[发明专利]用于制造薄层结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造薄层结构的方法。

背景技术

现在，在许多技术应用中需要薄的自支承层(窗口)。为了产生这种非常薄(例如在亚微米范围内)的自支承层，需要具有非常小开口(数量级：10μm)但具有较高的孔隙率的支承结构。

至今，X射线窗口由具有很小的Z(原子的核电荷数)的材料如铍构成，或者例如通过将有机薄膜放置到，即涂覆到(如由硅构成的)支承结构上而构成。然而，铍尤其具有显著的缺点，即其产生特殊垃圾并因此很不方便清除。

在[1]中描述了用于产生X射线窗口的另一种方法。

在[1]中描述的方法以此为基础，即在第一区域101(参照图1)中，向硅片100内蚀刻出多个未完全贯穿硅片100延伸的孔103并利用薄膜104来涂敷孔的壁。随后通过蚀刻使孔103从硅片100的背面这样地打开，即保留薄膜104。如图1所示，在第二区域102中设置有向硅片100内延伸但没有完全贯穿该硅片的孔103，从而在第二区域102中的孔103的下面存在硅片100的衬底材料，该衬底材料提高了被穿孔的工件的稳固性，即提高了被加工的硅片100的稳固性。

此外，如图2a中所示，由[2]公开了X射线光学组件，该组件具有半导体晶圆200，在射线方向延伸的平行的微孔201被蚀刻到该半导体晶圆中，该微孔具有从0.1μm至100μm的直径，优选为0.5μm至20μm。在微孔201中置入薄层202，该薄层加固半导体晶圆200的孔壁和孔底部。

在下一步骤中，参照图2b，在半导体晶圆200的衬底材料的背面上将其磨蚀，直至置入微孔201中的薄层202在半导体晶圆200的背面的方向上暴露出来。

上述方法的缺点在于，必须在具有非常大的纵横比的孔中沉积窗口材料。由此，不能利用这种技术来制造通过溅射、蒸镀或通过等离子CVD而生成的薄膜，这是因为其在孔洞中只具有很小的透深。至今只有SiO₂薄膜和Si₃N₄薄膜可以成功地沉积到孔中，并因此可以由这种材料通过已描述的方法来产生窗口。

然而，上述的层(SiO₂薄膜和Si₃N₄薄膜)尤其在用于X射线窗口时具有缺点，这是因为硅是相对较重的元素(核电荷数Z＞10)并因此可以明显吸收X射线光。

在这种情况下，金刚石窗口可能有显著的优点，原因在于金刚石的核电荷数Z＝6。然而，特别是作为庞大的窗口来说，金刚石窗口过于昂贵。

由[3]中公开了一种玻璃衬底，也被称为微通道板，其由两种不同类型的玻璃构成，可相对选择性地蚀刻这两种不同类型的玻璃。

由[4]公开了一种用于由薄的平面部件或薄膜制造自支承的微结构的方法，以及使用根据该方法制造的微结构作为在用于测量弱气流的装置中的电阻网格。根据所述的方法，首先制造托架，其开口由辅助层在一侧齐平地将覆盖。在辅助层和托架的共同的平面上制造出所希望的结构之后，例如通过蚀刻去除该辅助层。

发明内容

本发明的目的在于提出一种低成本的、简单的、尽管如此还可靠的方法，用于制造自身具有孔结构的高纵横比的薄层结构。

本发明提出一种用于制造薄层结构的方法，在该方法中，在具有大量没有贯穿衬底层的整个厚度的孔的、大孔的支承结构衬底中，在支承结构衬底的孔壁的表面和孔底部的表面涂覆牺牲层。接下来，在背面部分地去除支承结构衬底，从而在支承结构衬底的背面上暴露出牺牲层的区域。在支承结构衬底的背侧面上以及在牺牲层被暴露出来的区域上涂覆薄层，以及相对于薄层来选择性地去除孔中的牺牲层，从而由薄层构成孔底部。

本方法的优点在于，任何所希望材料的薄膜都可以通过溅射、蒸镀或通过等离子法涂敷，这在根据现有技术的方法中是不能达到的，原因在于，除材料SiO₂和Si₃N₄之外，对于在孔中完全涂覆薄层来说，上述根据现有技术的方法在孔洞中有很小的透深。

明显地可以这样看到本发明的一个方面，即在制造薄层结构的方法中，牺牲层被置入孔中或涂覆到孔的侧壁和孔底部上，其中牺牲层可以由不同于待制造的薄层结构的其它材料构成。