用于激光后碎屑移除系統(tǒng)和方法的犧牲層技術(shù)方案

本申請案涉及用于激光后碎屑移除系統(tǒng)和方法的犧牲層。作為實施例，從晶片移除激光后碎屑的方法包含：在待圖案化層上方形成犧牲層；使用激光燒蝕圖案化所述犧牲層和所述待圖案化層；和用水移除所述犧牲層和沉積在所述犧牲層上的碎屑。所述犧牲層包含水溶性粘合劑和水溶性紫外光UV吸收劑。還描述用于移除所述激光后碎屑的系統(tǒng)。

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.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
用于激光后碎屑移除系統(tǒng)和方法的犧牲層
本申請案大體上涉及用于制造電子襯底和半導(dǎo)體晶片的技術(shù)，且更確切地說，例如，涉及用于使用激光圖案化此類襯底和晶片上的層并且移除激光后碎屑的方法。
技術(shù)介紹
激光燒蝕描述使用高光子能量(即短波長，且不必高強度)來移除材料，且其為圖案化聚合物的極有效方法。通常，紫外(UV)光以中等強度照在聚合物上，以使得光化學(xué)效應(yīng)和光熱效應(yīng)的組合將聚合物鏈解離成更小的揮發(fā)性分子，使用碎屑移除系統(tǒng)移除所述揮發(fā)性分子。除成功地移除例如聚酰亞胺的聚合物之外，激光燒蝕還可用以移除金屬和無機材料。由于可在無需光敏媒質(zhì)、顯影劑或蝕刻劑的情況下圖案化高分辨率特征，激光燒蝕可為具成本效益的圖案化方法。舉例來說，激光燒蝕已成功地用以圖案化具有小于5μm的分辨率限值的材料。激光燒蝕速率是波長、脈沖寬度和能量密度的函數(shù)，因此可精確地控制燒蝕速率。已用準分子激光成功地示范激光燒蝕，所述準分子激光在過去二十年中已成為微光刻的主要手段。準分子激光是最強力的UV激光源，且通常含有稀有氣體以及鹵素或含鹵素氣體。常用的準分子激光氣體是KrF(248nm)和ArF(193nm)。不同于其它激光，準分子激光產(chǎn)生無光點且非相干的光，這對于高分辨率光刻是理想的。因為準分子激光有效地發(fā)射處于UV光譜的光，具有大光束大小并且可容易地用于微光刻，所以其理想地適用于激光燒蝕。然而，所述激光燒蝕過程在材料表面上產(chǎn)生需要移除的碎屑(在圖案化期間噴出材料顆粒)。此碎屑污染襯底并且可能對后續(xù)步驟造成困難。在襯底上用以移除碎屑的當前材料可能不吸收來自激光器的UV輻射或可能不耐受對完整裸片的激光掃描，并且可能剝落，從而減少其從表面清除碎屑的效力。很多產(chǎn)品出于移除UV激光燒蝕碎屑的目的已經(jīng)商品化。這些材料主要用于UV激光(CO2)或固態(tài)激光，例如二極管泵浦固態(tài)(DPSS)激光，其中每次一個通孔或一行地執(zhí)行所述過程。這些材料(如用于激光刻劃的EMC1146保護涂層(可購自Emulsitone化工有限責任公司(EmulsitoneChemicals,LLC)、Daecoat產(chǎn)品(可購自約翰摩爾咨詢公司(JohnMooreConsulting)或HogoMax產(chǎn)品(可購自DISCO公司(DISCOCorporation))在與使用準分子激光過程的掩模掃描系統(tǒng)一起使用時不會有效地起作用。這些材料僅可與光點照射燒蝕一起有效地使用，且不具有足夠的UV吸收能力。因此，這些材料當在準分子激光燒蝕過程期間暴露于掃描光束時剝離或剝落。很多其它研究機構(gòu)已提出使用光阻材料薄層作為犧牲層。然而，溶劑的成本和使用使得此選擇方案在大批量制造中不具優(yōu)勢。因此，需要用于移除激光后碎屑的改進的材料和方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
根據(jù)本專利技術(shù)的一或多個實施例，提供移除激光后碎屑的系統(tǒng)和方法，其可避免或減少現(xiàn)有技術(shù)的以上和其它缺點。在一個實例實施例中，一種從晶片移除激光后碎屑的方法包含：在待圖案化層上方形成犧牲層，其中所述犧牲層包括水溶性粘合劑和水溶性紫外光(UV)吸收劑；使用激光燒蝕圖案化所述犧牲層和所述待圖案化層；和用水移除所述犧牲層和沉積在所述犧牲層上的碎屑。在另一實施例中，一種從晶片移除激光后碎屑的方法包含：組合水溶性粘合劑與水溶性紫外光(UV)吸收劑以形成溶液；將所述溶液應(yīng)用于介電、玻璃或金屬層上以形成犧牲層；使用激光燒蝕圖案化所述犧牲層和所述介電、玻璃或金屬層；和用水移除所述犧牲層和沉積在所述犧牲層上的碎屑。在另一實施例中，一種從晶片移除激光后碎屑的方法包含：形成包括水溶性粘合劑和水溶性紫外光(UV)吸收劑的溶液；在介電層上形成犧牲層；使用準分子激光燒蝕圖案化所述犧牲層和所述介電層；和通過水噴淋移除沉積在所述犧牲層上的碎屑和所述犧牲層。在另一實施例中，一種從晶片移除激光后碎屑的方法包含：形成包括水溶性粘合劑和水溶性紫外光(UV)吸收劑的溶液；在介電層上形成犧牲層；使用準分子激光燒蝕圖案化所述犧牲層和所述介電層；通過水噴淋移除沉積在所述犧牲層上的碎屑和所述犧牲層；和用醇(例如異丙醇或乙醇)沖洗所述介電層。可從考慮在下文對本專利技術(shù)的系統(tǒng)和方法的某些實例實施例的詳細描述，尤其是在此類考慮是結(jié)合附圖進行時，將更好地理解本專利技術(shù)的系統(tǒng)和方法的以上和其它特征和優(yōu)點，其中相同的參考標號用以標識在其一或多個圖中所說明的元件。附圖說明圖1是根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的移除激光后碎屑的方法的流程圖；圖2A到2D是根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的襯底經(jīng)歷移除激光后碎屑的方法的橫截面?zhèn)纫晥D；圖3A說明根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的在激光燒蝕之后的晶片，其中在犧牲層的頂部上具有激光后碎屑；圖3B說明在噴水清洗之后的圖3A的晶片，其中移除了犧牲層和激光后碎屑；和圖4說明根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的用于移除激光后碎屑的系統(tǒng)的框圖。具體實施方式描述根據(jù)一或多個實施例移除碎屑的犧牲層。所述犧牲層包含水溶性薄膜，其能夠在例如掃描燒蝕或光點照射燒蝕的激光燒蝕期間吸收UV光，并且與待圖案化的層一起被燒蝕。犧牲層易于在燒蝕過程之后用水移除。犧牲層的移除會一起帶走在燒蝕期間沉積的所有碎屑。這產(chǎn)生干凈的的所燒蝕特征以準備好用于后續(xù)過程。所描述的方法可用在用于半導(dǎo)體行業(yè)中的完整的裸片或麥克羅斯(macro)產(chǎn)品上，以及用在用于高級半導(dǎo)體封裝應(yīng)用的介電材料上，包含形成通孔、凸塊、重布層、線和空間燒蝕，或作為雙重金屬鑲嵌工藝流程同時燒蝕通孔和重布層的組合。犧牲層包含至少兩個組分：(1)水溶性粘合劑，以及(2)水溶性UV吸收劑。水溶性粘合劑是在暴露于UV光時為穩(wěn)定的任何適合粘合劑。水溶性UV吸收劑是使用粘合劑粘合、呈現(xiàn)光穩(wěn)定性且在暴露于UV光時為熱穩(wěn)定的任何適合吸收劑。所述組分經(jīng)選擇以形成與襯底上的其它層具有極少反應(yīng)或幾乎沒有反應(yīng)的犧牲層。在粘合劑與UV吸收劑混合時所形成的所述犧牲層吸收UV光，且也可用以圖案化襯底上的多個特征而不會剝落或剝離。所述犧牲層形成約0.2微米到5微米厚的膜。在各種實施例中，所述膜為約0.5微米到2微米厚，且在其它實施例中，所述膜為約1微米到1.5微米厚。適合粘合劑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)、乙基纖維素和甲酯，或任何其它水溶性聚合物。適合UV吸附劑包含但不限于苯并三唑和三嗪類UV吸收劑材料，例如400-DW、477-DW，以及99-DW。呈現(xiàn)改進的熱穩(wěn)定性的粘合劑是水溶性PEO聚合物。PolyoxTMWSRN-750和PolyoxTMWSRN-3000是適合的粘合劑，且兩者可購自陶氏化學(xué)公司(TheChemicalCompany)。含有約1重量％到10重量％的PEO的溶液與水溶性UV吸收劑材料混合的混合物(例如400-DW溶液(可購自BASF的液體羥苯基三嗪))作為用以通過簡單的水洗滌步驟移除燒蝕后碎屑的犧牲層經(jīng)論證為有效的。在若干實施例中，犧牲層中的粘合劑與UV吸收劑的比率在約30:1到約5:1的范圍內(nèi)。在其它實施例中，犧牲層中的粘合劑與UV吸收劑的比率在約15:2到約10:1的范圍內(nèi)?，F(xiàn)將參考附圖描述本專利技術(shù)的示范性實施例。參考圖1和2A到2D，描述用于從表面移除激光后碎屑的方法100。在步驟102和圖2A處，在襯底200上形成介電層205或可通過激光圖案化的其本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種從晶片移除激光后碎屑的方法，其包括：在待圖案化層上方形成犧牲層，其中所述犧牲層包括水溶性粘合劑和水溶性紫外光UV吸收劑；使用激光燒蝕圖案化所述犧牲層和所述待圖案化層；和用水移除所述犧牲層和沉積在所述犧牲層上的碎屑。

【技術(shù)特征摘要】
2015.12.11 US 14/967,1211.一種從晶片移除激光后碎屑的方法，其包括：在待圖案化層上方形成犧牲層，其中所述犧牲層包括水溶性粘合劑和水溶性紫外光UV吸收劑；使用激光燒蝕圖案化所述犧牲層和所述待圖案化層；和用水移除所述犧牲層和沉積在所述犧牲層上的碎屑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述激光燒蝕使用準分子激光。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中準分子激光包括248nm、308nm或355nm準分子激光。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述水溶性粘合劑選自由以下各者組成的群組：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、乙基纖維素、甲酯，以及其組合。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述水溶性UV吸收劑選自由以下各者組成的群組：苯并三唑類UV吸收劑材料、三嗪類UV吸收劑材料，以及其組合。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述犧牲層為約0.5微米到2微米厚。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述犧牲層為約1微米到1.5微米厚。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述待圖案化層包括介電材料、玻璃、金屬，或其組合。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述犧牲層中的所述水溶性粘合劑與所述水溶性UV吸收劑的比率為從約30:1到約5:1。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述水溶性粘合劑包括聚氧化乙烯PEO，且所述水溶性UV吸收劑包括液體羥苯基三嗪。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中移除所述犧牲層和所述碎屑包括在所述犧牲層上噴淋水，或使用水浴。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括在用水移除所述犧牲層和碎屑之后，用醇沖洗所述待圖案化層。13.一種用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法的系統(tǒng)，其包括：激光燒蝕系統(tǒng)；水碎屑移除系統(tǒng)；和晶片處理系統(tǒng)。14.一種從晶片移除激光后碎屑的方法，其包括：組合水溶性粘合劑與水溶性紫外光UV吸收劑以形成溶液；將所述溶液應(yīng)用于介電、玻璃或金屬層上以形成犧牲層；使用激光燒蝕圖案化所述...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：哈比卜·希什里，
申請(專利權(quán))人：SUSS麥克瑞泰克光子系統(tǒng)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國,US