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Technisches Gebiet
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Die Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung eines MEMS-Sensors sowie auf einen MEMS-Sensor.
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Hintergrund
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MEMS-Sensoren sind Sensoren, die unter Verwendung der Mikrosystemtechnik hergestellt worden sind. Der Ausdruck MEMS ergibt sich dabei aus „microelectromechanical system“ (mikroelektromechanisches System). Beispiele für solche MEMS-Sensoren sind z. B. Drucksensoren oder Mikrophone.
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Die
DE 10 2005 004 877 A1 bezieht sich auf ein mikromechanisches Bauelement und entsprechende Herstellungsverfahren. Das mikromechanische Bauelement umfasst ein leitfähiges Substrat, und eine elastisch auslenkbare Membran mit mindestens einer leitfähigen Schicht, welche gewölbt über einer Vorderseite des Substrats vorgesehen ist, wobei die leitfähige Schicht gegenüber dem Substrat elektrisch isoliert ist. Das Bauelement umfasst ferner einen mit einem Medium gefüllten Hohlraum, der zwischen dem Substrat und der Membran vorgesehen ist, und eine Mehrzahl von unter der Membran durch das Substrat verlaufenden Perforationsöffnungen, wobei die Perforationsöffnungen einen Zugang zu dem Hohlraum von einer Rückseite des Substrats her schaffen, so dass ein im Hohlraum befindliches Volumen des Mediums bei einer Auslenkung der Membran veränderbar ist.
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Die
US 2005/0 037 531 A1 bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Mikrostruktureinheit. Durch das Verfahren wird eine Mikrobearbeitung auf einem Materialsubstrat durchgeführt, das erste bis dritte leitende Schichten und zwei isolierende Schichten aufweist, von denen eine zwischen der ersten und der zweiten leitenden Schicht und die andere zwischen der zweiten und der dritten leitenden Schicht angeordnet ist. Das Verfahren umfasst mehrere Ätzschritte, die an den Schichten des Materialsubstrats durchgeführt werden, die unterschiedliche Dicken aufweisen.
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Die
DE 10 2005 042 664 A1 bezieht sich auf ein mikromechanisches Sensorelement mit mindestens einer Membran und mindestens einem Gegenelement, wobei zwischen der Membran und dem Gegenelement ein Hohlraum ausgebildet ist. Eine gute Be- und Enlüftung des Hohlraums wird hier dadurch gewährleistet, dass die Membran über Federelemente im Randbereich des Hohlraums festgelegt ist und dass zwischen den Federelementen Öffnungen zum Be- und Entlüften des Hohlraums ausgebildet sind.
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Die
DE 10 2013 217 349 A1 bezieht sich auf eine mikromechanische Sensoranordnung mit einem mikromechanischen Sensorchip, der zumindest seitlich von einem Formgehäuse umgeben ist, das eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist. Der mikromechanische Sensorchip umfasst der Rückseite eine Chipfläche, die aus dem Formgehäuse ausgespart ist, und eine rückseitig ausgebildete Umverdrahtungsvorrichtung, die sich ausgehend von der Chipfläche bis zum umlaufenden Formgehäuse auf der Rückseite und von dort über mindestens eine Durchkontaktierung von der Rückseite zur Vorderseite des Formgehäuses erstreckt.
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Die
US 2001/0001550 A1 bezieht sich auf eine integrale Stresstrennvorrichtung und eine Technik für Halbleiterbauelemente bezieht. Der Halbleiterbauelementchip umfasst einen oder mehrere spannungsisolierte Bereiche. Eine Spannungsisolation wird erreicht, indem ein nominell starrer Randbereich bereitgestellt wird, der Teil des spannungsisolierten Bereichs ist. Der Randbereich ist an einem nominell starren Umfang oder Rahmenbereich durch einen flexiblen, federartigen Spannungsisolationsbereich befestigt. Der flexible Bereich der Spannungsisolierung umfasst erste und zweite Elemente, die aus dem Halbleiterbauelementmaterial geätzt sind, um die Membran mechanisch von ihrem Umfang zu trennen. Das erste Element wird durch Ätzen eines ersten tiefen Grabens gebildet. Die Kombination des ersten tiefen Grabenätzens und eines zweiten tiefen Grabenätzens definiert das zweite Element.
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Kurzfassung der Beschreibung
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Eine Ausführungsform bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung eines MEMS-Sensors, welches folgende Schritte umfasst:
- • ein Substrat wird bereitgestellt,
- • auf einer Vorderseite des Substrats wird eine MEMS-Struktur erzeugt,
- • in dem Substrat wird eine Aussparungen aufweisende Entkopplungsstruktur erzeugt, welche einen ersten Bereich von einem zweiten Bereich des Substrats stressentkoppelt,
- • in einer der Vorderseite gegenüberliegende Rückseite des Substrats werden ein erster Hohlraum durch einen ersten Ätzprozess und ein zweiter Hohlraum durch einen zweiten Ätzprozess erzeugt, und
- • der erste Hohlraum und der zweite Hohlraum werden derartig erzeugt, dass der zweite Hohlraum den ersten Hohlraum umfasst und dass der zweite Hohlraum an einen Bodenbereich der MEMS-Struktur und einen Bodenbereich der Entkopplungsstruktur angrenzt.
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Es wird ein MEMS-Sensor bereitgestellt, der nach einer Ausgestaltung des Verfahrens erzeugt worden ist.
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Figurenliste
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Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, das Verfahren und den MEMS-Sensor auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die Patentansprüche, andererseits auf die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung.
- 1 a) - d) zeigt Phasen einer ersten Ausgestaltung eines Verfahrens zur Herstellung eines MEMS-Sensors gemäß dem Stand der Technik, bei dem es sich um ein MEMS-Mikrophon handelt.
- 2 a) - c) zeigt Phasen einer zweiten Ausgestaltung der Herstellung eines MEMS-Drucksensors gemäß dem Stand der Technik als Beispiel für einen MEMS-Sensor.
- 3 a) - d) zeigt Phasen einer dritten Ausgestaltung eines Verfahrens zur Herstellung eines MEMS-Sensors, bei dem es sich um ein MEMS-Mikrophon handelt.
- 4 a) - c) zeigt Phasen einer vierten Ausgestaltung eines Verfahrens zur Herstellung eines MEMS-Sensors, der beispielhaft ein MEMS-Mikrophon ist.
- 5 zeigt ein Ablaufdiagramm der Schritte einer Ausgestaltung eines Verfahrens zur Herstellung eines MEMS-Sensors.
- 6 zeigt ein Ablaufdiagramm der Schritte einer alternativen Ausgestaltung eines Verfahrens zur Herstellung eines MEMS-Sensors.
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Detaillierte Beschreibung von erläuternden Ausgestaltungen
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Die 1 zeigt vier Phasen während der Herstellung eines MEMS-Sensors 100 gemäß dem Stand der Technik, bei dem es sich um ein Mikrophon handelt.
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1 a) zeigt das Substrat 1, bei dem es sich beispielsweise um einen Silizium-Wafer handelt. Auf der Vorderseite 10 des Substrats 1 sind mehrere Vertiefungen oder Aussparungen 30, 90 eingebracht. Einige Aussparungen 30 gehören teilweise zu einer in den folgenden Bearbeitungsschritten zu erzeugenden Entkopplungsstruktur 3. Die Aussparungen 30 bilden dabei eine Negativform für die zu erzeugenden federartigen Elemente. Andere Aussparungen 90 ermöglichen teilweise die Erzeugung einer MEMS-Struktur 2, die der eigentlichen Funktion des herzustellenden MEMS-Sensors 100 dient. Der Vorderseite 10 gegenüber befindet sich die Rückseite 13 des Substrats 1.
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Die 1 b) zeigt die Phase, in der auf der Vorderseite 10 des Substrats 1 eine Schicht Siliziumoxid (SiO) 91 aufgebracht worden ist. Die Schicht 91 dient als Ätzstoppschicht für den Schritt, in welchem unterhalb der im nächsten Schritt aufgebrachten MEMS-Struktur 2 ein Hohlraum geätzt wird.
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Die 1 c) zeigt die Phase, in welcher auf der Vorderseite 10 des Substrats die MEMS-Struktur 2 aufgebracht worden ist. Eine Membran 20 ist dabei Teil der MEMS-Struktur 2. In die Aussparungen 30, 90 (vgl. 1 a)) ist dabei oberhalb der SiO-Schicht 91 eine Polysiliziumepitaxie-Schicht 92 aufgebracht worden, die eine mechanische Grundstruktur der MEMS-Struktur 2 ist und die die federnde Wirkung der Entkopplungsstruktur 3 bewirkt. Auf der Vorderseite 10 sind zudem Kontaktierungs-Pads (sog. „Bond Pads“) 7 aufgebracht.
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Für den folgenden Ätzschritt befindet sich auf der Rückseite 13 des Substrats 1 eine Ätzstoppmaske 6. Zu erkennen ist, dass die Ätzstoppmaske 6 einen Ätzstopp außerhalb des Bereichs bewirkt, der sich von der Vorderseite 10 zur Rückseite 13 unterhalb der MEMS-Struktur 2 und unterhalb der Entkopplungsstruktur 3 befindet. Dies erlaubt es, dass durch den folgenden Ätzprozess ein Hohlraum in diesem Bereich erzeugt wird.
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Die 1 d) zeigt das Mikrophon als MEMS-Sensor 100. Unterhalb der MEMS-Struktur 2 mit der Membran 20 und den Polysiliziumbereichen 92 befindet sich jetzt ein Hohlraum.
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Der Hohlraum ist dabei insbesondere auch für die Bewegungen der Membran 20 erforderlich. Durch den Ätzprozess ist ebenfalls die Entkopplungsstruktur 3 freigelegt. Die Entkopplungsstruktur 3 ist dabei beispielsweise eine Federstruktur und dient allgemein der Entkopplung von zwei Bereichen des Substrats 1 in Bezug auf mechanischen Stress voneinander. Vor allem findet eine Entkopplung zwischen der Membran 20 und dem umgebenden Substrat 1 statt.
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In der 2 sind Schnitte während der Herstellung eines Drucksensors gemäß dem Stand der Technik als Beispiel für einen MEMS-Sensor 100 gezeigt. Dabei sind drei Phasen der Herstellung dargestellt.
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Die 2 a) zeigt, dass auf der Vorderseite 10 des Substrats 1 die MEMS-Struktur 2 und Kontaktierungs-Pads 7 aufgebracht bzw. erzeugt worden sind. Auf der Rückseite 13 des Substrats 1 ist eine Ätzstoppmaske 6 aufgebracht worden, die hier insbesondere den Bereich unterhalb der MEMS-Struktur 2 freilässt.
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In der 2 b) ist dargestellt, dass auf der Vorderseite 10 zusätzlich eine Entkopplungsstruktur 3 mit Aussparungen 30 erzeugt worden ist. Die fertige Entkopplungsstruktur 3 erlaubt die Stressentkopplung zwischen dem Bereich des Substrats 1 mit der MEMS-Struktur 2 von dem umgebenden Bereich des Substrats 1.
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In der 2 c) ist dargestellt, wie durch einen Ätzprozess in dem Substrat 1 unterhalb der MEMS-Struktur 2 ein Hohlraum erzeugt worden ist. Der Hohlraum 3 öffnet auch die Unterseiten der Entkopplungsstruktur 3, sodass diese - hier als Federelemente - ihre stressentkoppelnde Wirkung haben. Zu erkennen ist jedoch auch, dass die MEMS-Struktur 2 auf einer Art von Tablett ruht, die durch das Substrat 1, das dort nicht weggeätzt worden ist, gebildet wird. Die MEMS-Struktur 2 ist damit in Richtung der Rückseite 13 nicht freigestellt. Hierfür wären weitere Schritte erforderlich.
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Die 3 zeigt vier Phasen bei der Herstellung eines MEMS-Sensors 100. Dabei handelt es sich um ein Mikrophon.
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Die 3 a) zeigt einen Schnitt durch das Substrat 1 der Dicke d. Auf der Vorderseite 10 ist eine MEMS-Struktur 2 aufgebracht. Um die Darstellung zu vereinfachen, ist hier nur die Membran 20 als Teil der MEMS-Struktur 2 gezeichnet. Nicht gezeigt sind die Polysiliziumbereiche, die zu der Entkopplungsstruktur 3 gehören, sodass nur die Aussparungen 30 dargestellt sind. Auf der Vorderseite 10 befinden sich zusätzlich noch Kontaktierungs-Pads („Bond Pads“) 7.
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Auf der Rückseite 13 des Substrats 1 ist eine Ätzstoppmaske 6 vorhanden, die hier zweiteilig ausgeführt ist (angedeutet durch eine gepunktete und ein gefüllte Fläche). Die Ätzstoppmaske 6 ist insbesondere so ausgestaltet, dass ein erster Abschnitt 14 des Substrats 1 vor einem ersten - und vorzugsweise nur vor dem ersten - Ätzprozess geschützt ist. Wird ein zweiter Ätzprozess vorgenommen, so wird der erste Abschnitt 14 weggeätzt, da er nicht mehr durch die Ätzstoppmaske 6 geschützt ist. Weiterhin schützt die Ätzstoppmaske 6 einen zweiten Abschnitt 15 des Substrats 1 vor dem ersten Ätzprozess und vor einem zweiten Ätzprozess. Die beiden genannten Abschnitte 14, 15 befinden sich dabei entlang der Verbindung zwischen der Vorderseite 10 und der Rückseite 13 in Richtung der Vorderseite 10 unterhalb der Ätzstoppmaske 6 bzw. unterhalb dem Teil der Rückseite 13, auf dem sich die Ätzstoppmaske 6 befindet. Die beschriebene Wirkung der Ätzstoppmaske 6 ergibt sich in einer Ausgestaltung durch ihre spezifische Beschaffenheit. In einer ergänzenden oder alternativen Ausgestaltung wird nach dem ersten Ätzprozess ein Teil der Ätzstoppmaske 6 entfernt, sodass kein Schutz mehr für den ersten Abschnitt 14 besteht.
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Die 3 b) zeigt, wie die Aussparungen 30 der Entkopplungsstruktur 3 in die Vorderseite 10 des Substrats 1 eingebracht worden sind. Das Substrat 1 ist hier als Beispiel ein Silizium-Wafer. Die Stressentkopplung wird bewirkt zwischen einem ersten Bereich 11, der hier in dem Ausführungsbeispiel außerhalb liegt, und einem - hier innenliegenden - zweiten Bereich 12. Oberhalb des zweiten Bereichs 12 befindet sich insbesondere die MEMS-Struktur 2 mit der Membran 20, die somit von dem umgebenden Substrat 1 stressentkoppelt ist.
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Zu erkennen ist auch, dass der durch die - hier zweiteilig angedeutete - Ätzstoppmaske 6 definierte zweite Abschnitt 15 zu dem ersten Bereich 11 in Bezug auf die Stressentkopplung gehört. Der durch die Ätzstoppmaske 6 definierte erste Abschnitt 14 liegt von der Vorderseite 10 aus gesehen unterhalb der Entkopplungsstruktur 3 und insbesondere unterhalb der Aussparungen 30 der Entkopplungsstruktur 3.
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Die 3 c) zeigt das Ergebnis des ersten Ätzprozesses. Durch die Ätzstoppmaske 6 wird durch den ersten Ätzprozess ein erster Hohlraum 4 unterhalb der MEMS-Struktur 2 und vor allem unterhalb der Membran 20 geschaffen. Die Tiefe des ersten Hohlraums 4 und damit die erste Ätztiefe sei dabei mit T1 bezeichnet. Die beiden Abschnitte 14, 15 sind durch die Ätzstoppmaske 6 während des ersten Ätzprozesses geschützt.
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In der 3 d) sind das Ergebnis des zweiten Ätzprozesses und das Mikrophon als MEMS-Sensor 100 gezeigt. Die Ätzstoppmaske 6 hat dabei nur noch den zweiten Abschnitt 15 geschützt, sodass der erste Abschnitt 14 wegegeätzt worden ist. Durch den zweiten Ätzprozess wird ein zweiter Hohlraum 5 erzeugt, der größer als der erste Hohlraum 4 ist und diesen umfasst bzw. erweitert. Der zweite Hohlraum 5 hat teilweise eine sich aus der Ätztiefe ergebende Tiefe T2 und hat hier auch eine größere laterale Erstreckung als der erste Hohlraum 4, der durch den zweiten Ätzprozess und den zweiten Hohlraum 5 nicht mehr existiert.
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Durch den ersten Ätzprozess mit dem ersten Hohlraum 4 mit der Tiefe T1 und den anschließenden zweiten Ätzprozess, der das Substrat 1 um die Ätztiefe T2 wegätzt, ergibt sich insgesamt der zweite Hohlraum 5, der teilweise eine Tiefe aus der Summe der beiden Ätztiefen T1, T2 und teilweise eine Tiefe nur bedingt durch die zweite Ätztiefe T2 aufweist. Die Tiefe bezieht sich dabei auf den Abstand zur Rückseite 13 in Richtung der Vorderseite 10. Der zweite Hohlraum 5 hat somit wenigstens zwei unterschiedliche Erstreckungen in das Substrat 1 hinein.
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Der zweite Hohlraum 5 grenzt dabei an einen Bodenbereich 21 der MEMS-Struktur 2 und an einen Bodenbereich 31 der Entkopplungsstruktur 3 an. Der Bodenbereich 21 der MEMS-Struktur 2 weist dabei ausgehend von der Vorderseite 10 eine Tiefe T3 auf.
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In dem gezeigten Beispiel ist der Bodenbereich 21 der MEMS-Struktur 2 durch die Membran 20 gegeben. Daher erstreckt sich unterhalb der Membran 20 für ein freies Schwingen der zweite Hohlraum 5 vollständig durch das Substrat 1. Somit verschwindet in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Tiefe T3 und die Summe der Tiefe T1 des ersten Hohlraums 4 und der zweiten Ätztiefe T2 des zweiten Ätzprozesses ist gleich der Dicke d des Substrats 1 zwischen der Vorderseite 10 und der Rückseite 13.
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Die Tiefe T4 des Bodenbereichs 31 der Entkopplungsstruktur 3 relativ zur Vorderseite 10 ergibt sich zum einen durch die für die Entkopplung notwendige Dimensionierung und zum anderen durch die erforderliche mechanische Festigkeit. Unterhalb der Entkopplungsstruktur 3 ist damit die Tiefe T2 des zweiten Hohlraums 5 und damit die mit dem zweiten Ätzprozess erzielte Ätztiefe gegeben durch die Differenz zwischen der Dicke d des Substrats 1 und der Tiefe T4 des Bodenbereichs 31 der Entkopplungsstruktur 3 unterhalb der Vorderseite 10 des Substrats 1.
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Mit dem ersten Ätzprozess wird somit solange geätzt, bis eine erste Ätztiefe T1 erreicht worden ist. Mit dem zweiten Ätzprozess wird eine zweite Ätztiefe T2 erzeugt. Die Ätztiefen T1, T2 beziehen sich dabei in der Betrachtung ausgehend von der Rückseite 13 zur Vorderseite 10. In den Bereichen unterhalb der MEMS-Struktur 2 addieren sich die beiden Ätztiefen T1, T2 und in anderen Bereichen - insbesondere unterhalb der Entkopplungsstruktur 3 - wird nur die zweite Ätztiefe T2 entfernt. Dabei ist der Betrag der Differenz zwischen den beiden Ätztiefen T1, T2 gleich dem Betrag der Differenz zwischen den Tiefen T3, T4, die ein Bodenbereich 31 der Entkopplungsstruktur 3 und ein Bodenbereich 21 der MEMS-Struktur 2 relativ zu der Vorderseite 10 haben.
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In dem gezeigten Beispiel reicht der zweite Hohlraum 5 als Ergebnis des ersten und des zweiten Ätzprozesses unterhalb der Membran 20 der MEMS-Struktur 2 durch das Substrat 1 hindurch. Dadurch ist die Summe der beiden Ätztiefen T1, T2 gleich der Dicke d des Substrats 1.
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In der 4 sind drei Phasen einer weiteren Variante der Herstellung eines Mikrophons als MEMS-Sensor 100 dargestellt. Bei der gezeigten Ausgestaltung werden die Aussparungen 30 der Entkopplungsstruktur 3 - aufbauend auf den Vorbereitungen des ersten Ätzprozesses - mit dem zweiten Ätzprozess erzeugt.
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Die 4 a) zeigt das Substrat 1 mit der MEMS-Struktur 2, dessen Membran 20 und den Kontaktierungs-Pads 7 auf der Vorderseite 10. Auf der Rückseite 13 befindet sich eine Ätzstoppmaske 6, die derartig ausgestaltet ist, dass der erste Abschnitt 14 des Substrats 1 nur vor dem ersten Ätzprozess geschützt ist und dass der zweite Abschnitt 15 des Substrats 1 vor dem ersten und vor dem zweiten Ätzprozess geschützt ist. Weiterhin ist die Ätzstoppmaske derartig ausgestaltet, dass durch den ersten Ätzprozess zusätzlich zu dem ersten Hohlraum 4 auch Vorab-Aussparungen 32 in dem Substrat 1 erzeugt werden. Das Letztere ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch realisiert, dass die Ätzstoppmaske 6 in einigen Bereichen die Rückseite 13 nicht abdeckt, sondern frei lässt, sodass der erste Ätzprozess das Material des Substrats 1 unterhalb dieser Freistellen wegnehmen kann.
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Die 4 b) zeigt das Ergebnis des ersten Ätzprozesses. Zu sehen sind der erste Hohlraum 4 mit der sich aus der ersten Ätztiefe ergebenden Tiefe T1 sowie die Vorab-Aussparungen 32, die sich oberhalb der zu erzeugenden Aussparungen 30 der Entkopplungsstruktur 3 befinden.
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Das Ergebnis des zweiten Ätzprozesses zeigt die 4 c). Der zweite Hohlraum 5 ergibt sich aus dem ersten Hohlraum 4 und hat in der Nähe der Entkopplungsstruktur 3 eine Tiefe, die durch die zweite Ätztiefe T2 gegeben ist, und hat hier insbesondere unterhalb der Membran 20 der MEMS-Struktur 2 eine Tiefe, die gleich der Dicke d des Substrats 1 und gleich der Summe der beiden Ätztiefen T1, T2 ist.
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Zu sehen ist weiterhin, dass sich die Aussparungen 30 der Entkopplungsstruktur 3 ergeben, indem die Vorab-Aussparungen 32 durch den zweiten Ätzprozess in Richtung der Vorderseite 10 des Substrats 1 vorangetrieben worden sind. Insgesamt werden somit die Aussparungen 30 der Entkopplungsstruktur 3 nur durch Ätzprozesse von der Rückseite 13 aus erzeugt.
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Die 5 zeigt eine beispielhafte Abfolge von Schritten, wie sie zu den Phasen der 3 führen.
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Im Schritt 300 wird ein Substrat bereitgestellt. Weiterhin werden auf der Vorderseite des Substrats eine MEMS-Struktur und auf der Rückseite eine Ätzstoppmaske aufgebracht. Das Ergebnis dieses Schritts zeigt 3 a).
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Im Schritt 301 werden Aussparungen einer Entkopplungsstruktur auf der Vorderseite des Substrats erzeugt. Das Ergebnis dieses Schritts zeigt 3 b).
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Im Schritt 302 wird ein erster Ätzprozess durchgeführt, der einen ersten Hohlraum erzeugt und der bis zu einer ersten Ätztiefe T1 das Material des Substrats entfernt. Das Ergebnis dieses Schritts 302 zeigt 3 c).
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Im anschließenden Schritt 303 wird mit einem zweiten Ätzprozess mehr Material des Substrats entfernt. Das Ergebnis dieses Schritts zeigt 3 d).
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Die Ätztiefe T2 des zweiten Ätzprozesses addiert sich dabei teilweise zu der Ätztiefe T1 des ersten Ätzprozesses und bewirkt teilweise - bedingt durch die Ausgestaltung der Ätzstoppmaske oder alternativ oder ergänzend durch deren teilweisen Entfernung zwischen Schritt 302 und 303 - allein die Tiefe eines zweiten Hohlraums. Die beiden Ätztiefen T1, T2 addieren sich insbesondere unterhalb der MEMS-Struktur. Die Ätztiefe T2 des zweiten Ätzprozesses bewirkt unterhalb der Entkopplungsstruktur die Tiefe des zweiten Hohlraums in diesem Bereich. Daher liegt insgesamt ein Bodenbereich der MEMS-Struktur - von der Rückseite aus gesehen - tiefer als ein Bodenbereich der Entkopplungsstruktur. Handelt es sich bei dem zu erzeugenden MEMS-Sensor insbesondere - wie in der 3 dargestellt - um ein MEMS-Mikrophon, so werden durch den Schritt 303 die Membran der MEMS-Struktur und die Aussparungen der Entkopplungsstruktur freigestellt.
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Die 6 zeigt eine beispielhafte Abfolge von Schritten, wie sie zu den Phasen der 4 führen.
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Im Schritt 400 wird ein Substrat bereitgestellt, auf der Vorderseite des Substrats wird eine MEMS-Struktur und auf der Rückseite eine Ätzstoppmaske aufgebracht. Die Ätzstoppmaske unterscheidet sich dabei von derjenigen, wie sie beim Ablauf der 5 Anwendung findet. So ist insbesondere der Bereich des Substrats oberhalb der Aussparungen der Entkopplungsstruktur nicht vor dem ersten Ätzprozess geschützt. Ein beispielhaftes Ergebnis des Schritts 400 zeigt die 4 a).
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Im Schritt 401 wird der erste Ätzprozess durchgeführt. Dadurch ergibt sich einerseits ein erster Hohlraum unterhalb der MEMS-Struktur bzw. im Beispiel der 4 unterhalb der Membran der MEMS-Struktur und andererseits ergeben sich Vorab-Aussparungen oberhalb der Aussparungen der Entkopplungsstruktur. Ein beispielhaftes Ergebnis des Schritts 400 zeigt die 4 b).
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Im anschließenden Schritt 402 wird mit dem zweiten Ätzprozess der zweite Hohlraum erzeugt, der sich teilweise unterhalb der MEMS-Struktur befindet. Weiterhin werden die Vorab-Aussparungen durch den zweiten Ätzprozess soweit in Richtung der Vorderseite des Substrats vorangetrieben, dass sich aus den Vorab-Aussparungen die Aussparungen der Entkopplungsstruktur ergeben. Ein beispielhaftes Ergebnis des Schritts 400 zeigt die 4 c).
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Gemäß einer ersten Ausgestaltung weist ein Verfahren zur Erzeugung eines MEMS-Sensors mindestens folgende Schritte auf: dass ein Substrat bereitgestellt wird, dass auf einer Vorderseite des Substrats eine MEMS-Struktur erzeugt wird, dass in dem Substrat eine Aussparungen aufweisende Entkopplungs-struktur erzeugt wird, welche einen ersten Bereich von einem zweiten Bereich des Substrats stressentkoppelt, dass in einer der Vorderseite gegenüberliegende Rückseite des Substrats ein erster Hohlraum durch einen ersten Ätzprozess und ein zweiter Hohlraum durch einen zweiten Ätzprozess erzeugt werden, und dass der erste Hohlraum und der zweite Hohlraum derartig erzeugt werden, dass der zweite Hohlraum den ersten Hohlraum umfasst und dass der zweite Hohlraum an einen Bodenbereich der MEMS-Struktur und einen Bodenbereich der Entkopplungsstruktur angrenzt.
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Gemäß einer zweiten Ausgestaltung, wenn sie sich auf die erste Ausgestaltung rückbezieht, wird mit dem ersten Ätzprozess eine erste Ätztiefe erzeugt und wird mit dem zweiten Ätzprozess eine zweite Ätztiefe erzeugt, sodass ein Betrag einer Differenz zwischen der ersten Ätztiefe und der zweiten Ätztiefe im Wesentlichen gleich einem Betrag einer Differenz zwischen einer Tiefe des Bodenbereichs der MEMS-Struktur und einer Tiefe des Bodenbereichs der Entkopplungsstruktur ist.
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Gemäß einer dritten Ausgestaltung, wenn sie sich auf die erste Ausgestaltung rückbezieht, wird vor dem Erzeugen des ersten Hohlraums auf der Rückseite des Substrats eine Ätzstoppmaske derartig erzeugt, dass ein erster Abschnitt des Substrats nur vor dem ersten Ätzprozess und ein zweiter Abschnitt des Substrats vor dem ersten und dem zweiten Ätzprozess geschützt ist.
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Gemäß einer vierten Ausgestaltung, wenn sie sich auf die erste Ausgestaltung rückbezieht, werden die MEMS-Struktur und die Entkopplungsstruktur vor dem ersten Hohlraum und vor dem zweiten Hohlraum erzeugt.
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Gemäß einer fünften Ausgestaltung, wenn sie sich auf die erste Ausgestaltung rückbezieht, werden die Aussparungen der Entkopplungsstruktur durch den zweiten Ätzprozess erzeugt.
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Gemäß einer sechsten Ausgestaltung, wenn sie sich auf die fünfte Ausgestaltung rückbezieht, wird vor dem Erzeugen des ersten Hohlraums auf der Rückseite des Substrats eine Ätzstoppmaske derartig erzeugt, dass ein erster Abschnitt des Substrats nur vor dem ersten Ätzprozess und ein zweiter Ab-schnitt des Substrats vor dem ersten und dem zweiten Ätzprozess geschützt ist und dass durch den ersten Ätzprozess der erste Hohlraum und Vorab-Aussparungen in dem Substrat erzeugt werden.
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Gemäß einer siebten Ausgestaltung, wenn sie sich auf die sechste Ausgestaltung rückbezieht, wird wobei der zweite Ätzprozess derartig ausgeführt wird, dass aus den Vorab-Aussparungen die Aussparungen der Entkopplungsstruktur erzeugt werden.
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Gemäß einer achten Ausgestaltung, wenn sie sich auf die erste Ausgestaltung rückbezieht, wird die MEMS-Struktur für einen Drucksensor erzeugt.
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Gemäß einer neunten Ausgestaltung, wenn sie sich auf die erste Ausgestaltung rückbezieht, wird die MEMS-Struktur für ein Mikrophon erzeugt, und wird eine Membran als Teil der MEMS-Struktur erzeugt.
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Gemäß einer zehnten Ausgestaltung, wenn sie sich auf die neunte Ausgestaltung rückbezieht, werden der erste Ätzprozess und der zweite Ätzprozess derartig ausgeführt, dass das Substrat unterhalb der Membran auf einer ganzen Dicke des Substrats entfernt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist ein MEMS-Sensor gegeben, der mit dem Verfahren nach der ersten Ausgestaltung hergestellt worden ist.
