[發明專利]一種LED蒸發鍍膜層真實物理厚度的測量方法

在審

• 申請號: 202110317206.7
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN115132598A
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 徐曉強;程昌輝;吳向龍;閆寶華;王成新
• 申請（專利權）人: 山東浪潮華光光電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;H01L33/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 陳桂玲

本發明涉及一種LED蒸發鍍膜層真實物理厚度的測量方法。所述測量方法包括：(1)陪片制作；(2)膜層制作；(3)膜層厚度測量；(4)相對值計算；(5)膜層厚度計算。本發明通過陪片的引入實現了單爐次LED晶片表面蒸鍍膜層的真實物理厚度的及時測量，只要將陪片位置固定，在首次測試厚度時計算得到該位置陪片表面蒸發鍍膜層的真實物理厚度與需要測量位置的LED晶片表面蒸鍍膜層的真實物理厚度相對值，之后每爐次的LED晶片表面蒸鍍膜層的真實物理厚度測量只要測量陪片表面蒸發鍍膜層的真實物理厚度即可，每爐次蒸鍍制作后，僅僅需要對陪片表面蒸發鍍膜層的真實物理厚度進行測量，就可以可以立即得到LED晶片表面蒸鍍膜層的真實物理厚度。

技術領域

本發明涉及一種LED蒸發鍍膜層真實物理厚度的測量方法，屬于半導體加工技術領域。

背景技術

發光二極管，即LED(Light Emitting Diode)，是一種半導體器件，被稱為第三代照明光源，它能夠將電能直接轉化為光能，從而發光。發光二極管具有以下優點：尺寸小、重量輕、容易小型化和集成化，制作成的燈珠壽命長，響應時間短，能夠制作出各種不同波長的光，亮度高、功耗小，一種完全固體化的發光器件。

目前，LED的蒸發鍍膜層主要為電流擴展層、金屬電極膜層和電流阻擋層，而制作電流擴展層、金屬電極膜層和電流阻擋層的方法一般有兩種，一種是濺射鍍膜，一種是電子束蒸鍍，比較少用的金屬膜層的制作也會使用化學鍍制。最為常用的還是濺射和電子束蒸鍍，不管是濺射還是電子束蒸鍍設備本身都會提供一套用于蒸發鍍膜層厚度的測量方式，可以實時顯示在設備上用于控制成膜需求，但是在實際制作過程中用于監控或者測量過程成膜膜層厚度的監控經常會有波動，這樣真實物理厚度發生較大誤差，需要后續的方法進一步測量其真實厚度，以此來進行補救減小誤差。現在，常用的方法通常由如下幾種：一種是在準備制作的膜層的LED晶片表面通過光刻板預設圖形作出測試點標記，膜層完成后通過腐蝕或者剝離的方式將測試點制作出來，然后使用臺階儀等設備進行測量實際厚度，該方法存在缺點是不能對全膜覆蓋蒸發鍍膜層的LED晶片表面進行測試；一種是具有高透光性的膜層的厚度監控，可以在成膜后使用光學膜厚測量儀、橢偏儀等測儀器進行膜厚的測量監控。但是對于擋光較嚴重的金屬等材料，尤其是全膜覆蓋蒸發鍍膜層的LED晶片時，無法準確測量。目前只能通過提前制作掩膜圖形進行剝離測試或者成膜后制作保護圖形進行腐蝕測量其厚度，過程較為繁瑣，且沒有及時性，對于反饋設備情況較為滯后。

中國專利文獻CN102005401A提出了一種外延薄膜厚度測量方法，該方法包括如下步驟：參考薄膜形成步驟，用于在晶圓的襯底上直接形成具有圖案的參考薄膜；外延薄膜形成步驟，用于在晶圓的襯底上的形成有參考薄膜的區域之外的其它區域直接形成外延薄膜；以及測量步驟，用于根據參考薄膜來測量外延薄膜的厚度。根據本發明的外延薄膜的厚度的測量方法通過提供一個同樣形成子啊晶圓襯底上的參考薄膜來作為參照，從而能夠簡單快速地以高精度測量出外延薄膜厚度。這是通過額外圖形(測試點)的制作進行膜厚測量的常規用法，目前該方法使用較多，但是需要額外光刻或者特殊光刻板制作來實現，對于全面膜無效，在時效性和廣泛適用性上仍然具有較大局限性。

中國專利文獻CN105448765A提出了一種金屬薄膜厚度測量方法，該方法包括如下步驟：提供多個在線生產的產品晶圓；在不同產品晶圓上形成不同厚度的金屬薄膜；測量各個產品晶圓形成金屬薄膜后的曲率半徑值；計算各個產品晶圓的翹曲高度值；將多個產品晶圓上的金屬薄膜厚度及其各自對應的翹曲高度值進行數據擬合，獲得金屬薄膜厚度與翹曲高度值的關系式；提供待測產品晶圓，在待測產品晶圓表面形成待測金屬薄膜；測量產品晶圓的曲率半徑，獲得待測曲率半徑值；通過待測量曲率半徑值計算得到待測量翹曲高度值；將待測量翹曲高度值代入金屬薄膜厚度與翹曲高度值的關系式，獲得待測量金屬薄膜厚度值。該方法可以避免對產品晶圓造成損傷，實現金屬薄膜厚度的在線測量。但是對于翹曲高度較小的晶圓誤差會較大，也就是對于薄膜厚度較小的數值，測量準確性波動較大。

因此，綜上所述，考慮目前測量方式的弊端及復雜性，有必要針對LED制作過程中的蒸發鍍膜層厚度的測量方法的弊端進行改良，研究出一種適用于所有蒸發鍍膜層厚度測量的工藝方法。