CMOS工艺平台MEMS制造方法与流程

cmos工艺平台mems制造方法
技术领域
1.本发明实施例涉及半导体工艺制造领域，特别涉及一种cmos工艺平台mems制造方法。

背景技术：

2.传统mems器件晶圆完成制造后，会进行切割，分割成单颗芯片，之后清洗切割过程中产生的硅屑，之后mems传感器结构释放，封装。由于mems有可动部件结构，所以切割清洗释放(有些产品还要适当减薄)后封装，这些工艺步骤会与产品本身产生矛盾，处置不当会造成mems器件损伤，导致大比例低良，甚至报废。
3.另一方面，随着mems产品可穿戴需求的不断增加，以及晶圆流片水平的不断提高，且目前市场的强劲需求，目前传统mems集成工艺，普遍由晶圆厂完成晶圆制造由封测厂封装，从整个生产周期，以及产品在设备中的体积占比的小型化需求，传统制造封测工艺已经越来越不能满足需求。

技术实现要素：

4.本发明实施例提供了一种cmos工艺平台mems制造方法，以解决上述问题。所述技术方案如下：
5.本发明实施例提供了一种cmos工艺平台mems制造方法，所述方法包括：
6.第一步，制备mems器件晶圆；
7.第二步，制作mems密封保护盖；
8.第三步，键合所述mems器件晶圆与所述mems密封保护盖；
9.第四步，对所述mems密封保护盖减薄，直至通孔露出；
10.第五步，对所述通孔的侧壁进行绝缘处理并金属化填充，其中，所述mems器件晶圆引出有io电极与所述通孔导通；
11.第六步，形成pad并对表面作钝化处理；
12.第七步，在完成第六步的芯片表面进行涂覆光刻胶、曝光和显影后形成硬掩膜版，并流出芯片分割线槽；
13.第八步，对所述芯片进行刻蚀，直至刻蚀深度大于芯片目标厚度；
14.第九步，所述pad表面使用研磨保护胶带进行保护，并对所述mems器件晶圆的背面进行减薄，各芯片分散开；
15.第十步，研磨胶带解uv，根据测试map扩膜挑拣后，获得mems芯片。
16.可选的，所述第一步中，所述方法还包括：
17.完成所述mems器件晶圆的制备后，再制造传感器部分。
18.可选的，所述第二步，包括：
19.刻蚀出所述mems密封保护盖的密封腔室以及所述通孔；
20.对所述密封腔室进行保护，对所述通孔作进一步刻蚀；
21.使用密封材料完成所述mems密封保护盖的制作。
22.可选的，所述密封材料为硅基材料。
23.可选的，对所述密封腔室进行保护的方法包括硬掩模版、氧化和钝化处理。
24.可选的，所述第三步，包括：
25.将所述通孔与引出的所述io电极对准，并在高真空条件下键合，形成真空腔。
26.可选的，所述通孔与引出的所述io电极键合的方法采用低温键合法。
27.可选的，所述第八步中，对所述芯片进行刻蚀之后，所述方法还包括：
28.移除所述硬掩膜版。
29.可选的，所述第八步，还包括：
30.在刻蚀过程中进行cp测试。
31.本发明实施例提供的一种cmos工艺平台mems制造方法，是一种mems高度集成化的方案，通过键合、挖通孔和金属化互联，以及减薄等工艺实现最终目的。并且使用该方法mems芯片在整个制造周期器件以及传感器可动部件表面实现了“零”接触，解决了mems器件因封装工艺导致的接触损伤，以及传统mems传感器难以像小型化发展、整体制造周期较长的问题。
附图说明
32.图1是本发明提供的cmos工艺平台mems制造方法的流程图；
33.图2是第一步对应的结构示意图；
34.图3是第二步对应的结构示意图；
35.图4是第三步对应的结构示意图；
36.图5是第四步对应的结构示意图；
37.图6是第五步对应的结构示意图；
38.图7是第六步对应的结构示意图；
39.图8是第七步对应的结构示意图；
40.图9是第八步对应的结构示意图；
41.图10是第九步对应的结构示意图；
42.图11是第十步对应的结构示意图。
具体实施方式
43.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
44.在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
45.首先说明，图2至图11示意图不代表实际真实比例。
46.请参考图1，其示出了本发明示例性实施例示出的cmos工艺平台mems制造方法的流程图。包含如下的工艺步骤：
47.第一步，制备mems器件晶圆。
48.如2所示，可选的，所述第一步中，所述方法还包括，完成所述mems器件晶圆的制备后，再制造传感器部分，原因是再制造传感器部分可有效避免设备沾污，并且可以避免衬底损伤。
49.第二步，制作mems密封保护盖。
50.如3所示，在一种可能的实施方式中，第二步包括如下内容一至三。
51.内容一、刻蚀出所述mems密封保护盖的密封腔室以及所述通孔。
52.内容二、对所述密封腔室进行保护，对所述通孔作进一步刻蚀。
53.内容三、使用密封材料完成所述mems密封保护盖的制作。
54.可选的，使用硅基材料或其他材料作为mems器件密封保护盖，对所述密封腔室进行保护的方法包括硬掩模版、氧化和钝化处理，但对此不作限定。
55.第三步，键合mems器件晶圆与mems密封保护盖。
56.在一种可能的实施方式中，如4所示，将所述通孔与引出的所述io电极对准，并在高真空条件下键合，形成真空腔。
57.可选的，所述通孔与引出的所述io电极键合的方法优先采用低温键合法。
58.第四步，对mems密封保护盖减薄，直至通孔露出。
59.如5所示。
60.第五步，对通孔的侧壁进行绝缘处理并金属化填充，其中，mems器件晶圆引出有io电极与通孔导通。
61.如6所示。
62.第六步，形成pad并对表面作钝化处理。
63.如7所示。
64.第七步，在完成第六步的芯片表面进行涂覆光刻胶、曝光和显影后形成硬掩膜版，并流出芯片分割线槽。
65.如8所示。
66.第八步，对芯片进行刻蚀，直至刻蚀深度大于芯片目标厚度。
67.可选的，如9所示，所述第八步中，对所述芯片进行刻蚀之后，所述方法还包括：移除所述硬掩膜版。且此过程中，可灵活的穿插进行cp测试。
68.此外，完成第八步，晶圆制造部分完成，可根据生成需求出货。第九步和第十步加工流程可在封测/装配厂完成，抑或在晶圆厂内完成。
69.第九步，pad表面使用研磨保护胶带进行保护，并对mems器件晶圆的背面进行减薄，各芯片分散开。
70.如10所示。
71.第十步，研磨胶带解uv，根据测试map扩膜挑拣后，获得mems芯片。
72.在一种可能的实施方式中，如11所示，研磨胶带解uv，根据测试map扩膜挑拣，最终得到高集成度，小型化的mems芯片。
73.综上所述，采用本发明实施例提供的cmos工艺平台mems制造方法，是一种mems高度集成化的方案，通过键合、挖通孔和金属化互联，以及减薄等工艺实现最终目的。并且使用该方法mems芯片在整个制造周期器件以及传感器可动部件表面实现了“零”接触，解决了mems器件因封装工艺导致的接触损伤，以及传统mems传感器难以像小型化发展、整体制造
周期较长的问题。
74.以上所述仅为本发明的可选实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种cmos工艺平台mems制造方法，其特征在于，所述方法包括：第一步，制备mems器件晶圆；第二步，制作mems密封保护盖；第三步，键合所述mems器件晶圆与所述mems密封保护盖；第四步，对所述mems密封保护盖减薄，直至通孔露出；第五步，对所述通孔的侧壁进行绝缘处理并金属化填充，其中，所述mems器件晶圆引出有io电极与所述通孔导通；第六步，形成pad并对表面作钝化处理；第七步，在完成第六步的芯片表面进行涂覆光刻胶、曝光和显影后形成硬掩膜版，并流出芯片分割线槽；第八步，对所述芯片进行刻蚀，直至刻蚀深度大于芯片目标厚度；第九步，所述pad表面使用研磨保护胶带进行保护，并对所述mems器件晶圆的背面进行减薄，各芯片分散开；第十步，研磨胶带解uv，根据测试map扩膜挑拣后，获得mems芯片。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一步中，所述方法还包括：完成所述mems器件晶圆的制备后，再制造传感器部分。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二步，包括：刻蚀出所述mems密封保护盖的密封腔室以及所述通孔；对所述密封腔室进行保护，对所述通孔作进一步刻蚀；使用密封材料完成所述mems密封保护盖的制作。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述密封材料为硅基材料。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述密封腔室进行保护的方法包括硬掩模版、氧化和钝化处理。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三步，包括：将所述通孔与引出的所述io电极对准，并在高真空条件下键合，形成真空腔。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通孔与引出的所述io电极键合的方法采用低温键合法。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第八步中，对所述芯片进行刻蚀之后，所述方法还包括：移除所述硬掩膜版。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第八步，还包括：在刻蚀过程中进行cp测试。

技术总结

本发明公开了一种CMOS工艺平台MEMS制造方法，属于半导体工艺制造领域。该方法是一种MEMS高度集成化的方案，通过键合、挖通孔和金属化互联，以及减薄等工艺实现最终目的。并且使用该方法MEMS芯片在整个制造周期器件以及传感器可动部件表面实现了“零”接触，解决了MEMS器件因封装工艺导致的接触损伤，以及传统MEMS传感器难以像小型化发展、整体制造周期较长的问题。长的问题。长的问题。