图案晶圆的正面保护方法

1.本技术涉及半导体制造技术领域，特别是涉及图案晶圆的正面保护方法。


背景技术：

2.随着半导体技术的发展，半导体所包含的各器件的生产、组装及包装等技术也在不断更新。作为半导体器件的基本组成单元，晶圆的加工工艺直接影响半导体器件的各项功能。在实际应用中，在半导体晶圆的前端加工工艺完成后，晶圆正面已经制作完成各种精细图形。进行晶圆背面加工的后端工艺时，必须保证晶圆正面图形不被破坏。
3.对于功率器件产品的晶圆来说，晶圆的背面是器件的其中一个电极，因此需要在晶圆背面制作金属薄层，并通过特定能量的激光照射该金属薄层，使金属与晶圆背面表面的界面在微观上形成金属化物质，从而形成欧姆接触。在这个过程中，是将晶圆背面朝上放置在带有卡槽或真空吸附的工作台上，以防止激光照射时由于温度与能量的传递导致晶圆移动，但这样有可能破坏晶圆正面已经制作好的图形。
4.相关技术中，一般多采用人工观察及调整的方式，避免破坏晶圆正面的图形。
5.然而，采用人工观察及调整的方式，人工耗费严重，且晶圆存在一定的坏件率。


技术实现要素：

6.基于此，有必要针对图案晶圆背面进行激光退火处理时，图案晶圆正面的图案被破坏的问题，提供一种图案晶圆的正面保护方法。
7.一种图案晶圆的正面保护方法，包括如下步骤：
8.提供图案晶圆；
9.在所述图案晶圆的正面贴覆保护层，得到待加工件；
10.所述保护层用于直接接触所述图案晶圆的一侧配置为具有粘性及弹性形变特性，所述保护层上背离所述图案晶圆的一侧配置为光滑表面；
11.将所述待加工件设置有保护层的一侧放置于激光加工平台；
12.对所述图案晶圆的背面进行激光退火处理；
13.将所述保护层撕离，得到洁净状态的图案晶圆。
14.在其中一个实施例中，所述方法还包括：所述保护层至少包括粘接于所述图案晶圆正面的胶层和用于隔离所述胶层与所述加工平台的外支撑层；所述胶层包括至少一层；
15.在所述图案晶圆背面进行激光退火处理时，所述胶层配置为与所述图案晶圆正面粘结不脱离；
16.在所述图案晶圆背面完成激光退火处理后，所述外支撑层及所述胶层配置为与所述图案晶圆脱离，且不会在所述图案晶圆正面留存痕迹。
17.在其中一个实施例中，所述方法还包括：所述胶层配置为具有改性后降低粘性的特性。
18.在其中一个实施例中，所述对所述图案晶圆的背面进行激光退火处理的步骤之
后，所述方法还包括：对所述保护层进行uv(ultraviolet rays)光照；所述胶层采用uv(ultraviolet rays)胶层，所述外支撑层具备透光特性；
19.所述uv(ultraviolet rays)胶层接收uv(ultraviolet rays)光照之前，所述uv(ultraviolet rays)胶层的粘性大于4000mn/25mm；
20.所述uv(ultraviolet rays)胶层接收uv(ultraviolet rays)光照之后，所述uv(ultraviolet rays)胶层的粘性小于100mn/25mm。
21.在其中一个实施例中，所述方法还包括：所述外支撑层构造为透明或半透明状结构。
22.在其中一个实施例中，所述方法还包括：所述胶层采用树脂胶层，所述树脂胶层设置有多层，所述外支撑层采用纸质结构。
23.在其中一个实施例中，所述方法还包括：所述外支撑层的尺寸与所述胶层的外廓尺寸相适配。
24.在其中一个实施例中，所述方法还包括：所述保护层的尺寸与所述图案晶圆的正面外廓尺寸相适配。
25.在其中一个实施例中，所述保护层用于直接接触所述图案晶圆的一侧配置为具有传热性能。
26.在其中一个实施例中，所述保护层的厚度范围为50μm-300μm。
27.上述图案晶圆的正面保护方法，通过在图案晶圆的正面贴覆保护层，该保护层可以隔离开图案晶圆的正面与激光加工平台，同时，该保护层的用于直接接触所述图案晶圆的一侧配置为具有粘性及弹性形变特性，能够很好的覆盖于图案晶圆的正面，避免晶圆上的图案在进行晶圆背面激光退火时被破坏，且，保护层背离图案晶圆的一侧为光滑表面，能够使得图案晶圆平整的放置于激光加工平台上，在进行晶圆背面激光退火时，晶圆不会发生晃动或移动。
附图说明
28.图1为图案晶圆与保护层的结构示意图。
29.图2为图案晶圆正面与保护层的相对位置结构示意图。
30.图3为图案晶圆正面贴覆保护层后进行uv光照的示意图。
31.附图标号：
32.10-图案晶圆；20-保护层；30-uv光照；11-正面；12-背面；21-外支撑层；22-胶层。
具体实施方式
33.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
34.在本技术的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关
系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
35.此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
36.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
37.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
38.需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本技术所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
39.本技术中的uv(ultraviolet rays)胶层为光敏胶，又称无影胶，是一种通过紫外线光照射能固化的一类胶粘剂，它可以作为粘接剂使用。
40.本技术中的图案晶圆为在晶圆正面加工完成图形后得到的待加工件。
41.本技术中的pet(polyethylene terephthalate)膜层为聚对苯二甲酸类塑料膜层。
42.本技术中的激光退火处理采用激光退火装置，本技术对激光退火装置不做限定，只要能够对图案晶圆进行激光退火处理的加工工艺即可。
43.本技术中的洁净状态的图案晶圆为对图案晶圆的背面完成激光退火处理，且图案晶圆表面不带有附着物的结构。本技术中附着物为保护层，或为保护层内的胶层或外支撑层，或为其它杂质结构。
44.基于晶圆加工需要在晶圆的背面实现欧姆接触，而这一加工过程，需要将晶圆背面背离激光工作平台设置，即，需要在晶圆背面进行激光退火处理，这一工艺过程需要将晶圆放置于激光工作平台，由于是对晶圆背面进行激光退火处理，因此，晶圆正面，也就是已经加工出图形的一面，需要直接与激光工作平台接触，这会造成晶圆正面相对激光工作平台的挤压或摩擦，进而破坏晶圆正面的图案，也就是会导致晶圆的损毁，进而降低了晶圆加工的成品效率。
45.为了解决这一问题，参阅图1，图1示出了本技术一实施例中的图案晶圆10与保护层20的结构示意图，本技术一实施例提供的图案晶圆10的正面11保护方法，包括：对图案晶圆10的背面12进行激光退火处理之前，在图案晶圆10的正面11贴覆保护层20，用来避免图案晶圆10的正面11的图案发生磨损或破坏。
46.结合图2所示，图2示出了本技术一实施例中的图案晶圆10正面11与保护层20的相对位置结构示意图，本技术一实施例提供的图案晶圆10的正面11保护方法，包括：
47.提供图案晶圆10；
48.在图案晶圆10的正面11贴覆保护层20，得到待加工件；
49.保护层20用于直接接触图案晶圆10的一侧配置为具有粘性及弹性形变特性，保护层20上背离图案晶圆10的一侧配置为光滑表面；
50.将待加工件设置有保护层20的一侧放置于激光加工平台；
51.对图案晶圆10的背面12进行激光退火处理；
52.将保护层20撕离，得到洁净状态的图案晶圆10。
53.示例性的，本技术的图案晶圆10为已经在晶圆正面11加工图案的晶圆结构，图中的带有凹槽的一侧可以理解为带有图案的晶圆正面11，本技术对晶圆正面11的图案的形状、结构及尺寸不做限定，可以为任一需要的结构。
54.示例性的，本技术的保护层20具有粘性及弹性形变特性，可以理解为，该保护层20为具有弹性的胶体结构。
55.示例性的，采用具有粘性及弹性形变特性的保护层20，能够包裹住图案晶圆10正面11可能具有的高低起伏的各类图形，以避免该图形表面受到外界挤压应力时被磨损或破坏。
56.示例性的，本技术的保护层20具有光滑表面，可以理解为，该保护层20的背离图案晶圆10的一侧的胶体结构表面为光滑表面，光滑表面用于与激光工作平台直接接触，能够避免两者之间发生摩擦而影响图案晶圆10的加工精度。
57.示例性的，保护层20上可以设置防粘层，该防粘层用于与激光加工平台接触的一面构造为光滑表面，以解决上述问题。
58.示例性的，本技术的保护层20能够相对图案晶圆10的正面11撕离，得到洁净状态的图案晶圆10，可以理解为，该保护层20的粘性不至于过大，以便于不会在图案晶圆10的正面11留存痕迹。
59.采用本技术的图案晶圆10的保护方法，通过在图案晶圆10的正面11贴覆保护层20，该保护层20可以隔离开图案晶圆10的正面11与激光加工平台，同时，该保护层20的用于直接接触图案晶圆10的一侧配置为具有粘性及弹性形变特性，能够很好的覆盖于图案晶圆10的正面11，避免晶圆上的图案在进行晶圆背面12激光退火时被破坏，且，保护层20背离图案晶圆10的一侧为光滑表面，能够使得图案晶圆10平整的放置于激光加工平台上，在进行晶圆背面12激光退火时，晶圆不会发生晃动或移动。
60.为了更好的实现保护层20对图案晶圆10正面11图案的保护功能，本技术对图案晶圆10的保护方法做如下阐述：
61.进一步参考图2，在一些实施例中，该方法还包括：保护层20至少包括粘接于图案晶圆10正面11的胶层22和用于隔离胶层22与加工平台的外支撑层21；胶层22包括至少一
层；在图案晶圆10背面12进行激光退火处理时，胶层22配置为与图案晶圆10正面11粘结不脱离；在图案晶圆10背面12完成激光退火处理后，外支撑层21及胶层22配置为与图案晶圆10脱离，且不会在图案晶圆10正面11留存痕迹。
62.示例性的，本技术的外支撑层21的厚度尺寸较小，可以理解为膜层结构。以避免增加保护层20的厚度尺寸。
63.具体的，本技术的保护层20作为图案晶圆10在进行热处理加工过程中的介入介质，其不属于图案晶圆10本身的结构，其作为图案晶圆10的保护结构，能够避免图案晶圆10的正面11图案直接与激光工作平台接触，进而避免图案被磨损或破坏。相应的，该保护层20具备粘接在图案晶圆10正面11的特性，也同时具备可以离开图案晶圆10正面11的特性。
64.基于此，该保护层20可以包括一层胶层22，也可以为由上及下依次堆叠粘接的多层胶层22。该一层胶层22或多层胶层22均满足如下条件：在图案晶圆10背面12进行激光退火处理时，胶层22配置为与图案晶圆10正面11粘结不脱离，以达到保护图案晶圆10正面11的作用。在图案晶圆10背面12完成激光退火处理后，外支撑层21及胶层22配置为与图案晶圆10脱离，且不会在图案晶圆10正面11留存痕迹，以达到该保护层20能够完全脱离开图案晶圆10的正面11。
65.进一步的，在一些实施例中，该方法还包括：胶层22配置为具有改性后降低粘性的特性。可以理解为，改性前，胶层22的粘性较高，能够与图案晶圆10的正面11稳固粘接。改性后，胶层22的粘性降低，可以完全脱离开图案晶圆10的正面11。
66.结合图3所示，图3示出了本技术一实施例中的图案晶圆10正面11贴覆保护层20后进行uv(ultraviolet rays)光照30的示意图，在一些实施例中，对图案晶圆10的背面12进行激光退火处理的步骤之后，该方法还包括：
67.对保护层20进行uv(ultraviolet rays)光照30；胶层22采用uv(ultraviolet rays)胶层(ultraviolet rays)22，外支撑层21具备透光特性；uv(ultraviolet rays)胶层22接收uv(ultraviolet rays)光照30之前，uv(ultraviolet rays)胶层22的粘性大于4000mn/25mm；uv(ultraviolet rays)胶层22接收uv(ultraviolet rays)光照30之后，uv(ultraviolet rays)胶层22的粘性小于100mn/25mm。
68.示例性的，uv(ultraviolet rays)胶层22在熔融状态下粘性较强，且uv(ultraviolet rays)胶层22能够被固化，固化处理能够降低uv(ultraviolet rays)胶层22的粘性。
69.示例性的，本技术的外支撑层21具备透光特性，可以理解为，物理光照能够透过外支撑层21照在uv(ultraviolet rays)胶层22上，进而通过物理光照的方式，对uv(ultraviolet rays)胶层22改性，进而降低uv胶层22的粘性。
70.在一些实施例中，该方法还包括：外支撑层21构造为透明或半透明状结构。以进一步确保光照能够透过外支撑层21照在uv(ultraviolet rays)胶层22上，利于uv(ultraviolet rays)胶层22实现改性的步骤。
71.示例性的，外支撑层21可以采用塑料膜结构，该塑料膜结构能够透过光照，不会因为光照导致塑料膜结构的形变。
72.在一些实施例中，该方法还包括：胶层22可以采用树脂胶层22，树脂胶层22设置有多层，外支撑层21采用纸质结构。采用多层树脂胶层22的结构便于减少图案晶圆10的加工
工序，降低生产成本。
73.在一些实施例中，该方法还包括：外支撑层21的尺寸与胶层22的外廓尺寸相适配。
74.示例性的，外支撑层21可以采用pet(polyethylene terephthalate)膜层，该pet(polyethylene terephthalate)膜层与胶层22的外廓尺寸相适配，能够贴覆在胶层22表面，用于将胶层22与激光工作平台隔离开，避免出现胶层22裸露导致的与激光工作平台粘连的问题。
75.在一些实施例中，该方法还包括：保护层20的尺寸与图案晶圆10的正面11外廓尺寸相适配。
76.示例性的，将保护层20的尺寸与图案晶圆10的正面11外廓尺寸相适配，能够确保保护层20能够完全贴覆图案晶圆10的正面11轮廓。
77.在一些实施例中，保护层20用于直接接触图案晶圆10的一侧配置为具有传热性能，以利于将多余的热量散出。
78.由于图案晶圆10的背面12经由激光照射后产生热量，该热量随着图案晶圆10体内传递到图案晶圆10正面11，经过前端工艺的晶圆，也就是得到了图案晶圆10，往往不允许后端有太多的热过程影响图案晶圆10体内杂质分布以及表面材料性质。
79.因此，该保护层20具有传热性能，且，该保护层20需要具有较好的传热功能，才能更好的将激光照射时图案晶圆10体内的热量传递到外界。
80.在一些实施例中，保护层20的厚度范围为50μm-300μm。
81.示例性的，为了便于图案晶圆10背面12的激光退火处理的实现，保护层20的整体厚度尺寸应尽可能保持在小范围内，即，保护层20的厚度范围可以为50μm-300μm。
82.示例性的，为了便于图案晶圆10背面12的激光退火处理的实现，保护层20的整体厚度尺寸应尽可能保持在小范围内，即，保护层20的厚度范围可以为50μm-100μm。
83.采用如上的工艺，将保护层20从图案晶圆10上揭下的时候，不会破坏图案晶圆10正面11的图形。采用如上的透明的并且使用带粘性的uv(ultraviolet rays)胶层22，这种uv(ultraviolet rays)胶层22随外支撑层21一起初贴到图案晶圆10上时，uv(ultraviolet rays)胶层22具有较强的粘性。当激光退火工艺完成后，使用uv(ultraviolet rays)光照30在外支撑层21及uv(ultraviolet rays)胶层22后，uv(ultraviolet rays)胶层22在uv(ultraviolet rays)光照30后发生性质变化，也就是经历了物理光照改性的过程，uv(ultraviolet rays)胶层22的粘性降低并且可以从图案晶圆10上轻易揭下，最终得到洁净状态的图案晶圆10。
84.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
85.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种图案晶圆的正面保护方法，其特征在于，所述方法包括：提供图案晶圆(10)；在所述图案晶圆(10)的正面(11)贴覆保护层(20)，得到待加工件；所述保护层(20)用于直接接触所述图案晶圆(10)的一侧配置为具有粘性及弹性形变特性，所述保护层(20)上背离所述图案晶圆(10)的一侧配置为光滑表面；将所述待加工件设置有保护层(20)的一侧放置于激光加工平台；对所述图案晶圆(10)的背面(12)进行激光退火处理；将所述保护层(20)撕离，得到洁净状态的图案晶圆(10)。2.根据权利要求1所述的图案晶圆的正面保护方法，其特征在于，所述方法还包括：所述保护层(20)至少包括粘接于所述图案晶圆(10)正面(11)的胶层(22)和用于隔离所述胶层(22)与所述加工平台的外支撑层(21)；所述胶层(22)包括至少一层；在所述图案晶圆(10)背面(12)进行激光退火处理时，所述胶层(22)配置为与所述图案晶圆(10)正面(11)粘结不脱离；在所述图案晶圆(10)背面(12)完成激光退火处理后，所述外支撑层(21)及所述胶层(22)配置为与所述图案晶圆(10)脱离，且不会在所述图案晶圆(10)正面(11)留存痕迹。3.根据权利要求2所述的图案晶圆的正面保护方法，其特征在于，所述方法还包括：所述胶层(22)配置为具有改性后降低粘性的特性。4.根据权利要求3所述的图案晶圆的正面保护方法，其特征在于，所述对所述图案晶圆(10)的背面(12)进行激光退火处理的步骤之后，所述方法还包括：对所述保护层(20)进行uv光照(30)；所述胶层(22)采用uv胶层(22)，所述外支撑层(21)具备透光特性；所述uv胶层(22)接收uv光照(30)之前，所述uv胶层(22)的粘性大于4000mn/25mm；所述uv胶层(22)接收uv光照(30)之后，所述uv胶层(22)的粘性小于100mn/25mm。5.根据权利要求2所述的图案晶圆的正面保护方法，其特征在于，所述方法还包括：所述外支撑层(21)构造为透明或半透明状结构。6.根据权利要求2所述的图案晶圆的正面保护方法，其特征在于，所述方法还包括：所述胶层(22)采用树脂胶层(22)，所述树脂胶层(22)设置有多层，所述外支撑层(21)采用纸质结构。7.根据权利要求2所述的图案晶圆的正面保护方法，其特征在于，所述方法还包括：所述外支撑层(21)的尺寸与所述胶层(22)的外廓尺寸相适配。8.根据权利要求1所述的图案晶圆的正面保护方法，其特征在于，所述方法还包括：所述保护层(20)的尺寸与所述图案晶圆(10)的正面(11)外廓尺寸相适配。9.根据权利要求1所述的图案晶圆的正面保护方法，其特征在于，所述保护层(20)用于直接接触所述图案晶圆(10)的一侧配置为具有传热性能。10.根据权利要求1所述的图案晶圆的正面保护方法，其特征在于，所述保护层(20)的厚度范围为50μm-300μm。

技术总结
本申请涉及图案晶圆的正面保护方法。该方法包括如下步骤：提供图案晶圆；在所述图案晶圆的正面贴覆保护层，得到待加工件；所述保护层用于直接接触所述图案晶圆的一侧配置为具有粘性及弹性形变特性，所述保护层上背离所述图案晶圆的一侧配置为光滑表面；将所述待加工件上设置有保护层的一侧放置于激光加工平台；对所述图案晶圆的背面进行激光退火处理；将所述保护层撕离，得到洁净状态的图案晶圆。采用本申请的图案晶圆的正面保护方法，在对图案晶圆的背面在进行激光退火时，图案晶圆的正面不会被磨损或破坏。会被磨损或破坏。会被磨损或破坏。


技术研发人员：任娜 成骥 盛况 徐弘毅
受保护的技术使用者：浙江大学杭州国际科创中心
技术研发日：2023.03.15
技术公布日：2023/7/18