MEMS麦克风翘曲补偿方法和MEMS麦克风晶圆技术

本申请涉及一种MEMS麦克风翘曲补偿方法和MEMS麦克风晶圆；所述MEMS麦克风翘曲补偿方法包括：提供基体，基体的正面形成有正面膜层；对基体的背面进行研磨减薄以形成损伤层，研磨目数范围为200目‑3000目；对基体背面进行刻蚀以形成背腔，实现通过在基体的背面形成损伤层，通过损伤层向基体的背面施加反向表面应力，以抵消基体翘曲的翘曲应力，从而降低基体的翘曲度，有利于MEMS麦克风晶圆的后续工艺的实施。

Compensation method of MEMS microphone warpage and MEMS microphone wafer

【技术实现步骤摘要】
MEMS麦克风翘曲补偿方法和MEMS麦克风晶圆
本申请涉及晶圆制造
，特别是涉及一种MEMS麦克风翘曲补偿方法和MEMS麦克风晶圆。
技术介绍
常规MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem，微机电系统)麦克风制作过程中会经过背面减薄工艺，将一定厚度(例如725微米)的晶圆进行减薄，然后再进行晶圆背腔的刻蚀。现有工艺条件下，常规MEMS麦克风晶圆研磨后的翘曲度在200-300微米，背腔刻蚀后的翘曲度在500-600微米，晶圆在500-600微米的翘曲度下，可以对MEMS麦克风进行后续工艺制程，但是对于特殊结构的MEMS麦克风，其正面膜层的压应力远远大于常规MEMS麦克风，其经过减薄工艺后，晶圆的翘曲度可达到600-700微米，背腔刻蚀后的翘曲度则会大于1200微米，在这么大的翘曲度下难于对特殊的MEMS麦克风进行后续工艺制成，因此，在实现过程中，专利技术人发现传统技术中至少存在如下问题：传统特殊结构的MEMS麦克风制造过程中造成的翘曲度过大，增加了特殊结构的MEMS麦克风的制造难度。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统工艺造成的翘曲度过大，使得难于制造特殊结构的MEMS麦克风问题，提供一种MEMS麦克风翘曲补偿方法，包括以下步骤：提供基体，基体的正面形成有正面膜层；对基体的背面进行研磨减薄以形成损伤层，研磨目数范围为200目-3000目；对基体背面进行刻蚀以形成背腔。在其中一个实施例中，研磨目数范围为1000目-3000目。>在其中一个实施例中，损伤层的粗糙度小于60纳米。在其中一个实施例中，对基体的背面进行研磨减薄以形成损伤层的步骤之后，还包括步骤：在损伤层上，形成翘曲补偿膜层。在其中一个实施例中，翘曲补偿膜层为二氧化硅或TiW合金。在其中一个实施例中，对基体背面进行刻蚀以形成背腔的步骤之中：采用Bosch工艺对基体的背面进行刻蚀以形成背腔。在其中一个实施例中，基体的厚度范围为300微米至350微米。在其中一个实施例中，正面膜层的厚度大于10微米。一种利用上述方法制造的MEMS麦克风晶圆，包括：基体，基体的背面包括损伤层，且开设有背腔；其中，损伤层的粗糙度小于60纳米；正面膜层，正面膜层形成在基体的正面。在其中一个实施例中，还包括：翘曲补偿膜层，翘曲补偿膜层形成在基体的背面。上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：本申请晶各实施例提供的圆翘曲补偿方法通过以下步骤：提供基体，基体的正面形成有正面膜层；对基体的背面进行研磨减薄以形成损伤层，研磨目数范围为200目-3000目；对基体背面进行刻蚀以形成背腔，实现通过在基体的背面形成损伤层，通过损伤层向基体的背面施加反向表面应力，以抵消基体翘曲的翘曲应力，从而降低基体的翘曲度。附图说明图1为一个实施例中MEMS麦克风翘曲补偿方法的流程示意图；图2-5为一个实施例中MEMS麦克风翘曲补偿方法的各流程的结构示意图；图6为在另一个实施例中MEMS麦克风翘曲补偿方法的流程示意图；图7为在另一个实施例中形成翘曲补偿膜层后的结构示意图；图8为在另一个实施例中形成背腔后的结构示意图。附图标记说明：10、基体；12、正面膜层；100、损伤层；14、背腔；16、翘曲补偿膜层。具体实施方式为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。为了解决传统工艺造成的翘曲度过大，使得难于制造特殊结构的MEMS麦克风的问题，在一个实施例中，如图1所示，提供了一种MEMS麦克风翘曲补偿方法，包括以下步骤：步骤S11，提供基体10，基体10的正面形成有正面膜层12；步骤S13，对基体10的背面进行研磨减薄以形成损伤层100，研磨目数范围为200目-3000目；步骤S15，对基体10背面进行刻蚀以形成背腔14。需要说明的是，本申请方法不仅可用于常规MEMS麦克风晶圆(例如正面膜层12的厚度在6微米以内)的应力补偿上，尤其适用于特殊结构的MEMS麦克风晶圆的应力补偿，特殊结构是指正面膜层较厚或者基体很薄，例如正面膜层12的厚度大于10微米会导致晶圆严重翘曲，将晶圆基体10减薄，尤其是减薄到小于350微米，也会导致晶圆严重的翘曲。步骤S11中提供的基体10(如图2所示)，可以包括但不仅限于硅基体、氧化硅基体等基体；基体10的上表面可以形成有需要电学引出的器件结构。步骤S11中提供的正面膜层12包括振动膜(如图3所示)，正面膜层12可以包括但不仅限于多晶硅材料层、硅锗材料层等材料层。正面膜层12可采用但不仅限于以下方法形成：化学气相沉积法(ChemicalVaporDeposition，CVD)、物理气相沉积法(PhysicalVaporDeposition，PVD)、原子层沉积法(atomiclayerdeposition，ALD)、低压化学气相沉积法(LowPressureChemicalVaporDeposition，LPCVD)、激光烧蚀沉积法(Laserablationdeposition，LAD)和选择外延生长法(Selectiveepitaxialgrowth，SEG)。步骤S13中的减薄过程，采用研磨目数范围为200目-3000目的研磨轮对基体的背面进行研磨减薄(而在传统技术中，为了便于制造MEMS麦克风的后续步骤，一般采用8000目的研磨轮进行研磨减薄)，并保留该损伤层100(如图4所示)，并依靠该损伤层100对翘曲的基体10施加与该翘曲方向相反的表面应力，对基体10形成应力补偿，从而降低基体10的翘曲度。研磨目数越小，损伤越大，应力补偿效果也越好，但是背面粗糙度也会增大，值得注意的是，研磨减薄步骤后还有光刻工艺以及Bosch刻蚀工艺形成背腔的步骤(后文介绍)，如果粗糙度太大，光刻显影过程中，容易导致凹坑中光刻胶残留，并且Bosch刻蚀工艺中，第一个周期中的聚合物去除不干净，影响刻蚀效果。因此优选的，研磨目数范围为1000目-3000目，损伤层的粗糙度小于60纳米。经过大量的测试，采用目数范围为200目至3000目的磨轮进行减薄后，基体10的翘曲度的范围为250微米至350微米(如图4所示)，而采用传统减薄工艺，基体10的翘曲度范围为600微米至700微米。在基体的背面形成损伤层之后，采用刻蚀工艺形成背腔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MEMS麦克风翘曲补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：/n提供基体，所述基体的正面形成有正面膜层；/n对所述基体的背面进行研磨减薄以形成损伤层，研磨目数范围为200目-3000目；/n对所述基体背面进行刻蚀以形成背腔。/n

【技术特征摘要】
1.一种MEMS麦克风翘曲补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供基体，所述基体的正面形成有正面膜层；
对所述基体的背面进行研磨减薄以形成损伤层，研磨目数范围为200目-3000目；
对所述基体背面进行刻蚀以形成背腔。


2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风翘曲补偿方法，其特征在于，所述研磨目数范围为1000目-3000目。


3.根据权利要求2所述的MEMS麦克风翘曲补偿方法，其特征在于，所述损伤层的粗糙度小于60纳米。


4.根据权利要求1至3中任意一项所述的MEMS麦克风翘曲补偿方法，其特征在于，对所述基体的背面进行研磨减薄以形成损伤层的步骤之后，还包括步骤：
在所述损伤层上，形成翘曲补偿膜层。


5.根据权利要求4所述的MEMS麦克风翘曲补偿方法，其特征在于，所述翘曲补偿膜层为二氧化硅或TiW合金。


6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：李绪民，魏丹珠，单伟中，
申请(专利权)人：中芯集成电路制造绍兴有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33