マイクロマシニング構成素子及びマイクロマシニング構成素子を製作するための方法
【課題】マイクロマシニング構成素子の機能欠陥を招く大きな圧力負荷及び剪断力を吸収するための機械的に安定した接触部を提供する。
【解決手段】第１のウェハである機能層２と、それに対応する第２のウェハであるキャップウェハ３とにおいて、機能層２の機能範囲５を取り囲むように、機能層２に設けた溝６と、キャップウェハ３に設けたピン構造７とが勘合している。
【解決手段】第１のウェハである機能層２と、それに対応する第２のウェハであるキャップウェハ３とにおいて、機能層２の機能範囲５を取り囲むように、機能層２に設けた溝６と、キャップウェハ３に設けたピン構造７とが勘合している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロマシニング構成素子、特にマイクロマシニングセンサであって、第１のウェハ及び第２のウェハを有しており、第１のウェハが少なくとも１つの構造要素を有しており且つ第２のウェハが少なくとも１つの対応構造要素を有している形式のものに関する。更に本発明は、前記マイクロマシニング構成素子を製作するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような形式のマイクロマシニング構成素子は一般に公知である。例えば、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００３７８２１号明細書から公知のマイクロマシニング構成素子は、２つの対向位置する機能層を有しており、これらの機能層は結合媒体層を介して作用結合されており、更に、当該機能層は前記作用結合領域に凹所を有している。機能層間で、これらの機能層の主要延在平面に対して平行に生じる相対運動は、前記作用結合によってしか防止されない。但し特に、当該のマイクロマシニング構成素子のキャップ付与に際しては比較的大きな圧力及び力が発生するので、前記層は大きな圧力負荷及び剪断力に晒されている。極端なケースでは、このことは作用結合部における亀裂形成、層間の付着損失、機能範囲の不密性及び／又はマイクロマシニング構成素子の機能欠陥を招く。前記のような力を吸収するための機械的に安定した接触部は、従来技術では設けられていない。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００３７８２１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、公知の欠点を回避することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題を解決するために本発明では、第１のウェハの主要延在平面に対して平行な、第１のウェハの第２のウェハに対する相対運動が、主として前記構造要素と対応構造要素との間に圧縮負荷又は引張り負荷を生ぜしめるように、前記構造要素及び対応構造要素が形成されているようにした。
【０００５】
更に、前記課題を解決するために本発明では、第１の方法ステップにおいてキャップウェハに第１の保護層を付与し且つ構造化し、第３の方法ステップにおいて前記キャップウェハをエッチングし、第４の方法ステップにおいて前記第１の保護層を少なくとも部分的に除去し、第５の方法ステップにおいて前記キャップウェハを改めてエッチングし、第９の方法ステップにおいて前記キャップウェハを機能層と結合し、これにより、ピン構造が前記機能層の溝に係合して、溝表面の少なくとも１部分領域に機械的な固着結合を生ぜしめるようにした。
【発明の効果】
【０００６】
それぞれ独立請求項に記載した、本発明によるマイクロマシニング構成素子及び該マイクロマシニング構成素子を製作するための方法は、従来技術と比較して、第１のウェハと第２のウェハとの間に、特にキャップウェハと機能層との間の剪断力に対して著しく安定した機械的な結合部が得られるという利点を有している。構造要素と対応構造要素とは、主要延在平面内での第１のウェハの第２のウェハに対する相対運動が、主として構造要素と対応構造要素との間の圧縮負荷又は引張り負荷をもたらすように形成されている。剪断力を圧縮負荷として吸収し且つ補償する構造要素及び対応構造要素を用いたウェハ間の剪断力の補償は、従来技術において剪断力の吸収について開示された材料接続的な結合部よりも、当然著しく高い安定性及び負荷能力を有している。更に、このような構造は慣例のスタンダードプロセスにおいて公知の手段で比較的簡単に延いては廉価に製作可能である。従来技術と比較して、有利にはウェハ間の材料接続部を形成するための別の方法ステップが省かれている。有利には、前記構造要素及び対応構造要素は、摩擦接続的及び／又は形状接続的な結合部が当該構造要素と対応構造要素との間、若しくは第１のウェハと第２のウェハとの間に、例えば構造要素と対応構造要素、若しくは第１のウェハと第２のウェハとが互いに押しつぶされることによって生じるように形成されている。当該のマイクロマシニング構成素子は、特に有利にはマイクロマシニングセンサを含んでいる。
【０００７】
従属請求項に記載した構成手段により、独立請求項に記載したマイクロマシニング構成素子の有利な改良が可能である。
【０００８】
本発明によるマイクロマシニング構成素子の有利な構成では、第１のウェハが更に構造要素を有しており且つ第２のウェハが更に対応構造要素を有しており、これらの構造要素と対応構造要素とが、主要延在平面に対して垂直な、第１のウェハの第２のウェハに対する相対運動が、主として別の圧縮負荷又は引張り負荷を、前記構造要素と対応構造要素との間に生ぜしめるように形成されている。これにより特に有利には、第１のウェハと第２のウェハとの間の相対運動も、主要延在平面に対して垂直に延びる圧縮負荷部及び／又は引張り負荷部により補償される。従って特に有利には、第１のウェハと第２のウェハとの間に作用する力成分が任意の方向で圧縮負荷及び／又は引張り負荷に変化可能なので、比較的大きな力が吸収される若しくは補償可能である。即ち、当該のマイクロマシニング構成素子は、従来技術との比較において、任意に方向付けられた外部圧力及び剪断力に対して著しく高い安定性を有している。
【０００９】
本発明によるマイクロマシニング構成素子の別の有利な構成では、第１及び／又は第２のウェハが、シール領域によって包囲された機能範囲を有しており、この機能範囲は、有利には主要延在平面内で完全にシール領域により取り囲まれている。更に、この包囲型のシール領域は、機能範囲内の雰囲気、特に過剰圧力又は負圧の完全なシールを、第１及び第２のウェハ間、構造要素と対応構造要素との間及び／又は別の構造要素と別の対応構造要素との間の平らな接触部により、特に結合媒体を介して可能にする。有利には、第２のウェハと第１のウェハとは、これらの第１及び第２のウェハ間の直接的な機械的な接触部が、圧縮負荷又は引張り負荷領域及び／又はシール領域だけに、特に結合媒体を介して設けられているように、互いに間隔をあけられている。従って、有利には圧縮負荷又は引張り負荷領域における結合媒体の最適な押しつぶしが可能となり且つ／又は第１及び第２のウェハ間に場合によっては生じる微粒子が、ウェハ相互の相対的な位置及び位置調整並びに接着クオリティーにネガティブな影響を及ぼすことはない。これにより、特に有利には製作誤差が著しく向上される。特に有利には、機能範囲の電気的な接触接続用の埋設された導体路構造が設けられている。
【００１０】
本発明によるマイクロマシニング構成素子の更に別の有利な構成では、少なくとも１つの構造要素及び／又は対応構造要素のシール領域及び／又は少なくとも１部分領域に、結合媒体、特にシールガラスが付与され、この場合、この結合媒体は機能範囲をシールするために設けられており、特に第１のウェハと第２のウェハとの間の機械的な固着結合を生ぜしめる。有利には、シール領域に結合媒体を付与することにより、機能範囲の雰囲気のシールが簡単に可能になる。結合媒体を部分的に圧縮負荷又は引張り負荷領域、構造要素、別の構造要素、対応構造要素及び／又は別の対応構造要素に配置することにより、第１及び第２のウェハ間の機械的な固着結合、特に接着結合が保証されると同時に、構造要素、別の構造要素、対応構造要素及び／又は別の対応構造要素間に直接的な圧縮負荷部が、有利にはシールガラスを介して設けられている。
【００１１】
本発明によるマイクロマシニング構成素子の更に別の有利な構成では、構造要素及び／又は別の構造要素が少なくとも部分的に溝として形成されており、対応構造要素及び／又は別の対応構造要素が少なくとも部分的にピン構造として形成されており、このピン構造は少なくとも部分的に前記溝に係合するように設けられており、この場合、特に前記溝及び／又はピン構造は、機能範囲を主要延在平面内で完全に取り囲んでいる。有利には、圧縮負荷又は引張り負荷領域及びシール領域は、第１及び第２のウェハの共通の溝及びピン構造によって可能となり、この場合、機能領域を完全に取り囲む溝及びピン構造は、前記ウェハ間の相対的な剪断力に最大限に耐えられる、ウェハの機械的な位置固定を生ぜしめる。溝表面とピン構造表面との間の結合媒体の有利な付与に基づき、この結合媒体はシール剤として働くと同時に、第１及び第２のウェハ間に機械的な固着結合、特に接着結合を生ぜしめるために働く。特に有利には、付加的に溝及びピン構造の外位に、第１及び第２のウェハ間の少なくとも１つの別の機械的な接触部が設けられている。
【００１２】
本発明によるマイクロマシニング構成素子の更に別の有利な構成では、機能範囲が少なくとも１つの可動のエレメントを有しており、この可動のエレメントは第１及び／又は第２のウェハに対して可動に設けられており、しかも、第１及び／又は第２のウェハは、第１の主要延在平面に対して垂直に運動する構造体の最大変位の機械的な制限部として働くストッパを有している。有利にはこのストッパによって、可動の構造体の最大変位を良好に規定することができ、これにより、可動の構造体の過剰変位に際する過剰伸長若しくは過剰負荷による、当該の可動の構造体の損傷が防止される。
【００１３】
本発明によるマイクロマシニング構成素子の更に別の有利な構成では、第１のウェハが機能層を有しており且つ第２のウェハがキャップウェハを有しているか、又は第１のウェハがキャップウェハを有しており且つ第２のウェハが、有利には半導体材料、特に有利にはシリコンから成る機能層を有している。従って有利には、コンベンショナルな機能層のキャップ付与が、従来技術に対する前記利点を備えたマイクロマシニング構成素子によって可能になる。
【００１４】
本発明は更に、マイクロマシニング構成素子を製作するための方法を対象としており、第１の方法ステップにおいて、キャップウェハに第１の保護層を付与し且つ構造化し、第３の方法ステップにおいてキャップウェハをエッチングし、第４の方法ステップにおいて第１の保護層を少なくとも部分的に除去し、第５の方法ステップにおいてキャップウェハを改めてエッチングし、第９の方法ステップにおいて、ピン構造が機能層の溝に係合し且つ溝表面の少なくとも１部分領域に機械的な固着結合部が生じるように、キャップウェハを機能層と結合する。有利には、特に剪断力に対して従来技術と比べて著しく安定した機械的な結合部が、キャップウェハと機能層との間で可能になると同時に、機能範囲の雰囲気のシールが行われる。特に、ピン・溝構造が設けられており、この場合、ピンは溝に突入して係止する。
【００１５】
有利な改良では、第１の方法ステップの後の第２の方法ステップにおいて、マスキング層及び／又は第２の保護層をキャップウェハに付与し且つ構造化し、第６の方法ステップにおいて前記マスキング層及び／又は第２の保護層を除去し、第７の方法ステップにおいてピン構造を形成するためにキャップウェハの別のエッチング過程を実施し、第９の方法ステップの前に第８の方法ステップにおいて、第１の保護層を選択的に除去する。これにより有利には、機能層とキャップウェハとの間の直接的な接触を可能にする、キャップウェハのストッパが簡単に製作される。このようにして、特に前記ストッパ構造は、可動の構造体の上位で、これらの可動の構造体に対して正確に規定された間隔をあけて、キャップウェハにおいて位置決め可能である。
【００１６】
本発明によるマイクロマシニング構成素子の更に別の有利な構成手段では、第８及び第９の方法ステップ間に第１０の方法ステップが挿入され、この場合、ピン構造に結合媒体を付与する。有利には、この結合媒体は溝とピン構造との間の中間室に適合しており、延いてはキャップウェハと機能層との間の機械的な固着結合をもたらす。
【００１７】
本発明によるマイクロマシニング構成素子の更に別の有利な構成手段では、第１０の方法ステップが、結合媒体としてのガラス、特にシールガラスの付与を含んでおり、この場合、前記ガラスはスクリーン印刷プロセスで付与され且つプレベークプロセスでガラス化される。これにより有利には、結合媒体を用いたキャップウェハと機能層との結合法が簡単に実現化される。
【００１８】
本発明によるマイクロマシニング構成素子の更に別の有利な構成手段では、第１の方法ステップにおけるキャップウェハへの第１の保護層の付与と構造化との間に、部分方法ステップが挿入され、この場合、第３の保護層、例えばアルミニウム層を付与し且つ構造化し、更に、第５の方法ステップと第６の方法ステップとの間に、前記第３の保護層を除去するための第１１の方法ステップが挿入される。従って有利には、キャップウェハに別の機械的な接触領域が生ぜしめられ、これにより、完成したマイクロマシニング構成素子の機能層によるキャップウェハの支持が可能になる。第３の保護層を付与し且つ構造化することにより、支持部は簡単に寸法決めされ且つ機能層の対応する接触構造に適合される。
【００１９】
本発明によるマイクロマシニング構成素子の更に別の有利な構成手段では、第７及び第８の方法ステップ間又は第８及び第９の方法ステップ間に、第１２及び第１３の方法ステップが挿入され、この場合、第１２の方法ステップにおいて、第１の主要延在平面に対して平行な別の主要延在平面をそれぞれ有する、キャップウェハの第１の表面と第２の表面とに第４の保護層を設け、第１３の方法ステップにおいてキャップウェハにエッチング部をエッチングし且つ／又はトレンチし、この場合、エッチング過程は、特に第１の主要延在平面に対して垂直な第１の方向及び／又はこの第１の方向に対して逆平行の第２の方向から実施し、この場合有利には、当該エッチング部の前記第１の方向に対して平行な伸長は、キャップウェハの前記第１の方向に対して平行な伸長に等しい。有利には、キャップウェハのエッチングは、機能層の電気的な接触接続を、特にこの機能層に設けられたボンディングパッドにより可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。
【００２１】
異なる図面において、同一構成部材には常に同一符号を付してあるので、通常は一回ずつしか説明しない。
【００２２】
図１には、本発明によるマイクロマシニング構成素子１の第１実施例が概略的な側面図で示されており、このマイクロマシニング構成素子１は、機能層２とキャップウェハ３とを有しており、このキャップウェハ３は機能層２の第１の主要延在平面４に対して平行に位置調整されており、機能層２は機能範囲５を有しており、この機能範囲５は、機能層２に設けられた、第１の主要延在平面４に対して垂直な溝６によって少なくとも部分的に取り囲まれており、更に、キャップウェハ３は第１の主要延在平面４に対して垂直なピン構造７を有しており、このピン構造７は、前記溝６に係合しており且つ少なくとも１部分領域において溝表面と機械的に固着結合されている。ピン構造７と溝６とは、構造要素２″及び別の構造要素２′、並びに対応構造要素３″及び別の対応構造要素３′を有している。溝‐ピン構造６，７のシール及び圧縮負荷領域又は引張り負荷領域６′は、特に結合媒体１２、有利にはシールガラスを有しており、このシールガラスは、キャップウェハ３と機能層２の溝６の領域との間の空間を満たして、キャップウェハ３と機能層２との間の気密にシールされた機械的な固着結合部を形成する。更に、キャップウェハ３と機能層２とは、複数の部分領域において有利には直接的な接触部８を有している。機能範囲５は、特に不動のエレメント６０と可動のエレメント９とを有しており、この場合、可動のエレメント９はキャップウェハ３及び／又は機能層２に対して可動に設けられており、この場合、キャップウェハ３はストッパ１０を有しており、このストッパ１０は、第１の主要延在平面４に対して垂直な可動の構造９の最大変位１１の機械的な制限部として働く。更に、マイクロマシニング構成素子１は、機能範囲５の接触接続用に埋設された導体路構造２３を有しており、この場合、特に可動のエレメント９及び／又は不動のエレメント６０が、導体路２３及びコンタクト構造２２を介して、機能層２の領域に設けられたコンタクト６１と電気的に接触接続可能である。有利には、結合媒体１２が付加的に直接的な接触部８の領域に配置されている。
【００２３】
図２には、本発明によるマイクロマシニング構成素子１の第２実施例の概略的な側面図が示されており、当該のマイクロマシニング構成素子１は、図１に示した第１実施例のマイクロマシニング構成素子とほぼ同じであり、この場合はキャップウェハ３と機能層２とが、これらのキャップウェハ３と機能層２との間の直接的な機械的接触部が単に溝‐ピン構造６，７だけに、特に結合媒体１２を介して設けられているように、互いに隔てられているに過ぎない。
【００２４】
図３には、本発明によるマイクロマシニング構成素子１の第３実施例が概略的な側面図で示されており、当該のマイクロマシニング構成素子１はほぼ、図１に示した第１実施例のマイクロマシニング構成素子に対応している。この場合、キャップウェハ３は付加的に別の機械的な接触部８を機能範囲５に有しており、この別の機械的な接触部８は、キャップウェハ３の付加的な別の対応構造要素３０を機械的に支持するために役立ち、特にキャップウェハ３が主要延在方向４に対して垂直に曲がることを防止する。
【００２５】
図４ａ〜図４ｅには、本発明によるマイクロマシニング構成素子の第１実施例を種々異なる先行構造に基づいて製作するための様々な方法ステップが概略的に示されており、この場合、図４ａに示した第１の先行構造に基づく第１及び第２の方法ステップにおいて、キャップウェハ３に第１の保護層２０と第２の保護層２１とがそれぞれ付与され且つ構造化され、図４ｂに示した第２の先行構造に基づく第３及び第４の方法ステップにおいて、キャップウェハ３にエッチング４０が施され且つ第１の保護層２０が少なくとも部分的に除去され、図４ｃに示した第３の先行構造に基づく第５の方法ステップにおいて、キャップウェハ３が改めてエッチング４１を施される。図４ｄに示した第４の先行構造に基づく第６及び第７の方法ステップでは、第２の保護層２１が少なくとも部分的に除去され且つピン構造７を形成するために、キャップウェハ３の別のエッチング過程４２が実施される。図４ｅに示した第５の先行構造に基づく第８、第９及び第１０の方法ステップでは、第１の保護層２０が選択的に除去され且つピン構造７に結合媒体、有利にはシールガラスが付与され、更に、ピン構造７が機能層２の溝６に係合し且つ機械的な固着結合が溝表面６′の少なくとも１部分領域に生じるように、キャップウェハ３が機能層２に結合される。
【００２６】
図５ａ〜図５ｅには、本発明によるマイクロマシニング構成素子の第２実施例を別の種々異なる先行構造に基づいて製作するための様々な方法ステップが概略的に示されており、この場合、図５ａに示した第６の先行構造に基づく第１及び第２の方法ステップ及び付加的な１部分方法ステップにおいて、キャップウェハ３に第１の保護層２０、第２の保護層２１及び第３の保護層１６がそれぞれ付与され且つ構造化される。図５ｂには、第７の先行構造に基づく第３及び第４の方法ステップが示されており、図５ｃには、第８の先行構造に基づく第５の方法ステップが示されている。図５ｄに示した第９の先行構造に基づく第６及び第７の方法ステップでは、第３の保護層１６及び第２の保護層２１、並びに機能範囲５の機械的な支持部３の領域３０における第１の保護層２０が除去され且つピン構造７を形成するために、キャップウェハ３の別のエッチング過程４２が実施される。第８、第９及び第１０の方法ステップは、図５ｅにおいて第１０の先行構造に基づき示されている。
【００２７】
図６ａ〜図６ｃには、本発明によるマイクロマシニング構成素子の別の実施例を更に別の種々異なる先行構造に基づいて製作するための、更に別の様々な方法ステップが概略的に示されており、この場合、それぞれ図５ａ〜図５ｃに示した第１１、第１２及び第１３の先行構造に基づき、第７及び第８の方法ステップ間又は第８及び第９の方法ステップ間に、それぞれ第１２及び第１３の方法ステップが挿入される。第１２の方法ステップは、キャップウェハ３の表面への第４の保護層１９の付与を含んでおり、この場合、有利にはキャップウェハ３の両面１４，１５に、それぞれ主要延在平面４に対して垂直な方向１７，１８で付与することが規定されている。第１３の方法ステップは、キャップウェハ３にエッチング部１３を製作するための、例えば水酸化カリウム（ＫＯＨ）を用いた湿式化学エッチング及び／又はキャップウェハ３のトレンチ１３を含んでおり、この場合、図５ａには第１１の先行構造に基づく、主要延在平面４に対して垂直な方向１７からの、キャップウェハ３の片面１４からの湿式化学エッチング過程が示されており、図５ｂには第１２の先行構造に基づく、主要延在平面４に対してそれぞれ垂直な方向１７，１８からの、キャップウェハ３の両面１４，１５からの両面エッチング過程が示されており、第５ｃには第１３の先行構造に基づく、主要延在平面４に対して垂直な方向１７からの、キャップウェハ３のトレンチ過程が示されている。特に図５ｃに示した第１３の先行構造の形成については、図５ｂに示した第１２の先行構造の、例えば水酸化カリウムを用いた両面エッチング過程におけるエッチング時間が、両面１４，１５間に主要延在平面４に対して垂直なフランク（１１０平面）が形成されるように選択されるということが規定されている。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明によるマイクロマシニング構成素子の第１実施例の概略的な側面図である。
【図２】本発明によるマイクロマシニング構成素子の第２実施例の概略的な側面図である。
【図３】本発明によるマイクロマシニング構成素子の第３実施例の概略的な側面図である。
【図４】図４ａ〜図４ｅは、本発明によるマイクロマシニング構成素子の第１実施例を製作するための方法ステップを概略的に示した図である。
【図５】図５ａ〜図５ｅは、本発明によるマイクロマシニング構成素子の第３実施例を製作するための方法ステップを概略的に示した図である。
【図６】図６ａ〜図６ｃは、本発明によるマイクロマシニング構成素子の別の実施例を製作するための別の方法ステップの先行構造を概略的に示した図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ マイクロマシニング構成素子、 ２ 機能層、 ３ キャップウェハ、 ３′ 別の対応構造要素、 ３″ 対応構造要素、 ４ 主要延在平面、 ５ 機能範囲、 ６ 溝、 ６′ 溝表面、 ７ ピン構造、 ８ 接触部、 ９ 可動のエレメント、 １０ ストッパ、 １１ 最大変位、 １２ 結合媒体、 １３ エッチング部、 ２０ 第１の保護層、 ２１ 第２の保護層、 ２３ 導体路構造、 ４０ エッチング、 ４１ エッチング、 ６０ 不動のエレメント、 ６１ コンタクト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロマシニング構成素子、特にマイクロマシニングセンサであって、第１のウェハ及び第２のウェハを有しており、第１のウェハが少なくとも１つの構造要素を有しており且つ第２のウェハが少なくとも１つの対応構造要素を有している形式のものに関する。更に本発明は、前記マイクロマシニング構成素子を製作するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような形式のマイクロマシニング構成素子は一般に公知である。例えば、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００３７８２１号明細書から公知のマイクロマシニング構成素子は、２つの対向位置する機能層を有しており、これらの機能層は結合媒体層を介して作用結合されており、更に、当該機能層は前記作用結合領域に凹所を有している。機能層間で、これらの機能層の主要延在平面に対して平行に生じる相対運動は、前記作用結合によってしか防止されない。但し特に、当該のマイクロマシニング構成素子のキャップ付与に際しては比較的大きな圧力及び力が発生するので、前記層は大きな圧力負荷及び剪断力に晒されている。極端なケースでは、このことは作用結合部における亀裂形成、層間の付着損失、機能範囲の不密性及び／又はマイクロマシニング構成素子の機能欠陥を招く。前記のような力を吸収するための機械的に安定した接触部は、従来技術では設けられていない。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００３７８２１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、公知の欠点を回避することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題を解決するために本発明では、第１のウェハの主要延在平面に対して平行な、第１のウェハの第２のウェハに対する相対運動が、主として前記構造要素と対応構造要素との間に圧縮負荷又は引張り負荷を生ぜしめるように、前記構造要素及び対応構造要素が形成されているようにした。
【０００５】
更に、前記課題を解決するために本発明では、第１の方法ステップにおいてキャップウェハに第１の保護層を付与し且つ構造化し、第３の方法ステップにおいて前記キャップウェハをエッチングし、第４の方法ステップにおいて前記第１の保護層を少なくとも部分的に除去し、第５の方法ステップにおいて前記キャップウェハを改めてエッチングし、第９の方法ステップにおいて前記キャップウェハを機能層と結合し、これにより、ピン構造が前記機能層の溝に係合して、溝表面の少なくとも１部分領域に機械的な固着結合を生ぜしめるようにした。
【発明の効果】
【０００６】
それぞれ独立請求項に記載した、本発明によるマイクロマシニング構成素子及び該マイクロマシニング構成素子を製作するための方法は、従来技術と比較して、第１のウェハと第２のウェハとの間に、特にキャップウェハと機能層との間の剪断力に対して著しく安定した機械的な結合部が得られるという利点を有している。構造要素と対応構造要素とは、主要延在平面内での第１のウェハの第２のウェハに対する相対運動が、主として構造要素と対応構造要素との間の圧縮負荷又は引張り負荷をもたらすように形成されている。剪断力を圧縮負荷として吸収し且つ補償する構造要素及び対応構造要素を用いたウェハ間の剪断力の補償は、従来技術において剪断力の吸収について開示された材料接続的な結合部よりも、当然著しく高い安定性及び負荷能力を有している。更に、このような構造は慣例のスタンダードプロセスにおいて公知の手段で比較的簡単に延いては廉価に製作可能である。従来技術と比較して、有利にはウェハ間の材料接続部を形成するための別の方法ステップが省かれている。有利には、前記構造要素及び対応構造要素は、摩擦接続的及び／又は形状接続的な結合部が当該構造要素と対応構造要素との間、若しくは第１のウェハと第２のウェハとの間に、例えば構造要素と対応構造要素、若しくは第１のウェハと第２のウェハとが互いに押しつぶされることによって生じるように形成されている。当該のマイクロマシニング構成素子は、特に有利にはマイクロマシニングセンサを含んでいる。
【０００７】
従属請求項に記載した構成手段により、独立請求項に記載したマイクロマシニング構成素子の有利な改良が可能である。
【０００８】
本発明によるマイクロマシニング構成素子の有利な構成では、第１のウェハが更に構造要素を有しており且つ第２のウェハが更に対応構造要素を有しており、これらの構造要素と対応構造要素とが、主要延在平面に対して垂直な、第１のウェハの第２のウェハに対する相対運動が、主として別の圧縮負荷又は引張り負荷を、前記構造要素と対応構造要素との間に生ぜしめるように形成されている。これにより特に有利には、第１のウェハと第２のウェハとの間の相対運動も、主要延在平面に対して垂直に延びる圧縮負荷部及び／又は引張り負荷部により補償される。従って特に有利には、第１のウェハと第２のウェハとの間に作用する力成分が任意の方向で圧縮負荷及び／又は引張り負荷に変化可能なので、比較的大きな力が吸収される若しくは補償可能である。即ち、当該のマイクロマシニング構成素子は、従来技術との比較において、任意に方向付けられた外部圧力及び剪断力に対して著しく高い安定性を有している。
【０００９】
本発明によるマイクロマシニング構成素子の別の有利な構成では、第１及び／又は第２のウェハが、シール領域によって包囲された機能範囲を有しており、この機能範囲は、有利には主要延在平面内で完全にシール領域により取り囲まれている。更に、この包囲型のシール領域は、機能範囲内の雰囲気、特に過剰圧力又は負圧の完全なシールを、第１及び第２のウェハ間、構造要素と対応構造要素との間及び／又は別の構造要素と別の対応構造要素との間の平らな接触部により、特に結合媒体を介して可能にする。有利には、第２のウェハと第１のウェハとは、これらの第１及び第２のウェハ間の直接的な機械的な接触部が、圧縮負荷又は引張り負荷領域及び／又はシール領域だけに、特に結合媒体を介して設けられているように、互いに間隔をあけられている。従って、有利には圧縮負荷又は引張り負荷領域における結合媒体の最適な押しつぶしが可能となり且つ／又は第１及び第２のウェハ間に場合によっては生じる微粒子が、ウェハ相互の相対的な位置及び位置調整並びに接着クオリティーにネガティブな影響を及ぼすことはない。これにより、特に有利には製作誤差が著しく向上される。特に有利には、機能範囲の電気的な接触接続用の埋設された導体路構造が設けられている。
【００１０】
本発明によるマイクロマシニング構成素子の更に別の有利な構成では、少なくとも１つの構造要素及び／又は対応構造要素のシール領域及び／又は少なくとも１部分領域に、結合媒体、特にシールガラスが付与され、この場合、この結合媒体は機能範囲をシールするために設けられており、特に第１のウェハと第２のウェハとの間の機械的な固着結合を生ぜしめる。有利には、シール領域に結合媒体を付与することにより、機能範囲の雰囲気のシールが簡単に可能になる。結合媒体を部分的に圧縮負荷又は引張り負荷領域、構造要素、別の構造要素、対応構造要素及び／又は別の対応構造要素に配置することにより、第１及び第２のウェハ間の機械的な固着結合、特に接着結合が保証されると同時に、構造要素、別の構造要素、対応構造要素及び／又は別の対応構造要素間に直接的な圧縮負荷部が、有利にはシールガラスを介して設けられている。
【００１１】
本発明によるマイクロマシニング構成素子の更に別の有利な構成では、構造要素及び／又は別の構造要素が少なくとも部分的に溝として形成されており、対応構造要素及び／又は別の対応構造要素が少なくとも部分的にピン構造として形成されており、このピン構造は少なくとも部分的に前記溝に係合するように設けられており、この場合、特に前記溝及び／又はピン構造は、機能範囲を主要延在平面内で完全に取り囲んでいる。有利には、圧縮負荷又は引張り負荷領域及びシール領域は、第１及び第２のウェハの共通の溝及びピン構造によって可能となり、この場合、機能領域を完全に取り囲む溝及びピン構造は、前記ウェハ間の相対的な剪断力に最大限に耐えられる、ウェハの機械的な位置固定を生ぜしめる。溝表面とピン構造表面との間の結合媒体の有利な付与に基づき、この結合媒体はシール剤として働くと同時に、第１及び第２のウェハ間に機械的な固着結合、特に接着結合を生ぜしめるために働く。特に有利には、付加的に溝及びピン構造の外位に、第１及び第２のウェハ間の少なくとも１つの別の機械的な接触部が設けられている。
【００１２】
本発明によるマイクロマシニング構成素子の更に別の有利な構成では、機能範囲が少なくとも１つの可動のエレメントを有しており、この可動のエレメントは第１及び／又は第２のウェハに対して可動に設けられており、しかも、第１及び／又は第２のウェハは、第１の主要延在平面に対して垂直に運動する構造体の最大変位の機械的な制限部として働くストッパを有している。有利にはこのストッパによって、可動の構造体の最大変位を良好に規定することができ、これにより、可動の構造体の過剰変位に際する過剰伸長若しくは過剰負荷による、当該の可動の構造体の損傷が防止される。
【００１３】
本発明によるマイクロマシニング構成素子の更に別の有利な構成では、第１のウェハが機能層を有しており且つ第２のウェハがキャップウェハを有しているか、又は第１のウェハがキャップウェハを有しており且つ第２のウェハが、有利には半導体材料、特に有利にはシリコンから成る機能層を有している。従って有利には、コンベンショナルな機能層のキャップ付与が、従来技術に対する前記利点を備えたマイクロマシニング構成素子によって可能になる。
【００１４】
本発明は更に、マイクロマシニング構成素子を製作するための方法を対象としており、第１の方法ステップにおいて、キャップウェハに第１の保護層を付与し且つ構造化し、第３の方法ステップにおいてキャップウェハをエッチングし、第４の方法ステップにおいて第１の保護層を少なくとも部分的に除去し、第５の方法ステップにおいてキャップウェハを改めてエッチングし、第９の方法ステップにおいて、ピン構造が機能層の溝に係合し且つ溝表面の少なくとも１部分領域に機械的な固着結合部が生じるように、キャップウェハを機能層と結合する。有利には、特に剪断力に対して従来技術と比べて著しく安定した機械的な結合部が、キャップウェハと機能層との間で可能になると同時に、機能範囲の雰囲気のシールが行われる。特に、ピン・溝構造が設けられており、この場合、ピンは溝に突入して係止する。
【００１５】
有利な改良では、第１の方法ステップの後の第２の方法ステップにおいて、マスキング層及び／又は第２の保護層をキャップウェハに付与し且つ構造化し、第６の方法ステップにおいて前記マスキング層及び／又は第２の保護層を除去し、第７の方法ステップにおいてピン構造を形成するためにキャップウェハの別のエッチング過程を実施し、第９の方法ステップの前に第８の方法ステップにおいて、第１の保護層を選択的に除去する。これにより有利には、機能層とキャップウェハとの間の直接的な接触を可能にする、キャップウェハのストッパが簡単に製作される。このようにして、特に前記ストッパ構造は、可動の構造体の上位で、これらの可動の構造体に対して正確に規定された間隔をあけて、キャップウェハにおいて位置決め可能である。
【００１６】
本発明によるマイクロマシニング構成素子の更に別の有利な構成手段では、第８及び第９の方法ステップ間に第１０の方法ステップが挿入され、この場合、ピン構造に結合媒体を付与する。有利には、この結合媒体は溝とピン構造との間の中間室に適合しており、延いてはキャップウェハと機能層との間の機械的な固着結合をもたらす。
【００１７】
本発明によるマイクロマシニング構成素子の更に別の有利な構成手段では、第１０の方法ステップが、結合媒体としてのガラス、特にシールガラスの付与を含んでおり、この場合、前記ガラスはスクリーン印刷プロセスで付与され且つプレベークプロセスでガラス化される。これにより有利には、結合媒体を用いたキャップウェハと機能層との結合法が簡単に実現化される。
【００１８】
本発明によるマイクロマシニング構成素子の更に別の有利な構成手段では、第１の方法ステップにおけるキャップウェハへの第１の保護層の付与と構造化との間に、部分方法ステップが挿入され、この場合、第３の保護層、例えばアルミニウム層を付与し且つ構造化し、更に、第５の方法ステップと第６の方法ステップとの間に、前記第３の保護層を除去するための第１１の方法ステップが挿入される。従って有利には、キャップウェハに別の機械的な接触領域が生ぜしめられ、これにより、完成したマイクロマシニング構成素子の機能層によるキャップウェハの支持が可能になる。第３の保護層を付与し且つ構造化することにより、支持部は簡単に寸法決めされ且つ機能層の対応する接触構造に適合される。
【００１９】
本発明によるマイクロマシニング構成素子の更に別の有利な構成手段では、第７及び第８の方法ステップ間又は第８及び第９の方法ステップ間に、第１２及び第１３の方法ステップが挿入され、この場合、第１２の方法ステップにおいて、第１の主要延在平面に対して平行な別の主要延在平面をそれぞれ有する、キャップウェハの第１の表面と第２の表面とに第４の保護層を設け、第１３の方法ステップにおいてキャップウェハにエッチング部をエッチングし且つ／又はトレンチし、この場合、エッチング過程は、特に第１の主要延在平面に対して垂直な第１の方向及び／又はこの第１の方向に対して逆平行の第２の方向から実施し、この場合有利には、当該エッチング部の前記第１の方向に対して平行な伸長は、キャップウェハの前記第１の方向に対して平行な伸長に等しい。有利には、キャップウェハのエッチングは、機能層の電気的な接触接続を、特にこの機能層に設けられたボンディングパッドにより可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。
【００２１】
異なる図面において、同一構成部材には常に同一符号を付してあるので、通常は一回ずつしか説明しない。
【００２２】
図１には、本発明によるマイクロマシニング構成素子１の第１実施例が概略的な側面図で示されており、このマイクロマシニング構成素子１は、機能層２とキャップウェハ３とを有しており、このキャップウェハ３は機能層２の第１の主要延在平面４に対して平行に位置調整されており、機能層２は機能範囲５を有しており、この機能範囲５は、機能層２に設けられた、第１の主要延在平面４に対して垂直な溝６によって少なくとも部分的に取り囲まれており、更に、キャップウェハ３は第１の主要延在平面４に対して垂直なピン構造７を有しており、このピン構造７は、前記溝６に係合しており且つ少なくとも１部分領域において溝表面と機械的に固着結合されている。ピン構造７と溝６とは、構造要素２″及び別の構造要素２′、並びに対応構造要素３″及び別の対応構造要素３′を有している。溝‐ピン構造６，７のシール及び圧縮負荷領域又は引張り負荷領域６′は、特に結合媒体１２、有利にはシールガラスを有しており、このシールガラスは、キャップウェハ３と機能層２の溝６の領域との間の空間を満たして、キャップウェハ３と機能層２との間の気密にシールされた機械的な固着結合部を形成する。更に、キャップウェハ３と機能層２とは、複数の部分領域において有利には直接的な接触部８を有している。機能範囲５は、特に不動のエレメント６０と可動のエレメント９とを有しており、この場合、可動のエレメント９はキャップウェハ３及び／又は機能層２に対して可動に設けられており、この場合、キャップウェハ３はストッパ１０を有しており、このストッパ１０は、第１の主要延在平面４に対して垂直な可動の構造９の最大変位１１の機械的な制限部として働く。更に、マイクロマシニング構成素子１は、機能範囲５の接触接続用に埋設された導体路構造２３を有しており、この場合、特に可動のエレメント９及び／又は不動のエレメント６０が、導体路２３及びコンタクト構造２２を介して、機能層２の領域に設けられたコンタクト６１と電気的に接触接続可能である。有利には、結合媒体１２が付加的に直接的な接触部８の領域に配置されている。
【００２３】
図２には、本発明によるマイクロマシニング構成素子１の第２実施例の概略的な側面図が示されており、当該のマイクロマシニング構成素子１は、図１に示した第１実施例のマイクロマシニング構成素子とほぼ同じであり、この場合はキャップウェハ３と機能層２とが、これらのキャップウェハ３と機能層２との間の直接的な機械的接触部が単に溝‐ピン構造６，７だけに、特に結合媒体１２を介して設けられているように、互いに隔てられているに過ぎない。
【００２４】
図３には、本発明によるマイクロマシニング構成素子１の第３実施例が概略的な側面図で示されており、当該のマイクロマシニング構成素子１はほぼ、図１に示した第１実施例のマイクロマシニング構成素子に対応している。この場合、キャップウェハ３は付加的に別の機械的な接触部８を機能範囲５に有しており、この別の機械的な接触部８は、キャップウェハ３の付加的な別の対応構造要素３０を機械的に支持するために役立ち、特にキャップウェハ３が主要延在方向４に対して垂直に曲がることを防止する。
【００２５】
図４ａ〜図４ｅには、本発明によるマイクロマシニング構成素子の第１実施例を種々異なる先行構造に基づいて製作するための様々な方法ステップが概略的に示されており、この場合、図４ａに示した第１の先行構造に基づく第１及び第２の方法ステップにおいて、キャップウェハ３に第１の保護層２０と第２の保護層２１とがそれぞれ付与され且つ構造化され、図４ｂに示した第２の先行構造に基づく第３及び第４の方法ステップにおいて、キャップウェハ３にエッチング４０が施され且つ第１の保護層２０が少なくとも部分的に除去され、図４ｃに示した第３の先行構造に基づく第５の方法ステップにおいて、キャップウェハ３が改めてエッチング４１を施される。図４ｄに示した第４の先行構造に基づく第６及び第７の方法ステップでは、第２の保護層２１が少なくとも部分的に除去され且つピン構造７を形成するために、キャップウェハ３の別のエッチング過程４２が実施される。図４ｅに示した第５の先行構造に基づく第８、第９及び第１０の方法ステップでは、第１の保護層２０が選択的に除去され且つピン構造７に結合媒体、有利にはシールガラスが付与され、更に、ピン構造７が機能層２の溝６に係合し且つ機械的な固着結合が溝表面６′の少なくとも１部分領域に生じるように、キャップウェハ３が機能層２に結合される。
【００２６】
図５ａ〜図５ｅには、本発明によるマイクロマシニング構成素子の第２実施例を別の種々異なる先行構造に基づいて製作するための様々な方法ステップが概略的に示されており、この場合、図５ａに示した第６の先行構造に基づく第１及び第２の方法ステップ及び付加的な１部分方法ステップにおいて、キャップウェハ３に第１の保護層２０、第２の保護層２１及び第３の保護層１６がそれぞれ付与され且つ構造化される。図５ｂには、第７の先行構造に基づく第３及び第４の方法ステップが示されており、図５ｃには、第８の先行構造に基づく第５の方法ステップが示されている。図５ｄに示した第９の先行構造に基づく第６及び第７の方法ステップでは、第３の保護層１６及び第２の保護層２１、並びに機能範囲５の機械的な支持部３の領域３０における第１の保護層２０が除去され且つピン構造７を形成するために、キャップウェハ３の別のエッチング過程４２が実施される。第８、第９及び第１０の方法ステップは、図５ｅにおいて第１０の先行構造に基づき示されている。
【００２７】
図６ａ〜図６ｃには、本発明によるマイクロマシニング構成素子の別の実施例を更に別の種々異なる先行構造に基づいて製作するための、更に別の様々な方法ステップが概略的に示されており、この場合、それぞれ図５ａ〜図５ｃに示した第１１、第１２及び第１３の先行構造に基づき、第７及び第８の方法ステップ間又は第８及び第９の方法ステップ間に、それぞれ第１２及び第１３の方法ステップが挿入される。第１２の方法ステップは、キャップウェハ３の表面への第４の保護層１９の付与を含んでおり、この場合、有利にはキャップウェハ３の両面１４，１５に、それぞれ主要延在平面４に対して垂直な方向１７，１８で付与することが規定されている。第１３の方法ステップは、キャップウェハ３にエッチング部１３を製作するための、例えば水酸化カリウム（ＫＯＨ）を用いた湿式化学エッチング及び／又はキャップウェハ３のトレンチ１３を含んでおり、この場合、図５ａには第１１の先行構造に基づく、主要延在平面４に対して垂直な方向１７からの、キャップウェハ３の片面１４からの湿式化学エッチング過程が示されており、図５ｂには第１２の先行構造に基づく、主要延在平面４に対してそれぞれ垂直な方向１７，１８からの、キャップウェハ３の両面１４，１５からの両面エッチング過程が示されており、第５ｃには第１３の先行構造に基づく、主要延在平面４に対して垂直な方向１７からの、キャップウェハ３のトレンチ過程が示されている。特に図５ｃに示した第１３の先行構造の形成については、図５ｂに示した第１２の先行構造の、例えば水酸化カリウムを用いた両面エッチング過程におけるエッチング時間が、両面１４，１５間に主要延在平面４に対して垂直なフランク（１１０平面）が形成されるように選択されるということが規定されている。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明によるマイクロマシニング構成素子の第１実施例の概略的な側面図である。
【図２】本発明によるマイクロマシニング構成素子の第２実施例の概略的な側面図である。
【図３】本発明によるマイクロマシニング構成素子の第３実施例の概略的な側面図である。
【図４】図４ａ〜図４ｅは、本発明によるマイクロマシニング構成素子の第１実施例を製作するための方法ステップを概略的に示した図である。
【図５】図５ａ〜図５ｅは、本発明によるマイクロマシニング構成素子の第３実施例を製作するための方法ステップを概略的に示した図である。
【図６】図６ａ〜図６ｃは、本発明によるマイクロマシニング構成素子の別の実施例を製作するための別の方法ステップの先行構造を概略的に示した図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ マイクロマシニング構成素子、 ２ 機能層、 ３ キャップウェハ、 ３′ 別の対応構造要素、 ３″ 対応構造要素、 ４ 主要延在平面、 ５ 機能範囲、 ６ 溝、 ６′ 溝表面、 ７ ピン構造、 ８ 接触部、 ９ 可動のエレメント、 １０ ストッパ、 １１ 最大変位、 １２ 結合媒体、 １３ エッチング部、 ２０ 第１の保護層、 ２１ 第２の保護層、 ２３ 導体路構造、 ４０ エッチング、 ４１ エッチング、 ６０ 不動のエレメント、 ６１ コンタクト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロマシニング構成素子（１）であって、第１のウェハ（２）及び第２のウェハ（３）を有しており、第１のウェハ（２）が少なくとも１つの構造要素（２″）を有しており且つ第２のウェハ（３）が少なくとも１つの対応構造要素（３″）を有している形式のものにおいて、
第１のウェハ（２）の主要延在平面（４）に対して平行な、第１のウェハ（２）の第２のウェハ（３）に対する相対運動が、主として前記構造要素（２″）と対応構造要素（３″）との間に圧縮負荷又は引張り負荷を生ぜしめるように、前記構造要素（２″）及び対応構造要素（３″）が形成されていることを特徴とする、マイクロマシニング構成素子。
【請求項２】
第１のウェハ（２）が別の構造要素（２′）を有しており且つ第２のウェハ（３）が別の対応構造要素（３′）を有しており、主要延在平面（４）に対して垂直な、第１のウェハ（２）の第２のウェハ（３）に対する相対運動が、主として前記別の構造要素（２′）と別の対応構造要素（３′）との間に圧縮負荷又は引張り負荷を生ぜしめるように、前記別の構造要素（２′）及び別の対応構造要素（３′）が形成されている、請求項１記載のマイクロマシニング構成素子。
【請求項３】
第１及び／又は第２のウェハ（２，３）が、シール領域（６′）により包囲された機能範囲（５）を有しており、該機能範囲（５）が、有利には主要延在平面（４）内で完全に前記シール領域（６′）により包囲されている、請求項１又は２記載のマイクロマシニング構成素子。
【請求項４】
前記シール領域（６′）に、及び／又は少なくとも１つの構造要素及び／又は対応構造要素（２′，２″，３′，３″）の少なくとも１部分領域に、結合媒体（１２）、特にシールガラスが設けられており、前記結合媒体（１２）が、機能範囲（５）をシールするために設けられており且つ特に第１及び第２のウェハ（２，３）間に機械的な固着結合を生ぜしめる、請求項１から３までのいずれか１項記載のマイクロマシニング構成素子。
【請求項５】
構造要素（２″）及び／又は別の構造要素（２′）が、少なくとも部分的に溝（６）として形成されており、対応構造要素（３″）及び／又は別の対応構造要素（３′）が、少なくとも部分的にピン構造（７）として形成されており、該ピン構造が、少なくとも部分的に前記溝（６）に係合するように設けられており、特に前記溝（６）及び／又はピン構造（７）が、機能範囲（５）を主要延在平面（４）内で完全に取り囲んでいる、請求項１から４までのいずれか１項記載のマイクロマシニング構成素子。
【請求項６】
機能範囲（５）が少なくとも１つの可動のエレメント（９）を有しており、該可動のエレメント（９）が、第１及び／又は第２のウェハ（２，３）に対して可動に設けられており、第１及び／又は第２のウェハ（２，３）が、前記可動のエレメント（９）の第１の主要延在平面（４）に対して垂直な最大変位（１１）の機械的な制限部として働くストッパ（１０）を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載のマイクロマシニング構成素子。
【請求項７】
第１のウェハ（２）が機能層を有しており且つ第２のウェハ（３）がキャップウェハを有しているか、又は第１のウェハ（２）がキャップウェハを有しており且つ第２のウェハ（３）が、有利には半導体材料から成る、特に有利にはシリコン製の機能層を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載のマイクロマシニング構成素子。
【請求項８】
第１の方法ステップにおいてキャップウェハ（３）に第１の保護層（２０）を付与し且つ構造化し、第３の方法ステップにおいて前記キャップウェハ（３）をエッチング（４０）し、第４の方法ステップにおいて前記第１の保護層（２０）を少なくとも部分的に除去し、第５の方法ステップにおいて前記キャップウェハ（３）を改めてエッチング（４１）し、第９の方法ステップにおいて前記キャップウェハ（３）を機能層（２）と結合し、これにより、ピン構造（７）が前記機能層（２）の溝（６）に係合して、溝表面（６′）の少なくとも１部分領域に機械的な固着結合を生ぜしめることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載のマイクロマシニング構成素子（１）を製作するための方法。
【請求項９】
第１の方法ステップの後に第２の方法ステップにおいて第２の保護層（２１）をキャップウェハ（３）に付与し且つ構造化し、第６の方法ステップにおいて前記第２の保護層（２１）を除去し、第７の方法ステップにおいてピン構造（７）を形成するための、キャップウェハ（３）の別のエッチング過程（４２）を行い、第９の方法ステップの前に第８の方法ステップにおいて第１の保護層（２０）を選択的に除去する、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
第８の方法ステップと第９の方法ステップとの間に第１０の方法ステップを挿入し、ピン構造（７）に結合媒体（１２）を付与する、請求項８又は９記載の方法。
【請求項１１】
第１０の方法ステップにおいて、結合媒体（１２）としてはんだ、有利には導電性又は非導電性のガラスはんだ、特に有利にはシリコンの熱膨張係数に適合された熱膨張係数を有するはんだ、更に特に有利にはシールガラスを付与し、この場合、ガラスをスクリーン印刷プロセスで付与し且つプレベークプロセスでガラス化する、請求項８から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
第１の方法ステップにおけるキャップウェハ（３）への第１の保護層の付与と構造化との間に部分方法ステップを挿入し、第３の保護層（１６）を付与し且つ構造化し、第５の方法ステップと第６の方法ステップとの間に、前記第３の保護層（１６）を除去するための第１１の方法ステップを挿入する、請求項８から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
第７の方法ステップと第８の方法ステップとの間、又は第８の方法ステップと第９の方法ステップとの間に第１２の方法ステップ及び第１３の方法ステップを挿入し、第１２の方法ステップにおいて、それぞれ第１の主要延在平面（４）に対して平行な別の主要延在平面を有するキャップウェハ（３）の第１の表面（１４）及び第２の表面（１５）に第４の保護層（１９）を設け、第１３の方法ステップにおいてキャップウェハ（３）にエッチング部（１３）をエッチングし且つ／又はトレンチし、この場合、エッチング過程を、特に第１の主要延在平面（４）に対して垂直な第１の方向（１７）及び／又はこの第１の方向（１７）に対して逆平行の第２の方向（１８）から実施し、この場合有利には、前記エッチング部（１３）の前記第１の方向（１７）に対して平行な伸長が、キャップウェハ（３）の前記第１の方向（１７）に対して平行な伸長に等しくなっている、請求項８から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１】
マイクロマシニング構成素子（１）であって、第１のウェハ（２）及び第２のウェハ（３）を有しており、第１のウェハ（２）が少なくとも１つの構造要素（２″）を有しており且つ第２のウェハ（３）が少なくとも１つの対応構造要素（３″）を有している形式のものにおいて、
第１のウェハ（２）の主要延在平面（４）に対して平行な、第１のウェハ（２）の第２のウェハ（３）に対する相対運動が、主として前記構造要素（２″）と対応構造要素（３″）との間に圧縮負荷又は引張り負荷を生ぜしめるように、前記構造要素（２″）及び対応構造要素（３″）が形成されていることを特徴とする、マイクロマシニング構成素子。
【請求項２】
第１のウェハ（２）が別の構造要素（２′）を有しており且つ第２のウェハ（３）が別の対応構造要素（３′）を有しており、主要延在平面（４）に対して垂直な、第１のウェハ（２）の第２のウェハ（３）に対する相対運動が、主として前記別の構造要素（２′）と別の対応構造要素（３′）との間に圧縮負荷又は引張り負荷を生ぜしめるように、前記別の構造要素（２′）及び別の対応構造要素（３′）が形成されている、請求項１記載のマイクロマシニング構成素子。
【請求項３】
第１及び／又は第２のウェハ（２，３）が、シール領域（６′）により包囲された機能範囲（５）を有しており、該機能範囲（５）が、有利には主要延在平面（４）内で完全に前記シール領域（６′）により包囲されている、請求項１又は２記載のマイクロマシニング構成素子。
【請求項４】
前記シール領域（６′）に、及び／又は少なくとも１つの構造要素及び／又は対応構造要素（２′，２″，３′，３″）の少なくとも１部分領域に、結合媒体（１２）、特にシールガラスが設けられており、前記結合媒体（１２）が、機能範囲（５）をシールするために設けられており且つ特に第１及び第２のウェハ（２，３）間に機械的な固着結合を生ぜしめる、請求項１から３までのいずれか１項記載のマイクロマシニング構成素子。
【請求項５】
構造要素（２″）及び／又は別の構造要素（２′）が、少なくとも部分的に溝（６）として形成されており、対応構造要素（３″）及び／又は別の対応構造要素（３′）が、少なくとも部分的にピン構造（７）として形成されており、該ピン構造が、少なくとも部分的に前記溝（６）に係合するように設けられており、特に前記溝（６）及び／又はピン構造（７）が、機能範囲（５）を主要延在平面（４）内で完全に取り囲んでいる、請求項１から４までのいずれか１項記載のマイクロマシニング構成素子。
【請求項６】
機能範囲（５）が少なくとも１つの可動のエレメント（９）を有しており、該可動のエレメント（９）が、第１及び／又は第２のウェハ（２，３）に対して可動に設けられており、第１及び／又は第２のウェハ（２，３）が、前記可動のエレメント（９）の第１の主要延在平面（４）に対して垂直な最大変位（１１）の機械的な制限部として働くストッパ（１０）を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載のマイクロマシニング構成素子。
【請求項７】
第１のウェハ（２）が機能層を有しており且つ第２のウェハ（３）がキャップウェハを有しているか、又は第１のウェハ（２）がキャップウェハを有しており且つ第２のウェハ（３）が、有利には半導体材料から成る、特に有利にはシリコン製の機能層を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載のマイクロマシニング構成素子。
【請求項８】
第１の方法ステップにおいてキャップウェハ（３）に第１の保護層（２０）を付与し且つ構造化し、第３の方法ステップにおいて前記キャップウェハ（３）をエッチング（４０）し、第４の方法ステップにおいて前記第１の保護層（２０）を少なくとも部分的に除去し、第５の方法ステップにおいて前記キャップウェハ（３）を改めてエッチング（４１）し、第９の方法ステップにおいて前記キャップウェハ（３）を機能層（２）と結合し、これにより、ピン構造（７）が前記機能層（２）の溝（６）に係合して、溝表面（６′）の少なくとも１部分領域に機械的な固着結合を生ぜしめることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載のマイクロマシニング構成素子（１）を製作するための方法。
【請求項９】
第１の方法ステップの後に第２の方法ステップにおいて第２の保護層（２１）をキャップウェハ（３）に付与し且つ構造化し、第６の方法ステップにおいて前記第２の保護層（２１）を除去し、第７の方法ステップにおいてピン構造（７）を形成するための、キャップウェハ（３）の別のエッチング過程（４２）を行い、第９の方法ステップの前に第８の方法ステップにおいて第１の保護層（２０）を選択的に除去する、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
第８の方法ステップと第９の方法ステップとの間に第１０の方法ステップを挿入し、ピン構造（７）に結合媒体（１２）を付与する、請求項８又は９記載の方法。
【請求項１１】
第１０の方法ステップにおいて、結合媒体（１２）としてはんだ、有利には導電性又は非導電性のガラスはんだ、特に有利にはシリコンの熱膨張係数に適合された熱膨張係数を有するはんだ、更に特に有利にはシールガラスを付与し、この場合、ガラスをスクリーン印刷プロセスで付与し且つプレベークプロセスでガラス化する、請求項８から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
第１の方法ステップにおけるキャップウェハ（３）への第１の保護層の付与と構造化との間に部分方法ステップを挿入し、第３の保護層（１６）を付与し且つ構造化し、第５の方法ステップと第６の方法ステップとの間に、前記第３の保護層（１６）を除去するための第１１の方法ステップを挿入する、請求項８から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
第７の方法ステップと第８の方法ステップとの間、又は第８の方法ステップと第９の方法ステップとの間に第１２の方法ステップ及び第１３の方法ステップを挿入し、第１２の方法ステップにおいて、それぞれ第１の主要延在平面（４）に対して平行な別の主要延在平面を有するキャップウェハ（３）の第１の表面（１４）及び第２の表面（１５）に第４の保護層（１９）を設け、第１３の方法ステップにおいてキャップウェハ（３）にエッチング部（１３）をエッチングし且つ／又はトレンチし、この場合、エッチング過程を、特に第１の主要延在平面（４）に対して垂直な第１の方向（１７）及び／又はこの第１の方向（１７）に対して逆平行の第２の方向（１８）から実施し、この場合有利には、前記エッチング部（１３）の前記第１の方向（１７）に対して平行な伸長が、キャップウェハ（３）の前記第１の方向（１７）に対して平行な伸長に等しくなっている、請求項８から１２までのいずれか１項記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−７２９０７（Ｐ２００９−７２９０７Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４０３５４（Ｐ２００８−２４０３５４）
【出願日】平成２０年９月１９日（２００８．９．１９）
【出願人】（３９００２３７１１）ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング (2,908)
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ
【住所又は居所原語表記】Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１９日（２００８．９．１９）
【出願人】（３９００２３７１１）ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング (2,908)
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ
【住所又は居所原語表記】Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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