이라고 생각되는 얼룩 형상의 잔사를 발생시킬 일도 없어 깨끗한 표면을 갖는 웨이퍼를 얻을 수 있다.
그리고, 이러한 레이저 가공에 따른 웨이퍼 표면의 오염을 충분히 방지할 수 있으므로 스트리트의 폭도 좁게 할 수 있고, 디바이스의 효율적인 제조도 가능해진다.
또한, 각종 가공에 따라서 발생하는 이물의 재부착이 생각되는 여러 가지 레이저 가공 처리 작업에 있어서 널리 사용할 수 있다. 그리고, Low-k막 등의 절연막의 레이저 그루빙에 의한 그루빙 공정에 대하여 사용할 수도 있다.
또한, 이 보호용액은 물로 용이하게 세정 제거할 수 있는 수용성의 보호막으로 해서, 표면이 흠집나는 것의 방지, 점착 테이프의 점착성을 억제하는 것 등의 제어, 약 200℃ 정도의 내열성이 요구되는 공정에의 응용, 기타 널리 사용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 레이저 가공에 의해 웨이퍼로부터 칩을 제조할 때, 웨이퍼 표면과의 접착성이 높고, 칩의 둘레부도 포함한 전체면에 걸쳐 부스러기의 부착을 효과적으로 방지할 수 있는 보호막을 형성할 수 있다.
본 발명의 레이저 가공용 보호용액에는 폴리에틸렌글리콜을 수용성 접착제로서 사용한다. 이 폴리에틸렌글리콜은 에틸렌글리콜의 중합체인 것이 바람직하다.
이 폴리에틸렌글리콜의 중량 평균 분자량은 5,000~2,000,000 정도의 것, 바람직하게는 10,000~1,500,000 정도의 것, 더욱 바람직하게는 20,000~1,000,000 정도의 것을 사용하면 된다.
상기폴리에틸렌글리콜은 그 농도를 0.1~40질량% 정도로 해서 사용하면 되고, 바람직하게는 1~20질량%정도, 보다 바람직하게는 1~10질량%정도, 더욱 바람직하게는 2~5질량% 정도로 사용하면 된다.
상기 폴리에틸렌글리콜은 수용성이며, 그 용매로서는 순수를 사용할 수 있다. 또한, 순수와 함께 이소프로필알콜 등의 알콜류, 글리세린류, 글리콜 에테르 등의 1종 또는 수종을 혼합해서 사용할 수 있다.
이러한 레이저 가공용 보호용액은 웨이퍼의 표면에 스핀코터로 도포하거나, 스프레이로 도포하거나 함으로써 균일적인 도포면을 얻을 수 있게 된다. 특히 베이킹 조작을 하지 않고 사용할 수 있다.
상기 레이저 가공을 행할 때의 레이저 광으로서는 각종의 것을 사용할 수 있지만, 주로 355㎜의 자외선, 532㎜의 가시광선, 790㎜의 적외선 등을 사용하면 된다. 이 보호용액에는 소망의 파장의 가공용 레이저 광을 흡수하기 위한 흡수제를 포함시키도록 할 수 있고, 이것에 의해 상기와 같은 레이저 가공을 더욱 효율적으로 행할 수 있게 된다.
상기 흡수제로서는 예를 들면, 자외선 흡수용으로 트리아진계, 벤조페논계, 벤조트리아졸계, 안트라퀴논계, 디스티릴비페닐 유도체 등이 있다. 적외선 흡수용으로 예를 들면, 1,1,5,5-테트라키스[4-(디에틸아미노)페닐]-1,4-펜타디엔-3-일리움, p-톨루엔술포네이ㅌ트 등을 들 수 있다. 기타, 일반적으로 레이저 광의 흡수제로서 알려져 있는 것, 레이저 광 흡수능이 있는 색소, 염료 등을 사용할 수 있다.
또한, 이 레이저 가공용 보호용액은 상기한 바와 같이 스핀코터, 스프레이 등에 의해 웨이퍼의 표면에 도포할 수 있다. 도포할 때에 웨이퍼의 표면으로부터 튕겨지는 것을 방지하고, 젖음성을 좋게 해서 도포성을 높이고, 또한 용액의 보존 안정성을 높이기 위해서 계면활성제 등을 첨가할 수 있다. 이 계면활성제로서는 수용성이면 비이온계, 양이온계 계면활성제를 사용할 수 있다.
상기 비이온계 계면활성제로서는 예를 들면 고급 알콜계, 다가 알콜계, 폴리옥시알킬렌글리콜계, 폴리옥시에틸렌알킬에스테르계, 폴리옥시에틸렌알킬에테르계, 폴리옥시에틸렌알킬페놀에테르계, 폴리옥시에틸렌소르비탄알킬에스테르계를 들 수 있다.
또한, 양이온계 계면활성제로서는 예를 들면 제 4급 암모늄염, 아민염이 있다.
계면활성제는 그 1종 또는 2종 이상을 적당히 선택해서 사용하면 된다. 이 계면활성제는 통상 보호용액의 전체량에 대하여 유효 성분으로서 0.05질량%에서 5질량%를 사용하면 된다.
또한, 필요하다면 보존성을 높이기 위해서 페닐글리콜 등의 방부제를 첨가할 수 있다. 또한, 경우에 따라서 가소제, 유기산 등을 사용할 수도 있다.
레이저 가공 처리를 행한 후에 물을 사용해서 세정하지만, 그때 브러쉬를 사용하거나, 초음파를 가하거나 해서 세정을 행할 수 있다. 이것에 의해 가공 처리에 의해 발생한 이물과 함께 보호막을 효율적으로 제거할 수 있다.
[실시예]
[실시예 1]
폴리에틸렌글리콜 12.5질량%와 순수 87.5질량%의 혼합 용액 20질량%와, 계면활성제로서 N- 야자유 지방산 아실-L-글루타민산 트리에탄올아민 0.96질량%와, 방부제로서 에틸렌글리콜모노페닐에테르 0.1질량%와, 순수 78.94질량%를 잘 혼합하여 레이저 가공용 보호용액을 얻었다. 폴리에틸렌글리콜의 함유량은 2.5질량%이다.
[실시예 2]
폴리에틸렌글리콜 12.5질량%와 순수 87.5질량%의 혼합 용액 28질량%와, 355㎜의 레이저 광을 흡수하는 트리아진계 자외선 흡수제 0.8질량%와, 계면활성제로서 N- 야자유 지방산 아실-L-글루타민산 트리에탄올아민 0.16질량%와, 방부제로서 에틸렌글리콜모노페닐에테르 1질량%와, 순수 0.04질량%를 잘 혼합하여 레이저 가공용 보호용액을 얻었다. 폴리에틸렌글리콜의 함유량은 3.5질량%이다.
[실시예 3]
폴리에틸렌글리콜 12.5질량%와 순수 87.5질량%의 혼합 용액 11질량%와, 계면활성제로서 N- 야자유 지방산 아실-L-글루타민산 트리에탄올아민 0.16질량%와, 방부제로서 에틸렌글리콜모노페닐에테르 0.1질량%와, 순수 88.74질량%를 잘 혼합하여 레이저 가공용 보호용액을 얻었다. 폴리에틸렌글리콜의 함유량은 1.375질량%이다.
[비교예 1]
폴리비닐알콜 9.3질량%와, 계면활성제로서 N- 야자유 지방산 아실-L-글루타민산 트리에탄올아민 0.96질량%와, 방부제로서 에틸렌글리콜모노페닐에테르 1질량%와, 가소제로서 글ㄹ세린 10.2질량%와, 용제로서 프로필렌글리콜모노메틸에테르 15질량%와, 순수 63.54질량%를 잘 혼합하여 레이저 가공용 보호용액을 얻었다.
[시 험]
시험 방법
실시예 1 및 비교예 1의 레이저 가공용의 보호용액을 각각 실리콘 웨이퍼의 표면에 스핀코터에 의해 도포하고, 355㎜의 레이저 광에 의해 홈 가공 처리를 행하였다. 상기 가공 처리 후, 물의 린스액을 분사하고, 브러쉬를 병용해서 레이저 가공용 보호막을 세정 제거했다.
상기 처리를 행한 실시예 1 및 비교예 1의 상기 레이저 가공에 의해 형성된 홈 가공 부분을 100배로 확대해서 관찰하고, 양자를 비교했다.
[평 가]
실시예 1의 것에서는 웨이퍼에 레이저 가공에 의해 생긴 V자 형상의 홈의 측방에는 낮은 둑 형상 부분이 형성되지만, 그 외측의 웨이퍼의 표면에는 이물의 부착 및 얼룩 형상의 보호용액 잔사의 부착은 보이지 않았다.
한편, 비교예 1의 것에서는 웨이퍼에 레이저 가공에 의해 생긴 V자 형상의 홈의 측방에는 낮은 둑 형상 부분이 형성되지만, 그 외측 근방의 웨이퍼의 표면에는 세정 제거할 수 없었던 이물의 일부 및 갈색의 얼룩 형상의 잔사의 부착이 보였다. PVA는 150℃를 초과하면 탈수를 일으키고, 또한 220℃ 부근에서 탈수 축합을 일으켜서 폴리엔을 생성하는 것이 알려져 있다. 이러한 것으로부터 레이저 가공에 의해 생긴 고열의 이물의 부착에 따른 가열에 의해 무색의 보호용액이 갈색으로 변색되고, 수용성에서 비수용성의 것으로 열 변화하여 웨이퍼의 표면에 부착된 채의 상태로 되어 있는 것으로 생각된다.
이렇게, 실시예 1의 것에서는 웨이퍼의 표면을 확실하게 보호할 수 있고, 레이저 가공 후에 그 보호용액과 함께 이물을 제거하여 표면이 깨끗한 웨이퍼를 얻을 수 있는 것을 알 수 있었다.

Claims (4)

  1. 수용성 접착제로서 폴리에틸렌글리콜을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 보호용액.
  2. 제 1항에 있어서,
    폴리에틸렌글리콜의 중량 평균 분자량은 5,000~2,000,000인 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 보호용액.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리에틸렌글리콜의 농도가 0.1~40질량%인 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 보호용액.
  4. 수용성 접착제로서 폴리에틸렌글리콜을 포함하고, 가공용 레이저 광을 흡수제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 보호용액.
KR1020150163697A 2015-11-23 2015-11-23 레이저 가공용 보호용액 KR20170059588A (ko)

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