DE102010001824A1 - Zusammengepackte Vorrichtung und Herstellungsverfahren davon - Google Patents

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Abstract

Eine zusammengepackte Vorrichtung umfasst ein Vorrichtungssubstrat und eine Verpackungseinheit. Das Vorrichtungssubstrat umfasst eine erste Oberfläche und eine Vorrichtung, die in dem Vorrichtungssubstrat gebildet ist. Die Verpackungseinheit umfasst eine Isolierungsschicht, die dem Vorrichtungssubstrat gegenübersteht. Die Isolierungsschicht umfasst eine zweite Oberfläche, die mit der ersten Oberfläche gebondet ist. Eine Metallkonzentration von zumindest einem Teil der peripheren Oberfläche in der Isolierungsschicht ist höher als eine Metallkonzentration einer Endoberfläche auf der Vorrichtungssubstratseite in der Isolierungsschicht. Eine Außenlinie der ersten Oberfläche ist von einer Außenlinie der zweiten Oberfläche nach innen gerichtet zurückgezogen.

Description

  • GEBIET
  • Die hier diskutierte Ausführungsform betrifft eine zusammengepackte bzw. verkapselte Vorrichtung bzw. Baugruppe und ein Herstellverfahren davon.
  • HINTERGRUND
  • Die jüngste Anwendung einer Vorrichtung, die eine kleine bzw. winzige Struktur aufweist, die durch eine Mikro-Bearbeitungstechnologie gebildet ist, ist in verschiedenen technischen Gebieten entwickelt worden. Beispiele der Vorrichtung bzw. Baugruppe umfassen mikrobewegliche Vorrichtungen, so wie einen Winkelgeschwindigkeitssensor, einen Beschleunigungssensor und ein Mikrospiegelelement, die kleine bewegliche Einheiten aufweisen. Beispielsweise werden der Winkelgeschwindigkeitssensor und der Beschleunigungssensor auf eine Bildstabilisierungsfunktion einer Videokamera oder eines mit einer Kamera ausgestatteten Mobiltelefons, ein Automobil-Navigationssystem, ein Airbag-Auslösezeitsteuerungssystem, ein Lagesteuerungssystem, so wie das eines Automobils oder eines Roboters, angewendet. Beispielsweise wird das Mikrospiegelelement verwendet als ein Element, das eine Licht reflektierende Funktion in einer optischen Platten-Technologie oder einer optischen Kommunikations-Technologie spielt.
  • Die offen gelegten japanischen Patentanmeldungen mit den Nummern 2001-196484 , 2005-251898 , und 2008-207311 offenbaren ein Verfahren, in dem in einem Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung, die eine kleine Struktur aufweist, Verpackung bzw. Verkapselung auf einem Wafer-Level durchgeführt wird, um Adhäsion eines Fremdmaterials oder Staub auf einer Vorrichtung oder eine Beschädigung der Vorrichtung zu verhindern.
  • Zuerst werden ein Vorrichtungswafer bzw. Baugruppenwafer und ein Verpackungswafer bzw. Verkapselungswafer vorbereitet, damit die zusammengepackte Vorrichtung hergestellt wird, während das Wafer-Level-Verpacken realisiert wird. Der Vorrichtungswafer umfasst mehrere vorrichtungsbildende Abschnitte. Die Vorrichtung wird in jedem vorrichtungsbildenden Abschnitt bzw. Baugruppen bildenden Abschnitt gebildet. Der Verpackungswafer wird in eine Vielzahl von Verpackungseinheiten getrennt. Nachdem verschiedene Arten der Bearbeitung bei dem Baugruppenwafer und dem Verpackungswafer durchgeführt worden sind, werden der Baugruppenwafer und der Verpackungswafer gebondet bzw. verbunden. Vor dem Bonden wird die Baugruppe in jedem Baugruppen bildenden Abschnitt des Baugruppenwafers gebildet. Vor dem Bonden wird auf einer Oberfläche des Verpackungswafers ein Isolierungsfilm in einem Bereich gebildet, der mit dem Baugruppenwafer gebondet wird (dies ist so, da eine elektrische Trennung zwischen der Vorrichtung bzw. der Baugruppe und der Verpackungseinheit in der hergestellten verpackten Vorrichtung erreicht wird).
  • Die offengelegten japanischen Patentanmeldungen mit den Nummern 2007-201196 und 2007-324195 offenbaren ein Raumtemperatur-Bonding-Verfahren als eine Bonding-Technologie. In dem Raumtemperatur-Bonding-Verfahren kann ein Hochtemperaturprozess beim Bonden vermieden werden, und daher kann ein durch den Hochtemperaturprozess verursachtes Problem vermieden werden.
  • Jedoch wird selbst wenn der Vorrichtungswafer und der Verpackungswafer durch das Raumtemperatur-Bonding-Verfahren gebondet werden, während der Isolierungsfilm dazwischen eingefügt ist, die elektrische Trennung zwischen dem Vorrichtungswafer und dem Verpackungswafer nicht ausreichend erreicht, und manchmal wird die elektrische Trennung nicht ausreichend erreicht zwischen der Vorrichtung und dem Verpackungseinheiten-Basismaterial in der erhaltenen zusammengepackten Vorrichtung. Wenn eine nicht ausreichende elektrische Trennung zwischen der Vorrichtung und dem Verpackungseinheiten-Basismaterial erreicht wird, dann wird häufig eine gewünschte Eigenschaft in der Vorrichtung bzw. der Baugruppe nicht erreicht.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Folglich ist es ein Ziel in einem Aspekt der Ausführungsform, eine zusammengepackte Vorrichtung bzw. eine verkapselte Vorrichtung bereitzustellen, die beiträgt zu einer elektrischen Trennung zwischen einer Vorrichtung bzw. einer Baugruppe und einem Basismaterial einer Verpackungseinheit.
  • Gemäß einem Aspekt der Ausführungsform umfasst eine zusammengepackte Vorrichtung bzw. eine zusammengepackte Baugruppe eine Vorrichtungssubstrat bzw. ein Baugruppensubstrat und eine Verpackungseinheit. Das Vorrichtungssubstrat umfasst eine erste Oberfläche und eine Vorrichtung, die in dem Vorrichtungssubstrat gebildet ist. Die Verpackungseinheit umfasst eine Isolierungsschicht, die dem Vorrichtungssubstrat gegenüberliegt. Die Isolierungsschicht umfasst eine zweite Oberfläche, die mit der ersten Oberfläche gebondet ist. Eine Metallkonzentration von zumindest einem Teil einer peripheren Oberfläche in der Isolierungsschicht ist höher als eine Metallkonzentration einer Endoberfläche auf der Vorrichtungssubstratseite in der Isolierungsschicht. Ein Umfang der ersten Oberfläche wird von einem Umfang der zweiten Oberfläche nach innen gerichtet zurückgezogen.
  • KÜRZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel einer konventionellen zusammengepackte bzw. gekapselten Vorrichtung bzw. Baugruppe zeigt;
  • 2A und 2B stellen einen Teil des Prozesses in einem Verfahren zum Herstellen der zusammengepackten Vorrichtung von 1 dar;
  • 3A und 3B stellen einen Prozess dar, der dem Prozess von 2B folgt;
  • 4 stellt eine schematische Konfiguration eines Raumtemperatur-Bondinggeräts dar;
  • 5 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 1;
  • 6 ist eine Draufsicht, die eine zusammengepackte Baugruppe gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt, bei der ein Teil der verpackten Baugruppe weggelassen ist;
  • 7 ist eine andere Draufsicht, die die zusammengepackte Baugruppe der ersten Ausführungsform darstellt;
  • 8 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die entlang einer Linie VIII-VIII von 6 genommen ist;
  • 9 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die entlang einer Linie IX-IX von 6 genommen ist;
  • 10 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die auf einer Linie X-X von 6 genommen ist;
  • 11 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die entlang einer Linie XI-XI von 6 genommen ist;
  • 12 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die auf einer Linie XII-XII von 6 genommen ist;
  • 13 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die auf einer Linie XIII-XIII von 6 genommen ist;
  • 14 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die auf einer Linie XIV-XIV von 6 genommen ist;
  • 15 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die auf einer Linie XV-XV von 6 genommen ist;
  • 16 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die auf einer Linie XVI-XVI von 6 genommen ist;
  • 17 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die auf einer Linie XVII-XVII von 6 genommen ist;
  • 18 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 17;
  • 19 ist eine Draufsicht, die die zusammengepackte Vorrichtung von 6 darstellt, bei der ein Teil der zusammengepackten Vorrichtung weggelassen ist, wenn die zusammengepackte Vorrichtung betrieben wird;
  • 20 ist eine andere Draufsicht, die die zusammengepackte Vorrichtung von 6 zeigt, bei der ein Abschnitt der zusammengepackten Vorrichtung weggelassen ist, wenn die zusammengepackte Vorrichtung betrieben wird;
  • 21 stellt ein Beispiel dar, in dem eine Winkelgeschwindigkeit auf die zusammengepackte Vorrichtung von 6 wirkt, wenn die zusammengepackte Vorrichtung betrieben wird;
  • 22A und 22B sind teilweise vergrößerte Schnittansichten, die eine Modifizierung der zusammengepackten Vorrichtung von 6 darstellen;
  • 23A bis 23D stellen einen Teil von Prozessen in einem Verfahren zum Herstellen der zusammengepackten Vorrichtung von 6 dar;
  • 24A bis 24C stellen weitere Prozesse dar, die dem Prozess von 23D folgen;
  • 25A bis 25C stellen weitere Prozesse dar, die dem Prozess von 24C folgen;
  • 26A bis 26C stellen weitere Prozesse dar, die dem Prozess von 25C folgen;
  • 27A bis 27C stellen weitere Prozesse dar, die dem Prozess von 26C folgen;
  • 28A bis 28B stellen weitere Prozesse dar, die dem Prozess von 27C folgen;
  • 29 ist eine Draufsicht, die eine zusammengepackte Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt, bei der ein Teil der zusammengepackten Vorrichtung weggelassen ist;
  • 30 ist eine andere Draufsicht, die die zusammengepackte Vorrichtung der zweiten Ausführungsform darstellt, bei der ein Abschnitt bzw. ein Teil der zusammengepackten Vorrichtung weggelassen ist;
  • 31 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die auf einer Linie XXXI-XXXI von 29 genommen ist;
  • 32 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die auf einer Linie XXXII-XXXII von 29 genommen ist;
  • 33 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die auf einer Linie XXXIII-XXXIII von 29 genommen ist;
  • 34 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die auf einer Linie XXIV-XXIV von 29 genommen ist;
  • 35 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die auf einer Linie XXXV-XXXV von 29 genommen ist;
  • 36 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die auf einer Linie XXXVI-XXXVI von 29 genommen ist;
  • 37 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die auf einer Linie XXXVII-XXXVII von 29 genommen ist;
  • 38 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die auf einer Linie XXXVIII-XXXVIII von 29 genommen ist;
  • 39 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die auf einer Linie XXXIX-XXXIX von 29 genommen ist;
  • 40 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die auf einer Linie XL-XL von 29 genommen ist;
  • 41A und 41B sind teilweise vergrößerte Ansichten von 40;
  • 42A und 42B stellen einen Teil von Prozessen in einem Verfahren zum Herstellen der zusammengepackten Vorrichtung von 29 dar;
  • 43A bis 43C stellen weitere Prozesse dar, die dem Prozess von 42B folgen;
  • 44A bis 44C stellen weitere Prozesse dar, die dem Prozess von 43C folgen;
  • 45A bis 45C stellen weitere Prozesse dar, die dem Prozess von 44C folgen;
  • 46A bis 46C stellen weitere Prozesse dar, die dem Prozess von 45C folgen; und
  • 47A bis 47B stellen weitere Prozesse dar, die dem Prozess von 46C folgen.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • In einer zusammengepackten Vorrichtung bzw. in einer gekapselten Baugruppe sind beispielsweise eine erste Oberfläche, die in einem Vorrichtungssubstrat bzw. Baugruppensubstrat gebildet ist, und eine zweite Oberfläche, die in einer Isolierungsschicht einer Verpackungseinheit gebildet ist, durch ein Raumtemperatur-Bonding-Verfahren gebondet. Das Raumtemperatur-Bonding-Verfahren ist eine Technik zum Bonden von zwei Bauteilen mit einem Hochvakuum in einem gesäuberten Zustand, in dem Oberflächen, die miteinander gebondet werden sollen, mit einem vorbestimmten Strahl bestrahlt werden, um Sputter-Ätzen durchzuführen. Der gereinigte Zustand bedeutet einer, in dem ein Dangling-Bond von einzelnen Atomen exponiert ist, um die Oberfläche zu aktivieren.
  • Beim Durchführen des Raumtemperatur-Bonding-Verfahrens wird die Bestrahlung in einer Hochvakuumkammer durchgeführt, während ein Haltemechanismus Bonding-Targets hält, so dass sich die Bonding-Targets einander gegenüberstehen. Die Bestrahlung bewirkt, dass die Kammer und eine metallische Struktur des Haltemechanismus Sputter-Ätzen ausgesetzt werden, wodurch Metall (so wie Fe, Al und Cr) von der metallischen Struktur emittiert werden. Die kleine Menge von Metall haftet an der Oberfläche des Bauteils, das das Bonding-Target ist, oder die kleine Menge von Metall wird in die Oberfläche mit eingebaut.
  • Als ein Ergebnis der Suche nach dem Raumtemperatur-Bonding-Verfahren haben die Erfinder herausgefunden, dass ein Betrag von angehaftetem und eingebautem Metall über die gesamte Oberfläche des Bauteils nicht gleichmäßig ist. Im Genaueren, während ein relativ kleiner Betrag von angehaftetem und eingebautem Metall in den Oberflächen gleichmäßig verteilt ist (umfassend der Bonding-Target-Oberfläche), die einander in den Bauteilen gegenüberstehen, die die Bonding-Targets sind, gibt es viele Punkte, die einen relativ großen Betrag von angehaftetem und eingebautem Metall in den Oberflächen aufweisen, die nicht einander gegenüberstehen. Der Grund, weshalb der relativ kleine Betrag bzw. die relativ kleine Menge von angehaftetem und eingebautem Metall in den Oberflächen nicht gleichmäßig ist, die einander in den Bauteilen gegenüberstehen, die die Bonding-Targets sind, ist, dass eine Ausdehnung des Sputter-Ätzens relativ stark in den Oberflächen während der Bestrahlung ist.
  • In der zusammengepackten Vorrichtung werden beispielsweise die erste Oberfläche, die in dem Vorrichtungssubstrat gebildet ist, und die zweite Oberfläche, die in der Isolierungsschicht der Verpackungseinheit gebildet ist, durch das Raumtemperatur-Bonding-Verfahren gebondet. Daher ist eine Metallkonzentration in zumindest einem Teil einer peripheren Oberfläche der Isolierungsschicht höher als eine Metallkonzentration in einer Endoberfläche auf der Vorrichtungssubstratseite auf der Isolierungsschicht. Das heißt, dass eine Isolierungseigenschaft in zumindest einem Teil der peripheren Oberfläche der Isolierungsschicht der Verpackungseinheit vermindert wird durch einen Bonding-Prozess durch das Raumtemperatur-Bonding-Verfahren. Ferner ist in der verpackten Vorrichtung ein Umfang der ersten Oberfläche von dem Umfang der zweiten Oberfläche nach innen gerichtet zurückgezogen. Das heißt, dass die erste Oberfläche, die in dem Vorrichtungssubstrat gebildet ist, nicht in Kontakt mit der peripheren Oberfläche der Isolierungsschicht der Verpackungseinheit kommt. Daher wird in der verpackten Vorrichtung, wenn eine Potentialdifferenz zwischen der Vorrichtung und dem Verpackungseinheiten-Basismaterial erzeugt wird, ein Leckstrom, der durch den Punkt läuft, wo die Isolierungseigenschaft der peripheren Oberfläche der Isolierungsschicht vermindert ist, kaum erzeugt zwischen der Vorrichtung und dem Basismaterial der Verpackungseinheit. Daher wird eine elektrische Trennung zwischen der Vorrichtung und dem Basismaterial der Verpackungseinheit in der zusammengepackten Vorrichtung einfach erreicht.
  • 1 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel einer konventionellen zusammengepackten Vorrichtung PD' zeigt. Die zusammengepackte Vorrichtung bzw. gekapselte Baugruppe PD' umfasst ein Vorrichtungssubstrat 110 und Verpackungseinheiten bzw. Verkapselungseinheiten 120 und 130. Eine Vorrichtung, an der eine Spannung während des Betriebs angelegt wird, ist in dem Vorrichtungssubstrat 110 gebildet. Ein Isolierungsfilm 121 ist an einem vorbestimmten Punkt einer Basismaterialoberfläche der Verpackungseinheit 120 bereitgestellt, und die Verpackungseinheit 120 wird mit dem Vorrichtungssubstrat 110 mit dem dazwischen angeordneten Isolierungsfilm 121 gebondet. Der Isolierungsfilm 121 wird bereitgestellt zum Erreichen der elektrischen Trennung zwischen der Vorrichtung des Vorrichtungssubstrats 110 und dem Basismaterial der Verpackungseinheit 120. Ein Isolierungsfilm 131 ist an einem vorbestimmten Punkt einer Basismaterialoberfläche der Verpackungseinheit 130 bereitgestellt, und die Verpackungseinheit 130 ist mit dem Vorrichtungssubstrat 110 mit dem dazwischen angeordneten Isolierungsfilm 131 gebondet. Der Isolierungsfilm 131 ist bereitgestellt, um die elektrische Trennung zwischen der Vorrichtung des Vorrichtungssubstrats 110 und dem Basismaterial der Verpackungseinheit 130 zu erreichen. Die in dem Vorrichtungssubstrat 110 gebildete Vorrichtung ist durch einen peripheren Abschnitt des Vorrichtungssubstrats und der Verpackungseinheiten 120 und 130 versiegelt.
  • 2A, 2B, 3A und 3B stellen ein Verfahren zum Herstellen der zusammengepackten Vorrichtung PD' dar. Beim Herstellen der zusammengepackten Vorrichtung PD' sind ein Vorrichtungswafer 210 und Verpackungswafer 220 und 230 vorbereitet, wie in 2A dargestellt. Der Vorrichtungswafer 210 ist ein Siliziumwafer, der mehrere Vorrichtungsbildungsabschnitte umfasst, in dem die Vorrichtung später gebildet wird. Der Verpackungswafer 220 ist ein Siliziumwafer, der mehrere Verpackungseinheiten-Bildungsabschnitte umfasst. In dem Verpackungswafer 220 ist ein Isolierungsfilm 221 in einem Punkt gestaltet, wo der Verpackungswafer 220 mit dem Vorrichtungswafer 210 gebondet wird. Der Verpackungswafer 230 ist ein Siliziumwafer, der mehrere Verpackungseinheiten-Bildungsabscnnitte umfasst. In dem Verpackungswafer 230 ist ein Isolierungsfilm 231 in einem Punkt gestaltet, wo der Verpackungswafer 230 mit dem Vorrichtungswafer 210 gebondet wird.
  • Wie in 2B dargestellt ist, sind der Vorrichtungswafer 210 und der Verpackungswafer 230 miteinander gebondet. Beispielsweise werden ein direktes Bonding-Verfahren oder ein Plasma-aktiviertes Bonding-Verfahren als die Bonding-Technik angewendet.
  • Dann wird eine Verarbeitung an dem Vorrichtungswafer 210 durchgeführt, der kaum gebrochen bzw. beschädigt ist aufgrund des Bondings des Vorrichtungswafers 210 mit dem Verpackungswafer 230, wodurch eine Vorrichtung (die nicht dargestellt ist) gebildet wird. Im Genaueren wird eine anisotrope Ätzbehandlung an dem Vorrichtungswafer 210 von der entgegengesetzten Seite des Verpackungswafers 230 durchgeführt, um jede Struktur der Vorrichtung zu bilden. Manchmal ist ein vorbestimmter metallischer Film als Verdrahtung in einer Oberfläche des Vorrichtungswafers 210 auf der entgegengesetzten Seite des Verpackungswafers 230 gestaltet bzw. gebildet.
  • Wie in 3A dargestellt, sind der Vorrichtungswafer 210 und der Verpackungswafer 220 miteinander gebondet bzw. verbunden. Das Raumtemperatur-Bonding-Verfahren wird als die Bonding-Technik eingesetzt. Das Raumtemperatur-Bonding-Verfahren ist die Technik zum Bonden von zwei Bauteilen mit einem Hochvakuum in dem gereinigten Zustand (der Zustand, in dem der Dangling-Bond von einzelnen Atomen exponiert ist, um die Oberfläche zu aktivieren), in dem die zu bondenden Oberflächen mit einem vorbestimmten Strahl bestrahlt werden, um Sputter-Ätzen durchzuführen. In dem Raumtemperatur-Bonding-Verfahren kann der Hochtemperatur-Prozess beim Bonden vermieden werden, wodurch die durch den Hochtemperatur-Prozess verursachten Probleme vermieden werden können. Wenn der Vorrichtungswafer 210 dem Hochtemperatur-Prozess unterworfen wird, nachdem die Vorrichtung gebildet ist, wird manchmal jede Struktur der Vorrichtung durch die thermische Ausdehnung deformiert. Bei der Vorrichtung, die den metallischen Film als Verdrahtung umfasst, wenn der Vorrichtungswafer 210 dem Hochtemperatur-Prozess unterworfen wird, nachdem die Vorrichtung gebildet ist, wird der metallische Film manchmal durch die thermische Expansion deformiert und abgezogen. Um solche Probleme zu vermeiden, wird das Raumtemperatur-Bonding-Verfahren als die Technik zum Bonden des Vorrichtungswafers 210 und des Verpackungswafers 220 angewendet nach der Bildung der Vorrichtung. Jede in dem Vorrichtungswafer 210 gebildete Vorrichtung wird bei einem Wafer-Level durch den Raumtemperatur-Bonding-Prozess von 3A zusammengepackt bzw. gekapselt.
  • 4 zeigt ein Raumtemperatur-Bonding-Gerät 300, das ein Beispiel des Raumtemperatur-Bonding-Geräts zum Durchführen des Raumtemperatur-Bonding-Prozesses von 3A ist. Das Raumtemperatur-Bonding-Gerät 300 umfasst eine Kammer 301, Objekttische 302 und 303 und eine Strahlenkanone 304. Eine Vakuumpumpe (nicht dargestellt) ist mit der Kammer 301 verbunden, um die Kammer 301 in ein Hochvakuum zu evakuieren. Die Kammer 301 besteht beispielsweise aus Edelstahl. Der Objekttisch 302 ist ein Haltemechanismus, der ein Bonding-Target 305 hält. Der Objekttisch 302 kann das gehaltene Bonding-Target 305 horizontal verschieben und das gehaltene Bonding-Target 305 um eine vertikale Achse drehen. Der Objekttisch 303 ist ein Haltemechanismus, der ein anderes Bonding-Target 306 hält. Der Objekttisch 303 kann das gehaltene Bonding-Target 306 vertikal verschieben. Die Objekttische 302 und 303 umfassen ein Edelstahlbauteil und ein Aluminiumbauteil. Die Strahlenkanone 304 bestrahlt Bonding-Target-Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306 mit einem Strahl 304a, um die Bonding-Target-Oberflächen zu aktivieren. Beispielsweise ist die Strahlenkanone 304 eine FAB-Strahlenkanone (Strahl mit schnellen Atomen, Engl.: Fast Atomic Beam), die die Bonding-Target-Oberflächen mit einem Ar-Atomstrahl bestrahlen, oder eine Ionen-Strahlenkanone, die die Bonding-Target-Oberflächen mit einem Ar-Ionen-Strahl bestrahlen.
  • Um den Raumtemperatur-Bonding-Prozess von 3A mit dem Raumtemperatur-Bonding-Gerät 300 durchzuführen, wird beispielsweise eine geschichtete Struktur des Vorrichtungswafers 210 und des Verpackungswafers 230 als das Bonding-Target 305 durch den Objekttisch 302 gehalten. Der Verpackungswafer 220 wird als das Bonding-Target 306 durch den Objekttisch 303 gehalten. Die Vakuumpumpe wird betrieben zum Evakuieren der Kammer 301 in ein Hochvakuum. Die Objekttische 302 und 303 werden so betrieben, dass sich die Bonding-Target-Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306 einander gegenüberstehen. Die Strahlenkanone 304 bestrahlt die Bonding-Target-Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306 mit dem Strahl 304a, um die Bonding-Target-Oberflächen zu aktivieren. Eine Bestrahlungintensität, eine Bestrahlungszeit und eine Bestrahlungsrichtung des Strahls 304a werden so eingestellt, dass die Bonding-Target-Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306 effektiv aktiviert werden. Der Objekttisch 303 wird betrieben, um das Bonding-Target 306 abzusenken, und die Bonding-Target-Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306 werden miteinander in Kontakt gebracht. Daher werden die Bonding-Targets 305 und 306 miteinander stark gebondet bzw. verbunden.
  • Beim Herstellen der verpackten Vorrichtung PD' wird ein Trennprozess durchgeführt, wie in 3B dargestellt. Die geschichtete bzw. laminierte Struktur, die den Vorrichtungswafer 210 und die Verpackungswafer 220 und 230 umfassen, werden individuell in dem Trennprozess getrennt, wodurch die zusammengepackte Vorrichtung PD' erhalten wird.
  • Obwohl der Isolierungsfilm 121 zwischen dem Vorrichtungssubstrat 110 oder der Vorrichtung und dem Basismaterial der Verpackungseinheit 120 eingefügt ist, sind in der zusammengepackten Vorrichtung PD' die Vorrichtung und das Basismaterial voneinander nicht ausreichend elektrisch getrennt. Dies wird dem folgenden Grund zugeordnet.
  • Bezug nehmend auf die 3A und 4 wird in dem Raumtemperatur-Bonding-Prozess die Bestrahlung in der Hochvakuumkammer 301 durchgeführt, während die Objekttische 302 und 303 die Bonding-Targets 305 und 306 halten, so dass sich die Bonding-Targets 305 und 306 einander gegenüberstehen. Die Bestrahlung bewirkt, dass die Kammer 301 und die metallischen Strukturen der Objekttische 302 und 303 Sputter-Ätzen ausgesetzt werden, wodurch Metall (so wie Fe, Al und Cr) von den metallischen Strukturen emittiert wird. Die kleine Menge von Metall haftet an der Oberfläche der Bonding-Targets 305 und 306 an oder wird in die Oberfläche der Bonding-Targets 305 und 306 eingebaut. Jedoch ist die Menge des angehafteten und eingebauten Metalls in den Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306 nicht gleichmäßig. Im Genaueren, während die relativ kleine Menge von angehaftetem und eingebautem Metall in den Oberflächen (umfassend die Bonding-Target-Oberfläche) gleichmäßig ist, die einander in den Bonding-Targets 305 und 306 gegenüberstehen, gibt es viele Punkte, die eine relativ große Menge von angehaftetem und eingebautem Metall aufweisen, in anderen Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306. Der Grund, weshalb die relativ kleine Menge von angehaftetem und eingebautem Metall in den Oberflächen gleichmäßig ist, die einander in den Bonding-Targets 305 und 306 gegenüberstehen, ist dass eine Ausdehnung des Sputter-Ätzens relativ stark in den Oberflächen während der Bestrahlung ist.
  • Aufgrund der Charakteristik des Raumtemperatur-Bonding-Verfahrens wird ein Punkt, wo die Metallkonzentration relativ hoch ist, einfach in der peripheren Oberfläche 122 (die Oberfläche, die nicht der Seite des Vorrichtungswafers 210 in dem Raumtemperatur-Bonding-Prozess gegenübersteht) des Isolierungsfilms 121 der Verpackungseinheit 120 in der verpackten Vorrichtung PD' erzeugt. Beispielsweise erstreckt sich die Metallkonzentration von 20 bis 25 at%. In der peripheren Oberfläche des Isolierungsfilms 121 wird die Isolierungseigenschaft in dem Punkt (Teil oder gesamte periphere Oberfläche 122) vermindert, wo die Metallkonzentration relativ hoch ist. Daher wird in der zusammengepackten Vorrichtung PD', wenn die Potentialdifferenz zwischen der Vorrichtung des Vorrichtungssubstrats 110 und dem Basismaterial der Verpackungseinheit 120 erzeugt wird, ein Leckstrom LC von 5, der durch den Punkt fließt, wo die Isolierungseigenschaft der peripheren Oberfläche 122 des Isolierungsfilms 121 vermindert ist, einfach erzeugt zwischen der Vorrichtung und dem Basismaterial der Verpackungseinheit 120. Daher sind in der zusammengepackten Vorrichtung PD' die Vorrichtung und das Basismaterial der Verpackungseinheit 120 voneinander nicht ausreichend elektrisch getrennt.
  • Die 6 bis 17 stellen eine zusammengepackte Vorrichtung PD1 gemäß einer ersten Ausführungsform dar. 6 ist eine Draufsicht, die die zusammengepackte Vorrichtung PD1 darstellt, bei der ein Teil der zusammengepackten Vorrichtung weggelassen ist. 7 ist eine andere Draufsicht der zusammengepackten Vorrichtung PD1. 8 bis 17 sind vergrößerte Schnittansichten, die auf einer Linie VIII-VIII, einer Linie IX-IX, einer Linie X-X, einer Linie XI-XI, einer Linie XII-XII, einer Linie XIII-XIII, einer Linie XIV-XIV, einer Linie XVI-XVI, und einer Linie XVII-XVII entsprechend von 6 genommen sind.
  • Die zusammengepackte Vorrichtung PD1 umfasst eine Vorrichtung D, einen externen Wandabschnitt 70, eine Verpackungseinheit 80 und eine Verpackungseinheit 90. In 6 ist die Verpackungseinheit 80 weggelassen. 7 ist eine Draufsicht auf die Seite der Verpackungseinheit 90 der zusammengepackten Vorrichtung PD1.
  • Wie in 6 dargestellt, ist die Vorrichtung D ein Winkelgeschwindigkeitssensor und umfasst Vibrationseinheiten 10 und 20, eine Koppelstrahleinheit 30, eine Ankereinheit 40 und Verbindungseinheiten 50 und 60. Die Vorrichtung D umfasst auch Treiberelektroden 11, 12, 13, 14, 21, 22, 23 und 24, Überwachungselektroden 15, 16, 25 und 26 und Detektierungselektroden 17, 18, 27 und 28. Andererseits weist der externe Wandabschnitt 70 eine Form auf, die die Vorrichtung D umschießt, und ist zwischen den Verpackungseinheiten 80 und 90, wie in den 8 bis 17 dargestellt, eingefügt. Die Vorrichtung D und der externe Wandabschnitt 70 bilden das Vorrichtungssubstrat. Das Vorrichtungssubstrat (Vorrichtung D und externer Wandabschnitt 70) wird hergestellt durch Verarbeiten eines Siliziumwafers durch Bulk-Mikrobearbeitungstechnologie, so wie eine MEMS-Technologie (Mikroelektromechanische Systeme). Dem Siliziumwafer wird eine leitende Eigenschaft durch Dotieren einer Verunreinigung verliehen. Aus Gründen der Einfachheit sind die Oberflächen (Bonding-Target-Oberflächen S1 und S1') des Vorrichtungssubstrats, die mit der Verpackungseinheit 80 gebondet sind, durch Schraffierung in 6 dargestellt. Aus Gründen der Einfachheit sind mit Ausnahme der Verbindungseinheiten 50 und 60 in dem Vorrichtungssubstrat ein Bauteil, das eine Lücke zwischen den Verpackungseinheiten 80 und 90 aufweist, durch massives bzw. solides Schwarz dargestellt.
  • Die Vibrationseinheit 10 weist einen Teil einer ineinander greifenden Elektrodenstruktur auf, die mehrere Elektrodenzähne umfasst. Die Vibrationseinheit 10 kann in einer X-Achsen-Richtung von 6 und in einer Y-Achsen-Richtung der 6 und 8 vibrieren. Die Vibrationseinheit 20 weist einen Teil einer ineinander greifenden Elektrodenstruktur auf, die mehrere Elektrodenzähne umfasst. Die Vibrationseinheit 20 kann in der X-Achsen-Richtung von 6 und in der Y-Achsen-Richtung der 6 und 13 vibrieren. Die Vibrationseinheiten 10 und 20 sind in der X-Achsen-Richtung angeordnet, während diese voneinander getrennt sind. Die X-Achsen-Richtung und die Y-Achsen-Richtung sind zueinander orthogonal.
  • Die Treiberelektrode 11 erstreckt sich von einer Ankereinheit 40 und weist eine ineinander greifende Elektrodenstruktur auf, die mehrere Elektrodenzähne umfasst. Wie in 9 dargestellt, ist die Ankereinheit 40, von der sich die Treiberelektrode 11 erstreckt, zwischen den Verpackungseinheiten 80 und 90 angebracht. Die Treiberelektrode 11 ist eine feste Treiberelektrode. Die Treiberelektrode 12 erstreckt sich von der Verbindungseinheit 50 und weist eine ineinander greifende Elektrodenstruktur auf, die mehrere Elektrodenzähne umfasst. Die Treiberelektrode 12 ist eine bewegliche Treiberelektrode. Die Treiberelektroden 11 und 12 bilden eine Treibereinheit, die eine Antriebskraft (elektrostatisch anziehende Kraft) erzeugt, um eine Referenzvibration der Vibrationseinheit 10 in der X-Achsen-Richtung durchzuführen.
  • Die Treiberelektrode 13 erstreckt sich von einer Ankereinheit 14 und weist eine ineinander greifende Elektodenstruktur auf, die mehrere Elektrodenzähne umfasst. Wie in 10 dargestellt, ist die Ankereinheit, von der sich die Treiberelektrode 13 erstreckt, zwischen den Verpackungseinheiten 80 und 90 angebracht. Die Treiberelektrode 13 ist die feste bzw. fixierte Treiberelektrode. Die Treiberelektrode 14 erstreckt sich von der Verbindungseinheit 50 und weist eine ineinander greifende Elektrodenstruktur auf, die mehrere Elektrodenzähne umfasst. Die Treiberelektrode 14 ist die bewegliche Treiberelektrode. Die Treiberelektroden 13 und 14 bilden eine Treibereinheit, die die Antriebskraft erzeugt (elektrostatisch anziehende Kraft), um die Referenzvibration der Vibrationseinheit in der X-Achsen-Richtung durchzuführen.
  • Die Überwachungselektrode 15 erstreckt sich von der Ankereinheit 40 und weist eine ineinander greifende Elektrodenstruktur auf, die mehrere Elektrodenzähne umfasst. Wie in 11 dargestellt, ist die Ankereinheit 40, von der sich die Überwachungselektrode 15 erstreckt, zwischen den Verpackungseinheiten 80 und 90 angebracht. Die Überwachungselektrode 15 ist eine feste Überwachungselektrode. Die Überwachungselektrode 16 erstreckt sich von der Verbindungseinheit 15 und weist eine ineinander greifende Elektrodenstruktur auf, die mehrere Elektrodenzähne umfasst. Die Überwachungselektrode 16 ist eine bewegliche Überwachungselektrode. Die Überwachungselektroden 15 und 16 bilden eine Detektierungseinheit, die einen Verschiebungsbetrag der Vibrationseinheit 10 in der X-Achsen-Richtung durch eine Veränderung in der elektrostatischen Kapazität detektiert.
  • Die Detektierungselektrode 17 erstreckt sich von einer Ankereinheit 14 und weist eine ineinander greifende Elektrodenstruktur auf, die mehrere Elektrodenzähne umfasst. Wie in 8 dargestellt, ist die Ankereinheit 40, von der sich die Detektierungselektrode 17 erstreckt, zwischen den Verpackungseinheiten 80 und 90 angebracht. Die Detektierungselektrode 18 erstreckt sich von einer Ankereinheit 40 und weist eine ineinander greifende Elektrodenstruktur auf, die mehrere Elektrodenzähne umfasst. Die Ankereinheit 40, von der sich die Detektierungselektrode 18 erstreckt, ist zwischen der Verpackungseinheiten 80 und 90 angebracht. Detektierungselektroden 17 und 18 bilden eine Detektierungseinheit, die einen Verschiebungsbetrag der Vibrationseinheit 10 in der Y-Achsen-Richtung durch die Veränderung in der elektrostatischen Kapazität mit dem ineinander greifenden Elektrodenstrukturabschnitt der Vibrationseinheit 10 detektiert.
  • Die Treiberelektrode 21 erstreckt sich von einer Ankereinheit 40 und weist eine ineinander greifende Elektrodenstruktur auf, die mehrere Elektrodenzähne umfasst. Wie in 14 dargestellt, ist die Ankereinheit 40, von der sich die Treiberelektrode 21 erstreckt, zwischen den Verpackungseinheiten 80 und 90 angebracht. Die Treiberelektrode 21 ist die feste Treiberelektrode. Die Treiberelektrode 22 erstreckt sich von der Verbindungseinheit 16 und weist eine ineinander greifende Elektrodenstruktur auf, die mehrere Elektrodenzähne umfasst. Die Treiberelektrode 22 ist die bewegliche Treiberelektrode. Die Treiberelektroden 21 und 22 bilden eine Treibereinheit, die die Antriebskraft erzeugt (elektrostatisch anziehende Kraft), um eine Referenzvibration der Vibrationseinheit 20 in der X-Achsen-Richtung durchzuführen.
  • Die Treiberelektrode 23 erstreckt sich von einer Ankereinheit 40 und weist eine ineinander greifende Elektrodenstruktur auf, die mehrere Elektrodenzähne umfasst. Wie in 15 dargestellt, ist die Ankereinheit 40, von der sich die Treiberelektrode 23 erstreckt, zwischen den Verpackungseinheiten 80 und 90 angebracht. Die Treiberelektrode 23 ist die feste Treiberelektrode. Die Treiberelektrode 24 erstreckt sich von der Verbindungseinheit 60 und weist eine ineinander greifende Elektrodenstruktur auf, die mehrere Elektrodenzähne umfasst. Die Treiberelektrode 24 ist. die bewegliche Treiberelektrode. Die Treiberelektroden 23 und 24 bilden eine Treibereinheit, die die Antriebskraft erzeugt (elektrostatisch anziehende Kraft), um die Referenzvibration der Vibrationseinheit 20 in der X-Achsen-Richtung durchzuführen.
  • Die Überwachungselektrode 25 erstreckt sich von einer Ankereinheit 40 und weist eine ineinander greifende Elektrodenstruktur auf, die mehrere Elektrodenzähne umfasst. Wie in 16 dargestellt, ist die Ankereinheit 40, von der sich die Überwachungselektrode 25 erstreckt, zwischen den Verpackungseinheiten 80 und 90 angebracht. Die Überwachungselektrode 25 ist die feste Überwachungselektrode. Die Überwachungselektrode 26 erstreckt sich von der Verbindungseinheit 60 und weist eine ineinander greifende Elektrodenstruktur auf, die mehrere Elektrodenzähne umfasst. Die Überwachungselektrode 26 ist die bewegliche Überwachungselektrode. Die Überwachungselektroden 25 und 26 bilden eine Detektierungseinheit, die einen Verschiebungsbetrag der Vibrationseinheit in der X-Achsen-Richtung durch eine Veränderung in der elektrostatischen Kapazität detektiert.
  • Die Detektierungselektrode 27 erstreckt sich von einer Ankereinheit 40 und weist eine ineinander greifende Elektrodenstruktur auf, die mehrere Elektrodenzähne umfasst. Wie in 13 dargestellt, ist die Ankereinheit 40, von der sich die Detektierungselektrode 2.7 erstreckt, zwischen den Verpackungseinheiten 80 und 90 angebracht. Die Detektierungselektrode 28 erstreckt sich von einer Ankereinheit 40 und weist eine ineinander greifende Elektrodenstruktur auf, die mehrere Elektrodenzähne umfasst. Die Ankereinheit 40, von der sich die Detektierungselektrode 28 erstreckt, ist zwischen den Verpackungseinheiten 80 und 90 angebracht. Die Detektierungselektroden 27 und 28 bilden eine Detektierungseinheit, die einen Verschiebungsbetrag der Vibrationseinheit 20 in der Y-Achsen-Richtung durch die Veränderung in der elektrostatischen Kapazität mit dem ineinander greifenden Elektrodenstrukturabschnitt der Vibrationseinheit 20 detektiert.
  • Die Koppelstrahleinheit 30 koppelt die Referenzvibrationen in der X-Achsen-Richtung der Vibrationseinheiten 10 und 20, so dass die Referenzvibrationen entgegengesetzte Phasen aufweisen.
  • Wie oben beschrieben, ist jede Ankereinheit 40 zwischen den Verpackungseinheiten 80 und 90 angebracht. Die 8 bis 17 stellen die Ankereinheit 40 dar, die zwischen den Verpackungseinheiten 80 und 90 angeordnet ist. Jede Ankereinheit 40 ist mit den Verpackungseinheiten 80 und 90 gebondet und umfasst eine Bonding-Target-Oberfläche S1, die mit der Verpackungseinheit 80 gebondet ist.
  • Die Verbindungseinheit 50 bildet eine Brücke unter der Vibrationseinheit 10, den Treiberelektroden 12 und 14, der Überwachungselektrode 16, der Koppelstrahleinheit 30 und der vorbestimmten Ankereinheit 40. Die Verbindungseinheit 50 überträgt die Antriebskräfte, die durch die Treiberelektroden 11 bis 14 erzeugt werden, zu der Vibrationseinheit 10 und der Koppelstrahleinheit 30, während diese die Vibrationseinheit 10 stützt.
  • Die Verbindungseinheit 60 bildet eine Brücke unter der Vibrationseinheit 20, den Treiberelektroden 22 und 24, der Überwachungselektrode 26, der Koppelstrahleinheit 30 und der vorbestimmten Ankereinheit 40. Die Verbindungseinheit 40 überträgt die Antriebskräfte, die durch die Treiberelektroden 21 bis 24 erzeugt werden, zu der Vibrationseinheit 20 und der Koppelstrahleinheit 30, während diese die Vibrationseinheit 20 stützt.
  • Der externe Wandabschnitt 70 weist eine Form auf, die die Vorrichtung D umschließt, wie in 6 dargestellt, und ist zwischen den Verpackungseinheiten 80 und 90 eingefügt, wie in den 8 bis 17 dargestellt. Der externe Wandabschnitt 70 ist mit den Verpackungseinheiten 80 und 90 gebondet und umfasst eine Bonding-Target-Oberfläche S1', die mit der Verpackungseinheit 80 gebondet ist.
  • Die Vibrationseinheiten 10 und 20, die Treiberelektroden 12, 14, 22 und 24, die Überwachungselektroden 16 und 26, die Koppelstrahleinheit 30 und die Verbindungseinheiten 50 und 60 bilden eine bewegliche Einheit der Vorrichtung D. Die Treiberelektroden 11, 13, 21 und 23, die Überwachungselektroden 15 und 25, die Detektierungselektroden 17, 18, 22 und 28 und die Ankereinheit 40 bilden eine feste Einheit der Vorrichtung D. Jede Ankereinheit 40 bildet einen externen verbindenden Anschlussabschnitt der Vorrichtung D.
  • Wie in den 8 bis 17 dargestellt, umfasst die Verpackungseinheit 80 ein Basismaterial 81, eine Isolierungsschicht 82 und eine Vertiefung 80a, die sich in einem Funkt befindet, der mit der beweglichen Einheit der Vorrichtung D korrespondiert. Das Basismaterial 81 besteht aus einem Siliziummaterial. Beispielsweise besteht die Isolierungsschicht 82 aus Siliziumoxid. Die Verpackungseinheit 80 ist mit der Ankereinheit 40 und dem externen Wandabschnitt 70 der Vorrichtung D mit der isolierenden Schicht 82 dazwischen gebondet. Im Genaueren bildet die Isolierungsschicht 82 eine Bonding-Target-Oberfläche der Verpackungseinheit 80, wobei die Bonding-Target-Oberfläche S1 an jeder Ankereinheit 40 auf der Vorrichtungssubstratseite und die Bonding-Target-Oberfläche S1' des externen Wandabschnitts miteinander durch das Raumtemperatur-Bonding-Verfahren gebondet sind. Die Isolierungsschicht 82, die die Bonding-Target-Oberfläche S2 der Verpackungseinheit 80 bildet, wird verwendet zum Erreichen der elektrischen Trennung zwischen dem Vorrichtungssubstrat oder der Vorrichtung D und dem Basismaterial 81 der Verpackungseinheit 80. Vorzugsweise weist die Isolierungsschicht 82 eine Dicke von 50 nm oder mehr auf. Wie in 18 dargestellt, umfasst beispielsweise die Isolierungsschicht 82 eine Endoberfläche 82a, die sich auf der Vorrichtungssubstratseite befindet, und eine periphere Oberfläche 82b, die einen Umfang der Bonding-Target-Oberfläche S2 bildet. Eine Metallkonzentration von zumindest einem Teil der peripheren Oberfläche 82b ist höher als eine Metallkonzentration der Endoberfläche 82a. Ein Umfang der Bonding-Target-Oberfläche S1 von jeder Ankereinheit 40 in dem Vorrichtungssubstrat wird nach innen gerichtet von einem Umfang der Bonding-Target-Oberfläche S2 der Verpackungseinheit 80 zurückgezogen. Vorzugsweise ist eine Länge, um die der Umfang der Bonding-Target-Oberfläche S1 von dem Umfang der Bonding-Target-Oberfläche S2 nach innen gerichtet zurückgezogen ist, 10 μm oder mehr. Ferner ist ein Umfang der Bonding-Target-Oberfläche S1' des externen Wandabschnitts in dem Vorrichtungssubstrat von dem Umfang der Bonding-Target-Oberfläche der Verpackungseinheit 80 nach innen gerichtet zurückgezogen. Vorzugsweise ist eine Länge, um die der Umfang der Bonding-Target-Oberfläche S1' von dem Umfang der Bonding-Target-Oberfläche S2 nach innen gerichtet zurückgezogen ist, 10 μm oder mehr.
  • Wie in den 8 bis 17 dargestellt, umfasst die Verpackungseinheit 90 ein Basismaterial 91, Isolierungsschichten 92 und 93, eine Isolierungswand 94, einen verbindenden Zapfen 95, Elektroden-Pads 96A und 96B und eine Vertiefung 90a. Das Basismaterial 91 umfasst einen Verdrahtungsbereich 91A und einen Nicht-Verdrahtungsbereich 91B. Die Vertiefung 90a befindet sich in einem Punkt, der mit der beweglichen Einheit der Vorrichtung D korrespondiert. Das Basismaterial besteht aus einem Siliziummaterial, dem die leitende Eigenschaft durch Dotierung einer Verunreinigung verliehen wird. Beispielsweise bestehen die Isolierungsschichten 92 und 93 und die Isolierungswand 94 aus Siliziumoxid. Der leitende Zapfen und die Elektroden-Pads 96A und 96B bestehen aus einem leitenden Material. Die Verpackungseinheit 90 ist mit der Ankereinheit 40 und dem externen Wandabschnitt 70 der Vorrichtung D gebondet mit der dazwischen angeordneten Isolierungsschicht 92.
  • Der Verdrahtungsbereich 91a der Verpackungseinheit 90 ist an einer Position bereitgestellt, die mit jeder Ankereinheit 40 korrespondiert, und weist eine zylindrische Form in der ersten Ausführungsform auf. Die Isolierungsschicht 92 wird verwendet zum Erreichen der elektrischen Trennung zwischen dem Nicht-Verdrahtungsbereich 91B der Verpackungseinheit 90 und dem Vorrichtungssubstrat. Die Isolierungsschicht 93 der Verpackungseinheit 90 ist auf der gegenüberliegenden Seite der Isolierungsschicht 92 bereitgestellt. Die Isolierungsschicht 93 umfasst eine erste Öffnung, die sich an einer Position befindet, die mit dem Verdrahtungsbereich 91A korrespondiert, und eine zweite Öffnung, die sich an einer Position befindet, die mit dem Nicht-Verdrahtungsbereich 91B korrespondiert. Die Isolierungswand 94 ist ein Isolierungsabschnitt, der den Verdrahtungsbereich 91A umgibt, um den Verdrahtungsbereich 91A und den Nicht-Verdrahtungsbereich 91B zu trennen. Der leitende Zapfen 95 durchdringt den Verdrahtungsbereich 91A und die Isolierungsschicht 92 in einer Dickenrichtung der Verpackungseinheit 90 und ist mit einer der Ankereinheiten 40 der Vorrichtung D gebondet. Das Elektroden-Pad 96A ist in der ersten Öffnung der Isolierungsschicht 93 bereitgestellt und mit dem Verdrahtungsbereich 91A und dem leitenden Zapfen 95 gebondet. Jedes Elektroden-Pad 96A ist elektrisch mit einer Ankereinheit 40 der Vorrichtung D verbunden, wobei der Verdrahtungsbereich 91A und der leitende Zapfen 95 dazwischen eingefügt sind. Jedes Elektroden-Pad 96B ist in der zweiten Öffnung der Isolierungsschicht 93 bereitgestellt, während dieses mit dem Nicht-Verdrahtungsbereich 91B gebondet ist. die Elektroden-Pads 96A und 96B bilden einen externen Verbindungsanschlussabschnitt der zusammengepackten Vorrichtung PD1.
  • Die Vorrichtung D ist durch die Verpackungseinheiten 80 und 90 und den externen Wandabschnitt 70 versiegelt bzw. abgekapselt. Die zusammengepackte Vorrichtung PD1 ist Vakuumversiegelt.
  • Die zusammengepackte Vorrichtung PD1 kann elektrisch mit einem externen Schaltkreis verbunden sein. Im Genaueren können beispielsweise jeder Anschlussabschnitt (Elektroden-Pads 96A und 96B), der in der Verpackungseinheit 90 bereitgestellt ist, und ein vorbestimmter Anschlussabschnitt eines externen Schaltkreises, der auf einer Verdrahtungsplatine bereitgestellt ist, mechanisch und elektrisch durch eine Beule bzw. Erhebung verbunden sein.
  • Beim Betreiben der zusammengepackten Vorrichtung PD1 oder der Vorrichtung D wird beispielsweise die Referenzvibration bei den Vibrationseinheiten 10 und 20 in der entgegengesetzten Phase in der X-Achsen-Richtung durchgeführt, wie in den 19 und 20 dargestellt. Während beispielsweise eine konstante Vorspannung an die Vibrationseinheiten 10 und 20 und die Treiberelektroden 12, 14, 22 und 24 angelegt wird, wird eine Sinuswellenspannung (Treiberspannung), die eine Phase (Phasendifferenz von 180 Grad) entgegengesetzt zu der Vorspannung aufweist, an die Treiberelektroden 13 und 21 angelegt, wodurch die Referenzvibration realisiert werden kann. Die an die Vibrationseinheiten 10 und 20 und die Treiberelektroden 12, 14, 22 und 24 angelegte Vorspannung kann über die Ankereinheit 40, das Elektroden-Pad 96A und die Verbindungseinheiten 50 und 60 angelegt werden. Die Ankereinheit 40 ist mit den Verbindungseinheiten 50 und 60 verbunden, und das Elektroden-Pad 96A ist elektrisch mit der Ankereinheit 40 verbunden. Eine Treiberspannung kann an die Treiberelektroden 13, 21 und 23 über das Elektroden-Pad 96A angelegt werden, das elektrisch mit jeder Ankereinheit 40 verbunden ist.
  • Wie oben beschrieben, koppelt die Koppelstrahleinheit 30 die Referenzvibrationen in der X-Achsen-Richtung der Vibrationseinheiten 10 und 20, so dass die Referenzvibrationen entgegengesetzte Phasen aufweisen. Wenn die Koppelstrahleinheit 30 weggelassen ist, ist es schwierig, die Referenzvibrationen der Vibrationseinheiten 10 und 20 in den entgegengesetzten Phasen während des Betriebs genau durchzuführen. Der Grund dafür ist, dass Eigenfrequenzen der Vibrationseinheiten 10 und 20 sich aufgrund eines Einflusses eines Formfehlers von jedem Abschnitt der beweglichen Einheit voneinander unterscheiden, die die Vibrationseinheiten 10 und 20 umfassen. Die Koppelstrahleinheit 30 verbindet mechanisch die Vibrationseinheiten 10 und 20 mit den Verbindungseinheiten 50 und 60, die dazwischen eingefügt sind, und die Referenzvibrationen der Vibrationseinheiten 10 und 20 sind mechanisch korreliert, wodurch die Phasendifferenz zwischen den Referenzvibrationen der Vibrationseinheiten 10 und 20 in die Nähe eines idealen Werts während des Betriebs gebracht werden.
  • Beim Betreiben der zusammengepackten Vorrichtung PD1 oder der Vorrichtung D agieren die Überwachungselektroden 15, 16, 25 und 26 so, um die Resonanz der beweglichen Einheit in einem Vibrationsmodus beizubehalten, in dem die Referenzvibrationen der Vibrationseinheiten 10 und 20 in der entgegengesetzten Phase durchgeführt werden. Im Genaueren wird in einem Schaltkreis (nicht dargestellt) der Verschiebungsbetrag in der X-Achsen-Richtung der Vibrationseinheit 10 detektiert durch die Veränderung in der elektrostatischen Kapazität zwischen den Überwachungselektroden 15 und 16, und das Detektierungsergebnis wird zu der Treiberspannung rückgekoppelt, die an die Treiberelektroden 11 und 13 angelegt ist, wodurch die Phase und die Amplitude der Treiberspannung (Sinuswellenspannung) fein justiert wird. Ferner wird der Verschiebungsbetrag in der X-Achsen-Richtung der Vibrationseinheit 20 detektiert durch die Veränderung der elektrostatischen Kapazität zwischen den Überwachungselektroden 25 und 26, und das Detektierungsergebnis wird zu der Treiberspannung rückgekoppelt, die an die Treiberelektroden 21 und 23 angelegt ist, wodurch die Phase und Amplitude der Treiberspannung (Sinuswellenspannung) fein justiert wird.
  • Wenn eine Winkelgeschwindigkeit um eine Z-Achse (orthogonal zur X-Achse und Y-Achse) von 19 auf die Vibrationseinheiten 10 und 20 einwirkt, während die Referenzvibrationen der Vibrationseinheiten 10 und 20 in entgegengesetzte Phasen durchgeführt werden, wird periodisch eine Coriolis-Kraft erzeugt, um die Vibrationseinheiten 10 und 20 in der Y-Achsen-Richtung zu verschieben. Daher werden, wie in 21 dargestellt, beispielsweise die Vibrationseinheiten 10 und 20 in entgegengesetzte Phasen in der Y-Achsen-Richtung vibriert (Coriolis-Vibration), um die elektrostatische Kapazität zwischen der Vibrationseinheit 10 und den Detektierungselektroden 17 und 18 und die elektrostatische Kapazität zwischen der Vibrationseinheit 20 und den Detektierungselektroden 27 und 28 zu verändern. Die Verschiebungsbeträge oder Vibrationsamplituden der Vibrationseinheiten 10 und 20 werden detektiert basierend auf den Veränderungen der elektrostatischen, Kapazitäten, und der Schaltkreis (nicht dargestellt) leitet die Winkelgeschwindigkeit, die auf die Vorrichtung D oder die Vibrationseinheiten 10 und 20 wirkt, basierend auf den Detektierungsergebnissen ab. In der ersten Ausführungsform kann die zusammengepackte Vorrichtung PD1 als ein Winkelgeschwindigkeitssensor agieren.
  • Wie in den 8 und 13 dargestellt, umfasst die zusammengepackte Vorrichtung PD1 ein Elektroden-Pad 96B, das elektrisch mit dem Nicht-Verdrahtungsbereich 91B der Verpackungseinheit 90 verbunden ist. Daher kann in der zusammengepackten Vorrichtung PD1 der Nicht-Verdrahtungsbereich 91B durch das Elektroden-Pad 96B geerdet werden. Wenn der Nicht-Verdrahtungsbereich 91B geerdet ist, kann ein Potential an dem Nicht-Verdrahtungsbereich 91B während des Betriebs konstant gehalten werden, um zu verhindern, dass ein Signal von einem der Verdrahtungsbereiche 91A zu einem anderen Verdrahtungsbereich 91A durch den Nicht-Verdrahtungsbereich 91B leckt.
  • Das Elektroden-Pad 96A der zusammengepackten Vorrichtung PD1 kann wie in 22A dargestellt bereitgestellt sein. Das Elektroden-Pad 96A von 22A ist bereitgestellt, so dass dieses in der ersten Öffnung (Öffnung 93a) der Isolierungsschicht in einer Richtung auf gleicher Ebene der Verpackungseinheit 90 untergebracht ist. Die Konfiguration von 22A, die eine großes Verhältnis einer Fläche aufweist, in der das Elektroden-Pad 96A direkt mit dem Verdrahtungsbereich 91A (bestehend aus einem Siliziummaterial) gebondet ist, während die Isolierungsschicht 93 nicht dazwischen eingefügt ist, ist geeignet zum Verbessern der Adhäsion des Elektroden-Pads 96A in der Oberfläche der Verpackungseinheit 90.
  • Das Elektroden-Pad 96B der zusammengepackten Vorrichtung PD1 kann wie in 22B dargestellt bereitgestellt sein. Das Elektroden-Pad 96B von 22B ist so bereitgestellt, dass dieses in der zweiten Öffnung (Öffnung 93b) der Isolierungsschicht in Richtung auf gleicher Ebene der Verpackungseinheit 90 untergebracht ist. Die Konfiguration von 22B, die ein großes Verhältnis eines Bereichs aufweist, in dem das Elektroden-Pad 96B direkt mit dem Nicht-Verdrahtungsbereich 91B (bestehend aus einem Siliziummaterial) gebondet ist, während die Isolierungsschicht 93 nicht dazwischen eingefügt ist, ist geeignet zum Verbessern der Adhäsion des Elektroden-Pads 96B in der Oberfläche der Verpackungseinheit 90.
  • Die 23A bis 28B stellen ein Verfahren zum Herstellen der zusammengepackten Vorrichtung PD1 durch die Bulk-Mikrobearbeitungs-Technologie dar. Die 23A bis 27C stellen eine Veränderung eines Abschnitts dar, der mit dem von 8 korrespondiert, umfassend einen Abschnitt, in dem die einzelne zusammengepackte Vorrichtung PD1 gebildet ist. 28A und 28B stellen Teilabschnitte in den mehreren Vorrichtungsbildungsabschnitten dar.
  • Zuerst wird, wie in 23A dargestellt, ein Verpackungswafer W1 vorbereitet. Der Verpackungswafer W1 umfasst mehrere Partitionen, die die Verpackungseinheiten 90 bilden. Der Verpackungswafer W1 ist ein Siliziumwafer und besteht aus einem Siliziummaterial, dem die leitende Eigenschaft durch Dotieren einer Verunreinigung verliehen wird. Eine p-Typ-Verunreinigung, so wie B, oder eine n-Typ-Verunreinigung, so wie P oder Sb, können als die Verunreinigung verwendet werden. Beispielsweise weist der Verpackungswafer W1 eine Dicke von 200 bis 500 μm auf.
  • Wie in 23B dargestellt, wird die Vertiefung 90a in jeder Verpackungseinheiten-Bildungspartition des Verpackungswafers W1 gebildet. Beispielsweise wird unter Verwendung eines Fotolackmusters, das eine Öffnung aufweist, die mit der Vertiefung 90a korrespondiert, als eine Maske eine Ätzbehandlung durchgeführt bei dem Verpackungswafer W1 bis zu einer vorbestimmten Tiefe (beispielsweise 30 μm) durch DRIE (Reaktives Ionentiefätzen, Engl.: Deep Reactive Ion Etching), wodurch die Vertiefung 90a gebildet werden kann. Beim DRIE kann das gute anisotropische Ätzen durchgeführt werden in einem Bosch-Prozess, in dem Ätzen mit einem SF6-Gas und Seitenwandschutz, der durchgeführt wird mit einem C4F8-Gas alternierend wiederholt werden. In dem später beschriebenen DRIE kann der Bosch-Prozess angewendet werden.
  • Wie in 23C dargestellt, wird ein Trennungsschlitz 90b in jeder Verpackungseinheiten-Bildungspartition des Verpackungswafers W1 gebildet, und der Verpackungsbereich 91A wird gemustert. Beispielsweise wird unter Verwendung eines Fotolackmusters, das eine Öffnung aufweist, die mit dem Trennungsschlitz 90b korrespondiert, als eine Maske eine Ätzbehandlung an dem Verpackungswafer W1 bis zu einer vorbestimmten Tiefe (beispielsweise 50 bis 200 μm) durchgeführt durch DRIE (reaktives Ionentiefätzen), wodurch der Trennungsschlitz 90b gebildet werden kann, um den Verdrahtungsbereich 91A zu mustern. Die Isolierungswand 94 wird in dem Trennschlitz 90b bereitgestellt, und der Trennschlitz 90b umgibt den Verdrahtungsbereich 91A.
  • Wie in 23D dargestellt, ist die Isolierungswand 94 in dem Trennschlitz 90b gebildet, und die Isolierungsschicht 92 ist auch darin gebildet. Beispielsweise, nachdem die Oberfläche des Verpackungswafers W1 oxidiert wurde durch ein thermales Oxidationsverfahren, um einen thermisch oxidierten Film zu bilden, wird der thermisch oxidierte Film, der auf der Waferoberfläche gebildet ist, entfernt durch Ätzen unter Verwendung einer vorbestimmten Maske, wodurch die Isolierungsschicht 92 und die Isolierungswand 94 gebildet werden können.
  • Wie in 24A dargestellt, werden der Verpackungswafer W1 und ein Vorrichtungswafer W2 gebondet (Nicht-Raumtemperatur-Bonding-Prozess). Der Vorrichtungswafer W2 umfasst mehrere Vorrichtungs-Bildungspartitionen, die die Vorrichtungen D bilden. Der Vorrichtungswafer W2 ist ein Siliziumwafer und besteht aus einem Siliziummaterial, dem die leitende Eigenschaft verliehen wird durch Dotieren mit einer Verunreinigung. Die p-Typ-Verunreinigung, so wie B, oder die n-Typ-Verunreinigung, so wie P und Sb, können für die Verunreinigung verwendet werden. In dem Bonding-Prozess werden der Vorrichtungswafer W2 und die Seite, auf der der Verdrahtungsbereich 91A gebildet wird, in den Verpackungswafer W1 miteinander gebondet. Beispielsweise wird das direkte Bonding-Verfahren oder das Plasma-aktivierte Bonding-Verfahren als die Bonding-Technik verwendet.
  • Wie in 24B dargestellt, wird eine Durchgangsloch 90c in dem Verpackungswafer W1 erzeugt. Beim Erzeugen des Durchgangslochs 90c unter Verwendung eines Fotolackmusters, das eine Öffnung aufweist, die mit der Position korrespondiert, wo das Durchgangsloch 90c erzeugt wird, als eine Maske, wird die Ätz-Behandlung an dem Basismaterial des Verpackungswafers W1 durch DRIE durchgeführt, bis die Isolierungsschicht 92 exponiert ist. Der in der Isolierungsschicht 92 exponierte Punkt wird durch das Ätzen entfernt. Beispielsweise kann das Ätzen verwendet werden als die Ätz-Technik. Beim Nass-Ätzen wird gepufferte Fluorwasserstoffsäure (BHF), die Fluorwasserstoffsäure enthält, und Ammoniumfluorid als eine Ätzlösung verwendet. Gleichfalls kann das Nass-Ätzen verwendet werden für die später beschriebene Ätz-Behandlung, die an der Isolierungsschicht durchgeführt wird. Daher kann das Durchgangsloch 90c, das durch den Verpackungswafer W1 durchdringt (oder Verdrahtungsbereich 91A und Isolierungsschicht 92) erzeugt werden.
  • Beim Herstellen der zusammengepackten Vorrichtung PD1, wie in 24C dargestellt, wird das Durchgangsloch 90c mit einem leitenden Material 95' durch ein LP-CVD-Verfahren oder ein MOCVD-Verfahren gefüllt. Beispielsweise ist das leitende Material 95' Polysilizium.
  • Wie in 25A dargestellt, ist der gesamte Vorrichtungswafer W2 verdünnt. Der Vorrichtungswafer W2 kann verdünnt werden durch Durchführen einer Polierbehandlung des Vorrichtungswafers W2. Beispielsweise kann chemisch mechanisches Polieren (CMP) als die Poliertechnik angewendet werden. In dem Verdünnungsprozess wird die Dicke des Vorrichtungswafers W2 auf 20 bis 100 μm eingestellt.
  • Wie in 25B dargestellt, wird Teil-Ätzen bzw. Scheiben-Ätzen auf einem vorbestimmten Bereich des Vorrichtungswafers W2 durchgeführt. Im Genaueren wird eine Fotolackmuster, das eine Musterform aufweist, die mit den Bonding-Target-Oberflächen S1 und S1' korrespondiert, auf der Vorrichtungssubstratseite in der Oberfläche (obere Oberfläche von 25B) des Vorrichtungswafers W2 gebildet. Dann wird unter Verwendung des Fotolackmusters als eine Maske die Ätzbehandlung an dem Vorrichtungswafer W2 bis zu einer vorbestimmten Tiefe durch DRIE durchgeführt. Beispielsweise reicht die vorbestimmte Tiefe von 1 bis 5 μm. Daher werden die Bonding-Target-Oberflächen S1 und S1' in dem Vorrichtungswafer W2 gebildet.
  • Wie in 25C dargestellt, sind die Einheiten der Vorrichtung D und der externe Randabschnitt 70 in dem Vorrichtungswafer W2 gebildet, der kaum gebrochen ist aufgrund des Bonding des Vorrichtungswafers W2 mit dem Verpackungswafer W1. Die Einheiten der Vorrichtung D umfassen die Vibrationseinheiten 10 und 20, die Treiberelektroden 11 bis 14 und 21 bis 24, die Überwachungselektroden 15, 16, 25 und 26, die Detektierungselektroden 17, 18, 27 und 28, die Koppelstrahleinheit 30, die Ankereinheit 40 und die Verbindungseinheiten 50 und 60. In dem Prozess wird beispielsweise die Ätzbehandlung an dem Vorrichtungswafer W2 durchgeführt durch DRIE unter Verwendung eines Fotolackmusters, das eine Musterform aufweist, die mit den Einheiten der Vorrichtung D und dem externen Wandabschnitt 90 korrespondiert, als eine Maske.
  • Wie in den 26A und 26B dargestellt, sind der Vorrichtungswafer W2 und eine Verpackungswafer W3 durch das Raumtemperatur-Bonding-Verfahren (Raumtemperatur-Bonding-Prozess) gebondet. Der Verpackungswafer W3 umfasst mehrere Partitionen, um die Verpackungseinheiten 80 zu bilden, und jede Verpackungseinheit-Bildungspartition umfasst die Vertiefung 80a. Die Isolierungsschicht 82 ist auf der Oberfläche des Verpackungswafers W3 bereitgestellt. Beispielsweise kann unter Verwendung eines Fotolackmusters, das eine Öffnung aufweist, die mit der Vertiefung 80a korrespondiert, als eine Maske, die Vertiefung 80a gebildet werden durch Durchführen der Ätzbehandlung an den Siliziumwafern bis zu einer vorbestimmten Tiefe (beispielsweise 30 μm) durch DRIE. Beispielsweise kann die Isolierungsschicht 82 gebildet werden durch Mustern eines thermisch oxidierten Films, nachdem eine Siliziumwaferoberfläche oxidiert wurde durch das thermische Oxidationsverfahren, um den thermisch oxidierten Film zu bilden. Wie oben beschrieben, bildet die Isolierungsschicht 82 die Bonding-Target-Oberfläche S2 in dem Verpackungswafer W3. Beispielsweise weist der Verpackungswafer W3 eine Dicke von 200 bis 300 μm auf. In dem Prozess wird die Wafer-Level-Verpackung für die Vorrichtung D erreicht.
  • Das Raumtemperatur-Bonding-Verfahren, das als die Bonding-Technik in dem Prozess verwendet wird, ist eine Technik, in der, während zu bondende Oberflächen in zwei Bauteilen von Bonding-Targets gereinigt werden durch Durchführen des Sputter-Ätzens mit einer vorbestimmten Bestrahlung (während der Dangling-Bond der einzelnen Atome exponiert ist zum Aktivieren der Oberfläche), die Bauteile im Hochvakuum gebondet werden. In dem Raumtemperatur-Bonding-Verfahren kann der Hochtemperatur-Prozess beim Bonden vermieden werden, und daher kann das Problem, das durch den Hochtemperatur-Prozess bewirkt wird, vermieden werden. Wenn der Vorrichtungswafer W2 dem Hochtemperatur-Prozess unterzogen wird, nachdem die Vorrichtung D gebildet ist, wird manchmal jede Einheit der Vorrichtung D durch die thermische Ausdehnung deformiert. Um solche Probleme zu vermeiden, wird das Raumtemperatur-Bonding-Verfahren als die Technik zum Bonden des Vorrichtungswafers W2 und des Verpackungswafers W3 nach Bildung der Vorrichtung D verwendet.
  • Beim Durchführen des Raumtemperatur-Bonding-Prozesses mit dem Raumtemperatur-Bonding-Gerät 300 aus 4 werden beispielsweise zuerst die laminierte Struktur des Vorrichtungswafers W2 und der Verpackungswafer W1 als das Bonding-Target 305 durch den Objekttisch 302 gehalten. Der Verpackungswafer W3 wird auch als das Bonding-Target 306 durch den Objekttisch 303 gehalten. Die Vakuumpumpe wird betrieben zum Evakuieren der Kammer 301 in einen Hochvakuum-Zustand. Die Objekttische 302 und 303 werden so betrieben, dass die Bonding-Target-Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306 sich einander gegenüberstehen. Im Genaueren stehen sich die Bonding-Target-Oberflächen S1 und S1' des Bonding-Targets 305 (oder der Vorrichtungswafer W2, der Teil des Bonding-Targets 305 ist) und die Bonding-Target-Oberfläche S2 des Bonding-Targets 306 (d. h., der Verpackungswafer W3) einander gegenüber. Dann bestrahlt die Strahlenkanone 304 die Bonding-Target-Oberfläche der Bonding-Targets 305 und 306 mit dem Strahl 304a, um die Bonding-Target-Oberflächen zu aktivieren. Die Bestrahlungsintensität, Bestrahlungszeit und Bestrahlungsrichtung des Strahls 304a werden so eingestellt, dass die Bonding-Target-Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306 effektiv aktiviert werden. Dann wird der Objekttisch 303 aktiviert, um das Bonding-Target 306 herunterzulassen, und die Bonding-Target-Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306 kommen miteinander in Kontakt. Daher werden die Bonding-Targets 305 und 306 miteinander stark gebondet. Im Genaueren werden die Bonding-Target-Oberflächen S1 und S1' des Bonding-Targets 305 (oder der Vorrichtungswafer W2, der Teil des Bonding-Targets 305 ist) und die Bonding-Target-Oberfläche S2 (Isolierungsschicht 82) des Bonding-Targets 306 (d. h., der Verpackungswafer W3) miteinander stark gebondet.
  • Dann wird beim Herstellen der zusammengepackten Vorrichtung PD1, wie in 26C gezeigt, der Verpackungswafer W1 gedünnt bzw. verdünnt und der Verpackungswafer W3 wird verdünnt (Verdünnungsprozess). Beispielsweise können CMP oder DRIE als die Verdünnungstechnik verwendet werden. Durch Verdünnen des Verpackungswafers W1 wird der Verdrahtungsbereich 91A in dem Verpackungswafer W1 von dem Nicht-Verdrahtungsbereich 91B durch die Isolierungswand 94 elektrisch getrennt, und der leitende Zapfen 95, der durch den Verdrahtungsbereich 91A durchstößt bzw. durch diesen durchdringt, wird gebildet. Beispielsweise weist der Verpackungswafer W1 eine Dicke von 50 bis 200 μm auf. Der Verpackungswafer W3 weist beispielsweise eine Dicke von 50 bis 150 μm auf.
  • Wie in 27A dargestellt, wird die Isolierungsschicht 29 gebildet. Beispielsweise wird ein vorbestimmtes Isolierungsmaterial auf dem Verpackungswafer W1 durch das Sputter-Verfahren oder das Plasma-CVD-Verfahren deponiert, wodurch die Isolierungsschicht 93 gebildet werden kann.
  • Wie in 27B dargestellt, sind Öffnungen 93a und 93b in der Isolierungsschicht 93 gebildet. Beispielsweise unter Verwendung eines Fotolackmusters, das eine Öffnung aufweist, die mit den Öffnungen 93a und 93b korrespondiert, als eine Maske, kann die Ätzbehandlung an der Isolierungsschicht 93 durchgeführt werden, um die Öffnungen 93a und 93b zu bilden. Der Verdrahtungsbereich 91A wird in der Öffnung 93a exponiert, und der Nicht-Verdrahtungsbereich 91B wird in der Öffnung 93b exponiert.
  • Wie in 27C gezeigt, werden die Elektroden-Pads 96A und 96B gebildet. Beim Bilden der Elektroden-Pads 96A und 96B wird beispielsweise ein vorbestimmtes metallisches Material auf der Isolierungsschicht 93 deponiert, so dass die Öffnungen 93a und 93b durch das Sputter-Verfahren geschlossen werden. Die Ätz-Behandlung wird an dem metallischen Materialfilm durchgeführt unter Verwendung eines Fotolackmusters als eine Maske. Daher können die Elektroden-Pads 96A und 96B gestaltet werden. Wie in den 28A und 28B dargestellt, wird die laminierte Struktur, die den Vorrichtungswafer W2 und die Verpackungswafer W1 und W3 umfassen, individuell geschnitten. Auf diese Art und Weise kann die zusammengepackte Vorrichtung PD1 erzeugt werden.
  • In diesem Verfahren kann, da die Wafer-Level-Verpackung erreicht wird, eine Verschlechterung der Betriebs-Performance der beweglichen Einheit, die bewirkt wird durch die Adhäsion von Staub auf jeder Einheit der Vorrichtung D, die die mikrobewegliche Vorrichtung ist, oder der Schaden auf jeder Einheit der Vorrichtung D, verhindert werden.
  • In dem Verfahren wird durch den Raumtemperatur-Bonding-Prozess der 26A, 26B und 4 die Bestrahlung in der Hochvakuumkammer 301 durchgeführt, während die Bonding-Targets 305 und 206 durch die Objekttische 302 und 303 so gehalten werden, dass sich diese gegenüberstehen. Aufgrund der Bestrahlung wird Sputter-Ätzen auch an der Kammer 301 und den metallischen Strukturen der Objekttische 302 und 303 durchgeführt, und die metallischen Strukturen emittieren Metall (so wie Fe, Al und Cr). Die kleine Menge von Metall haftet an den Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306 an oder wird in deren Oberflächen eingebaut. Jedoch ist die Menge von angehaftetem und eingebautem Metall über die gesamten Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306 nicht gleichmäßig. Im Genaueren, während der relative kleine Betrag von angehaftetem und eingebautem Metall in den Oberflächen (umfassend die Bonding-Target-Oberfläche) gleichmäßig ist, die einander in den Bonding-Targets 305 und 306 gegenüberstehen, gibt es relativ viele Punkte, die einen relativ großen Betrag von angehaftetem und eingebautem Metall aufweisen, in den Oberflächen, die nicht einander gegenüberstehen.
  • In der zusammengepackten bzw. gepackten Vorrichtung PD1 sind die Bonding-Target-Oberfläche S1 der Ankereinheit 40 in dem Vorrichtungssubstrat und die Bonding-Target-Oberfläche S1' des externen Wandabschnitts 70 und die Bonding-Target-Oberfläche S2 in der Isolierungsschicht 82 der Verpackungseinheit 80 durch das Raumtemperatur-Bonding-Verfahren gebondet. Daher ist, wie oben mit Bezug auf 18 beschrieben, die Metallkonzentration in dem Teil oder der gesamten peripheren Oberfläche 82b der Isolierungsschicht 82 größer als die Metallkonzentration in einer Endoberfläche 82a auf der Vorrichtungssubstratseite der Isolierungsschicht 82. Das heißt, dass eine Isolierungseigenschaft in dem Teil oder in der gesamten peripheren Oberfläche 82b der Isolierungsschicht 82 der Verpackungseinheit 80 vermindert wird durch den Bonding-Prozess durch das Raumtemperatur-Bonding-Verfahren.
  • Jedoch wird in den Bonding-Target-Oberflächen S1 und S2 der zusammengepackten Vorrichtung PD1 der Umfang der Bonding-Target-Oberfläche S1 von dem Umfang der Bonding-Target-Oberfläche S2 nach innen gerichtet zurückgezogen. Das heißt, dass die Bonding-Target-Oberfläche S1 der Vorrichtung D oder die Ankereinheit 40 in dem Vorrichtungssubstrat nicht in Kontakt kommt mit der peripheren Oberfläche 82b der Isolierungsschicht 82, die die Bonding-Target-Oberfläche S2 der Verpackungseinheit 80 bildet. Daher wird in der zusammengepackten Vorrichtung PD1, wenn die Potentialdifferenz zwischen der Vorrichtung D und dem Basismaterial 81 der Verpackungseinheit 80 erzeugt wird, der Leckstrom, der durch den Punkt läuft, wo die Isolierungseigenschaft der peripheren Oberfläche 82b der Isolierungsschicht 82 vermindert ist, kaum erzeugt zwischen der Vorrichtung D und dem Basismaterial 81. Folglich ist die zusammengepackte Vorrichtung PD1 geeignet für die elektrische Trennung zwischen der Vorrichtung D und dem Basismaterial 81 der Verpackungseinheit 80. Die elektrische Trennung zwischen der Vorrichtung D und dem Basismaterial 81 ist notwendig, um den elektrischen Kontakt der Einheiten der Vorrichtung D zueinander durch das Basismaterial 81 der Verpackungseinheit 80 zu verhindern. Wie oben beschrieben, ist vorzugsweise die Länge, um die der Umfang bzw. die Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S1 von dem Umfang der Bonding-Target-Oberfläche S2 nach innen gerichtet zurückgezogen ist, 10 μm oder mehr, und die Isolierungsschicht 82 weist eine Dicke von 50 nm oder mehr auf. Diese Konfigurationen tragen bei zu der elektrischen Trennung zwischen der Vorrichtung D und dem Basismaterial 81 der Verpackungseinheit 80.
  • In den Bonding-Target-Oberflächen S1' und S2 der zusammengepackten Vorrichtung PD1 ist die Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S1 von der Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S2 nach innen gerichtet zurückgezogen. Das heißt, dass die Bonding-Target-Oberfläche S1' des externen Wandabschnitts 70 in dem Vorrichtungssubstrat nicht in Kontakt kommt mit der peripheren Oberfläche 82b der Isolierungsschicht 82, was die Bonding-Target-Oberfläche S2 der Verpackungseinheit 80 bildet. Daher wird in der zusammengepackten Vorrichtung PD1, wenn die Potentialdifferenz zwischen dem externen Wandabschnitt 70 und dem Basismaterial 81 der Verpackungseinheit 80 erzeugt wird, der Leckstrom, der durch den Punkt läuft, wo die Isolierungseigenschaft der peripheren Oberfläche 82b der Isolierungsschicht vermindert wird, nur schwer erzeugt zwischen dem externen Wandabschnitt 70 und dem Basismaterial 81. Folglich ist die zusammengepackte Vorrichtung PD1 geeignet für die elektrische Trennung zwischen dem externen Wandabschnitt 70 und dem Basismaterial 81 der Verpackungseinheit 80. Die elektrische Trennung zwischen dem externen Wandabschnitt 70 und dem Basismaterial 81 ist notwendig, um die elektrische Verbindung der Einheiten der Vorrichtung D zueinander durch das Basismaterial 81 und den externen Wandabschnitt 70 zu vermeiden. Wie oben beschrieben wurde, ist die Länge, um die die Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S1 von der Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S2 nach innen gerichtet zurückgezogen ist, 10 μm oder mehr, und die Isolierungsschicht 82 weist eine Dicke von 50 nm oder mehr auf. Diese Konfigurationen tragen zu der elektrischen Trennung zwischen dem externen Wandabschnitt 70 und dem Basismaterial 81 der Verpackungseinheit 80 bei.
  • Zusätzlich ist das Verfahren geeignet für das Niedrigprofilpaket, geeignet zum Gewährleisten der Stärke und der Leichtigkeit der Handhabung der Verpackungswafer W1 und W3, bevor die Verpackungswafer W1 und W3 an den Vorrichtungswafer W2 gebondet werden, und geeignet zum Unterdrücken der Anzahl von Prozessen. Dies ist dem folgenden Grund zuzuschreiben.
  • Wie oben beschrieben, umfasst der Verpackungswafer W1 in dem Verfahren mehrere Partitionen, in denen die Verpackungseinheiten 90 in der erzeugte zusammengepackten Vorrichtung PD1 gebildet sind. Bezug nehmend auf 24A ist die Dicke des Verpackungswafers W1, der in dem Nicht-Raumtemperatur-Bonding-Prozess verwendet wird, nicht identisch mit der Dicke der Verpackungseinheit 90, die Teil der zusammengepackten Vorrichtung PD1 ist. Der Verpackungswafer W1, der dicker als die Verpackungseinheit 90 ist, wird in dem Nicht-Raumtemperatur-Bonding-Prozess verwendet. Nach dem Raumtemperatur-Bonding-Prozess wird die Verarbeitung an dem Verpackungswafer W1 duschgeführt, der kaum gebrochen ist aufgrund des Bondings des Verpackungswafers W1 mit dem Vorrichtungswafer W2 in dem Verdünnungsprozess von 26C, wodurch der Verpackungswafer W1 auf ein gewünschtes Maß verdünnt wird. Die Verpackungseinheit 90 wird von dem verdünnten Verpackungswafer W1 abgeleitet. Da die Verpackungseinheit 90 in dem Verfahren einfach verdünnt wird, ist das Verfahren geeignet für die hergestellte zusammengepackte Vorrichtung PD1 oder das Niedrigprofilpaket.
  • Wie oben beschrieben, umfasst der Verpackungswafer W3 in dem Verfahren mehrere Partitionen, in denen Verpackungseinheiten in der hergestellten zusammengepackten Vorrichtung PD1 gebildet sind. Bezug nehmend auf die 26A und 26B ist die Dicke des Verpackungswafers W3, der in dem Raumtemperatur-Bonding-Prozess verwendet wird, nicht identisch mit der Dicke der Verpackungseinheit 80, die Teil der zusammengepackten Vorrichtung PD1 ist. Der Verpackungswafer W3, der dicker als die Verpackungseinheit 80 ist, wird in dem Raumtemperatur-Bonding-Prozess verwendet. Nach dem Raumtemperatur-Bonding-Prozess wird die Verarbeitung an dem Verpackungswafer W3 durchgeführt, der kaum gebrochen ist aufgrund des Bondens des Verpackungswafers mit der Vorrichtungswafer W2 in dem Verdünnungsprozess von 26C, wodurch der Verpackungswafer W3 auf ein gewünschtes Maß verdünnt ist. Die Verpackungseinheit 80 wird von dem verdünnten Verpackungswafer W3 abgeleitet. Da die Verpackungseinheit 80 in dem Verfahren einfach verdünnt wird, ist das Verfahren geeignet für die erzeugte zusammengepackte Vorrichtung PD1 oder für das Niedrigprofilpaket.
  • In dem Verfahren kann die Anzahl von Prozessen einfach vermindert werden. Wenn die zusammengepackte Abtastungsvorrichtung, die mehrere leitende Zapfen umfasst, die durch die Verpackungseinheit dringen, erzeugt wird durch das konventionelle Verfahren, sind eine Anzahl von Prozessen notwendig, um den leitenden Zapfen in der Verpackungseinheit zu vergraben bzw. aufzunehmen. Im Genaueren sind der Isolierungsfilm, eine Diffusionsschutzschicht und eine Elektroplattierungskeimschicht sequentiell in einer inneren Wand von jedem Durchgangsloch gebildet, nachdem das Durchgangsloch in dem Verpackungswafer erzeugt ist, und dann wird das Durchgangsloch mit einem vorbestimmten Metallmaterial durch das Elektroplattierungsverfahren gefüllt. Das konventionelle Verfahren, in dem eine Anzahl von Prozessen notwendig ist, ist nicht aus Sicht von Produktionskosten her geeignet. Andererseits ist es in dem Verfahren der ersten Ausführungsform, wenn der leitende Zapfen 95, der durch die Verpackungseinheit 90 hindurch dringt, gebildet ist, nicht notwendig, die Diffusionsschutzschicht zu bilden. In dem Verfahren der ersten Ausführungsform ist der leitende Zapfen 95 bereitgestellt, um durch den Verdrahtungsabschnitt 91a in der Verpackungseinheit 90 hindurchzudringen (d. h., dass der Verdrahtungsbereich 91A um den leitenden Zapfen 95 herum existiert). Daher ist es in dem Verfahren der ersten Ausführungsform nicht notwendig, die Diffusionsschutzschicht um den leitenden Zapfen 95 herum bereitzustellen, um die Diffusion von dem Metall von dem leitenden Zapfen 95 zu unterdrücken. Zusätzlich ist es in dem Verfahren, wenn der leitende Zapfen 95 gebildet wird, nicht notwendig, die Elektroplattierungskeimschicht zu bilden. Daher ist es in dem Verfahren einfach, die Anzahl von Prozessen einfach zu vermindern.
  • Wie oben beschrieben wurde, ist das Verfahren der ersten Ausführungsform geeignet für das Niedrigprofilpaket, geeignet zum Gewährleisten der Stärke und der Einfachheit der Handhabung der Verpackungswafer W1 und W3, bevor die Verpackungswafer W1 und W3 mit dem Vorrichtungswafer W2 gebondet werden, und geeignet zum Vermindern der Anzahl von Prozessen.
  • Die 29 bis 40 stellen eine zusammengepackte Vorrichtung PD2 gemäß einer zweiten Ausführungsform dar. 29 ist eine Draufsicht, die die zusammengepackte Vorrichtung PD2 darstellt, bei der ein Teil der zusammengepackten Vorrichtung weggelassen ist. 30 ist eine andere Draufsicht der zusammengepackten Vorrichtung PD2, bei der ein Teil der zusammengepackten Vorrichtung weggelassen ist. Die 31 bis 40 sind vergrößerte Schnittansichten die auf einer Linie XXXI-XXXI, einer Linie XXXII-XXXII, einer Linie XXXIII-XXXIII, einer Linie XXXIV-XXXIV, einer Linie XXXV-XXXV, einer Linie XXXVI-XXXVI, einer Linie XXXVII-XXXVII, einer Linie XXXVIII-XXXVIII, einer Linie XXXIX-XXXIX und einer Linie XL-XL von 29 entsprechend genommen bzw. dargestellt sind.
  • Die zusammengepackte Vorrichtung PD2 umfasst eine Vorrichtung D', einen externen Wandabschnitt 70', die Verpackungseinheit 80 und die Verpackungseinheit 90. Die Verpackungseinheit 80 ist in 29 weggelassen. 30 ist eine Draufsicht auf die entgegengesetzte Seite der Draufsicht von 29. In 30 ist die Verpackungseinheit 90 weggelassen. Die zusammengepackte Vorrichtung PD2 unterscheidet sich im Aufbau von der zusammengepackten Vorrichtung PD1 dadurch, dass die Vorrichtung D' und der externe Wandabschnitt 70' anstelle der Vorrichtung D und dem externen Wandabschnitt 70 bereitgestellt sind.
  • Die Vorrichtung D' ist ein Winkelgeschwindigkeitssensor. Bezug nehmend auf die 29 und 30 umfasst die Vorrichtung D' die Vibrationseinheiten 10 und 20, die Koppelstrahleinheit 30, eine Ankereinheit 40' und Verbindungseinheiten 50 und 60. Die Vorrichtung D' umfasst auch Treiberelektroden 11, 12, 13, 14, 21, 22, 23 und 24, die Überwachungselektroden 15, 16, 25 und 26 und die Detektierungselektroden 17, 18, 27 und 28. Die Vorrichtung D' unterscheidet sich im Aufbau von der Vorrichtung D der zusammengepackten Vorrichtung PD1 dadurch, dass die Ankereinheit 40' anstelle der Ankereinheit 40 bereitgestellt ist. Die Vibrationseinheiten 10 und 20, die Treiberelektroden 12, 14, 22 und 24, die Überwachungselektroden 16 und 26, die Koppelstrahleinheit 30 und die Verbindungseinheiten 50 und 60 bilden die bewegliche Einheit in der Vorrichtung D'. Die Treiberelektroden 11, 13, 21 und 23, die Überwachungselektroden 15 und 25, die Detektierungselektroden 17, 18, 27 und 28 und die Ankereinheit 40' bildet die feste Einheit in der Vorrichtung D'. Jede Ankereinheit 40' bildet den externen Verbindungsanschlussabschnitt der Vorrichtung D'.
  • Jede Ankereinheit 40' ist zwischen den Verpackungseinheiten 80 und 90 angebracht. Die 31 bis 40 stellen die Ankereinheit 40' dar, die zwischen den Verpackungseinheiten 80 und 90 eingefügt ist. Jede Ankereinheit 40' ist mit den Verpackungseinheiten 80 und 90 gebondet und umfasst die Bonding-Target-Oberfläche S1, die mit der Verpackungseinheit 80 gebondet ist, und eine Bonding-Target-Oberfläche S3, die mit der Verpackungseinheit 90 verbunden ist. Die Treiberelektroden 11, 13, 21 und 23, die die festen Treiberelektroden sind, die Überwachungselektroden 15 und 25, die die festen Überwachungselektroden sind und die Detektierungselektroden 17, 18, 27 und 28 umfassen jeweils die Ankereinheiten 40'. Die Verbindungseinheiten 50 und 60 sind mit der Ankereinheit 40' verbunden.
  • Der externe Wandabschnitt 70' weist eine Form auf, die die Vorrichtung D' umgibt, wie in den 29 und 30 dargestellt, und ist zwischen den Verpackungseinheiten 80 und 90 eingefügt, wie in den 31 bis 40 dargestellt ist. Der externe Wandabschnitt 70' ist mit den Verpackungseinheiten 80 und 90 gebondet, und der externe Wandabschnitt 70' umfasst die Bonding-Target-Oberfläche S1', die mit der Verpackungseinheit 80 gebondet ist, und eine Bonding-Target-Oberfläche S3', die mit der Verpackungseinheit 90 gebondet ist.
  • Wie die Verpackungseinheit 80 der ersten Ausführungsform, umfasst die Verpackungseinheit 80 der zusammengepackten Vorrichtung PD2 das Basismaterial 81, die Isolierungsschicht 82 und die Vertiefung 80a, die sich in dem Punkt befindet, der mit der beweglichen Einheit der Vorrichtung D' korrespondiert. Wie in den 31 bis 40 dargestellt, ist die Verpackungseinheit 80 an der Ankereinheit 40' und dem externen Wandabschnitt 70' der Vorrichtung D' gebondet, wobei die Isolierungsschicht 82 dazwischen eingefügt ist. Im Genaueren bildet die Isolierungsschicht 82 die Bonding-Target-Oberfläche S2 der Verpackungseinheit 80, und die Bonding-Target-Oberfläche S2, die Bonding-Target-Oberfläche S1 von jeder Ankereinheit 40' auf der Vorrichtungssubstratseite und die Bonding-Target-Oberfläche S1' des externen Wandabschnitts 70' sind miteinander durch das Raumtemperatur-Bonding-Verfahren gebondet. Die Isolierungsschicht 82, die die Bonding-Target-Oberfläche S2 der Verpackungseinheit 80 bildet, wird verwendet zum Erreichen der elektrischen Trennung zwischen dem Vorrichtungssubstrat oder der Vorrichtung D' und dem Basismaterial 81 der Verpackungseinheit 80. Vorzugsweise weist die Isolierungsschicht 82 die Dicke von 50 nm oder mehr auf. Wie in 41A dargestellt, umfasst beispielsweise die Isolierungsschicht 82 die Endoberfläche 82A, die sich an der Vorrichtungssubstratsseite befindet, und die periphere Oberfläche 82b, die eine Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S2 bildet. Die Metallkonzentration von zumindest einem Teil der peripheren Oberfläche 82b ist höher als die Metallkonzentration der Endoberfläche 82a. Die Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S1 von jeder Ankereinheit 40' in dem Vorrichtungssubstrat ist von der Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S2 der Verpackungseinheit 80 nach innen gerichtet zurückgezogen. Vorzugsweise ist die Länge, um die die Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S1 von der Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S2 nach innen gerichtet zurückgezogen ist, 10 μm oder mehr. Ferner ist die Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S1' des externen Wandabschnitts 70' in dem Vorrichtungssubstrat von der Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S2 der Verpackungseinheit 80 nach innen gerichtet zurückgezogen. Vorzugsweise ist die Länge, um die die Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S1' von der Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S2 nach innen gerichtet zurückgezogen ist, 10 μm oder mehr.
  • Die Verpackungseinheit 90 der ersten Ausführungsform umfasst die Verpackungseinheit 90 der zusammengepackten Vorrichtung PD2, das Basismaterial 81, die Isolierungsschichten 92 und 93, die Isolierungswand 94, den leitenden Zapfen 95 und die Elektroden-Pads 96A und 96B. Das Basismaterial 91 umfasst den Verdrahtungsbereich 91A und den Nicht-Verdrahtungsbereich 91B. Die Verpackungseinheit 90 umfasst auch die Vertiefung 90a, die sich in dem Punkt befindet, der mit der beweglichen Einheit der Vorrichtung D' korrespondiert. Wie in den 31 bis 40 dargestellt, ist die Verpackungseinheit 90 mit der Ankereinheit 40' und dem externen Wandabschnitt 70' der Vorrichtung D' gebondet, wobei die Isolierungsschicht 92 dazwischen eingefügt ist. Im Genaueren bildet die Isolierungsschicht 92 eine Bonding-Target-Oberfläche S4 der Verpackungseinheit 90, und die Bonding-Target-Oberfläche S4, die Bonding-Target-Oberfläche S3 von jeder Ankereinheit 40' auf der Vorrichtungssubstratseite und die Bonding-Target-Oberfläche S3' des externen Wandabschnitts 70' sind miteinander durch das Raumtemperatur-Bonding-Verfahren gebondet. Die Isolierungsschicht 92, die die Bonding-Target-Oberfläche S4 der Verpackungseinheit 90 bildet, wird verwendet zum Erreichen der elektrischen Trennung zwischen Vorrichtungssubstrat oder der Vorrichtung D' und dem Nicht-Verdrahtungsbereich 91B der Verpackungseinheit 90. Vorzugsweise weist die Isolierungsschicht 92 eine Dicke von 50 nm oder mehr auf. Wie in 41B dargestellt, umfasst beispielsweise die Isolierungsschicht 92 die Endoberfläche 92a, die sich an der Vorrichtungssubstratseite befindet, und die periphere Oberfläche 92b, die eine Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S4 bildet. Die Metallkonzentration von zumindest einem Teil der peripheren Oberfläche 92b ist höher als die Metallkonzentration der Endoberfläche 92a. Die Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S3 von jeder Ankereinheit 40' in dem Vorrichtungssubstrat ist von der Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S4 der Verpackungseinheit 90 nach innen gerichtet zurückgezogen. Vorzugsweise ist die Länge, um die die Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S3 von der Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S4 nach innen gerichtet zurückgezogen ist, 10 μm oder mehr. Ferner ist die Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S3' des externen Wandabschnitts 70 in dem Vorrichtungssubstrat von der Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S4 der Verpackungseinheit 90 nach innen gerichtet zurückgezogen. Vorzugsweise ist die Länge, um die die Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S3' von der Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S4 nach innen gerichtet zurückgezogen ist, 10 μm oder mehr.
  • Die Vorrichtung D' ist durch die Verpackungseinheiten 80 und 90 und den externen Wandabschnitt 70' versiegelt bzw. abgekapselt. Die zusammengepackte Vorrichtung PD2 ist Vakuumersiegelt.
  • Die zusammengepackte Vorrichtung PD2 kann elektrisch mit einem externen Schaltkreis verbunden sein. Im Genaueren können beispielsweise der Anschlussabschnitt (Elektroden-Pads 96A und 96B), der in der Verpackungseinheit 90 bereitgestellt ist, und ein vorbestimmter Anschlussabschnitt des externen Schaltkreises, der auf einer Verdrahtungsplatine bereitgestellt ist, mechanisch und elektrisch durch die Beule bzw. Erhebung verbunden sein.
  • So wie die zusammengepackte Vorrichtung PD1 betrieben wird, wird auch die zusammengepackte Vorrichtung PD2 betrieben (d. h., die Referenzvibrationen der Vibrationseinheiten 10 und 20 werden in den entgegengesetzten Phasen in der X-Achsen-Richtung durchgeführt), und die zusammengepackte Vorrichtung PD2 kann als der Winkelgeschwindigkeitssensor agieren.
  • Wie die Elektroden-Pads 96A und 96B in der zusammengepackten Vorrichtung PD1 können die Elektroden-Pads 96A und 96B in der zusammengepackten Vorrichtung PD2, wie in 22A und 22B dargestellt, bereitgestellt sein.
  • Die 42A bis 47B stellen ein Verfahren zum Herstellen der zusammengepackten Vorrichtung PD2 durch die Bulk-Mikrobearbeitungstechnologie dar. Die 42A bis 46C stellen eine Veränderung eines Abschnitts dar, der mit dem von 31 korrespondiert, der in einer Partition enthalten ist, in der die einzelne zusammengepackte Vorrichtung PD2 gebildet ist. Die 47A und 47B stellen Teilabschnitte in den mehreren Vorrichtungsbildungspartitionen dar.
  • In dem Verfahren wird zuerst der Verpackungswafer W1 von 42A angefertigt, und der Verpackungswafer W2' von 42B wird auch angefertigt.
  • Der Verpackungswafer W1 von 42A wird durch die Prozesse der 23A bis 23D beim Herstellen der zusammengepackten Vorrichtung PD1 angefertigt. Im Genaueren umfasst der Verpackungswafer W1 mehrere Partitionen, in denen die Verpackungseinheiten 90 gebildet werden. Jede Verpackungseinheit-Bildungspartition umfasst den Abschnitt 90a, die Isolierungsschicht 92 und die Isolierungswand 94. Wie oben beschrieben, bildet die Isolierungsschicht 92 die Bonding-Target-Oberfläche S4 in dem Verpackungswafer W1.
  • Der Vorrichtungswafer W2' von Fig. 92B ist ein Siliziumwafer, der mehrere Vorrichtungsbildungspartitionen aufweist, in denen die Vorrichtungen D' gebildet werden, und besteht aus einem Siliziummaterial, dem die leitende Eigenschaft verliehen wird durch Dotieren mit einer Verunreinigung. Die p-Typ-Verunreinigung, so wie B, oder die n-Typ-Verunreinigung, so wie P und Sb, können für die Verunreinigung verwendet werden. In einer der Oberflächen des Vorrichtungswafers W2' wird Scheiben-Ätzen bzw. Teil-Ätzen an einem vorbestimmten Bereich durchgeführt, um die Bonding-Target-Oberflächen S3 und S3' zu bilden. Im Genaueren wird ein Fotolackmuster, das eine Musterform aufweist, die mit den Bonding-Target-Oberflächen S3 und S3' auf der Vorrichtungssubstratseite korrespondieren auf der Oberfläche (obere Oberfläche von 25B) des Vorrichtungswafers W2' gebildet. Dann wird unter Verwendung des Fotolackmusters als eine Maske die Ätz-Behandlung an dem Vorrichtungswafer W2' bis zu einer vorbestimmten Tiefe durch DRIE durchgeführt. Beispielsweise reicht die vorbestimmte Tiefe von 1 bis 5 μm. Daher sind die Bonding-Target-Oberflächen S3 und S3' in dem Vorrichtungswafer W2' gebildet.
  • Wie in 43A dargestellt, sind der Verpackungswafer W1 und der Vorrichtungswafer W2' durch das Raumtemperatur-Bonding-Verfahren miteinander gebondet (erster Raumtemperatur-Bonding-Prozess). Bei dem Raumtemperatur-Bonding-Verfahren kann der Hochtemperatur-Prozess beim Bonding vermieden werden, und daher kann das Problem, das durch den Hochtemperatur-Prozess bewirkt wird, vermieden werden.
  • Beim Durchführen des ersten Raumtemperatur-Bonding-Prozesses mit dem Raumtemperatur-Bonding-Gerät 300 von 4 wird beispielsweise zuerst der Vorrichtungswafer W2 als das Bonding-Target 305 durch den Objekttisch 302 gehalten. Der Verpackungswafer W1 wird auch als das Bonding-Target 306 durch den Objekttisch 303 gehalten. Die Vakuumpumpe wird betrieben zum Evakuieren der Kammer 301 in einen Hochvakuum-Zustand. Die Objekttische 302 und 303 werden so betrieben, dass sich die Bonding-Target-Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306 einander gegenüberstehen. Im Genaueren stehen sich die Bonding-Target-Oberflächen S3 und S3' des Bonding-Targets 305 (d. h, der Vorrichtungswafer W2') und die Bonding-Target-Oberfläche S4 des Bonding-Targets 306 (d. h., der Verpackungswafer W1) einander gegenüber. Dann bestrahlt die Strahlenkanone 304 die Bonding-Target-Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306 mit dem Strahl 304a, um die Bonding-Target-Oberflächen zu aktivieren. Die Bestrahlungs-Intensität, Bestrahlungszeit und Bestrahlungsrichtung des Strahls 304a werden so eingestellt, dass die Bonding-Target-Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306 effektiv aktiviert werden. Dann wird der Objekttisch 303 betrieben, um das Bonding-Target 306 herabzulassen, und die Bonding-Target-Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306 werden miteinander in Kontakt gebracht. Daher sind die Bonding-Targets 305 und 306 miteinander stark gebondet. Im Genaueren sind die Bonding-Target-Oberflächen S3 und S2' des Bonding-Targets 305 (d. h., der Vorrichtungswafer W2') und die Bonding-Target-Oberfläche S4 (Isolierungsschicht 92) des Bonding-Targets 306 (d. h., der Verpackungswafer W1) miteinander stark gebondet.
  • Beim Herstellen der zusammengepackten Vorrichtung PD2, wie in 43B dargestellt, wird das Durchgangsloch 90c in dem Verpackungswafer W1 erzeugt. Die Technik zum Erzeugen des Durchgangslochs 90c ist der von 24B ähnlich.
  • Wie in 43C dargestellt, wird das Durchgangsloch 90c mit dem leitenden Material 95' durch das LP-CVD-Verfahren oder das MOCVD-Verfahren gefüllt. Beispielsweise ist das leitende Material 95' Polysilizium.
  • Wie in 44A dargestellt, wird der gesamte Vorrichtungswafer W2' verdünnt bzw. gedünnt. Der Vorrichtungswafer W2' kann verdünnt werden durch Durchführen der Polierbehandlung des Vorrichtungswafers W2'. Beispielsweise kann chemisch-mechanisches Polieren (CMP) für die Poliertechnik angewendet werden. In dem Verdünnungsprozess wird beispielsweise die Dicke des Vorrichtungswafers W2 auf 20 bis 100 μm eingestellt.
  • Wie in 44B dargestellt, wird das Scheiben-Ätzen bzw. Teil-Ätzen auf einen vorbestimmten Bereich der Vorrichtungswafers W2' angewendet. Im Genaueren wird das Fotolackmuster, das die Musterform aufweist, die mit den Bonding-Target-Oberflächen S1 und S1' auf der Vorrichtungssubstratseite korrespondiert, auf der Oberfläche (obere Oberfläche von 44B) des Vorrichtungswafers W2' gebildet. Dann wird unter Verwendung des Fotolackmusters als die Maske die Ätz-Behandlung an dem Vorrichtungswafer W2' bis zu einer vorbestimmten Tiefe durch DRIE durchgeführt. Beispielsweise reicht die vorbestimmte Tiefe von 1 bis 5 μm.
  • Wie in 44C dargestellt, sind die Einheiten der Vorrichtung D' und der externe Wandabschnitt 70' in dem Vorrichtungswafer W2' gebildet, der kaum gebrochen ist aufgrund des Bondens des Vorrichtungswafers W2' mit dem Verpackungswafer W1. Die Einheiten der Vorrichtung D' umfassen die Vibrationseinheiten 10 und 20, die Treiberelektroden 11 bis 14 und 21 bis 24, die Überwachungselektroden 15, 16, 25 und 26, die Detektierungselektroden 17, 18, 27 und 28, die Koppelstrahleinheit 30, die Ankereinheit 40' und die Verbindungseinheiten 50 und 60. In dem Prozess wird beispielsweise die Ätz-Behandlung an dem Vorrichtungswafer W2' durch DRIE durchgeführt unter Verwendung eines Fotolackmusters, das eine Musterform aufweist, die mit den Einheiten der Vorrichtung D' und dem externen Wandabschnitt 70' korrespondiert, als eine Maske.
  • Wie in den 45A und 45B dargestellt, sind der Vorrichtungswafer W2' und der Verpackungswafer W3 durch das Raumtemperatur-Bonding-Verfahren miteinander gebondet (zweiter Raumtemperatur-Bonding-Prozess). Der Verpackungswafer W3 umfasst mehrere Partitionen, um die Verpackungseinheiten 80 zu bilden, und jede Verpackungseinheiten-Bildungspartition umfasst die Vertiefung 80a. Die Isolierungsschicht 82 ist auf der Oberfläche des Verpackungswafers W3 bereitgestellt. Wie oben beschrieben, bildet die Isolierungsschicht 82 die Bonding-Target-Oberfläche S2 des Verpackungswafers W3. Beispielsweise weist der Verpackungswafer W3 die Dicke von 200 bis 300 μm auf. In dem Prozess wird die Wafer-Level-Verpackung für die Vorrichtung D' erreicht.
  • In dem Raumtemperatur-Bonding-Verfahren kann der Hochtemperatur-Prozess bei dem Bonden vermieden werden, und daher kann das Problem, das durch den Hochtemperatur-Prozess bewirkt wird, vermieden werden. Wenn der Vorrichtungswafer W2' dem Hochtemperatur-Prozess ausgesetzt wird, nachdem die Vorrichtung D' gebildet ist, wird manchmal jede Einheit der Vorrichtung D' durch die thermische Ausdehnung deformiert. Um solche Probleme zu vermeiden, wird das Raumtemperatur-Bonding-Verfahren als die Technik zum Bonden des Vorrichtungswafers W2' und des Verpackungswafers W3 nach der Bildung der Vorrichtung D' verwendet.
  • Beim Durchführen des zweiten Raumtemperatur-Bonding-Prozesses mit dem Raumtemperatur-Bonding-Gerät 300 von 4 wird beispielsweise zuerst die laminierte Struktur bzw. die geschichtete Struktur des Vorrichtungswafers W2' und der Verpackungswafer W1 als das Bonding-Target 305 durch den Objekttisch 302 gehalten. Der Verpackungswafer W3 wird auch als das Bonding-Target 306 durch den Objekttisch 303 gehalten. Die Vakuumpumpe arbeitet, um die Kammer 301 in einen Hochvakuum-Zustand zu evakuieren. Die Objekttische 302 und 303 werden so betrieben, dass sich die Bonding-Target-Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306 einander gegenüberstehen. Im Genaueren stehen sich die Bonding-Target-Oberflächen S1 und S1' des Bonding-Targets 305 (oder der Vorrichtungswafer W2', der Teil des Bonding-Targets 305 ist) und die Bonding-Target-Oberfläche S2 des Bonding-Targets 306 (d. h., der Verpackungswafer W3) einander gegenüber. Dann bestrahlt die Strahlenkanone die Bonding-Target-Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306 mit dem Strahl 304a, um die Bonding-Target-Oberflächen zu aktivieren. Die Bestrahlungs-Intensität, Bestrahlungszeit und Bestrahlungsrichtung des Strahls 304a werden so eingestellt, dass die Bonding-Target-Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306 effektiv aktiviert werden. Dann wird der Objekttisch 303 betrieben zum Absenken des Bonding-Targets 306, und die Bonding-Target-Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306 werden miteinander in Kontakt gebracht. Daher sind die Bonding-Targets 305 und 306 miteinander stark gebondet. Im Genaueren sind die Bonding-Target-Oberflächen S1 und S1' des Bonding-Targets 305 (oder der Vorrichtungswafer W2', der Teil des Bonding-Targets 305 ist) und die Bonding-Target-Oberfläche S2 (Isolierungsschicht 82) des Bonding-Targets 306 (d. h., der Verpackungswafer W3) miteinander stark gebondet.
  • Beim Herstellen der zusammengepackten Vorrichtung PD1, wie in 45C dargestellt, wird der Verpackungswafer W1 verdünnt, und der Verpackungswafer W3 wird auch verdünnt (Verdünnungsprozess bzw. Dünnungsprozess). Beispielsweise können CMP oder DRIE für die Verdünnungstechnik angewendet werden. Durch das Verdünnen des Verpackungswafers W1 wird der Verdrahtungsabschnitt 91A in dem Verpackungswafer W1 elektrisch von dem Nicht-Verdrahtungsbereich 91B durch die Isolierungswand 94 getrennt, und der leitende Zapfen 95, der durch den Verdrahtungsbereich 91A hindurchstößt, wird gebildet. Beispielsweise weist der Verpackungswafer W1 die Dicke von 50 bis 200 μm auf. Beispielsweise weist der Verpackungswafer W3 die Dicke von 50 bis 150 μm auf.
  • Wie in 46A dargestellt ist, wird die Isolierungsschicht 93 gebildet. Das Material für die Isolierungsschicht 93 und das Verfahren zum Bilden der Isolierungsschicht 93 sind ähnlich zu denen von 27A.
  • Wie in 46B dargestellt, werden die Öffnungen 93a und 93b in der Isolierungsschicht 93 gebildet. Die Technik zum Bilden der Öffnungen 93a und 93b ist ähnlich zu der von 27B. Durch den Prozess wird der Verdrahtungsbereich 91A in der Öffnung 93a exponiert, und der Nicht-Verdrahtungsbereich 91B wird in der Öffnung 93b exponiert bzw. offen gelegt.
  • Wie in 46C dargestellt, werden die Elektroden-Pads 96A und 96B gebildet. Die Technik zum Bilden der Elektroden-Pads 96A und 96B ist der von 27C ähnlich.
  • Wie in den 47A und 47B dargestellt, wird die laminierte Struktur, umfassend den Vorrichtungswafer W2' und die Verpackungswafer W1 und W3, individuell geschnitten. Auf diese Art und Weise kann die zusammengepackte Vorrichtung PD2 hergestellt werden.
  • Da die Wafer-Level-Verpackung erreicht ist, kann in dem Verfahren die Verschlechterung der Betriebs-Performance bzw. Betriebsleistungsfähigkeit der beweglichen Einheit, die verursacht wird durch Adhäsion von Staub auf jeder Einheit der Vorrichtung D', das heißt der Mikro-beweglichen Vorrichtung, oder der Schaden jeder Einheit der Vorrichtung D' vermieden werden.
  • In dem Verfahren wird durch den ersten Raumtemperatur-Bonding-Prozess der 43A und 4 die Bestrahlung in der Hochvakuumkammer 301 durchgeführt, während die Bonding-Targets 305 und 306 durch die Objekttische 302 und 303 so gehalten werden, dass diese sich gegenüberstehen. Aufgrund der Bestrahlung wird auch Sputter-Ätzen an der Kammer 301 und an den metallischen Strukturen der Objekttische 302 und 303 durchgeführt, und die metallischen Strukturen emittieren Metall (so wie Fe, Al und Cr). Die kleine Menge von Metall haftet an den Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306 an oder wird in die Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306 eingebaut. Jedoch ist die Menge von angehaftetem und eingebautem Metall über die gesamten Flächen der Bonding-Targets 305 und 306 nicht gleichmäßig. Im Genaueren, während die relativ kleine Menge von angehaftetem und eingebautem Metall in den Oberflächen (umfassend die Bonding-Target-Oberfläche) relativ gleichmäßig ist, die einander gegenüberstehen in den Bonding-Targets 305 und 306, gibt es viele Punkte, die eine relativ große Menge von angehaftetem und eingebautem Metall in anderen Oberfläche der Bonding-Targets 305 und 306 aufweisen.
  • In der zusammengepackten Vorrichtung PD2 sind die Bonding-Target-Oberfläche S3 der Ankereinheit 40' in dem Vorrichtungssubstrat und die Bonding-Target-Oberfläche S3' des externen Wandabschnitts 70' und die Bonding-Target-Oberfläche S4 in der Isolierungsschicht 92 der Verpackungseinheit 90 durch das erste Raumtemperatur-Bonding-Verfahren gebondet. Daher ist, wie oben mit Bezug auf 41B beschrieben ist, die Metallkonzentration in einem Teil oder in der gesamten peripheren Oberfläche 92b der Isolierungsschicht 92 höher als die Metallkonzentration in der Endoberfläche 92a auf der Vorrichtungssubstratseite der Isolierungsschicht 92. Das heißt, dass die Isolierungseigenschaft in dem Teil oder in der gesamten peripheren Oberfläche 92b der Isolierungsschicht 92 der Verpackungseinheit 90 durch den Bonding-Prozess durch das Raumtemperatur-Bonding-Verfahren vermindert ist.
  • Jedoch ist in den Bonding-Target-Oberflächen S3 und S4 der zusammengepackten Vorrichtung PD2 die Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S3 von der Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S4 nach innen gerichtet zurückgezogen. Das heißt, dass die Bonding-Target-Oberfläche S3 der Vorrichtung D' oder die Ankereinheit 40' in dem Vorrichtungssubstrat nicht mit der peripheren Oberfläche 92b der Isolierungsschicht 92 in Kontakt kommt, die die Bonding-Target-Oberfläche S4 der Verpackungseinheit 90 bildet. Daher wird in der zusammengepackten Vorrichtung PD2, wenn die Potentialdifferenz zwischen der Vorrichtung D' und dem Nicht-Verdrahtungsbereich 91B in der Verpackungseinheit 90 erzeugt wird, der Strom, der durch den Punkt läuft, wo die Isolierungseigenschaft der peripheren Oberfläche 92b der Isolierungsschicht 92 vermindert ist, kaum erzeugt zwischen der Vorrichtung D' und dem Nicht-Verdrahtungsbereich 91B. Folglich ist die zusammengepackte Vorrichtung PD2 geeignet für elektrische Trennung zwischen der Vorrichtung D' und dem Nicht-Verdrahtungsbereich 91B der Verpackungseinheit 90. Die elektrische Trennung zwischen der Vorrichtung D' und dem Nicht-Verdrahtungsbereich 91B ist notwendig, um die elektrische Verbindung der Einheiten der Vorrichtung D' zueinander durch den Nicht-Verdrahtungsbereich 91B zu vermeiden. Wie oben beschrieben, ist die Länge, um die die Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S3 von der Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S4 nach innen gerichtet zurückgezogen ist, 10 μm oder mehr, und die Isolierungsschicht 92 weist die Dicke von 50 nm oder mehr auf. Diese Konfigurationen tragen bei zu der elektrischen Trennung zwischen der Vorrichtung D' und dem Nicht-Verdrahtungsbereich 91B der Verpackungseinheit 90.
  • In den Bonding-Target-Oberflächen S3' und S4 der zusammengepackten Vorrichtung PD2 ist die Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S3' von der Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S4 nach innen gerichtet zurückgezogen. Das heißt, dass die Bonding-Target-Oberfläche S3' des externen Wandabschnitts 70' in dem Vorrichtungssubstrat nicht in Kontakt kommt mit der peripheren Oberfläche 92b der Isolierungsschicht 92, die die Bonding-Target-Oberfläche S4 der Verpackungseinheit 90 bildet. Daher wird in der zusammengepackten Vorrichtung PD2, wenn die Potentialdifferenz zwischen dem externen Wandabschnitt 70' und dem Nicht-Verdrahtungsbereich 91B der Verpackungseinheit 90 erzeugt wird, der Leckstrom, der durch den Punkt läuft, wo die Isolierungseigenschaft der peripheren Oberfläche 92b der Isolierungsschicht 92 vermindert ist, kaum erzeugt zwischen dem externen Wandabschnitt 70' und dem Nicht-Verdrahtungsbereich 91B. Daher ist die zusammengepackte Vorrichtung PD2 geeignet für die elektrische Trennung zwischen dem externen Wandabschnitt 70' und dem Nicht-Verdrahtungsbereich 91B der Verpackungseinheit 90. Die elektrische Trennung zwischen dem externen Wandabschnitt 70' und dem Nicht-Verdrahtungsbereich 91B ist notwendig, um die elektrische Verbindung der Einheiten der Vorrichtung D' zueinander durch den Nicht-Verdrahtungsbereich 91B und dem externen Wandabschnitt 70' zu vermeiden. Wie oben beschrieben, ist vorzugsweise die Länge, um die die Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S3' von der Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S4 nach innen gerichtet zurückgezogen ist, 10 μm oder mehr, und die Isolierungsschicht 92 weist die Dicke von 50 nm oder mehr auf. Diese Konfigurationen tragen zu der elektrischen Trennung zwischen dem externen Wandabschnitt 70 und dem Nicht-Verdrahtungsbereich 91B der Verpackungseinheit 90 bei.
  • In dem zweiten Raumtemperatur-Bonding-Prozess der 45A, 45B und 4 des Verfahrens wird die Bestrahlung in der Hochvakuumkammer 301 durchgeführt, während die Bonding-Targets 305 und 306 durch die Objekttische 302 und 303 so gehalten werden, dass sich diese einander gegenüberstehen. Aufgrund der Bestrahlung wird auch Sputter-Ätzen an der Kammer 301 und den metallischen Strukturen der Objekttische 302 und 303 durchgeführt, und die metallischen Strukturen emittieren Metall (so wie Fe, Al und Cr). Die kleine Menge von Metall haftet an den Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306 an oder wird in die Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306 eingebaut. Jedoch ist die Menge von angehaftetem und eingebautem Metall über die gesamten Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306 nicht gleichmäßig. Im Genaueren, während die relativ kleine Menge von angehaftetem und eingebautem Metall in den Oberflächen (umfassend die Bonding-Target-Oberfläche) relativ gleichmäßig ist, die einander gegenüberstehen in den Bonding-Targets 305 und 306, gibt es relativ viele Punkte, die eine relativ große Menge von angehaftetem und eingebautem Metall aufweisen, in anderen Oberflächen der Bonding-Targets 305 und 306.
  • In der zusammengepackten Vorrichtung PD2 sind die Bonding-Target-Oberfläche S1 der Ankereinheit 40' in dem Vorrichtungssubstrat und die Bonding-Target-Oberfläche S1' des externen Wandabschnitts 70' und die Bonding-Target-Oberfläche S2 in der Isolierungsschicht 82 der Verpackungseinheit 80 miteinander durch das zweite Raumtemperatur-Bonding-Verfahren gebondet. Wie oben mit Bezug auf 41A beschrieben, ist daher die Metallkonzentration in dem Teil oder in der gesamten peripheren Oberfläche 82b der Isolierungsschicht 82 höher als die Metallkonzentration in der Endoberfläche 82a auf der Vorrichtungssubstratseite der Isolierungsschicht 82. Das heißt, dass die Isolierungseigenschaft in dem Teil oder in der gesamten peripheren Oberfläche 82b der Isolierungsschicht 82 der Verpackungseinheit 80 vermindert ist durch den Bonding-Prozess durch das Raumtemperatur-Bonding-Verfahren.
  • Jedoch ist in der Bonding-Target-Oberfläche S1 und S2 der zusammengepackten Vorrichtung PD2 die Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S1 von der Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S2 nach innen gerichtet zurückgezogen. Das heißt, dass die Bonding-Target-Oberfläche S1 der Vorrichtung D' oder der Ankereinheit 40' in dem Vorrichtungssubstrat nicht in Kontakt kommt mit der peripheren Oberfläche 82b der Isolierungsschicht 82, die die Bonding-Target-Oberfläche S2 der Verpackungseinheit 80 bildet. Daher wird in der zusammengepackten Vorrichtung PD2, wenn die Potentialdifferenz zwischen der Vorrichtung D' und dem Basismaterial 81 der Verpackungseinheit 80 erzeugt wird, der Leckstrom, der durch den Punkt fließt, wo die Isolierungseigenschaft der peripheren Oberfläche 82b der Isolierungsschicht 82 vermindert ist, kaum erzeugt zwischen der Vorrichtung D' und dem Basismaterial 81. Folglich ist die zusammengepackte Vorrichtung PD2 geeignet für die elektrische Trennung zwischen der Vorrichtung D' und dem Basismaterial 81 der Verpackungseinheit 80. Die elektrische Trennung zwischen der Vorrichtung D' und dem Basismaterial 81 ist notwendig, um die elektrische Verbindung der Einheiten der Vorrichtung D' zueinander durch das Basismaterial 81 der Verpackungseinheit 80 zu verhindern. Wie oben beschrieben, ist vorzugsweise die Länge, um die die Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S1 von der Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S2 nach innen gerichtet zurückgezogen ist, 10 μm oder mehr, und die Isolierungsschicht 82 weist die Dicke von 50 nm oder mehr auf. Diese Konfigurationen tragen bei zu der elektrischen Trennung zwischen der Vorrichtung D' und dem Basismaterial 81 der Verpackungseinheit 80.
  • In den Bonding-Target-Oberflächen S1' und S2 der zusammengepackten Vorrichtung PD2 ist die Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S1' von der Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S2 nach innen gerichtet zurückgezogen. Das heißt, dass die Bonding-Target-Oberfläche S1' des externen Wandabschnitts 70' in dem Vorrichtungssubstrat nicht in Kontakt kommt mit der peripheren Oberfläche 82b der Isolierungsschicht 82, was die Bonding-Target-Oberfläche S2 der Verpackungseinheit 80 bildet. Daher wird in der zusammengepackten Vorrichtung PD2, wenn die Potentialdifferenz zwischen dem externen Wandabschnitt 70' und dem Basismaterial 81 der Verpackungseinheit 80 erzeugt wird, der Leckstrom, der durch den Punkt fließt, wo die Isolierungseigenschaft der peripheren Oberfläche 82b der Isolierungsschicht 82 vermindert ist, kaum erzeugt zwischen dem externen Wandabschnitt 70' und dem Basismaterial 81. Folglich ist die zusammengepackte Vorrichtung PD2 geeignet für die elektrische Trennung zwischen dem externen Wandabschnitt 70' und dem Basismaterial 81 der Verpackungseinheit 80. Die elektrische Trennung zwischen dem externen Wandabschnitt 70' und dem Basismaterial 81 ist notwendig, um die elektrische Verbindung der Einheiten der Vorrichtung D' zueinander über das Basismaterial 81 und den externen Wandabschnitt 70' zu verhindern. Wie oben beschrieben, ist vorzugsweise die Länge, um die die Auslass der Bonding-Target-Oberfläche S1' von der Außenlinie der Bonding-Target-Oberfläche S2' nach innen gerichtet zurückgezogen ist, 10 μm oder mehr, und die Isolierungsschicht 82 weist die Dicke von 50 nm oder mehr auf. Diese Konfigurationen tragen bei zu der elektrischen Trennung zwischen dem externen Wandabschnitt 70' und dem Basismaterial 81 der Verpackungseinheit 80.
  • Zusätzlich ist das Verfahren geeignet für das Niedrigprofilpaket, geeignet zum Gewährleisten der Stärke und der Einfachheit der Handhabung der Verpackungswafer W1 und W2, bevor die Verpackungswafer W1 und W2 mit dem Vorrichtungswafer W2' gebondet werden, und geeignet zum Vermindern der Anzahl von Prozessen. Der Grund ist der gleiche wie der Grund, weshalb das Verfahren der 23A bis 28B geeignet ist für das Niedrigprofilpaket, geeignet zum Gewährleisten der Stärke und der Einfachheit der Handhabung der Verpackungswafer W1 und W3 und geeignet zum Vermindern der Anzahl von Prozessen.
  • Die zusammengepackten Vorrichtungen PD1 und PD2 der ersten und zweiten Ausführungsformen umfassen den Winkelgeschwindigkeitssensor, der die abgekapselte bzw. versiegelte Vorrichtung ist. Alternativ kann die zusammengepackte Vorrichtung eine andere Art von Vorrichtung umfassen, die die abgekapselte Vorrichtung ist. Ein Beschleunigungssensor und ein Mikrospiegelelement seien als ein Beispiel einer anderen Art von Vorrichtung erwähnt.
  • Alle hier dargelegten Beispiele sind vorgesehen für pädagogische Zwecke, um den Leser im Verstehen der Prinzipien der Erfindung und der durch den Erfinder erbrachten Konzepte zum Weiterentwickeln der Technik zu unterstützen, und diese sind so auszulegen, dass diese nicht begrenzend sind für die dargestellter Beispiele und Bedingungen, noch bezieht sich die Organisation solcher Beispiele in der Spezifizierung auf das Darstellen der Überlegenheit oder Unterlegenheit der Erfindung. Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindungen im Detail beschrieben wurden, sollte es verstanden werden, dass verschiedene Veränderungen, Substitutionen und Alternativen hieran durchgeführt werden könnten, ohne sich von dem Geist und dem Schutzbereich der Erfindung zu entfernen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Claims (8)

  1. Eine zusammengepackte Vorrichtung, umfassend: ein Vorrichtungssubstrat, umfassend eine erste Oberfläche und eine Vorrichtung, die in dem Vorrichtungssubstrat gebildet ist; und eine Verpackungseinheit, umfassend eine Isolierungsschicht, die dem Vorrichtungssubstrat gegenübersteht, wobei die Isolierungsschicht eine zweite Oberfläche umfasst, die an die erste Oberfläche gebondet ist, wobei eine Metallkonzentration von zumindest einem Teil der peripheren Oberfläche in der Isolierungsschicht höher ist als eine Metallkonzentration einer Endoberfläche der Isolierungsschicht auf einer Seite, die dem Vorrichtungssubstrat gegenübersteht, und wobei eine Außenlinie der ersten Oberfläche von einer Außenlinie der zweiten Oberfläche nach innen gerichtet zurückgezogen ist.
  2. Die zusammengepackte Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Länge, um die die Außenlinie der ersten Oberfläche von der Außenlinie der zweiten Oberfläche nach innen gerichtet zurückgezogen ist, 10 μm oder mehr ist.
  3. Die zusammengepackte Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Vorrichtungssubstrat eine Teilstruktur umfasst, umfassend eine dritte Oberfläche, die an der zweiten Oberfläche gebondet ist, und die Außenlinie der dritten Oberfläche von der Außenlinie der zweiten Oberfläche nach innen gerichtet zurückgezogen ist.
  4. Die zusammengepackte Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei eine Länge, um die die Außenlinie der dritten Oberfläche von der Außenlinie der zweiten Oberfläche nach innen gerichtet zurückgezogen ist, 10 μm oder mehr ist.
  5. Die zusammengepackte Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Isolierungsschicht eine Dicke von 50 nm oder mehr aufweist.
  6. Ein Verfahren zum Herstellen einer zusammengepackten Vorrichtung, umfassend: Anfertigen eines Vorrichtungssubstrats, umfassend eine erste Oberfläche und eine Vorrichtung, die in dem Vorrichtungssubstrat gebildet ist; Anfertigen einer Verpackungseinheit, umfassend eine Isolierungsschicht mit einer zweiten Oberfläche, die mit der ersten Oberfläche zu bonden ist; und Bonden der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche durch ein Raumtemperatur-Bonding-Verfahren, wobei die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche miteinander gebondet werden, so dass eine Außenlinie der ersten Oberfläche von einer Außenlinie der zweiten Oberfläche nach innen gerichtet zurückgezogen ist.
  7. Das Verfahren nach Anspruch 6, wobei eine Länge, um die die Außenlinie der ersten Oberfläche von der Außenlinie der zweiten Oberfläche nach innen gerichtet zurückgezogen ist, 10 μm oder mehr ist.
  8. Das Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Isolierungsschicht eine Dicke von 50 nm oder mehr aufweist.
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