本發(fā)明屬于半導(dǎo)體材料的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及l(fā)ed晶圓快速退火工藝。

背景技術(shù)：

led晶圓快速退火是指在短時(shí)間內(nèi)，將待退火處理的晶圓升高到所需的溫度后，進(jìn)行退火處理，以達(dá)到晶格缺陷退火、晶體再生及離子注入摻雜原子的活化及擴(kuò)散的目的。在離子注入的應(yīng)用上，快速升降溫?zé)崽幚碇瞥炭墒棺⑷氲膿诫s原子活化，由于其升溫速率快且熱處理的時(shí)間短，可有效降低接面深度及有效通道長(zhǎng)度，快速升降溫?zé)崽幚碓诎雽?dǎo)體技術(shù)中愈來(lái)愈重要。

led晶圓快速退火是將led晶圓蒸鍍的電極材料與晶圓材料間通過(guò)熱擴(kuò)散形成良好的歐姆接觸，以降低led的正向工作電壓。

led晶圓快速退火爐采用暖壁式水循環(huán)架構(gòu)，以鹵素?zé)艄転榧訜嵩?，熱量通過(guò)上、下、側(cè)壁的鹵素?zé)艄軅鬟f到爐內(nèi)正方式石墨承片臺(tái)上，由于石墨具有較好的傳導(dǎo)性能，能快速吸收熱量而使自身溫度升高，并將高溫傳遞給放置其上的led晶圓，led晶圓吸收來(lái)自鹵素?zé)艄苤苯诱丈渑c石墨承片臺(tái)兩部分熱量，配合10～15組溫度控制區(qū)域及2組熱電耦進(jìn)行監(jiān)控與比對(duì)爐內(nèi)實(shí)際溫度，將待處理的芯片置入于石英腔體內(nèi)，快速退火爐升溫速率約為40～50℃/s，在退火工藝中以5～10sccm的n2加以保護(hù)，退火時(shí)間為10～60秒，處理溫度為400～550℃之間，以達(dá)到快速升溫的效果。

眾所周知退火爐腔體內(nèi)的溫度均勻性對(duì)晶圓的退火效果有重要影響，而由于鹵素?zé)艄軙?huì)隨著使用時(shí)間的增加發(fā)熱效率降低，在一定周期內(nèi)需要進(jìn)行控溫的pid修正及校準(zhǔn)，目前的校溫方式為使用8個(gè)熱電耦測(cè)溫儀測(cè)量晶圓承片臺(tái)上的橫向溫場(chǎng)，當(dāng)led晶圓未有翹曲時(shí)，可以滿足溫度均勻性的要求，但是當(dāng)晶圓尺寸增加到4寸及以上時(shí)，因晶圓面積較大會(huì)出現(xiàn)翹曲，這是由于出現(xiàn)橫向與縱向交錯(cuò)的綜合溫度場(chǎng)出現(xiàn)較大差異，此時(shí)需要一種新的校溫方法才能保障晶圓表面溫場(chǎng)的均勻。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種適合加工4寸及以上led晶圓的快速退火爐校溫方法。

本發(fā)明技術(shù)方案包括以下步驟：

1）在快速退火爐的正方形石墨承片臺(tái)上放置八個(gè)熱電耦，所述八個(gè)熱電耦分兩組布置，每組四個(gè)，第一組的四個(gè)熱電耦分別布置在承片臺(tái)的4個(gè)角，第二組的四個(gè)熱電耦分別布置在承片臺(tái)的中心，且八個(gè)熱電耦處于同一水平面；

2）通過(guò)調(diào)整快速退火爐內(nèi)不同位置的加熱源的pid值，使得八個(gè)熱電耦傳感的任意兩個(gè)溫度之間的偏差小于±5℃；

3）將第一組的四個(gè)熱電耦分別墊高至距石墨承片臺(tái)2.5mm處，再通過(guò)調(diào)整快速退火爐內(nèi)不同位置的加熱源的pid值，使得八個(gè)熱電耦傳感的任意兩個(gè)溫度之間的偏差小于±5℃。

步驟2）為對(duì)快速退火爐內(nèi)石墨承片上方的橫向溫場(chǎng)進(jìn)行校準(zhǔn)；而步驟3）則是對(duì)快速退火爐內(nèi)石墨承片上方的縱向溫場(chǎng)進(jìn)行校準(zhǔn)。

本發(fā)明在橫向溫場(chǎng)校準(zhǔn)后另外增加縱向溫場(chǎng)的校準(zhǔn)，以保證led晶圓在快速退火過(guò)程中平面與翹曲面溫度基本一致，以確保退火的效果，很好地解決了因翹曲導(dǎo)致溫場(chǎng)不一致的問(wèn)題，使led晶圓在平面與翹曲面均能形成良好的歐姆接觸，從而提高led晶圓，特別是4寸及以上led晶圓的快速退火合格率。

進(jìn)一步地，為了確保測(cè)量的準(zhǔn)確性，能測(cè)量到外圈周圍的溫度場(chǎng)，本發(fā)明所述第一組的四個(gè)熱電耦中相鄰中心間距為1100mm。

同理，所述第二組的四個(gè)熱電耦中相鄰中心間距為5～10mm。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中l(wèi)ed晶圓快速退火爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明中快速退火爐承片臺(tái)上方熱電耦擺放位置的俯向示意圖。

具體實(shí)施方式

一、led晶圓快速退火爐的結(jié)構(gòu)說(shuō)明：

圖1中，100為快速退火爐的腔室，101為連接在腔室前側(cè)的腔門，102為布置在腔室100內(nèi)的承片臺(tái)支撐架，103為由石墨材質(zhì)制成的正方形晶圓承片臺(tái)，承片臺(tái)103固定在承片臺(tái)支撐架102上。104為上壁加熱燈（共5組分別為scr1~scr5，每組3根燈絲），105為側(cè)壁加熱燈（共2組分別為scr9~scr10，每組2根燈絲），106為下壁加熱燈（共3組分別為scr6~scr8，每組4~5根燈絲）。

二、校溫：

如圖2所示，在承片臺(tái)103上放置1-8序號(hào)的八個(gè)熱電耦200，八個(gè)熱電耦處于同一水平面；八個(gè)熱電耦200分兩組布置，第一組為1、4、5和8的四個(gè)熱電耦，分別布置在承片臺(tái)103的4個(gè)角，相鄰中心間距為1100mm；第二組為2、3、6和7的四個(gè)熱電耦，分別布置在承片臺(tái)103的中心，且相鄰中心間距為5～10mm。

將各個(gè)熱電耦200的傳感輸出線連接在硅基熱電耦測(cè)溫儀上。

關(guān)閉腔門101，將led晶圓退火溫度設(shè)定在450℃，通過(guò)調(diào)整5組上壁加熱燈104的pid值（或k值），使硅基熱電耦測(cè)溫儀顯示的以上八個(gè)熱電耦所測(cè)量的溫度修正為一致，為450±5℃。此時(shí)完成了石墨承片上方的橫向溫場(chǎng)的校準(zhǔn)。

將第一組的四個(gè)熱電耦分別墊高至距石墨承片臺(tái)2.5mm處，關(guān)閉腔門101，將led晶圓退火溫度設(shè)定在450℃，主要調(diào)整3組下壁加熱燈106，次要調(diào)整5組上壁加熱燈104、側(cè)壁加熱燈105的pid值（或k值），使硅基熱電耦測(cè)溫儀顯示的以上八個(gè)熱電耦所測(cè)量的溫度修正為一致，為450±5℃。此時(shí)完成了石墨承片上方的縱向溫場(chǎng)的校準(zhǔn)。

三、應(yīng)用：

通過(guò)以上縱、橫向溫場(chǎng)的校準(zhǔn)后，將led晶圓置于石墨承片臺(tái)103上進(jìn)行快速退火10～60秒。

試驗(yàn)證明：本次快速退火工藝可使led晶圓平面與翹曲面的溫度基本一致，均能形成良好的歐姆接觸。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種LED晶圓快速退火爐的校溫方法，屬于半導(dǎo)體材料的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明在橫向溫場(chǎng)校準(zhǔn)后另外增加縱向溫場(chǎng)的校準(zhǔn)，以保證LED晶圓在快速退火過(guò)程中平面與翹曲面溫度基本一致，以確保退火的效果，很好地解決了因翹曲導(dǎo)致溫場(chǎng)不一致的問(wèn)題，使LED晶圓在平面與翹曲面均能形成良好的歐姆接觸，從而提高LED晶圓，特別是4寸及以上LED晶圓的快速退火合格率。

技術(shù)研發(fā)人員：肖和平;劉陽(yáng);郭冠軍;孫如劍;王宇;王寧;馬祥柱;楊凱
受保護(hù)的技術(shù)使用者：揚(yáng)州乾照光電有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.06
技術(shù)公布日：2017.09.26