一种基于MEMS的惯性传感器生产及晶圆级封装工艺制造技术

技术编号:10237654 阅读:174 留言:0更新日期:2014-07-19 01:28
本发明专利技术公开了一种基于MEMS的惯性传感器生产及晶圆级封装工艺,其步骤如下:1)工程化的绝缘硅(E-SOI)形成;2)在MEMS晶圆上面加工;3)在标准ASIC带工厂生产ASIC晶圆;4)MEMS晶圆和ASIC晶圆金属共熔键合;5)晶圆级芯片规模封装(WLCSP)。本发明专利技术做到ASIC芯片面积与MEMS芯片面积完全相同,充分利用MEMS芯片以及ASIC芯片的有效面积,为MEMS和ASIC芯片设计提供最有效的空间。晶圆级芯片规模封装省掉了芯片后续的封装工序。直接通过BGA完成终端电路板的贴片(Flip-Chip),大幅度缩小芯片尺寸以及降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种基于MEMS惯性传感器生产及晶圆级封装工艺,其步骤如下:1)工程化的绝缘硅形成(Engineered‑SOI wafer):a、首先用硅托衬晶圆(handle wafer)《5》,背面蚀刻定位对准标记(第一光刻版),然后在晶片正面采用等离子体工艺刻蚀沟槽《1》(第二光刻板);通过热氧化工艺生长一层氧化膜《7》;用硅镕键合工艺与另外一片微机电器件晶圆(MEMS device wafer)《4》键合为一体;b、在微机电器件晶圆面进行磨削到理想厚度;2)用等离子体蚀刻工艺在微机电器件晶圆上面形成围沟(第三光刻板),然后气相沉积一层锗或者硅《6》用于以后的晶圆键合,对锗或者硅薄镆与围沟对应作光刻图形(第四光刻板)以及等离子体刻蚀去掉不需要的锗,最后用DRIE工艺完成MEMS结构的刻蚀(第五光刻板);3)在标准ASIC带工厂生产ASIC晶圆《2》;《3》是ASIC面的焊锡位(bondpads);然后在此晶圆上进行以下加工工艺:a、在有电路的ASIC正面光刻硅通孔(TSV)(第六光刻板),用DRIE工艺蚀刻足够深的沟槽,其深度为100‑150微米,按照标准TSV工序对沟槽进行氧化物,金属的填充《8》,以及CMP的磨平,对ASIC晶圆背面进行磨削到100‑150微米的厚度,再用CMP工艺磨平晶片表面(ASIC面的背面);b、用溅射工艺生长一层金属层《9》;对金属《9》进行光刻走线图案制作(第七光刻板)以及湿法金属蚀刻,用化学气相沉积工艺长一层氧化物《10》,其厚度是金属层《9》的5‑6倍;c、进一步的光刻氧化层图案(第八光刻板)暴露金属层《9》,为金属层《11》作准备,先用溅射工艺生长一层金属层《11》,其厚度约为《9》的3‑4倍,对金属层《11》进行光刻布线(第九光刻板),使金属层《11》与微机电器件晶圆《6》进行金属共熔键合;d、最后一步工序是光刻图案制备以及用等离子体工艺蚀刻沟槽《12》(第十光刻板);4)MEMS晶圆和ASIC晶圆锗/铝,硅/铝或者锗/金、硅/金金属共熔键合,该工艺在真空下进行,最后的陀螺仪沟槽内腔体的压力不应大于0.50‑0.75Torr;到处为止,晶圆可以进行划片(wafer dicing)以及芯片级封装(CSP‑chip scale packaging)。比如LGA或者QFN的封装形式。本专利技术提出用晶圆级芯片规模封装工艺(WLCSP)以及后续的倒焊封装(Flip‑Chip);5)晶圆级芯片规模封装工艺(WLCSP)a、在键合好的晶圆的ASIC面形成一层聚酰亚胺(polyimide‑PI)或环氧树脂(Epoxy)《13》;b、用光刻工艺制备打开焊盘的图案(第十一光刻板);用溅射工艺(Sputtering)生长一层金属(Al或Cu)《14》;c、用光刻工艺制备重布线层(RDL)(第十二光刻板);用干法或湿法蚀刻工艺制备金属重布线层《14》;d、再形成一层聚酰亚胺(polyimide‑PI)或环氧树脂(Epoxy)《15》;e、用光刻工艺制备锡球BGA图案(第十三光刻板);最后形成UBM《16》以及BGA锡球《17》。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:韩华邹波
申请(专利权)人:深迪半导体上海有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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