TWM524552U - 雷射切割用保護膜 - Google Patents
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Description
本創作係關於一種雷射切割用保護膜，是指一種具有高耐熱穩定性，且容易清洗乾淨之雷射切割用保護膜。
半導體裝置製法中形成的晶圓具層合結構，其包含絕緣膜和功能性膜堆疊於半導體基板(如，矽)的面上，其藉表列式的分割線(所謂的界道(streets))分隔。以界道分隔的各區域界定出半導體晶片，如，IC或LSI，亦即，沿著界道切割晶圓，得到多個半導體晶片。但隨著半導體裝置整合度增加且界道寬度變窄，使切割之精準度要求隨之提高，但伴隨而來的過熱效應問題會導致切割道因熱而崩裂、破片等，成為雷射切割製程中之問題。
晶圓切割製程從舊式的刀片切割晶圓，演變為目前新式的雷射切割製程；係為先沿著界道施以雷射光，藉此形成與切割刀(切割邊緣)寬度相稱的溝槽，之後以刀切割。但是，雷射光沿著晶圓的界道施用時，有著雷射光被吸收的新問題形成，例如雷射光被矽基板所吸收，其熱能導致矽熔解或熱分解，因此而產生矽蒸氣..等，其凝結並沉積在晶片表面上。因此，針對切割晶圓時，晶圓之保護膜必須具備相當好的耐熱性，否則易導致保護膜破裂，而使晶圓切割所產生的噴濺物和蒸氣煙霧滲入破裂膜的空隙，由於這些殘留物為非水溶性，所得矽蒸氣..等之凝結沉積物(碎物)嚴重損及半導體晶片品質。
已知用於解決此問題之技術，例如TW 200631086 A號專利揭示一種雷射切割用保護膜劑，其有水溶性樹脂及至少一種選自水溶性染料、水溶性著色劑及水溶性紫外線吸收劑之雷射光吸收劑溶解於其中。將保護膜劑塗覆至欲加工的晶圓表面上，繼而乾燥以形成保護膜。透過保護膜進行雷射切割，而自晶圓製得晶片。因此，得以有效地防止碎屑澱積於晶片整個表面(包括其周圍邊緣部分)上，因為保護膜為水溶性，可藉水洗而輕易移除，亦即，以水清洗保護膜的同時，可清除保護膜上的殘留物。上述之方法係使用水溶性樹脂，通常具有較差之熱穩定性，於晶圓之雷射切割製程中照射雷射後將產生內熱，水溶性樹脂若使用之分子量不夠高，可能會受熱而熱解，對於基材保護效果則會有限。
另有TW M496842 U專利揭露一種雷射切割用保護片，其包括：一基片；以及塗覆於該基片上之雷射切割用保護膜組成物所形成之保護層，該保護層厚度為100至5000 nm；其中該雷射切割用保護膜組成物，其特徵在於包含：(A)水溶性聚合物；以及(B)交聯劑；其中該(A)水溶性聚合物的重量平均分子量(Mw)係為10000~150000。藉由添加交聯劑使高分子間交聯度提升，應用於雷射切割製程中，具有高熱穩定性，並可使用較低分子量水溶性樹脂塗佈，能保護基材較不易沾附細屑，可減少基材污染問題。但此保護片經過交聯劑的交聯反應之後，因為雷射切割製程會因交聯劑造成保護膜硬化，在最後的清洗階段因保護膜無法與水溶解造成清洗的困難，因此製程不良率提高。
因此，開發出具有高耐熱穩定性，且容易清洗乾淨的保護膜，防止切割製程產生矽蒸氣凝結並沉積在晶片表面上，所產生的細屑造成晶圓物件的汙染，乃是現階段晶圓製造產業亟欲解決之問題。
有鑑於此，本創作即在提供一種具有高耐熱穩定性，且容易清洗乾淨之雷射切割用保護膜，為其主要目的者。
本創作係提供一種雷射切割用保護膜，其包括：一基片；以及塗覆於該基片上雷射切割用保護膜組成物所形成之保護層，該保護層膜厚度為0.5μm至5 μm；其中該保護層係包含：第一水溶性聚合物，該第一水溶性聚合物之重量平均分子量(Mw)係為30萬～40萬；以及第二水溶性聚合物，該第二水溶性聚合物之重量平均分子量(Mw)係為2萬～16萬。
為達上述目的，所述之第一水溶性聚合物係為聚乙烯基吡咯烷酮。
達上述目的，所述之第二水溶性聚合物係為聚乙烯基吡咯烷酮及其共聚合物。
為達上述目的，所述之第二水溶性聚合物的重量百分比為5～50﹪。
為達上述目的，所述之基片與保護層之間進一步設有一黏著劑層。
本創作藉由添加低分子量聚合物於保護膜中，可以讓保護膜的厚度更均勻，更容易分解保護膜，而其他非切割區有足夠的熱穩定性，也能增加保護膜對晶圓的密著性，防止因為膜材浮起而沾附細屑在晶圓上，亦可以保護晶圓不被凝結沉積物污染，在最後清洗流程也可以加快清洗的速率，避免保護膜殘留在晶圓上面。
為充分瞭解本創作之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，對本創作做一詳細說明，說明如後：
第1圖是由矽晶圓覆上實施例所製備雷射切割用保護膜，本創作之保護膜包括有；一基片10以及一保護層20，保護層20係塗覆設置於基片10表面，並經乾燥於矽晶圓上形成膜厚度為0.5μm至5 μm，其較佳實施例之厚度為 0.1至3 μm。其中，保護層20係包含：(A)第一水溶性聚合物；以及(B)第二水溶性聚合物，第一水溶性聚合物之重量平均分子量(Mw)係為30萬～40萬，第二水溶性聚合物之重量平均分子量(Mw)係為2萬～16萬，保護膜係經由高分子量之第一水溶性聚合物和低分子量之第二水溶性聚合物混和溶解所形成。另外，基片10與保護層20之間亦可進一步設有一黏著劑層30，如第2圖所示。
而上述第一水溶性聚合物係為聚乙烯基吡咯烷酮，第二水溶性聚合物由聚乙烯基吡咯烷酮及其共聚合物所組成，且第二水溶性聚合物之重量百分比較佳者為5～50﹪。
下文將提供根據本創作之雷射切割用保護膜之實施說明於下表：
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="_0001"><TBODY><tr><td> </td><td> (A)重量百分比 </td><td> (B)重量百分比 </td><td> 合計 </td></tr><tr><td> 實施例1 </td><td> 85 </td><td> 15 </td><td> 100 </td></tr><tr><td> 實施例2 </td><td> 65 </td><td> 35 </td><td> 100 </td></tr><tr><td> 實施例3 </td><td> 90 </td><td> 10 </td><td> 100 </td></tr><tr><td> 實施例4 </td><td> 80 </td><td> 20 </td><td> 100 </td></tr><tr><td> 比較例1 </td><td> 100 </td><td> 0 </td><td> 100 </td></tr></TBODY></TABLE>(A) 第一水溶性聚合物係為高分子量聚乙烯基吡咯烷酮，其重量平均分子量(Mw)為360000。 (B) 第二水溶性聚合物係為低分子量聚乙烯基吡咯烷酮及其共聚合物，其重量平均分子量(Mw)為56700。
實施例一製得下列組成之水溶液︰取高分子量聚乙烯基吡咯烷酮8.5 g，再取低分子量聚乙烯基吡咯烷酮及其共聚合物 1.5 g，溶解於100 ml純水中並經2μm濾膜過濾。
前述水溶液以旋轉塗佈的方式塗覆於玻璃板上(10X10cm
、)，並經乾燥於玻璃板上形成厚度為 0.5至5 μm的保護膜，再將塗佈完成之玻璃板置於超音波清洗機中，在水溫25℃下震盪清洗10秒，取出後在120℃烘乾1小時，冷卻後稱重量，計算保護膜的去除重量。
前述水溶液以旋轉塗佈的方式塗覆於矽晶圓上，並經乾燥於矽晶圓上形成厚度為 0.5至5 μm的保護膜，再將塗佈完成之矽晶圓置於雷射加工設備上進行雷射加工，再使用純水洗去保護膜，觀察矽晶圓上雷射切割加工的周遭情況，無異物沉積，且加工後的界面寬度與雷射設定參數直徑相仿。
實施例二取高分子量聚乙烯基吡咯烷酮6.5 g，再取低分子量聚乙烯基吡咯烷酮及其共聚合物 3.5 g，溶解於100 ml純水中並經2μm濾膜過濾。
前述水溶液以旋轉塗佈的方式塗覆於玻璃板上(10X10cm
2)，並經乾燥於玻璃板上形成厚度為 0.5至5 μm的保護膜，再將塗佈完成之玻璃板置於超音波清洗機中，在水溫25℃下震盪清洗10秒，取出後在120℃烘乾1小時，冷卻後稱重量，計算保護膜的去除重量。
前述水溶液以旋轉塗佈的方式塗覆於矽晶圓上，並經乾燥於矽晶圓上形成厚度為 0.5至5 μm的保護膜，再將塗佈完成之矽晶圓置於雷射加工設備上進行雷射加工，再使用純水洗去保護膜，觀察矽晶圓上雷射切割加工的周遭情況，無異物沉積，且加工後的界面寬度與雷射設定參數直徑相仿。
實施例三取高分子量聚乙烯基吡咯烷酮9.0 g，再取低分子量聚乙烯基吡咯烷酮及其共聚合物 1.0 g，溶解於100 ml純水中並經2μm濾膜過濾。
前述水溶液以旋轉塗佈的方式塗覆於玻璃板上(10X10cm
2)，並經乾燥於玻璃板上形成厚度為 0.5至5 μm的保護膜，再將塗佈完成之玻璃板置於超音波清洗機中，在水溫25℃下震盪清洗10秒，取出後在120℃烘乾1小時，冷卻後稱重量，計算保護膜的去除重量。
前述水溶液以旋轉塗佈的方式塗覆於矽晶圓上，並經乾燥於矽晶圓上形成厚度為 0.5至5 μm的保護膜，再將塗佈完成之矽晶圓置於雷射加工設備上進行雷射加工，再使用純水洗去保護膜，觀察矽晶圓上雷射切割加工的周遭情況，無異物沉積，且加工後的界面寬度與雷射設定參數直徑相仿。
實施例四取高分子量聚乙烯基吡咯烷酮8.0 g，再取低分子量聚乙烯基吡咯烷酮及其共聚合物 2.0 g，溶解於100 ml純水中並經2μm濾膜過濾。
前述水溶液以旋轉塗佈的方式塗覆於玻璃板上(10X10cm
2)，並經乾燥於玻璃板上形成厚度為 0.5至5 μm的保護膜，再將塗佈完成之玻璃板置於超音波清洗機中，在水溫25℃下震盪清洗10秒，取出後在120℃烘乾1小時，冷卻後稱重量，計算保護膜的去除重量。
前述水溶液以旋轉塗佈的方式塗覆於矽晶圓上，並經乾燥於矽晶圓上形成厚度為 0.5至5 μm的保護膜，再將塗佈完成之矽晶圓置於雷射加工設備上進行雷射加工，再使用純水洗去保護膜，觀察矽晶圓上雷射切割加工的周遭情況，無異物沉積，且加工後的界面寬度與雷射設定參數直徑相仿。
比較例一取高分子量聚乙烯基吡咯烷酮10.0 g，溶解於100 ml水中並經2μm濾膜過濾。
前述水溶液以旋轉塗佈的方式塗覆於玻璃板上(10X10cm
2)，並經乾燥於玻璃板上形成厚度為 0.5至5 μm的保護膜，再將塗佈完成之玻璃板置於超音波清洗機中，在水溫25℃下震盪清洗10秒，取出後在120℃烘乾1小時，冷卻後稱重量，計算保護膜的去除重量。
前述水溶液以旋轉塗佈的方式塗覆於矽晶圓上，並經乾燥於矽晶圓上形成厚度為 0.5至5 μm的保護膜，再將塗佈完成之矽晶圓置於雷射加工設備上進行雷射加工，再使用純水洗去保護膜，觀察矽晶圓上雷射切割加工的周遭情況，無異物沉積，且加工後的界面寬度與雷射設定參數直徑相仿。
洗速率測試 實驗條件:1.取一10X10cm2見方透明玻璃板； 2.取約4ml溶液，置於玻璃板上，放入旋轉式塗佈機以500～1000rpm下旋轉3分鐘進行塗佈成為均勻薄膜； 3.取出烘乾後再以超音波震盪水洗10秒，清洗後乾燥再秤重。
測試結果:<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="_0002"><TBODY><tr><td></td><td> 玻璃板 原始重量 </td><td> 塗膜後 重量 </td><td> 膜重 </td><td> 清洗後 膜殘重 </td><td> 膜去除量 </td><td> 去除 速率比 </td></tr><tr><td> 實施例1 </td><td> 17.3288 </td><td> 17.3650 </td><td> 0.0362 </td><td> 0.0126 </td><td> 0.0236 </td><td> 1.12 </td></tr><tr><td> 實施例2 </td><td> 17.2955 </td><td> 17.3425 </td><td> 0.0470 </td><td> 0.0184 </td><td> 0.0286 </td><td> 1.35 </td></tr><tr><td> 實施例3 </td><td> 17.2699 </td><td> 17.3116 </td><td> 0.0417 </td><td> 0.0189 </td><td> 0.0228 </td><td> 1.08 </td></tr><tr><td> 實施例4 </td><td> 17.2979 </td><td> 17.3404 </td><td> 0.0425 </td><td> 0.0186 </td><td> 0.0239 </td><td> 1.13 </td></tr><tr><td> 比較例1 </td><td> 17.2907 </td><td> 17.3315 </td><td> 0.0408 </td><td> 0.0197 </td><td> 0.0211 </td><td> 1.00 </td></tr></TBODY></TABLE>由此得知，實施例1至4之膜去除量及去除速率比均高於比較例1，尤其以實施例2之膜去除量及去除速率比為最高，故由上述實驗可得到高分子量聚乙烯基吡咯烷酮加入低分子量聚乙烯基吡咯烷酮及其共聚合物可以有效提高保護膠膜的清洗效率，避免殘膠問題。
第3圖是覆蓋保護膜區(60)的矽晶圓片進行雷射開槽加工，除切割道(40)外顏色較深區域則是由切割時所產生矽蒸氣噴發沉積所造成的汙染區(50)(清洗前)。
第4圖則是將切割後的矽晶圓片以純水進行淨，由圖可見除切割道(40)外，其餘晶圓片並未受矽蒸氣噴濺沉積汙染。
惟，上述所揭之圖示及說明，僅為本創作之較佳實施例，非為限定本創作之保護範圍；大凡熟悉該項技藝之人士，其所依本創作之特徵範疇，所作之其它等效變化或修飾，皆應視為不脫離本創作之設計範疇。
1‧‧‧矽晶圓
10‧‧‧基片
20‧‧‧保護膜
30‧‧‧黏著劑層
40‧‧‧切割道
50‧‧‧矽蒸氣噴發沉積所造成的汙染區
60‧‧‧覆蓋保護膜區
10‧‧‧基片
20‧‧‧保護膜
30‧‧‧黏著劑層
40‧‧‧切割道
50‧‧‧矽蒸氣噴發沉積所造成的汙染區
60‧‧‧覆蓋保護膜區
第1圖係為本創作之雷射切割用保護膜之第一結構示意圖。 第2圖係為本創作之雷射切割用保護膜之第二結構示意圖。 第3圖係為本創作雷射開槽後，尚未清洗前晶圓之示意圖。 第4圖係為本創作雷射開槽後，清洗後晶圓片之示意圖。
1‧‧‧矽晶圓
10‧‧‧基片
20‧‧‧保護膜
Claims (6)
- 一種雷射切割用保護膜，該保護膜厚度為0.5μm至5 μm，其包括： 一基片；以及 一保護層，係塗覆設置於該基片表面；其中該保護層係包含：第一水溶性聚合物以及第二水溶性聚合物，該第一水溶性聚合物之重量平均分子量(Mw)係為30萬～40萬，該第二水溶性聚合物之重量平均分子量(Mw)係為2萬～16萬。
- 如請求項1所述之雷射切割用保護膜，其中該第一水溶性聚合物係為聚乙烯基吡咯烷酮。
- 如請求項1所述之雷射切割用保護膜，其中該第二水溶性聚合物係為聚乙烯基吡咯烷酮及其共聚合物。
- 如請求項1所述之雷射切割用保護膜，其中該第二水溶性聚合物的重量百分比為5～50﹪。
- 如請求項1至4任一項所述之雷射切割用保護膜，其中該基片與該保護層之間進一步設有一黏著劑層。
- 如請求項1至4任一項所述之雷射切割用保護膜，其中該保護膜係塗覆設置於一矽晶圓表面。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW105202005U TWM524552U (zh) | 2016-02-04 | 2016-02-04 | 雷射切割用保護膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW105202005U TWM524552U (zh) | 2016-02-04 | 2016-02-04 | 雷射切割用保護膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWM524552U true TWM524552U (zh) | 2016-06-21 |
Family
ID=56757919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW105202005U TWM524552U (zh) | 2016-02-04 | 2016-02-04 | 雷射切割用保護膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWM524552U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108690421A (zh) * | 2017-03-09 | 2018-10-23 | 深圳怡钛积科技股份有限公司 | 高热稳定性的激光切割保护膜组成物 |
| CN112876929A (zh) * | 2019-11-13 | 2021-06-01 | 奇美实业股份有限公司 | 保护膜组合物、半导体器件的制造方法及激光切割方法 |
-
2016
- 2016-02-04 TW TW105202005U patent/TWM524552U/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108690421A (zh) * | 2017-03-09 | 2018-10-23 | 深圳怡钛积科技股份有限公司 | 高热稳定性的激光切割保护膜组成物 |
| CN112876929A (zh) * | 2019-11-13 | 2021-06-01 | 奇美实业股份有限公司 | 保护膜组合物、半导体器件的制造方法及激光切割方法 |
| CN112876929B (zh) * | 2019-11-13 | 2023-09-19 | 奇美实业股份有限公司 | 保护膜组合物、半导体器件的制造方法及激光切割方法 |
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