一种MEMS晶圆切割对准方法及MEMS晶圆技术

本发明专利技术提供一种MEMS晶圆切割对准方法及对应该方法的MEMS晶圆，其中晶圆切割对准方法包括以下步骤：在覆盖晶圆上嵌入切割对准标记；将所述覆盖晶圆与器件晶圆接合形成多个MEMS腔体；以及根据所述切割对准标记进行晶圆切割。本发明专利技术解决了现有MEMS晶圆的切割工艺复杂，缺陷率大，难以与传统切割工艺兼容等问题，可使MEMS晶圆工艺与CMOS工艺兼容，切割准确率高。

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS晶圆切割对准方法及MEMS晶圆
本专利技术涉及半导体器件领域，特别是涉及一种MEMS晶圆切割对准方法及MEMS晶圆。
技术介绍
MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems)元件从开始主要应用于打印机和汽车电子等市场，到现在大量应用于智能手机等消费电子市场，MEMS产业最近5年的发展，已大幅超越过往20年潜伏期间所取得的成绩。但是MEMS元件的制造工艺不同于一般的CMOS产品，由于MEMS的结构非常复杂，从设计到完成原形构建，晶圆制造，再到后续封装工艺开发都面临不同于传统CMOS产品的新挑战。所以制造工艺的专利技术创造变的非常关键。当前硅片切片作为硅片加工工艺流程的关键工序，其加工效率和加工质量直接关系到整个硅片生产的全局。目前，硅片切片较多采用内圆切割和自由磨粒的多丝切割。其中，多丝切割的固定磨粒线锯实质上是一种用线性刀具替代环型刀具的内圆切割。内圆切割是传统的加工方法，材料的利用率仅为40％～50％左右；同时，由于结构限制，内圆切割无法加工200mm以上的大中直径硅片。在实际的生产应用中，MEMS芯片一般包括器件晶圆和覆盖晶圆，通过晶圆键合形成腔体。腔体成型工艺后，只能看到器件晶圆和覆盖晶圆的背面，通常看不到晶圆上的器件图案和标记，大大增加了芯片切割难度。采用传统的切割工艺进行盲切很容易造成器件损伤，使MEMS产品的产率大大降低。公开号为CN203739023U的专利文献提供了一种MEMS晶圆辅助切割的对准装置，利用该装置可先通过外围区的标记对准晶圆位置，再通过外围区的刻度线直接对准切割道进行切割，以避免盲切引起的器件损伤。公开号为CN104108139B的专利文献提供了一种MEMS晶圆的切割方法，包括步骤：1)切割并去除MEMS晶圆覆盖晶圆边缘的部分未键合区域，露出器件晶圆的器件图案；2)于各该MEMS腔体之间的间隔区域中沿第一方向对所述覆盖晶圆进行预切割形成多个切割道，并保留预设厚度的覆盖晶圆；3)沿与第一方向垂直的第二方向对各该MEMS腔体之间的间隔区域进行切割；4)沿第一方向对各该MEMS腔体之间的间隔区域进行切割，使各该MEMS腔体的覆盖晶圆分离。该专利技术通过设计全新的工艺步骤，解决了针对表面无图案晶圆的切割难以对准等问题。为了解决切割难以对准，器件结构容易受损等问题，现有的MEMS晶圆切割工艺往往比较复杂，操作难度大，程序繁琐，这在一定程度上限制了MEMS产品的生产效率和产量。因此，实有必要对现有的MEMS晶圆切割工艺进行优化和改进，使之与标准的切割工艺兼容，以利于MEMS产品产率的提高。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术，本专利技术的目的在于提供一种MEMS晶圆切割对准方法及MEMS晶圆，用于解决晶圆切割难以对准，器件结构容易受损的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种MEMS晶圆切割对准方法，包括以下步骤：在覆盖晶圆上嵌入切割对准标记；将所述覆盖晶圆与器件晶圆接合形成多个MEMS腔体；以及根据所述切割对准标记进行晶圆切割。可选地，采用硅通孔工艺(ThroughSiliconVia，TSV)制作所述切割对准标记。可选地，所述切割对准标记制作于相邻的每两个所述MEMS腔体之间。可选地，在每个所述MEMS腔体周围制作多个所述切割对准标记，并且所述切割对准标记紧邻对应的所述MEMS腔体。进一步可选地，多个所述切割对准标记连接成切割线，晶圆切割时对准所述切割线进行切割。可选地，所述覆盖晶圆的正面与所述器件晶圆的正面键合形成多个所述MEMS腔体，所述切割对准标记嵌入于所述覆盖晶圆的正面。进一步可选地，在进行晶圆切割之前，研磨所述覆盖晶圆的背面并露出所述切割对准标记。进一步可选地，所述切割对准标记具有沿所述覆盖晶圆的正面向内嵌入的第一深度，所述第一深度大于或等于200μm。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术还提供一种MEMS晶圆，包括：器件晶圆和位于所述器件晶圆上的覆盖晶圆，所述器件晶圆与所述覆盖晶圆接合形成有多个MEMS腔体，相邻的所述MEMS腔体之间设有间隔区域；其中，在所述覆盖晶圆上设有切割对准标记，所述切割对准标记位于所述间隔区域内，用于进行晶圆切割。可选地，相邻的每两个所述MEMS腔体之间均设有所述切割对准标记。可选地，每个所述MEMS腔体周围设有多个所述切割对准标记，所述切割对准标记紧邻对应的所述MEMS腔体。可选地，所述覆盖晶圆的正面与所述器件晶圆的正面接合形成有多个所述MEMS腔体，所述切割对准标记嵌入于所述覆盖晶圆的正面。进一步可选地，所述切割对准标记具有沿所述覆盖晶圆的正面向内嵌入的第一深度，所述第一深度大于或等于200μm。可选地，所述切割对准标记采用硅通孔工艺(ThroughSiliconVia，TSV)制作而成。如上所述，本专利技术的一种MEMS晶圆切割对准方法及MEMS晶圆，具有以下有益效果：本专利技术设计了一种采用TSV技术提供覆盖晶圆切割对准标记的MEMS晶圆切割对准方法，主要针对MEMS晶圆到晶圆键合后的腔体成型工艺，在覆盖晶圆上采用TSV工艺嵌入对准标记，并在研磨后曝露该标记进行对准切割。该设计在研磨后提供了切割路线，使得切割工艺可完全自动化，并与传统工艺兼容。相较于现有技术，本专利技术解决了现有MEMS晶圆的切割工艺复杂，缺陷率大，难以与传统切割工艺兼容等问题。本专利技术采用TSV技术可使MEMS晶圆工艺与CMOS工艺兼容，切割准确率高；解决了针对表面无图案晶圆的切割对准问题；使后续真空腔体切割和标准切割工艺兼容。附图说明图1显示为本专利技术实施例提供的一种MEMS晶圆切割对准方法示意图。图2a-2d显示为本专利技术实施例中采用MEMS晶圆切割对准方法的流程示意图。图3显示为本专利技术实施例中切割对准标记在覆盖晶圆上布局的示意图。图4显示为本专利技术实施例中研磨覆盖晶圆前后的示意图。图5显示为本专利技术实施例提供的MEMS晶圆的示意图。元件标号说明100覆盖晶圆101切割对准标记102材料层103粘结层200器件晶圆300MEMS腔体h第一深度S1-S3步骤具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MEMS晶圆切割对准方法，其特征在于，包括以下步骤：/n在覆盖晶圆上嵌入切割对准标记；/n将所述覆盖晶圆与器件晶圆接合形成多个MEMS腔体；以及/n根据所述切割对准标记进行晶圆切割。/n

【技术特征摘要】
1.一种MEMS晶圆切割对准方法，其特征在于，包括以下步骤：
在覆盖晶圆上嵌入切割对准标记；
将所述覆盖晶圆与器件晶圆接合形成多个MEMS腔体；以及
根据所述切割对准标记进行晶圆切割。


2.根据权利要求1所述的MEMS晶圆切割对准方法，其特征在于：采用硅通孔工艺制作所述切割对准标记。


3.根据权利要求1所述的MEMS晶圆切割对准方法，其特征在于：所述切割对准标记制作于相邻的每两个所述MEMS腔体之间。


4.根据权利要求1所述的MEMS晶圆切割对准方法，其特征在于：在每个所述MEMS腔体周围制作多个所述切割对准标记，并且所述切割对准标记紧邻对应的所述MEMS腔体。


5.根据权利要求1或4所述的MEMS晶圆切割对准方法，其特征在于：多个所述切割对准标记连接成切割线，晶圆切割时对准所述切割线进行切割。


6.根据权利要求1所述的MEMS晶圆切割对准方法，其特征在于：所述覆盖晶圆的正面与所述器件晶圆的正面键合形成多个所述MEMS腔体，所述切割对准标记嵌入于所述覆盖晶圆的正面。


7.根据权利要求6所述的MEMS晶圆切割对准方法，其特征在于：在进行晶圆切割之前，研磨所述覆盖晶圆的背面并露出所述切割对准标记。


8.根据权利要求7所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王通，王潇斐，
申请(专利权)人：芯恩青岛集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37