发明内容

本发明的目的在于，针对目前晶圆等离子切割存在的诸多问题，提出一种晶圆等离子切割保护液，该保护液能够在晶圆表面快速成膜，具有良好的耐热性和可移除性。在晶圆加工时采用本发明晶圆等离子切割保护液，能够有效避免冷凝后的硅蒸气或其他在加工过程中产生的碎屑沉积在芯片表面；同时本发明晶圆等离子切割保护液具有较高的热稳定性，能够避免由于激光切割的热效应或在较高工作温度下进行等离子切割时保护膜分解导致晶圆表面直接暴露在外部环境下，有效提高产品的可靠性和良率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种晶圆等离子切割保护液，包括重量配比如下的各组分：

进一步地，所述水溶性树脂选自聚氧化乙烯、聚丙烯酸、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂和聚乙烯亚胺中的一种或几种；所述聚氧化乙烯分子量为10万-200万、聚丙烯酸分子量为500-800万、脲醛树脂分子量1万-10万、三聚氰胺甲醛树脂分子量1万-10万、聚乙烯亚胺分子量1万-10万；所述水溶性树脂优选的重量配比为10-40份；更优选的重量配比为10-35份。

进一步地，所述水溶性树脂包括聚氧化乙烯和聚丙烯酸，所述聚氧化乙烯和聚丙烯酸的用量比为1:2-1:7，优选用量比为1:3-1:5。

进一步地，所述润湿剂选自长链脂肪醇、烷基硫酸盐、磺酸盐、磷酸酯、聚氧乙烯烷基酚醚和聚氧乙烯脂肪醇醚中的一种或几种；更优选的所述润湿剂选自长链脂肪醇、聚氧乙烯烷基酚醚和聚氧乙烯脂肪醇醚中的一种或几种，其与聚氧化乙烯树脂和聚丙烯酸树脂相容性更好；所述润湿剂优选的重量配比为0.1-1份。

进一步地，所述消泡剂选自有机硅类、聚醚类、聚醚改性硅氧烷类、脂肪酸及脂肪酸酯类、酰胺类和磷酸酯类中的一种或几种；更优选的所述消泡剂选自有机硅类和/或聚醚改性硅氧烷类；所述消泡剂优选的重量配比为0.1-1份。

进一步地，所述自由基捕捉剂选自对苯醌、四甲基苯醌、2,2,6,6-四甲基哌啶和2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚中的一种或几种；更优选的所述自由基捕捉剂选自2,2,6,6-四甲基哌啶和/或非碱性自由基捕捉剂；所述自由基捕捉剂优选的重量配比为0.1-1份。

进一步地，所述有机溶剂选自醇、醚和酯中的一种或多种，优选的所述有机溶剂选自无水乙醇、异丙醇、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇乙醚、二丙二醇丁醚、醋酸乙酯和醋酸异丙酯中的一种或几种；更优选的所述有机溶剂选自无水乙醇、异丙醇、乙二醇丁醚和丙二醇甲醚中的一种或多种；所述有机溶剂优选的重量配比为5-10份。

本发明的另一个目的还公开了一种晶圆等离子切割保护液的制备方法，包括以下步骤：将原料按照重量配比加入到设有搅拌机的混合容器内，在常温下以300-1000rpm的速度搅拌0.5-2小时，制造出晶圆等离子切割保护液。

本发明的另一个目的还公开了上述晶圆等离子切割保护液在晶圆加工领域的用途。

进一步地，所述晶圆等离子切割保护液在晶圆加工领域的用途：首先将晶圆等离子切割保护液均匀滴加到置于旋涂机上的晶圆的中心位置上，每12寸晶圆上滴加30-50ml晶圆等离子切割保护液，用旋涂机以200-400rpm的速度旋转30-60秒，使保护液缓慢均匀的在晶圆表面铺展开，然后以1000-1500rpm的速度旋转120-180秒，最后将旋涂好的晶圆置于室温下干燥成膜，使晶圆等离子切割保护液在晶圆表面形成均匀的水溶性保护膜；然后利用激光划片工艺对覆有水溶性保护膜的晶圆进行图案化处理，使晶圆和水溶性保护膜上切割出沟槽，最后通过等离子切割工艺对沟槽进行扩展，将晶圆上的芯片切割成芯粒；切割后只需使用温水冲洗，即可将保护膜清除干净。该方法运用在薄晶圆上，能够使每片晶圆或每一区域的额外功能最大化，不受形状、大小或布局的限制，提升切割精度和速度，切割成任意形状。再加上切割前的均匀涂布保护液获得高强度的水溶性保护膜，可以避免切屑或裂纹、热应力问题，以及由于激光切割的热效应或在150～300℃工作温度下进行等离子切割时保护膜局部破坏、分解导致晶圆表面直接暴露在外部环境下等问题。

本发明晶圆等离子切割保护液配方科学、合理，及其制备方法简单、易行，与现有技术相比较具有以下优点：

1)本发明所提供的聚氧化乙烯分子主链上只含有亚甲基、醚键，不含有较长和活泼的侧链基团，其主链的热分解温度在390℃以上，在300℃的温度下其热失重低；同时聚丙烯酸分子主链上含有大量的羧酸基团，在高温条件下羧酸基团会吸收热能发生分子内脱水及脱羧反应，从而保护主链不会受热分解，其主链的热分解温度在300℃以上；因此切割保护液形成的保护膜具有较高的热稳定性；

2)本发明所提供的聚丙烯酸能够与聚氧化乙烯形成大分子缔合结构，降低聚氧化乙烯的结晶倾向，单独的聚氧化乙烯成膜后容易结晶，而结晶聚合物不透明、非结晶聚合物透明，加入聚丙烯酸后成膜透明度变高；

3)本发明所提供的水溶性树脂分子量高均为1万以上，含有的氢键数目多，产生的氢键力、范德华力、分子间作用力强，有效提高了切割保护液与基材之间的附着力；

4)本发明所提供的聚丙烯酸玻璃化转变温度TG＝106℃，聚氧化乙烯的玻璃化转变温度TG＜75℃，而玻璃化转变温度越高表明其由塑料态转变为高弹态的温度越高、材料产生热形变的下限温度越高，因此加入聚丙烯酸后可提高组分整体的玻璃化转变温度，增强保护膜在高温条件下的保形能力；

5)本发明的溶剂主要成分为水，但含有部分有机溶剂；所述有机溶剂可选用无水乙醇、异丙醇、乙二醇丁醚中的一种或多种，上述有机溶剂能与水任意比例互溶并对树脂具有良好的溶解性，其均属于小分子、沸点低且易于挥发，在加热预烘烤的过程中能够快速的携带水分子从保护液中挥发、缩短成膜时间；

6)本发明引入润湿剂可改善保护液成膜性，降低保护液与基材的接触角；

7)本发明引入消泡剂可降低保护液表面张力，避免泡孔的形成；

8)本发明引入自由基捕捉剂在等离子切割过程中能够吸收保护膜中产生的自由基，减缓树脂主链结构降解的速率。

综上，本发明晶圆等离子切割保护液能够在晶圆表面快速成膜，具有良好的耐热性和可移除性。在晶圆加工时，能够有效避免冷凝后的硅蒸气或其他在加工过程中产生的碎屑沉积在芯片表面；同时具有较高的热稳定性，能够避免由于激光切割的热效应或在较高工作温度(300-400℃，优选350-400℃)下进行等离子切割时保护膜分解导致晶圆表面直接暴露在外部环境下；提高产品的可靠性和良率。