TW202104472A - 雷射交互應用的可水洗之耐熱且耐電漿塗層 - Google Patents

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Abstract

本案描述可用於藉由電漿單一化製程自基板單一化易損壞元件之組合物及方法。展示包含展現耐熱性及水溶性兩者之組份之耐熱塗層。具有高紫外線交互作用之此等組份允許雷射交互產生用於薄且小的元件之遮罩，此些元件例如薄至150微米或更薄之基板，或使在一側上量測為1 mm或更小之元件呈現。提供方法，此些方法將組合物塗覆至無機基板，藉此，一紫外線源雷射與表面交互作用且產生一遮罩，隨後在電漿腔室中處理此遮罩以分離（單一化）基板內之此些元件且隨後用水沖洗以移除/溶解雷射交互且電漿保護之層。在沖洗及清潔後，此些元件藉由取放工具繼續進行至最終整合至電子電路系統中。本發明塗層是對雷射及電漿操作兩者達成高選擇性之水可沖洗產物。

Description

雷射交互應用的可水洗之耐熱且耐電漿塗層
本發明是關於藉由多種方式塗覆至基板上之塗層或膜，藉此，塗層或膜保護下層特徵不受熱誘發之雷射撞擊及電漿蝕刻操作影響，同時准許藉由用水洗滌而同時地移除塗層或膜。更確切地，本發明描述塗層或膜之組合物，此組合物包含耐熱水溶性聚合物及耐熱且水溶性之紫外光吸收化合物。當組合且塗覆至基板以形成塗層或膜時，本發明提供與特定雷射光之高交互作用，以允許以低能量進行圖案化而對下層特徵沒有有害影響，同時亦提供對電漿化學品的後續高抗性。塗層在簡化微電子製造及降低微電子製造之成本方面具有許多有用的益處，此些益處包括幫助藉由電漿單一化將小元件分離、由於容易藉由使用水來移除/沖洗而與材料具有高度相容性、及消除有害廢棄物之產生。
本發明是關於藉由雷射輔助電漿單一化將電子元件分離之程序。此方法是基於藉由與基板表面上之塗層之雷射交互而產生有機遮罩，藉此，雷射處理與元件跡道對準，隨後在保護其他區域的同時，使基板曝露於蝕刻至藉由雷射打開或清潔之彼等相同跡道中之化學電漿。在電漿步驟完成後，用水洗滌塗層遮罩以呈現潔淨元件，此些潔淨元件經單一化且準備移除且裝配至電子電路中。關於與給定波長之雷射光高度交互的高溫且可水洗的塗層之本發明允許雷射輔助電漿單一化之程序以簡單且低成本之方式進行。
作為雷射輔助電漿單一化之匹配物之候選電子基板包括薄（例如，200微米或更小）、具有小晶粒（例如，在邊緣上1 mm至2 mm）且易損壞（例如，砷化鎵）的彼等基板。減小晶粒及跡道大小之趨勢允許在每個晶圓產生更多晶粒，從而導致每個晶粒之更低製造成本。儘管大部分的晶粒單一化是藉由機械鋸切進行，但雷射之引入已經由「雷射切塊」改良切塊（「鋸切」）程序。此等改良包括由失敗的膜框架帶黏附引起之減少的剝落、開裂、應力及晶粒損耗。另外被稱為雷射切塊之雷射輔助機械鋸切之一實例是描述於Takanishi等人且轉讓給Tokyo Ohka Kogyo Co., LTD.及Disco Corporation之美國專利(US 9,090,783 B2)中，其中水溶性樹脂及紫外線吸收劑(UVA)組成塗層。本發明描述樹脂將自在實例中示範的具聚乙烯醇(PVA)之幾種低溫水溶性類型選擇，且最終組合物包括與100份水溶性樹脂，假設為PVA，混合的0.01份至10份中之任一者的UVA（例如，UVA = 0.009%至9.09%，其餘為PVA）。亦為雷射交互塗層選擇此相同組合物，雷射交互塗層是描述於Takanishi等人且轉讓給Tokyo Ohka Kogyo Co., LTD.及Disco Corporation之美國申請案（US 2006/0105544 A1，申請案第11/251,810號）中。Sekiya之美國申請案（US 2004/0112880 A1，申請案第10/721,234號）描述一種使用由Tokyo Ohka Kogyo Co., LTD.生產之水溶性抗蝕劑之雷射加工方法，然而，不存在UVA。在與塗層之雷射交互之領域中常見的彼等知識可支援如下陳述：由於UVA之吸收特性，製備的不具有偏好吸收給定波長之恰當輻射吸收劑之塗層將與給定類似發射波長的雷射產生效能不夠令人滿意之交互。
此等文件將雷射切塊程序描述為藉由將含有成品元件之完成半導體晶圓附接至安裝在環形物（膜框架帶）上且塗佈具有簡單的耐低溫可水洗的塗層及UVA、例如文件US 9,090,783 B2及US 2006/0105544 A1、申請案第11/251,810號中所描述之組合物的膠帶來執行，描述聚乙烯醇(PVA) + UVA。一旦基於PVA及UVA之塗層形成，高功率雷射跨越表面繼續以穿過有機塗層，且深入滲透至基板中，從而在基板中產生雷射切割井或溝槽。此井或溝槽繼續跨越晶圓，直至將元件分離之所有跡道已暴露且切割。一旦完成，鋸切繼續進行或可利用高壓噴灑對基板進行水洗。對於用於實現雷射交互之全部益處之鋸切操作，在形成之雷射井或溝槽內小心地插入鋸條。鋸條進一步進入至預切割空間中，直至鋸條穿過晶圓以完成切割。對所有晶圓跡道重複此程序。當結束時，經切塊之晶圓經歷最後的晶圓沖洗且加以乾燥，從而在膠帶（膜框架帶）上留下經切塊且潔淨之晶粒以待藉由取放工具移除。
在此寫入時，雷射切塊表示大多數半導體市場之記錄程序。繼續觀測到剝落及不規則性，以及由鋸切之振動動作引起的晶粒損耗，鋸切之振動動作導致自黏性載體（膜框架帶）拔起且推動小晶粒。此等問題在客戶之底線中表示為良率損失。良率損失對於具有上述尺寸或甚至更小的特別薄且小之晶粒尤其重要。微電子製造繼續傾向於更薄且更小之晶粒，且由於此趨勢，良率損失傾向於隨現有規範上升，儘管習知鋸切、雷射切塊或其他製造規範。
由於薄且小之晶粒的尺寸傾向於更小，因此此些尺寸成為雷射輔助電漿單一化之候選者。程序流程類似於關於雷射切塊所描述之程序流程，即，塗佈+切割+洗滌。然而，電漿蝕刻替換用於晶粒分離（單一化）之機械鋸。對於電漿蝕刻，不需要雷射滲透至基板跡道區中以產生井或溝槽，以允許鋸操作而不造成剝落或裂痕。由於電漿蝕刻是非機械程序，因此很少或不擔心基板之剝落或開裂。與主動機械切塊方法相比，電漿蝕刻為被動程序。雷射之目的僅為在表面塗層中產生遮罩且打開跡道以允許電漿化學品以各向異性方式滲透且向下進入至基板中。
理想地，雷射應以足以突破有機層且在與基板之交互作用很小或無交互作用的情況下清潔有機層之能量調低。為此目的，塗層實現最大雷射交互及最大電漿抗性是可取的。所要的塗層組合物使用包括相當大量之紫外線吸收化合物(UVA)的耐高溫材料。此等耐高溫塗層展現對用於深入蝕刻至矽中之電漿化學品的障壁性質。與雷射輻射順利地交互之此等耐高溫組合物是藉由此些組合物之蝕刻選擇性速率來量測，計算為用於基板之蝕刻速率與用於有機塗層之蝕刻速率（腐蝕速率）的比。始終期望觀測到針對感興趣之蝕刻物種之高選擇性。
當針對矽基板計算電漿蝕刻選擇性時，Si移除對有機塗層遮罩之腐蝕的可接受觀測值通常表示為Si:遮罩為200:1，其中對於1微米之給定遮罩腐蝕，蝕刻（移除）200微米之Si。更佳為Si:遮罩的500:1之值，且最佳為1,000:1或更大。為給定遮罩提供之選擇性愈高，則將材料視為電漿障壁。通常表現較低值之另一選擇性計算是當包括除渣(descum)及穿透(breakthrough)步驟時。此等步驟通常在電漿蝕刻製程前面。除渣及穿透移除任何可能的聚合物殘餘物以充分地曝露基板且為主流電漿蝕刻準備好基板。可調整電漿化學品以在除渣及穿透期間凸顯聚合物（含碳物種）。經設計以移除聚合物之電漿蝕刻化學品通常在氧氣中高度濃縮，以用於將碳物種氧化成二氧化碳及濕氣。此程序進行地較慢，更多的是清潔表面「拋光」。一旦判定為潔淨且準備好基板蝕刻，系統即將化學品轉變成基板特定之化學品。在矽(Si)之情況下，蝕刻化學品可包括與少量氧混合之氟化學品，以維持矽轉化反應。
考慮包括除渣及穿透兩者之總程序的對選擇性之計算通常是較低值；在一些情況下，此等計算可低得多。一種解釋是一般遮罩厚度為2微米至4微米。在高氧化性電漿中之除渣及穿透處理可以比在集中基板蝕刻步驟期間高得多之速率腐蝕遮罩塗層且減小此等遮罩塗層之厚度。當計算包括除渣及穿透步驟的物種矽之電漿程序之選擇性時，Si移除對作為腐蝕的1微米之有機塗層遮罩的亦表示為Si:遮罩之可接受觀測值針對對應條件可大於25:1，藉此，對於1微米之給定遮罩腐蝕 + 除渣 + 穿透，蝕刻（移除）25微米之Si。對於Si:遮罩，大於50:1之值更佳，其中遮罩損耗經量測為1微米下之腐蝕 + 除渣 + 穿透。大於100:1之值最佳，其中遮罩損耗經量測為1微米下之腐蝕 + 除渣 + 穿透。
電漿單一化程序是描述於Li等人、轉讓給Applied Materials, Inc.之美國申請案（US 2018/0342422 A1，申請案第15/606,456號）中。此文件描述一種光吸收遮罩，此遮罩藉由至遮罩之雷射交互來圖案化且接著進行開口間隙之電漿蝕刻，而剩餘之被遮區保護半導體晶圓。在此申請案中，遮罩被進一步描述為包含一固體組份、一光吸收劑物種及添加之粒子。與其他相關之低溫樹脂一起，此固體組份經識別為PVA。提及實施例，藉此，將遮罩有意地加熱至近攝氏130度之溫度，以便達成對後續電漿蝕刻的經改良基板防護。當加熱至此溫度時，塗層已展示出提供對電漿化學品的經改良防護，PVA將交鏈且防止在室溫DIW中溶解且清除。
儘管PVA及聚乙烯吡咯啶酮(PVP)可用於習知耐低溫程序，然而，此等產品在經受高溫後失去其水溶性。包括攝氏100度、與諸如Cu、Ni、Pt、Ti、Sn及其合金之反應性金屬直接接觸的已知條件觸發聚合物交鏈。電漿蝕刻製程中之條件更要重視，藉此，氧氣與藉由高電壓離子化且開始對基板進行蝕刻的其他物種同在，如在砷化鎵、矽或相關之半導體材料之情況下。在電漿蝕刻期間，基板溫度可升高超過攝氏100度且常常超過攝氏150度或甚至攝氏200度。對於任何給定之電漿系統，實際溫度取決於所選擇之蝕刻速率（即單一化程序）。由於對更快程序之需求，需要更高之蝕刻速率，此進而產生更高之電漿處理溫度。由於此等程序是化學程序，因此存在許多交互。包含氧氣及攻擊性氟化試劑之電漿化學品、下層金屬的主要效應與溫度一起合起來為重要的催化及反應條件作出貢獻。若存在一防護聚合物，儘管是可水洗的防護聚合物，則預期聚合物將招致交鏈。實際上，電漿蝕刻領域中之實踐人員希望防護聚合物遮罩盡可能地緻密且不可滲透，條件並不像如在光阻劑中所見之許多交鏈之聚合系統。習知的基於有機溶劑之光阻劑之使用在電漿蝕刻製程中產生圖案化之遮罩。藉由恰在處理之前進行高溫烘烤而使此些光阻劑遮罩常常對電漿抗性更強。此烘烤步驟意欲使光阻劑稠密且在一些情況下交鏈，且改良光阻劑之障壁性質。儘管基於有機溶劑之光阻劑之使用及額外烘烤步驟可產生下層基板對電漿之經改良防護，但此等措施在結束時產生清潔挑戰。
認識到電漿化學品、基板金屬及溫度將個別地對聚合物交鏈作出貢獻，此等效應之組合產生潔淨用作罩護劑之臨時塗層的更嚴重挑戰。出乎意料地，觀測用於電漿蝕刻製程的自PVA及PVP產生之塗層之使用太過於普通。甚至在高度調諧之程序的受控實驗室條件下，PVA及PVP將交鏈且產生清潔挑戰，從而產生在不使用包括高壓噴塗或有機溶劑之使用的攻擊性清潔方法的情況下幾乎不可能移除之殘餘物。高壓噴塗消耗必須用新的水替換之大量水，從而造成額外能量需求。當使用有機溶劑時，此等材料產生不想要的有害廢料，此些有害廢料帶來環境問題、工人曝露及管理成本。交鏈之PVA及PVP不能藉由僅水洗滌而溶解或移除。即使在本質上在與基板接觸時產生熱之雷射加工中，對經塗佈基板之後續洗滌是一挑戰。雷射依賴於基板接觸點處之局部熱產生，熱激活區帶(heat activation zone；HAZ)，藉此，熱產生基板中之相變及至材料中之標記或切割。在HAZ內，當使用高能量雷射時，大部分有機材料燃燒且蒸發。在HAZ之邊界（邊緣）處，聚合物塗層可與熔融基板材料混合且產生交鏈之殘餘物。
與電漿切塊之常見情況一樣，耐電漿塗層之低能量雷射圖案化是用於產生遮罩。儘管自如PVA及PVP之可水洗塗層產生的耐低溫遮罩可令人滿意以支援低能量雷射圖案化，但此等遮罩在電漿處理期間失去其水溶性且產生難以或不可能移除的交鏈之殘餘物。儘管已知化學品趨於交鏈之傾向，但PVA及PVP可保留以用於習知水沖洗，但不適合於抵抗電漿處理。預期使用PVA及PVP將產生低處理良率及對代價高之清潔操作的需要。良率損失亦可由於高壓洗滌而變得更差。對在一側或下方具有接近1 mm之小晶粒之切片基板的機械攻擊性洗滌通常使此些基板失去至帶膜之黏附。當使用基於PVA及PVP之遮罩時，來自在洗滌期間丟失之晶粒（以機械方式離開帶）的良率損失加至來自不能移動（不可溶解）之殘餘物的良率損失。
基於在此出現之挑戰，明確且迫切地需要將耐高溫可水洗聚合物用作用於雷射及電漿處理之罩護劑。進一步需要簡化將可水洗的塗層用於雷射加工及電漿處理之清潔態樣。
在微電子製造中繼續需要對元件基板之改善「綠色」處理。綠色程序及相關聯化學品是減少或消除有害物質之使用及產生的程序及化學品。根據美國化學學會之綠色化學研究院，有十二項(12)原則幫助定義綠色化學品。替換需要有機溶劑或需要過量之水或能量以潔淨且完成程序的物質是可取的。想要在製造中降低新程序之成本且減少對新程序之設備及材料使用態樣的環境及法規限制。用作罩護劑的高溫且穩定之聚合物在雷射加工及電漿處理中將保持此些聚合物之水溶性。藉由維持與雷射加工及電漿處理方法相關聯之遮罩的可水洗性來簡化程序是可取的。
對於雷射加工及/或電漿處理，需要將耐高溫聚合物用作遮罩以減少對攻擊性清潔設備之需要且降低製造複雜度及成本。繼續強調經由減少用水量、使廢料減至最少及節約能量而使製造電子設備及微機電系統(MEMS)元件為綠色的。總之，迫切需要提供一致且通用之程序，此程序使用合併耐高溫聚合物、全部以降低之擁有成本提供高效能、高產出量、綠色程序之組合物。
本發明之一目標是提供一種多功能組合物，此組合物展現用於塗佈無機基板之最小期望特性，從而藉助於吸收在較佳處於340 nm與370 nm之間的紫外線區域內之給定波長的光而具有與雷射之高交互程度，且利於水沖洗循環以在與此雷射交互作用之後自此無機基板充分地移除塗層。
本發明之另一目標是提供一種塗層，此塗層展現在足以完成以下實踐之一時間段中保護下層基板特徵免於在攻擊性蝕刻及加熱條件期間受化學電漿影響：單一化（分離）基板元件；藉由用水沖洗來移除保護塗層；及繼而曝露於此電漿化學品。
本發明之又一目標是提供一組合物及通用方法，此組合物及通用方法相互依賴地操作以提供維持水沖洗之效能條件，從而藉由消除程序步驟、減少有機化學物之使用來提供簡易性，且改良與諸如膜框架上之帶的其他程序材料之相容性，且消除有害廢料之產生。
將自隨後之描述變得明顯之此等目標及其他目標是藉由本發明之多功能組合物達成，在此多功能組合物中，固體包含以下各者之一混合物： (a) 一紫外線吸收化合物，其展現耐熱性及水溶性兩者，其中該紫外線吸收化合物之耐熱性被定義為具有大於攝氏200度之熔點； (b) 至少一種熱塑性聚合物樹脂，其展現耐熱性及水溶性兩者，其中此熱塑性水溶性聚合物之耐熱性被定義為具有在攝氏200度下大於5,000厘泊之熔化黏度； 其中組份(a)以約1重量百分比至約70重量百分比之量存在，且組份(b)以約30重量百分比至約99重量百分比之量存在，所述百分比之紫外線吸收化合物及所述熱塑性聚合物是基於作為100重量%的固體之總重量。
額外化合物可包括耐熱之水溶性沖洗助劑。此等化合物包括對位苯乙烯磺酸鹽（對苯乙烯磺酸鹽）之鹼金屬鹽，包括鈉、鉀、鋰、銨及胺基版本。充當沖洗助劑之其他化合物包括各種均聚物之聚苯乙烯磺酸鹽。
本發明亦包含一種方法，此方法用於在雷射交互期間塗佈且保護無機基板以產生遮罩，繼之以對藉由此雷射交互產生之暴露區域的後續電漿蝕刻，以實現基板元件之單一化（分離），且用水有效地沖洗除去此電漿曝露之塗層。
此些組合物及方法特別適用於半導體晶圓製造，例如，在當安裝至膜框架帶時的晶粒彼此之單一化中。晶粒之單一化是藉由在真空腔室內之電漿蝕刻進行，真空腔室較佳作為分離晶粒之被動構件。藉由電漿蝕刻的晶粒之被動分離與習知鋸切實踐相比提供更高之產生處理，習知鋸切實踐展現振動以產生剝落及失去至用於小晶粒之膜框架帶之黏附。一旦成功單一化出現，後續取放工具個別地移除每一晶粒。此些組合物及方法特別適合於小晶粒或易損壞基板。
術語「單一化」及「分離」在本說明書中可互換地使用。類似地，術語「單一化」及「分離」可互換地使用。不定冠詞「一」意欲包括單數及複數兩者。所有範圍是包括性的且可以任何次序組合，很明顯此等數值範圍經約束為合計達到100%的情況除外。術語「wt%」意味基於塗層組合物之總重量之重量百分比，除非另有指示。
儘管本發明提供可洗之塗層組合物且可有效地對基板進行塗佈、雷射交互、電漿保護及水洗之方法，但此些組合物及方法將針對來自薄且易損壞晶圓之電漿單一化晶粒加以特別調適。在基板製造中使用此等可洗塗層，例如，對諸如晶圓或平板顯示器之基板內之電子元件的單一化，此些電子元件可包括諸如金屬、半導體及相關聯有機材料之各種層及結構。典型基板材料包括例如諸如矽、砷化鎵及磷化銦及藍寶石之半導體材料，以及玻璃及陶瓷。
本發明標的描述一種液體形式組合物，此組合物是藉由多種技術塗覆至微電子基板，經乾燥成塗層或膜，隨後藉由在紫外線區域內之處於340 nm與370 nm之間的給定波長之雷射交互作用，從而形成圖案化之遮罩，藉此，將基板發送至電漿腔室，在此電漿腔室中，對藉由雷射產生之開放區進行蝕刻，直至達成元件晶粒之完全單一化（分離），繼而對塗層遮罩進行水沖洗（溶解）。可洗之塗層可塗覆至基板表面上之廣泛範圍之拓撲圖，且不受基板之尺寸或形狀限制。此可洗塗層為微電子處理之主要簡化，此簡化藉由替換對有機溶劑可溶性光阻劑之需要、消除用於清除光阻劑之有機溶劑且在處理期間確保與作為支撐件之膜框架帶的相容性。本發明標的亦將藉由消除大量有害有機溶劑之顯著改良描述為「綠色」創新，此些有害有機溶劑通常用於清除用於塗佈且在基板上產生遮罩之光阻劑。
本發明之塗層包含與紫外線吸收添加劑組合之聚合物之摻合物，在旋塗塗覆之後，此摻合物乾燥成光滑且高度均勻之膜。關於本發明之所述塗覆程序展現高位準之剛性及黏合強度，總之，此塗覆程序適合於由機器人設備進行之處置、雷射撞擊及後續之電漿處理。衍生之性質是藉由化學吸收之成功雷射交互必需的。視較佳本發明化學式而定，調諧自雷射至材料之最大能量傳輸，且選擇一程序以提供極佳通道/溝槽形成而不需要多個循環。界定之遮罩區內之剩餘可洗塗層對電漿蝕刻具有高抗性。具有高耐熱性且可水洗之產品的本發明之設計允許創建一簡單程序。將此組合物及方法滿足所要臨界目標之能力視為表示本發明之獨特特性。
塗層是形成膜之物質，此些塗層保護基板免於可能破壞性元素傷害以及增強基板之外觀。本發明描述臨時塗層之組合物及程序。在不傷害基板之情況下塗佈、處理且洗去此等塗層。用於目標應用之洗滌或沖洗介質是水。用於可水洗塗層之感興趣關鍵程序包括障壁層、雷射處理及電漿切塊。可水洗塗層之化學品可包括界面活性劑及鹽，然而，幾種材料作為膜形成物存在且展現耐熱性。舉例而言，產品聚乙烯醇(PVA)及聚乙烯吡咯啶酮(PVP)在塗佈程序期間由於分子排列及緊密分子歛集率而展現極佳成膜特性。此等產品通常由水鑄制且保持微量水作為塑化劑以改良產品之性質及外觀。
此等產品之商業可用性以具有不同官能基之多種形式出現，此些官能基經添加至PVA之主鏈或PVP中之重複單元以產生更高分子量。製造原始形式之PVA時的一般實踐是在碳鏈中之週期點處添加乙酸鹽基團。此等添加造成分支，其中反應基團自主鏈延伸。此等分子之長鏈作為隨機交纏之混合物存在。分支引起鏈之間的化學親和力、反應且引起交鏈，從而形成具有增大之分子量、較高結晶度及密度之較大分子。最終產品展現提高之熱及化學抗性且失去最終產品溶解於水的能力，失去水洗滌性。
實務上，PVA及PVP兩者之單體含有反應性的、傾向於氧化且將引起交鏈之官能基。此條件是使用於永久性應用中之聚合物熱固所要的。交鏈在混合物內形成一網路，此網路將材料固定到位。在可洗塗層中，交鏈形成不合需要之條件，包括導致過早過期產品（即低貯藏壽命）的流變性（即黏度）之增大、失去水溶性及永久性塗層或最起碼的觀測到殘餘物。用於改良PVA及PVP之混合物之貯藏壽命之預防性實踐包括冷藏、避熱、避開金屬及消除氧暴露。
在需要耐熱性之情況下，通常觀測到經設計以耐熱之聚合物在聚合物之分子主鏈內含有苯基。此等是由針對成膜及保護設計之水溶性聚合物以及紫外線(UV)吸收劑(UVA)共用之特性。此些水溶性聚合物包括聚酯及噁唑啉，而UVA是基於雙茋化學品。水溶性之含苯基物種之另一實例是磺化聚苯乙烯，一種偶爾用作為添加劑以提高耐熱性且充當水沖洗助劑之物種。磺化聚苯乙烯之鹼金屬類似物包括基於鈉、鉀及鋰之苯乙烯磺酸鹽，可用於例示性實施例中之一種此材料是苯乙烯磺酸鋰(LiSS)。此等苯乙烯磺酸鹽分子展現大於攝氏500度之耐熱性且保持水溶性。
本發明之組合物包含基於化學品雙茋之耐熱水溶性UVA，一種用作光增亮劑之常見螢光產品。期望性質包括對340 nm至370 nm範圍內之UV光的吸收性及一耐溫性，此耐溫性由大於攝氏200度、較佳大於攝氏250度或甚至大於攝氏300度之熔點表示。雙茋性質及具有高熔點之此等產品之衍生物被描述於美國專利3,984,399A（Weber等人）中。此處所描述之產品中之一些展現高熔點（即大於攝氏250度）。預期具有高熔點之此等材料展現耐熱性。水溶性雙茋候選物是同一化學品之鹼性共軛物。
較佳之雙茋螢光化合物展現具有以下化學式之對應分子構成：
Figure 02_image001
藉此，X表示聯苯基，其中環部分之C(4)及C'(4)位置結合至各個-CH=延伸中之每一者，且X含有官能基磺酸、磺基、羧酸、腈、羥基、巰基或甲基；R1及R2是獨立的且各自表示至少一個苯基。儘管R1及R2可以不同，但此兩者較佳為相同的。所述官能基磺酸、磺基、羧酸、腈、羥基、巰基或甲基可成對地存在或可在X及R1及R2之多達四個(4)的位置處存在，且可展現多個相同對以在分子中形成特定對稱性。除了指示為(1)之基礎化學式上的基團之外，亦可存在鹵素取代基，較佳為氯、溴或碘。
適用雙茋化合物亦描述於美國專利3,843,718 (Luethi)中，其中較佳雙茋螢光化合物展示具有以下化學式之對應分子構成：
Figure 02_image002
藉此，X表示聯苯基，其中環部分之C(4)及C'(4)位置結合至各別-CH=延伸中之每一者，且X含有官能基磺酸、磺基、羧酸、腈、羥基、巰基或甲基；P表示苯基，R1及R2是具有5至18個碳之烷基、具有2至10個碳之取代烷基或具有3至4個碳之烯基；Z1及Z2相同或不同，表示氫、1至4個碳之烷氧基、鹵素、具有3至4個碳之烯基或具有1至4個碳之烷基；且Y1及Y2相同或不同，表示氫、1至4個碳之烷氧基、鹵素、具有3至4個碳之烯基或具有1至4個碳之烷基。
此處描述為(1)及(2)之所描述化合物之較佳雙茋化學式包括二苯乙烯聯苯共軛物以作為單羧酸及二羧酸、單磺酸及二磺酸，及此些酸之部分或完全中和的鹽作為鹼性元素鈉、鉀或鋰版本，包括胺及胺基有機版本。二苯乙烯聯苯磺酸鹽鈉是較佳的。二苯乙烯聯苯二磺酸二鈉是最佳的。此等雙茋衍生物可用於來自供應商Milliken & Company的商品名稱為KeyfluorTM之商業用途。商品名稱產品KeyfluorTM CBS-X是二苯乙烯聯苯二磺酸二鈉。作為塗層內之耐熱水溶性UV吸收化合物之KeyfluorTM 產品之使用是1%至70%，較佳為5%至50%，且最佳為10%至40%，是基於選作重量%的固體之總重量。
本發明描述存在於聚合物系統內之UV吸收化合物，此化合物將經塗佈至微電子基板之表面上。塗覆之膜用於與雷射相互作用，雷射展現與存在於聚合物膜內之化合物之吸收範圍重疊的給定波長之光源。展現共軛雙鍵之分子物種最有可能吸收對應於存在於化合物之給定軌道中的電子之激發能階的給定波長之輻射。電子達到電子之激發態，隨後返回至電子之基態且以熱形式釋放能量（習知吸收）或釋放可見區域中之較長波長之光。此分子吸收藉由比爾-朗伯定律而量化，比爾-朗伯定律將吸收與輻射穿過之吸收物種之濃度關聯。此定律通常表示為A = abc，解釋為經由給定厚度(b)之介質的吸收(A)，包含輻射吸收物種之給定濃度(c)，藉此，此物種展現聯繫每莫耳感興趣之給定吸收物質所吸收的光量之吸收率(a)。對於大部分雷射應用，藉此將塗層塗覆至基板，且下層基板之目標是保持未受損害，此塗層需要最大交互作用。當考慮比爾定律A = abc以確保(A)達到最大時，對針對給定塗層使(a)及(c)達到最大感興趣。儘管(b)通常意欲最小化至小於5微米(μm)，但對用於雷射之給定波長(~355 nm)的所選高吸收率(a)物種感興趣。針對355 nm下之雷射之給定條件，隨著UV吸收物種之濃度在比爾定律等式A = abc中隨(c)提高，能量位準進一步壓低。當物種之濃度提高時，雷射之能量位準可進一步減小以確保雷射與深基板交互之效應減至最小。需要對基板表面之最小能量雷射操作。通常藉由掃描電子顯微鏡(scanning electron microscopy；SEM)或類似物來評估結果，藉此，查核塗層之橫截面且與塗層及雷射能量之條件進行比較。表明最大效應為雷射已經過之已移除塗層（清除間隙）之彼等SEM結果表明由塗層吸收之雷射能量之最大轉化，清除，不具有後續的重複雷射循環。所得累積效應是當塗層存在於基板表面上時的塗層之遮罩或圖案，藉由後續電漿操作移除之區將繼續，同時塗層存在於需要保護以免於電漿蝕刻製程之效應影響的基板區上。
一旦雷射交互之遮罩完整，經遮蔽基板前進至電漿腔室，在電漿腔室中引入特定於基板之蝕刻化學品。希望蝕刻完成之遮罩之開放區，以便能夠在分類為單一化之程序中分離個別基板元件。將基板附著至膜框架帶，經過雷射圖案化以產生遮罩，且現在使基板前進至電漿腔室，蝕刻將藉此繼續以在晶粒保持黏附至下層膠帶之同時分離晶粒。在電漿製程後，將經由類似於取放類型之工具的設備來移除晶粒。
本發明對進行電漿蝕刻期間的塗層或遮罩之保護性質特別感興趣。對矽之蝕刻通常在具有受控量之氧的氟離子之環境中執行。此組合產生Si基板之繼續氧化及氟蝕刻。在矽蝕刻領域中經歷之彼等組合表示達成基板上之暴露矽位置之完全蝕刻的多種方法，且能夠以對遮罩之最小影響達成此目標。與同一程序期間的遮罩之損耗相比的矽基板蝕刻之速率之效能被識別為選擇性，或蝕刻速率對比對應遮罩之腐蝕的比，通常表示為經正規化至一(1)之某個數字。舉例而言，眾所周知，用於此努力的許多基於有機溶劑之光阻劑具有如50:1或較佳100:1或甚至更佳大於200:1之選擇性值，描述為針對光阻劑遮罩之每1微米腐蝕的200微米之矽移除。因此，用於此努力之大部分光阻劑是以小於10微米之厚度沉積，此是因為對於薄矽晶圓，大部分基板厚度小於500微米且甚至小於150微米。此同樣適用於化合物半導體基板，然而，砷化鎵(GaAs)基板通常薄得多，厚度接近25微米。用於此等對應基板之化學品包括CF4 或SF6 及甚至具有SF6 之Cl2 、混合之氯與氟；氯化學品對GaAs最有效，包括CCl2 F2 、SiCl4 /Cl2 及BCl3 /Cl2 ，藉此，大於10微米/分鐘之蝕刻速率是可能的。在程序中始終使用氧氣以實現幫助蝕刻/移除之氧化物形成。氧氣亦使遮罩層之腐蝕增加。為了最佳防護，選擇耐熱之熱塑性水溶性聚合物與耐熱且水溶性之UV吸收劑混合。
作為用於電漿蝕刻之水溶性塗層遮罩執行的理想候選者是高溫熱塑性物，此些高溫熱塑性物展現對同時熱及氧暴露之惰性暴露結果。由於眾所周知含苯基之分子展現優於不含苯基官能性之分子的耐熱性，因此要注意此等部分。聚酯化學品展現耐熱性且化學惰性之歷史。對表現水溶性之特定聚酯感興趣。在聚酯製造領域中相似之聚酯知道結晶產品及非晶系之聚酯。表示非晶品質之變種與本發明一致，即，形成耐熱塗層。結晶產品儘管是硬質的且具有可觀的高玻璃轉化(Tg)值以確保基質堅固，此些產品常常易碎且將在經受處置及溫度循環時開裂。期望所要塗層是高強度之熱塑性物，熱塑性物在固化或經受溫度期間不開裂，不易碎，且不會展現應力。應利用任何塗佈操作來避免應力形成，以確保過早分層或由失去黏附引起之另一問題。所要塗層應為極佳成膜材料以很好地附著至廣泛範圍之材料且能夠經受當與高溫雷射交互作用且經歷高溫電漿蝕刻時預期的熱循環。
如美國專利4,480,085 (Larson)中所描述之聚酯物種是呈膜形式的展示非晶品質之水溶性磺基聚酯。使用酞酸衍生物與二羧酸以形成非晶聚酯。此等聚酯是支援所形成以展現非結晶品質之本發明塗層之物種的源頭。美國專利第3,546,008號、第3,563,942號、第3,734,874號、第3,779,993號及第3,828,010號中對磺基聚酯之其他引用論述製造具有在攝氏29度與攝氏55度之間的變化Tg值之金屬磺酸鹽產物。在一些情況下，使Tg更高達到大於攝氏89度，如在針對可能需要耐高溫之應用的美國專利5,369,211（George等人）中。專利WO 2013/012556 A1論述二酸5-磺基硫代磷酸(5-SSIPA)，此等磺基聚酯可自Eastman Chemical Company以商品名稱Eastman AQTM 聚合物購得。此等聚合物被識別為Eastman AQTM 38S、48、55S及65S聚合物，具有自攝氏38度至攝氏63度之增大Tg值。所有此些磺基聚酯展現高熱黏性。舉例而言，Eastman AQTM 55S針對溫度攝氏200度、攝氏240度及攝氏280度分別展現11.5m厘泊(cp)、2.3m cp及700k cp之值。此些磺基聚酯在固化之後是基本上光滑且非常硬的（硬質）。不同於展現黏度隨溫度快速下降之許多其他熱塑性物，Eastman AQTM 產品展現高黏度且保持高黏度，即使經受熱曝露。作為塗層內之耐熱水溶性聚合物之Eastman AQTM 產品之使用是30%至99%，較佳為45%至90%，且最佳為50%至85%，是基於選作重量%的固體之總重量。
用作成膜劑之次要耐熱水溶性聚合物包括2-乙基噁唑啉之均聚物。位於Tuscon AZ的公司Polymer Chemistry Innovations, Inc.之商標「Aquazol®」之產品的報告耐熱性超過攝氏380度。存在許多商業分子量，表示為Aquazol® 5、50、200及500，具有5,000 g/M、50,000 g/M、200,000 g/M及500,000 g/M之分子量。Aquazol®產品之熱黏度小於Eastman AQTM 產品之熱黏度，然而，此些Aquazol®產品在範圍Aquazol® 5至500之5,000 cp至300,000 cp之間保持為高。耐熱性、熱塑性及水溶性之性質幫助本發明形成具有高黏附及強度之非晶膜。儘管較高分子量形式之Aquazol®在溶解於水中時提供較高黏度，但對本發明材料之關鍵興趣是產生高固體%液體濃度。因此，希望使用較低分子量形式之Aquazol®作為50或甚至5。以此方式，可形成接近60%固體含量之濃度。作為塗層內之耐熱水溶性聚合物之Aquazol®之使用是30%至99%，較佳為45%至90%，且最佳為50%至85%，是基於選作重量%的固體之總重量。
膜亦可具有如藉由耐熱水溶性聚合物表示之沖洗助劑。歸因於苯乙烯磺酸鹽聚合物之耐熱性大於攝氏500度，因此選擇苯乙烯磺酸鹽聚合物。當將苯乙烯磺酸鹽添加至膜時，耐熱性提高且有利於水沖洗性。恰當形式之苯乙烯磺酸鹽以鹼元素中和形式存在。此等形式以處於10,000 g/M至1,000,000 g/M之間的各種分子量存在。將無機物之鹼形式表示為鈉、鉀及鋰；有機物之形式以胺或胺基存在。用於本發明標的中之較佳苯乙烯磺酸鹽形式可為苯乙烯磺酸鋰(LISS)。作為耐熱水溶性塗層中之沖洗助劑的LISS之使用為5%至20%且較佳為10%至15%，是基於選作重量%的固體之總重量。
所要塗層在去離子水(DIW)中作為一液體系統形成。液體包含耐熱水溶性聚合物、耐熱水溶性UV化合物及沖洗助劑。含水液體內之總的最終目標固體為20%至50%，較佳為30%至45%，且最佳為35%至40%，這是基於作為重量%之所有成分及水之總重量。製造規範涉及在專用不銹鋼設備內加熱至攝氏60度至攝氏70度，專用不銹鋼設備按重量配衡，包括葉輪、用於將受熱液體帶出器皿且發送通過一連續圓筒過濾系統之軟管，此過濾系統選擇為小於20微米、較佳小於10微米且最佳小於5微米之分級過濾器。一旦通過過濾器，液體即返回混合器皿，此液體在混合器皿中與現有材料混合且維持溫度。此過濾循環最少進行30分鐘，較佳進行60分鐘（1小時），且最佳進行2小時。一旦用於過濾循環之時間段結束，瓶裝灌開始。留出保持部分以用於分析。品質控制(Quality control；QC)測試包括外觀、pH、固體檢定、折射率、比重、黏度及塗層厚度（微米）查核（旋塗）。
耐熱水溶性塗層通常藉由使用1,000 rpm至1,500 rpm之旋轉範圍之旋塗操作來塗覆。典型塗層非常光滑，具有自基板之一側至另一側判定的小於5微米、較佳小於2微米且最佳小於1微米之總厚度變化(total thickness variation；TTV)。當塗佈一鏡面拋光基板時，塗層之外觀是透明的，在基板之表面上具有光滑的彩虹外觀。基於在此寫入時所使用之設備的客戶回饋，將雷射交互電漿單一化之典型塗層厚度選擇為在2微米至4微米之間。此假設耐熱水溶性塗層之高交互性雷射程序及選擇性大於1,000:1，不包括除渣、移除開放區中之任何潛在聚合物不規則性。
固化之塗層膜極硬且光滑。儘管塗層膜可為硬質的，但此塗層膜亦是牢固的，能夠在處置期間承受力及衝擊。當表面被撞擊或振動時，結構中未出現裂痕，此表面保持光滑且均勻。塗層之硬度提供本發明之硬質要求之移除，能夠緩和或鬆弛聚合物混合物之非晶性質。網路使系統之強度提高且緩解極端硬度之問題及在振動後破碎之風險。
UV吸收劑最佳為較早所描述之螢光添加劑。螢光染料提供作為用於直接識別之屏蔽工具存在的附加益處。在具有大焦距且在物鏡下之工作區的簡單觀測顯微鏡之幫助下來偵測螢光添加劑。在顯微鏡設置為正常觀測模式之情況下，將樣品放在台上，且使習知UV發射燈接近以允許激發染料。此燈可為具有22 W（瓦特）或具類似特性之大型散射UV型燈泡（365 nm發射，I線）之工業品種。在UV燈打開且所有白光（習知光）調暗或關閉之情況下，操作者可在存在染料之所有位置處觀測到所選染料之特定色彩之螢光（通常為藍色光）。因此，此技術可用於偵測基板上之塗層之存在。在晶圓檢查期間，觀測經塗佈表面，且在指示任何深色或黑色位置之處，此等表明缺少塗層且因此空隙、泡泡或其他不規則性之可能性。在此情況下，可驗證對基板正面上之元件中及周圍的微小區之恰當潤濕及滲透。
將經塗佈基板發射至雷射圖案化程序。一旦接合，工具即檢查基板且尋找對準標記以將基板之參考位置設定至系統內部軟體及程式化程序。雷射產生在340 nm至370 nm內且較佳在350 nm至365 nm內之紫外線輻射。此發射區與塗層內之UV吸收劑之吸收區域對準。在較佳在1個循環內完成之遮罩產生之後，將晶圓發送至電漿腔室，相同檢查在電漿腔室中發生，發現對準標記，且使系統與基板配合。執行最小程度之程序除渣以進一步清除電漿蝕刻器之遮罩內的區域，以確保高度均勻性。化學蝕刻繼續進行，直至完全單一化完成。將晶圓轉移至清潔步驟，在清潔步驟中，用DIW洗滌除去耐熱水溶性塗層。洗滌在提供旋轉沖洗乾燥序列之工具中發生。在清潔之後，晶圓準備用於單一晶粒移除。晶粒是藉由取放工具移除且置放在托盤中或帶及卷帶上以運送至晶粒將安裝在組件內的最終位置，且對晶粒進行測試。
儘管已根據特定實施例描述了本發明，但可使用本文中所描述之各種添加劑中之一或多者之摻合物及其取代物，如熟習此項技術者將瞭解的。因此，本發明不欲限於本文中所描述之細節，而僅由隨附申請專利範圍之範疇限制。 實例
藉由以下實例無限制地進一步說明本發明標的。在編號1至9的實例中，改變本發明及應用的組合物以達成幾個目標且表明通用性。藉由直接觀察及自大部分材料實驗室共有的工具及在必要時光學顯微鏡或特殊儀器取得的資料來進行量測，以瞭解最終產品的性質。
除非另有指示，否則所用的基板是厚度為1 mm、幾何形狀自約100 μm（100微米 = 100 X 10e-6公尺）變至1000 μm (1milimeter)的玻璃。塗覆設備包括旋塗機（型號CB100，Brewer Science, Inc.，www.brewerscience.com）、厚度輪廓儀(XP-1，Ambios Technology, Inc.，www.ambiostech.com)、紫外線(UV)光源（Sylvania 365nm，寬譜帶，0.16W/cm2-sec）及具有塗覆設備的化學實驗室共有的各種其他設備。此設備形成本發明將證實的待進行的調查的基礎。
表1中的以下項目表示用於表明丙烯酸系聚合物臨時支撐結構的特殊物質。 表1. 用於證實本發明的特殊物質的清單。
# 材料 化學品 商品名 CAS # 製造商
1 （聚酯類型為基礎） 具有量測之熔融黏度之熱塑性芳族聚酯(PET) Eastman AQTM 聚合物 未指定 Eastman Chemical Corp. P. O. Box 431 Kingsport, TN 37662 USA
2 （聚乙烯醇PVA為基礎） 聚乙烯醇，（Mowiol® 3-85，85%水解），在>100C的溫度下熱凝固 Mowiol® Poval® PVA系列 9002-89-5 Kuraray Co., Ltd. Ote Center Building, 1-1-3 Otemachi Chiyoda-ku, Tokyo 100-8115, Japan
3 聚乙烯吡咯啶酮(PVP)為基礎 聚乙烯吡咯啶酮，在>100C的溫度下熱凝固 PVP （關於分子量及黏度之K值） 9003-39-8 Ashland, Inc. 50 East RiverCenter Blvd. Covington, KY 41012 USA
4 （唑類型為基礎） 聚-2-乙基-2-噁唑啉，具有量測之熔融黏度之熱塑性物 AquazolTM (AQZ) 25805-17-8 Polymer Chemistry Innovations 4231 S. Fremont Avenue Tucson, AZ 85714 USA
5 (RA) Rinse aid聚合物 苯乙烯磺酸鋰(LISS)，分解>330C Spinomar® -LISS 4551-88-6 TOSOH USA, Inc. 3600 Gantz Road Grove City, Ohio 43213 USA
6 (UVA)紫外線吸收劑 二苯乙烯聯苯二磺酸二鈉，有機染料 KeyfluorTM White CBS-X 27344-41-8 Milliken & Company 920 Milliken Rd. Spartanburg, SC 29303 USA
實例1 基礎聚合物耐熱性
在此實驗中，關於耐熱性對在表1中識別的水溶性聚合物進行測試。在表1中識別的所有材料是水溶性的。儘管表1中的編號1至6的所有項目是水溶性聚合物，但吾人將關注編號1至4的項目，分別為如AQTM 聚合物之聚酯(PET)、如Mowiol®之聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯啶酮(PVP)及如AquazolTM (AQZ)之噁唑啉。藉由在加熱情況下在此些聚合物之溶解度範圍內將此些聚合物混合而使此等聚合物溶解於水中。選擇各別聚合物的濃度為在水中近似10至20% (wt%)。在溶解之後，藉由旋塗至厚度為1 mm且幾何形狀為100 mm X 100 mm的玻璃基板上來塗覆給定量。在塗佈之後，將此些基板各自轉移至攝氏100度的熱板且允許保持10分鐘以完全乾燥。製備用於每一塗佈之總共五(5)個玻璃基板。每一經塗佈基板意欲曝露於溫度連續升高之一系列熱板各自持續30分鐘且在基板意欲表現之給定溫度下結束。溫度在攝氏100度至攝氏300度範圍內。舉例而言，使第一基板曝露於攝氏100度持續30分鐘，觀察第一基板，且嘗試用去離子水(DIW)沖洗/洗滌/浸泡。一旦DIW洗滌完成，即基板在測試後完成。使第二基板曝露於攝氏100度持續30分鐘、外加曝露於攝氏150度持續30分鐘（總60分鐘），觀察第二基板，且嘗試用去離子水(DIW)沖洗/洗滌/浸泡。以每次增量提高攝氏50度且直至包括攝氏300度之較高溫度對此系列基板之剩餘基板繼續進行操作。總共五個基板是如所描述地熱曝露且藉由用DIW沖洗/洗滌/浸泡加以處理。洗滌條件是不攪拌，僅浸沒至室溫DIW中，保持，且在浸沒1至2分鐘之後使基板在水中來回地移動。此過程將對每一基板重複且包括在觀察中。結果在表2（塗層觀察）及表3（水洗滌）中呈現。 表2. 基礎聚合物熱曝露的結果。在表1中描述聚合物，針對識別出之每一聚合物基礎規定#。
聚合物 100C 150C 200C 250C 300C
PET (#1) 透明 透明 透明 褪色 棕色
PVA (#2) 透明 褪色 棕色 深棕色 深棕色
PVP (#3) 透明 褪色 棕色 深棕色 深棕色
AQZ (#4) 透明 透明 褪色 棕色 深棕色
表3. 表2中識別出之熱曝露聚合物塗層之水洗滌的結果
聚合物 100C 150C 200C 250C 300C
PET (#1) 乾淨 乾淨 乾淨 乾淨 乾淨
PVA (#2) 乾淨 不乾淨 不乾淨 不乾淨 不乾淨
PVP (#3) 乾淨 不乾淨 不乾淨 不乾淨 不乾淨
AQZ (#4) 乾淨 乾淨 乾淨 乾淨 乾淨
聚酯及唑聚合物系統均對於給定溫度展示減少之顯色且將DIW用於洗滌更好地回應。 實例2 沖洗助劑(RA)之使用
在此實驗中，將在表1中識別為苯乙烯磺酸鋰(LISS)之沖洗助劑（項目#5）添加至基礎聚合物以抵抗高溫且引起室溫水洗滌的改良。來自實例1的添加至混合物之LISS之濃度為溶液中之總聚合物之近似25%，或LISS:基礎聚合物的1:3之重量比。在一些情況下，以LISS:基礎聚合物之1:3比重建且達成此些溶液。以DIW作為載體溶劑來重建此些溶液。以在實例1中說明的方式產生在實例1中識別的基礎聚合物的所有溶液且將此些溶液塗覆至新的玻璃基板。為簡單起見，僅使用250C作為曝露來繞過實例1中所描述之廣泛熱曝露，且若熱曝露成功，則製備第二集合且在300C進行測試。對每一溶液測試以持續30分鐘之持續時間。收集到如實例1中的類似結果，然而，僅針對在表4及表5中給出的所說明溫度。 表4. 熱曝露於250C及300C的1:3 LISS:基礎聚合物的結果。為了解釋所說明聚合物，參見表#1。
聚合物 + 25% LISS 250C 300C
PET (#1) 褪色 褪色
PVA (#2) 棕色 棕色
PVP (#3) 棕色 棕色
AQZ (#4) 褪色 褪色
表5. 表4中識別出的經熱曝露聚合物塗層之水洗滌的結果
聚合物 + 25% LISS 250C 300C
PET (#1) 乾淨 乾淨
PVA (#2) 不乾淨 不乾淨
PVP (#3) 不乾淨 不乾淨
AQZ (#4) 乾淨 乾淨
自以25% LISS作為RA之基於PET及AQZ之聚合物系統觀測到經改良之DIW沖洗。PVA及PVP系統對於RA輻射未順利地回應。 實例3 針對耐熱性測試聚乙烯醇(PVA)組合物
在此實例中，藉由在自PVA產生之塗層化學品之溶解度範圍內將此些塗層化學品混合且加熱而將此些塗層化學品溶解於水中。所有PVA產品在DIW中形成為20% (w/w)。隔離且分割PVA產品之相同混合物，使得混合物溶液之部分以1:1濃度與如苯乙烯磺酸鋰（LISS，表1之項目#5）之沖洗助劑(RA)混合，使得最終的鑄制聚合物按wt%表示為PVA:LISS = 1:1比。作為參考，將PET及AQZ基礎聚合物兩者包括在陣列中。將PET及AQZ與LISS混合，使得最終的鑄制聚合物混合物對於PET:LISS及AQZ:LISS分別表示為3:1及8:1 wt%。在此些混合物完成之後，藉由將塗層抹至厚度為1 mm且幾何形狀為25 mm X 75 mm的玻璃基板（載玻片1'X3"）上來塗覆給定量。將此些基板轉移至攝氏100度的熱板且允許保持10分鐘以完全乾燥。準備用於每次塗佈的總共三個(3)玻璃基板。使每一經塗佈基板曝露於一系列熱板各自持續給定時間及溫度。條件包括在攝氏150度下30分鐘、在攝氏250度下30分鐘及在攝氏250度下10小時。觀察基板以瞭解此些基板之顏色及用室溫DIW洗滌之能力。洗滌條件是不攪拌，簡單浸沒至室溫DIW中，保持，且在浸沒15分鐘之後使基板在水中來回地移動。在表6（熱曝露）及表7（水洗滌）中呈現結果。 表6. 玻璃上之聚合物塗層的清單及熱曝露之後的觀測。
# 描述 在150C下30分鐘 在250C下30分鐘 在250C下10小時
1 PVA (Mowiol® 4-98) 清透，NC 黃色/棕色 黑色
2 PVA (Poval® PVA-403) 清透，NC 黃色/棕色 黑色
3 PVA (Mowiol® 3-85) 清透，NC 黃色/棕色 黑色
4 PVA (Poval® PVA-505) 清透，NC 黃色/棕色 黑色
5 PVA （溶液#1） + RA （表1之項目#5），比為1:1 w/w%聚合物 清透，NC 清透，NC 黑色
6 PVA （溶液#2） + RA （表1之項目#5），比為1:1 w/w%聚合物 清透，NC 清透，NC 黑色
7 PVA （溶液#3） + RA （表1之項目#5），比為1:1 w/w%聚合物 清透，NC 清透，NC 黑色
8 PVA （溶液#4） + RA （表1之項目#5），比為1:1 w/w%聚合物 清透，NC 清透，NC 黑色
9 PET （表1之項目#1） + RA （表1之項目#5），比 2:5 = 3:1 w/w%聚合物 清透，NC 清透，NC 棕色
10 AQZ,（項目#4 表1） + RA （表1之項目#5），比 1:5 = 8:1 w/w%聚合物 清透，NC 清透，NC 棕色
表7. 聚合物塗層在表6中之熱曝露之後的DIW沖洗結果之清單。
# 描述 在150C下30分鐘 在250C下30分鐘 在250C下10小時
1 PVA (Mowiol® 4-98) 膨脹/溶解* 無效* 無效*
2 PVA (Poval® PVA-403) 溶解* 膨脹/溶解* 無效*
3 PVA (Mowiol® 3-85) 溶解* 膨脹* 無效*
4 PVA (Poval® PVA-505) 溶解* 膨脹* 無效*
5 PVA （溶液#1） + RA （表1之項目#5），比為1:1 w/w%聚合物 膨脹* 膨脹* 薄片*
6 PVA （溶液#2） + RA （表1之項目#5），比為1:1 w/w%聚合物 膨脹/溶解* 膨脹* 薄片*
7 PVA （溶液#3） + RA （表1之項目#5），比為1:1 w/w%聚合物 膨脹/溶解* 膨脹* 薄片*
8 PVA （溶液#4） + RA （表1之項目#5），比為1:1 w/w%聚合物 膨脹/溶解* 膨脹* 薄片*
9 PET （表1之項目#1） + RA （表1之項目#5），比 2:5 = 3:1 w/w%聚合物 溶解* 溶解* 溶解*
10 AQZ,（表1之項目#4） + RA （表1之項目#5），比1:5 = 8:1 w/w%聚合物 溶解* 溶解* 溶解*
*膨脹/溶解=具有輕微溶解的膨脹；明顯殘餘物 *溶解=完全溶解，完全清除 *膨脹=僅膨脹，未觀察到溶解 *無效=當曝露於DIW時，塗層未改變，未觀測到效應 *薄片=不溶解，僅有薄片，明顯殘餘物
實例3表明可能歸因於PVA之交鏈的PVA在熱曝露於攝氏250度持續30分鐘之後失去水溶性，不管RA (LISS)之添加。比較PET及AQZ基礎聚合物，此等物質保持其水溶性，如此些物質能夠用DIW沖洗所表明。 實例4 將PVA與聚酯混合且測試耐熱性及沖洗
此實驗將如AQTM 聚合物（表1之項目#1）之聚酯(PET)及如Poval® PVA-403（表1之項目#2）之聚乙烯醇(PVA)與如苯乙烯磺酸鋰（LISS, 表1之項目#5）之沖洗助劑(RA)混合。記錄溶液外觀。熱曝露之條件包括在攝氏150度下30分鐘及在攝氏250度下30分鐘。觀測每一基板以瞭解顏色變化；如實例8中所描述DIW水沖洗曝露如下所述。在表8至表9中給出各別觀測。 表8. 混合PET與PVA聚合物以如%wt計之聚合物固體中規定地在玻璃上產生塗層，及在熱曝露之後的觀測。
  聚合物固體比： 溶液外觀 塗層150C 塗層250C
# PET PVA LISS 總計：
1 80.8% 19.2% 0.0% 100.0% 清透 清透 黃色/棕色
2 49.2% 50.8% 0.0% 100.0% 清透 清透 黃色/棕色
3 19.7% 80.3% 0.0% 100.0% 清透 清透 黃色/棕色
4 60.7% 14.5% 24.8% 100.0% 混濁 清透 黃色/棕色
5 37.0% 38.2% 24.8% 100.0% 混濁 清透 黃色/棕色
6 14.8% 60.4% 24.8% 100.0% 清透 清透 黃色/棕色
表9. 表8中之聚合物塗層之DIW沖洗結果的清單
  聚合物固體比： 塗層150C 塗層250C
# PET PVA LISS 總計：
1 80.8% 19.2% 0.0% 100.0% 膨脹/溶解* 薄片*
2 49.2% 50.8% 0.0% 100.0% 膨脹/溶解* 薄片*
3 19.7% 80.3% 0.0% 100.0% 膨脹/溶解* 薄片*
4 60.7% 14.5% 24.8% 100.0% 膨脹/溶解* 薄片*
5 37.0% 38.2% 24.8% 100.0% 膨脹/溶解* 薄片*
6 14.8% 60.4% 24.8% 100.0% 膨脹/溶解* 薄片*
*膨脹/溶解=具有輕微溶解的膨脹；明顯殘餘物 *薄片=不溶解，僅有薄片，明顯殘餘物
實例4表明可能歸因於PVA交鏈的含有低至15%之PVA的混合物在熱曝露於攝氏250度持續30分鐘之後失去水溶性，不管RA (LISS)之添加。 實例5 基礎聚合物之耐熱性
此實驗測試基礎聚合物以瞭解對出氣之耐熱性、觀測到之顏色變化及在最大溫度曝露之後在去離子水(DIW)中之溶解能力。在此實驗中未使用沖洗助劑。在此實驗中研究之基礎聚合物是商業化為水溶性塗層之彼等基礎聚合物。此等基礎聚合物進一步識別為表1中之項目#1至#4，分別為如AQTM 聚合物之聚酯(PET)、如Mowiol®之聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯啶酮(PVP)及如AquazolTM (AQZ)之噁唑啉。所有塗佈混合物是以DIW中20%聚合物之相同濃度形成。將液體塗覆至如先前實例中所描述的玻璃基板，且允許此些玻璃基板在攝氏100度熱板上乾燥。所有塗層當在攝氏100度下乾燥時看起來相同；全部為透明、清透的。將經塗佈玻璃基板轉移至攝氏150度、攝氏200度、攝氏250度及攝氏300度下之熱板各自持續30分鐘，允許在攝氏300度下60分鐘之較長時間除外。在每一溫度之後，移除此些基板且觀察此些基板以瞭解基板之顏色及/或任何形態變化。在最後的攝氏300度曝露之後，允許此些基板冷卻至室溫且在中途浸沒至含DIW的器皿中。允許浸沒持續30分鐘。在以下表10至表12中表明且呈現結果。 表10. 針對每一聚合物塗層及溫度曝露之觀測之清單。
# 描述 實際 150C 200C 250C 300C
1 PET (#1) AQ48 20% NC NC NC 棕色
2 PET (#1) AQ48 20% NC NC NC 棕色
3 PVA (#2) PVA403 20% NC 黃色/棕色 棕色 深棕色
4 PVA (#2) PVA403 20% NC 黃色/棕色 棕色 深棕色
5 PVP (#3) PVPK15 20% 清透，開裂 黃色，開裂 棕色，開裂 棕色，開裂
6 PVP (#3) PVPK15 20% 清透，開裂 黃色，開裂 棕色，開裂 棕色，開裂
7 AQZ (#4) AQZ5 20% NC NC 淡黃色 棕色
8 AQZ (#4) AQZ5 20% NC NC 淡黃色 棕色
表11.針對每一聚合物基團量測之出氣值之清單，平均值是在每一各別聚合物之2個樣本之間取得。每一出氣量測值是在列舉溫度下持續30分鐘曝露時的比重重量損失，而攝氏300度為60分鐘。每一值是在增量溫度下取得。說明表示各別聚合物之2個累積值之間的平均值之總計。
# 描述 實際 平均值150C 平均值200C 平均值250C 平均值300C 總計(平均值)
1 PET (#1) AQ48 20% 0.11% 0.05% -0.06% 2.04% 2.14%
2 PET (#1) AQ48 20%
3 PVA (#2) PVA403 20% 0.18% 0.33% 0.99% 10.91% 12.41%
4 PVA (#2) PVA403 20%
5 PVP (#3) PVPK15 20% -0.30% 2.41% 0.46% 1.36% 3.93%
6 PVP (#3) PVPK15 20%
7 AQZ (#4) AQZ5 20% -0.18% 1.33% 0.16% 2.27% 3.58%
8 AQZ (#4) AQZ5 20%
表12. 如表11中所說明的在熱曝露於攝氏300度之後的聚合物塗層之觀測。
# 描述 實際 300C DIW浸泡
1 PET (#1) AQ48 20% 棕色 溶解*
2 PET (#1) AQ48 20% 棕色 溶解*
3 PVA (#2) PVA403 20% 深棕色 薄片*
4 PVA (#2) PVA403 20% 深棕色 薄片*
5 PVP (#3) PVPK15 20% 棕色，開裂 薄片*
6 PVP (#3) PVPK15 20% 棕色，開裂 薄片*
7 AQZ (#4) AQZ5 20% 棕色 溶解*
8 AQZ (#4) AQZ5 20% 棕色 溶解*
*溶解=完全溶解，完全清除 *薄片=不溶解，僅有薄片，明顯殘餘物
實例5呈現很可能由聚合物之交鏈引起的在基礎聚合物PVA及PVP失去水溶性時的另一外觀為此些聚合物之明顯顏色變化（棕色）及形態變化（開裂）。PVA及PVP之交鏈程序很可能以低至攝氏150度開始（PVP開裂，表10）。基礎聚合物PET及AQZ在熱曝露於攝氏300度持續30分鐘之後維持水沖洗。PET及AQZ 聚合物具有如藉由250C下小於2%之低出氣量測表示之良好耐熱性。 實例6 用於電漿障壁屏蔽之可洗基礎聚合物
對關於在電漿處理期間防止氣態化學品之滲透及攻擊之障壁品質對基礎聚合物系統進行評估感興趣。藉由旋塗至直徑150 mm之矽晶圓基板上來塗覆具有RA及UVA之基礎聚合物系統PET及AQZ類型（參見表1中之#1及#4），藉此，存在在表面上預濺鍍具有鋁金屬之區域。對晶圓進行旋塗，直至乾燥且分級以用於進入使用氟基化學品之電漿腔室系統。允許氣態電漿與此些晶圓接觸持續與矽蝕刻處理一致之持續時間。一旦程序完成，即移除、洗滌此些晶圓且關於氣態氟之有害攻擊對此些晶圓進行評估。在表13中給出結果。 表13. 電漿程序內的氟原子化學品造成之點蝕腐蝕之證據。在表1中給出基礎聚合物參考。
基礎聚合物 厚度 (μm) 腐蝕（Al攻擊）
AQZ （表1之#4） 2-3 攻擊，點蝕
PET （表1之#1） 2-3 NC，安全
觀察到，聚酯(PET)基礎聚合物展現優於噁唑啉(AQZ)化學品之障壁品質。 實例7 用於電漿選擇性量測之經塗佈矽晶圓
對重複實例6中之測試條件，然而僅使用聚酯基礎聚合物且評估此聚合物對習知矽乾式蝕刻（氟）製程之電漿選擇性感興趣。用各別材料塗佈矽晶圓且隨後藉由電漿蝕刻來處理此些矽晶圓。選擇性是定義為蝕刻深度之距離與聚合物遮罩塗層之腐蝕（損耗）相比較的比。將此些晶圓塗層旋轉乾燥而具有量測之厚度且分級以用於進入電漿腔室系統。允許此氣態化學品與此些晶圓接觸持續延長之持續時間。一旦程序完成，即再次量測且量化此些晶圓塗層。接著用室溫DIW洗滌此些晶圓塗層且觀測此些晶圓塗層以瞭解乾淨度。在下文在表14中給出結果。 表14. 電漿蝕刻化學品中之聚酯基礎聚合物選擇性蝕刻比的量測。
基礎聚合物 膜厚度(μm) 膜損耗(μm) 矽蝕刻(μm) 作為比之選擇性（作為Si:聚合物之總程序） DIW洗滌
PET #1 1.32 0.78 50 64:1 乾淨
觀察到，聚酯(PET)基礎聚合物展現高障壁品質，此障壁品質將選擇性呈現為可洗遮罩允許矽之電漿蝕刻製程。 實例8 紫外線吸收劑(UVA)之使用及雷射交互
將在表1中識別為項目#6（二苯乙烯聯苯二磺酸二鈉）或KeyfluorTM CBS-X之紫外線吸收劑(UVA)以相對於系統固體（聚合物固體）之%w添加至具有如在實例2中識別為LISS之RA的特定基礎聚合物。所使用之基礎聚合物是在熱曝露後之最佳洗滌體驗經證明之基礎聚合物，包括如AQTM 聚合物之聚酯(PET)及如AquazolTM (AQZ)之噁唑啉。UVA在自350 nm延伸至370 nm之UV/VIS範圍中具有已知最大吸收區域。UVA之量自低至2.4%變至高達大於20%，表示為與固化之聚合物塗層之重量的wt%比較。參見下文之表5以瞭解關於準確UVA含量之更多資訊。藉由旋塗至直徑150 mm之矽晶圓基板上來塗覆化學品。藉由雷射打印系統來處理具有固化之塗層的基板。所使用之系統是700 W單相、355 nm雷射（型號#3500，DPSS Lasers, Inc.）。在此應注意，所使用之UVA化合物具有與雷射之吸收範圍重疊的自300 nm分佈至425 nm、在375 nm達到最大之吸收範圍，此吸收範圍涵蓋343 nm至355 nm之雷射範圍。使用交叉線圖案利用雷射進行五次(5)遍次。在雷射處理後，在顯微鏡幫助下觀測圖案，查看到雷射造成之熱激活區帶(heat activation zone；HAZ)、基板衝擊區。針對切割至基板中之雷射之不規則性、光滑度及解析度來查核此區。HAZ之條件是基於大體上光滑且一致之外觀。在查核後，用室溫DIW洗滌此些基板。 表15. 藉由雷射打印系統處理之矽上聚合物塗層，具有指出之觀測。基礎聚合物是參考表1。
基礎聚合物 RA (%) UVA (%) 厚度(μm) HAZ DIW沖洗
AQZ #4 25% 2.4% 5.5 可接受 是，快速
AQZ #4 25% 2.4% 18.8 可接受 是，快速
AQZ #4 25% 2.4% 13.1 可接受 是，快速
AQZ #4 25% 12.6% 5.6 可接受 是，快速
AQZ #4 25% 26% 5.6 可接受 是，快速
AQZ #4 25% 40% 5.6 可接受 是，快速
PET #1 5% 2.4% 13.6 優異 慢
PET #1 5% 12.6% 10.9 優異 慢
PET #1 5% 26% 8.2 優異 慢
PET #1 5% 2.4% 25.5 優異 慢
PET #1 5% 2.4% 16.9 優異 慢
所測試的含有基礎聚合物PET及AQZ之塗層之最佳雷射交互是在PET情況下獲得。與AQZ:RA (25% RA)聚合物系統相比，PET:RA系統(5% RA)情況下的沖洗明顯較慢。如在簡單雷射打印系統上所執行，隨UVA含量變化觀測到很小差異。 實例9 用於雷射輔助電漿蝕刻處理之經塗佈矽晶圓
此實例研究塗覆至雷射輔助電漿蝕刻工具之各種組合物之可洗塗層的效能。符合此性質之系統，首先使用跨越經塗佈基板表面行進之高速雷射對經塗佈矽晶圓進行圖案化（產生遮罩），其中光束與塗層交互作用。在雷射處理期間選擇低能量是較佳的。此允許在不對基板造成雷射損害之情況下形成用於後續電漿處理之遮罩。在一較佳條件中，雷射穿透小於幾微米之頂部塗層而不由熔融或損壞下層材料特徵對基板產生有害影響。將雷射僅用於「有機」交互需要雷射與有機塗層之間的高選擇性而對下層基板無影響。因此，對於有機塗層，雷射偏好高選擇性（交互）。在此實驗中，以基礎聚合物系統內之如LISS之RA及UVA之變化濃度來形成一陣列之有機塗層組合物，在表1中描述所有此等濃度。在下文之表16中描述此陣列。 表16. 基礎聚合物內之成分濃度。
# UVA RA 基礎 基礎類型 總計：
1A 2.61% 13.03% 84.36% PET 100.00%
1B 2.44% 24.39% 73.17% AQZ 100.00%
2A 0.00% 13.38% 86.62% PET 100.00%
2B 1.32% 13.20% 85.48% PET 100.00%
2C 2.61% 13.03% 84.36% PET 100.00%
2D 5.08% 12.70% 82.22% PET 100.00%
2E 9.67% 12.08% 78.25% PET 100.00%
3A 2.63% 0.00% 97.37% PET 100.00%
3B 2.63% 6.55% 90.82% PET 100.00%
3C 2.63% 13.03% 84.34% PET 100.00%
3D 2.63% 25.81% 71.56% PET 100.00%
依據雷射之功率及光學分光來控制雷射能量以使光點能量自0.16 μJ變至1.88 μJ。對於2 μm光點大小，雷射之能量自80 μJ/mm變至940 μJ/mm。雷射能量根據表17中說明之設定改變。 表17. 關於雷射作為光點且跨越距離之能量設定
巷道# E/光點(μJ) E/mm (μJ)
1 0.16 80
2 0.2 100
3 0.28 140
4 0.38 190
5 0.5 250
6 0.5 250
7 0.62 310
8 0.75 375
9 0.88 440
10 1 500
11 1.12 560
在與基板塗層之雷射交互之後，製備基板且藉由掃描電子顯微鏡(scanning electron microscopy；SEM)來觀測基板。當雷射與塗層交互作用時，線或巷道跨越晶圓形成。具有較高交互程度之彼等塗層將產生較深之巷道，界定更良好，且在蝕刻腔室之除渣步驟中對此等區之後續清潔依賴較少。認為塗層與雷射之間的高交互是完全的。將觀測為完成之雷射交互分類為：Y =是，而將巷道內之塗層不太令人滿意或未清除表示為N =否。在表18中給出雷射交互的結果。 表18. 來自處於設定1至11之雷射與表17中列出之塗層組合物的交互作用之巷道清除結果。注意：Y =完全清除；N =不完全清除。
塗層 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1A N N Y Y Y Y Y Y Y Y Y
1B Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y
2A N N N N N N N N N N N
2B N N N N N N N N N N N
2C N N N N N N N N N N N
2D Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y
2E Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y
3A N N Y Y Y Y Y Y Y Y Y
3B N N Y Y Y Y Y Y Y Y Y
3C N N Y Y Y Y Y Y Y Y Y
3D N N Y Y Y Y Y Y Y Y Y
雷射交互之結果表明塗層1B、2D及2E提供與低設定下之雷射的高交互性（選擇性）。對此些結果之SEM影像更近查看表明，儘管1B可為清除的，但1B並未很好地解決。即，側壁並不如關於2D及2E觀測到的筆直。由於此情況，吾人可以進一步列出觀測結果，並以達到基板（巷道清除）所需之最低雷射能量來排序列出。在下文在表19中列出此等結果。 表19. 塗層組合物根據巷道清除（完成）所需之雷射之最小能量的排序，自第一最低能量至無清除發生之條件。
塗層 （參見表8） E/光點(μJ) E/mm (μJ)
2D 0.16 80
2E 0.16 80
3D 0.2 100
3B 0.28 140
3C 0.28 140
1A 0.38 190
1B 0.38 190
3A 0.5 250
2C 0.62 310
2B 0.75 375
2A 無 無
塗層組合物#2D及#2E表示受測試材料之陣列的UVA之最高濃度。此等高濃度與雷射之最低光點能量且因此最高選擇性對準。高選擇性塗層允許低能量、低損害雷射功率用於完成將引起關於接下來步驟、電漿蝕刻之改良條件的表面巷道（遮蔽）。 實例10 在雷射輔助電漿蝕刻處理之後的對塗層之DIW沖洗
隨後用室溫DIW沖洗在雷射圖案化及電漿蝕刻之後自實例9（表18）產生之經塗佈基板。藉由顯微鏡分析來查核幾分鐘沖洗之後的結果，且在下面的表20將完全乾淨報告為「Y」、將部分乾淨報告為「P」且將不乾淨報告為「N」。 表20. 基礎聚合物之成分濃度及利用RT DIW之沖洗結果。
# UVA RA 基礎 基礎類型 室溫下之沖洗
1A 2.61% 13.03% 84.36% PET Y
1B 2.44% 24.39% 73.17% AQZ Y
2A 0.00% 13.38% 86.62% PET Y
2B 1.32% 13.20% 85.48% PET Y
2C 2.61% 13.03% 84.36% PET Y
2D 5.08% 12.70% 82.22% PET Y
2E 9.67% 12.08% 78.25% PET Y
3A 2.63% 0.00% 97.37% PET N
3B 2.63% 6.55% 90.82% PET P
3C 2.63% 13.03% 84.34% PET Y
3D 2.63% 25.81% 71.56% PET Y
立即水沖洗含有AQZ之塗層組合物，而僅具有大於12%之如LISS之RA的彼等PET塗層達成沖洗。此外，在不具如LISS之RA的PET基礎聚合物之條件下，觀測到此等組合物未沖洗。 實例11 提高塗層中之UVA含量
此實驗測試增加添加至基礎聚合物之紫外線吸收(UVA)化合物之效應，同時查核溶液及塗層動態以及在最大溫度曝露之後的耐熱性顏色變化及在去離子水(DIW)中之溶解能力。在此實驗中研究之基礎聚合物包括商業化為水溶性塗層且對攝氏250至300度曝露展示耐熱性的彼等基礎聚合物。將此等基礎聚合物進一步識別為表1中之項目#1及#4，即AQTM 聚合物之聚酯(PET)及如AquazolTM (AQZ)之噁唑啉。UVA化合物在表1中列舉為項目#6，耐熱之UV吸收及螢光化合物，如KeyfluorTM 白色CBS-X (UVA)之二苯乙烯聯苯二磺酸二鈉。混合物是以含有足夠量之UVA的各種固體在DIW中形成，以產生UVA超過60% w/w之塗層組合物。製備此等溶液且在室溫下歷時2天觀測溶液之穩定性。如先前實例中所描述地將此些液體塗覆至玻璃基板且允許此些液體在攝氏100度熱板上乾燥。將觀測結果記錄在表21及表22中以反映溶液穩定性及塗佈條件。接著藉由UV檢查燈就可見螢光確認此些經塗佈之玻璃基板，隨後將此些基板轉移至設定在攝氏250度下之熱板持續30分鐘。在曝露之後，移除此些基板且藉由UV檢查燈（吸收 max=365 nm）再次就可見螢光觀測且測試此些基板。接著在中途將此些基板浸沒至含DIW的器皿中，且觀測此些基板以瞭解溶解能力，結果在表23中。 表21及表22. 具有基礎聚合物AQZ及PET之高負載的UVA之溶液製備。
# 液體中之固體% 液體中之UVA% 液體中之AQZ% 溶液外觀 塗層中之UVA% 塗層中之咪唑% 塗層
1 44.23% 4.23% 40.00% 清透，光滑 9.57% 90.43% 清透，光滑
2 36.35% 6.35% 30.00% 清透，光滑 17.47% 82.53% 清透，光滑
3 28.47% 8.47% 20.00% 清透，光滑 29.74% 70.26% 清透，光滑
4 24.53% 9.53% 15.00% 清透，光滑 38.84% 61.16% 清透，光滑
5 19.46% 10.89% 8.57% 不透明* 55.95% 44.05% 不透明*
6 17.96% 11.29% 6.67% 不透明* 62.87% 37.13% 不透明*
# 液體中之固體% 液體中之UVA% 液體中之PET% 溶液外觀 塗層中之UVA% 塗層中之PET% 塗層
7 28.02% 2.82% 25.20% 不透明* 10.17% 89.93% 不透明*
8 24.52% 5.08% 19.44% 不透明* 20.72% 79.28% 不透明*
9 22.03% 6.68% 15.35% 不透明* 30.34% 69.66% 不透明*
10 19.83% 8.11% 11.72% 不透明* 40.89% 59.11% 不透明*
11 18.33% 9.07% 9.26% 不透明* 49.49% 50.51% 不透明*
12 16.64% 10.16% 6.48% 不透明* 61.06% 38.94% 不透明*
* 不透明-混濁，在液體中沉澱；白色，在塗層中非透明 表23. 在表21及表22中識別的來自混合物之玻璃上塗層之觀測結果，在溫度曝露之後來自UV燈之可見螢光及洗滌。
塗層# 基礎聚合物 UVA (%) 外觀 100C下之UV螢光* 250C下之UV螢光* DIW浸泡
1 AQZ 9.57% 清透，光滑 是 是 溶解*
2 AQZ 17.47% 清透，光滑 是 是 溶解*
3 AQZ 29.74% 清透，光滑 是 是 溶解*
4 AQZ 38.84% 清透，光滑 是 是 溶解*
5 AQZ 55.95% 不透明* 是 是 溶解*
6 AQZ 62.87% 不透明* 是 是 溶解*
7 PET 10.07% 不透明* 是 是 溶解*
8 PET 20.72% 不透明* 是 是 溶解*
9 PET 30.34% 不透明* 是 是 溶解*
10 PET 40.89% 不透明* 是 是 溶解*
11 PET 49.49% 不透明* 是 是 溶解*
12 PET 61.06% 不透明* 是 是 溶解*
*UV螢光=自UV檢查燈觀測到可見螢光 *溶解=完全溶解，完全清除
如給定溶液及對應塗層之觀測結果（表21至表23）中所示，迫使UVA含量升高以達成具有大於60% wt之塗層是可能的。具有達成10% wt至60% wt必需之對應UVA含量的基礎聚合物PET之液體中的16%至28%固體之溶液是不透明的。替代地，以AQZ為基礎聚合物的類似對應UVA含量比液體，由24~44%的固體液體產生透明液體和塗層，而具有達成大於55%必需之UVA含量比之對應溶液是不透明的。利用AQZ基礎聚合物最佳達成達成高UVA含量之可能性。所有塗層展示為展現如藉由檢查燈量測的在熱曝露前後之可見螢光，從而支援給定波長(365 nm)下之完全吸收。 實例12 提高混合之基礎聚合物塗層中之UVA含量
此實驗探索如先前實例11中所解釋的使用基礎聚合物AQZ及PET兩者產生穩定混合物，使UVA含量在所得塗層中保持為高。目標是達成對於具有各別UVA化合物之此等基礎聚合物系統中的兩者穩定之稀釋值。由於本發明之範疇並非研究將此等基礎聚合物AQZ及PET與UVA混合之每一種可能性，但吾人將接受為或接近1:1之重量%比的AQZ與PET之簡單混合物，同時提高UVA之含量且將耐熱性確認為顏色變化且隨後具有溶解於去離子水(DIW)中的能力。在DIW中以含有足夠量UVA之各種固體形成遵循實例10之此等混合物，以產生UVA超過60% w/w之塗層組合物。PET與AQZ之基礎聚合物混合以如PET:AQZ的此等聚合物在1:1至1:1.5之間的比改變，餘量wt%來自UVA含量。如先前實例中所描述地將液體塗覆至玻璃基板且允許此些液體在攝氏100度熱板上乾燥。隨後在室溫下歷時2天關於穩定性觀測此些混合物。將觀測結果記錄在表24及表25中以反映溶液穩定性及塗佈條件。接著藉由UV檢查燈（吸收最大=365 nm）就可見螢光確認此些經塗佈之玻璃基板，隨後將此些基板轉移至設定在攝氏250度下之熱板持續30分鐘。在曝露之後，移除此些基板且如較早執行的藉由同一個UV檢查燈再次就可見螢光觀測且測試此些基板。接著在中途將此些基板浸沒至含DIW的器皿中，且觀測此些基板以瞭解溶解能力，結果在表26中呈現。 表24及表25。具有基礎聚合物AQZ及PET之高負載的UVA之溶液製備。
# 液體中之固體% 液體中之UVA% 液體中之PET% 液體中之AQZ% 溶液外觀 塗層中之UVA% 塗層中之PET% 塗層中之AQZ% 塗層
13 36.13% 3.53% 12.60% 20.00% 不透明* 9.76% 34.88% 55.36% 清透，光滑
14 30.44% 5.72% 9.72% 15.00% 不透明* 18.78% 31.94% 49.28% 清透，光滑
15 25.25% 7.58% 7.67% 10.00% 不透明* 30.00% 30.39% 39.60% 部分*
16 22.18% 8.82% 5.86% 7.50% 不透明* 39.75% 26.43% 33.82% 不透明*
17 18.89% 9.98% 4.63% 4.29% 不透明* 52.82% 24.50% 22.68% 不透明*
18 17.30% 10.72% 3.24% 3.33% 不透明* 62.00% 18.73% 19.27% 不透明*
# 液體中之固體% 液體中之UVA% 液體中之PET% 液體中之AQZ% 溶液外觀 塗層中之UVA% 塗層中之PET% 塗層中之AQZ% 塗層
19 16.95% 1.66% 5.91% 9.38% 清透，光滑 9.76% 34.88% 55.36% 清透，光滑
20 16.58% 3.11% 5.30% 8.17% 清透，光滑 18.78% 31.94% 49.28% 清透，光滑
21 17.33% 5.20% 5.27% 6.86% 清透，光滑 30.00% 30.39% 39.60% 部分*
22 15.92% 6.33% 4.21% 5.39% 清透，光滑 39.75% 26.43% 33.82% 不透明*
23 12.38% 6.54% 3.03% 2.81% 清透，光滑 52.82% 24.50% 22.68% 不透明*
24 12.22% 7.58% 2.29% 2.36% 清透，光滑 62.00% 18.73% 19.27% 不透明*
表26. 在表24及表25中識別的來自混合物之玻璃上塗層之觀測結果，在溫度曝露之後來自UV燈之可見螢光及洗滌。
塗層# 液體中之固體% 塗層中之AQZ% 塗層中之PET% 塗層中之UVA% 塗層外觀 100C下之UV螢光* 250C下之UV螢光* DIW浸泡
13 36.13% 55.36% 34.88% 9.76% 清透，光滑 是 是 溶解*
14 30.44% 49.28% 31.94% 18.78% 清透，光滑 是 是 溶解*
15 25.25% 39.60% 30.39% 30.00% 部分* 是 是 溶解*
16 22.18% 33.82% 26.43% 39.75% 不透明* 是 是 溶解*
17 18.89% 22.68% 24.50% 52.82% 不透明* 是 是 溶解*
18 17.30% 19.27% 18.73% 62.00% 不透明* 是 是 溶解*
19 16.95% 55.36% 34.88% 9.76% 清透，光滑 是 是 溶解*
20 16.58% 49.28% 31.94% 18.78% 清透，光滑 是 是 溶解*
21 17.33% 39.60% 30.39% 30.00% 部分* 是 是 溶解*
22 15.92% 33.82% 26.43% 39.75% 不透明* 是 是 溶解*
23 12.38% 22.68% 24.50% 52.82% 不透明* 是 是 溶解*
24 12.22% 19.27% 18.73% 62.00% 不透明* 是 是 溶解*
*不透明-混濁，在液體中沉澱；白色，在塗層中非透明 *UV螢光=自UV檢查燈觀測到可見螢光 *溶解=完全溶解，完全清除
關於混合基礎聚合物PET及AQZ提供實例11之改良條件。提高UVA含量以達成具有大於60% wt之塗層是用在液體中最多36%固體之基礎聚合物PET及AQZ的混合物，且稀釋回至如給定溶液及對應塗層之觀測結果（表24至表25）中展示的17%之最大量固體而更好地達成。在具有達成10至60 % wt必需之對應UVA含量的液體中小於17%固體之基礎聚合物混合物全部是清透的且在室溫下穩定。所有塗層展示為展現如藉由檢查燈量測的在熱曝露前後之可見螢光，從而支援給定波長(365 nm)下之完全吸收。
無
無
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

Claims (22)

  1. 一種在雷射加工中用作一耐熱可水洗的保護塗層之組合物，該組合物包含分散或溶解在水中的按重量計約1%至70%之一水溶性紫外光吸收化合物及按重量計約30%至99%之至少一種水溶性聚合物，該紫外光吸收化合物及該水溶性聚合物之重量百分比是基於作為100重量%的固體之總重量，其中該水溶性紫外光吸收化合物具有大於攝氏250度之一熔點，且該水溶性聚合物是熱塑性的、具有在攝氏200度下大於50,000厘泊之一熱黏性。
  2. 如請求項1所述之組合物，其中具有大於攝氏250度之一熔點的該水溶性紫外光吸收化合物之該重量%是基於作為100重量%的固體之總重量之5%至50%。
  3. 如請求項1所述之組合物，其中具有大於攝氏250度之一熔點的該水溶性紫外光吸收化合物之該重量%是基於作為100重量%的固體之總重量之8%至40%。
  4. 如請求項1所述之組合物，其中具有大於攝氏250度之一熔點的該水溶性紫外光吸收化合物之該重量%是基於作為100重量%的固體之總重量之10%至30%。
  5. 如請求項1所述之組合物，其中具有大於攝氏250度之一熔點的該水溶性紫外光吸收化合物包含二苯乙烯聯苯。
  6. 如請求項5所述之組合物，其中該二苯乙烯聯苯是陽離子鋰、鈉或鉀之鹽。
  7. 如請求項5所述之組合物，其中該二苯乙烯聯苯是鈉鹽，稱為二苯乙烯聯苯二磺酸二鈉。
  8. 如請求項1所述之組合物，其中熱塑性的、具有在攝氏200度下大於50,000厘泊之一熱黏性之該水溶性聚合物包含聚酯。
  9. 如請求項1所述之組合物，其中熱塑性的、具有在攝氏200度下大於50,000厘泊之一熱黏性之該水溶性聚合物包含聚-2-乙基-2-噁唑啉。
  10. 如請求項1所述之組合物，其中該耐熱可水洗的保護塗層亦包含一沖洗助劑。
  11. 如請求項10所述之組合物，其中該沖洗助劑包含苯乙烯磺酸鋰。
  12. 一種雷射加工方法，包含以下步驟：將一耐熱可水洗的保護塗層塗覆至一基板；允許該塗覆之塗層凝結且硬化；及對該基板進行雷射加工。
  13. 如請求項12所述之雷射加工方法，其中該雷射與基板表面上之該耐熱可水洗的保護塗層交互作用，且藉由對該基板表面上之該塗層使用一數目之雷射接觸週期來清除接觸點處的該塗層以產生一耐熱且可水洗的保護遮罩。
  14. 如請求項13所述之雷射加工方法，其中用以清除該基板表面上之該耐熱可水洗的保護塗層以產生一耐熱且可水洗的保護遮罩的雷射接觸週期之該數目小於5。
  15. 如請求項13所述之雷射加工方法，其中用以清除該基板表面上之該耐熱可水洗的保護塗層以產生一耐熱且可水洗的保護遮罩的雷射接觸週期之該數目小於3。
  16. 如請求項13所述之雷射加工方法，其中用以清除該基板表面上之該耐熱可水洗的保護塗層以產生一耐熱且可水洗的保護遮罩的雷射接觸週期之該數目是1。
  17. 如請求項13所述之雷射加工方法，進一步包含處理含有該耐熱且可水洗的保護遮罩之該基板表面的步驟，其中該處理包含具有小於25:1之一量測的總選擇性之電漿蝕刻，其中該選擇性將用於矽移除對比該遮罩移除之總電漿製備及蝕刻製程表示為Si:遮罩。
  18. 如請求項17所述之雷射加工方法，其中該電漿蝕刻製程之該總選擇性大於25:1且小於50:1，其中該選擇性將用於矽移除對比該遮罩移除之該總電漿製備及蝕刻製程表示為Si:遮罩。
  19. 如請求項17所述之雷射加工方法，其中該電漿蝕刻製程之該總選擇性大於50:1，其中該選擇性將用於矽移除對比該遮罩移除之該總電漿製備及蝕刻製程表示為Si:遮罩。
  20. 如請求項12所述之雷射加工方法，其中該基板之該雷射加工包含產生一半導體元件。
  21. 如請求項12所述之雷射加工方法，其中該基板之該雷射加工包含產生一顯示元件。
  22. 如請求項12所述之雷射加工方法，其中該基板之該雷射加工包含產生一微機電系統(MEMS)。
TW109106189A 2019-02-27 2020-02-26 雷射交互應用的可水洗之耐熱且耐電漿塗層 TWI837311B (zh)

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