1285509 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種晶片的製造方法，特別是指一種 電谷式石夕微麥克風之晶片的製造方法。 【先前技術】
自1984年第一顆利用晶片封裝製備成的矽微麥克風發 表後，由於具有體積小、重量輕，兼且以半導體製程與微 機電製程技術製造的晶片具有可以精確控制尺寸、圖像， ,可以批次生產、成本低廉’且易與其他相關電子元件（ 晶片）整合集成的優點，因此成為各界主要的研究改善對 象。 4 〃、列衣表侑矽微麥克風的晶片可簡單的區分成單 片式晶片與雙晶片式晶片二種，單晶片式晶片是由單一 板經過半導體製程，例如微影、_、蒸（濺）鑛.·等， 經，割分離製得的’而雙晶片式晶片則是由兩基板分別 過多數道半導體製程分別m片後，再將兩晶片銲 C bonding)而得的。 成之？：’無論是何種晶片，其共同的缺點都在於製備 =隹必須經過「切割（讓ing)」才可以取得複數 片，而在進行切割的過程中， 損及晶片的内狗“ 為切割刀材的震: ，同時，切成晶片之微元件構造的損: 體石夕微麥錢良率的降低。 卞日日片，進而導致: 因此’如何設剌於封裝製”微麥克風的晶片結; 1285509 ，並配合設計此等晶片的製程，以提昇晶片本身的製程良 率，是業界、學界-直努力的目標。 【發明内容】 因此，本發明之目的，即在提供一種用以製 矽微麥克風之晶片的無切割製程。 式 於疋，本發明用以製備電容式石夕微麥克風之晶片的無 切割製程，包含以下步驟。 # 在一基材上以導體材料定義複數彼此相間隔的第一電 極膜母-電極膜具有複數穿通其上、下表面的穿孔。 在月丨V驟所製得之半成品中的每一電極臈上形成一 對應的犧牲板塊。 在月J v驟所製得之半成品中的每—犧牲板塊上形成 一對應的振膜。 在月）V驟所製得之半成品中的每一振 材料形成-對應的第二電極臈。導體 在前一步驟所製得之半成品的該基材上，對應該複數 、電極膜t成複數可保護該基材之對應區域不被敍刻的 遮覆圖像，該每—遮圖像具有複數對應於該第—電極膜之 :數穿孔的穿孔，及一貫穿其上、下表面且將對應之第一 電極膜圈限其中的飿刻道。 j夕驟所製得之半成品中的每-遮覆圖像的複數 二1⑽刻移除該基材對應於該等穿孔的區域，及 牲板塊對應該等穿了丨M ^ ^ m ^ L的一中央區域，同時自每一遮覆圖像 、J、σ内蝕刻移除該基材對應於該蝕刻道的區域。 1285509 最後將前-步驟所製得之半成品的每一遮覆圖像移除 ，即製得複數相分離的該電容式矽微麥克風之晶片。 本發明之功效在於蝕刻移除犧牲板塊之中央區域以製 得電容式石夕微麥克風之晶片所必須的氣室時，同步以蝕刻 方式將複數晶片半成品切割分離，而無須以傳統的晶圓切 割方式切割製得複數晶片，避免晶片以傳統的晶圓切割方 式取得時所造成的破壞，提昇晶片的製程良率。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之三個較佳實施例的詳細說明中，將可 清楚的呈現。 在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說 明内容中，類似的元件是以相同的編號來表示。 參閱圖1與圖2，本發明一種用以製備電容式矽微麥克 風之晶片的無切割製程的一第一較佳實施例，是製備如圖2 所不的晶片2。 先請參閱圖2,用以封裝製備電容式矽微麥克風的晶片 2包έ月板21、一與該背板21連接的環形間隔壁22，及 一設置在該間隔壁22上的振膜單元23。 该背板21具有一薄板態樣的基材211、一以導電材質 形成在該基材211上的背板電極212，及複數穿通該基材 211與该背板電極212的音孔213。 該間隔壁22連接在該基材211上並將該背板電極212 環圍其中。 1285509 該振膜單元23具有一呈薄板態樣且下表面連接在該間 隔壁22頂緣的振膜231，及一以導電材質形成在該振膜 231上表面上的振膜電極232，該振膜231具有複數穿通其 上、下表面且彼此相間隔地排列成環形的均壓孔233。
該背板21、間隔壁22與振膜231共同界定一藉該等音 孔213與外界連通的氣室24，供該振膜231受到聲壓作用 時對應產生形變之用；該背板電極2丨2與該振膜電極 在晶片2封裝成電容式矽微麥克風而帶電荷後，共同構成 一可對應該振膜231形變而變化的電容。 上述的片2在經過以下詳細的製程，以及封裝製備 成電容式矽微麥克風的說明後，當可更清楚地明白。
參閱圖1 ’製備電容切微麥克風之晶片2的無切割製 程/’是先以步驟51在料晶圓作為基材u，清洗後利用黃 光微影技術在其上表面以導體材料定義出複數彼此相間隔 的第-電極膜12(即晶片2之背板電極212)，且每一電極 膜12具有複數穿通其±、下表面的穿孔121。在此，第一 電極膜12是以鉻/金（Cr/Au)蒸鍍2〇〇A/2〇〇〇a形成。 ，、〜ϋ月丨j 一歹鄉所 侍之半成品中的每一第一電極膜12上形成一對應的犧牲 ^ 13。在，此’是以無機材料’如氧化石夕（⑽ο應用電 水辅助化學氣相沉積（pEC vD )古爷& , LVD)方式定義出厚度若干微米 (“m)且具有預定圖像（即 是数對應第一電極膜12之犧 牲板塊13態樣）的無機材料層形成。 犧 一步驟52 然後以步驟53，在前 所製得之半成品中的每 8 1285509 一犧牲板塊13上形成對應的該具有複數均壓孔233的振膜 23 1，振膜材料為微機電（MEMS )技術領域中常用的無機 材料’例如多晶矽（polysilicon )、氮化矽（Si3N4，silic〇n nitride)、氧化石夕（Si〇2，silicon dioxide)，或是複合材料， 或是耐南溫的有機高分子材料，例如聚醯亞胺（p〇lyimide ) 、聚對二甲苯（parylene )、雙苯基環丁烯（BCB )、壓克力 (PMMA)等；在此，是選用聚醯亞胺為材料，應用例如旋 轉鍍覆（spinner coating)或是化學沉積等方式先形成一薄 層之後，再利用黃光微影技術定義出該每一具有複數均壓 孔233的振膜231。 接著進行步驟54繼續以黃光微影技術在前一步驟所製 付之半成品中的每一振膜231上，以導體材料形成一對應 的第二電極膜14 (即晶片2之振膜電極212)。在此，第二 電極膜14是以鉻/金（Cr/Au)蒸鍍2〇〇A/2〇〇〇a形成。 然後進行步驟55，同樣地應用黃光微影技術，在前一 V驟所製彳于之半成品的該基材丨1底面，對應該複數第一電 極膜12形成複數可以對應保護基材u不被蝕刻移除的遮覆 圖像15，且該每一遮覆圖像15具有複數對應於該第一電極 膜12之複數穿孔121的穿孔151，及一貫穿其上、下表面 且將對應之第一電極膜12圈限其中的蝕刻道152，而使得 基材Η對應於該等穿孔151與蝕刻道152的區域裸露。 接著進行步驟56，利用電感耦合電漿蝕刻機（icp， Inductive Coupling piasma Etching)自前一步驟所製得之半 成中母一遮覆圖像15的複數穿孔151向内|虫刻移除該 1285509 - 基材11對應於該等穿孔⑸的區域，使得該基材u被餘刻 移除的對應區域與該第一電極膜12的多數穿孔m共同形 成忒曰曰片2的音孔213，同時，蝕刻也自蝕刻道152向内發 生而触刻移除該基材u對應於該蚀刻冑152的區域，此時 ，由於基材11對應於該蝕刻道152的區域被蝕刻移除，而 切割出複數相分離的晶片半成品。 • 然後進行步驟57，再以氧化物蝕刻緩衝液（β〇Ε， • Buffer 〇xidation Etchant)，自複數晶片半成品的遮覆圖像 15的複數穿孔151，及基材u被蝕刻移除的對應區域更向 内蝕刻移除犧牲板塊13對應該等穿孔151的一中央區域 131，此等被蝕刻移除的中央區域131即為晶片2的氣室24 部分，而該犧牲板塊23未被蝕刻移除的部分即為晶片2的 間隔壁22。 最後以步驟58，將前一步驟57所製得多數晶片半成品 上的遮覆圖像15移除，即製得複數相分離的晶片2。 • 參閱圖3，本發明一種用以製備電容式矽微麥克風之晶 片2的無切割製程的一第二較佳實施例，是與上例相似， 用以製備如圖2所示的晶片2，其不同處僅在於··在依序以 " 步驟51至步驟54形成該第一電極膜12、犧牲板塊13、振 膜231與第二電極膜14之後，在進行步驟55形成該複數 遮覆圖像15前，更以步驟6將所製得之半成品以該複數第 一電極膜14朝向一玻璃檔板丨6而此半成品貼附在該檔板 16上，再以研磨方式將基材π研磨至不大於5〇#瓜，用以 薄化基材11，進而減少後續蝕刻移除基材u之部分區域時 10 1285509 所而蝕刻的基材n厚度、蝕刻時間，降低蝕刻製程中的不 可測菱因，提昇整體製程的良率；並在以步驟58將製得之 相/刀離的複數晶片半成品上的每—遮覆圖像15移除之後， 即可製传黏附在標板16上多數整齊排列的晶片2，以利進 行後續的封裝作業。由於其他過程皆與上例相似，在此不 再重複贅述。 參閱圖4、ffl 5,本發明一種用以製備電容式石夕微麥克 風之晶片2的無切割製程的一第三較佳實施例，是與上例 相似’用以製備如圖5所示的晶片8。 先請參閱圖5，該晶片8與圖2所示之晶片2相似，其 不同處僅在於該晶片8之基材u是一超低阻值之叶型半導 體材料’且該晶片8更包含—以導電材料形成在該基材U 底面而與該背板電極212相電連接的歐姆接觸墊81，用以 將》亥是板電極212的電讯號導引至該歐姆接觸墊η，進而 於封裝後向外傳導以供後續應用；由於其他構造皆與圖2 所示之晶片相似，在此不再重複贅述。 參閱圖4,在製程上，本例與上二例所述的無切割製程 相似，其不同處僅在於··進行步驟51時，即選用高摻雜之 超低阻值的P+型半導體材料作為基材U,且在依序以步驟 51至步驟54形成該第一電極膜12、犧牲板塊13、振膜 231與第二電極膜14之後，並在進行步驟乃形成該複數遮 覆圖像15之前，更以步驟7在所製得之半成品的基材丨丨底 面’選用導電材料以例如蒸鍍、濺料方式形成該歐姆接 觸墊81，以利配合後續封裝的實施；由於其他過程皆與上 1285509 二例相似，在此不再重複贅述。
鲁 綜合上述說明可知，本發明用以製備電容式石夕微麥克 風之晶片的無切割製程’主要是在基材u上依序形成複數 第電極膜12、複數犧牲板塊13、複數振膜⑶與複數第 -電極膜14後，利用形成在基材u底面的複數遮覆圖像 保-蒦不〆欲㈣部分，而直接以㈣方式形成晶片2的音 口 123氣至24’同時也將複數原本彼此相連的晶片半成 、钮刻方式切割分離，而製得複數相分離的電容式石夕微 麥克風的晶片2’確實可以避免以傳統的晶圓切割方式切割 分離製得複數晶片冑，對晶片本身所造成的破壞，提昇晶 片的製程良率，達到本發明的創作目的。 处准以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 :以此限疋本發明實施之範圍，即大凡依本發明中請專利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖 Μ 程圖，說明本發明一種用以製備電容式矽 嘁麥,風之晶片的無切割製程的一第一較佳實施例； •回 疋示思圖，說明以圖1之無切割製程製備的晶 片； Μ回3是流程圖，說明本發明一種用以製備電容式矽 U麥克風之晶片的無切割製程的一第二較佳實施例； 圖 4 Η 一 ^ rm 他 疋k程圖，說明本發明一種用以製備電容式矽 '克風之晶片的無切割製程的一第三較佳實施例；及 12 1285509 圖5是一示意圖，說明以圖4之無切割製程製備的晶 片0
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【主要元件符號說明】 11 基材 231 振膜 12 第一電極膜 232 振膜電極 121 穿孔 233 均壓孔 13 犧牲板塊 24 氣室 131 中央區域 51 步驟 14 第二電極膜 52 步驟 15 遮覆圖像 53 步驟 151 穿孔 54 步驟 152 1虫刻道 55 步驟 16 槽板 56 步驟 17 藍膠 57 步驟 2 晶片 58 步驟 21 背板 6 步驟 211 基材 7 步驟 212 背板電極 8 晶片 213 音孔 81 歐姆接觸 22 間隔壁 23 振膜單元 14