载体和用于加工载体的方法
【技术领域】
[0001]本发明的各种实施例大体上涉及载体和用于加工载体的方法。
【背景技术】
[0002]一般来说，在微电子学、微系统学、生物医学以及其它领域中，存在针对薄芯片或超薄芯片的各种应用，这类芯片形成在例如具有在约几十微米范围内的厚度的载体上。另夕卜，可以利用各种工艺来在载体中设置电隔离区域。常用工艺例如可以允许形成所谓的绝缘体上硅(SOI)结构或悬空硅(SON)结构，其中薄硅区域可以与载体分隔。该绝缘体上硅技术例如可以包括在载体内形成掩埋氧化物层(buried oxide layer)，从而设置在掩埋氧化物层之上的电隔离薄硅区域。悬空硅结构可以通过以硅技术构造所谓的真空空间(emptyspace)来设置。然而，首先，实施用于制造电隔离载体区域的常用工艺，首先可能例如需要承担用于在载体中设置特定结构的高成本，其次复杂工艺可能倾向于发生错误从而导致例如缺陷结构。
【发明内容】
[0003]根据本发明的各种实施例，可以提供一种载体，该载体包括:中空腔室(hollowchamber)，与载体的表面间隔开来；沟槽结构，从载体的表面延伸至该中空腔室并且横向环绕载体的第一区域，沟槽结构包括从载体的表面延伸至该中空腔室的一个或多个沟槽、以及横穿(intersect) —个或多个沟槽并且将载体的第一区域与载体在沟槽结构外部的第二区域连接的一个或多个支撑结构，其中该一个或多个支撑结构包括电绝缘(electrically insulating)材料。
【附图说明】
[0004]在附图中，相似参考符号贯穿不同附图大体上指相同的部分。附图并不必按比例绘制，而是将重点大体上放在说明本发明的原理方面。在以下描述中，本发明的各种实施例是参考附图进行描述，在附图中:
[0005]图1A示出根据本发明的各种实施例的载体的示意性截面图或侧视图；
[0006]图1B示出根据本发明的各种实施例的载体的示意性俯视图；
[0007]图1C示出根据本发明的各种实施例的载体的示意性截面图或侧视图；
[0008]图1D示出根据本发明的各种实施例的载体的示意性俯视图；
[0009]图1E示出根据本发明的各种实施例的载体的示意性截面图或侧视图；
[0010]图2A至图2E分别示出根据本发明的各种实施例的载体的俯视图；
[0011]图2F示出根据本发明的各种实施例的载体的扫描电子显微镜图像(SEM图像)；
[0012]图3示出根据本发明的各种实施例的一种用于加工载体的方法的示意性流程图；
[0013]图4A和图4B分别示出根据本发明的各种实施例在加工期间的载体的截面图或侧视图；
[0014]图5A至图5C分别示出根据本发明的各种实施例在加工期间的载体的截面图或侧视图；
[0015]图6A和图6B分别示出根据本发明的各种实施例在加工期间的载体的截面图或侧视图；以及
[0016]图7示出根据本发明的各种实施例的一种用于加工载体的方法的示意性流程图。
【具体实施方式】
[0017]以下详细描述涉及以说明性方式示出特定细节和其中可以实践本发明的实施例的附图。
[0018]本文中使用的词语“示例性”意指“用作示例、实例或者例示”。在本文中任何实施例或设计被描述为“示例性”并不一定被理解为要比其它实施例或设计优选或有利的。
[0019]本文中使用的关于形成在一侧或表面“之上”的沉积材料或者将层沉积在载体“之上”而使用的词语“之上”，可以意指沉积材料可以“直接”形成在暗示的侧、表面或者载体“上”，例如与暗示的侧、表面或者载体直接接触。本文中使用的关于形成在一侧或表面“之上”的沉积材料或者将层沉积在载体“之上”而使用的词语“之上”，可以意指沉积材料可以通过使用布置在暗示的侧、表面或者载体与沉积材料之间的一个或多个另外的层，“间接”形成在暗示的侧、表面或者载体“上”。
[0020]本文中使用的关于结构(或者载体)的“横向”延伸、“横向”方向、或者“横向”相邻而使用的术语“横向”，可以意指沿平行于载体的表面的方向延伸、或者平行于载体的表面的方向。这意味着，载体的表面(例如，衬底的表面、或者晶片的表面)可以用作参考，通常称作载体的主要加工表面(或者另一类型载体的主要加工表面)。另外，本文中使用的关于结构的(或者结构元件例如空腔例如中空腔室的)“宽度”而使用的“宽度”，可以意指结构的横向延伸。另外，本文中关于结构的(或者结构元件的)“高度”而使用的“高度”，在这里可以用于意指沿垂直于载体表面的方向(例如，垂直于载体的主要加工表面)的结构延伸。另外，本文中使用的关于凹槽(recess)的(或者结构元件的)“深度”而使用的“深度”，可以意指沿垂直于载体的表面的方向(例如，垂直于载体的主要加工表面)的凹槽(或者结构元件)延伸。另外，“竖直”结构可以指在垂直于横向方向的方向(例如，垂直于载体的主要加工表面)上的结构延伸，并且“竖直”延伸可以指沿垂直于横向方向的方向的延伸(例如，垂直于载体的主要加工表面的延伸)。
[0021]本文中使用的关于覆盖结构(或者结构元件)的沉积材料而使用的词语“覆盖”，可以意指沉积材料可以完全覆盖结构(或者结构元件)，例如覆盖结构的所有暴露的侧以及表面。本文中使用的关于覆盖结构(或者结构元件)的沉积材料而使用的词语“覆盖”，可以意指沉积材料可以至少部分地覆盖结构，例如材料可以至少部分地覆盖结构的暴露的侧和表面。
[0022]根据本发明的各种实施例，中空腔室可以例如还用材料填充，例如，在硅晶片中的中空腔室可以被填充有或者部分被填充有氧化硅。因此，本文中使用的关于“中空”腔室而使用的术语“中空”，可以意指中空腔室本身(例如空腔，例如空隙，例如中空结构)可以不含材料。然而，中空腔室可以部分被填充有填充材料，或者可以完全被填充有填充材料。就此而言，中空腔室可以部分被填充有或者完全被填充有除设置中空腔室的材料外的另一材料。
[0023]根据本发明的各种实施例，如本文中所描述的形成层(例如，沉积层、沉积材料和/或实施形成层的工艺(layering process))也可包括形成层，其中该层可以包括各种子层，由此不同子层可以分别包括不同材料。换句话说，各种不同子层可以被包括在层中，或者各种不同区域可以被包括在沉积层中以及/或者在沉积材料中。
[0024]根据本发明的各种实施例，如本文中所描述的，一种用于加工载体的方法可以包括几项基础半导体制造技术，该制造技术可以在总体加工工艺中使用至少一次、或者在载体加工期间至少一次中使用至少一次。以下对基础技术的描述应理解为说明性的示例，这些技术可以被包括在本文所描述的工艺中。示例性描述的基础技术可以并不一定需要被解释为比其它技术或者方法优选或有利，因为它们仅仅用于说明一个或多个实施例可以如何实践。为了简略起见，对示例性描述的基础技术的说明可以仅是短的概述，并且不应被认为是详尽的说明。
[0025]根据本发明的各种实施例，形成层工艺(或者形成层)可以被包括在用于加工载体的一种方法中或者本文中描述的另一工艺或方法中。根据本发明的各种实施例，在形成层工艺中，可以通过使用沉积技术来将层沉积在表面之上(例如，在载体之上、在晶片之上、在衬底之上、在另一个层之上等等)，沉积技术可以包括化学气相沉积(CVD或者CVD工艺)以及物理气相沉积(PVD或者PVD工艺)(形成层工艺可以因此包括沉积材料)。根据本发明的各种实施例，沉积层的厚度可以在几纳米直至几微米的范围内，这取决于其特定的功能。另外，根据本发明的各种实施例，层可以包括电学上绝缘的材料、电学上半导电的材料(electrically semiconducting material)和电学上导电的材料中的至少一种，这取决于层的相应特定功能。根据本发明的各种实施例，在用于加工载体(例如，用于沉积电绝缘层、或者用于采用导电材料填充中空结构)的方法中可以使用PVD和CVD工艺的修改形式。
[0026]根据本发明的各种实施例，化学气相沉积工艺(CVD工艺)可以包括各种各样修改形式，比如例如，常压CVD(APCVD)、低压CVD(LPCVD)、超高真空CVD(UHVCVD)、等离子增强CVD (PECVD)、高密度等离子CVD (HDPCVD)、远程等离子增强CDV (RPECVD)、原子层沉积(ALD)、原子层CVD (ALCVD)、气相外延(VPE)、金属有机CVD (MOCVD)、混合物理CVD (HPCVD)等等。根据本发明的各种实施例，形成层工艺可进一步包括例如通过使用旋涂、喷涂等等来形成抗蚀剂层或者沉积抗蚀剂层。
[0027]根据本发明的各种实施例，图案化工艺(或者图案化)可以被包括在用于加工载体的一种方法或者本文中描述的另一工艺或方法中。该图案化工艺可以包括例如去除表面层的所选择的部分和/或去除材料的所选择的部分。根据本发明的各种实施例，可以使用图案化工艺来在载体中或者在载体的表面层中形成多个沟槽、凹槽和/或孔洞。另外，对层的图案化可以用来形成的图案化层(patterned layer)，例如掩模层。由于可能涉及多种工艺，根据本发明的各种实施例，因此执行图案化工艺存在各种可能性，其中各个方面可以是:例如通过使用至少一次光刻工艺，来选择表面层的(或者材料或载体的)应去除的至少一个部分；以及例如通过使用至少一次蚀刻工艺，来去除表面层的所选择的部分。
[0028]根据本发明的各种实施例，可以实施各种光刻工艺来形成掩模层(例如，图案化的抗蚀剂层)，例如，光亥IJ、微光刻或纳米光亥IJ、电子束光刻、X射线光刻、紫外光刻、远紫外光刻、干涉光刻等等。一种光刻工艺可以包括初始清洁工艺、准备工艺、涂覆抗蚀剂(例如，光刻胶)、使抗蚀剂曝光(例如，使得该光刻胶暴露于光的图案下)、使抗蚀剂显影(例如，通过使用化学光致抗蚀剂显影剂来使该光刻胶显影)中的至少一种。
[0029]根据本发明的各种实施例，在光刻工艺中可以包括初始清洁工艺或者清洁工艺，可以该清洁工艺可以被实施用于通过例如湿法化学处理来从表面(例如，从表面层、从载体、从晶片等等)去除有机或无机污染物。根据本发明的各种实施例，该清洁工艺(例如，化学机械抛光(CMP))也可以被实施用于从表面(例如，从表面层、从载体、或者从晶片等等)去除氧化物层(例如，薄氧化硅层)。
[0030]根据本发明的各种实施例，实施金属化工艺可进一步包括对载体表面(晶片表面、衬底表面等等)的平坦化；在多级金属化工艺中，可以进一步包括对载体表面(晶片表面、衬底表面等等)的平坦化以及/或者对中间层的平坦化(例如，使用化学机械抛光)。
[0031]根据本发明的各种实施例，平坦化工艺可以被实施例如用于减少包括具有不同高度的结构元件的载体或晶片表面的表面粗糙度或者减少深度轮廓变化，这是因为一些工艺可能要求平的表面(平坦(planar)表面)(例如，高分辨率光刻)。根据本发明的各种实施例，平坦化工艺可能是必要的，这是由于所执行的形成层工艺和图案化工艺数量增加了，以及由于可能要求平坦表面。根据本发明的各种实施例，可以执行可能对于在载体的(例如，晶片、衬底、表面层等等的)表面上的特定材料具有选择性的化学机械抛光工艺(CMP或者CMP工艺)。根据本发明的各种实施例，也可以执行可能对于在载体的(例如，晶片、衬底、表面层等等的)表面上的特定材料不具有选择性的化学机械抛光工艺(CMP)。根据本发明的各种实施例，平坦化工艺可以额外地被包括在例如形成层工艺、图案化工艺等等的几项工艺中。
[0032]根据本发明的各种实施例，可以涂覆抗蚀剂以覆盖表面(例如，表面层、载体或者晶片等等)。根据本发明的各种实施例，涂覆抗蚀剂可以包括旋涂或者喷涂以形成抗蚀剂层。根据本发明的各种实施例，可以例如通过使用光或电子来使抗蚀剂曝光(例如，通过将抗蚀剂暴露于光的图案下)以将期望的图案转移至抗蚀剂，其中期望图案可以通过图案化的光刻掩模(例如，用于使抗蚀剂层曝光的具有图案化的铬层的玻璃载体)来限定。
[0033]根据本发明的各种实施例，光刻工艺可以包括使抗蚀剂显影(例如，通过使用光刻胶显影剂来使光刻胶显影)以将该抗蚀剂部分地去除，以形成图案化的抗蚀剂层(例如，在表面层上、或者在载体、晶片等等上)。根据本发明的各种实施例，显影工艺可以包括特殊化学溶剂(所谓的显影剂)，比如例如氢氧化钠或者氢氧化四甲铵(TMAH，无金属离子显影剂)。根据本发明的各种实施例，图案化的抗蚀剂层可以在坚膜工艺(hard bake process)(热处理，例如，速热处理)中硬化，从而实现用于稍后工艺的更稳定的保护层。
[0034]与所描述的光刻工艺无关地，抗蚀剂层或图案化抗蚀剂层可以在所谓的抗蚀剂剥离工艺中的期望的加工阶段中(例如，在已蚀刻出沟槽或者已图案化载体后)完全去除。根据本发明的各种实施例，抗蚀剂层可以化学地和/或通过使用氧等离子来去除。
[0035]应当注意