[发明专利]一种LED晶圆快速退火炉的校温方法

说明书

一种LED晶圆快速退火炉的校温方法，属于半导体材料的生产技术领域，本发明在横向温场校准后另外增加纵向温场的校准，以保证LED晶圆在快速退火过程中平面与翘曲面温度基本一致，以确保退火的效果，很好地解决了因翘曲导致温场不一致的问题，使LED晶圆在平面与翘曲面均能形成良好的欧姆接触，从而提高LED晶圆，特别是4寸及以上LED晶圆的快速退火合格率。

技术领域

本发明属于半导体材料的生产技术领域，特别涉及LED晶圆快速退火工艺。

背景技术

LED晶圆快速退火是指在短时间内，将待退火处理的晶圆升高到所需的温度后，进行退火处理，以达到晶格缺陷退火、晶体再生及离子注入掺杂原子的活化及扩散的目的。在离子注入的应用上，快速升降温热处理制程可使注入的掺杂原子活化，由于其升温速率快且热处理的时间短，可有效降低接面深度及有效通道长度，快速升降温热处理在半导体技术中愈来愈重要。

LED晶圆快速退火是将LED晶圆蒸镀的电极材料与晶圆材料间通过热扩散形成良好的欧姆接触，以降低LED的正向工作电压。

LED晶圆快速退火炉采用暖壁式水循环架构，以卤素灯管为加热源，热量通过上、下、侧壁的卤素灯管传递到炉内正方式石墨承片台上，由于石墨具有较好的传导性能，能快速吸收热量而使自身温度升高，并将高温传递给放置其上的LED晶圆，LED晶圆吸收来自卤素灯管直接照射与石墨承片台两部分热量，配合10～15组温度控制区域及2组热电耦进行监控与比对炉内实际温度，将待处理的芯片置入于石英腔体内，快速退火炉升温速率约为40～50℃/S，在退火工艺中以5～10sccm的N₂加以保护，退火时间为10～60秒，处理温度为400～550℃之间，以达到快速升温的效果。

众所周知退火炉腔体内的温度均匀性对晶圆的退火效果有重要影响，而由于卤素灯管会随着使用时间的增加发热效率降低，在一定周期内需要进行控温的PID修正及校准，目前的校温方式为使用8个热电耦测温仪测量晶圆承片台上的横向温场，当LED晶圆未有翘曲时，可以满足温度均匀性的要求，但是当晶圆尺寸增加到4寸及以上时，因晶圆面积较大会出现翘曲，这是由于出现横向与纵向交错的综合温度场出现较大差异，此时需要一种新的校温方法才能保障晶圆表面温场的均匀。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种适合加工4寸及以上LED晶圆的快速退火炉校温方法。

本发明技术方案包括以下步骤：

1）在快速退火炉的正方形石墨承片台上放置八个热电耦，所述八个热电耦分两组布置，每组四个，第一组的四个热电耦分别布置在承片台的4个角，第二组的四个热电耦分别布置在承片台的中心，且八个热电耦处于同一水平面；

2）通过调整快速退火炉内不同位置的加热源的PID值，使得八个热电耦传感的任意两个温度之间的偏差小于±5℃；

3）将第一组的四个热电耦分别垫高至距石墨承片台2.5mm处，再通过调整快速退火炉内不同位置的加热源的PID值，使得八个热电耦传感的任意两个温度之间的偏差小于±5℃。

步骤2）为对快速退火炉内石墨承片上方的横向温场进行校准；而步骤3）则是对快速退火炉内石墨承片上方的纵向温场进行校准。

本发明在横向温场校准后另外增加纵向温场的校准，以保证LED晶圆在快速退火过程中平面与翘曲面温度基本一致，以确保退火的效果，很好地解决了因翘曲导致温场不一致的问题，使LED晶圆在平面与翘曲面均能形成良好的欧姆接触，从而提高LED晶圆，特别是4寸及以上LED晶圆的快速退火合格率。

进一步地，为了确保测量的准确性，能测量到外圈周围的温度场，本发明所述第一组的四个热电耦中相邻中心间距为1100mm。

同理，所述第二组的四个热电耦中相邻中心间距为5～10mm。

附图说明