[发明专利]一种使晶片蚀刻均匀的方法及刻蚀炉机台

说明书

本申请提供一种使晶片蚀刻均匀的方法及刻蚀炉机台，涉及半导体衬底技术领域。所述使晶片蚀刻均匀的方法包括：使晶片与用于承载晶片的第一载具的接触为线接触或类线接触；且第一载具与晶片的接触位置至少为三个；将第一载具由第二载具支撑，第二载具对晶片的蚀刻区域进行避让；使反应气体以与晶片蚀刻表面平行的方向向晶片移动并扩散至晶片蚀刻表面。本申请中的使晶片蚀刻均匀的方法通过改变反应气体的流动方向使每个晶片接触到的反应气体的时间和接触面积基本一致，以及通过改变晶片载具的结构，使晶片蚀刻表面接触反应气体的机会均同，从而使蚀刻更加均匀，缩短晶片的蚀刻时间，避免衬底局部过蚀刻的问题，进而提高衬底的品质。

技术领域

本申请涉及半导体衬底技术领域，具体而言，涉及一种使晶片蚀刻均匀的方法及刻蚀炉机台。

背景技术

一种实现氮化镓衬底的技术是通过气相沉积方法(例如氢化物气相外延，即HVPE)在蓝宝石(A1₂0₃)或碳化硅(SiC)衬底上生长较厚的氮化镓(GaN)外延层。GaN基材料和器件的外延层主要生长在蓝宝石和碳化硅衬底上，该类衬底的需求量极大。目前，外延的不良品以衬底出货量2％占比的速度增长，再加上常年累计的不良衬底持续堆积，数量庞大的外延不良品未得到有效处理。

去掉外延层后的蓝宝石或碳化硅衬底仍可重复利用，目前，处理GaN(氮化镓)层的方式基于刻蚀炉(MOCVD)机台，图1示出了现有刻蚀炉机台的主视图。图2为图1中晶片放置石英舟及石英浆后的侧视图。参见图1和图2，刻蚀炉机台设置炉管1、炉管1通过其外部设置的炉丝加热，炉管1内设置石英浆2，石英浆2的臂上设置用以承接晶片5的石英舟3，通过挡板4上设置的通孔6向炉管1内沿与炉管1中心线平行的方向充入氯气Cl₂/氮气N₂气体。Cl₂/N₂气体被加热后产生化学活性极强的分子团，分子团扩散至外延片表面，高能量Cl₂分子与氮化镓发生化学反应生成氯盐，生成物以及残余Cl₂气体通过尾气排放装置进行处理，其蚀刻理论原理如图3所示。

如图1、2所示，Cl₂经过挡板后均匀的分布在炉管1内，但由于石英浆2的臂延伸部分为实心长方体形，导致石英浆2与石英舟3接触部分气体流量变少，降低了该部分区域的蚀刻速率，且经过大量的实验验证发现，片源确实存在靠近石英浆2部分未蚀刻干净的问题。为了去除该部分GaN层，需要使用更长的时间来进行蚀刻，但长时间的蚀刻会对衬底的顶部造成过蚀刻的现象，如图4所示。

由此可知，目前的刻蚀炉机台存在蚀刻不均匀、蚀刻时间长、易导致局部过蚀刻的问题，进而影响衬底品质。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种晶片蚀刻均匀的方法，其能够使蚀刻均匀、缩短蚀刻时间、减少局部过蚀刻现象的发生，进而提高衬底品质。

本申请实施例的另一目的在于提供一种使用上述方法的刻蚀炉机台。

第一方面，本申请实施例提供一种使晶片蚀刻均匀的方法，包括：

使晶片与用于承载所述晶片的第一载具的接触为线接触或类线接触；且所述第一载具与所述晶片的接触位置至少为三个；

将所述第一载具由第二载具支撑，所述第二载具对所述晶片的蚀刻区域进行避让；

使反应气体以与晶片蚀刻表面平行的方向向所述晶片移动并扩散至所述晶片蚀刻表面。

在一种实施方案中，对所述晶片位于第一载具和第二载具构成的公共承载空间内的部分，加大所述反应气体的进气量。

在一种实施方案中，所述晶片与所述第一载具的接触位置为三个，三个接触位置的中心连线为等腰三角形。

第二方面，本申请实施例提供一种刻蚀炉机台，包括：

炉管，其可被加热；