[发明专利]带空腔SOI晶圆的对准标记制作方法和空腔位置确定方法

说明书

本发明提供了带空腔SOI晶圆的对准标记制作方法和空腔位置确定方法，对准标记制作方法包括：步骤1：提供第一组硅片，通过光刻和刻蚀工艺形成空腔结构；步骤2：提供第二组硅片，通过光刻和刻蚀工艺在表面预定位置处形成至少两个凹槽；步骤3：将第二组硅片的上下表面进行氧化处理形成氧化层，凹槽中应填充满氧化物，然后对氧化层进行磨平；步骤4：将两组硅片进行键合，得到带空腔SOI晶圆；步骤5：刻蚀掉带空腔SOI晶圆顶部的氧化物，并研磨顶部硅片至被氧化物填充的凹槽的表面处停止，将氧化物填充的凹槽作为空腔的对准标记，其中，根据对准标记与各个空腔的相对位置关系，确定带空腔SOI晶圆上所有的空腔的位置。

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，具体涉及带空腔SOI晶圆的对准标记制作方法和空腔位置确定方法。

技术背景

SOI全称为Silicon-On-Insulator，即绝缘衬底上的硅，该技术是在顶层硅和背衬底之间引入了一层埋氧化层，有效降低了顶层硅和背衬底之间的寄生电容，且能够承受较高的压力和温度，延长产品寿命，简化MEMS器件的设计和制造工艺，缩短研发时间。

为了满足一些特定MEMS器件的工艺要求，通过在传统SOI衬底中预设空腔形成一种带有空腔的新型SOI(Cavity-SOI)，与普通的SOI材料相比，其衬底在键合前通过光刻及刻蚀工艺开出了特定的孔洞，且这些孔洞在背衬底表面形成特定的图形分布。但是，由于空腔预先形成于顶层硅和背衬底之间，在键合后形成的带有空腔的SOI无法在表面直接确定空腔的位置，进而会出现无法对标的问题。根据调研，目前还无相关的公开技术能够解决空腔对准的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种带空腔SOI晶圆的对准标记制作方法和空腔位置确定方法。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

对准标记制作方法

本发明提供一种带空腔SOI晶圆的对准标记制作方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：提供第一组硅片，通过光刻和刻蚀工艺形成空腔结构；步骤2：提供第二组硅片，通过光刻和刻蚀工艺在表面预定位置处形成至少两个凹槽；步骤3：将第二组硅片的上下表面进行氧化处理形成氧化层，凹槽中应填充满氧化物，然后对氧化层进行磨平；步骤4：将第一组硅片和第二组硅片进行键合，使第一组硅片带有空腔的一面和第二组硅片带有凹槽的一面相接触，得到带空腔SOI晶圆；步骤5：刻蚀掉带空腔SOI晶圆顶部的氧化物，并研磨顶部硅片至被氧化物填充的凹槽的表面处停止，将氧化物填充的凹槽作为空腔的对准标记，其中，根据对准标记与各个空腔的相对位置关系，确定带空腔SOI晶圆上所有的空腔的位置。

优选地，本发明提供的带空腔SOI晶圆的对准标记制作方法还可以具有以下特征：在步骤2中，凹槽的位置应与空腔的边缘相对应，并且不与空腔相重叠。

优选地，本发明提供的带空腔SOI晶圆的对准标记制作方法还可以具有以下特征：预定位置为预设的凹槽与空腔的边缘特征点的相对位置，根据预定位置与各个空腔边缘特征点位置的相对三维坐标关系，确定带空腔SOI晶圆上所有的空腔的三维位置信息。

优选地，本发明提供的带空腔SOI晶圆的对准标记制作方法还可以具有以下特征：磨平处理采用化学机械研磨(CMP)技术。

另外，本发明提供的带空腔SOI晶圆的对准标记制作方法还可以具有以下特征：空腔的横截面形状为任意多边形或者圆形；凹槽的横截面形状为任意多边形或者圆形，优选为矩形。

位置确定方法

进一步，本发明还提供了一种带空腔SOI晶圆中空腔位置的确定方法，其特征在于：采用上述对准标记制作方法所描述的对准标记制作方法制得具有对准标记的带空腔SOI晶圆；然后根据对准标记与各个空腔的相对位置关系，确定带空腔SOI晶圆上所有的空腔的位置。

发明的作用与效果