DE102018220762B4 - Aufbringung von Schutzmaterial auf Wafer-Ebene bei einem Eingangsprozess für Frühphasen-Teilchen- und -Feuchtigkeitsschutz - Google Patents

Aufbringung von Schutzmaterial auf Wafer-Ebene bei einem Eingangsprozess für Frühphasen-Teilchen- und -Feuchtigkeitsschutz Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Schützen eines Elements mit mikroelektromechanischen Systemen (MEMS-Element) (12), das folgende Schritte aufweist:Bereitstellen zumindest eines MEMS-Elements (12), das einen empfindlichen Bereich aufweist, auf einem Substrat (10);Durchführen der folgenden Schritte vor einem Package-Zusammenbau-Prozess:Aufbringen eines Schutzmaterials (13) über dem empfindlichen Bereich des zumindest einen MEMS-Elements (12), so dass der empfindliche Bereich des zumindest einen MEMS-Elements (12) vor einer äußeren Umgebung abgedichtet ist, wobei das Schutzmaterial (13) eine Sensorfunktionalität des zumindest einen MEMS-Elements (12) erlaubt; undAbtrennen eines Abschnitts des Substrats (10), der das zumindest eine MEMS-Element (12) beinhaltet, um einen Chip (14, 34, 44, 54) zu bilden, wobei der Chip (14, 34, 44, 54) zumindest einen Belastungsentkopplungsgraben (16) und einen Rückseitenhohlraum (19), der einstückig mit dem zumindest einen Belastungsentkopplungsgraben (16) gebildet ist, aufweist,wobei der zumindest eine Belastungsentkopplungsgraben (16) und der Rückseitenhohlraum (19) ausgebildet sind, um eine Federstruktur einzurichten, die das MEMS-Element (12) umgibt, wobei der zumindest eine Belastungsentkopplungsgraben (16) seitlich von dem zumindest einen MEMS-Element (12) beabstandet ist und sich in das Substrat (10) hinein erstreckt, und das Schutzmaterial (13) auf einen Bereich innerhalb einer Region eingegrenzt ist, die durch den zumindest einen seitlich beabstandeten Belastungsentkopplungsgraben (16) definiert ist.

Description

  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Halbleiterbauelemente und ein Verfahren zum Herstellen derselben und insbesondere auf das Aufbringen von Schutzmaterial auf Wafer-Ebene bei einem Eingangsprozess für Frühphasenschutz.
  • Während der Fertigung eines Halbleiterbauelements dient ein Wafer als ein Substrat für mikroelektronische Bauelemente, die in und über dem Wafer gebaut werden, und kann vielen Mikrofertigungsprozessschritten unterzogen werden, wie beispielsweise Dotierung oder Ionenimplantation, Ätzen, Aufbringen verschiedener Materialien und fotolithographischer Strukturierung. Schließlich werden die einzelnen Mikroschaltungen getrennt (vereinzelt) und gehäust.
  • Mikroelektromechanische Systeme (MEMS) beziehen sich auf eine Technologie bei mikroskopischen Bauelementen, insbesondere denjenigen mit beweglichen Teilen. MEMS wurden praktisch, sobald diese unter Verwendung modifizierter Halbleiterbauelement-Fertigungstechnologien gefertigt werden konnten, die normalerweise zur Herstellung von Elektronik verwendet werden. So kann ein MEMS als Komponente einer integrierten Schaltung in ein Substrat eingebaut werden, die in einen Halbleiterchip vereinzelt wird, der nachfolgend in einem Package oder Gehäuse befestigt wird.
  • Ein Schutzmaterial könnte umfassend am Ende des Zusammenbauprozesses über den gesamten Halbleiterchip und das Package abgegeben werden (d.h. Füllen eines Hohlraums innerhalb des Packages). In einigen Fällen wird ein Teilchenschutz über einen Deckelaufbau umgesetzt, der über einer Öffnung des Packages angeordnet ist.
  • Wenn ein Schutzmaterial am Ende des Zusammenbauprozesses abgegeben wird, können Teilchen von Vor-Zusammenbau-Prozessen (d.h. vor einem Befestigen des Chips an dem Package) oder einem vorausgehenden Zusammenbauprozess die Oberfläche eines MEMS-Elements oder Bauelements erreichen. Mit sich entwickelnder Miniaturisierung von MEMS-Elementen spielen immer kleinere Teilchen eine Rolle und werden gleichzeitig immer schwieriger zu erfassen und abzuschirmen. Ferner stellt die Verwendung eines Deckels für den Teilchenschutz keinen absoluten Schutz vor Feuchtigkeit bereit.
  • Die US 2017 / 0 176 278 A1 beschreibt einen Drucksensor 200. Der Drucksensor 200 befindet sich in einer Kavität 212. Diese Kavität 212 ist, einschließlich eines unterhalb des Drucksensors 200 befindlichen Abschnitts, komplett mit einem Gel 404 ausgefüllt. Das heißt, der Drucksensor 200 ist innerhalb der Kavität 212 vollumfänglich von dem Gel 404 umgeben, um eine Dämpfung des Drucksensors 200 bei dessen Herstellung bereitzustellen.
  • Die US 2017 / 0 197 823 A1 beschreibt einen Chip 101 und ein, an der Chip-Oberfläche angeordnetes, MEMS-Sensorelement 150. Das MEMS-Sensorelement 150 ist mittels eines Silikon-Verbundmaterials 140 auf der Chip-Oberfläche befestigt, d.h. das MEMS-Sensorelement 150 ist direkt auf den Chip 101 geklebt. Auch der Chip 101 selbst ist mittels eines Epoxy-Verbundwerkstoffs 120 auf ein Pad 110 eines Leadframes geklebt.
  • Die US 2013 / 0 221 455 A1 beschreibt ein MEMS-System 100. Das MEMS-System 100 weist einen Chip 101 auf. Der Chip 101 weist eine Kavität 102 auf, in dem ein MEMS 105 (z.B. Strahlungssensor) angeordnet ist. Hier ist als Schutzmaterial eine strahlungstransparente Platte 110 vorgesehen. Diese Platte 110 ist auf der Oberseite des Chips 101 angeordnet. Die Platte 110 erstreckt sich hierbei in lateraler Richtung vollständig über die seitlichen Endabschnitte der Kavität 102 hinaus.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Schützen eines Elements mit mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) und ein Halbleiterbauelement mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder ein Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 14.
  • Ein Halbleiterbauelement und ein Verfahren zum Herstellen desselben werden so bereitgestellt, dass ein Element mit mikroelektromechanischen Systemen (MEMS-Element) in einer frühen Herstellungsphase geschützt wird.
  • Ausführungsbeispiele stellen ein Verfahren zum Schützen eines MEMS-Elements bereit, das ein Bereitstellen zumindest eines MEMS-Elements mit einem empfindlichen Bereich auf einem Substrat; und ein Aufbringen, vor einem Package-Zusammenbauprozess, eines Schutzmaterials über dem empfindlichen Bereich des zumindest einen MEMS-Elements, derart, dass der empfindliche Bereich zumindest eines MEMS-Elements vor einer äußeren Umgebung abgedichtet wird, aufweist, wobei das Schutzmaterial eine Sensorfunktionalität des zumindest einen MEMS-Elements erlaubt.
  • Ausführungsbeispiele stellen außerdem ein Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterchip bereit. Der Halbleiterchip beinhaltet ein Substrat; zumindest ein MEMS-Element mit einem empfindlichen Bereich, das auf dem Substrat angeordnet ist; ein Schutzmaterial, das über dem empfindlichen Bereich des zumindest einen MEMS-Elements derart angeordnet ist, dass der empfindliche Bereich zumindest eines MEMS-Elements vor einer äußeren Umgebung abgedichtet ist, wobei das Schutzmaterial ausgebildet ist, um eine Sensorfunktionalität des zumindest einen MEMS-Elements zu erlauben; und ein Package (Gehäuse), an dem der Halbleiterchip befestigt ist.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 ein Querschnittsdiagramm eines Wafers bei einer Eingangsphase eines Chipfertigungsprozesses gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen;
    • 2 ein Querschnittsdiagramm eines weiteren Wafers während einer Vor-Zusammenbau-Phase eines Chipfertigungsprozesses gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen;
    • 3 ein Querschnittsdiagramm eines Chips gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen;
    • 4 ein Querschnittsdiagramm eines weiteren Chips gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen;
    • 5 ein Querschnittsdiagramm wiederum eines weiteren Chips gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen;
    • 6A ein Querschnittsdiagramm wiederum eines weiteren Chips gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen;
    • 6B eine Draufsicht einer in 6A gezeigten Deckelstruktur gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen;
    • 7 ein Querschnittsdiagramm eines rein beispielhaft beschriebenen Chips;
    • 8 ein Querschnittsdiagramm eines Packages gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen; und
    • 9 ein Querschnittsdiagramm eines Packages mit einem Abdichtring gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen.
  • Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben, wobei sich gleiche Bezugszeichen immer auf gleiche Elemente beziehen. Es wird darauf hingewiesen, dass diese Ausführungsbeispiele lediglich Darstellungszwecken dienen und nicht als Einschränkung aufgefasst werden sollen. Beispielsweise sind, während Ausführungsbeispiele als eine Mehrzahl von Merkmalen oder Elementen aufweisend beschrieben sind, diese nicht als Angabe dessen aufzufassen, dass all diese Merkmale oder Elemente zum Implementieren von Ausführungsbeispielen erforderlich sind. Stattdessen könnten bei anderen Ausführungsbeispielen einige der Merkmale oder Elemente weggelassen werden oder könnten durch alternative Merkmale oder Elemente ersetzt werden. Zusätzlich könnten weitere Elemente oder Merkmale zusätzlich zu denjenigen, die explizit gezeigt und beschrieben sind, bereitgestellt werden, wie beispielsweise herkömmliche Komponenten von Sensorbauelementen.
  • Merkmale aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können kombiniert werden und weitere Ausführungsbeispiele bilden, es sei denn, dies ist speziell anders angemerkt. Variationen oder Modifizierungen, die in Bezug auf eines der Ausführungsbeispiele beschrieben sind, könnten auch auf andere Ausführungsbeispiele angewendet werden. In einigen Fällen sind bekannte Strukturen und Bauelemente in Blockdiagrammform und nicht detailliert gezeigt, um eine Verschleierung der Ausführungsbeispiele zu vermeiden.
  • Verbindungen oder Kopplungen zwischen Elementen, die in den Zeichnungen gezeigt oder hierin beschrieben sind, könnten Verbindungen auf Drahtbasis oder drahtlose Verbindungen sein, es sei denn, dies ist anders angegeben. Ferner könnten derartige Verbindungen oder Kopplungen direkte Verbindungen oder Kopplungen ohne zusätzliche dazwischenliegende Elemente oder indirekte Verbindungen oder Kopplungen mit einem oder mehreren zusätzlichen dazwischenliegenden Elementen sein, solange der allgemeine Zweck der Verbindung oder Kopplung, beispielsweise zur Übertragung einer bestimmten Art von Signal oder Übertragung einer bestimmten Art von Information, im Wesentlichen erhalten bleibt.
  • Ausführungsbeispiele beziehen sich auf mikroelektromechanische Systeme (MEMS) und insbesondere auf einen MEMS-Drucksensor, der auf einem Halbleiterchip integriert ist und danach an einem Package befestigt wird. Das MEMS kann als ein MEMS-Element oder MEMS-Bauelement bezeichnet werden. Das Package ist angepasst, um zu ermöglichen, dass der MEMS-Drucksensor eine auf ihn ausgeübte Kraft erfassen und/oder messen kann. Beispielsweise kann der MEMS-Drucksensor als ein Wandler fungieren, der ein elektrisches Signal als eine Funktion des ausgeübten Drucks erzeugt, und das Package kann eine Öffnung aufweisen, die in der Nähe zu dem MEMS-Drucksensor gebildet ist, die es ermöglicht, dass ein Medium mit dem MEMS-Drucksensor in Wechselwirkung steht. Das Medium könnte eine beliebige einen Druck messende oder druckinduzierende Entität sein.
  • Im Allgemeinen kann sich ein Sensor, wie er hierin verwendet wird, auf eine Komponente beziehen, die eine physikalische zu messende Größe in ein elektrisches Signal, beispielsweise ein Stromsignal oder ein Spannungssignal, umwandelt. Die physikalische Größe könnte beispielsweise ein Druck als Ausdruck einer Kraft, die auf einen empfindlichen Bereich oder eine derartige Region des Sensors ausgeübt wird, sein. Partikel, wie zum Beispiel Fremdteilchen, können die Leistung jedes Sensors negativ beeinträchtigen. So ist es wünschenswert zu verhindern, dass Partikel die Oberfläche des Sensors erreichen und insbesondere den empfindlichen Bereich oder diese Region des Sensors erreichen.
  • Ein Herstellungsverfahren zur Halbleiterchipfertigung kann zwei aufeinanderfolgende Teilprozesse beinhalten, die häufig als Eingangs(Front-End)- und Ausgangs(Back-End)-Produktion bezeichnet werden. Die Ausgangsproduktion kann ferner zwei aufeinanderfolgende Teilprozesse aufweisen, die häufig als Vor-Zusammenbau und Zusammenbau bezeichnet werden.
  • Eingangsproduktion bezieht sich hauptsächlich auf eine Wafer-Fertigung. Ein Wafer, wie er hierin verwendet, könnte auch als Substrat bezeichnet werden. Die EingangsProduktion kann mit einem sauberen scheibenförmigen Silizium-Wafer beginnen, der letztendlich zu vielen Siliziumchips wird. Zuerst kann eine Fotomaske, die die Schaltungsstrukturen für Schaltungselemente (z. B. Transistoren) und Zwischenverbindungsschichten definiert, erzeugt werden. Diese Maske kann dann auf den sauberen Silizium-Wafer gelegt werden und wird zur Abbildung des Schaltungsentwurfs verwendet. Transistoren und andere Schaltungselemente können dann durch Fotolithographie auf dem Wafer gebildet werden. Fotolithographie beinhaltet eine Reihe von Schritten, bei denen ein fotoempfindliches Material auf den Wafer aufgebracht und durch eine strukturierte Maske belichtet wird; dann wird unerwünschtes freiliegendes Material weggeätzt, was nur die erwünschte Schaltungsstruktur auf dem Wafer zurücklässt. Durch Stapeln der verschiedenen Strukturen können einzelne Elemente des Halbleiterchips definiert werden. Ein MEMS-Bauelement oder MEMS-Element kann auch auf der und/oder in die Oberfläche des Wafers eingebaut und mit einem oder mehreren Schaltungselementen verbunden werden. Während der letzten Phase des Eingangs-Produktionsprozesses wird jeder einzelne Chip auf dem Wafer elektrisch getestet, um ordnungsgemäß funktionierende Chips zum Zusammenbau zu identifizieren.
  • Ausgangsproduktion bezieht sich auf den Zusammenbau und Test einzelner Halbleiterbauelemente oder Chips. Der Zusammenbauprozess soll den Chip schützen, dessen Integration in elektronische Systeme ermöglichen, eine elektrische Interferenz einschränken und die Ableitung von Wärme aus dem Bauelement ermöglichen. Sobald der Eingangs-Produktionsprozess abgeschlossen ist, wird der Wafer in einzelne Halbleiterchips gesägt oder vereinzelt. Dieses Vereinzeln des Wafers in einzelne Halbleiterchips wird als Vor-Zusammenbau bezeichnet.
  • In einer Zusammenbauphase der Ausgangs-Fertigung werden die Halbleiterchips in ein Package eingebaut. Beispielsweise können diese Halbleiterchips einzeln mittels einer Legierung oder eines Haftmittels an einem Anschlussleitungsrahmen angebracht werden, was ein Metallbauelement ist, das zur Verbindung des Halbleiters mit einer Schaltungsplatine verwendet wird. Anschlussleitungen an dem Anschlussleitungsrahmen können dann durch Aluminium- oder Golddrähte mit den Eingangs-/Ausgangsanschlüssen an dem Halbleiterchip durch die Verwendung automatisierter Maschinen, die als Draht-Bonder bekannt sind, verbunden werden. Jedes Halbleiterbauelement kann dann zumindest teilweise in einer Kunststoffformverbindung oder Keramikhülle verkapselt werden, was das Package bildet.
  • So kann ein MEMS-Element als eine Komponente einer integrierten Schaltung in ein Substrat eingebaut werden, das Substrat kann dann in Halbleiterchips vereinzelt werden, die nachfolgend jeweils in einem Package befestigt werden.
  • Es ist zu erkennen, dass, während der Vor-Zusammenbau-Prozess (d. h. Vereinzeln) als Teil der Ausgangs-Fertigung beschrieben werden kann, die Chips teilweise während einer letzten Phase der Eingangs-Fertigung vereinzelt werden könnten. So kann in einigen Fällen der Vor-Zusammenbau während der Eingangs-Fertigung beginnen oder durchgeführt werden.
  • Gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen wird ein Schutzmaterial (z.B. ein Silikongel) auf Wafer-Ebene (d.h. während des Eingangs-Fertigungsprozesses) oder während oder nach dem Vor-Zusammenbau-Prozess, jedoch vor dem Zusammenbau (d.h. Häusen) auf ein MEMS-Element aufgebracht. Das Schutzmaterial kann derart auf eine freiliegende Oberfläche des MEMS-Elements aufgebracht werden, dass eine gesamte freiliegende Oberfläche des MEMS-Elements durch das Schutzmaterial bedeckt ist.
  • Die freiliegende Oberfläche des MEMS-Elements kann einen empfindlichen Bereich beinhalten, der es ermöglicht, dass das MEMS-Element eine physikalische Menge messen kann, oder als solcher bezeichnet werden. Beispielsweise kann das MEMS-Element ein MEMS-Drucksensor sein, der ausgebildet ist, um eine Druckveränderung ansprechend auf eine Veränderung einer Kraft, die auf die freiliegende Oberfläche ausgeübt wird, zu erfassen oder zu messen. Das Schutzmaterial ist derart ausgebildet, dass, wenn das MEMS-Element durch das Schutzmaterial bedeckt ist, eine Sensorfunktionalität des MEMS-Elements intakt bleibt. Beispielsweise kann das Schutzmaterial ein Silikongel sein, das einen Elastizitätsmodul oder ein poissonsches Verhältnis aufweist, das es erlaubt, dass eine darauf ausgeübte Kraft an den MEMS-Drucksensor übertragen werden kann. So ist das Schutzmaterial ausreichend flexibel, dass, wenn das Schutzmaterial niedergedrückt wird, der empfindliche Bereich des MEMS-Drucksensors ebenso proportional niedergedrückt wird.
  • Insbesondere erlaubt das Schutzmaterial eine vollständige Sensorfunktionalität des MEMS-Elements, einschließlich einer mechanischen Funktionalität und einer elektrischen Funktionalität, während eine gesamte Oberfläche des MEMS-Elements abgedichtet wird. Insbesondere ist das Schutzmaterial derart ausgebildet, dass keine Funktionalität des MEMS-Elements durch das Schutzmaterial beeinträchtigt wird.
  • Durch Sicherstellen, dass die Funktionalität des MEMS-Elements intakt bleibt, kann das Schutzmaterial als ein Permanentmaterial in einer frühen Phase des Chipfertigungsprozesses auf das MEMS-Element aufgebracht werden. So kann das MEMS-Element bereits zu der Zeit in einem funktionsfähigen Zustand (z.B. einem finalen funktionsfähigen Zustand) ausgebildet sein, zu der das Schutzmaterial auf das MEMS-Element aufgebracht wird, und das Schutzmaterial kann nach einer Aufbringung vollständig intakt bleiben, einschließlich während des gesamten Zusammenbauprozesses, so dass es in dem letztendlichen Produkt ein Merkmal bleibt.
  • Als ein Ergebnis der frühen Aufbringung des Schutzmaterials wird dem MEMS-Element früh ein Teilchen- und Feuchtigkeitsschutz vor Fremdsubstanz verliehen, die während (Vor-)Zusammenbau-Prozessen eingeführt worden sein könnten, die die Sensorleistung beeinflussen könnten.
  • Während einige hierin bereitgestellte Ausführungsbeispiele sich auf das Schutzmaterial als temperaturhärtendes Gel (z.B. Silikongel) beziehen, könnten andere ein ultraviolett(UV)-härtendes Gel verwenden. Das Schutzmaterial ist jedoch nicht darauf eingeschränkt und könnte ein beliebiges Material sein, das Schutz vor Fremdsubstanz bereitstellt, während die Sensorfunktionalität des MEMS-Elements erlaubt wird, und erlaubt insbesondere die Sensorfunktionalität des MEMS-Elements zu dem Zeitpunkt des Aufbringens des Schutzmaterials. So kann das Schutzmaterial ein beliebiges temperatur- oder UV-härtendes Gel sein.
  • 1 zeigt ein Querschnittsdiagramm eines Wafers in einer Eingangs-Phase eines Chipfertigungsprozesses gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen. Der Wafer ist ein Substrat 10, das eine Hauptoberfläche 11 und MEMS-Elemente 12, die darauf vorgesehen sind, aufweist. Jedes der MEMS-Elemente 12 kann auf der Hauptoberfläche 11 des Substrats 10 in das Substrat 10 eingebettet sein, wobei eine Oberfläche (z.B. obere Oberfläche, wie gezeigt) freiliegt. Ferner kann jedes der MEMS-Elemente 12 einem einzelnen Chip entsprechen, der in einem nachfolgenden Schritt des Chipfertigungsprozesses gebildet wird. Es ist jedoch zu erkennen, dass ein Chip mehrere MEMS-Elemente 12 aufweisen kann, die auf demselben integriert sind.
  • Die freiliegende Oberfläche des MEMS-Elements 12 kann ein empfindlicher Bereich sein oder diesen umfassen, der ausgebildet ist, um eine physikalische Größe, wie zum Beispiel einen Druck, derart zu erfassen, dass die physikalische Größe gemessen werden kann. Nachdem das MEMS-Element 12 auf dem Substrat 10 vorgesehen wurde, kann lokal ein Schutzmaterial 13, beispielsweise in Form kleiner Tröpfchen, auf jedes MEMS-Element 12 aufgebracht werden und dann ausgehärtet (z.B. Wärmehärten bei etwa 150°C) werden. Das Schutzmaterial 13 wird lokal derart aufgebracht, dass die freiliegende Oberfläche jedes MEMS-Elements 12 durch das Schutzmaterial 13 bedeckt ist. Insbesondere ist das Schutzmaterial 13 derart lokal aufgebracht, dass der empfindliche Bereich jedes MEMS-Elements 12 durch das Schutzmaterial 13 bedeckt ist. So kann man sagen, dass das Schutzmaterial 13 als ein lokal definiertes Tröpfchen aufgebracht ist, das auf eine lokale Region des Substrats 10 eingegrenzt ist, die jedes MEMS-Element 12 umgibt.
  • Das Schutzmaterial 13 wird lokal auf eine derartige Weise aufgebracht, dass Bond- bzw. Verbindungsanschlussflächen eines „zukünftigen“ Chips, der dem MEMS-Element 12 entspricht, nicht durch das Schutzmaterial 13 bedeckt sind. Ein mögliches Verfahren zum Aufbringen der lokal positionierten Tröpfchen von Schutzmaterial 13 beinhaltet Tintenstrahldrucken oder Mikro-Abgabe. Die Ausführungsbeispiele sind jedoch auf kein bestimmtes Verfahren zum Aufbringen des Schutzmaterials 13 eingeschränkt.
  • In Anbetracht der obigen Beschreibung ist jedes MEMS-Element 12 an seiner oberen Oberfläche vor einer äußeren Umgebung abgedichtet, was das MEMS-Element 12 vor Teilchen und Feuchtigkeit schützen kann, die das MEMS-Element 12 verunreinigen könnten. Ferner besteht das Schutzmaterial 13 aus einem Material (z.B. temperaturhärtendes Gel oder UV-härtendes Gel), das eine Sensorfunktionalität jedes MEMS-Elements 12 erlaubt. Insbesondere erlaubt das Schutzmaterial 13 eine vollständige Sensorfunktionalität des MEMS-Elements 12, einschließlich einer mechanischen Funktionalität und elektrischen Funktionalität, während eine gesamte (obere) Oberfläche jedes MEMS-Elements 12 abgedichtet wird.
  • 2 zeigt ein Querschnittsdiagramm eines weiteren Wafers während einer weiteren Phase eines Chipfertigungsprozesses gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen. Insbesondere wird das Schutzmaterial 13 (d.h. die lokal abgegebenen Tröpfchen) nach einem Vor-Zusammenbau-Prozess abgegeben. Insbesondere wird das Schutzmaterial 13 abgegeben, nachdem die einzelnen Chips 14 gebildet sind, jedoch vor einem Zusammenbau-Prozess (d.h. ein Package-Zusammenbau-Prozess).
  • Hier kann das Wafer-Substrat an einer Folienschicht 15 angebracht sein und die Chips 14 werden durch einen Sägeprozess oder Vereinzelungsprozess geteilt. Nach dem Bilden der einzelnen Chips 14 kann das Schutzmaterial 13 in einer kontrollierten Weise über jedem der MEMS-Elemente 12 abgegeben werden. Ein UV-härtendes Gel kann als Schutzmaterial 13 verwendet werden, da die Folienschicht 15 einer Wärme, die bei dem Aushärtungsprozess verwendet wird, unter Umständen nicht standhält. So müssen Schutzmaterialien, die durch Wärmeaushärten ausgehärtet werden, gemäß der Verwendung der Folienschicht 15 unter Umständen vermieden werden.
  • Es ist außerdem zu erkennen, dass ein einzelner Chip 14 mehrere MEMS-Elemente 12 aufweisen kann, wie unten in Verbindung mit anderen Beispielen erläutert wird.
  • 3 zeigt ein Querschnittsdiagramm eines Chips 34 gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen. Der Chip 34 beinhaltet ein Substrat 10 mit einer Hauptoberfläche 11 und mehreren MEMS-Elementen 12, die auf demselben vorgesehen sind. Es ist zu erkennen, dass, während mehrere MEMS-Elemente 12 gezeigt sind, der Chip 34 auch ein einzelnes MEMS-Element 12 aufweisen kann.
  • Gemäß dem hierin offenbarten innovativen Konzept beinhaltet der Chip 34 ferner ein Belastungsentkopplungsmerkmal, das aus einem oder mehreren tiefen Gräben 16 (d.h. einem oder mehreren belastungsentkoppelnden Gräben) hergestellt ist, und einen Rückseitenhohlraum 19, der einstückig mit dem einen oder den mehreren Gräben 16 gebildet ist. Die Gräben 16 und der Rückseitenhohlraum 19 sind ausgestaltet, um eine Federstruktur einzurichten, die das MEMS-Element 12 umgibt, was die MEMS-Elemente 12 von Belastung entkoppelt, die von dem Package oder dem Rest des Chips herrührt. So verhindert ein Belastungsentkopplungsmerkmal eine Verschiebung in einem Sensorsignal, die durch eines oder mehrere der MEMS-Elemente 12 aufgrund äußerer mechanischer Einflüsse erzeugt wird.
  • Jeder Graben 16 ist seitlich von jedem äußeren MEMS-Element 12 beabstandet und erstreckt sich in das Substrat 10 hinein. Das Schutzmaterial 13 wird in einer kontrollierten Weise derart abgegeben, dass die freiliegenden Oberflächen der MEMS-Elemente 12 durch das Schutzmaterial 13 bedeckt sind. Das Schutzmaterial 13 könnte als ein einzelner Tropfen oder als mehrere Tröpfchen abgegeben werden, die eine lokale Region, einschließlich der MEMS-Elemente 12, bedecken.
  • Ferner kann das Schutzmaterial 13 ausgebildet sein, um an einem inneren Rand jedes Grabens 16 zu stoppen, so dass das Schutzmaterial 13 nicht in den Graben 16 gelangt. Insbesondere ist das Schutzmaterial 13 auf einen Bereich innerhalb einer Region eingegrenzt, die durch den einen oder die mehreren Gräben 16 definiert ist. Das Schutzmaterial 13 kann in 90° zu dem Rand jedes Grabens 16 stoppen. Eine Viskosität des Schutzmaterials 13 in Kombination mit einer kontrollierten Platzierung des Schutzmaterials 13 beispielsweise kann ermöglichen, dass das Schutzmaterial 13 vor einem Eintreten in einen Graben 16 zu fließen aufhört.
  • Es ist außerdem zu erkennen, dass ähnlich wie bei dem Schutzmaterial 13, das in Verbindung mit 2 beschrieben ist, das in 3 gezeigte Schutzmaterial 13 auch eine vollständige Sensorfunktionalität jedes MEMS-Elements 12 erlaubt, während diese MEMS-Elemente 12 vor der äußeren Umgebung abgedichtet werden.
  • 4 zeigt ein Querschnittsdiagramm eines weiteren Chips 44 gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen. Der Chip 44 beinhaltet ein Substrat 10 mit einer Hauptoberfläche 11 und mehreren MEMS-Elementen 12, die auf demselben vorgesehen sind. Es ist zu erkennen, dass, während mehrere MEMS-Elemente 12 gezeigt sind, der Chip 44 ein einzelnes MEMS-Element 12 aufweisen kann.
  • Der Chip 44 beinhaltet ferner zumindest einen Anschlagsrahmen 17, der auf dem Substrat 10 in einer Region vorgesehen ist, die das MEMS-Element 12 umgibt, so dass der Anschlagsrahmen 17 ausgebildet ist, um das Schutzmaterial 13 in die Region einzugrenzen. Dies bedeutet, dass der Anschlagsrahmen 17 als ein Damm für das Schutzmaterial 13 wirkt.
  • Der Chip 44 könnte mehr als einen MEMS-Bereich beinhalten, wobei jeder MEMS-Bereich ein oder mehrere MEMS-Elemente 12 beinhaltet. Jeder MEMS-Bereich könnte zumindest teilweise durch einen Anschlagsrahmen umgeben sein. So könnten mehrere MEMS-Bereiche auf dem gleichen Chip, umgeben durch einen jeweiligen Anschlagsrahmen 17, vorgesehen sein.
  • Der Anschlagsrahmen 17 könnte jedes beliebige Material aufweisen, das zur Strukturierung und/oder lokalen Aufbringung als Rahmen geeignet ist. Beispielsweise kann der Anschlagsrahmen 17 Imid, SU-8-Photoreseist, Silikon oder ein anderes ähnliches Material aufweisen. Ein Material des Anschlagsrahmens 17 kann ein höheres Maß eines Elastizitätsmoduls aufweisen als das Schutzmaterial 13, kann jedoch auch ein Maß eines Elastizitätsmoduls aufweisen, das kleiner oder gleich dem Elastizitätsmodul des Schutzmaterials 13 ist, solange das Material des Anschlagsrahmens 17 in einen Rahmen strukturiert werden kann und das Schutzmaterial 13 auf eine Region eingrenzen kann.
  • Der Anschlagsrahmen 17 kann gebildet sein, um zu verhindern, dass das Schutzmaterial 13 in einen anderen Teil des Chips 44 fließt, der frei von Schutzmaterial 13 bleiben soll. Der Anschlagsrahmen 17 könnte beispielsweise verwendet werden, um zu verhindern, dass das Schutzmaterial 13 auf Bondanschlussflächen (nicht gezeigt) des Chips 44 fließt. Bei einem weiteren Beispiel kann der Anschlagsrahmen 17 an oder in Nähe zu einem inneren Rand eines oder mehrerer Gräben 16 vorgesehen sein, um zu verhindern, dass das Schutzmaterial 13 in den einen oder die mehreren Gräben 16 gelangt.
  • So kann der Anschlagsrahmen 17 vor dem Aufbringen des Schutzmaterials 13 gebildet werden, um das Schutzmaterial 13 für eine spezifische Region des Chips 44 zu beinhalten. Ferner kann der Anschlagsrahmen 17 nach einem Aushärten des Schutzmaterials 13 entfernt werden.
  • Zusätzlich ist ein Rückseitenhohlraum 19 an der Rückseite des Substrats 10 als ein zusätzliches Belastungsentkopplungsmerkmal gebildet, das einstückig mit dem einen oder den mehreren Gräben 16 gebildet ist.
  • 5 zeigt ein Querschnittsdiagramm wiederum eines weiteren Chips 54 gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen. Der Chip 54 beinhaltet ein Substrat 10 mit einer Hauptoberfläche 11 und mehreren MEMS-Elementen 12, die auf demselben vorgesehen sind. Es ist zu erkennen, dass, während mehrere MEMS-Elemente 12 gezeigt sind, der Chip 44 ein einzelnes MEMS-Element 12 aufweisen kann.
  • Der Chip 54 kann ferner eine Beschichtung 18 aufweisen, die auf die Hauptoberfläche 11 des Substrats 10 in einer Region aufgebracht ist, die die MEMS-Elemente 12 umgibt. Die Region, in der die Beschichtung 18 vorgesehen ist, kann sich zwischen einem äußeren MEMS-Element 12 und einem oder mehreren Gräben 16 oder zwischen einem äußeren MEMS-Element 12 und einer weiteren Region des Chips 54 (z.B. einer Bondanschlussfläche) befinden. Die Region, in der die Beschichtung 18 vorgesehen ist, kann an oder in Nähe zu einem inneren Rand eines oder mehrerer Gräben 16 vorgesehen sein, um zu verhindern, dass das Schutzmaterial 13 in den einen oder die mehreren Gräben 16 gelangt. Die Beschichtung 18 kann eine selektive Beschichtungseigenschaft oder -zusammensetzung (beispielsweise ein hydrophobes Material) aufweisen, die/das das Schutzmaterial 13 abstößt. So kann die Beschichtung 18 ausgebildet sein, um das Schutzmaterial 13 in die Region einzugrenzen und/oder zu verhindern, dass das Schutzmaterial 13 in einen Graben 16 oder einen anderen Teil des Chips 54 fließt.
  • Zusätzlich ist ein Rückseitenhohlraum 19 an der Rückseite des Substrats 10 als ein zusätzliches Belastungsentkopplungsmerkmal gebildet, das einstückig mit dem einen oder den mehreren Gräben 16 gebildet ist.
  • 6A zeigt ein Querschnittsdiagramm wiederum eines weiteren Chips 64 gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen. Der Chip 64 beinhaltet ein Substrat 10 mit einer Hauptoberfläche 11 und mehreren MEMS-Elementen 12, die auf demselben vorgesehen sind. Es ist zu erkennen, dass, während mehrere MEMS-Elemente 12 gezeigt sind, der Chip 34 ein einzelnes MEMS-Element 12 aufweisen kann.
  • Der Chip 64 beinhaltet ferner ein Belastungsentkopplungsmerkmal, das aus einem oder mehreren tiefen Gräben 16 (d.h. einem oder mehreren Belastungsentkopplungsgräben) hergestellt ist.
  • Bei dieser Implementierung werden Tröpfchen aus Schutzmaterial 13 angegeben und unmittelbar nach Fertigstellung der Wafers und vor einem Vor-Zusammenbau-Prozess (d.h. Vereinzelungsprozess) ausgehärtet. Um weitere Verarbeitung (beispielsweise Laminierung bei Vor-Zusammenbau) durchzuführen, könnte es notwendig sein, das Schutzmaterial 13 mit einem Deckel 61 zu bedecken, der die Hauptoberfläche 11 des Chips 64 sowie das Schutzmaterial 13 bedeckt. Der Deckel 61 könnte ein vorstrukturierter Silizium- oder Glas-Wafer oder ein Deckelaufbau sein, der aus SU-8-Photoresist oder einer Folie hergestellt ist.
  • Um eine Druckkopplung zwischen einem MEMS-Element und dessen Umgebung (z.B. dem Chip) zu erzielen, beinhaltet der Deckel 61 Öffnungen 62, die über einen Ätzprozess, Schleifen oder Laser gebildet sind. Die Öffnungen 62 ermöglichen es, dass der Deckel 61 mit dem Chip 64 über beispielsweise eine Vakuumabdichtung druckgekoppelt sein kann. Alternativ können für Produkte mit einer Belastungsentkopplungsstruktur (z.B. Gräben 16) mit Rückseitenhohlraum 19 die Öffnungen 62 in dem Deckel 61 fehlen und eine Druckkopplung zwischen dem Deckel 61 und dem Chip 64 kann über die Gräben 16 erzielt werden. Der Deckel 61 könnte bis zu dem Ende des Zusammenbauprozesses geschlossen bleiben. Eine Verkapselung des MEMS-Elements 12 mit einem integrierten Geltröpfchen aus Schutzmaterial 13 kann den Formprozess bei dem Zusammenbauprozess vereinfachen.
  • 6B zeigt eine Draufsicht des Deckels 61, der in 6A gezeigt ist, gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen. Insbesondere kann der Deckel 61, wie in 6A beschrieben ist, Öffnungen 62 beinhalten, die verwendet werden, um den Deckel 61 mit dem Chip 64 druckzukoppeln.
  • 7 zeigt ein Querschnittsdiagramm eines beispielhaften Chips 74, der nicht zum hierin offenbarten innovativen Konzept gehört. Die Merkmale des Chips 74 ähneln den Merkmalen des in 4 gezeigten Chips 44 mit der Ausnahme, dass der Chip 74 keine Belastungsentkopplungsgräben 16 beinhaltet und Bondanschlussflächen 71 zeigt, die mit Bonddrähten 72 verbunden sind.
  • Selbst in einem Fall ohne Gräben 16 kann ein Anschlagsrahmen 17 von Vorteil sein, wo die Bondanschlussflächen 71 vor einem Gelzerfließen geschützt sind. Dies ist nicht nur für die Auftragung des Schutzmaterials 13 vor dem Drahtbonden wichtig, sondern auch dann, wenn Schutzmaterial 13 nach dem Drahtbonden aufgebracht wird. Für die nachfolgenden Ausgangs-Prozesse können Adhäsionsprobleme während einer Polymerverkapselung (z.B. durch Formverbindung oder Beschichten), die durch Gelrückstände von dem Schutzmaterial 13 auf der Chiphauptoberfläche 11 bewirkt werden, vermieden werden. Diese Probleme könnten auftreten, wenn die Verkapselung auf Gelrückständen anstatt dem reinen/sauberen Chip landet.
  • 8 zeigt ein Querschnittsdiagramm eines Packages 80 gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen. Das Package 80 beinhaltet einen Chip (z.B. einen beliebigen der oben beschriebenen Chips mit Belastungsentkopplungsgräben 16), der durch ein Verkapselungsmaterial 81 (zum Beispiel eine Formverbindung oder Beschichtung) verkapselt ist. Der Chip beinhaltet ein Schutzmaterial 13 und einen Anschlagsrahmen 17 als Permanentmerkmale des Packages (d.h. des endverpackten Bauelements). Das Package 80 beinhaltet ferner eine Öffnung 82, so dass das MEMS-Element 12 in der Lage ist, eine physikalische Größe zu messen, wie beispielsweise einen Druck einer druckinduzierenden Einheit.
  • So kann während eines Package-Zusammenbau-Prozesses ein Chip an einem Package befestigt werden (z.B. teilweise durch Verkapselungsmaterial 81 verkapselt), wo der Chip zumindest ein MEMS-Element 12 aufweist, und bei dem ferner das Schutzmaterial 13 über dem empfindlichen Bereich des zumindest einen MEMS-Elements 12 angeordnet ist. Wie oben beschrieben wurde, ist das Schutzmaterial 13 ausgebildet, um eine Sensorfunktionalität des zumindest einen MEMS-Elements 12 zu erlauben.
  • 9 zeigt ein Querschnittsdiagramm eines Packages 90 gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen. Das Package 90 ähnelt dem in 8 gezeigten Package 80, das zusätzlich einen Abdichtring 91 beinhaltet. Der Abdichtring 91 ist eine Rahmenstruktur, die den Anschlagrahmen 17 und das MEMS-Element 12 einschließt oder zumindest teilweise einschließt. Zusätzlich ist der Abdichtring 91 von dem Anschlagsrahmen 17 in Richtung des Umfangs des Substrats 10 beabstandet und kann an einer gegenüberliegenden Seite des oder der tiefen Gräben 16 (d.h. eines oder mehrerer Belastungsentkopplungsgräben) relativ zu dem Anschlagsrahmen 17 gebildet sein. Der Abdichtring 91 könnte beispielsweise auf dem Substrat 10 zwischen dem Anschlagsrahmen 17 und der Bondanschlussfläche 71 angeordnet sein. In dem Fall, dass ein tiefer Graben 16 vorhanden ist, kann der Abdichtring 91 auf dem Substrat 10 zwischen dem tiefen Graben 16 und der Bondanschlussfläche 71 angeordnet sein.
  • Der Abdichtring 91 könnte aus einem gleichen Material wie das Material des Anschlagsrahmens 17 gebildet sein und könnte während eines gleichen Verarbeitungsschritts wie der Anschlagsrahmen gebildet werden. So können der Abdichtring 91 und der Anschlagsrahmen gleichzeitig oder im Wesentlichen gleichzeitig während eines Verarbeitungsschritts gebildet werden. Insbesondere wird der Abdichtring 91 vor einem Auftragen des Verkapselungsmaterials 81 (z.B. einer Formverbindung oder Beschichtung) während des Zusammenbaus gebildet.
  • Der Abdichtring 91 kann die Verwendung eines Formwerkzeugs ermöglichen, das ausgebildet ist, um das Verkapselungsmaterial 81 aufzutragen, um das Package zu bilden. Ein Formwerkzeug (nicht gezeigt) könnte beispielsweise auf dem Abdichtrahmen platziert sein und eine Form wird an allem angebracht, was außerhalb des Abdichtrings 91 liegt.
  • In Anbetracht von Obigem wird ein Schutzmaterial 13 als ein permanentes Schutzmaterial bereitgestellt, das zwischen einem Eingangs-Prozess und einem Vor-Zusammenbau-Prozess oder zwischen dem Vor-Zusammenbau-Prozess und dem Package-Zusammenbau aufgebracht wird, so dass ein oder mehrere MEMS-Elemente 12 vor Partikeln und Feuchtigkeit geschützt werden können. Ferner ist das Schutzmaterial 13 aus einem Material hergestellt, das eine vollständige Sensorfunktionalität des MEMS-Elements garantiert, einschließlich einer mechanischen Funktionalität und elektrischen Funktionalität, während eine gesamte Oberfläche des MEMS-Elements abgedichtet wird.
  • Insbesondere erlaubt das Schutzmaterial eine vollständige Sensorfunktionalität des MEMS-Elements, einschließlich einer mechanischen Funktionalität und elektrischen Funktionalität, während eine gesamte Oberfläche des MEMS-Elements abgedichtet wird. Genauer gesagt ist das Schutzmaterial derart ausgebildet, dass keine Funktionalität des MEMS-Elements durch das Schutzmaterial beeinträchtigt wird.
  • Durch Sicherstellen, dass die Funktionalität des MEMS-Elements 12 intakt bleibt, kann das Schutzmaterial 13 auf das MEMS-Element 12 als ein Permanentmaterial in einer frühen Phase des Chipfertigungsprozesses aufgebracht werden. So kann das MEMS-Element 12 zu dem Zeitpunkt, zu dem das Schutzmaterial 13 auf das MEMS-Element 12 aufgebracht wird, bereits in einem funktionsfähigen Zustand (z.B. einem finalen funktionsfähigen Zustand) ausgebildet sein und das Schutzmaterial 13 kann nach dem Aufbringen auch während des gesamten Zusammenbauprozesses vollständig intakt bleiben, so dass es in dem letztendlichen gehäusten Produkt ein Merkmal bleibt.
  • Obwohl sich hierin beschriebene Ausführungsbeispiele auf MEMS-Drucksensoren beziehen, wird darauf hingewiesen, dass andere Implementierungen andere Typen von Drucksensoren oder andere Typen von MEMS-Bauelementen oder MEMS-Elementen beinhalten könnten. Zusätzlich ist, obwohl einige Aspekte in dem Zusammenhang einer Vorrichtung beschrieben wurden, klar, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, wobei ein Block oder Bauelement einem Verfahrensschritt oder einem Merkmal eines Verfahrensschritts entspricht. Analog stellen Aspekte, die in dem Zusammenhang eines Verfahrensschritts beschrieben sind, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Elements oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch (oder unter Verwendung von) eine Hardware-Vorrichtung, wie beispielsweise einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder eine elektronische Schaltung, ausgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der Verfahrensschritte durch eine derartige Vorrichtung ausgeführt werden.
  • Abhängig von bestimmten Implementierungsanforderungen können hierin bereitgestellte Ausführungsbeispiele in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums durchgeführt werden, beispielsweise einer Diskette, einer DVD, einer Blu-Ray, CD, ROM, PROM, EPROM, EEPROM oder eines FLASH-Speichers, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenarbeiten (oder zusammenarbeiten können), dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein.
  • Befehle können durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden, wie beispielsweise eine oder mehrere zentrale Verarbeitungseinheiten (CPU), Digitalsignalprozessoren (DSP), Universal-Mikroprozessoren, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC), frei programmierbare Logikarrays (FPGA), oder einen anderen gleichwertigen integrierten oder diskreten Logikschaltungsaufbau. Folglich bezieht sich der Ausdruck „Prozessor“, wie er hierin verwendet wird, auf beliebige der vorstehenden Strukturen oder eine beliebige andere Struktur, die zur Implementierung der hierin beschriebenen Techniken geeignet ist. Zusätzlich könnte bei einigen Aspekten die hierin beschriebene Funktionalität in zweckgebundenen Hardware- und/oder Softwaremodulen vorgesehen sein. Außerdem könnten die Techniken vollständig in einer oder mehreren Schaltungen oder Logikelementen implementiert sein.

Claims (18)

  1. Verfahren zum Schützen eines Elements mit mikroelektromechanischen Systemen (MEMS-Element) (12), das folgende Schritte aufweist: Bereitstellen zumindest eines MEMS-Elements (12), das einen empfindlichen Bereich aufweist, auf einem Substrat (10); Durchführen der folgenden Schritte vor einem Package-Zusammenbau-Prozess: Aufbringen eines Schutzmaterials (13) über dem empfindlichen Bereich des zumindest einen MEMS-Elements (12), so dass der empfindliche Bereich des zumindest einen MEMS-Elements (12) vor einer äußeren Umgebung abgedichtet ist, wobei das Schutzmaterial (13) eine Sensorfunktionalität des zumindest einen MEMS-Elements (12) erlaubt; und Abtrennen eines Abschnitts des Substrats (10), der das zumindest eine MEMS-Element (12) beinhaltet, um einen Chip (14, 34, 44, 54) zu bilden, wobei der Chip (14, 34, 44, 54) zumindest einen Belastungsentkopplungsgraben (16) und einen Rückseitenhohlraum (19), der einstückig mit dem zumindest einen Belastungsentkopplungsgraben (16) gebildet ist, aufweist, wobei der zumindest eine Belastungsentkopplungsgraben (16) und der Rückseitenhohlraum (19) ausgebildet sind, um eine Federstruktur einzurichten, die das MEMS-Element (12) umgibt, wobei der zumindest eine Belastungsentkopplungsgraben (16) seitlich von dem zumindest einen MEMS-Element (12) beabstandet ist und sich in das Substrat (10) hinein erstreckt, und das Schutzmaterial (13) auf einen Bereich innerhalb einer Region eingegrenzt ist, die durch den zumindest einen seitlich beabstandeten Belastungsentkopplungsgraben (16) definiert ist.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, das ferner folgenden Schritt aufweist: Bilden zumindest eines Anschlagsrahmens (17) auf dem Substrat (10) in einer Region, die das zumindest eine MEMS-Element (12) umgibt, wobei der zumindest eine Anschlagsrahmen (17) ausgebildet ist, um das Schutzmaterial (13) auf diese Region einzugrenzen.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem der zumindest eine Anschlagsrahmen (17) Imid, SU-8 oder Silikon aufweist, was jeweils ein höheres Maß eines Elastizitätsmoduls aufweist als das Schutzmaterial (13).
  4. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, das ferner folgende Schritte aufweist: Aushärten des Schutzmaterials (13); und Entfernen des zumindest einen Anschlagsrahmens (17) nach dem Aushärten des Schutzmaterials (13).
  5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der zumindest eine Anschlagsrahmen (17) nahe an dem zumindest einen Belastungsentkopplungsrahmen (16) gebildet ist und ausgebildet ist, um zu verhindern, dass das Schutzmaterial (13) in den zumindest einen Belastungsentkopplungsgraben (16) gelangt.
  6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, das ferner folgenden Schritt aufweist: Aufbringen einer Beschichtung (18) auf das Substrat (10) in einer Region, die das zumindest eine MEMS-Element (12) umgibt, wobei die Beschichtung (18) ausgebildet ist, um das Schutzmaterial (13) auf diese Region einzugrenzen.
  7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, das ferner folgenden Schritt aufweist: Durchführen des Package-Zusammenbau-Prozesses mit Befestigen des Chips (14, 34, 44, 54) an einem Package, wobei der Chip (14, 34, 44, 54) einen Abschnitt des Substrats (10) beinhaltet, der das zumindest eine MEMS-Element (12) beinhaltet und der ferner das Schutzmaterial (13) aufweist, das über dem empfindlichen Bereich des zumindest einen MEMS-Elements (12) angeordnet ist.
  8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Aufbringen des Schutzmaterials (13) folgenden Schritt aufweist: Aufbringen des Schutzmaterials (13) als ein lokal definiertes Tröpfchen, das auf eine lokale Region des Substrats (10) eingegrenzt ist, die das zumindest eine MEMS-Element (12) umgibt.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem das Schutzmaterial (13) unter Verwendung von Tintenstrahldrucken oder Mikroabgabe aufgebracht wird.
  10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das zumindest eine MEMS-Element (12) ein Drucksensor ist.
  11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das Schutzmaterial (13) ein temperaturhärtendes Gel oder ein ultraviolett(UV)-härtendes Gel ist.
  12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem das Schutzmaterial (13) eine vollständige Sensorfunktionalität des MEMS-Elements (12) erlaubt, einschließlich einer mechanischen Funktionalität und elektrischen Funktionalität, während eine gesamte Oberfläche des zumindest einen MEMS-Elements (12) abgedichtet wird.
  13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem das Schutzmaterial (13) ein permanentes Schutzmaterial ist, das zwischen einem Eingangs-Prozess und einem Vor-Zusammenbau-Prozess oder zwischen dem Vor-Zusammenbau-Prozess und dem Package-Zusammenbau-Prozess aufgebracht wird.
  14. Halbleiterbauelement, das folgende Merkmale aufweist: einen Halbleiterchip (14, 34, 44, 54) mit: einem Substrat (10); zumindest einem Element mit mikroelektromechanischen Systemen (MEMS-Element) (12) mit einem empfindlichen Bereich, das auf dem Substrat (10) angeordnet ist; einem Schutzmaterial (13), das über dem empfindlichen Bereich des zumindest einen MEMS-Elements (12) derart angeordnet ist, dass der empfindliche Bereich des zumindest einen MEMS-Elements (12) vor einer äußeren Umgebung abgedichtet ist, wobei das Schutzmaterial (13) ausgebildet ist, um eine Sensorfunktionalität des zumindest einen MEMS-Elements (12) zu erlauben; und zumindest einem Belastungsentkopplungsgraben (16) und einem Rückseitenhohlraum (19), der einstückig mit dem zumindest einen Belastungsentkopplungsgraben (16) gebildet ist, wobei der zumindest eine Belastungsentkopplungsgraben (16) und der Rückseitenhohlraum (19) eine Federstruktur einrichten, die das MEMS-Element (12) umgibt, wobei der zumindest eine Belastungsentkopplungsgraben (16) seitlich von dem zumindest einen MEMS-Element (12) beabstandet ist und sich in das Substrat (10) hinein erstreckt, wobei das Schutzmaterial (13) auf einen Bereich innerhalb einer Region eingegrenzt ist, die durch den zumindest einen seitlich beabstandeten Belastungsentkopplungsgraben (16) definiert ist; und ein Package (80, 90), an dem der Halbleiterchip (14, 34, 44, 54) befestigt ist.
  15. Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 14, bei dem der Halbleiterchip (14, 34, 44, 54) ferner folgendes Merkmal aufweist: zumindest einen Anschlagsrahmen (17), der auf dem Substrat (10) in einer Region angeordnet ist, die das zumindest eine MEMS-Element (12) umgibt, wobei der zumindest eine Anschlagsrahmen (17) ausgebildet ist, um das Schutzmaterial (13) auf eine Region einzugrenzen.
  16. Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 15, bei dem der zumindest eine Anschlagsrahmen (17) Imid, SU-8 oder Silikon aufweist, was jeweils ein höheres Maß eines Elastizitätsmoduls aufweist als das Schutzmaterial (13).
  17. Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei der zumindest eine Anschlagsrahmen (17) nahe an dem zumindest einen Belastungsentkopplungsgraben (16) gebildet ist und ausgebildet ist, um zu verhindern, dass das Schutzmaterial (13) in den zumindest einen Belastungsentkopplungsgraben (16) gelangt.
  18. Halbleiterbauelement gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17, bei dem: das zumindest eine MEMS-Element (12) ein Drucksensor ist, das Schutzmaterial (13) ein lokal definiertes Tröpfchen ist, das auf eine lokale Region des Substrats (10) eingegrenzt ist, die das zumindest eine MEMS-Element (12) umgibt, und das Schutzmaterial (13) eine vollständige Sensorfunktionalität des MEMS-Elements (12) erlaubt, einschließlich einer mechanischen Funktionalität und elektrischen Funktionalität, während eine gesamte Oberfläche des zumindest einen MEMS-Elements (12) abgedichtet wird.
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