特許 7520017 遮光エッジ除外ゾーンを備えた透明な基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-11

(45)【発行日】2024-07-22

(54)【発明の名称】遮光エッジ除外ゾーンを備えた透明な基板

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/68 20060101AFI20240712BHJP

   H01L 21/02 20060101ALI20240712BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 F

H01L21/02 A

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2021538393

(86)(22)【出願日】2019-12-04

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-02-24

(86)【国際出願番号】 US2019064375

(87)【国際公開番号】W WO2020146061

(87)【国際公開日】2020-07-16

【審査請求日】2022-11-28

(31)【優先権主張番号】16/241,427

(32)【優先日】2019-01-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ヨン， マイケル ユタク

(72)【発明者】

【氏名】ゴデット， ルドヴィーク

(72)【発明者】

【氏名】フィッサー， ロバート ヤン

【審査官】境 周一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２２３３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３５３０８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００８／１３６４２３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－０３２３７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２００９－０１１００８６（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

Ｈ０１Ｌ ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子デバイス形成のための基板であって、
配向フィーチャが形成された周辺エッジ領域を有する主表面と、
前記周辺エッジ領域に形成された粗面のテクスチャであって、前記主表面の不透明度よりも大きい不透明度を有し、前記配向フィーチャはノッチであり、前記ノッチの内側の先端は、前記粗面のテクスチャの最内のエッジまで伸び、前記粗面のテクスチャの最内のエッジと一致している、粗面のテクスチャと、
を備える基板。

【請求項2】

前記主表面の平均表面粗さが、前記粗面のテクスチャの平均表面粗さよりも小さい、請求項１に記載の基板。

【請求項3】

前記主表面が、約４００ナノメートルから約８００ナノメートルの波長で約５％から約１０％の第１の不透明度を有する、請求項１に記載の基板。

【請求項4】

前記粗面のテクスチャが、約６５％から約８５％の第２の不透明度を有する、請求項３に記載の基板。

【請求項5】

前記主表面の不透明度が、約５％から約１０％である、請求項１に記載の基板。

【請求項6】

前記周辺エッジ領域の不透明度が、約６５％から約８５％である、請求項５に記載の基板。

【請求項7】

前記主表面が、第１の表面粗さを有し、前記周辺エッジ領域が、前記第１の表面粗さよりも大きい第２の表面粗さを有する、請求項５に記載の基板。

【請求項8】

前記第１の表面粗さが、約２ナノメートルから約３ナノメートルであり、前記第２の表面粗さが、約１００ナノメートル以上である、請求項７に記載の基板。

【請求項9】

電子デバイス形成のための基板であって、
配向フィーチャが形成された周辺エッジ領域を有する主表面であって、第１の平均表面粗さ（Ｒａ）を有する主表面と、
前記周辺エッジ領域に形成された粗面のテクスチャであって、前記粗面のテクスチャが、前記第１のＲａよりも大きい第２のＲａを有し、前記周辺エッジ領域が、前記主表面の不透明度よりも大きい不透明度を有し、前記配向フィーチャはノッチであり、前記ノッチの内側の先端は、前記粗面のテクスチャの最内のエッジまで伸び、前記粗面のテクスチャの最内のエッジと一致している、粗面のテクスチャと、
を備える基板。

【請求項10】

前記主表面の不透明度が、約５％から約１０％である、請求項９に記載の基板。

【請求項11】

前記周辺エッジ領域の不透明度が、約６５％から約８５％である、請求項１０に記載の基板。

【請求項12】

前記主表面が、約４００ナノメートルから約８００ナノメートルの波長で約５％から約１０％の第１の不透明度を有する、請求項９に記載の基板。

【請求項13】

前記第１のＲａが、約２ナノメートルから約３ナノメートルであり、前記第２のＲａが、約１００ナノメートル以上である、請求項９に記載の基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［０００１］本開示の実施形態は、一般に、電子デバイス製造プロセスで利用される光学的に透明な基板のノッチまたはフラットを検出するための方法および装置に関する。

【背景技術】

【0002】

［０００２］基板上の電子デバイスの製造では、半導体基板などの基板は、基板のエッジ上のノッチまたはフラットなどのインジケータを見つけることによって、チャンバ内で位置合わせされる。これらの半導体基板は、通常、シリコン、ゲルマニウム、またはそれらの組み合わせでできており、一般に不透明または反射性であるため、光を使用したフラットまたはノッチの検出が比較的簡単になる。例えば、光は、ノッチまたはフラットが配置されている領域を除いて、基板上の任意の地点で吸収または反射される。

【0003】

［０００３］しかしながら、光学的に透明な基板が使用される場合、光は、基本的にノッチまたはフラットと同じように材料を通過する。この透明な特性により、従来の検出ハードウェアを使用したフラットまたはノッチの検出は事実上不可能になる。

【0004】

［０００４］したがって、光学的に透明な基板上のノッチまたはフラットの検出を可能にする方法および装置が必要である。

【発明の概要】

【0005】

［０００５］本開示の実施形態は、一般に、電子デバイス製造において利用可能な光学的に透明な基板、ならびに光学的に透明な基板のノッチまたはフラットを検出する方法に関する。この検出方法は、基板のマッピングおよび／または位置決めのみならず、基板の正確な位置決めを可能にする。

【0006】

［０００６］一実施形態では、配向フィーチャが形成された周辺エッジ領域を有する主表面と、周辺エッジ領域に形成されたテクスチャであって、主表面の不透明度よりも大きい不透明度を有するテクスチャと、を含む光学的に透明な基板が開示される。

【0007】

［０００７］別の実施形態では、電子デバイス形成のための基板が開示される。基板は、配向フィーチャが形成された周辺エッジ領域を有し、かつ第１の平均表面粗さ（Ｒａ）を有する主表面と、周辺エッジ領域に形成されたテクスチャであって、第１のＲａよりも大きい第２のＲａを有するテクスチャとを含み、周辺エッジ領域は、主表面の不透明度よりも大きい不透明度を有する。

【0008】

［０００８］別の実施形態では、インデックスフィーチャを有する光学的に透明な基板を提供することと、基板の周辺エッジ領域にテクスチャを形成することと、を含む方法が開示され、テクスチャは、基板の主表面のＲａよりも大きいＲａを有し、周辺エッジ領域は、主表面の不透明度よりも大きい不透明度を有する。

【0009】

［０００９］本開示の上記の特徴が、詳細に理解されるように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明が、実施形態を参照することによって得られ、そのいくつかが、添付の図面に示されている。しかしながら、添付の図面は、例示的な実施形態のみを示し、したがって、その範囲を限定すると見なされるべきではなく、他の同等に有効な実施形態を認めることができることに留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】基板処理システムの簡略化された概略図を示す。

【図2】図２Ａは、マスクの一部をその上に有する光学的に透明な基板の一実施形態の平面図である。図２Ｂは、周辺エッジ領域に形成されたテクスチャを有する光学的に透明な基板の別の実施形態の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［００１３］理解を容易にするために、可能な場合は、図に共通する同一の要素を示すために、同一の参照番号が使用されている。ある実施形態の要素および特徴は、さらに詳説することなく、他の実施形態に有益に組み込まれ得ることが企図されている。

【0012】

［００１４］本開示の実施形態は、一般に、電子デバイス製造において利用可能な光学的に透明な基板、ならびに光学的に透明な基板のノッチまたはフラットを検出する方法に関する。この検出方法は、基板のマッピングおよび／または位置決めのみならず、基板の正確な位置決めを可能にする。特に断りのない限り、本明細書で使用される「基板」という用語は、平面図において円形または長方形であり、ガラス材料または石英材料などの光学的に透明な材料でできている基板からなる。

【0013】

［００１５］図１は、基板処理システム１００の簡略化された概略図を示している。基板処理システム１００は、基板配向検出器１０２と、光学的に透明な基板１０５を支持する基板プラテンアセンブリ１０４とを含む。基板処理システム１００はまた、コントローラ１０６を含む。基板プラテンアセンブリ１０４は、基板１０５を保持し、コントローラ１０６からの信号に応答して、基板配向検出器１０２に対して基板１０５を回転および並進させる。

【0014】

［００１６］プラテンアセンブリ１０４は、基板支持体１０８およびプラテン駆動装置１１０を含む。基板支持体１０８は、真空チャッキング装置または静電チャッキング装置を使用して基板１０５を実質的に水平方向に保持するほぼ円形のプレートである。プラテン駆動装置１１０は、シャフト（図示せず）によって基板支持体１０８に連結されている。駆動装置１１０は、シャフトを回転させて、図１の円形矢印によって示される方向に沿って基板支持体１０８を最大３６０度回転させる。

【0015】

［００１７］コントローラは、システム１００に、光学的に透明な基板１０５上のノッチまたはフラットを識別するためのルーチンおよび方法を実行させるようにプログラムされた汎用コンピュータ（例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）１２０、メモリ１２２、および電源、キャッシュ、入出力（Ｉ／Ｏ）回路などの様々なサポート回路１２４を含む）である。あるいは、コントローラは、システム１００を制御するように特別に設計またはプログラムされた専用マイクロプロセッサまたは特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）であり得る。

【0016】

［００１８］基板配向を実行するために、基板１０５が回転され、基板配向検出器１０５が、光源１２８から光学的に透明な基板１０５の周辺エッジ領域１３０に向けて光ビーム１２６を向ける。周辺エッジ領域１３０は、典型的には、デバイス製造に利用されず、当技術分野ではエッジ除外ゾーンとして知られている、光学的に透明な基板１０５の領域である。例えば、周辺エッジ領域１３０は、一般に、光学的に透明な基板１０５のエッジ１３２から中心１３４へ径方向に測定された約３ミリメートル（ｍｍ）である。この周辺エッジ領域１３０に、配向フィーチャ１３６が設けられる。配向フィーチャ１３６は、周辺エッジ１３０上もしくはその中に形成されたフラット、または図１に示されるようなノッチ１３８であり得る。図１に示されるように、配向フィーチャ１３６が、光ビーム１２６に対して位置決めされると、光ビーム１２６は、光検出器１４０に到達する。光ビーム１２６が光検出器１４０に到達すると、光学的に透明な基板１０５は、マッピングおよび／もしくは位置決めされ得るか、またはマーキング装置（図示せず）によってマーキングされ得る。

【0017】

［００１９］従来の基板を使用すると、配向フィーチャ１３６が、図１に示されるように位置決めされるのでない限り、光源１２８からの光は、周辺エッジ領域１３０で吸収もしくは反射されるか、または、光検出器１４０に到達するのを他の仕方で遮られる。本明細書で説明するように光学的に透明な基板１０５を使用する場合、図１に示すように配向フィーチャ１３６が光ビーム１２６に対して位置決めされているのでない場合でも、光ビーム１２６は、光検出器１４０に到達し得る。この透明性は、不可能ではないにしても、配向フィーチャ１３６の検出を困難にする。

【0018】

［００２０］しかしながら、光学的に透明な基板１０５は、周辺エッジ領域１３０にテクスチャ１４５を含む。テクスチャ１４５は、光ビーム１２６に対して不透明であり、配向フィーチャ１３６が図１に示されるように位置決めされるのでない限り、光ビーム１２６は、光検出器１４０に到達しない。テクスチャ１４５は、配向フィーチャ１３６の検出を可能にし、したがって、光学的に透明な基板１０５の配向を可能にする。

【0019】

［００２１］テクスチャ１４５は、周辺エッジ領域１３０に堆積された１つ以上の膜、周辺エッジ領域１３０の物理的変更、またはそれらの組み合わせであり得る。テクスチャ１４５は、高紫外線および他の帯域幅の光に対して透明な基板において適切なノッチまたはフラット検出を可能にする。テクスチャ１４５はまた、光学的に透明な基板１０５上に堆積された薄膜材料の界面応力によって引き起こされる基板の湾曲を最小限に抑える。

【0020】

［００２２］図２Ａおよび図２Ｂは、それぞれ、光学的に透明な基板２００および２０５の平面図である。図２Ａでは、周辺エッジ領域１３０が、破線で示されている。基板２００および２０５のそれぞれが、主表面２１０を含み、これは、前面であっても、または裏面であってもよい。主表面２１０および／または周辺エッジ領域１３０内の基板２００および２０５の部分は、光に対して透明である。

【0021】

［００２３］図２Ｂでは、光学的に透明な基板２０５は、周辺エッジ領域１３０内または周辺エッジ領域１３０上にテクスチャ１４５を含む。光学的に透明な基板２０５の主表面２１０は、光に対して実質的に透明（例えば、５％から約１０％以下の不透明度）であるが、周辺エッジ領域１３０は、主表面２１０の不透明度よりもはるかに大きい不透明度を有する。例えば、光学的に透明な基板２０５の主表面２１０は、上記のような第１の不透明度を有し、テクスチャ１４５をその上に有する周辺エッジ領域１３０は、第１の不透明度よりも大きい第２の不透明度を有する。一実施態様では、テクスチャ１４５をその上に有する周辺エッジ領域１３０は、約６５％から約８５％の第２の不透明度を有する。上記のような、主表面２１０の第１の不透明度、およびテクスチャ１４５をその上に有する周辺エッジ領域１３０の第２の不透明度は、約４００ナノメートル（ｎｍ）から約８００ｎｍの間などの複数の波長にわたって測定される。いくつかの実施態様では、周辺エッジ領域１３０の第２の不透明度は、約４００ｎｍから約５５０ｎｍの間の波長で約８０％から約８５％である。

【0022】

［００２４］さらに、光学的に透明な基板２０５の主表面２１０は、周辺エッジ領域１３０の第２の表面粗さよりも小さい第１の表面粗さを有する。例えば、主表面２１０の平均表面粗さ（Ｒａ）は、約２ｎｍから約３ｎｍであり、周辺エッジ領域１３０上のテクスチャ１４５のＲａは、約１００ｎｍ以上、例えば、約１７０ｎｍから約１８０ｎｍ、例えば、約１７５ｎｍである。

【0023】

［００２５］テクスチャ１４５は、レーザーエッチングプロセス、化学エッチングプロセス、テクスチャリングプロセス、または周辺エッジ領域１３０の透明品質を変更する他のプロセスによって付けられる。いくつかの実施態様では、マスク２１５（一部が図２Ａに示されている）が、光学的に透明な基板２００の主表面２１０上に配置される。マスク２１５は、周辺エッジ領域１３０を露出させたまま、主表面２１０を覆うようなサイズになっている。

【0024】

［００２６］いくつかの実施態様では、テクスチャ１４５は、周辺エッジ領域１３０をレーザーマーキングおよび／またはテクスチャリングすること、半導体プロセスに適合する様々な薄膜を使用して周辺エッジ領域１３０を堆積およびパターニングすること、または光学的に透明な基板２０５を形成するためのそれらの組み合わせによって形成される。プロセスに適合する薄膜は、後続のプロセスのために周辺エッジ領域１３０上に残されてもよい。

【0025】

［００２７］他の実施態様では、テクスチャ１４５は、ノズルを使用してキャリアガスで周辺エッジ領域１３０に研磨粒子を塗布する研磨ブラストプロセスによって、ビーズもしくは砂で周辺エッジ領域１３０をブラストすることによって、または研磨粒子を周辺エッジ領域１３０に送達するウォータージェットプロセスによって形成される。

【0026】

［００２８］本明細書に開示されるような光学的に透明な基板１０５および光学的に透明な基板２０５の実施態様は、従来の半導体基板に通常使用される電子デバイス製造チャンバ内でのガラスまたは石英基板の利用を可能にする。例えば、本明細書に記載の光学的に透明な基板１０５または光学的に透明な基板２０５は、例えばナノメートルスケールのカラーフィルタ製造において、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の製造に使用することができる。他の例では、本明細書に記載の光学的に透明な基板１０５または光学的に透明な基板２０５を使用して、光学レンズの三次元構造および他の光学デバイスを製造することができる。

【0027】

［００２９］前述の内容は、本開示の実施形態を対象としているが、本開示の他のさらなる実施形態を、その基本的な範囲から逸脱することなく考案することができる。

【図1】

【図2】