复合微机电系统芯片及其制作方法技术方案

本发明专利技术提出一种复合微机电系统芯片及其制作方法。复合微机电系统芯片包括覆盖层与组件复合层，覆盖层包括一基板，其中该基板具有一第一区域及一第二区域，该第一区域具有多个第一蚀刻槽，该第二区域具有多个第二蚀刻槽，每一第一蚀刻槽及每一第二蚀刻槽具有相同的蚀刻深度，该第一区域的第一蚀刻式样密度高于该第二区域的第二蚀刻式样密度，以构成不同压力的腔室。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
本专利技术涉及一种微机电系统(MEMS,Micro-Electron-Mechanical System)芯片及其制作方法，特别地涉及一种能够利用覆盖晶圆的不同区域的不同蚀刻式样密度(etchpattern density),对应地在微机电系统芯片的不同腔室产生不同的压力的。【
技术介绍
】微机电系统芯片制程中，内部MEMS组件，例如微声压传感器、陀螺仪、加速度计等经常需要制作于密闭的空间中以保持其稳定性。不同应用功能的MEMS组件在此密闭的空间中的操作压力(operat1n pressure)也不同。举例而言,陀螺仪的MEMS组件通常是在操作压力为0.1-1Ombar下操作；而加速度计的MEMS组件通常是在操作压力为200-1000mbar下操作。在微机电系统芯片制程中所采用的晶圆级制作(Wafer Level Packaging ;WLP)方法中，每一次形成密闭空间的制作时，一次只能形成一种操作压力。这样的限制使得复合微机电系统芯片(mixed mode MEMS chip)的制程难上加难。举例而言,若欲在一个复合微机电系统芯片上同时制作陀螺仪的MEMS组件与加速度计的MEMS组件，则需要在两个不同的密闭空间形成两种不同的操作压力，一个操作压力为0.Ι-lOmbar，另一个操作压力为200-1000mbar。但是，现有技术的微机电系统芯片制程中所采用的晶圆级制作方法无法达成此目标。为了解决上述问题，美国第8，350，346号专利案揭露一种能在两个不同的密闭空间形成两种不同的操作压力的复合微机电系统芯片。此现有技术，在不同的步骤中，分别在其覆盖晶圆上的两个不同区域形成蚀刻深度不同的蚀刻槽，藉此复合微机电系统芯片的两个密封区腔室的体积不相同，因此操作压力也对应地不同。然而，在此现有技术中，需要形成蚀刻深度不同的蚀刻槽，对于蚀刻控制而言较为复杂，且难以精准一致地执行。有鉴于此，本专利技术即针对上述现有技术的不足，提出一种能够利用覆盖晶圆的不同区域的不同蚀刻式样密度，对应地在微机电系统芯片的不同腔室产生不同的压力的。【
技术实现思路
】根据本专利技术的一个方面，提供了一种复合微机电系统芯片制作方法，其步骤包含:制作一覆盖晶圆，其步骤包括:提供一第一基板；对该第一基板的一第一区域及一第二区域同时蚀刻，以分别在该第一区域形成多个第一蚀刻槽以及在该第二区域形成多个第二蚀刻槽，其中每一第一蚀刻槽及每一第二蚀刻槽具有相同的一蚀刻深度，该第一区域的一第一蚀刻式样密度高于该第二区域的一第二蚀刻式样密度；制作一组件晶圆，包括一第二基板及在该第二基板上的一第一 MEMS组件及一第二 MEMS组件；以及将该覆盖晶圆与该组件晶圆结合，藉此在该覆盖晶圆与该组件晶圆之间，对应于该第一区域与该第二区域之处，分别形成一第一腔室与一第二腔室，其中该第一腔室容纳该第一 MEMS组件且该第二腔室容纳该第二 MEMS组件。在一种较佳的实施例中，该第一腔室的压力低于第二腔室。在一种较佳的实施例中，该第一区域的一第一顶视面积相同于或不同于该第二区域的一第二顶视面积。在一种较佳的实施例中，该第一蚀刻槽之一的一第一顶视面积相同于或不同于该第二蚀刻槽之一的一第二顶视面积。在一种较佳的实施例中，制作该覆盖晶圆的步骤更包含:在该第一蚀刻槽上沉积一吸气材料或一释气材料。在一种较佳的实施例中，制作该覆盖晶圆的步骤更包含:在该第二蚀刻槽上沉积一吸气材料或一释气材料。在一种较佳的实施例中，制作该组件晶圆的步骤包括:提供该第二基板；在该第二基板上形成该第一 MEMS组件及该第二 MEMS组件、与围绕该第一 MEMS组件及该第二 MEMS组件的一牺牲层；在该第一 MEMS组件、该第二 MEMS组件、及该牺牲层上方形成一硬屏蔽；定义该硬屏蔽的图案；以及经由该硬屏蔽的图案，蚀刻去除该牺牲层。在一种较佳的实施例中，制作该组件晶圆的步骤包括:提供一 CMOS (互补金氧半)晶圆，该CMOS晶圆包括该第二基板与该第二基板上的一微电子电路；提供一 MEMS晶圆，该MEMS晶圆包括该第一 MEMS组件及该第二 MEMS组件；以及将该CMOS晶圆与该MEMS晶圆结八口 ο在一种较佳的实施例中，该复合微机电系统芯片制作方法还包括:在该第二基板与该MEMS晶圆之间提供导电栓。根据本专利技术另一方面，提供了一种复合微机电系统芯片，包含:一覆盖层，其包括一第一基板，其中该第一基板具有一第一区域及一第二区域，该第一区域具有多个第一蚀刻槽，该第二区域具有多个第二蚀刻槽，每一第一蚀刻槽及每一第二蚀刻槽具有相同的一蚀刻深度，该第一区域的一第一蚀刻式样密度高于该第二区域的一第二蚀刻式样密度；以及一组件复合层，其包括一第二基板，及位于该第二基板上方的一第一 MEMS组件及一第二MEMS组件；其中该覆盖层与该组件复合层互相结合，并在其间对应于该第一区域与该第二区域之处，分别形成一第一腔室与一第二腔室，其中该第一腔室容纳该第一 MEMS组件且该第二腔室容纳该第二 MEMS组件。以下通过具体实施例详加说明，能够更容易了解本专利技术的目的、
技术实现思路
、特点及其所达成的功效。【【附图说明】】图1-4以剖面图显示本专利技术的多个实施例。图5显不本专利技术一实施例的第一基板的顶视图。图6显不本专利技术另一实施例的第一基板的顶视图。图7显不对应于图6,覆盖晶圆与组件晶圆结合后的不意图。图8显示本专利技术另一实施例的第一基板的顶视图。图9显不对应于图8,覆盖晶圆与组件晶圆结合后的不意图。图10显示出本专利技术制作覆盖晶圆的一实施例的示意图。图11-13显示出本专利技术制作组件晶圆的第一实施例的示意图。图14-16显示出本专利技术制作组件晶圆的第二实施例的示意图。【【具体实施方式】】有关本专利技术的前述及其它
技术实现思路
、特点与功效，在以下结合附图的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如:上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。本专利技术中的附图均属示意，主要意在表示各装置以及各组件之间的功能作用关系，至于形状、厚度与宽度则并未依照比例绘制。图1显不本专利技术一实施例的复合微机电系统芯片的剖面图。复合微机电系统芯片包含互相结合的覆盖晶圆100与组件晶圆200，且在其中形成了具有不同操作压力的第一腔室120A和第二腔室120B(覆盖晶圆100与组件晶圆200在晶圆阶段结合，再切割成为芯片，故以切割后的芯片角度来看，覆盖晶圆100与组件晶圆200已经不是“整片晶圆”，但为便利理解仍以“晶圆”来称之。以切割后的芯片角度来看，覆盖晶圆100与组件晶圆200也可视为“覆盖层”与“组件复合层”)。覆盖晶圆100与组件晶圆200可以使用任何已知的方式来结合，在其中一种实施方式中，可在覆盖晶圆100与组件晶圆200之间提供一结合层，例如但不限于使用玻璃烧结(glass frit)或焊接(solder)材料的结合层,此结合层的材料举例而言可为各种适合焊接的金属或铝硅合金，硅金合金，锡银合金，金锗合金，金锡合金，铅锡合金等。覆盖晶圆100包含第一基板11，例如为硅基板，其上具有第一区域IlA及第二区域IlB0第一区域IlA具有多个第一蚀刻槽151，第二区域IlB具有多个第二蚀刻槽152，每一第一蚀刻槽151与每一第二蚀刻槽152本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合微机电系统芯片制作方法，其步骤包含：制作一覆盖晶圆，其步骤包括：提供一第一基板；对该第一基板的一第一区域及一第二区域同时蚀刻，以分别在该第一区域形成多个第一蚀刻槽以及在该第二区域形成多个第二蚀刻槽，其中每一第一蚀刻槽及每一第二蚀刻槽具有相同的一蚀刻深度，该第一区域的一第一蚀刻式样密度高于该第二区域的一第二蚀刻式样密度；制作一组件晶圆，包括一第二基板及在该第二基板上的一第一MEMS组件及一第二MEMS组件；以及将该覆盖晶圆与该组件晶圆结合，藉此在该覆盖晶圆与该组件晶圆之间，对应于该第一区域与该第二区域之处，分别形成一第一腔室与一第二腔室，其中该第一腔室容纳该第一MEMS组件且该第二腔室容纳该第二MEMS组件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：康育辅，罗炯成，
申请(专利权)人：立锜科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71