WO2008095747A1 - Herstellungsverfahren für ein schicht-bauelement - Google Patents

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WO2008095747A1
WO2008095747A1 PCT/EP2008/050400 EP2008050400W WO2008095747A1 WO 2008095747 A1 WO2008095747 A1 WO 2008095747A1 EP 2008050400 W EP2008050400 W EP 2008050400W WO 2008095747 A1 WO2008095747 A1 WO 2008095747A1
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layer
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Roland Achhammer
Wolfgang Lauerer
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Continental Automotive Gmbh
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    • H01L27/1266—Multistep manufacturing methods with a particular formation, treatment or coating of the substrate the substrate on which the devices are formed not being the final device substrate, e.g. using a temporary substrate

Definitions

  • the invention relates to a manufacturing method for a layer device, wherein a layer structure is constructed on a substrate which is transparent to optical radiation.
  • the invention also relates to a layer component blank comprising a substrate and a layer structure applied thereon, wherein the substrate is permeable to optical radiation.
  • CVD chemical vapor deposition
  • PVD physical vapor deposition
  • desired patterns can be formed in the layers by photolithographic processes and further patterned layers can be applied. After the layers have been provided with bond pads, the components are ready for further processing.
  • the target device thickness is regularly a few microns.
  • the target device thickness is regularly a few microns.
  • the component is thus integral with the stability-conferring carrier which protects against mechanical stresses.
  • such a component for example as a temperature sensor, one would like to achieve with low component volumes that the sensor follows the temperature changes occurring as quickly as possible. Thus, its ability to store heat (also called heat capacity) is undesirable and the heat capacity should be as low as possible.
  • heat capacity also called heat capacity
  • the carrier increases the thermal capacity of the device, thereby delaying the temperature changes and adversely affecting the dynamic properties of the sensor.
  • adverse effects of the carrier such as. B. increase in heat capacity, were otherwise compensated or had to be tolerated.
  • the carrier z. B. fixed with wax on a substrate. Below a wax-specific melting temperature, the component is reliably fixed on the carrier. If the supporting effect of the substrate is no longer required, the component is heated above the melting temperature of the wax, whereupon it liquefies and the carrier with the component and the substrate located thereon can be separated.
  • the object of the invention is to provide a method and a component which has the necessary strength during transport and is nevertheless reduced in the component volume.
  • this object is achieved by a method of the type mentioned above, in which a separating layer is deposited on the substrate which absorbs the radiation more strongly than the substrate, the layer structure is built up on the separating layer and the radiation through the substrate onto the separating layer acts, whereby it evaporates and the layer structure is separated from the substrate.
  • the carrier is thus dispensed with, in that now the layer structures can be separated from the substrate, which expediently takes place only after / during further processing or transport.
  • additional measures such as applying, fixing and separating can be omitted by a transport / mounting bracket.
  • this object is achieved by a layer component blank of the type mentioned in the introduction, in which between the substrate (7) and the layer structure (2) a separation layer (9) produced by a deposition process is provided which absorbs the radiation more strongly than the substrate and which is evaporable by irradiation of the radiation through the substrate to separate the layer structure from the substrate.
  • the previous carrier which is always remaining on the layer structure, is dispensed with and the layer structure is built up directly on the substrate with the interposition of a separating layer.
  • the separating layer is designed such that, on the one hand, the layer structure forming the actual component can be built up (eg by conventional thin-film technology) and vaporized on the other by irradiation of optical radiation, in order to detach the layer structure from the substrate, if this is no longer needed for stabilization.
  • the separation layer is built up directly on the substrate.
  • Layer structure can be generated. After constructing the layer structure and thus producing the layer component, it is only necessary to remove the separation layer in order to separate the layer structure from the substrate. As a rule, forces acting on the layer structure are minimal so that the layer structure is regularly separated from the substrate without being damaged. Since the separation layer absorbs the radiation more strongly than the substrate, it will also heat faster and stronger than this when irradiated, whereby a separation from the substrate is possible. A further advantage is that the radiation acts through the substrate on the separating layer, whereby a mounting or wiring of the layer structures is made possible while the substrate continues to be supportive.
  • the separating layer is evaporated directly, whereby a rapid separation of the layer structure is possible, in addition, a gas pressure arising during evaporation additionally facilitates the separation.
  • the layer structure located on the substrate is attached to another component in an assembly or processing step before it is separated from the substrate.
  • the substrate is still connected during assembly with the layer structures, whereby they are stabilized during assembly and thus protected from damage.
  • the sensitive layer structure can thus be easily mounted before the supporting substrate is separated.
  • the substrate is a glass or a ceramic.
  • glass or ceramics as a supporting basis for layers to be built up offers itself because glass or ceramic has high rigidity and is transparent to the optical radiation used for separation. In addition, it has a high melting temperature, which makes it insensitive to the temperatures that can occur during evaporation of the separating layer.
  • a laser radiation is used as the radiation.
  • the evaporation of the separation layer by laser radiation usually requires only a short time, thereby reducing assembly costs. Also her good
  • Dosing and directional effect further characterizes the laser radiation and offers this advantageous.
  • a likewise advantageous embodiment of the method uses PVD and / or CVD methods for producing the layers for the layer structure and / or the separating layer. These methods are particularly suitable for producing thin layers, since thin-film structures of good quality can thereby be achieved. With a thin separating layer can be used material expenditure and possible heat influences, on the
  • Layer structure during evaporation of the separation layer reduce.
  • its thickness is less than 50 microns, more preferably less than 10 microns.
  • the layer structure has a protective layer, preferably as the lowermost layer of the layer structure, which stabilizes the layer structure during and after the separation of the substrate and the layer structure. Furthermore, in its arrangement between the separating layer and the layer structure, it can protect it against possible temperature influences or mechanical damage during evaporation of the separating layer and detachment from the substrate protect.
  • the protective layer is also produced by a PVD or CVD method.
  • Another advantage is to make the layer structure of the substrate separable. This creates a possibility to use thin layer structures without the substrate adversely affecting the properties. Thus, for example, considerably more dynamic temperature sensors can be produced.
  • the effective heat capacity does not depend, as hitherto, on the combination of the heat capacity of the substrate and the layer structure, but only the layer structure itself influences it. The sensors can more quickly follow the temperature fluctuations and allow more accurate measurements.
  • this has bonding pads, which allow easy contact.
  • 3 is a schematic representation of a wafer with several layer structures
  • Fig. 4 shows a schematic cross section through a component according to the prior art
  • FIG. 5 shows a schematic cross section through a substrate with carrier and layer structure fixed thereon.
  • Structures constructed in layers with a low overall height are regularly produced by means of methods such as CVD (chemical vapor deposition), PVD (physical vapor deposition) or the like. It is possible, as shown in Fig. 4, different layers on a support 1, which regularly consists of glass or ceramic to build. Patterns in the layers are usually produced by photolithographic processes. These are state of the art and will not be explained in detail here. With the aid of these methods, it is possible to arrange a multiplicity of layer structures 2 next to one another, wherein as a rule a wafer, which, for B. glass or ceramic, is used as a carrier 1 and forms the base.
  • CVD chemical vapor deposition
  • PVD physical vapor deposition
  • the layer structures 2 receive both cover layers 3, which protect the layer structure from contamination, and bond pads 4, by means of which electrical contacting during assembly is facilitated. Due to their small thickness and possible damage or destruction, the layer structures 2 can not be separated from the carrier 1. For this reason, it is necessary to use the carrier 1 and the laminated structure 2 together as a component 5.
  • the carrier 1 in areas in which only the layer structure 2 is desired as an actual component, adversely affects. If such a component is to be used, for example, as a temperature sensor, one would like to use components of small volumes to ensure that the sensor follows the temperature changes occurring as quickly as possible. Thus, its property of storing heat (also called heat capacity) is undesirable. Usually, attempts are made to keep the heat capacity of such sensors low. However, the carrier 1 increases the heat capacity of the component, whereby it reacts to the temperature changes delayed and deteriorates the dynamic properties of the sensor.
  • the carrier 1 In order to safely transport and assemble the component 5, the carrier 1 is fixed by a wax bond 6 to a substrate 7, as shown in FIG. 5, which supports the component 5 and z. B. has a thickness of 1000 microns. If, as already mentioned above, several layer structures 2 are arranged side by side on a wafer, which then serves as support 1, it is necessary to separate the layer structures 2 in order to obtain separate components 5. This is done z. B. by a saw, with the cuts S, as shown in Fig. 5, by the carrier 1 and are introduced into the substrate. The thus separated components 5 are further supported by the substrate 7 until the wax bond 6 is released.
  • FIG. 1 shows a layer component blank 8 which avoids this problem. For this purpose, it has various layers on a substrate 7.
  • Typical steps of a production method or a further processing of such a component blank 8 are shown in FIG. 2.
  • a release layer 9 is applied by means of a deposition method (step Sl).
  • steps Sl a deposition method
  • these layers must be both transparent to optical radiation and suitable for the deposition of the separation layer.
  • these layers are also produced by means of a deposition process. With such a deposition method, it is possible to build up defined layer thicknesses, in particular thin layers.
  • the deposition methods that can be used include, in particular, CVD and PVD methods.
  • Step S2 the separating layer 9 deposited on the substrate 7 has a higher degree of absorption than the substrate 7 for a defined optical radiation, for example laser radiation L.
  • Step S3 the assistance of are structured, whereby the layer structure 2 is formed.
  • a protective layer (not shown) between the release layer 9 and the layer structure 2 as well as in or on the layer structure 2, the z. B. can also be generated by a deposition process.
  • step S4 After the layer has been built up (of course, if appropriate, with photolithographic structuring), desired contacting sites (not shown), so-called bond pads, can be applied, via which electrical contacting takes place later (step S4). After the layers have been applied and contacting points have been produced, component blanks 8 are present, which are mounted, for. In housing (step S5).
  • the separation layer 9 is applied through the substrate 7 through laser radiation L. It absorbs the laser radiation L and evaporates due to its rapid and intense heating (step S6).
  • the laser used has a sufficiently high power to vaporize the separation layer 9 with its radiation.
  • Step S7 After the separation layer 9 is vaporized, the substrate 7 no longer supports the layer structure 2, and the substrate 7 and the layer structure 2 can be separated from each other. Step S7).
  • the substrate 7 assumes a support function. Since the layer structure 2, and if present, the protective layer, later separated from the substrate 7, the substrate 7 is thicker to choose than the components 5, in which the carrier 1 remains on the layer structure 2.
  • a separation can be omitted, since the layer structures 2 are already separated from each other by the photolithographic process and no carrier 1 must be severed.
  • a typical wafer 10 on which separate layer structures 2 are arranged is shown in FIG.

Abstract

Bei einem Herstellungsverfahren für ein Schicht-Bauelement (8), wobei eine Schichtstruktur (2) auf einem Substrat (7) aufgebaut wird, das für optische Strahlung durchlässig ist, ist vorgesehen, dass auf dem Substrat (7) eine Trennschicht (9) aufgebracht wird, die die Strahlung stärker absorbiert als das Substrat (7), die Schichtstruktur (2) auf der Trennschicht (9) aufgebaut wird und die Strahlung durch das Substrat (7) auf die Trennschicht (9) einwirkt, wodurch diese verdampft und die Schichtstruktur (2) von dem Substrat (7) getrennt wird.

Description

Beschreibung
Herstellungsverfahren für ein Schicht-Bauelement
Die Erfindung bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren für ein Schicht-Bauelement, wobei eine Schichtstruktur auf einem Substrat aufgebaut wird, das für optische Strahlung durchlässig ist. Die Erfindung bezieht sich zudem auf einen Schicht- Bauelement-Rohling, der ein Substrat und eine darauf aufge- brachte Schicht-Struktur umfasst, wobei das Substrat für optische Strahlung durchlässig ist.
Im Zuge fortschreitender Funktionsintegration werden elektronische Komponenten mit immer kleineren Abmaßen benötigt, um in andere Systeme integriert werden zu können, aber auch eine immer schneller werdende Rechentechnik stellt neue Anforderungen an die elektronischen Komponenten, die Daten liefern oder übertragen.
Um dünnere und kleinere Bauelemente herstellen zu können, finden regelmäßig Verfahren wie CVD (chemical vapor depositi- on) , PVD (physical vapour deposition) und dergleichen ihre Anwendung. Durch diese Verfahren ist man in der Lage dünne Bauelemente schichtweise aufzubauen.
In weiteren Be- und Verarbeitungsschritten können in den Schichten gewünschte Muster durch photolithographische Verfahren ausgebildet sowie weitere bemusterte Schichten aufgebracht werden. Nach dem die Schichten mit Bondpads versehen wurden, sind die Bauteile für die Weiterverarbeitung bereit.
Bei solchen schichtaufbauenden Verfahren beträgt die angestrebte Bauelementdicke regelmäßig wenige μm. Hierbei bilden oftmals Träger, welche z. B. aus Glas oder Keramik bestehen, eine stützende Grundlage für die Schichten und somit die Bauelemente. Das Bauelement ist somit einteilig mit dem Stabilität verleihenden Träger, der gegenüber mechanischen Beanspru- chungen schützt.
Wird ein solches Bauteil, beispielsweise als Temperatursensor, eingesetzt, möchte man mit geringen Bauteilvolumina erreichen, dass der Sensor auftretenden Temperaturänderungen schnellstmöglich folgt. Somit ist seine Eigenschaft, Wärme zu speichern (auch als Wärmekapazität bezeichnet) , nicht erwünscht und die Wärmekapazität soll möglichst gering sein.
Der Träger erhöht jedoch die Wärmekapazität des Bauteiles, wodurch es auf die Temperaturänderungen zeitverzögert reagiert und die dynamischen Eigenschaften des Sensors nachteilig verändert. Solche nachteiligen Wirkungen der Träger, wie z. B. Erhöhung der Wärmekapazität, wurden anderweitig ausgeglichen oder mussten toleriert werden.
So behilft man sich damit, dass man einen möglichst dünnen Träger verwendet. Um dennoch die Bauteile gut transportieren, montieren oder lagern zu können, wird der Träger z. B. mit Wachs auf einem Substrat fixiert. Unterhalb einer wachsspezi- fischen Schmelztemperatur ist das Bauteil zuverlässig auf dem Träger fixiert. Wird die Stützwirkung des Substrates nicht mehr benötigt, erwärmt man das Bauteil über die Schmelztemperatur des Wachses, worauf sich dieses verflüssigt und der Träger mit dem darauf befindlichen Bauelement und das Sub- strat getrennt werden können.
Da diese zusätzlichen Schritte einen höheren Zeitaufwand bedeuten, ohne dass dadurch die oben erwähnten Nachteile, wel- che sich aus der Kombination von Substrat und Bauelement ergeben, verschwinden, ist es wünschenswert den Aufwand und die Kosten, die für den Transport solcher Bauelemente notwendig sind, zu senken.
Ausgehend hiervon, liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und ein Bauelement bereit zustellen, das beim Transport die nötige Festigkeit hat und dennoch im Bauteilvolumen reduziert ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem auf dem Substrat eine Trennschicht abgeschieden wird, die die Strahlung stärker absorbiert als das Substrat, die Schichtstruktur auf der Trenn- schicht aufgebaut wird und die Strahlung durch das Substrat auf die Trennschicht einwirkt, wodurch diese verdampft und die Schichtstruktur von dem Substrat getrennt wird. Auf den Träger wird also verzichtet, indem nun die Schichtstrukturen von dem Substrat trennbar sind, was zweckmäßigerweise erst nach/bei Weiterverarbeitung bzw. Transport erfolgt. Somit können zusätzliche Maßnahmen, wie beispielsweise Aufbringen, Fixieren und Trennen von einem Transport/Montageträger entfallen .
Zudem wird diese Aufgabe durch einen Schicht-Bauelement- Rohling der eingangsgenannten Art gelöst, bei dem zwischen dem Substrat (7) und der Schichtstruktur (2) eine durch ein Abscheideverfahren erzeugte Trennschicht (9) vorgesehen ist, die die Strahlung stärker absorbiert als das Substrat und die durch Einstrahlung der Strahlung durch das Substrat verdampfbar ist, um die Schichtstruktur vom Substrat abzutrennen . Erfindungsgemäß wird also auf den bisherigen, an der Schichtstruktur immer verbleibenden Träger verzichtet und die Schichtstruktur unter Zwischenschaltung einer Trennschicht direkt auf dem Substrat aufgebaut. Die Trennschicht ist so ausgebildet, dass zum einen darauf die das eigentliche Bauelement bildende Schichtstruktur aufgebaut werden kann/wird (z.B. durch übliche Dünnschichttechnologie) und sie zum anderen durch Einstrahlung optischer Strahlung verdampft wird/verdampfbar ist, um die Schichtstruktur vom Substrat zu lösen, wenn dieses zur Stabilisierung nicht mehr benötigt wird.
Vorteilhafterweise wird bei einem erfindungsgemäßen Verfahren sowie einem erfindungsgemäßen Schicht-Bauelement-Rohling die Trennschicht direkt auf dem Substrat aufgebaut.
Alle folgenden Schichten und die Schichtstruktur sind von dem Substrat beabstandet und nicht direkt auf diesem fixiert. Die Trennschicht fungiert als Basis für den Aufbau der Schicht- Struktur. Sie ist also so ausgebildet, dass auf ihr die
Schichtstruktur erzeugt werden kann. Nach Aufbau der Schichtstruktur und damit Erzeugen des Schichtbauelementes ist es lediglich erforderlich, die Trennschicht zu entfernen, um die Schichtstruktur von dem Substrat abzutrennen. Dabei auf die Schichtstruktur wirkende Kräfte sind in der Regel minimal, so dass die Schichtstruktur regelmäßig unbeschadet vom Substrat abgetrennt wird. Da die Trennschicht die Strahlung stärker absorbiert als das Substrat, wird sie sich bei Einstrahlung auch schneller und stärker als dieses erwärmen, wodurch ein Abtrennen vom Substrat möglich ist. Weiter von Vorteil ist, dass die Strahlung durch das Substrat hindurch auf die Trennschicht einwirkt, wodurch eine Montage bzw. ein Verdrahten der Schichtstrukturen ermöglicht wird, während das Substrat weiterhin stützend wirkt. Vorteilhafterweise wird die Trennschicht direkt verdampft, wodurch ein schnelles Abtrennen der Schichtstruktur möglich ist, außerdem erleichtert ein beim Verdampfen entstehender Gasdruck das Abtrennen zusätzlich.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine Möglichkeit geschaffen, ein Bauelement mit dünnen Schichtstrukturen ohne darunter liegenden Träger zu erzeugen, ohne dass vor der Endmontage zu große Fragilität gegeben ist. Somit können bei- spielsweise erheblich dynamischere Temperatursensoren hergestellt werden. Die resultierende Wärmekapazität hängt nicht, wie bisher, von der Kombination der Wärmekapazität des Trägers und der Schichtstruktur ab, sondern nur noch von der Schichtstruktur selbst. Sensoren können folglich Temperatur- Schwankungen schneller folgen und präziseres Messen ermöglichen .
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die auf dem Substrat befindliche Schichtstruktur in einem Montage- oder Ver- arbeitungsschritt an einem anderen Bauteil befestigt, bevor sie vom Substrat getrennt wird. Durch diesen Schritt ist das Substrat noch während der Montage mit den Schichtstrukturen verbunden, wodurch diese bei der Montage stabilisiert und so vor einer Beschädigung geschützt werden. Die empfindliche Schichtstruktur kann somit leicht montiert werden, bevor das stützende Substrat abgetrennt wird. Bestehende Anforderung an Montagemaschinen oder -roboter bezüglich beim Handling auftretender Schwingungen oder Kräfte können reduziert werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sowie einem erfindungsgemäßen Schicht-Bauelement-Rohling, ist das Substrat ein Glas oder eine Keramik. Eine Verwendung von Glas oder Keramik als stützende Grundlage für aufzubauende Schichten bietet sich an, da Glas oder Keramik eine große Steifigkeit besitzt und transparent für die zum Trennen verwendete optische Strahlung ist. Zudem weist es eine hohe Schmelztemperatur auf, wodurch es unempfindlich gegenüber den Temperaturen ist, die beim Verdampfen der Trennschicht auftreten können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird als Strahlung eine Laserstrahlung verwendet. Das Verdampfen der Trennschicht durch Laserstrahlung bedarf in der Regel nur kurzer Zeit, wodurch Montagekosten gesenkt werden. Auch ihre gute
Dosierbarkeit und richtungsgebundene Wirkung zeichnet die Laserstrahlung weiter aus und bietet diese hier vorteilhaft an.
Eine ebenfalls vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens nutzt PVD- oder/und CVD-Verfahren zur Herstellung der Schichten für die Schichtstruktur und/oder der Trennschicht. Diese Verfahren eignen sich besonders gut zum Herstellen dünner Schichten, da damit Dünnschichtstrukturen von guter Qualität erzielt werden können. Mit einer dünnen Trennschicht lassen sich Materialaufwand und mögliche Hitzeeinflüsse, auf die
Schichtstruktur beim Verdampfen der Trennschicht, reduzieren. Vorzugsweise liegt ihre Dicke unter 50μm, besonders bevorzugt unter 10 μm.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens sowie einem erfindungsgemäßen Schicht-Bauelement-Rohling, weist die Schichtstruktur eine Schutzschicht, vorzugsweise als unterste Schicht der Schichtstruktur, auf, die bei und nach dem Trennen des Substrates und der Schichtstruktur, die Schichtstruktur stabilisiert. Weiter kann sie bei ihrer Anordnung zwischen Trennschicht und Schichtstruktur diese vor möglichen Temperatureinflüssen oder mechanischen Beschädigungen beim Verdampfen der Trennschicht und Lösen vom Substrat schützen. In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird auch die Schutzschicht durch ein PVD- oder CVD-Verfahren hergestellt .
Ein weiterer Vorteil ist es, die Schichtstruktur von dem Substrat abtrennbar zu gestalten. Hierdurch wird eine Möglichkeit geschaffen, dünne Schichtstrukturen zu verwenden, ohne das das Substrat die Eigenschaften negativ beeinflusst. Somit können beispielsweise erheblich dynamischere Temperatursenso- ren hergestellt werden. Die wirkende Wärmekapazität hängt nicht, wie bisher, von der Kombination der Wärmekapazität des Substrates und der Schichtstruktur ab, sondern lediglich die Schichtstruktur selbst beeinflusst diese. Die Sensoren können schneller den Temperaturschwankungen folgen und präziseres messen ermöglichen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Herstellungsverfahrens betreffen natürlich sämtlich auch den Bauelement-Rohling, der damit herstellbar ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Bauelement- Rohlings, weist dieser Bondpads auf, die ein einfaches Kontaktieren ermöglichen.
In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung des Schicht- Bauelement-Rohlings, führt dieser zu einem Temperatursensor oder Gasflusssensor, der nach dem Hitzdrahtprinzip mist. Aufgrund der geringeren Wärmekapazität, kann der Sensor den Temperaturschwankungen schneller folgen und ein präziseres und schnelleres Messen ermöglichen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im Prinzip beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen schematischen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Schicht-Bauelement-Rohlings bei Strahlungseinwirkung,
Fig. 2 einen schematischen Verfahrensablauf bei der Sensorherstellung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Wafers mit mehreren Schichtstrukturen,
Fig. 4 einen schematischen Querschnitt durch ein Bauteil nach dem Stand der Technik und
Fig. 5 einen schematischen Querschnitt durch ein Substrat mit darauf fixiertem Träger und Schichtstruktur.
Schichtweise aufgebaute Strukturen mit einer geringen Bauhöhe werden regelmäßig mittels Verfahren wie CVD (chemical vapor deposition) , PVD (physical vapour deposition) oder derglei- chen hergestellt. Hierbei ist es möglich, wie in Fig. 4 dargestellt, verschiedene Schichten auf einem Träger 1, welcher regelmäßig aus Glas oder Keramik besteht, aufzubauen. Muster in den Schichten werden üblicherweise mit photolithographischen Verfahren erzeugt. Diese gehören zum Stand der Technik und werden hier nicht näher erläutert. Mit Hilfe dieser Verfahren ist es möglich eine Vielzahl von Schichtstrukturen 2 nebeneinander anzuordnen, wobei in der Regel ein Wafer, der z. B. aus Glas oder Keramik besteht, als Träger 1 genutzt wird und die Grundfläche bildet. In weiteren Arbeitschritten erhalten die Schichtstrukturen 2 sowohl Deckschichten 3, welche die Schichtstruktur vor Verschmutzung schützen, als auch Bondpads 4, durch die eine elektrische Kontaktierung bei der Montage erleichtert wird. Auf Grund ihrer geringen Dicke und einer möglichen Beschädigung oder Zerstörung, können die Schichtstrukturen 2 nicht von dem Träger 1 abgetrennt werden. Aus diesem Grund ist es notwendig den Träger 1 und die Schichtstruktur 2 zusammen als ein Bauelement 5 zu verwenden.
Es ist nun ohne weiteres nachvollziehbar, dass der Träger 1 in Bereichen, in denen lediglich die Schichtstruktur 2 als eigentliches Bauelement gewünscht ist, nachteilig wirkt. Soll ein solches Bauelement beispielsweise als Temperatursensor eingesetzt werden, möchte man mit Bauelementen geringer Volumina erreichen, dass der Sensor auftretenden Temperaturänderungen schnellstmöglich folgt. Somit ist seine Eigenschaft Wärme zu speichern (auch als Wärmekapazität bezeichnet) , nicht erwünscht. Üblicherweise wird versucht, die Wärmekapazität solcher Sensoren gering zu halten. Der Träger 1 erhöht jedoch die Wärmekapazität des Bauteiles, wodurch es auf die Temperaturänderungen zeitverzögert reagiert und die dynamischen Eigenschaften des Sensors verschlechtert.
Um diese nachteiligen Wirkungen des Trägers 1 so gering wie möglich zu halten, ist dieser regelmäßig sehr dünn (beispielsweise 150 μm) , wodurch er jedoch seine stützende Wirkung verliert. Um das Bauelement 5 dennoch sicher transpor- tieren und montieren zu können, wird der Träger 1 durch eine Wachsverklebung 6 auf einem Substrat 7 , wie in Fig. 5 gezeigt, fixiert das das Bauelement 5 stützt und z. B. eine Dicke von 1000 μm aufweist. Sind, wie oben bereits erwähnt, mehrere Schichtstrukturen 2 nebeneinander auf einem Wafer, der hier dann als Träger 1 dient, aufgebaut, ist es notwendig die Schichtstrukturen 2 zu vereinzeln, um separate Bauelemente 5 zu erhalten. Dies erfolgt z. B. durch eine Säge, mit der Schnitte S, wie in Fig. 5 dargestellt, durch den Träger 1 und bis in das Substrat eingebracht werden. Die so separierten Bauelemente 5 werden weiterhin durch das Substrat 7 gehaltert, bis die Wachsverklebung 6 gelöst wird.
Die Fig. 1 zeigt einen Schicht-Bauelement-Rohling 8, der diese Problematik vermeidet. Hierzu weist er verschiedene Schichten auf einem Substrat 7 auf.
Typische Schritte eines Herstellungsverfahrens bzw. eine wei- tere Verarbeitung eines solchen Bauelement-Rohlings 8, sind in Fig. 2 gezeigt. Auf ein Substrat 7, im Beispiel Glas oder Keramik, das für optische Strahlung durchlässig ist, wird mittels eines Abscheideverfahrens eine Trennschicht 9 aufgebracht (Schritt Sl). Dabei ist es ebenfalls möglich, dass sich weitere andere Schichten zwischen dem Substrat 7 und der Trennschicht 9 befinden. Diese Schichten müssen sowohl für optische Strahlung durchlässig als auch für das Abscheiden der Trennschicht geeignet sein. Zudem ist es denkbar, dass auch diese Schichten mittels eines Abscheideverfahrens er- zeugt werden. Mit einem solchen Abscheideverfahren ist es möglich definierte Schichtdicken, insbesondere dünne Schichten, aufzubauen. Zu den Abscheideverfahren, die Anwendung finden können, zählen insbesondere CVD- und PVD- Verfahren. Wesentlich vorteilhaft für die Herstellung sind Abscheidever- fahren, die eine reinraumtaugliche bzw. mikrosystemtechnische Herstellung mittels Halbleitertechnologie erlauben. Unter Abscheideverfahren sind solche Prozesse zu verstehen. Die auf dem Substrat 7 abgeschiedene Trennschicht 9 weist für eine definierte optische Strahlung, beispielsweise Laserstrahlung L, einen höheren Absorbtionsgrad auf als das Substrat 7. Nachdem die Trennschicht 9 auf das Substrat 7 aufgebracht ist, werden nachfolgend darauf eine oder mehrere Metallisierungs-Schichten aufgebracht (Schritt S2), die Mithilfe von nicht näher erläuterten photolithographischen Verfahren strukturiert werden (Schritt S3) , wodurch die Schichtstruktur 2 entsteht. Weiter ist es möglich, sowohl zwischen der Trennschicht 9 und der Schichtstruktur 2 als auch in oder auf der Schichtstruktur 2 eine Schutzschicht (nicht dargestellt) aufzubringen, die z. B. ebenfalls durch ein Abscheideverfahren erzeugt werden kann.
Nach erfolgtem Schichtaufbau (natürlich ggf. mit photolitho- graphischer Strukturierung) können gewünschte Kontaktierungs- stellen (nicht dargestellt) , so genannte Bondpads, aufgebracht werden, über die später eine elektrische Kontaktierung erfolgt (Schritt S4). Nach dem die Schichten aufgebracht und Kontaktierungsstellen erzeugt wurden, liegen Bauelement- Rohlinge 8 vor, die montiert werden, z. B. in Gehäuse (Schritt S5) .
Nachdem die Montage abgeschlossen wurde, wird, wie in Fig. 1 dargestellt, die Trennschicht 9 durch das Substrat 7 hindurch mit Laserstrahlung L beaufschlagt. Sie absorbiert die Laserstrahlung L und verdampft aufgrund ihrer raschen und starken Erwärmung (Schritt S6) . Selbstredend weist der eingesetzte Laser eine ausreichend hohe Leistung auf, um mit seiner Strahlung die Trennschicht 9 zu verdampfen.
Nach dem die Trennschicht 9 verdampft ist, haltert das Substrat 7 die Schichtstruktur 2 nicht mehr und das Substrat 7 und die Schichtstruktur 2 können voneinander getrennt werden Schritt S7) .
Bis dahin, also bei Transport und/oder Montage, übernimmt das Substrat 7 eine Stützfunktion. Da die Schichtstruktur 2, und wenn vorhanden die Schutzschicht, später von dem Substrat 7 getrennt werden, ist das Substrat 7 dicker zu wählen als bei den Bauelementen 5, bei denen der Träger 1 an der Schichtstruktur 2 verbleibt.
Auch kann ebenfalls ein Vereinzeln entfallen, da die Schichtstrukturen 2 bereits durch die photolithographischen Verfahren voneinander getrennt sind und kein Träger 1 durchtrennt werden muss. Ein typischer Wafer 10 auf dem separate Schicht- Strukturen 2 angeordnet sind, ist in Fig. 3 gezeigt.
Soweit in dieser Beschreibung bestimmte Anwendungen für die das Bauelement realisierende Schichtstruktur 2 erwähnt sind, ist das rein exemplarisch zu verstehen. Natürlich kann das Konzept, eine durch Strahlungseinwirkung verdampfbare Trennschicht 9 zwischen Schichtstruktur 2 und Substrat 7 vorzusehen, für beliebige Bauelemente verwendet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Herstellungsverfahren für ein Schicht-Bauelement, wobei eine Schichtstruktur (2) auf einem Substrat (7) aufge- baut wird, das für optische Strahlung durchlässig ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass auf dem Substrat (7) eine Trennschicht (9) abgeschieden wird, die die Strahlung stärker absorbiert als das Substrat (7), die Schichtstruktur (2) auf der Trennschicht (9) aufgebaut wird und die Strahlung durch das Substrat (7) auf die Trennschicht (9) einwirkt, wodurch diese ver¬ dampft und die Schichtstruktur (2) von dem Substrat (7) getrennt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die auf dem Substrat (7) befind¬ liche Schichtstruktur (2) in einem Montage- oder Verarbeitungsschritt an einem anderen Bauteil befestigt wird, bevor es in Schritt c) vom Substrat (7) getrennt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Substrat (7) ein Glas oder eine Keramik ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Strahlung eine Laser¬ strahlung L ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Trenn¬ schicht (9) und/oder die Schichtstruktur (2) durch ein PVD- oder CVD-Verfahren hergestellt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schicht¬ struktur (2) eine Schutzschicht, vorzugsweise als un¬ terste Schicht der Schichtstruktur (2), aufweist, die bei und nach dem Trennen in Schritt c) die Schichtstruktur (2) stabilisiert.
7. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schutzschicht durch ein PVD- oder CVD-Verfahren hergestellt wird.
8. Schicht-Bauelement-Rohling (8), der ein Substrat (7) und eine darauf aufgebrachte Schichtstruktur (2) umfasst, wobei das Substrat (7) für optische Strahlung durchläs- sig ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen dem Substrat (7) und der Schichtstruktur (2) eine durch ein Abscheideverfahren erzeugte Trennschicht (9) vorgesehen ist, die die Strahlung stärker absorbiert als das Substrat (7) und die durch Einstrah- lung der Strahlung durch das Substrat (7) verdampfbar ist, um die Schichtstruktur (2) vom Substrat (7) abzutrennen .
9. Bauelement-Rohling (8) nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Trennschicht (9) weniger als 50 μm, vorzugsweise weniger als 10 μm dick ist .
10. Bauelement-Rohling (8) nach Anspruch 8 oder 9, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Substrat
(7) ein Glas oder eine Keramik ist.
11. Bauelement-Rohling (8) nach einem der Ansprüche 8 bis
10, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Bauelement-Rohling (8) zur Stabilisierung der Schichtstruktur (2) beim späteren abtrennen der Schichtstruktur (2) eine Schutzschicht aufweist, die sich zwischen der Trennschicht (9) und der Schichtstruktur (2) befindet.
12. Bauelement-Rohling (8) nach einem der Ansprüche 8 bis
11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Bauelement-Rohling (8) Bondpads aufweist.
13. Bauelement-Rohling (8) nach einem der Ansprüche 8 bis
12, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Bauelement-Rohling (8) ein Temperatursensor oder Gas- flusssensor nach dem Hitzdrahtprinzip ist.
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