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1、(10)申请公布号 CN 102897708 A(43)申请公布日 2013.01.30CN102897708A*CN102897708A*(21)申请号 201110215784.6(22)申请日 2011.07.29B81C 1/00(2006.01)(71)申请人美新半导体（无锡）有限公司地址 214000 江苏省无锡市国家高新技术产业开发区新辉环路2号(72)发明人徐乃涛 刘金峰(74)专利代理机构无锡互维知识产权代理有限公司 32236代理人王爱伟(54) 发明名称MEMS晶圆的切割方法(57) 摘要本发明涉及一种MEMS晶圆的切割方法，其包括以下步骤：将膜贴在晶圆的正面保护MEMS。
2、结构；将激光聚焦于晶圆内部进行照射，自晶圆正面向晶圆内部的位置形成改质层，然后在晶圆背面与所述改质层相对应的位置进行激光照射，在晶圆背面形成标记槽；沿标记槽的位置在晶圆背面进行水刀切割且不切到底，自晶圆背面向晶圆内部形成水刀切割槽，所述水刀切割槽远离晶圆背面的一端与改质层相连；和沿改质层进行裂片引伸，直至各个MEMS结构之间完全分开。本发明涉及的MEMS晶圆切割方法，结合激光照射与水刀切割的优势，实现对MEMS晶圆的无崩边、低沾污切割。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 。
3、页1/1页21.一种MEMS晶圆的切割方法，其特征在于：其包括以下步骤：将膜贴在晶圆的正面保护MEMS结构；将激光聚焦于晶圆内部进行照射，自晶圆正面向晶圆内部的位置形成改质层，然后在晶圆背面与所述改质层相对应的位置进行激光照射，在晶圆背面形成标记槽；沿标记槽的位置在晶圆背面进行水刀切割且不切到底，自晶圆背面向晶圆内部形成水刀切割槽，所述水刀切割槽远离晶圆背面的一端与改质层相连；和沿改质层进行裂片引伸，直至各个MEMS结构之间完全分开。2.根据权利要求1所述的MEMS晶圆的切割方法，其特征在于：所述保护MEMS结构的步骤中，将设有孔的第一膜贴在晶圆正面，所述孔与MEMS结构一一对应，再将完整的第。
4、二膜贴在第一膜的上面。3.根据权利要求2所述的MEMS晶圆的切割方法，其特征在于：所述孔的尺寸略大于MEMS结构，MEMS结构对应孔的正中间位置。4.根据权利要求1所述的MEMS晶圆的切割方法，其特征在于：所述形成改质层的步骤中，先后将激光聚焦于晶圆内部进行两次激光照射，形成第一改质层和第二改质层，所述第一改质层和第二改质层相互分离。5.根据权利要求4所述的MEMS晶圆的切割方法，其特征在于：所述第一改质层的深度为自晶圆正面向晶圆内部025m，第二改质层的深度为自晶圆正面向晶圆内部3560m，第一改质层和第二改质层的宽度为2025m。6.根据权利要求4所述的MEMS晶圆的切割方法，其特征在于：。
5、所述第一改质层和第二改质层相距010m。7.根据权利要求1所述的MEMS晶圆的切割方法，其特征在于：所述标记槽的深度为35m。8.根据权利要求1所述的MEMS晶圆的切割方法，其特征在于：所述水刀切割槽的宽度为1540m。9.根据权利要求1所述的MEMS晶圆的切割方法，其特征在于：所述水刀切割的步骤之后，裂片引伸的步骤之前，还包括对晶圆背面用高压去离子水清洗并甩干。10.根据权利要求1所述的MEMS晶圆的切割方法，其特征在于：所述裂片引伸的步骤中，沿改质层进行裂片引伸，然后在晶圆背面贴膜，再将晶圆正面的膜揭掉，再次进行引伸，直至各个MEMS结构之间完全分开。权 利 要 求 书CN 1028977。
6、08 A1/3页3MEMS 晶圆的切割方法技术领域0001 本发明涉及一种半导体晶圆的切割方法，尤其涉及一种MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems，微电子机械系统)晶圆的切割方法。背景技术0002 目前，MEMS晶圆的切割方法主要有背面水刀半切透加裂片工艺，和激光工艺。众所周知，MEMS器件对颗粒极为敏感，切割工艺中产生的颗粒会影响器件的可靠性，严重的还会引起器件失效。就背面水刀半切透加裂片工艺而言，它虽然可以保护MEMS器件在切割过程中避免含硅粉的切割水沾污，但是后续的裂片工艺会产生不平整的裂片剖面，和裂痕不齐整的正面，严重的还会对芯片里面造成破坏；同时过。
7、程中还会产生较大颗粒，影响器件的可靠性。另外，背面水刀切割中，如果晶圆背面没有做双面光刻，会发生因对位偏移导致划偏到芯片上面的情形。而就激光切割工艺而言，虽然它产生的裂边齐整，但是对于多次激光的较厚晶圆而言，在激光的改质层处会产生大量的较大颗粒，这些颗粒如果掉落到芯片上面同样会引起MEMS器件的低良与失效。发明内容0003 本发明所要解决的技术问题是，现有MEMS晶圆切割方法无法避免器件被脏水颗粒沾污、侧面大颗粒沾污以及崩边等缺陷，本发明旨在提供一种新的MEMS晶圆切割方法，实现MEMS晶圆无崩边、低沾污的切割效果。0004 为了解决上述技术问题，本发明所提出的技术方案是：一种MEMS晶圆的切。
8、割方法，其包括以下步骤：0005 将膜贴在晶圆的正面保护MEMS结构；0006 将激光聚焦于晶圆内部进行照射，自晶圆正面向晶圆内部的位置形成改质层，然后在晶圆背面与所述改质层相对应的位置进行激光照射，在晶圆背面形成标记槽；0007 沿标记槽的位置在晶圆背面进行水刀切割且不切到底，自晶圆背面向晶圆内部形成水刀切割槽，所述水刀切割槽远离晶圆背面的一端与改质层相连；和0008 沿改质层进行裂片引伸，直至各个MEMS结构之间完全分开。0009 进一步的，在不同实施方式中，其中保护MEMS结构的步骤中，将设有孔的第一膜贴在晶圆正面，所述孔与MEMS结构一一对应，再将完整的第二膜贴在第一膜的上面。0010。
9、 进一步的，在不同实施方式中，其中孔的尺寸略大于MEMS结构，MEMS结构对应孔的正中间位置。0011 进一步的，在不同实施方式中，其中形成改质层的步骤中，先后将激光聚焦于晶圆内部进行两次激光照射，形成第一改质层和第二改质层，所述第一改质层和第二改质层相互分离。0012 进一步的，在不同实施方式中，其中第一改质层的深度为自晶圆正面向晶圆内部025m，第二改质层的深度为自晶圆正面向晶圆内部3560m，第一改质层和第二改说 明 书CN 102897708 A2/3页4质层的宽度为2025m。0013 进一步的，在不同实施方式中，其中第一改质层和第二改质层相距010m。0014 进一步的，在不同实施。
10、方式中，其中标记槽的深度为35m。0015 进一步的，在不同实施方式中，其中水刀切割槽的宽度为1540m。0016 进一步的，在不同实施方式中，其中水刀切割的步骤之后，裂片引伸的步骤之前，还包括对晶圆背面用高压去离子水清洗并甩干。0017 进一步的，在不同实施方式中，其中裂片引伸的步骤中，沿改质层进行裂片引伸，然后在晶圆背面贴膜，再将晶圆正面的膜揭掉，再次进行引伸，直至各个MEMS结构之间完全分开。0018 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明MEMS晶圆的切割方法，先自晶圆正面向晶圆内部的浅层进行激光照射形成改质层，接着在晶圆背面进行水刀切割且不切到底，再用裂片引伸工艺将各个MEMS结。
11、构分开，本发明充分结合激光照射与水刀切割的优势，实现对MEMS晶圆的无崩边、低沾污切割，为当前MEMS器件的芯片分离技术难题提供了良好的解决方案。附图说明0019 图1是本发明涉及的MEMS晶圆的切割方法中保护MEMS结构步骤的剖面示意图；0020 图2是本发明涉及的MEMS晶圆的切割方法中激光照射步骤的剖面示意图；0021 图3是本发明涉及的MEMS晶圆的切割方法中水刀切割步骤的剖面示意图；和0022 图4是本发明涉及的MEMS晶圆的切割方法中裂片引伸步骤的剖面示意图。具体实施方式0023 下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。0024 本发明涉及的MEMS晶圆的切割方法，其包括以下步骤。
12、：0025 第一步，保护MEMS结构，0026 如图1所示，MEMS晶圆1的正面11设有MEMS结构13。将设有孔21的第一膜2贴在晶圆正面11，孔21与MEMS结构13一一对应，且孔21的尺寸略大于MEMS结构13，MEMS结构对应孔21的正中间位置。再将完整的第二膜22贴在第一膜2的上面，由此在孔21处形成一个封闭的保护空间，MEMS结构13得到有效保护。0027 第二步，晶圆减薄，0028 对晶圆1的背面12进行减薄。由于MEMS结构13已经受到第一膜2和第二膜22的保护，减薄过程中不会有脏水进入晶圆正面11。减薄后更换第二膜22，重新贴一张干净的第二膜。0029 第三步，激光照射，00。
13、30 将激光聚焦于晶圆内部进行照射，自晶圆正面11向晶圆内部的位置形成改质层。本实施方式中，先后将激光聚焦于晶圆内部进行两次激光照射，形成第一改质层31和第二改质层32。如图2所示，首先，将激光聚焦于自晶圆正面11向晶圆内部12.5m深度的位置进行第一次激光照射，激光宽度2025m，形成第一改质层31，其深度自晶圆正面11向晶圆内部025m。接着，沿垂直于晶圆表面的方向距离第一改质层31处010m的位说 明 书CN 102897708 A3/3页5置做第二次激光照射形成第二改质层32，将激光聚焦于自晶圆正面11向晶圆内部47.5m深度的位置进行第二次激光照射，激光宽度还是2025m，形成第二改。
14、质层32，其深度自晶圆正面11向晶圆内部3560m。第二改质层32与第一改质层31相距010m。由此自晶圆正面11至晶圆内部5060m深度有两个位置的晶格被激光打断，且两处被打断的晶格相互分离。由于激光只在晶圆正面11的表层进行两次分离的照射，故而激光剖面不会产生大量的较大硅颗粒。0031 然后在晶圆背面12上与改质层相对应的位置进行激光照射，在晶圆背面形成标记槽33，其深度为35m。0032 第四步，水刀切割，0033 如图3所示，沿标记槽33的位置在晶圆背面12进行水刀切割且不切到底，残留5060m厚度的晶圆，自晶圆背面12向晶圆内部形成水刀切割槽34，水刀切割槽34远离晶圆背面12的一端。
15、与第二改质层32基本相连。由于工艺的精度原因，水刀切割槽34与第二改质层32可以完全相连，也可以局部重叠，还可以相互紧邻。在不同实施方式中，水刀切割槽34的宽度可以为1540m；本实施方式中，水刀切割槽34的宽度为35m。0034 此时，晶圆1还是完整的晶圆，晶圆正面11还有第一膜2和第二膜22的保护，所以水刀切割过程中脏水沾污不了晶圆正面11。0035 水刀切割完成后，对晶圆背面12用高压去离子水清洗并甩干。0036 第五步，裂片引伸，0037 如图4所示，先进行裂片引伸，因自晶圆正面11到晶圆内部的浅层(5060m)是采用激光照射的方法打断晶格形成改质层31，32，所以在裂片引伸时晶圆1会。
16、沿着激光处即改质层裂开，引伸后不存在崩边的情况。引伸后在晶圆背面12贴膜24，然后揭掉晶圆正面11的膜再次引伸，引伸后各个MEMS结构之间被完全拉开。0038 综上所述，本发明MEMS晶圆的切割方法，先自晶圆正面到晶圆内部的浅层(5060m)进行激光照射，再在晶圆背面进行水刀不切到底的切割(残留5060m厚度的晶圆)，接着用裂片引伸工艺将各个MEMS结构分开的方法，实现MEMS晶圆的无崩边、低沾污切割。0039 以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。说 明 书CN 102897708 A1/2页6图1图2说 明 书 附 图CN 102897708 A2/2页7图3图4说 明 书 附 图CN 102897708 A。