EP2473438A1 - Herstellungsverfahren für ein verkapptes mikromechanisches bauelement, entsprechendes mikromechanisches bauelement und kappe für ein mikromechanisches bauelement - Google Patents

Herstellungsverfahren für ein verkapptes mikromechanisches bauelement, entsprechendes mikromechanisches bauelement und kappe für ein mikromechanisches bauelement

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Publication number
EP2473438A1
EP2473438A1 EP10739911A EP10739911A EP2473438A1 EP 2473438 A1 EP2473438 A1 EP 2473438A1 EP 10739911 A EP10739911 A EP 10739911A EP 10739911 A EP10739911 A EP 10739911A EP 2473438 A1 EP2473438 A1 EP 2473438A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substrate
intermediate substrate
cap
perforations
mems
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10739911A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Pinter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2473438A1 publication Critical patent/EP2473438A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00261—Processes for packaging MEMS devices
    • B81C1/00333—Aspects relating to packaging of MEMS devices, not covered by groups B81C1/00269 - B81C1/00325
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0174—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate for making multi-layered devices, film deposition or growing
    • B81C2201/019—Bonding or gluing multiple substrate layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2203/00—Forming microstructural systems
    • B81C2203/01—Packaging MEMS
    • B81C2203/0118—Bonding a wafer on the substrate, i.e. where the cap consists of another wafer

Definitions

  • the present invention relates to a production method for a capped micromechanical component, a corresponding micromechanical component and cap for a micromechanical component.
  • ME S Micro Electro Mechanical Systems
  • the thin-film capping has developed, which dispenses with a cap wafer and instead forms a cavity or cavern between the micromechanical structures to be exposed and a silicon layer produced by a conventional deposition process as a cap layer ,
  • DE 10 2006 049 259 A1 discloses a method for producing a micromechanical component having a cap layer, wherein a cap layer is deposited on a filling layer and subsequently micropores are produced in the cap layer. Subsequently, the filling layer is removed by gas-phase etching with CIF 3 introduced through the micropores, the selectivity of the etching mixture and the composition of the filling layer being adjusted such that the selectivity with respect to the cap layer is high enough so as not to attack them. After removal of the filling layer, the micropores are sealed by depositing a sealing layer.
  • the production method according to the invention for a capped micromechanical component according to claim 1 and the corresponding micromechanical component according to claim 12 are characterized by low production costs.
  • optical windows or electrical feedthroughs and interconnects can be integrated.
  • the core of the present invention is that in an intermediate substrate, for example a plastic film and two optional adhesive layers, perforations are provided at the locations of the subsequent cavities, for example by punching.
  • the intermediate substrate is then applied to an unpunched cap substrate, e.g. another plastic film, laminated.
  • the material of both substrates, ie cap substrate and intermediate substrate can then be punched out in the composite.
  • the result is a resulting laminate with cavities and through holes.
  • the resulting laminate is finally laminated to the MEMS functional wafer.
  • Ais plastic films for the laminate or the cap substrate and intermediate substrate are, for example, biaxially oriented polyester film (boPET), such as ylar ® , eiinex®, Teonex®, with high dimensional stability even at elevated temperatures.
  • biPET biaxially oriented polyester film
  • metallic layers can be provided on or in the laminate. They are available in opaque and transparent versions in thicknesses of approx.
  • Adhesive layers or protective films can also be applied on one or both sides in the intermediate substrate or lobe substrate. In these adhesive layers or protective films in the intermediate substrate cavities can be miteinge Weggt easily. By already applied to appropriate films adhesive layers no additional process for the application of bonding layers is required. Easier handling is possible if additional protective films are provided. Since such layers are used in electronics for flexible printed circuit boards, they are also available in a solderable version with various coatings (paints, inks, photosensitive emulsions or copper layers for electrical conductors and vias).
  • the substrate film material is not limited to the above-mentioned substances. Of course, other, for example suitable for printed circuit boards materials can be used.
  • the invention offers the advantage that the cap substrate or the intermediate substrate can be realized with very small thicknesses. A simple, fast and inexpensive sawing or otherwise separating is also possible.
  • Wafer aterials is also easily possible.
  • FIGS. 1a-h are schematic cross-sectional views for explaining a manufacturing method for a capped micromechanical device according to a first embodiment of the present invention
  • FIGS. 2 a - e are schematic cross-sectional views for explaining a production method for a canned micromechanical component according to a second embodiment of the present invention. Description of exemplary embodiments
  • FIGS. 1a-h show schematic cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a capped micromechanical device according to a first embodiment of the present invention.
  • reference numeral 1 denotes an intermediate substrate which comprises the following components: a plastic film KS, for example of Mylar®, Melinex ® or Teonex ®, a sputtered thereon metal layer 1 made of aluminum, an opening provided on the metal layer M1 first adhesive layer H1 from a Plastic adhesive, a provided under the plastic film KS second adhesive layer H2 of a plastic adhesive, a first protective film S1 on the first adhesive layer H1 and a second protective film S2 on the second adhesive layer H2.
  • Core component of the intermediate substrate 1 is the plastic film KS, the remaining layers are optional.
  • a micro-punching step is then carried out for producing perforations K at the positions at which cavities of the micromechanical component to be masked will later be located.
  • the front side protective film is removed S1 of the intermediate substrate 1, and a cap substrate KD first on this side from a further plastic film, for example, Mylar®, Melinex® or Teonex ®, or a wafer material on the exposed front side Adhesive layer H1 laminated.
  • a further plastic film for example, Mylar®, Melinex® or Teonex ®, or a wafer material on the exposed front side Adhesive layer H1 laminated.
  • Cap substrate KD optionally carries on the upper side also a protective film, which is designated by the reference symbol S3. As a result of this lamination, the cap substrate KD closes the perforations K on the front side VS of the intermediate substrate 1 'freed from the first protective foil SI.
  • passage openings D are subsequently provided in the intermediate substrate 1 'and the laminated cap substrate KD with the protective film S3, which lie laterally offset from the perforations K. These through-holes D should later make contact areas KP of the MEMS functional wafer 3 accessible (compare FIG. 1e).
  • the laminate consisting of the intermediate substrate 1 " which is freed from the second protective film S2, and from the cap ensubstrat KD with respect to the capped MEMS functional wafer 3 aligned with a plurality of components in such a way that the perforations K (of which only one is shown in FIG. 1) form respective cavities over corresponding functional areas FB of the MEMS functional wafer 3.
  • the through holes D are aligned such that they are arranged over corresponding contact regions KP of the MEMS functional wafer 3.
  • a base substrate SS made of glass which is optionally coated with a metal layer M2 of aluminum and an overlying adhesive layer H3 of plastic adhesive, to the back of the
  • Such functional areas FB can, for example, have structures of a micromirror. 1f, the base substrate SS, the MEMS functional wafer 3 and the intermediate substrate 1 "connected to the cap substrate KD are joined together under pressure and, if appropriate, at elevated temperature in order to join the composite shown in FIG Subsequently, the protective film S3 is removed from the top of the cap substrate KD by peeling.
  • the components are then singulated by means of S, wherein saw lines SL1, SL2 are schematically indicated in FIG. 1g.
  • the capped chip C shown in FIG. 1h is obtained, which in the present example is a micromirror chip.
  • FIGS. 2 a - e show schematic cross-sectional views for explaining a production method for a canned micromechanical component according to a second embodiment of the present invention.
  • the process state of the second embodiment shown in Figure 2a corresponds to the process state of the first embodiment shown in Figure 1c.
  • the intermediate substrate 2 of the second embodiment no metal layer on its front side VS ', but the adhesive layer H1' is applied to the plastic film KS '. Also applied to the plastic film KS 'is a back adhesive layer H2 "with overlying protective film S2".
  • the cap substrate KD ' which is laminated on the intermediate substrate 2, carries a front-side protective film S3 ".
  • the second embodiment differs from the first embodiment in that no through holes D are provided, but in the intermediate substrate 2 and in the cap substrate KD 'a rewiring device DK1, DK2 is provided which extends from the rear side of the adhesive layer HS "to the front side of the cap substrate KD '.
  • conductive adhesive LK is applied to the exposed areas of the contacts DK1, DK2 on the back side of the laminate of intermediate substrate 2' and cap substrate KD '. This can be done for example by screen printing.
  • FIG. 2c shows the alignment of the laminate of intermediate substrate 2 'with laminated cap substrate KD' to MEMS functional wafer 3 ', which has been freed from protective film S2' and has a functional region FB 'with a membrane region ME " FB 'contact areas KP1 and KP2 provided on the upper side of the MEMS function wafer 3'.
  • the arrangement is analogous to the above first exemplary embodiment such that the perforations K 'form respective cavities over the corresponding functional regions FB' with membrane regions ME 'of the MEMS functional wafer 3' and that the rewiring device DK1, DK2 over the corresponding contact regions KP1, KP2 of the MEMS Function Wafers 3 "are arranged.
  • saw lines SU 'and SL2' are provided in FIG. 2d, along which a sawing of the wafer for singulation into individual chips C takes place, as shown in FIG. 2e.
  • the materials are given only by way of example and can be replaced by other materials which have the required mechanical and / or optical properties.
  • the metal layer on the intermediate substrate was a sputtered aluminum layer
  • other, for example, optically active, coatings such as a filter coating, an anti-reflection coating, a polarization coating, etc. may be used .
  • plastic films such as Mylar®, Melinex® or Teonex® have been cited as examples of intermediate substrate and the cap substrate or glass for the socket substrate, other materials for these substrates are also useful.
  • the substrates KS, KD or SS can in principle all also consist of metal foils, glass, silicon or other suitable plastic.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft ein Herstellungsverfahren für ein verkapptes mikromechanisches Bauelement, ein entsprechendes mikromechanisches Bauelement und Kappe für ein mikromechanisches Bauelement. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: Bilden eines Zwischensubstrats (1, 1', 1"; 2, 2') mit einer Mehrzahl von Perforationen (K; K'); Laminieren eines Kappensubstrats (KD; KD') auf eine Vorderseite (VS; VS') des Zwischensubstrats (1, 1', 1 "; 2, 2'), welches die Perforationen (K; K") auf der Vorderseite (VS; VS') verschließt; Laminieren eines MEMS-Funktionswafers (3; 3') auf eine Rückseite (RS; RS') des Zwischensubstrats (1, 1', 1"; 2, 2'); wobei der MEMS-Funktionswafer (3; 3') derart zum Zwischensubstrat (1, 1', 1"; 2, 2') ausgerichtet wird, dass die Perforationen (K; K') jeweilige Kavitäten über entsprechenden Funktionsbereichen (FB; FB') des MEMS-Funktionswafers (3; 3') bilden.

Description

Beschreibung
Titel
Herstellungsverfahren für ein verkapptes mikromechanisches Bauelement, entsprechendes mikromechanisches Bauelement und Kappe für ein mikromechanisches Bauelement
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein verkapptes mikromechanisches Bauelement, ein entsprechendes mikromechanisches Bauelement und Kappe für ein mikromechanisches Bauelement.
Obwohl auf beliebige mikromechanische Bauelemente anwendbar, werden die vorliegende Erfindung und die ihr zugrundeliegende Hintergrund im Hinblick auf mikromechanische Bauelemente in Siliziumtechnologie erläutert.
ME S-Bauelemente (ME S = Micro Electro Mechanical Systems) müssen zum
Schutz vor schädlichen äußeren Umwelteinflüssen, zum Beispiel Feuchte, aggressive Medien usw., geschützt werden. Ein Schutz vor mechanischer Berührung / Zerstörung sowie zur Ermöglichung des Vereinzeins aus einem Waferverbund in Chips durch Sä- gen ist ebenfalls erforderlich.
In den vergangen Jahren hat sich die Verkapselung von MEMS-Bauelementen mit einem Kappenwafer aus Silizium, Glas oder einem Verbund aus beiden, der Kavitäten und Durchgangslöcher aufweist, im Waferverbund etabliert. Dazu wird ein Kappenwa- fer zum Wafer mit den MEMS-Strukturen justiert und mit ihm gefügt. Das Fügen kann sowohl über ein anodisches Bonden (fügemittelfreie Verbindung zwischen Glas und Silizium), über eutektische Fügeschichten sowie über Glasiote oder Kleber erfolgen.
Unter Kavitäten des Kappenwafers liegen die MEMS-Bauelemente. Elektrische Bond- pads zum elektrischen Anschließen des Bauteils mit dünnen Drähten sind über Durch- gangslöcher im Kappenwafer zugänglich. Für optische EMS (MOE S), wie zum Beispiel für ikrospiege!, sind sowohl der zuvor beschriebene Schutz, die Durchgangslöcher für die elektrischen Verbindungen als auch ein jeweiliges optisches Fenster über der Kavität mit hoher Güte und gegebenenfalls auch mit speziellen optischen Beschichtungen erforderlich.
Bisherige Anwendungen, wie zum Beispiel mikromechanische Sensoren zur Messung von Beschleunigung, Drehrate und Druck, stellen hohe Ansprüche an die Hermetizität der Verkapselung. Aus diesem Grund haben sich vorwiegend teure hermetische Ver- kapselungsverfahren mit Glas und/oder Siliziumwafern über anodisches Bonden, Glas- lot-Bonden oder eutektisches Bonden etabliert.
Für neuere Anwendungen, die einen Schutz vor mechanischer Berührung / Zerstörung sowie zur Ermöglichung des Vereinzeins durch Sägen erfordern, aber keine sehr hohen Ansprüche an die Hermetizität der Verkapselung stellen, sind andere, kostengüns- tigere Materialien für die Schutzkappe bzw. andere Fügeverfahren entwickelt worden.
In den letzten Jahren hat sich insbesondere eine neue Verkappungsmethode, die Dünnschicht-Verkappung, entwickelt, welche auf einen Kappenwafer verzichtet und anstatt dessen einen Hohlraum bzw. eine Kaverne zwischen den freizulegenden mik- romechanischen Strukturen und einer mit einem üblichen Abscheidungsprozess erzeugten Siliziumschicht als Kappenschicht ausbildet.
Aus der DE 10 2006 049 259 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Bauelements mit einer Kappenschicht bekannt, wobei auf einer Füllschicht eine Kappenschicht abgeschieden wird und anschließend in der Kappenschicht Mikroporen erzeugt werden. Anschließend erfolgt ein Entfernen der Füllschicht durch Gasphasenätzen mit durch die Mikroporen herangeführten CIF3, wobei die Selektivität der Ätzmischung und die Zusammensetzung der Füllschicht derart eingestellt werden, dass die Selektivität gegenüber der Kappenschicht groß genug ist, um diese nicht anzugreifen. Nach dem Entfernen der Füllschicht erfolgt ein Versiegeln der Mikroporen durch Abscheiden einer Verschlussschicht.
Die DE 10 2007 022 509 A1 offenbart ein Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil mit Dünnschicht-Verkappung, wobei in der Kaverne ein Gas einge- schlössen ist, welches eine nicht-atmosphärische Zusammensetzung aufgrund der Zersetzung eines Polymers aufweist. Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für ein verkapptes mikromechanisches Bauelement nach Anspruch 1 sowie das entsprechende mikromechanische Bauele- ment nach Anspruch 12 zeichnen sich durch niedrige Herstellungskosten aus. In das Kappensubstrat sind optische Fenster oder auch elektrische Durchkontaktierungen und Leiterbahnen integrierbar.
Der Kern der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass in einem Zwischensubstrat, bspw. einer Kunststoff-Folie und zwei optionalen Haftschichten, an den Stellen der späteren Kavitäten beispielsweise durch Stanzen Perforationen vorgesehen werden. Das Zwischensubstrat wird dann auf ein ungestanztes Kappensubstrat, z.B. eine weitere Kunststoff-Folie, auflaminiert. An den Stellen möglicherweise gewünschter Durchgangslöcher kann anschließend das Material beider Substrate, also Kappensubstrat und Zwischensubstrat, im Verbund herausgestanzt werden. Das Ergebnis ist ein resultierendes Laminat mit Kavitäten und Durchgangs löchern. Das resultierende Laminat wird schließlich auf den MEMS- Funktionswafer laminiert.
Ais Kunststoff-Folien für das Laminat beziehungsweise das Kappensubstrat und Zwischensubstrat eignen sich zum Beispiel biaxial orientierte Polyester-Folie (boPET), wie beispielsweise ylar®, eiinex®, Teonex®, mit hoher Formstabilität auch bei erhöhten Temperaturen. Um die Permeationsrate für Feuchtigkeit und Gase in gewünschtem Maße zu reduzieren, können metallische Schichten auf bzw. in dem Laminat vorgesehen werden. Es gibt sie in opaker und in transparenter Ausführung in Dicken von ca.
Einseitig oder beidseitig können im Zwischensubstrat bzw. Lappensubstrat auch Haft- schichten oder Schutzfolien aufgebracht werden. In diese Haftschichten oder Schutzfolien im Zwischensubstrat können die Kavitäten problemlos miteingeprägt werden. Durch bereits auf entsprechenden Folien aufgebrachte Haftschichten ist kein zusätzlicher Prozess für das Aufbringen von Fügeschichten erforderlich. Ein erleichtertes Handling ist möglich, falls zusätzliche Schutzfolien vorgesehen werden. Da derartige Schichten in der Elektronik für flexible Leiterplatten verwendet werden, sind sie auch in lötbarer Ausführung mit verschiedenen Beschichtungen (Lacke, Tinten, fotosensitive Emulsionen oder auch mit Kupferschichten für elektrische Leiterbahnen und Durchkontaktierungen) erhältlich. Das Substrat-Fofienmaterial ist nicht auf die oben genannten Stoffe beschränkt. Es können selbstverständlich auch andere, beispielsweise für Leiterplatten geeignete Materialen, verwendet werden.
Neben den bereits genannten Vorteilen bietet die Erfindung den Vorteil, dass das Kappensubstrat bzw, das Zwischensubstrat mit sehr kleinen Dicken realisierbar sind. Ein einfaches, schnelles und kostengünstiges Sägen bzw. anderweitiges Vereinzeln ist ebenfalls möglich.
Ein Laminat der Kunststofffolien in Verbindung mit Silizium oder Glas oder anderen
Wafer- aterialien ist ebenfalls problemlos möglich.
Die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des betreffenden Gegenstandes der Erfindung.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1a-h schematische Querschnittsdarstellungen zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens für ein verkapptes mikromechanischen Bauelementes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und Fig. 2a-e schematische Querschnittsdarstellungen zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens für ein verkaptes mikromechanischen Bauelementes gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Beschreibung von Ausführungsbeispielen
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen dieselben bzw. funktionsgleiche Elemente.
Fig. 1a-h zeigen schematische Querschnittsdarstellungen zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens für ein verkapptes mikromechanischen Bauelementes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Figur 1a bezeichnet Bezugszeichen 1 ein Zwischensubstrat, welches folgende Komponenten aufweist: eine Kunststoff-Folie KS, beispielsweise aus Mylar®, Melinex® oder Teonex®, eine darauf aufgesputterte Metallschicht 1 aus Aluminium, eine auf der Metallschicht M1 vorgesehene erste Haftschicht H1 aus einem Kunststoffklebstoff, eine unter der Kunststoff-Folie KS vorgesehene zweite Haftschicht H2 aus einem Kunst- stoffklebstoff, eine erste Schutzfolie S1 auf der ersten Haftschicht H1 und eine zweite Schutzfolie S2 auf der zweiten Haftschicht H2. Kernbestandteil des Zwischensubstrats 1 ist dabei die Kunststoff-Folie KS, wobei die übrigen Schichten optional sind.
Wie in Figur 1b dargestellt, erfolgt dann ein Mikro-Stanzschritt zum Erzeugen von Per- forationen K an die Positionen, an denen sich später Kavitäten des zu verkappenden mikromechanischen Bauelements befinden werden.
Weiter mit Bezug auf Figur 1 c wird die vorderseitige Schutzfolie S1 des Zwischensubstrats 1 entfernt und auf dieser Seite ein Kappensubstrat KD aus einer weiteren Kunst- stoff-Folie beispielsweise aus Mylar®, Melinex® oder Teonex®, beziehungsweise einem Wafermaterial auf die freigelegte vorderseitige erste Haftschicht H1 laminiert. Das
Kappensubstrat KD trägt optional oberseitig ebenfalls eine Schutzfolie, welche mit dem Bezugszeichen S3 bezeichnet ist. Durch dieses Auflaminieren verschließt das Kappensubstrat KD die Perforationen K auf der Vorderseite VS des von der ersten Schutz- folie SI befreiten Zwischensubstrats 1'.
Wie in Figur 1d dargestellt, werden anschließend Durchgangsöffnungen D im Zwischensubstrat 1' und dem auflaminierten Kappensubstrat KD mit der Schutzfolie S3 vorgesehen, welche seitlich versetzt zu den Perforationen K liegen. Diese Durchgangs- iöcher D sollen später Kontaktbereiche KP des MEMS-Funktionswafers 3 zugänglich machen (vergleiche Figur 1e). Wie in Figur 1 e dargestellt, werden in einem darauffolgenden Schritt das Laminat bestehend aus dem Zwischensubstrat 1", welches von der zweiten Schutzfolie S2 befreit ist, und aus dem Kap ensubstrat KD bezüglich des zu verkappenden MEMS- Funktionswafers 3 mit einer Vielzahl von Bauelementen ausgerichtet, und zwar derart, dass die Perforationen K (von denen in Figur 1 nur eine gezeigt ist) jeweilige Kavitäten über entsprechenden Funktionsbereichen FB des MEMS-Funktionswafers 3 bilden.
Ebenfalls werden die Durchgangslöcher D (von denen in Figur 1 nur eines gezeigt ist) derart ausgerichtet, dass sie über entsprechenden Kontaktbereichen KP des MEMS- Funktionswafers 3 angeordnet sind.
Zusätzlich wird beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Sockelsubstrat SS aus Glas, welches optional mit einer Metallschicht M2 aus Aluminium und einer darüber liegenden Haftschicht H3 aus Kunststoffkleber beschichtet ist, zur Rückseite des
MEMS-Funktionswafers ausgerichtet, um von dort die ausgehöhlten Funktionsbereiche FB, welche jeweils einen Membranbereich ME aufweisen, zu verschließen. Derartige Funktionsbereiche FB können beispielsweise Strukturen eines Mikrospiegels aufweisen. Nach vollständiger Ausrichtung gemäß Figur le werden, wie in Figur 1f gezeigt, das Sockelsubstrat SS, der MEMS-Funktionswafer 3 und das mit dem Kappensubstrat KD verbundene Zwischensubstrat 1" unter Druck und gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur zusammengefügt, um den in Figur 1f gezeigten Verbund zu bilden. Im Anschluss daran wird die Schutzfolie S3 von der Oberseite des Kappensubstrats KD durch Abzie- hen entfernt.
Weiter mit Bezug auf Figur 1g erfolgt dann ein Vereinzeln der Bauelemente durch S gen, wobei in Figur 1g schematisch Sägelinien SL1 , SL2, angedeutet sind. Nach dem Sägen erhält man den in Figur 1h dargestellten verkappten Chip C, welcher beim vorliegenden Beispiel ein Mikrospiegel-Chip ist.
Fig. 2a-e zeigen schematische Querschnittsdarstellungen zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens für ein verkaptes mikromechanischen Bauelementes gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der in Figur 2a dargestellte Prozesszustand des zweiten Ausführungsbeispiels entspricht dem in Figur 1c dargestellten Prozesszustand des ersten Ausführungsbeispiels.
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbetspiel weist das Zwischensubstrat 2 des zweiten Ausführungsbeispiels keine Metallschicht auf seiner Vorderseite VS' auf, sondern die Haftschicht H1 ' ist auf der Kunststoff-Folie KS' aufgebracht. Ebenfalls auf der Kunsstoff-Folie KS' aufgebracht ist eine rückseitige Haftschicht H2" mit darüber liegender Schutzfolie S2". Das Kappensubstrat KD', welches auf das Zwischensubstrat 2 auflaminiert ist, trägt eine vorderseitige Schutzfolie S3".
Weiterhin unterscheidet sich die zweite Ausführungsform dadurch von der ersten Ausführungsform, dass keine Durchgangslöcher D vorgesehen sind, sondern im Zwischensubstrat 2 und im Kappensubstrat KD' eine Umverdrahtungseinrichtung DK1 , DK2 vorgesehen ist, welche sich von der Rückseite der Haftschicht HS" bis zur Vorder- seite des Kappensubstrats KD' erstreckt.
Nach Abziehen der rückseitigen Schutzfolie S2' wird, wie in Figur 2b gezeigt, Leitkleber LK auf die freiliegenden Bereiche der durch Kontaktierungen DK1 , DK2 auf der Rückseite des Laminats aus Zwischensubstrat 2' und Kappensubstrat KD' aufgebracht. Dies kann beispielsweise per Siebdruck erfolgen.
In Figur 2c dargestellt ist das Ausrichten des Laminats aus von der Schutzfolie S2' befreitem Zwischensubstrat 2' mit auflaminierten Kappensubstrat KD' zum MEMS- Funkttonswafer 3', welcher ein Funktionsbereich FB' mit einem Membranbereich ME" aufweist. Bei dieser Ausführungsform sind neben dem Funktionsbereich FB' Kontaktbereiche KP1 bzw. KP2 auf der Oberseite des MEMS-Funktionswafers 3' vorgesehen.
Die Anordnung erfolgt analog zum obigen ersten Ausführungsbeispiel derart, dass die Perforationen K' jeweilige Kavitäten über den entsprechenden Funktionsbereichen FB' mit Membranbereichen ME' des MEMS-Funktionswafers 3' bilden und dass die Umverdrahtungseinrichtung DK1 , DK2 über den entsprechenden Kontaktbereichen KP1 , KP2 des MEMS-Funktionswafers 3" angeordnet sind.
Nach vollständiger Ausrichtung erfolgt das Laminieren unter Druck und gegebenenfalls unter erhöhter Temperatur, was zum Prozesszustand gemäß. Figur 1d führt. Eine rückseitige Verkappung durch ein Sockelsubstrat ist bei diesem Ausführungsbeispiel nicht vorgesehen, aber optional ebenfalls möglich.
Entsprechend Figur 1g sind in Figur 2d Sägelinien SU' und SL2' vorgesehen, entlang derer ein Sägen des Wafers zum Vereinzeln in individuelle Chips C erfolgt, wie in Figur 2e dargestellt.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizter- bar.
Insbesondere sind die Materialien nur beispielhaft genannt und durch andere Materialren ersetzbar, welche die geforderten mechanischen und/oder optischen Eigenschaften aufweisen.
Obwohl beim oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel die Metallschicht auf dem Zwischensubstrat eine gesputterte Aluminiumschicht war, können auch andere, beispielsweise optisch wirksame, Beschichtungen vorgesehen werden, wie zum Beispiel eine Filterbeschichtung, eine Anti-Reflex-Beschichtung, eine Polaristations- Beschichtung usw., eingesetzt werden.
Obwohl bei den oben beschriebenen Ausführungsformen Kunststoff-Folien, wie zum Beispiel Mylar®, Melinex® oder Teonex® als Beispiele für Zwischensubstrat und das Kappensubstrat bzw. Glas für das Sockelsubstrat genannt wurden, sind auch anderen Materialien für diese Substrate verwendbar.
Die Substrate KS, KD oder SS können prinzipiell alle auch aus Metallfolien, Glas, Silizium oder anderem geeigneten Kunststoff bestehen.

Claims

Ansprüche
1. Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauelement mit den Schritten:
Bilden eines Zwischensubstrats (1 , 1 ', 1 "; 2, 2'} mit einer Mehrzahl von Perforationen (K; K');
Laminieren eines Kappensubstrats (KD; KD') auf eine Vorderseite (VS; VS') des Zwischensubstrats (1 , 1', 1 "; 2, 2'), welches die Perforationen {K; K') auf der Vorderseite (VS; VS') verschließt; Laminieren eines MEMS-Funktionswafers (3; 3') auf eine Rückseite (RS; RS') des Zwischensubstrats (1 , 1', 1"; 2, 2'); wobei der ME S-Funktionswafer (3; 3") derart zum Zwischensubstart (1 , 1 ', 1"; 2, 2') ausgerichtet wird, dass die Perforationen (K; K") jeweilige Kavttäten über entsprechenden Funkti- onsbereichen (FB; FB') des MEMS-Funktionswafers (3; 3') bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Zwischensubstrat (1 , 1', 1"; 2, 2') und/oder das Kappensubstrats (KD; KD') eine Kunststoff-Folie (KS; KS') aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Zwischensubstrat (1 , 1 ', 1"; 2, 2') eine darauf aufgebrachte vorderseitige und rückseitige Haftschicht (H1 , H2; H , H2') aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zwischensubstrat (1, 1 ', 1 "; 2, 2') eine Metallschicht (M1 ) auf der Vorderseite (VS) aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Zwischensubstrat (1 , 1 ', 1 "; 2, 2') eine vorderseitige und rückseitige Schutzfolie (S1 , S2; S2') aufweist, welche nach dem Bilden der Perforationen (K; K') zum Laminieren des Kappensubstrats (KD; KD') und des MEMS- Funktionswafers (3; 3') entfernt werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach dem Laminieren des Kappensubstrats {KD) und vor dem Laminieren des MEMS-Funktionswafers (3) seitlich versetzt zu den Perforationen (K) Durchgangslöcher (D) durch das Zwischensubstrat (1 , V, 1") und das auflaminierte Kappensubstrat {KD) gebildet werden, wobei der MEMS- Funktionswafer (3) beim Laminieren derart zum Zwischensubstrat {1 , 1 ', 1 ") ausgerichtet wird, dass die Durchgangslöcher (D) über entsprechenden Kontaktbereichen (KP) des MEMS-Funktionswafers (3) angeordnet sind.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Umverdrahtungseinrichtung (DK1 , DK2) im Zwischensubstrat (2, 2") und im Kappensubstrat (KD1) vorgesehen ist, wobei der MEMS-Funktionswafer (3') beim Laminieren derart zum Zwischensubstrat (2, 2') ausgerichtet wird, dass die Umverdrahtungseinrichtung (DK1 , DK2) über entsprechenden Kontaktbereichen (KP1 , KP2) des MEMS-Funktionswafers (3') angeordnet ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei zwischen der Umverdrahtungseinrichtung (DK1 , DK2) und den entsprechenden Kontaktbereichen (KP1 , KP2) des MEMS-Funktionswafers (3') vor dem Laminieren Leitkleber (LK) vorgesehen wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf dem Kappensubstrat (KD; KD') eine oberseitige Schutzfolie (S3; S3') vorgesehen wird, die nach dem Laminieren des MEMS-Funktionswafers (3) entfernt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Sockelsubstrat (SS) auf die dem Kappensubstrat {KD; KD') gegenüberliegende Seite des MEMS-Funktionswafers (3; 3') laminiert wird.
1 1. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Funktionsbereiche (FB; FB') einen jeweiligen Membranbereich (ME; ME') aufweisen.
12. Mikromechanisches Bauelement mit: einem Zwischensubstrat (1 , 1', 1"; 2, 2') mit einer Mehrzahl von Perforationen (K; K'); einem Kappensubstrat (KD; KD'), das auf eine Vorderseite (VS; VS') des Zwischensubstrats (1 , 1 M "; 2, 2") laminiert ist, welches die Perforationen (K; K') auf der Vorderseite (VS; VS') verschließt; einem MEMS-Funktionswafers (3; 3'), der auf eine Rückseite (RS; RS') des Zwischensub- strats (1 , 1 ', 1 "; 2, 2') laminiert ist; wobei der MEMS-Funktionswafer (3; 3') derart zum Zwischensubstrat (1 , 1', 1"; 2, 2') ausgerichtet ist, dass die Perforationen (K; K') jeweilige Kavitäten über entsprechenden Funktionsbereichen (FB; FB') des MEMS-Funktionswafers (3; 3') bilden.
13. Mikromechanisches Bauelement nach Anspruch 12, wobei Durchgangslöcher (D) durch das Zwischensubstrat (1 , 1', 1 ") und das auflaminierte Kappensubstrat (KD) gebildet sind, wobei der MEMS-Funktionswafer (3) zum Zwischensubstrat (1 , 1', 1 ") ausgerichtet ist, dass die Durchgangslöcher (D) über entsprechenden Kontaktbereichen (KP) des MEMS- Funktionswafers (3) angeordnet sind.
14. Mikromechanisches Bauelement nach Anspruch 10, wobei eine Umverdrahtungseinrich- tung (DK1 , DK2) im Zwischensubstrat (2, 2') und im Ka pensubstrat (KD1) vorgesehen ist, wobei der MEMS-Funktionswafer (3') derart zum Zwischensubstrat (2, 2") ausgerichtet ist, dass die Umverdrahtungseinrichtung (DK1 , DK2) über entsprechenden Kontaktbereichen (KP1 , KP2) des MEMS-Funktionswafers (3') angeordnet ist.
15. Kappe für ein mikromechanisches Bauelement mit: einem Zwischensubstrat (1 , 1", 1"; 2, 2') mit einer Mehrzahl von Perforationen (K; K'); einem Kappensubstrat (KD; KD'), das auf eine Vorderseite (VS; VS") des Zwischensubstrats (1 , 1', 1"; 2, 2') laminiert ist, welches die Perforationen (K; K') auf der Vorderseite (VS; VS") verschließt;
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