US20130037698A1 | 2013-02-14 | |||
US20030089677A1 | 2003-05-15 | |||
US20040166606A1 | 2004-08-26 |
Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung wenigstens einer Abdeckung für ein Bauelement, umfassend die folgenden Schritte: - Bereitstellen eines Trägersubstrats (4), - Aufbringen wenigstens einer Schicht (1, 9) eines Materials auf das Trägersubstrat (4), wobei die Schicht (1, 9) wenigstens eine Ausnehmung (5) aufweist, - Erwärmen der Schicht (1, 9), so dass die Ausnehmung (5) zumindest teilweise vom Material der Schicht (1, 9) aufgefüllt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Ausnehmung (5) ganz durch die Schicht (1, 9) hindurchführt. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem mehrere Ausnehmungen (5) ausgebildet sind, wobei die Ausnehmungen (5) in einem regelmäßigen Muster angeordnet sind. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Geometrie und/oder Größe und/oder Anzahl der Ausnehmungen (5) derart gewählt sind, dass nach dem Erwärmen der Schicht (1, 9) eine gewünschte Dicke und/oder ein gewünschter Krümmungsradius erzielt wird. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Ausnehmung (5) derart ausgebildet ist, dass sie beim Erwärmen vollständig durch das Material der Schicht (1, 9) aufgefüllt wird . 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei nach dem Erwärmen wenigstens eine weitere Schicht (11, 12) zur Ausbildung einer Abdeckung (13, 15) auf die Schicht (2, 10) aufgebracht wird. 7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei nach dem Aufbringen der weiteren Schicht (11, 12) wenigstens ein Teil der Schicht (2, 10) entfernt wird. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zur Herstellung von mehreren Abdeckungen (14, 15) für mehrere Bauelementstrukturen auf das Trägersubstrat (4) mehrere Schichten (6, 9) nebeneinander aufgebracht werden und wobei wenigstens eine der Schichten (6, 9) eine Ausnehmung (5) aufweist. 9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei sich die Schichten (6, 9) in ihren lateralen Ausdehnungen (lg, lg) unterscheiden. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei die Schichten (6, 9) gleiche Dicken (dg, dg) aufweisen. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei sich die Schichten (6, 9) in ihrer Anzahl und/oder Größe und/oder Form der Ausnehmungen (5) unterscheiden. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei wenigstens eine der Schichten (6, 9) keine Ausnehmungen aufweist . 13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Schicht (6), die keine Ausnehmung aufweist, die größte laterale Ausdehnung (lg) aufweist. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Schicht (6, 9) durch das Erwärmen eine kuppeiförmige Geometrie erhält. 15. Bauelement aufweisend wenigstens eine Abdeckung, wobe die Abdeckung (11, 12) durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 hergestellt ist. 16. Bauelement, aufweisend ein Trägersubstrat (4), auf dem mehrere in Dünnschicht- Technologie hergestellte Abdeckungen (14, 15) unterschiedlicher lateraler Ausdehnungen (Ii, I2) nebeneinander angeordnet sind, wobei die Abdeckungen (14, denselben Krümmungsradius (r]_4, r]_5) aufweisen. |
Verfahren zur Herstellung einer Abdeckung für ein Bauelement und Bauelement mit mehreren Abdeckungen
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eine Abdeckung für ein Bauelement angegeben. Beispielsweise weist das Bauelement eine Bauelementstruktur auf, die als MEMS- (mikro- elektromechanisches System) , BAW- oder SAW-Struktur
ausgebildet ist. Insbesondere wird durch die mit der
Abdeckung versehenen Struktur ein Bauelement in Package-Form bereitgestellt. Vorzugsweise ist die Abdeckung in
Dünnschicht-Technologie hergestellt. Weiterhin wird ein
Bauelement mit mehreren Abdeckungen angegeben. Es kann sich hierbei um ein Bauelement auf Wafer-Level handeln, das zur Separierung in mehrere Einzel-Bauelemente vorgesehen ist.
Eine Abdeckung eines elektrischen Bauelements dient
beispielsweise zum Schutz einer Bauelementstruktur vor mechanischen und/oder chemischen Einflüssen. Zudem wird durch die Abdeckung ein definierter Hohlraums für die
Bauelementstruktur gebildet. Aus der Druckschrift
DE 10 2011 103 516 AI geht ein Verfahren zur Herstellung einer Abdeckung hervor.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Abdeckung und ein verbessertes Bauelement mit mehreren Abdeckungen
anzugeben .
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung wenigstens einer Abdeckung für ein Bauelement angegeben. Die Abdeckung wird vorzugsweise in Dünnschicht-Technologie hergestellt. Beispielsweise weist das Bauelement eine abzudeckende Bauelementstruktur auf.
Beispielsweise handelt es sich dabei um eine Filter- und/oder eine Duplexerstruktur . Insbesondere kann es sich um ein oder mehrere Resonatoren, beispielsweise kaskadierte Resonatoren handeln .
Es wird ein Trägersubstrat bereitgestellt. Auf dem
Trägersubstrat können ein oder mehrere Bauelementstrukturen angeordnet sein. Insbesondere kann es sich um einen Wafer handeln, der später in mehrere einzelne Bauelemente separiert wird .
Es wird wenigstens eine Schicht eines Materials auf das
Trägersubstrat aufgebracht. Beispielsweise wird eine
Bauelementstruktur von der Schicht überdeckt. Bei dem
Material handelt es sich beispielsweise um einen Lack.
Insbesondere kann das Material auf Polymerbasis gebildet sein .
Die Schicht weist wenigstens eine Ausnehmung auf. In einer Ausführungsform führt die Ausnehmung ganz durch die Schicht hindurch und bildet damit ein Loch in der Schicht.
Insbesondere erstreckt sich die Ausnehmung von einer
Oberseite der Schicht bis zum Trägersubstrat oder bis zur Bauelementstruktur. In einer alternativen Ausführungsform führt die Ausnehmung nur durch einen Teil der Schicht und erstreckt sich nicht bis zum Trägersubstrat. In der
Ausnehmung ist die Schichtdicke der Schicht reduziert.
Unabhängig davon, ob die Ausnehmung ganz oder nur teilweise durch die Schicht hindurchführt, wird durch die Ausnehmung vorzugsweise das Gesamtvolumen der Schicht reduziert. Die Schicht wird beispielsweise durch ein lithographisches Verfahren aufgebracht. Vorzugsweise werden auch die
Ausnehmungen durch das lithographische Verfahren erzeugt. Zur Erzeugung von nicht vollständig durch die Schicht
durchgehenden Ausnehmungen wird beispielsweise eine Graumaske verwendet .
Anschließend wird die Schicht erwärmt. Beispielsweise wird die Schicht auf eine Temperatur im Bereich von 250 °C erwärmt. Bei der Erwärmung verändert sich die Geometrie der Schicht. Insbesondere erhält die Schicht eine kuppeiförmige Geometrie. Bei der Erwärmung wird die Ausnehmung zumindest teilweise vom Material der Schicht aufgefüllt. Die Ausnehmung kann beim Erwärmen auch vollständig vom Material der Schicht aufgefüllt werden. Die nach der Erwärmung vorhandene Schicht wird im Folgenden auch als „ausgeheizte" Schicht bezeichnet.
In einer Ausführungsform wird nach dem Erwärmungsschritt wenigstens eine weitere Schicht zur Ausbildung der Abdeckung auf die Schicht aufgebracht. Die weitere Schicht erhält eine Form komplementär zur zuerst aufgebrachten Schicht. Somit erhält auch die weitere Schicht und damit die Abdeckung eine kuppeiförmige Geometrie. Die weitere Schicht weist
beispielsweise Siliziumnitrid oder Siliziumoxid auf.
Anschließend wird wenigstens ein Teil der ausgeheizten
Schicht entfernt, so dass unter der weiteren Schicht ein Hohlraum entsteht. In diesem Fall handelt es sich bei der zuerst aufgebrachten Schicht um eine Opferschicht. Die
Schicht kann auch vollständig entfernt werden.
Die Kuppelform der zuerst aufgebrachten Schicht, der weiteren Schicht und damit auch der Abdeckung kann durch den Krümmungsradius charakterisiert werden, insbesondere durch den Krümmungsradius am höchsten Punkt der Kuppel. Es hat sich herausgestellt, dass eine Abdeckung mit einem kleinen
Krümmungsradius stabiler ist als mit einem großen
Krümmungsradius. Somit kann es wünschenswert sein, einen möglichst kleinen Krümmungsradius zu erzielen.
Zur Ausbildung einer Abdeckung mit einem möglichst kleinen Krümmungsradius kann prinzipiell die Dicke der aufgetragenen Schicht groß gewählt werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die laterale Ausdehnung der Schicht klein gewählt werden. Die laterale Ausdehnung ist jedoch meist an die Größe der Bauelementstruktur angepasst, beispielsweise an die Größe eines Resonators. Weiterhin wird aus prozesstechnischen
Gründen bei einem Trägersubstrat, insbesondere einem Wafer, der mehrere mit verschiedenen Abdeckungen zu versehene
Bauelementstrukturen trägt, die Dicke der Schichten zur
Herstellung der Abdeckungen einheitlich gewählt.
Es hat sich zudem herausgestellt, dass es einen minimalen Krümmungsradius gibt, bei dem das Material beginnt, auf dem Trägersubstrat beim Erwärmen zu verlaufen. Dies ist meist nicht erwünscht. Ein Verlaufen führt zudem auch wieder zu einer Vergrößerung des Krümmungsradius.
Durch das Einbringen wenigstens einer Ausnehmung in die
Schicht kann der Krümmungsradius der ausgeheizten Schicht und damit der Abdeckung optimiert werden. Beispielsweise kann der Krümmungsradius bei vorgegebener lateraler Ausdehnung der Schicht und/oder vorgegebener Dicke der Schicht optimiert werden, ohne dass ein Verlaufen des Materials auftritt.
Insbesondere kann ein gewünschter Krümmungsradius und/oder eine gewünschte Dicke der ausgeheizten Schicht durch eine geeignete Wahl der Größe, Geometrie und Anzahl der Ausnehmungen erzielt werden.
In einer Ausführungsform weist die Schicht wenigstens eine Ausnehmung mit einer in der Aufsicht kreisförmigen
Umfangslinie auf. Dies ermöglicht ein besonders gleichmäßiges Auffüllen der Ausnehmung im Erwärmungsschritt.
In einer Ausführungsform weist die Schicht wenigstens eine Ausnehmung mit einer in der Aufsicht polygonalen Umfangslinie auf. Beispielsweise ist die Umfangslinie rechteckig.
Beispielsweise ist die Ausnehmung länglich, insbesondere schlitzförmig ausgebildet. Es können beispielsweise mehrere längliche Ausnehmungen entlang einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung angeordnet sein.
In einer Ausführungsform weist die Schicht mehrere
Ausnehmungen auf. Beispielsweise sind die Ausnehmungen in einem regelmäßigen Muster angeordnet. Insbesondere können die Ausnehmungen gleichmäßig über die gesamte Schicht verteilt sein. In einer Ausführungsform sind die Ausnehmungen in einer Richtung in regelmäßigen Abständen angeordnet. In einer
Ausführungsform sind die Ausnehmungen an den Kreuzungspunkten eines Gitters angeordnet. In einer Ausführungsform sind die Ausnehmungen in einem unregelmäßigen Muster angeordnet. Die Schicht kann auch Ausnehmungen mit unterschiedlicher Größe und/oder Form aufweisen.
In einer Ausführungsform weist die Schicht Bereiche auf, die sich in der Dichte der darin eingebrachten Ausnehmungen unterscheiden. Beispielsweise ist die Dichte an Ausnehmungen in Randbereichen der Schicht höher als in zentralen Bereichen der Schicht. Dadurch kann ein Verlaufen der Schicht in den Randbereichen besonders gut verhindert werden. Beispielsweise hat die Schicht eine längliche Form. Die Dichte an
Ausnehmungen ist beispielsweise im Bereich der Längsenden höher als in einem mittleren Bereich der Schicht.
Beispielsweise sind die Ausnehmungen über nahezu die gesamte Fläche der Schicht verteilt. Dies ermöglicht es, eine
besonders gleichmäßige Geometrie der ausgeheizten Schicht zu erhalten .
In einer Ausführungsform werden zur Herstellung von mehreren Abdeckungen für mehrere Bauelementstrukturen auf das
Trägersubstrat mehrere Schichten aufgebracht. Beispielsweise handelt es sich um ein Bauelement auf Waferlevel, das später vereinzelt wird. Wenigstens eine der Schichten weist
wenigstens eine wie oben beschriebene Aussparung auf.
Beispielsweise unterscheiden sich die Schichten in ihrer lateralen Ausdehnungen. Die lateralen Ausdehnungen der
Schichten sind beispielsweise auf die lateralen Ausdehnungen der abzudeckenden Bauelementstrukturen abgestimmt. Die
Schichten werden beispielsweise in einem gemeinsamen
Verfahrensschritt aufgebracht, insbesondere in einem
lithographischen Verfahren. Vorzugsweise weisen die Schichten die gleichen Dicken auf. Das Ausbilden der wenigstens einen Ausnehmung ermöglicht es, den Krümmungsradius der
ausgeheizten Schichten und damit der Abdeckungen zu
optimieren, insbesondere bei vorgegebener lateraler
Ausdehnung und Dicke der Schichten.
In einer Ausführungsform unterscheiden sich die Schichten in ihrer Anzahl und/oder Größe und/oder Form der
Ausnehmungen. Dies ermöglicht insbesondere eine Optimierung des Krümmungsradius jeder Abdeckung bei unterschiedlichen lateralen Ausdehnungen und gleicher Dicke der Schichten.
In einer Ausführungsform weist wenigstens eine der Schichten keine Ausnehmung auf. Vorzugsweise handelt es sich dabei um die Schicht mit der größten lateralen Ausdehnung.
Beispielsweise wird eine einheitliche Dicke der Schichten derart gewählt, dass für die Schicht mit der größten
lateralen Ausdehnung ein möglichst kleiner Krümmungsradius resultiert. Dadurch ergibt sich beispielsweise eine möglichst große einheitliche Dicke der Schichten. Durch das Ausbilden von wenigstens einer Ausnehmung in einer anderen Schicht, insbesondere einer Schicht mit einer kleineren lateralen Ausdehnung, kann auch für diese Schicht ein optimaler
Krümmungsradius erzielt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bauelement aufweisend wenigstens eine Abdeckung
angegeben, wobei das Bauelement durch das oben beschriebene Verfahren hergestellt ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bauelement aufweisend ein Trägersubstrat angeben, auf dem mehrere in Dünnschicht-Technologie hergestellte Abdeckungen nebeneinander angeordnet sind.
In einer Ausführungsform weisen die Abdeckungen
unterschiedliche laterale Ausdehnungen auf. Die Abdeckungen weisen vorzugsweise den gleichen Krümmungsradius auf.
Vorzugsweise sind die Abdeckungen kuppeiförmig ausgebildet. Die Abdeckungen können insbesondere nach dem oben
beschriebenen Verfahren hergestellt sein. In der vorliegenden Offenbarung sind mehrere Aspekte einer Erfindung beschrieben. Alle Eigenschaften, die in Bezug auf das Verfahren und die Bauelemente offenbart sind, sind auch entsprechend in Bezug auf die jeweiligen anderen Aspekte offenbart und umgekehrt, auch wenn die jeweilige Eigenschaft nicht explizit im Kontext des jeweiligen Aspekts erwähnt wird .
Im Folgenden werden die hier beschriebenen Gegenstände anhand von schematischen und nicht maßstabsgetreuen Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen: Figur 1A in einer Aufsicht eine schematische Darstellung von
Schichten zum Aufbringen einer Abdeckung,
Figur 1B im Querschnitt die Schichten aus Figur 1A, Figur 2A in einer Aufsicht eine Schicht zum Aufbringen einer
Abdeckung gemäß einer ersten Ausführungsform,
Figur 2B im Querschnitt die Schicht aus Figur 2A, Figur 3A in einer Aufsicht eine Schicht zum Aufbringen einer
Abdeckung gemäß einer zweiten Ausführungsform,
Figur 3B im Querschnitt die Schicht aus Figur 3A, Figur 4A in einer Aufsicht mehrere Schichten zum Aufbringen mehrerer Abdeckungen,
Figur 4B im Querschnitt die Schichten aus Figur 4A. Vorzugsweise verweisen in den folgenden Figuren gleiche
Bezugszeichen auf funktionell oder strukturell entsprechende Teile der verschiedenen Ausführungsformen. Figur 1A zeigt in einer Aufsicht eine Schicht 1, 2 zum
Aufbringen einer Abdeckung vor und nach einem
Erwärmungsschritt. Figur 1B zeigt die Schicht 1, 2 in einem Querschnitt . Es befinden sich auf einem Trägersubstrat 4 (siehe Figur 1B) beispielsweise ein oder mehrere Bauelementstrukturen, die mit einer Abdeckung versehen werden sollen. Insbesondere soll eine Abdeckung in Dünnschichttechnologie aufgebracht werden, so dass ein Bauelement 16 in Form eines Dünnschicht-Packages bereitgestellt wird.
Beispielsweise handelt es sich um ein MEMS-, SAW- oder BAW- Bauelement. Durch die Abdeckung 3 werden beispielsweise
Bauelementstrukturen für einen Filter und/oder Duplexer abgedeckt. Insbesondere können die Bauelementstrukturen ein oder mehrere Resonatoren umfassen. Die Bauelementstrukturen können jedoch auch von anderer Art sein.
Zur Herstellung der Abdeckung wird eine Schicht 1 eines Materials auf das Trägersubstrat 4 aufgebracht.
Beispielsweise wird zum gezielten Auftragen der Schicht 1 ein lithographisches Verfahren verwendet. Beispielsweise handelt es sich bei der Schicht 1 um einen Lack. Das Material kann auf Polymerbasis beruhen. Beispielsweise handelt es sich um eine sogenannte Opferschicht, die in einem späteren
Verfahrensschritt ganz oder teilweise entfernt wird. Die Schicht 1 weist in Aufsicht auf das Trägersubstrat 4 eine laterale Ausdehnung 1 ] _ auf. Die laterale Ausdehnung 1 ] _ ist bei einer rechteckigen Schicht 1 beispielsweise die größte Seitenlänge. Alternativ kann die laterale Ausdehnung 1 ] _ als Mittelwert der lateralen Ausdehnungen in alle Richtungen definiert werden. Die laterale Ausdehnung 1 ] _ wird
beispielsweise von der lateralen Ausdehnung der
Bauelementstruktur bestimmt. Weiterhin weist die Schicht 1 eine Dicke d ] _ auf, die im Querschnitt in Figur 1B zu sehen ist.
Nach dem Auftragen der Schicht 1 wird ein Erwärmungsschritt zur Ausheilung der Schicht 1 durchgeführt. Beispielsweise findet eine Erwärmung auf eine Temperatur im Bereich von 200°C-300°C, beispielsweise bei 250 °C, statt.
Beispielsweise wird auf die ausgeheizte Schicht 2 eine weitere Schicht 12 zur Ausbildung der Abdeckung 13
aufgebracht. Die weitere Schicht 12 erhält ihre Formgebung durch die ausgeheizte Schicht 2 und ist insbesondere
komplementär zur ausgeheizten Schicht 2 geformt. Nach dem Auftragen der weiteren Schicht 12 wird die ausgeheizte
Schicht 2 beispielsweise entfernt, so dass ein Hohlraum verbleibt, in dem die Bauelementstruktur angeordnet ist. Die weitere Schicht 12 bildet dann die Abdeckung 13 oder einen
Teil der Abdeckung 13. Beispielsweise können auf die weitere Schicht 12 noch ein oder mehrere zusätzliche Schichten für die Abdeckung aufgetragen werden. Durch das Erwärmen verändert sich die Geometrie der Schicht 1. Insbesondere weist die ausgeheizte Schicht 2 nun eine Kuppelform auf, so dass auch die später darauf aufgebrachte Abdeckung kuppeiförmig ausgebildet ist. Die Geometrie der kuppeiförmigen, ausgeheizten Schicht 2 kann durch ihren
Krümmungsradius charakterisiert werden, insbesondere durch ihren Krümmungsradius T2 an ihrem höchsten Punkt. Die
Stabilität einer Abdeckung ist umso größer, umso geringer der Krümmungsradius ist.
Bei Unterschreitung eines minimalen Krümmungsradius beginnt das Material, auf dem Trägersubstrat beim Erwärmen zu
verlaufen. Bei der abgebildeten ausgeheizten Schicht 2 ist dies der Fall. Wie in den Figuren 1A und 1B zu sehen ist, ist die laterale Ausdehnung I2 der ausgeheizten Schicht 2 größer als die laterale Ausdehnung 1 ] _ der ursprünglich aufgetragenen Schicht 1. Dieses Verlaufen führt dazu, dass sich der
Krümmungsradius wieder vergrößert. Würde kein Verlaufen stattfinden, ergäbe sich eine ausgeheizten Schicht 3 mit einem deutlich kleineren Krümmungsradius r3 und somit eine stabilere Abdeckung. Diese hypothetische Schicht 3 weist die gleiche laterale Ausdehnung auf wie die ursprünglich
aufgetragene Schicht 1. Der Krümmungsradius r3 dieser Schicht 3 ist allerdings kleiner als ein minimaler Krümmungsradius, bei dem gerade noch kein Verlaufen stattfindet.
Üblicherweise wird bei einer vorgegebenen lateralen
Ausdehnung der Schicht die Dicke der Schicht möglichst groß gewählt, so dass der Krümmungsradius möglichst klein wird, aber gerade noch kein Verlaufen der Schicht stattfindet. Bei einem Trägersubstrat auf dem mehrere Bauelementstrukturen angeordnet sind, die mit mehreren Abdeckungen versehen werden, wird üblicherweise die Dicke der Schichten
einheitlich gewählt. Beispielsweise wird die einheitliche Dicke im Hinblick auf die Schicht mit der geringsten
lateralen Ausdehnung möglichst groß gewählt, so dass bei dieser Schicht gerade kein Verlaufen stattfindet. Für die Schichten mit einer größeren lateralen Ausdehnung ergeben sich in diesem Fall keine optimalen Dicken und damit keine optimalen Krümmungsradien. Somit wird nicht für alle
Abdeckungen eine optimale Stabilität erreicht.
Nachfolgend werden Ausführungsformen für ein Verfahren zur Herstellung einer Abdeckung und für Schichten zur Aufbringung einer Abdeckung erläutert, mit denen der Krümmungsradius der Abdeckung bei vorgegebener Dicke und lateraler Ausdehnung einer Schicht optimiert werden kann.
Die Figuren 2A und 2B zeigen in einer Aufsicht und im
Querschnitt eine erste Ausführungsform einer Schicht 1 zum Aufbringen einer Abdeckung und eines Verfahrens zur
Herstellung einer Abdeckung.
Die Schicht 1 und das Verfahren zur Herstellung einer
Abdeckung sind ähnlich wie in den Figuren 1A und IB. Im
Unterschied zu der Schicht 1 aus den Figuren 1A und 1B die hier gezeigte Schicht 1 Ausnehmungen 5 auf.
Beispielsweise werden die Ausnehmungen 5 in einem
lithographischen Verfahren erzeugt.
Die Ausnehmungen 5 sind in der gezeigten Ausführungsform als durchgehende Löcher ausgebildet. Insbesondere führen die Ausnehmungen 5 von einer Oberseite der Schicht 1 bis zum Trägersubstrat 4 hindurch. In einer anderen Ausführungsform können die Ausnehmungen nur teilweise durch die Schicht 1 hindurchführen, so dass sie nicht bis zum Trägersubstrat 4 reichen. Dies hat den Vorteil, dass die Ausnehmungen
schneller durch das Material der Schicht 1 aufgefüllt werden. Insbesondere kann dabei leichter eine glatte Oberfläche der ausgeheizten Schicht 2 erzielt werden. Derartige Ausnehmungen können durch ein lithographisches Verfahren ausgebildet werden, beispielsweise mit Hilfe einer Graumaske. Die
Graumaske kann dabei sehr feine Löcher aufweisen, die nicht aufgelöst werden.
Die Ausnehmungen 5 weisen in der Aufsicht eine kreisförmige Umfangslinie auf. Die Ausnehmungen 5 sind regelmäßig, insbesondere an den Kreuzungspunkten eines regelmäßigen
Gitters, angeordnet.
Beim Erwärmen der Schicht 1 fließt ein Teil des Materials der Schicht 1 in die Ausnehmungen 5 hinein. Vorzugsweise werden die Ausnehmungen 5 komplett ausgefüllt, so dass die Schicht nach dem Erwärmen eine glatte Oberfläche aufweist. Aufgrund des Hineinfließens des Materials in die Ausnehmungen
verringert sich die mittlere und auch die maximale
Schichtdicke d2 ·
Im gewählten Beispiel ist die Schichtdicke d2 der
ausgeheizten Schicht 2 geringer als die Schichtdicke d ] _ der ursprünglich aufgebrachten Schicht 1. Die laterale Ausdehnung 12 der ausgeheizten Schicht 2 ist ungefähr gleich der
lateralen Ausdehnung 1 ] _ der ursprünglich aufgebrachten
Schicht 1. Insbesondere sind die Ausnehmungen 5 derart gewählt, dass kein oder nur in geringem Maße ein Verlaufen des Materials auftritt.
Durch eine Variation der Anzahl, Größe und Form der
Ausnehmungen 5 kann der Krümmungsradius der ausgeheizten Schicht 2 bei einer vorgegebenen lateralen Ausdehnung 1 ] _ und bei einer vorgegebenen Dicke d ] _ der ursprünglich
aufgebrachten Schicht 1 variiert werden. Insbesondere ist eine derartige Variation möglich, ohne dass ein Verlaufen der Schicht 1 auftritt, so dass die laterale Ausdehnung I2 der ausgeheizten Schicht 2 der lateralen Ausdehnung 1 ] _ der ursprünglich aufgebrachten Schicht 1 entspricht. In diesem Fall entspricht die Variation des Krümmungsradius einer Variation der Dicke d2 ·
Nach dem Erwärmungsschritt wird eine Abdeckung 13 auf die Schicht 2 aufgebracht. Die Abdeckung 13 weist wenigstens eine weitere Schicht 12 auf, kann aber auch mehrere Schichten aufweisen. Die Abdeckung 13 erhält eine Geometrie
komplementär zur Geometrie der ausgeheizten Schicht 2. Die Schicht 2 wird beispielsweise nach dem Aufbringen der weiteren Schicht 12 der Abdeckung 13 entfernt, so dass unter der Abdeckung 13 ein Hohlraum verbleibt.
Die Figuren 3A und 3B zeigen in einer Aufsicht und im
Querschnitt eine zweite Ausführungsform einer Schicht 1 zum Aufbringen einer Abdeckung und eines Verfahrens zur
Herstellung einer Abdeckung.
Im Unterschied zu der Ausführungsform der Figuren 2A und 2B sind die Ausnehmungen 5 in der Schicht 1 länglich
ausgebildet. Die Ausnehmungen 5 verlaufen in eine gemeinsame Richtung und sind in regelmäßigen Abständen voneinander angeordnet. Insbesondere sind die Ausnehmungen 5 in einer Richtung senkrecht zur gemeinsamen Verlaufsrichtung in nebeneinander angeordnet.
Die ausgeheizte Schicht 2 weist eine geringere Dicke d2 auf als die ursprünglich aufgebrachte Schicht 1. Die lateralen Ausdehnungen 1 ] _, I2 der Schichten 1, 2 vor und nach dem
Erwärmen sind identisch. Die Figuren 4A und 4B zeigen in einer Aufsicht und im
Querschnitt eine Ausführungsform von Schichten 7, 9 zum
Aufbringen mehrerer Abdeckungen 14, 15 und eines Verfahrens zur Herstellung mehrerer Abdeckungen 14, 15 auf einem
Trägersubstrat 4.
Auf dem Trägersubstrat 4 (siehe Figur 4B) sind beispielsweise mehrere Bauelementstrukturen (nicht abgebildet) nebeneinander angeordnet, die durch mehrere Abdeckungen 14, 15 abgedeckt werden sollen. Beispielsweise handelt es sich um ein
Bauelement 16 auf Waferlevel, das in einem späteren
Verfahrensschritt in einzelne Bauelemente separiert wird.
Es werden nebeneinander mehrere Schichten 6, 9 auf das
Trägersubstrat 4 aufgebracht, die mehrere Bauelement ¬ strukturen abdecken. Die lateralen Ausdehnungen lg, lg der Schichten 6, 9 sind beispielsweise durch die lateralen
Ausdehnungen der jeweiligen Bauelementstrukturen vorgegeben. Die Dicken der Schichten dg, dg sind identisch gewählt, so dass die Schichten 6, 9 auf einfache und kostengünstige Weise in einem gemeinsamen Verfahrensschritt aufgebracht werden können. Insbesondere kann dies in einem lithographischen Verfahren erfolgen. Anschließend werden die Schichten 6, 9 erwärmt. Die Dicken dg, dg der ursprünglich aufgebrachten Schichten 6, 9 sind beispielsweise so gewählt, dass die ausgeheizte Schicht 7, die aus der Schicht 6 mit der größten lateralen Ausdehnung lg gebildet wird, einen optimalen Krümmungsradius und damit eine optimale mechanische Stabilität erhält. Die Schicht 6 wird beispielsweise ohne Ausnehmungen ausgebildet. Um auch für die Schicht 9 mit der kleineren lateralen
Ausdehnung dg einen optimalen Krümmungsradius zu erzielen, wird diese Schicht 9 mit Ausnehmungen 5 ausgebildet.
Insbesondere bewirken die Ausnehmungen 5, dass kein Verlaufen des Materials der Schicht 9 auftritt. Beispielsweise sind die Krümmungsradien r ] _4, r ] _5 der ausgeheizten Schichten 7, 10 und entsprechend der anschließend darauf aufgebrachten weiteren Schichten 8, 11 zur Ausbildung der Abdeckungen 14, 15 identisch oder zumindest ähnlich.
Das beschriebene Verfahren erlaubt es, optimale
Krümmungsradien für mehrere Abdeckungen 14, 15
unterschiedlicher lateraler Ausdehnungen bei einem
Dünnschicht-Package zu erzielen. Somit erhält jede der
Abdeckungen 14, 15 eine möglichst gute Stabilität.
Insbesondere richtet sich die Dicke der aufgetragenen
Schichten nach der Bauelementstruktur mit der größten
lateralen Ausdehnung und nicht mehr nach der
Bauelementstruktur mit der kleinsten lateralen Ausdehnung. Auf diese Weise erhalten auch große Bauelementstrukturen eine Abdeckung mit guter mechanischer Stabilität.
Schicht
ausgeheizte Schicht
hypothetische, ausgeheizte Schicht
Trägersubstrat
Ausnehmung
erste Schicht
erste ausgeheizte Schicht
erste weitere Schicht
zweite Schicht
zweite ausgeheizte Schicht
zweite weitere Schicht
weitere Schicht
Abdeckung
erste Abdeckung
zweite Abdeckung
Bauelement
Krümmungsradius der ausgeheizten Schicht
Krümmungsradius der hypothetischen, ausgeheizten Schicht laterale Ausdehnung der Schicht
laterale Ausdehnung der ausgeheizten Schicht
Dicke der Schicht
Dicke der ausgeheizten Schicht
laterale Ausdehnung der ersten Schicht
laterale Ausdehnung der ersten ausgeheizten Schicht
Dicke der ersten Schicht
Dicke der ersten ausgeheizten Schicht
laterale Ausdehnung der zweiten Schicht
laterale Ausdehnung der zweiten ausgeheizten Schicht
Dicke der zweiten Schicht d]_Q Dicke der zweiten ausgeheizten Schicht r]_4 Krümmungsradius der ersten Abdeckung r]_5 Krümmungsradius der zweiten Abdeckung