CN113166943A - 用于透明基板的背侧涂层 - Google Patents

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朱明伟
拿玛·阿加曼
韦恩·麦克米兰
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Abstract

本文描述的实施方式涉及半导体处理。更具体地，本文描述的实施方式涉及透明基板的处理。膜沉积在透明基板的背侧上。确定膜的厚度，以使所述膜反射特定波长的光并且大体上防止基板弯曲。膜提供对特定波长的光的相长干涉。

Description

用于透明基板的背侧涂层
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年12月17日提交的美国临时专利申请第62/780,796号的权益，上述申请的全部内容通过引用合并于此。
背景
领域
本公开内容的实施方式通常涉及处理透明基板，并且更具体地涉及沉积在透明基板上以增加透明基板的不透明度和/或反射率的膜。
相关技术的说明
常规的基板处理设备利用例如激光器的光学传感器来识别并且对准基板以在基板中进行处理。然而，光学传感器无法检测透明基板，因为来自光学传感器的光穿过透明基板。可以将膜沉积在基板上以改善对基板的检测。但是，膜可能导致基板弯曲，从而干扰光学传感器，并可能导致损坏在基板上构建的装置。
因此，本领域中需要一种用于处理基板的改进的膜。
概述
在一个实施方式中，提供沉积膜的方法。方法包括获得从传感器发射的光的波长。确定(identify)材料的折射率。通过将从传感器发射的光的波长除以材料折射率的两倍，确定(determine)材料的目标厚度。材料沉积在基板上以形成具有目标厚度的膜。
在另一个实施方式中，提供沉积膜的方法。方法包括获得从传感器发射的光的波长。确定含硅材料的折射率。通过将从传感器发射的光的波长除以材料折射率的两倍，确定材料的目标厚度。材料沉积在基板上以形成具有目标厚度的膜。
在一个实施方式中，提供一种设备，所述设备包括具有第一侧和与第一侧相对的第二侧的透明基板。膜沉积在基板的第二侧上。膜的厚度等于从传感器发出的光的波长除以膜材料的折射率的两倍。
附图简要说明
为了可以详细地理解本公开内容的上述特征的方式，可以通过参考实施方式获得上文简要概述的本公开内容的更详细描述，其中一些实施方式在附图中图示。然而，应注意，附图仅图示示例性实施方式，因此不应被认为是对本公开内容的范围的限制，可以允许其他等效实施方式。
图1图示根据本公开内容实施方式的用于在基板上形成膜的方法的操作。
图2图示根据本公开内容的实施方式的设备。
为了便于理解，已尽可能使用相同的参考数字来表示图中共有的相同元件。可以预期的是，一个实施方式的元件和特征可以被有益地并入其他实施方式中，而无需进一步叙述。
具体说明
本文描述的实施方式涉及半导体处理。更具体地，本文描述的实施方式涉及透明基板的处理。膜沉积在透明基板的背侧上。确定膜的厚度，以使所述膜反射特定波长的光并且大体上防止基板弯曲。膜提供对特定波长的光的相长干涉(constructiveinterference)。
使用发射特定波长的光的一个或多个光学传感器来检测和对准用于处理的基板。当要处理透明基板时，一个或多个光学传感器无法检测透明基板，因为来自光学传感器的光穿过透明基板。因此，将膜沉积在透明基板的背侧上，以通过提供来自光学传感器的光的相长干涉，来增加基板的反射率或不透明度。基板的背侧与形成一个或多个元件所在的基板那侧相对。
在一个实施方式中，使用化学气相沉积(CVD)工艺将膜沉积在基板上。在另一个实施方式中，使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺将膜沉积在基板上。预期可以使用其他工艺(例如，物理气相沉积)以将膜沉积在基板上。
在可与上述一个或多个实施方式组合的一个实施方式中，沉积在基板上的膜是含硅材料，例如非晶硅或氮化硅。在可与上述一个或多个实施方式组合的一个实施方式中，使用氮化硅来增加基板的反射率。在可与上述一个或多个实施方式组合的另一个实施方式中，使用非晶硅层来增加基板的不透明度。在可与上述一个或多个实施方式组合的另一个实施方式中，基板背侧上的膜由除硅以外的材料制成。任何反射率或不透明性增强材料均可用于所述膜。在可与上述一个或多个实施方式组合的一些实施方式中，膜是由单层制成的。在其他实施方式中，膜是由一层或多层相同或不同材料制成的。
可以基于从传感器发射的光的波长来确定沉积在基板的背侧上的膜的厚度。例如，可以通过以下方式确定膜的最小厚度：
T＝λ/2n
其中T是膜的厚度，λ是从传感器发射的光的波长，而n是膜材料的折射率。折射率n是膜材料内的光速与真空中的光速的比值。
在可与上述一个或多个实施方式组合的一个实施方式中，沉积在基板的背侧上的膜的厚度在约200nm与约500nm之间，例如在约300nm与约450nm之间，例如约350nm。在可与上述一个或多个实施方式组合的一个实施方式中，从传感器发射的光的波长在约300nm与约800nm之间，例如在约500nm与约700nm之间，例如约650nm。
图1图示根据本公开内容实施方式的用于在基板上形成膜的方法100的操作。如图所示，方法100在操作102处开始，其中将材料沉积在基板的背侧上以形成膜。在操作104处，使用例如激光器的传感器来确定沉积在基板上的膜的厚度。如果膜的厚度不满足上式，则方法100继续到操作102，在操作102处将另外的材料沉积在基板的背侧上以增加膜的厚度。基板背侧上的膜使得能够对穿过基板的光进行相长干涉，从而提高光的反射率。来自背侧膜的反射光可以由用于在工艺腔室中对准和处理基板的一个或多个传感器检测。
一旦膜的厚度满足上式，则方法100继续到操作106，在操作106处理基板。在可与上述一个或多个实施方式组合的一个实施方式中，通过在与基板背侧相对的基板表面上沉积一个或多个层来处理基板。一个或多个层可以在基板上形成一个或多个器件。
在操作108处，将膜从基板的背侧去除。在可与上述一个或多个实施方式组合的一个实施方式中，使用湿蚀刻技术去除膜。用于从基板的背侧去除膜的其他工艺包括干蚀刻、激光蚀刻和其他工艺。在可与上述一个或多个实施方式组合的一个实施方式中，可以在形成在基板上的器件上方沉积遮蔽层，以在去除操作108期间大体上减少对器件的损坏。
在可与上述一个或多个实施方式组合的一个实施方式中，基板的背侧上的膜是由与用来形成一个或多个器件的材料不同的材料制成的。以此方式，可以利用选择性蚀刻来从背侧去除膜，同时大体上防止损坏一个或多个器件。
图2图示根据本公开内容的实施方式的设备200。设备200包括透明基板202，透明基板202包括第一表面210和第二表面212，第二表面212与第一表面210相对并且大体上平行于第一表面210。透明基板202由诸如玻璃或熔融硅石(silica)的透明材料制成。在可与上述一个或多个实施方式组合的一个实施方式中，设备200是根据图1中所示的方法100形成的。
背侧膜204沉积在透明基板202的第二表面212上并且附着于透明基板202的第二表面212。背侧膜204具有第一表面222和第二表面224，第一表面222与基板202的第二表面212相邻，第二表面224与背侧膜204的第一表面222相对并且大体上平行于背侧膜204的第一表面222。背侧膜204包括含硅材料，例如非晶硅或氮化硅。背侧膜204的厚度208对应于用于形成背侧膜204的材料的折射率。厚度208还对应于从用于检测和对准基板202的传感器发射的光的波长。背侧膜204增加透明基板202的反射率，同时大体上防止或大体上减少由背侧膜204引起的透明基板202的弯曲量。
一个或多个层206沉积在透明基板202的第一表面210上并且附着于透明基板202的第一表面210。在可与上述一个或多个实施方式组合的一个实施方式中，使用例如CVD工艺、PECVD工艺或物理气相沉积(PVD)工艺将一个或多个层206沉积于透明基板202上。可以利用其他沉积工艺。
在一个或多个层206沉积在透明基板202上之后，利用例如湿蚀刻的选择性蚀刻工艺来去除背侧膜204。选择性蚀刻工艺大体上去除背侧膜204，同时使对透明基板202和一个或多个层206的损坏最小化。
在操作中，光沿着路径214从传感器朝向基板202投射。尽管示出的路径214与大体上正交于膜204的第一表面222的平面成角度θ1，但是可以预期路径214大体上垂直于第一表面222。也就是说，θ1可以大体上为零。当光与膜204的第一表面222相交时，光的第一部分沿第一反射路径218反射。光的第二部分在膜204的第一表面222处折射，并且沿着路径216穿过膜204行进。路径216与大体上正交于膜204的第二表面224的平面成角度θ2，θ2不同于θ1。光的第二部分反射离开膜204的第二表面224，并且沿路径219行进。当光的第二部分与膜204的第一表面222相交时，光的第二部分被折射以沿着第二反射路径220行进。第二反射路径220大体上平行于光的第一部分的第一反射路径218。在可与上述一个或多个实施方式组合的一个实施方式中，仅光的第二部分的一部分反射离开膜204的第二表面224的第二表面。
当第二反射路径220的长度是从传感器发射的光的波长λ的整数倍时，膜204提供来自传感器的光的相长干涉。在可与上述一个或多个实施方式组合的一个实施方式中，第二反射路径220的长度由下式确定：
L＝2n cos(θ2)
其中，L是第二反射路径220的长度，而n是背侧膜204的材料的折射率。
本文描述的实施方式提供用于透明基板的背侧涂层。有利地，基板上的背侧涂层使得能够使用一个或多个传感器来检测并且对准处理腔室中的基板。背侧涂层的厚度能够使从一个或多个传感器发射的特定波长的光从涂层反射，同时大体上防止基板弯曲。
尽管前述内容针对本公开内容的实施方式，但是在不脱离本公开内容的基本范围的情况下，可以设计本公开内容的其他和进一步的实施方式，并且本公开内容的范围由所附权利要求书确定。

Claims (15)

1.一种沉积膜的方法，包括以下步骤：
获得从传感器发射的光的波长；
确定材料的折射率；
通过将从所述传感器发射的所述光的所述波长除以所述材料的所述折射率的两倍来确定所述材料的目标厚度；和
将所述材料沉积于基板上以形成具有所述目标厚度的膜。
2.如权利要求1所述的方法，其中从所述传感器发射的所述光的所述波长在约500nm与约700nm之间。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：
在与所述膜相对的所述基板的一侧上沉积一个或多个层。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述膜造成从所述传感器发射的所述光的相长干涉。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：
执行选择性蚀刻以自所述基板去除所述膜。
6.如权利要求1所述的方法，其中折射率是穿过所述材料行进的光速与穿过真空行进的光速的比值。
7.一种沉积膜的方法，包括以下步骤：
获得从传感器发射的光的波长；
确定含硅材料的折射率；
通过将从所述传感器发射的所述光的所述波长除以所述材料的所述折射率的两倍来确定所述材料的目标厚度；和
将所述材料沉积于基板上以形成具有所述目标厚度的膜，所述目标厚度在约300nm与约450nm之间。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述含硅材料包括氮化硅。
9.如权利要求7所述的方法，其中从所述传感器发射的所述光的所述波长在约500nm与约700nm之间。
10.如权利要求7所述的方法，进一步包括以下步骤：
在与所述膜相对的所述基板的一侧上沉积一个或多个层。
11.如权利要求7所述的方法，进一步包括以下步骤：
执行选择性蚀刻以自所述基板去除所述膜。
12.如权利要求7所述的方法，其中所述膜增加所述基板的反射率和不透明度中的至少一者。
13.一种设备，包括：
透明基板，具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；和
膜，沉积于所述基板的所述第二侧上，所述膜的厚度等于从传感器发射的光的波长除以所述膜的材料的折射率的两倍。
14.如权利要求13所述的设备，进一步包括：
一个或多个层，沉积在所述基板的所述第一侧上。
15.如权利要求13所述的设备，其中所述膜是反射所述传感器的所述波长的光的反射膜，并且其中所述膜包括氮化硅。
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