MEMS凸片移除方法与流程

背景技术：

1、mems(“micro-electro-mechanical system，微机电系统”)是一类使用类似半导体的工艺所制造的并具有机械特性的器件。例如，mems器件可以包括移动或变形的能力。在许多情况下，但并非总是如此，mems与电信号相互作用。mems器件可以指被实现为微机电系统的半导体器件。mems器件包括机械元件，并且可以任选地包括电子设备(例如用于感测的电子设备)。mems器件包括但不限于，例如，陀螺仪、加速度计、磁力计、压力感测器等。一些mems器件可以通过将mems晶圆接合(bond)至互补金属氧化物半导体(complementarymetal-oxide-semiconductor，cmos)晶圆来形成，其中mems晶圆可以包括处理晶圆(handlewafer)和器件层，并且其中cmos晶圆可以包括感测电极和其他电路。mems晶圆通常与cmos晶圆分离，并且在凸片(tab)移除期间，处理层和器件层(或其一部分)被移除以暴露cmos晶圆上的电路。

2、不幸的是，当前的凸片移除方法是通过划切(dice)方法进行的，这不仅在本质上是手动的，而且会导致高产量损失和低质量的问题。例如，在当前的凸片移除方法中，例如使用高压氮气，将mems晶圆锯切开并且修整边缘来释放凸片。当移除凸片时，可能会损坏其周围的表面，例如mems碎片(chipping)、cmos钝化层等。有些方法使用昂贵的工艺(例如深反应离子蚀刻，deep reactive ion etching，drie)蚀刻整个凸片。

技术实现思路

1、因此，需要使用一个或多个系链(tether)，例如氧化物系链、致动器层(actuatorlayer，act)系链、共晶接合(eutectic bond)系链等，以防止释放凸片以及损坏周围区域。在凸片划切过程(例如锯切)之后，凸片被系连(tether)在管芯(die)上。换言之，在凸片划切过程中，使用一个或多个系链将凸片保持在适当的位置，直到一个或多个系链(tether)破裂后凸片才被移除。在凸片移除过程(可以是基于带或真空拾取(vacuum pick)的)期间，一个或多个系链可以破裂从而将凸片与管芯分开。

2、一种方法，其包括在设置在第一管芯和第二管芯之间的凸片区中形成预切割。凸片区在结构上将第一管芯连接至第二管芯。第一管芯包括共晶接合至第一互补金属氧化物半导体(cmos)器件的第一微机电系统(mems)器件。第二管芯包括共晶接合至第二cmos器件的第二mems器件。凸片区包括设置在熔融接合氧化物层(fusion bond oxide layer)之上的处理晶圆层，该熔融接合氧化物层设置在致动器(act)层上。凸片区位于cmos凸片区上方。凸片区、第一管芯、第二管芯和cmos凸片区在其中形成空腔。该方法还包括对凸片区的对应于预切割的第一区进行凸片划切，其切割穿过处理晶圆层、熔融接合氧化物层以及act层，以暴露cmos凸片区。该方法还包括对凸片区的第二区进行凸片划切，其切割穿过处理晶圆层并留下下方的act层的一部分以形成act系链。act系链在结构上将凸片区维持在适当的位置并且维持在cmos凸片区的上方。该方法还包括在对第一区和第二区进行凸片划切之后，移除凸片区。

3、在一些实施方式中，凸片划切是通过刀片锯切(blade sawing)、等离子蚀刻或深反应离子蚀刻(drie)中的一种进行的。应理解在一些实施方式中，移除是通过带移除(taperemoval)或真空拾取中的一种进行的。在一些实施方式中，该方法还包括形成共晶接合系链，在对第一区和第二区进行凸片划切之后，共晶接合系链将凸片区的act层在结构上连接至cmos凸片区，以及将凸片区维持在适当位置并且维持在cmos凸片区上方。在一些实施方式中，该方法还包括在熔融接合氧化物层内形成氧化物系链，其中氧化物系链位于act层系链之上，其中在对第一区和第二区进行凸片划切之后，氧化物系链将凸片区维持在适当的位置并且维持在cmos凸片区上方。在一些实施方式中，氧化物系链是使用深反应离子蚀刻(drie)形成的。在一些实施方式中，处理晶圆可以包含硅。应理解，cmos凸片区可以包括位于共晶接合密封环外部的焊盘(bond pad)。根据一些实施方式，凸片区中的预切割是部分切入act层中并且在mems晶圆加工期间形成的。根据一个实施方式，在对凸片区的第二区进行凸片划切之前，熔融接合氧化物层在act层系链之上形成封闭空腔。

4、一种方法，其包括对设置在第一管芯和第二管芯之间的凸片区的第一区进行凸片划切。凸片区在结构上将第一管芯连接至第二管芯，其中第一管芯包括共晶接合至第一互补金属氧化物半导体(cmos)器件的第一微机电系统(mems)器件。第二管芯包括共晶接合至第二cmos器件的第二mems器件，其中凸片区包括设置在熔融接合氧化物层之上的处理晶圆层，该熔融接合氧化物层设置在致动器(act)层上，其中凸片区位于cmos凸片区上方。凸片区、第一管芯、第二管芯和cmos凸片区在其中形成空腔。凸片划切切割穿过处理晶圆层，并留下在被切割的处理晶圆层下方的熔融接合氧化物层的一部分，从而在凸片区的熔融接合氧化物层内形成氧化物系链，其中氧化物系链将凸片区维持在适当位置并且维持在cmos凸片区的上方。在一些实施方式中，在对第一区进行凸片划切之后，该方法包括移除凸片区。

5、在一些实施方式中，凸片划切是通过刀片锯切、等离子蚀刻或深反应离子蚀刻(drie)中的一种进行的。根据一些实施方式，移除是通过带移除或真空拾取中的一种进行的。在一些实施方式中，该方法还包括形成共晶接合系链，在对第一区进行凸片划切之后，共晶接合系链将凸片区的act层在结构上连接至cmos凸片区，以及将凸片区维持在适当位置并且维持在cmos凸片区上方。根据一些实施方式，该方法还包括在凸片区的act层内形成act层系链，act层系链在氧化物系链下方，其中在对第一区进行凸片划切之后，act层系链将凸片区维持在适当的位置并且维持在cmos凸片区上方。应理解，在一些实施方式中，在移除之前，氧化物系链与熔融接合氧化物层以及act层系链在其中形成有封闭空腔。根据一些实施方式，处理晶圆包含硅。在一些实施方式中，cmos凸片区包括位于共晶接合密封环外部的焊盘。在一些实施方式中，该方法还包括在凸片区中形成预切割，其中预切割至少部分切割穿过act层并且位于氧化物系链下方。应理解，在一些实施方式中，处理晶圆层包括涂覆有熔融接合氧化物层的空腔，其中空腔位于预切割之上，其中位于预切割之上的熔融接合氧化物层形成氧化物系链。

6、一种方法，其包括形成共晶接合系链，共晶接合系链将凸片区结构上连接至互补金属氧化物半导体(cmos)凸片区，其中凸片区将第一管芯在结构上连接至第二管芯，其中第一管芯包括共晶接合至第一cmos器件的第一微机电系统(mems)器件。应理解，第二管芯包括共晶接合至第二cmos器件的第二mems器件。根据一些实施方式，凸片区包括设置在熔融接合氧化物层之上的处理晶圆层，熔融接合氧化物层设置在致动器(act)层上，其中凸片区位于cmos凸片区上方，以及其中在凸片划切过程后，共晶接合系链将凸片区维持在适当位置。应理解，凸片区、第一管芯、第二管芯和cmos凸片区在其中形成空腔。该方法还包括对设置在第一管芯和第二管芯之间的凸片区的第一区进行凸片划切，其切割穿过处理晶圆层和熔融接合氧化物层和act层。在对第一区进行凸片划切之后，该方法包括移除凸片区。

7、应理解，凸片划切是通过刀片锯切、等离子蚀刻或深反应离子蚀刻(drie)中的一种进行的。根据一些实施方式，移除是通过带移除或真空拾取中的一种进行的。在一些实施方式中，该方法还包括通过凸片划切形成氧化物层系链，所述凸片划切切割穿过处理晶圆层并留下在被切割的处理晶圆层下方的熔融接合氧化物层的一部分，其中在对凸片区的第一区进行凸片划切之后，氧化物系链将凸片区维持在适当位置并且维持在cmos凸片区的上方。根据一些实施方式，该方法可以进一步包括在凸片区的act层内形成act层系链，以及在对凸片区的第一区进行凸片划切之后，将凸片区维持在适当的位置并且维持在cmos凸片区上方。根据一些实施方式中，处理晶圆包含硅。在一些实施方式中，cmos凸片区包括位于共晶接合密封环外部的焊盘。根据一个实施方式，该方法还包括在凸片区中形成预切割，其中预切割至少部分切割穿过act层。应理解，在一些实施方式中，处理晶圆层包括涂覆有熔融接合氧化物层的空腔，其中空腔位于act层之上。

8、通过阅读下文的详细描述，这些和其他的特征和优点将是显而易见的。