專利名稱：用以制備電容式硅微麥克風的晶片的無切割制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種晶片的制造方法，特別是指一種電容式硅微麥克風的晶片的制造方法。
背景技術(shù)：
自1984年第一個利用晶片封裝制備成的硅微麥克風發(fā)表后，由于具有體積小、重量輕，兼且以半導(dǎo)體制造方法與微機電制造方法技術(shù)制造的晶片具有可以精確控制尺寸、圖像，并可以批次生產(chǎn)、成本低廉，且易與其他相關(guān)電子元件(晶片)整合集成的優(yōu)點，因此成為各界主要的研究改善對象。
用于封裝制備硅微麥克風的晶片可簡單區(qū)分成單晶片式晶片與雙晶片式晶片二種，單晶片式晶片是由單一基板經(jīng)過半導(dǎo)體制造方法，例如光刻、蝕刻、蒸(濺)鍍等，再經(jīng)切割分離制得的；而雙晶片式晶片則是由兩基板分別經(jīng)過多數(shù)道半導(dǎo)體制造方法分別制得二晶片后，再將兩晶片鍵合(bonding)而得的。
然而，無論是何種晶片，其共同的缺點都在于制備完成的晶圓必須經(jīng)過“切割(sawing)”才可以取得多個晶片；而在進行切割的過程中，不但會因為切割刀材的震動損及晶片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，進而造成晶片的微元件構(gòu)造的損壞，同時，切割所產(chǎn)生的細碎物也會污染晶片，進而導(dǎo)致整體硅微麥克風良率的降低。
因此，如何設(shè)計用于封裝制備硅微麥克風的晶片結(jié)構(gòu)，并配合設(shè)計這些晶片的制造方法，以提升晶片本身的制造方法良率，是業(yè)界、學界一直努力的目標。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的，即在提供一種用以制備電容式硅微麥克風的晶片的無切割制造方法。
于是，本發(fā)明用以制備電容式硅微麥克風的晶片的無切割制造方法，包含以下步驟。
在一基材上以導(dǎo)體材料定義多個彼此相間隔的第一電極膜，且每一電極膜具有多個穿通其上、下表面的穿孔。
在前一步驟所制得的半成品中的每一電極膜上形成一對應(yīng)的犧牲板塊。
在前一步驟所制得的半成品中的每一犧牲板塊上形成一對應(yīng)的振膜。
在前一步驟所制得的半成品中的每一振膜上，以導(dǎo)體材料形成一對應(yīng)的第二電極膜。
在前一步驟所制得的半成品的該基材上，對應(yīng)該多個第一電極膜形成多個可保護該基材的對應(yīng)區(qū)域不被蝕刻的遮覆圖像，該每一遮圖像具有多個對應(yīng)于該第一電極膜的多個穿孔的穿孔，及一貫穿其上、下表面且將對應(yīng)的第一電極膜圈限其中的蝕刻道。
自前一步驟所制得的半成品中的每一遮覆圖像的多個穿孔向內(nèi)蝕刻移除該基材對應(yīng)于這些穿孔的區(qū)域，及該犧牲板塊對應(yīng)這些穿孔的一中央?yún)^(qū)域，同時自每一遮覆圖像的蝕刻道向內(nèi)蝕刻移除該基材對應(yīng)于該蝕刻道的區(qū)域。
最后將前一步驟所制得的半成品的每一遮覆圖像移除，即制得多個相分離的該電容式硅微麥克風的晶片。
本發(fā)明的功效在于蝕刻移除犧牲板塊的中央?yún)^(qū)域以制得電容式硅微麥克風的晶片所必須的氣室時，同步以蝕刻方式將多個晶片半成品切割分離，而無須以傳統(tǒng)的晶圓切割方式切割制得多個晶片，避免晶片以傳統(tǒng)的晶圓切割方式取得時所造成的破壞，提升晶片的制造方法良率。


下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細說明，附圖中圖1是一流程圖，說明本發(fā)明一種用以制備電容式硅微麥克風的晶片的無切割制造方法的一第一優(yōu)選實施例的前四步驟；圖2是一流程圖，說明本發(fā)明一種用以制備電容式硅微麥克風的晶片的無切割制造方法的一第一優(yōu)選實施例的后四步驟；圖3是一示意圖，說明以圖1、圖2的無切割制造方法所制備的晶片；圖4是一流程圖，說明本發(fā)明一種用以制備電容式硅微麥克風的晶片的無切割制造方法的一第二優(yōu)選實施例的前五步驟；圖5是一流程圖，說明本發(fā)明一種用以制備電容式硅微麥克風的晶片的無切割制造方法的一第二優(yōu)選實施例的后四步驟；圖6是一流程圖，說明本發(fā)明一種用以制備電容式硅微麥克風的晶片的無切割制造方法的一第三優(yōu)選實施例的前五步驟；圖7是一流程圖，說明本發(fā)明一種用以制備電容式硅微麥克風的晶片的無切割制造方法的一第三優(yōu)選實施例的后四步驟；圖8是一示意圖，說明以圖6、圖7的無切割制造方法所制備的晶片。
具體實施例方式
在詳細描述本發(fā)明前，要注意的是，在以下的說明內(nèi)容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1、圖2，本發(fā)明一種用以制備電容式硅微麥克風的晶片的無切割制造方法的一第一優(yōu)選實施例，是制備如圖3所示的晶片2。
先請參閱圖3，用于封裝制備電容式硅微麥克風的晶片2包含一背板21、一與該背板21連接的環(huán)形間隔壁22，及一設(shè)置在該間隔壁22上的振膜單元23。
該背板21具有一薄板態(tài)樣的基材211、一以導(dǎo)電材質(zhì)形成在該基材211上的背板電極212，及多個穿通該基材211與該背板電極212的音孔213。
該間隔壁22連接在該基材211上并將該背板電極212環(huán)圍其中。
該振膜單元23具有一呈薄板態(tài)樣且下表面連接在該間隔壁22頂緣的振膜231，及一以導(dǎo)電材質(zhì)形成在該振膜231上表面上的振膜電極232，該振膜231具有多個穿通其上、下表面且彼此相間隔地排列成環(huán)形的均壓孔233。
該背板21、間隔壁22與振膜231共同界定一借這些音孔213與外界連通的氣室24，供該振膜231受到聲壓作用時對應(yīng)產(chǎn)生形變用；該背板電極212與該振膜電極232在晶片2封裝成電容式硅微麥克風而帶電荷后，共同構(gòu)成一可對應(yīng)該振膜231形變而變化的電容。
上述的晶片2在經(jīng)過以下詳細的制造方法，以及封裝制備成電容式硅微麥克風的說明后，當可更清楚地明白。
參閱圖1、圖2，制備電容式硅微麥克風的晶片2的無切割制造方法，是先以步驟51在以硅晶圓作為基材11，清洗后利用黃光光刻技術(shù)在其上表面以導(dǎo)體材料定義出多個彼此相間隔的第一電極膜12(即晶片2的背板電極212)，且每一電極膜12具有多個穿通其上、下表面的穿孔121。在此，第一電極膜12是以鉻/金(Cr/Au)蒸鍍200/2000形成。
接著進行步驟52，同樣以黃光光刻技術(shù)在前一步驟所制得的半成品中的每一第一電極膜12上形成一對應(yīng)的犧牲板塊13。在此，是以無機材料，如氧化硅(SiO2)應(yīng)用等離子增強化學氣相沉積(PECVD)方式定義出厚度若干微米(μm)且具有預(yù)定圖像(即多個對應(yīng)第一電極膜12的犧牲板塊13態(tài)樣)的無機材料層形成。
然后以步驟53，在前一步驟52所制得的半成品中的每一犧牲板塊13上形成對應(yīng)的該具有多個均壓孔233的振膜231；振膜材料為微機電(MEMS)技術(shù)領(lǐng)域中常用的無機材料，例如多晶硅(polysilicon)、氮化硅(Si3N4，silicon nitride)、氧化硅(SiO2，silicon dioxide)，或是復(fù)合材料，或是耐高溫的有機高分子材料，例如聚酰亞胺(polyimide)、聚對二甲苯(parylene)、雙苯基環(huán)丁烯(BCB)、壓克力(PMMA)等；在此，是選用聚酰亞胺為材料，應(yīng)用例如旋轉(zhuǎn)鍍覆(spinner coating)或是化學沉積等方式先形成一薄層后，再利用黃光光刻技術(shù)定義出該每一具有多個均壓孔233的振膜231。
接著進行步驟54繼續(xù)以黃光光刻技術(shù)在前一步驟所制得的半成品中的每一振膜231上，以導(dǎo)體材料形成一對應(yīng)的第二電極膜14(即晶片2的振膜電極212)。在此，第二電極膜14是以鉻/金(Cr/Au)蒸鍍200/2000形成。
然后進行步驟55，同樣地應(yīng)用黃光光刻技術(shù)，在前一步驟所制得的半成品的該基材11底面，對應(yīng)該多個第一電極膜12形成多個可以對應(yīng)保護基材11不被蝕刻移除的遮覆圖像15，且該每一遮覆圖像15具有多個對應(yīng)于該第一電極膜12的多個穿孔121的穿孔151，及一貫穿其上、下表面且將對應(yīng)的第一電極膜12圈限其中的蝕刻道152，而使得基材11對應(yīng)于這些穿孔151與蝕刻道152的區(qū)域裸露。
接著進行步驟56，利用電感耦合等離子蝕刻機(ICP，InductiveCoupling Plasma Etching)自前一步驟所制得的半成品中，每一遮覆圖像15的多個穿孔151向內(nèi)蝕刻移除該基材11對應(yīng)于這些穿孔151的區(qū)域，使得該基材11被蝕刻移除的對應(yīng)區(qū)域與該第一電極膜12的多數(shù)穿孔121共同形成該晶片2的音孔213，同時，蝕刻也自蝕刻道152向內(nèi)發(fā)生而蝕刻移除該基材11對應(yīng)于該蝕刻道152的區(qū)域，此時，由于基材11對應(yīng)于該蝕刻道152的區(qū)域被蝕刻移除，而切割出多個相分離的晶片半成品。
然后進行步驟57，再以氧化物蝕刻緩沖液(BOE，Buffer OxidationEtchant)，自多個晶片半成品的遮覆圖像15的多個穿孔151，及基材11被蝕刻移除的對應(yīng)區(qū)域更向內(nèi)蝕刻移除犧牲板塊13對應(yīng)這些穿孔151的一中央?yún)^(qū)域131，此等被蝕刻移除的中央?yún)^(qū)域131即為晶片2的氣室24部分，而該犧牲板塊13未被蝕刻移除的部分即為晶片2的間隔壁22。
最后以步驟58，將前一步驟57所制得多數(shù)晶片半成品上的遮覆圖像15移除，即制得多個相分離的晶片2。
參閱圖4、圖5，本發(fā)明一種用以制備電容式硅微麥克風的晶片2的無切割制造方法的一第二優(yōu)選實施例，是與上例相似，用以制備如圖3所示的晶片2，其不同處僅在于在依序以步驟51至步驟54形成該第一電極膜12、犧牲板塊13、振膜231與第二電極膜14后，在進行步驟55形成該多個遮覆圖像15前，更以步驟6將所制得的半成品以該多個第二電極膜14朝向一玻璃檔板16而此半成品貼附在該檔板16上，再以研磨方式將基材11研磨至不大于50μm，用以薄化基材11，進而減少后續(xù)蝕刻移除基材11的部分區(qū)域時所需蝕刻的基材11厚度、蝕刻時間，降低蝕刻制造過程中的不可測變因，提升整體制造過程的良率；并在以步驟58將制得的相分離的多個晶片半成品上的每一遮覆圖像15移除后，即可制得粘附在檔板16上多數(shù)整齊排列的晶片2，以利進行后續(xù)的封裝作業(yè)。由于其他過程皆與上例相似，在此不再重復(fù)贅述。
參閱圖6、圖7，本發(fā)明一種用以制備電容式硅微麥克風的晶片2的無切割制造方法的一第三優(yōu)選實施例，是與上例相似，用以制備如圖8所示的晶片8。
先請參閱圖8，該晶片8與圖3所示的晶片2相似，其不同處僅在于該晶片8的基材11是一超低阻值的p+型半導(dǎo)體材料，且該晶片8更包含一以導(dǎo)電材料形成在該基材11底面而與該背板電極212相電連接的歐姆接觸墊81，用以將該背板電極212的電信號導(dǎo)引至該歐姆接觸墊81，進而于封裝后向外傳導(dǎo)以供后續(xù)應(yīng)用；由于其他構(gòu)造皆與圖2所示的晶片相似，在此不再重復(fù)贅述。
參閱圖6、圖7，在制造方法上，本例與上二例所述的無切割制造方法相似，其不同處僅在于進行步驟51時，即選用高摻雜的超低阻值的p+型半導(dǎo)體材料作為基材11，且在依序以步驟51至步驟54形成該第一電極膜12、犧牲板塊13、振膜231與第二電極膜14之后，并在進行步驟55形成該多個遮覆圖像15之前，更以步驟7在所制得的半成品的基材11底面，選用導(dǎo)電材料以例如蒸鍍、濺鍍等方式形成該歐姆接觸墊81，以利配合后續(xù)封裝的實施；由于其他過程皆與上二例相似，在此不再重復(fù)贅述。
綜合上述說明可知，本發(fā)明用以制備電容式硅微麥克風的晶片的無切割制造方法，主要是在基材11上依序形成多個第一電極膜12、多個犧牲板塊13、多個振膜231與多個第二電極膜14后，利用形成在基材11底面的多個遮覆圖像15保護不欲蝕刻部分，而直接以蝕刻方式形成晶片2的音孔123、氣室24，同時也將多個原本彼此相連的晶片半成品以蝕刻方式切割分離，而制得多個相分離的電容式硅微麥克風的晶片2，確實可以避免以傳統(tǒng)的晶圓切割方式切割分離制得多個晶片時，對晶片本身所造成的破壞，提升晶片的制造方法良率，達到本發(fā)明的創(chuàng)作目的。
權(quán)利要求
1.一種用以制備電容式硅微麥克風的晶片的無切割制造方法，其特征在于，該無切割制造方法包含(a)在一基材上以導(dǎo)體材料定義多個彼此相間隔的第一電極膜，且該每一第一電極膜分別具有多個穿通其上、下表面的穿孔；(b)在該步驟(a)所制得的半成品中的每一第一電極膜上形成一對應(yīng)的犧牲板塊；(c)在該步驟(b)所制得的半成品中的每一犧牲板塊上形成一對應(yīng)的振膜；(d)在該步驟(c)所制得的半成品中的每一振膜上，以導(dǎo)體材料形成一對應(yīng)的第二電極膜；(e)在該步驟(d)所制得的半成品的該基材上，對應(yīng)該多個第一電極膜形成多個可保護該基材的對應(yīng)區(qū)域不被蝕刻的遮覆圖像，該每一遮覆圖像具有多個對應(yīng)于該第一電極膜的多個穿孔而使該基材的對應(yīng)區(qū)域裸露的穿孔，及一貫穿其上、下表面而使該基材的對應(yīng)區(qū)域裸露且將對應(yīng)的第一電極膜圈限其中的蝕刻道；(f)自該步驟(e)所制得的半成品中的每一遮覆圖像的多個穿孔向內(nèi)蝕刻移除該基材對應(yīng)于這些穿孔的區(qū)域，及自蝕刻道向內(nèi)蝕刻移除該基材對應(yīng)于該蝕刻道的區(qū)域而將該基材切割分離，而制得多個相分離的晶片半成品；(g)自該步驟(f)所制得的多個晶片半成品中的每一遮覆圖像的多個穿孔與該基材對應(yīng)于這些穿孔的被移除區(qū)域更向內(nèi)將該犧牲板塊對應(yīng)這些穿孔的一中央?yún)^(qū)域蝕刻移除；及(h)將該步驟(g)所制得的半成品的每一遮覆圖像移除，制得多個相分離的晶片。
2.如權(quán)利要求1所述用以制備電容式硅微麥克風的晶片的無切割制造方法，其特征在于該步驟(e)在形成多個遮覆圖像前，先將該步驟(d)所制得的半成品的該基材薄化。
3.如權(quán)利要求2所述用以制備電容式硅微麥克風的晶片的無切割制造方法，其特征在于薄化該基材時，是將該步驟(d)所制得的半成品以該多個第二電極膜朝向一玻璃檔板而貼附在該檔板上，再以研磨方式薄化該基材至不大于50μm。
4.如權(quán)利要求2所述用以制備電容式硅微麥克風的晶片的無切割制造方法，其特征在于該基材是一低阻值的半導(dǎo)體材料，且在進行該步驟(e)前，在該步驟(d)所制得的半成品的該基材的一底面上，對應(yīng)該多個第一電極膜以導(dǎo)電材料形成分別與該第一電極膜電連接的歐姆接觸墊。
5.如權(quán)利要求4所述用以制備電容式硅微麥克風的晶片的無切割制造方法，其特征在于該步驟(b)是應(yīng)用等離子增強化學氣相沉積方式將無機材料沉積厚度為數(shù)微米并具有預(yù)定圖像的無機材料層構(gòu)成該多個犧牲板塊。
6.如權(quán)利要求5所述用以制備電容式硅微麥克風的晶片的無切割制造方法，其特征在于該步驟(c)是選用耐高溫的有機高分子材料形成一薄膜，再以黃光光刻技術(shù)將該薄膜定義成該多個振膜，且使該每一振膜更具有多個穿通其上、下表面并彼此間隔地成環(huán)形分布的均壓孔。
全文摘要
本發(fā)明涉及用以制備電容式硅微麥克風的晶片的無切割制造方法。本發(fā)明是先在基材上依序形成具有多數(shù)穿孔的多個第一電極膜、多個犧牲板塊、多個振膜與多個第二電極膜，接著在基材底面對應(yīng)該多個第一電極膜形成多數(shù)遮覆圖像，每一遮圖像具有對應(yīng)于多個穿孔的穿孔，及將第一電極膜圈限的蝕刻道，然后自遮覆圖像的穿孔向內(nèi)蝕刻移除基材對應(yīng)于穿孔的區(qū)域，及犧牲板塊的中央?yún)^(qū)域，同時自蝕刻道向內(nèi)蝕刻移除基材對應(yīng)于蝕刻道的區(qū)域，最后，移除這些遮覆圖像即制得多個相分離的電容式硅微麥克風的晶片。
文檔編號H04R19/04GK101064970SQ200610076909
公開日2007年10月31日 申請日期2006年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月25日
發(fā)明者洪瑞華, 張昭智, 林宗穎, 蔡圳益 申請人:佳樂電子股份有限公司