載體和用于加工載體的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的各種實(shí)施例大體上涉及載體和用于加工載體的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一般來(lái)說(shuō)，在微電子學(xué)、微系統(tǒng)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)以及其它領(lǐng)域中，存在針對(duì)薄芯片或超薄芯片的各種應(yīng)用，這類芯片形成在例如具有在約幾十微米范圍內(nèi)的厚度的載體上。另夕卜，可以利用各種工藝來(lái)在載體中設(shè)置電隔離區(qū)域。常用工藝?yán)缈梢栽试S形成所謂的絕緣體上硅(SOI)結(jié)構(gòu)或懸空硅(SON)結(jié)構(gòu)，其中薄硅區(qū)域可以與載體分隔。該絕緣體上硅技術(shù)例如可以包括在載體內(nèi)形成掩埋氧化物層(buried oxide layer)，從而設(shè)置在掩埋氧化物層之上的電隔離薄硅區(qū)域。懸空硅結(jié)構(gòu)可以通過(guò)以硅技術(shù)構(gòu)造所謂的真空空間(emptyspace)來(lái)設(shè)置。然而，首先，實(shí)施用于制造電隔離載體區(qū)域的常用工藝，首先可能例如需要承擔(dān)用于在載體中設(shè)置特定結(jié)構(gòu)的高成本，其次復(fù)雜工藝可能傾向于發(fā)生錯(cuò)誤從而導(dǎo)致例如缺陷結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，可以提供一種載體，該載體包括:中空腔室(hollowchamber)，與載體的表面間隔開(kāi)來(lái)；溝槽結(jié)構(gòu)，從載體的表面延伸至該中空腔室并且橫向環(huán)繞載體的第一區(qū)域，溝槽結(jié)構(gòu)包括從載體的表面延伸至該中空腔室的一個(gè)或多個(gè)溝槽、以及橫穿(intersect) —個(gè)或多個(gè)溝槽并且將載體的第一區(qū)域與載體在溝槽結(jié)構(gòu)外部的第二區(qū)域連接的一個(gè)或多個(gè)支撐結(jié)構(gòu)，其中該一個(gè)或多個(gè)支撐結(jié)構(gòu)包括電絕緣(electrically insulating)材料。
【附圖說(shuō)明】
[0004]在附圖中，相似參考符號(hào)貫穿不同附圖大體上指相同的部分。附圖并不必按比例繪制，而是將重點(diǎn)大體上放在說(shuō)明本發(fā)明的原理方面。在以下描述中，本發(fā)明的各種實(shí)施例是參考附圖進(jìn)行描述，在附圖中:
[0005]圖1A示出根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的載體的示意性截面圖或側(cè)視圖；
[0006]圖1B示出根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的載體的示意性俯視圖；
[0007]圖1C示出根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的載體的示意性截面圖或側(cè)視圖；
[0008]圖1D示出根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的載體的示意性俯視圖；
[0009]圖1E示出根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的載體的示意性截面圖或側(cè)視圖；
[0010]圖2A至圖2E分別示出根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的載體的俯視圖；
[0011]圖2F示出根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的載體的掃描電子顯微鏡圖像(SEM圖像)；
[0012]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的一種用于加工載體的方法的示意性流程圖；
[0013]圖4A和圖4B分別示出根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例在加工期間的載體的截面圖或側(cè)視圖；
[0014]圖5A至圖5C分別示出根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例在加工期間的載體的截面圖或側(cè)視圖；
[0015]圖6A和圖6B分別示出根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例在加工期間的載體的截面圖或側(cè)視圖；以及
[0016]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的一種用于加工載體的方法的示意性流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下詳細(xì)描述涉及以說(shuō)明性方式示出特定細(xì)節(jié)和其中可以實(shí)踐本發(fā)明的實(shí)施例的附圖。
[0018]本文中使用的詞語(yǔ)“示例性”意指“用作示例、實(shí)例或者例示”。在本文中任何實(shí)施例或設(shè)計(jì)被描述為“示例性”并不一定被理解為要比其它實(shí)施例或設(shè)計(jì)優(yōu)選或有利的。
[0019]本文中使用的關(guān)于形成在一側(cè)或表面“之上”的沉積材料或者將層沉積在載體“之上”而使用的詞語(yǔ)“之上”，可以意指沉積材料可以“直接”形成在暗示的側(cè)、表面或者載體“上”，例如與暗示的側(cè)、表面或者載體直接接觸。本文中使用的關(guān)于形成在一側(cè)或表面“之上”的沉積材料或者將層沉積在載體“之上”而使用的詞語(yǔ)“之上”，可以意指沉積材料可以通過(guò)使用布置在暗示的側(cè)、表面或者載體與沉積材料之間的一個(gè)或多個(gè)另外的層，“間接”形成在暗示的側(cè)、表面或者載體“上”。
[0020]本文中使用的關(guān)于結(jié)構(gòu)(或者載體)的“橫向”延伸、“橫向”方向、或者“橫向”相鄰而使用的術(shù)語(yǔ)“橫向”，可以意指沿平行于載體的表面的方向延伸、或者平行于載體的表面的方向。這意味著，載體的表面(例如，襯底的表面、或者晶片的表面)可以用作參考，通常稱作載體的主要加工表面(或者另一類型載體的主要加工表面)。另外，本文中使用的關(guān)于結(jié)構(gòu)的(或者結(jié)構(gòu)元件例如空腔例如中空腔室的)“寬度”而使用的“寬度”，可以意指結(jié)構(gòu)的橫向延伸。另外，本文中關(guān)于結(jié)構(gòu)的(或者結(jié)構(gòu)元件的)“高度”而使用的“高度”，在這里可以用于意指沿垂直于載體表面的方向(例如，垂直于載體的主要加工表面)的結(jié)構(gòu)延伸。另外，本文中使用的關(guān)于凹槽(recess)的(或者結(jié)構(gòu)元件的)“深度”而使用的“深度”，可以意指沿垂直于載體的表面的方向(例如，垂直于載體的主要加工表面)的凹槽(或者結(jié)構(gòu)元件)延伸。另外，“豎直”結(jié)構(gòu)可以指在垂直于橫向方向的方向(例如，垂直于載體的主要加工表面)上的結(jié)構(gòu)延伸，并且“豎直”延伸可以指沿垂直于橫向方向的方向的延伸(例如，垂直于載體的主要加工表面的延伸)。
[0021]本文中使用的關(guān)于覆蓋結(jié)構(gòu)(或者結(jié)構(gòu)元件)的沉積材料而使用的詞語(yǔ)“覆蓋”，可以意指沉積材料可以完全覆蓋結(jié)構(gòu)(或者結(jié)構(gòu)元件)，例如覆蓋結(jié)構(gòu)的所有暴露的側(cè)以及表面。本文中使用的關(guān)于覆蓋結(jié)構(gòu)(或者結(jié)構(gòu)元件)的沉積材料而使用的詞語(yǔ)“覆蓋”，可以意指沉積材料可以至少部分地覆蓋結(jié)構(gòu)，例如材料可以至少部分地覆蓋結(jié)構(gòu)的暴露的側(cè)和表面。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，中空腔室可以例如還用材料填充，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，本文中使用的關(guān)于“中空”腔室而使用的術(shù)語(yǔ)“中空”，可以意指中空腔室本身(例如空腔，例如空隙，例如中空結(jié)構(gòu))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設(shè)置中空腔室的材料外的另一材料。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，如本文中所描述的形成層(例如，沉積層、沉積材料和/或?qū)嵤┬纬蓪拥墓に?layering process))也可包括形成層，其中該層可以包括各種子層，由此不同子層可以分別包括不同材料。換句話說(shuō)，各種不同子層可以被包括在層中，或者各種不同區(qū)域可以被包括在沉積層中以及/或者在沉積材料中。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，如本文中所描述的，一種用于加工載體的方法可以包括幾項(xiàng)基礎(chǔ)半導(dǎo)體制造技術(shù)，該制造技術(shù)可以在總體加工工藝中使用至少一次、或者在載體加工期間至少一次中使用至少一次。以下對(duì)基礎(chǔ)技術(shù)的描述應(yīng)理解為說(shuō)明性的示例，這些技術(shù)可以被包括在本文所描述的工藝中。示例性描述的基礎(chǔ)技術(shù)可以并不一定需要被解釋為比其它技術(shù)或者方法優(yōu)選或有利，因?yàn)樗鼈儍H僅用于說(shuō)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可以如何實(shí)踐。為了簡(jiǎn)略起見(jiàn)，對(duì)示例性描述的基礎(chǔ)技術(shù)的說(shuō)明可以僅是短的概述，并且不應(yīng)被認(rèn)為是詳盡的說(shuō)明。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，形成層工藝(或者形成層)可以被包括在用于加工載體的一種方法中或者本文中描述的另一工藝或方法中。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，在形成層工藝中，可以通過(guò)使用沉積技術(shù)來(lái)將層沉積在表面之上(例如，在載體之上、在晶片之上、在襯底之上、在另一個(gè)層之上等等)，沉積技術(shù)可以包括化學(xué)氣相沉積(CVD或者CVD工藝)以及物理氣相沉積(PVD或者PVD工藝)(形成層工藝可以因此包括沉積材料)。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，沉積層的厚度可以在幾納米直至幾微米的范圍內(nèi)，這取決于其特定的功能。另外，根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，層可以包括電學(xué)上絕緣的材料、電學(xué)上半導(dǎo)電的材料(electrically semiconducting material)和電學(xué)上導(dǎo)電的材料中的至少一種，這取決于層的相應(yīng)特定功能。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，在用于加工載體(例如，用于沉積電絕緣層、或者用于采用導(dǎo)電材料填充中空結(jié)構(gòu))的方法中可以使用PVD和CVD工藝的修改形式。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，化學(xué)氣相沉積工藝(CVD工藝)可以包括各種各樣修改形式，比如例如，常壓CVD(APCVD)、低壓CVD(LPCVD)、超高真空CVD(UHVCVD)、等離子增強(qiáng)CVD (PECVD)、高密度等離子CVD (HDPCVD)、遠(yuǎn)程等離子增強(qiáng)CDV (RPECVD)、原子層沉積(ALD)、原子層CVD (ALCVD)、氣相外延(VPE)、金屬有機(jī)CVD (MOCVD)、混合物理CVD (HPCVD)等等。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，形成層工藝可進(jìn)一步包括例如通過(guò)使用旋涂、噴涂等等來(lái)形成抗蝕劑層或者沉積抗蝕劑層。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，圖案化工藝(或者圖案化)可以被包括在用于加工載體的一種方法或者本文中描述的另一工藝或方法中。該圖案化工藝可以包括例如去除表面層的所選擇的部分和/或去除材料的所選擇的部分。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，可以使用圖案化工藝來(lái)在載體中或者在載體的表面層中形成多個(gè)溝槽、凹槽和/或孔洞。另外，對(duì)層的圖案化可以用來(lái)形成的圖案化層(patterned layer)，例如掩模層。由于可能涉及多種工藝，根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，因此執(zhí)行圖案化工藝存在各種可能性，其中各個(gè)方面可以是:例如通過(guò)使用至少一次光刻工藝，來(lái)選擇表面層的(或者材料或載體的)應(yīng)去除的至少一個(gè)部分；以及例如通過(guò)使用至少一次蝕刻工藝，來(lái)去除表面層的所選擇的部分。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，可以實(shí)施各種光刻工藝來(lái)形成掩模層(例如，圖案化的抗蝕劑層)，例如，光亥IJ、微光刻或納米光亥IJ、電子束光刻、X射線光刻、紫外光刻、遠(yuǎn)紫外光刻、干涉光刻等等。一種光刻工藝可以包括初始清潔工藝、準(zhǔn)備工藝、涂覆抗蝕劑(例如，光刻膠)、使抗蝕劑曝光(例如，使得該光刻膠暴露于光的圖案下)、使抗蝕劑顯影(例如，通過(guò)使用化學(xué)光致抗蝕劑顯影劑來(lái)使該光刻膠顯影)中的至少一種。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，在光刻工藝中可以包括初始清潔工藝或者清潔工藝，可以該清潔工藝可以被實(shí)施用于通過(guò)例如濕法化學(xué)處理來(lái)從表面(例如，從表面層、從載體、從晶片等等)去除有機(jī)或無(wú)機(jī)污染物。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，該清潔工藝(例如，化學(xué)機(jī)械拋光(CMP))也可以被實(shí)施用于從表面(例如，從表面層、從載體、或者從晶片等等)去除氧化物層(例如，薄氧化硅層)。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，實(shí)施金屬化工藝可進(jìn)一步包括對(duì)載體表面(晶片表面、襯底表面等等)的平坦化；在多級(jí)金屬化工藝中，可以進(jìn)一步包括對(duì)載體表面(晶片表面、襯底表面等等)的平坦化以及/或者對(duì)中間層的平坦化(例如，使用化學(xué)機(jī)械拋光)。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，平坦化工藝可以被實(shí)施例如用于減少包括具有不同高度的結(jié)構(gòu)元件的載體或晶片表面的表面粗糙度或者減少深度輪廓變化，這是因?yàn)橐恍┕に嚳赡芤笃降谋砻?平坦(planar)表面)(例如，高分辨率光刻)。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，平坦化工藝可能是必要的，這是由于所執(zhí)行的形成層工藝和圖案化工藝數(shù)量增加了，以及由于可能要求平坦表面。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，可以執(zhí)行可能對(duì)于在載體的(例如，晶片、襯底、表面層等等的)表面上的特定材料具有選擇性的化學(xué)機(jī)械拋光工藝(CMP或者CMP工藝)。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，也可以執(zhí)行可能對(duì)于在載體的(例如，晶片、襯底、表面層等等的)表面上的特定材料不具有選擇性的化學(xué)機(jī)械拋光工藝(CMP)。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，平坦化工藝可以額外地被包括在例如形成層工藝、圖案化工藝等等的幾項(xiàng)工藝中。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，可以涂覆抗蝕劑以覆蓋表面(例如，表面層、載體或者晶片等等)。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，涂覆抗蝕劑可以包括旋涂或者噴涂以形成抗蝕劑層。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，可以例如通過(guò)使用光或電子來(lái)使抗蝕劑曝光(例如，通過(guò)將抗蝕劑暴露于光的圖案下)以將期望的圖案轉(zhuǎn)移至抗蝕劑，其中期望圖案可以通過(guò)圖案化的光刻掩模(例如，用于使抗蝕劑層曝光的具有圖案化的鉻層的玻璃載體)來(lái)限定。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，光刻工藝可以包括使抗蝕劑顯影(例如，通過(guò)使用光刻膠顯影劑來(lái)使光刻膠顯影)以將該抗蝕劑部分地去除，以形成圖案化的抗蝕劑層(例如，在表面層上、或者在載體、晶片等等上)。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，顯影工藝可以包括特殊化學(xué)溶劑(所謂的顯影劑)，比如例如氫氧化鈉或者氫氧化四甲銨(TMAH，無(wú)金屬離子顯影劑)。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，圖案化的抗蝕劑層可以在堅(jiān)膜工藝(hard bake process)(熱處理，例如，速熱處理)中硬化，從而實(shí)現(xiàn)用于稍后工藝的更穩(wěn)定的保護(hù)層。
[0034]與所描述的光刻工藝無(wú)關(guān)地，抗蝕劑層或圖案化抗蝕劑層可以在所謂的抗蝕劑剝離工藝中的期望的加工階段中(例如，在已蝕刻出溝槽或者已圖案化載體后)完全去除。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，抗蝕劑層可以化學(xué)地和/或通過(guò)使用氧等離子來(lái)去除。
[0035]應(yīng)當(dāng)注意