DE102015108151A1

DE102015108151A1 - Verfahren zur Herstellung einer Öffnungsstruktur und Öffnungsstruktur

Info

Publication number: DE102015108151A1
Application number: DE102015108151.2A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Friza
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2014-05-23
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2015-11-26
Also published as: CN105174205A; US20200015017A1; US10469948B2; US20150341726A1; US11223904B2

Abstract

Es ist ein Verfahren zur Herstellung einer Öffnungsstruktur vorgesehen. Das Verfahren kann folgende Schritte einschließen: Bilden einer strukturierten Maske über einer ersten Seite eines Trägers (1272), Bilden von Material über der ersten Seite des Trägers, wodurch zumindest ein Teil des Trägers bedeckt wird (1274), Bilden einer ersten Öffnung im Träger von einer zweiten Seite des Trägers entgegengesetzt zur ersten Seite des Trägers, um eine Fläche der strukturierten Maske zumindest teilweise freizulegen (1276), und Bilden einer zweiten Öffnung im Material von der zweiten Seite des Trägers unter Verwendung der strukturierten Maske als Maske (1278).

Description

Verschiedene Ausführungsformen betreffen allgemein ein Verfahren zur Herstellung einer Öffnungsstruktur und eine Öffnungsstruktur.
Während der Herstellung mikroelektromechanischer Systeme (MEMS) oder anderer Halbleiterelemente kann häufig ein Ätzen tiefer Öffnungen, Gräben oder Hohlräume von einer Rückseite eines Substrats/Trägers, die sich zu einer Vorderseite des Substrats erstrecken, erforderlich sein.
Für eine gute Funktionalität des endgültigen Elements kann es wesentlich sein, dass die relative Positionierung (Einstellung) einer rückseitigen Maske in Bezug auf Strukturen auf der Vorderseite des Substrats genau ist. Ferner kann die Positionierung von Strukturen, die durch die Maske auf der Rückseite des Substrats definiert werden, genau auf die Vorderseite des Substrats übertragen werden müssen und kann die Form der auf der Rückseite definierten Strukturen während der Übertragung von der Rückseite auf die Vorderseite des Substrats bewahrt werden müssen, so dass Öffnungen/Gräben/Hohlräume, die von der Rückseite im Substrat gebildet wurden und sich auf der Vorderseite des Substrats öffnen, genau in Bezug auf die Vorderseitenstrukturen positioniert werden und eine vorgesehene Form aufweisen.
Diese Aspekte können beispielsweise bei der Herstellung von Siliciummikrofonen oder Lautsprechern relevant sein.
Es ist ein Verfahren zum Bilden einer Öffnungsstruktur vorgesehen. Das Verfahren kann folgende Schritte einschließen: Bilden einer strukturierten Maske über einer ersten Seite eines Trägers, Bilden von Material über der ersten Seite des Trägers, wodurch zumindest ein Teil des Trägers bedeckt wird, Bilden einer ersten Öffnung im Träger von einer zweiten Seite des Trägers entgegengesetzt zur ersten Seite des Trägers, um eine Fläche der strukturierten Maske zumindest teilweise freizulegen, und Bilden einer zweiten Öffnung im Material von der zweiten Seite des Trägers unter Verwendung der strukturierten Maske als Maske.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Bilden von Material über der ersten Seite des Trägers das Bilden von Material über der ersten Seite des Trägers umfassen, wodurch zumindest ein Teil des Trägers und zumindest ein Teil der strukturierten Maske bedeckt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Material so ausgelegt sein, dass es ähnliche Entfernungseigenschaften aufweist wie das Material des Trägers. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Bilden der strukturierten Maske über der ersten Seite des Trägers das Bilden einer strukturierten Hartmaske umfassen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können das Material des Trägers und das Material das gleiche Material aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Material des Trägers Silicium aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Material Silicium aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Material Polysilicium aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Öffnung so im Träger gebildet werden, dass zumindest ein Teil eines ersten Maskenabschnitts der strukturierten Maske und zumindest ein Teil eines zweiten Maskenabschnitts der strukturierten Maske durch die erste Öffnung freigelegt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann zumindest eine von der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung durch einen Ätzprozess gebildet werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die wenigstens eine von der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung durch einen Plasmaätzprozess gebildet werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann wenigstens eine von der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung durch einen Nassätzprozess gebildet werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Öffnung so gebildet werden, dass sie eine größere Breite aufweist als die zweite Öffnung. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann beim Verfahren ferner eine Vorderseitenstruktur über der ersten Seite des Materials gebildet werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Bilden der Vorderseitenstruktur das Bilden zumindest einer von einer mechanischen Komponente und einer elektronischen Komponente über der ersten Seite des Materials. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann bei dem Verfahren ferner ein Mikrofon gebildet werden, das zumindest eine aus einer Gruppe umfasst, welche die mechanische Komponente und die elektronische Komponente umfasst. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann zumindest eine von der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung ein Graben sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist eine Vorrichtung vorgesehen. Die Vorrichtung kann folgende Merkmale aufweisen: einen Träger mit einer ersten Seite und einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite, eine strukturierte Maske, die über der ersten Seite des Trägers gebildet ist, eine erste Öffnung, die im Träger gebildet ist, wobei sich die erste Öffnung zwischen der ersten Seite des Trägers und der zweiten Seite des Trägers erstrecken kann und wobei die erste Öffnung zumindest teilweise an einem ersten Ende der ersten Öffnung von der strukturierten Maske bedeckt sein kann, ein Material, das über dem Träger auf der ersten Seite des Trägers gebildet ist, und eine zweite Öffnung, die im Material in Fluidkommunikation mit der ersten Öffnung gebildet ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann sich die zweite Öffnung durch das Material erstrecken. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vorrichtung ferner ein Mikrofon aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Mikrofon eine Wellung aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die strukturierte Maske ein Oxid aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die strukturierte Maske Siliciumdioxid aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist ein Verfahren zur Herstellung einer Öffnungsstruktur vorgesehen. Das Verfahren kann folgende Schritte einschließen: Bilden eines Materials über einer ersten Seite eines Trägers, wodurch zumindest ein Teil des Trägers bedeckt wird, Bilden einer strukturierten Maske über dem Material, Bilden eines zweiten Materials über dem Material, wodurch zumindest ein Teil des Materials bedeckt wird, Bilden einer ersten Öffnung im Träger von einer zweiten Seite des Trägers entgegengesetzt zur ersten Seite des Trägers, um das Material zumindest teilweise freizulegen, Bilden einer zweiten Öffnung im Material von der zweiten Seite des Trägers, wodurch die strukturierte Maske zumindest teilweise freigelegt wird, und Bilden einer dritten Öffnung im zweiten Material unter Verwendung der strukturierten Maske als Maske.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist ein Verfahren zur Herstellung einer Öffnungsstruktur vorgesehen. Das Verfahren kann folgende Schritte einschließen: Bilden einer strukturierten Maske in einem Träger von einer ersten Seite eines Trägers, Bilden eines Materials über der ersten Seite des Trägers, wodurch zumindest ein Teil des Trägers bedeckt wird, Bilden einer ersten Öffnung im Träger von einer zweiten Seite des Trägers entgegengesetzt zur ersten Seite des Trägers, um eine Fläche der strukturierten Maske zumindest teilweise freizulegen, und Bilden einer zweiten Öffnung im Material von der zweiten Seite des Trägers unter Verwendung der strukturierten Maske als Maske.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist eine Vorrichtung vorgesehen. Die Vorrichtung kann die folgenden Merkmale aufweisen: einen Träger, der eine erste Seite und eine der ersten Seite entgegengesetzte zweite Seite umfasst, eine strukturierte Maske, die auf der ersten Seite des Trägers im Träger gebildet ist, eine erste Öffnung, die im Träger gebildet ist, wobei sich die erste Öffnung zwischen der ersten Seite des Trägers und der zweiten Seite des Trägers erstreckt und wobei die erste Öffnung zumindest teilweise an einem ersten Ende der ersten Öffnung von der strukturierten Maske bedeckt ist, ein Material, das über dem Träger auf der ersten Seite des Trägers gebildet ist, und eine zweite Öffnung, die im Material in Fluidkommunikation mit der ersten Öffnung gebildet ist.
In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszahlen im Allgemeinen in den verschiedenen Ansichten die gleichen Teile. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht, wobei der Nachdruck stattdessen vielmehr im Allgemeinen auf das Erläutern der Grundgedanken der Erfindung gelegt wird. In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1A bis 1D Querschnitte von Vorrichtungen mit falsch ausgerichteten Öffnungsstrukturen,
2A und 2B Bodenansichten fehlerhafter Öffnungen,
3A und 3B Querschnitte von Vorrichtungen mit falsch ausgerichteten Öffnungsstrukturen,
4A bis 4D einen Prozessablauf für ein Verfahren zur Bildung einer Öffnungsstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsformen,
5A bis 5H einen Prozessablauf für ein Verfahren zur Bildung einer Öffnungsstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsformen,
6A und 6B Querschnitte von Öffnungsstrukturen gemäß verschiedenen Ausführungsformen,
7A bis 7E einen Prozessablauf für ein Verfahren zur Bildung einer Öffnungsstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsformen,
8A und 8B Querschnitte von Öffnungsstrukturen gemäß verschiedenen Ausführungsformen,
9 ein schematisches Diagramm eines Verfahrens zur Bildung einer Öffnungsstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsformen,
10A bis 10D einen Prozessablauf für ein Verfahren zur Bildung einer Öffnungsstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsformen,
11A bis 11C einen Prozessablauf für ein Verfahren zur Bildung einer Öffnungsstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsformen und
12 ein schematisches Diagramm eines Verfahrens zur Bildung einer Öffnungsstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
Die folgende detaillierte Beschreibung bezieht sich auf die anliegenden Zeichnungen, worin zur Veranschaulichung spezifische Einzelheiten und Ausführungsformen dargestellt sind, in denen die Erfindung verwirklicht werden kann.
Das Wort "als Beispiel dienend" soll hier "als ein Beispiel, ein Fall oder eine Veranschaulichung dienend" bedeuten. Alle hier als "als Beispiel dienend" beschriebenen Ausführungsformen oder Entwürfe sollen nicht unbedingt als gegenüber anderen Ausführungsformen oder Entwürfen bevorzugt oder vorteilhaft ausgelegt werden.
Das in Bezug auf ein "über" einer Seite oder einer Fläche gebildetes abgeschiedenes Material verwendete Wort "über" kann hier verwendet werden, um anzugeben, dass das abgeschiedene Material "direkt auf", beispielsweise in direktem Kontakt mit der betreffenden Seite oder Fläche, gebildet werden kann. Das mit Bezug auf ein "über" einer Seite oder Fläche gebildetes abgeschiedenes Material verwendete Wort "über" kann hier verwendet werden, um anzugeben, dass das abgeschiedene Material "indirekt auf" der betreffenden Seite oder Fläche gebildet werden kann, wobei eine oder mehrere zusätzliche Schichten zwischen der betreffenden Seite oder Fläche und dem abgeschiedenen Material angeordnet sind.
Die 1A bis 1D zeigen Öffnungsstrukturen in Vorrichtungen 100. Jede der Figuren zeigt ein Substrat 102, eine Maske 108, die unter dem Substrat 102 auf der Rückseite des Substrats 102 angeordnet ist, eine obere Schicht 104, beispielsweise eine Siliciumoxidschicht 104, die über dem Substrat 102 auf der Vorderseite des Substrats 102 entgegengesetzt zur Rückseite des Substrats 102 angeordnet ist, eine Struktur 106, die über der oberen Schicht 104 auf der Vorderseite des Substrats 102 angeordnet ist, und eine Öffnung 110, die sich durch das Substrat 102 von der Rückseite des Substrats 102 zur Vorderseite des Substrats 102 erstreckt.
Eine relative Positionierung der rückseitigen Maske 108 in Bezug auf die Vorderseitenstruktur 106 unter Verwendung gegenwärtig verfügbarer Werkzeuge kann nur eine geringe Genauigkeit von etwa 5 µm erreichen. Dies ist in 1A dargestellt, wo die Öffnung 110 im Substrat 102 seitlich falsch angeordnet ist (parallel zur Vorderseite bzw. zur Rückseite), so dass die Struktur 106 und die Öffnung 110 falsch ausgerichtet sind. Eine optimale relative Positionierung der Öffnung 110 und der Vorderseitenstruktur 106 ist als gestrichelte Linien 109 dargestellt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat 102 eine Dicke von etwa 300 µm oder mehr aufweisen, und gemäß verschiedenen anderen Ausführungsformen kann die Dicke des Substrats 102 unterhalb von 300 µm liegen. Die Öffnung 110 kann sich von der Rückseite des Substrats 102 zur Vorderseite des Substrats 102 erstrecken (wodurch ein Teil der Oberfläche der oberen Schicht 104 freigelegt ist). Sie kann unter Verwendung eines Plasmaätzens, beispielsweise unter Verwendung eines tiefen reaktiven Ionenätzprozesses nach Bosch geätzt werden. Durch das im Ätzprozess ausgeführte Ätzen bis zu einer großen Tiefe kann die geätzte Struktur (beispielsweise die Öffnung 110) geneigt werden. Mit anderen Worten kann, wenngleich ein Ende der Öffnung 110 in der Nähe der Maske 108 sehr gut mit der Maske 108 ausgerichtet sein kann, ein anderes Ende der Öffnung 110, das um einen Abstand y in einer durch einen Pfeil in 1B angegebenen Richtung weiter von der Maske 108 entfernt ist, seitlich versetzt sein. Der Versatz kann beispielsweise linear zu einer seitlichen Richtung mit zunehmendem Abstand y von der Maske 108 sein. Ein solcher Versatz kann auch als Neigung bezeichnet werden. Die Neigung kann einen Versatz von durch die Maske 108 definierten Strukturen in Bezug auf die Vorderseitenstruktur 106 bewirken. Der Betrag und die Richtung der Neigung können vom Zustand einer Ätzkammer abhängen und nicht stabil sein.
Wie in 1C und 1D dargestellt ist, kann das Ätzen der Öffnung 110 durch Plasmaätzen ein Verschmälern (1C) oder Verbreitern (1D) der Öffnung 110 in y-Richtung in 1C und 1D bewirken, im Allgemeinen eine Größenänderung. Mit anderen Worten kann die Öffnung 110 in der Nähe der Vorderseite des Substrats 102 schmaler oder breiter sein als durch die Maske 108 auf der Rückseite des Substrats 102 definiert ist. Dies kann eine Fehlausrichtung der durch die Maske 108 definierten Strukturen in Bezug auf die Vorderseitenstruktur 106 bewirken. Der Betrag und die Richtung der Verschmälerung/Verbreiterung kann vom Zustand einer Ätzkammer abhängen und nicht stabil sein.
2A zeigt eine Ansicht der Vorrichtung 100 bei Betrachtung von unten in einer der 1A bis 1D. Dies zeigt, dass eine spontane Polymerisation während des Ätzens der Öffnung 110 eine Aufrauhung von Wänden der Öffnung 110 hervorrufen kann. Dies kann ein grobes und/oder unregelmäßiges Ende 214 der Öffnung 110 auf der Vorderseite des Substrats 102 hervorrufen, und zwar trotz einer durch die Maske 108 auf der Rückseite des Substrats 102 definierten glatten Struktur 212. Der Betrag der Aufrauhung kann vom Zustand einer Ätzkammer abhängen und kann nicht stabil sein.
Alternativ kann ein nasschemisches Ätzen für das Ätzen der Öffnung 110 in die Vorrichtung 100 gemäß 1A verwendet werden. Wenngleich das nasschemische Ätzen kostengünstig sein kann, können große Variationen zwischen den auf der Rückseite des Substrats 102 durch die Maske 108 definierten Strukturen und auf der Vorderseite des Substrats 102 durch das nasschemische Ätzen erhaltenen Strukturen hervorgerufen werden. Ferner kann eine Änderung der Form der auf der Rückseite des Substrats 102 durch die Maske 108 definierten Strukturen und der durch das nasschemische Ätzen auf der Vorderseite des Substrats 102 erhaltenen Strukturen infolge einer Ätzrate auftreten, die von der kristallographischen Struktur und der Orientierung des Substrats 102 abhängt. Dies ist in 2B dargestellt, wobei die runde Struktur 212 durch die Maske 108 auf der Rückseite des Substrats 102 definiert ist und eine quadratische Struktur mit abgerundeten Ecken 216 auf der Vorderseite des Substrats 102 erhalten ist. Diese Formänderung kann so erheblich sein, dass sie die Verwendung des nasschemischen Ätzens zum Bilden der Öffnungen 110 in Siliciummikrofonen oder (beispielsweise Mikro-)Lautsprechern ausschließt.
3A und 3B zeigen zwei mögliche Wirkungen fehlausgerichteter Strukturen, die durch die Maske 108 auf der Rückseite des Substrats 102 gebildet wurden und inkorrekt durch Ätzen auf die Vorderseite des Substrats 102 übertragen wurden, wie für die Beispiele in 1A bis 1D beschrieben ist. In 3A und 3B kann die Vorrichtung ein Siliciummikrofon sein (einige Teile in der Art eines Spalts, einer Gegenelektrode und dergleichen sind nicht dargestellt), wobei die Vorderseitenstruktur 106 eine Membran aufweist oder ist. Die Öffnung 110 kann beispielsweise durch Ätzen des Substrats 102, beispielsweise unter Verwendung eines Plasmaätzens, Bosch-Ätzens und/oder Nassätzens, und der oberen Schicht 104, beispielsweise unter Verwendung eines nasschemischen Ätzens unter Verwendung von Fluorwasserstoff und/oder unter Verwendung eines Plasmaätzens, geätzt werden. Die Form der Öffnung 110 im Substrat 102, d.h. seiner Kante auf der Vorderseite des Substrats 102, kann die Form der oberen Schicht 104 (d.h. der Schicht aus Siliciumoxid 104, wie vorstehend beispielhaft beschrieben), beispielsweise einer Siliciumoxidschicht, definieren, welche als Träger für die Membran 106 dient. In einem Fall in der Art des in 3A dargestellten kann eine Aufweitung der Öffnung 110 von der Rückseite zur Vorderseite des Siliciummikrofons 100 bewirken, dass die obere Schicht 104 (die tragende Oxidschicht 104) bis zu einem Punkt geätzt wird, wo die obere Schicht 104 nicht mehr in Kontakt mit der Membran 106 steht (siehe beispielsweise ein fehlerhaftes Gebiet 318 in 3A) und damit die Membran 106 nicht tragen kann. Ein solches Fehlen eines Tragens der Membran 106 bedeutet, dass das Siliciummikrofon fehlerhaft wird. Wie in 3B dargestellt ist, können die falsch ausgerichteten Strukturen (in diesem Fall mit einem seitlichen Versatz) auch zu einer Situation führen, in der das Substrat 102, beispielsweise ein Siliciumsubstrat, in einem Gebiet nicht fortgeätzt wird, das einem Entlüftungsloch in der Membran 106 entgegengesetzt ist (siehe beispielsweise das fehlerhafte Gebiet 318 in 3B). Durch die Abdeckung des Entlüftungslochs durch eine Kante des Substrats 102 kann ein falscher akustischer Frequenzgang hervorgerufen werden.
Ferner kann das raue Ende 214 der Öffnung 110 auf der Vorderseite des Substrats 102, wie in 2A dargestellt ist, zu einem Verringern der Robustheit der Vorrichtung 100, beispielsweise des Siliciummikrofons, führen.
Bei einer Vorrichtung können eines oder mehrere der vorstehend beschriebenen Probleme gleichzeitig vorhanden sein.
Gegenwärtig existieren keine zufrieden stellenden Mittel, um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen. Komplexe Messungen, welche die Ausrichtung der rückseitigen Maske 108 in Bezug auf die Vorderseite prüfen, können ausgeführt werden, und außerhalb der Spezifikationen liegende Wafer können nachbearbeitet werden. Hierdurch kann ein zusätzlicher Produktionsaufwand hervorgerufen werden. Weil der Wafer, beispielsweise ein 8”-Wafer, typischerweise bereits auf seine Enddicke verdünnt wurde, kann eine zusätzliche Behandlung das Risiko einer Waferbeschädigung erhöhen.
Um sich an eine Größenänderung und/oder eine Neigung der Öffnungen 110, die durch die strukturierte Maske 108 definiert werden, anzupassen, können Messungen ausgeführt und statistisch analysiert werden. Die Ergebnisse können verwendet werden, um die Maske 108 in einer Weise zu strukturieren, die im Durchschnitt zu der gewünschten Positionierung der Struktur auf der Vorderseite des Substrats 102 führen kann. Mit anderen Worten wird die Maske 108 entgegengesetzt zur erwarteten Verschiebung um den erwarteten Betrag verschoben, damit die Struktur schließlich an der gewünschten Stelle auf der Vorderseite des Substrats 102 liegt, obwohl anhand einer statistischen Auswertung von Messungen an einem Los von Vorrichtungen einer Produktionslinie ein Versatz erwartet wird. Ähnlich kann versucht werden, die Struktur auf der Vorderseite des Substrats 102 in Bezug auf die Rückseite des Substrats 102 zu verbreitern/zu verschmälern, wie anhand einer statistischen Analyse gemessener Strukturgrößen auf der Rückseite des Substrats 102 und der Vorderseite des Substrats 102 bestimmt wurde, um durch Verschmälern/Verbreitern der Struktur der Maske 108 um einen entsprechenden Betrag/Faktor die gewünschte Struktur auf der Vorderseite des Substrats 102 zu erhalten.
Die statistische Natur der vorstehend beschriebenen Fehler, der angewendeten Korrekturen und weiterer Herstellungsungewissheiten kann trotz der angewendeten Korrekturen zu fehlerhaften Systemen führen. Zur Erkennung fehlerhafter Systeme können Messungen notwendig sein, die zweckgebundene Messsysteme und das Messen aller Wafer eines gegebenen Loses mehrerer Wafer erfordern.
Die Rauigkeit des Endes 214 der Öffnung 110 auf der Vorderseite des Substrats 102 kann in gewissem Maße geglättet werden, durch den Plasma-Öffnungsätzprozess jedoch nicht vollständig vermieden werden, weil die spontane Passivierung/Polymerisation nicht gesteuert werden kann. Ein Ätzprozess, der die spontane Passivierung verringert, muss möglicherweise weniger selektiv für ein Material der Maske 108 sein. Eine weitere Verringerung der Selektivität des gegenwärtig verwendeten Maskenmaterials (beispielsweise Photoresists) kann jedoch nicht möglich sein. Ferner kann ein Ätzprozess, der dafür ausgelegt ist, die Rauigkeit des Endes 214 der Öffnung 110 zu verringern, zusätzlich langsamer sein, weshalb eine zusätzliche Herstellungskapazität für das Öffnungsätzen erforderlich sein kann (beispielsweise unter Verwendung eines Bosch-Ätzprozesses).
Die vorstehend beschriebenen Probleme können durch Bilden einer harten strukturierten Maske innerhalb eines Substrats in der Nähe der Oberfläche der Vorderseite des Substrats 102 gelöst werden.
4A bis 4D zeigen einen Prozessablauf für ein Verfahren zur Bildung einer Öffnungsstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
Wie in 4A dargestellt ist, kann das Verfahren zur Herstellung einer Öffnungsstruktur 400 gemäß verschiedenen Ausführungsformen das Bilden einer strukturierten Maske 424 über einer ersten Seite 426 eines Trägers 420 einschließen.
Der Träger 420 kann beispielsweise Silicium oder ein anderes Halbleitermaterial aufweisen oder daraus bestehen. Die Ätzselektivität (d.h. das Verhältnis zwischen der Ätzrate eines ersten Materials und der Ätzrate eines zweiten Materials) kann beispielsweise im Bereich von etwa 50 bis etwa 2000 liegen, was bedeutet, dass die Ätzrate des Materials des Trägers 420 etwa 50 bis etwa 2000 Mal höher sein kann als die Ätzrate des Materials der Maske 424.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Träger 420 eine Dicke b aufweisen, wobei die Dicke b der Abstand zwischen der ersten Seite 427 des Trägers und der zweiten Seite 426 des Trägers 420 sein kann. Die Dicke b des Trägers 420 kann im Bereich von etwa 50 µm bis etwa 600 µm, beispielsweise von etwa 300 µm bis etwa 500 µm, beispielsweise bei etwa 300 µm oder etwa 400 µm, liegen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die strukturierte Maske 424 eine erste Fläche 423, wobei die erste Fläche 423 der strukturierten Maske 424 dem Träger 420 gegenüberstehen kann, eine weitere Fläche (auch als zweite Fläche bezeichnet) 425, die der ersten Fläche 423 entgegengesetzt ist, einen Innenrand 419 und einen Außenrand 421 aufweisen. Das Material der strukturierten Maske 424 kann irgendein Material aufweisen oder sein, das eine hohe Ätzselektivität für das Material des Trägers 420 hat. Die strukturierte Maske 424 kann eine Hartmaske sein. Die strukturierte Maske 424 kann beispielsweise durch Bilden der Maske 424 als eine kontinuierliche Schicht über der ersten Seite 426 des Trägers 420 und anschließendes photolithographisches Strukturieren von ihr gebildet werden. Die strukturierte Maske 424 kann eine Dicke im Bereich von etwa 5 nm bis etwa 1 µm, beispielsweise von etwa 300 nm bis etwa 800 nm, beispielsweise von etwa 500 nm bis etwa 700 nm, aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Dicke der strukturierten Maske 424 vom Verhältnis zwischen der Ätzrate des Materials der strukturierten Maske 424 und der Ätzrate des Materials des Trägers 420 abhängen. Falls die Ätzrate des Trägers 420 viel höher ist als die Ätzrate der strukturierten Maske, beispielsweise 1000 Mal so hoch, kann die strukturierte Maske 424 eine Dicke im Bereich von etwa 5 nm bis etwa 50 nm aufweisen. Falls das Verhältnis zwischen Ätzraten, d.h. die Ätzselektivität, nicht so hoch ist und beispielsweise 100 beträgt, d.h. die Ätzrate des Materials des Trägers 420 etwa 100 Mal so hoch ist wie die Ätzrate der strukturierten Maske 424, kann die Dicke der strukturierten Maske im Bereich von etwa 200 nm bis etwa 1000 nm liegen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Dicke der strukturierten Maske von anschließenden Prozessen abhängen, wobei beispielsweise die Anfangsdicke der strukturierten Maske 424, beispielsweise 850 nm, größer sein kann als die Enddicke der strukturierten Maske 424, um dem chemisch-mechanischen Polieren/der Planarisierung (CMP) der strukturierten Maske 424 Rechnung zu tragen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können anschließende Prozesse das Erwärmen der Öffnungsstruktur einschließen. Daher kann das Material der Maske 424 temperaturbeständig sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Material der Maske 424 zumindest ein Material aus der folgenden Gruppe von Materialien aufweisen oder daraus bestehen, wobei die Gruppe die folgenden aufweist oder aus den folgenden besteht: einem Oxid, beispielsweise Siliciumdioxid, Aluminiumoxid oder Siliciumoxynitrid, einem Nitrid, beispielsweise Siliciumnitrid, Kohlenstoff, einer Kohlenstoffverbindung, beispielsweise diamantartigem Kohlenstoff, einem Carbid, beispielsweise Siliciumcarbid, und hochtemperaturbeständigen Metallen, beispielsweise Wolfram.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können ein erster Maskenabschnitt 424a und ein zweiter Maskenabschnitt 424b der Maske 424 vor und hinter einer im Querschnitt dargestellten Ebene verbunden sein, so dass sie eine geschlossene Struktur in der Art eines Rings oder eines rechteckigen Rahmens oder eine verbundene Struktur mit einer Öffnung bilden können. Gemäß verschiedenen anderen Ausführungsformen können die beiden Abschnitte der Maske 424a und 424b voneinander getrennt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine beliebige Anzahl von Maskenabschnitten bereitgestellt werden, die voneinander getrennt sein können.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner Folgendes aufweisen: Bilden eines Materials 422 über der ersten Seite 426 des Trägers 420, wodurch zumindest ein Teil des Trägers 420 bedeckt wird. Das Material 422 kann ferner zumindest einen Teil der strukturierten Maske 424 bedecken. Eine vergrabene strukturierte Maske 424 kann auf diese Weise gebildet werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Material 422 ein Material mit einer Ätzrate, die erheblich höher ist als jene der Maske 424, aufweisen oder daraus bestehen. Die Ätzrate des Materials 422 kann beispielsweise etwa 50 bis etwa 2000 Mal höher sein als die Ätzrate der Maske 424. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Material 422 das gleiche Material wie jenes des Trägers 420 sein oder einschließen. Das Material 422 kann beispielsweise Silicium, beispielsweise amorphes Silicium oder beispielsweise polykristallines Silicium (auch als Polysilicium bezeichnet) sein oder einschließen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Material 422 ein anderes Material eines ähnlichen Typs wie das Material des Trägers 420 einschließen, beispielsweise in Bezug auf Entfernungseigenschaften, beispielsweise Ätzeigenschaften während eines Plasma- oder nasschemischen Ätzens, und/oder elektrische oder mechanische Eigenschaften. Das Material 422 kann beispielsweise ein anderes Halbleitermaterial sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Material 422 dotiert sein. Das Dotieren kann in situ, d.h. während der Bildung des Materials 422, ausgeführt werden. Auf diese Weise können anschließende Hochtemperaturprozesse vermieden werden und kann eine gute elektrische Verbindbarkeit mit dem Träger 420 erreicht werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Material 422 in einem einzigen Bildungsprozess gebildet werden. Gemäß verschiedenen anderen Ausführungsformen kann das Material 422 in zwei oder mehr einzelnen Bildungsprozessen gebildet werden, wobei andere Prozesse in der Art eines Ätzens oder Polierens zwischen den zwei oder mehr einzelnen Bildungsprozessen ausgeführt werden können.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Material 422 eine erste Dicke a aufweisen, wobei die erste Dicke a der Abstand zwischen einer ersten Fläche des Materials 422, die der ersten Seite 426 des Trägers 420 zugewandt ist, und einer zweiten Fläche des Materials 422, die der ersten Fläche des Materials 422 entgegengesetzt ist, sein kann. Die erste Dicke a des Materials 422 kann in einem Bereich von etwa 500 nm bis etwa 5 µm, beispielsweise von etwa 800 nm bis etwa 1,2 µm, beispielsweise um 1,1 µm oder beispielsweise um 2 µm, liegen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Material 422 eine zweite Dicke c über der strukturierten Maske 424 aufweisen. Die zweite Dicke c kann der Abstand zwischen der zweiten Fläche 425 der strukturierten Maske 424 und der zweiten Fläche des Materials 422 sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Dicke c des Materials 422 kleiner sein als die erste Dicke a des Materials 422. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die erste Dicke a und die zweite Dicke c des Materials gleich sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Dicke c des Materials 422 unterhalb von 3 µm liegen, beispielsweise zwischen 1 µm und 2 µm. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Dicke c des Materials 422 null sein.
Das Material 422 kann durch Abscheidung, beispielsweise durch Plasmaabscheidung, chemische Dampfabscheidung (CVD) oder selektives epitaxiales Wachstum (SEG), über der ersten Seite 426 des Trägers 420 gebildet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Fläche des Materials 422 entgegengesetzt zum Träger 420 geglättet werden, beispielsweise durch chemisch-mechanisches Polieren/Planarisierung.
Wie in 4B dargestellt ist, kann das Verfahren zur Herstellung der Öffnungsstruktur 400 gemäß verschiedenen Ausführungsformen ferner das Bilden einer Vorderseitenstruktur 429 über dem Material 422 aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vorderseitenstruktur 429 irgendeine Art einer über dem Material 422 gebildeten Struktur einschließen, welche eine genaue Positionierung über einer ersten Seite 426 des Trägers 420 (auf der Vorderseite des Trägers 420) in Bezug auf eine von einer zweiten Seite 427 des Trägers 420 (von der Rückseite) zu bildenden Öffnung erfordert. Die Vorderseitenstruktur 429 kann beispielsweise eine mikroelektromechanische Komponente oder Struktur, eine mechanische Komponente oder Struktur und/oder eine elektronische Komponente oder Struktur aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vorderseitenstruktur 429 zwei Schichten 428 und 430 oder mehr als zwei Schichten aufweisen oder daraus bestehen. Gemäß verschiedenen anderen Ausführungsformen kann die Vorderseitenstruktur 429 nur eine der beiden Schichten 428 und 430 aufweisen oder daraus bestehen. Beispielsweise kann die Vorderseitenstruktur 429 als eine Einzelschicht oder durch mehrere Schichten gebildet werden, und einige der Schichten können später teilweise oder vollständig entfernt werden, beispielsweise nachdem sie als Schutz oder Träger gedient haben.
Das Bilden der Vorderseitenstruktur 429 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen das Bilden einer ersten Schicht 428 über dem Material 422 einschließen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Schicht 428 eine kontinuierliche Schicht sein. Alternativ kann die erste Schicht 428 eine diskontinuierliche Schicht sein. Die erste Schicht 428 kann beispielsweise strukturiert sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Schicht 428 eine Einzelschicht sein. Alternativ kann die erste Schicht 428 mehrere Schichten einschließen oder daraus bestehen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Schicht 428 aus einem einzigen Material bestehen oder ein einziges Material aufweisen. Alternativ kann die erste Schicht 428 aus mehr als einem Material bestehen oder mehr als ein Material aufweisen. Die erste Schicht 428 kann beispielsweise wenigstens ein Material aus der Gruppe von Materialien aufweisen oder daraus bestehen, wobei die Gruppe ein Oxid, beispielsweise Siliciumdioxid, Siliciumoxynitrid, und ein Glas, beispielsweise Borophosphosilikatglas, aufweist oder daraus besteht. Die erste Schicht 428 kann eine Dicke im Bereich von etwa 100 nm bis etwa 1 µm, beispielsweise von etwa 300 nm bis etwa 500 nm, aufweisen. Die erste Schicht 428 kann beispielsweise abgeschieden werden, beispielsweise durch Plasmaabscheidung oder chemische Dampfabscheidung (CVD).
Wie ferner in 4B dargestellt ist, kann das Verfahren die Bildung einer zweiten Schicht 430 über der ersten Schicht 428 einschließen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Schicht 430 eine diskontinuierliche Schicht sein. Alternativ kann die zweite Schicht 430 eine kontinuierliche Schicht sein. Die zweite Schicht 430 kann beispielsweise strukturiert sein. Sie kann beispielsweise eine diskontinuierliche oder eine kontinuierliche strukturierte Schicht sein. Die zweite Schicht 430 kann beispielsweise abgeschieden werden, beispielsweise durch Plasmaabscheidung oder chemische Dampfabscheidung (CVD), beispielsweise thermische CVD. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Schicht 430 eine Einzelschicht sein. Alternativ kann die zweite Schicht 430 mehrere Schichten einschließen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Schicht 430 aus einem einzigen Material bestehen oder ein einziges Material aufweisen. Alternativ kann die zweite Schicht 430 mehr als ein Material aufweisen. Die zweite Schicht 430 kann beispielsweise wenigstens ein Material aus einer Gruppe von Materialien aufweisen oder daraus bestehen, wobei die Gruppe einen Halbleiter, beispielsweise Silicium, beispielsweise Polysilicium, und ein Oxid, beispielsweise Siliciumdioxid, aufweist oder daraus besteht.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann wenigstens eine von der ersten Schicht 428 und der zweiten Schicht 430 genau in Bezug auf die strukturierte Maske 424 positioniert werden. Mit anderen Worten können, insbesondere wenn die erste Schicht 428 und/oder die zweite Schicht 430 strukturiert ist und/oder die Oberfläche nicht bedeckt, worauf sie gebildet wird, die erste Schicht 428 und/oder die zweite Schicht 430 so innerhalb einer Ebene der jeweiligen Schicht 428 und/oder 430 angeordnet werden, dass sich die Strukturen und/oder der Umfang der Schicht 428 und/oder 430 in vordefinierten relativen Positionen in Bezug auf die strukturierte Maske 424 befinden.
Wie in 4C dargestellt ist, kann das Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen ferner Folgendes aufweisen: Bilden einer ersten Öffnung 532 im Träger 420 von der zweiten Seite 427 des Trägers 420 entgegengesetzt zur ersten Seite 426 des Trägers 420, um eine Fläche 423 der strukturierten Maske 424 zumindest teilweise freizulegen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Öffnung 532 ein Hohlraum sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Öffnung 532 ein Graben sein. Die erste Öffnung 532 kann beispielsweise durch Plasmaätzen und/oder nasschemisches Ätzen geätzt werden. Ein zu ätzendes Gebiet kann durch eine zweite Maske 533, beispielsweise eine strukturierte zweite Maske 533, definiert werden. Die zweite Maske 533 kann auf der zweiten Seite 427 des Trägers 420 gebildet werden. Die zweite Maske 533 kann eine erste Seite, die der zweiten Seite 427 des Trägers 420 zugewandt ist, und eine zweite Seite, die der ersten Seite der zweiten Maske 533 entgegengesetzt ist, aufweisen.
Die zweite Maske 533 kann ein Material mit einer hohen Ätzselektivität in Bezug auf den Träger 420 aufweisen oder daraus bestehen. Die strukturierte zweite Maske 533 kann beispielsweise durch Bilden der zweiten Maske 533 als eine Schicht über der zweiten Seite 427 des Trägers 420 und anschließendes photolithographisches Strukturieren von ihr gebildet werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Material der zweiten Maske 424 zumindest ein Material aus der folgenden Gruppe von Materialien aufweisen oder daraus bestehen, wobei die Gruppe die folgenden aufweist oder aus den folgenden besteht: einem Oxid, beispielsweise Siliciumdioxid, Aluminiumoxid oder Siliciumoxynitrid, einem Nitrid, beispielsweise Siliciumnitrid, Kohlenstoff, einer Kohlenstoffverbindung, beispielsweise diamantartigem Kohlenstoff, einem Carbid, beispielsweise Siliciumcarbid, und hochtemperaturbeständigen Metallen, beispielsweise Wolfram.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann sich die erste Öffnung 532 von der zweiten Seite der zweiten Maske 533 durch die zweite Maske 533 und den Träger 420 zur ersten Seite 426 des Trägers 420 erstrecken. In diesem Fall kann die Tiefe der ersten Öffnung 532 die Summe der Dicke b des Trägers 420 und der zweiten Maske 533 sein. Gemäß anderen Ausführungsformen kann sich die erste Öffnung 532 beispielsweise nach dem Entfernen der zweiten Maske 533 von der zweiten Seite 427 des Trägers 420 durch den Träger 420 zur ersten Seite 426 des Trägers 420 erstrecken, so dass die Tiefe der ersten Öffnung 532 die Dicke b des Trägers 420 sein kann. Die erste Öffnung 532 kann auch als sich zwischen einem ersten Ende der ersten Öffnung 532 in der Nähe der ersten Seite 426 des Trägers 420 zu einem zweiten Ende der ersten Öffnung 532 in der Nähe der zweiten Seite 427 des Trägers 420 erstreckend beschrieben werden (unabhängig davon, ob die zweite Maske 533 noch auf dem Träger 420 liegt oder nicht).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Öffnung 532 so auf dem Träger 420 oder darin angeordnet werden, dass sie eine Fläche 423 der strukturierten Maske 424 zumindest teilweise freilässt. Mit anderen Worten kann die erste Öffnung 532 so im Träger 420 angeordnet werden, dass virtuelle Ebenen, die mit Seitenwänden 535 der ersten Öffnung 532 zusammenfallen und sich über die Seitenwände 535 hinaus zur strukturierten Maske 424 erstrecken, die strukturierte Maske 424 schneiden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die virtuellen Ebenen die strukturierte Maske 424 entlang dem gesamten durch die Seitenwände 535 der ersten Öffnung 532 gebildeten Umfang schneiden. Anders ausgedrückt kann die Bildung der ersten Öffnung 532, beispielsweise das Ätzen der ersten Öffnung 532, von der zweiten Seite 427 des Trägers 420 zumindest in der Nähe des Umfangs der ersten Öffnung 532 auf der strukturierten Maske 424 enden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, bei denen die Maske 424 durch den ersten Maskenabschnitt 424a und den zweiten Maskenabschnitt 424b gebildet wird, oder bei denen die Maske 424 keinen geschlossenen Umfang, sondern einen Umfang mit einer Öffnung, bilden kann, können die virtuellen Ebenen die strukturierte Maske 424 nur in Gebieten schneiden, in denen die strukturierte Maske 424 vorhanden ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die virtuellen Ebenen das Material 422 nicht schneiden, ohne zuerst die Maske 424 zu schneiden. Durch Bilden der ersten Öffnung 532 gemäß irgendwelchen der beschriebenen Ausführungsformen kann eine Fläche 423 der strukturierten Maske 424 zumindest teilweise freigelegt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Größe der ersten Öffnung parallel zur ersten Seite 426 nicht größer sein als die Größe der Maske 424, d.h. der Abstand zwischen entgegengesetzten Punkten am Außenrand 421 der strukturierten Maske 424.
In diesem Fall kann die erste Öffnung 532 so in den Träger 420 eingebracht werden, dass wenigstens ein Teil eines ersten Maskenabschnitts 424a der strukturierten Maske 424 und wenigstens ein Teil eines zweiten Maskenabschnitts 424b der strukturierten Maske 424 durch die erste Öffnung freigegeben werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in 4D dargestellt ist, kann das Verfahren ferner Folgendes aufweisen: Bilden einer zweiten Öffnung 536 im Material 422 von der zweiten Seite 427 des Trägers 420 unter Verwendung der strukturierten Maske 424 als Maske.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Öffnung 536 ein Hohlraum sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Öffnung 536 ein Graben sein. Beispielsweise kann sich die zweite Öffnung 536 gemäß verschiedenen Ausführungsformen von der ersten Seite 426 des Trägers 420 durch das Material 422 zur zweiten Fläche des Materials 422 erstrecken, so dass die Tiefe der zweiten Öffnung 536 die Dicke a des Materials 422 sein kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Öffnung 532 mit einer größeren Breite als die zweite Öffnung 536 gebildet werden, so dass der Abstand zwischen entgegengesetzten Punkten an einer Kante 535 des Trägers 520 entlang der ersten Öffnung 532 größer sein kann als der Abstand zwischen entgegengesetzten Punkten an einem Innenrand 537 des Materials 422, gemessen in der gleichen Richtung.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Öffnung 536 beispielsweise durch Plasmaätzen, beispielsweise durch einen Bosch-Ätzprozess und/oder ein nasschemisches Ätzen geätzt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Öffnung 536 beispielsweise anisotrop, beispielsweise durch einen Bosch-Ätzprozess, geätzt werden. Dies kann zu einer zweiten Öffnung 536 mit einem Innenrand 537 des Materials 422 führen, der mit einem Innenrand 419 der strukturierten Maske 424 abschließt, wie in 4D dargestellt ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann alternativ oder zusätzlich ein isotropes Ätzen ausgeführt werden, beispielsweise durch nasschemisches Ätzen. Dies kann zu einem Innenrand 537 des Materials 422 und/oder 422b führen, wie in 6A und 8A dargestellt ist, der weiter als bis zum Abschluss mit dem Innenrand 419 der strukturierten Maske 424 geätzt ist. Mit anderen Worten kann sich der Innenrand 537 des Materials 422 nach dem isotropen Ätzen zwischen der anderen Fläche 425 der strukturierten Maske 424 und der Vorderseitenstruktur 429 befinden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Muster der strukturierten Maske 424 so gebildet werden, dass es zwei Funktionen erfüllen kann. Erstens kann die strukturierte Maske 424 als die strukturierte Maske 424 für das Bilden der zweiten Öffnung 536 im Material 422 dienen, wobei der Innenrand 419 der strukturierten Maske 424 beispielsweise so angeordnet werden kann, dass die zweite Öffnung 536 im Material 422 von der ersten Öffnung 532 gebildet werden kann, beispielsweise durch Ätzen, und dass die zweite Öffnung 536, deren Struktur und Position durch die strukturierte Maske 424 definiert werden, an der gewünschten relativen Position mit Bezug auf die Struktur der ersten Schicht 428 und/oder der zweiten Schicht 430 positioniert werden kann. Zweitens kann die strukturierte Maske als ein Stopp für die Bildung der ersten Öffnung 532 dienen, beispielsweise als ein Ätzstopp, wenn die erste Öffnung 532 durch Ätzen, beispielsweise durch Plasmaätzen, Bosch-Ätzen oder nasschemisches Ätzen, gebildet wird. Dies bedeutet, dass der Außenrand 421 der strukturierten Maske 424 so gebildet werden kann, dass gewährleistet wird, dass die Linie, wo die virtuellen Ebenen entlang den Seitenwänden 535 der ersten Öffnung 532 die erste Seite des Trägers 420 kreuzen, angrenzend an die strukturierte Maske 424 (in 4D darunter) und nicht angrenzend an das Material 422 angeordnet wird, selbst wenn die vorstehend beschriebenen Effekte in der Art einer Neigung, einer Formänderung usw. während der Bildung der ersten Öffnung 532 auftreten. Mit anderen Worten kann die Größe der strukturierten Maske 424 orthogonal zu ihrer Dicke ein Gebiet definieren, in dem der Stopp für die Bildung der ersten Öffnung 532, beispielsweise der Ätzstopp, existiert.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Dicke a des Materials 422 viel kleiner sein als die Dicke b des Trägers 420, wobei das Verhältnis zwischen der Dicke des Trägers 420 und jener des Materials 422 oberhalb von 10, beispielsweise oberhalb von 100, beispielsweise bei etwa 200, liegen kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann es möglich sein, eine Öffnung an der ersten Schicht 428 und/oder der zweiten Schicht 430 von der zweiten Seite 427 des Trägers 420 zu erzeugen, ohne die genaue in der zweiten Maske 533 zu erzeugende Öffnung zu definieren, wodurch infolge der großen Tiefe der ersten Öffnung 532 große Abweichungen von der gewünschten Form der Öffnung an der ersten Schicht 428 und/oder der zweiten Schicht 430 hervorgerufen werden würden. Stattdessen kann die an der ersten Schicht 428 und/oder der zweiten Schicht 430 zu bildende Öffnung durch die strukturierte Maske 424 definiert werden und kann die in der Nähe der ersten Schicht 428 und/oder der zweiten Schicht 430 zu bildende Öffnung die zweite Öffnung 536 mit ihrer verhältnismäßig geringen Tiefe sein. Auf diese Weise kann ein großer seitlicher Versatz vermieden werden, und die Öffnung kann an fast genau der gewünschten Position gebildet werden. Falls beispielsweise während des Bildens der zweiten Öffnung 536 eine Neigung mit einem Winkel auftritt, der gleich dem Winkel ist, mit dem die erste Öffnung 532 geneigt werden kann, kann ein Faktor, um den der seitliche Versatz der ersten Öffnung 532 größer ist als der seitliche Versatz der zweiten Öffnung 536, das Verhältnis zwischen der Dicke b des Trägers 420 und der Dicke c des Materials 422 sein. Falls beispielsweise in einer Öffnungsstruktur während des Bildens einer ersten Öffnung 532 in einem Träger 420 mit einer Dicke von etwa 400 µm wegen einer Neigung um etwa 0,143° ein seitlicher Versatz von etwa 1 µm aufgetreten ist, würde eine während des Bildens einer zweiten Öffnung in einem Material 422 der Öffnungsstruktur auftretende Neigung mit dem gleichen Winkel, wobei das Material eine Dicke von etwa 2 µm aufweisen kann, zu einem seitlichen Versatz von nur etwa 50 nm führen. Dies bedeutet, dass durch die Verwendung der strukturierten Maske 424, die sich in der Nähe der zweiten Fläche des Materials 422 befinden kann, verglichen mit der zweiten Maske 533 als Maske zum Bilden der zweiten Öffnung 536, eine relative Positionierung der Strukturen der ersten Schicht 428 und/oder der zweiten Schicht 430 in Bezug auf die zweite Öffnung 536 mit sehr hoher Genauigkeit erreicht werden kann.
Wenn die strukturierte Maske 424 über der ersten Seite 426 des Trägers 420 gebildet wurde, kann der Innenrand 419 der strukturierten Maske 424 eine glatte Kante repräsentieren, die als eine strukturierte Maske 424 für das Bilden eines glatten Innenrands 537 auf dem zweiten Teil 422b des Materials 422 in der zweiten Öffnung 536 dienen kann, selbst wenn die Kante 535 des Trägers 420 entlang der ersten Öffnung 532 eine raue Kante sein kann.
Als anderer Weg zum Beschreiben des Verfahrens können die strukturierte Maske 424 und die zweite Maske 533 als eine Art eines "Fokussierungssystems" bildend betrachtet werden, wodurch das Bilden einer oberen Kante der zweiten Öffnung 536 an einer gewünschten Position mit hoher Genauigkeit ermöglicht wird, während gleichzeitig ziemlich lose Toleranzen für die Position und/oder die Form der ersten Öffnung 532 bzw. der zweiten Maske 533 ermöglicht werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren demgemäß Folgendes einschließen: Bilden der strukturierten Maske 424 über der ersten Seite 426 des Trägers 420, Bilden des Materials 422 über der ersten Seite 426 des Trägers 420, wodurch zumindest ein Teil des Trägers 420 bedeckt wird, Bilden der zweiten Maske 533 über der zweiten Seite 427 des Trägers 420 entgegengesetzt zur ersten Seite 426 des Trägers 420 und Bilden einer Öffnung 532, 536 im Träger 420 und im Material 422 von der zweiten Seite 427 des Trägers 420 unter Verwendung der zweiten Maske 533 und der strukturierten Maske 424 als Masken. Die Positionierungstoleranz und/oder die Formtoleranz für die zweite Maske 533 können loser sein als jene für die strukturierte Maske 424.
5A bis 5H zeigen einen Prozessablauf für ein Verfahren zum Bilden einer Öffnungsstruktur 600 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Sofern dies nicht spezifisch ausgeschlossen wird, können Materialien, Dicken und Größen von Strukturen, Techniken zum Bilden einer Schicht, einer Öffnung oder einer Struktur und andere Parameter die gleichen sein wie in Zusammenhang mit den entsprechenden Merkmalen in 4A bis 4D beschrieben.
Wie in 5A dargestellt ist, kann das Verfahren zum Bilden einer Öffnungsstruktur 600 gemäß verschiedenen Ausführungsformen das Bilden einer strukturierten Maske 424 über einer ersten Seite 426 eines Trägers 420 einschließen. Hierbei kann ein Maskenmaterial, beispielsweise ein Oxid, beispielsweise Tetraethylorthosilikat (TEOS), über der ersten Seite 426 des Trägers 420 abgeschieden werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das zum Bilden der strukturierten Maske 424 verwendete Material zusätzlich zum Bilden einer Ausrichtungsmarkierung 644 über der ersten Seite des Trägers 420 verwendet werden. Gemäß verschiedenen anderen Ausführungsformen kann die Ausrichtungsmarkierung 644 über der ersten Seite 426 des Trägers 420 gebildet werden, bevor die strukturierte Maske 424 gebildet wird oder nachdem diese gebildet wurde, beispielsweise unter Verwendung eines anderen Materials.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Dicke des über der ersten Seite 426 des Trägers 420 abgeschiedenen Materials der strukturierten Maske 424 so gewählt werden, dass eine gewünschte Dicke der strukturierten Maske 424 verbleiben kann, selbst nachdem ein CMP auf die strukturierte Maske 424 angewendet wurde. Die Dicke kann beispielsweise um 850 nm liegen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das TEOS verdichtet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Material der über der ersten Seite des Trägers 420 gebildeten strukturierten Maske 424 strukturiert werden, beispielsweise durch photolithographisches Strukturieren, d.h. ein durch einen Photoresist definiertes Muster kann im Material der strukturierten Maske 424 gebildet werden. Das Bilden des Musters im Material der strukturierten Maske 424 kann beispielsweise durch Ätzen, beispielsweise Plasmaätzen, ausgeführt werden. Danach kann der Photoresist entfernt werden, beispielsweise durch photochemisches Ätzen, Plasmaätzen, Plasmaveraschung und/oder nasschemisches Ätzen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in 5B dargestellt ist, kann bei dem Verfahren ferner das Material 422 über der ersten Seite 426 des Trägers 420 gebildet werden, wodurch zumindest ein Teil des Trägers 420 abgedeckt wird. Das Material 422 kann beispielsweise durch Abscheidung gebildet werden. Das Material 422 kann beispielsweise Polysilicium oder beispielsweise amorphes Silicium sein. Das Material 422 kann in situ dotiert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das zum Bilden des Materials 422, beispielsweise des Polysiliciums, verwendete Material auch für das Bilden einer zweiten Rückseitenschicht 648 über der ersten Rückseitenschicht 640 verwendet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Dicke des Materials 422 derart sein, dass die strukturierte Maske und das Material und möglicherweise auch die Ausrichtungsmarkierung eine gemeinsame Fläche bilden können, nachdem ein CMP von der Seite des Materials 422 über der ersten Seite 426 des Trägers 420 bis hinab zur Maske 424 ausgeführt wurde. Die Dicke des Materials kann zumindest gleich der gewünschten Dicke der Maske 424 nach dem CMP sein, beispielsweise gleich der Dicke, mit der die strukturierte Maske 424 gebildet wird, oder sie kann größer sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Material 422 auch über der strukturierten Maske 424 und/oder über der Ausrichtungsmaske 644 gebildet werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Material 422 nur über/auf dem Träger 420 gebildet werden und nicht über der strukturierten Maske 424 oder der Ausrichtungsmarkierung 644 gebildet werden.
Wie in 5C dargestellt ist, kann das Verfahren ferner Folgendes einschließen: chemisch-mechanisches Polieren/Planarisierung von der Seite des Materials 422 über der ersten Seite 426 des Trägers 420 bis hinab zur strukturierten Maske 424, bis eine andere Fläche 425 der strukturierten Maske 424 (und falls vorhanden eine entsprechende Fläche der Ausrichtungsmarkierung 644) freigelegt wurde (wurden) und/oder bis ein gewünschtes Niveau des Polierens/Planarisierens und/oder eine gewünschte Dicke der Maske 424 und/oder eine vordefinierte Dauer des CMP erreicht wurde. Die strukturierte Maske 424 kann dick genug gebildet worden sein, um ein Dünnen durch dieses CMP zu ermöglichen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in 5D dargestellt ist, kann das Verfahren ferner das Bilden einer Ausrichtungsmarkierungs-Ätzmaske 650 über der strukturierten Maske 424 und/oder über dem Material 422 einschließen. Die Ausrichtungsmarkierungs-Ätzmaske 650 kann beispielsweise aus Photoresist bestehen. Die Ausrichtungsmarkierung 644 kann entfernt werden, beispielsweise durch nasschemisches Oxidätzen.
Gemäß verschiedenen anderen Ausführungsformen, beispielsweise falls die Ausrichtungsmarkierung 644 aus einem anderen Material als dem Material der strukturierten Maske 424 gebildet wird, beispielsweise falls das Material andere Entfernungseigenschaften, beispielsweise Ätzeigenschaften, sowohl vom Material 422 als auch vom Material der strukturierten Maske 424 aufweist, kann die Ausrichtungsmarkierung 644 entfernt, beispielsweise geätzt, werden, ohne die Ausrichtungsmarkierungs-Ätzmaske 650 zu bilden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in 5F dargestellt ist, kann das Verfahren ferner Folgendes einschließen: Bilden eines zweiten Teils 422b des Materials 422 über dem Material 422 und möglicherweise auch über der strukturierten Maske 424 und/oder dem Träger 420 in einem Gebiet, in dem die Ausrichtungsmarkierung 644 entfernt wurde. Das Material des zweiten Teils 422b des Materials 422 kann gleich dem Material 422 sein, oder es kann ein anderes Material sein, beispielsweise ein Material mit ähnlichen Eigenschaften wie das Material 422, beispielsweise mit ähnlichen physikalischen, chemischen, mechanischen und/oder elektrischen Eigenschaften, beispielsweise mit einem ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten und/oder mit ähnlichen Entfernungseigenschaften, beispielsweise Ätzeigenschaften. Das Material des zweiten Teils 422b des Materials 422 kann beispielsweise in situ dotiert werden. Auf diese Weise können innere Spannungen (welche den Träger 420 biegen könnten) nach einer späteren Erwärmung vermieden werden und kann eine gute elektrische Verbindbarkeit mit dem Träger 420 bereitgestellt werden. Das Bilden des zweiten Teils 422b des Materials 422 kann eine Abscheidung, beispielsweise eine Abscheidung von Polysilicium oder amorphem Silicium, einschließen. Der zweite Teil 422b des Materials 422 (oder allgemeiner über dem Material 422) kann eine beliebige Dicke aufweisen, die erforderlich ist, um eine Vorderseitenstruktur 761 (siehe 5H) über dem zweiten Teil 422b des Materials 422 (oder allgemeiner über dem Material 422) zu bilden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein starrer Körper durch ein dickes Material 422 (und falls vorhanden 422b) bereitgestellt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vorderseitenstruktur 761 eine vordefinierte Tiefe einer Öffnung (beispielsweise entsprechend der zweiten Öffnung in 4D oder einer Kombination der ersten Öffnung 532 und der zweiten Öffnung 536 in 4D) erfordern. Beispielsweise kann der zweite Teil 422b des Materials 422 eine Dicke in einem Bereich von etwa 500 nm bis etwa 3 µm, beispielsweise von etwa 1 µm bis etwa 1,5 µm, beispielsweise um 1,4 µm, aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, bei denen der zweite Teil 422b des Materials 422 auch in dem Gebiet gebildet wird, in dem die Ausrichtungsmarkierung 644 entfernt wurde, können die Breite x der Ausrichtungsmarkierung 644 (siehe 5A) und die Dicke des zweiten Teils 422b des Materials 422 so ausgewählt werden, dass das Gebiet, in dem die Ausrichtungsmarkierung 644 entfernt wurde, nicht vollständig durch den zweiten Teil 422b des Materials 422 ausgefüllt wird. Mit anderen Worten kann die Breite der Ausrichtungsmarkierung 644 so festgelegt werden, dass sie groß genug ist, und/oder kann die Dicke des zweiten Teils 422b des Materials 422 dünn genug ausgewählt werden, so dass die Position, an der die Ausrichtungsmarkierung 644 angeordnet wurde, selbst nach dem Bilden des zweiten Teils 422b des Materials 422 identifiziert werden kann, beispielsweise durch einen Hohlraum, der an oder über der Position verbleibt, an der die Ausrichtungsmarkierung 644 angeordnet wurde.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, beispielsweise falls das Material 422 und/oder der zweite Teil 422b des Materials 422 aus Polysilicium oder amorphem Silicium bestehen, können das Material 422 und/oder der zweite Teil 422b des Materials 422 kristallisiert werden, beispielsweise durch thermisches Tempern (Erwärmen).
Eine Vorderseitenstruktur 761 (wie in 5H und 6A dargestellt ist und entsprechend der Vorderseitenstruktur 429 in 4D) kann beispielsweise ein Mikrofon oder einen Lautsprecher, eine Membran 762 für ein Mikrofon oder einen Lautsprecher oder eine Membran 762 mit einer Haltestruktur 758, 760 aufweisen oder daraus bestehen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Membran 762 im Wesentlichen eine ebene Membran sein. Gemäß verschiedenen anderen Ausführungsformen kann die Membran 762 eine Wellung 752 aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in 5G dargestellt ist, worin ein Gebiet nach der Weiterverarbeitung dargestellt ist, das durch mit A und A’ in 5F bezeichnete vertikale Linien angegeben ist, kann die Wellung 752 im zweiten Teil 422b des Materials 422 gebildet werden, wodurch eine Form oder ein Formkörper für die in der Membran 762 zu bildende Wellung 752 bereitgestellt wird. Die Positionierung der Wellung 752 in einer Ebene des Materials, worin sie gebildet ist, d.h. im zweiten Teil 422b des Materials 422 oder im Material 422, kann durch die Ausrichtungsmarkierung 644 oder durch den Hohlraum, der an oder über der Position verbleibt, an der die Ausrichtungsmarkierung 644 angeordnet wurde, genau eingestellt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, beispielsweise falls keine zweckgebundene Ausrichtungsmarkierung erforderlich ist, beispielsweise weil die strukturierte Maske 424 verwendet werden kann, um die genaue Positionierung der Wellung 752 oder allgemein der Vorderseitenstruktur 429 (wie in 4D) zu gewährleisten, kann die Wellung 752 im Material 422 gebildet werden oder kann die Vorderseitenstruktur 429 allgemeiner über dem Material 422 oder darin gebildet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Bildung der Wellung 752 eine lokale Oxidation von Silicium, d.h. des zweiten Teils 422b des Materials 422 oder des Materials 422, ein Ätzen der Wellung 752 und ein Entfernen des Oxids (nicht dargestellt) einschließen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in 5H dargestellt ist, kann die Bildung der Vorderseitenstruktur 761 ferner Folgendes einschließen: Bilden einer ersten Schicht 758 über dem zweiten Teil 422b des Materials 422, einer Zwischenschicht 760 über der ersten Schicht 758 und einer zweiten Schicht 762 (auch als Membran 762 bezeichnet) über der Zwischenschicht 760.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Bilden der ersten Schicht 758 beispielsweise das Bilden einer Oxidschicht, beispielsweise durch schnelle thermische Oxidation, einschließen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Schicht 758 als eine Diffusionsbarriere für die Zwischenschicht dienen, um eine Ausdiffusion aus der Zwischenschicht zu verhindern oder abzumildern, beispielsweise falls die Zwischenschicht 760 aus Borophosphosilikatglas besteht. Die erste Schicht 758 kann eine Dicke im Bereich von etwa 1 nm bis etwa 1 µm, beispielsweise von etwa 100 nm bis etwa 500 nm, aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Bilden der Zwischenschicht 760 beispielsweise das Bilden einer Borophosphosilikatglasschicht, beispielsweise durch Abscheiden, einschließen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Zwischenschicht 760 fließend gemacht werden, beispielsweise durch Erwärmen über einen Fließpunkt. Die Zwischenschicht 760 kann so dünn wie möglich gebildet werden, während eine ausreichende Stabilität bereitgestellt wird. Beispielsweise kann die Zwischenschicht eine Dicke im Bereich von etwa 100 nm bis etwa 300 nm, beispielsweise von etwa 150 nm, aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Bilden der zweiten Schicht 762 das Bilden einer Oxidschicht, beispielsweise durch Abscheidung, beispielsweise durch TEOS-Abscheidung oder durch Plasmaabscheidung, einschließen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Schicht 762 eine Dicke im Bereich von etwa 50 nm bis etwa 1 µm, beispielsweise von etwa 300 bis etwa 700 nm, beispielsweise von etwa 330 nm oder etwa 660 nm, aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren verschiedene Weiterverarbeitungen einschließen, beispielsweise das Bilden einer ersten Öffnung 532 und einer zweiten Öffnung 536, wie in Zusammenhang mit 4C und 4D und mit 6A und 6B beschrieben.
6A und 6B zeigen Querschnitte einer Öffnungsstruktur 600 gemäß verschiedenen Ausführungsformen und bei verschiedenen Stufen während eines Herstellungsprozesses.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Öffnungsstruktur 600 Folgendes aufweisen: einen Träger 420 mit einer ersten Seite 426 und einer der ersten Seite 426 entgegengesetzten zweiten Seite 427, eine strukturierte Maske 424, die über der ersten Seite 426 des Trägers 420 gebildet ist, eine erste Öffnung 532, die im Träger 420 gebildet ist, wobei sich die erste Öffnung 532 zwischen der ersten Seite 426 des Trägers 420 und der zweiten Seite 427 des Trägers 420 erstreckt und wobei die erste Öffnung 532 an einem ersten Ende der ersten Öffnung 532 zumindest teilweise von der strukturierten Maske 424 bedeckt ist, ein Material 422, das über zumindest einem Teil des Trägers 420 auf der ersten Seite 426 des Trägers 420 gebildet ist, und eine zweite Öffnung 536, die im Material 422 in Fluidkommunikation mit der ersten Öffnung 532 gebildet ist. Die Öffnungsstruktur 600 kann unter Verwendung eines Verfahrens gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in Zusammenhang mit 4A bis 4D,
5A bis 5H oder 7A bis 7E beschrieben, gebildet worden sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Öffnungsstruktur in Zusammenhang mit den Verfahren zu ihrer Herstellung beschriebene Merkmale aufweisen und umgekehrt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Öffnungsstruktur 600 weiteren Verarbeitungen unterzogen worden sein, von denen zumindest einige nachfolgend beschrieben werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Öffnungsstruktur 600 ferner einen zweiten Teil 422b des Materials 422 aufweisen, der zumindest teilweise über dem Material 422 gebildet sein kann. Der zweite Teil 422b des Materials 422 kann zusätzlich zumindest teilweise über der strukturierten Maske 424 gebildet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der zweite Teil 422b des Materials 422 zusammen mit dem Material 422 gebildet sein. In diesem Fall können das Material 422 und der zweite Teil 422b des Materials 422 zusammen als das Material 422 bildend angesehen werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Öffnungsstruktur 600 ferner eine Vorderseitenstruktur 761 aufweisen, die zumindest teilweise über dem zweiten Teil 422b des Materials 422 und/oder über dem Material 422 gebildet ist. Die Vorderseitenstruktur 761 kann zusätzlich zumindest teilweise über der strukturierten Maske 424 gebildet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vorderseitenstruktur 761 eine erste Schicht 758 aufweisen. Die Vorderseitenstruktur 761 kann eine Zwischenschicht 760 und/oder eine zweite Schicht 762 aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die genau geformte und positionierte strukturierte Maske 424 einen Innenrand 419 aufweisen, der eine glatte Kante repräsentieren kann. Die strukturierte Maske 424 mit ihrem Innenrand 419 kann als eine Maske zum Bilden eines glatten Innenrands 537 auf dem zweiten Teil 422b des Materials 422 in der zweiten Öffnung 536 dienen, wenngleich die Kante 535 des Trägers 420 eine raue Kante sein kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann in der Öffnungsstruktur 600 der zweite Teil 422b des Materials 422 nicht elektrisch schwebend sein, und er kann vielmehr in elektrischem Kontakt mit dem Träger 420 stehen und daher das elektrische Potential des Trägers 420 aufweisen. Folglich können zusätzliche Prozesse, beispielsweise photolithographische Prozesse, zum elektrischen Kontaktieren des zweiten Teils 422b des Materials 422 nicht erforderlich sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der zweite Teil 422b des Materials 422 so dick wie gewünscht sein, beispielsweise so dick wie von einer vorgesehenen Anwendung benötigt. Nichtsdestoweniger kann dies ohne Einführen einer zusätzlichen Topologie erreicht werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der zweite Teil 422b des Materials 422 zusammen mit dem Träger 420 zerlegt/zersägt werden. Beispielsweise kann der Träger 420 zusammen mit dem Material 422 und/oder mit dem zweiten Teil 422b des Materials 422 zerlegt werden. Das Zerlegen der Öffnungsstruktur 600 kann beispielsweise durch Laserzerlegen/Sägen ausgeführt werden. Die Öffnungsstruktur 600 kann für ein Laserzerlegen geeignet sein, weil das Material 422 und der zweite Teil 422b des Materials 422 ähnlich dem Material des Trägers 420 sein können oder dem Material des Trägers 420 gleichen können. Das Zerlegen kann vertikal zur ersten Seite 426 und/oder zur zweiten Seite 427 des Trägers 420 ausgeführt werden. Das Zerlegen kann beispielsweise in einem Gebiet ausgeführt werden, in dem die Öffnungsstruktur 600 vertikal zur ersten Seite 426 und/oder zur zweiten Seite 427 des Trägers 420 zerlegt werden kann, ohne durch die strukturierte Hartmaske 424 und/oder durch die Vorderseitenstruktur 761 und/oder durch die erste Öffnung 532 und/oder durch die zweite Öffnung 536 zu schneiden.
Es kann ein chemisch-mechanisches Polieren ausgeführt werden, bevor die Vorderseitenstruktur 761 gebildet wird. Die Vorderseitenstruktur 761, beispielsweise ein mikroelektromechanisches System, beispielsweise eine Membran mit einer Wellung oder ohne eine Wellung, kann in der Öffnungsstruktur 600 gebildet werden, ohne ein späteres chemisch-mechanisches Polieren berücksichtigen zu müssen.
Wie in 6B dargestellt ist, kann die Öffnungsstruktur 600 gemäß verschiedenen Ausführungsformen ferner eine dritte Öffnung 872 aufweisen. Die dritte Öffnung 872 kann aus einer Richtung der zweiten Öffnung 536 gebildet werden und in Fluidkommunikation mit der zweiten Öffnung 536 stehen. Der zweite Teil 422b des Materials 422 kann als eine strukturierte Maske zur Bildung der dritten Öffnung 872 dienen. Ein Innenrand 537 des zweiten Teils 422b des Materials 422 kann glatt sein. Er kann glatt gebildet worden sein, wenn die zweite Öffnung 536 unter Verwendung der strukturierten Maske 424 als Maske gebildet wurde. Der zweite Teil 422b des Materials 422 kann mit einer genauen Form und Positionierung in Bezug auf die Vorderseitenstruktur 761 strukturiert worden sein. Er kann dazu dienen, eine glatte, genau ausgerichtete und geformte Kante zu bilden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Bilden der dritten Öffnung 872 beispielsweise durch Ätzen, beispielsweise durch Plasmaätzen oder nasschemisches Ätzen, beispielsweise durch Ätzen unter Verwendung von Fluorwasserstoff oder Flusssäure, ausgeführt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Volumen der ersten Schicht 758 und der strukturierten Maske 424 verringert werden, beispielsweise durch Ätzen während des Bildens der dritten Öffnung 872. Es kann auch das Volumen der Zwischenschicht 760 verringert werden, wobei sie beispielsweise während des Bildens der dritten Öffnung 872 geätzt werden kann. Dadurch kann ein neuer Innenrand 876 auf der strukturierten Maske 424 gebildet werden, kann die erste Schicht 758 einen Innenrand 874 neu bilden und kann die Zwischenschicht 760 einen Innenrand 878 neu bilden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Positionierung des Innenrands 874 der ersten Schicht 758 und des Innenrands 878 der Zwischenschicht 760 von der Vorderseitenstruktur 761 und ihrer vorgesehenen Funktionalität und Positionierung abhängen. Im Allgemeinen sollten die Innenränder 874 und/oder 878 jedoch nicht so weit zurückgezogen werden, dass die Vorderseitenstruktur 761 oder wesentliche Teile der Vorderseitenstruktur 761 von der Öffnungsstruktur 600 abgelöst werden. Mit anderen Worten sollte der dritte Hohlraum 872 zumindest klein genug gebildet werden, damit die Vorderseitenstruktur 761 oder zumindest jene Teile, die für die Funktionalität der Öffnungsstruktur 600 wesentlich sind, physikalisch mit der Öffnungsstruktur 600 verbunden bleiben können. Beispielsweise kann die zweite Schicht 762 der Vorderseitenstruktur 761 eine Membran 762 bilden, die in der Nähe ihrer Kante durch Teile der ersten Schicht 758 und/oder der Zwischenschicht 760 getragen wird, welche außerhalb ihrer jeweiligen Innenränder 874 und/oder 878 verbleiben, wodurch eine Tragstruktur gebildet wird. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vorderseitenstruktur 761 Strukturen aufweisen, die möglicherweise ausgeräumt werden müssen, um die Funktionalität der Vorderseitenstruktur 761 zu gewährleisten. Im Fall der Membran 762 können solche Strukturen beispielsweise ein Entlüftungsloch 868 oder die Wellung 752 einschließen. In diesem Fall kann der dritte Hohlraum 872 in einer solchen Weise gebildet werden, beispielsweise groß genug und wobei die Innenränder 874 und/oder 878 weit genug vom Zentrum des dritten Hohlraums 872 zurückgezogen werden, um zu gewährleisten, dass die Strukturen von Material befreit werden, wodurch ihre geeignete Funktionsweise behindert wird. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in 6A dargestellt ist, kann dies bedeuten, dass die erste Schicht 758 und die zweite Schicht 760 vollständig unter der Wellung 752 und unter dem Entlüftungsloch 868 entfernt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die erste Schicht 758 und/oder die Zwischenschicht 760 innerhalb ihrer Innenränder 874 und/oder 878 jeweils den dritten Hohlraum 872 bilden. Der dritte Hohlraum 872, der zweite Hohlraum 536 und der erste Hohlraum 532 können in Fluidkommunikation stehen. Sie können eine Verbindung mit mehr oder weniger Freiraum unter zumindest einem Teil der Vorderseitenstruktur 761, d.h. auf einer Seite der Vorderseitenstruktur 761, die dem Träger 420 zugewandt sein kann, bilden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, beispielsweise falls die Vorderseitenstruktur 761 die Membran 762 aufweist, können der dritte Hohlraum 872, die Kombination des dritten Hohlraums 872 und des zweiten Hohlraums 536 oder die Kombination des dritten Hohlraums 872, des zweiten Hohlraums 536 und des ersten Hohlraums 532 einen Freiraum bereitstellen, der eine Bewegung der Membran 762 in den Hohlraum oder die Hohlräume und daraus heraus ermöglichen kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann dieser Freiraum ähnlich für die Vorderseitenstrukturen 761 bereitgestellt werden, die einen Raum für eine Bewegung, ein Resonanzvolumen, ein evakuiertes oder fluidgefülltes Volumen oder dergleichen erfordern können.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können der Abstand zwischen einem Innenrand 537 des zweiten Teils 422b des Materials 422 und einem Innenrand 874 der ersten Schicht 758, die Dicke der ersten Schicht 758, die Dicke der Zwischenschicht 760, die Größe/der Durchmesser des Innenrands 874 der ersten Schicht 758 und für die Bewegung eines beweglichen Teils der Vorderseitenstruktur 761 relevante Parameter so gewählt werden, dass ein vorstehender Teil des zweiten Teils 422b des Materials 422, der in die zweite Öffnung 536 vorstehen kann, die Bewegung des beweglichen Teils der Vorderseitenstruktur 761 nicht behindern kann und/oder ihn nicht beschädigen kann.
7A bis 7E zeigen einen Prozessablauf für ein Verfahren zum Bilden einer Öffnungsstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Sofern dies nicht spezifisch ausgeschlossen wird, können die Materialien, Dicken und Größen von Strukturen, Techniken zur Bildung einer Schicht, einer Öffnung oder einer Struktur und andere Parameter die gleichen sein wie in Zusammenhang mit entsprechenden Merkmalen in 4A bis 4D, 5A bis 5H oder 6A oder 6B beschrieben.
Wie in 7A dargestellt ist, kann beim Verfahren zur Bildung einer Öffnungsstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine strukturierte Maske 424 über einer ersten Seite 426 eines Trägers 420 gebildet werden. Hierbei kann ein Maskenmaterial, beispielsweise ein Oxid, beispielsweise Tetraethylorthosilikat (TEOS) oder ein thermisches Oxid, über der ersten Seite 426 des Trägers 420 abgeschieden werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Dicke des Materials der über der ersten Seite 426 des Trägers 420 abgeschiedenen strukturierten Maske 424 beispielsweise 650 nm betragen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das TEOS verdichtet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Material der über der ersten Seite des Trägers 420 gebildeten strukturierten Maske 424 strukturiert werden, beispielsweise durch photolithographische Strukturierung, d.h. ein durch einen Photoresist definiertes Muster kann im Material der strukturierten Maske 424 gebildet werden. Das Bilden des Musters im Material der strukturierten Maske 424 kann beispielsweise durch Ätzen, beispielsweise Plasmaätzen, ausgeführt werden, wobei die erste Rückseitenschicht 640 intakt gelassen werden kann. Anschließend kann der Photoresist entfernt werden, beispielsweise durch photochemisches Ätzen, Plasmaätzen, Plasmaveraschung und/oder nasschemisches Ätzen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in 7B dargestellt ist, kann bei dem Verfahren ferner das Material 422 über der ersten Seite 426 des Trägers 420, wodurch zumindest ein Teil des Trägers 420 abgedeckt wird, und über der strukturierten Maske 424 gebildet werden. Das Material 422 kann beispielsweise durch Abscheidung oder SEG gebildet werden. Das Material 422 kann beispielsweise Silicium, beispielsweise Polysilicium oder amorphes Silicium, sein. Das Material 422 kann in situ dotiert werden, so dass eine Erwärmung der Öffnungsstruktur keine Spannungen innerhalb des Materials 422 erzeugen kann, und um einen guten elektrischen Kontakt mit dem Träger 420 bereitzustellen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Dicke des Materials 422 derart sein, dass das Material 422 von der Seite des Materials 422 über der ersten Seite 426 des Trägers 420 einem CMP unterzogen werden kann, wobei jedoch zumindest eine dünne Schicht des Materials 422 über der strukturierten Maske 424 verbleibt. Mit anderen Worten kann die Dicke des Materials 422 zumindest die Summe aus der Dicke der strukturierten Maske 424 und der Dicke der dünnen Schicht des Materials 422 sein. Die Dicke des Materials 422 kann beispielsweise 1100 nm betragen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Ausrichtungsmarkierung 979 in Material 422 und im Träger 420 aus dem Material 422 oberhalb der ersten Seite 426 des Trägers 420 gebildet werden. Die Ausrichtungsmarkierung 979 kann eine Öffnung, beispielsweise ein Hohlraum oder ein Graben, sein. Die Ausrichtungsmarkierung 979 kann durch Ätzen, beispielsweise durch Plasmaätzen, beispielsweise durch isotropes Ätzen, gebildet werden. Das Ätzen kann photolithographisch ausgeführt werden, beispielsweise unter Verwendung einer Photomaske (nicht dargestellt).
Die Tiefe d und die Breite x’ der Ausrichtungsmarkierung 979 können von der Dicke des Materials 422b abhängen. Ein dickes Material 422b kann die Ausrichtungsmarkierung 979 ausfüllen, so dass sie nicht als Ausrichtungsmarkierung erkannt werden kann. Demgemäß können die Tiefe d und die Breite x’ der Ausrichtungsmarkierung 979 so ausgewählt werden, dass die Ausrichtungsmarkierung 979 nicht durch das Material 422b mit der vorgesehenen Dicke aufgefüllt werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Breite der Struktur in der Photomaske, die zur Bildung der Ausrichtungsmarkierung 979 verwendet wird, mit der Dicke des Materials 422b korrelieren, so dass, falls das Material 422b dicker ist, die Ausrichtungsmarkierung 979 breiter und/oder tiefer gebildet werden kann, und, falls das Material 422b dünner ist, die Ausrichtungsmarkierung 979 schmaler und/oder flacher gebildet werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Ausrichtungsmarkierung 979 eine Tiefe von etwa 600 nm und eine Breite von etwa 4 µm aufweisen. Gemäß anderen Ausführungsformen kann die Ausrichtungsmarkierung irgendeine Kombination des Erhaltens dieser Tiefe oder Breite, des Tiefer- oder Flachermachens der Ausrichtungsmarkierung 979 und des Schmaler- oder Breitermachens von dieser aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Photomaske entfernt werden.
Wie in 7C dargestellt ist, kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen die Öffnungsstruktur 900 von der Seite des Materials 422 poliert werden, beispielsweise durch CMP. Eine glatte, ebene Fläche des Materials 422 kann beispielsweise über der strukturierten Maske 424 und über dem Material 422 gebildet werden. Die Dicke des Materials 422 über dem Träger 420 nach dem Polieren kann größer sein als die Dicke der strukturierten Maske 424, wobei die Dicke des Materials 422 über dem Träger 420 beispielsweise etwa 900 nm betragen kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in 7C dargestellt ist, kann bei dem Verfahren ferner ein zweiter Teil 422b des Materials 422 über dem Material 422 und über dem Träger 420 in einem Gebiet gebildet werden, in dem die Ausrichtungsmarkierung 979 gebildet wurde, möglicherweise auch über der strukturierten Maske 424. Das Material des zweiten Teils 422b des Materials 422 kann gleich dem Material 422 sein, oder es kann ein anderes Material sein, beispielsweise ein Material mit ähnlichen Eigenschaften wie das Material 422, beispielsweise mit ähnlichen physikalischen, chemischen, mechanischen und/oder elektrischen Eigenschaften, beispielsweise mit einem ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten und/oder mit ähnlichen Entfernungseigenschaften, beispielsweise Ätzeigenschaften. Das Material des zweiten Teils 422b des Materials 422 kann beispielsweise in situ dotiert werden. Auf diese Weise können innere Spannungen (welche den Träger 420 biegen könnten) nach einer späteren Erwärmung vermieden werden und kann eine gute elektrische Verbindbarkeit mit dem Träger 420 bereitgestellt werden. Das Bilden des zweiten Teils 422b des Materials 422 kann eine Abscheidung, beispielsweise eine Abscheidung von Polysilicium oder amorphem Silicium, einschließen. Der zweite Teil 422b des Materials 422 (oder allgemeiner über dem Material 422) kann eine beliebige Dicke aufweisen, die erforderlich ist, um eine Vorderseitenstruktur 761 (siehe 5H) über dem zweiten Teil 422b des Materials 422 (oder allgemeiner über dem Material 422) zu bilden. Insbesondere kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen ein starrer Körper durch ein dickes Material 422 (und, falls vorhanden, 422b) bereitgestellt werden. Dieser kann in der Art eines dicken Trägers 420 wirken.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Brechen der Vorderseitenstruktur 429 auf einer rauen Kante eines Trägers um einen Hohlraum, wie es bei einer Öffnungsstruktur aus dem Stand der Technik geschehen kann, falls sie einen Anprall erleidet, vermieden werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vorderseitenstruktur 761 eine vordefinierte Tiefe einer Öffnung (beispielsweise entsprechend der zweiten Öffnung in 4D oder einer Kombination der ersten Öffnung 532 und der zweiten Öffnung 536 in 4D) erfordern. Beispielsweise kann der zweite Teil 422b des Materials 422 eine Dicke in einem Bereich von etwa 500 nm bis etwa 3 µm, beispielsweise von etwa 1 µm bis etwa 1,5 µm, beispielsweise um 1,4 µm, aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, bei denen der zweite Teil 422b des Materials 422 auch in dem Gebiet gebildet wird, in dem die Ausrichtungsmarkierung 979 gebildet wurde, können die Breite x’ der Ausrichtungsmarkierung 979 (siehe 7B) und die Dicke des polierten/planarisierten Materials 422 und des zweiten Teils 422b des Materials 422 so ausgewählt werden, dass das Gebiet, in dem die Ausrichtungsmarkierung 979 gebildet wurde, nicht vollständig durch den zweiten Teil 422b des Materials 422 ausgefüllt wird. Mit anderen Worten kann die Breite der Ausrichtungsmarkierung 979 so festgelegt werden, dass sie groß genug ist, und/oder kann die Dicke des zweiten Teils 422b des Materials 422 dünn genug ausgewählt werden, so dass die Position, an der die Ausrichtungsmarkierung 979 positioniert wurde, selbst nach dem Bilden des zweiten Teils 422b des Materials 422 identifiziert werden kann, beispielsweise durch einen Hohlraum, der an oder über der Position verbleibt, an der die Ausrichtungsmarkierung 979 gebildet wurde.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, beispielsweise falls das Material 422 und/oder der zweite Teil 422b des Materials 422 aus Polysilicium oder amorphem Silicium bestehen, können das Material 422 und/oder der zweite Teil 422b des Materials 422 kristallisiert werden, beispielsweise durch thermisches Tempern (Erwärmen).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Wellung 752 oder vielmehr eine Form oder ein Formkörper für die in der Membran 762 zu bildende Wellung 752, gemäß in Zusammenhang mit 5G beschriebenen Prozessen und mit den gleichen Argumenten, Materialien, Parametern, Ergebnissen usw. gebildet werden. Als Ausrichtungsmarkierung kann die Ausrichtungsmarkierung 979 oder der Hohlraum, der an oder über der Position verbleibt, an der sich die Ausrichtungsmarkierung 979 befand, verwendet werden.
Wie in 7E dargestellt ist, kann beim Verfahren zum Bilden der Öffnungsstruktur 900 gemäß verschiedenen Ausführungsformen ferner eine Vorderseitenstruktur 761 gebildet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vorderseitenstruktur 761 in der gleichen Weise und mit den gleichen Prozessen, Parametern, Materialien usw. gebildet werden wie in Zusammenhang mit 5H beschrieben.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren verschiedene weitere Verarbeitungen einschließen, beispielsweise das Bilden einer ersten Öffnung 532 und einer zweiten Öffnung 536, wie in Zusammenhang mit 4C und 4D, 6A und 6B und 8A und 8B beschrieben.
8A und 8B zeigen Querschnitte einer Öffnungsstruktur 900 gemäß verschiedenen Ausführungsformen und bei verschiedenen Stufen während eines Herstellungsprozesses. Die Öffnungsstruktur 900 kann durch Anwenden eines Verfahrens gemäß verschiedenen Ausführungsformen gebildet worden sein, die in Zusammenhang mit 4A bis 4D, 5A bis 5H, 7A bis 7E, 8A und/oder 8B beschrieben wurden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Öffnungsstruktur 900 in Zusammenhang mit den Verfahren zu ihrer Herstellung beschriebene Merkmale aufweisen und umgekehrt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Öffnungsstruktur 900 nach der in 7E dargestellten Stufe einer Weiterverarbeitung unterzogen worden sein, wobei zumindest ein Teil davon jener entsprechen kann, die in Zusammenhang mit der auf die Öffnungsstruktur 600 angewendeten Verarbeitung, beispielsweise in Zusammenhang mit 6A und 6B, beschrieben wurde.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können sich die Öffnungsstrukturen 600 aus 6A und 6B von den Öffnungsstrukturen 900 aus 8A und 8B durch eine über der strukturierten Maske 424 gebildete dünne Schicht des Materials 422 unterscheiden, welche in der Öffnungsstruktur 900 vorhanden sein kann und in der Öffnungsstruktur 600 nicht vorhanden sein kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, bei denen das Material 422 und der zweite Teil des Materials 422b aus dem gleichen Material bestehen können, kann dieser Unterschied in den Öffnungsstrukturen 600 bzw. 900 nicht merklich sein, sondern nur beim Verfahren zur Herstellung der Öffnungsstrukturen 600 bzw. 900 bemerkt werden. Zusätzlich können sich die Öffnungsstrukturen 600 und 900 durch die Ausrichtungsmarkierungen 644 bzw. 979 unterscheiden, die in 6A, 6B, 8A und 8B nicht dargestellt sind.
9 zeigt ein schematisches Diagramm eines Verfahrens zum Bilden einer Öffnungsstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann bei dem Verfahren bei 1272 eine strukturierte Maske über einer ersten Seite eines Trägers gebildet werden. Dann kann dabei bei 1274 ein Material über der ersten Seite des Trägers gebildet werden, wodurch zumindest ein Teil des Trägers bedeckt wird. Bei dem Verfahren kann ferner bei 1276 eine erste Öffnung im Träger von einer zweiten Seite des Trägers entgegengesetzt zur ersten Seite des Trägers gebildet werden, um zumindest teilweise eine Fläche der strukturierten Maske freizulegen. Dabei kann ferner bei 1278 eine zweite Öffnung im Material von der zweiten Seite des Trägers unter Verwendung der strukturierten Maske als Maske gebildet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren eine Weiterverarbeitung einschließen, beispielsweise gemäß verschiedenen Ausführungsformen, die in Zusammenhang mit 4A bis 4D, 5A bis 5H, 6A, 6B, 7A bis 7E, 8A und 8B beschrieben wurden.
10A bis 10D zeigen einen Prozessablauf für ein Verfahren zur Bildung einer Öffnungsstruktur 1300 und einer Öffnungsstruktur 1300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in 10A dargestellt ist, kann bei dem Verfahren wenigstens eine Öffnung 1380 in einem Träger 420 von einer ersten Seite 426 des Trägers gebildet werden. Der Träger 420 kann die gleichen Eigenschaften aufweisen wie der Träger 420 nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die wenigstens eine Öffnung 1380 durch Ätzen, beispielsweise durch Plasmaätzen, gebildet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Tiefe der wenigstens einen Öffnung 1380 in etwa gleich der Höhe der zu bildenden strukturierten Maske 424 sein, wobei die zu bildende strukturierte Maske 424 ähnlich der strukturierten Maske 424 gemäß den zuvor beschriebenen Ausführungsformen sein kann, mit der Ausnahme, dass die strukturierte Maske 424 gemäß verschiedenen gegenwärtig beschriebenen Ausführungsformen innerhalb des Trägers 420 gebildet werden kann, während die strukturierte Maske 424 gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen auf dem Träger 420 gebildet wurde.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Anzahl, der Ort und die Form der wenigstens einen Öffnung 1380 der Form der zu bildenden strukturierten Maske 424 entsprechen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zu bildende strukturierte Maske 424 und damit die Öffnung 1380 in der Art eines Kreisrings geformt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann, wie in 10B dargestellt ist, ein Material 424 von der ersten Seite 426 des Trägers 420 über dem Träger 420 gebildet werden. Das Material, die Parameter des Materials 424, für das Aufbringen des Materials 424 verwendete Verfahren usw. können jenen der strukturierten Maske 424 gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen gleichen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in 10C dargestellt ist, kann ein Teil des Materials 424 entfernt werden. Der Teil des Materials 424 kann beispielsweise durch Ätzen und/oder durch chemisch-mechanisches Polieren entfernt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Entfernen des Teils des Materials 424 so erfolgen, dass eine glatte Fläche, einschließlich einer Fläche des Trägers 420 auf der ersten Seite 426 des Trägers 420, und einer Fläche des Materials 424, das in der wenigstens einen Öffnung 1380 verbleibt, gebildet werden kann. Auf diese Weise kann eine strukturierte Maske 424 innerhalb des Trägers 420 gebildet worden sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Material 422b über dem Träger 420 und der strukturierten Maske 424 von der ersten Seite 426 des Trägers 420 gebildet werden. Das Material, Parameter des Materials 422b, für das Aufbringen des Materials 422b verwendete Verfahren usw. können jenen des Materials 422b gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen gleichen.
Nach dem Bilden des Materials 422b kann das Verfahren zum Bilden einer Öffnungsstruktur 1300 in ähnlichen Weisen wie die Verfahren zum Bilden der Öffnungsstruktur gemäß vorhergehenden Ausführungsformen fortgesetzt werden, wobei dem Verfahren zum Bilden einer Öffnungsstruktur 1300 beispielsweise Prozesse folgen können, die in Zusammenhang mit 4B bis 4D beschrieben wurden, und/oder Prozesse folgen können, die in Zusammenhang mit 5G und 5H beschrieben wurden, und/oder Prozesse folgen können, die in Zusammenhang mit 7D und 7E beschrieben wurden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die in 10D dargestellte Öffnungsstruktur 1300 unter Verwendung von Prozessen gebildet werden, die in Zusammenhang mit 10A bis 10C beschrieben wurden. Die Öffnungsstruktur kann sich von den in 6B bzw. 8B dargestellten Öffnungsstrukturen 600 und 900 hauptsächlich dadurch unterscheiden, dass das Material 422 der Öffnungsstrukturen 600 und 900 in der Öffnungsstruktur 1300 fehlt. Der Träger 420 der Öffnungsstruktur 1300 kann sich bis zu einem Gebiet erstrecken, in dem sich das Material 422 in einer Öffnungsstruktur entsprechend den Öffnungsstrukturen 600 oder 900 befinden würde.
11A bis 11C zeigen einen Prozessablauf für ein Verfahren zur Bildung einer Öffnungsstruktur 1400 und die Öffnungsstruktur 1400 gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in 11A dargestellt ist, kann bei dem Verfahren ein Material 424 für eine strukturierte Maske 424 in und über einem Träger 420 von einer ersten Seite 426 des Trägers 420 gebildet werden. Der Träger 420 kann die gleichen Eigenschaften aufweisen wie der Träger 420 nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Träger 420 beispielsweise Silicium aufweisen oder daraus bestehen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Material 424 durch eine lokale Oxidation von Silicium (einen so genannten LOCOS-Prozess) in und über dem Träger 420 gebildet werden. Die Bildung des Materials 424, in diesem Fall die Oxidation des Trägers 420 in vordefinierten Gebieten, die sich auf der ersten Seite 426 des Trägers 420 befinden, kann fortdauern, bis sich das Material 424, ein durch die Oxidation gebildetes Siliciumdioxid, bis zu einer Tiefe in den Träger 420 erstreckt, welche der Höhe der zu bildenden strukturierten Maske 424 entspricht. Die zu bildende strukturierte Maske 424 kann der strukturierten Maske 424 gemäß den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ähneln, beispielsweise auch in der Form, mit der Ausnahme, dass die strukturierte Maske 424 gemäß verschiedenen gegenwärtig beschriebenen Ausführungsformen innerhalb des Trägers 420 gebildet werden kann, während die strukturierte Maske 424 gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen auf dem Träger 420 gebildet wurde. In dieser Hinsicht kann die strukturierte Maske 424 gemäß den gegenwärtig beschriebenen Ausführungsformen der strukturierten Maske 424 der Öffnungsstruktur 1300 ähneln.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in 11B dargestellt ist, kann ein Teil des Materials 424 entfernt werden. Der Teil des Materials 424 kann beispielsweise durch Ätzen und/oder durch chemisch-mechanisches Polieren entfernt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Entfernen des Teils des Materials 424 so erfolgen, dass eine glatte Fläche, einschließlich einer Fläche des Trägers 420 auf der ersten Seite 426 des Trägers 420, und einer Fläche des Materials 424, das in der wenigstens einen Öffnung 1380 verbleibt, gebildet werden kann. Auf diese Weise kann eine strukturierte Maske 424 innerhalb des Trägers 420 gebildet worden sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Material 422b über dem Träger 420 und der strukturierten Maske 424 von der ersten Seite 426 des Trägers 420 gebildet werden. Das Material, Parameter des Materials 422b, für das Aufbringen des Materials 422b verwendete Verfahren usw. können jenen des Materials 422b gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen gleichen.
Nach dem Bilden des Materials 422b kann das Verfahren zum Bilden einer Öffnungsstruktur 1400 in ähnlichen Weisen wie die Verfahren zum Bilden der Öffnungsstruktur gemäß vorhergehenden Ausführungsformen fortgesetzt werden, wobei dem Verfahren zum Bilden einer Öffnungsstruktur 1400 beispielsweise Prozesse folgen können, die in Zusammenhang mit 4B bis 4D beschrieben wurden, und/oder Prozesse folgen können, die in Zusammenhang mit 5G und 5H beschrieben wurden, und/oder Prozesse folgen können, die in Zusammenhang mit 7D und 7E beschrieben wurden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die in 10D dargestellte Öffnungsstruktur 1400 unter Verwendung von Prozessen gebildet werden, die in Zusammenhang mit 10A bis 10C beschrieben wurden. Die Öffnungsstruktur kann sich von den in 6B bzw. 8B dargestellten Öffnungsstrukturen 600 und 900 hauptsächlich dadurch unterscheiden, dass das Material 422 der Öffnungsstrukturen 600 und 900 in der Öffnungsstruktur 1300 fehlt. Der Träger 420 der Öffnungsstruktur 1400 kann sich bis zu einem Gebiet erstrecken, in dem sich das Material 422 in einer Öffnungsstruktur entsprechend den Öffnungsstrukturen 600 oder 900 befinden würde. In dieser Hinsicht kann die Öffnungsstruktur 1400 der Öffnungsstruktur 1300 ähneln.
12 zeigt ein schematisches Diagramm eines Verfahrens zur Bildung einer Öffnungsstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann bei dem Verfahren bei 1572 eine strukturierte Maske in einem Träger von einer ersten Seite eines Trägers gebildet werden. Dann kann dabei bei 1574 ein Material über der ersten Seite des Trägers gebildet werden, wodurch zumindest ein Teil des Trägers bedeckt wird. Bei dem Verfahren kann ferner bei 1576 eine erste Öffnung im Träger von einer zweiten Seite des Trägers entgegengesetzt zur ersten Seite des Trägers gebildet werden, um zumindest teilweise eine Fläche der strukturierten Maske freizulegen. Dabei kann ferner bei 1578 eine zweite Öffnung im Material von der zweiten Seite des Trägers unter Verwendung der strukturierten Maske als Maske gebildet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren eine Weiterverarbeitung einschließen, beispielsweise gemäß verschiedenen Ausführungsformen, die in Zusammenhang mit 4A bis 4D, 5A bis 5H, 6A, 6B, 7A bis 7E, 8A und 8B beschrieben wurden.
Wenngleich die Erfindung mit Bezug auf spezifische Ausführungsformen eingehend dargestellt und beschrieben wurde, sollten Fachleute verstehen, dass daran verschiedene Änderungen an der Form und den Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und vom Schutzumfang der in den anliegenden Ansprüchen definierten Erfindung abzuweichen. Der Schutzumfang der Erfindung wird demgemäß durch die anliegenden Ansprüche angegeben, und alle Änderungen, die innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzbereichs der Ansprüche liegen, sollen daher darin eingeschlossen sein.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Öffnungsstruktur, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bilden einer strukturierten Maske über einer ersten Seite eines Trägers (1272), Bilden von Material über der ersten Seite des Trägers, wodurch zumindest ein Teil des Trägers bedeckt wird (1274), Bilden einer ersten Öffnung im Träger von einer zweiten Seite des Trägers entgegengesetzt zur ersten Seite des Trägers, um eine Fläche der strukturierten Maske zumindest teilweise freizulegen (1276), und Bilden einer zweiten Öffnung im Material von der zweiten Seite des Trägers unter Verwendung der strukturierten Maske als Maske (1278).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bilden von Material (1274) über der ersten Seite des Trägers das Bilden von Material über der ersten Seite des Trägers umfasst, wodurch zumindest ein Teil des Trägers und zumindest ein Teil der strukturierten Maske bedeckt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Material so ausgelegt ist, dass es ähnliche Entfernungseigenschaften aufweist wie das Material des Trägers.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Bilden der strukturierten Maske (1272) über der ersten Seite des Trägers das Bilden einer strukturierten Hartmaske umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Material des Trägers und das Material das gleiche Material umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Material des Trägers Silicium umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Material Silicium umfasst; wobei optional das Material Polysilicium umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Öffnung so im Träger gebildet wird, dass zumindest ein Teil eines ersten Maskenabschnitts der strukturierten Maske und zumindest ein Teil eines zweiten Maskenabschnitts der strukturierten Maske durch die erste Öffnung freigelegt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei zumindest eine von der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung durch einen Ätzprozess gebildet wird; wobei optional zumindest eine von der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung durch einen Plasmaätzprozess gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei zumindest eine von der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung durch einen Nassätzprozess gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die erste Öffnung so gebildet wird, dass sie eine größere Breite als die zweite Öffnung aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner umfassend: Bilden einer Vorderseitenstruktur über der ersten Seite des Materials gebildet.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Bilden der Vorderseitenstruktur das Bilden zumindest einer aus einer Gruppe, die eine mechanische Komponente und eine elektronische Komponente umfasst, über der ersten Seite des Materials umfasst; wobei optional das Verfahren ferner aufweist ein Bilden eines Mikrofons, das wenigstens eine aus der Gruppe umfasst, welche die mechanische Komponente und die elektronische Komponente umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei zumindest eine von der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung ein Graben ist.
Vorrichtung, welche folgende Merkmale umfasst: einen Träger mit einer ersten Seite und einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite, eine strukturierte Maske, die über der ersten Seite des Trägers gebildet ist, eine im Träger gebildete erste Öffnung, wobei sich die erste Öffnung zwischen der ersten Seite des Trägers und der zweiten Seite des Trägers erstreckt und wobei die erste Öffnung zumindest teilweise an einem ersten Ende der ersten Öffnung von der strukturierten Maske bedeckt ist, ein Material, das über dem Träger auf der ersten Seite des Trägers gebildet ist, und eine zweite Öffnung, die im Material in Fluidkommunikation mit der ersten Öffnung gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei sich die zweite Öffnung durch das Material erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, welche ferner ein Mikrofon umfasst; wobei optional das Mikrofon eine Wellung umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei die strukturierte Maske ein Oxid umfasst; wobei optional die strukturierte Maske Siliciumdioxid umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die strukturierte Maske Kohlenstoff umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer Öffnungsstruktur, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bilden einer strukturierten Maske in einem Träger von einer ersten Seite des Trägers, Bilden eines Materials über der ersten Seite des Trägers, wodurch zumindest ein Teil des Trägers bedeckt wird, Bilden einer ersten Öffnung im Träger von einer zweiten Seite des Trägers entgegengesetzt zur ersten Seite des Trägers, um eine Fläche der strukturierten Maske zumindest teilweise freizulegen, und Bilden einer zweiten Öffnung im Material von der zweiten Seite des Trägers unter Verwendung der strukturierten Maske als Maske.
Vorrichtung, welche folgende Merkmale umfasst: einen Träger, der eine erste Seite und eine der ersten Seite entgegengesetzte zweite Seite umfasst, eine strukturierte Maske, die im Träger an der ersten Seite des Trägers gebildet ist, eine erste Öffnung, die im Träger gebildet ist, wobei sich die erste Öffnung zwischen der ersten Seite des Trägers und der zweiten Seite des Trägers erstreckt und wobei die erste Öffnung zumindest teilweise an einem ersten Ende der ersten Öffnung von der strukturierten Maske bedeckt ist, ein Material, das über dem Träger auf der ersten Seite des Trägers gebildet ist, und eine zweite Öffnung, die im Material in Fluidkommunikation mit der ersten Öffnung gebildet ist.