一种激光切割保护胶液及其制备方法与流程

本发明涉及芯片加工，具体涉及一种激光切割保护胶液及其制备方法。

背景技术：

1、随着集成电路制造技术的不断发展，芯片特征尺寸越来越小，互连层数越来越多，晶圆直径也不断增大，随着晶粒尺寸随芯片集成化程度的提高而减小，相应地切割道的间隔需要逐渐变窄。传统半导体芯片封装制程中的切割方法主要有金刚石砂轮划片、激光划片。金刚石划片容易产生崩裂、破片、碎屑，崩片或碎屑粘附在晶粒边缘都会造成电路损伤等问题，不良率较高。激光划片是利用高能激光束聚焦产生的高温使照射局部范围内的硅材料瞬间气化，完成硅片分离，但高温会使切缝周围产生热应力，激光的高能量被衬底吸收，导致衬底熔化或气化产生粉尘或熔渣，冷凝后沉积在芯片表面上，导致芯片表面污染从而损害半导体芯片的质量。切割的质量与效率直接影响芯片的质量和生产成本，随着芯片沿大规模方向发展，划片工艺呈现愈发精细化、高效化的趋势。

2、因此为解决切割过程中崩裂、破片、碎屑、粉尘或熔渣冷凝沉积等问题，激光切割前往往需要覆盖一层保护膜，以便能够在加工过程中保护芯片，降低产品的不良率，在保护硅、蓝宝石、砷化镓、碳化硅以及半导体晶圆等切割，同时满足芯片小型集成化的要求。

3、中国专利文献cn108687441a（公开日为2018年10月23日）中公开了一种切割用保护膜剂，是含有水溶性树脂和激光吸收剂的切割用保护膜剂，使得机械强度较低的被加工物在利用高能量激光的加工中也不会产生碎屑，并且能够抑制加工飞边的产生。但是，这种保护膜膜下切割口内形成的蒸气容易将膜掀起，造成熔融物堆积到晶圆切割口边缘，烧灼损伤晶粒边缘。

技术实现思路

1、为了解决以上技术问题，本发明提出了一种激光切割保护胶液及其制备方法。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种激光切割保护胶液，包括如下质量份数的组分：

4、去离子水50份~120份，水溶性醇酸树脂5份~10份，水溶性树脂10份~20份，表面活性剂1份~5份，紫外吸收剂0.1份~0.5份，防腐剂0.1份~3份，ph调节剂0.1份~0.5份，有机溶剂10份~20份；

5、优选地，所述去离子水的电阻值不低于18mω。

6、优选地，所述水溶性树脂的平均分子量为10000~50000；所述水溶性醇酸树脂的平均分子量为5000~25000。

7、所述水溶性树脂为聚乙烯醇、改性聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚亚烷基二醇、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚丙烯酸、聚羟酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮-醋酸乙烯共聚物、聚环氧乙烷或聚乙烯醇-聚丙烯酸的嵌段共聚物中的一种或至少两种的组合。最优选为聚乙烯醇，聚合度300~1000，醇解度为80%~100%。

8、优选地，所述水溶性醇酸树脂是由含有三官能团或四官能团的羧基或磺酸基单体与胺碱中和得到的。

9、优选地，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、多元醇聚氧乙烯醚、脂肪酸酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚氧乙烯酯类、聚氧乙烯酸类、聚酸类、脂肪醇烷氧基类、硬脂酸类、丙三醇和磷酸盐类中一种或至少两种的组合。更优为质量比为2：（5~20）的多元醇聚氧乙烯醚和丙三醇的混合物。

10、优选地，所述紫外吸收剂为阿魏酸、2，4，6-三（4-羟基苯基）三嗪、苯并三唑、4，4’-2羧基二苯甲酮、二苯甲酮-4-羧酸、4-羟基-3-甲氧基肉桂酸、异阿魏酸、咖啡酸、芥子酸、绿原酸中的一种或至少两种的组合。更优选为4，4’-2羧基二苯甲酮。

11、优选地，所述防腐剂为金属缓蚀剂，具体为三唑、苯并三氮唑、苯并噻唑或巯基苯并噻唑、氨基三甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷或二乙烯三胺五亚甲基叉膦酸中的任意一种或至少两种的组合。更优选为乙二胺四亚甲基膦酸。

12、优选地，所述ph调节剂为单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、n-甲基二乙醇胺、单甲基乙醇胺、二乙二醇胺、二甲基氨基丙胺、n，n-二甲基环己基胺、乙二胺、二亚乙基三胺或三亚乙基四胺中的一种或至少两种的组合。更优选为单乙醇胺。

13、优选地，所述有机溶剂选自醚类、醇类、醇醚类溶剂。具体为乙二醇单苯醚、二丙酮醇、乙二醇丁醚、乙二醇叔丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、乙二醇、二甘醇、二丙二醇、1，2-丙二醇、聚乙二醇、丙三醇或三甘醇中的一种或至少两种的组合。更优选为质量比为1：2的乙二醇单苯醚和聚乙二醇的混合物。

14、本发明还提供一种上述激光切割保护胶液的制备方法，包括如下步骤：

15、将去离子水加热至特定温度，分批向去离子水中加入水溶性树脂，搅拌至呈无水均一水溶液，关闭加热装置；加入表面活性剂，搅拌均匀；加入水溶性醇酸树脂，持续搅拌至体系呈微黄色透明液体，并降为室温；将紫外吸收剂溶解于3倍质量的去离子水中，然后加入体系中，搅拌均匀；加入防腐剂，搅拌使其全部溶解并混合均匀；加入有机溶剂，搅拌均匀；加入ph值调节剂，调节体系酸碱值至6~8；用m3砂芯漏斗过滤，得到激光切割保护胶液。

16、优选地，所述特定温度为60℃~90℃，所述搅拌转速为30rpm。

17、与现有技术相比，本发明的具体有益效果为：

18、1.本发明有效解决了现有激光切割过程中晶圆片崩裂、破片、碎屑、粉尘或熔渣冷凝沉积、加工飞边等问题带来的芯片缺陷，使用双组分水溶性树脂共同作用，一方面，因水性醇酸树脂的特殊分子结构，具有优良的成膜性，简单涂布后即可在待切割的晶圆表面快速形成均匀薄膜，具有快速流平成膜性，形成的保护膜强度高、韧性好，具有良好耐热性，具有润滑、冷却散热、隔热功能，避免切割过程中产生碎屑沉积在晶粒表面；另一方面，因其由含有大量的三四官能团羧基、胺基、磺酸基的单体与氨、三乙胺、二甲基乙醇胺等胺碱中和得到，在分子中引入了大量的亲水基团，与聚乙烯醇分子共同作用时，遇水极易溶解，与水溶性紫外吸收剂和水都有非常好的亲和能力和相容性，因此具有很好的皮膜移除性，利用去离子水冲洗即可除去；且与水的相互作用，提供大量氢键可以高度吸收不同功率、高切割速率的光束热量，防止激光切割部位的过度碳化，防止在切割道两侧形成过宽的灼伤、烧焦，导致芯片受损，影响产品质量；

19、2.非离子型表面活性剂的加入，使得保护液与晶圆表面有较好的亲和性，形成的保护膜与晶圆表面紧密贴合，有效避免切割中出现保护膜剥离问题；还能够减小去离子水在硅片表面的张力，进而增大去离子水对硅片的浸润性能，有效改善了硅片切割过程中对晶圆片的清洁效果。

技术特征：

1.一种激光切割保护胶液，其特征在于，包括如下质量份数的组分：

2.根据权利要求1所述的激光切割保护胶液，其特征在于，所述水溶性树脂的平均分子量为10000~50000；所述水溶性醇酸树脂的平均分子量为5000~25000。

3.根据权利要求1所述的激光切割保护胶液，其特征在于，所述水溶性醇酸树脂是由含有三官能团或四官能团的羧基或磺酸基单体与胺碱中和得到的。

4.根据权利要求1所述的激光切割保护胶液，其特征在于，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、多元醇聚氧乙烯醚、脂肪酸酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚氧乙烯酯类、聚氧乙烯酸类、聚酸类、脂肪醇烷氧基类、硬脂酸类、丙三醇和磷酸盐类中一种或至少两种的组合。

5.根据权利要求1所述的激光切割保护胶液，其特征在于，所述紫外吸收剂为阿魏酸、2，4，6-三（4-羟基苯基）三嗪、苯并三唑、4，4’-2羧基二苯甲酮、二苯甲酮-4-羧酸、4-羟基-3-甲氧基肉桂酸、异阿魏酸、咖啡酸、芥子酸、绿原酸中的一种或至少两种的组合。

6.根据权利要求1所述的激光切割保护胶液，其特征在于，所述防腐剂为金属缓蚀剂，具体为三唑、苯并三氮唑、苯并噻唑或巯基苯并噻唑、氨基三甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷或二乙烯三胺五亚甲基叉膦酸中的任意一种或至少两种的组合。

7.根据权利要求1所述的激光切割保护胶液，其特征在于，所述ph调节剂为单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、n-甲基二乙醇胺、单甲基乙醇胺、二乙二醇胺、二甲基氨基丙胺、n，n-二甲基环己基胺、乙二胺、二亚乙基三胺或三亚乙基四胺中的一种或至少两种的组合。

8.根据权利要求1所述的激光切割保护胶液，其特征在于，所述有机溶剂选自醚类、醇类、醇醚类溶剂。

9.一种激光切割保护胶液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据激光切割保护胶液的制备方法，其特征在于，所述特定温度为60℃~90℃，所述搅拌转速为30rpm。

技术总结一种激光切割保护胶液及其制备方法，涉及芯片加工技术领域，解决了切割过程中崩裂、破片、碎屑、粉尘或熔渣冷凝沉积等问题。所述激光切割保护胶液包括如下质量份数的组分：去离子水50份~120份，水溶性醇酸树脂5份~10份，水溶性树脂10份~20份，表面活性剂1份~5份，紫外吸收剂0.1份~0.5份，防腐剂0.1份~3份，pH调节剂0.1份~0.5份，有机溶剂10份~20份；所述水溶性醇酸树脂是由含有三官能团或四官能团的羧基或磺酸基单体与胺碱中和得到的。本发明可用于芯片切割过程中，具有较好的应用前景。技术研发人员：王玉凤,吕广超,刘丹,尹逸卓,于佳蕊受保护的技术使用者：长春艾德斯新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20