[发明专利]一种背腐蚀切割MEMS硅晶圆片的方法

权利要求书

1.一种背腐蚀切割MEMS硅晶圆片的方法，其特征在于，所述方法主要为：在MEMS硅晶圆片背面制备隔热腔的同时，对MEMS硅晶圆片进行背腐蚀形成腐蚀结构。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MEMS硅晶圆片为表面有悬空结构的MEMS硅晶圆片；

优选地，所述悬空结构为薄膜振荡器、微型气敏传感器或悬臂梁结构中任意一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述腐蚀结构为围绕隔热腔设置的腐蚀槽；

优选地，所述腐蚀槽的宽度为10μm～200μm；

优选地，所述腐蚀结构包括横向腐蚀槽和纵向腐蚀槽，横向腐蚀槽和纵向腐蚀槽的交叉处不连接；

优选地，所述横向腐蚀槽和纵向腐蚀槽的交叉处，横向腐蚀槽和纵向腐蚀槽之间间隔至少10μm，优选为10μm～500μm；

优选地，所述腐蚀槽的深度为MEMS硅晶圆片背面硅片厚度的一半以上。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法主要为：在MEMS硅晶圆片背面采用干法刻蚀与湿法腐蚀相结合方式，同时制备隔热腔和腐蚀结构。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

(1)在MEMS硅晶圆片背面进行光学曝光，显影暴露出腐蚀槽结构切割线；

(2)以光刻胶作为掩膜在MEMS硅晶圆片背面进行干法刻蚀，去除MEMS硅晶圆片背面的复合层，并暴露出硅片，然后去除光刻胶；

(3)以步骤(2)中未被干法刻蚀去除的复合层作为掩膜，对MEMS硅晶圆片背面进行湿法腐蚀，得到隔热腔和腐蚀结构。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述MEMS硅晶圆片中的硅层为双面抛光的单晶硅片，其厚度为200μm～1000μm，晶向为<100>；

优选地，步骤(1)所述MEMS硅晶圆片中的硅层的两面设有复合层；

优选地，所述复合层为氧化硅和/或氮化硅；

优选地，所述复合层的厚度为50nm～5000nm。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述光学曝光中以光刻胶和带有腐蚀结构的掩膜板在MEMS硅晶圆片背面进行光学曝光。

8.根据权利要求5-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述干法刻蚀采用等离子体刻蚀，其中所用腐蚀气体为六氟化硫和/或三氟甲烷；

优选地，步骤(2)所述干法刻蚀的同时使用深硅刻蚀，去除10μm～300μm的硅层。

9.根据权利要求5-8任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述湿法腐蚀为采用碱性溶液进行腐蚀；

优选地，所述碱性溶液为氢氧化钾溶液或乙二胺与邻苯二酚的水溶液；

优选地，所述氢氧化钾溶液中的溶剂为水和/或水与异丙醇的混合物；

优选地，所述氢氧化钾溶液的浓度20wt％～35wt％；

优选地，所述碱性溶液为氢氧化钾溶液时，其腐蚀的温度为75℃～80℃；

优选地，所述乙二胺与邻苯二酚的水溶液中乙二胺、邻苯二酚和水的摩尔比为35:4:61；

优选地，所述碱性溶液为乙二胺与邻苯二酚的水溶液时，其腐蚀的温度为115℃；

优选地，所述湿法腐蚀的时间为2h～6h。

10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，经背腐蚀切割后的MEMS硅晶圆片经裂片分离与焊接封装后得到MEMS芯片产品。