MEMS器件的制备方法及MEMS晶圆与流程

本申请涉及半导体，特别是涉及一种mems器件的制备方法及mems晶圆。

背景技术：

1、mems器件是指基于微机电系统(micro electro mechanical system，mems)工艺制备形成的器件，其内部结构一般在微米甚至纳米量级。常见的mems器件包括mems加速度计、mems麦克风、微马达、微泵、微振子、mems光学传感器、mems压力传感器、mems陀螺仪、mems湿度传感器、mems气体传感器等以及它们的集成产品。mems器件具有体积小、成本低、可靠性高、抗恶劣环境能力强、功耗低、智能化程度高、易校准、易集成等优点，被广泛应用于消费类电子产品。

2、晶圆级键合是mems器件制备过程中的一项重要的工艺步骤。mems器件，尤其是mems惯性产品，一般包括器件晶圆和覆盖晶圆，两片晶圆之间在键合后形成腔体，因此，这两片晶圆的键合也可以称为腔体键合(cavity bonding)。晶圆键合后，器件晶圆上的图案化的器件功能层以及各种标记均被覆盖晶圆覆盖，对准机台无法直接找到前层对准标记(前层alignment mark)，通常需要先盲曝后刻蚀一个大坑，通过大坑露出器件晶圆上的前层对准标记，才能继续进行接下来的光刻工艺。由于是盲曝，开口尺寸一般较大，在晶圆上会损失一定的面积；此外，大坑的深度较深，在后续涂布光刻胶的时候极易产生箭影，降低有效管芯的数量，影响产品外观。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例为解决背景技术中存在的至少一个问题而提供一种mems器件的制备方法及mems晶圆。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种mems器件的制备方法，所述方法包括：

3、提供第一晶圆，所述第一晶圆的待键合面上形成有第一对准标记和第一键合标记；

4、提供第二晶圆；

5、在所述第二晶圆的待键合面上形成第二对准标记和第二键合标记；其中，所述第二对准标记和所述第二键合标记之间的位置关系与所述第一对准标记和所述第一键合标记之间的位置关系相同；所述第二对准标记从所述第二晶圆的待键合面延伸至所述第二晶圆的内部，所述第二对准标记具有位于所述第二晶圆的待键合面上的第一端和位于所述第二晶圆内部的第二端；

6、以所述第一晶圆的待键合面朝向所述第二晶圆的待键合面且所述第一键合标记和所述第二键合标记彼此对准的方式，将所述第二晶圆键合在所述第一晶圆上；

7、去除部分所述第二晶圆，以使所述第二对准标记的所述第二端暴露。

8、结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述第二晶圆包括基底层、中间介质层和顶部半导体层，所述第二晶圆的待键合面为所述顶部半导体层的远离所述中间介质层一侧的表面；

9、所述在所述第二晶圆的待键合面上形成第二对准标记，包括：在所述第二晶圆的待键合面上形成延伸至所述中间介质层的所述第二对准标记；

10、所述去除部分所述第二晶圆，包括：去除所述基底层和所述中间介质层。

11、结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述在所述第二晶圆的待键合面上形成第二对准标记和第二键合标记，包括：

12、在所述第二晶圆的待键合面上形成第二键合标记和第三对准标记；

13、根据所述第三对准标记的位置形成所述第二对准标记。

14、结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述第二对准标记形成在划片道区域内。

15、结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述方法还包括：

16、利用所述第二对准标记的所述第二端作为光刻对准标记，在所述第二晶圆上形成图案。

17、结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述mems器件包括mems惯性传感器；

18、所述在所述第二晶圆上形成图案，包括：在所述第二晶圆上形成梳齿图案和/或质量块图案。

19、结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述方法还包括：

20、在所述第二晶圆的待键合面上形成套刻量测标记，所述套刻量测标记从所述第二晶圆的待键合面延伸至所述第二晶圆的内部，所述套刻量测标记具有位于所述第二晶圆的待键合面上的第三端和位于所述第二晶圆内部的第四端；

21、所述去除部分所述第二晶圆，还使得所述套刻量测标记的所述第四端暴露。

22、第二方面，本申请实施例提供了一种mems晶圆，包括：彼此键合的第一晶圆和第二晶圆；其中，

23、所述第一晶圆上形成有第一对准标记和第一键合标记；

24、所述第二晶圆上形成有第二对准标记和第二键合标记；

25、所述第一键合标记和所述第二键合标记彼此对准，所述第一对准标记和所述第二对准标记彼此对准；

26、所述第二对准标记贯穿所述第二晶圆。

27、结合本申请的第二方面，在一可选实施方式中，所述第二对准标记形成在划片道区域内。

28、结合本申请的第二方面，在一可选实施方式中，所述第二晶圆上还形成有套刻量测标记，所述套刻量测标记贯穿所述第二晶圆。

29、本申请实施例所提供的mems器件的制备方法及mems晶圆，考虑到第一晶圆和第二晶圆键合时第一键合标记和第二键合标记将会彼此对准，因而利用第一对准标记和第一键合标记之间的位置关系，在第二晶圆上的对应位置处形成第二对准标记，如此，在晶圆键合后第二对准标记将与第一对准标记对准，从而将对准标记转移到了第二晶圆上；在第二晶圆上形成了第二对准标记，因而无需再通过盲曝后刻蚀的方式暴露出第一晶圆上的第一对准标记，避免了晶圆上有效面积损失，也避免了箭影问题，提高了晶圆上实际有效管芯的数量。

30、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种mems器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的mems器件的制备方法，其特征在于，所述第二晶圆包括基底层、中间介质层和顶部半导体层，所述第二晶圆的待键合面为所述顶部半导体层的远离所述中间介质层一侧的表面；

3.根据权利要求1所述的mems器件的制备方法，其特征在于，所述在所述第二晶圆的待键合面上形成第二对准标记和第二键合标记，包括：

4.根据权利要求1所述的mems器件的制备方法，其特征在于，所述第二对准标记形成在划片道区域内。

5.根据权利要求1所述的mems器件的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.根据权利要求5所述的mems器件的制备方法，其特征在于，所述mems器件包括mems惯性传感器；

7.根据权利要求1所述的mems器件的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种mems晶圆，其特征在于，包括：彼此键合的第一晶圆和第二晶圆；其中，

9.根据权利要求8所述的mems晶圆，其特征在于，所述第二对准标记形成在划片道区域内。

10.根据权利要求8所述的mems晶圆，其特征在于，所述第二晶圆上还形成有套刻量测标记，所述套刻量测标记贯穿所述第二晶圆。

技术总结
本申请实施例涉及一种MEMS器件的制备方法及MEMS晶圆，其中，该方法包括：提供第一晶圆，其待键合面上形成有第一对准标记和第一键合标记；提供第二晶圆；在第二晶圆的待键合面上形成第二对准标记和第二键合标记；第二对准标记从第二晶圆的待键合面延伸至第二晶圆的内部，第二对准标记具有位于第二晶圆的待键合面上的第一端和位于第二晶圆内部的第二端；以第一晶圆的待键合面朝向第二晶圆的待键合面且第一键合标记和第二键合标记彼此对准的方式，将第二晶圆键合在第一晶圆上；去除部分第二晶圆，以使第二对准标记的第二端暴露；如此，避免了晶圆上有效面积损失，也避免了箭影问题，提高了晶圆上实际有效管芯的数量。

技术研发人员：王红海
受保护的技术使用者：绍兴中芯集成电路制造股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12