MEMS晶圆制造技术

本实用新型专利技术提供了一种MEMS晶圆，涉及MEMS传感器技术领域。MEMS晶圆包括：晶圆本体，其上阵列排布多个MEMS结构单元；在相邻的MEMS结构单元之间的晶圆本体的正面上形成有划片道；其中，在与划片道相对应的晶圆本体背面上形成有预切割沟槽，以降低划片道处的晶圆本体的厚度。本申请实施例解决了现有具有一定厚度的MEMS晶圆在采用激光隐形切割时需要多次激光脉冲的照射，导致激光隐形切割的加工效率下降的技术问题。的技术问题。的技术问题。

MEMS wafer

【技术实现步骤摘要】
MEMS晶圆


[0001]本申请涉及MEMS传感器
，具体地，涉及一种MEMS晶圆。

技术介绍

[0002]MEMS(Micro Electro Machining Systems，微机电系统)技术是基于半导体制造技术，在复杂的微系统中结合了微电子和微机械等功能。市场上，MEMS技术的主要应用实例包括压力传感器、加速度计及硅麦克风等MEMS传感器。
[0003]MEMS晶圆是加工完MEMS结构单元的晶圆，后续沿晶圆表面的切割道(划片道)进行划片可获得管芯。其中MEMS结构一般包括振动膜、悬臂梁、空腔等精细的微机械结构，这些微机械结构容易因机械接触而损坏、因暴露而沾污，MEMS晶圆能承受的机械强度远远小于普通晶圆，因此普通晶圆中常用的砂轮划片方式不适用MEMS晶圆。
[0004]在相关技术中，MEMS晶圆多采用激光隐形切割方式进行划片。激光隐形切割是通过将脉冲激光的单个脉冲通过光学整形，让其透过材料表面在材料内部聚焦，在焦点区域能量密度较高，形成多光子吸收非线性吸收效应，使得材料改性形成裂纹。每一个激光脉冲等距作用，形成等距的损伤即可在材料内部形成一个改质层。在改质层位置材料的分子键被破坏，材料的连接变得脆弱而易于分开。切割完成后通过拉伸承载膜的方式，将晶圆充分分开，并使得相邻管芯之间产生间隙。这样的加工方式避免了砂轮划片等机械切割方式对管芯造成的破坏。
[0005]但当MEMS晶圆厚度达到一定厚度(例如，大于300微米)时，晶圆内部改质层的形成需要多次激光脉冲的照射，导致激光隐形切割的加工效率下降。

技术实现思路

[0006]本申请实施例提供了一种MEMS晶圆，以解决现有技术中存在的不足，提高MEMS晶圆进行激光隐形切割的加工效率。
[0007]为实现上述目的，本申请实施例提供一种MEMS晶圆，包括：晶圆本体，其上阵列排布多个MEMS结构单元；在相邻的MEMS结构单元之间的晶圆本体的正面上形成有划片道；其中，在与划片道相对应的晶圆本体背面上形成有预切割沟槽。进一步地，上述预切割沟槽的宽度不超过10微米。
[0008]进一步地，预切割沟槽的深度与晶圆本体的厚度呈正相关；预切割沟槽的宽度与预切割沟槽的深度呈正相关。
[0009]进一步地，晶圆本体的厚度小于或等于400微米时，预切割沟槽的宽度不超过5微米；
[0010]晶圆本体的厚度大于400微米且小于或等于600微米时，预切割沟槽的宽度大于5微米且小于或等于10微米。
[0011]进一步地，晶圆本体的厚度不低于300微米。
[0012]进一步地，预切割沟槽的深度为晶圆本体的厚度的三分之一至六分之五。
[0013]进一步地，预切割沟槽处的晶圆本体的厚度为80～120微米。
[0014]进一步地，在划片道的宽度方向上，划片道的对称面与相对应预切割沟槽的对称面重合。
[0015]进一步地，MEMS结构单元包括正面结构和背腔结构，背腔结构贯穿晶圆本体，正面结构形成于晶圆本体的正面且覆盖背腔结构。
[0016]进一步地，正面结构包括悬置于晶圆本体上的电容器组件，电容器组件包括间隔设置的可动极板和不动极板，可动极板能够相对于不动极板运动而使电容量改变。
[0017]本申请实施例的MEMS晶圆，在与MEMS晶圆正面上的划片道相对应的MEMS晶圆背面上开设有预切割沟槽，降低了划片道处衬底的厚度，因此，在进行切割时可以减少激光脉冲照射次数，提高激光隐形切割的加工效率。甚至当划片道内预切割沟槽对应的衬底厚度降低至120微米以下时，只需要进行一次激光脉冲照射即可完成，能明显提高激光隐形切割的加工效率。
[0018]在此基础上，根据晶圆本体的厚度等合理设置预切割沟槽的深度以及宽度，能够在保证晶圆具有足够的结构强度的基础上，进一步提高激光隐形切割的加工效率。
附图说明
[0019]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0020]图1为现有MEMS晶圆的局部剖视示意图；
[0021]图2为本申请实施例的MEMS晶圆的局部剖面示意图；
[0022]图3至图6为本申请实施例的MEMS晶圆的制备工艺过程中的示意图；
[0023]图7和图8为本申请实施例的MEMS晶圆的切割过程示意图。
[0024]附图标记：
[0025]01：传统MEMS晶圆；
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02：MEMS结构单元；
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03：划片道；
[0026]10：晶圆本体；
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11：预切割沟槽；
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20：MEMS结构单元；
[0027]21：正面结构；
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22：背腔结构；
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30：划片道；
[0028]40：第一保护层；
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50：第二保护层；
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51：背腔窗口；
[0029]52：沟槽窗口；
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60：保护膜；
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61：改质层；
[0030]62：间隙。
具体实施方式
[0031]为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0032]相关技术中，结合图1所示的现有传统MEMS晶圆的局部剖视结构示意图，传统MEMS晶圆01上阵列排布多个MEMS结构单元02，在相邻的MEMS结构单元02之间的晶圆正面上形成有划片道03，以裸露衬底正面。在划片时，将激光聚焦于该划片道03内对衬底内部进行照射，从而在MEMS晶圆的划片道03处的衬底内部形成改质层，然后再进行扩膜处理，从而完成
MEMS晶圆01的切割。
[0033]然而，专利技术人在生产实践中发现，当MEMS晶圆的厚度达到一定厚度时，需要进行多次激光脉冲照射才能在划片道处的衬底内形成足够厚的改质层，因此导致激光隐形切割的加工效率下降、加工成本上升。
[0034]为了克服上述技术问题，本申请实施例提供一种MEMS晶圆，在与MEMS晶圆正面上的划片道相对应的MEMS晶圆背面上开设有预切割沟槽，降低了划片道处衬底的厚度，因此，在进行激光隐形切割时能够减少激光脉冲照射次数，例如，采用一次、两次或者其它少数几次即完成，提高激光隐形切割的加工效率。尤其是，通过控制划片道内预切割沟槽对应的衬底厚度降低至120微米以下时，仅进行一次激光脉冲照射即可形成有效改质层，明显提高激光隐形切割的切割效率。
[0035]本申请实施例提供的MEMS晶圆，尤其适合晶圆厚度较本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS晶圆，其特征在于，包括：晶圆本体，其上阵列排布多个MEMS结构单元；在相邻的所述MEMS结构单元之间的所述晶圆本体的正面上形成有划片道；其中，在与所述划片道相对应的所述晶圆本体背面形成有预切割沟槽。2.根据权利要求1所述的MEMS晶圆，其特征在于，所述预切割沟槽的宽度不超过10微米。3.根据权利要求2所述的MEMS晶圆，其特征在于，所述预切割沟槽的深度与所述晶圆本体的厚度呈正相关；所述预切割沟槽的宽度与所述预切割沟槽的深度呈正相关。4.根据权利要求3所述的MEMS晶圆，其特征在于，所述晶圆本体的厚度小于或等于400微米时，所述预切割沟槽的宽度不超过5微米；所述晶圆本体的厚度大于400微米且小于或等于600微米时，所述预切割沟槽的宽度大于5微米且小于或等于10微米。5.根据权利要求4所述的MEMS晶圆，其特征在于，所述晶圆本体的厚度不低于300微米。6.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彦秀，王乾，宋彦松，金文盛，
申请(专利权)人：北京燕东微电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：