TWI552218B - Protective film for laser processing - Google Patents

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Description

雷射加工用保護膜劑
本發明係有關一種將雷射光照射在晶圓上，且於進行雕繪、晶圓切割、切槽及其他加工之際，提供包覆且保護晶圓之表面之保護膜劑。
由矽、藍寶石等化合物所構成，且IC、LSI、LED等之元件係由切割道所分割形成複數個晶圓，該切割道係縱橫的分離，且分割成各個之元件。如此之切割道的分割，其係藉由雷射光之照射形成加工槽等而進行。
雷射加工該晶圓之工程等中，藉由雷射光之照射使構成晶圓之原子等，形成原子汽化(昇華)而飛散，且其將作為異物(屑)再次的擴散掉落附著在晶圓之表面。然而，如此所附著之異物(屑)，於後續之洗淨等工程中亦無法去除，而形成了一個問題點。
作為對於如上述之問題點的對應方法，習知為了製作出該原子汽化(昇華)之成分飛散後不會影響晶圓之環境，而有了在氣體之噴射、真空吸引或減壓下的加工方法等。然而該些方法中，產生了裝置之設置、裝置之運轉、運轉作業煩雜等的缺點，而有改良之必要。
因此，採用了在照射雷射光之前，以樹脂包覆晶圓之表面，之後進行加工晶圓之表面的方法。藉此，即使屑飛散，亦可由該樹脂膜保護，而不會附著在元件上。
作為該保護膜用之樹脂，特開2007-73670號公報中係使用聚乙烯醇(PVA)，且藉由旋轉塗佈機等塗佈在晶圓之表面，以包覆且保護表 面。而且，進行了雷射加工後，以水進行洗淨，將所產生之屑與已形成覆膜之PVA一起洗掉。
該聚乙烯醇(PVA)係如上所述可利用水洗淨去除，是很好使用之物。然而，即使在雷射加工後將PVA洗掉，屑之一部分將形成特別附著在加工槽附近之晶圓表面上的狀態，無法完全的去除。再者，將殘留斑點狀之殘渣，其原因將如後所述，可想是在加熱狀態之屑的附著所產生之PVA的熱變化。如此，可見無法充分的保護晶圓之表面。
本發明係提供一種雷射加工用保護膜劑，於雷射加工之際，可更確實的包覆且保護晶圓之表面，加工處理後可藉由利用水進行洗淨予以去除，而可獲得不會見到屑之附著之乾淨的晶圓表面。
本發明係藉由於雷射加工之際，作為供包覆且保護晶圓之表面之水溶性接著劑，使用聚N-乙烯基乙醯胺，以形成雷射加工用保護膜劑。
再者，該雷射加工用保護膜劑中，可更添加吸收主要係355nm之紫外線、532nm之可視光線、790nm之紅外線、其他所要之波長之雷射光的吸收劑，以更有效的進行雷射加工。
根據本發明，藉由保護膜劑包覆且保護晶圓之表面的狀態下，可進行雕繪、晶圓切割、切槽及其他之雷射加工。由該雷射加工所產生之屑，可藉由水洗與保護膜劑一起容易的去除，且亦不會發生可想是因保護膜劑所造成之斑點狀的殘渣，而可獲得具有乾淨之表面的晶圓。
而且，由於可充分的防止因雷射加工所產生之晶圓表面的污垢，因此切割道之幅度亦可變狹，且亦可更有效率的進行元件之製造。
再者，可想是隨著各種之加工所產生異物之再附著的各種雷射加工處理作業中，可廣泛的使用。再者，對於Low-k膜等絕緣膜之雷射切槽的切槽工程，亦可使用。
進而，該保護膜劑作為利用水可容易洗淨去除的水溶性之保護膜，亦可廣泛的使用於對於表面受傷之防止、抑制粘著膠帶之粘著性等的控制、被要求約200℃程度之耐熱性之工程的應用等。
〔本發明〕
1‧‧‧晶圓
11‧‧‧晶圓
2‧‧‧雷射加工槽
12‧‧‧雷射加工槽
3‧‧‧雷射加工後形成之低堤狀部分
13‧‧‧雷射加工後形成之低堤狀部分
4‧‧‧晶圓之表面
14‧‧‧晶圓之表面
15‧‧‧屑，斑點狀之殘渣
第1A圖：係本發明之實施例之試驗結果之擴大上視圖及側面圖。
第1B圖：係比較例之試驗結果之擴大上視圖及側面圖。
為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：本發明之雷射加工用保護膜劑中，係使聚N-乙烯基乙醯胺作為水溶性接著劑使用。該聚N-乙烯基乙醯胺，較佳係N-乙烯基乙醯胺之共聚物。該聚N-乙烯基乙醯胺之重量平均分子量係使用5,000~2,000,000程度之物，較佳係10,000~1,730,000程度之物，更佳係20,000~1,000,000程度之物。
該聚N-乙烯基乙醯胺，使其濃度作為0.1~40質量百分比程度使用，且較佳係使用1~20質量百分比程度，更佳係使用1.5~8質量百分比程度，最佳係使用1.5~5質量百分比程度。再者，該聚N-乙烯基乙醯胺之分解開始溫度係約360℃，具有耐熱性。
該聚N-乙烯基乙醯胺係水溶性，且作為其溶媒係可利用純水，惟亦可與純水一起混合異丙醇等之乙醇類、丙三醇類、乙二醇醚等之1種或2種以上來使用。
如此之雷射加工用保護膜劑，藉由利用旋轉塗佈機在晶圓之表面塗佈，或是利用噴霧器進行塗佈，而可獲得均一的塗佈面，特別是可以不必進行烘烤操作來使用。
作為進行該雷射加工之際的雷射光，雖然可使用各種之物，然而主要使用355nm之紫外線、532nm之可視光線、790nm之紅外線等即可。該保護膜劑中，可包含供吸收所要之波長之加工用雷射光的吸收劑，藉此如上所述可更有效的進行雷射加工。
作為該吸收劑，例如，紫外線吸收用的有三氮六環類、二苯甲酮類、苯並三唑類、恩菎類、二苯乙烯基聯苯衍生物等。紅外線吸收用的可列舉1,1,5,5-四〔4-(二乙胺基)苯基〕-1,4-戊二烯-3-碳陽離子對甲苯磺酸鹽等。而且，作為其他一般之雷射光之吸收劑廣為人知之物，可使用具有雷射光吸收能之色素、染料等。
再者，雖然該雷射加工用保護膜劑可藉由如上所述之旋轉塗佈機、噴霧器等，於晶圓之表面進行塗佈，然而為了防止由晶圓之表面彈開，且使淋濕變佳提昇塗佈性，進而提昇溶液之保存安定性，可以添加界面活性劑等。作為該界面活性劑，只要是水溶性的話，可使用非離子系、陽離子系、陰離子系、兩性系之界面活性劑。
作為該非離子系界面活性劑，例如可列舉壬基酚類、高級醇類、多元醇類、聚氧烷二醇類、聚氧乙烯烷酯類、聚氧乙烯烷醚類、聚氧乙烯烷基酚醚類、聚氧乙烯去水山梨醇烷酯類。
再者，作為陽離子系界面活性劑，例如有第4級銨鹽、胺鹽；作為陰離子系界面活性劑，例如有烷苯磺酸鹽及其鹽、烷基硫酸酯鹽、甲基牛磺酸鹽、乙醚磺酸鹽等；作為兩性系界面活性劑，例如可列舉咪唑甜菜鹼類、醯胺丙基甜菜鹼類、氨基二丙酸鹽類等。該些界面活性劑，適當的選擇其一種或二種以上使用即可。該界面活性劑，通常作為對於保護膜劑之全量的有效成分，使用0.05~5質量百分比即可。
再者，若有必要的話，為了增加保存性，可添加苯基乙二醇等之防腐劑。進而，視需要，亦可使用可塑劑、有機酸等。
進行了雷射加工處理後，雖然係使用水進行洗淨，然而此時可使用刷子，或是加入超音波進行洗淨。藉此，可有效率的去除因加工處理所產生之屑及保護膜。
(實施例)
(實施例1)
將聚N-乙烯基乙醯胺(昭和電工株式會社製之PNVA GE-191-104、重量平均分子量係500,000)12.5質量百分比及純水87.5質量百分比之混合溶液以20質量百分比，與作為界面活性劑以N-椰子油脂肪酸醯基-L-麩胺酸三乙醇胺0.96質量百分比，與作為防腐劑以苯氧乙醇0.1質量百分比，與純水78.94質量百分比充分的混合，以獲得雷射加工用保護膜劑。聚N-乙烯基乙醯胺之含有量係2.5質量百分比。
(實施例2)
將聚N-乙烯基乙醯胺(同上)12.5質量百分比及純水87.5質量百分比之混合溶液以28質量百分比，與吸收355nm之雷射光之三氮六環類紫外線吸收劑以0.8質量百分比，與作為界面活性劑以N-椰子油脂肪酸醯基-L-麩胺酸三乙醇胺0.16質量百分比，與作為防腐劑以苯氧乙醇1質量百分比，與純水70.04質量百分比充分的混合，以獲得雷射加工用保護膜劑。聚N-乙烯基乙醯胺之含有量係3.5質量百分比。
(實施例3)
將聚N-乙烯基乙醯胺(同上)12.5質量百分比及純水87.5質量百分比之混合溶液以11質量百分比，與作為界面活性劑以N-椰子油脂肪酸醯基-L-麩胺酸三乙醇胺0.16質量百分比，與作為防腐劑以苯氧乙醇0.1質量百分比，與純水88.74質量百分比充分的混合，以獲得雷射加工用保護膜劑。聚N-乙烯基乙醯胺之含有量係1.375質量百分比。
(實施例4)
將聚N-乙烯基乙醯胺(昭和電工株式會社製之PNVA GE-191-107、重量平均分子量係31,000)10質量百分比及純水90質量百分比之混合溶液以80質量百分比，與作為界面活性劑以N-椰子油脂肪酸醯基-L-麩胺酸三乙醇胺1.6質量百分比，與作為防腐劑以苯氧乙醇1質量百分比，與作為溶劑以丙二醇甲醚14質量百分比，與純水3.4質量百分比充分的混合，以獲得雷射加工用保護膜劑。聚N-乙烯基乙醯胺之含有量係8質量百分比。
(比較例1)
將聚乙烯醇9.3質量百分比，與作為界面活性劑以N-椰子油脂肪酸醯基-L-麩胺酸三乙醇胺0.96質量百分比，與作為防腐劑以苯氧乙醇1質量百分比，與作為可塑劑以丙三醇10.2質量百分比，與作為溶劑以丙二醇甲醚15質量百分比，與純水63.54質量百分比充分的混合，以獲得保護膜劑。
(試驗)
將實施例1及比較例1之雷射加工用之保護膜劑，藉由旋轉塗佈機分別塗佈在矽晶圓之表面，且藉由355nm之雷射光進行槽加工處理。該加工處理後，噴射水之軟化液，且併用刷子洗淨去除雷射加工用保護膜。
擴大100倍的觀察進行了該處理之實施例1及比較例1之該雷射加工所形成之槽加工部分，且比較了二者。
(試驗結果)
第1A圖係揭示實施例1之槽加工部分之狀態之上視圖及側面圖，第1B圖係同樣的揭示比較例1之狀態。
(考察)
實施例1之物中，如第1A圖所示，晶圓1上因雷射加工所 產生之V字狀之槽2之側邊，形成一低的堤狀部分3，而其外側之晶圓之表面4上，無法看到屑的附著及斑點狀之保護膜劑之殘渣的附著。
另一方面，比較例1之物中，如第1B圖所示，晶圓11上因雷射加工所產生之V字狀之槽12之側邊，形成一低的堤狀部分13，而其外側附近之晶圓之表面14上，可看到無法洗淨去除之屑之一部分及茶色之斑點狀之殘渣的附著15。PVA超過150℃的話，將引起脫水，甚至知道在220℃附近，將引起脫水縮合，而生成多烯。因此，認為藉由因雷射加工所產生之高熱之屑之附著的加熱，無色之保護膜將變色為茶色，且由水溶性熱變化為非水溶性之物，而形成附著在晶圓之表面的狀態。
如此，由實施例1之物中，得知可確實的保護晶圓之表面，且雷射加工後，與其保護膜一起去除屑，而可獲得表面乾淨的晶圓。
本發明可在不偏離主要的精神及特徵下以其它不同的形式實施。因此，上述的較佳實施例只是以舉例的方式被舉出，且不應將其視為本發明之限制。本發明的範圍是由下面的申請專利範圍所界定，而非由說明書的內容所定義。甚者，屬於申請專利範圍之等效的變化或修改都是落於本發明的範圍。
1‧‧‧晶圓
2‧‧‧雷射加工槽
3‧‧‧雷射加工後形成之低堤狀部分
4‧‧‧晶圓之表面

Claims (9)

  1. 一種雷射加工用保護膜劑，係將由切割道分割形成有複數個元件之晶圓，沿著切割道照射雷射光而分割成各個之元件的加工工程中，照射雷射光而分割成各個之元件前，包覆晶圓表面而保護元件，該雷射加工用保護膜劑係含聚N-乙烯基乙醯胺作為水溶性接著劑。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之雷射加工用保護膜劑，該聚N-乙烯基乙醯胺之重量平均分子量係5,000~2,000,000。
  3. 如申請專利範圍第1項記載之雷射加工用保護膜劑，該聚N-乙烯基乙醯胺之濃度係0.1~40質量百分比。
  4. 如申請專利範圍第1項記載之雷射加工用保護膜劑，該聚N-乙烯基乙醯胺之重量平均分子量係5,000~2,000,000，其濃度係0.1~40質量百分比。
  5. 如申請專利範圍第1項記載之雷射加工用保護膜劑，其係更包含吸收加工用雷射光之吸收劑。
  6. 如申請專利範圍第5項記載之雷射加工用保護膜劑，該聚N-乙烯基乙醯胺之重量平均分子量係5,000~2,000,000。
  7. 如申請專利範圍第5項記載之雷射加工用保護膜劑，該吸收劑係色素或染料。
  8. 如申請專利範圍第1項記載之雷射加工用保護膜劑，其係更包含吸收加工用雷射光之吸收劑，聚N-乙烯基乙醯胺之重量平均分子量係5,000~2,000,000，其濃度係0.1~40質量百分比。
  9. 如申請專利範圍第8項記載之雷射加工用保護膜劑，該吸收劑係色素或染料。
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