DE102006042764B3

DE102006042764B3 - Verfahren zum Überprüfen der Getter-Gasabsorptionskapazität in Kavitäten von für die Mikrosystemtechnik geeigneten Mehrfachbauelementen sowie für dieses Verfahren benötigte Bauteile

Info

Publication number: DE102006042764B3
Application number: DE200610042764
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Reinert; Peter Dr. Merz
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2006-09-12
Filing date: 2006-09-12
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2026-09-13

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Boden- oder Deckelwafer (1) für die Herstellung von später zu vereinzelnden, Kavitäten für aktive Strukturen umschließenden Vielfach-Bauelementen, die vorzugsweise in der Mikrosystemtechnik einsetzbar sind, wobei der Boden- oder Deckelwafer mehrere Gasabsorptionsfelder (2) aufweist, die mit einer jeweils gleichbleibenden Fläche (3) an Gettermaterial bedeckt und so angeordnet sind, dass sie in zumindest einigen der zu bildenden Kavitäten zu liegen kommen sollen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Gettertestfeld (4) vorgesehen ist, das so angeordnet ist, dass es ebenfalls in einer zu bildenden Kavität zu liegen kommen soll, wobei das Gettertestfeld eine kleinere Gettermaterial-Fläche (5) als die Gasabsorptionsfeld-Fläche (3) aufweist. Dieser Wafer eignet sich zur Überprüfung der Getter-Gasabsorptionskapazität der unter seiner Verwendung herstellbaren Vielfach-Bauelemente. Das Verfahren zur Überprüfung beinhaltet den Schritt des Flutens der Prozesskammer mit einem Prozessgas, enthaltend oder bestehend aus einer Gassorte A, die von dem Gettermaterial absorbiert werden kann, und einer Gassorte B, die von dem Gettermaterial nicht oder in substantiell geringem Ausmaß absorbiert werden kann, wobei die Anteile an der Gassorte A und der Gasssorte B im Prozessgas bekannt sind, und, nach Verbinden des Wafers mit seinem Gegenstück und ggf. nach Aktivieren des Gettermaterials, das Bestimmen des Innendrucks in den Kavitäten, in denen ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, die im Zusammenhang mit der Gas-Rückbefüllung von Kavitäten in Mikrosystembauteilen eine direkte Kontrolle der Getterkapazität im Sensorverkappungsprozess auf Waferebene erlauben.
Mit Hilfe der Mikrosystemtechnik gefertigte Bauteile (MEMS) sind seit längerem für die miniaturisierte und kostengünstige Herstellung von Sensoren und Aktoren etabliert. Die Mikrosystemtechnik (MST) ist ein relativ junger Technologiezweig, der sich in großen Teilen die leistungsfähigen Produktionsprozesse der Halbleiterindustrie zu eigen macht, um mit diesen mikrotechnischen Verfahren, die auf den Grundwerkstoff Silizium zugeschnitten sind, makroskopische Technologiesysteme in die Mikrowelt zu übertragen, und so die stetige Miniaturisierung und Leistungssteigerung von technischen Produkten unterstützt. Die mittels MST hergestellten Produkte finden branchenübergreifend Anwendung in der Mikroelektronik, der Industrieautomation, der Kommunikations- und Medizintechnik, in der Automobilindustrie oder auch bei Life Science Produkten. Dabei erfordern die fortschreitende Miniaturisierung sowie die kontinuierliche Erhöhung der technologischen Integrationsdichte von Mikrosystemen eine anhaltende Entwicklung und Verbesserung von bestehenden Produktionsprozessen.
In der Automobilbranche, aber auch im Maschinenbau besteht Bedarf an komplexen, integriert aufgebauten Mikrosystembauteilen, die vielfältigste Mess- und Regelfunktionen autonom und mit geringem Energiebedarf durchführen. Die unterschiedlichen Sensorsysteme erfordern je nach Auslegung einen entsprechenden Arbeitsdruck. So benötigen resonante Systeme oftmals eine hohe Güte. Daher muss die mechanische Dämpfung durch umgebendes Gas durch einen entsprechenden geringen Arbeitsdruck in der Kavität, in der sich das jeweilige Sensorsystem befindet, minimiert werden. Resonante Drehratensensoren zum Beispiel werden typischerweise mit einem Arbeitsdruck von einem μbar bis einigen mbar betrieben. Beschleunigungssensoren müssen hingegen teilweise stark gedämpft werden, so dass hier der Betriebsdruck in der Regel bei einigen hundert mbar liegt. Außerdem benötigen manche moderne, resonant betriebene Mikrosensoren ein spezifisches Arbeitsgas in der Gehäusekavität, um die geforderte Funktionalität zu erfüllen.
Im Bereich der Mikrosystemtechnik ist die Gehäusung von Mikrosensoren eines der am wenigsten entwickelten, jedoch gleichzeitig eines der wichtigsten und herausforderndsten Technologiefelder. Besonders die Bereitstellung einer hermetischen Gehäusung ist eine Schlüsseltechnologie für viele mikromechanische Komponenten. Beim sogenannten Wafer-Level Packaging (WLP) wird die Verkapselung der offenen Sensoren auf Waferebene durchgeführt. Dazu wird ein entsprechender Kappenwafer gefertigt, der die individuellen, funktionellen Elemente der Gehäusung enthält. Der Kappenwafer wird mit dem Sensorwafer gefügt, so dass jeder Sensorchip mit einem entsprechenden Gehäusechip fest verbunden wird. Erst nach dieser Fügung auf Waferebene wird dann das Waferpaar in einzelne Chips vereinzelt. Durch die massiv parallele Arbeitsweise hat die Gehäusung auf Waferebene im Vergleich zu einer Gehäusung auf Chipebene enorme Vorteile in Bezug auf Kosten, Bauteilintegrationsdichte und Ausbeute.
Für die WLP Technolgie stehen eine Reihe von etablierten Verfahren zur Verfügung wie zum Beispiel Glass Frit Bonden, anodisches Waferbonden, Direktbonden (Fusion Bonding), Eutektisches Bonden, Thermokompressionsbonden, Adhesives Bonden, oder Kleben (siehe R.F.Wolffenbuttel, K.D.Wise, 'Lowtemperature silicon-to-wafer bonding using gold at eutectit temperature', Sensors and Actuators A, 43, 1994, p. 223–229; M.Madou, 'Fundamentals of Microfabrication', CRC Press, Boca Raton, 2002) Bei der Gehäusung auf Waferebene werden das in der Prozesskammer befindliche Gas sowie der Prozessdruck in der Kavität eingeschlossen. Dadurch werden die Bauteile des Wafers im Rahmen der Prozessuniformität mit einem spezifischen Kavitätendruck versehen, wobei sowohl Atmosphärendruck, Subatmosphärendruck als auch Überdruck in die Kavität eingeschlossen werden können. In der Regel kann durch die oben erwähnten WLP Technologien ein minimaler Kavitätendruck von 1–10 mbar erreicht werden. Geringere Arbeitsdrücke sind in der Regel nicht einstellbar, da sich ein Restdruck im Bereich von ca. 1 bis 10 mbar durch Materialausgasung, Oberflächendesorption von Molekülen sowie Dekomposition von Kontaminationspartikeln ergibt. Um einen niedrigeren Druckbereich unterhalb 1 mbar zu erreichen, müssen zusätzliche funktionelle Schichten, sogenannte Getterschichten (siehe M.Moraja, M.Amiotti, R.C.Kullberg, 'New getter configuration at wafer level for assuring long term stability of MEMS', Proc. of SPIE, Vol. 4980, 2003, p. 260–267; D.Sparks, S.Massoud-Ansari, N. Najafi, 'Reliable vacuum packaging using NanogettersTM and glass frit bonding', Reliability, Testing and Characterisation of MEMS/MOEMS III, Proc. of SPIE, Vol. 5343, 2004, p. 70–78) eingebaut werden, die gezielt Gasmoleküle absorbieren. Dies kann durch Oberflächenadsorption, durch Löslichkeit im Volumen oder auch durch chemische Bindung erfolgen.
Aus MORAJA, M. et al., "Getter thin film solutions for wafer level packaging of MEMS", nanotech IT Newsletter, Nr. 2, Oktober 2004, Seite 7/8_' ist ein Boden- oder Deckelwafer mit Kavitäten für aktive Strukturen und einem Getter bekannt, der bei einem aus den Wafern hergestellten Bauelement dafür Sorge trägt, im Innern der Bauelemente ein stabiles Vakuum oder einen stabilen Druck zu bewahren.
In den letzten Jahrzehnten ist eine große Anzahl von Gettermaterialien entwickelt worden. Zu den bereits seit längerem verwendeten gehören Getter aus Metallen oder Legierungen wie Ba, Al, Ti, Zr, V, Fe und dergleichen, die z.B. bei Kathodenstrahlröhren, Flachbildschirmen, Teilchenbeschleunigern oder Halbleiterverarbeitungs-Ausrüstungen eingesetzt werden, siehe z.B. die US-Patente 4 269 624 A , 5 320 496 A , 4 977 035 A , oder 6 236 156 B1 . Diese Materialien ab- oder adsorbieren verschiedene Gase durch Oxid- und Hydridbildung oder einfache Oberflächenadsorption. Sogenannte NonEvaporable Getters (NEGs) wurden ab der Mitte der 90er Jahre des vergangenen Jahrhunderts in Tabletten- oder Streifenform in speziell dafür ausgebildete Vertiefungen oder benachbart zum Chip in einer Umhüllung aus Keramik angebracht. Um den Oberflächenbereich möglichst groß zu machen, werden die NEGs häufig mit Hilfe von pulvermetallurgischen Verfahren hergestellt, in denen das Sintern der Metallteilchen nur gerade initiiert wird, wodurch kleine Zwischenräume zwischen den Metallpartikeln verbleiben. Mit Hilfe eines Temperaturaktivierungs-Schritts im Vakuum oder in einer Wasserstoff enthaltenden, reduzierenden Atmosphäre wird die oberflächliche Oxidschicht entfernt, die sich während des Sinterschritts auf dem Metall gebildet hat. Die Aktivierung wird dann durch durchgehendes Erhitzen der gesamten umgebenden Struktur oder dgl. abgeschlossen.
Gettermaterialien haben eine vom Hersteller spezifizierte Gasabsorptionskapazität, die jedoch vom jeweils beim Bauteilverschluss durchgeführten thermischen Aktivierungsprozess abhängt und ggf. durch chemische oder physikalische Reinigungsverfahren beeinflusst werden kann. Um den Prozessdurchsatz beim Waferbonden zu erhöhen, wird in der Regel der thermische Aktivierungsprozess verkürzt, wodurch sich ein nicht vollständig aktivierter Getter mit unbekannter Gasabsorptionskapazität ergibt. Prinzipiell kann die Gasabsorptionskapazität vom Hersteller für verschiedene Aktivierungsprozesse untersucht und dem Anwender mitgeteilt werden, dennoch bleibt die wahre Gasabsorptionskapazität des Getters in einer Sensorkavität unbekannt, weil Ausgasungseffekte der Oberflächen (Wasser, Luftgase, Seitenwandpolymere etc.) bei den hohen Temperaturen des Bauteilverschlusses (bis ca. 430 °C) den Getter vorsättigen. Dieser Effekt ist schwer einzuschätzen und auch messtechnisch nur unzureichend quantifizierbar. Neben der Notwendigkeit, den Getteraktivierungsprozess zu verkürzen, müssen Verkappungswafer, die in der Regel die Getterbeschichtung tragen, vor dem Bauteilverkappen gereinigt werden. Reinigungsverfahren werden eingesetzt, um organische Verunreinigungen und Partikel von der Waferoberfläche abzuwaschen. Hierbei durchlaufen die Kappenwafer z.B. zwei kombinierte Reinigungsschritte mit verdünnten Säuren: Standard Clean 1 (NH₄OH/H₂O₂/H₂O) und Standard Clean 2 (HCl/H₂O₂/H₂O).
Alternativ können auch andere Reinigungen durchgeführt werden, z.B. mit Salpetersäure oder nur deionisiertem Wasser in einem Hochdruckwäscher. Die kombinierte SC1 + SC2 Reinigung hat sich nach den Erfahrungen der Erfinder sehr bewährt, und es wurde außerdem von Getterherstellern festgestellt, das sich die Getterkapazität dabei vergrößert. Sofern sich jedoch im automatisch durchgeführten Reinigungsprozess Unregelmäßigkeiten in der Zudosierung der Säuren ergeben, verschlechtert der Reinigungsprozess die Gettergasabsorptionskapazität wesentlich, ohne dass dies jedoch im normalen Produktionsprozess und den verschiedenen Qualitätstests bemerkt werden kann. Die Vakuumerhaltung leicht undichter Bauelemente kann damit nicht über 15 Jahre garantiert werden, und es kommt zu unerwünschten Feldausfällen.
Dies führt dazu, dass die Überwachung der Bauteilqualität unbefriedigend ist, sofern Getter eingesetzt werden, um die Langzeitstabilität der eingeschlossenen Vakuumatmosphäre zu garantieren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beseitigen und eine wenn auch grobe, aber doch direkte Kontrolle der Getterkapazität im Sensorverkappungsprozess auf Waferebene zu erlauben.
Diese Aufgabe wird durch die Bereitstellung eines Boden- oder Deckelwafers mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eines Vielfachbauelements mit den Merkmalen des Anspruchs 8 sowie des Verfahrens gemäß Anspruch 15 gelöst. Die Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung an.
1 zeigt einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Bodenoder Deckelwafers.
Mit der Erfindung werden Boden- oder Deckelwafer für die Herstellung von später zu vereinzelnden, Kavitäten für aktive Strukturen umschließenden Vielfach-Bauelementen bzw. bereits vorgefertigte solche Vielfach-Bauelemente bereitgestellt, die neben den Kavitäten für aktive Strukturen mindestens eine Testkavität besitzen. Das Material dieser Wafer kann prinzipiell unter Berücksichtigung des jeweiligen Verwendungszwecks der herzustellenden Bauelemente frei gewählt sein, z.B. aus der Gruppe, die aus Metallen, Keramiken, Gläsern, Silizium oder oxidischen Materialien oder aus Werkstoffen besteht, die die genannten Materialien als äußerste Schicht aufweisen. Unter "aktive Strukturen" sollen erfindungsgemäß Sensoren oder Aktoren oder dgl. verstanden werden, die in den Kavitäten vor Umwelteinflüssen geschützt messen, detektieren, steuern oder andere Funktionen ausführen können, deren Ergebnisse oder Wirkungen durch das jeweilige Bauteil herbeigeführt werden sollen.
Die Wafer bzw. Vielfachbauelemente besitzen jeweils mehrere Gasabsorptionsfelder gleicher Fläche, die mit einem (und zwar jeweils demselben) Gettermaterial bedeckt sind. Diese Gasabsorptionsfelder sind so angeordnet, dass sie in zumindest einigen der zu bildenden Kavitäten zu liegen kommen sollen bzw. liegen. (Das soll natürlich nicht ausschließen, dass ein Wafer bzw. ein Vielfachbauelement weitere Gasabsorptionsfelder einer anderen Fläche und/oder aus einem anderen Gettermaterial für bzw. in weiteren, z.B. einem zweiten Zweck dienenden Kavitäten aufweist.) Außerdem besitzen die Wafer oder Vielfachbauelemente mindestens ein Gettertestfeld und vorzugsweise mehrere solche Gettertestfelder, dessen/deren Fläche ein kleineres Gebiet bedeckt als die Fläche der einzelnen Gasabsorptionsfelder.
Die Flächenstrukturierung des Getters erfolgt vorzugsweise sowohl für die Gettertestfelder als auch für die normal strukturierten Gasabsorptionsfelder in einem Arbeitsgang, entweder durch eine Schattenmaske, durch Lift Off oder durch lithographische Strukturierung (nasschemisch oder trocken).
Bei Vorhandensein mehrerer solcher Gettertestfelder kann eines von ihnen definiert sein als frei von Gettermaterial. Bauteile ohne Getter erlauben die Bestimmung vom Gasballast durch Ausgasungseffekte mit Hilfe einer zerstörenden Restgasanalyse.
Außerdem kann ein Gettertestfeld definiert sein als die gleiche Fläche an Gettermaterial aufweisend wie die Gasabsorptionsfelder. Die übrigen Gettertestfelder können bis zu 90%, vorzugsweise bis zu 50% und ganz besonders bevorzugt bis zu 30% der Fläche der Gasabsorptionsfelder bedecken. Wenn mehrere Gettertestfelder vorhanden sind, z.B. drei, vier oder – besonders bevorzugt – fünf, ist es außerdem günstig, wenn die von ihnen bedeckte Fläche abgestuft ist, wobei die Abstufung vorzugsweise einen regelmäßigen Gang aufweist, z.B. 0%, 10%, 20%, 30%, ...n% oder 20%, 40%, 60%, 80% der Fläche der Gasabsorptionsfelder beträgt.
Das Zusammenfügen ("Verkappen") von Boden- und Deckelwafer erfolgt in einer Kammer, die mit einer Bedämpfungsatmosphäre geflutet ist. Diese besteht aus einem Misch- oder Prozessgas aus mindestens zwei gegenüber dem einzig verwendeten bzw. dem relevanten Gettermaterial unterschiedlich reaktiven Gassorten A und B. Unter „Gassorte" ist dabei erfindungsgemäß ein einzelnes Gas oder eine Gasmischung zu verstehen. Dieses einzelne Gas oder die Mischungsbestandteile der Gassorte (z.B. A) besitzt/besitzen (alle) zumindest eine Eigenschaft in Hinblick auf die Absorbierbarkeit durch das eingesetzte Gettermaterial, die sich von einer entsprechenden Eigenschaft der (oder einer) jeweils anderen Gassorte (z.B. B) unterscheidet. So kann es sich bei der Gassorte A um eine Mischung von Gasen ähnlicher oder auch unterschiedlicher Reaktivität handeln, die jedoch alle von dem eingesetzten Gettermaterial absorbiert werden, beispielsweise H₂, O₂, CO₂ oder N₂ oder beliebige Mischungen hiervon, während die Gassorte B z.B. ausschließlich ein oder mehrere Edelgase wie Argon oder Neon enthält, die von Gettermaterialien nicht absorbiert werden.
Vorzugsweise besteht das Mischgas aus einem aktiven Luftgas, z.B. Stickstoff, und einem Edelgas, z.B. Argon. Das Druckverhältnis der beiden Gase zueinander sollte genau bekannt sein.
Das Zusammenfügen eines Boden- oder Deckelwafers gemäß einem der vorliegenden Ansprüche zusammen mit dem Vorsehen der genannten Misch- oder Prozessgasatmosphäre während des Verbindens führt zu einer Kontrollmöglichkeit der Getter-Gasabsorptionskapazität.
Die Gasatmosphäre der Prozesskammer wird zunächst in alle Kavitäten eingeschlossen, die beim Fügen der beiden Wafer entstehen. Durch die Aktivierung des Getters, beispielsweise infolge der thermischen Bedingungen während des Fügens, können nun die in den Kavitäten befindlichen Gasspezies der Sorte A absorbiert werden, so dass der Kavitätendruck durch den (in der Regel sehr geringen) Rest-Partialdruck dieser Spezies sowie die Moleküle der Sorte B definiert wird. In Kavitäten ohne Gettermaterial verbleibt der ursprüngliche Kavitätendruck, der aus der Summe (den Partialdrücken) der Teilchen A und B gebildet wird. Der Gasballast des Misch- oder Prozessgases führt also bei einer "normal" strukturierten Getterfläche des Gasabsorptionsfelds (also einer solchen mit definitionsgemäß 100% Getterflächen-Anteil) zu einer Vorsättigung des Getters beim Verschließ-/Verkappungsprozess. Der Wert hierfür hängt vom Gettermaterial, dessen Fläche, dem Volumen der verschlossenen Kavität sowie dem gewählten Gaspartialdruck des absorbierbaren Gases und der Aktivität des Getters gegenüber diesem Gas ab und kann stark schwanken. Günstig sind Werte unterhalb von 50%, um ausreichende Restkapazitäten für das Gasabsorptionsfeld bereitzustellen, damit die Lebensdauer des Bauelements auch bei geringer Undichtigkeit gegebenenfalls über viele Jahre hinweg gewährleistet ist. Für das folgende Beispiel wird ein Wert von 12% angenommen: Ein solcher Wert ist für die Lebensdauer-Verlängerung unerheblich. Ist der Getter jedoch nicht wie geplant aktiviert oder durch einen falsch durchgeführten Reinigungsprozess geschädigt, ergibt sich eine verringerte verbleibende Gasabsorptionskapazität. In den Testkavitäten mit abgestuften Getterflächen stellt sich dann ein gegenüber dem Normalfall erhöhter Innendruck ein, weil die kleiner abgestuften Getterflächen zu einem größeren Anteil oder vollständig mit Gas gesättigt sind.

In der nachstehenden Tabelle wird gezeigt, welche Drücke sich bei den beispielhaft genannten 12% Vorsättigung eines "normal" aktivierten Getters für geringere Getterflächen bzw. für Gasabsorptionsfelder ergeben, deren Aktivität gegenüber der vorgesehenen Norm-Aktivität erhöht oder erniedrigt ist. Das Beispiel nutzt Gettertestfelder mit einer Abstufung von 5%, 10%, 15% und 20% der Fläche der Gasabsorptionsfelder.

Getterkapazität	Gettertestfelder
Getterkapazität	5%	10%	15%	20%
Standard*	voll gesättigt, Restgas führt zu Druckanstieg	voll gesättigt, Restgas führt zu geringem Druckanstieg	80% gesättigt, kein Druckanstieg	60% gesättigt, kein Druckanstieg
> 30% schlechter	voll gesättigt, Restgas führt zu Druckanstieg	voll gesättigt, Restgas führt zu Druckanstieg	voll gesättigt, Restgas führt zu geringem Druckanstieg	80% gesättigt, kein Druckanstieg
> 30% besser	voll gesättigt, Restgas führt zu geringem Druckanstieg	80% gesättigt, kein Druckanstieg	60% gesättigt, kein Druckanstieg	40% gesättigt, kein Druckanstieg

Im obigen Ausführungsbeispiel führt eine Verschlechterung der Gasabsorptionskapazität des Getters durch Prozessfehler von 30% schon zu einem Druckanstieg bei dem Gettertestfeld mit 15% Fläche. Es stellt sich ein Druckverteilungsmuster über die Bauelemente mit Gettertestfeldern ein, das messtechnisch erfasst werden kann. Die Gettertestfelder können dabei wie Standardbauelemente auf dem Wafer vermessen werden. Je mehr abgestufte Gettertestfelder vorhanden sind, umso feiner kann die Getterüberwachung durchgeführt werden. Die Gettertestfelder haben keinen Einfluss auf benachbarte Bauelemente und stören auch nicht während der Hermetizitätsprüfung.
Bauteile mit Gettertestfeld können als Rückhaltemuster eingelagert werden, weil an ihnen Alterungseffekte durch Gaslecks frühzeitig zu beobachten sind (weniger überdeckt durch hohe Getterabsorptionskapazität).
Der Innendruck der zu untersuchenden Testkavitäten wird vorzugsweise über einen resonant angeregten Sensor, z.B. über die Gütefaktorvermessung der Bauelemente, messtechnisch bestimmt. Diese Messtecknik bietet sich vor allem dann an, wenn das Mehrfachbauelement Kavitäten mit resonant arbeitenden Sensoren als aktiven Strukturen aufweist bzw. aufweisen soll. Selbstverständlich kann der Innendruck auch auf anderen Wegen gemessen werden, z.B. durch thermisch arbeitende μ-Pirani-Sensoren, die den Wärmetransport eines Gases messen. Der Innendruck kann auch spektroskopisch vermessen werden, wenn zumindest einer der beiden Wafer (Boden- bzw. Deckelwafer) optisch transparent ist und das Gasgemisch eine infrarotaktive Spezies (z.B. CO, CO₂) enthält.
In 1 ist ein Abschnitt eines erfindungsgemäßen Wafers 1 gezeigt, der mehrere Gettertestfelder 4 trägt. Bei dem Wafer kann es sich je nach gewünschtem Aufbau der aktiven Strukturen in den Kavitäten des herzustellenden Vielfach-Bauelements um einen Boden- oder einen Deckelwafer handeln, abhängig davon, ob die Gasabsorptionsfelder boden- oder deckelseitig angebracht sein sollen. Man erkennt reguläre Gasabsorptionsfelder 2 mit gleich großen Flächen 3 sowie im oberen Randbereich mehrere Gettertestfelder 4 mit verschieden großen Gettermaterial-Flächen 5, 5', ein Gettertestfeld 7, dessen von Gettermaterial bedeckte Fläche genauso groß ist wie die Flächen 3 sowie ein Gettertestfeld 6, das frei von Gettermaterial ist.

Claims

Boden- oder Deckelwafer (1) für die Herstellung von später zu vereinzelnden, Kavitäten für aktive Strukturen umschließenden Vielfach-Bauelementen, die vorzugsweise in der Mikrosystemtechnik einsetzbar sind, wobei der Boden- oder Deckelwafer mehrere Gasabsorptionsfelder (2) aufweist, die mit einer jeweils gleichbleibenden Fläche (3) an Gettermaterial bedeckt und so angeordnet sind, dass sie in zumindest einigen der zu bildenden Kavitäten zu liegen kommen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Gettertestfeld (4) vorgesehen ist, das so angeordnet ist, dass es ebenfalls in einer zu bildenden Kavität zu liegen kommt, wobei das Gettertestfeld (4) eine kleinere Gettermaterial-Fläche (5) als die Gasabsorptionsfeld-Fläche (3) aufweist.
Boden- oder Deckelwafer nach Anspruch 1, worin mehrere Gettertestfelder (4) vorhanden sind, deren Flächenbereiche (5, 5') unterschiedlich sind.
Boden- oder Deckelwafer nach Anspruch 1 oder 2, worin zusätzlich ein Gettertestfeld (6) vorhanden ist, das frei von Gettermaterial ist, und/oder worin zusätzlich ein Gettertestfeld (7) vorhanden ist, dessen Gettermaterial-Fläche mit derjenigen der gleich bleibenden Fläche (3) übereinstimmt.
Boden- oder Deckelwafer nach Anspruch 2 oder 3, worin die Fläche des Gettermaterials in den Gettertestfeldern (4, 6) zwischen 0% und 90%, vorzugsweise zwischen 0% und 50% der Fläche des Gettermaterials in den gleichbleibenden Flächen (3) der Gasabsorptionsfelder (2) beträgt.
Boden- oder Deckelwafer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, worin mindestens drei, vorzugsweise mindestens vier und ganz besonders bevorzugt fünf Gettertestfelder (4, 6, 7) vorhanden sind.
Boden- oder Deckelwafer nach einem der Ansprüche 2 bis 5, worin mindestens drei Gettertestfelder (4, 6) vorhanden sind und der prozentuale Anteil des Gettermaterials in diesen Feldern, bezogen auf das Gettermaterial der Flächen (3) der Gasabsorptionsfelder, einen regelmäßigen Gang aufweist.
Boden- oder Deckelwafer nach Anspruch 6, worin der Gang in einer Zunahme von jeweils gleichbleibend zwischen 3 und 25%, vorzugsweise zwischen 5 und 10%, bezogen auf das Gettermaterial in den Gasabsorptionsfeldern, besteht.
Vielfach-Bauelement, vorgesehen zum späteren Vereinzeln unter Ausbildung vonaktive Strukturen enthaltenden Bauteilen die vorzugsweise in der Mikrosystemtechnik einsetzbar sind, wobei das Vielfach-Bauelement einen Bodenwafer und einen Deckelwafer aufweist, die so miteinander verbunden sind, dass sie mehrere Kavitäten umschließen, die gegeneinander und gegen die Außenumgebung abgedichtet sind, wobei mindestens entweder der Boden- oder der Deckelwafer mehrere Gasabsorptionsfelder (2) aufweist, die mit einer jeweils gleichbleibenden Fläche (3) an Gettermaterial bedeckt und so angeordnet sind, dass sie in zumindest einigen der Kavitäten liegen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Gettertestfeld (4) vorgesehen ist, das so angeordnet ist, dass es ebenfalls in einer Kavität liegt, wobei das Gettertestfeld eine kleinere Gettermaterial-Fläche (5) als die Gasabsorptionsfeld-Fläche (3) aufweist und dass Deckel- und Bodenwafer des Vielfach-Bauelements in einer Gasatmosphäre zusammengefügt wurden, das eine Gassorte A, die von dem Gettermaterial absorbiert werden kann, und eine Gassorte B, die von dem Gettermaterial nicht oder in substantiell geringerem Ausmaß absorbiert werden kann, enthält.
Vielfach-Bauelement nach Anspruch 8, worin mehrere Gettertestfelder (4) vorhanden sind, deren Flächenbereich (5) unterschiedlich ist.
Vielfach-Bauelement nach Anspruch 8 oder 9, worin zusätzlich ein Gettertestfeld (6)vorhanden ist das frei von Gettermaterial ist, und/oder worin zusätzlich ein Gettertestfeld (7) vorhanden ist, dessen Gettermaterial-Fläche mit derjenigen der gleich bleibenden Fläche (3) übereinstimmt.
Vielfach-Bauelement nach Anspruch 9 oder 10, worin die Fläche des Gettermaterials in den Gettertestfeldern (4, 6) zwischen 0% und 90%, vorzugsweise zwischen 0% und 50% der Fläche des Gettermaterials in den gleichbleibenden Flächen (3) der Gasabsorptionsfelder (2) beträgt.
Vielfach-Bauelement nach einem der Ansprüche 9 bis 11, worin mindestens drei, vorzugsweise mindestens vier und ganz besonders bevorzugt fünf Gettertestfelder (4, 6, 7) vorhanden sind.
Vielfach-Bauelement nach einem der Ansprüche 9 bis 12, worin mindestens drei Gettertestfelder (4, 6) vorhanden sind und der prozentuale Anteil des Gettermaterials in diesen Feldern, bezogen auf das Gettermaterial der Flächen (3) der Gasabsorptionsfelder, einen regelmäßigen Gang aufweist.
Vielfach-Bauelement nach Anspruch 13, worin der Gang in einer Zunahme von jeweils gleichbleibend zwischen 5 und 25%, vorzugsweise zwischen 5 und 10%, bezogen auf das Gettermaterial in den Gasabsorptionsfeldern, besteht.
Verfahren zum Überprüfen der Getter-Gasabsorptionskapazität von zu vereinzelnden, Kavitäten für aktive Strukturen umschließenden Vielfach-Bauelementen, die vorzugsweise in der Mikrosystemtechnik einsetzbar sind, wobei die Vielfach-Bauelemente einen Bodenwafer und einen Deckelwafer aufweisen, die so miteinander verbunden sind, dass sie mehrere Kavitäten umschließen, die gegeneinander und gegen die Außenumgebung abgedichtet sind, wobei mindestens entweder der Boden- oder der Deckelwafer mehrere Gasabsorptionsfelder (2) aufweist, die mit einer jeweils gleichbleibenden Fläche (3) an Gettermaterial bedeckt und so angeordnet sind, dass sie in zumindest einigen der Kavitäten liegen, umfassend die Schritte: (a) Bereitstellen eines Boden- oder Deckelwerfers nach einem der Ansprüche 1 bis 7, (b) Justieren des Boden- oder Deckelwerfers zu einem entsprechenden Deckel- oder Boden-Gegenstück und Einbringen von Boden- oder Deckelwafer und des entsprechenden Gegenstücks in eine Prozesskammer, (c) Fluten der Prozesskammer mit einem Prozessgas, enthaltend oder bestehend aus einer Gassorte A, die von dem Gettermaterial absorbiert werden kann, und einer Gassorte B, die von dem Gettermaterial nicht oder in substantiell geringerem Ausmaß absorbiert werden kann, wobei die Anteile an der Gassorte A und der Gassorte B im Prozessgas bekannt sind, (d) In-Kontakt-Bringen von Boden- oder Deckelwafer und seines Gegenstücks und dichtendes Verbinden dieser Teile mit Hilfe einer geeigneten Verbindungstechnik, (e) gegebenenfalls Aktivieren des Gettermaterials, derart, dass es Moleküle der Gassorte A absorbiert, und (f) Bestimmen des Innendrucks in mindestens der oder mindestens einer der Kavitäten, in denen Gettertestfelder (4, 6 und 7) vorhanden sind.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen des Innendrucks der Kavitäten durch eine Gütefaktor-Vermessung erfolgt.