DE60126291T2 - Verfahren zur Versiegelung von Mikrostrukturen enthaltenden Bauelementen - Google Patents

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    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Versiegeln von Vorrichtungen, in welchen Mikrostrukturen integriert sind.
  • Wie bekannt ist, hat die Entwicklung der Mikrobearbeitungs-Techniken von Halbleitermaterialien, insbesondere von Silizium, es ermöglicht einen weiten Bereich von Vorrichtungen zu erzielen, welche auf elektromechanische Strukturen basieren, welche Teile aufweisen welche bezüglich zueinander relativ bewegbar sind. Als Beispiel, können unter den erwähnten Vorrichtungen welche sein, die aus optischen Vorrichtungen hergestellt sind, die neigbare Mikrospiegel, Mikromotoren, Mikroaktuatoren zur Feinpositionierung von Schreib/Lese-Köpfen von Magnetplatten und Sensoren, wie Drucksensoren und Beschleunigungsmesser aufweisen, die sowohl vom Linear-Typ als auch vom Dreh-Typ sind.
  • Einerseits ist es bekannt, dass mikroelektromechanische Strukturen oder Mikrostrukturen, wie sie hiernach bezeichnet werden, spröde sind und einfach einem mechanischen Versagen ausgesetzt sind und somit sowohl während der Herstellung als auch während der Verwendung beschädigt werden können.
  • Insbesondere werden in bestimmten Verfahrensschritten und nachfolgenden Schritten der Handhabung, des Transports, der Montage und der Verwendung der Vorrichtungen die Mikrostrukturen Verunreinigungen ausgesetzt, welche zwischen die bewegbaren Teile vordringen und irreparable Schäden verursachen können. Beispielsweise ist der Schritt des Zerschneidens eines Halbleiter-Wafers, der eine Mehrzahl von Vorrichtung aufweist, um ein Mikroplättchen zu erzielen, wobei jeder einzelne eine einzige Vorrichtung enthalt, besonders kritisch. Tatsächlich werden Wafer normalerweise mittels einer Mehrzahl von rein mechanischen Verfahren geschnitten, in welchen eine mit einem Wasserstrom gekühlte Säge verwendet wird. Somit wird während des Schneidvorgangs eine beträchtliche Menge von Partikeln in der Umwelt verteilt.
  • Wenn die Mikrostruktur entweder während dem Schneid-Schritt oder während nachfolgender Herstellungs-Schritte nicht adäquat geschützt ist, können Staub, Feuchtigkeit oder andere Kontaminations-Agenzien in die Zwischenräume vordringen, welche die relativ bewegbaren Teile der Mikrostruktur an sich voneinander trennen.
  • Offensichtlich kann die Anwesenheit von externen Kontaminations-Agenzien eine teilweise oder vollständige Blockade oder sogar ein Versagen der Mikrostruktur verursachen.
  • Eine bekannte Lösung, um das obige Problem zu überwinden, ist das Einkapseln der Mikrostruktur in ein Schutzstruktur bevor der Wafer geschnitten wird. Normalerweise weist die Schutzstruktur einen zweiten Wafer aus Halbleitermaterial oder einem anderen Material, wie Glas, Keramiken oder einem Kunststoffmaterial auf, und wird auf dem zu schützenden Wafer derart geklebt, dass die Zwischenräume zwischen den bewegbaren Teilen versiegelt werden, um sie von außerhalb unzugänglich zu machen. Wenn der Wafer zerschnitten worden ist, weist jedes einzelne Mikroplättchen einen entsprechenden Abschnitt der Schutzstruktur auf, welche in bestimmten Fällen in dem fertigen Produkt integriert bleibt, wohingegen in anderen Fällen sie beseitigt werden muss.
  • Die oben beschriebene Lösung weist jedoch einige Nachteile auf. Erstens hat das Verwenden eines zweiten Halbleiter-Wafers oder eines Wafers, der aus einem anderen Material hergestellt ist, für den einzigen Zweck, die Mikrostruktur zu versiegeln, beträchtliche Kosten zur Folge. Zweitens ist das Verfahren komplex, da das Einkapseln mehrere Herstellungs-Schritte erfordert. Beispielsweise ist es vor dem Verkleben des zu schützenden Wafers und der Schutzstruktur notwendig, Klebe-Bereiche vorzubereiten; als nächstes muss die Schutzstruktur beseitigt oder alternativ ausgedünnt werden, so dass die Gesamtabmessungen des fertigen Produkts reduziert werden.
  • Ein weiterer Nachteil wird von der Tatsache verkörpert, dass die oben erwähnte Lösung nur für bestimmte Vorrichtungs-Typen wirksam verwendet werden kann, welche während der Verwendung eingekapselt bleiben können (beispielsweise Beschleunigungsmesser). Stattdessen stehen in anderen Fällen die Mikrostrukturen in direkter Wechselwirkung mit der äußeren Umwelt und daher müssen die Vorrichtungen, in die dieselben integriert sind, während der Betätigung notwendigerweise geöffnet werden. Beispielsweise muss in Mikroaktuatoren zur Feinpositionierung des Schreibe/Lese-Kopfes von Magnetplatten die Mikrostruktur ermöglichen, dass die Winkelposition des Kopfes bezüglich eines Tragearmes eines Hauptaktuators variiert werden kann. Zu diesem Zweck wird ein erstes Teil der Mikrostruktur (Stator) an dem Tragearm fixiert und wird ein zweiter Teil (Rotor), der sich bezüglich des ersten Teils drehen kann, mit dem Kopf starr verbunden. Genauer gesagt muss wegen der Tatsache, dass in diesem Fall die Funktion des Mikroaktuators ist, die Position der beiden Körper bezüglich zueinander zu modifizieren, klarerweise die Mikrostruktur frei bleiben und kann nicht eingekapselt werden. Ähnlich können auch in optischen Vorrichtungen, die mit neigbaren Mikrospiegeln versehen sind, die Mikrostrukturen, die von der von Außen kommenden elektromagnetischen Strahlung erreichbar sein müssen, nicht eingekapselt werden.
  • Daher sind die Verfahren gemäß dem Stand der Technik nicht zum Schutz des zuvor erwähnten Typs während ihrer Verwendung geeignet. Die genannten Vorrichtungen müssen für eine sehr lang andauernde Zeitperiode Kontaminations-Agenzien ausgesetzt werden und können daher leicht beschädigt werden.
  • US-B1-6 262 464 lehrt das Ablagern einer Schutzschicht oder einer Versiegelungs-Struktur zum Versiegeln eines mikroelektromechanischen Resonators, der eine Mikrostruktur mit einem ersten Abschnitt (fixiert) und einem zweiten Abschnitt aufweist, welcher bezüglich dem ersten Abschnitt relativ bewegbar ist. Die Versiegelungsstruktur wird direkt abgelagert, so dass eine Berührung mit dem bewegbaren Abschnitt der Mikrostruktur verhindert wird.
  • Das Ziel der Erfindung ist, ein Verfahren zum Versiegeln der Vorrichtungen bereitzustellen, die in Mikrostrukturen integriert sind, welches von den oben beschriebenen Nachteilen befreit ist.
  • Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Versiegeln von Vorrichtungen, in welche Mikrostrukturen integriert sind, und eine Vorrichtung bereitgestellt, die mit dem Verfahren erzielt wird, wie jeweils im Anspruch 1 und Anspruch 12 definiert.
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nun eine Anzahl von bevorzugten Ausführungsbeispielen davon lediglich mittels nicht einschränkender Beispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
  • 1 eine Draufsicht auf einen Halbleiter-Wafer, in welchen eine Mirostruktur integriert ist, in einem Anfangsschritt eines erstens Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist,
  • 2 eine Seitenansicht des Wafers aus der 1 ist, der gemäß einer Schnittlinie II-II durchschnitten ist,
  • 3 und 4 den Wafer aus der 2 in aufeinanderfolgenden Herstellungsschritten zeigen,
  • 5 eine perspektivische Explosionsansicht eines Abschnitts eines Aktuators ist, der ein Mikroplättchen aufweist, das aus dem Mikroplättchen der 4 erzielt wird,
  • 6 eine Querschnitts-Ansicht des Mikroplättchens aus der 5 in der Betätigungs-Konfiguration ist,
  • 6a ein Querschnitt eines Mikroplättchens ist, das in einer Mikrostruktur integriert ist, die gemäß einer Variante der Erfindung erzielt wird,
  • 7 eine obere Draufsicht einer Vorrichtung, die in einer Mikrostruktur integriert ist, in einem Anfangsschritt eines anderen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist,
  • 8 eine Seitenansicht des Wafers aus der 7 ist, die gemäß einer Schnittlinie VIII-VIII durchschnitten ist,
  • 9 eine Querschnittsansicht des Mikroplättchens ist, der aus dem Wafer der 8 erzielt ist, in der Betätigungs-Konfiguration,
  • 10 ein Querschnitt eines Halbleiter-Wafers, der in einer Mikrostruktur integriert ist, in einem Anfangsschritt eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, und
  • 11 ein Querschnitt des Mikroplättchens, das aus dem Wafer der 10 erzielt wird, in der Betätigungs-Konfiguration ist.
  • In den hiernach beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Erfindung zum Schutz eine Mikroaktuators zur Feinpositionierung von Lese/Schreib-Köpfen von Magnetplatten verwendet. Dies muss jedoch nicht auf irgendeine einschränkende Weise betrachtet werden und die Erfindung kann zum Schutz jedes Vorrichtungs-Typs genutzt werden, in welchen eine Mikrostruktur integriert ist.
  • Mit Bezug auf die 1 und 2 werden in einem Wafer 1 aus Halbleiter-Material, beispielsweise Silizium, bekannte Herstellungsschritte zur Herstellung der Mikrostrukturen, insbesondere Mikroaktuatoren 2 (wobei nur einer von denselben hier auf eine vereinfachte Weise aus Gründen der Vereinfachung dargestellt ist) anfänglich durchgeführt.
  • Der Mikroaktuator 2 weist einen Rotor 3, einen Stator 4 und eine Mehrzahl von elektrischen Verbindungspads 5 auf.
  • Detaillierte weist der Rotor 3 eine aufgehängte Masse 7 und eine Mehrzahl von Rotorarmen 10 auf; die aufgehängte Masse 7 hat eine kreisförmige Gestalt, ist mit dem Stator 4 verbunden und ist bezüglich des Letzteren über ein elastisches Element 8 winkelig bewegbar; die Mehrzahl von Rotorarmen 10 erstreckt sich aus der aufgehängten Masse 7 radial nach außen. Zusätzlich wird ein Stützring 11, welcher zum Befestigen an einem R/W-Kopf (hier nicht dargestellt) in einem nachfolgenden Herstellungsschritt ausgebildet ist, über der aufgehängten Masse 7 des Rotors 3 gehalten.
  • Der Stator 4, welcher im wesentlichen eine ringförmige Gestalt hat und mit der aufgehängten Masse 7 konzentrisch ist, ist von außen von einem Graben 12 begrenzt, der mit einem dielektrischen Material wie Siliziumdioxid gefüllt ist, und weist eine Mehrzahl von Statorarmen 13 auf, welche sich radial einwärts erstrecken. Insbesondere sind die Rotorarme 10 und die Statorarme 11 wie Kamm-Finger ausgebildet und auf eine kapazitive Weise miteinander gekoppelt.
  • Außerdem sind der Rotor 3 und der Stator 4 voneinander mittels eines Lückenbereichs 14 getrennt, welcher anfangs leer ist und von außen über eine Fläche 6 des Wafers 1 zugänglich ist.
  • Wie in der 3 gezeigt, wird eine Versiegelungsschicht 15 aus einem Schutzmaterials nachfolgend auf der Fläche 6 abgelagert, so dass der Wafer 1 vollständig bedeckt ist und der Lückenbereich 14 verschlossen ist. Insbesondere wird das Schutzmaterial in direktem Kontakt mit dem Mikroaktuator 2 abgelagert. Vorteilhafterweise ist das verwendete Schutzmaterial ein dielektrisches Material mit einer Viskosität, die niedriger als ein erster Schwellwert ist, gleich ungefähr 180 mPa·s, und eine Härte kleiner als ein zweiter Schwellwert hat, ungefähr gleich 30 Punkte auf der Shore-A-Skala (wobei die Messung gemäß dem ASTM-D2240-Standard durchgeführt wird). Insbesondere wird in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Elastomer-Material, bevorzugterweise ein Silizium-Material, im Gel-Stadium verwendet, welches ein Viskosität zwischen 4,5 und 7,6 mPa·s und eine Härte hat, so dass es einen Gel-Eindringwert von zwischen 40 und 70 Zehntelmillimeter (4-7 mm) hat. In diesem Fall wird ein besonders weiches Material verwendet und die Shore-A-Skale ist nicht zum Nachweisen von dessen Härte geeignet. Diese Messung wird daher gemäß dem Corporate Test Method CTM 0155 Standard von Dow Corning durchgeführt.
  • Dank seiner geringen Viskosität dringt das Schutzmaterial der Versiegelungsschicht 15 in den Lückenbereich 14 ein, den es vollständig ausfüllt. Zusätzlich modifiziert die Schutzschicht nicht wesentlich die Relativ-Bewegung des Rotors 3 und bezüglich des Stators 4 so weit wie sie auch einen hohen Grad an Elastizität hat. Tatsächlich ist die Relativbewegung von einem gedämpften, oszillierenden Typ und in Wirklichkeit bestimmt das Schutzmaterial, welches den Lückenbereich 14 auffüllt, nur einen maßvollen Anstieg in der Dämpfung im Vergleich zu dem Fall, bei welchem Luft in dem Lückenbereich 14 vorhanden ist.
  • Während der Ablagerung des Schutzmaterials können sich Luftblasen 17 innerhalb der Versiegelungsschicht 15 ausbilden und müssen eliminiert werden. Zu diesem Zweck wird der Wafer 1 in eine Unterdruck-Umgebung für einen ersten vorgegeben Zeitintervall angeordnet; beispielsweise wird der Druck auf einen Wert von ungefähr 10-22 mmHg für 30 Minuten reduziert.
  • Auf diese Weise platzen die Luftblasen 17 und das Schutzmaterial, welches die Schutzschicht 15 ausbildet, nimmt eine homogenere Verteilung (4) an.
  • Um die mechanischen und elektrischen Eigenschaften des Schutzmaterials, das die Schutzschicht 15 ausbildet, zu stabilisieren, wird dann ein vernetzender Polymerisation-("Aushärtung")-Schritt durchgeführt, bei welchem der Wafer 1 für einen zweiten vorgegeben Zeitintervall erwärmt wir (beispielsweise wird der Wafer 1 auf eine Temperatur von ungefähr 150°C für 60 Minuten gebracht).
  • Nachfolgen wird er Wafer 1 zerschnitten, wobei die üblichen Schneide-Techniken verwendet werden, und wird in eine Mehrzahl von Mikroplättchen 18 aufgeteilt, wobei jeder von denselben einen einzelnen Mikroaktuator 2 und einen jeweiligen Abschnitt 15a der Versiegelungs-Schicht 15 (5 und 6) aufweist. Das Schutzmaterial haftet tatsächlich an dem Silizium des Wafers 1 und löst sich nicht davon ab. In diesem Schritt wird dann jeder Mikroaktuator 2 sowohl vor dem Staub, der während des Schneidens des Wafers 1 erzeugt wird, als auch vor dem Wasser geschützt, welches zum Kühlen der Säge verwendet wird.
  • Als nächstes werden die endgültigen Schritte zur Montage des Mikroplättchens 18 durchgeführt. Insbesondere wird das Mikroplättchen an einem kardanischen Rahmen 20 eines Aktuators 23 für die Positionierung des R/W-Kopfes geklebt (wobei aus Gründen der Vereinfachung der Aktuator 23 hier nur zum Teil gezeigt ist). Ein R/W-Kopf 21 wird an den Stützring 11 geklebt, der von der Bewegungsmasse 7 des Rotors 3 gehalten wird; und Drahtverbindungen werden zwischen den Pads 5 und den Kontakten (hier nicht dargestellt) ausgebildet, die an dem kardanischen Rahmen 20 vorbereitet sind.
  • Die Vorteile der Erfindung treten klar aus der obigen Beschreibung hervor. Zuallererst werden Vorrichtungen, die mittels des beschriebenen Verfahrens erzielt werden, vor dem Eindringen von Kontaminations-Agenzien nicht nur während der Herstellung, sondern auch während der normalen Betätigung zuverlässig geschützt, da das Schutzmaterial, welches in die Lücken der Mikrostruktur eingebracht ist, nicht beseitigt wird. Dies ist vor allem für den Fall von Vorrichtungen vorteilhaft, deutlicher wie im Fall der Mikroaktuatoren, die nicht vollständig in eine starre Schutzstruktur eingekapselt werden können, da sie mit Außenkörpern direkt zusammenwirken müssen. Das Verfahren ist auch einfacher und weniger kostspielig.
  • Im besonderen Fall des Mikroaktuators 2 ergibt außerdem das Verwenden eines Schutzmaterials, welches die oben beschriebenen Eigenschaften hat (niedrige Viskosität und einen geringen Elastizitätsmodul) eine schnellere Dämpfung der Oszillations-Bewegung des Rotors 3 bezüglich des Stators 4 und somit ist die Steuerung des Mikroaktuators 2 an sich weniger kritisch.
  • Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel des beschriebenen Verfahrens wird, nach dem der Wafer 1 zerschnitten worden ist, die Versiegelungsschicht 15a, welche jedes Mikroplättchen 18 bedeckt entweder mechanisch oder chemisch beseitigt. In jenem Fall verbleiben Restabschnitte 15b des Schutzmaterials sowohl an dem Mikroplättchen 18 und um dem Lückenbereich 14 herum. Das Mikroplättchen 18 wird dann an dem kardanischen Rahmen 20 und an dem R/W-Kopf 21 montiert, so dass die in der 6a gezeigte Struktur erzielt wird.
  • Das dargestellte Ausführungsbeispiel kann beispielsweise im Falle von Vorrichtungen verwendet werden, die zum Betrieb in Umgebungen ausgebildet sind, die im wesentlichen frei von Kontaminations-Agenzien sind. Jenen Vorrichtungen können währen dem Verwenden frei gelassen werden, aber müssen in jedem Fall während einiger der Herstellungsschritte geschützt werden.
  • Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird hiernach mit Bezug auf die 7-9 beschrieben, bei welchem die Teile, die dieselben wie die bereits gezeigten sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Wie in der 7 gezeigt, in welcher aus Gründen der Vereinfachung nur ein Mikroaktuator 2 dargestellt ist, werden die Mikroaktuatoren 2' zu Beginn in dem Wafer 1' hergestellt, wobei jeder Mikroaktuator von einem jeweiligen widerstandfähigen Sicherungsring 25 umgeben ist, welcher aus der Fläche 6 des Wafers 1' (8) vorsteht. In jenem Fall bedeckt der Sicherungsring 25 den Graben 12.
  • Als nächstes (8) wird ein Versiegelungsbereich 26 durch wahlweises Ablagern innerhalb des Sicherungsrings 25 von einem Schutzmaterial, welches im wesentlichen dieselben mechanischen Eigenschaften (Viskosität und Elastizitätsmodul) wie jene hat, die zuvor für die Versiegelungsschicht 15 aus der 3 beschrieben worden sind. Somit dringt das Schutzmaterial, welches den Versiegelungsbereich 26 ausbildet, in den Lückenbereich 14' zwischen dem Rotor 3 und dem Stator 44 ein, füllt ihn vollständig aus und verbleibt innerhalb des Schutzringes 25 eingeschränkt. Somit bleiben der Oberflächenabschnitt des Wafers 1' außerhalb des Sicherungsrings 25 und insbesondere die Pads 5 frei.
  • Das Verfahren wird dann mit den zuvor beschriebenen Schritten vervollständigt. Insbesondere wird jede Luftblase eliminiert, die in dem Versiegelungsbereich 26 vorhanden sein kann, und das Schutzmaterial, welches den Versiegelungsbereich 26 ausbildet, wird mittele eines vernetzenden Polymerisationsschrittes stabilisiert. Der Wafer 1' wird dann derartig zerschnitten, dass eine Mehrzahl von Mikroplättchen 18' erzielt wird, wobei jeder von denselben einen Mikroaktuator 2' und einen jeweiligen Versiegelungsbereich 26 aufweist. Jedes Mikroplättchen 18' ist an einem kardanischen Rahmen 20 geklebt und dann wird ein R/W-Kopf 21 an den Stützring 11 geklebt und Drahtverbindungen werde zwischen den Pads 5 und den Kontakten (hier nicht dargestellt) ausgebildet, die an dem kardanischen Rahmen 20 vorbereitet sind. Die in der 9 gezeigte Struktur wird daher erzielt.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, welche in den 10 und 11 gezeigt ist, wird zu Beginn ein Wafer 1'' aus Halbleiter-Material vorbereitet, der eine Mehrzahl von Mikroaktuatoren 2'' des bereits mit Bezug auf die 1 beschriebenen Typs aufweist.
  • Nachfolgen wird eine Versiegelungsschicht 30 (10) auf der Fläche 6 des Wafers 1'' abgelagert, so das dieselbe vollständig bedeckt ist; insbesondere wird die Versiegelungsschicht 30 in direktem Kontakt mit dem Mikroaktuator 2'' abgelagert. Die Versiegelungsschicht 30 ist hier aus einem Schutzmaterial gemacht, welches eine Viskosität von zwischen 800 und 1800 mPa·s und eine Härte von weniger als 30 Punkte auf der Shore-A-Skala hat. Zusätzlich muss die Härte des Schutzmaterials derart sein, dass der Gel-Eindringungs-Wert weniger als 33 Zehntelmillimeter (3,3 mm) gemäß dem zuvor erwähnten CTM 0155 Standard ist. Beispielsweise kann ein Silizium-Gel verwendet werden. In jenem Fall schließt das Schutzmaterial, das die Versiegelungsschicht 30 ausbildet, den Zugang zu dem Lückenbereich 14'' zwischen dem Rotor 3 und dem Stator 4, wobei daher das Eindringen von Kontaminations-Agenzien verhindert wird; jedoch hat das Schutzmaterial eine Viskosität und eine Oberflächenspannung, die höher als in den zuvor beschriebenen Beispielen sind und insbesondere so, dass der Lückenbereich 14'' nicht gefüllt wird.
  • Das Verfahren wird dann mit den bereits dargestellten Schritten vervollständigt. Insbesondere wird jede Luftblase eliminiert, die in dem Versiegelungsbereich 30 vorhanden sein kann. Ein vernetzender Polymerisations-Schritt wird durchgeführt. Der Wafer 1'' wird zerschnitten und in Mikroplättchen 18'' unterteilt, wobei jeder von denselben einen einzelnen Mikroaktuaor 2'' und einen jeweiligen Abschnitt 30a der Versiegelungsschicht 30 aufweist. Jedes auf diese Weise erzielte Mikroplättchen 18'' wird an einem jeweiligen kardanischen Rahmen 20 und einen jeweiligen R/W-Kopf 21 geklebt. Schließlich werden Drahtverbindungen zwischen den Pads 5 und den Kontakten (hier nicht dargestellt) ausgebildet, die an dem kardanischen Rahmen 20 vorbereitet sind. Die in der 11 gezeigte Struktur wird daher erzielt.
  • Schließlich ist klar, dass Modifikationen und Variationen an dem hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt werden können, ohne dass dabei vom Umfang der Erfindung abgewichen wird, wie von den beigefügten Ansprüchen definiert.
  • Zuallererst kann das Verfahren zum Schutz von Vorrichtungen verwendet werden, in die Mikrostrukturen von jedem Typ, wie Mikroaktuatorn und Mikromotoren, die Geometrien haben, die anders als die eine beschriebene sind, und Sensoren integriert sind, wie Beschleunigungsmesser und Drucksensoren. Zusätzlich, wobei gegeben ist, das die Siliziumgele im wesentlichen transparent sind, kann das Verfahren auch im Falle von optischen Vorrichtungen verwendet werden, wie Vorrichtungen, die mit neigbaren Mikrospiegeln versehen sind.
  • Zweitens kann die Versiegelungsschicht, die den Wafer bedeckt, in welchem die Mikrostruktur hergestellt wird, aus einem anderen Material gemacht sein, beispielsweise einem Öl.
  • Ab und zu, können die Mikrostrukturen, die innerhalb dem Wafer hergestellt sind, eine Gestalt aufweisen, so dass kein besonderer Schutz während des Zerschneidens des Wafers an sich benötigt wird, sie aber in jedem Fall vor der Verwendung versiegelt werden müssen, da sie beispielsweise zum Betrieb in einer ungünstigen Umgebung ausgebildet sind. In jenen Fällen kann die Schutzschicht auf dem einzelnen Mikroplättchen nach dem Zerschneiden des Wafers und vor den endgültigen Montageschritten lokal abgelagert werden.
  • Außerdem kann der vernetzende Polymerisations-Schritt fehlen.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Versiegeln von Vorrichtungen, in welche Mikrostrukturen integriert sind, welches die Schritte aufweist: – In einem Körper (1; 1'; 1'') aus Halbleiter-Material ausbilden von mindestens einer Mikrostruktur (2; 2'; 2'') mit mindestens einem ersten Abschnitt (3) und einem zweiten Abschnitt (4), welche relativ zueinander bewegbar sind und über mindestens einen Lückenbereich (14; 14'; 14'') voneinander getrennt sind, welcher über eine Außenfläche (6) des Körpers (1; 1'; 1'') zugänglich ist, und – Versiegeln des Lückenbereichs (14; 14'; 14''), dadurch gekennzeichnet, dass der Versiegel-Schritt den Schritt aufweist: – Schließen des Lückenbereichs (14; 14'; 14'') durch Ablagern einer Schutzschicht (15; 26; 30) auf der Außenfläche (6) des Körpers in unmittelbarem Kontakt mit dem ersten Abschnitt (3) und dem zweiten Abschnitt (4) der Mikrostruktur, wobei die Schutzschicht aus einem Material mit ausreichend geringer Viskosität und Härte hergestellt ist, so dass eine Relativbewegung zwischen dem ersten Abschnitt (3) und dem zweiten Abschnitt (4) möglich ist.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht aus einem Material hergestellt ist, welches eine Viskosität von weniger als 1800 mPa·s und eine Härte von weniger als 30 Punkte auf der Shore-A-Skala hat.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließ-Schritt das vollständige Füllen des Lückenbereichs (14; 14') mit der Schutzschicht aufweist.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht eine Viskosität zwischen 4,5 und 7,5 mPa·s hat.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht einen Gel-Eindringwert von zwischen 40 und 70 Zehntelmillimeter (4-7 mm) hat.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht eine Viskosität von zwischen 800 und 1800 mPa·s hat.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht eine Härte von weniger als 30 Punkte auf der Shore-A-Skala und einen Gel-Eindringwert von weniger als 33 Zehntelmillimeter (3,3 mm) hat.
  8. Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht aus einem elastomeren Material im Gel-Zustand ist.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht aus einem elastomeren Silizium-Material hergestellt ist.
  10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausbild-Schritt den Herstell-Schritt von mindestens einer Eingrenzungs-Struktur (25) aufweist, welche von der Außenfläche (6) vorsteht und die Mikrostruktur (2'') umgibt, und dass der Versiegel-Schritt das selektive Ablagern der Schutzschicht innerhalb der Eingrenzungs-Schicht (25) aufweist.
  11. Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Schließ-Schritt der Schritt des Schneidens des Körpers (1; 1'; 1'') in eine Mehrzahl von Mikroplättchen (18; 18'; 18'') folgt, wobei jeder von denselben eine einzelne Mikrostruktur (2; 2'; 2'') aufweist.
  12. Mikro-Elektromechanik-Vorrichtung, welche aufweist: – eine Mikrostruktur (2; 2'; 2'') mit mindestens einem ersten Abschnitt (3) und einem zweiten Abschnitt (4), welche relativ zueinander bewegbar sind und über mindestens einen Lückenbereich (14; 14'; 14'') voneinander getrennt sind, und – eine Versiegelungsstruktur (15a; 26; 30a) zum Schutz der Mikrostruktur, dadurch gekennzeichnet, dass die Versiegelungsstruktur (15a; 26; 30a) den Lückenbereich (14; 14'; 14'') schließt, in unmittelbarem Kontakt mit dem ersten Abschnitt (3) und dem zweiten Abschnitt (4) der Mikrostruktur steht und aus einem Schutzmaterial mit ausreichend geringer Viskosität und Härte hergestellt ist, so dass eine Relativbewegung zwischen dem ersten Abschnitt (3) und dem zweiten Abschnitt (4) möglich ist.
  13. Vorrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzmaterial eine Viskosität von weniger als 1800 mPa·s und eine Härte von weniger als 30 Punkte auf der Shore-A-Skala hat.
  14. Vorrichtung gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Lückenbereich (14; 14') mit dem Schutzmaterial vollständig gefüllt ist.
  15. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Viskositätswert zwischen 4,5 und 7,5 mPa·s liegt.
  16. Vorrichtung gemäß Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzmaterial einen Gel-Eindringwert von zwischen 40 und 70 Zehntelmillimeter (4-7 mm) hat.
  17. Vorrichtung gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Viskositätswert zwischen 800 und 1800 mPa·s liegt.
  18. Vorrichtung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzmaterial eine Härte von weniger als 30 Punkte auf der Shore-A-Skala und einen Gel-Eindringwert von weniger als 33 Zehntelmillimeter (3,3 mm) hat.
  19. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 12-18, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzmaterial aus einem elastomeren Material im Gel-Zustand ist.
  20. Vorrichtung gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzmaterial aus einem elastomeren Silizium-Material hergestellt ist.
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