[发明专利]雷射切割用保护膜组成物及应用

说明书

本发明提供一种雷射切割用保护膜组成物，其特征包含：水溶性聚合物以及交联剂；其中该水溶性聚合物的重量平均分子量为10000～150000，尤其以12500～125000最佳。本发明添加交联剂使水溶性聚合物的官能基间产生交联反应，可使水溶性聚合物具有较高的热稳定性。应用于雷射切割制程中，能保护基材较不易沾附细屑，可减少基材污染问题。且因保护膜的热稳定性提升，在雷射切割时，能增加保护膜的稳定性使其不易衰减并使切割道较平整的功效。

技术领域

本发明是关于一种雷射切割用保护膜组成物，尤指一种应用于雷射切割制程所使用的保护膜。

背景技术

半导体晶圆具层合结构，其包含层间绝缘膜及功能性膜堆叠于半导体基板(如，硅)上，而晶圆在切割制程中，在基板上实施与形成各种电路，并且经由表面处理之后，切断分离(切割)半导体基板后，制造出组件小片(例如半导体组件等)；其中切断分离制程是通过沿着其界道(street)的边界区切割晶圆，使分别设置的电子组件分离，而达到制程目的。但随着半导体装置整合度增加且界道宽度变窄，使切割的精准度随著增加，伴随而来的热效应问题(切割道因热而崩裂、破片等)成为雷射切割制程中的瓶颈。

晶圆切割制程从利用刀片切割晶圆，演变为目前典型的雷射切割制程；是为先沿着界道施以雷射光，藉此形成与切割刀的切割边缘宽度相称的沟槽，再用刀片切割晶圆。然而，雷射光沿着晶圆的界道照射时，所产生的热能被晶圆吸收，导致热能累积于晶圆上，衍生出切割制程中无可避免的问题。然而，晶圆的层合结构中最上层位置的绝缘膜；其主要材料为聚酰亚胺(polyimide)，在晶圆雷射切割制程中容易破裂或损害。且热能易导致晶圆基材的硅熔解或热分解，因而产生硅蒸气等问题，凝结并沉积在晶圆表面上。因此，针对切割晶圆时，若晶圆的保护膜不具耐热性，则易导致保护膜破裂，而使晶圆切割所产生的喷溅物渗入破裂膜的空隙，由于这些残留物为非水溶性，当沾附于晶圆表面上，无法通过水冲洗掉而成为晶圆缺陷。

近年来，发展出仅利用雷射切割晶圆的制程，因其可作为精密切割方法而备受瞩目，该方法所造成的热损害较少且可实施高精密加工。然而，即使使用此方法，因雷射光的热度可能使晶圆的绝缘膜发生不良分层。此外，因热产生的硅蒸气烟雾，也可能累积于分层状态的绝缘膜与晶圆的上表面间，当清洗晶圆的绝缘膜时，此烟雾沉积物将无法去除，而残留成为缺陷，造成晶圆上表面污染的问题。

已知用于解决此问题的技术，例如TW 200631086 A号专利揭示一种雷射切割用保护膜剂，其包含一种溶液，此溶液有水溶性树脂及至少一种选自水溶性染料、水溶性着色剂及水溶性紫外线吸收剂的水溶性雷射光吸收剂溶解于其中，其主要是将如聚乙烯醇、聚乙二醇或纤维素等水溶性树脂，涂覆于晶圆表面以形成保护膜，然后再实施雷射光的切割制程。因此，晶圆表面受到保护膜的保护，即使硅蒸气或基板受到雷射照射影响的热分解产物等残留物，仅会散布或凝结沉积在保护膜的表面上，不会沉积在芯片面上。此外，因为保护膜为水溶性，其可藉水洗而轻易移除，也就是说，以水清洗保护膜的同时，可清除保护膜上的残留物。

此外，TW I399402号专利揭露一种用于晶圆切割的保护膜组成物，其包括至少一选自聚乙基恶唑啉及聚乙烯吡咯烷酮所组成的群组的树脂、至少一选自水溶性树脂及酒精性单体所组成的群组的成分、以及一溶剂，例如水或水与有机溶剂的混合物。因此，用于晶圆切割的保护膜组成物具有高热稳定性，可防止因切割制程中雷射照射而产生热解交联材料，且对晶圆显示高黏着力，可防止雷射晶圆切割制程中保护膜的分层。再者，该保护膜组成物可形成具适当硬度的保护膜，因此使晶圆切割时，保护膜并不会有破裂的问题。

然而，上述的二种方法均是使用水溶性树脂，通常具有较差的热稳定性，在晶圆的雷射切割制程中照射雷射后将产生内热，水溶性树脂若使用的分子量不够高，可能会受热而热解，对于基材保护效果则会有限。

因此，如何开发出具有高热稳定性，且可防止切割制程中因雷射照射而产生热解的保护膜组成物，乃是现阶段晶圆制造产业亟欲解决的问题。

发明内容