托盤組件和刻蝕設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種托盤組件和一種包括該托盤組件的刻蝕設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]圖形化藍(lán)寶石襯底(PSS, patterned sapphire substrate)作為氮化鎵(GaN)基發(fā)光二極管照明外延襯底材料，由于其能降低氮化鎵外延薄膜的線位錯密度，并顯著提高發(fā)光二極管的光萃取效率而得到廣泛研究與應(yīng)用。一方面，圖形化藍(lán)寶石襯底圖案通過反射改變光的軌跡，使光在界面出射的入射角變小(小于全反射臨界角)，從而發(fā)生透射，提高光的提取率；另一方面，圖案還可以使后續(xù)的氮化鎵生長出現(xiàn)側(cè)向磊晶的效果，減少晶體缺陷，提高發(fā)光二極管內(nèi)量子效率。
[0003]PSS的制作過程主要包括在平面藍(lán)寶石襯底上進(jìn)行的光刻和刻蝕等工藝過程。如圖1和圖2所示，在刻蝕工藝中，為了提高生產(chǎn)效率，一般是多個基片I固定在一套托盤2、蓋板3中同時刻蝕，即先將托盤通過機(jī)械手傳入腔室中，然后放在等離子體刻蝕設(shè)備的基座上，反應(yīng)氣體在電感耦合的方式下輝光放電，產(chǎn)生活性自由基、亞穩(wěn)態(tài)粒子、原子等，這些活性粒子被加速后與襯底表面發(fā)生物理及化學(xué)反應(yīng)，刻蝕出所需要的圖形。在刻蝕過程中會在基片表面產(chǎn)生大量的熱量，所以要在基片I與托盤2的間隙中通入氦氣，對基片I進(jìn)行冷卻。
[0004]對于上電極放置于腔室上方的刻蝕機(jī)，由于電極線圈為環(huán)形結(jié)構(gòu)，起輝后等離子體濃度分布不均，使得托盤中心位置等離子體濃度相對較低。各基片冷卻效果相同情況下，將導(dǎo)致中心位置基片的刻蝕速率較其它位置慢，圖形尺寸偏大，從而降低片間均勻性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種托盤組件和刻蝕設(shè)備，以提高等離子濃度較低的區(qū)域的刻蝕速率，從而改善不同區(qū)域之間刻蝕速率的差異，進(jìn)而提高刻蝕均勻性。
[0006]本發(fā)明提供一種托盤組件，包括托盤和設(shè)置在所述托盤上的支撐件，所述支撐件用于支撐多個基片，并使得所述基片的底表面與所述托盤的表面之間形成有容納冷卻氣體的間隙，所述支撐件包括設(shè)置在第一預(yù)定位置的第一支撐件和設(shè)置在第二預(yù)定位置的第二支撐件，所述第一支撐件凸出于所述托盤的表面的高度小于所述第二支撐件凸出于所述托盤的表面的高度，以使所述第一支撐件所支撐的基片與所述托盤的表面之間的間隙小于所述第二支撐件所支撐的基片與所述托盤的表面之間的間隙，所述第一預(yù)定位置對應(yīng)于利用所述托盤組件進(jìn)行等離子刻蝕時等離子濃度較低的區(qū)域。
[0007]優(yōu)選地，所述第一預(yù)定位置位于所述托盤的中心部位。
[0008]優(yōu)選地，所述托盤上還設(shè)置有卡槽，該卡槽包括與所述第一支撐件對應(yīng)的第一卡槽和與所述第二支撐件對應(yīng)的第二卡槽，所述第一支撐件設(shè)置在所述第一卡槽內(nèi)，所述第二支撐件設(shè)置在第二卡槽內(nèi)，所述第一支撐件的高度小于所述第二支撐件的高度，和/或所述第一卡槽的深度大于所述第二卡槽的深度。
[0009]優(yōu)選地，所述第一支撐件凸出于所述托盤表面的高度為O?70μπι，所述第二支撐件凸出于所述托盤表面的高度為40?200 μ m。
[0010]優(yōu)選地，所述托盤的表面形成有多個與所述支撐件一一對應(yīng)的承載臺，該承載臺朝向所述基片凸出，所述卡槽和所述支撐件均設(shè)置在所述承載臺上，與所述第一支撐件相對應(yīng)的承載臺的高度大于與所述第二支撐件相對應(yīng)的承載臺的高度。
[0011]優(yōu)選地，所述托盤上還設(shè)置有沿所述托盤的厚度方向貫穿該托盤的通氣孔。
[0012]優(yōu)選地，所述托盤組件還包括蓋板，所述蓋板設(shè)置在所述托盤的上方，以將所述基片固定在所述蓋板和所述托盤之間。
[0013]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種刻蝕設(shè)備，包括托盤組件和位于該托盤組件上方的起輝線圈，其中，所述托盤組件本發(fā)明所提供的上述托盤組件，所述第一預(yù)定位置對應(yīng)于所述起輝線圈的軸線。
[0014]優(yōu)選地，所述刻蝕設(shè)備為用于刻蝕PSS圖形片的刻蝕設(shè)備。
[0015]可以看出，在進(jìn)行等離子刻蝕時，相對于等離子濃度較高的區(qū)域的基片而言，位于等離子濃度較低的區(qū)域的基片的底表面與托盤表面之間的間隙較小，使得等離子濃度較低的區(qū)域內(nèi)的基片與托盤之間的間隙中冷卻氣體的熱傳導(dǎo)率較大，因而使得該區(qū)域內(nèi)的基片的溫度較低，從而提高等離子濃度低的區(qū)域內(nèi)的基片刻蝕速率，進(jìn)而減少由于等離子濃度不同導(dǎo)致的刻蝕速度的差異，提高不同區(qū)域內(nèi)的基片的刻蝕的均勻性。
【附圖說明】
[0016]附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0017]圖1所示的是現(xiàn)有的托盤組件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2所示的是圖1的A-A剖視圖；
[0019]圖3所示的是本發(fā)明所提供的托盤組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖標(biāo)記說明
[0021]1、30:基片;2、10:托盤;3、50:蓋板；11:承載臺；21:第一支撐件；22:第二支撐件；40:通氣孔。
【具體實施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0023]作為本發(fā)明的一方面，提供一種托盤組件，如圖3所示，所述托盤組件包括托盤10和設(shè)置在托盤10上的支撐件，所述支撐件用于支撐多個基片30，并使得基片30的底表面與托盤10的表面之間形成有容納冷卻氣體的間隙，所述支撐件包括設(shè)置在第一預(yù)定位置的第一支撐件21和設(shè)置在第二預(yù)定位置的第二支撐件22，第一支撐件21凸出于托盤10的表面的高度小于第二支撐件22凸出于托盤10的表面的高度，以使第一支撐件21所支撐的基片30與托盤10的表面之間的間隙hi小于第二支撐件22所支撐的基片30與托盤10的表面之間的間隙h2。第一預(yù)定位置對應(yīng)于利用所述托盤組件進(jìn)行等離子刻蝕時等離子濃度較低的區(qū)域。
[0024]所述等離子濃度較低的區(qū)域在刻蝕設(shè)備中是固定的，例如，對于上電極放置于刻蝕腔室上方的刻蝕設(shè)備，由于電極線圈為環(huán)形結(jié)構(gòu)，因而所述等離子濃度較低的區(qū)域?qū)?yīng)于電極線圈的中心部位。
[0025]在本發(fā)明中，第一支撐件21凸出于托盤10的表面的高度小于第二支撐件22凸出于托盤10的表面的高度，從而使得第一預(yù)定位置的基片30與托盤10的表面之間的間隙小于第二預(yù)定位置的基片30與托盤10的表面之間的間隙。換言之，和等離子濃度較高的區(qū)域內(nèi)的基片30相比，等離子濃度較低的區(qū)域內(nèi)的基片30與托盤10之間的間隙較小，使得等離子濃度較低的區(qū)域內(nèi)的基片30與托盤10之間的間隙中冷卻氣體(如，氦氣)的熱傳導(dǎo)率較大，因而使得該區(qū)域內(nèi)的基片30的溫度較低，便于對其進(jìn)行刻蝕，從而提高等離子濃度低的區(qū)域內(nèi)的基片30刻蝕速率(等離子濃度高的區(qū)域內(nèi)的基片的刻蝕速率不變)，進(jìn)而減少由于等離子濃度不同導(dǎo)致的刻蝕速度的差異，提高不同區(qū)域內(nèi)的基片30的刻蝕的均勻性。
[0026]作為本發(fā)明的一種【具體實施方式】，所述第一預(yù)定位置位于托盤的中心部位。例如，當(dāng)托盤10上可以設(shè)置22個基片時(即，沿托盤的中心至邊緣的方向依次設(shè)置一個基片、7個基片和14個基片)，托盤10的中心部位的等離子濃度較低，第一預(yù)定位置位于托盤10的中心部位，第一支撐件21為設(shè)置在托盤10的中心部位的支撐件，用于支撐托盤10的中心部位的基片，第二支撐件22為第一支撐件21以外的其他支撐件，用于支撐托盤10的中心部位以外的21個基片。第一支撐件21的高度小于第二支撐件22的高度，使得設(shè)置在托盤10中心部位的基片30的底表面與托盤10的表面之間的間隙較小，托盤10中心部位以外的位置的基片30的底表面與托盤10的表面之間的間隙較大。
[0027]在本發(fā)明中，所述支撐件可以為密封圈，基片30設(shè)置在所述密封圈上，從而在基片30下方形成密閉的空間，用于容納冷卻氣體，以對基片30進(jìn)行冷卻。
[0028]作為本發(fā)明的一種【具體實施方式】，托盤10上還可以設(shè)置