[发明专利]使用CMP形成非平面膜的方法

说明书

本申请要求2011年4月14日提交的美国临时申请No.61/475,422的优先权。

技术领域

本发明涉及基板，例如用于形成微机电系统（MEMS）装置、微尺度光学装置或半导体装置的基板。

背景技术

半导体基板被用于多种多样的用途。一个这样的用途是用于形成微机电系统（MEMS）装置。随着MEMS装置的物理结构的增加的复杂性的需要增加，已经发展了多种不同的成形过程。三种主要类别的成形过程是硅的体微加工、表面微加工和深反应离子蚀刻（DRIE）。这些过程中的每种均具有独特的优点和功能。例如，DRIE过程提供了有助于使装置的基底面最小化的很陡的侧壁。

通常，用于成形基板的过程允许在基板的平面中限定出高度复杂的形状。例如，可通过比如光刻过程在基板表面上限定出圆形、方形和直线，然后可使用蚀刻过程来移除未被光刻层覆盖的材料。然而，基板在截面平面中的形状受特殊的材料移除过程约束。因此，DRIE提供了基本上竖直的侧壁，而化学机械抛光（CMP）提供了基本上水平的表面。

然而，截面平面中的弯曲形状确定性低。例如，蚀刻可被用于形成弯曲形状。然而，蚀刻过程的控制是困难的。因此，使用蚀刻过程形成的弯曲侧壁的精确位置和形状是成问题的。

因此，需要一种在基板的截面平面中提供弯曲形状的方法。还需要一种可用于在截面平面中提供精确定位的和尺寸精确的弯曲形状的方法。

发明内容

一种成形基板的方法在一个实施例中包括：提供第一支撑层；在第一支撑层上提供第一成形图案；在第一成形图案上提供基板；在定位于第一成形图案上的基板上实施第一化学机械抛光（CMP）过程；和将已经被抛光的基板从第一成形图案上移除。

在另一实施例中，一种成形基板的方法包括：在第一支撑层上提供第一成形图案；将基板定位在第一成形图案上；在定位于第一成形图案上的基板上实施第一化学机械抛光（CMP）过程；在基板的上表面上的第一位置处由于第一成形图案产生第一压力；在基板的上表面上的第二位置处由于第一成形图案产生第二压力，其中，所述第一压力大于所述第二压力；与第二位置相比，将增加量的材料从第一位置移除；和将已经被抛光的基板从第一成形图案上移除。

附图说明

图1示出了在其一侧上形成了凸面的基板的侧剖面图；

图2示出了图1的基板的顶平面图，其中，示出了由平坦的区域围绕的凸面；

图3示出了可被实施以便在基板上成形凸面或凹面的过程的流程图；

图4示出了根据图3的过程提供的支撑层的侧剖面图；

图5示出了图4的基板上的成形图案的顶平面图，在所述成形图案中包括两个凹入（negative）结构特征；

图6示出了定位在成形图案上的基板的和图5的支撑层的侧剖面图；

图7示出了定位于图6的基板上方的抛光垫；

图8示出了图7的基板的局部侧剖视图，所述基板通过图7的抛光垫偏斜，以便在图7的基板中提供材料移除减少的区域；

图9示出了已经使用CMP在基板上提供了两个凸面后的图7的基板；

图10和图11示出了可使用图3的过程在基板上形成的各种凹面和凸面；

图12示出了支撑层上的整体形成的成形图案，包括可用于在基板中形成凹面和凸面的各种凸出（positive）和凹入结构特征；以及

图13示出了图12的支撑层的截面平面图。

具体实施方式

为了促进对本发明的原理的理解，现在将参考附图中示出的和以下书面说明中所述的实施例。应当理解，不意图藉此限制本发明的范围。还应当理解，本发明包括对所描述的实施例的任何改变和改进，且包括本发明所属领域的技术人员通常能想到的本发明的原理的另外的应用。

图1和图2示出了在该实施例中由硅材料构成的基板100。基板100包括：通常平坦的下表面102；和上表面104，其包括围绕较厚的部分108定位的平坦的表面部分106。所述较厚的部分108限定出从剖面图来看是连续弯曲的轮廓（见图1），所述轮廓具有居中地定位的顶端112。

所述较厚的部分108通过图3中所示的过程130形成。过程130从提供支撑层（框132）开始。在一个实施例中，所述支撑层是平坦的表面。然后，将成形图案定位在支撑层上（框134）。如以下更充分地描述，成形图案（所述成形图案可以是使用任何期望的过程（例如光刻）沉积到支撑层上的成形层）以成型层材料的至少一个区域比邻近区域更厚为特征。然后，将待成形的基板放置在成形层中所限定的成形图案上（框136）。