半導(dǎo)體器件以及用于制造半導(dǎo)體器件的方法
【專利摘要】本發(fā)明的實(shí)施例涉及半導(dǎo)體器件以及用于制造半導(dǎo)體器件的方法。一種方法包括執(zhí)行時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理的步驟，其中時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理中最后的蝕刻步驟具有第一持續(xù)時(shí)間。在執(zhí)行該時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理之后，執(zhí)行具有第二持續(xù)時(shí)間的蝕刻步驟，其中第二持續(xù)時(shí)間大于第一持續(xù)時(shí)間。
【專利說明】半導(dǎo)體器件以及用于制造半導(dǎo)體器件的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件以及用于制造半導(dǎo)體器件的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體器件可以包括可以被用于感測(cè)物理信號(hào)的微機(jī)械結(jié)構(gòu)。在感測(cè)處理期間，微機(jī)械結(jié)構(gòu)可以關(guān)于該半導(dǎo)體器件的其它組件發(fā)生移動(dòng)?？赡芷谕麑?duì)半導(dǎo)體器件的性能和質(zhì)量進(jìn)行改進(jìn)。特別地，可能期望避免對(duì)半導(dǎo)體器件中所包括的微機(jī)械結(jié)構(gòu)造成損壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)一個(gè)方法實(shí)施例，該方法包括:執(zhí)行時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理，其中該時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理中最后的蝕刻步驟為第一持續(xù)時(shí)間；并且在執(zhí)行該時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理之后，執(zhí)行第二持續(xù)時(shí)間的蝕刻步驟，其中該第二持續(xù)時(shí)間大于該第一持續(xù)時(shí)間。
[0004]根據(jù)另一個(gè)方法實(shí)施例，該方法包括向卡盤(chuck)應(yīng)用脈沖射頻偏置信號(hào)，其中該脈沖射頻偏置信號(hào)的脈沖為第一持續(xù)時(shí)間；并且向該卡盤應(yīng)用恒定射頻偏置信號(hào)，其中該恒定射頻偏置信號(hào)包括第二持續(xù)時(shí)間，其中該第二持續(xù)時(shí)間大于該第一持續(xù)時(shí)間。
[0005]根據(jù)一個(gè)半導(dǎo)體器件的實(shí)施例，該半導(dǎo)體器件包括微機(jī)械結(jié)構(gòu)以及布置在該微機(jī)械結(jié)構(gòu)上的半導(dǎo)體材料。該半導(dǎo)體材料的側(cè)面包括第一區(qū)域和第二區(qū)域。該第一區(qū)域包括起伏。該第二區(qū)域是側(cè)面的外圍區(qū)域并且朝向該微機(jī)械結(jié)構(gòu)有所減小。
[0006]通過閱讀以下詳細(xì)描述并且通過查看附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到另外的特征和優(yōu)勢(shì)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]附圖包括于此以提供對(duì)各方面的進(jìn)一步理解并且被結(jié)合于該說明書中并且構(gòu)成其一部分。附圖圖示了各方面并且連同描述一起用來對(duì)各方面的原則進(jìn)行解釋。由于其它方面以及各方面的許多預(yù)期優(yōu)勢(shì)將通過參考以下描述而被更好地理解，所以它們將輕易地被意識(shí)到。附圖中的要素并不必相對(duì)于彼此依比例進(jìn)行繪制。同樣的附圖標(biāo)記可以指代相對(duì)應(yīng)的類似部分。
[0008]圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的方法的框圖。
[0009]圖2是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的方法的框圖。
[0010]圖3示意性圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的截面圖。
[0011]圖4示意性圖示根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的截面圖。
[0012]圖5A至5G示意性圖示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]在以下詳細(xì)描述中對(duì)構(gòu)成這里的一部分的附圖加以參考，并且附圖通過對(duì)本發(fā)明可以進(jìn)行實(shí)施的具體方面進(jìn)行圖示的方式而被示出。就此而言，諸如“頂部”、“底部”、“前方”、“后方”等的方向性術(shù)語(yǔ)可以參考所描述的附圖定向來使用。由于所描述器件的組件可以以多種不同定向進(jìn)行定位，所以該方向性術(shù)語(yǔ)是出于說明的目的使用而絕非進(jìn)行限制。所要理解的是，可以采用其它方面并且可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)或邏輯的變化而并不背離本發(fā)明的范圍。因此，以下詳細(xì)描述并非以限制的含義而采用的，并且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求所限定。
[0014]所要理解的是，除非另外明確指出，否則這里所描述的各個(gè)示例性方面的特征可以互相結(jié)合。
[0015]如該說明書中所采用的，術(shù)語(yǔ)“耦合”和/或“電耦合”并非意在表示元件必須直接耦合在一起?？梢栽凇榜詈稀被颉半婑詈稀钡脑g提供中間元件。
[0016]依據(jù)本公開的半導(dǎo)體器件可以包括微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)。MEMS可以包括一個(gè)或多個(gè)微機(jī)械結(jié)構(gòu)，諸如橋、薄膜、懸臂、舌片結(jié)構(gòu)等中的至少一個(gè)。例如，MEMS可以被配置為作為麥克風(fēng)或揚(yáng)聲器進(jìn)行操作。在另一個(gè)示例中，MEMS可以被配置為作為傳感器進(jìn)行操作。傳感器可以被配置為感測(cè)物理變量，如例如壓力、溫度、磁場(chǎng)、濕度等。傳感器的示例為壓力傳感器、胎壓傳感器、氣體傳感器、濕度傳感器等。
[0017]例如，MEMS可以集成在半導(dǎo)體芯片中。此外，依據(jù)本公開的半導(dǎo)體器件可以包括一個(gè)或多個(gè)并非必然包括傳感器的附加半導(dǎo)體芯片。半導(dǎo)體芯片可以為不同類型，可以通過不同技術(shù)制造，并且例如可以包括集成的電氣、電光學(xué)或電機(jī)械電路或無(wú)源器件(passive)。集成電路例如可以被設(shè)計(jì)為邏輯集成電路、模擬集成電路、混合信號(hào)集成電路、功率集成電路、存儲(chǔ)器電路或集成無(wú)源器件。微機(jī)械結(jié)構(gòu)嵌入其中的半導(dǎo)體芯片通?？梢园ㄟ@樣的電子電路，其可以用于對(duì)微機(jī)械結(jié)構(gòu)所生成的信號(hào)進(jìn)行處理。
[0018]依據(jù)本公開的半導(dǎo)體器件無(wú)需以例如S1、SiC、SiGe、GaAs等的具體半導(dǎo)體材料制造，并且另外可以包含并非半導(dǎo)體的無(wú)機(jī)和/或有機(jī)材料，如例如分立無(wú)源器件、絕緣體、塑料和/或金屬。此外，半導(dǎo)體器件可以被包裝或解除包裝。
[0019]圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的方法100的框圖，其包括方法步驟I和2。在方法步驟1，執(zhí)行時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理，其中該時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理中最后的蝕刻步驟具有第一持續(xù)時(shí)間。在方法步驟2，在執(zhí)行該時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理之后，執(zhí)行具有第二持續(xù)時(shí)間的蝕刻步驟。第二持續(xù)時(shí)間大于第一持續(xù)時(shí)間。所要注意的是，與方法100相類似的更為詳細(xì)的方法結(jié)合圖5A至5G進(jìn)行描述。所要理解的是，方法100可以包括另外的方法步驟。例如，方法100可以包括結(jié)合圖5A至5G的方法所描述的一個(gè)或多個(gè)方法步驟。
[0020]圖2是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的方法200的框圖，其包括方法步驟3和4。在方法步驟3，向卡盤應(yīng)用脈沖射頻偏置信號(hào)，其中該脈沖射頻偏置信號(hào)的脈沖具有第一持續(xù)時(shí)間。在方法步驟4，向該卡盤應(yīng)用恒定射頻偏置信號(hào)，其中該恒定射頻偏置信號(hào)具有第二持續(xù)時(shí)間。第二持續(xù)時(shí)間大于第一持續(xù)時(shí)間。所要注意的是，與方法100相類似的更為詳細(xì)的方法結(jié)合圖5A至5G進(jìn)行描述。所要理解的是，方法200可以包括另外的方法步驟。例如，方法200可以包括結(jié)合圖5A至5G的方法所描述的一個(gè)或多個(gè)方法步驟。
[0021]注意到，方法200可以特別地結(jié)合圖1的方法100進(jìn)行理解。例如，根據(jù)方法步驟3向卡盤應(yīng)用脈沖射頻偏置信號(hào)可以導(dǎo)致方法步驟I的時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理。此外，根據(jù)方法步驟4向卡盤應(yīng)用恒定射頻偏置信號(hào)可以導(dǎo)致方法步驟2的具有第二持續(xù)時(shí)間的蝕刻步驟。就此而言,方法200的第一和第二持續(xù)時(shí)間特別分別對(duì)應(yīng)于方法100的第一和第二持續(xù)時(shí)間。
[0022]圖3示意性示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件300的截面圖。半導(dǎo)體器件300包括微機(jī)械結(jié)構(gòu)5。微機(jī)械結(jié)構(gòu)5可以連接至半導(dǎo)體器件300的其它組件，這些組件出于簡(jiǎn)明的原因?yàn)椴⑽磮D示。半導(dǎo)體器件300進(jìn)一步包括布置在微機(jī)械結(jié)構(gòu)5上的半導(dǎo)體材料
6。半導(dǎo)體材料6的側(cè)面7包括第一區(qū)域8和第二區(qū)域9。第一區(qū)域8包括起伏(或者波紋形式或扇形扭曲形式)。第二區(qū)域9是側(cè)面7的外圍區(qū)域并且在朝向微機(jī)械結(jié)構(gòu)5的方向上有所減小(或下降)。注意到，與器件300相類似的更為詳細(xì)的半導(dǎo)體器件以及用于制造類似半導(dǎo)體器件的方法結(jié)合圖5A至5G進(jìn)行描述。
[0023]圖4示意性圖示了根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件400的截面圖。半導(dǎo)體器件400可以包括例如半導(dǎo)體芯片形式的半導(dǎo)體材料6。半導(dǎo)體材料6可以具有上部主表面，其包括可以由半導(dǎo)體材料6的側(cè)面所定界的開孔(或者溝槽或凹槽或空腔)。該開孔的邊緣可以根據(jù)半導(dǎo)體器件400的相應(yīng)使用而具有任意幾何形式。例如，開孔的邊緣可以為矩形、圓形等。半導(dǎo)體器件400還可以包括微機(jī)械結(jié)構(gòu)5，其可以被布置在該開孔之中。例如，微機(jī)械結(jié)構(gòu)5可以被用于感測(cè)物理信號(hào)(參見箭頭)，該物理信號(hào)可以進(jìn)入開孔并且可以使得微機(jī)械結(jié)構(gòu)5發(fā)生移動(dòng)(或偏轉(zhuǎn))。微機(jī)械結(jié)構(gòu)5的動(dòng)作可以生成指示物理信號(hào)的測(cè)量信號(hào)。例如，該測(cè)量信號(hào)可以被轉(zhuǎn)發(fā)到另外的半導(dǎo)體芯片(未示出)，后者可以被配置為對(duì)該測(cè)量信號(hào)進(jìn)行評(píng)估和/或處理。
[0024]所要理解的是，半導(dǎo)體器件400可以包括出于簡(jiǎn)明原因而并未示出的另外組件。例如，半導(dǎo)體器件400可以包括一個(gè)或多個(gè)電觸點(diǎn)而使得可以建立到其它組件的電連接。這樣的電連接例如可以通過接合線、接觸墊、焊球等來建立。半導(dǎo)體器件400可以進(jìn)一步包括可以至少部分封裝半導(dǎo)體器件400的封裝(或塑模)材料。也就是說，半導(dǎo)體器件400可以是封裝的或未封裝的。此外，半導(dǎo)體器件400可以包括環(huán)氧樹脂材料或圓頂封裝體(globtop)材料，其可以布置在微機(jī)械結(jié)構(gòu)5的上方并且可以被配置為保護(hù)微機(jī)械結(jié)構(gòu)5免于污損、潮濕、物理?yè)p壞等。所要理解的是，這樣的保護(hù)材料的粘性可以進(jìn)行選擇而使得保持可能對(duì)物理信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)測(cè)量。
[0025]圖5A至5G不意性圖不了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件500(參見圖5G)的方法的截面圖。半導(dǎo)體器件500可以被視為圖3和4的半導(dǎo)體器件300和400的實(shí)施方式。半導(dǎo)體器件500的細(xì)節(jié)因此可同樣應(yīng)用于之前在此所描述的每個(gè)半導(dǎo)體器件300和400。此外，圖5A至5G中所圖示的方法可以被示為圖1和2的方法的實(shí)施方式。因此，以下所描述的方法的細(xì)節(jié)可以同樣應(yīng)用于在此之前所描述的每個(gè)方法100和200。
[0026]在圖5A中，可以提供要進(jìn)一步進(jìn)行處理的半導(dǎo)體器件。注意到，所描述的方法可以包括在提供圖5A的半導(dǎo)體器件之前已經(jīng)執(zhí)行的另外的方法步驟。例如，可能已經(jīng)執(zhí)行了任意的適當(dāng)處理以便制造以下所描述的一個(gè)或多個(gè)元件。
[0027]圖5A的半導(dǎo)體器件可以包括半導(dǎo)體材料6，后者具有可以在其上布置掩模層12的主表面11。掩模層12可以包括有機(jī)材料(例如，光致抗蝕劑、亞胺等)或無(wú)機(jī)材料(例如，S12等)或者其二者，或者可以由它們進(jìn)行構(gòu)造。掩模層12可以具有蝕刻掩模的功能，其中掩模層12的形狀可以定義后續(xù)要蝕刻到半導(dǎo)體材料6中的開孔的形狀。就此而言，在后續(xù)執(zhí)行的蝕刻處理期間，掩模層12的蝕刻率可以小于半導(dǎo)體材料6的蝕速率。這里，材料的蝕刻率可以被定義為材料在蝕刻處理之前的厚度與材料在蝕刻處理之后的厚度之間的差值除以蝕刻時(shí)間。
[0028]材料層13可以布置在半導(dǎo)體材料6的主表面11之下。材料層13可以被配置為在后續(xù)執(zhí)行的蝕刻步驟期間用作蝕刻停止層。因此，在所執(zhí)行的蝕刻步驟期間，材料層13的蝕刻率可以特別地小于半導(dǎo)體材料6的蝕刻率。微機(jī)械結(jié)構(gòu)5可以被布置在材料層13以下。例如，微機(jī)械結(jié)構(gòu)5可以對(duì)應(yīng)于麥克風(fēng)或揚(yáng)聲器的薄膜。通常，微機(jī)械結(jié)構(gòu)5可以對(duì)應(yīng)于或者可以包括橋、薄膜、懸臂、舌片結(jié)構(gòu)等中的至少一種。微機(jī)械結(jié)構(gòu)5的側(cè)部(或末端)可以通過懸掛兀件14A、14B進(jìn)行懸掛,上述懸掛兀件14A、14B可以布置在微機(jī)械結(jié)構(gòu)5和半導(dǎo)體材料6之間。半導(dǎo)體器件可以進(jìn)一步包括可布置在微機(jī)械結(jié)構(gòu)5之下的空腔(或中空空間)15。該半導(dǎo)體器件可以布置在卡盤16上，后者可以被配置為安裝半導(dǎo)體器件以便進(jìn)行處理?？ūP16可以包括電連接至功率(或電壓)供應(yīng)(未圖示)的電極。所要注意的是，術(shù)語(yǔ)“卡盤”和“卡盤電極”在下文中可以作為同義詞使用。
[0029]在執(zhí)行以下所描述的方法步驟的同時(shí)，圖5A的半導(dǎo)體器件可以被布置在等離子腔室(未圖示)中。該等離子腔室可以包括用于對(duì)可應(yīng)用于卡盤16的各種功率信號(hào)(或電壓信號(hào))進(jìn)行監(jiān)視和調(diào)節(jié)的電路。例如，可能向卡盤16應(yīng)用可以被稱作“射頻卡盤功率”的恒定射頻偏置信號(hào)。該射頻偏置信號(hào)可以具有范圍從例如大約IMHz到大約50MHz的任意射頻，例如大約13MHz的頻率，特別是大約13.56MHz的頻率。該恒定射頻偏置信號(hào)可以被分為多個(gè)部分(或脈沖串(burst))，它們可以以從大約例如50kHz到大約例如150kHz的頻率出現(xiàn)，特別是大約例如100kHz。即使射頻偏置信號(hào)因此在嚴(yán)格意義上而言并非是恒定的，其也可以在這里被稱作恒定射頻偏置信號(hào)。特別地，如隨后將要描述的，恒定射頻偏置信號(hào)可以被配置為在等離子中生成DC電壓，上述等離子可以被配置為使得等離子粒子朝向半導(dǎo)體材料6進(jìn)行加速。
[0030]此外，可能向卡盤16應(yīng)用脈沖射頻偏置信號(hào)。這里，脈沖射頻偏置信號(hào)可以在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)分別交替地激活和非激活。例如，脈沖射頻偏置信號(hào)可以在從大約0.5秒到大約10秒、或者更具體地從大約I秒到大約5秒、或者甚至更為具體的從大約I秒到大約3秒的時(shí)間間隔內(nèi)處于激活階段。在這樣的激活時(shí)間間隔之間，脈沖射頻偏置信號(hào)可以在類似持續(xù)時(shí)間的時(shí)間間隔期間處于非激活階段。特別地，脈沖射頻偏置信號(hào)的頻率可以取決于所要蝕刻的開孔的深度以及為了蝕刻出開孔所要執(zhí)行的(多個(gè))所期望蝕刻步驟的數(shù)量。
[0031]在圖5B中，可以部分被掩模層12所保護(hù)的半導(dǎo)體材料6可以通過例如等離子蝕刻處理的干法蝕刻處理進(jìn)行蝕刻。掩模層12可以使得半導(dǎo)體材料6的選定區(qū)域得以暴露而使得可以使用反應(yīng)氣體等離子對(duì)半導(dǎo)體材料6進(jìn)行處理，該反應(yīng)氣體等離子可以在所暴露的位置對(duì)半導(dǎo)體材料6進(jìn)行蝕刻?？梢酝ㄟ^對(duì)等離子腔室內(nèi)的氣體混合物進(jìn)行電離以獲得可以與目標(biāo)材料進(jìn)行反應(yīng)的離子來執(zhí)行等離子蝕刻。所采用氣體的電離可以使用射頻激勵(lì)來執(zhí)行，例如通過向感應(yīng)線圈應(yīng)用射頻功率。所使用的等離子源(或蝕刻組分)可以包括放電(離子)和/或中性(原子和原子團(tuán))粒子。所要注意的是，如這里所使用的術(shù)語(yǔ)“等離子蝕刻”可以指代采用等離子的任意蝕刻處理，例如反應(yīng)離子蝕刻、深度反應(yīng)離子蝕刻、離子束蝕刻等。針對(duì)所要蝕刻的硅半導(dǎo)體材料的具體情形，蝕刻例如可以基于六氟化硫(SF6)等離子化學(xué)蝕刻。
[0032]脈沖射頻偏置信號(hào)可以被應(yīng)用于卡盤16，其中圖5B圖示了其中脈沖射頻偏置信號(hào)可以處于預(yù)定持續(xù)時(shí)間的激活階段的第一階段，該預(yù)定持續(xù)時(shí)間例如從大約0.5秒到大約10秒，或者更具體地從大約I秒到大約5秒，或者甚至更為具體的從大約I秒到大約3秒(見上文)。所應(yīng)用的射頻卡盤功率可以在卡盤16上引發(fā)自發(fā)DC偏置，這會(huì)使得等離子的粒子朝向半導(dǎo)體材料6進(jìn)行加速而使得該粒子可以在基本上垂直的方向(見箭頭)上侵蝕半導(dǎo)體材料6。等離子可以從所要蝕刻的半導(dǎo)體材料6的元素與等離子所生成的反應(yīng)組分之間的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生易失性蝕刻產(chǎn)品。如果期望半導(dǎo)體材料6的高蝕刻率，則可以對(duì)卡盤16應(yīng)用高的射頻卡盤功率。
[0033]在圖5C中，脈沖射頻偏置信號(hào)可以處于預(yù)定持續(xù)時(shí)間的非激活階段，該預(yù)定持續(xù)時(shí)間例如從大約0.5秒到大約10秒，或者更具體地從大約I秒到大約5秒，或者甚至更為具體的從大約I秒到大約3秒(見上文)。在這樣的第二 (非激活)階段期間，鈍化層17可以被沉積在半導(dǎo)體材料6上方，由此覆蓋已經(jīng)在圖5B的第一(激活)階段期間所蝕刻的凹槽的側(cè)壁和底部。特別地，鈍化層17可以被配置為在后續(xù)執(zhí)行的蝕刻處理期間對(duì)凹槽側(cè)壁進(jìn)行保護(hù)。例如，鈍化層17可以對(duì)應(yīng)于或可以包括聚合物。針對(duì)所要蝕刻的硅半導(dǎo)體材料的具體情形，鈍化層17的沉積例如可以基于八氟環(huán)丁烷(C4F8)聚合物沉積化學(xué)過程。
[0034]在圖中，可以執(zhí)行與圖5B的蝕刻步驟相類似的另外的蝕刻步驟。因此，結(jié)合圖5B所進(jìn)行的評(píng)論也適用于圖首先，鈍化層17對(duì)整個(gè)半導(dǎo)體材料6的表面進(jìn)行保護(hù)而免于進(jìn)一步的化學(xué)侵蝕并且可以防止進(jìn)一步的蝕刻。然而，在后續(xù)蝕刻階段期間，轟擊半導(dǎo)體材料6的有向粒子可以侵蝕在凹槽底部的鈍化層17而并非沿側(cè)壁進(jìn)行侵蝕。它們可以與鈍化層17發(fā)生沖突并且濺射掉鈍化層17，將半導(dǎo)體材料6暴露于化學(xué)蝕刻劑而使得半導(dǎo)體材料6進(jìn)一步被蝕刻。
[0035]第一階段的蝕刻步驟(見圖5B和5D)以及第二階段的沉積步驟(見圖5C)可以交替重復(fù)多次而使得在凹槽底部進(jìn)行多次蝕刻步驟。這里，使得第一和第二階段交替產(chǎn)生了脈沖射頻偏置信號(hào)的脈動(dòng)。該周期性的交替過程可以被稱作“時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理”或“時(shí)間調(diào)制蝕刻處理”或“時(shí)間脈沖蝕刻處理”。時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理的示例是波希(Bosch)處理。應(yīng)用時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理會(huì)導(dǎo)致蝕刻溝槽側(cè)壁的起伏(或者波狀形態(tài)或波紋形狀或扇形扭曲形狀)。每個(gè)起伏或波紋可能是一次蝕刻步驟和后續(xù)沉積步驟的結(jié)果，反之亦然。例如，第一和第二階段的方法步驟可以被重復(fù)大約10次至大約100次，其中起伏的幅度u可以處于大約20納米到大約500納米的范圍之內(nèi)。所要注意的是，起伏的幅度u以及所蝕刻凹槽的深度取決于第一和第二階段的方法步驟的重復(fù)次數(shù)。此外，起伏的幅度u可以取決于應(yīng)用于卡盤16的脈沖射頻偏置信號(hào)的脈沖持續(xù)時(shí)間。特別地，起伏的幅度u可以隨著第一和第二階段分別增加的持續(xù)時(shí)間而增加。
[0036]在圖5E中，溝槽的側(cè)壁包括所描述的由之前執(zhí)行的時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理所產(chǎn)生的起伏U。時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理最后的沉積步驟可能已經(jīng)被執(zhí)行而使得鈍化層17被再次沉積在溝槽的側(cè)壁和底部上。已經(jīng)在時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理期間應(yīng)用于卡盤16的周期性的脈沖射頻偏置信號(hào)現(xiàn)在可以被切換至應(yīng)用于卡盤16的恒定射頻偏置信號(hào)。換句話說，應(yīng)用于保持半導(dǎo)體材料6的卡盤16的射頻偏置信號(hào)可以在半導(dǎo)體材料6被完全蝕刻并且底層材料層13被暴露之前從脈沖模式切換至穩(wěn)定狀態(tài)(恒定)模式。實(shí)踐中，時(shí)間多路復(fù)用蝕刻步驟的所期望迭代的次數(shù)可以根據(jù)所要蝕刻的溝槽的所期望深度預(yù)先確定。隨后可以開始時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理，并且在已經(jīng)執(zhí)行了預(yù)定數(shù)量的蝕刻步驟之后，脈沖射頻偏置信號(hào)可以被切換至恒定射頻偏置信號(hào)。
[0037]由于切換至應(yīng)用于卡盤16的恒定射頻偏置信號(hào)的穩(wěn)定狀態(tài)模式，所以可以執(zhí)行可以使得材料層13暴露出來的連續(xù)且穩(wěn)定的蝕刻步驟。注意，后續(xù)沉積另外的鈍化層的步驟被省略。在圖5E中所執(zhí)行的蝕刻步驟同樣可以是干法蝕刻步驟，特別是等離子蝕刻步驟。在穩(wěn)定狀態(tài)蝕刻期間，鈍化層17可以在溝槽底部被蝕刻并去除直至暴露出材料層13。這里，材料層13可以首先在溝槽底部的中間被暴露并且隨后可以繼續(xù)以在至溝槽底部的外部區(qū)域的方向上進(jìn)行暴露。圖5F圖示了執(zhí)行穩(wěn)定狀態(tài)蝕刻處理之后的半導(dǎo)體器件。由于基于恒定射頻偏置信號(hào)的穩(wěn)定狀態(tài)蝕刻，可以在溝槽側(cè)面上制造出第二外圍區(qū)域9，其中該第二外圍區(qū)域9可以在朝向材料層13和微機(jī)械結(jié)構(gòu)5的方向上有所減小(或下降)。
[0038]在時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理期間的脈沖射頻偏置信號(hào)的最后脈沖的持續(xù)時(shí)間可以小于應(yīng)用恒定射頻偏置信號(hào)的持續(xù)時(shí)間。換句話說，時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理的最后蝕刻步驟的持續(xù)時(shí)間可以小于應(yīng)用恒定射頻偏置信號(hào)期間所執(zhí)行的時(shí)刻步驟的持續(xù)時(shí)間。因此，第二區(qū)域9所減小d可以大于第一區(qū)域8最后的起伏U。在一個(gè)示例中，穩(wěn)定狀態(tài)蝕刻處理的持續(xù)時(shí)間甚至可以大于時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理期間的蝕刻步驟的每個(gè)相應(yīng)持續(xù)時(shí)間。在這種情況下，第二區(qū)域9所減小d可以大于第一區(qū)域8的每個(gè)起伏。例如，與恒定射頻偏置信號(hào)相關(guān)聯(lián)的穩(wěn)定狀態(tài)蝕刻處理的持續(xù)時(shí)間可以特別地大于或等于3秒、4秒、5秒、6秒或7秒。特別地，可以選擇穩(wěn)定狀態(tài)蝕刻處理的持續(xù)時(shí)間而使得懸掛元件14A、14B并不被蝕刻處理所損壞。
[0039]在圖5G中，可以通過應(yīng)用適當(dāng)技術(shù)而移除掩模層12和材料層13。此外，可以從卡盤16移除半導(dǎo)體器件。例如，可以通過應(yīng)用蝕刻步驟和灰化步驟中的至少一種來去除材料層13。在去除材料層13之后，可以就已經(jīng)形成了半導(dǎo)體材料6的側(cè)壁所定界的開孔。這里，開孔的側(cè)面可以基本上垂直于微機(jī)械結(jié)構(gòu)5進(jìn)行布置。微機(jī)械結(jié)構(gòu)5可以被布置在所制造的開孔中并且可以懸掛在懸掛元件14A、14B之間。微機(jī)械結(jié)構(gòu)5例如可響應(yīng)于所要測(cè)量的物理信號(hào)而在基本上垂直于溝槽側(cè)面的方向進(jìn)行移動(dòng)。
[0040]由于在停止時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理之后所執(zhí)行的最后蝕刻步驟，第二區(qū)域9可以貫穿整個(gè)第二區(qū)域9都減小，即第二區(qū)域9可以在其整個(gè)范圍上單調(diào)(或嚴(yán)格單調(diào))減小。第二區(qū)域9可以對(duì)應(yīng)于或者可以包括平面和凸面中的至少一種。半導(dǎo)體材料6的側(cè)面可以在開孔底部具有凹角剖面。
[0041]圖5A至5G的方法可以與并不包括依據(jù)本公開而切換至穩(wěn)定狀態(tài)的單純時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理進(jìn)行比較。當(dāng)執(zhí)行單純的時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理時(shí)，會(huì)在蝕刻開孔的底部出現(xiàn)銳利邊緣。與之相比，由于依據(jù)本公開而切換至穩(wěn)定狀態(tài)模式，平滑的第二區(qū)域9可以尤其沒有銳角部分并且可以避免在開孔底部形成銳利邊緣。因此，在微機(jī)械結(jié)構(gòu)5的活動(dòng)期間將不會(huì)在微機(jī)械結(jié)構(gòu)5和銳利邊緣之間發(fā)生物理接觸從而可以避免微機(jī)械結(jié)構(gòu)5的損壞或破壞。
[0042]所要理解的是，所描述的圖5A至5G的方法可以包括另外的方法步驟。例如，半導(dǎo)體器件500可以被封裝，或者可以在微機(jī)械結(jié)構(gòu)5上布置保護(hù)層，或者半導(dǎo)體器件500可以連接至一個(gè)或多個(gè)組件等。
[0043]雖然已經(jīng)僅關(guān)于若干實(shí)施方式之一對(duì)本發(fā)明的特定特征或方面進(jìn)行了公開，但是如可以期望并且對(duì)于任意給定或特定應(yīng)用而言有利的，這樣的特征或方面可以與其它實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)其它特征或方面相結(jié)合。此外，就在【具體實(shí)施方式】或權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語(yǔ)“包括”、“擁有”、“具有”或者其變化形式的程度而言，這樣的術(shù)語(yǔ)意在與術(shù)語(yǔ)“包含”相類似的方式而是包含性的。而且，術(shù)語(yǔ)“示意性”僅意在作為示例而非最佳或最優(yōu)的。還要意識(shí)到的是，這里所描述的特征和/或要素是處于簡(jiǎn)單且便于理解的目的而相對(duì)于彼此利用特定尺寸進(jìn)行圖示，并且實(shí)際尺寸可能與這里所圖示的實(shí)質(zhì)上有所不同。
[0044]雖然在此已經(jīng)對(duì)具體實(shí)施例進(jìn)行了說明和描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將要意識(shí)到的是，在并不背離本發(fā)明的范圍的前提下，可以用各種替換和/或等同實(shí)施方式來替換所示出并描述的具體方面。本申請(qǐng)意在覆蓋這里所討論的具體方面的任意調(diào)適或變化形式。因此，本發(fā)明意在僅由權(quán)利要求及其等同形式所限定。
【權(quán)利要求】
1.一種方法，包括: 執(zhí)行時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理，其中所述時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理中的最后的蝕刻步驟具有第一持續(xù)時(shí)間；以及 在執(zhí)行所述時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理之后，執(zhí)行具有第二持續(xù)時(shí)間的蝕刻步驟，其中所述第二持續(xù)時(shí)間大于所述第一持續(xù)時(shí)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理和在所述時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理之后執(zhí)行的所述蝕刻步驟中的至少一個(gè)包括干法蝕刻步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理包括多個(gè)蝕刻步驟，其中所述時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理的所述多個(gè)蝕刻步驟中的每個(gè)步驟具有相應(yīng)的持續(xù)時(shí)間，其中所述第二持續(xù)時(shí)間大于所述相應(yīng)的持續(xù)時(shí)間中的每個(gè)持續(xù)時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理包括: 執(zhí)行包括對(duì)第一材料的表面進(jìn)行蝕刻的蝕刻步驟； 執(zhí)行包括在所述第一材料的所述表面之上沉積第二材料的沉積步驟；以及 交替地重復(fù)所述蝕刻步驟和所述沉積步驟。
5.根據(jù)權(quán)利 要求4所述的方法，其中所述第一材料包括半導(dǎo)體材料，并且所述第二材料包括聚合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括: 暴露布置在所述第一材料之下的第三材料，其中在所述時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理和在所述時(shí)間多路復(fù)用蝕刻處理之后執(zhí)行的所述蝕刻步驟中的至少一個(gè)期間，所述第三材料的蝕刻速率小于所述第一材料的蝕刻速率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括: 通過蝕刻步驟和灰化步驟中的至少一個(gè)去除所述第三材料。
8.一種方法，包括: 向卡盤應(yīng)用脈沖射頻偏置信號(hào)，其中所述脈沖射頻偏置信號(hào)的脈沖具有第一持續(xù)時(shí)間；以及 向所述卡盤應(yīng)用恒定射頻偏置信號(hào)，其中所述恒定射頻偏置信號(hào)包括第二持續(xù)時(shí)間，其中所述第二持續(xù)時(shí)間大于所述第一持續(xù)時(shí)間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述脈沖射頻偏置信號(hào)的所述脈沖是在應(yīng)用所述恒定射頻偏置信號(hào)之前的所述脈沖射頻偏置信號(hào)的最后的脈沖。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述脈沖射頻偏置信號(hào)包括多個(gè)脈沖，其中所述多個(gè)脈沖中的每個(gè)脈沖包括相應(yīng)的持續(xù)時(shí)間，其中所述第二持續(xù)時(shí)間大于所述相應(yīng)的持續(xù)時(shí)間中的每個(gè)持續(xù)時(shí)間。
11.一種半導(dǎo)體器件，包括: 微機(jī)械結(jié)構(gòu)；以及 布置在所述微機(jī)械結(jié)構(gòu)之上的半導(dǎo)體材料，其中所述半導(dǎo)體材料的側(cè)面包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，其中所述第一區(qū)域包括起伏，并且其中所述第二區(qū)域是所述側(cè)面的外圍區(qū)域并且朝向所述微機(jī)械結(jié)構(gòu)減小。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第二區(qū)域貫穿整個(gè)所述第二區(qū)域都減小。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第二區(qū)域包括平面和凸面中的至少一個(gè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第二區(qū)域無(wú)銳角部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其中所述側(cè)面基本上垂直于所述微機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其中所述微機(jī)械結(jié)構(gòu)被配置為在基本上平行于所述側(cè)面的方向上移動(dòng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，進(jìn)一步包括: 至少部分由所述側(cè)面所定界的開孔，其中所述微機(jī)械結(jié)構(gòu)布置在所述開孔中。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其中所述微機(jī)械結(jié)構(gòu)包括橋、薄膜、懸臂和舌片結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其中所述起伏的幅度位于從20納米至500納米的范圍內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，進(jìn)一步包括: 懸掛元件，被配置為懸掛所述微機(jī)械結(jié)構(gòu)，其中所述懸掛元件被布置在所述微機(jī)械結(jié)構(gòu)和所述半導(dǎo)體材料之間 。
【文檔編號(hào)】B81C1/00GK104071743SQ201410117424
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月27日
【發(fā)明者】M·恩格爾哈特, M·扎加 申請(qǐng)人:英飛凌科技股份有限公司