EP1966078A1 - VERFAHREN ZUM VERSCHLIEßEN EINER ÖFFNUNG - Google Patents

VERFAHREN ZUM VERSCHLIEßEN EINER ÖFFNUNG

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EP1966078A1
EP1966078A1 EP06830110A EP06830110A EP1966078A1 EP 1966078 A1 EP1966078 A1 EP 1966078A1 EP 06830110 A EP06830110 A EP 06830110A EP 06830110 A EP06830110 A EP 06830110A EP 1966078 A1 EP1966078 A1 EP 1966078A1
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EP
European Patent Office
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cavity
closure material
opening
substrate
fluid
Prior art date
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Ceased
Application number
EP06830110A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Lutz Mueller
Ralf Hausner
Holger Hoefer
Udo Bischof
Volker Schmitz
Axel Grosse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00261—Processes for packaging MEMS devices
    • B81C1/00277—Processes for packaging MEMS devices for maintaining a controlled atmosphere inside of the cavity containing the MEMS
    • B81C1/00293—Processes for packaging MEMS devices for maintaining a controlled atmosphere inside of the cavity containing the MEMS maintaining a controlled atmosphere with processes not provided for in B81C1/00285
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2203/00—Forming microstructural systems
    • B81C2203/01—Packaging MEMS
    • B81C2203/0145—Hermetically sealing an opening in the lid

Definitions

  • a wetting layer is formed on the substrate at least in an environment of the opening.
  • the wetting layer according to the invention advantageously favors the accumulation of sealing material around and on the opening.
  • a metallosis may be provided as a wetting surface for a solder around the opening.
  • FIGS. 1A to 1D show a schematic sectional view of an integrated component according to a first embodiment of the present invention
  • FIGS. 2A to 2D show a schematic sectional view of an integrated component according to a second embodiment of the present invention.
  • a fluid 24 is introduced into the cavity 20 of the substrate 2.
  • Both the composition and the pressure of the fluid 24 are selected so that the fluid 24 enclosed in the cavity 20 does not damage the mechanical structure 21 or its coating and advantageously adjust the mechanical properties of the mechanical system 21 in the desired manner.
  • the fluid 24 may prevent diffusion of harmful substances into the cavity 20.
  • the sealing material is liquefied, which then collects preferably at the locations of the wetting layer 26 and forms a cap over the openings 22.
  • the solidified closure material 28 thus forms tight closure caps 29, as shown in FIG. 2D.
  • the melting of the sealing material 28 allows for the utmost independence of the pressure and composition of the fluid 24.
  • FIG. 3A shows a further integrated component in a substrate 3 with a mechanical structure 31 which is arranged in a cavity 30.
  • the cavity 30 is accessible via openings 32 with inner walls 332.
  • Both a surface 330 of the cavity 30 and a surface 331 of the mechanical structure 31 are coated with a non-stick coating 33.
  • a fluid 34 is introduced into the cavity 30.
  • local melting such as by a laser beam
  • a previously applied closure material or an upper part of the substrate 3 is liquefied and closes off by openings 39, the openings 32, as shown in Fig. 3B.
  • the closure material can be formed by the substrate 3 in this embodiment.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

Integriertes Bauteil mit einem Substrat 1, wobei das Substrat 1 einen Hohlraum 10 aufweist, der eine mechanische Struktur 11 umgibt. Der Hohlraum 10 wird von einem Fluidum 14 einer bestimmten Zusammensetzung unter einem bestimmten Druck ausgefüllt, und die mechanischen Eigenschaften der mechanischen Struktur 11 werden durch das Fluidum 14 beeinflusst.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Verschließen einer Öffnung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschließen einer Öffnung in einem Substrat. Die Erfindung betrifft ferner ein integriertes Bauteil mit einem Substrat.
Neben der Integration elektronischer Schaltungen führte der technologische Fortschritt auch zu einer Miniaturisierung von mechanischen Bauteilen und Systemen. So genannte mikro- elektromechanische Systeme (MEMS) realisieren dabei mechanische Einheiten im Bereich weniger Mikrometern und darunter. Dabei erfolgt die industrielle Herstellung über einen Mehr- schichtaufbau, wobei oft auf Materialien der Halbleiterindustrie zurückgegriffen wird. Dabei werden Hohlräume gebildet, in denen mikromechanische Strukturen angeordnet werden können. Des Weiteren sind in der Regel obere Schichten vorgesehen, die die mechanische Struktur in den Hohlraum ein- schließen, in dem eine wohl definierte Umgebung geschaffen werden kann. Hierfür wird durch Offnungen ein entsprechendes flussiges oder gasformiges Fluidum in den Hohlraum eingebracht und die Offnungen verschlossen. Damit ist der Hohlraum auch geschützt vor äußeren Einflüssen, und eine unerwünschte zeitliche Veränderung, wie beispielsweise eine Korrosion, wird verhindert. Es besteht daher eine Notwendigkeit, die Offnungen zu verschließen und ein Fluidum in den Hohlraum dementsprechend dauerhaft einzuschließen.
Bekannte Verfahren schließen dabei ein Fluidum ein, dessen
Druck und Dichte es oft nicht vermag, die mechanischen Eigenschaften der mechanischen Struktur wesentlich zu beeinflussen. Des Weiteren dringen bei herkömmlichen Verfahren Ver- Schlussmaterial und teilweise auch aggressive Komponenten in den Hohlraum ein, die dann dort zu einer Beschädigung fuhren können. Zum Abschließen einer mechanischen Struktur in einen Hohlraum wird beispielsweise der Verschluss von Offnungen durch einen sog. Refill-Prozess in der EP 1274648 Bl beschrieben. Verbleibende Offnungen des Substrats werden dort verpfropft und es wird ein Innendruck bzw. eine Innenatmo- sphare in dem Hohlraum eingeschlossen, der bzw. die durch die Prozessbedingungen des Refill-Prozesses bestimmt werden. Ei- nen von diesem Prozess abgekoppelten Abschluss einer bestimmten Innenatmosphare ist dabei nicht möglich. Ferner können Verschlussmaterial, Komponenten davon oder auch Reaktionsprodukte in den Hohlraum eindringen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Verschließen einer Öffnung in einem Substrat bereitzustellen. Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes integriertes Bauteil mit einer mechanischen Struktur bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 bzw. durch das integrierte Bauteil nach Anspruch 11 gelost. Weitere vorteilhafte Ausfuhrungen der Erfindung sind in den abhangigen Ansprüchen angegeben .
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Verschließen einer Öffnung in einem Substrat bereitgestellt. Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte: Zunächst wird ein Substrat mit einem Hohlraum bereitgestellt, wobei der Hohlraum durch die Öffnung zuganglich ist. Des Weiteren wird ein Fluidum einer bestimmten Zusammensetzung und unter einem bestimmten Druck in den Hohlraum eingebracht. Es wird ferner ein Verschlussmaterial bereitgestellt, das auf die Öffnung aufgebracht wird und so das Flui- dum in den Hohlraum einschließt, wobei verhindert wird, dass Verschlussmaterial in den Hohlraum eindringt. Das erfindungs- gemaße Verfahren hat den Vorteil, ein Fluidum einer bestimmten wohl definierten Zusammensetzung und unter einem bestimm- ten wohl definierten Druck in den Hohlraum einzuschließen. Dabei werden Druck und Zusammensetzung des Fluidums vom Bereitstellen und dem Aufbringen des Verschlussmaterials auf die Öffnung entkoppelt. Nachteilige Umgebungsverhaltnisse wahrend dem Bereitstellen und dem Aufbringen des Verschluss- materials beeinflussen somit nicht oder nicht wesentlich das Fluidum, das in den Hohlraum eingeschlossen wird. Weder Verschlussmaterial noch weitere - und teilweise schädliche - Komponenten, die bei dem Bereitstellen und bei dem Aufbringen des Verschlussmaterials anfallen, dringen somit in den Hohl- räum ein, und eine Beschädigung des Hohlraums oder etwaigen eben darin enthaltener Strukturen wird verhindert.
Gemäß einer Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt das Bereitstellen des Verschlussmaterials durch das Be- reitstellen von Komponenten. Die besagten Komponenten bilden am Ort der Öffnung durch physikalische und/oder chemische Umformung das Verschlussmaterial aus, und es erfolgt dabei ein Abschluss der Öffnung, sodass weder Verschlussmaterial noch Komponenten in den Hohlraum eindringen. Es wird dadurch in vorteilhafter Weise ein wohl definiertes Fluidum in den Hohlraum eingeschlossen, wobei weder Verschlussmaterial, noch Komponenten, noch andere Reaktionskomponenten im Hohlraum zu einer Beschädigung fuhren können.
Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt das Ausbilden des Verschlussmaterials durch einen plasmaverstarkten Gasphasenabscheidungsprozess unter einem atmosphärischen Druck (PECVD) . Bei einem Gasphasenab- Scheidungsprozessen wird das Verschlussmaterial zunächst in Form von Komponenten an den Ort der Abscheidung gebracht, um ebendort durch eine physikalische und/oder chemische Umformung das Verschlussmaterial zu bilden. Oft fuhrt dabei ein Eindringen in den Hohlraum von Komponenten, von Reaktionsprodukten oder von Verschlussmaterial selbst, zu einer Beschädigung dort vorgesehener Strukturen. Die erfindungsgemaße Durchfuhrung der Gasphasenabscheidung bei atmosphärischem Druck verhindert jedoch in vorteilhafter Weise die Diffusion von schädlichen Substanzen durch die Öffnung in den Hohlraum. Ferner fuhrt der gegenüber herkömmlichen Abscheidungsverfah- ren erhöhte atmosphärische Druck, im Wesentlichen im Bereich um 1 bar, zu einer vorteilhaften Beeinflussung mechanischer Strukturen im Hohlraum. Somit können durch das erfindungsge- maße Verfahren zwei Vorteile durch eine Maßnahme erzielt werden .
Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung wird das Verschlussmaterial in Form einer Paste bereit- gestellt. Ferner kann dabei das Verschlussmaterial in einem
Tragermedium eingebracht sein, das nach dem Aufbringen wieder aufgelost werden kann. Durch Auflosung des Tragermediums bleibt das Verschlussmaterial in einer porösen Form zurück, und der Hohlraum ist in vorteilhafter Weise nach wie vor durch die Öffnung zuganglich. Es können also weitere Prozessschritte erfolgen, die einen Zugang zum Hohlraum erfordern.
Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung wird das Verschlussmaterial flussig auf die Öffnung auf- gebracht, sodass durch Erstarren des Verschlussmaterials auf der Öffnung der Hohlraum abgeschlossen wird. Das Verflüssigen vieler üblicher Verschlussmaterialien kann dabei in vorteilhafter Weise unter fast beliebigen Umgebungsbedingungen er- folgen. Damit wird der Einschluss eines wohl definierten FIu- idums bestimmter Zusammensetzungen unter einem bestimmten Druck in den Hohlraum möglich.
Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt eine Bildung einer Benetzungsschicht auf dem Substrat wenigstens in einer Umgebung der Öffnung. Durch die erfindungsgemaße Benetzungsschicht wird die Ansammlung von Verschlussmaterial in vorteilhafter Weise um und auf der Off- nung begünstigt. Vorzugsweise kann hierfür eine Metallose als Benetzungsflache für ein Lot um die Öffnung vorgesehen sein.
Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung liegt der Druck des eingeschlossenen Fluidums zwischen 500 mbar und 2 bar. Dieser erfindungsgemaße Druck verhindert einerseits die Diffusion schädlicher Substanzen in den Hohlraum und kann andererseits die strukturellen Eigenschaften des Hohlraums und mechanische Eigenschaften darin befindlicher Strukturen gunstig beeinflussen. Ferner kann die Tempe- ratur wahrend der Aufbringung des Verschlussmaterials zwischen 175°C und 4000C liegen. In vorteilhafter Weise ist dabei eine zuverlässige Aufbringung des Verschlussmaterials, beispielsweise durch Verflüssigung, gewahrleistet, wahrend die Temperatur nicht ausreicht, um Komponenten im und auf dem Substrat zu beschädigen.
Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung wird auf eine Innenwand des Hohlraums und auf eine Oberflache der mechanischen Struktur eine Antihaftbeschichtung aufgebracht. Durch diese Antihaftbeschichtung wird ein Haften der mechanischen Struktur auch bei mechanischem Kontakt mit einer Oberflache des Hohlraums verhindert. Da ein Haften der mechanischen Struktur an Flachen des Hohlraums eine häufige Ursache für einen unstabilen Betrieb des integrierten Bauteils oder auch für einen Totalausfall desselbigen darstellt, führt das Vorsehen der erfindungsgemäßen Antihaftbeschichtung zu einer wesentlichen Verbesserung des Betriebs und der Zu- verlässigkeit des integrierten Bauteils.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein integriertes Bauteil bereitgestellt. Das integrierte Bauteil weist ein Substrat mit einem Hohlraum auf, wobei letzte- rer eine mechanische Struktur umgibt. Der Hohlraum ist ferner mit einem Fluidum einer bestimmten Zusammensetzung und unter einem bestimmten Druck ausgefüllt. Die mechanischen Eigenschaften der mechanischen Struktur sind dabei durch das Fluidum wesentlich beeinflussbar. Das erfindungsgemäße integrier- te Bauteil ermöglicht eine wesentliche Beeinflussung der mechanischen Eigenschaften der mechanischen Struktur. In vorteilhafter Weise ist somit eine gezielte Abstimmung mechanischer Parameter möglich, wie etwa das Abstimmen der Dämpfung. Gleichzeitig ist das integrierte Bauteil zuverlässig und sta- bil abgeschlossen. Ferner ist durch ein wohl definiertes Fluidum bestimmter Zusammensetzungen und unter einem bestimmten Druck die Herstellung des erfindungsgemäßen integrierten Bauteils wesentlich vereinfacht, da das Eindringen von schädlichen Substanzen in den Hohlraum während der Herstellung ver- hindert wird. Damit kann die Leistungsfähigkeit und die Zuverlässigkeit integrierter Bauteile mit mechanischen Strukturen wesentlich verbessert werden.
Figuren IA bis ID zeigen eine schematische Schnittansicht ei- nes integrierten Bauteils gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Figuren 2A bis 2D zeigen eine schematische Schnittdarstellung eines integrierten Bauteils gemäß einer zweiten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 3A und Fig. 3B zeigen eine schematische Schnittdarstellung eines integrierten Bauteils gemäß einer dritten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. IA zeigt ein integriertes Bauteil in einem Substrat 1 mit einer mechanischen Struktur 11, die in einem Hohlraum 10 angeordnet ist. Eine Substratoberflache 100 weist dabei Offnungen 12 mit Innenwanden 112 auf. Die innere Oberflache des Hohlraums 10 wird mit 110, und die Oberflache der mechanischen Struktur 11 wird mit 111 bezeichnet. Ein derartiges in- tegriertes Bauteil wird mithilfe einer Reihe von an sich bekannten Prozesstechniken hergestellt. Das Substrat 1 weist dabei oft Silizium, Siliziumoxid, Siliziumnitrid und andere übliche Materialien in Form von strukturierten Schichten auf. So wird beispielsweise die mechanische Struktur 11 durch das Entfernen einer darunter liegenden Siliziumoxidschicht freigestellt. Die Offnungen 12 in der Substratoberflache 100 dienen dabei auch zum Zufuhren prozessbedingter Flüssigkeiten und Gase. Damit auch bei mechanischem Kontakt der mechanischen Struktur 11 mit den Wanden des Hohlraums 10 die Funkti- onsweise des integrierten Bauteils nicht beeinträchtigt wird, wird eine Antihaftbeschichtung (anti stiction coating, ASC) 13 auf eine Oberflache 111 der mechanischen Struktur 11, auf eine Innenwand 110 des Hohlraums 10, auf eine Innenwand 112 der Offnungen 12 und auf die Substratoberflache 100 aufge- bracht, wie in Fig. IB gezeigt. Diese Antihaftbeschichtung erhöht wesentlich die Zuverlässigkeit des integrierten Bauteils. Das Vorsehen einer Antihaftbeschichtung 13 ist jedoch für diese Ausfuhrungsform nicht notwendig. In einem weiteren Schritt, wie in Fig. IC dargestellt, wird ein Fluidum 14 durch die Offnungen 12 in den Hohlraum 10 eingebracht. Im Sinne der vorliegenden Erfindung, bezeichnet ein Fluidum sowohl Gase als auch Flüssigkeiten, die auch in vorteilhafter Weise mit dem mechanischen System 11 wechselwirken können. So können beispielsweise der Druck und die Zusammensetzung des Fluidums 14 derart gewählt werden, dass eine bestimmte mechanische Dampfung der mechanischen Struktur 11 er- zielt wird. Moderne Abscheidungstechniken, wie beispielsweise chemische Gasphasenabscheidung (Chemical Vapor Deposition, CVD) fuhren zunächst Komponenten an den Ort der Abscheidung heran, an dem sich dann durch chemische und/oder physikalische Umformung das abzuscheidende Material bildet. Ausgangs- komponenten, verwendete Materialien oder Reaktionsprodukte können dabei die mechanische Struktur 11, den Hohlraum 10, oder auch Beschichtungen, wie etwa die Antihaftbeschichtung 13, beschädigen. Das Fluidum 14 verhindert hierbei auch das Eindringen derartiger schädlicher Komponenten und Stoffe.
In Fig. ID ist schließlich das integrierte Bauteil mit einer Verschlussschicht 15 gezeigt, das die Offnungen 12 dicht abschließt und das Fluidum 14 bei einem bestimmten Druck und unter einer bestimmten Zusammensetzung in den Hohlraum 10 einschließt. Das Aufbringverfahren der Verschlussschicht 15 kann dabei die Antihaftbeschichtung 13 auf der Substratoberflache 100 entfernen. Der Druck des Fluidums 14, vorzugsweise im Bereich um 1 bar, kann dabei sowohl das Eindringen schädlicher Stoffe verhindern und kann gleichzeitig die mechani- sehen Eigenschaften der mechanischen Struktur 11 beeinflussen. Es hat sich gezeigt, dass ein integriertes Bauteil, wie in Fig. ID dargestellt, durch einen plasmaverstarkten chemischen Gasphasenabscheidungsprozess (PECVD) bei einem Druck, der im Wesentlichen dem Atmospharendruck von 1 bar entspricht, abgeschlossen werden kann, ohne dass Verschlussmaterial oder schädliche Stoffe die mechanische Struktur 11, die Antihaftbeschichtung 13 oder andere Komponenten im Hohlraum 10 beschädigen. Vorzugsweise kann bei dem PECVD-Prozess eine niederfrequente Plasmafrequenz im Bereich von 10 Hz bis 200 kHz zum Einsatz kommen.
Fig. 2A zeigt ein weiteres integriertes Bauteil mit einem Substrat 2 mit einem Hohlraum 20, in dem eine mechanische
Struktur 21 vorgesehen ist. Eine Oberflache 220 des Hohlraums 20 und eine Oberflache 221 des mechanischen Systems 21 sind mit einer Antihaftbeschichtung 23 beschichtet. Der Hohlraum 20 ist über Offnungen 22 mit Innenwanden 222 zuganglich. Auf einer Oberflache 200 des Substrats 2 wurde teilweise eine Be- netzungsschicht 26, mindestens in einer Umgebung der Offnungen 22, aufgebracht. Eine vorteilhafte Umgebung einer Öffnung 22 wird durch einen ringförmigen, die Öffnung 22 umschließenden Bereich gebildet, wobei die Breite des Rings zwischen dem Ein- und dem Zehnfachen des Offnungsdurchmessers betragt. Im Sinne der vorliegenden Erfindung, kann die Umgebung dabei einen Mindestabstand zum Rand der Öffnung 22 wahren, bis direkt an die Öffnung 22 heranreichen, oder aber auch die Öffnung 22 mit umfassen.
Im Sinne einer vorteilhaften Ausfuhrungsform wird ein leitendes Verschlussmaterial gewählt, beispielsweise sog. Lotbumps, das neben dem Verschluss der Offnungen 22 auch einen elektrischen Kontakt zu einem über dem Substrat 3 angeordneten wei- teren Substrat bereitstellt. Das weitere Substrat kann dann auch eine elektrische Ansteuerschaltung umfassen. Im Sinne einer weiteren vorteilhaften Ausfuhrungsform, wird das integrierte Bauteil derart mit der Antihaftbeschichtung 23 be- schichtet, sodass sich auch auf der Oberflache 200 das Material der Antihaftbeschichtung 23 ausbildet. Dieses Material kann dann in der Umgebung um die Offnungen 22 lokal entfernt werden und an beschichteten Stellen keine weitere Beschich- tungen zulassen. Beispielsweise wirkt das Material der Antihaftbeschichtung 23 auf der Oberflache 200 dann als Lotstoplack.
In einem Herstellungsschritt wird ein Verschlussmaterial 28 in Form einer Paste auf die Oberflache 200 des Substrats 2 aufgebracht, wie in Fig. 2B gezeigt. Das Verschlussmaterial 28 kann dabei in einer gekörnten Form vorliegen und in einem Tragermedium 27 die Paste bilden. Beispiele hierfür sind Lotpasten bzw. Glasfrittenpasten, bei dem sich ein gekörntes Me- tall bzw. ein gekörntes Sealglas in einem Binder befindet. Das Tragermedium 27 ist im Sinne der vorliegenden Erfindung nicht zwingend erforderlich, es vereinfacht jedoch das Aufbringen des Verschlussmaterials 28. Ist ein Tragermedium 27 vorgesehen, wird es in einem folgenden Herstellungsschritt entfernt, wie in Fig. 2C dargestellt. Ein organisches Tragermedium 27 kann beispielsweise verascht werden. Es bleibt eine poröse Anordnung des Verschlussmaterials 28 auf der Oberflache 200 zurück. Daher sind die Offnungen 22 nach wie vor durchlassig und der Hohlraum 20 ist auch nach dem Aufbringen des Verschlussmaterials 28 zuganglich. So können weitere Prozessschritte auch in diesem Stadium durchgeführt werden, wie beispielsweise das Aufbringen der Antihaftbeschichtung 23.
Wie ferner in Fig. 2C gezeigt, wird ein Fluidum 24 in den Hohlraum 20 des Substrats 2 eingebracht. Sowohl Zusammensetzung als auch Druck des Fluidums 24 werden so gewählt, dass das in den Hohlraum 20 eingeschlossene Fluidum 24 die mechanische Struktur 21 oder deren Beschichtung nicht beschädigt und vorteilhafter Weise die mechanischen Eigenschaften des mechanischen Systems 21 in gewünschter Weise einstellt. Außerdem kann das Fluidum 24 eine Diffusion schädlicher Substanzen in den Hohlraum 20 verhindern. Durch flachiges oder lokales Erhitzen wird das Verschlussmaterial verflüssigt, das sich daraufhin vorzugsweise an den Stellen der Benetzungs- schicht 26 sammelt und eine Kappe über den Offnungen 22 bildet. Das erstarrte Verschlussmaterial 28 bildet damit dichte Verschlusskappen 29, wie in Fig. 2D dargestellt. Das Auf- schmelzen des Verschlussmaterials 28 ermöglicht weitestgehen- de Unabhängigkeit bezuglich des Drucks und der Zusammensetzung des Fluidums 24. Es ist daher möglich, ein gewünschtes Fluidum 24 oder auch ein Vakuum in den Hohlraum 20 dicht einzuschließen. Es ist ferner möglich, auf das Aufbringen des Verschlussmaterials 28 und des Tragermedium 27 zu verzichten, und lediglich ein flussiges Verschlussmaterial bereitzustellen, das vorteilhafter Weise an der Benetzungsschicht 26 haften bleibt, wie dies beispielsweise durch Wellenloten oder ein Lotbad erfolgen kann. Das verflüssigte Verschlussmaterial sollte in vorteilhafter Weise eine Oberflachenspannung aufweisen, die einerseits die Bildung einer Kappe über den Offnungen 22 begünstigt, und andererseits ein Eindringen in die Offnungen unterdruckt. Es kann somit auf die Benetzungsschicht 26 verzichtet werden.
Fig. 3A zeigt ein weiteres integriertes Bauteil in einem Substrat 3 mit einer mechanischen Struktur 31, die in einem Hohlraum 30 angeordnet ist. Der Hohlraum 30 ist über Offnun- gen 32 mit Innenwanden 332 zuganglich. Sowohl eine Oberflache 330 des Hohlraums 30 als auch eine Oberflache 331 der mechanischen Struktur 31 sind mit einer Antihaftbeschichtung 33 beschichtet. Ferner ist in den Hohlraum 30 ein Fluidum 34 eingebracht . Durch lokales Aufschmelzen, wie z.B. durch einen Laserstrahl, wird ein zuvor aufgebrachtes Verschlussmaterial oder ein oberer Teil des Substrats 3 verflüssigt und schließt durch Pfropfen 39 die Offnungen 32 ab, wie in Fig. 3B gezeigt. Das Verschlussmaterial kann in dieser Ausfuhrungsform durch das Substrat 3 gebildet werden. Es kann somit ein wohl definiertes Fluidum 34 unter einem bestimmten Druck und unter einer bestimmten Zusammensetzung in den Hohlraum 30 eingebracht werden, ohne dass weitere Prozessschritte zum Aufbringen wei- terer Verschlussmaterialien notig sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine schonende Prozessierung des bisher strukturierten integrierten Bauteils erfolgen kann. Auch lasst dieses Verfahren ein selektives Verschließen der Offnungen 32 zu, indem beispielsweise zunächst ein erster Teil der Offnungen 32 verschlossen wird, danach weitere Prozessschritte ausgeführt werden, die noch einen Zugang zum Hohlraum 30 voraussetzen, und danach die übrigen Offnungen 32 verschlossen werden. Neben dem Aufschmelzen von Teilen des Substrats 3 kann durch lokales Erhitzen auch ein separates Material zur Bildung der Pfropfen 39 verwendet werden, wie beispielsweise Metalle, die vor dem Aufschmelzen in einer Umgebung um die Offnungen 32 deponiert werden. Alternativ kann auch Material in Form einer Folie, z. B. aus Metall, einem Thermo- oder Duroplasten, bereitgestellt werden.
Bei allen Ausfuhrungsformen liegt die Temperatur, wahrend des Aufbringens bzw. des Aufschmelzens des Verschlussmaterials vorzugsweise in einem Bereich von 175°C bis 4000C. Ferner können als Verschlussmaterial beispielsweise Siθ2 oder Si3N4 zum Einsatz kommen und als Fluidum beispielsweise Stickstoff, Neon, Mischungen daraus, SF6, oder andere inerte Gase bzw. Mischungen daraus mit eingeschlossen. Die Offnungen 12, 22, 32 können des Weiteren unterschiedliche Großen aufweisen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Verschließen einer Öffnung (12, 22, 32) in einem Substrat (1, 2, 3), wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Bereitstellen eines Substrats (1, 2, 3) mit einem Hohlraum (10, 20, 30), wobei der Hohlraum (10, 20, 30) durch die Öffnung (12, 22, 32) zuganglich ist; Einbringen eines Fluidums (14, 24, 34) einer bestimmten Zusammensetzung und/oder unter einem bestimmten Druck in den Hohlraum (10, 20, 30);
Bereitstellen eines Verschlussmaterials (3, 15, 28); Aufbringen des Verschlussmaterials (3, 15, 28) auf die Öffnung (12, 22, 32), sodass das Fluidum (14, 24, 34) im Hohlraum (10, 20, 30) eingeschlossen wird, und wobei verhindert wird, dass das Verschlussmaterial (3, 15, 28) in den Hohlraum (10, 20, 30) eindringt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bereitstellen des Verschlussmaterials (3, 15, 28) durch das Bereitstellen von
Komponenten erfolgt, wobei die Komponenten durch physikalische und/oder chemische Umformung das Verschlussmaterial (3, 15, 28) ausbilden, und wobei das Ausbilden des Verschlussmaterials (3, 15, 28) auf der Öffnung (12, 22, 32) so erfolgt, sodass keine Komponenten in den Hohlraum (10, 20, 30) eindringen .
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Bereitstellen der Komponenten und das Ausbilden des Verschlussmaterials (3, 15, 28) durch einen plasmaverstarkten Gasphasenabscheidungspro- zess unter einem atmosphärischem Druck erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei das Bereitstellen des Verschlussmaterials (3, 15, 28) als Paste erfolgt, insbesondere mit einem Tragermedium (27), das nach einem Aufbringen aufgelost wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verschlussmaterial (3, 15, 28) flussig auf die Öffnung (12, 22, 32) aufgebracht wird, sodass durch Erstarren des Verschlussmaterials (3, 15, 28) auf der Öffnung (12, 22, 32) der Hohlraum (10, 20, 30) abgeschlossen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zusatzlich ein Schritt zur Bildung einer Benetzungsschicht (26) auf dem Substrat (1, 2, 3) wenigstens in einer Umgebung der Öffnung (12, 22, 32) erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Druck des Fluidums (14, 24, 34) zwischen 500 mbar und 2 bar liegt .
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Temperatur wahrend der Aufbringung des Verschlussmaterials
(3, 15, 28) auf die Öffnung (12, 22, 32) zwischen 175°C und 4000C liegt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei vor dem Aufbringen des Verschlussmaterials (3, 15, 28) auf die Öffnung (12, 22, 32) eine Antihaftbeschichtung (13, 23, 33) auf eine Innenwand (110, 220, 330) des Hohlraums (10, 20, 30) und auf eine Oberflache (111, 221, 331) einer mechanischen Struktur (11, 21, 31) aufgebracht wird.
10. Integriertes Bauteil mit einem Substrat (1, 2, 3), das einen Hohlraum (10, 20, 30) aufweist, der mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 abgeschlossen ist.
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