托盘组件和刻蚀设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体设备制造技术领域，具体地，涉及一种托盘组件和一种包括该托盘组件的刻蚀设备。
【背景技术】
[0002]图形化蓝宝石衬底(PSS, patterned sapphire substrate)作为氮化镓(GaN)基发光二极管照明外延衬底材料，由于其能降低氮化镓外延薄膜的线位错密度，并显著提高发光二极管的光萃取效率而得到广泛研究与应用。一方面，图形化蓝宝石衬底图案通过反射改变光的轨迹，使光在界面出射的入射角变小(小于全反射临界角)，从而发生透射，提高光的提取率；另一方面，图案还可以使后续的氮化镓生长出现侧向磊晶的效果，减少晶体缺陷，提高发光二极管内量子效率。
[0003]PSS的制作过程主要包括在平面蓝宝石衬底上进行的光刻和刻蚀等工艺过程。如图1和图2所示，在刻蚀工艺中，为了提高生产效率，一般是多个基片I固定在一套托盘2、盖板3中同时刻蚀，即先将托盘通过机械手传入腔室中，然后放在等离子体刻蚀设备的基座上，反应气体在电感耦合的方式下辉光放电，产生活性自由基、亚稳态粒子、原子等，这些活性粒子被加速后与衬底表面发生物理及化学反应，刻蚀出所需要的图形。在刻蚀过程中会在基片表面产生大量的热量，所以要在基片I与托盘2的间隙中通入氦气，对基片I进行冷却。
[0004]对于上电极放置于腔室上方的刻蚀机，由于电极线圈为环形结构，起辉后等离子体浓度分布不均，使得托盘中心位置等离子体浓度相对较低。各基片冷却效果相同情况下，将导致中心位置基片的刻蚀速率较其它位置慢，图形尺寸偏大，从而降低片间均匀性。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种托盘组件和刻蚀设备，以提高等离子浓度较低的区域的刻蚀速率，从而改善不同区域之间刻蚀速率的差异，进而提高刻蚀均匀性。
[0006]本发明提供一种托盘组件，包括托盘和设置在所述托盘上的支撑件，所述支撑件用于支撑多个基片，并使得所述基片的底表面与所述托盘的表面之间形成有容纳冷却气体的间隙，所述支撑件包括设置在第一预定位置的第一支撑件和设置在第二预定位置的第二支撑件，所述第一支撑件凸出于所述托盘的表面的高度小于所述第二支撑件凸出于所述托盘的表面的高度，以使所述第一支撑件所支撑的基片与所述托盘的表面之间的间隙小于所述第二支撑件所支撑的基片与所述托盘的表面之间的间隙，所述第一预定位置对应于利用所述托盘组件进行等离子刻蚀时等离子浓度较低的区域。
[0007]优选地，所述第一预定位置位于所述托盘的中心部位。
[0008]优选地，所述托盘上还设置有卡槽，该卡槽包括与所述第一支撑件对应的第一卡槽和与所述第二支撑件对应的第二卡槽，所述第一支撑件设置在所述第一卡槽内，所述第二支撑件设置在第二卡槽内，所述第一支撑件的高度小于所述第二支撑件的高度，和/或所述第一卡槽的深度大于所述第二卡槽的深度。
[0009]优选地，所述第一支撑件凸出于所述托盘表面的高度为O?70μπι，所述第二支撑件凸出于所述托盘表面的高度为40?200 μ m。
[0010]优选地，所述托盘的表面形成有多个与所述支撑件一一对应的承载台，该承载台朝向所述基片凸出，所述卡槽和所述支撑件均设置在所述承载台上，与所述第一支撑件相对应的承载台的高度大于与所述第二支撑件相对应的承载台的高度。
[0011]优选地，所述托盘上还设置有沿所述托盘的厚度方向贯穿该托盘的通气孔。
[0012]优选地，所述托盘组件还包括盖板，所述盖板设置在所述托盘的上方，以将所述基片固定在所述盖板和所述托盘之间。
[0013]相应地，本发明还提供一种刻蚀设备，包括托盘组件和位于该托盘组件上方的起辉线圈，其中，所述托盘组件本发明所提供的上述托盘组件，所述第一预定位置对应于所述起辉线圈的轴线。
[0014]优选地，所述刻蚀设备为用于刻蚀PSS图形片的刻蚀设备。
[0015]可以看出，在进行等离子刻蚀时，相对于等离子浓度较高的区域的基片而言，位于等离子浓度较低的区域的基片的底表面与托盘表面之间的间隙较小，使得等离子浓度较低的区域内的基片与托盘之间的间隙中冷却气体的热传导率较大，因而使得该区域内的基片的温度较低，从而提高等离子浓度低的区域内的基片刻蚀速率，进而减少由于等离子浓度不同导致的刻蚀速度的差异，提高不同区域内的基片的刻蚀的均匀性。
【附图说明】
[0016]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0017]图1所示的是现有的托盘组件结构示意图；
[0018]图2所示的是图1的A-A剖视图；
[0019]图3所示的是本发明所提供的托盘组件的结构示意图。
[0020]附图标记说明
[0021]1、30:基片;2、10:托盘;3、50:盖板；11:承载台；21:第一支撑件；22:第二支撑件；40:通气孔。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0023]作为本发明的一方面，提供一种托盘组件，如图3所示，所述托盘组件包括托盘10和设置在托盘10上的支撑件，所述支撑件用于支撑多个基片30，并使得基片30的底表面与托盘10的表面之间形成有容纳冷却气体的间隙，所述支撑件包括设置在第一预定位置的第一支撑件21和设置在第二预定位置的第二支撑件22，第一支撑件21凸出于托盘10的表面的高度小于第二支撑件22凸出于托盘10的表面的高度，以使第一支撑件21所支撑的基片30与托盘10的表面之间的间隙hi小于第二支撑件22所支撑的基片30与托盘10的表面之间的间隙h2。第一预定位置对应于利用所述托盘组件进行等离子刻蚀时等离子浓度较低的区域。
[0024]所述等离子浓度较低的区域在刻蚀设备中是固定的，例如，对于上电极放置于刻蚀腔室上方的刻蚀设备，由于电极线圈为环形结构，因而所述等离子浓度较低的区域对应于电极线圈的中心部位。
[0025]在本发明中，第一支撑件21凸出于托盘10的表面的高度小于第二支撑件22凸出于托盘10的表面的高度，从而使得第一预定位置的基片30与托盘10的表面之间的间隙小于第二预定位置的基片30与托盘10的表面之间的间隙。换言之，和等离子浓度较高的区域内的基片30相比，等离子浓度较低的区域内的基片30与托盘10之间的间隙较小，使得等离子浓度较低的区域内的基片30与托盘10之间的间隙中冷却气体(如，氦气)的热传导率较大，因而使得该区域内的基片30的温度较低，便于对其进行刻蚀，从而提高等离子浓度低的区域内的基片30刻蚀速率(等离子浓度高的区域内的基片的刻蚀速率不变)，进而减少由于等离子浓度不同导致的刻蚀速度的差异，提高不同区域内的基片30的刻蚀的均匀性。
[0026]作为本发明的一种【具体实施方式】，所述第一预定位置位于托盘的中心部位。例如，当托盘10上可以设置22个基片时(即，沿托盘的中心至边缘的方向依次设置一个基片、7个基片和14个基片)，托盘10的中心部位的等离子浓度较低，第一预定位置位于托盘10的中心部位，第一支撑件21为设置在托盘10的中心部位的支撑件，用于支撑托盘10的中心部位的基片，第二支撑件22为第一支撑件21以外的其他支撑件，用于支撑托盘10的中心部位以外的21个基片。第一支撑件21的高度小于第二支撑件22的高度，使得设置在托盘10中心部位的基片30的底表面与托盘10的表面之间的间隙较小，托盘10中心部位以外的位置的基片30的底表面与托盘10的表面之间的间隙较大。
[0027]在本发明中，所述支撑件可以为密封圈，基片30设置在所述密封圈上，从而在基片30下方形成密闭的空间，用于容纳冷却气体，以对基片30进行冷却。
[0028]作为本发明的一种【具体实施方式】，托盘10上还可以设置