前切割保护液及使用此保护液的晶片加工方法
前切割保护液及使用此保护液的晶片加工方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种前切割保护液及使用此保护液的晶片（Wafer)加工方法，且特别 是涉及一种可适用于不同功率的激光前切割保护液及使用此保护液的晶片加工方法。
【背景技术】
[0002] 芯片（化ip)的切割一直是集成电路封装非常重要的制作工艺。半导体晶片经繁 复的制作工艺后，如果在芯片切割的阶段无法维持高良率，或因芯片分离方法而影响芯片 原有的特性，对产品的可靠度将会造成相当严重的影响。
[0003] 现有的芯片切割是利用切割刀具沿着晶片的切割道进行。然而，目前的半导体 制作工艺使用了相当多材质较软或脆的材料层，因此W切割刀具直接切割晶片，容易造成 裂纹、刮痕或产生碎屑，造成材料层剥离，甚至导致晶片上的半导体元件被拉化或挤压的情 况。
[0004] 目前在W切割刀具切割之前，会先W激光沿着切割道先行切割晶片。然而，此种方 式也有可能因为衬底吸收激光的能量，导致娃烙解或热分解，产生娃蒸气而凝结、沉积在晶 片上，造成晶片的周围边缘产生碎屑，而影响产品的可靠度。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种前切割保护液及使用此保护液的晶片加工方法，其可 适用于不同功率与高切割速率的能量光束的前切割制作工艺，可W减少或避免芯片的周围 边缘产生碎屑，提升所形成的半导体元件的产品可靠度。
[0006] 为达上述目的，本发明提供一种前切割保护液及使用此保护液的晶片加工方法， 前切割保护液干燥而成的切割保护膜可利用纯水或去离子水来移除，且具有良好的耐热 性，与良好的皮膜移除性。
[0007] 本发明提供一种前切割保护液包括聚己帰醇或变性聚己帰醇、紫外光吸收剂W及 溶剂。聚己帰醇或变性聚己帰醇的聚合度大于或等于1000。其中W聚己帰醇或变性聚己帰 醇为100重量份计，紫外光吸收剂的添加量大于10重量份。
[0008] 在本发明的一实施例中，上述的前切割保护液的固体在波长355nm的g吸收系数 k 大于 0. 35Abs · cm · L/go
[0009] 在本发明的一实施例中，上述的聚己帰醇或变性聚己帰醇的聚合度为1000至 4000。
[0010] 在本发明的一实施例中，上述的聚己帰醇或变性聚己帰醇的碱化度为69摩尔％ 至99摩尔％。
[0011] 在本发明的一实施例中，上述的溶剂包括水、醇类溶剂或其组合。
[0012] 在本发明的一实施例中，上述的紫外光吸收剂包括含苯酪苯礙酸及其盐类。
[0013] 本发明提供一种晶片加工方法，其步骤如下。提供衬底，衬底上具有材料层。在材 料层上形成保护膜。上述保护层是上述前切割保护液干燥而成。W能量光束进行前切割制 作工艺，w在保护膜与材料层中形成多个沟槽。移除上述保护膜。
[0014] 在本发明的一实施例中，上述的能量光束包括激光。
[0015] 在本发明的一实施例中，上述的能量光束的功率为3. 9瓦特至7. 2瓦特。
[0016] 在本发明的一实施例中，其中移除上述保护膜是使用纯水或去离子水。
[0017] 在本发明的一实施例中，还包括进行切割制作工艺，自沟槽切割衬底，W形成多个 芯片。
[0018] 在本发明的一实施例中，上述移除所述保护膜的步骤与进行所述切割步骤同时进 行或在进行所述切割步骤之前进行。
[0019] 基于上述，本发明实施例的前切割保护液涂布与干燥处理后，可于晶片上形成保 护膜。由于上述保护膜可高度吸收不同功率与高切割速率的能量光束的能量，因此可避免 衬底的热烙解或热分解产生娃蒸气而导致保护膜剥离的问题，且也可防止在芯片的周围边 缘产生碎屑或造成切割道烧焦。如此一来，便可防止晶片的表面受到损害，且同时提升所形 成的半导体元件的产品可靠度。
[0020] 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附 图作详细说明如下。
【附图说明】
[0021] 图1为利用本发明实施例的前切割保护液W进行晶片加工方法的半导体晶片示 意图；
[0022] 图2A至图2D为利用本发明实施例的前切割保护液W进行晶片加工方法的流程的 剖面示意图；
[0023] 图3为本发明的实验例一中，在W低功率（2. 6W)激光对覆有保护膜的娃晶片进行 前切割制作工艺后的切割道的照片；
[0024] 图4为本发明的实验例一中，在W中功率（3. 9W)激光对覆有保护膜的娃晶片进行 前切割制作工艺后的切割道的照片；
[0025] 图5为本发明的实验例一中，在W高功率（7. 2W)激光对覆有保护膜的娃晶片进行 前切割制作工艺后的切割道的照片；
[0026] 图6为本发明的比较例中，在W中功率（3. 9W)激光对覆有保护膜的娃晶片进行前 切割制作工艺后的切割道的照片；
[0027] 图7为本发明的比较例中，在W高功率（7. 2W)激光对覆有保护膜的娃晶片进行前 切割制作工艺后的切割道的照片。
[002引符号说明
[0029] 10 ;衬底
[0030] 12 ;材料层
[00引]14、14a、14b ;切割道 [003引 16 ;芯片
[0033] 16a ;芯片
[0034] 18 ;保护膜
[0035] 20 ;沟槽
[0036] 22 ;碎屑
[0037] 24 ;切割槽
[0038] 100;晶片
[00測 200 ;能量光束
【具体实施方式】
[0040] 本发明实施例提供一种前切割保护液包括聚己帰醇或变性聚己帰醇、紫外光吸收 剂W及溶剂。聚己帰醇或变性聚己帰醇的聚合度大于或等于1000。W聚己帰醇或变性聚己 帰醇为100重量份计，紫外光吸收剂的添加量大于10重量份。W下将详细说明前切割保护 液的各成分。
[0041] 聚己帰醇或变性聚己帰醇
[0042] 聚己帰醇或变性聚己帰醇的聚合度大于或等于1000。在一实施例中，聚己帰醇或 变性聚己帰醇的聚合度为1000至4000。在另一实施例中，聚己帰醇或变性聚己帰醇的聚合 度为1000至4000。在又一实施例中，聚己帰醇或变性聚己帰醇的聚合度为2000至2400。 前切割保护液含有上述范围的聚合度的聚己帰醇或变性聚己帰，则其所形成的保护膜的耐 热性与安定性较佳。因此，在使用高功率的能量光束进行切割时，较不会导致过度热分解反 应或保护膜剥离的情况。再者，在一实施例中，聚己帰醇或变性聚己帰醇的碱化度为69摩 尔％至99摩尔％。由于聚己帰醇或变性聚己帰醇具有離链结或居基，其对晶片表面的粘着 性相当低。在利用纯水或去离子水清洗后，便可有效地避免聚己帰醇或变性聚己帰醇的残 留。
[0043] 本发明实施例的聚己帰醇或变性聚己帰醇可W各种方法来形成。在一实施例中， 聚己帰醇或变性聚己帰醇可W利用聚己帰醋与碱化触媒进行反应而获得。而上述聚己帰醋 是由己帰醋类化合物在自由基起始剂作用下，在醇类溶剂中进行聚合反应所形成。在一实 施例中，己帰醋类化合物包括；醋酸己帰醋、甲酸己帰醋、丙酸己帰醋、了酸己帰醋、戊酸己 帰醋、月桂酸己帰醋、硬醋酸己帰醋、W及苯甲酸己帰醋等。变性单体系选至己帰、丙帰、丙 帰酸及其醋类、甲基丙帰酸及其醋类、衣織酸及其醋类、马来酸及其醋类、丙帰礙酸及其盐 类、2-丙帰醜胺-2-甲基丙礙酸及其盐类等。
[0044] 上述醇类溶剂包括甲醇、己醇、丙醇、或其组合、或其衍生物。上述自由基起始剂包 括偶氮二异了腊（AIBN)、过氧化苯甲醜度P0)等。上述聚合反应并无特别限制，一般用W制 造聚己帰醋类化合物的反应条件均可使用。通过调整反应物添加量与聚合反应的时间，W 控制最终聚己帰醋类的聚合度。上述碱化触媒可包括碱金属或碱±金属的氨氧化物或碳酸 化合物，例如氨氧化裡、氨氧化钢、氨氧化钟、氨氧化巧、碳酸裡、碳酸钢、碳酸钟、或碳酸巧 等。碱化触媒的种类并无特殊限制，一般用于与聚己帰醋进行碱化反应，W制造聚己帰醇的 无机碱化合物均可使用。另外，碱化触媒也可包括有机胺碱性化合物，其可例如是氨水、氨 氧化四甲基倭、氨氧化四己基倭、氨氧化四丙基倭、氨氧化四了基倭、或其衍生物。
[0045] 紫外光吸收剂
[0046] 本发明实施例的紫外光吸收剂可包括含苯酪苯礙酸及其盐类，其为水溶性物质。 上述紫外光吸收剂可例如是4, 4'-二駿基二苯甲丽、二苯甲丽一4 -駿酸、2 -駿基蔡酿、 1，2 -蔡二駿酸、1，8 -蔡二駿酸、2, 3 -蔡二駿酸、2, 6 -蔡二駿酸和2, 7 -蔡二駿酸及其 钢盐、钟盐、倭盐和四级倭盐，2, 6 -蔥酿二礙酸钢盐、2, 7 -蔥酿二礙酸钢盐W及阿魏酸。
[0047] W聚己帰醇或变性聚己帰醇为100重量份计，本发明实施例的紫外光吸收剂的添 加量大于10重量份。在一实施例中，本发明实施例的紫外光吸收剂的添加量为10重量份至 20重量份。 然而，本发明的紫外光吸收剂的材料与添加量不限于此，只要紫外光吸收剂可吸 收不同功率的能量光束，而不会使得所形成的保护膜过度产生热分解现象，均是本发明实 施例涵盖的范围。在一实施例中，本发明实施例的紫外光吸收剂的添加量可使得所形成的 保护膜（由前切割保护液干燥而成），在波长355nm的g吸收系数k大于0. 35Abs · cm · L/ g。Abs;吸收度。上述紫外光吸收剂所形成的保护膜可降低先前技术中由于g吸收系数k 较低，使得娃衬底热分解而产生娃蒸气。避免娃蒸气压过高而导致晶片上的保护膜剥离，且 可W避免在芯片的周围边缘产生碎屑的现象。此外，由于上述保护膜具有较佳的耐热性与 安定性，因此，也不容易发生保护膜的过度热分解反应。
[004引溶剂
[0049] 本发明实施例的溶剂可包括水、醇类溶剂或其组合。在一实施例中，上述溶剂为醇 类溶剂，例如甲醇、己醇、丙醇、或其组合、或其衍生物。只要能够将聚己帰醇或变性聚己帰 醇与紫外光吸收剂均匀混合于溶剂中，则本发明的溶剂不限于上述溶剂。溶剂的含量为聚 己帰醇或变性聚己帰醇的1重量份至50重量份较佳。
[0050] W下将利用本发明实施例的前切割保护液涂布在半导体晶片上，由此对半导体晶 片进行晶片加工。
[0051] 图1为利用本发明实施例的前切割保护液W进行晶片加工方法的半导体晶片示 意图。图2A至图2D为利用本发明实施例的前切割保护液W进行晶片加工方法的流程的剖 面示意图。
[0052] 请参照图1与图2A，首先提供晶片100,其具有多个切割道14。切割道14包括在 第一方向D1延伸的多个水平切割道14a与在第二方向D2延伸的多个垂直切割道14b。水 平切割道14a与垂直切割道14b排列成格子图案，W分隔多个芯片16。
[0053] 更具体地说，晶片100至少包括衬底10与材料层12。衬底10例如为半导体衬底、 半导体化合物衬底或是绝缘层上有半导体衬底（Semicon化ctor Over Insulator, SOI)。半 导体可为IVA族的原子，例如娃或错。半导体化合物可为IVA族的原子所形成的半导体化 合物，例如是碳化娃或是娃化错，或是ΠΙΑ族原子与VA族原子所形成的半导体化合物，例 如是神化嫁。
[0054] 材料层12位于衬底10上。材料层12可W是单一层或是多层。材料层12包 括介电层。介电层的材料为有机或无机材料。介电层可W是四己氧基娃氧焼（ΤΕ0巧氧 化娃、无渗杂娃玻璃扣SG)、测磯娃玻璃度PSG)、磯娃玻璃（PSG)、低介电常数材料及其 组合。低介电常数材料为介电常数低于4的材料层，例如是氣渗杂娃玻璃（FSG);娃倍 半氧化物例如是氨娃倍半氧化物（Hy化ogen silsesquioxnane服曲、甲基娃倍半氧化 物（Methyl silsesquioxane，MS曲或混合有机娃焼聚合物（Hybrido-organo siloxane polymer,册SP);芳香族碳氨化合物（Aromatic hy化ocarbon)例如是SiLK;有机娃酸 盐玻璃（Organosilicate glass)例如是碳黑化lack diamond, BD)、3MS、4MS;聚对二 甲苯（Pa巧lene);氣化聚合物（Fluoro-Polymer)例如是口尸03、〔￥1'0口、了6巧〇11;聚芳離 (Poly(a 巧 lethers))例如是 PAE-2、FLARE;多孔聚合物（Porous polymer)例如是 XLK、 Nanofoam、Awrogel ;Coral 等。
[00巧]材料层12经由光刻制作工艺与蚀刻制作工艺而形成上述切割道14。切割道14的 顶面低于材料层12的顶面，且高于材料层12的底面。切割道14的两侧为芯片16。芯片 16的顶面高于切割道14的顶面。
[0056] 晶片100上还可W具有各种半导体元件、金属内连线、焊垫、保护层（Passivation Layer),但为了清楚起见，在附图中未绘示出来。
[0057] 之后，在材料层12上形成保护膜18。在一实施例中，可W利用旋转涂布制作工艺， 将本发明实施例的前切割保护液涂布在材料层12的表面上（未绘示）。然后在室温或高温 下进行干燥，由此在材料层12上形成保护膜18。在一实施例中，保护膜18的厚度例如是 1. 5微米至5. 0微米。由于晶片100的表面具有多个切割道14与多个芯片16,因此，如果 上述保护膜18的厚度过薄，则芯片16上的保护膜18的厚度也过薄，可能会使得碎屑经由 保护膜18沉积于芯片16的表面上。另一方面，保护膜18的厚度过厚，也可能会造成其在 后续移除时较为耗时费工。
[0058] 倘若保护膜18的g吸收系数k过低，则对于能量光束吸收力较低，保护膜因能量 光束的照射而导致热分解的情况远低于衬底10。如此一来，衬底10的热分解所产生的蒸气 压会导致保护膜18剥离，且在芯片16的周围边缘产生碎屑。反之，若保护膜18的g吸收 系数k过高，则所形成的保护膜18容易发生热分解反应。本发明实施例的保护膜18在波 长355皿的g吸收系数k大于0. 35Abs · cm · L/g。在一实施例中，保护膜18在波长355皿 的g吸收系数k大于0. 35Abs. cm. L/g，小于0. 55Abs · cm · L/g。然而，本发明实施例的保 护膜18的g吸收系数k不限于此，只要能在前切割制作工艺中减少衬底10热分解而产生 的蒸气压，避免蒸气压过高而导致晶片100上的保护膜18剥离，且可W避免在芯片16的周 围边缘产生碎屑的现象，均是本发明涵盖的范围。另一方面，由于上述前切割保护液中的聚 己帰醇或变性聚己帰醇的聚合度大于或等于1000,因此，其干燥而成的保护膜18具有较佳 的耐热性与安定性。所W本发明实施例的保护膜18不容易发生保护膜的过度热分解反应。
[0059] 请参照图2B，W能量光束200进行前切割制作工艺，在保护膜18与材料层12中 形成多个沟槽20, W利于后续的切割制作工艺。具体来说，将能量光束200照射在切割道 14的保护膜18与材料层12上，W移除切割道14上的保护膜18、材料层12 W及部分衬底 10。在一实施例中，能量光束200包括激光，且能量光束200的功率大于2. 6瓦。在一实施 例中，能量光束200的功率为3. 9瓦特至7. 2瓦特。
[0060] 在能量光束200照射期间，保护膜18的热分解反应，与材料层12 W及衬底10的 热分解反应几乎同时发生（或者保护膜18的热分解反应更早发生）。由于保护膜18的g 吸收系数k大于0. 35Abs 'cm，L/g，对于能量光束200具有较高的吸收特性。因此，能量光 束200照射处的保护膜18因热分解而移除，避免其下方的材料层12与衬底10的热分解所 产生蒸气压而导致保护膜18剥离。如图2B所示，由于在材料层12上已形成保护膜18,所 W材料层12与衬底10的热分解所形成的碎屑22会沉积在保护膜18的表面上，而不会直 接沉积在晶片1〇〇(材料层12)的表面上。如此一来，便可有效地避免由于保护膜18的剥 离，导致碎屑沉积在芯片16的周围边缘的问题，因此，可W提升产品可靠度。此外，由于保 护膜18的g吸收系数k大于0. 35Abs · cm · L/g且其耐热性与安定性较佳，因此，本发明实 施例的晶片加工方法可沿着线宽非常小的切割道14来进行切割。
[0061] 请参照图2C，移除保护膜18。在一实施例中，保护膜18可例如是使用纯水或去离 子水来移除。纯水或去离子水的温度例如是常温或是摄氏15度至40度。由于聚己帰醇或 变性聚己帰醇为水溶性物质，且其他成分（例如是紫外光吸收剂）也为水溶性物质，因此， 其所形成的保护膜18(如图2C所示）可W用水（或热水）来移除。此外，在上述能量光束 200的照射期间沉积在保护膜18上方的碎屑22也可同时在移除保护膜18的过程中被移 除。因此，依据本发明的前切割保护液，其所形成的保护膜18 W及前切割制作工艺所产生 的碎屑22均可通过简单的制作工艺轻易地移除。
[0062] 请参照图2D，在移除保护膜18之后，利用切割刀具沿着沟槽20的方向对衬底10 进行切割制作工艺，W形成切割槽24。切割槽24可沿着切割道14 (或沟槽20)的方向，将晶 片100分割成多个芯片16曰。在一实施例中，切割刀具可例如是钻石刀具值iamond Blade)
[0063] 保护膜18除了可W在进行切割制作工艺之前进行之外，在另一实施例中，也可W 在进行切割制作工艺时，同时供应切割用水（例如是纯水或去离子水）来移除保护膜18。 换言之，在进行切割制作工艺时，也可同时移除保护膜18 (亦即可省略图2C的步骤）。
[0064] 由于切割道14上质地较软的材料层12已通过前切割制作工艺预先移除，只剩下 质地较硬的衬底10待切割。因此，不会产生先前技术中拉化或挤压晶片上的半导体元件的 问题。另一方面，也可防止材料层12的剥离。
[0065] 虽然上述实施例W半导体晶片为例已完整地描述清楚，但应了解本发明实施例可 应用于其他晶片的各种类 型的能量光束加工。举例来说，本发明实施例也可用于光学装置 晶片的分割。
[0066] 〈实验）
[0067] 为了证明本发明的可实现性，下文将举实验例W更具体地描述本发明。虽然描述 了 W下实验，但是在不逾越本发明范畴的情况下，可适当改变所采用的材料、添加量及比 率、处理细节W及处理流程等等。因此，不应根据下文所述的实验对本发明作出限制性的解 释。
[0068] 实验例一
[0069] 制作前切割保护液，其包括；10克的聚己帰醇，其皂化度为78%且聚合度为2000 ; 1. 2克的艾维索巧versorb) 13(台湾永光化学公司制造）；63. 8g的水；W及25毫升的己醇。 此前切割保护液的固体的g吸收系数k为0. 62Abs · cm · L/g。之后，将上述前切割保护液 旋转涂布在娃晶片上。接着，进行干燥处理，W在娃晶片上形成保护膜。在切割道上的保护 膜的厚度为1. 5微米。之后，分别W 2. 6W、3. 9W与7. 2W功率的激光加工处理上述覆有保护 膜的娃晶片。然后，W纯水移除保护膜。
[0070] 实验例二
[0071] 制作前切割保护液，其包括；1〇克的聚己帰醇，其皂化度为80%且聚合度为1400 ; 1.5克的艾维索13 (台湾永光化学公司制造）；63.5g的水；W及25毫升的己醇。此前切割 保护液的固体的g吸收系数k为0. 78Abs · cm · L/g。之后，将上述前切割保护液旋转涂布 在娃晶片上。接着，进行干燥处理，W在娃晶片上形成保护膜。在切割道上的保护膜的厚度 为1. 0微米。之后，分别W 2. 6W、3. 9W与7. 2W功率的激光加工处理上述覆有保护膜的娃晶 片。然后，W纯水移除保护膜。
[007引 实验例Η
[0073] 制作前切割保护液，其包括；10克的2-丙帰醜胺-2-甲基丙礙酸变性聚己帰醇， 其皂化度为97. 5%且聚合度为1400 ;1. 2克的艾维索13 (台湾永光化学公司制造）；63. 8g 的水；W及25毫升的己醇。此前切割保护液的固体的g吸收系数k为0. 63Abs · cm · L/g。 之后，将上述前切割保护液旋转涂布在娃晶片上。接着，进行干燥处理，W在娃晶片上形成 保护膜。在切割道上的保护膜的厚度为1. 0微米。之后，分别W 2. 6W、3. 9W与7. 2W功率的 激光加工处理上述覆有保护膜的娃晶片。然后，W纯水移除保护膜。
[0074] 比较例
[007引制作前切割保护液，其包括；20克的聚己帰醇，其皂化度为88%且聚合度为500 ; 0.2克的艾维索13 (台湾永光化学公司制造）及80克的水。此前切割保护液的固体的 g吸收系数k为0. 13至lAbs · cm · L/g。之后，将上述前切割保护液旋转涂布在娃晶片上。 接着，进行干燥处理，W娃晶片上形成保护膜。在切割道上的保护膜的厚度为0.5微米。之 后，分别W 2. 6W、3. 9W与7. 2W功率的激光加工处理上述覆有保护膜的娃晶片。然后，W纯 水移除保护膜。
[0076] 表1列出对实施例一、实施例二、实施例及比较例的覆有保护膜的娃晶片分 别进行2. 6W、3. 9W W及7. 2W功率的激光加工处理后的切割道情况。
[0077] 请参照表1，在实施例一、实施例二W及实施例立中，经过2. 6W、3. 9W W及7. 2W功 率的激光加工处理后，其并无产生切割道烧焦的情况。同样地，在比较例中，经过2. 6W功率 的激光加工处理后，其并无产生切割道烧焦的情况。然而，经过3. 9W W及7. 2W功率的激光 加工处理后，比较例的覆有保护膜的娃晶片便产生了切割道烧焦的情况。由此可知，比较例 中所形成的保护膜较无法耐受3. 9W W及7. 2W功率的激光加工处理。
[0078] 表 1
[0079]
[0080] 图3为本发明的实验例一中，在W低功率（2. 6W)激光对覆有保护膜的娃晶片进行 前切割制作工艺后的切割道的照片。图4为本发明的实验例一中，在W中功率（3. 9W)激光 对覆有保护膜的娃晶片进行前切割制作工艺后的切割道的照片。图5为本发明的实验例一 中，在W高功率（7. 2W)激光对覆有保护膜的娃晶片进行前切割制作工艺后的切割道的照 片。图6为本发明的比较例中，在W中功率（3. 9W)激光对覆有保护膜的娃晶片进行前切割 制作工艺后的切割道的照片。图7为本发明的比较例中，在W高功率（7. 2W)激光对覆有保 护膜的娃晶片进行前切割制作工艺后的切割道的照片。
[0081] 请参照图4与图5,实验例一使用聚合度较高的聚己帰醇制作来保护膜，在中功率 (3. 9W) W及高功率（7. 2W)激光前切割制作工艺后，切割道边缘凸起区域没有碎屑沉积，而 且，并未产生切割道烧焦的情况。相对地，请参照图6与图7,比较例使用聚合度较低的聚己 帰醇制作来保护膜，在中功率（3. 9W) W及高功率（7. 2W)激光前切割制作工艺后，产生了切 割道烧焦的情况。由此可知，使用聚合度较高的聚己帰醇所制作保护膜比使用聚合度较低 的聚己帰醇所制作的保护膜具较更佳的耐热性。
[0082] 综上所述，本发明实施例的含有聚合度较高的聚己帰醇的前切割保护液，通过涂 布与干燥处理后，可于晶片上形成保护膜。在W能量光束切割的过程中，上述保护膜对于 能量光束具有高度的吸收特性，其可避免衬底的热分解产生的蒸气而导致保护膜剥离的问 题，且也可防止在芯片的周围边缘产生碎屑。而且在切割制作工艺之后，保护膜与沉积在其 上方的碎屑可简单利用纯水或去离子水移除，其可节省制作工艺成本。
[0083] 另一方面，由于上述保护膜的g吸收系数k大于0. 35Abs 'cm 'L/g，且其含有聚合 度较高的聚己帰醇或变性聚己帰醇，因此其耐热性与安定性较佳。因此，本发明实施例的晶 片加工方法可承受较高功率化9W至7. 2W)的能量光束，并可沿着线宽非常小的切割道来 进行切割。
[0084] 基于上述，本发明实施例的前切割保护液及使用此保护液的晶片加工方法可适用 于高功率与高切割速率的能量光束切割。并且有效防止晶片表面受到损害，避免芯片的周 围边缘产生碎屑，提升所形成的半导体元件的产品可靠度。
[0085] 虽然结合W上实施例公开了本发明，然而其并非用W限定本发明，任何所属技术 领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发 明的保护范围应当W附上的权利要求所界定的为准。
【主权项】
1. 一种前切割保护液，包括： 聚乙烯醇或变性聚乙烯醇，其中所述聚乙烯醇或所述变性聚乙烯醇的聚合度大于或等 于 1000 ; 紫外光吸收剂，其中以所述聚乙烯醇或所述变性聚乙烯醇为100重量份计，所述紫外 光吸收剂的添加量大于10重量份；以及 溶剂。2. 如权利要求1所述的前切割保护液，其中所述前切割保护液的固体在波长355nm的 g吸收系数k大于0· 35Abs·cm·L/g。3. 如权利要求1所述的前切割保护液，其中所述聚乙烯醇或所述变性聚乙烯醇的聚合 度为1000至4000。4. 如权利要求1所述的前切割保护液，其中所述聚乙烯醇或所述变性聚乙烯醇的碱化 度为69摩尔％至99摩尔％。5. 如权利要求1所述的前切割保护液，其中所述溶剂包括水、醇类溶剂或其组合。6. 如权利要求1所述的前切割保护液，其中所述紫外光吸收剂包括含苯酚苯磺酸及其 盐类。7. -种晶片加工方法，包括： 提供衬底，所述衬底上具有材料层； 在所述材料层上形成保护膜，所述保护层由权利要求1至6任一所述的前切割保护液 所干燥而成； 以能量光束进行前切割制作工艺，以在所述保护膜与所述材料层中形成多个沟槽； 移除所述保护膜；以及 进行切割制作工艺，自所述些沟槽切割所述衬底，以形成多个芯片。8. 如权利要求7所述的晶片加工方法，其中所述能量光束包括激光。9. 如权利要求7所述的晶片加工方法，其中所述能量光束的功率为3. 9瓦特至7. 2瓦 特。10. 如权利要求7所述的晶片加工方法，其中移除所述保护膜是使用纯水或去离子水。11. 如权利要求7所述的晶片加工方法，其中移除所述保护膜的步骤与进行所述切割 步骤同时进行或在进行所述切割步骤之前进行。
【专利摘要】本发明公开一种前切割保护液及使用此保护液的晶片(Wafer)加工方法。所述前切割保护液，包括聚乙烯醇或变性聚乙烯醇、紫外光吸收剂以及溶剂。聚乙烯醇或变性聚乙烯醇的聚合度大于或等于1000。以聚乙烯醇或变性聚乙烯醇为100重量份计，紫外光吸收剂的添加量大于10重量份。本发明的前切割保护液可适用于不同功率的激光切割，且其所形成的保护膜可利用水来移除。
【IPC分类】H01L21/78, H01L21/02
【公开号】CN105489472
【申请号】CN201410471080
【发明人】吕志升, 黄礼勇, 张鸿铭
【申请人】长春石油化学股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月16日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种前切割保护液及使用此保护液的晶片（Wafer)加工方法，且特别 是涉及一种可适用于不同功率的激光前切割保护液及使用此保护液的晶片加工方法。
【背景技术】
[0002] 芯片（化ip)的切割一直是集成电路封装非常重要的制作工艺。半导体晶片经繁 复的制作工艺后，如果在芯片切割的阶段无法维持高良率，或因芯片分离方法而影响芯片 原有的特性，对产品的可靠度将会造成相当严重的影响。
[0003] 现有的芯片切割是利用切割刀具沿着晶片的切割道进行。然而，目前的半导体 制作工艺使用了相当多材质较软或脆的材料层，因此W切割刀具直接切割晶片，容易造成 裂纹、刮痕或产生碎屑，造成材料层剥离，甚至导致晶片上的半导体元件被拉化或挤压的情 况。
[0004] 目前在W切割刀具切割之前，会先W激光沿着切割道先行切割晶片。然而，此种方 式也有可能因为衬底吸收激光的能量，导致娃烙解或热分解，产生娃蒸气而凝结、沉积在晶 片上，造成晶片的周围边缘产生碎屑，而影响产品的可靠度。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种前切割保护液及使用此保护液的晶片加工方法，其可 适用于不同功率与高切割速率的能量光束的前切割制作工艺，可W减少或避免芯片的周围 边缘产生碎屑，提升所形成的半导体元件的产品可靠度。
[0006] 为达上述目的，本发明提供一种前切割保护液及使用此保护液的晶片加工方法， 前切割保护液干燥而成的切割保护膜可利用纯水或去离子水来移除，且具有良好的耐热 性，与良好的皮膜移除性。
[0007] 本发明提供一种前切割保护液包括聚己帰醇或变性聚己帰醇、紫外光吸收剂W及 溶剂。聚己帰醇或变性聚己帰醇的聚合度大于或等于1000。其中W聚己帰醇或变性聚己帰 醇为100重量份计，紫外光吸收剂的添加量大于10重量份。
[0008] 在本发明的一实施例中，上述的前切割保护液的固体在波长355nm的g吸收系数 k 大于 0. 35Abs · cm · L/go
[0009] 在本发明的一实施例中，上述的聚己帰醇或变性聚己帰醇的聚合度为1000至 4000。
[0010] 在本发明的一实施例中，上述的聚己帰醇或变性聚己帰醇的碱化度为69摩尔％ 至99摩尔％。
[0011] 在本发明的一实施例中，上述的溶剂包括水、醇类溶剂或其组合。
[0012] 在本发明的一实施例中，上述的紫外光吸收剂包括含苯酪苯礙酸及其盐类。
[0013] 本发明提供一种晶片加工方法，其步骤如下。提供衬底，衬底上具有材料层。在材 料层上形成保护膜。上述保护层是上述前切割保护液干燥而成。W能量光束进行前切割制 作工艺，w在保护膜与材料层中形成多个沟槽。移除上述保护膜。
[0014] 在本发明的一实施例中，上述的能量光束包括激光。
[0015] 在本发明的一实施例中，上述的能量光束的功率为3. 9瓦特至7. 2瓦特。
[0016] 在本发明的一实施例中，其中移除上述保护膜是使用纯水或去离子水。
[0017] 在本发明的一实施例中，还包括进行切割制作工艺，自沟槽切割衬底，W形成多个 芯片。
[0018] 在本发明的一实施例中，上述移除所述保护膜的步骤与进行所述切割步骤同时进 行或在进行所述切割步骤之前进行。
[0019] 基于上述，本发明实施例的前切割保护液涂布与干燥处理后，可于晶片上形成保 护膜。由于上述保护膜可高度吸收不同功率与高切割速率的能量光束的能量，因此可避免 衬底的热烙解或热分解产生娃蒸气而导致保护膜剥离的问题，且也可防止在芯片的周围边 缘产生碎屑或造成切割道烧焦。如此一来，便可防止晶片的表面受到损害，且同时提升所形 成的半导体元件的产品可靠度。
[0020] 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附 图作详细说明如下。
【附图说明】
[0021] 图1为利用本发明实施例的前切割保护液W进行晶片加工方法的半导体晶片示 意图；
[0022] 图2A至图2D为利用本发明实施例的前切割保护液W进行晶片加工方法的流程的 剖面示意图；
[0023] 图3为本发明的实验例一中，在W低功率（2. 6W)激光对覆有保护膜的娃晶片进行 前切割制作工艺后的切割道的照片；
[0024] 图4为本发明的实验例一中，在W中功率（3. 9W)激光对覆有保护膜的娃晶片进行 前切割制作工艺后的切割道的照片；
[0025] 图5为本发明的实验例一中，在W高功率（7. 2W)激光对覆有保护膜的娃晶片进行 前切割制作工艺后的切割道的照片；
[0026] 图6为本发明的比较例中，在W中功率（3. 9W)激光对覆有保护膜的娃晶片进行前 切割制作工艺后的切割道的照片；
[0027] 图7为本发明的比较例中，在W高功率（7. 2W)激光对覆有保护膜的娃晶片进行前 切割制作工艺后的切割道的照片。
[002引符号说明
[0029] 10 ;衬底
[0030] 12 ;材料层
[00引]14、14a、14b ;切割道 [003引 16 ;芯片
[0033] 16a ;芯片
[0034] 18 ;保护膜
[0035] 20 ;沟槽
[0036] 22 ;碎屑
[0037] 24 ;切割槽
[0038] 100;晶片
[00測 200 ;能量光束
【具体实施方式】
[0040] 本发明实施例提供一种前切割保护液包括聚己帰醇或变性聚己帰醇、紫外光吸收 剂W及溶剂。聚己帰醇或变性聚己帰醇的聚合度大于或等于1000。W聚己帰醇或变性聚己 帰醇为100重量份计，紫外光吸收剂的添加量大于10重量份。W下将详细说明前切割保护 液的各成分。
[0041] 聚己帰醇或变性聚己帰醇
[0042] 聚己帰醇或变性聚己帰醇的聚合度大于或等于1000。在一实施例中，聚己帰醇或 变性聚己帰醇的聚合度为1000至4000。在另一实施例中，聚己帰醇或变性聚己帰醇的聚合 度为1000至4000。在又一实施例中，聚己帰醇或变性聚己帰醇的聚合度为2000至2400。 前切割保护液含有上述范围的聚合度的聚己帰醇或变性聚己帰，则其所形成的保护膜的耐 热性与安定性较佳。因此，在使用高功率的能量光束进行切割时，较不会导致过度热分解反 应或保护膜剥离的情况。再者，在一实施例中，聚己帰醇或变性聚己帰醇的碱化度为69摩 尔％至99摩尔％。由于聚己帰醇或变性聚己帰醇具有離链结或居基，其对晶片表面的粘着 性相当低。在利用纯水或去离子水清洗后，便可有效地避免聚己帰醇或变性聚己帰醇的残 留。
[0043] 本发明实施例的聚己帰醇或变性聚己帰醇可W各种方法来形成。在一实施例中， 聚己帰醇或变性聚己帰醇可W利用聚己帰醋与碱化触媒进行反应而获得。而上述聚己帰醋 是由己帰醋类化合物在自由基起始剂作用下，在醇类溶剂中进行聚合反应所形成。在一实 施例中，己帰醋类化合物包括；醋酸己帰醋、甲酸己帰醋、丙酸己帰醋、了酸己帰醋、戊酸己 帰醋、月桂酸己帰醋、硬醋酸己帰醋、W及苯甲酸己帰醋等。变性单体系选至己帰、丙帰、丙 帰酸及其醋类、甲基丙帰酸及其醋类、衣織酸及其醋类、马来酸及其醋类、丙帰礙酸及其盐 类、2-丙帰醜胺-2-甲基丙礙酸及其盐类等。
[0044] 上述醇类溶剂包括甲醇、己醇、丙醇、或其组合、或其衍生物。上述自由基起始剂包 括偶氮二异了腊（AIBN)、过氧化苯甲醜度P0)等。上述聚合反应并无特别限制，一般用W制 造聚己帰醋类化合物的反应条件均可使用。通过调整反应物添加量与聚合反应的时间，W 控制最终聚己帰醋类的聚合度。上述碱化触媒可包括碱金属或碱±金属的氨氧化物或碳酸 化合物，例如氨氧化裡、氨氧化钢、氨氧化钟、氨氧化巧、碳酸裡、碳酸钢、碳酸钟、或碳酸巧 等。碱化触媒的种类并无特殊限制，一般用于与聚己帰醋进行碱化反应，W制造聚己帰醇的 无机碱化合物均可使用。另外，碱化触媒也可包括有机胺碱性化合物，其可例如是氨水、氨 氧化四甲基倭、氨氧化四己基倭、氨氧化四丙基倭、氨氧化四了基倭、或其衍生物。
[0045] 紫外光吸收剂
[0046] 本发明实施例的紫外光吸收剂可包括含苯酪苯礙酸及其盐类，其为水溶性物质。 上述紫外光吸收剂可例如是4, 4'-二駿基二苯甲丽、二苯甲丽一4 -駿酸、2 -駿基蔡酿、 1，2 -蔡二駿酸、1，8 -蔡二駿酸、2, 3 -蔡二駿酸、2, 6 -蔡二駿酸和2, 7 -蔡二駿酸及其 钢盐、钟盐、倭盐和四级倭盐，2, 6 -蔥酿二礙酸钢盐、2, 7 -蔥酿二礙酸钢盐W及阿魏酸。
[0047] W聚己帰醇或变性聚己帰醇为100重量份计，本发明实施例的紫外光吸收剂的添 加量大于10重量份。在一实施例中，本发明实施例的紫外光吸收剂的添加量为10重量份至 20重量份。 然而，本发明的紫外光吸收剂的材料与添加量不限于此，只要紫外光吸收剂可吸 收不同功率的能量光束，而不会使得所形成的保护膜过度产生热分解现象，均是本发明实 施例涵盖的范围。在一实施例中，本发明实施例的紫外光吸收剂的添加量可使得所形成的 保护膜（由前切割保护液干燥而成），在波长355nm的g吸收系数k大于0. 35Abs · cm · L/ g。Abs;吸收度。上述紫外光吸收剂所形成的保护膜可降低先前技术中由于g吸收系数k 较低，使得娃衬底热分解而产生娃蒸气。避免娃蒸气压过高而导致晶片上的保护膜剥离，且 可W避免在芯片的周围边缘产生碎屑的现象。此外，由于上述保护膜具有较佳的耐热性与 安定性，因此，也不容易发生保护膜的过度热分解反应。
[004引溶剂
[0049] 本发明实施例的溶剂可包括水、醇类溶剂或其组合。在一实施例中，上述溶剂为醇 类溶剂，例如甲醇、己醇、丙醇、或其组合、或其衍生物。只要能够将聚己帰醇或变性聚己帰 醇与紫外光吸收剂均匀混合于溶剂中，则本发明的溶剂不限于上述溶剂。溶剂的含量为聚 己帰醇或变性聚己帰醇的1重量份至50重量份较佳。
[0050] W下将利用本发明实施例的前切割保护液涂布在半导体晶片上，由此对半导体晶 片进行晶片加工。
[0051] 图1为利用本发明实施例的前切割保护液W进行晶片加工方法的半导体晶片示 意图。图2A至图2D为利用本发明实施例的前切割保护液W进行晶片加工方法的流程的剖 面示意图。
[0052] 请参照图1与图2A，首先提供晶片100,其具有多个切割道14。切割道14包括在 第一方向D1延伸的多个水平切割道14a与在第二方向D2延伸的多个垂直切割道14b。水 平切割道14a与垂直切割道14b排列成格子图案，W分隔多个芯片16。
[0053] 更具体地说，晶片100至少包括衬底10与材料层12。衬底10例如为半导体衬底、 半导体化合物衬底或是绝缘层上有半导体衬底（Semicon化ctor Over Insulator, SOI)。半 导体可为IVA族的原子，例如娃或错。半导体化合物可为IVA族的原子所形成的半导体化 合物，例如是碳化娃或是娃化错，或是ΠΙΑ族原子与VA族原子所形成的半导体化合物，例 如是神化嫁。
[0054] 材料层12位于衬底10上。材料层12可W是单一层或是多层。材料层12包 括介电层。介电层的材料为有机或无机材料。介电层可W是四己氧基娃氧焼（ΤΕ0巧氧 化娃、无渗杂娃玻璃扣SG)、测磯娃玻璃度PSG)、磯娃玻璃（PSG)、低介电常数材料及其 组合。低介电常数材料为介电常数低于4的材料层，例如是氣渗杂娃玻璃（FSG);娃倍 半氧化物例如是氨娃倍半氧化物（Hy化ogen silsesquioxnane服曲、甲基娃倍半氧化 物（Methyl silsesquioxane，MS曲或混合有机娃焼聚合物（Hybrido-organo siloxane polymer,册SP);芳香族碳氨化合物（Aromatic hy化ocarbon)例如是SiLK;有机娃酸 盐玻璃（Organosilicate glass)例如是碳黑化lack diamond, BD)、3MS、4MS;聚对二 甲苯（Pa巧lene);氣化聚合物（Fluoro-Polymer)例如是口尸03、〔￥1'0口、了6巧〇11;聚芳離 (Poly(a 巧 lethers))例如是 PAE-2、FLARE;多孔聚合物（Porous polymer)例如是 XLK、 Nanofoam、Awrogel ;Coral 等。
[00巧]材料层12经由光刻制作工艺与蚀刻制作工艺而形成上述切割道14。切割道14的 顶面低于材料层12的顶面，且高于材料层12的底面。切割道14的两侧为芯片16。芯片 16的顶面高于切割道14的顶面。
[0056] 晶片100上还可W具有各种半导体元件、金属内连线、焊垫、保护层（Passivation Layer),但为了清楚起见，在附图中未绘示出来。
[0057] 之后，在材料层12上形成保护膜18。在一实施例中，可W利用旋转涂布制作工艺， 将本发明实施例的前切割保护液涂布在材料层12的表面上（未绘示）。然后在室温或高温 下进行干燥，由此在材料层12上形成保护膜18。在一实施例中，保护膜18的厚度例如是 1. 5微米至5. 0微米。由于晶片100的表面具有多个切割道14与多个芯片16,因此，如果 上述保护膜18的厚度过薄，则芯片16上的保护膜18的厚度也过薄，可能会使得碎屑经由 保护膜18沉积于芯片16的表面上。另一方面，保护膜18的厚度过厚，也可能会造成其在 后续移除时较为耗时费工。
[0058] 倘若保护膜18的g吸收系数k过低，则对于能量光束吸收力较低，保护膜因能量 光束的照射而导致热分解的情况远低于衬底10。如此一来，衬底10的热分解所产生的蒸气 压会导致保护膜18剥离，且在芯片16的周围边缘产生碎屑。反之，若保护膜18的g吸收 系数k过高，则所形成的保护膜18容易发生热分解反应。本发明实施例的保护膜18在波 长355皿的g吸收系数k大于0. 35Abs · cm · L/g。在一实施例中，保护膜18在波长355皿 的g吸收系数k大于0. 35Abs. cm. L/g，小于0. 55Abs · cm · L/g。然而，本发明实施例的保 护膜18的g吸收系数k不限于此，只要能在前切割制作工艺中减少衬底10热分解而产生 的蒸气压，避免蒸气压过高而导致晶片100上的保护膜18剥离，且可W避免在芯片16的周 围边缘产生碎屑的现象，均是本发明涵盖的范围。另一方面，由于上述前切割保护液中的聚 己帰醇或变性聚己帰醇的聚合度大于或等于1000,因此，其干燥而成的保护膜18具有较佳 的耐热性与安定性。所W本发明实施例的保护膜18不容易发生保护膜的过度热分解反应。
[0059] 请参照图2B，W能量光束200进行前切割制作工艺，在保护膜18与材料层12中 形成多个沟槽20, W利于后续的切割制作工艺。具体来说，将能量光束200照射在切割道 14的保护膜18与材料层12上，W移除切割道14上的保护膜18、材料层12 W及部分衬底 10。在一实施例中，能量光束200包括激光，且能量光束200的功率大于2. 6瓦。在一实施 例中，能量光束200的功率为3. 9瓦特至7. 2瓦特。
[0060] 在能量光束200照射期间，保护膜18的热分解反应，与材料层12 W及衬底10的 热分解反应几乎同时发生（或者保护膜18的热分解反应更早发生）。由于保护膜18的g 吸收系数k大于0. 35Abs 'cm，L/g，对于能量光束200具有较高的吸收特性。因此，能量光 束200照射处的保护膜18因热分解而移除，避免其下方的材料层12与衬底10的热分解所 产生蒸气压而导致保护膜18剥离。如图2B所示，由于在材料层12上已形成保护膜18,所 W材料层12与衬底10的热分解所形成的碎屑22会沉积在保护膜18的表面上，而不会直 接沉积在晶片1〇〇(材料层12)的表面上。如此一来，便可有效地避免由于保护膜18的剥 离，导致碎屑沉积在芯片16的周围边缘的问题，因此，可W提升产品可靠度。此外，由于保 护膜18的g吸收系数k大于0. 35Abs · cm · L/g且其耐热性与安定性较佳，因此，本发明实 施例的晶片加工方法可沿着线宽非常小的切割道14来进行切割。
[0061] 请参照图2C，移除保护膜18。在一实施例中，保护膜18可例如是使用纯水或去离 子水来移除。纯水或去离子水的温度例如是常温或是摄氏15度至40度。由于聚己帰醇或 变性聚己帰醇为水溶性物质，且其他成分（例如是紫外光吸收剂）也为水溶性物质，因此， 其所形成的保护膜18(如图2C所示）可W用水（或热水）来移除。此外，在上述能量光束 200的照射期间沉积在保护膜18上方的碎屑22也可同时在移除保护膜18的过程中被移 除。因此，依据本发明的前切割保护液，其所形成的保护膜18 W及前切割制作工艺所产生 的碎屑22均可通过简单的制作工艺轻易地移除。
[0062] 请参照图2D，在移除保护膜18之后，利用切割刀具沿着沟槽20的方向对衬底10 进行切割制作工艺，W形成切割槽24。切割槽24可沿着切割道14 (或沟槽20)的方向，将晶 片100分割成多个芯片16曰。在一实施例中，切割刀具可例如是钻石刀具值iamond Blade)
[0063] 保护膜18除了可W在进行切割制作工艺之前进行之外，在另一实施例中，也可W 在进行切割制作工艺时，同时供应切割用水（例如是纯水或去离子水）来移除保护膜18。 换言之，在进行切割制作工艺时，也可同时移除保护膜18 (亦即可省略图2C的步骤）。
[0064] 由于切割道14上质地较软的材料层12已通过前切割制作工艺预先移除，只剩下 质地较硬的衬底10待切割。因此，不会产生先前技术中拉化或挤压晶片上的半导体元件的 问题。另一方面，也可防止材料层12的剥离。
[0065] 虽然上述实施例W半导体晶片为例已完整地描述清楚，但应了解本发明实施例可 应用于其他晶片的各种类 型的能量光束加工。举例来说，本发明实施例也可用于光学装置 晶片的分割。
[0066] 〈实验）
[0067] 为了证明本发明的可实现性，下文将举实验例W更具体地描述本发明。虽然描述 了 W下实验，但是在不逾越本发明范畴的情况下，可适当改变所采用的材料、添加量及比 率、处理细节W及处理流程等等。因此，不应根据下文所述的实验对本发明作出限制性的解 释。
[0068] 实验例一
[0069] 制作前切割保护液，其包括；10克的聚己帰醇，其皂化度为78%且聚合度为2000 ; 1. 2克的艾维索巧versorb) 13(台湾永光化学公司制造）；63. 8g的水；W及25毫升的己醇。 此前切割保护液的固体的g吸收系数k为0. 62Abs · cm · L/g。之后，将上述前切割保护液 旋转涂布在娃晶片上。接着，进行干燥处理，W在娃晶片上形成保护膜。在切割道上的保护 膜的厚度为1. 5微米。之后，分别W 2. 6W、3. 9W与7. 2W功率的激光加工处理上述覆有保护 膜的娃晶片。然后，W纯水移除保护膜。
[0070] 实验例二
[0071] 制作前切割保护液，其包括；1〇克的聚己帰醇，其皂化度为80%且聚合度为1400 ; 1.5克的艾维索13 (台湾永光化学公司制造）；63.5g的水；W及25毫升的己醇。此前切割 保护液的固体的g吸收系数k为0. 78Abs · cm · L/g。之后，将上述前切割保护液旋转涂布 在娃晶片上。接着，进行干燥处理，W在娃晶片上形成保护膜。在切割道上的保护膜的厚度 为1. 0微米。之后，分别W 2. 6W、3. 9W与7. 2W功率的激光加工处理上述覆有保护膜的娃晶 片。然后，W纯水移除保护膜。
[007引 实验例Η
[0073] 制作前切割保护液，其包括；10克的2-丙帰醜胺-2-甲基丙礙酸变性聚己帰醇， 其皂化度为97. 5%且聚合度为1400 ;1. 2克的艾维索13 (台湾永光化学公司制造）；63. 8g 的水；W及25毫升的己醇。此前切割保护液的固体的g吸收系数k为0. 63Abs · cm · L/g。 之后，将上述前切割保护液旋转涂布在娃晶片上。接着，进行干燥处理，W在娃晶片上形成 保护膜。在切割道上的保护膜的厚度为1. 0微米。之后，分别W 2. 6W、3. 9W与7. 2W功率的 激光加工处理上述覆有保护膜的娃晶片。然后，W纯水移除保护膜。
[0074] 比较例
[007引制作前切割保护液，其包括；20克的聚己帰醇，其皂化度为88%且聚合度为500 ; 0.2克的艾维索13 (台湾永光化学公司制造）及80克的水。此前切割保护液的固体的 g吸收系数k为0. 13至lAbs · cm · L/g。之后，将上述前切割保护液旋转涂布在娃晶片上。 接着，进行干燥处理，W娃晶片上形成保护膜。在切割道上的保护膜的厚度为0.5微米。之 后，分别W 2. 6W、3. 9W与7. 2W功率的激光加工处理上述覆有保护膜的娃晶片。然后，W纯 水移除保护膜。
[0076] 表1列出对实施例一、实施例二、实施例及比较例的覆有保护膜的娃晶片分 别进行2. 6W、3. 9W W及7. 2W功率的激光加工处理后的切割道情况。
[0077] 请参照表1，在实施例一、实施例二W及实施例立中，经过2. 6W、3. 9W W及7. 2W功 率的激光加工处理后，其并无产生切割道烧焦的情况。同样地，在比较例中，经过2. 6W功率 的激光加工处理后，其并无产生切割道烧焦的情况。然而，经过3. 9W W及7. 2W功率的激光 加工处理后，比较例的覆有保护膜的娃晶片便产生了切割道烧焦的情况。由此可知，比较例 中所形成的保护膜较无法耐受3. 9W W及7. 2W功率的激光加工处理。
[0078] 表 1
[0079]
[0080] 图3为本发明的实验例一中，在W低功率（2. 6W)激光对覆有保护膜的娃晶片进行 前切割制作工艺后的切割道的照片。图4为本发明的实验例一中，在W中功率（3. 9W)激光 对覆有保护膜的娃晶片进行前切割制作工艺后的切割道的照片。图5为本发明的实验例一 中，在W高功率（7. 2W)激光对覆有保护膜的娃晶片进行前切割制作工艺后的切割道的照 片。图6为本发明的比较例中，在W中功率（3. 9W)激光对覆有保护膜的娃晶片进行前切割 制作工艺后的切割道的照片。图7为本发明的比较例中，在W高功率（7. 2W)激光对覆有保 护膜的娃晶片进行前切割制作工艺后的切割道的照片。
[0081] 请参照图4与图5,实验例一使用聚合度较高的聚己帰醇制作来保护膜，在中功率 (3. 9W) W及高功率（7. 2W)激光前切割制作工艺后，切割道边缘凸起区域没有碎屑沉积，而 且，并未产生切割道烧焦的情况。相对地，请参照图6与图7,比较例使用聚合度较低的聚己 帰醇制作来保护膜，在中功率（3. 9W) W及高功率（7. 2W)激光前切割制作工艺后，产生了切 割道烧焦的情况。由此可知，使用聚合度较高的聚己帰醇所制作保护膜比使用聚合度较低 的聚己帰醇所制作的保护膜具较更佳的耐热性。
[0082] 综上所述，本发明实施例的含有聚合度较高的聚己帰醇的前切割保护液，通过涂 布与干燥处理后，可于晶片上形成保护膜。在W能量光束切割的过程中，上述保护膜对于 能量光束具有高度的吸收特性，其可避免衬底的热分解产生的蒸气而导致保护膜剥离的问 题，且也可防止在芯片的周围边缘产生碎屑。而且在切割制作工艺之后，保护膜与沉积在其 上方的碎屑可简单利用纯水或去离子水移除，其可节省制作工艺成本。
[0083] 另一方面，由于上述保护膜的g吸收系数k大于0. 35Abs 'cm 'L/g，且其含有聚合 度较高的聚己帰醇或变性聚己帰醇，因此其耐热性与安定性较佳。因此，本发明实施例的晶 片加工方法可承受较高功率化9W至7. 2W)的能量光束，并可沿着线宽非常小的切割道来 进行切割。
[0084] 基于上述，本发明实施例的前切割保护液及使用此保护液的晶片加工方法可适用 于高功率与高切割速率的能量光束切割。并且有效防止晶片表面受到损害，避免芯片的周 围边缘产生碎屑，提升所形成的半导体元件的产品可靠度。
[0085] 虽然结合W上实施例公开了本发明，然而其并非用W限定本发明，任何所属技术 领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发 明的保护范围应当W附上的权利要求所界定的为准。
【主权项】
1. 一种前切割保护液，包括： 聚乙烯醇或变性聚乙烯醇，其中所述聚乙烯醇或所述变性聚乙烯醇的聚合度大于或等 于 1000 ; 紫外光吸收剂，其中以所述聚乙烯醇或所述变性聚乙烯醇为100重量份计，所述紫外 光吸收剂的添加量大于10重量份；以及 溶剂。2. 如权利要求1所述的前切割保护液，其中所述前切割保护液的固体在波长355nm的 g吸收系数k大于0· 35Abs·cm·L/g。3. 如权利要求1所述的前切割保护液，其中所述聚乙烯醇或所述变性聚乙烯醇的聚合 度为1000至4000。4. 如权利要求1所述的前切割保护液，其中所述聚乙烯醇或所述变性聚乙烯醇的碱化 度为69摩尔％至99摩尔％。5. 如权利要求1所述的前切割保护液，其中所述溶剂包括水、醇类溶剂或其组合。6. 如权利要求1所述的前切割保护液，其中所述紫外光吸收剂包括含苯酚苯磺酸及其 盐类。7. -种晶片加工方法，包括： 提供衬底，所述衬底上具有材料层； 在所述材料层上形成保护膜，所述保护层由权利要求1至6任一所述的前切割保护液 所干燥而成； 以能量光束进行前切割制作工艺，以在所述保护膜与所述材料层中形成多个沟槽； 移除所述保护膜；以及 进行切割制作工艺，自所述些沟槽切割所述衬底，以形成多个芯片。8. 如权利要求7所述的晶片加工方法，其中所述能量光束包括激光。9. 如权利要求7所述的晶片加工方法，其中所述能量光束的功率为3. 9瓦特至7. 2瓦 特。10. 如权利要求7所述的晶片加工方法，其中移除所述保护膜是使用纯水或去离子水。11. 如权利要求7所述的晶片加工方法，其中移除所述保护膜的步骤与进行所述切割 步骤同时进行或在进行所述切割步骤之前进行。
【专利摘要】本发明公开一种前切割保护液及使用此保护液的晶片(Wafer)加工方法。所述前切割保护液，包括聚乙烯醇或变性聚乙烯醇、紫外光吸收剂以及溶剂。聚乙烯醇或变性聚乙烯醇的聚合度大于或等于1000。以聚乙烯醇或变性聚乙烯醇为100重量份计，紫外光吸收剂的添加量大于10重量份。本发明的前切割保护液可适用于不同功率的激光切割，且其所形成的保护膜可利用水来移除。
【IPC分类】H01L21/78, H01L21/02
【公开号】CN105489472
【申请号】CN201410471080
【发明人】吕志升, 黄礼勇, 张鸿铭
【申请人】长春石油化学股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月16日
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