[发明专利]晶圆承载盘维修方法

说明书

本发明提供了一种能延长晶圆承载盘使用寿命的晶圆承载盘维修方法，包括下列步骤：检测步骤：在每次MOCVD磊晶制程后，对晶圆承载盘进行检测作业，检查是否存在损伤；判断步骤：判断损伤是否有发生石墨底材裸露的状况；以及修补步骤：针对判断结果，在损伤处设置相应并具有纯硅的修补对象，紧接着置入真空高温炉，加热至硅熔点以上的温度，保持一段时间，让纯硅转为液相硅，渗透入损伤处反应生长出碳化硅，与原有的碳化硅镀层合为一体，让晶圆承载盘恢复到不会被氨气侵蚀的状态，能重新投入制程继续使用。

技术领域

本发明涉及一种晶圆承载盘维修方法，尤其涉及一种应用于有机金属化学气相沉积(Metal Organic Chemical Vapor Deposition,简称MOCVD)磊晶炉的晶圆承载盘(susceptor,wafer carrier or substrate holder)的维修方法。

背景技术

近年来氮化镓(GaN)系列化合物半导体材料，已经被成功应用于发光二极管(Light Emitting Diode,简称LED)照明，并将成为新一代5G行动通讯系统中，不可或缺的高频与大功率微波电子组件，未来氮化镓(GaN)电子组件若能大量应用于电力转换设备上，还可在每个变电环节，减少电能耗损，堪称最具发展潜力的第三代半导体材料，而目前商品化的氮化镓(GaN)系半导体光电组件，大都是以MOCVD磊晶技术制作。

LED芯片的良率，是由其发光波长的均匀性所决定，MOCVD磊晶炉为了精确调控LED磊晶圆发光波长的均匀性，其晶圆承载盘需配合加热器，提供一优化晶圆温度均匀性，以沉积高质量的磊晶层，故晶圆承载盘为MOCVD磊晶炉中，非常重要的一个组件，同时也是LED磊晶厂的主要耗材之一。

如图1A、1B和图2A、2B所示，晶圆承载盘100不管是单片式或是多片式的型式，其两者的承载盘本体，通常会采用石墨材料来制作，并在顶面设置对应数量的口袋(pocket)110，参阅图1A和图2A，以承载晶圆200；底面中心则有一转轴孔120，参阅图1B和图2B，用于支撑与旋转承载盘，而整个表面上会再利用CVD法，镀一层70至120μm厚度的碳化硅镀层20，参阅图3。

其中，碳化硅镀层20的主要功能如下所示：

第一点：保护石墨底材10免于被MOCVD磊晶制程中的氨气(NH3)反应气体侵蚀；碳化硅材料具有极佳的高温化学稳定性，且CVD碳化硅镀层20是一致密的气相生长多晶膜，在石墨底材10表面镀碳化硅后，能有效隔绝MOCVD制程气体。

第二点：石墨底材10在高温下容易大量放气(outgassing)，释出的气体会污染MOCVD制程反应气氛，降低磊晶层质量，石墨制的晶圆承载盘100镀上碳化硅镀层20密封后，可有效防止此放气现象。

第三点：提高石墨制的晶圆承载盘100，其热传性质，由于碳化硅的热传导与热辐射系数皆高于石墨，在石墨底材10表面镀上一层碳化硅可获得较佳的盘面均温性。

第四点：由于石墨底材10的材料特性，表面易于剥离产生粉尘，会对磊芯片造成微粒(particle)污染，以CVD碳化硅镀膜后形成高硬度耐磨表层，不易产生微粒。

承载盘在使用过程中，会经常性地遭受到外力撞击，可能来自于搬运过程，上下料或人为意外碰撞，但最主要的撞击因素，还是来自于晶圆200的碰撞，况且当前LED磊晶的晶圆200，为蓝宝石晶圆(Sapphire(Al2O3)Wafer)，非常坚硬；撞击的问题，尤其常见于高转速型的MOCVD磊晶炉之中，其晶圆承载盘100的转速，高达每分钟1000转，机台在启动与停止的过程当中，由于惯性力的作用，坚硬的蓝宝石制的晶圆200，经常会被甩动，撞击晶圆承载盘100的口袋(Pocket)110的侧壁或边缘，造成碳化硅镀层20出现一些损伤，例如：裂纹a或缺角e，请参阅图3；更严重的是，新一代大型的磊晶炉，其晶圆承载盘100的外径约700mm，强大的离心力，使得晶圆200的撞击力更大，破坏力更强。