CN111785666A - 一种使晶片蚀刻均匀的方法及刻蚀炉机台 - Google Patents

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CN111785666A CN202010742195.2A CN202010742195A CN111785666A CN 111785666 A CN111785666 A CN 111785666A CN 202010742195 A CN202010742195 A CN 202010742195A CN 111785666 A CN111785666 A CN 111785666A
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Abstract

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。

Description

一种使晶片蚀刻均匀的方法及刻蚀炉机台
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；
挡板，安装在所述炉管的预定位置，用于封堵所述炉管的部分区域以配置出蚀刻腔体；
第一载具，用于承载晶片并设置在所述蚀刻腔体内；所述第一载具与所述晶片的接触为线接触或类线接触；
第二载具，用于支撑所述第一载具，所述第二载具配置有对所述晶片的蚀刻区域进行避让的避让区；
进气口，用于与所述蚀刻腔体连通并向所述蚀刻腔体内输入反应气体；
气体导向装置，用于使所述反应气体以与所述晶片的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，所述第一载具包括围合成框架结构的第一侧向支架、第一连接杆、第二侧向支架和第二连接杆；
所述第一侧向支架上设有在第一方向上延伸预定长度的第一卡条；所述第二侧向支架上设有在第一方向上延伸预定长度的第二卡条；在所述第一侧向支架与所述第二侧向支架之间且位于所述框架结构中下部的位置设有第三卡条；
所述晶片卡设在所述第一卡条、第二卡条与第三卡条限定的空间内，且所述第一卡条、第二卡条与第三卡条与所述晶片的边缘均为线接触或类线接触。
在一种实施方案中，所述第一卡条、第二卡条和第三卡条的数量均为一条；所述晶片与所述第一卡条、第二卡条和第三卡条的接触位置的中心连线为等腰三角形；
或者所述第一卡条和第二卡条的数量为两条，两条第一卡条和两个第二卡条均在第二方向上相距预定距离，所述第二方向与所述第一方向垂直。
在一种实施方案中，所述第一卡条、第二卡条与第三卡条限定的空间内可卡设多个晶片，多个所述晶片沿第一方向等间距排列。
在一种实施方案中，所述第二载具包括：
基座，贯穿所述挡板并固定在所述挡板上，包括延伸至所述蚀刻区别内部的固定端；
第一支臂和第二支臂，所述第一支臂和第二支臂自所述基座的固定端沿第一方向向所述蚀刻区域内部延伸预定长度；所述第一支臂和第二支臂均为桁架结构且在第三方向上相距预定距离，所述第一支臂和第二支臂在第三方向之间的空间构成所述避让区；
所述第一载具中的第一侧向支架固定于所述第一支臂上，所述第二载具中的第二侧向支架固定于所述第二支臂上。
在一种实施方案中，所述第一侧向支架和所述第二侧向支架的底部设有卡槽，所述第一载具与所述第二载具的连接方式为卡接。
在一种实施方案中，所述第一支臂和第二支臂均包括两根空心闭合石英管；一根所述石英管沿所述第一方向延伸，另一根所述石英管相对第一方向倾斜设置，两根所述石英管焊接并与所述基座的固定端围成直角三角形。
在一种实施方案中，所述进气口设置在所述挡板上，且所述进气口的进气路径相对于所述炉管的中心线倾斜设置，且进气口绕所述炉管中心线周向阵列布置；
所述气体导向装置包括设置在所述炉管内壁的多排扰流板，所述多排扰流板沿第一方向排列，且沿远离所述挡板的方向扰流板向炉管内壁延伸的长度逐渐变长；每排扰流板绕所述炉体的中心线周向阵列布置；
所述扰流板与所述晶片蚀刻表面平行或相对于所述晶片蚀刻表面为内倾斜。
在一种实施方案中，所述挡板设置进气口的区域包括第一区域和第二区域；
所述第一区域与所述第二载具上方的位置对应，所述第二区域与所述第二载具下方的位置对应；
所述第二区域进气口的密集度大于所述第一区域进气口的密集度。
在一种实施方案中，所述进气口设置在所述炉管的内壁上，并位于所述第一载具的上方；
所述气体导向装置包括与所述进气口连接的喷头；所述喷头的中心线与所述炉管的中心线垂直，所述喷头内设置多条进气路径且进气路径相对于所述喷头的中心线倾斜设置；
所述喷头的中心线与所述晶片蚀刻表面平行。
在一种实施方案中，所述气体导向装置包括多个；多个所述气体导向装置沿所述炉管的中心线延伸的方向排列。
由以上方案可知，本申请中的使晶片蚀刻均匀的方法及采用该方法的刻蚀炉机台，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，改变晶片载具的结构，使晶片的蚀刻表面尽量不被遮挡，以保证整个蚀刻区域接触反应气体的机会均同，因而能够缩短晶片的蚀刻时间，使蚀刻更加均匀，避免衬底局部过蚀刻的问题，进而提高衬底的品质。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
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；
图3为蚀刻理论原理图；
图4为衬底顶部过蚀刻现象图；
图5为根据本申请实施例示出的一种使晶片蚀刻均匀方法的流程图；
图6为根据本申请实施例示出的一种刻蚀炉机台的结构示意图；
图7为根据本申请实施例示出的一种第一载具的结构示意图；
图8为图7所示第一载具的左视图；
图9为图7所示第一载具的俯视图；
图10为根据本申请实施例示出的另一种第一载具的主视图；
图11为根据本申请实施例示出的一种第二载具的主视图；
图12为图11所示第二载具的俯视图；
图13为图11所示第二载具的左视图；
图14为现有第二载体底部对气体的作用图；
图15为本申请实施例中第二载体对气体的作用图；
图16为根据本申请实施例示出的另一种刻蚀炉机台的结构示意图；
图17为本申请实施例中挡板与现有技术所用挡板的结构区别图；
图18为根据本申请实施例示出的再一种刻蚀炉机台的结构示意图；
图19为根据本申请实施例示出的一种喷头的中心剖面图。
图标：100-炉管；200-挡板；300-第一载具；310-第一侧向支架；320-第一连接杆；330-第二侧向支架；340-第二连接杆；350-第一卡条；360-第二卡条；370-第三卡条；400-第二载具；410-基座；420-第一支臂；430-第二支臂；440-加固石英管；500-气体导向装置；510-扰流板；600-进气口；700-晶片。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的发明人发现，现有刻蚀炉机台中，由挡板上的进气孔进入炉管内的反应气体的流动方向与晶片的蚀刻表面垂直，由于蚀刻晶片时，通常为若干晶片竖直放置且相邻晶片间的间隙较小，当反应气体的流动方向与晶片的蚀刻表面垂直时，位于最外侧的晶片的蚀刻表面不会受到影响，而其他晶片由于最外侧晶片的遮挡，反应气体不能快速且充分地到达这些晶片的蚀刻表面，减缓了蚀刻的速率。同时现有刻蚀炉机台中石英舟和石英浆对晶片蚀刻表面的遮挡，进一步减缓了蚀刻的速率。由于石英舟和石英浆对晶片蚀刻表面的遮挡，为使遮挡部分完全蚀刻，衬底的顶部则易造成过蚀刻现象。因此发明人对反应气体进入炉管后的流动方向进行了调整，使反应气体的流动方向与晶片的蚀刻表面平行，则每个晶片接触到的反应气体的时间和接触面积基本一致，加快了蚀刻速率。同时改变对于晶片载具的结构，使晶片的蚀刻表面尽量不被遮挡，晶片的蚀刻表面的蚀刻时间基本一致，以避免衬底顶部过蚀刻现象的产生。
根据本申请的一个方面，提供了一种使晶片蚀刻均匀的方法。图5为根据本申请实施例示出的一种使晶片蚀刻均匀方法的流程图。参见图5，包括如下步骤：
S101：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。
晶片通常具有预定的厚度，为了避免晶片上的蚀刻表面不被遮挡，可使用于支撑晶片的载具仅与晶片的外圆周表面接触，且接触的位置至少为三个。三个接触位置的支撑可实现晶片的稳定放置。
第一载具可设置至少三个支撑面，其中每个支撑面与晶片的轴心平行且与晶片的外圆周表面相切，则晶片的外圆周表面与每个支撑面的交界线为一条与晶片轴心平行的直线，即晶片的外圆周表面与第一载具中的圆周表面为线接触。
为了使晶片的外圆周表面与第一载具中的圆周表面接触更稳定一些，可略微增加第一载具中支撑面与晶片外圆周表面的接触面积，该面积可在交界面的上下位置适当增加，在本申请中，该接触面积即为类线接触。
S102：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。
在现有技术中，第二载具在承载第一载具时，其底部往往为实心板体结构，这就使得第一载具与第二载具之间的预留间隙较小，则使得进入第一载具底部的反应气体量非常少。而在本步骤中，改变第二载具与第一载具的结构布局，使第二载具不遮挡第一载具及安装在第一载具上的晶片，即对晶片的蚀刻区域进行避让，使晶片的蚀刻区域接触反应气体的机会均同。
S103：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。
在该步骤中，使反应气体以与晶片蚀刻表面平行的方向向晶片移动，对于一个晶片，反应气体可快速地与晶片的蚀刻表面接触。在多个晶片并列竖向布置的时候，反应气体自相邻晶片之间的间隙分别与对应的晶片蚀刻表面接触，每个晶片的蚀刻表面与反应气体的接触速率相同，由于反应气体与晶片的整个蚀刻区域接触反应气体的机会均同，则每个晶片可实现全面蚀刻，且多个晶片的蚀刻的速率基本相同，从而大大提高晶片的蚀刻效率。
由以上步骤可知，本申请中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，改变晶片载具的结构，使晶片的蚀刻表面尽量不被遮挡，以保证整个蚀刻区域接触反应气体的机会均同，因而能够缩短晶片的蚀刻时间，使蚀刻更加均匀，避免衬底局部过蚀刻的问题，进而提高衬底的品质。
在一种实施方案中，对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，加大反应气体的进气量。
相较于晶片中未有任何遮挡的那一部分蚀刻表面，第一载具和第二载具构成的公共承载部分依然会对晶片的蚀刻表面具有一定的遮挡作用，为使晶片的蚀刻表面接触反应气体的量基本相同，在第一载具和第二载具构成的公共承载空间内加大反应气体的进气量，以抵消第一载具和第二载具构成的公共承载部分对于反应气体的阻挡。
在一种实施方案中，晶片与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。
晶片与第一载具的支撑面的接触为线接触，在线接触的位置为三个。三个接触位置可使晶片实现固定放置。而将三个线接触的中心连线设置为等腰三角形，则其中两个接触位置对称设置在第三个接触位置的两侧，则晶片的放置更加稳定。
本申请中所述的反应气体包括但不限于氯气、氮气或氯气与氮气的混合气体。
根据本申请的第二方面，本申请实施例还提供了一种刻蚀炉机台。图6为根据本申请实施例示出的一种刻蚀炉机台的结构示意图。参见图6，刻蚀炉机台包括炉管100、挡板200、第一载具300、第二载具400、进气口600和气体导向装置500。
为叙述方便，文中方向定义如下：炉管100轴心延伸的方向为第一方向，炉管100高度所在的方向为第二方向，炉管100的宽度方向为第三方向，第一方向、第二方向和第三方向互相垂直。上述方向定义对本申请的结构不起任何限定作用。
炉管100可被加热。炉管100可通过设置在炉管100外部的电加热装置，如电加热丝等进行加热，也可通过设置在炉管100内的加热装置进行加热，本申请对于炉管100的加热方式不做具体限定，凡是能够实现炉管100加热的方式均落入本申请的保护范围。
挡板200安装在炉管100的预定位置，用于封堵炉管100的部分区域以配置出蚀刻腔体。
第一载具300用于承载晶片700并设置在蚀刻腔体内。第一载具300与晶片700的接触为线接触或类线接触。图7为根据本申请实施例示出的一种第一载具的结构示意图。图8为图7所示第一载具的左视图，图9为图7所示第一载具的俯视图。参见图7-9，第一载具300包括围合成框架结构的第一侧向支架310、第一连接杆320、第二侧向支架330和第二连接杆340。第一侧向支架310上设有在第一方向上延伸预定长度的第一卡条350。第二侧向支架330上设有在第一方向上延伸预定长度的第二卡条360。在第一侧向支架310与第二侧向支架330之间且位于框架结构中下部的位置设有第三卡条370。晶片700卡设在第一卡条350、第二卡条360与第三卡条370限定的空间内，第一卡条350、第二卡条360与第三卡条370均设置有与晶片700外圆周表面接触的支撑面，第一卡条350、第二卡条360与第三卡条370与晶片700的边缘，即外圆周表面均为线接触或类线接触。对于线接触和类线接触的定义参见第一方面的内容部分，此处不再赘述。
在一种实施的方案中，晶片700与第一卡条350、第二卡条360和第三卡条370的接触位置的中心连线为等腰三角形。将三个线接触的中心连线设置为等腰三角形，则其中两个接触位置对称设置在第三个接触位置的两侧，则晶片700的放置更加稳定。
图10为根据本申请实施例示出的另一种第一载具的主视图。参见图10，第一载具300的结构与图7所示第一载具300的结构类似，其不同之处在于第一卡条350和第二卡条360的数量。在该实施例的结构中，第一卡条350和第二卡条360的数量均为两条。两条第一卡条350和两个第二卡条360均在第二方向上相距预定距离。
在上述结构中，晶片700可与两个第一卡条350的支撑面、两个第二卡条360的支撑面和一个第三卡条370的支撑面接触，故晶片700与五个支撑面接触，即有五个支撑点对晶片700进行支撑，由于支撑点增加，则晶片700的放置更加稳定。
本申请中的第一载具300可对一片晶片700进行支撑，若第一载具300中的第一卡条350、第二卡条360和第三卡条370在第一方向上具有长度的延伸，则第一载具300中第一卡条350、第二卡条360与第三卡条370限定的空间内可卡设多个晶片700，多个晶片700沿第一方向等间距排列。第一载具300上一次性设置多个晶片700，则可实现对多个晶片700同时进行蚀刻。
第二载具400用于支撑第一载具300，第二载具400配置有对晶片700的蚀刻区域进行避让的避让区。图11为根据本申请实施例示出的一种第二载具400的主视图。图12为图11所示第二载具400的俯视图，图13为图11所示第二载具400的左视图。参见图11-13，第二载具400包括基座410、第一支臂420和第二支臂430。基座410贯穿挡板200并固定在挡板200上，包括延伸至蚀刻区别内部的固定端，以及位于挡板200之外的主体部。第一支臂420和第二支臂430自基座410的固定端沿第一方向向蚀刻区域内部延伸预定长度。第一支臂420和第二支臂430均为桁架结构且在第三方向上相距预定距离，第一支臂420和第二支臂430在第三方向之间的空间构成避让区，即第二载具400仅在晶片700的两侧设置支架结构，对于晶体的正下方不会产生阻挡，有利于反应气体自晶体的底部进入，参见图14，使晶体位于中下部位的蚀刻表面能够快速地接触到反应气体。
在现有刻蚀炉机台的结构中，第二载具400在承载第一载具300时，其底部往往为实心板体结构，这就使得第一载具300与第二载具400之间的预留间隙较小，而且由第二载具400底部流向第二载具400时，反应气体在遇到第二载具400底部后则被反射回流，参见图15。从而使进入第一载具300底部的反应气体量非常少。因此本实施例中的方案，能够使尽可能多的反应气体进入到晶片700的中下部，以增加蚀刻效率，缩短蚀刻时间。
在一种实施方案中，第一支臂420和第二支臂430均包括两根空心闭合石英管；一根石英管沿第一方向延伸，另一根石英管相对第一方向倾斜设置，参见图11。两根石英管焊接并与基座410的固定端围成直角三角形。沿第一方向延伸的两根石英管用于对第一载具300进行支撑，相对于第一方向倾斜的两根石英管用于对沿第一方向延伸的两根石英管起侧向加固作用。进一步地，还可在第一支臂420和第二支臂430上分别设置加固石英管440，用于使第一支臂420和第二支臂430的结构更加牢固。
在一种实施方案中，第一载具300中的第一侧向支架310固定于第一支臂420上，第二载具400中的第二侧向支架330固定于第二支臂430上。第一侧向支架310和第二侧向支架330的底部设有卡槽，第一载具300与第二载具400的连接方式为卡接。
需要说明的是，第一载具300与第二载具400的连接方式为卡接只是示例性的，本申请对于第一载具300和第二载具400的连接方式并不做具体限定，凡是能够使第一载具300和第二载具400实现连接的连接方式均落入本申请的保护范围。
本申请中的第一载具300和第二载具400的制作材料包括但不限于石英。
进气口用于与蚀刻腔体连通并向蚀刻腔体内输入反应气体。气体导向装置500用于使反应气体以与晶片700的蚀刻表面平行的方向向晶片700移动并扩散至晶片700蚀刻表面。
在一种实施方案中，参见图6，进气口600设置在挡板200上，且进气口600的进气路径相对于炉管100的中心线倾斜设置，且进气口绕炉管100中心线周向阵列布置。与之对应地，气体导向装置500包括设置在炉管100内壁的多排扰流板510，多排扰流板510沿第一方向排列，且沿远离挡板200的方向扰流板向炉管100内壁延伸的长度逐渐变长；每排扰流板绕炉体的中心线周向阵列布置；扰流板与晶片700蚀刻表面平行。
扰流板510与晶片700蚀刻表面平行，则反应气体以与晶片700蚀刻表面平行的方向向晶片700移动，对于一个晶片700，反应气体可快速地与晶片700的蚀刻表面接触。在多个晶片700并列竖向布置的时候，反应气体自相邻晶片700之间的间隙分别与对应的晶片700蚀刻表面接触，每个晶片700的蚀刻表面与反应气体的接触速率相同，由于反应气体与晶片700的整个蚀刻区域接触反应气体的机会均同，则每个晶片700可实现全面蚀刻，且多个晶片700的蚀刻的速率基本相同，从而大大提高晶片700的蚀刻效率。
在另一实施方案中，参见图16，使扰流板510相对于晶片700蚀刻表面为内倾斜。扰流板510相对于晶片700蚀刻表面为内倾斜，即扰流板510的倾斜可使由扰流板510反射的气流朝向晶片700所在位置的一侧流动，由于气流朝向晶片700所在位置的一侧流动，对于一个晶片700，反应气体可快速地与晶片700的蚀刻表面接触。在多个晶片700并列竖向布置的时候，反应气体能够尽可能多地进入到相邻晶片700之间的间隙内并与晶片700的蚀刻表面接触，每个晶片700的蚀刻表面与反应气体的接触量增加，因而能够提高晶片700的蚀刻速率，缩短蚀刻时间。
在一种进一步实施的方案中，挡板200设置进气口的区域包括第一区域和第二区域。参见图17，第一区域与第二载具400上方的位置对应，第二区域与第二载具400下方的位置对应；第二区域进气口的密集度大于第一区域进气口的密集度。
相较于晶片700中未有任何遮挡的那一部分蚀刻表面，第一载具300和第二载具400构成的公共承载部分依然会对晶片700的蚀刻表面具有一定的遮挡作用，为使晶片700的蚀刻表面接触反应气体的量基本相同，在第一载具300和第二载具400构成的公共承载空间，即与挡板200第二区域所对应的位置，加大反应气体的进气量，以抵消第一载具300和第二载具400构成的公共承载部分对于反应气体的阻挡，是每个晶片700的蚀刻表面接触反应气体的量尽可能地均匀。
在进气口的另一种实施方案中，参见图18，进气口设置在炉管100的内壁上，并位于第一载具300的上方。气体导向装置500包括与进气口连接的喷头。喷头的中心线与炉管100的中心线垂直，喷头内设置多条进气路径且进气路径相对于喷头的中心线倾斜设置，参见图19示出的喷头的中心剖面图。喷头的中心线与晶片700蚀刻表面平行。
在多个晶片700沿第一方向布置预定长度时，在一种实施的方案中，气体导向装置500包括多个；多个气体导向装置500沿炉管100的中心线延伸的方向排列。
将进气口设置在炉管100的内壁上，喷头的中心线与炉管100的中心线垂直且多条进气路径相对于喷头的中心线倾斜设置，则位于喷头中心线位置的反应气体以与晶片700蚀刻表面平行的方向进入到晶片700之间的间隙内，而由相对喷头中心线倾斜的进气路径进入的反应气体亦进入到相邻的晶片700之间，增加相邻晶片700之间的反应气体进入量，作用在晶片700蚀刻表面的气体量增加，晶片700的蚀刻速率就会增加，进而缩短蚀刻时间。由于喷头在晶片700的上方位置均匀布置，故进入相邻晶片700之间间隙的气体量分布均匀，每个晶片700表面与反应气体的接触量接近相同且接触面积均匀，因而晶片700的蚀刻较为均匀，能够避免衬底局部过蚀刻的问题。
需要说明的是，本申请实施例中所述的反应气体包括但不限于氯气或氮气，其还可为三氯化硼BCl3、三氟甲烷CHF3、四氯硅烷SiCl4、氢气H2等气体。外延层的材料包括但不限于GaN、碳化硅SiC、砷化镓GaAs等材料。
由以上方案可知，本申请中的使晶片蚀刻均匀的方法及采用该方法的刻蚀炉机台，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，改变晶片载具的结构，使晶片的蚀刻表面尽量不被遮挡，以保证整个蚀刻区域接触反应气体的机会均同，因而能够缩短晶片的蚀刻时间，使蚀刻更加均匀，避免衬底局部过蚀刻的问题，进而提高衬底的品质。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“水平”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“竖向”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

Claims (14)

1.一种使晶片蚀刻均匀的方法，其特征在于，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。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，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。
4.一种刻蚀炉机台，其特征在于，包括：
炉管，其可被加热；
挡板，安装在所述炉管的预定位置，用于封堵所述炉管的部分区域以配置出蚀刻腔体；
第一载具，用于承载晶片并设置在所述蚀刻腔体内；所述第一载具与所述晶片的接触为线接触或类线接触；
第二载具，用于支撑所述第一载具，所述第二载具配置有对所述晶片的蚀刻区域进行避让的避让区；
进气口，用于与所述蚀刻腔体连通并向所述蚀刻腔体内输入反应气体；
气体导向装置，用于使所述反应气体以与所述晶片的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。
5.根据权利要求4所述的刻蚀炉机台，其特征在于，所述第一载具包括围合成框架结构的第一侧向支架、第一连接杆、第二侧向支架和第二连接杆；
所述第一侧向支架上设有在第一方向上延伸预定长度的第一卡条；所述第二侧向支架上设有在第一方向上延伸预定长度的第二卡条；在所述第一侧向支架与所述第二侧向支架之间且位于所述框架结构中下部的位置设有第三卡条；
所述晶片卡设在所述第一卡条、第二卡条与第三卡条限定的空间内，且所述第一卡条、第二卡条与第三卡条与所述晶片的边缘均为线接触或类线接触。
6.根据权利要求5所述的刻蚀炉机台，其特征在于，所述第一卡条、第二卡条和第三卡条的数量均为一条；所述晶片与所述第一卡条、第二卡条和第三卡条的接触位置的中心连线为等腰三角形；
或者所述第一卡条和第二卡条的数量为两条，两条第一卡条和两个第二卡条均在第二方向上相距预定距离，所述第二方向与所述第一方向垂直。
7.根据权利要求5所述的刻蚀炉机台，其特征在于，所述第一卡条、第二卡条与第三卡条限定的空间内可卡设多个晶片，多个所述晶片沿第一方向等间距排列。
8.根据权利要求5所述的刻蚀炉机台，其特征在于，所述第二载具包括：
基座，贯穿所述挡板并固定在所述挡板上，包括延伸至所述蚀刻区别内部的固定端；
第一支臂和第二支臂，所述第一支臂和第二支臂自所述基座的固定端沿第一方向向所述蚀刻区域内部延伸预定长度；所述第一支臂和第二支臂均为桁架结构且在第三方向上相距预定距离，所述第一支臂和第二支臂在第三方向之间的空间构成所述避让区；
所述第一载具中的第一侧向支架固定于所述第一支臂上，所述第二载具中的第二侧向支架固定于所述第二支臂上。
9.根据权利要求8所述的刻蚀炉机台，其特征在于，所述第一侧向支架和所述第二侧向支架的底部设有卡槽，所述第一载具与所述第二载具的连接方式为卡接。
10.根据权利要求8所述的刻蚀炉机台，其特征在于，所述第一支臂和第二支臂均包括两根空心闭合石英管；一根所述石英管沿所述第一方向延伸，另一根所述石英管相对第一方向倾斜设置，两根所述石英管焊接并与所述基座的固定端围成直角三角形。
11.根据权利要求4至10中任一所述的刻蚀炉机台，其特征在于，所述进气口设置在所述挡板上，且所述进气口的进气路径相对于所述炉管的中心线倾斜设置，且进气口绕所述炉管中心线周向阵列布置；
所述气体导向装置包括设置在所述炉管内壁的多排扰流板，所述多排扰流板沿第一方向排列，且沿远离所述挡板的方向扰流板向炉管内壁延伸的长度逐渐变长；每排扰流板绕所述炉体的中心线周向阵列布置；
所述扰流板与所述晶片蚀刻表面平行或相对于所述晶片蚀刻表面为内倾斜。
12.根据权利要求11所述的刻蚀炉机台，其特征在于，所述挡板设置进气口的区域包括第一区域和第二区域；
所述第一区域与所述第二载具上方的位置对应，所述第二区域与所述第二载具下方的位置对应；
所述第二区域进气口的密集度大于所述第一区域进气口的密集度。
13.根据权利要求4至10中任一所述的刻蚀炉机台，其特征在于，所述进气口设置在所述炉管的内壁上，并位于所述第一载具的上方；
所述气体导向装置包括与所述进气口连接的喷头；所述喷头的中心线与所述炉管的中心线垂直，所述喷头内设置多条进气路径且进气路径相对于所述喷头的中心线倾斜设置；
所述喷头的中心线与所述晶片蚀刻表面平行。
14.根据权利要求13所述的刻蚀炉机台，其特征在于，所述气体导向装置包括多个；多个所述气体导向装置沿所述炉管的中心线延伸的方向排列。
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