[發明專利]用于制造薄層結構的方法

無效

• 申請號: 200680006541.9
• 申請日: 2006-02-13
• 公開（公告）號: CN101133461A
• 公開（公告）日: 2008-02-27
• 發明（設計）人: 福爾克爾·萊曼
• 申請（專利權）人: 奇夢達股份公司
• 主分類號: G21K1/02
• 分類號: G21K1/02;B81C1/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 章社杲;吳貴明

技術領域

本發明涉及一種用于制造薄層結構的方法。

背景技術

現在，在許多技術應用中需要薄的自支承層(窗口)。為了產生這種非常薄(例如在亞微米范圍內)的自支承層，需要具有非常小開口(數量級：10μm)但具有較高的孔隙率的支承結構。

至今，X射線窗口由具有很小的Z(原子的核電荷數)的材料如鈹構成，或者例如通過將有機薄膜放置到，即涂覆到(如由硅構成的)支承結構上而構成。然而，鈹尤其具有顯著的缺點，即其產生特殊垃圾并因此很不方便清除。

在[1]中描述了用于產生X射線窗口的另一種方法。

在[1]中描述的方法以此為基礎，即在第一區域101(參照圖1)中，向硅片100內蝕刻出多個未完全貫穿硅片100延伸的孔103并利用薄膜104來涂敷孔的壁。隨后通過蝕刻使孔103從硅片100的背面這樣地打開，即保留薄膜104。如圖1所示，在第二區域102中設置有向硅片100內延伸但沒有完全貫穿該硅片的孔103，從而在第二區域102中的孔103的下面存在硅片100的襯底材料，該襯底材料提高了被穿孔的工件的穩固性，即提高了被加工的硅片100的穩固性。

此外，如圖2a中所示，由[2]公開了X射線光學組件，該組件具有半導體晶圓200，在射線方向延伸的平行的微孔201被蝕刻到該半導體晶圓中，該微孔具有從0.1μm至100μm的直徑，優選為0.5μm至20μm。在微孔201中置入薄層202，該薄層加固半導體晶圓200的孔壁和孔底部。

在下一步驟中，參照圖2b，在半導體晶圓200的襯底材料的背面上將其磨蝕，直至置入微孔201中的薄層202在半導體晶圓200的背面的方向上暴露出來。

上述方法的缺點在于，必須在具有非常大的縱橫比的孔中沉積窗口材料。由此，不能利用這種技術來制造通過濺射、蒸鍍或通過等離子CVD而生成的薄膜，這是因為其在孔洞中只具有很小的透深。至今只有SiO₂薄膜和Si₃N₄薄膜可以成功地沉積到孔中，并因此可以由這種材料通過已描述的方法來產生窗口。

然而，上述的層(SiO₂薄膜和Si₃N₄薄膜)尤其在用于X射線窗口時具有缺點，這是因為硅是相對較重的元素(核電荷數Z＞10)并因此可以明顯吸收X射線光。

在這種情況下，金剛石窗口可能有顯著的優點，原因在于金剛石的核電荷數Z＝6。然而，特別是作為龐大的窗口來說，金剛石窗口過于昂貴。

由[3]中公開了一種玻璃襯底，也被稱為微通道板，其由兩種不同類型的玻璃構成，可相對選擇性地蝕刻這兩種不同類型的玻璃。

由[4]公開了一種用于由薄的平面部件或薄膜制造自支承的微結構的方法，以及使用根據該方法制造的微結構作為在用于測量弱氣流的裝置中的電阻網格。根據所述的方法，首先制造托架，其開口由輔助層在一側齊平地將覆蓋。在輔助層和托架的共同的平面上制造出所希望的結構之后，例如通過蝕刻去除該輔助層。

發明內容

本發明的目的在于提出一種低成本的、簡單的、盡管如此還可靠的方法，用于制造自身具有孔結構的高縱橫比的薄層結構。

本發明提出一種用于制造薄層結構的方法，在該方法中，在具有大量沒有貫穿襯底層的整個厚度的孔的、大孔的支承結構襯底中，在支承結構襯底的孔壁的表面和孔底部的表面涂覆犧牲層。接下來，在背面部分地去除支承結構襯底，從而在支承結構襯底的背面上暴露出犧牲層的區域。在支承結構襯底的背側面上以及在犧牲層被暴露出來的區域上涂覆薄層，以及相對于薄層來選擇性地去除孔中的犧牲層，從而由薄層構成孔底部。

本方法的優點在于，任何所希望材料的薄膜都可以通過濺射、蒸鍍或通過等離子法涂敷，這在根據現有技術的方法中是不能達到的，原因在于，除材料SiO₂和Si₃N₄之外，對于在孔中完全涂覆薄層來說，上述根據現有技術的方法在孔洞中有很小的透深。

明顯地可以這樣看到本發明的一個方面，即在制造薄層結構的方法中，犧牲層被置入孔中或涂覆到孔的側壁和孔底部上，其中犧牲層可以由不同于待制造的薄層結構的其它材料構成。