TW201842092A - 供半導體製造用之可移除暫時性保護層 - Google Patents

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雷諾 Ｒ 卡山恩
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Abstract

本發明係關於一種用於在加工期間暫時保護半導體裝置晶圓之方法，其包括製備包含聚乙烯醇及水之溶液、使用該所製備之溶液塗覆該裝置晶圓、烘烤該經塗覆之裝置晶圓以形成保護層、加工該經烘烤之裝置晶圓、及使用溫度不低於65℃之溶劑溶解該經加工之晶圓上的該保護層。該溶劑包含水。該烘烤係在150℃至170℃溫度下進行。該保護層在加工期間保留在該經烘烤之裝置晶圓上。該聚乙烯醇具有大於或等於93%之水解度。

Description

供半導體製造用之可移除暫時性保護層
本發明係關於一種保護層，且特定言之係關於一種供半導體裝置製造用之暫時性保護層。
先進半導體裝置可能對在包裝裝置中之微粒污染物具有增加的敏感性，從而導致良率損失。例如，在該等裝置在晶圓級下完成後，將半導體裝置晶圓晶圓單粒化或切割成個別積體電路或晶粒用於包裝之過程可使裝置表面暴露至微粒污染物，從而導致裝置在包裝時的損失。
用於在加工期間暫時性保護半導體裝置晶圓之方法包括製備包含聚乙烯醇及水之溶液、使用該所製備之溶液塗覆該裝置晶圓、在150℃至170℃之溫度下烘烤該經塗覆之裝置晶圓以形成保護層、在該保護層保留在該經烘烤之裝置晶圓上的同時加工該經烘烤之裝置晶圓、及使用溫度不低於65℃之溶劑溶解該經加工之晶圓上的該保護層。該溶劑包含水。該聚乙烯醇具有大於93%之水解度。 各種實施例涉及用於在加工期間暫時性保護半導體裝置晶圓之方法。該方法包括製備包含聚乙烯醇及水之溶液、使用該所製備之溶液塗覆該裝置晶圓、在150℃至170℃之溫度下烘烤該經塗覆之裝置晶圓以形成保護層；加工該經烘烤之裝置晶圓、及使用溫度不低於65℃之溶劑溶解該經加工之晶圓上的該保護層。該溶劑包含水。該保護層在加工期間保留在該經烘烤之裝置晶圓上。該聚乙烯醇具有大於或等於93%之水解度。在一些實施例中，該加工包括切割。在一些實施例中，該聚乙烯醇具有93%至99.3%之水解度。在一些實施例中，該聚乙烯醇在溶液中之濃度為溶液之5重量%至30重量%，且其餘為水。在一些實施例中，對該裝置晶圓之塗覆包括將該所製備之溶液旋塗至該裝置晶圓之表面上。在一些實施例中，該經塗覆之裝置晶圓的烘烤持續1分鐘至12分鐘之時間。在一些實施例中，該保護層之溶解持續1分鐘至30分鐘之時間。在一些實施例中，該保護層之溶解包括將該經加工之晶圓浸泡於該溶劑中。在一些實施例中，該保護層之溶解包括將該溶劑噴塗至該經加工之晶圓上。在一些實施例中，該溶劑係由水組成。 各種實施例涉及用於在晶圓單粒化期間暫時性保護半導體裝置晶圓之方法。該方法包括製備包含聚乙烯醇及水之溶液、使用該所製備之溶液塗覆該裝置晶圓、在135℃至170℃之溫度下烘烤該經塗覆之裝置晶圓以形成保護層；切割該經烘烤之裝置晶圓、及使用溫度不低於65℃之溶劑溶解該經切割之晶圓上的該保護層。該溶劑包含水。該保護層在切割期間保留在該經烘烤之裝置晶圓上。該聚乙烯醇具有大於或等於98.4%之水解度。在一些實施例中，該聚乙烯醇具有98.4%至99.3%之水解度。在一些實施例中，製備溶液包括將水加熱至80℃至98℃之溫度、將該聚乙烯醇混入至該經加熱之水中、及攪拌該混合物以形成該溶液。在一些實施例中，該聚乙烯醇在溶液中之濃度為溶液之5重量%至30重量%，且其餘為水。在一些實施例中，對該裝置晶圓之塗覆包括將該所製備之溶液旋塗至該裝置晶圓之表面上。在一些實施例中，該經塗覆之裝置晶圓的烘烤持續1分鐘至12分鐘之時間。在一些實施例中，該保護層之溶解持續1分鐘至30分鐘之時間。在一些實施例中，該保護層之溶解包括將該經切割之晶圓浸泡於該溶劑中。在一些實施例中，該保護層之溶解包括將該溶劑噴塗至該經切割之晶圓上。在一些實施例中，該溶劑係由水組成。 藉由結合附圖參考以下本發明實施例之描述將更明瞭本發明之上述及其他特點及實現其等之方式且將更好地理解本發明本身。
如上所述，與(例如)切割加工相關之微粒污染的存在可導致先進半導體裝置之良率損失。該微粒污染可為(例如)空浮微粒污染。空浮微粒可在半導體裝置排隊等待切割時及/或在個別晶粒排隊等待從切割帶上取下並放入包裝中時沉降於半導體裝置上。微粒污染物可(例如)在切割加工期間產生。一旦微粒污染物沉降於半導體裝置上，則其可能難以移除。 本發明實施例在半導體裝置上提供暫時性聚乙烯醇層，以在晶圓等待加工時、在晶圓進行加工時、及在晶圓完成加工後防止微粒污染物沉降於裝置晶圓上。一些本發明實施例在半導體裝置上提供暫時性聚乙烯醇層，以在晶圓等待切割時、在晶圓進行切割時、及在晶圓完成切割後及直至將個別晶粒取下並放入包裝中之時間防止微粒污染物沉降於裝置晶圓上。已發現，根據本發明實施例所形成之聚乙烯醇層能夠承受在切割加工期間暴露至所用之室溫水而不會有厚度或對半導體裝置之附著力的實質損失。根據本發明實施例，在切割後且在將個別晶粒取下並放入包裝中之前，該聚乙烯醇層可輕易地使用經加熱之包含水的溶劑移除，從而將原本已沉降於該半導體裝置上之任何微粒污染物帶走。 根據本發明實施例所形成之聚乙烯醇層亦具有至少80%之在可見光譜上的光學透射率。此係重要的，因為半導體裝置之圖案必須清晰可見用於在晶圓切割期間精確對準。根據本發明實施例所形成之聚乙烯醇層亦係對於其等可能與之接觸之半導體裝置的材料(諸如銅接合墊)而言無腐蝕性。 圖1為根據本發明實施例之待切割成個別晶粒之半導體裝置晶圓10與施覆至裝置晶圓10之暫時性保護層12之一部分的示意性橫截面。如圖1中所示，該裝置晶圓10包括頂面14、底面16及由複數個切割道20 (顯示三個)隔開之複數個半導體裝置18 (顯示兩個)。如圖1中所示，在切割之前，儘管個別地定義半導體裝置18及切割道20，但其等皆為裝置晶圓10之整體部分。 可藉由首先製備包含聚乙烯醇及水之溶液將保護層12施覆至裝置晶圓10之頂面14。在一些實施例中，該溶液可藉由加熱水、將該聚乙烯醇混入至水中及攪拌該混合物2至3小時以確保該聚乙烯醇完全溶解於水中來製備。在其他實施例中，可將該聚乙烯醇混入至水中並隨後可加熱該混合物同時進行攪拌。在一些實施例中，可將水加熱至低至80℃、85℃或90℃或高至93℃、95℃或98℃之溫度，或加熱至在定義於前述溫度中之任意兩者之間之任何範圍內的溫度。例如，在一些實施例中，可將水加熱至80℃至98℃、80℃至95℃、85℃至95℃或90℃至95℃範圍之溫度。在一些其他實施例中，可在加熱水之前將該聚乙烯醇添加至水中並將該聚乙烯醇與水一起加熱。在一些實施例中，所得黏性溶液可通過一或多個過濾器進行過濾，諸如0.1微米、0.5微米及/或1微米過濾器。 在一些實施例中，該聚乙烯醇在所製得之溶液中的濃度可係低至5重量百分比(重量%)、10重量%或15重量%或高至20重量%、25重量%或30重量%，或可係在定義於前述數值中之任意兩者之間的範圍內。例如，在一些實施例中，該聚乙烯醇在所製得之溶液中之濃度可為5重量%至30重量%、5 重量%至20重量%、5重量%至15重量%、10重量%至25重量%或15重量%至20重量%。 在製得該聚乙烯醇溶液後，可使用該所製備之溶液塗覆裝置晶圓10之頂面14以形成保護層12。在一些實施例中，可藉由旋塗塗覆裝置晶圓10。在旋塗中，將合適量之溶液分配至頂面14上，並隨後快速旋轉裝置晶圓10以均勻地塗覆頂面14。在一些實施例中，可旋轉裝置晶圓10持續短至10秒、15秒、20秒或25秒或長至35秒、40秒、45秒、50秒、55秒或60秒之時間，或持續前述時間之任意兩者之間的任一時間。在一些實施例中，可旋轉裝置晶圓10持續10秒至60秒、15秒至55秒、20秒至50秒或25秒至45秒之時間。在一些實施例中，可以低至800轉每分鐘(RPM)、900 RPM、1,000 RPM或1,100 RPM或高至1,200 RPM、1,300 RPM、1,400 RPM、1,500 RPM或1,600 RPM之速度，或以前述速度之任意兩者之間的任一速度旋轉裝置晶圓10。在一些實施例中，可以800 RPM至1,600 RPM、900 RPM至1,500 RPM、1,000 RPM至1,400 RPM或1,100 RPM至1,300 RPM之速度旋轉裝置晶圓10。除了使溶液分佈至整個頂面14外，快速旋轉亦用於使來自保護層12之大部分水快速蒸發。在其他實施例中，可藉由噴塗、輥塗或此項技術中已知之其他塗覆方法塗覆裝置晶圓10。 在一些實施例中，保護層12之厚度可低至0.5微米、0.6微米、0.7微米、0.8微米或0.9微米或高至1微米、2微米、3微米、4微米或5微米，或在定義於前述數值之任意兩者之間的任一範圍內。例如，在一些實施例中，保護層12之厚度為0.5微米至5微米、0.6微米至4微米、0.7微米至3微米、0.8微米至2微米或0.9微米至1微米。 在使用該聚乙烯醇溶液塗覆裝置晶圓10後，可烘烤裝置晶圓10以使殘留於保護層12中之大部分水蒸發。在一些實施例中，烘烤係在低至135℃、140℃或145℃或高至150℃、155℃、160℃、165℃或170℃之溫度下，或在定義於前述溫度中之任意兩者之間的溫度範圍內進行。例如，在一些實施例中，烘烤係在135℃至170℃、140℃至165℃、145℃至160℃、150℃至155℃或150℃至170℃之溫度下進行。已發現，在烘烤溫度高於200℃時，在可見光譜上平均之平均光學透射率可降至80%以下。亦發現，在200℃之烘烤溫度下，即使將水加熱至80℃之溫度，亦不可藉由使用包含水之溶劑溶解保護層12來輕易地移除保護層12。 在一些實施例中，烘烤可包括熱板烘烤，其中裝置晶圓10之底面16係與經加熱表面或熱板(未示出)實體接觸。在此等實施例中，可烘烤裝置晶圓10持續短至1分鐘、2分鐘或3分鐘或長至4分鐘、5分鐘或6分鐘之時間，或持續在任意兩個前述時間之間的任一時間。例如在一些實施例中，該裝置晶圓可在熱板上烘烤持續1分鐘至6分鐘、2分鐘至5分鐘或3分鐘至4分鐘之時間。在一些實施例中，烘烤可包括對流烘箱烘烤，其中熱空氣流在頂面14上穿過保護層12。在此等實施例中，可烘烤裝置晶圓10持續短至4分鐘、5分鐘或6分鐘或長至8分鐘、10分鐘或15分鐘之時間，或持續在任意兩個前述時間之間的任一時間。例如，在一些實施例中，該裝置晶圓可進行對流烘烤持續4分鐘至15分鐘、5分鐘至10分鐘或6分鐘至8分鐘之時間。在一些實施例中，烘烤可包括熱板烘烤及對流烘箱烘烤兩者。在此等實施例中，總烘烤時間可為短至5分鐘、6分鐘或7分鐘或長至8分鐘、9分鐘或10分鐘，或持續在任意兩個前述時間之間的時間。例如，在包括熱板烘烤及對流烘箱烘烤兩者之實施例中，總烘烤時間可為5分鐘至10分鐘、6分鐘至9分鐘或7分鐘至8分鐘。已發現，在更高烘烤溫度，諸如150℃下，長於10分鐘之總烘烤時間可使保護層12之光學透射率在一些可見光譜上減少至接近80%。 在對裝置晶圓10進行烘烤後，保護層12係在室溫下實質上不溶於水。針對本揭示內容之目的，室溫為20℃至30℃。保護層12保護裝置晶圓10之頂面14免受微粒污染。 圖2為安裝在切割帶22上之圖1半導體裝置晶圓10之一部分的示意性橫截面。如圖2中所示，切割帶22係附著至裝置晶圓10之底面16。切割帶22可為此項技術中已知之任一切割帶。切割帶22通常亦附著至切割框架(未示出)以使裝置晶圓10懸置於該切割框架內。該切割框架提供用於在切割鋸(未示出)上加工裝置晶圓10的機械介面，如此項技術中已知。一旦將裝置晶圓10安裝於切割帶22上，則裝置晶圓10係準備好進行切割。當裝置晶圓10在隊列中等待切割時，任何空浮微粒污染物將落於保護層12上，而非落於裝置晶圓10之頂面14上。 圖3為圖2半導體裝置晶圓10之一部分的示意性橫截面，其顯示在切割加工期間裝置晶圓10上之暫時性保護層12。如圖3中所示，可使用切割刀片24來切穿裝置晶圓10並略微進入切割帶22，以移除切割道20並使半導體裝置18分離成個別晶粒。切割刀片24可為此項技術中已知之任何類型之切割刀片，例如，含浸有金剛石之樹脂刀片。圖3中所示之切割刀片24沿圖片頁面向內或向外之方向旋轉。如圖3所示，圖片左側之切割道20係經完全切穿，圖片中間所示之在兩個半導體裝置18之間的切割道20係經部分切穿，而圖片右側之切割道20尚未經切割。在整個加工中，由切割刀片24所切割之區域係經水(未示出)噴射以冷卻刀片並沖掉由切割刀片24從切割道20所移除之顆粒(未示出)。因為保護層12不可溶於用於冷卻切割刀片24之室溫水，所以其在頂面14上保持完好。在具有許多半導體裝置18之大晶圓上，裝置晶圓10之頂面14可暴露於冷卻水噴流持續一段延長時間。根據本發明實施例之保護層12能夠在此段延長時間內保持實質上完全不溶。在一些實施例中，保護層12保持實質上完全不溶持續長至2.5小時、3小時、5小時、8小時或20小時的時間，或者持續長至在前述數值中之任意兩者之間的任一時間。除了保護裝置晶圓10之頂面14免於空浮微粒之外，保護層12亦保護頂面14免於可能不會被冷卻水噴流完全沖走之從切割道20移除的顆粒。 圖4為圖3半導體裝置晶圓10之一部分在切割後的示意性橫截面，其顯示在個別半導體裝置18晶粒上之暫時性保護層12。如上面參考圖4所述，保護層12在每個半導體裝置18之頂面14上保持完整，繼續保護頂面14免於空浮微粒污染。 圖5為根據本發明實施例之圖4經切割半導體裝置晶圓10之一部分在移除暫時性保護層12後的示意性橫截面。在一些實施例中，保護層12可藉由使用包含水之溶劑溶解保護層12來移除，該溶劑具有不低於65℃之溫度。在一些實施例中，保護層12可藉由具有低至65℃、70℃、75℃、80℃或高至85℃、90℃、95℃、99℃，或在定義於前述溫度之任意兩者之間的溫度範圍內之溫度的溶劑來溶解。例如，在一些實施例中，保護層12可藉由具有65℃至99℃、70℃至95℃、75℃至90℃、80℃至85℃或80℃至95℃之溫度的溶劑來溶解。在一些實施例中，該溶劑係由水組成。在一些其他實施例中，該溶劑包含水及界面活性劑。 在一些實施例中，保護層12可藉由使該經切割之裝置晶圓10浸泡於該溶劑中來溶解。在其他實施例中，保護層12可藉由將該溶劑噴射於該經切割之裝置晶圓10上來溶解。該溶劑可係以相對低之壓力進行噴射，以便不將該經切割之半導體裝置從切割帶22擊飛。在一些實施例中，可將經切割之裝置晶圓10浸泡於該溶劑中或經該溶劑噴射持續短至1分鐘、2分鐘、4分鐘、6分鐘或8分鐘或長至10分鐘、15分鐘、20分鐘、25分鐘或30分鐘之時間，或持續在前述時間之任意兩者之間的時間。例如，在一些實施例中，可將經切割之裝置晶圓10浸泡於該溶劑中或經該溶劑噴射持續1分鐘至30分鐘、2分鐘至25分鐘、4分鐘至20分鐘、6分鐘至15分鐘或8分鐘至10分鐘之時間。 已發現，具有大於93%、大於95%、大於97%或大於99%之水解度之聚乙烯醇能夠(例如)形成如上所述之在室溫下大致不溶於水，但可輕易溶解於包含水之經加熱溶劑中之層。頃發現，具有較低水解度(諸如87%至89%)之聚乙烯醇即使在高至150℃之溫度下烘烤仍大致可溶於室溫水中。 在其中聚乙烯醇之水解度係大於93%的一些實施例中，裝置晶圓10可係在150℃至170℃之溫度下烘烤持續2分鐘至10分鐘之時間。已發現，就具有93%至96%之水解度的聚乙烯醇而言，爲了使保護層12持續至少兩個半小時之時段實質上不溶於室溫水，烘烤溫度必須為至少150℃。在其中聚乙烯醇之水解度係大於98.4%的一些實施例中，裝置晶圓10可係在135℃至170℃之溫度下烘烤持續2分鐘至10分鐘之時間。已發現，就具有98.4%至99.3%之水解度的聚乙烯醇而言，爲了使保護層12持續至少兩個半小時之時段實質上不溶於室溫水，烘烤溫度必須為至少135℃。 儘管已針對例示性設計描述本發明，然而本發明可在本發明之精神及範疇內進行進一步修改。此外，本申請案意欲涵蓋屬於本發明相關技藝中之習知或常用實務之本發明之該等偏離例。實例 實例 1 室溫水耐受性隨烘烤溫度及水解度的變化 製備兩種聚乙烯醇溶液，一種含有具有98%至99%之水解度的聚乙烯醇，而另一種含有具有大於99%之水解度的聚乙烯醇。水解度係由製造商所提供。每種溶液均係藉由使用加熱包在2公升的3頸玻璃燒瓶中將1,170克水加熱至介於90℃與95℃之間之溫度來製備。將130克量之聚乙烯醇少量逐漸地添加，同時邊劇烈攪拌該混合物。在添加完所有聚乙烯醇後，再攪拌該混合物3小時以確保聚乙烯醇完全溶解。將所得溶液各自先通過1微米過濾器及隨後通過0.1微米過濾器進行過濾。 將兩種製得之溶液各自旋塗至六個300 mm矽晶圓上，兩種溶液各三個晶圓。針對每個晶圓，將10 ml溶液分配至晶圓上，並在900 RPM下旋轉該晶圓30秒。使每個晶圓在熱板上在120℃、135℃或150℃下烘烤2分鐘。在每個晶圓上製作交叉影線圖案用於膠帶黏著測試。量測每個晶圓上之聚乙烯醇保護層厚度。 將該等六個晶圓於溫度30℃之水中浸泡兩個半小時。浸泡後，藉由流動氮氣乾燥晶圓並再次量測每個晶圓上之聚乙烯醇保護層厚度。結果顯示於下表1中。根據ASTM D3359交叉網格測試程序藉由黏合膠帶測試來測定每個晶圓上之保護層的黏附性。在光學顯微鏡觀察下，所有晶圓均通過該黏合膠帶測試。表 1 如表1所示，具有98%至99%之水解度的聚乙烯醇保護層當在150℃之溫度下烘烤時(粗體)不可溶於30℃水中，但當在135℃之溫度下烘烤時則非不可溶。相對地，具有大於99%之水解度的聚乙烯醇保護層當在135℃或150℃之溫度下烘烤時(粗體)不可溶於30℃水中。當在120℃之溫度下烘烤時，沒有聚乙烯醇保護層不可溶於30℃水中。因此，聚乙烯醇保護層對30℃水之耐受性為烘烤溫度及水解度兩者之函數。 使該等六個晶圓在85℃水中浸泡5分鐘。聚乙烯醇保護層成功地從所有六個晶圓上移除。實例 2 室溫水耐受性隨烘烤溫度及水解度的變化 製備五種聚乙烯醇溶液，其各具有88%至99.3%之水解度，如下表2中所指示。水解度係由製造商所提供。每種溶液均係藉由使用加熱包在2公升的3頸玻璃燒瓶中將1,170克水加熱至介於90℃與95℃之間之溫度來製備。將130克量之聚乙烯醇少量地逐漸添加，同時邊劇烈攪拌該混合物。在添加完所有聚乙烯醇後，再攪拌該混合物3小時以確保聚乙烯醇完全溶解。將所得溶液各自先通過1微米過濾器及隨後通過0.1微米過濾器進行過濾。 將五種製得之溶液各自旋塗至十五個300 mm矽晶圓上，五種溶液各三個晶圓。針對每個晶圓，將10 ml溶液分配至晶圓上，並在900 RPM下旋轉該晶圓30秒。使每個晶圓在熱板上在120℃、135℃或150℃下烘烤2分鐘。量測每個晶圓上之聚乙烯醇保護層厚度。 將該等十五個晶圓於溫度30℃之水中浸泡兩個半小時。浸泡後，藉由流動氮氣乾燥晶圓並再次量測每個晶圓上之聚乙烯醇保護層厚度。結果顯示於下表2中。表 2 如表2所示，具有88%之水解度的聚乙烯醇保護層即使當在150℃下烘烤時亦容易溶解。相對地，具有93%或96%之水解度的聚乙烯醇保護層當在150℃之溫度下烘烤時(粗體)不可溶於30℃水中，但當在135℃之溫度下烘烤時則非不可溶。具有98.4%或99.3%之水解度的聚乙烯醇保護層當在135℃或150℃之溫度下烘烤時(粗體)不可溶於30℃水中。因此，聚乙烯醇保護層對30℃水之耐受性為烘烤溫度及水解度兩者之函數。實例 3 室溫水耐受性隨烘烤時間的變化 製備含有具有大於99%水解度之聚乙烯醇的聚乙烯醇溶液，並將其分配至七個300 mm矽晶圓上，如上文在實例1中所述。使經塗覆之晶圓靠近熱板在150℃之溫度下烘烤5分鐘，並隨後與熱板接觸在150℃之溫度下烘烤5分鐘。量測每個晶圓上之聚乙烯醇保護層厚度。 使該等七個晶圓浸泡於溫度30℃之水中，各持續5小時至117小時之不同時間。浸泡後，藉由流動氮氣乾燥晶圓並再次量測每個晶圓上之聚乙烯醇保護層厚度。結果顯示於下表3中。表 3 如表3中所示，具有大於99%之水解度並在150℃下烘烤10分鐘之聚乙烯醇保護層在30℃水中持續至多93小時不可溶。保護層僅在117小時時才顯示溶解跡象。實例 4 溶解隨水溫的變化 製備含有具有大於99%水解度之聚乙烯醇的聚乙烯醇溶液，並將其分配至五個300 mm矽晶圓上，如上文在實例1中所述。將經塗覆之晶圓在150℃之溫度下烘烤2分鐘。根據ASTM D3359交叉網格測試程序在每個晶圓上製作2 mm x 2 mm交叉影線圖案用於膠帶黏著測試。量測每個晶圓上之聚乙烯醇保護層厚度。 使五個晶圓中之每一者在40℃至70℃範圍內之五個不同溫度中的一個溫度下於水中浸泡一系列時間。浸泡時間從5秒增加至1800秒。各浸泡完成後，藉由流動氮氣乾燥晶圓並再次量測每個晶圓上之聚乙烯醇保護層厚度。該等結果顯示於圖6中。根據ASTM D3359交叉網格測試程序藉由黏合膠帶測試來測定每個晶圓上之保護層的黏附性。在光學顯微鏡觀察下，所有晶圓均通過該黏合膠帶測試。如圖6中所示，聚乙烯醇保護層在低至65℃之溫度下輕易地溶解。實例 5 光學透射率針對各種烘烤時間及溫度隨波長的變化 製備含有具有大於99%水解度之聚乙烯醇的聚乙烯醇溶液，並將其分配至六個4英寸玻璃晶圓上，如上文在實例1中所述。使每個經塗覆之晶圓在熱板上在120℃或150℃之溫度下烘烤2分鐘、5分鐘或10分鐘的時間。烘烤後，在350 nm至850 nm之波長下量測每個經塗覆之晶圓的光學透射率百分比，並與第七個未經塗覆之玻璃晶圓進行比較。該等結果顯示於圖7中。如圖7中所示，除了在150℃下烘烤10分鐘之晶圓的最短波長之外，所有光學透射率保持在80%以上。實例 6 光學透射率隨水解度及烘烤溫度的變化 製備四種聚乙烯醇溶液，其各具有88%至99.3%之水解度，如下表4中所指示。水解度係由製造商所提供。每種溶液均係藉由使用加熱包在2公升的3頸玻璃燒瓶中將1,170克水加熱至介於90℃與95℃之間之溫度來製備。將130克量之聚乙烯醇少量地逐漸添加，同時邊劇烈攪拌該混合物。在添加完所有聚乙烯醇後，再攪拌該混合物3小時以確保聚乙烯醇完全溶解。將所得溶液各自先通過1微米過濾器及隨後通過0.1微米過濾器進行過濾。 將四種製得之溶液各自旋塗至十二個300 mm矽晶圓上，五種溶液各三個晶圓。針對每個晶圓，將10 ml溶液分配至晶圓上，並在900 RPM下旋轉該晶圓30秒。將各晶圓在熱板上在150℃、200℃或250℃下烘烤5分鐘。烘烤後，在380 nm至780 nm之波長下量測光學透射率百分比，並測定每個經塗覆之晶圓的平均百分比透射率。該等結果顯示於表4中。如表4中所示，在150℃下烘烤之晶圓的平均光學透射率百分比保持在90%以上及在200℃下烘烤之晶圓在80%以上，但在250℃下烘烤之晶圓降至低於80% (粗體)。此表明，為了達到至少80%之光學透射率，就5分鐘烘烤而言，溫度不應高於200℃。表 4 可在不脫離本發明之範疇下對所討論之例示性實施例進行各種修改及添加。例如，儘管上述實施例提及特定特徵，但是本發明之範疇亦包括具有特徵之不同組合的實施例及不包括所有上述特徵之實施例。
10‧‧‧半導體裝置晶圓10
12‧‧‧暫時性保護層12
14‧‧‧裝置晶圓10之頂面
16‧‧‧裝置晶圓10之底面
18‧‧‧半導體裝置
20‧‧‧切割道
22‧‧‧切割帶
24‧‧‧切割刀片
圖1為根據本發明實施例之待切割成個別晶粒之半導體裝置晶圓與施覆至該裝置晶圓之暫時性保護層之一部分的示意性橫截面。 圖2為安裝在切割帶上之圖1半導體裝置晶圓之一部分的示意性橫截面。 圖3為圖2半導體裝置晶圓之一部分的示意性橫截面，其顯示在切割加工期間裝置晶圓及個別晶粒上之暫時性保護層。 圖4為圖3半導體裝置晶圓之一部分在切割後的示意性橫截面，其顯示在個別晶粒上之暫時性保護層。 圖5為根據本發明實施例之圖4半導體裝置晶圓之一部分在移除暫時性保護層後的示意性橫截面。 圖6為根據本發明實施例之暫時性保護層之膜厚度隨在各種溫度下在水中之浸泡時間而變化的函數圖。 圖7為根據本發明實施例之暫時性保護層之光學透射率針對各種烘烤時間及溫度隨波長而變化的函數圖。

Claims (10)

  1. 一種用於在加工期間暫時性保護半導體裝置晶圓之方法，該方法包括： 製備包含聚乙烯醇及水之溶液，該聚乙烯醇具有大於或等於93%之水解度； 使用該所製備之溶液塗覆該裝置晶圓； 在150℃至170℃之溫度下烘烤該經塗覆之裝置晶圓以形成保護層； 加工該經烘烤之裝置晶圓，該保護層在加工期間保留在該經烘烤之裝置晶圓上；及 使用溫度不低於65℃之溶劑溶解該經加工之晶圓上的該保護層，該溶劑包含水。
  2. 請求項1之方法，其中該聚乙烯醇具有93%至99.3%之水解度。
  3. 如請求項1之方法，其中該聚乙烯醇在該溶液中之濃度為該溶液之5重量%至30重量%，且其餘為水。
  4. 如請求項1之方法，其中該經塗覆之裝置晶圓的烘烤係持續1分鐘至12分鐘之時間。
  5. 如請求項1之方法，其中該保護層之溶解包括將該經加工之晶圓浸泡於該溶劑中。
  6. 如請求項1之方法，其中該保護層之溶解包括將該溶劑噴塗至該經加工之晶圓上。
  7. 一種用於在晶圓單粒化期間暫時性保護半導體裝置晶圓之方法，該方法包括： 製備包含聚乙烯醇及水之溶液，該聚乙烯醇具有大於或等於98.4%之水解度； 使用該所製備之溶液塗覆該裝置晶圓； 在135℃至170℃之溫度下烘烤該經塗覆之裝置晶圓以形成保護層； 切割該經烘烤之裝置晶圓，該保護層在切割期間保留在該經烘烤之裝置晶圓上；及 使用溫度不低於65℃之溶劑溶解該經切割之晶圓上的該保護層以溶解該保護層，該溶劑包含水。
  8. 如請求項7之方法，其中該聚乙烯醇具有98.4%至99.3%之水解度。
  9. 如請求項7之方法，其中製備該溶液包括： 將該水加熱至80℃至98℃之溫度； 將該聚乙烯醇混入該經加熱之水中；及 攪拌該混合物以形成該溶液。
  10. 如請求項7之方法，其中該聚乙烯醇在該溶液中之濃度為該溶液之5重量%至30重量%，且其餘為水。
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