本發(fā)明涉及一種MEMS器件的制造方法。

背景技術(shù)：

隨著MEMS(全稱(chēng)Micro-Electro-Mechanical System，即微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)的不斷發(fā)展，要求半導(dǎo)體加工可以處理薄襯底，再加上封裝體積的限制，使得很多類(lèi)型的MEMS傳感器芯片的制作工藝都面臨著減薄的問(wèn)題。受到消費(fèi)類(lèi)電子如手機(jī)、音樂(lè)播放器、照相機(jī)、游戲系統(tǒng)以及汽車(chē)傳感器如胎壓傳感器、電噴系統(tǒng)壓力傳感器等的驅(qū)動(dòng)，MEMS器件的尺寸和厚度都在不斷的減小。為滿(mǎn)足這些產(chǎn)品的制造需求，減薄器件晶圓已是大勢(shì)所趨。而常規(guī)的磨片減薄工藝，若要保證芯片磨片后仍具有良好均勻性，則減薄極限為50um(微米)。即便如此，對(duì)于表面應(yīng)力變化極為敏感的器件(如壓力傳感器芯片)，使用常規(guī)磨片減薄后會(huì)影響到器件的輸出特性，若無(wú)法精確控制磨片量、磨片均勻性及磨片力，就無(wú)法實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中在生產(chǎn)制造MEMS器件時(shí)，常規(guī)的磨片減薄工藝在保證厚度均勻性的前提下減薄極限較大，難以制造厚度均勻性較好的超薄器件。為了彌補(bǔ)制造精度不夠高的缺陷，從而提供了一種MEMS器件的制造方法。

本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的：

一種MEMS器件的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

S₁、在SOI片或載體裸硅片的表面噴涂臨時(shí)鍵合后解鍵合時(shí)所需的釋放層，并進(jìn)行后烘；

S₂、于SOI片或載體裸硅片上旋涂臨時(shí)鍵合時(shí)所需的黏膠層；

S₃、將SOI片和載體裸硅片臨時(shí)鍵合在一起，并進(jìn)行固化；

S₄、在鍵合片的載體裸硅片的表面旋涂抗堿腐蝕的膠層；

S₅、利用堿腐蝕液對(duì)SOI片的底層硅基體進(jìn)行腐蝕，以將基底部分腐蝕去除，并停止于埋氧層；

S₆、去除抗堿膠層并清洗鍵合片；

S₇、腐蝕去除埋氧層；

S₈、將鍵合片粘貼于UV膜上，其中器件層與UV膜粘貼；

S₉、將鍵合片解鍵合以移除載體裸硅片；

S₁₀、清洗器件層，去除解鍵合后殘留于器件層表面的釋放層，以得到器件。

本發(fā)明的這一制造方法能夠制造超薄器件，并且使得超薄器件得以具有極佳的厚度均勻性，即超薄器件能夠具備良好的TTV(Total Thickness Variation，總厚度變化)值。SOI全稱(chēng)Silicon-On-Insulator，即絕緣襯底上的硅，SOI片的層狀結(jié)構(gòu)為在頂層硅和背襯底之間引入了一層埋氧化層，且SOI片的頂層硅具有極佳的厚度均勻性。

本發(fā)明的制造方法，利用鍵合提高了超薄器件在生產(chǎn)過(guò)程中工藝控制能力，使得可以利用現(xiàn)有和已安裝的設(shè)備及生產(chǎn)線(xiàn)對(duì)超薄片進(jìn)行加工和處理，防止了由于器件過(guò)薄導(dǎo)致工藝設(shè)備無(wú)法識(shí)別及傳送異?；蚬に嚦鲥e(cuò)導(dǎo)致碎片的問(wèn)題。

并且，應(yīng)當(dāng)理解的是，步驟S₄中旋涂的抗堿腐蝕的膠層和步驟S₅中采用的堿腐蝕液是相對(duì)應(yīng)的，或者可以理解為前者是根據(jù)后者而選取的。

較佳地，步驟S₃中的臨時(shí)鍵合及S₉中的解鍵合在室溫下進(jìn)行。

較佳地，載體裸硅片的厚度在300um-800um的厚度范圍內(nèi)。本申請(qǐng)文件中的um即微米。

滿(mǎn)足上述厚度標(biāo)準(zhǔn)的載體的使用，在生產(chǎn)過(guò)程中能夠較好地避免鍵合片因過(guò)薄或過(guò)厚從而受到部分生產(chǎn)工藝設(shè)備的局限性的影響的問(wèn)題。

較佳地，SOI片中的器件層的厚度在5-30um的厚度范圍內(nèi)。

較佳地，SOI片的晶向?yàn)?100)。晶向?yàn)?100)的SOI片有利于滿(mǎn)足對(duì)于后續(xù)的硅的各向異性腐蝕的需要。

較佳地，SOI片的總厚度在300um-800um的厚度范圍內(nèi)。

較佳地，步驟S₅中采用的堿腐蝕液為四甲基氫氧化銨溶液或氫氧化鉀溶液，步驟S₄中的膠層相應(yīng)地為抗四甲基氫氧化銨腐蝕或抗氫氧化鉀腐蝕的材料。

四甲基氫氧化銨溶液(即TMAH)與氫氧化鉀溶液(KOH)，可以根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品的需求或者原有產(chǎn)品生產(chǎn)線(xiàn)的特點(diǎn)來(lái)決定如何選取。如果器件性能不受K+的影響，并且所在生產(chǎn)線(xiàn)允許可動(dòng)離子的存在，那么可以選取KOH來(lái)腐蝕硅片，此時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)選取抗KOH堿腐蝕的膠層來(lái)保護(hù)載體裸硅片。如果器件性能受K+的影響，且所在生產(chǎn)線(xiàn)不允許可動(dòng)離子的存在，那么可以選用TMAH來(lái)腐蝕硅片，此時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)選取抗TMAH堿腐蝕的膠層來(lái)保護(hù)載體裸硅片。

另外需要注意的是選取KOH腐蝕時(shí)，由于KOH對(duì)氧化層也有腐蝕效果，因此在腐蝕接近埋氧層時(shí)需精確控制腐蝕時(shí)間，以免過(guò)腐蝕將氧化層全部去除，從而影響到器件層；而選取TMAH腐蝕時(shí)，由于其基本不腐蝕氧化層，可以使其自終止于埋氧層，就無(wú)需擔(dān)心影響到器件層。

較佳地，步驟S₇中采用一定比例的氫氟酸、氟化銨溶液或者氫氟酸溶液濕法腐蝕去除埋氧層。

較佳地，在步驟S₁₀后還包括以下步驟：

S₁₁、對(duì)器件采用隱形激光切割技術(shù)分離成多個(gè)獨(dú)立的器件，并通過(guò)對(duì)UV膜進(jìn)行紫外照射，以便從UV膜上取下獨(dú)立的器件。

容易理解地，步驟S₁₁得到的獨(dú)立的器件，才是真正意義上可以用作各類(lèi)傳感器芯片的MEMS器件。而隱形激光切割技術(shù)的采用可以避免傳統(tǒng)激光切割由于熔化等所致的熱影響，非常適合于超薄半導(dǎo)體硅片的切割，避免了器件的損傷。

本發(fā)明的制造方法尤其適用于器件層厚度要求在5到30um的器件。

較佳地，此類(lèi)典型的超薄MEMS器件為高壓共軌壓力傳感器芯片。

在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)例。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：本發(fā)明的MEMS器件的制造方法，相比于常規(guī)的磨片減薄工藝大約為50um的減薄極限，能夠生產(chǎn)制造10um甚至10um以下厚度的超薄MEMS器件，同時(shí)保持極佳的厚度均勻性，TTV值可達(dá)到小于0.5um的標(biāo)準(zhǔn)，制造精度高且便于量產(chǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的MEMS器件的制造方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例的方式進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。

參考圖1所示，本發(fā)明一較佳實(shí)施例的MEMS器件的制造方法，包括以下步驟：

S₁、在SOI片或載體裸硅片表面噴涂臨時(shí)鍵合后解鍵合時(shí)所需的釋放層，并置于熱板上進(jìn)行后烘；

S₂、在噴涂完釋放層之后，再于SOI片或載體裸硅片上旋涂臨時(shí)鍵合時(shí)所需的黏膠層；

S₃、在室溫下將SOI片和載體裸硅片臨時(shí)鍵合在一起，并置于熱板上進(jìn)行固化；

S₄、在鍵合片的載體裸硅片面旋涂抗堿腐蝕的膠層，這里的抗堿腐蝕的膠層根據(jù)后續(xù)工藝步驟S₅采用的堿腐蝕液選?。?/p>

S₅、利用TMAH堿腐蝕液(四甲基氫氧化銨)對(duì)SOI片的底層Si基體進(jìn)行腐蝕，將SOI片的基底部分(handle layer)完全腐蝕去除，并最終停止于SOI片的埋氧層；

S₆、腐蝕完成后，去除抗堿膠層，翻轉(zhuǎn)鍵合片使器件層位于正面位置并清洗鍵合片；

S₇、利用濕法腐蝕去除埋氧層，考慮到腐蝕工藝不能影響器件層及降低工藝成本，腐蝕利用BOE(一定比例的氫氟酸+氟化銨)去除氧化層；

S₈、翻轉(zhuǎn)鍵合片，使器件層位于反面位置，并粘貼于UV膜上(即紫外線(xiàn)照射膠帶上)；

S₉、在室溫下進(jìn)行解鍵合，移除載體裸硅片；

S₁₀、清洗器件層，去除解鍵合后殘留于器件層表面的釋放層，以得到厚度均勻性極佳的超薄器件。

S₁₁、最終可以利用隱形激光切割技術(shù)來(lái)分離每一個(gè)獨(dú)立器件，再通過(guò)對(duì)UV膜進(jìn)行紫外照射，使UV膜失去粘性，便于從膜上取下。

本實(shí)施例的方法能夠制得厚度的均勻性極佳的、厚度在10um以下的超薄器件，例如高壓共軌壓力傳感芯片器件，并且這一制造方法能夠滿(mǎn)足超薄器件的大批量生產(chǎn)要求。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說(shuō)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書(shū)限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。