[发明专利]一种凸块晶圆的激光切割保护材料及其制备方法与用途

说明书

本发明提供一种激光切割保护材料及其制备方法和用途，以及使用其的晶圆激光切割方法。所述保护材料包括水溶性树脂、润湿剂、紫外线吸收剂、缓蚀剂、有机溶剂和去离子水，通过特定分子量的两种水溶性树脂的组合，以及特定缓蚀剂的协同促进，从而取得了优异的附着力强度、晶圆切割效果且对凸块有着优异的保护作用，在微电子技术的多个工序制程中具有良好的工业应用前景和推广潜力。

技术领域

本发明涉及一种用于半导体制备工序的组合物及其用途，特别地涉及一种用于凸块晶圆的激光切割保护材料、制备方法及其用途，属于集成电路加工技术领域。

背景技术

晶圆是指硅半导体集成电路制作中所用的硅晶片，而晶圆切割则是集成电路封装工序中的关键制程。若在切割过程中无法提升晶圆表面可靠度，则将对后道制程产生极大影响，从而降低芯片生产良率尤其是产品良率。

随着技术的发展和进步，现在的晶圆切割已经由原来的简单刀片切割，而逐渐演变和跨升为激光切割，从而由接触式切割改善为非接触式切割。激光切割可大幅减少切割过程中对芯片的机械和应力损伤，提高了产品良率，在目前的晶圆切割中已经成为主流。但随之而来的一个问题是，随着芯片尺寸的逐渐变小、系统集成度的逐步提高，其表面存在大量的的金属凸块(以下有时也称为“凸块”) 结构，这些凸块结构通常为圆柱形或其它形状，直径仅为几微米至数十个微米，结构极其精细。

但与其相对应的是，目前市售的现有激光切割保护材料均不能很好地覆盖保护这些凸块结构，如此造成的后果就是当激光沿着晶圆的切割道进行照射切割时，所产生的热能被晶圆吸收后容易导致硅熔解或发生热分解，随后产生的硅蒸气而凝结、沉积在裸露的凸起结构上，造成凸块结构被污染或者由于凸块表面未被保护而被腐蚀，进而影响了后制程工艺，导致降低了芯片可靠性和降低了产品良率等严重问题，增大了企业的生产成本并降低了生产效率，目前业已成为晶圆切割领域中突出的和需亟待解决的主要问题。

正是由于上述问题，科研工作者对如何实现晶圆在激光切割时得以保护进行了研究，并取得了一定的成果，例如。

CN109207272A公开了一种芯片激光切割保护液，其包括有表面活性剂、有机清洁剂、有机溶剂、缓蚀剂、偶联剂。在使用激光切割芯片时，激光切割保护液被撒落在芯片表面，均匀扩散到整个芯片表面。所述表面活性剂成分和有机溶剂能够将残留于芯片表面的物质分解成微小颗粒或化学反应，溶解于有机清洁剂溶液中，达到芯片表面清洁能力。与此同时，所述激光切割保护液扩散芯片表面形成一层有机保护膜，防止了芯片在高温下切割所产生的芯片崩边现象。所述缓蚀剂能够阻止芯片表面的金属线路在高温下被氧化达到阻止了所述金属线路被氧化物的现象发生。

CN112898853A公开了一种激光切割保护液及其制备方法和应用，所述激光切割保护液按照重量百分数包括如下组分：水溶性树脂1-20％、溶剂1-30％、保湿剂0.5-5％、水溶性紫外吸收剂0.1-1％、水溶性抗氧剂0.1-0.5％、水溶性红色色素2-10％、pH调节剂1-2％、防腐蚀剂0.1-0.2％和水至100％；所述溶剂的沸点高于145℃；所述保湿剂包括含有两个或两个以上羟基的醇类。所述激光切割保护液具有优异的耐热性，可以适应多种激光切割保护的应用需求，能节约设备及物料成本。

CN108690421 A公开了一种高热稳定性的激光切割保护膜组成物，其成分包含至少一水溶性树脂、至少一成膜助剂、一分散剂、一热稳定助剂以及一溶剂，包含一水、一有机溶剂或其任意的组合，其中该保护膜组成物的酸碱值介于pH值4-6之间。借由提供上述的保护膜组成物，可让基板材料进行激光切割时，保护基板材料表面不受碎片的污染，降低热效应,充分保护基材加工后的完整度以及切割线宽的平整与准确性，且保护膜组成物其自身不会发生裂解及热融的情况，使同样面积的基板材料能进行更多的激光切割加工手续，生产更加精密的电子产品组件。