基板和用于制造基板的方法

专利名称：基板和用于制造基板的方法
技术领域：
本发明涉及基板和用于制造基板的方法，更具体来讲，涉及这样的一种基板该基板即使是在透明的情况下也能通过传感器识别到它的存在，以及制造该基板的方法。
背景技术：
当在半导体基板的主表面上形成诸如MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管) 的半导体元件时，半导体元件通常形成在距离半导体基板的周边某一距离(通常，大约 5mm)或者更更大距离的主表面上的中部的区域中。本文使用的主表面是指表面之中最大面积的表面。因此，半导体元件没有形成在距离半导体基板周边某一距离内的区域中。这是因为靠近主表面周边，即，端部的区域中形成的半导体元件在电特性等方面的可靠性可能较低。例如，在没有形成半导体元件的靠近上述半导体基板主表面周边的区域中，S卩，在端部中，通常形成ID标记。在制造具有形成在半导体基板主表面上的大量半导体元件的半导体器件的步骤中，ID标记用于集成生产控制。即，用于指示每个半导体基板的号码、符号、 条形码等可以被布置成半导体基板主表面的端部上的ID码。例如，传统上使用的ID标记是形成在半导体基板主表面的端部上的多个点(凹陷)。这是通过用激光束照射半导体基板的主表面以部分去除形成半导体基板的材料而形成的，例如，由此布置成组的点以辨识半导体基板主表面端部的区域中的半导体基板。例如，日本专利特许公开No. 2004-200635(下文中被称作“专利文献1”)公开了一种半导体晶片，该半导体晶片具有不接触用于执行CMP步骤的抛光布的凹陷，以及形成在凹陷底表面上的点，以防止所形成的点在随后的化学机械抛光步骤中被抛光和平面化，其导致传感器难以识别点的存在。现有技术文献专利文献专利文献1 日本专利特许公开No. 2004-200635

发明内容
本发明要解决的问题如专利文献1中所公开的，例如，斜劈面通常被用作基板主表面的端部的形状，其中，端部被加工以变成相对于主表面具有特定倾斜角度的端面，从而抑制碎片。具体来讲， 与基板的一个主表面和与所述一个主表面相对的基板的另一个主表面形成规定角度的表面形成在基板的端部，以与两个主表面都相交，从而作为基板的端面。为了例如，抑制由于应力的施加而导致从半导体基板或玻璃基板的端部在沿着晶格的方向上出现裂纹(裂缝) 和碎片，除了斜劈之外，例如，基板主表面的端部可以被加工以变成平面端面或球面端面。 通过举例，图15是示出基板的倒圆端部的示意图。在图15所示的基板20中，主表面的端部被特别加工成被称作倒圆的弯曲形状。即，将基板20的一个主表面(图15中的上表面)和与所述一个主表面相对的另一个主表面(图15中的下表面)连接的弯曲表面(示出为图15中的左半圆部分的端部)被提供作为基板的端面。在生产半导体器件的过程中，通常，在用于生产的制造装置中操纵和传递半导体基板的过程中，采用了通过利用传感器识别半导体基板的存在，同时识别半导体基板的ID 标记，并且检验该标记，从而来控制半导体基板并执行自动程序的方法。这里，在识别半导体基板的存在的步骤中，通常使用红色或红外LED (发光二极管)或LD (激光二极管)作为光源。这是因为通常用于常规半导体基板的硅(Si)吸收红光或红外光，使得可以很容易地用这些光检测由硅制成的半导体基板。如图15中所示，例如，红光或红外光从面对基板20 (例如，由Si制成的半导体基板)的一个主表面的区域发射到一个主表面(图15中的上表面)。在面对与基板20的所述一个主表面相对的主表面(图15中的下表面)的区域中，提供了光电传感器30，用于识别光10，例如，入射的红光。当不存在基板20时，从如图15所示的基板20的一个主表面上方发射的光10入射到光电传感器30上。当光电传感器30检测到光10时，其可以识别不存在基板20。然而，如果存在由吸收红光或红外光的材料(例如，硅)制成的基板20，则从图15中上方发射的光10大部分被基板20的主表面吸收或反射。因此，与不存在基板20 时相比，到达图15中在下方存在的光电传感器30的光10的量变小。简而言之，当与不存在基板20时相比，通过图15中基板20下方存在的光电传感器30接收到光10的强度变低时，光电传感器30可以检测到基板20的存在。近年来，包括替代Si的诸如碳化硅(SiC)的化合物半导体的半导体元件(半导体器件)作为实现高频功率器件，和耐热或耐辐射器件的材料已经备受关注。这是因为，诸如 SiC或GaN的化合物半导体与Si相比具有更大的带隙和更高的击穿电场强度，使得包含这种化合物半导体的半导体器件与(例如)包含SI的半导体器件相比具有更好的开关特性和更高的耐压。然而，由于在包含这种化合物半导体的基板之中的包含SiC、GaN等的基板是透明的，因此发射到基板的光几乎没有被基板反射，而是大部分透射穿过基板。因此，当诸如红光或红外光的光10发射到如图15所示的基板20时，如果图15中的基板20是如上所述的透明基板，则(例如)与光10发射到由Si制成的基板时相比，被反射偏离基板20 的光10的比率变低(即，透射穿过基板20的光10的比率变高)。因此，光电传感器30难以基于光10的强度变化来识别基板20的存在。在包括由以上化合物半导体等制成的透明基板的半导体器件的制造工艺(其部分类似于包括Si基板的常规半导体器件的制造工艺)中，可使用用于制造包括Si基板的常规半导体器件的制造装置。然而，通过采用用于检测Si基板的存在的常规方法，难以如上所述检测透明基板的存在。因此，同样也难以使用用于生产包括Si基板的常规半导体器件的制造装置来用于制造包括透明基板的以上半导体器件。采用不同于常规方法的用于检测透明基板存在的检测方法需要制造装置的重大修改，从而导致制造装置的成本增加等。本发明基于上述的问题而产生，并且本发明的目的在于提供一种基板和制造该基板的方法，即使在基板是透明的情况下，也可以采用与检测Si基板的常规方法类似的方法检测该基板的存在。解决问题的方法根据本发明的基板是一种透明基板，所述基板包括检测区域，所述检测区域形成在所述基板的端部的至少一部分中，并且所述检测区域具有比所述基板的中部中的光的透射率低的所述光的透射率。本文使用的透明基板是指对具有规定波长(例如，可见光(红光)或红外光)的光具有低吸收率(高透射率)的基板，例如，对具有规定波长的光具有大于0%且不大于90% 的吸收率。从另一个角度来看，例如，对于可见光透明的基板是指这样的基板穿过该基板可以从面对与该基板的一个主表面相对的另一个主表面的区域在视觉上看到面对该基板的所述一个主表面的区域。基板主表面的部分区域(在这种情况下为端部)被定义为检测区域，在检测区域中，从面对基板的一个主表面的区域透射到面对与所述一个主表面相对的另一个主表面的区域的光的比率(透射率)小于除了基板主表面的检测区域之外的区域 (在这种情况下为中部)中的光的透射率。因此，用于感测光的透射率的传感器(例如，光电传感器)可以识别入射到基板主表面上的光被截断(没有透射)的程度在检测区域中比在除了检测区域之外的区域中更大。传感器可以因此识别(检测)到透明基板的存在。因此，检测Si基板的常规装置还可以用于检测以上的基板。因此，在制造包括Si基板的常规半导体器件的步骤中使用的制造装置还可以用于制造包括上述透明基板的半导体器件的步骤中。由于半导体元件等通常没有形成在如上所述的基板端部，因此即使如上所述的检测区域形成在基板端部，基板上形成的元件的数量也不可能减少(元件的制造效率降低)。在根据本发明的基板中，所述检测区域优选地包括用于将入射到所述检测区域上的光全反射的全反射面。通过将入射到检测区域上的光全反射，基本上所有入射到检测区域上的光被反射偏离了其上入射了光的检测区域的表面。因此，入射到检测区域上的光几乎没有从检测区域进入基板，从而被从基板的后表面(与其上入射了光的一侧相对的主表面)透射到基板的外部。由于沿着与基板主表面相交的方向行进的光在如上所述的基板中被截断，因此用于感测光的透射率的传感器可以识别(检测)到基板的存在。在根据本发明的基板中，所述检测区域可以包括用于将入射到所述检测区域上的光漫反射的漫反射面。通过将入射到检测区域上的光漫反射，入射到检测区域上的光大部分被反射偏离了其上入射了光的检测区域的表面。因此，如同设置了以上的全反射面的情况中一样，入射到检测区域上的光大部分由于基板的存在而被反射，使得光电传感器可以识别(检测)到基板的存在。根据本发明的基板优选地包含从由SiC、GaN(氮化镓)、蓝宝石、AlN(氮化铝)和金刚石组成的组中选择的至少一种。包含这类材料的基板是透明基板。因此，通过在用这种基板形成半导体器件时设置如上所述的光透射率被降低的检测区域，传感器可以很容易地检测到基板的存在。接着，根据本发明的一种制造基板的方法包括如下步骤准备透明基板；以及执行使所述基板的端部的至少一部分中的光的透射率低于所述基板的中部中的所述光的透射率的加工。如上所述，在透明基板中，入射到基板的一个主表面上的诸如可见光(例如， 红光)或红外光之类的光通常大部分穿过基板，并且从与一个主表面相对的主表面(后表面)发射。因此，难以通过诸如光电传感器的传感器来检测透明基板的存在。为了避免有这种困难，形成透明基板的步骤包括如上所述地在基板的一部分中形成对入射光的透射率降低的区域(检测区域)的步骤。使入射光的透射率在基板的部分中降低的步骤具体是指执行如下加工将基板的该区域中的光透射率设置成与除了基板的该区域之外的区域(即，
6其光透射率没有被降低的区域)中的光透射率相比，不大于其10%。在由此形成的基板中，即使在基板是透明的情况下，入射到部分区域(检测区域) 上的光的透射率也变得相对低。因此，传感器可以透过检测区域识别穿过基板并透射到基板外部的光量已变得较小。因此，传感器可以检测到透明基板的存在。在制造根据本发明的基板的方法中，执行所述加工的步骤优选地包括形成全反射面的步骤，所述全反射面用于将入射到所述端部的至少一部分上的光全反射。通过形成全反射面，并且将上述检测区域中的入射光全反射，入射到检测区域上的光没有透射穿过基板。因此，传感器可以基于检测区域中的光透射率的变化来检测基板的存在。通过采用包括形成如上所述全反射面的步骤的制造基板的方法，可以形成透明基板，其中，传感器可以很容易地检测所述透明基板的存在(通过检测光透射率的变化)。形成所述全反射面的步骤优选地包括对所述端部的至少一部分进行机械加工的步骤。可供选择地，形成所述全反射面的步骤可以包括对所述端部的至少一部分进行激光加工的步骤。通过采用这些加工方法，可以很容易地将基板表面上的任何区域加工成任何形状(以变成上述的全反射面)。因此，通过采用这些加工方法，可以很容易地形成全反射面，使得可以很容易地形成检测区域，在所述检测区域中，入射到基板的一个主表面上的光被透射到基板外部的比率(透射率)被制得较低。在根据本发明的制造基板的方法中，执行所述加工的步骤可以包括形成漫反射面的步骤，所述漫反射面用于将入射到所述端部的至少一部分上的光漫反射。如同全反射面一样，基板的漫反射面将入射到基板端部的一部分(检测区域)上的光反射，由此防止光穿过基板，并且透射到后表面侧。因此，如形成全反射面的情况中一样，当形成漫反射面时，传感器也可以很容易地检测到基板的存在。形成所述漫反射面的步骤优选地包括对所述端部的至少一部分进行机械加工的步骤，如同形成全反射面的步骤一样。可供选择地，形成所述漫反射面的步骤包括对所述端部的至少一部分进行激光加工的步骤。通过采用这些加工方法，可以很容易地将基板表面上的任何区域加工成任何形状以变成漫反射面。因此，通过采用这些加工方法，可以很容易地形成漫反射面。因此，可以很容易地形成检测区域，在所述检测区域中，入射到基板的主表面上的光的透射率被制得较低。在根据本发明的制造基板的方法中，形成所述漫反射面的步骤可以包括将杂质引入所述端部的至少一部分中的步骤，以及增加被引入了所述杂质的区域表面的表面粗糙度的步骤。例如，增加所述表面的表面粗糙度的步骤可以包括蚀刻引入了杂质的区域的表面层的步骤，或使引入了杂质的区域的表面层经受热处理的步骤。通过执行蚀刻或热处理，可以在引入了杂质的区域的表面中形成突出和凹陷，从而增加表面粗糙度。通过使区域的表面粗糙度增加，区域可以用作漫反射面。因此，通过采用上述的加工方法，可以很容易地形成用作检测区域的漫反射面。因此，可以很容易地形成在其中入射到基板主表面上的光的透射率被制得较低的检测区域。另外，在根据权利要求所述的制造基板的方法中，形成所述漫反射面的步骤优选地包括在所述端部的至少一部分上沉积薄膜的步骤。也就是说，可以在基板的主表面上形成可用作漫反射面的薄膜，以替代增加基板主表面上规定区域的表面粗糙度以使该区域作为如上所述的漫反射面。由此形成的薄膜所形成的漫反射面可以产生与通过增加表面粗糙度而形成的漫反射面的效果相同的效果。另外，在根据本发明的制造基板的方法中，形成全反射面的步骤可以包括在端部的至少一部分上沉积薄膜的步骤。可以使用具有用作全反射面的表面的任何薄膜来作为所述薄膜。再者，在这种情况下，可以产生与通过机械加工等形成全反射面的情况中的效果相同的效果。本发明的效果根据本发明，可以提供一种基板和制造该基板的方法，即使在基板是透明的情况下，传感器也可以识别到该基板的存在。


图1是根据本发明第一实施例的基板实例的示意性剖视图。图2是根据本发明第一实施例的基板的全反射面实例的示意性剖视图。图3是示出制造根据本发明第一实施例的基板的方法的流程图。图4是示出根据本发明第一实施例的检测区域中的基板实例的修改形式的剖视图。图5是示出根据本发明第一实施例的检测区域中的基板实例的另一个修改形式的剖视图。图6是示出根据本发明第二实施例的基板实例的示意性剖视图。图7是示出根据本发明第二实施例的基板的漫反射面实例的示意性剖视图。图8是示出根据本发明第二实施例的检测区域中的基板实例的修改形式的剖视图。图9是示出根据本发明第二实施例的检测区域中的基板实例的另一个修改形式的剖视图。图10是示出形成根据本发明第二实施例的漫反射面的另一个方法的流程图。图11是示出图10所示流程图中的杂质引入步骤(S21)的实例的示意性剖视图。图12是示出图10所示流程图中的蚀刻步骤(S22)的实例的示意性剖视图。图13是示出以热漫射法形成根据本发明第二实施例的漫反射面的方法的流程图。图14是根据本发明第三实施例的基板实例的示意性剖视图。图15是示出基板的倒圆端部的示意图。
具体实施例方式下文中，将参照附图描述本发明的实施例。注意的是，执行相同功能的部件在各实施例中被分配相同的附图标记，并且除非另外必要，将不再重复对其的描述。(第一实施例)参照图1，根据本发明第一实施例的基板1是具有规定厚度(图1中的垂直方向) 的透明基板，该基板是用于诸如高频功率器件，或耐热或耐辐射器件的半导体器件。虽然为了方便起见，在图1中示出基板1为梯形，但是其实际上是厚度(图1中的垂直方向)为 (例如)大约1mm，并且直径(图1中的水平方向)为大约2英寸的板。因此，图1中使用双波浪线指示沿着水平方向的宽度的省略。
图1中的基板1是如上所述的透明基板，具体来讲，优选地，其例如由包括从SiC、 GaN、蓝宝石、AlN和金刚石组成的组中选择的至少一种的材料制成。由这类材料制成的基板1可以用作诸如包括化合物半导体的功率器件的半导体元件(半导体器件)的基板。由于图1中的基板1是透明的，因此从基板1的上主表面侧沿着与主表面相交(基本上垂直)的方向透射到下主表面(后表面)侧的光10以高比率穿过图1中的中部(图 1中的水平方向上的中部)中的基板1，并且从下主表面发射到基板1的外部。光10可以是诸如红光的可见光，或者诸如红外光的非可见光。具体来讲，当使用以上材料制成的基板 1时，优选地，基板1对于不小于200nm且不大于SOOnm的波长的光而言是透明的。特别优选地，基板1对于不小于300nm且不大于700nm的波长的光而言是透明的。采用具有这种波长的光作为光10，可以操作具有高精确度的传感器。与入射到基板1的中部上的光10相比，即使其与入射到基板1的中部上的光具有相同的波长和相同的强度，入射到基板1的端部(图1中基板1的右侧和左侧)上的光10 也没有透射穿过基板1，而是在如图1中所示基板1的端部的至少一部分中存在的检测区域中被全反射面2全反射。如本文使用的检测区域是指光10的透射率低于基板1的中部中的光10的透射率。在图1所示的基板1中，在图1中沿着水平方向形成全反射面2的整个区域(基板2的外围端部)被称作检测区域。具体来讲，例如，不仅全反射面2，而且面对图 1中的光电传感器30的基板1的后表面侧的外围端部都被包括在检测区域中。在图1所示的基板1中，检测区域被形成为包括全反射面2，全反射面2相对于基板1的主表面具有规定角度。也就是说，全反射面2执行如下功能通过在检测区域中对光10进行全反射，使发射到检测区域的光10透射穿过基板1的比率(透射率)低于除了检测区域之外的区域中的光10透射穿过基板1的比率。因此，全反射面2是相对于基板1 的主表面(图1中的水平方向)具有规定角度α的倾斜表面，所述角度使得例如，当光10 沿着与如图1所示基板1的主表面相交(垂直)的方向发射到基板1时，入射到全反射面 2上的光10可以被全反射离开全反射面2。另外，优选地，全反射面2的表面的表面粗糙度降低到可以造成入射到全反射面2上的光10发生全反射的程度，而不造成漫反射。如此， 入射到全反射面2上的光10被全反射，如图1中所示。由于入射到全反射面2上的光10被反射离开全反射面2，因此光10几乎不到达用于识别(检测)入射光10的光电传感器30，如图1中所示，当从二维图上观察时，该光电传感器30布置在检测区中与全反射面2重叠的位置(即，位于全反射面2正下方)处。如此，光电传感器30可以识别到由于在光电传感器30上方存在有基板1而导致光10已经被切断。因此，基于光电传感器30检测到的光量变化，可以检测到基板1的存在。通过以此方式包括全反射面2，即使基板1由光10透射穿过其的材料制成，光电传感器30也可以识别(检测)到基板1的存在。图2是示出图1中的基板1左侧的放大的全反射面2的剖视图。因此，在图2的右侧使用波浪线，以指示图1中的基板1右部区域的省略。图2中所示的基板1的全反射面2与基板1的主表面(沿着图1中的水平方向延伸的表面)形成角度α，如图1中所示。如上所述，例如，角度α可以造成沿着垂直于基板 1的主表面的方向入射到基板1上的光10被全反射离开全反射面2。如图2中所示，布置了全反射面2的检测区域优选地形成在主表面方向上距离基板1的外周端(图2中的左端)不小于0. Imm且不大于5mm的距离(图2中从左端向右的距离)内的区域中。也就是说，如果全反射面2从图2中的点A形成至点B，则在主表面方向上从基板1的外周端到点A的距离Ll优选地不小于0. Imm,并且在主表面方向上从基板 1的外周端到点B的距离L2优选地不大于5mm。如果全反射面2被布置成与图2中的下主表面相交，其包括在其中全反射面2布置在距离基板1的端表面小于0. Imm的区域中的情况，则全反射面2和图2中的下主表面之间形成的角度可能变小(锐角)。在这种情况下， 可能在基板1中，从外周端(形成锐角的基板1的端部)开始出现碎片和裂纹。为了抑制出现这种情况，如图2中所示，优选地，例如，在主表面方向上从外周端开始的距离Ll小于 0. Imm的区域设置有这样的端面该端面相对于主表面的角度大于全反射面2与主表面之间形成的角度。从外周端到点A的端面可能具有如图2所示的平面形状或弯曲形状。根据角度α的值，可以不设置如上所述从外周端到图2所示的点A的端面(全反射面2可以完全从点B开始向着外周形成)。距离基板1外周端不小于5mm的区域对应于基板1的主表面中部，在其中将要形成半导体元件等。因此，如果在距离基板1的端面不小于5mm的区域中设置全反射面2，则在基板1的主表面上要形成半导体元件等的区域变小，从而导致半导体元件的产率较低。 因此，优选地，将距离L2设置为不大于5mm。全反射面2应该只形成在基板1的主表面端部的至少一部分中。也就是说，全反射面2可以形成在距离基板1主表面的端面的距离不小于0. Imm且不大于5mm内的整个区域中，完全围绕基板1的主表面的外周部分，或者可以只形成在外周部分的外围方向上的部分中。接着，描述了制造根据本发明第一实施例的基板的方法。如图3中所示，当形成根据本发明第一实施例的基板1时，首先，执行基板准备步骤(Sio)。具体来讲，这是准备用作透明基板1(参见图1)的透明基板的步骤，其中，所述透明基板1的存在可以用光10(参见图1)识别，发射光10是为了在制造半导体器件的装置(例如，沉积装置或蚀刻装置)的过程中检测基板。该步骤中准备的基板是在其主表面上将形成半导体元件等，以形成诸如功率器件的半导体器件的一种半导体基板，并且优选地，该基板可以是诸如可见光(红光)或红外光的光10中的至少10%透射穿过其的一种透明半导体基板。具体来讲，基板由包括，例如，从 SiC、GaN、蓝宝石、AlN和金刚石组成的组中选择的至少一种的材料制成。在这个基板准备步骤(SlO)中，可以通过从外部购买的基板等来准备具有规定厚度和规定尺寸的主表面的上述基板。可供选择地，可以通过以下方法准备该基板例如，通过用提拉法(Czochralski method)、船法(boat method)、溶液生长法等制造包括形成半导体基板的晶体的晶锭，以及通过采用线锯将晶锭切成具有规定厚度和规定尺寸的主表面的形状的基板。在如上所述准备了将用作半导体器件的基板的透明基板后，执行加工步骤(S20)。 具体来讲，这是执行如下加工的步骤即，使在基板准备步骤(SlO)中准备的基板端部的至少一部分中的区域中的光透射率小于基板主表面的中部中的光透射率，以使所述区域中的光透射率用于检测区域。使光透射率较低具体是指执行使基板的所述区域中的光透射率小于除基板的所述区域之外的区域(即，其透射率没有变低的区域)中的光透射率的加工。优选地，这意味着执行将所述区域中的光透射率设置成不大于除了所述区域之外的区域中的光透射率的10%的加工。如此，即使基板是透明的，光电传感器30(参见图1)也可以(例如)在制造器件的过程中的加工基板期间识别光的透射已经被截断，由此检测到基板的存在。在这个加工步骤(S20)中，为了使基板主表面的端部的至少一部分中的区域中的光透射率低于基板主表面的中部中的光透射率，执行形成全反射面的步骤，以将入射到基板端部的至少一部分上的光全反射。结果，形成图1所示的具有规定角度α的全反射面 2，所述规定角度α满足当发射在与基板1主表面相交(例如，垂直)的方向(图1中的水平方向)上行进的光10时，可以造成全反射的条件。如图1中所示，因为基板1是透明的， 所以发射到基板1表面上的除了全反射面2之外的区域的光10大部分透射穿过基板1，而发射到检测区域中的全反射面2的光10被全反射。因此，如图1中所示，当从二维图上看时，光10几乎没有到达布置在与基板1的全反射面2重叠的位置(即，位于全反射面2正下方)处的光电传感器30。因此，光电传感器30可以识别由于存在基板1而导致光10被截断，由此检测到基板1的存在。参照图4和图5，描述了本发明中的基板实例的修改形式。例如，虽然全反射面2 可以形成在如图1所示基板1的外周部分的几乎整个端面上，但是作为图4所示的基板3， 例如，可以在检测区域中同时存在全反射面2，和常规和惯用的斜劈面4。也就是说，在入射了光10的一侧(图4中的上侧)，可以形成全反射面2，使得全反射面2与基板3的主表面 (图4中的水平方向)之间形成的角度满足全反射光10的条件，并且在与入射了光10的一侧相对的一侧(图4中的下侧)，例如，可以形成用于抑制在基板3中的碎片和裂纹的惯用的斜劈面4。斜劈面4被形成为沿着与全反射面2相对的方向倾斜，使得随着斜劈面4接近与其上形成了基板3的全反射面2的主表面相对的主表面(后表面)，基板3的宽度减小， 从而在全反射面4的连接部分的角落处形成锐角，如图4中所示。可供选择地，如图5所示的基板5，例如，全反射面2可以被形成为具有某一角度， 该角度满足与上述基板5的全反射面2的角度条件类似的条件，并且在与入射了光10的一侧相对的一侧(图5中的下侧)，可以形成与基板5的主表面(图5中的水平方向)和惯用的斜劈面7大体垂直的端面6。简而言之，从另一个角度来说，在基板5的外周端，全反射面 2和斜劈面7可以布置有置于其间的端面6，该端面6大体垂直于主表面。可供选择地，虽然没有示出，但是在全反射面2下侧(与入射了光10的一侧相对的一侧)的图4和图5中的每个基板的检测区域中，与全反射面2连续的倒圆(弯曲表面部分)可以替代斜劈面4、7和端面6形成在图15中的基板的端部(图15中的左侧)。以此方式，每个基板的全反射面2的下侧可以形成为任何形状，以抑制由于应力导致基板中出现裂纹和碎片。例如，形成上述根据本发明第一实施例的每个基板的全反射面2的步骤可以包括机械加工至少一部分端部的步骤，或激光加工至少一部分端部的步骤。例如，可以通过用旋转磨石去除基板1主表面的端部的规定区域来形成全反射面2，所述旋转磨石用于进行研磨，以形成满足将沿着大体垂直于主表面的方向发射的光10全反射的条件的角度。可供选择地，可以通过采用类似方式用激光去除基板1的端部来形成全反射面2。优选地，执行将全反射面2的表面粗糙度降低到可造成所发射光10的全反射的程度的加工。具体来讲，优选地执行加工，使得表面粗糙度变得在Ra方面不大于0. 5nm,更优选地在Ra方面不大于0. Inm0通过采用这种表面粗糙度，所发射光10可以很容易地被全反射。对于这种加工，例如，当通过机械加工形成全反射面2时，优选地，在抛光加工中使用的旋转磨石的粒径不大于lOOnm。当用激光形成全反射面2时，优选地，发射波长为266nm的 UV激光。(第二实施例)基本上，用与根据本发明第一实施例的图1所示基板1类似的方式，形成根据本发明第二实施例的图6所示的基板8。然而，图6所示基板8包括用于将入射到检测区域上的光10漫反射的漫反射面9，以替代图1所示的全反射面2等。在这方面，基板8不同于基板 1。如果可以抑制从面对基板8的一个主表面(图6中的上侧)的区域发射的光10 透射到与图8的所述一个主表面相对的另一个主表面(图6中的下侧)，则布置在基板8下方的光电传感器30可以识别到光10已经被基板8截断，由此检测到基板8的存在。为了抑制光10透射穿过基板8，如图1所示的基板1中一样，入射光10可以被全反射。可供选择地，如图6所示的基板8中一样，光10可以被漫反射面9漫反射，以产生与全反射的效果类似的效果。图7是示出图6中的基板8左侧的放大的漫反射面9的剖视图。图6中的基板8 右部区域没有在图7中示出。因此，在图7中的右侧使用波浪线来表明基板8延伸到右部。图7所示漫反射面9被处理成与图2所示全反射面2相比具有更高表面粗糙度。 也就是说，如同图2所示的情况，基板8的漫反射面9与基板8的主表面(在图7中的水平方向上延伸的表面)形成角度α，如图7中所示。增加表面粗糙度意味着，执行使表面粗糙化(形成突出和凹陷)的加工，以使表面粗糙度可造成入射到表面上的光10被漫反射，更具体来讲，意味着执行加工使得表面的表面粗糙度在Ra方面变得不小于0. 1 μ m。优选地，被处理成其表面的表面粗糙度已增加以用作漫反射面9的检测区域形成在在主表面方向上距离基板8的外周端(图7中的左端)的距离(图7中的从左端向右) 不小于0. Imm且不大于5mm内的区域中，如图7中所示。也就是说，如果从图7中的点C至点D形成漫反射面9，则在主表面方向上从基板8的外周端到点C的距离L3优选地不小于 0. Imm,并且在主表面方向上从基板8的外周端到点D的距离L4优选地不大于5mm。漫反射面9应该只形成在基板8主表面的端部的至少一部分中。也就是说，漫反射面9可以形成在距离基板8主表面的端面的距离不小于0. Imm且不大于5mm内的整个区域中，完全围绕基板8的主表面的外周部分，或者可以只形成在外周部分的外围方向上的部分中。图7示出通过增加全反射面2的表面粗糙度形成漫反射面9的一个实例。可供选择地，虽然没有示出，但是可以在基板8的主表面的端部形成具有高表面粗糙度的漫反射面9，而不用预先形成全反射面(即，不用在基板8的端部形成倾斜部分等)。另外，当形成与基板8的一个主表面(图6、7中的上主表面)和另一个主表面(图6、7中的下主表面) 相交的表面以形成漫反射面9时，在相交的表面和基板8的主表面之间形成的角度不需要是满足光10全反射条件的角度，例如，图7所示的角度α。在根据本发明第二实施例的基板中，如图8所示的基板11 一样，采用与上述图4所示基板3相同的方式，漫反射面9，和常规与惯用的斜劈面4可以都存在。可供选择地，如图9所示的基板12 —样，例如，采用与上述图5所示基板5相同的方式，漫反射面9、端面 6、和斜劈面7可以都存在。另外，基板的漫反射面9的下侧可以形成为任何形状，以抑制由于应力导致在基板中出现裂纹和碎片。接着，描述制造根据本发明第二实施例的基板的方法。在制造根据本发明第二实施例的基板8的方法中，如上述图3中所示，首先，在基板准备步骤(SlO)中，准备将用作半导体器件的基板的透明基板。接着，在加工步骤(S20)中，执行使基板端部的至少一部分中的区域中的光透射率低于基板主表面的中部中的光透射率的加工。在本发明的第二实施例中，如图6中所示的基板8 —样，例如，加工步骤(S20)包括形成漫反射面9以将入射到基板8的主表面端部的至少一部分上的光漫反射的步骤。如图6中所示，因为基板8是透明的，所以发射到除了基板8的漫反射面9之外的区域的光10大部分透射穿过基板8。另一方面，发射到检测区域中布置的漫反射面9的光 10被漫反射偏离漫反射面9，使得光10几乎没有到达图6中布置在基板8下方的光电传感器30。因此，光电传感器30可以识别由于存在基板8而导致光10被截断，由此检测到基板 8的存在。这里，如图7所示的基板8—样，例如，为了形成漫反射面9，首先，可以形成与基板8的一个主表面(图7中的上主表面)和另一个主表面(图7中的下主表面)相交的表面，并且可以执行增加所形成表面的表面粗糙度的加工。例如，相交表面和基板8的主表面之间形成的角度可以是满足在垂直于主表面的方向上发射的光10的全反射条件的角度 α (参见图1)，或者可以是另外任意的角度。可供选择地，具有高表面粗糙度的漫反射面9 可以形成在基板8的主表面端部，而没有形成相交表面。在任一种情况下，具有高表面粗糙度用作漫反射面9的区域优选地形成在距离基板8的主表面的端面不小于0. Imm且不大于 5mm的区域中。形成上述根据本发明第二实施例的基板的漫反射面9的步骤可以，例如，如同形成根据本发明第一实施例的基板的全反射面2的步骤一样，包括机械加工至少一部分端部的步骤，或激光加工至少一部分端部的步骤。如果使用的是机械加工步骤，则通过使用旋转磨石执行形成用于形成如图8所示的漫反射面9的形状(相对于基板8的主表面倾斜的端面形状)的加工，并且执行增加表面粗糙度的加工。如果使用激光加工至少一部分端面的加工，则通过用激光照射规定区域来执行增加表面粗糙度的加工。具体来讲，优选地，发射波长为266nm的UV激光。可供选择地，例如，可以采用下述的方法形成漫反射面9。如图10中所示，在这种方法中，首先，作为杂质引入步骤(S21)，执行如下步骤将杂质引入基板中将要形成漫反射面的区域中，即，将杂质引入基板端部的至少一部分中的区域中。如图11中所示，将离子从主表面注入基板8中将要形成漫反射面的区域中，S卩，注入基板8内的距离基板8的主表面端部(例如，图11中基板8的左端)不小于0. Imm且不大于5mm的区域中，以在基板8中形成晶体缺陷13。优选地，例如，用于离子注入的物质是 B(硼)、N(氮)、A1 (铝)或P(磷)。优选地，用于离子注入而引入的杂质的密度(浓度) 不小于1. 0E17cnT3且不大于1. 0E21cnT3，更优选地，不小于1. 0E19cnT3且不大于1. 0E20cnT3。 通过采用这个范围内的密度(浓度)，可以使入射到所述区域上的光10的漫反射效果变得更强。此后，如图10中所示，执行蚀刻步骤(S2》。具体来讲，这是对在以上的杂质引入步骤(S21)中注入了离子的基板的表面层执行湿蚀刻加工的步骤。如图12中所示，例如，将其中通过离子注入形成缺陷13的基板8浸没在KOH溶液 14中。KOH是氢氧化钾，是一种具有强蚀刻特性的强碱物质。因此，由于存在缺陷13，导致基板8的主表面的蚀刻速率在基板8中形成缺陷13的区域中部分地变化(不是一致的)， 从而造成在被蚀刻的表面中形成突出和凹陷。这样使形成了缺陷的区域表面的表面粗糙度增加。基板8中没有缺陷13的区域不受如上所述的缺陷影响，因此被均勻地蚀刻。因此， 主表面的蚀刻量在该区域中大体是一致的，且主表面的表面粗糙度没有大的不同。通过采用上述工序，可以只增加基板8主表面中通过离子注入产生晶体缺陷13的区域中的表面粗糙度。如此，注入了离子的区域的主表面可以被用作漫反射面。替代上述的离子注入法，例如，可以使用热扩散法作为杂质引入法。在这种情况下，如图13中所示，首先，如同如图10中所示使用离子注入法的情况一样，执行杂质引入步骤(S21)。然后，如图13中所示，执行热处理步骤(S2!3)，以替代图10所示离子注入法中的蚀刻步骤(S22)。结果，由于存在引入的杂质，导致在引入了杂质的区域中形成缺陷，从而造成在引入了杂质的区域中形成突出和凹陷。在上述杂质引入步骤中，可以使用不同于图10所示离子注入法的方法。具体来讲，例如，加热包含杂质和基板的物体，使物体接触基板中将引入杂质的区域。结果，杂质通过固体扩散而从该物体扩散到基板。可供选择地，形成掩模层，以只暴露基板中将引入杂质的区域，并且在热处理炉中加热具有该掩模层的基板。在加热过程中，包含将要引入的杂质的气体被用作热处理炉中的气氛气体。结果，通过热处理，杂质可以被引入基板的规定区域(没有掩模层的区域)中。在用以上方法(热扩散法)引入杂质后，执行热处理步骤(S23)。结果，在基板主表面中引入了杂质的区域中，突出和凹陷会增加，由此形成漫反射面，如同使用离子注入法的情况一样。本发明的第二实施例与本发明的第一实施例的不同之处仅在于上述的方面。也就是说，本发明的第二实施例在诸如结构、条件、工序和效果的以上没有提及的所有方面都与本发明的第一实施例相同。(第三实施例)图14所示的基板15包括(例如)用作检测区域的距离基板15的一个主表面(图 14中的上主表面)端面不小于0. Imm且不大于5mm的区域中的薄膜16。薄膜16将从基板 15上面的沿着大体垂直于基板15主表面的方向入射到基板15的主表面上的光10漫反射。 优选地，使用诸如Cr(铬)、W(钨)或Al(铝)的可造成可见光(红光)、红外光等以高比率反射的金属薄膜作为薄膜16的材料。因此，例如，如同根据上述本发明第二实施例的基板8—样，可以通过根据本发明第三实施例的基板15中的薄膜16来漫反射检测区域上入射的光。因此，入射到基板15 (参见图14)下方布置的光电传感器30上的光10的量减少。这里，光电传感器30可以识别光 10已经被截断，由此检测到基板15的存在。制造根据本发明第三实施例的基板的方法与上述图3所示制造根据本发明第一
14实施例的基板的方法相同。然而，如图3中的加工步骤(S20)中的使基板端部的至少一部分中的区域中的透射率低于基板主表面的中部中的透射率的加工一样，薄膜16沉积在基板15的一个主表面上，如图14中所示。由于薄膜16将用作漫反射面，因此薄膜16优选地沉积在在主表面方向上距离基板15主表面的端面的距离不小于0. Imm且不大于5mm的区域中，例如，如同图6中所示的基板8 —样。如上所述，优选地，使用诸如Cr、W或Al的可造成可见光(红光)、红外光等以高比率反射的金属薄膜作为薄膜16的材料。薄膜16的厚度优选地被设置成不小于0. 05 μ m且不大于1. 0 μ m，更优选地，不小于0. 1 μ m且不大于 0. 5 μ m。优选地，使用气相沉积、CVD、溅射等作为形成薄膜16的方法。在本发明的第三实施例中，虽然未示出，但是用作漫反射面的薄膜16和常规的惯用的斜劈面4可以同时存在，例如，如同图8所示的基板11 一样。可供选择地，用作漫反射面的薄膜16、端面6、和斜劈面7可以都存在，例如，如同图9所示的基板12 —样。另外，用作基板的漫反射面的薄膜16的下侧可以形成为任何形状，以抑制由于应力而在基板中出现裂纹和碎片。虽然上述薄膜16形成为漫反射面，但是通过控制薄膜16的表面状况等，薄膜16 可以被形成为全反射面。本发明的第三实施例与本发明的第二实施例的不同之处只在于上述的方面。也就是说，本发明的第三实施例在诸如结构、条件、工序和效果的以上没有提及的所有方面都与本发明的第二实施例相同。应该理解，本文公开的实施例在各方面都是示例性的而非限制性的。本发明的范围受权利要求项而非以上的描述限制，并且本发明旨在包括等同于权利要求项的范围和含义内的任何修改形式。工业可应用性本发明特别适用于作为一种在诸如使用透明基板的半导体器件制造的加工过程中使传感器能够识别到透明基板存在的技术。附图标记的描述1、3、5、8、11、12、15、20基板；2全反射面；4、7斜劈面；6端面；9漫反射面；10光; 13缺陷；14K0H溶液；16薄膜；30光电传感器。
权利要求
1.一种透明基板(1、3、5、8、11、12、15、20)，所述基板包括检测区域(2、9、13)，所述检测区域形成在所述基板(1、3、5、8、11、12、15、20)的端部的至少一部分中，并且所述检测区域具有比所述基板(1、3、5、8、11、12、15、20)的中部中的光的透射率低的所述光的透射率。
2.根据权利要求1所述的基板，其中所述检测区域0、9、13)包括全反射面O)，所述全反射面(2)用于将入射到所述检测区域0、9、13)上的所述光全反射。
3.根据权利要求1所述的基板，其中所述检测区域0、9、13)包括漫反射面(9)，所述漫反射面(9)用于将入射到所述检测区域0、9、13)上的所述光漫反射。
4.根据权利要求1所述的基板，其中所述基板(1、3、5、8、11、12、15、20)包括从由SiC、GaN、蓝宝石、AlN和金刚石组成的组中选择的至少一种。
5.一种制造基板的方法，包括如下步骤准备透明基板(1、3、5、8、11、12、15、20) (SlO)；以及执行下述加工该加工即，使所述基板(1、3、5、8、11、12、15、20)的端部的至少一部分中的光的透射率低于所述基板的中部中的所述光的透射率(S20)。
6.根据权利要求5所述的制造基板的方法，其中执行所述加工(S20)的所述步骤包括形成全反射面O)的步骤，所述全反射面(2)用于将入射到所述端部的至少一部分上的所述光全反射。
7.根据权利要求6所述的制造基板的方法，其中形成所述全反射面O)的所述步骤包括对所述端部的至少一部分进行机械加工的步骤。
8.根据权利要求6所述的制造基板的方法，其中形成所述全反射面O)的所述步骤包括对所述端部的至少一部分进行激光加工的步骤。
9.根据权利要求5所述的制造基板的方法，其中执行所述加工(S20)的所述步骤包括形成漫反射面(9)的步骤，所述漫反射面(9)用于将入射到所述端部的至少一部分上的光漫反射。
10.根据权利要求9所述的制造基板的方法，其中形成所述漫反射面(9)的所述步骤包括对所述端部的至少一部分进行机械加工的步骤。
11.根据权利要求9所述的制造基板的方法，其中形成所述漫反射面(9)的所述步骤包括对所述端部的至少一部分进行激光加工的步骤。
12.根据权利要求9所述的制造基板的方法，其中形成所述漫反射面(9)的所述步骤包括将杂质引入所述端部的至少一部分中的步骤 (S21)，以及增加被引入了所述杂质的区域的表面的表面粗糙度的步骤(S22、S23)。
13.根据权利要求12所述的制造基板的方法，其中增加所述表面粗糙度的所述步骤(S22、S2!3)包括蚀刻所述区域的表面层的步骤(S22)，或使所述区域的所述表面层经受热处理的步骤(S23)。
14.根据权利要求9所述的制造基板的方法，其中形成所述漫反射面(9)的所述步骤包括在所述端部的至少一部分上沉积薄膜(16)的步骤。
全文摘要
本发明提供了一种基板和用于制造基板的方法，其中，即使所述基板是透明的，也可以采用与检测Si基板的常规方法类似的方法来检测所述基板的存在。与进入基板(1)的中部的光(10)不同，进入透明基板(1)的端部的光(10)没有穿过基板(1)，而是被基板(1)的端部的至少一部分中存在的检测区域中的全反射面(2)全反射。光电传感器(30)可以识别到穿过基板(1)的端部的光(10)的比率减少，由此检测到基板(1)的存在。
文档编号H01L21/306GK102246265SQ200980149548
公开日2011年11月16日 申请日期2009年12月9日 优先权日2008年12月11日
发明者增田健良 申请人:住友电气工业株式会社