DE102015202575A1 - Device for processing a substrate - Google Patents
Device for processing a substrate Download PDFInfo
- Publication number
- DE102015202575A1 DE102015202575A1 DE102015202575.6A DE102015202575A DE102015202575A1 DE 102015202575 A1 DE102015202575 A1 DE 102015202575A1 DE 102015202575 A DE102015202575 A DE 102015202575A DE 102015202575 A1 DE102015202575 A1 DE 102015202575A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- substrate
- laser
- contraption
- vacuum chamber
- heating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02002—Preparing wafers
- H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
- H01L21/02035—Shaping
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
- H01L21/6719—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the processing chambers, e.g. modular processing chambers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
- B23K26/1224—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in vacuum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
- B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
- B23K37/047—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work moving work to adjust its position between soldering, welding or cutting steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
- B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
- B81C1/00206—Processes for functionalising a surface, e.g. provide the surface with specific mechanical, chemical or biological properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
- B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
- B81C1/00261—Processes for packaging MEMS devices
- B81C1/00277—Processes for packaging MEMS devices for maintaining a controlled atmosphere inside of the cavity containing the MEMS
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
- B81C1/00436—Shaping materials, i.e. techniques for structuring the substrate or the layers on the substrate
- B81C1/00444—Surface micromachining, i.e. structuring layers on the substrate
- B81C1/00492—Processes for surface micromachining not provided for in groups B81C1/0046 - B81C1/00484
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
- H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
- H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/782—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, each consisting of a single circuit element
- H01L21/786—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, each consisting of a single circuit element the substrate being other than a semiconductor body, e.g. insulating body
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
- B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
- B81C2201/0101—Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
- B81C2201/0111—Bulk micromachining
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C2900/00—Apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of microstructural devices or systems
Abstract
Vorrichtung (100) zum Bearbeiten eines Substrats, aufweisend: – wenigstens eine Vakuumkammer (10), in der ein definierter Gasdruck einstellbar ist; – eine Heizeinrichtung zum Ausheizen des Substrats; und – eine außerhalb der Vakuumkammer (10) angeordnete Lasereinrichtung (20), wobei die Lasereinrichtung (20) relativ zum Substrat bewegbar ist, wobei mittels der Lasereinrichtung (20) wenigstens eine Kaverne des in der Vakuumkammer (10) anordenbaren Substrats durch Aufschmelzen von Substratmaterial verschließbar ist.Apparatus (100) for processing a substrate, comprising: - at least one vacuum chamber (10) in which a defined gas pressure is adjustable; A heating device for heating the substrate; and - a laser device (20) arranged outside the vacuum chamber (10), wherein the laser device (20) is movable relative to the substrate, wherein by means of the laser device (20) at least one cavity of the substrate which can be arranged in the vacuum chamber (10) is melted by substrate material is closable.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Substrats.The invention relates to a device for processing a substrate.
Stand der TechnikState of the art
Im Stand der Technik sind Laserbearbeitungsanlagen bekannt, bei denen ein zu bearbeitendes Substrat während der Bearbeitung mit gewünschten Gasen in einem offenen System gespült wird. Das Spülen mit Gasen kann der Kühlung des Substrats oder dem Abtransport von Prozessprodukten dienen.In the prior art laser processing systems are known in which a substrate to be processed is rinsed during processing with desired gases in an open system. Flushing with gases may serve to cool the substrate or remove process products.
Für die Herstellung von Dünnfilmtransistoren (TFT) ist die Verwendung von Laseraufschmelzen bekannt. In TFTs bildet polykristallines Silizium die aktive Schicht, die durch Aufheizen und Kristallisieren einer amorphen Siliziumschicht als Ausgangsmaterial gebildet wird. Aufgrund der Verwendung von Glas als Substratmaterial mit niedrigem Schmelzpunkt sind Methoden mit einer niedrigen Temperaturbelastung des Substrats wie Laseraufschmelzen bevorzugt.For the fabrication of thin film transistors (TFTs), the use of laser fuses is known. In TFTs, polycrystalline silicon forms the active layer formed by heating and crystallizing an amorphous silicon layer as the starting material. Because of the use of glass as the low melting point substrate material, low temperature stress methods of the substrate such as laser reflow are preferred.
In
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Bearbeiten eines Substrats bereitzustellen.It is an object of the present invention to provide an improved apparatus for processing a substrate.
Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst mit einer Vorrichtung zum Bearbeiten eines Substrats, aufweisend:
- – wenigstens eine Vakuumkammer, in der ein definierter Gasdruck einstellbar ist;
- – eine Heizeinrichtung zum Ausheizen des Substrats; und
- – eine außerhalb der Vakuumkammer angeordnete Lasereinrichtung, wobei die Lasereinrichtung relativ zum Substrat bewegbar ist, wobei mittels der Lasereinrichtung wenigstens eine Kaverne des in der Vakuumkammer anordenbaren Substrats durch Aufschmelzen von Substratmaterial verschließbar ist.
- - At least one vacuum chamber in which a defined gas pressure is adjustable;
- A heating device for heating the substrate; and
- - A arranged outside the vacuum chamber laser device, wherein the laser device is movable relative to the substrate, wherein by means of the laser device at least one cavern of the substrate can be arranged in the vacuum chamber by melting substrate material is closed.
Auf diese Weise wird eine Kombination aus einer heizbaren Vakuumprozesskammer mit einer Laserbearbeitungseinrichtung bereitgestellt, mittels der ein hermetisches Verschließen von Zugangsöffnungen in dem Substrat unter einem genau definierten Umgebungsdruck ermöglicht ist. Dadurch sind MEMS-Elemente mit genau definierten Kaverneninnendrücken herstellbar.In this way, a combination of a heatable vacuum processing chamber with a laser processing device is provided, by means of which a hermetic sealing of access openings in the substrate under a precisely defined ambient pressure is made possible. As a result, MEMS elements can be produced with precisely defined cavity internal pressures.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Advantageous developments of the device are the subject of the dependent claims.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Heizeinrichtung in der Vakuumkammer angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine platzsparende Kombination aus Vakuumkammer und Heizeinrichtung bereitgestellt werden. An advantageous development of the device is characterized in that the heating device is arranged in the vacuum chamber. In this way, a space-saving combination of vacuum chamber and heater can be provided.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Heizeinrichtung in einer separaten Heizkammer angeordnet ist. Auf diese Weise kann mehr Heizleistung bereitgestellt werden, wobei dadurch gegebenenfalls eine größere Anzahl von Substraten ausgeheizt werden kann.A further advantageous development of the device is characterized in that the heating device is arranged in a separate heating chamber. In this way, more heating power can be provided, thereby optionally a larger number of substrates can be baked.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass mittels der Heizeinrichtung ein Substrat oder mehrere Substrate zugleich ausheizbar sind. Auf diese Weise ist eine effiziente und zeitsparende Bearbeitung der Substrate ermöglicht.A further advantageous development of the device is characterized in that by means of the heating device, one or more substrates are bakeable at the same time. In this way, an efficient and time-saving processing of the substrates is possible.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie ferner eine Halteeinrichtung zum Halten des Substrats aufweist. Auf diese Weise kann eine hohe Justage- bzw. Positionierungsgenauigkeit des Substrats relativ zur Lasereinrichtung realisiert werden.A further advantageous development of the device is characterized in that it further comprises a holding device for holding the substrate. In this way, a high adjustment or positioning accuracy of the substrate can be realized relative to the laser device.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung zeichnen sich dadurch aus, dass die Halteeinrichtung als eine mechanische Halteeinrichtung, eine Vakuum-Halteeinrichtung oder eine elektrostatische Halteeinrichtung ausgebildet ist. Auf diese Weise werden unterschiedliche technische Möglichkeiten für die Halteeinrichtung bereitgestellt, mit denen unterschiedliche Fixierungskonzepte für das Substrat realisierbar sind.Further advantageous developments of the device are characterized in that the holding device as a mechanical holding device, a vacuum holding device or a Electrostatic holding device is formed. In this way, different technical possibilities for the holding device are provided with which different fixing concepts for the substrate can be realized.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung sieht vor, dass die Lasereinrichtung als ein Laser im nahen Infrarotbereich ausgestaltet ist. Dadurch wird eine effiziente Möglichkeit zum Laseraufschmelzen von Substratmaterial zum Zwecke des Verschließens von Zugangsöffnungen in Kavernen bereitgestellt.A further advantageous development of the device provides that the laser device is designed as a laser in the near infrared range. This provides an efficient way of laser-fusing substrate material for the purpose of closing access openings in caverns.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung sehen vor, dass die Lasereinrichtung als ein gepulster Laser oder als ein Dauerstrich-Laser ausgestaltet ist. Dadurch ist das Verfahren des Verschließens von Kavernen von MEMS-Elementen vorteilhaft mit unterschiedlichen Typen von Lasern durchführbar.Further advantageous developments of the device provide that the laser device is designed as a pulsed laser or as a continuous wave laser. As a result, the method of closing caverns of MEMS elements is advantageously feasible with different types of lasers.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Wellenlängenbereich der Lasereinrichtung vorzugsweise zwischen ca. 1000 nm und ca. 1100 nm, noch mehr bevorzugt zwischen ca. 1060 nm und ca. 1080 nm liegt.A further advantageous development of the device is characterized in that a wavelength range of the laser device is preferably between about 1000 nm and about 1100 nm, more preferably between about 1060 nm and about 1080 nm.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie weiterhin eine Kühleinrichtung zum Kühlen des Substrats aufweist. Dadurch kann eine zur Laserbearbeitung optimierte definierte Temperatur des Substrats realisiert werden. Ein Verschließen der Kavernen bei unterschiedlichen definierten Temperaturen ist dadurch ermöglicht.A further advantageous development of the device is characterized in that it further comprises a cooling device for cooling the substrate. As a result, a defined temperature of the substrate optimized for laser processing can be realized. Closing the caverns at different defined temperatures is thereby made possible.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie weiterhin eine Transfereinrichtung aufweist, mittels der das Substrat zwischen den verschiedenen Einrichtungen transferierbar ist. Dadurch ist ein automatisiertes, örtliches Verlagern des Substrats zwischen einzelnen Einrichtungen und Kammern der Vorrichtung unterstützt, wodurch eine effiziente Fertigung von MEMS-Elementen aus dem Substrat unterstützt ist.A further advantageous development of the device is characterized in that it further comprises a transfer device, by means of which the substrate can be transferred between the various devices. This assists in automated localized displacement of the substrate between individual devices and chambers of the device, thereby promoting efficient fabrication of MEMS elements from the substrate.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Substratmaterial Silizium ist.A further advantageous development of the device is characterized in that the substrate material is silicon.
Die Erfindung wird nachfolgend mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand von mehreren Figuren im Detail beschrieben. Dabei bilden alle beschriebenen Merkmale, unabhängig von ihrer Darstellung in der Beschreibung und in den Figuren, sowie unabhängig von ihrer Rückbeziehung in den Patentansprüchen den Gegenstand der Erfindung. Gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente haben gleiche Bezugszeichen.The invention will be described below with further features and advantages with reference to several figures in detail. In this case, all the features described, regardless of their representation in the description and in the figures, as well as regardless of their relationship in the claims the subject of the invention. Same or functionally identical elements have the same reference numerals.
In den Figuren zeigt:In the figures shows:
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
Ein mikromechanisches Bauelement (MEMS-Element) kann ein erstes mikromechanisches Sensorelement (z.B. einen Drehratensensor) und ein zweites mikromechanisches Sensorelement (z.B. einen Beschleunigungssensor) umfassen. Mittels Bondmaterial kann ein Kappenelement in Form eines vorzugsweise aus Silizium ausgebildeten Kappenwafers gebildet sein, das zusammen mit dem MEMS-Element eine Bondverbindung realisiert. Über dem ersten Sensorelement kann eine Kaverne ausgebildet sein, in der ein definierter Innendruck eingeschlossen ist. Für einen Drehratensensor mit hoher Güte ist dafür ein sehr niedriger Innendruck erforderlich.A micromechanical device (MEMS) may comprise a first micromechanical sensor element (e.g., a yaw rate sensor) and a second micromechanical sensor element (e.g., an acceleration sensor). Bonding material may be used to form a cap element in the form of a cap wafer, preferably made of silicon, which realizes a bond connection together with the MEMS element. A cavern can be formed above the first sensor element, in which a defined internal pressure is enclosed. For a high-quality rotation rate sensor, a very low internal pressure is required for this.
Auch über dem zweiten Sensorelement kann eine Kaverne angeordnet sein, in der ein definierter Druck eingeschlossen ist. Die beiden genannten Sensorelemente können unter dem gemeinsamen Kappenelement räumlich voneinander getrennt angeordnet sein und realisieren auf diese Art und Weise ein kostengünstiges, platzsparendes mikromechanisches Bauelement mit einem Drehratensensor und einem Beschleunigungssensor.Also above the second sensor element, a cavern can be arranged, in which a defined pressure is included. The two mentioned sensor elements can be arranged spatially separated from each other under the common cap element and realize in this way a cost-effective, space-saving micromechanical component with a yaw rate sensor and an acceleration sensor.
Mit der Erfindung wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, mit der eines der genannten mikromechanischen Bauelemente aus einem Substrat gefertigt werden kann.With the invention, a device is proposed, with which one of said micromechanical components can be manufactured from a substrate.
In der Vakuumkammer
Das Substrat kann zu diesem Zweck über einen x/y-Tisch unter einer stationären Laseroptik verfahrbar und mit einer Positionierungsgenauigkeit im Bereich von +/–10µm und weniger relativ zur Lasereinrichtung
Für eine höhere Positioniergenauigkeit bei gleichzeitig hoher Verfahrgeschwindigkeit kann eine Kombination von x/y-Tisch bzw. Drehtisch und einer Scanoptik vorgesehen sein.For a higher positioning accuracy with a simultaneously high traversing speed, a combination of x / y table or turntable and a scanning optics can be provided.
In der Vakuumkammer
Die Halteeinrichtung
Zum Verschließen der Zugangsöffnungen in die Kavernen wird das Silizium des mikromechanischen Bauelements örtlich begrenzt aufgeschmolzen. Für das Aufschmelzen des Siliziums kann vorzugsweise ein Dauerstrich-Laser (CW-Laser) im nahen Infrarotbereich vorgesehen sein. Günstig ist es, zum Verschließen der Zugangsöffnungen unter einer definierten Atmosphäre einen IR-Laser (Infrarot-Laser) mit einer Wellenlänge von ca. > 500 nm zu verwenden. Die Infrarotstrahlung derartiger Laser dringt besonders tief in das Siliziumsubstrat ein und ermöglicht dadurch einen besonders tiefen und zuverlässigen Verschluss der Zugangsöffnungen.To close the access openings in the caverns, the silicon of the micromechanical device is melted locally limited. For the melting of the silicon, a continuous wave laser (CW laser) in the near infrared range may preferably be provided. It is advantageous to use an IR laser (infrared laser) with a wavelength of about> 500 nm to close the access openings under a defined atmosphere. The infrared radiation of such lasers penetrates particularly deep into the silicon substrate and thereby enables a particularly deep and reliable closure of the access openings.
Weiterhin kann es günstig sein, als Lasereinrichtung
Optional kann die Vorrichtung
Es kann ferner günstig sein, mehr als eine MEMS-Struktur in mindestens zwei hermetisch getrennten Kavernen anzulegen und wenigstens eine der Kavernen mit einem Laserpuls der Lasereinrichtung
Optional können für die Vorrichtung
Ein weiterer Vorteil der separaten Heizkammer
Die Heizkammer
Optional kann die Vorrichtung
Die Anlage kann bei Vorhandensein von mehreren Kammern eine automatisiert betreibbare Transfereinrichtung
In einem ersten Schritt
In einem Schritt
In einem Schritt
In einem Schritt
In einem Schritt
In einem Schritt
Die Schritte
Es versteht sich von selbst, dass eine Vielzahl von Abwandlungen des Verfahrens denkbar ist, wobei die einzelnen Bearbeitungsschritte und deren Abfolgen in den einzelnen Kammern je nach Anforderung geeignet angepasst werden.It goes without saying that a variety of modifications of the method is conceivable, the individual processing steps and their sequences in the individual chambers are suitably adapted as required.
Zusammenfassend wird mit der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung bereitgestellt, mit dem es vorteilhaft möglich ist, eine Herstellung von MEMS Elementen durch ein Verschließen einer Zugangsöffnung in eine Kaverne mittels eines Laserstrahls bereitzustellen. Durch eine Kombination einer heizbaren Vakuumprozesskammer mit einem Laser kann auf diese Weise eine effiziente Fertigung der genannten Bauelemente durchgeführt werden.In summary, the present invention provides a device with which it is advantageously possible to provide a production of MEMS elements by closing an access opening in a cavern by means of a laser beam. By combining a heatable vacuum process chamber with a laser can In this way, an efficient production of said components can be performed.
Obwohl die erfindungsgemäße Vorrichtung vorgehend anhand von konkreten Ausführungsbeispielen offenbart wurde, ist sie keineswegs darauf beschränkt. Der Fachmann wird somit erkennen, dass die Vorrichtung in einer Vielzahl von Abwandlungen realisierbar ist, die vorgehend nicht oder nur teilweise offenbart sind. Er wird die beschriebenen Merkmale somit in geeigneter Weise abändern oder miteinander kombinieren können, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.Although the device according to the invention has been disclosed above by means of specific embodiments, it is by no means limited thereto. The person skilled in the art will thus recognize that the device can be implemented in a large number of modifications which are not or only partially disclosed previously. He will thus be able to suitably modify or combine the features described without departing from the essence of the invention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 4238826 C1 [0003] DE 4238826 C1 [0003]
- US 6797651 B2 [0005] US Pat. No. 6,797,651 B2 [0005]
Claims (9)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015202575.6A DE102015202575A1 (en) | 2015-02-12 | 2015-02-12 | Device for processing a substrate |
ATA50065/2016A AT516786B1 (en) | 2015-02-12 | 2016-02-04 | Device for processing a substrate |
TW105103716A TWI703677B (en) | 2015-02-12 | 2016-02-04 | Vorrichtung zum bearbeiten eines substrats |
CN201610082140.7A CN105895555B (en) | 2015-02-12 | 2016-02-05 | Apparatus for processing substrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015202575.6A DE102015202575A1 (en) | 2015-02-12 | 2015-02-12 | Device for processing a substrate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102015202575A1 true DE102015202575A1 (en) | 2016-08-18 |
Family
ID=56551981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102015202575.6A Pending DE102015202575A1 (en) | 2015-02-12 | 2015-02-12 | Device for processing a substrate |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105895555B (en) |
AT (1) | AT516786B1 (en) |
DE (1) | DE102015202575A1 (en) |
TW (1) | TWI703677B (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110085537B (en) * | 2019-04-15 | 2021-09-24 | 东莞市中镓半导体科技有限公司 | Temperature-controllable device for high-temperature laser ablation |
TWI794589B (en) * | 2020-02-21 | 2023-03-01 | 海納光電股份有限公司 | Device and method for processing hard and brittle plates in high temperature environment |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4238826C1 (en) | 1992-11-17 | 1994-04-28 | Microlas Lasersystem Gmbh | Traversing beam high vacuum irradiation chamber - having minimal area beam inlet window and internal beam location device |
US6797651B2 (en) | 2001-02-22 | 2004-09-28 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method for manufacturing polycrystalline semiconductor layers and thin-film transistors and laser annealing apparatus |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3573811B2 (en) * | 1994-12-19 | 2004-10-06 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Irradiation method of linear laser light |
JP2001023918A (en) * | 1999-07-08 | 2001-01-26 | Nec Corp | Semiconductor thin-film forming apparatus |
US6762072B2 (en) * | 2002-03-06 | 2004-07-13 | Robert Bosch Gmbh | SI wafer-cap wafer bonding method using local laser energy, device produced by the method, and system used in the method |
US20050189621A1 (en) * | 2002-12-02 | 2005-09-01 | Cheung Kin P. | Processes for hermetically packaging wafer level microscopic structures |
GB0510873D0 (en) * | 2005-05-27 | 2005-07-06 | Univ Heriot Watt | Laser assisted bonding of surfaces |
KR100740462B1 (en) * | 2005-09-15 | 2007-07-18 | 주식회사 비에스이 | Directional silicon condenser microphone |
US7599048B2 (en) * | 2007-02-09 | 2009-10-06 | Wafermasters, Inc. | Optical emission spectroscopy process monitoring and material characterization |
KR100859689B1 (en) * | 2007-03-27 | 2008-09-23 | 삼성에스디아이 주식회사 | Laser annealing apparatus and method for laser annealing |
CN101301993A (en) * | 2007-05-11 | 2008-11-12 | 北京大学 | MEMS device vacuum encapsulation method |
NL1036460A1 (en) * | 2008-02-20 | 2009-08-24 | Asml Netherlands Bv | Lithographic apparatus and device manufacturing method. |
CN102530844B (en) * | 2012-02-03 | 2015-02-18 | 厦门大学 | Microcomponent vacuum packaging method |
JP2015084348A (en) * | 2012-02-13 | 2015-04-30 | 長州産業株式会社 | Photovoltaic element and method for manufacturing the same |
TWI582837B (en) * | 2012-06-11 | 2017-05-11 | 應用材料股份有限公司 | Melt depth determination using infrared interferometric technique in pulsed laser annealing |
CN103521919B (en) * | 2013-10-15 | 2016-06-22 | 江苏大学 | A kind of method realizing underwater laser welding and laser peening and combination unit |
-
2015
- 2015-02-12 DE DE102015202575.6A patent/DE102015202575A1/en active Pending
-
2016
- 2016-02-04 AT ATA50065/2016A patent/AT516786B1/en active
- 2016-02-04 TW TW105103716A patent/TWI703677B/en active
- 2016-02-05 CN CN201610082140.7A patent/CN105895555B/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4238826C1 (en) | 1992-11-17 | 1994-04-28 | Microlas Lasersystem Gmbh | Traversing beam high vacuum irradiation chamber - having minimal area beam inlet window and internal beam location device |
US6797651B2 (en) | 2001-02-22 | 2004-09-28 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method for manufacturing polycrystalline semiconductor layers and thin-film transistors and laser annealing apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105895555A (en) | 2016-08-24 |
AT516786B1 (en) | 2021-05-15 |
AT516786A2 (en) | 2016-08-15 |
TW201705370A (en) | 2017-02-01 |
AT516786A3 (en) | 2021-01-15 |
CN105895555B (en) | 2021-09-07 |
TWI703677B (en) | 2020-09-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3024616B1 (en) | Method and device for separating a flat workpiece into multiple parts | |
EP3055098B1 (en) | Wafer production method | |
DE102014202801A1 (en) | Method for producing a micromechanical component | |
EP3103135B1 (en) | Method and device for bonding substrates | |
DE102004038339B4 (en) | Wafer processing method | |
DE102009037299A1 (en) | Device and treatment chamber for the thermal treatment of substrates | |
AT516786B1 (en) | Device for processing a substrate | |
WO2011104232A1 (en) | Method and device for rapidly heating and cooling a substrate and immediately subsequently coating the same under vacuum | |
EP3466650A1 (en) | Device for additive production of three-dimensional objects | |
DE102016200497A1 (en) | Method for producing a micromechanical component | |
DE102015004603A1 (en) | Combined wafer fabrication process with laser treatment and temperature-induced stresses | |
DE102015224500A1 (en) | Laser shutter with optimized intensity distribution | |
DE19539392A1 (en) | Fluxless soldering esp. flip-chip bonding apparatus | |
DE102009050680B4 (en) | Method and apparatus for crystallizing an amorphous semiconductor layer with a laser beam | |
EP2857177A1 (en) | Method for layered construction of a three-dimensional component and device for performing the method | |
DE102015224483A1 (en) | Targeted control of the absorption behavior during laser resealing | |
EP3459656A1 (en) | Method and device for additive production of a component | |
EP0410401A1 (en) | Method for coating a surface of a substrate | |
DE102009031233A1 (en) | Device to structure thin-film solar cell module, where structural lines are introduced in module parallel to its transverse edges in rectangular form by laser, includes loading- and unloading station, processing station, and optical device | |
DE102018200791A1 (en) | Process for making a hermetically sealed chamber and coating with an anti-relaxation coating | |
WO2023078528A1 (en) | Method and device for compensating distortion | |
EP1060151B1 (en) | Method for producing one or several crystallized ceramic thin layers and component with such a layer | |
DE102015224480A1 (en) | Laser Reseal with Voltage Compensation Layer | |
DE102021205679A1 (en) | Process for producing microstructures on a diamond crystal | |
DE102022201365A1 (en) | wafer dicing film |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication |