晶圆结构及晶圆加工方法与流程

文档序号:13681157
晶圆结构及晶圆加工方法与流程

本发明涉及半导体邻域,更具体地,涉及一种晶圆结构及一种晶圆加工方法。



背景技术:

在晶圆加工制成芯片的过程中,为使芯片产品具有可追溯性,会在芯片上设置标记。这样当一片晶圆上的芯片完成划片制成一批产品后,仍可以依据芯片上的标记来定位到它在晶圆状态下的测试数据和出厂检验情况,从而保证产品的可追溯性。

在芯片上设置标记时,对于集成电路(Integrated Circuit,IC)芯片,一般通过在IC内部写入编码的方式进行标记,追溯时,通过电学的手段读出该编码,例如约定一个协议,然后利用该协议读出识别码即可。而对于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)芯片,受制程和读出管脚所限,无法在芯片上制作电学坐标信息并读出;而要通过生产管控的方式追溯,只能管控到晶圆级,难以进一步追踪到具体芯片。

MEMS芯片通常为多层结构,例如微机电麦克风,其顶层通常是金属制成的导电层,对于在该微机电麦克风上设置标记,现有技术中,往往采用图案化该导电层以形成起标识其位置坐标的标记。但在金属制成的导电层上制作标记具有以下问题:1、金属上制作标记误差大,金属线宽和间隙线宽大,需要的芯片上专门为之留出的面积较多,占据成本较高。2、金属制成的导电层在芯片表面,制作时标记一般通过金属腐蚀工艺或剥离(lift-off)工艺。金属腐蚀工艺的误差较大,其腐蚀时存在随机的过刻蚀风险,例如将6刻成0,或将7刻成1;而lift-off工艺存在相反的问题,即会多出一部分金属无法去除,例如数字0内部的部分无法去除,从而影响到辨识,同时lift-off工艺在剥离过程中有时会出现不良残留物。



技术实现要素:

鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种提高产品可追溯性的晶圆结构及晶圆加工方法。

根据本发明的一方面,提供一种晶圆结构,包括:

多个芯片,所述芯片包括多个结构层,所述多个结构层中的至少一层上设有标记,所述标记为设置在所述结构层上的凹陷或凸起,

其中,所述多个芯片中的至少两个芯片相对应位置上的所述标记至少部分图案不同。

优选地,至少部分所述多个芯片上的所述标记对应于一层掩膜。

优选地,所述多个结构层包括顶层和次顶层,所述标记包括位于所述顶层的第一标记和位于所述次顶层的第二标记。

优选地,至少部分所述第二标记与至少部分所述第一标记位置对应且图案相同。

优选地,所述第一标记的厚度与所述顶层主体厚度相同。

优选地,至少部分所述第二标记在所述芯片释放后消失。

优选地,所述芯片为微机电芯片。

优选地,所述微机电芯片为微机电麦克风,所述微机电麦克风包括衬底、位于所述衬底上的第一牺牲层、位于所述第一牺牲层上的振膜层、位于所述振膜层上的第二牺牲层、位于所述第二牺牲层上的背极层以及位于所述背极层上的保护层,

其中,所述保护层为顶层,所述背极层为次顶层,所述第一标记位于所述保护层,所述第二标记位于所述背极层。

优选地,所述微机电芯片为微机电麦克风,所述微机电麦克风包括衬底、位于所述衬底上的第一牺牲层、位于所述第一牺牲层上的振膜层、位于所述振膜层上的第二牺牲层以及位于所述第二牺牲层上的背极层,

其中,所述背极层为顶层,所述第二牺牲层为次顶层,所述第一标记位于所述背极层,所述第二标记位于所述第二牺牲层。

优选地,部分所述第二牺牲层在所述微机电麦克风释放后消失,至少部分所述第二标记在所述微机电麦克风释放后消失。

优选地,所述标记的一部分为表示所述芯片处于所述晶圆中的位置坐标的位置标记,另一部分为表示包括所述芯片的产地编号、批次编号、芯片型号中的一种或多种的信息标记。

优选地,所述位置标记为七段数码管字体。

优选地,所述位置标记为16进制编码。

优选地,所述位置标记设置在所述芯片的功能结构区域的外周边。

根据本发明的另一方面,提供一种晶圆加工方法,包括:

形成多个芯片,所述芯片包括多个结构层;

形成标记,图案化所述多个结构层中的至少一层形成凹陷或凸起,其中至少部分所述凹陷或凸起作为标记,

并且,所述多个芯片中的至少两个芯片相对应位置上的所述标记至少部分图案不同。

优选地,至少部分所述多个芯片上的所述标记对应于一层掩膜。

优选地,所述多个结构层包括顶层和次顶层,形成多个芯片以及形成标记包括:

形成次顶层;

图案化所述次顶层以形成凹陷或凸起,其中处于所述次顶层的凹陷或凸起部分作为第二标记;

在所述次顶层上形成顶层,所述顶层至少部分覆盖所述次顶层。

优选地,所述顶层对应于所述次顶层的凹陷或凸起部分形成同样的凹陷或凸起,处于所述顶层的凹陷或凸起部分作为第一标记。

优选地,图案化所述次顶层包括:

采用所述第二标记对应的掩膜对所述次顶层进行曝光;

对所述次顶层进行刻蚀。

优选地,图案化所述次顶层还包括:

采用至少一层所述次顶层成品或半成品结构对应的掩膜对所述次顶层进行曝光,

其中,对所述次顶层进行刻蚀的步骤位于全部曝光完成后。

优选地,所述晶圆加工方法还包括:

释放所述芯片,刻蚀所述多个结构层中的至少一层,

其中,部分所述次顶层在释放所述芯片后消失,至少部分所述第二标记在在释放所述芯片后消失。

根据本发明的晶圆结构和晶圆加工方法,在芯片上设置标记,该标记可以表示其产源信息、批次信息、以及各芯片具有的不同位置信息等,方便直接读取,提高了产品的可追溯性。

在优选的实施例中,至少部分标记可以共同利用一层掩膜形成,节省了生产成本和制程时间。

在优选的实施例中,所述标记设置在所述芯片的次顶层,从而避免将所述标记设置在所述芯片顶层时容易脱落的问题,进一步地该次顶层为非金属制成的结构层时,可以避免在金属层上制作标记的误差较大的问题,使得标记的字体表面清楚,占据面积更小,设置位置灵活,加工一致性高,并且改善过刻和残留的问题。

在优选的实施例中,所述位置标记设置在所述芯片的功能结构区域的外周边,从而使所述位置标记与所述芯片的功能结构区域更近,方便形成焊盘时采用的lift-off工艺的进行,减少金属在所述功能结构区域上的残留,提高产品质量。

在优选的实施例中,图案化所述次顶层采取先用所述标记对应的掩膜和至少一层所述次顶层成品或半成品结构对应的掩膜分别对所述次顶层进行曝光,待全部曝光完成后再对所述次顶层进行刻蚀,在对其图案化过程中只进行一次刻蚀,减少了制程成本。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述,本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚,在附图中:

图1a示出根据本发明第一实施例的晶圆结构包括的芯片释放前的截面示意图。

图1b示出根据本发明第一实施例的晶圆结构包括的芯片释放后的截面示意图。

图2示出根据本发明第二实施例的晶圆结构包括的芯片的截面示意图。

图3示出根据本发明第三实施例的晶圆结构包括的芯片的截面示意图。

图4a示出根据本发明第四实施例的晶圆结构包括的芯片释放前的截面示意图。

图4b示出根据本发明第四实施例的晶圆结构包括的芯片释放后的截面示意图。

图5a示出根据本发明第五实施例的晶圆结构包括的芯片释放前的截面示意图。

图5b示出根据本发明第五实施例的晶圆结构包括的芯片释放后的截面示意图。

图6示出根据本发明第五实施例的晶圆结构的局部俯视示意图。

图7a至图7d示出加工本发明第五实施例的晶圆结构的方法的各个阶段的截面示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中,相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见,附图中的各个部分没有按比例绘制。此外,可能未示出某些公知的部分。

应当理解,在描述器件的结构时,当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时,可以指直接位于另一层、另一个区域上面,或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且,如果将器件翻转,该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。

如果为了描述直接位于另一层、另一个区域上面的情形,本文将采用“A直接在B上面”或“A在B上面并与之邻接”的表述方式。在本申请中,“A直接位于B中”表示A位于B中,并且A与B直接邻接。

本文中,术语“晶圆结构”为采用晶圆形成且包括半导体衬底和芯片的半导体结构,其中,晶圆主要用于提供半导体器件的衬底。术语“芯片”以及“微机电(MEMS)麦克风”指在制造芯片、MEMS麦克风的各个步骤中形成的整个半导体结构的统称,包括已经形成的所有层或区域。

在下文中描述了本发明的许多特定的细节,例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术,以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样,可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

本发明提供一种晶圆结构,该晶圆结构包括多个芯片,所述芯片包括多个结构层,所述多个结构层中的至少一层上设有标记,所述标记为设置在所述结构层上的凹陷或凸起,其中,所述多个芯片中的至少两个芯片相对应位置上的所述标记至少部分图案不同。该标记可以表示其产源信息、批次信息、以及各芯片具有的不同位置信息等,方便直接读取,提高了产品的可追溯性。

下面结合附图1至图6具体说明本发明的晶圆结构的实施例,为方便说明,其中芯片以MEMS麦克风为例对所述晶圆结构进行说明,其原理适用于与所述MEMS麦克风结构类似的其他芯片。各截面图旨在示意芯片的结构,未按实际比例绘示。

本发明第一实施例的晶圆结构包括多个芯片,所述多个芯片结构可以相同,因此只取一个芯片的结构进行说明,其中芯片的截面示意图如图1,该芯片包括多个结构层,该芯片为MEMS麦克风时,所述结构层包括:包括衬底110、位于所述衬底110上的第一牺牲层120、位于所述第一牺牲层120上的振膜层130、位于所述振膜层130上的第二牺牲层140、以及位于所述第二牺牲层140上的背极层150。其中多个结构层中的至少一层上设有标记160,所述标记160为设置在所述结构层上的凹陷或凸起,所述多个芯片中的至少两个芯片相对应位置上的所述标记160至少部分图案不同,于本实施例中,设有所述标记160的结构层为所述背极层150,所述多个芯片中每相邻芯片的背极层150的相对应位置上的所述标记160至少部分图案不同,并且至少部分所述多个芯片的背极层150上的所述标记160对应于一层掩膜,使得这些标记160可以共同利用一层掩膜形成,节省成本,进一步地,所述晶圆结构包括的全部所述芯片的背极层150上的所述标记160对应于一层掩膜,使得所述晶圆结构包括的全部所述芯片上的所述标记160只用一层掩膜形成。

在MEMS生产制程中,通常使用两种掩膜:精缩版(布进式,stepper)和直扫版(接触式,aligner),stepper掩膜的特点是线宽小,加工精度高,其版图是采用5:1甚至更高的比例进行制作,之后用缩小的方法对所述晶圆结构进行光刻,因此光刻时并非对整个晶圆,而是只光刻约20mm×20mm范围的方形区域,然后用步进的方式布满整个晶圆,完成一次光刻。aligner掩膜的特点是采用1:1的比例制作,之后用接触的方法对所述晶圆结构进行光刻,因此一次可以完成整个晶圆的光刻。本实施例中,可以采用aligner掩膜作为所述背极层150上的所述标记160对应的掩模,从而实现只用一层掩膜来形成全部所述多个芯片包括的所述标记160。

标记160可以是设置在所述背极层150上的凹陷或凸起或贯穿部分,本实施例中,为保证所述背极层150的正常工作,所述标记160为所述背极层150上的凹陷部分。

图1所示的MEMS麦克风的结构通常为释放步骤前的结构,在所述MEMS经过形成声腔和释放步骤后,变为图2所示结构。释放后,所述衬底110内形成声腔111,部分所述第一牺牲层120和部分所述第二牺牲层140消失,所述振膜层130的一个表面通过所述声腔111接触外界的声音信号,另一个表面与所述背极层150之间形成电场。可以理解的是,所述振膜层130上可以设置通孔(图中未绘示)以方便释放步骤的进行。

在图1a示出的芯片结构变为图1b示出的芯片结构时,会进过释放步骤,即采用刻蚀工艺使得部分所述第一牺牲层120和部分所述第二牺牲层140消失,使得所述背极层150的部分得以悬空,释放过程中,通常会在设有标记160的所述背极层150上采取涂敷保护措施,但该措施不能起到绝对保护的作用,使得所述标记160因其凹陷结构厚度小于所述背极层150的主体厚度而容易脱落,为此,在进一步优选的实施例中,可以在所述背极层上方设置保护层来消除上述顾虑。

图2示出本发明第二实施例的晶圆结构的芯片的截面示意图,以下仅详述其与第一实施例的不同之处,相同之处不作详细描述。

与第一实施例不同,本发明第二实施例的晶圆结构的芯片即MEMS麦克风包括的多个结构层为:衬底210、位于所述衬底210上的第一牺牲层220、位于所述第一牺牲层220上的振膜层230、位于所述振膜层230上的第二牺牲层240、位于所述第二牺牲层240上的背极层250以及位于所述背极层250上的保护层270,其中所述保护层270为顶层,所述背极层250为次顶层。所述多个结构层中的至少一层上设有标记,于本实施例中,处于顶层的所述保护层270上设有第一标记261,处于次顶层的所述背极层250上设有第二标记262。全部所述多个芯片的背极层250上的全部所述第二标记262对应于一层掩膜。所述第一标记261、所述第二标记262均为各自所处的结构层上的凹陷部分,所述多个芯片中每相邻芯片相对应位置上的所述标记(包括第一标记261和第二标记262)至少部分图案不同,其中至少部分所述第一标记261与至少部分所述第二标记262位置对应且图案相同,于本实施例中,全部所述第一标记261与全部所述第二标记262位置对应且图案相同,需要说明的是,本文中对标记描述的“图案”指“对所述芯片俯视时看到的图案”。根据本实施例的晶圆结构,在释放步骤后,即使所述第二标记262下方的所述第二牺牲层240消失,由于所述第二标记262处于次顶层,其上还设有所述保护层270,所述保护层270上设有的所述第一标记261与所述第二标记262厚度叠加,可以避免所述第二标记262从所述背极板250上脱落。

当然,可以理解的是,所述标记的位置不限于设置在顶层和/次顶层,也可以设置在所述多个结构层中的其他任意层,并且,为避免所述标记的脱落,可以避免只在顶层设置所述标记的做法。在MEMS麦克风中,所述标记也可以设置在第一牺牲层以及振膜层上。优选的实施例中,至少在所述芯片的次顶层设置所述标记即可避免脱落的问题,进一步地,若该次顶层为非金属制成的结构层时,可以避免在金属结构层上制作标记的误差较大的问题,使得标记的字体表面更加清楚,占据面积更小,设置位置也更加灵活,还可以改善过刻和残留的问题。

下面将说明本发明第三实施例,其中将详述其与第一实施例的不同之处,相同之处不作详细描述。

本发明第三实施例的晶圆结构包括多个芯片,图3示出本实施例的晶圆结构的其中一个芯片的结构的截面示意图,该芯片是MEMS麦克风,包括多个结构层:衬底310、位于所述衬底310上的第一牺牲层320、位于所述第一牺牲层320上的振膜层330、位于所述振膜层330上的第二牺牲层340、以及位于所述第二牺牲层340上的背极层350,其中所述背极层350为顶层,所述第二牺牲层340为次顶层,与第一实施例不同的是,所述背极层350部分覆盖所述第二牺牲层340。所述多个结构层中的至少一层上设有标记,于本实施例中,处于顶层的所述背极层350上设有第一标记361,处于次顶层的所述第二牺牲层340上设有第二标记362,所述第一标记361、所述第二标记362均为各自所处的结构层上的凹陷部分,所述多个芯片中每相邻芯片相对应位置上的所述标记(包括第一标记361和第二标记362)至少部分图案不同,其中,部分所述第二标记362与全部所述第一标记361位置对应且图案相同,并且所述第一标记361的厚度与其自身所处于所述结构层即所述背极层361主体的厚度相同,使得所述第一标记361在释放步骤中不易脱落,提高产品的质量。

上述第三实施例中,部分所述第二标记362与所述第一标记361位置对应且相同,在所述背极板350未覆盖所述第二牺牲层240的部分不具有与所述第二标记362位置对应的第一标记361。但可以理解的是,所述第二标记362与所述第一标记361的对应方式不限于此。

下面将对本发明第四实施例进行说明,其中将详述其与第一实施例的不同之处,相同之处不作详细描述。

本发明第四实施例的晶圆结构包括多个芯片,图4a示出本实施例的晶圆结构的其中一个芯片在释放前的结构的截面示意图,该芯片是MEMS麦克风,包括多个结构层:衬底410、位于所述衬底410上的第一牺牲层420、位于所述第一牺牲层420上的振膜层430、位于所述振膜层430上的第二牺牲层440、以及位于所述第二牺牲层440上的背极层450,其中所述背极层450为顶层,所述第二牺牲层440为次顶层。所述多个结构层中的至少一层上设有标记,于本实施例中,处于顶层的所述背极层450上设有第一标记461,处于次顶层的第二牺牲层440上设有第二标记462。所述第一标记461、所述第二标记462均为各自所处的结构层上的凹陷部分,所述多个芯片中每相邻芯片相对应位置上的所述标记(包括第一标记461和第二标记462)至少部分图案不同,其中至少部分所述第一标记461与至少部分所述第二标记462位置对应且图案相同,于本实施例中,全部所述第一标记461与全部所述第二标记462位置对应且图案相同。全部所述多个芯片的第二牺牲层440上的全部所述第二标记462对应于一层掩膜。

如图4b,本发明第四实施例的晶圆结构的芯片即MEMS麦克风在释放后,部分所述第二牺牲层440消失,至少部分所述第二标记462会随之消失。于本实施例中,图4a所示结构的MEMES麦克风变为图4b所示结构的MEMS麦克风要经过形成声腔的步骤,在所述衬底410内部形成声腔411,再进行释放的步骤,采用刻蚀工艺使得部分所述第一牺牲层420和部分所述第二牺牲层440消失,进而使得所述背极层450的部分得以悬空。在本实施例中,随着部分所述第二牺牲层440的消失,部分所述第二标记462消失,使得所述第一标记461的其中一部分悬空,而另一部分在其下方仍有与之对应的第二标记462。

需要说明的是,在上述释放步骤中,对所述第一牺牲层420以及所述第二牺牲层440的刻蚀程度不限于上述实施例中给出的情形,根据实际产品的需要,可以选择性地对所述第一牺牲层420以及所述第二牺牲层440进行不同程度的刻蚀。

下面将对本发明第五实施例进行说明,针对刻蚀程度的不同之处,本发明第五实施例将详述其与第四实施例的不同之处,相同之处不作详细描述。

本发明第五实施例的晶圆结构包括多个芯片,图5a示出本实施例的晶圆结构的其中一个芯片在释放前的结构的截面示意图,该芯片是MEMS麦克风,本实施例的MEMS麦克风结构在释放前与本发明第四实施例的结构大致相同,包括的多个结构层为:衬底510、位于所述衬底510上的第一牺牲层520、位于所述第一牺牲层520上的振膜层530、位于所述振膜层530上的第二牺牲层540、以及位于所述第二牺牲层540上的背极层550,其中所述背极层550为顶层,所述第二牺牲层540为次顶层。处于顶层的所述背极层550上设有第一标记561,处于次顶层的第二牺牲层540上设有第二标记562。所述第一标记561、所述第二标记562均为各自所处的结构层上的凹陷部分,所述多个芯片中的至少两个芯片相对应位置上的所述标记至少部分图案不同,本实施例的所述多个芯片中每相邻芯片相对应位置上的所述标记(包括第一标记561和第二标记562)至少部分图案不同,全部所述第一标记561与全部所述第二标记562位置对应且图案相同。全部所述多个芯片的第二牺牲层540上的全部所述第二标记562对应于一层掩膜,可以采用aligner掩膜作为所述第二标记562对应的掩模。

图5b示出根据本发明第五实施例的MEMS麦克风释放后的截面示意图,图5a所示结构的MEMES麦克风变为图5b所示结构的MEMS麦克风要经过形成声腔的步骤,在所述衬底510内部形成声腔511,再进行释放的步骤,采用刻蚀工艺使得部分所述第一牺牲层520和部分所述第二牺牲层540消失,进而使得所述背极层550的部分得以悬空。与本发明第四实施例不同的是,在本实施例中,随着部分所述第二牺牲层540的消失,全部的所述第二标记562随之消失,使得所述第一标记561的全部悬空,所述第一标记561的厚度与处于顶层的所述背极层550主体的厚度相同,可以避免所述第一标记561容易脱落的问题。

在上述各实施例中,所述标记、所述第一标记以及所述第二标记中的至少部分可以是表示所述芯片处于所述晶圆中的位置坐标的位置标记,例如通过编码的方式显示其处于晶圆中的横纵坐标,当然,也可以设置其显示其他信息,使得该芯片即使已经组装进产品之后也可以通过该位置标记追溯到其在晶圆状态下的位置、测试数据以及出厂检验情况等。

进一步地,在上述各实施例中,所述标记、所述第一标记以及所述第二标记中的至少部分为位置标记,并且该位置标记采用七段数码管字体,在上述各实施例中用到的aligner掩膜线宽等误差较高,采用七段数码管字体的辨识度更高,从而缓解该误差,同时也能提高设有标记的结构层上的面积利用率。

再进一步地,所述位置标记表示其横纵坐标时,可以采用16进制编码。通常晶圆上的芯片数量为1万~5万个,若采用10进制编码表示其横纵坐标,行号和列号各需要三位,因此优选大于10进制的编码表示其横纵坐标,例如采用16进制对行号和列号分别编码,则行号和列号各只需要两位。在实际执行中,可以从全部数字和英文中选用辨识度高的部分进行编码,例如选用0~9以及A、C、E、F、H、L作为该16进制数。

如图6,以上述本发明第五实施例进行说明,图6示出根据本发明第五实施例的晶圆结构的局部俯视示意图,该晶圆结构包括多个芯片,其中选取了该晶圆结构上4个所述芯片的单元示出,图中各芯片的第一标记561包括:位置标记5611和信息标记5612,位置标记5611位于各芯片的右下角,表示所述芯片处于所述晶圆中的位置坐标,所述多个芯片中每相邻芯片相对应位置上的所述位置标记5611至少部分图案不同其中,例如“41”表示其处于整个晶圆的第41行,“0L”表示其处于整个晶圆的第16列。而信息标记5612表示该芯片型号,当然,也可以设置所述信息标记5612为表示该产品的产地编号、批次编号、芯片型号等中的一种或多种。

需要说明的是,本实施例的所述第一标记561包括所述位置标记5611和所述信息标记5612,对应地,在部分所述第二牺牲层540消失之前,即所述MEMS麦克风释放之前,所述第二标记562也包括对应的表示该芯片位置坐标的位置标记和表示该芯片型号的信息标记(所述第一标记561与所述第二标记562位置对应且图案相同,其中该芯片的位置坐标、该芯片型号通过所述标记的图案表示)。本实施例的全部所述多个芯片的第二牺牲层540上的全部所述第二标记562(包括位置标记和信息标记)对应于一层掩膜,即采用aligner掩膜,但所述第二标记562(包括位置标记和信息标记)与掩膜的对应关系不限于本实施例中的情况,只要至少部分所述多个芯片的其中同一层所述结构层上的所述标记对应于一层掩膜即可。例如,在替代的实施例中,在所述芯片释放前,位于次顶层的所述第二标记包括表示所述芯片处于所述晶圆中的位置坐标的位置标记和表示所述芯片型号的信息标记,而整个晶圆上全部所述多个芯片的所述位置标记对应于一层掩膜,即所述位置标记采用aligner掩膜,由于整个晶圆上的全部所述多个芯片的信息标记可以相同,可以采用部分所述多个芯片例如20mm×20mm范围的方形区域内的所述芯片包括的所述信息标记对应一层掩膜,即所述信息标记采用stepper掩膜,通过布进的方式用所述信息标记对应的掩膜光刻完成整个晶圆上的所述信息标记。同时,位于顶层的全部所述第一标记与所述第二标记位置对应且图案相同,因而所述第一标记包括对应的位置标记和信息标记,在所述芯片释放后,部分所述次顶层消失,全部所述第二标记消失,所述芯片只留下位于顶层的所述第一标记(包括位置标记和信息标记),由于所述信息标记对应于stepper掩膜,其线宽与所述位置标记相比可以更小,精度更高。

在本实施例中,所述位置标记5611设置在所述芯片的功能结构区域580的外周边,从而使所述位置标记5611与所述芯片的功能结构区域580更近,当在所述芯片即MEMS麦克风表面采用lift-off工艺形成焊盘时,可以减少金属在所述功能结构区域580上的残留,提高产品质量。

本发明还提供一种晶圆加工方法,该方法包括:

形成多个芯片,所述芯片包括多个结构层;

形成标记,图案化所述多个结构层中的至少一层形成凹陷或凸起,其中至少部分所述凹陷或凸起作为标记,

并且,所述多个芯片中的至少两个芯片相对应位置上的所述标记至少部分图案不同。

根据该方法,在芯片上设置标记,该标记可以表示其产源信息、批次信息、以及各芯片具有的不同位置信息等,方便直接读取,提高了产品的可追溯性。

下面以上述本发明第五实施例中的晶圆结构的加工方法为例来说明本发明的晶圆加工方法,图7a至图7d示出加工本发明第五实施例的晶圆结构的方法的各个阶段的截面示意图,其中各图中示出晶圆加工各步骤中所述晶圆上的其中一个芯片的截面。

如图7a,晶圆加工方法包括:首先在所述晶圆提供的衬底510上形成第一牺牲层520,接着在所述第一牺牲层520上形成振膜层530,然后在所述振膜层530上形成第二牺牲层540。所述晶圆包括的多个芯片即多个MEMS麦克风的形成均包括上述过程,并且通常情况下,所述多个MEMS麦克风的上述过程同时形成,即所述第一牺牲层520、所述振膜层530、所述第二牺牲层540等为多个所述MEMS麦克风共用,最终通过划开的方式分为多个所述MEMS麦克风。当然,上述形成各结构层的步骤中还可以根据实际需要图案化对应的结构层。

接着,如图7b,在所述第二牺牲层540上形成标记即第二标记562,本实施例中全部所述多个MEMS麦克风的第二牺牲层540的所述第二标记562对应于一层掩膜。需要说明的是,由于之后还要在所述第二牺牲层540上形成背极层550,因此对于大致完整的所述MEMS麦克风,所述第二牺牲层540处于其多个结构层中的次顶层,因此在本实施例中,即使当前步骤下所述第二牺牲层540处于顶层,为避免混淆也仍然称所述第二牺牲层540为次顶层,称所述背极层550为顶层(如图7c)。在上述图7a所述步骤中,已经形成了次顶层即所述第二牺牲层540,接着,图案化所述次顶层以形成凹陷或凸起,其中至少部分所述凹陷或凸起作为所述第二标记562,并且所述多个芯片中至少两个芯片相对应位置上的所述第二标记562至少部分图案不同,本实施例中,所述多个芯片中每相邻芯片相对应位置上的所述第二标记562至少部分图案不同。图案化所述次顶层又包括:采用所述第二标记562对应的掩膜对所述次顶层进行曝光,曝光后对所述次顶层进行刻蚀,形成图7b中所示的凹陷结构,其中该凹陷部分作为第二标记562。

通常情况下,作为本实施例中次顶层的所述第二牺牲层540除包括作为所述第二标记562的结构外,还可以包括其他结构,以作为产品的半成品或成品结构。因此优选地,上述图案化所述次顶层的步骤还可以包括:采用至少一层所述次顶层成品或半成品结构对应的掩膜对所述次顶层进行曝光,其中所述次顶层成品或半成品结构对应的掩膜可以是aligner掩膜,也可以是stepper掩膜,或者是其他公知的掩膜;并且进一步优选地,对所述次顶层进行刻蚀的步骤位于全部曝光完成后,其中全部曝光包括对所述标记即第二标记562结构的曝光以及对所述次顶层成品或半成品结构的曝光,将上述对所述第二牺牲层540的加工过程中的刻蚀工艺合并在一起,在全部曝光完成后进行一次刻蚀,节省了生产成本。经过上述步骤,所述第二标记562在位于次顶层的所述第二牺牲层540上形成。本实施例中,所述第二标记562包括表示所述芯片处于所述晶圆中的位置坐标的位置标记和表示所述芯片型号的信息标记,并且全部所述第二标记562(包括位置标记和信号标记)对应于一层掩膜。可以理解的是,所述第二标记与掩膜的对应关系不限于此,例如在替代的实施例中,所述第二标记同样包括位置标记和信号标记,但其中整个晶圆上全部所述多个芯片的所述位置标记对应于一层掩膜,即所述位置标记采用aligner掩膜,而部分所述多个芯片例如20mm×20mm范围的方形区域内的所述芯片包括的所述信息标记对应一层掩膜,即所述信息标记采用stepper掩膜,通过布进的方式用所述信息标记对应的stepper掩膜光刻完成整个晶圆上的所述信息标记。

接着,如图7c,在所述次顶层即所述第二牺牲层540上形成顶层,即背极层550,所述顶层至少部分覆盖所述次顶层,所述顶层对应于所述次顶层的凹陷或凸起部分形成同样的凹陷或凸起,本实施例中,所述背极层550全部覆盖所述第二牺牲层540,并且,所述背极层550对应于所述第二牺牲层540的所述第二标记562的位置形成同样的凹陷结构,位于所述顶层即所述背极层550上的凹陷结构作为第一标记561,其图案与所述第二标记562相同,使得所述第一标记561包括对应的位置标记和信息标记,其中所述多个芯片中每相邻芯片相对应位置上的所述位置标记至少部分图案不同。需要说明的是,位于所述顶层的所述第一标记561、位于所述次顶层的所述第二标记562与所述位置标记、所述信息标记的对应或包含关系不限于本发明实施例中给出的情况,可以依据实际需要以及本发明的原理进行其他方式的组合。

接着,如图7d,本实施例的晶圆加工方法还包括形成声腔和释放所述芯片,其中,形成声腔步骤即在刻蚀所述衬底510的部分,在所述衬底内形成声腔511,释放所述芯片即所述芯片的多个结构层中的至少一层,本实施例中,刻蚀所述第一牺牲层520和所述第二牺牲层540,部分所述第一牺牲层520和部分所述第二牺牲层540在释放后消失,全部所述第二标记562随之消失,位于顶层的所述背极层550上的所述第一标记561的下方悬空,所述第一标记561的厚度与所述背极层550主体厚度相同,避免了其易脱落的问题。可以理解的是,所述振膜层530上可以设置通孔(图中未示出),以方便所述释放步骤的进行。

应当说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述,这些实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然,根据以上描述,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

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