一凹槽21能够实现MEMS器件的振动膜上下振动，而第二凹槽22为后续切割第二晶圆2作准备。
[0037]在具体实施例中，键合为MEMS技术领域常用的技术手段。本实施例的键合过程是在真空环境中进行，这样在第一凹槽21中形成真空，MEMS器件10处于真空环境中。这样，在MEMS器件10工作时，振动膜的上下振动不会遭遇任何介质阻碍。真空设置能减少MEMS时钟工作时的能量损耗，以提升计时稳定性和准确性。
[0038]但不限于此，若对MEMS时钟的精准度的要求不高，也可不在真空环境中键合。另夕卜，在其他示例中，若该MEMS器件为其他器件，且不要求真空环境时，也可不在真空环境中。
[0039]在具体实施例中，第一凹槽21的底面与MEMS器件10之间的距离Η范围为5μπι?50 μ m。如果Η小于5 μ m，MEMS器件10与第二晶圆2太过接近，第一凹槽21的底面会阻碍振动膜的振动。
[0040]结合参照图11，沿垂直于第二晶圆2的背面S2方向，在第二晶圆2的背面S2对应整个第二凹槽22的位置，使用切刀切割去除部分厚度的第二晶圆，在第二晶圆2的背面S2中形成第三凹槽23，第三凹槽23对应第一区11中第一晶圆的切割位置，后续需沿第一晶圆的切割位置切割第一晶圆，以得到若干具有MEMS器件的芯片。
[0041]结合参照图12，图12为所述切割过程的示意图，是用来说明切割过程的一个示例。整个第一区11在第二晶圆2背面S2的投影为第三凹槽23所包围。其中区域I对应第一晶圆1上的第二区12的位置，虚线框表示第一区11的外侧边缘，由于第一区11不可见，故用虚线表示。包围虚线框的实线24为第三凹槽23的侧壁边缘。在本实施例中，相邻两第一凹槽之间对应有两个相互平行的第三凹槽23，但不限于此。在其他实施例中，还可以是:相邻两第一凹槽之间对应有一个切割位置，即一个第三凹槽，第三凹槽对应第一晶圆的切割位置。除此之外，还可是其他可行的切割方式。
[0042]在切割过程中，可以尽可能多切一些，使第三凹槽23底部的第二晶圆厚度较薄，这样可以节省后续刻蚀过程的时间。由于是切割部分厚度的第二晶圆，这样切刀不会接触到第二区位置的第一晶圆表面，也就不会损伤到第二晶圆表面及其中的集成电路。
[0043]在具体实施例中，在键合后、使用切刀切割部分厚度的第二晶圆之前，对第二晶圆进行减薄处理，通常使用化学机械研磨工艺。这样，在对减薄后的第二晶圆进行切割时，能在较短时间内完成所需切割，而且切割较薄的第二晶圆也比较容易操作。
[0044]参照图13、图14，图13为俯视图，图14为图13沿EE方向的剖面结构示意图，刻蚀去除第三凹槽23(参照图11)底部剩余的第二晶圆部分，露出第一晶圆1的切割位置。另夕卜，在第一晶圆1上，每个第一区11外靠近第一区11外侧边缘设置有若干pad(图中未示出)，在露出第一晶圆1的切割位置时，还露出该若干pad。该若干pad分别与相邻的MEMS器件和第一晶圆中的集成电路电连接，后续MEMS器件和集成电路通过该若干pad与芯片外的器件电连接。结合参照图12，由于切割后的底部的第二晶圆部分的厚度小于其他位置的第二晶圆的厚度，在同一刻蚀过程中，第三凹槽23底部的第二晶圆部分会先刻蚀掉，而第二晶圆除第三凹槽23外的部分仅遭到部分刻蚀。另外，结合参照图12，相互平行的两第三凹槽23之间的第二晶圆部分为悬空设置，当第三凹槽23底部的第二晶圆部分刻蚀掉时，两第三凹槽23之间的第二晶圆部分失去支撑而掉落，并被清除掉。这样，第二晶圆2被分割成若干间隔分布的帽层25,每个帽层25遮盖一个MEMS器件10。
[0045]在本实施例中，使用干法刻蚀去除第三凹槽底部剩余的第二晶圆部分。在干法刻蚀过程中，使用终点监测技术，实时监控刻蚀过程，控制刻蚀时间、刻蚀终点，确保当第三凹槽被刻穿时停止刻蚀，避免过刻蚀第一晶圆表面。干法刻蚀配合终点监测技术为本领域技术人员所熟知的工艺，在此不再赘述。与现有技术仅适用切割工艺相比，刻蚀过程能较准确得到控制，而且对所有第三凹槽底部的刻蚀具有一致性，不受第一晶圆在第二区位置的表面是否高低不平的影响。这可以避免第一晶圆表面、第一晶圆中的集成电路遭到损伤，该集成电路能起到较好传输信号的作用，保证每个MEMS器件性能良好。
[0046]在该干法刻蚀过程中，使用的气体为SF6和C4Fs的混合气体。在刻蚀过程中，SF6和C4Fs中的氟会与第三凹槽侧面和底面的材料反应而起到刻蚀第三凹槽侧面和底面的作用，而C4Fs中的碳会与第三凹槽侧面和底面的硅反应生成聚合物，该聚合物附着在第三凹槽侧面和底面，以保护第三凹槽侧面，确保刻蚀后的帽层25侧面是竖直的，因此整个刻蚀过程伴随刻蚀和生成聚合物的往复过程。该干法刻蚀过程中的参数为:SF6的流量范围为570sccm?630sccm，C4F8的流量范围为315sccm?385sccm，源功率范围为1320W?3080W，刻蚀过程中刻蚀腔内的压力范围为40mTorr?50mTorr。在具体实施例中，可根据需要调节相关参数以实现较好的刻蚀效果。
[0047]在具体实施例中，在将第二晶圆分割成若干间隔分布的帽层后，会沿第一晶圆的切割位置切割第一晶圆，对应每个MEMS器件得到一个芯片，对应若干MEMS器件得到若干芯片。
[0048]虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【主权项】
1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括: 提供第一晶圆，在所述第一晶圆上形成有若干间隔排布的MEMS器件，在所述第一晶圆上，对应每个MEMS器件具有一个环绕MEMS器件的第一区，所述第一区为键合区，所述第一晶圆上所有第一区外的区域作为第二区； 提供第二晶圆，所述第二晶圆具有正面和背面，所述第二晶圆的正面形成有若干第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽的侧壁为环形，每个所述第一凹槽侧壁对应一个第一区的位置，所述第二凹槽对应整个第二区的位置； 将所述第二晶圆正面与第一晶圆键合，每个第一凹槽的侧壁在一个第一区与第一晶圆通过键合结合，所述第二区与第二凹槽相对； 沿垂直于第二晶圆背面方向，在第二晶圆背面对应全部第二凹槽的位置，使用切刀切割部分厚度的第二晶圆，在第二晶圆背面形成第三凹槽，所述第三凹槽对应所述第一晶圆的切割位置，所有第一区在第二晶圆背面的投影为第三凹槽所包围； 刻蚀去除第三凹槽底部的第二晶圆部分，露出所述第一晶圆的切割位置。2.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，使用干法刻蚀，去除所述凹槽底部的第二晶圆部分。3.如权利要求2所述的半导体的形成方法，其特征在于，在干法刻蚀过程中，使用终点监测技术。4.如权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，在干法刻蚀过程中使用的气体为SF6和C4Fs的混合气体。5.如权利要求4所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，在所述干法刻蚀过程中，SF6的流量范围为570sccm?630sccm,C4Fs的流量范围为315sccm?385sccm,源功率范围为1320W?3080W，刻蚀过程中刻蚀腔内的压力范围为40mTorr?50mTorr。6.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，在键合后、使用切刀切割部分厚度的第二晶圆之前，对所述第二晶圆进行减薄处理。7.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述键合过程处于真空环境中。8.如权利要求7所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述MEMS器件为MEMS时钟。9.如权利要求6所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，对所述第二晶圆进行减薄处理的方法为化学机械研磨。10.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一凹槽的底面与MEMS器件之间的距离范围为5 μ m?50 μ m。
【专利摘要】一种半导体器件的形成方法，包括：提供第一晶圆，形成有间隔排布的MEMS器件，在第一晶圆上，对应每个MEMS器件具有一个环绕MEMS器件的第一区，所有第一区外的区域作为第二区；提供第二晶圆，具有正面和背面，正面形成有若干第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽的侧壁为环形，第二凹槽对应整个第二区的位置；将第二晶圆正面与第一晶圆键合，每个第一凹槽的侧壁在一个第一区与第一晶圆通过键合结合；使用切刀切割部分厚度的第二晶圆，在第二晶圆背面形成第三凹槽；刻蚀去除第三凹槽底部的第二晶圆部分，露出第一晶圆的切割位置。在切割过程中切刀不会损伤到第一晶圆表面，第一晶圆表面特性较好，使得MEMS器件性能较佳。
【IPC分类】B81C1/00
【公开号】CN105329843
【申请号】CN201410348380
【发明人】何昭文, 郑召星, 袁俊, 周志美, 朱筠
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2014年7月21日