本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的方法。
背景技术：
这种方法由WO 2015/120939A1中公知。如果在微机械构件的空腔中确定的内压力是所期望的或混合气体应以确定的化学组成被包含在该空腔中，那么通常在封装微机械构件时或在基底晶片和盖晶片之间的键合过程中调整内压力或化学组成。在封装时，例如盖与基底连接，由此盖和基底共同包围空腔。通过调整气压或压力和/或调整在加盖时在周围环境中存在的混合气体的化学组成，因而可以调整在空腔中确定的内压力和/或确定的化学组成。
利用由WO 2015/120939A1公知的方法可以有目的地调整在微机械构件的空腔中的内压力。以该方法尤其能够制造具有第一空腔的微机械构件，其中，在该第一空腔中可以调整第一压力和第一化学组成，该第一压力或第一化学组成与在加盖的时间点上的第二压力和第二化学组成不同。
在用于有目的地调整在微机械构件的空腔中的内压力的方法中，根据WO 2015/120939A1，在盖或盖晶体中或者在基底或在传感器晶体中产生通向空腔的狭长的进入通道。接下来空腔以希望的气体和希望的内压力经过进入通道涌入。最后，借助激光局部加热围绕进入通道的区域，基底材料局部液化并且在凝固时密封地封闭进入通道。
技术实现要素：
本发明的任务在于，以相对于现有技术简单的和成本低的方式提供一种用于制造相对于现有技术机械牢固以及具有长使用寿命的微机械构件的方法。另外，本发明的任务在于，提供相对于现有技术紧凑的、机械牢固的和具有长使用寿命的微机械构件。根据本发明，这尤其适用于具有(第一)空腔的微机械构件。以根据本发明的方法和根据本发明的微机械构件也能够实现这样一种微机械构件：在该微机械构件中，在第一空腔中可以调节第一压力和第一化学组成，并且在第二空腔可以调节第二压力和第二化学组成。例如这种方法设置用于制造微机械构件，对于这些微机械构件有利的是，在第一空腔中包含第一压力并且在第二空腔包含第二压力，其中，第一压力应不同于第二压力。例如在微机械构件中应集成用于转速测量的第一传感器单元和用于加速度测量的第二传感器单元时是这种情况。
该任务由此解决：
-在第四方法步骤中，在进入开口的区域中在基底的或盖的背离第一空腔的表面中构造用于降低在进入开口封闭的情况下出现的局部应力的槽口。
由此，以简单和成本低的方式提供用于制造微机械构件的方法，借助该微机械构件可以降低和分布在进入开口区域中出现的局部应力。另外，利用根据本发明的方法能够明显减少或避免通常出现的应力峰值。尤其借助槽口能够降低通过弹性变形引起的机械应力。相对于没有构造槽口的方法，根据本发明的方法例如具有以下优点：根据第三方法步骤凝固的材料区域和/或凝固材料区域和剩余基底或剩余盖之间的边界面和/或围绕边界面的区域更不容易形成裂缝，因为借助槽口可以有效地降低局部出现的应力或者可以将局部出现的应力分布到更大的材料区域上。因此，当凝固材料区域例如在制造流水线中被无意地触碰，这通过根据本发明的方法不那么严重，因为凝固材料区域通过减少的局部应力有更少的裂缝成因和裂缝开始点。利用根据本发明的方法，也在局部加热基底材料时或被加热的材料在凝固中和相对于它的周围环境冷却而收缩时是更少有问题的。由此而可以在封闭区域中产生非常大的拉应力也是更少有问题的，因为通过降低局部机械应力，附加必要出现的、导致构件失效的机械应力明显高于在传统方法中的机械应力。因此，根据应力和材料而定出现的暂时的裂纹形成也更不可能。在微机械构件的热负载或者机械负载情况下的裂缝形成在继续加工或在场中更不可能，因为在微机械构件中存在的机械应力或预应力明显小于在利用已知方法制造的微机械构件中的机械应力或预应力。当在凝固材料区域中由于再结晶运动学在熔化区域的中心或在凝固区域的中心形成超过基底表面或盖表面的峰或者说峰的凸起时，这通过根据本发明的方法而尤其不那么严重。通过例如在进一步制造流水线中对峰无意的触碰而产生的对这样的峰的损坏的可能性和消极作用可以够通过槽口的使用而有效降低。由此根据本发明的方法能够有效地降低这种可能性：凝固材料区域或峰是裂缝的成因或开始点。因此，以简单和低成本的方式提供了用于制造相对于现有技术机械牢固以及具有长使用寿命的微机械构件。
与本发明相关联地，概念“微机械构件”这样理解：该概念包括微机械构件和微机电构件。
本发明优选设置用于制造或用于具有空腔的微机械构件。但是，本发明例如也设置用于具有两个空腔或多于两个即三个、四个、五个、六个或多于六个空腔的微机械构件。
进入开口优选通过借助激光将能量或热量引入吸收该能量或该热量的基底部分或盖部分而被封闭。在此，能量或热量优选在时间上依次被分别引入多个微机械构件的基底或盖的吸收部分中，这些微机械构件例如在一个晶片上共同制造。但是，替代地也设置将能量或热量同时引入微机械构件的基底或盖的各吸收部分，例如在使用多个激光束或激光装置的情况下。
本发明的有利构型或扩展方案可以从从属权利要求以及参照附图的说明书中得出。
根据优选的扩展方案设置为，盖与基底包围第二空腔，其中，在第二空腔中存在第二压力并且包含有具有第二化学组成的第二混合气体。
本发明的另一主题是一种用于制造具有基底和与基底连接并且与基底一起包围第一空腔和第二空腔的盖的微机械构件的方法，其中，在第一空腔中存在第一压力并且包含有具有第一化学组成的第一混合气体，其中，在第二空腔中存在第二压力并且包含有具有第二化学组成的第二混合气体，其中，
-在第一方法步骤中，在基底中或在盖中构造将第一空腔与微机械构件的周围环境连接的进入开口，其中，
-在第二方法步骤中调整在第一空腔中的第一压力和/或第一化学组成，其中，
-在第三方法步骤中，通过借助激光将能量或热量引入到基底的或盖的吸收部分中来封闭进入开口，其中
-在第四方法步骤中，在进入开口的区域中在基底的或盖的背离第一空腔的表面中构造用于降低在进入开口封闭的情况下出现的局部应力的槽口。
根据优选的扩展方案设置为，这样构造槽口，使得槽口到基本平行于所述表面地延伸的平面上的第一投影面积和基底或盖的吸收部分到该平面上的第二投影面积不重叠或至少部分地重叠。由此，以有利的方式实现：对于不存在两个面积的重叠的情况，不会有熔化材料流到槽口中并且因此能够特别准确地设计槽口用于降低机械应力。替代地，在两个面积重叠的情况下，能够有利地实现：除了导出机械应力外附加地也将槽口设置用于接收在第三方法步骤中转变到液体凝聚态的材料区域。因此，对比不使用槽口的传统方法，能够例如至少部分相对于表面地减少凝固的材料区域。
根据优选的扩展方案设置为，在第四方法步骤中在进入开口区域中在所述表面中构造另外一个槽口或另外多个槽口，以便降低在进入开口封闭的情况下出现的局部应力。由此，能够有利地实现：可以特别准确地调整出现的局部机械应力的降低。
根据优选的扩展方案设置为，槽口和/或另外一个槽口和/或另外多个槽口在基本上平行于所述表面延伸的平面中基本上相对于进入通道或相对于基底的或盖的吸收部分、尤其相对于基底的或盖的吸收部分的质心旋转对称地构造。因此，能够以有利的方式实现机械应力的特别对称的降低。
根据优选的扩展方案设置为，槽口和/或另外一个槽口和/或另外多个槽口各向异性地被蚀刻到表面中，其中，尤其在各向异性的蚀刻后，槽口和/或另外一个槽口和/或另外多个槽口各向同性地被蚀刻。由此能够有利地实现：该槽口和/或另外一个槽口和/或另外多个槽口可以各向异性地或者说长形地(在基本垂直于所述表面的槽口延伸尺度比平行于所述表面的槽口延伸尺度大的意义上或在基本垂直于所述表面的槽口延伸尺度比平行于所述表面的槽口延伸尺度小的意义上)构造地设置。另外，能够有利地实现：槽口包括各向同性和各向异性的区域。
根据优选的扩展方案设置为，槽口和/或另外一个槽口和/或另外多个槽口这样构造，使得该槽口和/或另外一个槽口和/或另外多个槽口的基本垂直于所述表面的第一延伸尺度基本上相当于基底的或盖的吸收部分的第二延伸尺度。由此能够有利地实现：尤其可以在基底或盖的吸收部分的整个区域上或在凝固材料区域的整个区域上降低机械应力。
根据优选的扩展方案设置为，时间上在第一方法步骤后实施第四方法步骤。由此能够有利地实现：槽口或者说结构在产生进入通道后被引入盖表面中。
根据优选的扩展方案设置为，尤其时间上在第二方法步骤前实施第四方法步骤。由此能够有利地实现：在调整第一压力和/或第一化学组成之前引入槽口或结构。
根据优选的扩展方案设置为，槽口和/或另外一个槽口和/或另外多个槽口这样构造，使得时间上在第三方法步骤之后，槽口和/或另外一个槽口和/或另外多个槽口包括一个环形空室或多个环形空室。由此能够有利地实现：尤其也可以在基底或盖的吸收部分的区域下方或在凝固材料区域的整个区域下方降低机械应力(“下方”是在从表面离开的方向或朝向第一空腔的方向的意义上)。
另外，本发明的其它主题是具有基底和与基底连接并且与基底一起包围第一空腔的盖的微机械构件，其中，在第一空腔中存在第一压力并且包含有具有第一化学组成的第一混合气体，其中，基底或盖包括封闭的进入开口，基底或盖包括在进入开口的区域中并且在基底的或盖的背离第一空腔的表面中布置的用于降低在进入开口封闭的情况下出现的局部应力的槽口。
根据优选的扩展方案设置为，盖与基底一起包围第二空腔，其中，在第二空腔中存在第二压力并且包含有具有第二化学组成的第二混合气体。
另外，本发明的另一主题是微机械构件，该微机械构件具有基底和与基底连接并且与基底一起包围第一空腔和第二空腔的盖，其中，在第一空腔中存在第一压力并且包含有具有第一化学组成的第一混合气体，其中，在第二空腔中存在第二压力并且包含有具有第二化学组成的第二混合气体，其中，基底或盖包括在进入开口的区域中并且在基底的或盖的背离第一空腔的表面中布置的用于降低在进入开口封闭的情况下出现的局部应力的槽口。由此，以有利的方式提供紧凑的、机械牢固的并且低成本的、具有调整后的第一压力和第二压力的微机械构件。根据本发明的方法的所述优点相应地也适用于根据本发明的微机械构件。
根据优选的扩展方案设置为，基底或盖包括在进入开口的区域中布置在所述表面中的用于降低在进入开口封闭的情况下出现的局部应力的另外一个槽口或优选另外多个槽口。由此，提供微机械构件，通过该微机械构件能够有利地实现：可以特别准确地调整出现的局部机械应力的降低。
根据优选的扩展方案设置为，基底和/或盖包括硅。由此能够实现：可以以标准化的层压技术方法制造微机械构件。
根据优选的扩展方案设置为，第一压力小于第二压力，其中，在第一空腔中布置有用于转速测量的第一传感器单元并且在第二空腔中布置有用于加速度测量的第二传感器单元。由此，以有利的方式，以对于第一传感器单元和第二传感器单元优化的运行条件提供用于转速测量和加速度测量的机械牢固的微机械构件。
附图说明
图1以示意性视图示出根据本发明的示例性实施方式的具有打开的进入开口的微机械构件。
图2以示意性视图示出根据图1的具有封闭的进入开口的微机械构件。
图3以示意性视图示出用于制造根据本发明的示例性实施方式的微机械构件的方法。
图4、图5、图6、图7、图8和图9以示意性视图示出根据本发明的示例性实施方式的微机械构件的部分区域。
具体实施方式
在不同的图中相同的部件总是设置有相同的参考标记，并且因此通常也分别仅一次被命名或被提及。
在图1和图2中示出根据本发明的示例性实施方式的、具有图1中的打开的进入开口11和具有图2中的进入开口11封闭的的微机械构件1的示意性视图。在此，微机械构件1包括基底3和盖7。基底3和盖7优选密封地相互连接并且共同包围第一空腔5。例如这样构造微机械构件1，使得基底3和盖7附加地共同包围第二空腔。然而第二空腔在图1和图2中未示出。
例如在第一空腔5中，尤其如在图2中示出的进入开口11封闭的情况下存在第一压力。此外，在第一空腔5中包含有具有第一化学组成的第一混合气体。另外，例如在第二空腔中存在第二压力并且包含有具有第二化学组成的第二混合气体。优选，进入开口11布置在基底3或盖7中。这里在本实施例中，进入开口11示例地布置在盖7中。然而根据本发明也可以对此替代地设置为，进入开口11布置在基底3中。
例如设置第一空腔5中的第一压力小于第二空腔中的第二压力。例如也可设置为，在第一空腔5中布置有在图1和图2中未示出的用于转速测量的第一微机械传感器单元并且在第二空腔中布置有在图1和图2中未示出的用于加速度测量的第二微机械传感器单元。
在图3中以示意性视图示出根据本发明的示例性实施方式的用于制造微机械构件1的方法。在此：
-在第一方法步骤101中，将第一空腔5与微机械构件1的周围环境9连接的、尤其狭长的进入开口11构造在基底3中或盖7中。图1示例性示出在第一方法步骤101后的微机械构件1。此外，
-在第二方法步骤102中，调整在第一空腔5中的第一压力和/或第一化学组成或第一空腔5以希望的气体和希望的内压力通过进入通道被涌入。此外，例如：
-在第三方法步骤103中，通过借助激光将能量或热量引入到基底3的或盖7的吸收部分21中来封闭进入开口11。替代地例如也设置为，
-在第三方法步骤103中，优选借助激光仅局部地加热进入通道周围的区域，并且将进入通道密封地封闭。因此，根据本发明的方法也可能有利地设置有不同于激光的其它能量源来用于封闭进入开口11。图2示例性示出在第三方法步骤103后的微机械构件1。
时间上在第三方法步骤103后，可以在图2中示例性示出的在表面19上的侧向区域15中以及在垂直于侧向区域15到微机械构件1的表面19的投影的深度中，即沿着进入开口11并且向着第一空腔5方向，出现机械应力。这些机械应力、尤其是局部机械应力尤其存在于边界面上和边界面附近，该边界面处于盖7的在第三方法步骤103中转变为液体凝聚态并且在第三方法步骤103后转变为固态凝聚态并且封闭进入开口11的材料区域13和盖7的在第三方法步骤103中保持固态凝聚态的剩余区域之间。在此，盖7的在图2中封闭进入开口11的材料区域13仅被视作示意性或示意性示出，尤其在它侧面的、尤其平行于表面19延伸的延伸部或造型部方面和尤其在它垂直于侧面的延伸部、尤其垂直于表面19延伸的伸展部或外形方面。
在图4、图5、图6、图7、图8和图9中，在示意性视图中示出根据本发明的示例性实施方式的微机械构件1的部分区域。在此，在图4、图5、图6、图7、图8和图9中在基底3的或盖7的吸收部分21中或围绕基底3的或盖7的吸收部分21或者说在熔化区域中或围绕熔化区域布置有不同的槽口17或结构，以便降低应力。在此，这样构造这些结构，使得直接围绕基底3或盖7的吸收部分21或者说围绕熔化区域21的材料可以通过弹性变形降低在凝固的熔化区域中的应力。为此，例如单个结构或多个结构优选相对于熔化部的中心点旋转对称地布置。在图4、图5、图6、图7、图8和图9中提出示例性的槽口17或结构。然而也设置其它成型的或其它延伸的槽口17，这些槽口满足本发明的目的。在图4、图5、图6、图7、图8和图9中提出的结构优选在表面19中各向异性地被蚀刻。此外，例如图9中示出的结构的下部分在各向异性的蚀刻后各向同性地被蚀刻。例如，表面19在此包括硅表面。例如，槽口17的垂直于表面19的第一延伸部或槽口17或结构伸入到表面19或硅表面中的深度处于垂直于表面19或例如硅的熔化深度的吸收部分21的第二延伸部区域中。然而替代地也设置为，第一延伸部小于第二延伸部。另外也可设置为，第二延伸部小于第一延伸部。
在图3中示例性示出：
-在第四方法步骤104中，在进入开口11的区域中在基底3的或盖7的背离第一空腔5的表面19中构造用于降低在进入开口11封闭的情况下出现的局部应力的槽口17或者说泄压结构。
在图4和图5中示出用于降低应力的不同槽口17或结构或环形结构。在此，例如槽口17到基底3或盖7的吸收部分21的外边缘的距离最大相当于吸收部分21或熔化区域21的半径。尤其，例如设置为，槽口17到基底3或盖7的吸收部分21的外边缘的距离相当于吸收部分21或熔化区域21的半径的一半。另外，例如设置为，该槽口17构造为圆环、方形框或多边形、尤其是四边形、六边形、八边形、十边形或十二边形或大于十二边形的多边形。例如方形框或多边形也根据晶体定向、尤其根据硅晶体定向而任意指向和/或构造为另一多边形。
在图6中示例性示出槽口17的另外两个可能的构造。尤其在图6中示出多个槽口17。槽口17或多个槽口17或者说用于匹配机械特性的泄压结构例如包括一个或多个相互环套的中断的环形结构。这些环形结构例如不与或至少部分与熔化区域21或吸收部分21相交或者说伸进熔化区域21或吸收部分21中。
在图7中示例性示出槽口17的两个另外的可能的构造。在此槽口17例如包括围绕熔化区域21或吸收部分21延伸的环形结构以及轮辐状或径向对着熔化区域21的中心或质心延伸并且与环形结构连接的沟。在此，这些沟例如仅部分伸进吸收部分21中并且至少部分在吸收部分21外部布置。例如也设置为，沟在进入开口11区域中相互连接地构造。换言之，沟能够在中心相会或者优选在以前结束。此外，例如在包含所有公差的情况下确保：端部处于熔化区域21内部。另外，在图7中示出另外多个槽口17的另一可能的构造。在此，在熔化区域21中或围绕熔化区域21布置有多个单个结构17，这些单个结构使材料更有弹性并且通过矩阵式布置容忍调整偏差。例如设置为，单个结构17由四边形、六边形、或八边形或它们的组合构造。
图8示例性示出该槽口17的另一可能的构型。在此，槽口17包括例如一个环形结构或包括多个环形成型并且在熔化区域21内部围绕进入通道11布置的单个结构。在此，槽口17的或结构的深度或槽口17的垂直于表面19的延伸部大于吸收部分21的延伸部或者说大于熔化深度。因此可能的是，在吸收部分21区域中的凝固材料区域在该材料区域熔化后在熔化层下方围绕进入通道11对称地构造或者说留下一个环形空室301或多个围绕进入通道11环形布置的空室301。通过该空室301可以降低在入口孔封闭件的下侧区域中或者说在吸收部分21的面向第一空腔5的一侧上的张力或机械应力。在此，例如这样构造槽口17的宽度或延伸部，使得例如激光在第三方法步骤103中没有到达蚀刻底部或槽口17和盖7之间的边界面，或者说激光照射不到蚀刻底部或边界面。替代地也设置为，在第三方法步骤103中这样调整激光束的射入角，使得激光束或激光脉冲不是垂直地照射到槽口表面上或在槽口17和盖7之间的边界面上。
根据本发明设置为，例如可选择地将该槽口17或结构与泄压结构或其它槽口17或在熔化区域21或吸收部分21外部的结构组合。不同的蚀刻深度在此可以例如借助宽高比依赖的腐蚀(速率)(ARDE：aspect ratio dependent etching)效应实现。
最后，图9示出槽口17，其中，槽口17分别包括各向同性的区域303。在此，例如设置为，各向同性的区域303尤其布置在槽口17的背离表面19一侧上。例如这样蚀刻在图9中示出的槽口17或结构，使得在蚀刻端部或在槽口17的面向第一空腔5的一侧进行各向同性的蚀刻步骤，由此，在蚀刻底部上产生侧凹部305。尤其设置为，这样构造侧凹部305，使得侧凹部305基本平行于表面19延伸或与剩下的槽口17相比平行于表面地至少部分伸入盖7中。
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