一种等离子体切割保护液及其制备方法和应用与流程

本申请属于半导体切割，具体涉及一种切割保护液及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在半导体材料组成的晶圆(也被称为衬底)上形成集成电路后再将晶圆切分以得到半导体器件元件。切分方式为锯切，其可以在短时间内切割大量的晶圆。然而如果切片的进给速度(feeding speed)大幅提高，小芯片边缘剥落的可能性就会变大，会大大降低产品良率。基于此，利用电离气体放电等方法在材料上产生高温等离子体并通过其高能量进行材料切割的方式应运而生。但等离子体切割具有较高的切割要求，等离子体切割前需要在晶圆表面涂覆切割保护液，形成保护膜后，在保护膜上用激光切割出沟槽，然后再用等离子体完全切割晶圆，所以等离子体切割保护液也需要对激光有一定的吸收。尤其对于切割保护液所形成的膜层而言，等离子体切割保护液要兼顾耐高温性能、膜层厚度和成膜的均一性等，否则无法保证半导体晶圆制造过程中的良品率和生产率。

技术实现思路

1、申请目的：本申请提供一种等离子体切割保护液及其制备方法和应用，能同时适用于激光切割和等离子体切割，提高半导体制造过程中的良品率和生产率。

2、技术方案：本申请提供一种等离子体切割保护液，以质量份计，包括如下组分：8-40份的水溶性树脂，1-10份的助溶剂，0.1-8份的纳米级无机粒子，0.5-3份的流动促进剂，0.1-0.5份的紫外光吸收剂和50-100份的溶剂；

3、其中，所述水溶性树脂含有酰胺基团，且所述水溶性树脂为部分交联的树脂。

4、在一些实施例中，所述水溶性树脂由反应单体和交联剂通过聚合制得；其中，所述反应单体为含有双键和所述酰胺基团的化合物，所述交联剂为含有双官能团的化合物。

5、在一些实施例中，所述反应单体和所述交联剂的质量比为60～120:0.2～0.5。

6、在一些实施例中，所述反应单体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、n-异丙基丙烯酰胺、n-乙烯基乙酰胺、n-羟甲基丙烯酰胺、n,n-二甲基丙烯酰胺中的至少一种；和/所述交联剂选自乙二醇二丙烯酸酯、n,n'-亚甲基双丙烯酰胺、双(甲基丙烯酸甲酯)二异丙氧基硅烷中的至少一种。

7、在一些实施例中，所述水溶性树脂的分子量为1000～3000。

8、在一些实施例中，所述纳米级无机粒子选自al2o3、fe2o3、zno、tio2、zro、sio2、蒙脱土中的至少一种；其中，所述纳米级无机粒子的平均粒径为1～50nm。

9、在一些实施例中，所述助溶剂选自烟酰胺、乙酰胺、碳酰胺中的至少一种；和/或

10、所述流动促进剂选自反应型的丙烯酸酯类流平剂；和/或

11、所述溶剂选自水、醇、醚中的至少一种。

12、在一些实施例中，所述紫外光吸收剂选自2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸，n-(2-乙氧基苯基)-n'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺、2,2-二羟基-4,4-二甲氧基二苯甲酮-5,5-二磺酸钠、2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸-2-乙基己酯、邻硝基苯胺中的至少一种。

13、在一些实施例中，本申请还提供一种等离子体切割保护液的制备方法，包括以下步骤：

14、在保护气氛下，将反应单体、交联剂和引发剂混合、加热、搅拌并反应，制备得到水溶性树脂；

15、称取8-40份的水溶性树脂，1-10份的助溶剂，0.1-8份的纳米级无机粒子，0.5-3份的流动促进剂，0.1-0.5份的紫外光吸收剂和50-100份的溶剂，混合、加热、搅拌后得到等离子体切割保护液。

16、在一些实施例中，本申请还提供一种等离子体切割保护液在晶圆切割中的应用，其中，所述晶圆的尺寸为4～12寸。

17、与现有技术相比，本申请的有益效果在于：本申请的一种等离子体切割保护液，以质量份计，包括如下组分：8-40份的水溶性树脂，1-10份的助溶剂，0.1-8份的纳米级无机粒子，0.5-3份的流动促进剂，0.1-0.5份的紫外光吸收剂和50-100份的溶剂；其中，水溶性树脂含有酰胺基团，且水溶性树脂为部分交联的树脂。本申请的切割保护液中采用含有酰胺基团且部分交联的树脂，部分交联的结构可以形成三维网络结构来抑制分子运动达到提高耐高温性能的目的，树脂中含有大量亲水性酰胺基团，极易与水形成氢键，在切割工艺完成后，使得保护液形成的膜层能够被轻易除去，清洗工艺简单；同时，纳米级无机粒子可进一步提高切割保护液的耐热温度，还可以增加膜层的致密，有利于形成均一膜层；本申请提供了同时适用于激光切割与等离子体切割的保护液，可以提高半导体制造过程中的良品率和生产率。

18、可以理解的是，与现有技术相比，本申请实施例提供的等离子体切割保护液的制备方法以及等离子体切割保护液的应用具有上述等离子体切割保护液的所有技术特征以及有益效果，在此不再赘述。

技术特征：

1.一种等离子体切割保护液，其特征在于，以质量份计，包括如下组分：8-40份的水溶性树脂，1-10份的助溶剂，0.1-8份的纳米级无机粒子，0.5-3份的流动促进剂，0.1-0.5份的紫外光吸收剂和50-100份的溶剂；

2.根据权利要求1所述的等离子体切割保护液，其特征在于，所述水溶性树脂由反应单体和交联剂通过聚合制得；其中，所述反应单体为含有双键和所述酰胺基团的化合物，所述交联剂为含有双官能团的化合物。

3.根据权利要求2所述的等离子体切割保护液，其特征在于，所述反应单体和所述交联剂的质量比为60～120:0.2～0.5。

4.根据权利要求2所述的等离子体切割保护液，其特征在于，所述反应单体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、n-异丙基丙烯酰胺、n-乙烯基乙酰胺、n-羟甲基丙烯酰胺、n,n-二甲基丙烯酰胺中的至少一种；和/所述交联剂选自乙二醇二丙烯酸酯、n,n'-亚甲基双丙烯酰胺、双(甲基丙烯酸甲酯)二异丙氧基硅烷中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的等离子体切割保护液，其特征在于，所述水溶性树脂的分子量为1000～3000。

6.根据权利要求1所述的等离子体切割保护液，其特征在于，所述纳米级无机粒子选自al2o3、fe2o3、zno、tio2、zro、sio2、蒙脱土中的至少一种；其中，所述纳米级无机粒子的平均粒径为1～50nm。

7.根据权利要求1所述的等离子体切割保护液，其特征在于，所述助溶剂选自烟酰胺、乙酰胺、碳酰胺中的至少一种；和/或

8.根据权利要求1所述的等离子体切割保护液，其特征在于，所述紫外光吸收剂选自2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸，n-(2-乙氧基苯基)-n'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺、2,2-二羟基-4,4-二甲氧基二苯甲酮-5,5-二磺酸钠、2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸-2-乙基己酯、邻硝基苯胺中的至少一种。

9.一种权利要求1-8中任一项所述的等离子体切割保护液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.权利要求1-8中任一项所述的等离子体切割保护液在晶圆切割中的应用，其特征在于，所述晶圆的尺寸为4～12寸。

技术总结本申请公开了一种等离子体切割保护液及其制备方法和应用，以质量份计，包括：8‑40份的水溶性树脂，1‑10份的助溶剂，0.1‑8份的纳米级无机粒子，0.5‑3份的流动促进剂，0.1‑0.5份的紫外光吸收剂和50‑100份的溶剂；其中，水溶性树脂含有酰胺基团，且水溶性树脂为部分交联的树脂。本申请采用含有酰胺基团且部分交联的树脂，部分交联的结构可以形成三维网络结构来抑制分子运动达到提高耐高温性能的目的，树脂中含有大量亲水性酰胺基团，极易与水形成氢键，在切割工艺完成后，使得保护液形成的膜层能够被轻易除去，清洗工艺简单；无机粒子可进一步提高切割保护液的耐热温度，还可以增加膜层的致密，有利于形成均一膜层。技术研发人员：褚雨露,侯军,马超男,张楠受保护的技术使用者：浙江奥首材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30