KR101070979B1 - 미세측정 소자의 폐쇄 캐버티의 밀봉 상태를 체크하는 방법및 이를 구현하기 위한 미세측정 소자 - Google Patents

미세측정 소자의 폐쇄 캐버티의 밀봉 상태를 체크하는 방법및 이를 구현하기 위한 미세측정 소자 Download PDF

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Abstract

하나 이상의 미세측정 소자의 폐쇄 캐버티의 밀봉 상태를 체크하기 위하여, 상기 소자는 기판의 한 부분에 포함되는 구조물(5, 6, 10)과, 기판을 보호하기 위해 기판의 한 영역에 고정된 캡(3)과, 광학 속성이나 전기적 속성이 반응성 유체에 닿아 변하는 지시 요소(4, 15)를 포함한다. 상기 지시 요소는 광학 체크를 위해 구리 층(4)이거나, 전기 체크를 위해 팔라듐 레지스터(15)일 수 있다. 상기 미세측정 소자(1)는 후에 밀봉될 컨테이너내에 위치한다. 압력하에서, 상기 컨테이너는 광학 체크에 대해서는 산소이고, 전기 체크에 대해서는 수소인 반응성 유체로 충진된다. 상기 컨테이너의 소자는 지정 시간 동안 10 bar 이상인 반응성 유체 압력에 종속되며, 열(T> 100℃), 또는 광(파장<500㎚)에 종속된다. 이러한 시간 주기 후, 지시 요소(4, 15)의 상기 광학이나 전기 체크가 상기 캐버티(14)의 밀봉 상태를 판단한다.

Description

미세측정 소자의 폐쇄 캐버티의 밀봉 상태를 체크하는 방법 및 이를 구현하기 위한 미세측정 소자{METHOD OF CHECKING THE HERMETICITY OF A CLOSED CAVITY OF A MICROMETRIC COMPONENT AND MICROMETRIC COMPONENT FOR THE IMPLEMENTATION OF THE SAME}
본 발명은 하나 이상의 미세측정 소자의 폐쇄된 캐버티(cavity)의 밀봉 상태를 체크하는 방법에 관한 것이다. 상기 미세측정 소자는 기판의 한 부분에 존재하는 구조물을 포함하며, 기판을 보호하기 위하여 기판의 한 영역에 고정된 캡을 포함한다. 미세측정 소자의 캐버티는 상기 캡의 내부 표면, 상기 구조물, 기판의 상기 영역에 의해 크기가 정해진다. 상기 캐버티는 대기압에 가까운 압력에서 비활성 기체로 채워질 수 있으며, 또는 진공 캐버티일 수 있다.
또한 본 발명은 체크 방법을 구현하는 것에 있어서, 폐쇄된 캐버티를 갖는 미세측정 소자에 관한 것이다. 기판의 한 부분에 존재하는 상기 구조물은 집적 회로일 수 있고, 또는 3차원 구조물일 수 있으며, 집적 회로와 3차원 구조물의 조합일 수 있다.
상기 미세측정 소자의 “3차원 구조물”은 MOEMS(microoptoelectromechanical) 기기, 또는 MEMS(microelectromechanical) 기 기를 의미한다. 예를 들어, 리드 컨택터, 가속도계, 미세-모터, 수정 공명기, 미세측정 크기의 센서가 제어 환경에서 캡슐화된 후에 제거되도록 존재해야 한다. 이러한 미세측정 소자의 3차원 구조물은 집적 회로가 먼저 구축되어 있는 절연 기판이나 반도체 기판 위에서 구축될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 상기 집적 회로의 금속 접촉 패드를 이용하여, 미세측정 소자의 구조물을 형성하고 상기 회로에 이를 전기적으로 연결할 수 있도록 하는 금속 층의 증착이 시작될 수 있다.
동 출원인의 EP 특허 No. 0 874 379는 3차원 구조물의 예로서 미세측정 크기의 스트립을 갖는 미세-컨택터와 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 컨택터는 레스트 단계에서 서로 거리를 두고 떨어져 있는 금속 스트립을 포함한다. 상기 금속 스트립은 여려 단계에서 전해질 수단을 이용하여 형성되고, 기판에 고정된다. 상기 스트립은 전해질 수단에 의해 증착되는 철과 니켈 합금으로 형성될 수 있다. 상기 스트립을 통과하는 자기장이 그들 사이에서 인력(attraction force)이 생성될 때, 스트립이 서로 접촉하도록 상기 합금은 강자성 특성을 지닌다. 하나 이상의 구멍이나 조이개가 상기 스트립의 하나 이상에서 구축되어 상기 스트립이 쉽게 구부러질 수 있게 한다.
밀봉 상태를 체크하는 방법은 1㎣ 미만의 체적(가령, 0.02㎣)을 갖는 미세측정 소자의 매우 작은 폐쇄 캐버티로부터의 누출률을 감지하기 할 수 있어야 한다. 각각의 소자의 구조물이 어떤 오염시키는 유체로부터도 보호될 수 있도록, 20년 이상의 긴 평형화 시간 상수가 이러한 미세측정 소자의 폐쇄 캐버티에 대해 보증되어야만 한다. 상기 오염시키는 유체는 액체 또는 기체일 수 있다.
미세측정 소자의 캡이 기판에 고정되어 상기 기판이 보호될 때, 외부 오염 액체나 기체가 캐버티에 침입하여 상기 구조물을 오염시킬 수 있게 하는 미세한 크랙이 발견될 수 있다.
종래의 방법을 통해, 소자의 폐쇄 캐버티로부터의 누출물을 감지하거나 밀봉 상태를 체크하기 위해서는, 체크 기체가 상기 캐버티로 유입되어야 한다. 이것을 행하기 위해서는, 상기 소자가 컨테이너 안에, 또는 상기 캐버티로 기체의 유입을 가속하기 위해, 고압의 기체(가령, 헬륨)로 충진된 내용물 안에 위치하여야 한다. 그러나 이러한 방법의 한 가지 단점은 큰 누수부위가 있을 경우, 캐버티내로 유입되는 측정 기체가 부분적이거나 전체적으로 빠져나가기 쉽다는 것이며, 이에 따라, 종래의 질량 분광계를 이용하여 수행되는 밀봉 상태 체크가 제대로 이뤄지지 않을 수 있다.
종래 방법의 또 다른 문제점은 질량 분광계 시스템의 누출량 감지 임계값이 5·10-12 mbar·l/s라는 것이다. 이것은 1㎣ 미만의 체적을 갖는 캐버티에 대해 20년 이상의 평형화 상수를 보증하는 10-15 mbar·l/s 내지 10-14 mbar·l/s의 최대 누출률이 발견되지 않는다는 의미이다.
US Patent No. 6223568은 전자 소자로부터의 누출을 조사하는 방법에 관한 것이다. 가령, 폐쇄 캐버티를 갖는 MEMS(microelectromechanical) 기기에 관한 것이다. 이것이 수행되기 위해서는, 우선, 이러한 전자 소자의 플레이트가 지정 시간 주기 동안의 압력하에서 액체가 담긴 수조(liquid bath)내에 위치한다. 이러한 공정이 완료되면, 소자가 또 다른 액체내에 위치하게 되고, 조사가 현미경을 통해 이뤄져, 상기 소자의 캐버티의 누출 영역이 감지된다. 이러한 또 다른 액체는 캐버티 내부의 물이 증발하는 것을 방지하기 위해 물일 수도 있다. 종래 방법의 또 다른 문제점은 밀봉 상태 체크의 감도가 크게 떨어진다는 것이다.
그러므로 본 발명의 주요 목적은, 감도는 현저하게 증가시키면서 하나 이상의 미세측정 소자의 폐쇄 캐버티의 밀봉 상태를 체크하는 누적형 방법을 제공함으로써 종래 기술의 단점을 극복하는 것이다.
본 발명은 단 한번의 작업으로 큰 누출을 밝혀내는 방법을 제공한다.
그러므로 밀봉 상태를 체크하기 위한 지정 시간 주기 동안 캐버티를 통과하는 유체에 반응하도록, 각각의 캐버티로 수단이 제공된다.
그러므로 본 발명은 하나 이상의 미세측정 소자의 폐쇄 캐버티의 밀봉 상태를 측정하기 위한 방법이며, 이는 다음의 단계들로 특징 지워진다.
상기 미세측정 소자를 컨테이너내에 위치하는 단계로서, 이때, 상기 소자는 캐비티 내부에 밀봉 체크 지시 요소를 포함하며, 상기 지시 요소의 광학, 또는 전기 속성은 상기 지시 요소에 반응할 수 있는 반응성 액체에 닿아 영구적으로 변화한다.
상기 소자를 포함하는 컨테이너를 밀봉상태로 밀폐하는 단계이다.
지정 시간 주기(가령, 며칠) 동안, 상기 컨테이너를 캐버티의 압력 보다 상기 소자를 더 높은 유체 압력에 종속되도록, 압력 하에 반응성 유체로 충진하는 단계로서, 이때 상기 컨테이너는 상기 반응성 유체를 유입하기 위한 수단을 포함한다.
캐버티를 통과하고 상기 지시 요소와 반응하여 상기 캐버티의 밀봉상태를 판단하기 위한 반응성 유체의 양에 따라 달라지는 광학이나 전기 수단을 이용하여, 상기 지시 요소 속성의 변화를 체크하는 단계이다.
본 발명에 따르는 캐버티의 밀봉 상태를 체크하는 방법의 한 가지 이점은, 캐버티내의 지시 요소에 의해, 폐쇄 캐버티를 통과하는 특정한 양의 반응성 유체가 흡수되거나 반응된다는 것이다. 결과적으로, 상기 지시 요소는 캐버티를 통과하고, 광학이나 전지 속성이 영구적으로 변하는 상기 유체의 효과를 누적시킨다. 이렇게 때문에, 밀봉 상태 체크 방법을 이용하여 큰 누출이나 작은 누출이 같은 방식으로 단 한번의 작업으로 체크될 수 있다.
바람직하게는, 같은 기판상에 형성되고, 상기 미세측정 소자의 각각의 구조물을 덮도록 기판에 고정된 캡의 플레이트를 갖는 몇 개의 미세측정 소자를 포함하는 몇 개의 웨이퍼가 컨테이너 내에 위치할 수 있다. 많은 미세측정 소자에 대한 체크를 간편하게 하기 위하여, 컨테이너 내부에서, 지정 시간 동안, 웨이퍼는 반응성 유체에 모두 종속된다. 상기 웨이퍼의 제조 공정의 끝부분과, 각각의 소자의 전기 테스트 작업전이나 후에 상기 웨이퍼는 컨테이너 내부에 위치할 수 있다. 미세측정 소자의 각각의 캐버티에서, 대기압에 가까운 압력의 비활성 기체, 가령 아르곤이 각각의 기판을 보호할 수 있다.
반응성 유체로 충진된 컨테이너에 대기 온도보다 높은 온도까지 열이 가해질 수 있는 것이 바람직하고, 가열 수단에 의해 지정 시간 주기 동안 100℃ 이상의 온도로 가열되는 것이 더욱 바람직하다. 이는 지시 요소를 갖고 각각의 캐버티를 통과하는 상기 반응성 유체의 반응을 가속화시킨다. 이러한 반응 가속은 UV(Ultraviolet illumination)를 이용하여 또한 얻어질 수 있다.
소자의 캐버티내로 반응성 기체의 유입을 가속화시키기 위해, 상기 컨테이너는 10 bar 이상의 압력(가령 15 bar)에서 반응성 기체로 충진되는 것이 바람직하다. 20년 이상의 평형화 시간이 이러한 미세측정 소자들에 대하여 보장되어야하며, 밀봉 상태를 체크하기 위한 지정 시간 주기가 압력 15 bar를 갖고 며칠까지로 감소될 수 있다. 이에 따라, 캐버티내의 상기 기체의 최종 밀도가 1% 미만에 머무를지라도, 충분한 양의 기체가 각각의 캐버티로 유입되어, 지시 요소를 이용하는 측정 방식으로 반응할 수 있다.
광학 수단을 통한 체크를 수행 하기 위해, 각각의 캐버티의 지시 요소는 얇은 구리나 티타늄 층일 수 있으며, 상기 구리나 티타늄 층이 상기 캐버티를 통과하는 산소의 양에 대한 함수로써 산화되도록 상기 반응성 기체는 산소이다. 기판위나 캡의 아래에 위치하는 구리나 티타늄 층의 두께는 100㎚ 미만일 수 있으며, 30㎚인 것이 바람직하다. 상기 구리나 티타늄 층은 적외선 범위에 가깝게, 가령 850㎚에서 지정 파장에서 산화될 때, 색과 투명도가 변한다. 상기 기판이나 각각의 소자의 캡은 반도체 물질, 가령 실리콘으로 이뤄지며, 빔의 파장은 흡수되지 않고 통과하도록 1.3㎛까지 증가할 수 있다.
전기 수단을 통한 체크가 수행되기 위해서는, 각각의 캐버티의 지시 요소는 가령, 팔라듐 레지스터일 수 있고, 상기 반응성 기체는 수소일 수 있다. 상기 레지스터는 각각의 소자의 외부로부터 저항 측정을 하기 위해, 상기 미세측정 소자를 통과하는 전도성 경로를 따라 연결되어 있다.
본 발명은 또한 앞서 언급한 방법을 구현하기 위한 미세측정 소자에 관한 것이며, 이는 밀봉 상태를 체크하기 위해 캐버티 내부에 지시 요소를 포함하며, 상기 지시 요소의 광학이나 전기적 속성은 상기 지시 요소에 반응할 수 있는 반응성 유체에 닿아 영구적으로 변화하며, 상기 소자의 캐버티의 밀봉 상태를 체크할 수 있다.
광학 수단을 통해, 체크할 수 있도록 상기 지시 요소는 산소에 반응하는 반응성 유체로서의 구리나 티타늄 층인 것이 바람직하고, 또는 전기적 수단을 통해, 수소에 반응하는 반응성 유체로서의 팔라듐 레지스터인 것이 바람직하다. 각각의 소자의 캐버티는 대기압에 가까운 압력의 비활성 기체, 가령 아르곤으로 충진되어 있는 것이 바람직하다.
물론, 지시 요소, 특히 광학 체크에 대한 지시 요소는 은, 지르코늄, 니오브 같은 다른 금속 물질 중에서 선택되어 질 수도 있다.
광학 수단을 통한 체크에 있어서, 캡을 기판의 영역에 고정하기 전에, 상기 지시 요소는 마스크를 통해, 캡의 내부 표면의 한 부분이나 기판 영역의 한 부분을 선택적으로 에칭하거나, 진공 증착을 통해 선택적으로 증착함으로써 형성된 구리나 티타늄의 층이 형성된다. 상기 구리나 티타늄 층의 두께는 10㎚ 내지 100㎚이며, 30㎚인 것이 바람직하다. 상기 지시 요소가 원형 형태일 경우, 상기 구리나 티타늄 층의 직경은 10㎛ 내지 100㎛이며, 70㎛인 경우가 바람직하다.
도 1은 밀봉 상태 체크를 위해, 지시 요소가 광학 수단을 통해 체크되는 본 발명의 첫 번째 실시예에 따르는, 정자기 미세-컨택터를 나타내는 미세측정 소자의 3차원 부분 단면도를 도식한 도면이다.
도 2는 밀봉 상태 체크를 위해, 지시 요소가 광학 수단을 통해 체크되는 본 발명의 두 번째 실시예에 따르는, 정자기 미세-컨택터를 나타내는 미세측정 소자의 3차원 부분 단면도를 도식한 도면이다.
도 3은 본 발명의 밀봉 상태 체크 방법을 구현하기 위해, 미세측정 소자의 웨이퍼가 존재하는 보온 컨테이너를 도식한 단순 방식의 수직 단면도이다.
도 4는 본 발명의 광학 체크에 의한, 밀봉 상태 체크 방법을 구현하는 소자의 웨이퍼의 특정 미세측정 소자의 지시 요소를 도식한 도면이다.
도 5는 도 1의 미세측정 소자의 웨이퍼의 한 부분에 대한 단면도이다.
도 6은 도 2의 미세측정 소자의 웨이퍼의 한 부분에 대한 단면도이다.
도 7은 밀봉 상태를 체크하기 위한 전기 수단을 통해 지시 요소가 체크되는 세 번째 실시예에 따르는 미세-컨택터를 갖는 미세측정 소자의 부분 단면도이다.
도 8은 미세측정 소자의 폐쇄 캐버티내에서, 노출 시간의 함수로써 산소 분압의 그래프를 도식한 도면이다.
도 9는 상기 층을 통과하는 광 빔의 파장의 함수로써, 산화 구리 층과, 비-산화 구리 층의 광학 전송의 그래프를 도식한 도면이다.
다음의 설명에서, 하나 이상의 미세측정 소자의 폐쇄 캐버티에 대한 밀봉상태를 체크하기 위한 수단이 명확한 방식으로 나타내어지고, 설명되어질 것이다.
도 1은 광학 수단을 통한 밀봉 상태 체킹 방법을 구현하는 미세측정 소자(1)의 첫 번째 실시예이다. 도 1에서 도식된 상기 미세측정 소자(1)는 몇 개의 미세측정 소자의 웨이퍼 위에 구축되며, 상기 웨이퍼를 다이싱(dicing)하는 동작 후에, 가령, 이는 같은 반도체 기판(가령, 실리콘이나 유리)(2)상에 구축된다. 그러나 하나 이상의 미세측정 소자(1)의 폐쇄 캐버티(14)에 대한 밀봉 상태 체킹 방법에 있어서, 상기 캐버티는 웨이퍼나 다이싱 작업을 거치기 전의 웨이퍼의 하나 이상의 소자와는 별개의 소자일 수 있다. 상기 웨이퍼(도면상에는 표시되지 않음)는 수천 개의 미세측정 소자를 포함할 수 있다.
미세측정 소자(1)는 기판(2)의 한 부분 위에 구축된 3차원 구조물(5, 6, 10)과, 기판(2)의 한 영역에 고정된 구조물을 보호하는 캡(3)과, 특정 반응성 유체에 반응하는 지시 요소(4)를 포함한다. 본 실시예에서, 상기 지시 요소(4)는 캡(3)의 내부 표면의 상부에 위치한다. 폐쇄 캐버티(14)는 캡(3)의 내부 표면과, 3차원 구조물(5, 6, 10)과, 기판(2)의 영역에 의해 규정된다.
이러한 미세측정 소자(1)의 한 캐버티(14)의 체적은 0.02㎣(가로 1000㎛, 세로 200㎛, 높이 100㎛)이다. 매우 작은 체적을 갖는 캐버티(14)에 가령, 대기압에 가까운 압력의 아르곤 같은 비활성 기체로 채워지는 것이 바람직하다.
3차원 구조물(5, 6, 10)은 자기 미세-컨택터일 수 있다. 이러한 미세-컨택터 제조에 관련한 기법의 자세한 설명은 동 출원인의 EP 특허 No. 0 874 379를 참조하여 알 수 있다.
상기 미세-컨택터는 제 1 전도성 스트립(6)과 기판위에 고정되는 제 2 전도성 스트립(10)의 형태이며, 한쪽 단부가 기판 위에 고정된 전도성 풋(5)을 통해 기판(2)에 고정되어 있고, 상기 제 1 스트립의 다른 단부는 자유롭게 움직일 수 있다. 각각의 금속 스트립(6, 10)과 전도성 풋(5)은 전기 분해 방법으로 획득될 수 있다. 자기장내에서, 제 1 스트립(6)의 자유로운 단부는 제 2 스트립(10)과 접촉할 수 있다.
제 1 전도성 경로(8)는 제 1 스트립(6)의 전도성 풋(5)을, 기판(2)상의 캐버티(14)의 외부에 위치하는 제 1 전기 접촉 단자(9)에 연결한다. 제 2 전도성 경로(11)은 제 2 스트립(10)을 기판(2) 위의 캐버티(14)의 외부에 위치하는 제 2 전기 접촉 단자(12)에 연결한다. 각각의 접촉 단자(9, 12)는 전자 회로의 접촉 단자나 전자 장치의 접촉 터미널에 연결될 수 있다. 집적 회로(도면상에는 나타나지 않음)가 상기 미세-컨택터 아래에서 구축될 수 있고 상기 미세-컨택터의 각각의 금속 스트립(6, 10)에 전기적으로 연결될 수 있다. 물론, 미세-컨택터의 캐비티(14) 외부로의 전기 연결이 또한 기판(2)을 통하는 금속화된 구멍을 통해, 또는 그 밖의 다른 방식으로 구축될 수 있다.
미세-컨택터의 제 1 스트립(6)의 중간부에 상기 중간부 길이의 대부분에 걸쳐 뻗어 있는 구멍(7)이 존재함으로써 스트립(6)이 쉽게 휘어질 수 있다. 제 1 스트립(6)의 풋(5)과 제 2 스트립(10)의 한 쪽 단부를 구별하는 거리는 구멍(7)의 길 이에 대응한다.
미세측정 소자(1)의 폐쇄 캐버티(14)의 밀봉 상태를 체크하기 위해 이용되는 상기 지시 요소(4)는 구리 층인 것이 바람직하나, 티타늄 층도 가능하고, 구멍(7)에 마주보도록 거리를 두고 위치한다. 캡(3)이 기판(2)에 고정되기 전에, 상기 구리 또는 티타늄 층은 캡의 내부 표면의 상부 위에 행해지는 선택적인 화학 에칭 공정이나 선택적인 증기 증착에 의해 획득될 수 있다. 화학 에칭 기법에 의해 캐버티내에 구리나 티타늄 층 형성을 구현하는 것에 어려움이 따를 수 있다. 그러므로 본 실시예의 경우에서는 구리나 티타늄의 진공 증착 기법을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 증착 방법으로 획득되기 쉬운 구리 층이 증착된다.
물론, 구리 층, 또는 티타늄 층의 진공 증착이 미세측정 소자의 웨이퍼를 제조하는 단계 동안에 수행될 수 있다. 이를 수행하기 위해서, 가령, 유리나 실리콘 플레이트에서의 화학 에칭에 의해, 캡이 우선적으로 구축된다. 이러한 단계가 끝난 후, 구리나 티타늄 층이 선택적으로 캡들 중 하나 이상의 캡(3)의 내부 표면상에 동시에 증착되며, 이때 상기 증착은 증착되어질 구리 층의 크기와 같은 크기로 만들어진 구멍을 포함하는 마스크를 통과한다. 사용되는 마스크는 예를 들어 Schott Glas company(Germany)의 Foturan형 포토-구축형 유리 마스크(photo-structurable glass mask)일 수 있다.
상기 구리 층이 캡 플레이트의 캡(3)의 각각의 내부 표면상에 선택적으로 증착되어지면, 상기 플레이트는 웨이퍼의 기판(2)에 고정된다. 그러므로 플레이트의 각각의 캡(3)은 기판(2)의 각자 대응하는 영역으로 고정되어, 웨이퍼의 보호될 미 세-콘택터를 덮는다. 상기 캡 플레이트는 가령, 유리나 실리콘으로 형성될 수 있다.
광학 수단을 통해 밀봉 상태를 체크하기 위해, 지정 파장의 광빔을 상기 층에 통과시키도록 상기 구리 층의 두께는 10㎚ 내지 100㎚이며, 30㎚에 가까운 것이 바람직하다. 구리 층의 두께가 얇아질수록, 반응성은 더 뛰어나나, 콘트라스트가 감소한다. 그러므로 콘트라스트와 반응성 간의 절충안이 요구되며, 이는 상기 구리 층의 두께가 30㎚와 같게 선택되어지는 것이 바람직함을 의미한다.
상기 구리 층의 표면 크기는 미세-콘택터의 구멍(7)의 표면 크기 보다 더 작은 키기일 수 있다. 이에 따라, 제 1 측정 영역 및 제 2 측정 영역이 구멍(7)을 통해 규정된다. 이는 후에 도 5와 도 6을 참조하여 자세히 설명한다. 상기 층이 둥근 표면을 가질 경우, 기존 기술에서 사용되던 광학 수단을 통해 쉽게 측정되도록 상기 층의 직경은 대략 70㎛일 수 있다. 그러므로 각각의 캡(3)의 내부 표면상에 증착된 각각의 구리 층(4)이 대략 1.03ng 또는 1.63 x 10- 11몰의 질량을 갖는다.
개스킷을 밀봉하는 환형 유리 프릿(annular glass frit)을 통하거나, 바람직하게는 금속 합금 고리(13)을 통해, 캡(3)이나 캡 플레이트의 각각의 캡은 기판(2)의 각각의 영역에 고정된다. 상기 금속 합금은 280℃의 융용점을 갖는 금과 주석(Au-Sn)의 혼합된 합금일 수 있다. 물론, 선택된 금속 합금은 기판(2)과 캡(3)에 대해 선택된 물질에 적절한 접착을 제공하여야 한다. 이러한 금속 합금을 통해, 상기 캡을 고정하기 전에, 종래의 절연 층이 전도성 경로(8, 11)상에 제공된다.
도 2는 광학 수단을 통해 밀봉 상태를 체크하는 방법을 구현하기 위한 미세 측정 소자(1)의 두 번째 실시예를 도식한 도면이다. 도 1과 동일한 도 2의 특징부가 같은 참조 번호로 표시된다. 결과적으로, 간편성을 위해, 재설명되지 않는다.
두 번째 실시예의 미세측정 소자의 첫 번째 실시예와 핵심적으로 다른점은 구리나 티타늄 층(4)이 기판(2)상에 직접 형성된다는 사실이다. 구리나 티타늄 층(4)이 구멍(7)과 마주보도록 위치한다. 상기 층의 표면 크기는 상기 구멍의 표면 크기보다 작다. 이로 인해, 광학 수단을 통해 상기 소자의 수직 방향으로 체크하도록 제 1 측정 영역 및 제 2 측정 영역이 상기 구멍을 통해 형성될 수 있다.
진공 증착에 의한 선택적인 화학 에칭이나 증착 기법에 의해, 구리나 티타늄 층(4)을 형성하는 것이 가능하다. 두 번째 실시예에서, 또한 기판(2)의 평평한 표면(가령, 절연 층)상에 구리 층이 형성되도록 화학 에칭이 이용될 수 있다.
두 번째 실시예의 구리 또는 티타늄 층이 기판상에 웨이퍼를 제조하는 동안 형성되기 때문에, 상기 웨이퍼의 제조 시간은 첫 번째 실시예의 웨이퍼의 제조 시간보다 늦을 수 있다. 그러나 각각의 캡(3)에 대한 상기 구리나 티타늄 층의 크기는 첫 번째 실시예에서 언급한 그것과 동일할 수 있다.
도 3을 참조하여, 몇 개의 미세측정 소자의 밀봉 상태를 체크하기 위한 방법의 첫 번째 단계를 설명함에 있어, 매우 간소화된 방식으로 보온 컨테이너(30)가 도식되고 있다. 물론, 상기 방법의 첫 번째 단계가 표준적으로 수행될 수 있다는 전제하에 상기 컨테이너의 모든 요소는 도 3에서 도식된 요소와 다른 형태를 취할 수 있다.
보온 컨테이너(30)는 튜브(31), 상기 튜브(31)의 입구에서 로테이션(34)의 축에 대해 매달려 있는 커버(32)를 필수적으로 포함한다. 상기 커버(32)를 튜브(31)의 상부 모서리에 적용함으로써 폐쇄 수단(33)이 컨테이너(30)를 밀봉상태로 밀폐하기 위해 제공된다. 이러한 폐쇄 수단(33)은 가령, 나사(33a)의 형태로 제공되며, 상기 나사의 머리는 커버(32)의 상부 표면에 인접하고, 튜브(31)의 상부 모서리의 하부 표면에 인접한다. 상기 나사(33a)의 기둥은, 너트(33b)로 조여 들어가기 위해, 커버(32)에 형성되어 있고 튜브(31)의 상부 모서리상에 형성되어 있는 구멍(33c)을 통과한다. 상기 나사(33a)의 머리의 형태는 수동 조작에 적합하다. 상기 컨테이너(30)를 밀봉 상태로 밀폐하기 위해, 밀폐 개스킷이 또한 튜브(31)의 상부 모서리와 커버(32) 사이의 접촉부에서 제공되어야 한다.
보온 컨테이너는 반응성 유체(특히 튜브(31) 내부의 산소)를 주입하기 위한 수단(35~39)을 또한 포함하며, 상기 튜브(31)의 내부를 가열하기 위한 수단(40, 41)을 포함한다. 상기 가열 수단은 주로 상기 컨테이너 내부에 배치된 가열 본체(41)와 상기 가열 본체를 제어하는 가열 제어 기기(40)로 구성되어 있어, 상기 컨테이너내의 요망 온도를 획득할 수 있다.
튜브 속으로 산소를 주입하는 수단은 3구 제어 밸브(35), 컨테이너(30)의 압력을 측정하는 장치(36)로 형성되어 있다. 3구 제어 밸브(35)의 제 1 파이프(37)는 밸브(35)의 제 2 파이프(38)를 통한 충진을 위한 산소 병(도면상에는 나타나지 않음)에 연결되어 있으며, 제 1 파이프 및 제 2 파이프가 열려 있고, 제 3 파이프는 닫혀 있을 때, 산소로 채워진 컨테이너는 압력 p를 갖는다. 체크 방법의 첫 번째 단계의 막바지에서, 컨테이너(30)는 산소가 빠져 나감으로써 압력이 낮아진다. 이렇게 하기 위해, 제 2 파이프(38)와 제 3 파이프(39)는 열려 있고, 제 1 파이프(37)는 계속 닫혀있는다.
밀봉 상태 체크 방법의 첫 번째 단계가 더욱 자세히 설명될 것이다. 우선, 미세측정 소자의 몇 개의 웨이퍼(1’)가 열려 있는 저장소(43) 안에 배치된다. 웨이퍼(1’)를 운반하는 상기 저장소(43)는 컨테이너(30)의 튜브(31)의 하부에 배치된 베이스(42)상에 위치된다.
그 후, 컨테이너(30)는 폐쇄 수단(33)이 튜브(31)의 상부 모서리에 근접하게 커버(32)를 위치시킴에 의해, 밀폐되어 밀봉상태가 된다. 미세 측정 소자의 웨이퍼(1’)를 포함하는 컨테이너(30)가 밀봉상태로 밀폐되면, 밸브(35)의 제 1 파이프(37) 및 제 2 파이프(38)가 열리고, 반면에 제 3 파이프(39)는 닺힌다. 이러한 방식으로, 지정 압력으로 컨테이너(30)는 산소로 채워지며, 이는 측정 장치(36)에 의해 제어된다. 물론, 상기 밸브가 전기적으로 제어되어, 상기 컨테이너의 내부 산소가 요망 지정 압력에 이르면, 모든 파이프(37, 38, 39)가 닺힌다.
컨테이너(30)의 산소 압력은 10 bar 이상일 수 있으며, 15 bar 또는 20 bar와 동일한 것이 바람직하다. 그러므로 모든 미세측정 소자는 높은 산소 압력을 요구한다. 이러한 방식으로, 감지가능한 양의 산소를 각각의 캐버티에 주입시키고, 20년 이상의 시간을 보증하기 위해 필요한 시간 주기가 도 8과 도 9를 참조하여 다음에서 설명되는 바와 같이 크게 감소할 수 있다.
구리 지시 요소를 이용하여, 주입되는 산소가 빠르게 반응할 것을 보증하기 위해, 상기 컨테이너는 가열 수단을 이용하여 100℃ 이상(가령, 150℃)까지 가열된다. 각각의 캐버티의 지시 요소로서 구리 층이 산화되도록 하는 지정 시간 주기가, 산소가 상기 캐버티를 관통하였을 경우, 몇 시간, 또는 며칠(65 시간)까지로 감소한다.
약 5000개의 소자 각각의 몇 개의 웨이퍼가 컨테이너 내에 위치하기 때문에, 500000개의 미세측정 소자를 밀폐하기 위한 방법의 첫 번째 단계가 동시에 수행되는 것이 가능하며, 이는 상당한 시간을 절약해 준다. 더군다나 다이싱 공정 전의 웨이퍼상의 광학 측정 공정에 의해, 밀봉 상태가 빠르게 체킹될 수 있다.
미세측정 소자의 폐쇄 캐버티의 밀봉상태를 확인하기 위한 본 방법의 첫 번째 단계에 의한 상기 시간 절약을 더 잘 이해하기 위해서는, 도 8을 참조할 수 있다. 도 8은 미세측정 소자의 폐쇄 캐버티내의 노출 시간에 대한 산소 분압을 도식하고 있다.
상기 미세측정 소자가 표준 대기 환경에 위치하고 있다면, 상기 소자는 약 20% 산소가 존재하는 곳에 위치하는 것이며, 이는 평행 상태의 200 mbar의 산소 분압에 대응한다. 미세측정 소자 캐버티가 오직 비활성 기체, 가령 800 mbar의 아르곤으로 채워져 있기 때문에, 상기 캐버티의 외부와 내부 사이에는 산소에 대해 200 mbar의 차이가 존재하게 된다. 결과적으로, 상기 캐버티에 누수되는 곳이 있을 경우, 산소 분압의 평행 상태에 이를 때까지, 지수 점근 방식(exponential asymptotic manner)으로, 산소는 점차 상기 캐버티로 재-주입된다.
상기 미세측정 소자가 대기에 빨리 위치할수록, 캐버티 내부의 산소 분압이 시간의 함수로서, 공식 p=p0(1-e(-t/T))에 의해 규정될 수 있다. 이러한 공식에 있어서, p0는 평형상태의 산소 압력이며, 보통 200 mbar이고, T는 누출양에 의해 규정된 교환 시간 상수이다. 미세측정 소자의 대부분의 경우에 있어서, 캐버티의 밀봉 상태를 확인하기 충분하도록, 이러한 교환 시간 상수는 20년 이상이어야 한다. 그러므로 처음의 곡선의 기울기는 p0/T로 규정된다. 상기 폐쇄 컨테이너의 미세측정 소자가 예를 들어 20 bar의 산소 압력에 종속될 경우, 처음의 기울기는 더 크며, 산소 유입 속도는 100의 요인에 의해 더 높아질 것이다.
각각의 캐버티에서 지시 요소로서 사용되는 구리 층은 1 mbar와 같거나 큰 산소 분압의 환경(평행 상태의 압력 보다 약 100배 더 낮은 압력)에서 몇 시간에 걸쳐 산화될 수 있다. 결과적으로, 상기 미세측정 소자가 예를 들어 120℃ 또는 150℃의 온도에서 15 bar 또는 20 bar의 산소 압력에 종속되어 있을 때, 상기 구리 층은 상기 캐버티의 내부로 산소를 유입하면서 일제히 산화되는 경향이 있다.
각각의 폐쇄 캐버티의 체적 V는 0.02㎣에 가까우며, 직경 70㎛, 두께 30㎚의 구리 층에서 구리의 질량은 약 1.03ng이다. 이러한 종류의 구리층의 경우에, 4.08x10-12 몰의 산소가 전송시 쉽게 발견될 수 있는 구리 산화물의 층을 형성하기에 충분하다. 200 mbar의 대기 분압을 갖는 20년의 평행화 시간 상수를 보증하기 위해, 공식 L=p0·V/T에 의해 규정되는 누출률(leakage rate)은 6.34·10-15 mbar·l/s이다. 공식 (dn/dt)=L/R·T에서 R은 8.31 J/K·mole/s, T는 393 K로 규정되는 분자 유량 변환(molecular flux converwion)에 의해, 산소 누출량은 1.94·10-19 mole/s이다.
20 bar 산소의 컨테이너에서, 누출량은 100배 더 커질 것이다, 즉, 1.94·10-17 mole/s일 것이다. 그러므로, 구리 층의 정량화 할 수 있는 산화물에 대한 필수 산소 4.08·10-12 mole이 유입될 수 있도록, 미세측정 소자 웨이퍼는 컨테이너에서 58시간 이상 노출될 필요가 있다. 본원에서 설명되는 바와 같이, 1 mbar의 산소 압력이 캐버티로 적용되며, 이는 4.9·10-13 mole을 의미하며, 이는 상기 캐버티 체적의 독립적인 부가 무효 시간 7시간에 대응한다. 그러므로 미세측정 소자 웨이퍼는 컨테이너 내에 산소 압력 20 bar, 온도 120℃, 지정 시간 주기 65시간 동안 남아있어야 한다.
지정 시간 주기가 흐른 후, 도 3에 도식된 컨테이너(30)는 제 2 파이프(38) 및 제 3 파이프(39)를 열고, 냉각함으로써, 감압된다. 그 후, 상기 컨테이너가 열리고 웨이퍼(1')를 운반하는 저장소(43)가 본 발명에 따르는 광학 체크 동작을 위해 꺼내진다. 상기 광학 체크 동작은 도 4 내지 6과 도 9를 참조하여 설명된다,
도 4는 광학 수단을 통해, 웨이퍼(1')의 하나 이상의 특정 소자(1)의 캐버티의 밀봉 상태를 체크하기 위한 측정 머신(50)을 도식한다. 상기 머신의 모든 구성요소는 기존 광학 체크 기술에서 잘 알려져 있으며, 본 도면에서는 매우 간략한 방식으로 도식된다. 물론, 광학 측정에 대해 나타나는 각각의 구성요소는 도 4에서 도식된 그것과 상이할 수 있다.
측정 머신(50)은 X와 Y 방향으로 이동할 수 있는 이동 지지대(51)가 구축된 베이스(54)를 포함한다. 대략적으로 도식된 수단(56)은 베이스(54)상의 이동 지지대(51)를 위한 가이드 기능을 한다. 이동 지지대(51)는 U형태를 제공하도록 중앙에 오목부(53)를 포함한다. 상기 오목부(53)의 측부상의 하나의 모서리(52)는 이동 지지대(51)의 상부 부분 위에 구축되어, 체크될 미세측정 소자(1)의 웨이퍼(1')를 고정할 수 있다. 그러므로 웨이퍼(1')는 상기 오목부(53)의 하부 부분으로부터 거리를 두고 위치한다.
광학 측정에 있어서, 측정 머신(50)은 암(57)의 자유로운 단부에 고정되어 있는 광 소스(20)를 포함하며, 상기 암의 다른 단부는 측정 머신(50)의 전면 벽(55)에 고정되어 있다., 상기 측정 머신은 또한 암(58)의 자유로운 단부에 고정된 이미지 센서(21)를 포함하며, 상기 암의 다른 단부는 상기 머신의 전면 벽에 고정되어 있다. 전기 파워링 및 데이처 프로세싱 수단이 도면에는 나타나지 않지만, 상기 측정 머신내에 배치된다.
상기 지지대의 하부 부분과 체크될 웨이퍼(1')의 후부 사이에서, 자유로운 단부로 광 소스(20)를 운반하는 암(57)은 이동 지지대(51)상에 제공되는 오목부(53)내에 위치한다. 소자 중 하나(1)의 지시 요소(4)를 체크하기 위해, 미세측정 소자 웨이퍼(1')가 이동 지지대를 이용하여 배치된 후, 상기 광 소스(20)의 스위치가 켜진다. 상기 광소스(20)는 배치된 미세 측정 소자(1)의 측정 영역내에서 수직으로 웨이퍼를 훑고 지나가는 지정 파장을 갖는 하나 이상의 IR 광 빔을 제공한다. 웨이퍼(1') 위에 배치된 이미지 센서는 IR 광 빔을 수신하여 구리 층의 색이나 투명도의 함수로 상기 소자의 밀봉 상태를 판단할 수 있다.
기판과 각각의 캡이 유리로 만들어져 있을 경우, 광 소스로부터의 상기 광 빔의 파장은 근적외선 내에서 850㎚에 가까워야 하고, 기판과 각각의 캡이 반도체 물질, 가령 실리콘으로 이뤄져 있을 경우, 1.3㎛에 가까워야 한다. 전자의 경우에 있어서, 광 소스(20)로서 LED 다이오드(880㎚ 또는 950㎚)나 반도체 레이저(780㎚)가 사용될 수 있고, 이미지 센서(21)로서 CCD형 센서가 사용될 수 있다. 후자의 경우에 있어서, 1.3㎛ 반도체 층이 사용되고, 이미지 센서(21)로서 적합한 적외선 감지형 이미징 시스템이 사용될 수 있다.
도 5와 도 6에서 도식한 두 가지 실시예에서, 광 소스에 의해 방사되는 제 1 광 소스 빔 IR 1은, 구리 층(4)의 구멍(7)의 제 1 측정 영역을 통과하면서 웨이퍼(1')의 하나의 미세측정 소자(1)를 지나감으로써 이미지 센서(21)에 의해 감지된다. 이러한 과정 후, 웨이퍼(1')이 이동하고, 광 소스에서 방사되는 제 2 광 빔 IR 2은 구리 층 옆에 있는 구멍(7)의 제 2 측정 영역을 통과하면서 상기 소자를 지나간다. 이러한 방식으로, 비교하는 광학 측정이 수행될 수 있다. 이러한 비교 측정은 데이터 프로세싱 수단이 산화 구리 층과 비 산화 구리 층 간의 상대적인 광학 전송률을 연산하게 할 수 있다. 그러므로 밀봉 상태 체크나 소자의 누출률이 결정될 수 있다.
도 9는 광 빔 파장의 함수로서, 30㎚ 두께를 갖는 구리 층(산화 단계이거나 산화되지 않는 단계)의 광학 전송 그래프를 도식한다. 도 9에서 산화 구리 층과 비 산화 구리 층을 통과하는 광 빔의 전송에 있어서 차이점이 580㎚ 파장 너머에서 증가함을 알 수 있다.
상기 구리 층이 적외선쪽으로 증가하여 불투명하게 되는 반면, 구리 산화 층은 증가하여 투명하게 된다. 그러므로 높은 측정 대비가 존재한다.
산화 구리 층과 비 산화 구리 층 간의 전송률 Tox/Tcu를 결정함으로써, 광 소스에서 제공되고, 이미지 센서에서 감지되는 100%에서 광 빔의 파장 850㎚에서 규정된 참조를 얻을 수 있다. 적외선에서 전송률은 10보다 크다. 반면에 녹색 파장에서는 이 요인이 2.5 보다 작다.
도 7은 전기 수단을 통해 밀봉 상태를 체크하는 방법을 구현하기 위한 미세측정 소자의 세 번째 실시예를 도식한다. 도 7의 구성요소들은 동일한 구성요소에 대하여 도 1 및 도 2와 같은 참조 번호를 사용한다. 결과적으로, 간편성을 위하여, 이러한 구성요소들의 설명은 반복되지 않는다.
전기 수단을 통해 미세측정 소자(1)의 캐버티(14)의 밀봉 상태를 체크하기 위해, 구리 층 대신, 전체가 상기 폐쇄 캐버티에 내장되는 팔라듐 레지스터(15)가 제공된다. 측정 장치가 쉽게 측정할 수 있게 해주는 명확한 레지스터 값을 갖기 위해, 상기 레지스터는 캐버티내에 코일을 제공한다. 물론, 상기 코일의 길이는 도 7에서 도식된 바보다 더 길 수 있다. 이러한 팔라듐 레지스터는 화학 에칭이나 그 밖의 다른 방식으로 행해지는 전기 분해 공정에 의해 형성될 수 있다.
제 3 전도성 경로(16)는 레지스터(15)의 제 1 단부를 기판(2) 위의 캐버티(14) 외부에 위치하는 제 3 전기 접촉 단자(17)에 연결한다. 제 4 전도성 경 로(18)은 레지스터(15)의 제 2 단부를 기판(2) 위의 캐버티(14) 외부에 위치하는 제 4 접촉 단자(19)에 연결한다. 각각의 접촉 단자(17, 19)는 전자 회로의 접촉 단자나 전자 측정 장치의 접촉 단자에 연결될 수 있다. 이는 도면상에서는 나타나지 않는다.
팔라듐 레지스트의 값에 따라, 반응성 유체로서 수소의 존재를 변환시킬 수 있다. 상기 팔라듐은 대기 온도에서 수소의 체적의 900배까지를 흡수할 수 있는 속성을 지니고 있다. 이는 약 50%의 원자 분해에 대응한다. 결과적으로, 이러한 미세측정 소자(1)의 캐버티내의 팔라듐 레지스터(15) 때문에, 그리고 본원에서 tjfayud하는 체크 방법 때문에, 전기 수단을 통한 폐쇄 캐버티의 밀봉 상태를 체크할 수 있고, 상기 캐버티로부터의 누출률을 규정할 수 있다.
하나 이상의 웨이퍼의 미세측정 소자의 각각의 캐버티내의 지시 요소 때문에, 반응성 유체의 지시 요소내의 축적을 통해 간접적인 측정을 수행할 수 있다. 캐버티내의 상기 지시 요소는 자신의 광학, 또는 전기 속성을 상기 캐버티로 유입되는 반응성 기체의 함수로서, 전환할 수 있다. 캐버티에서 많거나 미세한 누출을 갖는 미세측정 소자에 대해 사용될 수 있는 동시 발생 밀봉 상태 체크에 대한 방법이 지니는 이점이 제공된다.
설명된 바와 같이, 하나 이상의 미세측정 소자의 폐쇄 캐버티의 밀봉 상태를 체크하는 방법의 다양한 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 가능하다. 광학 수단을 통한 체크의 경우에 있어서, 구리 층을 측정하는 것은, 미세측정 소자를 통한 전송 대신에 구리 층에 광 빔의 반사됨으로써 수행될 수 있다. 이러한 구리 층은 각각의 캡과 기판의 각각의 영역을 완전히 덮을 수 있다. 상기 구리 층의 광학 체크가 컨테이너 내에 배치된 측정 수단을 이용하거나, 현미경으로 관찰함으로써 이뤄질 수 있다.

Claims (16)

  1. 기판(2)의 한 부분에 존재하는 구조물(5, 6, 10)과, 기판을 보호하기 위한 상기 기판의 한 영역에 고정된 캡(3)을 포함하는 하나 이상의 미세측정 소자(1)의 폐쇄 캐버티의 밀봉 상태를 체크하기 위한 방법에 있어서, 이때, 상기 캐버티는 상기 캡의 내부 표면과, 상기 구조물과, 상기 기판의 영역에 의해 규정되며, 상기 방법은
    미세측정 소자(1)를 컨테이너(30)내에 배치하는 단계로서, 이때 상기 소자는 캐버티(14) 내부에 밀봉 상태를 체크하기 위한 지시 요소(4)를 포함하며, 상기 지시 요소의 광학 속성은 상기 지시 요소에 반응할 수 있는 반응성 유체와 닿아 영구적으로 변하는 단계,
    상기 소자를 내포하는 컨테이너를 밀봉 상태로 밀폐하는 단계,
    지정된 시간 주기 동안, 상기 소자를 캐버티내의 압력보다 더 높은 유체 압력으로 종속하기 위해, 상기 컨테이너를 압력을 주어 반응성 유체로 채우는 단계로서, 상기 컨테이너는 반응성 유체를 유입하기 위한 수단(35~39)을 포함하는 단계,
    광학 수단을 통해, 상기 캐버티(14)를 관통하고 지시 요소에 반응하여 상기 캐버티의 밀봉 상태를 판단할 수 있는 반응성 유체의 양의 함수로써, 지시 요소(4)의 속성의 변화를 체크하는 단계,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 미세측정 소자(1)의 폐쇄 캐버티의 밀봉 상태를 체크하기 위한 방법.
  2. 기판(2)의 한 부분에 존재하는 구조물(5, 6, 10)과, 기판을 보호하기 위한 상기 기판의 한 영역에 고정된 캡(3)을 포함하는 하나 이상의 미세측정 소자(1)의 폐쇄 캐버티의 밀봉 상태를 체크하기 위한 방법에 있어서, 이때, 상기 캐버티는 상기 캡의 내부 표면과, 상기 구조물과, 상기 기판의 영역에 의해 규정되며, 상기 방법은
    미세측정 소자(1)를 컨테이너(30)내에 배치하는 단계로서, 이때 상기 소자는 캐버티(14) 내부에 밀봉 상태를 체크하기 위한 지시 요소(4)를 포함하며, 상기 지시 요소의 광학 속성은 상기 지시 요소에 반응할 수 있는 반응성 유체와 닿아 영구적으로 변하는 단계,
    상기 소자를 내포하는 컨테이너를 밀봉 상태로 밀폐하는 단계,
    시간 주기를 결정하기 위해, 상기 소자를 캐버티내의 압력보다 더 높은 유체 압력으로 종속하기 위해, 상기 컨테이너를 압력을 주어 반응성 유체로 채우는 단계로서, 상기 컨테이너는 반응성 유체를 유입하기 위한 수단(35~39)을 포함하는 단계,
    상기 캐버티(14)를 관통하고 지시 요소에 반응하여 상기 캐버티의 밀봉 상태를 판단할 수 있는 반응성 유체의 양의 함수로써, 지시 요소(4)의 속성의 변화를 전기적으로 체크하는 단계,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 미세측정 소자(1)의 폐쇄 캐버티의 밀봉 상태를 체크하기 위한 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 다수의 미세측정 소자(1)를 포함하는, 같은 기판 위에 형성된 다수의 웨이퍼(1')는 미세측정 소자의 각각의 구조물을 덮기 위해, 상기 기판에 고정된 캡(3)의 플레이트(3')을 지니며, 시간 주기를 결정하기 위해, 컨테이너로 유입될 반응성 유체에 의해 압력 하에 배치될 상기 컨테이너(30)내에 위치함을 특징으로 하는 하나 이상의 미세측정 소자(1)의 폐쇄 캐버티의 밀봉 상태를 체크하기 위한 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 반응성 유체로 충진된 상기 컨테이너(30)의 내부는 가열 수단(40, 41)에 의해, 지정 시간 주기 동안, 대기 온도보다 높은 온도까지로 가열되며, 이때, 대기 온도보다 높은 온도는 100℃보다 높은 온도임을 특징으로 하는 하나 이상의 미세측정 소자(1)의 폐쇄 캐버티의 밀봉 상태를 체크하기 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 미세측정 소자(1)의 캐버티(14), 또는 하나 이상의 웨이퍼(1')의 같은 기판상에 형성되고, 각각의 미세측정 소자 구조물을 덮기 위해 상기 기판에 고정된 캡(3)의 플레이트(3')를 갖는 미세측정 소자의 각각의 캐버티는 대기압의 압력을 가진 아르곤 같은 비활성 기체를 포함하며,
    상기 지시 요소(4)는, 각각의 캡(3)의 내부 표면의 한 부분 위, 또는 상기 기판(2)의 각각의 영역의 한 부분 위를 선택적으로 화학 에칭하여 얻어지거나 선택적으로 진공 증착하여 얻어지는 구리, 또는 티타늄 층이며,
    상기 지정 시간 주기 동안 캐버티를 통과하는 산소의 양에 대한 함수로써 구리, 또는 티타늄 층의 광학 속성이 산화에 의해 변형되도록, 상기 컨테이너(30)는 10 bar 이상의 압력에서 반응성 유체로서의 산소로 충진되는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 미세측정 소자(1)의 폐쇄 캐버티의 밀봉 상태를 체크하기 위한 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 지정 시간 주기 후, 상기 구리 또는 티타늄 층(4)의 광학 속성을 체크하는 동작 전에,
    상기 컨테이너(30)는 감압되고, 개방되며,
    밀봉 상태를 체크하기 위해, 상기 미세측정 소자(1), 또는 미세측정 소자의 하나 이상의 웨이퍼(1')가 상기 컨테이너로부터 제거되어, 측정 머신(50)의 이동 지지대(51) 위에 배치되며,
    밀봉 상태를 체크하기 위해, 상기 측정 머신의 광 소스(20)로부터 방사된 지정 파장의 하나 이상의 광 빔(IR)이 상기 구리, 또는 티타늄 층쪽으로 발사되어, 구리, 또는 티타늄 층에 광 빔이 반사함에 의하거나, 상기 구리, 또는 티타늄 층을 통과하는 상기 광 빔이 상기 미세측정 소자를 훑는 전송에 의해, 상기 측정 머신의 이미지 센서(21)가 감지하며, 상기 기판, 또는 캡이 지정 파장의 광 빔에 투명한 것을 특징으로 하는 하나 이상의 미세측정 소자(1)의 폐쇄 캐버티의 밀봉 상태를 체크하기 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 각각의 미세측정 소자의 구조물은 제 1 전도성 스트 립(6), 제 2 전도성 스트립을 포함하는 자기 미세-컨택터(5, 6, 10)이며, 이때 제 1 전도성 스트립(6)의 한 쪽 단부는 기판에 전도성 풋(5)으로 고정되고, 제 1 전도성 스트립(6)의 다른 단부는 제 2 전도성 스트립(10)에 접촉되도록 이동하기 자유로우며, 상기 제 2 전도성 스트립은 자기장에 맞닿으면서 상기 기판(2)에 고정되어 있고, 제 1 스트립의 중간부는 자신의 길이의 대부분에 걸쳐 있는 구멍(7)을 포함하며, 제 1 스트립의 풋과 제 2 스트립의 한 쪽 단부 간의 이격 거리는 상기 구멍의 길이에 대응하며,
    상기 구멍(7)과 마주보고 거리를 두고 형성되어 있는 상기 구리, 또는 티타늄 층(4)은 10㎚ 내지 100㎚의 두께를 가지며, 표면 크기는 상기 구멍의 표면 크기보다 작아서 상기 구멍을 통해 제 1 측정 영역과 제 2 측정 영역을 형성할 수 있고,
    상기 구리, 또는 티타늄 층의 광학 속성을 체크하기 위해, 광 소스(20)가 방사하는 제 1 광 빔(IR 1)이 구리, 또는 티타늄 층을 통과하는 제 1 측정 영역을 통과하면서, 상기 미세측정 소자(1)를 훑음으로써 상기 머신(50)의 상기 이미지 센서(21)가 감지하며,
    광 소스가 방사하는 제 2 광 빔(IR 2)이 구리, 또는 티타늄 층을 통과하지 않고, 제 2 측정 영역을 통과하면서 상기 미세측정 소자를 훑음으로써 상기 이미지 센서가 감지하고,
    이미지 센서에 의해 감지된 제 1 빔과 제 2 빔의 조명 강도를 비교함으로써, 상기 측정 머신의 프로세싱 수단이 상기 미세측정 소자 캐버티의 누출률을 결정하 는 것을 특징으로 하나 이상의 미세측정 소자(1)의 폐쇄 캐버티의 밀봉 상태를 체크하기 위한 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 기판(2), 또는 각각의 미세측정 소자(1)의 상기 캡(3)은 실리콘으로 형성되어 있으며, 이때 제 1 광 빔(IR 1)과 제 2 광 빔(IR 2)은 1.3㎛의 파장을 갖는 광 소스(20)에 의해 방사됨을 특징으로 하는 하나 이상의 미세측정 소자(1)의 폐쇄 캐버티의 밀봉 상태를 체크하기 위한 방법.
  9. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 기판(2), 또는 각각의 미세측정 소자(1)의 상기 캡(3)은 유리로 형성되어 있으며, 이때 제 1 광 빔(IR 1)과 제 2 광 빔(IR 2)은 근적외선 범위에서, 850㎚의 파장을 갖는 광 소스(20)에 의해 방사됨을 특징으로 하는 하나 이상의 미세측정 소자(1)의 폐쇄 캐버티의 밀봉 상태를 체크하기 위한 방법.
  10. 제 2 항에 있어서, 미세측정 소자(1)의 캐버티(14), 또는 하나 이상의 웨이퍼(1')의 같은 기판상에 형성되어 있고, 각각의 미세측정 소자 구조물을 덮기 위해 상기 기판에 고정되어 있는 캡(3)의 플레이트(3')를 갖는 미세측정 소자의 각각의 캐버티는 대기압의 압력을 가진 아르곤 같은 비활성 기체를 포함하고, 이때 상기 지시 요소(4)는 상기 기판(2)의 각각의 영역의 한 부분에 형성된 팔라듐 레지스터(15)이며, 절연된 전도성 경로(16, 18)가 상기 레지스터로 연결되어 있고, 전기적 속성을 체크하기 위해 미세측정 소자를 통과하며,
    이때, 컨테이너(30)는 10 bar 이상의 압력으로 반응성 유체로서의 수소로 충진되어, 팔라듐 레지스터의 값이 지정 시간 주기 동안 상기 캐버티를 통과한 수소의 양에 대한 함수로써 변경되는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 미세측정 소자(1)의 폐쇄 캐버티의 밀봉 상태를 체크하기 위한 방법.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 미세측정 소자의 폐쇄 캐버티의 밀봉 상태를 체크하기 위한 방법을 구현하기 위한 미세측정 소자(1)에 있어서, 상기 미세측정 소자는
    기판(2)의 한 부분에 존재하는 구조물(5, 6, 10),
    기판을 보호하기 위한 상기 기판의 한 영역에 고정된 캡(3),
    상기 캡의 내부 표면과 상기 구조물과 기판의 영역에 의해 형성되는 폐쇄 캐버티,
    캐버티의 내부에서 밀봉 상태를 체크하기 위한 지시 요소(4, 15)로서, 상기 소자의 상기 캐버티의 밀봉 상태를 체크하기 위해, 상기 지시 요소(4, 15)의 광학, 또는 전기적 속성이 상기 지시 요소에 반응할 수 있는 반응성 유체에 닿아 영구적으로 변하는 상기 지시 요소(4, 15)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세측정 소자.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 캐버티(14)는 대기압의 압력을 가진 아르곤 같은 비활성 기체를 포함하며,
    상기 지시 요소(4)는 반응성 유체로서의 산소에 반응하는 구리, 또는 티타늄 층이며, 상기 층은 상기 캡(3)의 내부 표면의 한 부분 위나, 상기 기판(2)의 영역 중 한 부분 위를 선택적으로 화학 에칭하거나, 선택적으로 진공 증착하여 얻어짐을 특징으로 하는 미세측정 소자.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 구리 층(4)의 두께는 10㎚ 내지 100㎚임을 특징으로 하는 미세측정 소자.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 구조물은 제 1 전도성 스트립(6), 제 2 전도성 스트립을 포함하는 자기 미세-컨택터(5, 6, 10)이며, 이때 제 1 전도성 스트립(6)의 한 쪽 단부는 기판에 전도성 풋(5)으로 고정되고, 제 1 전도성 스트립(6)의 다른 단부는 제 2 전도성 스트립(10)에 접촉되도록 이동하기 자유로우며, 상기 제 2 전도성 스트립은 자기장에 맞닿으면서 상기 기판(2)에 고정되어 있고, 제 1 스트립의 중간부는 자신의 길이의 대부분에 걸쳐 있는 구멍(7)을 포함하며, 제 1 스트립의 풋과 제 2 스트립의 한 쪽 단부의 이격 거리는 상기 구멍의 길이에 대응하며,
    상기 구멍(7)과 마주보고 거리를 두고 형성되어 있는 구리 층(4)은 상기 구멍의 표면 크기보다 작은 표면 크기를 갖음에 따라, 상기 구멍을 통해 밀봉 상태를 체크하기 위한 광 빔의 통로가 되는 제 1 측정 영역과 제 2 측정 영역을 형성할 수 있음을 특징으로 하는 미세측정 소자.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 기판(2), 또는 캡(3)은 유리, 또는 실리콘으로 형성됨을 특징으로 하는 미세측정 소자.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 캐버티(14)는 대기압의 압력을 가진 아르곤 같은 비활성 기체를 포함하며,
    상기 지시 요소(15)는 상기 기판(2)의 영역의 한 부분 위로 형성되는 팔라듐 레지스터이며,
    절연된 전도성 경로는 상기 레지스터로 연결되어 있고, 전기 속성을 체크하기 적합하도록 미세측정 소자를 통과함을 특징으로 하는 미세측정 소자.
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