用于激光后碎屑移除系统和方法的牺牲层技术方案

本申请案涉及用于激光后碎屑移除系统和方法的牺牲层。作为实施例，从晶片移除激光后碎屑的方法包含：在待图案化层上方形成牺牲层；使用激光烧蚀图案化所述牺牲层和所述待图案化层；和用水移除所述牺牲层和沉积在所述牺牲层上的碎屑。所述牺牲层包含水溶性粘合剂和水溶性紫外光UV吸收剂。还描述用于移除所述激光后碎屑的系统。

Sacrificial layer for laser post chip removal systems and methods

The application relates to a sacrificial layer for laser post chip removal systems and methods. As an embodiment, the method includes removing debris from the wafer after laser: forming a sacrificial layer to be patterned on the top layer; using laser ablation patterning the sacrificial layer and the patterned layer; and water to remove the sacrificial layer and deposited on the sacrificial layer of debris. The sacrificial layer comprises a water-soluble binder and a water-soluble ultraviolet UV absorber. A system for removing the post laser debris is also described.

【技术实现步骤摘要】
用于激光后碎屑移除系统和方法的牺牲层
本申请案大体上涉及用于制造电子衬底和半导体晶片的技术，且更确切地说，例如，涉及用于使用激光图案化此类衬底和晶片上的层并且移除激光后碎屑的方法。
技术介绍
激光烧蚀描述使用高光子能量(即短波长，且不必高强度)来移除材料，且其为图案化聚合物的极有效方法。通常，紫外(UV)光以中等强度照在聚合物上，以使得光化学效应和光热效应的组合将聚合物链解离成更小的挥发性分子，使用碎屑移除系统移除所述挥发性分子。除成功地移除例如聚酰亚胺的聚合物之外，激光烧蚀还可用以移除金属和无机材料。由于可在无需光敏媒质、显影剂或蚀刻剂的情况下图案化高分辨率特征，激光烧蚀可为具成本效益的图案化方法。举例来说，激光烧蚀已成功地用以图案化具有小于5μm的分辨率限值的材料。激光烧蚀速率是波长、脉冲宽度和能量密度的函数，因此可精确地控制烧蚀速率。已用准分子激光成功地示范激光烧蚀，所述准分子激光在过去二十年中已成为微光刻的主要手段。准分子激光是最强力的UV激光源，且通常含有稀有气体以及卤素或含卤素气体。常用的准分子激光气体是KrF(248nm)和ArF(193nm)。不同于其它激光，准分子激光产生无光点且非相干的光，这对于高分辨率光刻是理想的。因为准分子激光有效地发射处于UV光谱的光，具有大光束大小并且可容易地用于微光刻，所以其理想地适用于激光烧蚀。然而，所述激光烧蚀过程在材料表面上产生需要移除的碎屑(在图案化期间喷出材料颗粒)。此碎屑污染衬底并且可能对后续步骤造成困难。在衬底上用以移除碎屑的当前材料可能不吸收来自激光器的UV辐射或可能不耐受对完整裸片的激光扫描，并且可能剥落，从而减少其从表面清除碎屑的效力。很多产品出于移除UV激光烧蚀碎屑的目的已经商品化。这些材料主要用于UV激光(CO2)或固态激光，例如二极管泵浦固态(DPSS)激光，其中每次一个通孔或一行地执行所述过程。这些材料(如用于激光刻划的EMC1146保护涂层(可购自Emulsitone化工有限责任公司(EmulsitoneChemicals,LLC)、Daecoat产品(可购自约翰摩尔咨询公司(JohnMooreConsulting)或HogoMax产品(可购自DISCO公司(DISCOCorporation))在与使用准分子激光过程的掩模扫描系统一起使用时不会有效地起作用。这些材料仅可与光点照射烧蚀一起有效地使用，且不具有足够的UV吸收能力。因此，这些材料当在准分子激光烧蚀过程期间暴露于扫描光束时剥离或剥落。很多其它研究机构已提出使用光阻材料薄层作为牺牲层。然而，溶剂的成本和使用使得此选择方案在大批量制造中不具优势。因此，需要用于移除激光后碎屑的改进的材料和方法。
技术实现思路
根据本专利技术的一或多个实施例，提供移除激光后碎屑的系统和方法，其可避免或减少现有技术的以上和其它缺点。在一个实例实施例中，一种从晶片移除激光后碎屑的方法包含：在待图案化层上方形成牺牲层，其中所述牺牲层包括水溶性粘合剂和水溶性紫外光(UV)吸收剂；使用激光烧蚀图案化所述牺牲层和所述待图案化层；和用水移除所述牺牲层和沉积在所述牺牲层上的碎屑。在另一实施例中，一种从晶片移除激光后碎屑的方法包含：组合水溶性粘合剂与水溶性紫外光(UV)吸收剂以形成溶液；将所述溶液应用于介电、玻璃或金属层上以形成牺牲层；使用激光烧蚀图案化所述牺牲层和所述介电、玻璃或金属层；和用水移除所述牺牲层和沉积在所述牺牲层上的碎屑。在另一实施例中，一种从晶片移除激光后碎屑的方法包含：形成包括水溶性粘合剂和水溶性紫外光(UV)吸收剂的溶液；在介电层上形成牺牲层；使用准分子激光烧蚀图案化所述牺牲层和所述介电层；和通过水喷淋移除沉积在所述牺牲层上的碎屑和所述牺牲层。在另一实施例中，一种从晶片移除激光后碎屑的方法包含：形成包括水溶性粘合剂和水溶性紫外光(UV)吸收剂的溶液；在介电层上形成牺牲层；使用准分子激光烧蚀图案化所述牺牲层和所述介电层；通过水喷淋移除沉积在所述牺牲层上的碎屑和所述牺牲层；和用醇(例如异丙醇或乙醇)冲洗所述介电层。可从考虑在下文对本专利技术的系统和方法的某些实例实施例的详细描述，尤其是在此类考虑是结合附图进行时，将更好地理解本专利技术的系统和方法的以上和其它特征和优点，其中相同的参考标号用以标识在其一或多个图中所说明的元件。附图说明图1是根据本专利技术的实施例的移除激光后碎屑的方法的流程图；图2A到2D是根据本专利技术的实施例的衬底经历移除激光后碎屑的方法的横截面侧视图；图3A说明根据本专利技术的实施例的在激光烧蚀之后的晶片，其中在牺牲层的顶部上具有激光后碎屑；图3B说明在喷水清洗之后的图3A的晶片，其中移除了牺牲层和激光后碎屑；和图4说明根据本专利技术的实施例的用于移除激光后碎屑的系统的框图。具体实施方式描述根据一或多个实施例移除碎屑的牺牲层。所述牺牲层包含水溶性薄膜，其能够在例如扫描烧蚀或光点照射烧蚀的激光烧蚀期间吸收UV光，并且与待图案化的层一起被烧蚀。牺牲层易于在烧蚀过程之后用水移除。牺牲层的移除会一起带走在烧蚀期间沉积的所有碎屑。这产生干净的的所烧蚀特征以准备好用于后续过程。所描述的方法可用在用于半导体行业中的完整的裸片或麦克罗斯(macro)产品上，以及用在用于高级半导体封装应用的介电材料上，包含形成通孔、凸块、重布层、线和空间烧蚀，或作为双重金属镶嵌工艺流程同时烧蚀通孔和重布层的组合。牺牲层包含至少两个组分：(1)水溶性粘合剂，以及(2)水溶性UV吸收剂。水溶性粘合剂是在暴露于UV光时为稳定的任何适合粘合剂。水溶性UV吸收剂是使用粘合剂粘合、呈现光稳定性且在暴露于UV光时为热稳定的任何适合吸收剂。所述组分经选择以形成与衬底上的其它层具有极少反应或几乎没有反应的牺牲层。在粘合剂与UV吸收剂混合时所形成的所述牺牲层吸收UV光，且也可用以图案化衬底上的多个特征而不会剥落或剥离。所述牺牲层形成约0.2微米到5微米厚的膜。在各种实施例中，所述膜为约0.5微米到2微米厚，且在其它实施例中，所述膜为约1微米到1.5微米厚。适合粘合剂包含但不限于聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚氧化乙烯(PEO)、聚丙烯酸材料(例如聚丙烯酸)、乙基纤维素和甲酯，或任何其它水溶性聚合物。适合UV吸附剂包含但不限于苯并三唑和三嗪类UV吸收剂材料，例如400-DW、477-DW，以及99-DW。呈现改进的热稳定性的粘合剂是水溶性PEO聚合物。PolyoxTMWSRN-750和PolyoxTMWSRN-3000是适合的粘合剂，且两者可购自陶氏化学公司(TheChemicalCompany)。含有约1重量％到10重量％的PEO的溶液与水溶性UV吸收剂材料混合的混合物(例如400-DW溶液(可购自BASF的液体羟苯基三嗪))作为用以通过简单的水洗涤步骤移除烧蚀后碎屑的牺牲层经论证为有效的。在若干实施例中，牺牲层中的粘合剂与UV吸收剂的比率在约30:1到约5:1的范围内。在其它实施例中，牺牲层中的粘合剂与UV吸收剂的比率在约15:2到约10:1的范围内。现将参考附图描述本专利技术的示范性实施例。参考图1和2A到2D，描述用于从表面移除激光后碎屑的方法100。在步骤102和图2A处，在衬底200上形成介电层205或可通过激光图案化的其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从晶片移除激光后碎屑的方法，其包括：在待图案化层上方形成牺牲层，其中所述牺牲层包括水溶性粘合剂和水溶性紫外光UV吸收剂；使用激光烧蚀图案化所述牺牲层和所述待图案化层；和用水移除所述牺牲层和沉积在所述牺牲层上的碎屑。

【技术特征摘要】
2015.12.11 US 14/967,1211.一种从晶片移除激光后碎屑的方法，其包括：在待图案化层上方形成牺牲层，其中所述牺牲层包括水溶性粘合剂和水溶性紫外光UV吸收剂；使用激光烧蚀图案化所述牺牲层和所述待图案化层；和用水移除所述牺牲层和沉积在所述牺牲层上的碎屑。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光烧蚀使用准分子激光。3.根据权利要求2所述的方法，其中准分子激光包括248nm、308nm或355nm准分子激光。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述水溶性粘合剂选自由以下各者组成的群组：聚乙烯醇PVA、聚乙烯吡咯烷酮PVP、聚氧化乙烯PEO、聚丙烯酸材料、乙基纤维素、甲酯，以及其组合。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述水溶性UV吸收剂选自由以下各者组成的群组：苯并三唑类UV吸收剂材料、三嗪类UV吸收剂材料，以及其组合。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述牺牲层为约0.5微米到2微米厚。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述牺牲层为约1微米到1.5微米厚。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述待图案化层包括介电材料、玻璃、金属，或其组合。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述牺牲层中的所述水溶性粘合剂与所述水溶性UV吸收剂的比率为从约30:1到约5:1。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述水溶性粘合剂包括聚氧化乙烯PEO，且所述水溶性UV吸收剂包括液体羟苯基三嗪。11.根据权利要求1所述的方法，其中移除所述牺牲层和所述碎屑包括在所述牺牲层上喷淋水，或使用水浴。12.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在用水移除所述牺牲层和碎屑之后，用醇冲洗所述待图案化层。13.一种用于执行根据权利要求1所述的方法的系统，其包括：激光烧蚀系统；水碎屑移除系统；和晶片处理系统。14.一种从晶片移除激光后碎屑的方法，其包括：组合水溶性粘合剂与水溶性紫外光UV吸收剂以形成溶液；将所述溶液应用于介电、玻璃或金属层上以形成牺牲层；使用激光烧蚀图案化所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈比卜·希什里，
申请(专利权)人：SUSS麦克瑞泰克光子系统公司，
类型：发明
国别省市：美国,US