• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Eswerden ein Verfahren und eine Anordnung zur Prüfung der Dichtigkeit von Bondverbindungenbeschrieben, die darin bestehen, daß auf dem zu verbindenden ScheibenpaarStellen vorgesehen werden, an denen bei der Scheibenverbindung zusätzlich hermetisch abgeschlosseneHohlräumeentstehen, wie sie z. B. bei mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) üblich sind.In diesen Hohlräumenbefindet sich jeweils eine Drucksensorstruktur und eine Struktur,mit deren Hilfe der Innendruck der Kavität von außen verändert werden kann. Im einfachstenFall besteht letztere aus Metallbahnen mit verengtem Querschnitt,die nach dem Prinzip einer Schmelzsicherung aufgebaut sind und beiErzeugung eines Stromflusses über dienach außerhalbder KavitätführendenElektroden schmelzen bzw. verdampfen. Die zeitliche Änderungdes verändertenInnendrucks wird messend verfolgt.
    公开号:DE102004011035A1
    申请号:DE200410011035
    申请日:2004-03-06
    公开日:2005-09-22
    发明作者:Ronald Kumst
    申请人:X Fab Semiconductor Foundries GmbH；
    IPC主号:B81C99-00
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Qualitätsüberwachung,d.h. eine Dichtigkeitsprüfungvon Scheibenbondverbindungen wie sie insbesondere zur Herstellungvon MEMS angewendet werden (z.B. Banden von Glas- und Siliziumscheibezur Erzeugung hermetisch dichter Hohlräume (Kavitäten), in denen sich der mikromechanischeSensorteil befindet. Solche Sensorteile fordern eine absolute Dichtigkeitdes Hohlraumes, denn Zuverlässigkeitund Lebensdauer des Bauelementes sind in hohem Maße von derDichtigkeit der Scheibenverbindung abhängig.
    [0002] ImNormalfall wird so vorgegangen, daß bei der Ausarbeitung desBondverfahrens mit Hilfe von speziellen Kontrollmethoden, z.B. auchmittels Infrrotmikroskopie die Dichtigkeit geprüft wird und in Abhängigkeitdavon die Verfahrenspaeameter optimiert werden. Undichtigkeiten,welche sich im laufenden Fertigungsbetrieb ergeben können, zeigensich erst viel späterdurch Datenänderungder fertigen Bauelemente.
    [0003] DasAussortieren fertiger Bauelemente ist immer ein sehr teures Verfahren.
    [0004] Esist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der Dichtigkeitsprüfung anzugeben,welches in relativ kurzer Zeit zu einem sicheren Ergebnis führt, so daß es imRahmen der Fertigungskontrolle im Scheibenprozeß angewendet werden kann.
    [0005] Gelöst wirddie Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
    [0006] DerGegenstand des Anspruchs 1 weist die Vorteile auf, daß fehlerhafteScheibenverbindungen unmittelbar nach dem Bondprozeß erkanntund so frühzeitigaus dem Prozeß ausgeschleustwerden können.Dadurch werden Fertigungskosten eingespart und die Langzeitzuverlässigkeitder Bauelemente wird erhöht.
    [0007] Dadie Bewertung generell von Innen erfolgt, haben Umwelteinflüsse keinenoder nur sehr geringen Einfluß aufdie Druckbewertung der Kavität.Der Aufwand bezüglichder Testausrüstungist relativ gering.
    [0008] VorteilhafteAusgestaltungen des Gegenstandes des Anspruchs 1 sind in den Unteransprüchen angegeben.
    [0009] DieErfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahmeder Zeichnung erläutert.
    [0010] 1 zeigtschematisch den Aufbau der Teststruktur im Schnitt. Durch die Verbindungder Basisscheibe (1) mit der Deckscheibe (2) wird über den vorherin der Basisscheibe erzeugten Strukturen, der drucksensiven Struktur(3) und der Schmelzstruktur (4) ein Hohlraum (5)geschaffen. Die elektrischen Stromleitbahnen (6) führen vonden Strukturen (3) und (4) im Hohlraum (5)zu den zugehörigenKontaktierinselen (7) und (8) nach außen. Durcheinen Strom, eingeprägt über dieKontaktierinsel (8), schmilzt und verdampft die Struktur(4) und bewirkt eine Druckänderung im Hohlraum (5),die mittels der drucksensiven Struktur (3) über dieAnschlüsse(7) gemessen werden kann. Der zeitliche Verlauf der gemessenenDruckwerte gibt Aufschluß über dieDichtigkeit der Scheibenverbindung. Die Verteilung solcher Teststrukturzellenauf der Basisscheibe, respektive auf dem Scheibenverbund entsprichtz.B. den Prinzipien der Fertigungskontrolle, wenn das Verfahrenzur Qualitätsüberwachungbei der MEMS-Waferfertigung eingesetzt wird.
    [0011] Esist auch ein Einsatz der Teststruktur als vereinzeltes Element oderim Verband mit einem MEMS möglich;paralleler Einsatz z.B. in sicherheitsrelevanten MEMS-Bauelementenals sogenannte „Online-Überwachnung".
    11 Basisscheibe 2 Deckscheibemit Einsenkungen 3 druckempfindlicheStruktur 4 Schmelzstruktur 5 Hohlraum(Kavität) 6 elektrischeLeitbahnen 7 Kontaktierinselfür druckempfindlicheStruktur 8 Kontaktierinselfür Schmelzsstruktur
    权利要求:
    Claims (5)
    [1] Verfahren zur Bewertung der Dichtigkeit von Scheibenverbindungen,insbesondere beim Bonden von Scheiben zur Herstellung von mikroelektromechanischenStrukturen (MEMS), bei denen sich der mikromechanische Sensorteilin einem hermetisch dicht geschlossenen Hohlraum (Kavität) (5)befindet, dadurch gekennzeichnet, daß verteilt auf die Scheibenfläche an bestimmtenStellen zusätzlichzu den MEMS mikromechanische Sensorstrukturen (3) und benachbartzu diesen Schmelzstrukturen (4) mit elektrischen Leitbahnen(6) und außerhalbder Kavitätliegenden Kontaktierinseln (7) und (8) so hergestelltwerden, daß jeweilsein mikromechanischer Sensor (3) und eine Schmelzstruktur(4)nach der Scheibenverbindung mit der die Hohlräume für die MEMS und die Teststrukturbildenden Deckscheibe (2) in ein und demselben Hohlraum(5) zu liegen kommen, daß nach dem Scheibenverbindungsprozeß zum Zweckder Dichtigkeitsprüfung über die elektrischenAußenkontakte(8) mittels eines Stromes die Schmelzstruktur (4)zum Schmelzen gebracht wird, wodurch eine Druckänderung im Innenbereich desHohlraumes (5) erzeugt wird, welche in ihrem zeitlichenVerlauf mit Hilfe der Sensorstruktur(3) gemessen wird.
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß dieunter dem verändertenDruck stehende Teststruktur gezielt gestresst wird (Temperatur/Feuchte/mechanischusw.) und durch Vergleich der Meßwerte der drucksensitivenStruktur (3) vor und nach dem Stress Aussagen zur Zuverlässigkeit gewonnenwerden.
    [3] Teststruktur, die nach dem Verfahren gemäß Anspruch1 arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzstruktur (4)aus Metall besteht, und die bei Stromfluß schmelzenden Teile im Innenbereich (5)mäanderförmig verlaufen.
    [4] Teststruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,daß dieseaus Aluminium besteht.
    [5] Teststruktur nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,daß mehrereSchmelzstellen in einer Schmelzstruktur (4) vorhanden sind,wobei die Sollschmelzstellen durch das Design der Struktur definiertsind, wodurch der Schmelzvorgang in begrenzter Anzahl nacheinanderwiederholt werden kann.
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    同族专利:
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-09-22| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2006-11-02| 8364| No opposition during term of opposition|
    2014-01-09| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20131001 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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