CN104282547A - 麦克风mems减薄工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种麦克风MEMS减薄工艺方法，该方法在进行晶圆减薄工艺前，先将麦克风的通孔细化为多个微孔，并在微孔内填满介质膜，在晶圆减薄完成后，再去除所述介质膜，形成所要求尺寸的通孔。本发明通过将大通孔微量化，并填充介质膜，作为晶圆减薄时的支撑物，减薄后再去除介质膜形成通孔，确保了晶圆减薄过程中有足够的支撑力，从而改善了减薄过程中因支撑力不足而导致的碎片问题。

Description

麦克风MEMS减薄工艺方法

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，特别是涉及麦克风MEMS减薄工艺方法。

背景技术

在麦克风(Microphone)的MEMS(微机电系统)工艺流程中存在大量的大尺寸的通孔，这些大尺寸通孔的存在会导致晶圆在减薄过程中由于支撑物的大量减少带来的压力变化而发生大量碎片。如果采用临时键合的工艺，所需成本高，同时存在键合分离后通孔中胶残留以及晶圆在键合分离过程中的传送问题；而如果采用直接填充的方式，又无法将大尺寸的通孔填满。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种麦克风MEMS减薄工艺方法，该方法简单且成本低，可以改善麦克风MEMS工艺流程中减薄时的碎片问题。

为解决上述技术问题，本发明的麦克风MEMS减薄工艺方法，在进行晶圆减薄工艺前，先将麦克风的通孔细化为多个微孔，并在微孔内填满介质膜，在晶圆减薄完成后，再去除所述介质膜，形成所要求尺寸的通孔。

具体地说，包括以下步骤：

1)改良光刻版，将麦克风通孔的掩膜细化为多个微孔组合的掩膜；

2)在晶圆上涂覆一层光刻胶，使用步骤1)的光刻版对图形进行曝光显影；

3)干法刻蚀，形成多个微孔，然后去除光刻胶；

4)使用氧化的方法在微孔内形成氧化膜；

5)在晶圆正面贴附一层正面保护膜，然后将晶圆减薄至目标厚度；

6)去除正面保护膜，然后湿法去除微孔内的氧化膜。

所述步骤1)中，通孔CD为10～200微米，细化的微孔CD为1～10微米，微孔的间距与微孔的CD相同。

所述步骤2)中，晶圆的厚度为200～800微米；光刻胶的厚度为1～10微米。

所述步骤3)中，干法刻蚀的深度为40～300微米，且刻蚀深度比晶圆最终减薄厚度深5～15微米。

所述步骤4)中，氧化膜的厚度大于等于微孔间距的一半。

所述步骤5)，正面保护物可以采用厚度为100～400微米的UV型或普通蓝膜。晶圆的减薄可以使用太古工艺。

所述步骤6)中，湿法刻蚀需要有大于等于30％的过刻量。湿法刻蚀液可以使用氢氟酸溶液，也可以使用对硅有很高选择比的其他溶液。

本发明的麦克风MEMS减薄工艺方法，通过将大通孔微量化，然后在通孔内填满介质膜，作为晶圆减薄时的支撑物，减薄后再去除介质膜形成通孔，确保了在减薄过程中提供足够的支撑力，从而改善了减薄过程中因支撑力不足而导致的碎片问题。

附图说明

图1为一片含有麦克风芯片的晶圆的示意图。

图2为本发明的麦克风MEMS减薄工艺方法示意图。

图3～图8为本发明的麦克风MEMS减薄工艺流程示意图。其中：

图3为725微米硅晶圆的示意图。

图4为晶圆表面涂覆光刻胶并用改良后的光刻版曝光显影后的示意图。

图5为深孔刻蚀并去胶后的示意图。

图6为深孔热氧化后的示意图。

图7为太古减薄并揭膜后的示意图。

图8为湿法去除氧化膜后的侧视效果图。

图9为按照本发明的工艺流程制作的一个麦克风芯片的俯视图。

图中附图标记说明如下：

1：晶圆

2：麦克风芯片

3：大尺寸通孔

具体实施方式

为对本发明的技术内容、特点与功效有更具体的了解，现结合附图，详述如下：

本发明的麦克风MEMS减薄工艺方法，参见图2所示，是先将芯片上的大尺寸孔分成多个小孔，然后通过氧化的方式在孔内填充氧化膜等介质膜，作为晶圆减薄时的支撑物，在晶圆减薄后再湿法去除介质膜形成通孔。其具体工艺流程如下：

步骤1，进行光刻版改良，将原先CD(Critical Dimension，关键尺寸)100微米的掩膜细化为直径为2微米、间隔为2微米的小CD组合。

步骤2，准备一片厚度为725微米的硅晶圆，如图3所示。

步骤3，在晶圆上涂一层厚度4微米的光刻胶，使用改良后的光刻版对图形进行曝光显影，如图4所示。

步骤4，使用干法刻蚀的方法刻出深度为105微米的深孔，并用光刻胶灰化机台将光刻胶去除，如图5所示。

步骤5，使用热氧化的方法在深孔内形成厚度约1.5微米的氧化膜，如图6所示。

步骤6，在晶圆正面贴附一层厚度170微米的蓝膜，使用太古减薄工艺将晶圆减薄到100微米，如图7所示。

步骤7，使用太古配套的揭膜设备去除正面的蓝膜，将晶圆浸泡于49％的氢氟酸溶液中约5分钟，去除深孔内的氧化膜，如图8所示。

步骤8，取出晶圆，减薄流程完成，最后形成的麦克风芯片如图9所示。

Claims (10)

1.麦克风MEMS减薄工艺方法，其特征在于，在进行晶圆减薄工艺前，先将麦克风的通孔细化为多个微孔，并在微孔内填满介质膜，在晶圆减薄完成后，再去除所述介质膜，形成所要求尺寸的通孔。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤包括：

1)改良光刻版，将麦克风通孔的掩膜细化为多个微孔组合的掩膜；

2)在晶圆上涂覆一层光刻胶，使用步骤1)的光刻版对图形进行曝光显影；

3)干法刻蚀，形成多个微孔，然后去除光刻胶；

4)使用氧化的方法在微孔内形成氧化膜；

5)在晶圆正面贴附一层正面保护膜，然后将晶圆减薄至目标厚度；

6)去除正面保护膜，然后湿法去除微孔内的氧化膜。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤1)，通孔CD为10～200微米，细化的微孔CD为1～10微米，微孔的间距与微孔的CD相同。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2)，晶圆的厚度为200～800微米。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2)，光刻胶的厚度为1～10微米。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3)，刻蚀深度为40～300微米，且刻蚀深度比晶圆最终减薄厚度深5～15微米。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤4)，氧化膜的厚度大于等于微孔间距的一半。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤5)，所述正面保护物为厚度为100～400微米的蓝膜。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤5)，使用太古工艺将晶圆减薄至目标厚度。

10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤6)，湿法刻蚀至超过30％的过刻量。