[发明专利]半导体器件的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种半导体器件的形成方法。

背景技术

微机电系统(MEMS,Micro-Electro-MechanicalSystem)是以半导体制造技术为基础发展起来的先进的制造技术平台。现有的MEMS时钟是MEMS技术一大应用。

参照图1、2，图2为图1沿AA方向的剖面结构示意图，在第一晶圆1上形成有若干间隔排布的MEMS器件2，该MEMS器件2为MEMS时钟，在MEMS时钟周围形成有集成电路，该集成电路与MEMS时钟电连接，用于每个MEMS时钟输入和输出信号，在每个MEMS器件2周围具有环绕该MEMS器件2的一个键合区3，相邻两键合区3之间相互隔开。

参照图3，在第一晶圆1上形成第二晶圆4，第二晶圆4的正面在键合区3与第一晶圆1键合，在第二晶圆4与每个MEMS器件2之间具有第一空腔5，在第二晶圆4与键合区3外的第一晶圆部分之间具有第二空腔6，第一空腔5为真空。

参照图4、图5，图5为图4沿BB方向的剖面结构示意图，沿垂直于第二晶圆4的背面方向，在第二晶圆4的背面对应整个第二空腔6的位置，使用切刀切割去除位于第二空腔6上全部厚度的第二晶圆，露出第二空腔6。这样，每个MEMS器件2上剩余的第二晶圆部分作为帽层7，帽层7确保包含MEMS器件2在内的第一空腔5为真空。该真空设置能减少MEMS时钟工作时的能量损耗，即MEMS时钟在工作时会振动，真空相比空气能避免对MEMS时钟的振动产生阻尼影响，以提升计时稳定性和准确性。之后，通过沿第一晶圆的切割位置切割第一晶圆得到若干具有MEMS器件的芯片。

但是，使用上述方法得到的具有MEMS器件的芯片性能不佳。

发明内容

本发明解决的问题是，现有技术形成的具有MEMS器件的芯片性能不佳。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体器件的形成方法，该形成方法包括：

提供第一晶圆，在所述第一晶圆上形成有若干间隔排布的MEMS器件，在所述第一晶圆上，对应每个MEMS器件具有一个环绕MEMS器件的第一区，所述第一区为键合区，所述第一晶圆上所有第一区外的区域作为第二区；

提供第二晶圆，所述第二晶圆具有正面和背面，所述第二晶圆的正面形成有若干第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽的侧壁为环形，每个所述第一凹槽侧壁对应一个第一区的位置，所述第二凹槽对应整个第二区的位置；

将所述第二晶圆正面与第一晶圆键合，每个第一凹槽的侧壁在一个第一区与第一晶圆通过键合结合，所述第二区与第二凹槽相对；

沿垂直于第二晶圆背面方向，在第二晶圆背面对应全部第二凹槽的位置，使用切刀切割部分厚度的第二晶圆，在第二晶圆背面形成第三凹槽，所述第三凹槽对应所述第一晶圆的切割位置，所有第一区在第二晶圆背面的投影为第三凹槽所包围；

刻蚀去除第三凹槽底部的第二晶圆部分，露出所述第一晶圆的切割位置。

可选地，使用干法刻蚀，去除所述凹槽底部的第二晶圆部分。

可选地，在干法刻蚀过程中，使用终点监测技术。

可选地，在干法刻蚀过程中使用的气体为SF₆和C₄F₈的混合气体。

可选地，在所述干法刻蚀过程中，SF₆的流量范围为570sccm～630sccm，C₄F₈的流量范围为315sccm～385sccm，源功率范围为1320W～3080W，刻蚀过程中刻蚀腔内的压力范围为40mTorr～50mTorr。

可选地，在键合后、使用切刀切割部分厚度的第二晶圆之前，对所述第二晶圆进行减薄处理。

可选地，所述键合过程处于真空环境中。

可选地，所述MEMS器件为MEMS时钟。

可选地，对所述第二晶圆进行减薄处理的方法为化学机械研磨。

可选地，所述第一凹槽的底面与MEMS器件之间的距离范围为5μm～50μm。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：