專利名稱：在通孔和刻蝕結(jié)構(gòu)中形成并圖案化共形絕緣層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在微電子、納米電子、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)、納米機(jī)電系統(tǒng)(NEMS)、光學(xué)器件及其他類型的器件中的通孔和其它圖案化的結(jié)構(gòu)中提供共形的(conformal)電隔離的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
對(duì)將多個(gè)分立的電子器件組合在單個(gè)封裝中的興趣導(dǎo)致了用于提供穿過器件的襯底的電觸點(diǎn)以允許對(duì)這些器件進(jìn)行三維(3D)堆疊和互連的新方法的研發(fā)。不同于多芯片模塊(其中器件并列放置且使用頂部表面觸點(diǎn)之間的常規(guī)引線接合技術(shù)形成互連)，穿透襯底的通孔允許對(duì)分立器件進(jìn)行3D堆疊，其中器件之間的電觸點(diǎn)穿過襯底而形成?？蓪⑽⑻幚砥骱痛鎯?chǔ)器芯片組合在單個(gè)封裝中，例如以減少兩個(gè)分立元件所占據(jù)的空間。相對(duì)于使用引線接合或其它側(cè)向互連方案互連的并列或側(cè)向封裝的器件來說，堆疊配置允許 改善兩個(gè)或更多個(gè)互連的器件之間的信號(hào)傳輸，并相應(yīng)地減少功率消耗。此外，比起側(cè)向封裝器件和使用多個(gè)分立器件來說，多個(gè)器件的3D封裝提供了減小的芯片封裝，這是移動(dòng)電話、上網(wǎng)本和其它要求緊湊的產(chǎn)品尺寸和長(zhǎng)電池壽命的便攜式電子設(shè)備的一個(gè)重要考量。其中多個(gè)芯片堆疊到一起的系統(tǒng)級(jí)封裝(System in Package, SiP)架構(gòu)引導(dǎo)用于生成從襯底的前側(cè)向后側(cè)的互連的處理策略的研發(fā)。制造集成策略的一部分是研發(fā)用于生成穿過各個(gè)器件的襯底以及用作器件之間的中間層的插入機(jī)構(gòu)(interposer)中的通孔的工藝。通孔的主要目的是允許形成傳導(dǎo)塞的陣列以在堆疊芯片之間傳遞電信號(hào)。載流的傳導(dǎo)塞必須與利用諸如硅的傳導(dǎo)性襯底材料(其為電子器件的制造中使用最為廣泛的襯底材料)的結(jié)構(gòu)中的襯底絕緣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了本領(lǐng)域中以高通量在刻蝕結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上形成共形絕緣層的需求。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明允許利用提供高刻蝕速率和扇貝形皺褶的側(cè)壁的循環(huán)刻蝕工藝。在現(xiàn)有技術(shù)水平下，利用循環(huán)和非循環(huán)工藝以最小化側(cè)壁粗糙度或扇貝形皺褶度以補(bǔ)償隨后沉積的絕緣層的不充分覆蓋。為提供最小側(cè)壁粗糙度而研發(fā)的刻蝕工藝典型地較慢，相應(yīng)地具有較慢的通量。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明利用以高刻蝕速率和相應(yīng)的高產(chǎn)出通量為特征的刻蝕工藝。此外，本領(lǐng)域中現(xiàn)存的方法使用具有低共形度(conformality)的絕緣層，對(duì)于這樣的絕緣層來說形成連續(xù)均勻的側(cè)壁涂層很困難。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明利用產(chǎn)生厚度均勻的連續(xù)膜的聚合物膜，并且能在無法用現(xiàn)有的絕緣體沉積技術(shù)均勻涂覆的刻蝕結(jié)構(gòu)和高深寬比(aspect ratio)的通孔中產(chǎn)生這些涂層。除了使用高通量刻蝕工藝和高度共形膜外，本發(fā)明實(shí)施例中的刻蝕結(jié)構(gòu)還用于形成懸突(overhang)，以及從結(jié)構(gòu)的對(duì)于后續(xù)處理不需要絕緣層的區(qū)域中去除共形地沉積的絕緣層，懸突使得(用于產(chǎn)生通孔或刻蝕結(jié)構(gòu)的)同一掩膜圖案能夠保護(hù)該結(jié)構(gòu)的若無懸突則將容易退化的區(qū)域。
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的工藝提供一種在制造半導(dǎo)體器件時(shí)使用的結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上形成絕緣層的方法。在示范工藝中，提供一種方法，用于在帶有掩膜的結(jié)構(gòu)中生成預(yù)先形成的懸突，用于在結(jié)構(gòu)的內(nèi)部和掩膜的上方和下方沉積共形膜，以及用于從對(duì)于后續(xù)處理來說或在某些器件的器件結(jié)構(gòu)中不需要膜的區(qū)域中去除共形膜的刻蝕工藝。類似的方法不能用于兩種最常見的在半導(dǎo)體器件的制造中使用的絕緣體(即二氧化硅和氮化硅)，因?yàn)槔眠@些膜的膜覆蓋的共形度(conformality)不好，并且缺乏用于從復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)中選擇性地去除這些材料的工藝。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供用于在刻蝕側(cè)壁上共形地產(chǎn)生沉積的絕緣層的方法，對(duì)于刻蝕側(cè)壁來說，大大降低或消除了通孔的刻蝕工藝中在通孔的側(cè)壁上生成低粗糙度的制約。目前使用的方法例如氧化硅層嚴(yán)格貼合側(cè)壁內(nèi)的在硅中刻蝕通孔的工藝中生成的輪廓。聚對(duì)二甲苯涂層以及其它能以高度共形的方式沉積的材料的使用傾向于降低由典型刻蝕工藝產(chǎn)生的粗糙度并允許利用十分積極的刻蝕條件，以相對(duì)于不具備和共形膜一樣的降低側(cè)壁粗糙度的傾向的絕緣材料來降低加工成本。對(duì)于生成粗糙側(cè)壁的工藝，典型的硅刻蝕速率可超過20um/分鐘，而對(duì)于生成光滑側(cè)壁的工藝，< 5um/分鐘。在一個(gè)實(shí)施例 中，本發(fā)明的工藝允許但不限于使用更高刻蝕速度的工藝以最大化通量并降低利用本發(fā)明的工藝的工藝流中的制造成本。本發(fā)明的工藝的實(shí)施例中使用高刻蝕速率工藝的靈活性供引入用于將絕緣層機(jī)械錨定到襯底側(cè)壁上以及將傳導(dǎo)膜和塞機(jī)械錨定到絕緣層上的方式，以克服存在的以下局限材料的膨脹系數(shù)的差異的效應(yīng)、使用本發(fā)明的技術(shù)制造的結(jié)構(gòu)中的膜之間的粘附較差以及可能由本發(fā)明的工藝之后的器件制造步驟引起的膜性質(zhì)的改變。在目前的技術(shù)水平下，除了最小化刻蝕工藝中的側(cè)壁粗糙度以最小化在隨后形成的絕緣層中的粗糙度的形成的努力，一般還采取預(yù)防措施以最小化掩膜層的根切，同時(shí)導(dǎo)致處理成本增加。不生成或基本不生成根切的工藝典型地更慢并且因此而成本更高。掩膜的根切使氧化硅涂層的實(shí)現(xiàn)變復(fù)雜，因?yàn)檫@些涂層的所觀察到的共形度更低并且不能用常用的沉積這些膜的方法來涂覆腔或根切結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，掩膜的受控根切是該本發(fā)明的工藝的關(guān)鍵要素?？衫蒙筛呖涛g速率的迅速刻蝕步驟以最小化整體處理時(shí)間，并利用能輕易填充本發(fā)明的工藝中需要的腔和根切結(jié)構(gòu)的共形膜。有意根切掩膜產(chǎn)生允許從掩膜30的邊緣和頂部處的刻蝕結(jié)構(gòu)40的外側(cè)的區(qū)域中去除共形膜(尤其是聚對(duì)二甲苯)有利和必需的幾何形狀，而不需要再掩膜的步驟。在從后續(xù)處理不需要共形膜的區(qū)域中去除共形膜的回蝕(etchback)步驟150期間，根切掩膜保護(hù)絕緣層和襯底之間的界面的方式不能用目前的處理方法獲得。在一個(gè)實(shí)施例中，重復(fù)使用掩膜層30以通過最初用以在襯底刻蝕工藝中限定刻蝕結(jié)構(gòu)40的同一掩膜來保護(hù)絕緣側(cè)壁層20，有益于降低制造工藝中的步驟的數(shù)目以及降低制造成本。使用掩膜層30來保護(hù)側(cè)壁50上的絕緣側(cè)壁20，同時(shí)允許從掩膜層30的頂部中、從特征部40的頂部處的掩膜開口內(nèi)的區(qū)域中，并且在一些實(shí)施例中在后續(xù)處理不需要絕緣層的區(qū)域中從刻蝕結(jié)構(gòu)40的底部處的水平表面52中，去除絕緣層20。在一個(gè)實(shí)施例中，在回蝕步驟150之后，不需要去除掩膜層30。在成品器件中，掩膜層30可用作與絕緣層20 —體的絕緣層。該附加的重復(fù)使用進(jìn)一步降低了制造成本。


圖I為顯示進(jìn)行以下步驟之后的橫截面視圖的本發(fā)明的工藝的實(shí)施例1a)提供圖案化結(jié)構(gòu)，Ib)共形膜沉積，以及Ic)共形涂層的回蝕；圖2為本發(fā)明的工藝的工藝序列；圖3為聚對(duì)二甲苯沉積模塊的示意圖；圖4為刻蝕結(jié)構(gòu)的橫截面，其中本發(fā)明的工藝的實(shí)施例用來生成絕緣側(cè)壁層；圖5為本發(fā)明的工藝的另一實(shí)施例；圖6為適用于本發(fā)明的工藝的刻蝕通孔結(jié)構(gòu)的各種橫截面；
圖7為在共形絕緣體沉積步驟之后通孔結(jié)構(gòu)的橫截面；圖8為絕緣層的共形度的實(shí)例；圖9為使用本發(fā)明的工藝形成的具有絕緣側(cè)壁的通孔；圖10為本發(fā)明的工藝的優(yōu)選實(shí)施例；圖11為用于去除共形介電層的各向異性刻蝕的實(shí)例；以及圖12為刻蝕結(jié)構(gòu)的橫截面，其中使用本發(fā)明的工藝的實(shí)施例來生成絕緣的側(cè)壁層(被示出為具有機(jī)械錨定的絕緣體層和填充料)。
具體實(shí)施例方式引言圖I和圖2中提供了本發(fā)明的工藝的實(shí)施例102。圖I中顯示了刻蝕結(jié)構(gòu)歷經(jīng)本發(fā)明的工藝中的步驟的進(jìn)程。圖2中顯示圖I中示出的步驟的相應(yīng)的工藝流程。在本發(fā)明的實(shí)施例102中，如圖Ia所示提供101具有至少一個(gè)刻蝕結(jié)構(gòu)的圖案化襯底95。在優(yōu)選實(shí)施例中，襯底95含有至少一個(gè)帶有來自掩膜層30的懸突60的圖案化結(jié)構(gòu)40。在優(yōu)選實(shí)施例中，掩膜層30為氧化硅或氮化硅。在優(yōu)選實(shí)施例中，圖案化襯底95為穿透襯底的通孔或硅通孔(TSV)。用于形成TSV的常用方法是利用循環(huán)刻蝕工藝，其中通過交替的刻蝕和沉積步驟的工藝來在硅襯底中形成孔。最初，穿透襯底的頂部表面上形成的圖案化掩膜層來去除硅。使用刻蝕氣體例如六氟化硫(SF6)在短時(shí)間段(典型地為2-10秒)內(nèi)各向同性地去除暴露的硅來進(jìn)行硅刻蝕，隨后為鈍化步驟，鈍化步驟中使用含有氟碳化合物的氣體例如C4F8在刻蝕硅的側(cè)壁上沉積一薄層以防止隨后的循環(huán)中的側(cè)向刻蝕。在第二個(gè)以及隨后的循環(huán)中，SF6刻蝕步驟必須從演變通孔、其它刻蝕結(jié)構(gòu)以及具有目標(biāo)厚度(其由用于目標(biāo)應(yīng)用的容許側(cè)向硅刻蝕確定)的硅的底部的水平表面去除薄氟碳化合物層。在各向同性刻蝕工藝中，豎直和側(cè)向刻蝕深度大致相當(dāng)，因此隨著循環(huán)過程中SFdlJ蝕步驟的持續(xù)時(shí)間的增加，硅中的相應(yīng)的側(cè)向和豎直刻蝕深度也增加。在SF6刻蝕步驟期間，各循環(huán)中的側(cè)向刻蝕深度將影響在演變通孔和其它圖案化結(jié)構(gòu)的側(cè)壁中產(chǎn)生的粗糙度(通常稱作扇貝形皺褶度)。在優(yōu)選實(shí)施例中，如圖Ib所示，將共形絕緣層沉積140到圖案化襯底95上，以在掩膜層30和刻蝕結(jié)構(gòu)40的暴露表面上提供涂層以生成結(jié)構(gòu)96。在優(yōu)選實(shí)施例中，共形涂層20為聚對(duì)二甲苯(parylene)，且將涂層涂覆在刻蝕結(jié)構(gòu)40中的有扇貝形皺褶的側(cè)壁50上。聚對(duì)二甲苯是各種沉積的聚(對(duì)二甲苯)(poly(p-xylylene))聚合物的商標(biāo)名稱。硅通孔、槽和其它圖案化結(jié)構(gòu)中的有扇貝形皺褶的側(cè)壁可能很難用共形低溫氧化硅(集成電路制造中常用的絕緣材料)來進(jìn)行涂覆。深通孔(例如用于在形成穿透襯底的通孔時(shí)使用的那些通孔)可具有超過10 I的深寬比(深寬比定義為通孔深度與通孔寬度之比)。對(duì)于低至I : I的深寬比來說，針對(duì)于等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)的氧化硅層，刻蝕結(jié)構(gòu)(例如通孔)的頂部和底部之間的膜覆蓋可具有顯著差異。通孔的頂部和底部之間的膜厚度所具有的差異大大影響了在設(shè)備制造過程中后續(xù)步驟(在通孔的側(cè)壁上沉積絕緣層)的效力。如果例如通孔的頂部處的絕緣膜厚度是通孔的底部處的2-3倍厚，該較厚的氧化物侵入狹窄通孔的頂部處的開口中，這會(huì)使通孔的底部處的側(cè)壁與到來的沉積材料相阻隔，使得很難在通孔的底部處形成連續(xù)的絕緣層。因此，在本領(lǐng)域中需要一種在制造半導(dǎo)體器件時(shí)使用的結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上形成絕緣層的方法(其中該半導(dǎo)體器件不受過量沉積材料的累積妨礙)或用于能容納該累積的工藝。在本發(fā)明的工藝中，提供一種在具有掩膜的結(jié)構(gòu)中生成預(yù)先形成的懸突的方法(該懸突用于在結(jié)構(gòu)內(nèi)以及掩膜上下沉積共形膜)，以及一種用于從后續(xù)處理不需要膜的區(qū)域中去除共形膜的刻蝕工藝。類似的方法不能用制造半導(dǎo)體器件時(shí)最常用的兩種絕緣體(即二氧化硅和氮化硅)得到，因?yàn)橛眠@些膜的膜覆蓋的共形度較差，并且缺乏用于從復(fù)雜的三維結(jié) 構(gòu)中選擇性地去除這些材料的工藝。 適用于涂覆通孔的絕緣膜一般具有高介電擊穿電壓并沉積為具有均勻厚度和均勻膜性質(zhì)的連續(xù)的無針孔層。在許多應(yīng)用中，有利但不是必須的是，使通孔或刻蝕結(jié)構(gòu)40的頂部處的絕緣膜厚度約等于通孔或刻蝕結(jié)構(gòu)40的底部處的絕緣膜厚度。通常在工藝流程中的某時(shí)刻去除沉積在通孔的底部處的水平表面52上的膜。控制被沉積的絕緣膜的表面處的光滑度的能力也是TSV應(yīng)用中使用的絕緣材料的重要特征。粗糙的側(cè)壁表面會(huì)導(dǎo)致沉積在粗糙的側(cè)壁表面形態(tài)上的絕緣層的膜厚度的變化較大。共形地沉積的膜具有使粗糙表面變光滑而非加劇表面粗糙度的傾向。沉積膜的共形度一般與化學(xué)氣相沉積工藝中抵達(dá)襯底的分子種類的粘著系數(shù)相關(guān)。粘著系數(shù)具有O到I之間的值，并且其對(duì)于特定材料和工藝的值在一定程度上是轟擊氣體分子會(huì)粘附到生長(zhǎng)膜的表面上的概率的度量。粘著系數(shù)可受到處理裝備的配置和工藝條件例如襯底溫度的影響。如果粘著系數(shù)較低或接近0，則沉積的膜傾向于共形。相反，如果粘著系數(shù)較高或接近1，則生長(zhǎng)膜的共形度一般很低。較差的共形度一般導(dǎo)致TSV結(jié)構(gòu)中步驟覆蓋較差。聚對(duì)二甲苯聚對(duì)二甲苯由典型地以粉末形式生成的前體(precursor) [2.2]對(duì)環(huán)芳烷(paracyclophane) 二聚物形成。材料在其未取代(unsubstituted)的分子形式(典型地稱為聚對(duì)二甲苯-N)下也被稱為二聚對(duì)二甲苯(di-para-xylylene)。聚對(duì)二甲苯-N 二聚物的分子結(jié)構(gòu)由兩個(gè)通過附著于對(duì)位處的碳橋而相連的苯環(huán)組成。還得到了聚對(duì)二甲苯的其它變種，例如聚對(duì)二甲苯-C和聚對(duì)二甲苯-D，其中分子結(jié)構(gòu)中存在氯。例如聚對(duì)二甲苯-C含有一個(gè)附著于各苯環(huán)的氯原子而聚對(duì)二甲苯-D每環(huán)含有兩個(gè)氯原子。還生成了多種氟化聚對(duì)二甲苯。聚對(duì)二甲苯單體的分子結(jié)構(gòu)中存在的附加元素一般影響到聚對(duì)二甲苯膜的性質(zhì)。例如比起非氟化聚對(duì)二甲苯的膜來說，由氟化聚對(duì)二甲苯制造的膜對(duì)于高溫應(yīng)用具有更大的耐受性(tolerance)。一般是通過將熱源應(yīng)用于[2. 2]對(duì)環(huán)芳烷二聚物而生成在160°C _180°C范圍內(nèi)的環(huán)境溫度以形成蒸汽來實(shí)現(xiàn)聚對(duì)二甲苯膜的沉積，蒸汽然后被通入550°C -750°C范圍內(nèi)的溫度下的裂解爐，以將二聚物分子分裂為單體形式。將單體由裂解爐引導(dǎo)到典型地處于室溫或以下的襯底上。聚對(duì)二甲苯的沉積速率反比于襯底溫度。典型的襯底溫度在_40°C至+30°C范圍內(nèi)，不過也可以使用更低的溫度。在低于_40°C的溫度下可得到增加的沉積速率，且原則上可用于生成比起較高溫度下能獲得的來說更高的沉積速率，不過生成較低的溫度所需的硬件成本和操作成本通常也隨之增加。據(jù)報(bào)告，存在低至液化氮溫度(77K)的沉積溫度。單體蒸汽從裂解爐抵達(dá)冷襯底時(shí)凝結(jié)到晶片上并自組為長(zhǎng)鏈聚合物。整個(gè)工藝在真空下低壓進(jìn)行。聚對(duì)二甲苯沉積室的典型壓強(qiáng)在10毫托-200毫托范圍內(nèi)。圖3中示出顯示聚對(duì)二甲苯沉積系統(tǒng)中的典型部件的示意圖。圖3顯示可用于在優(yōu)選實(shí)施例中沉積140共形聚對(duì)二甲苯層并提供150就地回蝕的工藝模塊的示意圖，。在優(yōu)選實(shí)施例中，聚對(duì)二甲苯用作在絕緣體沉積步驟140中沉積的絕緣層20，并且就地回蝕步驟150用于從不需要或不希望絕緣層的區(qū)域中去除絕緣層20。在圖2中示出的本發(fā)明的工藝的優(yōu)選實(shí)施例中，絕緣層20為聚對(duì)二甲苯，并使用例如如圖3中示意性示出的工藝模塊來進(jìn)行沉積。圖3顯示的聚對(duì)二甲苯沉積系統(tǒng)具有二 聚物汽化烘箱210，該烘箱具有通過節(jié)流閥230與爐管240以及裂解爐250相連的二聚物密封管(ampoule) 220。在操作中，在二聚物烘箱210中將二聚物密封管220加熱到典型地在160°C至180°C范圍內(nèi)的溫度以形成二聚物蒸汽，然后將該二聚物蒸汽通過用于調(diào)節(jié)二聚物的流動(dòng)的閥230輸送到裂解爐250中。二聚物裂解爐250典型地在550°C至750°C范圍內(nèi)的溫度下操作以將二聚物分子分裂為聚對(duì)二甲苯蒸汽的單體分子(用于沉積膜的前體)。單體聚對(duì)二甲苯從裂解爐250進(jìn)入處理室，典型地但不是必需地通過由一個(gè)或更多個(gè)隔離閥260構(gòu)成的組到達(dá)工藝模塊200。襯底300放置在電極310上，電極310用溫度控制單元320冷卻到在_40°C至+30°C范圍內(nèi)的典型溫度。優(yōu)選地但不是必需地，電極310為具有靜電或機(jī)械夾持的電極，并能用氦、氮或IS提供襯底的氣體背側(cè)冷卻(gaseous backsidecooling)以更好地控制襯底300的溫度。例如當(dāng)在真空下將聚對(duì)二甲苯膜涂覆到半導(dǎo)體和MEMS晶片上時(shí)，可使用靜電或機(jī)械夾持來夾持晶片以保持(尤其是在低于環(huán)境條件的溫度下的)希望的晶片溫度。還可使用背側(cè)熱輸送氣體來冷卻晶片并允許更精確地控制晶片的溫度。在實(shí)踐中，低溫提供用于生成高沉積速率和高通量的方式。與典型的PECVD氧化物工藝相比，聚對(duì)二甲苯沉積工藝能輕易超過O. 5微米/分鐘?？蓪⑵渌に嚹K配置與本發(fā)明的工藝的實(shí)施例一起使用，以沉積聚對(duì)二甲苯絕緣體20并在沉積工藝140后生成聚對(duì)二甲苯20的刻蝕150，這些其他工藝模塊配置仍在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，也可使用(例如產(chǎn)自印第安納州印第安納波利斯的專業(yè)涂覆系統(tǒng)(Specialty Coating Systems)的)聚對(duì)二甲苯沉積裝備來提供絕緣體20。單晶片工藝模塊(例如圖3中示出的模塊)比起(例如產(chǎn)自Specialty Coating Systems的)批處理系統(tǒng)而言提供改善的工藝可重復(fù)性和控制。此外，單晶片的配置(例如圖3中示出的配置)能消除對(duì)襯底300的背側(cè)的不希望的涂覆。單晶片工具可配置有通過自動(dòng)控制系統(tǒng)連接到工藝模塊上的結(jié)束系統(tǒng)以觸發(fā)沉積步驟的結(jié)束，從而允許改善工藝可重復(fù)性。比起批處理系統(tǒng)來說，單晶片處理工具還能提供更快的沉積速率以及更均勻的膜性質(zhì)，因?yàn)槠湓诰蹖?duì)二甲苯沉積期間能冷卻襯底并能改善對(duì)于襯底300的溫度的均勻性的控制。在優(yōu)選實(shí)施例中，在沉積共形絕緣層20的步驟140之后的回蝕步驟150中，如圖Ic所示，從襯底300的區(qū)域中去除共形膜20，所述區(qū)域具有到在回蝕步驟150中使用的等離子體的瞄準(zhǔn)線。在該優(yōu)選實(shí)施例中，回蝕步驟150為含氧等離子體中的各向異性的刻蝕工藝，以從襯底96的對(duì)產(chǎn)生襯底97而言不需要的區(qū)域中去除共形聚對(duì)二甲苯層20。優(yōu)選地，使用各向異性的刻蝕工藝150將對(duì)共形聚對(duì)二甲苯涂層20的去除限制于具有到掩膜層30中的開口的恰好豎直的瞄準(zhǔn)線(或接近恰好豎直的瞄準(zhǔn)線)的表面(如圖Ic所示)。不需要再掩膜結(jié)構(gòu)，因?yàn)楸绕鹩惭谀げ牧侠缪趸韬偷瓒?，氧工藝?duì)共形聚合物膜20的去除是高度選擇性的。雖然不要求，但本發(fā)明的工藝的實(shí)施例允許在該處理之后將掩膜層30保持為結(jié)構(gòu)的一體部分。圖Ic顯示襯底97，其中已經(jīng)從掩膜層30的上表面、從掩膜層30中的開口的邊緣、以及從刻蝕結(jié)構(gòu)40的底部處去除了共形絕緣層20。根據(jù)懸突60相對(duì)于共形絕緣膜20的厚度而言向刻蝕結(jié)構(gòu)40內(nèi)的側(cè)向偏移(lateral excursion),也可能一定程度地意外或有意從共形絕緣層20的暴露的表面處去除材料。在側(cè)壁上的共形膜20的厚度大于懸突60的寬度的實(shí)施例中，預(yù)期會(huì)一定程度地去除共形層20。在共形膜20的厚度小于懸突60的 寬度的實(shí)施例中，則預(yù)期共形膜20只有最少量的去除或沒有去除。在共形絕緣層20過薄而不能使側(cè)壁50上的扇貝形皺褶或粗糙度變光滑的實(shí)施例中，回蝕步驟150可一定程度上有意或無意地使共形涂層20變光滑。在懸突60的寬度約等于共形涂層20的厚度以便使共形涂層20暴露于各向異性的刻蝕步驟150的實(shí)施例中，尤其如此。本發(fā)明實(shí)施例鼓勵(lì)使用粗糙化側(cè)壁(典型地為高通量硅刻蝕工藝的產(chǎn)物)。具有穿透襯底的通孔的器件結(jié)構(gòu)圖4中顯示在制造穿透襯底的通孔時(shí)引入本發(fā)明的工藝102的器件結(jié)構(gòu)500的橫截面。本發(fā)明的工藝102很適于(但其應(yīng)用并不限于)制造硅通孔。在圖4示出的實(shí)例中，絕緣體層20已沉積到側(cè)壁50上，障壁層74已沉積到共形絕緣體層20上，且種子層76已沉積到障壁層74上。所示出的傳導(dǎo)塞72填充襯底10中的通孔40以形成穿透襯底10的傳導(dǎo)通道。器件結(jié)構(gòu)500還顯示襯底10的一部分已被去除以暴露傳導(dǎo)塞72和絕緣體20的(如圖4中取向的)底部。在圖4所示實(shí)例中，顯示本發(fā)明的工藝102的實(shí)施例，其中在刻蝕結(jié)構(gòu)40上提供絕緣的側(cè)壁。本發(fā)明的工藝將共形涂層的使用與刻蝕工藝組合起來，所述刻蝕工藝提供根切掩膜輪廓以及提供用于從器件結(jié)構(gòu)的后續(xù)處理不需要涂層的區(qū)域中去除共形涂層。掩膜層30用于雙重目的提供用于在襯底10中形成刻蝕結(jié)構(gòu)40的刻蝕掩膜，以及隨后用于從器件結(jié)構(gòu)500的不需要絕緣層20的區(qū)域中去除絕緣層20。在刻蝕步驟150中，可以從中去除絕緣層而無需重新圖案化的那些區(qū)域是具有到各向異性的等離子體的瞄準(zhǔn)線的區(qū)域。從結(jié)構(gòu)的在掩膜層30的頂部表面的平面以上的區(qū)域中、從用于生成刻蝕結(jié)構(gòu)40的圖案化開口內(nèi)、并且在某些實(shí)施例中從刻蝕結(jié)構(gòu)40的底部處的水平表面52中，整體或部分地去除絕緣層10。本領(lǐng)域中用于在3D器件堆疊應(yīng)用中形成穿透襯底的傳導(dǎo)塞72的方法是利用集成的工藝步驟的組合，其中I)將襯底例如硅暴露于等離子體刻蝕工藝以生成通孔陣列，2)在通孔的側(cè)壁上形成絕緣層，以及3)在通孔內(nèi)的絕緣層上沉積傳導(dǎo)性材料以生成穿過襯底的從通孔的頂部至底部的傳導(dǎo)路徑。傳導(dǎo)性材料可以完全或部分地填充通孔以形成傳導(dǎo)路徑。理想地，絕緣層在傳導(dǎo)塞和襯底之間形成低電容和電阻性的障壁以防止傳導(dǎo)塞和襯底之間的電短路。優(yōu)選地，在傳導(dǎo)塞和襯底之間產(chǎn)生低電容的絕緣層最小化通過傳導(dǎo)塞在堆疊的器件之間傳輸?shù)碾娦盘?hào)的衰減。因此優(yōu)選具有低介電常數(shù)的材料。還實(shí)施了附加的工藝步驟以防止意外和潛在有害的越過絕緣層20的金屬擴(kuò)散并有助于傳導(dǎo)性材料在通孔內(nèi)的沉積。由一層或多層膜例如Ti、TiN, Ta、TaN, TiAlN和NiB組成的擴(kuò)散障壁74(例如)通常是沉積在絕緣層20上以防止金屬(例如銅)從傳導(dǎo)塞72傳遞到襯底。銅是常用的傳導(dǎo)塞材料，且銅擴(kuò)散入硅會(huì)對(duì)電器件性能有不利影響。還使用(例如使用物理氣相沉積、原子層沉積、納米層沉積、電化學(xué)沉積和其它沉積技術(shù)沉積的)種子層76來發(fā)起傳導(dǎo)塞材料的電化學(xué)沉積。種子層76可以采用與塞材料相同或不同的材料。在一些方法例如無電鍍沉積中，可以不要求有種子層。制造電器件時(shí)目前使用的最常用的襯底材料是硅。在使用硅作為襯底材料的情 況下，通孔通常稱為硅通孔(TSV)。在制造過程期間這些通孔可完全穿透硅襯底延伸，但更常見的方法是在到達(dá)襯底的底部附近時(shí)停止刻蝕，然后去除通孔下方剩余的硅，以在如圖4所示的后續(xù)工藝集成步驟中形成到傳導(dǎo)塞的接觸。襯底10可包含單種材料、一堆材料堆疊或一堆器件結(jié)構(gòu)中的至少一者。在一個(gè)實(shí)施例中，襯底10可為絕緣襯底，其中將薄化的硅層或其它半導(dǎo)體材料層附著在絕緣襯底例如玻璃上。在另一個(gè)實(shí)施例中，襯底可包含單層或多層半導(dǎo)體、絕緣和金屬膜。在又一個(gè)實(shí)施例中，襯底為電子、微機(jī)電器件或其它與半導(dǎo)體、絕緣體或傳導(dǎo)層或襯底相組合的器件。在又一個(gè)實(shí)施例中，襯底為多個(gè)分立器件的組合。在又一個(gè)實(shí)施例中，襯底為含有電容器、電感器、電阻器、晶體管、微機(jī)電器件、納米機(jī)電器件和光學(xué)器件中的至少一項(xiàng)的結(jié)構(gòu)。在又一個(gè)實(shí)施例中，襯底為含有電容器、電感器、電阻器、晶體管、微機(jī)電器件、納米機(jī)電器件和光學(xué)器件中的至少一項(xiàng)，以及半導(dǎo)體層、絕緣體層或傳導(dǎo)層中的至少一項(xiàng)的結(jié)構(gòu)。其它材料和材料的組合也可用于襯底，并仍在本發(fā)明的工藝的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的工藝的語境下，通孔是刻蝕結(jié)構(gòu)40?？涛g結(jié)構(gòu)40是在襯底10中形成的任意孔或腔。結(jié)構(gòu)40不必為圓柱形通孔。俯視時(shí)，或在取自平行于襯底的表面的幾何平面內(nèi)的輪廓中，刻蝕結(jié)構(gòu)40的形狀可以是圓形、橢圓形、正方形、矩形、八邊形、六邊形、梯形、三角形或任何形狀的組合的圓柱體。通孔或刻蝕結(jié)構(gòu)40的形狀不必具有均勻的刻蝕深度，而是可以隨著到襯底10內(nèi)的深度而逐步改變。通孔或結(jié)構(gòu)40的形狀不必從上至下都是一樣的。工藝流圖5顯示本發(fā)明的工藝的優(yōu)選實(shí)施例，其與圖2中所描述的工藝流相比，增加了可選步驟，典型地用于制造穿透襯底的通孔，尤其是硅通孔(以及其它器件)。本發(fā)明的在襯底中的刻蝕特征部的側(cè)壁上形成共形絕緣層的工藝中，圖5所示的本發(fā)明的工藝的序列105由多個(gè)必要步驟和多個(gè)可選步驟的組合組成。在圖5中的掩膜圖案化步驟100中，提供包含開口區(qū)域和掩膜區(qū)域的圖案化掩膜層。掩膜區(qū)域保護(hù)掩膜以下的下方襯底和下方膜不致直接暴露于刻蝕工藝110。相反，掩膜層內(nèi)的開口區(qū)域提供通往掩膜層以下的下方襯底和膜結(jié)構(gòu)的通路，以便能在刻蝕工藝110中去除材料。用于提供掩膜層和圖案的方法為本領(lǐng)域所熟知并屬于本發(fā)明的范圍。
在優(yōu)選實(shí)施例中，掩膜層為硬掩膜并優(yōu)選地由氧化硅或氮化硅構(gòu)成。在又一個(gè)實(shí)施例中，使用光阻掩膜。在又一個(gè)實(shí)施例中，使用硬掩膜和光阻掩膜的組合來提供圖案化掩膜層30。在又一個(gè)實(shí)施例中，使用金屬掩膜層。在又一個(gè)實(shí)施例中，使用掩膜結(jié)構(gòu)，其中使用絕緣層、金屬層和半導(dǎo)體層中的一個(gè)或多個(gè)的組合。在又一個(gè)實(shí)施例中，通過圖案化所制造的器件的膜結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)層來形成通孔掩膜，所述層可以是或可以不是原來有意用作掩膜的層，但與本發(fā)明的工藝充分相容，使得所述層能用作掩膜。在又一個(gè)實(shí)施例中，通孔掩膜是在所制造的器件的膜結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)層上的圖案化PR層。在其它實(shí)施例中，生成了用于提供通往至少一個(gè)掩膜層以下的下方襯底或膜結(jié)構(gòu)的通路的圖案化開口，或者用于能從下方襯底或膜結(jié)構(gòu)中去除材料的圖案化開口，這些實(shí)施例也在掩膜圖案化步驟100的范圍之內(nèi)。循環(huán)刻蝕本發(fā)明的工藝的步驟110是用于在襯底中生成刻蝕結(jié)構(gòu)的刻蝕工藝步驟。在優(yōu)選 實(shí)施例中，刻蝕結(jié)構(gòu)為硅通孔。在另一個(gè)實(shí)施例中，刻蝕結(jié)構(gòu)為穿透襯底的通孔，其中襯底由至少一層硅和一層玻璃構(gòu)成。在又一個(gè)實(shí)施例中，刻蝕結(jié)構(gòu)為穿透襯底的通孔，其中襯底由至少一層半導(dǎo)體材料和一層絕緣材料構(gòu)成。在又一個(gè)實(shí)施例中，刻蝕結(jié)構(gòu)為穿透襯底的通孔，且襯底由含有電容器、電感器、電阻器、晶體管、微機(jī)電器件、納米機(jī)電器件、光學(xué)器件和BioMEMS器件中的至少一種的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。在又一個(gè)實(shí)施例中，刻蝕結(jié)構(gòu)為穿透襯底的通孔，且襯底由含有電容器、電感器、電阻器、晶體管、微機(jī)電器件和納米機(jī)電器件中的至少一種，以及半導(dǎo)體層、絕緣層和金屬層中的至少一種的器件結(jié)構(gòu)構(gòu)成。步驟110可完全穿透襯底10或部分穿過襯底10進(jìn)行刻蝕。在又一個(gè)實(shí)施例中，刻蝕結(jié)構(gòu)40為形成在襯底中的槽。在優(yōu)選實(shí)施例中，循環(huán)刻蝕步驟110包括從刻蝕結(jié)構(gòu)40內(nèi)部去除薄硅層的SFO6等離子體刻蝕暴露以及暴露于C4F8等離子體的沉積步驟，暴露于C4F8等離子體的沉積步驟用以鈍化或涂覆側(cè)壁50以防止在循環(huán)刻蝕步驟110中后續(xù)的SF6刻蝕步驟中的側(cè)向刻蝕，或減緩側(cè)向刻蝕的速率。側(cè)向硅刻蝕發(fā)生的原因在于SF6刻蝕步驟的各向同性特征。通常，使用各向同性刻蝕劑(例如SF6)去除硅可以實(shí)現(xiàn)可能的最高豎直刻蝕速率。側(cè)向刻蝕不是必須的或希望的，而是氟和硅之間的高反應(yīng)性的結(jié)果。在由交替的刻蝕和沉積的步驟構(gòu)成的循環(huán)刻蝕工藝中，在演變的通孔的基部處的側(cè)壁在遞增的SF6各向同性刻蝕步驟期間未受到保護(hù)并一直被暴露，直到隨后暴露于鈍化步驟，在鈍化步驟中側(cè)壁被涂覆以來自C4F8等離子體的一薄層的氟碳化合物制品。氟碳化合物層保護(hù)側(cè)壁不致在后續(xù)的SF6刻蝕步驟中受到刻蝕。硅襯底中使用用作硅刻蝕劑的SF6和提供薄氟碳化合物鈍化層的C4F8的組合通過循環(huán)刻蝕工藝得到的輪廓，是帶有有扇貝形皺褶的側(cè)壁的豎直或近于豎直的輪廓。該技術(shù)已用于向硅襯底的主體中刻蝕達(dá)100微米量級(jí)深度的通孔、槽和其他結(jié)構(gòu)。循環(huán)刻蝕工藝中各向同性刻蝕步驟的持續(xù)時(shí)間是刻蝕特征部40的側(cè)壁上的粗糙度或扇貝形皺褶度的重要成因。當(dāng)各向同性刻蝕步驟的持續(xù)時(shí)間較短時(shí)，可降低相應(yīng)的側(cè)壁粗糙度。所有其它條件相同時(shí)，在循環(huán)刻蝕工藝中用以刻蝕硅的各向同性SF6刻蝕步驟期間，2秒的持續(xù)時(shí)間將比具有5秒的持續(xù)時(shí)間的SF6刻蝕步驟產(chǎn)生淺得多的扇貝形皺褶度。隨著刻蝕步驟的持續(xù)時(shí)間的增加，向襯底10的側(cè)向刺入的程度增加，且有扇貝形皺褶的側(cè)壁50中的側(cè)壁粗糙度的深度也增加了。對(duì)(由扇貝形皺褶的側(cè)壁50中的峰和谷之間的差特征化的)側(cè)壁粗糙度的控制是循環(huán)工藝和循環(huán)工藝的變型與后續(xù)步驟的集成中要考慮的重要因素，在后續(xù)步驟中絕緣膜和傳導(dǎo)膜被沉積到刻蝕結(jié)構(gòu)40和通孔40的側(cè)壁上。在優(yōu)選實(shí)施例中，刻蝕步驟110是用于在硅中生成通孔結(jié)構(gòu)40的交替的刻蝕和沉積步驟的循環(huán)刻蝕。在另一實(shí)施例中，循環(huán)刻蝕步驟110包括用于從結(jié)構(gòu)40內(nèi)部去除薄硅層的3 6等離子體刻蝕暴露、暴露于C4F8等離子體的沉積步驟以及暴露于含氧等離子體的步驟，暴露于C4F8等離子體的沉積步驟用以鈍化或涂覆側(cè)壁50以防止在循環(huán)刻蝕工藝110中后續(xù)的SF6刻蝕步驟中的側(cè)向刻蝕，或減緩側(cè)向刻蝕的速率；暴露于含氧等離子體的步驟用以在循環(huán)工藝110中的后續(xù)的SF6等離子體刻蝕步驟之前從刻蝕結(jié)構(gòu)40的基部處的水平表面52中整體或部分地去除C4F8鈍化層。在又一個(gè)實(shí)施例中，循環(huán)刻蝕步驟110包括從結(jié)構(gòu)40內(nèi)部去除薄硅層的SF6等離子體刻蝕暴露、暴露于C4F8等離子體的沉積步驟、以及暴露于含有SF6和氧的等離子體， 其中暴露于C4F8等離子體的沉積步驟用以鈍化或涂覆側(cè)壁以防止在循環(huán)刻蝕工藝110中后續(xù)的SF6刻蝕步驟中的側(cè)向刻蝕，或減緩側(cè)向刻蝕的速率；暴露于含有SF6和氧的等離子體用以從刻蝕結(jié)構(gòu)40的基部處的水平表面52中整體或部分地去除C4F8鈍化層。在又一個(gè)實(shí)施例中，循環(huán)刻蝕步驟110包括從刻蝕結(jié)構(gòu)40內(nèi)部去除薄硅層的SF6等離子體刻蝕暴露、暴露于C4F8等離子體的沉積步驟、以及暴露于含有SF6和氧的等離子體，其中暴露于C4F8等離子體的沉積步驟用以鈍化或涂覆側(cè)壁50以防止在循環(huán)刻蝕工藝中后續(xù)的SF6刻蝕步驟中的側(cè)向刻蝕，或減緩側(cè)向刻蝕的速率；暴露于含有SF6和氧的等離子體用以從刻蝕結(jié)構(gòu)40的基部處的水平表面52中整體或部分地去除C4F8鈍化層。在又一個(gè)實(shí)施例中，循環(huán)刻蝕步驟110包括從刻蝕結(jié)構(gòu)40內(nèi)部去除薄硅層的SF6等離子體刻蝕暴露、暴露于C4F8等離子體的沉積步驟、以及暴露于含有C4F8和氧的等離子體，其中暴露于C4F8等離子體的沉積步驟用以鈍化或涂覆側(cè)壁50以防止在循環(huán)刻蝕工藝中后續(xù)的SFfJlj蝕步驟中的側(cè)向刻蝕，或減緩側(cè)向刻蝕的速率；暴露于含有C4F8和氧的等離子體用以從刻蝕結(jié)構(gòu)40的基部處的水平表面52中整體或部分地去除C4F8鈍化層。在又一個(gè)實(shí)施例中，循環(huán)刻蝕步驟11包括從刻蝕結(jié)構(gòu)40內(nèi)部去除薄硅層的SF6等離子體刻蝕暴露和暴露于CHF3等離子體的沉積步驟，暴露于CHF3等離子體的沉積步驟用以鈍化或涂覆側(cè)壁50以防止在循環(huán)刻蝕工藝110中后續(xù)的SF6刻蝕步驟中的側(cè)向刻蝕，或減緩側(cè)向刻蝕的速率。在又一個(gè)實(shí)施例中，循環(huán)刻蝕步驟110包括從刻蝕結(jié)構(gòu)40內(nèi)部去除薄硅層的等離子體刻蝕暴露、暴露于等離子體的沉積步驟、以及暴露于含氧的等離子體，其中暴露于等離子體的沉積步驟用以用氟碳化合物層鈍化或涂覆側(cè)壁50以防止在循環(huán)刻蝕工藝110中后續(xù)的等離子體刻蝕步驟中的側(cè)向刻蝕，或減緩側(cè)向刻蝕的速率；暴露于含氧的等離子體用以從刻蝕結(jié)構(gòu)40的基部處的水平表面52中整體或部分地去除氟碳化合物鈍化層。在又一個(gè)實(shí)施例中，循環(huán)刻蝕步驟110包括從刻蝕結(jié)構(gòu)40內(nèi)部去除薄層襯底的等離子體刻蝕暴露和暴露于等離子體的沉積步驟，暴露于等離子體的沉積步驟用以鈍化或涂覆側(cè)壁50以防止在循環(huán)刻蝕工藝110中后續(xù)的等離子體刻蝕步驟中的側(cè)向刻蝕，或減緩側(cè)向刻蝕的速率。
使用本發(fā)明的工藝102的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于使用具有高側(cè)向刻蝕速率的工藝。本發(fā)明的工藝允許有高豎直和側(cè)向刻蝕速率，使得能在循環(huán)刻蝕工藝中使用成本更低的氣體(例如CHF3)來鈍化側(cè)壁，因?yàn)楣残纬练e步驟對(duì)于表面粗糙度的耐受性增加了。本發(fā)明的工藝不要求使用成本更低的氣體例如CHF3的工藝，而是允許使用成本更低的氣體，且在某些實(shí)施例中，允許去掉鈍化步驟。除最常用的含氧或不含氧的SF6和C4F8的組合外，還可以使用其它氣體混合物以在硅襯底中產(chǎn)生刻蝕結(jié)構(gòu)40。例如可使用CHF3作為用于鈍化步驟的氟碳化劑的源以取代更常用的C4F8。還可用其它含氧或不含氧的添加劑例如SiF4和HBr來在循環(huán)刻蝕工藝中提供鈍化?？墒褂锰砑佣虝汉醯目涛g步驟或在SF6刻蝕步驟中添加氧來從演變的通孔的基部處的水平表面中加速去除氟碳化合物層。氧也可添加到氟碳化合物鈍化步驟中，盡管在實(shí)際中其不如具有用于去除演變的通孔或刻蝕結(jié)構(gòu)40的基部處的氟碳化合物層的特定含氧刻蝕步驟的替換方法有效。
已發(fā)現(xiàn)，使用氧來去除演變的刻蝕結(jié)構(gòu)的底部處的水平表面上的氟碳化合物鈍化層降低或去掉了硅刻蝕速率對(duì)深寬比的依賴。一般而言，刻蝕速率隨進(jìn)入襯底的深度增加而減小。在某些高深寬比的結(jié)構(gòu)中顯示出，在循環(huán)刻蝕工藝中引入氧顯著增加了可實(shí)現(xiàn)的刻蝕深度。若不在由交替的刻蝕和碳氟化合物沉積步驟構(gòu)成的循環(huán)硅刻蝕工藝中引入氧，則尤其對(duì)于具有狹窄開口(例如< IOm)的特征部來說，硅的去除速率會(huì)顯著下降，或刻蝕會(huì)在高深寬比的通孔的底部處停止。若引入氧的話，則對(duì)于在循環(huán)刻蝕工藝的沉積步驟中利用氟碳化合物鈍化的刻蝕工藝，在高深寬比的結(jié)構(gòu)中可以將刻蝕深度延伸到襯底的更深處。例如在包括SF6刻蝕步驟和氟碳化合物沉積步驟的循環(huán)刻蝕工藝中，含氧步驟典型地跟在氟碳化合物沉積步驟之后。一般而言，可通過在循環(huán)刻蝕工藝中的一個(gè)或更多個(gè)步驟期間將氧或含氧類氣體引入等離子體來改善循環(huán)刻蝕工藝中SF6刻蝕步驟期間從演變的通孔的底部處的水平表面上去除氟碳化合物鈍化層的效率。在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，還可以在工藝的持續(xù)期間使用添加或不添加特定含氧的氟碳化合物刻蝕步驟的使用交替的刻蝕和沉積步驟的循環(huán)刻蝕工藝中一個(gè)或更多個(gè)步驟中的一個(gè)或更多個(gè)工藝參數(shù)的變化?？稍谘h(huán)刻蝕工藝的持續(xù)期間系統(tǒng)或非系統(tǒng)地進(jìn)行變化的特定的工藝參數(shù)包括氣體流動(dòng)速率、室氣體壓強(qiáng)、等離子體源功率、偏置功率、循環(huán)時(shí)間、刻蝕沉積比、刻蝕時(shí)間和鈍化劑沉積時(shí)間。在引入特定含氧刻蝕步驟以從水平表面52上去除氟碳化合物鈍化層的實(shí)施例中，氟碳化合物刻蝕時(shí)間的持續(xù)時(shí)間也可在循環(huán)刻蝕工藝110的持續(xù)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行變化。在使用其它鈍化劑且在循環(huán)工藝110中引入特定步驟以從水平表面52上去除鈍化層的實(shí)施例中，鈍化劑刻蝕的持續(xù)時(shí)間也可在循環(huán)刻蝕工藝110的持續(xù)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行變化。許多用于使用循環(huán)刻蝕工藝在襯底中形成刻蝕結(jié)構(gòu)的方法在本領(lǐng)域中是已知的并在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。非循環(huán)刻蝕在又一個(gè)實(shí)施例中，刻蝕步驟110為非循環(huán)反應(yīng)離子刻蝕工藝。在又一個(gè)實(shí)施例中，刻蝕步驟110為利用工藝氣體或氣體混合物刻蝕襯底10的非循環(huán)反應(yīng)離子刻蝕工藝。在又一個(gè)實(shí)施例中，刻蝕步驟 110 為利用 Cl2、HBr, SiF4, SF6, CF4, CHF3> C4F8, NF3> Br2, F2 和BCl3中的至少一種的非循環(huán)反應(yīng)離子刻蝕工藝。此外，可將氬、氦、氧、氮、氫和甲烷中的一種或多種添加到工藝氣體中。在又一個(gè)實(shí)施例中，刻蝕步驟110為利用Cl2、HBr、SiF4、SF6、CF4, NF3> Br2, F2和BCl3中的至少一種來刻蝕硅的非循環(huán)反應(yīng)離子刻蝕工藝。同樣可將氬、氦、氧、氮、氫和甲烷中的一項(xiàng)或多項(xiàng)添加到該氣體混合物中。在非循環(huán)工藝中，側(cè)壁鈍化層的沉積速率同樣可在低溫下顯著增加?？稍诘蜏販囟认聦F6與氧組合使用以產(chǎn)生低側(cè)壁粗糙度的刻蝕特征部40而無需用更大的氟碳化合物分子(例如C4F8)獲得的厚非揮發(fā)性鈍化層。此外，需要的話，可在低溫溫度下將SiF4與SF6及氧組合使用以改善側(cè)壁鈍化度?？涛g結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施例在又一個(gè)實(shí)施例中，刻蝕步驟110為至少一個(gè)非循環(huán)刻蝕步驟和循環(huán)刻蝕步驟的組合，在至少一個(gè)非循環(huán)刻蝕步驟期間，結(jié)構(gòu)40的至少一部分被刻蝕；在循環(huán)刻蝕步驟中， 使用循環(huán)工藝來刻蝕結(jié)構(gòu)40的至少一部分?？墒褂醚h(huán)和非循環(huán)工藝的組合來產(chǎn)生具有特別有利于本發(fā)明的工藝102的成形的或造型的輪廓的側(cè)壁50。在一個(gè)實(shí)施例中，可使用包含SF6或SF6和氧的混合物的最初非循環(huán)刻蝕步驟來(例如)加寬在結(jié)構(gòu)40的頂部處的掩膜層30中的開口附近的結(jié)構(gòu)40，然后可繼之以包括SF6刻蝕步驟和C4F8沉積步驟的循環(huán)工藝來刻蝕結(jié)構(gòu)40的剩余部分。替換地，可對(duì)包括SF6刻蝕步驟和C4F8沉積步驟的循環(huán)工藝的參數(shù)進(jìn)行變化來提供最小鈍化，從而在接近掩膜層處產(chǎn)生較大的扇貝形皺褶度，并且在遍及刻蝕結(jié)構(gòu)40的剩余部分產(chǎn)生較小的扇貝形皺褶。可使用循環(huán)和非循環(huán)工藝的其它組合來提供刻蝕步驟110，這也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。在刻蝕步驟110的又一個(gè)實(shí)施例中，使用濕法化學(xué)刻蝕來在襯底中產(chǎn)生刻蝕結(jié)構(gòu)40的全部或部分。在又一個(gè)實(shí)施例中，使用循環(huán)和非循環(huán)等離子體刻蝕中的一種或多種與濕法化學(xué)刻蝕的組合來在襯底材料10中產(chǎn)生根切，并且在掩膜層30中產(chǎn)生相應(yīng)的懸突。在又一個(gè)實(shí)施例中，襯底10是GaA、SiC、Si、石英或玻璃中的一種或多種的組合。在又一個(gè)實(shí)施例中，刻蝕步驟為用于在襯底10中生成刻蝕結(jié)構(gòu)40的循環(huán)刻蝕工藝，或非循環(huán)刻蝕工藝，或循環(huán)與非循環(huán)刻蝕工藝的組合。在圖6a至圖6k中示出使用用于本發(fā)明的工藝的優(yōu)選實(shí)施例的刻蝕步驟110的實(shí)例。在圖6a中，結(jié)構(gòu)40被示出為具有扇貝形皺褶的側(cè)壁50，該扇貝形皺褶的側(cè)壁50具有近于豎直的側(cè)壁輪廓。掩膜結(jié)構(gòu)30被示出為具有懸突60。例如可通過循環(huán)刻蝕工藝來產(chǎn)生圖6a中示出的刻蝕結(jié)構(gòu)40中的近于豎直的側(cè)壁輪廓和帶有扇貝形皺褶的側(cè)壁。圖6a至圖6k中的刻蝕特征部40不一定是按照出于實(shí)際考慮的比例繪制，特征部40的深度可以小于、等于或大于特征部40的寬度。例如硅通孔中的特征部的寬度典型地在幾微米至50微米的范圍內(nèi)，而這些特征部的深度可向襯底中延伸幾百微米。硅和其它襯底中的其它刻蝕特征部40可在幾十納米至幾十毫米之間進(jìn)行變化。通孔或刻蝕結(jié)構(gòu)40的形狀不必隨著刻蝕深度始終均勻，而是可以向襯底中的深度而逐步改變。通孔或結(jié)構(gòu)的形狀不必從上至下都是一樣的。在圖6b中，結(jié)構(gòu)40被示出為具有扇貝形皺褶的側(cè)壁50，所述側(cè)壁50在結(jié)構(gòu)40中具有錐形或非豎直的側(cè)壁輪廓。掩膜結(jié)構(gòu)30被示出為帶有懸突60。例如可通過循環(huán)刻蝕工藝來產(chǎn)生圖6b中示出的刻蝕結(jié)構(gòu)40中的成角度的側(cè)壁輪廓和扇貝形皺褶的側(cè)壁。在圖6c中，結(jié)構(gòu)40被示出為帶有扇貝形皺褶的側(cè)壁50，該側(cè)壁50在側(cè)壁50的底部部分具有近于豎直的側(cè)壁輪廓，并且在結(jié)構(gòu)40的頂部處具有較大的非豎直的扇貝形皺褶70。例如可使用包括非循環(huán)各向同性刻蝕步驟和循環(huán)刻蝕步驟的刻蝕工藝110來生成圖6c中示出的結(jié)構(gòu)40的側(cè)壁輪廓和較大的扇貝形皺褶70，其中非循環(huán)各向同性刻蝕步驟的持續(xù)時(shí)間足以形成較大的扇貝形皺褶70，循環(huán)刻蝕步驟用以形成圖6c中示出的結(jié)構(gòu)40的近于豎直的底部部分。在圖6d中，結(jié)構(gòu)40被示出為帶有扇貝形皺褶的側(cè)壁50，該側(cè)壁50在側(cè)壁50的底部部分具有錐形或成角度的側(cè)壁輪廓，并且在結(jié)構(gòu)40的頂部處具有較大的扇貝形皺褶70。例如可使用包含非循環(huán)各向同性刻蝕步驟和循環(huán)刻蝕步驟的刻蝕工藝110來產(chǎn)生圖6d中示出的結(jié)構(gòu)40的側(cè)壁輪廓和較大的扇貝形皺褶70，其中非循環(huán)各向同性刻蝕步驟的持續(xù)時(shí)間足以形成較大的扇貝形皺褶70，循環(huán)刻蝕步驟用以形成圖6d中示出的結(jié)構(gòu)40的錐形或成角度的底部部分。
在圖6e中，結(jié)構(gòu)40被示出為具有無扇貝形皺褶的側(cè)壁80，該側(cè)壁80具有近于豎直的輪廓，掩膜結(jié)構(gòu)30被示出為帶有懸突60。例如可通過各向異性的非循環(huán)刻蝕工藝?yán)鏢F6或SF6和氧的混合物來生成圖6e中示出的刻蝕結(jié)構(gòu)40中的無扇貝形皺褶的側(cè)壁和近于豎直的側(cè)壁輪廓。替換地，可將SF6或SF6和氧的混合物與低襯底溫度(< 0°C )組合使用。在圖6f (a)和圖6f (b)中，結(jié)構(gòu)40被示出為具有無扇貝形皺褶的側(cè)壁80，該側(cè)壁80具有錐形或成角度的輪廓。出于將要說明的原因，圖6f (a)中的懸突60比圖6f(b)中的更寬。掩膜結(jié)構(gòu)30被示出為帶有懸突60。例如可通過非循環(huán)刻蝕工藝來生成圖6f (a)和圖6f (b)中示出的刻蝕結(jié)構(gòu)40中的錐形或成角度的側(cè)壁輪廓和無扇貝形皺褶的側(cè)壁80。在圖6g中，結(jié)構(gòu)40被示出為具有無扇貝形皺褶的側(cè)壁80，該側(cè)壁80為具有彎曲的側(cè)壁輪廓的彎曲側(cè)壁。掩膜結(jié)構(gòu)30被示出為帶有懸突60。例如可通過各向同性非循環(huán)刻蝕工藝產(chǎn)生側(cè)向刻蝕和圓形側(cè)壁，從而產(chǎn)生圖6g中的彎曲刻蝕輪廓。在圖6h中，結(jié)構(gòu)40被示出為帶有扇貝形皺褶的側(cè)壁特征部50和錐形或成角度的側(cè)壁輪廓，其中特征部40頂部處的寬度比刻蝕特征部40底部處的寬度窄。掩膜結(jié)構(gòu)30被示出為帶有懸突60。例如可通過循環(huán)刻蝕工藝來生成圖6h中示出的成角度的刻蝕輪廓。在圖6i中，結(jié)構(gòu)40被示出為帶有扇貝形皺褶的側(cè)壁50，該側(cè)壁50在結(jié)構(gòu)40的頂部部分處具有較大的扇貝形皺褶70，并且在底部部分中具有錐形側(cè)壁輪廓，其中開放的特征部40頂部處的寬度比刻蝕特征部40底部處的寬度窄。掩膜結(jié)構(gòu)30被示出為帶有懸突60。例如可使用包含至少一個(gè)非循環(huán)各向同性刻蝕步驟和至少一個(gè)循環(huán)刻蝕步驟的刻蝕工藝110來產(chǎn)生圖6i中示出的刻蝕輪廓，非循環(huán)各向同性刻蝕步驟的持續(xù)時(shí)間足以生成較大的扇貝形皺褶70，循環(huán)刻蝕步驟用來刻蝕以形成圖6i中示出的結(jié)構(gòu)40的錐形或成角度的底部部分。在圖6j (a)和圖6j (b)中，結(jié)構(gòu)40被示出為帶有扇貝形皺褶的側(cè)壁50，該側(cè)壁50在結(jié)構(gòu)40的頂部和底部部分具有近于豎直的輪廓，以及結(jié)構(gòu)40的頂部和底部之間的中間間距處具有較大的扇貝形皺褶70。掩膜結(jié)構(gòu)30被示出為帶有懸突60。例如可使用包括至少一個(gè)刻蝕豎直頂部部分的循環(huán)刻蝕步驟、一個(gè)形成較大的扇貝形皺褶70的各向同性非循環(huán)刻蝕步驟、和至少一個(gè)刻蝕圖6j (a)和圖6j (b)中示出的結(jié)構(gòu)40的豎直底部部分的循環(huán)刻蝕步驟的刻蝕工藝110，來產(chǎn)生圖6j (a)和圖6j(b)中示出的刻蝕輪廓。在圖6k中，結(jié)構(gòu)40被示出為帶有扇貝形皺褶的側(cè)壁50以及在刻蝕結(jié)構(gòu)40的側(cè)壁50中的多個(gè)深度處具有較大的扇貝形皺褶的特征部70。掩膜結(jié)構(gòu)30被示出為帶有懸突60。例如可使用包含至少一個(gè)在特征部40頂部處形成較大的扇貝形皺褶的非循環(huán)各向同性刻蝕步驟、至少一個(gè)形成側(cè)壁50的頂部的近于豎直的部分的循環(huán)刻蝕步驟、至少一個(gè)形成中間扇貝形皺褶的非循環(huán)各向同性刻蝕步驟、至少一個(gè)形成側(cè)壁50的底部的近于豎直的部分的循環(huán)刻蝕步驟、以及至少一個(gè)在側(cè)壁50的底部處形成較大的扇貝形皺褶70的非循環(huán)各向同性刻蝕步驟的刻蝕工藝110，來產(chǎn)生圖6k中示出的刻蝕輪廓。還可使用錐形側(cè)壁來產(chǎn)生具有一個(gè)或更多個(gè)較大的扇貝形皺褶的特征部70的類似結(jié)構(gòu)。圖6a至圖6k中示出的實(shí)例旨在作為代表性實(shí)例?？墒褂每涛g步驟和刻蝕工藝的額外組合來在掩膜層30下方提供帶有懸突60的刻蝕結(jié)構(gòu)40，并仍保持在本發(fā)明的范圍之 內(nèi)。用于襯底的絕緣體的機(jī)械錨定機(jī)制此外，在圖6a至圖6k中示出的實(shí)例中，懸突60提供防止絕緣層20相對(duì)于下方襯底10滑動(dòng)的機(jī)械錨定機(jī)制。例如溫度變化可能會(huì)產(chǎn)生使結(jié)構(gòu)在絕緣體20與襯底10或者絕緣體20與沉積在絕緣層20上的金屬層的界面處滑動(dòng)的條件。例如圖6c、圖6d、圖6i、圖6j和圖6k中示出的較大的扇貝形皺褶的特征部70提
供這樣一種方式將絕緣層機(jī)械錨定到襯底上以防止在絕緣層20沉積到刻蝕結(jié)構(gòu)40上之后的溫度循環(huán)期間可能發(fā)生的襯底10于絕緣層20之間的界面處的滑動(dòng)。溫度循環(huán)可發(fā)生在例如沉積絕緣層20之后的工藝步驟中、在制造器件期間或之后暴露于環(huán)境條件范圍中、以及暴露于由最終產(chǎn)品中器件的操作產(chǎn)生的溫度范圍下。在圖6c、圖6d、圖6i和圖6k中，較大的扇貝形皺褶70位于掩膜層30的正下方。比起不具有較大的扇貝形皺褶的結(jié)構(gòu)40來說，當(dāng)填充絕緣層20時(shí)，將額外量的襯底材料從襯底10的較大的扇貝形皺褶70中去除提供了附加的機(jī)械支撐。相對(duì)于無較大的扇貝形皺褶70的結(jié)構(gòu)，這些實(shí)例中較大的扇貝形皺褶70中的根切的深度的增加還用于在界面處提供改善的電場(chǎng)擊穿強(qiáng)度。圖6a至圖6k中的較大的扇貝形皺裙70顯示為具有四分之一圓形或半圓形的橫截面。在刻蝕工藝步驟110期間，也可產(chǎn)生去除額外量的襯底材料的其它橫截面，這也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。可相對(duì)于圖6a至圖6k中示出的深度增加或顯著增加特征部的深度，以提供附加的機(jī)械錨定。圖6i顯示刻蝕結(jié)構(gòu)40中特征部的組合，其中可實(shí)現(xiàn)絕緣體20和襯底10之間的進(jìn)一步附加的機(jī)械錨定。接近掩膜層30的較大的扇貝形皺褶70與非豎直側(cè)壁組合，非豎直側(cè)壁中特征部40的頂部處的較大的扇貝形皺褶70下方的刻蝕寬度小于特征部40的底部處的刻蝕寬度。圖6i中特征部的形狀提供的結(jié)構(gòu)中的絕緣層不能沿任何方向自由移動(dòng)。溫度循環(huán)在制造器件時(shí)使用的后端(back-end)制造步驟常將器件結(jié)構(gòu)暴露于高達(dá)450°C的溫度(例如在用于合金化金屬觸點(diǎn)的退火中)。此外，化學(xué)氣相沉積障壁層和種子層可達(dá)到300°C或更高的溫度。諸如微處理器之類的器件在最終產(chǎn)品的操作期間可生成顯著的熱量，其中該最終鏟平還會(huì)降共同封裝的器件暴露于大范圍的溫度下。這些溫度變化會(huì)在結(jié)構(gòu)96、97和成品器件結(jié)構(gòu)中造成應(yīng)力，應(yīng)力會(huì)潛在地在襯底和絕緣層之間以及絕緣體和覆蓋絕緣體層的膜之間的界面處導(dǎo)致滑動(dòng)。預(yù)期有扇貝形皺褶的側(cè)壁50上的有扇貝形皺褶的表面比起沒有扇貝形皺褶的側(cè)壁來說將產(chǎn)生一定滑動(dòng)阻力，并且引入粘附促進(jìn)層能對(duì)表面處的移動(dòng)提供附加阻力。然而，如圖6i中示出的通過對(duì)刻蝕結(jié)構(gòu)40的形狀進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及使用刻蝕特征部(例如較大的扇貝形皺褶70)得到的機(jī)械錨定提供了附加級(jí)別的機(jī)械支撐。在一些實(shí)施例中，由本發(fā)明的工藝中的機(jī)械錨定機(jī)制提供的應(yīng)力再分配能降低或消除對(duì)側(cè)壁50上的扇貝形皺褶度的要求以及對(duì)粘附促進(jìn)沉積步驟130的需要。在襯底、絕緣體以及覆蓋絕緣層的金屬層之間的膨脹的一個(gè)或更多個(gè)溫度系數(shù)存 在較大變化的應(yīng)用中，例如如圖6i中提供的較大的扇貝形皺褶70或特征部形狀能提供用于將絕緣體機(jī)械錨定到側(cè)壁上的方式。由扇貝形皺褶70產(chǎn)生的機(jī)械錨定能有利地在器件結(jié)構(gòu)40內(nèi)分配襯底10和絕緣體20之間的應(yīng)力，以消除可能會(huì)在其中一個(gè)或更多個(gè)溫度系數(shù)有較大變化且及結(jié)構(gòu)受到的溫度變化會(huì)導(dǎo)致界面處移動(dòng)的應(yīng)用中發(fā)生的界面滑動(dòng)。除結(jié)構(gòu)500中各種材料之間的膨脹的系數(shù)的差異外，例如還存在提供用于機(jī)械錨定的方式的其它潛在原因。例如可以用有效的機(jī)械錨定機(jī)制來適應(yīng)襯底10和絕緣體20之間的較差的粘附。在一些實(shí)施例中，可以用有效機(jī)械錨定方案來消除對(duì)粘附促進(jìn)層的需求。特征部(例如較大的扇貝形皺褶的特征部70)能提供用于將絕緣層機(jī)械錨定到側(cè)壁上以能在如下應(yīng)用中有利地分配應(yīng)力的方式，其中在該應(yīng)用中，當(dāng)結(jié)構(gòu)暴露于溫度變化時(shí)絕緣體和下方的襯底側(cè)壁之間的粘附不足以防止滑動(dòng)。較大的扇貝形皺褶的特征部70還能提供用于將絕緣體機(jī)械錨定到側(cè)壁上以能在如下應(yīng)用中有利地分配應(yīng)力的方式，其中在該應(yīng)用中，共形絕緣體層20或在后續(xù)的工藝步驟中沉積在層20上的層的膜性質(zhì)因暴露于后續(xù)的處理步驟、暴露于環(huán)境條件的改變或暴露于器件操作的改變而被更改。例如改變可能是因暴露于溫度改變而發(fā)生。一些可能被改變的膜性質(zhì)的實(shí)例為密度和晶體結(jié)構(gòu)。補(bǔ)償材料的溫度系數(shù)的變化、較差的粘附以及膜性質(zhì)的改變的實(shí)例僅作為實(shí)例被提供。為什么帶有用于在刻蝕結(jié)構(gòu)40中將絕緣層20機(jī)械錨定到襯底10上的方式的實(shí)施例優(yōu)選于其它實(shí)施例，可能存在其它原因，并且這些其它原因也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。清潔步驟圖5中的本發(fā)明的工藝的步驟120為可選步驟，用于在襯底中形成刻蝕結(jié)構(gòu)40之后清潔通孔的側(cè)壁。在優(yōu)選實(shí)施例中，可選的清潔步驟120為氧等離子體暴露，其在使用循環(huán)刻蝕工藝(包含氟碳化合物鈍化步驟)來刻蝕硅襯底材料之后，從通孔或槽的側(cè)壁中去除氟碳化合物層。在優(yōu)選實(shí)施例中，清潔步驟120為氧等離子體暴露，其在沉積聚對(duì)二甲苯絕緣層140之前在聚對(duì)二甲苯沉積模塊中就地進(jìn)行。在另一個(gè)實(shí)施例中，清潔步驟120在集成處理系統(tǒng)上的獨(dú)立的模塊中進(jìn)行，其中聚對(duì)二甲苯沉積模塊放置在該集成處理系統(tǒng)上，用于沉積共形膜20。然后，集成工藝序列可以允許例如在氧等離子體中進(jìn)行的清潔步驟120繼之以在同一裝置上的沉積模塊中沉積共形膜。在又一個(gè)實(shí)施例中，清潔步驟120在與沉積工具獨(dú)立的工具中進(jìn)行。在其它實(shí)施例中，清潔步驟120為將圖案化襯底材料至少一次暴露于等離子體中，等離子體包含02、C0、C02、N0、N02和N2O的含氧氣體、H2、NH3和CH4的含氫氣體以及CF4、SF6或NF3的含氟氣體中的至少一項(xiàng)。還可單獨(dú)使用氮、氬和氦，或?qū)⒌?、氬和氦與02、CO、CO2, NO、NO2和N2O的含氧氣體、H2, NH3和CH4的含氫氣體以及CF4、SF6或NF3的含氟氣體中的至少一者組合起來使用。可使用電容性耦合的rf功率、電感性耦合rf功率或微波功率來生成實(shí)施例中的等離子體。在另一個(gè)實(shí)施例中，清潔步驟120為暴露于臭氧源。在其它實(shí)施例中，使用02、C0、C02、N0、N02和N2O的含氧氣體、H2、NH3和CH4的含氫 氣體以及CF4、SF6或NF3的含氟氣體中的至少一者來在沉積系統(tǒng)中就地進(jìn)行清潔步驟120。還可單獨(dú)使用氮、氬和氦，或?qū)⒌?、氬和氦與O2、CO、CO2、NO、NO2和N2O的含氧氣體、H2、NH3和CH4的含氫氣體以及CF4、SF6或NF3的含氟氣體中的至少一者組合起來使用。在其它實(shí)施例中，清潔步驟120在集成處理系統(tǒng)上的獨(dú)立的模塊中進(jìn)行，在集成處理系統(tǒng)上放置的沉積模塊用于使用02、CO、CO2, NO、NO2和N2O的含氧氣體、H2, NH3和CH4的含氫氣體以及CF4、SF6或NF3的含氟氣體中的至少一項(xiàng)來沉積共形膜20。還可單獨(dú)使用氮、IS和氦，或?qū)⒌?、IS和氦與02、C0、C02、N0、N02和N2O的含氧氣體、H2、NH3和CH4的含氫氣體以及CF4、SF6或NF3的含氟氣體中的至少一者組合起來使用。在其它實(shí)施例中，使用02、C0、C02、N0、N02和N2O的含氧氣體、H2、NH3和CH4的含氫氣體以及CF4、SF6*NF3的含氟氣體中的至少一者來在獨(dú)立的工具中進(jìn)行清潔步驟120。還可單獨(dú)使用氮、氬和氦，或?qū)⒌?、氬和氦與02、CO、CO2> NO、NO2和N2O的含氧氣體、H2> NH3和CH4的含氫氣體以及CF4、SF6或NF3的含氟氣體中的至少一者組合起來使用。用于在干法刻蝕后清潔氟碳化合物的方法在本領(lǐng)域中是已知的，能用于在刻蝕步驟Iio后清潔刻蝕特征部40的側(cè)壁，并仍保持在本發(fā)明的工藝的范圍之內(nèi)。類似地，本領(lǐng)域中還熟知用于在不基于氟碳化合物的化學(xué)制品之后的刻蝕后清潔的方法，該方法能用于清潔刻蝕特征部的側(cè)壁，并仍在本發(fā)明的工藝的范圍之內(nèi)。在其它實(shí)施例中，清潔步驟120為濕法化學(xué)處理。在又一個(gè)實(shí)施例中，清潔步驟120為暴露于氫氟酸或氫氟酸和水的混合物。在又一個(gè)實(shí)施例中，清潔步驟120為暴露于氫氟酸蒸汽。在又一個(gè)實(shí)施例中，清潔步驟120為暴露于HF等離子體。在又一個(gè)實(shí)施例中，清潔步驟120為暴露于DI水。在又一個(gè)實(shí)施例中，清潔步驟120為暴露于氫氟酸、鹽酸、硝酸或硫酸中的至少一項(xiàng)，或含有氫氟酸、鹽酸、硝酸或硫酸中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的清潔混合物。本領(lǐng)域中已知許多用于刻蝕后清潔刻蝕殘留物的方法，并且使用針對(duì)本發(fā)明的工藝的可選清潔步驟120的替換清潔方式也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。粘附層沉積圖5中本發(fā)明的工藝的步驟130為可選步驟，用于沉積粘附層90以改善絕緣層20和襯底10之間的粘附。在優(yōu)選實(shí)施例中，步驟130是用于施加硅烷A-174(化學(xué)名稱為[3-(甲基丙烯酰氧)丙基]三甲氧基硅烷]，3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷)或HMDS(化學(xué)名稱為Hexamethyldisilazane,六甲基二娃胺燒)來形成圖7a中示出的粘附層90以改善聚對(duì)二甲苯20和硅襯底10之間的粘附的沉積步驟。在優(yōu)選實(shí)施例中，用在集成處理系統(tǒng)上的專用工藝模塊以蒸汽或液體形式沉積粘附層90。在另一實(shí)施例中，在沉積絕緣層20前，用在提供絕緣層20的沉積模塊就地沉積粘附層90。在又一個(gè)實(shí)施例中，用獨(dú)立于用來進(jìn)行本發(fā)明的工藝中的其它步驟的工藝裝置的工具沉積粘附層90。大多數(shù)半導(dǎo)體制造設(shè)施中都存在例如用于沉積HMDS的處理裝置，應(yīng)預(yù)期使用這些用于沉積HMDS的系統(tǒng)來提供粘附層90。在另一實(shí)施例中，圖5中本發(fā)明的工藝的步驟130為可選步驟，用于施加蒸汽或液體形式的化學(xué)制品以改善絕緣層20和襯底10之間的粘附。在又一個(gè)實(shí)施例中，粘附層90為用集成處理系統(tǒng)上的工藝模塊以蒸汽或液體形式施加的化學(xué)制品。在另一個(gè)實(shí)施例中，粘附層90是在沉積絕緣層20之前，用提供絕緣層20的沉積模塊以蒸汽形式就地沉積的。在又一個(gè)實(shí)施例中，粘附層90是用于獨(dú)立于用于進(jìn)行本發(fā)明的工藝中的其它步驟的工藝裝置的工具沉積的。在另一個(gè)實(shí)施例中，圖5中的本發(fā)明的工藝的步驟130為可選步驟，用于沉積金屬、絕緣體或半導(dǎo)體層90，以便改善絕緣體20和襯底10之間的粘附。
在又一個(gè)實(shí)施例中，粘附層90為使用吸附沉積、物理汽相沉積、化學(xué)氣相沉積、原子層沉積、納米層沉積或其它應(yīng)用金屬、絕緣體或半導(dǎo)體的沉積方法用集成處理系統(tǒng)上的粘附層沉積模塊沉積的金屬、絕緣體或半導(dǎo)體層。在另一個(gè)實(shí)施例中，粘附層90為使用吸附沉積、物理汽相沉積、化學(xué)氣相沉積、原子層沉積、納米層沉積或其它施加金屬、絕緣體或半導(dǎo)體的沉積方法在沉積絕緣層20之前，用提供絕緣層20的沉積模塊就地沉積的金屬、絕緣體或半導(dǎo)體層。在另一個(gè)實(shí)施例中，粘附層90為使用吸附沉積、物理汽相沉積、化學(xué)氣相沉積、原子層沉積、納米層沉積或其它應(yīng)用金屬、絕緣體或半導(dǎo)體的沉積方法而在沉積絕緣層20之前，用獨(dú)立于用于進(jìn)行本發(fā)明的工藝中的其它步驟的工藝模塊的工具沉積的金屬、絕緣體或半導(dǎo)體層。在使用原子層沉積和納米層沉積方法時(shí)，除了沉積步驟之外，所沉積的材料可能還要求附加的處理步驟以形成所要求的粘附層的化學(xué)計(jì)量性質(zhì)。用于改善膜和襯底之間的粘附的方法在領(lǐng)域中已知，且使用用于可選地沉積粘附層90的其它方法也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。共形膜沉積本發(fā)明的步驟140為沉積步驟，用于在刻蝕結(jié)構(gòu)40的部分或全部暴露的表面上沉積共形絕緣層。圖7a至圖7k中示出了本發(fā)明的工藝的沉積步驟140之后的實(shí)施例的實(shí)例。在所示各實(shí)例中，被沉積的絕緣層在掩膜30的頂部水平表面上、通孔40的頂部處的開口周圍以及下方、沿著豎直或近于豎直的扇貝形皺褶的側(cè)壁到通孔40的底部、以及在通孔40的底部處的水平表面上，形成連續(xù)涂層。共形度在優(yōu)選實(shí)施例中，共形地沉積的絕緣層由聚對(duì)二甲苯N、聚對(duì)二甲苯C、聚對(duì)二甲苯D、聚對(duì)二甲苯HT (由專業(yè)涂覆系統(tǒng)制造)、聚對(duì)二甲苯XiS (由Kisco制造)以及其它形式的聚對(duì)二甲苯(包括氟化聚對(duì)二甲苯，其中在用于進(jìn)行沉積的工藝模塊之中、之上或附近將氟引入聚對(duì)二甲苯中)中的至少一項(xiàng)來組成。比起使用PECVD氧化物來說，將聚對(duì)二甲苯用于TSV應(yīng)用的另一益處是聚對(duì)二甲苯的介電常數(shù)較低，導(dǎo)致對(duì)襯底的電容較低，且堆疊的電元件部分之間傳輸?shù)男盘?hào)的衰減較少。聚對(duì)二甲苯的又一益處在于共形沉積工藝的自平坦化特性。即當(dāng)共形地沉積膜時(shí)，隨著沉積的厚度增加，膜將傾向于填充表面中的不規(guī)則處和空隙，直到表面變光滑。該特征在非共形地沉積的膜(例如PECVD氧化硅)中不存在。將聚對(duì)二甲苯用于TSV應(yīng)用的又一益處是其典型地在_40°C至+30°C范圍內(nèi)的溫度下沉積。低溫工藝一般比高溫工藝有益，尤其是對(duì)于包含經(jīng)制造的器件的襯底來說。大多是PECVD氧化硅工藝在150°C至_400°C范圍內(nèi)進(jìn)行。較低溫度的PECVD常比較高溫度的工藝(尤其是沿著帶有扇貝形皺褶的槽或通孔的側(cè)壁而言)得到更差的膜性質(zhì)。許多TSV應(yīng)用中的最大允許沉積溫度為150°C，且該溫度對(duì)于一些材料結(jié)構(gòu)來說可以是100°C或更低。例如，CMOS成像傳感器的形成經(jīng)常要求有會(huì)在約150°C以上的溫度下融化或變形的像素標(biāo)度的微透鏡。還在無可測(cè)出的應(yīng)力的情況下沉積聚對(duì)二甲苯膜，相比之下對(duì)于PECVD氧化硅來說，沉積應(yīng)力可以很顯著。由于聚對(duì)二甲苯的介電擊穿強(qiáng)度約為沉積的氧化硅的擊穿強(qiáng)度的40%，要求增加聚對(duì)二甲苯的最小膜厚度以實(shí)現(xiàn)相同的擊穿強(qiáng)度。例如，對(duì)于沉積的二氧化硅的lOMV/cm 的擊穿強(qiáng)度，約14nm的膜厚度在擊穿故障前可支撐最高達(dá)10伏特。經(jīng)受IOV所需的聚對(duì)二甲苯的相應(yīng)厚度約為36nm。雖然在經(jīng)受相同電壓的該比較中對(duì)于聚對(duì)二甲苯所要求的厚度更大，實(shí)際當(dāng)中，若以20%的共形度沉積，本實(shí)例中使用的氧化物沉積工藝的非共形沉積特性在結(jié)構(gòu)40的頂部處將要求約5倍的厚度(或70nm)以便能在通孔的底部處提供所需的最小膜厚度。(該實(shí)例中，具有20%的共形度的膜定義為這樣的膜，即所具有的最小厚度為同一刻蝕結(jié)構(gòu)內(nèi)觀察到的最大厚度的20%的膜。在該具體實(shí)例中，最小厚度在豎直側(cè)壁上緊鄰刻蝕結(jié)構(gòu)的底部處。)相反，氧化硅和聚對(duì)二甲苯之間的介電強(qiáng)度的差要求聚對(duì)二甲苯的厚度僅增加2.5倍(或35nm)以產(chǎn)生相同的擊穿強(qiáng)度。對(duì)于具有大于I : I或可能地大于2 I的高深寬比的通孔或槽，用氧化硅的厚度增加來補(bǔ)償較差的共形度變得不現(xiàn)實(shí)，因?yàn)樵谔卣鞑康拈_口的頂部處沉積的氧化硅突起會(huì)受限于通孔的開口的寬度。對(duì)于較小的通孔寬度，較差的共形度會(huì)導(dǎo)致通孔的頂部處的開口被封閉。一般而言，膜共形度的度量提供對(duì)所沉積的膜的類型之間以及用于沉積這些膜的方法之間的比較的方式。對(duì)于100%的共形度，則稱膜在被測(cè)量膜厚度用于比較的結(jié)構(gòu)內(nèi)和周圍的所有位置處都具有相同的厚度。CVD聚對(duì)二甲苯工藝在典型的TSV結(jié)構(gòu)中以及在40 I以上深寬比的結(jié)構(gòu)中能產(chǎn)生幾乎100%共形的膜。比起共形度較差的膜來說，這樣高級(jí)別的共形度不需要在通孔的頂部處沉積過量的膜厚度來確保側(cè)壁底部處具有足夠厚度。所產(chǎn)生的共形膜(例如聚對(duì)二甲苯)的輪廓在特征部40的頂部和底部之間基本沒有厚度差，從而大大簡(jiǎn)化了用后續(xù)的障壁層和種子層沉積工藝充分覆蓋聚對(duì)二甲苯的實(shí)現(xiàn)。共形度典型地描述為由結(jié)構(gòu)上同一層或堆疊層的最小厚度與最大厚度之比確定的百分比。對(duì)于小于100%的共形度，結(jié)構(gòu)上各處的沉積的膜厚度不盡相同，該結(jié)構(gòu)可以為表面、特征部、特征部的組合或填充有多個(gè)特征部的整個(gè)襯底。在本發(fā)明的工藝中，共形度的具體級(jí)別并非先決條件。在本發(fā)明的工藝102的背景下，膜的共形度不必是100%或近于100%。100%的共形度定義為這樣的情況，其中膜或堆疊膜在刻蝕結(jié)構(gòu)40中的最小厚度處的厚度等于同一刻蝕結(jié)構(gòu)40中相同膜或堆疊膜在最大厚度處的厚度。實(shí)際中，比以100%的共形度沉積的膜更為典型的，則是與100%的共形度有一定偏差。圖8a至圖8d中提供與本發(fā)明的工藝相容的可在用于沉積絕緣膜20的工藝中觀測(cè)到的共形度的一些變化。圖8a中顯示刻蝕結(jié)構(gòu)40中的高度共形絕緣層20。圖8a中示出的實(shí)例中，在所示結(jié)構(gòu)40中各處的膜厚度大致相同(注意不考慮可歸因于扇貝形皺褶的膜厚度的差異。)所沉積的膜20可具有比圖8a中所示的更低的共形度(某些情況下顯著地更低的共形度)而仍然提供用于實(shí)施本發(fā)明的工藝的可接受的級(jí)別的共形度。圖8b、圖8c和圖8d中示出具有比圖8a中所示出的更低的共形度的膜20的覆蓋的一些可能變型。這些圖顯示用于實(shí)施本發(fā)明的工藝的較低但仍可接受的級(jí)別的共形度的實(shí)例。用于實(shí)施本發(fā)明的工藝的可接受的級(jí)別的共形度僅要求將側(cè)壁50涂覆到至少足以在側(cè)壁50上提供絕緣膜20的連續(xù)涂層的厚度。涂層20的厚度受制于其它需要考慮的設(shè)計(jì)制約。絕緣膜的厚度在特征部40的底部處的水平表面52上以及在絕緣表面(即刻蝕結(jié)構(gòu)40內(nèi)的掩膜層30的底面以及側(cè)壁不導(dǎo)電的部分)上不必連續(xù)。
在圖8b中，在刻蝕特征部40的底部處的水平表面上被示出為具有很少的沉積或沒有沉積，但側(cè)壁50則是被覆蓋的。然而絕緣層20的厚度隨進(jìn)入膜結(jié)構(gòu)40的深度增加而減小。圖8b所示實(shí)例中，豎直側(cè)壁50上的絕緣膜20的最小厚度最接近于刻蝕結(jié)構(gòu)40的底部，且因此該點(diǎn)處的最小厚度必須足以在該區(qū)域中提供連續(xù)膜。所沉積的膜還必須在絕緣膜假定為更厚的其它側(cè)壁區(qū)域中連續(xù)。就共形度而言，膜必須具有足以生成在側(cè)壁50上產(chǎn)生連續(xù)膜所要求的絕緣層20的最小厚度的共形度。在圖8b示出的實(shí)例中，刻蝕結(jié)構(gòu)40的底部處的水平表面52上的膜20 —般在后續(xù)處理步驟中被去除。在許多被提議的用于TSV制造的工藝流中，位于刻蝕結(jié)構(gòu)40底部處的水平表面52的水平平面處以及以下的襯底材料(如圖8a至圖8d所示地取向)，在如圖4所示的后續(xù)加工步驟中被去除。在一些情況下，位于刻蝕結(jié)構(gòu)40底部處的水平表面52的水平平面以上的一些襯底材料被去除。在刻蝕結(jié)構(gòu)40底部處的水平表面的平面以上的材料被去除的實(shí)施例中，最小可接受的共形度將至少提供豎直側(cè)壁50上的絕緣膜20的最小厚度，以在進(jìn)入襯底的相應(yīng)于沿側(cè)壁50的最低點(diǎn)的深度處提供連續(xù)膜，在側(cè)壁處絕緣膜位于傳導(dǎo)塞和襯底10之間。在圖8c中示出的實(shí)施例中，對(duì)于如圖8c中示出地取向的結(jié)構(gòu)而言，絕緣層20在側(cè)壁50上的最薄覆蓋接近于側(cè)壁50頂部附近的掩膜層30。因此絕緣層20的在側(cè)壁50頂部附近的最小厚度必須足以在側(cè)壁50頂部附近形成連續(xù)層。如圖Sc中示出地取向的掩膜層30的底面不需要連續(xù)層的絕緣體膜20。在圖8d中示出的實(shí)施例中，在特征部40內(nèi)部的絕緣膜20比在如圖8d中示出地取向的掩膜層30的頂部表面上的膜薄得多。在實(shí)施例中，膜20的厚度必須足以在刻蝕結(jié)構(gòu)40內(nèi)提供連續(xù)側(cè)壁涂層。在將電場(chǎng)施加于傳導(dǎo)塞72 (如在TSV應(yīng)用中)和襯底10之間的應(yīng)用中，連續(xù)膜可能不足以防止在器件操作期間絕緣層20的故障。在本發(fā)明的工藝的應(yīng)用中，對(duì)連續(xù)膜的要求用作所要求的共形度的定義。在使用絕緣襯底10或帶有一個(gè)或多個(gè)絕緣層的多層襯底10的實(shí)施例中，所要求的膜20的厚度可以顯著小于傳導(dǎo)性和半導(dǎo)體襯底10。在使用絕緣襯底或帶有一個(gè)或多個(gè)絕緣層的多層襯底10的實(shí)施例中，層20不必覆蓋刻蝕結(jié)構(gòu)的相應(yīng)于絕緣襯底的部分，且可不必在刻蝕結(jié)構(gòu)40內(nèi)連續(xù)。沉積技術(shù)在本發(fā)明的工藝的優(yōu)選實(shí)施例中，共形絕緣層20為聚對(duì)二甲苯并使用化學(xué)氣相沉積進(jìn)行沉積。在另一實(shí)施例中，共形絕緣層20為聚合物，使用化學(xué)氣相沉積進(jìn)行沉積。在另一實(shí)施例中，共形絕緣層20為聚合物，使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積進(jìn)行沉積。在另一實(shí)施例中，共形絕緣層20為使用基于電化學(xué)的沉積工藝進(jìn)行沉積的聚合物。在另一實(shí)施例中，使用原子層沉積來沉積共形絕緣層20。在另一實(shí)施例中，使用納米層沉積來沉積共形絕緣層20。在另一實(shí)施例中，使用具有交替的前體沉積步驟和處理步驟以漸增地生成所要求的共形絕緣層20的厚度的工藝來沉積共形絕緣層20。在另一實(shí)施·例中，使用旋涂沉積技術(shù)來沉積共形絕緣層20。在另一實(shí)施例中，使用物理汽相沉積來沉積共形絕緣層20。在另一實(shí)施例中，使用化學(xué)氣相沉積、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、物理汽相沉積、基于電化學(xué)的沉積、原子層沉積、納米層沉積、旋涂沉積和具有交替沉積步驟(用于沉積厚度漸增的前體材料)和處理步驟(用于將所沉積的前體膜轉(zhuǎn)化為想要的膜)的沉積工藝中的至少一項(xiàng)來沉積共形絕緣層20。在另一實(shí)施例中，共形絕緣層20包括由化學(xué)氣相沉積、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、物理汽相沉積、基于電化學(xué)的沉積、原子層沉積、納米層沉積、旋涂沉積和具有交替的沉積步驟和處理步驟的循環(huán)沉積工藝中的至少一項(xiàng)沉積的一層或多層，以沉積厚度漸增的前體材料，并將所沉積的前體膜轉(zhuǎn)化為適合的共形絕緣層20。在另一實(shí)施例中，共形絕緣層20為由化學(xué)氣相沉積、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、物理汽相沉積、基于電化學(xué)的沉積、原子層沉積、納米層沉積、旋涂沉積和帶有交替的沉積步驟和處理步驟的循環(huán)沉積工藝中的至少一項(xiàng)沉積的一層或多層絕緣層的層疊，以沉積厚度漸增的前體材料，并將所沉積的前體膜轉(zhuǎn)化為適合的共形絕緣層20。在另一實(shí)施例中，共形絕緣層20包括一個(gè)或多個(gè)膜，所述膜中的至少一個(gè)膜是絕緣的。在另一實(shí)施例中，共形絕緣層20包括一個(gè)或多個(gè)膜，所述膜中的至少一個(gè)膜是絕緣的，并且由化學(xué)氣相沉積、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、物理汽相沉積、基于電化學(xué)的沉積、原子層沉積、納米層沉積、旋涂沉積和具有交替的沉積步驟和處理步驟的循環(huán)沉積工藝中的至少一項(xiàng)來沉積。在另一實(shí)施例中，共形絕緣層20是由化學(xué)氣相沉積、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、物理汽相沉積、基于電化學(xué)的沉積、原子層沉積、納米層沉積、旋涂沉積和具有交替的沉積步驟和處理步驟的循環(huán)沉積工藝中的至少一項(xiàng)沉積的一種或多種共同沉積的聚合物材料的復(fù)合物。在另一實(shí)施例中，共形絕緣層20是由化學(xué)氣相沉積、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、物理汽相沉積、基于電化學(xué)的沉積、原子層沉積、納米層沉積、旋涂沉積和帶有交替的沉積步驟和處理步驟的循環(huán)沉積工藝中的至少一項(xiàng)沉積的共形聚合物以及氧化硅和氮化硅層中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的層。
本領(lǐng)域中已知用于沉積膜的方法，且用于沉積共形層20的其它方法也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。各向異性的刻蝕工藝圖5中示出的本發(fā)明的工藝的步驟150為各向異性的刻蝕工藝，用于從未掩膜的區(qū)域中去除絕緣層20的部分。在圖9a至圖9k中，示出暴露于各向異性的刻蝕工藝150之后的刻蝕特征部。圖9a至圖9k中示出的圖相應(yīng)于圖7a至圖7k中示出的具有相同的后綴符號(hào)的圖。例如圖7a顯示沉積絕緣層20的共形膜沉積步驟140之后的特征部40，而圖9a顯示各向同性的刻蝕步驟150之后的相應(yīng)的特征部。類似地，圖7b顯示沉積絕緣層20的共形膜沉積步驟140之后的特征部40，而圖9b顯示各向同性的刻蝕步驟150之后的相應(yīng)的特征部。圖9c至圖9k同樣顯示圖7c至圖7k中特征部暴露于各向異性的刻蝕步驟150之后的視圖。在優(yōu)選實(shí)施例中，帶有絕緣層20的特征部40暴露于各向異性的刻蝕工藝150，各 向異性的刻蝕工藝150使用含氧等離子體來從結(jié)構(gòu)的區(qū)域中去除共形聚對(duì)二甲苯層20，在所述區(qū)域中，聚對(duì)二甲苯涂層20具有到等離子體的直接瞄準(zhǔn)線。各向異性的刻蝕工藝的使用優(yōu)選地將對(duì)共形聚對(duì)二甲苯涂層的去除限制于未對(duì)來自等離子體的正常入射的離子進(jìn)行掩膜或保護(hù)的表面。圖9a至圖9k中示出使用本發(fā)明的工藝形成的刻蝕結(jié)構(gòu)的實(shí)例。圖9a中示出圖7a中示出的結(jié)構(gòu)暴露于刻蝕工藝150之后的實(shí)例，其中已從結(jié)構(gòu)的區(qū)域中去除絕緣層20，區(qū)域中絕緣層20暴露于各向異性的等離子體。在圖9a示出的實(shí)例中，刻蝕工藝150從掩膜層30的頂部水平表面上、從掩膜層30的開口內(nèi)的掩膜的邊緣處、以及從刻蝕特征部40的底部處的水平表面上去除絕緣層20。此外可有意或無意地去除部分沿著刻蝕特征部40的側(cè)壁的暴露的絕緣層20，不過可選擇各向異性的刻蝕150的條件以限制側(cè)向刻蝕速率。替換地，可以產(chǎn)生更大的懸突60以降低或最小化來自側(cè)壁50上的絕緣層20的無意損耗為條件來選擇刻蝕工藝110。替換地，可沉積更厚的絕緣層20以補(bǔ)償側(cè)壁50上的絕緣層20的有意或無意損耗。對(duì)于一些高深寬比刻蝕特征部40來說，刻蝕特征部40底部處的水平表面處的絕緣層20的刻蝕速率可以低于比刻蝕特征部40外部的掩膜層30上的絕緣層20的刻蝕速率。在另一實(shí)施例中，刻蝕工藝150從掩膜層30的頂部水平表面以及掩膜層30的開口內(nèi)的掩膜的邊緣處去除絕緣層20。在施示例中，刻蝕特征部40的底部處的水平表面52上的絕緣材料20或者未被刻蝕，或者僅用回蝕工藝150被部分地刻蝕。圖9b至圖9k中示出類似地展示刻蝕步驟150對(duì)于各種刻蝕結(jié)構(gòu)40的效果的其它實(shí)施例。圖9a至圖9k中示出的實(shí)施例旨在提供各種形狀、各種側(cè)壁輪廓角度、各種扇貝形皺褶程度和表面粗糙度、以及各種用于沉積在一個(gè)或多個(gè)刻蝕結(jié)構(gòu)40內(nèi)的錨定材料的途徑的樣例?？梢允褂闷渌螤?、輪廓角度、扇貝形皺褶程度和表面粗糙程度、以及用于沉積在刻蝕結(jié)構(gòu)40內(nèi)的錨定材料的途徑，并仍保持在本發(fā)明的范圍內(nèi)。類似地，可以使用形狀、輪廓角度、扇貝形皺褶程度和表面粗糙程度、以及用于錨定材料的方式的組合，并仍保持在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在優(yōu)選實(shí)施例中，用由氧構(gòu)成的等離子體刻蝕工藝150去除共形聚對(duì)二甲苯膜20。在本發(fā)明的工藝的其它實(shí)施例中，用由氧以及氮、CO、CO2、惰性氣體(例如氦、氬、氖或氙)、反應(yīng)氣體(例如氫、甲烷、氨)和含反應(yīng)鹵素的氣體(例如氟(例如SF6、CF4、CHF3、C4F8、C2F6' SiF4' NF3)、氯(例如 Cl2, CC12、SiCl4' BCl3)和溴 Offir、Br2))中的至少一種構(gòu)成的等離子體刻蝕工藝150來去除共形聚對(duì)二甲苯膜20。本發(fā)明的工藝的顯著益處在于不要求對(duì)襯底進(jìn)行進(jìn)一步掩膜以選擇性地從后續(xù)處理或最終的器件結(jié)構(gòu)不需要聚對(duì)二甲苯的區(qū)域中去除聚對(duì)二甲苯。在本發(fā)明的工藝的優(yōu)選實(shí)施例中，可以在沉積聚對(duì)二甲苯之后，優(yōu)選在用于沉積聚對(duì)二甲苯的同一加工模塊中立即進(jìn)行用于從不需要聚對(duì)二甲苯的區(qū)域中去除聚對(duì)二甲苯的等離子體暴露(但在同一模塊中的去除不是必須的)。在同一沉積模塊中進(jìn)行聚對(duì)二甲苯的回蝕的益處在于用于進(jìn)行刻蝕的等離子體暴露可以同時(shí)用于產(chǎn)品從可能已沉積有聚對(duì)二甲苯的晶片周圍的室部分上去除不想要的材料?？梢栽讵?dú)立的刻蝕工具(例如由加州佩塔盧馬市的Tegal有限公司制造的901系列刻蝕工具)或在簇工具(例如由Tegal有限公司制造的6500系列或小型系列工具)中 附加的模塊中就地完成回蝕工藝150。一般而言，在襯底300上產(chǎn)生高偏壓功率或偏壓電壓的刻蝕工藝條件下，可實(shí)現(xiàn)高刻蝕速率。聚合物(例如聚對(duì)二甲苯)也傾向于在高密度等離子體中更快地刻蝕。在本發(fā)明一實(shí)施例中，刻蝕步驟150使用多頻率配置，其中使用一個(gè)或多個(gè)頻率來產(chǎn)生高密度等離子體，并使用一個(gè)或多個(gè)頻率來在襯底上產(chǎn)生偏壓。用于等離子體生成的源配置可以是電容性、電感性或微波。還可將下游等離子體源連接到處理模塊200上以產(chǎn)生針對(duì)聚對(duì)二甲苯和其它聚合物絕緣層的更高的刻蝕速率。雖然生成高等離子體密度的配置將最終導(dǎo)致較高的刻蝕速率和較高的通量，圖3中示出的優(yōu)選實(shí)施例已顯示為在來自rf發(fā)電機(jī)290通過匹配網(wǎng)絡(luò)280以13. 56MHz的頻率傳送至電極310的rf功率下，產(chǎn)生大于400nm/分鐘的聚對(duì)二甲苯刻蝕速率。在優(yōu)選實(shí)施例中，在lmT-5000mT(更優(yōu)選50mT-500mT)的壓強(qiáng)范圍內(nèi)，使用氧等離子體來去除共形聚對(duì)二甲苯膜20。使用更高的功率級(jí)別可實(shí)現(xiàn)增加的聚對(duì)二甲苯刻蝕速率。還可使用O. IMHz至IOOMHz范圍內(nèi)的其他頻率的rf功率來去除共形層20。還可使用位于室壁內(nèi)或附近(以及一些情況下襯底300以上的電極或壁內(nèi))的永磁體的磁性約束來增加等離子體密度并針對(duì)絕緣層20產(chǎn)生更高的刻蝕速率。在圖3示出的優(yōu)選實(shí)施例中，在刻蝕工藝150期間通過氣體入口 270向處理室200提供氧氣。通過節(jié)流閥或孔330和可選的冷講(cold trap) 340、并通過真空管道350向低真空泵(roughing pump) 360排空處理室200中的氣體。氧的流動(dòng)速率在IOsccm至3000sccm范圍內(nèi)。一般而言，越高的氧流動(dòng)針對(duì)聚合物膜產(chǎn)生越高的刻蝕速率?？蛇_(dá)流動(dòng)速率一般受制于其它考量例如泵浦系統(tǒng)的成本。一些光阻剝除模塊例如使用2000sccm至3000sccm的氧流動(dòng)速率來最大化光阻膜的去除速率。聚對(duì)二甲苯和其它聚合物膜在刻蝕速率特性方面傾向于展示出與光阻類似的的趨勢(shì)，不過整體刻蝕速率更低。在圖9a至圖9k中，顯示使用聚對(duì)二甲苯回蝕工藝150從后續(xù)處理不需要聚對(duì)二甲苯的區(qū)域中去除聚對(duì)二甲苯之后的刻蝕結(jié)構(gòu)40。在刻蝕結(jié)構(gòu)40為通孔的實(shí)施例中，刻蝕工藝150之后的結(jié)構(gòu)顯示柱形形狀的側(cè)壁以及扇貝形皺褶的柱形側(cè)壁50上剩余的絕緣層20 (即優(yōu)選實(shí)施例中的聚對(duì)二甲苯)。在這些優(yōu)選實(shí)施例中，沉積在通孔40外部的水平表面上、掩膜層30的頂部表面上以及通孔40的底部處的聚對(duì)二甲苯被去除。沉積在硬掩膜的邊緣處的聚對(duì)二甲苯也被去除，其中硬掩膜減小了通孔的頂部處的開口的大小。在掩膜層30為不易由回蝕工藝中使用的等離子體化學(xué)制品去除的層(例如氧化硅、氮化硅、其它氧化物或氮化物、或包括絕緣膜、半導(dǎo)體膜、金屬膜或這些類型的膜的組合的各種層的組合)的結(jié)構(gòu)中，開口的大小將不受等離子體暴露的影響或者受到最小的影響。對(duì)于未被回蝕工藝的化學(xué)制品顯著刻蝕的掩膜材料來說，掩膜層30中的開口的尺寸將不會(huì)顯著改變。掩膜層30可用于確保通孔40的側(cè)壁上的聚對(duì)二甲苯在各向異性的回蝕工藝150期間受到保護(hù)。剩余的掩膜層還可確保保護(hù)通孔40的頂部處的聚對(duì)二甲苯不致受到來自各向異性的等離子體的離子的直接轟擊，否則若無硬掩膜30中的懸突60的話，各向異性的等離子體會(huì)從通孔頂部處去除聚對(duì)二甲苯，這可能導(dǎo)致襯底10和后續(xù)處理加工步驟中沉積的傳導(dǎo)塞之間的短路。圖IOa至圖IOc中示出了優(yōu)選實(shí)施例。在圖IOa中，側(cè)壁50大致與刻蝕結(jié)構(gòu)40的掩膜層30中的開口對(duì)齊，且示出提供懸突60的較大的扇貝形皺褶70。在該優(yōu)選實(shí)施例的圖IOb中，顯示大體上填充較大的扇貝形皺褶70的共形絕緣層20。圖IOc中示出各向異性的刻蝕150之后的優(yōu)選實(shí)施例,其中已從掩膜層30的頂部表面上、從掩膜層30的開口內(nèi)部、以及從結(jié)構(gòu)的在刻蝕結(jié)構(gòu)40內(nèi)掩膜層30以下的部分中去除了共形絕緣層。用各向異 性的刻蝕工藝150去除掩膜層30以下的絕緣層20產(chǎn)生了有利于后續(xù)的填充和涂覆的工藝的結(jié)構(gòu)。從掩膜層30中開口內(nèi)以及以下去除共形層20到去除可能在后續(xù)的填充和涂覆的工藝中生成遮蔽效應(yīng)的任何材料的程度。圖IOc中示出的肩部59可應(yīng)用于本發(fā)明的工藝的其它實(shí)施例，并尤其可應(yīng)用于這樣的實(shí)施例，其中側(cè)壁絕緣體20在刻蝕結(jié)構(gòu)40內(nèi)側(cè)向伸過掩膜層30中的開口。絕緣體層伸入掩膜層30中的開口的其它實(shí)施例是可能的，并在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。圖11中示出用于參考的多個(gè)圖像并示出帶有本發(fā)明的范圍內(nèi)的各向異性的刻蝕工藝150的變化的多個(gè)圖像。圖Ila和圖Ilb分別為刻蝕工藝110和沉積步驟140之后的結(jié)構(gòu)95和96，供參考。圖Ilb中示出的結(jié)構(gòu)96的實(shí)施例顯示較大的扇貝形皺褶70，尤其是填充有共形絕緣體20的留有凹進(jìn)的較大的扇貝形皺褶70，所述凹進(jìn)可用于提供用于填充材料的機(jī)械錨定的方式。圖Ilc至圖Ilh中示出的實(shí)施例提供各向異性的刻蝕步驟150中的可能變型的一些實(shí)例。圖Ilc中示出各向異性的刻蝕步驟150之后的結(jié)構(gòu)97，其中去除了共形絕緣體層的在掩膜層30以上的部分。圖Ild中，結(jié)構(gòu)97被示出為用各向異性的刻蝕工藝150去除了掩膜30以上的共形層以及共形絕緣體層20的來自掩膜層30的開口內(nèi)部的部分。圖lie中，結(jié)構(gòu)97被示出為用各向異性的刻蝕工藝150去除了掩膜30以上以及來自掩膜層內(nèi)的共形絕緣體層20。圖Ilf中示出結(jié)構(gòu)97，其中用各向異性的刻蝕步驟150去除了掩膜層30以上的共形層20、來自掩膜層30中的開口內(nèi)部的共形絕緣體層20以及掩膜層的來自掩膜層30以下的部分。圖Ilg中，結(jié)構(gòu)97被示出為用各向異性的刻蝕步驟150去除了掩膜層30以上的共形層20、來自掩膜層30中的開口內(nèi)部的共形絕緣體層20、掩膜層的來自掩膜層30以下的部分以及刻蝕結(jié)構(gòu)40的底部處的水平表面52上的共形層20。一些結(jié)構(gòu)(尤其是這樣的結(jié)構(gòu)，其中肩部具有到用于提供各向異性的刻蝕步驟150的等離子體的直接瞄準(zhǔn)線)中，有可能從圖Ilg中肩部59處去除一些材料。圖Ilh中，結(jié)構(gòu)97被示出為用各向異性的刻蝕步驟150去除了掩膜層30以上的共形層20、來自掩膜層30中的開口內(nèi)部的共形絕緣體層20、掩膜層的來自掩膜層30以下的部分、刻蝕結(jié)構(gòu)40的底部處的水平表面52上的共形層20、以及共形層20的來自肩部59的部分。用于傳導(dǎo)塞的機(jī)械錨定機(jī)制圖9f(b)、圖8h(b)、圖9i(b)和圖9j(b)中示出用于為沉積在絕緣層20上的傳導(dǎo)塞提供機(jī)械錨定的方式。這些實(shí)施例的側(cè)壁中生成的凹進(jìn)55提供了用于在成品器件結(jié)構(gòu)暴露于可能導(dǎo)致填充材料(例如，用硅通孔中的傳導(dǎo)塞)移動(dòng)的條件時(shí)，防止所述移動(dòng)的方式。在制造器件時(shí)使用的后端制造步驟，例如在用于合金金屬觸點(diǎn)的退火中，常使器件結(jié)構(gòu)暴露于高達(dá)450°C的溫度。同時(shí)化學(xué)氣相沉積的障壁層和種子層可達(dá)到300°C以上的溫度。在還可使共同封裝的器件暴露于大范圍的溫度下的最終產(chǎn)品的操作期間，器件(例如微處理器)可產(chǎn)生顯著的熱量。
這些溫度變化會(huì)在例如如圖4示出的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例中生成應(yīng)力，應(yīng)力例如會(huì)潛在地在絕緣層20和覆蓋絕緣體層的膜之間導(dǎo)致滑動(dòng)。在襯底、絕緣體以及覆蓋絕緣體的金屬層之間的膨脹的一個(gè)或更多個(gè)溫度系數(shù)存在較大變化的應(yīng)用中，用于機(jī)械錨定覆蓋絕緣層20的層的方式將會(huì)是有益的。在圖9f(b)、圖9h(b)和圖9i(b)中，生成用于提供機(jī)械錨定機(jī)制的方式，其中在回蝕工藝150之后絕緣層20中帶有凹進(jìn)55。圖9f(b)、圖9h(b)和圖9i(b)中的實(shí)施例示出的結(jié)構(gòu)中，可通過向通孔結(jié)構(gòu)40 (其中側(cè)壁50具有非豎直輪廓)提供特定形狀以及相對(duì)于刻蝕結(jié)構(gòu)40的開口中的掩膜層30的邊緣提供一側(cè)向深度大于沉積的絕緣層20的厚度的組合來實(shí)現(xiàn)機(jī)械錨定。在圖9j(b)和圖9k中，通過在刻蝕工藝110中向側(cè)壁50中引入較大的扇貝形皺褶70來產(chǎn)生用于提供機(jī)械錨定機(jī)制的方式。在如圖9j(b)中示出的沉積步驟140之后，這些較大的扇貝形皺褶70可用于相對(duì)于刻蝕結(jié)構(gòu)40的頂部處的開口中的掩膜層30的邊緣在絕緣層20中產(chǎn)生凹進(jìn)。圖9j(b)中的實(shí)施例顯示的結(jié)構(gòu)中，可通過向通孔結(jié)構(gòu)40(其中側(cè)壁50具有豎直或近于豎直的輪廓)提供形狀以及相對(duì)于刻蝕特征部40的開口中的掩膜層30的邊緣提供來說一側(cè)向深度大于沉積的絕緣層20的厚度的較大的扇貝形皺褶70的組合來實(shí)現(xiàn)機(jī)械錨定。絕緣層20中的凹進(jìn)(相應(yīng)于側(cè)壁50中的較大的扇貝形皺褶70)提供將填充材料機(jī)械錨定到絕緣層20上的方式，絕緣層20在絕緣體沉積步驟140和回蝕步驟150之后沉積。由側(cè)壁絕緣體20中的凹進(jìn)生成的機(jī)械錨定機(jī)制能有利地在絕緣體20和在回蝕150之后的后續(xù)沉積步驟中沉積的材料之間分配應(yīng)力，以消除可能會(huì)在襯底和例如沉積在結(jié)構(gòu)97內(nèi)的膜的一個(gè)或更多個(gè)溫度系數(shù)存在較大變化且結(jié)構(gòu)承受溫度變化的應(yīng)用中發(fā)生的界面滑動(dòng)。圖9j(b)中的較大的扇貝形皺褶70示出為具有半圓形的橫截面。還可產(chǎn)生其它的橫截面，并且這在本發(fā)明的范圍內(nèi)，其中形成至少一個(gè)明顯的凹進(jìn)，其側(cè)向延伸到襯底10中的側(cè)壁50的輪廓的主軌跡之外，以提供用于機(jī)械錨定在各向異性的刻蝕步驟150之后沉積到刻蝕結(jié)構(gòu)40中的材料的方式。類似地，向內(nèi)伸入刻蝕結(jié)構(gòu)40中以提供用于機(jī)械錨定填充材料的方式的側(cè)向突起也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在沉積絕緣層20之后在刻蝕結(jié)構(gòu)40的側(cè)壁中生成的凹進(jìn)55也能提供用于機(jī)械錨定在絕緣層20之后后續(xù)沉積在刻蝕結(jié)構(gòu)40內(nèi)的層或填充材料的方式。該用于機(jī)械錨定的方式能有利地在如下應(yīng)用中分配應(yīng)力，在該應(yīng)用中，當(dāng)結(jié)構(gòu)暴露于溫度變化時(shí)，在后續(xù)沉積的材料和絕緣層20之間的粘附不足以防止滑動(dòng)。在沉積絕緣層20之后在刻蝕結(jié)構(gòu)40的側(cè)壁中生成的凹進(jìn)55也能提供用于機(jī)械錨定在絕緣層20之后后續(xù)沉積在刻蝕結(jié)構(gòu)40內(nèi)的層或填充材料的方式。該用于機(jī)械錨定的方式能有利地在如下應(yīng)用中分配應(yīng)力，在該應(yīng)用中，共形絕緣層20或在后續(xù)工藝步驟中沉積在層20上的層的膜性質(zhì)因暴露于后續(xù)處理步驟、環(huán)境條件改變或來自器件的操作改變而被更改。這些改變可能會(huì)例如因暴露于溫度改變而發(fā)生?？赡馨l(fā)生改變的膜性質(zhì)的實(shí)例為密度和晶體結(jié)構(gòu)。補(bǔ)償材料的溫度系數(shù)的變化、較差的粘附以及膜性質(zhì)的改變的實(shí)例僅作為實(shí)例提供。關(guān)于為什么將側(cè)壁凹進(jìn)作為將刻蝕結(jié)構(gòu)40中的填充材料機(jī)械錨定到絕緣層20上的方式的實(shí)施例優(yōu)選于其它實(shí)施例，可能存在其它原因，這些原因在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。圖12中示出的硅通孔中，障壁層和種子層已沉積在絕緣層20上，其中在種子層上 沉積傳導(dǎo)塞，并已去除襯底的部分。圖12中示出的圖像代表完成的通孔結(jié)構(gòu)40，其可用于經(jīng)傳導(dǎo)塞將襯底10的頂部處的器件與位于襯底10以下的其它襯底或器件相連接。該實(shí)例中，刻蝕結(jié)構(gòu)40為通孔。掩膜結(jié)構(gòu)30被示出為帶有懸突60。在側(cè)壁50中提供有將絕緣層20錨定于襯底10以及將另一傳導(dǎo)塞72錨定于絕緣層20的機(jī)械錨定方式。
權(quán)利要求
1.一種在襯底上形成結(jié)構(gòu)的方法，包括 a.在襯底上刻蝕出通孔或槽圖案，所述通孔或槽圖案包括位于側(cè)壁上的懸突；以及 b.沉積出涂覆在所述懸突的部分底面的上和所述側(cè)壁上的介電層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，進(jìn)ー步包括在刻蝕所述通孔或槽圖案前，在所述襯底上形成掩模圖案。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，所述刻蝕エ藝包括用于形成所述懸突的各向同性刻蝕。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的方法,其中，所述刻蝕エ藝包括等離子體刻蝕、激光刻蝕、濕法刻蝕、離子銑削和反應(yīng)性離子銑削中的至少ー種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，所述介電層形成涂覆在所述懸突和所述側(cè)壁上的共形層。
6.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，所述介電層提供具有比在刻蝕之后側(cè)壁的表面光滑的表面的側(cè)壁。
7.ー種方法，包括 a.提供具有通孔或槽圖案的襯底，所述通孔或槽圖案包括位于側(cè)壁上的懸突； b.沉積出涂覆在所述懸突的底面的部分上和所述側(cè)壁上的介電層；以及 c.各向異性地刻蝕所述介電層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中，所述懸突由掩模層以及各向同性刻蝕エ藝形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中，所述介電層形成涂覆在所述懸突和所述側(cè)壁上的共形層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中，所述懸突阻擋所述各向異性刻蝕去除涂覆在所述側(cè)壁上的部分介電層。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中，所述介電層沉積エ藝包括化學(xué)氣相沉積、電化學(xué)沉積、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、原子層沉積、納米層沉積、旋涂沉積和物理氣相沉積中的至少ー種。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中，所述介電層包括聚對(duì)ニ甲苯層。
13.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，進(jìn)ー步包括在沉積所述介電層之前，沉積ニ氧化硅層。
14.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中，所述各向異性刻蝕去除所述通孔或槽圖案的頂部表面處的介電層。
15.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中，所述懸突由掩模層形成，并且其中，所述各向異性刻蝕去除所述通孔或槽圖案的頂部表面處的介電層以及涂覆在所述掩模層的側(cè)壁上的部分介電層。
16.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中，所述懸突由掩模層形成，并且其中，所述各向異性刻蝕去除涂覆在所述掩模層的側(cè)壁上的介電層。
17.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中，所述懸突由掩模層形成，并且其中，所述各向異性刻蝕去除位于所述掩模的開ロ內(nèi)部的介電層以及所述掩模的開口下方的部分介電層。
18.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中，所述各向異性刻蝕去除所述各向異性刻蝕通孔或槽圖案的頂部表面處的介電層以及底部表面處的部分或全部介電層。
19.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中，所述懸突由掩模層形成，并且其中，所述各向異性刻蝕去除所述通孔或槽圖案的頂部表面處的介電層、涂覆所述掩模層的側(cè)壁的介電層以及所述通孔或槽圖案的底部表面處的介電層。
20.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中，所述懸突由掩模層形成，并且其中，所述各向異性刻蝕去除所述通孔或槽圖案的頂部表面處的介電層、涂覆所述掩模層的側(cè)壁的介電層、在所述掩模的開口下方的部分介電層以及所述通孔或槽圖案的底部表面處的介電層。
21.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中，所述通孔或槽圖案包括在所述側(cè)壁上的錨，所述錨用作錨定隨后沉積的膜的錨。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中所述錨包括扇貝形皺褶的壁、一形狀的所述通孔或槽以及在側(cè)壁上的凹進(jìn)中的ー種。
23.ー種在硅襯底中形成穿透硅的互連的方法，包括 a.在所述硅襯底上圖案化出掩模層； b.借助所述掩模層對(duì)所述硅襯底進(jìn)行刻蝕，以形成至少ー個(gè)通孔或槽結(jié)構(gòu)，所述掩模層在所述通孔或槽結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上形成懸突； c.沉積涂覆所述懸突的部分底面和所述側(cè)壁的聚對(duì)ニ甲苯介電層； d.各向異性地刻蝕掉來自未受到所述懸突保護(hù)的區(qū)域中的聚對(duì)ニ甲苯介電層；以及 e.沉積傳導(dǎo)性互連膜。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中，所述掩模層包括硬掩模和光阻掩模中的至少ー種。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中，刻蝕所述硅襯底包括交替的刻蝕和鈍化工藝。
26.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中，交替的刻蝕和鈍化工藝形成扇貝形皺褶的側(cè)壁。
27.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中，所述聚對(duì)ニ甲苯介電層提供具有比在刻蝕之后的側(cè)壁的表面光滑的表面的側(cè)壁。
28.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，進(jìn)ー步包括在沉積所述聚對(duì)ニ甲苯介電層之前，沉積ニ氧化硅層。
29.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，進(jìn)ー步包括在沉積所述聚對(duì)ニ甲苯介電層之前，沉積粘附層。
30.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中，所述各向異性刻蝕去除在所述通孔或槽圖案的頂部表面處的聚對(duì)ニ甲苯介電層。
31.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中，所述各向異性刻蝕去除在所述通孔或槽圖案的頂部表面處的聚對(duì)ニ甲苯介電層以及涂覆所述掩模層的側(cè)壁的部分聚對(duì)ニ甲苯介電層。
32.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中，所述各向異性刻蝕去除涂覆所述掩模層的側(cè)壁的聚對(duì)ニ甲苯介電層。
33.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中，所述各向異性刻蝕各向異性地去除所述掩模的開口下方以及內(nèi)部的聚對(duì)ニ甲苯介電層。
34.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中，所述各向異性刻蝕去除所述通孔或槽圖案的頂部表面處的聚對(duì)ニ甲苯介電層以及底部表面處的部分或全部聚對(duì)ニ甲苯介電層。
35.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中，所述各向異性刻蝕去除所述通孔或槽圖案的頂部表面處的聚對(duì)ニ甲苯介電層、涂覆所述掩模層的側(cè)壁的聚對(duì)ニ甲苯介電層以及在通孔或槽圖案的底部表面處的聚對(duì)ニ甲苯介電層。
36.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，進(jìn)ー步包括在沉積傳導(dǎo)性互連膜之前，沉積阻擋層。
37.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，進(jìn)ー步包括在沉積傳導(dǎo)性互連膜之前，沉積種子層。
38.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中，刻蝕所述硅襯底在側(cè)壁上形成錨。
39.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中，所述聚對(duì)ニ甲苯層在所述側(cè)壁上形成錨，所述錨用 作錨定所述傳導(dǎo)性互連膜的錨。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的方法，其中，所述錨包括扇貝形皺褶的壁、一形狀的通孔或槽以及側(cè)壁上的凹進(jìn)中的ー種。
全文摘要
使用在掩膜層下形成根切輪廓的刻蝕工藝來形成通孔。通孔涂覆有共形絕緣層，且對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)用刻蝕工藝以從水平表面去除絕緣層，留下在通孔的豎直側(cè)壁上的絕緣層。通孔的頂部區(qū)域在回蝕工藝中受到根切硬掩膜的保護(hù)。
文檔編號(hào)B81B1/00GK102844856SQ201180019434
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月25日
發(fā)明者羅伯特·迪蒂奇奧 申請(qǐng)人:Spts科技有限公司